JP2001162427A

JP2001162427A - 回転多面鏡及びその加工装置

Info

Publication number: JP2001162427A
Application number: JP34785199A
Authority: JP
Inventors: Toru Imanari; 徹今成; Koichi Nakamura; 公一中村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-12-07
Filing date: 1999-12-07
Publication date: 2001-06-19

Abstract

(57)【要約】【課題】回転多面鏡の加工装置における生産性の向上を
図り、回転多面鏡を低価格化する。【解決手段】多角柱状の回転多面鏡ブランクＢ１を、そ
の中心軸に直交する第１の面Ｆ１と第２の面Ｆ２とを両
側から挟み込んで保持し、多角柱の各面を鏡面に仕上げ
加工するための回転多面鏡の加工装置であって、回転多
面鏡の各面の仕上げ加工の基準となる面である第１の面
Ｆ１に当接するところの、高精度に仕上げられた当接面
１２ｃを有する第１の保持部材と、第１の面の反対側の
面である第２の面Ｆ２に当接する第２の保持部２３とを
具備し、第２の保持部は、第２の面Ｆ２に当接する弾力
性を有する当接部材２４と、当接部材を保持する保持部
材２３ｂとを有し、当接部材２４は、当接部材に形成さ
れた凸部２４ｂを、保持部材に形成され当接部材の凸部
２４ｂよりも寸法の小さい凹部２３ｃに圧入することに
より、保持部材２３ｂに固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置や画
像読取装置等の光偏向器に用いられる回転多面鏡及びそ
の加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザファクシミリ、レーザプリンタ等
の画像形成装置や画像読取装置等に搭載される光偏光器
は、走査光の集光スポット精度や、走査光の真直度およ
び走査ピッチ精度等について厳しく管理する必要があ
り、これらの条件を左右する回転多面鏡には、その反射
面の表面粗さや平面度に、反射面の面倒れ精度等を加え
た加工組立精度が充分高いことが要求される。

【０００３】なお、回転多面鏡の面倒れ精度には、互い
に隣接する反射面相互の傾きに基づくいわゆる隣接面面
倒れ精度と、回転多面鏡をその駆動用のモータの回転軸
等に取り付けるときの基準面に対する傾きに基づくいわ
ゆる基準面面倒れ精度の２種類がある。そして、現在生
産されているレーザビームプリンタ等に用いられる回転
多面鏡においては、例えば、上記の加工組立精度が以下
のように設計されている。

【０００４】反射面の表面粗さＲｍａｘ０．０２μｍ反射面の平面度 λ／８〜λ／１０（λ＝６３２．８ｎｍ）反射面の基準面面倒れ精度１２秒以下反射面の隣接面面倒れ精度４秒以下このように高精度な反射面を有する回転多面鏡を安価に
製造するためには、まず、加工性にすぐれたアルミニウ
ム材を所定の外形に切削加工して回転多面鏡のブランク
を製作する。そして、各反射面等を、例えば単結晶ダイ
ヤモンドバイトを用いて精密に仕上げ加工したうえで、
各反射面に金属膜等の反射膜を蒸着するのが一般的であ
る。

【０００５】図７はこのような回転多面鏡の加工方法を
示すフローチャートである。

【０００６】図７において、まず最初に、アルミニウム
素材に旋削、フライス切削、歪取、側面切削等の外形加
工を施して、回転多面鏡の形状を有するブランクを製作
する。次に、回転多面鏡の回転軸に直交する面である基
準面の加工を行う。この加工では、まず基準面の反対面
にあたる表面（以下、「裏面」という）を切削加工した
後、基準面の切削を行なう。ブランクの基準面は次工程
で加工される各反射面の測定基準となり、また製品とし
て得られた回転多面鏡を駆動用モータに取り付けるとき
の取り付け面となるため、λ／４（λ＝６３２．８ｎ
ｍ）程度の平面度が必要となる。基準面の加工は図８に
示すように、ブランクＢ0の裏面を真空チャックＣ0によ
って吸着し、ダイヤモンドバイトＴ0を用いて精密切削
を行なう。

【０００７】次に、図９に示すように、回転割り出し治
具１００の一対の輪帯保持具１０１，１０２の間に回転
多面鏡のブランクＢ0を挟持し、ダイヤモンドバイト１
０６を取り付けた回転工具１０７によってブランクＢ0
の複数の反射面Ｍ0を順次切削するフライカット方式に
よる仕上げ切削を行なう。このとき、前述の工程で加工
した基準面を、角度割り出し機構１０３に保持された輪
帯保持具１０１に取り付ける。通常この輪帯保持具１０
１は上記の基準面と同等以上の良好な平面度の保持面を
有する。他方の輪帯保持具１０２は、第１の輪帯保持具
１０１とブランクＢ0を貫通するロッド１０４に対して
着脱自在に結合される。一方の輪帯保持具１０１にブラ
ンクＢ0を仮止めした後、シリンダ１０５の駆動によっ
てロッド１０４を後退させ、両輪帯保持具１０１，１０
２の間にブランクＢ０を挟持する。そして、ダイヤモン
ドバイト１０６が取り付けられた回転工具１０７を回転
させ、ブランクＢ0の反射面Ｍ0をフライカット方式で精
密切削加工する。各反射面の切削加工が終了するごと
に、割り出し治具１００が回転して、残りの反射面を順
次加工する。

【０００８】このような仕上げ加工の工程においては、
一対の輪帯保持具の間にブランクを挟持することによっ
てブランクが圧縮され、弾性変形が生じた状態で反射面
が加工されるため、加工終了後の回転多面鏡を輪帯保持
具から解放したときのいわゆる弾性回復によって、反射
面の形状精度が劣化し、なかでも、面倒れ精度が著しく
低下する傾向がある。この現象を詳細に調べたところ、
基準面の反対面である裏面の平面度と、基準面と裏面の
平行度の双方が低いブランクにおいて特に精度劣化が顕
著であることが判明した。すなわち、面倒れ精度を高く
するためには裏面も基準面と同等の面精度に精密切削加
工しなければならないことが明らかになった。従って、
高精度な回転多面鏡を製造するためには、基準面と裏面
の双方を高精度に切削加工する必要があり、このため
に、加工工程数が増大し、さらに、検査工程数の増大等
も加わって製造コストが大幅に上昇するという問題が発
生していた。

【０００９】そこで本願発明者等は裏面精度が高精度で
なくても、高精度な回転多面鏡を自動化加工できる装置
の開発を行い、図６に示すようなブランクＢ１の裏面Ｆ
２を複数の帯状弾性部材２４で保持する方法を提案して
きた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、帯状弾性部材２４の第２の保持部材２
３への取り付けが、平面状の接着もしくは弾性部材外周
部での簡易はめ込み方式により行われていたため、弾性
部材交換時の接着材剥がし作業に多大な時間を要する、
また簡易はめ込み式の場合には弾性部材が外れやすい
等、生産作業において幾つかの問題があった。

【００１１】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
問題に鑑みてなされたものであり、弾性部材の保持部材
への接着を必要とせず、従って弾性部材の交換が容易で
作業時間も少なく、さらに弾性部材の剥がれも無くな
り、生産性の向上に大きく貢献出来る回転多面鏡の加工
装置及びその加工装置により製造された回転多面鏡を提
供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わる回転多面鏡の加
工装置は、多角柱状の回転多面鏡ブランクを、前記多角
柱の中心軸に直交する第１の面と第２の面とを両側から
挟み込んで保持し、前記多角柱の各面に対応する角度割
り出しを行って前記多角柱の各面を鏡面に仕上げ加工す
るための回転多面鏡の加工装置であって、回転多面鏡の
各面の仕上げ加工の基準となる面である前記第１の面に
当接するところの、高精度に仕上げられた当接面を有す
る第１の保持手段と、前記第１の面の反対側の面である
前記第２の面に当接する第２の保持手段とを具備し、前
記第２の保持手段は、前記第２の面に当接する弾力性を
有する当接部材と、該当接部材を保持する保持部材とを
有し、前記当接部材は、該当接部材に形成された凸部又
は凹部を、前記保持部材に形成され前記当接部材の凸部
又は凹部よりも寸法の小さい凹部又は凸部に圧入するこ
とにより、前記保持部材に固定されていることを特徴と
している。

【００１３】また、この発明に係わる回転多面鏡の加工
装置において、前記当接部材は、前記回転多面鏡ブラン
クを前記当接部材に吸着又は離反させるためのエアー穴
を有することを特徴としている。

【００１４】また、この発明に係わる回転多面鏡の加工
装置において、前記当接部材には、断面が半円以上のリ
ング状の凸部が２つ以上形成されており、前記保持部材
には、幅が前記凸部の断面の幅よりも小さいリング状の
凹部が２つ以上形成されていることを特徴としている。

【００１５】また、この発明に係わる回転多面鏡の加工
装置において、前記当接部材には、断面がＴ字形状のリ
ング状の凹部が形成されており、前記保持部材には、断
面がＴ字形状のリング状の凸部が形成されていることを
特徴としている。

【００１６】また、この発明に係わる回転多面鏡の加工
装置において、前記当接部材には、略球状の複数の凸部
が形成されており、前記保持部材には、前記凸部の直径
よりも小さい直径の複数の凹部が形成されていることを
特徴としている。

【００１７】また、この発明に係わる回転多面鏡の加工
装置において、前記第１の保持手段の当接面には、前記
回転多面鏡ブランクを前記第１の保持手段に吸着又は離
反させるためのエアー穴を有することを特徴としてい
る。

【００１８】また、本発明に係わる回転多面鏡は、上記
の回転多面鏡の加工装置により製造されたことを特徴と
している。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施形態
について、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００２０】図１は本発明の回転多面鏡の加工装置の一
実施形態の主要部を示す図である。

【００２１】図１において、回転多面鏡の加工装置は、
図示しない角度割り出し機構によって所定の角度で間欠
的に回転可能である治具本体１０と、これに保持された
駆動手段であるシリンダ１１と、シリンダ１１から突出
するロッド１１ａと、ロッド１１ａに嵌合する中心穴１
２ａ，２３ａを有する第１、第２の保持手段である保持
部材１２，１３とを有している。第１の保持部材１２
は、治具本体１０と一対である円柱状の本体１２ｂと、
回転多面鏡のブランクＢ１の基準面Ｆ１に当接される保
持面を有する輪帯突部１２ｃと、輪帯突部１２ｃの保持
面に開口する内部配管１２ｄとを備えている。内部配管
１２ｄは、シリンダ１１に連通し、シリンダ１１の駆動
に伴って排気、吸気を交互に行なうように構成されてい
る。

【００２２】第２の保持部材２３は、第１の保持部材１
２の本体１２ｂとほぼ同じ外径を有する円柱状の本体２
３ｂと、ブランクＢ１の基準面Ｆ１の反対面である裏面
Ｆ２に２つの径の異なるリング２４ｃで当接される帯状
部材２４を有する。帯状部材２４はブランクＢ１より軟
質の部材（例えばゴム等）である。第１の保持部材１２
とブランクＢ１と第２の保持部材２３は同軸上に配設さ
れ、帯状部材２４のリング２４ｃは、第１の保持部材１
２の輪帯突部１２ｃに対向する位置でブランクＢ１の裏
面Ｆ２に弾力的に当接される。また帯状部材２４のリン
グ２４ｃの反対面側には、断面が半円（半径ｒ）以上の
リング状の凸部２４ｂが設けられており、第２の保持部
材２３にはリング状凸部２４ｂとほぼ同径の位置に、リ
ング状凸部２４ｂの断面直径２ｒよりも微少量幅の狭い
溝部２３ｃが形成されている。凸部２４ｂを溝部２３ｃ
へ押し込むことにより、凸部２４ｂは溝部２３ｃ内で弾
性変形し固定される。

【００２３】また凸部２４ｂには穴２４ｅが形成されて
いる。穴２４ｅには第２の保持部材２３の内部配管２３
ｄが連通しており、これは、後述するようにシリンダ１
１の駆動によって第２の保持部材２３がブランクＢ１に
押圧されたときに、ブランクＢ１と第２の保持部材２３
の間に形成される環状の空間部である密封空間Ｓ１に連
通する。内部配管２３ｄに接続されたニップル２３ｆを
経て圧力調節手段である図示しない真空ポンプ等によっ
て真空吸着力を密封空間Ｓ１に発生させると、第２の保
持部材２３がブランクＢ１の裏面Ｆ２に吸着される。

【００２４】シリンダ１１から突出するロッド１１ａの
自由端には、係止部材（かぎ）１４を径方向に着脱自在
に係合させる溝１１ｂが形成されている。係止部材１４
は、シリンダ１１の駆動によってロッド１１ａが軸方向
に移動したとき、第２の保持部材２３の本体２３ｂに当
接してこれをブランクＢ１に押圧する。このようにし
て、帯状部材２４のリング２４ｃがブランクＢ１の裏面
Ｆ２に押圧され、密封空間Ｓ１が形成される。

【００２５】ブランクＢ１は図１の（ｂ）に示すように
ロッド１１ａを貫通させる中心穴Ｃ１と、６個の反射面
Ｍ１〜Ｍ６を備えた六角柱状の外形を有し、一方の端面
を基準面Ｆ１として高い面精度に仕上げ加工され、加工
装置の第１の保持部材１２の輪帯突部１２ｃに当接され
る。なお、この輪帯突部１２ｃの面精度は、加工後の回
転多面鏡の面倒れ精度に大きく影響するものであるか
ら、ブランクＢ１の基準面Ｆ１と同様に高精度の仕上げ
加工が必要である。

【００２６】ブランクＢ１の基準面Ｆ１を第１の保持部
材１２の輪帯突部１２ｃに当接させて前述のように内部
配管１２ｄを排気し、保持面に真空吸着力を発生させ、
ブランクＢ１を仮止めする。次いで、第２の保持部材２
３の中心穴２３ａをロッド１１ａに嵌合させ、帯状部材
２４のリング２４ｃをブランクＢ１の裏面Ｆ２に当接さ
せる。そして、係止部材１４をロッド１１ａの溝１１ｂ
に嵌合させ、シリンダ１１の駆動によってロッド１１ａ
を図示左方へ移動させる。ロッド１１ａの移動によっ
て、係止部材１４が第２の保持部材２３に当接して、こ
れを第１の保持部材１２に向かって移動させる。第２の
保持部材２３のリング２４ｃがブランクＢ１の裏面Ｆ２
に押圧されると、密封空間Ｓ１が形成され、リング２４
ｃは弾性変形してブランクＢ１の裏面Ｆ２に弾力的に密
着する。このようにして、ブランクＢ１は第１、第２の
保持部材１２，２３の間にしっかりと挟持される。

【００２７】ブランクＢ１の裏面Ｆ２に当接される第２
の保持部材２３は、帯状部材２４を弾性変形させてブラ
ンクＢ１に弾力的に押圧させるものであるため、ブラン
クＢ１の裏面Ｆ２に多少の凹凸や傾きがあっても、ブラ
ンクＢ１を不必要に圧縮して弾性変形させることがな
い。これにより、加工後の弾性回復によって回転多面鏡
の反射面の面倒れ精度等が著しく損なわれることがな
い。従って、ブランクＢ１の裏面Ｆ２を基準面Ｆ１のよ
うに高い面精度に仕上げ加工する必要がない。

【００２８】ブランクＢ１を第１、第２の保持部材１
２，２３の間に挟持し、前述の回転割り出し機構を駆動
して、例えば、ブランクＢ１の第１の反射面Ｍ１がブラ
ンクＢ１の上端で水平になる位置まで回転させて停止さ
せる。図示下向きのダイヤモンドバイト１５ａを有する
回転工具１５を回転させながら、矢印Ａ１で示すように
移動させ、垂直方向に所定の切り込みを行なうことで、
いわゆるフライカット方式によって反射面Ｍ１の仕上げ
切削を行なう。

【００２９】回転割り出し機構によって反射面Ｍ２〜Ｍ
６を順次上端へ移動させ、同様の切削工程を繰り返す。
すべての反射面Ｍ１〜Ｍ６の仕上切削を完了したら、ニ
ップル１３ｆを排気して、加工された製品である回転多
面鏡を第２の保持部材２３に吸着する。シリンダ１１を
逆駆動してロッド１１ａを伸長させ、係止部材１４をロ
ッド１１ａの径方向に引き抜いて取りはずし、第２の保
持部材２３を加工された回転多面鏡とともに抜き取る。
このとき、第１の保持部材１２の内部配管１２ｄにシリ
ンダ１１から圧縮空気を供給すれば、回転多面鏡を第１
の保持部材１２から容易に分離することができる。第２
の保持部材２３と回転多面鏡の分離は、ニップル１３ｆ
による吸着を停止するだけでよい。

【００３０】以上説明したように本実施形態によれば、
回転多面鏡の反射面の切削加工において、帯状部材２４
と第２の保持部材２３の固定が保持部材の弾性変形を用
いたものであるため、固定が強力になり、保持部材の剥
がれが発生しない。また接着剤を用いていないので取り
付け、取り外しが容易になる・作業環境が奇麗になる等
の効果が得られる。これにより、結果的に従来に比べ、
加工コストを削減することが可能となった。

【００３１】図２乃至図５は、上記の一実施形態の変形
例を示す図である。

【００３２】図２（ａ）、（ｂ）は、帯状部材２４と第
２の保持部材２３との固定に２つのリング状突起２４ｆ
と第２の保持部材２３側に設けた凹部を用いる例であ
り、（ｃ）は帯状部材２４を第２の保持部材２３へ取り
付けた状態を示し、（ｂ）は帯状部材２４単体を示す。
図１と同様に、凸部２４ｆは断面が半円以上のリング状
をなし、相対する第２の保持部材２３側は凸部２４ｆの
断面直径よりも幅の狭い溝を有する。この場合穴２４ｅ
は凸部２４ｆの間に形成される。

【００３３】図３（ａ）、（ｂ）は第２の保持部材２３
側に２３ｇで示す断面Ｔ字型のリング状凸部を形成した
例を示しており、相対する帯状部材２４側には凹部２４
ｇを持つ。なお、（ａ）は帯状部材２４と第２の保持部
材２３を組み付けた状態を示した図、（ｂ）は帯状部材
２４の単体を示した図である。

【００３４】図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は帯状部材２
４と第２の保持部材２３の固定に体積が半球以上の球形
状の凸部を用いた例を示した図であり、（ａ）は帯状部
材２４と第２の保持部材２３を一体化した図、（ｂ）は
帯状部材２４単体を示した図、（ｃ）は（ｂ）を下から
見た図である。第２の保持部材２３には上記の球形状の
凸部の直径よりも微少量径の小さな穴を有し、これによ
り球状凸部が弾性変形し固定される。また、球状凸部に
設けられた穴部２４ｅを通してブランク取り出し用空気
のやり取りを行う。

【００３５】図５（ａ）、（ｂ）は保持部材２３全体を
帯状部材２４で覆う様にしたものである。

【００３６】以上説明したように、上記の実施形態によ
れば、帯状部材が第２の保持部材にしっかりと固定され
た状態になるため、回転多面鏡ブランクの裏面を帯状の
弾力性のある部材で押圧保持するという機能を持ちなが
ら効率の良い生産が可能となる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回転多面鏡の加工装置における生産性の向上が図れ、回
転多面鏡を低価格化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転多面鏡の加工装置の一実施形態の
主要部を示す図である。

【図２】一実施形態の変形例を示す図である。

【図３】一実施形態の変形例を示す図である。

【図４】一実施形態の変形例を示す図である。

【図５】一実施形態の変形例を示す図である。

【図６】従来例を示す図である。

【図７】回転多面鏡の製造工程を示すフローチャートで
ある。

【図８】ブランクの基準面を切削する装置を示す模式断
面図である。

【図９】従来の回転多面鏡の加工装置を示す図である。

【符号の説明】

１０治具本体１１シリンダ１１ａロッド１２，２３保持部材１３ｆ，２３ｆニップル１４係止部材２４帯状部材２４ｂリング状凸部２４ｃ凸部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多角柱状の回転多面鏡ブランクを、前記
多角柱の中心軸に直交する第１の面と第２の面とを両側
から挟み込んで保持し、前記多角柱の各面に対応する角
度割り出しを行って前記多角柱の各面を鏡面に仕上げ加
工するための回転多面鏡の加工装置であって、回転多面鏡の各面の仕上げ加工の基準となる面である前
記第１の面に当接するところの、高精度に仕上げられた
当接面を有する第１の保持手段と、前記第１の面の反対側の面である前記第２の面に当接す
る第２の保持手段とを具備し、前記第２の保持手段は、前記第２の面に当接する弾力性
を有する当接部材と、該当接部材を保持する保持部材と
を有し、前記当接部材は、該当接部材に形成された凸部
又は凹部を、前記保持部材に形成され前記当接部材の凸
部又は凹部よりも寸法の小さい凹部又は凸部に圧入する
ことにより、前記保持部材に固定されていることを特徴
とする回転多面鏡の加工装置。
【請求項２】前記当接部材は、前記回転多面鏡ブラン
クを前記当接部材に吸着又は離反させるためのエアー穴
を有することを特徴とする請求項１に記載の回転多面鏡
の加工装置。
【請求項３】前記当接部材には、断面が半円以上のリ
ング状の凸部が２つ以上形成されており、前記保持部材
には、幅が前記凸部の断面の幅よりも小さいリング状の
凹部が２つ以上形成されていることを特徴とする請求項
１に記載の回転多面鏡の加工装置。
【請求項４】前記当接部材には、断面がＴ字形状のリ
ング状の凹部が形成されており、前記保持部材には、断
面がＴ字形状のリング状の凸部が形成されていることを
特徴とする請求項１に記載の回転多面鏡の加工装置。
【請求項５】前記当接部材には、略球状の複数の凸部
が形成されており、前記保持部材には、前記凸部の直径
よりも小さい直径の複数の凹部が形成されていることを
特徴とする請求項１に記載の回転多面鏡の加工装置。
【請求項６】前記第１の保持手段の当接面には、前記
回転多面鏡ブランクを前記第１の保持手段に吸着又は離
反させるためのエアー穴を有することを特徴とする請求
項１に記載の回転多面鏡の加工装置。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれか１項に記載の
回転多面鏡の加工装置により製造されたことを特徴とす
る回転多面鏡。