JP2008155547A - Manufacturing process of optical element, optical element, and optical apparatus - Google Patents

Manufacturing process of optical element, optical element, and optical apparatus Download PDF

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信之 宮尾
Koichiro Akasaka
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical element which can easily manufacture the optical element exhibiting stable optical characteristics in various environments and to provide a manufacturing process. <P>SOLUTION: The manufacturing process of the optical element having a plurality of lenses and a length of a longitudinal direction of 200 mm or more comprises a substrate-with a recess part preparing step of preparing a substrate 6 with the recess parts having a plurality of recess parts of the shape corresponding to the shape of the lens on the front surface, a resin substrate installing step of installing the resin substrate 2 composed of a thermosetting resin of the state that it is mainly not completely hardened between the glass substrate 11 composed of a glass material and the substrate 6 with the recess part, and transferring/connecting steps of transferring the surface shape of the substrate 6 with the recess part to the resin substrate 2 while pressing and heating the resin substrate 2 with the glass substrate 11 and the substrate 6 with the recess part and joining the resin substrate 2 and the glass substrate 11. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学部品の製造方法、光学部品、および、光学機器に関するものである。   The present invention relates to an optical component manufacturing method, an optical component, and an optical apparatus.

光学機器に用いられる光学系には、表面に微細な構造を備えたレンズアレイやホログラム基板等の光学部品が用いられている。
このような光学部品は、一般に樹脂材料を用いて、射出成形等により製造される。しかしながら、樹脂材料単体で光学部品を製造した場合、樹脂材料の線膨張係数が高いため、製造時の加熱や冷却等により設計通りに光学部品を製造するのが困難であった。
In an optical system used for an optical apparatus, an optical component such as a lens array or a hologram substrate having a fine structure on the surface is used.
Such an optical component is generally manufactured by injection molding or the like using a resin material. However, when an optical component is manufactured using a single resin material, it is difficult to manufacture the optical component as designed by heating or cooling during manufacturing because the resin material has a high coefficient of linear expansion.

このような問題を解決するために、例えば、光学部品の表面形状に対応した形状を備えた型に、流動性を有する未硬化の光硬化性樹脂を供給した後、光硬化性樹脂を平滑な透明基板(ガラス基板)で押圧して、光硬化性樹脂と透明基板とを密着・接合させ、その後、樹脂を硬化させる方法、いわゆる2P法により、ガラス基板と光硬化性樹脂とで構成された光学部品を製造する試みが行われている(例えば、特許文献1参照)。   In order to solve such a problem, for example, after supplying uncured photocurable resin having fluidity to a mold having a shape corresponding to the surface shape of the optical component, the photocurable resin is smoothed. It was composed of a glass substrate and a photocurable resin by a method of pressing with a transparent substrate (glass substrate) to adhere and bond the photocurable resin and the transparent substrate and then curing the resin, so-called 2P method. Attempts have been made to manufacture optical components (see, for example, Patent Document 1).

しかし、上記のような方法では、光硬化性樹脂とガラス基板との線膨張係数の差が大きいため、製造の際に熱や光等によって歪み等が生じてしまい、安定した光学特性を有する光学部品を得るのが困難であった。また、得られる光学部品は、種々の環境において安定した光学特性を発揮できないといった問題があった。特に、比較的大きな光学部品を上記のような方法で製造した場合、上記のような問題が顕著であった。また、光硬化性樹脂は、紫外線波長領域における光吸収があるため、光エネルギーの劣化や光透過性の低下等の問題もあった。   However, in the method as described above, since the difference in the linear expansion coefficient between the photocurable resin and the glass substrate is large, distortion or the like occurs due to heat, light, etc. during the production, and the optical device has stable optical characteristics. It was difficult to obtain parts. Further, the obtained optical component has a problem that it cannot exhibit stable optical characteristics in various environments. In particular, when a relatively large optical component is manufactured by the above-described method, the above-described problem is remarkable. In addition, since the photocurable resin has light absorption in the ultraviolet wavelength region, there are problems such as degradation of light energy and light transmittance.

特開2001−92365号公報JP 2001-92365 A

本発明の目的は、種々の環境において安定した光学特性を発揮する光学部品を容易に製造することが可能な光学部品の製造方法、光学部品および光学機器を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an optical component manufacturing method, an optical component, and an optical apparatus that can easily manufacture an optical component that exhibits stable optical characteristics in various environments.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の光学部品の製造方法は、複数のレンズを備え、かつ、長尺方向の長さが200mm以上の光学部品の製造方法であって、
表面に前記レンズの形状に対応した形状の複数個の凹部を有する凹部付き基板を準備する凹部付き基板準備工程と、
主としてガラス材料で構成されたガラス基板と、前記凹部付き基板との間に、主として完全に硬化に至らない状態の熱硬化性樹脂で構成された樹脂基板を設置する樹脂基板設置工程と、
前記ガラス基板と前記凹部付き基板とで前記樹脂基板を押圧しつつ加熱し、前記樹脂基板に前記凹部付き基板の表面形状を転写するとともに、前記樹脂基板と前記ガラス基板とを接合する転写・接合工程とを有することを特徴とする。
これにより、種々の環境において安定した光学特性を発揮する光学部品を容易に製造することが可能な光学部品の製造方法を提供することができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The method for producing an optical component of the present invention is a method for producing an optical component having a plurality of lenses and having a length in the longitudinal direction of 200 mm or more,
A substrate preparation step with a recess for preparing a substrate with a recess having a plurality of recesses in a shape corresponding to the shape of the lens on the surface;
Between the glass substrate mainly composed of a glass material and the substrate with recesses, a resin substrate installation step of installing a resin substrate mainly composed of a thermosetting resin that does not completely cure,
The resin substrate is heated while pressing the resin substrate with the glass substrate and the substrate with recesses, and the surface shape of the substrate with recesses is transferred to the resin substrate, and the transfer / bonding is performed to join the resin substrate and the glass substrate. And a process.
Thereby, the manufacturing method of the optical component which can manufacture easily the optical component which exhibits the stable optical characteristic in various environments can be provided.

本発明の光学部品の製造方法では、前記転写・接合工程は、減圧雰囲気下にて行うことが好ましい。
これにより、凹部付き基板と樹脂基板との間に気泡が入るのを防止することができる。
本発明の光学部品の製造方法では、前記樹脂基板は、前記熱硬化性樹脂を構成するモノマーを溶解する溶媒を5〜20wt%含むものであることが好ましい。
これにより、樹脂基板は、平常時においては適度な定型性を有しつつ、押圧する際には、より適度な柔軟性を有するものとなる。
In the method for manufacturing an optical component of the present invention, the transfer / bonding step is preferably performed in a reduced-pressure atmosphere.
Thereby, it is possible to prevent bubbles from entering between the substrate with recesses and the resin substrate.
In the method of manufacturing an optical component according to the aspect of the invention, it is preferable that the resin substrate includes 5 to 20 wt% of a solvent that dissolves a monomer constituting the thermosetting resin.
As a result, the resin substrate has a more appropriate flexibility when pressed, while having a proper formability in normal times.

本発明の光学部品の製造方法では、前記転写・接合工程において、前記溶媒を除去することが好ましい。
これにより、転写・接合工程において、各凹部内に充填された熱硬化性樹脂をより確実に硬化させることができるとともに、最終的に得られる光学部品の耐熱性をさらに高いものとすることができる。
In the method for manufacturing an optical component of the present invention, it is preferable to remove the solvent in the transfer / bonding step.
Thereby, in the transfer / joining step, the thermosetting resin filled in each recess can be more reliably cured, and the heat resistance of the optical component finally obtained can be further increased. .

本発明の光学部品の製造方法では、前記ガラス基板の屈折率と、前記熱硬化性樹脂の屈折率との差の絶対値が、0.2以下であることが好ましい。
これにより、ガラス基板と樹脂層との界面における光の反射を効果的に抑制することができ、光学部品の光の利用効率を向上させることができる。その結果、光学部品は、より優れた光学特性を発揮するものとなる。
In the optical component manufacturing method of the present invention, it is preferable that an absolute value of a difference between a refractive index of the glass substrate and a refractive index of the thermosetting resin is 0.2 or less.
Thereby, reflection of the light in the interface of a glass substrate and a resin layer can be suppressed effectively, and the utilization efficiency of the light of an optical component can be improved. As a result, the optical component exhibits more excellent optical characteristics.

本発明の光学部品の製造方法では、前記ガラス基板の前記樹脂基板と接合する面に対して、前記樹脂基板との密着性を向上させる表面処理を施すことが好ましい。
これにより、ガラス基板と樹脂層との密着性が向上し、樹脂層の不本意な剥がれや、熱や光等による樹脂層の収縮や膨張等をより効果的に抑制することができる。
本発明の光学部品の製造方法では、表面に前記レンズの形状に対応した形状の複数個の凹部を有する第2の凹部付き基板を準備する第2の凹部付き基板準備工程と、
前記第2の凹部付き基板と前記ガラス基板の前記樹脂基板を接合する面とは反対側の面との間に、主として完全に硬化に至らない状態の熱硬化性樹脂で構成された第2の樹脂基板を設置する第2の樹脂基板設置工程とを有し、
前記転写・接合工程において、前記ガラス基板と前記凹部付き基板とで前記第2の樹脂基板を押圧しつつ加熱し、前記第2の樹脂基板に前記第2の凹部付き基板の表面形状を転写するとともに、前記第2の樹脂基板とガラス基板とを接合することが好ましい。
これにより、ガラス基板の両面に複数のレンズを容易に成形することができる。
In the method for manufacturing an optical component of the present invention, it is preferable to perform a surface treatment for improving adhesion to the resin substrate on a surface of the glass substrate to be bonded to the resin substrate.
Thereby, the adhesiveness of a glass substrate and a resin layer improves, and the unintentional peeling of a resin layer, the shrinkage | contraction and expansion | swelling, etc. of the resin layer by a heat | fever, light, etc. can be suppressed more effectively.
In the method for manufacturing an optical component of the present invention, a second substrate-with-recess preparing step for preparing a second substrate with a recessed portion having a plurality of recessed portions having a shape corresponding to the shape of the lens on the surface;
Between the substrate with the second recess and the surface of the glass substrate opposite to the surface to which the resin substrate is bonded, a second material mainly composed of a thermosetting resin that does not completely cure. A second resin substrate installation step of installing a resin substrate;
In the transfer / bonding step, the second resin substrate is heated while being pressed between the glass substrate and the substrate with recesses, and the surface shape of the substrate with second recesses is transferred to the second resin substrate. At the same time, it is preferable to join the second resin substrate and the glass substrate.
Thereby, a some lens can be easily shape | molded on both surfaces of a glass substrate.

本発明の光学部品は、本発明の方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、種々の環境において安定した光学特性を発揮する光学部品を提供することができる。
本発明の光学部品は、複数の前記レンズがライン状に配列したものであることが好ましい。
これにより、プリンタ(画像形成装置)やスキャナ等の光学機器の光学系に好適に適用することができる。
本発明の光学機器は、本発明の光学部品を備えたことを特徴とする。
これにより、例えば、安定した品質で、解像度に優れた光学機器を提供することができる。
The optical component of the present invention is manufactured by the method of the present invention.
Thereby, the optical component which exhibits the stable optical characteristic in various environments can be provided.
In the optical component of the present invention, it is preferable that a plurality of the lenses are arranged in a line.
Thereby, it can be suitably applied to an optical system of an optical device such as a printer (image forming apparatus) or a scanner.
An optical apparatus according to the present invention includes the optical component according to the present invention.
Thereby, for example, it is possible to provide an optical apparatus with stable quality and excellent resolution.

以下、本発明を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の光学部品の一例を示す模式的な縦断面図、図2は、図1に示す光学部品の平面図、図3は、本発明の光学部品の製造方法の一例を示す模式的な縦断面図である。
まず、本発明の光学部品について説明する。
光学部品(レンズアレイ)1は、例えば、後述するような光学機器に用いられるものであり、図1に示すように、ガラス基板11と、ガラス基板11の一方の面側に複数(多数)のレンズ121を備えた樹脂層12と、ガラス基板11の他方の面側に複数のレンズ131を備えた樹脂層13とを有している。
この光学部品1は、一方の面側から照射した光を、各レンズを介して多方の面側に収束させつつ出射する機能を備えたものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
1 is a schematic longitudinal sectional view showing an example of the optical component of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the optical component shown in FIG. 1, and FIG. 3 shows an example of a method for manufacturing the optical component of the present invention. It is a typical longitudinal section.
First, the optical component of the present invention will be described.
The optical component (lens array) 1 is used, for example, in an optical device as described later. As shown in FIG. 1, a plurality (large number) of glass substrates 11 and one surface side of the glass substrate 11 are provided. The resin layer 12 including the lens 121 and the resin layer 13 including the plurality of lenses 131 on the other surface side of the glass substrate 11 are provided.
This optical component 1 has a function of emitting light irradiated from one surface side while converging it on various surface sides through each lens.

ガラス基板11は、後述する樹脂層12および樹脂層13を支持する機能を有している。
ガラス基板11の材料としては、例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等が挙げられるが、中でも、石英ガラスを用いるのが好ましい。ホウケイ酸ガラスは、機械的強度、耐熱性が高く、また、線膨張係数が非常に低く熱による形状の変化が少ないことから、好適に用いることができる。
The glass substrate 11 has a function of supporting a resin layer 12 and a resin layer 13 described later.
Examples of the material of the glass substrate 11 include soda glass, crystalline glass, quartz glass, lead glass, potassium glass, borosilicate glass, and non-alkali glass. Among these, it is preferable to use quartz glass. Borosilicate glass can be suitably used because it has high mechanical strength and heat resistance, and has a very low coefficient of linear expansion and little change in shape due to heat.

ガラス基板11の厚さは0.5〜2mmであるのが好ましく、0.5〜1mmであるのがより好ましい。
樹脂層12は、ガラス基板11の一方の面側に接合されたものであり、複数のレンズ121を有している。
本実施形態において、光学部品1は、図2に示すように、複数のレンズ121が光学部品1の長尺方向にライン状に並んだ列が、光学部品1の幅方向に複数配列した構成となっている。このような構成とすることにより、プリンタ(画像形成装置)やスキャナ等の光学機器の光学系に好適に適用することができる。
The thickness of the glass substrate 11 is preferably 0.5 to 2 mm, and more preferably 0.5 to 1 mm.
The resin layer 12 is bonded to one surface side of the glass substrate 11 and has a plurality of lenses 121.
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the optical component 1 has a configuration in which a plurality of rows in which a plurality of lenses 121 are arranged in a line in the longitudinal direction of the optical component 1 are arranged in the width direction of the optical component 1. It has become. With such a configuration, it can be suitably applied to an optical system of an optical device such as a printer (image forming apparatus) or a scanner.

樹脂層13は、上記樹脂層13と同様に、ガラス基板11の他方の面側に接合されたものであり、複数のレンズ131を有している。
複数のレンズ131は、上記レンズ121と同様に、図2に示すように配列している。そして、複数のレンズ121および複数のレンズ131は、平面視した際に、互いにレンズの中心が一致するように構成されている。
Similarly to the resin layer 13, the resin layer 13 is bonded to the other surface side of the glass substrate 11 and has a plurality of lenses 131.
The plurality of lenses 131 are arranged as shown in FIG. The plurality of lenses 121 and the plurality of lenses 131 are configured such that the centers of the lenses coincide with each other when viewed in plan.

平面視した際のレンズ121およびレンズ131の平均径は、100〜2000μmであるのが好ましく、500〜1500μmであるのが好ましい。
また、レンズ121およびレンズ131の曲率半径は、500〜1500μmであるのが好ましい。
樹脂層12および樹脂層13は、熱硬化性樹脂で構成されている。熱硬化性樹脂で構成することにより、光学部品1の耐溶剤性を優れたものとすることができるとともに、熱や光等による樹脂層の収縮や膨張等を十分に小さいものとすることができる。その結果、光学部品1は、種々の環境において、優れた光学特性を発揮するものとなる。
The average diameter of the lens 121 and the lens 131 when viewed in plan is preferably 100 to 2000 μm, and more preferably 500 to 1500 μm.
Moreover, it is preferable that the curvature radius of the lens 121 and the lens 131 is 500-1500 micrometers.
The resin layer 12 and the resin layer 13 are made of a thermosetting resin. By comprising a thermosetting resin, it is possible to make the optical component 1 excellent in solvent resistance and to sufficiently reduce the shrinkage and expansion of the resin layer due to heat and light. . As a result, the optical component 1 exhibits excellent optical characteristics in various environments.

樹脂層12および樹脂層13を構成する熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂等が挙げられ、これらのうち1種また2種以上を混合して用いることができる。
ガラス基板11の屈折率と、樹脂層12および樹脂層13(樹脂層12および樹脂層13を構成する熱硬化性樹脂)の屈折率との差の絶対値は、0.1以下であるのが好ましく、0.05以下であるのがより好ましい。これにより、ガラス基板11と各樹脂層との界面における光の反射を効果的に抑制することができ、光学部品1の光の利用効率を向上させることができる。その結果、光学部品1は、より優れた光学特性を発揮するものとなる。
Examples of the thermosetting resin constituting the resin layer 12 and the resin layer 13 include phenol resin, urea resin, melamine resin, epoxy resin, alkyd resin, unsaturated polyester resin, diallyl phthalate resin, and the like. One kind or a mixture of two or more kinds can be used.
The absolute value of the difference between the refractive index of the glass substrate 11 and the refractive index of the resin layer 12 and the resin layer 13 (thermosetting resin constituting the resin layer 12 and the resin layer 13) is 0.1 or less. Preferably, it is 0.05 or less. Thereby, the reflection of the light in the interface of the glass substrate 11 and each resin layer can be suppressed effectively, and the utilization efficiency of the light of the optical component 1 can be improved. As a result, the optical component 1 exhibits more excellent optical characteristics.

また、光学部品1は、長尺方向の長さが200mm以上のものである。一般に、このような長さで、かつ、上記のような構造を有する光学部品を2P法等の従来の製造方法で製造しようとした場合、製造過程において、熱や光等による収縮や膨張等のため、光学特性にばらつきが生じてしまい、品質のばらつきを抑えるのが困難であった。これに対して、後述するような本発明の方法を用いて製造することにより、光学特性のばらつきを十分に小さいものとすることができ、品質の安定した光学部品を提供することができる。   The optical component 1 has a length in the longitudinal direction of 200 mm or more. In general, when an optical component having such a length and having the structure as described above is to be manufactured by a conventional manufacturing method such as the 2P method, shrinkage or expansion due to heat, light, or the like is caused during the manufacturing process. For this reason, variations in optical characteristics occur, making it difficult to suppress variations in quality. On the other hand, by manufacturing using the method of the present invention as described later, variation in optical characteristics can be made sufficiently small, and an optical component with stable quality can be provided.

このように光学部品1は、長尺方向の長さが200mm以上のものであるが、300mm以上であるのが好ましい。これにより、上述したような効果がより顕著に発揮される。
上述したように、光学部品1は、ガラス基板11と熱硬化性樹脂で構成された樹脂層12および樹脂層13とで構成されたものである。このため、樹脂材料だけで構成されたものと比較して、使用時における熱や光による光学部品1の収縮や膨張等を十分に小さいものとすることができる。その結果、光学部品1は、種々の環境において、優れた光学特性を発揮するものとなる。
As described above, the optical component 1 has a length in the longitudinal direction of 200 mm or more, but is preferably 300 mm or more. Thereby, the effects as described above are more remarkably exhibited.
As described above, the optical component 1 is composed of the glass substrate 11 and the resin layer 12 and the resin layer 13 composed of a thermosetting resin. For this reason, compared with what comprised only the resin material, the shrinkage | contraction and expansion | swelling, etc. of the optical component 1 by the heat | fever and light at the time of use can be made small enough. As a result, the optical component 1 exhibits excellent optical characteristics in various environments.

次に、本発明の光学部品の製造方法について、添付図面を参照しつつ説明する。
本実施形態にかかる光学部品1の製造方法では、表面に前述したようなレンズの形状に対応した形状を備えた複数の凹部を有する第1の凹部付き基板6および第2の凹部付き基板6’を準備する工程と、主としてガラス材料で構成されたガラス基板11と、上記第1の凹部付き基板6との間に、主として完全に硬化に至らない状態の熱硬化性樹脂で構成された第1の樹脂基板2を設置し、上記ガラス基板11と、第2の凹部付き基板6’との間に、主として完全に硬化に至らない状態の熱硬化性樹脂で構成された第2の樹脂基板2’を設置する工程と、ガラス基板11と各凹部付き基板とで各樹脂基板を押圧しつつ加熱し、各樹脂基板に各凹部付き基板の表面形状を転写するとともに、各樹脂基板とガラス基板11とを接合する工程とを有している。
Next, the manufacturing method of the optical component of this invention is demonstrated, referring an accompanying drawing.
In the method of manufacturing the optical component 1 according to the present embodiment, the first substrate 6 with concave portions and the second substrate 6 'with concave portions having a plurality of concave portions having shapes corresponding to the lens shapes as described above on the surface. Between the glass substrate 11 mainly composed of a glass material and the first substrate 6 with the recess, the first composed mainly of a thermosetting resin that does not completely cure. The second resin substrate 2 is mainly composed of a thermosetting resin in a state where the resin substrate 2 is not completely cured between the glass substrate 11 and the second recessed substrate 6 ′. The step of installing ', and heating each resin substrate while pressing the glass substrate 11 and each substrate with recesses to transfer the surface shape of each substrate with recesses to each resin substrate, and each resin substrate and glass substrate 11 And joining the step .

以下、各工程について詳細に説明する。
[第1の凹部付き基板および第2の凹部付き基板の準備工程]
まず、第1の凹部付き基板6および第2の凹部付き基板6’を準備する。
第1の凹部付き基板6は、前述したような複数のレンズ121と対応した形状を有する複数の凹部61を備えている。
Hereinafter, each step will be described in detail.
[Preparation process of substrate with first recess and substrate with second recess]
First, a first substrate 6 with recesses and a second substrate 6 'with recesses are prepared.
The first substrate 6 with recesses includes a plurality of recesses 61 having a shape corresponding to the plurality of lenses 121 as described above.

また、第2の凹部付き基板6’は、前述したような複数のレンズ131と対応した形状を有する複数の凹部61’を備えている。
これら第1の凹部付き基板6および第2の凹部付き基板6’は、いかなる方法で製造されたものであってもよく、例えば、金属板に切削加工等を施すことにより製造されたものであってもよいし、ガラスやシリコン等で形成された基板に、フォトリソ方式で凹部の形状を作り込み、各種エッチング処理を施すことにより製造されたものであってもよい。
なお、各凹部付き基板の凹部が設けられている面に離型処理を施すのが好ましい。これにより、後述する工程において、各樹脂層から各凹部付き基板を容易に取り外すことができる。
In addition, the second substrate 6 ′ with recesses includes a plurality of recesses 61 ′ having a shape corresponding to the plurality of lenses 131 as described above.
The first substrate with recesses 6 and the second substrate with recesses 6 ′ may be manufactured by any method, for example, by cutting a metal plate or the like. Alternatively, a substrate formed of glass, silicon, or the like may be manufactured by forming the shape of the recess by a photolithography method and performing various etching processes.
In addition, it is preferable to perform a mold release process on the surface provided with the recess of each substrate with recesses. Thereby, the board | substrate with a recessed part can be easily removed from each resin layer in the process mentioned later.

[ガラス基板準備工程]
一方、ガラス基板11を用意する。
このガラス基板11は、厚さが均一で、たわみや傷のないものが好適に用いられる。
また、ガラス基板11の後述する樹脂基板(第1の樹脂基板2および第2の樹脂基板2’)と接合する面に対して、樹脂基板との密着性を向上させる表面処理を施すのが好ましい。これにより、樹脂層(樹脂層12および樹脂層13)との密着性が向上し、樹脂層の不本意な剥がれや、熱や光等による樹脂層の収縮や膨張等をより効果的に抑制することができる。
[Glass substrate preparation process]
On the other hand, a glass substrate 11 is prepared.
As the glass substrate 11, a substrate having a uniform thickness and having no deflection or scratch is preferably used.
Moreover, it is preferable to perform the surface treatment which improves the adhesiveness with a resin substrate with respect to the surface joined to the resin substrate (1st resin substrate 2 and 2nd resin substrate 2 ') which the glass substrate 11 mentions later. . Thereby, adhesiveness with a resin layer (the resin layer 12 and the resin layer 13) improves, and the shrinkage | contraction and expansion | swelling, etc. of the resin layer by unintentional peeling of a resin layer, heat, light, etc. are suppressed more effectively. be able to.

このような密着性を向上させる処理としては、例えば、シランカップリング剤を用いた表面処理、界面活性剤を用いた表面処理等が挙げられる。上述した中でも、特に、シランカップリング剤を用いた表面処理が好ましい。これにより、より効果的に密着性向上処理を施すことができる。
シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、オクタデシルジメチルクロロシラン(ODS)等が挙げられる。
上述した中でも、γ−アミノプロピルトリメトキシシランを用いるのが好ましい。これにより、より効果的に樹脂材料との密着性を向上させることができる。
Examples of the treatment for improving the adhesion include surface treatment using a silane coupling agent and surface treatment using a surfactant. Among the above-mentioned, surface treatment using a silane coupling agent is particularly preferable. Thereby, an adhesion improvement process can be performed more effectively.
Examples of the silane coupling agent include vinyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl)- Examples include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, hexamethyldisilazane (HMDS), 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, octadecyldimethylchlorosilane (ODS), and the like.
Among the above-mentioned, it is preferable to use γ-aminopropyltrimethoxysilane. Thereby, adhesiveness with a resin material can be improved more effectively.

[第1の樹脂基板および第2の樹脂基板準備工程]
一方、主として完全に硬化に至らない状態の熱硬化性樹脂で構成された第1の樹脂基板2と第2の樹脂基板2’とを用意する。
完全に硬化に至らない状態の熱硬化性樹脂で構成された樹脂基板(第1の樹脂基板2および第2の樹脂基板2’)は、適度な力で変形可能となっているため、後述する転写・接合工程において、凹部付き基板(第1の凹部付き基板6および第2の凹部付き基板6’)の表面形状を容易に転写することができる。すなわち、各凹部内に熱硬化性樹脂を容易に充填することができる。これとともに、後述するように加熱することにより、各凹部内に充填された熱硬化性樹脂を完全に硬化させることができる。また、このような半硬化状態の樹脂基板を用いた場合、硬化した際の収縮や膨張等を効果的に抑えることができ、製造の際の熱等による寸法の変化を効果的に防止することができる。その結果、品質の安定した光学部品1を提供することができる。また、熱硬化性樹脂を用いることにより、最終的に得られる光学部品1の耐熱性、耐薬品性を特に高いものとすることができる。
[First resin substrate and second resin substrate preparation step]
On the other hand, a first resin substrate 2 and a second resin substrate 2 ′, which are mainly made of a thermosetting resin that does not completely cure, are prepared.
Since the resin substrates (the first resin substrate 2 and the second resin substrate 2 ′) made of a thermosetting resin that is not completely cured can be deformed with an appropriate force, they will be described later. In the transfer / bonding step, the surface shape of the substrate with recesses (first substrate 6 with recesses and second substrate 6 'with recesses) can be easily transferred. That is, the thermosetting resin can be easily filled in each recess. At the same time, the thermosetting resin filled in each recess can be completely cured by heating as described later. Also, when such a semi-cured resin substrate is used, shrinkage and expansion when cured can be effectively suppressed, and dimensional changes due to heat during production can be effectively prevented. Can do. As a result, the optical component 1 with stable quality can be provided. Moreover, the heat resistance and chemical resistance of the optical component 1 finally obtained can be made particularly high by using a thermosetting resin.

なお、完全に硬化に至らない状態の熱硬化性樹脂とは、熱硬化性樹脂を構成するモノマーが全て反応しきらずに、残存している状態のもののことをいう。
また、完全に硬化に至らない状態の熱硬化性樹脂には、熱硬化性樹脂を構成するモノマーを溶解する溶媒が残存している。
第1の樹脂基板2および第2の樹脂基板2’中における、上記のような溶媒の含有量は、1〜20wt%であるのが好ましく、1〜15wt%であるのがより好ましい。これにより、各樹脂基板は、平常時においては適度な定型性を有しつつ、凹部付き基板で押圧する際には、より適度な柔軟性を有するものとなる。すなわち、押圧時において、より確実に凹部3内に熱硬化性樹脂を充填することができる。
In addition, the thermosetting resin in a state that does not completely cure means a state in which all the monomers constituting the thermosetting resin are not reacted and remain.
Moreover, the solvent which melt | dissolves the monomer which comprises a thermosetting resin remains in the thermosetting resin in the state which does not reach hardening completely.
The content of the solvent as described above in the first resin substrate 2 and the second resin substrate 2 ′ is preferably 1 to 20 wt%, and more preferably 1 to 15 wt%. Thereby, each resin substrate has a more appropriate flexibility when pressed with a substrate with a recess, while having an appropriate regularity in normal times. That is, the thermosetting resin can be filled into the recess 3 more reliably during pressing.

このような溶媒としては、例えば、ブタノール、ジメチルアセトアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、γ−ブチルラクトン等が挙げられる。
なお、前述したような溶媒は、後述する転写・接合工程における熱により気化され、除去される。これにより、後述する転写・接合工程において、各凹部内に充填された熱硬化性樹脂をより確実に硬化させることができるとともに、最終的に得られる光学部品1の耐熱性をさらに高いものとすることができる。
Examples of such a solvent include butanol, dimethylacetamide, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), γ-butyllactone, and the like.
The solvent as described above is vaporized and removed by heat in a transfer / joining process described later. Thereby, in the transfer / joining process to be described later, the thermosetting resin filled in each recess can be more reliably cured, and the heat resistance of the finally obtained optical component 1 is further increased. be able to.

[第1の樹脂基板および第2の樹脂基板設置工程]
次に、上記のようなガラス基板11の一方の面に、第1の樹脂基板2を設置し、他方の面に、第2の樹脂基板2’を設置する(図3(a)参照)。
次に、第1の樹脂基板2を設置した側に、第1の凹部付き基板6を、凹部61が設けられた面と第1の樹脂基板2とが対向するように設置する。一方、第2の樹脂基板2’を設置した側に、第2の凹部付き基板6’を、凹部61’が設けられた面と第2の樹脂基板2’とが対向するように設置する(図3(a)参照)。
以上のようにして、ガラス基板11と凹部付き基板6との間に第1の樹脂基板2が設置され、ガラス基板11と第2の凹部付き基板6’との間に第2の樹脂基板2’が設置される。
[First resin substrate and second resin substrate installation step]
Next, the first resin substrate 2 is installed on one surface of the glass substrate 11 as described above, and the second resin substrate 2 ′ is installed on the other surface (see FIG. 3A).
Next, on the side where the first resin substrate 2 is installed, the first substrate 6 with recesses is installed so that the surface on which the recesses 61 are provided and the first resin substrate 2 face each other. On the other hand, on the side where the second resin substrate 2 ′ is installed, the second substrate 6 ′ with recesses is installed so that the surface provided with the recesses 61 ′ and the second resin substrate 2 ′ face each other ( (See FIG. 3 (a)).
As described above, the first resin substrate 2 is installed between the glass substrate 11 and the substrate 6 with recesses, and the second resin substrate 2 is interposed between the glass substrate 11 and the second substrate 6 ′ with recesses. 'Is installed.

[転写・接合工程]
次に、図3(b)に示すように、ガラス基板11と各凹部付き基板とで、各樹脂基板を加熱しつつ押圧する。これにより、各樹脂基板に各凹部付き基板の表面形状が転写されるとともに、ガラス基板11と各樹脂基板とが接合される(転写・接合工程)。また、このような転写・接合とともに、熱硬化性樹脂が加熱により硬化する。そして、図3(b)に示すように、第1の凹部付き基板6とガラス基板11との間に、複数のレンズ121を備えた樹脂層12が形成され、また、第2の凹部付き基板6’とガラス基板11との間に、複数のレンズ131を備えた樹脂層13が形成される。
[Transfer / Join process]
Next, as shown in FIG.3 (b), it presses, heating each resin substrate with the glass substrate 11 and each board | substrate with a recessed part. Thereby, the surface shape of each substrate with recesses is transferred to each resin substrate, and the glass substrate 11 and each resin substrate are bonded (transfer / bonding step). Moreover, with such transfer / joining, the thermosetting resin is cured by heating. And as shown in FIG.3 (b), the resin layer 12 provided with the some lens 121 is formed between the board | substrate 6 with a 1st recessed part, and the glass substrate 11, and the board | substrate with a 2nd recessed part A resin layer 13 having a plurality of lenses 131 is formed between 6 ′ and the glass substrate 11.

なお、各樹脂基板の加熱は、例えば、ガラス基板11および/または各凹部付き基板を加熱した状態で押圧することにより行うものであってもよいし、全体を加熱することにより行うものであってもよい。
加熱温度は、熱硬化性樹脂が硬化する温度(残存するモノマーが反応を開始する温度)をT[℃]としたとき、T〜T+30[℃]であるのが好ましく、T+10〜T+20[℃]であるのがより好ましい。加熱温度が前記下限値未満であると、熱硬化性樹脂の種類等によっては、熱硬化性樹脂を十分に硬化させるのが困難となる場合がある。また、加熱温度が前記上限値を超えると、熱硬化性樹脂の種類等によっては、各凹部内に樹脂材料を十分に充填できない場合がある。
In addition, the heating of each resin substrate may be performed by, for example, pressing the glass substrate 11 and / or each substrate with recesses in a heated state, or by heating the entire substrate. Also good.
The heating temperature is preferably T 3 to T 3 +30 [° C.], where T 3 [° C.] is a temperature at which the thermosetting resin is cured (temperature at which the remaining monomer starts to react), and T 3 It is more preferably +10 to T 3 +20 [° C.]. If the heating temperature is less than the lower limit, it may be difficult to sufficiently cure the thermosetting resin depending on the type of the thermosetting resin and the like. Moreover, when heating temperature exceeds the said upper limit, depending on the kind etc. of thermosetting resin, resin material may not fully be filled in each recessed part.

また、このような転写・接合工程は、減圧雰囲気下で行うのが好ましい。これにより、各凹部付き基板と各樹脂基板との間に気泡が入るのを防止することができる。また、前述したような各樹脂基板中に含まれる溶媒をより容易に除去することができる。
具体的には、転写・接合工程の際の雰囲気圧は、100Pa以下であるのが好ましく、10Pa以下であるのがより好ましい。これにより、各各凹部付き基板と各樹脂基板との間に気泡が入るのを確実に防止することができる。また、前述したような各樹脂基板中に含まれる溶媒をより確実に除去することができる。
Further, such a transfer / bonding step is preferably performed under a reduced pressure atmosphere. Thereby, it can prevent that a bubble enters between each board | substrate with a recessed part, and each resin substrate. Moreover, the solvent contained in each resin substrate as described above can be more easily removed.
Specifically, the atmospheric pressure during the transfer / bonding step is preferably 100 Pa or less, and more preferably 10 Pa or less. Thereby, it can prevent reliably that a bubble enters between each board | substrate with each recessed part, and each resin substrate. Moreover, the solvent contained in each resin substrate as described above can be more reliably removed.

次に、各凹部付き基板を取り外さずに、全体を冷却する。このように各凹部付き基板を押圧した状態で冷却することにより、冷却による各樹脂層の寸法の変化をより効果的に防止することができる。
その後、各凹部付き基板を取り外すことにより、図1に示すような光学部品1(本発明の光学部品)が得られる。
以上のような方法によれば、品質の安定した光学部品を容易に製造することができる。また、種々の環境において安定した光学特性を発揮する光学部品を容易に製造することができる。
Next, the whole is cooled without removing each substrate with recesses. Thus, by cooling in the state which pressed each board | substrate with a recessed part, the change of the dimension of each resin layer by cooling can be prevented more effectively.
Thereafter, by removing each substrate with concave portions, an optical component 1 (optical component of the present invention) as shown in FIG. 1 is obtained.
According to the method as described above, an optical component with stable quality can be easily manufactured. In addition, an optical component that exhibits stable optical characteristics in various environments can be easily manufactured.

<光学機器>
次に、前述したような光学部品を備える本発明の光学機器(画像形成装置)について、図4に示す実施形態に基づき、詳細に説明する。
図4は、本発明の光学機器を適用した画像形成装置の構成を示す模式図である。
画像形成装置100は、図4に示すように、トナーを収容するトナー収容部101と、トナー像を現像する円筒状の感光体102と、感光体102にトナーを供給する現像ローラ103と、トナー収容部101から現像ローラ103にトナーを供給する供給ローラ104と、感光体102で現像されたトナー像を記録媒体に転写する中間転写ローラ105および2次転写ローラ106と、記録媒体に転写されたトナー像を記録媒体に定着する定着部107とを有している。
<Optical equipment>
Next, the optical apparatus (image forming apparatus) of the present invention including the optical component as described above will be described in detail based on the embodiment shown in FIG.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of an image forming apparatus to which the optical apparatus of the present invention is applied.
As illustrated in FIG. 4, the image forming apparatus 100 includes a toner storage unit 101 that stores toner, a cylindrical photosensitive member 102 that develops a toner image, a developing roller 103 that supplies toner to the photosensitive member 102, and a toner A supply roller 104 that supplies toner from the storage unit 101 to the developing roller 103, an intermediate transfer roller 105 and a secondary transfer roller 106 that transfer the toner image developed by the photosensitive member 102 to the recording medium, and the toner image transferred to the recording medium And a fixing unit 107 that fixes the toner image on the recording medium.

感光体102の周囲には、感光体102の外周面を一様に帯電させる帯電器108と、この帯電器108によって一様に帯電させられた外周面を感光体102の回転に同期して順次ライン走査する、前述したような光学部品(レンズアレイ)1を備えたラインヘッド109とが設けられている。
感光体102は、帯電器108によりその表面が均一に帯電された後、ラインヘッド109によって記録すべき情報に応じた露光が行なわれることにより、静電潜像が形成されるものである。なお、光学部品1の対向する一対のレンズで集光される光によって露光される部位が、1画素に該当するものとなる。
Around the photosensitive member 102, a charger 108 that uniformly charges the outer peripheral surface of the photosensitive member 102, and the outer peripheral surface that is uniformly charged by the charger 108 are sequentially synchronized with the rotation of the photosensitive member 102. A line head 109 provided with the optical component (lens array) 1 as described above for line scanning is provided.
The surface of the photosensitive member 102 is uniformly charged by the charger 108 and then exposed according to information to be recorded by the line head 109, whereby an electrostatic latent image is formed. In addition, the site | part exposed by the light condensed with a pair of lens which the optical component 1 opposes corresponds to 1 pixel.

ところで、このような画像形成装置のラインヘッド(光学系)には、従来、ロッドレンズアレイが用いられてきた。しかしながら、ロッドレンズアレイでは、光を十分に集光することが困難であったため、1画素の大きさが大きくなってしまい、解像度を十分に向上させるのが困難であった。
これに対して、画像形成装置の光学系に本発明の光学部品を適用することにより、1画素の大きさを十分に小さいものとすることができ、その結果、解像度をより高いものとすることができる。
Incidentally, a rod lens array has been conventionally used for a line head (optical system) of such an image forming apparatus. However, in the rod lens array, since it is difficult to sufficiently collect light, the size of one pixel is increased, and it is difficult to sufficiently improve the resolution.
On the other hand, by applying the optical component of the present invention to the optical system of the image forming apparatus, the size of one pixel can be made sufficiently small, and as a result, the resolution can be made higher. Can do.

供給ローラ104は、現像ローラ103と対向して回転するものであり、現像ローラ103にトナーを供給する機能を有するものである。
現像ローラ103は、感光体102と等速で回転してトナーを静電潜像に転写する機能を有するものである。このように感光体102の静電潜像にトナーが転写されることにより、感光体102上にトナー像が形成される。
The supply roller 104 rotates to face the developing roller 103 and has a function of supplying toner to the developing roller 103.
The developing roller 103 has a function of rotating at the same speed as the photosensitive member 102 and transferring the toner to the electrostatic latent image. As described above, the toner is transferred to the electrostatic latent image on the photoconductor 102, whereby a toner image is formed on the photoconductor 102.

感光体102上に形成されたトナー画像は、中間転写ローラ105に対して転写された後に、2次転写ローラ106に転写電流を通電して、両者の間を通過する紙等の記録媒体にトナー像が転写される。
定着部107は、加圧ローラ1071と、加熱ローラ1072とを備えており、記録媒体に転写されたトナー像を、加圧と加熱により、記録媒体に定着する機能を有するものである。
After the toner image formed on the photoconductor 102 is transferred to the intermediate transfer roller 105, a transfer current is passed through the secondary transfer roller 106, and the toner is applied to a recording medium such as paper passing between the two. The image is transferred.
The fixing unit 107 includes a pressure roller 1071 and a heating roller 1072, and has a function of fixing the toner image transferred to the recording medium to the recording medium by pressing and heating.

このような画像形成装置100は、前述したような光学部品1(本発明の光学部品)を備えているため、解像度が高く、品質の安定した画像を形成することができる。また、量産した際に、製造される画像形成装置間での品質のばらつきを十分に小さいものとすることができる。
なお、本発明の光学機器は、図4の画像形成装置の他にも、例えば、スキャナ、液晶表示装置、リア型プロジェクタなどが挙げられる。そして、これらの各種光学機器の光学系として、前述した本発明の光学部品が適用可能なことは言うまでもない。
Since such an image forming apparatus 100 includes the optical component 1 (the optical component of the present invention) as described above, an image with high resolution and stable quality can be formed. In addition, when mass-produced, quality variations among manufactured image forming apparatuses can be made sufficiently small.
In addition to the image forming apparatus of FIG. 4, examples of the optical apparatus of the present invention include a scanner, a liquid crystal display device, and a rear projector. And it cannot be overemphasized that the optical component of this invention mentioned above is applicable as an optical system of these various optical apparatuses.

以上、本発明の光学部品の製造方法、光学部品、および光学機器の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、本発明の光学部品の製造方法では、任意の目的の工程が1または2以上追加されてもよい。
また、前述した実施形態では、光学部品として、ガラス基板の両面に、複数のレンズを備えた樹脂層を備えたものについて説明したが、これに限定されず、例えば、ガラス基板の片面のみに、複数のレンズを備えた樹脂層が設けられたものであってもよい。
The preferred embodiments of the optical component manufacturing method, the optical component, and the optical apparatus of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to this.
For example, in the method for manufacturing an optical component according to the present invention, one or two or more optional steps may be added.
In the above-described embodiment, the optical component has been described as having the resin layer including a plurality of lenses on both surfaces of the glass substrate, but is not limited thereto, for example, only on one surface of the glass substrate, A resin layer provided with a plurality of lenses may be provided.

(実施例1)
以下のように、光学部品を製造した。
[第1の凹部付き基板および第2の凹部付き基板の準備工程]
まず、金型用に使われるSTAVAX上に約500μmの厚みのニッケルめっきをした長尺方向の長さが250mmのものを用意した。
次に、金属板に、切削加工にて、平均径200μm、曲率半径100μmの複数の凹部を形成し、第1の凹部付き基板を得た。
一方、上記と同様にして、平均径200μm、曲率半径100μmの複数の凹部を有する第2の凹部付き基板を製造した。
(Example 1)
Optical components were manufactured as follows.
[Preparation process of substrate with first recess and substrate with second recess]
First, a STAVAX used for a mold was prepared by plating a nickel plate having a thickness of about 500 μm and having a length in the longitudinal direction of 250 mm.
Next, a plurality of recesses having an average diameter of 200 μm and a curvature radius of 100 μm were formed on the metal plate by cutting to obtain a first substrate with recesses.
On the other hand, the 2nd board | substrate with a recessed part which has several recessed part with an average diameter of 200 micrometers and a curvature radius of 100 micrometers was manufactured similarly to the above.

[ガラス基板準備工程]
一方、ホウケイ酸ガラスで構成され、長尺方向の長さが250mmのガラス基板(厚さ:1.92mm、屈折率:1.52)を用意した。
次に、ガラス基板の両面に対して、シランカップリング剤としてγ−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製、商品名「KBE−903」)を用いて表面処理(密着性向上処理)を施した。
なお、この表面処理は、ガラス基板に、γ−アミノプロピルトリメトキシシランを、溶媒(エタノール)で0.5%に希釈した液体を、スピンコートで塗布し、純水でリンスした後、約110℃のホットプレート上で加熱処理を施すことにより行った。
[Glass substrate preparation process]
On the other hand, a glass substrate (thickness: 1.92 mm, refractive index: 1.52) made of borosilicate glass and having a length in the longitudinal direction of 250 mm was prepared.
Next, surface treatment (adhesion improvement treatment) is performed on both surfaces of the glass substrate using γ-aminopropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name “KBE-903”) as a silane coupling agent. did.
This surface treatment is performed by applying a liquid obtained by diluting γ-aminopropyltrimethoxysilane to 0.5% with a solvent (ethanol) on a glass substrate by spin coating, rinsing with pure water, and then about 110 The heat treatment was performed on a hot plate at 0 ° C.

[第1の樹脂基板および第2の樹脂基板準備工程]
一方、完全に硬化に至っていないフェノール系樹脂(熱硬化性樹脂、屈折率:1.60、硬化温度:180℃)で構成された厚さ:100μm、長尺方向の長さが250mmの第1の樹脂基板および第2の樹脂基板を用意した。なお、樹脂基板中における、フェノール樹脂を構成するモノマーを溶解する溶媒の含有量は、20wt%であった。
[First resin substrate and second resin substrate preparation step]
On the other hand, a first resin composed of a phenolic resin (thermosetting resin, refractive index: 1.60, curing temperature: 180 ° C.) that is not completely cured has a thickness of 100 μm and a length in the longitudinal direction of 250 mm. The resin substrate and the second resin substrate were prepared. In addition, content of the solvent which melt | dissolves the monomer which comprises a phenol resin in the resin substrate was 20 wt%.

[第1の樹脂基板および第2の樹脂基板設置工程]
上記の第1の樹脂基板および第2の樹脂基板を、それぞれガラス基板の一方の面と他方の面に設置した。
次に、第1の樹脂基板を設置した側に、第1の凹部付き基板を凹部が設けられた面と第1の樹脂基板とが対向するように設置した。一方、第2の樹脂基板を設置した側に、第2の凹部付き基板を凹部が設けられた面と第2の樹脂基板とが対向するように設置した。
[First resin substrate and second resin substrate installation step]
Said 1st resin substrate and 2nd resin substrate were each installed in the one surface and the other surface of a glass substrate.
Next, on the side where the first resin substrate was installed, the first substrate with recesses was installed so that the surface provided with the recesses and the first resin substrate faced each other. On the other hand, on the side where the second resin substrate was installed, the second substrate with recesses was installed so that the surface on which the recesses were provided and the second resin substrate were opposed.

[転写・接合工程]
次に、雰囲気圧を、10−2Paまで減圧した後、雰囲気温度を200℃に設定し、ガラス基板、各樹脂基板および各凹部付き基板を加熱した。200℃に設定してから2分間放置した。
次に、各凹部付き基板で各樹脂基板を120kNの圧力で押圧し、この状態を5分間保持した。
その後、冷却し、各凹部付き基板を取り外し、図2に示すように配列した複数のレンズを備えた光学部品を得た。得られた光学部品のレンズの平均径は200μm、曲率半径は100μmであった。
[Transfer / Join process]
Next, after reducing the atmospheric pressure to 10 −2 Pa, the atmospheric temperature was set to 200 ° C., and the glass substrate, each resin substrate, and each substrate with recesses were heated. The temperature was set at 200 ° C. and left for 2 minutes.
Next, each resin substrate was pressed with a pressure of 120 kN with each substrate with recesses, and this state was maintained for 5 minutes.
Then, it cooled and removed each board | substrate with a recessed part, and obtained the optical component provided with the some lens arranged as shown in FIG. The average lens diameter of the obtained optical component was 200 μm, and the radius of curvature was 100 μm.

(実施例2〜5)
第1および第2の凹部付き基板として、表1に示したような平均径および曲率半径の凹部を有するものを用い、ガラス基板として、表1に示すような種類および屈折率のものを用い、また、第1および第2の樹脂基板として、表1に示すような樹脂材料の種類および厚さのものを用いた以外は、前記実施例1と同様にして光学素子を製造した。
(Examples 2 to 5)
As the first and second substrates with recesses, those having recesses with an average diameter and a radius of curvature as shown in Table 1, and as a glass substrate with the types and refractive indexes shown in Table 1, Further, optical elements were manufactured in the same manner as in Example 1 except that the first and second resin substrates used were those having the types and thicknesses of resin materials shown in Table 1.

(比較例)
前記実施例1と同様にして得られた第1の凹部付き基板の凹部が形成された面に、未重合(未硬化)の紫外線(UV)硬化型エポキシ樹脂(屈折率1.59)を付与した。
次に、上記実施例1と同様のガラス基板の一方の面で、UV硬化型エポキシ樹脂を押圧した。この際、ガラス基板とUV硬化型エポキシ樹脂との間に、空気が侵入しないようにした。
(Comparative example)
An unpolymerized (uncured) ultraviolet (UV) curable epoxy resin (refractive index of 1.59) is applied to the surface of the substrate with the first recesses obtained in the same manner as in Example 1 on which the recesses are formed. did.
Next, a UV curable epoxy resin was pressed on one surface of the same glass substrate as in Example 1. At this time, air was prevented from entering between the glass substrate and the UV curable epoxy resin.

次に、ガラス基板側から、10000mJ/cmの紫外線を照射することにより、UV硬化型エポキシ樹脂を硬化させ、ガラス基板の一方の面に多数のレンズを形成した。
その後、第1の凹部付き基板を取り外した。
次に、前記実施例1と同様にして得られた第2の凹部付き基板の凹部が形成された面に、未重合(未硬化)の紫外線(UV)硬化型エポキシ樹脂(屈折率1.59)を付与した。
Next, the UV curable epoxy resin was cured by irradiating ultraviolet rays of 10,000 mJ / cm 2 from the glass substrate side, and a large number of lenses were formed on one surface of the glass substrate.
Then, the 1st board | substrate with a recessed part was removed.
Next, an unpolymerized (uncured) ultraviolet (UV) curable epoxy resin (refractive index of 1.59) is formed on the surface of the second substrate with recesses obtained in the same manner as in Example 1 on which the recesses are formed. ).

次に、ガラス基板のレンズが形成された側とは、反対の面で、第2の凹部付き基板上のUV硬化型エポキシ樹脂を押圧した。この際、ガラス基板とUV硬化型エポキシ樹脂との間に、空気が侵入しないようにした。
次に、ガラス基板側から、10000mJ/cmの紫外線を照射することにより、UV硬化型エポキシ樹脂を硬化させ、ガラス基板の他方の面に多数のレンズを形成した。
Next, the UV curable epoxy resin on the substrate with the second concave portion was pressed on the surface opposite to the side on which the lens of the glass substrate was formed. At this time, air was prevented from entering between the glass substrate and the UV curable epoxy resin.
Next, the UV curable epoxy resin was cured by irradiating ultraviolet rays of 10,000 mJ / cm 2 from the glass substrate side, and a large number of lenses were formed on the other surface of the glass substrate.

その後、第2の凹部付き基板を取り外し、図2に示すように配列した複数のレンズを備えた光学部品を得た。得られた光学部品のレンズの平均径は200μm、曲率半径は100μmであった。
実施例1〜5と比較例における第1および第2の凹部付き基板の凹部の平均径、凹部の曲率半径、ガラス基板の種類、屈折率、第1および第2の樹脂基板を構成する樹脂材料の種類、屈折率、溶媒の含有量、樹脂の硬化温度T、製造された光学部品のレンズの平均径、レンズの曲率半径を表1に示す。
Thereafter, the substrate with the second concave portion was removed to obtain an optical component having a plurality of lenses arranged as shown in FIG. The average lens diameter of the obtained optical component was 200 μm, and the radius of curvature was 100 μm.
Examples 1 to 5 and comparative example of first and second substrate with recesses average diameter of recesses, radius of curvature of recesses, type of glass substrate, refractive index, resin material constituting first and second resin substrates Table 1 shows the type, refractive index, solvent content, resin curing temperature T 3 , the average lens diameter of the manufactured optical component, and the radius of curvature of the lens.

Figure 2008155547
Figure 2008155547

(評価)
実施例1〜5では、比較例に比べ、容易に光学部品を製造することができた。特に、実施例では、両面同時にレンズを形成できたのに対し、比較例では、樹脂に流動性があるため、両面を同時にレンズを形成することができなかった。
また、各実施例および比較例の方法を用いて、連続して、光学部品を製造したところ、実施例では、安定した品質の光学部品を生産性良く製造することができた。これに対して、比較例では、不良品を生じ極めて歩留に劣っていた。
(Evaluation)
In Examples 1-5, compared with the comparative example, the optical component was able to be manufactured easily. In particular, in the example, the lens could be formed on both sides simultaneously, whereas in the comparative example, since the resin was fluid, the lens could not be formed on both sides simultaneously.
In addition, when optical parts were continuously manufactured using the methods of the examples and comparative examples, stable optical quality parts could be manufactured with high productivity in the examples. On the other hand, in the comparative example, a defective product was produced and the yield was extremely poor.

また、各実施例および比較例で得られた光学部品を用いて、図4に示すような構成の画像形成装置を製造した。この得られた画像形成装置を用いて、連続して長時間、画像を印刷したところ、実施例の光学部品を備えた画像形成装置では、長時間にわたって、解像度が高く、品質の高い画像が得られたが、比較例の光学部品を備えた画像形成装置では、画像の乱れが確認され、時間がたつにつれて、画像の乱れが顕著となった。これは、製造過程における光学部品の樹脂層に不本意な収縮・膨張や、長時間の稼働による熱や光によって、光学部品の樹脂層に不本意な収縮・膨張があったためであると考えられる。   In addition, an image forming apparatus having a configuration as shown in FIG. 4 was manufactured using the optical components obtained in the examples and comparative examples. When an image was continuously printed for a long time using the obtained image forming apparatus, the image forming apparatus provided with the optical component of the example obtained a high-resolution and high-quality image for a long time. However, in the image forming apparatus provided with the optical component of the comparative example, image disturbance was confirmed, and over time, the image distortion became significant. This is thought to be because the resin layer of the optical component was unintentionally shrunk / expanded during the manufacturing process, or the resin layer of the optical component was unintentionally shrunk / expanded due to heat and light from long-term operation. .

本発明の光学部品の一例を示す模式的な縦断面図である。It is a typical longitudinal cross-sectional view which shows an example of the optical component of this invention. 図1に示す光学部品の平面図である。It is a top view of the optical component shown in FIG. 本発明の光学部品の製造方法の一例を示す模式的な縦断面図である。It is a typical longitudinal cross-sectional view which shows an example of the manufacturing method of the optical component of this invention. 本発明の光学機器を適用した画像形成装置の構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus to which an optical apparatus of the present invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

1……光学部品 12…樹脂層 121…レンズ 13…樹脂層 131…レンズ 2…第1の樹脂基板 2’…第2の樹脂基板 6…第1の凹部付き基板 6’…第2の凹部付き基板 61、61’…凹部 100…画像形成装置 101…トナー収容部 102…感光体 103…現像ローラ 104…供給ローラ 105…中間転写ローラ 1062次転写ローラ 107…定着部 1071…加圧ローラ 1072…加熱ローラ 108…帯電器 109…ラインヘッド   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical component 12 ... Resin layer 121 ... Lens 13 ... Resin layer 131 ... Lens 2 ... 1st resin substrate 2 '... 2nd resin substrate 6 ... 1st board | substrate with a recessed part 6' ... With a 2nd recessed part Substrate 61, 61 '... concave portion 100 ... image forming apparatus 101 ... toner accommodating portion 102 ... photoconductor 103 ... developing roller 104 ... supply roller 105 ... intermediate transfer roller 1062 secondary transfer roller 107 ... fixing portion 1071 ... pressure roller 1072 ... heating Roller 108 ... Charger 109 ... Line head

Claims (10)

複数のレンズを備え、かつ、長尺方向の長さが200mm以上の光学部品の製造方法であって、
表面に前記レンズの形状に対応した形状の複数個の凹部を有する凹部付き基板を準備する凹部付き基板準備工程と、
主としてガラス材料で構成されたガラス基板と、前記凹部付き基板との間に、主として完全に硬化に至らない状態の熱硬化性樹脂で構成された樹脂基板を設置する樹脂基板設置工程と、
前記ガラス基板と前記凹部付き基板とで前記樹脂基板を押圧しつつ加熱し、前記樹脂基板に前記凹部付き基板の表面形状を転写するとともに、前記樹脂基板と前記ガラス基板とを接合する転写・接合工程とを有することを特徴とする光学部品の製造方法。
A method for producing an optical component comprising a plurality of lenses and having a length in the longitudinal direction of 200 mm or more,
A substrate preparation step with a recess for preparing a substrate with a recess having a plurality of recesses in a shape corresponding to the shape of the lens on the surface;
Between the glass substrate mainly composed of a glass material and the substrate with recesses, a resin substrate installation step of installing a resin substrate mainly composed of a thermosetting resin that does not completely cure,
The resin substrate is heated while pressing the resin substrate with the glass substrate and the substrate with recesses, and the surface shape of the substrate with recesses is transferred to the resin substrate, and the transfer / bonding is performed to join the resin substrate and the glass substrate. A process for producing an optical component comprising the steps of:
前記転写・接合工程は、減圧雰囲気下にて行う請求項1に記載の光学部品の製造方法。   The method of manufacturing an optical component according to claim 1, wherein the transfer / bonding step is performed in a reduced pressure atmosphere. 前記樹脂基板は、前記熱硬化性樹脂を構成するモノマーを溶解する溶媒を5〜20wt%含むものである請求項1または2に記載の光学部品の製造方法。   3. The method of manufacturing an optical component according to claim 1, wherein the resin substrate includes 5 to 20 wt% of a solvent that dissolves a monomer constituting the thermosetting resin. 前記転写・接合工程において、前記溶媒を除去する請求項3に記載の光学部品の製造方法。   The method of manufacturing an optical component according to claim 3, wherein the solvent is removed in the transfer / bonding step. 前記ガラス基板の屈折率と、前記熱硬化性樹脂の屈折率との差の絶対値が、0.2以下である請求項1ないし4のいずれかに記載の光学部品の製造方法。   5. The method of manufacturing an optical component according to claim 1, wherein an absolute value of a difference between a refractive index of the glass substrate and a refractive index of the thermosetting resin is 0.2 or less. 前記ガラス基板の前記樹脂基板と接合する面に対して、前記樹脂基板との密着性を向上させる表面処理を施す請求項1ないし5のいずれかに記載の光学部品の製造方法。   The method for manufacturing an optical component according to claim 1, wherein a surface treatment for improving adhesion to the resin substrate is performed on a surface of the glass substrate to be bonded to the resin substrate. 表面に前記レンズの形状に対応した形状の複数個の凹部を有する第2の凹部付き基板を準備する第2の凹部付き基板準備工程と、
前記第2の凹部付き基板と前記ガラス基板の前記樹脂基板を接合する面とは反対側の面との間に、主として完全に硬化に至らない状態の熱硬化性樹脂で構成された第2の樹脂基板を設置する第2の樹脂基板設置工程とを有し、
前記転写・接合工程において、前記ガラス基板と前記凹部付き基板とで前記第2の樹脂基板を押圧しつつ加熱し、前記第2の樹脂基板に前記第2の凹部付き基板の表面形状を転写するとともに、前記第2の樹脂基板とガラス基板とを接合する請求項1ないし6のいずれかに記載の光学部品の製造方法。
A second substrate-with-recess preparing step for preparing a second substrate with a recessed portion having a plurality of recessed portions having a shape corresponding to the shape of the lens on the surface;
Between the substrate with the second recess and the surface of the glass substrate opposite to the surface to which the resin substrate is bonded, a second material mainly composed of a thermosetting resin that does not completely cure. A second resin substrate installation step of installing a resin substrate;
In the transfer / bonding step, the second resin substrate is heated while being pressed between the glass substrate and the substrate with recesses, and the surface shape of the substrate with second recesses is transferred to the second resin substrate. A method for manufacturing an optical component according to any one of claims 1 to 6, wherein the second resin substrate and the glass substrate are bonded together.
請求項1ないし7のいずれかに記載の方法により製造されたことを特徴とする光学部品。   An optical component manufactured by the method according to claim 1. 複数の前記レンズがライン状に配列したものである請求項8に記載の光学部品。   The optical component according to claim 8, wherein the plurality of lenses are arranged in a line. 請求項8または9に記載の光学部品を備えたことを特徴とする光学機器。   An optical apparatus comprising the optical component according to claim 8.
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