JP2008170724A - Scanning system lens array manufacturing method, scanning system lens array, electro-optical device, and optical apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】 優れた解像度を得ることができるスキャニングシステム用レンズアレイを、品質のばらつきなく製造することが可能なスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法を提供すること、また、優れた解像度を得る事ができるスキャニングシステム用レンズアレイ、電気光学装置、および光学機器を提供すること。
【解決手段】 本発明のスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法は、ガラス基板の両面に、複数の貫通した開口部と、各開口部を中心としてリング状に形成された複数の貫通していない溝部とを有するマスクを形成する工程と、該マスクを介して、ガラス基板にエッチングを施し、ガラス基板の両面に複数の凹部を形成するエッチング工程と、各凹部にガラス基板を構成するガラス材料よりも屈折率の高い樹脂材料を充填する樹脂材料充填工程とを有している。
【選択図】なしPROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a scanning system lens array capable of manufacturing a lens array for a scanning system capable of obtaining an excellent resolution without variation in quality, and to obtain an excellent resolution. A scanning lens array, an electro-optical device, and an optical apparatus that can be used.
A method of manufacturing a lens array for a scanning system according to the present invention includes a plurality of through openings on both surfaces of a glass substrate, and a plurality of non-penetrating grooves formed in a ring shape around each opening. A step of forming a mask having a plurality of recesses on both sides of the glass substrate, and a glass material constituting the glass substrate in each recess. A resin material filling step of filling a resin material having a high refractive index.
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Description
本発明は、スキャニングシステム用レンズアレイの製造方法、スキャニングシステム用レンズアレイ、電気光学装置、および光学機器に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a lens array for a scanning system, a lens array for a scanning system, an electro-optical device, and an optical apparatus.
複写機、プリンタ、ファクシミリなどの光学機器では、高密度の画像データを得るため、CCD等の受光素子を直線上に配置したラインセンサにより、結像面をスキャンするスキャニングシステムを用いた画像入力装置が知られている。このスキャニングシステムに用いられる光学系として、複数個のロッドレンズを整列させて配列したロッドレンズアレイが知られている(例えば、特許文献1参照)。なお、ロッドレンズとは、断面形状が円形で、中心から周辺にかけて放物線状に屈折率分布を有するものである。 In an optical apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile, an image input device using a scanning system that scans an image plane with a line sensor in which light receiving elements such as CCDs are arranged on a straight line in order to obtain high-density image data. It has been known. As an optical system used in this scanning system, a rod lens array in which a plurality of rod lenses are aligned and arranged is known (for example, see Patent Document 1). The rod lens has a circular cross-sectional shape and a parabolic refractive index distribution from the center to the periphery.
このようなロッドレンズアレイは、隣接する各レンズによる像が重なり合って、物体と像とが等倍(1対1、倍率1)の関係を保った帯状の連続した一つの合成像を作り、線状の像をCCD等の受光素子で構成されたラインセンサに結像させる。また、このようなロッドレンズアレイは、例えば、光プリンタでは、LED発光素子等で構成される発光アレイから出射された画像パターンを、感光体ドラム上に書き込む(露光する)画像出力装置にも用いられる。 In such a rod lens array, images from adjacent lenses are overlapped to form one continuous composite image in a band shape in which the object and the image maintain the same magnification (one-to-one, magnification 1) relationship. The image is formed on a line sensor constituted by a light receiving element such as a CCD. Such a rod lens array is also used in an image output device that writes (exposes) an image pattern emitted from a light emitting array composed of LED light emitting elements or the like on a photosensitive drum, for example, in an optical printer. It is done.
しかしながら、このようなロッドレンズアレイは、隣接する各レンズによる像を重なり合わせて結像させるという性質を有するため、ロッドレンズアレイを構成する各ロッドレンズの位置を厳密に調整しなければ、ロッドレンズアレイとラインセンサ、もしくは、発光アレイとの光軸および焦点が合わない。そのため、ロッドレンズの位置を微調整しながら、ロッドレンズアレイを設計する必要があり、組立コストがかかるとともに、不良率が高いという問題があった。また、ロッドレンズアレイとラインセンサ、もしくは、発光アレイとの光軸および焦点を厳密に調整したとしても、互いの像の干渉を完全に排除することが困難であり、満足できる解像度を得ることが困難であった。さらに、ロッドレンズアレイを構成する各ロッドレンズの端面は、平面に切削されており、精度の高い平面であるほど、解像度の高い像が得られるものである。しかし、切削、研磨等によって鏡面加工されたロッドレンズの端面は、微小な傷が多数存在しており、このような傷によって端面で屈折、散乱が起こる結果、解像度が低下するという問題もあった。 However, since such a rod lens array has a property of forming an image by superimposing images of adjacent lenses, if the position of each rod lens constituting the rod lens array is not adjusted precisely, the rod lens The optical axis and focus of the array and the line sensor or the light emitting array are not aligned. Therefore, it is necessary to design the rod lens array while finely adjusting the position of the rod lens, and there are problems that the assembly cost is high and the defect rate is high. In addition, even if the optical axis and focus between the rod lens array and the line sensor or the light emitting array are strictly adjusted, it is difficult to completely eliminate the mutual interference between the images, and a satisfactory resolution can be obtained. It was difficult. Furthermore, the end surface of each rod lens constituting the rod lens array is cut into a flat surface, and the higher the accuracy of the flat surface, the higher the resolution image can be obtained. However, the end surface of the rod lens that has been mirror-finished by cutting, polishing, or the like has a large number of minute scratches, and as a result of such scratches causing refraction and scattering at the end surfaces, there is also a problem that the resolution is lowered. .
本発明の目的は、優れた解像度を得ることができるスキャニングシステム用レンズアレイを、安定した品質で製造することが可能な製造方法を提供すること、また、優れた解像度を得る事ができるスキャニングシステム用レンズアレイ、電気光学装置、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 a manufacturing method capable of manufacturing a lens array for a scanning system capable of obtaining an excellent resolution with a stable quality, and a scanning system capable of obtaining an excellent resolution. A lens array, an electro-optical device, and an optical apparatus are provided.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法は、ガラス基板の両面に、複数の開口部と、前記開口部を中心としてリング状に形成された複数の溝部とを有するマスクを形成するマスク形成工程と、
前記開口部を介して、前記ガラス基板にエッチングを施し、前記ガラス基板の両面に複数の凹部を形成するエッチング工程と、
前記凹部に、前記ガラス基板を構成するガラス材料よりも屈折率の高い樹脂材料を充填する樹脂材料充填工程とを有し、
前記ガラス基板の一方の面に設けられた凹部と、もう一方の面に設けられた凹部とが対応するように設けられていることを特徴とする。
これにより、優れた解像度を得ることができるスキャニングシステム用レンズアレイを、安定した品質で製造することが可能な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 manufacturing a lens array for a scanning system according to the present invention includes a mask forming step of forming a mask having a plurality of openings and a plurality of grooves formed in a ring shape around the openings on both surfaces of a glass substrate. When,
Etching the glass substrate through the opening, an etching step of forming a plurality of recesses on both sides of the glass substrate;
A resin material filling step of filling the recess with a resin material having a refractive index higher than that of the glass material constituting the glass substrate;
The concave portion provided on one surface of the glass substrate is provided so as to correspond to the concave portion provided on the other surface.
Accordingly, it is possible to provide a manufacturing method capable of manufacturing a scanning system lens array capable of obtaining excellent resolution with stable quality.
本発明のスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法では、前記マスクに設けられた1つの前記開口部に対して、複数の前記溝部が設けられたことが好ましい。
これにより、スキャニングシステム用レンズアレイに設けられた各レンズの形状をよりばらつきなく形成することができる。その結果、品質の優れたスキャニングシステム用レンズアレイを製造することができる。
In the manufacturing method of the lens array for a scanning system of the present invention, it is preferable that a plurality of the groove portions are provided for one opening portion provided in the mask.
Thereby, the shape of each lens provided in the lens array for a scanning system can be formed more uniformly. As a result, it is possible to manufacture a scanning system lens array with excellent quality.
本発明のスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法では、前記エッチング工程において、エッチングの途中でマスクを除去し、マスクを除去した状態のガラス基板に、再度エッチングを施すことが好ましい。
これにより、曲率半径の大きなレンズを有するスキャニングシステム用レンズアレイを容易に製造することができる。
In the method for manufacturing a lens array for a scanning system of the present invention, it is preferable that in the etching step, the mask is removed during the etching, and the glass substrate with the mask removed is etched again.
Thereby, a lens array for a scanning system having a lens with a large curvature radius can be easily manufactured.
本発明のスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法では、前記凹部の平均径が、0.08〜2.0mmであることが好ましい。
これにより、スキャニングシステム用レンズアレイに入射する光をより効率よく利用することができるとともに、お互いに隣り合うレンズからの干渉が確実に防止され、より優れた解像度を得ることができる。
In the method for manufacturing a lens array for a scanning system of the present invention, it is preferable that an average diameter of the recesses is 0.08 to 2.0 mm.
Accordingly, it is possible to more efficiently use light incident on the scanning system lens array, and it is possible to reliably prevent interference from lenses adjacent to each other and to obtain better resolution.
本発明のスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法では、前記凹部の中央部付近での曲率半径は、0.5〜2.0mmであることが好ましい。
これにより、スキャニングシステム用レンズアレイを構成する各レンズによる球面収差がより確実に防止され、より優れた解像度を得ることができる。
本発明のスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法では、最隣接する前記凹部の平均ピッチは、0.7〜8.0mmであることが好ましい。
これにより、お互いに隣り合うレンズからの干渉が確実に防止され、より優れた解像度を得ることができる。
In the method for manufacturing a lens array for a scanning system of the present invention, it is preferable that the radius of curvature in the vicinity of the central portion of the concave portion is 0.5 to 2.0 mm.
Thereby, the spherical aberration by each lens which comprises the lens array for scanning systems is prevented more reliably, and the more excellent resolution can be obtained.
In the method for manufacturing a lens array for a scanning system of the present invention, it is preferable that an average pitch of the concave portions closest to each other is 0.7 to 8.0 mm.
Thereby, interference from lenses adjacent to each other is reliably prevented, and a higher resolution can be obtained.
本発明のスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法では、前記樹脂材料の屈折率と、前記ガラス基板を構成するガラス材料の屈折率との差の絶対値が、0.05〜0.40であることが好ましい。
これにより、お互いに隣り合うレンズからの干渉が確実に防止され、より優れた解像度を得ることが出来るとともに、スキャニングシステム用レンズアレイの小型化を図ることができる。
In the method for manufacturing a lens array for a scanning system of the present invention, the absolute value of the difference between the refractive index of the resin material and the refractive index of the glass material constituting the glass substrate is 0.05 to 0.40. Is preferred.
As a result, interference from adjacent lenses can be reliably prevented, a higher resolution can be obtained, and the lens array for the scanning system can be downsized.
本発明のスキャニングシステム用レンズアレイは、ガラス基板の両面に、複数の開口部と、前記開口部を中心としてリング状に形成された複数の溝部とを有するマスクを形成するマスク形成工程と、
前記開口部を介して、前記ガラス基板にエッチングを施し、前記ガラス基板の両面に複数の凹部を形成するエッチング工程と、
前記凹部に、前記ガラス基板を構成するガラス材料よりも屈折率の高い樹脂材料を充填する樹脂材料充填工程とを有し、
前記ガラス基板の一方の面に設けられた凹部と、もう一方の面に設けられた凹部とが対応するように設けられたスキャニングシステム用レンズアレイを製造する方法を用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、優れた解像度を得ることができるスキャニングシステム用レンズアレイを提供することができる。
The lens array for a scanning system of the present invention is a mask forming step of forming a mask having a plurality of openings and a plurality of grooves formed in a ring shape around the openings on both surfaces of the glass substrate,
Etching the glass substrate through the opening, an etching step of forming a plurality of recesses on both sides of the glass substrate;
A resin material filling step of filling the recess with a resin material having a refractive index higher than that of the glass material constituting the glass substrate;
It is manufactured using a method for manufacturing a lens array for a scanning system in which a concave portion provided on one surface of the glass substrate and a concave portion provided on the other surface correspond to each other. And
Accordingly, it is possible to provide a scanning system lens array capable of obtaining excellent resolution.
本発明の電気光学装置は、ガラス基板の両面に、複数の開口部と、前記開口部を中心としてリング状に形成された複数の溝部とを有するマスクを形成するマスク形成工程と、
前記開口部を介して、前記ガラス基板にエッチングを施し、前記ガラス基板の両面に複数の凹部を形成するエッチング工程と、
前記凹部に、前記ガラス基板を構成するガラス材料よりも屈折率の高い樹脂材料を充填する樹脂材料充填工程とを有し、
前記ガラス基板の一方の面に設けられた凹部と、もう一方の面に設けられた凹部とが対応するように設けられたスキャニングシステム用レンズアレイを製造する方法を用いて製造されたスキャニングシステム用レンズアレイを備えることを特徴とする。
これにより、解像度に優れた電気光学装置を提供することができる。
The electro-optical device of the present invention includes a mask forming step of forming a mask having a plurality of openings and a plurality of grooves formed in a ring shape around the openings on both surfaces of the glass substrate;
Etching the glass substrate through the opening, an etching step of forming a plurality of recesses on both sides of the glass substrate;
A resin material filling step of filling the recess with a resin material having a refractive index higher than that of the glass material constituting the glass substrate;
For a scanning system manufactured by using a method for manufacturing a lens array for a scanning system provided so that a concave portion provided on one surface of the glass substrate corresponds to a concave portion provided on the other surface A lens array is provided.
Thereby, an electro-optical device with excellent resolution can be provided.
本発明の光学機器は、ガラス基板の両面に、複数の開口部と、前記開口部を中心としてリング状に形成された複数の溝部とを有するマスクを形成するマスク形成工程と、
前記開口部を介して、前記ガラス基板にエッチングを施し、前記ガラス基板の両面に複数の凹部を形成するエッチング工程と、
前記凹部に、前記ガラス基板を構成するガラス材料よりも屈折率の高い樹脂材料を充填する樹脂材料充填工程とを有し、
前記ガラス基板の一方の面に設けられた凹部と、もう一方の面に設けられた凹部とが対応するように設けられたスキャニングシステム用レンズアレイを製造する方法を用いて製造されたスキャニングシステム用レンズアレイを適用した電気光学装置を備えることを特徴とする。
これにより、解像度の優れた光学機器を提供することができる。
The optical device of the present invention is a mask forming step of forming a mask having a plurality of openings and a plurality of grooves formed in a ring shape around the openings on both surfaces of the glass substrate;
Etching the glass substrate through the opening, an etching step of forming a plurality of recesses on both sides of the glass substrate;
A resin material filling step of filling the recess with a resin material having a refractive index higher than that of the glass material constituting the glass substrate;
For a scanning system manufactured by using a method for manufacturing a lens array for a scanning system provided so that a concave portion provided on one surface of the glass substrate corresponds to a concave portion provided on the other surface An electro-optical device to which a lens array is applied is provided.
Thereby, an optical apparatus with excellent resolution can be provided.
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。
<スキャニングシステム用レンズアレイ>
まず、本発明のスキャニングシステム用レンズアレイについて説明する。
まず、本実施形態のスキャニングシステム用レンズアレイについて説明する。
図1は、本発明のスキャニングシステム用レンズアレイの第1実施形態を、光が出射される側から見た模式的な平面図、図2は、図1に示すスキャニングシステム用レンズアレイのA−A線断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
<Lens array for scanning system>
First, the lens array for a scanning system of the present invention will be described.
First, the scanning system lens array of the present embodiment will be described.
FIG. 1 is a schematic plan view of a first embodiment of a lens array for a scanning system according to the present invention as viewed from the side from which light is emitted, and FIG. 2 is an A- of the lens array for a scanning system shown in FIG. It is A sectional view.
図1、図2に示すように、スキャニングシステム用レンズアレイ1(以下、単にレンズアレイ1ともいう。)は、ガラス基板2の光が入射する側の面に設けられた複数の第1の凹部21、およびガラス基板2の光が出射する側の面に設けられた複数の第2の凹部22に樹脂材料が充填された入射レンズ3、および出射レンズ4を有している。
レンズアレイ1は、図2に示すように、入射レンズ3に光源Pから入射した光を、対応する出射レンズ4より出射し、焦点Fで物体と像とを等倍(1対1、倍率1)で結像させる。このようなレンズアレイ1は、一対の入射レンズ3および出射レンズ4が、それぞれ上記のような機能を有するものである。したがって、例えば、各入射レンズ3に対応するパターンで発光素子が配置された発光アレイと、レンズアレイ1とを備えた画像出力装置では、各発光素子が発する画像パターンを感光体ドラム等の表面に書き込むことができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the scanning system lens array 1 (hereinafter also simply referred to as the lens array 1) includes a plurality of first concave portions provided on the surface of the
As shown in FIG. 2, the lens array 1 emits the light incident on the incident lens 3 from the light source P from the corresponding output lens 4, and the object and the image at the focal point F are 1: 1 (one-to-one, magnification 1). ). In such a lens array 1, the pair of incident lens 3 and outgoing lens 4 have functions as described above. Therefore, for example, in an image output device provided with a light emitting array in which light emitting elements are arranged in a pattern corresponding to each incident lens 3 and the lens array 1, an image pattern emitted by each light emitting element is formed on the surface of a photosensitive drum or the like. Can write.
このようなレンズアレイ1は、上述したような画像出力装置、または、原稿等からの画像パターンを、CCD等の受光素子で構成されるセンサーに結像させるような画像入力装置の等倍結像光学系として用いることができるが、以下の説明では、画像出力装置に用いた場合を中心的に説明する。
図1に示すように、このレンズアレイ1においては、複数の出射レンズ4は、複数列設けられており、各列において、隣接する凹部間のピッチは一定となるように配列されている。複数の出射レンズ4がこのように配列したレンズアレイ1では、各出射レンズ4による像がお互いに干渉されるのが防止され、焦点深度が十分に深いものとなる。
Such a lens array 1 is formed at the same magnification as that of the image output device as described above or an image input device that forms an image pattern from a document or the like on a sensor composed of a light receiving element such as a CCD. Although it can be used as an optical system, in the following description, the case where it is used in an image output apparatus will be mainly described.
As shown in FIG. 1, in this lens array 1, a plurality of output lenses 4 are provided in a plurality of rows, and in each row, the pitch between adjacent concave portions is arranged to be constant. In the lens array 1 in which the plurality of exit lenses 4 are arranged in this way, images from the exit lenses 4 are prevented from interfering with each other, and the depth of focus is sufficiently deep.
また、レンズアレイ1は、ガラス基板2を平面視したとき、ガラス基板2の光が入射する側の面に設けられた各第1の凹部21の中心と、これに対応する光が出射する側の面に設けられた各第2の凹部22の中心とが重なり合うように構成されている。このようなレンズアレイ1と、LED発光素子等で構成された発光アレイとを備えた画像出力装置を、プリンタ等の画像形成装置に用いた場合には、発光アレイとレンズアレイ1との光軸合わせが容易となり、発光アレイから出射された画像パターンを、正確に感光体ドラム上に書き込むことができる。
In addition, when the
また、図1中、ガラス基板2上の各出射レンズ4(各入射レンズ3)の中心は、縦方向において互いに重ならないように設けられている。このようなレンズアレイ1と、レンズアレイ1の各入射レンズ3のそれぞれに対応するように発光素子が設けられた発光アレイとを有する画像出力装置においては、図1中、縦方向に走査することにより、縦方向に設けられた各出射レンズ4(各入射レンズ3)の配列数に比例して高い解像度を得ることができる。
Further, in FIG. 1, the centers of the outgoing lenses 4 (each incident lens 3) on the
また、入射レンズ3は、ガラス基板2の光が入射する側に設けられた第1の凹部21に、ガラス基板2を構成するガラス材料よりも屈折率の高い樹脂材料が充填されたものである。これにより、入射レンズ3に入射した光を、入射レンズ3に対応する出射レンズ4へと確実に送ることができるとともに、各入射レンズ3に入射した光がお互いに干渉するのを防止することができる。したがって、レンズアレイ1を光学系として用いる画像出力装置では、正確であり、かつ、解像度の高い画像パターンを得ることができる。
In addition, the incident lens 3 is obtained by filling the first
また、出射レンズ4は、ガラス基板2の光が出射する側に設けられた第2の凹部22に、ガラス基板2を構成するガラス材料よりも屈折率の高い樹脂材料が充填されたものである。これにより、出射レンズ4から光が出射される際、このような樹脂材料が充填されていない凹部から光が出射され、結像される焦点位置に比べて、レンズアレイ1から近い位置に焦点を合わせることができる。したがって、レンズアレイ1と、CCD等の受光素子で構成されたセンサーとを有する画像入力装置では、レンズアレイ1とセンサーとの間隔を狭めることができるため、装置の小型化を図ることができるとともに、より正確な画像パターンをセンサーに結像することができる。
In addition, the exit lens 4 is obtained by filling the second
また、第1の凹部21を平面視したときの平均径は、0.6〜4.0mmであるのが好ましく、0.8〜3.0mmであるのがより好ましく、1.0〜2.0mmであるのがさらに好ましい。上記条件を満たすレンズアレイ1では、各入射レンズ3に入射する光を、より損失無く利用することができるため、さらに正確な像を得ることができる。また、後述するようなレンズアレイ1を製造する方法を用いることにより、このような比較的大きなレンズを形成することができる。
Moreover, it is preferable that the average diameter when the 1st recessed
また、第1の凹部21および第2の凹部22の中央部付近での曲率半径は0.5〜2.0mmであるのが好ましく、0.6〜1.5mmであるのがより好ましく、0.8〜1.0mmであるのがさらに好ましい。上記条件を満たすレンズアレイ1では、入射レンズ3に入射した光が、お互いに干渉するのがより効果的に防止される。
また、最隣接する第1の凹部21および第2の凹部22の平均ピッチは、0.7〜8.0mmであるのが好ましく、1.2〜7.0mmであるのがより好ましく、1.5〜4.0mmであるのがさらに好ましい。これにより、各入射レンズ3に入射した光が、お互いに干渉するのをより確実に防止することができる。
Moreover, it is preferable that the curvature radius in the center part vicinity of the 1st recessed
Moreover, the average pitch of the
また、第1の凹部21および第2の凹部22に充填される樹脂材料は、ガラス基板2を構成するガラス材料よりも屈折率の高い材料であるが、このような樹脂材料としては、各種樹脂材料を用いることができ、例えば、ナイロン6等のポリアミド、熱可塑性ポリイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレン等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリカーボネート、アクリル(メタクリル)、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を混合して用いることができる。
The resin material filled in the
このような樹脂材料の中でも、熱硬化性樹脂や、光硬化性樹脂を用いた場合には、以下のような効果を得ることができる。すなわち、熱硬化性樹脂は、熱や光などの外部環境によって、熱膨張、熱分解が発生しにくい材料である。このため、ガラス材料で構成された第1の凹部21および第2の凹部22と、第1の凹部21および第2の凹部22に充填された樹脂材料とは、長期間に渡って、密着性に優れたものとなり、このようなレンズアレイ1を備えた電気光学装置(画像入力装置、画像出力装置など)の寿命を延ばすことができる。
このような第1の凹部21および第2の凹部22に充填された樹脂材料の屈折率は、1.50〜1.75であるのが好ましく、1.53〜1.60であるのがより好ましい。これにより、上述したような機能をより確実に発揮することができるレンズアレイ1となる。
Among such resin materials, when a thermosetting resin or a photocurable resin is used, the following effects can be obtained. That is, the thermosetting resin is a material that hardly undergoes thermal expansion or thermal decomposition due to an external environment such as heat or light. For this reason, the 1st recessed
The refractive index of the resin material filled in the first
また、ガラス基板2を構成するガラス材料としては、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の各種ガラス材料等が挙げられるが、中でも、石英ガラスを用いるのが好ましい。石英ガラスは、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、後述するようスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法に好適に用いることができる。また、短波長領域の透過率も高く光エネルギーによる劣化もほとんどないという利点もある。
Examples of the glass material constituting the
また、ガラス基板2の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、0.3〜10mm程度であるのが好ましく、2〜8mm程度であるのがより好ましい。上記条件を満足するガラス基板2で構成されたレンズアレイ1は、優れた光学特性を有するものとなる。
このようなガラス基板2を構成するガラス材料の屈折率は、1.40〜1.52であるのが好ましく、1.42〜1.48であるのがより好ましい。これにより、上述したような機能をより確実に発揮することができるレンズアレイ1となる。
Moreover, the thickness of the
The refractive index of the glass material constituting such a
また、第1の凹部21および第2の凹部22に充填される樹脂材料の屈折率と、ガラス基板2を構成するガラス材料の屈折率との差の絶対値が、0.05〜0.35であるのが好ましく、0.10〜0.20であるのがより好ましい。これにより、入射レンズ3に入射する光を、より無駄なく対応する出射側の出射レンズ4に送ることができ、各入射レンズ3に入射した光が、お互いに干渉するのをより確実に防止することができる。また、出射レンズ4より出射される光を、よりレンズアレイ1から近い位置に結像させることができる。
The absolute value of the difference between the refractive index of the resin material filled in the
<スキャニングシステム用レンズアレイの製造方法(第1実施形態)>
次に、上述したスキャニングシステム用レンズアレイ1の製造方法の第1実施形態について、図3〜7を参照しながら説明する。なお、図3〜6は、図1のA−A線断面図に対応した工程図、図7は、本実施形態で用いるマスクの模式的な平面図である。
[ガラス基板準備工程]
まず、レンズアレイ1を製造するに際し、ガラス基板2を用意する。
<Method for Manufacturing Lens Array for Scanning System (First Embodiment)>
Next, a first embodiment of a method for manufacturing the above-described scanning system lens array 1 will be described with reference to FIGS. 3 to 6 are process diagrams corresponding to the cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1, and FIG. 7 is a schematic plan view of the mask used in the present embodiment.
[Glass substrate preparation process]
First, when manufacturing the lens array 1, the
このガラス基板2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2は、洗浄等により、その表面が清浄化されているものが好ましい。
このような清浄化は、例えば、ガラス基板2の表面をエッチング(ライトエッチング)することにより行うことができる。
エッチングの方法は、特に限定されず、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチング等が挙げられる。
The
Such cleaning can be performed, for example, by etching (light etching) the surface of the
The etching method is not particularly limited, and examples thereof include wet etching and dry etching.
ウェットエッチングを用いた場合、エッチング液としては特に限定されないが、一水素二フッ化アンモニウムと硫酸との混合液を用いるのが好ましい。これにより、ガラス基板2の表面の平滑性を高くすることができるとともに、ガラス基板2表面の不純物(Na、K等)を好適に除去することができる。その結果、後述するマスク形成工程において、ガラス基板2表面に、マスク形成用膜をより均一に成膜することができる。また、マスク形成用膜とガラス基板2との密着性を向上させることができる。その結果、後述するエッチング工程において、ガラス基板2の両面に設けられたマスクが不本意に剥がれるのを防止することができる。
When wet etching is used, the etching solution is not particularly limited, but a mixed solution of ammonium monohydrogen difluoride and sulfuric acid is preferably used. Thereby, the smoothness of the surface of the
[マスク形成工程]
次に、上述したようなガラス基板2の光が入射する側の面に、複数の貫通した第1の開口部51と、第1の開口部51を中心としてリング状に形成された複数の貫通していない第1の溝部52とを有する第1のマスク5を形成する。また、これとともに、ガラス基板2の光が出射する側の面に、複数の貫通した第2の開口部61と、第2の開口部61を中心としてリング状に形成された複数の貫通していない第2の溝部62とを有する第1のマスク6を形成する。
[Mask formation process]
Next, a plurality of
以下、添付図面を参照しつつ、本工程について詳細に説明する。
(マスク形成用膜形成工程)
まず、図3(A)に示すように、用意したガラス基板2の光が入射する側の面および光が出射する側の面に、それぞれ、第1のマスク形成用膜50および第2のマスク形成用膜60を形成する(マスク形成用膜形成工程)。
Hereinafter, this process will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(Mask forming film forming process)
First, as shown in FIG. 3A, a first
第1のマスク形成用膜50および第2のマスク形成用膜60(以下、第1のマスク形成用膜50および第2のマスク形成用膜60を総称して、マスク形成用膜ともいう。)は、後述する開口部形成工程、および溝部形成工程において物理的方法またはレーザ光の照射により後述するような開口部および溝部を形成することができるとともに、後述するエッチング工程におけるエッチングに対する耐性を有するものが好ましい。換言すれば、マスク形成用膜は、エッチングレートが、ガラス基板2と略等しいか、または、ガラス基板2に比べて小さくなるように構成されるのが好ましい。また、このようなマスク形成用膜の形成方法としては、ガラス基板2の片面づつ形成してもよいし、両面同時に形成する方法を用いてもよい。
First
かかる観点からは、このマスク形成用膜を構成する材料としては、例えばCr、Au、Ni、Ti、Pt等の金属やこれらから選択される2種以上を含む合金、前記金属の酸化物(金属酸化物)、シリコン、樹脂等が挙げられる。また、マスク形成用膜を、Cr/Auのように異なる材料からなる複数の層の積層構造としてもよい。
マスク形成用膜の形成方法は特に限定されないが、マスク形成用膜をCr、Au等の金属材料(合金を含む)や金属酸化物(例えば酸化Cr)から構成する場合、マスク形成用膜は、例えば、蒸着法やスパッタリング法等により、好適に形成することができる。また、マスク形成用膜をシリコンから構成する場合、マスク形成用膜は、例えば、スパッタリング法やCVD法等により、好適に形成することができる。
From this point of view, the material forming the mask forming film is, for example, a metal such as Cr, Au, Ni, Ti, Pt, an alloy containing two or more selected from these, an oxide of the metal (metal Oxide), silicon, resin and the like. Further, the mask forming film may have a laminated structure of a plurality of layers made of different materials such as Cr / Au.
The method for forming the mask forming film is not particularly limited, but when the mask forming film is made of a metal material (including an alloy) such as Cr or Au or a metal oxide (for example, Cr oxide), the mask forming film is For example, it can be suitably formed by vapor deposition or sputtering. When the mask forming film is made of silicon, the mask forming film can be suitably formed by, for example, a sputtering method or a CVD method.
マスク形成用膜が主として酸化CrまたはCrで構成されるものであると、後述する開口部形成工程において第1の開口部51および第2の開口部61を容易に形成することができるとともに、溝部形成工程においても第1の溝部52および第2の溝部62を容易に形成することができる。また、後述するエッチング工程においてはガラス基板2をより確実に保護することができる。また、マスク形成用膜が主としてCrで構成されたものであると、例えば、後述する開口部形成工程において、エッチング液として一水素二フッ化アンモニウム溶液を用いることができる。一水素二フッ化アンモニウムは4wt%以下の濃度では毒劇物ではないため、作業中の人体や環境への影響をより確実に防止することができる。
When the mask forming film is mainly composed of Cr oxide or Cr, the
また、マスク形成用膜が、主としてクロムで構成される層と、主として酸化クロムで構成される層とを有する積層体である場合、クロムの層の平均厚さをX[nm]、酸化クロムの層の平均厚さをY[nm]としたとき、0.01≦Y/X≦0.8の関係を満足するのが好ましく、0.1≦Y/X≦0.5の関係を満足するのがより好ましい。このような関係を満足することにより、所望の大きさの後述するような開口部をより高い精度で形成することができる。 When the mask forming film is a laminate having a layer mainly composed of chromium and a layer mainly composed of chromium oxide, the average thickness of the chromium layer is X [nm], When the average thickness of the layer is Y [nm], it is preferable that the relationship of 0.01 ≦ Y / X ≦ 0.8 is satisfied, and the relationship of 0.1 ≦ Y / X ≦ 0.5 is satisfied. Is more preferable. By satisfying such a relationship, an opening having a desired size, which will be described later, can be formed with higher accuracy.
マスク形成用膜(第1のマスク5、第2のマスク6)の厚さは、マスク形成用膜を構成する材料によっても異なるが、5〜500nmであるのが好ましく、40〜150nmであるのがより好ましい。これにより、エッチングに対する耐性を保持しつつ、後述するような開口部および溝部の形成が容易になり、後述するような開口部および溝部の大きさをより容易に制御することができる。厚さが前記下限値未満であると、マスク形成用膜の構成材料等によっては、後述する開口部形成工程において形成される開口部の形状が歪んでしまう可能性がある。また、後述する溝部形成工程において、溝部の形成方法によっては、溝部がガラス基板まで貫通してしまい、後述するような溝部として形成するのが困難となる可能性がある。また、後述するエッチング工程でウェットエッチングを施す際に、ガラス基板2のマスクした部分を十分に保護できない可能性がある。一方、上限値を超えると、マスク形成用膜の構成材料等によっては、後述する開口部形成工程において、貫通する開口部を形成するのが困難になる。また、マスク形成用膜の内部応力によりマスク形成用膜が剥がれ易くなる場合がある。
The thickness of the film for forming a mask (the
(開口部形成工程)
次に、第1のマスク形成用膜50および第2のマスク形成用膜60に、それぞれ複数個の第1の開口部51および第2の開口部61を形成する(開口部形成工程)。なお、第1の開口部51および第2の開口部61は、ガラス基板2まで貫通している貫通孔である。
第1の開口部51および第2の開口部61は、いかなる方法で形成されるものであってもよいが、物理的方法またはレーザ光の照射により形成されるのが好ましい。これにより、例えば、レンズアレイ1を生産性良く製造することができる。特に、大面積の基板にも簡単に第1の凹部21および第2の凹部22を形成することができる。
(Opening formation process)
Next, a plurality of
The
第1の開口部51および第2の開口部61を形成する物理的方法としては、例えば、ショットブラスト、サンドブラスト等のブラスト処理、プレス、ドットプリンタ、タッピング、ラビング等の方法が挙げられる。ブラスト処理により第1の開口部51および第2の開口部61を形成する場合、比較的大きい面積のガラス基板2でも、より短時間で効率良く、第1の開口部51および第2の開口部61を形成することができる。
Examples of the physical method for forming the
また、レーザ光の照射により第1の開口部51および第2の開口部61を形成する場合、使用するレーザ光の種類としては、特に限定されないが、ルビーレーザ、半導体レーザ、YAGレーザ、フェムト秒レーザ、ガラスレーザ、YVO4レーザ、Ne−Heレーザ、Arレーザ、CO2レーザエキシマレーザ等が挙げられる。また、各レーザのSHG、THG、FHG等の波長を使っても良い。レーザ光の照射により第1の開口部51および第2の開口部61を形成する場合、形成される第1の開口部51および第2の開口部61の大きさや、隣接する第1の開口部51同士の間隔、および隣接する第2の開口部61同士の間隔等を容易かつ正確に制御することができる。
In addition, when the
また、本工程で形成する開口部は、その形状、大きさは特に限定されないが、略円形で、その直径が、10μm以下であるのが好ましく、1〜8μmであるのがより好ましく、3〜6μmであるのがさらに好ましい。開口部の直径が前記範囲内の値であると、後述する第1のエッチング工程において、所望の形状の凹部を、ガラス基板2表面に確実に形成することができる。
Further, the shape and size of the opening formed in this step is not particularly limited, but it is substantially circular and the diameter is preferably 10 μm or less, more preferably 1 to 8 μm, and 3 to 3 More preferably, it is 6 μm. When the diameter of the opening is a value within the above range, a concave portion having a desired shape can be reliably formed on the surface of the
以下の説明では、レーザ光の照射により、第1のマスク形成用膜50および第2のマスク形成用膜60に、それぞれ複数個の第1の開口部51および第2の開口部61を形成する場合について説明する。
まず、図3(B)に示すように、ガラス基板2上に設けられた第2のマスク形成用膜60に第2の開口部61を形成する。
In the following description, a plurality of
First, as shown in FIG. 3B, a
レーザ光の照射により第2のマスク形成用膜60に第2の開口部61を形成する場合、図3(B)に示すように、ガラス基板2の第2のマスク形成用膜60が形成された面に対向する側に、当該面に対して垂直に配したレーザ40から、第2のマスク形成用膜60の表面に向けてレーザ光41を照射することにより、第2のマスク形成用膜60に第2の開口部61を形成する。図中矢印A1、A2に示すようにレーザ40を移動させながら、第2のマスク形成用膜60の全面に亘ってレーザ光41の照射を間欠的に行い、複数の第2の開口部61を第2のマスク形成用膜60の全面に亘って形成する。
次に、図3(C)に示すように、ガラス基板2上に設けられたマスク形成用膜50に、ガラス基板2の、もう一方の面側の第2のマスク形成用膜60に設けられた第2の開口部61に対応する箇所に、第1の開口部51を同様に形成する。これにより、図4(A)に示すような開口部を有するマスク形成用膜を得る。
When the
Next, as shown in FIG. 3C, the
(溝部形成工程)
次に、図4(A)に示すような各開口部が設けられた第1のマスク形成用膜50および第2のマスク形成用膜60に、それぞれ、各第1の開口部51を中心としたリング状の第1の溝部52、および、各第2の開口部61を中心としたリング状の第2の溝部62を形成し、第1のマスク5および第2のマスク6を得る(溝部形成工程)。なお、第1の溝部52および第2の溝部62ともに、ガラス基板2まで貫通していないものである。
(Groove formation process)
Next, the first
このように、第1のマスク5および第2のマスク6は、それぞれ、ガラス基板2まで貫通した第1の開口部51および第2の開口部62と、各開口部を中心として設けられたリング状の第1の溝部52および第2の溝部62とが形成されている。このため、後述するエッチング工程において、第1のマスク5および第2のマスク6を用いて、ガラス基板2にエッチングを施す際、第1のマスク5および第2のマスク6に設けられた複数の開口部よりガラス基板2は食刻される。その後、ガラス基板2は、各開口部から等方的にエッチングされ、形成されつつある各凹部の縁部が、第1のマスク5および第2のマスク6に設けられたリング形状の各溝部に対応する位置付近まで到達した際に、各リング状の溝部に囲まれたマスクが剥離する。このような第1のマスク5および第2のマスク6を用いることにより、その後さらにエッチングを施す際に、形成されつつある凹部内にエッチング液を十分に行き渡らせることができる。その結果、形成されつつある各凹部間でのエッチング速度のばらつきを抑えることができ、最終的に得られるガラス基板2の両面に設けられた各凹部間での形状のばらつきを十分に小さいものとすることができる。
As described above, the
これに対して、上述したような溝部を設けていないマスクを用いて、エッチングを施した場合、開口部の大きさが微細であるため、エッチング液が形成されつつある凹部内に十分に行き渡らないため、各凹部間での形状のばらつきを抑制するのが困難となる。その結果、最終的に得られるレンズアレイ1に設けられた各一対の入射レンズ3および出射レンズ4により結像される焦点の位置を、均一にすることが困難になってしまい、得られる像が焦点深度の浅いものとなってしまう。 On the other hand, when etching is performed using a mask having no groove as described above, the size of the opening is so small that it does not sufficiently reach the recess where the etching solution is being formed. For this reason, it becomes difficult to suppress variation in shape between the recesses. As a result, it becomes difficult to make the positions of the focal points formed by each pair of the incident lens 3 and the outgoing lens 4 provided in the finally obtained lens array 1 uniform, and the obtained image is obtained. The depth of focus will be shallow.
また、第1のマスク5および第2のマスク6に設けられたリング状の各溝部の外周と内周との幅は、第1のマスク5および第2のマスク6に設けられた各開口部の径よりも狭いものであるのが好ましい。これにより、後述するエッチング工程において、ガラス基板2にエッチングが施され、形成されつつある各凹部の縁部が、第1のマスク5および第2のマスク6に設けられたリング形状の各溝部に対応する位置付近まで到達した際に、各溝部で囲まれた領域のマスクをより確実に剥離させることができる。
また、各マスク形成用膜に設けられたリング状の各溝部の半径は、5〜400μmであるのが好ましく、50〜100μmであるのがより好ましい。これにより、後述するエッチング工程において、ガラス基板2に比較的大きいサイズの凹部を形成する際に、各凹部を均一に形成することができる。
In addition, the width between the outer periphery and the inner periphery of each ring-shaped groove provided in the
Further, the radius of each ring-shaped groove provided in each mask forming film is preferably 5 to 400 μm, and more preferably 50 to 100 μm. Thereby, in the etching process mentioned later, when forming a comparatively large recessed part in the
また、第1のマスク5および第2のマスク6に設けられたリング形状の各溝部は、各マスクの厚さの50〜95%の深さであるのが好ましく、60〜80%の深さであるのがより好ましい。これにより、後述するエッチング工程において、形成されつつある各凹部の縁部が、第1のマスク5および第2のマスク6に設けられたリング形状の各溝部に対応する位置付近まで到達した際に、各溝部で囲まれた領域のマスクをより確実に剥離させることができる。また、ガラス基板2にエッチングを施す際に、各溝部からガラス基板2にエッチング液が浸入するのがより確実に防止される。
第1の溝部52および第2の溝部62は、レーザ光の照射により形成されるのが好ましく、使用するレーザ光の種類としては、第1の開口部51および第2の開口部61を形成する際に用いたレーザを用いることにより、各溝部を形成することができる。
Further, the ring-shaped grooves provided in the
The
以下の説明では、レーザ光の照射により第1のマスク形成用膜50および第2のマスク形成用膜60に、それぞれ複数個の第1の溝部52および第2の溝部62を形成する場合について説明する。
まず、図4(B)に示すように、ガラス基板2上に設けられた第2のマスク形成用膜60に設けられた第2の開口部61を中心としたリング状の溝部62を形成する。
In the following description, a case where a plurality of
First, as shown in FIG. 4B, a ring-shaped
レーザ光の照射により第2のマスク形成用膜60にリング状の溝部62を形成する場合、図4(B)に示すように、ガラス基板2の第2のマスク形成用膜60が形成された面に対向する側に、当該面に対して垂直に配したレーザ40から、第2のマスク形成用膜60の表面に向けてレーザ光41を照射し、所定の径のリング形状となるようにレーザ40を移動させながら、第2のマスク形成用膜60に第2のリング状の溝部62を形成する。
このように第2のマスク形成用膜60に対してレーザ光41を照射し、図4(B)に示すように第2のマスク形成用膜60に第2の溝部62を形成し、第2のマスク6を得る。
When the ring-shaped
In this way, the second
次に、図4(C)に示すように、ガラス基板2上に設けられたマスク形成用膜50に、ガラス基板2のもう一方の面側の第2のマスク形成用膜60に設けられた第2の開口部61に対応する箇所に、第1の溝部52を同様に形成し、第1のマスク5を得る。このようにして得られた各マスクのうち、第2のマスク6を平面視した際の模式的な平面図を図7に示す。
Next, as shown in FIG. 4C, the
[エッチング工程]
次に、ガラス基板2にエッチングを施し、ガラス基板2の光が入射する側の面に第1の凹部21を形成する。また、これとともに、ガラス基板2の光が出射する側の面に第2の凹部22を形成する。
以下、添付図面を参照しつつ、本工程について詳細に説明する。
(第1のエッチング工程)
まず、第1のマスク5および第2のマスク6で被覆されたガラス基板2に対して、エッチングを施す。
[Etching process]
Next, the
Hereinafter, this process will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(First etching process)
First, the
このエッチングの方法は、特に限定されず、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチング等が挙げられるが、ウェットエッチング法を用いるのが好ましい。これにより、第1の凹部21および第2の凹部22を好適に形成することができる。そして、エッチング液として、例えば、フッ酸(フッ化水素)を含むエッチング液(フッ酸系エッチング液)を用いると、ガラス基板2をより選択的に食刻することができ、第1の凹部21および第2の凹部22を好適に形成することができる。
The etching method is not particularly limited, and examples thereof include wet etching and dry etching. It is preferable to use a wet etching method. Thereby, the 1st recessed
以下の説明では、ウェットエッチングを用いる場合について説明する。
図5(A)に示すような第1のマスク5および第2のマスク6で被覆されたガラス基板2に対して、エッチング(ウェットエッチング)を施すことにより、図5(B)に示すように、ガラス基板2は、第1のマスク形成用膜50および第2のマスク形成用膜60が形成されていない部分、すなわち複数の第1の開口部51および第2の開口部61より食刻され、各開口部から等方的にエッチングされる。
In the following description, a case where wet etching is used will be described.
As shown in FIG. 5B, etching (wet etching) is performed on the
その後、図5(C)に示すように、形成されつつある凹部の縁部が、第1のマスク5および第2のマスク6に設けられたリング形状の各溝部に対応する位置付近まで到達した際に、各溝部で囲まれた領域のマスクが剥離する。これにより、さらにその後、ガラス基板に対してエッチングを施す際に、形成されつつある各凹部内にエッチング液を十分に行き渡らせることができる。その結果、形成されつつある各凹部間でのエッチング速度のばらつきを十分に小さいものとすることができ、最終的に形成される各凹部間での形状のばらつきを十分に小さいものとすることができる。
図5(D)に示すように、各溝部で囲まれた領域のマスクが剥離した後も、さらにエッチングを施し、ガラス基板2の両面に、最終的に形成する第1の凹部21および第2の凹部22よりも小さい径の凹部を形成した状態で、一旦エッチングを終了する。
After that, as shown in FIG. 5C, the edge of the recess that is being formed has reached a position corresponding to each of the ring-shaped grooves provided in the
As shown in FIG. 5D, after the mask in the region surrounded by each groove portion is peeled off, further etching is performed, and the
(マスク除去工程)
次に、図6(E)に示すように、第1のマスク5および第2のマスク6を除去する。
第1のマスク5および第2のマスク6の除去は、例えば、エッチング等によって除去することができる。
(第2のエッチング工程)
次に、第1のマスク5および第2のマスク6が除去されたガラス基板に対して、再度エッチングを行い、ガラス基板2の光が入射する側の面に複数の第1の凹部21を形成する。これとともに、ガラス基板2の光が出射される側の面に複数の第2の凹部22とを形成する。なお、最終的に形成された第1の凹部21、および第2の凹部22の大きさは、それぞれ、前述した入射レンズ3、および出射レンズ4の大きさに対応した大きさとなる。
(Mask removal process)
Next, as shown in FIG. 6E, the
The
(Second etching process)
Next, the glass substrate from which the
また、エッチング方法としては、第1のエッチング工程で述べた方法を用いることができる。
本工程では、第1のエッチング工程と同様に、ウェットエッチングを用いる場合について説明する。
図6(E)に示すようなマスクが除去されたガラス基板2に対して、再度エッチングを施し、図6(F)に示すように、ガラス基板2に複数の第1の凹部21と、複数の第2の凹部22とを形成する。このように、マスクを除去した状態でガラス基板2にエッチングを施すことにより、最終的に形成される第1の凹部21および第2の凹部22の曲率半径をより大きいものとすることができる。これにより、レンズアレイ1の球面収差をより確実に抑えることができ、得られる焦点深度が十分に深いものとなる。また、第1のエッチング工程、および第2のエッチング工程でのエッチング条件(時間、使用するエッチング液など)を変更することにより、凹部の中央部付近、および周縁部での曲率半径を容易に制御することができるため、任意の性能のレンズアレイ1を製造することが可能となる。
As the etching method, the method described in the first etching step can be used.
In this step, a case where wet etching is used will be described as in the first etching step.
Etching is performed again on the
[樹脂材料充填工程]
次に、図6(G)に示すように、ガラス基板2に設けられた第1の凹部21および第2の凹部22に、上述したような樹脂材料を充填し、レンズアレイ1を得る。なお、第1の凹部21および第2の凹部22に充填される材料は同じ材料であってもよいし、異なるものであってもよい。
[Resin material filling process]
Next, as shown in FIG. 6 (G), the first
樹脂材料を充填する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、第1の凹部21および第2の凹部22に充填する材料が熱可塑性樹脂である場合には、充填する樹脂材料のガラス転移温度以上であり熱分解しない程度の温度になるように熱を加えながら、該樹脂材料で構成されたフィルムを、ガラス基板2の両面に圧接し、第1の凹部21および第2の凹部22に樹脂材料が充填される。その後、冷却し、入射レンズ3および出射レンズ4の外表面がガラス基板2の表面と同じ高さとなるように、余った樹脂を切削等により除去することにより、ガラス基板2の両面に複数の入射レンズ3、および出射レンズ4が設けられたレンズアレイ1を得ることができる。また、切削等により余った樹脂を除去した後に、レンズアレイ1に対して、充填された樹脂材料のガラス転移温度以上の温度で熱処理を加えることにより、入射レンズ3および出射レンズ4の外表面がより平滑となり、入射レンズ3および出射レンズ4の外表面での不本意な散乱、屈折を抑制することができる。
The method for filling the resin material is not particularly limited. For example, when the material filled in the
また、第1の凹部21および第2の凹部22に充填する樹脂材料が光硬化性樹脂である場合には、2P法を用いることができる。2P法を用いて得られた入射レンズ3および出射レンズ4の外表面は、凹凸のない平滑なものとなる。これにより、各入射レンズ3に光が入射、または、各出射レンズ4から光が出射される際に、各入射レンズ3、および出射レンズ4の外表面での不本意な散乱、屈折が起こるのを好適に防止することができ、高い解像度、および深い焦点深度が求められる電気光学装置に、このようなレンズアレイ1を好適に用いることができる。
Moreover, when the resin material with which the 1st recessed
また、上記の説明では、各マスクに対して、レーザ光照射により、各開口部および各溝部を形成するものとして説明したが、本実施形態の製造方法は、これに限られず、例えば、各溝部を形成する方法として、ガラス基板にレジストを塗り、リング状の溝部をフォトエッチングでパターニングし、ドライエッチングでマスク形成用膜に所定の深さまで加工する方法が挙げられる。また、開口部も同様の方法により形成することができる。この方法を用いることにより、溝部の深さを精度良く調製することができる。 In the above description, each opening and each groove are formed by irradiating each mask with laser light. However, the manufacturing method of the present embodiment is not limited to this, and for example, each groove As a method for forming the film, there is a method in which a resist is applied to a glass substrate, a ring-shaped groove is patterned by photoetching, and a mask forming film is processed to a predetermined depth by dry etching. The opening can also be formed by a similar method. By using this method, the depth of the groove can be accurately adjusted.
また、上記の説明では、ガラス基板2の両面に設けられたマスク6を除去するものとして説明したが、マスク6を完全に除去せずに一部を残しておいてもよい。例えば、第1の凹部および第2の凹部が外表面側から見た際に、完全に露出するようにマスクの一部をレーザ等で除去し、ガラス基板の各凹部が形成されていない部分にマスクが残った状態のレンズアレイでもよい。このようなレンズアレイでは、マスクの材質によっては、除去されなかったマスクが遮蔽膜の効果を有し、各入射レンズより入射した光がお互いに干渉するのをより効果的に防止することができる。
In the above description, the
<スキャニングシステム用レンズアレイの製造方法(第2実施形態)>
次に、上述したスキャニングシステム用レンズアレイ1の製造方法の第2実施形態について、図8〜10を参照しながら説明する。以下の説明では、前述した実施形態(第1実施形態)との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図8および図9は、図1のA−A線断面図に対応した工程図、図10は、本実施形態で用いるマスクの模式的な平面図である。
<Method for Manufacturing Lens Array for Scanning System (Second Embodiment)>
Next, a second embodiment of the method for manufacturing the above-described scanning system lens array 1 will be described with reference to FIGS. In the following description, differences from the above-described embodiment (first embodiment) will be mainly described, and description of similar matters will be omitted. 8 and 9 are process diagrams corresponding to the cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1, and FIG. 10 is a schematic plan view of the mask used in this embodiment.
本実施形態は、ガラス基板2を被覆するマスクとして、各マスクに設けられた開口部を中心として設けられるリング状の溝部が、1つの開口部に対して複数設けられたマスクを用いる点において、前述した第1実施形態と異なっている。
以下の説明では、上記のような開口部および溝部が設けられたマスクを用いて、ガラス基板2をエッチングする本実施形態のエッチング工程を中心に説明する。
In the present embodiment, as a mask for covering the
In the following description, the description will focus on the etching process of this embodiment in which the
図8(A)に示すように、第1のマスク5’は、複数の貫通した第1の開口部51’と、1つの第1の開口部51’に対して、各第1の開口部51’を中心としてリング状に形成された貫通していない第1の溝部が2つ設けられている。これとともに、第2のマスク6’は、複数の貫通した第2の開口部61’と、1つの第2の開口部61’に対して、各第2の開口部61’を中心としてリング状に形成された貫通していない第2の溝部が2つ設けられている。なお、このような構成を有する各マスクのうち、第2のマスク6’を平面視した際の模式的な平面図を図10に示す。
As shown in FIG. 8 (A), the
このような第1のマスク5’および第2のマスク6’で被覆されたガラス基板2に対して、エッチング(ウェットエッチング)を施すことにより、図8(B)に示すように、ガラス基板2は、第1のマスク形成用膜50および第2のマスク形成用膜60が形成されていない部分、すなわち複数の第1の開口部51’および第2の開口部61’より食刻される。
By performing etching (wet etching) on the
その後、図8(C)に示すように、ガラス基板2は、各開口部から等方的にエッチングされ、形成されつつある各凹部の縁部が、各マスクに設けられたリング形状の各溝部のうち、開口部に近い側に設けられた各第1の溝部52’および第2の溝部62’に対応する位置付近まで到達した際に、各第1の溝部52’および各第2の溝部62’で囲まれた領域のマスクが剥離する。その後、図9(D)に示すように、さらにエッチングが進行し、形成されつつある各凹部の縁部が、各マスクに残っている各第1の溝部53’および第2の溝部63’に対応する位置付近まで到達した際に、各第1の溝部53’および各第2の溝部63’で囲まれた領域に残存しているマスクが剥離する。その後、前述した第1実施形態と同様に、前記マスク除去工程、前記第2のエッチング工程を行い、ガラス基板2の表面に第1の凹部21と第2の凹部22とが形成される。このようなマスクを用いて、ガラス基板2にエッチングを施すことにより、形成されつつある各凹部の径が大きくなるにしたがって、マスクに設けられた開口部の径が、段階的に大きくなることになる。これにより、形成されつつある各凹部内にエッチング液を、十分に行き渡らせることができるため、最終的に得られるガラス基板2に設けられる各凹部間での形状のばらつきをより小さいものとすることができる。また、比較的大きな径を有するような凹部を、効率的に、かつ、精度良く製造することができる。
Thereafter, as shown in FIG. 8C, the
なお、上記の説明では、各開口部に対して2つの溝部が形成されているものとして説明したが、本実施形態で用いるマスクとしては、これに限られず、各開口部に対して3つ以上の溝部が形成されたものであってもよい。このような開口部および溝部が設けられたマスクを介して、ガラス基板にエッチングを施した場合にも、上述したような効果を得ることができる。 In the above description, two grooves are formed for each opening. However, the mask used in the present embodiment is not limited to this, and three or more for each opening. The groove portion may be formed. Even when the glass substrate is etched through the mask provided with such openings and grooves, the above-described effects can be obtained.
<電気光学装置および光学機器>
次に、前述したようなスキャニングシステム用レンズアレイを備える本発明の電気光学装置(画像出力装置)、および本発明の光学機器(画像形成装置)について、図11および図12に示す実施形態に基づき、詳細に説明する。
図11は、本発明のスキャニングシステム用レンズアレイを備える画像出力装置を適用した画像形成装置の構成を示す模式図、図12は、本発明のスキャニングシステム用レンズアレイ1を適用した画像出力装置の概念図である。
<Electro-optical device and optical equipment>
Next, the electro-optical device (image output device) of the present invention including the above-described scanning system lens array and the optical apparatus (image forming device) of the present invention are based on the embodiments shown in FIGS. This will be described in detail.
FIG. 11 is a schematic diagram showing a configuration of an image forming apparatus to which an image output apparatus including a scanning system lens array of the present invention is applied, and FIG. 12 shows an image output apparatus to which the scanning system lens array 1 of the present invention is applied. It is a conceptual diagram.
画像形成装置100は、図11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。
As shown in FIG. 11, the
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、前述したようなスキャニングシステム用レンズアレイ1を備えた画像出力装置(ラインヘッド)109とが設けられている。
このような構成において、帯電器108により感光体102の表面が均一に帯電された後、後述する画像出力装置109によって記録すべき情報に応じた露光が行なわれる。これにより、感光体102の表面に静電潜像が形成される。
Around the
In such a configuration, after the surface of the
ここで画像出力装置109について、図面を参照しつつ説明する。
画像出力装置109は、図11に示すように、前述したようなレンズアレイ1と、レンズアレイ1の光の入射面側に設けられた発光素子アレイ70とを有している。
発光素子アレイ70は、複数の発光素子71を有している。
この発光素子71は、前述したレンズアレイ1の複数の入射レンズ3(出射レンズ4)と同じパターンで配列している。
Here, the
As shown in FIG. 11, the
The light emitting
The
すなわち、発光素子アレイ70とレンズアレイ1とは、発光素子71と入射レンズ3(出射レンズ4)とが1:1に対応するように構成されている。
また、発光素子アレイ70とレンズアレイ1とは、各発光素子71から発射される光束が、対応する各一対の入射レンズ3および出射レンズ4を介して、感光体102に、対応する発光素子の像を結像するように、図示しない一体化手段(ケーシング等)により一体化されている。なお、各一対の入射レンズ3および出射レンズ4の光軸は、対応する発光素子71の中央部を通るようになっている。
That is, the light emitting
In addition, the light emitting
点灯した発光素子71の組み合わせにより表現される1次元の画像は、レンズアレイ1を介して、感光体102上に結像される。そして、感光体102の回転(図11における紙面と垂直な方向へ回転)とともに、このような光画像伝送が繰り返され、2次元の画像(静電潜像)が感光体102上に伝送(露光)される。なお、スキャニングシステム用レンズアレイ1に設けられた各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。
A one-dimensional image expressed by the combination of the
ところで、このような画像形成装置の画像出力装置(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は、隣接する各ロッドレンズによる像を重ね合わせて結像させる光学系であるため、焦点を絞るのが難しく、結果として、十分な解像度を得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スキャニングシステム用レンズアレイ1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るため、解像度をより高いものとすることができるとともに、焦点深度が十分に深いものとすることができる。
Incidentally, a rod lens array has been conventionally used for an image output device (optical system) of such an image forming apparatus. However, since the rod lens array is an optical system that forms an image by superimposing the images of the adjacent rod lenses, it is difficult to reduce the focal point, and as a result, it is difficult to obtain a sufficient resolution.
On the other hand, by applying the scanning system lens array 1 of the present invention to the optical system of the image forming apparatus, the size of one pixel can be made sufficiently small, so that the resolution is higher. And the depth of focus can be sufficiently deep.
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
The developing
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105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
The fixing
このような画像形成装置100は、前述したようなスキャニングシステム用レンズアレイ1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11の画像形成装置(プリンタ)の他にも、例えば、ファクシミリ、スキャナなどが挙げられる。そして、これらの各種光学機器の電気光学装置として、前述した本発明のスキャニングシステム用レンズアレイが適用可能なことは言うまでもない。
Since the
In addition to the image forming apparatus (printer) of FIG. 11, examples of the optical apparatus of the present invention include a facsimile and a scanner. Needless to say, the above-described lens array for a scanning system of the present invention can be applied as an electro-optical device of these various optical devices.
以上、本発明のスキャニングシステム用レンズアレイおよびその製造方法、電気光学装置、光学機器について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
例えば、本発明のスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法では、必要に応じて、任意の目的の工程を追加することもできる。
The scanning system lens array and the manufacturing method thereof, the electro-optical device, and the optical apparatus of the present invention have been described based on the illustrated embodiments, but the present invention is not limited to these.
For example, in the method for manufacturing a lens array for a scanning system according to the present invention, an arbitrary process can be added as necessary.
また、前述した説明では、開口部を形成した後、溝部を形成するものとして説明したが、溝部を形成してから、開口部を形成する方法を用いてもよい。
また、前述した説明では、開口部形成工程において、レーザを1次元的に移動させつつレーザ光の照射を行う構成について説明したが、レーザ光の照射は、レーザを2次元的または3次元的に移動させつつ行うものであってもよい。
In the above description, the groove is formed after the opening is formed. However, a method of forming the opening after forming the groove may be used.
In the above description, the structure in which the laser beam is irradiated while moving the laser in a one-dimensional manner in the opening forming step has been described. However, the laser beam irradiation can be performed two-dimensionally or three-dimensionally. It may be performed while being moved.
(実施例1)
以下のように、スキャニングシステム用レンズアレイを製造した。
まず、石英ガラスで構成され、長尺方向の長さが250mmのガラス基板(厚さ:4.8mm、屈折率:1.46)の両面に、スパッタリング法にて、厚さ0.15μmの酸化Cr膜/Cr/酸化Cr膜(マスク形成用膜)を形成した。
(Example 1)
A lens array for a scanning system was manufactured as follows.
First, a 0.15 μm thick oxide film is formed by sputtering on both surfaces of a glass substrate (thickness: 4.8 mm, refractive index: 1.46) made of quartz glass and having a length in the longitudinal direction of 250 mm. A Cr film / Cr / Cr oxide film (mask forming film) was formed.
次に、マスク形成用膜に対してレーザ加工を行い、各マスク形成用膜に多数の開口部を形成した。
なお、レーザ加工は、YAGレーザを用いて、エネルギー強度2mW、ビーム径5μm、照射時間0.1msという条件で行った。
これにより、各マスク形成用膜に、複数の開口部が形成された。開口部の平均径は4μmであり、開口部の形成密度は2000個/cm2であった。
Next, laser processing was performed on the mask forming films to form a large number of openings in each mask forming film.
The laser processing was performed using a YAG laser under the conditions of an energy intensity of 2 mW, a beam diameter of 5 μm, and an irradiation time of 0.1 ms.
Thereby, a plurality of openings were formed in each mask forming film. The average diameter of the openings was 4 μm, and the formation density of the openings was 2000 / cm 2 .
さらに、各マスク形成用膜に対してレーザ加工を行い、各開口部を中心としてリング状の溝部を、各開口部につき、1つ形成した。
このようにして形成された各溝部の平均半径は、300μmであった。
なお、レーザ加工は、YAGレーザを用いて、エネルギー強度1mW、ビーム径2μm、照射時間0.05msという条件で行った。
Further, laser processing was performed on each mask forming film, and one ring-shaped groove portion was formed for each opening, with each opening as a center.
The average radius of each groove formed in this way was 300 μm.
Laser processing was performed using a YAG laser under the conditions of energy intensity 1 mW,
このようにして得られた各溝部の幅の平均間隔は、2μmであった。
これにより、各マスク形成用膜に、各開口部に対応する溝部が形成された。このようにしてガラス基板の両面に開口部と溝部とが設けられたマスクを形成した。
次に、ガラス基板にウェットエッチングを施し、ガラス基板の光が入射する側の面、および光が出射される側の面にそれぞれ、複数の第1の凹部、および複数の第2の凹部を以下のような方法で形成した。
The average distance between the widths of the grooves thus obtained was 2 μm.
As a result, a groove corresponding to each opening was formed in each mask forming film. In this way, a mask having openings and grooves on both surfaces of the glass substrate was formed.
Next, wet etching is performed on the glass substrate, and a plurality of first recesses and a plurality of second recesses are respectively formed on the surface on the light incident side of the glass substrate and the surface on the light emitting side. It formed by the method like.
まず、エッチング液として4wt%の一水素二フッ化アンモニウム水溶液(常温)を用いて、ガラス基板を5時間浸漬した。なお、浸漬し始めてから4時間後に、溝部で囲まれたマスクがエッチング液中で剥離されるのを確認した。
次に、ガラス基板を、上記のエッチング液中から取り出し、硝酸第2セリウムアンモニウムと過塩素酸との混合水溶液に30分間浸漬し、酸化Cr膜/Cr/酸化Cr膜(マスク)を除去した。
First, the glass substrate was immersed for 5 hours using 4 wt% aqueous solution of ammonium hydrogen difluoride (room temperature) as an etchant. It was confirmed that the mask surrounded by the groove was peeled off in the etching solution after 4 hours from the start of immersion.
Next, the glass substrate was taken out from the above etching solution and immersed in a mixed aqueous solution of ceric ammonium nitrate and perchloric acid for 30 minutes to remove the Cr oxide film / Cr / Cr oxide film (mask).
マスク除去後、さらに、ガラス基板を上記と同様の構成のエッチング液中において、7時間浸漬し、ガラス基板に第1の凹部、および第2の凹部を形成した。
以上のようにして製造された両面に複数の凹部を有するガラス基板の各凹部に、液体状のポリメタクリル酸メチル(PMMA)(屈折率:1.60)を充填させ、紫外線照射を行い、硬化させることにより、スキャニングシステム用レンズアレイを作製した。
このようにして形成された各第1の凹部および各第2の凹部の直径は、2.0mmであった。また、各第1の凹部および各第2の凹部の深さは、1.0mm(=曲率半径)であった。また、最隣接する各第1の凹部および各第2の凹部の平均ピッチは、3.5mmであった。
After removing the mask, the glass substrate was further immersed in an etching solution having the same configuration as described above for 7 hours to form a first recess and a second recess in the glass substrate.
Each glass substrate having a plurality of recesses on both sides manufactured as described above is filled with liquid polymethyl methacrylate (PMMA) (refractive index: 1.60), irradiated with ultraviolet rays, and cured. By doing so, a lens array for a scanning system was produced.
The diameter of each first recess and each second recess formed in this manner was 2.0 mm. Moreover, the depth of each 1st recessed part and each 2nd recessed part was 1.0 mm (= curvature radius). Moreover, the average pitch of each 1st recessed part and each 2nd recessed part which adjoined most was 3.5 mm.
(実施例2)
まず、石英ガラスで構成され、長尺方向の長さが250mmのガラス基板(厚さ:4.8mm、屈折率:1.46)の両面に、スパッタリング法にて、厚さ0.15μmの酸化Cr膜/Cr/酸化Cr膜(マスク形成用膜)を形成した。
次に、マスク形成用膜に対してレーザ加工を行い、各マスク形成用膜に多数の開口部を形成した。
(Example 2)
First, a 0.15 μm thick oxide film is formed by sputtering on both surfaces of a glass substrate (thickness: 4.8 mm, refractive index: 1.46) made of quartz glass and having a length in the longitudinal direction of 250 mm. A Cr film / Cr / Cr oxide film (mask forming film) was formed.
Next, laser processing was performed on the mask forming films to form a large number of openings in each mask forming film.
なお、レーザ加工は、YAGレーザを用いて、エネルギー強度2mW、ビーム径5μm、照射時間0.1msという条件で行った。
これにより、各マスク形成用膜に、複数の開口部が形成された。開口部の平均径は4μmであり、開口部の形成密度は2000個/cm2であった。
さらに、各マスク形成用膜に対してレーザ加工を行い、各開口部を中心としてリング状の溝部を、各開口部につき、2つ形成した。
The laser processing was performed using a YAG laser under the conditions of an energy intensity of 2 mW, a beam diameter of 5 μm, and an irradiation time of 0.1 ms.
Thereby, a plurality of openings were formed in each mask forming film. The average diameter of the openings was 4 μm, and the formation density of the openings was 2000 / cm 2 .
Further, laser processing was performed on each mask forming film to form two ring-shaped grooves with respect to each opening.
このようにして形成された各溝部のうち開口部側に設けられた溝部の平均半径は、200μmであり、各溝部のうち開口部側に設けられた溝部の外側に設けられた溝部の平均半径は、400μmであった。
なお、レーザ加工は、YAGレーザを用いて、エネルギー強度1mW、ビーム径2μm、照射時間0.05msという条件で行った。
The average radius of the groove portion provided on the opening side of each groove portion thus formed is 200 μm, and the average radius of the groove portion provided on the outer side of the groove portion provided on the opening side of each groove portion. Was 400 μm.
Laser processing was performed using a YAG laser under the conditions of energy intensity 1 mW,
このようにして得られた各溝部の幅の平均間隔は、2μmであった。
これにより、各マスク形成用膜に、各開口部に対応する溝部が形成された。このようにしてガラス基板の両面に開口部と溝部とが設けられたマスクを形成した。
次に、ガラス基板にウェットエッチングを施し、ガラス基板の光が入射する側の面、および光が出射される側の面にそれぞれ、複数の第1の凹部、および複数の第2の凹部を以下のような方法で形成した。
The average distance between the widths of the grooves thus obtained was 2 μm.
As a result, a groove corresponding to each opening was formed in each mask forming film. In this way, a mask having openings and grooves on both surfaces of the glass substrate was formed.
Next, wet etching is performed on the glass substrate, and a plurality of first recesses and a plurality of second recesses are respectively formed on the surface on the light incident side of the glass substrate and the surface on the light emitting side. It formed by the method like.
まず、エッチング液として4wt%の一水素二フッ化アンモニウム水溶液(常温)を用いて、ガラス基板を5時間浸漬した。なお、浸漬し始めてから3時間後に、開口部に近い側の溝部で囲まれたマスクがエッチング液中で剥離されるのを確認した。また、同様に、4時間後には、開口部から離れた側の溝部で囲まれたマスクがエッチング液中で完全に剥離されるのを確認した。 First, the glass substrate was immersed for 5 hours using 4 wt% aqueous solution of ammonium hydrogen difluoride (room temperature) as an etchant. In addition, 3 hours after starting to immerse, it was confirmed that the mask surrounded by the groove near the opening was peeled off in the etching solution. Similarly, after 4 hours, it was confirmed that the mask surrounded by the groove on the side away from the opening was completely removed in the etching solution.
次に、ガラス基板を、上記のエッチング液中から取り出し、硝酸第2セリウムアンモニウムと過塩素酸との混合水溶液に30分間浸漬し、酸化Cr膜/Cr/酸化Cr膜(マスク)を除去した。
マスク除去後、さらに、ガラス基板を上記と同様の構成のエッチング液中において、3時間浸漬し、ガラス基板に第1の凹部、および第2の凹部を形成した。
Next, the glass substrate was taken out from the above etching solution and immersed in a mixed aqueous solution of ceric ammonium nitrate and perchloric acid for 30 minutes to remove the Cr oxide film / Cr / Cr oxide film (mask).
After removing the mask, the glass substrate was further immersed for 3 hours in an etching solution having the same structure as described above to form a first recess and a second recess in the glass substrate.
以上のようにして製造された両面に複数の凹部を有するガラス基板の各凹部に、液体状のエポキシ樹脂(屈折率:1.59)を充填させ、紫外線照射を行い、硬化させることにより、スキャニングシステム用レンズアレイを作製した。
このようにして形成された各第1の凹部および各第2の凹部の直径は、1.0mmであった。また、各第1の凹部および各第2の凹部の深さは、0.8mm(=曲率半径)であった。また、最隣接する各第1の凹部および各第2の凹部の平均ピッチは、2.5mmであった。
Scanning is carried out by filling a liquid epoxy resin (refractive index: 1.59) into each concave portion of a glass substrate having a plurality of concave portions on both sides manufactured as described above, and irradiating with ultraviolet rays and curing. A lens array for the system was produced.
The diameter of each first recess and each second recess thus formed was 1.0 mm. Moreover, the depth of each 1st recessed part and each 2nd recessed part was 0.8 mm (= curvature radius). Moreover, the average pitch of each 1st recessed part and each 2nd recessed part which adjoined most was 2.5 mm.
(評価)
各実施例では、従来のロッドレンズアレイに比べ、焦点深度が深く、高解像度のスキャニングシステム用レンズアレイを、品質のばらつきなく製造することができた。
また、各実施例では、従来のロッドレンズアレイに比べ、焦点深度が深く、各スキャニングシステム用レンズアレイから近い位置に焦点位置を有していた。
(Evaluation)
In each of the embodiments, a high-resolution lens array for a scanning system having a deeper focal depth than that of a conventional rod lens array could be manufactured without variation in quality.
In each embodiment, the focal depth is deeper than that of the conventional rod lens array, and the focal position is at a position closer to each scanning system lens array.
また、各実施例で得られたスキャニングシステム用レンズアレイを用いて、図11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、画像を印刷したところ、従来のロッドレンズアレイを備えた画像形成装置に比べて、各実施例のスキャニングシステム用レンズアレイを備えた画像形成装置では、焦点深度が深く、かつ、解像度が高い画像が得られた。 Further, an image forming apparatus having a structure as shown in FIG. 11 was manufactured using the scanning system lens array obtained in each example. When an image was printed using the obtained image forming apparatus, the image forming apparatus provided with the scanning system lens array of each example was compared with the conventional image forming apparatus provided with the rod lens array. An image with a high depth and high resolution was obtained.
1…スキャニングシステム用レンズアレイ 2…ガラス基板 21…第1の凹部 22…第2の凹部 3…入射レンズ 4…出射レンズ 5(5’)…第1のマスク 50…第1のマスク形成用膜 51(51’)…第1の開口部 52(52’、53’)…第1の溝部 6(6’)…第2のマスク 60…第2のマスク形成用膜 61(61’)…第2の開口部 62(62’、63’)…第2の溝部 40…レーザ 41…レーザ光 70…発光素子アレイ 71…発光素子 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 106…2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…画像出力装置(ラインヘッド) P…光源 F…焦点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Scanning
Claims (10)
前記開口部を介して、前記ガラス基板にエッチングを施し、前記ガラス基板の両面に複数の凹部を形成するエッチング工程と、
前記凹部に、前記ガラス基板を構成するガラス材料よりも屈折率の高い樹脂材料を充填する樹脂材料充填工程とを有し、
前記ガラス基板の一方の面に設けられた凹部と、もう一方の面に設けられた凹部とが対応するように設けられていることを特徴とするスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法。 A mask forming step of forming a mask having a plurality of openings and a plurality of grooves formed in a ring shape around the openings on both surfaces of the glass substrate;
Etching the glass substrate through the opening, an etching step of forming a plurality of recesses on both sides of the glass substrate;
A resin material filling step of filling the recess with a resin material having a refractive index higher than that of the glass material constituting the glass substrate;
A method of manufacturing a lens array for a scanning system, wherein a concave portion provided on one surface of the glass substrate and a concave portion provided on the other surface correspond to each other.
前記開口部を介して、前記ガラス基板にエッチングを施し、前記ガラス基板の両面に複数の凹部を形成するエッチング工程と、
前記凹部に、前記ガラス基板を構成するガラス材料よりも屈折率の高い樹脂材料を充填する樹脂材料充填工程とを有し、
前記ガラス基板の一方の面に設けられた凹部と、もう一方の面に設けられた凹部とが対応するように設けられたスキャニングシステム用レンズアレイを製造する方法を用いて製造されたことを特徴とするスキャニングシステム用レンズアレイ。 A mask forming step of forming a mask having a plurality of openings and a plurality of grooves formed in a ring shape around the openings on both surfaces of the glass substrate;
Etching the glass substrate through the opening, an etching step of forming a plurality of recesses on both sides of the glass substrate;
A resin material filling step of filling the recess with a resin material having a refractive index higher than that of the glass material constituting the glass substrate;
It is manufactured using a method for manufacturing a lens array for a scanning system in which a concave portion provided on one surface of the glass substrate and a concave portion provided on the other surface correspond to each other. Lens array for scanning system.
前記開口部を介して、前記ガラス基板にエッチングを施し、前記ガラス基板の両面に複数の凹部を形成するエッチング工程と、
前記凹部に、前記ガラス基板を構成するガラス材料よりも屈折率の高い樹脂材料を充填する樹脂材料充填工程とを有し、
前記ガラス基板の一方の面に設けられた凹部と、もう一方の面に設けられた凹部とが対応するように設けられたスキャニングシステム用レンズアレイを製造する方法を用いて製造されたスキャニングシステム用レンズアレイを備えることを特徴とする電気光学装置。 A mask forming step of forming a mask having a plurality of openings and a plurality of grooves formed in a ring shape around the openings on both surfaces of the glass substrate;
Etching the glass substrate through the opening, an etching step of forming a plurality of recesses on both sides of the glass substrate;
A resin material filling step of filling the recess with a resin material having a refractive index higher than that of the glass material constituting the glass substrate;
For a scanning system manufactured by using a method for manufacturing a lens array for a scanning system provided so that a concave portion provided on one surface of the glass substrate corresponds to a concave portion provided on the other surface An electro-optical device comprising a lens array.
前記開口部を介して、前記ガラス基板にエッチングを施し、前記ガラス基板の両面に複数の凹部を形成するエッチング工程と、
前記凹部に、前記ガラス基板を構成するガラス材料よりも屈折率の高い樹脂材料を充填する樹脂材料充填工程とを有し、
前記ガラス基板の一方の面に設けられた凹部と、もう一方の面に設けられた凹部とが対応するように設けられたスキャニングシステム用レンズアレイを製造する方法を用いて製造されたスキャニングシステム用レンズアレイを適用した電気光学装置を備えることを特徴とする光学機器。 A mask forming step of forming a mask having a plurality of openings and a plurality of grooves formed in a ring shape around the openings on both surfaces of the glass substrate;
Etching the glass substrate through the opening, an etching step of forming a plurality of recesses on both sides of the glass substrate;
A resin material filling step of filling the recess with a resin material having a refractive index higher than that of the glass material constituting the glass substrate;
For a scanning system manufactured by using a method for manufacturing a lens array for a scanning system provided so that a concave portion provided on one surface of the glass substrate corresponds to a concave portion provided on the other surface An optical apparatus comprising an electro-optical device to which a lens array is applied.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007003758A JP2008170724A (en) | 2007-01-11 | 2007-01-11 | Scanning system lens array manufacturing method, scanning system lens array, electro-optical device, and optical apparatus |
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| JP2007003758A JP2008170724A (en) | 2007-01-11 | 2007-01-11 | Scanning system lens array manufacturing method, scanning system lens array, electro-optical device, and optical apparatus |
Publications (1)
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110426763A (en) * | 2019-08-07 | 2019-11-08 | 惠州久久光学有限公司 | A kind of production technology of cam lens |
| CN111237722A (en) * | 2020-03-09 | 2020-06-05 | 广东熠日照明科技有限公司 | A lens for light homogenization |
-
2007
- 2007-01-11 JP JP2007003758A patent/JP2008170724A/en active Pending
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| CN110426763A (en) * | 2019-08-07 | 2019-11-08 | 惠州久久光学有限公司 | A kind of production technology of cam lens |
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