JPH0659101A - レンズアレイ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 『縦反り』の矯正と取り付けの容易化が可能
な構造とする。また側面長手方向に延びる溝又は段差部
をを精度よく且つ容易に形成する。 【構成】 側板１６ａ，１６ｂの間に多数のロッドレン
ズ１８を整列し一体化すると共に、側板の外側面長手方
向に延びる溝２２又は段差部を形成したレンズアレイ本
体１２と、垂直部２４と水平部２６が連続する断面ほぼ
逆Ｌ型の細長構造をなし、垂直部の外側面長手方向に延
びる突条部２８を備えた取付け部材１４とからなり、溝
又は段差部に突条部が嵌合させた状態で結合し、水平部
の下面を取付け基準面とする。製造方法は、ファイバー
組立大板を補助板に貼り付け、切断装置により所定間隔
で切断すると共に、隣り合う切断位置の間の位置でフレ
ーム大板に溝加工を施し、その後に補助板から分離す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、取付け基準面を備えた
レンズアレイ、及び取付けの基準となる溝又は段差部を
有するレンズアレイの製造方法に関するものである。こ
のレンズアレイは、例えばファクシミリや複写機、各種
の光プリンタ等の光学系に利用される光学部品である。

【０００２】

【従来の技術】光集束性マイクロレンズアレイは、間隔
をおいて平行に配置した２枚の側板の間に多数の微小な
屈折率分布型ロッドレンズを整列配置し結合一体化した
構造をなし、全体で１個の連続した正立等倍実像が形成
されるようにした光学部品である。このレンズアレイ
は、光路長が短く反転ミラーが不要であるため装置を小
型化できる特徴があり、そのためファクシミリやプリン
タなどのスキャニングシステム用光学系に最適であり、
既に実用に供されている。

【０００３】この種のレンズアレイは、前述のように全
体で１個の連続した正立等倍実像が形成されるから、そ
のロッドレンズ長さ方向の中心が物体・像面間距離の中
心に一致するように機器に組み込まねばならない。その
ような取付けを容易にするため、レンズアレイの両端部
に穴や溝、それらの組み合わせ、あるいは段部を形成し
たり、一方の側板の外側面の長手方向中央に溝を成形す
るなどの取付け加工を行っている。

【０００４】いずれにしても従来品は、レンズアレイを
製作した後に、１本ずつ上記の各種取付け加工を施して
いる。即ち次の如くである。まず第１のＦＲＰ（繊維強
化プラスチック）製のフレーム大板上に多数本の屈折率
分布型ガラスファイバーを隙間無く配列する。次いで第
２のフレーム大板を載せて仮止めし、ファイバー間隙に
樹脂を注入含浸させ、硬化させて結合一体化する。ここ
でガラスファイバーは例えば直径１mmφ、長さ４００mm
といった細長棒状であり、フレーム大板は縦横４００mm
平方で厚さ２〜３mm程度の寸法である。これによってフ
ァイバー組立大板が得られる。このファイバー組立大板
を、ファイバーに直交する方向に所定の長さ（レンズ
長）に多刃あるいは単刃の精密切断装置で細断すること
によってレンズアレイが得られる。レンズアレイには、
そのレンズ面の平滑化処理を行った後、前記のような各
種の取付け加工を施す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来構造のう
ち、レンズアレイの両端部に穴や溝、あるいは段部を形
成する構造では、両端部のみで機器に固定されて中間部
分はフリーな状態となるため、機器に取付ける際に所謂
『縦反り』（レンズアレイの長手方向で側板が湾曲する
ような変形）を矯正できない。

【０００６】またレンズアレイの側面長手方向に溝を形
成する構造の場合、『縦反り』は矯正できるが、機器に
取り付ける際に、機器側にその溝に適合する構造に加工
した部材を必要とし、組立作業性が低下する問題があ
る。その上、このような溝構造の場合、従来の加工方法
では短尺品に限られ、長尺品について高精度でセンター
加工を行うことは困難であった。つまりレンズアレイを
側板が上下になるようにしてレンズ長さ方向の中心が溝
切刃または切削チップの中心に一致するように固定し、
側板長手方向全長にわたって溝加工を行うが、１本１本
固定して加工するため、固定時のばらつきや溝加工時の
溝切刃の蛇行によるばらつきなどの要因が重なるからで
ある。更には、溝加工のための位置決め固定は非常に煩
わしく時間がかかり、専用の溝加工装置を必要とするな
ど、加工コストが高くなる欠点もあった。

【０００７】本発明の目的は、上記のような従来技術の
欠点を解消し、『縦反り』を矯正できるばかりでなく、
機器への取り付けが容易となるレンズアレイを提供する
ことである。更に本発明の目的は、側面長手方向に延び
る溝又は段差部を有するレンズアレイを精度よく且つ容
易に製造する方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、間隔をおいて
平行に配置した２枚の側板の間に多数の屈折率分布型ロ
ッドレンズを整列し結合一体化すると共に、一方の側板
の外側面長手方向に延びる溝又は段差部を形成したレン
ズアレイ本体と、垂直部と水平部が連続する断面ほぼ逆
Ｌ型の細長構造をなし、その垂直部の外側面長手方向に
延びる突条部を備えた取付け部材とからなり、前記溝又
は段差部に前記突条部が嵌合した状態で両者が結合し、
前記水平部の下面を取付け基準面とするレンズアレイで
ある。

【０００９】また本発明は、間隔をおいて平行に配置し
た第１及び第２の２枚のフレーム大板の間に多数の屈折
率分布型ファイバーを整列して結合一体化し、そのファ
イバー組立大板を第１のフレーム大板の全面で補助板に
接着し、第２のフレーム大板の表面側から切断装置によ
りファイバーに直交する方向に所定間隔で切断すると共
に、隣り合う切断位置の間の位置で第２のフレーム大板
に溝加工を施し、その後に補助板から分離するレンズア
レイの製造方法である。

【００１０】

【作用】レンズアレイ本体の外側面の長手方向に形成し
た溝又は段差部に取付け部材の突条部が収まることによ
って相互に位置決めされ、その状態で接着あるいは圧入
により両者は一体化する。取付け部材は断面ほぼ逆Ｌ型
であるため剛性が高く、これにレンズアレイ本体が側面
全体で密着することよって、レンズアレイ本体の『縦反
り』が矯正されると共に、取付け部材の水平部下面が取
付けの基準面となり、機器に対して精度よく且つ容易に
取り付けることが可能となる。

【００１１】このようなレンズアレイ本体は、ファイバ
ー組立大板に切断加工と溝加工を交互に施すか、切断加
工と溝加工を同時に施すことにより、精度よく且つ一度
に多量の溝あるいは段差付きのレンズアレイを製造でき
る。溝あるいは段差付き加工を施し１本１本分離したレ
ンズアレイ本体について、そのレンズ面側に平滑化処理
を施した後、洗浄・乾燥を行うことで、製品が得られ
る。このレンズアレイは上記のように取付け部材を結合
することが望ましいが、従来同様、単独で機器に組み込
むことも可能である。その場合には、形成した溝や段差
部が取付けの基準となる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明に係るレンズアレイの一実施例
の説明図であり、Ａは組立前の状態を、Ｂは組立後の状
態をそれぞれ示している。このレンズアレイ１０は、レ
ンズアレイ本体１２と取付け部材１４とを一体的に結合
したものである。レンズアレイ本体１２は、間隔をおい
て平行に配置した２枚の側板１６ａ，１６ｂの間に多数
の屈折率分布型ロッドレンズ１８を整列し、両端部にス
ペーサ２０を配置して、レンズ間隙に黒色樹脂を充填し
て結合一体化した構造である。そして一方の側板（ここ
では側板１６ａ）の外側面長手方向に溝２２を形成す
る。この溝２２は、ここではレンズ高さｚの丁度中央の
位置に設けてある。溝断面形状はほぼ矩形状であり、例
えば幅０．５mm、深さ０．５mm程度である。次に取付け
部材１４は、垂直部２４と水平部２６が垂直部上辺で連
続する断面ほぼ逆Ｌ型であって、レンズアレイ本体１２
の全長にほぼ等しい長さを有するものであり、その垂直
部２４の外側面長手方向に延びる突条部２８を備えた構
造である。この取付け部材１４は、通常、金属などから
なる。この突条部２８の断面形状は、丁度前記の溝２２
に嵌合するような形状とする。そして該溝２２に突条部
２８が嵌合した状態でレンズアレイ本体１２と取付け部
材１４とを接着固定し、前記水平部２６の下面（符号ｓ
で示す面）を機器への取付け基準面とする。接着の代わ
りに突条部を溝に圧入する結合方式でもよい。

【００１３】このレンズアレイ１０の使用例を図２に示
す。これはＬＥＤプリンタのプリントヘッドに組み込ん
だ例である。ヘッドカバー３０，３１によってレンズア
レイ１０を位置決め保持する。ヘッドカバー３０の上面
が基準面となり、その上に取付け部材１４の水平部の下
面（取付け基準面）を載置する。その時、レンズアレイ
本体１２の中心が、感光ドラム面とＬＥＤ発光面との間
の距離（ＴＣ）の中心に一致するように予め設計されて
いるため、自動的に位置決めされ、両ヘッドカバー３
０，３１でレンズアレイ１０を挾持し接着固定する。

【００１４】図３はレンズアレイ本体の他の実施例を示
している。基本的な構成は前記の例と同様である。この
レンズアレイ本体３２は、一方の側面の外側面下部の長
手方向に延びる段差部３４を備えている。図４に示すよ
うに、取付け部材３６は、基本的には前記の例と同様、
垂直部と水平部が連続する断面ほぼ逆Ｌ型で、その垂直
部の外側面下部の長手方向に延びる突条部３８を備えた
構造である。そして段差部３４に突条部３８を合わせた
状態でレンズアレイ本体３２と取付け部材３６とを接着
固定する。前記水平部の下面（符号ｓで示す面）が機器
への取付け基準面となる。

【００１５】上記のような溝付きあるいは段差部付きの
レンズアレイ本体は、次のようにして効率よく製造でき
る。まず第１のＦＲＰ製のフレーム大板の一辺にスペー
サを貼り付けておき、それをストッパとして前記フレー
ム大板上に多数本の屈折率分布型ガラスファイバーを隙
間無く配列する。次いで反対辺にもスペーサを取り付
け、第２のフレーム大板を載せて仮止めし、ファイバー
間隙に樹脂を注入して含浸させ、硬化させて結合一体化
する。これによってファイバー組立大板が得られる。こ
こまでの工程は従来技術と同様であってよい。本発明に
係るレンズアレイの製造方法では、図５に示すように、
このファイバー組立大板４０をその片面全面で補助板４
２に接着する。補助板４２は、例えば厚さ１mm程度の塩
化ビニル樹脂製の薄板などである。次に、補助板４２を
精密切断装置のチャッキングテーブル上に吸着させてフ
ァイバー組立大板４０を固定する。そしてファイバー組
立大板４０の端部から順に切断刃４４で加工する。図５
のＡ〜Ｄに示すように、切断刃を深く（補助板に０．２
mm程度くい込むように）設定して切断する動作（図５の
Ａ及びＣ）と、切断刃を浅く（フレーム大板の上面から
０．５mm程度くい込むように）設定して溝加工する動作
（図５のＢ及びＤ）とを交互に行う。溝加工の際は、切
断刃がロッドレンズに達しないように設定することは言
うまでもない。その後、補助板４２から分離すること
で、溝付きのレンズアレイ本体が得られることになる。
レンズアレイ本体を１本１本分離した後、レンズ端面の
適当な平滑化処理を行う点は、従来と同様である。

【００１６】本発明方法では、精密切断装置のプログラ
ムを変更し、切断刃の移動ピッチと深さを制御すること
で、従来の装置の最小限の改造で対応できる。また図６
に示すように、切断用の切断刃４４ａと溝加工用の切断
刃４４ｂを並べて、切断と溝加工を同時に行うこともで
きる。

【００１７】溝付きではなく段差部付き構造とするに
は、例えば図７に示すように、薄肉の切断刃４６と厚肉
の（幅広で平らな）切断刃４８とを用いればよい。切断
刃４８で浅く溝加工を行い、切断刃４６で溝加工位置の
近傍を深く切断する。これによって段差部５０付きのレ
ンズアレイ本体５２が得られる。

【００１８】

【発明の効果】本発明は上記のようにレンズアレイ本体
側面長手方向に溝あるいは段差部を設けて取付け部材を
結合一体化した構造であるから、所謂『縦反り』を矯正
でき、しかも取付け部材の水平部下面を取付け基準面に
するため、機器に対して非常に取り付け易くなる。

【００１９】また本発明は、ファイバー組立大板からレ
ンズアレイを切断する時に溝加工を行う方法であるか
ら、溝加工のばらつきは切断寸法（レンズ長さ）のばら
つきの半分に収まり、高精度の取付け部加工が可能とな
る。本発明方法は、従来技術のようなレンズアレイ固定
時のばらつき、切断刃の蛇行によるばらつき等が殆ど生
じない。なぜならば本発明方法によれば、仮に切断時、
溝加工時に切断刃が蛇行しても、それらは平行に加工さ
れるため常に溝はレンズアレイの中心に位置するからで
ある。

【００２０】更に本発明では、従来のような専用の溝加
工装置が要らず、精密切断装置のソフトウエアの改良の
みで対応可能である。また従来のような溝加工のための
特別の工程も不要である。本発明方法は、切断と同時に
溝加工を行うため、短時間で溝加工を行うことができ、
低コストで加工できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレンズアレイの一実施例を示す説
明図。

【図２】本発明に係るレンズアレイの取付け状態の一例
を示す説明図。

【図３】本発明で用いるレンズアレイ本体の他の例を示
す説明図。

【図４】本発明に係るレンズアレイの他の実施例を示す
説明図。

【図５】本発明方法の一実施例を示す工程説明図。

【図６】本発明方法の他の実施例を示す説明図。

【図７】本発明方法の更に他の実施例を示す説明図。

【符号の説明】

１０ レンズアレイ １２ レンズアレイ本体 １４ 取付け部材 １６ａ，１６ｂ 側板 １８ 屈折率分布型ロッドレンズ ２４ 垂直部 ２６ 水平部 ２８ 突条部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 間隔をおいて平行に配置した２枚の側板
   の間に多数の屈折率分布型ロッドレンズを整列して結合
   一体化すると共に、一方の側板の外側面長手方向に延び
   る溝又は段差部を形成したレンズアレイ本体と、垂直部
   と水平部が連続する断面ほぼ逆Ｌ型の細長構造をなし、
   その垂直部の外側面長手方向に延びる突条部を備えてい
   る取付け部材とからなり、前記溝又は段差部に前記突条
   部が嵌合した状態で両者が結合し、前記水平部の下面を
   取付け基準面とするレンズアレイ。
2. 【請求項２】 間隔をおいて平行に配置した第１及び第
   ２の２枚のフレーム大板の間に多数の屈折率分布型ファ
   イバーを整列して結合一体化し、そのファイバー組立大
   板を第１のフレーム大板の全面で補助板に接着し、第２
   のフレーム大板の表面側から切断装置によりファイバー
   に直交する方向に所定間隔で切断すると共に、隣り合う
   切断位置の間の位置で第２のフレーム大板に溝加工を施
   し、その後に補助板から分離することを特徴とするレン
   ズアレイの製造方法。