JP2010071732A - Method for inspecting object - Google Patents
Method for inspecting object Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010071732A JP2010071732A JP2008237725A JP2008237725A JP2010071732A JP 2010071732 A JP2010071732 A JP 2010071732A JP 2008237725 A JP2008237725 A JP 2008237725A JP 2008237725 A JP2008237725 A JP 2008237725A JP 2010071732 A JP2010071732 A JP 2010071732A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- scanning
- resin
- optical system
- refractive index
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Abstract
Description
本発明は、1.6以上の屈折率を発揮する樹脂からなる樹脂レンズの品質の合否を検査する検品方法に関するものである。 The present invention relates to an inspection method for inspecting the quality of a resin lens made of a resin exhibiting a refractive index of 1.6 or more.
従来より、樹脂レンズの材料として一般的に用いられてきた樹脂は、屈折率が低いことから、樹脂レンズの厚みを大きくしたり、樹脂レンズの周縁部の厚みを中央部に比べて極端に薄くするいわゆる偏肉を引き起こしたりするという不具合があった。偏肉のある樹脂レンズを、特許文献1に記載のような画像形成装置の光学系に採用すると、走査対象面の画像位置に収束させるべき光ビームの収束位置を画像位置から大きくずらして、画像品質を低下させてしまう。 Conventionally, the resin that has been generally used as the material of the resin lens has a low refractive index, so the thickness of the resin lens is increased or the thickness of the peripheral edge of the resin lens is extremely thin compared to the central portion. There was a problem of causing so-called uneven thickness. When a resin lens with uneven thickness is employed in an optical system of an image forming apparatus as described in Patent Document 1, the convergence position of the light beam to be converged on the image position on the scanning target surface is largely shifted from the image position, It will degrade the quality.
一方、近年、特許文献2に記載のような高屈折率のエピスルフィド系樹脂やチオウレタン系樹脂の開発が盛んに行われるようになってきた。これらの高屈折率の樹脂は、従来の樹脂に比べてレンズの厚みを大幅に低減して、偏肉の発生を回避することができる。
ところが、それらの樹脂を用いた樹脂レンズ(以下、高屈折率樹脂レンズという)においては、光ビームの走査対象面上におけるウェスト径太りを発生させ易いという問題があった。ウェスト径太りは、光ビームの走査対象面上におけるスポット径が絞られずに、本来よりも大径になってしまう現象である。 However, a resin lens using these resins (hereinafter referred to as a high refractive index resin lens) has a problem that it is easy to generate a waist diameter increase on the scanning target surface of the light beam. Waist diameter increase is a phenomenon in which the spot diameter of the light beam on the scanning target surface is not reduced and becomes larger than the original diameter.
そこで、本発明者らは、ウェスト径太りを発生させる原因について、鋭意研究を行ったところ、次のようなことを見出した。即ち、高屈折率樹脂レンズにおいては、表面の微少な凹凸によって形成される表面うねりが、ウェスト径太りを発生させる原因になっていた。具体的には、表面うねりについて、光ビームの入射径と同じ波長をもつうねり成分のPV値(最大高さ)がある程度小さい範囲に収まっている高屈折率樹脂レンズは、ウェスト径太りを殆ど発生させない。これに対し、そのうねり成分のPV値がある閾値を少しでも超えると、ウェスト径太りを顕著に発生させるようになる。そして、その閾値と、樹脂の屈折率との間には、良好な相関関係が成立することがわかった。 Therefore, the present inventors have conducted intensive research on the cause of the increase in waist diameter, and found the following. That is, in the high refractive index resin lens, the surface waviness formed by the minute unevenness on the surface causes the waist diameter to increase. Specifically, with respect to surface waviness, a high refractive index resin lens in which the PV value (maximum height) of the waviness component having the same wavelength as the incident diameter of the light beam falls within a certain range is almost entirely increased in waist diameter. I won't let you. On the other hand, when the PV value of the swell component exceeds a certain threshold value, the waist diameter is significantly increased. And it turned out that a favorable correlation is materialized between the threshold value and the refractive index of resin.
本発明は以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、表面うねりに起因するウェスト径太りの発生を回避し得る樹脂レンズだけを合格と判定することができる検品方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above background, and the object of the present invention is an inspection method that can determine that only a resin lens that can avoid the occurrence of waist diameter increase due to surface waviness is acceptable. Is to provide.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、1.6以上の屈折率を発揮する樹脂からなる樹脂レンズの品質の合否を検査する検品方法において、品質の判定対象となる樹脂レンズの表面における微少な凹凸による表面うねりにおける、光学系内での光ビームの入射径と同じ波長をもつうねり成分のPV値(最大高さ)が、上記樹脂の屈折率に基づいて求められる所定の閾値を下回る樹脂レンズ、あるいは、該PV値が該閾値以下である樹脂レンズだけを合格と判定することを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の検品方法において、上記PV値が上記閾値としての「60/(屈折率−1)[nm]」と同等以下である樹脂レンズだけを合格と判定することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is directed to an inspection method for inspecting the quality of a resin lens made of a resin exhibiting a refractive index of 1.6 or more. Predetermined threshold value by which the PV value (maximum height) of the swell component having the same wavelength as the incident diameter of the light beam in the optical system is obtained based on the refractive index of the resin. Only resin lenses having a PV value less than or equal to the threshold value are determined to be acceptable.
In the inspection method of claim 1, in the inspection method of claim 1, only a resin lens having the PV value equal to or less than “60 / (refractive index-1) [nm]” as the threshold is determined to be acceptable. It is characterized by doing.
これらの発明では、品質の評価対象となる樹脂レンズにおいて、ウェスト径太りを発生させるか否かを見分けることができるPV値の閾値が、上述したように、樹脂の屈折率と良好な相関関係を示す。このため、樹脂レンズについて、ウェスト径太りを発生させるか否かを見分けることができるPV値の閾値を、その樹脂レンズの樹脂の屈折率に基づいて予め求めておくことが可能である。本発明においては、このようにして求めた閾値に対して、PV値が下回る樹脂レンズ、あるいは、PV値が同等以下になる樹脂レンズだけを合格とすることで、表面うねりに起因するウェスト径太りの発生を回避し得る樹脂レンズだけを合格と判定することができる。 In these inventions, in the resin lens to be evaluated for quality, the PV value threshold that can distinguish whether or not the waist diameter is increased has a good correlation with the refractive index of the resin as described above. Show. For this reason, it is possible to obtain in advance a threshold value of the PV value that can distinguish whether or not the waist diameter is increased for the resin lens based on the refractive index of the resin of the resin lens. In the present invention, by setting only a resin lens having a PV value lower than the threshold value thus obtained or a resin lens having a PV value equal to or less than that of the threshold value, the waist diameter is increased due to surface waviness. Only resin lenses that can avoid the occurrence of the above can be determined as passing.
まず、本発明を適用した品質判定方法の実施形態について説明する前に、本発明を適用した品質判定方法の品質判定対象となる樹脂レンズを搭載した画像形成装置について説明する。
図1は、同画像形成装置の第1例における光学系を示す概略構成図である。第1例の画像形成装置の光学系は、図示のように、光源1、カップリングレンズ2、アパーチャ3、シリンドリカルレンズ4、ポリゴンミラー5、走査レンズ6、折り曲げミラー7、ベルト状の感光体8、ミラー9、レンズ10、受光素子11などを具備している。図示の光学系は、1つの光ビームによって感光体8を走査するシングルビーム方式のものである。半導体レーザである光源1から放射された光ビームは発散性の光束で構成され、カップリングレンズ2により、以後の光学系にカップリングされる。カップリングされた光ビームは、以後の光学系の光学特性に応じて弱い発散性の光束や弱い集束性の光束となるものであっても、平行光束となるものであってもよい。カップリングレンズ2を透過した光ビームは、アパーチャ3の開口部を通過する際に光束周辺部を遮断されてビーム整形され、線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ4に入射する。シリンドリカルレンズ4は、パワーのない方向を主走査方向に向け、副走査方向には正のパワーを有し、入射してくる光ビームを副走査方向に集束させて、光偏向器であるポリゴンミラー5の偏向反射面近傍に集光させる。
First, before describing an embodiment of a quality determination method to which the present invention is applied, an image forming apparatus equipped with a resin lens that is a quality determination target of the quality determination method to which the present invention is applied will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an optical system in a first example of the image forming apparatus. The optical system of the image forming apparatus of the first example includes a light source 1, a
偏向反射面により反射された光ビームは、正六面体のポリゴンミラー5の等速回転に伴って等角速度的に偏向しつつ、1枚の走査レンズ6を透過する。そして、折り曲げミラー7によって光路を折り曲げられながら、光導電性の感光体8の表面に光スポットとして集光せしめられる。この光スポットがごく短い周期で、主走査方向に順次生成されることで、感光体8の表面が光走査される。なお、光ビームは、光走査に先立ってミラー9に入射し、レンズ10により受光素子11に集光される。受光素子11の出力に基づいて、光走査の書込開始タイミングが決定される。図示の光学系は、回転するポリゴンミラー5によって偏向されるビームを、走査レンズ6によって感光体8の表面上に光スポットとして集光させる光学系である。走査レンズ6の枚数を1枚としたが、2枚以上としてもよい。
The light beam reflected by the deflecting reflecting surface passes through one
走査レンズ6は、ナトリウムD線による屈折率の測定値が1.6以上である高屈折率の樹脂からなる高屈折率樹脂レンズである。実施形態に係る品質判定方法は、この走査レンズ6を判定対象とする。
The
図2は、実施形態に係る品質判定方法の品質判定対象となる樹脂レンズを搭載した画像形成装置の第2例における光学系を示す概略構成図である。この光学系では、同時に発射した複数の光ビームによってベルト状の感光体8を光走査するマルチビーム方式を採用している。光源装置1の4つの光源からそれぞれ発射さらえた光ビームを共通のカップリングレンズ2により以後の光学系にカップリングする。そして、カップリングされた複数の光ビームを共通のシリンドリカルレンズ4によってポリゴンミラー5の偏向反射面に対して、副走査方向に分離した複数の線像として結像させる。偏向後の4つの光ビームを、それぞれ共通の走査レンズ6によって感光体8の表面上に対して、副走査方向に分離した複数の光スポットとしてそれぞれ集光せしめる。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an optical system in a second example of an image forming apparatus equipped with a resin lens that is a quality determination target of the quality determination method according to the embodiment. This optical system employs a multi-beam method in which the belt-shaped
走査レンズ6は、ナトリウムD線による屈折率の測定値が1.6以上である高屈折率の樹脂からなる高屈折率樹脂レンズである。実施形態に係る品質判定方法は、この走査レンズ6を判定対象とする。
The
図3は、実施形態に係る品質判定方法の品質判定対象となる樹脂レンズを搭載した画像形成装置の第3例における光学系を示す概略構成図である。この光学系は、光源としてビーム合成方式のものを用いるものである。光源1−1、1−2は半導体レーザであって、それぞれ単一の発光源を有する。光源1−1、1−2から放射された各光ビームは、カップリングレンズ2−1、2−2によりカップリングされる。カップリングされた各光ビームの形態は、以後の光学系の光学特性に応じ、弱い発散性の光束や弱い集束性の光束となることもでき、平行光束となることもできる。カップリングレンズ2−1、2−2を透過した各光ビームは、アパーチャ3−1、3−2によりビーム整形され、ビーム合成プリズム20に入射する。ビーム合成プリズム20は、反射面と、偏光分離膜と1/2波長板とを有する。光源1−2からの光ビームは、ビーム合成プリズム20の反射面と、偏光分離膜とに反射されてビーム合成プリズム20を射出する。光源1−1からのビームは1/2波長板により偏光面を90度旋回され、偏光分離膜を透過してビーム合成プリズム20から射出する。このようにして、2ビームが合成される。カップリングレンズ2−1、2−2の光軸に対する光源1−1、1−2の発光部の位置関係の調整により、ビーム合成された2ビームは互いに副走査方向に微小角をなしている。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating an optical system in a third example of an image forming apparatus equipped with a resin lens that is a quality determination target of the quality determination method according to the embodiment. This optical system uses a beam combining type light source. The light sources 1-1 and 1-2 are semiconductor lasers, each having a single light emitting source. The light beams emitted from the light sources 1-1 and 1-2 are coupled by the coupling lenses 2-1 and 2-2. The form of each coupled light beam can be a weak divergent light beam, a weak convergent light beam, or a parallel light beam, depending on the optical characteristics of the subsequent optical system. The light beams transmitted through the coupling lenses 2-1 and 2-2 are shaped by the apertures 3-1 and 3-2 and enter the
ビーム合成された2ビームは、共通の線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ4の作用により、ポリゴンミラー5の偏向反射面に、それぞれが主走査方向に長い線像として、互いに副走査方向に分離して結像される。偏向反射面により等角速度的に偏向された2ビームは、走査光学系をなす1枚の走査レンズ6を透過し、折り曲げミラー7により光路を折り曲げられ、被走査面の実体をなす感光体8上に、副走査方向に分離した2つの光スポットとして集光し、被走査面の2走査線を同時に光走査する。なお、2ビームのうちの1つは、光走査に先立って受光素子11に集光される。受光素子11の出力に基づき、2ビームの光走査の書込開始タイミングが決定される。あるいは、2ビームの各々のビームが、光走査に先立って受光素子11に集光される。受光素子11の出力に基づき、2ビームの光走査の書込開始タイミングが各々個別に決定される。
The two combined beams are combined with each other in the sub-scanning direction as long line images in the main scanning direction on the deflection reflecting surface of the
走査レンズ6は、ナトリウムD線による屈折率の測定値が1.6以上である高屈折率の樹脂からなる高屈折率樹脂レンズである。実施形態に係る品質判定方法は、この走査レンズ6を判定対象とする。
The
次に、本発明を適用した品質判定方法の実施形態について説明する。
図4は、走査レンズ6として、ナトリウムD線による屈折率の測定値が1.6未満である一般的な樹脂からなる一般的な樹脂レンズを採用した光学系の一例を示す模式図である。この光学系における光源1は、波長655[nm]の光ビームを発射するものである。また、カップリングレンズ2は、光の収束によるカップリングを15[mm]の焦点距離で実現するものである。また、シリンドリカルレンズ4において、副走査方向(光ビームの偏向方向と直交する方向)の焦点距離は71.9[mm]である。また、ポリゴンミラー5は、6つの反射面を有する正六面体構造のものであり、その内接円半径が16[mm]に調整されている。また、光源1からのビーム入射角と、光学系の光軸とのなす角は60[°]である。
Next, an embodiment of a quality determination method to which the present invention is applied will be described.
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of an optical system in which a general resin lens made of a general resin whose refractive index measured by sodium D line is less than 1.6 is used as the
このような光学系内における光学面(光学部品の光反射面、光入射面又は光出射面)の光通過位置における光軸方向の距離X(1つ前の光学面との光軸方向の距離)については、次の数1の数式によって表すことができる。なお、この数式において、Yは、注目している光学面の光通過位置と、1つ前の光学面との主走査方向におけるずれ量を示している。また、Rmは、注目している光学面の光通過位置における主走査断面内の近軸曲率半径を示している。また、Anは(nは自然数)、Yについてのn次の係数を示している。また、Kmは、円錐定数を示している。
この数式において、Yについての奇数次の定数(A1、A3、A5・・・)にゼロ以外の数値を代入したとき、光学面の形状は主走査方向に非対称形状となる。 In this equation, when a numerical value other than zero is substituted for odd-order constants (A 1 , A 3 , A 5 ...) For Y, the shape of the optical surface becomes asymmetric in the main scanning direction.
光学系内における光学面の副走査断面内で、光学面の曲率半径が主走査方向の位置(Y)に応じて変化する場合、位置(Y)における曲率半径CS(Y)は、次の数2の数式で表される。この数式で計算されたCs(Y)の逆数をとると、任意の位置(Y)における副走査断面内の曲率半径を求めることができる。なお、この数式において、RS(0)は、光学面の副走査断面内における光軸上の近軸曲率半径を示している。また、Bnは(nは自然数)、Yについてのn次の係数を示している。
この数式において、Yについての奇数次の定数(B1、B3、B5・・・)にゼロ以外の数値を代入したとき、副走査断面内の曲率半径の変化が主走査方向に非対称となる。なお、実施形態に係る品質判定方法の品質判定対称となる高屈折率樹脂レンズの面形状は、これまで説明してきた数式で表現される面形状に限定されるものではない。 In this equation, when a value other than zero is substituted for odd-order constants (B 1 , B 3 , B 5 ...) For Y, the change in the radius of curvature in the sub-scan section is asymmetric in the main scanning direction. Become. In addition, the surface shape of the high refractive index resin lens that is symmetrical with the quality determination of the quality determination method according to the embodiment is not limited to the surface shape expressed by the mathematical formulas described so far.
図4に示した光学系の光学面と、光学特性との関係を次の表1に示す。なお、表1において、偏向反射点は、ポリゴンミラー5による光反射点を意味している。また、偏向反射点における距離Xは、ポリゴンミラー5の光反射面と走査レンズ6の光入射面との光軸方向における相対距離を示している。また、走査レンズ6の光入射面における距離Xは、走査レンズ6の光入射面における最突出箇所と光出射面における最突出箇所との距離を示しており、これは走査レンズ6の厚みに相当する。また、走査レンズ6の光出射面における距離Xは、走査レンズ6の光出射面と走査面光軸方向における相対距離を示している。また、nは、走査レンズ6として機能している一般的な樹脂レンズの樹脂材料の屈折率(ナトリウムD線による測定)を示している。この例では、樹脂材料として、ポリアレフィン樹脂を使用している。
図5は、図4に示した光学系の走査面(感光体表面)上における主走査方向のビームスポット径と、焦点位置ずれ量(Defocus)と、感光体8の走査面における主走査方向のビーム到達点との関係を示すグラフである。このグラフの凡例(110、30、0、−30、−60、−110)は、感光体8の走査面における主走査方向のビーム到達点を示している。「0」というビーム到達点が、走査レンズ6の主走査方向における概ね中央位置を通過したビームによるものであることを示している。
5 shows the beam spot diameter in the main scanning direction on the scanning surface (photosensitive member surface) of the optical system shown in FIG. 4, the focal position deviation amount (Defocus), and the scanning direction of the
また、図6は、図4に示した光学系における走査面上における副走査方向のビームスポット径と、焦点位置ずれ量(Defocus)と、感光体8の走査面における主走査方向のビーム到達点との関係を示すグラフである。このグラフの凡例は、図5と同様である。 6 shows the beam spot diameter in the sub-scanning direction on the scanning plane, the focal position deviation amount (Defocus) on the scanning plane in the optical system shown in FIG. It is a graph which shows the relationship. The legend of this graph is the same as in FIG.
走査レンズ6の取付位置誤差やシリンドリカルレンズ4の加工形状誤差などによって焦点位置が光軸方向にずれると、図5や図6に示すように、走査面上におけるビームスポット径が変化する。このようなビームスポット径の変化は、温度変化に伴うレンズの焦点距離の変化によっても発生する。但し、レンズの取付位置誤差や加工形状誤差に起因する焦点ずれによるビームスポット径の変化については、レンズや光学部品の位置調整によって補正することが可能である。また、温度変化に伴うレンズの焦点距離の変化については、通常の屈折レンズとは焦点距離の変化パターンが逆になる回折レンズを付設するなどの対策によって、抑えることが可能である。
If the focal position shifts in the optical axis direction due to an attachment position error of the
本発明者らは、実験により、走査面上におけるビームスポット径を変化させる要因としては、これまで説明したものの他、走査レンズ6の表面うねりに起因する「ビームウェスト径太り」があることを見出した。走査レンズ6の表面うねりのうち、走査レンズ6に対する光ビームの入射径と同じ波長をもつうねり成分のPV値(最大高さ)が、ある程度大きくなると、走査面上における光ビームの径が顕著に太くなる現象が発生するのである。光ビームの入射径と同じ波長をもつうねり成分のPV値が、ある閾値以下である高屈折率樹脂レンズでは、ビームウェスト径太りが殆ど発生しないのに対し、閾値を少しでも超えると、ビームウェスト径太りを顕著に発生させることが、本発明者らの実験によって判明した。光ビームの入射径と同じ波長をもつうねり成分のPV値が、ある閾値を超えると、そのうねり成分がマイクロレンズのように作用して波面収差を大きくするようになるからであると考えられる。表面うねりに起因するビームウェスト径太りは、光学部品の位置調整などでは補正できないため、小径のビームスポット径を実現する上で大きな問題となる。
The inventors of the present invention have found through experiments that the beam spot diameter on the scanning surface is changed as well as the “beam waist diameter increase” caused by the surface waviness of the
走査レンズ6として一般的な樹脂レンズを採用した図4の光学系について、走査レンズ6におけるビーム入射径と同じ周波数をもつ表面うねり成分のPV値と、走査面(感光体表面)上における副走査方向のビームスポット径との関係を調べた結果を図7に示す。図示のように、一般的な樹脂レンズでは、走査レンズ6におけるビーム入射径と同じ周波数をもつ表面うねり成分のPV値が160[nm]以下である場合には、ビームウェスト径太りが発生していない。これに対し、PV値が160[nm]を少しでも超えると、顕著なビームウェスト径太りが発生してしまう。但し、樹脂レンズについては、射出成型で製造することが一般的であり、従来の射出成型の技術では、PV値が160[nm]を超えてしまうような粗悪なレンズを製造してしまうことは希であった。このため、PV値に起因するビームウェスト径太りを発生させることは殆どなかった。
For the optical system of FIG. 4 employing a general resin lens as the
なお、図4に示した光学系における走査レンズ6に対するビーム入射径は、2[mm]である。また、走査レンズ6におけるビーム入射径と同じ周波数をもつ表面うねり成分のPV値については、次のようにして測定する。即ち、ビーム入射径の範囲内の面形状を、触針式の3次元形状測定機で測定し、その測定データをRMS(二乗和平方)で最小となるように円弧近似し、測定データから近似した円弧の成分を引いたものを6次の多項式でフィットした値の最大値と最小値との差を求める。
The beam incident diameter with respect to the
図8は、走査レンズ6として、ナトリウムD線による屈折率の測定値が1.6以上である高屈折樹脂からなる高屈折樹脂レンズを採用した光学系の一例を示す模式図である。この光学系における光源1は、波長655[nm]の光ビームを発射するものである。また、カップリングレンズ2は、光の発散によるカップリングを15[mm]の焦点距離で実現するものである。また、シリンドリカルレンズ4において、副走査方向(光ビームの偏向方向と直交する方向)の焦点距離は71.9[mm]である。また、ポリゴンミラー5は、6つの反射面を有する正六面体構造のものであり、その内接円半径が16[mm]に調整されている。また、光源1からのビーム入射角と、光学系の光軸とのなす角は60[°]である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of an optical system that employs a high-refractive resin lens made of a high-refractive resin whose refractive index measured by sodium D-line is 1.6 or more as the
図8に示した光学系の光学面と、光学特性との関係を次の表2に示す。表2に示すように、図8の光学系では、走査レンズ6として、2.0という高屈折率を発揮する高屈折率樹脂からなる高屈折樹脂レンズを採用している。なお、高屈折率樹脂としては、ポリオレフィン樹脂に酸化チタンなどの高屈折粒子を均質的に分散させ架橋反応させたハイブリッドポリマーを採用している。
図9は、図8に示した光学系の走査面上における主走査方向のビームスポット径と、焦点位置ずれ量(Defocus)と、感光体8の走査面における主走査方向のビーム到達点との関係を示すグラフである。また、図10は、図8に示した光学系の走査面上における主走査方向のビームスポット径と、焦点位置ずれ量(Defocus)と、感光体8の走査面における副走査方向のビーム到達点との関係を示すグラフである。これらの図に示すように、走査レンズ6として、高屈折率樹脂レンズを採用した場合にも、一般的な樹脂レンズを採用した場合と同様に、レンズの組付け位置誤差、加工形状誤差、温度変化などに起因して、ビームスポット径が変化する。但し、その変化については、光学部品の位置調整や回折レンズの付設などによって解消することが可能である。
FIG. 9 shows the beam spot diameter in the main scanning direction on the scanning plane of the optical system shown in FIG. 8, the focal position shift amount (Defocus), and the beam arrival point in the main scanning direction on the scanning plane of the
走査レンズ6として高屈折率樹脂レンズを採用した図8の光学系について、走査レンズ6におけるビーム入射径と同じ周波数をもつ表面うねり成分のPV値と、走査面(感光体表面)上における副走査方向のビームスポット径との関係を調べた結果を図11に示す。図示のように、高屈折率樹脂レンズでも、一般的な樹脂レンズと同様に、PV値がある閾値以下である場合にはビームウェスト径太りは発生しないが、閾値を少しでも超えるとビームウェスト径太りが顕著に発生してしまう。その閾値は、図示のグラフから60[nm]であることがわかる。走査レンズ6に対するビーム入射径は、図4の光学系と同様に2[mm]であるので、樹脂材料として、1.6未満の通常の屈折率である一般的な樹脂を用いるのか、1.6以上の高屈折率を発揮する高屈折率樹脂を用いるのかの違いにより、閾値が2倍以上も違ってくることになる。
For the optical system of FIG. 8 employing a high refractive index resin lens as the
図8の光学系に用いた高屈折樹脂レンズにおけるPV値の閾値である60[nm]という数値は、射出成型法では比較的実現し難い値である。特に、射出成型時における射出圧力を一定に管理しないと、PV値が容易に60[nm]を超えてしまう。よって、高屈折樹脂レンズでは、PV値を管理することが重要である。 The numerical value of 60 [nm], which is the threshold value of the PV value in the high refractive resin lens used in the optical system of FIG. 8, is a value that is relatively difficult to realize by the injection molding method. In particular, the PV value easily exceeds 60 [nm] unless the injection pressure at the time of injection molding is kept constant. Therefore, it is important to manage the PV value in the high refractive resin lens.
以下、図4に示した光学系で用いた走査レンズ6を構成する樹脂の屈折率をn’で示す一方で、図8に示した光学系で用いた走査レンズ6を構成する高屈折率樹脂の屈折率をnで示す。また、図4に示した光学系におけるPV値の閾値(160nm)をp’で示す一方で、図8に示した光学系におけるPV値の閾値(60nm)をpで示す。すると、屈折率nと屈折率n’とには、次の数3で示す関係が成立する。
また、閾値pと閾値p’とには、次の数4で示す関係が成立する。
数3、数4の数式から、次式を得ることができる。
これをpについて展開すると、次式を得ることができる。
この数式に対して、n’=1.527、p’=160[nm]を代入すると、次式が得られる。
閾値pについては、小さめに見積もるほど安全率が高くなる(不合格品を合格と誤判定することが少なくなる)ので、安全をみて、数7の数式における分子の小数点以下を切り捨てると、次の数式が得られる。
よって、ビーム入射径と同じ波長をもつ表面うねり成分のPV値が、この数式によって示される閾値p以下である高屈折率樹脂レンズは、ビームウェスト径太りを発生させないことになる。そこで、実施形態に係る品質判定方法においては、光学系内での光ビームの入射径と同じ波長をもつうねり成分のPV値が、この数式によって示される閾値p以下である高屈折率樹脂レンズを合格と判定する一方で、閾値を超える高屈折率樹脂レンズを不合格と判定する。これにより、表面うねりに起因するウェスト径太りの発生を回避し得る樹脂レンズだけを合格と判定することができる。 Therefore, a high refractive index resin lens whose PV value of the surface waviness component having the same wavelength as the beam incident diameter is equal to or less than the threshold value p indicated by this mathematical formula does not cause an increase in beam waist diameter. Therefore, in the quality determination method according to the embodiment, a high refractive index resin lens in which the PV value of the swell component having the same wavelength as the incident diameter of the light beam in the optical system is equal to or less than the threshold value p indicated by this formula is used. While determining with the pass, the high refractive index resin lens exceeding a threshold value is determined with a failure. Thereby, only the resin lens which can avoid generation | occurrence | production of the waist diameter thickening resulting from surface waviness can be determined as a pass.
1:光源
2:カップリングレンズ
3:アパーチャ
4:シリンドリカルレンズ
5:ポリゴンミラー
6:走査レンズ(樹脂レンズ)
7:折り曲げミラー
8:感光体(被走査体)
1: Light source 2: Coupling lens 3: Aperture 4: Cylindrical lens 5: Polygon mirror 6: Scanning lens (resin lens)
7: Bending mirror 8: Photoconductor (scanned body)
Claims (2)
品質の判定対象となる樹脂レンズの表面における微少な凹凸による表面うねりにおける、光学系内での光ビームの入射径と同じ波長をもつうねり成分のPV値(最大高さ)が、上記樹脂の屈折率に基づいて求められる所定の閾値を下回る樹脂レンズ、あるいは、該PV値が該閾値以下である樹脂レンズだけを合格と判定することを特徴とする検品方法。 In an inspection method for inspecting the pass / fail of the quality of a resin lens made of a resin exhibiting a refractive index of 1.6 or more,
The PV value (maximum height) of the waviness component having the same wavelength as the incident diameter of the light beam in the optical system in the surface waviness due to minute irregularities on the surface of the resin lens subject to quality judgment is the refraction of the resin. An inspection method characterized in that only a resin lens that falls below a predetermined threshold obtained based on a rate, or a resin lens whose PV value is equal to or less than the threshold is determined to be acceptable.
上記PV値が上記閾値としての「60/(屈折率−1)[nm]」と同等以下である樹脂レンズだけを合格と判定することを特徴とする検品方法。 The inspection method according to claim 1,
An inspection method, wherein only a resin lens having a PV value equal to or less than “60 / (refractive index-1) [nm]” as the threshold is determined to be acceptable.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008237725A JP2010071732A (en) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Method for inspecting object |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008237725A JP2010071732A (en) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Method for inspecting object |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010071732A true JP2010071732A (en) | 2010-04-02 |
Family
ID=42203676
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008237725A Withdrawn JP2010071732A (en) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Method for inspecting object |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010071732A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10203431B2 (en) | 2016-09-28 | 2019-02-12 | Ricoh Company, Ltd. | Microlens array, image display apparatus, object apparatus, and mold |
US10302942B2 (en) | 2016-09-08 | 2019-05-28 | Ricoh Company, Ltd. | Light-source device, image display apparatus, and object apparatus |
-
2008
- 2008-09-17 JP JP2008237725A patent/JP2010071732A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10302942B2 (en) | 2016-09-08 | 2019-05-28 | Ricoh Company, Ltd. | Light-source device, image display apparatus, and object apparatus |
US10203431B2 (en) | 2016-09-28 | 2019-02-12 | Ricoh Company, Ltd. | Microlens array, image display apparatus, object apparatus, and mold |
US10534112B2 (en) | 2016-09-28 | 2020-01-14 | Ricoh Company, Ltd. | Microlens array, image display apparatus, object apparatus, and mold |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3072061B2 (en) | Optical scanning device | |
US7956884B2 (en) | Optical scanning device and image forming apparatus | |
CN107015237B (en) | Echo detection optical system | |
US9348137B2 (en) | Optical scanning apparatus, system and method | |
US20100277717A1 (en) | Method and system for providing a high definition triangulation system | |
US8654172B2 (en) | Optical scanning device and image forming apparatus | |
JPH04260017A (en) | Optical system for scanning light beam | |
JPH10197820A (en) | Diffraction type chromatic aberration correcting scanning optical system | |
JP2722269B2 (en) | Scanning optical system | |
JP2007140418A (en) | Light scanning device and scanning optical system | |
CN111989552A (en) | Device for determining a focal position in a laser processing system, laser processing system having such a device, and method for determining a focal position in a laser processing system | |
JP2010071732A (en) | Method for inspecting object | |
US6703634B2 (en) | 3D-shape measurement apparatus | |
US9488830B2 (en) | Scanning device | |
JP3073790B2 (en) | Optical scanning device | |
US8203774B2 (en) | Optical scanning device | |
CN115176187B (en) | Optical arrangement with F-Theta lens | |
JP2002202468A (en) | Scanning optical device | |
US8373915B2 (en) | Optical scanning device | |
US11550237B2 (en) | Scanning optical system and image forming apparatus | |
JPH112769A (en) | Optical scanner | |
US20070242267A1 (en) | Optical Focusing Devices | |
JPH11311748A (en) | Optical scanning device | |
JP2005189094A (en) | Scanning optical device inspection apparatus | |
JP5499258B1 (en) | Scanning optical system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20111206 |