JPS6122283B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高速多面走査器を製造するための方法
に関する。

通常の回転多面鏡から成る多面走査器は光源お
よびフオトセルの間で光学的走査を行うために公
知技術において用いられている。典型的には、光
は例えば45゜の角度で銀被覆鏡を照射し、その面
で反射された光がその面から走査される物体の方
向へ向けられる。通常、物体はこの光をフオトセ
ル上に同じ光路に沿つて戻すように反射する。走
査の持続期間は、面が光線を走査すべき物体に沿
つて移動させている時間に等しい。物体のこの走
査路が次に光線路に進入する面の走査路とは区別
されていることが一般に好ましい。

テレビジヨン装置に関連して、一方向に沿つて
像走査をする、すなわち線走査をする為にミラ
ー・プリズムを用いることは知られている。像蓄
積装置によつて作動するテレビジヨン、カメラの
出現以来、このようなミラー・プリズムに対する
必要性が大きく増大して来ている。最近、テレビ
ジヨン・カメラは赤外領域、例えば２〜5.5ミク
ロンの波長範囲で作動するように設計されてい
る。この波長内で作動するテレビジヨン・カメラ
は像を走査するために反射鏡または同様の偏向光
学装置を必要とする。通常一つの装置、例えば光
偏向鏡が垂直走査像分割を行う為に用いられる。
ガラスで作られた鏡の如き平面像を数枚用いて構
成されて全体的にプリズムとされた回転ミラー・
プリズムがシヤフトまたは他の回転支持体上にこ
れらを適当に取り付けることによつて通常用いら
れている。これらの機械的に構成された回転プリ
ズムは光学的性質および機械的信頼性の両方に関
して多くの欠点を有することが見い出されてい
る。特に、プリズムが所定の寸法の多角形状を正
確に形成するように数枚の平面鏡を取り付けるこ
とが機械的に難しいことが見い出されている。光
路の長さが短い場合には面の僅かな不整合は実用
上ほとんど問題にならないことが知られている。
しかしながら、走査鏡および走査される物体間の
距離が数メートルである場合、面の僅かな不整合
により走査路が一方の面と他の面とで変化するよ
うなことが生じる。コード化されて帯状に配列さ
れた標識を走査する時、このような結果は特に不
利である。面と面の不整合がある場合、一方の面
は帯状のコードを完全に走査するが、次の面はこ
の帯状のコードと整合しないで全く走査しないか
又はその一部を走査するだけである。

さらに、鏡は高速回転による応力を受けた場合
に、鏡がそれらの空間的位置を正確に保持するよ
うに鏡を取り付けることは難しい。この取付に関
する前述の問題は、回転するミラー・プリズムに
接近する人に傷害を与える危険を有し、この回転
プリズムに接近することはしばしば避けられない
ことである。明らかに、万一鏡面プリズムが破壊
すれば、側に立つている人物に重大な傷害を与え
る破片を飛散させる。

このように、多くの方法が多面走査器を製造す
るために研究されて、構成材料は大きな密度比係
数、小さな熱膨張係数、小さなポアソン化、及び
良好な加工性を有するように、又高品質の光学面
を形成する為に磨くことが可能な物質で被覆出
来、そして容易に磨き得る性質を有するようにな
されて来た。不運なことに、このような材料的規
制を与えることによつて容易には入手できない材
料が必要となつた。現在では、材料制約の観点か
ら見れば、走査器はガラス、ステンレス鋼、ベリ
リウムおよび炭化クロムから製作されている。後
者の二つの材料は最も広く使われている。何故な
らば、これらは材料としての制約の要求事項に大
体良く合致するからである。これらの二つの材料
の中で、ベリリウムは前述した材料制約に於る材
料上の要求事項を最も良く満足していることが見
い出され、また従つて用いられる場合には最も優
れた方法で行い得るということが見い出されてい
る。しかしながら多面走査器の全部または一部を
形成するためにベリリウムを使用することはさら
に他の問題を生ずるのであり、これらの問題の中
には法外な材料コストの問題があり、又材料を望
みの形状に加工することが非常に困難であるとい
う問題がある。炭化クロムの走査器はベリリウム
の走査器ほど高価ではないが、大変密度が高く、
従つて走査器の全体的構造においてより重く、よ
りコストの高い駆動モーターおよび軸受を必要と
するのである。

それ故に従来の走査装置よりも安価に、非常に
容易に正確に機械加工できる多面走査装置を提供
する明白な必要性があり、このような走査装置は
従来利用可能とされていた法外な費用が正当化さ
れ得る軍事的や開発的研究以外の非常に多くの応
用例においてこのような走査器の使用を考慮出来
るようになすのである。

それ故に本発明の目的は前述せる欠点を解消し
た新規な多面走査装の製造方法置を提供すること
にある。

本発明の他の目的は高回転速度で作動可能な新
規な多面走査器の製造方法を提供することにあ
る。

本発明の他の目的は面間が正確に整合されるこ
とを特徴とする新規な多面走査装置の製造方法を
提供することにある。

本発明の他の目的は比較的実施容易な技術で異
る面の正確な整合を達成できる新規な走査装置の
製造方法を提供することにある。

これらの及びその他の目的は、一般的に云えば
本発明の原理により、正確に機械加工された多面
マスター内に配置されるアルミニウム予成形体に
対し薄いフイルム状のプラスチツクを遠心キヤス
ト成形することにより達成されるのである。この
プラスチツクは例えばエポキシ材料となし得るの
であり、遠心力によつて予成形体及びマスターの
組立体に付与され、この遠心力が予成形品とマス
ターとの間の空間内にプラスチツク材料を押付け
て泡の無い層を形成するのである。

従来技術に於ては大きな光学面の製造が行われ
ており、予成形体に対する薄いフイルム状のプラ
スチツクの付与が比較的容易に行い得ることは見
出されていた。しかしながら、不幸なことにこれ
らの面の製造の容易性は常に泡の無い層を保証す
るには至らなかつた。これらの層の厚さが例えば
約0.125mm（0.005in）程度しかないことから、空
気泡を生じることなくマスターと多面予成形体と
の狭い空間を満すことは不可能でないとしても極
めて困難であることが容易に理解出来る。

本発明のマスターは、それが回転される時遠心
力が液状エポキシに圧力を作用して泡の無い層に
圧縮するように形状を形成されねばならない。マ
スターは充填作動時のみ垂直軸線上で回転される
のであり、これが最も好ましい構成を与えるので
ある。

本発明を一般的に説明したが、本発明の詳細は
図面を参照して容易に理解されよう。

第１図にはマスター２０が示されており、この
マスター２０はこれと一緒に回転する予成形体２
２を担持せる回転ボス２１上に同芯的に配置され
ている。エポキシ２３は回転ボス２１が予成形体
２２を回転させる間この予成形体２２とマスター
２０との間の間隙２４に付与され、これにより予
成形体２２とマスター２０との間に泡の無い層２
５を形成するようになされる。予成形体２２はア
ルミニウム合金で作られている。

エポキシ２３は、間隙２４が泡の無い層２５に
よつて完全に満たされる迄、図示せる全組立体を
回転ボス２１が回転させる間付与されるのであ
る。このようにして作られる多面走査器はエポキ
シ２３が硬化した時完成され、次に位置決め装置
２６を解除位置にし、マスター２０を壊して取出
されるのであり、この位置決め装置２６は図示さ
れていないが別に２個あつて互に120゜の間隔を
置いて配置されている。30゜もしくはそれ以上の
角度に傾斜角２８を形成してマスター２０を１部
品に形成することが出来る。何故ならば、マスタ
ー２０は第１Ａ図に示すねじ孔２９を使用するね
じ（図示せず）によつて取外し得るからである。
操作に際してマスター２０を取出す為に６つの孔
が、及びマスター２０を保持する為に６つのボル
ト（図示せず）がベースプレート３０に設けられ
るべきである。もし傾斜角２８が傾斜していない
場合（形成面が走査軸線と平行である場合）、マ
スター２０は３つの部分に形成されねばならな
い。作動に際し、これらの部分は正確に位置決め
されているダウエルピン及びボルト（図示せず）
により所定位置に保持される。作動完了時にこれ
らのダウエル及びボルトが取除かれ、マスターが
位置決め装置即ちねじ２６及び図示していない
120゜の角度に隔てられた別の２つのねじを半径
方向に外して取出される。

第２図にはこのようにして形成される高速多面
走査器に対する通常の応用例が示されている。レ
ーザー５が変調器６を通して光を放射し、この光
は反射鏡７により光線拡大器８へ反射される。こ
の拡大光線はモーター９により高速回転されてい
る走査器の走査面４へ当る。走査光線は次に収斂
レンズ１０を通り、受光面１１へ導かれる。

この装置の典型的な応用例は「飛点」（flying
spot）を生ずる如きこの方法に於るレーザーのよ
うな光線の偏向を含んでいる。この飛点すなわち
明いスポツトが走査器の回転によつて高密度及び
低密度の面積部分を有する対象文書を横切つて移
動する時、光感知器（近くに配置されている）が
電気信号を発するのであり、この信号はスポツト
が暗い面積部分内にある時は小さな信号とされる
か又は無信号とされ、又スポツトが文書の明い面
積部分内にある時は大きな信号とされる。この型
式の走査装置は電送装置及び光学的な文字読取装
置に使用される。この装置は（その他の装置及び
手順と組合されて）アルフアベツト、数字を解読
するように使用出来るので「読取器」としても知
られている。この多面走査器を使用するその他の
装置は「書込み」装置と称されている。この全体
的な構成は、光線の静止光路（走査器に入る前の
光路）内に変調器として知られている光スイツチ
が配置され、電子写真受光装置上の像を「書込
む」ように使用されることを除いて一般に同じ構
成である。変調器に入る信号は「読取り」ステー
シヨンの光感知器か、或いはコンピユータープリ
ンターとともに使用される場合の文字発生器の何
れかから導かれ得る。

何れの適当なエポキシも本発明に使用出来る。
代表的なエポキシは多くの中でエポン828（シエ
ル石油株式会社の商標）を含む。これらのうちの
好ましいものはエポン828にジエチルアミノプロ
ピルアミン（diethyl aminopropyl amine）を５
重量％添加したものである。

何れの適当なマスターも本発明に使用できる。
代表的なマスターは次の技術を用いて作られるの
である。即ち、多面体セグメントをステンレス鋼
又はガラスにより作り、共通フレーム内に保持す
る。これらのセグメントを次に所要の面品質を得
る為に高い精度で研磨する。

何れかの適当なアルミニウム合金の予成形体が
本発明の装置に使用する為に備えられ得る。この
ようなアルミニウム合金の予成形体を形成する代
表的な技術は、アルミニウムデイスクを精密な旋
盤上で所望の直径及び厚さとなすように回転加工
し、取付用孔を孔あけすることを含む。この方法
を使用すれば面のミーリング加工が不要となる。
予成形体の外径面は回転面である。

本発明には何れの適当な回転駆動機構も使用出
来る。典型的な回転駆動機構は軸受によつて構造
支持体内に垂直に取付けられ、電気モーターによ
り駆動される垂直シヤフトを含む。

エポキシは通常の何れかの適当な実施可能な付
与装置を使用して付与され得る。この典型的な付
与装置は構造体に取付けられた流量調節可能な容
器を含み、ノズルが供給溝内に配置されるかその
上方に配置され、後者の場合はエポキシは回転の
始まる前に付与されねばならない。

マスターは何れかの適当な技術を用いて機械加
工され組立られる。このマスターは特にエポキシ
付着の予成形体の周囲から取り外し得るように形
成される。マスターと予成形体との間の分離は他
の方法、即ち硬化後に予成形体を急激に冷却する
ことによつて達成し得る。硬化中は全組立体が同
温度であることにより、予成形体の急激な冷却は
マスターの鋼材よりも急速に予成形品の直径を取
縮させる。これはアルミニウムの熱膨張率が鋼の
約２倍である事実による。この種の分離技術はマ
スターに良好な応力分配を与えることになる。

本発明の特徴を更に限定する為に次の例が示さ
れるが、これは本発明の特定要素を限定するもの
ではない。特に指示しない限り部及びパーセント
は重量による。

例 アルミニウム合金の予成形体が垂直な回転駆動
機構上に配置され、この機構は予成形体を
500rpmにて回転する能力を有する。予め500〜
10000Åの金を真空被覆したマスターがボス上に
この予成形体を囲むように配置される。マスター
は通常の研磨技術により正確に機械加工されたス
テンレス鋼で作られ、予成形体の周囲に組立られ
る。液状エポキシ付与装置は回転せる予成形品と
マスターとの間の間隙にこの液状エポキシの付与
を開始する。この間隙が層状に満される迄回転を
続けて付与をし続けるのであり、この層は泡の無
いものであると観察されている。この間隙内に付
与される層の厚さは液状エポキシで0.125mm
（0.005in）となされることが見出されている。こ
のエポキシは次に49℃（120〓）にて16時間にわ
たり硬化され、この後マスターが予成形体から壊
して取外されるのであつて、これはねじを引つ張
るか又は押して行われる。走査器が傾斜角を有し
ているならば前者即ち引つ張つて行われ、傾斜角
を有していないならば後者即ち押して行われる
（第１図及び第１Ａ図を参照）。すでにマスター上
に沈着されている金の離型フイルムは材料に対す
る付着力が強いことからエポキシフイルムに付着
したまま残る。更に反射率を高める為に1000Åの
アルミニウムの仕上げ被覆及び200Åの一酸化け
い素の被覆が引続き行われ、製造が完了する。こ
のようにして形成された多面高速走査器は第２図
に示す如く通常の走査装置に使用される。

本発明の具体例は状態及び使用材料に特定の用
語を使用してあるが、前述例に於て同様な結果を
生じる場合に前述に列記した代表的材料の何れも
が使用出来る。更にこれらの段階に加えて本発明
の方法を達成する為に他の段階又は変更が必要な
場合に行い得る。更に、性能を向上させ、相乗効
果を生じ、或いは装置の使用上の装置の性能に好
ましい作用を及ぼすであろう材料もまた本発明に
組入れることが出来る。

当業者は本発明の技術に基づいて更に他の変更
が行い得るであろうが、これらの変更は本発明の
範囲内に含まれることを意図するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第１Ａ図は予成形品と正確に機械加
工した多面走査器のマスターとの間にエポキシを
遠心作用で付与する装置を概略的に示す断面図、
第２図は高速走査応用例に適用した仕上げられた
多面走査器を概略的に示す斜視図。 ２０……マスター、２１……回転ボス、２２…
…予成形品、２３……エポキシ、２８……傾斜
角。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 正確に機械加工した多面体マスターを準備
   し、前記マスター内にアルミニウム製の予成形体
   を配置し、そして多面体走査器を形成する為に前
   記アルミニウム予成形体に対して薄いフイルム状
   のプラスチツクを遠心キヤスト成形する諸段階を
   含むことを特徴とする高速多面走査器の製造方
   法。 ２ 特許請求の範囲第１項による方法であつて、
   前記マスターがキヤスト成形時に垂直軸線上を回
   転されることを特徴とする高速多面走査器の製造
   方法。 ３ 特許請求の範囲第１項による方法であつて、
   前記薄いフイルム状プラスチツクがエポキシ樹脂
   であることを特徴とする高速多面走査器の製造方
   法。 ４ 特許請求の範囲第１項による方法であつて、
   前記マスターがその内周面を金で被覆され、この
   被覆がエポキシ面上に付着して離型されることを
   特徴とする高速多面走査器の製造方法。