JP2010230749A - Manufacturing method of lens array manufacturing mold - Google Patents
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Abstract
【課題】加工が容易であり、したがって生産性に優れ、低コストで実施することのできる、レンズアレイ製造用型の製造方法を提供する。
【解決手段】レンズアレイに対応する第１凹部とマイクロレンズに対応する複数の第２凹部を有してなるレンズアレイ製造用型の製造方法である。第１型原版１０に第３凹部１２を形成する工程と、第３凹部１２に嵌合し、かつ第３凹部１２の深さより厚さが薄い第２型原版１４を用意するとともに、第２型原版１４に複数の第２凹部に対応する第４凹部１６を形成する工程と、第２型原版１４を第１型原版１０の第３凹部１２内に嵌合させ、第１型原版１０と第２型原版１４とからなる合成型原版１８を形成する工程と、合成型原版１８を雌型として凸形状２０を有した雄型２２を電鋳法で形成する工程と、雄型２２から雌型２４を電鋳法で複製し、レンズアレイ製造用型とする工程と、を含む。
【選択図】図３Provided is a method for manufacturing a mold for manufacturing a lens array, which is easy to process, and therefore excellent in productivity and can be implemented at low cost.
A method for manufacturing a lens array manufacturing mold having a first recess corresponding to a lens array and a plurality of second recesses corresponding to a microlens. A step of forming the third recess 12 in the first mold original 10, a second mold original 14 that fits into the third recess 12 and is thinner than the depth of the third recess 12, and the second mold Forming a fourth recess 16 corresponding to the plurality of second recesses in the original 14, fitting the second mold original 14 into the third recess 12 of the first mold original 10, and A step of forming a composite original plate 18 composed of a two-type original plate 14, a step of forming a male die 22 having a convex shape 20 by using the synthetic die original plate 18 as a female die, and a male die 22 to a female die. And 24 is duplicated by an electroforming method to form a lens array manufacturing mold.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、レンズアレイ製造用型の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a lens array manufacturing mold.
画像形成装置としての電子写真式プリンターでは、潜像担持体である感光体の走査面に対して光を走査し、潜像を形成する光源として、ラインヘッドが用いられている。
このような光プリンターヘッドとしてのラインヘッドは、一般に、複数の発光素子群が設けられたヘッド基板と、これら発光素子群に対応したレンズからなるレンズアレイとを備えて形成されている。
In an electrophotographic printer as an image forming apparatus, a line head is used as a light source that scans light with respect to a scanning surface of a photosensitive member that is a latent image carrier to form a latent image.
Such a line head as an optical printer head is generally formed by including a head substrate provided with a plurality of light emitting element groups and a lens array including lenses corresponding to these light emitting element groups.
従来、このようなラインヘッドとなるＬＥＤアレイにおけるマイクロレンズアレイの製造方法として、基板上に樹脂レンズを形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、フォトリソグラフィー法と電鋳法とによって型を形成し、形成した型とガラス基板との間に光硬化性樹脂を充填し、該光硬化性樹脂に光を照射して硬化させ、その後、前記型を剥離することにより、マイクロレンズアレイを製造している。 Conventionally, a method of forming a resin lens on a substrate has been known as a method of manufacturing a microlens array in an LED array serving as such a line head (see, for example, Patent Document 1). In this method, a mold is formed by a photolithography method and an electroforming method, a photocurable resin is filled between the formed mold and a glass substrate, and the photocurable resin is irradiated with light and cured. Thereafter, the mold is peeled to manufacture a microlens array.
ここで、レンズアレイを製造するための型の、従来の製造方法の一例を説明すると、この製造方法では、まず、図８（ａ）に示すように型原版５０を用意し、この原版５０に対して、製造するレンズアレイの外形に対応する凹部５２を形成する。
次に、図８（ｂ）に示すように、前記凹部５２の底面に、製造するレンズアレイにおけるマイクロレンズに対応する複数の凹部５４を形成する。
次いで、前記凹部５２と凹部５４とを形成した型原版５０の雌型として、図８（ｃ）に示す雄型５６を電鋳法で形成する。
その後、前記雄型５６から図８（ｄ）に示す雌型５８を電鋳法で形成し、図８（ｂ）に示した型原版５０の複製とする。これにより、この複製の雌型５８をレンズアレイ製造用型とし、レンズアレイの製造に用いる。
Here, an example of a conventional manufacturing method of a mold for manufacturing a lens array will be described. In this manufacturing method, first, a
Next, as shown in FIG. 8B, a plurality of
Next, a
Thereafter, a
ところが、図８に示した方法では、図８（ａ）に示したように第１凹部５２を形成し、続いてこの第１凹部５２内を鏡面加工し、その後に、図８（ｂ）に示したように第２凹部５４を形成する必要がある。マイクロレンズに対応する第２凹部５４については、より高精度な加工が要求されるため、その加工面である第１凹部５２内については、凹凸のない鏡面にする必要があるからである。しかし、このような第１凹部５２内についての鏡面加工は、処理が非常に煩雑であり、その分時間とコストも多くかかるといった課題がある。
However, in the method shown in FIG. 8, the
なお、通常は型原版５０として、銅等の金属からなる基材にニッケル等のメッキを施したものが用いられる。銅基材が鏡面であれば、メッキ面は鏡面となる。しかし、図８（ａ）に示したように型原版５０に第１凹部５２を形成すると、その面は機械加工面精度となるため、第１凹部５２内の鏡面加工が必須となっているのである。
In general, as the
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、加工が容易であり、したがって生産性に優れ、低コストで実施することのできる、レンズアレイ製造用型の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a lens array manufacturing mold that is easy to process, and thus is excellent in productivity and can be implemented at low cost. It is to provide.
本発明のレンズアレイ製造用型の製造方法は、レンズアレイ形成面を有し、該レンズアレイ形成面に製造するレンズアレイの外形に対応する第１凹部を有し、該第１凹部の底面に前記レンズアレイのマイクロレンズに対応する複数の第２凹部を有してなるレンズアレイ製造用型の製造方法であって、
第１型原版に、前記第１凹部と同じ開口を有し、かつ該第１凹部より深い第３凹部を形成する工程と、
前記第３凹部に嵌合する形状で、かつ、該第３凹部の深さより厚さが薄い形状の第２型原版を用意するとともに、該第２型原版の一方の面に、前記複数の第２凹部に対応する複数の第４凹部を形成する工程と、
前記第２型原版を、その第４凹部が外側に露出するようにして、前記第１型原版の前記第３凹部内に嵌合させ、これら第１型原版と第２型原版とからなる合成型原版を形成する工程と、
前記合成型原版を雌型として、前記第３凹部と該第３凹部内に露出した前記第４凹部とに対応する凸形状を有した雄型を電鋳法で形成する工程と、
前記雄型から雌型を電鋳法で複製し、レンズアレイ製造用型とする工程と、を含むことを特徴としている。
The method for manufacturing a mold for manufacturing a lens array of the present invention has a lens array forming surface, a first recess corresponding to the outer shape of the lens array to be manufactured on the lens array forming surface, and a bottom surface of the first recess. A method for manufacturing a lens array manufacturing mold having a plurality of second recesses corresponding to the microlenses of the lens array,
Forming a third concave portion having the same opening as the first concave portion and deeper than the first concave portion in the first mold original plate;
A second mold master having a shape that fits into the third recess and having a thickness smaller than the depth of the third recess is prepared, and the plurality of second molds are formed on one surface of the second mold precursor. Forming a plurality of fourth recesses corresponding to the two recesses;
The second mold original is fitted into the third recess of the first mold original so that the fourth recess is exposed to the outside, and the first mold original and the second mold original are combined. Forming a master plate,
Forming the male mold having a convex shape corresponding to the third concave portion and the fourth concave portion exposed in the third concave portion by an electroforming method, using the synthetic master as a female die;
And a step of replicating the male mold from the male mold by an electroforming method to form a lens array manufacturing mold.
このレンズアレイ製造用型の製造方法によれば、例えばメッキ処理によって予め表面が鏡面加工されてなる第２型原版を用い、この第２型原版の表面に、マイクロレンズに対応する複数の第４凹部を形成するので、凹部内を鏡面加工するといった煩雑な処理を要することなく、第４凹部を形成することができる。そして、この第２型原版を第１原版の第３凹部内に単に嵌合させるだけで、この第３凹部内に、製造するレンズアレイの外形に対応する第１凹部の構造を形成するとともに、その底面に、前記第４凹部からなる第２凹部の構造を形成することができる。したがって、このようにして形成した合成型原版を基に、電鋳法によって容易に複製型を形成し、レンズアレイ製造用型を得ることができる。 According to this lens array manufacturing mold manufacturing method, for example, a second mold original plate whose surface is mirror-finished in advance by plating is used, and a plurality of fourth molds corresponding to microlenses are formed on the surface of the second mold original plate. Since the concave portion is formed, the fourth concave portion can be formed without requiring a complicated process of mirror finishing the inside of the concave portion. Then, by simply fitting the second mold original plate into the third concave portion of the first original plate, the structure of the first concave portion corresponding to the outer shape of the lens array to be manufactured is formed in the third concave portion, A structure of a second recess made of the fourth recess can be formed on the bottom surface. Therefore, a replica mold can be easily formed by electroforming on the basis of the composite original plate formed in this manner, and a lens array manufacturing mold can be obtained.
本発明の別のレンズアレイ製造用型の製造方法は、レンズアレイ形成面を有し、該レンズアレイ形成面に製造するレンズアレイの外形に対応する第１凹部を有し、該第１凹部の底面に前記レンズアレイのマイクロレンズに対応する複数の第２凹部を有してなるレンズアレイ製造用型の製造方法であって、
型原版の一方の面に、前記複数の第２凹部に対応する複数の第４凹部を形成する工程と、
前記型原版を雌型として、前記第４凹部に対応する第１凸部を有した雄型を電鋳法で形成する工程と、
前記雄型の、前記第１凸部を形成した領域の外側を除去し、前記第１凸部を形成した領域を、前記第１凹部の外形に対応した形状の第２凸部とする工程と、
前記第１凸部及び前記第２凸部を形成した前記雄型から雌型を電鋳法で複製し、レンズアレイ製造用型とする工程と、を含むことを特徴としている。
Another method for manufacturing a mold for manufacturing a lens array according to the present invention includes a lens array forming surface, a first recess corresponding to the outer shape of the lens array to be manufactured on the lens array forming surface, A method of manufacturing a lens array manufacturing mold having a plurality of second recesses corresponding to the microlenses of the lens array on the bottom surface,
Forming a plurality of fourth recesses corresponding to the plurality of second recesses on one surface of the master plate,
Forming the male mold having a first convex portion corresponding to the fourth concave portion by an electroforming method, using the mold master as a female die;
Removing the outside of the male region where the first convex portion is formed, and making the region where the first convex portion is formed a second convex portion having a shape corresponding to the outer shape of the first concave portion; ,
And a step of replicating a female mold from the male mold formed with the first convex section and the second convex section by an electroforming method to form a lens array manufacturing mold.
このレンズアレイ製造用型の製造方法によれば、例えばメッキ処理によって予め表面が鏡面加工されてなる型原版を用い、この型原版の表面に、マイクロレンズに対応する複数の第４凹部を形成するので、凹部内を鏡面加工するといった煩雑な処理を要することなく、第４凹部を形成することができる。そして、この型原版から電鋳法で形成した雄型を加工して第２凸部を形成し、さらにこの雄型を基にすることで、電鋳法によって容易に複製型を形成し、レンズアレイ製造用型を得ることができる。 According to this lens array manufacturing mold manufacturing method, for example, a mold master whose surface is mirror-finished in advance by plating is used, and a plurality of fourth recesses corresponding to the microlenses are formed on the surface of the mold master. Therefore, the fourth recess can be formed without requiring a complicated process of mirror finishing the recess. Then, a male mold formed by electroforming from this mold original plate is processed to form a second convex portion, and by further using this male mold as a base, a replica mold can be easily formed by electroforming, An array manufacturing mold can be obtained.
以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
まず、本発明の型の製造方法によって製造するレンズアレイの一例について説明する。 図１は、本発明に係るレンズアレイ４３０ａの斜視図であり、図２は、このレンズアレイ４３０ａの部分断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
First, an example of a lens array manufactured by the mold manufacturing method of the present invention will be described. FIG. 1 is a perspective view of a
図１、図２に示すようにレンズアレイ４３０ａは、板状の基部４３１と該基部４３１の表面に形成されたレンズ層４３２とを備えてなるもので、これら基部４３１及びレンズ層４３２は、光硬化性樹脂によって一体に形成されたものである。なお、本発明にかかるレンズアレイとしては、図２中二点鎖線で示したように、前記基部４３１の裏面側（レンズ層４３２と反対の側）がガラス基板（透光性基板）４３５に一体的に接合されていてもよく、したがって、このガラス基板４３５を含んでこれの上に前記基部４３１及びレンズ層４３２が形成されてなるものであってもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
前記基部４３１は、図１に示すように前記レンズ層４３２を形成した表面側に位置する矩形板状の第１板部４３１ａと、前記表面と反対の裏面側に位置する矩形板状の第２板部４３１ｂとを有したものである。第２板部４３１ｂは、平面視した状態で第１板部４３１ａより一回り大きく、したがってその外側に略相似状に拡がって形成されている。また、この第２板部４３１ｂは、図２に示すようにその厚さが第１板部４３１ａの厚さより十分に薄く、例えば第１板部４３１ａの厚さの（１／２）〜（１／１０）程度になっている。なお、この第２板部４３１ｂについては、その平面視形状が必ずしも矩形状になることなく、例えば略楕円形状や略長円形状などになっていてもよい。
As shown in FIG. 1, the
レンズ層４３２は、図１に示すように、第１板部４３１ａの表面に、その長辺方向に沿って多数（複数）のマイクロレンズ４３３が配列させられた形成されたものである。また、本実施形態では、このようなマイクロレンズ４３３の列が複数列（図１では３列）設けられている。
なお、このような構成からなるレンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）については、例えばこれが設けられるラインヘッド（図示せず）に対して、第１板部４３１ａより外側に拡がって形成された第２板部４３１ｂを利用して取り付け固定してもよく、また、図２中の二点鎖線で示したガラス基板４３５が一体化されている場合には、このガラス基板４３５を利用して取り付け固定してもよい。
As shown in FIG. 1, the
The
このような形状のレンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）を製造するための型としては、図８（ｄ）に示したように、レンズアレイ形成面３６１を有し、このレンズアレイ形成面３６１に、製造するレンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）の外形に対応する第１凹部３６２を有し、該第１凹部３６２の底面３６３に、前記レンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）のマイクロレンズ４３３に対応する複数の第２凹部３６４を有した、レンズアレイ製造用型３６０（５８）が用いられる。
As a mold for manufacturing the
次に、このような型３６０の製造方法に基づき、本発明のレンズアレイ製造用型の製造方法の、第１実施形態を説明する。
まず、図３（ａ）に示すように直方体状の第１型原版１０を用意する。この第１型原版１０としては、例えば鉄、ステンレス、銅、ニッケル等からなるものが用いられ、特に、基材が銅からなり、その表面がニッケルメッキされたものが好適に用いられる。したがって、本実施形態において第１型原版１０は、銅からなる基材の表面にニッケルメッキが施され、したがって、このニッケルメッキされた表面が鏡面に形成されているものとする。なお、この第１型原版１０としては、その大きさが、図８（ｄ）に示した第１凹部３６２より十分に大きいものとする。
Next, based on such a method for manufacturing the
First, as shown in FIG. 3A, a rectangular parallelepiped
次に、図３（ｂ）に示すようにこの第１型原版１０の一方の面１１に、前記型３６０の第１凹部３６２と同じ形状・大きさの開口を有し、かつ該第１凹部３６２より深い第３凹部１２を形成する。
また、これとは別に、図３（ｃ）に示すように直方体状の第２型原版１４を用意する。この第２型原版１４も、第１型原版１０と同様に、銅からなる基材の表面にニッケルメッキが施され、したがってニッケルメッキされた表面が鏡面に形成されているものとする。また、この第２型原版１４については、その形状が前記第３凹部１２に嵌合する形状とされ、さらに、この第３凹部１２の深さより薄い厚さに形成されたものが用いられる。
Next, as shown in FIG. 3B, an opening having the same shape and size as the
Separately from this, a rectangular parallelepiped second-type
次いで、図３（ｄ）に示すようにこの第２型原版１４の一方の面１５に、前記型３６０の第２凹部３６４に対応する複数の第４凹部１６を、自由曲面加工機等によって形成する。このとき、第２型原版１４の表面は鏡面になっているので、マイクロレンズに対応する第４凹部１６を十分に高い精度で形成することができる。
Next, as shown in FIG. 3D, a plurality of
次いで、この第４凹部１６を形成した第２型原版１４を、図３（ｅ）に示すように第４凹部１６が外側に露出するようにして、前記第１型原版１０の前記第３凹部１２内に嵌合させる。すると、第２型原版１４については、その厚さを第３凹部１２の深さより薄く形成しているので、第４凹部１６を形成した面１５は、第３凹部１２内に位置するようになる。すなわち、第３凹部１２はその底面が新たに第２型原版１４の面１５によって構成されるようになり、したがって、第３凹部１２はその深さが浅くなり、その底面（面１５）に第４凹部１６を形成したものとなる。これにより、第１型原版１０に第２型原版１４を嵌合させてなる合成型原版１８は、深さが浅くなった新たな第３凹部１２を有し、この第３凹部１２の底面（面１５）に第４凹部１６を有したものとなる。
Next, as shown in FIG. 3 (e), the second mold original 14 formed with the
次いで、この合成型原版１８を雌型として、図３（ｆ）に示すように、前記第３凹部１２と該第３凹部１２内に露出した前記第４凹部１６とに対応する凸形状２０を有した雄型２２を、電鋳法により例えばニッケルで形成する。電鋳法としては、従来公知の一般的な処理が採用される。
その後、この雄型２２から図３（ｇ）に示すように雌型２４を電鋳法で複製する。これにより、図８（ｄ）に示したアレイ製造用型３６０と同様に、レンズアレイ形成面３６１を有し、このレンズアレイ形成面３６１に、製造するレンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）の外形に対応する第１凹部３６２を有し、該第１凹部３６２の底面３６３に、レンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）のマイクロレンズ４３３に対応する複数の第２凹部３６４を有した、レンズアレイ製造用型２４（３６０）が得られる。
Next, using this
Thereafter, the
このレンズアレイ製造用型の製造方法にあっては、メッキによって予め表面が鏡面加工されてなる第２型原版１４を用い、この第２型原版の表面１５に、マイクロレンズに対応する複数の第４凹部１６を形成するので、従来のように凹部内を鏡面加工するといった煩雑な処理を要することなく、第４凹部１６を容易に形成することができる。そして、この第２型原版１４を第１原版１０の第３凹部１２内に単に嵌合させるだけで、この第３凹部１２内に、製造するレンズアレイの外形に対応する第１凹部３６２の構造を形成するとともに、その底面（面１５）に、前記第４凹部１６からなる第２凹部３６４の構造を形成することができる。したがって、このようにして形成した合成型原版１８を基に、電鋳法によって容易に複製型を形成し、レンズアレイ製造用型２４（３６０）を得ることができる。
In this method for manufacturing a lens array manufacturing mold, a second mold
また、後述するように得られたレンズアレイ製造用型２４（３６０）を用いてレンズアレイの製造を繰り返すことにより、このレンズアレイ製造用型２４（３６０）が消耗し破損した場合には、図３（ｆ）に示した雄型２２を用いることにより、再度レンズアレイ製造用型２４（３６０）を複製することができる。さらに、雄型２２も消耗し破損した場合には、図３（ｅ）に示した合成型原版１８を用いて雄型２２を形成し、これからレンズアレイ製造用型２４（３６０）を複製することができる。したがって、レンズアレイ製造用型２４（３６０）を低コストで製造することができる。
Further, when the lens array production mold 24 (360) is consumed and damaged by repeating the production of the lens array using the lens array production mold 24 (360) obtained as described later, By using the
次に、本発明のレンズアレイ製造用型の製造方法の、第２実施形態を説明する。
まず、図４（ａ）に示すように直方体状の型原版３０を用意する。この型原版３０としては、前記第１型原版１０、第２型原版１４と同じものが用いられる。したがって、この型原版３０も、ニッケルメッキされた表面が鏡面に形成されているものとする。
Next, a second embodiment of the manufacturing method of the lens array manufacturing mold of the present invention will be described.
First, a rectangular
次に、図４（ｂ）に示すようにこの型原版３０の一方の面３１に、前記型３６０の第２凹部３６４に対応する複数の第４凹部３２を、自由曲面加工機等によって形成する。このとき、型原版３０の表面も鏡面になっているので、マイクロレンズに対応する第４凹部３２を十分に高い精度で形成することができる。
Next, as shown in FIG. 4B, a plurality of
次いで、この型原版３０を雌型として、図４（ｃ）に示すように前記第４凹部３２に対応する第１凸部３４を有した雄型３６を、電鋳法により例えばニッケルで形成する。電鋳法としては、従来公知の一般的な処理が採用される。
次いで、この雄型３６の、前記第１凸部３４を形成した領域の外側を切削加工等によって除去する。これにより、前記第１凸部３４を形成した領域を、図４（ｄ）に示すように前記型３６０の第１凹部３６２の外形に対応した形状の第２凸部３８とする。
Next, using this
Next, the outer side of the region of the
その後、第１凸部３４及び第２凸部３８を形成した雄型３６から、図４（ｅ）に示すように雌型４０を電鋳法により例えばニッケルで複製する。これにより、図８（ｄ）に示したアレイ製造用型３６０と同様に、レンズアレイ形成面３６１を有し、このレンズアレイ形成面３６１に、製造するレンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）の外形に対応する第１凹部３６２を有し、該第１凹部３６２の底面３６３に、レンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）のマイクロレンズ４３３に対応する複数の第２凹部３６４を有した、レンズアレイ製造用型４０（３６０）が得られる。
Thereafter, from the
このレンズアレイ製造用型の製造方法にあっては、メッキによって予め表面が鏡面加工されてなる型原版３０を用い、この型原版３０の表面に、マイクロレンズに対応する複数の第４凹部３２を形成するので、凹部内を鏡面加工するといった煩雑な処理を要することなく、第４凹部３２を容易に形成することができる。そして、この型原版３０から電鋳法で形成した雄型３６を加工して第２凸部３８を形成し、さらにこの雄型３６を基にすることで、電鋳法によって容易に複製型を形成し、レンズアレイ製造用型４０（３６０）を得ることができる。
In this lens array manufacturing mold manufacturing method, a
また、後述するように得られたレンズアレイ製造用型４０（３６０）を用いてレンズアレイの製造を繰り返すことにより、このレンズアレイ製造用型４０（３６０）が消耗し破損した場合には、図４（ｄ）に示した雄型３６を用いることにより、再度レンズアレイ製造用型４０（３６０）を複製することができる。さらに、雄型３６も消耗し破損した場合には、図４（ｂ）に示した型原版３０を用いて雄型３６を形成し、さらに図４（ｄ）に示したようにこれを加工することにより、得られた雄型３６からレンズアレイ製造用型４０（３６０）を複製することができる。したがって、レンズアレイ製造用型４０（３６０）を低コストで製造することができる。
Further, when the lens array manufacturing mold 40 (360) is consumed and damaged by repeating the manufacturing of the lens array using the lens array manufacturing mold 40 (360) obtained as described later, FIG. By using the
次に、このようにして得られたレンズアレイ製造用型２４、４０（３６０）を用いた、レンズアレイの製造方法の一例について説明する。
まず、本例で用いられるレンズアレイの成型装置について説明する。図５は、レンズアレイの成型装置の概略構成図である。レンズアレイの成型装置９００は、密閉容器９０２と、この密閉容器９０２に配管（図示せず）を介して接続されたロータリーポンプなどの真空ポンプ（図示せず）とを備えたもので、真空ポンプによって密閉容器９０２内が排気され、密閉容器９０２内が所望の減圧度（真空度）に減圧されるように構成されたものである。
Next, an example of a method for manufacturing a lens array using the lens
First, a lens array molding apparatus used in this example will be described. FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a lens array molding apparatus. The lens
密閉容器９０２の上部には保持孔（図示せず）が形成されており、この保持孔には、軸状の上プレス可動部保持部９０１が摺動可能かつ気密に内挿されている。上プレス可動部保持部９０１には、密閉容器９０２内に位置する下端部に、上プレス可動部９０３が取り付けられている。上プレス可動部９０３の下部には型保持部９０４が儲けられ、型保持部９０４の下部には、図３（ｇ）に示したレンズアレイ製造用型２４（３６０）、あるいは図４（ｅ）に示したアレイ製造用型４０（３６０）が備えられている。
A holding hole (not shown) is formed in the upper part of the
上プレス可動部保持部９０１は、図示しない昇降装置によって上下に移動（摺動）するようになっており、これによってアレイ製造用型３６０は、上プレス可動部９０３、型保持部９０４とともに上下動するようになっている。なお、上プレス可動部保持部９０１と前記保持孔との間には、Ｏリングなどのシール部材（図示せず）が儲けられており、これによって上プレス可動部保持部９０１は、前述したように保持孔に対して気密に摺動するようになっている。密閉容器９０２の下部には、下プレス台９０６が設けられており、この下プレス台９０６には、例えば石英ガラスなどの光を透過する透光性部材９０５が保持されている。透光性部材９０５の下方には、紫外線（光）を照射する紫外線照射ランプ９０７が設けられている。
The upper press movable
このようなレンズアレイの成型装置９００、及び本発明に係るレンズアレイ製造用型３６０を用いてレンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）を製造するには、まず、図３（ｇ）あるいは図４（ｅ）に示したアレイ製造用型３６０を用意するとともに、このアレイ製造用型３６０のアレイ形成面３６１、すなわち第１凹部３６２の内面及び第２凹部３６４の内面を含むアレイ製造用型３６０の底面全体を、撥液処理する。撥液水処理としては、特に限定されることなく、従来の一般的な手法（例えば離型処理）が用いられる。
In order to manufacture the
そして、図６（ａ）に示すようにこのアレイ製造用型３６０をレンズアレイの成型装置９００の型保持部９０４に固定し、密閉容器９０２内にセットする。また、下プレス台９０６の透光性部材９０５上に、ガラス基板（透光性基板）４３５を載置する。ガラス基板４３５については、図２に示したようにこれを基部４３１に一体に接合してレンズアレイとする場合には、親液処理を行ってもよく、また、表面処理を行うことなく用いてもよい。一方、図１に示したようにレンズアレイ４３０ａに一体的に設けない場合には、アレイ形成面３６１と同様に、撥液処理を行っておくのが好ましい。
Then, as shown in FIG. 6A, the
続いて、このガラス基板４３５上に、光硬化性樹脂ＪＳを配する。この光硬化性樹脂ＪＳとしては、本例では紫外線照射硬化型のものが用いられ、特に、硬化前に対する硬化後の収縮率が、３％以下であるものが好適に用いられる。また、この光硬化性樹脂ＪＳとしては、前記第１凹部３６２の容積と第２凹部３６４の容積との合計量より大きい体積（量）を、ガラス基板４３５上に配する。その際、アレイ製造用型３６０の第１凹部３６２の開口形状に近い状態で、かつこの開口の直下に位置するようにして、光硬化性樹脂ＪＳをガラス基板４３５上に配する。
Subsequently, a photocurable resin JS is disposed on the
そして、このように密閉容器９０２内においてアレイ製造用型３６１と、ガラス基板４３５とを用意し、さらにこのガラス基板４３５上に所定量の光硬化性樹脂ＪＳを配したら、これらの環境である密閉容器９０２内を、真空ポンプによって所望の減圧度（真空度）にまで（真空引き）減圧する。すると、密閉容器９０２内は十分に減圧されることで、アレイ製造用型３６１の第１凹部３６２内や第２凹部３６４内に存在していた空気等の気体（気泡）が排出され、また、ガラス基板４３５と光硬化性樹脂ＪＳとの間や光硬化性樹脂ＪＳ内に存在していた空気等の気体（気泡）も排出される。
Then, when the
次いで、図７（ａ）に示したように真空ポンプによって密閉容器９０２内を減圧しつつ、上プレス可動部保持部９０１を下降し、図６（ｂ）、図７（ｂ）に示すようにアレイ製造用型３６０をガラス基板４３５側に相対的に加圧する。これにより、アレイ製造用型３６０とガラス基板４３５との間を狭め、光硬化性樹脂ＪＳをアレイ製造用型３６０の第１凹部３６２及び第２凹部３６４内に圧入する。
Next, as shown in FIG. 7A, the inside of the sealed
このようにして圧入すると、前述したように光硬化性樹脂ＪＳの体積量を、第１凹部３６２の容積と第２凹部３６４の容積との合計量より大きくしているので、図７（ｂ）に示すように光硬化性樹脂ＪＳはその全量が第１凹部３６２及び第２凹部３６４内に充填されることなく、その一部（過半部）のみが第１凹部３６２及び第２凹部３６４内に充填され、残部は第１凹部３６２の外側のアレイ形成面３６１とガラス基板４３５との間に挟持される。その際、上プレス可動部保持部９０１の下降によるアレイ製造用型３６０の加圧力を調整することにより、光硬化性樹脂ＪＳが、アレイ形成面３６１とガラス基板４３５との間からはみ出さないようにする。
When press-fitting in this manner, the volume of the photocurable resin JS is made larger than the total volume of the
これは、例えば図６（ｂ）中二点鎖線で示すように、光硬化性樹脂ＪＳがアレイ形成面３６１とガラス基板４３５との間からはみ出てしまうと、第１凹部３６２及び第２凹部３６４内に充填された光硬化性樹脂ＪＳが減圧状態にあるアレイ製造用型３６０の外側に引っ張られ、これら凹部３６２、３６４内に空隙が形成されてしまうおそれがあるからである。すなわち、このように空隙が形成されると、得られるレンズアレイにボイドが形成され、所望のレンズ特性が得られなくなってしまうからである。
For example, as shown by a two-dot chain line in FIG. 6B, when the photocurable resin JS protrudes from between the
なお、光硬化性樹脂ＪＳの体積量を第１凹部３６２の容積と第２凹部３６４の容積との合計量より大きくし、この光硬化性樹脂ＪＳの一部（残部）を第１凹部３６２の外側のアレイ形成面３６１とガラス基板４３５との間に挟持させるようにしたので、第１凹部３６２及び第２凹部３６４内に充填された樹脂が少ないことでこれら凹部３６２、３６４内に空隙が形成されるといったことが防止されている。
Note that the volume of the photocurable resin JS is made larger than the total amount of the volume of the
次いで、図６（ｂ）、図７（ｂ）に示したように、アレイ製造用型３６０による加圧状態のもとで、つまり圧入工程の状態に保持したままで、光硬化性樹脂ＪＳに対して紫外線照射ランプ９０７から光を照射し、該光硬化性樹脂ＪＳを硬化させる（硬化工程）。紫外線照射ランプ９０７から光（紫外線）を照射すると、透光性部材９０５、ガラス基板４３５を透過して光（紫外線）が光硬化性樹脂ＪＳに照射され、これによって光硬化性樹脂ＪＳは硬化し、レンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）が形成される。
Next, as shown in FIG. 6B and FIG. 7B, the photocurable resin JS is formed under the pressurized state by the
その後、図６（ｃ）に示すように上プレス可動部保持部９０１を上昇させ、アレイ製造用型３６０による加圧を解除する。すると、アレイ製造用型３６０のアレイ形成面３６１には撥液処理を施しているので、形成されたレンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）はアレイ製造用型３６０から容易に離型し、透光性部材９０５上に残る。したがって、真空ポンプを止めて密閉容器９０２内を大気圧に戻し、レンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）を取り出すことにより、図１、図２に示した構造のレンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）を得ることができる。
Thereafter, as shown in FIG. 6C, the upper press movable
なお、製造するレンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）を、図２に示したように基部４３１にガラス基板４３５を一体に接合したものとする場合には、前述したようにガラス基板４３５に撥液処理を施していないことから、このガラス基板４３５が一体に設けられた状態で製造される。一方、図１に示したようにレンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）に一体的に設けない場合には、ガラス基板４３５に撥液処理を施していることから、このガラス基板４３５が基部４３１の底面から容易に剥離し、したがってガラス基板４３５のない状態に製造される。
When the
このような製造方法にあっては、減圧環境下において光硬化性樹脂ＪＳをアレイ製造用型３６０の第１凹部３６２及び第２凹部３６４内に圧入するので、特に第２凹部３６４内に気泡が残留するのを抑制することができる。また、光硬化性樹脂ＪＳを圧入工程の状態に保持したままで光硬化性樹脂ＪＳを硬化させるので、特に第２凹部３６４内に気泡が入り込むことがなく、したがってボイドを形成することなく、マイクロレンズ４３３を形成することができる。
In such a manufacturing method, since the photocurable resin JS is press-fitted into the first
また、圧入工程において、光硬化性樹脂ＪＳの残部をアレイ製造用型３６０のアレイ形成面３６１とガラス基板４３５との間からはみ出させることなく、第１凹部３６２の外側のアレイ形成面３６１とガラス基板４３５との間に挟持するようにしたので、この圧入工程の状態に保持したままで硬化工程を行うことにより、前述したようにボイドの形成をより確実に防止することができる。
In the press-fitting process, the remaining portion of the photocurable resin JS does not protrude from between the
また、このようにして得られた本実施形態のレンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）は、前述したようにボイドの形成が確実に防止されているので、ボイドがない良好なものとなる。また、第１板部４３１ａの外側に拡がって形成された第２板部４３１ｂを有しているので、例えばこのレンズアレイ４３０ａ（４３０ｂ）を前記ラインヘッド２９のケース４２０に組み付ける際、この第２板部４３１ｂを利用することで容易に組み付けることができる。さらに、この第２板部４３１ｂを利用することにより、ハンドリングも容易になる。
Further, the
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、前記実施形態ではレンズアレイにおけるマイクロレンズ４３３の列を複数列配列させるように、第２凹部３６４を複数列配列したレンズアレイ製造用型３６０を形成するようにしたが、マイクロレンズ４３３の列を１列とするように、第２凹部３６４を１列のみ配列したレンズアレイ製造用型３６０を製造するようにしてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the lens
１０…第１型原版、１２…第３凹部。１４…第２原版、１６…第４凹部、１８…合成型原版、２０…凸形状、２２…雄型、２４…雌型、３０…型原版、３２…第４凹部、３４…第１凸部、３６…雄型、３８…第２凸部、４０…雌型、３６０…アレイ製造用型、３６１…アレイ形成面、３６２…第１凹部、３６３…底面、３６４…第２凹部、４１０…発光素子群、４３０ａ，４３０ｂ…レンズアレイ、４３１…基部、４３１ａ…第１板部、４３１ｂ…第２板部、４３２…レンズ層、４３３…マイクロレンズ、４３５…ガラス基板、９０２…密閉容器、９０７…紫外線照射ランプ、ＪＳ…光硬化性樹脂
10 ... 1st type | mold original plate, 12 ... 3rd recessed part. DESCRIPTION OF
Claims (2)
第１型原版に、前記第１凹部と同じ開口を有し、かつ該第１凹部より深い第３凹部を形成する工程と、
前記第３凹部に嵌合する形状で、かつ、該第３凹部の深さより厚さが薄い形状の第２型原版を用意するとともに、該第２型原版の一方の面に、前記複数の第２凹部に対応する複数の第４凹部を形成する工程と、
前記第２型原版を、その第４凹部が外側に露出するようにして、前記第１型原版の前記第３凹部内に嵌合させ、これら第１型原版と第２型原版とからなる合成型原版を形成する工程と、
前記合成型原版を雌型として、前記第３凹部と該第３凹部内に露出した前記第４凹部とに対応する凸形状を有した雄型を電鋳法で形成する工程と、
前記雄型から雌型を電鋳法で複製し、レンズアレイ製造用型とする工程と、を含むことを特徴とするレンズアレイ製造用型の製造方法。 A first concave portion corresponding to the outer shape of the lens array to be manufactured on the lens array forming surface; and a plurality of second concave portions corresponding to the microlenses of the lens array on the bottom surface of the first concave portion. A method for manufacturing a lens array manufacturing mold having a recess,
Forming a third concave portion having the same opening as the first concave portion and deeper than the first concave portion in the first mold original plate;
A second mold master having a shape that fits into the third recess and having a thickness smaller than the depth of the third recess is prepared, and the plurality of second molds are formed on one surface of the second mold precursor. Forming a plurality of fourth recesses corresponding to the two recesses;
The second mold original is fitted into the third recess of the first mold original so that the fourth recess is exposed to the outside, and the first mold original and the second mold original are combined. Forming a master plate,
Forming the male mold having a convex shape corresponding to the third concave portion and the fourth concave portion exposed in the third concave portion by an electroforming method, using the synthetic master as a female die;
A method of manufacturing a lens array manufacturing mold, comprising: replicating a female mold from the male mold by an electroforming method to form a lens array manufacturing mold.
型原版の一方の面に、前記複数の第２凹部に対応する複数の第４凹部を形成する工程と、
前記型原版を雌型として、前記第４凹部に対応する第１凸部を有した雄型を電鋳法で形成する工程と、
前記雄型の、前記第１凸部を形成した領域の外側を除去し、前記第１凸部を形成した領域を、前記第１凹部の外形に対応した形状の第２凸部とする工程と、
前記第１凸部及び前記第２凸部を形成した前記雄型から雌型を電鋳法で複製し、レンズアレイ製造用型とする工程と、を含むことを特徴とするレンズアレイ製造用型の製造方法。 A first concave portion corresponding to the outer shape of the lens array to be manufactured on the lens array forming surface; and a plurality of second concave portions corresponding to the microlenses of the lens array on the bottom surface of the first concave portion. A method for manufacturing a lens array manufacturing mold having a recess,
Forming a plurality of fourth recesses corresponding to the plurality of second recesses on one surface of the master plate,
Forming the male mold having a first convex portion corresponding to the fourth concave portion by an electroforming method, using the mold master as a female die;
Removing the outside of the male region where the first convex portion is formed, and making the region where the first convex portion is formed a second convex portion having a shape corresponding to the outer shape of the first concave portion; ,
A lens array manufacturing mold comprising: a step of duplicating a female mold from the male mold having the first convex portion and the second convex portion by an electroforming method to form a lens array manufacturing mold. Manufacturing method.
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