JP2015102563A - 取付治具、光走査装置、及び画像形成装置 - Google Patents

取付治具、光走査装置、及び画像形成装置 Download PDF

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【課題】光走査装置の組み立てに際し光源にかかる負荷や削りカスの発生を抑えて光源をハウジングに取り付ける。
【解決手段】レーザーダイオード12と、このレーザーダイオード12が嵌め込まれ、嵌込み前の時点ではレーザーダイオード12の太さよりも狭い嵌込孔11dが設けられた側壁11cを備えたハウジング11と、を有し、レーザーダイオード12が出射した光で走査対象を走査する光走査装置10の組み立てに際して、レーザーダイオード12を保持して嵌込孔11dに嵌め込む取付治具100において、ハウジング11の側壁11cには、嵌込孔11dを囲む溝11eが設けられ、取付治具100には、溝11eに挿入され、溝11eにおける、嵌込孔11dを間に挟んだ箇所どうしの間隔を拡げることで嵌込孔11dを拡げる拡張部102が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図4

Description

本発明は、光走査装置の組み立てに際して光源を保持して嵌込孔に嵌め込む取付治具、そのような取付治具を用いて組み立てられた光走査装置、及び画像形成装置に関する。
電子写真方式を採用した複写機、ファクシミリ、プリンタ、あるいは複合機等の画像形成装置には、感光体ドラムを光で走査して周面に静電潜像を形成する光走査装置が搭載されている。光走査装置における光源のハウジングへの取付方法としては、例えば、ハウジングとは別体のホルダに光源を取り付け、そのホルダをハウジングに固定する方法が知られている。しかしながら、近年では、コストの低減等のために、部品点数の削減が求められることが多く、上記のように別体のホルダを用いる取付方法には、部品点数が多くなるという問題がある。そこで、ハウジングに光源を嵌め込むための嵌込孔を設け、この嵌込孔に光源を圧入することで部品点数の削減を図るという技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に記載された技術には、光源が締め付けられつつ嵌込孔に嵌め込まれるので光源に負荷がかかるという問題や、嵌込孔の内面が削られて削りカスが発生する恐れがあるという問題がある。この場合、光源に過度な負荷がかかったり、削りカスが光路を遮ったりする恐れがある。特許文献1に記載の技術では、発生した削りカスがハウジングの内部へ進入しないように進入口を弾性部材で塞いでいるが、光源にかかる負荷や削りカスの発生といった問題そのものは抑制されていない。
そこで、本発明は、光走査装置の組み立てに際し光源にかかる負荷や削りカスの発生を抑えて光源をハウジングに取り付けることができる取付治具を提供することを課題とする。
上述した課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、
光源と、該光源が嵌め込まれ、嵌込み前の時点では前記光源の太さよりも狭い嵌込孔が設けられた壁を備えたハウジングと、を有し、前記光源が出射した光で走査対象を走査する光走査装置の組み立てに際して、前記光源を保持して前記嵌込孔に嵌め込む取付治具において、
前記ハウジングの前記壁には、前記嵌込孔を囲む凹部が設けられており、
前記嵌込孔への前記光源の嵌込みに際し前記凹部に挿入され、該凹部における、前記嵌込孔を間に挟んだ箇所どうしの間隔を拡げることで該嵌込孔を拡げる拡張部が設けられていることを特徴とする取付治具となっている。
請求項1に記載の発明の取付治具によれば、嵌込孔への光源の嵌込みが、嵌込孔が拡げられた状態で行われる。これにより、光源の嵌込み時に、光源にかかる負荷が抑えられるとともに、削りカスの発生も抑えられる。つまり、請求項1に記載の発明の取付治具によれば、光走査装置の組み立てに際し光源にかかる負荷や削りカスの発生を抑えて光源をハウジングに取り付けることができる。
本発明の一実施形態にかかる画像形成装置を示す図である。 光走査装置の分解斜視図である。 光走査装置における光源の周辺を示す拡大斜視図である。 レーザーダイオードの取付けに用いられる取付治具を示す斜視図である。 図4に示されている取付治具の、この図4におけるA−A切断線に沿った断面図である。 レーザーダイオードの嵌込孔への嵌込み前の状態を示す図である。 レーザーダイオードの嵌込孔への嵌込み中の状態を示す図である。 レーザーダイオードの嵌込孔への嵌込み後に取付治具を取り外した状態を示す図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施形態にかかる画像形成装置を示す図である。
図1に示されている画像形成装置1は、感光体ドラム21に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像剤で現像して、その現像像を記録媒体に転写する電子写真方式の画像形成装置である。この画像形成装置1は、モノクロ画像を用紙P即ちシート状の記録媒体に形成するプリンタである。この画像形成装置1は、図1に示すように、給紙ユニット3と、用紙搬送部4と、転写ローラ5と、定着装置6とを備えている。また、画像形成装置1は、光走査装置10と、1台のプロセスカートリッジ2とを備えている。プロセスカートリッジ2は、画像形成装置1に着脱自在に搭載される。
給紙ユニット3は、プロセスカートリッジ2の下方に2つ設けられている。これらの2つの給紙ユニット3は、収容される用紙Pのサイズが異なる。各給紙ユニット3には、複数枚の用紙Pが重ねられて収容される。
用紙搬送部4は、ピックアップローラ41、搬送ローラ42、レジストローラ43、及び排出ローラ44を有している。用紙搬送部4では、ピックアップローラ41が給紙ユニット3内の用紙Pを1枚ずつ繰り出し、搬送ローラ42が、転写ローラ5及び定着装置6を経由する搬送路上を搬送し、最終的に、排出ローラ44が排紙トレイ1a上に排出する。レジストローラ43は、給紙ユニット3からの用紙Pを、プロセスカートリッジ2でトナー像が形成されるタイミングに合わせて転写ローラ5へと送り出す。
転写ローラ5は、プロセスカートリッジ2の後述の感光体ドラム21と対向している。上記のレジストローラ43は、この転写ローラ5と感光体ドラム21との間へと用紙Pを送り出す。転写ローラ5には、不図示の高圧電源により転写バイアスが印加される。これにより、転写ローラ5は、感光体ドラム21からトナー像を用紙Pへと転写する。
定着装置6は、転写ローラ5によってトナー像が転写された用紙Pを受け入れて、その用紙Pを加熱するとともに加圧して、その用紙Pにトナー像を定着させる。この定着装置6は、加熱ローラ61と加圧ローラ62とを有している。加熱ローラ61は、内部に熱源が配置され、その熱源からの熱によって用紙Pを加熱する。加圧ローラ62は、その周面が加熱ローラ61に押し付けられてニップ部を形成し、用紙Pを加圧する。加圧ローラ62は付図示の駆動源によって回転駆動され、加熱ローラ61は、この加圧ローラ62の回転につれて従動回転する。尚、本実施形態においては、用紙Pを加熱する部材として加熱ローラ61が採用されているが、用紙Pを加熱する部材は、熱源によって加熱されて循環移動する無端ベルトであってもよい。
光走査装置10は、プロセスカートリッジ2の感光体ドラム21を画像情報に基づいて走査露光し、その感光体ドラム21の外周面に静電潜像を形成する。本実施形態では、光走査装置10は、光源としてレーザーダイオードを備え、そのレーザーダイオードからの光を回転するポリゴンミラーで反射して照射することで走査露光を行う、レーザービームスキャナ方式を用いている。この光走査装置10が、本発明の光走査装置の一実施形態に相当する。光走査装置10については、後でもう一度説明する。
プロセスカートリッジ2は、画像形成装置1に着脱自在に搭載され、必要に応じて、新品と交換される。プロセスカートリッジ2は、不図示のストッパによって配置位置に固定される。プロセスカートリッジ2では、光走査装置10からの走査露光を受けて、以下に説明する構成要素によってトナー像の形成が行われる。
プロセスカートリッジ2は、感光体ドラム21、帯電器22、現像装置23、及びクリーナ24を一体に結合した構成になっている。
感光体ドラム21は、図1中で反時計回りに回転する。この感光体ドラム21の外周面が、本発明にいう走査対象の一例に相当する。帯電器22は、感光体ドラム21の外周面に圧接されており、感光体ドラム21の回転により従動回転する。この帯電器22によって、感光体ドラム21の外周面が帯電される。尚、本実施形態においては、帯電方式として、ローラ状の部材を接触させて帯電させる接触帯電方式を用いているが、帯電方式としては、帯電部材と感光体ドラムが非接触の状態で帯電させる非接触帯電方式を用いてもよい。帯電器22によって帯電された感光体ドラム21の外周面が、上記の光走査装置10で走査露光されることで、その外周面に静電潜像が形成される。この静電潜像が現像装置23によって現像剤で現像されて、感光体ドラム21の外周面にトナー像が形成される。その形成されたトナー像が、転写ローラ5によって用紙Pに転写される。そして、その転写後の感光体ドラム21の外周面に残留している残留トナー等の付着物がクリーナ24によって除去される。感光体ドラム21が本発明にいう感光体ドラムの一例に相当し、帯電器22が本発明にいう帯電装置の一例に相当し、現像装置23が本発明にいう現像装置の一例に相当し、転写ローラ5が本発明にいう転写装置の一例に相当する。
以上で、画像形成装置1についての説明を終了し、次に、光走査装置10について詳細に説明する。
図2は、光走査装置の分解斜視図であり、図3は、光走査装置における光源の周辺を示す拡大斜視図である。
光走査装置10は、図2及び図3に示されているように、ハウジング11、レーザーダイオード12、コリメートレンズ13、アパーチャ14、シリンドリカルレンズ15、ポリゴンミラー17、走査レンズ18、及び出射光反射ミラー19を有している。
ハウジング11は、ハウジング本体11aと、上カバー11bと、を有している。ハウジング本体11aには、コリメートレンズ13、アパーチャ14、シリンドリカルレンズ15、ポリゴンミラー17、走査レンズ18、及び出射光反射ミラー19が収容されている。また、図3に示されているように、ハウジング本体11aの側壁11cには、嵌込孔11dが設けられており、レーザーダイオード12が、この嵌込孔11dに嵌め込まれている。この嵌込孔11dへのレーザーダイオード12の嵌込みについては後で詳細に説明する。ハウジング11が、本発明にいうハウジングの一例に相当する。
レーザーダイオード12は、不図示の制御部から送られてくる画像信号を受けて、この画像信号に基づいて変調された光を発する。このレーザーダイオード12が、本発明にいう光源の一例に相当する。
コリメートレンズ13は、レーザーダイオード12を発した発散光束の光を平行光束の光へと変換する。アパーチャ14は、コリメートレンズ13を経た光を通すスリット14aが設けられており、光の、光路Lに直交する断面形状を所定形状にトリミングする。シリンドリカルレンズ15は、アパーチャ14を通った光を、感光体ドラム21(図1参照)の軸方向と平行な主走査方向D1と直交する副走査方向D2に集光する。このシリンドリカルレンズ15によって集光された光がポリゴンミラー17に入射する。ポリゴンミラー17は、不図示の駆動源によって一定の角速度で回転駆動されつつ、上記のように入射してきた光を反射する。走査レンズ18は、ポリゴンミラー17で反射された光の、ポリゴンミラー17の回転に伴う移動を主走査方向D1の等速移動に変換する。出射光反射ミラー19は、走査レンズ18を経た光を、感光体ドラム21に向かって斜め上方に反射する。出射光反射ミラー19で反射された光は、上カバー11bに設けられた不図示の防塵ガラスの窓を通って感光体ドラム21へと向かう。
以上に説明した光走査装置10は、ポリゴンミラー17の回転によって感光体ドラム21の周面を主走査方向D1に走査し、この感光体ドラム21の回転によって副走査方向D2に走査する。
次に、光走査装置10を組み立てる際のレーザーダイオード12の取付けについて説明する。本実施形態では、このレーザーダイオード12の取付けに以下に説明する取付治具が用いられる。
図4は、レーザーダイオードの取付けに用いられる取付治具を示す斜視図であり、図5は、図4に示されている取付治具の、この図4におけるA−A切断線に沿った断面図である。尚、図4の斜視図では、図を見易くするために、レーザーダイオード12の嵌込孔11dが設けられているハウジング本体11aの側壁11cが、上半分が切り取られた状態で示されている。このハウジング本体11aの側壁11cには、嵌込孔11dを一周に亘って囲む円形の溝11eが設けられている。そして、取付治具100は、レーザーダイオード12を先端に保持する円柱状の保持部101と、先端縁が上記の溝11eに挿入される円筒状の拡張部102と、を有している。さらに、取付治具100は、保持部101における、レーザーダイオード12を保持する先端とは反対側の端部外周と、拡張部102の内壁面とを繋ぐ連結部103を有している。取付治具100が、本発明にいう取付治具の一実施形態に相当する。また、ハウジング本体11aの側壁11cに設けられた円形の溝11eが本発明にいう溝の一例に相当し、円柱状の保持部101が本発明にいう保持部の一例に相当し、円筒状の拡張部102が本発明にいう拡張部の一例に相当する。
円筒状の拡張部102は、その外径が、円形の溝11eの外径よりも若干大きな第1の径と、逆に円形の溝11eの外径よりも若干小さな第2の径と、の間で調整可能となっている。本実施形態では、取付治具100が金属で形成されており、拡張部102の外径の調整は、加熱による膨張と冷却による収縮と、によって行われる。また、ハウジング本体11aは樹脂で形成されている。つまり、取付治具100における拡張部102は、ハウジング本体11aを形成している材料よりも剛性が高い材料で形成されている。
次に、取付治具100を用いたレーザーダイオード12の嵌込孔11dへの嵌込み作業について図6〜図8を参照して説明する。図6は、レーザーダイオードの嵌込孔への嵌込み前の状態を示す図である。図7は、レーザーダイオードの嵌込孔への嵌込み中の状態を示す図である。図8は、レーザーダイオードの嵌込孔への嵌込み後に取付治具を取り外した状態を示す図である。
レーザーダイオード12は、概ね円柱形状で、光の出射口とは反対側の端部が鍔状に広がった形状を有している。そして、図6に示されているように、嵌込孔11dの内径Dは、レーザーダイオード12の嵌込み前の時点では、この鍔状に広がった端部の外径dよりも狭くなっている。
レーザーダイオード12の嵌込孔11dへの嵌込み作業では、まず、取付治具100における保持部101の先端にレーザーダイオード12が保持される。このとき、円筒状の拡張部102の先端縁は、レーザーダイオード12の鍔状に広がった端部よりも、レーザーダイオード12の嵌込み方向前方に突出した状態となる。さらに、円筒状の拡張部102の外径が、加熱により、嵌込孔11dを囲む円形の溝11eの外径Pよりも大きな外径pに拡径される。
次に、レーザーダイオード12が嵌込孔11dに嵌め込まれるが、上述したように、拡張部102の先端縁が、レーザーダイオード12の鍔状に広がった端部よりも嵌込み方向前方に突出している。このため、図7に示されているように、嵌込み時には、まず、拡張部102の先端縁が、円形の溝11eへと挿入される。このとき、拡張部102の外径pが溝11eの外径Pよりも大きく、さらに、取付治具100の拡張部102は、ハウジング11を形成している樹脂材料よりも剛性が高い金属材料で形成されている。その結果、拡張部102の先端縁が溝11eに挿入されると、この溝11eには、外径を、拡張部102の外径pと略等しい外径P’に拡径する力Fが掛かることとなる。これにより、溝11eの外径、即ち、嵌込孔11dを間に挟んだ箇所どうしの間隔が拡げられる。この溝11eの外径の拡径により、嵌込孔11dの内径が、レーザーダイオード12の鍔状に広がった端部の外径dよりも大きな内径D’に拡げられる。レーザーダイオード12の鍔状に広がった端部は、このように拡げられた嵌込孔11dへと嵌め込まれる。
嵌込み後は、図8に示されているように、円筒状の拡張部102の外径が、冷却により、円形の溝11eにおける、レーザーダイオード12の嵌込み前の外径Pよりも小さな外径p’に縮径される。その結果、溝11eの外径が嵌込み前の外径Pに戻り、嵌込孔11dの外径は、レーザーダイオード12の鍔状に広がった端部の外径dと略等しい外径D”に縮径される。これにより、レーザーダイオード12は、嵌込孔11dに圧入されたのと同等な状態で側壁11cに固定される。その後、取付治具100が、嵌込み方向と逆方向に引かれると、側壁11cに固定されているレーザーダイオード12から保持部101が離れるとともに、上記のように縮径された拡張部102の先端縁が溝11eから抜かれる。以上で、レーザーダイオード12の嵌込孔11dへの嵌込み作業が完了する。
本実施形態の取付治具100によれば、嵌込孔11dへのレーザーダイオード12の嵌込みが、上述したように嵌込孔11dが拡げられた状態で行われる。これにより、レーザーダイオード12の嵌込み時に、レーザーダイオード12にかかる負荷が抑えられるとともに、削りカスの発生も抑えられる。つまり、この取付治具100によれば、光走査装置1の組み立てに際しレーザーダイオード12にかかる負荷や削りカスの発生を抑えてレーザーダイオード12をハウジング11に取り付けることができる。
また、本実施形態の取付治具100の拡張部102が、ハウジング11を形成している樹脂材料よりも剛性が高い金属材料で形成されているので、拡張部102の溝11cへの挿入により、嵌込孔11dが確実に拡げられることとなる。
また、本実施形態の取付治具100の拡張部102は、その外径が、加熱と冷却とにより拡縮自在となっており、即ち、溝11cに先端縁が挿入されたときに嵌込孔11dを間に挟む箇所どうしの間隔が拡縮自在となっている。これにより、拡径された拡張部102の溝11cへの挿入により嵌込孔11dが拡径されるとともに、拡張部102の縮径により溝11cからの抜き取りが容易なものとなっている。
尚、本実施形態の取付治具100は、拡張部102の拡縮が加熱と冷却とにより行われるものとなっているが、拡張部102の拡縮はこれに限るものではない。拡張部102の拡縮方法は、例えば、外周面に外力を加えることで拡張部102を縮径し、その外力を除くことで拡径する方法等であってもよい。
また、本実施形態の取付治具100は、拡張部102との間に間隔を開けて設けられてレーザーダイオード12を保持する保持部101を有している。拡張部102と保持部101との間に間隔が開いていることから、保持部101は、拡張部102が嵌込孔11dを拡げる際の反力の影響を受け難い。従って、本実施形態の取付治具100によれば、このような反力による、保持部101によるレーザーダイオード12の保持力の低下や嵌込み位置のズレ等が抑えられる。
また、本実施形態の取付治具100では、拡張部102は、レーザーダイオード12の嵌込孔11dへの嵌込みに際し、それに先立って溝11eに挿入される位置に設けられている。これにより、レーザーダイオード12の嵌込孔11dへの嵌込みが、まず、その嵌込孔11dが拡径された後に行われることとなる。その結果、嵌込みに際してレーザーダイオード12にかかる負荷や削りカスの発生が一層低減されることとなる。
また、本実施形態の取付治具100では、溝11eが嵌込孔11dを囲む円形であり、拡張部102は、円筒形状を有し、その先端縁がその円形の溝11eに挿入される。これにより、拡張部102は、円形の溝11eを外周方向に均一に押し拡げ、延いては、嵌込孔11dを外周方向に均一に押し拡げることとなる。その結果、レーザーダイオード12と嵌込孔11eの内面との嵌込み時の接触が抑えられるので、この嵌込み時にレーザーダイオード12にかかる負荷や削りカスの発生が一層低減されることとなる。
尚、本実施形態では、本発明にいう凹部の一例として、嵌込孔11dを囲む円形の溝11eが例示されている。しかしながら、本発明にいう凹部は、このような円形の溝に限るものではなく、例えば、嵌込孔11dを囲んで配置された複数の窪み等であってもよい。また、そのような複数の窪みとしては、例えば、嵌込孔11dを囲む円周上に配置された複数の溝等が挙げられる。また、凹部としてこのような複数の溝が設けられている場合、拡張部は、本実施形態における円筒形状の拡張部102とは異なり、各々が各溝に挿入される複数の爪等といったものとなる。
また、以上に説明した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の取付治具、光走査装置、及び画像形成装置の何れかの構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
例えば、本実施形態の光走査装置10では、レーザーダイオード12を発した光が、コリメートレンズ13、アパーチャ14、及びシリンドリカルレンズ15からなる光路を通ってポリゴンミラー17に入射されている。しかしながら、光路はこれに限るものではなく、例えばミラー等の反射によって作られる任意の経路を辿るものであってよい。
また、例えば、本実施形態の画像形成装置1はモノクロのプリンタであるが、本発明にいう画像形成装置はこれに限るものではない。本発明にいう画像形成装置は、カラーのプリンタであってもよく、あるいは、電子写真方式を採用したものであれば、複写機、ファクシミリ、あるいは複合機等であってもよい。
1 画像形成装置
10 光走査装置
11 ハウジング
11c 側壁
11d 嵌込孔
11e 溝
12 レーザーダイオード
100 取付治具
101 保持部
102 拡張部
特開2013−007778号公報

Claims (8)

  1. 光源と、該光源が嵌め込まれ、嵌込み前の時点では前記光源の太さよりも狭い嵌込孔が設けられた壁を備えたハウジングと、を有し、前記光源が出射した光で走査対象を走査する光走査装置の組み立てに際して、前記光源を保持して前記嵌込孔に嵌め込む取付治具において、
    前記ハウジングの前記壁には、前記嵌込孔を囲む凹部が設けられており、
    前記嵌込孔への前記光源の嵌込みに際し前記凹部に挿入され、該凹部における、前記嵌込孔を間に挟んだ箇所どうしの間隔を拡げることで該嵌込孔を拡げる拡張部が設けられていることを特徴とする取付治具。
  2. 前記拡張部が、前記ハウジングを形成している材料よりも剛性が高い材料で形成されていることを特徴とする請求項1記載の取付治具。
  3. 前記拡張部は、前記凹部に挿入されたときに前記嵌込孔を間に挟む箇所どうしの間隔が拡縮自在であることを特徴とする請求項1又は2記載の取付治具。
  4. 前記拡張部との間に間隔を開けて設けられて前記光源を保持する保持部を有することを特徴とする請求項1から3のうちいずれか1項に記載の取付治具。
  5. 前記拡張部は、前記光源の前記嵌込孔への嵌込みに際し、それに先立って前記凹部に挿入される位置に設けられていることを特徴とする請求項1から4のうちいずれか1項に記載の取付治具。
  6. 前記凹部が、前記嵌込孔を囲む円周上に配置された溝であることを特徴とする請求項1から5のうちいずれか1項に記載の取付治具。
  7. 光源と、該光源が嵌め込まれ、嵌込み前の時点では前記光源の太さよりも狭い嵌込孔が設けられた壁を備えたハウジングと、を有し、前記光源が出射した光で走査対象を走査する光走査装置において、
    前記ハウジングの前記壁には、前記嵌込孔を囲む凹部が設けられており、
    前記光源を保持して前記嵌込孔に嵌め込む請求項1から6のうちいずれか1項に記載の取付治具によって前記光源が前記嵌込孔に嵌め込まれていることを特徴とする光走査装置。
  8. 感光体ドラムと、該感光体ドラムの周面を帯電する帯電装置と、該帯電装置によって帯電された前記周面を光で走査して該周面に静電潜像を形成する光走査装置と、該光走査装置によって形成された静電潜像をトナーで現像する現像装置と、該現像装置の現像によって形成されたトナー像をシート状の記録媒体に転写する転写装置と、該転写装置によって転写されたトナー像を前記記録媒体に定着させる定着装置と、を有する画像形成装置において、
    前記光走査装置が、光源と、該光源が嵌め込まれ、嵌込み前の時点では前記光源の太さよりも狭い嵌込孔が設けられた壁を備えたハウジングと、を有し、
    前記ハウジングの前記壁には、前記嵌込孔を囲む凹部が設けられており、
    前記光源を保持して前記嵌込孔に嵌め込む請求項1から6のうちいずれか1項に記載の取付治具によって前記光源が前記嵌込孔に嵌め込まれていることを特徴とする画像形成装置。
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