JPH02118512A - ポリゴンミラーおよび同ミラー用複合素材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はレーザ光反射用ポリゴンミラーおよびその素材
に関する。

（従来の技術） レーザプリンタ、複写機、ファクシミリなどのＯＡ機器
、画像処理装置、計測機などのレーザスキャニングシス
テムにおいて、レーザ光を高精度でスキャニングさせる
ために、多角形鏡面を有するポリゴンミラーが使用され
ている。

ポリゴンミラーは、レーザ光に対して優れた反射率（８
５％以上）を有するものでなければならないが、６００
０〜３００００　ＲＰ　Ｍと高速回転されるため、軽量
化も要求されている。これらの要求を満たすタメ、従来
、Ａ　５０８６系（／’Ｖ−４％Ｍｇ合金）やＡ６０６
３系等のレーザ光に対して優れた反射特性を有するアル
ミニウム合金材（以下、Ｎ合金材という）がポリゴンミ
ラー用材料として使用されてきた。

ポリゴンミラーは、例えば、前記Ｎ合金材の溶製ビレッ
トを断面多角形状に押出し、該押出材をその軸方向と垂
直な方向に切断して、平面多角形板状素材を得、該素材
を精密機械加工して製造される。この場合、多角形外周
面は単結晶ダイヤモンドによって鏡面加工（フライカッ
トという。）され、また反射面（鏡面）は上下基準面に
対して、通常、面倒れ（基準面に対して直角な面との角
度差）が３０〜１５秒以下に規制されるのが通例である
。

画像ドツトの位置ずれを規制し、分解能を高めるためで
ある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記Ｎ合金材は、反射特性を向上させる
ため、反射率低下の原因となる金属間化合物の析出を可
及的に押える組成としており、このためヤング率が７０
００〜７２００ｋｇ　／　ａｍ　”となっている。

それ故、基準面加工や鏡面加工を行なう際の切削荷重に
より素材が変形し易く、前記面倒れ精度を確保するため
、ポリゴンミラーの厚さを本来必要とされる厚さの２倍
以上の厚さとしているのが実情である。因みに、ポリゴ
ンミラーは本来２ＩｎＩＩＩ程度の厚さであれば充分で
あるにも拘らず、４〜８ｍＩ！Ｉの厚さとしている。

本発明はかかる問題点に鑑みなされたもので、高い反射
率を有し、鏡面等の加工時の変形が可及的に防止される
ポリゴンミラーおよびその素材を提供することを目的と
する。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためになされた本発明のポリゴンミ
ラー用複合素材は、レーザ光を反射させるための多角形
鏡面が外周面に形成されたポリゴンミラーの加工素材で
あって、高ヤング率を有するアルミニウム合金材で形成
された本体の外周層に、前記鏡面が形成される外周面を
含みかつプラスチック材から成る外周層が形成されてい
ることを発明の構成とするものである。また、本発明の
ポリゴンミラーは前記外周層表面を加工して平滑面とし
、これにレーザ光反射用の金属蒸着膜を被着したもので
ある。

外周層材としては、プラスチック材が使用される。特に
アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂材は加工性が前記
Ａ３０８６材等より優れており好適である。

本体材としては、望ましくはヤング率が８０００ｋｇ／
胴２以上の高ヤング率のＮ合金材が使用されるこのよう
なＮ合金材として、例えばＡＣｅＡ材やＡＣ９Ｂ材（ヤ
ング率８５００〜９０００ｋｇ／ｌＩｎ１”　）　ヲ挙
げることができる。これらは、Ａｆ−Ｓｉ　−Ｍｇ−Ｎ
ｉ　−Ｃｕ多元系合金で、組織中に金属間化合物が相当
に析出し、高ヤング率が得られる。尚、本体材用Ｎ合金
は、溶製材のみならず、急冷凝固粉末の押出材を使用す
ることができる。急冷凝固粉末には金属間化合物析出用
の合金元素を過飽和に含有させることができ、多量の金
属間化合物の析出によりヤング率をより一層向上させる
ことができる。

本発明の複合素材は、所定の断面形状に加工した本体形
成用の棒状部材の軸方向外周面に、たとえば射出成形な
どの方法によって、外装部材であるプラスチック材を接
合してプラスチック材を外層とする被覆成形体を形成し
、該被覆成形体を軸方向と直角方向に適宜切断すること
によって得られる。

この際、前記棒状部材の外周面に、ショツトブラストな
どによって凹凸を適宜形成しておくと、プラスチックの
接合に際して接合面積が増加し、両者の接合がさらに強
固となる。

尚、上記の棒状部材へのプラスチック材の被覆方法とし
ては、上記の射出成形に限定されるものではなく、たと
えば、硬化性樹脂を用いた圧縮成形法などの各種成形法
や合成樹脂粉末を用いた粉末溶射法などのコーティング
加工法などを用いてもよい。

該複合素材の外周層に精密機械加工や反射面形成のため
のフライカットを施し、さらに外周層表面にレーザ光に
対して優れた反射特性を有する金属（たとえば、Ａｆ、
Ｃｕ、Ｍｇ）の蒸着膜によって鏡面を形成することによ
り、所期のポリゴンミラーが得られる。

尚、本発明における前記鏡面形成材料の蒸着方法は、物
理気相蒸着法（たとえば、真空蒸着法、イオンブレーテ
ィング、スパッタリング）より適宜の方法を選択して用
いることができる。

（作　用） レーザ光反射面を構成する鏡面が加工される外周層は、
高ヤング率のＮ合金で形成された本体の外周面に接合さ
れているので、基準面加工や鏡面加工の際に加わる切削
荷重に対して変形しにくく、所要の面倒れ精度を素材の
厚さを増すことなく容易に確保することができる。従っ
て、被覆成形材を軸方向と直角方向に切断して素材を製
作するに際して、同等の面倒れ精度でよい場合、単一材
の場合と比べて切断枚数を増やすことができ、生産性が
向上する。

（実施例） 第１図に示すように、ＡＣＱＡ材の急冷凝固粉末の押出
材より加工した断面六角形状の棒状部材１の軸方向両端
部を、射出成形用金型３内に支持固定する。そして、該
金型３内の外層光てん部５に外層部材たるアクリル樹脂
材を、射出成形機によって、成形温度１３０°Ｃ１金型
温度１３０°Ｃ１射出圧力８００　ｋｇ／ｃｉｌ、射出
時間０．１秒で射出して、外周にアクリル樹脂材を充填
すると共に外層として成形し、得られた被覆成形体を厚
さ４閤に切断してポリゴンミラー用複合素材を得た。図
中（２）は射出成形機のノズル部である。

該複合素材を精整加工して第２図および第３図に示した
ポリゴンミラー素材（厚さ３ｍ、対辺間隔Ｄ＝４０ｍｍ
）を得た。外周面はフライカットにより表面粗度０．０
２μｍ　Ｒｍａｘに仕上げた。本体１の外周面には外周
層２　（厚さ１〜１．５ｍｍ）が接合されていた。さら
に、外周層（２）の外周面に真空度１゜−４〜１０−　
’　ｔｏｒｒで真空蒸着法によって純Ｎ膜を膜厚２００
０人形成して鏡面を得た。

該ポリゴンミラーの反射面の面倒れを測定したところ１
２秒であった。また、Ｈｅ−Ｎｅレーザ（λ冨６３３　
ｎｍ）を照射して反射率を測定したところ８８％であっ
た。

従来例として、六角形状のＡ　５０８６材押出材よりポ
リゴンミラー素材を切り出し、同様の加工を施して同形
状寸法のポリゴンミラーを得た。該ポリゴンミラーの反
射面の面倒れを測定したところ１５秒であり、実施例に
対して加工精度が２０％も悪化した。一方、反射率を測
定したところ８５％であり、この点については実施例の
ポリゴンミラーの反射率の方が優れていることが確認さ
れた。

（発明の効果） 以上説明した通り、本発明のポリゴンミラー用複合素材
によれば、外周層に対するレーザ光反射面の加工の際、
外周層はヤング率の高い本体によって内側から支持され
た状態となるので、基準面に対する面倒れが生じにくく
、高精度のポリゴンミラーを容易に製造することができ
る。また、素材の剛性が高まる結果、従来と同精度のも
のを製造する場合、素材の肉厚を薄くすることができ、
材料歩留りの向上ひいては生産性の向上に資することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本体成形用の棒状部材を固定した射出成形用金
型の縦断面図、第２図は実施例に係る複合素材によって
製作されたポリゴンミラーの正面図、第３図は第２図の
Ａ−Ａ線断面図である。 第　７　図 第２図 第　３　図 ←−Ａ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ光を反射させるための多角形鏡面が外周面
   に形成されたポリゴンミラーであって、高ヤング率を有
   するアルミニウム合金で形成されたアルミニウム合金本
   体の外周面に、外周面が多角形平滑面とされかつプラス
   チック材から成る外周層が形成され、該外周層の表面に
   レーザ光に対して優れた反射特性を有する金属蒸着膜が
   被着されて鏡面が形成されていることを特徴とするポリ
   ゴンミラー。
2. （２）レーザ光を反射させるための多角形鏡面が外周面
   に形成されたポリゴンミラーの加工素材であって、高ヤ
   ング率を有するアルミニウム合金材で形成された本体の
   外周面に、前記鏡面が形成される外周面を含みかつプラ
   スチック材から成る外周層が形成されていることを特徴
   とするポリゴンミラー用複合材。