JP6493293B2 - 画像形成装置、ロック装置、ロックユニット - Google Patents

Description

本発明は、現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置、並びにこれに用いられるロック装置及びロックユニットに関する。

電子写真方式の画像形成装置では、トナーなどの現像剤が収容された現像剤収容部が着脱可能である。そして、画像形成装置では、その現像剤収容部から供給される現像剤を用いてシートに画像を形成する画像形成処理が実行される。なお、この種の画像形成装置には、現像剤収容部を着脱する際に開閉されるカバーが設けられる（例えば特許文献１参照）。

特開２００６−３０１０７１号公報

ところで、複数の現像剤収容部が着脱可能な画像形成装置では、現像剤残量が下限値に達していない現像剤収容部の取り外しを制限するロックカバーが設けられることが考えられる。この場合、現像剤残量が下限値に達した現像剤収容部に対応するロックカバーのロックだけが解除される構成が考えられる。しかしながら、この種の画像形成装置では、ユーザーが、現像剤収容部のロックカバーのロック中にそのロックカバーを無理に引っ張ってこじ開けようとするおそれがある。

本発明の目的は、現像剤収容部の着脱時に開閉されるカバーのロック中のこじ開けを抑止することが可能な画像形成装置及びこれに用いられるロック装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係るロック装置は、ロックカバーと、制限部と、駆動源と、付勢部とを備える。前記ロックカバーは、現像剤が収容される現像剤収容部の着脱時に開閉される。前記制限部は、前記ロックカバーが閉じられた場合に前記ロックカバーに係合して前記ロックカバーの開放を制限する。前記駆動源は、前記制限部を駆動させて前記制限部と前記ロックカバーとの係合を解除する。前記付勢部は、前記制限部を前記駆動源による駆動の方向とは反対方向に付勢する。そして、前記ロック装置では、前記制限部及び前記ロックカバーに、前記ロックカバーが閉じられた場合に相互に対向して係合する当接面を含む係合部がそれぞれ設けられており、前記当接面各々は、前記ロックカバーが閉じられた状態で非平行であり、前記駆動源の非駆動時における前記ロックカバーの開放方向への変位に伴って前記係合部のいずれか一方又は両方が撓み前記当接面各々が平行となる。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、前記ロック装置を一又は複数備えると共に、一又は複数の前記ロック装置に対応する一又は複数の前記現像剤収容部に収容されている現像剤を用いて画像を形成する画像形成部を備える。

本発明の他の局面に係るロックユニットは、複数の現像剤収容部に収容されている複数色の現像剤を用いて画像を形成する画像形成部を備える画像形成装置に着脱可能であって、前記ロック装置を複数備える。

本発明によれば、現像剤収容部の着脱時に開閉されるカバーのロック中のこじ開けを抑止することが可能な画像形成装置、並びにこれに用いられるロック装置及びロックユニットを提供することが可能になる。

図１は、実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 図２は、実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 図３は、実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 図４は、実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 図５は、実施形態に係るロックユニットの構成を示す図である。 図６は、実施形態に係るロックユニットの構成を示す図である。 図７は、実施形態に係るロック装置の構成を示す図である。 図８は、実施形態に係るロック装置の状態遷移を示す図である。 図９は、実施形態に係るロック装置の状態遷移を示す図である。 図１０は、実施形態に係るロック装置の状態遷移を示す図である。 図１１は、実施形態に係るロック装置の状態遷移を示す図である。 図１２は、実施形態に係るロック装置を示す図である。 図１３は、実施形態に係るロック装置の比較例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格を有さない。なお、図面中に定義された前後方向及び上下左右方向を用いて説明することがある。

図１に示されるように、本実施形態に係る複合機は、画像形成装置１００及び画像読取装置２００を備える。画像読取装置２００は、画像形成装置１００の上部に装着されており、ＣＣＤ等の撮像素子を用いて、原稿台２００Ａに載置される原稿から画像データを読み取ることが可能である。なお、本発明に係る画像形成装置１００は、画像読取装置２００が装着されないプリンターであってもよい。

画像形成装置１００は、コンテナ収容部１０、画像形成部２０、及び給紙カセット３０などを備えるカラープリンターである。コンテナ収容部１０には、複数色のトナー等の現像剤が収容される複数の現像剤収容部１０１が個別に着脱可能である。

また、コンテナ収容部１０の前面には、開閉可能な前面カバー１０Ａが設けられており、画像形成部２０の前面には、開閉可能な前面カバー２０Ａが設けられている。なお、画像形成装置１００には、前面カバー１０Ａの開閉を検出する光学センサーなどの開閉検出部１０Ｂ（図２参照）が設けられている。

前面カバー１０Ａ及び前面カバー２０Ａ各々は、例えば下端部が左右方向と平行な回動軸によって回動可能に支持されている。即ち、前面カバー１０Ａ及び前面カバー２０Ａ各々は、上部が前方に回動して開かれる。給紙カセット３０各々は、画像形成装置１００に着脱可能であり、画像が形成される紙などのシートが収容される。

ここに、図２には、前面カバー１０Ａが開かれた状態が示されている。コンテナ収容部１０には、トナー等の現像剤が収容される複数の現像剤収容部１０１（図４参照）の着脱の可否を切り替えるためのロックユニット４０が設けられている。

ロックユニット４０は、画像形成装置１００のコンテナ収容部１０に着脱可能なオプションユニットである。ロックユニット４０は、複数の現像剤収容部１０１に対応する複数のロック装置１１（図５及び図６参照）を備える。そして、ロック装置１１では、各色の現像剤が収容される現像剤収容部１０１に対応するロックカバー１１１が個別に開閉可能であり、ロックカバー１１１は現像剤収容部１０１の着脱時に開閉される。

また、ロック装置１１は、ロックカバー１１１の開放の制限の有無を切り替え可能であり、ロックユニット４０の詳細については後段で説明する。なお、図３には、ロックユニット４０が取り外された状態が示されている。画像形成装置１００は、ロックユニット４０が装着されていない状態でも現像剤収容部１０１の着脱が可能であり、ロックユニット４０が装着されていない状態で使用することも可能である。

図４に示されるように、画像形成部２０は、複数の画像形成ユニット１〜４と、中間転写ベルト５、光走査装置６、二次転写装置７、及び定着装置８などを備える。画像形成部２０は、現像剤収容部１０１に収容されている現像剤を用いて、給紙カセット３０から供給される紙などのシートにモノクロ画像又はカラー画像を形成することが可能である。

画像形成ユニット１〜４各々は、感光体ドラム（像担持体）、帯電装置、現像装置、一次転写装置、及びドラムクリーニング装置などを備え、現像剤収容部１０１に収容されている現像剤を用いて画像を形成する電子写真方式の画像形成ユニットである。画像形成ユニット１〜４は、中間転写ベルト５の走行方向に沿って並設され、所謂タンデム方式の画像形成部２０を構成している。画像形成ユニット１〜４各々の前記現像装置には、現像剤収容部１０１各々からＹＭＣＫ各色の現像剤（現像剤）が供給される。

また、画像形成装置１００には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含み、画像形成装置１００及び画像読取装置２００を制御する制御部９が設けられている。具体的に、制御部９は、現像剤収容部１０１各々に収容されている現像剤の残量又は使用量を検出し、その現像剤の残量又は使用量が予め定められた閾値に達している場合に、現像剤残量低下のエラーを不図示の表示部などに報知する。例えば、現像剤の残量又は使用量は、光学センサー又は重量センサーなどの検知結果、或いは、印刷枚数又は印字率などに基づく演算結果に応じて検出可能である。なお、現像剤収容部１０１内の現像剤の残量又は使用量を検出するときの制御部９が現像剤検出部の一例である。

また、制御部９は、前述したように、後述のロック装置１１におけるロックカバー１１１各々の開放の可否を任意に切り替えるロック制御処理を実行する。具体的に、前記ロック制御処理において、制御部９は、現像剤収容部１０１の現像剤残量が前記閾値以下に達していないロックカバー１１１をロックし、現像剤残量が前記閾値以下に達しているロックカバー１１１のロックを解除する。

より具体的に、本実施形態では、制御部９が、いずれかの現像剤収容部１０１の現像剤の残量又は使用量が前記閾値に達している状態で、開閉検出部１０Ｂによって前面カバー１０Ａの開放が検出された場合に、その現像剤収容部１０１に対応するロックカバー１１１のロックを解除する。このとき、複数のロックカバー１１１のうちロックが解除されるロックカバー１１１は、現像剤の残量又は使用量が前記閾値に達しているロックカバー１１１のみである。

これにより、ユーザーが前面カバー１０Ａを開くと、ロックカバー１１１のうち交換の必要がある現像剤収容部１０１のいずれかに対応する前記特定のロックカバー１１１のロックが解除されることになる。従って、現像剤の残量又は使用量が前記閾値に達していない交換不要な現像剤収容部１０１が無駄に交換されることが防止される。なお、ロックカバー１１１のロック解除の条件はこれに限らない。

続いて、図５〜図１３を参照しつつロックユニット４０について説明する。

図５及び図６に示すように、ロックユニット４０は、４つのロック装置１１を備えている。ロック装置１１各々は、ロックカバー１１１と、ロック機構１１２と、挿通部１１３とを備える。

ロックカバー１１１は、下端部がロックユニット４０の筐体１１０によって、左右方向と平行な回動軸によって回動可能に支持されている。即ち、ロックカバー１１１は、コンテナ収容部１０の前面カバー１０Ａと同様に、上部が前方に回動して開かれる。

ロック機構１１２は、ロックカバー１１１の開放を個別に制限可能である。挿通部１１３には、現像剤収容部１０１のコンテナ収容部１０への挿脱に用いられる開口が形成されており、その開口はロックカバー１１１によって開閉される。即ち、ロック装置１１では、ロックカバー１１１がロック機構１１２でロックされると、現像剤収容部１０１のコンテナ収容部１０に対する着脱がロックカバー１１１によって制限される。

ところで、画像形成装置１００において、ユーザーが、作業対象の現像剤収容部１０１に対応するロックカバー１１１を開く必要がある場合には、その作業がユーザーにとって手間になる。また、ロックユニット４０に複数の現像剤収容部１０１に対応する複数のロックカバー１１１が含まれる場合には、そのロックカバー１１１のうち作業対象の現像剤収容部１０１に対応するロックカバー１１１を特定して開く必要がある。これに対し、画像形成装置１００では、現像剤収容部１０１の着脱時に開閉されるロックカバー１１１の開放作業の手間が軽減される。

図７〜図１０は、ロック装置１１の要部断面図であり、ロック装置１１を上方から見た状態を示す図である。また、図１１は、ロック装置１１を左側から見た模式図であって、図示の便宜上、固定部１１０Ａなどの記載を省略している。なお、４つの現像剤収容部１０１に対応する４つのロック装置１１は同様に構成されているため、以下では１つのロック装置１１のみについて説明する。

図７に示されるように、ロック機構１１２は、駆動源１４０、制限部１５０、及び規制部１６０などを備える。そして、ロック装置１１では、ロックカバー１１１が閉じられた場合にロックカバー１１１の開放がロック機構１１２によって制限され、駆動源１４０によって制限部１５０が駆動されることによりロック機構１１２による制限が解除されてロックカバー１１１が開放される（図１１参照）。

具体的に、ロックカバー１１１には、ロックカバー１１１の上部から背面側に突出するＬ字状の係合部１６１が設けられている。係合部１６１には、Ｌ字部の内側の角度が少なくとも９０°より大きい角度となる当接面１６２が形成されている。また、係合部１６１には、Ｌ字部の角部の外側に円弧状の先端部１６３が形成されている。なお、制限部１５０及びロックカバー１１１は、例えば樹脂材料で成形されている。

一方、ロック機構１１２の駆動源１４０は、通電に応じて可動部１４１を内部に向かう吸引方向Ｄ２１（特定の方向の一例）に吸引するソレノイドであり、ロック装置１１の筐体１１０から背面側に突出して設けられた固定部１１０Ａに固定されている。また、図１１などに示されるように、可動部１４１には、先端に切り欠き１４２が形成されている。そして、切り欠き１４２内に制限部１５０が挿通された状態で軸部１４３が可動部１４１及び制限部１５０に貫通するように可動部１４１に取り付けられることにより、可動部１４１と制限部１５０とが連結される。

制限部１５０は、ロックカバー１１１が閉じられた場合にロックカバー１１１に係合してロックカバー１１１の開放を制限する。そして、制限部１５０とロックカバー１１１との係合は、駆動源１４０によって制限部１５０が駆動されることによって解除される。

制限部１５０は、ロック装置１１の筐体１１０によって回動軸１５１を中心に回動可能に支持されており、付勢部１５２によって付勢方向Ｄ１１に付勢されている。例えば、付勢部１５２は、回動軸１５１に挿通されており、一端が制限部１５０に係合し、他端がロック装置１１の筐体１１０に係合するコイルバネのような弾性部材である。なお、付勢方向Ｄ１１（第２回動方向の一例）は、後述するように駆動源１４０によって制限部１５０が駆動される際の回動方向Ｄ２２（第１回動方向の一例）とは反対方向である。

制限部１５０は、押圧部１５３、開口部１５４、及び係合部１５５などを備える。押圧部１５３は、駆動源１４０により制限部１５０及びロックカバー１１１の係合が解除される動作に連動して、ロックカバー１１１の係合部１６１をロックカバー１１１の開放方向Ｄ３１に向けて押圧し、ロックカバー１１１を自動的に開放させる。

開口部１５４には、可動部１４１の軸部１４３が貫通する開口が形成されており、その開口の径は軸部１４３の外径よりも大きい。そして、駆動源１４０の可動部１４１の直線運動が軸部１４３及び開口部１５４を介して制限部１５０の回転運動に変換される。

係合部１５５は、Ｌ字状に形成されており、先端の当接面１５６とロックカバー１１１の係合部１６１の当接面１６２とが対向して当接することにより、ロックカバー１１１の係合部１６１と係合し、ロックカバー１１１の開放を制限する。

具体的に、係合部１５５及び係合部１６１は、係合部１６１が係合部１５５に向けて差し込まれる際に接触して一方又は両方が撓んだ後に復元して係合することにより、係合部１５５と係合部１６１との離間が制限されるスナップフィットを構成している。

規制部１６０は、ロック装置１１の筐体１１０において、付勢部１５２でロックカバー１１１が付勢方向Ｄ１１に付勢されるときのロックカバー１１１の回動を予め定められた位置で規制可能である。

そして、ロック装置１１では、制御部９によって駆動源１４０が制御されることにより、図７〜図１０に示すように、ロック機構１１２によるロックカバー１１１のロックが解除されてロックカバー１１１が開かれる。なお、制御部９によるロック機構１１２の解除タイミングは、予め設定された任意のタイミングであればよく、例えば前述したように現像剤収容部１０１のいずれかにおける現像剤の残量又は使用量が前記閾値に達しており、且つ前面カバー１０Ａが開かれたタイミングである。

具体的に、まず図７に示されるように、ロックカバー１１１が閉じられている場合には、ロックカバー１１１の係合部１６１と制限部１５０の係合部１５５とが係合しており、ロックカバー１１１の開放が制限されたロック状態である。

そして、図８に示されるように、制御部９によって駆動源１４０が駆動され、可動部１４１が吸引方向Ｄ２１に引き込まれると、それに連動して制限部１５０が回動軸１５１を中心に回動方向Ｄ２２に回動し始める。

これにより、係合部１５５と係合部１６１との係合が解除され、係合部１６１が前方に移動可能な状態となる。また、制限部１５０が回動中の特定のタイミングで、制限部１５０の押圧部１５３がロックカバー１１１の係合部１６１の先端部１６３に接触することになる。

その後、図９に示されるように、可動部１４１がさらに吸引方向Ｄ２１に引き込まれて制限部１５０が回動方向Ｄ２２にさらに回動すると、制限部１５０の押圧部１５３がロックカバー１１１の係合部１６１の先端部１６３を前方に押圧することになる。

ここで、係合部１５５、係合部１６１、押圧部１５３、及び先端部１６３の位置及び形状は、係合部１５５及び係合部１６１の係合が解除されるタイミングが少なくとも押圧部１５３及び先端部１６３が接触するタイミングと同じ又はそれより早い関係にある。従って、ロックカバー１１１は、押圧部１５３によって係合部１６１の先端部１６３が押圧されることにより、その下端部に設けられた回動軸を中心に回動して自動的に開かれる（図１１参照）。

そして、図１０に示されるように、ロックカバー１１１が開かれると、制限部１５０は、付勢部１５２による付勢力によって規制部１６０で規制される位置まで回動方向Ｄ１１に回動する。これにより、次にロックカバー１１１が閉じられると、ロックカバー１１１の係合部１６１が係合部１５５と係合することによってロックカバー１１１の開放が制限された状態（図７参照）となる。

以上説明したように、ロック装置１１では、駆動源１４０が駆動して制限部１５０が回動することによって、ロックカバー１１１のロックが解除されると共に、その解除動作に連動してロックカバー１１１が自動的に開かれることになる。従って、ユーザーは、ロックカバー１１１を開く作業を行うことなく目的の現像剤収容部１０１の着脱作業を行うことが可能である。また、ユーザーは、４つの現像剤収容部１０１に対応する４つのロックカバー１１１のうち自動的に開いたロックカバー１１１が作業対象の現像剤収容部１０１に対応するロックカバー１１１であると明確且つ容易に判断することができる。

また、画像形成装置１００では、前述したように、ロック装置１１各々のロックカバー１１１の外側に前面カバー１０Ａが設けられている。そして、前面カバー１０Ａ及びその内部に設けられるロックカバー１１１が、それぞれの下端部に設けられた回動軸で回動可能に支持されており、同方向の回動により開閉可能である。そこで、前面カバー１０Ａの背面側には、ロックカバー１１１が開かれた状態で前面カバー１０Ａが閉じられる際に、その開かれているロックカバー１１１の前面に接触する不図示のリブが設けられていることが考えられる。これにより、ロックカバー１１１が開いている状態で前面カバー１０Ａが閉じられる場合には、前面カバー１０Ａの前記リブによってロックカバー１１１が閉鎖されることになる。従って、ユーザーは、一又は複数のロックカバー１１１が開かれた状態であっても前面カバー１０Ａを閉じるだけでロックカバー１１１各々を閉じることが可能であり、現像剤収容部１０１の着脱作業の手間が軽減される。

ところで、画像形成装置１００では、ユーザーが、現像剤収容部１０１のロックカバー１１１の開放がロック機構１１２で制限されたロック状態で、そのロックカバー１１１を無理に引っ張ってこじ開けようとするおそれがある。これに対し、画像形成装置１００では、現像剤収容部１０１の着脱時に開閉されるロックカバー１１１のロック中のこじ開けが抑止される。

まず、比較例として、ロックカバー１１１が閉じられており、係合部１６１及び係合部１５５が係合した状態で、当接面１６２の延長線Ｌ１と当接面１５６の延長線Ｌ２とが平行である構成を考える。具体的に、係合部１６１の当接面１６２のＬ字部の内側の角度及び係合部１５５の当接面１５６のＬ字部の内側の角度が共に９０°である。この場合、図１３に示されるように、ユーザーによってロックカバー１１１の上部が前方に向かうこじ開け方向Ｄ４１に引っ張られると、係合部１６１の前方への変位に伴って係合部１５５が左側に撓んで係合部１５５の当接面１５６が傾斜する。そのため、係合部１６１の先端が当接面１５６に沿って右側に移動しやすくなり、係合部１５５及び係合部１６１の係合が解除されやすくなる。

これに対し、図７に示されるように、本実施形態に係るロック装置１１では、係合部１６１の当接面１６２のＬ字部の内側の角度は少なくとも９０°より大きい角度である。一方、制限部１５０の係合部１５５の当接面１５６のＬ字部の内側の角度は９０°である。即ち、図７に示されるように、ロックカバー１１１が閉じられており、係合部１６１及び係合部１５５が係合した状態では、当接面１６２の延長線Ｌ１と当接面１５６の延長線Ｌ２とが非平行である。なお、当接面１５６のＬ字部の内側の角度は９０°未満であってもよい。

そして、ロック装置１１では、ユーザーによってロックカバー１１１の上部が前方に向かうこじ開け方向Ｄ４１に引っ張られると、図１２に示されるように、係合部１６１の前方への変位に伴って係合部１５５が左側に撓んで係合部１５５の当接面１５６が傾斜する。そのため、ユーザーによってロックカバー１１１の上部が前方に向かうこじ開け方向Ｄ４１に引っ張られると、あるタイミングで当接面１５６の延長線Ｌ１と当接面１６２の延長線Ｌ２とが平行になる。これにより、ロック装置１１では、係合部１５５が撓んだ際に係合部１５５によって係合部１６１が内側に引き込まれる力が強くなるため、ロックカバー１１１のこじ開けを抑止することが可能である。

１〜４ 画像形成ユニット
９ 制御部
１０ コンテナ収容部
１０Ａ 前面カバー
１１ ロック装置
４０ ロックユニット
１００ 画像形成装置
２００ 画像読取装置
１０１ 現像剤収容部
１１０ 筐体
１１１ ロックカバー
１１２ ロック機構
１１３ 挿通部
１４０ 駆動源
１５０ 制限部
１５１ 回動軸
１５２ 付勢部
１５３ 押圧部
１５４ 開口部
１５５ 係合部
１５６ 当接面
１６０ 規制部
１６１ 係合部
１６２ 当接面

Claims (6)

1. 現像剤が収容される現像剤収容部の着脱時に開閉されるロックカバーと、
   前記ロックカバーが閉じられた場合に前記ロックカバーに係合して前記ロックカバーの開放を制限する制限部と、
   前記制限部を駆動させて前記制限部と前記ロックカバーとの係合を解除する駆動源と、
   前記制限部を前記駆動源による駆動の方向とは反対方向に付勢する付勢部と、
   を備え、
   前記制限部及び前記ロックカバーに、前記ロックカバーが閉じられた場合に相互に対向して係合する当接面を含む係合部がそれぞれ設けられており、
   前記当接面各々は、前記ロックカバーが閉じられた状態で非平行であり、前記駆動源の非駆動時における前記ロックカバーの開放方向への変位に伴って前記係合部のいずれか一方又は両方が撓み前記当接面各々が平行となるロック装置。
2. 前記駆動源は、通電に応じて可動部を特定の方向に移動させるソレノイドであり、
   前記制限部は、前記可動部に連結され前記可動部の前記特定の方向への移動に伴って第１回動方向に回動可能であり、
   前記付勢部は、前記制限部を前記第１回動方向とは反対の第２回動方向に付勢するコイルバネである、
   請求項１に記載のロック装置。
3. 請求項１又は２に記載のロック装置を一又は複数備えると共に、
   一又は複数の前記ロック装置に対応する一又は複数の前記現像剤収容部に収容されている現像剤を用いて画像を形成する画像形成部を備える画像形成装置。
4. 前記ロック装置各々の前記ロックカバーの外側に設けられた開閉可能な前面カバーを備え、
   前記ロックカバー及び前記前面カバー各々が同方向への回動により開閉可能であり、
   前記前面カバーが、一又は複数の前記ロックカバーが開いている状態で前記前面カバーが閉じられる場合に、前記ロックカバーに接触して前記ロックカバーを閉鎖する、
   請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記現像剤収容部内の現像剤の残量又は使用量を検出する現像剤検出部と、
   前記前面カバーの開閉を検出する開閉検出部を備え、
   前記現像剤収容部に収容されている現像剤の残量又は使用量が予め定められた閾値に達している場合であり、且つ前記開閉検出部によって前記前面カバーの開放が検出された場合に、前記駆動源を駆動させて前記制限部と前記ロックカバーとの係合を解除する、
   請求項４に記載の画像形成装置。
6. 複数の現像剤収容部に収容されている複数色の現像剤を用いて画像を形成する画像形成部を備える画像形成装置に着脱可能なロックユニットであって、
   請求項１又は２に記載のロック装置を複数備えるロックユニット。

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