(57)【要約】【課題】  画像形成装置本体の垂直壁面に付加されるユニットへ掛かる水平・垂直方向の力とは無関係に、安定した開閉連結部材の固定状態を保持できる開閉部結合装置を提供する。【解決手段】  画像形成装置本体１と、下側に設けられた軸周りの回転による開閉構造により前記画像形成装置本体１の側面に付加されるユニット２を開閉・結合する開閉部結合装置において、フック５が前記画像形成装置本体１に設けられかつ一体構造としたピン部材３を噛み込むような爪５ａを一端に備え、そして前記ユニット２に設けられかつ一体構造としたピン部材４を軸として、前記フック５の前記爪５ａと前記画像形成装置本体１の前記ピン部材３の接触点と前記ユニット２の前記ピン部材４の軸中心までの水平方向の距離をｌ2、垂直方向の距離をｌ3としたとき、前記水平方向と前記フック５の前記爪５ａの角度θ2がｔａｎ-1（ｌ2／ｌ3）で決まる角度以下である。【選択図】  図２
2007034150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置本体の側面に配置されると共に該画像形成装置本体の下部に設けた回動軸を中心として開閉自在に支持されたユニットを該画像形成装置本体に対してロックしたりロック解除する開閉部結合装置において、
前記ユニットに設けた軸によって回動自在に支持されると共に先端に爪を備えたフックと、前記画像形成装置本体側に設けられて前記ユニットが閉止位置にあるときに前記フックの爪が係合可能なピン部材と、を備え、
前記フックの爪と前記ピン部材との接触点と、前記ユニットの軸の軸中心までの水平方向の距離をｌ2、垂直方向の距離をｌ3としたとき、前記水平方向と前記フックの爪の角度θ2がｔａｎ-1（ｌ2／ｌ3）で決まる角度以下であることを特徴とする開閉部結合装置。
【請求項２】
前記フックは、前記ユニットの前記軸を回転中心として回動可能であることを特徴とする請求項１記載の開閉部結合装置。
【請求項３】
前記フックの爪が前記ピン部材に係合することによって前記ユニットを前記画像形成装置本体に連結したときに、その結合状態を維持する向きの回動方向に前記フックを付勢する弾性体を備え、その回動力をｆ、この力点と前記ピン部材の軸中心の垂直方向の距離をｌ5、前記軸に掛かる垂直方向の力をＲ1としたとき、前記フックの前記爪の角度θ2がｔａｎ-1｛（ｆｌ5＋Ｒ1ｌ2）／Ｒ1ｌ3｝で決まる角度以下であることを特徴とする請求項２記載の開閉部結合装置。
【請求項４】
前記フックをモールド部品とし、前記軸を角パイプとしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の開閉部結合装置。
【請求項５】
前記ユニットの重心は、前記回動軸に対して前記画像形成装置本体より外側にあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の開閉部結合装置。
【請求項６】
前記ユニットは両面ユニットであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の開閉部結合装置。
【請求項７】
前記ユニットは反転ユニットであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の開閉部結合装置。
【請求項８】
前記ユニットは縦搬送ユニットであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の開閉部結合装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載の開閉部結合装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連結部材の開閉部ロック用フック形状部材とこのフック形状部材の爪が掛かるピンの構成、とくに画像形成装置における構成要素としての開閉部結合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置等の本体の垂直壁面にフックとピンの構成によって所望のユニットを付加する提案がなされている（例えば、特許文献１乃至３参照）。
特許文献１乃至３には、本発明に関連するような技術、すなわち、フックとピンの構成による開閉連結装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−３３４７２５公報
【特許文献２】特開２０００−２４７４７２公報
【特許文献３】特開平０５−２６１９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来例にあっては、フックとピンの構成によっては、フックが抜け易くなり、安定して開閉連結部材同士の固定状態を保持することができない。
そこで、本発明の目的は、画像形成装置本体の垂直壁面に付加されるユニットへ掛かる水平・垂直方向の力とは無関係に、安定した開閉連結部材の固定状態を保持できる開閉部結合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、画像形成装置本体と、下側に設けられた軸周りの回転による開閉構造により前記画像形成装置本体の側面に付加されるユニットを開閉・結合する開閉部結合装置において、フックが前記画像形成装置本体に設けられかつ一体構造としたピン部材を噛み込むような爪を一端に備え、そして前記ユニットに設けられかつ一体構造としたピン部材を軸として、前記フックの前記爪と前記画像形成装置本体の前記ピン部材の接触点と前記ユニットの前記ピン部材の軸中心までの水平方向の距離をｌ2、垂直方向の距離をｌ3としたとき、前記水平方向と前記フックの前記爪の角度θ2がｔａｎ-1（l2／ｌ3）で決まる角度以下である開閉部結合装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記フックが前記ユニットの前記ピン部材を軸として回動可能である請求項１記載の開閉部結合装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記ユニットを前記フックの下部により前記画像形成装置本体に連結しかつ固定状態を維持する向きの弾性による回動力を有する弾性体を備え、その回動力をｆ、この力点と前記ピン部材の軸中心の垂直方向と距離をｌ5、前記軸に掛かる垂直方向の力をＲ1としたとき、前記フックの前記爪の角度θ2がｔａｎ-1｛（ｆｌ5＋Ｒ1ｌ2）／Ｒ1ｌ3｝で決まる角度以下である請求項２記載の開閉部結合装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記フックをモールド部品とし、前記ピン部材を角パイプとした請求項１乃至３のいずれか１項記載の開閉部結合装置を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記ユニットの重心が前記軸に対して前記画像形成装置本体より外側にある請求項１乃至３のいずれか１項記載の開閉部結合装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記ユニットが両面ユニットである請求項１乃至３のいずれか１項記載の開閉部結合装置を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、前記ユニットが反転ユニットである請求項１乃至３のいずれか１項記載の開閉部結合装置を特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、前記ユニットが縦搬送ユニットである請求項１乃至３のいずれか１項記載の開閉部結合装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、フックの爪と画像形成装置本体のピン部材の接触点とユニットのピン部材の軸中心までの水平方向の距離をｌ2、垂直方向の距離をｌ3とし、水平方向とフックの一端に備えた爪の角度θ2がｔａｎ-1（ｌ2／ｌ3）で決まる角度以下であるようなフックとピンの構成とすることにより、ユニットにかかる水平・垂直方向の力とは無関係に、フックはピン部材から抜け易くならず、ユニットと画像形成装置本体の固定状態を安定して保持することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明を適用する画像形成装置本体とこれに付加されたユニットを示す概略正面図である。図１を用いて全体の動きを説明する。
軸周りの回転による回動開閉構造により、画像形成装置本体１の垂直壁面に付加されるユニット２が回動開閉されるような構成となっている。ユニット２は回動軸６を中心として矢印で示す方向へ回動する。
ユニット２は、例えば両面印刷時に片面記録済み用紙を一旦退避させてから再給紙するための両面ユニットであってもよいし、用紙を反転させる反転ユニットであってもよいし、用紙を縦方向に搬送する縦搬送ユニットであってもよい。
図２は本発明による開閉部結合装置の第１の実施の形態を模式的に示す概略図である。フック５は、その一端に爪５ａを備え、他端はピン部材（軸）４によってユニット２に対して回動自在に支持されている。フック５の爪５ａがピン部材３に係合することにより、ユニット２が装置本体１に対してロックされた状態となる。
【０００７】
本発明では、フック５、画像形成装置本体１に備え付けられかつ一体構造としたピン部材（係止ピン）３、ユニット２に備え付けられかつ一体構造としたピン部材４の構成により、ユニット２に掛かる水平・垂直方向の力とは無関係に、画像形成装置本体１とユニット２の開閉部固定状態を保持することが可能となる。
つまり、本発明では、画像形成装置本体１の側面に配置されると共に該画像形成装置本体の下部に設けた回動軸６を中心として開閉自在に支持されたユニット２を該画像形成装置本体に対してロックしたりロック解除する開閉部結合装置に関するものである。
この開閉結合装置は、ユニット２に設けた軸４によって回動自在に支持されると共に先端に爪５ａを備えたフック５と、画像形成装置本体側に設けられてユニットが閉止位置にあるときにフックの爪が係合可能なピン部材３と、を備えている。更に、フックの爪とピン部材との接触点と、ユニットの軸の軸中心までの水平方向の距離をｌ2、垂直方向の距離をｌ3としたとき、水平方向とフックの爪の角度θ2がｔａｎ-1（l2／ｌ3）で決まる角度以下である点に一つの特徴を有する。
【０００８】
図２は、図１のＡ部に設置したフック５とピン部材３、４の構成を拡大化したものであり、フック５の爪５ａとピン部材３との接触点と、ピン部材（軸）４の軸中心までの水平方向の距離をｌ2、垂直方向の距離をｌ3とし、水平方向とフック５の爪５ａの角度θ2をｔａｎ-1（ｌ2/ｌ3）とする開閉部結合装置を示している。
このようなフック５と爪５ａ、ピン部材３、４の構成をとるとき、図２の応力状態にある力の釣り合いと力のモーメントは、
Ｐ1−Ｓ1＋Ｒ1＝０        ・・・（１）
Ｐ2＋Ｓ2−Ｒ2＝０        ・・・（２）
Ｐ1ｌ1＋Ｐ2ｌ4−Ｓ1ｌ2＋Ｓ2ｌ3＝０   ・・・（３）
Ｐ1＝Ｐｃｏｓθ1        ・・・（４）
Ｐ2＝Ｐｓｉｎθ1        ・・・（５）
Ｓ1＝Ｓｃｏｓθ2        ・・・（６）
Ｓ2＝Ｓｓｉｎθ2        ・・・（７）
Ｐ＝Ｓ（Ｉ2ｃｏｓθ2−Ｉ3ｓｉｎθ2）／（Ｉ1ｃｏｓθ1−Ｉ2ｓｉｎθ1）・・・（８）
（３）、（４）、（５）、（６）、（７）より、（８）式が成り立ち、
０＜θ１＜９０°
において、（８）の分母は正であるからθ2が
０＜θ2＜ｔａｎ-1（ｌ2／ｌ3）
であるとき、Ｐ＞０が成り立つ。
したがって、この条件を満たしているとき、常にピン部材３の上面とフック５が接触していることとなるため、フック５はピン部材３から抜け易くならない。
それゆえ、開閉部結合装置は、フック５の爪５ａとピン部材３の接触点とピン部材４における軸中心の水平方向の距離をｌ2、垂直方向の距離をｌ3としたとき、水平方向とフック５の爪５ａの角度θ2がｔａｎ-1（ｌ2／ｌ3）で決まる角度であるような構成を有している。
かくして、本発明によれば、ユニット２に掛かる水平・垂直方向の力とは無関係に、画像形成装置本体１とユニット２の固定状態を安定して保持することが可能である。
重心が軸に対して画像形成装置本体１より外側にあるユニット２にこの構成を有するフックを取り付けることで、本発明のユニット２と画像形成装置本体１の固定状態を安定して保持する効果が大きく、より安全となる効果がある。
【０００９】
図３はフックが軸を中心として回転してピン部材から抜けるさいの様子を示す模式図である。図３では、フック５がアンロックされた状態を示している。図３において、ユニット２側でピン部材４の周りに回動するフック５の爪５ａは画像形成装置本体１側のピン部材３から抜け出ている。
フック５を軸（ピン部材４）周りに回動可能にし、ピン部材４を中心としてフック５を回転させてピン部材３から抜けるような構成にすることにより、フック５がピン部材３に接触する狙いの位置に定まり易くすることができる。
開閉部結合装置は、また、上述したフック５をモールド部品とし、ピン部材（軸）４を角パイプとして構成することもできる。さらに、ユニット２の重心を回動軸６に対して画像形成装置１本体より外側にすることもできる。かかる開閉部結合装置を適用するユニット２は両面ユニット、反転ユニット、縦搬送ユニット等であってもよい。
【００１０】
図４は本発明による開閉部結合装置の第２の実施の形態を示す模式図である。図４を用いて説明する。図４は、図１のＡ部に設置したフックとピンの構成を拡大化したものである。
図４の第２の実施の形態は、上記した第１の実施の形態の構成に加え、さらにフック５下部にユニット２を画像形成装置１本体に連結しかつ固定状態を維持する向きの弾性を有する弾性体（ばね）７を備え、その回動力により回動する。
この開閉部結合装置は、その回動力をｆ、この力点とピン部材４の軸中心の垂直方向の距離をｌ５、軸にかかる垂直方向の力をＲ１とし、フック５の爪５ａの角度θ2が、ｔａｎ-1｛（ｆｌ5＋Ｒ１ｌ2）／Ｒ１ｌ3｝であるようになっている。
このようなフック５と爪５ａ、ピン部材の構成をとるとき、図の応力状態にある力の釣り合いと力のモーメントは、
Ｐ1−Ｓ1＋Ｒ1＝０                   ・・・（９）
Ｐ2＋Ｓ2−Ｒ2−ｆ＝０              ・・・（１０）
Ｐ1ｌ1＋Ｐ2ｌ4−Ｓ1ｌ2＋Ｓ2ｌ3−ｆｌ5＝０  ・・・（１１）
Ｐ1＝Ｐｃｏｓθ1                    ・・・（１２）
Ｐ2＝Ｐｓｉｎθ1                    ・・・（１３）
Ｓ1＝Ｓｃｏｓθ2                    ・・・（１４）
Ｓ2＝Ｓｓｉｎθ2                    ・・・（１５）
Ｐ＝ｆｌ5＋Ｒ1ｌ2−Ｒ1ｌ3ｔａｎθ2／（Ｉ1ｃｏｓθ1−Ｉ2ｓｉｎθ1＋ｌ3ｔａｎθ2＋ｌ4ｓｉｎθ1）・・・（１６）
（１１）、（１２）、（１３）、（１４）、（１５）より、（１６）式が成り立ち、
０＜θ1＜９０°において、（１６）の分母は正であるからθ2が
０＜θ2＜ｔａｎ-1｛（ｆｌ5＋Ｒ1ｌ2）／Ｒ1ｌ3｝
であるとき、Ｐ＞０が成り立つ。
この条件を満たしているとき、常にピン部材３の上面とフック５が接触していることとなるため、フック５はピン部材３から抜け易くならない。よって画像形成装置本体１とユニット２の固定状態を安定して保持することが可能である。さらにばね力ｆの値によっては角度θ2を大きくすることができ、設計の自由度を向上させる効果もある。
また、図示してないが、フック５の下部にロック・アンロックするための取っ手を取り付け、その取っ手の押下操作によりフック５がばね７の回動力に抗して回動する構成にすることによって、ロック・アンロックをワンタッチで操作することが可能となるため、ユニットの開閉操作性を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用する画像形成装置本体とこれに付加されたユニットを示す概略正面図である。
【図２】本発明による開閉部結合装置の第１の実施の形態を模式的に示す概略図である。
【図３】フックが軸を中心として回転してピン部材から抜けるさいの様子を示す模式図である。
【図４】本発明による開閉部結合装置の第２の実施の形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００１２】
１  画像形成装置
２  ユニット
３  ピン部材
４  ピン部材（軸）
５  フック
５ａ  爪
６  回動軸
７  弾性体（ばね）
【図１】
2007034150.tif 000003
【図２】
2007034150.tif 000004
【図３】
2007034150.tif 000005
【図４】
2007034150.tif 000006