JP5945933B2 - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
図1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3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4は、光書込ユニット4の構成を示す概略上面図であり、図5は、第1筐体70の概略斜視図である。
図3に示すように、光書込ユニット4は、回転偏向器たるポリゴンスキャナ50、各種の反射ミラー、各種のレンズ等の光学系部品を備えている。ポリゴンスキャナ50、各種の反射ミラーや各種のレンズ等の光学系部品は、光学ハウジング131に収納される。光学ハウジング131の上方の開口部を覆う筐体カバー107には、防塵ガラス48Y,48C,48M,48Kが設けられている。
ハウジング131は、図4に示すように、光源から走査レンズ43Y、43C、43M、43K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からなる第1筐体70と、走査レンズ43Y、43C、43M、43K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からなる第2筐体60とで構成されている。
図6に示すように、光源46からポリゴンスキャナまでの光路上には、コリメートレンズ52、第1波長板501、光分割素子502、第2波長板503K,503M、シリンドリカルレンズ53K,53Mが配置されている。第1波長板501は、(λ/4)波長板であり、光源46から照射された直線偏光(P偏光またはS偏光)を、円偏光に変換する。
図7に示すように、光分割素子502は、ガラスなどの透過部材502cにハーフミラー502aと、反射ミラー502bとが設けられている。ハーフミラー502aは、S偏光の光は透過し、P偏光の光は反射するものである。反射ミラー502bは、ハーフミラー502aの光入射面と対向するように、透過部材502cに設けられている。
(λ/4)波長板である第1波長板501の主軸(遅相軸または進相軸)は、光源46から照射された直線偏光の光の振動方向に対して45°に設定する必要がある。これは、第1波長板501の主軸が光の振動方向に対して45°でない場合、第1波長板501を通過した光は、楕円偏光となり、P偏光成分およびS偏光成分のうちのいずれか一方が大きくなる。その結果、光分割素子502で分割された2つの光の一方の光強度が、他方よりも弱くなってしまい、色間で画像濃度が異なってしまうからである。
保持部材としての中間部材120は、円筒形状であり、外周面に等間隔で4箇所、外周から突出したハウジング接着部121a、121b、121c、121dが設けられている(図10参照)。中間部材120は、透明部材など紫外線を透過する部材で構成されている。コリメートレンズ52は、中間部材120の内周面に接着剤122により接着固定される。
図11は、中間部材120をチャック部材140で挟持する様子を説明する斜視図であり、図12は、中間部材120の第1筐体70への取り付け方法を説明するため中間部材120を光軸方向入射面側から見た図である。
図11、12に示すように、この中間部材120ではハウジング接着部121a、121b、121c、121dは外周面上に等間隔であり、ハウジング接着部121aと121cとは中心軸に対して点対称となる位置に配置される。同様に、ハウジング接着部121bと121dとは、中心軸に対して点対称となる位置に配置される。また、ハウジング接着部121a、121cと、121b、121dとは、光軸方向に垂直な面上で互いに直交する方向に配置される。この中間部材120で、チャック部材140で挟持される挟持部として、外周面上で光軸方向にハウジング接着部121a、121b、121c、121dから光軸方向に延伸する外周面130a、130b、130c、130dを備えている。
1.コリメートレンズ52またはコリメートレンズ保持部材をチャック部材で挟持する。
2.チャック部材によりコリメートレンズの位置および姿勢を調整する。
3.コリメートレンズまたはコリメートレンズ保持部材を台座701に接着固定。
4.チャック部材をコリメートレンズまたはコリメートレンズ保持部材から取り外す。
5.第1波長板または第1波長板保持部材をチャック部材で挟持する。
6.チャック部材により第1波長板501の回転調整をする。
7.第1波長板または第1波長板保持部材を台座701に接着固定。
8.チャック部材を第1波長板または第1波長板保持部材から取り外す。
以上、コリメートレンズ52と第1波長板とが別である場合は、調整作業として8つの工程が必要となる。
1.中間部材120をチャック部材で挟持する。
2.チャック部材により第1波長板501の回転調整する。
3.チャック部材によりコリメートレンズの位置および姿勢調整する。
4.中間部材120を台座701に接着固定。
5.チャック部材を中間部材120から取り外す。
光書込ユニット4がユーザーから回収され、コリメートレンズ52と第1波長板501とをリサイクルする場合も、中間部材120を掴んで、力を加えることで、台座701から中間部材120を剥離し、使用済みの光書込ユニット4から回収する。このとき、上述したように、第1波長板501やコリメートレンズ52が傷ついたり、ストレスが加わったりすることがない。そして、別の光書込ユニット4に用いるときは、前回とは、異なるハウジング接着部121b、121c、121dのいずれか一つを、台座701に対向させて、接着固定する。
図17は、中間部材120の内周面にコリメートレンズ52を固定する機構の他の例であり、中間部材120を光軸方向入射面側から見た図である。
図17に示すように、中間部材120の内周面にコリメートレンズ52を接着固定するために、内周面から突出した光学系部品接着部(突起部)124を設けてもよい。これにより、接着剤122の厚みを厚くすることなくなく、中間部材120の中心と、コリメートレンズ52の中心とを近づけることができる。その結果、中間部材120とコリメートレンズとの間の接着剤122(以下、光学系部品接着層という)の熱膨張による光学特性の変動を抑えることができる。ここで、中間部材120とコリメートレンズ52との中心とを近づけることによる、効果を説明する。例えば、コリメートレンズの中心が、あるハウジング接着部側に寄っていた場合、このハウジング接着部を接着固定に用いると、位置調整後におけるハウジング接着部と台座701との距離が、中間部材120の中心とコリメートレンズ52の中心とが合っていた場合に比べて離れる。その結果、ハウジング接着部と台座701との間に多くの接着剤を充填する必要があり、ハウジング接着部と台座701との間の接着剤123(以下、ハウジング接着層という)が厚くなってしまう。ハウジング接着層123が厚くなると、ハウジング接着層123の熱膨張量が多くなり、光書込ユニット4の温度上昇時の光学特性の変動が大きくなってしまう。一方、中間部材120とコリメートレンズ52との中心とを近づけることで、いずれのハウジング接着部121を、接着固定にもちいても、ハウジング接着部121と台座701との隙間が大きくなることがなく、ハウジング接着層123が厚くなるのを抑制することができる。
図19に示すように、中間部材120の内周面には、コリメートレンズ52と当接してコリメートレンズ52を中間部材120に挟持固定するための当接部としての光学系部品挾持部(突起部)125が円周方向等間隔で3箇所設けられている。コリメートレンズ52を中間部材120の内周部に軽圧入することによって、コリメートレンズ52のコバ面に光学系部品挾持部(突起部)125が当接して、光学系部品挾持部(突起部)125により中間部材120にコリメートレンズ52が挟持固定されている。この固定方法では、コリメートレンズ52の中心軸と中間部材120の中心軸とをほぼ同一軸とすることができる。これにより、2回目以降の中間部材のハウジングへの調整接着の際に、1回目と同程度の作業ですむため、調整作業を容易に行うことができる。
図20に示すように、中間部材120の内周面には光学系部品挾持部(突起部)125が2箇所(125a、125b)設けられている。また、2箇所の光学系部品挾持部(突起部)125a,125bは、光学素子の円周上で、かつ、光軸中心を通る弦(円周上の二点を結ぶ線分)に対して片側(図15では下側)の円周上に配置されている。この2箇所の光学系部品挾持部(突起部)125a、125bで形成される円弧の中点Aに対して、光軸中心として点対称となる位置Bの中間部材120の内周部を、コリメートレンズ52に押し当てることができる押し当て手段としてのバネ形状126に形成する。この構成では、2箇所の光学系部品挾持部(突起部)125a、125bと、バネ形状126とがコリメートレンズ52にコバ面に当接して、コリメートレンズ52を挾持固定する。コリメートレンズ52を挾持する3点のうちのひとつをこのようなバネ形状126で挾持することにより、中間部材120の中心軸と光軸とを、より精度よく一致させることができることに加え、コリメートレンズ52のレンズ面を傷つけることなく、中間部材120に組付することが可能となる。
図22に示すように、光軸方向受面127は、中間部材120の光軸方向に対して垂直な側面から中間部材120の径の中心に向かって延設されており、円周方向3箇所に配置されている。そして、コリメートレンズ52の光軸方向に対して垂直面である出射面または入射面をこの光軸方向受面127に当接させて、コリメートレンズ52を中間部材120に保持させる。これにより、コリメートレンズ52が、主走査方向(Y軸方向)回り、副走査方向(Z軸方向)回りに位置決めされる。
この図25に示す構成においては、(λ/2)波長板511と偏光子512とを設けることで、感光体表面を走査する走査光の光強度を所望の光強度にするものである。具体的には、(λ/2)波長板511を光軸回りに回転させて、偏光子512に入射する光の振動方向を調整することで、偏光子512を透過する光の光量を変化させることができる。これにより、感光体表面を走査する走査光を所望の光強度にすることができる。
(1)
光源46と、光源46から感光体などの照射対象物までの間の光路上に配置された光学系部品および波長板と、光源46、光学系部品、波長板を収納する第1筐体70などのハウジングとを備えた光書込ユニット4などの光走査装置において、光学系部品が光軸を中心に回転させても光学特性が変化しないコリメートレンズ52などの光学素子であり、光学系部品と波長板とを保持し、ハウジングに固定される中間部材120などの保持部材を備えた。
かかる構成を備えることで、実施形態で説明したように、光源交換時の調整作業を簡素化することができる。
また、上記(1)に記載の態様の光走査装置において、波長板よりも光進行方向下流側に、光を複数に分割する光分割素子502を配置した。
かかる構成を備えることで、ひとつの光源46で、互いに異なる感光体などの照射対象物に光を照射することができ、装置を安価にすることができる。
また、上記(2)に記載の態様の光走査装置において、上記光源46は、直線偏光の光を照射するものであり、上記光分割素子502は、光をS偏光成分と、P偏光成分に分割するものであって、上記波長板として、(λ/4)波長板を用い、上記波長板は、上記光の振動方向に対して、上記波長板の主軸が45°傾むように、上記ハウジングに収納されている。
かかる構成を備えることで、直線偏光の光源46からの光を、波長板により円偏光に変換することができる。波長板により円偏光に変換することにより、光分割素子502で分割したS偏光の光強度と、P偏光の光強度を同じにすることができる。
また、上記(1)に記載の態様の光走査装置において、上記波長板よりも光進行方向下流側に偏光子を配置した。
かかる構成を備えることで、偏光子に入射させる光の振動方向を変えることにより照射対象物に照射する光強度を調整することができる。
また、上記(4)に記載の態様の光走査装置において、上記波長板として、(λ/2)波長板を用いた。
かかる構成を備えることで、(λ/2)波長板を光軸回りに回転させることで、偏光子に入射させる光の振動方向を変えることができ、照射対象物に照射する光強度を調整することができる。
また、上記(1)乃至(5)に記載の態様の光走査装置において、光源46として、面発光素子を用いた。
かかる構成を備えることで、実施形態で説明したように、高解像度の印字が可能になる。
また、上記(1)乃至(6)いずれかに記載の態様の光走査装置において、上記保持部材はリング形状であり、内周面から突出し、上記光学系部品が接着固定される光学系部品接着部を備えた。
かかる構成によれば、上記実施形態について説明したように、保持部材に光学系部品を接着固定した状態で調整を行うことが可能となる。
また、上記(1)乃至(6)いずれかに記載の態様の光走査装置において、上記保持部材はリング形状であり、内周面から突出し、上記光学系部品の外周面に当接して該光学系部品を挟持する複数の光学系部品挾持部を備え、上記光学系部品挾持部は、上記光学素子の光軸中心を通る弦に対して片側となる円周上の2箇所に配置され、かつ、2箇所の光学系部品挾持部で形成される円弧の中点に対して光軸中心として点対称の位置に光学素子に押し当てるバネ形状126などの押し当て手段を設けた。
かかる構成によれば、上記実施形態について説明したように、保持部材の中心軸と光軸とが、より精度よく一致させることができる。また、光学素子のレンズ面を傷つけることなく、保持部材に組付けることが可能となる。
また、上記(1)乃至(8)いずれかに記載の態様の光走査装置において、上記保持部材は、上記波長板が取り付けられるポリゴンミラー側端面124としての波長板取り付け部を備え、波長板取り付け部は、光軸方向に対して垂直な面である。
かかる構成によれば、上記実施形態で説明したように、波長板を保持部材に組み付ける際に、光軸方向の位置決めを容易に行うことができる。
また、上記(1)乃至(9)いずれかに記載の態様の光走査装置において、上記保持部材は、上記光学系部品の光軸方向の長さよりも長い部分を備えた。
かかる構成によれば、上記実施形態で説明したように、中間部材120を光書込ユニット4から取り外して、一旦、机などに置いたとき、コリメートレンズ52を保護する保護部として機能させることができる。
また、上記(1)乃至(10)いずれかに記載の態様の光走査装置において、上記保持部材の上記ハウジング接着部の表面積を、ハウジング接着部121が接着されるハウジング側の接着面の表面積よりも大きくした。
かかる構成によれば、上記実施形態に説明したように、保持部材をハウジングから剥離させたとき、保持部材のハウジング接着部121に接着剤を付着させることができる。よって、光源46を交換した後、ハウジングから保持部材を剥離して、コリメートレンズ52などの光学系部品の位置や姿勢の調整および波長板の回転調整をした後、保持部材の前回とは異なる接着剤が付着していないハウジング接着部121をハウジングに接着固定するとき、ハウジングの保持部材が接着固定される接着座面701等の箇所には、前回の接着剤が付着していない。これにより、良好に、保持部材をハウジングに接着固定することができ、光書込ユニット4などの光走査装置の再利用を容易に行うことができる。
また、上記(1)乃至(11)いずれかに記載の態様の光走査装置において、上記保持部材を、紫外線透過率の高い材質で形成した。
かかる構成とすることで、保持部材を介して紫外線硬化型の接着剤に紫外線を照射することができ、容易に保持部材を筐体に固定することができる。
潜像を担持する感光体10などの潜像担持体と、光走査によって潜像担持体の表面に潜像を形成する光書込ユニット4などの光走査手段と、潜像担持体に担持された潜像を現像する現像装置12などの現像手段とを備える画像形成装置において、上記光走査手段として、上記(1)乃至(12)いずれかに記載の態様の光走査装置を用いた。
かかる構成を備えることで、リサイクル・リユース性の高い画像形成装置を提供することができる。
10:感光体
12:現像装置
41:ポリゴンミラー
46:光源
52:コリメートレンズ
53:シリンドリカルレンズ
70:第1筐体
120:中間部材
121:ハウジング接着部
124:ポリゴンミラー側端面
126:バネ形状
130:挾持部
140:チャック部材
501:第1波長板
502:光分割素子
502a:ハーフミラー
502b:反射ミラー
502c:透過部材
503:第2波長板
511:(λ/2)波長板
512:偏光子
701:台座
Claims (10)
- 光源と、
該光源から照射対象物までの間の光路上に配置された光学系部品および波長板と、
該光源、該光学系部品、該波長板を収納するハウジングとを備えた光走査装置において、
上記光学系部品が光軸を中心に回転させても光学特性が変化しない光学素子であり、
上記光学系部品と上記波長板とを保持し、上記ハウジングに固定される保持部材を備え、
上記保持部材はリング形状であり、
上記保持部材は、
上記光学系部品の光軸中心を通る光軸に対して直交する弦に対して片側となる円周上の2箇所に配置され、内周面から突出し、上記光学系部品の外周面に当接して該光学系部品を挟持する複数の光学系部品挾持部と、
2箇所の光学系部品挾持部で形成される円弧の中点に対して光軸中心として点対称の位置で該光学系部品に押し当たる押し当て手段と、
上記円周上の3箇所に等間隔で配置され、内周面から突出し、上記光学系部品に対して光軸方向から当接して上記光学系部品を位置決めする位置決め部と、
外周面に上記ハウジングに接着されるハウジング接着部とを備え、
上記ハウジング接着部の表面積を、該ハウジング接着部が接着されるハウジング側の接着面の表面積よりも大きく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、
上記波長板よりも光進行方向下流側に、光を複数に分割する光分割素子を配置し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、
上記光源は、直線偏光の光を照射するものであり、
上記光分割素子は、光をS偏光成分と、P偏光成分に分割するものであって、
上記波長板として、(λ/4)波長板を用い、
上記波長板は、上記光の振動方向に対して、上記波長板の主軸が45°傾むように、上記ハウジングに収納されている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、
上記波長板よりも光進行方向下流側に、偏光子を配置したことを特徴とする光走査装置。 - 請求項4の光走査装置において、
上記波長板として、(λ/2)波長板を用いたことを特徴とする光走査装置。 - 請求項1乃至5いずれかの光走査装置において、
上記光源として、面発光素子を用いたことを特徴とする光走査装置。 - 請求項1乃至6いずれかの光走査装置において、
上記保持部材は、上記波長板が取り付けられる波長板取り付け部を備え、
前記波長板取り付け部は、光軸方向に対して垂直な面であることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1乃至7いずれかの光走査装置において、
上記保持部材は、上記光学系部品の光軸方向の長さよりも長い部分を備えたことを特徴とする光走査装置。 - 請求項1乃至8いずれかの光走査装置において、
上記保持部材を、紫外線透過率の高い材質で形成したことを特徴とする光走査装置。 - 潜像を担持する潜像担持体と、光走査によって該潜像担持体の表面に潜像を形成する光走査手段と、該潜像担持体に担持された潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、
上記光走査手段として、請求項1乃至9のいずれかの光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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