JP4585720B2

JP4585720B2 - HINGE DEVICE AND IMAGE READING DEVICE HAVING THE SAME

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Publication number: JP4585720B2
Application number: JP2001255500A
Authority: JP
Inventors: 祐一山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-08-27
Filing date: 2001-08-27
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2021-08-27
Also published as: JP2003069764A

Description

【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hinge device used in an automatic sheet material conveying device or the like applicable to an image reading device such as a copying machine equipped with an image forming device such as a laser beam printer (LBP).
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, when an original is copied using an image reading apparatus such as a copying machine, there are roughly two types of original setting methods (setting positions). One of them uses an automatic sheet material conveying device or the like to set a document on a sheet feeding tray of the automatic sheet material conveying device, separates a bundle of documents one by one, and conveys the image to a predetermined position on the image reading device. It is a method to do.
[0003]
The other is a document (book) or a document that is bound by gluing, etc., which cannot be handled by the sheet material automatic conveyance device, and opens the sheet material automatic conveyance device directly on the platen glass as an image reading unit. It is a method of setting. In this case, the sheet material automatic conveying device is opened and closed on a daily basis, and the durability life of the hinge device must be ensured.
[0004]
The hinge device includes first and second attachment members connected by a rotation shaft so as to be relatively rotatable, and a spring that expands and contracts in accordance with the rotation of the first and second attachment members. buffer has a member, rotation moment caused by the first buffer member such as a spring so that the rotational moment equilibrium can take by weight of the sheet material automatic conveying device attached to the mounting member is set as appropriate.
[0005]
In addition, in the vicinity of the closed position of the automatic sheet material conveying device, the rotation moment due to the weight of the automatic sheet material conveying device is caused by the buffer member in order to hold the closed position of the automatic sheet material conveying device with its weight (rotational moment). It is set to be larger than the rotational moment. As a result, the sheet material automatic conveying apparatus naturally falls and closes without any external force due to its own weight in the vicinity of the closed position (hereinafter referred to as “self-weight drop”).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional example, the sheet material automatic conveying device provided in the high-speed copying machine has a shock absorbing member such as a spring provided in the hinge device because the weight of the sheet material automatic conveying device itself is particularly heavy. Since a strong pressure member is used and there is a large variation in the initial stage of the buffer member such as a spring, and there is also a sag of the buffer member due to long-term continuous use. There has been a problem that the automatic conveyance device falls by its own weight from a position (angle) higher than the design value and closes with an impact. For this reason, there is a problem in that the sheet material is poorly conveyed due to a failure of the automatic sheet material conveying apparatus, and the user feels uncomfortable by the impact sound.
[0007]
The present invention solves the above-mentioned problems, and the object of the present invention is that, even if there is variation in the initial stage of the buffer member such as the spring as described above, or sag due to long-term continuous use, etc. It is intended to provide a hinge device capable of maintaining a closing operation equivalent to the initial stage without causing an impact when closing an opening / closing object such as an automatic sheet material conveying device, and an image reading apparatus including the hinge device. is there.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a hinge device according to the present invention includes first and second attachment members connected by a rotation shaft so as to be relatively rotatable, and the first and second attachment members. A hinge device comprising: a buffer member including a compression spring that expands and contracts according to the rotation of the member; and a cam member fixed to the second mounting member, wherein the opening / closing object is the opening / closing object. According to the opening / closing operation, the cam surface of the cam member and one end of the buffer member slide in contact with each other, the compression spring expands and contracts, and the convex portion where the one end of the buffer member contacts the cam surface of the cam member When the one end of the buffer member comes into contact with the convex portion by the operation of closing the opening / closing object, the compression spring is compressed, and the rotation moment of the opening / closing object and the shape of the cam member are set. a rotary moment by the buffer member Becomes unbalanced state, when the open-close object is smaller than the free-fall angle begin to fall without external force under its own weight, to suppress the fall of the closing object by said cushioning member and the convex portion is in contact and wherein and Turkey.
[0011]
According to the above configuration, one end of the buffer member comes into contact with the convex portion provided on the cam surface of the cam member even if variation in the initial stage of the buffer member such as a spring or sag due to continuous use for a long time occurs. Can suppress the fall of the object to be opened and closed.
[0012]
An image reading apparatus according to the present invention includes the above-described hinge device and an image reading unit that reads an image, and the opening / closing object is an automatic sheet conveying apparatus.
[0013]
According to the above configuration, even if there is variation in the initial stage of the cushioning member such as a spring or sag due to continuous use for a long period of time, there is no impact during the closing operation of the automatic sheet conveying apparatus, and it is equivalent to the initial stage. Can be maintained.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment when applied to a copying machine as an example of a hinge apparatus according to the present invention and an image reading apparatus provided with the same will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view showing the configuration of an image forming apparatus equipped with an image reading apparatus equipped with an automatic sheet material conveying apparatus to which the hinge apparatus according to the present invention can be applied, and FIG. 2 is applicable to the hinge apparatus according to the present invention. It is sectional explanatory drawing which shows the structure of a sheet material automatic conveyance apparatus.
[0015]
3 is an explanatory side view showing the configuration of the sheet material automatic conveying apparatus to which the hinge device according to the present invention can be applied, FIG. 4 is an explanatory sectional view showing the closed position of the hinge device according to the present invention, and FIG. FIG. 6 is a partially enlarged view showing a state in which one end of the buffer member is in contact with the convex portion provided on the cam surface of the hinge device according to the present invention, and FIG. FIG. 8 is a cross-sectional explanatory view showing the open position of the hinge device according to the present invention, and FIG. 8 is a diagram showing various moments (torque) with respect to the opening / closing angle of the hinge device according to the present invention.
[0016]
First, an embodiment of an image reading apparatus including an automatic sheet material conveying apparatus to which the hinge apparatus according to the present invention can be applied and an image forming apparatus equipped with the same will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
[0017]
1 and 2, an ADF (Auto Document Feeder) 1 serving as an automatic sheet material conveying apparatus to which the hinge device according to the present invention can be applied includes a feeding tray 2 as a placing table on which a sheet-like document is placed. The document on the feeding tray 2 is sequentially fed from the uppermost document by a feeding roller 3 as a feeding unit, and is separated by a separation conveying roller 4 and a separation pad 5 constituting a separating unit. They are separated one by one and conveyed to the platen glass 6 that is the image reading position of the image reading apparatus provided on the upper part of the image forming apparatus main body.
[0018]
Then, after the original image is read by the scanner unit 7 serving as an image reading unit, the original is discharged onto the discharge tray 9 by the discharge roller 8. The documents are discharged onto the discharge tray 9 in the order of 1 page (2 pages), 3 pages (4 pages).
[0019]
Next, a copying machine main body as an image forming apparatus equipped with an image reading apparatus to which the hinge device according to the present invention can be applied includes an image input unit (hereinafter referred to as “reader unit”) 10 serving as the image reading apparatus and an image forming apparatus. And an image output unit (hereinafter referred to as “printer unit”) 11.
[0020]
The reader unit 10 optically reads image information recorded on a document to be read and inputs it as image data by photoelectric conversion. The scanner unit 7 includes a platen glass 6, a lamp 12, a mirror 13, and the like. , Mirrors 15 and 16, lens 17, image sensor 18 and the like.
[0021]
In the printer unit 11 which is an image output unit provided in the lower part of the reader unit 10, the recording sheet material such as a recording medium accommodated in the upper and lower cassettes 20 and 21 is operated by the separation claw and the feeding rollers 22 and 23 (not shown). Are separated and fed one by one and guided to the registration roller pair 26 as appropriate.
[0022]
Reference numeral 24 denotes a manual feed guide. The recording sheet material placed on the manual feed guide 24 is fed one by one by the feed roller 25 and guided to the registration roller pair 26. 28 is a recording sheet deck on which a large amount of recording sheet material can be placed, and includes a middle plate 27 that is moved up and down by a motor or the like, and the recording sheet material on the middle plate 27 acts by a feeding roller 29 and an unillustrated separation claw. Are separated and fed one by one and guided to the pair of conveying rollers 30.
[0023]
32 is a photosensitive drum serving as an image forming means, 33 is a reading optical system, 34 is a developing unit, 35 is a transfer charger, and 36 is a separation charger, and these constitute an image forming unit.
[0024]
Reference numeral 37 denotes a conveyance belt that conveys an image-formed recording sheet material, 38 denotes a fixing device, 39 denotes a conveyance roller pair, and 40 denotes a flapper. The image-formed recording sheet material is guided to the main body discharge roller pair 41 by the flapper 40, and is discharged to the recording sheet material processing apparatus 14 disposed on the downstream side in the recording sheet material conveyance direction.
[0025]
A toner image is formed on the photosensitive drum 32 in accordance with the set number of copies for one document in which the document image is read on the platen glass 6, and the recording sheet material corresponding to the number of copies is moved up and down. Each time a toner image is formed on the photosensitive drum 32, it is fed from either the cassette 20, 21 or the recording sheet deck 28. The registration of the toner image on the photosensitive drum 32 and the recording sheet material is performed by the registration roller pair 26.
[0026]
19 is an intermediate tray, which is used to form an image on both sides of a recording sheet material, or in the case of multiple images that form an image on one side of a recording sheet material. Stock.
[0027]
Reference numeral 31 denotes a conveying roller pair, 42 denotes a conveying belt, 43 denotes a flapper, 44 denotes a conveying belt, and 45 denotes a conveying roller pair. In the case of duplex copying, the recording sheet material is guided to the intermediate tray 19 through a path 46, and in the case of multiple copying, the recording sheet material is guided to the intermediate tray 19 through a path 47 indicated by an arrow.
[0028]
The recording sheet material placed on the intermediate tray 19 is separated one by one from below by the action of the auxiliary rollers 49 and 50 and the forward / reverse separating roller pair 51 and is re-fed. The re-recorded recording sheet material is guided to the image forming unit through the conveying roller pairs 53, 54, 55 and 30, and the registration roller pair 26, and an image is formed. To be discharged.
[0029]
One side of the original on which the original image is read on the platen glass 6 is first copied on the intermediate tray 19 according to the set number of copies. Placed.
[0030]
Thereafter, the front and back sides of the document are reversed in the ADF 1 and guided again to the platen glass 6 serving as a reading unit to read image information. The read image is formed on a recording sheet material that is re-fed from the intermediate tray 19.
[0031]
The image-formed recording sheet material discharged from the copying machine main body is discharged to a recording sheet material processing apparatus (finisher) 14. In the non-sort mode, the recording sheet material carried from the copying machine main body is discharged and placed on the sample tray 65 by the discharge roller pair 64 via the buffer roller 61, the flapper 62, and the non-sort mode path 63. The
[0032]
In the sort mode, the paper is discharged onto the processing tray 69 as an intermediate tray by the discharge roller pair 68 via the buffer roller 61, the flapper 66, and the sort mode path 67, and is temporarily placed.
[0033]
The recording sheet material bundle on the processing tray 69 is aligned at both ends in the direction intersecting the recording sheet material conveyance direction by an alignment member (not shown), and the rear end portion of the recording sheet material bundle is bound by the stapler 70 as necessary. After that, the bundle discharge roller pair 71 discharges and stacks on the stack tray 72.
[0034]
Next, the configuration of the hinge device according to the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 3, an ADF 1 serving as an automatic sheet material conveying apparatus is configured to be rotatable by a hinge device 81 with respect to a reader unit 10 serving as an image reading apparatus provided at the upper part of the copying machine main body.
[0035]
3 and 4 are views showing a state in which the hinge device 81 is closed at 0 °. At this time, the ADF 1 is in a closed state with respect to the reader unit 10. 5 and 6 are views showing a state in which the hinge device 81 is opened at an angle α ₁ , and at this time, the ADF 1 is in an open state with respect to the reader unit 10. FIG. 7 is a view showing a state in which the hinge device 81 is fully opened at 90 °. At this time, the ADF 1 is in a fully opened state with respect to the reader unit 10.
[0036]
The hinge device 81 is connected to a first and second mounting members 83 and 84 connected by a rotating shaft 82 so as to be relatively rotatable, and the first and second mounting members 83 and 84 are rotated. A compression spring 85 is provided as a buffer member that expands and contracts in response to the above.
[0037]
A cam member 86 is fixed to the second mounting member 84, and a contact portion 87a of a housing 87 that houses a compression spring 85 that serves as one end of a buffer member contacts the cam surface 86a of the cam member 86. It comes to slide.
[0038]
The first mounting member 83 constituting the hinge device 81 is fastened and fixed to the ADF 1 by fastening means such as a screw (not shown), and rotates around the rotation shaft 82 together with the ADF 1. The second mounting member 84 connected to the first mounting member 83 via the rotation shaft 82 is fixed to the reader unit 10.
[0039]
A compression spring 85 serving as a buffer member that expands and contracts in response to the rotation of the first and second mounting members 83 and 84 has a cam member 86 whose one end is fixed to the second mounting member 84 via a housing 87. The other end is engaged with and fixed to a shaft 83a fixed to the first mounting member 83 via a housing 88.
[0040]
The shape of the cam surface 86a of the cam member 86 is such that the rotation moment due to the weight of the ADF 1 around the rotation shaft 82 and a desired opening / closing such as “from which angle to stop” or “from which angle to drop its own weight”. Appropriately set in consideration of operating conditions.
[0041]
In this embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, the rotational moment due to the weight of the ADF 1 that is the object to be opened and closed attached to the first attachment member 83 and the rotational moment due to the compression spring 85 that serves as a buffer member are obtained. The cam surface 86a of the cam member 86 is provided with a convex portion 86b serving as a resistance means that suppresses the fall of the ADF _{1 in the} vicinity of the angle α ₁ that is in an unbalanced state and starts dropping without an external force due to its own weight.
[0042]
Then, as shown in FIG. 6, the contact portion 87a, which is one end of the housing 87 that holds the compression spring 85 that serves as a buffer member, contacts the convex portion 86b of the cam surface 86a, thereby suppressing the fall of the ADF1.
[0043]
Next, the manner in which the ADF 1 is closed with respect to the reader unit 10 will be described with reference to FIGS. 8 is a diagram showing the relationship between the opening / closing angle of the ADF 1 and the rotational moment. In FIG. 8, A shows the rotational moment in the closing direction due to the gravity of the ADF 1, and B shows the rotational moment in the opening direction by the initial compression spring 85. C shows the rotational moment in the opening direction by the compression spring 85 after endurance, and D shows the resistance moment by the convex part 86b of the cam surface 86a.
[0044]
FIG. 7 is a view showing a state in which the ADF 1 stands up substantially vertically with respect to the reader unit 10 and is fully opened. At this time, there is almost no rotational moment due to the weight of the ADF 1. Therefore, as shown in the state of the opening / closing angle of 90 ° in FIG. 8, the rotational moment by the compression spring 85 is almost unnecessary.
[0045]
When the ADF 1 starts to be closed with respect to the reader unit 10, the rotational moment due to the weight of the ADF 1 starts to act, as shown in the state of the opening / closing angle of 0 ° in FIG. 8 in the fully closed state as shown in FIG. , The largest rotational moment due to the weight of ADF1 will work.
[0046]
In the present embodiment, {rotational moment by the compression spring 85}> {rotational moment by the weight of the ADF 1} is set so that the ADF 1 is free-stopped (self-standing) in the state of the angle α ₁ or more shown in FIG. Thus, it is easy to set a document on the platen glass 6 which is a reading position of the reader unit 10 serving as an image reading device (in a range of opening and closing angles α _{1 to} 90 ° in FIG. 8).
[0047]
In a state where the opening / closing angle α1 is equal to or smaller than {rotational moment by compression spring 85} <{rotational moment due to the weight of ADF1}, the ADF1 is transferred to the reader unit 10 by the rotational moment due to the weight of ADF1 in the closed position. On the other hand, a completely closed state can be maintained (range of opening / closing angles 0 ° to α _{1 in} FIG. 8).
[0048]
In this embodiment, the rotational moment of the compression spring 85 is different from the initial design value of the curve B shown by the solid line in FIG. 8 due to the initial variation of the compression spring 85 and the sag of the compression spring 85 due to long-term use. Even when the ADF 1 starts to fall by its own weight at a position of the opening / closing angle α _{2 in} FIG. 8 from a position higher than the initial setting, the weight of the cam surface 86a of the cam member 86 decreases. Since the convex portion 86b is provided in the vicinity of the drop angle, as shown in FIG. 8D, the rotational moment due to the compression spring 85 temporarily increases there, and the fall of the ADF 1 is suppressed.
[0049]
That is, even when the ADF 1 starts to fall from a position higher than the initial design value, it is temporarily stopped near the initial weight fall angle set initially, and then an external force is applied again so that the initial weight fall angle set initially. It starts to fall from.
[0050]
In the above-described embodiment, the hinge device 81 configured to use the cam member 86 is provided with the convex portion 86b on the cam surface 86a of the cam member 86 as the resistance means, but the hinge device configured to not use the cam member 86. In this case, the same effect can be obtained by providing some resistance means corresponding to the convex portion 86b of the cam surface 86a.
[0051]
【The invention's effect】
Since the present invention has the above-described configuration and action, the resistance means is provided in the vicinity of the angle at which the object to be opened and closed such as the sheet material automatic conveying device starts dropping by its own weight, so that the variation in the initial stage of the buffer member such as the spring is varied. Even if the object to be opened or closed begins to fall from an angle higher than the initial stage due to sag due to continuous use for a long period of time, it stops at the resistance means, so there is no impact when closing the object to be opened and closed. The closing operation equivalent to the initial stage can be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing a configuration of an image forming apparatus equipped with an image reading apparatus equipped with an automatic sheet material conveying apparatus to which a hinge apparatus according to the present invention can be applied.
FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view showing a configuration of an automatic sheet material conveying apparatus to which the hinge device according to the present invention can be applied.
FIG. 3 is an explanatory side view showing a configuration of a sheet material automatic conveying apparatus to which the hinge device according to the present invention can be applied.
FIG. 4 is an explanatory sectional view showing a closed position of the hinge device according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view showing a self-weight fall position of the hinge device according to the present invention.
FIG. 6 is a partially enlarged view showing a state in which one end of the buffer member contacts a convex portion provided on the cam surface of the hinge device according to the present invention.
FIG. 7 is an explanatory sectional view showing an open position of the hinge device according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing various moments (torques) with respect to the opening / closing angle of the hinge device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... ADF, 2 ... Feed tray, 3 ... Feed roller, 4 ... Separation conveyance roller, 5 ... Separation pad, 6 ... Platen glass, 7 ... Scanner unit, 8 ... Ejection roller, 9 ... Ejection tray, 10 ... Reader , 11 ... Printer unit, 12 ... Lamp, 13 ... Mirror, 14 ... Recording sheet material processing device, 15, 16 ... Mirror, 17 ... Lens, 18 ... Image sensor, 19 ... Intermediate tray, 20, 21 ... Upper and lower cassettes , 22, 23 ... Feed roller, 24 ... Manual feed guide, 25 ... Feed roller, 26 ... Registration roller pair, 27 ... Middle plate, 28 ... Recording sheet deck, 29 ... Feed roller, 30 ... Conveying roller pair, 31 ... Conveying roller pair, 32 .. photosensitive drum, 33 .. reading optical system, 34... Developing device, 35 .. transfer charger, 36 .. separation charger, 37 .. conveying belt, 38. 40 ... Flapper, 41 ... Body discharge roller pair, 42 ... Conveyor belt, 43 ... Flapper, 44 ... Conveyor belt, 45 ... Conveying roller pair, 46, 47 ... Pass, 49, 50 ... Auxiliary roller, 51 ... Forward / reverse separating roller pair, 53, 54, 55 ... Conveying roller pair, 61 ... Buffer roller, 62 ... Flapper, 63 ... Non-sort Mode path, 64 ... discharge roller pair, 65 ... sample tray, 66 ... flapper, 67 ... sort mode path, 68 ... discharge roller pair, 69 ... processing tray, 70 ... stapler, 71 ... bundle discharge roller pair, 72 ... stack tray , 81 ... Hinge device, 82 ... Rotating shaft, 83, 84 ... First and second mounting members, 83a ... Shaft, 85 ... Compression spring, 86 ... Cam member, 86a ... Cam surface, 86b ... Projection, 87 ... Housing, 87a ... Contact part, 88 ... Housing

Claims

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。First and second attachment members connected by a rotation shaft so as to be relatively rotatable, and a buffer member including a compression spring that expands and contracts according to the rotation of the first and second attachment members And a cam member fixed to the second mounting member, and a hinge device for opening and closing an object to be opened and closed ,
In accordance with the opening / closing operation of the opening / closing object, the cam surface of the cam member and one end of the buffer member slide in contact with each other, and the compression spring expands and contracts ,
A convex portion is provided on the cam surface of the cam member so that one end of the buffer member contacts with the cam surface;
The compression spring is compressed when one end of the buffer member comes into contact with the convex portion by the operation of closing the opening / closing object,
A rotation moment of the opening and closing object, the now rotating moment and the unbalance state by the cushioning member is set by the shape of the cam member, than the self-weight drop angle begin to fall without external force by the closing object own weight when a small, hinge and wherein the Turkey to suppress drop of the opening and closing object by said cushioning member and the convex portion are in contact.

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。An image reading apparatus comprising: the hinge device according to claim 1; and an image reading means for reading an image, wherein the opening / closing object is a sheet material automatic conveying device.