JP2022170861A - ロック機構及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成のロック機構によって、開閉カバーを開状態で保持する。
【解決手段】ロック機構（５０）は、開閉カバー（３６）の開閉動作に伴って回転する回転ギア（５１）と、回転ギアの回転に伴ってスライドするラックギア（５２）と、ラックギアに対向した掛止部（６１）を有するロック部材（５５）と、掛止部をラックギアに向けて押圧するバネ部材（５６）と、を備えている。開閉カバーの開状態で掛止部がラックギアのスライドをロックしている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ロック機構及び画像形成装置に関する。

プリンター等の画像形成装置には、トナー交換等のために装置上面に開閉カバーが設けられている。従来、この種の開閉カバーとして、開閉カバーを開状態で保持するロック機構を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の開閉カバーの回転軸には伝達ギアを介してロータリーダンパーが連結されており、ロータリーダンパーによって開閉カバーが倒れたときに回転抵抗が付与されている。伝達ギアにはロック機構が連結されており、ロック機構によって伝達ギアの回転がロックされることで開閉カバーが開状態で保持されている。

特開２０１７－００３８９２号公報

しかしながら、特許文献１に記載のロック機構は伝達ギアの周囲に配置されており、伝達ギアの回転位置に応じて開閉カバーのロックとアンロックが切り替わる複雑な構成になっていた。

そこで、本発明は、簡易な構成のロック機構によって、開閉カバーを開状態で保持することができることを目的とする。

本発明の一態様のロック機構は、装置ケースに開閉可能に支持された開閉カバーのロック機構であって、前記開閉カバーの開閉動作に伴って回転する回転ギアと、前記回転ギアの回転に伴ってスライドするラックギアと、前記ラックギアに対向した掛止部を有するロック部材と、前記掛止部を前記ラックギアに向けて押圧するバネ部材と、を備え、前記開閉カバーの開状態で前記掛止部が前記ラックギアのスライドをロックしている。

前記ロック機構では、前記ラックギアから前記ロック部材側に突起が突き出しており、前記開閉カバーの開状態で前記掛止部が前記突起を掛け止めして前記ラックギアのスライドをロックしている。

前記ロック機構では、前記開閉カバーの回転軸の一端側にロータリーダンパーが連結し、前記開閉カバーの回転軸の他端側に前記回転ギアが設けられている。

前記ロック機構では、前記開閉カバーの回転軸の両端のうち前記ラックギアと同じ側に、トナーコンテナの補給口を塞ぐシャッターを開閉する開閉機構が設けられ、前記ラックギアのスライドに伴って前記シャッターが開閉される。

本発明の一態様の画像形成装置は、上記のロック機構と、前記ロック機構に開状態で保持される前記開閉カバーと、を備えている。

本発明によれば、開閉カバーの開閉動作に伴って、回転ギアが回転してラックギアがスライドされる。バネ部材によってロック部材の掛止部がラックギアに向けて押されており、開閉カバーが開かれると、ラックギアが掛止部に掛け止めされてラックギアのスライドがロックされる。よって、簡易な構成のロック機構によって、開閉カバーを開状態で保持することができる。

本実施形態のプリンターの模式図である。 本実施形態の開閉カバー周辺の模式図である。 本実施形態の開閉カバーの閉状態を示す模式図である。 本実施形態の開閉カバーの開動作の途中を示す模式図である。 本実施形態の開閉カバーの開状態を示す模式図である。

以下、図面を参照しつつ、本実施形態のロック機構を適用した画像形成装置について説明する。なお、以下の説明では、画像形成装置としてプリンターを例示して説明する。図１は、本実施形態のプリンターの模式図である。各図に適宜付される矢印Ｆｒ、Ｒｅ、Ｕ、Ｌｏは、それぞれプリンターの前側、後側、上側、下側を示している。

図１に示すように、プリンター１は、各種機器が収容された箱型形状のハウジング（装置ケース）１０を備えている。ハウジング１０の下部にはシート束がセットされる給紙カセット１１が収容され、ハウジング１０の上部には画像形成済みのシートが積み重ねられる排紙トレイ１２が設けられている。排紙トレイ１２の下方にはトナーが収容されたトナーコンテナ１３がトナーの色（例えば、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色）毎に着脱可能にセットされている。複数のトナーコンテナ１３の下方には、一対のローラー１４、１５に掛け渡された中間転写ベルト１６が設けられている。

中間転写ベルト１６の下側に沿って、トナーの色毎に画像形成部１７が前後一列に設けられている。各画像形成部１７には中間転写ベルト１６に転接する感光体ドラム２１が回転可能に設けられており、感光体ドラム２１の周囲には帯電器２２と、現像器２３と、一次転写部２４と、クリーニング装置２５と、徐電器２６とが一次転写のプロセス順に配置されている。クリーニング装置２５には廃トナーボックス（不図示）が接続されている。各現像器２３には不図示の供給路を通じてトナーコンテナ１３からトナーが供給され、廃トナーボックスには不図示の排出路を通じて各クリーニング装置２５から廃トナーが排出される。

各画像形成部１７の下方には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）によって構成される露光装置１８が設けられている。ハウジング１０内の側部には、複数のローラーによって給紙カセット１１から排紙トレイ１２に向かうシートの搬送経路Ｌが形成されている。搬送経路Ｌの上流側（下側）には給紙部３１が設けられ、搬送経路Ｌにおいて給紙部３１よりも下流側には中間転写ベルト１６の側端に二次転写部３２が設けられている。搬送経路Ｌにおいて二次転写部３２の下流側には定着装置３３が設けられ、搬送経路Ｌの下流端側（上側）には排紙口３４が設けられている。

プリンター１の画像形成時には、帯電器２２によって感光体ドラム２１の表面が帯電された後、露光装置１８からのレーザー光によって感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成される。次に、現像器２３から感光体ドラム２１の表面の静電潜像にトナーが付着されてトナー像が形成され、感光体ドラム２１の表面から中間転写ベルト１６の表面にトナー像が一次転写される。各画像形成部１７において各色のトナー像が中間転写ベルト１６に一次転写されることで、中間転写ベルト１６の表面にフルカラーのトナー像が形成される。なお、感光体ドラム２１に残留した廃トナーと電荷は、クリーニング装置２５と徐電器２６によって除去される。

一方で、給紙部３１によって給紙カセット１１又は手差しトレイ（不図示）からシートが取り込まれ、上記の画像形成動作にタイミングを合わせて二次転写部３２に向けてシートが搬送される。二次転写部３２において中間転写ベルト１６の表面からシートの表面にフルカラーのトナー像が二次転写され、二次転写部３２の下流の定着装置３３に向けて転写済みのシートが搬送される。定着装置３３においてシートにトナー像が定着され、定着済みのシートが排紙口３４から排紙トレイ１２上に排出される。このように、シートに転写されたトナー像が定着装置３３を通過することによってシートの表面に画像が形成される。

ところで、排紙トレイ１２の底面は開閉カバー３６（図２参照）によって形成されている。開閉カバー３６を開くことで、ハウジング１０内のトナーコンテナ１３の交換やＪＡＭ処理等のメンテナンス作業が実施される。メンテナンス作業中には、ロック機構５０（図２参照）によって開閉カバー３６の開状態が保持されている。開閉カバー３６の回転軸の一端側（本実施形態では左側）には、開閉カバー３６に回転抵抗を与えるロータリーダンパー４０（図２参照）が連結されている。また、開閉カバー３６の回転軸の他端側（本実施形態では右側）には、開閉カバー３６の開閉に伴って、トナーコンテナ１３のシャッターを開閉する開閉機構７０（図２参照）が設けられている。

この場合、ロック機構５０がロータリーダンパー４０と同じ開閉カバー３６の回転軸の一端側に配置されると、ロータリーダンパー４０によってロック機構５０の設置スペースが限られてしまう。また、開閉カバー３６の回転軸を挟んでロック機構５０と開閉機構７０が反対側に設けられると、開閉カバー３６の撓みによってロック機構５０と開閉機構７０の動きにズレが生じる。そこで、本実施形態のロック機構５０は、開閉機構７０と同じ開閉カバー３６の回転軸の他端に連結されている。また、ロック機構５０にスライドロック構造が採用されることで、ロック機構５０の構成の簡略化が図られている。

図２を参照して、開閉カバーのロック機構について説明する。図２は、本実施形態の開閉カバー周辺の模式図である。

図２に示すように、開閉カバー３６は回転軸３７を介してハウジング１０の一対の側板４１に開閉可能に支持されている。ハウジング１０の上面から開閉カバー３６が上方に持ち上げられることで、開閉カバー３６が開かれてハウジング１０の内側が外部に露出される。開閉カバー３６が開いた状態から下方に降ろされることで、開閉カバー３６が閉じられてハウジング１０の上面に排紙トレイ１２（図１参照）が形成される。開閉カバー３６は、４つのトナーコンテナ１３を上方から覆うように前後方向に長く、リブ等によって厚みも増している。このため、開閉カバー３６が合成樹脂等で形成されていても重量が大きくなっている。

開閉カバー３６の回転軸３７の一端側には動力伝達機構（不図示）を介してロータリーダンパー４０が連結されている。ロータリーダンパー４０によって開閉カバー３６の回転速度に応じた回転抵抗が付与されている。開閉カバー３６が閉方向に倒れたときの勢いがロータリーダンパー４０に弱められて開閉カバー３６とハウジング１０の衝撃が抑えられている。本実施形態では開閉カバー３６にロータリーダンパー４０が連結されているが、重量が小さな開閉カバーが用いられる場合には、開閉カバーにロータリーダンパー４０が連結されていなくてもよい。

開閉カバー３６の回転軸３７の他端側にはロック機構５０が連結されている。開閉カバー３６の回転軸３７を挟んでロータリーダンパー４０の逆側にロック機構５０が設けられるため、ロック機構５０の設置スペースが十分に確保されている。ロック機構５０は、開閉カバー３６の開閉動作に伴って回転する回転ギア５１と、回転ギア５１の回転に伴ってスライドするラックギア５２と、を備えている。回転ギア５１とラックギア５２の組み合わせによって、開閉カバー３６の開閉動作がラックギア５２のスライド動作に変換されている。このラックギア５２のスライドのロックによって開閉カバー３６の開状態が保持される。

回転ギア５１は、略扇状のセクターギアであり、開閉カバー３６の回転軸３７の他端側に設けられている。回転ギア５１は、開閉カバー３６の回転軸３７を中心とした所定角度の範囲内で往復回転される。ラックギア５２は、ハウジング１０の側板４１のスリット４２にスライド可能に設置されている。ラックギア５２の上面には回転ギア５１の外歯に噛み合うラック歯が形成されており、ラックギア５２の下面の後端部から突起５４が突き出している。回転ギア５１が往復回転することで、ラックギア５２がスリット４２に沿ってスライドして、ラックギア５２の突起５４が前後方向に移動している。

また、ロック機構５０は、ラックギア５２のスライドをロックするロック部材５５と、ロック部材５５を下方から支えるバネ部材５６と、を備えている。ロック部材５５は、ラックギア５２の下方の揺動軸５７を介して側板４１に揺動可能に支持されている。ロック部材５５は揺動軸５７から前方に延びており、ロック部材５５の先端にはラックギア５２に対向する掛止部６１が形成されている。掛止部６１は前側の急斜面６２と後側の緩斜面６３によって側面視山型状に形成されている。掛止部６１の真下にバネ部材５６が配置され、バネ部材５６によって掛止部６１がラックギア５２に向けて押し上げられている。

ラックギア５２からロック部材５５側に突起５４が突き出し、ロック部材５５からラックギア５２側に掛止部６１が突き出している。開閉カバー３６の閉状態では、ロック部材５５の掛止部６１からラックギア５２の突起５４が後方に離間している。開閉カバー３６の開状態では、ロック部材５５の掛止部６１に対してラックギア５２の突起５４が前方から突き当たっている（図５参照）。ラックギア５２に対して後向きの力が作用しているが、ロック部材５５の掛止部６１によってラックギア５２の突起５４が掛け止めされて、ラックギア５２のスライドがロックされている。これにより、開閉カバー３６の開状態が保持されている。

ラックギア５２の前方には開閉機構７０が設けられている。開閉機構７０は、ラックギア５２のスライドに伴って、４つのトナーコンテナ１３の補給口７５を塞ぐシャッター７１を開閉している。開閉機構７０は、４つのトナーコンテナ１３が並んだ前後方向に延びるラックバー７２と、ラックバー７２のスライドに伴って回転する４つの開閉ギア７３と、を備えている。開閉機構７０のラックバー７２はロック機構５０のラックギア５２に隣接しており、ラックギア５２のスライドによってラックバー７２が前方に押し出し可能になっている。また、ラックバー７２にはバネ部材７４が連結されており、バネ部材７４のバネ力によって後方に押し戻される。

各開閉ギア７３は、円弧状のセクターギアであり、トナーコンテナ１３に取り付けられている。各開閉ギア７３には各トナーコンテナ１３のシャッター７１が連結されており、各開閉ギア７３の回転によってシャッター７１が開閉される。ロック機構５０のラックギア５２が開閉機構７０のラックバー７２から離間した状態、すなわち開閉カバー３６の閉状態ではシャッター７１が開いてトナーコンテナ１３の補給口７５が開放される。ロック機構５０のラックギア５２が開閉機構７０のラックバー７２を押し込んだ状態、すなわち開閉カバー３６の開状態ではシャッター７１が閉じてトナーコンテナ１３の補給口７５が塞がれる。

このように、ロック機構５０のラックギア５２が開閉機構７０にも兼用されることで部品点数が低減されている。また、開閉カバー３６の回転軸３７の両端のうち、ロック機構５０（ラックギア５２）と同じ回転軸３７の他端側に開閉機構７０が設けられている。開閉カバー３６を介さずにロック機構５０と開閉機構７０が連動するため、開閉カバー３６に撓みが生じていても、ロック機構５０の動きと開閉機構７０の動きにズレが生じることがない。これにより、開閉カバー３６が開状態で保持されたときに、シャッター７１によってトナーコンテナ１３の補給口７５を確実に塞ぐことができる。

図３から図５を参照して、開閉カバーの開閉動作について説明する。図３は、本実施形態の開閉カバーの閉状態を示す模式図である。図４は、本実施形態の開閉カバーの開動作の途中を示す模式図である。図５は、本実施形態の開閉カバーの開状態を示す模式図である。

図３に示すように、開閉カバー３６が閉じた状態では、開閉カバー３６の外縁がハウジング１０によって下方から支えられている。このとき、開閉カバー３６の回転軸３７に設けられた回転ギア５１がラックギア５２の前端側に噛み合っており、開閉カバー３６の閉状態に対応した後方位置Ｐ１にラックギア５２が位置付けられている。ラックギア５２が後方位置Ｐ１に存在するときには、ラックギア５２の後端側の突起５４がロック部材５５の先端側の掛止部６１から後方に離間している。ロック部材５５の掛止部６１がバネ部材５６によって押し上げられ、掛止部６１の頂点が突起５４の下面よりも上方に位置付けられている。

また、ロック機構５０のラックギア５２から開閉機構７０のラックバー７２が離間している。ラックバー７２がバネ部材７４によって開放位置Ｐ２に位置付けられている。ラックバー７２が開放位置Ｐ２に存在するときには、各開閉ギア７３がラックバー７２のラック歯の前端側に噛み合っており、各開閉ギア７３に連結したシャッター７１が開いた状態になっている。このように、開閉カバー３６が閉じた状態では、ロック機構５０のラックギア５２から開閉機構７０のラックバー７２に作動力が付与されず、各シャッター７１が開いた状態になって各トナーコンテナ１３の補給口７５が開放されている。

図４に示すように、ユーザーによって開閉カバー３６が開方向に動かされると、開閉カバー３６の回転軸３７に設けられた回転ギア５１が反時計回りに回転する。回転ギア５１とラックギア５２の噛み合い位置が前端側から後方に移動し、後方位置Ｐ１に位置付けられたラックギア５２が前方位置Ｐ３に向かってスライドし始める。ラックギア５２の突起５４がロック部材５５の掛止部６１に接触すると、突起５４によってバネ部材５６のバネ力に抗して掛止部６１が押し下げられる。そして、ラックギア５２のスライドに伴って、ラックギア５２の突起５４がロック部材５５の掛止部６１を乗り超える。

また、ロック機構５０のラックギア５２が開閉機構７０のラックバー７２に接触する。ラックギア５２によってバネ部材７４のバネ力に抗してラックバー７２が押し込まれる。ラックバー７２が開放位置Ｐ２から閉塞位置Ｐ４に向かって前方に移動することで、各開閉ギア７３とラックバー７２の噛み合い位置が前端側から後方に移動して各開閉ギア７３が反時計回りに回転する。各開閉ギア７３に連結したシャッター７１が閉方向に動き出して、各シャッター７１によって各トナーコンテナ１３の補給口７５が塞がれ始める。このように、ロック機構５０のラックギア５２から開閉機構７０のラックバー７２に作動力が付与されている。

図５に示すように、開閉カバー３６が完全に開かれると、開閉カバー３６が立ち上がってハウジング１０の上面が開放される。このとき、開閉カバー３６の回転軸３７に設けられた回転ギア５１がラックギア５２の後端側に噛み合っており、開閉カバー３６の開状態に対応した前方位置Ｐ３にラックギア５２が位置付けられている。ラックギア５２が前方位置Ｐ３に存在するときには、ラックギア５２の突起５４がロック部材５５の掛止部６１に対して前方から接触している。ロック部材５５の掛止部６１によってラックギア５２の突起５４が掛け止めされて、ラックギア５２のスライドがロックされている。

より詳細には、開閉カバー３６の開状態では、開閉カバー３６に作用するモーメントＭによってラックギア５２には後向きの作動力Ｆが作用する。ラックギア５２の突起５４がロック部材５５の掛止部６１の急斜面６２に突き当たり、掛止部６１がバネ部材５６によって押し上げられている。ラックギア５２の突起５４がロック部材５５の掛止部６１を乗り越えることができずに、ロック部材５５の掛止部６１によってラックギア５２の後方へのスライドがロックされている。これにより、ユーザーが開閉カバー３６から手を離しても、開閉カバー３６の開状態が保持されている。

また、ロック機構５０のラックギア５２によって開閉機構７０のラックバー７２が押し込まれ、ラックバー７２が閉塞位置Ｐ４に位置付けられている。ラックバー７２が閉塞位置Ｐ４に存在するときには、各開閉ギア７３がラックバー７２のラック歯の後端側に噛み合っており、各開閉ギア７３に連結したシャッター７１が閉じた状態になっている。このように、開閉カバー３６が開いた状態では、ロック機構５０のラックギア５２から開閉機構７０のラックバー７２に作動力が付与され、各シャッター７１が閉じた状態になって各トナーコンテナ１３の補給口７５が塞がれている。

なお、ユーザーによって開閉カバー３６が開状態から閉方向に動かされると、ロック部材５５の掛止部６１によるラックギア５２のロックが解除される。すなわち、ラックギア５２の突起５４が掛止部６１の急斜面６２に強く突き当たり、バネ部材５６のバネ力に抗して掛止部６１が押し下げられる。ロック部材５５の掛止部６１からラックギア５２の突起５４が外れることで、ラックギア５２の後方へのスライドが許容される。そして、ロック機構５０及び開閉機構７０の各ギアが逆向きに動いて、開閉カバー３６が閉状態になると共に、各シャッター７１が開いて各トナーコンテナ１３の補給口７５が開放される。

以上、本実施形態によれば、開閉カバー３６の開閉動作に伴って、回転ギア５１が回転してラックギア５２がスライドされる。バネ部材５６によってロック部材５５の掛止部６１がラックギア５２に向けて押されており、開閉カバー３６が開かれると、ラックギア５２が掛止部６１に掛け止めされてラックギア５２のスライドがロックされる。よって、簡易な構成のロック機構５０によって、開閉カバー３６を開状態で保持することができる。また、開閉カバー３６が開状態で保持されることで、トナーコンテナ１３の交換やＪＡＭ処理等のメンテナンス作業の作業性が向上される。

なお、本実施形態において、回転ギアがセクターギアである一例について説明したが、回転ギアは開閉カバーの開閉動作に伴って回転するギアであればよい。例えば、回転ギアはスパーギアでもよい。

また、本実施形態において、ロック部材に凸状の掛止部が形成され、ラックギアに突起が形成されたが、ロック部材及びラックギアの形状は特に限定されない。例えば、ロック部材の掛止部が凹状に形成され、ラックギアの突起が凹状の掛止部に掛け止めされてもよい。また、ラックギアに窪みが形成され、ラックギアの窪みが凸状の掛止部に掛け止めされてもよい。また、ロック部材の掛止部に掛け止め可能であれば、ラックギアには突起も窪みも形成されていなくてもよい。

また、本実施形態において、開閉機構がラックバー、開閉ギア、バネ部材を備える構成にしたが、開閉機構はラックギアのスライドに伴ってシャッターを開閉可能に構成されていればよい。

また、本実施形態では、画像形成装置として、プリンターを例示したが、この構成に限定されない。画像形成装置は、コピー機及びファクシミリの他、プリント機能、コピー機能及びファックス機能等を複合的に備えた複合機でもよい。

また、本実施形態において、シートは、画像の形成対象となるシート状のものであればよく、例えば、普通紙、コート紙、トレーシングペーパー、ＯＨＰ（Over Head Projector）シートでもよい。

なお、本実施形態を説明したが、他の実施形態として、上記実施形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

また、本発明の技術は上記の実施形態に限定されるものではなく、技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、技術的思想を別の仕方によって実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

１ ：プリンター（画像形成装置）
１０：ハウジング（装置ケース）
１３：トナーコンテナ
３６：開閉カバー
３７：回転軸
４０：ロータリーダンパー
５０：ロック機構
５１：回転ギア
５２：ラックギア
５４：突起
５５：ロック部材
５６：バネ部材
６１：掛止部
７０：開閉機構
７１：シャッター
７５：補給口

Claims (5)

1. 装置ケースに開閉可能に支持された開閉カバーのロック機構であって、
   前記開閉カバーの開閉動作に伴って回転する回転ギアと、
   前記回転ギアの回転に伴ってスライドするラックギアと、
   前記ラックギアに対向した掛止部を有するロック部材と、
   前記掛止部を前記ラックギアに向けて押圧するバネ部材と、を備え、
   前記開閉カバーの開状態で前記掛止部が前記ラックギアのスライドをロックしていることを特徴とするロック機構。
2. 前記ラックギアから前記ロック部材側に突起が突き出しており、
   前記開閉カバーの開状態で前記掛止部が前記突起を掛け止めして前記ラックギアのスライドをロックしていることを特徴とする請求項１に記載のロック機構。
3. 前記開閉カバーの回転軸の一端側にロータリーダンパーが連結し、
   前記開閉カバーの回転軸の他端側に前記回転ギアが設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロック機構。
4. 前記開閉カバーの回転軸の両端のうち前記ラックギアと同じ側に、トナーコンテナの補給口を塞ぐシャッターを開閉する開閉機構が設けられ、
   前記ラックギアのスライドに伴って前記シャッターが開閉されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のロック機構。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のロック機構と、
   前記ロック機構に開状態で保持される前記開閉カバーと、を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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