JPH10177146A - 合成樹脂製回転多面鏡とその製造方法 - Google Patents

合成樹脂製回転多面鏡とその製造方法

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JPH10177146A
JPH10177146A JP33676596A JP33676596A JPH10177146A JP H10177146 A JPH10177146 A JP H10177146A JP 33676596 A JP33676596 A JP 33676596A JP 33676596 A JP33676596 A JP 33676596A JP H10177146 A JPH10177146 A JP H10177146A
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JP
Japan
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synthetic resin
polygon mirror
shape
compression
cross
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JP33676596A
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English (en)
Inventor
Yuji Terai
雄司 寺井
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Fujifilm Business Innovation Corp
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Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10177146A publication Critical patent/JPH10177146A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 平面と認識できる範囲内での凹面もしくは凸
面である鏡面を対象とし、反射面回転方向の断面形状を
凸形状もしくは凹形状に統一した合成樹脂製の回転多面
鏡、および、その製造方法を提供する 【解決手段】 反射面が平面である合成樹脂製回転多面
鏡60は、反射面61の回転方向の断面プロファイルが
すべての反射面において凸形状もしくは凹形状で統一さ
れ、反射面61が12面以下、内接円の直径は40mm
以下とする。合成樹脂製回転多面鏡の製造方法は、射出
工程、圧縮工程を有する成形法によりなり、圧縮工程は
射出された合成樹脂の温度変化に追従して圧縮圧力を段
階的に制御させる、あるいは各反射面毎の圧縮圧力を独
立して制御して反射面断面プロファイルの凹形状もしく
は凸形状を統一させる、または、射出された合成樹脂を
圧縮する圧縮コア形状によって反射面断面プロファイル
の凹形状もしくは凸形状を制御して反射面回転方向の断
面形状を凸形状もしくは凹形状に統一している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザプリンタやデ
ィジタル複写機等の画像記録装置に使用される光学走査
系に用いられる合成樹脂製の回転多面鏡及びその製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来レーザプリンター等の書き込み装置
に用いられてきた回転多面鏡はアルミ等の金属を切削加
工したものであった。この場合、使用される回転多面鏡
は要求される反射面の平面度だけでなく、反射面回転方
向断面プロファイルはすべての反射面において一様な傾
向のものとなり、使用上の問題点は特になかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、合成樹
脂製の光学部品はディジタル複写機やレーザプリンター
等の書き込み部分などに多数用いられるようになってき
た。そして、従来の多大な加工工数を要する金属製の回
転多面鏡に代わり、この回転多面鏡を射出成形等の手段
により合成樹脂を用いて製造することで大幅なコスト低
減が期待されている。さらに、画像形成の高速・高解像
度化に伴い、複写機、プリンターに用いられる回転多面
鏡はより高精度なものが要求されている。ここで、回転
多面鏡における高精度とは、反射面の平面度(面の平坦
度)がλ/7以下(λ=0.6328μm)で、かつ反
射面の回転方向の断面プロファイルがすべての反射面に
おいて均一であることをいう。
【0004】しかしながら、切削加工によって製造され
る従来の回転多面鏡に対し、合成樹脂成形の回転多面鏡
においては、高温で所望の形状に賄い常温まで冷却され
る。このとき、冷却に伴う樹脂の収縮の影響により、1
つの回転多面鏡において凸面の断面プロファイルをもつ
反射面と凹面の断面プロファイルをもつ反射面とが混在
してしまった。この凸面の断面プロファイルをもつ反射
面と凹面の断面プロファイルをもつ反射面とが混在する
回転多面鏡が引き起こす問題として、回転多面鏡の精度
が静的/動的状態を問わず平面度が要求値を満足してい
たとしても、反射面の回転方向の断面形状の凹凸によ
り、凹面鏡もしくは凸面鏡のパワーが生じてしまう。
【0005】この作用を図9、図10により説明する。 (1)回転多面鏡に入射する際のレーザビームの主走査
方向の幅よりも回転多面鏡の反射面の幅が大きいアンダ
ーフィルド(Underfilled)タイプの光学走
査装置の場合(図9参照)。回転多面鏡の反射面断面形
状プロファイルの凹凸形状によって反射光は以下のよう
になる。鏡面が凸状部分の反射光、鏡面が平面部分の
反射光、鏡面が凹状部分の反射光となり、その走査
端レーザビームの走査端位置精度(JITTER)にば
らつき量Dが発生する。悪影響を及ぼす。
【0006】(2)反射面の面幅よりも広い主走査方向
と対応する方向の幅のレーザビームを回転多面鏡に照射
して複数の反射面を介してレーザビームを偏向させて1
回の回転における反射面の使用頻度を多くし、走査回数
を増やすオーバーフィルドタイプの光学走査装置の場
合。(特開昭50−93719号公報、図9参照)回転
多面鏡の反射面断面形状プロファイルが凸形状の場合、
その端部における入射光aに対して反射光bが拡散し
(図10a参照)、回転多面鏡の反射面断面形状プロフ
ァイルが凹形状の場合、その端部における入射光aに対
して反射光bは絞られてしまう(図10b参照)。この
ように、感光体上の主走査方向と対応する方向のビーム
幅が面毎に異なる異常が生じる。
【0007】しかし回転多面鏡の反射面回転方向断面形
状の凹凸が揃っていれば、以下に示す方法により実用上
問題はない。アンダーフィルドタイプの光学走査装置に
おいては、結果として走査端でのビーム位置が揃うこと
になり問題はない。またオーバーフィルドタイプの光学
走査装置に関しては、レーザビームの主走査方向に対応
する方向の幅の調整は光源とコリメータレンズとの間隔
及び主走査方向調整レンズによって調整する方法が、特
開平8−171069号公報に開示されている。さら
に、回転多面鏡の反射面の形状に関する先行技術とし
て、特開昭64−20518号公報、特開平1−201
618号公報、特開平7−159713号公報などにお
いて開示されているが、これら先行技術は明らかに平面
でない(球面、cylndrical面、非球面)鏡面
のものであった。
【0008】そこで、本発明は、平面と認識できる範囲
内での凹面もしくは凸面である鏡面を対象とし、反射面
回転方向の断面形状を凸形状もしくは凹形状に統一した
合成樹脂製の回転多面鏡、および、その製造方法を提供
するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の反射面が平面で
ある合成樹脂製回転多面鏡は、反射面の回転方向の断面
プロファイルがすべての反射面において凸形状もしくは
凹形状で統一されている構成を具備する。この合成樹脂
製回転多面鏡は反射面が12面以上、内接円の直径は4
0mm以下とする。
【0010】本発明の反射面が平面である合成樹脂製回
転多面鏡の製造方法は、射出工程、圧縮工程を有する成
形法によりなり、圧縮工程は射出された合成樹脂の温度
変化に追従して圧縮圧力を段階的に制御させる、あるい
は各反射面毎に局部的に圧縮する構成を付加し、圧縮圧
力を独立して制御して反射面断面プロファイルの凹形状
もしくは凸形状を統一させる、または、射出された合成
樹脂を圧縮する圧縮コア形状によって反射面断面プロフ
ァイルの凹形状もしくは凸形状を制御する構成を具備す
る。
【0011】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を説明す
る。図1に走査光学系の概念図を示す。一般にレーザプ
リンタ等の画像形成装置において、レーザ発生装置50
から発せられた光ビームは回転多面鏡(ポリゴンミラ
ー)60の反射面に投射され、その反射光がf-θレン
ズ70を介して走査面に、走査始点から走査終点までの
間走査される。走査線の走査始点はセンサー80により
決められる。このとき、回転多面鏡60の反射面の形状
が面ごとに相違すると、前述のように光ビームが拡散し
てしまう。この回転多面鏡60の各面は平面と認識でき
る範囲内での凹面もしくは凸面を有する鏡面であって、
反射面回転方向の断面形状を凸形状、もしくは凹形状に
統一されている。ここで、合成樹脂製の回転多面鏡60
の反射面回転方向の断面形状は、図2に示すように、平
面における凸形状と凹形状のPVをp=0.009μm
以下として、各面が統一されている。
【0012】合成樹脂製の回転多面鏡における反射面回
転方向断面形状は、反射面を転写させるための成形金型
の鏡面入れ子の断面形状が揃っていたとしても、製品で
必ずしも鏡面形状が統一されるというわけではない。こ
のため成形の段階でなんらかの手段を講じ、この断面系
形状を揃える必要がある。そこでこの発明は、回転多面
鏡を合成樹脂で製造する際の1つの方法である射出圧縮
成形法において、圧縮工程での圧力制御を金型内に射出
された樹脂温度の変化に追従させ段階的に制御させてい
る。さらに、成形時に製品部に圧縮圧力を加える圧縮コ
アの形状によって、反射面断面形状の凹形状、凸形状を
制御して統一させている。また、成形時に製品部に圧縮
圧力を加える圧縮コアにおいて、回転多面鏡の各反射面
に対応して局部圧縮ピンを配設した局部圧縮コアを用い
て、反射面回転方向断面形状の凹形状、凸形状を制御し
て統一させている。
【0013】本発明の合成樹脂製の回転多面鏡の反射面
回転方向断面形状を凸形状もしくは凹形状に統一するこ
とで、アンダーフィルドタイプの光学走査装置に関して
は走査端位置が揃い、オーバーフィルドタイプの光学走
査装置に関しては、感光体上の主走査方向のビーム幅の
調整が可能になり、面毎のビーム幅を均一にすることが
できる。
【0014】実施例 以下に本発明の実施例を説明する。実施例に適用される
合成樹脂製回転多面鏡は図8に示すように内接円半径φ
40mm以下、かつ反射面61の数が12面以上の多面
鏡である。反射面61は平面であって、反射面61の回
転方向の断面プロファイルは12面が凸形状、あるいは
凹形状に統一されている。例えば、この合成樹脂製回転
多面鏡60の反射面61はすべて回転方向の断面プロフ
ァイルが凸形状とした平面となっている。
【0015】実施例 1 圧縮工程において、金型に射出された樹脂温度の降下に
追従した圧縮圧力の段階的な変化の方法を説明する。一
例として内接円半径φ25mm、反射面数12面の合成
樹脂製回転多面鏡において円形(φ14mm)、もしく
は製品外形と相似形状(内接円φ14mm)の圧縮コア
を用い、圧縮圧力を0.92MPa〜0.30MPaの
範囲で段階的に制御する。そして、金型内の製品肉厚中
央部の樹脂温度がガラス転移点以下となったとき、圧力
制御範囲は0.71MPa〜0.30MPaとする。こ
の圧縮圧力の制御により、PV0.009μm以下の精
度において回転多面鏡固体内の各反射面の回転方向断面
形状を統一することができた。この実施例はあくまでも
1実施例であって、実際には金型の摺動の状態により圧
力値は若干変動させる。
【0016】次に、設定圧力範囲と回転多面鏡回転方向
断面形状の凹凸の変化について説明する。射出成形にお
ける金型温度を125℃に設定したとき、金型内に射出
された樹脂の温度変化の測定をした。その結果を図3に
示す。ガラス転移点温度をTg=136℃とすると、金
型温度125℃内の樹脂は30sec後にガラス転移点
Tgを通過する。さらに、30sec後には温度降下が
収束していることがわかる。
【0017】次に、圧縮工程における設定圧力と形成さ
れる反射面形状について説明する(図4参照)。 設定圧力形態 (1)射出完了(0sec)からガラス転移点通過後3
0secまでの間は、0.82MPa〜0.92MPa
の範囲の圧力を維持する。……A制御領域 (2)その後0.46MPa以下に除圧する。……D制
御領域 (3)射出後、ガラス転移点通過後30secまでの間
を0.51MPa〜0.71MPaの範囲で制御する。
……B制御領域 (4)その後0.46MPa〜0.30MPa以下まで
除圧する。……D制御領域 (5)ガラス転移点通過後30sec以降の設定圧を
0.51MPa〜0.61MPaとする。……C制御領
【0018】設定圧力形態の変化で形成される形状 A制御からD制御へ移行させることで断面形状を凹面に
形成することができる。…温度の変化を大きくする。 B制御からD制御へ移動させることで断面形状を凸面に
形成することができる。…圧縮工程を比較的低温によ
る。 A制御、またはB制御からガラス転移点通過後30se
c以降の設定圧をC制御とすると凸面を形成することが
できる。
【0019】なお、これら圧力の設定は上記各領域にお
いて設定すると、0.92MPa〜0.30MPaの範
囲で段階的に制御することとなり、断面形状だけでなく
面としてみた場合の平面度を向上させることもできる。
【0020】実施例 2 次に圧縮コア形状によって反射面の回転方向断面形状の
凹凸を制御する方法について説明する。……図5参照 凸形状の反射面回転方向断面形状の形成 図5aに示すように、金型10の圧縮コア15の形状を
製品(回転多面鏡)の反射面をなす各辺に対応させて凸
形状とし、反射面中央部に圧力を加えることによって凸
形状の断面を形成する。 凹形状の反射面回転方向断面形状の形成 図5bに示すように、金型20の圧縮コア25の形状を
製品(回転多面鏡)の反射面をなす各辺に対応させて凹
形状とし、反射面端部に圧力を加えることによって凹形
状の断面を形成する。
【0021】このように、パーシングライン(PL面)
からの圧縮コア10,20の形状を、製品(回転多面
鏡)の反射面をなす各辺に対応させて、圧縮コア10,
20の各辺を凹、あるいは凸形状とすることで所望する
凹、または凸形状に統一された反射面回転方向断面形状
を有する多面鏡が形成できる。
【0022】実施例 3 この実施例は、各反射面を局部的に圧縮して反射面の断
面形状を揃える方法を示す(図6、7参照)。金型10
0,200は圧縮コア150,250の外側にφ3以下
の局部圧縮ピン300を配設する。このとき、金型10
0は局部圧縮ピン300を鏡面端部(対角線上)に配置
し、金型200は局部圧縮ピン300の配置位置を反射
面中央部に配置している。この圧縮ピン300は従来の
圧縮コア150,250とは別系統で制御されている。
【0023】この局部圧縮ピン300の配置位置によ
り、例えば(b)に示すように反射面中央部に配置する
ことで、製品部600は凸形状の回転方向断面を形成す
る。あるいは、(a)に示すように局部圧縮ピン300
を鏡面端部(対角線上)に配置することで製品部600
は凹形状の回転方向断面を形成することができる。
【0024】
【発明の効果】本発明により、合成樹脂製回転多面鏡の
平面反射面回転方向断面形状の凹凸が個体内で統一され
るため、アンダーフィルドタイプにおいてはレーザビー
ムの走査端位置の反射面毎の位置のズレがなくなり、ま
たオーバーフィルドタイプにおいては感光体上の主走査
方向のビーム幅の面毎のバラツキが無くなり、またこの
ビーム幅が容易に調整可能になるため良好なビーム幅を
得ることが可能となり、アンダーフィルド、オーバーフ
ィルドいずれの場合においても良好なビーム走査性能を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 走査光学系概念図。
【図2】 平面内での反射面凹凸の概念図。
【図3】 射出された樹脂の温度降下状態を示すグラ
フ。
【図4】 時間と設定圧力の範囲の関係を示すグラフ。
【図5】 圧縮コアの上面図。
【図6】 局部加圧手段を設けた圧縮コアの上面図。
【図7】 局部加圧方法の説明図。
【図8】 回転多面鏡の平面図。
【図9】 反射面断面形状の変化と走査端の反射光の概
念図。
【図10】 反射面毎のビーム異常の説明図。
【符号の説明】
10、20、100、200 金型、 15、25、1
50、250 圧縮コア、 50 レーザ発生装置、
60 回転多面鏡(ポリゴンミラー)、 70f-θレ
ンズ、 300 加圧ピン、 600 製品部。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反射面が平面である合成樹脂製回転多面
    鏡において、反射面の回転方向の断面プロファイルがす
    べての反射面において凸形状もしくは凹形状で統一され
    ていることを特徴とする合成樹脂製回転多面鏡。
  2. 【請求項2】 合成樹脂製回転多面鏡の反射面数は12
    面以上、内接円の直径は40mm以下である請求項1記
    載の合成樹脂製回転多面鏡。
  3. 【請求項3】 射出圧縮成形法により合成樹脂製の回転
    多面鏡を形成する合成樹脂製回転多面鏡の製造方法にお
    いて、 圧縮工程は射出された合成樹脂の温度変化に追従して圧
    縮圧力を段階的に制御させ、反射面断面プロファイルの
    凹形状もしくは凸形状を統一させてなることを特徴とす
    る合成樹脂製回転多面鏡の製造方法。
  4. 【請求項4】 射出圧縮成形法により合成樹脂製の回転
    多面鏡を形成する合成樹脂製回転多面鏡の製造方法にお
    いて、 圧縮工程は射出された合成樹脂を圧縮する圧縮コア形状
    によって反射面断面プロファイルの凹形状もしくは凸形
    状を制御してなる合成樹脂製回転多面鏡の製造方法。
  5. 【請求項5】 射出圧縮成形法により合成樹脂製の回転
    多面鏡を形成する合成樹脂製回転多面鏡の製造方法にお
    いて、 圧縮工程は各反射面毎に局部的に圧縮圧力を独立して制
    御し、反射面断面プロファイルの凹形状もしくは凸形状
    を統一させてなる合成樹脂製多面鏡の製造方法。
JP33676596A 1996-12-17 1996-12-17 合成樹脂製回転多面鏡とその製造方法 Pending JPH10177146A (ja)

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JPH10177146A true JPH10177146A (ja) 1998-06-30

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6344840B1 (en) 1998-01-13 2002-02-05 Canon Kabushiki Kaisha Plasma-addressed liquid crystal display device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6344840B1 (en) 1998-01-13 2002-02-05 Canon Kabushiki Kaisha Plasma-addressed liquid crystal display device

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