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技術 多面鏡の製造方法並びに多面鏡の型及び型の製造方法

出願人 富士通株式会社
発明者 谷正人太田美佐子佐川武司
出願日 1994年6月16日 (25年3ヶ月経過) 出願番号 1994-134307
公開日 1996年1月12日 (23年8ヶ月経過) 公開番号 1996-005946
状態 未査定
技術分野 レンズ以外の光学要素 機械的光走査系
主要キーワード 棒ヒーター 一体加工 平面研削加工 平面加工 エジェクトピン 金型用 ディスクゲート バーコード読み取り
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1996年1月12日)のものです。
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図面 (10)

目的

本発明は多面鏡の製造方法並びに多面鏡の型及び型の製造方法に関し、製造コストを安価とし、鏡面との倒れ角の精度を高めることを目的とする。

構成

回転多面鏡1を樹脂成形する際に使用される回転多面鏡1の型において、上記回転多面鏡1の各鏡面1a同士の交線である各1cに対応する箇所20a〜20eを分離可能にし、第1の入子21と第2の入子22と第3の入子23と第4の入子と第5の入子とを組み合わせる構成とした。

概要

背景

従来の回転多面鏡を図6に示す。この回転多面鏡1には、多角形状の周方向の各外面に鏡面1a、各鏡面1a同士の交線である1cおよび上面1bが形成されている。この回転多面鏡1を用いる光学装置を図7に示す。

この光学装置は、光源2と、この光源2から発する光を反射するミラー3と、このミラー3から反射された光を集光する集光レンズ4と、この集光レンズ4により集光された光を走査(一方向偏向)する上記回転多面鏡1と、この回転多面鏡1を回転させる回転機構9と、回転多面鏡1により走査された光を反射する固定ミラー5、6、7と、各固定ミラー5、6、7で反射された光を読み取る読取窓8と、で構成される。

そして、光を走査する回転多面鏡1には、上面1bに対する鏡面1aの角度である倒れ角10の精度を高めることが重要である。

鏡面1aとの倒れ角10の精度を高めた回転多面鏡の製造方法として、アルミニウム合金母材を多角形状に作製し、周方向の各外面をダイヤモンドバイト研削により鏡面1aを形成し、鏡面1aとの倒れ角10の精度を高める第1の方法が知られている。

しかし、この回転多面鏡の第1の製造方法は、鏡面1aとの倒れ角10の精度を高めることができるが、ダイヤモンドバイトの研削を要するため、製造コストが高価となるものであった。

そこで、製造コストを安くするため、樹脂金型充填して多角形状に成形し、周方向の各外面を鏡面化する回転多面鏡の第2の製造方法が知られている。

概要

本発明は多面鏡の製造方法並びに多面鏡の型及び型の製造方法に関し、製造コストを安価とし、鏡面との倒れ角の精度を高めることを目的とする。

回転多面鏡1を樹脂成形する際に使用される回転多面鏡1の型において、上記回転多面鏡1の各鏡面1a同士の交線である各稜1cに対応する箇所20a〜20eを分離可能にし、第1の入子21と第2の入子22と第3の入子23と第4の入子と第5の入子とを組み合わせる構成とした。

目的

そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、鏡面との倒れ角の精度より高精度を要しない稜に対応する箇所で型を分離可能とすることにより、製造コストを安価とし、鏡面との倒れ角の精度を高めた多面鏡の製造方法ならびに多面鏡の型および型の製造方法を提供することを、その目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

多面鏡(1)の各鏡面(1a)同士の交線である各(1c)に対応する箇所(20a〜20e)で分離可能な型(20、40)内に形成された空間(55)に樹脂射出する射出工程と、この射出した樹脂を固化する固化工程と、この固化した樹脂を上記型(20、40)から取り出す取出工程と、を含む構成としたことを特徴とする多面鏡の製造方法。

請求項2

多面鏡(1)を樹脂成形する際に使用される多面鏡(1)の型において、上記多面鏡(1)の各鏡面(1a)同士の交線である各稜(1c)に対応する箇所(20a〜20e)を分離可能にする構成としたことを特徴とする多面鏡の型。

請求項3

多面鏡(1)の鏡面(1a)の面数に応じた数の入子(21〜25)を作製する入子作製工程と、各入子(21〜25)において、上記多面鏡(1)の一鏡面(1a)に対応する面(21a〜25a)をそれぞれ平面加工する平面加工工程と、上記多面鏡(1)の各稜(1c)に対応する箇所(20a〜20e)を設けるように、上記面(21a〜25a)が平面加工された各入子(21〜25)を組み合わせる組合せ工程と、を含む構成としたことを特徴とする型の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、特に、一定の速度、繰り返しで高速の偏向を必要とするレーザービームプリンタファクシミリバーコード読み取りPOSスキャナなどの光学装置の重要部品であり、画像の読み取り、または、記録を行う際に用いられ光を走査する多面鏡の製造方法、ならびに、この多面鏡の型、および、この型の製造方法に関するものである。

0002

近年、多面鏡の製造方法には、安価な製造コストおよび製造した多面鏡の鏡面の高度の面精度が要求され、型を用いて樹脂製の多面鏡の製造が行われている。上記要求を満足するため、多面鏡の鏡面に対応する型の面精度を高くする必要がある。

背景技術

0003

従来の回転多面鏡図6に示す。この回転多面鏡1には、多角形状の周方向の各外面に鏡面1a、各鏡面1a同士の交線である1cおよび上面1bが形成されている。この回転多面鏡1を用いる光学装置を図7に示す。

0004

この光学装置は、光源2と、この光源2から発する光を反射するミラー3と、このミラー3から反射された光を集光する集光レンズ4と、この集光レンズ4により集光された光を走査(一方向偏向)する上記回転多面鏡1と、この回転多面鏡1を回転させる回転機構9と、回転多面鏡1により走査された光を反射する固定ミラー5、6、7と、各固定ミラー5、6、7で反射された光を読み取る読取窓8と、で構成される。

0005

そして、光を走査する回転多面鏡1には、上面1bに対する鏡面1aの角度である倒れ角10の精度を高めることが重要である。

0006

鏡面1aとの倒れ角10の精度を高めた回転多面鏡の製造方法として、アルミニウム合金母材を多角形状に作製し、周方向の各外面をダイヤモンドバイト研削により鏡面1aを形成し、鏡面1aとの倒れ角10の精度を高める第1の方法が知られている。

0007

しかし、この回転多面鏡の第1の製造方法は、鏡面1aとの倒れ角10の精度を高めることができるが、ダイヤモンドバイトの研削を要するため、製造コストが高価となるものであった。

0008

そこで、製造コストを安くするため、樹脂を金型充填して多角形状に成形し、周方向の各外面を鏡面化する回転多面鏡の第2の製造方法が知られている。

発明が解決しようとする課題

0009

しかしながら、回転多面鏡の第2の製造方法にあっては、金型の精度を高めることが難しく、製造された回転多面鏡の倒れ角の精度が低くなるものであった。

0010

一般に、樹脂を充填する金型には、回転多面鏡の倒れ角の精度の10倍以上が求められている。

0011

例えば、回転多面鏡の倒れ角の角度を45゜±0.05゜以下の高精度にするためには、対応する金型の角度を45゜±0.005゜以下にしなけらばならない。

0012

そして、樹脂を充填し、薄肉の回転多面鏡を製造する金型には、凹部を有する金型と、凸部を有する金型とが必要である。この凹部を有する金型を図8に示す。

0013

図8に示すように、凹部を有する金型10には、回転多面鏡1の鏡面1aに対応する面10aが形成される。この面10aの仕上げには、図9に示すように、回転する砥石11が用いられる。

0014

しかしながら、各面10a同士の交線である稜10c付近の面10bは、砥石11の回転面と接触し難い。この理由は、砥石11を凹部に挿入しながら、面10aを高精度に仕上げるとき、稜10c付近の面10bに砥石11の回転面を当接させ難いからである。このため、稜10c付近の面10bを仕上げる際の面精度を上げることが困難となる。

0015

この結果、稜10c付近の面10bの面精度が低くなる。稜10c付近の面10bと底面10dとの角度の精度が悪くなる。

0016

このため、回転多面鏡の第2の製造方法では、回転多面鏡の倒れ角の精度が、例えば、45゜±1.5゜の範囲に広がり、45゜±0.5゜以下の高精度を満足することができなかった。

0017

そして、一般的に、回転多面鏡1の稜1cで光は方向を変えるが、上面1bと稜1cとの倒れ角の精度は、鏡面1aとの倒れ角10より低くてもよい。

0018

そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、鏡面との倒れ角の精度より高精度を要しない稜に対応する箇所で型を分離可能とすることにより、製造コストを安価とし、鏡面との倒れ角の精度を高めた多面鏡の製造方法ならびに多面鏡の型および型の製造方法を提供することを、その目的とする。

課題を解決するための手段

0019

上記課題は、以下の発明の構成で解決される。

0020

請求項1の発明は、多面鏡の各鏡面同士の交線である各稜に対応する箇所で分離可能な型内に形成された空間に樹脂を射出する射出工程と、この射出した樹脂を固化する固化工程と、この固化した樹脂を上記型から取り出す取出工程と、を含む構成としたことを特徴とする多面鏡の製造方法である。

0021

また、請求項2の発明は、多面鏡を樹脂成形する際に使用される多面鏡の型において、上記多面鏡の各鏡面同士の交線である各稜に対応する箇所を分離可能にする構成としたことを特徴とするものである。

0022

また、請求項3の発明は、多面鏡の鏡面の面数に応じた数の入子を作製する入子作製工程と、各入子において、上記多面鏡の一鏡面に対応する面をそれぞれ平面加工する平面加工工程と、上記多面鏡の各稜に対応する箇所を設けるように、上記面が平面加工された各入子を組み合わせる組合せ工程と、を含む構成としたことを特徴とする型の製造方法である。

0023

上述のように、請求項1の発明の多面鏡の製造方法は、多面鏡の各鏡面同士の交線である各稜に対応する箇所で分離可能な型内に形成された空間に樹脂を射出する射出工程を含む構成としたので、多面鏡の各鏡面に対応する型の面の精度に応じて、鏡面の面精度を高めた樹脂製の多面鏡を製造するように作用する。

0024

また、請求項2の発明の多面鏡の型は、多面鏡の各鏡面同士の交線である各稜に対応する箇所を分離可能にする構成としたので、多面鏡の鏡面の面数に応じて型を分離可能とするように作用する。

0025

また、請求項3の発明の型の製造方法は、多面鏡の鏡面の面数に応じた数の入子を作製する入子作製工程と、各入子において、上記多面鏡の一鏡面に対応する面をそれぞれ平面加工する平面加工工程と、上記多面鏡の各稜に対応する箇所を設けるように、上記面が平面加工された各入子を組み合わせる組合せ工程と、を含む構成としたので、多面鏡の各鏡面に対応する面の精度を高めた型を製造するように作用する。

0026

図1に、本発明の一実施例に係るPOSスキャナ用回転多面鏡の製造方法に用いる金型の斜視図を示す。

0027

この金型20は凹部を有するもので、後述する凸部を有する金型40と対をなして、図6に示す回転多面鏡1の製造に使用される。

0028

この凹部を有する金型20は、第1の入子21と第2の入子22と第3の入子23と第4の入子24と第5の入子25とを組み合わせて構成される。

0029

各入子21〜25には、回転多面鏡1の鏡面に対応する高精度面21a、22a、23a、24a、25aがそれぞれ形成されている。なお、第3の高精度面23aは、図示されていない。

0030

第1の高精度面21aと第2の高精度面22aとの交線は第1の稜20a、第2の高精度面22aと第3の高精度面23aとの交線は第2の稜20b、第3の高精度面23aと第4の高精度面24aとの交線は第3の稜20c、第4の高精度面24aと第5の高精度面25aとの交線は第4の稜20d、第5の高精度面25aと第1の高精度面21aとの交線は第5の稜20eとなる。

0031

各稜20a〜20eは、回転多面鏡1の各稜1cにそれぞれ対応する。なお、第2の稜20bおよび第3の稜20cは、図示されていない。

0032

組み合わせた凹部を有する金型20は、各稜線20a〜20bに沿って、5個の入子21〜25に分離可能である。

0033

また、各入子21〜25の底面21b〜25bを組合わせて、回転多面鏡1の上面1bと対応する底面が構成される。

0034

さらに、各入子21〜25の外周面には、組み合わせる際の位置決めに使用される平面21c〜25cが形成されている。また、図示されないが、入子21〜25の下面には、各入子21〜25を一意的に組み合わせるための穴が形成されている。

0035

各入子21〜25の代表例として、第1の入子21の斜視図を図2(A)に示す。この入子21の作製し上記凹部を有する金型20の製造方法を、以下に、説明する。

0036

この金型20の製造方法は、入子作製工程と平面加工工程と組合せ工程とを含む構成とした。

0037

入子作製工程では、金属製の部材を放電加工し、入子21の形状に形成する。このときの加工精度は、±0.02μm〜±0.03μmであった。

0038

次に、平面加工工程では、入子21に高精度面21aを形成するため、図2(B)に示すように、砥石11の回転による平面研削加工を施す。この結果、高精度面21aの加工精度は、±0.003μm〜±0.005μmとなり、底面21bと高精度面21aとの角度は45゜±0.005゜以下となった。

0039

上記平面研削加工は、高精度面21aを形成する際に、面21の端から端まで、砥石11を面21と接触させ続ける。このため、上記のような高精度が可能となる。

0040

同様に、第2の入子22、第3の入子23、第4の入子24および第5の入子25を作製し、平面加工を施す。

0041

次いで、組合せ工程では、回転多面鏡1の各稜1cに対応する箇所となる稜20a〜20eを設けるように、平面加工工程後の入子21〜25を組み合わせる。

0042

この結果、図1に示す凹部を有する金型20が製造される。

0043

したがって、各入子21〜25を組み合わせて、各稜20a〜20eを構成する各高精度面21a〜25aにおいて、稜20a〜20e付近の箇所の面精度が従来のように低くなることがない。

0044

次に、図3に、凹部を有する金型20を用いた回転多面鏡1の製造装置を示す。

0045

凹部を有する金型20は、図1に示す状態から上下反転させて、この回転多面鏡1の製造装置に組み込まれる。

0046

詳しくは、図4に示すように、凹部を有する金型20はベース板30の金型用孔31に嵌入される。

0047

このとき、各入子21〜25は、ベース板30に形成された位置決めピン32によって組合せの際の位置決めされる。また、各入子21〜25を組み合わせた凹部を有する金型20は、平面23cと、ベース板30に形成されたキー33とによって位置決めされる。

0048

また、ベース板30には、棒ヒーター温調孔34、34が形成されている。各棒ヒーター用温調孔34内には、図示しない棒ヒーターがそれぞれ設けられている。

0049

次に、図3に戻って、凹部を有する金型20の下方には、凸部を有する金型40が設けられている。このとき、凹部を有する金型20の下面と凸部を有する金型40の上面とで構成される空間55が形成される。

0050

凸部を有する金型40は、図5に示すように、棒ヒーター用温調孔44、、44が形成されたベース板40の金型用孔41に嵌入される。各棒ヒーター用温調孔44内には、図示しない棒ヒーターがそれぞれ設けられている。

0051

この凸部を有する金型40は、回転多面鏡1の裏面に対応する。このため、凸部を有する金型40の精度があまり必要でない。この場合、放電加工による凸部を有する金型40の一体加工が可能である。

0052

また、図3に戻って、凹部を有する金型20の中央部の孔20f内にはスプルー51が設けられ、このスプルー51下にはディスクゲート54が設けられ、凸部を有する金型40の下面には圧縮ばね52が係止され、凸部を有する金型40の中央部の孔内にはエジェクトピン53が設けられている。

0053

次に、この回転多面鏡1の製造装置を用いた回転多面鏡1の製造方法を説明する。

0054

この回転多面鏡の製造方法は、射出工程と固化工程と取出工程などとを含む構成とした。

0055

まず、上記図示しない4個の棒ヒーターを駆動して、凹部を有する金型20と凸部を有する金型40とを、従来の80゜より高温の120℃まで加熱する。これは、製造装置に注入される樹脂に対し、凹部を有する金型20と凸部を有する金型40との転写性を向上させるためである。

0056

次に、射出工程を行う。

0057

この射出工程では、GFを20%混入したポリカーボネート(PC)の樹脂を溶融する。この溶融した樹脂を、図示しない成形機側のノズルに通して、スプルー51へ注入する。

0058

注入した樹脂は、スプルー51の貫通孔を通って、ディスクゲート54を介して、凹部を有する金型20と凸部を有する金型40とで形成される空間55に射出される。

0059

次の固化工程では、射出された樹脂が完全に固化する前にあっては、圧縮ばね52の復元力で、固化する前の樹脂に対し保圧かけられる。この結果、製造する回転多面鏡1のヒゲ、反りを防止することができる。そして、保圧をかけた樹脂が固化する。

0060

この後、取出工程では、ベース板40からベース板30を切り離し、凹部を有する金型20と凸部を有する金型40との型開きを行う。さらに、エジェクトピン53などにより、製造した回転多面鏡1を凸部を有する金型40から取り出す。

0061

この結果、回転多面鏡1の完成品を得ることができる。

0062

次いで、この回転多面鏡1の上面1bに対する各鏡面1aの倒れ角を測定すると、全ての鏡面1aにおいて45゜±0.05゜の高精度を満足していた。

0063

したがって、本実施例の回転多面鏡の製造方法は、回転多面鏡1の各鏡面1aの交線である各稜1cに対応する金型20の稜20a〜20eで分離可能な凹部を有する金型20と凸部を有する金型40とで形成された空間55に樹脂を射出する射出工程を含む構成としたので、回転多面鏡1の各鏡面1aに対応する型20の高精度面22a〜25aの精度に応じて、各鏡面1aの面精度を高めた樹脂製の回転多面鏡1を製造することができる。

0064

製造された回転多面鏡1は樹脂製であるので、製造コストを安価とすることができ、各鏡面1aの面精度を高めたので、上面1bと鏡面1aとの倒れ角の精度を高めることができる。

0065

また、本実施例の凹部を有する金型20は、回転多面鏡1の各鏡面1aの交線である各稜1cに対応する稜20a〜20eを分離可能にする構成としたので、回転多面鏡1の鏡面1aの面数に応じて型20を分離可能とすることができる。さらに、分離した入子21〜25の修正およびメンテナンスを従来の一体の金型より容易に行うことができる。

0066

また、本実施例の型の製造方法は、回転多面鏡1の鏡面1aの面数に応じた数の入子21〜25を作製する入子作製工程と、各入子21〜25において、上記回転多面鏡1の一鏡面1aに対応する高精度面21a〜25aをそれぞれ平面加工する平面加工工程と、回転多面鏡1の各稜1cに対応する箇所となる稜20a〜20eを設けるように、上記高精度面21a〜25eが平面加工された各入子21〜25を組み合わせる組合せ工程と、を含む構成としたので、回転多面鏡1の各鏡面1aに対応する面の精度を高めた高精度面21a〜25aを有する金型20を製造することができる。

0067

なお、本実施例の回転多面鏡の製造方法では、凸部を有する金型40から取り出した段階で、凹部を有する金型20の高精度面21〜25に対応する面が、鏡面化しているが、金型から取り出した後に、凹部を有する金型20の高精度面21〜25に対応する面に対し、鏡面仕上げ研磨を施したり、金属膜蒸着させたり、鏡を貼着させてもよい。

発明の効果

0068

以上のように請求項1の発明によれば、多面鏡の各鏡面同士の交線である各稜に対応する箇所で分離可能な型内に形成された空間に樹脂を射出する射出工程を含む構成としたので、多面鏡の各鏡面に対応する型の面の精度に応じて、鏡面の面精度を高めた樹脂製の多面鏡を製造することができる。

0069

製造された多面鏡は樹脂製であるので、製造コストを安価とすることができ、鏡面の面精度を高めたので、鏡面との倒れ角の精度を高めることができる。 また、請求項2の発明によれば、多面鏡の各鏡面同士の交線である各稜に対応する箇所を分離可能にする構成としたので、多面鏡の鏡面の面数に応じて型を分離可能とすることができる。分離した型の修正およびメンテナンスを従来の一体の型より容易に行うことができる。

0070

また、請求項3の発明によれば、多面鏡の鏡面の面数に応じた数の入子を作製する入子作製工程と、各入子において、上記多面鏡の一鏡面に対応する面をそれぞれ平面加工する平面加工工程と、上記多面鏡の各稜に対応する箇所を設けるように、上記面が平面加工された各入子を組み合わせる組合せ工程と、を含む構成としたので、多面鏡の各鏡面に対応する面の精度を高めた型を製造することができる。

図面の簡単な説明

0071

図1本発明の一実施例に係る回転多面鏡の製造方法に用いる金型を示す斜視図である。
図2図1の金型の入子の斜視図および入子の製造方法を説明するための図である。
図3回転多面鏡の製造装置を示す縦断面図である。
図4図1の金型の入子の位置決めを示す図である。
図5凹部を有する金型を示す図である。
図6回転多面鏡を示す斜視図である。
図7光学装置の構成を示す図である。
図8従来の凹部を有する金型を示す斜視図である。
図9従来の金型の製造方法を説明するための図である。

--

0072

1回転多面鏡
1a 鏡面
1b 上面
1c稜
10倒れ角
11砥石
20 凹部を有する金型
20a〜20e 稜
21〜25入子
21a〜25a 高精度面
30ベース板
31金型用穴
32位置決めピン
33キー
34棒ヒーター用温調孔
40 凸部を有する金型
41 ベース板
42 金型用孔
44 棒ヒーター用温調孔
51スプルー
52圧縮ばね
53エジェクトピン
54ディスクゲート
55 空間

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