JPH0429212A

JPH0429212A - ポリゴンミラー、ポリゴンミラー成形用金型及びポリゴンミラーの製造方法

Info

Publication number: JPH0429212A
Application number: JP13400590A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Matsuda; 和幸松田; Yoshinori Kairiku; 海陸　嘉徳; Masakazu Kashihara; 樫原　昌和
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-05-25
Filing date: 1990-05-25
Publication date: 1992-01-31

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、例えばレーザプリンタなどに組込まれるポリ
ゴンミラー、ポリゴンミラー成形用金型及びポリゴンミ
ラーの製造方法に関する。

（従来の技術）一般に、レーザ光などを走査するポリゴンミラーは、例
えばレーザプリンタなどの精密機器に組込まれているｔ
このようなポリゴンミラーは、通常、アルミニ、ラム合
金の材料を機械切削することにより反射鏡面が作られて
いる。この場合に用いられる加工機としては、例えばカ
ッタスピンドルは球面空気静圧スピンドル、切削送りを
かけるＸ軸には空気静圧案内、１°分割のカービックカ
ップリングを持った割出しテーブル、切込みや位置決め
をするＺ軸に安定したダブル■のすべり案内を使用した
超精密フライス盤か用いられている。

そして、切削工具としてダイヤモンドバイトを用いて、
形状精度０１μｍ以下、表面粗さ０．ＯＩ〜００２μｍ
Ｒｍａｘ以下で、反射率９０％以上、且つ、平面度、直
角度がそれぞれ０１μｍ以下となるように精密切削され
る。

しかるに、上記超精密フライス盤は、すこぶる高価であ
ることはもとより、加工時間か長く、ポリゴンミラーの
コスト増を招いていた。このことは、ポリゴンミラーが
組込まれた精密機器本体の価格を上げることになり、低
価格のポリゴンミラーを高能率で製造することができる
手法か求められていた。

そこで、従来、第５図に示すように、ポリゴンミラー（
＾）をプラスチック射出成形により製造する方法が提案
されている。このポリゴンミラー（Ａ）は、射出成形に
より正多角形平板状に成形したものである。そして、こ
のポリゴンミラー（Ａ）の中央部には、金属製の軸体が
嵌挿する貫通孔（Ｂ）が設けられている。

（発明か解決しようとする課題）しかるに、プラスチック製のポリゴンミラー（層は、毎
分６０００〜１００００回転という高速回転を行うため
、遠心力により変形し、走査精度を低下させる一因とな
っている。また、慣性モーメントが小さいため、回転ム
ラや面ブレを惹起しやすく、このことも、走査精度を低
下させる一因となっている。

本発明は、上記事情に着目してなされたもので、上記問
題点を解決することのできるポリゴンミラー　ポリゴン
ミラー成形用金型及びポリゴンミラーの製造方法を提、
供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段と作用）本発明のポリゴンミラーは、プラスチックにより一体成
形された、多面体ミラー面が形成されたミラー部と、こ
のミラー部の両端面に同軸に突設された軸部とからなり
、且つ、ミラー部に複数の通孔が円周方向に穿設された
環状の補強部材を同軸にインサート成形したもので、こ
の補強部材により、射出成形したときに、必然的に発生
する収縮・変形を補強部材の内側に限局し、ミラー面の
収縮を最小限に抑止させることができるので、ミラー面
の面精度を高いレベルに維持することかできる。ちなみ
に、形状精度０１μｍ以下、表面粗さ０．０１〜０．０
２μｍＲｍ　ａ　ｘ以下て、反射率９０％以上、且つ、
平面度、直角度かそれぞれ０１μｍ以下を実現すること
ができる。

方、本発明のポリゴンミラー成形用金型及びポリゴンミ
ラーの製造方法は、複数の通孔が円周方向に穿設された
環状の補強部材をインサートした状態にて、ポリゴンミ
ラーを成形するキャビティー中に溶融樹脂を射出するよ
うにしているので、補強部材より内側の溶融樹脂の固化
に伴う変形がミラー面側に伝わるのを抑止することがで
きるようになり、ポリゴンミラーの成形精度を高めるこ
とができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

第１図及び第２図は、この実施例のポリゴンミラー（１
）を示している。このポリゴンミラー（１）は、正六角
形をなすミラー部（２）と、このミラー部（２）の両端
面に同軸突設された軸部（３）とからなり、これらミラ
ー部（２）と軸部（３）はプラスチックにより一体成形
されている。このときのプラスチック材料としては、ポ
リカーボネイト樹脂（ｐｃ）、ポリスチレン（ｐｓ）、
アクリル（ＰＭＭＡ）　、ポリエチレン（ＰＥ）、等の
熱可塑性樹脂が好ましい。しかして、ミラー部（２）は
、正六角形をなす本体部（４）と、この本体部（４）の
外周面に被着されたミラー層（５）と、本体部（４）の
両端面に凹設された円環状の凹部（６１，（６１と、凹
部（６１，（６）　とミラー層（５）との間に同軸にイ
ンサートされたリング状の補強部材（７）からなってい
る。そうして、ミラー層（５）は、例えば厚さ１０〜５
０μｍ程度の紫外線硬化樹脂層（５ａ）と、この紫外線
硬化樹脂層（５ａ）上に物理蒸着された厚さ５００［程
度のアルミニウム（Ａ　Ｉ）　、金（Ａｕ）　、二酸化
珪素（Ｓ　ｉＯ２）などからなり反射率が９０％以上の
ミラー面（８）・・・を形成する蒸着層（５ｂ）とから
なっている。そして、補強部材（７）は、第３図に示す
ように、アルミニウム製の円環体（７ａ）と、この円環
体（７ａ）の円周方向に一列かつ等間隔にて穿設された
矩形状の通孔（７ｂ）・・・とからなっている。

しかして、上記構成のポリゴンミラー（１）には、補強
部材（７）が、インサートされているので、補強部材（
７）より内側の部位の、射出成形時の樹脂変形が拘束さ
れ、ミラー面（８）・・・の変形を防止できる。また、
凹部（６）が設けられているので、射出成形したときに
、必然的に発生する収縮がこの凹部（６）に集中し、本
体部（４）のミラー層（５）側の収縮を最小限に抑止さ
せることができるので、補強部材（７）による効果と相
俟って、ミラー面（８）・・・の面精度を高いレベルに
維持することができる。ちなみに、形状精度０．１　μ
ｍ以下、表面粗さ０、０１〜０．０２μｍ　Ｒｍ　ａ　
ｘ以下で、反射率９０％以上、且つ、平面度、直角度が
それぞれ０．１　μｍ以下を実現することができた。さ
らに、補強部材（７）により、ポリゴンミラー（１）の
重さが、補強部材（７）かない場合に比べて重くなるの
で、慣性モーメントか大きくなり、その結果、回転ムラ
、面ブレなどの発生を抑止できるようになり、ポリゴン
ミラー（１）　　としての回転の安定性が約１０％向上
する。

さらにまた、補強部材（７）により、ポリゴンミラー（
１）の高速回転時における遠心力によるミラー面（８）
・・・の変形を防止することができるので、ポリゴンミ
ラー（＋１による走査精度が向上する。

なお、上記実施例に限ることなく、複数のリング状補強
部材を同心多重に１ラ一部（２）にインサートしてもよ
い。また、補強部材（７）の材質は、セラミックス、ガ
ラス、ステンレス鋼なと適宜に選択してよい。また、補
強部材（７）の形状は、リング状に限ることなく、例え
ば正六角形など任意に選択してよい。さらにまた、補強
部材（７）は、前記実施例のように、一部を外部に突出
させることなく、完全にミラー部（２）に埋設させても
よい。

さらに、ミラー部（２）の形状は、正六角形に限定され
ることはない。

つぎに、上記構成のポリゴンミラー（１）を射出成形す
るためのポリゴンミラー成形用金型について述べる。

第４図は、この実施例のポリゴンミラー成形用金型（１
１）を示している。このポリゴンミラー成形用金型１１
）は、固定側金型部（１２）と、この固定側金型部（Ｉ
２）に対して進退自在に設けられた可動側金型部１３）
とからなっている。しかして、固定側金型部（１２）は
、射出成形機の固定部位に取付けられる固定側取付板（
１４）と、この固定側取付板（１４）に取付けられたラ
ンナープレート（１５）と、コノランナープレート（１
５）に取付けられた固定側型板（１６）と、固定側取付
板（１４）からランナープレート（１５）にかけて貫装
されたスプルーブツシュ（１７）と、固定側型板（１５
）の一方の主面側に設けられ一端部がランナープレート
（１５）に貫装されているスプルーブツシュ（１７）に
連通しているピンポイントゲ−）　（Ｉｌｌ）と、固定
側型板（＋６）の他方の主面側に一端部がピンポイント
ゲート（１８）に連通ずるように設けられ前記ポリゴン
ミラー（１）の軸部（３）の上半分を成形するための第
１キヤビテイー（１９）と、ランナープレート（１５）
及び固定側型板（１６）に設けられ冷却水が循環する冷
却孔（２０）・・・とからなっている。そして、スプル
ーブツシュ（１７）、ピンポイントゲート（１８）及び
第１キヤビテイー（１９）は、同軸的に設けられている
。さらに、ピンポイントゲート（ｆｉｌｌは、一般に、
射出成形品の中央にゲートを設けたい場合に使用される
直径が０．４〜１．２順の横断面丸形の制限ゲートであ
る。他方、可動側金型部（＋３）は、射出成形機の型締
機構に取付けられる可動側取付板（２１）と、この可動
側取付板（２１）に取付けられた可動側型板（２２）と
、この可動側型板（２２）に設けられ前記ポリゴンミラ
ー（１）の第１キヤビテイー（１９）で成形される部分
を除いた他の部分を成形するための第２キヤビテイー（
２３）と、可動側型板（２２）に設けられ冷却水が循環
する冷却孔（２４）・・・とからなっている。そうして
、固定側金型部（１２）と可動側金型部（１３）とが密
着したとき、第１キヤビテイー（１９）と第２キヤビテ
イー（２３）とによりポリゴンミラー（１）か成形され
る空間が形成されるようになっている。また、固定側型
板（１６）の他方の主面側の第２キヤヒテイー（２３）
ニ対向する面並びに第２キヤビテイー（２３）内底面に
は、補強部材（７）が嵌合・位置決めされるリング状の
円環溝（３Ｇ）、　（３０）が同軸的に凹設されている
。

つぎに、上記構成のポリゴンミラー成形用金型（１１）
を用いたこの実施例のポリゴンミラー（））の製造方法
について述べる。

まず、射出成形機の型締機構により、可動側金型部（１
３）を固定側型板（１６）に対して型開きさせる。つぎ
に、可動側金型部（１３）の第２キヤビテイー　（２３
）内底面に設けられた一方の円環溝（３０）に補強部材
（７）の一部を嵌合させる。つづいて、射出成形機の型
締機構により可動側金型部（１３）を固定側型板（１６
）に対して密着させる。これにより、固定側型板（１６
）に設けられた他方の円環溝（３０）に補強部材（７）
の他部が嵌合する。つぎに、射出成形機のノズルから、
溶融樹脂を、スプルーブツシュ（１７）及びピンポイン
トゲ−１−（１８＋を経由して、第１キヤビテイー（１
９）と第２キヤビテイー（２３）に射出する。すると、
溶融樹脂は、ピンポイントゲート（１８１から第１キヤ
ビテイー（１９）と第２キヤビテイー（２３）に放射状
に充填される。その結果、溶融樹脂は、補強部材（７）
の通孔（７ｂ）・・・を経由して、第２キヤビテイー（
２３）の外周部に到達する。このとき、冷却孔（２０）
・・・、　　（２４）・・・には冷却水を循環させてお
く。そして、溶融樹脂の射出後、一定時間、保圧・冷却
してから、型締機構による型締めを解除し、成形体であ
るポリゴンミラー（１）を取り出す。そして、取り出し
たポリゴンミラー（１）の外周面に厚さ１０〜５０μｍ
程度の紫外線硬化樹脂層（５ａ）を塗着する。ついで、
この紫外線硬化樹脂層（５ａ）上に、物理蒸着により厚
さ５００オングストロ一ム程度のアルミニウム（ＡＩ）
、金（Ａｕ）、二酸化珪素（Ｓｉ０２）などからなる蒸
着層（５ｂ）を被着させる。しかして、これら紫外線硬
化樹脂層（５ａ）及び蒸着層（５ｂ）は、反射率９０％
以上のミラー層（５）となる。

このように、この実施例のポリゴンミラー（１）の製造
方法は、プラスチック射出成形により成形しているので
、生産性か著しく向上することはもとより、ピンポイン
トケート（＋７）を介して第１キヤビテイー（１８）と
第２キヤヒテイー（２２）に溶融樹脂を放射状に射出し
、且つ、補強部材（７）をポリゴンミラー（１）巾にイ
ンサートするようにしている。その結果、各ミラー面（
８）・・・への溶融樹脂の充填時間が等しくなるととも
に、補強部材（７）により、この補強部材（７）より内
側の溶融樹脂の固化に伴う変形がミラー面（８）・・・
側に伝わるのを抑止することができるので、ポリゴンミ
ラー（１の成形精度を高めることかできる。したがって
、ミラー面（８）・・・の面精度を、例えば、形状精度
０μｍ以下、表面粗さ０．０１−０．０２μｍＲｍ　ａ
　ｘ以下で、反射率９０％以上、且つ、平面度、直角度
かそれぞれ０．１　μｍ以下というような高いレベルに
維持することができる。さらに、ピンポイントケート（
＋７）の跡は、ポリゴンミラー（１）の軸部（３）の一
端面に現れるので、このゲート跡を除去するための後加
工が不要になり、それたけ生産性の向上に寄与すること
ができる。

なお、上記実施例において、ピンポイントゲートの数お
よび設置位置は任意に設定してよい。

［発明の効果］本発明のポリゴンミラーは、プラスチックにより一体成
形された、多面体ミラー面が形成されたミラー部と、こ
のミラー部の両端面に同軸に突設された軸部とからなり
、且つ、ミラー部に複数の通孔が円周方向に穿設された
環状の補強部材をインサート成形したもので、この補強
部材により、射出成形したときに、必然的に発生する収
縮・変形を補強部材の内側に限局し、ミラー面の収縮を
最小限に抑止させることができるので、ミラー面の面精
度を高いレベルに維持することができる。

ちなみに、形状精度０．１　μｍ以下、表面粗さ０．０
１〜０．０２μｍＲｍａｘ以下で、反射率９０％以上、
且つ、平面度、直角度かそれぞれ０．１　μｍ以下を実
現することができた。

一方、本発明のポリゴンミラー成形用金型及びポリゴン
ミラーの製造方法は、複数の通孔か円周方向に穿設され
た環状の補強部材をインサーｌ、した状態にて、ポリゴ
ンミラーを成形するキャビティー中に溶融樹脂を射出す
るようにしているので、補強部材より内側の溶融樹脂の
固化に伴う変形がミラー面側に伝わるのを抑止すること
ができるようになり、ポリゴンミラーの成形精度を高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例のポリゴンミラー
を示す図、第４図は本発明の一実施例のポリゴンミラー
の製造方法に用いられるポリゴンミラー成形用金型の構
成図、第５図は従来技術の説明図である。（１）、ポリゴンミラー、（２）　　　ミラー部。（３）、軸部、　　（７）　　：補強部材、（７ｂ）：
通孔。（ＩＩ）：ポリゴンミラー成形用金型、（１２）：固定
側金型部、　　（１３）　　可動側金型部、（１７）ニ
スブルーブツシュ、　　（１８）　　ピンポイントゲー
ト、（１９）　　第１キヤビテイ。第２キヤヒテイ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）多面体ミラー面が形成されたミラー部と、このミ
ラー部の両端面に同軸に突設された軸部とを具備し、上
記ミラー部に環状の補強部材がほぼ同軸にインサートさ
れていることを特徴とするポリゴンミラー。
（２）補強部材には貫通孔がほぼ等配して穿設されてい
ることを特徴とする請求項（１）記載のポリゴンミラー
。
（３）多面体ミラー面が形成されたミラー部と、このミ
ラー部の両端面に同軸に突設された軸部とを有し、且つ
、上記ミラー部と上記軸部とは、プラスチックにより一
体成形されてなり、且つ、上記ミラー部に環状の補強部
材がほぼ同軸にインサートされているポリゴンミラーを
射出成形するポリゴンミラー成形用金型において、固定
側金型部と、この固定側金型部に対して接離自在に設け
られた可動側金型部と、これら固定側金型部及び可動側
金型部により形成され上記ポリゴンミラーが成形される
キャビティーと、このキャビティー中に溶融樹脂を射出
させる溶融樹脂案内手段とを具備し、上記キャビティー
を形成する上記可動側金型部及び上記固定側金型部には
補強部材が嵌入する溝が設けられていることを特徴とす
るポリゴンミラー成形用金型。
（４）多面体ミラー面が形成されたミラー部と、このミ
ラー部の両端面に同軸に突設された軸部とを有し、且つ
、上記ミラー部と上記軸部とは、プラスチックにより一
体成形されてなり、且つ、上記ミラー部に貫通孔がほぼ
等配して穿設された環状の補強部材がほぼ同軸にインサ
ートされているポリゴンミラーを射出成形するポリゴン
ミラーの製造方法において、固定側金型部とこの固定側
金型部に対して接離自在に設けられた可動側金型部とに
より形成され上記ポリゴンミラーが成形されるキャビテ
ィーに上記補強部材を位置決めする第１工程と、この第
１工程後に上記キャビティーにこのキャビティーの軸部
に対応する部位にて上記溶融樹脂を上記キャビティーの
軸方向に射出し上記キャビティーを上記溶融樹脂で充填
したのち固化させる第２工程とを具備することを特徴と
するポリゴンミラーの製造方法。