JP7443956B2 - 開閉扉機構 - Google Patents

Description

本発明は、開閉扉機構に関する。

従来から、支持軸回りに回動可能な開閉扉によって、筐体の側面に形成された開口部を開閉する開閉扉機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。この開閉扉機構では、開閉扉の下端部が、開口部の下端縁に沿って水平に延びる支持軸に支持されている。開閉扉は、開口部を全閉した閉位置と、支持軸を支点に筐体外側に回動することで開口部を開放した開位置との間で開放可能になっている。開閉扉における筐体内方側の面には、扉幅方向に並ぶ一対のカバー固定用フックが取付けられている。この一対のカバー固定用フックは、開閉扉が開位置から閉位置まで回動した際に、筐体側に設けられた軸体に係合することで開閉扉を閉位置に保持する。開閉扉を閉位置から開放位置に回動させる際には、ユーザーが開閉扉に設けられた操作用取手を手前側に引くことで、前記一対のカバー固定用フックと前記各軸体との係合が解除されるようになっている。

特開２０１１－１５８６２４号公報

しかしながら、特許文献１に示す従来の開閉扉機構では、開閉扉を開位置から閉位置まで回動させた場合に、一対のカバー固定用フックのうちの一方のみが軸体に係合して、他方のカバー固定用フックと軸体との係合が不十分になる（つまり開閉扉が片閉まり状態になる）場合がある。開閉扉が片閉まりした状態で機器を作動させると、開閉扉が破損したり、開閉扉を取付けた筐体の剛性が低下したりして機械振動が増大する等の問題が生じる。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、開閉扉の片閉まりが生じ難い開閉扉機構を提供することにある。

本発明に係る開閉扉機構は、筐体の側面に形成された開口部を開閉する開閉扉と、前記開閉扉を、前記開口部の一端縁に沿って延びる回転軸線を支点として、開位置と閉位置との間で回動可能に支持する軸支部と、係合部を有し且つ前記開閉扉における前記開口部との対向側面における前記回転軸線方向の一側端部及び他側端部にそれぞれ突設された一側係合部材及び他側係合部材と、前記筐体に設けられ、前記開閉扉が開位置から閉位置に回動した際に一側係合部材の係合部及び他側係合部材の係合部と係合することで前記開閉扉を閉位置にロックする被係合部材とを備えている。

そして、前記開閉扉の前記対向側面における前記一側係合部材及び他側係合部材の間には、係合部を有する中間係合部材が少なくとも一つ突設され、前記筐体には、前記開閉扉が開位置から閉位置に回動した際に、前記中間係合部材の係合部に係合する中間側被係合部が設けられ、前記一側係合部材の係合部及び前記他側係合部材の係合部は、前記開閉扉が開位置から閉位置に回動される際に、前記中間係合部材の係合部が前記中間側被係合部と係合するよりも先に、前記一側係合部材の係合部及び前記他側係合部材の係合部にそれぞれ係合するように構成されている。

本発明によれば、開閉扉の片閉まりが生じ難い開閉扉機構が提供される。

図１は、実施形態に係る開閉扉機構を備えた画像形成装置の概略構成図である。 図２は、開閉扉が閉位置にある状態を示す画像形成装置の右側面図である。 図３は、開閉扉が閉位置に移行する直前の開閉扉機構を上側から見た平面図である。 図４は、開閉扉が閉位置に移行する直前の開閉扉機構における各フック部材の側面図であって、（ａ）が後側フック部材を示し、（ｂ）が中間フック部材を示し、（ｃ）が前側フック部材を示している。 図５は、各フック部材の係合動作を説明するための説明図である。 図６は、各フック部材の係合動作を説明するための説明図である。 図７は、開閉扉が閉位置に移行する際の各フック部材と各軸体との係合動作を説明するための説明図である。 図８は、開閉扉が閉位置に移行する際の各フック部材と各軸体との係合動作を説明するための説明図である。 図９は、開閉扉の厚さ方向の最大撓み量を予測算出する際に使用する材料力学モデルを示す概略図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《実施形態》
図１は、実施形態に係る開閉扉機構１００を備えた画像形成装置１を示す概略構成図である。以下の説明において、前側、後側は、画像形成装置１の前側、後側（図１の紙面垂直方向の手前側、奥側）を意味し、左側、右側は、画像形成装置１を前側から見たときの左側、右側を意味するものとする。

上記画像形成装置１は、胴内排紙型の複写機であって、筐体２と、筐体２の上側に設けられた画像読取装置３とを有している。画像読取装置３は、原稿画像を光学的に読み取ってその画像データを生成する。

筐体２内には、画像読取装置３にて読取った原稿の画像データを基に用紙Ｖに画像を転写形成する画像形成部４が設けられている。画像形成部４の下方には、レーザー光を照射する露光装置５が配置され、画像形成部４の上方には、転写ベルト６が配置されている。露光装置５の下方には、用紙Ｖを貯留する給紙部７が配置されている。転写ベルト６の右側の上方には、用紙Ｖに転写形成された画像に定着処理を施す定着部８が配置されている。筐体２と画像読取装置３との間には、定着部８にて定着処理が施された用紙Ｖを排出する排紙空間Ｓが設けられている。筐体２の上面には、排紙空間Ｓに排出された用紙Ｖを受け止める排紙トレイ部９が形成されている。筐体２内には、給紙部７から排紙トレイ部９に向かって延びる用紙搬送路Ｔが設けられている。筐体２における用紙搬送路Ｔに隣接する右側面には矩形状の開口部２ａが形成されている。この開口部２ａは、開閉扉１０１を含む開閉扉機構１００により開閉可能になっている。

画像形成部４は、イエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックに対応する４つの画像形成ユニット１０を備えている。各画像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１を有していて、露光装置５によって感光体ドラム１１に書込まれた静電潜像を現像器により現像して各色のトナー像として可視化する。画像形成部４は、各画像形成ユニット１０の感光体ドラム１１に形成された各色のトナー像を中間転写ベルトに順次転写して重ね合わせた後、給紙部７から供給される用紙Ｖに転写する。

定着部８は、加熱ローラー８ａと加圧ローラー８ｂとを備えている。定着部８は、画像形成部４より供給される用紙Ｖに担持されたトナー像を加熱及び加圧することで当該用紙Ｖに熱定着させる。定着処理後の用紙Ｖは排紙トレイ部９に排出される。

上記開閉扉１０１は、上下方向に長い矩形板状をなす扉本体１０１ａと、扉本体１０１ａの内側面に取付けられたガイド部材１０１ｂとを有している。ガイド部材１０１ｂは、筐体２内の不図示のガイド部材との間で前記用紙搬送路Ｔを形成する。

開閉扉１０１のガイド部材１０１ｂの下端部には、扉幅方向の両側に突出する軸部１０２が設けられている。この両軸部１０２は同軸に配置されており、その軸線Ｃは、図２に示すように、開口部２ａの下端縁に沿って前後方向に延びている。両軸部１０２は、筐体の右側壁に固定された軸受部材１０３の軸受孔１０３ａに回動可能に支持されている。開閉扉１０１は、この軸部１０２を支点として閉位置と開位置との間で回動可能に構成されている。閉位置では、図１の実線で示すように、開閉扉１０１によって筐体の開口部２ａが閉塞される。一方、開位置では、図１の二点鎖線で示すように、開閉扉１０１が軸部１０２を支点として前記閉位置よりも装置外側（図１の例では右側）に回動して開口部２ａが開放される。尚、閉位置における開閉扉１０１の最大開放角度θは、例えば筐体２と開閉扉１０１とを連結する帯状の弾性部材やリンク部材によって制限される。

ユーザーが開閉扉１０１を閉位置から開位置側に回動させると、ガイド部材１０１ｂが前記軸部１０２を支点に筐体の外側に回動する。これにより、ユーザーは、用紙搬送路Ｔに詰まったジャム紙を処理可能になっている。

［開閉扉機構１００の詳細］
次に、図２及び図３を参照して、開閉扉機構１００の詳細構成を説明する。図２は、画像形成装置１を開閉扉機構１００側（右側）から見た側面図であり、図３は、開閉扉１０１が閉位置に移行する直前の開閉扉機構１００を上側から見た図である。

開閉扉機構１００は、開閉扉１０１を閉位置にロックするための部材として、前側ロック部材１０４、後側ロック部材１０５及び中間ロック部材１０６を有している。各ロック部材１０４～１０６は、図４に示すようにいずれもフック形状を有していて、筐体２側に設けられた軸体１１４～１１６に係合することで開閉扉１０１を閉位置に保持する。尚、前側ロック部材１０４が一側係合部材に相当し、後側ロック部材１０５他側係合部材に相当し、中間ロック部材１０６が中間係合部材に相当する。また、

具体的には、図２及び図３に示すように、前側ロック部材１０４及び後側ロック部材１０５はそれぞれ、開閉扉１０１の内側面１０１ｅにおける前後方向の前側端部及び後側端部に突設され、中間ロック部材１０６は、開閉扉１０１の内側面１０１ｅにおける前後方向の中央部（中間部の一例）に突設されている。

図４に示すように、前側ロック部材１０４及び後側ロック部材１０５は、同じ形状であり、先端部に係合爪１０４ａ，１０５ａを有している。中間ロック部材１０６は、前側ロック部材１０４及び後側ロック部材１０５と比べて突出長さが短いだけで基本的な形状は同じであり、先端部に係合爪１０６ａを有している。各ロック部材１０４～１０６の係合爪１０４ａ～１０６ａの先端（開閉扉１０１が閉位置にあるときの下端）には、図４の左側に向かって上側に傾斜する傾斜面１０４ｂ～１０６ｂが形成されている。

図３及び図４に示すように、各ロック部材１０４～１０６の基端部は、開閉扉１０１の内側面１０１ｅに沿って前後方向に水平に延びる支持シャフト１０７に回転一体に連結されている。支持シャフト１０７の前後方向の両端部はそれぞれ、開閉扉１０１の内側面１０１ｅから突出する突出板１０８に回動可能に支持されている。

支持シャフト１０７の前後方向の中央部には、中間ロック部材１０６の他に操作レバー１０９が回転一体に連結されている。操作レバー１０９は、前後方向に長い矩形板状のレバー本体１０９ａと、前後方向に間隔を空けて対向する一対の連結板１０９ｂとを有している。レバー本体１０９ａは、開閉扉１０１の外側面（開閉扉１０１の反対側面）の上端部に形成された凹状の取手部１０１ｃ（図２参照）から外部に露出している。レバー本体１０９ａは、凹状の取手部１０１ｃの奥壁（図２の紙面垂直方向の奥側壁）に形成された貫通孔１０１ｄを貫通して一部が筐体２内に位置している。

レバー本体１０９ａの筐体２内に位置する部分は、一対の連結板１０９ｂの下端部に連結されている。一対の連結板１０９ｂの上端部は、中間ロック部材１０６（図３参照）の基端部を前後方向の両側から挟むようにして支持シャフト１０７に固定されている。

図３に示すように、筐体２内の上端部における前側ロック部材１０４、後側ロック部材１０５及び中間ロック部材１０６に対応する箇所には、前側軸体１１４、後側軸体１１５及び中間軸体１１６が取付けられている。各軸体１１４～１１６は、前後方向に延びる円柱状のシャフトからなり互いに同軸に配置されている。前側軸体１１４が一側被係合部に相当し、後側軸体１１５が他側被係合部に相当し、中間軸体１１６が中間側被係合に相当する。

図３では、各ロック部材１０４～１０６の突出側の端部が、各軸体１１４～１１６に当接する直前の状態を示しているが、この状態から開閉扉１０１を閉側（図３の左側）に回動させることで、図５に示すように、各ロック部材１０４～１０６の傾斜面１０４ｂ～１０６ｂが各軸体１１４～１１６に当接して、各ロック部材１０４～１０６が支持シャフト１０７と共に図５の時計回り方向に回動し、この状態から開閉扉１０１をさらに閉側に回動させることで、各ロック部材１０４～１０６が各軸体１１４～１１６を乗り越えて自重により図５の反時計回り方向に回動する。この結果、図６に示すように、各ロック部材１０４～１０６の係合爪１０４ａ、１０５ａ、１０６ａがそれぞれ、各軸体１１４，１１５，１１６に係合し、これにより開閉扉１０１が閉位置にロックされる。尚、図５及び図６は動作説明のための簡略図であるため各ロック部材１０４を同じ長さで描いているが実際には中間ロック部材１０６の長さがやや短い。

この開閉扉１０１のロックを解除する際には、操作レバー１０９を手動操作により筐体の内方側に押せばよい。これにより、支持シャフト１０７が操作レバー１０９と共に図６の時計回り方向に回動して、三つのロック部材１０４～１０６が支持シャフト１０７と共に図６の時計回り方向に回動するので、各ロック部材１０４～１０６と各軸体１１５～１１６との係合が解除される。

ところで、従来の開閉扉では、ロック部材を開閉扉の幅方向の両端部にのみ設けていたため、開閉扉の押し方（押す位置や押す力など）によっては、一方のロック部材の係合が不十分になって開閉扉がいわゆる片閉まり状態になるという問題があった。

この問題を解決するべく、本実施形態では、両端のロック部材に相当する前側ロック部材１０４及び後側ロック部材１０５に加えて中間ロック部材１０６を設けるとともに、中間ロック部材１０６の係合爪１０６ａの位置に工夫を凝らすようにしている。

すなわち、図７及び図８に示すように、中間ロック部材１０６の係合爪１０６ａは、開閉扉１０１の内側面１０１ｅの垂直方向において、前側ロック部材１０４の係合爪１０４ａ及び後側ロック部材１０５の係合爪１０５ａより開閉扉１０１に近い側（換言すると各軸体１１５～１１６から遠い側）に配置されている。より詳しくは、中間ロック部材１０６の係合面１０６ｃは、前側ロック部材１０４の係合面１０４ｃ及び後側ロック部材１０５の係合面１０５ｃよりも所定量Ａだけ開閉扉１０１に近い側に位置している。

この構成によれば、開閉扉１０１を閉位置に移行させる際には先ず、図７に示すように開閉扉１０１の両端部に位置する前側ロック部材１０４及び後側ロック部材１０５がそれぞれ前側軸体１１４及び後側軸体１１５に係合する。ユーザーが手で押すのは開閉扉１０１の中央部に位置する取手部１０１ｃであるため、前側ロック部材１０４及び後側ロック部材１０５が係合状態（ロック状態）に切替わったとしてもそのことがユーザーの手に感触として伝わり難い。このため、ユーザーは、自身の手で開閉扉１０１のロック感が得られるまで開閉扉１０１を押し続ける。この結果、図８に示すように、開閉扉１０１が上側から見てアーチ状に撓んで、中間ロック部材１０６の係合爪１０６ａが中間軸体１１６と係合する。中間ロック部材１０６は、開閉扉１０１におけるユーザーの押圧箇所である幅方向の中央部に位置しているため、そのロック感がユーザーの手に伝わり易い。したがって、ユーザーは、中間ロック部材１０６が中間軸体１１６と係合したところで開閉扉１０１のロックが完了したと判断して、開閉扉１０１の取手部１０１ｃから手を離し、作業を完了する。

ここで、上述したように本実施形態では、開閉扉１０１を閉じる際には、開閉扉１０１が図９に示すよう厚さ方向にアーチ状に撓むこととなるが、この撓み量が大きいと、中間ロック部材１０６が、前側ロック部材１０４及び後側ロック部材１０５よりも先に軸体１１６に到達して係合してしまう。このため、ユーザーは中間ロック部材１０６から伝わるロック感を受けて、前側ロック部材１０４及び後側ロック部材１０５のロックが完了する前に開閉扉１０１を押すのを止めてしまう虞がある。

この問題を回避するべく、本実施形態では、開閉扉１０１の最大撓み量δmaxを予め予測して、中間ロック部材１０６の係合爪１０６ａの係合位置と、他の二つのロック部材１０４，１０５の係合爪１０４ａ，１０５ａの係合位置との離間距離が、開閉扉１０１の内側面１０１ｅの垂直方向において上記予測した最大撓み量δmaxよりも大きくなるようにした。

これにより、開閉扉１０１の撓み変形に起因して中間ロック部材１０６が前側ロック部材１０４及び後側ロック部材１０５よりも先に被係合部である中間軸体１１６と係合する問題を回避することができる。

図９は、開閉扉１０１の最大撓み量δmaxを予測算出する際に使用する材料力学モデルを示す概略図である。この図の横梁２００を開閉扉１０１とみなし、左側支持点２０１及び右側支持点２０２を開閉扉１０１の両端部の軸部１０２と見なし、所定加重Ｐをユーザーによる開閉扉１０１の押圧力とみなすことで、前記最大撓み量δmaxを材料力学に基づいて次式（１）により予測算出することができる。

ここで、Ｅは、開閉扉１０１の縦弾性係数であり、Ｉは、開閉扉１０１の回転接線方向に沿った断面（図１の扉高さ方向の所定位置における水平断面）における断面二次モーメントを、該回転軸線方向に直交する扉縦方向に等間隔に並ぶ複数の位置で算出してそれらを平均化した値であり、ｌは、開閉扉１０１の前記回転軸線方向の寸法であり、Ｐは、取手部１０１ｃを人の手で掴んで押圧する際の荷重として予め設定した荷重であり、ａは、開閉扉１０１の前記回転軸線方向の前側端縁から前記取手部１０１ｃの該回転軸方向の中央位置までの距離であり、ｂは、前記開閉扉１０１の前記回転軸線方向の後側端縁から前記取手部１０１ｃの該回転軸方向の中央位置までの距離である。

本実施形態では、所定加重Ｐを付与する位置は中央部（取手部１０１ｃの位置）であるからａ＝ｂであり、式（１）においてａ＝ｂとすれば、結局、最大撓み量δmaxは次式（２）により予測算出することができる。

所定加重Ｐは、平均的な大人が開閉扉１０１を手で押す際の押圧力を設定すればよく、例えば１００人の大人に開閉扉１０１を閉じさせてその際に開閉扉１０１に付加される押圧力の平均値を採用する等すればよい。

以上説明したように、本実施形態の開閉扉機構１００によれば、前側ロック部材１０４の係合爪１０４ａ及び後側ロック部材１０５の係合爪１０５ａは、開閉扉１０１が開位置から閉位置に回動される際に、中間ロック部材１０６の係合爪１０６ａが中間軸体１１６と係合するよりも先に、前側軸体１１４及び後側軸体１１５にそれぞれ係合するように構成されているため、開閉扉１０１の片閉まりが発生し難い。したがって、開閉扉１０１の片閉まりが発生した状態で画像形成装置１が作動することで機械振動が増幅されたり開閉扉１０１が破損したりするという問題を回避することができる。

《他の実施形態》
前記実施形態では、開閉扉１０１の内側面にガイド部材１０１ｂが取付けられているが、これに限ったものでなく、開閉扉１０１の内側面１０１ｅに取付物が存在しない構成であってもよい。

前記実施形態では、開閉扉機構１００を画像形成装置１に適用した例を示したが、これに限ったものではない。

以上説明したように、本発明は、開閉扉機構に有用であり、特に、プリンター、ファクシミリ、複写機、又は複合機（ＭＦＰ）等の画像形成装置に適用する場合に有用である。

Ａ ：所定量（離間距離）
Ｃ ：軸線
Ｐ ：所定荷重
δmax ：最大撓み量
２ ：筐体
２ａ ：開口部
１００ ：開閉扉機構
１０１ ：開閉扉
１０１ａ ：扉本体
１０１ｂ ：ガイド部材
１０１ｃ ：取手部
１０４ ：前側ロック部材（一側係合部材）
１０５ ：後側ロック部材（他側係合部材）
１０６ ：中間ロック部材（中間側係合部材）
１０４ａ ：係合爪（係合部）
１０５ａ ：係合爪（係合部）
１０６ａ ：係合爪（係合部）
１０４ｃ ：係合位置
１０５ｃ ：係合位置
１０６ｃ ：係合位置
１１４ ：前側軸体（一側被係合部）
１１５ ：後側軸体（他側被係合部）
１１６ ：中間軸体（中間側被係合部）

Claims (5)

1. 筐体の側面に形成された開口部を開閉する開閉扉と、前記開閉扉を、前記開口部の一端縁に沿って延びる回転軸線を支点として、開位置と閉位置との間で回動可能に支持する軸支部と、係合部を有し且つ前記開閉扉における前記開口部との対向側面における前記回転軸線方向の一側端部及び他側端部にそれぞれ突設された一側係合部材及び他側係合部材と、前記筐体に固定され、前記開閉扉が開位置から閉位置に回動した際に前記一側係合部材の係合部及び前記他側係合部材の係合部にそれぞれ係合する一側被係合部及び他側被係合部とを備えた開閉扉機構であって、
   前記開閉扉の前記対向側面における前記一側係合部材及び他側係合部材の間には、係合部を有する中間係合部材が少なくとも一つ突設され、
   前記筐体には、前記開閉扉が開位置から閉位置に回動した際に、前記中間係合部材の係合部に係合する中間側被係合部が設けられ、
   前記一側係合部材の係合部及び前記他側係合部材の係合部は、前記開閉扉が開位置から閉位置に回動される際に、前記中間係合部材の係合部が前記中間側被係合部と係合するよりも先に、前記一側係合部材の係合部及び前記他側係合部材の係合部にそれぞれ係合するように構成されている、開閉扉機構。
2. 請求項１記載の開閉扉機構において、
   前記中間係合部材の係合部の係合位置は、前記開閉扉の前記対向側面に垂直な方向において、前記一側係合部材の係合部の係合位置及び前記他側係合部材の係合部の係合位置よりも該対向側面に近い側に位置している、開閉扉機構。
3. 請求項２記載の開閉扉機構において、
   前記開閉扉の前記対向側面とは反対側面における前記中間係合部材に対応する箇所には、人が手で把持可能な取手部が設けられている、開閉扉機構。
4. 請求項３記載の開閉扉機構において、
   前記一側係合部材の係合部の係合位置と、前記他側係合部材の係合部の係合位置とは、前記垂直方向において同じ位置にあり、
   前記開閉扉が開位置にある状態で、該開閉扉が前記取手部を介して閉じ側に向かって所定荷重Ｐで押圧された場合の該開閉扉の厚さ方向の撓み量をδmaxとして、
   撓み量δmaxを下記の式（１）で算出した場合に、
   前記中間係合部材の係合部の係合位置と、前記一側係合部材の係合部の係合位置との前記垂直方向の離間距離は、前記算出した撓み量δmaxよりも大きく設定されている、開閉扉機構。
   Ｅは、開閉扉の縦弾性係数であり、Ｉは、開閉扉の回転接線方向に沿った断面における断面二次モーメントを、前記回転軸線方向に直交する扉縦方向に等間隔に並ぶ複数の位置で算出してそれらを平均化した値であり、ｌは、開閉扉の前記回転軸線方向の寸法であり、Ｐは、前記取手部を人の手で押圧する際の荷重として予め設定した荷重であり、ａは、開閉扉の前記回転軸線方向の一側端縁から前記取手部の該回転軸方向の中央位置までの距離であり、ｂは、前記開閉扉の前記回転軸線方向の他側端縁から前記取手部の該回転軸方向の中央位置までの距離である。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の開閉扉機構において、
   前記中間係合部材は、前記開閉扉の前記対向側面における前記回転軸線方向の中央部に一つだけ設けられている、開閉扉機構。