画像形成装置
【課題】１つのばねがドア開き始め時の開き動作アシストと、ドア開き終わり時のダンパー機能とを兼ね備えることで、簡易な構成で、ドア開き終わり時の騒音や衝撃の発生を抑えつつ、ドア開き始め時の操作性の良い装置を提供する。
【解決手段】ドア重心の位置がドアユニットＤの回転軸の鉛直上方となる第１位置より閉位置側にある場合に開方向の回転モーメントが作用し、ドア重心の位置が第１位置より開位置側にある場合に閉方向の回転モーメントが作用するようにドア開閉リンク部材８６を付勢する１つのバネ部材（ドアユニット加圧バネ８５）を有し、ドアユニットＤが閉位置に位置する際にドア自重により作用する閉方向の回転モーメントよりもバネ部材により作用する開方向の回転モーメントの方が大きく、ドアユニットＤが開位置に位置する際にドア自重により作用する開方向の回転モーメントよりもバネ部材により作用する閉方向の回転モーメントの方が大きい。
【解決手段】ドア重心の位置がドアユニットＤの回転軸の鉛直上方となる第１位置より閉位置側にある場合に開方向の回転モーメントが作用し、ドア重心の位置が第１位置より開位置側にある場合に閉方向の回転モーメントが作用するようにドア開閉リンク部材８６を付勢する１つのバネ部材（ドアユニット加圧バネ８５）を有し、ドアユニットＤが閉位置に位置する際にドア自重により作用する閉方向の回転モーメントよりもバネ部材により作用する開方向の回転モーメントの方が大きく、ドアユニットＤが開位置に位置する際にドア自重により作用する開方向の回転モーメントよりもバネ部材により作用する閉方向の回転モーメントの方が大きい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート等の記録材上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真画像形成プロセスを用いて記録材に画像形成する電子写真画像形成装置においては、次のようなカートリッジ方式が採用されている。それは、電子写真感光体及び前記電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものである。
【０００３】
このカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザ自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができる。このため、このカートリッジ方式は、電子写真画像形成装置において広く用いられている。
【０００４】
こうしたカートリッジ方式を用いた電子写真画像形成装置においては、ユーザ操作性を向上する為にプロセスカートリッジ着脱用ドアを自動的に開閉させる機構をもつものがある。一例として、プロセスカートリッジ着脱用ドアが閉じている状態でロックするロック機構を有し、さらにロックされた閉状態の開閉体を常時開方向に付勢するばねを備える装置がある。このような装置では、ロック手段を解除した際に、ばね部材のばね力によって開閉体を自動的に開放する。
【０００５】
このような手段を用いることで、プリンタ等の操作に不慣れなユーザであっても容易に画像形成装置の開閉部を操作することを可能とするとともに、ドアなどの開閉操作部に高級感を持たせることができる。
【０００６】
特許文献１には、上記のようにプロセスカートリッジ着脱用ドアを自動的に開閉させる機構を備えた電子写真画像形成装置において、次のような技術が開示されている。それは、開閉体を常時開方向に付勢するばねによって起こる樹脂製支持部材のたわみやクリープ現象を防止し、樹脂製支持部材の変形やクリープ現象に起因する開閉体の動作不良を防止するものである。また、特許文献２には、開閉カバーの開閉動作中に、開閉カバーに対して、ダンパー手段のバックアップバネが開閉カバーの閉方向に作用する構成について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２６７３６号公報
【特許文献２】特開平１１−８４９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら特許文献１に記載の構成では、開閉体を常時開方向に付勢しているので、開閉動作が完了するポジションにおいてドア等の開閉体が開ききった際に、装置本体側の部品と衝突し、ユーザにとって不快な騒音や衝撃を発生させてしまうことが懸念される。
【０００９】
また、特許文献２に記載の構成において、開閉カバーの開き終わりでは、バックアップバネが開閉カバーの閉方向に作用してダンパー効果を発揮するが、開き始めでは、ばね力がユーザの開き動作の抵抗となるため、ユーザの操作性を損なうことが懸念される。
【００１０】
本発明の目的は、１つのばねがドア開き始め時の開き動作アシストと、ドア開き終わり時のダンパー機能とを兼ね備えることにより、簡易な構成で、ドア開き終わり時の騒音や衝撃の発生を抑えつつ、ドア開き始め時の操作性の良い装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
回転可能に設けられ、装置本体に対して開閉される開閉部材と、
前記開閉部材を閉位置で装置本体に係止する係止機構と、
を有し、
前記開閉部材が前記閉位置から開方向に回転した場合に、前記開閉部材の重心の位置が前記開閉部材の回転軸の鉛直上方となる第１位置を越えて回転した位置に前記開閉部材の開位置があり、前記第１位置を境として前記開閉部材の自重による回転方向が切り替わる画像形成装置において、
前記開閉部材の開閉動作に連動するように設けられた移動部材であって、前記開閉部材が前記閉位置をとる場合に位置する第２位置と、前記開閉部材が前記開位置をとる場合に位置する第３位置との間を移動可能に設けられた移動部材と、
一端が装置本体に取り付けられ、他端が前記移動部材に取り付けられた１つのバネ部材であって、
前記開閉部材の重心の位置が、前記第１位置より前記閉位置側にある場合には、前記開閉部材に開方向の回転モーメントが作用するように前記移動部材を前記第３位置の方向に付勢し、
前記開閉部材の重心の位置が、前記第１位置より前記開位置側にある場合には、前記開閉部材に閉方向の回転モーメントが作用するように前記移動部材を前記第２位置の方向に付勢するバネ部材と、
を有し、
前記開閉部材が前記閉位置に位置する場合に前記開閉部材の自重により前記開閉部材に作用する閉方向の回転モーメントよりも、前記バネ部材が前記移動部材を前記第３位置の方向に付勢することで前記開閉部材に作用する開方向の回転モーメントの方が大きく、
前記開閉部材が前記開位置に位置する場合に前記開閉部材の自重により前記開閉部材に作用する開方向の回転モーメントよりも、前記バネ部材が前記移動部材を前記第２位置の方向に付勢することで前記開閉部材に作用する閉方向の回転モーメントの方が大きくなるように、前記バネ部材の付勢力の大きさが設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、１つのばねがドア開き始め時の開き動作アシストと、ドア開き終わり時のダンパー機能とを兼ね備えることにより、簡易な構成で、ドア開き終わり時の騒音や衝撃の発生を抑えつつ、ドア開き始め時の操作性の良い装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用可能な画像形成装置の概略構成を示す断面図。
【図２】実施例においてドアユニットが開いた状態の装置本体を示す概略断面図。
【図３】実施例においてドアユニットが開いた状態の装置本体を示す概略斜視図。
【図４】実施例においてドアユニットを開けた状態の装置本体の要部を示す概略斜視図。
【図５】実施例において装置本体のプロセスカートリッジ装着部を示す概略斜視図。
【図６】実施例においてプロセスカートリッジを示す概略斜視図。
【図７】実施例においてプロセスカートリッジを示す概略斜視図。
【図８】実施例においてドアユニットのフレーム構成を示す概略斜視図。
【図９】実施例においてドアロックおよびロック解除部の構成を示した概略図。
【図１０】実施例においてドアユニット加圧バネの動作を説明するために画像形成装置の要部を模式的に示した図。
【図１１】実施例においてドアユニットの自重によるモーメントおよびドアユニット加圧バネによるモーメントを説明するための図。
【図１２】実施例においてドアユニットの自重によるモーメントおよびドアユニット加圧部によるモーメントと回転角との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１５】
ここで、本発明を適用可能な画像形成装置としての電子写真画像形成装置は、電子写真画像形成プロセスを用いて記録材に画像を形成するものであり、次のような装置が含まれる。それは、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、ＬＥＤプリンタ、レーザビームプリンタ等）、電子写真ファクシミリ装置、電子写真ワードプロセッサ等である。又、本発明を適用可能な開閉部材としては、例えば、画像形成装置本体に対して着脱可能なトナーカートリッジや、記録材補充の際にユーザが開閉する記録材積載部へのアクセスドア、サービスユニット交換時のアクセスドアが挙げられる。また、アクセサリ取り付け又は取り外し時のアクセスドア、ユーザが電子写真画像形成装置本体内部を清掃する際のアクセスドア、ＪＡＭ処理時の開閉部等が挙げられる。
【００１６】
（画像形成装置の全体構成）
図１は、本発明を適用可能な、電子写真プロセスによって画像を形成する画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【００１７】
実施例１に係る画像形成装置は、光学手段としての露光装置２と、現像手段を有するプロセスカートリッジＰと、装置の駆動を制御する電装部３０を備える。光学手段としての露光装置２には、光源としてのレーザダイオード（不図示）、ポリゴンミラー２１、及び反射ミラー２２が備えられている。
【００１８】
さらに実施例１に係る画像形成装置は、記録材Ｓの積載手段として、手差しトレイ４、給送カセット５，６が備えられ、これらの積載手段には複数の記録材が積載される。さらに積載された記録材を１枚ずつに分離して搬送する、給送ローラ７，８，９が備えられ、分離された記録材を搬送するレジストローラ対１０が備えられている。そして、画像が形成された記録材Ｓを排出するための、内排出ローラ対１６、外排出ローラ対１７が搬送方向下流側に備えられている。
【００１９】
このように構成される画像形成装置本体（以下、装置本体）１において、記録材Ｓに画像を形成する際のプロセスについて以下説明する。
【００２０】
不図示の信号入力部において、画像形成開始の信号が入力されると、手差しトレイ４及び給送カセット５，６内の記録材Ｓが、各々に備えられる給送ローラ７，８，９によって給送される。この際、給送ローラ７，８，９は記録材を１枚ずつに分離する摩擦分離方式を採用しているので、これらのローラによって記録材は１枚ずつに分離され給送される。給送ローラ７，８，９によって給送された記録材Ｓは、回転停止しているレジストローラ対１０のニップ部に突き当てられる。そして所定のタイミングでレジストローラ対１０が駆動し、レジストローラ対１０において記録材Ｓの斜行状態の矯正が行われる。
【００２１】
一方で、光学手段としての露光装置２においては、光源としてのレーザダイオードから射出されたレーザ光が、ポリゴンミラー２１によって走査されて、感光ドラム３１の表面上に照射される。これにより、感光ドラム３１の表面上に静電潜像が形成される。そして、感光ドラム３１の表面上に形成された静電潜像に対し、プロセスカートリッジＰ内に収容された現像手段から現像剤としてのトナーが供給されることで、感光ドラム３１の表面上にトナー像が形成される。
【００２２】
記録材Ｓは、レジストローラ対１０によって斜行矯正された後、タイミングをとって感光ドラム３１と転写ローラ１１で形成された搬送ニップ部に搬送される。そして、記録材Ｓは、不図示の転写帯電器によって帯電された後に、搬送ニップ部でトナー像が転写される。
【００２３】
トナー像が転写された記録材Ｓは搬送ガイド１２に沿って定着装置１３へ搬送され、画像が記録材Ｓ上に永久定着される。なお、実施例１における定着装置１３は、加圧ローラ１４と定着ローラ１５とから構成され、さらに定着ローラ１５の内部には、不図示の発熱ヒータが設けられている。画像の定着を行う際は、加圧ローラ１４と定着ローラ１５で形成されるニップ部で記録材Ｓを挟持搬送しながら、記録材Ｓの画像形成面に対して発熱ヒータが熱を付与する。ニップ部において、記録材Ｓ上に形成された画像に対して熱を付与し、さらに加圧ローラ１４によって加圧することで、画像を記録材Ｓ上に定着させることができる。定着装置１３において画像が定着された記録材Ｓは、内排出ローラ対１６、外排出ローラ対１７によって排出トレイ１８へ排出される。
【００２４】
なお、本実施例の画像形成装置は、記録材Ｓへ両面印字を行う両面プリントモードと片面プリントモードが備えられている。片面プリントモードでは、定着装置１３によって画像が定着された記録材Ｓは、排出ローラに搬送されてそのまま排出トレイ１８へ排出される設定である。一方で、両面プリントモードでは、外排出ローラ対１７の反転駆動によって記録材Ｓが再給送パス２０へ搬送され、記録材Ｓを中間トレイ２４上に一時的に積載する。そして、中間トレイ２４上に積載された記録材Ｓは再給送装置２５によって再度、レジストローラ対１０に搬送され、以後、片面プリントの場合と同様にして画像が形成される。
【００２５】
（プロセスカートリッジの着脱構成及び装着部）
プロセスカートリッジＰの着脱ガイド、装着部構成について図２〜図７を参照して説明する。図２は、回転可能に設けられ、プロセスカートリッジ着脱の際に装置本体１に対して開閉される開閉部材としてのカートリッジアクセスドア（以下、ドアユニット）Ｄが開いた状態の装置本体１を示す概略断面図である。図３はドアユニットＤが開いた状態の装置本体１を示す概略斜視図である。図４は同じくドアユニットＤを開けた状態の装置本体１の要部を示す概略斜視図である。図５は装置本体１のプロセスカートリッジ装着部を示す概略斜視図、図６及び図７はプロセスカートリッジを示す概略斜視図である。ここで、本実施例では、装置本体１が設置された状態における鉛直方向を上下方向とする。また、図２において右側が装置本体１の正面側（前面側）となり、左側が後面側となる。
【００２６】
プロセスカートリッジＰは、ユーザによって、装置本体１のドアユニットＤを開いた状態で、装置本体１に設けられたカートリッジ装着部に対して取り外し可能に装着される。先ず、プロセスカートリッジＰ側に設けられたガイド部材等を説明する。
【００２７】
プロセスカートリッジＰの両外側面の略円筒部７０，７１外径によりプロセスカートリッジ側のガイド部材が構成される。又、装置本体１に装着した際の上方向位置で且つ両端部にそれぞれ回転規制当接部である７２，７３が設けられている。
【００２８】
次に、装置本体１に設けられたガイド部材７４〜７７について説明する。
【００２９】
ガイド部材７４〜７７は、プロセスカートリッジＰ装着方向に対して斜設して構成されており、プロセスカートリッジＰの略円筒部７０，７１および回転規制当接部７２，７３がそれぞれ挿入されてくる。装置本体１内部に取り付けられているカートリッジ抑えバネ７８は、プロセスカートリッジＰの片外側面の略円筒部７１の外周部を略鉛直下方に押圧することで、プリント動作中のプロセスカートリッジＰを装置本体１の装着位置に保持する。
【００３０】
（ドアユニットの構成１−フレーム構成）
次に、プロセスカートリッジ着脱の際にユーザによって開閉されるドアユニットＤの構成について図８〜図９を参照して説明する。図８はドアユニットＤのフレーム構成を示す概略斜視図である。
【００３１】
ドアユニットＤは、ドアベースフレーム８２、ドアロック係合部（以下、係合部）８３（図９参照）、外装カバー８４、手差しトレイ４により構成されている。ドアベースフレーム８２が、本体フレーム８０ａ，８０ｂにそれぞれ設けられた回転支軸（回転軸、回転中心）８１を中心として回転可能に取り付けられることで、ドアユニットＤが装置本体１に対して開閉可能となっている。手差しトレイ４は、ドアベースフレーム８２に対して開閉可能であり、外装カバーを兼ねている（図１参照）。
【００３２】
８５は本体フレーム側に固定されたバネ部材としてのドアユニット加圧バネである。ドアユニット加圧バネ８５は、本体フレーム８０ａに係合した移動部材としてのドア開閉リンク部材８６、およびドアベースフレーム８２と一体的に形成された係合部８７を介してドアユニットＤに回転支軸８１まわりに付勢力を与える。本実施例においては後述するように、ドアユニット加圧バネ８５とドアの自重による回転モーメントの和が図８中のＣＷ方向に掛かる構成となっている。従って、ドアロック係合部（以下、係合部）８３が解除されると、ドアユニットＤはＣＷの方向に自動的に回転し、ユーザがプロセスカートリッジを着脱するアクセス部としてのスペースを形成する。
【００３３】
（ドアユニットの構成２−ドアロックおよびロック解除部の構成）
図９はドアロック部およびロック解除部の構成を示した概略図である。図９（ａ）および図９（ｂ）はドアユニットＤが開いている状態におけるカートリッジアクセス部周辺の概略斜視図である。図９（ｃ）はドアロック部のロック状態を説明するための上視図、図９（ｄ）はドアロック部のロック状態を説明するための正面図である。図９（ｅ）はドアロック部のロック解除状態を説明するための上視図、図９（ｆ）はドアロック部ユニットのロック解除状態を説明するための正面図である。
【００３４】
ドアベースフレーム８２に設けられた係合部８３は、ロック係合部材８８とドアユニットＤが閉じた状態（閉位置）において係合している。ドアロック部は、ロック係合部材８８、ドアボタン８９、バネ９０、およびフレーム９１から構成されている。このドアロック部及び係合部８３は、係止機構に相当する。また、ドアボタン８９にはテーパ部９２が形成され、ロック係合部材８８にはテーパ部９３が形成されており、テーパ部９２とテーパ部９３が当接するように設けられている。
【００３５】
閉状態のドアユニットＤおよびドアロック部に対し、ユーザがドアボタン８９を押し下げることで、ドアユニットＤを開く動作が行われる。ドアボタン８９が押し下げられると、ドアボタン８９と一体的に形成されたテーパ部９２がロック係合部材８８側のテーパ部９３を押圧することによって、ロック係合部材８８が図９（ｃ）〜（ｆ）において右方向に移動する。これにより、ロック係合部材８８がドアベースフレーム８２の係合部８３と
離間する。
【００３６】
これによりドアユニットＤは回転可能となり、ドアユニット加圧バネ８５によるモーメントによって自動回転する。つまり、このように構成することで、ドアボタン８９を押した時にドアユニットＤが自動的に開くので、ドアの開け方がわからないユーザにとって操作方法が理解され易いという効果が得られる。
【００３７】
また、ドアユニットＤを閉じたい場合は、開いた状態のドアユニットＤをユーザの操作により回転支軸８１を中心にＣＣＷ方向へ回転させる。ここで、ドアベースフレーム８２の閉方向の先端側（下流側）にはテーパ部９４が設けられ、ロック係合部材８８には、ドアユニットＤの閉動作時にテーパ部９４が当接するテーパ部９５が設けられている。ドアユニットＤの閉動作時に、ドアベースフレーム８２のテーパ部９４がロック係合部材８８のテーパ部９５と接触することで、ドア回転力の分力によりロック部が図９（ｃ）〜（ｆ）において右方向へ移動する。さらにドアユニットＤをＣＣＷ方向へ回転させ、ドアユニットＤが閉じきるポジションまで回転させるとバネ９０の力によりドアベースフレーム８２の係合部８３にロック係合部材８８が挿入され、ドアベースフレーム８２とロック係合部材８８とが係合する。これにより、ドアユニットＤが閉位置で装置本体１に係止される。尚、本実施例においては上述のドアロックおよびロック解除の方法を用いたが、ドアユニットＤを本体フレームに対して閉じた位置に保持および開放できるものであれば他の方法を採用してもよい。
【００３８】
（ドアユニットの構成３−ドアユニット加圧バネの構成）
本実施例のドアユニットは、ドアユニット加圧バネ機構によってロック解除時にはドアを自動的に開くための付勢手段として用いられ、ドアが開ききる前にはドアを静かに開ききるためのブレーキ手段として用いられる。
【００３９】
本実施例のドアユニットＤは、閉位置から開方向に回転した場合に、ドアユニットＤの重心の位置が回転支軸８１の鉛直上方となるドア開閉位置（第１位置）を越えて回転した位置にドアユニットＤの開位置が存在する。したがって、その可動範囲の一部においてドアユニットＤの自重による回転モーメントがＣＷ方向およびＣＣＷ方向に作用する範囲が存在する。すなわち、ドアユニットＤの重心が回転支軸８１の鉛直上方（鉛直上）となるドア開閉位置を境に自重が作用する回転方向が切り替わる構成となっている。
【００４０】
このため、ドアユニットＤが閉状態にある場合、及び、ドアロックが解除され、ドアが開き始めてからドアユニットＤの重心が回転支軸８１上に至るまでの範囲（ドア閉位置側）においては、次のような回転モーメントをドアユニット加圧バネ８５により与える。すなわち、ドアを自動回転させるために、ドアユニットＤの自重の作用によるＣＣＷ方向の回転モーメントを上回る回転モーメントをドアユニット加圧バネ８５によりＣＷ方向に与える。
【００４１】
また、ドアユニットＤの重心が回転支軸８１の鉛直上よりドア開き側（ドア開位置側）にある際は、ドアユニットＤの自重によるモーメントはＣＷ方向に作用することとなり、この際のモーメントは回転角度が大きくなるほど増大する。これに対して本実施例においては、ドアユニット加圧バネ８５により回転支軸８１まわりにＣＣＷ方向のモーメントを与えている。そして、ドアユニットＤの開位置、又はドアユニットＤが開ききる付近の可動範囲においては、ドアユニットＤの自重によるＣＷ方向の回転モーメントより大きな回転モーメントをドアユニット加圧バネ８５によりＣＣＷ方向に与えている。このようにドアユニット加圧バネ８５のバネ力（付勢力、弾性力）の大きさが設定されることで、ドアユニットＤの自重による過度に大きなモーメントに抗し、ドアユニットＤの開放時にはドアが開ききる衝撃を緩和することができる。
【００４２】
図１０はドアユニット加圧バネの動作を説明するために画像形成装置の要部を模式的に示した図である。図１０（ａ）はドアユニットＤが閉じている状態（ドア開閉リンク部材８６が第２位置に位置する状態）を示す図である。図１０（ｂ）はドアユニットＤ重心が回転支軸８１の鉛直上にある状態（ドア開閉リンク部材８６が第４位置に位置する状態）を示す図である。図１０（ｃ）はドアユニットＤが開ききっている状態（ドア開閉リンク部材８６が第３位置に位置する状態）を示している。図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、ドアユニット加圧バネ８５は一端が本体フレーム８０ａのバネかけ部１０１に係止され、他端部がドア開閉リンク部材８６の取付部８６ａに取り付けられている１つの引っ張りコイルばねである。ここで、ドア開閉リンク部材８６が位置する前記第２〜前記第４位置においては、回転支軸８１（回転中心１０５）からの距離が前記第３位置、前記第４位置、前記第２位置の順に大きくなるように設けられている。
【００４３】
ドア開閉リンク部材８６には、ガイド用の長穴形状（第１長穴形状部）１０２が設けられている。そして、長穴形状１０２の内周部が、本体フレーム８０ａに係合部として設けられている２ヶ所のガイドピン１０３と係合するように設けられている。ここで、長穴形状１０２は、ドア開閉リンク部材８６が装置本体１に取り付けられた場合（本体フレーム８０ａに係合している場合）に、水平方向（一方向）を長手方向とする長穴形状に設けられている。このことで、ドア開閉リンク部材８６が装置本体１に対して、図１０（ａ）〜（ｃ）中の左右方向（水平方向、一方向）に往復運動することが可能となっている。また、ドア開閉リンク部材８６には、長穴形状１０２の長手方向に対して交差する方向（（本実施例では、直交する方向（鉛直方向））を長手方向とする長穴形状（第２長穴形状部）１０４が設けられている。長穴形状１０４には、ドアベースフレーム８２と一体的に形成された係合部８７が移動可能に係合している。このような構成により、ドアユニットＤの回転動作が、ドア開閉リンク部材８６の水平方向の往復運動に変換され、ドアユニットＤの開閉動作に連動してドア開閉リンク部材８６が水平方向に移動（往復動）することとなる。
【００４４】
ドアユニットＤの閉位置から、ドアユニットＤの重心が回転支軸８１上に至るまでの範囲においては、図１０（ａ）に示すように、ドアユニット加圧バネ８５の引っ張りバネ荷重の水平方向成分が右向きに作用する。これにより、ドアユニットＤにはドアユニット加圧バネ８５によるＣＷ方向のモーメントが発生（作用）している。また、ドアユニットＤの重心が回転支軸８１の鉛直上よりドア開き側にある場合には、図１０（ｃ）に示すように、ドアユニット加圧バネ８５の引っ張りバネ荷重の水平方向成分が左向きに作用する。これにより、ドアユニットＤにはドアユニット加圧バネ８５によるＣＣＷ方向のモーメントが発生（作用）している。また、図１０（ｃ）に示すように、ドアユニットＤの自重による回転モーメントが０となる場合、すなわち、ドアユニットＤの重心が回転支軸８１の鉛直上にある場合に、ドアユニット加圧バネ８５のバネ圧（付勢力、弾性力）が最小となる。これは、ドアユニットＤの重心が回転支軸８１の鉛直上にある場合に、ドアユニット加圧バネ８５が取り付けられるバネかけ部１０１と、ドア開閉リンク部材８６の取付部８６ａとの間の距離が最小となるように構成されることによるものである。
【００４５】
（ドアユニットの回転モーメント）
次に、ドアユニットＤの回転モーメントについて説明する。図１１は、ドアユニットＤの自重によるモーメントおよびドアユニット加圧バネ８５によるモーメントを説明するための図である。図１１に示すように、ドアユニットＤおよびドアユニット加圧バネ８５まわりのパラメータを以下のように置く。
・ドアユニットの自重によるモーメント：ＭＤ（ＣＷ方向を正とする）
・ドアユニット加圧部（ドアユニット加圧バネ８５）によるモーメント：ＭＳ（ＣＷ方向を正とする）
・ドアユニット回転角度：θ（閉じた位置を０°、ＣＷ方向を正とする）
・ドアユニット質量：ｍＤ
・重力加速度：ｇ
・回転中心１０５（回転支軸８１）とドアユニットの重心Ｇ間の距離：ＲＤ
・ドアユニットが閉じているときのドアユニット重心Ｇと回転中心１０５（回転支軸８１）を結ぶ直線が鉛直方向と成す角度：θＤ
・ドアユニットがθ回転したときのドア開閉リンク部材８６の水平方向移動量：Ｘθ
・ドアベースフレーム８２と一体的に形成された係合部８７中心と回転中心１０５（回転支軸８１）との距離：ｒ
・ドアユニットが閉じているときの係合部８７中心と回転中心１０５（回転支軸８１）を結ぶ直線とが鉛直方向と成す角度：α
・係合部８７中心と回転中心１０５（回転支軸８１）間の鉛直方向の距離：Ｑ
・ドアユニット加圧バネ８５のバネ定数：ｋ
・ドアユニットがθ回転したときのドアユニット加圧バネ８５の長さ：Ｌθ
・ドアユニット加圧バネ８５の自然長：Ｌ０
・ドアユニット加圧バネ８５の水平方向成分：Ｐ（右向きを正）
・ドア開閉リンク部材８６側バネかけ部の水平方向の位置が本体フレーム８０ａのバネかけ部１０１の鉛直真下にあるときの本体フレーム８０ａのバネかけ部１０１とドア開閉リンク部材８６側バネかけ部間の長さ：ＬＶ
・ドアユニットが閉じているときのドア開閉リンク部材８６側バネかけ部とドア開閉リンク部材８６側バネかけ部の水平方向の位置が本体フレーム８０ａのバネかけ部１０１の鉛直真下にあるときのバネかけ部との距離：Ｘ０
すると、ＭＤおよびＭＳは次のような関係となる。
ＭＤ＝ −ｍＤ・ｇ × ｓｉｎ（θＤ−θ）
ＭＳ＝ Ｐ × Ｑ
また、ドアユニット加圧バネ８５の水平方向成分Ｐ、係合部８７中心と回転中心１０５（回転支軸８１）間の鉛直方向の距離Ｑはそれぞれ次のような関係となる。
Ｐ＝ｋ（Ｌθ−Ｌ０）×（Ｘ０−Ｘθ）／Ｌθ
Ｑ＝ｒ・ｃｏｓ（α−θ）
また、
Ｘθ＝ｒ（ｓｉｎα−ｓｉｎ（α−θ））
Ｌθ＝｜｛（Ｘ０−Ｘθ）２＋ＬＶ２｝１／２｜
である。
【００４６】
ｍＤ、ｒ・・・等の設計値を本実施例に適した数値を選択した場合のドアユニットＤの回転におけるＭＤおよびＭＳと、回転角θとの関係を図１２に示す。図１２において、ドアユニットＤまわりに働くモーメントの和（ＭＤ＋ＭＳ）が、Ａで示す範囲（ＭＤ＋ＭＳ＞０）ではＣＷ方向に作用し、Ｂで示す範囲（ＭＤ＋ＭＳ＜０）ではＣＣＷ方向に作用する。
【００４７】
上述したように本実施例では、ドアユニット加圧バネ８５は、第１の付勢手段として、第１のドア可動域、すなわちドアの閉状態から、ドアユニットＤの重心が回転軸の鉛直真上に位置する区間において、次のような回転モーメントを与えている。すなわち、ドアユニットＤの自重による回転モーメントに対し逆方向かつ、ドアユニットＤの自重による回転モーメントより大きな回転モーメントを与えている。また、第２の付勢手段として、第２のドア可動域、すなわちドアユニットＤの重心が回転軸の鉛直真上の位置から開ききった状態で位置するまでの区間において、次のような回転モーメントを与えている。すなわち、ドアユニットＤの自重による回転モーメントに対し逆方向かつ、ドアユニットＤの開位置においてはドアユニットＤの自重による回転モーメントより大きな回転モーメントを与えている。
【００４８】
このような構成により、１つのばねがドアユニットＤの開き始め時の開き動作アシストと、開き終わり時のダンパ機能とを兼ね備えることが可能となる。これにより、簡易な構成で、ドア開き終わり時の騒音や衝撃の発生を抑えつつ、ドア開き始め時の操作性の良い画像形成装置を提供することができる。
【００４９】
ここで、上記第１のドア可動域としては、ドアの閉状態から、ドアユニットＤの重心が回転軸の鉛直真上の位置よりわずかに大きな角度を回転する区間であると、より好ましい。この場合の第２のドア可動域は、ドアユニットＤの重心が回転軸の鉛直真上の位置よりわずかに大きな角度を回転した時点以後であってドアユニットＤが開ききった状態で位置するまでの区間となる。そして、第２のドア可動域においてはさらに、２つの区間に分けて、付勢手段により付与される回転モーメントの大きさを変えるとより好ましい。すなわち、第２のドア可動域の前半（ドアユニットＤの重心が回転軸の鉛直真上の位置よりわずかに大きな角度を回転した時点以後の回動区間の前半）領域においては、ドアユニットＤの自重による回転モーメントよりわずかに小さなモーメントを与えるとよい。また、第２のドア可動域の後半、すなわちドアユニットＤが開ききる付近の可動範囲において、ドアユニットＤの自重による回転モーメントより大きな回転モーメントを与えるとよい。これは、ドアユニットＤの自重による回転モーメントが０となる回転位置、すなわち、ドアユニットＤの重心が回転軸の鉛直真上にある位置と、ドアユニット加圧バネ８５のバネ圧が最小となるポイントを調整（近傍とする）することで可能となる。
【００５０】
このように、付勢手段としてトグルバネを用いることで、ドア可動域の全域においてドアユニットＤに回転モーメントを付与する付勢手段を、１つのバネ部材（本実施例ではドアユニット加圧バネ８５）で実現することができる。
【００５１】
本実施例においては、記録材に画像を形成する画像形成装置として電子写真画像形成装置について説明したが、これに限るものではない。すなわち、静電記録プロセス、磁気記録プロセス等の作像プロセスを用いた画像形成装置においても本発明を好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１ 装置本体
８３ 係合部
８５ ドアユニット加圧バネ
８６ ドア開閉リンク部材
８８ ロック係合部材
８９ ドアボタン
９０ バネ
９１ フレーム
Ｄ ドアユニット
Ｇ 重心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート等の記録材上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真画像形成プロセスを用いて記録材に画像形成する電子写真画像形成装置においては、次のようなカートリッジ方式が採用されている。それは、電子写真感光体及び前記電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものである。
【０００３】
このカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザ自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができる。このため、このカートリッジ方式は、電子写真画像形成装置において広く用いられている。
【０００４】
こうしたカートリッジ方式を用いた電子写真画像形成装置においては、ユーザ操作性を向上する為にプロセスカートリッジ着脱用ドアを自動的に開閉させる機構をもつものがある。一例として、プロセスカートリッジ着脱用ドアが閉じている状態でロックするロック機構を有し、さらにロックされた閉状態の開閉体を常時開方向に付勢するばねを備える装置がある。このような装置では、ロック手段を解除した際に、ばね部材のばね力によって開閉体を自動的に開放する。
【０００５】
このような手段を用いることで、プリンタ等の操作に不慣れなユーザであっても容易に画像形成装置の開閉部を操作することを可能とするとともに、ドアなどの開閉操作部に高級感を持たせることができる。
【０００６】
特許文献１には、上記のようにプロセスカートリッジ着脱用ドアを自動的に開閉させる機構を備えた電子写真画像形成装置において、次のような技術が開示されている。それは、開閉体を常時開方向に付勢するばねによって起こる樹脂製支持部材のたわみやクリープ現象を防止し、樹脂製支持部材の変形やクリープ現象に起因する開閉体の動作不良を防止するものである。また、特許文献２には、開閉カバーの開閉動作中に、開閉カバーに対して、ダンパー手段のバックアップバネが開閉カバーの閉方向に作用する構成について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２６７３６号公報
【特許文献２】特開平１１−８４９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら特許文献１に記載の構成では、開閉体を常時開方向に付勢しているので、開閉動作が完了するポジションにおいてドア等の開閉体が開ききった際に、装置本体側の部品と衝突し、ユーザにとって不快な騒音や衝撃を発生させてしまうことが懸念される。
【０００９】
また、特許文献２に記載の構成において、開閉カバーの開き終わりでは、バックアップバネが開閉カバーの閉方向に作用してダンパー効果を発揮するが、開き始めでは、ばね力がユーザの開き動作の抵抗となるため、ユーザの操作性を損なうことが懸念される。
【００１０】
本発明の目的は、１つのばねがドア開き始め時の開き動作アシストと、ドア開き終わり時のダンパー機能とを兼ね備えることにより、簡易な構成で、ドア開き終わり時の騒音や衝撃の発生を抑えつつ、ドア開き始め時の操作性の良い装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
回転可能に設けられ、装置本体に対して開閉される開閉部材と、
前記開閉部材を閉位置で装置本体に係止する係止機構と、
を有し、
前記開閉部材が前記閉位置から開方向に回転した場合に、前記開閉部材の重心の位置が前記開閉部材の回転軸の鉛直上方となる第１位置を越えて回転した位置に前記開閉部材の開位置があり、前記第１位置を境として前記開閉部材の自重による回転方向が切り替わる画像形成装置において、
前記開閉部材の開閉動作に連動するように設けられた移動部材であって、前記開閉部材が前記閉位置をとる場合に位置する第２位置と、前記開閉部材が前記開位置をとる場合に位置する第３位置との間を移動可能に設けられた移動部材と、
一端が装置本体に取り付けられ、他端が前記移動部材に取り付けられた１つのバネ部材であって、
前記開閉部材の重心の位置が、前記第１位置より前記閉位置側にある場合には、前記開閉部材に開方向の回転モーメントが作用するように前記移動部材を前記第３位置の方向に付勢し、
前記開閉部材の重心の位置が、前記第１位置より前記開位置側にある場合には、前記開閉部材に閉方向の回転モーメントが作用するように前記移動部材を前記第２位置の方向に付勢するバネ部材と、
を有し、
前記開閉部材が前記閉位置に位置する場合に前記開閉部材の自重により前記開閉部材に作用する閉方向の回転モーメントよりも、前記バネ部材が前記移動部材を前記第３位置の方向に付勢することで前記開閉部材に作用する開方向の回転モーメントの方が大きく、
前記開閉部材が前記開位置に位置する場合に前記開閉部材の自重により前記開閉部材に作用する開方向の回転モーメントよりも、前記バネ部材が前記移動部材を前記第２位置の方向に付勢することで前記開閉部材に作用する閉方向の回転モーメントの方が大きくなるように、前記バネ部材の付勢力の大きさが設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、１つのばねがドア開き始め時の開き動作アシストと、ドア開き終わり時のダンパー機能とを兼ね備えることにより、簡易な構成で、ドア開き終わり時の騒音や衝撃の発生を抑えつつ、ドア開き始め時の操作性の良い装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用可能な画像形成装置の概略構成を示す断面図。
【図２】実施例においてドアユニットが開いた状態の装置本体を示す概略断面図。
【図３】実施例においてドアユニットが開いた状態の装置本体を示す概略斜視図。
【図４】実施例においてドアユニットを開けた状態の装置本体の要部を示す概略斜視図。
【図５】実施例において装置本体のプロセスカートリッジ装着部を示す概略斜視図。
【図６】実施例においてプロセスカートリッジを示す概略斜視図。
【図７】実施例においてプロセスカートリッジを示す概略斜視図。
【図８】実施例においてドアユニットのフレーム構成を示す概略斜視図。
【図９】実施例においてドアロックおよびロック解除部の構成を示した概略図。
【図１０】実施例においてドアユニット加圧バネの動作を説明するために画像形成装置の要部を模式的に示した図。
【図１１】実施例においてドアユニットの自重によるモーメントおよびドアユニット加圧バネによるモーメントを説明するための図。
【図１２】実施例においてドアユニットの自重によるモーメントおよびドアユニット加圧部によるモーメントと回転角との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１５】
ここで、本発明を適用可能な画像形成装置としての電子写真画像形成装置は、電子写真画像形成プロセスを用いて記録材に画像を形成するものであり、次のような装置が含まれる。それは、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、ＬＥＤプリンタ、レーザビームプリンタ等）、電子写真ファクシミリ装置、電子写真ワードプロセッサ等である。又、本発明を適用可能な開閉部材としては、例えば、画像形成装置本体に対して着脱可能なトナーカートリッジや、記録材補充の際にユーザが開閉する記録材積載部へのアクセスドア、サービスユニット交換時のアクセスドアが挙げられる。また、アクセサリ取り付け又は取り外し時のアクセスドア、ユーザが電子写真画像形成装置本体内部を清掃する際のアクセスドア、ＪＡＭ処理時の開閉部等が挙げられる。
【００１６】
（画像形成装置の全体構成）
図１は、本発明を適用可能な、電子写真プロセスによって画像を形成する画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【００１７】
実施例１に係る画像形成装置は、光学手段としての露光装置２と、現像手段を有するプロセスカートリッジＰと、装置の駆動を制御する電装部３０を備える。光学手段としての露光装置２には、光源としてのレーザダイオード（不図示）、ポリゴンミラー２１、及び反射ミラー２２が備えられている。
【００１８】
さらに実施例１に係る画像形成装置は、記録材Ｓの積載手段として、手差しトレイ４、給送カセット５，６が備えられ、これらの積載手段には複数の記録材が積載される。さらに積載された記録材を１枚ずつに分離して搬送する、給送ローラ７，８，９が備えられ、分離された記録材を搬送するレジストローラ対１０が備えられている。そして、画像が形成された記録材Ｓを排出するための、内排出ローラ対１６、外排出ローラ対１７が搬送方向下流側に備えられている。
【００１９】
このように構成される画像形成装置本体（以下、装置本体）１において、記録材Ｓに画像を形成する際のプロセスについて以下説明する。
【００２０】
不図示の信号入力部において、画像形成開始の信号が入力されると、手差しトレイ４及び給送カセット５，６内の記録材Ｓが、各々に備えられる給送ローラ７，８，９によって給送される。この際、給送ローラ７，８，９は記録材を１枚ずつに分離する摩擦分離方式を採用しているので、これらのローラによって記録材は１枚ずつに分離され給送される。給送ローラ７，８，９によって給送された記録材Ｓは、回転停止しているレジストローラ対１０のニップ部に突き当てられる。そして所定のタイミングでレジストローラ対１０が駆動し、レジストローラ対１０において記録材Ｓの斜行状態の矯正が行われる。
【００２１】
一方で、光学手段としての露光装置２においては、光源としてのレーザダイオードから射出されたレーザ光が、ポリゴンミラー２１によって走査されて、感光ドラム３１の表面上に照射される。これにより、感光ドラム３１の表面上に静電潜像が形成される。そして、感光ドラム３１の表面上に形成された静電潜像に対し、プロセスカートリッジＰ内に収容された現像手段から現像剤としてのトナーが供給されることで、感光ドラム３１の表面上にトナー像が形成される。
【００２２】
記録材Ｓは、レジストローラ対１０によって斜行矯正された後、タイミングをとって感光ドラム３１と転写ローラ１１で形成された搬送ニップ部に搬送される。そして、記録材Ｓは、不図示の転写帯電器によって帯電された後に、搬送ニップ部でトナー像が転写される。
【００２３】
トナー像が転写された記録材Ｓは搬送ガイド１２に沿って定着装置１３へ搬送され、画像が記録材Ｓ上に永久定着される。なお、実施例１における定着装置１３は、加圧ローラ１４と定着ローラ１５とから構成され、さらに定着ローラ１５の内部には、不図示の発熱ヒータが設けられている。画像の定着を行う際は、加圧ローラ１４と定着ローラ１５で形成されるニップ部で記録材Ｓを挟持搬送しながら、記録材Ｓの画像形成面に対して発熱ヒータが熱を付与する。ニップ部において、記録材Ｓ上に形成された画像に対して熱を付与し、さらに加圧ローラ１４によって加圧することで、画像を記録材Ｓ上に定着させることができる。定着装置１３において画像が定着された記録材Ｓは、内排出ローラ対１６、外排出ローラ対１７によって排出トレイ１８へ排出される。
【００２４】
なお、本実施例の画像形成装置は、記録材Ｓへ両面印字を行う両面プリントモードと片面プリントモードが備えられている。片面プリントモードでは、定着装置１３によって画像が定着された記録材Ｓは、排出ローラに搬送されてそのまま排出トレイ１８へ排出される設定である。一方で、両面プリントモードでは、外排出ローラ対１７の反転駆動によって記録材Ｓが再給送パス２０へ搬送され、記録材Ｓを中間トレイ２４上に一時的に積載する。そして、中間トレイ２４上に積載された記録材Ｓは再給送装置２５によって再度、レジストローラ対１０に搬送され、以後、片面プリントの場合と同様にして画像が形成される。
【００２５】
（プロセスカートリッジの着脱構成及び装着部）
プロセスカートリッジＰの着脱ガイド、装着部構成について図２〜図７を参照して説明する。図２は、回転可能に設けられ、プロセスカートリッジ着脱の際に装置本体１に対して開閉される開閉部材としてのカートリッジアクセスドア（以下、ドアユニット）Ｄが開いた状態の装置本体１を示す概略断面図である。図３はドアユニットＤが開いた状態の装置本体１を示す概略斜視図である。図４は同じくドアユニットＤを開けた状態の装置本体１の要部を示す概略斜視図である。図５は装置本体１のプロセスカートリッジ装着部を示す概略斜視図、図６及び図７はプロセスカートリッジを示す概略斜視図である。ここで、本実施例では、装置本体１が設置された状態における鉛直方向を上下方向とする。また、図２において右側が装置本体１の正面側（前面側）となり、左側が後面側となる。
【００２６】
プロセスカートリッジＰは、ユーザによって、装置本体１のドアユニットＤを開いた状態で、装置本体１に設けられたカートリッジ装着部に対して取り外し可能に装着される。先ず、プロセスカートリッジＰ側に設けられたガイド部材等を説明する。
【００２７】
プロセスカートリッジＰの両外側面の略円筒部７０，７１外径によりプロセスカートリッジ側のガイド部材が構成される。又、装置本体１に装着した際の上方向位置で且つ両端部にそれぞれ回転規制当接部である７２，７３が設けられている。
【００２８】
次に、装置本体１に設けられたガイド部材７４〜７７について説明する。
【００２９】
ガイド部材７４〜７７は、プロセスカートリッジＰ装着方向に対して斜設して構成されており、プロセスカートリッジＰの略円筒部７０，７１および回転規制当接部７２，７３がそれぞれ挿入されてくる。装置本体１内部に取り付けられているカートリッジ抑えバネ７８は、プロセスカートリッジＰの片外側面の略円筒部７１の外周部を略鉛直下方に押圧することで、プリント動作中のプロセスカートリッジＰを装置本体１の装着位置に保持する。
【００３０】
（ドアユニットの構成１−フレーム構成）
次に、プロセスカートリッジ着脱の際にユーザによって開閉されるドアユニットＤの構成について図８〜図９を参照して説明する。図８はドアユニットＤのフレーム構成を示す概略斜視図である。
【００３１】
ドアユニットＤは、ドアベースフレーム８２、ドアロック係合部（以下、係合部）８３（図９参照）、外装カバー８４、手差しトレイ４により構成されている。ドアベースフレーム８２が、本体フレーム８０ａ，８０ｂにそれぞれ設けられた回転支軸（回転軸、回転中心）８１を中心として回転可能に取り付けられることで、ドアユニットＤが装置本体１に対して開閉可能となっている。手差しトレイ４は、ドアベースフレーム８２に対して開閉可能であり、外装カバーを兼ねている（図１参照）。
【００３２】
８５は本体フレーム側に固定されたバネ部材としてのドアユニット加圧バネである。ドアユニット加圧バネ８５は、本体フレーム８０ａに係合した移動部材としてのドア開閉リンク部材８６、およびドアベースフレーム８２と一体的に形成された係合部８７を介してドアユニットＤに回転支軸８１まわりに付勢力を与える。本実施例においては後述するように、ドアユニット加圧バネ８５とドアの自重による回転モーメントの和が図８中のＣＷ方向に掛かる構成となっている。従って、ドアロック係合部（以下、係合部）８３が解除されると、ドアユニットＤはＣＷの方向に自動的に回転し、ユーザがプロセスカートリッジを着脱するアクセス部としてのスペースを形成する。
【００３３】
（ドアユニットの構成２−ドアロックおよびロック解除部の構成）
図９はドアロック部およびロック解除部の構成を示した概略図である。図９（ａ）および図９（ｂ）はドアユニットＤが開いている状態におけるカートリッジアクセス部周辺の概略斜視図である。図９（ｃ）はドアロック部のロック状態を説明するための上視図、図９（ｄ）はドアロック部のロック状態を説明するための正面図である。図９（ｅ）はドアロック部のロック解除状態を説明するための上視図、図９（ｆ）はドアロック部ユニットのロック解除状態を説明するための正面図である。
【００３４】
ドアベースフレーム８２に設けられた係合部８３は、ロック係合部材８８とドアユニットＤが閉じた状態（閉位置）において係合している。ドアロック部は、ロック係合部材８８、ドアボタン８９、バネ９０、およびフレーム９１から構成されている。このドアロック部及び係合部８３は、係止機構に相当する。また、ドアボタン８９にはテーパ部９２が形成され、ロック係合部材８８にはテーパ部９３が形成されており、テーパ部９２とテーパ部９３が当接するように設けられている。
【００３５】
閉状態のドアユニットＤおよびドアロック部に対し、ユーザがドアボタン８９を押し下げることで、ドアユニットＤを開く動作が行われる。ドアボタン８９が押し下げられると、ドアボタン８９と一体的に形成されたテーパ部９２がロック係合部材８８側のテーパ部９３を押圧することによって、ロック係合部材８８が図９（ｃ）〜（ｆ）において右方向に移動する。これにより、ロック係合部材８８がドアベースフレーム８２の係合部８３と
離間する。
【００３６】
これによりドアユニットＤは回転可能となり、ドアユニット加圧バネ８５によるモーメントによって自動回転する。つまり、このように構成することで、ドアボタン８９を押した時にドアユニットＤが自動的に開くので、ドアの開け方がわからないユーザにとって操作方法が理解され易いという効果が得られる。
【００３７】
また、ドアユニットＤを閉じたい場合は、開いた状態のドアユニットＤをユーザの操作により回転支軸８１を中心にＣＣＷ方向へ回転させる。ここで、ドアベースフレーム８２の閉方向の先端側（下流側）にはテーパ部９４が設けられ、ロック係合部材８８には、ドアユニットＤの閉動作時にテーパ部９４が当接するテーパ部９５が設けられている。ドアユニットＤの閉動作時に、ドアベースフレーム８２のテーパ部９４がロック係合部材８８のテーパ部９５と接触することで、ドア回転力の分力によりロック部が図９（ｃ）〜（ｆ）において右方向へ移動する。さらにドアユニットＤをＣＣＷ方向へ回転させ、ドアユニットＤが閉じきるポジションまで回転させるとバネ９０の力によりドアベースフレーム８２の係合部８３にロック係合部材８８が挿入され、ドアベースフレーム８２とロック係合部材８８とが係合する。これにより、ドアユニットＤが閉位置で装置本体１に係止される。尚、本実施例においては上述のドアロックおよびロック解除の方法を用いたが、ドアユニットＤを本体フレームに対して閉じた位置に保持および開放できるものであれば他の方法を採用してもよい。
【００３８】
（ドアユニットの構成３−ドアユニット加圧バネの構成）
本実施例のドアユニットは、ドアユニット加圧バネ機構によってロック解除時にはドアを自動的に開くための付勢手段として用いられ、ドアが開ききる前にはドアを静かに開ききるためのブレーキ手段として用いられる。
【００３９】
本実施例のドアユニットＤは、閉位置から開方向に回転した場合に、ドアユニットＤの重心の位置が回転支軸８１の鉛直上方となるドア開閉位置（第１位置）を越えて回転した位置にドアユニットＤの開位置が存在する。したがって、その可動範囲の一部においてドアユニットＤの自重による回転モーメントがＣＷ方向およびＣＣＷ方向に作用する範囲が存在する。すなわち、ドアユニットＤの重心が回転支軸８１の鉛直上方（鉛直上）となるドア開閉位置を境に自重が作用する回転方向が切り替わる構成となっている。
【００４０】
このため、ドアユニットＤが閉状態にある場合、及び、ドアロックが解除され、ドアが開き始めてからドアユニットＤの重心が回転支軸８１上に至るまでの範囲（ドア閉位置側）においては、次のような回転モーメントをドアユニット加圧バネ８５により与える。すなわち、ドアを自動回転させるために、ドアユニットＤの自重の作用によるＣＣＷ方向の回転モーメントを上回る回転モーメントをドアユニット加圧バネ８５によりＣＷ方向に与える。
【００４１】
また、ドアユニットＤの重心が回転支軸８１の鉛直上よりドア開き側（ドア開位置側）にある際は、ドアユニットＤの自重によるモーメントはＣＷ方向に作用することとなり、この際のモーメントは回転角度が大きくなるほど増大する。これに対して本実施例においては、ドアユニット加圧バネ８５により回転支軸８１まわりにＣＣＷ方向のモーメントを与えている。そして、ドアユニットＤの開位置、又はドアユニットＤが開ききる付近の可動範囲においては、ドアユニットＤの自重によるＣＷ方向の回転モーメントより大きな回転モーメントをドアユニット加圧バネ８５によりＣＣＷ方向に与えている。このようにドアユニット加圧バネ８５のバネ力（付勢力、弾性力）の大きさが設定されることで、ドアユニットＤの自重による過度に大きなモーメントに抗し、ドアユニットＤの開放時にはドアが開ききる衝撃を緩和することができる。
【００４２】
図１０はドアユニット加圧バネの動作を説明するために画像形成装置の要部を模式的に示した図である。図１０（ａ）はドアユニットＤが閉じている状態（ドア開閉リンク部材８６が第２位置に位置する状態）を示す図である。図１０（ｂ）はドアユニットＤ重心が回転支軸８１の鉛直上にある状態（ドア開閉リンク部材８６が第４位置に位置する状態）を示す図である。図１０（ｃ）はドアユニットＤが開ききっている状態（ドア開閉リンク部材８６が第３位置に位置する状態）を示している。図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、ドアユニット加圧バネ８５は一端が本体フレーム８０ａのバネかけ部１０１に係止され、他端部がドア開閉リンク部材８６の取付部８６ａに取り付けられている１つの引っ張りコイルばねである。ここで、ドア開閉リンク部材８６が位置する前記第２〜前記第４位置においては、回転支軸８１（回転中心１０５）からの距離が前記第３位置、前記第４位置、前記第２位置の順に大きくなるように設けられている。
【００４３】
ドア開閉リンク部材８６には、ガイド用の長穴形状（第１長穴形状部）１０２が設けられている。そして、長穴形状１０２の内周部が、本体フレーム８０ａに係合部として設けられている２ヶ所のガイドピン１０３と係合するように設けられている。ここで、長穴形状１０２は、ドア開閉リンク部材８６が装置本体１に取り付けられた場合（本体フレーム８０ａに係合している場合）に、水平方向（一方向）を長手方向とする長穴形状に設けられている。このことで、ドア開閉リンク部材８６が装置本体１に対して、図１０（ａ）〜（ｃ）中の左右方向（水平方向、一方向）に往復運動することが可能となっている。また、ドア開閉リンク部材８６には、長穴形状１０２の長手方向に対して交差する方向（（本実施例では、直交する方向（鉛直方向））を長手方向とする長穴形状（第２長穴形状部）１０４が設けられている。長穴形状１０４には、ドアベースフレーム８２と一体的に形成された係合部８７が移動可能に係合している。このような構成により、ドアユニットＤの回転動作が、ドア開閉リンク部材８６の水平方向の往復運動に変換され、ドアユニットＤの開閉動作に連動してドア開閉リンク部材８６が水平方向に移動（往復動）することとなる。
【００４４】
ドアユニットＤの閉位置から、ドアユニットＤの重心が回転支軸８１上に至るまでの範囲においては、図１０（ａ）に示すように、ドアユニット加圧バネ８５の引っ張りバネ荷重の水平方向成分が右向きに作用する。これにより、ドアユニットＤにはドアユニット加圧バネ８５によるＣＷ方向のモーメントが発生（作用）している。また、ドアユニットＤの重心が回転支軸８１の鉛直上よりドア開き側にある場合には、図１０（ｃ）に示すように、ドアユニット加圧バネ８５の引っ張りバネ荷重の水平方向成分が左向きに作用する。これにより、ドアユニットＤにはドアユニット加圧バネ８５によるＣＣＷ方向のモーメントが発生（作用）している。また、図１０（ｃ）に示すように、ドアユニットＤの自重による回転モーメントが０となる場合、すなわち、ドアユニットＤの重心が回転支軸８１の鉛直上にある場合に、ドアユニット加圧バネ８５のバネ圧（付勢力、弾性力）が最小となる。これは、ドアユニットＤの重心が回転支軸８１の鉛直上にある場合に、ドアユニット加圧バネ８５が取り付けられるバネかけ部１０１と、ドア開閉リンク部材８６の取付部８６ａとの間の距離が最小となるように構成されることによるものである。
【００４５】
（ドアユニットの回転モーメント）
次に、ドアユニットＤの回転モーメントについて説明する。図１１は、ドアユニットＤの自重によるモーメントおよびドアユニット加圧バネ８５によるモーメントを説明するための図である。図１１に示すように、ドアユニットＤおよびドアユニット加圧バネ８５まわりのパラメータを以下のように置く。
・ドアユニットの自重によるモーメント：ＭＤ（ＣＷ方向を正とする）
・ドアユニット加圧部（ドアユニット加圧バネ８５）によるモーメント：ＭＳ（ＣＷ方向を正とする）
・ドアユニット回転角度：θ（閉じた位置を０°、ＣＷ方向を正とする）
・ドアユニット質量：ｍＤ
・重力加速度：ｇ
・回転中心１０５（回転支軸８１）とドアユニットの重心Ｇ間の距離：ＲＤ
・ドアユニットが閉じているときのドアユニット重心Ｇと回転中心１０５（回転支軸８１）を結ぶ直線が鉛直方向と成す角度：θＤ
・ドアユニットがθ回転したときのドア開閉リンク部材８６の水平方向移動量：Ｘθ
・ドアベースフレーム８２と一体的に形成された係合部８７中心と回転中心１０５（回転支軸８１）との距離：ｒ
・ドアユニットが閉じているときの係合部８７中心と回転中心１０５（回転支軸８１）を結ぶ直線とが鉛直方向と成す角度：α
・係合部８７中心と回転中心１０５（回転支軸８１）間の鉛直方向の距離：Ｑ
・ドアユニット加圧バネ８５のバネ定数：ｋ
・ドアユニットがθ回転したときのドアユニット加圧バネ８５の長さ：Ｌθ
・ドアユニット加圧バネ８５の自然長：Ｌ０
・ドアユニット加圧バネ８５の水平方向成分：Ｐ（右向きを正）
・ドア開閉リンク部材８６側バネかけ部の水平方向の位置が本体フレーム８０ａのバネかけ部１０１の鉛直真下にあるときの本体フレーム８０ａのバネかけ部１０１とドア開閉リンク部材８６側バネかけ部間の長さ：ＬＶ
・ドアユニットが閉じているときのドア開閉リンク部材８６側バネかけ部とドア開閉リンク部材８６側バネかけ部の水平方向の位置が本体フレーム８０ａのバネかけ部１０１の鉛直真下にあるときのバネかけ部との距離：Ｘ０
すると、ＭＤおよびＭＳは次のような関係となる。
ＭＤ＝ −ｍＤ・ｇ × ｓｉｎ（θＤ−θ）
ＭＳ＝ Ｐ × Ｑ
また、ドアユニット加圧バネ８５の水平方向成分Ｐ、係合部８７中心と回転中心１０５（回転支軸８１）間の鉛直方向の距離Ｑはそれぞれ次のような関係となる。
Ｐ＝ｋ（Ｌθ−Ｌ０）×（Ｘ０−Ｘθ）／Ｌθ
Ｑ＝ｒ・ｃｏｓ（α−θ）
また、
Ｘθ＝ｒ（ｓｉｎα−ｓｉｎ（α−θ））
Ｌθ＝｜｛（Ｘ０−Ｘθ）２＋ＬＶ２｝１／２｜
である。
【００４６】
ｍＤ、ｒ・・・等の設計値を本実施例に適した数値を選択した場合のドアユニットＤの回転におけるＭＤおよびＭＳと、回転角θとの関係を図１２に示す。図１２において、ドアユニットＤまわりに働くモーメントの和（ＭＤ＋ＭＳ）が、Ａで示す範囲（ＭＤ＋ＭＳ＞０）ではＣＷ方向に作用し、Ｂで示す範囲（ＭＤ＋ＭＳ＜０）ではＣＣＷ方向に作用する。
【００４７】
上述したように本実施例では、ドアユニット加圧バネ８５は、第１の付勢手段として、第１のドア可動域、すなわちドアの閉状態から、ドアユニットＤの重心が回転軸の鉛直真上に位置する区間において、次のような回転モーメントを与えている。すなわち、ドアユニットＤの自重による回転モーメントに対し逆方向かつ、ドアユニットＤの自重による回転モーメントより大きな回転モーメントを与えている。また、第２の付勢手段として、第２のドア可動域、すなわちドアユニットＤの重心が回転軸の鉛直真上の位置から開ききった状態で位置するまでの区間において、次のような回転モーメントを与えている。すなわち、ドアユニットＤの自重による回転モーメントに対し逆方向かつ、ドアユニットＤの開位置においてはドアユニットＤの自重による回転モーメントより大きな回転モーメントを与えている。
【００４８】
このような構成により、１つのばねがドアユニットＤの開き始め時の開き動作アシストと、開き終わり時のダンパ機能とを兼ね備えることが可能となる。これにより、簡易な構成で、ドア開き終わり時の騒音や衝撃の発生を抑えつつ、ドア開き始め時の操作性の良い画像形成装置を提供することができる。
【００４９】
ここで、上記第１のドア可動域としては、ドアの閉状態から、ドアユニットＤの重心が回転軸の鉛直真上の位置よりわずかに大きな角度を回転する区間であると、より好ましい。この場合の第２のドア可動域は、ドアユニットＤの重心が回転軸の鉛直真上の位置よりわずかに大きな角度を回転した時点以後であってドアユニットＤが開ききった状態で位置するまでの区間となる。そして、第２のドア可動域においてはさらに、２つの区間に分けて、付勢手段により付与される回転モーメントの大きさを変えるとより好ましい。すなわち、第２のドア可動域の前半（ドアユニットＤの重心が回転軸の鉛直真上の位置よりわずかに大きな角度を回転した時点以後の回動区間の前半）領域においては、ドアユニットＤの自重による回転モーメントよりわずかに小さなモーメントを与えるとよい。また、第２のドア可動域の後半、すなわちドアユニットＤが開ききる付近の可動範囲において、ドアユニットＤの自重による回転モーメントより大きな回転モーメントを与えるとよい。これは、ドアユニットＤの自重による回転モーメントが０となる回転位置、すなわち、ドアユニットＤの重心が回転軸の鉛直真上にある位置と、ドアユニット加圧バネ８５のバネ圧が最小となるポイントを調整（近傍とする）することで可能となる。
【００５０】
このように、付勢手段としてトグルバネを用いることで、ドア可動域の全域においてドアユニットＤに回転モーメントを付与する付勢手段を、１つのバネ部材（本実施例ではドアユニット加圧バネ８５）で実現することができる。
【００５１】
本実施例においては、記録材に画像を形成する画像形成装置として電子写真画像形成装置について説明したが、これに限るものではない。すなわち、静電記録プロセス、磁気記録プロセス等の作像プロセスを用いた画像形成装置においても本発明を好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１ 装置本体
８３ 係合部
８５ ドアユニット加圧バネ
８６ ドア開閉リンク部材
８８ ロック係合部材
８９ ドアボタン
９０ バネ
９１ フレーム
Ｄ ドアユニット
Ｇ 重心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に設けられ、装置本体に対して開閉される開閉部材と、
前記開閉部材を閉位置で装置本体に係止する係止機構と、
を有し、
前記開閉部材が前記閉位置から開方向に回転した場合に、前記開閉部材の重心の位置が前記開閉部材の回転軸の鉛直上方となる第１位置を越えて回転した位置に前記開閉部材の開位置があり、前記第１位置を境として前記開閉部材の自重による回転方向が切り替わる画像形成装置において、
前記開閉部材の開閉動作に連動するように設けられた移動部材であって、前記開閉部材が前記閉位置をとる場合に位置する第２位置と、前記開閉部材が前記開位置をとる場合に位置する第３位置との間を移動可能に設けられた移動部材と、
一端が装置本体に取り付けられ、他端が前記移動部材に取り付けられた１つのバネ部材であって、
前記開閉部材の重心の位置が、前記第１位置より前記閉位置側にある場合には、前記開閉部材に開方向の回転モーメントが作用するように前記移動部材を前記第３位置の方向に付勢し、
前記開閉部材の重心の位置が、前記第１位置より前記開位置側にある場合には、前記開閉部材に閉方向の回転モーメントが作用するように前記移動部材を前記第２位置の方向に付勢するバネ部材と、
を有し、
前記開閉部材が前記閉位置に位置する場合に前記開閉部材の自重により前記開閉部材に作用する閉方向の回転モーメントよりも、前記バネ部材が前記移動部材を前記第３位置の方向に付勢することで前記開閉部材に作用する開方向の回転モーメントの方が大きく、
前記開閉部材が前記開位置に位置する場合に前記開閉部材の自重により前記開閉部材に作用する開方向の回転モーメントよりも、前記バネ部材が前記移動部材を前記第２位置の方向に付勢することで前記開閉部材に作用する閉方向の回転モーメントの方が大きくなるように、前記バネ部材の付勢力の大きさが設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記バネ部材は、前記開閉部材の重心の位置が前記第１位置に位置する場合に、前記バネ部材の付勢力が最小となるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記移動部材は、
前記開閉部材の重心の位置が前記第１位置に位置する場合に、前記バネ部材の一端が取り付けられた装置本体の取付部と、前記バネ部材の他端が取り付けられた前記移動部材の取付部との間の距離が最小となる第４位置に位置し、
前記回転軸からの距離が前記第３位置、前記第４位置、前記第２位置の順に大きくなるように設けられてい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。
【請求項４】
前記移動部材は、装置本体に対して一方向に移動可能に設けられるものであって、
前記一方向を長手方向とし、装置本体に設けられた係合部に前記一方向に移動可能に係合する第１長穴形状部と、
前記一方向に交差する方向を長手方向とし、前記開閉部材に設けられた係合部が移動可能に係合する第２長穴形状部と、
を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項１】
回転可能に設けられ、装置本体に対して開閉される開閉部材と、
前記開閉部材を閉位置で装置本体に係止する係止機構と、
を有し、
前記開閉部材が前記閉位置から開方向に回転した場合に、前記開閉部材の重心の位置が前記開閉部材の回転軸の鉛直上方となる第１位置を越えて回転した位置に前記開閉部材の開位置があり、前記第１位置を境として前記開閉部材の自重による回転方向が切り替わる画像形成装置において、
前記開閉部材の開閉動作に連動するように設けられた移動部材であって、前記開閉部材が前記閉位置をとる場合に位置する第２位置と、前記開閉部材が前記開位置をとる場合に位置する第３位置との間を移動可能に設けられた移動部材と、
一端が装置本体に取り付けられ、他端が前記移動部材に取り付けられた１つのバネ部材であって、
前記開閉部材の重心の位置が、前記第１位置より前記閉位置側にある場合には、前記開閉部材に開方向の回転モーメントが作用するように前記移動部材を前記第３位置の方向に付勢し、
前記開閉部材の重心の位置が、前記第１位置より前記開位置側にある場合には、前記開閉部材に閉方向の回転モーメントが作用するように前記移動部材を前記第２位置の方向に付勢するバネ部材と、
を有し、
前記開閉部材が前記閉位置に位置する場合に前記開閉部材の自重により前記開閉部材に作用する閉方向の回転モーメントよりも、前記バネ部材が前記移動部材を前記第３位置の方向に付勢することで前記開閉部材に作用する開方向の回転モーメントの方が大きく、
前記開閉部材が前記開位置に位置する場合に前記開閉部材の自重により前記開閉部材に作用する開方向の回転モーメントよりも、前記バネ部材が前記移動部材を前記第２位置の方向に付勢することで前記開閉部材に作用する閉方向の回転モーメントの方が大きくなるように、前記バネ部材の付勢力の大きさが設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記バネ部材は、前記開閉部材の重心の位置が前記第１位置に位置する場合に、前記バネ部材の付勢力が最小となるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記移動部材は、
前記開閉部材の重心の位置が前記第１位置に位置する場合に、前記バネ部材の一端が取り付けられた装置本体の取付部と、前記バネ部材の他端が取り付けられた前記移動部材の取付部との間の距離が最小となる第４位置に位置し、
前記回転軸からの距離が前記第３位置、前記第４位置、前記第２位置の順に大きくなるように設けられてい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。
【請求項４】
前記移動部材は、装置本体に対して一方向に移動可能に設けられるものであって、
前記一方向を長手方向とし、装置本体に設けられた係合部に前記一方向に移動可能に係合する第１長穴形状部と、
前記一方向に交差する方向を長手方向とし、前記開閉部材に設けられた係合部が移動可能に係合する第２長穴形状部と、
を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１９７５０２（Ｐ２０１０−１９７５０２Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３９８０４（Ｐ２００９−３９８０４）
【出願日】平成２１年２月２３日（２００９．２．２３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２３日（２００９．２．２３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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