(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転多面体にて形成されている樹脂製の回転多面鏡であって、
上面が有底で下面が開口するとともに、内部に中空部を有する柱状の基体部と、
前記基体部の下面側外周面の下端から径方向外側に向けて形成されている支持部と、
前記支持部に対して垂直に形成され、かつ軸方向における中央部が前記支持部にて支持され、かつ外周面に多面体状の反射面を有する反射体とを備える
ことを特徴とする回転多面鏡。
【請求項２】
前記反射体に反射体補強部材を固定したことを特徴とする請求項１記載の回転多面鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転多面鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転多面鏡（以下、ポリゴンミラーと称す。）は、従来から、例えば特開平５−１１２０４号公報のようなレーザープリンタやＰＯＳシステムに広く使われてきたが、最近では特開平１０−１８７０６２号公報や特開平１１−６４７８９号公報、特開平９−９０４０２号公報のようにレーザ光あるいは照明光の偏向装置として投射型表示装置への適用も進められている。
【０００３】
こうした従来のポリゴンミラーでは、ほとんどは比較的に軽量で熱膨張率の低いアルミニウム等の金属材料を、切削により多面体に形成し、外周表面に鏡面仕上げを施してミラー面を形成したものが用いられている。
【０００４】
しかし、このようなアルミニウム製のポリゴンミラーを用いる場合、外周表面に機械加工を施す作業に手間がかかるので生産性が悪く、コストダウンの障害となっていた。
【０００５】
また、ミラー面の高さが通常よりも高い場合や、ミラー面において受ける光のエネルギが比較的に大きい場合には、厚肉大径になってしまい、どうしても重量が増加してしまっていた。したがって、ポリゴンミラーを回転させるために大きなトルクが必要となり、その結果、モータも大型なものが必要となるので、機器全体が大型化し、重量がさらに増加していた。
【０００６】
こうした背景から、最近では、特開平７−９８４０３号公報や特開平８−２００７５号公報、特開平５−１９２００号公報に示すように、ポリゴンミラーに用いる素材の樹脂化により、軽量で低コストのポリゴンミラーを実現しようという試みもなされつつある。
【０００７】
また、軽量化をさらに促進するために、ミラー面すなわち受光面の厚みが１０ｍｍ程度以上（通常の受光面の厚みは５ｍｍ程度）である厚肉ポリゴンミラーの形状を、特公平７−１１９８９８号公報に示すように、上面を有底とした中空多角柱形状、すなわち軸方向断面Ｌ字形状とする構成も提案されている。
【０００８】
軽量化とコストダウンを目的として、こうした厚肉大径ポリゴンミラーを樹脂化する際の課題を以下に示す。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
軽量化とコストダウンのためにポリゴンミラーの材質をアルミニウムから樹脂に変更した場合には、以下のような問題が発生していた。
（課題１：光照射による熱変形）
アルミニウム製のポリゴンミラーの熱膨張率は０．２×１０-4〔１／℃〕程度であるのに対し、樹脂製（ＡＢＳ製）のポリゴンミラーでは１．０×１０-4〜６．０×１０-4〔１／℃〕と、アルミニウム製のものに比べて数十倍も高い熱膨張率である。また、比較的に熱膨張率の低い、例えばポリプラスチックス社製ベクトラＡ１３０（以下、ベクトラと称す。）製やＰＰＳ製のものでも、０．３×１０-4〜０．６×１０-4〔１／℃〕とアルミニウム製のものに比べて数倍の熱膨張率である。
【００１０】
また、アルミニウム製のポリゴンミラーの熱伝導率は１８０〜２３０〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕であるのに対し、樹脂製のポリゴンミラーの熱伝導率は０．１〜０．３〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕程度とアルミニウム製のものに比べて１／１０００程度も低い。
【００１１】
このため、ミラー面に光が照射された場合に、樹脂製のポリゴンミラーでは、アルミニウム製のものに比べて、照射された光による熱がポリゴンミラーの全体に拡散しにくく、この熱が受光面すなわちミラー面に蓄積するので、受光面の急激な温度上昇を引き起こし、アルミニウム製のものに比べて１０倍以上の大きな熱変形が発生する恐れがある。
【００１２】
その結果、アルミニウム製のポリゴンミラーと比べると、ミラー面精度が大きく劣化し、所定の位置に光を反射することが困難になる恐れがある。以下、従来のポリゴンミラーの構造において、ポリゴンミラーの動作中におけるミラー面の変形状態を図１３及び図１４を用いて説明する。
【００１３】
図１３に示すものは、二十四角柱状で中実かつ厚肉に形成された樹脂製のポリゴンミラー１の軸方向の断面図（回転対称であるため、回転軸２より右半分の形状のみを図示する）であり、仮想線に示す１ａはポリゴンミラーの作動前の未変形状態の形状を示している。実線に示す１ｂは、作動中のポリゴンミラー１の変形状態を、有限要素法での数値計算により算出した値を図示したものである。図中のθ〔°〕は、未変形状態のミラー面４ａの位置に対して、作動中のポリゴンミラー１におけるミラー面４ｂがどの程度傾斜しているのかを示すミラー面傾斜角である。
【００１４】
図１４は、ポリゴンミラー１の材質を、アルミニウム製、ＡＢＳ製及びベクトラ製として、各材質に対して、ミラー面４ｂへの照射熱量〔Ｗ／２４面〕とミラー面傾斜角θ〔°〕との関係をプロットしたものである。
【００１５】
回転による遠心力が作用しているポリゴンミラー１に、光の照射による熱影響が加わることによって、ポリゴンミラー１は微妙に膨張及び軟化し、特に、図１３の実線１ｂにおけるミラー面４ｂの中央部が、未変形状態のミラー面４ａの中央部よりも径方向外側に膨らむ。このとき、ポリゴンミラー１の材質がＡＢＳ製であれば、図１４に示すように、アルミニウム製のポリゴンミラーに比べてミラー面傾斜角θ〔°〕が１０倍以上にもなる。
【００１６】
また、図１５は上面を有底とした中空状、すなわち軸方向断面Ｌ字形状のポリゴンミラー１（特公平７−１１９８９８号公報に相当）の静止状態における軸方向の断面形状を示しており、図１６は図１５に示すポリゴンミラー１の作動中におけるミラー面４ｂの傾斜角Ａ１〔°〕及びＡ２〔°〕を示している（回転対称であるため、回転軸２より左半分の形状のみを図示する）。図１６において、Ａ１〔°〕は、ポリゴンミラー１の外周エッジの水平度合いを示すミラー面傾斜角であり、Ａ２〔°〕は、ミラー面４ｂの、静止状態のミラー面４ａに対する径方向外側への広がりを示すミラー面傾斜角である。Ａ２〔°〕は、支持部４ｃに対するミラー面４ｂの広がり（静止状態では直角）に、Ａ１〔°〕の値を加えた値である。
【００１７】
さらに、図１７はポリゴンミラー１の材質を、アルミニウム製、ＡＢＳ製及びベクトラ製として、各材質において、作動中のミラー面４ｂの照射熱量〔Ｗ／２４面〕とミラー面温度〔℃〕との関係を、有限要素法での数値計算により算出した結果をプロットしたものである。また、前記の各材質において、ミラー面４ｂへの照射熱量〔Ｗ／２４面〕とミラー面傾斜角Ａ１〔°〕（図１６に図示）の変化量との関係を有限要素法により数値計算した結果を図１８に示し、ミラー面４ｂへの照射熱量〔Ｗ／２４面〕とミラー面傾斜角Ａ２〔°〕（図１６に図示）の変化量との関係を有限要素法により数値計算した結果を図１９に示す。
【００１８】
樹脂製（ＡＢＳ製またはベクトラ製）のポリゴンミラー１は、アルミニウム製のものに比べて熱伝導率が低いことから、ミラー面４ｂにて受けた熱をポリゴンミラー１の全体に拡散しにくく、この熱がミラー面４ｂにおいて蓄積されやすい。このため、作動中の樹脂製のポリゴンミラー１におけるミラー面４ｂの温度は、図１７に示すように、アルミニウム製のものに比べて３〜４倍も高くなる。
【００１９】
このように、樹脂製のポリゴンミラー１は、アルミニウム製のポリゴンミラー１よりも光の照射による熱影響を受けて膨張及び軟化する。
このとき、図１６に示すように、ポリゴンミラー１の上面は固定端であるので、支持部４ｃの外周部は盛り上がり、ミラー面傾斜角Ａ１〔°〕は、図１８に示すように、アルミニウム製のものに比べて数十倍も傾斜する。さらに、ポリゴンミラー１の下面は自由端であるので、鏡面体４が径方向外側に広がり、ミラー面傾斜角Ａ２〔°〕は、図１９に示すように、アルミニウム製のものに比べて数十倍も傾斜する。
【００２０】
レーザープリンタのようにレーザ光が照射される場合には、単一波長であること及び照射エネルギが数ｍＷと小さいので、比較的、鏡面体４の熱変形は小さいことが予測される。しかし、投射型映像表示装置等で、ランプの照明光を集光させて鏡面体４に照射する場合には、数Ｗのエネルギが直径１０ｍｍ程度のスポット径に照射されるので、樹脂製ポリゴンミラー１の熱変形を抑制する対策が必須となってくる。
（課題２：遠心力による変形）
さらに、樹脂製のポリゴンミラー１は、アルミニウム製のものに比べて剛性が極めて低いことから、回転中に作用する遠心力により鏡面体４にひずみが発生しやすくなるという問題も発生する。
【００２１】
特に、ポリゴンミラー１を特公平７−１１９８９８号公報に示すような上面を有底とする中空多角形状とすることにより、軽量化には有効であるが、鏡面体４の上端部のみが支持部４ｃに支持されていることから、作用する遠心力により、鏡面体４の下端部が径方向外側に広がりやすくなり、図１６に示すミラー面傾斜角Ａ２〔°〕が大きくなってしまう。
（課題３：光照射中にポリゴンミラーが停止した場合のミラーの軟化等）
アルミニウム製のポリゴンミラーの場合には、光の照射中に何らかの原因（例えばモータの回転停止やポリゴンミラーの回転軸接合部の接合状態の劣化等）でポリゴンミラーの回転が遅くなることや停止することがあっても、ポリゴンミラー自体が軟化し塑性変形することはない。しかし、樹脂製ポリゴンミラーの場合には、アルミニウム製のものに比べて熱伝導率が小さいことから、ミラー面に熱が蓄積し、ミラー面の温度が上昇する。
【００２２】
ミラー面の温度が上昇すると、樹脂製のポリゴンミラーの軟化温度が通常１００℃程度（高くても２５０℃程度）と低いことから、短時間に軟化、塑性変形する恐れがある。
【００２３】
図２０（ａ）及び図２０（ｂ）には、雰囲気温度２５〔℃〕中でアルミニウム製（図２０（ａ）に図示）及び樹脂製（図２０（ｂ）に図示）のポリゴンミラー１の回転が停止した場合において、ミラー面４ｂにおける受光部５に０．０５Ｗ程度の光が照射し続けたときの同一時間の経過時でのポリゴンミラー１の温度分布を有限要素法にて数値計算した結果を示す。
【００２４】
図２０（ａ）に示すように、アルミニウム製のポリゴンミラー１であれば、熱伝導率が高いので、照射熱は受光面５において蓄積せずにポリゴンミラー１の全体にわたって拡散される。また、これによりポリゴンミラー１全体の温度と周囲の空間６の温度との差が大きくなるので、照射熱は周囲の空間６にも放散されやすくなる。したがって受光部５の温度も３７〔℃〕前後におさまっている。
【００２５】
しかし、図２０（ｂ）に示すように、樹脂製のポリゴンミラー１は熱伝導率が低いので、受光部５に光が照射され続けた場合に、照射熱はポリゴンミラー１の全体にわたって拡散されにくい。さらに、照射熱がポリゴンミラー１の全体にわたって拡散されにくいと、ポリゴンミラー１全体の温度と周囲の空間６の温度との差が大きくならないので、照射熱は、アルミニウム製のものと比べて周囲の空間６に放散されにくくなる。
【００２６】
このように、照射熱がポリゴンミラー１の全体にわたって拡散されずに、受光部５付近において蓄積することにより、この付近のポリゴンミラー１の温度が局部的に上昇し、特に、受光部５の温度は３５０〔℃〕前後にまで上昇してしまい、こうした状況では軟化溶融する恐れがあるので保護手段が必須である。
【００２７】
このような問題の予防策としては、モータあるいはポリゴンミラー１の回転速度を感知し、回転速度の低下時に光源への電力を遮断する回路を設けることが考えられる。しかし、そのためにはポリゴンミラー１の回転速度を検出するセンサ等の装置を設ける必要があり、コストダウン及び機器の小型化に対する障害となる。
【００２８】
そこで本発明はこのような課題を解決して、樹脂製のポリゴンミラーであっても、機械的変形及び熱変形を最小限に抑制することを目的とし、また、光を照射中にたとえポリゴンミラーの回転が停止しても、ポリゴンミラーが軟化溶融しないようにすることを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、回転多面体にて形成されている樹脂製の回転多面鏡であって、上面が有底で下面が開口するとともに、内部に中空部を有する柱状の基体部と、前記基体部の下面側外周面の下端から径方向外側に向けて形成されている支持部と、前記支持部に対して垂直に形成され、かつ軸方向における中央部が前記支持部にて支持され、かつ外周面に多面体状の反射面を有する反射体とを備えることを特徴とするものである。
【００３０】
このような構成によれば、反射体は、その軸方向における中央部が支持部によって支持されているので、従来の上面を有底とした中空状、すなわち軸方向断面Ｌ字形状の回転多面鏡に比べて、反射体が回転多面鏡の外表面側の周囲の空気層と接する面積が広くなる。これにより、反射面において受けた照射熱が、反射体から周囲の空気層などに放散されやすくなる。したがって、反射面の温度上昇を抑えることができ、反射面が熱を受けることによって生じる変形を小さくすることができる。また、反射体は上述のように軸方向中央部が支持部によって支持されているので、従来の上面を有底とした中空状、すなわち軸方向断面Ｌ字形状の回転多面鏡に比べて、反射体が遠心力を受けることによって生じる機械的変形を小さくすることができる。以上のことから、反射体が支持部に対して傾斜する角度をきわめて小さく抑えることができる。また、回転多面鏡が中空部を有するので全体として軽量になる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施の形態１〜実施の形態７を図１〜図１２を用いて説明する。
【００５４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１を示すポリゴンミラー７の軸方向の断面図であり、図２は図１に示すポリゴンミラー７の斜視図である。
【００５５】
図１及び図２に示すように、ポリゴンミラー７は、上面が有底で下面が開口するとともに、内部に中空部７ａを有する柱状の基体部７ｂと、基体部７ｂの下面側外周面の下端から径方向外側に向けて広がっている支持部７ｃと、支持部７ｃに対して垂直に、かつ一体に形成されている反射体としての鏡面体８とからなる。鏡面体８は、その軸方向における中央部を支持部７ｃによって支持されており、鏡面体８の外周面には、光を反射可能な反射面としてのミラー面８ａが形成されている。また、図１に示すように、基体部７ｂは、その上面の中心部において回転軸２を介してモータ９と連結されて回転可能に構成されている。なお、照射される光はミラー面８ａの全域に及んでいる。
【００５６】
また、図３は、ポリゴンミラー７の材質をアルミニウム製、ＡＢＳ製、ベクトラ製及びＰＰＳ製とし、各材質において、ポリゴンミラーの形状を、図１３に示したポリゴンミラー１のような中実状、図１５に示した従来の技術におけるポリゴンミラー１のような中空状、図１に示す本発明の実施の形態１におけるポリゴンミラー７のような中空状の３種類に分け、各ポリゴンミラーを同一条件で作動させたときの各ミラー面の径方向外側への広がりであるミラー面傾斜角を、有限要素法により数値計算した結果を示したものである。なお、ミラー面傾斜角は、図１３に示したポリゴンミラー１のような中実状であればθ〔°〕、その他の形状であればＡ２〔°〕（図１６参照）で示す。
【００５７】
ポリゴンミラーの形状を、図１及び図２に示すような、本発明における実施の形態１のポリゴンミラー７の形状とすることで、鏡面体８は、その軸方向における中央部において支持部７ｃに支持されているので、鏡面体８の表面積すなわち鏡面体８がポリゴンミラー７の外表面側の周囲の空気層１０と接する面積が、図１５に示す従来の上面を有底とした中空状、すなわち軸方向断面Ｌ字形状のポリゴンミラー１に比べて、鏡面体８の内面８ｂの分だけ広くなる。このように、本発明における実施の形態１のポリゴンミラー７の形状において、鏡面体８におけるポリゴンミラー７の外表面側の表面積が内面８ｂの分だけ広くなったことにより、ミラー面８ａにおいて受けた照射熱が、鏡面体８の内面８ｂから周囲の空気層１０に放散されやすくなる。このため、図３に示すように、同一材質であっても、その他の形状のものに比べて、ミラー面８ａの温度上昇を抑えることができる。したがって、ポリゴンミラー７の熱変形、すなわちミラー面８ａの傾斜を抑えることができる。
【００５８】
また、図１５に示し、前述したような、特に樹脂で形成されているポリゴンミラー１のミラー面傾斜角Ａ２〔°〕（図１６参照）は、ポリゴンミラー１の外周エッジの水平度合いを示すミラー面傾斜角Ａ１〔°〕（図１６参照）と、支持部４ｃとミラー面４とのなす角（静止状態では直角）の総和となるので大きくなる。
【００５９】
しかし、本発明の実施の形態１におけるポリゴンミラー７の形状では、鏡面体８の中央部が支持部７ｃによって支持されていることから、鏡面体８における下端部が、支持部７ｃに対してポリゴンミラー１における径方向外側へ変形する量を小さくすることができるので、図１６に示したようなミラー面傾斜角Ａ１〔°〕を小さくすることができ、結果的にミラー面傾斜角Ａ２〔°〕を小さく抑えることができる。
【００６０】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２におけるポリゴンミラー７の軸方向の断面図である。このポリゴンミラー７の本体部７ｄは樹脂製であり、その形状は実施の形態１におけるポリゴンミラー７と同様である。しかし、実施の形態２におけるポリゴンミラー７における本体部７ｄの上面には、基体部７ｂから鏡面体８にかけて、鏡面体補強部材１１としてのアルミニウム等の金属板が接着されている。この点においてのみ実施の形態１におけるポリゴンミラー７の構成とは異なっている。
【００６１】
上記のようにポリゴンミラー７を構成することにより、アルミニウム等の金属部材が樹脂に比べて熱膨張率が低く、かつ高弾性率であることから、樹脂製であるポリゴンミラー７が照射熱や遠心力を受けてもその変形を抑制することができ、基体部７ｂ及び鏡面体８の変形をより小さく抑えることが可能である。
【００６２】
さらに、金属製の鏡面体補強部材１１を設けることにより、鏡面体８に蓄積されつつある照射熱を、鏡面体補強部材１１を経由して基体部７ｂ及びポリゴンミラー７の周囲の空気層１０に放散させることができる。したがって、鏡面体８における照射熱の蓄積を緩和させることができ、鏡面体８の温度上昇を緩和させることができるので、基体部７ｂ及び鏡面体８の照射熱による変形をさらに小さく抑えることが可能である。
【００６３】
なお、鏡面体補強部材１１の材質としては、コストと重量の観点に加え、熱伝導率が高いということからアルミニウム製のものが適切である。
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３におけるポリゴンミラー７の軸方向の断面図である。実施の形態３におけるポリゴンミラー７が実施の形態２のものと異なるのは、アルミニウム等の金属板にて形成された鏡面体補強部材１１が基体部７ｂに接着されておらず、基体部７ｂを覆うように鏡面体８にのみ接着されている点である。この点においてのみ実施の形態２におけるポリゴンミラー７の構成とは異なっており、その他の構成は同様である。
【００６４】
実施の形態２では、ポリゴンミラー７の静止状態において、ポリゴンミラー７における本体部７ｄの上面の位置と鏡面体８の上面の位置とが誤差等によって異なる場合、基体部７ｂ及び鏡面体８に初期応力を与えることなく鏡面体補強部材１１を基体部７ｂ及び鏡面体８に接着するためには、鏡面体補強部材１１に高い形状精度が必要とされる。
【００６５】
しかし、実施の形態３のように、鏡面体補強部材１１を基体部７ｂには接着せずに、基体部７ｂを覆うように鏡面体８にのみ接着させることにより、ポリゴンミラー７における本体部７ｄの上面の位置と鏡面体８の上面の位置とが異なる場合においても、基体部７ｂ及び鏡面体８に初期応力を与えることなく容易に鏡面体補強部材１１を鏡面体８に接着することができる。
【００６６】
（実施の形態４）
図６（ａ）は、本発明の実施の形態４であるポリゴンミラー７における支持部７ｃと鏡面体８との接合部１２の軸方向の断面図である。
【００６７】
図６（ａ）に示すように、接合部１２、すなわち支持部７ｃと鏡面体８との交わりの角には、周方向に沿って面取り部１２ｂが形成されている。このように接合部１２に面取り部１２ｂが形成されることによって、接合部１２は、仮想線に示すような、面取り部１２ｂが形成されていない状態の接合部１２ａよりもやや厚肉に形成される。
【００６８】
これにより、接合部１２を補強することができるので、支持部７ｃに対する鏡面体８の直角度が低下しにくくなり、照射熱や遠心力などによるミラー面８ａの傾斜を抑制することができる。
【００６９】
なお、接合部１２の補強手段として、上記のように面取り部１２ｂを形成する他に、接合部１２の周方向に沿ってフィレット（図示は省略）を施すこともできる。
【００７０】
また、図６（ｂ）に示すように、ポリゴンミラー７の接合部１２における周方向に沿った適宜の位置に補強リブ１２ｃを設けることもできる。
このように、接合部１２に補強リブ１２ｃを設けることによって、鏡面体８は、照射熱や遠心力を受けても、支持部７ｃに対して傾斜しにくくなる。したがって、支持部７ｃに対する鏡面体８の直角度が低下しないので、照射熱や遠心力などによるミラー面８ａの傾斜を抑制することができる。
【００７１】
さらに、図６（ｃ）に示すように、接合部１２に、支持部７ｃ及び鏡面体８を構成する樹脂部材よりも高弾性率で、かつ低熱膨張率である、例えばアルミニウム等の金属製の軸方向断面Ｌ字型の環状の接合部補強部材１２ｄを設けることもできる。図示するように、接合部補強部材１２ｄは、接合部１２の周方向に沿って、そのＬ字の一方の脚部１２ｅと支持部７ｃとが固定され、かつＬ字の他方の脚部１２ｆと鏡面体８とが固定されて、接合部１２に補強を施している。
【００７２】
このように、接合部１２に接合部補強部材１２ｄを設けることによって、鏡面体８が照射熱や遠心力を受けても、接合部１２は、上記のような、樹脂部材よりも剛性が高く、かつ熱膨張をしにくい接合部補強部材１２ｄにより補強が施されているので、鏡面体８が支持部７ｃに対して傾斜しにくくなる。したがって、支持部７ｃに対する鏡面体８の直角度は低下しないので、照射熱や遠心力などによるミラー面８ａの傾斜をより確実に抑制することができる。
【００７３】
（実施の形態５）
図７は、本発明の実施の形態５におけるポリゴンミラー７の軸方向の断面図である。このポリゴンミラー７における本体部７ｄは樹脂製であり、その形状は、図１５に示した従来の技術におけるポリゴンミラー１と同様である。しかし、実施の形態５におけるポリゴンミラー７には、基体部７ｂの上面、下面及びその他の外表面にアルミニウム製の保護シート１３が接着されており、このポリゴンミラー７において、光が照射される側面部分には鏡面仕上げが施されてミラー面８ａが形成されている。この点においてのみ図１５に示した従来の技術におけるポリゴンミラー１の構成とは異なっており、その他の構成は同様である。また、図８は実施の形態５におけるポリゴンミラー７の平面図である。
【００７４】
上記のようにポリゴンミラー７を構成することにより、ミラー面８ａが受けた照射熱は、保護シート１３における他の部分へ伝熱されてポリゴンミラー７の周囲の空気層１０に放散される。したがって、図１５に示したようなポリゴンミラー１の形状であって、樹脂部材のみで形成されるものに比べて、ミラー面８ａでの熱の蓄積が緩和されるため、熱によって鏡面体８が変形することを抑えることができる。また、保護シート１３をポリゴンミラー７の本体部７ｄにおける外面に装着するだけであるので、図１５に示したような従来の技術における、樹脂部材のみで形成されるポリゴンミラー１と同様に、軽量を維持することができる。
【００７５】
（実施の形態６）
図９は、本発明の実施の形態６におけるポリゴンミラー７の静止状態の軸方向の断面図であり、図１０は、本発明の実施の形態６におけるポリゴンミラー７の作動状態の軸方向の断面図である。
【００７６】
図９及び図１０におけるポリゴンミラー７の本体部７ｄは樹脂製であり、その形状は、図９及び図１０においては軸方向断面が矩形状のものを示しているが、本体部７ｄの外周面に多面体状のミラー面が形成されているものであればいずれの形状であってもかなわない。
【００７７】
実施の形態６におけるポリゴンミラー７の本体部７ｄの上端部には、例えばアルミニウム製の薄膜のような、可とう性で、難燃性であり、かつ不透明な保護膜１４の一端側１４ａのみが接着されている。また、図９及び図１０において、１５に示す矢印は、ミラー面８ａに照射される光の進行方向を示している。
【００７８】
上記のようにポリゴンミラー７を構成することによって、ポリゴンミラー７の回転速度が通常の回転状態よりも低下しているとき、または停止しているときでは、図９に示すように、保護膜１４の他端側１４ｂがミラー面８ａの下端部にまで垂れ下がるので、ミラー面８ａに向けて照射された光１５はミラー面８ａに到達する前に、保護膜１４の表面で他方向に向けて反射する。したがって、ポリゴンミラー７の回転速度が通常の回転状態よりも低下しているとき、または停止しているときには、ミラー面８ａへの光１５の照射を遮断することができる。一方、ポリゴンミラー７の通常の回転時には、図１０に示すように、自由端である保護膜１４の他端側１４ｂは、遠心力によりミラー面８ａの上端部とほぼ水平となる位置まで上昇することができるので、照射された光１５はミラー面８ａに到達することができる。
【００７９】
これにより、回転軸２とポリゴンミラー７との接続部に異常が発生し、モータ９が回転しているにもかかわらずポリゴンミラー７が回転していないような状況でも、安価に、かつ確実にミラー面８ａへ照射される光１５を遮断することができ、樹脂製のポリゴンミラー７を保護することができる。
【００８０】
したがって、ポリゴンミラー７の回転速度が通常の状態よりも低下している状態、または停止している状態を検出するためのセンサ等の装置をあらためて設ける必要がなく、機器のコストダウンをはかることができる。
【００８１】
（実施の形態７）
図１１は、本発明の実施の形態７におけるポリゴンミラー７の静止状態の斜視図であり、図１２は、本発明の実施の形態７におけるポリゴンミラー７の作動状態の斜視図である。
【００８２】
図１１及び図１２におけるポリゴンミラー７の本体部７ｄは樹脂製であり、ポリゴンミラー７には、光遮断装置１６が設けられている。
上記の光遮断装置１６は、ミラー面８ａに対して垂直な方向に、かつポリゴンミラー７の上部に取り付けられている支持棒１７と、この支持棒１７に回転自在に取り付けられている回転翼１８からなる。回転翼１８は互いに直交する２つの面部材からなり、第１の面部材である一方の面は、支持棒１７に平行かつ回転自在に取り付けられて、ポリゴンミラー７の回転に伴って発生する風１９を受けることができる風受面２０であり、第２の面部材である他方の面は、風受面２０が風１９を受けていない時において、光源（図示は省略）に対してミラー面８ａを覆うように形成されて光１５を遮断することができる光遮断面２１である。
【００８３】
上記のようにポリゴンミラー７を構成することによって、ポリゴンミラー７の回転速度が通常の回転状態よりも低下しているとき、または停止しているときでは、図１１に示すように、回転翼１８における光遮断面２１が光源（図示は省略）に対してミラー面８ａを覆っているので、ミラー面８ａに照射される光１５を遮断することができる。一方、ポリゴンミラー７の通常の回転時には、図１２に示すように、回転翼１８における風受面２０が、ポリゴンミラー７の回転に伴って発生する風１９を受けることによって、支持棒１７を中心にミラー面８ａの上端部とほぼ水平となる位置まで旋回し、これによって光遮断面２１が光１５の光路からはずれ、照射されている光１５がミラー面８ａに到達することができる。
【００８４】
これにより、実施の形態６と同様に、例えば光照射中に回転軸２とポリゴンミラー７との接続部に異常が発生し、モータ９が回転しているにもかかわらずポリゴンミラー７が回転していないような状況でも、ミラーの回転速度検出手段を必要とせず、安価に、かつ確実にミラー面８ａへ照射される光１５を遮断することができ、樹脂製のポリゴンミラー７を保護することができる。
【００８５】
したがって、ポリゴンミラー７の回転速度が通常の状態よりも低下している状態、または停止している状態を検出するためのセンサ等の装置をあらためて設ける必要がなく、機器のコストダウンをはかることができる。
【００８６】
なお、上記の実施の形態１〜実施の形態７における樹脂製ポリゴンミラーを、レーザープリンタ等の画像形成装置や投射型映像表示装置における偏向装置として用いることにより、機器全体のコストダウンや軽量化を実現することができる。
【００８７】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、反射体は、その軸方向における中央部が支持部によって支持されているので、従来の上面を有底とした中空状、すなわち軸方向断面Ｌ字形状の回転多面鏡に比べて、反射体が回転多面鏡の外表面側の周囲の空気層と接する面積が広くなる。これにより、反射面において受けた照射熱が、反射体から周囲の空気層などに放散されやすくなる。したがって、反射面の温度上昇を抑えることができ、反射面が熱を受けることによって生じる変形を小さくすることができる。また、反射体は上述のように軸方向中央部が支持部によって支持されているので、従来の上面を有底とした中空状、すなわち軸方向断面Ｌ字形状の回転多面鏡に比べて、反射体が遠心力を受けることによって生じる機械的変形を小さくすることができる。以上のことから、反射体が支持部に対して傾斜する角度をきわめて小さく抑えることができる。また、回転多面鏡が中空部を有するので全体として軽量になる。
【００８８】
また、中空部を形成することで軽量になっている回転多面鏡を、樹脂製にすることにより、さらに軽量にすることができる。
また、反射体は反射体補強部材によって補強されているので、照射熱や遠心力を受けてもその変形量は小さくなる。したがって、反射面の傾斜をより小さく抑えることが可能である。
【００８９】
また、反射体は、照射熱や遠心力を受けても、反射体補強部材が反射体から基体部までに及んで固定されているため、反射体補強部材だけでなく反射体補強部材に連なっている基体部によっても補強されることになる。したがって、反射体の変形量は小さくなるので、反射面の傾斜をより確実に小さく抑えることが可能である。
【００９０】
また、反射体補強部材が基体部を覆うようにして反射体のみに固定されていることにより、反射体補強部材が基体部において開口している状態に比べて反射体補強部材の剛性が増すので、反射面の傾斜をより確実に小さく抑えることが可能である。また、反射体補強部材は、基体部を覆っているが、反射体に固定されているだけで基体部には固定されていないので、反射体に固定する際に、反射体及び基体部の寸法に誤差がある場合にも、反射体及び基体部が無理に固定されることがなく、よって反射体及び基体部に初期応力を与えることを防止することができる。
【００９１】
また、樹脂製である反射体が照射熱や遠心力を受けても、反射体には、樹脂に比べて熱膨張しにくく、かつ剛性の高い材料で形成されている反射体補強部材によって補強が施されていることから、反射面の変形をより確実に小さく抑えることが可能である。
【００９２】
また、照射熱により反射体の温度が上昇しようとしても、樹脂製の回転多面鏡よりも高熱伝導率である反射体補強部材が反射体に固定されていることにより、反射体において蓄積されつつある照射熱を、反射体補強部材を経由して回転多面鏡の周囲の空気層に放散させることができる。したがって、反射体における照射熱の蓄積を緩和させることができる。これにより、反射体の温度の上昇を緩和することができるので、反射面の熱による傾斜をさらに小さく抑えることが可能である。
【００９３】
また、反射体は、照射熱や遠心力を受けても、接合部に補強が施されているので支持部に対して傾斜しにくくなる。これにより、支持部に対する反射体の直角度が低下しにくく、したがって照射熱や遠心力などによる反射面の傾斜を抑制することができる。
【００９４】
また、接合部に、面取り部が形成されているか、あるいはフィレットが施されることにより、接合部を厚肉に形成することができる。このように、接合部が厚肉になると支持部に対して反射体が傾斜しにくくなり、支持部に対する反射体の直角度を維持することができる。したがって、照射熱や遠心力などによる反射面の傾斜を抑制することができる。
【００９５】
また、反射体は、接合部に補強リブが設けられているので、照射熱や遠心力を受けても、反射体が支持部に対して傾斜しにくくなる。したがって、支持部に対する反射体の直角度が低下しないので、照射熱や遠心力などによる反射面の傾斜を抑制することができる。
【００９６】
また、反射体が照射熱や遠心力を受けても、接合部は、支持部及び反射体を構成する樹脂部材よりも剛性が高く、かつ熱膨張をしにくいＬ字型の部材にて形成されている接合部補強部材により補強が施されているので、反射体が支持部に対して傾斜しにくくなる。これにより、支持部に対する反射体の直角度が低下しにくく、したがって照射熱や遠心力などによる反射面の傾斜をより確実に抑制することができる。
【００９７】
また、支持部及び反射体を構成する樹脂部材よりも高熱伝導率である材料によって形成されている接合部補強部材によって、接合部に補強が施されていることにより、反射体において蓄積される照射熱を、接合部補強部材を経由して回転多面鏡の周囲の空気層に放散させることができる。したがって、反射体における照射熱の蓄積を緩和させることができる。これにより、反射体の温度の上昇を緩和することができるので、反射面の熱による傾斜をさらに小さく抑えることが可能である。
【００９８】
また、回転多面鏡の本体部における外面に装着されている保護シートは、本体部よりも熱伝導率の高い材料によって形成されているので、反射面が受けた照射熱は、保護シートによって伝熱されて回転多面鏡の周囲の空気層に放散される。したがって、反射面での熱の蓄積を緩和することができる。これにより、反射面の温度の上昇を緩和することができるので、熱によって反射面が傾斜することを抑制することができる。また、保護シートを回転多面鏡の本体部における外面に装着するだけであるので、樹脂部材のみで形成される回転多面鏡と同様に、軽量を維持することができる。
【００９９】
また、薄膜は、回転多面鏡の回転時には、遠心力を受けることにより開いて反射面を露出し、照射された光は反射面に到達することができる。一方、薄膜は、回転多面鏡の回転速度低下時には、遠心力を受けなくなることにより閉じて反射面を覆うように構成されているので、回転多面鏡の回転速度が通常よりも低下しているとき、または回転多面鏡の回転が停止しているときでは、反射面に向けて照射された光は、反射面に到達する前に薄膜により遮断される。したがって、回転多面鏡の回転速度が通常よりも低下しているとき、または回転多面鏡の回転が停止しているときにおいて、反射面へ照射される光が反射面に到達することを確実に防止することができ、樹脂製の回転多面鏡における反射面を照射熱から保護することができる。
【０１００】
また、光遮断装置は、回転多面鏡の回転に伴って発生する空気流を受けて旋回する第１の面部材と、第１の面部材が旋回したときにこの旋回動作に連動して反射面を露出させる第２の面部材とを有しているので、回転多面鏡の通常の回転時においては、第２の面部材が光路からはずれ、照射された光はそのまま反射面に到達することができる。一方、光遮断装置における第２の面部材は、第１の面部材が回転多面鏡の回転速度低下時に空気流が減衰して旋回状態を解消したときに、この解消動作に連動して反射面を覆うように構成されているので、回転多面鏡の回転速度が通常よりも低下しているとき、または回転多面鏡の回転が停止しているときにおいては、第２の面部材は反射面を覆っており、照射される光が反射面に到達することを防止することができる。したがって、回転多面鏡の回転速度が通常よりも低下しているとき、または回転多面鏡の回転が停止しているときにおいて、反射面へ照射される光を確実に遮断することができ、樹脂製の回転多面鏡における反射面を照射熱から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるポリゴンミラーの軸方向の断面図
【図２】図１に示すポリゴンミラーの斜視図
【図３】ポリゴンミラーの形状及び材質に対する作動時のミラー面の傾斜角の値を示す図
【図４】本発明の実施の形態２におけるポリゴンミラーの軸方向の断面図
【図５】本発明の実施の形態３におけるポリゴンミラーの軸方向の断面図
【図６】本発明の実施の形態４におけるポリゴンミラーの接合部に補強が施されている様子を示す斜視図
【図７】本発明の実施の形態５におけるポリゴンミラーの軸方向の断面図
【図８】図７に示すポリゴンミラーの平面図
【図９】本発明の実施の形態６におけるポリゴンミラーの静止状態の軸方向の断面図
【図１０】本発明の実施の形態６におけるポリゴンミラーの作動状態の軸方向の断面図
【図１１】本発明の実施の形態７におけるポリゴンミラーの静止状態の斜視図
【図１２】本発明の実施の形態７におけるポリゴンミラーの作動状態の斜視図
【図１３】従来の技術における、二十四角柱状で中実かつ厚肉に形成された樹脂製のポリゴンミラーの軸方向の断面図
【図１４】図１３の形状のポリゴンミラーの作動時において、ポリゴンミラーの材質に対するミラー面の傾斜角の値を示す図
【図１５】従来の技術における、上面を有底とした中空状のポリゴンミラーの静止状態における軸方向の断面図
【図１６】図１５に示すポリゴンミラーの作動状態における軸方向の断面図
【図１７】図１６に示すポリゴンミラーの材質別のミラー面の照射熱量とミラー面温度との関係を示す図
【図１８】図１６に示すポリゴンミラーの材質別のミラー面の照射熱量とミラー面傾斜角Ａ１との関係を示す図
【図１９】図１６に示すポリゴンミラーの材質別のミラー面の照射熱量とミラー面傾斜角Ａ２との関係を示す図
【図２０】図１５に示す形状のポリゴンミラーの回転停止時における、光照射を受けているミラー面の材質別の温度分布図
【符号の説明】
７    ポリゴンミラー
７ａ  中空部
７ｂ  基体部
７ｃ  支持部
８    鏡面体
８ａ  ミラー面
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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