JP2024017758A - 光走査装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

光走査装置およびそれを備えた画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】光学性能を低下させることなく簡易な構成で防塵性能を向上可能な光走査装置およびそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】光走査装置は、筐体と、走査光学系と、を備え、像担持体の表面を露光して帯電を減衰させた静電潜像を形成する。筐体は、上面に開口部を有する本体部と、本体部の開口部を封止するカバー部と、を含む。筐体は、走査光学系を冷却するための冷却風が側方から吹き付けられる。カバー部は、少なくとも筐体の冷却風の流通方向に対し上流側の側面において、本体部の上端部に当接する部分に第1リブと、第2リブと、第3リブと、が形成されている。第1リブは、上端部の外側面に沿って延在する。第2リブは、上端部の内側面に沿って延在する。第3リブは、第1リブと第2リブの間に1列以上形成される。上端部には、第3リブが挿入される溝部が形成される。【選択図】図4

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置において像担持体に光を照射して静電潜像を形成する光走査装置、および光走査装置を備えた画像形成装置に関する。
電子写真方式を採用する複写機やプリンター等の画像形成装置には、光走査装置が設けられている。光走査装置は、帯電した像担持体に光を照射して、像担持体上に静電潜像を形成する。光走査装置の筐体は、一つの面が開口した収容部と、その開口を覆うカバー部とを含む。収容部の内部に走査光学系が組み込まれ、カバー部には、像担持体に対応して走査光学系から出射される光の出射口が形成されている。更に、出射口が透過性部材で覆われている。透過性部材は、走査光学系から出射される光に対して透過性を有する部材である。
光走査装置の内部に配置された複数の光学部品の一部又は全部にトナーや埃等が付着すると、光学特性が悪化することがある。光学特性の悪化は、用紙等の記録媒体に形成される画像の品質を低下させる。
従来の構成では、例えば特許文献1に記載されるように、ハウジングの外周縁部をカバー側に設けられた一対のリブによって挟み込む構成とすることで、光走査装置の内部に粉塵が進入することを防いでいた。
特開2016-90666号公報
上述した従来の構成では、ハウジングとカバーとの間にクリアランス(隙間)が存在しているため、十分な防塵効果を発揮できなかった。十分な防塵効果を発揮させるためには、ハウジングの外周縁部をカバー側のリブ間に圧入してクリアランスを無くす方法が考えられる。しかし、ハウジングの外周縁部をカバー側のリブ間に圧入するとカバーが変形するおそれがある。また、カバーの変形が光の出射口を覆う透過性部材の歪みにつながり光学性能に悪影響を及ぼすという問題点があった。
本発明は、上記問題点に鑑み、光学性能を低下させることなく簡易な構成で防塵性能を向上可能な光走査装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明の第1の構成は、筐体と、走査光学系と、を備え、像担持体の表面を露光して帯電を減衰させた静電潜像を形成する光走査装置である。筐体は、上面に開口部を有する本体部と、本体部の開口部を封止するカバー部と、を含む。走査光学系は、本体部に収納される。筐体は、走査光学系を冷却するための冷却風が側方から吹き付けられる。カバー部は、少なくとも筐体の冷却風の流通方向に対し上流側の側面において本体部の上端部に当接する部分に第1リブと、第2リブと、第3リブと、が形成されている。第1リブは、上端部の外側面に沿って延在する。第2リブは、上端部の内側面に沿って延在する。第3リブは、第1リブと第2リブの間に1列以上形成され、第1リブおよび第2リブと平行に延在する。上端部には、第3リブが挿入される溝部が形成されている。
本発明の第1の構成によれば、少なくとも筐体の冷却風の流通方向に対し上流側の側面において、本体部の上端部を第1リブおよび第2リブで挟み込むとともに、第3リブが上端部に形成された溝部に挿入される。これにより、本体部とカバー部との隙間がクランク状に屈曲した断面形状となる。従って、第1リブおよび第2リブのみで本体部の上端部を挟み込む従来の構成に比べて筐体の外部からの粉塵の進入経路を延長することができ、筐体の防塵性を高めることができる。
本発明の光走査装置12が搭載される画像形成装置1の全体構成を概略的に示す断面図 本発明の第1実施形態に係る光走査装置12を上方から見た平面図 第1実施形態の光走査装置12の側面断面図 図3における本体部12bとカバー部12cの嵌合部周辺の拡大図 本発明の第2実施形態に係る光走査装置12における本体部12bとカバー部12cの嵌合部周辺の拡大図 本発明の第3実施形態に係る光走査装置12の外観斜視図 第3実施形態の光走査装置12における本体部12bとカバー部12cの嵌合部周辺の拡大図
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の光走査装置が搭載される画像形成装置1の全体構成を概略的に示す断面図である。画像形成装置1はタンデム型のカラープリンターである。画像形成装置1は、像担持体として回転可能である感光体ドラム11a~11dを備える。感光体ドラム11a~11dには、有機感光層が形成された有機感光体(OPC感光体)、又はアモルファスシリコン感光層が形成されたアモルファスシリコン感光体等が用いられる。感光体ドラム11a~11dは、マゼンタ、シアン、イエローおよびブラックの各色に対応して並列配置される。
感光体ドラム11aの周囲に、現像装置2a、帯電器13aおよびクリーニング装置14aが配設される。同様に、感光体ドラム11b~11dのそれぞれの周囲に、現像装置2b~2d、帯電器13b~13dおよびクリーニング装置14b~14dがそれぞれ配設される。また、現像装置2a~2dの下方に光走査装置12が配設される。なお、本明細書において下方および上方は、図面における下および上を示す。
現像装置2a~2dは、感光体ドラム11a~11dの右方にそれぞれ配置される。現像装置2a~2dは、感光体ドラム11a~11dにそれぞれ対向しており、感光体ドラム11a~11dにトナーを供給する。なお、本明細書において右および左は、図面における右および左を示す。
帯電器13a~13dは、感光体ドラム11a~11dの回転方向に対し現像装置2a~2dよりも上流側に配置され、感光体ドラム11a~11dの表面にそれぞれ対向する。帯電器13a~13dは、感光体ドラム11a~11dの表面をそれぞれ均一に帯電させる。
光走査装置12は、パーソナルコンピューター等から画像入力部に入力された文字や絵柄などの画像データに基づいて、帯電器13b~13dによって一様に帯電された感光体ドラム11a~11dの表面に光を照射(光走査)し、感光体ドラム11a~11dの表面に静電潜像を形成する。
光走査装置12の筐体12aは、上面が開口した本体部12bと、その開口を覆うカバー部12cとを含む。本体部12bの内部には走査光学系120が収納されている。カバー部12cには、感光体ドラム11a~11dに対応して走査光学系120から出射される光(レーザー光)の出射口12d(図2参照)が形成されている。更に、後述するように、出射口12dはそれぞれ防塵ガラス121(図2参照)で封止されている。
走査光学系120は、レーザー光源、ポリゴンミラー(いずれも図示せず)を含む。また走査光学系120は、感光体ドラム11a~11dに対応して、少なくとも1つの反射ミラーと、走査レンズと(いずれも図示せず)を含む。レーザー光源から出射されたレーザー光は、ポリゴンミラー、反射ミラー群およびレンズ群を介して、感光体ドラム11a~11dの回転方向に対し帯電器13a~13dよりも下流側から感光体ドラム11a~11dの表面に照射される。これにより、感光体ドラム11a~11dの表面に帯電が減衰された静電潜像が形成される。これらの静電潜像が、現像装置2a~2dによってトナー像に現像される。
無端状の中間転写ベルト17は、テンションローラー6、駆動ローラー25および従動ローラー27に張架されている。駆動ローラー25がモーター(図示せず)によって回転することで、中間転写ベルト17が図1の時計回り方向に循環駆動する。
感光体ドラム11a~11dは、中間転写ベルト17の下方で搬送方向(図1の矢印方向)に沿って隣り合うように配列されている。また、感光体ドラム11a~11dは、中間転写ベルト17にそれぞれ接触している。一次転写ローラー26a~26dは、中間転写ベルト17を挟んで感光体ドラム11a~11dとそれぞれ対向する。一次転写ローラー26a~26dは、中間転写ベルト17にそれぞれ圧接されて、感光体ドラム11a~11dと共に一次転写部を形成する。これらの一次転写部において、トナー像が中間転写ベルト17に転写される。詳しくは、一次転写ローラー26a~26dに一次転写電圧が印加されることにより、所定のタイミングで感光体ドラム11a~11dのトナー像が中間転写ベルト17に順次転写される。これにより、中間転写ベルト17の表面にマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの4色のトナー像が所定の位置関係をもって重ね合わされたフルカラートナー像が形成される。
二次転写ローラー34は、中間転写ベルト17を挟んで駆動ローラー25と対向する。二次転写ローラー34は、中間転写ベルト17に圧接されて、駆動ローラー25と共に二次転写部を形成する。この二次転写部において、二次転写ローラー34に二次転写電圧が印加されることにより、中間転写ベルト17の表面のトナー像が用紙Pに転写される。トナー像の転写後に、ベルトクリーニング装置31が中間転写ベルト17の表面に残存するトナーを清掃する。
画像形成装置1内の下方には給紙カセット32が配設される。給紙カセット32は複数枚の用紙Pを収納可能である。給紙カセット32の右方には、手差し給紙用のスタックトレイ35が配設される。給紙カセット32の左方には、第1用紙搬送路33が配設される。第1用紙搬送路33は、給紙カセット32から繰り出された用紙Pを二次転写部に搬送する。また、スタックトレイ35の左方には、第2用紙搬送路36が配設される。第2用紙搬送路36は、スタックトレイ35から繰り出された用紙を二次転写部に搬送する。更に、画像形成装置1内の左上方には、定着部18と、第3用紙搬送路39とが配設される。定着部18は、画像が形成された用紙Pに対して定着処理を行う。第3用紙搬送路39は、定着処理が行われた用紙Pを用紙排出部37に搬送する。
給紙カセット32 に収納されている用紙Pは、ピックアップローラー33bおよび捌きローラー対33a により1枚ずつ第1用紙搬送路33側に繰り出される。
第1用紙搬送路33と第2用紙搬送路36とはレジストローラー対33cの手前(上流側)で合流している。レジストローラー対33cは、中間転写ベルト17における画像形成動作と、二次転写部への給紙動作とのタイミングを取って用紙Pを二次転写部に搬送する。二次転写部に搬送された用紙Pに対し、二次転写電圧が印加された二次転写ローラー34によって、中間転写ベルト17上のフルカラートナー像が二次転写される。フルカラートナー像が転写された用紙Pは、定着部18に搬送される。
定着部18は、ヒーターにより加熱される定着ベルト、定着ベルトに内接する定着ローラー、および定着ベルトを挟んで定着ローラーに圧接される加圧ローラー等を備える。定着部18は、トナー像が転写された用紙Pを加熱および加圧する。これにより、定着処理が実施される。定着部18においてトナー像が定着された用紙Pは、必要に応じて第4用紙搬送路40で表裏が反転される。その後、用紙Pは再びレジストローラー対33cを介して二次転写部に搬送された後、二次転写ローラー34によって用紙Pの裏面に新たなトナー像が二次転写され、定着部18で定着される。トナー像が定着された用紙Pは第3用紙搬送路39を通って、排出ローラー対19により用紙排出部37に排出される。
次に、図2、図3および図4を参照して、光走査装置12について説明する。図2は、本発明の第1実施形態に係る光走査装置12を上方から見た平面図である。図3は、第1実施形態の光走査装置12の側面断面図(図2のAA矢視断面図)である。図4は、図3における本体部12bとカバー部12cの嵌合部周辺の拡大図である。光走査装置12の筐体12aは、上面に開口部12eが形成された平坦な箱状の本体部12bと、本体部12bの開口部12eを封止するカバー部12cとを含む。
カバー部12cには、4つの感光体ドラム11a~11dに対応して、2つのレーザー光の出射口12dが並設されている。各出射口12dの形状は、対応するレーザー光の主走査方向に長い矩形状であり、各出射口12dは、それらの長手方向が互いに平行となるように形成されている。各出射口12dは、光透過性材料で形成された矩形板状の防塵ガラス121により封止されている。2つの防塵ガラス121は、それらの長手方向が互いに平行になるように並設されている。各防塵ガラス121は、光走査装置12の内部へのトナーや埃等の進入を防止するために設けられている。
カバー部12cには、防塵ガラス121を清掃する清掃機構20が設けられている。清掃機構20は、防塵ガラス121の上面(ビーム光出射面)を防塵ガラス121の長手方向(主走査方向、矢印BB′方向)に往復移動して清掃する清掃ホルダー21と、防塵ガラス121の長手方向に沿って延びるスパイラル軸22と、を有する。清掃ホルダー21は、スパイラル軸22の外周面に形成された螺旋状突起22a(図4参照)に係合するように構成されており、スパイラル軸22の回転に伴ってスパイラル軸22に沿って矢印BB′方向に往復移動する。清掃ホルダー21の裏面(防塵ガラス121との対向面)には、例えばフェルト、不織布或いはシリコンゴム等によって形成される清掃部材(図示せず)が取り付けられる。
スパイラル軸22の両端は、カバー部12cの上部に回転可能に支持されている。スパイラル軸22の一方端(矢印B方向の端部)には、駆動入力ギア22bが固定されている。駆動モーター(図示せず)からギア列(図示せず)を介して駆動入力ギア22bに回転駆動力が入力されることにより、スパイラル軸22が回転する。
カバー部12cには、矢印BB′方向に延びる2つのレール部122が、スパイラル軸22および防塵ガラス121を挟むように形成されている。レール部122は、清掃ホルダー21のスパイラル軸22と反対側の端部を摺動可能に支持する。
駆動モーター(図示せず)からギア列(図示せず)を介して駆動入力ギア22bに回転駆動力が伝達されることにより、スパイラル軸22が所定方向に回転(正回転)し、清掃ホルダー21が往路方向(矢印B方向)に移動する。また、駆動モーターからギア列を介して駆動入力ギア22bに逆方向の回転駆動力が伝達されることにより、スパイラル軸22が所定方向と逆方向に回転(逆回転)し、清掃ホルダー21が復路方向(矢印B′方向)に移動する。
また、光走査装置12に隣接して冷却ファン50が配置されている。冷却ファン50からの空気流(冷却風)は、筐体12aの一方側(図2の矢印B側)の側面に吹き付けられた後、筐体12aの側面および底面に沿って流れる。このとき、本体部12bの底面から外部に露出するポリゴンモーターの回転軸や基板等(図示せず)を冷却する。冷却ファン50からの空気流の流路を図3に白矢印で示す。
図4に示すように、カバー部12cは、本体部12bの上端部123に当接する部分に第1リブ124、第2リブ125、第3リブ126が形成されている。第1リブ124は、上端部123の外側面に対向し、外側面に沿って延在する。第2リブ125は、上端部123の内側面に対向し、内側面に沿って延在する。第3リブ126は、第1リブ124と第2リブ125の間に形成され、上端部123の上面に形成された溝部127に挿入される。
この構成によれば、本体部12bの上端部123を第1リブ124および第2リブ125で挟み込むとともに、第3リブ126が上端部123に形成された溝部127に挿入されるため、本体部12bとカバー部12cとの隙間がクランク状に屈曲した断面形状となる。そのため、第1リブ124および第2リブ125で上端部123を挟み込むだけの従来の構成に比べて筐体12aの外部からの粉塵の進入経路を延長することができ、筐体12aの防塵性を高めることができる。
また、画像形成装置1の内部のレイアウト等により筐体12aの高さ(深さ)を大きくとれず、第1リブ124および第2リブ125の長さが短い場合でも、第3リブ126を設けることで筐体12aの防塵性を高めることができる。
第1リブ124、第2リブ125および第3リブ126を、カバー部12cの上端部123に当接する部分に開口部12eの全周に亘って環状に形成し、上端部123の全周に亘って第3リブ126に対向する部分に溝部127を形成することで、筐体12aの防塵性を最も高めることができる。
但し、必ずしも筐体12aの全周に亘って上記の構造を取る必要はなく、少なくとも筐体12aの、光走査装置12を冷却する冷却ファン50からの空気流の上流側の側面(図2、図3の左側面)全域に亘って第1リブ124、第2リブ125および第3リブ126を形成すれば、十分な防塵効果が期待できる。この場合、冷却ファン50からの空気流の上流側以外の側面(図2の上下方向の側面および右側面)については、第1リブ124および第2リブ125で上端部123を挟み込むだけの構成であってもよいし、第1リブ124のみを設ける構成であってもよい。
図5は、本発明の第2実施形態に係る光走査装置12における本体部12bとカバー部12cの嵌合部周辺の拡大図である。本実施形態では、第1実施形態に比べて第1リブ124が下方に延長されており、第1リブ124のカバー部12cから本体部12b側への突出長が、第2リブ125の突出長に比べて大きくなっている。また、第1リブ124の外側面には、カバー部12cから本体部12bへ向かうにつれて本体部12bに近づく方向に傾斜する傾斜面124aが形成されている。
本実施形態の構成によれば、第1リブ124の本体部12b側への突出長を第2リブ125に比べて大きくすることで、筐体12aの外部からの粉塵の進入経路を延長することができ、筐体12aの防塵性を高めることができる。
また、第1リブ124の表面に傾斜面124aを形成することで、冷却ファン50から送風される冷却風(図5の白矢印)のうち第1リブ124に吹き付けられた冷却風は傾斜面124aに沿って下方へ流れる(矢印C1)。これにより、本体部12bの下方に吹き付けられた冷却風が本体部12bの外側面に沿って上方に流れた場合(矢印C2)、傾斜面124aに沿って下方へ流れる冷却風と衝突し、本体部12bの外側面と第1リブ124との隙間に冷却風が流れ込むのを阻害する。従って、冷却風と共に粉塵が筐体12aの内部に進入するのを効果的に抑制することができる。
図6は、本発明の第3実施形態に係る光走査装置12の外観斜視図である。図7は、第3実施形態の光走査装置12における本体部12bとカバー部12cの嵌合部周辺の拡大図である。本実施形態では、第2実施形態と同様に第1リブ124の本体部12b側への突出長が、第2リブ125の突出長に比べて大きくなっている。また、第1リブ124の外側面には、駆動入力ギア22bに駆動力を伝達する駆動伝達ギア列22cを回転可能に支持する支軸124bが形成されている。
本実施形態の構成によれば、第1リブ124の本体部12b側への突出長を第2リブ125に比べて大きくすることで、第2実施形態と同様に筐体12aの外部からの粉塵の進入経路を延長することができ、筐体12aの防塵性を高めることができる。
また、駆動伝達ギア列22cを駆動入力ギア22bと共にカバー部12c側に配置することにより、駆動伝達ギア列22cを画像形成装置1本体側に配置する構成に比べて駆動入力ギア22bと駆動伝達ギア列22cとの位置精度が高くなる。さらに、下方に延長された第1リブ124に駆動伝達ギア22cを配置することにより、駆動伝達ギア22cの配置スペースを別途設ける必要もなくなる。
その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態では、第1リブ124と第2リブ125の間に第3リブ126が1列形成された構成について説明したが、第3リブ126は第1リブ124と第2リブ125の間に複数列形成されていてもよい。
また、上記第2実施形態では第1リブ124の本体部12b側への突出長を第2リブ125に比べて大きくしているが、第1リブ124の外側面に傾斜面124aが形成されていれば第1リブ124の突出長は第2リブ125と同等であってもよい。また、上記第1実施形態において第1リブ124の突出長を第2リブ125に比べて大きくしてもよい。
また、光走査装置12が搭載される画像形成装置1としてタンデム式のカラープリンターを例に挙げて説明したが、本発明はカラープリンターに限らず、カラー複写機、ファクシミリ等の電子写真方式のカラー画像形成装置、或いはモノクロプリンター、モノクロ複合機等の電子写真方式のモノクロ画像形成装置にも適用可能である。
本発明は、像担持体に光を照射して静電潜像を形成する光走査装置に利用可能である。本発明の利用により、光学性能を低下させることなく簡易な構成で防塵性能を向上可能な光走査装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することができる。
1 画像形成装置
11a~11d 感光体ドラム(像担持体)
12 光走査装置
12a 筐体
12b 本体部
12c カバー部
12d 出射口
12e 開口部
20 清掃機構
21 清掃ホルダー
22 スパイラル軸
22b 駆動入力ギア
22c 駆動伝達ギア列
50 冷却ファン
120 走査光学系
121 防塵ガラス
123 上端部
124 第1リブ
124a 傾斜面
124b 支軸
125 第2リブ
126 第3リブ
127 溝部

Claims (6)

  1. 上面に開口部を有する本体部と、前記本体部の前記開口部を封止するカバー部と、を含む筐体と、
    前記本体部に収納される走査光学系と、
    を備え、像担持体の表面を露光して帯電を減衰させた静電潜像を形成する光走査装置であって、
    前記筐体は、前記走査光学系を冷却するための冷却風が側方から吹き付けられ、
    前記カバー部は、少なくとも前記筐体の前記冷却風の流通方向に対し上流側の側面において前記本体部の上端部に当接する部分に
    前記上端部の外側面に沿って延在する第1リブと、
    前記上端部の内側面に沿って延在する第2リブと、
    前記第1リブと前記第2リブの間に形成され、前記第1リブおよび前記第2リブと平行に延在する1列以上の第3リブと、
    が形成されており、
    前記上端部には、前記第3リブが挿入される溝部が形成されていることを特徴とする光走査装置。
  2. 前記第1リブ、前記第2リブおよび前記第3リブは、前記開口部の全周に亘って環状に形成されることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
  3. 前記冷却風の流通方向の上流側に形成される前記第1リブの外側面には、前記カバー部から前記本体部へ向かうにつれて前記本体部に近づく方向に傾斜する傾斜面が形成されることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
  4. 前記第1リブの前記カバー部から前記本体部側への突出長は、前記第2リブの前記突出長よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
  5. 前記カバー部に設けられた前記レーザー光を出射する出射口を封止する防塵ガラスと、
    前記防塵ガラスを清掃する清掃機構と、
    を備え、
    前記第1リブは、前記清掃機構に駆動力を伝達する駆動伝達ギア列を回転可能に支持することを特徴とする請求項4に記載の光走査装置。
  6. 表面に感光層が形成された1つ以上の前記像担持体と、
    前記像担持体を所定の表面電位に帯電させる帯電装置と、
    前記帯電装置により帯電された前記像担持体の表面を露光して帯電を減衰させた静電潜像を形成する請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の光走査装置と
    を備えた画像形成装置。
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