JP6500829B2 - 画像形成装置、ロック装置、ロックユニット - Google Patents

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Description

本発明は、現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置、並びにこれに用いられるロック装置及びロックユニットに関する。
電子写真方式の画像形成装置では、トナーなどの現像剤が収容された現像剤収容部が着脱可能である。そして、画像形成装置では、その現像剤収容部から供給される現像剤を用いてシートに画像を形成する画像形成処理が実行される。なお、この種の画像形成装置には、現像剤収容部を着脱する際に開閉されるカバーが設けられる(例えば特許文献1参照)。
特開2006−301071号公報
ところで、複数の現像剤収容部が着脱可能な画像形成装置では、現像剤残量が下限値に達していない現像剤収容部の取り外しを制限するロックカバーが設けられることが考えられる。この場合、現像剤残量が下限値に達した現像剤収容部に対応するロックカバーのロックだけが解除される構成が考えられる。しかしながら、この種の画像形成装置では、ユーザーが、作業対象の現像剤収容部に対応するロックカバーを開くことになるため、ユーザーにとって手間である。また、複数の現像剤収容部に対応する複数のロックカバーが存在する場合には、そのロックカバーのうち作業対象の現像剤収容部に対応するロックカバーを特定してから開く必要がある。
本発明の目的は、現像剤収容部の着脱時に開閉されるカバーの開放作業の手間を軽減することが可能な画像形成装置、並びにこれに用いられるロック装置及びロックユニットを提供することにある。
本発明の一の局面に係るロック装置は、ロックカバーと、制限部と、駆動源と、付勢部と、押圧部とを備える。前記ロックカバーは、現像剤が収容される現像剤収容部の着脱時に開閉される。前記制限部は、前記ロックカバーが閉じられた場合に前記ロックカバーに係合して前記ロックカバーの開放を制限する。前記駆動源は、前記制限部を駆動させて前記制限部と前記ロックカバーとの係合を解除する。前記付勢部は、前記制限部を前記駆動源による駆動の方向とは反対方向に付勢する。前記押圧部は、前記駆動源により前記制限部と前記ロックカバーとの係合が解除される動作に連動して前記ロックカバーを開放方向に押圧する。
本発明の他の局面に係る画像形成装置は、前記ロック装置を一又は複数備えると共に、一又は複数の前記ロック装置に対応する一又は複数の前記現像剤収容部に収容されている現像剤を用いて画像を形成する画像形成部を備える。
本発明の他の局面に係るロックユニットは、複数の現像剤収容部に収容されている複数色の現像剤を用いて画像を形成する画像形成部を備える画像形成装置に着脱可能であって、前記ロック装置を複数備える。
本発明によれば、現像剤収容部の着脱時に開閉されるカバーの開放作業の手間を軽減することが可能な画像形成装置、並びにこれに用いられるロック装置及びロックユニットを提供することが可能になる。
図1は、実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 図2は、実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 図3は、実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 図4は、実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 図5は、実施形態に係るロックユニットの構成を示す図である。 図6は、実施形態に係るロックユニットの構成を示す図である。 図7は、実施形態に係るロック装置の構成を示す図である。 図8は、実施形態に係るロック装置の状態遷移を示す図である。 図9は、実施形態に係るロック装置の状態遷移を示す図である。 図10は、実施形態に係るロック装置の状態遷移を示す図である。 図11は、実施形態に係るロック装置の状態遷移を示す図である。 図12は、実施形態に係るロック装置を示す図である。 図13は、実施形態に係るロック装置の比較例を示す図である。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格を有さない。なお、図面中に定義された前後方向及び上下左右方向を用いて説明することがある。
図1に示されるように、本実施形態に係る複合機は、画像形成装置100及び画像読取装置200を備える。画像読取装置200は、画像形成装置100の上部に装着されており、CCD等の撮像素子を用いて、原稿台200Aに載置される原稿から画像データを読み取ることが可能である。なお、本発明に係る画像形成装置100は、画像読取装置200が装着されないプリンターであってもよい。
画像形成装置100は、コンテナ収容部10、画像形成部20、及び給紙カセット30などを備えるカラープリンターである。コンテナ収容部10には、複数色のトナー等の現像剤が収容される複数の現像剤収容部101が個別に着脱可能である。
また、コンテナ収容部10の前面には、開閉可能な前面カバー10Aが設けられており、画像形成部20の前面には、開閉可能な前面カバー20Aが設けられている。なお、画像形成装置100には、前面カバー10Aの開閉を検出する光学センサーなどの開閉検出部10B(図2参照)が設けられている。
前面カバー10A及び前面カバー20A各々は、例えば下端部が左右方向と平行な回動軸によって回動可能に支持されている。即ち、前面カバー10A及び前面カバー20A各々は、上部が前方に回動して開かれる。給紙カセット30各々は、画像形成装置100に着脱可能であり、画像が形成される紙などのシートが収容される。
ここに、図2には、前面カバー10Aが開かれた状態が示されている。コンテナ収容部10には、トナー等の現像剤が収容される複数の現像剤収容部101(図4参照)の着脱の可否を切り替えるためのロックユニット40が設けられている。
ロックユニット40は、画像形成装置100のコンテナ収容部10に着脱可能なオプションユニットである。ロックユニット40は、複数の現像剤収容部101に対応する複数のロック装置11(図5及び図6参照)を備える。そして、ロック装置11では、各色の現像剤が収容される現像剤収容部101に対応するロックカバー111が個別に開閉可能であり、ロックカバー111は現像剤収容部101の着脱時に開閉される。
また、ロック装置11は、ロックカバー111の開放の制限の有無を切り替え可能であり、ロックユニット40の詳細については後段で説明する。なお、図3には、ロックユニット40が取り外された状態が示されている。画像形成装置100は、ロックユニット40が装着されていない状態でも現像剤収容部101の着脱が可能であり、ロックユニット40が装着されていない状態で使用することも可能である。
図4に示されるように、画像形成部20は、複数の画像形成ユニット1〜4と、中間転写ベルト5、光走査装置6、二次転写装置7、及び定着装置8などを備える。画像形成部20は、現像剤収容部101に収容されている現像剤を用いて、給紙カセット30から供給される紙などのシートにモノクロ画像又はカラー画像を形成することが可能である。
画像形成ユニット1〜4各々は、感光体ドラム(像担持体)、帯電装置、現像装置、一次転写装置、及びドラムクリーニング装置などを備え、現像剤収容部101に収容されている現像剤を用いて画像を形成する電子写真方式の画像形成ユニットである。画像形成ユニット1〜4は、中間転写ベルト5の走行方向に沿って並設され、所謂タンデム方式の画像形成部20を構成している。画像形成ユニット1〜4各々の前記現像装置には、現像剤収容部101各々からYMCK各色の現像剤(現像剤)が供給される。
また、画像形成装置100には、CPU、ROM、RAM等を含み、画像形成装置100及び画像読取装置200を制御する制御部9が設けられている。具体的に、制御部9は、現像剤収容部101各々に収容されている現像剤の残量又は使用量を検出し、その現像剤の残量又は使用量が予め定められた閾値に達している場合に、現像剤残量低下のエラーを不図示の表示部などに報知する。例えば、現像剤の残量又は使用量は、光学センサー又は重量センサーなどの検知結果、或いは、印刷枚数又は印字率などに基づく演算結果に応じて検出可能である。なお、現像剤収容部101内の現像剤の残量又は使用量を検出するときの制御部9が現像剤検出部の一例である。
また、制御部9は、前述したように、後述のロック装置11におけるロックカバー111各々の開放の可否を任意に切り替えるロック制御処理を実行する。具体的に、前記ロック制御処理において、制御部9は、現像剤収容部101の現像剤残量が前記閾値以下に達していないロックカバー111をロックし、現像剤残量が前記閾値以下に達しているロックカバー111のロックを解除する。
より具体的に、本実施形態では、制御部9が、いずれかの現像剤収容部101の現像剤の残量又は使用量が前記閾値に達している状態で、開閉検出部10Bによって前面カバー10Aの開放が検出された場合に、その現像剤収容部101に対応するロックカバー111のロックを解除する。このとき、複数のロックカバー111のうちロックが解除されるロックカバー111は、現像剤の残量又は使用量が前記閾値に達しているロックカバー111のみである。
これにより、ユーザーが前面カバー10Aを開くと、ロックカバー111のうち交換の必要がある現像剤収容部101のいずれかに対応する前記特定のロックカバー111のロックが解除されることになる。従って、現像剤の残量又は使用量が前記閾値に達していない交換不要な現像剤収容部101が無駄に交換されることが防止される。なお、ロックカバー111のロック解除の条件はこれに限らない。
続いて、図5〜図13を参照しつつロックユニット40について説明する。
図5及び図6に示すように、ロックユニット40は、4つのロック装置11を備えている。ロック装置11各々は、ロックカバー111と、ロック機構112と、挿通部113とを備える。
ロックカバー111は、下端部がロックユニット40の筐体110によって、左右方向と平行な回動軸によって回動可能に支持されている。即ち、ロックカバー111は、コンテナ収容部10の前面カバー10Aと同様に、上部が前方に回動して開かれる。
ロック機構112は、ロックカバー111の開放を個別に制限可能である。挿通部113には、現像剤収容部101のコンテナ収容部10への挿脱に用いられる開口が形成されており、その開口はロックカバー111によって開閉される。即ち、ロック装置11では、ロックカバー111がロック機構112でロックされると、現像剤収容部101のコンテナ収容部10に対する着脱がロックカバー111によって制限される。
ところで、画像形成装置100において、ユーザーが、作業対象の現像剤収容部101に対応するロックカバー111を開く必要がある場合には、その作業がユーザーにとって手間になる。また、ロックユニット40に複数の現像剤収容部101に対応する複数のロックカバー111が含まれる場合には、そのロックカバー111のうち作業対象の現像剤収容部101に対応するロックカバー111を特定して開く必要がある。これに対し、画像形成装置100では、現像剤収容部101の着脱時に開閉されるロックカバー111の開放作業の手間が軽減される。
図7〜図10は、ロック装置11の要部断面図であり、ロック装置11を上方から見た状態を示す図である。また、図11は、ロック装置11を左側から見た模式図であって、図示の便宜上、固定部110Aなどの記載を省略している。なお、4つの現像剤収容部101に対応する4つのロック装置11は同様に構成されているため、以下では1つのロック装置11のみについて説明する。
図7に示されるように、ロック機構112は、駆動源140、制限部150、及び規制部160などを備える。そして、ロック装置11では、ロックカバー111が閉じられた場合にロックカバー111の開放がロック機構112によって制限され、駆動源140によって制限部150が駆動されることによりロック機構112による制限が解除されてロックカバー111が開放される(図11参照)。
具体的に、ロックカバー111には、ロックカバー111の上部から背面側に突出するL字状の係合部161が設けられている。係合部161には、L字部の内側の角度が少なくとも90°より大きい角度となる当接面162が形成されている。また、係合部161には、L字部の角部の外側に円弧状の先端部163が形成されている。なお、制限部150及びロックカバー111は、例えば樹脂材料で成形されている。
一方、ロック機構112の駆動源140は、通電に応じて可動部141を内部に向かう吸引方向D21(特定の方向の一例)に吸引するソレノイドであり、ロック装置11の筐体110から背面側に突出して設けられた固定部110Aに固定されている。また、図11などに示されるように、可動部141には、先端に切り欠き142が形成されている。そして、切り欠き142内に制限部150が挿通された状態で軸部143が可動部141及び制限部150に貫通するように可動部141に取り付けられることにより、可動部141と制限部150とが連結される。
制限部150は、ロックカバー111が閉じられた場合にロックカバー111に係合してロックカバー111の開放を制限する。そして、制限部150とロックカバー111との係合は、駆動源140によって制限部150が駆動されることによって解除される。
制限部150は、ロック装置11の筐体110によって回動軸151を中心に回動可能に支持されており、付勢部152によって付勢方向D11に付勢されている。例えば、付勢部152は、回動軸151に挿通されており、一端が制限部150に係合し、他端がロック装置11の筐体110に係合するコイルバネのような弾性部材である。なお、付勢方向D11(第2回動方向の一例)は、後述するように駆動源140によって制限部150が駆動される際の回動方向D22(第1回動方向の一例)とは反対方向である。
制限部150は、押圧部153、開口部154、及び係合部155などを備える。押圧部153は、駆動源140により制限部150及びロックカバー111の係合が解除される動作に連動して、ロックカバー111の係合部161をロックカバー111の開放方向D31に向けて押圧し、ロックカバー111を自動的に開放させる。
開口部154には、可動部141の軸部143が貫通する開口が形成されており、その開口の径は軸部143の外径よりも大きい。そして、駆動源140の可動部141の直線運動が軸部143及び開口部154を介して制限部150の回転運動に変換される。
係合部155は、L字状に形成されており、先端の当接面156とロックカバー111の係合部161の当接面162とが対向して当接することにより、ロックカバー111の係合部161と係合し、ロックカバー111の開放を制限する。
具体的に、係合部155及び係合部161は、係合部161が係合部155に向けて差し込まれる際に接触して一方又は両方が撓んだ後に復元して係合することにより、係合部155と係合部161との離間が制限されるスナップフィットを構成している。
規制部160は、ロック装置11の筐体110において、付勢部152でロックカバー111が付勢方向D11に付勢されるときのロックカバー111の回動を予め定められた位置で規制可能である。
そして、ロック装置11では、制御部9によって駆動源140が制御されることにより、図7〜図10に示すように、ロック機構112によるロックカバー111のロックが解除されてロックカバー111が開かれる。なお、制御部9によるロック機構112の解除タイミングは、予め設定された任意のタイミングであればよく、例えば前述したように現像剤収容部101のいずれかにおける現像剤の残量又は使用量が前記閾値に達しており、且つ前面カバー10Aが開かれたタイミングである。
具体的に、まず図7に示されるように、ロックカバー111が閉じられている場合には、ロックカバー111の係合部161と制限部150の係合部155とが係合しており、ロックカバー111の開放が制限されたロック状態である。
そして、図8に示されるように、制御部9によって駆動源140が駆動され、可動部141が吸引方向D21に引き込まれると、それに連動して制限部150が回動軸151を中心に回動方向D22に回動し始める。
これにより、係合部155と係合部161との係合が解除され、係合部161が前方に移動可能な状態となる。また、制限部150が回動中の特定のタイミングで、制限部150の押圧部153がロックカバー111の係合部161の先端部163に接触することになる。
その後、図9に示されるように、可動部141がさらに吸引方向D21に引き込まれて制限部150が回動方向D22にさらに回動すると、制限部150の押圧部153がロックカバー111の係合部161の先端部163を前方に押圧することになる。
ここで、係合部155、係合部161、押圧部153、及び先端部163の位置及び形状は、係合部155及び係合部161の係合が解除されるタイミングが少なくとも押圧部153及び先端部163が接触するタイミングと同じ又はそれより早い関係にある。従って、ロックカバー111は、押圧部153によって係合部161の先端部163が押圧されることにより、その下端部に設けられた回動軸を中心に回動して自動的に開かれる(図11参照)。
そして、図10に示されるように、ロックカバー111が開かれると、制限部150は、付勢部152による付勢力によって規制部160で規制される位置まで回動方向D11に回動する。これにより、次にロックカバー111が閉じられると、ロックカバー111の係合部161が係合部155と係合することによってロックカバー111の開放が制限された状態(図7参照)となる。
以上説明したように、ロック装置11では、駆動源140が駆動して制限部150が回動することによって、ロックカバー111のロックが解除されると共に、その解除動作に連動してロックカバー111が自動的に開かれることになる。従って、ユーザーは、ロックカバー111を開く作業を行うことなく目的の現像剤収容部101の着脱作業を行うことが可能である。また、ユーザーは、4つの現像剤収容部101に対応する4つのロックカバー111のうち自動的に開いたロックカバー111が作業対象の現像剤収容部101に対応するロックカバー111であると明確且つ容易に判断することができる。
また、画像形成装置100では、前述したように、ロック装置11各々のロックカバー111の外側に前面カバー10Aが設けられている。そして、前面カバー10A及びその内部に設けられるロックカバー111が、それぞれの下端部に設けられた回動軸で回動可能に支持されており、同方向への回動により開閉可能である。そこで、前面カバー10Aの背面側には、ロックカバー111が開かれた状態で前面カバー10Aが閉じられる際に、その開かれているロックカバー111の前面に接触する不図示のリブが設けられていることが考えられる。これにより、ロックカバー111が開いている状態で前面カバー10Aが閉じられる場合には、前面カバー10Aの前記リブによってロックカバー111が閉鎖されることになる。従って、ユーザーは、一又は複数のロックカバー111が開かれた状態であっても前面カバー10Aを閉じるだけでロックカバー111各々を閉じることが可能であり、現像剤収容部101の着脱作業の手間が軽減される。
ところで、画像形成装置100では、ユーザーが、現像剤収容部101のロックカバー111の開放がロック機構112で制限されたロック状態で、そのロックカバー111を無理に引っ張ってこじ開けようとするおそれがある。これに対し、画像形成装置100では、現像剤収容部101の着脱時に開閉されるロックカバー111のロック中のこじ開けが抑止される。
まず、比較例として、ロックカバー111が閉じられており、係合部161及び係合部155が係合した状態で、当接面162の延長線L1と当接面156の延長線L2とが平行である構成を考える。具体的に、係合部161の当接面162のL字部の内側の角度及び係合部155の当接面156のL字部の内側の角度が共に90°である。この場合、図13に示されるように、ユーザーによってロックカバー111の上部が前方に向かうこじ開け方向D41に引っ張られると、係合部161の前方への変位に伴って係合部155が左側に撓んで係合部155の当接面156が傾斜する。そのため、係合部161の先端が当接面156に沿って右側に移動しやすくなり、係合部155及び係合部161の係合が解除されやすくなる。
これに対し、図7に示されるように、本実施形態に係るロック装置11では、係合部161の当接面162のL字部の内側の角度は少なくとも90°より大きい角度である。一方、制限部150の係合部155の当接面156のL字部の内側の角度は90°である。即ち、図7に示されるように、ロックカバー111が閉じられており、係合部161及び係合部155が係合した状態では、当接面162の延長線L1と当接面156の延長線L2とが非平行である。なお、当接面156のL字部の内側の角度は90°未満であってもよい。
そして、ロック装置11では、ユーザーによってロックカバー111の上部が前方に向かうこじ開け方向D41に引っ張られると、図12に示されるように、係合部161の前方への変位に伴って係合部155が左側に撓んで係合部155の当接面156が傾斜する。そのため、ユーザーによってロックカバー111の上部が前方に向かうこじ開け方向D41に引っ張られると、あるタイミングで当接面156の延長線L1と当接面162の延長線L2とが平行になる。これにより、ロック装置11では、係合部155が撓んだ際に係合部155によって係合部161が内側に引き込まれる力が強くなるため、ロックカバー111のこじ開けを抑止することが可能である。
1〜4 画像形成ユニット
9 制御部
10 コンテナ収容部
10A 前面カバー
11 ロック装置
40 ロックユニット
100 画像形成装置
200 画像読取装置
101 現像剤収容部
110 筐体
111 ロックカバー
112 ロック機構
113 挿通部
140 駆動源
150 制限部
151 回動軸
152 付勢部
153 押圧部
154 開口部
155 係合部
156 当接面
160 規制部
161 係合部
162 当接面

Claims (6)

  1. 現像剤が収容される現像剤収容部の着脱時に開閉されるロックカバーと、
    前記ロックカバーが閉じられた場合に前記ロックカバーに係合して前記ロックカバーの開放を制限する制限部と、
    前記制限部を駆動させて前記制限部と前記ロックカバーとの係合を解除する駆動源と、
    前記制限部を前記駆動源による駆動の方向とは反対方向に付勢する付勢部と、
    前記駆動源により前記制限部と前記ロックカバーとの係合が解除される動作に連動して前記ロックカバーを開放方向に押圧する押圧部と、
    前記付勢部により付勢されるときの前記ロックカバーの回動を予め定められた位置で規制可能な規制部と、
    を備え、
    前記制限部及び前記ロックカバーに、前記ロックカバーが閉じられた場合に相互に対向して係合する当接面を含むL字状の係合部がそれぞれ設けられており、
    前記ロックカバーの前記係合部は当該ロックカバーの上部から背面側に突出しており、当該ロックカバーの前記係合部の内側の角度は90°よりも大きく、前記制限部の前記係合部の内側の角度は90°であり、
    前記当接面各々は、前記ロックカバーが閉じられた状態で非平行であり、前記駆動源の非駆動時における前記ロックカバーの開放方向への変位に伴って前記係合部のいずれか一方又は両方が撓み前記当接面各々が平行となり、
    前記駆動源は、通電に応じて可動部を直線運動させるものであり、
    前記制限部には前記可動部の軸部が貫通する開口を有する開口部が形成されており、当該開口の径が前記軸部の外径よりも大きく、前記可動部の直線運動が前記軸部及び前記開口部を介して前記制限部の回転運動に変換される、
    ロック装置。
  2. 前記駆動源は、前記可動部を特定の方向に移動させるソレノイドであり、
    前記制限部は、前記可動部の前記特定の方向への移動に伴って第1回動方向に回動可能であり、
    前記付勢部は、前記制限部を前記第1回動方向とは反対の第2回動方向に付勢するコイルバネである、
    前記押圧部は、前記制限部に設けられている、
    請求項1に記載のロック装置。
  3. 請求項1又は2に記載のロック装置を一又は複数備えると共に、
    一又は複数の前記ロック装置に対応する一又は複数の前記現像剤収容部に収容されている現像剤を用いて画像を形成する画像形成部を備える画像形成装置。
  4. 前記ロック装置各々の前記ロックカバーの外側に設けられた開閉可能な前面カバーを備え、
    前記ロックカバー及び前記前面カバー各々が同方向への回動により開閉可能であり、
    前記前面カバーが、一又は複数の前記ロックカバーが開いている状態で前記前面カバーが閉じられる場合に、前記ロックカバーに接触して前記ロックカバーを閉鎖する、
    請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記現像剤収容部内の現像剤の残量又は使用量を検出する現像剤検出部と、
    前記前面カバーの開閉を検出する開閉検出部を備え、
    前記現像剤収容部に収容されている現像剤の残量又は使用量が予め定められた閾値に達している場合であり、且つ前記開閉検出部によって前記前面カバーの開放が検出された場合に、前記駆動源を駆動させて前記制限部と前記ロックカバーとの係合を解除する、
    請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 複数の現像剤収容部に収容されている複数色の現像剤を用いて画像を形成する画像形成部を備える画像形成装置に着脱可能なロックユニットであって、
    請求項1又は2に記載のロック装置を複数備えるロックユニット。
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