JPH0463315A - ポリゴンミラー、ポリゴンミラーの製造方法及びレーザプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は樹脂製のミラー支持体の多側面に金属膜からな
る反射面が形成されたポリゴンミラーに関する。

（従来の技術） 近年、レーザ光を操作するためのスキャナとして、正多
面柱体で構成され、その側面が反射面となっている多面
鏡（ポリゴンミラー）が使用されている。例えば、レー
ザプリンタの感光ドラムに対してレーザ光を走査するよ
うにレーザ光を発生する装置から出射されたレーザ光を
、高速（３０００〜１５０００　ｒｐ諷）で回転するポ
リゴンミラーに照射し、その反射光をレンズユニットを
介して感光ドラムに照射すれば、レーザ光は感光ドラム
に水平方向にスキャンされ高速度の印刷が可能となる。

このレーザプリンタは従来より一般に使用されているラ
インプリンタ、シリアルプリンタに比較して格段に速い
印字スピードが得られ、かつ画質や騒音の点でも優れて
いるので大いに期待を集めている。

このレーザプリンタにおいて極めて重要な要素であるの
が上記のポリゴンミラーである。ポリゴンミラーはその
使用目的から高精度が要求される。

そして、その形状及び精度の高さ故に非常に高価な部品
となり、レーザプリンタの低礁格化に際し、非常なネッ
クになっているのも、このポリゴンミラーといえる。つ
まり高精度に加工されたポリゴンミラーをいかに安価に
提供できるかが技術的課題となっている。

従来のポリゴンミラーは全体を金属で形成していたが、
金属の加工及び研磨に時間が掛り、生産性に劣る。他方
このポリゴンミラー（の支持体）を樹脂で作製すること
により生産性の向上を図る試みがなされている。

このような樹脂製ポリゴンミラーの反射面は金属を蒸着
、メツキあるいはスパッタすることにより作製する。し
かしながら、この反射膜は端面を−周りする１枚の帯状
であり、反射面両端部は角張っていため、樹脂と金属と
の熱膨張の違いや、高速回転によりミラ一端部のエツジ
に応力か集中し、亀裂が発生したり剥離を起こすなどの
問題が発生した。

さらに、このような樹脂製ポリゴンミラーの製造におい
ては、高速回転する樹脂成形ポリゴンミラー支持体の強
度低下を防止するため、ウェルドラインの発生をなくす
ように中心部より樹脂を射出注入する。このため樹脂成
形体の冷却は外周より起こる。従って、射出後に保圧を
かけても端面への作用は小さいため、端面のひげの発生
を避けることは難しく、反射面の平坦性を確保すること
が難しいという問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
あり、ポリゴンミラーの反射面における金属膜の破損を
防止し、さらには端面の成形ひけによる反射面の平坦性
の低下を防止し、平坦性を向上させたポリゴンミラーを
提供することを目的とした。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明ポリゴンミラーにあっ
ては、複数の平坦な側面を有する樹脂製のミラー支持体
と、上記支持体の上記各側面上に配設された反射面形成
用金属膜と、を具備するポリゴンミラーにおいて、上記
支持体の上記各側面の両端部に切欠が形成され、上記金
属膜が上記切欠内まで至るように形成されていることを
特徴とする。

また、上記ポリゴンミラーを製造する本発明方法にあっ
ては、上記ミラー支持体を射出成形する金型の樹脂導入
ゲートを、上記各側面に対応して上記各側面近傍に夫々
配置し、樹脂を金型の外周部より中心部に向けて射出成
形を行うことを特徴とする。

さらに本発明は、かかるポリゴンミラーがレーザ光を操
作するためのスキャナとして用いられていることを特徴
とするレーザプリンタに関する。

（作用） 本発明のポリゴンミラーによれば、ミラー支持体の反射
面形成側面の両端部に切欠を設けることにより、各反射
面が独立する。従って、反射面の連続する長さか短くな
るため、上記反射面に形成された金属膜における熱膨張
による実質変化量の大きさが小さくなり、熱膨張・収縮
による上述の金属膜の剥離に対する耐性が向上する。ま
た支持体側面を両端で金属膜が包んだ状態になるため、
回転による金属膜剥離に対して耐性が非常に強くなる。

さらにこの時、支持体における側面と切欠との接続部を
曲面状とすれば、熱膨張に起因する応力が金属膜内部で
生じても、部分的な応力集中が起きず、金属膜全体で応
力が緩和されるので、金属膜における亀裂の発生を抑え
ることができる。

また、本発明製造方法によれば、以下のような作用効果
が得られる。

すなわち、本発明製造方法によれば、金型の樹脂導入ゲ
ートを各側面近傍に夫々配置したため、成形体の冷却は
中心部より起こり、各側面は冷却が遅れる。このため射
出直後の成形体の形状を整えるための保圧をゲートシー
ル直前まで掛けることができるため各側面の平坦性の向
上を図ることができる。

また、このような保圧の方法としては、通常キャビティ
ー内だけを加圧圧縮できる中子を金型内に作り、射出後
ゲートシールが起こり樹脂が冷却固化する前にこの中子
を圧縮してコア一部の未固化樹脂を押し出すことが行わ
れている。しかし、このようにすると押し出された樹脂
は押し出されて冷却されながら粘度が増加し、複雑な流
れを起こすとともに冷却のずれなどで内部に複雑な歪み
を残し、各反射面形成側面が相互に影響し合い、その影
響が微妙に異なるため、各側面により平坦性に違いが生
じるという問題がある。

本発明製造方法によれば、ミラー支持体の反射面形成側
面の両端部に切欠を設けることにより、成形時の側面相
互間の影響が排除され、各側面の平坦性の差は著しく小
さくなる。また各側面と切欠との接続部を曲面状とする
と、冷却ずれを緩和するとともに冷却収縮の際、側面方
向に引く作用が減少し、かつ型離れが良好となり各側面
の平坦性のばらつきがより減少する。また各側面の上下
に曲面の面取りを行うことにより同様な作用効果が得ら
れる。

さらに、本発明製造方法によれば、ミラー支持体の反射
面形成側面の両端部に切欠を設けることにより、強度低
下の原因となるウェルドラインは方向づけがなされ、乱
れることなく中心に向かって発生する。このため高速回
転による遠心力方向はウェルドラインと同一方向となり
ウェルドラインに引き剥がし作用は起きなくなる。ここ
に用いるゲート形状はビンゲートやフィルムゲートなど
の成形後の分離が容易なものが好ましい。

（実施例） 第１図は本発明に係るポリゴンミラーの一実施例のミラ
ー支持体１２を示す斜視図である。この支持体１２は硬
質熱可塑性樹脂の成形体からなる。支持体１２の他の材
料として、高剛性の熱可塑性樹脂またはこれらの樹脂に
硝子繊維、カーボン繊維などの繊維類やシリカ粉末など
のフィラー類を含む樹脂複合材料を用いてもよい。

支持体１２は、実質的に正六角柱形状をなし、中心には
回転シャフト取付は孔１４が形成される。

またその各側面１６は、非常に平坦性の高い反射面形成
側面として形成される。各側面１６間には切欠１８が形
成され、その寸法は、深さがミラーの半径の約１７５　
、幅が各側面１６の約１／２５となっている。

第２図図示の如く、支持体１２の側面１６には、蒸着、
メツキ、或いはスパッタにより、金属膜２２が配設され
る。金属膜２２は、側面１６上でポリゴンミラーの反射
面２４を形成し、反射面２４の両端部では、切欠１８内
まで至るように配設される。

さらに第６図に、本発明のポリゴンミラーにおけるミラ
ー支持体１２の他の態様の斜視図を示す。

このように本発明にあっては、反射面形成側面１６が必
ずしもミラー支持体１２の全周に亘って設けられる必要
はなく、第６図図示の如く、反射面形成側面１６をミラ
ー支持体１２の周囲の一部にのみ設けることもできる。

第３図は本発明に係るポリゴンミラーを組込んだレーザ
プリンタの内部構造を示す概略斜視図である。

ポリゴンミラー１０は、孔１４を介して回転駆動モータ
３２に取付けられ、所定の高速（３０００〜１５０００
　ｒｌ）ｌ　）で回転される。レーザ光は光源３４から
出射され、ミラー反射面２４で反射され、レンズユニッ
ト３６を通過した後、感光ドラム３８上に至る。ここで
ミラー１０は高速回転しているため、レーザ光は感光ド
ラム３８上で水平方向にスキャンされ、高速度の印刷が
可能となる。

例１ 所定寸法の六角柱の各角部に切欠を設けた、第１図図示
のようなポリゴンミラー支持体を作製する金型を作製し
た。この金型には樹脂を射出後直ぐにキャビティ内だけ
を加圧できる中子を設けた。

金型に鉄系鋼材を用いていると鋼材中にある非常に細か
い粒が金型表面に無数に存在し、この中に樹脂が入り込
み成形体の反射面形成側面１６の表面に細かい凸部が発
生する。この凸部がレーザ光の乱反射の原因となるため
、鉄系鋼材など粒がある鋼材の金型表面にニッケルメッ
キを施してから研削し、研磨を行い鏡面状に仕上げた。

ゲートはビンゲートで、第４図（ミラー支持体１２とピ
ンゲート４２との位置関係を示す）図示の如く、切欠１
８を形成する位置に隣接する側面１６の角部の一方に夫
々配置した。即ち、ゲート４２は、各反射面形成側面１
６に対応して、側面樹脂を射出し、射出から保圧に変わ
りゲートシールが起きたら直ぐに加圧中子を加圧しなが
ら冷却し、支持体１２を成形した。

成形された支持体１２は、上記ゲート４２の配置により
、ウェルドラインが、各切欠１８から中央孔１４に向か
って放射方向に延びるように形成された。このようなウ
ェルドラインは、側面１６の面積度の低下を防ぐと共に
、支持体１２の使用時における強度を向上させる。

次に支持体１２の側面１６に、蒸着によりアルミニウム
膜からなる反射面を形成し、而る後に反射面の表面に保
護膜として酸化珪素をスパッタにより形成してポリゴン
ミラーを得た。ここで、保護コートとして酸化珪素に代
えて窒化珪素及び市販されているハードコート材料を用
いることができる。

このようにして作製したポリゴンミラーを、第３図図示
の如く、レーザプリンタに装着し、高速回転して感光ド
ラムに対してレーザ光を走査したところ、印刷された走
査線の各反射面の差は実用上問題がないものが得られた
。また、３０００時間使用後も反射面の破損はなかった
。

例２ 所定寸法の六角柱の各角部に切欠を設けた、第１図図示
のようなポリゴンミラー支持体を作製する金型を作製し
た。この金型の鏡面状表面は鋼材の壓を無くすため、ニ
ッケル電気メツキを行って鏡面研磨を行った。

この金型のゲートはフィルムゲートで、第５図（ミラー
支持体１２とフィルムゲート４４との位置関係を示す）
図示の如く、各反射面形成側面１６近傍で、概ね各側面
１６の全長に亘るように設けた。

この金型を射出成形機に取付け、硬質可塑性樹脂を射出
し、支持体１２を成形した。成形された支持体１２は、
上記ゲート４４の配置により、ウェルドラインが、各切
欠１８から中央孔１４に向かって放射方向に延びるよう
に形成された。このようなウェルドラインは、側面１６
の面精度の低下を防ぐと共に、支持体１２の使用時にお
ける強度を向上させる。

次に支持体１２の側面１６に、蒸着によりアルミニウム
膜からなる反射面を形成し、而る後に反射面の表面に保
護膜として酸化珪素をスパッタにより形成してポリゴン
ミラーを得た。ここで、保護コートとして酸化珪素に代
えて窒化珪素及び市販されているハードコート材料を用
いることができる。

このようにして作製したポリゴンミラーを、第３図図示
の如く、レーザプリンタに装着し、高速回転して感光ド
ラムに対してレーザ光を走査したところ、印刷された走
査線の各反射面の差は実用上問題がないものが得られた
。また、３０００時間使用後も反射面の破損はなかった
。

［発明の効果コ 以上詳述したように、本発明のポリゴンミラーによれば
、ポリゴンミラーの反射面における金属膜の破損が防止
され、また本発明の製造方法にあっては、ポリゴンミラ
ーの反射面の平坦性の向上が達成され、さらに、ポリボ
ンミラーのミラー支持体において極めて良好な強度が得
られる。

従って本発明によれば、レーザプリンタにおいて従来コ
スト高の原因となっていた、金属製ポリゴンミラーの鏡
面研磨、平坦性の不均一からくる歩留まり等の問題を解
消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るポリゴンミラーの−実施例のミラ
ー支持体を示す斜視図。第２図は同支持体の側面と反射
金属膜との関係を示す部分平面図。 第３図は本発明に係るポリゴンミラーを組込んだレーザ
プリンタの内部構造を示す概略斜視図。第４図はミラー
支持体とピンゲートとの位置関係を示す平面図。第５図
はミラー支持体とフィルムゲートとの位置関係を示す平
面図。第６図は本発明に係るポリゴンミラーの他の実施
例のミラー支持体を示す斜視図。 １０・・・ポリゴンミラー　１２・・・ミラー支持体、
１６・・・反射面形成側面、１８・・・切欠、２２・・
・金属膜、２４・・・反射面、４２・・・ピンゲート、
４４・・・フィルムゲート。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 吏 第４図 １＼ 第５図 第１図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の平坦な側面を有する樹脂製のミラー支持体と
   、上記支持体の上記各側面上に配設された反射面形成用
   金属膜と、を具備するポリゴンミラーにおいて、上記支
   持体の上記各側面の両端部に切欠が形成され、上記金属
   膜が上記切欠内まで至るように形成されていることを特
   徴とするポリゴンミラー。 ２、請求項１記載のポリゴンミラーを製造する方法であ
   って、上記ミラー支持体を射出成形する金型の樹脂導入
   ゲートを、上記各側面に対応して上記各側面近傍に夫々
   配置し、樹脂を金型の外周部より中心部に向けて射出成
   形を行うことを特徴とするポリゴンミラーの製造方法。 ３、請求項１記載のポリゴンミラーを具備するレーザプ
   リンタ。