JP5448035B2 - 湾曲補正機構、光走査装置および画像形成装置 - Google Patents

湾曲補正機構、光走査装置および画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、湾曲補正機構、光走査装置および画像形成装置に関するものである。
従来、レーザービームプリンタ、デジタル複写機、レーザーファクシミリ等の画像形成装置において、画像情報に基づいて生成した光ビームによって感光体等の潜像担持体を光走査することで、潜像担持体上に潜像を形成するものが知られている。かかる画像形成装置における光走査装置は、一般に、レーザーダイオード等の光源、ポリゴンミラー等からなる偏向手段、fθレンズ、反射鏡などを有している。そして、光ビーム発射手段たる光源から発射した光ビームを、偏向手段によって主走査方向に偏向せしめたり、fθレンズで集光したりしながら、反射鏡による反射によって潜像担持体の表面に導く。
モータ、移動体などの振動源の振動が反射鏡の固有振動に近いと、反射鏡が共振し、形成される画像にバンディングなどが発生し、品質が劣化する。このため、反射鏡の振動を低減させることが極めて重要な課題となっている。反射鏡の振動を低減させる方法として、図26や図27に示すように、反射鏡46に補強部材70を固定する方法が知られている(例えば、特許文献1、2)。
また、上述の構成の光書込装置においては、それを構成する光学系部品や支持体などに、製造時の加工誤差などによる微妙な歪みがどうしても発生する。また、光学系部品や支持体には組付誤差が少なからず発生する。そして、これら歪み、組付誤差などにより、潜像担持体の表面上の主走査線を湾曲させてしまうことがある。このような湾曲が生ずると、正常な画像を形成することができなくなる。
主走査線の湾曲は、光走査装置を構成する様々な部品の歪み、組付誤差などの交差が積み重なったものであるため、湾曲量や湾曲方向が製品毎に異なってくる。このため、正常な光走査を行うためには、主走査線が潜像担持体の表面上で副走査方向(潜像担持体表面移動方向)の上流側、下流側の何れの方向に湾曲したとしても、それを補正できるようにする必要がある。
そこで、本出願人は、特許文献3において、主走査線が何れの方向に湾曲していてもそれを補正できるようにした湾曲補正機構を設けた光走査装置を提案した。この湾曲補正機構は、保持体たるホルダーと押圧部材たるバネとによって反射鏡を厚み方向に強制的に湾曲させた状態で保持している。そして、このようにして保持した反射鏡の中央部を加圧調整バネによって押し込む押込装置により、反射鏡に対してホルダーとバネによる強制湾曲方向とは逆方向へ押し込む力を付与している。この押込装置によって反射鏡を僅かに押し込むと、ホルダーによって強制的に湾曲せしめられている反射鏡の湾曲量が減少する。また、反射鏡を更に押し込んでいくと、反射鏡が初期の状態とは逆方向に湾曲する。このように、反射鏡を何れの方向にも湾曲させることができる湾曲補正機構により、主走査線の湾曲を反射鏡の逆方向の湾曲で相殺することで、主走査線の湾曲を補正することができる。
しかしながら、特許文献1、2に記載のように、主走査線の湾曲を補正するための反射鏡に補強部材を固定すると反射鏡の剛性が増してしまい、反射鏡を良好に湾曲させることができなくなってしまう。その結果、主走査線の湾曲を良好に補正することができない。このため、良好な主走査線の湾曲補正を行うためには、主走査線の湾曲を補正するための反射鏡に補強部材を取り付けることができない。このように、良好な主走査線の湾曲補正を行うためには、主走査線の湾曲を補正するための反射鏡に振動を抑制するための対策がうてなかった。
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、主走査線の湾曲を補正するための反射鏡の振動を抑制し、かつ、良好な主走査線の湾曲補正を行うことのできる湾曲補正機構、光走査装置および画像形成装置を提供することである。
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、光ビーム発射手段と、該光ビーム発射手段から発射された光ビームを主走査方向に偏向せしめる偏向手段と、該光ビームを反射させる反射鏡とを有し、該光ビームによって走査対象物を光走査する光走査装置に用いられ、前記反射鏡を保持する保持体と前記保持体に保持された反射鏡を鏡面と直交する方向に押し込んで強制湾曲させる強制湾曲手段とを具備し、前記強制湾曲手段による押込量の調整によって前記走査対象物表面上での主走査線の湾曲を補正する湾曲補正機構において、前記保持体に前記反射鏡の振動を抑制するための振動抑制部材を取り付け、前記振動抑制部材を前記保持体と同一材質で形成したことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の湾曲補正機構において、上記反射鏡の鏡面または裏面の長手方向の両端部でそれぞれ、該反射鏡を支持部で支えながら前記支持部の支持位置と前記反射鏡の長手方向異なる位置、かつ前記反射鏡の支持部が支持する支持面と反対側の面を押圧部材によって押圧することで、該反射鏡を前記強制湾曲手段の湾曲方向とは逆方向に強制的に湾曲させた状態で保持するように、上記保持体を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1または2の湾曲補正機構において、前記振動抑制部材は、前記保持体に接合される接合面と、前記接合面に対して折り曲げられた屈曲部とを有することを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項の湾曲補正機構において、前記振動抑制部材を、弾性部材を介して前記保持体に接合させたことを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項3または4の湾曲補正機構において、前記保持体は、コの字状の断面形状を有しており、前記振動抑制部材は、前記保持体の一面に接合される第1接合面と、前記保持体の前記一面と隣接する面に接合される第2接合面とを有することを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項3乃至5いずれかの湾曲補正機構において、前記振動抑制部材を金属製としたことを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項1乃至いずれかの湾曲補正機構において、前記振動抑制部材として振動吸収部材を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項1乃至いずれかの湾曲補正機構において、前記保持体に複数の振動抑制部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項1乃至いずれかの湾曲補正機構において、前記振動抑制部材を前記保持体の長手方向中央に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項1乃至いずれかの湾曲補正機構において、前記振動抑制部材を前記保持体の前記反射鏡と対向する面に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項1乃至いずれかの湾曲補正機構において、前記振動抑制部材を前記保持体の前記反射鏡と対向する面と反対側の面に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、光ビーム発射手段と、前記光ビーム発射手段から発射された光ビームを主走査方向に偏向せしめる偏向手段と、前記光ビームを反射させる反射鏡と、走査対象物の表面上における主走査線の湾曲を補正する湾曲補正手段とを備え、前記光ビームによって前記走査対象物を光走査する光走査装置において、前記湾曲補正手段として、請求項1乃至11いずれかの湾曲補正機構を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、請求項12の光走査装置において、前記反射鏡の姿勢を変化させて前記走査対象物の表面上における主走査線の傾きを調整する傾き調整手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項14の発明は、請求項12または13の光走査装置において、前記強制湾曲手段を前記保持体に保持したことを特徴とするものである。
また、請求項15の発明は、請求項12乃至14いずれかの光走査装置において、前記偏向手段によって主走査線方向に偏向せしめられた光ビームは、複数枚の反射鏡に反射されて走査対象物の表面上走査させるものであって、前記湾曲補正手段を前記走査対象物に最も近い反射鏡に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項16の発明は、請求項12乃至15いずれかの光走査装置において、前記ビーム発射手段として、それぞれ異なる走査対象物を光走査するための前記光ビームを発射する複数のものを設けるとともに、前記反射鏡として、それらビーム発射手段にそれぞれ個別に対応する複数のものを設け、且つ、前記湾曲補正機構をそれらビーム発射手段よりも1つ少ない個数だけ設け、ビーム発射手段に対応する湾曲補正手段が設けられていない主走査線の湾曲を基準にして残りの主走査線の湾曲を前記湾曲補正手段によって補正することを特徴とするものである。
また、請求項17の発明は、潜像を担持する複数の潜像担持体と、光走査によってそれら潜像担持体の表面にそれぞれ潜像を形成する光走査手段と、それら潜像担持体に担持された潜像をそれぞれ現像する複数の現像手段と、それぞれの潜像担持体上で現像された可視像をそれぞれ転写体に転写する転写手段とを備える画像形成装置において、前記光走査手段として、請求項16の光走査装置を用い、黒色の可視像を担持する潜像担持体上に走査される光ビーム以外の光ビームを前記湾曲補正手段によって補正することを特徴とするものである。
また、請求項18の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、光走査によって該潜像担持体の表面に潜像を形成する光走査手段と、該潜像担持体に担持された潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、前記光走査手段として、請求項12乃至15いずれかの光走査装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項19の発明は、潜像を担持する複数の潜像担持体と、光走査によってそれら潜像担持体の表面にそれぞれ潜像を形成する光走査手段と、それら潜像担持体に担持された潜像をそれぞれ現像する複数の現像手段と、それぞれの潜像担持体上で現像された可視像をそれぞれ転写体に転写する転写手段とを備える画像形成装置において、前記光走査手段として、請求項12乃至15いずれかの光走査装置を用いたことを特徴とするものである。
本発明の湾曲補正機構は、反射鏡を保持体で保持しているため、反射鏡と保持体とが一つの振動系として、振動源と共振して反射鏡と保持体とが一体的に振動する。よって、保持体に振動抑制部材を取り付けて、保持体の振動を抑制することによって、反射鏡と保持体とからなるひとつの振動系の振動を抑制することができる。その結果、保持体と一体となって振動する反射鏡の振動も抑制することができる。また、反射鏡の剛性を高めずに、反射鏡の振動を抑制することができるので、良好な主走査線の湾曲補正を行うことができる。
本発明によれば、主走査線の湾曲を補正するための反射鏡の振動を抑制することができるのでバンディングなどの画像劣化を抑制することができる。また、主走査線の湾曲を補正するための反射鏡の振動を抑制できるので、良好な主走査線の湾曲補正を行うことができる。
実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。 同プリンタにおけるY用の作像ステーションを示す概略構成図。 同プリンタおける光書込ユニットを、4つの感光体とともに示す概略構成図。 同光書込ユニットのY用第3反射鏡とその周囲構成とを、第3反射鏡の裏面側から示す斜視図。 同反射光学系の傾き調整手段の傾き調整パルスモータ及び傾き調整アジャスタを側面側から示す側面図。 同傾き調整手段のモータホルダ及び傾き調整アジャスタを示す平面図。 同光書込ユニットのY用第3反射鏡とその周囲構成とを、光路と直交する方向から示す平面図。 同Y用第3反射鏡とこれを保持するホルダーとを第3反射鏡の鏡面側から示す斜視図。 同Y用ホルダー及びY用第3反射を長手方向の一端側から示す側面図。 Y用第1反射鏡、第2反射鏡、第3反射鏡の長手方向の長さについて説明する模式図。 Y用ホルダーに補強部材を取り付ける様子を、Y用第3反射鏡とこれを保持するY用ホルダーとをY用第3反射鏡の鏡面側から示す斜視図。 補強部材を取り付けたときのY用ホルダー及びY用第3反射鏡を長手方向の一端側から示す側面図。 変形例の湾曲補正機構を用いたY用の第3反射鏡とその周囲構成とを、第2反射鏡の鏡面側から示す斜視図。 同第3反射鏡の縦断面と、その周囲構成とを示す構成図。 同第3反射鏡の上面と、その周囲構成とを示す構成図。 同第3反射鏡の長手方向中央部付近の横断面と周囲構成とを示す構成図。 同第3反射鏡の強制的な撓みを説明する模式図。 変形例の湾曲補正機構のY用ホルダーに補強部材を取り付けたときのY用ホルダーの正面図。 補強部材の第2形態のおけるY用ホルダーを反射鏡側から見た斜視図。 同Y用ホルダーの長手方向中央部付近の横断面と周囲構成とを示す構成図。 補強部材の第3形態のおけるY用ホルダーを反射鏡側から見た斜視図。 傾きが補正された主走査線を示す模式図。 湾曲が補正された主走査線を示す模式図。 調整装置の載置台上に載せて保持された状態の同光書込ユニットを感光体軸方向から見たときの構成を示す説明図。 光書込ユニットの第2形態について説明する図。 反射鏡に補強部材を取り付けた一例を示す図。 反射鏡に補強部材を取り付けた他の例を示す図。 主走査線の湾曲が補正された後の第3反射鏡とその周囲の構成を第3反射鏡の鏡面側見た斜視図。 主走査線の湾曲が補正された後の第3反射鏡とその周囲の構成を示す平面図。 主走査線の湾曲が補正された後の第3反射鏡に補強部材を取り付けたときの第3反射鏡とその周囲の構成を第3反射鏡の鏡面側見た斜視図。 主走査線の湾曲が補正された後の第3反射鏡に補強部材を取り付けたときの第3反射鏡とその周囲の構成を第3反射鏡の鏡面側見た斜視図。 主走査線の湾曲が補正された後の第3反射鏡に補強部材を取り付けたときの第3反射鏡とその周囲の構成を示す平面図。 変形例の湾曲補正機構を用いて主走査線の湾曲が補正された後の第3反射鏡に補強部材を取り付けたときの第3反射鏡とその周囲の構成を第3反射鏡の鏡面側見た斜視図。
以下、本発明を、電子写真方式のカラーレーザープリンタ(以下、単にプリンタという)に適用した実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、筐体1と、この筐体1から引き出し可能な給紙カセット2とを備えている。筐体1の中央部には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンダ(M)、黒(K)の各色のトナー像(可視像)を形成するための作像ステーション3Y,3C,3M,3Kを備えている。以下、各符号の添字Y、C、M、Kは、それぞれイエロー、シアン、マゼンダ、黒用の部材であることを示す。
図2は、イエロー(Y)用の作像ステーションを示す概略構成図である。なお、他の作像ステーションも同様の構成である。
図1及び図2に示すように、作像ステーション3Y,3C,3M,3Kは、図中矢印A方向に回転する潜像担持体としてのドラム状の感光体10Y,10C,10M,10Kを備えている。感光体10Y,10C,10M,10Kは、直径40[mm]のアルミニウム製の円筒状基体と、その表面を覆う、例えばOPC(有機光半導体)感光層とから構成されている。各作像ステーション3Y,3C,3M,3Kは、それぞれ、感光体10Y,10C,10M,10Kの周囲に、感光体を帯電する帯電装置11Y,11C,11M,11Kを備えている。また、感光体に形成された潜像を現像する現像手段としての現像装置12Y,12C,12M,12K、感光体上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置13Y,13C,13M,13Kも感光体の周囲に備えている。
各作像ステーション3Y,3C,3M,3Kの下方には、感光体10Y,10C,10M,10Kに対し、書込光Lによる光走査を行う光走査装置としての光書込ユニット4を備えている。また、各作像ステーション3Y,3C,3M,3Kの上方には、各作像ステーション3Y,3C,3M,3Kによって形成されたトナー像が転写される中間転写ベルト20を具備する中間転写ユニット5を備えている。また、中間転写ベルト20に転写されたトナー像を転写体としての記録紙Pに定着せしめる定着ユニット6を備えている。また、筐体1の上部には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、黒(K)の各色のトナーを収容するトナーボトル7Y,7C,7M,7Kが装填されている。このトナーボトル7Y,7C,7M,7Kは、筐体1の上部に形成される排紙トレイ8を開くことにより、筐体1から脱着可能になっている。
光走査装置としての光書込ユニット4は、光ビーム出射手段であるレーザーダイオードを有しており、このレーザーダイオードから、回転駆動される正多角柱構造のポリゴンミラーに向けて光ビームとしての書込光Lを出射する。出射された書込光Lは、回転するポリゴンミラーの鏡面によって主走査方向に偏向せしめられながら反射する。そして、複数の反射鏡によって折り返された後、帯電装置11Y,11C,11M,11Kによって一様帯電せしめられた感光体10Y,10C,10M,10Kの周面を走査する。これにより、潜像担持体としての感光体10Y,10C,10M,10Kの周面に、それぞれY,C,M,K用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット4の詳しい説明は後述する。
転写手段たる中間転写ユニット5の中間転写ベルト20は、駆動ローラ21、テンションローラ22及び従動ローラ23に掛け回されながら、所定タイミングで図中反時計回り方向に回転駆動される。また、中間転写ユニット5は、感光体10Y,10C,10M,10Kに形成されたトナー像を中間転写ベルト20に1次転写する1次転写ローラ24Y,24C,24M,24Kを備えている。また、中間転写ベルト20上に1次転写されたトナー像を記録紙Pに転写する2次転写ローラ25、記録紙P上に転写されなかった中間転写ベルト20上の転写残トナーをクリーニングするベルトクリーニング装置26も備えている。
次に、本プリンタにおいて、カラー画像を得る工程について説明する。
まず、作像ステーション3Y,3C,3M,3Kにおいて、感光体10Y,10C,10M,10Kが帯電装置11Y,11C,11M,11Kによって一様に帯電される。その後、画像情報に基づいて生成された書込光Lによって走査露光されて、感光体10Y,10C,10M,10Kの表面に静電潜像が形成される。これらの静電潜像は、現像装置12Y,12C,12M,12Kの現像ローラ15Y,15C,15M,15K上に担持された各色のトナーによって現像されて、Y,C,M,Kトナー像となる。感光体10Y,10C,10M,10K上のY,C,M,Kトナー像は、各1次転写ローラ24Y,24C,24M,24Kの作用によって反時計回りに回転駆動する中間転写ベルト20上に順次重ねて1次転写される。このときの各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト20上の同じ位置に重ねて転写されるように、中間転写ベルト20の移動方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。
1次転写終了後の感光体10Y,10C,10M,10Kは、クリーニング装置13Y,13C,13M,13Kのクリーニングブレード13aによってその表面がクリーニングされて、次の画像形成に備えられる。
トナーボトル7Y,7C,7M,7Kに充填されているトナーは、必要性に応じて図示しない搬送経路によって各作像ステーション3Y,3C,3M,3Kの現像装置12Y,12C,12M,12Kに所定量補給される。
一方、前記給紙カセット2内の記録紙Pは、給紙カセット2の近傍に配設された給紙ローラ27によって、筐体1内に搬送され、レジストローラ対28によって所定のタイミングで2次転写部に搬送される。そして、2次転写部において、中間転写ベルト20上に形成されたトナー像が記録紙Pに転写される。トナー像が転写された記録紙Pは、定着ユニット6を通過することでトナー像が定着せしめられた後、排出ローラ29によって排紙トレイ8に排出される。感光体10と同様に、中間転写ベルト20上に残った転写残のトナーは、中間転写ベルト20に接触するベルトクリーニング装置26によってクリーニングされる。
次に、光書込ユニット4の構成について説明する。
図3は、本第1実施形態に係るプリンタおける光書込ユニット4を、4つの感光体とともに示す概略構成図である。この光書込ユニット4は、正多角柱構造の形状からなる2つのポリゴンミラー41a,41bを備えている。これらポリゴンミラー41a,41bは、その6つの側面に反射鏡を有しており、互いに正多角柱の中心を重ねるようにして上下方向に接続されている。そして、図示しないポリゴンモータによって同一回転軸線上で高速回転する。これにより、その側面にレーザーダイオード(光源)からの書込光(レーザー光)が入射すると、この書込光が偏向・走査される。なお、ポリゴンミラー41aは、それに対して互いに反対方向から進んでくるC,M用の書込光Lc,Lmを主走査方向に偏向せしめるものである。また、ポリゴンミラー41bは、それに対して互いに反対方向から進んでくるY,K用の書込光Ly,Lkを主走査方向に偏向せしめるものである。
図示の光書込ユニット4においては、ポリゴンミラー41a,41bや図示しないポリゴンモータ等により、光ビームとしての書込光Lを偏向せしめる偏向手段が構成されている。光書込ユニット4は、かかる偏向手段の他、4つの反射光学系、防音ガラス42a,42b、走査レンズ43a,43b、防塵ガラス48a,48b,48c,48dなども有している。
ポリゴンモータやポリゴンミラー41a,41bは、防音のためにポリゴンカバー部材によって覆われている。このポリゴンカバー部材の内外で書込光を通過させる目的から、ポリゴンカバーには、防音ガラス42a,42bが設けられている。光ビームとしての書込光は、この防音ガラス42a,42bを透過することで、ポリゴンカバーの内外を行き来することが可能になっている。なお、防音ガラス42aは、Y,C用の書込光Ly,Lcを透過させるためのものである。また、防音ガラス42bは、M,K用の書込光Lm,Lkを透過させるためのものである。
ポリゴンミラーによって主走査方向に偏向せしめられながら、防音ガラス42aを透過したY,C用の書込光Ly,Lcは、それぞれ上下方向に並んだ状態で走査レンズ43aを透過する。この走査レンズ43aは、書込光Ly,Lcを主走査線方向および副走査線方向に集光することでポリゴンミラーによる主走査方向の等角度運動を等速直線運動へと変えるとともに、ポリゴンミラーの面倒れ補正を行う役割を担っている。防音ガラス42bを透過したM,K用の書込光Lm,Lkは、ポリゴンカバーを介して前述の走査レンズ43aとは反対側に位置している走査レンズ43bを透過する。
光書込ユニット4における4つの反射光学系は、それぞれ、上述したレーザーダイオード、反射鏡等から構成されている。具体的には、Y,C,M,Kの各色のうち、Y用の反射光学系を例にすると、これは、図示しないY用のレーザーダイオード、第1反射鏡44Y、第2反射鏡45Y、第3反射鏡46Y等を有している。これら反射鏡は、何れもレンズ機能を有さないミラーである。C,M,K用の反射光学系も、同様にして、レーザーダイオード、第1反射鏡(44C〜K)、第2反射鏡(45C〜K)、第3反射鏡46(C〜K)を有している。
走査レンズ43a,43bを透過したY,C,M,K用の書込光Ly,Lc,Lm,Lkは、Y,C,M,K用の反射光学系の各反射鏡に向かう。例えば、走査レンズ43aを透過したY用の書込光Lyは、第1反射鏡44Y、第2反射鏡45Y、第3反射鏡46Yの鏡面を順次反射することで3回折り返されることで、Y用の感光体10Yの表面に導かれていく。C,M,K用のレーザー光Lc,Lm,Lkも同様にしてそれぞれ専用の3つの反射鏡で折り返されることで、C,M,K用の感光体10C,M,Kの表面に導かれていく。なお、第3反射鏡46Y,C,M,Kの鏡面で反射したY,C,M,K用の書込光Ly,Lc,Lm,Lkは、光書込ユニット4の上面に設けられた防塵ガラス48Y,48C,48M,48Kを透過した後、感光体10Y,M,C,Kの表面に到達する。
本プリンタの光書込ユニット4は、Y,C,M,K用の反射光学系にそれぞれ、何れか1つの反射鏡の湾曲状態を調整することで主走査線の湾曲方向や湾曲量を調整する湾曲補正手段たる湾曲補正機構と、その反射鏡の傾きを調整する傾き調整手段とを設けている。以下、Y用の反射光学系を例にして、曲がり調整機構や傾き調整手段について説明する。
図4は、Y用の第3反射鏡46Yとその周囲構成とを、第3反射鏡46Yの裏面側(非鏡面側)から示す斜視図である。同図において、第3反射鏡46Yは、その裏面側に存在するコの字状の断面形状を有する金属製のホルダー52Yによって保持されている。そして、長手方向の両端部をそれぞれホルダー52Yの長手方向両端から突出させている。
第3反射鏡46Yの長手方向の一端部には、傾き調整手段が当接している。そして、この傾き調整手段は、傾き調整パルスモータ56Y、モータホルダ57Y、傾き調整アジャスタ58Y等を有している。
図5は、傾き調整手段の傾き調整パルスモータ56Y及び傾き調整アジャスタ58Yを側面側から示す側面図である。また、図6は、傾き調整手段のモータホルダ57Y及び傾き調整アジャスタ58Yを示す平面図である。図5に示すように、傾き調整パルスモータ56Yの回転軸56aYには、雄ネジ部56bYが設けられている。傾き調整アジャスタ58は自らに設けられた雌ネジ部が前述の雄ネジ部56bYに螺合せしめられることで、回転軸56aYに固定される。傾き調整アジャスタ58Yは、図6に示すように、断面D形状をしており、モータホルダ57に設けられたD形状のアジャスタ挿入口57aYに挿入されている。傾き調整アジャスタ58Yは、傾き調整パルスモータ56Yの回転軸56aYが回転してもアジャスタ挿入口57aYに係止されるので回転することがない。そして、回転軸56aYの回転に伴うネジ送りによって図5の矢印D方向に昇降する。
先に示した図4において、傾き調整パルスモータ56Yを保持しているモータホルダ57Yは、図示しないプリンタ本体のハウジングに固定されている。この傾き調整パルスモータ56Yの回転軸のネジ部に螺合せしめられた傾き調整アジャスタ58Yの頂部は、第3反射鏡46Yの端部の鏡面に当接している。
一方、第3反射鏡46Yにおける傾き調整パルスモータ56Yとは反対側の端部(以下、「支点側端部」という。)は、図示しないプリンタ本体のハウジングに固定された支持台66Yの上に載せられている。この状態で、図示しないハウジングに固定された板バネ69が裏面に押し当てられることで、支持台66Yと板バネ69Yとの間に挟み込まれている。
傾き調整パルスモータ56Yの回転軸に螺合せしめられた傾き調整アジャスタ(図5の58Y)が回転軸の回動に伴って昇降すると、第3反射鏡46Yの一端部に対する傾き調整アジャスタの押込量が変化する。これにより、第3反射鏡46Yのモータ側端部が、支持台66Yと板バネ69Yとの間に挟み込まれている支点側端部を支点にして、アジャスタ昇降方向に揺動する。そして、この揺動によって第3反射鏡46Yの傾きが変化する。つまり、図示の第3反射鏡46Yは、傾き調整パルスモータ56Yの回動量の調整によって傾きが調整される。
本実施形態における走査線の傾きの調整は、第3反射鏡46Yの一端部を支点にして第3反射鏡46Yを揺動させることで行っている。第3反射鏡46Yの一端を支点にした場合は、第3反射鏡46Yの中央部を支点したものに比べて、第3反射鏡46Yのモータ側端部を2倍移動させることで、同じ角度分調整することになる。これにより、傾き調整パルスモータ56Yの1パルスあたりの調整角度を中央部支点に比べて細かくすることができ、中央部支点に比べて細かな走査線の調整を行うことができる。また、中央部支点とする場合は、第3反射鏡46Yの裏面に支点となる部材を配置する必要があるが、第3反射鏡46Yの一端部を支点とすることで、反射鏡46Yに書込光Lyが入射する有効領域外であれば、鏡面側に支点を設けることもでき、中央部支点とするものに比べて、レイアウトの自由度を広げることができる。
図7は、第3反射鏡46Yとその周囲構成とを、光路と直交する方向から示す平面図である。図7に示したように、ホルダー52Yの裏面の長手方向中央にはネジ穴が形成されており、このネジ穴には強制湾曲手段たる曲がり調整ネジ68Yが螺合している。つまり、強制湾曲手段たる曲がり調整ネジ68Yが、保持体たるホルダーに保持されているのである。
図8は、第3反射鏡46Yとこれを保持するホルダー52Yとを第3反射鏡46Yの鏡面側から示す斜視図である。同図において、第3反射鏡46Yは、裏面側に存在するホルダー52Yとともに、長手方向の両端部がC型鋼状の板バネ部材54Yによって結束されることで、ホルダー52Yに保持されている。
先に図4や図7に示したように、ホルダー52Yの長手方向の両端部には、それぞれ第3反射鏡46Yに向けて突出する支持部たる支持突起52aYが設けられている。ホルダー52Y及び第3反射鏡46Yを長手方向の両端部でそれぞれ結束している2つの板バネ部材54Yは、何れもホルダー52Y端部の支持突起52aYよりも長手方向の中央側に係止されている。
図9は、ホルダー52Y及び第3反射鏡46Yを長手方向の一端側から示す側面図である。図示のように、ホルダー52Yの支持突起52aYは、第3反射鏡46Yの裏面に当接している。一方、ホルダー52Y及び第3反射鏡46Yを結束するとともに、反射鏡46Yを調整ネジ68Yの押込み方向と反対方向に押圧する押圧部材である板バネ部材54Yは、開口側の先端に設けられた2つの板バネ部を第3反射鏡46Yの高さ方向の両端部にそれぞれ引っ掛けており、それぞれの板バネ部が第3反射鏡46Yを鏡面側から裏面側に向けて押圧している。このようにして板バネ部が第3反射鏡46Yを押圧する長手方向の位置は、先に図7に示したようにホルダー52Yの支持突起52aYよりも中央側になっている。この位置で押圧される第3反射鏡46Yは、図8に矢印Rで示したように、長手方向の中央部をおもて面側から裏面側に向けて撓ませるような形状で湾曲する。つまり、押圧部材たる板バネとホルダーの支持突起52aYとによって第3反射鏡46Yが、強制的に湾曲せしめられた状態で保持体たるホルダーに保持される。
先に図7において、肉眼では確認できないが、第3反射鏡46Yはホルダー52Yや板バネ部材54Yによる保持で長手方向の中央部が曲がり調整ネジ68Yに向けて湾曲している。そして、強制湾曲手段たる曲がり調整ネジ68Yは、第3反射鏡46Yを板バネ部材54Yによる強制的な湾曲の方向とは逆方向に押し込む。これにより、第3反射鏡46Yの湾曲が戻される仕組みになっている。
かかる構成の反射光学系では、既に説明したように、第3反射鏡46Yを裏面側、鏡面側の何れの方向にも湾曲できるようにすることで、図示しない感光体の表面上の主走査線における副走査方向の上流側、下流側に向けての湾曲を何れも補正することができる。
第3反射鏡46Yは、先の図4に示したように、支持側端部がハウジングの支持台66Yと板バネ69Yとの間に挟み込まれ、傾き調整パルスモータ56Y側端部を、傾き調整アジャスタ58Yと不図示の比較的弱いバネとの間に挟み込まれることでハウジングに固定されている。また、ホルダー52Yは、ハウジングに対しては、何ら固定されておらずに第3反射鏡46Yを保持している。このように、第3反射鏡46Yとホルダー52Yとの一体物は、バネによりハウジング側に押圧されることによって固定されているので、ネジなどによってしっかりとハウジングに固定されたものに比べて、振動しやすい。また、図10に示すように、第3反射鏡46Yは、第1反射鏡44Yや第2反射鏡45Yに比べて長手方向に長いため、第1反射鏡44Yや第2反射鏡45Yに比べて剛性が低く、振動(共振)しやすい。このため、画像形成の際のポリゴンモータの回転による振動や駆動装置のギヤの振動などの振動の他に、クラッチを繋いだときなどの衝撃による突発的な振動がハウジングに伝播すると、第3反射鏡46Yとホルダー52Yの一体物が最も振動してしまう。なお、ハウジングに伝播される振動は、一般的に低周波である。
そこで、第3反射鏡46Yの厚みを厚くしたり、第3反射鏡46Yに補強部材を取り付けたりして、反射鏡46Yの剛性を高めて、共振周波数(固有振動数)を高めることで、ハウジングに伝播される振動の周波数と反射鏡46Yの共振周波数(固有振動数)とを離すことも考えられる。しかし、第3反射鏡46Yの剛性を高めると、強制湾曲し難くなってしまい、良好な走査線の湾曲補正が出来なくなってしまう。また、補強部材を反射鏡に固定したとき、補強部材自体の加工時の歪み等により反射鏡の反射面の面精度に影響が出てしまい、画像に歪などが生じるおそれがある。また、補強部材の面精度を高めても、補強部材を反射鏡46Yに固定するために用いた接着剤の熱膨張等の影響により、やはり、反射鏡46Yの反射面の面精度に影響を及ぼしてしまう。
また、第3反射鏡46Yよりも長手方向の長さが短く第3反射鏡46Yよりも剛性の高い第2反射鏡45Yや第1反射鏡44Yを湾曲補正のための反射鏡として用い、第3反射鏡46Yの厚みを厚くすることで、第3反射鏡46Yの振動を抑制することも考えられる。しかしながら、第1、第2反射鏡で湾曲補正を行うと、光路長の影響が大きくなり、湾曲補正後の走査線のスポット径などの変動が大きくなってしまい好ましくない。
そこで、本実施形態においては、第3反射鏡46Yと一体的に振動するホルダー52Yを振動し難くすることで第3反射鏡46Yの振動を抑制する。
図11は、ホルダー52Yに振動抑制部材である補強部材70Yを取り付ける様子を、第3反射鏡46Yとこれを保持するホルダー52Yとを第3反射鏡46Yの鏡面側から示す斜視図である。図12は、補強部材70Yを取り付けたときのホルダー52Y及び第3反射鏡46Yを長手方向の一端側から示す側面図である。
補強部材70Yは、断面形状がL字状となっており、第1接合面71Yと、第1接合面71Yに対して反射鏡側に屈曲した屈曲部たる第2接合面73Yとからなっている。第1接合面71Yの長手方向中央部には、曲がり調整ネジ68Yが貫通するための切り欠き部74Yが形成されている。補強部材70Yは、板金を折り曲げ加工などによって形成されたもので、ホルダー52Yと同材質で形成されている。
図11に示すように、補強部材の第1接合面71Yは、ゴム部材72Yを介して、ホルダー52Yの反射鏡46Yの裏面と対向する面と反対側の面に接合され、第2接合面73Yがゴム部材72Yを介してホルダー52Yの反射鏡46Yの上面と対向する面と反対側の面に接合される。具体的には、ゴム部材72Yをホルダーに対して接着剤や両面テープを用いて固定し、補強部材70Yをゴム部材72Yに対して接着剤や両面テープを用いて取り付ける。このように、ゴム部材72Yを介して補強部材70Yをホルダー52Yに取り付けているので、補強部材70Yやホルダー52Yの平面度を上げなくても、補強部材70Yをホルダー52Yに良好に固定することができる。
本実施形態においては、ホルダー52Yに保持された第3反射鏡46Yがハウジングに固定されており、ホルダー自身は、ハウジングに対して何ら固定されていない。よって、ハウジングから第3反射鏡46Yに振動が伝播すると、第3反射鏡46Yとホルダー52Yとが一体となって振動する。すなわち、第3反射鏡46Yとホルダー52Yとは、一つの振動系と見なすことができる。よって、ホルダー52Yに補強部材70Yを取り付けて、ホルダー52Yの剛性を高めることで、第3反射鏡46Yとホルダー52Yとからなる振動系の共振周波数(固有振動数)を高めることができ、ハウジングに伝播される低周波の振動から離すことができる。これにより、第3反射鏡46Yとホルダー52Yとからなる振動系がハウジングに伝播される低周波の振動と共振しなくなり、第3反射鏡46Yの振動を抑制することができる。
光書込ユニット4内は、ポリゴンミラー41を回転させるモータの発熱などにより温度が上昇する。このとき、補強部材70Yとホルダー52Yとを異なる材質と形成した場合、補強部材70Yとホルダー52Yとで熱膨張率が異なってしまう。その結果、補強部材70Yとホルダー52Yとの間で歪が生じてしまい、補強部材70Yがホルダー52Yから剥がれてしまい、ホルダー52Yを補強部材70Yで補強できなくなってしまう。
このため、補強部材70Yをホルダー52Yと同材質で形成するのが好ましい。これにより、光書込ユニット内が温度上昇しても、補強部材70Yがホルダー52Yから剥がれることがなく、経時にわたり、ホルダー52Yを補強部材70Yで補強することができる。
また、補強部材70Yは、板金を折り曲げ加工などを施して、第1接合面71Yから曲げられた屈曲部を形成している。このように、屈曲部を設けることで、補強部材70Yの剛性が上がる。これにより、第3反射鏡46Yとホルダー52Yとからなる振動系の共振周波数(固有振動数)を高めることができ、ハウジングに伝播される低周波の振動との共振をより一層抑制することができる。また、補強部材70Yを金属製とすることで、板金を折り曲げ加工を施して屈曲部を形成するだけで容易に補強部材70Yの剛性を高めることができ好ましい。
さらに、この屈曲部を第2接合面73Yとしてホルダー52Yに接合させることで、さらにホルダー52Yの剛性を高めることができるとともに、ホルダー52Yと補強部材70Yとの接合強度を高めることができる。
また、ホルダー52Yの厚みを厚くすることで、剛性を高めることもできるが、ホルダー52Yは、板金を折り曲げ加工によって作成されたものであるので、厚みを厚くすると、加工に大きな力が必要となり、大型の加工装置が必要となる。その結果、ホルダー52Yの製造コストが上がり好ましくない。
一方、本実施形態においては、補強部材70Yを貼り付けることで、ホルダー52Yの剛性を高めるので、ホルダー52Yの厚みを従来と同程度に留めることができ、ホルダー52Yの剛性を高め、かつ、ホルダー52Yを容易に加工できる。また、補強部材70Yの貼り付け位置や、補強部材の形状などを変えるだけで、第3反射鏡とホルダーとからなる振動系の共振周波数(固有振動数)を任意に変更することができ、第3反射鏡46Yとホルダー52Yとからなる振動系の共振周波数(固有振動数)を、ハウジングに伝播される低周波の振動との共振を避けるのに最も有効な共振周波数(固有振動数)にすることができる。
さらに、補強部材70Yをホルダー52Yの反射鏡46Yと対向する面と反対側の面(外周面)に接合することで、ホルダー52Yの反射鏡46Yと対向する面に設けたものに比べて、補強部材70Yの厚みや形状を自由にすることができ、ハウジングに伝播される低周波の振動との共振を避けるのに最も有効な共振周波数(固有振動数)にすることのできる補強部材70Yを容易に形成できる。
次に、湾曲補正機構の変形例について説明する。
図13は、変形例の湾曲補正機構を用いたY用の第3反射鏡46Yとその周囲構成とを、第3反射鏡46Yの鏡面側から示す斜視図である。また、図14は、変形例の湾曲補正機構を用いたY用の第3反射鏡46Yの縦断面と、その周囲構成とを示す構成図である。図15は、変形例の湾曲補正機構を用いたY用の第3反射鏡46Yの上面と、その周囲構成とを示す構成図である。これらの同図において、第3反射鏡46Yの長手方向の一端部裏面に当接しているのは、傾き補正機構である。
この変形例の湾曲補正機構も、コの字状の断面形状を有するホルダー152Yを有し、第3反射鏡46Yを保持している。
図16は、変形例の湾曲補正機構を用いた第3反射鏡46Yの長手方向中央部付近の横断面と周囲構成とを示す構成図である。
図16に示すように、ホルダー152Yの長手方向中央部には、第3反射鏡46Yの裏面に対して傾斜する面を有する調整ネジ取り付け面152fYが設けられている。この調整ネジ取り付け面152fYにはネジ穴(不図示)が設けられており、このネジ穴に強制湾曲手段たる曲がり調整ネジ68Yが螺合し、曲がり調整ネジ68Yの先端が第3反射鏡46Yの長手方向の中央部裏面に当接している。すなわち、この変形例の湾曲補正機構においても、強制湾曲手段たる曲がり調整ネジ68Yが、保持体たるホルダーに保持されている。
図13に示すように第3反射鏡46Yの裏面側に位置しながら第3反射鏡46Yを保持しているホルダー152Yは、第3反射鏡46Yの幅方向に並ぶ2つの爪152aYを、長手方向の両端部にそれぞれ有している。これらの爪152aYは、ホルダー152Yの本体に一体形成されたものである。ホルダー152Yは、図13に示すようにそれぞれの爪152aYを第3反射鏡46Yの鏡面に引っ掛けることで、第3反射鏡46Yを鏡面側で支持している。また、図14に示すように、ホルダー152Yは、長手方向の両端部にそれぞれ押圧部材としての板バネ152bYを有している。これら板バネ152bYはそれぞれ、保持体たる爪152aYよりも長手方向の端側で、第3反射鏡46Yの裏面(非鏡面)を鏡面側に向けて付勢している。
第3反射鏡46Yの両端部がそれぞれ板バネ(152bY)によって裏面側から付勢されると、図17に点線で示すように、第3反射鏡46Yが、爪152aYを支点にして長手方向の中央部を裏面側に向けて撓ませるように強制的に湾曲せしめられる。つまり、この変形例の湾曲補正機構も保持体としてのホルダー152Yと押圧部材たる板バネ152bYとで、第3反射鏡46Yを強制的に裏面側に向けて湾曲させた状態で保持している。そして、曲がり調整ネジ68Yを、第3反射鏡46Yを板バネ152bYによる強制的な湾曲の方向とは逆方向に押し込むことにより、第3反射鏡46Yの湾曲が戻される。
この変形例の湾曲補正機構においては、図16に示すように、曲がり調整ネジ68Yが、鏡面と直交する方向に引いた仮想線に対して角度をなす方向から第3反射鏡46Yを、押し込むようになっている。このため、第3反射鏡46Yの鏡面に対して垂直方向に第3反射鏡46Yを押し込むものに比べて、曲がり調整ネジ68Yを1回転させたときの押込量を少なくすることができ湾曲調整の分解能を高めることができる。
そして、この変形例の湾曲補正機構においても、図18に示すようにホルダー152Yに補強部材70Yを接着剤や両面テープを用いて固定して、ホルダー52Yの剛性を高め、第3反射鏡46Yの振動を抑制する。図18に示す例では、ホルダー52Yの反射鏡対向面の略中央部分に補強部材を接合させている。ホルダー52Yの両端部は、第3反射鏡46Yを爪152aYと板バネ152bYとで狭持しており、第3反射鏡46Yの剛性も加わり振動しにくいが、ホルダー152Yの中央部分付近は、フリーであるため振動しやすい。このため、補強部材70Yをホルダー152Yの中央部分に貼り付けて、ホルダー152Yの中央部分の剛性を高めることで、効果的にホルダー152Yの振動を抑制することができる。
また、補強部材70Yをホルダー152Yの反射鏡46Yと対向する対向面に接合している。この変形例の湾曲補正機構は、ホルダーの反射鏡裏面と対向する面と反射鏡との間に板バネを設けているため、反射鏡の裏面とホルダーの反射鏡裏面と対向する面との間の隙間が大きい。よって、補強部材70Yをホルダー152Yの反射鏡46Yと対向する対向面に接合しても、反射鏡がホルダー側に強制湾曲したときに補強部材が当接するなどして、補強部材が反射鏡の強制湾曲の邪魔とはならない。そして、補強部材70Yをホルダー152Yの反射鏡46Yと対向する対向面に接合することによって、従来の同じ寸法でホルダーの剛性を高めることができる。
また、この変形例の湾曲補正機構のホルダー152Yに接合される補強部材70Yにおいても、図19、図20に示すように、補強部材70Yに屈曲部を設けて、補強部材70Yの剛性を高めてもよい。
また、図21に示すように、ホルダーに複数枚の補強部材を貼り付けてもよい。このように複数枚とすることで、ホルダーを補強するのに最適な場所にのみ補強部材を貼り付けて、効果的にホルダーの剛性を高めることができる。
また、上述では、補強部材を接合することでホルダーの剛性を高めて、ホルダーの振動を抑制しているが、振動抑制部材として、重量部材を用いることもできる。重量部材をホルダーに接合させて、ホルダーの重量を上げることで、ホルダーの振動を抑制して、第3反射鏡とホルダーとからなる振動系の振動を抑制してもよい。
また、振動抑制部材として振動吸収部材たる制振部材を用いてもよい。制振部材をホルダーに貼り付けることで、ホルダーの振動エネルギーを制振部材で吸収することができ、ホルダーの振動を抑制することができる。制振部材としては、横浜ゴム製ハマダンパーやブリヂストンIPH製LRダンパーなどを用いることができる。
Y用の反射光学系における傾き調整機構や曲がり調整機構(ホルダー、板バネ部材及び曲がり調整ネジ)について説明したが、C,M用の反射光学系も同様の構成になっている。
感光体上での主走査線の傾き調整は、本プリンタの出荷時に行われるとともに、本プリンタの稼働時において例えばプリント枚数が所定枚数に達したタイミングやユーザー指示を受けたタイミング等の所定のタイミングでも行われる。傾き調整では、まず、図3に示した各色の感光体10Y,10C,10M,10K上に通常の画像形成動作時と同じ動作で、予め決められた位置ずれ検知用の静電潜像が形成される。そして、通常の画像形成動作時と同じ動作で、各色の位置ずれ検知用の静電潜像が現像されて、各色の位置ずれ検知用のトナー像となる。これらトナー像が中間転写ベルトの互いにずれた位置に1次転写されると、各色のトナー像が所定パターンで並ぶ位置ずれ検知用パターン像となる。その後、中間転写ベルトの無端移動に伴って、ベルト上の位置ずれ検知用パターン像の各トナー像が図示しない光学センサによって検知される。本プリンタの図示しない制御部は、この光学センサによる各トナー像の検知タイミングに基づいて、各トナー像の相対的位置ずれを把握する。そして、把握結果に基づいて、各トナー像の位置ズレ量を最小にし得る黒(K)用の主走査線に対する他色(Y、C、M)用の主走査線の傾き量をそれぞれ算出する。次に、算出結果に基づいて、傾き調整パルスモータ(例えば56Y)を所定の回転角度だけ正回転又は逆回転させる。これによって反射鏡の傾きが変化すると、鏡面に対する書込光Lの入射位置が変わるため、感光体上での主走査線の傾きが変化する。この結果、図22の点線で示すように、調整前に生じた走査線の傾きを、実線で示すように補正することができる。
感光体上での主走査線の湾曲調整は、本プリンタの出荷時に行われる。装置組立直後の初期状態では、反射鏡が先に示した図8の矢印Rのように湾曲している。このような初期状態においては、図23の点線に示すように主走査線も湾曲した形状になる。この初期状態から、曲がり調整ネジにドライバーなどの調整治具を係合させ、調整ネジを回転させて、調整ネジの頂部を反射鏡(例えば46Y)の長手方向の中央部裏面に当接させ、調整ネジを締めることで、図23に示すように、初期状態で生じていた主走査線の湾曲を補正することができる。
このような湾曲調整は、次のようにして行われる。
図24は、図示しない調整装置の載置台上に載せて保持された状態の光書込ユニット4を感光体軸方向から見たときの構成を示す説明図である。
本実施形態では、光書込ユニット4を調整装置の載置台上に載せるとき、その光書込ユニット4が本プリンタの装置本体1に搭載されるときの姿勢(図1参照)とほぼ同じ姿勢となるようにする。このような姿勢で光書込ユニット4を調整装置の載置台上に載せた後、その光書込ユニット4の使用時すなわちその光書込ユニット4を本プリンタの装置本体1に搭載した時に、各感光体10Y,10C,10M,10Kが光書込ユニット4に対して位置決めされる位置に対応した箇所にCCD等から構成される光検出器201Y,201C,201M,201Kをそれぞれ配置する。光検出器201Y,201C,201M,201Kは、各色ごとに、それぞれ感光体軸方向に対応する方向(図中紙面法線方向)に沿って、感光体表面上における感光体軸方向中央部に対応する箇所と感光体軸方向両端部に対応する箇所の3箇所にそれぞれ1つずつ配置される。なお、各色ごとに配置する光検出器の数や配置箇所はこれに限られない。
これらの光検出器201Y,201C,201M,201Kは、調整装置の制御部202に接続されており、その光検出器201Y,201C,201M,201Kで検出した検出結果(受光量やスポット径などを示す検出信号)が制御部202に送られる。制御部202は、入力される検出信号に基づいて各種演算処理を行い、各光検出器201Y,201C,201M,201Kで受光した光の受光量などの走査線調整用情報を、ほぼリアルタイムで連続的に表示部203に出力する。これにより、走査線調整作業を行う作業者は、その表示部203に表示される走査線調整用情報を見ながら、調整ネジを回転させて走査線の曲がり調整作業を行う。
本実施形態のように、湾曲補正機構をY,C,M用の反射光学系に設けている場合は、K色の走査線の湾曲量に基準にして、各色の湾曲量を調整する。このように、K色を基準とすることで、湾曲調整を行うための作業がY、C,Mの3色で済み、4色について湾曲調整するものに比べて、湾曲調整の作業時間を短縮することが可能となる。
[変形例1]
次に、変形例1の光走査装置について説明する。
この変形例1の光走査装置の基本構成は、実施形態の光走査装置と同じなので、以下の説明では、実施形態の光走査装置と異なる点のみを説明する。
感光体上での主走査線の湾曲調整は、本プリンタの出荷時に行われ、その後は、主走査線の湾曲調整は行わない。このため、主走査線の湾曲調整後において、第3反射鏡46Yの剛性が増して、第3反射鏡46Yが湾曲し難くなっても何ら問題がない。よって、この変形例1の光走査装置においては、湾曲補正後の第3反射鏡46Yに振動抑制部材たる補強部材70Yを貼り付けて、第3反射鏡46Yの共振周波数(固有振動数)を高めている。
湾曲補正後の第3反射鏡46Yは、図28、図29に示すように湾曲している。なお、図28、図29は、第3反射鏡46Yの湾曲状態がわかりやすいように、第3反射鏡46Yの湾曲量を拡大して表している。第3反射鏡46Yの上面とホルダー52Yとの間には、補強部材70Yの厚み以上の隙間が設けられている。そして、図30、図31に示すように、湾曲した第3反射鏡46Yの鏡面と直交する面(図中上面)に接着剤や両面テープを用いて補強部材70Yを固定する。
この変形例1においては、第3反射鏡46Yに補強部材70Yが貼り付けられることで、第3反射鏡46Yの剛性が高められ、第3反射鏡46Yの共振周波数(固有振動数)を高めることができる。これにより、ハウジングに伝播される低周波の振動から第3反射鏡46Yの共振周波数(固有振動数)を離すことができる。これにより、第3反射鏡46Yがハウジングに伝播される低周波の振動と共振しなくなり、第3反射鏡46Yの振動を抑制することができる。
また、主走査線の湾曲補正前においては、第3反射鏡46Yに補強部材70Yは取り付けられていないので、主走査線の湾曲補正時においては、第3反射鏡46Yを良好に湾曲させることができる。これにより、良好に主走査線の湾曲を補正することができる。
また、図30、図31に示すように、変形例1においては、第3反射鏡46Yの鏡面と直交する面である第3反射鏡46Yの上面に補強部材70Yを取り付けている。第3反射鏡46Yが湾曲した状態であっても、上面は、平面である。よって、第3反射鏡46Yの上面に補強部材70Yを取り付けることで、安定して補強部材70Yを第3反射鏡46Yに取り付けることができる。なお、補強部材70Yを第3反射鏡46Yの下面に取り付けてもよい。また、第3反射鏡46Yの上面と下面の両面に補強部材70Yを取り付けてもよい。第3反射鏡46Yの上面と下面の両面に補強部材70Yを取り付けることで、片面にのみ補強部材70Yを取り付けたものに比べて、補強部材70Yの厚みや形状を自由にすることができ、ハウジングに伝播される低周波の振動との共振を避けるのに最も有効な共振周波数(固有振動数)にすることのできる補強部材70Yを容易に形成できる。
また、弾性部材たるゴム部材を介して補強部材70Yを第3反射鏡46Yの上面に固定してもよい。この場合は、ゴム部材を第3反射鏡46Yに対して接着剤や両面テープを用いて固定し、補強部材70Yをゴム部材に対して接着剤や両面テープを用いて取り付ける。このように、ゴム部材を介して補強部材70Yを第3反射鏡46Yに取り付けることで、補強部材70Yや第3反射鏡上面の平面度を上げなくても、補強部材70Yを第3反射鏡46Yに良好に固定することができる。
また、図30、図31に示した補強部材70Yは、第3反射鏡46Yの上面に接合される接合面のみからなる板状部材であるが、図32に示すように、板金を折り曲げ加工などを施して、接合面71Yと、接合面から曲げられた屈曲部73Yとを有するものでもよい。このように、屈曲部73Yを設けることで、補強部材70Yの剛性が上がる。これにより、第3反射鏡46Yの共振周波数(固有振動数)をより一層高めることができ、ハウジングに伝播される低周波の振動との共振をより一層抑制することができる。また、補強部材70Yを金属製とすることで、板金を折り曲げ加工を施して屈曲部73Yを形成するだけで容易に補強部材70Yの剛性を高めることができ好ましい。
また、この変形例1においても、第3反射鏡46Yに複数枚の補強部材70Yを貼り付けてもよい。このように複数枚とすることで、第3反射鏡46Yを補強するのに最適な場所にのみ補強部材70Yを貼り付けて、効果的に第3反射鏡46Yの剛性を高めることができる。
図33は、変形例の湾曲補正機構のホルダー152Yに保持された湾曲補正後の第3反射鏡46Yの上面に補強部材70Yを取り付けたものである。なお、図33に示す補強部材70Yは、接合面と屈曲部73Yとを有するものである。このように、変形例の湾曲補正機構においても、湾曲補正後の第3反射鏡46Yに補強部材70Yを取り付けることで、第3反射鏡46Yの共振周波数(固有振動数)を高めることができ、ハウジングに伝播される低周波の振動との共振を抑制できる。
また、上述では振動抑制部材として、第3反射鏡46Yの補強して第3反射鏡46Yの剛性を高める補強部材70Yを用いているが、この変形例1においても、振動抑制部材として、第3反射鏡46Yの重量を重くする重量部材を用いてもよい。重量部材を第3反射鏡46Yに取り付けて、第3反射鏡46Yの重量を上げることで、第3反射鏡46Yの振動を抑制することができ、第3反射鏡46Yの振動を抑制できる。また、振動抑制部材として第3反射鏡46Yの振動を吸収する振動吸収部材たる制振部材を用いてもよい。制振部材を第3反射鏡46Yに取り付けることで、第3反射鏡46Yの振動エネルギーを制振部材で吸収することができ、第3反射鏡46Yの振動を抑制することができる。制振部材としては、上述同様、横浜ゴム製ハマダンパーやブリヂストンIPH製LRダンパーなどを用いることができる。
また、上述の実施形態および変形例1の光走査装置においては、ポリゴンミラーによって主走査線方向に偏向走査された光は、3枚の反射鏡に反射されて感光体に走査されるが、図25に示すように、ポリゴンミラーによって主走査線方向に偏向走査された光が2枚の反射鏡に反射されて感光体に走査される光走査装置にも適用することができる。この図25に示す光走査装置においても、走査対象物である感光体に最も近い第2反射鏡を主走査線の湾曲を補正するための反射鏡として用いる。
以上、本実施形態の湾曲補正機構は、光ビーム発射手段であるレーザーダイオードと、レーザーダイオードから発射された光ビームを主走査方向に偏向せしめるポリゴンミラーなどからなる偏向手段と、光ビームを反射させる反射鏡とを有し、光ビームによって走査対象物を光走査する光走査装置に用いられる。湾曲補正機構は、反射鏡を保持する保持体たるホルダーと、ホルダーに保持された反射鏡を鏡面と直交する方向に押し込んで強制湾曲させる強制湾曲手段たる曲がり調整ネジとを具備し、曲がり調整ネジによる押込量の調整によって前記走査対象物表面上での主走査線の湾曲を補正する。
このような構成を有する湾曲補正機構において、ホルダーに反射鏡の振動を抑制する振動抑制部材たる補強部材を設けることで、ホルダーの剛性を高めることができ、ホルダーと一体的に振動するホルダーと反射鏡との一体物の固有振動数を高めることができる。その結果、ハウジングに伝播するモータなどからの低周波の振動からホルダーと反射鏡との一体物の固有振動数を離すことができ、ホルダーと反射鏡との一体物の共振を抑制することができる。これにより、反射鏡の振動を抑制することができ、良好な画像を得ることができる。
また、振動抑制部材たる重量部材を設けて、ホルダーの重量を重くすることでも、ホルダーと一体的に振動するホルダーと反射鏡との一体物の固有振動数を高めることができ、反射鏡の振動を抑制することができる。
また、反射鏡の鏡面または裏面の長手方向の両端部でそれぞれ、反射鏡を支持部たる支持突起で支えながら支持突起の支持位置と反射鏡の長手方向異なる位置、かつ反射鏡の支持突起が支持する支持面と反対側の面を押圧部材たる板バネによって押圧することで、反射鏡を曲がり調整ネジの湾曲方向とは逆方向に強制的に湾曲させた状態で保持するようホルダーを構成した。これにより、反射鏡を何れの方向にも湾曲させることができ、主走査線の湾曲を良好に補正することができる。
また、補強部材をホルダーと同一材質で形成することで、補強部材とホルダーとの熱膨張率が同じとなり、光書込ユニット内が温度上昇しても、補強部材がホルダーから剥がれることがなく、経時にわたり、ホルダーを補強部材で補強することができる。
また、補強部材は、ホルダーに接合される接合面に対して折り曲げられた屈曲部を有することで、補強部材の剛性を高めることができ、補強部材が接合されたホルダーの剛性を高めることができる。また、振動抑制部材として重量部材とした場合も、重量部材の剛性を高めることができ、ホルダーの重量を増すことができるとともにホルダーの剛性も高めることができる。
また、補強部材を弾性部材たるゴム部材を介してホルダーに接合させることで、補強部材やホルダーの平面度を上げなくても、ゴム部材が変形してホルダーにゴム部材が密着するように接合できるとともに、補強部材にゴム部材が密着するように接合できる。これにより、補強部材やホルダーの平面度を上げなくても、補強部材がホルダーから剥がれるのを抑制することができる。
また、補強部材は、ホルダーの一面に接合される第1接合面と、ホルダーの一面と隣接する面に接合される第2接合面とを有し、2面でホルダーと接合することで、ホルダーの剛性をさらに高めることができるとともに、補強部材がホルダーから剥がれるのを抑制することができる。
また、補強部材を金属製とすることで、板金を折り曲げ加工を施すだけで、容易に屈曲部を形成することができる。
また、振動抑制部材として振動吸収部材たる制振部材を用いることによって、ホルダーと反射鏡との一体物の振動エネルギーを制振材で吸収することができ、ホルダーと反射鏡との一体物の振動を抑制することができる。
また、ホルダーに複数の補強部材を設けることで、ホルダーを補強するのに最適な場所にのみ補強部材を貼り付けて、効果的にホルダーの剛性を高めることができる。また、振動抑制部材として重量部材を用いた場合は、重量部材を最適な場所に貼り付けることで、ホルダーと反射鏡との一体物の固有振動数(共振周波)がハウジングに伝播する振動の周波数と大きく離れるようなホルダーの質量分布にすることができる。
また、補強部材を最も剛性が弱く振動するホルダーの長手方向中央に設けることにより、ホルダーの振動を効率よく抑制することができる。
振動抑制部材として重量部材を用いた場合においても、ホルダーの最も振動しやすい長手方向中央に設けて、ホルダーの長手方向中央を重くすることで、ホルダーの長手方向中央の振動を抑制することができ、ホルダーの振動を効率よく抑制することができる。
また、ホルダーの反射鏡対向面と反射鏡との間には、反射鏡を強制湾曲させるための隙間がある。よって、反射鏡強制湾曲の邪魔ととならないようにホルダーの反射鏡対向面に補強部材や重量部材を設けることで、従来と同じ寸法でホルダーの剛性や重量をアップさせることができる。
また、補強部材または重量部材をホルダーの反射鏡と対向する面と反対側の面に設けてもよい。このように構成することで、補強部材や重量部材をホルダーの反射鏡対向面に設けたものに比べて、補強部材や重量部材の厚みや形状などを気にせずある程度自由な形状にすることができる。これにより、反射鏡振動させる低周波の振動からホルダーと反射鏡との一体物の固有振動数を離すことのできる補強部材や重量部材を容易に形成することができる。
また、主走査線の湾曲補正後の反射鏡に振動抑制部材たる補強部材を取り付けてもよい。主走査線の湾曲補正後に補強部材を反射鏡に取り付けるため、主走査線の湾曲補正前においては、反射鏡に補強部材は取り付けられていない。よって、主走査線の湾曲補正時においては、反射鏡の剛性が低いため、反射鏡を良好に湾曲させることができる。これにより、良好に主走査線の湾曲を補正することができる。また、湾曲補正後に補強部材を取り付けて、反射鏡の剛性を高めることで、反射鏡の共振周波数(固有振動数)を高めることができる。これにより、反射鏡の共振周波数(固有振動数)をハウジングに伝播するモータなどからの低周波の振動から離すことができ、反射鏡の共振を抑制することができる。これにより、反射鏡の振動を抑制することができ、良好な画像を得ることができる。
また、反射鏡の鏡面と直交する面に補強部材を取り付ける。反射鏡が湾曲した状態であっても、反射鏡の鏡面と直交する面は、平面である。よって、反射鏡の鏡面と直交する面に補強部材を取り付けることで、安定して補強部材を反射鏡に取り付けることができる。
また、反射鏡の姿勢を変化させて走査対象物の表面上における主走査線の傾きを調整する傾き調整手段を備えたことで、走査線の副走査方向の傾きを補正することができる。
また、強制湾曲手段たる曲がり調整ネジを保持体たるホルダーに保持したことで、ホルダーとは別に、曲がり調整ネジを保持する保持部材を設けたものに比べて、部品点数を削減することができる。
また、湾曲補正機構を感光体に最も近い反射鏡に設けることにより、湾曲補正したときのビームスポット径の変動を抑制することができる。
また、Y、M、CK色の感光体に対応するY、M、C,K用のレーザーダイオードを設けるとともに、反射鏡として、それらレーザーダイオードにそれぞれ個別に対応する複数のものを設け、且つ、湾曲補正機構をK用以外のY、M、C用のレーザーダイオードに対応させて設け、K色の主走査線の湾曲を基準にしてY、M、C色の主走査線の湾曲を前記湾曲補正機構によって補正する。これにより、湾曲補正機構をひとつなくして、色ずれを抑制することができ、装置を安価にすることができる。
4:光書込ユニット
5:中間転写ユニット
10Y,C,M,K:感光体
12Y,C,M,K:現像装置
20:中間転写ベルト
41a,b:ポリゴンミラー
44Y,C,M,K:第1反射鏡
45Y,C,M,K:第2反射鏡
46Y,C,M,K:第3反射鏡
52Y,152Y:ホルダー
54Y,152bY:板バネ部材
56Y:傾き調整パルスモータ
57Y:モータホルダ
58Y:傾き調整アジャスタ
68Y:曲がり調整ネジ
70Y:補強部材
72Y:ゴム部材
特開平10−282399号公報 特開2006−259638号公報 特開2006−17881号公報

Claims (19)

  1. 光ビーム発射手段と、該光ビーム発射手段から発射された光ビームを主走査方向に偏向せしめる偏向手段と、該光ビームを反射させる反射鏡とを有し、該光ビームによって走査対象物を光走査する光走査装置に用いられ、
    前記反射鏡を保持する保持体と
    前記保持体に保持された反射鏡を鏡面と直交する方向に押し込んで強制湾曲させる強制湾曲手段とを具備し、
    前記強制湾曲手段による押込量の調整によって前記走査対象物表面上での主走査線の湾曲を補正する湾曲補正機構において、
    前記保持体に前記反射鏡の振動を抑制するための振動抑制部材を取り付け
    前記振動抑制部材を前記保持体と同一材質で形成したことを特徴とする湾曲補正機構。
  2. 請求項1の湾曲補正機構において、
    上記反射鏡の鏡面または裏面の長手方向の両端部でそれぞれ、該反射鏡を支持部で支えながら前記支持部の支持位置と前記反射鏡の長手方向異なる位置、かつ前記反射鏡の支持部が支持する支持面と反対側の面を押圧部材によって押圧することで、該反射鏡を前記強制湾曲手段の湾曲方向とは逆方向に強制的に湾曲させた状態で保持するように、上記保持体を構成したことを特徴とする湾曲補正機構。
  3. 請求項1または2の湾曲補正機構において、
    前記振動抑制部材は、前記保持体に接合される接合面と、前記接合面に対して折り曲げられた屈曲部とを有することを特徴とする湾曲補正機構。
  4. 請求項の湾曲補正機構において、
    前記振動抑制部材を、弾性部材を介して前記保持体に接合させたことを特徴とする湾曲補正機構。
  5. 請求項3または4の湾曲補正機構において、
    前記保持体は、コの字状の断面形状を有しており、
    前記振動抑制部材は、前記保持体の一面に接合される第1接合面と、前記保持体の前記一面と隣接する面に接合される第2接合面とを有することを特徴とする湾曲補正機構。
  6. 請求項3乃至5いずれかの湾曲補正機構において、
    前記振動抑制部材を金属製としたことを特徴とする湾曲補正機構。
  7. 請求項1乃至いずれかの湾曲補正機構において、
    前記振動抑制部材として振動吸収部材を用いたことを特徴とする湾曲補正機構。
  8. 請求項1乃至いずれかの湾曲補正機構において、
    前記保持体に複数の振動抑制部材を設けたことを特徴とする湾曲補正機構。
  9. 請求項1乃至いずれかの湾曲補正機構において、
    前記振動抑制部材を前記保持体の長手方向中央に設けたことを特徴とする湾曲補正機構。
  10. 請求項1乃至いずれかの湾曲補正機構において、
    前記振動抑制部材を前記保持体の前記反射鏡と対向する面に設けたことを特徴とする湾曲補正機構。
  11. 請求項1乃至いずれかの湾曲補正機構において、
    前記振動抑制部材を前記保持体の前記反射鏡と対向する面と反対側の面に設けたことを特徴とする湾曲補正機構。
  12. 光ビーム発射手段と、前記光ビーム発射手段から発射された光ビームを主走査方向に偏向せしめる偏向手段と、前記光ビームを反射させる反射鏡と、走査対象物の表面上における主走査線の湾曲を補正する湾曲補正手段とを備え、前記光ビームによって前記走査対象物を光走査する光走査装置において、
    前記湾曲補正手段として、請求項1乃至11いずれかの湾曲補正機構を用いたことを特徴とする光走査装置
  13. 請求項12の光走査装置において、
    前記反射鏡の姿勢を変化させて前記走査対象物の表面上における主走査線の傾きを調整する傾き調整手段を備えたことを特徴とする光走査装置。
  14. 請求項12または13の光走査装置において、
    前記強制湾曲手段を前記保持体に保持したことを特徴とする光走査装置。
  15. 請求項12乃至14いずれかの光走査装置において、
    前記偏向手段によって主走査線方向に偏向せしめられた光ビームは、複数枚の反射鏡に反射されて走査対象物の表面上走査させるものであって、
    前記湾曲補正手段を前記走査対象物に最も近い反射鏡に設けたことを特徴とする光走査装置。
  16. 請求項12乃至15いずれかの光走査装置において、
    前記ビーム発射手段として、それぞれ異なる走査対象物を光走査するための前記光ビームを発射する複数のものを設けるとともに、前記反射鏡として、それらビーム発射手段にそれぞれ個別に対応する複数のものを設け、且つ、前記湾曲補正機構をそれらビーム発射手段よりも1つ少ない個数だけ設け、
    ビーム発射手段に対応する湾曲補正手段が設けられていない主走査線の湾曲を基準にして残りの主走査線の湾曲を前記湾曲補正手段によって補正することを特徴とする光走査装置。
  17. 潜像を担持する複数の潜像担持体と、光走査によってそれら潜像担持体の表面にそれぞれ潜像を形成する光走査手段と、それら潜像担持体に担持された潜像をそれぞれ現像する複数の現像手段と、それぞれの潜像担持体上で現像された可視像をそれぞれ転写体に転写する転写手段とを備える画像形成装置において、
    前記光走査手段として、請求項16の光走査装置を用い、
    黒色の可視像を担持する潜像担持体上に走査される光ビーム以外の光ビームを前記湾曲補正手段によって補正することを特徴とする画像形成装置。
  18. 潜像を担持する潜像担持体と、光走査によって該潜像担持体の表面に潜像を形成する光走査手段と、該潜像担持体に担持された潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、
    前記光走査手段として、請求項12乃至15いずれかの光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
  19. 潜像を担持する複数の潜像担持体と、光走査によってそれら潜像担持体の表面にそれぞれ潜像を形成する光走査手段と、それら潜像担持体に担持された潜像をそれぞれ現像する複数の現像手段と、それぞれの潜像担持体上で現像された可視像をそれぞれ転写体に転写する転写手段とを備える画像形成装置において、
    前記光走査手段として、請求項12乃至15いずれかの光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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