JP7246896B2 - ロック機構および画像形成装置 - Google Patents
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Description
画像形成装置の全体構成について説明する。画像形成装置は、電子写真方式のカラーレーザープリンタを用いて説明するが、これに限定されるものではない。例えば、モノクロのレーザープリンタでもよい。
本実施例のロック機構であるロックユニットは、図2に示す画像形成装置であるプリンタ201の装置本体内部の左右2箇所に夫々ロックユニット202とロックユニット203が配置される。プリンタ201の前面にはカートリッジ204を交換する際に開閉する開閉部材であるドア205(以降、カートリッジドアと称す)が設けられている。本実施例においては、カートリッジが露出し画像形成装置の外から見える状態のときに、開閉部材であるカートリッジドアが位置する場所を第1開放位置とする。また、カートリッジが覆われ画像形成装置の外から見えない状態のときに、開閉部材であるカートリッジドアが位置する場所を第2閉じ位置とする。
ロック機構の力の関係を説明する。本実施例のロック機構は、保持ソレノイドのプランジャがロック位置(第1位置)とロック解除位置(第2位置)との間を移動可能である。また、第2位置から第1位置へ向かう方向を第1方向とし、第1位置から第2位置に向かう方向を第2方向とする。つまり、第1方向と反対の方向が第2方向とする。本実施例では、ロック位置が第1位置で、ロック解除位置が第2位置であるが、この関係が逆でもよい。つまり、ロック位置が第2位置であり、ロック解除位置が第1位置になる。
条件1 F1<M1+E
条件2 F2<M2
条件3 F2+R>M2
条件4 F1>M1
つまり、条件2は、プランジャが第2位置にある場合に、励磁せずにプランジャを第2位置に保持するための条件である。また、条件4は、プランジャが第1位置にある場合に、励磁せずにプランジャを第1位置に保持するための条件である。
条件1 F1+E>M1
条件2 F2>M2
条件3 F2<M2+R
条件4 F1<M1
ここで、それぞれの力は次のような力になる。F1は、プランジャが第1位置にある場合に付勢部材であるバネによるロック部材を第2方向へ付勢する力である。F2は、プランジャが第2位置にある場合に付勢部材であるバネによるロック部材を第2方向へ付勢する力である。M1は、プランジャが第1位置にある場合に磁石から受ける第1方向への力である。M2は、プランジャが第2位置にある場合に磁石から受ける第1方向への力である。Eは、プランジャを第2方向に移動させるためにコイルに発生する力である。Rは、プランジャを第1方向に移動させるためにコイルに発生する力である。
条件4におけるロック部材であるロックレバーと開閉部材であるカートリッジドアとの状態を図9に示す。カートリッジドアのラッチ部205aがP方向に引っ張られる際に、ロックレバー302はQ方向への回転力が生じ、ロックレバー爪部が食い込む構成としている。具体的にはロックレバー302の回転中心302bからP方向(カートリッジドアの開放方向)の延長線上に接触点C(ラッチ部205aとロックレバー爪部の面302aの接触点)がある。ロックレバー爪部の面302aは、開閉可能なカートリッジドアが閉じた状態で、カートリッジドアの面に対してα度の傾きをもって設けている。違う視点で見ると、ロックレバー爪部の面302aは、ロックレバーの回転中心と接触点を結ぶ直線に対してα度の傾きを設けている。
手動によるロック解除手段について図10を用いて説明する。保持ソレノイドや電気部品等が故障して、ロックユニットが動作しなくなった場合、カートリッジドアは開かなくなってしまう。そのような場合の対応策として、手動でロック解除ができるように構成されている。具体的には左カバー320に小さい穴320aが開いている。手動でロックの解除を行う時は、棒状の工具321の先端を穴320aに挿入する。穴320aの延長線上に、ロックレバー302があるため、工具をさらに押し込むとロックレバーが図10の矢印の方向に回転し、ロック解除される。左カバーの穴320aはカートリッジドアが閉状態においてはカバーされているため、外観上見え難くなっている。つまり、穴320aに棒状の工具321が挿入できるように、カートリッジドアを少しあげる必要がある。
保持ソレノイドは、永久磁石301cから常時磁界が発生している。また、コイル通電時には、電磁石による磁界も発生する。このため、本実施例のように装置本体のカバー近傍に保持ソレノイドを設置した場合には、磁界の遮蔽が必要になる場合がある。
本実施例では、カートリッジを着脱するために画像形成装置の装置本体に開閉可能に設けられ第1開放位置と第2閉じ位置との間を移動可能に設けられているカートリッジドアをロックすることについて説明したが、他の対象物をロックしてもよい。例えば、対象物は、カートリッジドアなどの開閉部材の他に、カートリッジを保持するカートリッジトレイなどの移動部材でもよい。カートリッジトレイなどの移動部材のスライド移動をロックするロック機構でもよい。
実施例1と2は、ロック機構であるロックユニットが画像形成装置の装置本体のフレームの手前側に配置された構成について説明した。本実施例ではフレームの奥側に配置される場合のロックユニットについて説明する。
本実施例では図13に示すように、ロックレバー爪部の面501aを回転中心501bと同心円となるように形成されている。このような構成においては、ユーザーがカートリッジドアを開けようとしても、ラッチ部205aからロックレバー501に入力された力Wはドアを開けるP方向と略平行に作用する。このため、ロックレバーの回転方向の力に変換されることはなく、ロック状態を維持することが可能である。
208 シールド板
300 ロック機構
301 ソレノイド
302 ロック部材
307 付勢部材
401 装置本体フレーム
500 ロック機構
501 ロック部材
504 付勢部材
510 装置本体フレーム
602 ロック部材
603 付勢部材
Claims (15)
- 画像形成装置の装置本体に対して開閉可能な開閉部材と、
前記開閉部材をロックするロック位置と前記開閉部材とのロックが解除される解除位置との間を移動可能なロック部材と、
前記ロック部材を付勢する付勢部材と、
第1方向と前記第1方向と反対の第2方向とに移動可能で前記ロック部材と係合し前記ロック部材を付勢するプランジャと、励磁されることで前記プランジャを第1位置と前記第1位置から前記第2方向に移動した第2位置との間を移動させるコイルと有するソレノイドであって、非励磁状態で前記プランジャに磁力を作用させる磁石を有するソレノイドと、を備え、
前記プランジャが前記第1位置にあるとき前記ロック部材は前記ロック位置に位置し、前記プランジャが前記第2位置にあるとき前記ロック部材は前記解除位置に位置し、
前記非励磁状態で以下の式を満たすことを特徴とする画像形成装置。
F2<M2
F1>M1
前記プランジャが前記第1位置にある場合の前記付勢部材による前記ロック部材を付勢する前記第1方向への力をF1、
前記プランジャが前記第2位置にある場合の前記付勢部材による前記ロック部材を付勢する前記第1方向への力をF2、
前記プランジャが前記第1位置にある場合の前記磁石から前記プランジャに作用する前記第2方向への力をM1、
前記プランジャが前記第2位置にある場合の前記磁石から前記プランジャに作用する前記第2方向への力をM2。 - 前記コイルは、第1電流方向の電流と第2電流方向の電流とによって、双方向に通電されるように構成され、
励磁状態で以下の式を満たすことを特徴とした請求項1記載の画像形成装置。
F1<M1+E
F2+R>M2
前記プランジャを前記第2方向に移動させるために前記第1方向の電流によって励磁された前記コイルから発生する力をE、
前記プランジャを前記第1方向に移動させるために前記第2方向の電流によって励磁された前記コイルから発生する力をR。 - 画像形成装置の装置本体に対して開閉可能な開閉部材と、
前記開閉部材をロックするロック位置と前記開閉部材とのロックが解除される解除位置との間を移動可能なロック部材と、
前記ロック部材を付勢する付勢部材と、
第1方向と前記第1方向と反対の第2方向とに移動可能で前記ロック部材と係合し前記ロック部材を付勢するプランジャと、励磁されることで前記プランジャを第1位置と前記第1位置から前記第2方向に移動した第2位置との間を移動させるコイルと有するソレノイドであって、非励磁状態で前記プランジャに磁力を作用させる磁石を有するソレノイドと、を備え、
前記プランジャが前記第1位置にあるとき前記ロック部材は前記ロック位置に位置し、前記プランジャが前記第2位置にあるとき前記ロック部材は前記解除位置に位置し、
前記非励磁状態で以下の式を満たすことを特徴とする画像形成装置。
F1<M1
F2>M2
前記プランジャが前記第1位置にある場合の前記付勢部材による前記ロック部材を付勢する前記第2方向への力をF1、
前記プランジャが前記第2位置にある場合の前記付勢部材による前記ロック部材を付勢する前記第2方向への力をF2、
前記プランジャが前記第1位置にある場合の前記磁石から前記プランジャに作用する前記第1方向への力をM1、
前記プランジャが前記第2位置にある場合の前記磁石から前記プランジャに作用する前記第1方向への力をM2。 - 前記コイルは、第1電流方向の電流と第2電流方向の電流とによって、双方向に通電されるように構成され、
励磁状態で以下の式を満たすことを特徴とした請求項3記載の画像形成装置。
F2<M2+R
F1+E>M1
前記プランジャを前記第2方向に移動させるために前記第1方向の電流によって励磁された前記コイルから発生する力をE、
前記プランジャを前記第1方向に移動させるために前記第2方向の電流によって励磁された前記コイルから発生する力をR。 - 前記付勢部材は、前記ロック部材がロック位置に移動する方向に前記ロック部材を付勢することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記付勢部材は、前記ロック部材が解除位置に移動する方向に前記ロック部材を付勢することを特徴とする請求項3又は4に記載の画像形成装置。
- 前記開閉部材が開閉された際、前記開閉部材が閉じられた後に、前記ロック部材が前記ロック位置に移動することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成装置の装置本体に対して着脱可能なカートリッジを有し、
前記開閉部材は、前記カートリッジを露出する開放位置と前記カートリッジを覆う閉じ位置との間を移動可能であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記開閉部材が前記開放位置から前記閉じ位置に移動された際、前記カートリッジの交換が認識された場合に、前記ロック部材が前記ロック位置に移動することを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
- 前記ロック部材は、前記開閉部材と接する面を有し、
前記開閉部材を閉じた状態において、前記面は、前記開閉部材の面に対して傾いていることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記開閉部材が閉じ、前記ロック部材が前記ロック位置にある状態、前記開閉部材に前記開閉部材が開かれる方向の力を付与すると、前記ロック部材は前記解除位置から前記ロック位置に向かう力を受けることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記開閉部材が閉じられた状態で、前記ロック部材を移動させるための穴が備えられることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記開閉部材の少なくとも一部であって、前記ソレノイドから画像形成装置の外部に放射される磁界を遮蔽する位置に、強磁性体が設置されていることを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記ロック部材の少なくとも一部に、前記ソレノイドから放射される磁界を遮蔽するための強磁性体が設置されていることを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記ソレノイドが、強磁性体で構成された装置本体に設置されていることを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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