JPH05329889A - レンズアレイ成形金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、レンズの表面形状を転写する複数
の転写面の曲率半径を工夫することにより、成形収縮率
の差に拘らず複数のレンズの曲率半径を所望値にして、
結像精度の優れたレンズアレイを成形することのできる
レンズアレイ成形金型を提供することを目的とする。 【構成】 長手方向に複数のレンズを並設し一体化した
レンズアレイ20の複数のレンズＬ1〜Ｌnに表面形状を転
写するレンズアレイ成形金型の複数の転写面Ｓ1〜Ｓn
が、各グループ毎に曲率半径を設定した複数のグループ
に分かれている。その転写面Ｓ1〜Ｓnの曲率半径は、グ
ループの転写領域におけるレンズ成形時の成形収縮率に
基づいて設定し、ゲート近傍の転写面グループの曲率半
径を他グループの転写面の曲率半径より小さくするのが
好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズアレイ、例えば
等倍結像素子のルーフミラーレンズアレイに設けられる
レンズアレイの成形金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機等において、小型化を図る
ため広い画面でも短焦点化できる等倍結像素子が用いら
れているが、この等倍結像素子には複数のレンズを並設
したレンズアレイが設けられている。このレンズアレイ
では、複数のレンズの各レンズが同一の焦点距離となる
ように均一な曲率半径の形状となっている。そこでこれ
らのレンズの表面形状を転写するレンズアレイ成形金型
の複数の転写面も均一の曲率半径となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のレンズアレイ成形金型にあっては、成形材料
（溶融樹脂）を注入するとき細長いキャビティに開口に
するゲートの近傍とゲートから離れたキャビティの他端
部との間で、溶融樹脂の温度差および圧力差が生じ易
く、そのため図４に示すように、レンズアレイ長手方向
の位置によって各レンズの成形収縮率に差が生じてしま
う。さらに、複数のレンズの表面形状を転写する複数の
転写面が均一の曲率半径となっているため、図５に示す
ように、成形されたレンズアレイの複数のレンズは、レ
ンズアレイの長手方向の位置により曲率半径の異なるも
のとなる。このため、レンズアレイの各レンズが焦点距
離の異なるものとなり、レンズアレイによる線像の結像
精度が低下するという問題があった。

【０００４】そこで、本発明は、レンズの表面形状を転
写する複数の転写面の曲率半径を工夫することにより、
成形収縮率の差に拘らず複数のレンズの曲率半径を所望
値にして、結像精度の優れたレンズアレイを成形するこ
とのできるレンズアレイ成形金型を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１の発明は、長手方向に複数のレンズを並設し一体
化したレンズアレイを成形する金型であって、前記複数
のレンズに表面形状を転写する複数の転写面が、各グル
ープ毎に曲率半径を設定した複数のグループに分かれて
いることを特徴とするものであり、請求項２記載の発明
は、前記複数グループの転写面の曲率半径が、各グルー
プの転写領域におけるレンズ成形時の成形収縮率に基づ
いて設定されたことを特徴とするものであり、請求項３
記載の発明は、前記複数グループの転写面のうちゲート
近傍の転写面の曲率半径が他グループの転写面の曲率半
径と比較して小さくなるようにしたことを特徴とするも
のである。

【０００６】

【作用】請求項１記載の発明では、複数のレンズに表面
形状を転写する複数の転写面が各グループ毎に曲率半径
を設定した複数のグループに分けられる。したがって、
成形されるレンズアレイの各レンズの曲率半径を所望値
にするように、レンズアレイ成形金型の転写面の曲率半
径が各グループ毎に設定され、レンズアレイの結像精度
が向上する。

【０００７】請求項２記載の発明では、前記複数グルー
プの転写面の曲率半径がレンズ成形時の成形収縮率に基
づいて設定される。したがって、レンズアレイの長手方
向における成形収縮率の差を考慮した転写面となり、成
形されるレンズアレイの結像精度が向上する。請求項３
記載の発明では、前記成形収縮率の差に基づき前記複数
グループの転写面のうちゲート近傍の転写面の曲率半径
が他グループの転写面の曲率半径よりも小さくされる。
したがって、成形収縮率の差に対し、レンズアレイの各
レンズの曲率半径を補正する転写面となり、レンズアレ
イの結像精度が向上する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は本発明に係るレンズアレイ成形金型の一実施例を示
すその金型入駒の図であり、図２はそのレンズアレイ成
形金型で成形されたレンズアレイを示す図である。

【０００９】図１および図２において、10は図示しない
金型本体とともにレンズアレイ成形金型を構成する一対
の金型入駒の一方であり、金型入駒10はその一面部に形
成された複数の転写面Ｓ1〜Ｓn側が前記レンズアレイ金
型のパーティング面側となるように金型本体に嵌入され
る。前記レンズアレイ成形金型は、そのキャビティに開
口しているゲートから成形材料（溶融樹脂）を注入する
射出成形金型であり、均一な焦点距離を持つ複数の球面
状のレンズＬ1〜Ｌnが長手方向に並設されたレンズアレ
イ20を成形する。このレンズアレイ20は、例えば図示し
ないルーフミラーアレイおよび絞り板とともに長尺の等
倍結像素子を構成するものである。本実施例において
は、前記ゲートはレンズアレイ20の長手方向の中央に位
置するようにしている。

【００１０】金型入駒10には、レンズアレイ20に設けら
れた複数のレンズＬ1〜Ｌnの表面形状を転写する略球面
状の複数の転写面Ｓ1〜Ｓnが形成されている。複数の転
写面Ｓ1〜Ｓnは複数のグループに分けられており、各グ
ループ毎に曲率半径を設定されている。その転写面Ｓ1
〜Ｓnのグループは、例えばレンズアレイ20を成形する
際の成形収縮率の差に基づいて決定され、その各グルー
プの転写面の曲率半径は、そのグループの転写領域にお
ける成形収縮率に対応して決定される。ここで、金型入
駒10における任意の転写面Ｓxの曲率半径をＲａとし、
その転写面Ｓxにより成形されたレンズＬxの曲率半径を
Ｒｂとすると、その成形収縮率Ａは次式で表され、 Ａ＝（Ｒａ−Ｒｂ）×１００／Ｒａ ・・・ 図４に示したような傾向を持っている。この図４におい
て、レンズアレイ20の中央部、すなわち前記ゲートの近
傍とレンズアレイ20の両端側とでは成形収縮率が異なっ
ており、ゲートに近くなるほど位置による成形収縮率の
差が大きくなっており、ゲートの近傍の成形収縮率が最
も小さくなっている。そこで、複数の転写面Ｓ1〜Ｓnの
グループ分けは、図４に示す成形収縮率と各レンズＬx
の位置との関係に基づいて各グループ内における複数レ
ンズＬxの成形収縮率の差が所定の範囲内になるように
する。すなわち、グループの転写面数は転写面Ｓxの位
置により異なり、例えばゲートからわずかに離れたグル
ープは転写面数の少ないグループに、ゲートから遠く離
れたグループは転写面数の多いグループになる。全域に
おいて、グループを等転写面数にして細かく分けること
もできるが、上述のようにすることで加工が容易とな
る。

【００１１】また、金型入駒10は成形するレンズアレイ
20の複数のレンズＬ1〜Ｌnを均一な焦点距離にするた
め、上述のグループ設定条件に基づいて、各レンズＬ1
〜Ｌnの曲率半径が一定（前記所定の範囲内）となるよ
うに各グループの曲率半径を設定し、前記ゲートの近傍
の転写面グループでの転写面Ｓyの曲率半径を他グルー
プでの曲率半径よりも小さくしている。

【００１２】このような構成を有する本実施例のレンズ
アレイ成形金型においては、金型入駒10の複数の転写面
Ｓ1〜Ｓnが複数グループに分けられ、レンズアレイ20の
複数のレンズＬ1〜Ｌnの曲率半径が所望値、すなわち均
一になるように転写面Ｓ1〜Ｓnの曲率半径が各グループ
毎に設定されているから、図５に示すような問題、すな
わちレンズアレイ20の長手方向の位置により各レンズＬ
1〜Ｌnの曲率半径が異なってしまうことを防止できる。
したがって、図３に示すように、成形された複数のレン
ズＬ1〜Ｌnの曲率半径を均一にすることができ、レンズ
アレイ20による線像の結像精度を向上させ前記等倍結像
素子の品質を高めることができる。

【００１３】また、本実施例では、転写面Ｓ1〜Ｓnのそ
れぞれの成形領域における成形収縮率に基づいてグルー
プ分けを行なっているので、有効なグループ分けを行な
って各グループ毎に成形収縮率の差を考慮した曲率半径
を設定することができ、レンズアレイ20の各レンズの曲
率半径を均一にすることができる。さらに、前記ゲート
近傍の転写面グループの曲率半径を他グループの曲率半
径よりも小さくしているので、金型入駒10の転写面Ｓ1
〜Ｓnの転写領域による成形収縮率の差の影響をなく
し、レンズアレイ20の各レンズの曲率半径を補正する転
写面とすることができる。

【００１４】なお、本実施例においては、曲率半径を均
一とした等倍結像素子のレンズアレイを成形するレンズ
アレイ成形金型の例を示したが、本発明はこれに限ら
ず、長手方向の位置により成形収縮率が異なる各種長尺
レンズアレイ成形金型において複数のレンズの曲率半径
を所望値にする技術に適用されるものである。

【００１５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、複数のレ
ンズに表面形状を転写するレンズアレイ成形金型の複数
の転写面が、各グループ毎に曲率半径を設定した複数の
グループに分かれているので、成形されるレンズアレイ
の各レンズの曲率半径を所望値にするように転写面の曲
率半径を各グループ毎に設定することができ、レンズア
レイの結像精度を向上させることができる。

【００１６】請求項２記載の発明によれば、前記複数グ
ループの転写面の曲率半径を各グループの転写領域にお
けるレンズ成形時の成形収縮率に基づいて設定するの
で、レンズアレイの長手方向における成形収縮率の差を
考慮した転写面とすることができ、レンズアレイの結像
精度を向上させることができる。請求項３記載の発明に
よれば、前記複数グループの転写面のうちゲート近傍の
転写面の曲率半径が他グループの転写面の曲率半径と比
較して小さくしているので、レンズアレイの各レンズの
曲率半径を成形収縮率の差に対し補正する転写面とする
ことができ、レンズアレイの結像精度を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレンズアレイ成形金型の一実施例
を示す図であり、（ａ）はその金型入駒の部分斜視図、
（ｂ）はその転写面のグループ分けの説明図である。

【図２】そのレンズアレイ成形金型によって成形された
レンズアレイを示す図であり、（ａ）はその部分斜視
図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ断面
図である。

【図３】そのレンズアレイの長手方向の位置に対する曲
率半径の分布を示す図である。

【図４】ゲートを長手方向中央部に配した場合の成形収
縮率の分布を示す図である。

【図５】ゲートを長手方向中央部に配した従来のレンズ
アレイ成形金型により成形されたレンズアレイの曲率半
径の分布を示す図である。

【符号の説明】

10 成形入駒（レンズアレイ成形金型） 20 レンズアレイ Ｌ1〜Ｌn 複数のレンズ Ｓ1〜Ｓn 複数の転写面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡部 順 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 沢田 清孝 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長手方向に複数のレンズを並設し一体化し
   たレンズアレイを成形する金型であって、前記複数のレ
   ンズに表面形状を転写する複数の転写面が、各グループ
   毎に曲率半径を設定した複数のグループに分かれている
   ことを特徴とするレンズアレイ成形金型。
2. 【請求項２】前記複数グループの転写面の曲率半径が、
   各グループの転写領域におけるレンズ成形時の成形収縮
   率に基づいて設定されたことを特徴とする請求項１記載
   のレンズアレイ成形金型。
3. 【請求項３】前記複数グループの転写面のうちゲート近
   傍の転写面の曲率半径が他グループの転写面の曲率半径
   と比較して小さくなるようにしたことを特徴とする請求
   項１または２記載のレンズアレイ成形金型。