JP5892010B2 - 回動部材およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関わり、更に詳しくは、回動部材の回動とバネの付勢力を受ける昇降部材の昇降とが連動するに際し、回動トルクが常に一定になるように連動部が形成されている回動部材およびそれを備えた画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置がある。この画像形成装置は、一般に感光体ドラムを一様に帯電させて初期化し、この感光体ドラムに光書込みによって静電潜像を形成し、この静電潜像をトナー像化して、そのトナー像を直接または間接に用紙等の転写材に転写して定着器で定着させる。

このような画像形成装置においては、用紙搬送ユニット、画像形成ユニット、転写ベルトユニット、定着ユニット等の画像形成に関わるユニット類は、画像形成装置本体のフレームにより位置決めされて保持される方式が一般的に採用されている。

これらのユニットは、一定期間の使用で寿命が尽きる又は汚れが生じると、新品との交換や清掃等の保守作業を行う必要がある。このため、上述したユニット類は画像形成装置本体の装着部に着脱可能に構成されているものが多い。

特に、画像形成ユニットを装着部から脱抜する際には、通常は、レバー等を用いて書込ヘッドを感光体ドラムから離間させ、その後感光体ドラムと一体な画像形成ユニットを主走査方向に引き出すのが一般的である。

また、画像形成ユニットを装着部に装着する際も、レバー等により書込ヘッドを印字位置から離間させてから画像形成ユニットを主走査方向に押し込んで装着し、書込ヘッドを元の印字位置に戻すのも一般的である。

レバーを用いるか、何を用いるかはともかくとして、上記のように書込ヘッドを感光体ドラムから離間（印字位置から離間）させてから画像形成ユニットを装着部から脱抜し、画像形成ユニットを装着部に装着する際は、書込ヘッドを印字位置から離間させた状態で装着部に装着してから書込ヘッドを印字位置に戻すことが必須であることは良く知られている。（例えば、特許文献１参照。）

ところで、書込ヘッドは、通常は例えば螺旋バネのような付勢部材に押し上げ方向に付勢されて印字位置に設定されている。したがって、画像形成ユニットを装着部に装着する際に書込ヘッドを印字位置から離間させるには、付勢部材の付勢力に抗して書込ヘッドを印字位置から下方に押し下げることになる。

付勢部材が螺旋バネの場合、自由状態に対して外部から加わる圧縮（又は引張り、以下同様）方向に対する力に対して、圧縮の始めは外部からの力に対する抵抗力は弱いが、圧縮の程度が大きくなるほど付勢力が増して抵抗力は強くなる。

したがって、例えば、画像形成ユニットの回転型の取っ手の回動に連動させて書込ヘッドを印字位置から離間させようとすると、取っ手の回動が進むにつれて螺旋バネのバネ荷重が強くなり、取っ手を回すユーザに強い力が要求されることになる。そうすると、ユーザの使用感に悪影響を及ぼすという不具合が発生する。

このような付勢部材の付勢力の増加に関わる不具合については、昇降機能を備えた座席において、座席を昇降させるのに必要とされる駆動力、例えば、モータの仕事量を一定に保つことが出来、モータの最大出力を小さく設定することが出来る座席のリフト装置が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）

特開２００４−３５４６９０号公報 特開２００４−０１６２４７号公報

しかしながら、特許文献２の技術は、車体本体側に取付けられ座席下に設けられた回動台座や、スライダを備えたベースパネル、一端側がスライダに軸支され他端側が座席を支持する昇降フレームに軸支された４節リンクなど複雑で大型な機構から成っている。

これは、例えば画像形成ユニットの回転型の取っ手のように、狭い空間に配置され、手の指で抓んで回せる程度の小型な回動部材と書込ヘッドの昇降機構の連動機構に適用できるような技術ではない。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、回動部材の回動とバネの付勢力を受ける昇降部材の昇降とが連動するに際し、回動トルクが常に一定になるように連動部が形成されている回動部材およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の回動部材は、回動することにより第１位置と第２位置とを取り得るよう第１のユニットの前面部に軸支される軸支部を有し、上記前面部に保持されて付勢部材の付勢力を受ける昇降部材の昇降と上記回動とが連動するに際し、回動トルクが常に一定になるように連動部が形成されている回動部材であり、上記回動部材は、該回動部材の回動面において上記軸支部の近傍となる第１円弧位置から上記回動部材の縁部に隣接する位置となる第２円弧位置まで円弧状に形成された円弧溝を有し、該円弧溝は、上記前面部において、上記軸支部の下方となる第１長孔位置から上記回動部材の縁部に隣接する位置となる第２長孔位置まで鉛直に形成された長孔に摺接し、前記付勢部材により常に上昇方向に付勢される第２のユニットに連結される上記昇降部材に一端を軸支されて他端が上記長孔を貫通する昇降ピンの上記他端に係合され、上記昇降ピンは、上記回動部材が上記第２位置から上記第１位置に回動したとき、上記他端は上記長孔の上記第１長孔位置に位置すると共に、上記円弧溝の上記第１円弧位置に位置し、上記回動部材が上記第１位置から上記第２位置に回動したとき、上記他端は上記長孔の上記第２長孔位置に位置すると共に、上記円弧溝の上記第２円弧位置に位置し、上記円弧溝は、上記第１円弧位置に上記昇降ピンがあるときの昇降ピン軸心と上記軸支部との距離をｒ0 、距離ｒ0 をなす直線の延長線を基準横軸とし、上記第１円弧位置から上記第２円弧位置まで上記昇降ピンが移動する際の上記昇降ピン軸心と上記軸支部とを結ぶ直線が上記基準横軸となす角度を回転角θ、上記昇降ピン軸心と上記軸支部との距離をｒ（θ）とし、上記回動部材の単位回転当たりに上記円弧溝がなす仕事量を一定量ω、上記付勢部材のバネ定数をｋとしたとき、
ｒ（θ）＝ｒ0 ± √（ｒ0 ＋（２ω・θ／ｋ））
となる形状に形成されている、ように構成されることが好ましい。

本発明は、回動部材の回動とバネの付勢力を受ける昇降部材の昇降とが連動するに際し、回動トルクが常に一定になるように連動部が形成されている回動部材およびそれを備えた画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施例１に係るフルカラーの画像形成装置（プリンタ、装置本体）の内部構成を説明する断面図である。 実施例１に係るプリンタの外観斜視図である。 (a)は実施例１に係るプリンタの画像形成部の４個の画像形成ユニットを取り出して横に並べて示す正面図、(b)はその斜視図である。 (a)は実施例１に係るプリンタの画像形成ユニットがユニット装着部に装着前の又はユニット装着部から跋脱後の単体であるときの斜視図、(b)はユニット装着部に装着されてロックされている状態を示す図、(c)はロックが外された状態を示す図、(b)はユニット装着部から跋脱完了直前の状態を示す図である。 (a)は図４(b)の状態を示し、抓みが横に９０度回動しているときのユニット前面カバーの正面図、(b)はその抓みと一体な抓み円板の裏面の縁周囲に立設する円環部の断面図、(c)はリリースクランクのみを取り出して示す図、(d)は(a)のユニット前面カバーの背面図、(e)は(d)のクランクホルダを取り除いて示す図である。 (a)は図４(c)の状態を示し、抓みが縦に９０度回動しているときのユニット前面カバーの正面図、(b)はその抓み円板の裏面の円環部の断面図、(d)は(a)のユニット前面カバーの背面図、(e)は(d)のクランクホルダを取り除いて示す図である。 (a)は抓みと一体な抓み円板の裏面から円環部と円弧溝を見た図、(b)は円弧溝に求められる特徴をグラフに示した図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係るフルカラーの画像形成装置（以下、単にプリンタ、又は装置本体という）の内部構成を説明する断面図である。

図１に示すプリンタ１（以下、装置本体１とも言う）は、電子写真式で二次転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、画像形成部２、転写ベルトユニット３、トナー供給部４、給紙部５、ベルト式定着ユニット６、及び両面印刷用搬送ユニット７で構成されている。

上記画像形成部２は、いわゆる背面転写方式で転写ベルト８の下部走行部表面８ａにトナー画像を転写するために、その転写ベルト８の下部走行部表面８ａに接して上流側から下流側（同図の右側から左側）へ４個の画像形成ユニット９（９ｋ、９ｃ、９ｍ、９ｙ）を多段式に並設した構成をとっている。

上記４個の画像形成ユニット９のうち上流側の３個の画像形成ユニット９ｙ、９ｍ及び９ｃは、それぞれ減法混色の三原色であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の色トナーによるモノカラー画像を形成する。

また、画像形成ユニット９ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。上記の各画像形成ユニット９は、画像を現像するトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下イエロー（Ｙ）のトナー用の画像形成ユニット９ｙを例にしてその構成を説明する。

画像形成ユニット９は、最上部に像担持体としての感光体ドラム１０を備えている。この感光体ドラム１０は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム１０の周面に当接し又は近傍を取り巻いて、クリーナ１１、帯電ローラ１２、光書込ヘッド１３、及び現像器１４の現像ローラ１５が配置されている。

光書込ヘッド１３は、矢印ｂで示すように、感光体ドラム１０に対し近接する印字時の近接位置と、保守時等に画像形成ユニット９を装置本体前方に引き出す際に、下方に降下して感光体ドラム１０から離れる離間位置とに移動可能に装置本体１のフレームに保持されている。

現像器１４は、外部を覆うユニット筐体１６、内部に設けられた隔壁１７、現像ローラ１５、第１の攪拌搬送スクリュー１８、及び第２の攪拌搬送スクリュー１９を備えている。第１及び第２の攪拌搬送スクリュー１８及び１９は、特には図示しないが、スクリュー軸と、このスクリュー軸と一体に構成されて回転するフィンから成る。

この現像器１４には、トナー供給部４のトナー補給容器２０（２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｋ）から、同図にはＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋで示すようにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいずれかのトナーが供給される。

転写ベルトユニット３は、装置本体のほぼ中央で図の左右方向に扁平なループ状になって延在する無端状の上述した転写ベルト８と、この転写ベルト８を掛け渡されて転写ベルト８を図の矢印ａで示す反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ２１と従動ローラ２２を備えている。

上記の転写ベルト８には、一次転写ローラ２３がユニットと一体に組み込まれている。一次転写ローラ２３は転写ベルト８を介して感光体ドラム１０に圧接し、下方を循環移動する転写ベルト８の下部走行部表面８ａにトナー像を直接転写（一次転写）する。

転写ベルト８は、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく用紙への二次転写部２４まで搬送する。二次転写部２４は、駆動ローラ２１に隣接して下流側（図では上方）に配置された転写補助ローラ２５と、この転写補助ローラ２５に転写ベルト８を介して圧接する二次転写ローラ２６とで形成されている。

転写ベルト８には、ベルトクリーナ２７が配置されている。ベルトクリーナ２７は、転写ベルト８の従動ローラ２２に掛け渡されている表面に当接するクリーニングブレード２８を備えている。また、ベルトクリーナ２７の左方から下方にかけて隣接して、廃トナー回収容器２９が着脱自在に配置されている。

ベルトクリーナ２７は、クリーニングブレード２８により転写ベルト８の表面に残留する廃トナーを擦り取って除去し、その廃トナーを不図示の搬送スクリューにより廃トナー回収容器２９に送り込んでいる。

トナー供給部４は、転写ベルト８の上部走行部の上方に配置される４個のトナー補給容器２０（２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｋ）を着脱自在に備えている。４個のトナー補給容器２０には前述したようにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーが収容されている。

これら４個のトナー補給容器２０は、図１では転写ベルトユニット３の向う側に隠れて見えないが、それぞれ装着部のトナー供給口に続くトナー供給路を介して、それぞれに対応する画像形成ユニット９の現像器１４と連結されている。

このトナー供給部４は、特には図示しないが、図１に示す印刷実行時位置から、それより上方の保守位置に、昇降可能に装着部を介してプリンタ１本体のフレームに保持されている。

給紙部５は、上下２段に配置された２個の給紙カセット３０（３０ａ、３０ｂ）を備えている。２個の給紙カセット３０の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ３１、給送ローラ３２、捌きローラ３３、待機搬送ローラ対３４が配置されている。

待機搬送ローラ対３４の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、転写ベルト８、転写補助ローラ２５、二次転写ローラ２６による前述した用紙への二次転写部２４が形成されている。

この二次転写部２４の下流（図では上方）側にはベルト式熱定着ユニット６が配置され、ベルト式熱定着ユニット６の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式熱定着ユニット６から搬出する搬出ローラ対３６、及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー３７に排紙する排紙ローラ対３８が配設されている。

両面印刷用搬送ユニット７は、外面（図の右方外側面）がプリンタ１の内部を側面から外部に開放又は遮蔽する開閉部材を兼ねている。

この両面印刷用搬送ユニット７は、排紙ローラ対３８の直前から図の右横方向に分岐する開始返送路３９ａ、それから下方に曲がる中間返送路３９ｂ、更に上記とは反対の左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる終端返送路３９ｃから成る返送路３９を備えている。

また、返送路３９の途中には、５組の返送ローラ対４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ）が配置されている。上記終端返送路３９ｃの出口は、給紙部５の下方の給紙カセット３０ｂに対応する待機搬送ローラ対３４への搬送路に合流している。

図２は、上記構成のプリンタ１の外観斜視図である。尚、図２には図１と同一の構成部分には図１と同一の番号を付与して示している。図２に示すように、プリンタ１には、前方に取っ手が付いた前扉４０ａが備えられ、右側面には、これも取っ手が付いた開閉部材４０ｂが備えられている。開閉部材４０ｂには図１に示した両面印刷用搬送ユニット７が一体化されている。

このプリンタ１は、図１に示したように、用紙に直接トナー像を転写する方式ではなく、待機搬送ローラ対３５により二次転写部まで鉛直方向に搬送される用紙に転写ベルト８を介してトナー像を転写し、更に鉛直方向に用紙を搬送して転写トナー像を用紙に定着する方式となっている。

したがって、用紙の搬送路に発生する用紙ジャム等の不具合は給紙部５の用紙取出ローラ３１から排紙ローラ対３８までの縦方向搬送路でしか発生しないので、用紙ジャム等の不具合を回復するメンテナンス処理時には、図２に示す右側の開閉部材４０ｂを開放するのみで対処できるようになっている。

つまり、用紙ジャム等の不具合は、図１の左側に集中するキット類の配設部では発生しないので、キット類などの消耗品の着脱の操作は、図２に示す前扉４０ａを開いて、キット類を長手方向（前扉方向）に入れ替え操作するように構成されている。

図３(a)はプリンタ１の画像形成部の４個の画像形成ユニットを取り出して横に並べて示す正面図、(b)はその斜視図である。尚、図３(a),(b)には、図１と同一の構成部分には図１と同一の番号を付与して示している。

図３(a),(b)に示すように、画像形成部２の４個の画像形成ユニット９（９ｋ、９ｃ、９ｍ、９ｙ）は、正面に抓み４２を備えている。抓み４２の右端部には、印刷、刻印、又は成形による三角記号４３が、三角の一角を抓み４２の外端部に向けて配置されている。

図３では、抓み４２を水平位置で示しているが、実際には後述するように、画像形成ユニット９が画像形成部２の装着部から外に取り出されているときは、抓み４２は、垂直位置にある。したがって、その場合は三角記号４３の一角は上向きとなる。

抓み４２の周囲のユニット前面カバー４４には、画像形成ユニット９が画像形成部２の装着部に装着されて図３(a),(b)に示すように抓み４２が横９０度にひねり廻されたとき抓み４２の三角記号４３の外向きの一角に向き合う位置に、これも印刷、刻印、又は成形による三角印４５が配置されている。

同様に抓み４２の周囲のユニット前面カバー４４には、画像形成ユニット９が画像形成部２の装着部から前方に引き出される際に抓み４２が縦９０度にひねり廻されたとき抓み４２の三角記号４３の上向きの一角に向き合う位置に、これも印刷、刻印、又は成形による三角印４６が配置されている。

また、図３(b)では、ユニット前面カバー４４の切り欠かれた形状の右上部分には感光体ドラム１０とクリーナ１１の前端部共用カバー４７が突出し、現像器１４と帯電ローラ１２の前端部は、ユニット前面カバー４４の後方に隠れている形状となっている。

図４(a)は上記構成の画像形成ユニット９がユニット装着部に装着前の又はユニット装着部から跋脱後の単体であるときの斜視図であり、図４(b)は画像形成ユニット９がユニット装着部に装着されてロックされている状態を示す図、(c)はロックが外された状態を示す図、(b)はユニット装着部から跋脱完了直前の状態を示す図である。

なお、図４(a)〜(d)には、図３(a),(b)と同一の構成部分には図３(a),(b)と同一の番号を付与して示している。また、図４(b),(c),(d)では、ユニット装着部４８として、ヘッドユニット５２と、そのヘッドユニット５２の上面に配設された光書込ヘッド１３としてのＬＥＤ（light emitting diode）素子アレイ５３が長手方向に配置されている状態を示し他の構成の図示を省略している。また図の右を装置の前部、図の左を装置の後部としている。

図４(a)には、ユニット装着部４８（同図(b)〜(d)参照）とのロックを解除するために、三角記号４３をユニット前面カバー４４の上部の三角印４６に対向させる縦位置に９０度回動している抓み４２と、ユニット装着部４８への装着時に、ヘッド離間レバー５９（同図(b),(c)参照）に係合する現像器１４のユニット筐体１６の底部を示している。

また、図４(a)には、ユニット装着部４８への装着時に、ユニット装着部４８の案内溝に係合する帯電ローラ１２の筐体と、ユニット装着部４８の案内レールの立設部と平面部とに係合するクリーナ１１の筐体側面１１ａと筐体底部１１ｂを示している。

また、図４(b),(c),(d)には画像形成ユニット９の現像器１４及びユニット筐体１６の下の部分のみを単なる断面として示している。また、図４(b),(c)には、単なる断面として示している部分以外の部分を実線又は破線で簡略に示している。

また、図４(b),(c),(d)には、画像形成ユニット９がユニット装着部４８に装着される際にヘッドユニット５２を押し下げるための摺接部と、同着完了時に画像形成ユニット９をユニット装着部４８にロックするためのヘッド離間レバー５９を図示している。

ヘッド離間レバー５９は、傾斜面部６１と、傾斜面部６１に続く平面部６２と、平面部６１の終端から下方に鉛直に曲がるレバー段差部６３とで形成されている。

図４(d)に示すように、ヘッドユニット５２には、底部の前後２箇所に押し上げばね６４の上端部が係止している。これにより、ヘッドユニット５２は、ＬＥＤ素子アレイ５３が感光体ドラム１０の周面に近接する印字位置まで上昇するように常に押し上げ付勢されている。

このヘッドユニット５２は、前部と後部を、ユニット装着部４８の長枠状の筐体の前部と後部により、それぞれ上下に昇降可能に保持されている。ヘッドユニット５２の昇降動作は、ヘッド支持部材５０の上下動に連動して行われる。

ヘッド支持部材５０の装置前方における上下動の動作は、ヘッドユニット５２の前部を上下動させると共に、ヘッドユニット５２の下方で前後にわたって延在するリンクシャフト６５の回転に変換される。

リンクシャフト６５の回転は、ヘッドユニット５２の後部において上下動に変換される。これにより、ヘッド支持部材５０の上下動に応じて、ヘッドユニット５２全体が上下に移動する。

画像形成ユニット９がユニット装着部４８から跋脱されるときは、図３(a),(b)及び図(b)に示す横９０度のロック位置に回動していた抓み４２が、図４(a),(c)に示すように縦９０度のロック解除位置に回動される。

これにより、詳しくは後述するが、抓み４２の回動に連動するリリースクランク６７のロック係合板７８が、図４(b)のロック位置から図４(c)のロック解除位置に下降し、ヘッド支持部材５０のクランク係合部５８を上から押し込んで、押し上げばね６４の付勢力に抗して降下させる。

このヘッド支持部材５０の降下により、画像形成ユニット９の現像器１４のユニット筐体１６の底部（摺擦部１６ａ）前端に形成されているユニット段差部６６とヘッド支持部材５０のレバー段差部６３との係合、すなわち、画像形成ユニット９とユニット装着部４８とのロック状態が外れる。

また、これと同時に、ヘッド支持部材５０の降下に伴ってヘッドユニット５２も降下しＬＥＤ素子アレイ５３が感光体ドラム１０に近接する印字位置から下方の退避位置に移動して、感光体ドラム１０にＬＥＤ素子アレイ５３が接触するおそれが無くなる。これにより、図４(d)に示すように、画像形成ユニット９をユニット装着部４８より前方へ容易に引き出すことができるようになる。

ところで、抓み４２を回動させて、ヘッドユニット５２を印字位置から下方に離間させようとすると、抓み４２の回動が進むにつれて、ばね６４のバネ荷重が強くなり、抓み４２を回すユーザに強い力が要求されることは前述した。

本例の抓み４２には、連動機構にカム溝を介在させ、抓み４２の微小な回動における仕事量が一定になるような形状にカム溝の形状を形成することによって、バネ荷重が掛かる区間での抓み４２の回動負荷の変動を均一に保つようにしている。

図５(a)は図４(b)の抓み４２が横に９０度回動しているときのユニット前面カバーの正面図であり、図５(b)はその抓み４２と一体な抓み円板６８の裏面の縁周囲に立設する円環部の断面図、図５(c)はリリースクランクのみを取り出した図、図５(d)は図５(a)のユニット前面カバーの背面図、図５(e)は図５(d)のクランクホルダを取り除いた図である。

図５(a)に示すように、抓み４２は三角記号４３が三角印４５と向き合うロック位置に回動されている。抓み４２は抓み円板６８と一体形成されている。図５(b)に示すように、抓み円板６８の裏面には、裏面の縁周囲に立設する円環部６９が形成されている。

上記抓み４２、抓み円板６８、円環部６９により全体として抓み部材を形成している。また、抓み円板６８の中央には抓み部材が回動する支点となる軸支部７１がある。

このように円環部６９は抓み部材の縁部を形成している。この円環部６９と抓み円板６８とで形成される円環空間の内部には、軸支部７１に隣接する位置から円環部６９に隣接する位置まで円弧状に円弧溝７２が形成されている。

また、ユニット前面カバー４４には、軸支部７１の下に隣接する位置から円環部６９に隣接する位置まで鉛直に長孔７３が形成されている。図５(c)に示すリリースクランク６７の昇降ピン７４の先端は、図５(b)の紙面奥行き方向向う側から長孔７３を貫通して円弧溝７２に嵌入している。

抓み部材が図５(a),(b)に示すロック位置に回動しているときは、昇降ピン７４は図５(b)に示すように、長孔７３の支持部７１に隣接する位置に位置すると共に、円弧溝７２の支持部７１に隣接する位置に位置する。

昇降ピン７４は中空のピンであり、図５(c)に示すように、リリースクランク６７の横長部７５の中央で支持軸７６により回動自在に軸支されている。横長部７５の一方の端部には上下両方向に突出する位置決め滑動板７７が形成され、他方の端部には下方に突出するロック係合板７８（以下、図４(b)も参照）が形成されている。

このリリースクランク６７が配置されるユニット前面カバー４４の裏面は図５(d)に示すように、ほぼ下半分を覆うクランクホルダ７９によって、リリースクランク６７の脱落が抑えられている。また、ユニット前面カバー４４を介して抓み４２を支持する軸支部７１の軸端が取っ手ホルダ８０にかしめ付けられている。

このクランクホルダ７９を取り除いた図５(e)に示すように、リリースクランク６７は、位置決め滑動板７７がユニット前面カバー４４の裏面に固設されている二本の縦レール８１に滑動可能に嵌入して、昇降ピン７４と共に横方向の移動を禁止されている。

このように昇降ピン７４が最上部に移動していることにより、図５(d)に示すようにリリースクランク６７全体が上に移動し、リリースクランク６７のロック係合板７８も上に移動し、ヘッド支持部材５０のクランク係合部５８に対する押さえを解除している。

これが図４(b)に示した状態である。すなわち、上記の押さえ解除により、図５(e)に示すように、ヘッドユニット５２と一体なヘッド支持部材５０が図４(d)に示した押し上げばね６４の付勢力により、ヘッドユニット５２と共に上昇した位置に移動している。

この状態で、図４(b)に示したように、ユニット段差部６６とレバー段差部６３が係合して、画像形成ユニット９がユニット装着部４８にロックされると同時に、ヘッドユニット５２のＬＥＤ素子アレイ５３が印字位置（感光体ドラム１０への光書き込み位置）に復帰した状態となる。

図６(a)は、図４(c)の状態を示し、抓み４２を縦に９０度回動させたときのユニット前面カバー４４の正面図であり、図６(b)は、抓み円板６８の裏面の円環部６９の断面図、図６(c)は図６(a)のユニット前面カバー４４の背面図、図６(d)は図６(c)のクランクホルダ７９を取り除いて示す図、図６(e)は図４(c)の右端部がロック解除状態に変化した状態を部分的に再掲して示す図である。

図６(a)に示すように、抓み４２は三角記号４３が三角印４６と向き合うロック解除位置に回動されている。図６(b)に示すように、抓み円板６８の裏面では、円環部６９と共に円弧溝７２が図５(b)の位置から９０度反時計回り方向に回動している。

この回動により、リリースクランク６７の昇降ピン７４が、円弧溝７２と長孔７３に沿って移動して、長孔７３の円環部６９に隣接する位置に位置すると共に、円弧溝７２の円環部６９に隣接する位置に位置するようになる。つまり昇降ピン７４は上下動の最下部に降下する。

昇降ピン７４が最下部に降下したことにより、図６(d)に示すようにリリースクランク６７全体が降下し、したがってリリースクランク６７のロック係合板７８も降下して、ヘッド支持部材５０のクランク係合部５８を押さえ込んでいる。

このロック係合板７８の下方への変位により、図６(e)に示すように、ヘッドユニット５２と一体なヘッド支持部材５０が押し上げばね６４（図４(d)参照）の付勢力に抗してヘッドユニット５２と共に降下する。

これにより、ユニット段差部６６とレバー段差部６３との係合が解除され、画像形成ユニット９がユニット装着部４８から跋脱可能となることは前述した通りである。

このとき抓み４２は、ヘッドユニット５２、ヘッド支持部材５０、クランク係合部５８、リリースクランク６７、昇降ピン７４、円弧溝７２、抓み円板６８等を介して押し上げばね６４の付勢力を受ける。

通常の連動機構であれば、前述したように、抓み４２の回動が進むにつれて圧縮される押し上げばね６４のバネ荷重が強くなり、抓み４２を回すユーザに強い力が要求されるが本例ではバネ荷重が掛かる区間での抓み４２の回動負荷の変動を均一に保つようにしている。

これにより、バネ荷重の強弱に関わり無く常に一定の弱い力で抓み４２を回すことが出来るように成っている。以下、このような円弧溝７２の形状構成について説明する。

図７(a)は、抓み４２と一体な抓み円板６８の裏面から円環部６９と円弧溝７２を見た図であり、同図(b)は、円弧溝７２に求められる特徴をグラフに示した図である。

なお、図７(a)には図５(a),(b)、図６(a),(b)と同一の構成部分には図５(a),(b)、図６(a),(b)と同一の番号を付与して示している。また、本来は透視図として破線で示すべき抓み４２を実線で示している。

図７(b)に示すグラフは、横軸に抓み４２、つまり円弧溝７２が回動する角度を示し、縦軸に円弧溝７２と長孔７３に沿って移動する昇降ピン７４の軸支部７１からの距離を示している。

図７(a)には、円弧溝７２に嵌入して円弧溝７２と長孔７３（図５(b)、図６(b)参照、なお、図５(b)、図６(b)は正面から見た断面であるため円弧溝７２の形状は図７(a)と線対称に反転している）に沿って移動する昇降ピン７４の軸心（以下、昇降ピン７４という）の移動軌跡８２を示している。

なお、図７(a)に示す移動軌跡８２は円弧溝７２に対する相対的な軌跡であり、実際の昇降ピン７４の移動軌跡８２は、図５(b)、図６(b)に示した長孔７３に沿って上下に移動する鉛直線である。図７(a)では、特に図示していないが、昇降ピン７４は最下部の位置８４で示す位置にある。

図７(a)において、移動軌跡８２と軸支部７１からの距離をｒ（θ）の関数で表すことにする。また、昇降ピン７４が軸支部７１に隣接する最上位置（図７(a)に示す円弧溝７２との相対位置では位置８３で示す位置）にあるとき、この位置と軸支部７１を通る横軸をθ＝０の基準線とする。

また、軸支部７１を中心として位置８３を通る円８５の半径を最小半径ｒ0 とする。最小半径ｒ0 は、軸支部７１に対する昇降ピン７４の至近距離を示している。また、上述した昇降ピン７４が位置する最下部の位置８４を通る円８６の半径を最大半径Ｒとする。

また、位置８４と軸支部７１を結ぶ直線がθ＝０の基準線となす角は図では９０°であるが、このときの角度θを最大回転角Θ「θ＝Θ」とする。いま、円弧溝７２が昇降ピン７４及び中間の連動部材を介してヘッドユニット５２を最上部から最下部へ、又は最下部から最上部へ移動させる仕事量をＷとし、抓み４２（＝抓み円板６８）の単位回転当たりの円弧溝７２の仕事量をωとする。

ここで、ωを所定の一定値を取る常数とすると、
ｄＷ／ｄθ＝ω＝Ｃｏｎｓｔ（一定値）
となる。ここで、押し上げばね６４のバネ定数をｋとして、上記の式から円弧溝７２における軌跡８２の半径ｒ、回転角θの関係を導くと、
（１／２）ｋ・ｒ（θ）^2 − ｋ・ｒ0 ・ｒ（θ）＝ω・θ
となる。したがって、上記の式に、最大半径Ｒと最大回転角Θを代入すれば、
（１／２）ｋ・Ｒ^2 − ｋ・ｒ0 ・Ｒ ＝ ω・Θ
となる。上記の式から円弧溝７２の形状の自由度が制限される。例えば、最大半径と最大回転角が決定していれば、単位回転当たりの仕事量が定まる。拘束条件により変数が定まると、円弧溝７２の形状は、
ｒ（θ）＝ｒ0 ± √（ｒ0 ＋（２ω・θ／ｋ））
の式で決定される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[付記１]

回動することにより第１位置と第２位置とを取り得るよう第１のユニットの前面部に軸支される軸支部を有し、前記前面部に保持されて付勢部材の付勢力を受ける昇降部材の昇降と前記回動とが連動するに際し、回動トルクが常に一定になるように連動部が形成されている回動部材であり、
前記回動部材は、
該回動部材の回動面において前記軸支部の近傍となる第１円弧位置から前記回動部材の縁部に隣接する位置となる第２円弧位置まで円弧状に形成された円弧溝を有し、
該円弧溝は、
前記前面部において、前記軸支部の下方となる第１長孔位置から前記回動部材の縁部に隣接する位置となる第２長孔位置まで鉛直に形成された長孔に摺接し、
バネにより常に上昇方向に付勢される第２のユニットに連結される前記昇降部材に一端を軸支されて他端が前記長孔を貫通する昇降ピンの前記他端に係合され、
前記昇降ピンは、
前記回動部材が前記第２位置から前記第１位置に回動したとき、前記他端は前記長孔の前記第１長孔位置に位置すると共に、前記円弧溝の前記第１円弧位置に位置し、
前記回動部材が前記第１位置から前記第２位置に回動したとき、前記他端は前記長孔の前記第２長孔位置に位置すると共に、前記円弧溝の前記第２円弧位置に位置し、
前記円弧溝は、
前記第１円弧位置に前記昇降ピンがあるときの昇降ピン軸心と前記軸支部との距離をｒ0 、距離ｒ0 をなす直線の延長線を基準横軸とし、
前記第１円弧位置から前記第２円弧位置まで前記昇降ピンが移動する際の前記昇降ピン軸心と前記軸支部とを結ぶ直線が前記基準横軸となす角度を回転角θ、前記昇降ピン軸心と前記軸支部との距離をｒ（θ）とし、
前記回動部材の単位回転当たりに前記円弧溝がなす仕事量を一定量ω、前記付勢部材のバネ定数をｋとしたとき、
ｒ（θ）＝ｒ0 ± √（ｒ0 ＋（２ω・θ／ｋ））
となる形状に形成されている、
ことを特徴とする回動部材。
[付記２]

前記第２円弧位置に前記昇降ピンがあるときの前記昇降ピン軸心と前記軸支部との距離を最大半径Ｒ、該最大半径Ｒが前記基準横軸となす角度を最大回転角Θとしたとき、
（ｋＲ^2）×１／２−ｋ・ｒ0 ・Ｒ＝ω・Θ
により、前記カム溝の自由度が制限される、
ことを特徴とする付記１記載の回動部材。
[付記３]

付記１または付記２記載の回動部材を備えることを特徴とする画像形成装置。

本発明は、回動部材の回動とバネの付勢力を受ける昇降部材の昇降とが連動するに際し、回動トルクが常に一定になるように連動部が形成されている回動部材およびそれを備えた画像形成装置に利用することができる。

１ フルカラー画像形成装置（プリンタ、装置本体）
２ 画像形成部
３ 転写ベルトユニット
４ トナー供給部
５ 給紙部
６ ベルト式定着ユニット
７ 両面印刷用搬送ユニット
８ 転写ベルト
８ａ 下部走行部表面
９（９ｍ、９ｃ、９ｙ、９ｋ） 画像形成ユニット
１０ 感光体ドラム
１１ クリーナ
１１ａ 筐体側面
１１ｂ 筐体底部
１２ 帯電ローラ
１３ 光書込ヘッド
１４ 現像器
１５ 現像ローラ
１６ ユニット筐体（係合部）
１６ａ 摺擦部
１６ｂ 欠如部
１７ 隔壁
１８ 第１の攪拌搬送スクリュー
１９ 第２の攪拌搬送スクリュー
２０（２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｋ） トナー補給容器
２１ 駆動ローラ
２２ 従動ローラ
２３ 一次転写ローラ
２４ 二次転写部
２５ 転写補助ローラ
２６ 二次転写ローラ
２７ ベルトクリーナ
２８ クリーニングブレード
２９ 廃トナー回収容器
３０（３０ａ、３０ｂ） 給紙カセット
３１ 用紙取出ローラ
３２ 給送ローラ
３３ 捌きローラ
３４ 待機搬送ローラ対
３６ 搬出ローラ対
３７ 排紙トレー
３８ 排紙ローラ対
３９ 返送路
３９ａ 開始返送路
３９ｂ 中間返送路
３９ｃ 終端返送路
４０ａ 前扉
４０ｂ 開閉部材
４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ） 返送ローラ対
４２ 抓み
４３ 三角記号
４４ ユニット前面カバー
４５、４６ 三角印
５０ ヘッド支持部材
５２ ヘッドユニット
５３ ＬＥＤ（light emitting diode）素子アレイ
５８ クランク係合部
５９ ヘッド離間レバー
６１ 傾斜面部
６２ 平面部
６３ レバー段差部
６４ 押し上げばね
６５ リンクシャフト
６６ ユニット段差部
６７ リリースクランク
６８ 抓み円板
６９ 円環部
７１ 軸支部
７２ 円弧溝
７３ 長孔
７４ 昇降ピン
７５ 横長部
７６ 支持軸
７７ 滑動板
７８ ロック係合板
７９ クランクホルダ
８０ 取っ手ホルダ
８１ 縦レール
８２ 移動軌跡８２
８３ 最上部の位置
８４ 最下部の位置
８５ 最上部の位置を通る円
８６ 最下部の位置を通る円

Claims (3)

1. 回動することにより第１位置と第２位置とを取り得るよう第１のユニットの前面部に軸支される軸支部を有し、前記前面部に保持されて付勢部材の付勢力を受ける昇降部材の昇降と前記回動とが連動するに際し、回動トルクが常に一定になるように連動部が形成されている回動部材であり、
   前記回動部材は、
   該回動部材の回動面において前記軸支部の近傍となる第１円弧位置から前記回動部材の縁部に隣接する位置となる第２円弧位置まで円弧状に形成された円弧溝を有し、
   該円弧溝は、
   前記前面部において、前記軸支部の下方となる第１長孔位置から前記回動部材の縁部に隣接する位置となる第２長孔位置まで鉛直に形成された長孔に摺接し、
   前記付勢部材により常に上昇方向に付勢される第２のユニットに連結される前記昇降部材に一端を軸支されて他端が前記長孔を貫通する昇降ピンの前記他端に係合され、
   前記昇降ピンは、
   前記回動部材が前記第２位置から前記第１位置に回動したとき、前記他端は前記長孔の前記第１長孔位置に位置すると共に、前記円弧溝の前記第１円弧位置に位置し、
   前記回動部材が前記第１位置から前記第２位置に回動したとき、前記他端は前記長孔の前記第２長孔位置に位置すると共に、前記円弧溝の前記第２円弧位置に位置し、
   前記円弧溝は、
   前記第１円弧位置に前記昇降ピンがあるときの昇降ピン軸心と前記軸支部との距離をｒ0 、距離ｒ0 をなす直線の延長線を基準横軸とし、
   前記第１円弧位置から前記第２円弧位置まで前記昇降ピンが移動する際の前記昇降ピン軸心と前記軸支部とを結ぶ直線が前記基準横軸となす角度を回転角θ、前記昇降ピン軸心と前記軸支部との距離をｒ（θ）とし、
   前記回動部材の単位回転当たりに前記円弧溝がなす仕事量を一定量ω、前記付勢部材のバネ定数をｋとしたとき、
   ｒ（θ）＝ｒ0 ± √（ｒ0 ＋（２ω・θ／ｋ））
   となる形状に形成されている、
   ことを特徴とする回動部材。
2. 前記第２円弧位置に前記昇降ピンがあるときの前記昇降ピン軸心と前記軸支部との距離を最大半径Ｒ、該最大半径Ｒが前記基準横軸となす角度を最大回転角Θとしたとき、
   （ｋ・Ｒ^2）×１／２−ｋ・ｒ0 ・Ｒ＝ω・Θ
   により、前記円弧溝の自由度が制限される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の回動部材。
3. 請求項１又は２に記載の回動部材を備えることを特徴とする画像形成装置。