JPWO2013118580A1 - 光学素子、光走査装置、光学素子の製造方法、及び成形用金型 - Google Patents

光学素子、光走査装置、光学素子の製造方法、及び成形用金型 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2013118580A1
JPWO2013118580A1 JP2013557461A JP2013557461A JPWO2013118580A1 JP WO2013118580 A1 JPWO2013118580 A1 JP WO2013118580A1 JP 2013557461 A JP2013557461 A JP 2013557461A JP 2013557461 A JP2013557461 A JP 2013557461A JP WO2013118580 A1 JPWO2013118580 A1 JP WO2013118580A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
gate
edge portion
optical element
cavity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013557461A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6065846B2 (ja
Inventor
内藤 篤
篤 内藤
寛司 ▲高▼木
寛司 ▲高▼木
新一朗 原
新一朗 原
利行 真島
利行 真島
金子 直樹
直樹 金子
隆生 荒川
隆生 荒川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Publication of JPWO2013118580A1 publication Critical patent/JPWO2013118580A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6065846B2 publication Critical patent/JP6065846B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/12Scanning systems using multifaceted mirrors
    • G02B26/125Details of the optical system between the polygonal mirror and the image plane
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0025Preventing defects on the moulded article, e.g. weld lines, shrinkage marks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26Moulds
    • B29C45/27Sprue channels ; Runner channels or runner nozzles
    • B29C45/2701Details not specific to hot or cold runner channels
    • B29C45/2708Gates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/72Heating or cooling
    • B29C45/7207Heating or cooling of the moulded articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00432Auxiliary operations, e.g. machines for filling the moulds
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/041Lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/12Scanning systems using multifaceted mirrors
    • G02B26/123Multibeam scanners, e.g. using multiple light sources or beam splitters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/02Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/06Simple or compound lenses with non-spherical faces with cylindrical or toric faces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0018Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular optical properties, e.g. fluorescent or phosphorescent
    • B29K2995/0029Translucent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2011/00Optical elements, e.g. lenses, prisms
    • B29L2011/0016Lenses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/764Photographic equipment or accessories

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

光学素子は、ゲート部を介してランナー部と連結され、光を透過又は反射させる第1光学面を少なくとも有する光学部を含む長尺の本体部を、ゲート部から切り離して個片化することにより得られる長尺の光学素子である。第1光学面は、少なくとも長手方向端部において短手方向に湾曲した曲面を有しており、また、本体部のゲート部側端面の第1光学面側の第1エッジ部分は、第1光学面にならって湾曲している。本体部とゲート部との境界面は、本体部のゲート部側端面よりも狭く形成されている。少なくとも、第1エッジ部分の第1光学面の有効領域に対応する部位と、境界面における第1光学面側の第2エッジ部分の第1光学面の有効領域に対応する部位との距離が均一に形成されている。

Description

この発明は、光学素子、光走査装置、光学素子の製造方法、及び成形用金型に関する。
近年、電子写真方式の画像形成装置などに用いられる光走査装置において、走査レンズや走査ミラーに代表される長尺のレンズやミラーなどの樹脂製光学素子が用いられるようになっている。樹脂を用いることで、軽量かつ安価で、しかもサイズやレイアウトなどの光走査装置側の都合に合った複雑な形状の素子を比較的容易に得ることができるという利点がある。
一方、樹脂製光学素子の製造方法の一つとして、射出成形と呼ばれる成形技術を用いて光学素子を得る方法が知られている。射出成形は、たとえば、以下のように行う。まず、射出成形機のノズルを介して金型内へ溶融した液体状の樹脂を射出する。樹脂は、金型に設けられたスプルー、ランナーを通り、ゲートを介してキャビティに充填される。キャビティ内に充填された樹脂が固化した後、金型から樹脂成形物を取り外す。そして、キャビティに充填された樹脂部分をゲートに充填された樹脂部分から切り離すことにより、キャビティの形状に対応した成型品(ここでは、光学素子)を得ることができる。
上述した光学素子(たとえば、長尺のレンズ)を射出成形するものとして、特許文献1の図5〜7等には、ゲート部とフランジ部とが、ゲートカット処理前に、その境界における光軸方向の厚さが等しくなるように成形する技術が記載されている。特許文献1においては、ゲート[6b]とキャビティ[6a]との連結部分とを同じ形状にすることで、ゲート近傍のフランジ部の成形部位におけるエアの巻き込みに起因するウエルドラインの発生を抑制できるとされている。
特開2009−184241号公報
しかし、特許文献1のプラスチックレンズ光学素子[1]は、ゲート部[4]とレンズ部[2](フランジ部[3])との連結部分が同じ形状となっているため、レンズ部[2](フランジ部[3])をゲート部[4]から切り離す場合に、切断位置を把握し難いという問題が生じる。従って、誤ってフランジ部を切断して光学性能に悪影響を発生してしまったり、フランジ部を切断することがないようにする結果、ゲート部の切断残りが多くなって、素子の後加工が必要になったり、素子が組み込まれるスペース確保が必要になって光走査装置が大型化するなどの問題があった。また、キャビティ[6a]の断面とゲート[6b]の断面とが等しいため、キャビティ[6a]に充填された樹脂がゲート[6b]へ逆流し易く、光学素子の光学性能に影響を及ぼす可能性もある。
一方、金型のゲートの断面をキャビティの断面よりも小さく構成することにより、上述した切断時の問題や樹脂の逆流に伴う問題は解消され得るものの、今度は成形不良の問題が生じることとなる。本願発明者らの検討によれば、高い光学性能を付与するため光学面を自由曲面などの曲面で形成する場合、特に成形不良の発生が顕著であり、成形品の表面に波状の縞模様(以下、フローマークという)を生じやすいことが判明している。また、長尺の光学素子を射出成形で製造する場合、光学素子の長手方向での光学性能のばらつきを抑えるため、また、製造のタクトタイムを短くするため、できるだけ短時間で射出を行いたいという要請がある。このような要請の下で射出速度を高くすると、上述したフローマークの発生を招きやすいことが判明している。
この発明は上記の問題点を解決するものであり、容易に製造可能でありながら成形不良が低減され良好な光学性能を発揮し得る光学素子を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、成形不良を低減し良好な光学性能を発揮し得る光学素子を容易に製造し得る光学素子の製造方法及びその製造方法に用いられる金型を提供することにある。また、本発明の他の目的は、良好な光学性能を有し装置の大型化を回避し得る新規かつ有用な光走査装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本願発明者らは種々検討した結果、金型のゲートの断面をキャビティの断面よりも小さく構成することにより、切断や逆流等の問題は解消され得るものの、光学面が光学素子の短手方向に湾曲した曲面である場合は、光学面が曲面であることに起因して、ゲートからキャビティへの樹脂の進入時に、キャビティの幅方向(すなわち、光学素子の短手方向)において樹脂の流入状態がばらつき、結果的にフローマークを生じやすくなることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明の請求項1記載の光学素子は、ゲート部を介してランナー部と連結され、光を透過又は反射させる第1光学面を少なくとも有する光学部を含む長尺の本体部を、ゲート部から切り離して個片化することにより得られる長尺の光学素子である。第1光学面は、少なくとも長手方向端部において短手方向に湾曲した曲面を有している。本体部のゲート部側端面の第1光学面側の第1エッジ部分は、第1光学面にならって湾曲している。本体部とゲート部との境界面は、本体部のゲート部側端面よりも狭く形成されている。少なくとも、第1エッジ部分の第1光学面の有効領域に対応する部位と、境界面における第1光学面側の第2エッジ部分の第1光学面の有効領域に対応する部位との距離が均一に形成されている。
また、本発明の請求項2記載の光学素子は、請求項1記載の光学素子であって、ゲート部と第1光学面との間に、第1光学面にならって湾曲した表面を持つ周縁部を有しており、周縁部の表面は、光学素子の光軸方向に対して第1光学面と同じ位置にある。
また、本発明の請求項3記載の光学素子は、請求項2記載の光学素子であって、本体部は、ゲート部と第1光学面との間に、第1光学面にならって湾曲した表面を持つ周縁部を有しており、周縁部の表面は、光学素子の光軸方向に対して第1光学面より低い位置にある。
また、本発明の請求項4記載の光学素子は、請求項1から3のいずれかに記載の光学素子であって、光学部は、第1光学面と反対側にあり光学的に対向するように設けられている第2光学面をさらに含む。
また、本発明の請求項5記載の光走査装置は、請求項1から4のいずれかに記載の光学素子を有する。
また、本発明の請求項6記載の光学素子の製造方法は、射出成形機からの樹脂を成形用金型内のスプルー、ランナー、ゲートを通過させ、キャビティ内に充填させることで長尺の光学素子を成形する。そして、ゲートとキャビティの連結部分において、キャビティ側の端面における所定範囲の第1エッジ部分が湾曲しており、かつ、ゲート側の端面において対応する第2エッジ部分が第1エッジ部分にならって湾曲しており、さらに、ゲート側の端面がキャビティ側の端面よりも狭く形成され、所定範囲の第1エッジ部分と、ゲート側の端面において対応する第2エッジ部分との距離が均一に形成されている成形用金型に樹脂を充填する工程を有する。光学素子の製造方法は、キャビティ内で冷却された樹脂を取り出し、ゲートに対応する樹脂部分とキャビティに対応する樹脂部分とを切断する工程を有する。
また、本発明の請求項7記載の成形用金型は、スプルー、ランナー、ゲート、及び、キャビティを有する、長尺の光学素子を形成するためのものである。成形用金型は、ゲートとキャビティの連結部分において、キャビティ側の端面における所定範囲の第1エッジ部分が湾曲しており、かつ、ゲート側の端面において対応する第2エッジ部分が前記第1エッジ部分にならって湾曲しており、さらに、ゲート側の端面は、キャビティ側の端面よりも狭く形成され、所定範囲の第1エッジ部分と、ゲート側の端面において対応する第2エッジ部分との距離が均一に形成されている。
本発明における光学素子は、第1光学面が少なくとも長手方向端部において短手方向に湾曲した曲面を有しており、また、本体部のゲート部側端面の第1光学面側の第1エッジ部分が第1光学面にならって湾曲している。また、本体部とゲート部との境界面は、本体部のゲート部側端面よりも狭く形成されている。そして、少なくとも、第1エッジ部分の第1光学面の有効領域に対応する部位と、境界面における第1光学面側の第2エッジ部分の第1光学面の有効領域に対応する部位との距離が均一に形成されている。従って、製造が容易であり、かつ、フローマーク等の成形不良が低減され、良好な光学性能を発揮し得る。
また、本発明における光学素子の製造方法は、ゲートとキャビティの連結部分において、ゲート側の端面がキャビティ側の端面よりも狭く形成され、キャビティ側の端面における所定範囲の第1エッジ部分と、ゲート側の端面において対応する第2エッジ部分との距離が略均一に形成されている成形用金型を用いる。従って、フローマークのような外観不良の少ない光学素子を作製することが可能となる。また、その結果、不良品の発生が少なくなるため、歩留まりを向上させることができる。また、ゲート対応部分とキャビティ対応部分との切り離しが行いやすく容易に光学素子を製造できる。
また、本発明における光走査装置は、良好な光学性能を有し大型化を回避することができる。
また、本発明における成型用金型は、ゲートとキャビティの連結部分において、キャビティ側の端面における所定範囲の第1エッジ部分が湾曲しており、かつ、ゲート側の端面において対応する第2エッジ部分が前記第1エッジ部分にならって湾曲しており、さらに、ゲート側の端面は、キャビティ側の端面よりも狭く形成され、所定範囲の第1エッジ部分と、ゲート側の端面において対応する第2エッジ部分との距離が均一に形成されている。従って、成型品に生じるフローマークのような外観不良を低減させることができる。また、その結果、不良品の発生が少なくなるため、歩留まりを向上させることができる。
実施形態に係る光走査装置の構成を示す図である。 実施形態に係る光走査装置の構成を示す図である。 実施形態に係る成形用金型の構成を示す図である。 実施形態に係る成形用金型の構成を示す図である。 実施形態に係る成形用金型の構成を示す図である。 実施形態に係る光学素子の製造方法を示すフローチャートである。 実施形態に係る樹脂成形物を示す図である。 実施形態に係る光学素子を示す図である。 実施形態に係る光学素子を示す図である。 実施形態に係る光学素子を示す図である。 実施形態に係る光学素子を示す図である。 実施形態に係る光学素子を示す図である。 実施形態に係る光学素子を示す図である。 変形例1に係る光学素子を示す図である。 変形例2に係る光学素子を示す図である。 比較例に係る成形用金型の構成を示す図である。 実施例に係る光学素子を示す図である。 実施例に係る光学素子を示す図である。 比較例に係る光学素子を示す図である。
<実施形態>
[光走査装置]
図1及び図2を参照して、実施形態に係る光走査装置1の説明を行う。図1及び図2においては、主走査方向をY軸方向とし、副走査方向をZ軸方向とする。また、Y軸方向とZ軸方向と直交する方向をX軸方向と定義する。すなわち、図1は、光走査装置1をZ軸方向からみた図であり、図2は、光走査装置1をY軸方向からみた図である。
光走査装置1は、感光体ドラム50(50Y、50M、50C、50K。図2参照)を備えた画像形成装置(光走査装置と感光体の部分のみを図示)に用いられる。感光体ドラム50は、画像形成装置で使用される複数の色に対応した数だけ設けられている。すなわち、感光体ドラム50Yは、イエロー(yellow)に対応している。感光体ドラム50Mは、マゼンタ(magenta)に対応している。感光体ドラム50Cは、シアン(cyan)に対応している。感光体ドラム50Kは、ブラック(black)に対応している。光走査装置1は、図2に示す感光体ドラム50(50Y、50M、50C、50K)それぞれに対し、ビームB(BY、BM、BC、BK)を照射して、感光体ドラム50の周面に静電線像を形成する。
光走査装置1は、図1及び図2に示すように、筐体11、発光素子12(12Y、12M、12C、12K)、コリメータレンズ14(14Y、14M、14C、14K)、ミラー16(16M、16C、16K)、シリンドリカルレンズ18、偏向器20、走査レンズ22、走査レンズ24、走査レンズ26(26Y、26M、26C、26K)、ミラー28、ミラー30、センサ32、ミラー34(34Y、34M、34C、34K)、ミラー36(36Y、36M、36C)、ミラー38C及び防塵ガラス40(40Y、40M、40C、40K)を含んで構成されている。
筐体11は、発光素子12、コリメータレンズ14、ミラー16、シリンドリカルレンズ18、偏向器20、走査レンズ22、24、26、ミラー28、ミラー30、センサ32、ミラー34、36、38C及び防塵ガラス40を所定の位置関係で格納する部材である。
発光素子12は、たとえば、レーザダイオードにより構成され、ビームBを放射する。発光素子12Y、12M、12C、12Kは、それぞれが一つの光源を形成している。
コリメータレンズ14は、発光素子12が放射したビームBをxy面内において略平行な光に整形する。
ミラー16Mは、図1に示すように、コリメータレンズ14Mを通過したビームBMを偏向器20側に反射して、ビームBYと合成する。これにより、Z軸方向から平面視したときに、ビームBYとビームBMとが重なる。ミラー16Cは、図1に示すように、コリメータレンズ14Cを通過したビームBCを偏向器20側に反射して、ビームBY及びビームBMと合成する。これにより、Z軸方向から平面視したときに、ビームBCとビームBY及びビームBMとが重なる。ミラー16Kは、図1に示すように、コリメータレンズ14Kを通過したビームBKを偏向器20側に反射して、ビームBY、ビームBM及びビームBCと合成する。これにより、Z軸方向から平面視したときに、ビームBKとビームBY、ビームBM及びビームBCとが重なる。
シリンドリカルレンズ18は、ビームBY、ビームBM、ビームBC及びビームBKをZ軸方向に集光する。
偏向器20は、図1に示すように、複数の反射面を有するポリゴンミラー及びポリゴンミラーを時計回りに回転させるモータ(図示なし)により構成されている。偏向器20は、反射面に照射されたビームBY、ビームBM、ビームBC及びビームBKを所定の方向に偏向する。
走査レンズ22、走査レンズ24及び走査レンズ26は、偏向器20により偏向されたビームBが通過するレンズであり、ビームBを感光体ドラム50に結像させる。これにより、ビームBは、図1に示すように、Y軸方向の正方向側へと向かって等速で走査される。また、走査レンズ22、24、26は、図1及び図2に示すように、Z軸方向から見たときに、偏向器20よりもX軸方向の正方向側に設けられており、Y軸方向に長手方向を有している。本実施形態における走査レンズ26は、「光学素子」の一例である。走査レンズ26の詳細な構成については、後述する。
ミラー34Y及びミラー36Yは、図2に示すように、走査レンズ22及び走査レンズ24を通過したビームBYを反射して、感光体ドラム50Yへと導く。走査レンズ26Yは、ミラー34Yとミラー36Yとの間に設けられている。ミラー34M及びミラー36Mは、走査レンズ22及び走査レンズ24を通過したビームBMを反射して、感光体ドラム50Mへと導く。走査レンズ26Mは、ミラー34Mとミラー36Mとの間に設けられている。ミラー34C、ミラー36C及びミラー38Cは、走査レンズ22及び走査レンズ24を通過したビームBCを反射して、感光体ドラム50Cへと導く。走査レンズ26Cは、ミラー36Cとミラー38Cとの間に設けられている。ミラー34Kは、走査レンズ22及び走査レンズ24を通過したビームBKを反射して、感光体ドラム50Kへと導く。走査レンズ26Kは、ミラー34Kの手前に設けられている。
防塵ガラス40は、筐体11の底面(Z軸方向の負方向側の面)に設けられており、筐体11内に埃等が侵入することを防止する。ビームBは、防塵ガラス40を通過して、感光体ドラム50の周面に結像する。
ミラー28は、偏向器20により偏向され、かつ、走査レンズ22及び走査レンズ24を通過していないビームBY(以下、「ビームBYa」という場合がある)を反射して、センサ32へと導く。ミラー28は、図1に示すように、走査レンズ22のY軸方向の負方向側に設けられている。すなわち、ミラー28は、走査レンズ22に対して、ビームBの走査方向の上流側に設けられている。センサ32は、走査レンズ22及び走査レンズ24を通過せずに走査レンズ22及び走査レンズ24よりもY軸方向の負方向側を通過し、且つミラー28により反射されたビームBYaを検知することにより、制御信号を生成する。
ミラー30は、偏向器20により偏向され、かつ、走査レンズ22の点P及び走査レンズ24を通過したビームBY(以下、「ビームBYb」という場合がある)を反射して、センサ32へと導く。点Pは、走査レンズ22の画像形成領域Aよりも、Y軸方向の負方向側(ビームBYの走査方向の上流側)に位置している点である。画像形成領域Aとは、走査レンズ22において、感光体ドラム50Yに静電線像が形成される領域に対応する領域である。すなわち、画像形成領域Aとは、感光体ドラム50Yに対して静電線像が形成されている間に、走査レンズ22においてビームBYが通過する領域である。センサ32は、走査レンズ22の点P及び走査レンズ24を通過したビームBYbを検知することにより、制御信号を生成する。なお、センサ32で生成される制御信号は、たとえば、画像形成装置等の内部温度が上昇した場合であっても、装置の動作開始時と同じ像を形成するよう、発光素子12の動作を補正するために用いられる。
[光学素子の製造方法]
次に、図3A〜図5を参照して、実施形態に係る光学素子の製造方法について説明する。本実施形態では、射出成形の手法を用いる。
まず、射出成形に用いられる成形用金型100の構成について述べる。図3Aは、成形用金型100を側面から見た場合の断面図(図3BのA−A断面)である。図3Bは、成形用金型100を上面から見た場合の断面図(図3AのB−B断面)である。図3Cは、図3AにおけるC−C断面の拡大図である。なお、図3A及び図3Bにおいては、理解を容易にするため成形用金型100の一部を省略しているが、図示したのと同様の構成をもう一対備えている。つまり、4つの成形物を同時に作製する構成を有している。もちろん、成形物を同時に作製する数に特に制限はなく、4個より多くてもよいし、4個以下でもよい。
成形用金型100は、固定側の第1金型101及び可動側の第2金型102とで構成されている。第1金型101と第2金型102とを型締めすることにより、両者の間に樹脂が充填される空間が形成される。この空間は、スプルー100aと、ランナー100bと、ゲート100cと、キャビティ100dとを含んで構成されている。本実施形態においては、図3Aの符号PLがパーティング面を示している。キャビティ100dは、後述する光学素子の光学面及び周縁部を成形するための成形面を備えている。なお、第1金型101を可動側としたり、パーティング面の位置を本実施形態とは異ならせることも可能である。
スプルー100aは、射出成形機のノズルαから射出される溶融した液状の樹脂をランナー100bに流入させるための流入通路である。スプルー100aのランナー100b側の端部は、スプルー100aの射出成形機のノズルα側の端部よりも太く形成されている。スプルー100aは、成形用金型100に対して一つ設けられている。
ランナー100bは、スプルー100aから流入した溶融樹脂を複数のキャビティ100dそれぞれに導くための流路である。ランナー100bの長さ及び形状は、樹脂の種類等により決定される。
ゲート100cは、ランナー100bからキャビティ100dに樹脂を充填するときの入口である。ゲート100cは、キャビティ100dに対応する数だけ設けられている。ゲート100cの形状を変えることで、樹脂の流量と方向の制御を行うことができる。本実施形態では、図3Aに示すように、ゲート100cは、キャビティ100dより狭く形成されている。また、図3Bに示すように、ゲート100cは、ランナー100b側の端部より、キャビティ100d側の端部の方が広い扇状に形成されている。また、ゲート100cはキャビティ100dに近づくにつれて厚くなるように構成されている。このように構成することで、樹脂がゲート100cを通過する際に発生するせん断熱により樹脂の温度を上昇させ、流動粘度を下げてキャビティ100d内への充填をよくすることが可能となる。また、残留応力等を減少させることができるため、ソリ等の成形不良を減少することができる。更に、ゲート100cの樹脂を冷却・固化する時間がキャビティ100d内の樹脂よりも早くなるため、キャビティ100dからの樹脂の逆流を防止することができる。
キャビティ100dは、成形用金型100において光学素子等の成型品が成形される隙間である。本実施形態では、キャビティ100dを、一つの成形用金型100に対して複数設けている。従って、一つの成形用金型100を用いて、一度に複数の成形品を成形することができる。
ここで、図3Cに示すC−C断面は、ゲート100cとキャビティ100dとの連結部分を示している。破線は、キャビティ100d側の端面Fcを示している。実線は、ゲート100c側の端面Fgを示している。図3Cに示すように、キャビティ100dは、光学素子の各部分を転写し得る転写面を有する。たとえば、後述の走査レンズ26を成形する場合、キャビティ100dは、短手方向に凸状に湾曲した光学面M1(第1光学面)とそれに隣接する平坦な周縁部26b、及び、光学面M1とは反対側の平坦な光学面M2(第2光学面)とを成形し得る転写面を有している。ゲート100c側の端面Fgは、キャビティ100d側の端面Fc内にあり、かつ、端面Fcよりも狭く形成されている。
また、キャビティ100d側の端面Fcにおける第1金型101側のエッジ部分Ecの所定範囲部分Ecは湾曲しており、かつ、ゲート100c側の端面Fgにおいて上記所定範囲に対応する第1金型101側のエッジ部分Egの所定範囲部分Egが前記エッジ部分Ecにならって湾曲しており、両者の距離L(ゲート100cとキャビティ100dとが連結する連結部分の境界面における両者の距離)は、均一に形成されている。ここで、両者の「距離が均一」とは、(1)一方のエッジ部分どの部位においても他方のエッジ部分までの距離が等しい場合、及び、(2)一方のエッジ部分どの部位においても他方のエッジ部分までの距離が等しくなるように設計されているが実際には許容誤差の範囲内でばらついている場合、及び、(3)エッジ部分の部位によって他方のエッジ部分との距離がばらついているが実用上差し支えのない範囲のいずれをも含む意味である。具体的には、両者の「距離が均一」とは、両者間の距離の平均値に対してばらつきの範囲が±3%に抑えられている場合のいずれをも含む意味である。また、上記所定範囲とは、たとえば、成形品である光学素子の光学面の有効領域に該当する範囲である。ここでは、一辺のみに所定範囲を設定する例について説明したが、複数の辺(たとえば、対向する2辺)に所定範囲を設定してもよい。つまり、キャビティ100d側の端面Fcにおける第2金型102側の所定範囲のエッジ部分を、ゲート100c側の端面Fgにおいて上記所定範囲に対応する第2金型102側のエッジ部分にならって湾曲させるとともに、両者の距離Lを均一に形成してもよい。また、「ならって湾曲する」とは、(1)対象形状と同一形状に湾曲させる場合、(2)対象形状と同一形状に湾曲するように設計されているが実際には誤差範囲内でばらついている場合、(3)対象形状を相似形に縮尺した形状とする場合、及び、(4)少なくとも部分的に曲率が対象形状の曲率とは異なるが実用上差し支えのない範囲に抑えられている場合のいずれをも含む意味である。
次に、図4及び図5を参照して、成形用金型100を用いた光学素子の製法について説明する。図4は、光学素子の製造方法を示すフローチャートである。
まず、射出成形機のノズルαから成形用金型100に対して溶融樹脂が射出される(S10)。射出された樹脂は、スプルー100a、ランナー100bを通過し、ゲート100cに到達する。
ゲート100c内の樹脂は、射出成形機からノズルαを介して与えられる圧力により、キャビティ100dに充填される(S11)。このとき、ゲート100c側の端面Fgは、キャビティ100d側の端面Fcよりも狭く形成されている。従って、樹脂は、狭いゲート100cを通って広いキャビティ100d内に充填されるため、キャビティ100dからゲート100cへの樹脂の逆流が起こり難い。
また、キャビティ100d側の端面Fcにおける所定範囲のエッジ部分Ecと、ゲート100c側の端面Fgにおいて対応するエッジ部分Egとの距離Lが均一に形成されている。従って、樹脂の射出速度を速くした場合であっても、当該所定範囲において、樹脂の進入しやすさが一定しており、樹脂はエッジ部分Egのどの部位においてもゲート100cからキャビティ100dへと同じように進入し、樹脂はゲート100cからキャビティ100dへエッジ部分の形状に沿って滑らかに広がっていく。詳細なメカニズムは不明であるが、エッジ部分Egのどの部位においても樹脂が同じように進入する結果、樹脂の巻き込みなどが生じ難くなり、成形品の光学面におけるフローマークの発生を低減することができるものと推測される。
キャビティ100d内に樹脂が充填された状態で、成形用金型100を冷却し、樹脂を固化させる(S12)。
その後、第2金型102を第1金型101から離間し、図示しないイジェクト機構などによって押し出すことにより、成形用金型100から固化した樹脂成形物を取り外す(S13)。取り外された樹脂成形物Rの一例を図5に示す。図5は、樹脂成形物Rを上側(図3Bと同じ側)から見た図である。図5では、樹脂成形物Rの一部を省略している。樹脂成形物Rは、スプルー100aに対応するスプルー部100a´と、ランナー100bに対応するランナー部100b´と、ゲート100cに対応する複数のゲート部100c´と、キャビティ100dに対応する複数の本体部100d´とを含んで構成されている。なお、本体部100d´には、光を透過する光学面Mが形成されている。光学面の内側の所定領域が有効領域MEとされている。本実施形態においては、光学素子として走査レンズを成形しているため、後述するように、本体部100d´の上面及び下面にそれぞれ光学面が形成されている。光学素子として走査ミラーを成形してもよく、この場合は一方の面のみに光学面を設ければよい。
樹脂成形物Rにおいて、各本体部100d´をゲート部100c´から切り離して個片化する(S14)。この個片化された本体部100d´が一つの光学素子に該当する。
[走査レンズ]
次に、図6Aから図6Fを参照して、上記製造方法に基づいて作製される光学素子の詳細な構成について説明する。当該光学素子として、ここでは走査レンズ26の構成について述べる。なお、以下の説明においては、走査レンズ26の長手方向をy方向とし、短手方向をz方向とする。また、y方向及びz方向に直交する方向をx方向とする。図6Aは、走査レンズ26をx方向からみた図である。図6Bは、走査レンズ26をz方向から見た図である。図6A及び図6Bにおける破線は、射出成形時に走査レンズ26と連結されているゲート部100c´を示す。図6Cは、図6AのD−D断面における光学部26a側を示す拡大図(+y方向からみた図)である。図6Dは、図6AのD−D断面における周縁部26b側を示す拡大図(−y方向からみた図)である。図6Eは、走査レンズ26の端面をゲート部100c´側からみた拡大図(+y方向からみた図)である。図6Fは、走査レンズ26の斜視図である。図6Fにおいては、走査レンズ26の一部を省略している。
走査レンズ26は、上記の成形用金型100等を用いて射出成形された細長い板状の部材である。走査レンズ26は、熱可塑性の樹脂(たとえば、ポリカーボネート)からなる透光性を有する材料により形成されている。走査レンズ26は、光学的機能を果たす部位を含む光学部26aとその周縁に隣接する周縁部26bとを含んで構成されている。
光学部26aは、発光素子12等からの光を入射・透過させる光学面Mを有する。本実施形態において、光学面Mは、短手方向の断面が凸状の曲面を含んでいる。曲面は一定の曲率を有したものでもよいし、曲率が徐々に変化する自由曲面としてもよい。また、本実施形態において、光学面Mに含まれる曲面は長手方向に同じ形状が連続したものであるが、長手方向に光学面Mの形状が徐々に変化するものであってもよい。なお、光学面Mの周縁よりも内側に所定サイズの有効領域ME(光を反射・透過させる領域。すなわち、成形時に光学性能を保つべき範囲)が設定されている。走査レンズ26を使用する際は、この有効領域ME内に光を入射させるようにする。
本実施形態において、走査レンズ26はレンズとして機能するため、光学面Mは、光学部26aの対向する2面に設けられた、光学的に対向する2つの光学面からなる。本実施形態の走査レンズ26では、一方の光学面(第1光学面M1)が自由曲面に形成され、他方の光学面(第2光学面M2)が平面で形成されている。第2光学面M2が曲面であってもよく、第1光学面M1と同様に短手方向の断面が湾曲した曲面であってもよい。一方、ミラーとして機能する光学素子の場合には、光学部26aのいずれか1面に光学面Mが形成されていればよい。
周縁部26bは、光学部26aの周囲に設けられている。周縁部26bは、たとえば、走査レンズ26を光走査装置1内で支持する際の支持部としての機能を有する。
本実施形態における周縁部26bは、光学部26aとゲート部100c´の間にも設けられている。光学部26a(光学面M)とゲート部100c´とを連続的に構成した場合、樹脂の流れや圧力等の影響により、ゲート部100c´に近い光学面Mの光学性能に影響を及ぼす可能性がある。そこで、ゲート部100c´と光学部26aとの間に周縁部26bを設けることで、光学面Mの光学性能を確保し易くなる。すなわち、周縁部26bは光学性能の低下を防止する機能も有する。逆に、ゲート部100c´に近い光学面Mの光学特性としてあまり高い性能が求められず、むしろスペースの都合が優先されるような場合には、必ずしも光学部26aとゲート部100c´の間に周縁部26bを設ける必要はない。
また、図6B〜図6Dに示すように、本体部100d´に設けられた周縁部26bのうち、ゲート部100c´と第1光学面M1との間に設けられた部分は、第1光学面M1にならって湾曲した表面を有している。より具体的には、図6C及び図6Dに示すように、光学部26aと周縁部26bとの境界部分(D−D断面)では、光学部26aの断面形状と周縁部26bの断面形状とが同一になっている。つまり、光学面M1と周縁部26bとの境界部分において、光学面M1のエッジ部分と周縁部26bのエッジ部分とが同一形状であり、走査レンズ26の光軸方向に対して同じ位置にある。同一の断面形状にすることで、光学素子を作製するためのキャビティ100dの形状を簡素化できる。また、同一の断面形状であるため、キャビティ100d内における周縁部26bに対応する部分から光学部26aに対応する部分への樹脂の流れがスムーズになり、フローマークの発生をより確実に低減することができる。なお、光学部26aの断面形状と周縁部26bの断面形状とは、光学部26aの光学性能に影響を与えない範囲で誤差があってもよい。
ゲート部100c´は、周縁部26bのゲート部100c´側の端面Fbにおいて周縁部26b(本体部100d´)と連結されている。
ここで、ゲート部100c´と走査レンズ26(本体部100d´)との連結部分における仮想的な境界面Cgの説明を行う。図6Eでは、境界面Cgを破線で示し、周縁部26bのゲート部100c´側の端面Fbを実線で示す。図6Fでは、境界面Cgを斜線領域で示す。なお、境界面Cgは、ゲート部100c´と走査レンズ26(周縁部26b)との連結部分で切断した場合には、切断によって形成される切断面が境界面Cgに相当する。実際には、ランナー側に切断位置がずれることにより、端面Fbにゲート部100c´の一部が残る場合もあるが、この場合は、境界面Cgは、走査レンズ26側に残ったゲート部100c´が走査レンズ26(周縁部26b)と連結されている連結部分における境界面である。
境界面Cgは、周縁部26bのゲート部100c´側の端面Fbよりも狭く形成されている。また、端面Fbの光学面M1側のエッジ部分ebのうち光学面M1の有効領域ME1に対応する部分ebと、境界面Cgにおける光学面M1側のエッジ部分ecのうち有効領域ME1に対応する部分ecとの距離Lが均一に形成されている。更に、走査レンズ26においては、光学面M2の有効領域ME2に対応する端面Fbのエッジ部分ebと、境界面Cgにおける光学面M2側のエッジ部分ecとが一致している。すなわち、エッジ部分ebとエッジ部分ecとの距離Lは0で均一となっている。エッジ部分eb(eb)とエッジ部分ec(ec)との距離Lは完全に均一である必要はない。すなわち、距離Lは、走査レンズ26の光学性能を保つことができる範囲であれば、多少の誤差があってもよい。
一方、境界面Cgにおいて、エッジ部分ec・ec以外のエッジ部分と、端面Fbのエッジ部分との距離は、必ずしも均一でなくともよい。すなわち、最低限、光学性能を確保したい部分において、エッジ部分間の距離Lが等しくなっていればよい。なお、端面Fbのエッジ部分と境界面Cgのエッジ部分との距離Lが全て均一の場合、端面Fbと境界面Cgは相似形となる。
[作用・効果]
本実施形態の作用及び効果について説明する。
本実施形態に係る長尺の光学素子は、ゲート部100c´を介してランナー部100b´と連結され、光を透過又は反射させる光学面M1を少なくとも有する光学部26aを含む長尺の本体部100d´を、ゲート部100c´から切り離して個片化することにより得られる。光学面M1は、少なくとも長手方向端部において短手方向に湾曲した曲面を有しており、また、本体部100d´のゲート部100c´側端面Fbの光学面M1側の第1エッジ部分(eb)は、光学面M1にならって湾曲している。本体部100d´とゲート部100c´との境界面Cgは、本体部100d´のゲート部100c´側端面Fbよりも狭く形成されている。少なくとも、第1エッジ部分の光学面M1の有効領域ME1に対応する部位(eb)と、境界面Cgにおける光学面M1側の第2エッジ部分(ec)の光学面M1の有効領域に対応する部位(ec)との距離Lが均一に形成されている。つまり、本実施形態に係る光学素子は、製造が容易であり、且つフローマークのような成形不良が低減され、良好な光学性能を確保できる構成となっている。
また、本実施形態に係る光学素子における本体部100d´は、ゲート部100c´と光学面M1との間に、光学面M1にならって湾曲した表面を持つ周縁部26bを有しており、周縁部26bの表面は、光学素子の光軸方向に対して光学面M1と同じ位置にある。或いは、本体部100d´は、ゲート部100c´と光学面M1との間に、光学面M1にならって湾曲した表面を持つ周縁部26bを有しており、周縁部26bの表面は、光学素子の光軸方向に対して光学面M1より低い位置にある。このように周縁部26bを有する光学素子は、射出成形時、光学面Mの光学性能に影響を及ぼす可能性を低減させることができる。
また、本実施形態に係る光学素子において、光学部26aは、光学面M1と反対側にあり光学的に対向するように設けられている光学面M2をさらに含む。
このように、本実施形態に係る光学素子はレンズ(たとえば、走査レンズ26)として用いることができる。
また、本実施形態に係る光学素子を光走査装置に組み込むことも可能である。
このような光走査装置は、良好な光学性能を有し、且つ大型化を回避することができる。
また、本実施形態に係る光学素子の製造方法は、射出成形機からの樹脂を成形用金型100内のスプルー100a、ランナー100b、ゲート100cを通過させ、キャビティ100d内に充填させることで成形を行い、長尺の光学素子を製造する。光学素子の製造方法は、ゲート100cとキャビティ100dの連結部分において、キャビティ100d側の端面Fcにおける所定範囲の第1エッジ部分(Ec)が湾曲しており、かつ、ゲート100c側の端面Fgにおいて対応する第2エッジ部分(Eg)が第1エッジ部分にならって湾曲しており、さらにゲート100c側の端面Fgがキャビティ100d側の端面Fcよりも狭く形成され、所定範囲の第1エッジ部分と、ゲート100c側の端面Fgにおいて対応する第2エッジ部分との距離Lが均一に形成されている成形用金型に樹脂を充填する工程を有する。また、光学素子の製造方法は、キャビティ100d内で冷却された樹脂を取り出し、ゲート100cに対応する樹脂部分(ゲート部100c´)とキャビティ100dに対応する樹脂部分(本体部100d´)とを切断する工程を有する。
このように、キャビティ100d側の端面Fcにおける所定範囲の第1エッジ部分と、ゲート100c側の端面Fgにおいて対応する第2エッジ部分との距離が均一に形成されているため、樹脂はゲート100cからキャビティ100dへエッジ部分の形状に沿って滑らかに広がっていく。従って、フローマークのような外観不良の少ない光学素子を作製することが可能となる。また、その結果、不良品の発生が少なくなるため、歩留まりを向上させることができる。更に、成形用金型100において、ゲート100c側の端面Fgがキャビティ100d側の端面Fcよりも狭く形成されているため、キャビティ100dに対応する樹脂部分(本体部100d´)とゲート100cに対応する樹脂部分(ゲート部100c´)の連結部分を把握し易い。従って、ゲート部100c´から本体部100d´を切断する作業の効率化を図ることができる。
また、本実施形態の成形用金型100は、スプルー100a、ランナー100b、ゲート100c、及び、キャビティ100dを有し、長尺の光学素子を成形するために用いられる。成形用金型100は、ゲート100cとキャビティ100dの連結部分において、キャビティ100d側の端面Fcにおける所定範囲の第1エッジ部分(Ec)が湾曲しており、かつ、ゲート100c側の端面Fgにおいて対応する第2エッジ部分(Eg)が第1エッジ部分にならって湾曲しており、さらに、ゲート100c側の端面Fgは、キャビティ100d側の端面Fcよりも狭く形成され、所定範囲の第1エッジ部分と、ゲート100c側の端面Fgにおいて対応する第2エッジ部分との距離Lが均一に形成されている。
このように、キャビティ100d側の端面Fcにおける所定範囲の第1エッジ部分と、ゲート100c側の端面Fgにおいて対応する第2エッジ部分との距離Lが均一に形成されているため、所定範囲において、樹脂はゲート100cからキャビティ100dへエッジ部分の形状に沿って滑らかに広がっていく。従って、この成形用金型100を用いることにより、成型品に生じるフローマークのような外観不良を低減させることができる。また、その結果、不良品の発生が少なくなるため、歩留まりを向上させることができる。更に、ゲート100c側の端面Fgがキャビティ100d側の端面Fcよりも狭く形成されているため、キャビティ100dに対応する樹脂部分(本体部100d´)とゲート100cに対応する樹脂部分(ゲート部100c´)の連結部分を把握し易い。従って、ゲート部100c´から本体部100d´を切断する作業の効率化を図ることができる。
<変形例1>
走査レンズ26(光学素子)は、図7に示すような構成であってもよい。図7は、変形例1に係る走査レンズ26の斜視図である。図7においては、走査レンズ26の一部を省略している。また、図7では、境界面Cgを斜線領域で示す。
本変形例における周縁部26bは、光学素子の光軸方向において光学面M1よりも低い位置に形成されており、それ以外は、図6A〜図6Fに図示したものと同様の構成を備えている。周縁部26bと光学面M1の間に段差が形成されていることにより、成形時、ゲート部100c´と光学面M1との間の周縁部26bの収縮にともなって光学面M1が変形する可能性をより低減できる。また、ゲート部100c´の厚さを薄くできる。
なお、光学面M1と周縁部26bとの境界部分において、周縁部26bのエッジ部分の形状が、光学面M1のエッジ部分の断面形状にならった形状(相似形)であり、且つ走査レンズ26の光軸方向にずれた位置にある構成とすることも可能である。
<変形例2>
また、上記実施形態では、光学面M及び対応する周縁部26bのエッジ部分が曲面に構成された光学素子について説明した。上述した実施形態のように、ゲート部の光学面側のエッジ形状を、光学面及び対応する周辺部のエッジ部分に倣って湾曲させることが好ましいが、所望の光学性能を達成するためには、光学面(対応する周縁部26bのエッジ部分)が複雑な形状になる可能性がある。この場合、境界面Cgのエッジ部分を周縁部26bの光学面M側のエッジ部分の形状に倣った形状にすることが難しいこともあり得る。その場合、境界面Cgのエッジ部分を直線で近似した形状とすることも可能である。図8は、本変形例に係る光学素子の端面Fb及びゲート部100c´の境界面Cgを示す図である(図6Eと同じ方向から光学素子をみた図である)。図8に示すように、境界面Cgのエッジ部分ecと、エッジ部分ebを近似した直線Sとの距離Lが略同一になるよう形成することも可能である。
ここで距離Lが略同一とは、ゲートの上端エッジと下端エッジとの間隔のゲート幅方向におけるゲートの平均厚みをdとしたときに、直線Sに対するebのゲート幅内での最大偏差量が、平均ゲート厚の5%以下であることを意味する。
なお、光学面の形状が複雑で短手方向の断面における起伏が大きすぎる場合や、ゲートの上端エッジを直線で近似したときに成形時にゲートの短手方向における樹脂の流れに違いを生じてしまう場合には、直線で近似するのは難しい。この場合には、光学面の形状に倣って境界面の形状を定めるようにする。
<実施例>
本発明の具体的な実施例として、図6A〜図6Fで説明した構成を持つ走査レンズ26を作製し、フローマークの発生有無について測定した。また、比較のため、図9に示すように、ゲート200cとキャビティ200dの連結部分において、ゲート200cの端面Fgにおけるエッジ部分Egとキャビティ200dの端面Fcにおけるエッジ部分Ecとの距離が均一でない成形用金型200を用いて走査レンズ26´を作製した場合のフローマークの発生有無について測定した。なお、図9は、成形用金型200における図3Cと同じ位置の断面を示す。
走査レンズ26は、外形236mm×19mm、光学面M1の領域228mm×6.5mm、光学面M1は周縁部からの最大高さが0.5mmとなる自由曲面、光学面M2(図示省略)は平面である(図10A参照)。また、ゲート部100c´の幅が12.6mm、光学面M1の有効領域ME1に対応する部分ebと境界面Cgにおける光学面M1側のエッジ部分ecとの距離は、0.5mmで均一ある。なお、光学面M2の有効領域ME2に対応する端面Fbのエッジ部分ebと境界面Cgのエッジ部分ecとの距離は0である(図10B参照)。
一方、走査レンズ26´は、外形、光学面の領域、光学面の構造、ゲート部の幅は、走査レンズ26と同一である。一方、光学面M1の有効領域ME1に対応する端面Fb´のエッジ部分ebと境界面Cg´における光学面M1側のエッジ部分ecとの距離が不均一(ゲート部の光軸方向の厚みが2.5mmで均一)な点が走査レンズ26と異なっている(図11参照)。
走査レンズ26及び走査レンズ26´の材質は、ポリカーボネート(三菱エンジニアリングプラスチックス社製H4000)である。また、成形条件(金型温度:125℃、保圧:90MPa)及び使用する成形機(FUNAC ROBOSHOT S2000。スクリュー径:φ40。なお、「FUNAC」及び「ROBOSHOT」は登録商標である)は、同一であるとする。
これらの条件で、射出速度を変えて複数回射出成形を行い、複数の成形品(複数の走査レンズ26、複数の走査レンズ26´)を作製し、各成形品を目視で確認し、フローマークの有無を判断した。射出速度は、射出成形機のスクリューの移動速度を、10mm/s、20mm/s、30mm/sの3段階に変化させることにより変化させた。
その結果、走査レンズ26では、射出速度に関わらずフローマークの発生が認められなかった。一方、走査レンズ26´では、いずれの射出速度でも光学面のゲート部側端部から10〜20mmの位置に素子長手方向を横切るようにフローマークが生じているのが観察された。
1 光走査装置
11 筐体11
12 発光素子
14 コリメータレンズ
16、28、30、34、36、38、38C ミラー
18 シリンドリカルレンズ
20 偏向器
22、24、26 走査レンズ
26a 光学部
26b 周縁部
32 センサ
40 防塵ガラス
100 成形用金型
100a スプルー
100a´ スプルー部
100b ランナー
100b´ ランナー部
100c ゲート
100c´ ゲート部
100d キャビティ
100d´ 本体部
101 第1金型
102 第2金型
Cg 境界面
eb、ec エッジ部分
Fb、Fc、Fg 端面
M(M1、M2) 光学面
ME(ME1、ME2) 有効領域
PL パーティング面

Claims (7)

  1. ゲート部を介してランナー部と連結され、光を透過又は反射させる第1光学面を少なくとも有する光学部を含む長尺の本体部を前記ゲート部から切り離して個片化することにより得られる長尺の光学素子であって、
    前記第1光学面は、少なくとも長手方向端部において短手方向に湾曲した曲面を有しており、前記本体部のゲート部側端面の第1光学面側の第1エッジ部分は、前記第1光学面にならって湾曲しており、
    前記本体部と前記ゲート部との境界面は、前記本体部のゲート部側端面よりも狭く形成されており、
    少なくとも、前記第1エッジ部分の前記第1光学面の有効領域に対応する部位と、前記境界面における前記第1光学面側の第2エッジ部分の前記第1光学面の有効領域に対応する部位との距離が均一に形成されていることを特徴とする光学素子。
  2. 前記本体部は、前記ゲート部と前記第1光学面との間に、前記第1光学面にならって湾曲した表面を持つ周縁部を有しており、該周縁部の表面は、前記光学素子の光軸方向に対して前記第1光学面と同じ位置にあることを特徴とする請求項1記載の光学素子。
  3. 前記本体部は、前記ゲート部と前記第1光学面との間に、前記第1光学面にならって湾曲した表面を持つ周縁部を有しており、該周縁部の表面は、前記光学素子の光軸方向に対して前記第1光学面より低い位置にあることを特徴とする請求項1記載の光学素子。
  4. 前記光学部は、前記第1光学面と反対側にあり光学的に対向するように設けられている第2光学面をさらに含むことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の光学素子。
  5. 請求項1から4のいずれかに記載の光学素子を有する光走査装置。
  6. 射出成形機からの樹脂を成形用金型内のスプルー、ランナー、ゲートを通過させ、キャビティ内に充填させることで成形を行う長尺の光学素子の製造方法であって、
    前記ゲートと前記キャビティの連結部分において、前記キャビティ側の端面における所定範囲の第1エッジ部分が湾曲しており、かつ、前記ゲート側の端面において対応する第2エッジ部分が前記第1エッジ部分にならって湾曲しており、さらに、前記ゲート側の端面が前記キャビティ側の端面よりも狭く形成され、前記所定範囲の第1エッジ部分と、前記ゲート側の端面において対応する第2エッジ部分との距離が均一に形成されている成形用金型に樹脂を充填する工程と、
    前記キャビティ内で冷却された樹脂を取り出し、前記ゲートに対応する樹脂部分と前記キャビティに対応する樹脂部分とを切断する工程と、
    を有することを特徴とする光学素子の製造方法。
  7. スプルー、ランナー、ゲート、及び、キャビティを有する、長尺の光学素子を成形するための成形用金型において、
    前記ゲートと前記キャビティの連結部分において、前記キャビティ側の端面における所定範囲の第1エッジ部分が湾曲しており、かつ、前記ゲート側の端面において対応する第2エッジ部分が前記第1エッジ部分にならって湾曲しており、さらに、前記ゲート側の端面は前記キャビティ側の端面よりも狭く形成され、
    前記所定範囲の第1エッジ部分と、前記ゲート側の端面において対応する第2エッジ部分との距離が均一に形成されていることを特徴とする成形用金型。
JP2013557461A 2012-02-09 2013-01-23 光学素子、光走査装置、光学素子の製造方法、及び成形用金型 Active JP6065846B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012025661 2012-02-09
JP2012025661 2012-02-09
PCT/JP2013/051352 WO2013118580A1 (ja) 2012-02-09 2013-01-23 光学素子、光走査装置、光学素子の製造方法、及び成形用金型

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2013118580A1 true JPWO2013118580A1 (ja) 2015-05-11
JP6065846B2 JP6065846B2 (ja) 2017-01-25

Family

ID=48947347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013557461A Active JP6065846B2 (ja) 2012-02-09 2013-01-23 光学素子、光走査装置、光学素子の製造方法、及び成形用金型

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9625710B2 (ja)
EP (1) EP2813341B1 (ja)
JP (1) JP6065846B2 (ja)
CN (1) CN104136192B (ja)
WO (1) WO2013118580A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220082818A1 (en) * 2020-09-14 2022-03-17 Toshiba Tec Kabushiki Kaisha Optical element, optical scanning apparatus, and image forming apparatus

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010106845A1 (ja) * 2009-03-19 2010-09-23 コニカミノルタオプト株式会社 中空部を形成した反射光学素子および走査光学装置
WO2010109965A1 (ja) * 2009-03-27 2010-09-30 コニカミノルタオプト株式会社 光学素子用樹脂成形品、光学素子用樹脂成形品の製造方法、光学素子用樹脂成形品の製造装置、及び、走査光学装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3544139B2 (ja) 1998-04-13 2004-07-21 キヤノン株式会社 光学部品、光学部品の成形方法及び光学部品の成形金型
JP5051601B2 (ja) * 2000-12-28 2012-10-17 コニカミノルタホールディングス株式会社 光ピックアップ装置用の光学素子の製造方法
JP2003215444A (ja) 2002-01-18 2003-07-30 Hitachi Printing Solutions Ltd 透過型光学素子
JP2006039082A (ja) * 2004-07-26 2006-02-09 Brother Ind Ltd カラー画像形成装置、走査ユニット、レンズセット、カラー画像形成装置の製造方法及びプログラム
JP2006276720A (ja) 2005-03-30 2006-10-12 Fujinon Corp 光学レンズ
JP2009184241A (ja) 2008-02-07 2009-08-20 Ricoh Co Ltd プラスチック光学素子、プラスチック光学素子の製造方法、プラスチック光学素子用金型及び光走査装置
JP5050913B2 (ja) * 2008-02-22 2012-10-17 株式会社デンソー モールドパッケージの製造方法
US8004554B2 (en) * 2008-09-01 2011-08-23 Ricoh Company, Ltd. Plastic optical element, optical scanning device, and image forming apparatus using the optical scanning device
JP2011258254A (ja) * 2010-06-07 2011-12-22 Hoya Corp レンズ及びピックアップ装置
JP5754092B2 (ja) 2010-07-15 2015-07-22 横浜ゴム株式会社 積層体およびそれを用いた空気入りタイヤ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010106845A1 (ja) * 2009-03-19 2010-09-23 コニカミノルタオプト株式会社 中空部を形成した反射光学素子および走査光学装置
WO2010109965A1 (ja) * 2009-03-27 2010-09-30 コニカミノルタオプト株式会社 光学素子用樹脂成形品、光学素子用樹脂成形品の製造方法、光学素子用樹脂成形品の製造装置、及び、走査光学装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2813341A1 (en) 2014-12-17
US9625710B2 (en) 2017-04-18
EP2813341A4 (en) 2015-10-28
CN104136192A (zh) 2014-11-05
CN104136192B (zh) 2016-06-29
JP6065846B2 (ja) 2017-01-25
EP2813341B1 (en) 2019-08-07
US20160025969A1 (en) 2016-01-28
WO2013118580A1 (ja) 2013-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8345355B2 (en) Lens and method for manufacturing same
JP3544139B2 (ja) 光学部品、光学部品の成形方法及び光学部品の成形金型
TWI476092B (zh) 光學塑膠鏡片及其射出成型方法
JP5326276B2 (ja) プラスチックレンズの成型用金型、プラスチックレンズ、及びこれを具備する光走査装置、画像形成装置
JP6065846B2 (ja) 光学素子、光走査装置、光学素子の製造方法、及び成形用金型
US20140253995A1 (en) Injection mold, optical component, optical scanning device, and image forming apparatus
JP5333986B2 (ja) 光学面に微細パターンを有するプラスチック光学素子
JP6487334B2 (ja) 投影レンズ及びそれを備えた車両用灯具
JP6389821B2 (ja) 射出成形方法と射出成形型
JP6770257B2 (ja) 樹脂製の成形品、ミラー及び成形品の製造方法
JP2012153039A (ja) 射出成形金型、射出成形方法およびレンズ
WO2020137379A1 (ja) 樹脂部品及びその製造方法
JP5760555B2 (ja) アパーチャアレイの製造装置及び製造方法
JP2008296491A (ja) 射出成形体の製造装置
JP7074047B2 (ja) 樹脂部品の製造方法
JP2010234671A (ja) 成形金型及びその成形金型によって成形された光学素子
WO2018230369A1 (ja) 成形金型
JP4585901B2 (ja) 樹脂製リング形状品の射出成形型
JP2009244594A (ja) プラスチックレンズ、成形金型およびプラスチックレンズの製造方法
JP2011212920A (ja) レンズの製造方法
JP2008077064A (ja) プリズムおよびプリズム連結体
JP2007196399A (ja) 成形用金型
JP4695456B2 (ja) 射出成形用金型装置および射出成形方法
US20140160578A1 (en) Scanning lens and method for manufacturing scanning lens
JP2002267807A (ja) プラスチック光学素子

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150708

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160531

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160727

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160927

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161021

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161129

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161212

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6065846

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150