JP7013848B2 - 発光装置、画像読取装置、画像形成装置、導光体の製造方法 - Google Patents

発光装置、画像読取装置、画像形成装置、導光体の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、発光装置、画像読取装置、画像形成装置、及び導光体の製造方法に関する。
特許文献1に記載の線状光源は、線状の導光体と、この導光体に光を導入するように結合された発光部と、導光体の側面に形成された光散乱部とから構成されている。
特開平07-245676号公報
本発明の課題は、反射層が導光体に直接形成されている場合と比して、発光素子から発光される光量に対して、導光体を通して対象物に照射される光量の割合(照明率)を高くすることである。
本発明の態様に係る発光装置は、一方向に延びた導光体と、該導光体の端面に対向して配置され、該端面に光を照射する発光素子と、光の屈折率が該導光体を形成する材料と比して大きく、かつ光を透過させる材料によって該導光体の表面に形成されている透過層を間に挟んで該導光体の表面に形成され、該導光体の内部に向けて光を反射する反射層と、を備えることを特徴とする。
本発明の態様に係る発光装置は、態様に記載の発光装置において、前記透過層を形成する材料の光の屈折率は、少なくとも前記導光体の前記一方向の中央部まで、前記発光素子から遠ざかるに従って大きくされていることを特徴とする。
本発明の態様に係る発光装置は、態様に記載の発光装置において、前記導光体は円柱状とされており、前記透過層は、前記一方向に間隔を空けて複数配置されており、複数の前記透過層において、前記導光体の周方向の長さは、同じとされていることを特徴とする。
本発明の態様に係る発光装置は、1~3態様の何れか1態様に記載の発光装置において、前記導光体を収容する筐体を備え、前記筐体は、前記導光体を前記一方向と交差する交差方向から挟んで、前記導光体の前記一方向の一部を一箇所で保持していることを特徴とする。
本発明の態様に係る発光装置は、態様に記載の発光装置において、前記筐体は、前記導光体の前記一方向の中央部を挟んで前記導光体を保持していることを特徴とする。
本発明の態様に係る画像読取装置は、前記導光体の端面に光を照射し、画像が形成されている対象物に向けて前記導光体の表面から光を出射させる前記発光素子を備える1~5態様の何れか1態様に記載の発光装置と、前記一方向に並べられた複数の受光素子と、画像が形成されている対象物から反射された光を前記受光素子に案内する案内部材と、を備えることを特徴とする。
本発明の態様に係る画像形成装置は、態様に記載の画像読取装置と、前記画像読取装置で読み取られた画像情報に基づいて画像を形成する画像形成部と、を備えることを特徴とする。
本発明の態様に係る導光体の製造方法は、一方向に延びた導光体の表面に、光の屈折率が前記導光体を形成する材料と比して大きいと共に光を透過させる透過材であって、透過層を形成する前記透過材を、インクジェット方式によって塗布する第一塗布工程と、前記導光体の表面に塗布された前記透過材の表面が前記導光体の表面に沿った後、前記透過材を硬化させて透過層とする硬化工程と、少なくとも表面が硬化した前記透過層の表面に、反射層を形成する反射材を、インクジェット方式によって塗布する第二塗布工程と、を有することを特徴とする。
本発明の態様の発光装置によれば、反射層が導光体に直接形成されている場合と比して発光素子から発光される光量に対して、導光体を通して対象物に照射される光量の割合(照明率)を高くすることができる。
本発明の態様の発光装置によれば、透過層を形成する材料の光の屈折率が全ての部位で同じ場合と比して、反射層の単位面積当たりにおいて光を反射する光量が、発光素子から遠ざかるに従って少なくなるのを抑制することができる。
本発明の態様の発光装置によれば、複数の透過層において導光体の周方向の長さが全て異なる場合と比して、透過層の形状に対する欠陥を目視によって容易に見つけることができる。
本発明の態様の発光装置によれば、導光体の両端部が筐体に挟まれている場合と比して、温度変化によって導光体が伸縮したときに、導光体が導光体の径方向に変形してしまうのを抑制することができる。
本発明の態様の発光装置によれば、導光体の一端部が筐体に挟まれている場合と比して、温度変化によって導光体が伸縮したときに、導光体の一端部の移動量と他端部の移動量とが異なってしまうのを抑制することができる。
本発明の態様の画像読取装置によれば、反射層が導光体に直接形成されている場合と比して、原稿の画像を読み取る読取精度が低くなるのを抑制することができる。
本発明の態様の画像形成装置によれば、反射層が導光体に直接形成されている場合と比して、出力画像の品質が低くなるのを抑制することができる。
本発明の態様の導光体の製造方法によれば、スクリーン印刷方式を用いる場合と比して、透過材を塗布する位置と反射材を塗布する位置とがばらつくのを抑制することができる。
本発明の第1実施形態に係る画像読取装置及び発光装置を示した断面図である。 本発明の第1実施形態に係る画像読取装置及び発光装置を示した断面図である。 本発明の第1実施形態に係る画像読取装置及び発光装置を示した断面図である。 本発明の第1実施形態に係る画像読取装置及び発光装置を示した断面図である。 (A)(B)本発明の第1実施形態に係る画像読取装置及び第1比較形態に係る画像読取装置の反射性能を説明するのに用いた説明図である。 本発明の第1実施形態に係る画像読取装置の筐体を示した拡大斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る画像読取装置の筐体を示した拡大斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る画像読取装置の筐体を示した全体斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る画像読取装置の反射部材を示した斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る画像読取装置を示した断面図である。 本発明の第1実施形態に係る画像読取装置の導光体を示した斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る画像読取装置の導光体を示した斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る画像読取装置を示した斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る画像読取装置を示した分解斜視図である。 本発明の第1実施形態に対する導光体の製造方法を説明するのに用いた説明図である。 本発明の第1実施形態に係る導光体の製造方法によって製造された導光体を示した断面図である。 (A)(B)本発明の第2比較形態に係る導光体の製造方法によって製造された導光体を示した断面図である。 本発明の第1比較形態に係る発光装置の導光体を示した断面図である。 本発明の第1実施形態に係る画像形成装置の画像読取部を示した断面図である。 本発明の第1実施形態に係る画像形成装置の画像読取部を示した斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る画像形成装置の画像読取部を示した斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る画像形成装置の画像読取部を示した構成図である。 本発明の第1実施形態に係る画像形成装置の画像読取部を示した構成図である。 本発明の第1実施形態に係る画像形成装置を示した構成図である。 本発明の第2実施形態に係る画像読取装置の導光体を示した斜視図である。 本発明の第2実施形態に係る画像読取装置の導光体を示した断面図である。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態に係る発光装置、画像読取装置、画像形成装置、及び導光体の製造方法の一例を図1~図24に従って説明する。なお、図中に示す矢印Hは装置上下方向(鉛直方向)を示し、矢印Wは装置幅方向(水平方向)を示し、矢印Dは装置奥行方向(水平方向)を示す。
(画像形成装置の全体構成)
画像形成装置10には、図24に示されるように、上下方向(矢印H方向)の下方から上方へ向けて、記録媒体としてのシート部材Pが収容される収容部14と、収容部14に収容されたシート部材Pを搬送する搬送部16と、収容部14から搬送部16によって搬送されるシート部材Pに画像形成を行う画像形成部20と、原稿Gに形成された画像を読み取る画像読取部60とが、この順で備えられている。
〔収容部〕
収容部14には、画像形成装置10の筐体10Aから装置奥行方向の手前側に引き出し可能な収容部材26が備えられており、この収容部材26にシート部材Pが積載されている。さらに、収容部14には、収容部材26に積載された最上位のシート部材Pを、搬送部16を構成する搬送経路28に送り出す送出ロール30が備えられている。
〔搬送部〕
搬送部16には、搬送経路28に沿ってシート部材Pを搬送する複数の搬送ロール32が備えられている。
〔画像形成部〕
画像形成部20には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4つの画像形成ユニット18Y、18M、18C、18Kが備えられている。なお、以後の説明では、Y、M、C、Kを区別して説明する必要が無い場合は、Y、M、C、Kを省略して記載することがある。
各色の画像形成ユニット18は、筐体10Aに対して夫々着脱可能とされている。そして、各色の画像形成ユニット18には、像保持体36と、像保持体36の表面を帯電する帯電ロール38と、帯電された像保持体36に露光光を照射する露光装置42とが備えられている。さらに、各色の画像形成ユニット18には、前述した露光装置42が帯電された像保持体36を露光することで形成された静電潜像を現像して、トナー画像として可視化する現像装置40が備えられている。
また、画像形成部20には、図中矢印A方向に周回する無端状の転写ベルト22と、各色の画像形成ユニット18によって形成されたトナー画像を転写ベルト22に転写する一次転写ロール44とが備えられている。さらに、画像形成部20には、転写ベルト22に転写されたトナー画像をシート部材Pに転写する二次転写ロール46と、トナー画像が転写されたシート部材Pを加熱・加圧してトナー画像をシート部材Pに定着する定着装置50とが備えられている。
〔画像読取部〕
画像読取部60は、図22に示されるように、一枚の原稿Gの画像を読み取る際に原稿Gが載せられる第一透明板62(所謂プラテンガラス)と、第一透明板62の装置幅方向の一方(図中左方)に配置される第二透明板72とを備えている。そして、第一透明板62及び第二透明板72は、画像読取部60の筐体60Aの上部に嵌め込まれている。
この第一透明板62及び第二透明板72の上方には、第一透明板62及び第二透明板72を開放又は閉止する開閉カバー66が配置されている。そして、開閉カバー66の内部には、複数枚の原稿Gを開閉カバー66内の搬送経路70に沿って搬送して、第二透明板72の上方の原稿読取位置Rを通過させる搬送装置64(所謂ADF装置)が備えられている。
また、筐体60Aの内部には、第一透明板62に載せられた原稿Gの画像と、搬送装置64によって原稿読取位置Rに搬送された原稿Gの画像とを読み取る画像読取装置100が備えられている。さらに、画像読取部60は、画像読取装置100を装置幅方向に駆動する駆動装置74を備えている。
駆動装置74は、図20、図21に示されるように、装置幅方向(画像読取装置100の移動方向)に延びているシャフト76と、画像読取装置100の筐体60Aの下面に取り付けられ、シャフト76に摺動可能に支持される摺動部材78とを備えている。
さらに、駆動装置74は、モータ80と、モータ80から駆動力が伝達されて回転駆動する駆動プーリ84と、従動回転する従動プーリ86と、駆動プーリ84及び従動プーリ86に巻き掛けられている無端状の無端ベルト82とを備えている。この駆動プーリ84は、シャフト76の一端に取り付けられ、従動プーリ86は、シャフト76の他端に取り付けられている。
摺動部材78は、図21に示されるように、筐体60Aの下面において装置奥行方向の中央側の部分に取り付けられている。摺動部材78は、図19に示されるように、上下方向に延びて、無端ベルト82の一部が嵌め込まれているスリット78Aと、装置幅方向から見て半円形でシャフト76と摺動する摺動面78Bとが形成されている。
また、筐体60Aには、図21に示されるように、シャフト76の両端側の部分を下方から支持する一対の支持部90が、筐体60Aと一体的に形成されている。なお、画像読取装置100については、詳細を後述する。
(画像形成装置の作用)
画像形成装置10では、次のようにして画像が形成される。
先ず、画像読取部60が、原稿Gの画像を読みとる。具体的には、搬送装置64によって搬送される原稿Gの画像を読み取る場合は、図23に示されるように、画像読取装置100は、モータ80(図21参照)の駆動力が無端ベルト82を介して伝達され、装置幅方向の一方側の搬送読取位置に移動して停止する。そして、搬送読取位置に配置された画像読取装置100が、搬送装置64によって搬送される原稿Gの画像を読み取る。
これに対して、第一透明板62に載せられた原稿Gの画像を読み取る場合は、図22に示されるように、読取開始位置(図中実線)に配置されている画像読取装置100は、原稿Gの画像を読み取りながら、第一透明板62に沿って読取終了位置(図中二点鎖線)へ向けて装置幅方向に移動する。
続いて、画像読取部60で読み取られた画像情報に基づいて露光装置42は、帯電ロール38によって帯電した各色の像保持体36の表面に露光光を照射して静電潜像を形成する(図24参照)。
これにより、データに対応した静電潜像が各色の像保持体36の表面に形成される。さらに、各色の現像装置40は、この静電潜像を現像し、トナー画像として可視化する。また、各色の像保持体36の表面に形成されたトナー画像が、一次転写ロール44によって転写ベルト22に転写される。
そこで、収容部材26から送出ロール30によって搬送経路28へ送り出されたシート部材Pが、転写ベルト22と二次転写ロール46とが接触する転写位置Tへ送り出される。転写位置Tでは、シート部材Pが転写ベルト22と二次転写ロール46との間で搬送されることで、転写ベルト22の表面のトナー画像は、シート部材Pに転写される。
シート部材Pに転写されたトナー画像は、定着装置50によってシート部材Pに定着される。そして、トナー画像が定着したシート部材Pは、搬送ロール32によって筐体10Aの外部へ排出される。
(要部構成)
次に、画像読取装置100について説明する。
画像読取装置100(図13参照)は、既知のCIS(Contact Image Sensor)方式を用いて原稿G(対象物)に形成された画像を読み取るようになっている。そして、画像読取装置100は、図14に示されるように、受光基板102と、受光基板102と接続されている一対の配線ケーブル104と、配線ケーブル104に夫々接続されている一対の基板106とを備えている。さらに、画像読取装置100は、基板106に実装されている発光素子128と、円柱状とされている一対の導光体140(ライトガイド)と、直方体状のロッドレンズアレイ112と、筐体150とを備えている。また、画像読取装置100は、導光体140を囲んでいる一対の反射部材120と、導光体140の表面に形成されている層状部180(図11参照)と、筐体150の上面を覆うガラス板118とを備えている。ロッドレンズアレイ112は、案内部材の一例である。
そして、筐体150、導光体140、層状部180、発光素子128、及び基板106を含んで、原稿Gに向けて光を照射する発光装置110が構成されている。
〔導光体140〕
導光体140は、図14に示されるように、一対設けられており、一対の導光体140は、装置幅方向に並んでいる。さらに、一対の導光体140は、一対の反射部材120に夫々保持された状態で、筐体150の後述する導光体収容部150A(図1、図8参照)に収容されている。そして、一対の導光体140は、図1に示されるように、画像読取装置100の中心C1を通り装置幅方向を向いた中心面M1に対して互いに対称とされている。以下、装置幅方向の一方側(図1の左側)の導光体140について説明する。
導光体140は、図1、図12に示されるように、装置奥行方向に延びている円柱状の本体部142と、本体部142の表面(外周面)から突出する突出部144とを有しており、透明な樹脂材料(例えば、アクリル樹脂)によって、一体的に形成されている。装置奥行方向は、一方向の一例である。
突出部144は、本体部142(導光体140)の長手方向の中央部において上方側で、かつ、装置幅方向の外側(中心面M1とは反対側)の部分から装置幅方向の外側に突出している。そして、突出部144の先端側の部分には、先端に向かうに従って下方に位置するように傾斜した傾斜面144Aが形成されている。ここで導光体140の中央部とは、導光体140を長手方向に三等分した際の中央の部分(領域)を意味するが、好ましくは、導光体140を長手方向に五等分した際の中央の部分(領域)である。
〔反射部材120〕
反射部材120は、図14に示されるように、一対設けられており、一対の反射部材120は、装置幅方向に並んでいる。さらに、一対の反射部材120は、一対の導光体140を夫々内部に保持した状態で、筐体150の後述する導光体収容部150A(図1、図8参照)に収容されている。そして、一対の反射部材120は、図1に示されるように、中心面M1に対して互いに対称となる形状及び配置とされている。以下、装置幅方向の一方側(図1の左側)の反射部材120について説明する。
反射部材120は、図1、図9に示されるように、装置奥行方向に延びており、白色の樹脂材料(例えば、ポリカーボネート樹脂)によって一体的に形成されている。反射部材120の断面は、装置幅方向の内側(中心面M1側)が開放されたU字状とされており、板面が装置幅方向を向いた底板122と、底板122の端部に接続されて板面が上下方向を向いた側板124、126とを有している。側板126は、側板124と比して下方に配置されており、側板126の先端は、側板124の先端と比して装置幅方向の内側に突出している。なお、反射部材120の装置奥行方向の長さと、導光体140の装置奥行方向の長さとは、同様となっている。
そして、反射部材120の内部に導光体140が配置された状態で、底板122の板面に導光体140の表面が接触し、側板126の板面に導光体140の表面が接触するようになっている。さらに、この状態で、側板124の先端に導光体140の表面が接触するようになっている。
また、側板126において装置奥行方向の両端部で、かつ、装置幅方向の内側の部分には、導光体140の表面に接触して、反射部材120の内部に導光体140が配置された状態を保持する突出部126Aが、上方側に突出して夫々形成されている(図2参照)。これにより、導光体140が反射部材120の内部に安定した姿勢で保持されている。さらに、側板126において装置奥行方向の中央側の部分には、側板126の先端が他の部分と比して凹んだ凹部126Bが形成されている。
また、反射部材120において装置奥行方向の中央部で、底板122と側板124とに跨る部分には、反射部材120の内部から外部へ貫通する貫通孔120Aが形成されている。反射部材120の内部に導光体140が配置された状態で、図1に示されるように、導光体140の突出部144が貫通孔120Aに挿入されるようになっている。そして、この状態で、突出部144の傾斜面144Aが、反射部材120の外部に露出するようになっている。なお、貫通孔120Aの装置奥行方向の長さは、突出部144の装置奥行方向の長さと比して、長くなっている。
この構成において、反射部材120が導光体140を保持した状態で、温度が変化すると、導光体140は、装置奥行方向に伸縮する。つまり、反射部材120の突出部126Aは、反射部材120の内部に導光体140が配置された状態を保持するが、導光体140の長手方向の伸縮については規制しない。
〔ロッドレンズアレイ112〕
ロッドレンズアレイ112は、筐体150の後述するレンズ収容部150B(図1、図8参照)に収容されている。ロッドレンズアレイ112の外形は、図14に示されるように、装置奥行方向に延びている直方体状とされている。そして、ロッドレンズアレイ112には、上下に延びているロッドレンズ(図示省略)が装置奥行方向に並んで複数形成されている。
〔ガラス板〕
ガラス板118は、筐体150の上面を覆うように配置されている(図10参照)。ガラス板118は、図14に示されるように、板面が上下方向を向いており、上方から見て、装置奥行方向に延びている矩形状とされている。
〔受光基板102〕
受光基板102は、図1に示されるように、筐体150に形成された支持板156の下面に接触して配置されている。そして、受光基板102は、板面が上下方向を向いており、受光基板102の上面には、装置奥行方向に並んでいる複数の受光素子108が実装されている(図14参照)。
〔配線ケーブル104〕
配線ケーブル104は、一対設けられ、図14に示されるように、受光基板102の装置奥行方向の両端部に基端が接続されている所謂フレキシブルフラットケーブル(Flexible Flat Cable)である。一方の配線ケーブル104の基端は、受光基板102の装置奥行方向の奥側(図中右側)の端部と接続されており、他方の配線ケーブル104の基端は、受光基板102の装置奥行方向の手前側(図中左側)の端部と接続されている。
〔基板106、発光素子128〕
基板106は、一対設けられ、図14に示されるように、配線ケーブル104の先端に接続されている。そして、一対の基板106は、板面が装置奥行方向を向いており、装置奥行方向に互いに離間している。
発光素子128は、基板106に夫々2個ずつ実装されている。具体的には、2個の発光素子128は、一方の基板106において他方の基板106と対向する面に実装されており、装置幅方向に並んでいる。
〔筐体150〕
筐体150は、図8、図14に示されるように、装置奥行方向に延びている。具体的には、筐体150は、板面が装置奥行方向を向き、装置奥行方向に離間した一対の側板152と、一対の側板の両端部に連結され、板面が装置幅方向を向き、装置幅方向に離間した一対の側板154とを有している。さらに、筐体150は、一対の側板152、及び一対の側板154に囲まれ、板面が上下方向を向いた支持板156を有している。そして、この支持板156は、一対の側板152及び一対の側板154に囲まれた空間を上下方向に分割するように配置されている。
また、筐体150の内部には、反射部材120に支持された導光体140が夫々収容されている一対の導光体収容部150Aと、ロッドレンズアレイ112が収容されているレンズ収容部150Bとが形成されている。さらに、筐体150の内部には、基板106が夫々収容されている一対の基板収容部150Cが、装置奥行方向から導光体収容部150Aを挟むように形成されている。
-導光体収容部150A-
導光体収容部150Aは、図2、図8に示されるように、支持板156に対して上方側で、装置幅方向に並んで一対形成さており、装置奥行方向に延びている。一対の導光体収容部150Aは、中心面M1に対して互いに対称とされている。さらに、夫々の導光体収容部150Aは、画像読取装置100の中心C1を通り装置奥行方向を向いた中心面M2(図8参照)に対して互いに対称とされている。以下、装置幅方向の一方側(図2の左側)の導光体収容部150Aについて説明する。
導光体収容部150Aにおいて装置幅方向の内側の部分には、図2、図7に示されるように、支持板156から立ち上り、レンズ収容部150Bとの間を仕切る仕切板158が形成されている。仕切板158は、板面が装置幅方向を向き、装置幅方向から見て、装置奥行方向に延びている矩形状とされている。そして、仕切板158の装置奥行方向の端部は、側板152と装置奥行方向で離間している。なお、図2に示されるように、装置幅方向の一方側の導光体収容部150Aとレンズ収容部150Bとを仕切る仕切板158と、装置幅方向の他方側の導光体収容部150Aとレンズ収容部150Bとを仕切る仕切板158とは、装置幅方向に離間している。
そして、仕切板158において装置奥行方向の中央部で、装置幅方向の外側を向いた面には、導光体収容部150Aに収容された導光体140の表面と接触する突出部158Aが形成されている(図1、図6参照)。
さらに、図1、図6に示されるように、装置幅方向において、突出部158Aと対向する位置には、導光体140を突出部158Aに押し付ける押付部160が、支持板156から立ち上がっている。押付部160は、装置奥行方向から見てL字状で、上下方向に延びている基部160Aと、基部160Aの先端部から屈曲して装置幅方向の内側に延びている屈曲部160Bとを有している。
また、この屈曲部160Bには、導光体140の突出部144に形成された傾斜面144Aと面で接触する接触面160Cが形成されている。そして、押付部160の接触面160Cが、導光体140の突出部144の傾斜面14Aと接触した状態で、押付部160の基部160Aが弾性変形するようになっている。
この構成において、押付部160は、装置幅方向に、導光体140を筐体150の突出部158Aに押し付ける。さらに、押付部160は、装置上下方向に、導光体140を反射部材120の側板126を介して筐体150の支持板156に押し付ける。このように、筐体150の押付部160は、導光体140を装置奥行方向と交差する交差方向から挟んで、導光体140の一部を一箇所で筐体150に保持している。具体的には、筐体150の押付部160は、導光体140の装置奥行方向の中央部(中央部の一部)を挟んで導光体140を筐体150に保持している。なお、導光体140が筐体150に保持されている状態で、押付部160の基部160Aと反射部材120とは、装置幅方向で離間している。
また、図7に示されるように、仕切板158において、突出部158Aと仕切板158の長手方向の端部との間には、反射部材120の側板126の先端と接触する突出部158Bが装置奥行方向に間隔を空けて複数形成されている(図3参照)。
具体的には、突出部158Bは、仕切板158の装置幅方向の外側を向いた面から突出している。そして、最も突出部158A側に配置された突出部158Bと突出部158Aとの間隔、最も仕切板158の端部側に配置された突出部158Bと仕切板158の端部との間隔、及び突出部158B同士の間隔が同様になるように、突出部158Bは配置されている。
また、図7に示されるように、装置幅方向において、突出部158Bとずれた位置には、反射部材120を突出部158Bに押し付ける押付部162が、支持板156から立ち上がっている。押付部162は、図2に示されるように、反射部材120の底板122に装置幅方向の外側から接触した状態で、弾性変形している。
また、図7に示されるように、装置幅方向において、突出部158Bとずれた位置で、かつ、押付部162と装置幅方向に並ぶように、反射部材120を保持する保持部166が、支持板156から立ち上がっている。保持部166は、図4に示されるように、装置奥行方向から見てL字状で、上下方向に延びている基部166Aと、基部166Aの先端部から屈曲して装置幅方向の内側に延びている屈曲部166Bとを有している。そして、屈曲部166Bの先端部が、上方側から反射部材120の側板124に接触している。
この構成において、押付部162は、装置幅方向に、反射部材120を突出部158Bに押し付ける(図3参照)。さらに、保持部166は、装置上下方向に、反射部材120の上方への移動を規制することで、反射部材120を保持する。このようにして、反射部材120は、筐体150に保持されている。
-レンズ収容部150B-
レンズ収容部150Bは、図1、図8に示されるように、装置幅方向において、一対の導光体収容部150Aの間に形成されており、装置奥行方向に延びている。具体的には、レンズ収容部150Bは、一対の仕切板158の間に形成されている。そして、レンズ収容部150Bでは、支持板156が上方上下方向に貫通している。また、装置奥行方向において、レンズ収容部150Bの両端部は、側板152と装置奥行方向で離間している。
この構成において、一対の仕切板158に挟まれたレンズ収容部150Bは、ロッドレンズアレイ112を収容しており、ロッドレンズアレイ112は、図示せぬ固定部材によってレンズ収容部150Bに固定されている。
-基板収容部-
基板収容部150Cは、図14に示されるように、導光体収容部150Aに対して、装置奥行方向の奥側、及び手前側に一対形成されている。具体的には、基板収容部150Cは、図10に示されるように、筐体150の装置奥行方向の両端の側板152と、導光体収容部150Aとの間に形成されており、基板収容部150Cでは、支持板156の一部が上下方向に貫通している。
この構成において、基板収容部150Cは、発光素子128が実装された基板106を収容している。この状態で、発光素子128は、導光体140端面140Aと対向しており、導光体140の端面140Aに接触している。つまり、導光体140の両方の端面140Aに、発光素子128が夫々接触している。
-その他-
筐体150の上部には、図1、図10に示されるように、ガラス板118の縁部を下方から支持している段部153が形成されている。この構成において、ガラス板118は、ガラス板118の縁部が筐体150の段部153と接触した状態で、図示せぬ固定手段で筐体150に固定され、筐体150の上面を覆っている。
また、筐体150の支持板156の下面には、図1に示されるように、中心面M1を挟んで一対の突出部168が下方へ突出して形成されている。この一対の突出部168は、装置奥行方向に延びており、一対の突出部168の両端部は、装置奥行方向で、筐体150の側板152(図14参照)と離間している。この構成において、受光基板102は、一対の突出部168の間で、支持板156の下面に接触した状態で、図示せぬ固定手段に筐体150に固定されている。そして、この状態で、受光基板102に実装されている受光素子108は、上下方向でロッドレンズアレイ112と対向している。
〔層状部180〕
層状部180は、図1に示されるように、導光体140の表面において、ロッドレンズアレイ112の上方のガラス板118の部分を向いている側(図中矢印B側)とは反対側に形成されている。そして、層状部180は、反射部材120と接触しないように配置されている。つまり、層状部180は、反射部材120と接触することで損傷するのが抑制されている。
さらに、層状部180は、図11に示されるように、装置奥行方向に同様の間隔で離間して複数形成されている。夫々の層状部180は、導光体140の径方向から見て、装置奥行方向に延びている矩形状とされている。さらに、層状部180における導光体140の周方向の長さ(図中L1)は、導光体140の装置奥行方向の中央部まで、発光素子128から遠ざかるに従って段階的に長くなっている。具体的には、夫々の層状部180は、装置奥行方向に並んでおり、夫々の層状部180において装置奥行方向に延びる中心線が一致している。
そして、層状部180は、図1に示されるように、導光体140側の透過層182と、透過層182に重ねられている反射層184との2層を含んで形成されている。
-透過層182-
透過層182は、光の屈折率が導光体140を形成する材料と比して大きく、かつ、光を透過させる材料から形成されている。また、透過層182を形成する材料は、本実施形態では、紫外線硬化型の材料(樹脂材料)とされており、透過層182の厚さは、一例として、20〔μm〕以上30〔μm〕以下の定められた値とされている。ここで、「光を透過させる材料」とは、可視光透過率がJIS R3106(1998)又はISO 9050(1990)に準拠して測定した値が、80〔%〕以上の材料である。また、屈折率については、透過層182を導光体140から剥ぎ取って、これを公知の屈折率測定装置を用いることで、測定することができる。
さらに、透過層182は、反射層184の下地(所謂プライマー)として機能し、反射層184の接着性能を向上させるようになっている。また、透過層182は、一例として、UV硬化の材料で形成されている。これにより、反射層184の導光体140の表面に対する接着性能が、透過層182が用いられない場合と比して、向上するようになっている。
-反射層184-
反射層184は、顔料が酸化チタンである白色の反射材(所謂白色塗料)を透過層182に重ねることで形成されている。そして、反射層184は、光を反射するようになっており、反射層184の厚さは、一例として、20〔μm〕以上30〔μm〕以下の定められた値とされている。なお、反射層184は、例えば、反射率70〔%〕以上(JIS K 5602)の層である。
-層状部180が形成された導光体の製造方法-
ここで、層状部180が形成された導光体の製造方法について説明する。
先ず、図15に示されるように、治具510に導光体140を取り付けて、導光体140をインクジェット記録ヘッド512(以下「ヘッド512」)の下方に配置する。そして、ヘッド512から透過層182となる透過材の液滴を、導光体140の表面において層状部180が形成される部分に向けて吐出させながら、ヘッド512を導光体140の長手方向に移動させる。このようにして、透過材をインクジェット方式によって導光体140の表面に塗布する(第一塗布工程)。なお、ヘッド512から吐出される液滴の外径は、本実施形態では、一例として、30〔μm〕である。また、導光体140の表面に透過層182となる透過材を塗布した直後の状態では、透過材の表面が凹凸状となっている。
次に、2~3〔s〕経過させることで、導光体140の表面に塗布された透過材の表面が、凹凸状から導光体140の表面に沿った後、透過材に紫外線を照射して透過材を硬化させて透過層182とする(硬化工程)。ここで、透過材の表面が、導光体140の表面に沿ったとは、JIS B 0681に準拠した測定によって、5〔μm〕以下となる状態である。
さらに、少なくとも表面が硬化した後、ヘッド512から反射層184となる反射材の液滴を、透過層182に向けて吐出させながら、ヘッド512を導光体140の長手方向に移動させる。このようにして、反射材をインクジェット方式によって透過層182に重なるように塗布する(第二塗布工程)。なお、ヘッド512において、反射材の液滴を吐出させるノズルは、透過材の液滴を吐出させたノズルと異なるノズルである。
(作用)
次に、画像読取装置100の作用を説明する。
発光装置110の発光素子128は、導光体140の端面140Aに光を照射する(図10参照)。これにより、端面140Aから導光体140に入射した光は、導光体140の内部を導光体140の長手方向に進行する。そして、導光体140は、図1に示されるように、ロッドレンズアレイ112の上方に向けて(図中矢印B方向)光を出射する。
具体的には、導光体140に入射した光の一部は、層状部180の反射層184によって反射して、ロッドレンズアレイ112の上方に向けて出射される。また、導光体140に入射した光の他の一部は、ロッドレンズアレイ112の上方に向けて、直接出射される。
そして、ロッドレンズアレイ112は、導光体140から出射して原稿Gに照射され、原稿Gから反射した反射光を受光素子108に案内する(集光する)。このようにして、受光素子108が、原稿Gから反射した反射光を、受光して電気信号に変換する。
-第1比較形態に係る発光装置310との比較-
次に、第1比較形態に係る発光装置310と比較しつつ、発光装置110の作用について説明する。先ず、発光装置310の構成について、発光装置110と異なる部分を主に説明する。
図18に示されるように、発光装置310は、発光装置110と異なり、導光体140において層状部180が形成されている部分には、透過層182は形成されておらず、反射層184のみが形成されている。換言すれば、反射層184は、導光体140に直接形成されている。
このため、図5(B)に示されるように、発光素子128が出射して、導光体140に入射して、入射角αで導光体140の表面の反射層184に進行した光Sは、反射層184によって反射角αで反射する。そして、光Sは、ロッドレンズアレイ112の上方に向けて導光体140から出射される(図1の矢印B参照)。
これに対して、発光装置110では、図5(A)に示されるように、発光素子128が出射して、導光体140に入射して、入射角αで導光体140の表面の透過層182に進行した光Sは、透過層182に入射する。ここで、透過層182は、光の屈折率が導光体140の材料と比して大きい材料によって形成されている。このため、導光体140から透過層182に入射した光Sは、屈折して入射角βで反射層184に進行する。
入射角βで反射層184に進行した光Sは、反射層184によって反射角βで反射する。そして、反射角βで導光体140の表面に進行した光Sは、導光体140に入射する。前述したように、透過層182は、光の屈折率が導光体140の材料と比して大きい材料によって形成されている。このため、透過層182から導光体140に入射した光Sは、屈折して反射角αで導光体140の内部に進行する。そして、光Sは、ロッドレンズアレイ112の上方に向けて導光体140から出射される(図1の矢印B参照)。
ここで、導光体140を形成する材料の屈折率をn1とし、透過層182を形成する材料の屈折率をn2とすると、スネルの法則によって、入射角α(反射角α)と、入射角β(反射角β)との間には、下記式(1)の関係が満たされている。
n1・sinα=n2・sinβ・・・・・・・(1)
本実施形態では、透過層182は、光の屈折率が導光体140を形成する材料と比して大きい材料によって形成されている。このため、入射角β(反射角β)は、入射角α(反射角α)と比して小さくなる。そうすると、入射角βで反射層184によって反射される光の光量は、入射角αで反射層184によって反射される光の光量と比して多くなる。
つまり、発光装置110を用いた場合に反射層184によって反射される光の光量は、発光装置310を用いた場合に反射層184によって反射される光の光量と比して多くなる。換言すれば、発光装置110を用いた場合にロッドレンズアレイ112の上方に向けて導光体140から出射する光の光量は、発光装置310を用いた場合にロッドレンズアレイ112の上方に向けて導光体140から出射する光の光量と比して多くなる。
-第2比較形態に係る導光体の製造方法との比較-
次に、第2比較形態に係る導光体の製造方法と比較しつつ、本実施形態の導光体の製造方法の作用について説明する。先ず、第2比較形態に係る導光体の製造方法について、本実施形態の導光体の製造方法と異なる部分を主に説明する。
第2比較形態に係る導光体の製造方法の製造方法では、インクジェット方式ではなく、スクリーン印刷方式によって、透過材を導光体140の表面に塗布し、さらに、スクリーン印刷方式によって、反射材を透過層に重ねるように塗布する。
スクリーン印刷方式では、透過材を塗布する場合のスクリーンマスクの位置と、反射材を塗布する場合のスクリーンマスクの位置とがばらついてしまう。このため、図17(A)に示されるように、透過層182の端部が、反射層184の端部と比して大きく突出してしまうことがある。このような場合には、透過層182において端部に入射した光Sが、外部に漏れてしまう。また、図17(B)に示されるように、反射層184の端部が、透過層182の端部と比して大きく突出してしまうことがある。このような場合には、反射層184において透過層182から突出した部分が、導光体140の表面から剥離してしまうことがある(図中二点鎖線参照)。
これに対して、本実施形態の導光体の製造方法では、前述したように、インクジェット方式によって、透過材を導光体140の表面に塗布し、さらに、インクジェット方式によって、反射材を透過層に重ねるように塗布する。そこで、スクリーン印刷方式を用いる場合と比して、透過材を塗布する位置と反射材を塗布する位置とがばらつくのが抑制される。
具体的には、図16に示されるように、透過層182の端部を反射層184の端部とから突出させた場合に、突出量(図中L2)を少なくすることができる。例えば、突出量L2を、ヘッド512(図15参照)から吐出される1個分の液滴の外径だけにすることができる。本実施形態では、液滴の外径が30〔μm〕であるため、突出量L2を30〔μm〕にすることができる。
(まとめ)
以上説明したように、発光装置110では、透過層182に反射層184が重ねられている。このため、発光装置110を用いた場合にロッドレンズアレイ112の上方に向けて導光体140から出射する光の光量は、発光装置310を用いた場合にロッドレンズアレイ112の上方に向けて導光体140から出射する光の光量と比して多くなる。換言すれば、第1比較形態に係る発光装置310を用いる場合と比して、発光素子128から発光される光量に対して、導光体140を通して対象物に照射される光量の割合(照明率)が高くなる。
また、前述した光量の割合(照明率)が高くなることで、第1比較形態に係る発光装置310を用いる場合と比して、導光体140を通して対象物に照射される光量を維持した上で、発光素子128から出射される光の光量が少なくなる(省エネ)。
また、筐体150の押付部160は、導光体140を装置奥行方向(一方向)に対して交差する交差方向から挟んで、導光体140を筐体150に一箇所で保持している。このため、導光体の両端部が、筐体に保持されている場合と比して、温度変化によって導光体が伸縮するときに、導光体が導光体の径方向に変形してしまうのが抑制される。
また、筐体150の押付部160は、導光体140の装置奥行方向の中央部を挟んで、導光体140を筐体150に保持している。このため、導光体の一端部が、筐体に保持されている場合と比して、温度変化によって導光体が伸縮するときに、導光体140の一端部の移動量と他端部の移動量とが異なってしまうのが抑制される。これにより、導光体140の両端部に発光素子128が配置されている場合に、一方の発光素子128と導光体の端面との距離と、他方の発光素子128と導光体の端面との距離とが異なるのが抑制される。
また、本実施形態に係る導光体の製造方法においては、インクジェット方式によって、透過材及び反射材を導光体140の表面に塗布する。このため、前述したように、スクリーン印刷方式によって透過材及び反射材を導光体140の表面に塗布する場合と比して、透過材を塗布する位置と反射材を塗布する位置とがばらつくのが抑制される。これによって、反射層184の端部が透過層182の端部と比して大きく突出して、反射層184の突出した部分が導光体140から剥がれるのが抑制される。
また、画像読取装置100においては、発光装置310を備える場合と比して、原稿Gに照射される光量不足に起因して、原稿Gの画像を読み取る読取精度が低くなるのが抑制される。
また、画像形成装置10においては、原稿Gの画像を読み取る読取精度が低くなるのが抑制されることで、発光装置310を備える場合と比して、出力画像の品質が低くなるのが抑制される。
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態に係る発光装置、画像読取装置、画像形成装置、及び導光体の製造方法の一例を図25、図26に従って説明する。なお、第2実施形態については、第1実施形態と異なる部分を主に説明する。
第2実施形態に係る発光装置210の層状部280において、透過層282を形成する透過材の光の屈折率は、導光体140の装置奥行方向の中央部まで、発光素子128から遠ざかるに従って大きくされている。具体的には、夫々の透過層282を形成する透過材の光の屈折率については、夫々の透過層282間で変わっており、一個の透過層282では同じである。
ここで、図26に示されるように、光Sの透過層282への入射角αは、発光素子128から遠ざかるに従って大きくなる。つまり、発光装置210では、光Sの透過層282への入射角αが大きくなるに従って、透過層282を形成する透過材の光の屈折率も大きくなる。
このため、例えば、透過層を形成する透過材の光の屈折率が全ての部位で同じ場合には、光Sの反射層284への入射角β(図5(A)参照)は、発光素子128から遠ざかるに従って大きくなる。このため、反射層284において単位面積当たりに反射する光量は、発光素子128から遠ざかるに従って少なくなる。しかし、発光装置210では、光Sの透過層282への入射角αが大きくなるに従って、透過層282を形成する材料の光の屈折率も大きくなる。このため、透過層を形成する透過材の光の屈折率が全ての部位で同じ場合と比して、反射層において単位面積当たりに反射する光量が、発光素子128から遠ざかるに従って少なくなるのが抑制される。
また、層状部280は、図25に示されるように、装置奥行方向に間隔を空けて複数配置されており、複数の層状部280(透過層282)の導光体140の周方向における長さ(図中L3)は、同じとされている。ここで、同じとは、製造上のばらつき等を考慮して、平均値の±10〔%〕以内であることを意味する。具体的には、発光装置110の導光体140において、最も発光素子128側に配置された層状部180(図11参照)の導光体140の周方向における長さと同じとされている。
前述したように、発光装置210では、反射層284において単位面積当たりに反射する光量が、発光素子128から遠ざかるに従って少なくなるのが抑制されている。このため、発光装置110と異なり、層状部280(透過層282)の導光体140の周方向における長さを同じにすることができる。
また、層状部280(透過層282)において導光体140の周方向における長さが同じになることで、層状部280の長さが異なる場合と比して、層状部280(透過層282)の形状の欠陥が目視で容易に見つかる。
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、特に説明しなかったが、導光体140に接触して導光体140の姿勢を矯正する矯正部を筐体に形成してもよい。
また、上記実施形態では、インクジェット方式によって、透過材、及び反射材を導光体140の表面に塗布したが、例えば、スクリーン印刷方式によって、透過材、及び反射材を導光体140の表面に塗布してもよい。この場合には、インクジェット方式によって、透過材、及び反射材を導光体140の表面に塗布することで奏する作用は奏しない。
また、上記実施形態では、四色の感光体ドラムから中間転写に画像を転写する画像形成装置であったが、例えば、一色又は複数色の像保持体36からシート部材Pに画像を直接転写する画像形成装置であてもよい。
また、上記第1実施形態では、夫々の層状部180は、導光体140の径方向から見て、装置奥行方向に延びている矩形状とされており、さらに、層状部180における導光体140の周方向の長さ(図中L1)は、導光体140の装置奥行方向の中央部まで、発光素子128から遠ざかるに従って段階的に長くなっていた。しかし、例えば、導光体140の装置奥行方向の中央部まで、導光体の周方向の長さが長くなるように、層状部の形状を三角形状としてもよい。
10 画像形成装置
20 画像形成部
100 画像読取装置
102 受光基板
110 発光装置
112 ロッドレンズアレイ(案内部材の一例)
108 受光素子
128 発光素子
140 導光体
140A 端面
150 筐体
182 透過層
184 反射層
210 発光装置
280 層状部
282 透過層
284 反射層

Claims (7)

  1. 一方向に延びた導光体と、
    該導光体の端面に対向して配置され、該端面に光を照射する発光素子と、
    光の屈折率が該導光体を形成する材料と比して大きく、かつ光を透過させる材料によって該導光体の表面に形成されている透過層を間に挟んで該導光体の表面に形成され、該導光体の内部に向けて光を反射する反射層と、
    を備え
    該透過層を形成する材料の光の屈折率は、少なくとも該導光体の該一方向の中央部まで、該発光素子から遠ざかるに従って大きくされている発光装置。
  2. 前記導光体は円柱状とされており、
    前記透過層は、前記一方向に間隔を空けて複数配置されており、
    複数の前記透過層において、前記導光体の周方向の長さは、同じとされている請求項に記載の発光装置。
  3. 前記導光体を収容する筐体を備え、
    前記筐体は、前記導光体を前記一方向と交差する交差方向から挟んで、前記導光体の前記一方向の一部を一箇所で保持している請求項1又は2に記載の発光装置。
  4. 前記筐体は、前記導光体の前記一方向の中央部を挟んで前記導光体を保持している請求項に記載の発光装置。
  5. 前記導光体の端面に光を照射し、画像が形成されている対象物に向けて前記導光体の表面から光を出射させる前記発光素子を備える請求項1~の何れか1項に記載の発光装置と、
    前記一方向に並べられた複数の受光素子と、
    画像が形成されている対象物から反射された光を前記受光素子に案内する案内部材と、
    を備える画像読取装置。
  6. 請求項に記載の画像読取装置と、
    前記画像読取装置で読み取られた画像情報に基づいて画像を形成する画像形成部と、
    を備える画像形成装置。
  7. 一方向に延びた導光体の表面に、光の屈折率が前記導光体を形成する材料と比して大きいと共に光を透過させる透過材であって、透過層を形成する前記透過材を、インクジェット方式によって塗布する第一塗布工程と、
    前記導光体の表面に塗布された前記透過材の表面が前記導光体の表面に沿った後、前記透過材を硬化させて透過層とする硬化工程と、
    少なくとも表面が硬化した前記透過層の表面に、反射層を形成する反射材を、インクジェット方式によって塗布する第二塗布工程と、
    を有する透過層及び反射層が形成された導光体の製造方法。
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