JP5464208B2 - 反射光学素子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、走査光学装置及び画像形成装置等に用いられる光学系を構成する反射光学素子に関し、特に素子内部に中空部が形成された樹脂製の反射光学素子に関するものである。

従来、複写機やプリンタなどの画像形成装置において、感光体上に静電潜像を形成するためのレーザ走査光学装置は、例えばｆθ特性（ポリゴンミラー等で偏向された光ビームを被走査面上に等距離速度で走査させるための特性）を持たせる光学素子として長尺状の光学素子が用いられる事が多く、これらの光学素子は、特に走査方向に所定の湾曲を精度よく持つことで、レーザビームが該光学素子を透過もしくは反射することにより、レーザビームの光路を調整、例えば、主走査速度の調整を行っている。

これらの光学素子として一般的にはガラス製や金属製、又は、セラミック製のものが知られており、近年では成形の容易さや、設計自由度、又は、コストダウンの観点から樹脂製のものが用いられるようになってきている。

一方、レーザビームとして、近年では高精細の画像記録が可能であること、記録密度の増大、かつ長寿命で安定した出力が得られることから５００ｎｍ以下、詳しくは４００ｎｍ近傍の短波長光源が注目されてきており、当該光源から出射された光の光路を調整する手段として樹脂製光学素子の利用が求められている。

ここで、特許文献１に開示されているような透過型の屈折光学素子つまり透過型レンズを用いてレーザビームの光路を調整する走査光学装置を、レーザビームに短波長光源からのレーザ光を適用し、かつ、該レーザビームの光路の調整を行う透過型レンズとして樹脂製のレンズを使用する構成とした場合、樹脂内部を短波長のレーザビームが透過することになり、樹脂製のレンズの耐候性が課題となる。

そこで、本発明者は、前記耐候性の課題を解決する方法として、レーザビームの光路を調整する手段にレーザビームを透過させる透過型レンズつまり透過型の屈折光学素子を用いる方法ではなく、レーザビームを反射させるミラーつまり反射光学素子を用いる方法を適用することを考えた。

というのも、透過型の光学素子では、光が通過するレンズ内部も含めて対耐候のための対策をとる必要があるが、反射型の場合には反射するレンズ面での対策のみを考慮すれば良い、という点で利点が大きいからである。

ところが反面、反射光学素子を用いてレーザビームの光路を調整する場合、透過型レンズに比べ、反射光学面形状に要求される面精度が約４倍となる別の課題が発生する。これは、透過型レンズの場合、レンズの入射面及び出射面の２面を用いて該レーザビームの光路とビームの形状を調整するのに対し、反射光学素子の場合、反射面１面により該レーザビームの光路とビームの形状を調整するためである。

このように光学面の形状に高い面精度が求められる光学素子、特に、レーザビームの主走査速度を調整する光学素子においては、樹脂硬化時の収縮に伴い発生する反りやヒケによる光学面の変形の影響、長尺方向つまり走査方向に対し発生する反りの影響がより顕著化し、従来の射出成形を用いても係る高い面精度を維持しての成形が困難である。

この問題に対し、本発明者は、中空射出成形の効果に着目し光学部品への適用を考えた。中空射出成形により中空に成形することで、成形物の反りやヒケの原因となる樹脂収縮時の引張応力が中空部に解放され、中空部の表面にヒケという形で発現することで、成形物の表面に発生する反りやヒケが緩和され、これにより表面の面精度つまり反射光学素子における鏡面精度の向上を図ることが可能となる。

ここで、中空射出成形技術については特許文献２のような技術が知られている。ここでは反射光学素子の鏡面部よりも広く中空部を形成することで、鏡面部全体にわたり中空部の形成による効果を得られることが開示されており、中空部を全体に亘り形成する事で樹脂収縮時の引張応力をある程度開放する意味では有効である事が伺える。

しかしながらこの従来技術では、上述した反射光学素子、特に短波長光源を用いた走査光学装置において用いられる反射光学素子として求められる面精度を維持するには不十分である事が判ってきた。

特開２００３−２６２８１６号公報 特開２００１−１２４９１２号公報

すなわち、特許文献２に開示されているような反射光学素子では、成形における離型時に鏡面部周辺に深刻な歪みが発生することがわかった。これは、鏡面部が基材部に抱え込まれるように凹部に形成されている、つまり基材部周辺が突出しているため、樹脂硬化時に樹脂成形品（反射光学素子）が収縮し、樹脂成形品（反射光学素子）における鏡面部周辺の突出部が鏡面部周辺の金型を抱え込む形となり、離型抵抗が増大するためである。

この離型抵抗の問題は、これまでの比較的長波長の走査光学装置で用いられる反射光学素子としてはそれほど影響はないものの、より高い面精度が要求される短波長光源を用いた装置の反射光学素子においては、それにより反射面となる鏡面部の面精度に影響を与える面粗さを離型時の歪みにより損なってしまい、中空成形により折角樹脂収縮による問題は解決できても、結果として高い面精度を維持する事ができないことがわかった。

この発明は上記の問題を解決するものであり、本発明は樹脂硬化時の収縮に伴い発生する反りやヒケの影響を緩和し、かつ、離型抵抗による鏡面の歪みの発生を十分に抑止することで、高い鏡面精度を維持した樹脂製の反射光学素子又は該反射光学素子の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明における第１の態様は、中空部を有する長尺の板状である樹脂製の基材部と、前記基材部と一体に成形され、前記基材部表面の一部に位置する鏡面部とを有し、前記鏡面部が位置している前記基材部表面が、前記鏡面部の長尺方向の位置に対応する領域である第１表面と、前記第１表面以外の領域である第２表面とからなり、前記中空部は、前記鏡面部が形成された前記基材部内部のうち前記鏡面部の下に位置し、前記鏡面部の中央から鏡面部の長尺方向の両端より長く、前記鏡面部は、鏡面部全体が前記基材部の板面上に突出している反射光学素子の製造方法であって、キャビティを有し、前記キャビティの内表面は前記第１表面を形成するための第１領域と前記第２表面を形成するための第２領域とを有し、前記第２領域を前記内表面の天井面とする場合に、長尺方向に対し、ゲート側の第２領域とは反対側の天井面側の第２領域の底面及び両側面を含む前記内表面に配されている１又は複数の検出手段とを有する金型の前記キャビティ内に、制御手段によって樹脂を充填させる第１工程と、前記検出手段によって、前記第２領域に達した前記樹脂の先端部を検出し、前記検出結果を受けて、前記制御手段が、前記樹脂の充填の停止及び前記中空部を形成するための前記樹脂内への圧縮ガスの注入の開始を制御する第２工程と、を備えた、反射光学素子の製造方法である。

また、前記中空部は、さらに、前記鏡面部の中央から鏡面部の短尺方向の両端より長いものであることが好ましい。

また、前記反射光学素子は光源からの出射光を前記鏡面部の表面長尺方向に沿って走査されながら、反射する反射光学素子であることが好ましい。

また、前記反射光学素子の前記鏡面部が形成された前記基材部表面の表面粗さＲａはＲａ≦５（ｎｍ）の範囲内で形成されていることが好ましい。

また本発明の別の態様は、光源とポリゴンミラーと、該光源から出射した出射光を入射し、前記ポリゴンミラーに集光させる集光手段と、前記ポリゴンミラーが所定速度で回転することによって走査された走査光に対してｆθ特性を持たせる反射光学素子とを有する走査光学装置であって、前記反射光学素子は、中空部を有する長尺の板状である樹脂製の基材部と、前記基材部表面の一部に位置する鏡面部とを有し、前記中空部は、前記鏡面部が形成された前記基材部内部に位置し、前記鏡面部の中央から鏡面部の長尺方向の両端より長く、前記鏡面部は、鏡面部全体が前記基材部の板面上に突出している。

また、前記走査光学装置に用いられる反射光学素子の中空部は、さらに、前記鏡面部の中央から鏡面部の短尺方向の両端より長いことが好ましい。

また、前記反射光学装置に用いられる反射光学素子の前記鏡面部が形成された前記基材部表面の表面粗さＲａはＲａ≦５（ｎｍ）の範囲内で形成されていることが好ましい。

また、前記光源から出射する光の波長は５００（ｎｍ）以下であることが好ましい。

以上説明したように、本発明によれば、中空部を有し、かつ、該中空部を長尺方向つまり走査方向に鏡面部よりも長く基材部内に形成することにより、樹脂硬化時の収縮に伴い長尺方向に対し発生する反りの影響を鏡面全体にわたり緩和し、さらに、鏡面部の板面全体を基材部の板面上に突出させることで、樹脂成形品の収縮に伴い発生しがちな、樹脂成形品による金型の抱え込みに伴う離型抵抗の増大を抑制することで、従来よりも高い鏡面精度を持つ樹脂製の反射光学素子を実現することができる。

また、該反射光学素子を用いることにより、高精細の画像記録が可能な青色レーザを使用した走査光学装置及び画像形成装置を、ガラス製や金属製、又は、セラミック製の光学素子を用いた従来の機器よりも、より安価に実現することが可能となる。

本発明の第１実施形態にあたる反射光学素子の形状を説明する模式図である。（ａ）は反射光学素子を厚さ方向上部から見た図であり、（ｂ）は短尺方向から見た図である。 本発明の第１実施形態にあたる反射光学素子の成形方法を説明するための模式図であり。（ａ）は反射光学素子を厚さ方向上部から見た図であり、（ｂ）は短尺方向から見た図である。 金型の形状を説明するための模式図である。（ａ）は短尺方向の二等分線を含む垂直面で切断した場合の断面図であり、（ｂ）は長尺方向の二等分線を含む垂直面で切断した場合の断面図である。 検出手段を備えた射出成形機の機能ブロック図である。 検出手段が検出した温度と樹脂充填及び圧縮ガス注入との動作の関係を表すグラフである。 金型のキャビティに樹脂を充填してから、金型から成形品を取り出すまでの動作を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態の変形例にあたる反射光学素子の形状を説明する模式図である。（ａ）は反射光学素子を厚さ方向上部から見た図であり、（ｂ）は短尺方向から見た図である。 本発明の第２実施形態にあたる反射型の走査光学装置の斜視図である。

（第１実施形態）
図１には、本発明の第１実施形態である、鏡面部よりも長尺方向に長い中空部を有する樹脂製の反射光学素子の形状を説明する模式図である。図１（ａ）は反射光学素子を厚さ方向上部から見た図であり、図１（ｂ）は短尺方向から見た図である。

（光学素子の形状）
本実施形態の樹脂製の反射光学素子（以下、「本実施形態の反射光学素子」と呼ぶ場合がある）においては、長尺の板状の基材部３と、基材部３の一つの表面に位置する鏡面部２と、鏡面部２の鏡面裏面の基材部３内部に位置する中空部４を有し、かつ、中空部４の長尺方向の長さが鏡面部２の長尺方向の長さより長く、さらに、中空部４の両端を鏡面部２の長尺方向の両端より外側に形成することで、樹脂の硬化に伴う収縮により発生する引張応力が形成された中空部４に解放されるため、樹脂収縮に伴う長尺方向の反りが鏡面部２全体にわたり緩和され面精度が向上する。

また、従来技術では、樹脂収縮に伴い成形品による金型の抱え込みが発生し、離型抵抗による鏡面部２の歪みが発生していたが、鏡面部２を、板面全体にわたり基材部３より厚さ方向に突出させることで、離型抵抗による鏡面部２の歪みの発生を抑制することが可能となる。さらに、光学素子（樹脂成形品）製作時に鏡面の補正、例えば、鏡面部２の厚さを部分的もしくは全体にわたり厚さ方向に削るような補正を行うことで鏡面の形状が変わる場合がある。補正の結果として鏡面部２の板面が基材部３に埋没するような場合においても、鏡面部２の補正量を見越し、あらかじめ鏡面部２を基材部３より突出させる長さを調整することで、補正後も鏡面部２の板面を基材部３の板面上に突出させるように調整することが可能となり、結果として成形品による金型の抱え込みを回避することができる。

本実施形態の反射光学素子において、鏡面部２の長尺方向の長さをＬ１、短尺方向の長さをＷ１、中空部４の長尺方向の長さをＬ２、短尺方向の長さをＷ２、厚さ方向の長さをＤ２、基材部３の短尺方向の長さをＷ４、長尺方向片側に対し鏡面部の端から基材部の端までの距離をＬ５としたとき、長尺方向片側に対し鏡面部の端から中空部の端までの距離Ｌ３は０≦Ｌ３＜Ｌ５であり、短尺方向片側に対し鏡面部の端から中空部の端までの距離Ｗ３は０≦Ｗ３＜Ｗ２／２を満足するように構成するのがより好ましい。

また、基材部３の板面から突出させる鏡面部２の厚さ方向の長さをＤ１は０．１（ｍｍ）＜Ｄ１＜３（ｍｍ）、離型を鑑みた場合、鏡面部の側面積が大きくなり離型抵抗が大きくなり周囲の鏡面精度が低下することから、好ましくは０．１（ｍｍ）＜Ｄ１≦０．３（ｍｍ）を満たすことが望ましい。

また、短尺方向における鏡面部２の長さＷ１と中空部４の長さＷ２との関係は０．０１≦Ｗ２／Ｗ４≦１が望ましい。

なお、図１（ａ）及び図１（ｂ）においては、中空部４を短尺方向及び厚さ方向の双方において中心に配置し、鏡面部２と平行に直線の形状にて記載しているが、これはあくまで模式的に説明するためのものであって、中空部４の形状や位置関係を限定するものではない。

（基材部の材料）
次に、本実施形態である反射光学素子の材料等について説明する。該反射光学素子の基材部を構成する樹脂材料は、例えば、ポリカーボネイト、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、シクロオレフィンポリマー、又は、これらの２種以上からなる樹脂を挙げることができる。該反射光学素子においては、中でも、ポリカーボネイト、シクロオレフィンポリマーを使用することが好ましい。

（鏡面部の材料）
次に、該反射光学素子の鏡面部を構成する材料等について説明する。鏡面部を構成する材料としては、例えば、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素、アルミナを挙げることができる。成膜方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の公知の成膜方法を用いる事ができる。

（成形方法）
次に、本実施形態である反射光学素子の成形方法について図２，図４，図３及び図６を参照して説明する。図２は、本実施形態である反射光学素子の成形方法を説明するための模式図である。図４は、本実施形態の成形に用いた検出手段を備えた射出成形機の機能ブロック図であり、図３は、金型の形状を説明するための模式図であり、図６は、金型のキャビティに樹脂を充填してから、金型から成形品を取り出すまでの動作を示すフローチャートである。

成形に使用する射出成形機は、キャビティ３１を有する金型４２と、キャビティ３１に樹脂を充填させる充填手段３２と、樹脂を射出したときのその先端部を検出するための検出手段３３と、充填された樹脂中に圧縮ガスを注入するためのガス注入手段３４、樹脂の充填、樹脂の充填停止、及び、圧縮ガスの注入開始、圧縮ガスの注入停止を制御する制御手段３５を有している。

（金型）
キャビティ３１は、光学素子基材の外面を構成する第１表面１１及び第２表面１２を形成するための内表面を有している。ここで金型４２の形状について図３を用いて説明する。なお、図３（ａ）は短尺方向の二等分線を含む垂直面で切断した場合の金型４２の断面図であり、図３（ｂ）は長尺方向の二等分線を含む垂直面で切断した場合の金型４２の断面図である。キャビティ３１の内表面は、第１表面１１を形成するための第１領域３１１と、第２表面１２を形成するための第２領域３１２とを有している。

また、キャビティ３１の第１領域３１１及び第２領域３１２に接する側（天井面側とする）の金型４２において、キャビティ３１の第１領域３１１にあたる部分には、凹部として鏡面形成部３１５を設けられている。この鏡面形成部３１５が設けられることにより、第１表面１１上に鏡面部２が突出して形成されるため、樹脂成形品（反射光学素子）が硬化に伴い収縮しても、樹脂成形品による金型の抱え込みが発生せず、天井面側の金型４２を抜く時の離型抵抗を緩和することができる。

ここで、鏡面形成部３１５は、例えば、波長５００ｎｍ以下の短波長用で用いられる面精度を達成するため、表面粗さＲａが５ｎｍ以下に切削加工で形成されている。なお当該表面粗さＲａは、２−３ｎｍ以下がより好ましい。

さらに、射出成形機における金型４２周辺の構成について図４を用いて説明する。キャビティ３１には、ゲート３２１、ランナー３２２、及び、スプール３２３が連続して形成されている。キャビティ３１、並びに、ランナー３２２及びスプール（金型の通路）３２３に沿ってヒータ（図示省略）が設けられている。ヒータを設けたことにより、キャビティ３１及び金型の通路に接触した溶融樹脂が熱伝導によって冷却され流動性を失って固化するのを防止している。ヒータに代えて、金型に温度調節用の水路を設けても良い。なお、キャビティ３１の内表面を、キャビティ３１に充填される反射光学素子（樹脂成形品）１の外形として図４に示し、同じく、ゲート３２１、スプール３２３、及び、ランナー３２２をそれらの部分に通された樹脂の外形として、図４にそれぞれ示す。

（充填手段）
充填手段３２は、反射光学素子１の短尺側から長尺方向に向かって樹脂を充填させるように、金型に配置されることが望ましい。充填手段３２のノズル３２４が前記スプール３２３に通じている。充填手段３２は溶融樹脂をノズル３２４から押し出すためのスクリュー（図示省略）を有している。スクリューは、溶融樹脂をノズル３２４からスプール３２３、ランナー３２２、ゲート３２１に通し、キャビティ３１に充填させる。スクリューの移動開始位置からの距離、又は、スクリューの移動開始からの経過時間は、溶融樹脂を押し出す量（射出量）に対応している。また、スプール３２３からゲート３２１までの金型の通路の容積、及び、長尺方向の各位置でのキャビティ３１の横断面形状は分かっているから、スクリューの移動開始位置からの距離、又は、スクリューの移動開始からの経過時間を基に、キャビティ３１に充填される溶融樹脂の先端部の位置を求めることが可能となる。

（検出手段）
検出手段３３は、キャビティ３１の内表面の温度を検出する温度センサである。１又は複数の検出手段３３が、第２表面１２を形成するためのキャビティ３１の内表面の第２領域３１２を含み、第２領域３１２を天井面とする場合、底面３１３及び両側面３１４を含む内表面に配されている。長尺方向に対し、ゲート側の第２領域３１２とは反対側の第２領域３１２（天井面）に対向する底面３１３に配された検出手段３３を図４に示す。なお、検出手段３３としては、キャビティ３１内における射出時の樹脂の先端部を検出することが可能なセンサであれば、温度センサに限らない、例えば、超音波センサや磁気センサであっても良い。

検出手段３３は、キャビティ３１の第２領域３１２に達した樹脂の先端部を検出することが可能となる。制御手段３５がインタフェース３８を介して検出手段３３からの検出信号である検出温度ｔ１を受ける。制御手段３５は、検出手段３３からの検出温度ｔ１を基に、充填手段３２を制御し、樹脂の充填を停止させ、ガス注入手段３４を制御し、圧縮ガスの注入を開始させる。

上記の第２領域３１２を含み、第２領域３１２と長尺方向で同じ領域に検出手段３３を設けたことにより、検出手段３３が第１表面１１の表面精度を低下させる要因とならない。また、第２領域３１２に達した樹脂の先端部や樹脂内部に形成された中空部の先端部を検出手段３３が直接的に検出し、その検出信号を受けて、樹脂の充填を停止や圧縮ガスの注入の開始を制御するため、第２表面１２まで中空部を確実に延伸させることが可能となる。

制御手段３５は、予め定められた時間を記憶手段３６に記憶させる。制御手段３５は、操作手段４１による操作を受けて、予め定められた時間を調整し、調整後の予め定められた時間を記憶手段３６に記憶させる。予め定められた時間を調整することにより、中空部の先端部の位置調節をすることが可能となる。

（ガス注入手段）
ガス注入手段３４は、圧縮ガスが貯留されるタンク（図示省略）、電磁弁３４１と、キャビティ３１内に通じる射出口部３４２とを有している。制御手段３５は、電磁弁３４１の開閉を制御する。使用する圧縮ガスは、樹脂と反応や混合しないものであれば良い。例えば、不活性ガスが挙げられる。安全面とコスト面を鑑みた場合、不燃性と中毒性、また安価な方法で得られることから、好ましくは、窒素が良い。射出口部３４２は、キャビティ３１の内表面の第２領域３１２（天井面）に対し対向する内表面の底面３１３に設けられている。射出口部３４２は、ゲートの近傍にあって、前記長尺方向に向かって開設されている。

（記憶手段）
記憶手段３６は、検出手段３３からの検出温度ｔ１に対し比較すべき予め定められた基準温度ｔ０が記憶されている。検出温度ｔ１及び基準温度ｔ０を図５に示す。

（判断手段）
判断手段３７は、検出温度ｔ１と基準温度ｔ０とを比較し、検出温度ｔ１が基準温度ｔ０を超えた場合、制御手段３５に判断結果を出力する。溶融樹脂の先端部が検出手段３３の位置に達したとき、検出手段３３が検出する検出温度ｔ１を基準温度ｔ０とする。

（制御手段）
制御手段３５は、検出手段３３からの検出温度ｔ１を受けて、判断手段３７に検出温度と基準温度とを比較させ、検出温度ｔ１が基準温度ｔ０を超えたと判断手段３７が判断した場合、充填手段３２を制御し、キャビティ３１への樹脂の充填を停止させ、ガス注入手段３４を制御して、充填させた樹脂中に圧縮ガスの注入を開始させる。また、制御手段３５は、圧縮ガスの注入を開始してから所定時間経過後に、圧縮ガスの注入を停止させる。検出温度ｔ１が基準温度ｔ０を超えたときに、樹脂の充填を停止させる動作、及び、圧縮ガスの注入を開始させる動作を図５に示す。

充填された樹脂中に圧縮ガスを注入することにより、樹脂内に中空部４を長尺方向へ延ばし、第１表面１１に沿わせて第２表面１２まで形成することができ、これにより、長尺方向に第１表面１１より長い中空部４が樹脂内にされる。形成された中空部４により、熱収縮による引張応力の影響を開放させることができ、これにより、樹脂成形品のソリを低減させることができ、さらに、中空部が第２表面まで形成される、つまり、長尺方向に第１表面１１より長く形成されることにより、鏡面部全体にわたり中空の効果をおよぼすことが可能となる。

圧縮ガスの注入の開始は、樹脂の充填の停止後の樹脂冷却進行前である事を考慮すると停止とほぼ同時又は樹脂の充填後１−５秒以内が好ましい。

また、制御手段３５は、操作手段４１による指示を受けて、変更された基準温度ｔ０を記憶手段３６に記憶させる。樹脂の充填の停止及び圧縮ガスの注入開始時を調整するためには基準温度ｔ０を変更調整すればよい。基準温度ｔ０は、反射光学素子１の基材の製造実験を繰り返し、製造された反射光学素子１を測定、評価することにより、経験的に決められる。基準温度ｔ０は、反射光学素子１の基材の材料、加熱シリンダーの温度、及び、単位時間ごとの樹脂の充填量を基に相対的に決められる。

次に、一連の動作について説明する。先ず、制御手段３５が、充填手段３２を制御し、スクリューを回転させて、溶融樹脂をノズル３２４から射出させ、スプール３２３、ランナー３２２、及び、ゲート３２１に通させ、キャビティ３１に充填させる（ステップＳ１０１）。このとき、電磁弁３４１を閉じられている。また、制御手段３５は、検出手段３３による検出信号を受けていない。

溶融樹脂をキャビティ３１にさらに充填させる。第２表面１２に達した溶融樹脂の先端部を検出手段３３が検出する。制御手段３５が、検出手段３３による検出信号を受けた場合（ステップＳ１０２；Ｙ）、制御手段３５は、充填手段３２を制御し、キャビティ３１への樹脂の充填を停止させる（ステップＳ１０３）。次に、制御手段３５は、ガス注入手段３４を制御して、電磁弁３４１を開放させる。それにより、タンク（図示省略）内の圧縮ガスを射出口部３４２からキャビティ３１内に噴出させる。射出口部３４２が第２領域３１２に対向する底面に配され、また、射出口部３４２が長尺方向に向かって開口されていることにより、充填された樹脂中に長尺方向へ圧縮ガスを注入させる（ステップＳ１０４）。それにより、樹脂中に長尺方向へ延びた中空部を形成させることができる。

次に、金型との熱伝導により、溶融樹脂を固化、冷却させる。固化、冷却させるまで間、中空部４を所定圧力に保圧する（ステップＳ１０５）。保圧することにより、第１表面１１を第１領域３１１に押し付けるので、第１表面１１の面転写性を向上させることが可能となる。

次に、中空部４内の圧縮ガスを除去し、金型を開き、反射光学素子（樹脂成形品）１を取り出す（ステップＳ１０６）。

上記の図６に示すフローチャートでは、第２領域３１２に対向する底面等に１個の検出手段３３を設けた場合に、制御手段３５が、樹脂の充填を停止させ、圧縮ガスの注入を開始させたものを示した。これに限らず、第２領域３１２に対向する底面等に複数の検出手段３３を設けた場合は、制御手段３５が、何番目の検出手段３３による検出信号を受けた場合、充填手段３２及びガス注入手段３４を制御するのかを予め設定しておき、その設定を記憶手段３６に記憶させておく。図６においては、制御手段３５が、所定の検出手段３３による検出信号を受けた場合（ステップＳ１０２；Ｙ）、制御手段３５が、充填手段３２を制御して樹脂の充填を停止させ（ステップＳ１０３）、ガス注入手段３４を制御して圧縮ガスの注入開始を制御する（ステップＳ１０４）。

（変形例）
上述した実施形態に係る反射光学素子の変形例について図７を参照して説明する。図７は、変形例に係る反射光学素子の形状を説明する模式図である。図７（ａ）は反射光学素子を厚さ方向上部から見た図であり、図７（ｂ）は短尺方向から見た図である。短尺方向における鏡面部６の長さＷ３及び中空部８の長さＷ５の関係以外は、上述した反射光学素子１の構成と同じであるため、差異部分にのみ注目し説明する。

上述した反射光学素子１において短尺方向における鏡面部２の長さＷ１と中空部４の長さＷ２とがＷ１＞Ｗ２の関係を満たすことに対し、変形例に係る反射光学素子５では、鏡面部６の長さＷ５よりも中空部４の長さＷ６が長くＷ５＜Ｗ６の関係を満たし、さらに、短尺方向において中空部８の両端を鏡面部６の両端より外側に形成することで、短尺方向においても樹脂収縮に伴う反りやヒケが緩和され面精度が向上する。

また、基材部７の板面から突出させる鏡面部６の厚さ方向の長さＤ５は０．１（ｍｍ）＜Ｄ５＜３（ｍｍ）、離型を鑑みた場合、鏡面部の側面積が大きくなり離型抵抗が大きくなり周囲の鏡面精度が低下することから、好ましくは０．１（ｍｍ）＜Ｄ５≦０．３（ｍｍ）を満たすことが望ましい。

なお、図７（ａ）及び図７（ｂ）においては、図１（ａ）及び図１（ｂ）と同様に、中空部８を短尺方向及び厚さ方向の双方において中心に配置し、鏡面部６と平行に平面の形状にて記載しているが、これはあくまで模式的に説明するためのものであって、中空部８の形状や位置関係を限定するものではない。

なお、本発明に係る図１又は図７に記載の反射光学素子は、実施例として凹面鏡の形状を例に記載しているが、凹面鏡に限定するものではなく、特に、所定の軸方向に高い面精度を要求し、その軸方向に鏡面部より中空部を広くとることが可能な反射光学素子であれば適用することが可能である。

（第２実施形態）
図８には、反射型の走査光学装置におけるｆθミラーに第１実施形態に記載の反射光学素子を適用した実施形態を示している。

図８は反射型の走査光学装置の斜視図である。図８において、走査光学装置は、光源ユニット２１と、集光手段２２，２４と、ポリゴンミラー２３と、平面ミラー２５，２６と、ｆθミラー２７とで構成されている。

光源ユニット２１は図示しないレーザダイオードとコリメータレンズとからなり、レーザダイオードは図示しない駆動回路に入力された画像情報に基づいて変調（オン、オフ）制御され、オン時にレーザビームを放射する。このレーザビームは窒化ガリウム系の半導体レーザであって、発振波長は４０８ｎｍである。当該レーザビームはコリメータレンズで略平行光に収束された後、集光手段２２であるシリンドリカルミラーで反射され、そのビーム形状を長手方向が主走査方向と平行な略直線状に変更され、ポリゴンミラー２３に到達する。

集光手段２４であるトーリックレンズは主走査方向と副走査方向に異なるパワーを有し、副走査方向についてレーザビームを被走査面上に集光させることで、ポリゴンミラー２３の偏向面と被走査面とを共役関係に保ち、前記集光手段２２である拡張シリンドリカルミラーとの組み合わせにより、ポリゴンミラー２３の各偏向面の面倒れ誤差を補正する。

集光手段２４を透過したレーザビームは平面ミラー２５，２６で反射され、さらにｆθミラー２７に反射されることで感光体ドラム２８に集光される。ｆθミラー２７は前記ポリゴンミラー２３で主走査方向に等角速度で偏向されたレーザビームを被走査面上（感光体ドラム２８上）での主走査速度を等速に補正、即ち、歪曲収差を補正する。

感光体ドラム２８は矢印ｂ方向に一定速度で回転駆動され、ポリゴンミラー２３によるレーザビームの主走査と感光体ドラム２８の回転（副走査）に基づいて感光体ドラム２８上に画像が形成される。

本実施形態のように、反射光学素子としてｆθミラーを用いた反射型の走査光学装置とすることで、レーザビームがｆθミラー内部を透過することなく主走査速度を等速にすることが可能となり、青色レーザのような短波長のレーザビームを利用する時でも発生する樹脂製光学素子の耐候性の問題を回避でき、高精細の画像記録や再生を行う事が可能となる。

さらに、前述したように、ｆθミラーの光学面の面精度にはｆθレンズ利用時よりも高い面精度が要求されることになるが、本発明に係る反射光学素子、つまり、鏡面部よりも長尺方向に長い、もしくは、長尺方向及び短尺方向の双方に長い中空部を有し、鏡面部の板面全体が基材部の板面より厚さ方向に突出している反射光学素子を用いることで、樹脂収縮時の反りやヒケによる鏡面部への影響を緩和し高い面精度を得ることが可能となる。

なお、本発明に係る走査光学装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更可能である。特に、光路を構成するために使用される光学素子の種類や配置関係は任意である。また、本発明に係る反射光学素子は前記実施例つまりｆθミラーに限定するものではなく、特に、所定の軸方向に高い面精度を要求し、かつ、鏡面部より中空部を広くとることが可能な反射光学素子に利用可能である。

以下、好ましい実施例に基づき本発明を説明する。尚、実施例及び比較例において樹脂製の反射光学素子を、実施形態２に説明した反射型の走査光学装置におけるｆθミラー２７とした。

ここで、ｆθミラー２７の形状は長尺方向の全長を１２２ｍｍ、短尺方向の全幅２０ｍｍ、全体的な厚さ５ｍｍ、鏡面部の長さを１００ｍｍ、鏡面部の幅１４ｍｍのものを製造する。そのため鏡面部が形成される樹脂成形品を、中空部の鏡面部が形成される部分の表面粗さを５ｎｍ以下、中空部の長さを当該鏡面部が形成される基材部の長手方向長さに相当する１００ｍｍ以上１２２ｍｍ以内となるような条件（樹脂温度、型温度、射出速度、射出切替位置、計量位置、保圧力、保圧時間、ガス圧力、ガス保持時間、ガスノズル温度等）に設定し図３に示した成形型を切削等行った後、中空成形した。

得られた樹脂成形品は中空部の長尺方向の長さが基材部の長尺方向の長さよりも長く形成されている事を確認し、併せて当該樹脂成形品の鏡面部が形成される基材部の表面精度を測定したが、成形時の条件通り、成形型からの離型抵抗による歪みの影響も少なく、表面粗さ５ｎｍ以下で維持された、高い面精度の樹脂成形品を得ることができ、結果として同様に高い面精度を有する反射光学素子を得ることができた。
（比較例）
実施例とは異なり、中空部の長尺方向の長さが基材部の長尺方向の長さより短くなるような成形条件以外は同様な条件で、実施例同様、図３に示した成形型で成形を行った。得られた樹脂成形品は、成形条件通り、中空部の長尺方向の長さが基材部の長尺方向の長さよりも短く形成されていたものの、当該樹脂成形品の表面精度を測定したが、表面粗さ５ｎｍよりも大きな表面粗さとなっており、高い面精度の反射光学素子を得ることができなかった。

１ 反射光学素子
２ 鏡面部
３ 基材部
４ 中空部
１１ 第１表面
１２ 第２表面
２１ 光源ユニット
２３ ポリゴンミラー
２７ ｆθミラー
２８ 感光体ドラム（被走査面）
３１ キャビティ
３２ 充填手段
３３ 検出手段
３４ ガス注入手段
３５ 制御手段
３６ 記憶手段
３７ 判断手段
３８ インタフェース
４１ 操作手段
３１１ 第１領域
３１２ 第２領域
３１５ 鏡面形成部
３４１ 電磁弁
３４２ 射出口部

Claims (1)

1. 中空部を有する長尺の板状である樹脂製の基材部と、
   前記基材部と一体に成形され、前記基材部表面の一部に位置する鏡面部とを有し、
   前記鏡面部が位置している前記基材部表面が、前記鏡面部の長尺方向の位置に対応する領域である第１表面と、前記第１表面以外の領域である第２表面とからなり、
   前記中空部は、前記鏡面部が形成された前記基材部内部のうち前記鏡面部の下に位置し、
   前記鏡面部の中央から鏡面部の長尺方向の両端より長く、
   前記鏡面部は、鏡面部全体が前記基材部の板面上に突出している反射光学素子の製造方法であって、
   キャビティを有し、前記キャビティの内表面は前記第１表面を形成するための第１領域と前記第２表面を形成するための第２領域とを有し、前記第２領域を前記内表面の天井面とする場合に、長尺方向に対し、ゲート側の第２領域とは反対側の天井面側の第２領域の底面及び両側面を含む前記内表面に配されている１又は複数の検出手段とを有する金型の前記キャビティ内に、制御手段によって樹脂を充填させる第１工程と、
   前記検出手段によって、前記第２領域に達した前記樹脂の先端部を検出し、前記検出結果を受けて、前記制御手段が、前記樹脂の充填の停止及び前記中空部を形成するための前記樹脂内への圧縮ガスの注入の開始を制御する第２工程と、
   を備えた、
   反射光学素子の製造方法。