JP2003094441A - 光学素子及びその製造方法 - Google Patents
光学素子及びその製造方法Info
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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- B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】走査光学系の走査光束の副走査方向の曲がり
（走査線曲がり）についての高精度要求に応えるため
に、形状誤差や屈折率分布に依存する像面湾曲と共に、
走査線曲がりについても高い精度を達成した走査光学系
の光学素子を製作できるように、その製造方法を工夫す
ること。 【解決手段】光学素子の製造方法を、設計値に基づいて
成形用の鏡面駒を作成し、一定の形状誤差が安定して得
られるような成形条件で光学素子を成形するイニシャル
成形工程と、前記光学素子の各光学特性を測定する光学
特性測定工程と、前記光学特性測定工程で得られた各像
高における理想からの偏差を反転した分布を新たな理想
として、特定の係数を変化させつつ繰り返し光学シミュ
レーションを行い、理想からの差を最小とするように係
数を最適化する再設計工程と、当該再設計工程で得られ
た新しい設計値に基づいて鏡面駒を作成する鏡面駒修正
工程と、修正された鏡面駒を用いて光学素子を成形する
本成形工程とで構成したこと。
（走査線曲がり）についての高精度要求に応えるため
に、形状誤差や屈折率分布に依存する像面湾曲と共に、
走査線曲がりについても高い精度を達成した走査光学系
の光学素子を製作できるように、その製造方法を工夫す
ること。 【解決手段】光学素子の製造方法を、設計値に基づいて
成形用の鏡面駒を作成し、一定の形状誤差が安定して得
られるような成形条件で光学素子を成形するイニシャル
成形工程と、前記光学素子の各光学特性を測定する光学
特性測定工程と、前記光学特性測定工程で得られた各像
高における理想からの偏差を反転した分布を新たな理想
として、特定の係数を変化させつつ繰り返し光学シミュ
レーションを行い、理想からの差を最小とするように係
数を最適化する再設計工程と、当該再設計工程で得られ
た新しい設計値に基づいて鏡面駒を作成する鏡面駒修正
工程と、修正された鏡面駒を用いて光学素子を成形する
本成形工程とで構成したこと。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はプラスチック製光学素
子の成形工程における成形誤差を予め測定して成形用金
型駒の成形鏡面設計にフィードバックして当該鏡面設計
を修正する製造方法に関するものであり、殊に、レーザ
プリンタ、デジタルコピーの光走査装置に用いられるプ
ラスチック製走査結像レンズの製造法に適用して有効な
ものである。
子の成形工程における成形誤差を予め測定して成形用金
型駒の成形鏡面設計にフィードバックして当該鏡面設計
を修正する製造方法に関するものであり、殊に、レーザ
プリンタ、デジタルコピーの光走査装置に用いられるプ
ラスチック製走査結像レンズの製造法に適用して有効な
ものである。
【０００２】
【従来の技術】プラスチック成形工程の樹脂収縮による
形状誤差を補正する金型形状設計装置が公知である（特
開平５−９６５７２号公報）。このものは、実測データ
に基づいて、プラスチック成形品とその成形金型の成形
面の形状回帰曲線を求め、当該プラスチック成形品の射
出成形に伴って発生する樹脂収縮量を求め、この樹脂収
縮量に基づいてプラスチック成形品の樹脂収縮による形
状誤差を補正して補償することのできる金型の成形面の
収縮補正形状を示す形状回帰曲線を演算し、さらにこの
形状回帰曲線からＮＣデータを作成するようにするもの
であり、プラスチック成形品の樹脂収縮に基因する形状
誤差を著しく低減することができるものである。また、
光学素子の成形工程に依存する局所的な形状誤差を補正
する光学素子の成形方法が公知である（特開平７−６０
８５７号公報）。このものは、プラスチック製光学素子
を射出成形するに当たり、各光学素子の光学機能面に一
定の形状誤差が安定して形成されるように成形条件を設
定する第１の工程と、この成形条件により形成される光
学素子の光学機能面を複数個の領域に分割し、この分割
された各領域を、境界において連続となるようにそれぞ
れ前記形状誤差を関数で近似する第２の工程と、この第
２の工程で求められた関数に基づいて、成形金型駒の成
形鏡面の形状を、一定の形状誤差を相殺するように加工
する第３の工程と、この第３の工程で加工された成形用
金型駒を用いて光学素子を成形するものである。
形状誤差を補正する金型形状設計装置が公知である（特
開平５−９６５７２号公報）。このものは、実測データ
に基づいて、プラスチック成形品とその成形金型の成形
面の形状回帰曲線を求め、当該プラスチック成形品の射
出成形に伴って発生する樹脂収縮量を求め、この樹脂収
縮量に基づいてプラスチック成形品の樹脂収縮による形
状誤差を補正して補償することのできる金型の成形面の
収縮補正形状を示す形状回帰曲線を演算し、さらにこの
形状回帰曲線からＮＣデータを作成するようにするもの
であり、プラスチック成形品の樹脂収縮に基因する形状
誤差を著しく低減することができるものである。また、
光学素子の成形工程に依存する局所的な形状誤差を補正
する光学素子の成形方法が公知である（特開平７−６０
８５７号公報）。このものは、プラスチック製光学素子
を射出成形するに当たり、各光学素子の光学機能面に一
定の形状誤差が安定して形成されるように成形条件を設
定する第１の工程と、この成形条件により形成される光
学素子の光学機能面を複数個の領域に分割し、この分割
された各領域を、境界において連続となるようにそれぞ
れ前記形状誤差を関数で近似する第２の工程と、この第
２の工程で求められた関数に基づいて、成形金型駒の成
形鏡面の形状を、一定の形状誤差を相殺するように加工
する第３の工程と、この第３の工程で加工された成形用
金型駒を用いて光学素子を成形するものである。
【０００３】
【先行技術】さらに、公知ではないが次の先行技術があ
る。成形されたプラスチック光学素子の形状測定結果か
ら、その光学特性を推定し、これを最適化するように、
成形金型駒の成形鏡面の設計条件のパラメータの一部を
調整する、光学素子の製造方法（特願２００１−５９８
１７号）、上記の光学特性の測定結果から、像面湾曲を
相殺するように一部の光学機能面の形状を補正する光学
素子の製造法（特願２００１−４７７２６号）。図３に
デジタルコピーやレーザプリンタで使用する光走査装置
の概略を示している。このものにおける光源１から出射
された光束はコリメータレンズ２を透過して略平行光と
なり、シリンドリカルレンズ３を透過してポリゴンモー
タ４の反射面上で線状に集光する。ポリゴンモータから
の反射光束は偏向され、走査結像光学系のレンズ５ａ，
５ｂを透過して、感光体面６で集光する。走査結像光学
系で用いる長尺のレンズやミラーなどの光学素子は、主
に射出成形等で作成したプラスチック成形品が用いられ
る。プラスチック成形で光学素子を製作する場合、樹脂
の不均一な収縮などの影響により、設計値からの偏差
（以下これを「形状誤差」と呼ぶ）が発生する。この光
学素子の形状誤差による走査光学系の性能の劣化を特定
の光学機能面の修正によって相殺する方法が、上記特願
２００１−５９８１７号の先行技術である。しかし、こ
の先行技術では全ての形状パラメータを評価できるわけ
ではないため、実際の使用時の光学特性と、形状から光
学シミュレーションで得られる光学特性には差が出てし
まう。そのため、実際の使用時と同等の条件で光学特性
を測定し、特に像面における像面湾曲を相殺する方法
が、上記特願２００１−４７７２６号の先行技術であ
る。他方、近年、特にフルカラープリンタにおいて４連
タンデムドラムプリント方式が採用されるようになって
いる。この場合、走査光学系の走査光束の副走査方向の
曲がり（走査線曲がり）について、従来にない高い精度
が要求されるようになっている。
る。成形されたプラスチック光学素子の形状測定結果か
ら、その光学特性を推定し、これを最適化するように、
成形金型駒の成形鏡面の設計条件のパラメータの一部を
調整する、光学素子の製造方法（特願２００１−５９８
１７号）、上記の光学特性の測定結果から、像面湾曲を
相殺するように一部の光学機能面の形状を補正する光学
素子の製造法（特願２００１−４７７２６号）。図３に
デジタルコピーやレーザプリンタで使用する光走査装置
の概略を示している。このものにおける光源１から出射
された光束はコリメータレンズ２を透過して略平行光と
なり、シリンドリカルレンズ３を透過してポリゴンモー
タ４の反射面上で線状に集光する。ポリゴンモータから
の反射光束は偏向され、走査結像光学系のレンズ５ａ，
５ｂを透過して、感光体面６で集光する。走査結像光学
系で用いる長尺のレンズやミラーなどの光学素子は、主
に射出成形等で作成したプラスチック成形品が用いられ
る。プラスチック成形で光学素子を製作する場合、樹脂
の不均一な収縮などの影響により、設計値からの偏差
（以下これを「形状誤差」と呼ぶ）が発生する。この光
学素子の形状誤差による走査光学系の性能の劣化を特定
の光学機能面の修正によって相殺する方法が、上記特願
２００１−５９８１７号の先行技術である。しかし、こ
の先行技術では全ての形状パラメータを評価できるわけ
ではないため、実際の使用時の光学特性と、形状から光
学シミュレーションで得られる光学特性には差が出てし
まう。そのため、実際の使用時と同等の条件で光学特性
を測定し、特に像面における像面湾曲を相殺する方法
が、上記特願２００１−４７７２６号の先行技術であ
る。他方、近年、特にフルカラープリンタにおいて４連
タンデムドラムプリント方式が採用されるようになって
いる。この場合、走査光学系の走査光束の副走査方向の
曲がり（走査線曲がり）について、従来にない高い精度
が要求されるようになっている。
【０００４】
【解決しようとする課題】本発明は、上記の走査光学系
の走査光束の副走査方向の曲がり（走査線曲がり）につ
いての高精度要求に応えるために、形状誤差や屈折率分
布に依存する像面湾曲と共に、走査線曲がりについても
高い精度を達成した走査光学系の光学素子を製作できる
ように、その製造方法を工夫することをその課題とする
ものである。
の走査光束の副走査方向の曲がり（走査線曲がり）につ
いての高精度要求に応えるために、形状誤差や屈折率分
布に依存する像面湾曲と共に、走査線曲がりについても
高い精度を達成した走査光学系の光学素子を製作できる
ように、その製造方法を工夫することをその課題とする
ものである。
【０００５】
【課題解決のために講じた手段】（請求項１に対応）上
記課題を解決するための解決手段１は次のように構成さ
れるものである。設計値に基づいて成形用の鏡面駒を作
成し、一定の形状誤差が安定して得られるような成形条
件で光学素子を成形するイニシャル成形工程と、前記光
学素子の各光学特性を測定する光学特性測定工程と、前
記光学特性測定工程で得られた各像高における理想から
の偏差を反転した分布を新たな理想として、特定の係数
を変化させつつ繰り返し光学シミュレーションを行い、
理想からの差を最小とするように係数を最適化する再設
計工程と、当該再設計工程で得られた新しい設計値に基
づいて鏡面駒を作成する鏡面駒修正工程と、修正された
鏡面駒を用いて光学素子を成形する本成形工程とからな
る光学素子の製造方法。
記課題を解決するための解決手段１は次のように構成さ
れるものである。設計値に基づいて成形用の鏡面駒を作
成し、一定の形状誤差が安定して得られるような成形条
件で光学素子を成形するイニシャル成形工程と、前記光
学素子の各光学特性を測定する光学特性測定工程と、前
記光学特性測定工程で得られた各像高における理想から
の偏差を反転した分布を新たな理想として、特定の係数
を変化させつつ繰り返し光学シミュレーションを行い、
理想からの差を最小とするように係数を最適化する再設
計工程と、当該再設計工程で得られた新しい設計値に基
づいて鏡面駒を作成する鏡面駒修正工程と、修正された
鏡面駒を用いて光学素子を成形する本成形工程とからな
る光学素子の製造方法。
【０００６】
【作用】特定の光学機能面の修正により、形状誤差や屈
折率分布、光学素子を原因とする組み付け誤差等に起因
する像面湾曲と走査線曲がりを相殺し、光学性能の高い
光走査装置を実現することが可能となる。
折率分布、光学素子を原因とする組み付け誤差等に起因
する像面湾曲と走査線曲がりを相殺し、光学性能の高い
光走査装置を実現することが可能となる。
【０００７】
【実施態様１】（請求項２に対応）実施態様１は、上記
解決手段による光学素子の製造方法について、上記光学
特性測定工程により上記本成形工程で作成した成形品の
光学特性の測定を行い、当該測定の結果が仕様を満たす
まで再設計工程と鏡面駒修正工程と上記本成形工程を繰
り返す光学素子の製造方法である。
解決手段による光学素子の製造方法について、上記光学
特性測定工程により上記本成形工程で作成した成形品の
光学特性の測定を行い、当該測定の結果が仕様を満たす
まで再設計工程と鏡面駒修正工程と上記本成形工程を繰
り返す光学素子の製造方法である。
【０００８】
【実施態様２】（請求項３に対応）実施態様２は、上記
解決手段又は実施態様１の光学素子の製造方法につい
て、上記光学特性測定工程が、複数の像高において、光
束の主走査方向集光位置の像面からの光軸方向ずれ量で
ある主走査焦点ずれ量を求め、像高と主走査焦点ずれ量
の分布を出力する光学特性測定工程である光学素子の製
造方法である。
解決手段又は実施態様１の光学素子の製造方法につい
て、上記光学特性測定工程が、複数の像高において、光
束の主走査方向集光位置の像面からの光軸方向ずれ量で
ある主走査焦点ずれ量を求め、像高と主走査焦点ずれ量
の分布を出力する光学特性測定工程である光学素子の製
造方法である。
【実施態様３】（請求項４に対応）実施態様３は、上記
解決手段１又は実施態様１の光学素子の製造方法につい
て、上記光学特性測定工程が、複数の像高において、光
束の副走査方向集光位置の像面からの光軸方向ずれ量で
ある副走査焦点ずれ量を求め、像高と副走査焦点ずれ量
の分布を出力する光学特性測定工程である光学素子の製
造方法である。
解決手段１又は実施態様１の光学素子の製造方法につい
て、上記光学特性測定工程が、複数の像高において、光
束の副走査方向集光位置の像面からの光軸方向ずれ量で
ある副走査焦点ずれ量を求め、像高と副走査焦点ずれ量
の分布を出力する光学特性測定工程である光学素子の製
造方法である。
【０００９】
【実施態様４】（請求項５に対応）実施態様４は、上記
実施態様２又は実施態様３の光学素子の製造方法につい
て、上記光学特性測定工程が、作成した成形品を実際の
使用と同じ光走査装置に組み込み、ビームプロファイル
測定手段を像面近傍で光軸方向に複数の位置に設置しつ
つ主走査、副走査方向の光束径を測定し、光軸方向位置
と光束径の分布をモデル式に近似し、モデル式の最小値
を求めることにより、任意の像高での焦点ずれ量を得る
光学特性測定工程である光学素子の製造方法である。
実施態様２又は実施態様３の光学素子の製造方法につい
て、上記光学特性測定工程が、作成した成形品を実際の
使用と同じ光走査装置に組み込み、ビームプロファイル
測定手段を像面近傍で光軸方向に複数の位置に設置しつ
つ主走査、副走査方向の光束径を測定し、光軸方向位置
と光束径の分布をモデル式に近似し、モデル式の最小値
を求めることにより、任意の像高での焦点ずれ量を得る
光学特性測定工程である光学素子の製造方法である。
【００１０】
【実施態様５】（請求項６に対応）実施態様５は、解決
手段１又は実施態様１の光学素子の製造方法について、
上記光学特性測定工程が、複数の像高において、光束の
副走査方向偏差を測定し、像高と偏差の分布である走査
線曲がりを出力する光学特性測定工程であることを特徴
とする光学素子の製造方法である。
手段１又は実施態様１の光学素子の製造方法について、
上記光学特性測定工程が、複数の像高において、光束の
副走査方向偏差を測定し、像高と偏差の分布である走査
線曲がりを出力する光学特性測定工程であることを特徴
とする光学素子の製造方法である。
【００１１】
【実施の形態】次いで、実施の形態について説明する。
図１に本発明のフローチャートを示している。このフロ
ーチャートに示すように、光学素子の光学設計を行い、
この光学設計に基づいて成形金型の鏡面駒を作成し、こ
の鏡面駒を用いて光学素子を成形する。次いで、上記光
学素子の光学特性を測定して設計値と比較して形状誤差
を求め、この形状誤差を基にして再設計を行い、この再
設計に基づいて上記鏡面駒を修正し、このようにして修
正した鏡面駒を用いて本形成を行う。
図１に本発明のフローチャートを示している。このフロ
ーチャートに示すように、光学素子の光学設計を行い、
この光学設計に基づいて成形金型の鏡面駒を作成し、こ
の鏡面駒を用いて光学素子を成形する。次いで、上記光
学素子の光学特性を測定して設計値と比較して形状誤差
を求め、この形状誤差を基にして再設計を行い、この再
設計に基づいて上記鏡面駒を修正し、このようにして修
正した鏡面駒を用いて本形成を行う。
【００１２】〔光学設計について〕上記の光学設計にお
ける走査結像光学系の各パラメータは、光学シミュレー
ションを用いて複数の光学特性が許容範囲に入るように
最適化することにより設計される。この例では単純化の
ために、１つの光学機能面は以下のような非球面式を用
いて設計する。 ここで、ｘは主走査方向、ｙは副走査方向、ｚは光軸方
向の座標値、Ｃｍ，Ｋｍ，ｅｊｉを設計パラメータとす
る。
ける走査結像光学系の各パラメータは、光学シミュレー
ションを用いて複数の光学特性が許容範囲に入るように
最適化することにより設計される。この例では単純化の
ために、１つの光学機能面は以下のような非球面式を用
いて設計する。 ここで、ｘは主走査方向、ｙは副走査方向、ｚは光軸方
向の座標値、Ｃｍ，Ｋｍ，ｅｊｉを設計パラメータとす
る。
【００１３】〔鏡面駒作成について〕当初の設計データ
を基にして、各レンズ面に転写される鏡面駒の鏡面を作
成する。 〔イニシャル成形について〕射出成形の金型に上記鏡面
駒を組み込んで成形加工を行う。まず成形品が安定して
内部歪みやヒケなどの欠陥がなくて同一の形状で成形さ
れるように成形条件を決定し、当該成形条件で成形品サ
ンプルを作成する。 〔光学特性の測定について〕作成された光学素子を用い
て、実際の使用と同条件の光走査装置を作成し、複数の
像高で像面湾曲と、走査線曲がりを測定し、各像高に対
する主走査像面湾曲、副走査像面湾曲、走査線曲がりの
各分布データを得る。さらに、複数の成形品サンプルに
ついて前述の測定を行い、各光学特性の偏りとばらつき
を評価し、ばらつき成分のみで公差をはみ出てしまう場
合は、前述のイニシャル成形工程に戻って成形条件の最
適化を行う。ばらつきが公差より小さい場合は、全ての
測定データを用いて像高と光学特性の関係を適当な次数
の多項式に最小二乗近似する。 〔曲面モデルの再設計について〕曲面モデルの再設計で
は、光学シミュレーションを用いて、設計パラメータの
再設計を行う。ここで、あらかじめ設計形状による光学
シミュレーションで理想的な主走査像面湾曲、副走査像
面湾曲、走査線曲がりを求めておく。まず、主走査像面
湾曲の最適化について説明する。光学シミュレーション
で得られた理想状態での像面湾曲を多項式で近似する。
そして、理想状態の像面湾曲から光学測定で求めた像面
湾曲を引いた多項式を作成する（以下、この多項式を
「目標多項式」という）。そして光学シミュレーション
による各像高における焦点ずれ量の目標多項式からの偏
差の二乗和を評価関数として、これを最小化するように
前述の非球面式におけるｅ０ｉ（ｉ＝０，／・・ｎ）を
最適化する。同様に副走査像面湾曲はｅ２ｉ（ｉ＝０，
・・・ｎ）を、走査線曲がりはｅ１ ｉ（ｉ＝０，・・・
ｎ）を最適化することにより、それぞれの目標多項式か
らの差を最小とすることができる。
を基にして、各レンズ面に転写される鏡面駒の鏡面を作
成する。 〔イニシャル成形について〕射出成形の金型に上記鏡面
駒を組み込んで成形加工を行う。まず成形品が安定して
内部歪みやヒケなどの欠陥がなくて同一の形状で成形さ
れるように成形条件を決定し、当該成形条件で成形品サ
ンプルを作成する。 〔光学特性の測定について〕作成された光学素子を用い
て、実際の使用と同条件の光走査装置を作成し、複数の
像高で像面湾曲と、走査線曲がりを測定し、各像高に対
する主走査像面湾曲、副走査像面湾曲、走査線曲がりの
各分布データを得る。さらに、複数の成形品サンプルに
ついて前述の測定を行い、各光学特性の偏りとばらつき
を評価し、ばらつき成分のみで公差をはみ出てしまう場
合は、前述のイニシャル成形工程に戻って成形条件の最
適化を行う。ばらつきが公差より小さい場合は、全ての
測定データを用いて像高と光学特性の関係を適当な次数
の多項式に最小二乗近似する。 〔曲面モデルの再設計について〕曲面モデルの再設計で
は、光学シミュレーションを用いて、設計パラメータの
再設計を行う。ここで、あらかじめ設計形状による光学
シミュレーションで理想的な主走査像面湾曲、副走査像
面湾曲、走査線曲がりを求めておく。まず、主走査像面
湾曲の最適化について説明する。光学シミュレーション
で得られた理想状態での像面湾曲を多項式で近似する。
そして、理想状態の像面湾曲から光学測定で求めた像面
湾曲を引いた多項式を作成する（以下、この多項式を
「目標多項式」という）。そして光学シミュレーション
による各像高における焦点ずれ量の目標多項式からの偏
差の二乗和を評価関数として、これを最小化するように
前述の非球面式におけるｅ０ｉ（ｉ＝０，／・・ｎ）を
最適化する。同様に副走査像面湾曲はｅ２ｉ（ｉ＝０，
・・・ｎ）を、走査線曲がりはｅ１ ｉ（ｉ＝０，・・・
ｎ）を最適化することにより、それぞれの目標多項式か
らの差を最小とすることができる。
【００１４】〔鏡面駒の修正について〕再設計によって
得られたレンズ面の新たな設計値に基づいて、再設計し
たレンズ面の鏡面駒のみを修正する。実際には再設計時
のレンズ面の変化量を元の設計形状に加えた物を新しい
設計形状として、これを基に鏡面駒を作成する。 〔本成形について〕修正された鏡面駒を用いて、イニシ
ャル成形と同じ成形条件で成形を行い、プラスチックレ
ンズを作成する。前述の本成形で作成された成形品を用
いて前述の光学特性の測定を行った結果、これが一定の
条件を満たさない場合、これが公差を満たすようになる
まで再設計から本成形までを繰り返し行う。光学特性の
測定、再設計、鏡面駒の修正を繰り返し行う場合（実施
態様１の場合）のフローは図２に示すとおりである。
得られたレンズ面の新たな設計値に基づいて、再設計し
たレンズ面の鏡面駒のみを修正する。実際には再設計時
のレンズ面の変化量を元の設計形状に加えた物を新しい
設計形状として、これを基に鏡面駒を作成する。 〔本成形について〕修正された鏡面駒を用いて、イニシ
ャル成形と同じ成形条件で成形を行い、プラスチックレ
ンズを作成する。前述の本成形で作成された成形品を用
いて前述の光学特性の測定を行った結果、これが一定の
条件を満たさない場合、これが公差を満たすようになる
まで再設計から本成形までを繰り返し行う。光学特性の
測定、再設計、鏡面駒の修正を繰り返し行う場合（実施
態様１の場合）のフローは図２に示すとおりである。
【００１５】次いで、光学特性の測定を図４を用いて具
体的に示す。上記のイニシャル成形工程で作成した成形
品５ａ，５ｂを実際の光走査装置１０に組み込む。ま
た、像面近傍にｘ軸ステージ１１を、ｘ軸ステージ上に
ｚ軸ステージ１２を、ｚ軸ステージ上にビームプロファ
イル測定装置１３をそれぞれ設置する。まず、ｚ軸ステ
ージを像面に移動した後、ポリゴンモータの回転角度
を、光束がビームプロファイル測定装置に入射するよう
に調節し、ビームプロファイル測定装置にて光束の主走
査方向光束径、副走査方向光束径を取得する。次に、ｚ
軸ステージを一定量移動させて同様に光束径を取得し、
ｚ軸ステージの移動量と各光束径を記憶する。これを複
数回繰り返すことにより、ｚステージの移動量と各光束
径の分布を得る。次に、ｚステージの移動量と光束径の
分布を例えば２次の多項式で近似し，多項式の値が最小
となるｚステージの位置を得る。これをこの像高での焦
点ずれ量として現在のｘステージ位置と共に記憶してお
く。これを複数のｘステージの位置で繰り返すことによ
り、ｘステージの位置である像高と、その像高における
焦点ずれ量の分布を得る。
体的に示す。上記のイニシャル成形工程で作成した成形
品５ａ，５ｂを実際の光走査装置１０に組み込む。ま
た、像面近傍にｘ軸ステージ１１を、ｘ軸ステージ上に
ｚ軸ステージ１２を、ｚ軸ステージ上にビームプロファ
イル測定装置１３をそれぞれ設置する。まず、ｚ軸ステ
ージを像面に移動した後、ポリゴンモータの回転角度
を、光束がビームプロファイル測定装置に入射するよう
に調節し、ビームプロファイル測定装置にて光束の主走
査方向光束径、副走査方向光束径を取得する。次に、ｚ
軸ステージを一定量移動させて同様に光束径を取得し、
ｚ軸ステージの移動量と各光束径を記憶する。これを複
数回繰り返すことにより、ｚステージの移動量と各光束
径の分布を得る。次に、ｚステージの移動量と光束径の
分布を例えば２次の多項式で近似し，多項式の値が最小
となるｚステージの位置を得る。これをこの像高での焦
点ずれ量として現在のｘステージ位置と共に記憶してお
く。これを複数のｘステージの位置で繰り返すことによ
り、ｘステージの位置である像高と、その像高における
焦点ずれ量の分布を得る。
【００１６】次に、走査線曲がりについて説明する。ｚ
軸ステージを像面に合わせた後、ビームプロファイル測
定装置に光束が入射するように調節した後、ビームプロ
ファイル測定装置１３で光束の副走査方向の位置を測定
する。これをｘ軸ステージの位置と共に記憶する。これ
を複数のｘステージ位置で行うことにより、ｘ軸ステー
ジの位置である像高と光束の副走査方向の位置である走
査線曲がりの分布を得る。また、初期の設計時に、走査
光学系の成形で作成される光学素子のうち、少なくとも
１つの面を平面としておく。例えば、図５に示すように
入射面、出射面の少なくとも１面が上記の非球面式にお
いてＣｍを０、Ｋｍを−１、ｅｊｉを全て０とした平面
であるプラスチックの平行平板２０を入れて光学系を設
計しておく。そして再設計、鏡面駒の修正にこの平行平
板の光学機能面を用いる。
軸ステージを像面に合わせた後、ビームプロファイル測
定装置に光束が入射するように調節した後、ビームプロ
ファイル測定装置１３で光束の副走査方向の位置を測定
する。これをｘ軸ステージの位置と共に記憶する。これ
を複数のｘステージ位置で行うことにより、ｘ軸ステー
ジの位置である像高と光束の副走査方向の位置である走
査線曲がりの分布を得る。また、初期の設計時に、走査
光学系の成形で作成される光学素子のうち、少なくとも
１つの面を平面としておく。例えば、図５に示すように
入射面、出射面の少なくとも１面が上記の非球面式にお
いてＣｍを０、Ｋｍを−１、ｅｊｉを全て０とした平面
であるプラスチックの平行平板２０を入れて光学系を設
計しておく。そして再設計、鏡面駒の修正にこの平行平
板の光学機能面を用いる。
【００１７】
【発明の効果】この発明の効果を主な請求項に係る発明
毎に整理すれば次のとおりである。 １．請求項１に係る発明の効果 特定の光学機能面の修正により、形状誤差や屈折率分
布、光学素子を原因とする組み付け誤差等に起因する像
面湾曲と走査線曲がりを相殺し、光学性能の高い光走査
装置を実現することが可能となる。 ２．請求項２に係る発明の効果 請求項１に係る本発明による光学特性の改良は、１回で
は十分な効果が得られない場合もあるが、これを繰り返
すことにより、像面湾曲や走査線曲がりのうちの偏り成
分をほぼ０とすることができる。成形における偏り成分
をほぼ０とすることにより従来に比べ高精度の光学素子
を高い歩留まりで製作することが可能となる。
毎に整理すれば次のとおりである。 １．請求項１に係る発明の効果 特定の光学機能面の修正により、形状誤差や屈折率分
布、光学素子を原因とする組み付け誤差等に起因する像
面湾曲と走査線曲がりを相殺し、光学性能の高い光走査
装置を実現することが可能となる。 ２．請求項２に係る発明の効果 請求項１に係る本発明による光学特性の改良は、１回で
は十分な効果が得られない場合もあるが、これを繰り返
すことにより、像面湾曲や走査線曲がりのうちの偏り成
分をほぼ０とすることができる。成形における偏り成分
をほぼ０とすることにより従来に比べ高精度の光学素子
を高い歩留まりで製作することが可能となる。
【図１】は請求項１に係る発明のフローチャートであ
る。
る。
【図２】は請求項２に係る発明のフローチャートであ
る。
る。
【図３】はデジタルコピーやレーザプリンタで使用する
光走査装置の模式図である。
光走査装置の模式図である。
【図４】は光学特性の測定の一例の模式図である。
【図５】は初期の設計時に、走査光学系の成形で作成さ
れる光学素子のうち、少なくとも１つの面を平面として
おく例の模式図である。
れる光学素子のうち、少なくとも１つの面を平面として
おく例の模式図である。
１：光源
２：コリメータレンズ
３：シリンドリカルレンズ
４：ポリゴンモータ
５ａ，５ｂ：成形品
６：感光体面
１０：光走査装置
１１：ｘ軸ステージ
１２：ｚ軸ステージ
１３：ビームプロファイル測定装置
２０：プラスチックの平行平板
Claims (6)
- 【請求項１】設計値に基づいて成形用の鏡面駒を作成
し、一定の形状誤差が安定して得られるような成形条件
で光学素子を成形するイニシャル成形工程と、前記光学
素子の各光学特性を測定する光学特性測定工程と、前記
光学特性測定工程で得られた各像高における理想からの
偏差を反転した分布を新たな理想として、特定の係数を
変化させつつ繰り返し光学シミュレーションを行い、理
想からの差を最小とするように係数を最適化する再設計
工程と、当該再設計工程で得られた新しい設計値に基づ
いて鏡面駒を作成する鏡面駒修正工程と、修正された鏡
面駒を用いて光学素子を成形する本成形工程とからなる
光学素子の製造方法。 - 【請求項２】上記の光学特性測定工程により上記本成形
工程で作成した成形品の光学特性の測定を行い、当該測
定の結果が仕様を満たすまで再設計工程と鏡面駒修正工
程と上記本成形工程を繰り返すことを特徴とする請求項
１の光学素子の製造方法。 - 【請求項３】上記の光学特性測定工程が、複数の像高に
おいて、光束の主走査方向集光位置の像面からの光軸方
向ずれ量である主走査焦点ずれ量を求め、像高と主走査
焦点ずれ量の分布を出力する（光学特性測定工程であ
る）ことを特徴とする請求項１又は請求項２の光学素子
の製造方法。 - 【請求項４】上記の光学特性測定工程が、複数の像高に
おいて、光束の副走査方向集光位置の像面からの光軸方
向ずれ量である副走査焦点ずれ量を求め、像高と副走査
焦点ずれ量の分布を出力する光学特性測定工程であるこ
とを特徴とする、請求項１又は請求項２の光学素子の製
造方法。 - 【請求項５】上記の光学特性測定工程が、作成した成形
品を実際の使用と同じ光走査装置に組み込み、ビームプ
ロファイル測定手段を像面近傍で光軸方向に複数の位置
に設置しつつ主走査、副走査方向の光束径を測定し、光
軸方向位置と光束径の分布をモデル式に近似し、モデル
式の最小値を求めることにより、任意の像高での焦点ず
れ量を得る光学特性測定工程であることを特徴とする請
求項３又は請求項４の光学素子の製造方法。 - 【請求項６】上記の光学特性測定工程が、複数の像高に
おいて、光束の副走査方向偏差を測定し、像高と偏差の
分布である走査線曲がりを出力する光学特性測定工程で
あることを特徴とする請求項１又は請求項２の光学素子
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001285802A JP2003094441A (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 光学素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001285802A JP2003094441A (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 光学素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003094441A true JP2003094441A (ja) | 2003-04-03 |
Family
ID=19108886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001285802A Pending JP2003094441A (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 光学素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003094441A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005104145A (ja) * | 2003-09-09 | 2005-04-21 | Canon Inc | 光学素子の成形方法、光学素子、金型部材、および金型部材の加工方法 |
| JP2006276721A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Fujinon Corp | プラスチックレンズの製造方法 |
| WO2007142100A1 (ja) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Konica Minolta Opto, Inc. | 光学系の製造方法 |
| JP2010137402A (ja) * | 2008-12-10 | 2010-06-24 | Canon Inc | 光学素子の製造方法 |
| US8400699B2 (en) | 2007-11-14 | 2013-03-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical scanning device and image forming apparatus using the same |
| KR20140010112A (ko) * | 2011-03-31 | 2014-01-23 | 에씰로아 인터내셔날/콩파니에 제네랄 도프티크 | 반가공 안과용 렌즈 블랭크의 주조용 몰드 설계 방법 및 이와 같은 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품 |
| CN114074390A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-02-22 | 苏州博宇科技有限公司 | 一种用于塑胶模具电极自动化的加工系统及方法 |
-
2001
- 2001-09-19 JP JP2001285802A patent/JP2003094441A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005104145A (ja) * | 2003-09-09 | 2005-04-21 | Canon Inc | 光学素子の成形方法、光学素子、金型部材、および金型部材の加工方法 |
| JP4498077B2 (ja) * | 2003-09-09 | 2010-07-07 | キヤノン株式会社 | 光学素子の成形方法、光学素子、金型部材、および金型部材の加工方法 |
| JP2006276721A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Fujinon Corp | プラスチックレンズの製造方法 |
| WO2007142100A1 (ja) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Konica Minolta Opto, Inc. | 光学系の製造方法 |
| US8400699B2 (en) | 2007-11-14 | 2013-03-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical scanning device and image forming apparatus using the same |
| JP2010137402A (ja) * | 2008-12-10 | 2010-06-24 | Canon Inc | 光学素子の製造方法 |
| KR20140010112A (ko) * | 2011-03-31 | 2014-01-23 | 에씰로아 인터내셔날/콩파니에 제네랄 도프티크 | 반가공 안과용 렌즈 블랭크의 주조용 몰드 설계 방법 및 이와 같은 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품 |
| KR101998678B1 (ko) | 2011-03-31 | 2019-10-01 | 에씰로 앙터나시오날 | 반가공 안과용 렌즈 블랭크의 주조용 몰드 설계 방법 및 이와 같은 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품 |
| CN114074390A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-02-22 | 苏州博宇科技有限公司 | 一种用于塑胶模具电极自动化的加工系统及方法 |
| CN114074390B (zh) * | 2021-11-23 | 2024-04-26 | 苏州博宇科技有限公司 | 一种用于塑胶模具电极自动化的加工系统及方法 |
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