JP4894851B2 - 光学走査装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、特許文献2では、ポリゴンモータのモータ基板を装置筐体(光学フレーム)の支柱に取り付ける際、支柱の裏面側に受け座面を形成すると共に、この受け座面に治工具の受柱を合わせた状態でビス止めを行うようにすることで光学フレーム及びモータ基板での変形を防ぐようにした技術が提案されている。
更に、特許文献3では、ポリゴンモータの回路基板を装置筐体に取り付ける際、装置筐体の反りなどによって取り付け後に大きな軸倒れを生じることがあり、この取り付け後の軸倒れが所望の範囲内になるように補正部材を用いて回路基板を歪ませる技術が提案されている。
更にまた、特許文献4では、偏向装置の回路基板を装置筐体(光学ハウジング)に取り付ける際、回転軸の近傍二箇所の固定部を設けると共に、これらから離れた一箇所に受け部材を設けると共に三箇所で支持した状態で二箇所の固定部を締結し、その後受け部材を除去するようにした技術が提案されている。
特に、請求項1に係る発明は、夫々の位置決め部の少なくとも一つは、前記取付基台側に向かって突出する複数の位置決め突起を有すると共にこれら複数の位置決め突起のうち少なくとも一つはその突出端が曲面状に形成されており、これら複数の位置決め突起の突出端で被取付部に対する取付基台の位置決め面を形成するものである。
一方、請求項2に係る発明は、夫々の位置決め部の少なくとも一つは、前記取付基台側に向かって突出する複数の位置決め突起を有し、これら複数の位置決め突起の突出端で被取付部に対する取付基台の位置決め面を形成するものであり、更に、前記複数の位置決め部のうち一以上の位置決め部が偏向走査部による光束の偏向走査方向に沿った装置筐体の幅方向中心線に対し非対称配置されると共に、前記装置筐体は、前記複数の位置決め部のうち前記中心線に対し非対称配置された位置決め部と同様の構造として形成される擬似位置決め部を有するものである。
請求項5に係る発明は、請求項4に係る光学走査装置において、前記複数の位置決め突起は、前記押え面の領域に対応する取付基台の反対面側領域内にある光学走査装置である。
請求項6に係る発明は、請求項3乃至5のいずれかに係る光学走査装置において、前記位置決め突起のうち少なくとも一つはその突出端が曲面状に形成されている光学走査装置である。
請求項8に係る発明は、請求項1乃至7のいずれかに係る光学走査装置において、前記光源部は複数の光束を出射する光学走査装置である。
請求項9に係る発明は、帯電可能で且つトナー像を保持する一若しくは複数の被対象物としての像保持体と、光源部からの光束を偏向走査して帯電された前記像保持体に結像させる請求項1乃至8のいずれかに係る光学走査装置とを備えた画像形成装置である。
請求項2に係る発明によれば、偏向走査部の取付基台を装置筐体に位置決めして取り付けるに際し、被対象物に対する光束の偏向走査方向に対する装置筐体の反りの影響を低減しながら、装置筐体の反りなどに起因する偏向走査部にて偏向走査される光束の照射姿勢のずれを容易に防ぐと共に光束の安定化を図ることができる。
請求項3に係る発明によれば、偏向走査部の取付基台を装置筐体に位置決めして取り付けるに際し、装置筐体の反りなどに起因する偏向走査部にて偏向走査される光束の照射姿勢のずれを容易に防ぐと共に光束の安定化を図ることができる。
請求項4に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比して、取付具による取り付け時の応力を全ての位置決め突起に分散させると共に取付基台での余分な歪の発生を低減することができる。
請求項5に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比して、取付具による取り付け時の応力を全ての位置決め突起全域に分散させると共に取付基台での余分な歪の発生を一層低減することができる。
請求項6に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比して、曲面状突起による取付基台の安定した位置決め支持がなされるようになる。
請求項7に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比して、被対象物に対する光束の偏向走査方向に対する装置筐体の反りの影響を低減することができる。
請求項8に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比して、偏向走査部にて偏向走査される光束の照射姿勢のずれの低減による結像特性の効果がより顕著に現れるようになる。
請求項9に係る発明によれば、偏向走査部の取付基台を装置筐体に位置決めして取り付けるに際し、装置筐体の反りなどに起因する偏向走査部にて偏向走査される光束の照射姿勢のずれを容易に防ぐことができると共に光束の安定した光学走査装置を用いた画像形成装置を提供できる。
◎実施の形態モデルの概要
図1は本発明を具現化する基本的構成を有する実施の形態モデルに係る光学走査装置の概要を示す説明図であり、(a)は全体図、(b)要部斜視図である。
ここで、本発明の光学走査装置の基本的構成は、図1(a)及び(b)に示すように、光学要素が取り付けられる取付受部1aを有する装置筐体1と、この装置筐体1の取付受部1aに取り付けられ且つ光束を出射する光学要素としての光源部2と、装置筐体1の取付受部1aに取り付けられ且つ光源部2から出射された光束を偏向走査する光学要素としての偏向走査部3と、装置筐体1の取付受部1aに取り付けられ且つ光源部2から出射された光束を偏向走査部3に導くと共に偏向走査部3にて偏向走査された光束を被対象物に結像させる光学要素としての結像光学部4とを備えた光学走査装置であって、偏向走査部3は装置筐体1の取付受部1aの複数箇所に取付具5を介して取り付けられ且つ偏向走査された光束の照射姿勢を規制する取付基台3aを有し、装置筐体1の取付受部1aは、取付基台3aの複数の取付箇所に対応して設けられ且つ取付基台3aの取付具5が取り付けられる被取付部6と、夫々の被取付部6の周りに設けられ且つ当該取付箇所での取付基台3aの高さ位置を位置決めする位置決め部7とを備えている。
そして、位置決め突起8としては複数あればよいが、位置決めの安定性を図る観点からすれば三個設ける方がよい。
また、(b)は本発明による位置決め部7の実施の形態モデルを示したもので、夫々の位置決め部7の少なくとも一つは、被取付部6を囲む周囲全体が取付基台3a(図示せず)側に向かって突出する突出段部9と、この突出段部9から取付基台3a側に向かって突出する複数の位置決め突起8とを有し、これら複数の位置決め突起8の突出端で被取付部6に対する取付基台3aの位置決め面を形成するものとなっている。
更に(c)は、比較モデルとしての位置決め部7’を示したもので、夫々の位置決め部7’は、被取付部6を囲む周囲全体が取付基台3a側に向かって突出する環状の位置決め段部9’を有し、複数の位置決め段部9’の突出端で被取付部6に対する取付基台3aの位置決め面を形成するものとなっている。尚、この位置決め段部9’の高さは(b)の突出段部9より高くなっている。
今、位置決め部7が、図3(a)のような突出段部9を備えたものとし、この突出段部9上の三箇所(P1,P2,P3)に位置決め突起8が設けられているものとする。装置筐体1が反りのない状態で形成されたと仮定すると、(b)のように、位置決め突起8の位置決め面s1は装置筐体1側の基準面s2に対し略平行な位置に決まり、そのまま、三箇所の位置決め突起8の突出端による位置決め面s1で取付基台3a(図示せず)が位置決めされるようになる。しかしながら、実際には装置筐体1が反った状態で形成されることが多く、(c)に示すように、装置筐体1側の基準面s2が装置筐体1の反りに起因してs2からs2’へ変位してしまい、これに伴って、位置決め突起8による位置決め面s1もs1’へ変位してしまう。そのため、このような位置決め部7を用いて取付基台3aを位置決めしようとすると、取付基台3aが良好な位置に位置決めされず、取付基台3aも反るようになり、結果的に偏向走査部3にて偏向走査される光束の照射姿勢のずれ(軸倒れ)に繋がるようになる。したがって、位置決め面s1を三箇所の位置決め突起8で必要な位置決め面s1を構成しようとすると、例えば(d)に示すように、P2位置及びP3位置にある位置決め突起8を当初より長くする(図中交差斜線で示す部分)必要がある。
そして、以上のような光学走査装置は画像形成装置にも適用可能であり、この場合、帯電可能且つトナー像を保持する一若しくは複数の被対象物としての像保持体と、光源部2からの光束を偏向走査して帯電された像保持体に結像させる光学走査装置とを備え、この光学走査装置として上述のものを用いるようにすればよい。
◎実施の形態1
−画像形成装置の概要−
図5は本発明の基本的構成が適用された実施の形態1の光学走査装置を用いた画像形成装置を示すものである。同図において、画像形成装置10は、所謂タンデム型のカラー画像形成装置10であって、装置筐体11内に四色(例えばブラック、シアン、マゼンタ、イエロー)の作像を行う画像形成ユニット20が縦方向に延びるように設けられ、画像形成ユニット20の下方には供給用の記録材が収容された記録材供給部12を配設すると共に、画像形成ユニット20に沿って記録材供給部12からの記録材の搬送経路を設けたものとなっている。
次に、本実施の形態の特徴点である光学走査装置40について説明する。
図6は本実施の形態の光学走査装置40の概要を示すもので、光学走査装置40は複数の光束を扱うマルチビーム方式のものであって、装置筐体としての光学ハウジング50内の取付受部に各種光学部品が配置されたものとなっている。また、光学ハウジング50の上方側で光学ハウジング50を支持するように設けられたシャフト41と、光学ハウジング50の下方位置から外方に突出するように設けられたボス42とが、画像形成装置10側に設けられた図示外の受部に位置決め支持されることで、画像形成装置10内に光学走査装置40が安定して設置されるようになっている。
このような半導体レーザ61a〜61dから出射された光ビームBa〜Bdの光路には、コリメータレンズ221a〜221d及びスリット222a〜222dを介して第一反射ミラー223a〜223dが設けられ、この第一反射ミラー223a〜223dによって反射された光ビームBa〜Bdは第一レンズ系224を通って第二反射ミラー225によって更に反射され、第二レンズ系226に至る。そして、第二レンズ系226を通った光ビームBa〜Bdが偏向走査部100に達するようになる。偏向走査部100の回転多面鏡(ポリゴンミラー)113によって感光体ドラム22a〜22dの回転軸方向に偏向走査された光ビームBa〜Bdは、第一fθレンズ201、第二fθレンズ202を通って走査方向の補正が行われ、折り返しミラー203を介して第二室54内に導かれる。
次に、光学走査装置40のうち、本実施の形態における特徴点である偏向走査部100について、更に、詳細に説明する。
図8は本実施の形態の光学走査装置40の偏向走査部100周辺を見た斜視図である。同図において、偏向走査部100は、ポリゴンモータ110と、このポリゴンモータ110が取り付けられた取付基台120とで構成され、ポリゴンモータ110は取付基台120側に取り付けられたロータ111と、ロータ111によって回転する回転軸112に取り付けられた回転多面鏡113とで構成され、仕切壁52のうち第一fθレンズ201や第二fθレンズ202が取り付けられる取付受部より一段低くなった取付受部に取付具としてのタッピンねじ130によって取り付けられている。結果的に取付基台120が三箇所で仕切壁52(光学ハウジング50に相当)に取り付けられるようになる。そして、タッピンねじ130が取り付けられる仕切壁52側には、取付箇所での取付基台120の高さ位置を位置決めする位置決め部55が設けられている(位置決め部55については後述する)。
このような構成の位置決め部55に対して、ねじ締め孔57へのタッピンねじ130による締結がなされることで、取付基台120が仕切壁52に対して位置決めされて取り付けられるようになり、ポリゴンモータ110の取付基台120高さ方向(図中上下方向)の移動が規制されるようになる。
このような仕切壁52を含む光学ハウジング50の作製方法は、例えば成形材料としてABS樹脂を用いて射出成形を行うことでなされる。このような成形材料としては、ABS樹脂に限られず、光学ハウジング50として必要な性能を確保できるものを適宜選定するようにすればよい。
図11は例えば射出成形時の金型の様子を示すもので、(a)は一対の金型A,Bが成形のために型合わせされた状態、(b)は射出成形後に金型A,Bを開いた状態を示している。つまり、(a)の状態で成形材料を所定位置に設けられたゲートから流し込み、冷却後、(b)のように、金型A,Bを開放し、例えば金型A側に張り付いた成形品をエジェクターピンによって金型Aから押し出すことで成形品としての光学ハウジング50が作製される。尚、ここでは説明を簡単にするために、金型A,Bや光学ハウジング50を二次元的に表し、また、位置決め部55が二箇所で、各位置決め部55には二個のボス551を有するものとして示している。
尚、ボス551の高さを低くすることも可能で、この場合、(b)に示すように、金型Aの凹部A7に一旦金属A8を溶融や溶射等によって追加し、その後、孔開け追加工を行うことで、当初のボス高さL0を所望のボス高さL2にすることが可能になる。
そして、このように、ボス高さを調整した後に、金型にめっき処理等を施してその後の光学ハウジング50の成形を行うようにすればよい。
今、(a)のように金型修正されたボス551によって、ボス551自体の突出端が取付基台120の裏面側に対して傾斜している状態の場合、タッピンねじ130で締結するようにすると、(b)のように、ボス551の突出端のうち取付基台120に近い部分ではつぶされるようになり、図の横方向に広がるように変形する。そのため、締結後のボス551の突出端は取付基台120との密着性が一層保たれるようになり、タッピンねじ130の締結力をより一層強固に分散支持できるようになる。また、タッピンねじ130を締結する際、ねじ締め孔57の取付基台120に面する側では径の大きなタッピンねじ130が径の小さいねじ締め孔57に挿入されるために、光学ハウジング50の樹脂が上方にめくれる現象を生じるが、ボス551の高さによってこのめくれが取付基台120に直接接触して不要な歪等を発生させる虞はない。
そして、このようなボス551による取付基台120の位置決めを採用することで、取付基台120自体に要する剛性をこのような構成を用いないものに比べ小さくすることができ、その分取付基台120自体の厚さを薄くすることも可能になる。
また、位置決め部55の数量も偏向走査部100が光学ハウジング50に位置決めされる数量であればよく、二箇所であってもよいし、例えば四箇所以上であってもよい。
図18は、本発明が適用された実施の形態2に係る光学走査装置40にて偏向走査部100を取り付ける前の状態を示すものである。同図において、本実施の形態の偏向走査部100は実施の形態1(図10参照)と同様に構成されるが、位置決め部55の形状が実施の形態1と異なるものとなっている。尚、実施の形態1と同様の構成要素には同様の符号を付し、ここではその詳細な説明を省略する。
このような構成における小ボス553の作用は、実施の形態1のボス551(図10参照)と略同様であり、また、金型修正も同様になされることから、ここでは省略するが、これらの小ボス553は実施の形態1のボス551に比べ、短くできることから、位置決め部55としての剛性をその分高めることができるようになる。
また、本実施の形態では、突出段部552に対してもねじ締め孔57を設けるようにしてもよいし、突出段部552にはタッピンねじ130の径より大きい孔を設け、ねじ締め孔57は光学ハウジング50側に設けるようにしてもよい。
図19は、本発明が適用された実施の形態3に係る光学走査装置40にて偏向走査部100を取り付ける前の状態を示すものである。同図において、本実施の形態の偏向走査部100は実施の形態2(図18参照)と同様に構成されるが、位置決め部55の形状が実施の形態2と異なるものとなっている。尚、実施の形態2と同様の構成要素には同様の符号を付し、ここではその詳細な説明を省略する。
このような構成の曲面形ボス554を用いると、タッピンねじ130を締結したときに曲面形ボス554と取付基台120とは点接触に近似されるようになり、締結時に曲面形ボス554の変形が抑えられ、取付基台120に対する接触状態がより安定化するようになる。また、このような曲面形ボス554の金型修正も実施の形態1や2と同様に行うことができ、容易に曲面形ボス554を適切な高さに調整することが可能になる。
また、本実施の形態では、突出段部552に曲面形ボス554を設ける態様を示したが、例えば実施の形態1(図10参照)のボス551の一部に対してその突出端に本実施の形態の曲面形ボス554を設けるようにしても差し支えない。このような形状のボスを含むことで、このようなボスを基準にして位置決め部55の位置決め位置が確定されるようにもなる。
図20は、本発明が適用された実施の形態4の光学走査装置40に用いられる光学ハウジング50を示すもので、光学ハウジング50成形時の成形材料の流れや冷却速度を考慮し、光学ハウジング50自体での成形時の反り等の影響を低減するようにしたものである。同図において、(a)は一例としての光学ハウジング50の様子を示すもので、三箇所の位置決め部55が設けられ、そこに偏向走査部100が取り付けられ、また、結像光学部200の要素である第一fθレンズ201の位置を表したものとなっている。
図21は、比較の形態としての光学走査装置40に対して偏向走査部100を取り付ける方法を説明するための斜視図である。同図において、本比較の形態では、位置決め部55’の形状が上述の実施の形態1〜3と異なるものとなっている。つまり、位置決め部55’には、単なる環状の位置決め段部555(実施の形態2で用いた突出段部552と略同様の形状で高さが高い突起)を設けたもので、取付基台120はこの位置決め段部555の頂部に直接接触するようになる。
この場合、金型の修正は、図22(b)に示すように、位置決め段部555に対して斜め(図中二点鎖線で示す楕円面)に沿って修正する必要があり、位置決め段部555に対して直交する方向に沿って修正する場合に比べ、修正作業自体が非常に手間取るようになる。また、このような位置決め段部555で取付基台120を位置決めする際、位置決め段部555の広い突出端面で取付基台120が位置決め支持されることから、複数の位置決め部55’で位置決めされる面が一つの平坦面を構成するようにならないと、取付基台120に余分な応力が加わり、ポリゴンモータ110の軸倒れを来すようになる。更に、位置決め段部555のねじ締め孔57がタッピンねじ130より小さい径でそのまま取付基台120側まで延びていると、タッピンねじ130にて取付基台120を光学ハウジング50に取り付ける際、タッピンねじ130による締結時に位置決め段部555の突出端面(取付基台120に接触する部位)に当該突出端面の材料がめくれ上がるようになり、これが取付基台120に不要な応力をもたらすようにもなる。そのため、取付基台120自体を厚く剛性のあるものにして対応することも想定されるが、取付基台120の価格上昇をもたらすようにもなる。
本実施の形態では、このようなことはなく、金型修正も容易になされ、ポリゴンモータ110の軸倒れを抑えるようになることが理解される。
Claims (9)
- 光学要素が取り付けられる取付受部を有する装置筐体と、
この装置筐体の取付受部に取り付けられ且つ光束を出射する光学要素としての光源部と、
前記装置筐体の取付受部に取り付けられ且つ前記光源部から出射された光束を偏向走査する光学要素としての偏向走査部と、
前記装置筐体の取付受部に取り付けられ且つ前記光源部から出射された光束を前記偏向走査部に導くと共に当該偏向走査部にて偏向走査された光束を被対象物に結像させる光学要素としての結像光学部とを備えた光学走査装置であって、
偏向走査部は装置筐体の取付受部の複数箇所に取付具を介して取り付けられ且つ偏向走査された光束の照射姿勢を規制する取付基台を有し、
装置筐体の取付受部は、前記取付基台の複数の取付箇所に対応して設けられ且つ取付基台の取付具が取り付けられる被取付部と、夫々の被取付部の周りに設けられ且つ当該取付箇所での取付基台の高さ位置を位置決めする位置決め部とを備え、
夫々の位置決め部の少なくとも一つは、前記取付基台側に向かって突出する複数の位置決め突起を有すると共にこれら複数の位置決め突起のうち少なくとも一つはその突出端が曲面状に形成されており、これら複数の位置決め突起の突出端で被取付部に対する取付基台の位置決め面を形成するものであることを特徴とする光学走査装置。 - 光学要素が取り付けられる取付受部を有する装置筐体と、
この装置筐体の取付受部に取り付けられ且つ光束を出射する光学要素としての光源部と、
前記装置筐体の取付受部に取り付けられ且つ前記光源部から出射された光束を偏向走査する光学要素としての偏向走査部と、
前記装置筐体の取付受部に取り付けられ且つ前記光源部から出射された光束を前記偏向走査部に導くと共に当該偏向走査部にて偏向走査された光束を被対象物に結像させる光学要素としての結像光学部とを備えた光学走査装置であって、
偏向走査部は装置筐体の取付受部の複数箇所に取付具を介して取り付けられ且つ偏向走査された光束の照射姿勢を規制する取付基台を有し、
装置筐体の取付受部は、前記取付基台の複数の取付箇所に対応して設けられ且つ取付基台の取付具が取り付けられる被取付部と、夫々の被取付部の周りに設けられ且つ当該取付箇所での取付基台の高さ位置を位置決めする位置決め部とを備え、
夫々の位置決め部の少なくとも一つは、前記取付基台側に向かって突出する複数の位置決め突起を有し、これら複数の位置決め突起の突出端で被取付部に対する取付基台の位置決め面を形成するものであり、
更に、前記複数の位置決め部のうち一以上の位置決め部が偏向走査部による光束の偏向走査方向に沿った装置筐体の幅方向中心線に対し非対称配置されると共に、前記装置筐体は、前記複数の位置決め部のうち前記中心線に対し非対称配置された位置決め部と同様の構造として形成される擬似位置決め部を有することを特徴とする光学走査装置。 - 光学要素が取り付けられる取付受部を有する装置筐体と、
この装置筐体の取付受部に取り付けられ且つ光束を出射する光学要素としての光源部と、
前記装置筐体の取付受部に取り付けられ且つ前記光源部から出射された光束を偏向走査する光学要素としての偏向走査部と、
前記装置筐体の取付受部に取り付けられ且つ前記光源部から出射された光束を前記偏向走査部に導くと共に当該偏向走査部にて偏向走査された光束を被対象物に結像させる光学要素としての結像光学部とを備えた光学走査装置であって、
偏向走査部は装置筐体の取付受部の複数箇所に取付具を介して取り付けられ且つ偏向走査された光束の照射姿勢を規制する取付基台を有し、
装置筐体の取付受部は、前記取付基台の複数の取付箇所に対応して設けられ且つ取付基台の取付具が取り付けられる被取付部と、夫々の被取付部の周りに設けられ且つ当該取付箇所での取付基台の高さ位置を位置決めする位置決め部とを備え、
夫々の位置決め部の少なくとも一つは、被取付部を囲む周囲全体が取付基台側に向かって突出する突出段部と、この突出段部から取付基台側に向かって突出する複数の位置決め突起とを有し、これら複数の位置決め突起の突出端で被取付部に対する取付基台の位置決め面を形成するものであることを特徴とする光学走査装置。 - 請求項3記載の光学走査装置において、
前記取付具は、被取付部に取り付けられるときに位置決め部に取付基台が押え付けられる鍔状の押え部を有し、この押え部による押え面の領域に対し位置決め部である複数の位置決め突起を対向配置したことを特徴とする光学走査装置。 - 請求項4記載の光学走査装置において、
前記複数の位置決め突起は、前記押え面の領域に対応する取付基台の反対面側領域内にあることを特徴とする光学走査装置。 - 請求項3乃至5のいずれかに記載の光学走査装置において、
前記位置決め突起のうち少なくとも一つはその突出端が曲面状に形成されていることを特徴とする光学走査装置。 - 請求項3乃至6のいずれかに記載の光学走査装置のうち、前記複数の位置決め部のうち一以上の位置決め部が偏向走査部による光束の偏向走査方向に沿った装置筐体の幅方向中心線に対し非対称配置される態様において、
装置筐体は、前記複数の位置決め部のうち前記中心線に対し非対称配置された位置決め部と同様の構造として形成される擬似位置決め部を有することを特徴とする光学走査装置。 - 請求項1乃至7のいずれかに記載の光学走査装置において、
前記光源部は複数の光束を出射するものであることを特徴とする光学走査装置。 - 帯電可能で且つトナー像を保持する一若しくは複数の被対象物としての像保持体と、
光源部からの光束を偏向走査して帯電された前記像保持体に結像させる請求項1乃至8のいずれかに記載の光学走査装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
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