(57)【要約】【課題】一の軸を中心に独立に回動可能である２つの部材の衝撃を一つの装置で、緩和する。【解決手段】一つの軸を中心として筐体に対して予め定めた第１角度まで単独で回動可能な第１扉２１０、および第１扉２１０と一体となって装置本体１１０に対して第１角度より大きな第２角度まで回動可能な第２扉２２０を備える開閉装置に配置され、第１扉２１０と装置本体１１０との間に設置され第１扉２１０を押す押圧機構３００を備えり。押圧機構３００は、第１角度に至るまで予め定めた第１の力で第１扉２１０を閉まる方向に押し付け、第１扉２１０とともに第２扉２２０が開くとき、第１角度から第２角度に至るまで第１の力より大きな第２の力で第１扉２１０を押し付ける不等ピッチ圧縮コイルスプリングであるコイルスプリング３３０を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸を中心として筐体に対して初期状態から予め定めた第１角度まで単独で回動可能な第１部材、および前記軸を中心として前記第１部材と一体となって前記筐体に対して前記初期状態から前記第１角度より大きな第２角度まで回動可能な第２部材とからなる開閉装置に配置され、前記第１部材が開状態のとき前記第１部材を前記初期状態に戻す方向に押す押圧機構を備える衝撃緩和装置であって、
前記押圧機構は、
前記第１角度に至るまで予め定めた第１の力で前記第１部材を、前記第１部材を前記初期状態に戻す方向に押し付け、
前記第１角度から前記第２角度に至るまで前記第１の力より大きな第２の力で前記第１部材を、前記第１部材を前記第２部材とともに前記初期状態に戻す方向に押し付けることを特徴とする衝撃緩和装置。
【請求項２】
前記押圧機構は、
前記第１角度までの間、前記第１部材の荷重を支持するのに必要な力より小さな力で前記第１部材を押し付け、
前記第１角度から前記第２角度の間は、前記第１部材および前記第２部材の荷重を支持するのに必要な力より小さな力で前記第１部材を押し付ける非線形特性を備えることを特徴とする請求項１に記載の衝撃緩和装置。
【請求項３】
前記押圧機構は、不等ピッチ圧縮コイルスプリングであることを特徴とする請求項２に記載の衝撃緩和装置。
【請求項４】
前記不等ピッチ圧縮コイルスプリングのスプリング荷重の変化点が、前記第１部材が前記第１角度より大きな角度に開いた箇所であることを特徴とする請求項３に記載の衝撃緩和装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の衝撃緩和装置と、前記筐体に配置され記録媒体に画像を形成する作像手段と、を備える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、衝撃緩和装置、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の多くは、ユーザーが用紙や消耗品を交換したり、紙詰まりを除去したりするために軸を中心として開閉できる部材、例えばカバーやドアを備えている。このような画像形成装置においてカバーやドアの操作に際して、ユーザーによってカバーやドアを開閉する力が異なるため、開閉時の衝撃を許容範囲に押さえるための衝撃緩和装置が搭載されている。
【０００３】
特許文献１には、給紙トレイを装置の前側に引出可能に設けた画像形成装置が記載されている。この画像形成装置では、給紙トレイの前後方向の位置決めを、給紙トレイの後方から該給紙トレイを前方へ押し出す方向に押圧する押圧機構と、該押圧機構により前記給紙トレイが後方から押圧されたときに、所定位置よりも前記給紙トレイが前方に出ることを規制するストッパ部材により行い、押圧機構は、給紙トレイが予め定めたセット位置よりも押し込まれる場合には給紙トレイを確実に前記ストッパ部材に押し当てて前記セット位置まで押し戻すのに十分な押圧力で押圧して押し戻し、給紙トレイがセット位置に押し込まれる直前までは比較的小さな荷重で前記給紙トレイを装置前方側へ押圧するよう設けられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した画像形成装置には、同じ軸を中心として回動する複数の部材を備える開閉装置があり、この開閉装置には、例えば圧縮スプリングを用いた衝撃緩和装置を共通化して配置することができ、これにより省スペース化、部品点数低減によるコスト低減、製品重量低減が見込める。しかしながら、必要な荷重が異なる複数のカバーを、一方の荷重に合わせた一つの衝撃緩和装置で緩衝しようとすると、他方の部品が破損してしまうことや、一方のカバーが完全に開け切れないことがある。このため、通常はそれぞれの部材に専用の衝撃緩和装置を設置する必要があり、衝撃緩和装置を設置するためのスペースが増加したり、部品点数を低減できなかったりする。
【０００５】
そこで、本発明は、一の軸を中心に独立に回動可能である２つの部材の衝撃を一つの装置で緩和することができる衝撃緩和装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る衝撃緩和装置は、軸を中心として筐体に対して初期状態から予め定めた第１角度まで単独で回動可能な第１部材、および前記軸を中心として前記第１部材と一体となって前記筐体に対して前記初期状態から前記第１角度より大きな第２角度まで回動可能な第２部材とからなる開閉装置に配置され、前記第１部材が開状態のとき前記第１部材を前記初期状態に戻す方向に押す押圧機構を備える衝撃緩和装置であって、前記押圧機構は、前記第１角度に至るまで予め定めた第１の力で前記第１部材を、前記第１部材を前記初期状態に戻す方向に押付け、前記第１角度から前記第２角度に至るまで前記第１の力より大きな第２の力で前記第１部材を、前記第１部材を前記第２部材とともに前記初期状態に戻す方向に押し付けることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、共通の軸を中心に独立に回動可能である２つの部材が開く際の緩衝を、一つの衝撃緩和装置で行わせることができ、省スペース化、部品点数低減、コスト低減、製品重量低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る衝撃緩和装置を使用しうる画像形成装置の外観を示す斜視図である。
【図２】同画像形成装置の第１扉を単独で開いた状態を示す斜視図である。
【図３】同画像形成装置の第１扉および第２扉を一体として開いた状態を示す斜視図である。
【図４】同画像形成装置の第１扉および第２扉の取り付けを示す斜視図である。
【図５】衝撃緩和装置を示す斜視図である。
【図６】同衝撃緩和装置の動作を示す断面図である。
【図７】同衝撃緩和装置に使用するコイルスプリングを示す斜視図である。
【図８】同コイルスプリングの長さと反発力との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態に係る衝撃緩和装置、および画像形成装置について説明する。まず、本発明の一実施形態に係る衝撃緩和装置を使用しうる画像形成装置について説明する。図１は画像形成装置の外観を示す斜視図である。画像形成装置１００は、装置本体１１０の内部に例えば公知の作像手段を備える。作像手段としては電子写真式のものが採用できる。画像形成装置１００は、給紙トレイ１２０に配置された記録媒体である用紙に作像手段で、画像を形成して排紙トレイ１３０に排出する。また、画像形成装置１００には、開閉装置として、筐体である装置本体１１０の前側下方に共通の軸を中心に独立して回動可能な第１部材である第１扉２１０および第２部材である第２扉２２０を備えている。
【００１０】
図２は同画像形成装置の第１扉を単独で開いた状態を示す斜視図、図３は同画像形成装置の第１扉および第２扉を一体として開いた状態を示す斜視図である。第１扉２１０は、手差し給紙に必要な予め定めた第１角度θ１（図２参照）まで単独で回動可能とされる。また、第２扉２２０は、第１扉２１０と一体となって内部の消耗品を交換できる第１角度θ１より大きな第２角度θ２（図３参照）まで回動可能とされる。第１扉２１０と、第２扉２２０とは下方の共通の軸を中心として、回動可能である。また、第１扉２１０は第２扉２２０より小さく形成されている。第２扉２２０は、装置本体１１０前側に開設された開口部を開閉可能にふさぐ。
【００１１】
図２に示すように、第１扉２１０は、常時は第１扉固定部１５０で第２扉２２０に対して閉状態、すなわち初期状態に保持され、手差し給紙を行うときに第１扉固定部１５０が解除され、図２に示すように引き出されて第１角度θ１まで開かれる（開状態）。開状態とされた第１扉２１０に沿って内部に記録媒体を１枚ずつ差し入れて供給する。また、第２扉２２０は、常時は第２扉固定部１４０で装置本体１１０に閉状態、すなわち初期状態に保持され、装置本体１１０内の現像器や感光ドラム等の消耗品を交換するとき、第２扉固定部１４０を解除されて引き出されて開状態にされる。
【００１２】
また、第１扉２１０は、第２扉２２０に形成された開口２２１にはまり込み、第１扉２１０を第２扉２２０の開口２２１にはめ込んだ状態で、第２扉２２０を閉状態としたとき、第１扉２１０および第２扉２２０は、装置本体１１０の前側の外装をなす。
【００１３】
次に第１扉２１０および第２扉２２０の装置本体１１０への取り付けについて説明する。図４は同画像形成装置の第１扉および第２扉を一体として開いた状態を示す斜視図である。本実施形形態に係る画像形成装置１００において、装置本体１１０には、給紙トレイ１２０を配置した箇所の上側に押圧機構３００が配置される。また、図４(ａ)に示すように、押圧機構３００の上側にベース部材４００が取り付けられている。ベース部材４００には、第２扉２２０をその下部で回動自在に保持する２本のベース部軸部材４１０、４１０が形成されている。第２扉２２０は、ベース部軸部材４１０、４１０に軸支され、ベース部材４００に回動自在に保持され、所定の第２角度θ２まで開くことができる。
【００１４】
また、第２扉２２０には、図４（ｂ）に示すように、第１扉２１０をその下部で外側から軸支する２つの軸部材２３０、２３０が形成されている。第１扉２１０は、軸部材２３０、２３０に軸支されて回動自在に保持される。第１扉２１０は、単独で所定の第１角度θ１まで開くことができる。
【００１５】
第２扉２２０の開口２２１には、第１扉２１０が開口２２１にはまり込んだ状態で、第２扉２２０が第１扉２１０を越えて開状態となるのを防止する回動防止縁部２２２が形成されている。なお、ベース部軸部材４１０、４１０および軸部材２３０、２３０とは直線状に配置され同一の軸として構成される。
【００１６】
第１扉２１０を開くと、図２に示すように、軸部材２３０、２３０を軸として回動し、押圧機構３００で緩衝されつつ開いて第１角度θ１で停止する。このとき、第１扉２１０は完全に開き、押圧機構３００に押し返されることなく、完全に開いた状態で維持される。
【００１７】
図３に示すように、第１扉２１０および第２扉２２０を同時に開くと、第２扉２２０がベース部軸部材４１０、４１０を軸として回動し、第１扉２１０が単体で開くことができる最大角度である第１角度θ１より大きな第２角度θ２まで開く。このとき、第１扉２１０が押圧機構３００に接触し、第１扉２１０および第２扉２２０の衝撃を緩和する。
【００１８】
次に押圧機構３００について説明する。図５は衝撃緩和装置を示す斜視図、図６は同衝撃緩和装置の動作を示す断面図である。押圧機構３００は、第１扉２１０と装置本体１１０の間で、第１扉２１０を閉める方向に押す。押圧機構３００は、第１扉２１０を第１角度θ１に至るまで予め定めた第１の力Ｆ１で第１扉２１０を閉める方向（初期状態に戻す方向）に押す。ただし、この第１の力Ｆ１は第１扉２１０の角度で変化する。また、この第１の力Ｆ１は、自重で第１扉２１０が開くのを阻止できる力より小さい。このため、第１扉２１０は、第１扉固定部１５０を解除して一定角度開くと自重で開状態となる。
【００１９】
さらに、押圧機構３００は、第１扉２１０と一体となった第２扉２２０を第１角度θ１から第２角度θ２に至るまで第１の力Ｆ１より大きな第２の力Ｆ２で第１扉２１０および第２扉２２０を閉まる方向（初期状態に戻す方向）に押す。ただし、この第２の力Ｆ２は第１扉２１０および第２扉２２０の角度で変化する。また、この第２の力Ｆ２は、自重で第１扉２１０および第２扉２２０が開くのを阻止できる力より小さい。このため、第２扉２２０は、第１扉２１０とともに第２扉固定部１４０を解除して一定角度開くと自重で開状態となる。
【００２０】
これにより、第１扉２１０の緩衝、および第１扉２１０と一体となった第２扉２２０の緩衝を一つの押圧機構３００で行うことができる。
【００２１】
図５に示すように、押圧機構３００は、装置本体１１０前面であって給紙トレイ１２０の設置開口の上部に配置された基部３１０を備える。そして、基部３１０には、２箇所に圧縮により第１の力Ｆ１および第２の力Ｆ２を発生するコイルスプリング３３０を備える。コイルスプリング３３０には、第１扉２１０の接触部２１１が接触して、コイルスプリング３３０を押し付ける、押圧部材３４０が配置されている。コイルスプリング３３０は、基部３１０に配置されたスプリング保持部材３２０に挿通され、スプリング保持部材３２０に取付けられる。また押圧部材３４０は、スプリング保持部材３２０のスライド取付け部３５０にコイルスプリング３３０に接触して配置される。
【００２２】
図６は同衝撃緩和装置の動作を示す断面図である。押圧部材３４０は、軸部材２３０、２３０およびベース部軸部材４１０、４１０の設置位置より内側に離間して配置される。このため、図６（ａ）に示す初期状態から、図６（ｂ）に示すように、第１扉２１０が開状態となったとき、押圧部材３４０は、第１扉２１０下端の接触部２１１に接触して押されてコイルスプリング３３０を圧縮する。なお、第１扉２１０が閉状態である初期状態のとき、開口２２１と、押圧部材３４０との間には寸法ｄ（図６（ａ）参照）だけ離間するようにしている。
【００２３】
次にコイルスプリング３３０について説明する。図７は同衝撃緩和装置に使用するコイルスプリングを示す斜視図である。このコイルスプリング３３０は、不等ピッチ圧縮コイルスプリングである。このコイルスプリング３３０は、ピッチが小さい小ピッチ領域３３１と、ピッチが大きい大ピッチ領域３３２とを備え、非線形特性を備える。コイルスプリング３３０が圧縮されていくとき、小ピッチ領域３３１が先に密着し、その後、大ピッチ領域３３２が圧縮される。このため、小ピッチ領域３３１が密着したときの前後で異なる２つのスプリング荷重を実現することができる。
【００２４】
第１扉２１０を単体で開く最大角度まで開いた状態での押圧部材３４０が押し込まれる量においては、小ピッチ領域３３１および大ピッチ領域３３２がともに圧縮され押圧力（第１の力Ｆ１）を発生させる。発生する押圧力（第１の力Ｆ１）は、第１扉２１０の荷重より小さくなるように設定される。このため、第１扉２１０が完全に開き切らなかったり、開いた後に押圧機構３００により押し戻されたりすることがない。
【００２５】
また、第１扉２１０が第２扉２２０と一体となり、第２扉２２０が開くとき、第１扉２１０が回動して押圧部材３４０を押し、コイルスプリング３３０により緩衝される。第１角度θ１を越えたとき、コイルスプリング３３０の押圧力（第２の力Ｆ２）は、第１扉２１０および第２扉２２０を支持するために要する荷重より小さくなるように設定されている。このため、第１扉２１０および第２扉２２０が完全に開き切らなかったり、開いた後に押圧機構３００により押し戻されたりすることがない。
【００２６】
これをグラフに基づいて説明する。図８は同コイルスプリングの長さと反発力との関係を示すグラフである。不等ピッチ圧縮コイルスプリングであるコイルスプリング３３０のスプリング荷重とスプリング長の関係を示す。第１扉２１０が単体で開く最大角度（第１角度θ１）まで開くとき（第１扉オープン領域）では、小ピッチ領域３３１および大ピッチ領域３３２の両方が圧縮され押圧力を発生させる。
【００２７】
この発生する押圧力（第１の力Ｆ１）は、第１扉２１０を支持するために要する荷重Ｇ１より小さくなるように設定されている。このため、第１扉２１０が完全に開き切らなかったり、開いた後に第１扉２１０が押圧機構３００で押し戻されたりすることがない。
【００２８】
次いで、第１扉２１０と第２扉２２０とが一体となって開き、第１角度θ１から第２角度θ２まで開く領域（第２扉オープン領域）では、コイルスプリング３３０の小ピッチ領域３３１が密着し、大ピッチ領域３３２だけが変形して、変化点で耐荷重が増す。発生する押圧力（第２の力Ｆ２）は、第１扉２１０と第２扉２２０をともに支持するために要する荷重Ｇ２より小さくなるように設定されている。このため、第１扉２１０および第２扉２２０が完全に開き切らなかったり、開いた後に押し戻されたりすることがない。
【００２９】
以上のように本実施形態に係る衝撃緩和装置によれば、共通の軸を中心に独立に回動可能である２つの部材が開く際の緩衝を、一つの衝撃緩和装置で行わせることができ、省スペース化、部品点数低減、コスト低減、製品重量低減を図ることができる。また、押圧機構として、不等ピッチ差圧縮コイルスプリングを使用するので、衝撃緩和装置の構造を簡単にできる。
【符号の説明】
【００３０】
１００：画像形成装置
１１０：装置本体
１２０：給紙トレイ
１３０：排紙トレイ
２１０：第１扉（第１部材）
２１１：接触部
２２０：第２扉（第２部材）
２２１：開口
２２２：回動防止縁部
２３０、２３０：軸部材（軸）
３００：押圧機構
３１０：基部
３２０：スプリング保持部材
３３０：コイルスプリング（押圧機構）
３３１：小ピッチ領域
３３２：大ピッチ領域
３４０：押圧部材
３５０：スライド取付け部
４００：ベース部材
４１０：ベース部軸部材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３１】
【特許文献１】特許５２６７３８２号公報
【図１】
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【図２】
2016075723.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2016075723.tif 000009
【図８】
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