JP5081610B2 - 画像形成装置及び緩衝機構 - Google Patents
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Description
また、請求項2の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、上記上ユニットに設けられた第二の軸を中心に該上ユニットに対して回動可能なアーム部材と、該アーム部材の軸支されていない端部を案内面に沿って案内する該画像形成手段に設けられた案内部と、該アーム部材に回転付勢力を付与するトルク発生部材とを有し、該トルク発生部材からの回転付勢力よって該アーム部材が該案内面を押圧することにより、該上ユニットに開方向への付勢力を付与するように上記付勢手段を構成し、該上ユニットの上記第一の軸が取り付けられた側とは反対側から該第一の軸が取り付けられた側に向かう方向へ上記スライド部が該上ユニットに対してスライドするに従い、該回転付勢力が小さくなるように上記付勢力変更手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2記載の画像形成装置において、上記トルク発生部材は、一端が上ユニット部分に係止され他端が上記アーム部材に係止されるトーションスプリングであり、上記スライド部のスライド方向に並んだラックと該ラックに噛み合うギヤを円周に有する回転部材とを設け、該回転部材を該一端を係止する上記ユニット部分として用い、上記向かう方向へ上記スライド部が上記上ユニットに対してスライドするに従い、上記回転付勢力が小さくなるような巻き方向の姿勢で該トーションスプリングを配置して上記付勢力変更手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置において、上記上ユニットに上記スライド部をスライド前側に押圧する弾性部材を設けることを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置において、上記スライド部を上記上ユニットに対して動かないように固定するスライドロックスイッチが設けられており、該スライドロックスイッチによって該スライド部が該上ユニットに対して固定されている場合には、該スライド部に設けられた該スライド部のスライド方向に並んだラックと上記回転付勢力変化手段に設けられたギヤとが係合せず、該スライド部の固定が解除された場合に該ラックと該ギヤとが係合するように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、下ユニットと、下ユニット後方に設けられた第一の軸に軸支され回動する、該第一の軸の軸方向両側に設けられた一対の上フレームに締結された上カバー、及び、該第一の軸の軸方向に対して垂直方向にスライドするスライド部が設けられ、該上カバーの上面に設けられた画像形成後のシート部材を載置するシート載置部をまたぐように、該上カバーから上方へと突き出た台座部に、該シート載置部の上方にシート部材を載置させる隙間をあけて該スライド部を介して、原稿の画像情報を読み取る画像読取手段が装着された、該下ユニットに対して該第一の軸を中心に回動可能な上ユニットとの間に設けられる緩衝機構において、該下ユニットに対して該上ユニットが開く方向への付勢力を該上ユニットに付与する付勢手段を有しており、該上ユニットの該第一の軸が取り付けられた側とは反対側から該第一の軸が取り付けられた側に向かう方向へ該スライド部が該上ユニットに対してスライドするに従い、該付勢手段から該上ユニットに付与される付勢力が小さくなるように変更する付勢力変更手段を備えたことを特徴とするものである。
図2は本実施形態に係るスキャナを備えた画像形成装置、すなわちデジタル複合機(以下、単に複合機と記載する)である。複合機は画像形成部1000と、スキャナ部2000、自動原稿搬送装置(以下、ADFという)3000を有している。図3はこの複写機を示す断面概略構成図である。図3において、複写機は、像担持体としての感光体ドラム1、帯電装置2、現像手段としての現像装置3、感光体ドラム1をクリーニングするクリーニング装置4、感光体ドラム1上に静電潜像を書き込むためのLSU(露光光学系)である光書込ユニット6などを備えた画像形成部1000を備えている。
図4はプリンタ機能のみ有する画像形成装置であるプリンタ1000aである。また、図5は図4に示したプリンタ1000aを開放した図である。
上カバー1200aは本体後方を左右に貫くシャフト1310aに軸支され回動する、上フレーム1300aと上フレーム1300aに対して上カバー左右方向反対側に設けられた図示しない上フレームとに締結されて、一つの上ユニット1500aとなっている。さらに両上フレームの間にはLSU(露光光学系)が保持されている。また、上ユニット1500aは閉まり時にロックするロック爪とロック解除レバーを有しており、上フレーム1300aは軸部にトーションスプリング1530aを備えている。トーションスプリング1530aの付勢力は上ユニット1500aを適度な速度で開放するトルクを有し、ロックが解除されるとバネの付勢力によって、上ユニット1500aは最大開放角へとゆっくり跳ね上げられる。なお、上記図示しない上フレームの軸部にもトーションスプリング1530aと同様のトーションスプリングが備えられており、トーションスプリング1530aと同じ働きをする。
上カバー1200は本体後方を左右に貫くシャフト1310に軸支され回動する、上フレーム1300と上フレーム1301とに締結されて、一つの上ユニット1500となっている。上フレーム1300、1301は間にLSU(露光光学系)を保持している。また、上ユニット1500は閉まり時にロックする図示しない、ロック爪とロック解除レバーとを有しており、上フレーム1300は軸部にトーションスプリング1530を備えている。なお、上フレーム1301の軸部にもトーションスプリング1530と同様の図示しないトーションスプリングが備えられている。また、図2に示すように上カバー1200は排紙面1210をまたぐように上方へと突き出た台座部1250,1251を設けてあり、スキャナ部2000は画像形成部1000の排紙面1210の上方に、用紙をスタックさせる隙間をあけて、上カバー1200の台座部1250,1251と装着される。
次に図1に示すように、上ユニット1500がスライド部1800を有している場合を考える。なお、本実施形態ではスライド部1800にスキャナが設けられている。
上ユニット1500上でスキャナなどの重量物を設けたスライド部1800がスライドしたとき、上ユニット1500の開閉動作に必要な回転モーメントの角度分布は変化する。よって、スライド前に最適化された緩衝機構の構成では十分な緩衝性能を果たすことは難しい。そのため、この問題を解決するには、全体的に動きを渋くする、つまりトルク負荷を常に大きめに付与することで、全体的に上ユニット1500の加速を抑える構成とすることで対処できるが、この手法によると操作力が大きくなってしまうとの欠点がある。したがって、本実施形態においてはスライド部1800をスライドさせた状態でも適切な緩衝性能を得られるように以下のように構成している。
次に、アーム1620の軸部1620dに設けるトルク発生機構にカム機構を利用したものを図16に示す。
図16(a)に示すように、アーム1630のスラスト方向にカム部1630aを設け、対向カム部材1650にカム部1650aを設ける。対向カム部材1650は図16(b)に示すように弾性部材1660によりアーム1630へと押し付けられ、上記のカム部1630aとカム部1650aとが互いに押し付けられた状態となることで、アーム1630へは回転付勢力が働く。この構成によれば、トルクの発生方向、分布は自由に設計することが出来る。例えば、図17に示すように開閉角度が40°にて上ユニット1500の重心が回動軸であるシャフト1310の真上にくる場合、図18に示すように開閉角度40°でカム同士は回転力を生まないかみ合い方をする。そのため、開閉角度が0°から40°で上ユニット1500を開ける方向、開閉角度が40°よりも大きい角度で上ユニット1500を閉じる方向に回転付勢力を与えるように例えば図16(b)(開閉角度が40°)や図16(c)(開閉角度が80°)に示すようにカム部1630aとカム部1650aとをかみ合わせる。これにより、重心の回動軌跡に対応した緩衝力を生むことができる。
また、本実施形態によれば、上記付勢手段は、上ユニット1500に設けられた第二の軸である軸部1620dを中心に上ユニット1500に対して回動可能なアーム1620と、アーム1620の軸支されていない端部を案内面に沿って案内する、画像形成部1000に設けられた案内部であるスライドレール1610と、アーム1620に回転付勢力を付与するトーションスプリング1640などのトルク発生部材とを有し、上記トルク発生部材からの回転付勢力よってアーム1620が上記案内面を押圧することにより、上ユニット1500に開方向への付勢力を付与するように上記付勢手段を構成し、上ユニット1500のシャフト1300が取り付けられた側とは反対側からシャフト1300が取り付けられた側に向かう方向へスライド部1800が上ユニット1500に対してスライドするに従い、上記回転付勢力が小さくなるように上記付勢力変更手段を構成している。
これにより、アーム1620が案内面を押圧する押圧力がスライド部1800のスライド位置に応じて変化するため、上ユニット1500に付与される開方向への付勢力も変化する。よって、スライド部1800のスライド位置に応じて回転付勢力を所定の大きさにすることにより、上ユニット1500に付与させる開方向への付勢力をスライド部1800のスライドに応じた適切な大きさにすることが可能となる。つまり、スライド部1800が上ユニット1500に対してシャフト1300側へスライドするに従いトルク発生手段からアーム1620に付与される回転付勢力を小さくなるようにする。このようにすることで、アーム1620が案内面を押圧する押圧力が小さくなるため、上ユニット1500に付与される開方向への付勢力も小さくなる。したがって、上ユニット1500を開けるときには、上ユニット1500の重心が上記後方へ変位しても上ユニット1500に付与される開方向の付勢力が小さくなるので、上ユニット1500が勢い良くシャフト1300よりも後方に倒れるのを抑制することができる。また、上ユニット1500を閉じるときには、上ユニット1500を開方向へ付与する付勢力が小さくなっているので、上ユニット1500の重心が上記後方へ変位しても上ユニット1500を閉じるために大きな力が必要となるのを抑制することができる。このように、上ユニット1500のスライド部1800がスライドし上ユニット1500の重心が変位しても、適切な緩衝性能を得ることができる。よって、画像形成部1000に対して回動可能な、スライド部1800を有する上ユニット1500の開閉を安価な緩衝機構で安全に行うことができる。
また、本実施形態によれば、上記トルク発生部材は、一端が上ユニット部分に係止され他端がアーム1620に係止されるトーションスプリング1640であり、スライド部1800のスライド方向に並んだラックであるギヤ部1800aとギヤ部1800aに噛み合うギヤ部1700aを円周に有する回転部材である支持部材1700とを設け、支持部材1700を上記一端を係止する上記上ユニット部分として用い、上記向かう方向へスライド部1800が上ユニット1500に対してスライドするに従い、上記回転付勢力が小さくなるような巻き方向の姿勢でトーションスプリング1640を配置して上記付勢力変更手段を構成している。これにより、上ユニット1500の開閉動作における緩衝機構を安価に構成することができる。
また、本実施形態によれば、上ユニット1500に原稿の画像情報を読み取る画像読取手段であるスキャナ部2000を設けることで、本実施形態の複写機のように、スキャナ部2000は設置スペース低減のため、画像形成部の上方に配置されることが多いので、上ユニット1500と同時に開閉されるようにすることで、装置本体内部を露出のための開閉作業において開閉の妨げとならないようにすることができる。
また、本実施形態によれば、スキャナ部2000がスライド部1800に設けられることで、スキャナは画像形成部1000と独立系であるため、本体に対して位置を変更した状態においても使用に問題はない。よって、複写機の上方に配置されたスキャナ部1800を移動可能することで、画像形成部の視認性や作業性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、上ユニット1500にはスライド部1800の下方に設けられた隙間に画像形成後のシート部材を載置するシート載置部である排紙面1210が設けられることで、設置スペースを減少させることができる。また、排紙面1210の上方に設けられたスライド部1800がスライドすることで、排紙視認性や排紙の取り出し易さを向上させることができる。
また、本実施形態によれば、少なくとも像担持体である感光体ドラム1、現像手段である現像装置3、帯電手段である帯電装置2及びクリーニング手段であるクリーニング装置4から選ばれる2つ以上が一体形成された、装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジ110を有しており、画像形成部1000にプロセスカートリッジ110が設けられており、上ユニット1500の開動作によってプロセスカートリッジ110が露出される。これにより、上ユニット1500の開放によりプロセスカートリッジ110の交換が可能とすることで、装置本体の1箇所を開けてプロセスカートリッジ110を取り出すという、最小工程数にてランニングにおいてユーザーが必要不可欠なプロセスカートリッジ110の交換作業を容易な作業とすることができる。
また、本実施形態によれば、軸部1620dに上記トルク発生手段に加え、オイルダンパを設けることで、使用者が乱暴に操作した場合においても上ユニット1500の開閉速度に応じたトルクを発生させて、部品が破損するのを防ぐことができる。
また、本実施形態によれば、上ユニット1500にスライド部1800をスライド前側に押圧する弾性部材1810を設けることで、スライド部1800をスライドさせる際に、上記トルク発生部材がギヤを介してスライド機構を後側へ押圧する力をキャンセルし、小さな操作力にてスライド部1800をスライドさせることができる。
また、本実施形態によれば、スライド部1800を上ユニット1500に対して動かないように固定するスライドロックスイッチ1400が設けられており、スライドロックスイッチ1400によってスライド部1800が上ユニット1500に対して固定されている場合には、ギヤ部1800aとギヤ部1700aとが係合せず、スライド部1800の固定が解除された場合にギヤ部1800aとギヤ部1700aとが係合するように構成している。これにより、上記トルク発生手段とアーム1620の間に生じる回転付勢力をギヤ以外の部分で受けることで、上ユニット1500の開閉時の動荷重がギヤ部1700aとギヤ部1800aとにはかからない。よって、ギヤの破損や上ユニット1500の開動作時にスライド部1800に動力が伝わり動いてしまうといったことを防止することができる。
また、本実施形態によれば、下ユニットである画像形成部1000と、画像形成部後方に設けられた第一の軸であるシャフト1310に軸支され回動する、シャフト1310の軸方向両側に設けられた一対の上フレーム1300,1301に締結された上カバー1200、及び、シャフト1310の軸方向に対して垂直方向にスライドするスライド部1800が設けられ、上カバー1200の上面に設けられた画像形成後のシート部材を載置するシート載置部である排紙面1210をまたぐように、上カバー1200から上方へと突き出た台座部1250,1251に、排紙面1210の上方にシート部材を載置させる隙間をあけてスライド部1800を介して、原稿の画像情報を読み取る画像読取手段であるスキャナ部2000が装着された、画像形成部1000に対してシャフト1310を中心に回動可能な上ユニット1500との間に設けられる緩衝機構において、画像形成部1000に対して上ユニット1500が開く方向への付勢力を上ユニット1500に付与する付勢手段を有しており、上ユニット1500のシャフト1300が取り付けられた側とは反対側からシャフト1300が取り付けられた側に向かう方向へスライド部1800が上ユニット1500に対してスライドするに従い、上記付勢手段から上ユニット1500に付与される付勢力が小さくなるように変更する付勢力変更手段を備えている。これにより、上ユニット1500を開けるときには、上ユニット1500の重心が上記向かう方向へ変位しても上ユニット1500に付与される開方向の付勢力が小さくなるので、上ユニット1500が勢い良くシャフト1300よりも後方に倒れるのを抑制することができる。また、上ユニット1500を閉じるときには、上ユニット1500を開方向へ付与する付勢力が小さくなっているので、上ユニット1500の重心が上記向かう方向へ変位しても上ユニット1500を閉じるために大きな力が必要となるのを抑制することができる。よって、上ユニット1500のスライド部1800がスライドし上ユニット1500の重心が変位しても、適切な緩衝性能を得ることができる。よって、画像形成部1000に対して回動可能な、スライド部1800を有する上ユニット1500の開閉を安価な緩衝機構で安全に行うことができる。
2 帯電装置
3 現像装置
4 クリーニング装置
110 プロセスカートリッジ
1000 画像形成部
1200 上カバー
1210 排紙面
1310 シャフト
1400 スライドロックスイッチ
1500 上ユニット
1620 アーム
1620d 軸部
1630 アーム
1630a カム部
1640 トーションスプリング
1650 対向カム部材
1650a カム部
1700 支持部材
1700a ギヤ部
1800 スライド部
1800a ギヤ部
Claims (6)
- 画像を形成する画像形成手段と、
装置本体後方に設けられた第一の軸に軸支され回動する、該第一の軸の軸方向両側に設けられた一対の上フレームに締結された上カバーを有し、該第一の軸を中心に該画像形成手段に対して回動可能な上ユニットと、
該上ユニットに設けられた、該第一の軸の軸方向に対して垂直方向にスライド可能なスライド部と、
該上カバーの上面に設けられた画像形成後のシート部材を載置するシート載置部をまたぐように、該上カバーから上方へと突き出た台座部に、該シート載置部の上方にシート部材を載置させる隙間をあけて該スライド部を介して装着された、原稿の画像情報を読み取る画像読取手段と、
該画像形成手段に対して該上ユニットが開く方向への付勢力を該上ユニットに付与する付勢手段とを備えた画像形成装置において、
該上ユニットの該第一の軸が取り付けられた側とは反対側から該第一の軸が取り付けられた側に向かう方向へ該スライド部が該上ユニットに対してスライドするに従い、該付勢手段から該上ユニットに付与される付勢力が小さくなるように変更する付勢力変更手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
上記上ユニットに設けられた第二の軸を中心に該上ユニットに対して回動可能なアーム部材と、該アーム部材の軸支されていない端部を案内面に沿って案内する該画像形成手段に設けられた案内部と、該アーム部材に回転付勢力を付与するトルク発生部材とを有し、該トルク発生部材からの回転付勢力よって該アーム部材が該案内面を押圧することにより、該上ユニットに開方向への付勢力を付与するように上記付勢手段を構成し、
該上ユニットの上記第一の軸が取り付けられた側とは反対側から該第一の軸が取り付けられた側に向かう方向へ上記スライド部が該上ユニットに対してスライドするに従い、該回転付勢力が小さくなるように上記付勢力変更手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2記載の画像形成装置において、
上記トルク発生部材は、一端が上ユニット部分に係止され他端が上記アーム部材に係止されるトーションスプリングであり、上記スライド部のスライド方向に並んだラックと該ラックに噛み合うギヤを円周に有する回転部材とを設け、該回転部材を該一端を係止する上記ユニット部分として用い、上記向かう方向へ上記スライド部が上記上ユニットに対してスライドするに従い、上記回転付勢力が小さくなるような巻き方向の姿勢で該トーションスプリングを配置して上記付勢力変更手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置において、
上記上ユニットに上記スライド部をスライド前側に押圧する弾性部材を設けることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置において、
上記スライド部を上記上ユニットに対して動かないように固定するスライドロックスイッチが設けられており、該スライドロックスイッチによって該スライド部が該上ユニットに対して固定されている場合には、該スライド部に設けられた該スライド部のスライド方向に並んだラックと上記回転付勢力変化手段に設けられたギヤとが係合せず、該スライド部の固定が解除された場合に該ラックと該ギヤとが係合するように構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 下ユニットと、
下ユニット後方に設けられた第一の軸に軸支され回動する、該第一の軸の軸方向両側に設けられた一対の上フレームに締結された上カバー、及び、該第一の軸の軸方向に対して垂直方向にスライドするスライド部が設けられ、該上カバーの上面に設けられた画像形成後のシート部材を載置するシート載置部をまたぐように、該上カバーから上方へと突き出た台座部に、該シート載置部の上方にシート部材を載置させる隙間をあけて該スライド部を介して、原稿の画像情報を読み取る画像読取手段が装着された、該下ユニットに対して該第一の軸を中心に回動可能な上ユニットとの間に設けられる緩衝機構において、
該下ユニットに対して該上ユニットが開く方向への付勢力を該上ユニットに付与する付勢手段を有しており、該上ユニットの該第一の軸が取り付けられた側とは反対側から該第一の軸が取り付けられた側に向かう方向へ該スライド部が該上ユニットに対してスライドするに従い、該付勢手段から該上ユニットに付与される付勢力が小さくなるように変更する付勢力変更手段を備えたことを特徴とする緩衝機構。
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