(57)【要約】【課題】高速回転や周辺の温度上昇に伴う、ポリゴンミラーの変形を低減すること。【解決手段】反射面を有し、光源から出射されたレーザ光を前記反射面により反射するポリゴンミラーであって、金属材料からなる基材の外側に、樹脂材料によって成形された第１面と前記第１面に交差し前記反射面に対応する第２面と、を有する成形体を有する。【選択図】    図５
2019191334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面を有し、光源から出射されたレーザ光を前記反射面により反射するポリゴンミラーであって、
金属材料からなる基材の外側に、樹脂材料によって成形された第１面と前記第１面に交差し前記反射面に対応する第２面とを有する成形体を備えることを特徴とするポリゴンミラー。
【請求項２】
前記成形体は、前記第２面に交差し前記第１面とは反対側の第３面を有することを特徴とする請求項１に記載のポリゴンミラー。
【請求項３】
前記成形体は、前記基材の一方の面の外側に前記第１面を設け、前記基材の前記一方の面に交差する交差面の外側に前記第２面を設けたことを特徴とする請求項１に記載のポリゴンミラー。
【請求項４】
前記成形体は、前記基材の一方の面の外側に前記第１面を設け、前記基材の前記一方の面に交差する交差面の外側に前記第２面を設け、前記基材の前記一方の面とは反対側の他方の面の外側の少なくとも一部に前記第３面を設けたことを特徴とする請求項２に記載のポリゴンミラー。
【請求項５】
前記第２面の上に金属層を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のポリゴンミラー。
【請求項６】
前記金属層の上に、前記金属層を保護する保護層を有することを特徴とする請求項５に記載のポリゴンミラー。
【請求項７】
前記基材の一方の面から前記一方の面とは反対側の他方の面までの前記基材の厚みは１．０ｍｍから２．０ｍｍの範囲内であり、前記基材の外側の面から前記成形体の外側の面までの前記成形体の厚みは０．１ｍｍから２．０ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のポリゴンミラー。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のポリゴンミラーを備え、前記ポリゴンミラーを回転させることで光源から出射された光束を前記ポリゴンミラーの反射面により偏向走査することを特徴とする偏向器。
【請求項９】
光源と、請求項８に記載の偏向器と、を有し、前記光源から出射された光束を前記偏向器により像担持体に偏向走査することを特徴とする光走査装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光走査装置を備え、前記光走査装置により像担持体を走査し、この走査された画像に基づいて記録材に画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
ポリゴンミラーの製造方法であって、
金属板を金型に置き、樹脂を前記金型に注入し、前記金属板の外側に樹脂層を形成する工程を有することを特徴とするポリゴンミラーの製造方法。
【請求項１２】
基材の一方の面の外側に成形体の第１面を成形する第１成形面と、前記成形体の成形スペースに樹脂を注入するためのゲートと、を有する第１型と、
前記基材の一方の面とは反対側の他方の面と当接する当接面と、前記基材の外側に前記成形体の前記第１面に交差する複数の第２面を成形する複数の第２成形面と、を有する第２型と、
を有する金型を用いるポリゴンミラーの製造方法であって、
前記第２型の当接面に前記基材の前記他方の面を当接して前記第２型に前記基材を固定する工程と、
前記基材を固定した前記第２型と前記第１型とを閉じて形成した、前記第２型に固定した前記基材の外側に形成された空間に、前記ゲートから樹脂を注入して、前記基材の外側に前記第１面と前記第２面とを有する成形体を形成する工程と、
を有することを特徴とするポリゴンミラーの製造方法。
【請求項１３】
基材の一方の面の外側に成形体の第１面を成形する第１成形面と、前記基材の外側に前記成形体の前記第１面に交差する複数の第２面を成形する複数の第２成形面と、を有する第１型と、
前記基材の前記一方の面とは反対側の他方の面と当接する当接面と、前記基材の前記他方の面の外側の前記当接面と当接していない領域に前記成形体の前記第１面とは反対側の第３面を成形する第３成形面と、前記第１型と前記第２型の間の前記成形体の成形スペースに樹脂を注入するためのゲートと、を有する第２型と、
を有する金型を用いるポリゴンミラーの製造方法であって、
前記第２型の当接面に前記基材の前記他方の面を当接して前記第２型に前記基材を固定する工程と、
前記基材を固定した前記第２型と前記第１型とを閉じて形成した、前記第２型に固定した前記基材の外側の成形スペースに、前記ゲートから樹脂を注入して、前記基材の外側に前記第１面と前記第２面と前記第３面とを有する成形体を形成する工程と、
を有することを特徴とするポリゴンミラーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を像担持体上に走査するためのポリゴンミラー、そのポリゴンミラーを有する偏向器、その偏向器を有する光走査装置、その光走査装置を備えた画像形成装置、および前記ポリゴンミラーの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザプリンタ等の画像形成装置に用いられる光走査装置は、特許文献１のように、画像信号に応じて光源から出射したレーザ光を光変調し、光変調されたレーザ光を例えばポリゴンミラーからなる偏向器で偏向走査している。偏向走査されたレーザ光は、ｆθレンズなどの走査レンズによって感光ドラム上に結像させて静電潜像を形成する。次いで、感光ドラム上の静電潜像を現像装置によってトナー像に顕像化し、これを記録紙等の記録材に転写して定着装置へ送り、記録材上のトナーを加熱定着させることで印刷（プリント）が行われる。
【０００３】
従来、光走査装置に用いられる偏向器であるスキャナモータは、ポリゴンミラー、ロータ、ロータと一体になっている回転軸およびポリゴンミラーを設置するための台座、基板と一体になっている軸受スリーブ、ステータ等で構成されている。また、ポリゴンミラーには、ポリゴンミラー台座に設置する際に当接する座面が設けられている。
【０００４】
このようなポリゴンミラーは、高い寸法精度が要求される。そのため、ポリゴンミラーは、アルミニウム等の金属を精密旋盤等の精密加工機で所定の形状に機械加工したものが一般的であり、製造に多くの工程・工数が必要であり、高価になることがあった。
【０００５】
そこで特許文献２のように、ポリゴンミラーを樹脂等によって射出成型することで製造の工程・工数を抑え、安価なポリゴンミラーを実現する提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１７２９３０号
【特許文献２】特開平６−１１０００２号
【特許文献３】特開平７−９８４０３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２では、最近の画像形成装置の高速化に伴い、スキャナモータの高速回転に伴う遠心力やスキャナモータ周辺の温度上昇によって、樹脂製のポリゴンミラーが変形してしまう可能性がある。ポリゴンミラーが変形すると、レーザ光の照射位置のずれによる画像不良が発生する可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、高速回転や周辺の温度上昇に伴う、ポリゴンミラーの変形を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、反射面を有し、光源から出射されたレーザ光を前記反射面により反射するポリゴンミラーであって、金属材料からなる基材の外側に、樹脂材料によって成形された第１面と前記第１面に交差し前記反射面に対応する第２面と、を有する成形体を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高速回転や周辺の温度上昇に伴う、ポリゴンミラーの変形を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の模式断面図
【図２】光走査装置の上面斜視図
【図３】スキャナモータの模式断面図
【図４】実施例１に係るポリゴンミラーの上面斜視図
【図５】実施例１に係るポリゴンミラーの模式断面図
【図６】実施例１に係るポリゴンミラーを製造するための金型の模式断面図
【図７】実施例１に係るポリゴンミラーとポリゴンミラーを製造するための金型の模式断面図
【図８】実施例１に係るポリゴンミラーとポリゴンミラーを製造するための金型の模式断面図
【図９】実施例１に係るポリゴンミラーの駆動回転数と反射面の変形量の関係を示すグラフ
【図１０】実施例１に係るポリゴンミラーの駆動回転数と反射面の変形量の関係を示すグラフ
【図１１】実施例２に係るポリゴンミラーの上面斜視図
【図１２】実施例２に係るポリゴンミラーの模式断面図
【図１３】実施例２に係るポリゴンミラーを製造するための金型の模式断面図
【図１４】実施例２に係るポリゴンミラーとポリゴンミラーを製造するための金型模式断面図
【図１５】実施例２に係るポリゴンミラーとポリゴンミラーを製造するための金型模式断面図
【図１６】（ａ）、（ｂ）は他の実施例に係るポリゴンミラーの天面側から見た斜視図、（ｃ）は他の実施例に係るポリゴンミラーの底面側から見た斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１３】
〔実施例１〕
図１および図２を用いて、本実施例に係る光走査装置を備えた画像形成装置について説明する。以下の説明では、まず光走査装置を備えた画像形成装置を例示して説明し、次いで前記画像形成装置における光走査装置について説明する。次いで前記光走査装置に組み付ける偏向器であるスキャナモータ、およびポリゴンミラーについて説明する。さらにポリゴンミラーの成形に用いる金型、およびその金型を用いたポリゴンミラーの製造方法について説明する。
【００１４】
まず、図１を用いて実施例１に係る画像形成装置１１０について説明する。図１は実施例１に係る光走査装置を備えた画像形成装置１１０を示す模式断面図である。本実施例に係る画像形成装置１１０は、光走査装置１０１を具備し、光走査装置１０１により感光ドラム１０３を走査し、この走査された画像に基づいて記録紙等の記録材Ｐに画像形成を行う画像形成装置である。ここでは、画像形成装置としてプリンタを例示して説明する。
【００１５】
画像形成装置１１０は、画像情報に基づいたレーザ光Ｌを、露光手段としての光走査装置１０１によって出射し、プロセスカートリッジ１０２に内蔵された像担持体としての感光ドラム１０３上に照射する。すると感光ドラム１０３上に潜像が形成され、プロセスカートリッジ１０２によってこの潜像が現像剤としてのトナーによりトナー像として顕像化される。なお、プロセスカートリッジ１０２とは、感光ドラム１０３と、感光ドラム１０３に作用するプロセス手段として、帯電手段や現像手段等を一体的に有し、画像形成装置に対して着脱可能なものである。
【００１６】
一方、記録材積載板１０４上に積載された記録材Ｐは、給送ローラ１０５によって１枚ずつ分離されながら給送され、次に中間ローラ１０６によって、さらに下流側に搬送される。搬送された記録材Ｐ上には、感光ドラム１０３上に形成されたトナー像が転写ローラ１０７によって転写される。この未定着のトナー像が形成された記録材Ｐは、さらに下流側に搬送され、内部に加熱体を有する定着器１０８により、トナー像が記録材Ｐに定着される。その後、記録材Ｐは、排出ローラ１０９によって機外に排出される。
【００１７】
なお、本実施例では感光ドラム１０３に作用するプロセス手段としての前記帯電手段及び前記現像手段をプロセスカートリッジ１０２中に感光ドラム１０３と一体的に有することとしたが、各プロセス手段を感光ドラム１０３と別体に構成することとしても良い。
【００１８】
次に、図２を用いて画像形成装置１１０における光走査装置１０１について説明する。図２は実施例１に係る光走査装置１０１の構成を示す模式斜視図である。
【００１９】
光源としての光源装置２０１から出射されたレーザ光Ｌは、シリンドリカルレンズ２０２によって副走査方向に集光され、筐体２０３に形成された光学絞り２０４によって所定のビーム径に制限される。レーザ光Ｌは偏向器であるスキャナモータ１によってＺ軸回りに回転駆動されるポリゴンミラー３によって偏向され、ｆθレンズ２０５を通過後、図示しない像担持体上に集光し、Ｙ軸方向に走査され、静電潜像を形成する。図２において、Ｚ軸とこのＺ軸に直交するＹ軸とからなるＹＺ平面に直交する方向をＸ軸方向とする。なお、光源装置２０１やシリンドリカルレンズ２０２、スキャナモータ１等は筐体２０３に収容されており、筐体２０３の開口部は、樹脂や金属製の光学蓋（不図示）によって閉塞される。
【００２０】
次に図３を用いて光走査装置における偏向器であるスキャナモータ１について説明する。図３はスキャナモータ１の回転中心を含む模式断面図である。
【００２１】
スキャナモータ１は、ポリゴンミラー３、ロータ７、回転軸８およびポリゴンミラー３を設置するための台座２、基板４と一体になっている軸受スリーブ５、ステータ等で構成されている。ポリゴンミラー３は、光源装置２０１から出射されたレーザ光（光束）Ｌを偏向走査する。軸受スリーブ５は、板金で構成された基板４に支持される。ロータはロータマグネット６を備えている。回転軸８は、ロータ７と一体となっている。台座２は、回転軸とポリゴンミラー３を設置するためのものである。ステータ９は、基板４に固定されたステータコア９ａ、ステータコア９ａに固定されたステータコイル９ｂによって構成されている。
【００２２】
次に図４と図５を用いてポリゴンミラー３について説明する。図４は実施例１に係るポリゴンミラー３の上面斜視図である。図５は図４のポリゴンミラー３を矢印Ａから見た模式断面図である。図４に示す矢印Ｚは、図２に示す回転軸８の軸方向（軸線方向）である。矢印Ｘは矢印Ｚと直交する方向であり、矢印Ｙは矢印Ｚおよび矢印Ｘと直交する方向である。その他の図においても、Ｘ，Ｙ，Ｚの関係は同様である。
【００２３】
前記ポリゴンミラー３は、光源装置２０１から出射されたレーザ光（光束）Ｌを反射する複数の反射面を有する。ここでは、ポリゴンミラー３は、４つの反射面１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄを有する構成を例示しているが、これに限定されるものではない。ポリゴンミラー３は、板金等の金属材料からなる基材としての正角柱３１と、前記正角柱３１の外側に設けられ前記反射面の基材となるプラスチック等の樹脂材料からなる成形体としての成形部材３２の、少なくとも２種類の材料で構成されている。すなわち、ポリゴンミラー３は、金属材料からなる基材の外側に、樹脂材料によって成形された成形体を備える。ここでは、基材である正角柱３１はアルミニウム、鉄、ステンレス、鋼板などの金属材料で、成形体である成形部材３２はシクロオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂などの樹脂材料で構成されている。
【００２４】
金属の正角柱３１は、一方の面である底面３１Ｅと、底面３１Ｅに交差する複数の交差面である４つの側面３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄと、側面と交差し底面３１Ｅとは反対側の他方の面である天面３１Ｆと、を有する。
【００２５】
成形部材３２は、金属の正角柱３１の４つの側面３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄと底面３１Ｅとを覆うように成形された、一辺が１４．１ｍｍ（外接円φ２０ｍｍ）の角柱形状である。成形部材３２において、正角柱３１の４つの側面３１Ａ〜３１Ｄを覆う部分には４つの反射面１０Ａ〜１０Ｄが設けられ、また正角柱３１の底面３１Ｅを覆う部分には樹脂底面１２が設けられている。すなわち、成形体である成形部材３２は、金属材料からなる基材である正角柱３１の外側に、樹脂材料によって成形された第１面と前記第１面に交差し前記反射面に対応する第２面とを有する。成形部材３２の第２面は、前記反射面に対応する側面であり、この側面の上に金属層を設けて、レーザ光を変更するための前記反射面１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄを形成している。ここでは、ポリゴンミラー３の４つの反射面１０Ａ〜１０Ｄは、アルミニウム、銅、銀などの金属の薄膜で構成されており、例えば真空蒸着などで成膜される。さらにポリゴンミラー３は、前記金属の薄膜で形成した反射面の上に保護層を設ける。なお、ここではポリゴンミラーの４つの側面の上に、金属層を設けた反射面を例示しているが、これに限定されるものではなく、樹脂材料で成形されたポリゴンミラーの側面（平面）が反射面であっても良い。このように、成形部材３２は、正角柱３１の底面３１Ｅの外側に第１面としての樹脂底面１２を設け、正角柱３１の４つの側面３１Ａ〜３１Ｄの外側に、それぞれ第２面としての反射面１０Ａ〜１０Ｄを設けている。なお、ここでは、４つの反射面を有する角柱形状の成形部材３２を例示しているが、反射面の数、形状は適宜設定されるべきものであり、これに限定されるものではない。
【００２６】
本実施例に係るポリゴンミラー３において、前記基材である正角柱３１のヤング率は、前記成形体である成形部材３２のヤング率よりも高く設定されている。また前述したように、前記基材である正角柱３１は板金等の金属であり、前記成形体である成形部材はプラスチック等の樹脂である。ここでは、正角柱３１の材料は鋼板であり、ヤング率は２０５ＧＰａ、厚みは１．５ｍｍである。底面３１Ｅから天面３１Ｆまでの正角柱３１の厚みは、１．０ｍｍから２．０ｍｍの範囲内が好適である。一方、成形部材３２の材料はシクロオレフィンポリマーであり、ヤング率は２．８４ＧＰａ、肉厚は０．５ｍｍである。また、ポリゴンミラー３には、正角柱３１の天面３１Ｆと成形部材３２の樹脂底面１２とを貫通する貫通孔１５が設けられている。貫通孔１５とポリゴンミラー台座２が嵌合することでポリゴンミラー３のＸＹ平面内（図３参照）の位置が決まる。また、基準面としての樹脂底面１２がポリゴンミラー台座２に当接することでポリゴンミラー３のＺ軸方向（図３参照）の位置が決まる。そして、例えば板バネ３９等の固定手段によってポリゴンミラー３がポリゴンミラー台座２に固定される。なお、正角柱３１の外側の面から成形部材３２の外側の面までの前記成形部材（樹脂部材）の厚みは、０．５ｍｍを例示したが、これに限定されるものではなく、０．１ｍｍから２．０ｍｍの範囲内が好適である。
【００２７】
次に図６から図８を用いてポリゴンミラー３の製造方法について説明する。図６はポリゴンミラー３を製造するための金型１４０の模式断面図である。図７は金型１４０に正角柱３１を設置した時の金型１４０の模式断面図である。図８は金型１４０内で成形部材３２を射出成型している時の金型１４０の模式断面図である。
【００２８】
本実施例に係るポリゴンミラー３の製造方法は、図６に示すように、第１型としての第１金型１４１と、第２型としての第２金型１４２と、を有する金型１４０を用いて製造する方法である。
【００２９】
第２金型１４２は、正角柱３１の底面３１Ｅとは反対側の他方の面である天面３１Ｆと当接する当接面１４３を有している。また第２金型１４２は、当接面１４３から突出し正角柱３１の貫通孔１５と嵌合する金型軸１４４を有している。さらに第２金型１４２は、正角柱３１の外側に成形部材３２の樹脂底面１２に交差する複数の反射面１０Ａ〜１０Ｄを成形する複数の第２成形面１４５Ａ〜１４５Ｄを有している。なお、図６から図８は断面図であるため、第２金型１４２が有する４つの第２成形面１４５Ａ〜１４５Ｄのうち、第２成形面１４５Ａ，１４５Ｃは図示しているが、第２成形面１４５Ｂ，１４５Ｄは図示していない。
【００３０】
第１金型１４１は、正角柱３１の一方の面である底面３１Ｅの外側に成形部材３２の第１面である樹脂底面（基準面）１２を成形する第１成形面１４１Ａを有している。すなわち、第１金型１４１は、成形部材３２の樹脂底面１２に対応した第１成形面１４１Ａを有している。また第１金型１４１は、前記成形部材３２の成形スペースに樹脂を注入するためのゲート１４１Ｃと、第２金型１４２が有する金型軸１４４と嵌合する金型穴１４１Ｂと、を有している。ゲート１４１Ｃは、金型穴１４１Ｂを挟むように設けられている。
【００３１】
この様な第１金型１４１と第２金型１４２を有する金型１４０を準備し、金属板を金型に置き、樹脂を前記金型に注入し、前記金属板の外側に樹脂層を形成する工程を経て、ポリゴンミラー３を製造する。以下、詳しく説明する。まず図７に示すように正角柱３１の貫通孔１５を金型軸１４４に嵌合させて正角柱３１を第２金型１４２に挿入する。次に治具（不図示）で正角柱３１をＺ軸回りにおいて位置決めをした状態で正角柱の天面３１Ｆを第２金型１４２の当接面１４３に当接させてから、正角柱３１を真空吸着等で第２金型１４２に固定する。
【００３２】
次に図８に示すように金型軸１４４と金型穴１４１Ｂとを嵌合させて第１金型１４１と第２金型１４２とを閉じて、第２金型１４２に固定した正角柱３１の底面３１Ｅと４つの反射面１０Ａ〜１０Ｄの外側に、樹脂を注入する空間である成形スペースを形成する。そして、第１金型１４１のゲート１４１Ｃから前記成形スペースに樹脂を注入して、正角柱３１の底面３１Ｅと４つの反射面１０Ａ〜１０Ｄの外側に樹脂からなる成形部材３２を成形する。成形後に金型１４０から、金属からなる正角柱３１と前記正角柱３１の外側に樹脂からなる成形部材３２を設けた成形品３Ａを取り出す。
【００３３】
その後、成形品３Ａの第２面として成形品側面３ＡＡ〜３ＡＤ（不図示）の上に金属層を設ける。具体的には、成形品３Ａの４つの成形品側面３ＡＡ〜３ＡＤ（不図示）の表面にアルミニウム、銅、銀などの金属の薄膜（反射膜）を蒸着処理することで、４つの反射面１０Ａ〜１０Ｄ（図４参照）を製造する。さらに、前記金属の薄膜で形成した各反射面の上（金属層の上）に保護層を設ける。このようにして、前記複数の反射面を備えたポリゴンミラー３が製造される。なお、ここでは成形品の複数の成形品側面に、金属の薄膜を設けて複数の反射面とする構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、成形品の複数の成形品側面を、そのまま反射面とする構成も可能である。
【００３４】
次に図９と図１０を用いてポリゴンミラーの駆動回転数と反射面の変形量の関係について説明する。図９はポリゴンミラーが回転駆動している時の、反射面における長手方向（図４中Ｘ軸方向またはＹ軸方向）中央部の変形量と、ポリゴンミラーの回転数との関係を示すグラフである。図１０はポリゴンミラーが回転駆動している時の、反射面における長手方向（図４中Ｘ軸方向またはＹ軸方向）端部の変形量と、ポリゴンミラーの回転数との関係を示すグラフである。図９と図１０には本実施例のポリゴンミラー３と、比較例１としての金属を機械加工したポリゴンミラーと、比較例２としての同一の樹脂部材のみで射出成型されたポリゴンミラーとの、それぞれの回転数と変形量の関係が示されている。
【００３５】
図９と図１０に示すように、３つのポリゴンミラーは共に、反射面の変形量はポリゴンミラーの回転数が大きくなるにつれて増加する。また、ポリゴンミラーの反射面の変形量は、本実施例のポリゴンミラー３の方が比較例２の樹脂部材のみのポリゴンミラーの変形量より小さく、本実施例のポリゴンミラー３の変化量は比較例１の金属を機械加工したポリゴンミラーの変形量に近いことが分かる。
【００３６】
本実施例によれば、ポリゴンミラー３は金属からなる基材の外側に樹脂からなる成形体を設けた構成をとることで、以下に示す効果を得ることができる。
【００３７】
本実施例に係るポリゴンミラー３は、金属からなる基材としての正角柱３１の外側に、４つの反射面１０Ａ〜１０Ｄや樹脂底面１２を金型１４０で成形した成形部材３２に設ける。これにより、特許文献１のようなアルミニウム等の金属を精密加工機で所定の形状に機械加工したポリゴンミラーに比べ、製造の工程・工数を抑えることができ、安価なポリゴンミラー３を実現できる。且つ、成形部材３２の内側に成形部材３２よりヤング率の高い正角柱３１を設けることによって、特許文献２のような同一の樹脂部材のみで射出成型され製造されたポリゴンミラーよりも剛性を改善することができる。よって、スキャナモータ１の回転数の高速化やスキャナモータ１周辺の温度上昇等によるポリゴンミラー３の変形を極力抑えることができ、レーザ光の照射位置のずれによる画像不良を改善することができる。
【００３８】
〔実施例２〕
図１１から図１５を用いて実施例２に係るポリゴンミラーおよびポリゴンミラーの製造方法について説明する。なお、ポリゴンミラーを有する偏向器、偏向器を有する光走査装置、および光走査装置を備えた画像形成装置については、前述した実施例と同様であるため、ここでは説明を省略する。以下の説明では、まずポリゴンミラーについて説明し、次にポリゴンミラーの成形に用いる金型、およびその金型を用いたポリゴンミラーの製造方法について説明する。
【００３９】
図１１は本実施例のポリゴンミラー３３０の上面斜視図である。図１２は図１１のポリゴンミラー３３０を矢印Ｂから見た模式断面図である。図１１と図１２を用いて本実施例のポリゴンミラー３３０について説明する。尚、前述した実施例１と同じ部品は同一番号を付して説明を省略する。
【００４０】
本実施例に係るポリゴンミラー３３０は、前述した実施例と同様に、金属材料からなる基材としての正角柱３１と、前記正角柱３１の外側に設けられ樹脂材料からなる成形体としての成形部材３３２の、少なくとも２種類の材料で構成されている。
【００４１】
ポリゴンミラー３３０の正角柱３１は、前述した実施例と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４２】
ポリゴンミラー３３０の成形部材３３２は、板金等の正角柱３１の側面３１Ａ〜３１Ｄと底面３１Ｅと天面３１Ｆの一部を覆うように成形された、一辺が１４．１ｍｍ（外接円φ２０ｍｍ）の角柱形状である。成形部材３３２において、正角柱３１の４つの側面３１Ａ〜３１Ｄを覆う部分には４つの反射面３１０Ａ〜３１０Ｄが設けられ、また正角柱３１の底面３１Ｅを覆う部分には樹脂底面３１２が設けられている。さらに成形部材３３２において、正角柱３１の底面とは反対側の他方の面である天面３１Ｆの一部を覆う部分には肉厚０．５ｍｍの樹脂天面３１３が設けられている。すなわち、成形部材３３２は、正角柱３１の底面３１Ｅの外側に第１面としての樹脂底面３１２を設け、正角柱３１の４つの側面３１Ａ〜３１Ｄの外側に第２面としての反射面３１０Ａ〜３１０Ｄを設けている。さらに成形部材３３２は、正角柱３１の天面３１Ｆの外側の少なくとも一部に第３面としての樹脂天面３１３を設けている。なお、ここでは、４つの反射面を有する角柱形状の成形部材３２を例示しているが、反射面の数、形状は適宜設定されるべきものであり、これに限定されるものではない。また正角柱３１の外側の面から成形部材３３２の外側の面までの前記成形部材（樹脂部材）の厚みは、０．５ｍｍを例示したが、これに限定されるものではなく、０．１ｍｍから２．０ｍｍの範囲内が好適である。
【００４３】
なお、本実施例に係るポリゴンミラー３３０においても、前記基材である正角柱３１のヤング率は、前記成形体である成形部材３２のヤング率よりも高く設定されている。正角柱３１の材料は鋼板であり、ヤング率は２０５ＧＰａ、厚みは１．５ｍｍである。底面３１Ｅから天面３１Ｆまでの正角柱３１の厚みは、１．０ｍｍから２．０ｍｍの範囲内が好適なである。一方、成形部材３２の材料はシクロオレフィンポリマーであり、ヤング率は２．８４ＧＰａ、肉厚は０．５ｍｍである。
【００４４】
次に図１３から図１５を用いてポリゴンミラー３３０の製造方法について説明する。図１３はポリゴンミラー３３０を製造するための金型３４０の模式断面図である。図１４は金型３４０に正角柱３１を設置した時の金型３４０の模式断面図である。図１５は金型３４０内で成形部材３３２を射出成型している時の金型３４０の模式断面図である。
【００４５】
本実施形態に係るポリゴンミラー３３０の製造方法は、図１３に示すように、第１型としての第１金型３４２と、第２型としての第２金型３４１と、を有する金型３４０を用いて製造する方法である。
【００４６】
第１金型３４２は、正角柱３１の一方の面である底面３１Ｅの外側に成形部材３３２の第１面である樹脂底面（基準面）３１２を成形する第１成形面３４２Ａを有している。すなわち、第１金型３４２は、成形部材３３２の樹脂底面３１２に対応した第１成形面３４２Ａを有している。また第２金型３４２は、正角柱３１の外側に成形部材３３２の樹脂底面３１２に交差する複数の反射面３１０Ａ〜３１０Ｄを成形する複数の第２成形面（反射成形面）３４５Ａ〜３４５Ｄを有している。また第１金型３４２は、第２金型３４１が有する金型軸３４４と嵌合する金型穴３４２Ｂを有している。
【００４７】
第２金型３４１は、正角柱３１の底面３１Ｅとは反対側の他方の面である天面３１Ｆと当接する当接面３４３を有している。また第２金型３４１は、当接面３４３から突出し正角柱３１の貫通孔１５と嵌合する金型軸１４４を有している。さらに第２金型３４１は、正角柱３１の天面３１Ｆの外側に成形部材３３２の樹脂底面３１２とは反対側の第３面である樹脂天面３１３を成形する第３成形面３４６を有している。第２金型３４１において、第３成形面３４６は、正角柱３１の天面３１Ｆの外側の前記当接面３４３と当接していない領域に設けられ、前記当接面３４３に対して正角柱３１の天面３１Ｆから成形部材３３２の肉厚分だけ離れた位置に設けられている。これにより、正角柱３１の天面３１Ｆの一部である前記当接面３４３と当接していない領域に、成形部材３３２の樹脂天面３１３を成形する成形スペースが形成される。さらに第２金型３４１は、第１金型３４２と第２金型３４１の間の成形部材３３２の成形スペースに樹脂を注入するためのゲート３４１Ｃを有している。ゲート３４１Ｃは、当接面３４３と金型軸３４４を挟むように設けられている。
【００４８】
この様な第１金型３４２と第２金型３４１とを有する金型３４０を準備し、以下に説明する工程を経て、ポリゴンミラー３３０を製造する。まず図１４に示すように正角柱３１の貫通孔１５を金型軸３４４に嵌合させて正角柱３１を第２金型３４１に挿入する。次に治具（不図示）で正角柱３１をＺ軸回りにおいて位置決めをした状態で正角柱の天面３１Ｆを第２金型３４１の当接面３４３に当接させてから、正角柱３１を真空吸着等で第２金型３４１に固定する。
【００４９】
次に図１５に示すように金型軸３４４と金型穴３４２Ｂとを嵌合させて第２金型３４１と第１金型３４２とを閉じて、樹脂を注入する空間である成形スペースを形成する。この成形スペースは、第２金型３４１と第１金型３４２の間において、第２金型３４１に固定した正角柱３１の底面３１Ｅと４つの反射面１０Ａ〜１０Ｄと天面３１Ｆの外側に形成される。そして、第２金型３４１のゲート３４１Ｃから前記成形スペースに樹脂を注入して、正角柱３１の底面３１Ｅと４つの反射面１０Ａ〜１０Ｄと天面３１Ｆの外側に樹脂からなる成形部材３３２を成形する。成形後に金型３４０から、金属からなる正角柱３１と前記正角柱３１の外側に樹脂からなる成形部材３３２を設けた成形品３３０Ａを取り出す。
【００５０】
その後、成形品３３０Ａの４つの成形品側面３３０ＡＡ〜３３０ＡＤ（不図示）の表面にアルミニウム、銅、銀などの金属の薄膜（反射膜）を蒸着処理することで、４つの反射面３１０Ａ〜３１０Ｄ（図１１参照）を製造する。このようにして、前記複数の反射面を備えたポリゴンミラー３３０が製造される。なお、ここでは成形品の複数の成形品側面に金属の薄膜を設けて複数の反射面とする構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、成形品の複数の成形品側面を、そのまま反射面とする構成も可能である。
【００５１】
本実施例は、板厚方向において正角柱３１を成形部材３３２の樹脂底面３１２と樹脂天面３１３とで挟むことで、成形部材３３２と正角柱３１との接着面積が増えて、成形部材３３２と正角柱３１との密着強度が上がり、分離し難くなる。
【００５２】
〔他の実施例〕
前述した実施例では、複数の反射面を有するポリゴンミラーとして、４つの反射面を有する正方形のポリゴンミラーを例示したが、これに限定されるものではなく、５つの反射面を有する正五角形など必要に応じて適宜設定すれば良い。また、正角柱のヤング率が成形部材のヤング率より大きければ、矩形部材の材料は鋼板に限らずアルミニウム等の他の材料で良く、更に、金属に限定されるものでもない。また、成形部材の材料もシクロオレフィンポリマーに限らずポリカーボネートやアクリル等の他の材料でも良い。また、正角柱と成形部材の厚みも上記の限りではない。
【００５３】
また、金属材料からなる基材と、前記基材の外側を樹脂材料からなる成形部材で覆う構成のポリゴンミラーは、前述した実施例に例示した構成に限定されるものではない。例えば、ポリゴンミラーは、樹脂材料からなる成形部材が、金属材料からなる基材の外側全体を覆う構成であっても良い。あるいは、樹脂材料からなる成形部材が、金属材料からなる基材の一部を覆わない構成であっても良い。具体的には、図１６（ａ）、図１６（ｂ）、図１６（ｃ）に示す。図１６（ａ）および図１６（ｂ）は天面側から見たポリゴンミラーの斜視図、図１６（ｃ）は底面側から見たポリゴンミラーの斜視図である。図１６（ａ）、図１６（ｂ）、図１６（ｃ）に示すポリゴンミラー４０は、金属材料からなる基材４２が有する孔４２ｂ，４２ｃと天面４２ａの一部を、樹脂材料からなる成形部材４１が覆わないように構成している。逆に言えば、天面４２ａの一部を樹脂材料で覆う構成にしている。ここで、基材４２が有する孔４２ｃは、回転中心と多角形の頂点を結ぶ線上にある４つの孔のことを指す。基材４２は前述の４つの孔４２ｃ以外に、回転中心となる中央にも孔４２ｂを有し、この孔４２ｂはポリゴンミラー台座（もしくは回転軸）と嵌合する貫通孔である。
【００５４】
図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示すように、ポリゴンミラー４０は、第１面である底面４５と側面である反射面４４Ａ〜４４Ｄの他に、基材４２の天面４２ａの少なくとも一部を覆う天面４３を有する成形部材４１を備えた構成となっている。成形部材４１の天面４３は、基材４２の天面４２ａの少なくとも一部を覆う第２面（第１面とは反対側の第２面）である。この場合、前述した実施例と同様に、成形部材４１が有する第２面である天面４３のゲート跡４６Ａはウェルドラインに重ならない位置に設けている。なお、図１６（ａ）に示すポリゴンミラーと、図１６（ｂ）に示すポリゴンミラーは、それぞれ基材の天面側の一部を覆う成形部材の範囲が異なるタイプを示している。
【００５５】
なお、図１６（ｃ）はポリゴンミラー４０の底面側を示している。ポリゴンミラー４０の底面側において、金属材料からなる基材４２の孔４２ｂ，４２ｃを除き、それ以外の部分を樹脂材料からなる成形部材４１で覆う構成となっている。この成形部材４１の第１面である底面４５には、ウェルドラインに重ならない位置に座面４７Ａ〜４７Ｄが設けられている。このようにして、金属材料からなる基材と、前記基材の外側を樹脂材料からなる成形部材で覆う構成のポリゴンミラーを設けても良い。
【００５６】
また前述した実施例では、画像形成装置に対して着脱自在なプロセスカートリッジとして、感光ドラムと、該感光ドラムに作用するプロセス手段としての帯電手段，現像手段，クリーニング手段を一体に有するプロセスカートリッジを例示した。しかし、これに限定されるものではない。例えば、感光ドラムの他に、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち、いずれか１つを一体に有するプロセスカートリッジであっても良い。
【００５７】
更に前述した実施例では、感光ドラムを含むプロセスカートリッジが画像形成装置に対して着脱自在な構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば各構成部材がそれぞれ組み込まれた画像形成装置、或いは各構成部材がそれぞれ着脱可能な画像形成装置としても良い。
【００５８】
また前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。また画像形成装置として、モノクロ画像を形成する画像形成装置を例示したが、これに限定されず、例えば、カラー画像を形成する画像形成装置であってもよい。これらの画像形成装置に用いられる光走査装置、偏向器、ポリゴンミラーに本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１    …スキャナモータ
３，３３０ …ポリゴンミラー
３Ａ，３３０Ａ …成形品
１０Ａ〜１０Ｄ，３１０Ａ〜３１０Ｄ …反射面
１２，３１２ …樹脂底面
１５  …貫通孔
３１  …正角柱
３１Ａ〜３１Ｄ …側面
３１Ｅ …底面
３１Ｆ …天面
３２，３３２ …成形部材
１０１ …光走査装置
１１０ …画像形成装置
１４０，３４０ …金型
１４１，３４２ …第１金型
１４１Ａ，３４２Ａ …第１成形面
１４１Ｂ，３４２Ｂ …金型穴
１４１Ｃ，３４１Ｃ …ゲート
１４２，３４１ …第２金型
１４３，３４３ …当接面
１４４，３４４ …金型軸
１４５Ａ〜１４５Ｄ，３４５Ａ〜３４５Ｄ …第２成形面
３１３ …樹脂天面
３４６ …第３成形面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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