專利名稱：光學(xué)元件及其成型模具、光學(xué)掃描裝置及圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及會(huì)聚從光源出射的光束并掃描的塑料光學(xué)元件、對(duì)該塑料光學(xué)元件進(jìn)行成型的塑料光學(xué)元件成型模具、具備上述塑料光學(xué)元件并使至少?gòu)囊粋€(gè)光源出射的光束掃描而根據(jù)圖像信息形成圖像的光學(xué)掃描裝置以及具備該光學(xué)掃描裝置的攝像機(jī)等光學(xué)儀器、利用電子照相方法的成像工藝形成色粉的記錄圖像的復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、打印機(jī)或它們的復(fù)合機(jī)等圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
使從多個(gè)激光光源出射的各光束通過(guò)偏向裝置以及成像裝置導(dǎo)向各感光體上，在各感光體上形成與各圖像信息相應(yīng)的圖像的多色圖像形成裝置上搭載的光學(xué)掃描裝置已廣為人知。
近年來(lái)，為了適應(yīng)多色圖像形成裝置的高速化、高畫質(zhì)化，使4個(gè)感光鼓在輸出用紙的傳送方向排列，以與各感光鼓對(duì)應(yīng)的光束同時(shí)曝光，依次復(fù)制用不同顏色的黃色、洋紅色、青色、黑色的顯影器顯影的圖像，使它們重合，來(lái)形成彩色記錄圖像的數(shù)碼復(fù)印機(jī)和激光打印機(jī)等圖像形成裝置已經(jīng)實(shí)用化。
利用這種圖像形成裝置進(jìn)行光學(xué)掃描時(shí)，使用多個(gè)掃描裝置，由于配置多個(gè)掃描裝置，從而需要很大的空間，裝置整體很大。對(duì)此，使多個(gè)光束入射到同一個(gè)偏向器上并掃描，重疊成像透鏡來(lái)配置的掃描裝置已廣為所知(參照特開(kāi)平4-127115號(hào)公報(bào))。
并且，對(duì)各光束設(shè)置使多個(gè)光束入射到一個(gè)偏向器并掃描而成像于各對(duì)應(yīng)的感光體上的成像裝置，使構(gòu)成這些成像裝置的光學(xué)元件在副掃描方向?qū)盈B而一體地構(gòu)成也廣為所知(參照特開(kāi)平10-148777號(hào)公報(bào))。
通過(guò)這樣使光學(xué)元件在副掃描方向?qū)訝畹刂丿B，由于能夠縮短重疊偏向裝置多邊形鏡子的間隔，或者，還可以以一枚多邊形鏡子兼用，能夠減輕用于使多邊形鏡子旋轉(zhuǎn)的電機(jī)的負(fù)荷，也可以使光學(xué)掃描裝置小型化。
另一方面，對(duì)于搭載的光學(xué)元件，對(duì)低成本化的要求，提出了以下兩個(gè)方案。
(i)材料從玻璃制向塑料制的變更由于材料費(fèi)的降低以及批量生產(chǎn)帶來(lái)的低成本化，還可以對(duì)特殊的鏡面形狀以及在長(zhǎng)方向厚度不同的外形形狀等進(jìn)行成型。
(ii)非球面形狀的導(dǎo)入通過(guò)對(duì)鏡面形狀導(dǎo)入非球面形狀的非對(duì)稱的縱長(zhǎng)形狀等，減少作為功能元件的部件數(shù)。
此外，對(duì)高精度化的要求，提出了以下3種方案。
(i)減少折射率分布根據(jù)申請(qǐng)人即發(fā)明者提出的通過(guò)使光軸中心配置在外形中心以外，減少在透鏡內(nèi)部存在的折射率不均(稱為折射率分布)導(dǎo)致的光學(xué)特性的劣化。這里用了在函數(shù)化了折射率分布時(shí)一階(斜率)成分對(duì)光學(xué)特性沒(méi)有影響的特性。
(ii)非球面形狀的導(dǎo)入通過(guò)對(duì)鏡面形狀導(dǎo)入非球面形狀(非對(duì)稱的長(zhǎng)方向形狀)，減少了各種色散，即提高了光學(xué)特性的精度。
(iii)鏡面形狀的高精度化在原來(lái)的塑料成型中，在使模具的腔室內(nèi)的熔融樹(shù)脂材料冷卻固化的工序中，為了使塑料成型品成型成所想要的形狀，希望使在腔室內(nèi)的樹(shù)脂壓力和樹(shù)脂溫度均勻。
例如，透鏡是厚度不均的形狀時(shí)，因透鏡厚度的不同，樹(shù)脂的冷卻速度因部位而異，因體積收縮量產(chǎn)生差別而產(chǎn)生形狀精度惡化的缺點(diǎn)。
對(duì)此，通過(guò)在復(fù)制面以外的位置設(shè)置利用不完全復(fù)制形成的非復(fù)制面來(lái)減小樹(shù)脂內(nèi)壓和內(nèi)部變形，即使是厚壁或厚度不同的形狀等，也可得到生產(chǎn)成本與薄壁成型品接近并且精度高的塑料成型品，這也廣為所知(參照特開(kāi)2000-84945號(hào)公報(bào))。
作為在復(fù)制面以外的面的局部形成非復(fù)制面的具體方法有形成有包括上述非復(fù)制面的面的腔室擋板的一部分滑動(dòng)自如地設(shè)置，并準(zhǔn)備復(fù)制面以及利用腔室擋板劃分成至少一個(gè)以上腔室的一對(duì)模具，把上述模具加熱保持在不到樹(shù)脂的軟化的溫度，在上述腔室內(nèi)射出填充加熱到軟化溫度以上的熔融樹(shù)脂，接著，在上述復(fù)制面產(chǎn)生樹(shù)脂壓力，使樹(shù)脂在上述復(fù)制面密接后，在把上述樹(shù)脂冷卻到軟化溫度以下時(shí)，使上述滑動(dòng)自如地設(shè)置的腔室擋板滑動(dòng)而從樹(shù)脂隔離，通過(guò)在樹(shù)脂與腔室擋板之間強(qiáng)制地劃分出空隙來(lái)形成非復(fù)制面(參照特開(kāi)平11-28745號(hào)公報(bào)以及特開(kāi)2000-141413號(hào)公報(bào))。
但是，伴隨著近年來(lái)對(duì)更高畫質(zhì)的要求，在樹(shù)脂與腔室擋板之間強(qiáng)制地劃分出空隙的面，亦即與包括上述非復(fù)制面的面相鄰的復(fù)制面的形狀精度惡化之類工藝上的缺點(diǎn)變得顯著。
此外，對(duì)于上述非復(fù)制面的深度，因其控制困難，假如在光學(xué)的有效范圍里使用的場(chǎng)合，會(huì)對(duì)透鏡功能產(chǎn)生妨礙。
然而，把在作為光束掃描方向的主掃描方向延伸的復(fù)制面具有配置在其外形中心以外的光軸中心的fθ透鏡面對(duì)光學(xué)偏向器配置時(shí)，為了使鏡面形狀的位置與黃色、洋紅色、青色、黑色4個(gè)感光體上的位置(坐標(biāo))相同，需要使上下反轉(zhuǎn)來(lái)配置。該上下的反轉(zhuǎn)使得面對(duì)面的透鏡的光軸中心的位置產(chǎn)生偏移。
這樣，由于偏向部的多邊形鏡子的間隔變大，或者，需要采用2個(gè)多邊形透鏡的結(jié)構(gòu)，所以，用于使多邊形鏡子旋轉(zhuǎn)的電機(jī)的負(fù)荷增大以及變得大型化。
因此，在搭載了面對(duì)光源部的兩側(cè)配置的原來(lái)那樣的塑料光學(xué)元件的光學(xué)掃描裝置中，塑料光學(xué)元件的光軸中心的位置產(chǎn)生偏差，偏向部的多邊形鏡子變大，產(chǎn)生用于使多邊形透鏡旋轉(zhuǎn)的電機(jī)的負(fù)荷增大，光學(xué)掃描裝置或圖像形成裝置也變大，圖像品質(zhì)降低的缺點(diǎn)。
并且，原來(lái)的塑料光學(xué)元件產(chǎn)生在光學(xué)掃描裝置中面對(duì)的光軸中心的位置偏差，偏向部的多邊形鏡子變大，用于使多邊形透鏡旋轉(zhuǎn)的電機(jī)的負(fù)荷增大，光掃描裝置或圖像形成裝置也變大，所形成的圖像品質(zhì)降低的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供光學(xué)掃描裝置中的配置精度高且緊湊，減輕偏向部的負(fù)荷，小型且形成高品質(zhì)圖像的低成本高精度塑料光學(xué)元件；對(duì)該塑料光學(xué)元件進(jìn)行成型的塑料光學(xué)元件成型模具；減少偏向部的負(fù)荷、小型且形成高品質(zhì)圖像的成本低的高精度光學(xué)掃描裝置以及圖像形成裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的塑料光學(xué)元件是在會(huì)聚從至少一個(gè)光源部出射的光束并進(jìn)行掃描的塑料光學(xué)元件中，具備在作為光束的掃描方向的主掃描方向延伸且在主掃描方向具有延伸成圓弧狀的曲面的復(fù)制面，該復(fù)制面在大致垂直于主掃描方向的副掃描方向具有偏離外形中心配置的光軸中心，并且圓弧面的曲率中心配置在光軸中心上。
在光源部的各側(cè)，兩個(gè)塑料光學(xué)元件分別面對(duì)面配置時(shí)，這些面對(duì)面的塑料光學(xué)元件配置成使它們的光軸中心一致。
采用上述結(jié)構(gòu)的話，能夠提供光學(xué)掃描裝置中的配置精度高且緊湊，減輕偏向部的負(fù)荷，小型且形成高品質(zhì)圖像的成本低的高精度塑料光學(xué)元件。


圖1A是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)掃描裝置中調(diào)節(jié)塑料光學(xué)元件的光軸中心位置前的狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖1B是表示調(diào)節(jié)圖1A所示的塑料光學(xué)元件的光軸中心的位置后的狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖2A是表示本發(fā)明的其它實(shí)施例的光學(xué)掃描裝置中調(diào)節(jié)塑料光學(xué)元件的光軸中心位置前的狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖2B是表示調(diào)節(jié)圖2A所示的塑料光學(xué)元件的光軸中心的位置后的狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖3是表示本發(fā)明的塑料光學(xué)元件的一個(gè)實(shí)施例的立體圖。
圖4A是表示本發(fā)明的更多其它實(shí)施例的光學(xué)掃描裝置中調(diào)整塑料光學(xué)元件的光軸中心位置前的狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖4B是表示調(diào)節(jié)圖4A所示的塑料光學(xué)元件的光軸中心的位置后的狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖5是表示本發(fā)明的塑料光學(xué)元件的其它實(shí)施例的立體圖。
圖6是表示本發(fā)明的塑料光學(xué)元件的更多其它實(shí)施例的立體圖。
圖7是表示本發(fā)明的塑料光學(xué)元件的更多其它實(shí)施例的立體圖。
圖8是表示本發(fā)明的塑料光學(xué)元件的更多其它實(shí)施例的立體圖。
圖9是表示本發(fā)明的塑料光學(xué)元件的更多其它實(shí)施例的立體圖。
圖10A是表示用于對(duì)塑料光學(xué)元件進(jìn)行成型的成型模具的主要部分的說(shuō)明圖。
圖10B是表示用于對(duì)塑料光學(xué)元件進(jìn)行成型的成型模具的主要部分的與圖10A同樣的說(shuō)明圖。
圖11A是表示塑料光學(xué)元件成型模具的其它主要部分的說(shuō)明圖。
圖11B是表示塑料光學(xué)元件成型模具的其它主要部分的與圖11A同樣的說(shuō)明圖。
圖12A是表示本發(fā)明的光學(xué)掃描裝置的一個(gè)實(shí)施例的俯視圖。
圖12B是圖12A所示的光學(xué)掃描裝置的側(cè)視圖。
圖13A是表示本發(fā)明的光學(xué)掃描裝置的其它實(shí)施例的俯視圖。
圖13B是圖13A所示的光學(xué)掃描裝置的側(cè)視圖。
圖14是表示應(yīng)用了本發(fā)明的光學(xué)掃描裝置的圖像形成裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1A以及圖1B表示本發(fā)明的光學(xué)掃描裝置20的一個(gè)實(shí)施例，圖3表示在該光學(xué)掃描裝置20使用的本發(fā)明的塑料光學(xué)元件100的一個(gè)實(shí)施例。
塑料光學(xué)元件100面對(duì)光源部配置，會(huì)聚從光源部出射的光束并使之掃描。該光源部如圖12A以及圖13A所示那樣，例如，包括射出光束的光源21和接收來(lái)自該光源21的光束并反射、使該反射光束指向塑料光學(xué)元件100的偏向部22。該偏向部22例如具有多邊形鏡子。
塑料光學(xué)元件100接收來(lái)自偏向部22的多邊形鏡子的反射光束并使該反射光束在被照射體、例如感光體51a(圖12A)上掃描。
塑料光學(xué)元件100大致呈月牙狀，具有在面對(duì)感光體51a配置的沿作為光束的掃描方向的主掃描方向延伸的復(fù)制面1。該復(fù)制面1具有在主掃描方向延伸的平緩的曲面，同時(shí)，具有在與主掃描方向垂直的副掃描方向(厚度方向)延伸的曲面。該復(fù)制面1面對(duì)偏向部22的多邊形鏡子配置。該復(fù)制面1具有向副掃描方向中的復(fù)制面1的外形中心2以外的位置偏移而配置(偏心)的光軸中心3。在副掃描方向延伸的曲面的曲率中心定位在光軸中心3上。
圖1A表示如上構(gòu)成的塑料光學(xué)元件100配置在光學(xué)掃描裝置的光源部各側(cè)的狀態(tài)。在本實(shí)施例中，在光源部的各側(cè)配置有一個(gè)元件組裝體(elementassembly)101，這些元件組裝體分別使2個(gè)塑料光學(xué)元件100在副掃描方向重疊配置。
此時(shí)，如上所述，由于光軸中心3偏離外形中心2，所以，在圖1A看的話，左右的元件組裝體的光軸中心3分別呈偏心的狀態(tài)。
在本發(fā)明中，這些左右的元件組裝體的光軸中心3的偏心通過(guò)如下結(jié)構(gòu)可以調(diào)節(jié)成各光軸中心一致。
例如，作為塑料光學(xué)元件100的fθ透鏡的復(fù)制面1在副掃描方向的尺寸、換一句話說(shuō)，塑料光學(xué)元件100的厚度為7.0mm，有效范圍5.0mm，光軸中心3相對(duì)于外形中心2偏移0.5mm。
此時(shí)，把以面對(duì)偏光部22的多邊形鏡子的方式配置在筐體23上的塑料光學(xué)元件100的fθ透鏡一側(cè)的筐體23a改變光軸中心3的偏移量(0.5mm)的2倍(1.0mm)來(lái)進(jìn)行調(diào)整。
如圖1B以及圖2B所示，以面對(duì)偏光部22的多邊形鏡子的方式配置的塑料光學(xué)元件100的fθ透鏡的光軸中心3能夠配置成一致。
塑料光學(xué)元件100的fθ透鏡緊湊地配置在光學(xué)掃描裝置20上，偏向部22的多邊形鏡子的小型化，即從13mm變到12mm，未圖示的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)荷降低以及小型化成為可能。
但是，計(jì)算是從偏向部22的多邊形鏡子水平地入射到塑料光學(xué)元件100的fθ透鏡的情況。
并且，由于塑料光學(xué)元件100在復(fù)制面1的上下各端部具備階梯差1a，所以能夠防止復(fù)制面1的損傷等外觀上的缺點(diǎn)的發(fā)生。
通過(guò)使塑料光學(xué)元件100中的復(fù)制面在副掃描方向?qū)訝钪丿B，使掃描更多的光束的光學(xué)掃描裝置20中的配置精度高且小型化，能夠提供減輕偏向部22的多邊形鏡子的負(fù)荷，小型且形成高品質(zhì)的圖像的成本低的高精度塑料光學(xué)元件100。
由于塑料光學(xué)元件100中的光軸中心3相對(duì)于復(fù)制面1的外形中心2偏移光束51c的光束直徑的1/2或其以上而配置，所以，可減少因折射率分布導(dǎo)致的光學(xué)特性的劣化。
因此，光學(xué)掃描裝置20中的配置精度高且緊湊，能夠提供減輕偏向部22的多邊形鏡子的未圖示的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)荷，小型且形成高品質(zhì)圖像的成本低，并且精度確實(shí)高的塑料光學(xué)元件100。
在圖4A以及圖4B中，塑料光學(xué)元件100以作為彩色激光打印機(jī)等的光學(xué)掃描裝置20的構(gòu)成部件的fθ透鏡，面對(duì)偏向部22的多邊形鏡子，并且，如圖所示層狀地重疊而配置的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明。
圖4A所示的狀態(tài)是通過(guò)把非復(fù)制面4上具有的基準(zhǔn)栓6埋到與基準(zhǔn)栓6對(duì)應(yīng)的非復(fù)制面4中來(lái)調(diào)整表示本發(fā)明的其它實(shí)施例的塑料光學(xué)元件100中的光軸中心3的位置前的狀態(tài)。
圖4B所示的狀態(tài)是通過(guò)把非復(fù)制面4上具有的基準(zhǔn)栓6埋到與基準(zhǔn)栓6對(duì)應(yīng)的非復(fù)制面4中來(lái)調(diào)整表示本發(fā)明的其它實(shí)施例的塑料光學(xué)元件100中的光軸中心3的位置后的狀態(tài)。
并且，作為塑料光學(xué)元件100的fθ透鏡的復(fù)制面1厚度為7.0mm，有效范圍5.0mm，光軸中心3相對(duì)于外形中心2偏移0.5mm。
此時(shí)，把基準(zhǔn)栓6的高度設(shè)定成光軸中心3的偏移量(0.5mm)的2倍(1.0mm)，埋入與基準(zhǔn)栓6對(duì)應(yīng)的非復(fù)制面4來(lái)調(diào)整。
如圖4B所示，以面對(duì)偏光部22的多邊形鏡子的方式配置的塑料光學(xué)元件100的fθ透鏡的光軸中心3能夠配置成一致。
不改變筐體23的形狀，塑料光學(xué)元件100的fθ透鏡在光學(xué)掃描裝置20上緊湊地配置，并且，偏光部22的多邊形鏡子的小型化，即從13mm變到12mm，未圖示出的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)荷減輕以及小型化成為可能。
在圖5中，塑料光學(xué)元件100中的復(fù)制面1在副掃描方向?qū)訝畹刂丿B而一體成型。
因此，如圖1以及圖2所示，掃描更多的光束的光學(xué)掃描裝置20中的配置精度高且小型化，能夠提供減輕偏向部22的多邊形鏡子的負(fù)荷，小型且形成高品質(zhì)的圖像的低成本高精度的塑料光學(xué)元件100。
在圖6中，塑料光學(xué)元件100中的復(fù)制面1形成于非復(fù)制面4以外。
因塑料光學(xué)元件100成型時(shí)的冷卻產(chǎn)生的收縮被在該非復(fù)制面4上形成的不完全復(fù)制部4a的樹(shù)脂移動(dòng)而吸收，能夠防止在復(fù)制面1上產(chǎn)生“凹陷”(sink)，并緩和內(nèi)部變形。
并且，光軸中心3配置成相對(duì)于復(fù)制面1的外形中心2向與形成不完全復(fù)制部4a的非復(fù)制面4相反的方向偏移。
避開(kāi)形狀精度變差的區(qū)域，以及與非復(fù)制面4的不完全復(fù)制部4a的深度有關(guān)的外觀上有缺陷的區(qū)域，可得到高精度的復(fù)制面1。
因此，未圖示的光學(xué)掃描裝置20中的配置精度高且小型化，能夠提供減輕未圖示的偏向部22的多邊形鏡子的未圖示的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)荷，小型且形成高品質(zhì)的圖像，精度確實(shí)高的塑料光學(xué)元件100。
在圖7中，塑料光學(xué)元件100中的非復(fù)制面4形成于作為復(fù)制面的安裝基準(zhǔn)面5的延長(zhǎng)面。
不完全復(fù)制部4a在幾個(gè)地方形成于夾住復(fù)制面1或作為復(fù)制面的安裝基準(zhǔn)面5的位置。
這樣，即使非復(fù)制面4內(nèi)的一部分是復(fù)制面1或設(shè)在復(fù)制面上的安裝基準(zhǔn)面5也能夠確保其形狀精度。
并且，通過(guò)具有形成于非復(fù)制面4上的2個(gè)以上的不完全復(fù)制部4a，在把復(fù)制面1或作為復(fù)制面的安裝基準(zhǔn)面5夾在形成于非復(fù)制面4的不完全復(fù)制部4a的部位，形成沿著復(fù)制面1或在復(fù)制面上設(shè)置的安裝基準(zhǔn)面5的平面或彎曲面形狀，能夠在大面積防止樹(shù)脂內(nèi)壓和內(nèi)部畸變的發(fā)生，能夠進(jìn)一步提高形狀精度以及光學(xué)精度等。
另外，在復(fù)制面1或在復(fù)制面設(shè)置的安裝基準(zhǔn)面5也可以在不需要形狀精度的部位設(shè)置不完全復(fù)制部4a。
因此，未圖示的光學(xué)掃描裝置20中的配置精度高且小型化，能夠提供減輕未圖示的偏向部22的多邊形鏡子的未圖示的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)荷，小型且形成高品質(zhì)的圖像，并且精度確實(shí)高的塑料光學(xué)元件100。
在圖8中，在塑料光學(xué)元件100中的非復(fù)制面4上形成的不完全復(fù)制部4a的邊緣形狀通過(guò)間隙4b沿著復(fù)制面1的平面或彎曲面的形狀形成。
這樣，能夠在構(gòu)成復(fù)制面1那樣延伸的部分的大面積均一地防止樹(shù)脂內(nèi)壓和內(nèi)部畸變的發(fā)生。
因此，未圖示出的光學(xué)掃描裝置20中的配置精度高且小型化，能夠提供減輕未圖示的偏向部22的多邊形鏡子的未圖示的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)荷，小型且形成高品質(zhì)的圖像，并且精度確實(shí)高的塑料光學(xué)元件100。
在圖9中，在塑料光學(xué)元件100中的非復(fù)制面4上，多個(gè)不完全復(fù)制部4a形成于復(fù)制面1以外的同一平面。這些多個(gè)不完全復(fù)制部4a沿復(fù)制面1的平面或彎曲面的形狀形成。
這樣，同樣能夠在大面積均勻地或局部地防止其樹(shù)脂內(nèi)壓和內(nèi)部畸變的發(fā)生，能夠提高形狀精度以及光學(xué)精度。
因此，光學(xué)掃描裝置20中的配置精度高且小型化，能夠提供減輕偏向部22的多邊形鏡子的未圖示的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)荷，小型且形成高品質(zhì)的圖像的成本低，并且精度確實(shí)高的塑料光學(xué)元件100。
其次，具體地對(duì)構(gòu)成在成型品的塑料光學(xué)元件100的成型時(shí)施加壓縮氣體，形成通過(guò)成型時(shí)的不完全復(fù)制在非復(fù)制面4上的不完全復(fù)制部4a的塑料光學(xué)元件成型模具的氣體施加塑料光學(xué)元件成型模具進(jìn)行說(shuō)明。
在圖10A以及圖10B中，構(gòu)成塑料光學(xué)元件成型模具10的氣體施加塑料光學(xué)元件成型模具10a具備形成含有上述塑料光學(xué)元件100的復(fù)制面1的面的第一形成腔室擋板11、形成含有上述塑料光學(xué)元件100的非復(fù)制面4的面的第一形成腔室擋板12。
并且，具備在冷卻對(duì)利用第一形成腔室擋板11和第二形成腔室擋板12形成的腔室13內(nèi)填充的塑料光學(xué)元件100進(jìn)行成型的樹(shù)脂時(shí)，在該樹(shù)脂和第二形成腔室擋板12之間強(qiáng)制地形成空隙14的空隙形成裝置15的通氣口15a。
因此，光學(xué)掃描裝置中的塑料光學(xué)元件100的配置精度高且小型化，能夠提供減輕偏向部22的多邊形鏡子的未圖示的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的負(fù)荷，構(gòu)成對(duì)小型且形成高品質(zhì)的圖像的成本低的高精度的塑料光學(xué)元件100進(jìn)行成型的塑料光學(xué)元件成型模具10的氣體施加塑料光學(xué)元件成型模具10a。
構(gòu)成塑料光學(xué)元件成型模具10的氣體施加塑料光學(xué)元件成型模具10a設(shè)有與空隙形成裝置15的通氣口15a連通而把壓縮氣體供給成型品的塑料光學(xué)元件100的至少一個(gè)以上的連通口15a1，在外部設(shè)置的壓縮氣體供給裝置15a2與連通口15a1連接。
把構(gòu)成塑料光學(xué)元件成型模具10的氣體施加塑料光學(xué)元件成型模具10a加熱保持在不到樹(shù)脂軟化的溫度，在腔室13內(nèi)射出填充被加熱到軟化溫度以上的熔融樹(shù)脂。
其次，在成型品的塑料光學(xué)元件100的復(fù)制面1產(chǎn)生樹(shù)脂壓力并使樹(shù)脂與復(fù)制面1密接后，使該樹(shù)脂冷卻到軟化溫度以下時(shí)，如圖10B所示，從通氣口15a向腔室13內(nèi)的該樹(shù)脂供給壓縮氣體，通過(guò)在該樹(shù)脂與設(shè)有通氣口15a的第二形成腔室擋板12之間強(qiáng)制地形成空隙14，在非寫面4上形成不完全復(fù)制部4a。
即，通過(guò)在該樹(shù)脂與第二形成腔室擋板12之間強(qiáng)制地劃分出空隙14，面對(duì)空隙14的樹(shù)脂部分的該樹(shù)脂面成為自由面，比與其它接觸的面更容易移動(dòng)。
結(jié)果，面對(duì)空隙14的該樹(shù)脂部分優(yōu)先地被控制，防止了在復(fù)制面1產(chǎn)生凹陷，并且，還能夠緩和內(nèi)部變形。在此，通過(guò)把通氣口15a配置、排列成任意形狀，能夠控制非復(fù)制面4中的不完全復(fù)制部4a的形成凹部的區(qū)域。
其次，對(duì)作為塑料光學(xué)元件成型模具10的滑動(dòng)塑料光學(xué)元件成型模具10b進(jìn)行說(shuō)明，其通過(guò)在成型品的塑料光學(xué)元件100成型時(shí)使形成非復(fù)制面4中的不完全復(fù)制部4a的第二形成腔室擋板12滑動(dòng)，利用成型時(shí)的不完全復(fù)制形成在非復(fù)制面4上所形成的不完全復(fù)制部4a。
在圖11A以及圖11B中，作為塑料光學(xué)元件成型模具100的滑動(dòng)塑料光學(xué)元件成型模具10b具有形成含有上述塑料光學(xué)元件100的復(fù)制面1的第一形成腔室擋板11和形成含有塑料光學(xué)元件100的非復(fù)制面4的面的第二形成腔室擋板12。
并且，具備在冷卻對(duì)利用第一形成腔室擋板11和第二形成腔室擋板12形成的腔室13內(nèi)填充的塑料光學(xué)元件100進(jìn)行成型的樹(shù)脂時(shí)，在該樹(shù)脂和第二形成腔室擋板12之間強(qiáng)制地形成空隙14的作為空隙形成裝置15的滑動(dòng)部15b。
因此，光學(xué)掃描裝置中的塑料光學(xué)元件100的配置精度高且小型化，能夠提供減輕偏向部22的多邊形鏡子的未圖示的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)負(fù)荷，對(duì)小型且形成高品質(zhì)圖像的低成本、高精度的塑料光學(xué)元件100進(jìn)行成型的作為塑料光學(xué)元件成型模具10的滑動(dòng)塑料光學(xué)元件成型模具10b。
作為塑料光學(xué)元件成型模具10的滑動(dòng)塑料光學(xué)元件成型模具10b，設(shè)置使第二形成腔室擋板12滑動(dòng)自如的作為空隙形成裝置15的滑動(dòng)部15b，利用驅(qū)動(dòng)裝置15b1使第二形成腔室擋板12向圖示的箭頭(A)方向通過(guò)齒條15b2和小齒輪b3移動(dòng)。
把作為塑料光學(xué)元件成型模具10的滑動(dòng)塑料光學(xué)元件成型模具10b加熱保持在不到樹(shù)脂軟化的溫度，在腔室13內(nèi)射出填充被加熱到軟化溫度以上的熔融樹(shù)脂。
其次，在成型品的塑料光學(xué)元件100的復(fù)制面1產(chǎn)生樹(shù)脂壓力并使樹(shù)脂與復(fù)制面1密接后，使該樹(shù)脂冷卻到軟化溫度以下時(shí)，如圖11B所示，以作為空隙形成裝置15的滑動(dòng)部15b滑動(dòng)自如地設(shè)置的第二形成腔室擋板12從該樹(shù)脂離開(kāi)似地向圖示的箭頭(A)方向移動(dòng)，通過(guò)在該樹(shù)脂與以滑動(dòng)部15b滑動(dòng)自如地設(shè)置的第二形成腔室擋板12之間強(qiáng)制地形成空隙14，在非復(fù)制面4上形成不完全復(fù)制部4a。
這使得以低壓力低填充進(jìn)行成型，不會(huì)在非復(fù)制面4的不完全復(fù)制部4a導(dǎo)致凹陷，減少內(nèi)部變形并確保復(fù)制面1的形狀精度。
還有，以塑料光學(xué)元件成型裝置10成型的正式成型品的塑料光學(xué)元件100除射出成型法之外還可使用射出壓縮成型法、氣體輔助成型法等各種塑料成型法制作。特別地，根據(jù)能夠有效地生產(chǎn)厚壁、厚度不等的成型品的觀點(diǎn)以及難以在任意位置形成凹陷的觀點(diǎn)，希望采用射出成型法。
在射出成型法中，由于填充樹(shù)脂后表面層立即固化，內(nèi)部成為熔融狀態(tài)，所以，利用該樹(shù)脂與腔室13的壁面的隔離，在非復(fù)制面4的不完全復(fù)制部4a不易形成所謂的凹陷。并且，內(nèi)部變形也得到緩和。
在此，通過(guò)把以作為空隙形成裝置15的滑動(dòng)部15b滑動(dòng)的第二形成腔室擋板12做成任意形狀，還能夠容易地控制形成非復(fù)制面4的不完全復(fù)制部4a的區(qū)域。
另外，在塑料光學(xué)元件成型裝置10中，在冷卻填充在腔室13內(nèi)的對(duì)塑料光學(xué)元件100進(jìn)行成型的樹(shù)脂時(shí)，從通氣口15a向該樹(shù)脂供給壓縮氣體，并且，用滑動(dòng)部使形成含有非復(fù)制面4的面的第二形成腔室擋板12的一部分滑動(dòng)，也能夠在非寫面4上形成不完全復(fù)制部4a。
這樣，通過(guò)使兩個(gè)動(dòng)作聯(lián)動(dòng)，以低壓力低填充進(jìn)行成型，不會(huì)在非復(fù)制面4的不完全復(fù)制部4a導(dǎo)致凹陷，能夠進(jìn)一步減少內(nèi)部變形并提高確保復(fù)制面1的形狀精度的效果。
在圖12A以及圖12B中，使從多個(gè)光源出射的光束掃描并根據(jù)圖像信息形成圖像的光學(xué)掃描裝置20具備根據(jù)圖像信息出射光束51c的多個(gè)光源21、使從該光源21出射的光束51c偏向的偏向部22、配置于面對(duì)偏向部22的位置的塑料光學(xué)元件100的元件組裝體101。
如圖12A以及圖12B所示，使從光源21的多個(gè)激光光源出射的多個(gè)光束51c用同一個(gè)偏向部22的多邊形鏡子偏向，與光源21的多個(gè)激光光源相應(yīng)，利用在面對(duì)偏向部22的多邊形鏡子的位置配置的塑料光學(xué)元件100的組裝體101使之成像于各感光體51a上，通過(guò)在感光體51a上掃描而根據(jù)圖像信息形成圖像。
因此，能夠提供減輕偏向部22的多邊形鏡子的未圖示的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)荷，小型且形成高品質(zhì)圖像的成本低的高精度光學(xué)掃描裝置20。
在圖13A以及圖13B中，使從多個(gè)光源出射的光束掃描并根據(jù)圖像信息形成圖像的光學(xué)掃描裝置20具備根據(jù)圖像信息出射光束51c的多個(gè)光源21、使從該光源21出射的光束51c偏向的偏向部22、在面對(duì)偏向部22的位置相互面對(duì)配置、分別使復(fù)制面1在副掃描方向?qū)訝畹刂丿B的元件組裝體101。
如圖13A以及圖13B所示，使從光源21的多個(gè)激光光源出射的多個(gè)光束51c用同一個(gè)偏向部22的多邊形鏡子偏向，接收來(lái)自光源21的多個(gè)激光光束，通過(guò)面對(duì)偏向部22的多邊形鏡子配置的分別層積的兩個(gè)元件組裝體101，使之成像于各感光體51a上，通過(guò)在感光體51a上掃描而根據(jù)許多圖像信息形成多色圖像。
因此，能夠提供減輕偏向部22的多邊形鏡子的未圖示的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)荷，小型且形成高品質(zhì)的、根據(jù)更多的圖像信息形成多色圖像的成本低且高精度光學(xué)掃描裝置20。
如圖14所示，使從多個(gè)光源出射的光束掃描并根據(jù)圖像信息形成圖像的圖像形成裝置50具備形成圖像的圖像形成部51、在圖像形成部51使多個(gè)光束51c掃描并根據(jù)圖像信息形成圖像的光學(xué)掃描裝置20。
因此，能夠提供具備減輕偏向部22的多邊形鏡子的未圖示的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)荷、小型且形成高品質(zhì)圖像的成本低精度高的光學(xué)掃描裝置20來(lái)形成圖像的圖像形成裝置50。
圖像形成部51以電子照相方式的成像工藝高速地在被記錄介質(zhì)(P)的記錄用紙上形成高品質(zhì)的色粉記錄圖像。
圖像形成裝置50是由在被記錄介質(zhì)(P)的記錄用紙上形成色粉的記錄多色圖像的圖像形成部51、在下方支撐圖像形成部51并把被記錄介質(zhì)(P)的記錄用紙向圖示的箭頭(B)方向傳送的被記錄介質(zhì)供給部52、排出在圖像形成部51的上面形成的被記錄介質(zhì)(P)的記錄用紙并收放的排紙盒53組成的形成彩色的記錄多色圖像的彩色打印機(jī)。
被記錄介質(zhì)供給部52還在各段具備供紙盒52a的供紙盒52a1和供紙盒52a2。并且，還可以根據(jù)需要設(shè)置未圖示的其它供紙裝置。
圖像形成裝置50在圖像形成部51可裝卸地搭載有黃色成像單元51(Y)、洋紅色成像單元51(M)、青色成像單元51(C)、黑色成像單元51(Bk)這4個(gè)成像單元，能夠以電子照相方法的成像工藝在被記錄介質(zhì)(P)的記錄用紙上形成色粉的記錄圖像。
在圖像形成部51，作為做成傳送帶狀的中間復(fù)制體的中間復(fù)制傳送帶51g沿預(yù)定的行走路徑無(wú)間斷地?fù)卧诟髦螡L輪上，利用中間復(fù)制傳送帶旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)滾輪51g1向圖示的箭頭(C)方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
沿著中間復(fù)制傳送帶51g的下側(cè)的行走面在4個(gè)成像部可裝卸地搭載黃色成像單元51(Y)、洋紅色成像單元51(M)、青色成像單元51(C)、黑色成像單元51(Bk)而配置。
在黃色成像單元51(Y)、洋紅色成像單元51(M)、青色成像單元51(C)、黑色成像單元51(Bk)這4個(gè)成像單元的各成像部，在感光體51a的鼓狀的感光鼓周圍配置有對(duì)感光體51a的鼓狀的感光鼓的表面51a1進(jìn)行帶電處理的帶電機(jī)構(gòu)51b，用激光的光束51c把圖像信息照射在感光體51a的鼓狀的感光鼓的表面51a1上的掃描裝置20，對(duì)在感光體51a的鼓狀的感光鼓的表面51a1上曝光所形成的靜電潛像定影而進(jìn)行顯影的顯影機(jī)構(gòu)51d，以及，除去并回收在感光體51a的鼓狀的感光鼓的表面51a1上殘留的色粉的清洗機(jī)構(gòu)51f的感光體清洗單元51f1，作為成像工藝，中間復(fù)制傳送帶51g轉(zhuǎn)一圈形成一個(gè)彩色的多色圖像。
最初，用配置了黃色成像單元51(Y)的成像部，利用顯影機(jī)構(gòu)51d對(duì)黃色(Y)的色粉進(jìn)行顯影，利用復(fù)制機(jī)構(gòu)51e的一次復(fù)制滾輪51e1復(fù)制到中間復(fù)制傳送帶51g上。
其次，用配置了洋紅色成像單元51(M)的成像部，利用顯影機(jī)構(gòu)51d對(duì)洋紅色(M)的色粉進(jìn)行顯影，利用復(fù)制機(jī)構(gòu)51e的一次復(fù)制滾輪51e1復(fù)制到中間復(fù)制傳送帶51g上。
其次，用配置了青色成像單元51(C)的成像部，利用顯影機(jī)構(gòu)51d對(duì)青色(M)的色粉進(jìn)行顯影，利用復(fù)制機(jī)構(gòu)51e的一次復(fù)制滾輪51e1復(fù)制到中間復(fù)制傳送帶51g上。
最后，用配置了黑色成像單元51(Bk)的成像部，利用顯影機(jī)構(gòu)51d對(duì)黑色(Bk)的色粉進(jìn)行顯影，利用復(fù)制機(jī)構(gòu)51e的一次復(fù)制滾輪51e1復(fù)制到中間復(fù)制傳送帶51g上。
黃色成像單元51(Y)、洋紅色成像單元51(M)、青色成像單元51(C)、黑色成像單元51(Bk)四個(gè)成像單元的成像部，在與相鄰的中間復(fù)制傳送帶51g的下側(cè)行走面不同的中間復(fù)制傳送帶51g左右側(cè)的行走面上分別配置有把在中間復(fù)制傳送帶51g上重疊復(fù)制的4色色粉的記錄圖像二次復(fù)制到被記錄介質(zhì)(P)的記錄用紙上的復(fù)制裝置51e的二次復(fù)制滾輪51e2；除去二次復(fù)制后殘留在中間復(fù)制傳送帶51g表面上的色粉并回收的清洗機(jī)構(gòu)51f的中間復(fù)制傳送帶清洗單元51f2。
用復(fù)制裝置51e的二次復(fù)制滾輪51e2，使接收重疊色粉的記錄圖像的二次復(fù)制的被記錄介質(zhì)(P)的記錄用紙通過(guò)，在圖示的箭頭(D)方向傳送的傳送路徑的下游側(cè)，配置有進(jìn)行色粉記錄圖像的加熱定影處理的定影機(jī)構(gòu)51i的加熱滾輪51i1和加壓滾輪51i2。
通過(guò)了定影裝置51i的加熱滾輪51i1和加壓滾輪51i2的被記錄介質(zhì)(P)的記錄用紙利用排紙滾輪51j把紙排到排紙盒53并收放起來(lái)。
在被記錄介質(zhì)供給部52，在供紙盒52a的供紙盒52a1和供紙盒52a2收放有未使用的被記錄介質(zhì)(P)的記錄用紙，可轉(zhuǎn)動(dòng)地被支撐的底板52b的底板52b1和底板52b2把最上面的被記錄介質(zhì)(P)的記錄用紙上升直到拾取滾輪52c的拾取滾輪52c1和拾取滾輪52c2可接觸的位置。
通過(guò)拾取滾輪52c的拾取滾輪52c1或拾取滾輪52c2的旋轉(zhuǎn)，最上面的被記錄介質(zhì)(P)的記錄用紙從供紙盒52a的供紙盒52a1或供紙盒52a2送出并被傳送到一對(duì)保護(hù)滾輪51h。
一對(duì)保護(hù)滾輪51h被控制成使被記錄介質(zhì)(P)的記錄用傳送暫時(shí)停止，調(diào)整中間復(fù)制傳送帶51g上的重疊色粉的記錄圖像和被記錄介質(zhì)(P)的記錄用紙的前端的位置關(guān)系與預(yù)定的位置一致，計(jì)時(shí)后開(kāi)始旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
因此，能夠提供具備減輕偏向部22的多邊形鏡子的未圖示的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)荷、小型且成本低精度高的光學(xué)掃描裝置20，高速地把色粉的記錄圖像在被記錄介質(zhì)(P)的記錄用紙上形成高品質(zhì)的記錄多色圖像的圖像形成裝置50。
采用本發(fā)明的話，如上所述，由于能夠提供小型、形成高品質(zhì)圖像的成本低精度高的塑料光學(xué)元件100，所以，光學(xué)掃描裝置20中的塑料光學(xué)元件的配置變得高精度且小型化，因此，能夠減輕偏向部22的多邊形鏡子的負(fù)荷。
這里敘述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行各種變形以及變更。
權(quán)利要求
1.一種塑料光學(xué)元件，使從至少一個(gè)光源部出射的光束會(huì)聚并掃描，其特征在于具備在作為上述光束的掃描方向的主掃描方向延伸并且在垂直于主掃描方向的副掃描方向具有延伸成圓弧狀而形成的曲面的復(fù)制面，上述復(fù)制面在大致垂直于上述掃描方向的副掃描方向具有從復(fù)制面的外形中心偏離而配置的光軸中心，上述曲面的曲率中心配置在上述光軸中心上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料光學(xué)元件，其特征在于上述塑料光學(xué)元件配置在上述光源部的各側(cè)，這些塑料光學(xué)元件面對(duì)面地配置，并且配置成各光軸中心一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料光學(xué)元件，其特征在于上述復(fù)制面在主掃描方向延伸，具有兩側(cè)邊緣高中央部低而形成的階梯差。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料光學(xué)元件，其特征在于包括重疊配置的多個(gè)塑料光學(xué)元件，上述多個(gè)塑料光學(xué)元件的各復(fù)制面在上述副掃描方向?qū)訝畹刂丿B配置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的塑料光學(xué)元件，其特征在于上述復(fù)制面層狀重疊而一體成型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料光學(xué)元件，其特征在于上述復(fù)制面在非復(fù)制面以外形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料光學(xué)元件，其特征在于上述光軸中心配置成相對(duì)于副掃描方向的復(fù)制面的外形中心偏離掃描光束的光束直徑的1/2或其以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的塑料光學(xué)元件，其特征在于上述光軸中心配置成相對(duì)于副掃描方向的復(fù)制面的外形中心向與形成有不完全復(fù)制部的上述非復(fù)制面相反的方向偏移。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的塑料光學(xué)元件，其特征在于上述非復(fù)制面形成于作為復(fù)制面的安裝基準(zhǔn)面的延長(zhǎng)面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的塑料光學(xué)元件，其特征在于形成于上述非復(fù)制面的上述不完全復(fù)制部的邊緣形狀，通過(guò)間隙沿上述復(fù)制面的平面或彎曲面的形狀形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的塑料光學(xué)元件，其特征在于多個(gè)不完全復(fù)制部形成于上述復(fù)制面以外的同一平面。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的塑料光學(xué)元件，其特征在于多個(gè)不完全復(fù)制部形成于夾住上述安裝基準(zhǔn)面的位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的塑料光學(xué)元件，其特征在于上述多個(gè)不完全復(fù)制部沿上述復(fù)制面的平面或彎曲面的形狀形成。
14.一種塑料光學(xué)元件成型模具，對(duì)塑料光學(xué)元件進(jìn)行成型，其特征在于，具備第一形成腔室擋板，其形成含有上述塑料光學(xué)元件的上述復(fù)制面的面；第二形成腔室擋板，其形成含有上述塑料光學(xué)元件的上述非復(fù)制面的面；空隙形成裝置，其對(duì)填充在利用上述第一形成腔室擋板和上述第二形成腔室擋板形成的腔室內(nèi)的上述塑料光學(xué)元件進(jìn)行成型的樹(shù)脂進(jìn)行冷卻時(shí)，在該樹(shù)脂與上述第二形成腔室擋板之間強(qiáng)制地形成空隙。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的塑料光學(xué)元件成型模具，其特征在于上述空隙形成裝置具備在該樹(shù)脂和上述第二形成腔室擋板之間施加氣體的通氣口并對(duì)上述塑料光學(xué)元件進(jìn)行成型。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的塑料光學(xué)元件成型模具，其特征在于上述空隙形成裝置具備使上述第二形成腔室擋板向離開(kāi)該樹(shù)脂的方向滑動(dòng)的滑動(dòng)部并對(duì)上述塑料光學(xué)元件進(jìn)行成型。
17.一種光學(xué)掃描裝置，使從多個(gè)光源出射的光束掃描并根據(jù)圖像信息形成圖像，其特征在于，具備根據(jù)圖像信息出射光束的多個(gè)光源；使從上述光源出射的光束偏向的偏向部；在面對(duì)上述偏向部的位置相互面對(duì)地配置有多個(gè)的上述權(quán)利要求1所述的上述塑料光學(xué)元件。
18.一種圖像形成裝置，使從多個(gè)光源出射的光束掃描并根據(jù)圖像信息形成圖像，其特征在于，具備形成圖像的圖像形成部；在上述圖像形成部使多個(gè)光束掃描并根據(jù)圖像信息形成圖像的上述權(quán)利要求17所述的上述光學(xué)掃描裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的圖像形成裝置，其特征在于上述圖像形成部用電子照相方式的成像工藝形成色粉的記錄圖像。
全文摘要
一種塑料光學(xué)元件，使從至少一個(gè)光源部出射的光束會(huì)聚并掃描，具備在作為光束的掃描方向的主掃描方向延伸并且在垂直于主掃描方向的副掃描方向具有形成圓弧狀的曲面的復(fù)制面，上述復(fù)制面在上述副掃描方向具有偏離外形中心而配置的光軸中心，上述曲面的曲率中心配置在上述光軸中心上。
文檔編號(hào)B29C33/00GK1847917SQ200610072539
公開(kāi)日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2006年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月8日
發(fā)明者林英一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光