JP2014139627A - 光源ユニット、走査光学装置、及び画像形成装置 - Google Patents

光源ユニット、走査光学装置、及び画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 本発明は、外部からの熱による変形を吸収して各部品の取付位置に影響を与えることのない光源ユニットと、この光源ユニットを備えた走査光学装置及び画像形成装置とを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の光源ユニット500は、図7に示すように、その光源保持部562aにおいて、光走査部84に近い側から貫通孔(発光素子設置部)565y,565m,565c,565kが並んで設けられる。この貫通孔565y,565m,565c,565kはそれぞれ、熱源となる光走査部84に最も近い貫通孔565yを最も低い位置とし、光走査部84から最も離れた貫通孔565kを最も高い位置として、その高さが、565y,565m,565c,565kの順となるように設けられる。
【選択図】図7

Description

本発明は、感光体に静電潜像を形成すべく露光走査するべくレーザー光を出射する光源ユニット及び走査光学装置と該走査光学装置を備えた画像形成装置に関するもので、特に、複数の光ビームを照射する光源ユニット及び走査光学装置と該走査光学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は、記録紙に転写させるトナー画像を感光体ドラムに担持させるべく、当該感光体ドラムの表面にレーザー光による光ビームを照射する走査光学装置を備える。そして、この走査光学装置が光ビームを感光体ドラムの表面に照射して露光走査することで、感光体ドラム表面において静電潜像を形成され、この静電潜像がトナーで顕像化されてトナー画像が形成される。このような電子写真方式による画像形成装置であって、カラー画像を記録紙に印字出力する画像形成装置の中には、各色のトナー画像を担持する複数の感光体ドラムに対して光ビームを照射できる走査光学装置を有するものが提供されている。
上記画像形成装置における走査光学装置として、各色に応じた単光源ユニットの微調整により各光ビームの光軸を容易に調整できる光走査ユニットが開示されている(特許文献1参照)。この特許文献1の光走査ユニットでは、各色の単光源ユニットを、光源を搭載した基板を金属部材のブラケットに取り付けて構成し、金属製の取付基材の同一平面上にブラケットを当接させて取り付けるものとしている。これにより、取付基材の取り付けられた単光源ユニットを面方向に位置調整することで、単光源ユニットそれぞれから出射される光ビームの光軸を高精度に調整できる。
特許第4231011号公報
電子写真方式の画像形成装置においては、光ビームのフォーカス及びレジストレーションの調整に、光源であるレーザーダイオードとコリメーターレンズの位置関係が大きく作用する。従って、レーザーダイオードとコリメーターレンズが取り付けられる光源ユニットにおいて、レーザーダイオードとコリメーターレンズの位置関係を高精度に調整するとともに、調整された位置関係を初期状態から維持できる構成が要求される。そのため、光源ユニットを構成する材料として、特許文献1の光走査ユニットのように、剛性の高いアルミニウムなどの金属材料が用いられていた。
しかしながら、金属材料の場合、ダイキャストで成型して構成されることが多いため、高い精度が求められる光源ユニットでは、その加工が困難である。そのため、金属材料による光源ユニットは、特許文献1の光走査ユニットのように、取付部材に取り付けられる単光源ユニットの位置調整を行うための二次的な加工が必要であり、高価なものとなっていた。一方、二次的な加工を省いた場合、光源ユニットの組立作業において、光ビームの光軸調整のための単光源ユニットの取付作業が煩雑なものとなっていた。
又、光源ユニットは、金属材料に比べて加工が容易である樹脂材料を用いて構成することもできる。しかしながら、樹脂材料は、光源ユニットの剛性が弱いだけでなく、熱による影響も大きいことから、光ビームを走査させる偏向器(ポリゴンミラー)を回転させたときに発生する熱により、樹脂材料で構成された光源ユニットが変形する。そのため、取付時に調整されたレーザーダイオードとコリメーターレンズの位置関係がずれることとなり、結果、光ビームのフォーカス及びレジストレーションにずれが発生し、画質劣化につながる。
本発明は、外部からの熱による変形を吸収して各部品の取付位置に影響を与えることのない光源ユニットと、この光源ユニットを備えた走査光学装置及び画像形成装置とを提供することを目的とする。
本発明の光源ユニットは、ビーム光を照射する複数の発光素子と、前記複数の発光素子それぞれから照射される複数の光ビームを外部の光走査部に照射するように誘導する光学部材と、前記光源ユニットを保持する光源保持部と、前記光学部材を保持する光学系保持部と、を備えるとともに、光ビームを偏向走査する前記光走査部を有する走査光学装置に前記光学系保持部が固定されて取り付けられる光源ユニットであって、前記光源保持部は、前記光学系保持部の側部より立設されて、前記発光素子から照射される光ビームの光軸に対して垂直となる面を備え、前記光源保持部に保持される前記複数の発光素子が、前記光学系保持部の面と平行な方向に並んで固定されるとともに、前記光走査部から離れる方向に沿って、その高さ位置が高くなるように配置されることを特徴とする。
このような光源ユニットにおいて、前記光源保持部が、前記発光素子が設置される発光素子設置部と、前記発光素子設置部に設置された前記発光素子を固定する発光素子固定部とを備え、前記複数の発光素子が並ぶ方向を左右方向としたとき、前記発光素子固定部が、前記発光素子設置部の左右両側に配置されるものとしても構わない。又、前記発光素子固定部が、前記発光素子設置部の上下に配置されるものとしても構わない。
上記の光源ユニットそれぞれにおいて、前記光源保持部が、固定された前記発光素子の間となる位置の少なくとも一つに、前記光学系保持部との接続部と逆側の端部から下側への切り込みとなる切欠部を備えるものとしても構わない。
これらの光源ユニットにおいて、前記光学部材として、前記複数の発光素子それぞれの照射面に対向する位置に入光面が配置される複数のコリメーターレンズを備える。
又、上記のいずれかの光源ユニットにおいて、前記光源保持部及び前記光学系保持部それぞれが樹脂材料で一体成型されるものとしてもよい。
更に、上記のいずれかの光源ユニットにおいて、前記走査光学装置への固定位置の一部が、前記光源保持部と前記光学系保持部の接続部分の両側近傍にあるものとしてもよい。
本発明の走査光学装置は、複数の光ビームを照射する光源部と、該光源部から照射される複数の光ビームそれぞれを偏向走査する光走査部とを備える走査光学装置であって、
上記のいずれかの光源ユニットが前記光源部に設置されることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、上記の走査光学装置と、該走査光学装置から複数の光ビームそれぞれが照射されて静電潜像を表面に形成する複数の感光体ドラムと、を備えることを特徴とする。
本発明によると、熱源となる光走査部に近くに配置される発光素子が、走査光学装置に固定される光学系保持部に近い位置に設置されることにより、熱源に近い発光素子が固定される位置を、光源保持部の熱変形の影響が小さい位置とできる。従って、発光素子の位置ズレを抑制することができるため、初期状態で高精度に設定された光学性能を維持できる。
又、発光素子固定部を発光素子設置部の左右両側に配置することで、発光素子を可能な限り光学系保持部に近い位置に設置できるため、光源保持部の熱変形による影響を更に低減できる。又、発光素子の設置位置の間に切欠部を設けることによって、各発光素子の設置領域それぞれにおける熱変形が相互に与える影響を小さくできる。更に、走査光学装置への固定位置の一部を、光源保持部と光学系保持部の接続部分の両側近傍に位置させることによって、光源保持部と光学系保持部による保持部材の剛性を高め、光源保持部の熱変形を抑制できる。
本発明の画像形成装置の内部構成を示す概略図である。 本発明の走査光学装置の内部構成を示す概略断面図である。 図2の走査光学装置の内部構成を示す平面図である。 図2の走査光学装置の光源部及び光走査部の主要部の構成を示す拡大図である。 図4に示す光源部に設置される光源ユニットの構成を示す平面図である。 図5の光源ユニットにおける光源保持部の構成を示すの概略断面図である。 本発明の第1の実施形態における光源ユニットの保持部材の構成を示す正面図である。 本発明の第1の実施形態における光源ユニットの構成を示す正面図である。 本発明の第2の実施形態における光源ユニットの保持部材の構成を示す正面図である。 本発明の第2の実施形態における光源ユニットの構成を示す正面図である。 本発明の第3の実施形態における光源ユニットの構成を示す正面図である。 本発明の第3の実施形態における光源ユニットの別の構成を示す正面図である。
<画像形成装置の全体構成>
以下の各実施形態で共通となる画像形成装置の全体構成について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の画像形成装置の内部構成を示す概略図である。
図1に示すように、画像形成装置1は、原稿から画像を読み取る画像読取装置3と、画像が形成される記録紙を収納する給紙装置4と、トナー画像を作像した後に該トナー画像を給紙装置4から給紙された記録紙に転写する作像ユニット5と、作像ユニット5で記録紙に転写されたトナー画像を定着する定着装置6と、定着装置6で定着されて画像が形成された記録紙が排紙される排紙トレイ7と、作像ユニット5内の感光体ドラム61にレーザー光を照射する走査光学装置8と、を備える。この画像形成装置1において、その装置本体2上部に画像読取装置3が設けられるとともに、装置本体2内部において、図1に示すように、下側から順に、給紙装置4、走査光学装置8、作像ユニット5、定着装置6のそれぞれが設けられる。
排紙トレイ7は、定着装置6で画像記録されて排紙された記録紙を受けるために、装置本体2の上側に設けられるとともに、給紙装置3が、装置本体2における作像ユニット5の下側で挿抜可能に構成される。このように構成されることで、給紙装置4に収納された記録紙が装置本体2内部に給紙された後、上昇搬送されることによって、給紙装置4の上部に配置された作像ユニット5及び定着装置6で画像が形成された後、画像読取装置3の下側の空間(凹みスペース)に設けられた排紙トレイ7に排紙される。
装置本体2上部に設けられる画像読取装置3は、原稿からの画像を読み取るスキャナー部31と、スキャナー部31の上部に設けられるとともにスキャナー部31に原稿P1を1枚ずつ搬送させる自動原稿搬送部(ADF:Auto Document Feeder)32とを備える。スキャナー部31は、上面側にプラテンガラス(不図示)を有する原稿台33と、原稿P1に対して光を照射する光源装置34と、原稿からの反射光を画像データに光電変換するイメージセンサー35と、反射光をイメージセンサー35上に結像させる結像レンズ36と、原稿からの反射光を順次反射させて結像レンズ36に入射させるミラー群37とを備えている。又、ADF32は、原稿載置トレイ38と原稿排出トレイ39とを備えるとともに、スキャナー部31の上面側において、原稿台33に対して開閉可能に設けられている。
この画像読み取り装置3では、原稿台33のプラテンガラス(不図示)上の原稿を読み取る場合、副走査方向に移動する光源装置34から光が原稿に対して照射され、その反射光が、ミラー群37及び結像レンズ36を介して、イメージセンサー35上に結像される。これにより、イメージセンサー35が、原稿からの反射光に基づく電気信号を生成し、画像データとして出力する。一方、原稿載置トレイ38に載置された原稿を読み取る場合、原稿台33内部の所定位置に固定された光源装置34及びミラー群37が固定されると共に、複数のローラー等で構成される原稿搬送機構40によって原稿が読取位置に搬送される。従って、光源装置34からの光が、原稿搬送機構40により搬送された原稿に対して照射されることで、その反射光がイメージセンサー35上に結像されて、画像データが出力される。
作像ユニット5は、Y(Yellow)、M(Magenta)、C(Cyan)、K(Key tone)各色のトナー画像を担持する感光体ドラム61と、水平方向に並んだ各色の感光体ドラム61と当接することで作像部61から各色のトナー画像が転写される中間転写ベルト53と、感光体ドラム61と中間転写ベルト53を挟持するように各色の感光体ドラム61それぞれに対して上側に対向する位置に設けられた一次転写ローラー54と、中間転写ベルト53を回動させる駆動ローラー55と、駆動ローラー55の回転が中間転写ベルト53を通じて伝達することで回転する従動ローラー56と、中間転写ベルト53を挟んで駆動ローラー55と対向する位置に設置される二次転写ローラー57と、中間転写ベルト53を挟んで従動ローラー56と対向する位置に設置されるクリーナー58とを、備える。
又、感光体ドラム61の外周側には、感光体ドラム61の外周面をコロナ放電により帯電させる帯電装置62と、攪拌して帯電させたトナーを感光体ドラム61の外周面に付着させる現像装置63と、トナー画像を中間転写ベルト53に転写した後に感光体ドラム61の外周面に残留するトナーを除去するクリーナー64と、を備える。このとき、感光体ドラム61は、中間転写ベルト53を挟んで、一次転写ローラー54と対向する位置に設置されるとともに、図1における時計回りの方向に回転する。そして、感光体ドラム61の周囲には、一次転写ローラー54、クリーナー64、帯電装置62、及び現像装置63が、感光体ドラム61の回転方向に沿って、順番に配置されている。
又、中間転写ベルト53は、例えば導電性を有する無端状のベルト部材から構成され、駆動ローラー55及び従動ローラー56に緩みの無い状態で巻き掛けられることで、駆動ローラー55の回転に従って、図1において反時計回りの方向に回動する。そして、中間転写ベルト53の周囲には、中間転写ベルト53の回転方向に沿って、二次転写ローラー57、クリーナー58、YMCK各色の感光体ドラム61それぞれが順番に配置されている。
この作像ユニット5におけるYMCK各色の感光体ドラム61表面に静電潜像を形成するための露光装置として、走査光学装置8が作像ユニット5の下側に設置される。走査光学装置8は、YMCK各色の光ビームとなるレーザー光LY,LM,LC,LKを、YMCK各色の感光体ドラム61表面に照射する。この感光体ドラム61表面に照射されるレーザー光LY,LM,LC,LKはそれぞれ、YMCK各色各色の帯電装置62と現像装置63との間を通過し、感光体ドラム61に到達する。走査光学装置8の詳細な構成については、後述する。
定着装置6は、記録紙上のトナー画像を定着させるべく加熱するハロゲンランプなどを備えた加熱ローラー59と、記録紙を加熱ローラー59と共に挟持して記録紙を加圧する加圧ローラー60とを備える。尚、加熱ローラー59は、電磁誘導によりその表面に渦電流を生じさせることによって、加熱ローラー59表面が加熱されるものであってもよい。又、中間転写ベルト53の上側には、YMCK各色について、現像装置63に補給するトナーを収容したトナー補給装置8が配置されている。トナー補給装置8は、YMCK各色に対応して配置されるとともに、不図示のトナー搬送部材を介してYMCK各色の現像装置63と接続され、このトナー搬送部材を通じて現像装置63へトナーを補給する。
給紙装置4に収納された記録紙を1枚ずつ取り出す給紙機構として、給紙装置4に収納された記録紙を最上層から繰り出す繰り出しローラー41と、繰り出された記録紙を1枚ずつに分離する分離ローラー対42と、を備える。又、給紙装置4内の記録紙は、繰り出しローラー41及び分離ローラー対42の回転駆動によって、最上層のものから1枚ずつ、主搬送路R0に向けて送り出される。主搬送路R0のうち、定着装置6よりも下流側には、印刷済の記録紙を排出する排紙ローラー対71が配置されている。印刷済の記録紙は、排紙ローラー対71の回転駆動によって排紙トレイ7に排出される。
又、このように各部が構成される画像形成装置1の装置本体2内には、更に、片面印刷後の記録紙を表裏反転させて両面印刷するための循環搬送部R1が設けられている。そして、排紙ローラー対71が正逆回転可能に構成されることで、排紙ローラー対71の正逆回転により、記録紙を装置本体2外の排紙トレイ7に排出したり、スイッチバック(逆送)して装置本体2内の循環搬送路R1に戻したりできる。
画像形成装置1による印刷動作を簡単に説明する。画像形成装置1は、開始信号や画像信号等を受信して印刷動作を開始する。印刷動作が開始すると、給紙装置4から繰り出された記録紙が、主搬送路R0に沿って作像ユニット5に搬送される。この作像ユニット5では、帯電装置62によって帯電させた感光体ドラム61の表面に走査光学装置8からレーザー光LY,LM,LC,LKが照射され、YMCK各色の画像に対応した静電潜像が感光体ドラム61の表面に形成される。
この静電潜像が形成された感光体ドラム61の表面に、現像装置63で帯電したトナーが移り、感光体ドラム61にトナー画像が形成される。そして、感光体ドラム61の表面に担持されたトナー画像が、中間転写ベルト53と接触する際、一次転写ローラー54の静電気力によって、中間転写ベルト53に転写されるため、中間転写ベルト53の表面に、YMCK各色が重なったトナー画像が形成される。一方、トナー画像を中間転写ベルト53に転写した感光体ドラム61に残った未転写トナーは、クリーナー64にて掻き取られ、感光体ドラム61上から取り除かれる。
中間転写ベルト53に転写されたトナー画像は、駆動ローラー55及び従動ローラー56によって中間転写ベルト53が回転することで、二次転写ローラー57と当接する転写位置まで移動し、主搬送路R0上の転写位置まで搬送される記録紙に転写される。トナー画像を記録紙に転写した中間転写ベルト53に残った未転写トナーは、クリーナー58にて掻き取られ、中間転写ベルト53上から取り除かれる。又、二次転写ローラー57との当接位置でトナー画像が転写された記録紙は、定着装置6に搬送される。
片面に未定着トナー像を載せた記録紙は、定着装置6の定着位置を通過する際に、加熱ローラー59による加熱及び加圧ローラー60による加圧が施されて、未定着トナー像が紙面に定着される。そして、片面印刷の場合、トナー像定着後(片面印刷後)の記録紙は、排紙ローラー対71により排紙トレイ7に排出される。一方、両面印刷の場合は、片面印刷後の記録紙を両面印刷用の循環搬送路R1に搬送して裏返しにし、再び主搬送路R0に戻すことによって、画像転写部5及び定着装置6で記録紙の他面にトナー像を転写及び定着させた後、排紙トレイ7に排出することとなる。
<走査光学装置の構成>
図1の画像形成装置における走査光学装置8の構成について、以下に図面を参照して説明する。図2は、走査光学装置8の内部構成を示す概略断面図であり、図3は、走査光学装置8の内部構成を示す平面図である。又、図4は、走査光学装置8の光源部及び光走査部の主要部の構成を示す拡大図であり、図5は、光源部に設置される光源ユニットの構成を示す概略斜視図である。尚、図3の平面図では、その内部構造を明らかにすべく、上蓋を取り除いて図示している。又、以下の説明において必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「左右」「上下」「前後」)を用いる場合は、図2における紙面正面を前として、その前後方向を正面視とし、これを基準にしている。即ち、主走査方向が、図2を基準とする「前後方向」に相当する。
図3及び図4に示すように、走査光学装置8は、略矩形状の底板81における前後左右の周端に側壁82f,82b,82l,82rが立設されるとともに上蓋83で覆われた筐体80内に、後述の各光学部材が設置されることによって構成される。この走査光学装置8は、筐体80の左側側壁82l側に、スキャナーユニット400が設置される光走査部84と、後述の光源ユニット500が設置される光源部85とを、備える。光源部85が、前側側壁82f側に設けられるとともに、光源部85の後側に隣接するように、光走査部84が設けられる。
そして、光走査部84の右側の対向する位置に、fθレンズで構成される長尺状の走査レンズ201が設置されるとともに、この走査レンズ201の右側に、同じくfθレンズで構成される長尺状の走査レンズ202が設置される。走査レンズ202の設置位置より更に右側には、右側に向かって順番に、長尺状の反射鏡203y,203m,203c,203kが固設される。反射鏡203y,203m,203c,203kは、上下方向の高さ位置を異なる位置とすることで、光走査部84で走査されて走査レンズ201,202を透過したレーザー光LY,LM,LC,LKそれぞれを受ける。
反射鏡203y,203m,203c,203kそれぞれの上側には、反射鏡203y,203m,203c,203kそれぞれを反射したレーザー光LY,LM,LC,LKを透過する走査レンズ205y,205m,205c,205kが固設される。即ち、長尺状の走査レンズ205y,205m,205c,205kはそれぞれ、反射鏡203y,203m,203c,203kそれぞれを反射するレーザー光LY,LM,LC,LKの光路上に設置される。走査レンズ205y,205m,205cそれぞれよりも左上側には、長尺状の反射鏡204y,204m,204cが、走査レンズ205y,205m,205cそれぞれを透過したレーザー光LY,LM,LCを受ける位置に設置される。反射鏡203y,203m,203c,203k,204y,204m,204cそれぞれは、その鏡面を所定の角度で傾斜して設置される。
更に、筐体80の上側を覆う上蓋83には、反射鏡204y,204m,204cそれぞれを反射するレーザー光LY,LM,LCそれぞれを装置外部に出射させるための開口に嵌合させた防塵用のウィンドウガラス231y,231m,231cと、走査レンズ205kを透過するレーザー光LKを装置外部に出射させるための開口に嵌合させた防塵用のウィンドウガラス231kとが、具備される。このウィンドウガラス231y,231m,231c,231kはそれぞれ長尺状で構成されるとともに、反射鏡204y,204m,204c及び走査レンズ205kの上に配置される。
光走査部84は、図3及び図4に示すように、走査レンズ201に対向する位置にスリット404が設けられて、レーザー光LY,LM,LC,LKを走査レンズ201に出射する。又、光走査部84に設置されるスキャナーユニット400は、基板401上に構成されたモーター402と、モーター402の回転軸により軸支されるポリゴンミラー403とを備える。このように光走査部84が構成されることで、光源部85から照射されるレーザー光LY,LM,LC,LKが、モーター402により回転するポリゴンミラー403に照射される。そして、このポリゴンミラー403を反射して走査されるレーザー光LY,LM,LC,LKが、スリット404を通って、走査レンズ201に照射される。又、上蓋83における光走査部84の上側を覆う領域には、モーター402及びポリゴンミラー403の回転による熱を放熱する放熱フィン404が設置される。
光源部85は、図4及び図5に示すように、レーザーダイオード501y,501m,501c,501k、コリメーターレンズ502y,502m,502c,502k、反射ミラー503y,503m,503c,503k,504、及びシリンドリカルレンズ505が保持部材506上に固定された光源ユニット500を備える。光源ユニット500における保持部材506は、底板81にネジ507により螺着される板状の光学系保持部561と、光学系保持部561の側部から光学系保持部561に対して垂直に立設させた板状の光源保持部562とから構成される。
光源保持部562は、左後から右前にむかって傾斜させて立設されるとともに、光走査部84から離れる方向に沿って、レーザーダイオード501y,501m,501c,501kが固定される。光学系保持部561は、レーザーダイオード501y,501m,501c,501kそれぞれに対向する位置にコリメーターレンズ502y,502m,502c,502kそれぞれが固定される。この光学系保持部561において、コリメーターレンズ502y,502m,502c,502kそれぞれの光源保持部562の逆側となる位置に、反射ミラー503y,503m,503c,503kが立設される。そして、光学系保持部561において、反射ミラー503y,503m,503c,503kが並ぶ延長線上に反射ミラー504が立設されるとともに、反射ミラー503y,503m,503c,503kの固定位置よりも光学系保持部561より離れた位置にシリンドリカルレンズ505が立設される。
反射ミラー503y,503m,503c,503kはそれぞれ、コリメーターレンズ502y,502m,502c,502kの光軸に対して同一角度で傾斜するように、光学系保持部561より立設している。又、コリメーターレンズ502y,502m,502c,502kがそれぞれ、左後から右前にむかって配置されるとともに、反射ミラー503y,503m,503c,503k,504がそれぞれ、左後から右前にむかって配置される。そして、シリンドリカルレンズ505が、反射ミラー504とポリゴンミラー403とを結ぶ直線上において、反射ミラー504に対して左後側に配置される。
又、光学系保持部561は、光源保持部562との接続部近傍であって光源保持部562の両側となる位置に、ネジ507が挿入される2つの貫通孔563を備えるとともに、光源保持部562に対して離れた位置に、ネジ508が挿入される別の貫通孔564を備える。これにより、ネジ507,508が光学保持部561を貫通して筐体80の底板81に螺挿されて、光学系保持部561が底板81に固定され、保持部材506が筐体80に固設される。
このとき、螺着されたネジ507が、光源保持部562の光学系保持部561への取付部分(根本)の両側を固定することで、光学系保持部561の変形による光源保持部562への影響を抑制できる。即ち、光源保持部562両側のネジ507による固定点を結ぶ直線が、光源保持部562が立設される光学系保持部561の側部と重なる位置に近づくよう、光源保持部562両側に2つの貫通孔563が設けられる。
更に、保持部材506は、樹脂材料で構成されるものであって、例えば、光学系保持部561及び光源保持部562が一体化するように成型されて構成されるものであっても構わない。このように樹脂材料で構成される保持部材506であっても、上述のようにネジ507による固定点の一部を、光源保持部562と光学系保持部561の接続部分の両側に配置することで、保持部材506の剛性を高めることができ、熱変形による影響を低減できる。これにより、保持部材506にリブを設ける必要がなくなるだけでなく、筐体により構成する必要がない。従って、保持部材506の成型に使用する樹脂材料の使用量を低減できるだけでなく、上記の各光学部品の取付を容易に行うことができ、各光学部品の取付精度を高精度に維持できる。
図5及び図6に示すように、保持部材506の光源保持部562に固定されるレーザーダイオード501y,501m,501c,501kは、素子ホルダ511に挿入されて発光素子ユニット512y,512m,512c,512kを構成している。この発光素子ユニット512y,512m,512c,512kは、レーザーダイオード501y,501m,501c,501kの発光側がコリメーターレンズ502y,502m,502c,502kの入光側に対向するように設置される。即ち、レーザーダイオード501y,501m,501c,501kの発光面が、そのレーザー光を通過させるべく、光源保持部562の貫通孔(発光素子設置部)565に対向する位置に設置される。そして、光源保持部562と素子ホルダ511とが螺着されることで、発光素子ユニット512が光源保持部562に固定される。これにより、レーザーダイオード501y,501m,501c,501kそれぞれとコリメーターレンズ502y,502m,502c,502kそれぞれとが、所定の距離で設置される。同時に、レーザーダイオード501y,501m,501c,501kそれぞれの光軸とコリメーターレンズ502y,502m,502c,502kそれぞれの光軸とが一致する。
このように構成される光源部85において、光源保持部562に固定されたマルチビーム型のレーザーダイオード501y,501m,501c,501kそれぞれが、2本のレーザビームを発振して、レーザー光LY,LM,LC,LKそれぞれを出射する。レーザーダイオード501y,501m,501c,501kそれぞれから出射されたレーザー光LY,LM,LC,LKは、コリメーターレンズ502y,502m,502c,502kそれぞれを透過して平行光とされ、反射ミラー503y,503m,503c,503kそれぞれに入射される。反射ミラー503y,503m,503c,503kは、その鏡面を、コリメーターレンズ502y,502m,502c,502kの光軸に対して例えば45度に傾斜していることで、コリメーターレンズ502y,502m,502c,502kからのレーザー光LY,LM,LC,LKそれぞれを直角に反射する。
反射ミラー503y,503m,503c,503kそれぞれを反射したレーザー光LY,LM,LC,LKはそれぞれ、反射ミラー504で更に反射されて、ポリゴンミラー403に向かって照射される。このとき、反射ミラー504で反射されたレーザー光LY,LM,LC,LKはそれぞれ、シリンドリカルレンズ505を透過することによって、ポリゴンミラー403の各鏡面において略同一の位置に対して集光される。
この光源部85から照射されるレーザー光LY,LM,LC,LKが、光走査部84のポリゴンミラー403の回転により偏向走査される。このとき、ポリゴンミラー403より反射するレーザー光LY,LM,LC,LKの光束は、筐体80の底板81から上蓋83に向かって、LY,LM,LC,LKの順に位置する。このレーザー光LY,LM,LC,LKがそれぞれ、走査レンズ201,202を順番に透過すると、反射鏡203y,203m,203c,203kによって反射される。
反射鏡203y,203m,203cを反射したレーザー光LY,LM,LCはそれぞれ、反射鏡203y,203m,203cで左側上方に折り返すことで、fθレンズで構成される走査レンズ205y,205m,205cを透過した後、反射鏡204y,204m,204cで反射し、上蓋23のウィンドウガラス231y,231m,231cから外部に出射される。又、反射鏡203kを反射したレーザー光LKは、反射鏡203kで上方に折り返すことで、fθレンズで構成される走査レンズ205kを透過し、上蓋23のウィンドウガラス231kから外部に出射される。これにより、レーザー光LY,LM,LC,LKが、YMCK各色感光体ドラム61に照射される光ビームとして、走査光学装置8から出射される。
このように構成される走査光学装置8における光源ユニット500の更に詳細な構成について、以下の各実施形態で説明する。
<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態の光源ユニットについて、以下に、図面を参照して説明する。図7は、本実施形態の光源ユニットにおける保持部材の構成を示す正面図であり、図8は、本実施形態の光源ユニットの構成を示す正面図である。尚、図7及び図8の構成において、図5及び図6の構成と同一の部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
本実施形態の光源ユニット500は、図7に示すように、保持部材506aの光源保持部562aにおいて、光走査部84(図4参照)に近い側から貫通孔(発光素子設置部)565y,565m,565c,565kが並んで設けられる。この貫通孔565y,565m,565c,565kはそれぞれ、熱源となる光走査部84に最も近い貫通孔565yを最も低い位置とし、光走査部84から最も離れた貫通孔565kを最も高い位置として、その高さが、565y,565m,565c,565kの順となるように設けられる。又、貫通孔565y,565m,565c,565kそれぞれの上下には、ネジ567(図8参照)が螺入されるネジ穴(発光素子固定部)566が設けられる。
図7に示す光源保持部562aは、図8に示すように、素子ホルダ511に挿入されたレーザーダイオード501y,501m,501c,501kによる発光素子ユニット512y,512m,512c,512kそれぞれが、貫通孔565y,565m,565c,565kに対向する位置に設置される。このとき、素子ホルダ511がネジ567により光源保持部562により螺着され、発光素子ユニット512y,512m,512c,512kの設置位置が決定される。これにより、レーザーダイオード501y,501m,501c,501kの光軸が、コリメーターレンズ502y,502m,502c,502k(図5参照)の光軸と一致するよう、それぞれの光軸に対して垂直となる面方向における、レーザーダイオード501y,501m,501c,501kの位置が決定する。
そして、素子ホルダ511が光源保持部562aに当接することで、レーザーダイオード501y,501m,501c,501kの発光面の位置が特定される。これにより、レーザーダイオード501y,501m,501c,501kそれぞれとコリメーターレンズ502y,502m,502c,502kそれぞれとの距離が、コリメーターレンズ502y,502m,502c,502kの焦点距離に応じた距離となるように、その光軸方向の位置が決定される。
このようにして、レーザーダイオード501y,501m,501c,501kの位置が光源保持部562aにより調整されると、発光素子ユニット512y,512m,512c,512kの素子ホルダ511を貫通するネジ567をネジ穴566に螺入する。これにより、発光素子ユニット512y,512m,512c,512kそれぞれが光源保持部562aに螺着され、レーザーダイオード501y,501m,501c,501kが光源ユニット500に固定される。
本実施形態の光源ユニット500は、上述のように、光源保持部562aによって、レーザーダイオード501y,501m,501c,501kを、それぞれの高さ位置が熱源となる光走査部84に近い側から順に高くなるように、固定する。光源保持部562aが、光学系保持部561(図6参照)から立設させた構成となるため、光学系保持部561との接続部分のみが固定された構成となる。そのため、光源保持部562aは、光走査部84(図4参照)により発生する熱の影響を受けて変形したとき、その高さ方向に対して傾斜するように変形する。
この光源保持部562aの傾斜は、熱源に近いほど大きくなるが、熱源に近いレーザーダイオード501yを光学系保持部561との接続部分に近い位置に設置することで、熱変形による、レーザーダイオード501yの位置ズレを抑制できる。又、レーザーダイオード501y,501m,501c,501kの高さ位置について、熱源に近づくほど低い位置に設定するため、熱変形によるそれぞれの位置ズレを最小限にとどめることができる。従って、光源ユニット500の熱変形による影響を抑制し、初期状態で高精度に設定された光学性能を維持できる。
<第2の実施形態>
本発明の第2の実施形態の光源ユニットについて、以下に、図面を参照して説明する。図9は、本実施形態の光源ユニットにおける保持部材の構成を示す正面図であり、図10は、本実施形態の光源ユニットの構成を示す正面図である。尚、図9及び図10の構成において、図7及び図8の構成と同一の部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
本実施形態の光源ユニット500は、図9に示すように、保持部材506bの光源保持部562bにおいて、第1の実施形態における光源保持部562a(図7参照)と同様の貫通孔565y,565m,565c,565kが設けられる一方で、この貫通孔565y,565m,565c,565kの左右に、ネジ穴566が設けられる。従って、図10に示すように、発光素子ユニット512y,512m,512c,512kそれぞれは、レーザーダイオード501y,501m,501c,501kそれぞれの左右に挿入されるネジ567によって、光源保持部562bに螺着する。
本実施形態の光源ユニット500は、上述のように、発光素子ユニット512y,512m,512c,512kそれぞれを固定するネジ566が、レーザーダイオード501y,501m,501c,501kそれぞれの左右に挿入される構成となる。従って、第1の実施形態の構成と比べて、レーザーダイオード501y,501m,501c,501kそれぞれの設置位置を、光学系保持部561側に下降できる。即ち、レーザーダイオード501y,501m,501c,501kそれぞれの高さ位置が、光学系保持部561との接続部分に近づく。これにより、本実施形態の光源ユニット500は、熱変形によるレーザーダイオード501y,501m,501c,501kの位置ズレを更に抑制できるため、その光学性能の維持能力が高まる。
<第3の実施形態>
本発明の第3の実施形態の光源ユニットについて、以下に、図面を参照して説明する。図11は、本実施形態の光源ユニットの構成を示す正面図である。尚、図11の構成において、図10の構成と同一の部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
本実施形態の光源ユニット500は、図11に示すように、保持部材506cの光源保持部562cにおいて、第2の実施形態における光源保持部562b(図9参照)に更に、光学系保持部561との接続部分の逆側となる端部568から下側に向かう切り込みとなる切欠部569を追加した構成となる。図11の構成では、切欠部569が、図11上で左右に並ぶ発光素子ユニット512y,512mの間となる位置において、レーザーダイオード501yの高さ位置よりも高い位置までの切り込みとして構成される。
このように構成することによって、最も熱変形の影響を受けるレーザーダイオード501yの設置領域における変形が、レーザーダイオード501m,501c,501kの設置領域に影響を与えることを防止できる。即ち、熱変形時の光源保持部562cにおいて、レーザーダイオード501yの設置領域621と、レーザーダイオード501m,501c,501kの設置領域622とで、その傾斜角が異なる。従って、熱源から離れたレーザーダイオード501m,501c,501kの設置領域622における傾斜が小さくなるため、レーザーダイオード501yよりも高い位置に設置されたレーザーダイオード501m,501c,501kの位置ズレを更に低減できる。
尚、本実施形態において、光源保持部562cを、光源保持部562aに切欠部568を設けた構成例を挙げて説明したが、第1の実施形態における光源保持部562a(図7参照)に切欠部569を設けた構成としても構わない。
又、切欠部569について、図12に示すように、レーザーダイオード501m,501c,501kそれぞれの設置領域の間にも設けられるものとしても構わない。このとき、例えば、レーザーダイオード501m,501cの間に設けられる切欠部569が、レーザーダイオード501mの高さ位置よりも高い位置までの切り込みとされるとともに、レーザーダイオード501c,501kの間に設けられる切欠部569が、レーザーダイオード501cの高さ位置よりも高い位置までの切り込みとされるものとしてもよい。更に、図12に示す3つの切欠部569全てを備えるものでなく、いずれか1つの切欠部569が設けられるものとしても構わない。
上述の各実施形態において、レーザー光LY,LM,LC,LKの高さ位置について、LY,LM,LC,LKの順に高くなるように、各光学部材が設置されるものとしたが、この高さ位置の組み合わせにより限定されるものではない。即ち、各光学部材の設置位置は、光源保持部562におけるレーザーダイオード501y,501m,501c,501kの位置関係と、YMCK各色の感光体ドラム61の位置関係とが相対的に一致するように決定されるものであれば、レーザー光LY,LM,LC,LKの高さ位置における別の組み合わせに合わせたものであっても構わない。
尚、上述の各実施形態における光源ユニット500において、反射ミラー503m,503c,503k(図5参照)は、それぞれの左上に配置された反射ミラー503y,503m,503c(図5参照)を反射するレーザー光が下側を透過するように、その高さ位置が設定されて設置される。これにより、反射ミラー503yを反射するレーザー光LYが、反射ミラー503m,503c,503kの下側を透過し、反射ミラー503mを反射するレーザー光LMが、反射ミラー503c,503kの下側を透過し、反射ミラー503cを反射するレーザー光LCが、反射ミラー503kの下側を透過し、レーザー光LY,LM,LC,LKそれぞれが反射ミラー504に入射する。
本願発明における画像形成装置として、上述の各実施形態における、光源ユニットのそれぞれを備えるものであれば、コピー機能、スキャナー機能、プリンター機能、ファックス機能を有するMFP(Multifunction Peripheral)であっても構わないし、プリンター、コピー機、ファクシミリ等であっても構わない。その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
1 画像形成装置
2 装置本体
3 画像読取装置
4 給紙装置
5 作像ユニット
6 定着装置
7 排紙トレイ
8 走査光学装置
80 筐体
81 底板
82f,82b 側板(前、後)
82l,82r 側板(左、右)
83 上蓋
84 光走査部
85 光源部
201,202 走査レンズ
203y,203m 反射鏡
203c,203k 反射鏡
204y,204m 反射鏡
204c 反射鏡
205 走査レンズ
205y,205m 走査レンズ
205c,205k 走査レンズ
231y,231m ウィンドウガラス
231c,231k ウィンドウガラス
400 スキャナーユニット
401 基板
402 モーター
403 ポリゴンミラー
404 放熱フィン
500 光源ユニット
501y,501m レーザーダイオード
501c,501k レーザーダイオード
502y,502m コリメーターレンズ
502c,502k コリメーターレンズ
503y,503m 反射ミラー
503c,503k 反射ミラー
504 反射ミラー
505 シリンドリカルレンズ
506 保持部材
506a〜506c 保持部材
511 素子ホルダ
512y,512m 発光素子ユニット
512c,512k 発光素子ユニット
507,508 ネジ
561 光学系保持部
562 光源保持部
562a〜562c 光源保持部
563,564 貫通孔
565 貫通孔(発光素子設置部)
565y,565m 貫通孔(発光素子設置部)
565c,565k 貫通孔(発光素子設置部)
566 ネジ穴(発光素子固定部)
567 ネジ
568 端部
569 切欠部
621,622 設置領域

Claims (8)

  1. ビーム光を照射する複数の発光素子と、前記複数の発光素子それぞれから照射される複数の光ビームを外部の光走査部に照射するように誘導する光学部材と、前記光源ユニットを保持する光源保持部と、前記光学部材を保持する光学系保持部と、を備えるとともに、光ビームを偏向走査する前記光走査部を有する走査光学装置に前記光学系保持部が固定されて取り付けられる光源ユニットであって、
    前記光源保持部は、前記光学系保持部の側部より立設されて、前記発光素子から照射される光ビームの光軸に対して垂直となる面を備え、
    前記光源保持部に保持される前記複数の発光素子が、前記光学系保持部の面と平行な方向に並んで固定されるとともに、前記光走査部から離れる方向に沿って、その高さ位置が高くなるように配置されることを特徴とする光源ユニット。
  2. 前記光源保持部が、前記発光素子が設置される発光素子設置部と、前記発光素子設置部に設置された前記発光素子を固定する発光素子固定部とを備え、
    前記複数の発光素子が並ぶ方向を左右方向としたとき、前記発光素子固定部が、前記発光素子設置部の左右両側に配置されることを特徴とする請求項1に記載の光源ユニット。
  3. 前記光源保持部が、固定された前記発光素子の間となる位置の少なくとも一つに、前記光学系保持部との接続部と逆側の端部から下側への切り込みとなる切欠部を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の光源ユニット。
  4. 前記光学部材として、前記複数の発光素子それぞれの照射面に対向する位置に入光面が配置される複数のコリメーターレンズを備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光源ユニット。
  5. 前記光源保持部及び前記光学系保持部それぞれが樹脂材料で一体成型されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の光源ユニット。
  6. 前記走査光学装置への固定位置の一部が、前記光源保持部と前記光学系保持部の接続部分の両側近傍にあることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の光源ユニット。
  7. 複数の光ビームを照射する光源部と、該光源部から照射される複数の光ビームそれぞれを偏向走査する光走査部とを備える走査光学装置であって、
    請求項1〜6のいずれか一項に記載の光源ユニットが前記光源部に設置されることを特徴とする走査光学装置。
  8. 請求項7に記載の走査光学装置と、該走査光学装置から複数の光ビームそれぞれが照射されて静電潜像を表面に形成する複数の感光体ドラムと、を備えることを特徴とする画像形成装置。
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