開閉装置及び画像形成装置
【課題】別ユニットの着脱にかかわらず上面カバー（開閉ユニット）を安定して開閉操作することのできる開閉装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】上面カバー（開閉ユニット）３０に制動力を加える制動部３２を、電流発生手段１０１，１０２，１０３と、上面カバー３０に圧接して上面カバー３０に制動力を加えるアーム１０５と、電流発生手段１０１，１０２，１０３からの電流によって作動してアーム１０５を上面カバー３０に圧接させると共に、電流発生手段１０１，１０２，１０３の発生電流量の大きさによってアーム１０５を上面カバー３０に圧接させる力の大きさが変化するコイルバネ１０４とにより構成する。そして、上面カバー３０を閉じる際、上面カバー３０の回動速度が増加すると、この上面カバー３０の回動速度の増加に伴いコイルバネ１０４により、アーム１０５によって上面カバー３０に加える制動力の大きさが増加するようにする。
【解決手段】上面カバー（開閉ユニット）３０に制動力を加える制動部３２を、電流発生手段１０１，１０２，１０３と、上面カバー３０に圧接して上面カバー３０に制動力を加えるアーム１０５と、電流発生手段１０１，１０２，１０３からの電流によって作動してアーム１０５を上面カバー３０に圧接させると共に、電流発生手段１０１，１０２，１０３の発生電流量の大きさによってアーム１０５を上面カバー３０に圧接させる力の大きさが変化するコイルバネ１０４とにより構成する。そして、上面カバー３０を閉じる際、上面カバー３０の回動速度が増加すると、この上面カバー３０の回動速度の増加に伴いコイルバネ１０４により、アーム１０５によって上面カバー３０に加える制動力の大きさが増加するようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉装置及び画像形成装置に関し、特に装置本体に回動自在に保持された開閉ユニットに対して制動力を加える制動部の構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置においては、例えば４つの感光体ドラム上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像をそれぞれ形成した後、各色トナー像を中間転写ベルトに一次転写するようにしたものがある。そして、このように各色トナー像を転写することにより、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト上に形成される。
【０００３】
なお、このように中間転写ベルト上に形成されたフルカラーのトナー像は、この後、二次転写部において、シートに転写され、さらにこの後、定着部において加圧及び加熱されることにより、シート上に定着される。
【０００４】
ところで、このようなフルカラーのトナー像を一次転写する中間転写ベルトを備えた従来の画像形成装置において、例えば中間転写ベルトを備えた中間転写ベルトユニットを、画像形成装置本体の上部に設けるようにしたものがある。さらに、この中間転写ベルトユニットを、画像形成装置本体上面を構成する上面カバーに取り付け、中間転写ベルトを交換する際には、上面カバーを開放することにより、上面カバーと一体に中間転写ベルトユニットを交換可能位置まで移動させるようにしている。
【０００５】
ここで、中間転写ベルトユニットが取り付けられた開閉ユニットである上面カバーは重いので、開閉ユニットを開閉する開閉装置は、自重により上面カバーが急に閉じないようばねとガスダンパ、またはばねとオイルダンパを組み合わせた制動部を設けている。そして、この制動部により、閉じる方向への反発力とユーザーによる閉じる場合の操作力とを両立させている。
【０００６】
ところで、近年、アクチュエータとして、例えば電流を流すと伸縮したり変形したりするアクチュエータ素子がある。このアクチュエータ素子は、一般的に、普通のモータやソレノイドなどと区別して人工筋肉と呼ばれている。また、このアクチュエータ素子は、従来の電動モータや、シリンダソレノイド等に比べると小型化・軽量化が容易であるため、これに代わる物として知られている。
【０００７】
現在、アクチュエータ素子としては、ゴム系（空気圧駆動）、電気化学系（高分子系）、形状記憶合金を原料にした金属系のものがある。また、生物のような柔らかで静かな動きをする金属のアクチュエータということで、糸状の細いものが市販されている。ここで、電気化学系（高分子系）のアクチュエータ素子としては、軽量ソフト高分子アクチュエータがある（特許文献１参照）。
【０００８】
また、イオン交換樹脂に電極として金を特殊化学めっきにより形成し、電極表面積を非常に大きくしたことにより変位性能を大きく向上させた複合材料のシート状アクチュエータ素子がある。このアクチュエータ素子の場合は、電圧印加により素早く大きく動く特徴があり、また動作が電気的に制御できること、柔軟であること、構造体が樹脂により成り軽量であること、駆動時に騒音などの動作音がないという特徴がある。
【０００９】
さらに、形状やサイズは比較的任意に決定することができること、板厚は、０．１ｍｍ〜１０ｍｍまで製造可能であること、低電力（０．０５〜０．２Ｗ）で動作すること、素子の変形に伴い起電力が発生し、変位センサとしても使えるなどの特徴がある。
【００１０】
なお、このようなアクチュエータ素子は、表裏両面に設けられた電極板と、両電極板の内側に配され、含水高分子電解質を内蔵しているプラスチックとにより構成されている。ここで、このようなアクチュエータ素子では、表裏面の電極板に夫々プラスとマイナスの電圧を印加すると、含水高分子電解質内の陽イオンが水分を伴って陰極側へ移動し、これにより含水量が偏るようになり、表裏での膨張に差が生じて変形する。この結果、アクチュエータ素子は湾曲形状に変形する。
【００１１】
また、しなやかで強靭なポリピロール膜を用いた導電性高分子アクチュエータは、帯状フィルムの長手方向に電圧を印加すると伸縮する。また、金属コイル表面にポリピロール皮膜を形成させた複合体の導電性高分子アクチュエータ素子は、プラスとマイナスの印加で伸縮の押しと引きの両方の作動を行うことができる。
【００１２】
また、金属系のアクチュエータ素子としてはＮｉ−Ｔｉ系の形状記憶合金のアクチュエータ素子がある（特許文献２参照）。この金属のアクチュエータ素子は、針金状（ワイヤ状）の金属に電気エネルギーを付与すると、金属内部のイオンの作用により伸縮する特性を利用したものである。
【００１３】
このアクチュエータ素子は、生物のような柔らかで静かな動作が特長で、通常はナイロンの糸のようにフレキシブルでしなやかであるが、電流を流すと発熱して収縮作用が発生し、ピアノ線のように硬く、剛くなって収縮する運動をする。このアクチュエータ素子を用いることにより、筋肉のように自分で緊張収縮と弛緩伸張する人工筋肉型の繊維状アクチュエータ（駆動装置）を構成することができる。
【００１４】
なお、この金属系のアクチュエータ素子は、外部からの加熱による温度変化によって動かすことも可能である。例えば、７０℃に加熱すると収縮し、冷却すると伸張する。そして、このような金属系のアクチュエータ素子は、組織的に安定なため優れた耐久性と動作特性を示すと共に、細くても大きな力を出せるため、ミリ・マイクロサイズのアクチュエータに最適である。
【００１５】
また、金属系のアクチュエータ素子としては、Ｔｉ−Ｎｉ系の形状記憶合金を原料にし、繊維長手方向に優れた伸縮特性を引き出せるように異方性組織化された繊維状のアクチュエータ素子がある（特許文献３参照）。そして、このようなアクチュエータ素子は、繊維方向に組織化されているため巨大で安定した自己伸縮性を示し、所定の動作範囲では材料内部の変化などは起きにくく極めて安定な状態になっている。
【００１６】
【特許文献１】特開２００４−２８２９９２号公報
【特許文献２】特開２００３−２２５４７４号公報
【特許文献３】特公平６−１５１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、既述したように上面カバーが急に閉じないように、ばねとガスダンパ、又はばねとオイルダンパを組み合わせた構成の制動部を備えた従来の開閉装置及び画像形成装置において、上面カバーに別のユニットを着脱する場合がある。
【００１８】
ここで、従来の制動部において、上面カバー３０に、例えば別のユニットとして、画像が形成されたシートに対してステイプル処理等を施すシート処理装置を装着する場合がある。そして、このように別のユニットを装着した場合、開閉カバーが重くなり、自重により開閉カバーが急に閉じないように閉じる方向への反発力と、ユーザーによる閉じる場合の操作力とのバランスが崩れてしまうという問題が発生する。
【００１９】
そこで、このように別ユニットを装着する場合は、制動部の制動力が大きくなるよう、ばねと組み合わされるダンパ等を交換することが一般的である。しかし、このようにダンパ等を交換して制動部の制動力を大きくした場合、装着されていた別のユニットを外した場合は、開閉カバーを開く方向の力が増大するために、ユーザーによる操作力が増大してしまう。このため、別ユニットがはずされた場合は、開閉カバーの重量に最適な組み合わせとなるようにダンパ等を交換することが一般的である。
【００２０】
また、開閉カバーの自重に特化されたヒンジ構成は人間の操作力が加わることによる安全方向への冗長度を加えるため、結果として開閉カバーを閉じる時の操作力を大きくし、ユーザー操作性を犠牲にすることとなる。
【００２１】
このように、従来のようなばねとガスダンパ、又はばねとオイルダンパを組み合わせた構成の制動部では、上面カバーに別ユニットを着脱した場合、上面カバーを安定して開閉操作できるようにするためにはダンパ等の交換が必要となる。つまり、上面カバーに別ユニットを着脱した場合、それに応じてダンパ等を交換しなければ上面カバーを安定して開閉操作することができない。
【００２２】
そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、別ユニットの着脱にかかわらず上面カバー（開閉ユニット）を安定して開閉操作することのできる開閉装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、装置本体と、前記装置本体に回動自在に保持された開閉ユニットと、前記開閉ユニットに対して制動力を加える制動部と、を有する開閉装置において、前記制動部は、前記開閉ユニットの回動速度に応じた電流を発生する電流発生手段と、前記電流発生手段からの電流によって前記開閉ユニットに対する制動力の大きさを変化させる制動手段と、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のように、開閉ユニットの回動速度に応じて発生した電流によって開閉ユニットに対する制動力の大きさを変化させることにより、開閉ユニットを安定して開閉操作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置を備えた画像形成装置の一例であるフルカラーの画像形成装置（フルカラープリンタ）の概略構成図である。
【００２７】
この画像形成装置１００は、一定の間隔をおいて一列に配設され、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する像担持体である感光体ドラム１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ）が４個配置された画像形成部１００Ａを備えている。なお、この感光体ドラム１の周囲には、それぞれ帯電手段、現像手段、クリーニング手段が配置され、これら感光体ドラム１、帯電手段等がプロセスカートリッジ２（２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ）としてユニット化されている。
【００２８】
これらプロセスカートリッジ２の上部には、各感光体ドラム１と接触するようにして、中間転写体である中間転写ベルト３が配置されている。さらに、中間転写ベルト３の内側には、１次転写手段としての転写ローラ５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ）が中間転写ベルト３を介して各感光体ドラム１に当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト３は、２次転写対向ローラ３ａ等により支持されており、２次転写対向ローラ３ａへの駆動入力によって回転する。
【００２９】
２次転写対向ローラ３ａは、中間転写ベルト３を介して２次転写ローラ１０と当接可能に配置されており、この２次転写対向ローラ３ａと２次転写ローラ１０とにより２次転写部が構成される。また、２次転写部よりもシート搬送方向下流側には、定着ローラ１１ａと加圧ローラ１１ｂを有する定着装置１１が設置されている。
【００３０】
なお、図１において、４はプロセスカートリッジ２の鉛直方向下方に配置された露光装置であり、この露光装置４により、感光体ドラム１へ画信号に応じたレーザ光を照射して選択的な露光を行う。そして、このように感光体ドラム１を露光することにより、帯電手段によって帯電された各感光体ドラム１の表面に画像情報に応じた各色の静電潜像を形成する。
【００３１】
なお、露光装置４はレーザ光を発光する不図示の発光部材、発光部材からのレーザ光を感光体ドラム１の長手方向（主走査方向）に走査するポリゴンミラー４ａ、各種レンズや各感光体ドラム１に照射するための反射するミラー４ｂ等によって構成されている。そして、筐体４ｃに形成された不図示のスリットを介してレーザ光を各感光体ドラム１へ光照射する。
【００３２】
次に、このような構成の画像形成装置１００における画像形成動作について説明する。
【００３３】
画像形成開始信号が発せられると、所定のプロセス速度で回転駆動される各感光体ドラム１は、それぞれ帯電手段によって一様に負極性に帯電される。そして、露光装置４は、外部から入力される画像情報をカラー色ごとに分解した画信号に応じて発光部材からレーザ光を発光する。そして、レーザ光を、ポリゴンミラー４ａ、反射ミラー４ｂ等を経由して感光体ドラム上に照射し、感光体ドラム上に各色の静電潜像を形成する。
【００３４】
次に、まず感光体ドラム１Ｙ上に形成された静電潜像に、イエローのトナーを付着させて感光体ドラム１Ｙ上の静電潜像をイエロートナー像として可視像化する。このイエロートナー像は、感光体ドラム１Ｙと転写ローラ５Ｙとの間の１次転写部にて、トナーと逆極性の１次転写バイアス（正極性）が印加された転写ローラ５Ｙにより、駆動されている中間転写ベルト３上に１次転写される。
【００３５】
イエロートナー像が転写された中間転写ベルト３は、次にマゼンタのトナー像が形成された感光体ドラム１Ｍ側に移動する。そして、感光体ドラム１Ｍに形成されたマゼンタトナー像が、中間転写ベルト３上のイエロートナー像上に重ね合わせて１次転写部にて転写される。
【００３６】
以下、同様にして、中間転写ベルト３上に重畳転写されたイエロー及びマゼンタトナー像上に感光体ドラム１Ｃ，１Ｋで形成されたシアン及びブラックトナー像を各１次転写部にて順次重ね合わせる。これにより、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト３上に形成される。
【００３７】
次に、給紙カセット７に収納され、給送ローラ８によりレジストローラ９に搬送されたシートが、レジストローラ９により、中間転写ベルト３上に形成されたフルカラートナー像の先端が２次転写部に達するタイミングに合わせて２次転写部に搬送される。そして、この２次転写部に搬送されたシートに、トナーと逆極性の２次転写バイアス（正極性）が印加された２次転写ローラ１０により、フルカラーのトナー像が一括して２次転写される。
【００３８】
次に、フルカラーのトナー像が形成されたシートは、定着装置１１に搬送され、定着ローラ１１ａと加圧ローラ１１ｂとの間の定着ニップ部で加熱、加圧されることにより、フルカラーのトナー像がシートの表面に熱定着される。この後、このように画像が形成されたシートは、排出ローラ１２によって装置本体６の上面に設けられた排紙トレイ１３上に排出され、一連の画像形成動作を終了する。
【００３９】
ところで、本実施の形態において、排紙トレイ１３は、装置本体６の上面に開閉自在に保持された上部カバー３０の上面に形成されており、このように排紙トレイ１３が上面に形成されている上面カバー３０には中間転写ベルト３が着脱自在に支持されている。
【００４０】
そして、中間転写ベルト３を交換する際、又は装置本体６に対して着脱可能に装填されたプロセスカートリッジ２を感光体ドラム１等の寿命に応じて交換する際は、図２に示すように上面カバー３０を開放するようにしている。そして、このように開閉ユニットである上面カバー３０を開放することにより、中間転写ベルト３及びプロセスカートリッジ２等の交換が可能となる。
【００４１】
上面カバー３０は、装置本体奥側に設けられたヒンジ部により上下方向に回動可能に支持されている。図３及び図４は、このように上面カバー３０を回動開閉可能に支持するヒンジ部の構成を示す図である。
【００４２】
図３及び図４において、３１はヒンジ部であり、このヒンジ部３１には上面カバー３０に対して制動力を加える制動部３２が設けられている。なお、本実施の形態においては、装置本体６と、開閉ユニットである上面カバー３０と、このヒンジ部３１とによって開閉装置１００Ｂが構成される。１０８は上面カバー３０の両側面に設けられた円筒状の回動軸である。そして、この筒状の軸である回動軸１０８を装置本体６に設けられた不図示の軸支部である回動中心穴に挿入することにより、上面カバー３０は装置本体６に対し、回動軸１０８を支点として上下方向に回動可能となる。
【００４３】
ここで、この円筒状の回動軸１０８の内面にはＳ極とＮ極の一対の磁石１０１，１０２が対向して配置されており、これら磁石１０１，１０２は、上面カバー３０の開閉の際には、回動軸１０８と一体で回転するようになっている。また、装置本体側の不図示の回動中心穴にはコイル１０３が配置されており、回動軸１０８が回動中心穴に係合すると、図３及び図４に示すように、コイル１０３は対向して配置された磁石１０１，１０２の間に位置するようになる。
【００４４】
これにより、上面カバー３０が回動する際、上面カバー３０の回動軸１０８と一体に磁石１０１，１０２が回転すると、コイル１０３を通る磁束密度が変化し、この結果、コイル１０３に誘導電流が発生することとなる。つまり、本実施の形態において、制動部３２は、コイル１０３と磁石１０１，１０２とにより構成され、上面カバー３０の開閉（回動）によって電流が発生する電流発生手段を備えている。
【００４５】
また、制動部３２は、回動軸１０８の近傍に配置され、装置本体６に設けられた軸１０７を支点として回動可能なアーム１０５を備えている。このアーム１０５は、後述するように上面カバー３０が下方回動すると、軸１０７を中心に回動し、回動軸１０８に圧接して回動軸１０８に制動力を加えるようになっている。なお、この制動部材であるアーム１０５の回動軸１０８に圧接する部分には、回動軸１０８との間に摩擦力を生じさせる摩擦制動パッド１０６が取り付けられている。
【００４６】
また、制動部３２は、アクチュエータ素子の一例である、コイルバネ状の形状記憶合金（形状記憶合ワイヤ）で形成されたコイルバネ１０４を備えている。そして、アーム１０５は回動軸１０８を挟んで軸１０７と対向する位置で、このコイルバネ１０４を介して装置本体６と連結される。なお、本実施の形態においては、コイルバネ１０４の一方の端部１０４ａは装置本体６に固定され、もう一方の端部１０４ｂはアーム１０５に固定されている。また、コイルバネ１０４と、コイル１０３との間は、図４に示すように導線１０９により接続されている。
【００４７】
ここで、既述したように、上面カバー３０が回動すると、回動軸１０８と一体の磁石１０１，１０２が回転してコイル１０３を通る磁束密度が変化し、これに伴いコイル１０３に誘導電流が発生し、この誘導電流は導線１０９を通ってコイルバネ１０４に流れる。
【００４８】
なお、この形状記憶合金のコイルバネ１０４は、電流を通すことにより収縮し、電流を止めることにより元の長さに戻るものであり、このように電流が流れることにより、コイルバネ１０４は縮む。そして、このようにコイルバネ１０４が縮むことにより、アーム１０５は軸１０７を支点として回動して摩擦制動パッド１０６を回動軸１０８に押し付け、回動軸１０８との間に上面カバー３０の回動を規制する制動力を発生させる。
【００４９】
ここで、コイル１０３は、上面カバー３０の回動速度が速いほど大きな電流を発生するため、これに伴いコイルバネ１０４の収縮力が大きくなり、結果的に大きな制動力を得ることができる。つまり、本実施の形態の制動部３２では、上面カバー３０の回動速度が早くなるほど電流発生手段の電流の発生量（発生電流量）が大きくなり、大きな制動力を発揮することができる。また、本実施の形態では、コイルバネ１０４、アーム１０５及び摩擦制動パッド１０６によって、上面カバー３０に対する制動力を変化させる制動手段が構成されている。
【００５０】
なお、本実施の形態においては、例えばコイルバネ１０４とコイル１０３との間にダイオード等を設け、上面カバー３０が下方回動するときにのみ、コイルバネ１０４に電流が流れるようにしている。これにより、ユーザーが上面カバー３０を上方回動操作する際には、制動部３２による制動力が働かないようになるので、通常の操作力で上面カバー３０を上方回動することができる。
【００５１】
以上説明したように、上面カバー３０を閉じる際、上面カバー３０の回動速度が増加すると、制動部３２は、上面カバー３０に加える制動力の大きさを増加させる。これにより、上面カバー３０に別ユニットを着脱したり、人間の操作力が加わって上面カバー３０の閉じる力が大きくなった場合でも、上面カバー３０の閉じる速度を遅くすることができる。
【００５２】
そして、このように上面カバー３０の回動速度の増加に伴って制動力の大きさが増加し、上面カバー３０の閉じる速度が遅くなるようにすることにより、別ユニットの着脱にかかわらず上面カバー３０を安定して開閉操作することができる。この結果、上面カバー３０を閉じる際の操作性の低下を防ぐことができる。
【００５３】
また、本実施の形態の制動部３２は、自己発電でコイルバネ１０４を駆動させる構成であり、上面カバー３０の開閉動作（回動動作）によって上面カバー３０の回動速度に応じた電流を発生し、コイルバネ１０４に発生した電流を供給する。したがって、装置本体６に電源が供給されていない状態でも、制動力を得ることができる。
【００５４】
なお、本実施の形態のコイルバネ（アクチュエータ素子）は作動時の電流が少なく、材質がＰＳ、ＰＣ、ＰＭＡＡなど電気化学的なものである。また、例えば、コイルバネの直径０．１ｍｍ、長さ３００ｍｍ、最大張力的１Ｎとした場合の入力は８．２Ｖで１９２ｍＡ程度である。このため、消費電力が少なく、コイルバネ１０４を装置本体６の電源により駆動するようにしても電源負荷に影響を与えることはない。
【００５５】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００５６】
図５は本実施の形態に係る画像形成装置に設けられた制動部の側面図、図６はその斜視図である。なお、図５及び図６において、既述した図３及び図４と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
【００５７】
図５及び図６において、１１４は回動軸１０８の方向に移動可能な制動部材であるスライダであり、このスライダ１１４は装置本体６に配設されたスライダ支台１１３に上下方向にスライド可能に配置されている。ここで、このスライダ１１４の上部部分は回動軸１０８に倣うように湾曲しており、この湾曲した上部部分の内壁面には摩擦制動パッド１０６が取り付けられている。さらに、このスライダ１１４は、コイルバネ１１２により、通常、回動軸１０８と摩擦制動パッド１０６とが離間するように付勢されている。
【００５８】
１１１は、スライダ支台１１３に懸架された形状記憶合金で形成されたストレートのワイヤであり、コイルバネ１１２により、回動軸１０８から離間する方向に付勢されているスライダ１１４は、このワイヤ１１１によって保持されている。なお、このアクチュエータ素子の一例としての、直線状の形状記憶合金（形状記憶ワイヤ）で形成されたであるワイヤ１１１と、コイル１０３とは不図示の導線で結線されており、コイル１０３に発生した電流がワイヤ１１１に流れるようになっている。
【００５９】
このように構成することにより、本実施の形態においても、既述したように、上面カバー３０が回動すると、回動軸１０８と一体の磁石１０１，１０２が回転してコイル１０３を通る磁束密度が変化し、これに伴いコイル１０３に誘導電流が発生する。この誘導電流は不図示の導線を通ってワイヤ１１１に流れ、このように電流が流れることにより、ワイヤ１１１は縮む。
【００６０】
そして、このようにワイヤ１１１が縮むと、これに伴いワイヤ１１１によりスライダ１１４が下方に押圧され、スライダ１１４はコイルバネ１１２に抗して回動軸側にスライドする。これにより、摩擦制動パッド１０６が回動軸１０８に押し付けられ、回動軸１０８との間に上面カバー３０の下方への回動を規制する制動力を発生させる。
【００６１】
ここで、コイル１０３は、上面カバー３０の回動速度が速いほど大きな電流を発生するため、これに伴いワイヤ１１１の収縮力が大きくなり、結果的に大きな制動力を得ることができる。つまり、本発明の制動部３２では、上面カバー３０の回動速度が早くなるほど大きな制動力を発揮することができる。これにより、既述した第１の実施の形態と同様に、別ユニットの着脱にかかわらず上面カバー３０を安定して開閉操作することができ、上面カバー３０を閉じる際の操作性の低下を防ぐことができる。
【００６２】
なお、これまでの説明においては、回動軸１０８を上面カバー側に、コイル１０３を装置本体側に設けたが、回動軸１０８を装置本体側に、コイル１０３を上面カバー側に設けるようにしても良い。つまり、回動軸１０８を上面カバー３０と装置本体６の一方に、軸支部を上面カバー３０と装置本体６の他方に設けるようにすれば良い。
【００６３】
ところで、これまで説明した第１及び第２の実施の形態では、制動部３２は、回動軸１０８に直接制動力を作用させるように構成されていたが、本発明は、これに限らず、回動軸１０８に対して間接的に制動力を作用させるように構成しても良い。
【００６４】
次に、このように回動軸１０８に対して間接的に制動力を作用させるようにした本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００６５】
図７は本実施の形態に係る画像形成装置に設けられた制動部の側面図である。なお、図７において、既述した図５と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
【００６６】
図７において、１２０は回動軸１０８に直結し、上面カバー３０の回動に伴って回転する第１ギアである回動軸側ギア、１２３は回動軸側ギア１２０の回転に伴って回転する第２ギアである制動ギアである。
【００６７】
この制動ギア１２３の内側には円筒状の空隙１２３ａが形成されており、この空隙１２３ａの内面にＳ極とＮ極の一対の磁石１０１，１０２が対向して配置されている。なお、この制動ギア１２３の空隙１２３ａには、装置本体６に上面カバー３０を取り付ける際、装置本体側に設けられたコイル１０３が入り込むように構成されている。つまり、装置本体６に上面カバー３０を取り付けた状態のとき、制動ギア１２３に対向して配置された磁石１０１，１０２の間にコイル１０３が入り込むようになっている。
【００６８】
また、図７において、１２１、１２２は回動軸側ギア１２０と制動ギア１２３との間に設けられた伝達ギアである増速ギアである。そして、上面カバー３０の回動に伴い回動軸１０８が回転すると、回動軸１０８に直結した回動軸側ギア１２０が回転し、この回動軸側ギア１２０の回転は、増速ギア１２１，１２２を介して制動ギア１２３へ増速されて伝わるようになっている。
【００６９】
さらに、このように制動ギア１２３が回転すると、制動ギア１２３と一体の磁石１０１，１０２が回転してコイル１０３を通る磁束密度が変化し、これに伴いコイル１０３に誘導電流が発生する。つまり、本実施の形態において、制動部３２は、装置本体６に設けられたコイル１０３と、制動ギア１２３に設けられた磁石１０１，１０２とにより構成され、上面カバー３０の開閉（回動）によって電流が発生する電流発生手段を備えている。そして、この誘導電流は不図示の導線を通ってワイヤ１１１に流れ、このように電流が流れることにより、ワイヤ１１１は縮む。
【００７０】
ここで、本実施の形態において、スライダ１１４は、制動ギア１２３の不図示のスリーブ部に対して接離可能となっている。そして、このようにワイヤ１１１が縮むと、これに伴いスライダ１１４がワイヤ１１１により下方に押圧され、スライダ１１４はコイルバネ１１２に抗して制動ギア側にスライドする。これにより、摩擦制動パッド１０６が制動ギア１２３のスリーブ部に押し付けられ、制動ギア１２３との間に上面カバー３０の下方への回動を規制する制動力を発生させる。
【００７１】
ところで、本実施の形態のように、上面カバー３０の回動運動を増速ギア１２１，１２２により増速して制動ギア１２３に伝達することにより、上面カバー３０の回動量が僅かな場合でも、コイル１０３に大きな電流を発生させることができる。この結果、ワイヤ１１１の収縮力が大きくなり、大きな制動力を得ることができる。
【００７２】
また、増速された制動ギア１２３に摩擦制動パッド１０６を圧接することにより、小さな力で大きな質量の回転を止めることが可能となる。これに伴い、既述した第１及び第２の実施の形態と同様に、上面カバー３０を閉じる際の操作性の低下を防ぐことができる。
【００７３】
なお、これまでの説明においては、アクチュエータ素子としてワイヤ１１１やコイルバネ１０４を例に挙げたが、本発明は、これに限らずシート状の高分子を素材とするアクチュエータ素子を用いても良い。
【００７４】
また、これまでの説明において、上面カバー３０に着脱される別ユニットとして中間転写ベルト３を例にして述べてきたが、例えば上面カバー３０に別ユニットとしてシート処理装置を着脱可能に取り付けるようにしても良い。そして、このようにシート処理装置を取り付けることにより上面カバー３０が重くなった場合でも、本発明の制動部３２を用いるようにすれば、上面カバー３０を閉じる際の操作性の低下を防ぐことができる。
【００７５】
さらに、これまでの説明においては、開閉ユニットとして上面カバー３０を例に挙げ、画像形成装置１００に本発明の開閉装置１００Ｂを適用した。しかし、本発明はこれに限らない。開閉ユニットとしては、例えば、画像形成装置の自動原稿送り装置、搬送経路を開放するための各扉、ユーザーやサービスマンによるメンテナンスにおける扉等があり、これらにも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるフルカラーの画像形成装置（フルカラープリンタ）の概略構成図。
【図２】上記画像形成装置における中間転写ベルト及びプロセスカートリッジ等を交換するときの状態を示す図。
【図３】上記画像形成装置に設けられた上面カバーを回動開閉可能に支持するヒンジ部に設けられた制動部の構成を示す側面図。
【図４】上記制動部の構成を示す斜視図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置に設けられた制動部の側面図。
【図６】上記制動部の構成を示す斜視図。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置に設けられた制動部の構成を示す側面図。
【符号の説明】
【００７７】
６ 装置本体
３０ 上面カバー
３１ ヒンジ部
３２ 制動部
１００ 画像形成装置
１００Ａ 画像形成部
１００Ｂ 開閉装置
１０１，１０２ 磁石
１０３ コイル
１０４ コイルバネ
１０５ アーム
１０６ 摩擦制動パッド
１０８ 回動軸
１１１ ワイヤ
１１４ スライダ
１２０ 回動軸側ギア
１２１，１２２ 増速ギア
１２３ 制動ギア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉装置及び画像形成装置に関し、特に装置本体に回動自在に保持された開閉ユニットに対して制動力を加える制動部の構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置においては、例えば４つの感光体ドラム上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像をそれぞれ形成した後、各色トナー像を中間転写ベルトに一次転写するようにしたものがある。そして、このように各色トナー像を転写することにより、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト上に形成される。
【０００３】
なお、このように中間転写ベルト上に形成されたフルカラーのトナー像は、この後、二次転写部において、シートに転写され、さらにこの後、定着部において加圧及び加熱されることにより、シート上に定着される。
【０００４】
ところで、このようなフルカラーのトナー像を一次転写する中間転写ベルトを備えた従来の画像形成装置において、例えば中間転写ベルトを備えた中間転写ベルトユニットを、画像形成装置本体の上部に設けるようにしたものがある。さらに、この中間転写ベルトユニットを、画像形成装置本体上面を構成する上面カバーに取り付け、中間転写ベルトを交換する際には、上面カバーを開放することにより、上面カバーと一体に中間転写ベルトユニットを交換可能位置まで移動させるようにしている。
【０００５】
ここで、中間転写ベルトユニットが取り付けられた開閉ユニットである上面カバーは重いので、開閉ユニットを開閉する開閉装置は、自重により上面カバーが急に閉じないようばねとガスダンパ、またはばねとオイルダンパを組み合わせた制動部を設けている。そして、この制動部により、閉じる方向への反発力とユーザーによる閉じる場合の操作力とを両立させている。
【０００６】
ところで、近年、アクチュエータとして、例えば電流を流すと伸縮したり変形したりするアクチュエータ素子がある。このアクチュエータ素子は、一般的に、普通のモータやソレノイドなどと区別して人工筋肉と呼ばれている。また、このアクチュエータ素子は、従来の電動モータや、シリンダソレノイド等に比べると小型化・軽量化が容易であるため、これに代わる物として知られている。
【０００７】
現在、アクチュエータ素子としては、ゴム系（空気圧駆動）、電気化学系（高分子系）、形状記憶合金を原料にした金属系のものがある。また、生物のような柔らかで静かな動きをする金属のアクチュエータということで、糸状の細いものが市販されている。ここで、電気化学系（高分子系）のアクチュエータ素子としては、軽量ソフト高分子アクチュエータがある（特許文献１参照）。
【０００８】
また、イオン交換樹脂に電極として金を特殊化学めっきにより形成し、電極表面積を非常に大きくしたことにより変位性能を大きく向上させた複合材料のシート状アクチュエータ素子がある。このアクチュエータ素子の場合は、電圧印加により素早く大きく動く特徴があり、また動作が電気的に制御できること、柔軟であること、構造体が樹脂により成り軽量であること、駆動時に騒音などの動作音がないという特徴がある。
【０００９】
さらに、形状やサイズは比較的任意に決定することができること、板厚は、０．１ｍｍ〜１０ｍｍまで製造可能であること、低電力（０．０５〜０．２Ｗ）で動作すること、素子の変形に伴い起電力が発生し、変位センサとしても使えるなどの特徴がある。
【００１０】
なお、このようなアクチュエータ素子は、表裏両面に設けられた電極板と、両電極板の内側に配され、含水高分子電解質を内蔵しているプラスチックとにより構成されている。ここで、このようなアクチュエータ素子では、表裏面の電極板に夫々プラスとマイナスの電圧を印加すると、含水高分子電解質内の陽イオンが水分を伴って陰極側へ移動し、これにより含水量が偏るようになり、表裏での膨張に差が生じて変形する。この結果、アクチュエータ素子は湾曲形状に変形する。
【００１１】
また、しなやかで強靭なポリピロール膜を用いた導電性高分子アクチュエータは、帯状フィルムの長手方向に電圧を印加すると伸縮する。また、金属コイル表面にポリピロール皮膜を形成させた複合体の導電性高分子アクチュエータ素子は、プラスとマイナスの印加で伸縮の押しと引きの両方の作動を行うことができる。
【００１２】
また、金属系のアクチュエータ素子としてはＮｉ−Ｔｉ系の形状記憶合金のアクチュエータ素子がある（特許文献２参照）。この金属のアクチュエータ素子は、針金状（ワイヤ状）の金属に電気エネルギーを付与すると、金属内部のイオンの作用により伸縮する特性を利用したものである。
【００１３】
このアクチュエータ素子は、生物のような柔らかで静かな動作が特長で、通常はナイロンの糸のようにフレキシブルでしなやかであるが、電流を流すと発熱して収縮作用が発生し、ピアノ線のように硬く、剛くなって収縮する運動をする。このアクチュエータ素子を用いることにより、筋肉のように自分で緊張収縮と弛緩伸張する人工筋肉型の繊維状アクチュエータ（駆動装置）を構成することができる。
【００１４】
なお、この金属系のアクチュエータ素子は、外部からの加熱による温度変化によって動かすことも可能である。例えば、７０℃に加熱すると収縮し、冷却すると伸張する。そして、このような金属系のアクチュエータ素子は、組織的に安定なため優れた耐久性と動作特性を示すと共に、細くても大きな力を出せるため、ミリ・マイクロサイズのアクチュエータに最適である。
【００１５】
また、金属系のアクチュエータ素子としては、Ｔｉ−Ｎｉ系の形状記憶合金を原料にし、繊維長手方向に優れた伸縮特性を引き出せるように異方性組織化された繊維状のアクチュエータ素子がある（特許文献３参照）。そして、このようなアクチュエータ素子は、繊維方向に組織化されているため巨大で安定した自己伸縮性を示し、所定の動作範囲では材料内部の変化などは起きにくく極めて安定な状態になっている。
【００１６】
【特許文献１】特開２００４−２８２９９２号公報
【特許文献２】特開２００３−２２５４７４号公報
【特許文献３】特公平６−１５１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、既述したように上面カバーが急に閉じないように、ばねとガスダンパ、又はばねとオイルダンパを組み合わせた構成の制動部を備えた従来の開閉装置及び画像形成装置において、上面カバーに別のユニットを着脱する場合がある。
【００１８】
ここで、従来の制動部において、上面カバー３０に、例えば別のユニットとして、画像が形成されたシートに対してステイプル処理等を施すシート処理装置を装着する場合がある。そして、このように別のユニットを装着した場合、開閉カバーが重くなり、自重により開閉カバーが急に閉じないように閉じる方向への反発力と、ユーザーによる閉じる場合の操作力とのバランスが崩れてしまうという問題が発生する。
【００１９】
そこで、このように別ユニットを装着する場合は、制動部の制動力が大きくなるよう、ばねと組み合わされるダンパ等を交換することが一般的である。しかし、このようにダンパ等を交換して制動部の制動力を大きくした場合、装着されていた別のユニットを外した場合は、開閉カバーを開く方向の力が増大するために、ユーザーによる操作力が増大してしまう。このため、別ユニットがはずされた場合は、開閉カバーの重量に最適な組み合わせとなるようにダンパ等を交換することが一般的である。
【００２０】
また、開閉カバーの自重に特化されたヒンジ構成は人間の操作力が加わることによる安全方向への冗長度を加えるため、結果として開閉カバーを閉じる時の操作力を大きくし、ユーザー操作性を犠牲にすることとなる。
【００２１】
このように、従来のようなばねとガスダンパ、又はばねとオイルダンパを組み合わせた構成の制動部では、上面カバーに別ユニットを着脱した場合、上面カバーを安定して開閉操作できるようにするためにはダンパ等の交換が必要となる。つまり、上面カバーに別ユニットを着脱した場合、それに応じてダンパ等を交換しなければ上面カバーを安定して開閉操作することができない。
【００２２】
そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、別ユニットの着脱にかかわらず上面カバー（開閉ユニット）を安定して開閉操作することのできる開閉装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、装置本体と、前記装置本体に回動自在に保持された開閉ユニットと、前記開閉ユニットに対して制動力を加える制動部と、を有する開閉装置において、前記制動部は、前記開閉ユニットの回動速度に応じた電流を発生する電流発生手段と、前記電流発生手段からの電流によって前記開閉ユニットに対する制動力の大きさを変化させる制動手段と、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のように、開閉ユニットの回動速度に応じて発生した電流によって開閉ユニットに対する制動力の大きさを変化させることにより、開閉ユニットを安定して開閉操作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置を備えた画像形成装置の一例であるフルカラーの画像形成装置（フルカラープリンタ）の概略構成図である。
【００２７】
この画像形成装置１００は、一定の間隔をおいて一列に配設され、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する像担持体である感光体ドラム１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ）が４個配置された画像形成部１００Ａを備えている。なお、この感光体ドラム１の周囲には、それぞれ帯電手段、現像手段、クリーニング手段が配置され、これら感光体ドラム１、帯電手段等がプロセスカートリッジ２（２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ）としてユニット化されている。
【００２８】
これらプロセスカートリッジ２の上部には、各感光体ドラム１と接触するようにして、中間転写体である中間転写ベルト３が配置されている。さらに、中間転写ベルト３の内側には、１次転写手段としての転写ローラ５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ）が中間転写ベルト３を介して各感光体ドラム１に当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト３は、２次転写対向ローラ３ａ等により支持されており、２次転写対向ローラ３ａへの駆動入力によって回転する。
【００２９】
２次転写対向ローラ３ａは、中間転写ベルト３を介して２次転写ローラ１０と当接可能に配置されており、この２次転写対向ローラ３ａと２次転写ローラ１０とにより２次転写部が構成される。また、２次転写部よりもシート搬送方向下流側には、定着ローラ１１ａと加圧ローラ１１ｂを有する定着装置１１が設置されている。
【００３０】
なお、図１において、４はプロセスカートリッジ２の鉛直方向下方に配置された露光装置であり、この露光装置４により、感光体ドラム１へ画信号に応じたレーザ光を照射して選択的な露光を行う。そして、このように感光体ドラム１を露光することにより、帯電手段によって帯電された各感光体ドラム１の表面に画像情報に応じた各色の静電潜像を形成する。
【００３１】
なお、露光装置４はレーザ光を発光する不図示の発光部材、発光部材からのレーザ光を感光体ドラム１の長手方向（主走査方向）に走査するポリゴンミラー４ａ、各種レンズや各感光体ドラム１に照射するための反射するミラー４ｂ等によって構成されている。そして、筐体４ｃに形成された不図示のスリットを介してレーザ光を各感光体ドラム１へ光照射する。
【００３２】
次に、このような構成の画像形成装置１００における画像形成動作について説明する。
【００３３】
画像形成開始信号が発せられると、所定のプロセス速度で回転駆動される各感光体ドラム１は、それぞれ帯電手段によって一様に負極性に帯電される。そして、露光装置４は、外部から入力される画像情報をカラー色ごとに分解した画信号に応じて発光部材からレーザ光を発光する。そして、レーザ光を、ポリゴンミラー４ａ、反射ミラー４ｂ等を経由して感光体ドラム上に照射し、感光体ドラム上に各色の静電潜像を形成する。
【００３４】
次に、まず感光体ドラム１Ｙ上に形成された静電潜像に、イエローのトナーを付着させて感光体ドラム１Ｙ上の静電潜像をイエロートナー像として可視像化する。このイエロートナー像は、感光体ドラム１Ｙと転写ローラ５Ｙとの間の１次転写部にて、トナーと逆極性の１次転写バイアス（正極性）が印加された転写ローラ５Ｙにより、駆動されている中間転写ベルト３上に１次転写される。
【００３５】
イエロートナー像が転写された中間転写ベルト３は、次にマゼンタのトナー像が形成された感光体ドラム１Ｍ側に移動する。そして、感光体ドラム１Ｍに形成されたマゼンタトナー像が、中間転写ベルト３上のイエロートナー像上に重ね合わせて１次転写部にて転写される。
【００３６】
以下、同様にして、中間転写ベルト３上に重畳転写されたイエロー及びマゼンタトナー像上に感光体ドラム１Ｃ，１Ｋで形成されたシアン及びブラックトナー像を各１次転写部にて順次重ね合わせる。これにより、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト３上に形成される。
【００３７】
次に、給紙カセット７に収納され、給送ローラ８によりレジストローラ９に搬送されたシートが、レジストローラ９により、中間転写ベルト３上に形成されたフルカラートナー像の先端が２次転写部に達するタイミングに合わせて２次転写部に搬送される。そして、この２次転写部に搬送されたシートに、トナーと逆極性の２次転写バイアス（正極性）が印加された２次転写ローラ１０により、フルカラーのトナー像が一括して２次転写される。
【００３８】
次に、フルカラーのトナー像が形成されたシートは、定着装置１１に搬送され、定着ローラ１１ａと加圧ローラ１１ｂとの間の定着ニップ部で加熱、加圧されることにより、フルカラーのトナー像がシートの表面に熱定着される。この後、このように画像が形成されたシートは、排出ローラ１２によって装置本体６の上面に設けられた排紙トレイ１３上に排出され、一連の画像形成動作を終了する。
【００３９】
ところで、本実施の形態において、排紙トレイ１３は、装置本体６の上面に開閉自在に保持された上部カバー３０の上面に形成されており、このように排紙トレイ１３が上面に形成されている上面カバー３０には中間転写ベルト３が着脱自在に支持されている。
【００４０】
そして、中間転写ベルト３を交換する際、又は装置本体６に対して着脱可能に装填されたプロセスカートリッジ２を感光体ドラム１等の寿命に応じて交換する際は、図２に示すように上面カバー３０を開放するようにしている。そして、このように開閉ユニットである上面カバー３０を開放することにより、中間転写ベルト３及びプロセスカートリッジ２等の交換が可能となる。
【００４１】
上面カバー３０は、装置本体奥側に設けられたヒンジ部により上下方向に回動可能に支持されている。図３及び図４は、このように上面カバー３０を回動開閉可能に支持するヒンジ部の構成を示す図である。
【００４２】
図３及び図４において、３１はヒンジ部であり、このヒンジ部３１には上面カバー３０に対して制動力を加える制動部３２が設けられている。なお、本実施の形態においては、装置本体６と、開閉ユニットである上面カバー３０と、このヒンジ部３１とによって開閉装置１００Ｂが構成される。１０８は上面カバー３０の両側面に設けられた円筒状の回動軸である。そして、この筒状の軸である回動軸１０８を装置本体６に設けられた不図示の軸支部である回動中心穴に挿入することにより、上面カバー３０は装置本体６に対し、回動軸１０８を支点として上下方向に回動可能となる。
【００４３】
ここで、この円筒状の回動軸１０８の内面にはＳ極とＮ極の一対の磁石１０１，１０２が対向して配置されており、これら磁石１０１，１０２は、上面カバー３０の開閉の際には、回動軸１０８と一体で回転するようになっている。また、装置本体側の不図示の回動中心穴にはコイル１０３が配置されており、回動軸１０８が回動中心穴に係合すると、図３及び図４に示すように、コイル１０３は対向して配置された磁石１０１，１０２の間に位置するようになる。
【００４４】
これにより、上面カバー３０が回動する際、上面カバー３０の回動軸１０８と一体に磁石１０１，１０２が回転すると、コイル１０３を通る磁束密度が変化し、この結果、コイル１０３に誘導電流が発生することとなる。つまり、本実施の形態において、制動部３２は、コイル１０３と磁石１０１，１０２とにより構成され、上面カバー３０の開閉（回動）によって電流が発生する電流発生手段を備えている。
【００４５】
また、制動部３２は、回動軸１０８の近傍に配置され、装置本体６に設けられた軸１０７を支点として回動可能なアーム１０５を備えている。このアーム１０５は、後述するように上面カバー３０が下方回動すると、軸１０７を中心に回動し、回動軸１０８に圧接して回動軸１０８に制動力を加えるようになっている。なお、この制動部材であるアーム１０５の回動軸１０８に圧接する部分には、回動軸１０８との間に摩擦力を生じさせる摩擦制動パッド１０６が取り付けられている。
【００４６】
また、制動部３２は、アクチュエータ素子の一例である、コイルバネ状の形状記憶合金（形状記憶合ワイヤ）で形成されたコイルバネ１０４を備えている。そして、アーム１０５は回動軸１０８を挟んで軸１０７と対向する位置で、このコイルバネ１０４を介して装置本体６と連結される。なお、本実施の形態においては、コイルバネ１０４の一方の端部１０４ａは装置本体６に固定され、もう一方の端部１０４ｂはアーム１０５に固定されている。また、コイルバネ１０４と、コイル１０３との間は、図４に示すように導線１０９により接続されている。
【００４７】
ここで、既述したように、上面カバー３０が回動すると、回動軸１０８と一体の磁石１０１，１０２が回転してコイル１０３を通る磁束密度が変化し、これに伴いコイル１０３に誘導電流が発生し、この誘導電流は導線１０９を通ってコイルバネ１０４に流れる。
【００４８】
なお、この形状記憶合金のコイルバネ１０４は、電流を通すことにより収縮し、電流を止めることにより元の長さに戻るものであり、このように電流が流れることにより、コイルバネ１０４は縮む。そして、このようにコイルバネ１０４が縮むことにより、アーム１０５は軸１０７を支点として回動して摩擦制動パッド１０６を回動軸１０８に押し付け、回動軸１０８との間に上面カバー３０の回動を規制する制動力を発生させる。
【００４９】
ここで、コイル１０３は、上面カバー３０の回動速度が速いほど大きな電流を発生するため、これに伴いコイルバネ１０４の収縮力が大きくなり、結果的に大きな制動力を得ることができる。つまり、本実施の形態の制動部３２では、上面カバー３０の回動速度が早くなるほど電流発生手段の電流の発生量（発生電流量）が大きくなり、大きな制動力を発揮することができる。また、本実施の形態では、コイルバネ１０４、アーム１０５及び摩擦制動パッド１０６によって、上面カバー３０に対する制動力を変化させる制動手段が構成されている。
【００５０】
なお、本実施の形態においては、例えばコイルバネ１０４とコイル１０３との間にダイオード等を設け、上面カバー３０が下方回動するときにのみ、コイルバネ１０４に電流が流れるようにしている。これにより、ユーザーが上面カバー３０を上方回動操作する際には、制動部３２による制動力が働かないようになるので、通常の操作力で上面カバー３０を上方回動することができる。
【００５１】
以上説明したように、上面カバー３０を閉じる際、上面カバー３０の回動速度が増加すると、制動部３２は、上面カバー３０に加える制動力の大きさを増加させる。これにより、上面カバー３０に別ユニットを着脱したり、人間の操作力が加わって上面カバー３０の閉じる力が大きくなった場合でも、上面カバー３０の閉じる速度を遅くすることができる。
【００５２】
そして、このように上面カバー３０の回動速度の増加に伴って制動力の大きさが増加し、上面カバー３０の閉じる速度が遅くなるようにすることにより、別ユニットの着脱にかかわらず上面カバー３０を安定して開閉操作することができる。この結果、上面カバー３０を閉じる際の操作性の低下を防ぐことができる。
【００５３】
また、本実施の形態の制動部３２は、自己発電でコイルバネ１０４を駆動させる構成であり、上面カバー３０の開閉動作（回動動作）によって上面カバー３０の回動速度に応じた電流を発生し、コイルバネ１０４に発生した電流を供給する。したがって、装置本体６に電源が供給されていない状態でも、制動力を得ることができる。
【００５４】
なお、本実施の形態のコイルバネ（アクチュエータ素子）は作動時の電流が少なく、材質がＰＳ、ＰＣ、ＰＭＡＡなど電気化学的なものである。また、例えば、コイルバネの直径０．１ｍｍ、長さ３００ｍｍ、最大張力的１Ｎとした場合の入力は８．２Ｖで１９２ｍＡ程度である。このため、消費電力が少なく、コイルバネ１０４を装置本体６の電源により駆動するようにしても電源負荷に影響を与えることはない。
【００５５】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００５６】
図５は本実施の形態に係る画像形成装置に設けられた制動部の側面図、図６はその斜視図である。なお、図５及び図６において、既述した図３及び図４と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
【００５７】
図５及び図６において、１１４は回動軸１０８の方向に移動可能な制動部材であるスライダであり、このスライダ１１４は装置本体６に配設されたスライダ支台１１３に上下方向にスライド可能に配置されている。ここで、このスライダ１１４の上部部分は回動軸１０８に倣うように湾曲しており、この湾曲した上部部分の内壁面には摩擦制動パッド１０６が取り付けられている。さらに、このスライダ１１４は、コイルバネ１１２により、通常、回動軸１０８と摩擦制動パッド１０６とが離間するように付勢されている。
【００５８】
１１１は、スライダ支台１１３に懸架された形状記憶合金で形成されたストレートのワイヤであり、コイルバネ１１２により、回動軸１０８から離間する方向に付勢されているスライダ１１４は、このワイヤ１１１によって保持されている。なお、このアクチュエータ素子の一例としての、直線状の形状記憶合金（形状記憶ワイヤ）で形成されたであるワイヤ１１１と、コイル１０３とは不図示の導線で結線されており、コイル１０３に発生した電流がワイヤ１１１に流れるようになっている。
【００５９】
このように構成することにより、本実施の形態においても、既述したように、上面カバー３０が回動すると、回動軸１０８と一体の磁石１０１，１０２が回転してコイル１０３を通る磁束密度が変化し、これに伴いコイル１０３に誘導電流が発生する。この誘導電流は不図示の導線を通ってワイヤ１１１に流れ、このように電流が流れることにより、ワイヤ１１１は縮む。
【００６０】
そして、このようにワイヤ１１１が縮むと、これに伴いワイヤ１１１によりスライダ１１４が下方に押圧され、スライダ１１４はコイルバネ１１２に抗して回動軸側にスライドする。これにより、摩擦制動パッド１０６が回動軸１０８に押し付けられ、回動軸１０８との間に上面カバー３０の下方への回動を規制する制動力を発生させる。
【００６１】
ここで、コイル１０３は、上面カバー３０の回動速度が速いほど大きな電流を発生するため、これに伴いワイヤ１１１の収縮力が大きくなり、結果的に大きな制動力を得ることができる。つまり、本発明の制動部３２では、上面カバー３０の回動速度が早くなるほど大きな制動力を発揮することができる。これにより、既述した第１の実施の形態と同様に、別ユニットの着脱にかかわらず上面カバー３０を安定して開閉操作することができ、上面カバー３０を閉じる際の操作性の低下を防ぐことができる。
【００６２】
なお、これまでの説明においては、回動軸１０８を上面カバー側に、コイル１０３を装置本体側に設けたが、回動軸１０８を装置本体側に、コイル１０３を上面カバー側に設けるようにしても良い。つまり、回動軸１０８を上面カバー３０と装置本体６の一方に、軸支部を上面カバー３０と装置本体６の他方に設けるようにすれば良い。
【００６３】
ところで、これまで説明した第１及び第２の実施の形態では、制動部３２は、回動軸１０８に直接制動力を作用させるように構成されていたが、本発明は、これに限らず、回動軸１０８に対して間接的に制動力を作用させるように構成しても良い。
【００６４】
次に、このように回動軸１０８に対して間接的に制動力を作用させるようにした本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００６５】
図７は本実施の形態に係る画像形成装置に設けられた制動部の側面図である。なお、図７において、既述した図５と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
【００６６】
図７において、１２０は回動軸１０８に直結し、上面カバー３０の回動に伴って回転する第１ギアである回動軸側ギア、１２３は回動軸側ギア１２０の回転に伴って回転する第２ギアである制動ギアである。
【００６７】
この制動ギア１２３の内側には円筒状の空隙１２３ａが形成されており、この空隙１２３ａの内面にＳ極とＮ極の一対の磁石１０１，１０２が対向して配置されている。なお、この制動ギア１２３の空隙１２３ａには、装置本体６に上面カバー３０を取り付ける際、装置本体側に設けられたコイル１０３が入り込むように構成されている。つまり、装置本体６に上面カバー３０を取り付けた状態のとき、制動ギア１２３に対向して配置された磁石１０１，１０２の間にコイル１０３が入り込むようになっている。
【００６８】
また、図７において、１２１、１２２は回動軸側ギア１２０と制動ギア１２３との間に設けられた伝達ギアである増速ギアである。そして、上面カバー３０の回動に伴い回動軸１０８が回転すると、回動軸１０８に直結した回動軸側ギア１２０が回転し、この回動軸側ギア１２０の回転は、増速ギア１２１，１２２を介して制動ギア１２３へ増速されて伝わるようになっている。
【００６９】
さらに、このように制動ギア１２３が回転すると、制動ギア１２３と一体の磁石１０１，１０２が回転してコイル１０３を通る磁束密度が変化し、これに伴いコイル１０３に誘導電流が発生する。つまり、本実施の形態において、制動部３２は、装置本体６に設けられたコイル１０３と、制動ギア１２３に設けられた磁石１０１，１０２とにより構成され、上面カバー３０の開閉（回動）によって電流が発生する電流発生手段を備えている。そして、この誘導電流は不図示の導線を通ってワイヤ１１１に流れ、このように電流が流れることにより、ワイヤ１１１は縮む。
【００７０】
ここで、本実施の形態において、スライダ１１４は、制動ギア１２３の不図示のスリーブ部に対して接離可能となっている。そして、このようにワイヤ１１１が縮むと、これに伴いスライダ１１４がワイヤ１１１により下方に押圧され、スライダ１１４はコイルバネ１１２に抗して制動ギア側にスライドする。これにより、摩擦制動パッド１０６が制動ギア１２３のスリーブ部に押し付けられ、制動ギア１２３との間に上面カバー３０の下方への回動を規制する制動力を発生させる。
【００７１】
ところで、本実施の形態のように、上面カバー３０の回動運動を増速ギア１２１，１２２により増速して制動ギア１２３に伝達することにより、上面カバー３０の回動量が僅かな場合でも、コイル１０３に大きな電流を発生させることができる。この結果、ワイヤ１１１の収縮力が大きくなり、大きな制動力を得ることができる。
【００７２】
また、増速された制動ギア１２３に摩擦制動パッド１０６を圧接することにより、小さな力で大きな質量の回転を止めることが可能となる。これに伴い、既述した第１及び第２の実施の形態と同様に、上面カバー３０を閉じる際の操作性の低下を防ぐことができる。
【００７３】
なお、これまでの説明においては、アクチュエータ素子としてワイヤ１１１やコイルバネ１０４を例に挙げたが、本発明は、これに限らずシート状の高分子を素材とするアクチュエータ素子を用いても良い。
【００７４】
また、これまでの説明において、上面カバー３０に着脱される別ユニットとして中間転写ベルト３を例にして述べてきたが、例えば上面カバー３０に別ユニットとしてシート処理装置を着脱可能に取り付けるようにしても良い。そして、このようにシート処理装置を取り付けることにより上面カバー３０が重くなった場合でも、本発明の制動部３２を用いるようにすれば、上面カバー３０を閉じる際の操作性の低下を防ぐことができる。
【００７５】
さらに、これまでの説明においては、開閉ユニットとして上面カバー３０を例に挙げ、画像形成装置１００に本発明の開閉装置１００Ｂを適用した。しかし、本発明はこれに限らない。開閉ユニットとしては、例えば、画像形成装置の自動原稿送り装置、搬送経路を開放するための各扉、ユーザーやサービスマンによるメンテナンスにおける扉等があり、これらにも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるフルカラーの画像形成装置（フルカラープリンタ）の概略構成図。
【図２】上記画像形成装置における中間転写ベルト及びプロセスカートリッジ等を交換するときの状態を示す図。
【図３】上記画像形成装置に設けられた上面カバーを回動開閉可能に支持するヒンジ部に設けられた制動部の構成を示す側面図。
【図４】上記制動部の構成を示す斜視図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置に設けられた制動部の側面図。
【図６】上記制動部の構成を示す斜視図。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置に設けられた制動部の構成を示す側面図。
【符号の説明】
【００７７】
６ 装置本体
３０ 上面カバー
３１ ヒンジ部
３２ 制動部
１００ 画像形成装置
１００Ａ 画像形成部
１００Ｂ 開閉装置
１０１，１０２ 磁石
１０３ コイル
１０４ コイルバネ
１０５ アーム
１０６ 摩擦制動パッド
１０８ 回動軸
１１１ ワイヤ
１１４ スライダ
１２０ 回動軸側ギア
１２１，１２２ 増速ギア
１２３ 制動ギア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体と、前記装置本体に回動自在に保持された開閉ユニットと、前記開閉ユニットに対して制動力を加える制動部と、を有する開閉装置において、
前記制動部は、
前記開閉ユニットの回動速度に応じた電流を発生する電流発生手段と、
前記電流発生手段からの電流によって前記開閉ユニットに対する制動力の大きさを変化させる制動手段と、を備えることを特徴とする開閉装置。
【請求項２】
前記開閉ユニットを閉じる際、前記開閉ユニットの回動速度の増加に伴って前記開閉ユニットに加える前記制動力の大きさを前記制動手段が増加させることを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
【請求項３】
前記制動部は、
前記開閉ユニットと前記装置本体との一方に設けられ、前記開閉ユニットを前記装置本体に回動自在に保持するための筒状の軸と、
前記開閉ユニットと前記装置本体との他方に設けられ、前記筒状の軸を支持する軸支部と、を備え、
前記電流発生手段は、前記筒状の軸の内壁に対向して配置された磁石と、前記軸支部に設けられ、前記対向して配置された磁石の間に位置すると共に、前記制動手段に接続されたコイルとを備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の開閉装置。
【請求項４】
前記制動部は、
前記開閉ユニットの回動に伴って回転する第１ギアと、
前記第１ギアの回転に伴って回転すると共に、内部に空隙が形成された第２ギアと、を備え、
前記電流発生手段は、前記第２ギアの空隙に対向して配置された磁石と、前記装置本体に設けられ、前記対向して配置された磁石の間に位置すると共に、前記制動手段に接続されたコイルとを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の開閉装置。
【請求項５】
前記第１ギアと前記第２ギアとの間に、前記開閉ユニットの回動速度を増速して前記第２ギアに伝達する伝達ギアを設けたことを特徴とする請求項４記載の開閉装置。
【請求項６】
前記制動手段は、前記開閉ユニットに圧接して前記開閉ユニットに制動力を加える制動部材と、前記電流発生手段からの電流によって前記制動部材を前記開閉ユニットに圧接させるよう作動し、かつ前記電流発生手段の発生電流量の大きさによって前記制動部材を前記開閉ユニットに圧接させるアクチュエータ素子と、を有し、
前記アクチュエータ素子は、直線状の形状記憶ワイヤからなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の開閉装置。
【請求項７】
前記制動手段は、前記開閉ユニットに圧接して前記開閉ユニットに制動力を加える制動部材と、前記電流発生手段からの電流によって前記制動部材を前記開閉ユニットに圧接させるよう作動し、かつ前記電流発生手段の発生電流量の大きさによって前記制動部材を前記開閉ユニットに圧接させるアクチュエータ素子と、を有し、
前記アクチュエータ素子は、コイルバネ状の形状記憶ワイヤからなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の開閉装置。
【請求項８】
装置本体と、
前記装置本体に回動自在に保持された開閉ユニットと、
前記開閉ユニットに対して制動力を加える制動部と、を有し、
前記制動部は、前記開閉ユニットの回動速度の増加に伴って前記開閉ユニットに加える前記制動力の大きさを増加させることを特徴とする開閉装置。
【請求項９】
シートに画像を形成する画像形成部と、前記請求項１乃至８のいずれか記載の開閉装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
装置本体と、前記装置本体に回動自在に保持された開閉ユニットと、前記開閉ユニットに対して制動力を加える制動部と、を有する開閉装置において、
前記制動部は、
前記開閉ユニットの回動速度に応じた電流を発生する電流発生手段と、
前記電流発生手段からの電流によって前記開閉ユニットに対する制動力の大きさを変化させる制動手段と、を備えることを特徴とする開閉装置。
【請求項２】
前記開閉ユニットを閉じる際、前記開閉ユニットの回動速度の増加に伴って前記開閉ユニットに加える前記制動力の大きさを前記制動手段が増加させることを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
【請求項３】
前記制動部は、
前記開閉ユニットと前記装置本体との一方に設けられ、前記開閉ユニットを前記装置本体に回動自在に保持するための筒状の軸と、
前記開閉ユニットと前記装置本体との他方に設けられ、前記筒状の軸を支持する軸支部と、を備え、
前記電流発生手段は、前記筒状の軸の内壁に対向して配置された磁石と、前記軸支部に設けられ、前記対向して配置された磁石の間に位置すると共に、前記制動手段に接続されたコイルとを備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の開閉装置。
【請求項４】
前記制動部は、
前記開閉ユニットの回動に伴って回転する第１ギアと、
前記第１ギアの回転に伴って回転すると共に、内部に空隙が形成された第２ギアと、を備え、
前記電流発生手段は、前記第２ギアの空隙に対向して配置された磁石と、前記装置本体に設けられ、前記対向して配置された磁石の間に位置すると共に、前記制動手段に接続されたコイルとを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の開閉装置。
【請求項５】
前記第１ギアと前記第２ギアとの間に、前記開閉ユニットの回動速度を増速して前記第２ギアに伝達する伝達ギアを設けたことを特徴とする請求項４記載の開閉装置。
【請求項６】
前記制動手段は、前記開閉ユニットに圧接して前記開閉ユニットに制動力を加える制動部材と、前記電流発生手段からの電流によって前記制動部材を前記開閉ユニットに圧接させるよう作動し、かつ前記電流発生手段の発生電流量の大きさによって前記制動部材を前記開閉ユニットに圧接させるアクチュエータ素子と、を有し、
前記アクチュエータ素子は、直線状の形状記憶ワイヤからなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の開閉装置。
【請求項７】
前記制動手段は、前記開閉ユニットに圧接して前記開閉ユニットに制動力を加える制動部材と、前記電流発生手段からの電流によって前記制動部材を前記開閉ユニットに圧接させるよう作動し、かつ前記電流発生手段の発生電流量の大きさによって前記制動部材を前記開閉ユニットに圧接させるアクチュエータ素子と、を有し、
前記アクチュエータ素子は、コイルバネ状の形状記憶ワイヤからなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の開閉装置。
【請求項８】
装置本体と、
前記装置本体に回動自在に保持された開閉ユニットと、
前記開閉ユニットに対して制動力を加える制動部と、を有し、
前記制動部は、前記開閉ユニットの回動速度の増加に伴って前記開閉ユニットに加える前記制動力の大きさを増加させることを特徴とする開閉装置。
【請求項９】
シートに画像を形成する画像形成部と、前記請求項１乃至８のいずれか記載の開閉装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１４５３８９（Ｐ２００９−１４５３８９Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１９４９８（Ｐ２００７−３１９４９８）
【出願日】平成１９年１２月１１日（２００７．１２．１１）
【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２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１１日（２００７．１２．１１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]