JP6708769B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、同一方向に開閉するドアを開閉する際に用いられるロック機構を有するプリンタ、複写機などの画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を利用したプリンタや複写機などの画像形成装置の中には画像形成装置本体の一側面に複数の扉をもつものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の画像形成装置にて、一つの扉は装置本体のカートリッジドアであり、他の一つの扉は給送トレイドアとされている。そして、カートリッジドアを開けた際に給送トレイドアが開閉可能である。

特開平６−２３０６２１号

しかしながら、カートリッジドアを開けた際に給送トレイドアを開閉可能とすると、カートリッジドアを開く過程で給送トレイドアが開いてしまうおそれがあり、ユーザが混乱するおそれがある。また、カートリッジドアのみを開けるつもりが、その外にある給送トレイドアも開いてしまうと、閉める際、カートリッジドアを閉めるのに加えて、給送トレイドアをもう一度閉める手間が発生する。

本発明の目的は、カートリッジドアが開いた際に給送トレイドアが開くのを自動的に規制するロック機構を設けることで、ユーザビリティを向上させることである。

上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、カートリッジを着脱するための開口を有する筐体と、前記開口を閉塞する閉じ位置と、前記開口を開放する開き位置と、を取りうる第１ドアと、前記第１ドアに収容可能に設けられた第２ドアと、を備える画像形成装置において、前記第１ドアは、前記第１ドアの鉛直上方が前記筐体から離れるように第１の軸を中心として前記筐体に対して回動可能であって、前記筐体と当接可能な当接部材と、前記当接部材の移動に従動する係止部材と、を備え、前記第２ドアは、鉛直上方に位置する前記第２ドアの一端が前記第１ドアから離れるように収容位置から記録材を積載する積載位置へ前記第２ドアの他端に設けられた第２の軸を中心として前記第１ドアに対して回動可能であって、前記係止部材と係合する被係止部を備え、前記第２ドアが前記収容位置に位置した状態において、（ｉ）前記第１ドアが前記閉じ位置に位置するとき、前記当接部材は前記筐体と当接した状態をとり、前記係止部材は前記被係止部と係合しない位置に位置し、（ｉｉ）前記第１ドアが前記閉じ位置から前記開き位置へ移動する動作によって、前記当接部材が前記筐体と当接しない状態となり、前記係止部材は前記被係止部と係合する位置に移動することを特徴とする。

上記構成により、カートリッジドアのユーザビリティを向上させることができる。

第１実施形態の画像形成装置の概略構成を示す断面図。 第１実施形態のカートリッジドアを開放した場合の概略構成を示す断面図。 第１実施形態のロック機構の全体構成を示す下方からみた斜視図。 第１実施形態のロック機構の動作を示す上面図。 第１実施形態のカートリッジドアが閉状態のロック機構の状態を示す斜視図。 第１実施形態のロック機構の動作を示す斜視図。 第２実施形態のロック機構の動作を示す上面図。

〔第１実施形態〕
第１実施形態に係るロック機構を説明する。図１は第１実施形態の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。

図１に示すように、画像形成装置１０は、４つのプロセスカートリッジ１１（画像形成部）を有する。図１に示すプロセスカートリッジ１１（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）には、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色のトナーが、現像器内に収納され、対応する色のトナー像を形成する。各プロセスカートリッジ１１（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）の内部構成は同様であるため、以下の説明では、必要な場合を除き、添え字であるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。

（画像形成装置）
画像形成装置１０は、上述のように、４つのプロセスカートリッジ１１を備わる。プロセスカートリッジ１１には、感光体ドラム１（像担持体）と、感光体ドラム１に作用するプロセス手段を有する。プロセス手段としては、例えば、帯電ローラ２、現像ローラ４、一次転写部材６、クリーニング部材７等がある。４つのプロセスカートリッジ１１の上部には、レーザー光を照射する露光部３が配置される。

感光体ドラム１は、ドラム状の電子写真感光体である。帯電ローラ２は、感光体ドラム１を所定の極性・電位に一様に帯電する。露光部３は、感光体ドラム１上にレーザー光を照射し、感光体ドラム１上に静電潜像を形成する。現像ローラ４は、トナーが収納される現像器内に配設され、前記静電潜像にトナーを供給することで、感光体ドラム１上にトナー像を形成する。一次転写部材６は、中間転写ベルト５を介して、感光体ドラム１に対向配置され、前記トナー像を後述の中間転写ベルト５に転写（一次転写）する。クリーニング部材７は、一次転写において転写されずに感光体ドラム１上に残った残トナーを感光体ドラム１から除去する。

中間転写ベルト５は無端状のベルトである。中間転写ベルト５は、複数の張架部材により懸架され、４つのプロセスカートリッジ１１における、感光体ドラム１と一次転写部材６との間（一次転写部）に搬送される。

上記構造により、プロセスカートリッジ１１における画像形成の際には、まず、感光体ドラム１は、帯電ローラ２により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。次いで、感光体ドラム１が露光部３により像露光を受けることにより、目的のカラー画像の色成分像に対応した静電潜像が形成される。

そして、感光体ドラム１上の静電潜像には、感光体ドラム１と現像ローラ４との間の現像位置において、現像ローラ４によってトナーが供給される。これにより前記静電潜像が現像され、トナー像として可視化される。

各感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１と中間転写ベルト５との当接部を通過する過程で中間転写ベルト５の上に一次転写される。そして、４色のトナー像が中間転写ベルト５上に順次重ねて転写されると、目的のカラー画像に対応した合成カラー画像が中間転写ベルト５上に得られる。

次に、二次転写と、転写材Ｓの給送から排出までの構造及び動作を説明する。

中間転写ベルト５の一部に対向する部分には、二次転写ローラ１２が配設される。中間転写ベルト５と二次転写ローラ１２が対向するニップ部は二次転写部と呼ばれる。

次に、転写材Ｓの給送部の構成について説明する。

中間転写ベルト５の下方には、転写材Ｓを収納する給送カセット８が配設される。給送カセット８に積載された転写材Ｓは、給送ローラ１３ａ（給送部材）によって一枚ずつ分離され、二次転写部に向かって給送される。

また、画像形成装置１０の側方には手差し仕様の給送トレイ９が配設され、転写材Ｓを収納可能である。給送トレイ９は、ヒンジ２１を回動中心として回動する給送トレイドア３０によって、装置本体に対して開閉可能である。このため、給送トレイ９を使用する際は、ユーザが給送トレイドア３０を開放して、転写材Ｓを積載可能な状態にする（図１の状態）。給送トレイ９に積載された転写材Ｓは、給送ローラ１３ｂ（給送部材）によって一枚ずつ分離され、二次転写部に向かって給送される。

上記構成により、給送カセット８または給送トレイ９に収容される転写材Ｓが給送される。そして、転写材Ｓが二次転写部に差し掛かるタイミングで、中間転写ベルト５上のトナー像が転写材Ｓに対して二次転写される。

その後、４色のトナー像を担持した転写材Ｓは、定着器１４に導入される。定着器１４内では、加熱および加圧がなされることで、４色のトナーが溶融混色し、且つ転写材Ｓに固定される。以上の動作により、フルカラーのプリント画像が転写材Ｓ上に形成される。最後に、転写材Ｓは画像形成装置１０の外に排出される。

（開閉扉の概略構成）
次に、画像形成装置１０の内部をメンテナンスする場合に開閉する開閉扉の構造について説明する。図２は第１実施形態のカートリッジドアを開放した場合の概略構成を示す断面図である。

プロセスカートリッジ１１を装置外に取り出して交換する場合など、プロセスカートリッジ１１のメンテナンスを行う際には、まず、装置側面にあるカートリッジドア２０（第一ドア）を、ヒンジ２１を回動中心として回動させて、開放する。

カートリッジドア２０は、画像形成装置１０に対してヒンジ２１を中心に回動し、外装１６に対して開閉可能に取り付けられる。カートリッジドア２０は、画像形成中には、装置本体の外装１６に対して閉じられている（図１参照）。この状態では、カートリッジドア２０に設けられた不図示の被係合部が画像形成装置１０に設けられた不図示の係合部と係合している。

画像形成装置１０の表面には、係合を解除するための不図示の解除ボタンが設けられている。カートリッジドア２０を開く際に、ユーザはこの不図示の解除ボタンを押す。これにより、不図示のカートリッジドア２０の被係合部と画像形成装置１０の係合部との係合が解除され、カートリッジドア２０が僅かに開く。

次に、ユーザは、ヒンジ２１を中心としてカートリッジドア２０を回動させる。これにより、ユーザは、図２に示すようにヒンジ２１を中心に回転させてカートリッジドア２０を画像形成装置１０本体に対して開くことができる。

また、図２に示すように、４つのプロセスカートリッジ１１は、カートリッジトレイ１５に一体的に組み付けられている。このため、カートリッジドア２０を開いた状態で、ユーザがカートリッジトレイ１５を本体外側へ引き出すと、プロセスカートリッジ１１の脱着を行うことができる。

カートリッジドア２０を画像形成装置１０に対して閉じた状態にすると、カートリッジドア２０の不図示の被係合部は、画像形成装置１０の不図示の係合部と係合する。これにより、カートリッジドア２０は、閉じられた状態で維持される。

また、給送トレイドア３０（第二ドア）は、ヒンジ２１を中心に回動可能に取り付けられる。これにより、給送トレイドア３０は、画像形成装置１０およびカートリッジドア２０と同一方向に回動する。給送トレイドア３０から転写材Ｓを給送する場合、給送ローラ１３ｂによって給送動作が行われる。

図１及び図２に示すように、ロック機構４０はカートリッジドア２０の上端（ヒンジ２１と反対側の端部）に備えられる。ロック機構４０は、カートリッジドア２０が閉じている際には、給送トレイドア３０を自由に開閉できるように、カートリッジドア２０を保持する（図１参照）。一方、カートリッジドア２０が開いた状態においては、ロック機構４０は、給送トレイドア３０とカートリッジドア２０とを一体的に動くように固定する（図２参照）。このように、ロック機構４０はカートリッジドア２０の開閉に連動してロック解除動作を行う。

（ロック機構の説明）
次に、ロック機構４０について、図３乃至図６を用いて詳細に説明する。図３は第１実施形態のロック機構の全体構成を示す下方からみた斜視図である。図４は第１実施形態のロック機構の動作を示す上面図である。図５は第１実施形態のカートリッジドアが閉状態のロック機構の状態を示す斜視図である。

図３に示すように、ロック機構４０は、回転カム４１（回転部材）と、ストッパー４２と、付勢部材４３とから構成される。

回転カム４１には、その下面端部にカートリッジドア２０の上端に形成される突起２０ａ（図５参照）に嵌め込まれる軸孔４１ａが形成される。軸孔４１ａは回転カム４１を回動させる回動軸として機能する。軸孔４１ａの対向する側面には、ストッパー４２をガイドするガイド溝４１ｂが形成される。

ストッパー４２は、回転カム４１のガイド溝４１ｂにガイドされるガイド軸４２ｂと、ガイド軸４２ｂによって軸孔４１ａと対向する側の回転カム４１側方に位置し、その先端が回転カム４１の下方に突出する先端部４２ａと、から構成される。ストッパー４２のガイド軸４２ｂが、回転カム４１のガイド溝４１ｂに入り込むことで、ストッパー４２は回転カム４１に互いに組み付くこととなる。

付勢部材４３は、回転カム４１に対して付勢力を与えるバネ部材であり、軸孔４１ａを軸として回転カム４１に一定の方向に回動付勢する。

図４に示すように、回転カム４１の側面に形成されるガイド溝４１ｂは、斜めに切り欠かれた状態である。一方、ストッパー４２のガイド軸４２ｂは、回転カム４１の回動状態に関わらず、所定方向（カートリッジドア２０から給送トレイドア３０に向かう方向）に突出している。このため、回転カム４１が回転すると、ストッパー４２のガイド軸４２ｂが、回転カム４１のガイド溝４１ｂに沿って、上下に動くことになる。これにより、ストッパー４２は、図４（ａ）に示すロック解除位置と図４（ｂ）に示すロック位置との間を移動する。

ロック機構４０と画像形成装置１０の本体の各部との関係は、次の通りである。

まず、図５に示すように、カートリッジドア２０には、その天面から突出した突起２０ａが形成される。カートリッジドア２０が閉まった状態において、ロック機構４０のストッパー４２は、下方に突出した先端部４２ａが、カートリッジドア２０の天面に形成される開口２２に対して係止されている。

ここで、ロック機構４０の動作と、画像形成装置１０の外装１６、カートリッジドア２０、給送トレイドア３０との係合関係を説明する。

図６は第１実施形態のロック機構の動作を示す斜視図である。図６において、（ａ）はカートリッジドア２０が閉じている状態を示す。すなわち、カートリッジドア２０の天面が外装１６に接触している状態を示す。一方、（ｂ）はカートリッジドア２０が開放された状態を示す。すなわち、カートリッジドア２０の天面が外装１６から離間している状態を示す。

カートリッジドア２０が閉じている際、図６（ａ）に示すように、回転カム４１の軸孔４１ａに近い方の側面は、外装１６に当接している。このため、ロック機構４０の姿勢が決まっている。

カートリッジドア２０を開くと、図６（ｂ）に示すように、回転カム４１が外装１６から離れるため、図中の矢印方向へ回動可能となる。そして、回転カム４１は、付勢部材４３の付勢力によって、回転中心となる軸孔４１ａを中心に回転する。

すると、まず、図６（ｂ）に示すように、ストッパー４２の先端部４２ａがカートリッジドア２０の開口２２から外れる。次に、ストッパー４２のガイド軸４２ｂが回転カム４１のガイド溝４１ｂにガイドされる。これにより、ストッパー４２は下降する（図４参照）。

また、上述のように、ストッパー４２は所定方向に突出しているので、回転カム４１の回動に伴って、ストッパー４２は回転カム４１に押し出される。このとき、ストッパー４２は、カートリッジドア２０の天面の領域から外れ、図６（ｂ）に示すように、給送トレイドア３０側へ飛び出すこととなる。同時に、下降したストッパー４２の先端部４２ａは、給送トレイドア３０の上端面に形成されたトレイドア開口３３に係合する。

一方、カートリッジドア２０を閉める過程では、回転カム４１が軸孔４１ａを中心として回動して元の状態に戻っていく。これに伴って、ストッパー４２のガイド軸４２ｂが、回転カム４１のガイド溝４１ｂに沿って上方に移動する。これにより、ストッパー４２が上昇し、その過程でストッパー４２の先端部４２ａは給送トレイドア３０のトレイドア開口３３から外れる。

そして、カートリッジドア２０を完全に閉めると、回転カム４１の側面が外装１６の端部とが接触した状態となる。この状態で、ストッパー４２の先端部４２ａは開口２２に係止される。

このように、カートリッジドア２０が閉まった状態では、ストッパー４２の先端部４２ａはカートリッジドア２０の内部にある開口２２に係止されている。このため、給送トレイドア３０はカートリッジドア２０に対して固定されていない。すると、給送トレイドア３０は自由に開閉することができる。

一方、給送トレイドア３０を閉めたままの状態で、カートリッジドア２０を開けていくと、その過程でストッパー４２の先端部４２ａが給送トレイドア３０のトレイドア開口３３に入り込む。すると、給送トレイドア３０はカートリッジドア２０に対して固定された状態となる。このため、カートリッジドア２０は給送トレイドア３０と一体となって開閉される。このように、カートリッジドア２０を開放する過程で給送トレイドア３０が開いてしまうことがない。

そして、カートリッジドア２０を画像形成装置１０の本体に対して閉じると、給送トレイドア３０もカートリッジドア２０と一体的に移動して画像形成装置１０の本体に対して閉じた状態となる。このように、カートリッジドア２０の開閉動作に連動してロック機構４０が動作する。これにより、給送トレイドア３０の開閉を制御することができる。

なお、給送トレイドア３０を閉じた状態でカートリッジドア２０を開ける場合には、カートリッジドア２０の開放用のボタンを画像形成装置１０の装置筐体に構成することが、操作性向上のため好ましい。

また、ストッパー４２の先端部４２ａは、給送トレイドア３０側の部分が一部切り欠かれた斜面状である。これは、次の理由による。

すなわち、給送トレイドア３０が既に開状態となっていて、その後、カートリッジドア２０が開けられた時に、ロック機構４０のストッパー４２は既に給送トレイドア３０側に突出した状態である。この状態において、カートリッジドア２０が給送トレイドア３０に当接する場合、まず、ロック機構４０のストッパー４２の先端部４２ａが給送トレイドア３０に当接する。ここで、先端部４２ａが斜面状に形成されていると、給送トレイドア３０の端部が斜面状の面を押し上げ、ストッパー４２の先端部４２ａをトレイドア開口３３まで円滑にガイドすることができる。

なお、ロック機構４０のカートリッジドア２０の端部上の位置は、図５及び図６においては明確に示しておらず、限定するものでもない。ただし、カートリッジドア２０と給送トレイドア３０とのロックをより効果的に行うためには、ロック機構４０を、カートリッジドア２０の幅方向の中央に設置することが好ましい。

以上の構成は本実施形態の一例を示したものであり、本発明はこれに限定されるものではない。

〔第２実施形態〕
第２実施形態に係るロック機構を説明する。前述と同様の構成については、同符号を付し、説明を省略する。図７は第２実施形態のロック機構の動作を示す上面図である。

第１実施形態のロック機構４０は、回動する回転カム４１と上下動するストッパー４２の２部材で構成され、回転カム４１側にカム部（ガイド溝４１ｂ）がある構成について説明した。しかし、これに限定されるものではない。

図７に示すように、本実施形態のロック機構５０は、回動する回転部材５１と上下動するストッパー５２の２部材で構成され、上下動するストッパー５２側にカム部（ガイド溝５２ｂ）がある構成である。

回転部材５１は軸孔５１ａを中心として回動する部材で、軸孔５１ａに対向する側の側面にはガイド軸５１ｂが形成される。一方、ストッパー５２の側面には、ガイド軸５１ｂをガイドするように斜めに切り欠かれたガイド溝５２ｂが形成される。このため、回転部材５１が回転すると、回転部材５１のガイド軸５１ｂが、ストッパー５２のガイド溝５２ｂに沿って、上下に動くことになる。このようにストッパー５２が上下動する結果、ストッパー５２の下端に下方に突出して形成される先端部５２ａも上下に移動する。

ロック機構５０は上記構成でカートリッジドア２０に組み付けられることにより、カートリッジドア２０が画像形成装置１０に対して閉じた状態の時には、ストッパー５２の先端部５２ａは上昇した状態である（図７（ａ）の状態）。

この状態では、先端部５２ａが給送トレイドア３０に入り込んでいないので、給送トレイドア３０は、カートリッジドア２０に対して自由に当接又は離間をすることができる。よって、給送トレイドア３０は、カートリッジドア２０に対して自由に開閉することができる。

一方、回転部材５１を回動させ、ストッパー５２の先端部５２ａが下降した時（図７（ｂ）の状態）に、先端部５２ａが給送トレイドア３０に形成されたトレイドア開口３３に入り込む。すると、カートリッジドア２０に対して給送トレイドア３０が一体的に固定される。

このように、ストッパー５２は、図７（ａ）に示すロック解除位置と図７（ｂ）に示すロック位置との間を移動する。

カートリッジドア２０が開いた場合に給送トレイドア３０をカートリッジドア２０に対してロック可能に構成することで、カートリッジドア２０を開いていく際に給送トレイドア３０を持ってしまっても、問題なくカートリッジドア２０を開くことができる。

また、ストッパー５２の先端部５２ａは、給送トレイドア３０側の部分が一部切り欠かれた斜面状である。このため、前述の実施形態と同一の理由により、ストッパー５２の先端部５２ａをトレイドア開口３３まで円滑にガイドすることができる。

１０…画像形成装置
１６…外装
２０…カートリッジドア
２１…ヒンジ
３０…給送トレイドア
４０…ロック機構
４１ａ…軸孔

Claims (11)

1. カートリッジを着脱するための開口を有する筐体と、
   前記開口を閉塞する閉じ位置と、前記開口を開放する開き位置と、を取りうる第１ドアと、
   前記第１ドアに収容可能に設けられた第２ドアと、
   を備える画像形成装置において、
   前記第１ドアは、前記第１ドアの鉛直上方が前記筐体から離れるように第１の軸を中心として前記筐体に対して回動可能であって、前記筐体と当接可能な当接部材と、前記当接部材の移動に従動する係止部材と、を備え、
   前記第２ドアは、鉛直上方に位置する前記第２ドアの一端が前記第１ドアから離れるように収容位置から記録材を積載する積載位置へ前記第２ドアの他端に設けられた第２の軸を中心として前記第１ドアに対して回動可能であって、前記係止部材と係合する被係止部を備え、
   前記第２ドアが前記収容位置に位置した状態において、
   （ｉ）前記第１ドアが前記閉じ位置に位置するとき、前記当接部材は前記筐体と当接した状態をとり、前記係止部材は前記被係止部と係合しない位置に位置し、
   （ｉｉ）前記第１ドアが前記閉じ位置から前記開き位置へ移動する動作によって、前記当接部材が前記筐体と当接しない状態となり、前記係止部材は前記被係止部と係合する位置に移動することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１ドアが前記閉じ位置から前記開き位置へ移動する動作によって、前記当接部材が前記筐体に当接した状態から前記筐体に当接しない状態となる間に、前記当接部材の移動に従動して前記係止部材が移動し、前記係止部材は前記被係止部と係合する位置に移動することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記係止部材は、前記当接部材の移動に従動して、前記当接部材の移動方向に対して交差する方向に移動することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記係止部材の従動は、ガイド部と、前記ガイド部に沿って案内される被ガイド部と、を備えた機構により生じることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記係止部材は、直線的に動くことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記カートリッジを支持するカートリッジトレイを備え、
   前記第１ドアが前記開き位置に位置するとき、前記カートリッジトレイは、前記筐体から引き出し可能とされていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記画像形成装置の前記筐体に前記第１ドアを開けるためのボタンを設けていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記係止部材の先端は、前記被係止部が摺動する斜面を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記係止部材を前記被係止部と係合する位置に位置させるように、前記係止部材の移動に従動して動く前記当接部材を付勢するバネを備えていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記第１ドアが前記閉じ位置に位置し、前記第２ドアが前記収容位置に位置するとき、前記第１ドアが前記閉じ位置から前記開き位置に移動することによって、前記係止部材が前記被係止部と係合して前記第２ドアを前記収容位置に位置したまま前記第１ドアが前記開き位置へ移動可能とされていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記第１ドアが前記閉じ位置に位置し、前記第２ドアが前記収容位置に位置するとき、前記当接部材が前記筐体と当接して前記係止部材が前記被係止部と係合しない位置に位置させられていることにより、第１ドアを前記閉じ位置に位置させたまま、前記第２ドアが前記収容位置から前記積載位置へ移動可能とされていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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