JP2006133722A - Manufacturing method of optical element - Google Patents

Manufacturing method of optical element Download PDF

Info

Publication number
JP2006133722A
JP2006133722A JP2005041637A JP2005041637A JP2006133722A JP 2006133722 A JP2006133722 A JP 2006133722A JP 2005041637 A JP2005041637 A JP 2005041637A JP 2005041637 A JP2005041637 A JP 2005041637A JP 2006133722 A JP2006133722 A JP 2006133722A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical element
mold
optical
manufacturing
shape
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005041637A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kentaro Nomura
健太郎 野村
Kazumi Kimura
一己 木村
Yoshihiro Ishibe
芳浩 石部
Yasuhiro Matsuo
康弘 松尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2005041637A priority Critical patent/JP2006133722A/en
Publication of JP2006133722A publication Critical patent/JP2006133722A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a manufacturing method of optical element capable of easily manufacturing an optical element having an anti-reflection characteristic made by forming a fine structure on a flat surface or on a surface having a finite curvature. <P>SOLUTION: In the manufacturing method of optical element, the optical element having fine protruded shapes on the surface is manufactured by using a die in which a plurality of recessed parts of fine recessed shape are formed independently in the normal direction of the face on the flat surface or on the surface having a finite curvature, wherein the depth of the recessed part of the die is ≥1.5 times and ≤10 times for the height in design value of protruded parts of the optical element and the design value of lattice ratio of the die is made to be lower than the design value of the lattice ratio of the optical element. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は光の入出射面での界面反射光量を抑制する機能を有する光学素子の製造方法に関するものであり、例えばカメラやビデオカメラをはじめとする撮像機器、液晶プロジェクタ等の投影装置、そして電子写真機器の光走査装置等の光学系に好適なものである。   The present invention relates to a method of manufacturing an optical element having a function of suppressing the amount of light reflected from the interface at the light incident / exit surface. For example, the present invention relates to an imaging device such as a camera or video camera, a projection device such as a liquid crystal projector, and an electronic device. It is suitable for an optical system such as an optical scanning device for photographic equipment.

一般に表面反射光量を抑制する必要のある光学素子は、その表面に屈折率の異なる光学膜を数十〜数百nmの厚みで単層あるいは複数層を積層して所望の反射特性を得ている。これら光学膜を形成するためには、蒸着、スパッタリング等の真空成膜法やディップコート、スピンコート等の湿式成膜法が用いられる。これらいずれの成膜手段をとるとしても、光学素子基体を加工した上で成膜しなければならないため製造が困難でコストを低減するにはそれぞれに制約がある。   In general, an optical element that needs to suppress the amount of reflected light on the surface obtains desired reflection characteristics by laminating a single layer or a plurality of layers with an optical film having a different refractive index on its surface to a thickness of several tens to several hundreds of nanometers. . In order to form these optical films, vacuum film formation methods such as vapor deposition and sputtering, and wet film formation methods such as dip coating and spin coating are used. Regardless of which film forming means is used, the optical element substrate must be processed and then formed into a film, which makes it difficult to manufacture and there are restrictions in reducing the cost.

一方、光学膜を用いずに光学素子の表面に設計波長と同等以下のピッチで微細形状を形成することで界面反射光量を抑制できることが知られている。この原理を利用し金型に該微細形状を形成し、母形状(基体)の成形とともに光学素子を製造することができれば究極的に製造コストを低減することが可能となる。   On the other hand, it is known that the amount of reflected light at the interface can be suppressed by forming a fine shape with a pitch equal to or less than the design wavelength on the surface of the optical element without using an optical film. If the fine shape can be formed on the mold by utilizing this principle and the optical element can be manufactured together with the formation of the mother shape (base), the manufacturing cost can be ultimately reduced.

従来よりSWS(SubWave-lengthStructure)と呼ばれる、微細形状の光学素子(微細構造素子)を形成する手法として半導体プロセスが広く用いられている(特許文献1参照)。   Conventionally, a semiconductor process has been widely used as a technique for forming a fine-shaped optical element (microstructure element) called SWS (SubWave-lengthStructure) (see Patent Document 1).

特許文献1では、該当波長に対する格子ピッチ、格子の深さ、格子比率(格子定数)等により決定される微細構造格子を提案している。   Patent Document 1 proposes a fine-structure grating determined by a grating pitch, a grating depth, a grating ratio (lattice constant), and the like with respect to a corresponding wavelength.

尚、ここで言う格子比率とは、走査レンズや結像レンズ等の光学面上に設けられた凹凸状の微細構造格子において、『凸状の部分が占める体積』が『凸状部分の体積+凹状部分の体積』に対してどの程度かを示すものである。実際に格子比率を計測・算出する時は、複数の凹凸部を含んだ領域、理想的には数十〜数百程度の凹凸を含んだ領域を原子間力顕微鏡や電子顕微鏡等の測定装置を用いて測定し、平均的な比率として算出することが望ましい。   Note that the grating ratio referred to here means that the “volume occupied by the convex portion” is “the volume of the convex portion + the volume of the convex portion + This indicates how much the volume of the concave portion is. When actually measuring and calculating the lattice ratio, use a measuring device such as an atomic force microscope or an electron microscope for an area containing multiple irregularities, ideally an area containing several tens to hundreds of irregularities. It is desirable to measure using and calculate as an average ratio.

一方、簡易(安価)にSWSを製造する手法の1つとして微粒子を利用して形成する手法が提案されている(特許文献2参照)。   On the other hand, as one of the methods for producing SWS simply (cheaply), a method of forming using fine particles has been proposed (see Patent Document 2).

微粒子を利用する場合、大面積に一括してSWSを形成することが可能であるが、該微粒子を連続的に均等に並べてSWSを構成するため、反射特性を決める基材と雰囲気との体積比率やアスペクト比を制御することが難しく、理想的な反射防止効果を得ることが難しいという問題点があった。   When using fine particles, it is possible to form SWS in a large area at once, but because the SWS is formed by continuously arranging the fine particles uniformly, the volume ratio of the substrate and the atmosphere that determines the reflection characteristics And the aspect ratio are difficult to control, and it is difficult to obtain an ideal antireflection effect.

他方、大面積に簡易にSWSを形成しアスペクト比も任意に制御できる手法として、陽極酸化法が知られている。酸性電解液中でアルミニウム等の金属を陽極として通電し酸化させることで面に垂直に微細な穴(孔)が形成される。このことを利用して規則的に孔を並べる手法や孔に異種材料を充填する手法等が開発されてきている(特許文献3、4参照)。
特開2003-185955号公報 特開2000-071290号公報 特開平2−254192号公報 特開平10-121292号公報
On the other hand, an anodic oxidation method is known as a method for easily forming an SWS in a large area and arbitrarily controlling the aspect ratio. A fine hole (hole) is formed perpendicularly to the surface by energizing and oxidizing a metal such as aluminum as an anode in the acidic electrolyte. Utilizing this fact, a method of regularly arranging holes, a method of filling holes with different materials, and the like have been developed (see Patent Documents 3 and 4).
JP 2003-185955 A JP 2000-071290 A JP-A-2-254192 JP-A-10-121292

上記手法を用い金型を製作することで上記微細な穴を金型の光学面上に形成させ、母形状と同時に転写を行うことで反射防止効果を得ることができる。これにより従来行っていた光学膜の形成を成形の後工程で行うことなく、より簡易に光学素子の製造が可能となる。   An antireflection effect can be obtained by forming the fine hole on the optical surface of the mold by manufacturing the mold using the above method, and performing transfer simultaneously with the mother shape. As a result, the optical element can be more easily manufactured without forming the optical film, which has been conventionally performed, in the post-molding process.

ところが上記陽極酸化等の工程により製作された微細な穴形状に成形により突起形状を転写させようとしたところ、空気溜まりや樹脂の流動性等の問題により母形状は所望の精度を満たすことをできていても、微細な穴形状部のみが未充填となり、所望の形状を得ることが困難であった。   However, when trying to transfer the protrusion shape by molding into the fine hole shape manufactured by the process such as anodization, the mother shape can satisfy the desired accuracy due to problems such as air retention and resin fluidity. Even in this case, only the fine hole-shaped portion is unfilled, and it is difficult to obtain a desired shape.

このような穴形状を転写させる方法としてカートリッジ型ヒーター等を用いたヒートサイクル成形法がある。このヒートサイクル成形を用いて上記微細な穴形状部に樹脂を充填させることは可能である。 As a method for transferring such a hole shape, there is a heat cycle molding method using a cartridge type heater or the like. It is possible to fill the fine hole-shaped portion with resin using this heat cycle molding method .

しかしながらヒートサイクル成形法は従来のSWS面を有さない光学素子と比較して、金型温度の昇温時間を必用とする上に従来以上の冷却時間を必用とするため従来の成形方法と比較し、成形サイクルが延びるため光学素子単品での製造単価が上昇することや、設備投資を必用とするため製造面(コスト面)での優位性が無いことより、本発明の目的の1つである簡易(安価)にSWS面を有する光学素子を提供することができなくなってしまうという問題点がある。   However, compared with the conventional molding method, the heat cycle molding method requires a heating time of the mold temperature and requires a cooling time longer than the conventional one, as compared with the conventional optical element having no SWS surface. One of the objects of the present invention is that the manufacturing cycle increases because the molding cycle is extended, and the manufacturing cost (cost) is not superior because it requires equipment investment. There is a problem that it becomes impossible to provide an optical element having a SWS surface in a simple (inexpensive) manner.

さらに格子比率についても成形品の所望する格子比率で金型を製作したところ、通常の成形方法およびヒートサイクル成形で成形検討を行ったところ突起形状がオーバーパックによる膨張を起こし、所望の格子比率を満たすことが出来ず光学性能の低下を起こしている。   Furthermore, with regard to the lattice ratio, when a mold was manufactured with the desired lattice ratio of the molded product, when the molding was examined using a normal molding method and heat cycle molding, the protrusion shape caused expansion due to overpacking, and the desired lattice ratio was obtained. The optical performance cannot be satisfied and the optical performance is degraded.

本発明は、平面若しくは有限の曲率を有する面上に微細構造体を形成した反射防止特性を有した光学素子を容易に製造することができる光学素子の製造方法の提供を目的とする。   An object of the present invention is to provide a method of manufacturing an optical element that can easily manufacture an optical element having antireflection characteristics in which a fine structure is formed on a plane or a surface having a finite curvature.

この他本発明は、簡易で、かつ安定した反射防止特性を有する光学素子を成型で容易に製造することができる光学素子の製造方法の提供を目的とする。   Another object of the present invention is to provide an optical element manufacturing method capable of easily manufacturing an optical element having a simple and stable antireflection characteristic by molding.

この他本発明は、上記方法で得た光学素子を光学系に搭載し、良好なる光学特性の光学系を得ることを目的とする。   Another object of the present invention is to mount an optical element obtained by the above method in an optical system to obtain an optical system having good optical characteristics.

請求項1の発明の光学素子の製造方法は、平面若しくは有限の曲率を有する面上に、該面の法線方向に独立して凹形状の凹部が複数成形された金型を用いて、面上に該凹部に対応する凸形状な微細構造格子を有した光学素子を製造する光学素子の製造方法において、該金型の凹部の深さは、該光学素子の凸部の設計値の高さに対し、1.5倍以上で、かつ10倍以下であることを特徴としている。   The method of manufacturing an optical element according to the first aspect of the present invention uses a mold in which a plurality of concave recesses are formed independently on a plane or a plane having a finite curvature independently of the normal direction of the plane. In the optical element manufacturing method for manufacturing an optical element having a convex microstructure lattice corresponding to the concave portion, the depth of the concave portion of the mold is the height of the design value of the convex portion of the optical element. On the other hand, it is characterized by being 1.5 times or more and 10 times or less.

請求項2の発明は請求項1の発明において、前記金型の格子比率が成形品の格子比率よりも低いことを特徴としている。   The invention of claim 2 is characterized in that, in the invention of claim 1, the lattice ratio of the mold is lower than the lattice ratio of the molded product.

請求項3の発明は請求項1の発明において、前記金型を用いて射出成形する工程を含むことを特徴としている。   The invention of claim 3 is characterized in that, in the invention of claim 1, it includes a step of injection molding using the mold.

請求項4の発明は請求項1又は2の発明において、前記金型は陽極酸化によって製作されたものであることを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the mold is manufactured by anodization.

請求項5の発明は請求項1又は2の発明において、前記金型は前記光学素子の格子比率が30%〜70%となる形状より成っていることを特徴としている。   A fifth aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect of the present invention, the mold has a shape in which a lattice ratio of the optical element is 30% to 70%.

請求項6の発明の走査レンズは、請求項1乃至4の何れか1項に記載の光学素子の製造方法を用いて製造されたことを特徴としている。   A scanning lens according to a sixth aspect of the invention is manufactured using the method for manufacturing an optical element according to any one of the first to fourth aspects.

本発明によれば平面若しくは有限の曲率を有する面上に微細構造体を形成した反射防止特性を有した光学素子を容易に製造することができる。   According to the present invention, an optical element having antireflection characteristics in which a fine structure is formed on a plane or a plane having a finite curvature can be easily manufactured.

この他本発明によれば、平面若しくは有限の曲率を有する面上に反射防止機能を有する微細な突起形状(凸形状又は凹形状)の突起部を複数設けた光学素子を用いることにより、光学面での反射防止を有することが可能となり、ゴーストによる不具合を解消することができる光学系を達成することができる。   In addition, according to the present invention, an optical surface is provided by using an optical element provided with a plurality of projections having a fine projection shape (convex shape or concave shape) having an antireflection function on a plane or a surface having a finite curvature. Therefore, it is possible to achieve an optical system that can eliminate the problems caused by ghosts.

この他本発明によれば、母形状の上に所定の設計形状を満足する微細形状の突起部を成形した光学素子を得ることができる。   In addition, according to the present invention, it is possible to obtain an optical element in which a projection having a fine shape that satisfies a predetermined design shape is formed on a mother shape.

この他本発明によれば、上記光学素子を光学機器に搭載することにより、光学素子表面での反射光による不具合を解消することができる、また透過光量の増大により高輝度、省エネを実現することができる光学機器を達成することができる。   In addition, according to the present invention, by mounting the optical element on an optical device, it is possible to eliminate problems caused by reflected light on the surface of the optical element, and to realize high brightness and energy saving by increasing the amount of transmitted light. An optical instrument capable of achieving the above can be achieved.

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施例で使用されるSWS(SubWave-lengthStructure)の定義を以下に示す。
本実施例で使用される微細構造格子(SubWave-lengthStructure)は、いわゆる0次格子としての条件を満たす格子ピッチPが選択される。微細構造格子はSWS(SubWave-length Structure)と称され、通常の回折格子よりも格子ピッチが1桁から2桁小さいものであり、回折作用を有さない0次光の使用を対象としている。
The definition of SWS (SubWave-lengthStructure) used in this embodiment is shown below.
As the fine structured lattice (SubWave-lengthStructure) used in this embodiment, a lattice pitch P that satisfies a condition as a so-called zero-order lattice is selected. The microstructure grating is called SWS (SubWave-length Structure) and has a grating pitch smaller by one to two digits than a normal diffraction grating, and is intended for use of zero-order light having no diffraction action.

格子ピッチは、設計波長より小さいサブミクロンオーダー以下である。   The grating pitch is less than the submicron order smaller than the design wavelength.

0次格子とは、微細構造格子において0次格子以外の回折光が生じない格子である。   The zero-order grating is a grating that does not generate diffracted light other than the zero-order grating in the microstructure grating.

図1は本発明の実施例1の成型工程中の光学素子(成形品)及び金型の要部断面図、図(A)は成形前の金型を電子顕微鏡若しくは原子間力顕微鏡で撮影したものの平面図の模式図、図2(B)は該金型により成形された光学素子を平面より電子顕微鏡若しくは原子間力顕微鏡で撮影を行ったものの平面図の模式図、図3は成型後金型から取り出した光学素子の突起部(格子部)を原子間力顕微鏡または電子顕微鏡にて撮影を行った際の要部斜視図(模式図)である。   FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part of an optical element (molded product) and a mold in a molding process of Example 1 of the present invention, and FIG. 1 (A) is a photograph of the mold before molding with an electron microscope or an atomic force microscope. FIG. 2 (B) is a schematic diagram of a plan view of an optical element molded by the mold taken with an electron microscope or an atomic force microscope, and FIG. 3 is a mold after molding. It is a principal part perspective view (schematic diagram) at the time of image | photographing the protrusion part (lattice part) of the optical element taken out from the type | mold with an atomic force microscope or an electron microscope.

図中、9は平面若しくは有限の曲率を有する光学素子(微細構造素子)の母形状(基体)であり、その面上に、該面の法線方向に独立して形成され,反射防止機能を有する微細な突起形状の突起部(格子部)8が複数成形されている。   In the figure, 9 is a base shape (base) of an optical element (fine structure element) having a flat surface or a finite curvature, and is formed on the surface independently in the normal direction of the surface, and has an antireflection function. A plurality of fine protrusion-shaped protrusions (lattice parts) 8 are formed.

本実施例では平面若しくは曲率を有した面上に、所定の深さの凹形状の凹部を複数設けた金型10を用いることにより、光学素子の母形状9の面上に反射防止機能を有する微細な突起形状の突起部8を複数同時に成形し、簡易に反射防止構造を有した光学素子を製造している。   In this embodiment, an antireflection function is provided on the surface of the mother shape 9 of the optical element by using the mold 10 provided with a plurality of concave portions having a predetermined depth on a plane or a surface having a curvature. A plurality of fine protrusion-shaped protrusions 8 are simultaneously formed to manufacture an optical element having a simple antireflection structure.

10は光学素子を成型するための金型の母形状(基体)である。本実施例では金型の穴深さ(格子高さ)h1を光学素子の設計値の突起の高さh2に対し、1.5倍以上で、かつ10倍以下に設定している。これにより本実施例では空気溜まりや樹脂の流動性等の問題により、光学素子の微細形状部分(突起部)8の突起高さが設計値を達成されない問題点を解決している。   Reference numeral 10 denotes a mother shape (base) of a mold for molding the optical element. In this embodiment, the hole depth (lattice height) h1 of the mold is set to be 1.5 times or more and 10 times or less than the projection height h2 of the design value of the optical element. As a result, this embodiment solves the problem that the projection height of the finely shaped portion (projection portion) 8 of the optical element cannot achieve the design value due to problems such as air retention and resin fluidity.

11は金型10の穴部であり、金型10の格子比率が所望する(設計値の)成形品の格子比率よりも低くなるようにしている。即ち、穴部11が占める体積が設計値の体積よりも小さくなるように径を設定している。これにより本実施例では成形による突起部8の突起形状の径が膨らみ所望の格子比率にならなくなるのを防止している。   Reference numeral 11 denotes a hole of the mold 10 so that the lattice ratio of the mold 10 is lower than the desired (design value) lattice ratio of the molded product. That is, the diameter is set so that the volume occupied by the hole 11 is smaller than the volume of the design value. As a result, in this embodiment, it is possible to prevent the projection-shaped diameter of the projection 8 from being bulged and becoming a desired lattice ratio.

図2(A)では金型10の穴部11の径に比べ金型10から取り出した光学素子の突起部8の径が大きくなる状態を示している。   FIG. 2A shows a state where the diameter of the protrusion 8 of the optical element taken out from the mold 10 is larger than the diameter of the hole 11 of the mold 10.

突起部8の形状は円柱状、円錐状、多角柱状、多角錐状であっても良い。   The shape of the protrusion 8 may be a columnar shape, a conical shape, a polygonal column shape, or a polygonal pyramid shape.

尚、更に好ましくは上記金型の穴深さh1を光学素子の設計値の突起高さh2に対し、3倍以上で、かつ8倍以下に設定するのが良い。   More preferably, the hole depth h1 of the mold is set to be not less than 3 times and not more than 8 times the projection height h2 of the design value of the optical element.

ここで最適な光学素子の格子形状の算出方法について図4を用いて説明する。   Here, an optimal method for calculating the lattice shape of the optical element will be described with reference to FIG.

使用するレーザ光源の発振波長が780nmのとき、前記特許文献1に示されるように0次格子の要請から格子ピッチPは300nm、また格子の深さは160nmの突起形状の突起部を想定する。またレンズの材質の屈折率をn=1.524とし、格子比率を振った場合の光学シミュレーションの結果を示す。   When the oscillation wavelength of the laser light source to be used is 780 nm, as shown in the above-mentioned Patent Document 1, it is assumed that the protrusion pitch is a protrusion having a grating pitch P of 300 nm and a grating depth of 160 nm because of the requirement of the zero-order grating. Also, the result of optical simulation when the refractive index of the lens material is n = 1.524 and the grating ratio is changed is shown.

図4に示すシミュレーション結果より、格子比率を49%とする突起部8を母形状9の上に有することで本実施例を実施する上で最適な設計値となった。   From the simulation results shown in FIG. 4, having the protrusions 8 with a lattice ratio of 49% on the base shape 9 was the optimum design value for carrying out this example.

尚、図4のシミュレーション結果からも分かるように反射率の目標値を1.0%とした場合は格子比率が25%から64%の間であれば目標値を達成することは可能であるが、最適となる格子比率は上記の格子比率の限りではない。さらに反射率の目標値を2.0%以下とした場合は格子比率が16%から81%の間であれば目標値を達成することが可能となる。   As can be seen from the simulation results of FIG. 4, when the reflectance target value is 1.0%, the target value can be achieved if the grating ratio is between 25% and 64%. The optimum lattice ratio is not limited to the above-described lattice ratio. Furthermore, when the reflectance target value is 2.0% or less, the target value can be achieved if the grating ratio is between 16% and 81%.

本実施例においては、格子比率が30%〜70%の金型を用いるのが良い。更に好ましくは格子比率が40%〜60%の金型を用いるのが良い。   In this embodiment, it is preferable to use a mold having a lattice ratio of 30% to 70%. More preferably, a mold having a lattice ratio of 40% to 60% is used.

また本実施例において上記格子比率を満たしていれば穴(突起部)の配列は正規配列であってもランダム配列であっても構わない。   In this embodiment, the holes (projections) may be arranged in a regular arrangement or a random arrangement as long as the lattice ratio is satisfied.

次に本実施例の光学素子の製造方法1について説明する。   Next, the manufacturing method 1 of the optical element of a present Example is demonstrated.

本実施例では光学素子の母形状に対して反転形状よりなる金型を作製する工程と、該金型の鏡面部分に微細な突起形状の反転形状である孔の深さh1を、該光学素子の設計値の突起高さh2に対し1.5倍以上で、かつ10倍以下の深さで作製する工程と、該金型の挙面部分に微細な突起形状の反転形状である孔の面積比率を該光学素子の所望する面積比率よりも低い比率で製作する工程と、該金型を用いて射出成形する工程と、を用いて光学素子を製造している。   In the present embodiment, a step of producing a mold having an inverted shape with respect to the mother shape of the optical element, and a depth h1 of a hole which is an inverted shape of a fine protrusion shape on the mirror surface portion of the mold are represented by the optical element. The step of manufacturing at a depth not less than 1.5 times and not more than 10 times the projection height h2 of the design value of the above, and the area of the hole which is the inverted shape of the fine projection shape on the raised surface portion of the mold The optical element is manufactured using a process of manufacturing the ratio at a ratio lower than a desired area ratio of the optical element and an injection molding process using the mold.

上記突起部の突起形状に対応する穴径状を金型の母形状の上に陽極酸化を用いて製作し、光学素子の成形を行った。なお、この際に樹脂はシクロオレフィンポリマー(日本ゼオン製:ゼオネックス)を用い住友重機工業株式会社製の射出成形機(SS180)を用いて樹脂温270℃、射出速度30mm/s、保圧力700kgf/cm2の条件で成形を行い、原子間力顕微鏡で光学素子の突起高さh2の測定を行った結果、突起の平均高さが90nmとなり所望する高さの突起を成形することができなかった。 A hole diameter corresponding to the protrusion shape of the protrusion was produced on the mother shape of the mold using anodization, and the optical element was molded. At this time, the resin is a cycloolefin polymer (manufactured by ZEON: ZEONEX) and an injection molding machine (SS180) manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd. is used, the resin temperature is 270 ° C., the injection speed is 30 mm / s, and the holding pressure is 700 kgf / Molding was performed under the conditions of cm 2 and the projection height h2 of the optical element was measured with an atomic force microscope. As a result, the projection had an average height of 90 nm and a projection having a desired height could not be molded. .

また格子比率についても電子顕微鏡で測定を行ったところ金型の格子比率が56%であったのに対し、オーバーパックによる膨張を起こしたため70%と所望の格子比率になることが出来ず、分光光度計を用いて反射率の測定を行ったところ反射率が通常の光学面の場合4.5%のところが4.0%となり、目標を達成することができなかった。   The lattice ratio was also measured with an electron microscope. The mold ratio was 56%, but due to the expansion caused by overpacking, the desired lattice ratio could not be 70% and the spectroscopic ratio could be reduced. When the reflectance was measured using a photometer, the reflectance was 4.5% in the case of a normal optical surface was 4.0%, and the target could not be achieved.

ここで光学素子の突起高さh2に対応する金型の穴深さh1を800nmに変更し、金型の格子比率を40%に変更し上記条件で成形を行い、原子間力顕微鏡にて突起高さh2の測定を行った結果、突起高さh2が160nm、電子顕微鏡で格子比率の測定を行ったところ格子比率が56%となり分光光度計で反射率を測定した結果0.8%となり、所望の形状を有する光学素子を得ることが可能となった(図1、図2参照)。   Here, the mold hole depth h1 corresponding to the projection height h2 of the optical element is changed to 800 nm, the mold lattice ratio is changed to 40%, and molding is performed under the above conditions. As a result of measuring the height h2, the projection height h2 was 160 nm, and the grating ratio was measured with an electron microscope. The grating ratio was 56%, and the reflectance was measured with a spectrophotometer, resulting in 0.8%. An optical element having a desired shape can be obtained (see FIGS. 1 and 2).

尚、上記陽極酸化とは、硫酸、シュウ酸、リン酸からなる電解質溶液中に正電極としてアルミニウムを浸漬し、同様に浸漬させた負電極との間に直流電源をつなぎ通電することでアルミニウムを酸化させ、サブミクロンオーダーの細孔を面に垂直な向きに形成させる手法である。   The anodic oxidation means that aluminum is immersed in an electrolyte solution composed of sulfuric acid, oxalic acid, and phosphoric acid as a positive electrode, and a DC power source is connected to the negative electrode so that the aluminum is energized. This is a technique for forming submicron-order pores in a direction perpendicular to the surface by oxidation.

次に本発明の実施例2について説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described.

本実施例において前述の実施例1と異なる点は使用するレーザ光源の発振波長を405nmとしたことである。その他の構成及び光学的作用は実施例1と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。   The difference between the present embodiment and the first embodiment is that the laser light source used has an oscillation wavelength of 405 nm. Other configurations and optical actions are substantially the same as those in the first embodiment, and the same effects are obtained.

即ち、本実施例において使用するレーザ光源の発振波長は405nmである。ここでは特にシミュレーション結果を示さないが、前述の実施例1と同様の手法により格子ピッチPは156nm、また格子の深さは82nmの突起形状の突起部を想定する。またレンズの材質の屈折率をn=1.524とし、格子比率を60%とする突起部を母形状の上に有することで本実施例を実施する上で最適な設計値となった。   That is, the oscillation wavelength of the laser light source used in this embodiment is 405 nm. Although no particular simulation results are shown here, projections having a projection shape with a grating pitch P of 156 nm and a grating depth of 82 nm are assumed by the same method as in the first embodiment. Further, by providing a projection having a refractive index of the lens material of n = 1.524 and a lattice ratio of 60% on the mother shape, an optimum design value was obtained in carrying out this embodiment.

尚、実施例1と同様、反射率の目標値を1.0%とした場合は格子比率が25%から64%の間であれば目標値を達成することは可能であるが、最適となる格子比率は上記の格子比率の限りではない。   As in Example 1, when the reflectance target value is 1.0%, the target value can be achieved if the grating ratio is between 25% and 64%, but it is optimal. The lattice ratio is not limited to the above-described lattice ratio.

ここでは上記範囲内に入る値の中で面積比を大きくし、未充填の影響の1つであると思われる樹脂の流動性を向上させることを目的として面積比の設定を行った。さらに反射率の目標値を2.0%以下とした場合は格子比率が16%から81%の間であれば目標値を達成することが可能となる。   Here, the area ratio was set for the purpose of increasing the area ratio among the values falling within the above range and improving the fluidity of the resin, which is considered to be one of the unfilled effects. Furthermore, when the reflectance target value is 2.0% or less, the target value can be achieved if the grating ratio is between 16% and 81%.

また本実施例において上記格子比率を満たしていれば穴(突起部)の配列は正規配列であってもランダム配列であっても構わない
次に本実施例の光学素子の製造方法2について説明する。
In this embodiment, the holes (projections) may be arranged in a regular arrangement or a random arrangement as long as the lattice ratio is satisfied. Next, the optical element manufacturing method 2 of this embodiment will be described. .

上記突起部の突起形状に対応する穴径状を金型の母形状の上に陽極酸化を用いて製作し、光学素子の成形を行った。なお、この際に樹脂はシクロオレフィンポリマー(日本ゼオン製:ゼオネックス)を用い住友重機工業株式会社製の射出成形機(SS180)を用いて樹脂温270℃、射出速度30mm/s、保圧力700kgf/cm2の条件で成形を行い、原子間力顕微鏡で光学素子の突起高さの測定を行った結果、突起の平均高さが45nmとなり所望する高さの突起を成形することができなかった。また格子比率についても金型の格子比率が60%であるのに対し、成形によるオーバーパックで突起が膨張し、電子顕微鏡で測定を行ったところ70%と所望の格子比率になることが出来ず、分光光度計を用いて反射率の測定を行ったところ反射率が通常の光学面の場合4.5%のところが3.0%となり、目標を達成することが出来なかった。 A hole diameter corresponding to the protrusion shape of the protrusion was produced on the mother shape of the mold using anodization, and the optical element was molded. At this time, the resin is a cycloolefin polymer (manufactured by ZEON: ZEONEX) and an injection molding machine (SS180) manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd. is used, the resin temperature is 270 ° C., the injection speed is 30 mm / s, and the holding pressure is 700 kgf / Molding was performed under the conditions of cm 2 and the projection height of the optical element was measured with an atomic force microscope. As a result, the average projection height was 45 nm, and projections with a desired height could not be molded. Also, with respect to the lattice ratio, the mold lattice ratio is 60%, whereas the protrusions expand due to overpacking by molding, and when measured with an electron microscope, 70% cannot be obtained as the desired lattice ratio. When the reflectance was measured using a spectrophotometer, the reflectance was 4.5% in the case of a normal optical surface, which was 3.0%, and the target could not be achieved.

ここで光学素子の突起高さh2に対応する金型の穴深さh1を300nmに変更し、金型の格子比率を40%に変更して上記条件で成形を行い原子間力顕微鏡にて突起高さh2の測定を行った結果、突起高さh2が85nm、電子顕微鏡で格子比率の測定を行ったところ格子比率が60%となり分光光度計で反射率を測定した結果反射率が0.8%となり所望の形状を有する光学素子を得ることが可能となった。   Here, the hole depth h1 of the mold corresponding to the projection height h2 of the optical element is changed to 300 nm, the mold lattice ratio is changed to 40%, and molding is performed under the above conditions, and the projection is made with an atomic force microscope. As a result of measuring the height h2, the projection height h2 was 85 nm. When the grating ratio was measured with an electron microscope, the grating ratio was 60%, and the reflectance was measured with a spectrophotometer. The reflectance was 0.8. %, An optical element having a desired shape can be obtained.

[光学機器]
本発明の光学素子はカメラやビデオカメラをはじめとする撮像機器、あるいは液晶プロジェクタやディスプレイ、電子写真機器の光走査装置をはじめとする投影機器などに適用できる。例えば電子写真機器の光走査装置において、結象光学手段を構成するfθレンズの入射面あるいは入出射面の両面に突起形状の突起部(格子部)を複数形成したfθレンズを搭載すれば良好なる反射特性が得られる。
[Optical equipment]
The optical element of the present invention can be applied to imaging devices such as cameras and video cameras, or projection devices such as liquid crystal projectors and displays, and optical scanning devices for electrophotographic devices. For example, in an optical scanning device of an electrophotographic apparatus, it is preferable to mount an fθ lens in which a plurality of protrusion-shaped protrusions (lattice portions) are formed on both the incident surface and the incident / exit surface of the fθ lens that constitutes the conjugating optical means Reflective characteristics are obtained.

[光走査装置]
図5は上記の製造方法1〜2の何れかで製造された光学素子を含むfθレンズを電子写真機器等の光走査装置の走査光学手段に適用したときの主走査方向の要部断面図(主走査断面図)である。
[Optical scanning device]
FIG. 5 is a cross-sectional view of an essential part in the main scanning direction when an fθ lens including an optical element manufactured by any one of the manufacturing methods 1 and 2 is applied to scanning optical means of an optical scanning device such as an electrophotographic apparatus. FIG.

ここで、主走査方向とは偏向手段の回転軸及び走査光学素子の光軸に垂直な方向(偏向手段で光束が反射偏向(偏向走査)される方向)を示し、副走査方向とは偏向手段の回転軸と平行な方向を示す。また主走査断面とは主走査方向に平行で走査光学手段の光軸を含む平面を示す。また副走査断面とは主走査断面と垂直な断面を示す。また走査光束の主光線の軌跡を偏向面とよぶ。図4において偏向面は紙面に一致する。   Here, the main scanning direction is a direction perpendicular to the rotation axis of the deflecting means and the optical axis of the scanning optical element (the direction in which the light beam is reflected and deflected (deflected and scanned) by the deflecting means), and the sub-scanning direction is the deflecting means. The direction parallel to the rotation axis is shown. The main scanning section is a plane parallel to the main scanning direction and including the optical axis of the scanning optical means. The sub-scanning cross section indicates a cross section perpendicular to the main scanning cross section. The locus of the principal ray of the scanning light beam is called a deflection surface. In FIG. 4, the deflection surface coincides with the paper surface.

同図において1は光源手段(半導体レーザー)であり、例えばシングルビームレーザもしくはマルチビームレーザ等より成っている。2はコリメーターレンズであり、光源手段1から放射された発散光束を略平行光束に変換している。3は開口絞りであり、通過光束を制限してビーム形状を整形している。4はシリンドリカルレンズであり、副走査方向にのみ所定のパワーを有しており、開口絞り3を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向器5の偏向面(反射面)5aにほぼ線像として結像させている。   In the figure, reference numeral 1 denotes light source means (semiconductor laser), which is composed of, for example, a single beam laser or a multi-beam laser. A collimator lens 2 converts the divergent light beam emitted from the light source means 1 into a substantially parallel light beam. Reference numeral 3 denotes an aperture stop which shapes the beam shape by limiting the passing light flux. A cylindrical lens 4 has a predetermined power only in the sub-scanning direction, and the light beam that has passed through the aperture stop 3 is substantially applied to a deflecting surface (reflection surface) 5a of an optical deflector 5 to be described later in the sub-scanning section. It is formed as a line image.

5は偏向手段としての光偏向器であり、例えば4面構成のポリゴンミラー(回転多面鏡)より成っており、モーター等の駆動手段(不図示)により図中矢印A方向に一定速度で回転している。   An optical deflector 5 as a deflecting means is composed of, for example, a four-sided polygon mirror (rotating polygon mirror), and is rotated at a constant speed in the direction of arrow A in the figure by a driving means (not shown) such as a motor. ing.

6は集光機能とfθ特性とを有する走査光学手段としてのfθレンズ系であり、前述した製造方法1〜2のいずれかで製造された第1、第2の2枚のfθレンズ(走査光学素子)6a,6bより成り、該第1、第2の2枚のfθレンズ6a,6bの入射面及び射出面6a1,6a2・6b1,6b2に突起形状の突起部(格子部)8を複数形成しており、光偏向器5によって反射偏向された画像情報に基づく光束を被走査面としての感光ドラム面7上に結像させ、かつ副走査断面内において光偏向器5の偏向面5aと感光ドラム面7との間を共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。   Reference numeral 6 denotes an fθ lens system as a scanning optical means having a condensing function and fθ characteristics. The first and second fθ lenses (scanning optics) manufactured by any one of the manufacturing methods 1 and 2 described above. Element) 6a, 6b, and a plurality of projection-shaped projections (lattice portions) 8 are formed on the entrance and exit surfaces 6a1, 6a2, 6b1, 6b2 of the first and second fθ lenses 6a, 6b. Thus, a light beam based on the image information reflected and deflected by the optical deflector 5 is imaged on the photosensitive drum surface 7 as the surface to be scanned, and the light deflecting surface 5a of the optical deflector 5 and the photosensitive surface in the sub-scan section. By having a conjugate relationship with the drum surface 7, it has a tilt correction function.

7は被走査面としての感光ドラム面である。   Reference numeral 7 denotes a photosensitive drum surface as a surface to be scanned.

尚、上記の光学要素2,3,4を用いないで光源手段1からの光束を直接、偏向手段5に入射させるようにしても良い。   The light beam from the light source means 1 may be directly incident on the deflecting means 5 without using the optical elements 2, 3, 4.

本実施例における第1、第2の2枚の走査レンズ6a,6bの各レンズ面は図5に示す主走査断面内においては球面もしくは非球面の曲面形状より成り、それと垂直な副走査断面内においては軸上(走査中心)から軸外(走査周辺)に向かって曲率が変化する既知の特殊非球面形状をベース形状としている。本実施形態においては第1の走査レンズ6aの入射面6a1と出射面6a2及び第2のレンズ6bの入射面6b1と出射面6b2の全面に透明樹脂材又はガラス材より成る微細な突起形状の突起部8を複数形成している。   Each lens surface of the first and second scanning lenses 6a and 6b in the present embodiment has a spherical or aspherical curved surface shape in the main scanning section shown in FIG. The base shape is a known special aspherical shape whose curvature changes from on-axis (scanning center) to off-axis (scanning periphery). In the present embodiment, the projection surface 6a1 and the exit surface 6a2 of the first scanning lens 6a and the entrance surface 6b1 and the exit surface 6b2 of the second lens 6b are fine projections made of a transparent resin material or glass material on the entire surface. A plurality of portions 8 are formed.

本実施例において半導体レーザー1から出射した発散光束はコリメーターレンズ2により略平行光束に変換され、開口絞り3によって該光束(光量)が制限され、シリンドリカルレンズ4に入射している。シリンドリカルレンズ4に入射した略平行光束のうち主走査断面においてはそのままの状態で射出する。また副走査断面内においては収束して光偏向器5の偏向面5aにほぼ線像(主走査方向に長手の線像)として結像している。そして光偏向器5の偏向面5aで反射偏向された光束は第1、第2のfθレンズ6a,6bを介して感光ドラム面7上にスポット状に結像され、該光偏向器5を矢印A方向に回転させることによって、該感光ドラム面7上を矢印B方向(主走査方向)に等速度で光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面7上に画像記録を行なっている。   In this embodiment, the divergent light beam emitted from the semiconductor laser 1 is converted into a substantially parallel light beam by the collimator lens 2, the light beam (light quantity) is limited by the aperture stop 3, and is incident on the cylindrical lens 4. Of the substantially parallel light beam incident on the cylindrical lens 4, the light beam is emitted as it is in the main scanning section. In the sub-scan section, the light beam converges and forms a substantially linear image (a linear image long in the main scanning direction) on the deflecting surface 5a of the optical deflector 5. Then, the light beam reflected and deflected by the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 is imaged in a spot shape on the photosensitive drum surface 7 via the first and second fθ lenses 6a and 6b, and the optical deflector 5 is moved to an arrow. By rotating in the A direction, the photosensitive drum surface 7 is optically scanned in the arrow B direction (main scanning direction) at a constant speed. As a result, an image is recorded on the photosensitive drum surface 7 as a recording medium.

尚、本実施例では走査光学手段6に入射する光束がほぼP偏光で入射するように光源手段である半導体レーザー1を配置している。つまり半導体レーザー1の水平横モード方向が被走査面7に略平行となるように配置している。   In this embodiment, the semiconductor laser 1 serving as the light source means is arranged so that the light beam incident on the scanning optical means 6 is incident with substantially P-polarized light. That is, the semiconductor laser 1 is arranged so that the horizontal transverse mode direction is substantially parallel to the scanned surface 7.

本実施例では上記の如く走査光学手段6の第1の走査レンズ6aの入射面6a1と出射面6a2及び第2のレンズ6bの入射面6b1と出射面6b2の全面に特殊非球面形状をベース形状とし、その表面に図2に示す微細な突起形状の突起部8を複数形成している。これにより各入出射面での反射光を低減し、透過光量の画角による変動の抑制を狙っている。   In this embodiment, as described above, a special aspherical shape is used as the base shape for the entire incident surface 6a1 and exit surface 6a2 of the first scanning lens 6a of the scanning optical means 6 and the incident surface 6b1 and exit surface 6b2 of the second lens 6b. And a plurality of fine projections 8 shown in FIG. 2 are formed on the surface. As a result, the reflected light at each incident / exit surface is reduced, and the aim is to suppress the variation of the transmitted light amount due to the angle of view.

尚、本実施例においては被走査面7上に達するゴースト光・フレア光に最も影響のある1つの光学面(入射角度が最も大きな面など)に複数の突起部8を設けても良い。この他1つ又は複数の光学面に複数の突起部8を設けても良い。突起部8を設ける面は球面又は非球面又は回転非対称な曲面、回折面、平面でも良い。   In this embodiment, a plurality of protrusions 8 may be provided on one optical surface (such as a surface having the largest incident angle) that has the greatest influence on ghost light and flare light reaching the surface to be scanned 7. In addition, a plurality of protrusions 8 may be provided on one or a plurality of optical surfaces. The surface on which the protrusion 8 is provided may be a spherical surface, an aspherical surface, a rotationally asymmetric curved surface, a diffractive surface, or a flat surface.

突起部8は図3に示すような微細な略円筒形状により構成される。ただし円筒形状といっても断面が完全な円形でなくても楕円形状、さらには歪な円形・楕円形状であってもよい。またその断面の大きさは根元付近と先端部で完全に一致する必要はなく、例えば先端付近に比べ根元付近の断面形状の大きさが2〜3倍程度太めであっても何ら支障はない。また突起部8のそれぞれの大きさは完全に一致する必要はなく、2〜3倍程度の違いがあってもよい。   The protrusion 8 is formed in a fine substantially cylindrical shape as shown in FIG. However, the cylindrical shape may be an elliptical shape even if the cross section is not a perfect circle, or a distorted circular / elliptical shape. Further, the size of the cross section does not need to be completely the same in the vicinity of the base and the tip, and for example, there is no problem even if the size of the cross-sectional shape in the vicinity of the base is about 2-3 times thicker than that in the vicinity of the front. Further, the sizes of the protrusions 8 do not need to be completely matched, and may have a difference of about 2 to 3 times.

[画像形成装置]
図6は、図5に示した構成を有する光走査装置を用いた本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査方向の要部断面図である。図において、符号104は画像形成装置を示す。この画像形成装置104には、パーソナルコンピュータ等の外部機器117からコードデータDcが入力する。このコードデータDcは、装置内のプリンタコントローラ111によって、画像データ(ドットデータ)Diに変換される。この画像データDiは、図4に示した構成を有する光走査装置100に入力される。そして、この光走査装置100からは、画像データDiに応じて変調された光ビーム103が出射され、この光ビーム103によって感光ドラム101の感光面が主走査方向に走査される。
[Image forming apparatus]
FIG. 6 is a cross-sectional view of the principal part in the sub-scanning direction showing an embodiment of the image forming apparatus of the present invention using the optical scanning device having the configuration shown in FIG. In the figure, reference numeral 104 denotes an image forming apparatus. Code data Dc is input to the image forming apparatus 104 from an external device 117 such as a personal computer. The code data Dc is converted into image data (dot data) Di by a printer controller 111 in the apparatus. The image data Di is input to the optical scanning device 100 having the configuration shown in FIG. The light scanning device 100 emits a light beam 103 modulated in accordance with the image data Di, and the light beam 103 scans the photosensitive surface of the photosensitive drum 101 in the main scanning direction.

静電潜像担持体(感光体)たる感光ドラム101は、モータ115によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム101の感光面が光ビーム103に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム101の上方には、感光ドラム101の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ102が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ102によって帯電された感光ドラム101の表面に、前記光走査装置100によって走査される光ビーム103が照射されるようになっている。   The photosensitive drum 101 serving as an electrostatic latent image carrier (photoconductor) is rotated clockwise by a motor 115. With this rotation, the photosensitive surface of the photosensitive drum 101 moves in the sub-scanning direction perpendicular to the main scanning direction with respect to the light beam 103. Above the photosensitive drum 101, a charging roller 102 for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 101 is provided so as to contact the surface. The surface of the photosensitive drum 101 charged by the charging roller 102 is irradiated with a light beam 103 scanned by the optical scanning device 100.

先に説明したように、光ビーム103は、画像データDiに基づいて変調されており、この光ビーム103を照射することによって感光ドラム101の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビーム103の照射位置よりもさらに感光ドラム101の回転方向の下流側で感光ドラム101に当接するように配設された現像器107によってトナー像として現像される。   As described above, the light beam 103 is modulated based on the image data Di, and by irradiating the light beam 103, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 101. The electrostatic latent image is developed as a toner image by a developing unit 107 disposed so as to contact the photosensitive drum 101 further downstream in the rotation direction of the photosensitive drum 101 than the irradiation position of the light beam 103.

現像器107によって現像されたトナー像は、感光ドラム101の下方で、感光ドラム101に対向するように配設された転写ローラ108によって被転写材たる用紙112上に転写される。用紙112は感光ドラム101の前方(図5において右側)の用紙カセット109内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット109端部には、給紙ローラ110が配設されており、用紙カセット109内の用紙112を搬送路へ送り込む。   The toner image developed by the developing unit 107 is transferred onto a sheet 112 as a transfer material by a transfer roller 108 disposed below the photosensitive drum 101 so as to face the photosensitive drum 101. The paper 112 is stored in the paper cassette 109 in front of the photosensitive drum 101 (on the right side in FIG. 5), but can be fed manually. A paper feed roller 110 is provided at the end of the paper cassette 109, and feeds the paper 112 in the paper cassette 109 into the transport path.

以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙112はさらに感光ドラム101後方(図6において左側)の定着器へと搬送される。定着器は内部に定着ヒータ(図示せず)を有する定着ローラ113とこの定着ローラ113に圧接するように配設された加圧ローラ114とで構成されており、転写部から搬送されてきた用紙112を定着ローラ113と加圧ローラ114の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙112上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ローラ113の後方には排紙ローラ116が配設されており、定着された用紙112を画像形成装置の外に排出せしめる。   As described above, the sheet 112 on which the unfixed toner image has been transferred is further conveyed to a fixing device behind the photosensitive drum 101 (left side in FIG. 6). The fixing device includes a fixing roller 113 having a fixing heater (not shown) therein, and a pressure roller 114 disposed so as to be in pressure contact with the fixing roller 113, and the sheet conveyed from the transfer unit. The unfixed toner image on the paper 112 is fixed by heating 112 while applying pressure at the pressure contact portion between the fixing roller 113 and the pressure roller 114. Further, a paper discharge roller 116 is disposed behind the fixing roller 113, and the fixed paper 112 is discharged out of the image forming apparatus.

図6においては図示していないが、プリントコントローラ111は、先に説明したデータの変換だけでなく、モータ115を始め画像形成装置内の各部や、後述する光走査装置内のポリゴンモータなどの制御を行う。   Although not shown in FIG. 6, the print controller 111 controls not only the data conversion described above, but also controls each part in the image forming apparatus including the motor 115, a polygon motor in the optical scanning apparatus described later, and the like. I do.

この画像形成装置を用いて、繰り返し、パターン画像及び写真画像を出力したところ、ゴースト現象は発生せず、耐久性においても何ら問題点はなかった。   When this image forming apparatus was used to repeatedly output a pattern image and a photographic image, no ghost phenomenon occurred and there was no problem in durability.

[カラー画像形成装置]
図7は図5に示した構成を有する光走査装置を複数用いた本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施例は、光走査装置を4個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。図7において、60はカラー画像形成装置、61,62,63,64は各々図5に示した構成を有する光走査装置、21,22,23,24は各々像担持体としての感光ドラム、31,32,33,34は各々現像器、51は搬送ベルトである。
[Color image forming apparatus]
FIG. 7 is a schematic view of a main part of a color image forming apparatus of an embodiment of the present invention using a plurality of optical scanning devices having the configuration shown in FIG. This embodiment is a tandem type color image forming apparatus in which four optical scanning devices are arranged in parallel and image information is recorded on a photosensitive drum surface as an image carrier. In FIG. 7, 60 is a color image forming apparatus, 61, 62, 63, and 64 are optical scanning devices each having the structure shown in FIG. 5, 21, 22, 23, and 24 are photosensitive drums as image carriers, respectively. , 32, 33 and 34 are developing units, and 51 is a conveyor belt.

図7において、カラー画像形成装置60には、パーソナルコンピュータ等の外部機器52からR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ53によって、C(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー)、B(ブラック)の各画像データ(ドットデータ)に変換される。これらの画像データは、それぞれ光走査装置61,62,63,64に入力される。そして、これらの光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム41,42,43,44が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム21,22,23,24の感光面が主走査方向に走査される。   In FIG. 7, the color image forming apparatus 60 receives R (red), G (green), and B (blue) color signals from an external device 52 such as a personal computer. These color signals are converted into C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and B (black) image data (dot data) by a printer controller 53 in the apparatus. These image data are input to the optical scanning devices 61, 62, 63 and 64, respectively. From these optical scanning devices, light beams 41, 42, 43, and 44 modulated according to each image data are emitted, and the photosensitive surfaces of the photosensitive drums 21, 22, 23, and 24 are caused by these light beams. Scanned in the main scanning direction.

本実施例におけるカラー画像形成装置は光走査装置(61,62,63,64)を4個並べ、各々がC(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー)、B(ブラック)の各色に対応し、各々平行して感光ドラム21,22,23,24面上に画像信号(画像情報)を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。   The color image forming apparatus in this embodiment has four optical scanning devices (61, 62, 63, 64) arranged in each color of C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and B (black). Correspondingly, image signals (image information) are recorded on the photosensitive drums 21, 22, 23, and 24 in parallel, and a color image is printed at high speed.

本実施例におけるカラー画像形成装置は上述の如く4つの光走査装置61,62,63,64により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム21,22,23,24面上に形成している。その後、記録材に多重転写して1枚のフルカラー画像を形成している。   As described above, the color image forming apparatus in this embodiment uses the light beams based on the respective image data by the four optical scanning devices 61, 62, 63 and 64, and the photosensitive drums 21 and 22 respectively corresponding the latent images of the respective colors. , 23, 24 on the surface. Thereafter, a single full color image is formed by multiple transfer onto a recording material.

前記外部機器52としては、例えばCCDセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置60とで、カラーデジタル複写機が構成される。   As the external device 52, for example, a color image reading device including a CCD sensor may be used. In this case, the color image reading apparatus and the color image forming apparatus 60 constitute a color digital copying machine.

本発明の実施例1の成型工程中の光学素子及び金型の要部断面図Sectional drawing of the principal part of the optical element and metal mold | die in the shaping | molding process of Example 1 of this invention 本発明の実施例1の金型および金型から取り出した光学素子の突起部の平面図The top view of the protrusion part of the optical element taken out from the metal mold | die and metal mold | die of Example 1 of this invention 本発明の実施例1の成型後金型から取り出した光学素子の突起部の斜視図The perspective view of the projection part of the optical element taken out from the metal mold | die after the shaping | molding of Example 1 of this invention ピッチ300nm、突起高さ160nmとしたときの格子比率のシミュレーション結果を示すグラフGraph showing the simulation results of the lattice ratio when the pitch is 300 nm and the projection height is 160 nm 本発明の光学素子を搭載した光走査装置の要部断面図Sectional drawing of the principal part of the optical scanning device carrying the optical element of this invention 本発明の画像形成装置の要部断面図Cross-sectional view of essential parts of the image forming apparatus of the present invention 本発明のカラー画像形成装置の要部断面図Sectional drawing of the principal part of the color image forming apparatus of this invention

符号の説明Explanation of symbols

1 光源手段(半導体レーザー)
2 コリメータレンズ
3 開口絞り
4 シリンドリカルレンズ
5 光偏向器
5a 偏向面
6 走査光学手段
6a,6b fθレンズ
6a1,6b1 入射面
6a2,6b2 出射面
7 被走査面
8 突起部
9 母形状
10 金型
11 金型穴部
h1 格子高さ
h2 突起高さ
100 光走査装置
101 感光ドラム
102 帯電ローラ
103 光ビーム
104 画像形成装置
107 現像装置
108 転写ローラ
109 用紙カセット
110 給紙ローラ
111 プリンタコントローラ
112 転写材(用紙)
113 定着ローラ
114 加圧ローラ
115 モータ
116 排紙ローラ
117 外部機器
61,62,63,64 光走査装置
21、22、23、24 像担持体(感光ドラム)
31、32、33、34 現像器
41、42、43、44 光ビーム
51 用紙搬送路
52 外部機器
53 プリンタコントローラ
60 カラー画像形成装置
1 Light source means (semiconductor laser)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Collimator lens 3 Aperture stop 4 Cylindrical lens 5 Optical deflector 5a Deflection surface 6 Scanning optical means 6a, 6b fθ lens 6a1, 6b1 Incident surface 6a2, 6b2 Outgoing surface 7 Scanned surface 8 Protrusion 9 Mother shape 10 Mold 11 Mold Mold hole h1 Lattice height h2 Projection height 100 Optical scanning device 101 Photosensitive drum 102 Charging roller 103 Light beam 104 Image forming device 107 Developing device 108 Transfer roller 109 Paper cassette 110 Paper feed roller 111 Printer controller 112 Transfer material (paper)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 113 Fixing roller 114 Pressure roller 115 Motor 116 Paper discharge roller 117 External apparatus 61, 62, 63, 64 Optical scanning device 21, 22, 23, 24 Image carrier (photosensitive drum)
31, 32, 33, 34 Developer 41, 42, 43, 44 Light beam 51 Paper transport path 52 External device 53 Printer controller 60 Color image forming apparatus

Claims (6)

平面若しくは有限の曲率を有する面上に、該面の法線方向に独立して凹形状の凹部が複数成形された金型を用いて、面上に該凹部に対応する凸形状の微細構造格子を有した光学素子を製造する光学素子の製造方法において、
該金型の凹部の深さは、該光学素子の凸部の設計値の高さに対し、1.5倍以上で、かつ10倍以下であることを特徴とする光学素子の製造方法。
Using a mold in which a plurality of concave recesses are formed independently on a plane or a surface having a finite curvature independently of the normal direction of the surface, a convex microstructure lattice corresponding to the recesses on the surface In an optical element manufacturing method for manufacturing an optical element having
The depth of the concave portion of the mold is 1.5 times or more and 10 times or less the height of the design value of the convex portion of the optical element.
前記金型の格子比率の設計値は前記光学素子の格子比率の設計値よりも低いことを特徴とする請求項1に記載の光学素子の製造方法。   The optical element manufacturing method according to claim 1, wherein a design value of the grating ratio of the mold is lower than a design value of the grating ratio of the optical element. 前記金型を用いて射出成形する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の光学素子の製造方法。   The method of manufacturing an optical element according to claim 1, comprising a step of injection molding using the mold. 前記金型は陽極酸化によって製作されたものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の光学素子の製造方法。   The method of manufacturing an optical element according to claim 1, wherein the mold is manufactured by anodization. 前記金型は前記光学素子の格子比率が30%〜70%となる形状より成っていることを特徴とする請求項1又は2に記載の光学素子の製造方法。   The method for manufacturing an optical element according to claim 1, wherein the mold has a shape in which a lattice ratio of the optical element is 30% to 70%. 請求項1乃至4の何れか1項に記載の光学素子の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする走査レンズ。   A scanning lens manufactured using the method of manufacturing an optical element according to claim 1.
JP2005041637A 2004-10-07 2005-02-18 Manufacturing method of optical element Pending JP2006133722A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005041637A JP2006133722A (en) 2004-10-07 2005-02-18 Manufacturing method of optical element

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004294838 2004-10-07
JP2005041637A JP2006133722A (en) 2004-10-07 2005-02-18 Manufacturing method of optical element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006133722A true JP2006133722A (en) 2006-05-25

Family

ID=36727297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005041637A Pending JP2006133722A (en) 2004-10-07 2005-02-18 Manufacturing method of optical element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006133722A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009109755A (en) * 2007-10-30 2009-05-21 Sony Corp Optical element and method of manufacturing master disk for producing optical element
WO2010140397A1 (en) * 2009-06-04 2010-12-09 シャープ株式会社 Light emission angle adjusting sheet, display panel, display device, and method for manufacturing light emission angle adjusting sheet
JP2011237469A (en) * 2010-04-30 2011-11-24 Hoya Corp Optical element and method of manufacturing the same
JP2012040878A (en) * 2006-12-13 2012-03-01 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Mold for optical element having nanostructure, mold for nanostructure, and optical element
WO2016125219A1 (en) * 2015-02-03 2016-08-11 ソニー株式会社 Antireflection film, optical member, optical device, and method for producing antireflection film

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012040878A (en) * 2006-12-13 2012-03-01 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Mold for optical element having nanostructure, mold for nanostructure, and optical element
JP2009109755A (en) * 2007-10-30 2009-05-21 Sony Corp Optical element and method of manufacturing master disk for producing optical element
WO2010140397A1 (en) * 2009-06-04 2010-12-09 シャープ株式会社 Light emission angle adjusting sheet, display panel, display device, and method for manufacturing light emission angle adjusting sheet
JP2011237469A (en) * 2010-04-30 2011-11-24 Hoya Corp Optical element and method of manufacturing the same
WO2016125219A1 (en) * 2015-02-03 2016-08-11 ソニー株式会社 Antireflection film, optical member, optical device, and method for producing antireflection film
CN107209286A (en) * 2015-02-03 2017-09-26 索尼公司 Anti-reflective film, optical module, optical device and the method for manufacturing anti-reflective film

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7268948B2 (en) Optical element and optical scanning device using the same
JP4649222B2 (en) Manufacturing method of imaging lens
JP4612842B2 (en) Optical scanning device
US7433125B2 (en) Light quantity distribution control element and optical apparatus using the same
RU2392648C1 (en) Optical scanning device and image formation device using such analyser
JP5278253B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
US7550712B2 (en) Optical scanning system with reduced spherical aberration and image forming apparatus using the same
KR101078513B1 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus using the same
US6885486B2 (en) Scanning optical system and image forming apparatus using the same
JP2001150715A (en) Optical printing head and image-forming apparatus using the same
JP2006133722A (en) Manufacturing method of optical element
JP2008158415A (en) Optical scanning device and imge forming apparatus using the same
US20050094233A1 (en) Multi-beam optical scanning apparatus and image forming apparatus using the same
JP4454898B2 (en) Scanning optical system and image forming apparatus having the same
JP2005266775A (en) Optical scanner
JP2006171219A (en) Optical element, its manufacturing method and optical appliance using it
JP2002189185A (en) Optical scanner and image forming device using the same
JP5016957B2 (en) Manufacturing method of mold having uneven structure, mold for optical element, and optical element
JP4982398B2 (en) Optical scanning device, method of manufacturing optical scanning device, image forming apparatus including the optical scanning device, and method of manufacturing image forming apparatus
US11550237B2 (en) Scanning optical system and image forming apparatus
JP2005017896A (en) Optical scanner and image forming device using the same
JP2008170486A (en) Optical element and scanning optical device having the same
JP2000241732A (en) Optical scanner and image forming device using the same
JP2006139279A (en) Multibeam scanning optical apparatus and image forming apparatus using the same
JP4401951B2 (en) Optical scanning device and image forming apparatus using the same