JPH0560995A - 回転多面鏡とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂製の回転多面鏡において、鏡面精度の向
上を図ること。 【構成】 回転多面鏡（ポリゴンミラー）２０の各鏡面
部分２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄを複数個のピンポ
イントゲート３０あるいはフィルムゲートから射出され
た樹脂材にて形成する。また、コア部分２１と鏡面部分
２３ａ〜２３ｄは異なる樹脂材にて形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転多面鏡、詳しくは
レーザプリンタやファクシミリ等の画像形成装置に組み
込まれるレーザビーム走査光学系のビーム偏向手段とし
て使用される回転多面鏡とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビーム偏向走査手段として使用されてい
る回転多面鏡（ポリゴンミラー）は、鏡面（ビーム反射
面）の平滑性や鏡面相互の分割精度、面倒れ精度に高水
準を要求されている。従来、回転多面鏡は、アルミニウ
ム合金、ガラスを材料として、成形工程、切削工程を経
て製造されていた。しかし、前記材料は精度良く加工す
ることが極めて困難であり、コストが上昇するという問
題点を有していた。

【０００３】そこで、最近では樹脂を材料として射出成
形法により回転多面鏡を製造することが種々試みられて
いる（例えば、特開昭６３−３０４２２３号公報参
照）。しかし、十分な鏡面精度を達成することができて
いないのが現状である。

【０００４】

【発明の目的、構成、作用】そこで、本発明の目的は、
鏡面精度の良好な樹脂製の回転多面鏡を提供することに
ある。また、本発明の他の目的は、鏡面を高精度に形成
できる樹脂製の回転多面鏡の製造方法を提供することに
ある。

【０００５】以上の目的を達成するため、本発明に係る
回転多面鏡は、各鏡面部分を複数個のピンポイントゲー
トから射出された樹脂材にて形成した。複数のピンポイ
ントゲートから樹脂材を射出することにより、各鏡面部
分において鏡面全体に樹脂圧が略均等に作用し、鏡面精
度、特に平滑性、平面性が向上する。さらに、本発明に
係る回転多面鏡は、各鏡面部分をそれぞれ一つのフィル
ムゲートから射出された樹脂材にて形成した。フィルム
ゲートとは線状に樹脂材を射出するゲートであり、各鏡
面にウェルドラインが発生することなく、鏡面精度が良
好となる。

【０００６】さらに、本発明に係る回転多面鏡は、各鏡
面部分とそれ以外のコア部分とを異なる種類の樹脂材に
て形成した。即ち、コア部分と鏡面部分とで樹脂材の種
類をそれぞれの部分に最も適合したものを使用すること
により、例えば鏡面部分には鏡面性の良好な材料を使用
することにより、鏡面精度が容易に向上する。コア部分
には、強度が高いこと、線膨張係数が小さいこと、耐吸
湿性を有することの少なくともいずれかの特性を有する
樹脂材を使用することが好ましい。

【０００７】さらに、本発明に係る回転多面鏡の製造方
法は、各鏡面部分に対して複数個のピンポイントゲート
から樹脂材を射出する。良好な鏡面精度を得るには、ピ
ンポイントゲートの数は各鏡面部分ごとに同数であるこ
とが好ましい。また、各鏡面部分におけるピンポイント
ゲートの間隔は略均等であることが好ましい。また、鏡
面と各ピンポイントゲートとの距離はピンポイントゲー
トの間隔よりも小さく、かつ、それぞれ同じ距離である
ことが好ましい。

【０００８】さらに、本発明に係る回転多面鏡は、各鏡
面部分に対してそれぞれ一つのフィルムゲートから樹脂
材を射出する。フィルムゲートは各鏡面部分に対して一
つであり、回転多面鏡の上面又は下面から樹脂材を射出
する。フィルムゲートは各鏡面部分の有効反射領域を外
れた上部又は下部から樹脂材を射出する。この場合、フ
ィルムゲートは各鏡面部分に対して平行に配置されてい
ること、あるいは各鏡面部分に対して同じ方向から樹脂
材を射出することが好ましい。

【０００９】

【実施例】以下、本発明に係る回転多面鏡及びその製造
方法の実施例につき添付図面に従って説明する。 ［第１実施例、図１〜図３参照］本第１実施例は１種類
の樹脂材を用いて射出成形法にて製造した回転多面鏡を
示す。この回転多面鏡１は、図１に示されているよう
に、四つの側面を鏡面とした鏡面部分１ａ，１ｂ，１
ｃ，１ｄからなり、中心部の孔２は回転駆動軸を挿入、
固定するためのものである。１０は樹脂成形時における
ピンポイントゲートの位置を示し、ピンポイントゲート
１０は各鏡面に沿って３個ずつ等間隔に位置している。
ａはゲート間隔を示し、ｂは鏡面からゲート１０までの
距離を示し、ｃは鏡面端部（コーナー部）からゲート１
０までの距離を示す。

【００１０】図２、図３は樹脂成形された回転多面鏡１
とスプル１１及びランナ１２との位置関係を示す。スプ
ル１１は中央部に位置し、ランナ１２はスプル１１から
ゲート１０へ放射線状に延びている。成形時において、
各鏡面部分１ａ〜１ｄに樹脂圧が十分にゆき渡り、かつ
ウエルドラインが目立たない程度の樹脂温度で各ゲート
１０から射出された樹脂が合流するには、ｂ＜ａ、ｂ＜
ｃであることが好ましい。ｂはａ／２程度であることが
さらに好ましい。ゲート間隔ａは均等であることが好ま
しいが、約３０％までの差であれば許容される。ここ
で、ゲート間隔が均等であるとは、各鏡面部分１ａ〜１
ｄに対して設けられたゲート間隔が略同一寸法であるこ
と、各鏡面部分１ａ〜１ｄに対してゲート１０を３個以
上設けた場合には、そのゲート間隔が略同一寸法である
ことをいう。

【００１１】成形条件の一例を示すと、樹脂材としてポ
リカーボネートを使用した場合、ゲート径は１．２ｍ
ｍ、金型温度は１３０℃、射出速度は１０ｍｍ／ｓ、射
出圧は５００ｋｇ／ｃｍ²、保圧は１０００ｋｇ／ｃｍ²
にそれぞれ設定した。以上の如く、本第１実施例におい
ては各鏡面部分１ａ〜１ｄに対して複数個（好ましくは
同数）のピンポイントゲート１０から樹脂を射出し、回
転多面鏡１を成形したため、一つの鏡面部分に対して１
個のピンポイントゲートで樹脂を射出する場合に比べ
て、鏡面全体にわたって略均等に樹脂圧が作用し、面精
度が向上する。本発明者らの実験によれば、ニュートン
リングを用いて面精度を測定したところ、各鏡面部分に
対してピンポイントゲートを１個設けた場合はλ／４
（λ：レーザの波長、７８０ｎｍ）であった。一方、各
鏡面部分に対してピンポイントゲートを３個設けた第１
実施例にあっては、λ／８の精度が得られた。

【００１２】また、第１実施例において、隣接する鏡面
の交線部分（コーナー部）にはゲートが設定されていな
い。従って、射出された樹脂は最後にコーナー部に到達
し、コーナー部にウエルドラインが発生し、高い面精度
が要求される鏡面におけるウエルドラインの発生を防止
することができる。ところで、各ランナ１２の断面積
は、溶融樹脂がスプル１１からランナ１２を通じて各ゲ
ート１０に至る時間（ゲート１０からの射出タイミン
グ）が一定となるように調節されている。また、各ラン
ナ１２の断面積を変えられない場合には、各ゲート１０
の内径を異ならしめることで樹脂の流動状態を調節する
ことも可能である。

【００１３】［第２実施例、図４〜図６参照］本第２実
施例は２種類の樹脂材を用いて射出成形法にて製造した
回転多面鏡を示す。この回転多面鏡２０は、図４に示す
ように中心孔２２を有するコア部分２１と、コア部分の
４側面に位置する鏡面部分２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２
３ｄとで構成され、インサート成形又は多重成形等の手
法により製作される。各鏡面部分２３ａ〜２３ｄに樹脂
材を射出するピンポイントゲート３０の設定に関しては
前記第１実施例での説明が妥当する。回転多面鏡２０と
スプル３１及びランナ３２との位置関係は図５、図６に
示すとおりである。なお、コア部分２１に対するゲート
の設定は任意である。

【００１４】回転多面鏡は８，０００ｒｐｍあるいはそ
れ以上の高速で回転駆動され、各鏡面で波長が７８０ｎ
ｍ程度のレーザビームを一直線上に偏向走査する。その
ため、素材としては、強度が高いこと（高速回転時の
変形防止）、線膨張係数が小さいこと（精度の確
保）、耐吸湿性が良好なこと（環境条件に対する信頼
性の確保）、鏡面性（成形性）が良好なこと（鏡面の
精度確保）、が要求される。現状では〜の特性を１
種類の樹脂で満足することは困難である。

【００１５】本第２実施例ではコア部分２１に前記，
，の少なくともいずれか一つの特性を満足する樹脂
材を使用し、鏡面部分２３ａ〜２３ｄに前記の特性を
満足する樹脂材を使用し、全体的に性能のよい回転多面
鏡とした。具体的には、コア部分２１には、グラスファ
イバー等のフィラーを混入した剛性の高い樹脂材（例え
ば、ポリフェニレンサルファイド：ＰＰＳ：グラスファ
イバー４０％、又は、液晶ポリマー：ＬＣＰ：グラスフ
ァイバー３０％等）を使用し、鏡面部分２３ａ〜２３ｄ
には成形性が良好で鏡面精度を高く成形できる樹脂材
（例えば、ポリカーボネート：ＰＣ、又は、アクリル樹
脂：ＰＭＭＡ等）を使用する。

【００１６】［第３実施例、図７参照］本第３実施例と
して示す回転多面鏡４０は、前記第２実施例と同様に、
中心孔４２を有するコア部分４１と鏡面部分４３ａ，４
３ｂ，４３ｃ，４３ｄを２種類の樹脂材で成形したもの
でコア部分４２の４隅が各鏡面部分４３ａ〜４３ｄの端
部に張り出している。ピンポイントゲート３０の設定あ
るいは樹脂材の選択等に関しては前記第１実施例、第２
実施例で説明したとおりである。

【００１７】［第４実施例、図８〜図１０参照］本第４
実施例はフィルムゲート５５から１種類の樹脂材を射出
して製造した回転多面鏡を示す。フィルムゲートとは線
状に樹脂材を射出するゲートであり、各鏡面部分５０
ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄに対して一つずつ、それら
と平行に、かつ、回転多面鏡５０の上面から樹脂材を同
一方向に射出する。樹脂材の種類は前記第１実施例と同
様にポリカーボネート、アクリル等が使用される。ま
た、回転多面鏡５０の中心には回転駆動軸に取り付ける
ための中心孔５１が形成される。

【００１８】図９、図１０は回転多面鏡５０とスプル５
６及びランナ５７との位置関係を示す。ランナ５７はス
プル５６から四方へ広がっており、各ランナ５７の断面
積を中央部と両端部とで変化させることで各フィルムゲ
ート５５の中央部と両端部とで樹脂の到達時間を一定と
している。フィルムゲート５５は各鏡面部分５０ａ〜５
０ｄに対してそれぞれ一つずつ配置され、ランナ５７を
フィルムゲート５５に対して対称形に配置することによ
り、各鏡面に対して成形機からの圧力が均一に伝わり、
鏡面の面精度が良好となる。

【００１９】フィルムゲート方式において、各フィルム
ゲート５５から射出された樹脂は四方へ流出し、それら
が合流するのは各鏡面部分５０ａ〜５０ｄの両端部（コ
ーナー部）であり、有効反射領域での樹脂の合流はな
い。従って、鏡面でウェルドラインが発生するおそれは
なく、樹脂圧、温度の調整が前述のピンポイントゲート
方式よりも管理しやすい。面精度に関しては、前記第１
実施例と同様にλ／８の精度が得られた。

【００２０】［第５実施例、図１１〜図１４参照］本第
５実施例として示す回転多面鏡６０は、図１１、図１２
に示すように、六面体としたもので、各鏡面部分６０
ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ，６０ｆに対して
はそれらと平行に、かつ、回転多面鏡６０の上面に設置
した六つのフィルムゲート６５から１種類の樹脂材を射
出する。回転多面鏡６０とスプル６６及びランナ６７と
の位置関係は図１３、図１４に示すとおりである。フィ
ルムゲート６５が各鏡面部分６０ａ〜６０ｆに対して平
行に設置され、樹脂材を同一方向に、かつ、各鏡面への
樹脂の到達時間を一定とするように配慮されていること
は前記第４実施例と同様である。

【００２１】［第６実施例、図１５〜図１７参照］本第
６実施例として示す回転多面鏡７０は、図１５に示すよ
うに、４面の各鏡面部分７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０
ｄの上部にフィルムゲート７５を設け、１種類の樹脂材
を側方から射出したものである。フィルムゲート７５は
各鏡面の有効反射領域を外れていることは勿論である。

【００２２】回転多面鏡７０とスプル７６及びランナ７
７との位置関係は図１６、図１７に示すとおりである。
各ランナ７７は同じ形状とされ、フィルムゲート７５の
各部分に対して樹脂の到達時間が等しいように配慮され
ている。フィルムゲート７５は各鏡面に対して平行で、
かつ、同一方向に樹脂を射出し、ランナ７７をフィルム
ゲート７５に対して対称形に配置することと相まって各
鏡面に対して成形機からの圧力が均一に伝わり、鏡面の
面精度が良好となる。

【００２３】［第７実施例、図１８〜図２１参照］本第
７実施例として示す回転多面鏡８０は、図１８、図１９
に示すように、六面体としたもので、前記第６実施例と
同様に、各鏡面部分８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ，
８０ｅ，８０ｆに対してそれらの上部に設けたフィルム
ゲート８５から１種類の樹脂材を射出したものである。
回転多面鏡８０とスプル８６及びランナ８７の位置関係
は図２０、図２１に示すとおりである。

【００２４】［第８実施例、図２２〜図２４参照］本第
８実施例は前記第２実施例と同様に２種類の樹脂材を用
いて、インサート成形あるいは多重成形したものであ
る。中心孔９２を有するコア部分９１は通常のゲート方
式で成形され、四つの鏡面部分９３ａ，９３ｂ，９３
ｃ，９３ｄはフィルムゲート方式で成形される。フィル
ムゲート９５は各鏡面部分９３ａ〜９３ｄの上面に配置
されている。

【００２５】回転多面鏡９０とスプル９６及びランナ９
７の位置関係は図２３、図２４に示すとおりであり、ス
プル９６及びランナ９７の配置、形状は基本的には図
９、図１０に示した第４実施例と同様である。また、コ
ア部分９１と鏡面部分９３ａ〜９３ｄとで２種類の樹脂
材を異ならせた理由は前記第２実施例で説明したとおり
である。

【００２６】［第９実施例、図２５参照］本第９実施例
として示す回転多面鏡１００は、前記第３実施例と同様
に、中心孔１０２を有するコア部分１０１と鏡面部分１
０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄを２種類の樹脂
材で成形したものである。鏡面部分１０３ａ〜１０３ｄ
はそれぞれ上面に設けたフィルムゲート１０５から樹脂
材が射出される。スプル及びランナに関しては図９、図
１０に示したものと同様であり、樹脂材の選択に関して
は第２実施例と同様である。

【００２７】［第１０実施例、図２６参照］本第１０実
施例として示す回転多面鏡１１０は、六面体を２種類の
樹脂でインサート成形又は多重成形したものである。鏡
面部分１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄ，１１
３ｅ，１１３ｆはコア部分１１１の側面にそれぞれのフ
ィルムゲート１１５から射出された樹脂にて形成され
る。スプル及びランナに関しては図１３、図１４に示し
たものと同様であり、樹脂材の選択に関しても前述の第
２実施例と同様である。

【００２８】［他の実施例］なお、本発明に係る回転多
面鏡及びその製造方法は前記実施例に限定されるもので
はなく、その要旨の範囲内で種々に変形することができ
る。例えば、４面又は６面の多角面体以外に、８面等の
多角面体であってもよい。また、鏡面は平面ではなく一
定の曲率を有する曲面あるいは非球面であってもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、各鏡面部分を複数個のピンポイントゲートから
射出される樹脂材にて形成したため、樹脂圧が各鏡面に
略均等に作用し、鏡面精度の向上を図ることができる。
また、各鏡面部分をそれぞれ一つのフィルムゲートから
射出される樹脂材にて形成したため、鏡面にウェルドラ
インが発生するおそれはなく、鏡面精度の向上を図るこ
とができる。さらに、各鏡面部分とそれ以外のコア部分
とを異なる種類の樹脂材にて形成したため、鏡面部分と
コア部分にそれぞれ最適な特性を有する樹脂材を選択す
ることができ、ひいては鏡面精度の向上を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例としての回転多面鏡を示す斜視図。

【図２】図１に示した回転多面鏡とスプル、ランナとの
関係を示す平面図。

【図３】図２の正面図。

【図４】第２実施例としての回転多面鏡を示す斜視図。

【図５】図４に示した回転多面鏡とスプル、ランナとの
関係を示す平面図。

【図６】図５の正面図。

【図７】第３実施例としての回転多面鏡を示す斜視図。

【図８】第４実施例としての回転多面鏡を示す斜視図。

【図９】図８に示した回転多面鏡とスプル、ランナとの
関係を示す平面図。

【図１０】図９の断面図。

【図１１】第５実施例としての回転多面鏡を示す平面
図。

【図１２】図１１の側面図。

【図１３】図１１、図１２に示した回転多面鏡とスプ
ル、ランナとの関係を示す平面図。

【図１４】図１３の正面図。

【図１５】第６実施例としての回転多面鏡を示す斜視
図。

【図１６】図１５に示した回転多面鏡とスプル、ランナ
との関係を示す平面図。

【図１７】図１６の断面図。

【図１８】第７実施例としての回転多面鏡を示す平面
図。

【図１９】図１８の側面図。

【図２０】図１８、図１９に示した回転多面鏡とスプ
ル、ランナとの関係を示す平面図。

【図２１】図２０の断面図。

【図２２】第８実施例としての回転多面鏡を示す斜視
図。

【図２３】図２２に示した回転多面鏡とスプル、ランナ
との関係を示す平面図。

【図２４】図２３の正面図。

【図２５】第９実施例としての回転多面鏡を示す斜視
図。

【図２６】第１０実施例としての回転多面鏡を示す平面
図。

【符号の説明】

１，２０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１０
０，１１０…回転多面鏡 １ａ〜１ｄ，２３ａ〜２３ｄ，４３ａ〜４３ｄ，５０ａ
〜５０ｄ，６０ａ〜６０ｆ，７０ａ〜７０ｄ，８０ａ〜
８０ｆ，９３ａ〜９３ｄ，１０３ａ〜１０３ｄ，１１３
ａ〜１１３ｆ…鏡面部分 ２１，４１，９１，１０１，１１１…コア部分 １０，３０…ピンポイントゲート ５５，６５，７５，８５，９５，１０５，１１５…フィ
ルムゲート

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多角面体の各面を鏡面とした樹脂製の回
   転多面鏡において、 各鏡面部分が複数個のピンポイントゲートから射出され
   た樹脂材にて形成されていること、 を特徴とする回転多面鏡。
2. 【請求項２】 多角面体の各面を鏡面とした樹脂製の回
   転多面鏡において、 各鏡面部分がそれぞれ一つのフィルムゲートから射出さ
   れた樹脂材にて形成されていること、 を特徴とする回転多面鏡。
3. 【請求項３】 多角面体の各面を鏡面とした樹脂製の回
   転多面鏡において、 各鏡面部分とそれ以外のコア部分とが異なる種類の樹脂
   材にて形成されていること、 を特徴とする回転多面鏡。
4. 【請求項４】 前記コア部分が、強度の高い樹脂材又は
   線膨張係数の小さい樹脂材又は耐吸湿性を有する樹脂材
   の少なくとも一つの特性を備えた樹脂材からなり、 前記鏡面部分が、鏡面性の良好な樹脂材からなること、 を特徴とする請求項３記載の回転多面鏡。
5. 【請求項５】 多角面体の各面を鏡面とした樹脂製の回
   転多面鏡の製造方法において、 各鏡面部分を除くコア部分を樹脂材にて形成する工程
   と、 前記コア部分の周囲に樹脂材を射出して鏡面部分を成形
   する工程と、 からなることを特徴とする回転多面鏡の製造方法。
6. 【請求項６】 多角面体の各面を鏡面とした樹脂製の回
   転多面鏡の製造方法において、 各鏡面部分に対して複数個のピンポイントゲートから樹
   脂材を射出すること、 を特徴とする回転多面鏡の製造方法。
7. 【請求項７】 各鏡面部分ごとに同数のピンポイントゲ
   ートから樹脂材を射出することを特徴とする請求項６記
   載の回転多面鏡の製造方法。
8. 【請求項８】 各鏡面部分に対するピンポイントゲート
   の間隔が略均等であることを特徴とする請求項６又は７
   記載の回転多面鏡の製造方法。
9. 【請求項９】 鏡面と各ピンポイントゲートとの距離
   は、ピンポイントゲートの間隔よりも小さく、かつ、そ
   れぞれ同じ距離であることを特徴とする請求項６又は７
   又は８記載の回転多面鏡の製造方法。
10. 【請求項１０】 多角面体の各面を鏡面とした樹脂製の
    回転多面鏡の製造方法において、 各鏡面部分に対してそれぞれ一つのフィルムゲートから
    樹脂材を射出すること、 を特徴とする回転多面鏡の製造方法。
11. 【請求項１１】 回転多面鏡の上面又は下面に設けたフ
    ィルムゲートから樹脂材を射出することを特徴とする請
    求項１０記載の回転多面鏡の製造方法。
12. 【請求項１２】 各鏡面部分の有効反射領域を外れた上
    部又は下部に設けたフィルムゲートから樹脂材を射出す
    ることを特徴とする請求項１０記載の回転多面鏡の製造
    方法。
13. 【請求項１３】 フィルムゲートが各鏡面部分に対して
    平行に配置されていることを特徴とする請求項１０又は
    １１又は１２記載の回転多面鏡の製造方法。
14. 【請求項１４】 フィルムゲートが各鏡面部分に対して
    同じ方向から樹脂材を射出することを特徴とする請求項
    １０又は１１又は１２記載の回転多面鏡の製造方法。