(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に回動自在になるように回動軸で連結された第１、第２の取付部材と、前記第１、第２の取付部材の回動に応じて伸縮する圧縮バネを含む緩衝部材と、前記第２の取付部材に固定されたカム部材と、を備え、開閉対象物を開閉するためのヒンジ装置において、
前記開閉対象物の開閉動作に応じて、前記カム部材のカム面と前記緩衝部材の一端が接触摺動して、前記圧縮バネが伸縮し、
前記カム部材のカム面に前記緩衝部材の一端が接触する凸部が設けられ、
前記開閉対象物が閉じる動作によって前記緩衝部材の一端が前記凸部に接触すると前記圧縮バネが圧縮され、
前記開閉対象物の回転モーメントと、前記カム部材の形状により設定される前記緩衝部材による回転モーメントとが不均衡状態になり、前記開閉対象物が自重により外力なしで落下し始める自重落下角度よりも小さいときに、前記緩衝部材と前記凸部とが接触することで該開閉対象物の落下を抑制することを特徴とするヒンジ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のヒンジ装置と、画像を読み取る画像読取手段と、を備え、前記開閉対象物がシート材自動搬送装置であることを特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）等の画像形成装置を備えた複写機等の画像読取装置に適用可能なシート材自動搬送装置等に使用されるヒンジ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機等の画像読取装置を用いて、原稿の複写を行う場合に、原稿のセット方法（セット位置）として大きく分けて２つ存在する。そのうちの１つはシート材自動搬送装置等を用いて原稿をシート材自動搬送装置の給紙トレイにセットし、原稿束を１枚ずつ分離し、画像読取装置の所定位置まで搬送して画像読取を行う方法である。
【０００３】
もう１つは書物（本）や糊付け等により綴じられた原稿等でシート材自動搬送装置では対応できない原稿に対してシート材自動搬送装置を開放して画像読取部であるプラテンガラス上に直接原稿をセットする方法である。この場合、日常的にシート材自動搬送装置の開閉がなされ、ヒンジ装置の耐久寿命も確保しなければならない。
【０００４】
ヒンジ装置は、相対的に回動自在になるように回動軸で連結された第１、第２の取付部材と、該第１、第２の取付部材の回動に応じて伸縮するバネ等の緩衝部材を有しており、第１の取付部材に取り付けられたシート材自動搬送装置の重みによる回転モーメントと均衡がとれるようにバネ等の緩衝部材による回転モーメントが適宜設定されている。
【０００５】
また、シート材自動搬送装置の閉位置付近においては、シート材自動搬送装置の閉位置をその重み（回転モーメント）で保持するためにシート材自動搬送装置の重みによる回転モーメントの方が緩衝部材による回転モーメントよりも大きくなるように設定している。これにより、シート材自動搬送装置は閉位置付近において自重により外力なしで自然に落下して閉じることとなる（以下、「自重落下」という）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来例では、高速複写機に具備されるシート材自動搬送装置は、特にそのシート材自動搬送装置自身の重量が重いためにヒンジ装置内に設けられているバネ等の緩衝部材は圧の強いものが用いられていてバネ等の緩衝部材の初期段階でのバラツキも大きく、また長期連続使用による緩衝部材のへたり等もあるので、シート材自動搬送装置の閉じ動作時に該シート材自動搬送装置が設計値よりも高い位置（角度）から自重落下し、衝撃を伴って閉じるといった問題が発生していた。そのため、シート材自動搬送装置の故障によるシート材の搬送不良を招いたり、衝撃音によってユーザに不快感を与えるという問題があった。
【０００７】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、上述のようなバネ等の緩衝部材の初期段階でのバラツキや、長期間連続使用によるへたり等が生じたとしても、シート材自動搬送装置等の開閉対象物の閉じ動作時に衝撃を伴うことなく、初期と同等の閉じ動作を維持することが可能なヒンジ装置及びこれを備えた画像読取装置を提供せんとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係るヒンジ装置は、相対的に回動自在になるように回動軸で連結された第１、第２の取付部材と、前記第１、第２の取付部材の回動に応じて伸縮する圧縮バネを含む緩衝部材と、前記第２の取付部材に固定されたカム部材と、を備え、開閉対象物を開閉するためのヒンジ装置において、前記開閉対象物の開閉動作に応じて、前記カム部材のカム面と前記緩衝部材の一端が接触摺動して、前記圧縮バネが伸縮し、前記カム部材のカム面に前記緩衝部材の一端が接触する凸部が設けられ、前記開閉対象物が閉じる動作によって前記緩衝部材の一端が前記凸部に接触すると前記圧縮バネが圧縮され、前記開閉対象物の回転モーメントと、前記カム部材の形状により設定される前記緩衝部材による回転モーメントとが不均衡状態になり、前記開閉対象物が自重により外力なしで落下し始める自重落下角度よりも小さいときに、前記緩衝部材と前記凸部とが接触することで該開閉対象物の落下を抑制することを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、バネ等の緩衝部材の初期段階でのバラツキや長期間連続使用によるへたり等が生じたとしてもカム部材のカム面に設けた凸部に緩衝部材の一端が接触することで開閉対象物の落下を抑制することが出来る。
【００１２】
また、本発明に係る画像読取装置は、前述のヒンジ装置と、画像を読み取る画像読取手段とを備え、前記開閉対象物がシート材自動搬送装置であることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、バネ等の緩衝部材の初期段階でのバラツキや長期間連続使用によるへたり等が生じたとしてもシート材自動搬送装置の閉じ動作時に衝撃を伴うことがなく、初期と同等の閉じ動作を維持することが可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図により本発明に係るヒンジ装置及びこれを備えた画像読取装置の一例として複写機に適用した場合の一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係るヒンジ装置が適用可能なシート材自動搬送装置を備えた画像読取装置を装備する画像形成装置の構成を示す断面説明図、図２は本発明に係るヒンジ装置が適用可能なシート材自動搬送装置の構成を示す断面説明図である。
【００１５】
また、図３は本発明に係るヒンジ装置が適用可能なシート材自動搬送装置の構成を示す側面説明図、図４は本発明に係るヒンジ装置の閉位置を示す断面説明図、図５は本発明に係るヒンジ装置の自重落下位置を示す断面説明図、図６は本発明に係るヒンジ装置のカム面に設けた凸部に緩衝部材の一端が接触する様子を示す部分拡大図、図７は本発明に係るヒンジ装置の開位置を示す断面説明図、図８は本発明に係るヒンジ装置の開閉角度に対する各種モーメント（トルク）を示す図である。
【００１６】
先ず図１及び図２を用いて本発明に係るヒンジ装置が適用可能なシート材自動搬送装置を備えた画像読取装置及びこれを装備する画像形成装置の一実施形態を説明する。
【００１７】
図１及び図２において、本発明に係るヒンジ装置が適用可能なシート材自動搬送装置となるＡＤＦ（Auto Document Feeder）１は、上方にシート状原稿を載置する載置台としての給送トレイ２を有し、該給送トレイ２上の原稿は、給送手段としての給送ローラ３により順次その最上位の原稿から繰り出され、分離手段を構成する分離搬送ローラ４及び分離パッド５により一枚ずつに分離され、画像形成装置本体の上部に設けられた画像読取装置の画像読取位置であるプラテンガラス６へ搬送される。
【００１８】
そして、画像読取手段となるスキャナユニット７により原稿画像を読み取った後、原稿は排出ローラ８により排出トレイ９上に排紙される。尚、原稿は上から順に１ページ（２ページ）、３ページ（４ページ）…の順番で排出トレイ９上に排紙される。
【００１９】
次に本発明に係るヒンジ装置が適用可能な画像読取装置を装備した画像形成装置としての複写機本体は、画像読取装置となる画像入力部（以下、「リーダ部」という）10と画像形成装置となる画像出力部（以下、「プリンタ部」という）11により構成されている。
【００２０】
リーダ部10は、画像読取対象の原稿に記録された画像情報を光学的に読み取り、光電変換して画像データとして入力するものであり、プラテンガラス６、ランプ12、ミラー13等を有するスキャナユニット７、ミラー15，16、レンズ17、イメージセンサ18等を有している。
【００２１】
リーダ部10の下部に設けられた画像出力部であるプリンタ部11において、上下段カセット20，21に収容された記録媒体等の記録シート材は図示しない分離爪と給送ローラ22，23の作用によって１枚ずつ分離給送されて適宜、レジストローラ対26に導かれる。
【００２２】
24は手差しガイドであり、該手差しガイド24上に載置された記録シート材は１枚ずつ給送ローラ25により給送されてレジストローラ対26に導かれる。28は大量の記録シート材を載置し得る記録シートデッキであり、モータ等により昇降する中板27を備え、該中板27上の記録シート材は給送ローラ29と図示しない分離爪の作用により１枚ずつ分離給送されて搬送ローラ対30に導かれる。
【００２３】
32は画像形成手段となる感光体ドラム、33は読取光学系、34は現像器、35は転写帯電器、36は分離帯電器であり、これ等により画像形成部を構成する。
【００２４】
37は画像形成された記録シート材を搬送する搬送ベルト、38は定着装置、39は搬送ローラ対、40はフラッパである。画像形成された記録シート材はフラッパ40によって本体排出ローラ対41に導かれ、記録シート材搬送方向下流側に配置された記録シート材処理装置14に排出される。
【００２５】
プラテンガラス６上で原稿画像が読み込まれた１枚の原稿に対して、設定されたコピー枚数に応じて、感光体ドラム32上にトナー画像が形成され、コピー枚数分の記録シート材が上下段カセット20，21、或いは記録シートデッキ28のいずれかからトナー画像が感光体ドラム32に形成される毎に給送される。感光体ドラム32上のトナー画像と記録シート材の位置合わせは、レジストローラ対26によって行われる。
【００２６】
19は中間トレイであって、記録シート材の両面に画像を形成する場合、或いは記録シート材の片面に重ねて画像を形成する多重画像の場合に、一度、画像が形成された記録シート材をストックする。
【００２７】
31は搬送ローラ対、42は搬送ベルト、43はフラッパ、44は搬送ベルト、45は搬送ローラ対である。両面コピーの場合にはパス46を通して中間トレイ19に記録シート材を導き、多重コピーの場合には矢印で示すパス47を通して中間トレイ19に記録シート材を導く。
【００２８】
中間トレイ19に載置された記録シート材は、補助ローラ49，50、正逆転分離ローラ対51の作用によって、下方から一枚ずつ分離されて再給送される。再給送された記録シート材は、搬送ローラ対53，54，55及び30、レジストローラ対26を介して画像形成部へ導かれて画像が形成され、画像形成後は前述と同様に機外に排出される。
【００２９】
プラテンガラス６上で原稿画像が読み込まれた１枚の原稿に対して、設定されたコピー枚数に応じて、先ずコピー枚数分の記録シート材の片面コピーがなされ、それ等は中間トレイ19上に載置される。
【００３０】
その後、ＡＤＦ１内で原稿の表裏を反転させて、再び読取部であるプラテンガラス６に導き、画像情報を読み取る。読み取られた画像は中間トレイ19から再給送される記録シート材に形成される。
【００３１】
複写機本体から排出される画像形成済みの記録シート材は、記録シート材処理装置（フィニッシャ）14に排出される。複写機本体から搬入された記録シート材は、ノンソートモードの場合には、バッファローラ61、フラッパ62、ノンソートモードパス63を介して排出ローラ対64によりサンプルトレイ65上に排出され載置される。
【００３２】
また、ソートモードの時には、バッファローラ61、フラッパ66、ソートモードパス67を介して排出ローラ対68により中間トレイとしての処理トレイ69上に排出され、一時的に載置される。
【００３３】
処理トレイ69上の記録シート材束は図示しない整合部材により記録シート材搬送方向と交差する方向の両端部が整合され、必要に応じて、記録シート材束の後端部がステイプラ70により綴じ処理された後に、束排出ローラ対71によりスタックトレイ72上に排出され積載される。
【００３４】
次に図３〜図８を用いて本発明に係るヒンジ装置の構成について説明する。図３において、シート材自動搬送装置となるＡＤＦ１は複写機本体の上部に設けられた画像読取装置となるリーダ部10に対してヒンジ装置81により回動自在に構成されている。
【００３５】
図３及び図４はヒンジ装置81が０°で閉じている状態の図であり、この時、ＡＤＦ１はリーダ部10に対して閉鎖状態にある。また、図５及び図６はヒンジ装置81が角度α1で開放している状態の図であり、この時、ＡＤＦ１はリーダ部10に対して開放状態にある。また、図７はヒンジ装置81が９０°で全開放している状態の図であり、この時、ＡＤＦ１はリーダ部10に対して全開放状態にある。
【００３６】
ヒンジ装置81は相対的に回動自在になるように回動軸82で連結された第１、第２の取付部材83，84と、該第１、第２の取付部材83，84の回動に応じて伸縮する緩衝部材となる圧縮バネ85を備えている。
【００３７】
また、第２の取付部材84にはカム部材86が固定されており、該カム部材86のカム面86ａには緩衝部材の一端となる圧縮バネ85を収容したハウジング87の当接部87ａが接触摺動するようになっている。
【００３８】
ヒンジ装置81を構成する第１の取付部材83は図示しないビス等の締結手段によりＡＤＦ１と締結固定され、該ＡＤＦ１と共に回動軸82を中心に回動する。そして、回動軸82を介して第１の取付部材83と連結している第２の取付部材84はリーダ部10に固定されている。
【００３９】
第１、第２の取付部材83，84の回動に応じて伸縮する緩衝部材となる圧縮バネ85は、その一端がハウジング87を介して第２の取付部材84に固定されているカム部材86のカム面86ａに当接して接触摺動するようになっており、他端はハウジング88を介して第１の取付部材83に固定された軸83ａに係止して固定されている。
【００４０】
カム部材86のカム面86ａの形状は、回動軸82を中心としたＡＤＦ１の重みによる回転モーメントと、「どの角度で停止させるか」或いは「どの角度から自重落下させるか」等といった所望の開閉動作条件を加味して適宜設定される。
【００４１】
本実施形態では、図５及び図６に示すように、第１の取付部材83に取り付けられた開閉対象物となるＡＤＦ１の自重による回転モーメントと、緩衝部材となる圧縮バネ85による回転モーメントとが不均衡状態になり、ＡＤＦ１の自重により外力無しで落下し始める角度α1付近にＡＤＦ１の落下を抑制する抵抗手段となる凸部86ｂをカム部材86のカム面86ａに設けている。
【００４２】
そして、図６に示すように、緩衝部材となる圧縮バネ85を保持するハウジング87の一端である当接部87ａがカム面86ａの凸部86ｂに接触することでＡＤＦ１の落下を抑制する。
【００４３】
次に、ＡＤＦ１がリーダ部10に対して閉じていく様子を前述した本発明の特徴を踏まえて図４〜図８を用いて説明する。図８はＡＤＦ１の開閉角度と回転モーメントの関係を示す図であり、図８中、ＡはＡＤＦ１の重力による閉鎖方向の回転モーメントを示し、Ｂは初期の圧縮バネ85による開放方向の回転モーメントを示し、Ｃは耐久後の圧縮バネ85による開放方向の回転モーメントを示し、Ｄはカム面86ａの凸部86ｂによる抵抗モーメントを示す。
【００４４】
図７はリーダ部10に対してＡＤＦ１が略垂直に起立して全開放した状態を示した図であり、この時、ＡＤＦ１の重みによる回転モーメントは殆どない状態である。従って、図８の開閉角度９０°の状態で示すように、圧縮バネ85による回転モーメントも殆ど不要な状態である。
【００４５】
そして、ＡＤＦ１をリーダ部10に対して閉じ始めると、ＡＤＦ１の重みによる回転モーメントが作用し始め、図４に示すように完全に閉じた状態において図８の開閉角度０°の状態で示すように、ＡＤＦ１の重みによる最も大きな回転モーメントが働くことになる。
【００４６】
本実施形態では、図５に示す角度α1以上の状態で、ＡＤＦ１がフリーストップ（自立）するように、｛圧縮バネ85による回転モーメント｝＞｛ＡＤＦ１の自重による回転モーメント｝に設定しており、画像読取装置となるリーダ部10の読取位置であるプラテンガラス６上への原稿のセットを容易にしている（図８の開閉角度α1〜９０°の範囲）。
【００４７】
そして、開閉角度α１以下の状態では、｛圧縮バネ85による回転モーメント｝＜｛ＡＤＦ１の自重による回転モーメント｝に設定しており、閉位置においてＡＤＦ１の重みによる回転モーメントで該ＡＤＦ１をリーダ部10に対して完全に閉じた状態を保てるようにしている（図８の開閉角度０°〜α1の範囲）。
【００４８】
本実施形態では、圧縮バネ85による回転モーメントが図８の実線で示す曲線Ｂの初期の設計値に対して該圧縮バネ85の初期のバラツキや長期使用による圧縮バネ85のへたりによって図８の一点鎖線で示す曲線Ｃのように低下し、初期設定よりも高い位置から図８の開閉角度α2の位置でＡＤＦ１が自重落下し始めるようになった場合でもカム部材86のカム面86ａの自重落下角度付近に凸部86ｂを設けているので、図８のＤに示すように、一旦、そこで圧縮バネ85による回転モーメントが増大し、ＡＤＦ１の落下が抑制されるようになっている。
【００４９】
つまり、ＡＤＦ１が初期の設計値よりも高い位置から落下し始めた場合においても、初期に設定した自重落下角度付近で一旦ストップし、その後、改めて外力を与えることで、初期に設定した自重落下角度から落下し始めるようになっている。
【００５０】
尚、前記実施形態では、カム部材86を使用した構成のヒンジ装置81で該カム部材86のカム面86ａに凸部86ｂを設けて抵抗手段としたが、カム部材86を使用しない構成のヒンジ装置においても、前述のカム面86ａの凸部86ｂに相当するような何らかの抵抗手段を設けることで同様の効果を得ることが出来る。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は上述の如き構成と作用とを有するのでシート材自動搬送装置等の開閉対象物が自重落下し始める角度付近に抵抗手段を設けたことで、バネ等の緩衝部材の初期段階でのバラツキや長期間連続使用によるへたり等が生じて開閉対象物が初期よりも高い角度から落下し始めても、一旦、抵抗手段のところでストップするので開閉対象物の閉じ動作時に衝撃を伴うことがなく、初期と同等の閉じ動作を維持することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るヒンジ装置が適用可能なシート材自動搬送装置を備えた画像読取装置を装備する画像形成装置の構成を示す断面説明図である。
【図２】本発明に係るヒンジ装置が適用可能なシート材自動搬送装置の構成を示す断面説明図である。
【図３】本発明に係るヒンジ装置が適用可能なシート材自動搬送装置の構成を示す側面説明図である。
【図４】本発明に係るヒンジ装置の閉位置を示す断面説明図である。
【図５】本発明に係るヒンジ装置の自重落下位置を示す断面説明図である。
【図６】本発明に係るヒンジ装置のカム面に設けた凸部に緩衝部材の一端が接触する様子を示す部分拡大図である。
【図７】本発明に係るヒンジ装置の開位置を示す断面説明図である。
【図８】本発明に係るヒンジ装置の開閉角度に対する各種モーメント（トルク）を示す図である。
【符号の説明】
１…ＡＤＦ、２…給送トレイ、３…給送ローラ、４…分離搬送ローラ、５…分離パッド、６…プラテンガラス、７…スキャナユニット、８…排出ローラ、９…排出トレイ、10…リーダ部、11…プリンタ部、12…ランプ、13…ミラー、14…記録シート材処理装置、15，16…ミラー、17…レンズ、18…イメージセンサ、19…中間トレイ、20，21…上下段カセット、22，23…給送ローラ、24…手差しガイド、25…給送ローラ、26…レジストローラ対、27…中板、28…記録シートデッキ、29…給送ローラ、30…搬送ローラ対、31…搬送ローラ対、32…感光体ドラム、33…読取光学系、34…現像器、35…転写帯電器、36…分離帯電器、37…搬送ベルト、38…定着装置、39…搬送ローラ対、40…フラッパ、41…本体排出ローラ対、42…搬送ベルト、43…フラッパ、44…搬送ベルト、45…搬送ローラ対、46，47…パス、49，50…補助ローラ、51…正逆転分離ローラ対、53，54，55…搬送ローラ対、61…バッファローラ、62…フラッパ、63…ノンソートモードパス、64…排出ローラ対、65…サンプルトレイ、66…フラッパ、67…ソートモードパス、68…排出ローラ対、69…処理トレイ、70…ステイプラ、71…束排出ローラ対、72…スタックトレイ、81…ヒンジ装置、82…回動軸、83，84…第１、第２の取付部材、83ａ…軸、85…圧縮バネ、86…カム部材、86ａ…カム面、86ｂ…凸部、87…ハウジング、87ａ…当接部、88…ハウジング
【図１】
0004585720.tif 000002
【図２】
0004585720.tif 000003
【図３】
0004585720.tif 000004
【図４】
0004585720.tif 000005
【図５】
0004585720.tif 000006
【図６】
0004585720.tif 000007
【図７】
0004585720.tif 000008
【図８】
0004585720.tif 000009