JP5963426B2

JP5963426B2 - 開閉カバー用ヒンジ装置

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Publication number: JP5963426B2
Application number: JP2011261753A
Authority: JP
Inventors: 貴志古田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2031-11-30
Also published as: US8807743B2; JP2013111905A; US20130135418A1

Description

本発明は、例えばプリンタ等の画像形成装置に適用される開閉カバー用ヒンジ装置に関する。

プリンタ等の画像形成装置では、記録用紙としてロール紙を用い、ロール紙に印画して印画部分をカットした後、印画済用紙を上方に排紙するものがある。

このような画像形成装置は、印画済用紙を立てた状態でスタックする為、排紙部に回動軸を介して開閉する開閉カバーを設け、印画時に開閉カバーを開いた状態にして印画済用紙の用紙受けとして使用している。

この場合、排紙時に印画済用紙の先端部分を開閉カバーに当接させて多量の印画済用紙を立てた状態でスタックさせても、開閉カバーの開き角度が精度良く規制される必要がある。

ところで、開閉カバーが開いた状態で、ユーザが不用意に開閉カバーに対して開き方向に過度な力を加えてしまうと、回動軸の取付部や開閉カバーが破損することがある。

そこで、開閉カバーの開き角度を規制するストッパ部を開閉カバーの両側の回動軸のうちの片側のみに設けると共に、回動軸をテーパ形状にした技術が提案されている（特許文献１）。

この提案では、開閉カバーの開き方向に過度な力が加わったとき、開閉カバーのストッパ部がない側が大きく開いて開閉カバーが捻じれ、これにより、回動軸が軸方向に移動して軸受部から外れることで、開閉カバーや回動軸の軸受部が破損することを防止している。

また、回動軸の軸受部の一部に開口部を設けて開閉カバーの取り付けを容易にすると共に、弾性変形が可能なストッパ部を開口部から延長して設けた技術が提案されている（特許文献２）。

この提案では、開閉カバーの開き方向に過度な力が加わったとき、ストッパ部が弾性変形して、開閉カバーがストッパ部から外れることで、開閉カバーや回動軸の軸受部の破損を防止している。

特許第４４４９７６１号公報特公平０６−０８８７０２号公報

しかし、上記特許文献１では、ストッパ部が有る側の開閉カバーに対して開き方向に過度な力が加わると、回動軸が抜けにくくなり、軸受部が破損するおそれがある。

また、開閉カバーの片側にしかストッパ部がないため、開閉カバーの開き方向の強度が不足し、開閉カバーに多量の印画済用紙が積載された場合に、開閉カバーが後方へ倒れて開き角度が不安定になり、排紙性能が低下する。

上記特許文献２では、開閉カバーがストッパ部から外れた後、ユーザが気付いて開閉カバーを元の位置に戻さない限り、開閉カバーに対して開き方向に過度な力が加わると、回動軸の軸受部が破損するおそれがある。

そこで、本発明は、開閉カバーに多量の用紙が積載されても開閉カバーの開き角度を精度よく保つことができ、また、開閉カバーに対して開き方向に過度な力が加わっても開閉カバーや回動軸の軸受部の破損を防止する仕組みを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の開閉カバー用ヒンジ装置は、装置本体と、前記装置本体に対して開閉方向に回動可能に支持され、開き状態で用紙が積載される開閉カバーと、を備え、前記装置本体及び前記開閉カバーの一方の側に、周方向の一部が切り欠かれて周方向の各切断端の間に開口部が形成される軸受部と、前記軸受部の一方の前記切断端から延設されて、弾性変形が可能な第１のストッパ部を有する腕部と、前記第１のストッパ部から離れた位置に配置される第２のストッパ部と、が設けられ、前記装置本体及び前記開閉カバーの他方の側に、前記開口部を介して前記軸受部が嵌合される回動軸と、前記開閉カバーの開き状態で前記第１のストッパ部と係合して前記開閉カバーの開き角度を規制する第１の受け部と、前記第２のストッパ部と係合する第２の受け部と、が設けられ、前記第１のストッパ部と前記第１の受け部とが係合し、前記開閉カバーの開き角度が規制されている状態で、前記開閉カバーに対して開き方向への力が加わることにより、前記第１の受け部に係合した前記第１のストッパ部が弾性変形して係合が解除されて前記第１の受け部から離脱し、前記第１のストッパ部が前記第１の受け部から離脱した状態で前記第２のストッパ部が前記第２の受け部に係合し、さらに前記開閉カバーに対して開き方向への力が加わることにより、前記第２のストッパ部と前記第２の受け部との係合が解除されて、前記軸受部が前記開口部を介して前記回動軸から外れるように構成され、前記第１のストッパ部と前記第１の受け部との係合を解除する際に要する力は、前記第２のストッパ部と前記第２の受け部との係合を解除する際に要する力よりも大きな力を必要とするように構成される、ことを特徴とする。

本発明によれば、開閉カバーに多量の用紙が積載されても開閉カバーの開き角度を精度よく保つことができ、また、開閉カバーに対して開き方向に過度な力が加わっても開閉カバーや回動軸の軸受部の破損を防止することができる。

本発明の第１の実施形態である開閉カバー用ヒンジ装置が適用される画像形成装置の一例としてのプリンタの概略断面図である。（ａ）はロール紙の印画部分の後端をカット位置まで搬送した状態を示す要部断面図、（ｂ）はロール紙の印画部分の後端をカットして印画済用紙を排紙した状態を示す要部断面図である。開閉カバーユニットが開いた状態のプリンタを背面側から見た斜視図である。開閉カバーユニットを正面側から見た斜視図である。開閉カバーユニットを取り付ける前のプリンタ本体の背面図である。（ａ）は開閉カバーユニットを閉じた状態を示す要部断面図、（ｂ）は開閉カバーユニットを開いた状態を示す要部断面図である。（ａ）は開閉カバーユニットの第１のストッパ部がプリンタ本体の第１の受け部から離脱する状態を示す要部断面図、（ｂ）はプリンタ本体から開閉カバーユニットが外れた状態を示す要部断面図である。本発明の第２の実施形態である開閉カバー用ヒンジ装置が適用される画像形成装置の一例としてのプリンタにおける開閉カバーユニットを正面側から見た斜視図である。開閉カバーユニットを取り付ける前のプリンタ本体を背面側から見た斜視図である。（ａ）は開閉カバーユニットが開いた状態での第１のストッパ部における要部断面図、（ｂ）は開閉カバーユニットが開いた状態での第２のストッパ部における要部断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態である開閉カバー用ヒンジ装置が適用される画像形成装置の一例としてのプリンタの概略断面図である。

図１に示すように、本実施形態のプリンタ１は、記録用紙としてロール紙を用いるもので、プリンタ本体２の内部の下方位置には、ロール紙３を収納する用紙カセット４が配置されている。ここで、プリンタ本体２は、本発明の装置本体の一例に相当する。

プラテンローラ６は、不図示のフレームに回転可能に支持され、インクリボン７は、供給側ボビン８ａか供給され、巻取り側ボビン８ｂに巻き取られる。サーマルヘッド５は、インクリボン７とロール紙３を狭持した状態で、プラテンローラ６に押圧される。

グリップローラ９は、駆動ローラとして不図示のステッピングモータに連結され、不図示の制御手段からの信号によりロール紙３の送り量を制御することが可能である。ピンチローラ１０は、従動ローラであり、グリップローラ９側に付勢されている。

グリップローラ９が駆動されてロール紙３が搬送されると、巻取り側ボビン８ｂが回転駆動され、インクリボン７が巻取り側ボビン８ｂに巻き取られる方向に搬送される。

そして、ロール紙３とインクリボン７を搬送しつつ、サーマルヘッド５が発熱することにより、インクリボン７のインクがロール紙３に熱転写され、ロール紙３に文字や画像等を印画することができる。

その後、ロール紙３の先端の余白部分をカットする為、ロール紙３をカット位置まで搬送してカッター１１，１２で先端の余白部分を切り屑３ｂとしてカットする。切り屑３ｂは、切り屑収納部１８へ排紙される。

次に、ロール紙３の印画部分の後端の余白部分をカットする為、印画部分の後端をカット位置まで搬送してカッター１１，１２で後端の余白部分をカットし、印画済用紙３ａとしてスタック部２３へ排紙する。

カットされた印画部分の後端の余白部分は、切り屑３ｂとして切り屑収納部１８へ排紙される。ガイド部材１７は、開閉動作により、切り屑３ｂと印画済用紙３ａとの搬送経路を切り替える。

開閉カバーユニット３０は、プリンタ本体２に対して開閉方向に回動可能に支持される開閉カバー３１と、スライド部材３２，３３とを備える。スライド部材３２，３３は、開閉カバー３１から図１の矢印Ａ方向に２段式で引き出し可能な構造になっており、図１では、最大に引き出された状態を示している。本実施形態では、開閉カバーユニット３０の開き状態で、プリンタ本体２から印画済用紙３ａを上方に排紙して、排紙した印画済用紙３ａを立てた状態で開閉カバーユニット３０に積載する。

次に、図２を参照して、印画済用紙３ａの排紙について説明する。

図２（ａ）はロール紙３の印画部分の後端をカット位置まで搬送した状態を示す要部断面図、図２（ｂ）はロール紙３の印画部分の後端をカットして印画済用紙３ａを排紙した状態を示す要部断面図である。

図２（ａ）に示すように、ロール紙３は、排紙ローラ１３と従動ローラ１４とで狭持された状態で排紙ローラ１３の回転駆動により搬送される。そして、図２（ａ）の状態で排紙ローラ１３の回転を一端停止し、カッターの可動刃１１を固定刃１２側へ移動させることで、ロール紙３の印画部分の後端をカットし、印画済用紙３ａを形成する。

その後、排紙ローラ１３を再駆動して印画済用紙３ａを排紙方向へ搬送し、印画済用紙３ａの後端が排紙ローラ１３と従動ローラ１４との狭持部を通過すると、図２（ｂ）に示すように、押し出し部材１５によって印画済用紙３ａがスタック部２３に押し出される。

押し出し部材１５は、不図示のバネ部材により矢印Ｂ方向（閉じ方向）に付勢されている。印画済用紙３ａは、まず先端部が開閉カバーユニット３０に当接し、当接した先端部が支点となって後端部が押し出し部材２３により押し出されてスタック部２３にスタックされる。

このとき、印画済用紙３ａの先端部が開閉カバーユニット３０に当接した際の角度θ１が大きいと、印画済用紙３ａの後端が排紙ローラ１３でスリップしたり、排紙ローラ１３を越えた付近で留まったりする可能性がある。この場合、印画済用紙３ａをスタック部２３へ押し出すことができず、次の印画済用紙の排紙の妨げになり、用紙詰まりなどの不具合が発生してしまう。

また、開閉カバーユニット３０が開き過ぎて、印画済用紙３ａの姿勢角度θ２が小さくなり過ぎると、押し出し部材１５で印画済用紙３ａの後端を押し出すことができず、上記同様の問題が発生してしまう。

上記角度θ１，θ２は，指定した印画済用紙３ａの長さにも大きく関係するため、開閉カバーユニット３０の開き角度は精度良く保たれる必要がある。

図３は開閉カバーユニット３０が開いた状態のプリンタ１を背面側から見た斜視図、図４は開閉カバーユニット３０を正面側から見た斜視図、図５は開閉カバーユニット３０を取り付ける前のプリンタ本体２の背面図である。

図３及び図４において、スライド部材３２，３３は、開閉カバー３１から最大に引き出されており、開閉カバー３１及びスライド部材３２，３３にそれぞれ形成されたリブ３１ｃ，３２ａ，３３ａは、排紙された印画済用紙３ａの支えとなる部分となっている。

開閉カバー３１の幅方向両側の下部には、それぞれ軸受部３１ａ及び腕部３１ｂが形成され、腕部３１ｂは、弾性変形可能とされている。また、開閉カバー３１の幅方向の一側の下部には、開閉カバーユニット３０を開き方向に付勢するトーションバネ３４が設けられている。

図５に示すように、プリンタ本体２の幅方向両側には、それぞれ開閉カバー３１の軸受部３１ａが回動可能に嵌合される回動軸２ａ、及び開閉カバー３１の腕部３１ｂが挿入される穴部２ｄが形成されている。

穴部２ｄは、プリンタ本体２の外装カバーに形成されている。また、開閉カバー３１の腕部３１ｂには、プリンタ本体２の内壁に係脱可能に係合して開閉カバーユニット３０の開き角度を規制するストッパ部が設けられている。なお、ストッパ部の詳細については、後述する。

図６（ａ）は、プリンタ本体２の回動軸２ａ及び穴部２ｄにそれぞれ開閉カバー３１の軸受部３１ａ及び腕部３１ｂが挿入された状態で、かつ開閉カバーユニット３０を閉じた状態を示す要部断面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の状態から開閉カバーユニット３０を開いた状態を示す要部断面図である。

図６に示すように、軸受部３１ａは、周方向の一部が切り欠かれることで、周方向の各切断端の間に開口部３１ａ１が形成され、開口部３１ａ１を介して回動軸２ａに軸受部３１ａが回動可能に嵌合される。本実施形態では、軸受部３１ａの周方向の各切断端は、図６（ａ）に示す開閉カバーユニット３０の閉じ状態においては、略上下方向に配置されている。

そして、軸受部３１ａの上方の切断端から腕部３１ｂがプリンタ本体２の内部に向けて延設され、腕部３１ｂの先端部における開口部３１ａ１から離反する側の側部には、第１のストッパ部３１ｂ１が設けられている。また、軸受部３１ａの下方の切断端の近傍には、第２のストッパ部３１ｂ２が設けられている。

プリンタ本体２の外装カバーに形成された穴部２ｄの内壁面側の周縁には、図６（ｂ）に示す開閉カバーユニット３０の開き状態で第１のストッパ部３１ｂ１が係脱可能に係合する第１の受け部２ｂが設けられている。

開閉カバーユニット３０の開き状態で第１のストッパ部３１ｂ１が第１の受け部２ｂに係合することで、開閉カバーユニット３０の開き角度を精度よく保つことができる。

図７（ａ）は開閉カバーユニット３０の第１のストッパ部３１ｂ１がプリンタ本体２の第１の受け部２ｂから離脱する状態を示す要部断面図、図７（ｂ）はプリンタ本体２から開閉カバーユニット３０が外れた状態を示す要部断面図である。

図６（ｂ）の状態から開閉カバーユニット３０に対して開き方向に過度な力が加わると、第１のストッパ部３１ｂ１に大きな負荷が発生し、図７（ａ）に示すように、腕部３１ｂが弾性変形して第１のストッパ部３１ｂ１が第１の受け部２ｂから離脱する。

そして、第２のストッパ部３１ｂ２が第２の受け部２ｃに係脱可能に係合して、開閉カバーユニット３０の回動支点が第２のストッパ部３１ｂ２へ移る。

その後、図７（ｂ）に示すように、回動軸２ａが軸受部３１ａの開口部３１ａ１から抜け、開閉カバーユニット３０がプリンタ本体２から外れる。

ここで、本実施形態では、第１のストッパ部３１ｂ１が第１の受け部２ｂから離脱する前に、第２のストッパ部３１ｂ２を第２の受け部２ｃに係合させる。これにより、第１のストッパ部３１ｂ１による保持力を減少させたり、回動軸２ａが軸受部３１ａの開口部３１ａ１を通過する負荷を軽減させたりすることができる。

また、第２のストッパ部３１ｂ２を第２の受け部２ｃから離脱させるために必要な荷重を、第１のストッパ部３１ｂ１を第１の受け部２ｂから離脱させるために必要な荷重より小さく設定している。

具体的には、回動軸２ａの中心から第１のストッパ部３１ｂ１までの距離ｄ１を回動軸２ａの中心から第２のストッパ部３１ｂ２までの距離ｄ２より長く設定している。これにより、第１のストッパ部３１ｂ１が第１の受け部２ｂから外れたままの不安定な状態を回避することができる。

以上説明したように、本実施形態では、第１のストッパ部３１ｂ１で開閉カバー３１の開き角度を保持し、開閉カバー３１に対して過度な力が加わった場合、腕部３１ｂの弾性変形により第１のストッパ部３１ｂ１が第１の受け部２ｂから離脱する。

そして、第２のストッパ部３１ｂ２が第２の受け部２ｃに係合して、回動軸２ａが軸受部３１ａの開口部３１ａ１から抜け、開閉カバーユニット３０がプリンタ本体２から外れる。

これにより、開閉カバー３１に多量の印画済用紙３ａが積載されても開閉カバー３１の開き角度を精度よく保つことができ、また、開閉カバー３１に対して開き方向に過度な力が加わっても開閉カバー３１や回動軸２ａの軸受部３１ａの破損を防止することができる。

また、本実施形態では、腕部３１ｂを回動軸２ａ付近の穴部２ｄに挿入し、軸受部３１ａを開口部３１ａ１を介して回動軸２ａに嵌合することで、開閉カバーユニット３０を容易にプリンタ本体２に取り付けることができる。

なお、本実施形態では、プリンタ本体２及び開閉カバー３１の一方の側を開閉カバー３１とし、他方の側をプリンタ本体２としている。従って、開閉カバー３１側に軸受部３１ａを設け、プリンタ本体２側に回動軸２ａを設けた場合を例示したが、開閉カバー３１側に回動軸２ａを設け、プリンタ本体２側に軸受部３１ａを設けるようにしてもよい。すなわち、図７における開閉カバー３１とプリンタ本体２の外装カバーとの関係が逆になるようにしてもよい。

（第２の実施形態）
次に、図８〜図１０を参照して、本発明の第２の実施形態である開閉カバー用ヒンジ装置が適用される画像形成装置の一例としてのプリンタについて説明する。なお、上記第１の実施形態と重複する部分については、各図に同一符号を付してその説明を省略する。

図８は開閉カバーユニット４３を正面側から見た斜視図、図９は開閉カバーユニット４３を取り付ける前のプリンタ本体２を背面側から見た斜視図である。

図１０（ａ）は開閉カバーユニット３０が開いた状態での第１のストッパ部３１ｂ１における要部断面図、図１０（ｂ）は開閉カバーユニット３０が開いた状態での第２のストッパ部４１ｂ２における要部断面図である。

本実施形態では、第２のストッパ部４１ｂ２は、軸受部３１ａより開閉カバー３１の幅方向（回動軸２ａの軸線１９方向）内側に離れて設けられている。

第２のストッパ部４１ｂ２は、開閉カバーユニット４３の開き状態でプリンタ本体２の外装カバーに設けられた第２の受け部４２ｃと開閉カバーユニット４３の開き方向に隙間を介して対向している。

図１０の状態から開閉カバーユニット４３に対して開き方向に過度な力が加わると、第１のストッパ部３１ｂ１に大きな負荷が発生し、腕部３１ｂが弾性変形して第１のストッパ部３１ｂ１が第１の受け部２ｂから離脱する。

そして、第２のストッパ部４１ｂ２が第２の受け部４２ｃに係合して、開閉カバーユニット４３の回動支点が第２のストッパ部４１ｂ２へ移る。

その後、上記第１の実施形態と同様に、回動軸２ａが軸受部３１ａの開口部３１ａ１から抜け、開閉カバーユニット４３がプリンタ本体２から外れる。その他の構成、及び作用効果は、上記第１の実施形態と同様である。

なお、本発明の構成は、上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

１プリンタ
２プリンタ本体
２ａ回動軸
２ｂ第１の受け部
２ｃ第２の受け部
３０開閉カバーユニット
３１開閉カバー
３１ａ軸受部
３１ａ１開口部
３１ｂ１第１のストッパ部
３１ｂ２第２のストッパ部

Claims

装置本体と、
前記装置本体に対して開閉方向に回動可能に支持され、開き状態で用紙が積載される開閉カバーと、を備え、
前記装置本体及び前記開閉カバーの一方の側に、
周方向の一部が切り欠かれて周方向の各切断端の間に開口部が形成される軸受部と、
前記軸受部の一方の前記切断端から延設されて、弾性変形が可能な第１のストッパ部を有する腕部と、
前記第１のストッパ部から離れた位置に配置される第２のストッパ部と、が設けられ、
前記装置本体及び前記開閉カバーの他方の側に、
前記開口部を介して前記軸受部が嵌合される回動軸と、
前記開閉カバーの開き状態で前記第１のストッパ部と係合して前記開閉カバーの開き角度を規制する第１の受け部と、
前記第２のストッパ部と係合する第２の受け部と、が設けられ、
前記第１のストッパ部と前記第１の受け部とが係合し、前記開閉カバーの開き角度が規制されている状態で、前記開閉カバーに対して開き方向への力が加わることにより、前記第１の受け部に係合した前記第１のストッパ部が弾性変形して係合が解除されて前記第１の受け部から離脱し、
前記第１のストッパ部が前記第１の受け部から離脱した状態で前記第２のストッパ部が前記第２の受け部に係合し、さらに前記開閉カバーに対して開き方向への力が加わることにより、前記第２のストッパ部と前記第２の受け部との係合が解除されて、前記軸受部が前記開口部を介して前記回動軸から外れるように構成され、
前記第１のストッパ部と前記第１の受け部との係合を解除する際に要する力は、前記第２のストッパ部と前記第２の受け部との係合を解除する際に要する力よりも大きな力を必要とするように構成される、ことを特徴とする開閉カバー用ヒンジ装置。
前記第２のストッパ部は、前記第１のストッパ部が前記第１の受け部から離脱する前に前記第２の受け部に係合する、ことを特徴とする請求項１に記載の開閉カバー用ヒンジ装置。
前記回動軸の中心と前記第１のストッパ部との距離は、前記回動軸の中心と前記第２のストッパ部との距離より長く設定される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の開閉カバー用ヒンジ装置。
前記装置本体は、画像形成装置の装置本体であり、前記開閉カバーは、開き状態で前記装置本体から上方に排紙された印画済用紙を立てた状態で積載する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の開閉カバー用ヒンジ装置。
前記腕部は、前記開口部から離反する側の側部に弾性変形が可能な前記第１のストッパ部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の開閉カバー用ヒンジ装置。