CN1061442C - 旋转多面镜 - Google Patents

Abstract

本发明目的在于提供可以用不必作复杂曲面加工的加工方法制作成形用金属模，并且在旋转使用中产生畸变量小的旋转多面镜。本发明在预定高度的多角棱柱侧面1上形成反射镜面的旋转多面镜中，在该多角棱柱的上表面2和下表面3的外缘全周或局部形成凸起7。

Description

旋转多面镜

本发明涉及构成复印装置、传真装置等光学机构的一部分的旋转多面镜。

以往的旋转多面镜如图4所示，做成带有多个侧面1和上表面2、下表面3的预定高度的多角棱柱形状，在侧面1上形成反射镜面，贯穿上表面2与下表面3的中心设有安装孔4，用于穿入转轴而固定。

对于该旋转多面镜，反射镜的平面度很重要。当由于多面镜在3000-15000转／分的高速旋转状态下使用，侧面1和棱5因离心力而鼓起时，如图4的假想线所示，发生了随着侧面1和棱5在多角棱柱高度方向的不同位置而不同的变形量6，因此，在侧面1和棱5上产生畸变量D。这种情况下，畸变量D是形成于侧面1上的反射镜面有效反射范围与包含转轴的平面的交线上法线方向变形量的最大值与最小值之差。

若存在畸变量D，则光学机构的精度降低，因此有必要减小该畸变量D。其方法是将侧面1做成在静止状态下已减去上述畸变量D的特殊曲面，当其旋转变形时则成为平面。

但是，旋转多面镜在多角棱柱形状下有各种角数，穿过其上表面2与下表面3的中心设置通过转轴的安装孔4，多面镜至旋转中心的距离随着侧面1上圆周方向的位置的不同而不同，并且，安装孔4的外周与侧面1的间距也随着侧面1上圆周方向的位置变化而不同，因此，作用于侧面1上的离心力的大小及侧面1的鼓起方式随着侧面1上圆周方向位置而变，所以，上述侧面1的变形量在上述侧面1上的各个部分变化复杂。因此，在上述减去变形量的方法中，有必要将形成旋转多面镜的侧面1的金属模的侧面做成复杂的曲面，与平面加工相比，存在加工复杂困难、耗费时间多、成本增高等问题。

本发明将解决上述问题作为课题，要提供能够用不进行复杂曲面加工的加工方法制作成形用金属模、并且在旋转使用中发生畸变量小的旋转多面镜。

为了解决上述问题，本发明在预定高度的多角棱柱侧面上形成反射镜面的旋转多面镜中，在该多角棱柱的上表面和下表面的外缘全周或局部上形成凸起。

旋转多面镜若以3000-15000转／分的高速进行旋转，则设有反射镜面的侧面会由于离心力而鼓起，产生畸变量。该畸变量的产生原因是，在侧面高度方向的中间部分，由于其上、下两侧存在旋转多面体的构成物，因而从两侧受到离心力的影响，变形量较大，而对于在一侧接触空气的多角棱柱的上、下表面，因为只受到一侧的离心力，所以上、下表面附近的变形量减小，于是，在多角棱柱的高度方向上产生变形量的差异。

另外，该畸变量因多角棱柱的形状、旋转中心至侧面的距离、转速、材料的密度和刚性等而异，也随着多角棱柱的边长与安装孔孔径之比的变化而不同，因此，存在棱部分的畸变量大于侧面部分的畸变量的情况和与此相反的情况。如前所述，该畸变量是侧面所设反射镜面的有效反射范围与包含转轴的平面的交线上法线方向变形量的最大值与最小值之差，并且该畸变量能根据转速、材料的密度和刚性、形状算出，其计算结果与实际测量值有良好的一致性。

因而，若将上、下表面的边缘部做成使离心力增大的形状，则上、下表面附近的变形量增大，使其等于侧面高度方向的中间部分的变形量，就能减少侧面平面度受损的程度。亦即，在畸变量大的部分，在上、下表面的边缘设置重量大的凸起，在畸变量小的部分，在上、下表面的边缘设置重量小的凸起。当然，在没必要修正畸变量的部分，就不必在上、下表面的边缘部设置凸起。

本发明在预定高度的多角棱柱侧面上形成反射镜面的旋转多面镜中，在上述多角棱柱上、下表面的外缘全周或局部上形成凸起。因而，当旋转多面镜转动时，在旋转多面镜的上、下表面边缘带有上述凸起的部分，作用于凸起的离心力作为增量施加于上述多角棱柱的上、下表面的边缘部位，因而上述边缘在上述法线方向上的变形量增加与该离心力增量部分相应的数量，上、下表面的边缘的变形量接近侧面高度方向上中间部位的变形量，上述畸变量就会减小。

图1是本发明第1实施例的平面图和A-A剖面图。

图2是本发明第2实施例的平面图和B-B剖面图。

图3是本发明第3实施例的平面图和C-C剖面图。

图4是以往实例的平面图和E-E剖面图。

下面根据图1-图3说明本发明的实施例。

图1所示第1实施例基本均匀地增大在侧面1整个边缘上的变形量，旋转多面镜的材料用聚碳酸酯，在旋转多面镜的六棱柱的上表面2和下表面3的边缘全周上设置同样的凸起7。侧面1上形成反射镜面的六棱柱边长为20mm，凸起7的高度为0.3mm、宽度为1mm，不含凸起7在内的六棱柱的高度为4mm。

设置本实施例的凸起7之后，在旋转多面镜转动时，凸起7上产生离心力，该离心力作为增量作用于旋转多面镜的上表面2和下表面3的边缘。其结果是侧面1上与上述上表面2和下表面3的边缘全周相接的部分的变形量增大，侧面1该部分的变形量与侧面1高度方向上中间部分的变形量之差减小，因而侧面1与棱5的畸变量减小。

图2所示为第2实施例，在侧面1圆周方向各个位置处的畸变量各不相同，接近棱5的侧面部分的畸变量大于两棱中间部分侧面的畸变量，该实施例对于两棱中间部分侧面的畸变量为不必修正的小数值的情况是有效的。旋转多面镜的材料为聚碳酸酯，仅在六棱柱的上表面2、下表面3上与棱5相交的部位设置凸起7。侧面1上形成反射镜面的六棱柱的边长为20mm，凸起7的高度为0.3mm，其截面为三角形，不含凸起7在内的六棱柱的高度为4mm。

在本实施例设置了凸起7之后，当旋转多面镜转动时，上述凸起7上产生离心力，该离心力作为增量作用于旋转多面镜上表面2和下表面3的边缘与棱5相交的部位。其结果，与上述上表面2和下表面3的边缘接近的棱5部分的变形量增大，该增大的变形量与棱5部分高度方向上中间部分的变形量之差减小，因而棱5部分的畸变量减小。

图3所示第3实施例对于在侧面1圆周方向的各个位置上畸变量不同、接近棱5的部分侧面1的畸变量大于两棱中间部分侧面1的畸变量、并且两棱中间部分侧面1的畸变量也有必要修正的情况是有效的。在旋转多面镜六棱柱的上表面2和下表面3的整个边缘上设置凸起7，其高度在棱5部位大、在两棱的中间部位小。形成反射镜面的侧面1的六棱柱边长为20mm，凸起7的高度在高的部分最高为0.4mm，在低的部分最低为0.2mm，凸起7的宽度为1mm，不含凸起7在内的六棱柱的高度为4mm。

在本实施例设置了凸起7之后，若旋转多面镜转动，则上述凸起7上产生离心力，该离心力在旋转多面镜上表面2和下表面3的边缘与棱S相交的部分以最大的离心力增量产生作用，而在两棱中间部位侧面1的上表面2和下表面3的边缘上以小的离心力增量发生作用。其结果，棱5接近上述上表面2和下表面3的部分变形量增加最多，两棱之间中间部位接近上述上表面2和下表面3的边缘部分变形量增加最小，因而能适当地减小反射镜面的畸变量。

将上述第2实施例和没有凸起7的以往实例在10000转／分速度下转动，测定和比较所发生的畸变量，结果确认，以往实例的畸变量为0.015μm，第2实施例的畸变量降低到0.005μm。

本发明的旋转多面镜不限于上述实施例，可能以各种形式实施。例如，凸起部分只要不遮挡射向反射镜面的光线，其形状可自由设计。

本发明的旋转多面镜在旋转使用中所发生的畸变量小，能够提高复印装置、传真装置等光学机构的图像精度，并且可以用不必进行复杂曲面加工的加工方法制作成形用金属模，因而起到了能降低制造成本的效果。

Claims (1)

1．一种旋转多面镜，其反射镜面形成于预定高度的多角棱柱的侧面，其特征在于，在上述多角棱柱的上表面和下表面的外缘全周或局部上形成凸起。

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