JP5141462B2 - 収納構造体及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、本体側の構造体と蓋側の構造体にそれぞれ機器を備えた収納構造体、この収納構造体の構造を備えたプリンタ、複写機、ファクシミリ、これらの機能を複合して有するデジタル複合機などの画像形成装置に関する。

従来からレーザビームを使用した書き込みユニットを用いた画像形成装置が広く普及している。このようなレーザ書き込み方式の画像形成装置では、書き込みユニットを本体装置に固定するが一般的であった。ところがこの方式では、書き込みユニットを避けて感光体ユニットを着脱する必要があるため、消耗品交換の操作性悪化や、装置が大型化を招いていた。そこで、これに対処する技術として、例えば特許文献１あるいは２に記載されている発明が知られている。

このうち特許文献１には、装置本体を上構造体と下構造体とで構成し、その下構造体に対して前記上構造体を、支点を中心として開閉自在に備えるとともに、その支点位置にねじりコイルバネを設けて前記上構造体を開方向へと付勢する画像形成装置において、前記上構造体を開けるにともない、その上構造体に働く重力の方向が前記支点位置を通り過ぎて該上構造体を閉じる方向から開く方向へと切り換わった後、該上構造体が重力に基づき開位置となるときの衝撃を吸収する緩衝弾性部材を備え、これにより上構造体が重力に基づき開位置となるとき、下構造体に強い衝撃を与えて各種部品の特性に悪影響を及ぼすことを防止するようにした発明が記載されている。

また、特許文献２には、作像ユニットの両側部に、一側部に感光体ドラムとローラをそれぞれ支持する軸部を有し、他側部に感光体ドラム用の軸部と同軸上の係合部を有する同一形状の位置決め部材を設け、軸部で感光体ドラム、ローラをそれぞれ支持し、係合部を介して作像ユニットを本体位置決めするようにし、これにより、感光体ドラムの駆動ギアを本体駆動系のギアに高精度に噛み合わせることができるようにした発明が記載されている。
特開平５−３２３６８６号公報 特開平２−２１０４６２号公報

前記特許文献１には、書き込み装置を備える上構造体を下構造体に対して閉じるとき、閉じる方向と逆方向に付勢力を作用させる押上げバネが、下構造体との距離が所定値以下になったときに作用することが記載され、特許文献２には、書き込みユニットを上カバーに固定して回動させ、上カバーが本体装置に対して開く方向に付勢され、書き込みユニットを閉止する際の衝撃を緩衝することが記載されている。

いずれも上側の構造体（カバー）を閉じる際の弾性付勢力の利用に関する発明であるが、両者ともに閉止時における書き込み側の位置精度に問題がある。また、書き込みユニットを上カバーにフロート状態で支持し本体装置に位置決めする場合、上カバーの閉時速度を減速すべくダンパを用いる場合もあるが、ダンパを設ける分コストが高くなる。さらに、書き込み装置と本体装置の位置決め部は、材質がガラス入り樹脂等の高硬度のものが多く、高硬度同士のものが当接するため衝撃が発生してしまう。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、蓋を本体側に対して閉じたときに、蓋側に設けられた機器と、本体側に設けられた機器との相対的な位置決め精度を高めるととともに、蓋側に設けられた機器が閉止動作に受ける衝撃を緩和することにある。

前記課題を解決するため、第１の手段は、本体機能部を収納した第１構造体と、前記第１構造体の両側の本体フレームに軸支された第１の支軸に開閉自在に支持され、前記本体機能部に対して所定機能を作用させる別体機能部を保持する第２構造体と、前記第２構造体が当接し、前記第１構造体に対する位置決めを行う可動受け部材と、を備え、前記可動受け部材は前記第２構造体側に付勢する第１の付勢手段により付勢された状態で前記第１構造体の所定位置に位置決めされ、前記第２構造体を前記第１の構造体に押し当てて支持する支持部材が前記第１構造体側に前記支持部材を付勢する第２の付勢手段により付勢された状態で前記可動受け部材に当接し、前記第１の付勢手段の付勢力が前記第２の付勢手段の付勢力より大きくなるように設定されていることを特徴とする。

第２の手段は、第１の手段において、前記別体機能部は一端側に係合溝を備え、前記第１の支軸に対して前記係合溝を介して平行移動可能に係合していることを特徴とする。

第３の手段は、第１の手段において、前記可動受け部材は第１構造体に対し、第２の支軸を介して一側で回動可能に支持されていることを特徴とする。

第４の手段は、第１の手段において、前記第１の付勢手段はバネからなることを特徴とする。

第５の手段は、第１の手段において、前記第１の付勢手段はバネとダンパとからなることを特徴とする。

第６の手段は、第５の手段において、前記ダンパは樹脂材からなる弾性体であることを特徴とする。

第７の手段は、第５の手段において、前記ダンパは単泡スポンジ及びゴムのいずれか一方からなることを特徴とする。

第８の手段は、第５の手段において、前記ダンパは流体の粘性を用いた流体ダンパであることを特徴とする。

第９の手段は、第８の手段において、前記流体ダンパはエアシリンダを含み、エアシリンダはピストンが押圧されることにより容積が減少する圧縮室と、圧縮室と外を連通するオリフィスを有することを特徴とする。

第１０の手段は、第１ないし第９のいずれかの手段に係る収納構造体を備え、前記第１構造体の前記本体機能部がシート状記録媒体に画像を形成する画像形成手段を含み、前記第２構造体の前記他の機能部が前記画像形成手段の像担持体に対して光書き込みを行う光書き込み手段を含む画像形成装置を特徴とする。

なお、後述の実施形態では、本体機能部は画像形成部２、中間転写ベルト部３、給紙部４、２次転写部５、定着部６及び排紙部７に、第１構造体は本体部Ｃ１及び本体フレーム８に、別体機能部は光書き込み装置１に、第２構造体は蓋部Ｃ２及び上フレーム９に、可動受け部材は符号１４、２２ａ、２２ｂに、第１の付勢手段はバネ１５、２３，２４，３０に、第１構造体の所定位置は保持溝１３及び前壁１３ａ、あるいは可動受け部材１４，２２ａ、２２ｂの当接面１４ｂ，２２ｈ，２２ｉに、支持部材は符号１０に、第２の付勢手段は付勢部材１２に、係合溝は符号１ａに、第１の支軸は支軸９ａに、第２の支軸は支軸１４ａ，２２ｃ，２２ｆに、ダンパは符号１７，２７，２８，３１に、流体ダンパはエアシリンダ１８、ピストン１９、圧縮室２０及びオリフィス２１に、それぞれ対応する。

本発明によれば、蓋部（第２構造体）を本体側（第１構造体）に対して閉じたときに、蓋部側の当接時の衝撃を前記第１の付勢手段の付勢力と前記第２の付勢手段の付勢力の差の付勢力によって緩衝し、支持部材を第１構造体の所定位置に第２の付勢手段と可動受け部材とによって位置決めするので、蓋側に設けられた別体機能部と、本体側に設けられた本体機能部との相対的な位置決め精度を高めるととともに、蓋側に設けられた機器が閉止動作に受ける衝撃を緩和することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る筐体を備えたプリンタの概略構成を示す図である。同図において、プリンタは装置本体を形成する第１の構造体（以下、本体部と称する）と、この第１の構造体の上部に開閉可能に設けられた蓋部としての第２の構造体（以下、蓋部と称する）とからなる。本体部Ｃ１にはＹＭＣＫ４色の作像ステーションからなる画像形成部２、中間転写ベルト部３、給紙部４、２次転写部５、定着部６及び排紙部７を備え、蓋部Ｃ２の下面には前記各作像ステーション２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの各感光体ドラムに光書き込みを行う光書き込み装置１が設けられている。そして、これらの構成によって一般的な電子写真プロセスに従ってフルカラー画像を形成する。なお、この形式の画像形成装置は所謂間接転写方式のタンデム型カラープリンタである。

図１から分かるように光書き込み装置１は、蓋部Ｃ２を閉じたときに前記画像形成部２の光書き込み位置に光書き込み装置１の各色画像書き込み用のレーザ光が照射するように配置されている。光書き込み装置１はカバーとともに矢印Ａに示す方向に開放され、感光体ユニット２を上方に開放された本体部Ｃ１から取り出すことが可能である。また、２次転写部５は側部のカバーＣ３とともに矢印Ｂの方向に開放し、紙詰まりの処理が容易に行えるようになっている。

図２は、本体部Ｃ１と蓋部Ｃ２の構成を示す図で、印字動作中における光書き込み装置１、感光体ユニット２、本体フレーム８、上フレーム９の状態を表している。光書き込み装置１の支持部１０は、それぞれ上フレーム９の保持穴１１を貫通し、上フレーム９と光書き込み装置１の間にある付勢部材１２によって本体フレーム８の保持溝１３にそれぞれ弾性的に付勢され、保持される。上フレーム９は本体フレーム８の一側（図示左側）の端部で支軸９ａによって開閉自在に保持されている。

図３は、光書き込み装置１を本体フレーム８に対して回動させた状態を示す。支軸９ａは本体フレーム８に両端を支持され、上フレーム８はこの支軸９ａに対して回動可能に取り付けられている。支持部１０は前記付勢部材１２の付勢力によって保持穴１１に当接し、光書き込み装置１は上フレーム８と共に回動する。

一方、光書き込み装置１は図２及び図３から分かるように、係合溝１ａが支軸９ａに係合することにより支持され、係合溝１ａに沿って平行移動可能である。

以下、各実施例ごとに光書き込み装置１の本体フレーム８への位置決め構造について説明する。

図４は、実施例１に係る光書き込み装置１を本体フレーム８に位置決めする部分の詳細図である。
同図において、本体フレーム８の保持溝１３には可動受け部材１４が設けられている。可動受け部材１４は本体フレーム８に支軸１４ａによって回動可能な状態で保持され、バネ１５により本体フレーム８の位置決め部１６に突き当てられ、かつ、弾性部材１７が本体フレーム８との間に挟みこまれている。光書き込み装置１の支持部１０は付勢部材１２によって弾性付勢され、本体フレーム８の保持溝１３の前壁１３ａ面へ当接し、かつ、可動受け部材１４の上面（当接面１４ｂ）に当接することによって位置決めが行われている。可動受け部材１４を本体フレーム８の位置決め部１６に付勢するための付勢力は前記位置決めのため、可動受け部材１４の重量と光書き込み装置１の支持部１０に加わる重量と付勢部材１２による不勢力を合算したものより大きくなるように設定されている。なお、付勢部材１２としては例えばコイルバネが使用される。また、前記位置が位置決めされる所定位置である。

位置決めの際に光書き込み装置１は支持部１０を保持溝１３の前壁１３ａに弾性付勢したときに、その反作用により図２矢印Ｄ方向に移動するので、上フレーム９の精度に影響されずに画像形成部２に対して確実に位置決めが行われる。

なお、可動受け部材１４が支軸１４ａに回動可能な状態で保持されているのは、可動受け部材１４が水平移動するときに発生するかじりを防止するためで、回動可能に保持することによって作動不良の発生を防止することができる。これにより、簡単な支持方法で当接部材を保持することが可能となり、回転支持により、平行移動支持よりも引っかかりが少なく滑らかな動きが可能である。

また、バネ１５としては、例えばコイルバネが使用できる。コイルバネは簡単な構成で確実に弾性力を得ることができるとともに、弾性力の変化も少ない。

図５は、光書き込み装置１の位置決め時における衝撃吸収時の動作を示す図である。蓋部Ｃ２を閉めるときに光書き込み装置１の支持部１０は可動受け部材１４に突き当たる。従来のように位置決め部に可動受け部材１４がない構造の場合は減速距離がほぼ存在しないために急激な速度の減少が起こり、かつ、高硬度の樹脂等を用いた場合は反発力が発生して大きな衝撃が生じる。そして、この衝撃が装置の破損を生む原因になることがあった。しかし、本実施例のように、可動受け部材１４を設け、支持部１０を可動受け部材１４に当接させることによって本来の位置決め部よりオーバーストロークさせて減速距離を確保することができる。これにより、大きな衝撃が発生することを防止するが可能となる。

このとき、可動受け部材１４の下に設けられた弾性部材１７は圧縮され、圧縮量が増加すればするほど反発力が高くなるため、オーバーストローク量に応じた戻し力を確保できる。一度オーバーストロークした可動受け部材１４はバネ１５により本体に対し所定の位置に戻されることによって光書き込み装置１の位置決めを行うことができる。このとき、バネ１５により振動が発生する場合があるが、弾性部材１７によりダンピングされ、直ぐに収束する。

また、ダンピング作用により、位置決めする光書き込み装置１に不要な振動が伝わらず、位置精度を保つことができる。なお、弾性部材１７の硬度及び形状を変更することにより前記反発力は任意に調整することができる。さらに、前記弾性部材１７は弾性を備えた樹脂材、例えば、単泡スポンジあるいはゴムを使用する。これにより、単純な部材で必要な緩衝効果を得ることができる。

また、可動受け部材のつぶれ量が大きいときに、大きな力を発揮させたい。そこで、単泡スポンジなどの樹脂剤を使用すると、バネのようにバネ乗数一定と違い、単泡スポンジ等はつぶれ量が多くなるほどバネ乗数が大きくなるので、この要望にも応えることができる。

図６は、実施例２に係る光書き込み装置１を本体フレーム８に位置決めする部分の詳細図である。本実施例２では、図５における弾性部材１７に流体ダンパを用いた例である。

流体ダンパは、エアシリンダ１８、ピストン１９、圧縮室２０及びオリフィス２１を備えている。エアシリンダ１８はピストン１９が押圧されることにより圧縮室２０の容積が減少し、減少した容積分の空気がオリフィス２１から外部に流出する。すなわち、支持部１０が当接すると、可動受け部材１４が動き、ピストン１９が押されて圧縮室２０の空気がオリフィス２１から押し出される。オリフィス２１で絞られていることから抗力が発生し、可動受け部材１４を減速させ、ダンピング作用が行われる。なお、抗力はオリフィス径により調整可能である。

このように流体ダンパを使用すると、位置決め時の速度に応じてバネ１５の付勢力を調整することができる。すなわち、位置決め速度が大きいときは大きな力で緩衝し、位置決め速度が小さいときは小さい力で緩衝することができる。その際、緩衝力はオリフィスの断面積によって調整できるので、単純な構造で緩衝力の調整を行うことができる。

その他、特に説明しない各部は前記実施形態及び実施例１にと同等に構成され、同等に機能する。

図７は、実施例３に係る光書き込み装置１を本体フレーム８に位置決めする部分の詳細図である。本実施例３では、前記実施例１及び２に示した例が、光書き込み装置１の支持部１０の一方を本体フレーム８で受け、残り一方を可動受け部材１４で受けて位置決めするものであったのに対し、双方を１つの可動受け部材２２ａの直角な２つの当接面２２ｈによって受けて、位置決めする例を示す図である。

同図において、本体フレーム８の支持溝１３にはＬ字状の可動受け部材２２ａが本体フレーム８に支軸２２ｃによって回動可能な状態で支持され、バネ２３，２４により本体フレーム８の位置決め部２５，２６に突き当てられている。突き当て部２５，２６は異なる２方向（直交する２方向）あるため、バネ２３．２４及び弾性体２７，２８も２方向に作用するよう可動受け部材２２ａの受け面２２ｄ，２２ｅと本体フレーム８の支持溝１３の受け面１３ｂ，１３ｃとの間に２組設けられている。これにより、図５で説明した作用を２方向で得ることができる。

その他、特に説明しない各部は前記実施形態及び実施例１または２にと同等に構成され、同等に機能する。

図８は、実施例４に係る光書き込み装置１を本体フレーム８に位置決めする部分の詳細図である。本実施例４は、実施例３で示した２方向で受ける構造を、４５°の合力方向で受けるようにした例である。すなわち、実施例３において支持部１０が可動受け部材２２ｂの直角な２つの当接面２２ｉに当接したとき、実施例３では、当接した力の方向を直角２方向に分けてダンピングしていたものを、合力として直角２方向の中央である４５度方向で１つのバネ３０と１つの弾性体３１で受けるようにしている。そのため、保持溝１３の受け面として前記受け面１３ｂ，１３ｃに対して４５度傾いた受け面１３ｄを設け、この受け面１３ｄと、可動受け部材２２ａの同じく受け面２２ｄ，２２ｅに対して４５度傾いた受け面２２ｇとの間に前記バネ３０と弾性体３１を配置した。なお、この可動受け部材２２ｂも支軸２２ｆによって回動可能に支持されている。

このように構成することにより、実施例３でバネと弾性体が２組必要であったものを１組で構成することができる。

その他、特に説明しない各部は前記実施形態及び実施例１ないし３と同等に構成され、同等に機能する。

なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが対象となることは言うまでもない。

本発明の実施形態に係る筐体を備えたプリンタの概略構成を示す図である。 本体部と蓋部の構成を示す図で、印字動作中における光書き込み装置、感光体ユニット、本体フレーム、上フレームの状態を表す。 光書き込み装置を本体フレームに対して回動させた状態を示す図である。 実施例１に係る光書き込み装置を本体フレームに位置決めする部分の詳細図である。 光書き込み装置の位置決め時における衝撃吸収時の動作を示す図である。 実施例２に係る光書き込み装置を本体フレームに位置決めする部分の詳細図である。 実施例３に係る光書き込み装置を本体フレームに位置決めする部分の詳細図である。 実施例４に係る光書き込み装置を本体フレームに位置決めする部分の詳細図である。

符号の説明

１ 光書き込み装置
１ａ 係合溝
２ 画像形成部
３ 中間転写ベルト部
４ 給紙部
５ ２次転写部
６ 定着部
７ 排紙部
８ 本体フレーム
９ 上フレーム
９ａ 支軸
１０ 支持部材
１２ 付勢部材
１３ 保持溝
１３ａ 前壁
１４，２２ａ，２２ｂ 可動受け部材
１４ａ，２２ｃ，２２ｆ 支軸
１４ｂ，２２ｈ，２２ｉ 当接面
１５，２３，２４，３０ バネ
１６，２５，２６，２８，２９ 位置決め部
１７，２７，２８，３１ ダンパ
１８ エアシリンダ
１９ ピストン
２０ 圧縮室
２１ オリフィス
Ｃ１ 本体部
Ｃ２ 蓋部

Claims (10)

1. 本体機能部を収納した第１構造体と、
   前記第１構造体の両側の本体フレームに軸支された第１の支軸に開閉自在に支持され、前記本体機能部に対して所定機能を作用させる別体機能部を保持する第２構造体と、
   前記第２構造体が当接し、前記第１構造体に対する位置決めを行う可動受け部材と、
   を備え、
   前記可動受け部材は前記第２構造体側に付勢する第１の付勢手段により付勢された状態で前記第１構造体の所定位置に位置決めされ、
   前記第２構造体を前記第１の構造体に押し当てて支持する支持部材が前記第１構造体側に前記支持部材を付勢する第２の付勢手段により付勢された状態で前記可動受け部材に当接し、
   前記第１の付勢手段の付勢力が前記第２の付勢手段の付勢力より大きくなるように設定されていることを特徴とする収納構造体。
2. 請求項１記載の収納構造体において、
   前記別体機能部は一端側に係合溝を備え、前記第１の支軸に対して前記係合溝を介して平行移動可能に係合していることを特徴とする収納構造体。
3. 請求項１記載の収納構造体において、
   前記可動受け部材は第１構造体に対し、第２の支軸を介して一側で回動可能に支持されていることを特徴とする収納構造体。
4. 請求項１記載の収納構造体において、
   前記第１の付勢手段はバネからなることを特徴とする収納構造体。
5. 請求項１記載の収納構造体において、
   前記第１の付勢手段はバネとダンパとからなることを特徴とする収納構造体。
6. 請求項５記載の収納構造体において、
   前記ダンパは樹脂材からなる弾性体であることを特徴とする収納構造体。
7. 請求項５記載の収納構造体において、
   前記ダンパは単泡スポンジ及びゴムのいずれか一方からなることを特徴とする収納構造体。
8. 請求項５記載の収納構造体において、
   前記ダンパは流体の粘性を用いた流体ダンパであることを特徴とする収納構造体。
9. 請求項８記載の収納構造体において、
   前記流体ダンパはエアシリンダを含み、エアシリンダはピストンが押圧されることにより容積が減少する圧縮室と、圧縮室と外を連通するオリフィスを有することを特徴とする収納構造体。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の収納構造体を備え、
    前記第１構造体の前記本体機能部がシート状記録媒体に画像を形成する画像形成手段を含み、
    前記第２構造体の前記他の機能部が前記画像形成手段の像担持体に対して光書き込みを行う光書き込み手段を含むこと
    を特徴とする画像形成装置。

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