JP6904735B2 - 光走査装置および前記光走査装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

光走査装置および前記光走査装置を備えた画像形成装置 Download PDF

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Description

この発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置において、デジタル信号からなる画像情報に対応するレーザー光を帯電状態にある感光体ドラムの表面に照射して、静電潜像を形成する光走査装置および前記光走査装置を備えた画像形成装置に関する。
従来、光走査装置(レーザー・スキャニング・ユニット:LSU)で複数色の画像を重ね合わせてカラー画像を形成する次のような構成の画像形成装置が知られている。イエロー、マゼンタおよびシアンの各色に対応する複数の潜像担持体(例えばドラム状の感光体ユニット、感光体ドラムともいう)の表面にレーザー等の光ビームを走査することにより、各潜像担持体にそれぞれの潜像を書き込む。そして、それらの潜像を現像して各潜像担持体上に各色の画像を形成し、各潜像担持体から画像担持体(転写ベルト)へと各色の画像を転写して、画像担持体上に各色の画像を重ねて形成する。さらに、画像担持体から印刷シートへと各色の画像を転写して、印刷シート上にカラー画像を形成する。
このような構成の画像形成装置において、光ビームを感光体ユニットの表面に偏向走査するポリゴンミラーの表面が塵や結露等によって曇ることがあり、カラー画像の品質が劣化するという問題がある。また、ポリゴンミラーを高速で回転駆動するポリゴンモーターからの騒音や発熱が生じることもある。
このような問題を解決すべく、従来、ポリゴンモーターやポリゴンミラーを密閉ケース内に収納する発明が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
一方、ポリゴンモーターの回転に伴う発熱によってケース内の温度が上昇し、Fθレンズ等の光学部品が熱膨張することにより、レンズを通過した光軸が設計値から変化することがある。その結果、感光体ドラムの表面への光ビームの照射位置が主走査方向に変動することによる色ずれが発生することがある。
ここで、ポリゴンモーターの発熱による温度上昇と、光ビームの主走査方向の色ずれ量とが概ね比例関係にある場合、光走査装置内の温度をサーミスタ等の温度センサで測定し、色ずれ量を推定することによって、色ずれ量を補正することが可能となる。
このような色ずれ量の補正の発明として、光走査装置の内部および周辺の温度変化に対する画像担持体の各色の色ずれ量の特性を示したテーブルを参照して、潜像の書き込みタイミングを制御することにより、各色の画像の位置を補正する発明が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
また、Fθレンズの上面等に設けられた温度センサにより検出された温度に基づいて感光体と光走査操作装置との相対位置を調整することにより、走査線の位置ズレ等を調整し、印字品質の向上を実現する発明も開示されている(例えば、特許文献3参照)。
特開2002−2145588号公報 特開2013−20142号公報 特開2006−189567号公報
しかしながら、ポリゴンミラーおよびポリゴンモーター等の偏向走査部の収納ケース内にサーミスタ等の温度センサを設けた場合、ポリゴンモーターの回転時に発生した層流が乱流になって異音が生じるおそれがある。
また、Fθレンズ等の光学部品上に温度センサを設けた場合、光学部品の光学性能に悪影響が生じるおそれがあり、また、ビス等で温度センサをレンズ上に固定することは困難である。
このような問題を回避するには、偏向走査部の収納ケース外に温度センサを設ける必要があるが、この場合、温度センサの設置位置によっては、ポリゴンモーターの発熱による温度上昇と、光ビームの主走査方向の色ずれ量とが比例関係から外れることがあり、色ずれ補正の精度が低くなるという問題があった。
この発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、偏向走査部の発熱に伴う温度上昇を適切に検知して色ずれ補正の精度を高めるべく、偏向走査部の発熱に伴う温度変化を従来よりも高い精度で検知する光走査装置および前記光走査装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
この発明は、光源と、前記光源からの光を被走査体に偏向走査する偏向走査部と、前記偏向走査部および前記被走査体の間に配設された光学部と、温度センサと、前記光源、前記偏向走査部および前記光学部を収納する収納箱を備え、前記収納箱の前記偏向走査部から予め定められた範囲の一部の領域に凹部が形成され、前記凹部内に前記温度センサが設けられたことを特徴とする光走査装置を提供するものである。
また、この発明は、前記光走査装置を備えた画像形成装置を提供するものである。
この発明によれば、偏向走査部の発熱に伴う温度変化を従来よりも高い精度で検知する光走査装置および前記光走査装置を備えた画像形成装置を実現できる。
この発明の実施形態1に係る光走査装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 図1に示す画像形成装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。 この発明の光走査装置の上蓋を装着した筐体の斜視図である。 図3に示す光走査装置の上蓋を外した筐体内部の斜視図である。 図3に示す光走査装置の平面図である。 図4に示す光走査装置の平面図である。 図6に示す光走査装置のA−A矢視断面図である。 図6に示す光走査装置のB−B矢視断面図である。 本願発明のサーミスタ80の配置の一例を示す説明図である。 本願発明のサーミスタ80の配置の別の一例を示す説明図である。 従来のサーミスタの配置の一例を示す説明図である。 収納ケースから離れた平坦部にサーミスタを設けたときの温度測定の結果を示すグラフである。 収納ケースから離れた平坦部にサーミスタを設けたときのサーミスタの温度とCMYK各色の主走査方向の色ずれ量との関係を示すグラフである。 収納ケースから離れた平坦部にサーミスタを設けたときのFθレンズ第1レンズの温度とCMYK各色の主走査方向の色ずれ量との関係を示すグラフである。 この発明の実施形態1に係る収納ケースにおけるサーミスタの配置の一例を示す説明図である。 この発明の実施形態1に係る収納ケースにおけるサーミスタの配置の変形例を示す説明図である。 この発明の実施形態1に係る収納ケースにおけるサーミスタの配置の変形例を示す説明図である。 収納ケースの上面の凹部にサーミスタを設けたときの温度測定の結果を示すグラフである。 収納ケースの上面の凹部にサーミスタを設けたときのサーミスタの温度とCMYK各色の主走査方向の色ずれ量との関係を示すグラフである。 この発明の実施形態2に係る収納ケースにおけるサーミスタの配置の一例を示す説明図である。 この発明の実施形態2に係る収納ケースにおけるサーミスタの配置の一例を示す説明図である。 この発明の実施形態3に係る収納ケースにおけるサーミスタの配置の一例を示す説明図である。 図16(A)のサーミスタを副走査方向Yから見たときの説明図である。 この発明の実施形態3に係る収納ケースにおけるサーミスタの配置の変形例を示す説明図である。 この発明の実施形態4に係る収納ケースにおけるサーミスタの配置の一例を示す説明図である。 図17(A)のサーミスタを副走査方向Yから見たときの説明図である。 この発明の実施形態4に係る収納ケースにおけるサーミスタの配置の変形例を示す説明図である。 この発明の実施形態5に係る収納ケースにおけるサーミスタの配置の一例を示す説明図である。 この発明の実施形態5に係る収納ケースにおけるサーミスタの配置の変形例を示す説明図である。 この発明の実施形態6に係る収納ケースにおけるサーミスタの配置の一例を示す説明図である。 この発明の実施形態6に係る収納ケースにおけるサーミスタの配置の変形例を示す説明図である。 この発明の実施形態7に係る収納ケースにおけるサーミスタの配置の一例を示す説明図である。
(i)この発明の光走査装置は、光源と、前記光源からの光を被走査体に偏向走査する偏向走査部と、前記偏向走査部および前記被走査体の間に配設された光学部と、温度センサと、前記光源、前記偏向走査部および前記光学部を収納する収納箱を備え、前記収納箱の前記偏向走査部から予め定められた範囲の一部の領域に凹部が形成され、前記凹部内に前記温度センサが設けられたことを特徴とする。
また、この発明の画像形成装置は、前記光走査装置を備えたことを特徴とする。
この発明において、「光走査装置」は、複写機やファクシミリ等の画像形成装置において、デジタル信号からなる画像情報に対応するレーザー光を帯電状態にある感光体ドラムの表面に照射して、静電潜像を形成する装置である。
また、「画像形成装置」は、プリンタなどの複写(コピー機能)機能を有する複写機や複合機など、画像を形成して出力する装置である。
また、「前記偏向走査部から予め定められた範囲」は、例えば、偏向走査部を中心として、偏向走査部の中心から光学部までの距離を半径とする円領域内の範囲である。
また、前記光学部が、偏向走査部から被走査体までの間に配設された複数の光学部材からなる場合、前記範囲は、偏向走査部を中心として偏向走査部の中心から偏向走査部にもっとも近い(偏向走査部側の)光学部材までの距離を半径とする円領域内の範囲である。
なお、実施形態1の場合、偏向走査部の中心は、ポリゴンモーター43の回転軸であり、偏向走査部にもっとも近い光学部材は、Fθ第1レンズ63aである。
また、前記範囲は、例えば、ポリゴンモーター43の回転軸を中心として、Fθ第1レンズ63aの全体を内部に含む円領域のうち、最小の半径を有する円領域内の範囲であってもよい。
また、例えば、前記範囲を、偏向走査部から約1cm〜10cmの範囲、より好ましくは約1cm〜5cmの範囲、より好ましくは約1cm〜2cmの範囲としてもよい。
この発明の「光源」は、例えば、第1半導体レーザー44a、第2半導体レーザー44b、第3半導体レーザー44cまたは第4半導体レーザー44dによって実現される。また、この発明の「被走査体」は、感光体ドラム13Y,13M,13Cまたは13Kによって実現される。また、この発明の「偏向走査部」は、ポリゴンミラー42およびポリゴンモーター43等によって実現される。また、この発明の「光学部」は、例えば、第1半導体レーザー44aを光源とする場合、Fθ第2レンズ63b1および2つの反射ミラー64a1および64a2等によって実現される。また、この発明の「収納箱」は、筐体41によって実現される。また、この発明の「温度センサ」は、サーミスタ80によって実現される。
また、この発明の光走査装置は、次のように構成されてもよく、それらが適宜組み合わされてもよい。
(ii)前記偏向走査部を中心として、前記偏向走査部の中心から前記光学部までの距離を半径とする円領域内の範囲であってもよい。
このようにすれば、前記偏向走査部を中心として、前記偏向走査部の中心から前記光学部までの距離を半径とする円領域内の範囲の一部の領域に形成された凹部内に温度センサを設けることによって、偏向走査部の発熱に伴う温度変化を従来よりも高い精度で検知する光走査装置を実現できる。
(iii)前記収納箱は、前記偏向走査部を収納する収納ケースを備え、前記収納ケースの内面または外面の一部の領域に凹部が形成され、前記凹部内に前記温度センサが設けられたものであってもよい。
このようにすれば、偏向走査部を収納するケースの内面または外面に形成された凹部内に温度センサを設けることによって、偏向走査部の発熱に伴う温度変化を従来よりも高い精度で検知する光走査装置を実現できる。
この発明の「収納ケース」は、収納ケースSCによって実現される。
(iv)前記収納ケースは上面を有し、前記凹部は前記上面の一部の領域に形成されたものであってもよい。
このようにすれば、偏向走査部を収納するケースの上面に形成された凹部内に温度センサを設けることによって、偏向走査部の発熱に伴う温度変化を従来よりも高い精度で検知する光走査装置を実現できる。
(v)前記収納ケースは側面を有し、前記凹部は前記側面の一部の領域に形成されたものであってもよい。
このようにすれば、偏向走査部を収納するケースの側面に形成された凹部内に温度センサを設けることによって、偏向走査部の発熱に伴う温度変化を従来よりも高い精度で検知する光走査装置を実現できる。
(vi)前記凹部は、前記収納ケースの内面または外面の一部に設けられたリブ状の囲み構造によって形成されたものであってもよい。
このようにすれば、偏向走査部を収納するケースの側面に形成されたリブ状の囲み構造内に温度センサを設けることによって、偏向走査部の発熱に伴う温度変化を従来よりも高い精度で検知する光走査装置を実現できる。
(vii)前記凹部は、蓋部を有するものであってもよい。
このようにすれば、偏向走査部を収納するケースの側面に形成された凹部内に温度センサを設け、蓋部で蓋をすることによって、偏向走査部の発熱に伴う温度変化を従来よりも高い精度で検知する光走査装置を実現できる。
(viii)前記蓋部は、基板であり、前記温度センサは、前記蓋部に設けられたものであってもよい。
このようにすれば、偏向走査部を収納するケースの側面に形成された凹部を、温度センサを設けた基板で蓋をすることによって、偏向走査部の発熱に伴う温度変化を従来よりも高い精度で検知する光走査装置を実現できる。
(ix)前記温度センサは、弾性部材を介して前記凹部内に設けられ、前記弾性部材は、前記温度センサおよび前記凹部が形成された面と接触し、前記凹部が形成された面の熱を前記温度センサに伝達する熱伝導性を有するものであってもよい。
このようにすれば、偏向走査部を収納するケースの上面に形成された凹部内に熱伝導性を有する弾性部材を介して温度センサを設けることによって、偏向走査部の発熱に伴う温度変化を従来よりも高い精度で検知して色ずれ補正の精度を高める光走査装置を実現できる。
(実施形態1)
以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。
図1は、この発明の光走査装置11を備えた画像形成装置100を示す断面図である。また、図2は、図1に示す画像形成装置100の制御系の概略構成を示すブロック図である。
≪画像形成装置100の構成≫
この画像形成装置100においては、ブラック(Bk)、シアン(Cy)、マゼンタ(Mg)、イエロー(Ye)の各色を用いたカラー画像を印刷シートに印刷する。あるいは、単色(例えばブラック)を用いたモノクロ画像を印刷シートに印刷する。このため、現像装置12、感光体ドラム13、ドラムクリーニング装置14、および帯電器15等は、それぞれ4個ずつ設けられる。各色に応じた4種類のトナー像を形成するために、それぞれがブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローに対応付けられて、4つの画像形成ステーションPa、Pb、Pc、Pdが構成されている。
各画像形成ステーションPa、Pb、Pc、Pdのいずれにおいても、次のようにしてトナー像が形成される。ドラムクリーニング装置14が、感光体ドラム13Y、13M、13Cおよび13K表面の残留トナーを除去および回収する。その後、帯電器15により感光体ドラム13Y、13M、13Cおよび13Kの表面が所定の電位に均一に帯電される。そして、帯電した前記表面が光走査装置11により露光されて前記表面に静電潜像が形成される。その後、現像装置12により前記静電潜像が現像される。これにより、各感光体ドラム13Y、13M、13Cおよび13K表面に各色のトナー像が形成される。
また、中間転写ベルト21は、矢印Cの方向に周回移動する。ベルトクリーニング装置22は、周回移動する中間転写ベルト21の残留トナーを除去および回収する。そして、各感光体ドラム13Y、13M、13Cおよび13K表面の各色のトナー像が中間転写ベルト21に順次転写して重ね合わせられる。このようにして、中間転写ベルト21上にカラーのトナー像が形成される。
中間転写ベルト21と2次転写装置23の転写ローラ23aとの間にはニップ域が形成されている。S字状のシート搬送経路R1を通じて搬送されてきた印刷シートは、そのニップ域に挟まれて搬送されつつ、中間転写ベルト21表面のカラーのトナー像が転写される。ニップ域を通過した印刷シートは、定着装置17の加熱ローラ24と加圧ローラ25との間に挟み込まれて加熱および加圧され、印刷シート上のカラーのトナー像が定着される。
また、レジストセンサ81は、中間転写ベルト21の周回移動に伴い、副走査方向Yに搬送される中間転写ベルト21上に形成されたテストパターンを検出する。
前記印刷シートは、ピックアップローラ33により給送トレイ18から引出されて、シート搬送経路R1を通じて搬送される。そして、2次転写装置23や定着装置17を経由し、排出ローラ36を介して排出トレイ39へと搬出される。このシート搬送経路R1には、印刷シートを一旦停止させて印刷シートの先端を揃えるレジストローラ34が配置されている。レジストローラ34は、印刷シートを一旦停止させた後、中間転写ベルト21と転写ローラ23a間のニップ域でのトナー像の転写タイミングに合わせて搬送する。またシート搬送経路R1には、印刷シートの搬送を促す搬送ローラ35等が配置されている。
≪制御系の構成≫
図2において、制御部101は、画像形成装置100を統合的に制御するものであって、CPU、RAM、ROM、各種のインターフェース等からなる。
印刷部102は、電子写真方式により印刷画像を印刷シートに印刷する。印刷部102は、図1における光走査装置11、現像装置12、感光体ドラム13Y、13M、13Cおよび13K、ドラムクリーニング装置14および帯電器15を含んで構成される。さらに、中間転写ベルト21、定着装置17、シート搬送経路R1、給送トレイ18、および排出トレイ39等を含んで構成される。
また、入力操作部103は、例えば複数の入力キーやタッチパネル機能を有する液晶表示装置からなる。
メモリ104は、例えばハードディスク装置(HDD)やフラッシュメモリ等不揮発性の記憶手段であって、種々のデータやプログラムを格納する。
例えば、制御部101は、画像読取装置111および原稿搬送装置112を制御して、原稿搬送装置112により原稿を搬送する。そして、画像読取装置111により原稿の画像を読取らせ、原稿の画像を示す画像データをメモリ104に格納する。さらに、印刷部102を制御して、印刷部102でメモリ104内の画像データによって示される原稿の画像を印刷シートに印刷させる。
<光走査装置11および光学系の構成>
次に、図3〜図7に基づき、この発明の第1実施形態に係る画像形成装置100の光走査装置11の詳細な構成について説明する。
図3は、この発明に係る光走査装置11の上蓋41tを装着した筐体41の斜視図である。また、図4は、図3に示す光走査装置11の上蓋41tを外した筐体41内部の斜視図である。また、図5は、図3に示す光走査装置11の平面図である。また、図6は、図4に示す光走査装置11の平面図である。また、図7(A)は、図6に示す光走査装置11のA−A矢視断面図である。また、図7(B)は、図6に示す光走査装置11のB−B矢視断面図である。
なお、主走査方向Xと直交する方向を副走査方向Yとし、主走査方向Xおよび副走査方向Yと直交する方向(ポリゴンモーター43の回転軸の長手方向)を高さ方向Zとする。
筐体41は、矩形状の底板41aおよび底板41aを囲む4つの側板41b、41cを有している。
また、底板41aにポリゴンモーター43が固定され、底板41aの中央から主走査方向Xおよび副走査方向Yの反対側に偏った位置にポリゴンモーター43の回転軸に平面視多角形のポリゴンミラー42の回転中心が接続固定される。そして、ポリゴンモーター43が駆動すると、ポリゴンミラー42が回転する。
ポリゴンミラー42は、収納ケースSC内に収容される。
光走査装置11は、第1〜第4半導体レーザー44a〜44dの各光束L1〜L4をポリゴンミラー42へと導く第1〜第4入射光学系を設けている。
第1入射光学系は、コリメータレンズ53a、アパーチャー54a、第1半導体レーザー44aと同じ高さに配置されたミラー55aおよびシリンドリカルレンズ56等からなる。
第2入射光学系は、コリメータレンズ53b、アパーチャー54b、第2半導体レーザー44bと同じ高さに配置されたミラー55bおよびシリンドリカルレンズ56等からなる。
第3入射光学系は、コリメータレンズ53c、アパーチャー54c、第3半導体レーザー44cと同じ高さに配置されたミラー55cおよびシリンドリカルレンズ56等からなる。
第4入射光学系は、コリメータレンズ53d、アパーチャー54d、第4半導体レーザー44dと同じ高さに配置されたミラー55dおよびシリンドリカルレンズ56等からなる。
さらに、第1〜第4結像光学系を設けている。
第1結像光学系は、ポリゴンミラー42で反射された第1半導体レーザー44aの光束L1をイエローに対応する感光体ドラム13Yへと導く。
第2結像光学系は、ポリゴンミラー42で反射された第2半導体レーザー44bの光束L2をマゼンタに対応する感光体ドラム13Mへと導く。
第3結像光学系は、ポリゴンミラー42で反射された第3半導体レーザー44cの光束L3をシアンに対応する感光体ドラム13Cへと導く。
第4結像光学系は、ポリゴンミラー42で反射された第4半導体レーザー44dの光束L4をブラックに対応する感光体ドラム13Kへと導く。
第1結像光学系は、Fθ第2レンズ63b1および2つの反射ミラー64a1および64a2等からなる。
第2結像光学系は、Fθ第2レンズ63b2および2つの反射ミラー64b1および64b2等からなる。
第3結像光学系は、Fθ第2レンズ63b3および2つの反射ミラー64c1および64c2等からなる。
第4結像光学系は、Fθ第2レンズ63b4および反射ミラー64d等からなる。
次に、各半導体レーザー44a〜44dの各光束L1〜L4がそれぞれの感光体ドラム13Y、13M、13Cおよび13Kの走査面上に入射するまでの各光路について説明する。
まず、第1入射光学系において、第1半導体レーザー44aの光束L1は、コリメータレンズ53aを透過して平行光にされ、アパーチャー54aで光量を絞られて、ミラー55aに入射して反射され、シリンドリカルレンズ56を透過してポリゴンミラー42の反射面に入射する。
また、第2入射光学系において、第2半導体レーザー44bの光束L2は、コリメータレンズ53bを透過して平行光にされ、アパーチャー54bで光量を絞られて、ミラー55bに入射して反射され、シリンドリカルレンズ56を透過してポリゴンミラー42の反射面に入射する。
また、第3入射光学系において、第3半導体レーザー44cの光束L3は、コリメータレンズ53cを透過して平行光にされ、アパーチャー54cで光量を絞られて、ミラー55cに入射して反射され、シリンドリカルレンズ56を透過してポリゴンミラー42の反射面に入射する。
また、第4入射光学系において、第4半導体レーザー44dの光束L4は、コリメータレンズ53dを透過して平行光にされ、アパーチャー54dで光量を絞られて、ミラー55dに入射して反射され、シリンドリカルレンズ56を透過してポリゴンミラー42の反射面に入射する。
シリンドリカルレンズ56は、副走査方向Yに対応する方向に各光束L1〜L4を略収束するように集光して線像に結像することによって、ポリゴンミラー42のミラー面の加工誤差やポリゴンモーター43の回転軸の傾き等に起因する反射面の傾き誤差(面倒れ)により生じる感光体ドラム13Y、13M、13Cおよび13Kの走査面の副走査方向Yのドットピッチのずれを補正する。
ポリゴンミラー42の反射面で反射された光束L1,L2,L3およびL4は、Fθ第1レンズ63aを通過することによって主走査および副走査の光線幅が収束しながら各反射ミラー64d、64c1、64b1、64a1に入射する。
次に、第1結像光学系において、光束L1は、ポリゴンミラー42の反射面で斜め上方向に反射された後、反射ミラー64a1および64a2で反射され、Fθ第2レンズ63b1を透過して、イエローのトナー像が形成される感光体ドラム13Yに入射する。
また、第2結像光学系において、光束L2は、ポリゴンミラー42の反射面で斜め下方向に反射された後、反射ミラー64b1および64b2で反射され、Fθ第2レンズ63b2を透過して、マゼンタのトナー像が形成される感光体ドラム13Mに入射する。
また、第3結像光学系において、光束L3は、ポリゴンミラー42の反射面で斜め下方向に反射された後、反射ミラー64c1および64c2で反射され、Fθ第2レンズ63b3を透過して、シアンのトナー像が形成される感光体ドラム13Cに入射する。
また、第4結像光学系において、光束L4は、ポリゴンミラー42の反射面で斜め上方向に反射された後、反射ミラー64dで反射され、Fθ第2レンズ63b4を透過して、ブラックのトナー像が形成される感光体ドラム13Kに入射する。
ポリゴンミラー42は、六角柱や八角柱等の多角柱形状を有し、側面にミラーを備え、多角柱の中心軸まわりに回転する回転多面鏡である。ポリゴンミラー42は、ポリゴンモーター43により等角速度で回転し、各反射面で光束L1〜L4を逐次反射し、各光束L1〜L4を主走査方向Xに繰り返し等角速度で偏向させる。
これにより、感光体ドラム13Y、13M、13Cおよび13Kの走査面を主走査方向Xに走査して、ドット状の静電潜像を等ピッチで形成する。
Fθ第2レンズ63b1、63b2、63b3および63b4は、球面レンズおよびトーリック面を有するトロイダルレンズから構成され、ポリゴンミラー42の反射面で反射された各光束L1〜L4が、感光体ドラム13Y、13M、13Cおよび13Kの走査面上で結像するように焦点距離を調整する。
また、Fθ第2レンズ63b1、63b2、63b3および63b4は、主走査方向Xおよび副走査方向Yのいずれについても各光束L1〜L4をそれぞれの感光体ドラム13Y、13M、13Cおよび13K上の主走査線に沿って等線速度で移動するように変換する。
これにより、各光束L1〜L4がそれぞれの感光体ドラム13Y、13M、13Cおよび13Kの表面を主走査方向Xに繰り返し走査する。
一方、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナー像が形成される各感光体ドラム13Y、13M、13Cおよび13Kが回転駆動されて、各光束L1〜L4により該各感光体ドラム13Y、13M、13Cおよび13Kの2次元表面(周面)が走査され、該各感光体ドラム13Y、13M、13Cおよび13Kの表面にそれぞれの静電画像が形成される。
≪従来のサーミスタ80Cの配置の問題点≫
次に、図8〜図11に基づき、従来のサーミスタ80Cの配置の問題点および本願発明のサーミスタ80の配置について説明する。
図8(A)は、本願発明のサーミスタ80の配置の一例を示す説明図である。図8(B)は、本願発明のサーミスタ80の配置の別の一例を示す説明図である。
また、図9は、従来のサーミスタ80Cの配置の一例を示す説明図である。
各画像形成ステーションPa、Pb、Pc、Pdでは、各感光体ドラム13Y、13M、13Cおよび13K上にそれぞれの色の画像を形成してから、各感光体ドラム13Y、13M、13Cおよび13Kの画像を中間転写ベルト21に順次重ねるように転写する。それゆえ、光学部品の熱膨張などの影響により、中間転写ベルト21上の各色の画像間で転写位置(画像位置)がずれる色ずれが発生した場合、カラー画像の品質が劣化することがある。
従来、この色ずれを低減する方法として、次のような方法が知られている。
具体的には、収納ケースSCの内部または周辺の温度をサーミスタ80Cで検出し、各温度における主走査方向Xおよび副走査方向Yのイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色の色ずれ量を計測して得られた色ずれ量の温度特性テーブルのデータをメモリ104に格納しておく。
次に、制御部101は、収納ケースSCの内部または周辺の温度をサーミスタ80Cで検出させ、色ずれ量の温度特性テーブルを参照して、検出した温度に対応する各色の色ずれ量を求め、各感光体ドラム13Y、13M、13Cおよび13K上に形成される各色の画像の位置を補正する。
感光体ドラム13Y、13M、13Cおよび13K上の画像位置の補正は、通常、光走査装置11の各レーザダイオードから出射される走査ビームによる各感光体ドラム13Y、13M、13Cおよび13K上の静電潜像の書き込みタイミング等を制御することにより行われる。また、主走査方向Xの画像位置は、各感光体ドラム13Y、13M、13Cおよび13K上の主走査ラインの長さおよび主走査方向Xの位置を調節することによって補正する。
このようにして、各感光体ドラム13Y、13M、13Cおよび13Kの画像を中間転写ベルト21に正確に重ねて転写形成するように制御する。
しかしながら、収納ケースSC内にサーミスタ80Cを設けた場合、ポリゴンモーター43の回転時に発生した層流が乱流になって異音が生じるおそれがある。
また、Fθレンズ第1レンズ63a等の光学部品上にサーミスタ80Cを設けた場合、光学部品の光学性能に悪影響が生じるおそれがあり、また、ビス等でサーミスタ80CをFθレンズ第1レンズ63a等上に固定することは困難である。
このような問題を回避するには、収納ケースSCの外にサーミスタ80Cを設ける必要がある。
しかしながら、収納ケースSCの周辺にサーミスタ80Cを設けた場合、色ずれ補正の精度が低くなるという問題が生じることがある。
次に、従来のサーミスタ80Cの配置の問題点について説明する。
図9に示すように、従来、サーミスタ80Cは、例えば、ポリゴンミラー42からもっとも遠いFθ第2レンズ63b4の下などの、収納ケースSCから離れた平坦部410aに設けられていた。図9では、サーミスタ80Cは、底板41a上に設けられているが、筐体41の外側、内面または外面の平坦部上に設けられることもある。
図10は、収納ケースSCから離れた平坦部410aにサーミスタ80Cを設けたときの温度測定の結果を示すグラフである。ここで、図10の縦軸は温度(℃)を示し、横軸は温度測定の開始後の時間(秒)を示す。
図10において、グラフG1は、室温を示す。グラフG2は、サーミスタ80Cによって測定された温度を示す。グラフG3は、Fθレンズ第1レンズ63aの温度を示す。
図10は、0秒〜T1秒の間、印字を行った後、T2秒まで印字を停止し、その後、T2秒〜T3秒の間、印字を行った後、印字を停止した場合の温度変化のグラフを示している。
図10に示すように、Fθレンズ第1レンズ63aの温度は、印字中に上昇するが、印字の停止中に減少する。
ここで、0秒の時点では、Fθレンズ第1レンズ63aの温度は約25℃であるが、印字を再開したT2秒の時点では、Fθレンズ第1レンズ63aの温度は約30℃にまで上昇している。また、サーミスタ80Cによって測定された温度にも、同様の温度上昇の傾向が見られる。
これは、Fθレンズ第1レンズ63aおよびサーミスタ80Cの温度が完全に冷却されないうちに、次の印字が開始されてポリゴンモーター43の回転に伴う発熱による温度上昇が生じたためであると考えられる。
また、グラフG3の第1のピークLP1および第2のピークLP2の位置は、それぞれ第1の印字の停止時間T1および第2の印字の停止時間T2に一致している。
一方、グラフG2の第1のピークTP1および第2のピークTP2の位置は、それぞれT1およびT2よりも遅延している。
また、印字を停止した後のグラフG3の第1の底LB1は、T2に一致しているが、グラフG2の底TB1は、T2よりも遅延している。
これは、収納ケースSCから離れた平坦部410aにサーミスタ80Cが設けられており、ポリゴンモーター43の熱が遅延してサーミスタ80Cに伝達されるためであると考えられる。
図11(A)は、収納ケースSCから離れた平坦部410aにサーミスタ80Cを設けたときのサーミスタ80Cの温度とCMYK各色の色ずれ量との関係を示すグラフである。また、図11(B)は、収納ケースSCから離れた平坦部410aにサーミスタ80Cを設けたときのFθレンズ第1レンズ63aの温度とCMYK各色の主走査方向Xの色ずれ量との関係を示すグラフである。
図11(A)において、縦軸はCMYK各色の主走査方向Xの色ずれ量(mm)を示し、横軸はサーミスタ80Cの温度(℃)を示す。また、図11(B)において、縦軸はCMYK各色の主走査方向Xの色ずれ量(mm)を示し、横軸はFθレンズ第1レンズ63aの温度(℃)を示す。
図11(A)(B)に示すように、CMY各色の主走査方向Xの色ずれ量と温度との関係は比例関係(図の破線)から外れるため、色ずれ量の予測が困難になり、色ずれ補正の精度が低くなる。
このような比例関係からのずれが生じる理由としては、図9に示すように、例えば、ポリゴンミラー42からもっとも遠いFθ第2レンズ63b4の下などの、収納ケースSCから離れた平坦部410aにサーミスタ80Cを設けた場合、ポリゴンモーター43の熱が遅延して伝達されるだけでなく、熱が拡散しやすくなるため、印字の停止中にサーミスタ80Cの温度が必要以上に低下するためであると考えられる。
そこで、このような問題を回避すべく、本願発明では、図4および図8(A)に示すように、収納ケースSCの上面に設けた凹部に設けられたプリント基板PWBにサーミスタ80を設ける。
あるいは、図8(B)に示すように、収納ケースSCの周辺のリブに設けられたプリント基板PWBにサーミスタ80を設けてもよい。
≪この発明の実施形態1に係る収納ケースSCにおけるサーミスタ80の配置≫
次に、図12〜図14に基づき、この発明の実施形態1に係る収納ケースSCにおけるサーミスタ80の配置について説明する。
図12(A)は、この発明の実施形態1に係る収納ケースSCにおけるサーミスタ80の配置の一例を示す説明図である。
図12(A)に示すように、収納ケースSCの上面に凹部を設け、当該凹部内にサーミスタ80を設け、プリント基板PWBで蓋をする。
図13は、収納ケースSCの上面の凹部にサーミスタ80を設けたときの温度測定の結果を示すグラフである。図13の縦軸は温度(℃)を示し、横軸は温度測定の開始後の時間(秒)を示す。
図13において、グラフG1は、室温を示す。グラフG3は、Fθレンズ第1レンズ63aの温度を示す。グラフG4は、サーミスタ80によって測定された温度を示す。グラフG5は、収納ケースSC内の温度を示す。
図13は、0秒〜T1秒の間、印字を行った後、T2秒まで印字を停止し、その後、T2秒で印字を再開した場合の温度変化のグラフを示している。
図9の場合と異なり、グラフG4の第1のピークTP1の位置は、グラフG3の第1のピークLP1の位置と一致している。
また、印字を停止した後のグラフG4の第1の底TB1の位置も、グラフG3の第1の底LB1と一致している。
また、グラフG4の第1のピークTP1および第1の底TB1の位置は、それぞれグラフG5の第1のピークSCP1および第1の底SCB1とも一致する。
それゆえ、収納ケースSCの上面の凹部にサーミスタ80Cを設けた場合、ポリゴンモーター43の熱が遅延せずにサーミスタ80Cに伝達されているものと考えられる。
図14は、収納ケースSCの上面の凹部にサーミスタ80を設けたときのサーミスタ80の温度とCMYK各色の主走査方向Xの色ずれ量との関係を示すグラフである。
図14において、縦軸はCMYK各色の主走査方向Xの色ずれ量(mm)を示し、横軸はサーミスタ80の温度(℃)を示す。
図14に示すように、CMYK各色の主走査方向Xの色ずれ量と温度との関係は概ね比例関係にある。
これは、ポリゴンモーター43の熱が遅延せずにサーミスタ80に伝達されるためであるものと考えられる。
このように、収納ケースSCの上面に形成された凹部内にサーミスタ80を設けることによって、ポリゴンモーター43の発熱に伴う温度変化を従来よりも高い精度で検知する光走査装置1を実現できる。
なお、実施形態1では、プリント基板PWBで蓋をしたが、プリント基板PWB以外の部材で蓋をするようにしてもよい。
次に、図12(B)(C)に基づき、実施形態1の変形例について説明する。
図12(B)(C)は、この発明の実施形態1に係る収納ケースSCにおけるサーミスタ80の配置の変形例を示す説明図である。
(変形例1−1)
実施形態1の第1の変形例として、図12(B)に示すように、収納ケースSCの側面に凹部を設け、当該凹部内にサーミスタ80を設け、プリント基板PWBで蓋をしてもよい。
(変形例1−2)
また、実施形態1の第2の変形例として、図12(C)に示すように、凹部内にサーミスタ80を有し、プリント基板PWBで蓋をされた部材SC1を、収納ケースSCの上面に設けられた開口部に装着することによって、図12(A)の配置を実現してもよい。
また、収納ケースSCの側面に設けられた開口部に部材SC1を装着することによって、図12(B)の配置を構成してもよい。
(実施形態2)
次に、図15に基づき、この発明の実施形態2に係る収納ケースSCにおけるサーミスタ80の配置について説明する。
図15は、この発明の実施形態2に係る収納ケースSCにおけるサーミスタ80の配置の一例を示す説明図である。
図15(A)に示すように、収納ケースSCの上面に凸部を設け、当該凸部内にサーミスタ80を設け、プリント基板PWBで蓋をしてもよい。
このようにすれば、ポリゴンモーター43の回転時に発生した層流が乱流になりにくく、かつ、ポリゴンモーター43の発熱に伴う温度変化を従来よりも高い精度で検知する光走査装置1を実現できる。
(変形例2)
また、実施形態2の変形例として、図15(B)に示すように、収納ケースSCの側面に凸部を設け、当該凸部内にサーミスタ80を設け、プリント基板PWBで蓋をしてもよい。
(実施形態3)
次に、図16に基づき、この発明の実施形態3に係る収納ケースSCにおけるサーミスタ80の配置について説明する。
図16(A)は、この発明の実施形態3に係る収納ケースSCにおけるサーミスタ80の配置の一例を示す説明図である。図16(B)は、図16(A)のサーミスタ80を副走査方向Yから見たときの説明図である。
図16(A)(B)に示すように、収納ケースSCの側面上端に凹部を設け、当該凹部内にサーミスタ80を設けてプリント基板PWBで蓋をしてもよい。
このように、収納ケースSCの外にサーミスタ80を設けた場合であっても、ポリゴンモーター43の発熱に伴う温度変化を従来よりも高い精度で検知する光走査装置1を実現できる。
(変形例3−1)
また、実施形態3の変形例として、収納ケースSCの上面端部に凹部を設け、当該凹部内にサーミスタ80を設けてプリント基板PWBで蓋をしてもよい。
(変形例3−2)
次に、実施形態3の別の変形例について説明する。
図16(C)は、この発明の実施形態3に係る収納ケースSCにおけるサーミスタ80の配置の変形例を示す説明図である。
図16(C)に示すように、凹部内にサーミスタ80およびプリント基板PWBを有する部材SC2を、収納ケースSCの側面に装着することによって、図16(A)の配置を構成してもよい。
(実施形態4)
次に、図17に基づき、この発明の実施形態4に係る収納ケースSCにおけるサーミスタ80の配置について説明する。
図17(A)は、この発明の実施形態3に係る収納ケースSCにおけるサーミスタ80の配置の一例を示す説明図である。図17(B)は、図17(A)のサーミスタ80を副走査方向Yから見たときの説明図である。
図17(A)(B)に示すように、収納ケースSCの側面下端に凹部を設け、当該凹部内にサーミスタ80を設けてプリント基板PWBで蓋をしてもよい。
このように、収納ケースSCの外にサーミスタ80を設けた場合であっても、ポリゴンモーター43の発熱に伴う温度変化を従来よりも高い精度で検知する光走査装置1を実現できる。
(変形例4)
次に、実施形態4の変形例について説明する。
図17(C)は、この発明の実施形態4に係る収納ケースSCにおけるサーミスタ80の配置の変形例を示す説明図である。
図17(C)に示すように、凹部内にサーミスタ80およびプリント基板PWBを有する部材SC3を、収納ケースSCの側面に装着することによって、図17(A)の配置を構成してもよい。
(実施形態5)
次に、図18に基づき、この発明の実施形態5に係る収納ケースSCにおけるサーミスタ80の配置について説明する。
図18(A)は、この発明の実施形態5に係る収納ケースSCにおけるサーミスタ80の配置の一例を示す説明図である。
図18(A)に示すように、収納ケースSCの周縁部に凸部を設け、当該凸部内にサーミスタ80を設けてプリント基板PWBで蓋をしてもよい。
このように、収納ケースSCの周縁部にサーミスタ80を設けた場合であっても、ポリゴンモーター43の発熱に伴う温度変化を従来よりも高い精度で検知する光走査装置1を実現できる。
(変形例5)
次に、図18(B)に基づき、実施形態5の変形例について説明する。
図18(B)は、この発明の実施形態5に係る収納ケースSCにおけるサーミスタ80の配置の変形例を示す説明図である。
図18(B)に示すように、収納ケースSCの周縁部に凹部を設け、当該凹部内にサーミスタ80を設け、プリント基板PWBで蓋をしてもよい。
(実施形態6)
次に、図19に基づき、この発明の実施形態6に係る収納ケースSCにおけるサーミスタ80の配置について説明する。
図19(A)は、この発明の実施形態6に係る収納ケースSCにおけるサーミスタ80の配置の一例を示す説明図である。
図19(A)に示すように、収納ケースSCの上面にリブを設け、当該リブ内にサーミスタ80を設けてプリント基板PWBで蓋をしてもよい。
このように、収納ケースSCの上面にリブを設けてサーミスタ80を設けた場合であっても、ポリゴンモーター43の発熱に伴う温度変化を従来よりも高い精度で検知する光走査装置1を実現できる。
(変形例6)
次に、図19(B)に基づき、実施形態6の変形例について説明する。
図19(B)は、この発明の実施形態6に係る収納ケースSCにおけるサーミスタ80の配置の変形例を示す説明図である。
図19(B)に示すように、収納ケースSCの周縁部にリブを設け、当該リブ内にサーミスタ80を設けてプリント基板PWBで蓋をしてもよい。
(実施形態7)
次に、図20に基づき、この発明の実施形態7に係る収納ケースSCにおけるサーミスタ80の配置について説明する。
図20は、この発明の実施形態7に係る収納ケースSCにおけるサーミスタ80の配置の一例を示す説明図である。
図20に示すように、収納ケースSCの上面に凹部を設け、当該凹部内に熱伝導率の高い弾性部材90(ゴムなど)をはさんでサーミスタ80を設け、プリント基板PWBで蓋をしてもよい。
このように、収納ケースSCの上面にサーミスタ80を設けた場合であっても、熱伝導性の高い弾性部材90との接触を介してポリゴンモーター43の発熱に伴う温度上昇を適切に検知する光走査装置11を実現できる。
この発明の好ましい態様は、上述した複数の態様のうちの何れかを組み合わせたものも含む。
前述した実施形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。
11:光走査装置、 12:現像装置、 13,13Y,13M,13C,13K:感光体ドラム、 14:ドラムクリーニング装置、 15:帯電器、 17:定着装置、 18:給送トレイ、 21:中間転写ベルト、 22:ベルトクリーニング装置、 23:2次転写装置、 23a:転写ローラ、 24:加熱ローラ、 25:加圧ローラ、 33:ピックアップローラ、 34:レジストローラ、 35:搬送ローラ、 36:排出ローラ、 39:排出トレイ、 41:筐体、 41a:底板、 41b,41c:側板、 41t:上蓋、 41t1,41t2,41t3,41t4:窓部、 41d,41e:段差、 42,43:ポリゴンモーター、 44a:第1半導体レーザー、 44b:第2半導体レーザー、 44c:第3半導体レーザー、 44d:第4半導体レーザー、 53a,53b,53c,53d:コリメータレンズ、 54a,54b,54c,54d:アパーチャー、 55a,55b,55c,55d:ミラー、 56:シリンドリカルレンズ、 63a:Fθ第1レンズ、 63b1,63b2,63b3,63b4:Fθ第2レンズ、 64a1,64a2,64b1,64b2,64c1,64c2,64d:反射ミラー、 65b1,65b2,65b3,65b4:Fθ第2レンズ保持部、 66a,66b:スプリングビス、 66a1,66a2,66a3,66a4,66b1,66b2,66b3,66b4,67a,67b:ビス、 71,72:Fθ第2レンズ支持部、 72b5:突起、 80,80C:サーミスタ、 81:レジストセンサ、 90:弾性部材、 91:結露防止用ヒーター、 100:画像形成装置、 101:制御部、 102:印刷部、 103:入力操作部、 104:メモリ、 111:画像読取装置、 112:原稿搬送装置、 410a:平坦部、 A,B,C:矢印、 G1,G2,G3,G4,G5:グラフ、 L1,L2,L3,L4:光束、 Pa,Pb,Pc,Pd:画像形成ステーション、 SC:収納ケース、 SC1,SC2,SC3:部材、 R1:シート搬送経路、 LP1,LP2,SCP1,TP1,TP2:ピーク、 LB1,SCB1,TB1:底、 PWB:プリント基板、 X:主走査方向、 Y:副走査方向、 Z:高さ方向

Claims (10)

  1. 光源と、前記光源からの光を被走査体に偏向走査する偏向走査部と、前記偏向走査部および前記被走査体の間に配設された光学部と、温度センサと、前記光源、前記偏向走査部および前記光学部を収納する収納箱を備え、
    前記収納箱は、前記偏向走査部を収納する収納ケースを備え、
    前記収納ケースは上面を有し、
    前記収納箱の前記偏向走査部と空間的に隔てられた前記収納ケースの上面の一部の領域に凹部状の構造が設けられ、前記凹部状の構造内に前記温度センサが設けられたことを特徴とする光走査装置。
  2. 光源と、前記光源からの光を被走査体に偏向走査する偏向走査部と、前記偏向走査部および前記被走査体の間に配設された光学部と、温度センサと、前記光源、前記偏向走査部および前記光学部を収納する収納箱を備え、
    前記収納箱の前記偏向走査部と空間的に隔てられた一部の領域に凹部状の構造が設けられ、前記凹部状の構造内に弾性部材を介して前記温度センサが設けられ、
    前記弾性部材は、前記温度センサおよび前記凹部状の構造内の面と接触し、前記凹部状の構造内の面の熱を前記温度センサに伝達する熱伝導性を有することを特徴とする光走査装置。
  3. 前記一部の領域は、前記偏向走査部を中心として、前記偏向走査部の中心から前記光学部までの距離を半径とする円領域内の範囲に含まれる請求項1または2に記載の光走査装置。
  4. 前記収納箱は、前記偏向走査部を収納する収納ケースを備えた請求項2に記載の光走査装置。
  5. 前記収納ケースは上面を有し、前記凹部状の構造は前記上面の一部の領域に形成された請求項4に記載の光走査装置。
  6. 前記収納ケースは側面を有し、前記凹部状の構造は前記側面の一部の領域に形成された請求項4に記載の光走査装置。
  7. 前記凹部状の構造は、前記収納ケースの内面または外面の一部に設けられたリブ状の囲み構造によって形成された請求項1,4〜6のいずれか1つに記載の光走査装置。
  8. 前記凹部状の構造は、蓋部を有する請求項1,4〜7のいずれか1つに記載の光走査装置。
  9. 前記蓋部は、基板であり、前記温度センサは、前記蓋部に設けられた請求項8に記載の光走査装置。
  10. 請求項1〜9のいずれか1つに記載の光走査装置を備えた画像形成装置。
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