JP6651863B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、装置外に居る人体や、装置外の外部物体を検知する手段を有する画像形成装置に関する。

画像形成装置においては、その前方に立った操作者や、装置の前に置かれた物体（以下、総称して人体という。）を検知するために、画像形成装置の装置本体（以下、単に装置本体と記載する）の前方に人体検知センサを配置することが行われている。そのような人体検知センサユニットは固定式のもので、装置本体の外装材にむき出しで設けられる。また、装置本体内のトナー補給部の上部に配置される人体検知センサユニットが知られている。

しかし、今までの人体検知センサは固定式の場合、センサが基板に直接に実装されているため、外部からの衝撃に弱い。トナー交換時に誤ってセンサに衝撃を与えてしまった場合に、内部の基板を破壊してしまう恐れがある。

特許文献１には、人体検知センサによりデータ書き込み中の電源オフ操作や交換部品の取り外し操作によるＲＦＩＤタグの破壊を防止することが目的で、人体を検知している場合に、メモリに保持されているデータを前記ＲＦＩＤタグに書き込むための構成が開示されている。しかしながら、外部からの衝撃によって人体検知センサが破壊され得るという問題は解消できていない。

本発明は、トナーカートリッジの交換時に、作業者が誤って人体検知センサユニットに衝撃を加えてしまった場合でも、センサ基板を破損することがない画像形成装置の提供を目的とする。

本発明は、検知センサを有する検知センサユニットと、前記検知センサユニットが取り付けられる装置本体とを備え、前記検知センサは前記装置本体の所定の位置に位置決めされることにより検知を行う画像形成装置において、前記検知センサユニットは、前記検知センサを保持するセンサ保持ユニットと、前記装置本体に取り付けられる固定部と、前記センサ保持ユニットと前記固定部とを接続する一対の段付きねじと、前記センサ保持ユニットと前記一対の段付きねじとの間に設けられた一対の圧縮ばねとを有し、前記検知センサは前記一対の圧縮ばねの付勢力により前記固定部に押圧されることで前記所定の位置に位置決めされ、かつ外力により前記付勢力に抗する方向に移動可能であり、前記段付きねじは前記検知センサの可動域に対応する長手方向に、前記検知センサが前記所定の位置から前記外力により移動する向きに先細りとなる形状の勾配を有することを特徴とする。

本発明によれば、人体検知センサを保持する保持手段が装置本体に対して可動であるので、外部からの衝撃による人体検知センサへの影響を回避できる。

本発明の実施対象とし得る画像形成装置の構成について説明する斜視図である。 トナー補給部、人体検知センサユニットの配置と構成について前ドアを開けて示す斜視図である。 トナー補給部、人体検知センサユニットの配置と構成について前ドアを閉めて示す斜視図である。 人体検知センサユニットの外観を示す斜視図である。 人体検知センサユニットの構成について説明するための分解斜視図である。 人体検知センサユニットの配置について説明するための斜視図である。 上カバーと人体検知センサユニットの構成について説明するための斜視図である。 上カバーと人体検知センサユニットの構成について説明するための斜視図である。 センサ保持ユニットの正面側の斜視図である。 同分解斜視図である。 センサ保持ユニットの前保持部材の背面側の斜視図である。 前保持部材に検知センサ基板を取り付けた状態の背面側の斜視図である。 センサ保持ユニットと検知センサ基板の構成について説明するための斜視図である。 センサ保持ユニットと検知センサ基板の構成について説明するための斜視図である。 段付ねじの形状と各径の範囲を示す斜視図である。 人体検知センサユニットの上カバーの切欠部と前ドア部の切欠部との位置精度に係る構造を示す斜視図である。 人体検知センサユニットの上カバーの切欠部と前ドア部の切欠部との位置精度に係る構造を示す斜視図である。

本発明の実施形態を説明する。
本発明は、可動式の人体検知センサユニットを有する画像形成装置に際して、以下の特徴を有する。要するに、外部から衝撃が加わっても人体検知センサユニットが装置本体に対して回避するように可動することで、センサ基板を破損することなくトナーカートリッジを交換できることが特徴である。すなわち従来は、検知センサ基板が装置本体に対して保持部材を介して固定されていたため、外部からの衝撃に弱かった。しかし、検知センサ基板を保持している部材が、装置本体に押圧している固定部に対して可動する場合、外部から衝撃が加わってもばね圧を超える力がかかったときに装置本体に対して回避できる。それにより、センサ基板を破壊することなくトナーを交換できる。よって、人体検知センサを保持する部材が装置本体に対して可動できることで、外部からの衝撃による影響を回避できる。

図１は、本発明の実施対象とし得る画像形成装置の構成について説明する斜視図である。
図１で示す画像形成装置１は、自動原稿搬送装置（以下、ＡＤＦという）２と、給紙部３等からなる装置本体とから構成されている。装置本体は、給紙部３と、画像読取部４と、画像形成部５と、操作部６から構成されている。画像形成部５の前側Ｆは、後述する前ドア部を設けたトナー補給部７と、引き出しユニット８により構成されている。画像形成部５の上側に配置される操作部６は、後述するベース板の上面に設けられた人体検知センサユニットと、操作パネルを搭載した上カバーによって構成される。画像形成装置１の前側Ｆとは画像形成装置１の手前側を意味するとともに、後ろ側Ｒとは画像形成装置１の奥側を意味する。

図２、図３は、トナー補給部、人体検知センサユニットの配置について説明するための斜視図である。
トナー補給部７は、前ドア部９とトナーカートリッジ１０とトナー収納部１１とによって構成される。トナー交換は、前ドア部９を装置本体から前側へ９０度回転させて開き、交換するトナーカートリッジ１０の取っ手部１０ａを持って手前方向へ引き出すことで取り出す。そして、新しいトナーカートリッジ１０をトナー収納部１１のレール部１１ｂに沿って奥方向へ収納して取り付ける（図２参照）。

図４は、人体検知センサユニットの外観を示す斜視図である。
人体検知センサユニット１００は、トナー補給部７の前ドア部９が閉まっている時でも、上カバー１２の外形と前ドア部９の外形の切欠部から、人体検知センサユニット１００の検知部１３が露出している状態となる。また人体検知センサユニット１００は、トナーカートリッジ１０の上部に配置される。トナー交換時、トナー補給部７の前ドア部９は開いた状態となる。トナーカートリッジ１０が収納された時、トナーカートリッジ１０の上部と人体検知センサユニット１００の下面とのクリアランスは狭いので、トナーカートリッジ１０を手で挿入する場合、挿入時に人体検知センサユニット１００と接触するおそれがある。そこで、トナーカートリッジ１０が人体検知センサユニット１００と接触した際に、人体検知センサユニット１００を保持したユニットが可動する構成を採用している（後述）。なお以下の説明を簡明とするために、図４に示したようにｘ、ｙ、ｚ方向を定義する。

図５は、人体検知センサユニット１００の構成について説明するための分解斜視図、図６は、人体検知センサユニット１００の配置について説明するための斜視図である。
人体検知センサユニット１００は、センサ保持ユニット１４と、固定部１５、１６と、圧縮ばね１７、１８と、段付きねじ１９、２０によって構成されている。圧縮ばね１７を介した段付きねじ１９と圧縮ばね１８を介した段付きねじ２０とを、センサ保持ユニット１４の穴１４ａ、１４ｂにそれぞれ通し、固定部１５、１６に固定して各々を取り付ける。このことで、段付きねじ１９、２０は固定部１５、１６に固定されると共に、センサ保持ユニット１４には常に固定部１５、１６を押圧する力が発生する。

さらに、固定部１５、１６を操作部６のベース板２１に対して固定（図６中の矢印ｃ方向）することで人体検知センサユニット１００の固定部１５、１６が装置本体に対して取り付けられる。そして、センサ保持ユニット１４が、圧縮ばね１７、１８で押圧されている力を超える応力を前方向から加えた場合に、センサ保持ユニット１４が段付きねじ１９、２０の段部の範囲内で奥方向へ可動する構成となる。また、固定部１５、１６を装置本体と分離したことにより、保持部材をユニット化することができた。これに加え、固定部１５、１６の下面をベース板２１の上面に載置させ、位置決めしながら押圧（ｃ方向）をすることで、人体検知センサユニット１００の装置本体に対する位置精度と取り付け作業性とを向上している。

すなわち、センサ保持ユニット１４を装置本体に対して奥行き方向へ可動とし、かつ弾性部材である圧縮ばね１７、１８により前方に押圧して取り付け、圧縮ばね１７、１８の弾性によりセンサ保持ユニット１４が常に検知位置に戻ってくるように構成している。

また、センサ保持ユニット１４のセンサは、センサ保持ユニット１４を構成する保持部材を固定部１５、１６に取り付けることでユニット化し、正立させた状態で装置本体に押圧する。このことで、装置本体に固定するための例えば板金部材を分離することで装置本体への締結が容易になる。

そして、センサ保持ユニット１４のセンサとその保持部材を一体で可動とすることで、保持部材に外部衝撃が加わったとしても、押圧して保持している内部のセンサには過負荷が掛からない構成とできる。

図７、８は、上カバーと人体検知センサユニット１００の構成について説明ための斜視図である。
固定部１５、１６は、センサ保持ユニット１４を装置本体へ押圧する機能に加え、上カバー１２取り付け時のｙ方向の位置決めを規制する機能を併せて持っている。固定部１５、１６の曲げを基準に上カバー１２の爪を位置決めして取り付けることで、ベース板２１に拘束された人体検知センサユニット１００の固定部１５、１６が基準となり、上カバー１２と保持部材の位置ばらつきを抑え得る。

次に、センサ保持ユニット１４の構成について述べる。
図９〜図１２は、センサ保持ユニット１４の構成について説明ための斜視図である。
センサ保持ユニット１４は、前保持部材２２と、検知センサが実装された各々の基板である検知センサ基板２３、２４と、後保持部材２５と、これらを締結するための固定用ねじ２６から構成されている。

検知センサ基板２３は、前保持部材２２の穴２２Aを目安として検知センサの外形を収める。その時に接触部２２ａ、２２ｂ、２２ｃに基板の外形が接し、かつ接触部２２ｄ、２２ｅが規制部として機能することで、ｘｙｚ方向の位置決めをする構成となっている。同様に、検知センサ基板２４は、前保持部材２２の穴２２Bを目安として検知センサの外形を収める。その時に接触部２２ｆ、２２ｇ、２２ｈに基板の外形が接し、かつ接触部２２ｉ、２２ｊが規制部として機能することで、ｘｙｚ方向の位置決めをする構成となっている。

前保持部材２２の接触部２２ａ〜２２ｈの先端は球形状となっており、検知センサ基板２３、２４に対して各々３点で受ける形状となっている。また、接触部２２ｄ、２２ｉは検知センサ基板２３、２４の外形の誘い込み形状と弾性とを有している。

接触部２２ｅ、２２ｊはｘ方向の位置規制をしている。これら接触部２２ａ〜２２ｈの球形状３点で基板外形を受けた時に、検知センサ基板２３、２４は自重で下がるため、接触部２２ｅ、２２ｊがストッパとして機能する。接触部２２ｄ、２２ｉの誘い込みに沿って検知センサ基板２３、２４を取り付けることで挿入性を向上させ、かつ挿入後、接触部２２ｄ、２２ｉの弾性でｘ方向の押圧を行っている。ただし、前保持部材２２と検知センサ基板２３、２４のみであればｚ方向は自由状態であり、検知センサが実装された面を表面とした場合に、裏面からの押圧がなければ前保持部材２２の接触部に対して基板外形は接触していると言えない。そこで、検知センサ基板２３、２４の裏面から後保持部材２５によって嵌合させ、押圧することにより検知センサ基板２３、２４を前保持部材２２へ接触させた状態としている。

図１３、図１４は、センサ保持ユニットと検知センサ基板の構成について説明するための斜視図である。
後保持部材２５は接触部２２ｋ〜２２ｐを有している。これら後保持部材２５の接触部２２ｋ〜２２ｐは、先端が球形状となっており、検知センサ基板２３、２４に対して各々３点で受ける形状となっている。また後保持部材２５の接触部２２ｋ、２２ｌ、２２ｍの先端球形状は検知センサ基板２３に対して、押圧する接触箇所となっている。接触部２２ｋ、２２ｌ、２２ｍは後保持部材２５の弾性により、検知センサ基板２３に対して押圧時の過負荷を回避する機能をもつ。検知センサ基板２３に実装されたコネクタ（メス側）２３ａに対して、オス側のコネクタ挿抜を行う場合、特にコネクタを抜く際にセンサ基板外形へ負荷が掛かることが想定される。後保持部材２５の接触部２２ｋ、２２ｌ、２２ｍの押圧箇所に対して検知センサ基板２３は−ｘ方向、＋ｙ方向、−ｚ方向に引っ張られるため、以下の機能をもたせてある。

すなわち、本来の嵌合にかかる応力を超える過負荷が基板にかからないために、後保持部材２５への接触部２２ｋ、２２ｌの根元が−ｚ方向にたわむ。また、接触部２２ｋ、２２ｌ、２２ｍの先端球形状が−ｘ方向にたわむことで、検知センサ基板２３へのダメージを与えず、かつ検知センサ基板２３の位置を変えることなく、確実に前保持部材２２へ押圧する。押圧による検知センサ基板２３、２４の破損が起きることなく保持を行える。

また、前保持部材２２の接触部２２ｎ、２２ｏ、２２ｐの先端球形状も同様である。
すなわち、検知センサ基板２４に対して、接触部２２ｎ、２２ｏ、２２ｐは後保持部材２５の弾性により、検知センサ基板２４に対して押圧時の過負荷を回避する機能をもつ。検知センサ基板２４に実装されたコネクタ（メス側）２４ａに対してコネクタを抜く際に、後保持部材２５の接触部２２ｎ、２２ｏ、２２ｐの押圧箇所に対して検知センサ基板は＋ｘ方向、＋ｙ方向、−ｚ方向に引っ張られるため、以下の機能をもたせてある。

すなわち、接触部２２ｎ、２２ｏの根元が−ｚ方向にたわむ、また、接触部２２ｎ、２２ｏ、２２ｐの先端球形状が＋ｘ方向にたわむことで、検知センサ基板へのダメージを与えず、かつ検知センサ基板位置を変えることなく、確実に前保持部材２２への押圧をする。

図１５は、段付ねじの形状と各径の範囲を示す斜視図である。段付きねじ１９、２０は同形状であるので、段付きねじ１９のみ図示し、説明する。段付きねじ１９の先端部１９ａは、段付きねじ１９を固定部１５と締結させる機能を持たせるため、雄ねじ形状としてある。また胴部１９ｂはテーパ形状としてあり、胴部１９ｂの先端部１９ａとの境界から頭下部１９ｃとの境界に近づくほど径が小さくなる形状である。すなわち、段付きねじ１９は、弾性部材の内径より小さい径を有し、かつ根元からの長さが弾性部材の密着高さを超えることで、段付きねじ１９をストッパとし、圧縮コイルばねの破損を防止可能としている。また段付きねじ１９が、保持部材の可動域において長手方向に勾配を有し、固定部１５に前保持部材２２を押圧するために前保持部材２２を介して固定部１５に締結する。このことで、前保持部材２２が奥行方向へ可動する際に遊びを設け、かつ手前方向に押圧される際に上下左右方向の位置決めすることを可能としている。

センサ保持ユニット１４が装置本体の奥方向へ可動するほど、後保持部材２５の穴２５ｑ、穴２５ｒに対して、軸径とのクリアランスが広がる。これにより、センサ保持ユニット１４の動作自由度が向上し、かつ装置本体の前方向へ可動する際は、確実に初期位置に戻る機能を持っている。頭下部１９ｃは、圧縮コイルばねの密着高さを超える長さを持ち、センサ保持ユニット１４がもつ本来の可動域を超えて動作をしても、ｃ部の径がストッパの役割となりセンサ保持ユニット１４はそれ以上奥方向へ動作することができない。それにより、圧縮コイルばねの密着高さに対して余裕があるため、ばねに過負荷を与えることなくなり、ばねが破損することを回避することができる。

図１６、図１７は、人体検知センサユニットの上カバーの切欠部と前ドア部の切欠部との位置精度に係る構造を示す斜視図である。
すなわち、前保持部材２２は装置本体に対して片側に押圧され、かつ斜面を有する凸形状を備えることで位置決めされている。押圧時に前保持部材２２を位置決めすることによって、初期の検知位置に戻ることができ、かつ人体検知センサユニットの上カバーの切欠部と前ドア部の切欠部との位置精度が向上し、外形との干渉を防止可能としている。

また固定部１５の長穴形状１５ａと固定部１６の丸穴形状１６ａに対して、後保持部材２５の凸形状部２５ｓ、２５ｔが挿入されることで、ｘｙ方向の位置決めを行う。これにより、装置本体において前ドア部９が閉じた状態で、前ドア部９の外形の切欠形状部と、操作部６の上カバー１２切欠部に対する人体検知センサユニット１００の位置精度が向上し、外形との干渉を防止することができる。

また、後保持部材２５の凸形状部２５ｓ、２５ｔは、根元の大径を先端の小径の４倍、斜面長をストレート長の２倍としている。センサ保持ユニット１４は、圧縮ばねによる前方向への押圧時は常にｘｙ方向の位置が決まっている状態にある。しかし、可動する際はストレート部を超えるとｘｙ方向が自由状態となる。よって、奥方向へ可動するほど摺動による動作に加え、段付ねじと前保持部材２２の穴とのクリアランスの範囲内でチルト動作をすることが可能となる。さらに、この凸形状部２５ｓ、ｔを段差ではなく斜面としていることにより、ばね圧が作用して前方向へセンサ保持ユニット１４が可動する際にもスムーズに初期の検知位置に戻る機能を持っている。

なお上述した検知センサの構成については、実施形態として人体検知を挙げているが、人体検知以外の検知手段、または報知手段でも構わない。また本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

１ ：画像形成装置
２ ：自動原稿搬送装置
３ ：給紙部
４ ：画像読取部
５ ：画像形成部
６ ：操作部
７ ：トナー補給部
８ ：引き出しユニット
９ ：前ドア部
１０ ：トナーカートリッジ
１０ａ ：取っ手部
１１ ：トナー収納部
１１ｂ ：レール部
１２ ：上カバー
１３ ：検知部
１４ ：センサ保持ユニット
１４ａ、１４ｂ ：穴
１５ ：固定部
１５ａ ：長穴形状
１６ ：固定部
１６ａ ：丸穴形状
１７、１８ ：圧縮ばね
１９ ：段付きねじ
１９ａ ：先端部
１９ｂ ：胴部
１９ｃ ：頭下部
２０ ：段付きねじ
２１ ：ベース板
２２ ：前保持部材
２２A、２２B ：穴
２２ａ〜２２ｐ ：接触部
２３、２４ ：検知センサ基板
２５ ：後保持部材
２５ｓ、２５ｔ ：凸形状部
２６ ：固定用ねじ
１００ ：人体検知センサユニット

特開２００６‐０１５４９５号公報

Claims (2)

1. 検知センサを有する検知センサユニットと、前記検知センサユニットが取り付けられる装置本体とを備え、前記検知センサは前記装置本体の所定の位置に位置決めされることにより検知を行う画像形成装置において、
   前記検知センサユニットは、前記検知センサを保持するセンサ保持ユニットと、前記装置本体に取り付けられる固定部と、前記センサ保持ユニットと前記固定部とを接続する一対の段付きねじと、前記センサ保持ユニットと前記一対の段付きねじとの間に設けられた一対の圧縮ばねとを有し、
   前記検知センサは前記一対の圧縮ばねの付勢力により前記固定部に押圧されることで前記所定の位置に位置決めされ、かつ外力により前記付勢力に抗する方向に移動可能であり、前記段付きねじは前記検知センサの可動域に対応する長手方向に、前記検知センサが前記所定の位置から前記外力により移動する向きに先細りとなる形状の勾配を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記センサ保持ユニットは、前記固定部に形成された穴形状に嵌合して位置決めを行う凸形状部を有することを特徴とする画像形成装置。