JPH03220518A - 回転多面鏡及びその製造方法 - 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、レーザー走査光学装置などに用いられる回転
多面鏡及びその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

回転多面鏡は、レーザー走査系光学装置などに装置され
、例えばレーザービームプリンタに適用され、レーザー
ビームの進路を変換させて、レーザービームを印字ドラ
ム面に走査する機能を有している。代表的には１例えば
断面が正六角形状などの正多角形から成る角柱部材の側
面を反射鏡面として形成した構造のものが知られている
。

このような回転多面鏡は、従来アルミ合金等の金属材料
から、ダイヤモンド工具を用いて切削加工されていた。

このため回転多面鏡の製造コストが高くなる問題があっ
た。さらに回転多面鏡が金属で構成されているため、重
量が重くなり回転駆動部品が大型化し、光学系の小型・
軽量化の障害となっていた。

このため特開昭６１−５９４１３号公報に記載されてい
るように、回転多面鏡の基材を樹脂若しくは樹脂を主体
とする複合樹脂材料で構成し、反射鏡面を切削加工した
金属被膜で形成する製造方法が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、基材の成形工程と反射鏡面の形成工程
が別々となり製造プロセスの簡易化を推進できず、大幅
なコスト低減が困難である。さらに基材と金属被膜との
界面の耐久性についての配慮がされておらず、温度、湿
度に対する信頼性に不安がある 本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、低い製造
コストで容易に形成加工できる回転多面鏡とその製造方
法を提供することを目的とするものである。。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、回転多面鏡を樹脂もしくは
樹脂を主体とする複合材料で構成し、回転多面鏡の重量
軽減を達成した。また量産性に優れ製造コストの大幅削
減が実現できる射出成形加工法が容易に適用できる様に
１反射鏡面を回転軸と平行でない構成とした。

さらに射出成形加工方法の特長である賦形性を利用し、
反射鏡面を円錐の側面の一部で構成した。

さらに回転多鏡面の組立工数を削減するために。

いわゆるインサート射出成形加工法を導入し、反射鏡面
を賦形する工程で、回転多面鏡を回転駆動部材に固着で
きる加工法とした。

さらに反射鏡面の加工精度を向上するために、あらかし
め回転多面鏡に類似した形状を有するブランクを成形し
、該ブランクの上面に薄層部分を賦形することにより、
反射鏡面の高精度化を実現した。

〔作用〕

回転多面鏡を樹脂もしくは樹脂を主体とする複合材料で
構成した事により、従来の金属の比重より大幅に小さな
比重の素材で構成することができ、回転多面鏡の軽量化
を実現することができた。また反射鏡面を回転軸と平行
でない構成にすることにより、該反射鏡面を賦形する成
形金型から離型する際の離型抵抗を大幅に低減すること
ができた。

これにより量産性に優れた射出成形加工法の導入が可能
となり、加工費を低減することができた。

さらに射出成形加工法の特徴である賦形性を利用し、反
射鏡面を平面に限定することなく任意の形状で構成する
ことが可能となる。これにより従来平面で構成されてい
た反射鏡面が単なるミラーとしての機能だけであったの
に対して１反射鏡面を球面等で構成しレンズ作用の機能
を実現できる。

この結果、回転多面鏡が採用される走査光学系を効率的
に構成することが可能となり、光学系全体を簡易化でき
ると共に低価格化を実現することができる。

さらに回転多面鏡の回転駆動部品である日−ターを、反
射鏡面の成形用金型に装着し、該回転多面鏡を成形する
と同時に回転駆動部品に固着するいわゆるインサート成
形を導入することにより、回転多面鏡の組立工数を大幅
に削減することができる。これにより回転多面鏡の駆動
部を含めた回転多面鏡システムの製造費削減を実現する
ことができる。

またあらかじめ回転多面鏡に類似した形状を有するブラ
ンクを成形し、該ブランクと回転多面鏡と異なる部分で
ある薄層部を賦形する２段階成形方法により、反射鏡面
を成形する樹脂を均一な肉厚に構成できる。これにより
樹脂の賦形精度を向上することが可能となった。

〔実施例〕

以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
１図には本発明の一実施例が示されている。回転軸（１
）を中心に、反射鏡面（２）が６面形成され回転多面鏡
（３）を構成している。該回転多面鏡（３）はポリアミ
ド樹脂に重量比率で３０％のガラス繊維で強化された複
合材料により形成加工されている。該回転多面鏡（３）
は、回転シャフト押入穴（４）により駆動部品（図示せ
ず）との位置め調整をされ、固定ネジ穴（５）により前
記能動部品に固定される。前記反射鏡面（２）は、前記
回転軸（１）に対して４５°の傾斜角（６）をもって配
列されている。

前記反射鏡面（２）を前記回転軸（１）からある傾斜角
を有して配列することにより、射出成形加工の際に問題
となる離型抵抗は大幅に軽減される。しかも抜き勾配の
設定が不要となり成形金型構造が簡易化され、成形金型
の組立精度の改善が達成され、回転多面鏡（３）に射出
成形加工の導入が可能となった。この結果成形加工タク
ト２分で成形でき、アルミ材の切削加工時間の１／１０
に短縮できる効果が得られた。さらに材料のガラス繊維
強化ポリアミド樹脂の比重は１．４であり、従来のアル
ミの比重２．７で構成された回転多面鏡の重量を約１／
２に削減することができた。この軽量化により回転多面
鏡を能動する回転部品の構造簡易化、低コスト化の効果
を得ることができた。

第２図は、本発明の他の実施例の説明図であり、第工図
と同し構成部品は第１図と同じ番号を付けである。本実
施例による反射鏡面（２）は平面ではなく、円錐の側面
の一部で構成されている。この結果従来の平面の反射鏡
面が単なるミラー作用であったのに対して、本実施例の
反射鏡面３はレンズ作用の機能を右する。本実施例にお
いては外側に凸の曲率を持つ曲面で構成されており、該
反射鏡面は凹レンズと同等なレンズ作用をもつことがで
きる。この結果、該回転多面１ｔｔ３が構成される走査
光学系に配置されているレンズの一部を該回転多面鏡（
２）に代替することが可能となり、走査光学系全体の簡
略化を推進すると共に走査光学系の低コストを実現でき
た。

第３図は本発明の他の実施例の説明図であり、反射鏡面
（２）の形状の拡大図である。本実施例の反対鏡面（２
）は、２種類の円錐形状の側面により構成されている。

すなわち回転軸（１）を中心にＡの範囲においては外側
に凸の円錐形状で、Ｂの範囲においては内側に凹の円錐
形状によりそれぞれ構成されている。すなわち本発明の
反射鏡面（２）は、第２の実施例と同様レンズ作用を有
するが、反射面の形状が単一の曲面形状でなく２稚類の
曲面形状をから構成されているため、非球面レンズと同
様の効果を得ることができる。本実施例においては、Ａ
の範囲においては凹レンズの作用、Ｂの範囲においては
凸レンズの作用を有する光学性能を単一の反射面により
実現できる。このように反射鏡面（２）を平面でない非
球面形状でｖｔＩｊｉ、された形状で構成することによ
り、光学設計の白山度を大幅に拡大することが可能とな
り、走査光学系をより一層簡略化するだけでなく、光学
性能の向上を実現できる効果が得られる。

第４図は本発明の他の実施例の説明図であり、回転多面
鏡の断面図である。本実施例の回転多面鏡は、射出成形
加工法の成形サイクルに大きな影響を有する冷却工程を
短縮するために、均一な肉厚により構成されている。こ
れにより回転多面鏡を構成する樹脂を主体とする複合材
料は、どの場所においても冷却に寄与する金型表面から
等距離に配置され、効率的に金型表面との熱交換が実現
できる。この結果冷却工程に要する時間を短縮できるだ
けでなく、樹脂を均一冷却することができ成形精度の向
上も達成できた。

第５図は本発明の他の実施例の説明図であり、反射鏡面
（２）を賦形する工程において、回転多面鏡（３）を回
転部材であるローター（７）に固着させることにより製
作した回転多面鏡部材（１１）の断面図である。回転部
材であるローター（７）は、該ローター（７）の回転軸
に一致した位置に組込まれた回転シャフト（８）と回転
多面［（３）を固定するための連結ピン（１０）から構
成されている。前記回転多面鏡　（３）は前記回転シャ
フト（８）と連結ピン（ｌＯ）により前記ローター（７
）と結合され一体となっている。回転多面鏡（３）をロ
ーター（７）への組込方法は、従来前記回転多面鏡（３
）とローター（７）との軸合せ作業を実施し、その後に
固定ネジにより回転多面ｆｆｉ　（３）をローター（７
）に固定し一体化していた。これに対して本発明による
回転多面鏡部材（１１）は回転多面鏡（３）を成形する
工程において、同時にローター（７）への組込作業が完
了する。しかも回転シャフト（８）を基準にして成形加
工を行うことにより同軸度の優れた回転多面鏡部材を提
但することが可能となる。

第６図は第５図に示した回転多面鏡部材の製作方法の説
明図である。第６図において（２２）は成形金型であり
取付板２１により成形機（図示せず）に取付けられてい
る。（１２）は可動型でありインサートベース（１５）
が設けられ、ローター（７）を固定できる構造となって
いる。　　（１３）は固定型であり１回転多面鏡を賦形
するキャビティ（１４）が設けられている。前記固定型
（１３）にはキャビティ（１４）に樹脂を射出・充填す
るための１次スプルー（１６）　、ランナー（１７）　
、　２次スプルー（１８）及びゲート（１９）が設けら
れている。

上記のように構成された成形金型（２２）により回転多
面鏡部材（１１）を成形加工する方法について以下に説
明する。回転多面ｊｉ　（２）を成形加工する前に１回
転シャフト（８）及びマグネット（９）から構成される
回転騨動部品であるローター（７）を、前記成形金型（
２２）に設けられたインサートスペース（１５）に装着
する。次に成形機の射出シリンダ（図示せず）から溶融
樹脂を成形金型（２２）へ射出充填する。溶融樹脂は１
次スプルー（１６）　、ランナー（１７）　、　２次ス
プルー（１８）を経由してゲート（１９）よりキャビテ
ィ　（１４）へ充填される。該溶融樹脂は成形金型（２
２）との熱交換により冷却固化し、回転多面鏡（３）に
賦形される。該回転多面鏡（３）を賦形するキャビティ
（１４）は、前記ローター（７）の回転シャフト（８）
を基準に高精度に軸合せがされている。この結果賦形さ
れた回転多面鏡（３）は回転シャフト（８）と高精度に
同軸度を確保することができる。該回転多面鏡（３）は
、賦形された後押出ピン（２０）により成形金型（２２
）から離型、取出される。この時点で、該回転多面鏡（
３）は連結ピン（１０）　、回転シャフト（８）固定さ
れると共にローター上面（２３）で固着され前記ロータ
ー（７）と一体化され回転多面鏡部材（１１）に加工さ
れる。

本実施例により従来工数のかかっていた回転多面鏡（３
）とローター（７）の軸合せ作業及びそれに続く連結作
業を省略することができ、製作費を大幅に削減できると
共に、軸合せ精度を向上できる効果を得ることができた
。

第７図は本発明の他の実施例である回転多面鏡ブランク
（２４）による成形方法の説明図である。

第７図において回転多面鏡ブランク（２４）は、前記回
転多面鏡（３）の概略形状を有したブランク樹脂部（２
５）ローター上面（２３）に固着して構成されている。

本実施例において、該ブランク樹脂部（２５）はガラス
繊維強化ポリアミド樹脂で成形され、最終形状の回転多
面鏡との寸法差は全周均一にｉｎｎ確保されている。回
転多面ｊ１（３）を賦形する成形金型（２２）は、基本
的に上記実施例で説明した第６図と同様な構成及び機能
を有している。また回転多面ｊｉ　（３）を賦形する工
程も同様である。すなわち回転多面鏡（３）を賦形する
前に、成形金型（２２）に設けられたインサートスペー
ス（１５）に前記回転多面鏡ブランク（２４）に装着す
る。第７図はこの状態を示した説明図である。

回転多面鏡（３）を賦形するキャビティ　（１４）と回
転多面鏡ブランク（２４）との間には１ｆｆ１１１の−
ａ層部分（２６）が形成されている。該薄層部分（２６
）に上記説明したと同様に溶融樹脂を射出・充填する。

該薄層部分（２６）に充填された溶融樹脂は。

成形金型（２２）との熱交換により冷却固化し回転多面
鏡（３）に賦形される。該回転多面鏡（３）は前記回転
多面鏡ブランク（２４）と一体化され。

押出ピン（２０）により成形金型（２２）より離型・取
出される。本実施例においては、回転多面鏡（３）を賦
形する樹脂が均一な形状となっている。

このため溶融樹脂の冷却は均一となり、冷却歪の発生を
防止することができ、反射鏡面（２）の賦形精度を大幅
に向上できる効果がある。また本実施例では、前記ａ層
部分（２６）を形成する材料をガラス繊維を含有しない
ポリアミド樹脂とした。

このため反射鏡面（２）の表面にガラス繊維が浮きでる
不良の発生を防止することができた。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明した様に樹脂または樹脂を主体とす
る複合材料により、射出成形加工法により短時間で回転
多面鏡を製作することが可能となった。この結果回転多
面鏡の製作費低減の効果がある。また回転多面鏡を比重
の小さな樹脂により構成することができ、軽量化を′Ａ
現できた。この結果回転多面鏡の回転駆動部を小型化・
簡易化することができ、走査光学系の価格低減の効果が
ある。

さらに反射鏡面の形状を球面あるいは平面でない非球面
形状で構成することができた。これにより反射鏡面にレ
ンズ効果の機能を付加することができ、走査光学系のｍ
酪化と光学性能を向上する効果を得ることができた。

またローターを成形金型に装着し、回転多面鏡を成形加
工する工程で１回転多面鏡をローターに固着し、一体化
することが可能となった。この結果回転多面鏡の軸合せ
作業及び連結作業などの組立工数を大幅に削減すること
ができ、価格低減の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回転多面鏡の一実施例の説明図、第２
図は同じく他の実施例の説明図である。 第３図は本発明の一実施例である回転多面鏡の反射鏡面
形状の説明図である。第４図は本発明の一実施例である
回転多面鏡の断面形状の説明図である。第５図は本発明
の製造方法の一実施例の説明であり、本実施例により製
造された回転多面鏡部材の説明図である。第６図は本発
明の製造方法の一実施例に供する成形金型の説明図であ
る。第７図は同じく他の実施例に供する成形金型の説明
図である。 ｌ・・・回転軸、 ２・・・反射鏡面、 ３・・回転多面鏡、 ４・・・回転シャフト挿入穴、 ５・・・固定ネジ穴、 ６・・・傾斜角。 ７・・・ローター ８・・・回転シャフト、 ９・・・マグネット、 １０・・・連結ピン、 １１・回転多面鏡部材、 １２・・・可動型、 １３・・・固定型。 １４・・・キャビティ、 １５・・インサートスペース、 １６・・・１次スプルー １７・・・ランナー １８・・・２次スプルー １９・・・ゲート、 ２０・・・押出ピン、 ２１・・・取付板、 ２２・・・成形金型、 ２３・・・ローター上面、 ２４・・・回転多面鏡ブランク、 ２５・・・ブランク樹脂部、 ２６・・・薄層部分。 纂 ５ ２・・−反射鏡面 ３−回転多到晩 ７−−−１ｍ＋−ター ８−−Ｅし遍シマフト ９−−−マク才１．７ト １０−　連館ピン １１−　　回転多＠鏡部材 纂 図 ２１（α） ７−−−Ｔ］−７− １２−−一町動型 ノ３−−−き↑オー型 ｌ＋・−キマビティ ／６−−−インサートズベース ／６−−−１＊スプルー ｔ８−−−　ｚ−、欠スプルー １９−−−ケ゛−ト ｚｏ−−−＃マ出ピン ２１−　　取付板 ２２−　　代形奎型 ２３−ｍ−ロークー上句 ／７−一一ランナー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転軸（１）の周囲に複数の反射鏡面（２）が設け
   られて成る回転多面鏡において、前記反射鏡面（２）が
   前記回転軸（１）と平行でなく、 且つ該多面鎖が樹脂若しくは樹脂を主体とする複合材料
   により成形加工されたことを特徴とする回転多面鏡。 ２、前記反射鏡面（２）が円錐の側面の一部で構成され
   ている請求項１に記載の回転多面鏡。 ３、前記反射鏡面（２）が平面でない非球面形状で構成
   されている請求項１に記載の回転多面鏡。 ４、回転軸（１）の周囲に複数の反射鏡面（２）が設け
   られて成る回転多面鏡（３）の射出成形加工法において
   、 回転シャフト（８）及びマグネット（９）から構成され
   る回転多面鏡の回転駆動部品であるローター（７）を、
   前記回転多面鏡（３）の成形金型（２２）に装着し、 前記回転多面鏡（３）を賦形すると同時に該回転多面鏡
   （３）を前記ローター（７）に固着させることを特徴と
   する回転多面鏡の製造方法。 ５、前記回転多面鏡（３）を成形加工する工程において
   、 前記回転多面鏡（３）の概略形状を有する回転多面鏡ブ
   ランク（２４）をあらかじめ成形し、該回転多面鏡ブラ
   ンク（２４）を回転多面鏡成形金型（２２）に装着し、 該回転多面鏡成形金型（２２）のキャビティ面（１４）
   と前記回転多面鏡ブランク（２４）との間に形成された
   薄層部分（２６）に樹脂を充填することにより反射鏡面
   （２）の部分を賦形する回転多面鏡の製造方法。