JP5123117B2 - 光走査装置、画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は光操作装置及び画像形成装置に係り、特に光源と、光源からの光を光照射対象に照射してこれを走査する走査手段と、前記光源から前記光照射対象までの光路上に設けられる光学素子と、前記光学素子を収納するハウジングと、ハウジングを覆うための1つ以上のカバー部材と、前記カバー部材とハウジングの隙間に配置され装置全体の密閉性を確保するシール部材とを備えた光走査装置及びこの光走査装置を備えた画像形成装置に関する。
レーザープリンタ、デジタル複写機、レーザーFAX等における画像形成装置は、光源からの光ビームを偏向走査する正多角形に形成されたポリゴンミラーと、このポリゴンミラーによって走査された光ビームを感光体面上に結像するための光学素子(走査レンズ)を備えると共に、書込開始位置を決定するために、有効露光領域外の走査開始側に光検知器が設けられている光走査装置を搭載している。
前記光走査装置は、レンズやミラーなどの光学素子を利用し感光体まで光を照射するものであり、ほこりなどの微小な異物が前記光学素子に付着すると、感光体面に形成される走査線に影響を与えてしまい、白すじや画像抜けなどの異常画像が発生してしまう。このため、光走査装置は各光学素子を搭載したハウジングにカバー部材をすることで密閉した構造を取ることが多い。
一方、ポリゴンミラーは、光源からのビームを偏向するため、高速回転しているのでその近傍の気流の変化は大きく、特に遠心力でポリゴン中心では気圧が低下し、回りの空気を吸い込んでしまうこととなる。
このため、空気中の滞留物まで吸い込み、長時間の運転でポリゴンミラーの反射面が曇ってしまうことがある。そこで、ポリゴンミラーを格納する空間をハウジング内に別途設け、そこを密閉することで対策する方法がある。しかし対向走査方式を採用する光走査装置は、その光路や光学素子の配置などが非常に入り組んだ構成となることが多く、場合によってはポリゴンを格納する空間を確保できないことがある。
通常、ハウジングはカバー部材とねじを使い締結することで密閉構成を作るものの、カバー部材とハウジングの微小な隙間は存在してしまう。このため、ほこりなどのある程度の大きさを持つ異物はカバー部材による密閉で装置内への侵入は防げるが、例えば1μm以下のごく微小な滞留物に関しては、ポリゴンの気流の関係もありカバー部材の隙間から吸い込まれてしまうこととなる。この滞留物がレンズ・ミラー等の光学素子に付着して異常画像を導くことはないが、その濃度が高くなるとポリゴンミラー面に付着し曇らせることが起こりうる。
そこで、ハウジングとカバー部材の合わせ面の微小な隙間を埋めるため、カバー部材全周にスポンジ製のシールを配置し、光走査装置全体の密閉性を向上させる構造を採用することがある。この構造はシールの厚さを調整することでカバー部材とハウジングのねじ締結時のシールつぶし量を変えることができ、その密閉性を一定量コントロールできる。しかし、ハウジングとカバー部材の間でつぶすため、カバー部材とハウジングにはシールが押しつぶされる際に発生する反発力が作用し、つぶし量が大きいと密閉性を高めることができるがその分反発力も大きくなり、ハウジングやカバー部材を変形させてしまうおそれがある。カバー部材とハウジングをねじ部材で締結する場合、この反発力による変形はねじ部材の締結位置やハウジングやカバー部材の剛性、またハウジングの外形形状により決まるため、ハウジング等の変形は複雑ものとなる。
また、光学素子のハウジングはその機能上、光学素子の配置や光路の確保、強度向上用のリブなどのため、内部及び外部は複雑な形状を取ることが多く、ときシールからの反発力により局所的に変形し、その光学特性に影響する場合がある。
特許文献1には、光源装置が発する光ビームを回転多面鏡の偏向反射面に入射して偏向させた後に、偏向した光ビームを2台のfθレンズ、折り返しミラー及びBLTレンズを介して感光体上に光スポットとして集光し、光源装置と回転多面鏡とfθレンズとがハウジング内に収納され、ハウジングの開口部がカバー部材で塞がれた光ビーム走査装置であって、ハウジングに、光源装置、回転多面鏡及びfθレンズとがそれぞれ独立した空間に密閉して収納されるように仕切壁を設けたものが記載されている。
また、特許文献2には、光源から出射されたレーザー光を偏向する回転多面鏡を備えたポリゴンスキャナと、該ポリゴンスキャナを支持する光学ハウジングとを備えた光走査装置であって、ポリゴンスキャナを包囲するように光学ハウジングに設けられた側壁と、該側壁の一部を構成し回転多面鏡にて偏向されたレーザー光を側壁外部に透過させる透過型光学素子と、を備えたものが記載されている。
更に、特許文献3には、光源から出射されたレーザー光を偏向する回転多面鏡を備えたポリゴンスキャナと、該ポリゴンスキャナを支持する光学ハウジングと、ポリゴンスキャナを包囲するように光学ハウジングに立設された側壁と、該側壁の一部を構成し回転多面鏡にて偏向されたレーザー光を側壁外部に透過させる透過型光学素子と、側壁上端縁に固定されることにより側壁内の空間を閉止する板状カバー部材と、側壁の上端縁と板状カバー部材との間に介在して間隙を密封する弾性シール部材とを備えた光走査装置であって、上記弾性シール部材に、板状カバー部材の一部を露出させるための穴を設けたものが記載されている。
特開2006−078903公報 特開2004−192010公報 特開2000−098287公報
しかしながら、特許文献1や特許文献2に記載のもの、ポリゴンモータ周辺を密閉構成とすることでポリゴンミラーから発生する熱や騒音を閉じ込め、対策するものであり、ハウジング全体を密閉の対象とするものではないし、非常に微小な異物に対して密閉性が確保されているものでもない。
また特許文献3に記載のものは、カバー部材とハウジングの間にシール部材を使用し、密閉性を高めているが、シール部材はポリゴンモータの熱及び騒音対策として設けられるものであり、ポリゴンを格納する空間をハウジング内に別途設けることができない場合には適用されない。
そこで本発明は、ハウジングやカバー部材の形状を変更せずにシール部材の反発力を制御し、ハウジングやカバー部材に局所的な変形を生じさせずに光走査装置全体の密閉性を高めることができる光走査装置、及びこの光走査装置を搭載した画像形成装置を提供することを目的とする。
請求項1の発明は、
光源と、光源からの光を光照射対象に照射してこれを走査する走査手段と、
前記光源から前記光照射対象までの光路上に設けられる光学素子と、
前記走査手段及び前記光学素子を含む光学系を収納するハウジングと、
前記ハウジングを覆うための1又は複数のカバー部材と、
前記ハウジングと前記カバー部材との隙間に配置され密閉性を確保するシール部材とを備えた光走査装置において、
前記シール部材は前記カバー部材の全周に配置され、
前記各カバー部材が前記ハウジングに締結される締結位置の略中央に位置する前記シール部材の少なくとも一個所に、その厚さ寸法が当該シール部材の他の個所の厚さ寸法より小さい異形部を形成したことを特徴とする光走査装置である。
請求項2の発明は、
光源と、光源からの光を光照射対象に照射してこれを走査する走査手段と、
前記光源から前記光照射対象までの光路上に設けられる光学素子と、
前記走査手段及び前記光学素子を含む光学系を収納するハウジングと、
前記ハウジングの上側を覆う上カバー部材と、
前記ハウジングの下側を覆う下カバー部材と、
前記上カバー部材及び下カバー部材とハウジングの隙間に配置され密閉性を確保するシール部材とを備えた光走査装置において、
前記シール部材は上カバー部材及び下カバー部材の全周に配置され、
前記各カバー部材とハウジングとの締結方向と垂直な平面における上カバー部材のシール位置と下カバー部材のシールの配置位置がハウジング中心部から放射方向にずれているとき、当該ずれている個所に配置するシール部材に、その厚さ寸法が当該シール部材の他の部分の厚さ寸法より小さい異形部を形成したことを特徴とする光走査装置である
請求項3の発明は、請求項記載の光走査装置において、前記2つのシール部材のうち前記ハウジング中央からの距離が長い側のシール部材に前記異形部を形成したことを特徴とする。
請求項4の発明は、
光源と、光源からの光を光照射対象に照射してこれを走査する走査手段と、
前記光源から前記光照射対象までの光路上に設けられる光学素子と、
前記走査手段及び前記光学素子を含む光学系を収納するハウジングと、
前記ハウジングの上側を覆う上カバー部材と、
前記ハウジングの下側を覆う下カバー部材と、
前記上カバー部材及び下カバー部材とハウジングの隙間に配置され密閉性を確保するシール部材とを備えた光走査装置において、
前記シール部材は上カバー部材及び下カバー部材の全周に配置され、
前記各カバー部材と前記ハウジングの締結方向と垂直な平面における上カバー部材のシール位置と下カバー部材のシール位置が前記ハウジングの中心部から放射方向にずれているとき、当該ずれが発生している個所で前記ハウジングに前記上カバー部材又は前記下カバー部材との隙間寸法が他の部分より大きい異寸法部を形成したことを特徴とする光走査装置である
請求項5の発明は、請求項4記載の光走査装置において、前記異寸法部を、前記ハウジング中央からの距離が長い接合個所に形成したことを特徴とする。
請求項の発明は、請求項1乃至のいずれか記載の光走査装置において、前記異形部をシール部材他の部分と別部品としたことを特徴とする。
請求項の発明は、請求項1乃至のいずれか記載の光走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
本発明に係る光走査装置及び画像形成装置によれば、変形しやすい各締結位置間の略中央部に位置するシール部材にその厚さが異なる異形部を形成する、若しくはこの部分のハウジング及びカバー部材の接合個所の間隔寸法が異なる異寸法部を配置するので、ハウジング及びカバー部材に負荷するシール部材の反発力を制御することができ、ハウジング及びカバー部材の変形を容易且つ低コストで防止することができる。
以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。
以下本実施例に係る画像形成装置を図面に基づいて説明する。本例で画像形成装置としてデジタルカラー書込装置を備えたものとして説明する。図1は実施例に係る画像形成装置のデジタルカラー書込装置を示す概略断面図である。この書込装置は、正多角形の側面に反射ミラーを有し高速回転により、レーザー光を偏向・走査させる2台のポリゴンミラー1a,1bと、前記ポリゴンミラー1a,1bから発生する熱気流をレンズに伝えないようにする防音ガラス2a,2bと、前記ポリゴンミラー1aによる走査ビームの等角度運動を等速直線運動へと変えるfθレンズ3a,3bと、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の感光体ドラム9a、9b、9c、9dへとレーザー光を導くミラー4a,4b,4c,4d,6a,6b,6c,6d,7a,7b,7c,7dと、副走査方向に絞るためのL2レンズ5a,5b,5c,5dと、光学ハウジング内への塵などの落下を防止する防塵ガラス8a,8b,8c,8dと、像を形成する前記感光体ドラム9a,9b,9c,9dとを備える。また画像形成装置は、前記ポリゴンミラー1a,1b、fθレンズ3a,3b、ミラー4a,4b,4c,4d,6a,6b,6c,6d,7a,7b、L2レンズ5a,5b,5c,5dを備えた光学系が配置される光学ハウジング10、光学ハウジングを密閉するための上カバー部材11、下カバー部材12で構成されている。なお、図中それぞれの光路を、13a,13b,13c,13dとして示している。
次にこのデジタルカラー書込装置を備えた画像形成装置15について説明する。図2は画像形成装置の概略構成を示す模式断面図である。本例に係る画像形成装置15は、前記デジタルカラー書込装置の光学ハウジング10を備える他、書込レーザー光13a,13b,13c,13dにより潜像を形成する前記感光体ドラム9a,9b,9c,9d、中間転写ベルト14、給紙トレイ16、定着装置19を備える。なお図中矢印Aは、中間転写ベルト14の駆動方向を示している。
このような画像形成装置15では、感光体ドラム9a,9b,9c,9dに形成された潜像は図示しない各色の現像装置で現像されてトナー像が形成される。そして、各色のトナー像は中間転写ベルト14に重畳して中間転写されフルカラートナー像が形成され、このフルカラートナー像給は給紙トレイ16から搬送された印刷用紙に転写される。そして印刷用紙は定着装置19に搬送されフルカラートナー像は印刷用紙に定着され機外に排出される。
次に実施例に係る光走査装置について説明する。図3は光走査装置の光学ハウジングを示す斜視図である。本例では、ハウジングである光学ハウジング10の下側には下蓋である下カバー部材12の締結部21〜26においてねじ部材27によって締結されている。この締結部21〜26は、光学ハウジング10の中央部に2個所(締結部21,22)、左右上下に2個所(締結部23,24、25,25)の計6個所に配置されている。
次にシール部材について説明する。図4はシール部材が配置された下カバー部材を示す平面図、図5は光学ハウジングと下カバー部材の接合状態を示す側方からの斜視図、図6は光学ハウジングと下カバー部材の接合状態を示す下方からの斜視図である。
このような下カバー部材12においては、6個所の締結部21〜26で光学ハウジング10に固定しただけでは、締結部21〜26の間の部分において下カバー部材12と光学ハウジング10の間に隙間が存在することとなる。この隙間の大きさは下カバー部材12のそり量、光学ハウジング10の接触面の状態による。
そこで、本例では光学ハウジング10と下カバー部材12の合わせ面に当たる下カバー部材12の全周部分にシール部材17を両面テープなどで貼り付け、締結部21〜26でのねじ部材による締結でシール部材17を押しつぶすことで密閉性を高めている。
図示するように下カバー部材12の形状は複雑であり、且つ段部が存在するため、シール部材は連続した一部材ではなく多数、この例では10本の分割シール部材17a〜17jとして下カバー部材12の全周にうまく合わせて貼ることがようにしている。なお、シール部材17は光学ハウジング10側に貼ってもよい。
シール部材17は光学ハウジング10と下カバー部材12で押しつぶされることで反発力が生じる。図7は光走査装置を示すものであり、(a)は光学ハウジングと下カバー部材及びシール部材の取付状態を示す模式図、(b)は光学ハウジング及び下カバー部材の変形を示す模式図、図8はシール部材の変形が大きい個所を示す下カバー部材の斜視図である。図7に示すように、ねじ部材27による締結部付近は、ねじ部材27による締め付け力により光学ハウジング10及び下カバー部材12の変形がないが、ねじ部材27による締結個所から離れるに従いシール部材17の反発力は下カバー部材12及び光学ハウジング10の剛性だけで支持されるので変形が発生しやすくなる。ここで、変形が発生しやすい個所は図8に示すように、締結部21〜26のうち隣り合う締結部の中央位置31〜36であることが多い。
そこで、本例では、変形しやすい前記中央部分31〜36に位置するシール部材17にはその厚さ寸法を他の部分より薄くした異形部18を設けている。図9は実施例に係る光走査装置を示すものであり、(a)は光走査装置の模式図、(b)は光学ハウジング及び下カバー部材の変形を示す模式図である。
本例ではシール部材17のうち前記中央位置31〜36に相当する個所例えば中央位置35に異形部18を形成している。この異形部18は、シール部材17の他の部分の厚さ寸法d2よりその厚さ寸法d2を小さいものとして構成されている。本例ではこの構成により、光学ハウジング10にかかるシール部材17の反発力を下げ、光学ハウジング10及び下カバー部材12変形を防ぐことができる。本例は、光学ハウジング10及び下カバー部材12の形状を変える必要がなく、シール部材17の形状を変えるだけでよいため、低コストで実現できる。
上記説明では、シール部材17の一部の厚さ寸法を部分的に変更する場合について説明したが、異形部18を他の部分と別部材とすることができる。カバー部材と光学ハウジング10との間にシール部材17を配置する際、上述のように両面テープなどで固定して配置することがある。この場合、両面テープはシール部材の厚さ方向に配置されるため、シール部材の製造時にシール部材に異形部18を一体的に設けるとコストが嵩むことになる。そこで、異形部18を別部材として低コスト化を図る。
次に第2の実施例に係る光走査装置について説明する。図10は第2実施例に係る光走査装置を示すものであり、(a)光走査装置の模式側面図、(b)は光学ハウジング及び下カバー部材の変形量を示す模式図である。本例では、シール部材17が当接する光学ハウジング10の上面に、光学ハウジング10と下カバー部材12の間隔寸法が他の部分の間隔寸法より大きくなる異寸法部としての凹状部41を形成している。本例ではこの構成により、凹状部41のおけるシール部材17のつぶし量を減少させ、その結果シール部材17の反発力を下げ、光学ハウジング10及び下カバー部材12変形を防ぐことができる。
次に第3の実施例について説明する。この例は光学ハウジング10に下カバー部材12だけでなく上カバー部材11が配置されている場合である。図11は上カバー部材と下カバー部材が配置された光学ハウジングを示す模式図、図12は上カバー部材と下カバー部材が配置された光学ハウジングに変形が生じる場合を示す模式図である。本例では光学ハウジング10と上カバー部材11の間にシール部材17aを、光学ハウジング10と下カバー部材12との間にシール部材17bを配置している。
まず、図11に示すように、上カバー部材11及び下カバー部材12と光学ハウジング10の締結方向と垂直の平面から見たとき、上カバー部材11及び下カバー部材12の端部位置が一致している(平面図において上カバー部材11と下カバー部材12とが重複している)場合、上カバー部材11と光学ハウジング10の間にシール部材17aを、下カバー部材12と光学ハウジング10の間の全周にシール部材17bを配置しても、両シール部材17a,17bの光学ハウジング10への反発力は上下で相殺されるため、光学ハウジング10は変形しにくい。しかし、図12に示すように、上カバー部材11及び下カバー部材12の端部位置がずれているとき、即ち、シール部材17a及びシール部材17bの配置位置がハウジングの中心部から放射方向(図中左方向)にずれている場合、そのずれ量が大きいほど、光学ハウジング10への反発力の差が大きくなり光学ハウジング10を変形させてしまうこととなる。
図13は第3実施例に係る光走査装置の構成を示す模式図である。第12図では、シール部材17aの光学ハウジング10の中央部から放射方向の距離は上カバー部材のほうが長い。このため、上カバー部材11に配置されるシール部材17aのうち、下カバー部材12から突出する突出部17cの厚さ寸法d4をシール部材17aの他の部分の厚さ寸法d3より小さくして、光学ハウジング10の変形を小さくしている。
また、本例では、シール部材17aの光学ハウジング10の中心部からの距離の短い下カバー部材12側のシール部材17bの厚さ寸法を他の部分の厚さ寸法より大きくすることでも同様の効果を得ることができ、シール部材a,17b双方の厚さを変えることで一方の厚さを変える以上の効果を有する。
なお、前記第2実施例では、シール部材a,17bの厚さ寸法を変更することで上カバー部材11及び下カバー部材12の光学ハウジング10への接合個所が光学ハウジング10の中心部から放射方向にずれている場合における光学ハウジング10の変形を防止したが、上カバー部材11、下カバー部材12と光学ハウジング10との間隔を変更するよう、上カバー部材11、下カバー部材12に凸部又は凹部を形成して、シール部材17a、17bの変形量を制御して光学ハウジング10の変形を防止することができる。このように、両カバー部材11,12と光学ハウジング10との間隔寸法を変更するには、別部材を設ける他、光学ハウジング10又はカバー部材11,12の形状を変更することができる。
なお、光走査装置の設計の初期段階であればカバー部材11,12の形状を変更する手法を用いることが好ましく、カバー部材11,12の形状を変更するのにコストがかかるようになった場合は、シール厚さを変更するほうが低コストであり好ましい。
実施例に係る画像形成装置のデジタルカラー書込装置を示す概略断面図である。 実施例に係る画像形成装置の概略構成を示す模式断面図である。 光走査装置の光学ハウジングを示す斜視図である。 シール部材が配置された下カバー部材を示す平面図である。 光学ハウジングと下カバー部材の接合状態を示す側方からの斜視図である。 光学ハウジングと下カバー部材の接合状態を示す下方からの斜視図である。 光走査装置を示すものであり、(a)は光学ハウジングと下カバー部材及びシール部材の取付状態を示す模式図、(b)は光学ハウジング及び下カバー部材の変形を示す模式図である。 シール部材の変形が大きい個所を示す下カバー部材の斜視図である。 実施例に係る光走査装置を示すものであり、(a)は光走査装置の模式図、(b)は光学ハウジング及び下カバー部材の変形を示す模式図である。 第2実施例に係る光走査装置を示すものであり、(a)光走査装置の模式側面図、(b)は光学ハウジング及び下カバー部材の変形量を示す模式図である。 上カバー部材と下カバー部材が配置された光学ハウジングを示す模式図である。 上カバー部材と下カバー部材が配置された光学ハウジングに変形が生じる場合を示す模式図である。 第3実施例に係る光走査装置の構成を示す模式図である。
符号の説明
1a,1b ポリゴンミラー
2a,2b 防音ガラス
3a,3b fθレンズ
4a,4b,4c,4d,6a,6b,6c,6d,7a,7b,7c,7d ミラー
8a,8b,8c,8d 防塵ガラス
9a、9b、9c、9d 感光体ドラム
10 光学ハウジング
11 上カバー部材
12 下カバー部材
13a,13b,13c,13d 書込レーザー光
14 中間転写ベルト
15 画像形成装置
16 給紙トレイ
17a〜17j 分割シール部材
17 シール部材
17a シール部材
17b シール部材
17c 突出部
18 異形部
19 定着装置
21〜26 締結部
27 ねじ部材
31〜36 中央部分
41 凹状部

Claims (7)

  1. 光源と、光源からの光を光照射対象に照射してこれを走査する走査手段と、
    前記光源から前記光照射対象までの光路上に設けられる光学素子と、
    前記走査手段及び前記光学素子を含む光学系を収納するハウジングと、
    前記ハウジングを覆うための1又は複数のカバー部材と、
    前記ハウジングと前記カバー部材との隙間に配置され密閉性を確保するシール部材とを備えた光走査装置において、
    前記シール部材は前記カバー部材の全周に配置され、
    前記各カバー部材が前記ハウジングに締結される締結位置の略中央に位置する前記シール部材の少なくとも一個所に、その厚さ寸法が当該シール部材の他の個所の厚さ寸法より小さい異形部を形成したことを特徴とする光走査装置。
  2. 光源と、光源からの光を光照射対象に照射してこれを走査する走査手段と、
    前記光源から前記光照射対象までの光路上に設けられる光学素子と、
    前記走査手段及び前記光学素子を含む光学系を収納するハウジングと、
    前記ハウジングの上側を覆う上カバー部材と、
    前記ハウジングの下側を覆う下カバー部材と、
    前記上カバー部材及び下カバー部材とハウジングの隙間に配置され密閉性を確保するシール部材とを備えた光走査装置において、
    前記シール部材は上カバー部材及び下カバー部材の全周に配置され、
    前記各カバー部材とハウジングとの締結方向と垂直な平面における上カバー部材のシール位置と下カバー部材のシールの配置位置がハウジング中心部から放射方向にずれているとき、当該ずれている個所に配置するシール部材に、その厚さ寸法が当該シール部材の他の部分の厚さ寸法より小さい異形部を形成したことを特徴とする光走査装置。
  3. 前記2つのシール部材のうち前記ハウジング中央からの距離が長い側のシール部材に前記異形部を形成したことを特徴とする請求項記載の光走査装置。
  4. 光源と、光源からの光を光照射対象に照射してこれを走査する走査手段と、
    前記光源から前記光照射対象までの光路上に設けられる光学素子と、
    前記走査手段及び前記光学素子を含む光学系を収納するハウジングと、
    前記ハウジングの上側を覆う上カバー部材と、
    前記ハウジングの下側を覆う下カバー部材と、
    前記上カバー部材及び下カバー部材とハウジングの隙間に配置され密閉性を確保するシール部材とを備えた光走査装置において、
    前記シール部材は上カバー部材及び下カバー部材の全周に配置され、
    前記各カバー部材と前記ハウジングの締結方向と垂直な平面における上カバー部材のシール位置と下カバー部材のシール位置が前記ハウジングの中心部から放射方向にずれているとき、当該ずれが発生している個所で前記ハウジングに前記上カバー部材又は前記下カバー部材との隙間寸法が他の部分より大きい異寸法部を形成したことを特徴とする光走査装置。
  5. 前記異寸法部を、前記ハウジング中央からの距離が長い接合個所に形成したことを特徴とする請求項4記載の光走査装置。
  6. 前記異形部を前記シール部材他の部分と別部品としたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の光走査装置。
  7. 求項1乃至のいずれかに記載の光走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置
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