JPH11248988A

JPH11248988A - 複合光学素子の製造方法，装置、および複合光学素子

Info

Publication number: JPH11248988A
Application number: JP6476898A
Authority: JP
Inventors: Shinya Senoo; 晋哉妹尾; Toshihiro Kanematsu; 俊宏金松
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 1999-09-17

Abstract

(57)【要約】【課題】屈折率分布を付与するための複雑な工程をな
くして、複合光学素子を安く製造し、遮光壁を各素子の
間に設けて一体構造とすることにより、位置ずれの影響
が少ない素子を得る。【解決手段】２つ以上の光学素子単体１を、該光学素
子と合わされる凹形状を有する位置決め搬送ブロック７
に素子搬送手段２によって順次搬送して並べる。素子１
と素子１の間には隙間があり、ここに接着剤供給手段４
によって紫外線硬化型接着剤１２を順次注入する。次工
程に送られた素子は、素子位置決め手段５によって少な
くとも隣接する２素子以上を同時に精密位置決めされ、
位置決めした状態で接着剤硬化手段６によって紫外線照
射を行い、少なくとも２素子を同時に位置決め接着す
る。位置決め接着を終えた部分の位置決め搬送用ブロッ
クは、順次、連結複合素子１１から離れてブロック搬送
手段９へ送られ、新たな素子単体を受け入れるために、
再びステージ１０上に戻される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸対象の屈折分布
を持たない同形状の光学素子単位が配列された、アレイ
状あるいは２次元板状の複合光学素子の製造方法，製造
装置、および、複合光学素子に関するもので、複写機，
プリンタ，ファクシミリ用の画像読み取り光学系（密着
センサ），感光体への画像書き込み光学系などに利用で
きるものである。

【０００２】

【従来の技術】Ａ．密着センサ用の光学素子として、従
来最も利用されている素子は、特開昭５８−３８９０１
号公報，特開平５−６０９０５号公報，特開平５−２９
７２０４号公報，特開平７−９２３０８号公報に記載さ
れたタイプ（Ａタイプと呼ぶ）のものである。このＡタ
イプの素子は、軸対象の屈折率分布を持つ円筒形状のレ
ンズ素子をフレームタイプで挟みつけることによって整
列させ、隙間に黒色シリコーン樹脂液を流し込むことに
より、組立体を形成している。

【０００３】Ｂ．軸対象の屈折率分布を持たない光学素
子を配列した複合光学素子としては、特願平９−１６７
２３９号に記載のタイプ（Ｂタイプと呼ぶ）の素子があ
る。このＢタイプの素子は、２面の矩形レンズと１組の
直角プリズムから１光学単位が構成され、この光学単位
がアレイ状に配列されて成る。従来は、配列されたアレ
イ状素子を射出成形によって形成しており、各光学単位
の開口部に絞り孔を有するフードを別部材で成形して組
み付けている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】Ａタイプの光学素子に
おける課題：・Ａタイプの光学素子においては、光学素子に屈折率分
布を持たせるために、複雑な装置，工程を経るため、各
光学単位となる素子の形成に多大なコストと時間を要す
る。・また、実公平６−６３２１号公報に示されるように、
従来、有機接着剤を用いてレンズと金属マウントを結合
していた。一般に、このようなレンズ体を固定接着する
場合には、取り付けが容易であること，光軸合わせが正
しく行えること、および、接着が強固であること等が要
求される。

【０００５】しかし、従来の有機接着剤を使用した接着
法では、接着の硬化までの時間がかかることから、組立
における作業能率が悪く、しかも、光軸のずれを起こし
やすい欠点があった。また、接着剤のガス発生に伴う時
間的劣化を生じ、充分な気密性を保てなかった。また、
硬化に加熱を要する接着剤の場合は、硬化工程で温度変
化に伴う熱膨張，収縮現象が起こるため、素子の位置関
係を精密に位置決めすることが困難であった。また、長
期使用中に側周面のガラスから溶出するアルカリ成分等
が、レンズ出射面に流れ込むと、光伝送効率が大きく低
下するという問題がある。

【０００６】・接合時に素子に大きな力を加えるので、
素子にひずみが発生し、光学的に悪影響を生じる。例え
ば、図２に示すような従来の構造（特開平５−２９７２
０４号公報に記されている）では、ロッドレンズ２２同
士あるいはロッドレンズ２２とフレーム板２１とが圧接
しているため、接触部分にかなり大きな応力が発生する
恐れがあり、それによって、ロッドレンズ２２の光学特
性が変化してレンズ性能に歪みを生じさせたり、レンズ
の欠けが生じ易い欠点がある。また、合成樹脂２３を充
填する（含浸させる）際に、その圧力でフレーム板２１
が撓み変形することは避けられない。従来構造では、ロ
ッドレンズの位置を規制するものがないため、フレーム
板の変形が生じると、合成樹脂が含浸し固定するまでの
工程時に配列の乱れを生じやすい欠点があった。配列の
乱れは幅方向にも厚み方向にも生じる。

【０００７】Ｂタイプの光学素子における課題：一方、
Ｂタイプのアレイ状光学素子においては、図３に示すよ
うに、２面の矩形レンズ３１と１組の直角プリズム３２
から１光学単位が構成され、この光学単位がアレイ状に
配列されて成る。Ａタイプの光学素子と比べ、一体成形
されるので成分的にも均質であり、経時的にも安定であ
る。また、組付時に大きな力を加える必要もなく、それ
による歪み発生，形状変化もない。

【０００８】しかし、配列されたアレイ状素子を射出成
形によって成形しており、各光学単位の開口部に絞り孔
を有するフードを別部材で成形して組み付けている。こ
のため、フードとアレイ状素子の位置ずれが発生しやす
く、成形精度，組み付け精度を高めるために高いコスト
が発生する。また、素子が長尺化するほど、成形，組み
付けによる位置ずれを防ぐことが難しくなる。

【０００９】本発明は、上記の課題を解決するために、
Ａタイプの光学素子のように屈折率分布を持たない素子
を配列することにより、屈折率分布を付与するための複
雑な工程をなくし、安く複合光学素子を製造することを
目的とする。

【００１０】また、本発明は、Ｂタイプの光学素子の欠
点である、絞り（遮光）機能を有するフード部材と素子
との位置ずれを解決するために、遮光壁を各素子の間に
設け、一体構造とすることにより、位置ずれの影響が少
ない複合光学素子を得ることを目的とする。

【００１１】さらに、Ａタイプ，Ｂタイプともに、Ａ０
サイズのような長尺製品に対応するためには、新たに専
用の製造設備を導入することが必要になる。これに対
し、本発明は、光学単位を順次、位置決め接合すること
によって、どのような長さの製品に対しても、フレキシ
ブルに対応できる製造方法、および、装置を得ることを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、２つ
以上の同形状の光学素子を並べながら、接着剤供給手段
によって、順次、素子間に紫外線硬化型接着剤を流し込
み、位置決め手段にて、隣接する素子を同時に精密位置
決めし、位置決めされている素子間の接着剤を接着剤硬
化手段により、順次、硬化させることによって、素子を
接合連結させることを特徴とし、もって、一つの装置で
連結面数の少ない（短い）素子から面数が多い（長い）
素子までフレキシブルな生産を可能とし、また、接合時
に素子に大きな力を加えないようにして、素子のひずみ
発生などを防ぎ、また、接着工程において、熱源を必要
としない紫外線硬化接着剤を用いることにより、工程内
での素子の熱変形や位置ずれを防ぎ、更には、長尺品を
射出成形で成形する場合と比較して、素子全域を均質に
形成することができるようにしたものである。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、接着剤として、可視光透過率５０％以下の紫外線硬
化型樹脂を用いることを特徴とし、もって、隣接する光
学素子からの迷光の進入を遮断するようにしたものであ
る。

【００１４】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、接着剤として、黒色の塗料を含有する紫外線硬化型
樹脂を用いることを特徴とし、もって、隣接する光学素
子からの迷光の進入を遮断し、さらに、素子内で側面反
射によって生じる迷光を低減するようにしたものであ
る。

【００１５】請求項４の発明は、隣接する２つ以上の光
学素子を同時に位置決めする手段，前記光学素子間に接
着剤を供給する接着剤供給手段，前記光学素子間に供給
された接着剤を硬化する接着剤硬化手段、及び、接着さ
れた光学素子を搬送する光学素子搬送手段を有すること
を特徴とし、もって、一つの装置で連結面数の少ない
（短い）素子から面数が多い（長い）素子まで、フレキ
シブルな生産を可能とし、また、接合時に素子に大きな
力を加えないようにして、素子のびずみ発生など防ぐ、
更に、長尺品を射出成形で成形する場合と比較して、素
子全域を均質に形成することができるようにしたもので
ある。

【００１６】請求項５の発明は、２つ以上の同形状の光
学素子が、請求項１乃至３のいずれかの方法、あるいは
請求項４の装置によって、遮光効果を有する紫外線硬化
型接着層を介してアレイ状、あるいは面状に接合されて
なることを特徴とし、もって、均質な長尺（あるいは大
面積）光学部品を得ることができ、配列方向の寸法を精
密に形成することができ、更に、薄い遮光部分を一体形
成によって得るようにして、開口径の大きい明るい光学
素子を得ることができ、更には、接合時に素子に大きな
力を加えないようにして、ひずみなどの少ない素子を得
ることができるようにしたものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による製造方法及
び製造装置の一実施例を説明するための図で、図中、１
は光学素子単体、２は素子搬送手段、３はブロック押え
手段、７は位置決め及び搬送用ブロック、９はブロック
搬送手段で、位置決め及び搬送ブロックの上部凹部は、
光学素子（単体）１の下部凸部と合わされ、このように
して光学素子１に合わされたブロック７は、２つのブロ
ック７が隣接して並べられた時に、光学素子１間に隙が
できるようになっている。

【００１８】図１において、位置決め及び搬送ブロック
７は、ブロック搬送手段９によってステージ１０の上に
載せられ、ブロック押え手段３によって押されて、ステ
ージジ１０の上に順次隣接して並べられるが、並べられ
る前又は後に、各ブロック７の凹部には、光学素子１の
凸部が係合され、このようにして、ブロック７上に載せ
られた光学素子１は、ブロック７と共に一定の時間間隔
でステージ１０上を次工程に向け順次送られる。素子１
と素子１の間には隙間があり、ここに接着剤供給手段４
によって紫外線硬化型接着剤１２を順次注入する。次工
程に送られた光学素子１は、素子位置決め手段５によっ
て少なくとも隣接する２素子以上を同時に精密位置決め
される。位置決めした状態で接着剤硬化手段６によって
紫外線照射を行い、少なくとも２素子を同時に位置決め
接着する。位置決め接着を終えた部分の位置決め搬送用
ブロック７は、順次、接着連結された光学素子複合体１
１から離れてブロック搬送手段９へ送られ、新たな素子
単体を受け入れるために、再びステージ１０上に戻され
る。

【００１９】精密位置決め接着されることにより、連結
された素子複合体１１は、素子搬送手段８によって工程
の速度に合わせて運ばれる。必要に応じた光学素子の面
数（長さ）に応じて、最端部の素子１の部分で接着剤の
供給を１回スキップすることによって、光学素子１の連
結は終了し、光学素子の面数（長さ）を決定することが
できる。つまり、１つの装置によって、異なる面数（長
さ）の素子をフレキシブルに混合生産することが可能と
なる。また、必要に応じて非常に長い素子を生産するこ
とも可能である。

【００２０】接合に用いられる紫外線硬化型接着剤１２
は、各素子１間で迷光の発生を防ぐため、遮光板として
の機能を兼ねている。このため、請求項２に記載の可視
光透過率５０％以下の接着剤、もしくは、請求項３に記
載の黒色の塗料を含浸する紫外線硬化型樹脂を用いる。
これによって、Ｂタイプの欠点である絞り（遮光）機能
を有するフード部材と素子との位置ずれによって発生す
る光量ムラなどの現象を防ぐことができる。また、紫外
線硬化型接着剤を用いるので、他の接着剤と比べ、位置
決めした状態を保ったまま、高速で接着することが可能
である。上記の工程により、長尺光学素子でありなが
ら、どの部分も均質性の高い複合光学素子を形成するこ
とができる。

【００２１】また、図１は、アレイ状に素子を配列する
際の断面図を示しているが、同様に、アレイ状に形成し
た素子を順次接続することにより、素子を２次元的に配
列することも可能である。この場合、図の奥行き方向に
向けてアレイ素子を配置し、対応したアレイ状搬送位置
決めブロック，その他の装置を用いることによって、上
記方法と同様の工程によって、アレイを接続して２次元
面状の複合素子を形成することが可能になる。

【００２２】また、素子単体１として、屈折率分布を持
たない素子を配列することにより、屈折率分布を付与す
るための複雑な工程をなくし、安く複合光学素子を製造
することが可能となる。素子単体は射出成形などの方法
で安く大量に形成することが可能である。また、組立時
に素子に大きな力を加える必要がないので、それによる
歪み発生，形状変化も起こらない。

【００２３】

【発明の効果】請求項１の発明は、２つ以上の同形状の
光学素子を並べながら、接着剤供給手段によって、順
次、素子間に紫外線硬化型接着剤を流し込み、位置決め
手段にて、隣接する素子を同時に精密位置決めし、位置
決めされている素子間の接着剤を接着剤硬化手段によ
り、順次、硬化させることによって、素子を接合連結さ
せるので、一つの装置で連結面数の少ない（短い）素子
から面数が多い（長い）素子までフレキシブルな生産が
可能である。また、接合時に素子に大きな力を加えない
ので、素子のひずみ発生などを防ぐことができる。ま
た、接着工程において、熱源を必要としない紫外線硬化
接着剤を用いるので、工程内での素子の熱変形や位置ず
れを防ぐことができる。また、長尺品を射出成形で成形
する場合と比較して、素子全域を均質に形成することが
できる。

【００２４】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、接着剤として、可視光透過率５０％以下の紫外線硬
化型樹脂を用いるので、隣接する光学素子からの迷光の
進入を遮断することができる。

【００２５】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、接着剤として、黒色の塗料を含有する紫外線硬化型
樹脂を用いるので、隣接する光学素子からの迷光の進入
を遮断することができ、さらに、素子内で側面反射によ
って生じる迷光を低減することができる。

【００２６】請求項４の発明は、隣接する２つ以上の光
学素子を同時に位置決めする手段，前記光学素子間に接
着剤を供給する接着剤供給手段，前記光学素子間に供給
された接着剤を硬化する接着剤硬化手段、及び、接着さ
れた光学素子を搬送する素子搬送手段を有するので、一
つの装置で連結面数の少ない（短い）素子から面数が多
い（長い）素子まで、フレキシブルな生産が可能であ
る。また、接合時に素子に大きな力を加えないので、素
子のびずみ発生など防ぐことができる。また、長尺品を
射出成形で成形する場合と比較して、素子全域を均質に
形成することができる。

【００２７】請求項５の発明は、２つ以上の同形状の光
学素子が、請求項１乃至３のいずれかの方法、あるいは
請求項４の装置によって、遮光効果を有する紫外線硬化
型接着層を介してアレイ状、あるいは面状に接合されて
なるので、均質な長尺（あるいは大面積）光学部品を得
ることができ、配列方向の寸法を精密に形成することが
でき、薄い遮光部分を一体形成によって得ることができ
るので、開口径の大きい明るい光学素子を得ることがで
き、接合時に素子に大きな力を加えないので、ひずみな
どの少ない素子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による製造方法及び製造装置の一実施
例を説明するための図である。

【図２】従来のＡタイプの光学素子の構成例を示す図
である。

【図３】従来のＢタイプの光学素子の構成例を示す図
である。

【符号の説明】

１…光学素子、２…素子搬送手段、３…ブロック押え手
段、４…接着剤供給手段、５…素子位置決め手段、６…
接着剤硬化手段、７…位置決め及び搬送用ブロック、８
…素子搬送手段、９…ブロック搬送手段、１０…ステー
ジ、１１…連結複合光学素子、１２…紫外線硬化型接着
剤。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つ以上の同形状の光学素子を並べなが
ら、接着剤供給手段によって、順次、光学素子間に紫外
線硬化型接着剤を流し込み、位置決め手段にて、隣接す
る光学素子を同時に精密位置決めし、位置決めされてい
る光学素子間の接着剤を接着剤硬化手段により、順次、
硬化させることによって、光学素子を接合連結させるこ
とを特徴とする複合光学素子製造方法。
【請求項２】接着剤として、可視光透過率５０％以下
の紫外線硬化型樹脂を用いることを特徴とする請求項１
に記載の複合光学素子製造方法。
【請求項３】接着剤として、黒色の塗料を含有する紫
外線硬化型樹脂を用いることを特徴とする請求項１に記
載の複合光学素子製造方法。
【請求項４】隣接する２つ以上の光学素子を同時に位
置決めする手段，前記光学素子間に接着剤を供給する接
着剤供給手段，前記光学素子間に供給された接着剤を硬
化する接着剤硬化手段、及び、接着された光学素子を搬
送する光学素子搬送手段を有することを特徴とする複合
光学素子製造装置。
【請求項５】２つ以上の同形状の光学素子が、請求項
１乃至３のいずれかの方法、あるいは請求項４の装置に
よって、遮光効果を有する紫外線硬化型接着層を介して
アレイ状、あるいは面状に接合されてなることを特徴と
する複合光学素子。