JP5984484B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真方式などを用いた複写機、レーザープリンターなどの画像形成装置に関する。
従来、例えば電子写真方式などを用いた複写機、レーザープリンターなどの画像形成装置において、回動するユニット(回動ユニット)の回動中心にダンパーを設け、操作性の向上や安全性の確保を実現している。
例えば、低身長者や車椅子使用者が画像形成装置を操作できるように操作部をチルト(傾斜)させる提案がされている。
特許文献1で提案されている画像形成装置の操作部は、操作部の回動中心にねじりバネを使用したダンパーを設け、操作部を任意の角度で自立保持することができるというものである。
特開2010−102143号公報
従来は、回動ユニットの操作性を改善したり安全性を確保したりするために、回動中心にダンパーを設けるのが一般的であった。
しかしながら、この場合、重量の重いユニットにダンパーを配置しようとすると、高トルクのダンパーが必要になるため、コストが増大したり、装置のサイズが大きくなったりする原因になっていた。
一例として、図21に示すように回動中心にダンパーを設けた操作部を説明する。この場合、操作部22を任意の角度で自立保持させるには、ダンパー40のトルクを、操作部22の自重及びユーザーがボタンを押下した時の押圧力よりも大きくする必要がある。そのため、比較的大きなダンパー40のトルクが必要となる。操作部22のサイズや重量、押圧位置にもよるが、例えば幅約400mm、奥行き約150mm、高さ約60mm程度の操作部では、1.5N・m程度のトルクが必要である。これを実現するためには、比較的高価でサイズの大きいダンパーが必要であり、画像形成装置のコストやサイズの増大を招いていた。
このように、従来、操作部などとされる回動ユニットを薄型化するなどして、回動ユニットや画像形成装置を小型化することが難しいことがあった。
従って、本発明の主要な目的は、装置本体に対して回動可能なように設けられた回動ユニットの小型化が可能な画像形成装置を提供することである。
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、装置本体と、前記装置本体に対して回動可能に設けられた回動ユニットと、前記回動ユニットの回動方向に回動しないように前記装置本体側に配置されるか、又は前記回動ユニットと共に回動可能なように前記回動ユニット側に配置される第1の歯車であって、その歯車の中心と前記回動ユニットの回動中心とが略同心である第1の歯車と、前記装置本体及び前記回動ユニットのうち前記第1の歯車が設けられていない側に設けられ、それぞれが前記第1の歯車と噛み合うことが可能であると共に、互いに駆動連結された複数の第2の歯車であって、それぞれの前記第2の歯車の中心が前記回動ユニットの回動中心を中心とした略同心円上に位置する複数の第2の歯車と、前記複数の第2の歯車と共に前記装置本体側又は前記回動ユニット側に設けられ、前記複数の第2の歯車のうち少なくとも1つの歯車と一体的に回転するか又は前記複数の第2の歯車のうち少なくとも1つの歯車を介して前記複数の第2の歯車と駆動連結された回転部を有し、前記複数の第2の歯車の回転運動に対する抵抗を発生する抵抗発生手段であって、前記第1の歯車の回転数が前記回転部の回転数よりも小さい抵抗発生手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
本発明の他の態様によると、装置本体と、前記装置本体に対して回動可能に設けられた回動ユニットと、前記回動ユニットの回動方向に回動しないように前記装置本体側に配置される第1の歯車であって、その歯車の中心と前記回動ユニットの回動中心とが略同心である第1の歯車と、前記回動ユニット側に設けられ、それぞれが前記第1の歯車と噛み合うことが可能であると共に、互いに駆動連結された複数の第2の歯車と、前記回動ユニット側に設けられ、前記複数の第2の歯車のうち少なくとも1つの歯車と一体的に回転するか又は前記複数の第2の歯車のうち少なくとも1つの歯車を介して前記複数の第2の歯車と駆動連結された回転部を有し、前記複数の第2の歯車の回転運動に対する抵抗を発生する抵抗発生手段であって、前記第1の歯車の回転数が前記回転部の回転数よりも小さい抵抗発生手段と、前記回動ユニット側に設けられ、直線状の第1の溝部、及び前記第1の溝部に合流するように形成され前記第1の溝部の第1の端部を中心とした円弧状の第2の溝部を有すると共に、前記第2の歯車及び前記抵抗発生手段が配置された回動部材と、前記装置本体側に設けられ、前記第1の溝部内を移動可能であると共に、前記第1の歯車に固定された第1、第2の突部と、を有し、前記第1の溝部の前記第1の端部に前記第1の突部が配置されたときに、前記第2の突部が前記第2の溝部に入ることで前記回動部材が前記第1の突部を中心に回動することを特徴とする画像形成装置が提供される。
本発明によれば、装置本体に対して回動可能なように設けられた回動ユニットの小型化が可能となる。
本発明の一実施例に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。 本発明の一実施例に係る画像形成装置の斜視図である。 本発明の一実施例に係る画像形成装置の操作部を最大に引き出した状態を示す斜視図である。 本発明の一実施例に係る画像形成装置の操作部を最大角度までチルトした状態を示す斜視図である。 本発明の一実施例に係る画像形成装置の操作部の内部のフレームの斜視図である。 本発明の一実施例に係る画像形成装置の操作部の内部のフレームの(a)左側面図、(b)断面図である。 本発明の一実施例に係る画像形成装置の操作部下ステイの斜視図である。 本発明の一実施例において操作部が格納された状態を表す操作部の内部構造の左側面図である。 本発明の一実施例において操作部が最大に引き出された状態を表す操作部の内部構造の左側面図である。 本発明の一実施例において操作部がチルトする途中の状態を表す操作部の内部構造の左側面図である。 本発明の一実施例において操作部が最大角度までチルトした状態を表す操作部の内部構造の左側面図である。 オイルダンパーの構成を説明するための(a)斜視図、(b)断面図である。 ダンパー機構のギア列に減速ギアを使用した実施例を説明するための操作部の内部構造の左側面図である。 比較例の操作部の内部構造の左側面図である。 本発明の一実施例において第2の歯車を3個にした場合を説明するための操作部の内部構造の左側面図である。 本発明の他の実施例に係る画像形成装置の操作部の内部構造を示す左側面図である。 比較例の操作部の内部構造の左側面図である。 比較例の操作部の内部構造の左側面図である。 トルクのコントロールが可能なダンパー機構の実施例を説明するための操作部の内部構造の要部左側面図である。 トルクのコントロールを3段階切り換え可能なダンパー機構の実施例を説明するための操作部の内部構造の左側面図である。 従来の操作部のチルト機構を説明するための操作部の斜視図である。
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
実施例1
1.画像形成装置の全体構成
先ず、本発明の一実施例の画像形成装置の全体構成について説明する。本実施例の画像形成装置は、電子写真方式を用いたフルカラー複合機である。尚、本発明はフルカラー複合機に限定されるものではなく、プリンタなどの画像形成装置にも適用することができる。又、本発明は電子写真方式の画像形成装置に限定されるものではなく、例えば当業者には周知のインクジェット方式の画像形成装置などに適用してもよい。
図1は、画像形成装置100の全体構成を示す断面図である。画像形成装置100は、装置本体1内に、画像形成部2を備えている。画像形成部2は、排出されたシートSを積載する排出トレイ18と略平行に配置されている。
画像形成部2は、画像情報に基づき感光ドラム5a〜5d上を露光するレーザスキャナ8を有する。又、画像形成部2は、感光ドラム5a〜5d、帯電装置6a〜6d、現像ローラ7a〜7dを備えた現像装置などを保持する4個のプロセスカートリッジ4a〜4dを有する。又、画像形成部2は、感光ドラム5a〜5d上のトナーを中間転写ベルト3aに転写(一次転写)し、そのトナーをシート(転写材)Sに転写(二次転写)するための、中間転写体としての中間転写ベルト3aを備えた中間転写体ユニット3を有する。各プロセスカートリッジ4a〜4dは、電子写真方式を用いてそれぞれ異なる色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像を形成する。
本実施例では、レーザスキャナ8の上方にカートリッジ4a〜4d、更にその上方に中間転写体ユニット3が配置され、いずれも排出トレイ18と略平行に配列されている。
中間転写体ユニット3の上方には、シートSに転写されたトナーを定着するための定着器16、シートSを排出トレイ18上に排出するための排出部17などが配置されている。
又、レーザスキャナ8の下方には、シート供給カセット10、シートSを搬送するための給送部13などが配置されている。
更に、レーザスキャナ8と供給カセット10に挟まれた断面が略三角形のデットスペースには電源9が配置されている。
2.画像形成動作
先ず、シート供給ローラ11が図中反時計回り方向に回転し、シート供給ローラに11に当接したシート分離ユニット12によりシート供給カセット10内のシートSを1枚ごとに分離して、搬送ローラ対14及びレジストローラ対15に給送する。シートSの先端は回転を停止しているレジストローラ対15に突き当たって一旦停止して、シートSにループが形成される。これによって、シートSの斜行がまっすぐに矯正される。
その後、中間転写ベルト3aの回転と画像書き出し位置との同期が取られて、シートSはレジストローラ対15の回転によって二次転写部T2へと搬送されていく。
一方、プロセスカートリッジ4a〜4dが印字タイミングに合わせて順次に駆動されて、その駆動に応じて各感光ドラム5a〜5dが図中時計回り方向に回転する。又、レーザスキャナ8のポリゴン8aが回転を始めると、帯電装置6a〜6dが感光ドラム5a〜5dの周面に一様な電荷を付与する。レーザスキャナ8は、画像信号に応じて感光ドラム5a〜5dの周面上に露光を行い、感光ドラム5a〜5d上に静電潜像を形成する。そして、各現像装置内の現像ローラ7a〜7dが、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて、感光ドラム5a〜5dの周面上にトナー像を形成する。
中間転写体ユニット3の中間転写ベルト3aは、駆動ローラ3bとアイドラローラ3dとテンションローラ3eに掛け渡されており、駆動ローラ3bにより図中反時計回り方向に駆動される。中間転写ベルト3aを挟んで各感光ドラム5a〜5dに当接する一次転写ローラ3f〜3iは、中間転写ベルト3aとの摩擦により図中反時計回り方向に回転する。
各一次転写ローラ3f〜3iに電圧が印加されることにより、各感光ドラム5a〜5dと一次転写ローラ3f〜3iとの間に形成される電界によって、各感光ドラム5a〜5dのトナー像が順次に中間転写ベルト3a上に転写されていく。
中間転写ベルト3a上に転写された4色のトナー像は、中間転写ベルト3aを介して駆動ローラ3bと二次転写ローラ3cとが当接する二次転写部T2に達する。すると、このトナー像は、二次転写ローラ3cに印加された電圧により生じる電界によって、二次転写ローラ3c側に引き寄せられるため、二次転写部T2に搬送されてきたシートSに転写される。
4色のトナー像を転写されたシートSは、駆動ローラ3bの曲率によって中間転写ベルト3aから分離されて、定着器16に搬送される。シートSは、定着器16内の定着ローラ対16aによって搬送されながら、熱及び圧力が加えられる。これによって、複数色のトナー像がシートSの表面に定着される。
その後、シートSは排出ローラ対17によって、装置本体1の外に排出されて、排出トレイ18に積載される。
図2は、画像形成装置100の斜視図である。ここで、図2に示すように、操作部22が設けられた側(図1の紙面手前側)を画像形成装置100の「前(正面)」、その反対側(図1の紙面奥側)を「後(奥)」とする。又、画像形成装置100を前から見た場合の左、右をそれぞれ画像形成装置100の「左」、「右」とする。又、画像形成装置100に関して上下とは、画像形成装置100の使用時の上下であり、通常鉛直方向の上下に対応する。画像形成装置100の前側は、通常、操作者が画像形成装置100を操作する側である。
装置本体1の上部には、画像を読み取るスキャナー19と自動原稿給送ユニット20とが配置されており、更にスキャナー19の前方に操作部22が配置されている。
原稿をコピーする際には、自動原稿給送装置20の原稿トレイ21に原稿をセットするか、又は自動原稿給送装置20を持ち上げて開放し、スキャナー19の原稿読み取り面(ガラス面)に原稿をセットする。自動原稿給送装置20は、原稿トレイ21に置かれた原稿を一枚ずつ分離して読み取り面を通過させて原稿を流し読みさせる。
操作部22において、白黒又はカラー読み取りモード、コピー出力サイズ、シートSの種類、コピー枚数などの情報が入力される。そして、操作部22においてスタートキー22bが押下されると、原稿はスキャナー19により光学的に読み取られ、画像データとして変換される。この画像データに基づき、前述のようにトナー像がシートSに転写、定着され、記録画像として排紙トレイ18に積載される。
3.回動ユニット
本発明は、画像形成装置100の装置本体1に備えられた回動するユニット(回動ユニット)に適用できるが、ここではチルトする操作部22に適用する場合を例として挙げる。
図2に示すように、操作部22は装置本体1の上部において前方に配置されている。操作部22には、画像形成装置100の動作状態を表示する液晶表示部22aが配置されている。又、操作部22には、コピーを開始するためのスタートキー22b、コピー枚数やFAX番号などを入力するためのテンキー22cなどの各種キーが配置されている。
操作部22は、通常、図2に示すように、スキャナー19と近接した位置に格納されているが、低身長者や車椅子使用者が操作しやすいようにスライド及びチルト機構を備えている。
操作部22を装置本体1の前方に引くと、操作部22は略水平にスライドする。最大引き出し状態(図3)になった時に操作部22を押し下げると、操作部22はその奥側を中心に回動し、略50°チルトした最大チルト状態(図4)までの間の任意の位置で保持可能である。従って、ユーザーが使いやすい角度に操作部22の操作面(液晶表示部22aや各種キーが配置された面)の向きを調整することが可能である。このように、本実施例では、回動ユニットは、操作面を操作する側へ向けるように回動させることが可能な、画像形成装置100を操作するための操作部22である。
4.操作部スライド及びチルト機構
図5は、操作部22の内部のフレーム23を表した斜視図(図5(a)は左側面側、図5(b)は右側面側から見たもの)である。図6(a)は、フレーム23の左側面図であり、図6(b)は、フレーム23の断面図(図6(a)中のA−A線断面)である。
操作部22の内部に固定されたフレーム23には、その左右側面に、回動部材としての板状のカム部材であるカム板24a、24bが固定されている。カム板24a、24bは、図6の斜線部のように、第1の溝部としての直線状のスリット24a1、24b1と、第2の溝部としての円弧状のスリット24a2、24b2とがそれぞれ設けられた同一形状の板材である。円弧状のスリット24a2、24b2は、それぞれ直線状の溝部24a1、24b1に合流するように、直線状の溝部24a1、24b1のそれぞれの一方の端部である第1の端部を中心とした円弧状に形成されている。
左側のカム板24aの内側には、装置本体1の前後方向に細長いレール25aが配置され、レール25aに固定した第1、第2の突部としての2ヵ所の段ビス26a、26bがカム板24aの直線状のスリット24a1に移動可能なように係合する。カム板24aの外側には、スライドギア27aが配置され、スライドギア27aに設けた2ヵ所の穴が段ビス26a、26bにそれぞれ嵌合すると共に、段ビス26a、26bのビス頭とカム板24aとの間に保持されている。
同様に、右側のカム板24bの内側には、装置本体1の前後方向に細長いレール25bが配置され、レール25bに固定した2ヵ所の段ビス26c、26dがカム板24bの直線状のスリット24b1に係合する。カム板24bの外側には、スライドギア27bが配置され、スライドギア27bに設けた2ヵ所の穴が段ビス26c、26dにそれぞれ嵌合すると共に、段ビス26c、26dのビス頭とカム板24bとの間に保持されている。
左側のスライドギア27aは、後述するセクタギアであると共に、レール25aがカム板24aをスライドする際に外れるのを防止する役割を持つ。右側のスライドギア27bは、セクタギアである必要はないが、本実施例では部品共通化により金型コストを抑えるために同一部品としている。
以上のように、レール25aとスライドギア27aは、カム板24aを間に挟んだ状態で直線状のスリット24a1に沿ってスライドする。レール25b側についても同様である。
一方、図7に示すように、スキャナー19には固定部としての操作部下ステイ29が固定されており、その左右側面には操作部22を装置本体1の前後方向にガイドするためのガイド部材30a、30bが設けられている。このガイド部材30a、30bに、操作部22のレール25a、25bが係合する。
従って、操作部22は2段階で前後方向にスライドする。1段階目はレール25a、25bと操作部下ステイ29に設けたガイド部材30a、30bの係合によるスライドである。2段階目は、左側のカム板24aの直線状のスリット24a1とレール25aに設けた2ヵ所の段ビス26a、26bの係合、及び右側のカム板24bの直線状のスリット24a1とレール25bに設けた2ヵ所の段ビス26c、26dの係合によるスライドである。
図8、図9は、それぞれ操作部22が格納された時(通常状態)と最大引き出し状態になった時の操作部22の内部を表す左側面図である。
以下、操作部22の左右のレール25a、25bなどの動作は同じであるので、左側の動作のみ説明し、右側の動作については説明を省略する。
操作部22が格納されている時、図8のようにレール25a及びカム板24aは装置本体1の奥側(図8中の左側)にある。このとき、直線状のスリット24a1の前側の端部24a3がレール25aに固定した前側の段ビス26bに当接している。
操作部22を引き出すと、レール25aはガイド部材30aにより操作部下ステイ29に対して略水平にスライドし、レール25aの奥側の端部に設けたストッパ28aがガイド部材30aの前側の端部に設けた突起部(図示せず)に当接すると停止する。このとき、カム板24aの直線状のスリット24a1は、スライドギア27a、段ビス26a、26bによって向きを規制されて略水平に配置され、これによりフレーム23及び操作部22が略水平に配置されている。
更に操作部22を引き出すと、カム板24aに設けた直線状のスリット24a1により、カム板24aは装置本体1の前側(図8中の右側)に移動する。そして、直線状のスリット24a1の奥側の端部24a4がレール25aに固定した奥側の段ビス26aに当接した所で停止する(図9、最大引き出し状態)。
最大引き出し状態になると、図9に示すように、カム板24aに開けた円弧状のスリット24a2により、前側の段ビス26bの上部の規制が無くなり、カム板24aが奥側の段ビス26aを中心に回動する(図10)。そして、カム板24aは、前側の段ビス26bが円弧状のスリット24a2の端部24a5に当接した位置で停止する(図11、最大チルト状態)。
5.ダンパー機構
次に、本実施例において操作部22のチルト機構に設ける本発明に従うダンパー機構50について説明する。
本実施例のダンパー機構50は、概略、回動ユニットとしての操作部22の回動中心にセクタギアを設け、それと直接噛み合う小歯車を複数設けてダンパーギアと連結することで構成される。
フレーム23の左右側面に設けたカム板24a、24bの一方又は両側に、ダンパー機構50の複数のギアによって構成されたギア列を設けることができる。一方のみにギア列を設ける場合、操作部22の重心が近い側、又は操作する際に押圧力がかかる側に設けるのが良い。本実施例では、重量が重く且つタッチパネルを搭載した液晶表示部22aを操作部22の左側に配置したため、左側のカム板24aに設けている。
図9に示すように、カム板24aには、ギア31、32a、33の3つのギアが配置されている。これらのギア31、32a、33は、回転可能にカム板24aに保持されている。本実施例では、ギア31、33が、後述する第1の歯車としてのスライドギア27aと直接噛み合う複数の第2の歯車である。本実施例では、ギア31、32a、33は、モジュール1で、それぞれの歯数は12歯とする。
ギア32aは、ギア31、33と噛み合うオイルダンパー32のギア(ダンパーギア)である。オイルダンパー32は、図12のように、連結部としてのダンパーギア32aと、ケーシングとしてのダンパーケース32bと、回転部としてのローター32cと、抵抗発生部(抵抗発生材)としてのシリコンオイル32dと、を有して構成される。オイルダンパー32は、ダンパーケース32b内に注入されたシリコンオイル32dの粘性抵抗により、ギア32aと一体化されたローター32cが制動力を受けて、複数の第2の歯車の回転運動に対する抵抗(トルク)を発生させる。本実施例では、オイルダンパー32によって抵抗発生手段が構成される。ギア31、33は、ダンパーギア32によって共通の抵抗発生手段に連結されている。
尚、抵抗発生手段は、上述のように抵抗(トルク)を発生させることができるものであればよく、例えばトルクリミッタであってもよい。
ギア31とギア33は、歯数が同一であり、且つ、操作部22が最大引き出し状態になった時の奥側の段ビス26aと同心円上にそれぞれの中心が位置するように配置されている。このように、ギア31、33は、円弧状のスリット24a2の周方向、即ち、カム板24aに対するスライドギア27aの回動方向に沿って配置されている。ここで、同心円上とは、完全に同心円上であることに限定されるものではない。第1の歯車が複数の第2の歯車に対して相対的に回動する際に、該複数の第2の歯車のそれぞれが第1の歯車と噛み合うことができ、本実施例の所期の効果が得られればよい。例えば、本実施例(他の実施例も同様)では、当該同心円からの半径方向における第2の歯車の中心のズレ量が1mm(寸法公差分)以内であれば同心円上と見なせる。
ギア33は、スライドギア27aが水平方向にスライドした時に干渉しない位置に配置されている。又、ギア31は、操作部22が最大引き出し状態になった時のスライドギア27aの中心とギア31、ギア33の中心とを結んだ直線の成す角度D1が22.5°となるように配置されている。
スライドギア27aは、奥側の段ビス26aを中心としたセクタギアであり、本実施例ではモジュール1で72歯のギアの4歯分を使用している。スライドギア27aの1歯分の角度は5°であるから、スライドギア4歯分の角度D2は20°である。本実施例では、セクタギアであるスライドギア27aが、回動ユニットとしての操作部22の回動中心と同心である第1の歯車である。ここで、第1の歯車が回動ユニットの回動中心と同心であるとは、完全に同心であることに限定されるものではない。回動ユニットが回動することに伴って、第1の歯車が、装置本体側又は回動ユニット側に設けられた複数の第2の歯車に対して相対的に回動し、該複数の第2の歯車のそれぞれと噛み合うことができ、本実施例の所期の効果が得られればよい。例えば、本実施例(他の実施例も同様)では、回動ユニットの回動中心と第1の歯車の中心との半径方向におけるズレ量が1mm(寸法公差分)以内であれば同心と見なせる。
上記角度D1(22.5°)は、スライドギア27aの4.5歯分に相当する角度である。操作部22をチルトする間にスライドギア27aによる駆動がギア33からギア31にスムーズに切り替わるように、角度D1と角度D2との差はスライドギア27aの1歯分以内、即ち、5°以内の角度であることが望ましい。
操作部22を最大引き出し状態にし、操作部22が回動し始めると、ギア33がスライドギア27aに噛み始め、ギア33は図中時計回りに回転する。ダンパーギア32aはギア33と常に噛み合っているため、ダンパーギア32aは図中反時計回りに回転する。同様に、ダンパーギア32aと常に噛み合っているギア31は図中時計回りに回転する。このように、第2の歯車は、互いに駆動連結されており、典型的には同一方向に同期して回転する。
更に操作部22を回動させると、図10に示すように、ギア33がスライドギア27aから離れる前にギア31がスライドギア27aに噛み始める。
ギア31は、ダンパーギア32a、ギア33を介してスライドギア27aによって駆動されるため、常に同じ位相で噛み始める。従って、ギア31はスムーズにスライドギア27aに乗り移ることができる。そのため、ギアの位相ずれによる駆動伝達の不具合の発生は防止される。
スライドギア27aは、回動中にギア31、33の何れかと噛み合っているため、両ギアを介してオイルダンパー32のダンパーギア32aを駆動するためのトルクが発生する。
前側の段ビス26bがカム板24aの円弧状のスリット24a2の端部24a5に当接すると、操作部22が停止する(図11、最大チルト状態)。
操作部22を最大チルト状態から戻す場合は、ギア31、32a、33は前述と逆方向に回転する。ギア33は、ギア31a、ギア31を介してスライドギア27aで駆動されるため、スライドギア27aと常に同じ位相で噛み始める。従って、ギア33はスムーズにスライドギア27aに乗り移ることができる。
操作部22の自重及びチルトさせようとする押圧力によって発生するトルクと、スライドギア27aがギア31又はギア33を介しオイルダンパー32のギア32aを駆動するために必要なトルクを比較し、前者が大きい場合には操作部22は回動する。逆に、後者が大きい場合には操作部22は自立保持する。
操作部22を自在の角度で停止させて使用する時は、操作部22の自重及び作業者がボタンなどを押下する押圧力に対して、前述のオイルダンパー32を駆動するために必要なトルクを十分大きくする必要がある。
このように、本実施例では、回動部材(カム板)24aが回動ユニット側に設けられる。この回動部材24aは、直線状の第1の溝部24a1を有する。又、この回動部材24aは、第1の溝部24a1に合流するように形成され第1の溝部24a1の第1の端部24a4を中心とした円弧状の第2の溝部24a2を有する。又、この回動部材24aに、第2の歯車31、33及び抵抗発生手段32が配置されている。又、本実施例では、第1の溝部内を移動可能であると共に、第1の歯車27aに固定された第1、第2の突部26a、26bが装置本体側に設けられている。そして、第1の溝部24a1の第1の端部24a4に第1の突部26aが配置されたときに、第2の突部26bが第2の溝部24a2に入る。これにより、回動部材24aが第1の突部26aを中心に回動する。
従来の回動中心にダンパーを備えた操作部に比べ、本実施例ではスペースを有効利用したセクタギアを使用しているため、小型で低コストである低トルクダンパーを使用することができる。例えば、図21に示すような回動中心に直径10mmの回転軸を持つ従来のダンパー40を使用する場合に対して、本実施例のようなセクタギアであるスライドギア27aを使用すれば、半径が約7倍あるため、約1/7のトルクのダンパーで良い。又、本実施例では、セクタギア(扇形歯車)であるスライドギア27aは、実質的に一方向に長い板状部材であるので、小型化に非常に有利である。
オイルダンパー32のダンパーギア32aに対するセクタギアであるスライドギア27aの回転数を小さく、即ち、ギア比を大きくすれば、更に低トルクのダンパーを使用できる。少なくともオイルダンパー32のダンパーギア32aに対してセクタギアであるスライドギアの回転数が小さければ、回動中心にダンパーを使用するよりも低トルクのダンパーを使用することが可能である。即ち、回動ユニットとしての操作部22の回動中心と同心である第1の歯車の回転数を、抵抗発生手段の回転部の回転数よりも小さくすればよい。
尚、オイルダンパー32は必ずしも本実施例の位置に設ける必要はない。例えば、必要に応じて、本実施例におけるギア31又はギア33の位置に、本実施例のオイルダンパー32と同様のオイルダンパーを設け、本実施例におけるオイルダンパー32の位置に、本実施例におけるギア31又はギア33と同様のギアを設けてもよい。この場合、オイルダンパーとされた当該位置の第2の歯車であるギアは、ダンパーギアである。従って、この第2の歯車としてのダンパーギアは、ダンパーケース32b、ローター32c及びシリコンオイル32dなどによって構成される抵抗発生手段のローター32cに固定され一体化されることで、直接抵抗発生手段に連結される。そして、オイルダンパーとされていない方の位置の第2の歯車であるギアは、本実施例におけるオイルダンパーの位置に配置されたギアと、第2の歯車としてのダンパーギアと、を介して、上記抵抗発生手段に連結される。この場合も、本実施例と同様の効果が得られるため、配置に自由度がある。
又、図13に示すように、ギア31、33と噛み合うギアを大歯車34a及び小歯車34bとを有する減速ギア34にして、その小歯車34bとギア31、33を噛み合わせると共に大歯車34aとオイルダンパー32のダンパーギア32aを噛み合わせてもよい。図13の例では、大歯車34aの歯数は21歯であり、小歯車の歯数は12歯である。このようにすれば、更に低トルクのオイルダンパーを使用することができる。この減速ギア34は、必要に応じてギア31又は33の位置に配置してもよい。
一方、図14に示す比較例のように、オイルダンパー32のダンパーギア32aとスライドギア27aを直接噛み合わせる構成にすると、同程度の回動量を得るためには、スライドギア27aの歯数を多くする必要がある。その結果、本実施例に対して、斜線部F1、F2の領域が出っ張るため、操作部22を薄型化できない。更に、斜線部F3がスライドギア27aのスライド領域であり、この領域には他の部品を配置することなどができず、スペースを有効活用することができない。
このように、本実施例によれば、図14のような構成よりも、操作部22のサイズを小さくすることができ、更にスペースを有効活用することが可能である。
以上のように、本実施例では、画像形成装置100は、装置本体1と、装置本体1に対して回動可能に設けられた回動ユニット22と、を有する。又、画像形成装置100は、回動ユニット22の回動方向に回動しないように装置本体側に配置される第1の歯車27aであって、その歯車の中心と回動ユニット22の回動中心とが略同心である第1の歯車27aを有する。又、画像形成装置100は、装置本体及び回動ユニットのうち第1の歯車27aが設けられていない側(回動ユニット側)に設けられ、それぞれが第1の歯車27aと噛み合うことが可能であると共に、互いに駆動連結された複数の第2の歯車31、33を有する。又、画像形成装置100は、複数の第2の歯車31、33と共に回動ユニット側に設けられ、複数の第2の歯車31、33の回転運動に対する抵抗を発生する抵抗発生手段32を有する。抵抗発生手段は、複数の第2の歯車31、33のうち少なくとも1つの歯車と一体的に回転するか又は複数の第2の歯車31、33のうち少なくとも1つの歯車を介して複数の第2の歯車31、33と駆動連結された回転部を有するものであってよい。本実施例では、抵抗発生手段としてのオイルダンパー32は、第2の歯車である2個のギア31、33の両方に噛み合う。そして、第1の歯車27aの回転数は抵抗発生手段32の回転部32cの回転数よりも小さい。本実施例では、第1の歯車27aは装置本体1に対して回動ユニット22の回動方向に回動しないように配置され、第2の歯車31、33及び抵抗発生手段32は装置本体1に対し上記回動方向に回動可能なように配置されている。又、複数の第2の歯車31、33は、それぞれの歯車の中心が、回動ユニット22の回動中心を中心とした略同心円上に位置する。
これにより、装置本体1に回動自在な回動ユニットとしての操作部22の薄型化が可能となる。つまり、小さなスペースに小サイズで低コストの低トルクダンパーを配置することができるため、安価な構成で回動ユニットの薄型化及び画像形成装置の小型化が実現できる。このように、本実施例によれば、コストアップすることなく最小限の部品で回動ユニットの薄型化及び画像形成装置の小型化を実現した操作性の良い画像形成装置を提供することができる。
尚、本実施例では、第2の歯車は2個であるが、3個以上であってもよい。例えば第2の歯車が3個の場合、図15のような構成となる。図9を参照して説明した第2の歯車であるギア31、33に、第2の歯車としてギア42を追加し、更にギア31とギア42と噛み合うギア41を設ける。ギア41、42は、モジュール1で、それぞれの歯数は12歯である。ギア42は、ギア31、33と同様に、奥側の段ビス26aと同心円上に中心が位置するように配置する。又、奥側の段ビス26aの中心とギア31、33の中心が成す角度D1と、ギア31、42の中心が成す角度D3は同一角度である。従って、操作部22を回動させると、ギア31がスライドギア27aに乗り移るのと同様に、ギア42もスムーズに乗り移ることができる。スライドギア27aは、回動中にギア31、33、42の何れかと噛み合っているため、それらのギアを介してオイルダンパー32のダンパーギア32aを駆動するためのトルクが発生する。即ち、第2の歯車が3個であっても、使用するオイルダンバー32は1個でよい。第2の歯車の個数は、回動ユニットの回動角度によって任意に設定可能である。このように、小さなスペースに小型で低コストである低トルクダンパーを配置することができるため、安価な構成で回動ユニットの薄型化及び画像形成装置の小型が実現できる。
実施例2
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成は実施例1のものと同じである。従って、実施例1のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
本実施例では、回動ユニットの回動方向に回動しないようにオイルダンパーを含むギア列が配置されている。本実施例においても、実施例1と同じく、本発明はチルトする操作部22に適用される。
図16は、スキャナー19の内部と操作部22を表す左側面図である。操作部22は、スキャナー19のガラス面19bに原稿を置きやすいようにガラス面19bよりも低い位置に配置されている。
スキャナー19のフレーム19aの前方(図16中の右側)には、操作部22の回動中心である軸35が設けられている。スキャナー19と操作部22との間には、操作部22に電源を供給するための束線や装置本体1の動作を制御するコントローラ(図示せず)と通信するための束線を格納するための空間(束線格納領域)Gがある。この空間Gは、カバー37で覆われている。又、操作部22の下方には空間が確保されており、操作部22を下方に押すと軸35を中心に回動し、二点鎖線が示す最大チルト状態までの任意の位置で停止可能である。
本実施例では、操作部22には、軸35を中心に操作部22と共に回動するセクタギア36が保持されている。本実施例では、セクタギア36が、回動ユニットとしての操作部22の回動中心と同心である第1の歯車である。又、カバー37の内部で束線格納領域Gの外側において、フレーム19aにギア31、32a、33の3つのギアが配置されている。これらのギア31、32a、33は、回転可能にフレーム19aに保持されている。本実施例では、ギア31、33が、後述する第1の歯車としてのスライドギア27aと直接噛み合う複数の第2の歯車である。本実施例では、ギア31、32a、33の歯数は12歯とする。
ギア32aは、ギア31、33と噛み合うオイルダンパー32のギア(ダンパーギア)である。
ギア31とギア33は、歯数が同一であり、且つ、操作部22の回動中心である軸35と同心円上にそれぞれの中心が位置するように配置されている。このように、ギア31、33は、フレーム19aに対するセクタギア36の回動方向に沿って配置されている。
操作部22は、通常、スキャナー19と略平行に配置され、セクタギア36はギア33と噛み合っている(通常状態)。この状態では、操作部22の自重及び作業者がキーなどを押下する際の押圧力によって発生するトルクよりも、セクタギア36がギア33を介しオイルダンパー32のギア32aを駆動するために必要なトルクの方が大きいため、自立保持している。
操作部22が下方に押され、時計回りに回動すると、セクタギア36も時計回りに回動し、ギア33から離れる前にギア31に乗り移る。
操作部22は、約50°回動したところでストッパ(図示せず)により回動が規制され、二点鎖線が示す最大チルト状態となる。
ギア31、32a、33の動作は実施例1と同様のため説明を省略する。
本実施例においても、実施例1と同様に、操作部22のサイズを小さくすることができると共に、スペースを有効活用することが可能である。
一方、図17に示す比較例のように、オイルダンパー32のダンパーギア32aとセクタギア36を直接噛み合わせる構成にすると、常にセクタギア36とギア32aを噛み合わせる必要があるため、セクタギア36の歯数が多くなる。セクタギア36が操作部22よりも下に出っ張らないようにすると、ダンパーギア32aを上方に配置する必要がある。ダンパーギア32aのH1部がカバー37と接触しないようにするためにスキャナー19のサイズを大きくする必要がある。更に、最大チルト状態でセクタギア36のH2部が見えてしまうため、安全上カバーで覆う必要がある。それを回避するために、図18に示す比較例のように、ダンパーギア32aを下方に配置すると、チルトしない通常の位置において操作部22下方にセクタギア36のH3部が出っ張ってしまう。又、図21のように回動中心にダンパー40を設けると、高価でサイズが大きい高トルクのダンパーが必要となる。
このように、本実施例では、画像形成装置100は、回動ユニット22と共に回動可能なように回動ユニット側に配置される第1の歯車36であって、その歯車の中心と回動ユニット22の回動中心とが略同心である第1の歯車36を有する。又、画像形成装置100は、装置本体及び回動ユニットのうち第1の歯車36が設けられていない側(装置本体側)に設けられ、それぞれが第1の歯車36と噛み合うことが可能であると共に、互いに駆動連結された複数の第2の歯車31、33を有する。又、画像形成装置100は、実施例1と同様の抵抗発生手段としてのオイルダンパー32を有する。そして、第1の歯車36の回転数は抵抗発生手段32の回転部32cの回転数よりも小さい。本実施例では、第1の歯車36は装置本体1に対し回動ユニット22の回動方向に回動可能なように配置され、第2の歯車31、33及び抵抗発生手段32は装置本体1に対し上記回動方向に回動しないように配置されている。このような構成でも、安価な構成で回動ユニットを小型化することが可能である。
又、本実施例のようにセクタギア36がギア31、33の何れか一方と必ず噛み合う構成では、操作部22を何度チルトさせたとしても必ず同一の歯同士で噛み合う。これは、ギア31とギア33の歯数が異なっても同様である。従って、最初にセクタギア36がギア31、33に乗り移る位相を合わせられれば、異なる歯数のギアであってもチルトの回数によらず位相ずれによる駆動伝達の不具合の発生は防止される。これにより、回動途中で回動トルクを切り換えることが可能である。このような構成は、チルト角度により発生するトルク(例えば自重で操作部を回動させようとするトルク)が変わるために角度によってトルクをコントロールしたい場合などに有効である。一例を図19を参照して説明する。
図19は、図16におけるギア33を段ギア(変速歯車)38にしたものである。操作部22が自重で回動しようとする力は、操作部22が通常状態の時が最大であり、時計回りに回動して二点鎖線が示す最大チルト状態になるまで徐々に減少していく。従って、セクタギア36がギア31又は段ギア38を介してオイルダンバー32を駆動するために必要なトルクは、操作部22が通常状態の時よりも最大チルト状態の方が小さくすることができる。これによって、作業者が操作部22をチルトさせる時に必要な操作力をより適切に調整することができる。
例えば、段ギア38は、小歯車38bの歯数が12歯、大歯車38aの歯数が16歯、モジュール1のギアである。そして、小歯車38b、大歯車38aは、それぞれセクタギア36、オイルダンパー32のダンパーギア32aと噛み合っている。
操作部22が通常状態の時、セクタギア36は段ギア38と噛み合っている。そして、操作部22が下方に押され時計回りに回動すると、セクタギア36も時計回りに回動し、段ギア38から離れる前にギア31に乗り移る。
最初に段ギア38を組む際の位相によってセクタギア36が乗り移る時の位相も変わる。そのため、セクタギア36がスムーズに乗り移れる位相を予め設定しておき、その状態で噛み合うように、セクタギア36と段ギア38の小歯車38bにそれぞれ位相合わせのためのマーキング36a、38cを設けておく。そして、位相を合わせた状態で組むのが望ましい。
前述のように、セクタギア36が段ギア38、ギア31と噛み合う歯は、操作部22のチルトの回数によらず必ず同一の歯同士で噛み合う。そのため、組み込む際に位相合わせをしておくことで、セクタギア36は段ギア38からギア31にスムーズに乗り移ることが可能となる。
段ギア38を配置することで、セクタギア36がギア31を駆動するトルクは、段ギア38を駆動するトルクの約0.75倍(=12÷16)となり、回動途中で回動トルクを切り換えることができるようになる。
このように、第2の歯車の少なくとも1つを変速歯車とすることができる。この場合、回動ユニット22の回動中に、第1の歯車が噛み合う第2の歯車が、上記変速歯車と他の歯車との間で変わることで、回動トルクが変わる。
尚、図19の例では、セクタギア36と直接噛み合うギアがギア38、31の2個であるため回動トルクは2段階の切り換えであるが、3個設ければ3段階の切り換えも可能である。必要により、セクタギア36と直接噛み合うギアをより多く設けて、より多くの段階で回動トルクを切り替えられるようにしてもよい。例えば、3段の切替を可能とする場合、図20のような構成となる。図19を参照して説明した構成に段ギア44とギア43を追加する。段ギア44は、第2の歯車で、小歯車44bの歯数が12歯、大歯車44aの歯数が16歯、モジュール1のギアである。又、ギア43は、歯数が12歯、モジュール1のギアで、段ギア44の大歯車44aと段ギア38の小歯車38bと噛み合う。段ギア44は、ギア31、段ギア38と同様に、操作部22の回動中心である軸35と同心円上に中心が位置するように配置されている。この場合も、図19の構成の場合と同様に、最初に段ギア38、44を組む際の位相によって、セクタギア36が乗り移る時の位相も変わる。そのため、セクタギア36がスムーズに乗り移れる位相を予め設定しておき、その状態で噛み合うように、セクタギア36と段ギア44の小歯車44bにそれぞれ位相合わせのためのマーキング36a、44cを設けておく。又、段ギア38の小歯車38bとフレーム19aにも、位相合わせのマーキング38c、19cを設けておき、位相を合わせた状態で組むのが望ましい。これにより、セクタギア36は、段ギア44から段ギア38、そして段ギア38からギア31に、スムーズに乗り移ることが可能となる。段ギア38、44を配置することで、セクタギア36がギア31を駆動するトルクは、段ギア38を駆動するトルクの約0.75倍(=12÷16)、段ギア44を駆動するトルクの約0.56倍(=12÷16×12÷16)となる。即ち、第2の歯車を3個設けることで、3段階で回動トルクを切り換えることができるようになる。
このように、1個のオイルダンパー32で回動ユニットを回動する際のトルクをコントロールすることができるため、安価な構成で回動ユニットのサイズを小さくできるだけでなく、操作性を向上することも可能である。このようなダンパー機構50の構成は、実施例1で説明したようなスライド及びチルト機構に適用してもよい。
1 装置本体
22 操作部
27a スライドギア(セクタギア、第1の歯車)
31 ギア(第2の歯車)
32 オイルダンパー(抵抗発生手段)
33 ギア(第2の歯車)
36 セクタギア(第1の歯車)
38 段ギア(第2の歯車)
50 ダンパー機構

Claims (6)

  1. 装置本体と、
    前記装置本体に対して回動可能に設けられた回動ユニットと、
    前記回動ユニットの回動方向に回動しないように前記装置本体側に配置されるか、又は前記回動ユニットと共に回動可能なように前記回動ユニット側に配置される第1の歯車であって、その歯車の中心と前記回動ユニットの回動中心とが略同心である第1の歯車と、
    前記装置本体及び前記回動ユニットのうち前記第1の歯車が設けられていない側に設けられ、それぞれが前記第1の歯車と噛み合うことが可能であると共に、互いに駆動連結された複数の第2の歯車であって、それぞれの前記第2の歯車の中心が前記回動ユニットの回動中心を中心とした略同心円上に位置する複数の第2の歯車と、
    前記複数の第2の歯車と共に前記装置本体側又は前記回動ユニット側に設けられ、前記複数の第2の歯車のうち少なくとも1つの歯車と一体的に回転するか又は前記複数の第2の歯車のうち少なくとも1つの歯車を介して前記複数の第2の歯車と駆動連結された回転部を有し、前記複数の第2の歯車の回転運動に対する抵抗を発生する抵抗発生手段であって、前記第1の歯車の回転数が前記回転部の回転数よりも小さい抵抗発生手段と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記回動ユニット側に設けられ、直線状の第1の溝部、及び前記第1の溝部に合流するように形成され前記第1の溝部の第1の端部を中心とした円弧状の第2の溝部を有すると共に、前記第2の歯車及び前記抵抗発生手段が配置された回動部材と、
    前記装置本体側に設けられ、前記第1の溝部内を移動可能であると共に、前記第1の歯車に固定された第1、第2の突部と、
    を有し、
    前記第1の溝部の前記第1の端部に前記第1の突部が配置されたときに、前記第2の突部が前記第2の溝部に入ることで前記回動部材が前記第1の突部を中心に回動することを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
  3. 装置本体と、
    前記装置本体に対して回動可能に設けられた回動ユニットと、
    前記回動ユニットの回動方向に回動しないように前記装置本体側に配置される第1の歯車であって、その歯車の中心と前記回動ユニットの回動中心とが略同心である第1の歯車と、
    前記回動ユニット側に設けられ、それぞれが前記第1の歯車と噛み合うことが可能であると共に、互いに駆動連結された複数の第2の歯車と、
    前記回動ユニット側に設けられ、前記複数の第2の歯車のうち少なくとも1つの歯車と一体的に回転するか又は前記複数の第2の歯車のうち少なくとも1つの歯車を介して前記複数の第2の歯車と駆動連結された回転部を有し、前記複数の第2の歯車の回転運動に対する抵抗を発生する抵抗発生手段であって、前記第1の歯車の回転数が前記回転部の回転数よりも小さい抵抗発生手段と、
    前記回動ユニット側に設けられ、直線状の第1の溝部、及び前記第1の溝部に合流するように形成され前記第1の溝部の第1の端部を中心とした円弧状の第2の溝部を有すると共に、前記第2の歯車及び前記抵抗発生手段が配置された回動部材と、
    前記装置本体側に設けられ、前記第1の溝部内を移動可能であると共に、前記第1の歯車に固定された第1、第2の突部と、
    を有し、
    前記第1の溝部の前記第1の端部に前記第1の突部が配置されたときに、前記第2の突部が前記第2の溝部に入ることで前記回動部材が前記第1の突部を中心に回動することを特徴とする画像形成装置。
  4. 前記回動ユニットの回動中に、前記第1の歯車は前記第2の歯車の少なくとも1つに噛み合っていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  5. 前記第2の歯車の少なくとも1つは変速歯車であり、前記回動ユニットの回動中に、前記第1の歯車が噛み合う前記第2の歯車が、前記少なくとも1つの変速歯車と他の歯車との間で変わることで、回動トルクが変わることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記回動ユニットは、操作面を操作する側へ向けるように回動させることが可能な、前記画像形成装置を操作するための操作部であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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