JPH06208073A - 光走査装置用円筒鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 環境湿度が変化しても走査光ビームの結像位
置が変化しないプラスチック反射鏡を提供する。 【構成】 光源からの平行光ビームを主走査方向に偏向
する光学偏向手段３と、この光学偏向手段３で偏向され
た平行光ビームをリレー光学系５，６，７を通して感光
体９の表面に結像する円筒鏡８を少なくとも有する光走
査装置の上記円筒鏡８の基体８０を非晶質ポリオレフィ
ン樹脂で形成してなる。 【効果】 ４５％Ｒｈ乃至９５％Ｒｈの雰囲気下でも、
吸湿による反射鏡面の曲率半径が変化せず、感光体ドラ
ム上の光ビームの結像位置が変化することがなく、光ビ
ーム径が安定的に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザープリンターや
複写機等の画像形成装置に用いられる光走査装置用円筒
鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザープリンターや複写機等の画像形
成装置に用いられる走査光学装置におけるレーザー光等
の光ビームの光路および光学部品の構成を図面によって
説明する。図２はレーザー光等の走査光ビームの光路及
び光学部品の構成を示す光学径の模式図であって、１は
レーザー光源である半導体レーザー、２はコリメータレ
ンズ、３は光学偏光手段であるポリゴンミラー（回転多
面鏡）、４はポリゴンミラーを回転させる駆動モータ、
５は第１のｆθレンズ、６は第２のｆθレンズ、７は平
面鏡、８は円筒反射鏡（凹円筒反射鏡、以下単に円筒鏡
という）、９は感光体である。なお、第１のｆθレンズ
５、第２のｆθレンズ６、平面鏡７でリレー光学系を構
成する。

【０００３】同図において、感光体９は円筒状の所謂感
光体ドラムであり、ポリゴンミラー３による主走査と、
感光体ドラム９の回転で副走査がなされて感光体９の表
面に２次元の潜像を形成する。この感光体ドラム９の軸
方向と平行に第１のｆ−θレンズ５、第２のｆ−θレン
ズ６、平面鏡７、円筒鏡８の軸方向が一致するように配
置される。

【０００４】まず、レーザー光等の光ビームの光路およ
び副走査方向の光ビームの結像位置と円筒鏡８の関係に
ついて説明する。まず、半導体レーザー１から発射され
た画像信号により変調された光ビームはコリメータレン
ズ２を通過し、ポリゴンミラー３により反射され、第１
のｆθレンズ５と第２のｆθレンズ６を透過した後に平
面反射鏡７によって円筒鏡８に至る。光ビームはこの円
筒鏡８によって副走査方向の収束を受け、感光体ドラム
９上に結像する。

【０００５】このときポリゴンミラー３は駆動モーター
４により高速で回転され、所定長さの走査線が感光体ド
ラム９上に潜像として形成される。このとき上記光ビー
ムは前記した第１のｆθレンズ５と第２のｆθレンズ６
および円筒鏡８によって走査線に直交する副走査方向に
収束整形され、所定形状の光ビームが感光体ドラム９上
に結像され、潜像が形成される。

【０００６】従来、レーザープリンターや複写機等の走
査光学装置に用いるレンズおよび反射鏡等の光学素子は
ガラス材を研磨加工して表面粗さ、形状精度、曲率半径
等の要求精度を得た後に、反射膜または反射防止膜を付
与し製造している。この従来の技術によって反射鏡を製
造する方法は、ガラス材の研磨加工に長時間を要すると
いう欠点がある。この欠点を改善するためのものとし
て、例えば特開昭６３−２１０８１８号公報に開示され
ているように、熱可塑性樹脂であるポリカーボネート、
ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート等のプラスチ
ックを射出成形法あるいは射出圧縮成形法によって成形
することにより研磨加工を行わないで所要の反射鏡等を
加工する方法が知られている。

【０００７】上記従来技術によるプラスチック反射鏡の
成形法は、成形型の型面を反射鏡等の要求精度以上の鏡
面に仕上げておき、成形型内に流動状態のプラスチック
を注入し、これを固化させて、反射面を形成すべき鏡面
を有する成形体を得るものである。この加工方法によれ
ば、固化したプラスチック成形品を成形型から取り出し
た後、研磨加工を行うことなく所望の精度の鏡面を得ら
れるという利点を有している。そして、さらに、真空蒸
着法を用いたコーティング処理により当該鏡面部にアル
ミ、金、銅等の反射膜を形成し、容易に反射鏡を得るこ
とができるという利点もある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図３は副走査方向に収
束される光ビームの結像位置とプラスチック円筒鏡の吸
水変形による反射鏡面の曲率半径の変化の関係を示す模
式図であって、図２と同一符号は同一部分に対応し、１
０は所定の曲率半径の鏡面、１０’は曲率半径が所定値
よりも大となったときの鏡面、１０”は曲率半径が所定
値よりも小となったときの鏡面、１１，１２，１３は曲
率半径が１０，１０’，１０”のときのそれぞれの結像
面である。

【０００９】同図において、副走査方向に収束される光
ビームは、（ａ）のように円筒鏡を形成する曲率半径が
所定寸法１０のときには感光体面上に一致する結像面１
１に結像して所定形状のビーム径で潜像が形成される。
しかし、円筒鏡８の基体が吸水によって変形して（ｂ）
のように所定値よりも大きい曲率半径となった場合に
は、感光体ドラム９の内面の奥側の結像面１２に結像
し、感光体ドラム９の表面上の光ビーム径は所定形状よ
り大きなものとなる。

【００１０】また、円筒鏡８の基体が吸水によって変形
して（ｃ）のように所定値よりも小さい曲率半径となっ
た場合には、感光体ドラム９の表面の手前側の結像面１
３に結像し、感光体ドラム９の表面上では、やはり、そ
の光ビーム径は所定形状より大きくなる。このことか
ら、副走査方向に収束される所定形状の光ビーム径を感
光体ドラム９の表面上に安定的に得るには、円筒鏡８の
反射鏡面の曲率半径が変化しないことが必要となる。

【００１１】従来の技術によるプラスチック製の反射鏡
は、吸水率０．２％〜０．３％を有するプラスチック
（例えばポリカーボネート樹脂）が基体として使用され
る。そして、当該基体の反射鏡面側にのみ反射膜がコー
ティングされ、プラスチック表面を薄膜で覆っている。
従って、当該反射鏡面側からの吸水速度は極めて遅い。
一方、反射鏡面以外の部分はコーティングが施されてい
ないことから吸水し易い。

【００１２】そのため、該反射鏡の基体の部分的な吸水
速度差、すなわち反射鏡面側と特に当該反射鏡面とは反
対側の部分の部分的な吸水速度差によって、反射鏡面側
と上記反対側の部分とに膨張差を生じ、図３の（ｃ）に
示したように反射鏡面の曲率半径が小さくなる。従っ
て、当該反射鏡基体が周囲の雰囲気湿度によって飽和さ
れる間は、前記した走査光学装置の主要性能である副走
査方向に於けるビーム径を安定して得ることは困難であ
る。

【００１３】上記したように、プラスチック材料は、環
境中の水分を吸収する吸水性を有しているため、上記プ
ラスチックによって製作した反射鏡は反射膜コーティン
グ面とその非コーティング部間に吸水速度に差を持つこ
とになり、この吸水速度差によって、反射面の曲率半径
が変化し、レーザービーム等の走査光ビームの結像位置
が変化する。

【００１４】そのため、前記した走査光学装置の主要性
能である、感光体上に潜像を形成する走査光ビーム径が
変化し、解像度を維持できないという問題がある。本発
明の目的は、上記従来の技術におけるプラスチック反射
鏡の欠点であるプラスチック自体の吸水性を低下させ、
反射面を形成する曲率半径の変化を防止し、環境湿度が
変化してもレーザービーム等の走査光ビームの結像位置
が変化しないプラスチック反射鏡を提供することにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、従来の熱可塑性樹脂に比べて吸水率が
０．０１％以下と極めて低い非晶質ポリオレフィン樹脂
を用いて前記した成形法により鏡面を有する反射鏡基体
を得、次いで前記した方法によって当該鏡面に反射膜を
コーティングしたプラスチック反射鏡を作成する。

【００１６】すなわち、本発明は、光源からの平行光ビ
ームを主走査方向に偏向する光学偏向手段３と、この光
学偏向手段３で偏向された平行光ビームをリレー光学系
５，６，７を通して感光体９の表面に結像する円筒鏡８
を少なくとも有する光走査装置用円筒鏡において、前記
円筒鏡８の基体８０を非晶質ポリオレフィン樹脂で形成
してなることを特徴とする。

【００１７】

【作用】非晶質ポリオレフィン樹脂によって形成したプ
ラスチック円筒鏡は、４５％Ｒｈ乃至９５％Ｒｈの雰囲
気下でも、吸湿による反射鏡面の曲率半径の変化はな
く、光走査装置の主要性能である感光体ドラム上の光ビ
ームの結像位置が変化することがなく、感光体上におけ
る光ビーム径が安定的に形成される。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明による光
走査装置用円筒鏡の実施例を説明する模式図であって、
８は感光体ドラム側に凹面を有する円筒鏡、８０は円筒
鏡基体、１０−１は副走査方向の曲率半径が一定の反射
鏡面（光ビームの入射方向の断面形状が真円形の反射鏡
面）、１０−２は副走査方向の曲率半径が主走査方向中
心から離れるに従って大または小となる反射鏡面（例え
ば、光ビームの入射方向の断面形状が放物線状の反射鏡
面）、１０−３は主走査方向中心部の曲率半径と周辺部
の曲率半径が異なる反射鏡面（光ビームの入射方向の断
面形状が曲率の異なる連続する２つの円弧で形成された
非球面の反射鏡面）である。

【００１９】前記図２において説明したように、円筒鏡
は第２のｆθレンズ６と感光体ドラム９の表面との間に
設置される。図１に示した各実施例において、熱可塑性
の非晶質ポリオレフィン樹脂によって成形された反射鏡
基体８０の円筒面が鏡面となっている。この鏡面に常法
によって所要の光反射膜を形成してプラスチック反射鏡
を形成したものである。

【００２０】プラスチック反射鏡の反射鏡面の形状は使
用する用途に応じて種々の形状のものにすることができ
る。同図（ａ）に示した反射鏡面は副走査方向の曲率半
径が一定の反射鏡面、（ｂ）に示した反射鏡面は光ビー
ムの入射方向の断面形状が放物線状の反射鏡面、また
（ｃ）に示した反射鏡面は光ビームの入射方向の断面形
状が曲率の異なる連続する２つの円弧で形成された非球
面の反射鏡面としたものである。

【００２１】反射鏡面を構成する光反射膜は常法すなわ
ち既知の光反射材コーティング方法により形成され、例
えばアルミニウム、銅、金等の光反射物質を真空蒸着す
ることによって形成することができる。また、必要に応
じて、光反射膜とプラスチック基体８０との間に密着性
を向上させるためのアンダーコート膜や光反射膜表面に
保護膜を設けてもよい。

【００２２】本実施例における材料と寸法の具体的な例
を示すと、プラスチック円筒反射鏡基体の成形材料とし
ては、無機物質充填材を含有せず、吸水率が０．０１％
と従来樹脂の１／１０以下と極めて少ない非晶質ポリオ
レフィン樹脂を用い、射出圧縮成形法によって厚さ３ｍ
ｍ，幅１０ｍｍ，長さ１８０ｍｍの矩形状の凹面を有す
る反射鏡基体８０を形成し、この凹面に真空蒸着装置に
より、当該基体８０に光反射膜の密着性を向上させるた
めのアンダーコート膜を形成し、次いでＣｕ膜を反射膜
として形成後、さらに保護膜を形成して反射鏡とした。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非晶質ポリオレフィン樹脂を基体とし、その反射鏡面に
光反射材をコーティングしてなるプラスチック円筒鏡
は、４５％Ｒｈ乃至９５％Ｒｈの雰囲気下に於ても、吸
湿による前記凹面を構成する光反射鏡面の曲率半径に変
化はなく、光走査装置の主要性能であるレーザービーム
等の走査光ビームの感光体表面での結像位置が変化せ
ず、当該感光体表面上における走査光ビーム径を安定的
に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による光走査装置用円筒鏡の実施例を
説明する模式図である。

【図２】 レーザー光等の走査光ビームの光路及び光学
部品の構成を示す光学径の模式図である。

【図３】 副走査方向に収束される光ビームの結像位置
とプラスチック円筒鏡の吸水変形による反射鏡面の曲率
半径の変化の関係を示す模式図である。

【符号の説明】

１・・・・レーザー光源である半導体レーザー、２・・
・・コリメータレンズ、３・・・・ポリゴンミラー（回
転多面鏡）、４・・・・ポリゴンミラーを回転させる駆
動モータ、５・・・・第１のｆθレンズ、６・・・・第
２のｆθレンズ、７・・・・平面鏡、８・・・・円筒反
射鏡、９・・・・感光体、１０・・・・所定の曲率半径
の鏡面、１０’・・・・曲率半径が所定値よりも大とな
ったときの鏡面、１０”・・・・曲率半径が所定値より
も小となったときの鏡面、１１，１２，１３・・・・曲
率半径が１０，１０’，１０”のときのそれぞれの結像
面、１０−１・・・・副走査方向の曲率半径が一定の反
射鏡面、１０−２・・・・副走査方向の曲率半径が主走
査方向中心から離れるに従って大または小となる反射鏡
面、１０−３・・・・主走査方向中心部の曲率半径と周
辺部の曲率半径が異なる反射鏡面、８０・・・・反射鏡
の基体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの平行光ビームを主走査方向に
   偏向する光学偏向手段と、この光学偏向手段で偏向され
   た平行光ビームをリレー光学系を通して感光体の表面に
   結像する円筒鏡を少なくとも有する光走査装置用円筒鏡
   において、 前記円筒鏡の基体を非晶質ポリオレフィン樹脂で形成し
   てなることを特徴とする光走査装置用円筒鏡。