JPH07168114A

JPH07168114A - ポリゴンミラー

Info

Publication number: JPH07168114A
Application number: JP33605793A
Authority: JP
Inventors: Junichi Nakagawa; 純一中川
Original assignee: Shinko North Co Ltd
Current assignee: Shinko North Co Ltd
Priority date: 1993-10-21
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-07-04

Abstract

(57)【要約】【目的】サブミクロンの高精度加工を要求されるポリ
ゴンミラーを、その加工基準面の平坦化加工を省略して
高歩留まりで且つ高生産性で製造することを可能とする
ポリゴンミラーを提供する。【構成】ポリゴンミラーは、側面に６個のミラー面１
２を等配の位置に配置し、表面及び裏面にミラー面１２
の加工時に治具に固定するための加工基準面１４を有す
る。そして、加工基準面１４が設けられた加工基準領域
とその周辺部との間に、歪みを緩衝する歪み緩衝部とし
て、３本の溝１５ａ，１５ｂ，１５ｃが設けられてい
る。これらの溝は円直径が相互に異なり、表面と裏面に
交互に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザプリンタのレーザ
ビームをスキャンニングするために使用されるポリゴン
ミラーに関し、特にアルミニウム材をサブミクロンのオ
ーダーで超精密切削加工することにより製造されるポリ
ゴンミラーに関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザビームプリンタにおいては、回転
するポリゴンミラーにレーザビームを照射して、その反
射ビームを感光体ドラムの表面でスキャンさせる。この
ポリゴンミラーは、実質的に多角形状をなし、この本体
の側面は複数個のミラー面により構成されている。

【０００３】図８は従来のポリゴンミラーの１例を示す
平面図、図９は同じくその縦断面図である。平面視で正
六角形状をなす本体１の中央には、ポリゴンミラーを回
転駆動装置（図示せず）に取り付けるための円形の取り
付け孔３が設けられている。そして、この本体１の側面
には、６個のミラー面２がその面を垂直にして相互に１
２０°の角度をなすように形成されている。そして、こ
の本体１の表裏面には、取り付け孔３の周縁部にリング
状の加工基準面４が設けられている。

【０００４】この加工基準面４は、図１０に示すように
して、ミラー面２をダイヤモンド工具で鏡面切削加工す
る際に、本体１を固定するための面である。即ち、ミラ
ー面２の鏡面加工治具においては、円柱状の支持具６の
上にポリゴンミラー本体１を載置し、この本体１の加工
基準面４の上に円筒状の押さえ具７の下端部を重ね、更
に押さえ具７をネジ８の回転により支持具６に向けて押
圧することにより、押さえ具７と支持具６との間で本体
１を挟持する。このようにして、ポリゴンミラー本体１
を加工治具に取り付け固定した後、本体１の側面に、６
個のミラー面を鏡面切削して形成する。

【０００５】この場合に、図１１（ａ）に示すように、
領域Ｃに治具締め付け用の加工基準面Ａが設けられてお
り、本体の側面に鏡面加工すべきミラー加工面Ｂが形成
されている場合に、この加工基準面Ａが歪んでいるとす
る。そうすると、図１１（ｂ）に示すように、加工治具
の取り付けにより、加工基準面Ａが加工治具に挟持され
て平坦になると、加工基準面Ａの凹凸が平坦になること
によって、領域Ｃの周辺部で歪みが発生し、ミラー加工
面Ｂが治具挟持後の基準加工面Ａに垂直の方向に対して
夫々θ₁，θ₂の角度だけ傾斜する。

【０００６】この状態で、図１１（ｃ）に示すように、
ミラー加工面Ｂを鏡面加工すると、治具挟持後の基準加
工面Ａに対して垂直のミラー面Ｄが形成される。そし
て、治具を取り外すと、図１１（ｄ）に示すように、加
工基準面Ａが元の歪んだ状態に戻り、その結果、ミラー
面Ｄは垂直方向に対してθ₁，θ₂の角度で傾斜してしま
う。

【０００７】このように、基準面の平坦度が悪いと、ミ
ラー面の加工後にその平坦度の低さに起因してミラー面
に歪み（θ₁、θ₂）が発生する。そうすると、サブミク
ロンのオーダーでの精度が要求されるポリゴンミラーと
して、その機能を果たし得ない。このため、従来、ミラ
ー面の加工工程の前に、加工基準面を平坦化加工するこ
とにより、加工基準面に歪みが発生しにくいものにして
いた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のポリゴンミラーは、加工基準面の平坦化加工工程が
必要であるために、材料歩留まりが低下すると共に、生
産性が低いという欠点がある。特に、厚さが４ｍｍ以下
の薄厚のポリゴンミラーを加工する場合に、得られるミ
ラー面の平坦度と、加工基準面の平坦度との間には、大
きな相関関係がある。ミラー面の平坦度の仕上精度を高
くしようとすると、加工基準面の平坦度も高いものに仕
上げる必要がある。例えば、ミラー面の所要平坦度をλ
／４（λ＝０．６３２８μｍ）以下とすると、加工基準
面もλ／４以下に仕上げる必要がある。しかし、薄厚ポ
リゴンミラーの加工基準面をこのような高精度に仕上げ
ることは極めて複雑な作業となり、加工コストが著しく
高くなる。

【０００９】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、サブミクロンの高精度加工を要求されるポ
リゴンミラーを、その加工基準面の平坦化加工を省略し
て高歩留まりで且つ高生産性で製造することを可能とす
るポリゴンミラーを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係るポリゴンミ
ラーは、側面に複数個のミラー面を配置し、表面及び／
又は裏面に前記ミラー面の加工時に治具に固定するため
の加工基準面を有するポリゴンミラーにおいて、前記加
工基準面が設けられた加工基準領域とその周辺部との間
に、歪みを緩衝する歪み緩衝部を有することを特徴とす
る。

【００１１】

【作用】本発明においては、加工基準領域とその周辺部
との間に、歪み緩衝部を有しているので、加工基準面で
ポリゴンミラー本体を挟持固定した場合に、加工基準面
に歪みが発生しても、この歪みはミラー面を形成する本
体の側面にまでは及ばない。従って、ミラー面を鏡面切
削加工した場合に、そのミラー面の位置は、本体を加工
治具から取り外しても変動しない。このため、本発明に
よれば、加工基準面を平坦化加工しなくても、ミラー面
加工後にミラー面の方位に歪みが生じることはなく、高
精度のポリゴンミラーを得ることができる。このため、
加工基準面の平坦化工程が不要となり、製造コストを低
減することができると共に、生産性を向上することがで
きる。

【００１２】なお、この歪み緩衝部は、前記表面及び裏
面に前記加工基準面を取り囲むように形成された溝とす
ることができる。また、前記加工基準領域を前記表面及
び／又は裏面の中央に設けられたものとする場合は、前
記歪み緩衝部は前記表面及び裏面に同心円状に設けられ
た複数個の溝とすることができる。そして、この複数個
の溝はその円直径が相互に異なるものであり、表面と裏
面に交互に設けることが好ましい。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について、添付の図面
を参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施例に
係るポリゴンミラーを示す平面図、図２は同じくその縦
断面図、図３は同じくその一部拡大図である。ポリゴン
ミラー本体１１は、実質的に六角板状をなし、平面視で
正六角形をなす。この本体１１の側面には、６個のミラ
ー面１２が相互に１２０°の角度をなして配置されてい
る。この本体１１の中央には、ポリゴンミラーをレーザ
ービームのスキャン装置の回転駆動装置に取り付けるた
めの円形の取り付け孔１３が設けられている。

【００１４】本実施例においては、この本体１１の表面
に２本の円形に延びる溝１５ａ，１５ｃが本体１１の中
心を中心として同心的に形成されており、本体１１の裏
面には１本の円形に延びる溝１５ｂが本体１１の中心を
中心として形成されている。溝１５ａ，１５ｂ，１５ｃ
はその直径が順次小さくなっており、最も大きな直径を
有する溝１５ａが本体１１の表面に、その次に大きな直
径を有する溝１５ｂが本体１１の裏面に、また最も小さ
い直径の溝１５ｃが本体１１の表面に形成されている。
このため、各溝は本体１１の表裏面にその中心から外縁
に向かって交互に配置されていることになる。

【００１５】なお、例えば、取り付け孔１３の直径は６
ｍｍ、溝１５ａ，１５ｂ，１５ｃの斜面角度は４５°で
あり、それらの直径は夫々１７ｍｍ，１５ｍｍ，１３ｍ
ｍである。

【００１６】この本体１１の表裏面の中央部は加工基準
面１４となっており、この加工基準面１４が設けられた
領域、即ち、最小径の溝１５ｃに囲まれたリング状の領
域が加工基準領域である。そして、この加工基準領域と
その外側の周辺部との間に、歪み緩衝部としての溝１５
ａ，１５ｂ，１５ｃが設けられている。

【００１７】次に、このように構成されたポリゴンミラ
ーの動作について説明する。図７（ａ）に示すように、
本実施例のポリゴンミラーは、その加工基準面Ａが歪み
を有していても、この加工基準面Ａとその周辺部との間
には、歪み緩衝部としての溝Ｅが設けられている。Ｂは
ミラー加工面である。

【００１８】そして、図７（ｂ）に示すように、加工治
具により加工基準面Ａを締め付けることによって、ポリ
ゴンミラーを加工治具に取り付けると、加工基準面Ａは
歪みが押しつぶされて平坦になる。このとき、加工基準
面Ａに存在していた凹凸が平坦化されたことによる歪み
は、溝Ｅにより遮断されてポリゴンミラー本体の周辺部
に伝達されることはない。図６は本実施例のポリゴンミ
ラーを加工治具に取り付けた状態を示す。加工治具は従
来のポリゴンミラーの加工に使用したものと同一であ
る。この図６に示すように、加工基準面１４を押さえ具
７と支持具６との間で挟持してポリゴンミラーを加工治
具に取り付ける。

【００１９】次いで、この状態で、ミラー加工面Ｂを鏡
面加工し、図７（ｃ）に示すように、加工基準面Ａに垂
直のミラー面Ｄを得る。

【００２０】そして、図７（ｄ）に示すように、鏡面加
工後に、ポリゴンミラーを加工治具から取り外すと、加
工基準面Ａは歪みが元に戻って凹凸を有するものになる
が、ミラー面Ｄにはなんら影響がなく、ミラー面Ｄは所
定の機械精度を維持する。

【００２１】このため、本実施例のポリゴンミラーは加
工基準面Ａを平坦化加工する必要がなく、製造工程が簡
素化されると共に、製造コストを低減することができ
る。また、本実施例においては、歪み緩衝部として単に
本体１１の表裏面に円形の溝を形成するだけでよいの
で、歪み緩衝部を設けるために製造コストが上昇するこ
ともない。更に、本実施例では、加工基準面の平坦化加
工が不要であるので、その材料歩留まりも高い。

【００２２】なお、図３に示すように、本体１１の厚さ
をｔ、このｔから溝１５ａ〜１５ｃの深さを差し引いた
厚さをｔ₁とすると、（３／４）ｔ≧ｔ₁≧（１／４）ｔ
を満足することが好ましい。ｔ₁が（３／４）ｔより大
きい場合は、歪み緩衝効果を得にくい。また、ｔ₁が
（１／４）ｔより小さい場合には、ミラー面１２の加工
時に強度上支障がある。このため、ｔ_１は下記数式１を
満足することが好ましい。

【００２３】

【数１】（３／４）ｔ≧ｔ₁≧（１／４）ｔ

【００２４】また、図３に示すように、溝１５ａの底部
と、溝１５ｂの底部との間の距離をｔ₂とし、溝１５ｃ
の底部と、溝１５ｂの底部との間の距離をｔ₃とする
と、このｔ₂及びｔ₃も下記数式２及び３を満足すること
が好ましい。

【００２５】

【数２】（３／４）ｔ≧ｔ₂≧（１／４）ｔ

【００２６】

【数３】（３／４）ｔ≧ｔ₃≧（１／４）ｔ

【００２７】ｔ₂及びｔ₃が（３／４）ｔより大きい場合
は、歪み緩衝効果を得にくい。また、ｔ₂及びｔ₃が（１
／４）ｔより小さい場合は、ミラー面１２の加工時に強
度上支障がある。

【００２８】また、最外側の溝１５ａから、本体１１の
側縁（即ち、ミラー面１２）までの距離をＷとした場合
に、Ｗは下記数式４を満足することが好ましい。

【００２９】

【数４】Ｗ≧１．２ｔ

【００３０】即ち、歪み緩衝部としての溝１５ａ〜１５
ｃの位置は、ミラー面１２から本体１１の中心に向けて
厚さｔの１．２倍以上の距離だけ離隔したものである。
溝１５ａ〜１５ｃのいずれかがＷ＝１．２ｔで表わされ
る境界よりも本体１１のミラー面１２に近い位置にある
と、溝１５ａ〜１５ｃによる歪緩衝効果を得にくい。

【００３１】図４は本発明の他の実施例に係るポリゴン
ミラーを示す平面図であり、図５はその縦断面図であ
る。本実施例においては、本体２１の中央に設けられた
取り付け孔２３の周辺部が、本体２１の外縁部よりも薄
く形成されており、この孔２３の薄い周辺部が加工基準
面２４となっている。そして、この加工基準面２４と本
体２１の厚い外縁部とを区画するように、傾斜した壁２
５が形成されている。

【００３２】本実施例においても、薄い加工基準面２４
を締め付けて加工治具にポリゴンミラーを取り付ける
と、この加工基準面２４の歪みは壁２５で遮断されてそ
の外縁部には到達せず、薄く形成された加工基準面２４
と壁２５が歪み緩衝部となっている。本実施例も図１乃
至３に示す実施例と同様に、加工基準面２４を平坦化加
工しなくてもミラー面２２を高精度で加工することがで
きる。

【００３３】なお、本実施例においても、図５に示すよ
うに、ポリゴンミラー本体２１の厚さをｔ、薄い加工基
準面２４の厚さをｔ₁とすると、（３／４）ｔ≧ｔ₁≧
（１／４）ｔを満足することが好ましい。その理由は第
１実施例の場合と同様に、緩衝効果を得ることができる
と共に、ミラー面加工上の支障がない範囲にするためで
ある。

【００３４】また、ミラー面２２と壁２５との間の距離
Ｗは、十分な歪緩衝効果を得るために前記数式４を満足
することが好ましい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
加工基準面が設けられた加工基準領域とその周辺部との
間に歪み緩衝部を設けたので、ミラー面加工時に加工基
準面の歪みがミラー面の精度を低下させてしまうことは
なく、高精度のポリゴンミラーを得ることができ、この
ため加工基準面を平坦化加工する必要がない。従って、
本発明によれば、高精度のポリゴンミラーの製造工程を
簡素化することができ、その製造コストを低減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るポリゴンミラーの
平面図である。

【図２】同じくその縦断面図である。

【図３】同じくその拡大断面図である。

【図４】本発明の第２の実施例に係るポリゴンミラーを
示す平面図である。

【図５】同じくその縦断面図である。

【図６】本発明の第１の実施例のポリゴンミラーを加工
治具に取り付けた状態を示す模式図である。

【図７】本第１実施例のポリゴンミラーの加工工程を示
す模式図である。

【図８】従来のポリゴンミラーを示す平面図である。

【図９】同じくその縦断面図である。

【図１０】この従来のポリゴンミラーを加工治具に取り
付けた状態を示す模式図である。

【図１１】同じくこの従来のポリゴンミラーの加工工程
を示す模式図である。

【符号の説明】

１，１１，２１；本体２，１２，２２；ミラー面３，１３；取り付け孔４，１４，２４；加工基準面６；支持具７；押さえ具８；ネジ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ；溝２５；壁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】側面に複数個のミラー面を配置し、表面
及び／又は裏面に前記ミラー面の加工時に治具に固定す
るための加工基準面を有するポリゴンミラーにおいて、
前記加工基準面が設けられた加工基準領域とその周辺部
との間に、歪みを緩衝する歪み緩衝部を有することを特
徴とするポリゴンミラー。
【請求項２】前記歪み緩衝部は前記表面及び裏面に前
記加工基準面を取り囲むように形成された溝であること
を特徴とする請求項１に記載のポリゴンミラー。
【請求項３】前記加工基準領域は前記表面及び／又は
裏面の中央に設けられており、前記歪み緩衝部は前記表
面及び裏面に同心円状に設けられた複数個の溝であるこ
とを特徴とする請求項１に記載のポリゴンミラー。
【請求項４】前記複数個の溝はその円直径が相互に異
なり、表面と裏面に交互に設けられていることを特徴と
する請求項３に記載のポリゴンミラー。