JP7183031B2 - 光走査装置および光走査装置を備える画像形成装置 - Google Patents

光走査装置および光走査装置を備える画像形成装置 Download PDF

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本発明は、光走査装置および光走査装置を備えた画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置には、帯電した感光ドラムの表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する光走査装置を備えるものがある。光走査装置は、光源やレンズ、ミラー等の光学系部品と、これら光学系部品を覆う筐体である光学箱と、を備える。
近年、画像形成装置においてカラー化および高速化が進み、感光ドラムを複数(多くの場合4つ)有するタンデム方式の画像形成装置が普及している。
4色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナーで画像を形成するタンデム方式のカラー画像形成装置には、4ステーション用光走査装置を備えることが多い。この4ステーション用光走査装置の構成として、光源から出射された光ビームを回転する回転多面鏡(例えば、ポリゴンミラー)を備えるものが知られている。回転多面鏡は高コストな部品であるため、光走査装置の中央部に設け、光源から出射された光ビームを回転多面鏡の左右方向に振り分けて走査する構成が取られることがある。
このように光ビームを回転多面鏡の左右方向に振り分けて走査する光走査装置においては、一方(例えば右側)のステーションのレンズの入射面で反射した光ビームが「ゴースト光」となり、他方(例えば左側)のステーションのレンズに侵入し、これが感光ドラムに到達することにより、異常画像の原因となるという問題がある。そこで、ゴースト光を遮蔽する方法が提案されている(例えば特許文献1)。
特許文献1は、ゴースト光を遮光するために、ポリゴンミラーの近傍に、ポリゴンミラーの反射面に対向して遮光部が一体的に形成された光走査装置を開示している。この遮光部材には、回転多面鏡によって一方のステーションへ向けて反射された光ビームを通過させるための開口が形成されている。回転多面鏡によって他方のステーションへ向けて反射され、更にレンズによって反射された光ビームは、遮光部材の開口の外側の領域によって遮光される。
特開2005-004050号公報
回転多面鏡の回転速度が高速であればあるほど、回転多面鏡の回転に起因する光学箱の振動も大きい。そこで、光学箱の材質を金属にすることで光学箱の剛性を高め、光学箱の振動を抑制する方法がある。
ここで、金属製の光学箱において、遮光部材と光学箱とを一体成形する構成では遮光部材も金属製となる。この場合、遮光部材に形成された開口の縁にはバリが生じる。開口に形成されたバリは開口を通過する光ビームを遮る虞があるため、バリを取り除く加工が必要となる。しかしながら、光学箱の内部は光学係部品を取り付けるために複雑な形状に加工されており、光学箱に一体的に成形された遮光部材に対して、バリを取り除く加工を施すことは容易でない。
上述した課題を解決するために、本発明にかかる光走査装置は、金属製の筐体と、第1の光ビームを出射する第1の光源と、第2の光ビームを出射する第2の光源と、前記筐体の底部に設置され、回転軸回りに回転し当該回転軸の方向に対して斜めから入射する前記第1の光ビームと前記第2の光ビームとを前記回転軸を挟んで互いに逆側に偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡によって偏向された前記第1の光ビームを第1の感光ドラムに導く第1のレンズと、前記回転多面鏡によって偏向された前記第2の光ビームを第2の感光ドラムに導く第2のレンズと、前記回転多面鏡によって偏向された前記第1の光ビームが前記第1のレンズに反射して前記第2のレンズに向かい、前記回転軸の方向において前記回転多面鏡に対して前記底部が位置する側とは反対側を通過した前記第1の光ビームの反射光の光路上に位置するように前記筐体に取り付けられ、前記第1の光ビームの反射光が前記第2の感光ドラムに向かわないように前記第1の光ビームの反射光を遮光する遮光部材と、を備え、前記遮光部材と前記筐体とは別体であることを特徴とする。
また、本発明にかかる光走査装置は、第1の光ビームを出射する第1の光源と、第2の光ビームを出射する第2の光源と、回転軸回りに回転し、当該回転軸の方向に対して斜めから入射する前記第1の光ビームと前記第2の光ビームとを前記回転軸を挟んで互いに逆側に偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡によって偏向された前記第1の光ビームを第1の感光ドラムに導く第1のレンズと、前記回転多面鏡によって偏向された前記第2の光ビームを第2の感光ドラムに導く第2のレンズと、前記回転多面鏡によって偏向され前記第2の感光ドラムへと向かう前記第2の光ビームが通過する開口が形成され、かつ、前記回転多面鏡によって偏向された前記第1の光ビームが前記第1のレンズに反射して前記第2のレンズに向かい、前記回転軸の方向において前記回転多面鏡の外側を通過した前記第1の光ビームの反射光の光路上に、前記開口の外側の領域が位置するように配置され、前記回転軸の方向において前記回転多面鏡の外側を通過した前記第1の光ビームの反射光が前記第2の感光ドラムに向かわないように前記第1の光ビームの反射光を遮光する遮光部材と、前記回転多面鏡と、前記第1のレンズと、前記第2のレンズと、前記遮光部材と、を収容し、前記遮光部材が取り付けられる取付部が設けられた金属製の筐体と、を備え、前記遮光部材と前記筐体とは別体であることを特徴とする。
本発明に係る画像形成装置によれば、光学箱と遮光部材とが別体であるため、光学箱が金属製であっても、遮光部材を光学箱に設けることが容易である。
画像形成装置の概略断面図。 光走査装置の全体斜視図。 光源の配置について説明するための図。 光源から出射された光ビームの光路について説明するための図。 回転多面鏡に偏向された光ビームの光路について説明するための図。 遮光部材の機能について説明するための図。 筐体への遮光部材の取り付け方法について説明するための図。 遮光部材とレンズとの位置関係について説明するための図。 取付部に対する遮光部材の傾斜について説明するための図。 遮光部材によって上方へ向けて反射された光ビームの光路について説明するための図。 遮光部材によって下方へ向けて反射された光ビームの光路について説明するための図。
以下にて、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
(画像形成装置)
図1は、本実施の形態における画像形成装置1の全体構成を示す概略断面図である。図1に示すように、本実施の形態における画像形成装置1は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(Bk)に対応して、4色分の感光ドラム50Y、50M、50C、50Bk(以下、総称して感光ドラム50とも称する)を設けている。感光ドラム50Yは第1の感光ドラムの一例、感光ドラム50Bkは第2の感光ドラムの一例である。画像形成装置1は、各色毎にトナー像を形成する4基の画像形成部10Y、10M、10C、10Bkを備えるタンデム型のカラーレーザービームプリンタである。
画像形成装置1は、各画像形成部10Y、10M、10C、10Bk(以下、単に画像形成部10とも称する)にて作像されたトナー像が転写される中間転写ベルト20を備える。中間転写ベルト20は、それぞれの画像形成部10から転写されたトナー像を記録用紙Pに転写する。なお、各画像形成部10Y、10M、10C、10Bkは、それぞれの画像形成部10で用いるトナーの色が異なる以外は略同一に構成されている。以下では画像形成部10として画像形成部10Yを例に説明する。画像形成部10M、10C、10Bkについて重複する説明を省略する。
画像形成部10Yは、感光ドラム50Yと、感光ドラム50Yを一様に帯電させる帯電ローラ12Yと、後述する光走査装置40によって感光ドラム50Y上に形成される静電潜像をトナーによって現像してトナー像を形成する現像器13Yと、形成されたトナー像を中間転写ベルト20へ転写する一次転写ローラ15Yと、を備える。一次転写ローラ15Yは、中間転写ベルト20を介して感光ドラム50Yとの間に一次転写部を形成している。感光ドラム50Y上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ15Yに所定の転写電圧が印加されることによって中間転写ベルト20に転写される。
中間転写ベルト20は、第1ベルト搬送ローラ21及び第2ベルト搬送ローラ22に架け回された無端状のベルトで、矢印H方向に回転動作する。回転している中間転写ベルト20に各画像形成部10Y、10M、10C、10Bkで形成されたトナー像が転写される。ここで、4基の画像形成部10は、中間転写ベルト20の鉛直方向下側に並列に配置されている。これにより、中間転写ベルト20には各色の画像情報に応じて感光ドラム50に形成されたトナー像が転写される。
また、第1ベルト搬送ローラ21と二次転写ローラ68とは、中間転写ベルト20を挟んで互いに圧接されている。これにより、第1ベルト搬送ローラ21は、中間転写ベルト20を介して二次転写ローラ68との間に二次転写部を形成する。記録用紙Pは、二次転写部に挿通され、中間転写ベルト20からトナー像が転写される。なお、中間転写ベルト20の表面に残った転写残トナーは、不図示のクリーニング装置によって回収される。
ここで、各画像形成部10は、中間転写ベルト20の回転方向(矢印H方向)において、二次転写部に対して上流側からイエローのトナー像を形成する画像形成部10Y、マゼンタのトナー像を形成する画像形成部10M、シアンのトナー像を形成する画像形成部10C、ブラックのトナー像を形成する画像形成部10Bkが順に配置されている。
また、各画像形成部10の鉛直方向下方には、各色に対応する感光ドラム50それぞれにレーザ光(光ビーム)を走査して、各感光ドラム50の表面上に静電潜像を形成する光走査装置40が設けられている。
光走査装置40は、光学箱105と、回転多面鏡41と、を備える。また、光学箱105は、金属製の筐体107と、筐体107の上蓋であるカバー106と、を備える。筐体107は、回転多面鏡41や反射ミラーなどの光学部材を収容する。また、本実施の形態における光学箱105は、各色の画像情報に応じて変調されたレーザ光を出射する不図示の4基の半導体レーザを有する。複数の半導体レーザは、対応する感光ドラム50それぞれを露光するための光源である。回転多面鏡41は、不図示のポリゴンモータによって高速回転される。これにより、各半導体レーザから出射された各レーザ光が、各感光ドラム50の回転軸線方向(主走査方向)に沿って感光ドラム50を走査するように反射される。半導体レーザから出射され回転多面鏡41に反射した各レーザ光は、光学箱105の内部に配置されたレンズ等の光学系部品に案内され、カバー106に設けられた各出射口それぞれを覆う透過部材42Y、42M、42C、42Bk(以下、単に透過部材42とも称する)を介して光学箱105の内部から外部へと出射される。光学箱105から出射されたレーザ光は各感光ドラム50を露光する。
ここで、本実施の形態における筐体107は、金属製(例えばアルミ製)である。筐体107を金属製にすることにより、樹脂製の筐体に比べてその剛性を高めることでできる。近年、画像形成装置の高速稼働に伴って、回転多面鏡の回転速度も高速化している。回転多面鏡の回転速度が高速になればなるほど、その振動も大きくなる。回転多面鏡の振動は光学箱自体にも伝搬するため、回転多面鏡の振動が大きくなると光学箱の振動も大きくなる。光学箱の振動が大きくなると、筐体の内部に設けたレンズ等の光学部材が外れて、その位置がずれてしまう虞がある。金属製の筐体は、樹脂製の筐体に比べて剛性が高いため、回転多面鏡の回転に起因する光学箱自体の振動も、樹脂製の筐体を用いた光学箱に比べて小さい。
また、回転多面鏡の回転速度が高速になればなるほど、回転多面鏡の風切り音も大きくなる。金属製の筐体は樹脂製の筐体に比べて防音性も高いため、光走査装置の内部から外部に放出される騒音も小さい。
更に、金属製の筐体の方が樹脂製の筐体よりも熱による変形量が小さい。一般に、回転多面鏡が高速で回転すればするほど、回転多面鏡を回転させるモータからの発熱量も多くなる。そのため、回転多面鏡の回転速度が速い光走査装置であればあるほど、光学箱内部の温度も高くなる傾向にある。筐体の材質を金属製にすることにより、光学箱内部の温度が上昇した場合でも筐体の変形を抑制することができる。なお、上の説明では、筐体107が金属製であるのに対して、カバー106の材質については特に言及しなかったが、当然ながら、カバー106も金属製にすることにより、振動と騒音は更に抑えることができる。熱による光学箱105自体の変形も、カバーを金属製にすることで更に抑制することができる。
図1に示す本実施の形態の画像形成装置1は、1つの光走査装置40から4つの感光ドラム50それぞれへ光ビームが出射される構成であるが、実施の形態はこれに限定されるものではない。例えば、2つの画像形成部10に対して1つの光走査装置40、すなわち画像形成装置1全体としては2つの光走査装置40を設け、それぞれの光走査装置40から対応する2つの感光ドラムそれぞれへ光ビームを出射するようにしても構わない。
一方、記録用紙Pは、画像形成装置1の下部に配置される給紙カセット2に収容されている。そして、記録用紙Pは、ピックアップローラ24によって、給送ローラ25とリタードローラ26によって形成される分離ニップ部へと給紙される。ここで、リタードローラ26は、ピックアップローラ24によって記録用紙Pが複数枚給送された場合に逆回転するように駆動が伝達されている。これにより、記録用紙Pを1枚ずつ搬送することで記録用紙Pの重送を防止している。給送ローラ25及びリタードローラ26によって1枚ずつ搬送された記録用紙Pは、画像形成装置1の右側面に沿って略垂直に伸びる搬送路27に搬送される。
そして、記録用紙Pは、搬送路27を通って画像形成装置1の鉛直方向下側から上側へと搬送され、レジストレーションローラ29に搬送される。レジストレーションローラ29は、搬送されてきた記録用紙Pを一旦停止させ、記録用紙Pの斜行を矯正する。その後、レジストレーションローラ29は、中間転写ベルト20上に形成されたトナー像が二次転写部へ搬送されるタイミングに合わせて記録用紙Pを二次転写部へ搬送する。その後、二次転写部においてトナー像が転写された記録用紙Pは、定着器3へと搬送され、定着器3によって加熱及び加圧されることで記録用紙P上にトナー像が定着される。そして、トナー像が定着された記録用紙Pは、排出ローラ28によって画像形成装置1の外側であって画像形成装置1の本体上部に設けられる排出トレイ420へと排出される。
(光走査装置)
上述したように、本実施の形態の画像形成装置1によるフルカラー画像形成において、光走査装置40は、それぞれの色の画像情報に従って画像形成部10のそれぞれの感光ドラム50Y、50M、50C、および50Bkをそれぞれの所定のタイミングで露光する。それによって、それぞれの感光ドラム50上に、それぞれの色の画像情報に応じたそれぞれの色のトナー像が形成される。高品質なフルカラー画像を得るためには、光走査装置40により形成されるそれぞれの静電潜像の形成位置は、高精度に再現される必要がある。
図2は本実施の形態における光走査装置40の概略斜視図である。図2に示すように、光走査装置40が有する光学箱105は、金属製の筐体107と、筐体107の上蓋に相当するカバー106と、を備える。
図2に示すように、カバー106にはそれぞれの感光ドラム50を露光する光ビームが通過する出射口が形成されており、それぞれの出射口を覆う透過部材42Y、42M、42C、42Bk(以下、単に透過部材42とも称する)が設けられている。
カバー106と筐体107とは、スナップフィット機構により互いが係合する。図2に示すようにカバー106には、係合部106a~106eが形成されている。これら係合部106a~106eそれぞれが筐体107に対して係合することで、カバー106は筐体107に対して取り付けられる。このように、カバー106が筐体107に固定されることによって、1つの光学箱105が構成される。なお、筐体107に対するカバー106の固定方法は、上述したスナップフィットによるものに限らず、ネジやビス等によって固定されてもよい。
以下、図3から図5を用いて、光学箱105の内部構造について更に詳しく説明する。図3は、光源ユニット61a、61b、71a、71bそれぞれの配置について説明するための図である。図3は、光源ユニット61a、61b、71a、71b側から回転多面鏡41を見た図である。図3中において、光源ユニット61a、61b、71a、71bそれぞれから回転多面鏡41に向けて、すなわち紙面の表側から裏側へと向かう方向に光ビームが進行する。回転多面鏡41は筐体107の底部101に設置され、回転軸を回転中心として回転する。
図4は、光源ユニット61aから出射される光ビーム60a(第1の光ビームの一例)の光路および光源ユニット71aから出射される光ビーム70aの光路について説明するための図である。図4に示すように、光源ユニット61aは半導体レーザ62(第1の光源の一例)、コリメータレンズ63、副走査絞り64からなる。半導体レーザ62から出射した光ビーム60aはコリメータレンズ63によって平行光に変換されて進行する。光源ユニット61aから出射した光ビーム60aは、主走査絞り66により規定される所望の光線幅となり、シリンドリカルレンズ65によって回転多面鏡41上に集光される。また、図4において、光源ユニット61aは、光ビーム60aの中心軸線60bが回転多面鏡41の回転軸と直行する面に対して角度αだけ傾斜するように配置されている。光源ユニット61aから出射された光ビーム60aは回転多面鏡41に対して斜めに入射する。
また、光源ユニット61aと同様に、光源ユニット71aも半導体レーザ72を有する。光源ユニット71aも、光ビーム70aの中心軸線70bは回転多面鏡41の回転軸と直行する面に対して角度αだけ傾斜するように配置されている。光源ユニット71aから出射された光ビーム70aは回転多面鏡41に対して斜めに入射する。
なお、図4には図示しないが、光源ユニット61aの奥側には光源ユニット61bが配置され、光源ユニット71aの奥側には光源ユニット71bが配置される。光源ユニット61bも不図示の半導体レーザ(第2の光源の一例)を備える。また、光源ユニット71bも不図示の半導体レーザを備える。
光源ユニット61bの半導体レーザから出射された光ビーム(第2の光ビームの一例)も、光ビーム60aと同様で回転多面鏡41の回転軸と直行する面に対して角度αだけ傾斜している。また、光源ユニット71bの半導体レーザから出射された光ビームも、光ビーム70aと同様で回転多面鏡41の回転軸と直行する面に対して角度αだけ傾斜している。すなわち、光源ユニット61bから出射された光ビームも、光源ユニット71bから出射された光ビームも、回転多面鏡41に対して斜めに入射する。
次に図5を用いて、各光源ユニット61a、61b、71a、71bから出射され、回転多面鏡41によって反射された各光ビームの光路を説明する。回転多面鏡41は、筐体107の中央部に設置されており、光源ユニット61aから出射される光ビーム60a(第1の光ビームの一例)と光源ユニット61bから出射される光ビーム(第2の光ビームの一例)とを回転軸を挟んで互いに逆側に偏向する。また同様に、この回転多面鏡41は、光源ユニット71aから出射される光ビーム70aと光源ユニット71bから出射される光ビームとを回転軸を挟んで互いに逆側に偏向する。なお、第1の光ビームの一例である光源ユニット61aから出射される光ビーム60aが露光する感光ドラム50Yを第1の感光ドラム、第2の光ビームの一例である光源ユニット61bから出射される光ビームが露光する感光ドラム50Bkを第2の感光ドラムとしているが、光ビームと感光ドラムとの対応関係はここで挙げた関係だけに限らない。例えば、第1の光ビームが感光ドラム50Mを露光する場合は、感光ドラム50Mを第1の感光ドラムと称し、第2の光ビームが感光ドラム50Cを露光する場合は、感光ドラム50Cを第2の感光ドラムと称しても構わない。
ここで、図5に示すように、回転多面鏡41は筐体107の底部101に設置されている。一般に、回転多面鏡41は基板上に設けられることもあり、その場合は、この基板も含めて筐体107の底部101とみなす。このように、回転多面鏡41は、基板などの他の部材を介して筐体107の底部101に設置されることもある。
光源ユニット61aから出射された光ビーム60aは回転多面鏡41によって偏向され、光ビーム94として、遮光部材201aに形成された開口202aを通過する。光源ユニット61aから出射され回転多面鏡41によって偏向された光ビーム94は、レンズ400a(第1のレンズの一例)を通過する。レンズ400aは光ビーム94を感光ドラム50Yに導く機能を有する。レンズ400aを通過した光ビーム94は、その後レンズ43Yを通過し、反射ミラー44により反射される。反射ミラー44によって反射された光ビーム94は、カバー106に設けられた透過部材42Yを通過して、感光ドラム50Yを露光する。回転多面鏡41と、回転多面鏡41に最も近いレンズ400aと、の間には遮光部材201aが設けられている。
光源ユニット71aから出射された光ビーム70aは回転多面鏡41によって偏向され、光ビーム95として、遮光部材201aに形成された開口202aを通過する。光源ユニット71aから出射され回転多面鏡41によって偏向された光ビーム95は、レンズ400aを通過した後、反射ミラー45aと反射ミラー45bとに反射し、レンズ43Mを通過する。レンズ43Mを通過した光ビーム95は反射ミラー45cにより反射され、カバー106に設けられた透過部材42Mを通過し、感光ドラム50Mを露光する。
光源ユニット61bから出射され回転多面鏡41によって偏向された光ビーム96は、遮光部材201bに形成された開口202bを通過する。光源ユニット61bから出射され回転多面鏡41によって偏向された光ビーム96は、レンズ400b(第2のレンズの一例)を通過する。レンズ400bは光ビーム96を感光ドラムBkに導く機能を有する。レンズ400bを通過した光ビーム96は、その後レンズ43Bkを通過し、反射ミラー46により反射される。反射ミラー46によって反射された光ビーム96は、カバー106に設けられた透過部材42Bkを通過して、感光ドラム50Bkを露光する。回転多面鏡41と回転多面鏡41に最も近いレンズ400bとの間には遮光部材201bが設けられている。
光源ユニット71bから出射され回転多面鏡41によって偏向された光ビーム97は、遮光部材201bに形成された開口202bを通過する。光源ユニット71bから出射され回転多面鏡41によって偏向された光ビーム97は、レンズ400bを通過した後、反射ミラー46aと反射ミラー46bとに反射し、レンズ43Cを通過する。レンズ43Cを通過した光ビーム97は反射ミラー46cにより反射され、カバー106に設けられた透過部材42Cを通過し、感光ドラム50Cを露光する。
(遮光部材について)
次に図6を用いて遮光部材201aおよび遮光部材201bの機能について説明する。図6に示すように、遮光部材201aは、回転多面鏡41とレンズ400aとの間において、筐体107に取り付けられている。
ここで、説明を簡単にするために、回転多面鏡41によって偏向された光ビーム94を、仮想的に、回転多面鏡41によって偏向されてからレンズ400aに入射するまでの光ビーム94aと、レンズ400aを通過した光ビーム94bと、レンズ400aに反射した光ビーム94cの3つに分けて考える。
図6に示すように、回転多面鏡41によって偏向された光ビーム94aの大部分はレンズ400aを通過し光ビーム94bとなる。一方で、光ビーム94aの一部はレンズ400aの表面で反射し、光ビーム94c(光ビーム94aの反射光)が発生する。この光ビーム94cのようにレンズ表面で反射した意図しない光はフレア光と称されることもある。
レンズ400aの表面で反射した光ビーム94cは、回転多面鏡41の回転軸の方向において回転多面鏡41の外側を通過する。具体的には図6に示す光ビーム94cの場合、鉛直方向において回転多面鏡41の上側を通過する。言い換えれば、光ビーム94cは、回転多面鏡41に対して底部101が位置する側とは反対側を通過する。このように、回転多面鏡41によって偏向され、一方側のステーション(本実施の形態においてはイエロー及びマゼンタに対応するステーション)に向けて進行する光ビーム94のうち、一部の光成分(光ビーム94c)が他方側のステーションに進行する可能性がある。
光ビーム94cが、他方側のステーション(本実施の形態においてはシアン及びブラックに対応するステーション)に向けて進行し、シアンに対応する感光ドラム50Cやブラックに対応する感光ドラム50Bkを露光することを防ぐために、遮光部材201bが設けられている。図6に示すように、遮光部材201bが筐体107に取り付けられていることで、レンズ400aに反射して回転多面鏡41aの上側を通過した光ビーム94cは、回転多面鏡41とレンズ400bとの間において、遮光部材201bに当たる。これにより、光ビーム94cがシアンに対応する感光ドラム50Cやブラックに対応する感光ドラム50Bkを露光することを防ぐことができる。言い換えれば、遮光部材201bは、レンズ400aで反射して生じた光ビーム94cの光路上に位置する。具体的には遮光部材201bのうち、回転多面鏡41の回転軸の方向において開口202bの外側の領域が光ビーム94cの光路上に位置する。同様に、回転多面鏡41によって偏向された光ビーム96のうちレンズ400bによって反射されて生じるフレア光は、遮光部材201aによって遮光される。言い換えれば、遮光部材201bは、光ビーム96のうちレンズ400bで反射された反射光の光路上に位置する。具体的には、光ビーム96のうちレンズ400aで反射した光ビームの光路上に、遮光部材201aのうち回転多面鏡41の回転軸の方向において開口202aの外側の領域が位置する。なお、遮光部材201aおよび遮光部材201bは、筐体107とは別体の部材であって、その材質は筐体107と同じ金属製であっても構わないし、樹脂製の部材であっても構わない。遮光部材201aおよび遮光部材201bと、筐体107と、を別体の部材とする理由については後述する。
(筐体への遮光部材の取り付け方法)
図7は、筐体107への遮光部材201aの取り付け方法について説明するための図である。図7(a)は、取付部230aおよび取付部230bと遮光部材201aの分解斜視図を示す。また、図7(b)は、取付部230aおよび取付部230bに、遮光部材201aが取り付けられた状態を示す図である。なお、筐体107への遮光部材201bの取り付け方法も、筐体107への遮光部材201aの取り付け方法と実質的に同じであるため、以下では筐体107への遮光部材201aの取り付け方法もついてのみ説明する。
図7(a)に示すように、筐体107には遮光部材201aが取り付けられる取付部230aと取付部230bとが設けられている。取付部230aには、遮光部材201aの長手方向すなわち主走査方向における遮光部材201aの一端側が取り付けられる。一方、取付部230bには、遮光部材201aの長手方向における遮光部材201aの他端側が取り付けられる。なお、本実施の形態において、取付部230aおよび取付部230bと、筐体107と、は一体的に成形されているが、両者は別体であっても構わない。
取付部230aは、遮光部材201aが載置される載置部213aと、この載置部213aに載置された遮光部材201aを副走査方向において挟むようにして支持する支持部212aと支持部214aと、を備える。
また、取付部230bは、遮光部材201aが載置される載置部213bと、この載置部213bに載置された遮光部材201aを副走査方向において挟むようにして支持する支持部212bと支持部214bと、を備える。
図7(a)に示すように、遮光部材201aは、一端側が支持部212aと支持部214aとの間に、他端側が支持部212bと支持部214bとの間に挟持される。これにより、副走査方向における取付部230aおよび取付部230bに対する遮光部材201aの位置が決まる。
また、遮光部材201aの長手方向における遮光部材201aの一端は壁面209aに接触し、遮光部材201aの長手方向における遮光部材201aの他端は壁面209bに接触する。これにより、主走査方向における取付部230aおよび取付部230bに対する遮光部材201aの位置が決まる。以上のようにして、遮光部材201aは、取付部230aおよび取付部230bに対して位置決めされる。
ここで、支持部212aと支持部214aそれぞれは、回転多面鏡41の回転軸の方向に対して傾斜している。また、支持部212bと支持部214bそれぞれも、回転多面鏡41の回転軸の方向に対して傾斜している。そのため、取付部230aおよび取付部230bに取り付けられた遮光部材201aは、回転多面鏡41の回転軸に対して傾斜している。遮光部材201aを、回転多面鏡41の回転軸に対して傾斜させることの効果は後述する。なお、本実施の形態においては遮光部材201aを回転多面鏡41の回転軸に対して傾斜させるために、取付部230aおよび取付部230bのうち遮光部材201aが取り付けられる部分を回転多面鏡41の回転軸に対して傾斜させているが、実施の形態はこの形態に限らない。例えば、遮光部材201aのうち、支持部212aに接触する部分および支持部212bに接触する部分が、載置部213aに接触する部分(接触面の一例)および載置部213bに接触する部分(接触面の一例)に対して傾斜するように、遮光部材201aが成形されていても良い。この場合は、取付部230aおよび取付部230bのうち遮光部材201aが取り付けられる部分を回転多面鏡41の回転軸に対して傾斜させる必要はない。
また、取付部230bには窪み214bが形成されている。図7(b)に示すように、この窪み214bには遮光部材201bの長手方向における遮光部材201aの他端側である接着部208bが嵌る。遮光部材201aが、取付部230aおよび取付部230bに対して位置決めされた状態のとき、接着部208bは窪み214bに嵌った状態である。この状態で接着部208bに接着剤が塗布される。これにより、遮光部材201aの接着部208bと取付部230bの窪み214bとが接着され、取付部230bに対する遮光部材201aの固定が完了する。なお、図示しないが、窪み214bに対応するように、取付部230aにも窪み214aが形成されている。窪み214aには遮光部材201aの長手方向における遮光部材201aの他端側に形成された接着部208aが嵌る。窪み214aに遮光部材201aの接着部208aが嵌った状態で、接着部208aに接着剤が塗布される。これにより、遮光部材201aの接着部208aと取付部230aの窪み214aとが接着され、取付部230aに対する遮光部材201aの固定が完了する。以上より、取付部230aおよび取付部230bに対する遮光部材201aの固定が完了する。当然ながら、予め窪み214aおよび窪み214bに接着剤を塗布した状態で、取付部230aおよび取付部230bに遮光部材201aを設置して、取付部230aおよび取付部230bに対して遮光部材201aを固定しても構わない。
図8は取付部230aおよび取付部230bに取り付けられた遮光部材201aとレンズ400aとの位置関係について説明するための図である。図8に示すように、レンズ400aは取付部230aおよび取付部230bに対して取り付けられる。本実施の形態においては、レンズ400aは取付部230aおよび取付部230bに対して接着剤によって接着固定される。
なお、本実施の形態において、遮光部材201aは回転多面鏡41とレンズ400aとの間に配置されているが、遮光部材201aはレンズ400aに対して回転多面鏡41が配置されている側とは反対側に配置されていても構わない。この場合、遮光部材201aは、回転多面鏡41に偏向されてレンズ400bに反射しレンズ400aを通過した光ビームを遮光する。同様に、遮光部材201bもレンズ400bに対して回転多面鏡41が配置されている側とは反対側に配置されていても構わない。この場合、遮光部材201bは、回転多面鏡41に偏向されてレンズ400aに反射しレンズ400bを通過した光ビームを遮光する。または、レンズ400aよりも上方やレンズ400bの上方を通過した光ビームを遮断しても構わない。
また、本実施の形態における遮光部材201aには開口202aが形成されているが、開口202aを必要としない形態も考えられる。例えば上述した取付部230aおよび取付部230bが筐体107の底部101から突出して設けられている構成の場合、これら取付部230aおよび取付部230bに遮光部材201aが取り付けられたときに、筐体107の底部101と取付部230aと取付部230bと遮光部材201aとによって囲まれる開口が形成される。この開口を先に述べた遮光部材201aの開口202aに相当する部分として機能させることが可能である。例えば、取付部230aおよび取付部230bが筐体107の底部101から100mm突出した突起で、遮光部材201aのうち取付部230aに取り付けられる部分と取付部230bに取り付けられる部分との距離が800mmであった場合、高さ100mmで横800mmの開口が形成される。当然ながら、この場合の遮光部材201aには開口202aが形成されている必要はなく、例えば長方形状の板部材などで構わない。遮光部材201bもこれと同様の構成とすることで、遮光部材201bにも開口202bを形成する必要が無くなる。
図9は、遮光部材201aの傾斜について説明するための図である。図9(a)は、取付部230aおよび取付部230bに固定された遮光部材201aをレンズ400aが配置される側とは反対側から見た図である。図9(a)に示すように、遮光部材201aの下側は折り曲げられている。このように折り曲げられることによって形成された面221aおよび面221bそれぞれが取付部230aおよび取付部230bによって支持されている。
図9(b)は、遮光部材201aを図9(a)における波線Aで示す断面で切断したときの断面図である。図9(b)に示すように、遮光部材201aは取付部230aの載置部213aおよび取付部230bの載置部213bに対して87°傾斜するように。言い換えれば、遮光部材201aのうち開口202aが形成されている面に対して面221a(221b)が87°傾斜するように遮光部材201aは曲げ加工が施されている。
次に、遮光部材201aおよび遮光部材201bを筐体107とは別体として設けることの利点について説明する。ここで、仮に遮光部材201aおよび遮光部材201bが金属製の筐体107に対して一体的に成形される場合を考える。この場合、当然ながら、遮光部材201aおよび遮光部材201bも金属製の部材となる。前述の通り、遮光部材201aには開口202aが形成されており、かつ、遮光部材201bには開口202bが形成されている。これら開口を形成するためには切削等の加工を施す必要があるが、筐体107内部において、このような加工作業を行うことは容易でない。特に金属製の筐体107である場合は、開口を形成するための加工を施しても、開口の縁にはバリが生じる。このバリを除去するための二次加工も必要となり、これらの作業を筐体107内部において、周囲を傷つけることなく、バリの少ない開口を形成することは困難である。また、その加工にはコストも必要となる。遮光部材201aおよび遮光部材201bが筐体107とは別体である場合は、別部材である遮光部材201aおよび遮光部材201bに予め開口202aおよび開口202bを形成した後、これら遮光部材201aおよび遮光部材201bを筐体107に取り付けることが可能である。
(遮光部材によって反射される光ビームについて)
以下、図10及び図11を用いて遮光部材201aを回転多面鏡41の回転軸の方向に対して傾斜させることの効果を説明する。この効果は、遮光部材201aが金属製である場合に特に顕著に表れるものである。
図10(a)は回転多面鏡41によって偏向され、レンズ400aで反射した光ビーム94cが遮光部材201aの反射面で反射される様子を説明するための図である。図10(a)に示すように、本実施の形態において、回転多面鏡41の回転軸を法線とする面に対して、光ビーム94bは2.2°、遮光部材201aの反射面は5°傾いて配置されている。遮光部材201aと最終反射ミラー44との距離は約160mmである。そのため図10(a)中に破線で示した水平面に対して上側に12.2°の角度で光ビーム94dは進行し、ミラー44の位置では回転多面鏡41の回転軸の方向に遮光部材201aで反射した点から約34mm光線が逸れる。ミラー44の副走査方向の幅は10mmであるので、光ビーム94dはミラー44で反射されず、感光ドラム50Yには到達しない。
ここで、光ビーム94dは、感光ドラム50Yに到達することなく筐体107の壁部に向けて進行するが、筐体107は金属製であり、ダイカスト法によって成形されているため、その壁面は鋳肌であり微小な凹凸がある。そのため、光ビーム94dが照射されても拡散効果が高い。これにより、筐体107の壁面へ到達した光ビーム94dは拡散し、画像への影響を及ぼさなくなる。以上のように、遮光部材201aは、回転多面鏡41に偏向されレンズ400aで反射した光ビーム94cが感光ドラム50Yに向かわないように、回転多面鏡41の回転軸の方向に対して傾斜している。本実施の形態においては5°傾斜している。
図10(b)は回転多面鏡41によって偏向され、レンズ400aで反射した光ビーム95cが遮光部材201aによって反射される様子を説明するための図である。図10(b)に示すように、本実施の形態において、回転多面鏡41の回転軸を法線とする面に対して、光ビーム95bは2.2°、遮光部材201aは5°傾いて配置されている。遮光部材201aと反射ミラー45aとの距離は、図10(b)で示した通り約100mmである。そのため図10(b)中に破線で示した水平面に対して上側に7.8°の角度で光ビーム95dは進行し、ミラー44の位置では回転多面鏡41の回転軸の方向に遮光部材201aで反射した点から約34mm光線が逸れる。ミラー44の副走査方向の幅は10mmであるので、光ビーム95dはミラー44で反射されず、感光ドラム50Mには到達しない。
ここで、光ビーム95dは、感光ドラム50Mに到達することなく筐体107の壁部に向けて進行するが、筐体107は金属製であり、ダイカスト法によって成形されているため、その壁面は鋳肌であり微小な凹凸がある。そのため、光ビーム95dが照射されても拡散効果が高い。これにより、筐体107の壁面へ到達した光ビーム95dは拡散し、画像への影響を及ぼさなくなる。以上のように、遮光部材201aは、回転多面鏡41に偏向されレンズ400aで反射した光ビーム95cが感光ドラム50Mに向かわないように、回転多面鏡41の回転軸の方向に対して傾斜している。本実施の形態においては7.8°傾斜している。
図11(a)および図11(b)は、遮光部材201aを、遮光部材201aの上側が遮光部材201aの下側よりも光ビーム94aの進行方向下流側となるように、回転多面鏡41の回転軸に対して傾斜させた場合の図である。
図11(a)に示すように、本実施の形態において、回転多面鏡41の回転軸を法線とする面に対して、光ビーム94aは2.2°、遮光部材201aは7.8°傾いて配置されている。遮光部材201aと最終反射ミラー44との距離は約160mmである。そのため図11(a)中に破線で示した水平面に対して下側に7.8°の角度で光ビーム94dは進行する。その結果、光ビーム94dは、ミラー45aでは反射されず、感光ドラム50Yには到達しない。
ここで、光ビーム94dは、感光ドラム50Yに到達することなく筐体107の壁部に向けて進行するが、筐体107は金属製であり、ダイカスト法によって成形されているため、その壁面は鋳肌であり微小な凹凸がある。そのため、光ビーム94dが照射されても拡散効果が高い。これにより、筐体107の壁面へ到達した光ビーム94dは拡散し、画像への影響を及ぼさなくなる。以上のように、遮光部材201aは、回転多面鏡41に偏向されレンズ400aで反射した光ビーム94cが感光ドラム50Yに向かわないように、回転多面鏡41の回転軸の方向に対して傾斜している。本実施の形態においては7.8°傾斜している。
図11(b)に示すように、本実施の形態において、回転多面鏡41の回転軸を法線とする面に対して、光ビーム95aは2.2°、遮光部材201aは12.2°傾いて配置されている。遮光部材201aと反射ミラー45aとの距離は約100mmである。そのため図11(b)中に破線で示した水平面に対して下側に12.2°の角度で光ビーム95dは進行する。その結果、光ビーム95dは、ミラー45aでは反射されず、感光ドラム50Mには到達しない。
ここで、光ビーム95dは、感光ドラム50Mに到達することなく筐体107の壁部に向けて進行するが、筐体107は金属製であり、ダイカスト法によって成形されているため、その壁面は鋳肌であり微小な凹凸がある。そのため、光ビーム95dが照射されても拡散効果が高い。これにより、筐体107の壁面へ到達した光ビーム95dは拡散し、画像への影響を及ぼさなくなる。以上のように、遮光部材201aは、回転多面鏡41に偏向されレンズ400aで反射した光ビーム95cが感光ドラム50Mに向かわないように、回転多面鏡41の回転軸の方向に対して傾斜している。本実施の形態においては12.2°傾斜している。
以上をまとめると、遮光部材201aおよび遮光部材201bが金属製の部材であった場合、レンズ400aおよびレンズ400bで反射した光ビームがこれら遮光部材201aおよび遮光部材201bによって更に反射する虞がある。そこで、遮光部材201aおよび遮光部材201bを回転多面鏡41の回転軸の方向に対して傾斜させることによって、いわゆるフレア光が感光ドラムに向かうことを防ぐことができる。当然ながら、遮光部材201aおよび遮光部材201bが樹脂製の部材であった場合であっても、その表面におけるレーザ光の反射率がフレア光を発生させる程度にまで高ければ、上述したように、遮光部材201aおよび遮光部材201bを回転多面鏡41の回転軸の方向に対して傾斜させることは有効と言える。
1 画像形成装置
40 光走査装置
41 回転多面鏡
43Y レンズ
43M レンズ
43C レンズ
43Bk レンズ
60a 光ビーム
61a 光源ユニット
61b 光源ユニット
70a 光ビーム
71a 光源ユニット
71b 光源ユニット
101 底部
105 光学箱
106 カバー
107 筐体
201a 遮光部材
201b 遮光部材
230a 取付部
230b 取付部
220F 開口
220R 開口
400a レンズ
400b レンズ

Claims (20)

  1. 金属製の筐体と、
    第1の光ビームを出射する第1の光源と、
    第2の光ビームを出射する第2の光源と、
    前記筐体の底部に設置され、回転軸回りに回転し当該回転軸の方向に対して斜めから入射する前記第1の光ビームと前記第2の光ビームとを前記回転軸を挟んで互いに逆側に偏向する回転多面鏡と、
    前記回転多面鏡によって偏向された前記第1の光ビームを第1の感光ドラムに導く第1のレンズと、
    前記回転多面鏡によって偏向された前記第2の光ビームを第2の感光ドラムに導く第2のレンズと、
    前記回転多面鏡によって偏向された前記第1の光ビームが前記第1のレンズに反射して前記第2のレンズに向かい、前記回転軸の方向において前記回転多面鏡に対して前記底部が位置する側とは反対側を通過した前記第1の光ビームの反射光の光路上に位置するように前記筐体に取り付けられ、前記第1の光ビームの反射光が前記第2の感光ドラムに向かわないように前記第1の光ビームの反射光を遮光する遮光部材と、を備え、
    前記遮光部材と前記筐体とは別体であることを特徴とする光走査装置。
  2. 前記遮光部材は、前記回転多面鏡と前記第2のレンズとの間に位置することを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
  3. 前記遮光部材は、前記第2のレンズを通過した前記第1の光ビームの反射光を遮光することを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
  4. 前記遮光部材は樹脂製であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の光走査装置。
  5. 前記遮光部材は金属製であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の光走査装置。
  6. 前記遮光部材は金属製であって、前記回転多面鏡と前記第2のレンズとの間に取り付けられており、
    前記筐体に取り付けられた前記遮光部材は、前記回転軸の方向に対して傾斜し、前記第2のレンズに反射した前記第2の光ビームが前記第2の感光ドラムに向かわないように前記第2の光ビームの反射光を反射させることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
  7. 前記筐体は、前記遮光部材の一端側が取り付けられる第1取付部と前記遮光部材の他端側が取り付けられる第2取付部とを有し、前記第1取付部と前記第2取付部とは双方とも前記回転軸の方向に対して傾斜しており、前記遮光部材のうち前記第2の光ビームが反射する反射面は前記回転軸の方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項6に記載の光走査装置。
  8. 前記筐体は、前記遮光部材の一端側が取り付けられる第1取付部と前記遮光部材の他端側が取り付けられる第2取付部とを有し、前記遮光部材のうち前記第2の光ビームの反射光が反射する反射面は、前記遮光部材のうち前記第1取付部に接触する接触面に垂直な方向と前記第2取付部に接触する接触面に垂直な方向とに対して傾斜しており、前記反射面は前記回転軸の方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項6に記載の光走査装置。
  9. 前記第1取付部と前記第2取付部とは前記筐体の底部から突出して設けられた突起であって、
    前記回転多面鏡によって偏向された前記第2の光ビームは、前記遮光部材が前記第1取付部と前記第2取付部とに取り付けられて、前記底部と前記第1取付部と前記第2取付部と前記遮光部材とによって囲まれて形成された開口を通過することを特徴とする請求項8に記載の光走査装置。
  10. 前記遮光部材と前記筐体とは接着剤によって接着されることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれか1項に記載の光走査装置。
  11. 第1の光ビームを出射する第1の光源と、
    第2の光ビームを出射する第2の光源と、
    回転軸回りに回転し、当該回転軸の方向に対して斜めから入射する前記第1の光ビームと前記第2の光ビームとを前記回転軸を挟んで互いに逆側に偏向する回転多面鏡と、
    前記回転多面鏡によって偏向された前記第1の光ビームを第1の感光ドラムに導く第1のレンズと、
    前記回転多面鏡によって偏向された前記第2の光ビームを第2の感光ドラムに導く第2のレンズと、
    前記回転多面鏡によって偏向され前記第2の感光ドラムへと向かう前記第2の光ビームが通過する開口が形成され、かつ、
    前記回転多面鏡によって偏向された前記第1の光ビームが前記第1のレンズに反射して前記第2のレンズに向かい、前記回転軸の方向において前記回転多面鏡の外側を通過した前記第1の光ビームの反射光の光路上に、前記開口の外側の領域が位置するように配置され、前記回転軸の方向において前記回転多面鏡の外側を通過した前記第1の光ビームの反射光が前記第2の感光ドラムに向かわないように前記第1の光ビームの反射光を遮光する遮光部材と、
    前記回転多面鏡と、前記第1のレンズと、前記第2のレンズと、前記遮光部材と、を収容し、前記遮光部材が取り付けられる取付部が設けられた金属製の筐体と、を備え、
    前記遮光部材と前記筐体とは別体であることを特徴とする光走査装置。
  12. 前記遮光部材は、前記回転多面鏡と前記第2のレンズとの間において前記取付部に取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
  13. 前記遮光部材は、前記第2のレンズを通過した前記第1の光ビームの反射光を遮光することを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
  14. 前記遮光部材は樹脂製であることを特徴とする請求項1から請求項1までのいずれか1項に記載の光走査装置。
  15. 前記遮光部材は金属製であることを特徴とする請求項1から請求項1までのいずれか1項に記載の光走査装置。
  16. 前記遮光部材は金属製であって、前記回転多面鏡と前記第2のレンズとの間において前記取付部に取り付けられており、
    前記取付部に取り付けられた前記遮光部材は、前記回転軸の方向に対して傾斜し、前記開口を通過して前記第2のレンズに反射した前記第2の光ビームが前記第2の感光ドラムに向かわないように当該第2の光ビームを反射させることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
  17. 前記取付部は前記遮光部材が取り付けられる面を有し、当該面は前記回転軸の方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
  18. 前記取付部は前記遮光部材が取り付けられる面を有し、前記遮光部材のうち前記第2の光ビームの反射光が反射する反射面は、前記遮光部材のうち前記面に接触する接触面に対して垂直な方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
  19. 前記遮光部材と前記取付部とは接着剤によって接着されることを特徴とする請求項1から請求項18までのいずれか1項に記載の光走査装置。
  20. 前記第1の感光ドラムと前記第2の感光ドラムとを有し、
    前記第1の感光ドラムに前記第1の光ビームを照射し静電潜像を形成し、前記第2の感光ドラムに前記第2の光ビームを照射し静電潜像を形成する請求項1から請求項19までのいずれか1項に記載の光走査装置と、
    前記光走査装置により形成された静電潜像を、トナーを用いて現像する現像手段と、
    前記現像手段により形成されたトナー像を記録用紙に転写する転写手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
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