JP5037424B2 - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
光走査装置は、潜像担持体の軸方向から見たとき、ポリゴンミラーの配置位置に対して左右同数の潜像担持体が配置されるよう画像形成装置に配置される。また、潜像担持体の軸方向から見たとき、一方の光学素子がポリゴンミラーの配置位置に対して左側に位置し、他方の光学素子がポリゴンミラーの配置位置に対して右側に位置する。
潜像担持体の軸方向から見たとき、ポリゴンミラーの配置位置に対して左側の位置に配置された潜像担持体に対応する光源から発した光は、ポリゴンミラーの配置位置に対して左側に位置する一方の光学素子に入射して、ポリゴンミラーの配置位置に対して左側に配置された潜像担持体に照射される。また、潜像担持体の軸方向から見たとき、ポリゴンミラーの配置位置に対して右側の位置に配置された潜像担持体に対応する光源から発した光は、ポリゴンミラーの配置位置に対して右側に位置する他方の光学素子に入射して、ポリゴンミラーの配置位置に対して右側に配置された潜像担持体に照射される。
以下に、ハウジングの熱膨張による色ずれについて、具体的に説明する。
ポリゴンミラー41周辺は、ポリゴンスキャナ140の熱によって均一に熱膨張するが、ポリゴンミラー41から離れるに従って、ハウジング100の温度が低下するため、熱膨張する量が少なくなる。従って、図12に示すように、ハウジング100は、ポリゴンミラー41の周囲が盛り上がった弓なり状になる。その結果、ポリゴンミラー41に対してある程度離れて設けられた反射鏡45a,45bが、図中点線で示すように、外側に倒れて、反射鏡45a,45bの姿勢が変化してしまう。このように、反射鏡45a,45bが外側に倒れる結果、反射鏡45a、45bへの光の入射角度が変わる。その結果、左側の反射鏡45aに反射された光は、膨張前の走査線の走査位置に対して、潜像担持体表面移動方向上流側にずれ、右側の反射鏡45bに反射された光は、膨張前の走査線の走査位置に対して、潜像担持体表面移動方向下流側にずれる。すなわち、熱膨張時において、ポリゴンミラーの配置位置に対して左側に配置された潜像担持体の走査位置の潜像担持体移動方向におけるずれ方向と、ポリゴンミラーの配置位置に対して右側に配置された潜像担持体の走査位置の潜像担持体移動方向におけるずれ方向が異なってしまうのである。このため、ポリゴンミラー41の配置位置に対して左側に配置された感光体10aと、右側に配置された感光体10bとの間に(A+B)の色ずれが生じる。
しかしながら、左側と右側とで反射鏡の枚数を異ならせると、左側と右側とで光路長を同じにすることが困難となる。このため、右側と左側とで同じ走査レンズを用いた場合、左側の感光体10aに照射するビームスポット径と右側の感光体10bに照射するビームスポット径とが異なるなどの不具合が生じるおそれが高く、良好な画像が得られなくなるおそれがある。
また、請求項2の発明は、請求項1の光走査装置において、前記ハウジングの前記回転偏向器取付部周囲の形状を、前記対称線を境にして、前記一方の光学素子が配置された側と、前記他方の光学素子が配置された側とで異ならせたことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の光走査装置において、前記ハウジングの前記回転偏向器取付部周囲にリブを形成し、該リブの数や形状を、前記対称線を境にして、前記一方の光学素子が配置された側と、前記他方の光学素子が配置された側とで異ならせたことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項2または3の光走査装置において、前記ハウジングの前記回転偏向器取付部周囲に穴を形成し、該穴の数や形状を、前記対称線を境にして、前記一方の光学素子が配置された側と、前記他方の光学素子が配置された側とで異ならせたことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4いずれかの光走査装置において、前記回転偏向器取付部周囲の線膨張係数を、前記対称線を境にして、前記一方の光学素子が配置された側と、前記他方の光学素子が配置された側とで異ならせたことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、複数の潜像担持体と、各潜像担持体に潜像を書き込む光書込手段と、各潜像担持体に形成された潜像をそれぞれ個別に現像する複数の現像手段と、現像によって各感光体上で得られた可視像をそれぞれ転写体に重ね合わせて転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、前記光書込手段として、請求項1乃至5いずれかの光走査装置を用いることを特徴とするものである。
以下に、図面に用いて説明する。
図1は、ハウジングの熱膨張により光学素子である反射鏡が傾いた場合について、本発者らが見出した色ずれが抑制効果を説明する図である。図2は、ハウジングの熱膨張により光源の位置が変位した場合について、本発者らが見出した色ずれが抑制効果を説明する図である。
図1に示すように、ハウジングの回転偏向器取付部および/または回転偏向器取付部周囲の熱膨張率を、対称線を境にして、一方の光学素子が配置された側と、他方の光学素子が配置された側とで異ならせると、対称線を境にして、一方の光学素子が配置された側と、他方の光学素子が配置された側とでハウジングの熱膨張を異ならせることができる。従って、ポリゴンスキャナの熱などによりハウジングが熱膨張すると、回転偏向器41が傾く。その結果、一方の光学素子(図中左側の第1反射鏡45a)に入射する一点削線cで示す熱膨張時の光の入射位置が、図中実線aで示す膨張前の光の入射位置に対して、図中下側にずれる。一方、他方の光学素子(図中左側の第1反射鏡45a)に入射する一点削線cで示す熱膨張時の光の入射位置が、図中実線aで示す膨張前の光の入射位置に対して、図中上側にずれる。このように、ハウジング熱膨張時に回転偏向器が傾くと、一方の光学素子に入射する光のハウジング膨張前の入射位置に対するずれ方向と、他方の光学素子に入射する光のハウジング膨張前の入射位置に対するずれ方向とが異なるのである。
また、一点削線cで示す熱膨張時の光が一方の光学素子の入射面(図中左側の第1反射鏡45aの反射面)に入射するときの入射角が、図中実線aで示す膨張前の光の入射角よりも小さくなり、一点削線cで示す熱膨張時の光が他方の光学素子の入射面(図中右側の第1反射鏡45bの反射面)に入射するときの入射角が、図中実線aで示す膨張前の光の入射角よりも大きくなる。このように、ハウジングの熱膨張時に回転偏向器が傾くと、熱膨張前の光に対する入射角の変化が、一方の光学素子と他方の光学素子とで異なるのである。
その結果、図1の一点削線cで示すように、一方の光学素子(図中左側の第1反射鏡45a)に入射した光は、幾何学的に光学素子(図中左側の第2反射鏡46a)に反射して、潜像担持体上のC1の位置を走査する。一方、他方の光学素子(図中右側の第1反射鏡45b)に入射した光は、幾何学的に光学素子(図中右側の第2反射鏡46a)に反射して、図中C2の位置に走査する。よって、ハウジングが熱膨張したときに回転偏向器が傾くようにした場合は、色ずれ量がL2となる。
従来のハウジングの回転偏向器取付部および/または回転偏向器取付部周囲が均一に熱膨張したときの一方の光学素子(図中左側の第1反射鏡45a、第2反射鏡46a)を反射した光は、図中点線bで示すように潜像担持体上のB1の位置を走査する。他方の光学素子(図中右側の第1反射鏡45b、第2反射鏡46b)を反射した光は、図中点線bで示すように潜像担持体上のB2の位置に走査する。このため、従来のハウジングの回転偏向器取付部および/または回転偏向器取付部周囲が均一に熱膨張したときの色ずれ量はL1となる。
そして、図1を見れば明らかなように、ハウジング熱膨張時に回転偏向器が傾かない場合の色ずれ量L1より、ハウジング熱膨張時に回転偏向器が傾く場合の色ずれ量L2の方が小さくなっていることがわかる。よって、従来のハウジングの回転偏向器取付部および/または回転偏向器取付部周囲が均一に熱膨張する場合に比べて、回転偏向器の配置位置に対して左側に配置された潜像担持体と、右側に配置された潜像担持体との間の色ずれを抑制できる。
このように、本発明者らは、ハウジングの熱膨張時に光学素子が傾く場合、回転偏向器が傾くことで、幾何学的に色ずれが抑制されるのを見出したのである。
光源の位置が変位した場合においても、ハウジングの熱膨張時に回転偏向器が傾くと、回転偏向器によって走査された光が最初に入射する光学素子への入射位置の熱膨張前の光に対するズレ方向と、熱膨張前の光に対する入射角の変化とが、一方の光学素子と他方の光学素子とで異なる。
従って、図2の一点削線cで示すように、一方の光学素子(図中左側の第1反射鏡45a)に入射した光は、幾何学的に光学素子(図中左側の第2反射鏡46a)に反射して、潜像担持体上のC1の位置を走査する。一方、他方の光学素子(図中右側の第1反射鏡45b)に入射した光は、幾何学的に光学素子(図中右側の第2反射鏡46a)に反射して、図中C2の位置を走査する。このため、ハウジング熱膨張時に回転偏向器が傾いたときの色ずれ量はL3となる。
一方、従来のハウジングの回転偏向器取付部および/または回転偏向器取付部周囲が均一に熱膨張したときの一方の光学素子(図中左側の第1反射鏡45a、第2反射鏡46a)を反射した光は、図中点線bで示すように潜像担持体上のB1の位置を走査する。他方の光学素子(図中右側の第1反射鏡45b、第2反射鏡46b)を反射した光は、図中点線bで示すように潜像担持体上のB2の位置に走査する。このため、従来のハウジングの回転偏向器取付部および/または回転偏向器取付部周囲が均一に熱膨張したときの色ずれ量がL4となる。
そして、図2を見れば明らかなように、ハウジング熱膨張時に回転偏向器が傾かない場合の色ずれ量L4より、ハウジング熱膨張時に回転偏向器が傾く場合の色ずれ量L3の方が小さくなっていることがわかる。よって、従来のハウジングの回転偏向器取付部および/または回転偏向器取付部周囲が均一に熱膨張する場合に比べて、回転偏向器の配置位置に対して左側に配置された潜像担持体と、右側に配置された潜像担持体との間の色ずれを抑制できる。
このように、本発明者らは、ハウジングの熱膨張時光源の位置が変位する場合も、回転偏向器が傾くことで、幾何学的に色ずれが抑制されるのを見出したのである。
図3は、本実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、筐体1と、この筐体1から引き出し可能な給紙カセット2とを備えている。筐体1の中央部には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンダ(M)、黒(K)の各色のトナー像(可視像)を形成するための作像ステーション3Y,3C,3M,3Kを備えている。以下、各符号の添字Y、C、M、Kは、それぞれイエロー、シアン、マゼンダ、黒用の部材であることを示す。
図1及び図2に示すように、作像ステーション3Y,3C,3M,3Kは、図中矢印A方向に回転する潜像担持体としてのドラム状の感光体10Y,10C,10M,10Kを備えている。感光体10Y,10C,10M,10Kは、直径40[mm]のアルミニウム製の円筒状基体と、その表面を覆う、例えばOPC(有機光半導体)感光層とから構成されている。各作像ステーション3Y,3C,3M,3Kは、それぞれ、感光体10Y,10C,10M,10Kの周囲に、感光体を帯電する帯電装置11Y,11C,11M,11Kを備えている。また、感光体に形成された潜像を現像する現像手段としての現像装置12Y,12C,12M,12K、感光体上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置13Y,13C,13M,13Kも感光体の周囲に備えている。
まず、作像ステーション3Y,3C,3M,3Kにおいて、感光体10Y,10C,10M,10Kが帯電装置11Y,11C,11M,11Kによって一様に帯電される。その後、画像情報に基づいて生成された書込光Lによって走査露光されて、感光体10Y,10C,10M,10Kの表面に静電潜像が形成される。これらの静電潜像は、現像装置12Y,12C,12M,12Kの現像ローラ15Y,15C,15M,15K上に担持された各色のトナーによって現像されて、Y,C,M,Kトナー像となる。感光体10Y,10C,10M,10K上のY,C,M,Kトナー像は、各1次転写ローラ24Y,24C,24M,24Kの作用によって反時計回りに回転駆動する中間転写ベルト20上に順次重ねて1次転写される。このときの各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト20上の同じ位置に重ねて転写されるように、中間転写ベルト20の移動方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。
図5は、本実施形態に係るプリンタおける光書込ユニット4を、4つの感光体とともに示す概略構成図である。
図6は、第1筐体70を上から見た図であり、図7は、第1筐体の斜視図である。
本実施形態の光書込ユニット4は、レーザダイオード51Y、51C、51M,51K(光源)からfθレンズ43a、43bまでの間の光路上に設けられた光学系部品を収納する樹脂などからなるハウジングたる第1筐体70と、fθレンズ43a、43bから感光体までの間の光路上に設けられた光学素子を収納する樹脂などからなるハウジングたる第2筐体60とで構成されたものである。
反射鏡の姿勢が変化すると、反射鏡に対する書込光の入射角度が変わり、図5に示す、ポリゴンミラー41a、41bによって図中左方向に偏向走査される書込光Ly,Lcに関しては、筐体熱膨張前の感光体への走査位置に対して、感光体移動方向上流側に走査位置がずれてしまう。一方、ポリゴンミラー41a、41bによって図中左方向に偏向走査される書込光Lm,Lkに関しては、筐体熱膨張前の感光体への走査位置に対して、感光体移動方向下流側に走査位置がずれてしまう。
このように、ポリゴンミラー41a、41bによって左方向に偏向走査される書込光Ly,Lcと、ポリゴンミラー41a、41bによって右方向に偏向走査される書込光Ly,Lcとで副走査線方向のずれ方向が違うため、Y色とK色およびM色、C色とK色およびM色の間で色ずれが生じてしまう。
図9は、実施例1のポリゴンスキャナ収容部73の概略構成図である。
この実施例1においては、ポリゴンスキャナ収容部73の対称線を境にして、Y色、C色の反射鏡が配置されたYC側73bと、M色、K色の反射鏡が配置されたMK側73aとでリブ731の形状を異ならせて、ポリゴンスキャナ収容部73のYC側73bとMK側73aとの形状を異ならせたものである。
YC側73bのリブ731の本数を増やことで、YC側の熱容量が増え、YC側の温度上昇がMK側の温度上昇よりも遅くなる。その結果、YC側の熱膨張が、MK側の熱膨張よりも少なくなり、ポリゴンミラーがYC側に傾く。
リブの本数や形状は、熱膨張時に色ずれが最も抑制されるポリゴンミラーの傾きとなるよう、適宜決定すればよい。
図10は、実施例2のポリゴンスキャナ収容部73の概略構成図である。
この実施例2においては、ポリゴンスキャナ収容部73のMK側73aに穴部732を設けて、ポリゴンスキャナ収容部73のYC側73bとMK側73aとの形状を異ならせたものである。
MK側73aに穴部を設けることで、ポリゴンスキャナの熱が穴部から発散して、MK側の温度上昇が、CK側の温度上昇よりも遅くなる。その結果、MK側の熱膨張が、YC側の熱膨張よりも少なくなり、ポリゴンミラーがMK側に傾く。
穴部の形状や数は、熱膨張時に色ずれが最も抑制されるポリゴンミラーの傾きとなるよう、適宜決定すればよい。
図11は、実施例3のポリゴンスキャナ収容部73の概略構成図である。
この実施例3においては、CY側73aの回転偏向器取付部たるスキャナ取付部76c、76dを第1筐体70の線膨張係数よりも小さい材質で形成したものである。
この実施例3においては、スキャナ取付部76c、76dを別部材で構成し、第1筐体70に、これら別部材のスキャナ取付部76c、76dが嵌合するための嵌合穴を設ける。そして、スキャナ取付部76c、76dをこれら嵌合穴に圧入嵌合して、スキャナ取付部76c、76dを第1筐体に取り付ける。
このように構成することで、CY側73aのスキャナ取付部76c、76dが、第1筐体と一体成形されているMK側のスキャナ取付部76a、76bよりも熱膨張しなくなる。その結果、ポリゴンミラーがYC側に傾く。
なお、スキャナ取付部76c、76dを第1筐体70の線膨張係数よりも小さい材質で形成しているが、ポリゴンスキャナ収容部73のCY側を線膨張係数よりも小さい材質で形成してもよい。このように構成することで、CY側73aが、第1筐体と一体成形されているMK側よりも熱膨張しなくなり、ポリゴンミラーがYC側に傾く。
また、CY側およびMK側のいずれか一方に通気孔と排気孔とを設け、空気を吹き込み冷却することで、CY側とMK側との熱膨張率を異ならせてもよい。
対称線に関して対となって配置されている走査レンズや反射鏡、複数のレーザダイオード、ポリゴンミラーは、ハウジングである第1筐体または第2筐体に取り付けられている。
そして、本実施形態の光書込ユニットは、筐体のポリゴンミラーが取り付けられる回転偏向器取付部たるスキャナ取付部および/またはスキャナ取付部周囲の熱膨張率を、対称線を境にして、一方の走査レンズが配置された側と、他方の走査レンズが配置された側とで異ならせた。
このように、構成することで、筐体が熱膨張したときに、ポリゴンミラーが、いずれか一方の走査レンズ側に傾く。その結果、感光体の軸方向から光書込ユニットを見たとき、ポリゴンミラーにより一方の走査レンズに入射する偏向走査された光の向きが筐体の熱膨張前に対して、上方または下方に傾き、他方の走査レンズに入射する偏向走査された光の向きが、一方の走査レンズに入射する偏向走査された光の向きと逆方向に傾く。その結果、先の図1、図2に示すように、筐体の熱膨張によってレーザダイオードの位置が変位したり、走査レンズや反射鏡が傾いたりしても、色ずれを抑制することができる。
4 光書込ユニット
10Y,10C,10M,10K 感光体
11Y,11C,11M,11K 帯電装置
12Y,12C,12M,12K 現像装置
20 中間転写ベルト
41a、41b ポリゴンミラー
44Y,44C,44
60 第2筐体
70 第1筐体
73 ポリゴンスキャナ収容部
74 ポリゴンスキャナ収容壁
76a,76b,76c,76d スキャナ取付部
140 ポリゴンスキャナ
144 ポリゴンモータ
Claims (6)
- 複数の光源と、
複数の光源から出射された光を主走査方向に偏向走査する回転偏向器と、
前記回転偏向器の回転中心をとおり、前記回転偏向器の回転軸の軸方向に対して直交する方向に引いた対称線に関して対称配置した少なくとも一対の光学素子とを備え、
複数の光源のうち少なくともひとつから出射された光は、前記回転偏向器によって一方の光学素子に入射し、残りの光源から出射された光は、前記回転偏向器によって他方の光学素子に入射する対向走査方式の光走査装置において、
前記一対の光学素子と前記回転偏向器と前記光源とが取り付けられるハウジングを備え、
前記ハウジングの前記回転偏向器が取り付けられる回転偏向器取付部を複数備え、
前記回転偏向器取付部は、前記対称線に関して対称配置にされており、
前記対称線に関して対称配置された前記回転偏向器取付部のいずれか一方を、ハウジングよりも、線膨張係数の小さい材質で形成したことを特徴とする光走査装置。 - 請求項1の光走査装置において、
前記ハウジングの前記回転偏向器取付部周囲の形状を、前記対称線を境にして、前記一方の光学素子が配置された側と、前記他方の光学素子が配置された側とで異ならせたことを特徴とする光走査装置。 - 請求項2の光走査装置において、
前記ハウジングの前記回転偏向器取付部周囲にリブを形成し、
該リブの数や形状を、前記対称線を境にして、前記一方の光学素子が配置された側と、前記他方の光学素子が配置された側とで異ならせたことを特徴とする光走査装置。 - 請求項2または3の光走査装置において、
前記ハウジングの前記回転偏向器取付部周囲に穴を形成し、
該穴の数や形状を、前記対称線を境にして、前記一方の光学素子が配置された側と、前記他方の光学素子が配置された側とで異ならせたことを特徴とする光走査装置。 - 請求項1乃至4いずれかの光走査装置において、
前記回転偏向器取付部周囲の線膨張係数を、前記対称線を境にして、前記一方の光学素子が配置された側と、前記他方の光学素子が配置された側とで異ならせたことを特徴とする光走査装置。 - 複数の潜像担持体と、
各潜像担持体に潜像を書き込む光書込手段と、
各潜像担持体に形成された潜像をそれぞれ個別に現像する複数の現像手段と、現像によって各感光体上で得られた可視像をそれぞれ転写体に重ね合わせて転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、
前記光書込手段として、請求項1乃至5いずれかの光走査装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
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