JP7289778B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、光走査装置及び複写機、複合機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関する。
光走査装置は、一般的に、光源(例えばレーザーダイオード素子)からの光ビームを受光するビーム検知部と、光源とビーム検知部との間の光路上に配置されてビーム検知部に向けて光ビームを集光させる集光レンズとを備えている。このような光走査装置は、光源から出射されて偏向走査部材により所定の主走査方向に偏向走査された光ビームの主走査開始タイミングをビーム検知部により検知するようになっている。
特開2006-39040号公報
ところで、光走査装置において光ビームを偏向走査するための光学系部材のうちの一部を光走査装置が備えられる各機種の電子機器(例えば各機種の画像形成装置)で共用することが考えられるが、光学系部材のうちの一部を各機種で共用することができておらず、例えば、ビーム検知部に向けて光ビームを集光させる集光レンズを各機種で専用のものを用いることがある。
この点に関し、特許文献1には、BDレンズ(集光レンズ)を副走査方向(上下方向)に調整する光走査装置が記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載の光走査装置では、BDレンズを調整するための構成が複雑化する。
そこで、本発明は、簡単な構成でありながら、光ビームを偏向走査するための光学系部材のうちの一部を各機種で共用することができる光走査装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明に係る光走査装置は、光源から出射されて偏向走査部材により所定の主走査方向に偏向走査された光ビームを受光するビーム検知部と、前記偏向走査部材からの前記光ビームを前記ビーム検知部に向けて集光させる集光レンズとを備えた光走査装置であって、前記集光レンズを互いに異なる複数の配置位置で配置可能に支持する支持部が設けられた筐体を備え、前記支持部は、前記光ビームの前記集光レンズへの入射方向及び前記入射方向と直交する直交方向における互いに異なる複数の配置位置で前記集光レンズを配置可能に支持することを特徴とする。また、本発明に係る画像形成装置は、前記本発明に係る光走査装置を備えたことを特徴とする。
本発明によると、簡単な構成でありながら、光ビームを偏向走査するための光学系部材のうちの一部を各機種で共用することが可能となる。
本実施の形態に係る画像形成装置を正面から視た概略断面図である。 図1に示す画像形成装置における光走査装置の正面側を右上方から視た斜視図である。 図2に示す光走査装置の背面側を左上方から視た斜視図である。 図2に示す光走査装置における上蓋を取り外した状態を正面側の上方から視た斜視図である。 図4に示す光走査装置を示す平面図である。 光走査装置における下蓋を取り外した状態を示す分解斜視図である。 光走査装置における偏向走査ユニットの一例を示す斜視図である。 光走査装置における偏向走査ユニットの他の例を示す斜視図である。 光走査装置において記録用紙の通常サイズの仕様の光学系の構成の一例を示す平面図である。 光走査装置において記録用紙の通常サイズの仕様の光学系の構成の他の例を示す平面図である。 光走査装置において記録用紙の特殊サイズの仕様の光学系の構成の一例を示す平面図である。 光走査装置において記録用紙の特殊サイズの仕様の光学系の構成の他の例を示す平面図である。 図8Aから図8Dに示す光走査装置における光学系の構成を一つの図にした平面図である。 表面受光型のビーム検知構造を説明するための模式図である。 裏面受光型のビーム検知構造を説明するための模式図である。 筐体における支持部から集光レンズを取り外した状態を光ビームの入射側の上方から視た分解斜視図である。 筐体における支持部において第1入射方向配置位置及び第1直交方向配置位置に配置された集光レンズを光ビームの入射側の上方から視た斜視図である。 筐体における支持部から集光レンズを取り外した状態を光ビームの出射側の上方から視た分解斜視図である。 図11Bに示す配置位置に配置された集光レンズを光ビームの出射側の上方から視た斜視図である。 図11Bに示す配置位置に配置された集光レンズ部分を拡大して示す拡大平面図である。 筐体における支持部において第2入射方向配置位置及び第1直交方向配置位置に配置された集光レンズ部分を拡大して示す拡大平面図である。 筐体における支持部において第2入射方向配置位置及び第2直交方向配置位置に配置された集光レンズ部分を拡大して示す拡大平面図である。 筐体における支持部において第1入射方向配置位置及び第2直交方向配置位置に配置された集光レンズ部分を拡大して示す拡大平面図である。
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同じである。従って、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
[画像形成装置]
図1は、本実施の形態に係る画像形成装置100を正面から視た概略断面図である。図1において、符号Xは奥行方向を、符号Yは左右方向(幅方向)を、符号Zは上下方向(高さ方向)をそれぞれ表している。
本実施の形態に係る画像形成装置100は、モノクロ画像形成装置である。画像形成装置100は、画像読取装置1により読み取られた画像データ、又は、外部から伝達された画像データに応じて、画像形成処理を行う。なお、画像形成装置100は、用紙Pに対して多色及び単色の画像を形成するカラー画像形成装置であってもよい。
画像形成装置100は、原稿送り装置108と、画像形成装置本体110とを備えている。画像形成装置本体110には、画像形成部102と用紙搬送系103とが設けられている。
画像形成部102は、光走査装置200(光走査ユニット)、現像ユニット2、静電潜像担持体として作用する感光体ドラム3、クリーニング部4、帯電装置5及び定着ユニット7を備えている。また、用紙搬送系103は、給紙トレイ81、手差し給紙トレイ82、排出ローラ31及び排出トレイ14を備えている。
画像形成装置本体110の上部には、原稿Gの画像を読み取るための画像読取装置1が設けられている。画像読取装置1は、原稿Gが載置される原稿載置台107を備えている。また、原稿載置台107の上側には原稿送り装置108が設けられている。画像形成装置100では、画像読取装置1で読み取られた原稿Gの画像は、画像データとして画像形成装置本体110に送られ、用紙P上に画像が記録される。
画像形成装置本体110には用紙搬送路S1が設けられている。給紙トレイ81又は手差し給紙トレイ82は、用紙Pを用紙搬送路S1に供給する。用紙搬送路S1は、用紙Pを転写ローラ10及び定着ユニット7を経て排出トレイ14に導く。定着ユニット7は、用紙P上に形成されたトナー像を用紙Pに加熱定着する。用紙搬送路S1の近傍には、ピックアップローラ11a,11b、搬送ローラ12a、レジストローラ13、転写ローラ10、定着ユニット7におけるヒートローラ71及び加圧ローラ72、排出ローラ31が配設されている。
画像形成装置100では、給紙トレイ81又は手差し給紙トレイ82にて供給された用紙Pはレジストローラ13まで搬送される。次に、用紙Pはレジストローラ13により用紙Pと感光体ドラム3上のトナー像とを整合するタイミングで転写ローラ10に搬送される。感光体ドラム3上のトナー像は転写ローラ10により用紙P上に転写される。その後、用紙Pは定着ユニット7におけるヒートローラ71及び加圧ローラ72に通過し、搬送ローラ12a及び排出ローラ31を経て排出トレイ14上に排出される。用紙Pの表面だけでなく、裏面に画像形成を行う場合は、用紙Pは排出ローラ31から反転用紙搬送路S2へ逆方向に搬送される。用紙Pは反転搬送ローラ12b~12bを経て用紙Pの表裏を反転してレジストローラ13へ再度導かれる。そして、用紙Pは、表面と同様にして、裏面にトナー像が形成されて定着された後、排出トレイ14へ向けて排出される。
[光走査装置]
図2は、図1に示す画像形成装置100における光走査装置200の正面側を右上方から視た斜視図である。図3は、図2に示す光走査装置200の背面側を左上方から視た斜視図である。図4は、図2に示す光走査装置200における上蓋202を取り外した状態を正面側の上方から視た斜視図である。図5は、図4に示す光走査装置200を示す平面図である。図6は、光走査装置200における下蓋204を取り外した状態を示す分解斜視図である。図7A及び図7Bは、それぞれ、光走査装置200における偏向走査ユニット220の一例及び他の例を示す斜視図である。図8A及び図8Bは、それぞれ、光走査装置200において記録用紙(用紙P)の通常サイズ(A3サイズ)の仕様の光学系の構成の一例及び他の例を示す平面図である。図8C及び図8Dは、それぞれ、光走査装置200において記録用紙(用紙P)の特殊サイズ(SRA3サイズ)の仕様の光学系の構成の一例及び他の例を示す平面図である。図9は、図8Aから図8Dに示す光走査装置200における光学系の構成を一つの図にした平面図である。また、図10Aは、表面受光型のビーム検知構造を説明するための模式図であり、図10Bは、裏面受光型のビーム検知構造を説明するための模式図である。図2から図9において、符号Xは主走査方向(fθレンズ231の長手方向)を、符号Yは主走査方向Xと偏向走査部材223の回転軸線方向(高さ方向H)との双方に直交する方向を、符号Hは偏向走査部材223の回転軸線方向(高さ方向)をそれぞれ表している。
光走査装置200において、図7B、図8C、図8D及び図9に示す偏向走査ユニット220(2202)の偏向走査部材223(第2偏向走査部材2232)の反射面223aの主走査方向X1におけるサイズは、図7A、図8A、図8B及び図9に示す偏向走査ユニット220(2201)の偏向走査部材223(第1偏向走査部材2231)の反射面223aの主走査方向X1におけるサイズよりも大きくなっている。光走査装置200は、図7A、図8A、図8B及び図9に示す偏向走査ユニット220(2201)と図7B、図8C、図8D及び図9に示す偏向走査ユニット220(2202)とで偏向走査ユニット220(2201,2202)を設けた下蓋204,204を取り替えることで、偏向走査ユニット220(2201,2202)を交換可能とされている。以下、図7A、図8A、図8B及び図9に示す構成と図7B、図8C、図8D及び図9に示す構成とを一緒に説明する。
光走査装置200は、筐体201と、入射光学系210と、偏向走査ユニット220(偏向走査部)と、出射光学系230とを備えている。
入射光学系210は、光源211(レーザーダイオード素子)と、コリメータレンズ212と、アパーチャー部材213と、シリンドリカルレンズ214と、光源用反射ミラー215とを備えている。光源211は、光ビームL(レーザービーム)を出射する。コリメータレンズ212は、光源211からの光ビームLを略平行光にしてアパーチャー部材213に照射する。アパーチャー部材213は、コリメータレンズ212からの光ビームLを絞ってシリンドリカルレンズ214に照射する。シリンドリカルレンズ214は、アパーチャー部材213からの光ビームLを副走査方向のみに収束して光源用反射ミラー215を介して偏向走査部材223(ポリゴンミラー)の反射面223aに集光する。光源用反射ミラー215は、シリンドリカルレンズ214からの光ビームLを偏向走査部材223(ポリゴンミラー)の反射面223aに導く。
偏向走査ユニット220は、偏向走査基板221と、偏向走査モータ222(ポリゴンモータ)、偏向走査部材223〔回転多面鏡(ポリゴンミラー)〕とを備えている。偏向走査基板221は、複数の固定部材(ビス)SC~SCにて下蓋204の平面(上面)側に固定されている。偏向走査基板221上には、偏向走査モータ222が設けられている。偏向走査モータ222(第1偏向走査モータ2221、第2偏向走査モータ2222)の回転軸222aには、偏向走査部材223(第1偏向走査部材2231、第2偏向走査部材2232)が固定されている。偏向走査部材223は、光源用反射ミラー215からの光ビームLを所定の主走査方向X1に偏向走査する。
出射光学系230は、fθレンズ231と、ビーム検知用反射ミラー232と、集光レンズ233(ビーム検知用レンズ)と、ビーム検知部234〔Beam Detectセンサ(BDセンサ)〕とを備えている。
fθレンズ231は、主走査方向X1に長尺な形状とされている。fθレンズ231は、偏向走査部材223にて主走査方向X1(長手方向W)に偏向走査された光ビームLを入射する。ビーム検知用反射ミラー232は、偏向走査部材223の反射面223aにて偏向走査された光ビームLを集光レンズ233に導く。
ところで、ビーム検知部234の検知精度を考慮すると、偏向走査部材223から被走査体(感光体ドラム3)までの第1光路長と、偏向走査部材223からビーム検知部234までの第2光路長とは等しくする或いは略等しくして感光体ドラム3で照射される光ビームLのビーム径とビーム検知部234で照射される光ビームLのビーム径とを等しくする或いは略等しくする必要がある。しかし、この例では、第1光路長が第2光路長よりも長くなっている。このため、集光レンズ233を用いてビーム検知用反射ミラー232からの光ビームLをビーム検知部234に集光する。これにより、第1光路長が第2光路長よりも長くなっていても感光体ドラム3での光ビームLのビーム径とビーム検知部234での光ビームLのビーム径とを等しくする或いは略等しくすることができる。
ビーム検知部234は、光ビームLの主走査開始タイミング(画像書込開始タイミング)をとるために主走査が開始される前のタイミングで光ビームLを受光して主走査の開始前のタイミングを示すビーム検知信号(BD信号)を出力する。光走査装置200は、基板240(光源及びビーム検知部用基板)をさらに備えている。光走査装置200には、基板240として、画像形成装置100の機種に応じて、表面受光用基板241(片面基板)又は裏面受光用基板242(両面基板又は多層基板)が搭載される。基板240(241,242)上には、光源211及びビーム検知部234が設けられている。
筐体201は、矩形状の底板201aと、底板201aを囲む4つの側板201b~201eを有している。筐体201には、偏向走査ユニット220を覆う偏向走査室203(図4から図6参照)が設けられている。底板201aの偏向走査室203部分には、開口203a(図6参照)が設けられている。開口203aは、下蓋204により閉じられており、下蓋204は複数の固定部材(ビス)SC~SCにて底板201aの底面(下面)側に固定されている。下蓋204上には、偏向走査ユニット220が配設されており、下蓋204が底板201aに固定されることで、偏向走査ユニット220が偏向走査室203内に収容される。これにより、偏向走査ユニット220を設けた下蓋204を他の偏向走査ユニット220を設けた下蓋204に取り替えることで、偏向走査ユニット220を交換することができる。
光源用反射ミラー215で反射された光ビームLは、偏向走査室203に形成された第1窓部203b(図5参照)を通じて偏向走査室203の内側に入射される。また、偏向走査部材223にて走査された光ビームLは、第1窓部203bを通じて偏向走査室203の外側に出射される。第1窓部203bには、第1防塵ガラス板235(透明体)が設けられている。これにより、偏向走査室203内への埃等の不要物の進入を効果的に防止することができる。また、fθレンズ231を通過した光ビームLは、筐体201のfθレンズ231側の側板201eに形成された第2窓部201fを通じて筐体201の外側に出射される。第2窓部201fには、第2防塵ガラス板236(透明体)が設けられている。これにより、筐体201内への埃等の不要物の進入を効果的に防止することができる。
基板240は、平板状のプリント基板であって、光源211を駆動する回路を有している。基板240は、光源211の出射部及びビーム検知部234の受光部が筐体201内の向くように、筐体201のfθレンズ231とは反対側の側板201dの外側に固定されている。光源211の出射部及びビーム検知部234の受光部は、側板201dに形成されたそれぞれの開口(図示せず)を通じて筐体201の内側に臨んでいる。これにより、光源211は、筐体201内のコリメータレンズ212に向けて出射部から光ビームLを出射することができる。ビーム検知部234は、筐体201内の集光レンズ233からの光ビームLを受光部で受光することができる。
また、偏向走査基板221は、平板状のプリント基板であって、偏向走査モータ222を駆動する回路を有している。偏向走査基板221上には偏向走査モータ222が固定され、偏向走査モータ222の回転軸222aに偏向走査部材223の中心部が接続固定されている。偏向走査部材223は、偏向走査モータ222により回転駆動される。
次に、光源211からの光ビームLが感光体ドラム3に入射するまでの光路について説明する。
光源211の光ビームLは、コリメータレンズ212を透過して略平行光にされ、アパーチャー部材213で絞られて、シリンドリカルレンズ214を透過して、光源用反射ミラー215に入射して反射され、偏向走査部材223の反射面223aに入射する。偏向走査部材223は、偏向走査モータ222により等角速度で所定の回転方向Rに回転されて、各反射面223aで光ビームLを逐次反射し、光ビームLを主走査方向X1に繰り返し等角速度で偏向させる。fθレンズ231は、主走査方向X1及び副走査方向の何れにおいても光ビームLを感光体ドラム3の表面で所定のビーム径となるように集光する。また、fθレンズ231は、偏向走査部材223により主走査方向X1に等角速度で偏向されている光ビームLを感光体ドラム3上で等線速度に移動するように変換する。これにより、光ビームLが感光体ドラム3の表面を主走査方向X1に繰り返し走査することができる。
また、ビーム検知部234は、感光体ドラム3の主走査(書き込み)が開始される直前に、ビーム検知用反射ミラー232で反射された光ビームLを入射する。ビーム検知部234は、感光体ドラム3の表面の主走査が開始される直前のタイミングで光ビームLを受光して、この主走査開始直前のタイミングを示すBD信号を出力する。このBD信号に応じてトナー像が形成される感光体ドラム3の主走査の開始タイミングが設定され、画像データに応じた光ビームLの書き込みが開始される。そして、回転駆動されて帯電された感光体ドラム3の2次元表面(周面)が光ビームLにより走査され、感光体ドラム3の表面にそれぞれの静電潜像が形成される。
ところで、第1防塵ガラス板235に入射する光ビームLの入射角度は、直角に近い程、光透過性を向上させることができる。この点に関し、光ビームLは、主走査方向X1に走査されることから、例えば、第1防塵ガラス板235がfθレンズ231の長手方向Wに沿って設けられていると、次のような不都合がある。すなわち、第1防塵ガラス板235において偏向走査部材223による光ビームLの走査開始位置から走査終了位置までの走査領域α(図8Aから図8D、図9参照)の外側にある光ビームL(偏向走査部材223からビーム検知部234に向かう光ビームL)は、第1防塵ガラス板235に対して傾斜が付き過ぎるため、光透過性が悪化する。
この点、本実施の形態では、第1防塵ガラス板235は、fθレンズ231の長手方向Wに対してビーム検知部234側に向くように傾斜している。こうすることで、走査領域αでの光ビームLの第1防塵ガラス板235に対する光透過性の悪化を回避することができるだけでなく、偏向走査部材223からビーム検知部234に向かう光ビームLの第1防塵ガラス板235に対する光透過性の悪化を回避することができる。また、偏向走査基板221は、第1防塵ガラス板235と平行又は略平行に配設されている。
[本実施の形態について]
本実施の形態に係る光走査装置200は、光源211から出射されて偏向走査部材223により主走査方向X1に偏向走査された光ビームLの主走査開始タイミングをビーム検知部234により検知する。
ところで、ビーム検知部234の種類によっては、光ビームLが入射される入射方向M1における入射位置が異なる場合がある。例えば、ビーム検知部234には、表面受光型のビーム検知構造と、裏面受光型のビーム検知構造とがある。本実施の形態において、光ビームLが入射される入射方向M1における入射位置が互いに異なる複数種類のビーム検知部234を取り付け可能である。
表面受光用基板241(基板240)は、片面(表面)のみに導体パターンが形成されている。図10Aに示すように、表面受光用基板241(基板240)に設けられるビーム検知部234は、例えば、表面受光用基板241(片面基板)に設けられた貫通孔240cに受光部234a(受光面)が臨むように表面受光用基板241(片面基板)の表面240aに搭載されることがある。また、裏面受光用基板242(基板240)は、両面(表面及び裏面)に導体パターンが形成されている。図10Bに示すように、裏面受光用基板242(基板240)に設けられるビーム検知部234は、例えば、裏面受光用基板242〔両面基板又は多層基板(4層板)〕の裏面240bに受光部234aが裏面240bとは反対側を向くように搭載されることがある。この場合、表面受光用基板241(片面基板)と、裏面受光用基板242(両面基板又は多層基板)とが入射方向M1において同じ位置に取り付けられると、表面受光用基板241に設けられるビーム検知部234と、裏面受光用基板242に設けられるビーム検知部234とでは、受光部234aの入射方向M1における位置が異なってしまう。このため、図10Aに示す表面受光型のビーム検知構造での集光レンズ233による光ビームLのビーム検知部234の受光部234aへの焦点距離d1と図10Bに示す裏面受光型のビーム検知構造での集光レンズ233による光ビームLのビーム検知部234の受光部234aへの焦点距離d2とが異なってしまう(d1>d2)。そうすると、表面受光型のビーム検知構造及び裏面受光型のビーム検知構造のうち、何れか一方のビーム検知構造でのビーム検知部234への焦点距離d1又は焦点距離d2に集光レンズ233の焦点位置を合わせると、何れか他方のビーム検知構造での集光レンズ233の焦点位置が合わず、ビーム検知部234のビーム検知精度が悪化する。
また、偏向走査部材223により偏向走査される光ビームLの走査開始位置から走査終了位置までの走査領域α(α1,α2)(図8Aから図9参照)の大きさが異なる各機種の画像形成装置に光走査装置200を共用する場合、例えば、記録用紙(用紙P)のサイズの仕様〔A3サイズ(297mm×420mm)とSRA3サイズ(320mm×450mm)とで仕様〕が異なる各機種の画像形成装置に光走査装置200を共用する場合、光走査装置200において、主走査方向X1における互いに異なるサイズの反射面223aをそれぞれ有する複数種類の偏向走査部材223を設ける必要がある。
この場合、筐体201の小型化の観点から、反射ミラー(232)は走査領域α(α1,α2)の外側の近傍に設けることから、第1走査領域α1と第2走査領域α2とで反射ミラー(232)の配置位置が変更される。そうすると、光ビームLの反射ミラー(232)への入射角度が変わるので、ミラー配置角度θ(θ1,θ2)を変更する必要がある。この例では、第2走査領域α2は、第1走査領域α1よりも大きい。具体的には、第1走査領域α1は、第1偏向走査部材2231による走査領域であり、被走査体(感光体ドラム3)の走査面での幅(画像領域の幅)が310mmである。また、第2走査領域α2は、第2偏向走査部材2232による走査領域であり、被走査体(感光体ドラム3)の走査面での幅(画像領域の幅)が330mmである。従って、第2走査領域α2での反射ミラー(232)の配置位置(第2配置位置)は、第1走査領域α1での反射ミラー(232)の配置位置(第1配置位置)よりも外側に位置する。そうすると、第1走査領域α1と第2走査領域α2とで反射ミラー(232)の配置位置及びミラー配置角度θ(θ1,θ2)が変わる。
これらの点に関し、第1実施形態に係る光走査装置200において、偏向走査部材223として、主走査方向X1における互いに異なるサイズの反射面223a~223aをそれぞれ有する複数種類の偏向走査部材223~223が交換可能とされている。こうすることで、主走査方向X1における互いに異なるサイズの反射面223a~223aをそれぞれ有する複数種類の偏向走査部材223~223をそれぞれ光走査装置200に設けることができる。この例では、図7Aに示す第1偏向走査部材2231は、主走査方向X1における所定の第1サイズの反射面223aを有する。図7Bに示す第2偏向走査部材2232は、図7Aに示す第1偏向走査部材2231と主走査方向X1における第1サイズよりも大きい所定の第2サイズの反射面223aを有する。
ところで、光源211からビーム検知部234までの光路長が反射ミラー(232)の第1配置位置と第2配置位置とで光学系部材(特に集光レンズ233)の性能許容レベル(特に光軸のズレの許容レベル)を超える程度に異なる場合には、集光レンズ233の位置関係を変更しなければ、光走査装置200の性能を維持することが困難である。
この点、本実施の形態に係る光走査装置200において、筐体201には、集光レンズ233を互いに異なる複数の配置位置で配置可能に支持する支持部250(図5参照)が設けられている。そして、支持部250は、光ビームLの集光レンズ233への入射方向M1及び入射方向M1と直交する直交方向M2における互いに異なる複数の配置位置で集光レンズ233を配置可能に支持する。
図11Aは、筐体201における支持部250から集光レンズ233を取り外した状態を光ビームLの入射側の上方から視た分解斜視図である。図11Bは、筐体201における支持部250において第1入射方向配置位置E1及び第1直交方向配置位置F1に配置された集光レンズ233を光ビームLの入射側の上方から視た斜視図である。
図12Aは、筐体201における支持部250から集光レンズ233を取り外した状態を光ビームLの出射側の上方から視た分解斜視図である。図12Bは、図11Bに示す位置に配置された集光レンズ233を光ビームLの出射側の上方から視た斜視図である。
筐体201における支持部250は、筐体201の底面201gから立設した立設壁250aを有している。
図13Aは、図11Bに示す配置位置に配置された集光レンズ233部分を拡大して示す拡大平面図である。図13Aに示す例では、集光レンズ233は、立設壁250aにおいて入射方向M1における下流側及び直交方向M2における一方側(偏向走査部材223に近い側)の内側壁部に当接されている。これにより、集光レンズ233は、第1入射方向配置位置E1及び第1直交方向配置位置F1に配置される。
図13Bは、筐体201における支持部250において第2入射方向配置位置E2及び第1直交方向配置位置F1に配置された集光レンズ233部分を拡大して示す拡大平面図である。図13Bに示す例では、集光レンズ233は、立設壁250aにおいて入射方向M1における上流側及び直交方向M2における一方側(偏向走査部材223に近い側)の内側壁部に当接されている。これにより、集光レンズ233は、第2入射方向配置位置E2及び第1直交方向配置位置F1に配置される。
図13Cは、筐体201における支持部250において第2入射方向配置位置E2及び第2直交方向配置位置F2に配置された集光レンズ233部分を拡大して示す拡大平面図である。図13Cに示す例では、集光レンズ233は、立設壁250aにおいて入射方向M1における上流側及び直交方向M2における他方側(偏向走査部材223に遠い側)の内側壁部に当接されている。これにより、集光レンズ233は、第2入射方向配置位置E2及び第2直交方向配置位置F2に配置される。
また、図13Dは、筐体201における支持部250において第1入射方向配置位置E1及び第2直交方向配置位置F2に配置された集光レンズ233部分を拡大して示す拡大平面図である。図13Dに示す例では、集光レンズ233は、立設壁250aにおいて入射方向M1における下流側及び直交方向M2における他方側(偏向走査部材223に遠い側)の内側壁部に当接されている。これにより、集光レンズ233は、第1入射方向配置位置E1及び第2直交方向配置位置F2に配置される。
なお、各配置位置に配置された集光レンズ233は、最終的に接着剤等の接着材料で支持部250に固定される。
図11Aから図13Dに示すように、支持部250は、入射方向M1における互いに異なる複数の配置位置で集光レンズ233を配置可能に支持するので、図10Aに示す焦点距離d1と図10Bに示す焦点距離d2とを等しく又は略等しくすることができ、これにより、ビーム検知構造のビーム検知精度の悪化を効果的に防止することができる。また、支持部250は、直交方向M2における互いに異なる複数の配置位置で集光レンズ233を配置可能に支持するので、集光レンズ233の直交方向M2における位置関係を変更することができ、これにより、光走査装置200の性能を維持することができる。
このように、本実施の形態に係る光走査装置200によれば、入射方向M1及び直交方向M2における互いに異なる複数の配置位置で集光レンズ233を配置可能に支持するので、構成が簡単である。しかも集光レンズ233を配置する作業を行うだけなので、調整作業を特に行わなくてもよい。そして、集光レンズ233を入射方向M1における複数の位置と直交方向M2における複数の位置とで配置することができ、これにより、複数の配置位置で支持される集光レンズ233を何れも共通のレンズ〔同一形状又は略同一形状(同一寸法又は略同一寸法)のレンズ〕とすることができる。従って、光ビームLを偏向走査するための光学系部材のうちの一部を各機種で共用することができる。
また、本実施の形態において、支持部250は、光ビームLの入射方向M1における互いに異なる複数の入射方向配置位置(E1,E2)と、光ビームLの直交方向M2における互いに異なる複数の直交方向配置位置(F1,F2)とで集光レンズ233を配置可能に支持する。
こうすることで、入射方向M1における複数の位置と直交方向M2における複数の位置とで集光レンズ233を確実に配置することができる。
(第1実施形態)
本実施の形態において、集光レンズ233は、図11Aから図12Bに示すように、レンズ部233aと、レンズ部233aの外周に設けられた外枠部233bとを備えている。支持部250は、外枠部233bの外周面(233b1,233b2)を支持する外周面支持部251と、集光レンズ233の外枠部233bの外周面(233b1,233b2)と交差(直交)する側面(233b3,233b4)を支持する側面支持部252とを有している。
こうすることで、外周面支持部251及び側面支持部252により集光レンズ233を確実に保持することができる。
本実施の形態において、集光レンズ233は、光ビームLの入射側で球面(凸面)を有し、かつ、光ビームLの出射側でトロイダル面(凹面)を有するレンズ部を備えている。ここで、トロイダル面は、一方向(この例では幅方向T)には曲率を持つが、それと直交する方向(この例では高さ方向H)には曲率を持たない面である。具体的には、球面の曲率は0.0446[1/mm](曲率半径22.4[mm])であり、トロイダル面の曲率は0.0190[1/mm](曲率半径52.6[mm])である。
こうすることで、光ビームLを一方向(この例では幅方向T)に集光させることができる。
詳しくは、支持部250は、第1外周面支持部251aと、第2外周面支持部251bと、第1側面支持部252aと、第2側面支持部252bとを備えている。
第1外周面支持部251aは、外枠部233bの偏向走査部材223に近い側の第1外周面233b1を支持する。第1外周面支持部251aは、筐体201の底面201gから垂直又は略垂直に立設した第1接触部2511(壁面)を有している。第1外周面支持部251aは、第1接触部2511で第1外周面233b1を面接触又は線接触(この例では面接触)で支持する。第1接触部2511は、第1直交方向配置位置F1に配置された集光レンズ233を支持する(図13A、図13B参照)。
第2外周面支持部251bは、外枠部233bの偏向走査部材223に遠い側の第2外周面233b2を支持する。第2外周面支持部251bは、筐体201の底面201gから垂直又は略垂直に立設した第2接触部2512(壁面)を有している。第2外周面支持部251bは、第2接触部2512で第2外周面233b2を面接触又は線接触(この例では面接触)で支持する。第2接触部2512は、第2直交方向配置位置F2に配置された集光レンズ233を支持する(図13C、図13D参照)。
第1側面支持部252aは、外枠部233bの入射方向M1における下流側の第1側面233b3を支持する。第1側面支持部252aは、筐体201の底面201gから垂直又は略垂直に立設した第3接触部2521(壁面)及び第4接触部2522(立設方向M3に沿った凸曲面)を有している。第1側面支持部252aは、第3接触部2521で第1側面233b3を面接触又は線接触(この例では面接触)で支持し、第4接触部2522で第1側面233b3を面接触又は線接触(この例では線接触)で支持する。第3接触部2521及び第4接触部2522は、第1入射方向配置位置E1及び第1直交方向配置位置F1に配置された集光レンズ233を支持する(図13A参照)。
第2側面支持部252bは、外枠部233bの入射方向M1における上流側の第2側面233b4を支持する。第2側面支持部252bは、筐体201の底面201gから垂直又は略垂直に立設した第5接触部2523(壁面)及び第6接触部2524(立設方向M3に沿った凸曲面)を有している。第2側面支持部252bは、第5接触部2523で第2側面233b4を面接触又は線接触(この例では面接触)で支持し、第6接触部2524で第2側面233b4を面接触又は線接触(この例では線接触)で支持する。第5接触部2523及び第6接触部2524は、第2入射方向配置位置E2及び第1直交方向配置位置F1に配置された集光レンズ233を支持する(図13B参照)。
第3側面支持部252cは、外枠部233bの入射方向M1における上流側の第2側面233b4を支持する。第3側面支持部252cは、筐体201の底面201gから垂直又は略垂直に立設した第7接触部2525(立設方向M3に沿った凸曲面)及び第8接触部2526(壁面)を有している。第3側面支持部252cは、第7接触部2525で第2側面233b4を面接触又は線接触(この例では線接触)で支持し、第8接触部2526で第2側面233b4を面接触又は線接触(この例では面接触)で支持する。第7接触部2525及び第8接触部2526は、第2入射方向配置位置E2及び第2直交方向配置位置F2に配置された集光レンズ233を支持する(図13C参照)。
第4側面支持部252dは、外枠部233bの入射方向M1における下流側の第1側面233b3を支持する。第4側面支持部252dは、筐体201の底面201gから垂直又は略垂直に立設した第9接触部2527(立設方向M3に沿った凸曲面)及び第10接触部2528(壁面)を有している。第4側面支持部252dは、第9接触部2527で第1側面233b3を面接触又は線接触(この例では線接触)で支持し、第10接触部2528で第1側面233b3を面接触又は線接触(この例では面接触)で支持する。第9接触部2527及び第10接触部2528は、第1入射方向配置位置E1及び第2直交方向配置位置F2に配置された集光レンズ233を支持する(図13D参照)。
ここで、第4接触部2522及び第9接触部2527は、互いに共用しており、同じ接触部である。第4接触部2522及び第9接触部2527は、曲面形状の頂点が図13Aに示す配置位置(E1,F1)に配置された集光レンズ233の第1側面233b3と図13Dに示す配置位置(E1,F2)に配置された集光レンズ233の第1側面233b3と交差点に位置するように形成されている。
(第2実施形態)
ところで、集光レンズ233の倒れを防止するためには支持部250の筐体201の底面201gからの高さをできるだけ高くすることが望ましい。一方、支持部250におけるレンズ部233aに対応する部分の筐体201の底面201gからの高さを高くし過ぎると、集光レンズ233に入射される光ビームLの光路を遮ってしまう。
この点、本実施の形態では、支持部250は、外周面支持部251の筐体201の底面201gからの高さh1(図11A参照)が側面支持部252におけるレンズ部233a(少なくとも光ビームLの光路)に対応する部分の筐体201の底面201gからの高さh2(図11A参照)よりも高い。
こうすることで、外周面支持部251で集光レンズ233の倒れを効果的に防止することができると共に、側面支持部252におけるレンズ部233aに対応する部分において集光レンズ233に入射される光ビームLの光路を確保することができる。
本実施の形態において、支持部250は、光ビームLの直交方向M2における互いに異なる複数の直交方向配置位置のうち、第1直交方向配置位置F1に配置された集光レンズ233を支持する第1支持部(251a)と、第1直交方向配置位置F1とは異なる第2直交方向配置位置F2に配置された集光レンズ233を第1支持部(251a)とは異なる位置で支持する第2支持部(251b)とを有している。
こうすることで、第1支持部(251a)により第1直交方向配置位置F1で集光レンズ233を確実に保持することができると共に、第2支持部(251b)により第2直交方向配置位置F2で集光レンズ233を確実に保持することができる。
(第3実施形態)
本実施の形態において、第1走査領域α1(図8A、図8B及び図9参照)と第2走査領域α2(図8C、図8D及び図9参照)とで反射ミラー(232)の配置位置及びミラー配置角度θ(θ1,θ2)(図8Aから図8D参照)が変わるために、集光レンズ233への光ビームLの入射角度が変わる。
この点、本実施の形態では、第1支持部(251a)で支持される集光レンズ233の第1レンズ配置角度φ1(図13A及び図13B参照)と、第2支持部(251b)で支持される集光レンズ233の第1レンズ配置角度φ1とは異なる第2レンズ配置角度φ2(図13C及び図13D参照)とが異なっている。ここで、第1レンズ配置角度φ1及び第2レンズ配置角度φ2は、基準線(この例ではfθレンズ231の長手方向W)に対する集光レンズ233の角度である。
図13A及び図13Bに示すように、第1接触部2511は、第1直交方向配置位置F1で第1レンズ配置角度φ1になるように集光レンズ233を支持する。詳しくは、図13Aに示す例の第1直交方向配置位置F1で第1レンズ配置角度φ1になる集光レンズ233は、第1接触部2511、第3接触部2521及び第4接触部2522で支持される。図13Bに示す例の第1直交方向配置位置F1で第1レンズ配置角度φ1になる集光レンズ233は、第1接触部2511、第5接触部2523及び第6接触部2524で支持される。
また、図13C及び図13Dに示すように、第2接触部2512は、第2直交方向配置位置F2で第2レンズ配置角度φ2になるように集光レンズ233を支持する。詳しくは、図13Cに示す例の第2直交方向配置位置F2で第2レンズ配置角度φ2になる集光レンズ233は、第2接触部2512、第7接触部2525及び第8接触部2526で支持される。図13Dに示す例の第2直交方向配置位置F2で第2レンズ配置角度φ2になる集光レンズ233は、第2接触部2512、第9接触部2527及び第10接触部2528で支持される。
こうすることで、画像形成装置の各機種で集光レンズ233のレンズ配置角度φ(φ1,φ2)が互いに異なることがあっても、集光レンズ233を共通で使用することができる。
(第4実施形態)
本実施の形態において、支持部250は、光ビームLの入射方向M1における互いに異なる複数の入射方向配置位置のうち、第1入射方向配置位置E1に配置された集光レンズ233と、第1入射方向配置位置E1とは異なる第2入射方向配置位置E2に配置された集光レンズ233とを共通に支持する共通支持部(251a,251b)を有している。
こうすることで、共通支持部(251a,251b)により集光レンズ233を精度よく保持することができる。
(第5実施形態)
本実施の形態において、支持部250は、複数の入射方向配置位置のうち、第1入射方向配置位置(E1)に配置された集光レンズ233を支持する第3支持部(252a,252d)と、第1入射方向配置位置(E1)とは異なる第2入射方向配置位置(E2)に配置された集光レンズ233を第3支持部(252a,252d)とは異なる位置で支持する第4支持部(252b,252c)とを有している。
こうすることで、図10Aに示す焦点距離d1と図10Bに示す焦点距離d2とを確実に等しく又は略等しくすることができ、それだけ、ビーム検知構造のビーム検知精度の悪化を効果的に防止することができる。
(第6実施形態)
本実施の形態において、光走査装置200は、偏向走査部材223として、主走査方向X1における互いに異なるサイズの反射面223a~223aをそれぞれ有する複数種類の偏向走査部材223~223が交換可能とされている。
こうすることで、主走査方向X1における互いに異なるサイズの反射面223a~223aをそれぞれ有する複数種類の偏向走査部材223~223をそれぞれ光走査装置200に設けることができる。この例では、図7Aに示す第1偏向走査部材2231は、主走査方向X1における所定の第1サイズの反射面223aを有する。図7Bに示す第2偏向走査部材2232は、図7Aに示す第1偏向走査部材2231の主走査方向X1における第1サイズよりも大きい所定の第2サイズの反射面223aを有する。
本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、係る実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
100 画像形成装置
200 光走査装置
210 入射光学系
220 偏向走査ユニット
230 出射光学系
231 fθレンズ
232 ビーム検知用反射ミラー
233 集光レンズ
233a レンズ部
233b 外枠部
233b1 第1外周面(外周面)
233b2 第2外周面(外周面)
233b3 第1側面(側面)
233b4 第2側面(側面)
234 ビーム検知部
234a 受光部
235 第1防塵ガラス板
236 第2防塵ガラス板
240 基板
240a 表面
240b 裏面
240c 貫通孔
241 表面受光用基板
242 裏面受光用基板
250 支持部
250a 立設壁
251 外周面支持部
251a 第1外周面支持部(第1支持部、共通支持部)
251b 第2外周面支持部(第2支持部、共通支持部)
252 側面支持部
252a 第1側面支持部(第3支持部)
252b 第2側面支持部(第4支持部)
252c 第3側面支持部(第4支持部)
252d 第4側面支持部(第3支持部)
E1 第1入射方向配置位置
E2 第2入射方向配置位置
F1 第1直交方向配置位置
F2 第2直交方向配置位置
L 光ビーム
M1 入射方向
M2 直交方向
M3 立設方向
R 回転方向
W 長手方向
X1 主走査方向
d1 焦点距離
d2 焦点距離
α 走査領域
α1 第1走査領域
α2 第2走査領域
θ ミラー配置角度
φ レンズ配置角度
φ1 第1レンズ配置角度
φ2 第2レンズ配置角度

Claims (11)

  1. 光源から出射されて偏向走査部材により所定の主走査方向に偏向走査された光ビームを受光するビーム検知部と、前記偏向走査部材からの前記光ビームを前記ビーム検知部に向けて集光させる集光レンズとを備えた光走査装置であって、
    前記集光レンズを互いに異なる複数の配置位置で配置可能に支持する支持部が設けられた筐体を備え、
    前記支持部は、前記光ビームの前記集光レンズへの入射方向及び前記入射方向と直交する直交方向における互いに異なる複数の配置位置で前記集光レンズを配置可能に支持することを特徴とする光走査装置。
  2. 請求項1に記載の光走査装置であって、
    前記支持部は、前記光ビームの前記入射方向における互いに異なる複数の入射方向配置位置と、前記光ビームの前記直交方向における互いに異なる複数の直交方向配置位置とで前記集光レンズを配置可能に支持することを特徴とする光走査装置。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の光走査装置であって、
    前記集光レンズは、レンズ部と、前記レンズ部の外周に設けられた外枠部とを備え、
    前記支持部は、前記外枠部の外周面を支持する外周面支持部と、前記集光レンズの前記外枠部の前記外周面と交差する側面を支持する側面支持部とを有することを特徴とする光走査装置。
  4. 請求項3に記載の光走査装置であって、
    前記支持部は、前記外周面支持部の前記筐体の底面からの高さが前記側面支持部における前記レンズ部に対応する部分の前記筐体の底面からの高さよりも高いことを特徴とする光走査装置。
  5. 請求項1から請求項4までの何れか1つに記載の光走査装置であって、
    前記支持部は、前記光ビームの前記直交方向における互いに異なる複数の直交方向配置位置のうち、第1直交方向配置位置に配置された前記集光レンズを支持する第1支持部と、第1直交方向配置位置とは異なる第2直交方向配置位置に配置された前記集光レンズを前記第1支持部とは異なる位置で支持する第2支持部とを有することを特徴とする光走査装置。
  6. 請求項5に記載の光走査装置であって、
    前記第1支持部で支持される前記集光レンズの第1レンズ配置角度と、前記第2支持部で支持される前記集光レンズの第1レンズ配置角度とは異なる第2レンズ配置角度とが異なることを特徴とする光走査装置。
  7. 請求項1から請求項6までの何れか1つに記載の光走査装置であって、
    前記支持部は、前記光ビームの前記入射方向における互いに異なる複数の入射方向配置位置のうち、第1入射方向配置位置に配置された前記集光レンズと、第1入射方向配置位置とは異なる第2入射方向配置位置に配置された前記集光レンズとを共通に支持する共通支持部を有することを特徴とする光走査装置。
  8. 請求項1から請求項7までの何れか1つに記載の光走査装置であって、
    前記光ビームが入射される入射方向における入射位置が互いに異なる複数種類の前記ビーム検知部を取り付け可能であることを特徴とする光走査装置。
  9. 請求項1から請求項8までの何れか1つに記載の光走査装置であって、
    前記支持部は、複数の入射方向配置位置のうち、第1入射方向配置位置に配置された前記集光レンズを支持する第3支持部と、第1入射方向配置位置とは異なる第2入射方向配置位置に配置された前記集光レンズを前記第3支持部とは異なる位置で支持する第4支持部とを有することを特徴とする光走査装置。
  10. 請求項1から請求項8までの何れか1つに記載の光走査装置であって、
    前記偏向走査部材として、前記主走査方向における互いに異なるサイズの反射面をそれぞれ有する複数種類の偏向走査部材が交換可能とされていることを特徴とする光走査装置。
  11. 請求項1から請求項10までの何れか1つに記載の光走査装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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