JPH08201607A

JPH08201607A - プラスチック製光学素子

Info

Publication number: JPH08201607A
Application number: JP1154795A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kawamata; 進一川俣
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-01-27
Filing date: 1995-01-27
Publication date: 1996-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、取付け時及び冷却過程にお
いて光学面が変形しない高精度なプラスチック製光学素
子を提供することにある。【構成】本発明は、光を反射あるいは透過する光学面
１ａを有する光学面形成部１と、この光学面形成部１の
周囲に形成され、光学面形成部１に対して少なくとも一
方面側に突出するリブ部２ａを有する補強部２とを具備
するプラスチック製光学素子において、光学面形成部１
と補強部２との間に、光学面１ａが形成される表面に凹
溝３ａが形成された歪吸収部３を設けたプラスチック製
光学素子である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レーザプリンタ、フ
ァクシミリ、デジタル複写機等の画像形成装置における
光走査装置に用いられるプラスチック製の光学素子に係
り、詳しくは、ｆθレンズやミラー等の光学素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像形成装置の光書込み装置にお
いては、その光学素子としてプラスチック製のものがし
ばしば用いられるようになってきている。このプラスチ
ック製の光学素子は、プラスチックを射出成形又は射出
圧縮成形等の成形方法で所望の形状に成形した後、光学
面に反射膜又は反射防止膜を真空蒸着法で形成するだけ
で完成することかできるため、大量生産が可能になるほ
か、従前に使用されていた光学ガラスのようにその光学
面を研磨する必要がないため、低コスト化が可能とな
る。また、このプラスチック光学素子は、射出成形等に
より高温状態で成形された後常温まで冷却されて成形さ
れるが、その冷却過程において収縮して形状が微妙に変
化し、その形状の変化に伴って光学面も歪むので、その
光学面も歪み量を見込んで金型形状を設計することにな
る。

【０００３】しかしながら、プラスチックは、従前の光
学ガラスに比べてその剛性が低いため、取付け時の応力
により変形し易く、この形状の変形により光学面の光軸
がずれる等の問題を生じる。なお、変形とは設計した形
状からのずれを意味する。

【０００４】そこで、従来においても、このような問題
を解決するための工夫が提案されており、例えば、特開
平３−１７１１１１号公報等においては、プラスチック
の持つ形状選択の自由度を利用して、光学面形成部の周
囲にその補強のためのリブを立設し、これによって光学
素子全体の剛性を向上させて、取付け時の光学面の歪み
を防止することが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光学面
形成部の周囲にリブを立設した光学素子は、冷却過程に
おいて、リブが変形すると共に、例えば光学面もその端
部付近で急激に変形し、凸形状、凹形状、Ｍ字形状、Ｗ
字形状等のように光学面が複雑に歪んでしまう。そし
て、このような光学面の歪みは、実際に成形品を完成さ
せなければ判らないので、それを設計時に見込んで防止
することは不可能に等しい。また、このような光学面の
歪みは、リブの反り等の変形により発生した応力がリブ
と光学面との接合部位に集中的に作用するために生じる
ものと考えられる。

【０００６】そして、このような原因で発生する光学面
の歪みの問題は、特にシリンドリカル形状の反射光学面
や透過光学面を有する長尺なプラスチック光学素子にお
いて顕著になり、また、近年の解像度の向上により、こ
のような光学素子においてもその高度の光学的特性が要
求され、例えば、解像度４００ｄｐｉのレーザ光学系に
用いられる光学素子の場合には高い精度が要求されるよ
うになり、このような場合には光学面の僅かな歪みが大
きな問題となる。

【０００７】従って、本発明の目的は、取付け時及び冷
却過程における光学面の歪みを可及的に防止して高精度
なプラスチック製光学素子を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、光
を反射あるいは透過する光学面を有する光学面形成部
と、この光学面形成部の周囲に形成され、光学面形成部
に対して少なくとも一方面側に突出するリブ部を有する
補強部とを具備するプラスチック製光学素子において、
光学面形成部と補強部との間に、光学面が形成される表
面に凹溝が形成された歪吸収部を設けたプラスチック製
光学素子である。

【０００９】本発明において、光学素子とはレンズやミ
ラー等を意味する。

【００１０】上記光学面形成部は、光を反射あるいは透
過する為に使用される部位を意味する。そして、レンズ
の場合であるならば、上記光学面形成部の両面が光学面
として使用され、また、ミラーの場合であるならば、上
記光学面形成部の片面が光学面として使用される。

【００１１】上記歪吸収部は、光を反射あるいは透過す
る為に使用される部位と補強のためのリブ部との間の部
位を意味する。

【００１２】上記凹溝は、レンズの場合であるならば、
歪吸収部の両面に形成され、また、ミラーの場合である
ならば、少なくとも光学面が形成される表面に形成され
ていればよい。また、上記凹溝は、補強部に隣接する位
置に形成されても、補強部と間隔を開けた位置に形成さ
れてもよい。

【００１３】そして、凹溝は、少なくとも光学面より凹
んだ形状に形成されていればよく、その凹み形状として
は、例えば、矩形型、Ｕ字型、Ｖ字型（楔型）、半円
型、台形を逆さにした形状等がある。矩形型の凹溝は、
成形金型を作り易いという利点があるが、成形時にプラ
スチックが成形金型内を流動し難いとか、成形時にプラ
スチックが収縮した際に成形金型から成形品を抜き難い
という欠点もある。また、Ｕ字型の凹溝では、成形時に
プラスチックが成形金型内を流動し易い。更に、Ｖ字
型、半円型、台形を逆さにした形状の凹溝では、成形時
にプラスチックが成形金型内を流動し易く、且つ、成形
時にプラスチックが収縮した際に成形金型から成形品を
抜き易い。

【００１４】また、凹溝の大きさは、なるべく幅が広
く、深さが深いほうがよいが、成形品を離型できる大き
さに形成する必要がある。実際には、成形体を取り出す
時の成形樹脂の温度や圧力を基に成形体表面と金型表面
との密着力を算出し、更に、その密着力によって発生す
る応力による成形体の変形を算出するシミュレーション
等を利用して最適な大きさに設定すればよい。

【００１５】このような本発明のプラスチック光学素子
は、例えば、非晶質ポリオレフィン、ポリメチルメタア
クリレート、ポリカーボネート等の透明な合成樹脂を用
い、射出成形、射出圧縮成形等の適当な成形方法により
金型を用いて、その全体が一体に成形される。

【００１６】

【作用】本発明のプラスチック製光学素子は、補強部と
光学面形成部との間に歪吸収部を形成し、冷却過程にお
いては、リブ部の変形等に応じて歪吸収部の凹溝付近の
みが変形するようにしたために、リブ部に変形が生じて
も光学面が歪み難いものと考えられる。

【００１７】

【実施例】以下、実施例に基づいて、本発明を具体的に
説明する。

【００１８】実施例図１には、本発明の実施例に係るレーザプリンタのレー
ザ書込装置に用いる凹面ミラーが示されており、この凹
面ミラーは非晶質ポリオレフィンの射出圧縮成形で一体
に形成されている。上記凹面ミラーは、光学面１ａが形
成される光学面形成部１と、その周囲全周に形成された
歪吸収部３と、更にその周囲全周に形成された補強部２
とからなり、全体は１方向に長い長さ１８０ｍｍ，幅１
１ｍｍの長尺形状に形成されている。

【００１９】そして、上記光学面形成部１は、平板を光
学面１ａ側に湾曲させてなる形状で厚さ３ｍｍの大きさ
を有し、また、その光学面１は、曲率半径１３８ｍｍＲ
の大きさで表面に銅が蒸着されている。また、上記補強
部２には、その光学面１ａ側及び光学面裏側の背面側両
方に高さ６ｍｍ，厚さ３ｍｍのリブ部２ａが形成され、
更に、上記歪吸収部３には、光学面１ａに隣接する側で
且つリブ部２ａに隣接する位置に凹溝３ａが形成されて
いる。

【００２０】この実施例では、形状が異なる３種類の凹
溝３ａを有する凹面ミラーを形成した。１種類目の凹面
ミラーは、図２（ａ）に示すように、半円形状で幅１ｍ
ｍ，深さ１ｍｍの凹溝３ａであり、２種類目の凹面ミラ
ーは、図２（ｂ）に示すように、台形を逆さにした形状
で幅１ｍｍ，深さ１ｍｍの凹溝３ａであり、また、３種
類目の凹面ミラーは、図２（ｃ）に示すように、楔形状
で幅１ｍｍ，深さ１ｍｍの凹溝３ａである。なお、どの
種類の凹溝３ａであっても、それを形成した部位の厚さ
が光学面形成部１の厚さよりも薄くなるようになってい
る。

【００２１】そして、冷却過程後に上記３種類の凹面ミ
ラーの面精度を測定したところ５０μｍ以下であり、リ
ブ部２ａの湾曲による影響は見られなかった。また、リ
ブ部２ａを他の部材に取り付けても光学面１ａが変形す
ることも無かった。

【００２２】なお、図３及び図４に示すように、補強部
２のリブ部２ａを光学面１ａ裏側の背面側のみに形成し
ても、光学面１の面精度には変わりがなかった。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、光学面形成部の周囲に
補強部を形成すると共に、それらの間に凹溝を形成し
て、取付け時の光学面の歪みを防止すると共に、冷却過
程における光学面の歪みも可及的に防止することができ
るので、高解像度の光学系において好適な高精度なプラ
スチック製光学素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例に係るプラスチック
製凹面ミラーの斜視図である。

【図２】図２は、本発明の実施例に係る３種類のプラ
スチック製凹面ミラーの幅方向の断面図である。

【図３】図３は、図１の変形例に係るプラスチック製
凹面ミラーの斜視図である。

【図４】図４は、図３の変形例に係る３種類のプラス
チック製凹面ミラーの幅方向の断面図である。

【符号の説明】

１：光学面形成部、１ａ：光学面、２：補強部、２ａ：
リブ部、３：歪吸収部、３ａ：凹溝。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を反射あるいは透過する光学面を有す
る光学面形成部と、この光学面形成部の周囲に形成さ
れ、光学面形成部に対して少なくとも一方面側に突出す
るリブ部を有する補強部とを具備するプラスチック製光
学素子において、光学面形成部と補強部との間に、光学
面が形成される表面に凹溝が形成された歪吸収部を設け
たことを特徴とするプラスチック製光学素子。