マイクロレンズアレイ金型加工方法及びマイクロレンズアレイ金型
【課題】本発明はマイクロレンズアレイ金型を高精度に加工するマイクロレンズアレイ金型加工方法及びマイクロレンズアレイ金型を提供する。
【解決手段】加工機１を用いたレンズアレイ金型１０の溝加工に際して、まず、単結晶ダイヤモンド工具４と砥粒工具５の工具間距離を測定し、砥粒工具５をマイクロレンズアレイ金型１０の溝加工位置まで移動させて、単結晶ダイヤモンド工具４での加工代を残した切り込み量分Ｘ軸方向に移動させる。この状態で、研削液をかけながら砥粒工具５を回転させてＹ軸方向に移動させて、溝１１を形成する粗加工工程処理を行う。その後、単結晶ダイヤモンド工具４を最初の溝１１の加工位置まで移動させ、単結晶ダイヤモンド工具４を回転させながら溝１１をそのコーナがシャープエッジな状態に加工する仕上げ加工工程処理を行う。
【解決手段】加工機１を用いたレンズアレイ金型１０の溝加工に際して、まず、単結晶ダイヤモンド工具４と砥粒工具５の工具間距離を測定し、砥粒工具５をマイクロレンズアレイ金型１０の溝加工位置まで移動させて、単結晶ダイヤモンド工具４での加工代を残した切り込み量分Ｘ軸方向に移動させる。この状態で、研削液をかけながら砥粒工具５を回転させてＹ軸方向に移動させて、溝１１を形成する粗加工工程処理を行う。その後、単結晶ダイヤモンド工具４を最初の溝１１の加工位置まで移動させ、単結晶ダイヤモンド工具４を回転させながら溝１１をそのコーナがシャープエッジな状態に加工する仕上げ加工工程処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロレンズアレイ金型加工方法及びマイクロレンズアレイ金型に関し、詳細には、複写装置や画像形成装置の光学系に用いられるマイクロレンズアレイ金型を高精度に加工するマイクロレンズアレイ金型加工方法及びマイクロレンズアレイ金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロレンズアレイにおいては、各レンズに入った光線が隣接するレンズに抜けて元の像から離れた位置に結像し、いわゆるゴーストを作るという問題がある。
【０００３】そこで、本出願人は、先に、等間隔に並置されそれぞれの光軸が平行な複数のレンズが一体に成形されたプラスチックからなるレンズ・アレイにおいて、上記レンズに入射した光線が、このレンズに隣るレンズへ入射するのを防止する光透過防止用空隙部を有し、上記光透過防止用空隙部が、相隣るレンズ間にレンズ成形と同時に形成され、上記光透過防止用空隙部を形成する壁面が粗面であるレンズ・アレイを提案している（特許第２７１８６８９号公報参照）。
【０００４】このレンズアレイにおいては、レンズアレイ形成用の金型を入れ子として、金型を１個１個段形状に加工し、成形時に組み合わせている。
【０００５】ところが、マイクロレンズアレイのように、１個のレンズの大きさが１ｍｍ程度であると、１個１個入れ子を加工し組み合わせることは、例えば、Ａ４サイズの長さ分の場合、２００個以上必要となり、加工が困難である。その結果、一体金型が必要となり、不必要な光を除去するために、壁面のコーナーのＲが数ミクロン程度以下の溝が必要となる。
【０００６】そして、従来、溝加工においては、放電加工やエンドミル加工が一般的に用いられており、また、溝深さがμｍオーダの溝加工においては、特開平９−２５４１６１号公報に示されているようなエッチング加工を用いる場合もある。
【０００７】レンズアレイの隔壁は、例えば、隔壁の幅／高さが０．１ｍｍ程度で、ピッチ精度が５μｍ程度、かつ、断面形状のエッジが丸まっていないことが必要であるが、上述のエンドミル加工では、エンドミル自体が０．５ｍｍ程度までしか製作できずに、０．１ｍｍ幅の溝を形成することができない。また、放電加工では、電極のコーナー部が摩耗しやすく、丸まり、溝コーナーにＲがつくという問題がある。
【０００８】一方、シリコンやセラミックなどの硬脆性材料にはダイシングが用いられるが、ニッケル等のねばい材料の加工には目詰まりを生じやすいため、シャープなエッジを得るための細かい砥粒のブレードを用いることが難しいく、ブレードのエッジ部が摩耗しやすいことから、溝のコーナーにＲがつきやすいという問題がある。
【０００９】また、ニッケルなどの加工には、ダイヤモンド工具による溝加工例（特開平１１−０１０４２８号公報参照）が提案されているが、切り込み量が大きいと、チッピングを生じやすいため、一度の切り込み量が１０μｍ以下程度であり、１００μｍの深さをレンズアレイのアレイ方向に多数溝を形成するには、時間がかかり、切削距離が長くなることから摩耗が促進される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような従来の技術にあっては、上述のように、レンズアレイの隔壁が、図７の右端に示す隔壁のように、先端部が丸みを帯びたものとなり、完全なゴースト防止対策を得ることができず、改良の必要があった。
【００１１】そこで、請求項１記載の発明は、加工物と工具との相対位置を制御して、工具で、複数のレンズが隔壁を隔てて配列されたマイクロレンズアレイを成形するマイクロレンズアレイ金型を加工するに際して、工具として固定砥粒工具を用いて加工物に隔壁成形用の溝を粗加工する粗加工工程と、工具として回転軸に固定された単結晶ダイヤモンド工具を用いて粗加工で形成された加工物の溝に合わせて仕上げ加工を行う仕上げ加工工程と、を順次行うことにより、マイクロレンズアレイのゴースト防止隔壁に対応した金型の溝を簡単で能率的に、かつ、高精度に加工するマイクロレンズアレイ金型加工方法を提供することを目的としている。
【００１２】請求項２記載の発明は、固定砥粒工具と単結晶ダイヤモンド工具を、同じ回転軸上に設けることにより、粗加工の溝に仕上げ用のダイヤモンド刃先を容易に合わせて、粗加工から仕上げ加工までを連続して無人加工を行えるようにし、金型の溝をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工するマイクロレンズアレイ金型加工方法を提供することを目的としている。
【００１３】請求項３記載の発明は、形成された溝を、その断面形状の底部に平面部が形成されたものとすることにより、金型の溝をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工するマイクロレンズアレイ金型加工方法を提供することを目的としている。
【００１４】請求項４記載の発明は、単結晶ダイヤモンド工具として、その先端が平坦な粗面に形成されている単結晶ダイヤモンド工具を用いることにより、金型の溝をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工するマイクロレンズアレイ金型加工方法を提供することを目的としている。
【００１５】請求項５記載の発明は、固定砥粒工具として、その側面テーパー角部が、単結晶ダイヤモンド工具の側面テーパー角部よりも大きな角度に形成されている固定砥粒工具を用いることにより、単結晶ダイヤモンド工具の切削時の抵抗を減少させて、工具の損傷を防ぎ、金型の溝を簡単で、より一層能率的に、かつ、高精度に加工するマイクロレンズアレイ金型加工方法を提供することを目的としている。
【００１６】請求項６記載の発明は、溝加工面を、無電解ニッケル面とすることにより、溝加工後に、単結晶ダイヤモンド工具によるレンズ面の鏡面切削加工を可能とし、研磨等を不要として、より一層能率的に、かつ、高精度に加工するマイクロレンズアレイ金型加工方法を提供することを目的としている。
【００１７】請求項７記載の発明は、粗加工工程及び仕上げ加工工程で、溝を直線上に形成することにより、溝をより一層簡単に形成し、より一層能率的に、かつ、高精度に加工するマイクロレンズアレイ金型加工方法を提供することを目的としている。
【００１８】請求項８記載の発明は、マイクロレンズアレイ金型を、請求項１から請求項８のいずれかのマイクロレンズアレイ金型加工方法で製作することにより、マイクロレンズアレイのゴースト防止隔壁に対応した溝を簡単で能率的に、かつ、高精度に加工されたマイクロレンズアレイ金型を提供することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明のマイクロレンズアレイ金型の加工方法は、加工物と工具との相対位置を制御して、前記工具で、複数のレンズが隔壁を隔てて配列されたマイクロレンズアレイを成形するマイクロレンズアレイ金型を加工するマイクロレンズアレイ金型加工方法において、前記工具として固定砥粒工具を用いて前記加工物に前記隔壁成形用の溝を粗加工する粗加工工程と、前記工具として回転軸に固定された単結晶ダイヤモンド工具を用いて前記粗加工で形成された前記加工物の溝に合わせて仕上げ加工を行う仕上げ加工工程と、を順次行うことことにより、上記目的を達成している。
【００２０】上記構成によれば、加工物と工具との相対位置を制御して、工具で、複数のレンズが隔壁を隔てて配列されたマイクロレンズアレイを成形するマイクロレンズアレイ金型を加工するに際して、工具として固定砥粒工具を用いて加工物に隔壁成形用の溝を粗加工する粗加工工程と、工具として回転軸に固定された単結晶ダイヤモンド工具を用いて粗加工で形成された加工物の溝に合わせて仕上げ加工を行う仕上げ加工工程と、を順次行うので、マイクロレンズアレイのゴースト防止隔壁に対応した金型の溝を簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００２１】この場合、例えば、請求項２に記載するように、前記固定砥粒工具と前記単結晶ダイヤモンド工具は、同じ回転軸上に設けられていてもよい。
【００２２】上記構成によれば、固定砥粒工具と単結晶ダイヤモンド工具を、同じ回転軸上に設けているので、粗加工の溝に仕上げ用のダイヤモンド刃先を容易に合わせて、粗加工から仕上げ加工までを連続して無人加工を行えるようにすることができ、金型の溝をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００２３】また、例えば、請求項３に記載するように、前記形成された溝は、その断面形状の底部に平面部が形成されていてもよい。
【００２４】上記構成によれば、形成された溝を、その断面形状の底部に平面部が形成されたものとしているので、金型の溝をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００２５】さらに、例えば、請求項４に記載するように、前記単結晶ダイヤモンド工具として、その先端が平坦な粗面に形成されている単結晶ダイヤモンド工具を用いてもよい。
【００２６】上記構成によれば、単結晶ダイヤモンド工具として、その先端が平坦な粗面に形成されている単結晶ダイヤモンド工具を用いているので、金型の溝をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００２７】また、例えば、請求項５に記載するように、前記固定砥粒工具として、その側面テーパー角部が、前記単結晶ダイヤモンド工具の側面テーパー角部よりも大きな角度に形成されている固定砥粒工具を用いてもよい。
【００２８】上記構成によれば、固定砥粒工具として、その側面テーパー角部が、単結晶ダイヤモンド工具の側面テーパー角部よりも大きな角度に形成されている固定砥粒工具を用いているので、単結晶ダイヤモンド工具の切削時の抵抗を減少させて、工具の損傷を防ぐことができ、金型の溝を簡単で、より一層能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００２９】さらに、例えば、請求項６に記載するように、前記溝加工面は、無電解ニッケル面であってもよい。
【００３０】上記構成によれば、溝加工面を、無電解ニッケル面としているので、溝加工後に、単結晶ダイヤモンド工具によるレンズ面の鏡面切削加工を可能とすることができ、研磨等を不要として、より一層能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００３１】また、例えば、請求項７に記載するように、前記粗加工工程及び前記仕上げ加工工程は、前記溝を直線上に形成してもよい。
【００３２】上記構成によれば、粗加工工程及び仕上げ加工工程で、溝を直線上に形成しているので、溝をより一層簡単に形成することができ、より一層能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００３３】請求項８記載の発明のマイクロレンズアレイ金型は、前記請求項１から請求項８のいずれかのマイクロレンズアレイ金型加工方法で製作されいることにより、上記目的を達成している。
【００３４】上記構成によれば、マイクロレンズアレイ金型を、請求項１から請求項８のいずれかのマイクロレンズアレイ金型加工方法で製作しているので、マイクロレンズアレイのゴースト防止隔壁に対応した溝を簡単で能率的に、かつ、高精度に加工されたマイクロレンズアレイ金型を提供することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００３６】図１〜図７は、本発明のマイクロレンズアレイ金型加工方法及びマイクロレンズアレイ金型の一実施の形態を示す図であり、図１は、本発明のマイクロレンズアレイ金型加工方法及びマイクロレンズアレイ金型の一実施の形態を適用した加工機１の部分拡大正面図である。
【００３７】図１において、加工機１は、図示しないＸテーブル、Ｙテーブル、Ｚテーブルを有し、Ｚ軸方向に平行に工具スピンドル２が取り付けられている。工具スピンドル２には、回転軸３が取り付けられており、回転軸３の先端部には、単結晶ダイヤモンド工具４と砥粒工具（固定砥粒工具）５が回転軸３の軸方向に所定間隔を空けて固定（すなわち、同じ回転軸上に固定）されている。この加工機１としては、例えば、位置決め精度が１μｍ以下のマシニングセンタが用いられ、また、工具スピンドル２の軸受けとしては、空気軸受けが望ましい。
【００３８】この加工機１に対して、加工対象であるマイクロレンズアレイ金型１０が、図１に示すような位置に固定される。
【００３９】そして、単結晶ダイヤモンド工具４及び砥粒工具５は、図２に示すように、ぞさぞれ、幅０．１ｍｍであり、工具テーパー角度が、単結晶ダイヤモンド工具４のテーパー角をα１、砥粒工具５のテーパー角をα２とすると、α１≦α２の関係にある。
【００４０】そして、工具テーパー角度は、大きくすると、加工されるマイクロレンズアレイ金型で成形されるマイクロレンズアレイに不要な光が入射し、ゴースト、フレアの発生原因となり、また、テーパー角度が小さいと、成型時に樹脂が溝から抜けなくなるため、１度〜５度程度が望ましい。例えば、単結晶ダイヤモンド工具４のテーパー角度α１が１度であれば、砥粒工具５のテーパー角度α２を２度とする。このようにすると、単結晶ダイヤモンド工具４で加工するときに、単結晶ダイヤモンド工具４の負荷が減り、単結晶ダイヤモンド工具４の破損がしにくくなる。
【００４１】また、単結晶ダイヤモンド工具４の刃先は、粗さ略１μｍ程度にする。すなわち、マイクロレンズアレイ金型１０の溝加工の際に、この程度の粗さの刃先の単結晶ダイヤモンド工具４により、溝１１（図４参照）の底部を粗面化することで、このマイクロレンズアレイ金型１０で成形したマイクロレンズアレイのレンズ間隔壁面を粗面化し、ゴースト、フレアを低減する。
【００４２】また、単結晶ダイヤモンド工具４のコーナーエッジ部は、単結晶であるので、鋭利にすることができるが、チッピングを防止するために、必要とするコーナーＲ以下での面取りを施すことが好ましい。なお、Ｒ５μｍ以下のコーナーＲを形成するためには、単結晶ダイヤモンド工具４のコーナーＲは５μｍ以下とすることが好ましい。
【００４３】砥粒工具５は、例えば、メタルボンド砥石、電着砥石、レジンボンド砥石等を用いることができ、砥粒工具５のエッジ部をシャープにすることはツルーイングでは可能であるが、マイクロレンズアレイ金型１０の溝１１を加工することで両端のコーナー部の摩耗が進み、図３に示すように、Ｒ形状となる。
【００４４】次に、本実施の形態の作用を説明する。本実施の形態においては、マイクロレンズアレイ金型１０の溝加工に際して、まず、単結晶ダイヤモンド工具４と砥粒工具５の工具間距離（オフセット）を測定する。これは、例えば、平面に浅く溝１１を入れ、その間の距離を測定することで測定することができる。また、単結晶ダイヤモンド工具４と砥粒工具５の回転半径差もこの溝１１の深さを測定することで把握でき、単結晶ダイヤモンド工具４と砥粒工具５の加工時の切り込み方向の設定についても、この差分をオフセットすることで設定することができる。
【００４５】次に、砥粒工具５をマイクロレンズアレイ金型１０の溝加工位置まで移動させ、単結晶ダイヤモンド工具４での加工代を残した切り込み量分Ｘ軸方向（図１R>１参照）に移動させる。この状態で、研削液をかけながら砥粒工具５を回転させてＹ軸方向（図１参照）に移動させて、図４に示すように、溝１１を形成する粗加工工程処理を行う。この場合、例えば、溝１１の深さを、０．１ｍｍとすると、溝１１の深さ０．１ｍｍに対して、５μｍ程度浅く加工する。上記砥粒工具５による溝１１の加工をマイクロレンズアレイ金型１０に形成する溝１の数だけ加工する。
【００４６】その後、マイクロレンズアレイ金型１０に付着した研削液や切り粉をエアーブローにて吹き飛ばし、単結晶ダイヤモンド工具４をマイクロレンズアレイ金型１０の最初の溝１１の加工位置まで移動させ、単結晶ダイヤモンド工具４を回転させながら溝１１をその加工深さ０．１ｍｍまで切り込み量を設定し、白灯油、あるいは植物油ミス等をかけながら、Ｙ軸方向に移動させることで、溝１１をそのコーナがシャープエッジな状態に加工する仕上げ加工工程処理を行う。
【００４７】このように、加工機１は、単結晶ダイヤモンド工具４と砥粒工具５が１つの回転軸３上に固定されていることから、連続加工を行うことができ、単結晶ダイヤモンド工具４での加工と砥粒工具５での加工の段取りを容易なものとすることができる。
【００４８】したがって、上述のようにして形成したマイクロレンズアレイ金型１０で、図５に示すような金駒２０を形成することができ、この金駒２０により、マイクロレンズ３０を成形することができるとともに、シャープな形状の隔壁３１を形成することができる。
【００４９】このようにして形成されたマイクロレンズアレイ３０は、例えば、図６に示すように、等倍結像素子（ルーフプリズムレンズアレイ）４０に適用され、発光源（ＬＥＤ）５０との組み合わされて、デジタルプリンタ等の書込ユニットに用いられる。
【００５０】そして、このようなデジタルプリンタ等の書込ユニットにおいては、ゴーストを防止するためには、図７に示すように、その等倍結像素子４０の隔壁４１がシャープであることが重要であり、図７の右端に示す隔壁４２（従来例）のように、エッジ部分に丸みがあると、不要な光が入射し、フレアやゴーストの原因となる。
【００５１】ところが、本実施の形態の加工機１で形成したマイクロレンズアレイ金型１０は、溝１０をシャープに形成することができるため、このマイクロレンズアレイ金型１０を用いて形成したマイクロレンズアレイ４０の隔壁４１は、図７に示すように、シャープなものとなり、フレアやゴーストを低減することができる。
【００５２】このように、本実施の形態においては、工具として砥粒工具５を用いて隔壁成形用の溝１１を粗加工する粗加工工程と、工具として回転軸３に固定された単結晶ダイヤモンド工具４を用いて粗加工で形成された溝１１に合わせて仕上げ加工を行う仕上げ加工工程と、を順次行っている。
【００５３】したがって、マイクロレンズアレイ３０のゴースト防止隔壁４１に対応したマイクロレンズアレイ金型１０の溝１１を簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００５４】また、本実施の形態においては、砥粒工具５と単結晶ダイヤモンド工具４を、同じ回転軸３上に設けているので、粗加工の溝１１に仕上げ用のダイヤモンド刃先を容易に合わせて、粗加工から仕上げ加工までを連続して無人加工を行えるようにすることができ、マイクロレンズアレイ金型１０の溝１１をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００５５】さらに、上記形成された溝１１を、その断面形状の底部に平面部が形成されたものとしているので、マイクロレンズアレイ金型１０の溝１１をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００５６】また、単結晶ダイヤモンド工具４として、その先端が平坦な粗面に形成されている単結晶ダイヤモンド工具を用いているので、マイクロレンズアレイ金型１０の溝１１をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００５７】さらに、砥粒工具５として、その側面テーパー角部が、単結晶ダイヤモンド工具４の側面テーパー角部よりも大きな角度に形成されている固定砥粒工具を用いているので、単結晶ダイヤモンド工具４の切削時の抵抗を減少させて、工具の損傷を防ぐことができ、マイクロレンズアレイ金型１０の溝１１を簡単で、より一層能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００５８】また、溝１１の加工面を、無電解ニッケル面とすると、溝１１の加工後に、単結晶ダイヤモンド工具４によるレンズ面の鏡面切削加工を可能とすることができ、研磨等を不要として、より一層能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００５９】さらに、粗加工工程及び仕上げ加工工程で、溝１１を直線上に形成しているので、溝１１をより一層簡単に形成することができ、より一層能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００６０】そして、このようにして製作されたマイクロレンズアレイ金型１０は、マイクロレンズアレイ３０のゴースト防止隔壁３１に対応した溝１１を簡単で能率的に、かつ、高精度に加工されたマイクロレンズアレイ金型１０を提供することができる。
【００６１】以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００６２】
【発明の効果】請求項１記載の発明のマイクロレンズアレイ金型加工方法によれば、加工物と工具との相対位置を制御して、工具で、複数のレンズが隔壁を隔てて配列されたマイクロレンズアレイを成形するマイクロレンズアレイ金型を加工するに際して、工具として固定砥粒工具を用いて加工物に隔壁成形用の溝を粗加工する粗加工工程と、工具として回転軸に固定された単結晶ダイヤモンド工具を用いて粗加工で形成された加工物の溝に合わせて仕上げ加工を行う仕上げ加工工程と、を順次行うので、マイクロレンズアレイのゴースト防止隔壁に対応した金型の溝を簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００６３】請求項２記載の発明のマイクロレンズアレイ金型加工方法によれば、固定砥粒工具と単結晶ダイヤモンド工具を、同じ回転軸上に設けているので、粗加工の溝に仕上げ用のダイヤモンド刃先を容易に合わせて、粗加工から仕上げ加工までを連続して無人加工を行えるようにすることができ、金型の溝をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００６４】請求項３記載の発明のマイクロレンズアレイ金型加工方法によれば、形成された溝を、その断面形状の底部に平面部が形成されたものとしているので、金型の溝をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００６５】請求項４記載の発明のマイクロレンズアレイ金型加工方法によれば、単結晶ダイヤモンド工具として、その先端が平坦な粗面に形成されている単結晶ダイヤモンド工具を用いているので、金型の溝をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００６６】請求項５記載の発明のマイクロレンズアレイ金型加工方法によれば、固定砥粒工具として、その側面テーパー角部が、単結晶ダイヤモンド工具の側面テーパー角部よりも大きな角度に形成されている固定砥粒工具を用いているので、単結晶ダイヤモンド工具の切削時の抵抗を減少させて、工具の損傷を防ぐことができ、金型の溝を簡単で、より一層能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００６７】請求項６記載の発明のマイクロレンズアレイ金型加工方法によれば、溝加工面を、無電解ニッケル面としているので、溝加工後に、単結晶ダイヤモンド工具によるレンズ面の鏡面切削加工を可能とすることができ、研磨等を不要として、より一層能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００６８】請求項７記載の発明のマイクロレンズアレイ金型加工方法によれば、粗加工工程及び仕上げ加工工程で、溝を直線上に形成しているので、溝をより一層簡単に形成することができ、より一層能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００６９】請求項８記載の発明のマイクロレンズアレイ金型によれば、マイクロレンズアレイ金型を、請求項１から請求項８のいずれかのマイクロレンズアレイ金型加工方法で製作しているので、マイクロレンズアレイのゴースト防止隔壁に対応した溝を簡単で能率的に、かつ、高精度に加工されたマイクロレンズアレイ金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロレンズアレイ金型加工方法及びマイクロレンズアレイ金型の一実施の形態を適用した加工機の部分拡大正面図。
【図２】図１の加工機の単結晶ダイヤモンド工具と砥粒工具及びこれらの刃先の拡大正面図。
【図３】図１の砥粒工具の刃先と加工対象のマイクロレンズアレイ金型の拡大正面図。
【図４】図１の単結晶ダイヤモンド工具の刃先と加工対象のマイクロレンズアレイ金型の拡大正面図。
【図５】図１の加工機で形成したマイクロレンズアレイ金型で成形した金駒と当該金駒を使用して成形したマイクロレンズアレイの斜視図。
【図６】図５のマイクロレンズアレイとＬＥＤアレイを組み合わせた書込ユニットの斜視図。
【図７】図６のマイクロレンズアレイの隔壁と従来の隔壁を組み合わせて描いたマイクロレンズアレイとＬＥＤ拡大正面図。
【符号の説明】
１ 加工機
２ 工具スピンドル
３ 回転軸
４ 単結晶ダイヤモンド工具
５ 砥粒工具
１０ マイクロレンズアレイ金型
１１ 溝
２０ 金駒
３０ マイクロレンズアレイ
４０ 等倍結像素子
４１ 隔壁
５０ ＬＥＤ
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロレンズアレイ金型加工方法及びマイクロレンズアレイ金型に関し、詳細には、複写装置や画像形成装置の光学系に用いられるマイクロレンズアレイ金型を高精度に加工するマイクロレンズアレイ金型加工方法及びマイクロレンズアレイ金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロレンズアレイにおいては、各レンズに入った光線が隣接するレンズに抜けて元の像から離れた位置に結像し、いわゆるゴーストを作るという問題がある。
【０００３】そこで、本出願人は、先に、等間隔に並置されそれぞれの光軸が平行な複数のレンズが一体に成形されたプラスチックからなるレンズ・アレイにおいて、上記レンズに入射した光線が、このレンズに隣るレンズへ入射するのを防止する光透過防止用空隙部を有し、上記光透過防止用空隙部が、相隣るレンズ間にレンズ成形と同時に形成され、上記光透過防止用空隙部を形成する壁面が粗面であるレンズ・アレイを提案している（特許第２７１８６８９号公報参照）。
【０００４】このレンズアレイにおいては、レンズアレイ形成用の金型を入れ子として、金型を１個１個段形状に加工し、成形時に組み合わせている。
【０００５】ところが、マイクロレンズアレイのように、１個のレンズの大きさが１ｍｍ程度であると、１個１個入れ子を加工し組み合わせることは、例えば、Ａ４サイズの長さ分の場合、２００個以上必要となり、加工が困難である。その結果、一体金型が必要となり、不必要な光を除去するために、壁面のコーナーのＲが数ミクロン程度以下の溝が必要となる。
【０００６】そして、従来、溝加工においては、放電加工やエンドミル加工が一般的に用いられており、また、溝深さがμｍオーダの溝加工においては、特開平９−２５４１６１号公報に示されているようなエッチング加工を用いる場合もある。
【０００７】レンズアレイの隔壁は、例えば、隔壁の幅／高さが０．１ｍｍ程度で、ピッチ精度が５μｍ程度、かつ、断面形状のエッジが丸まっていないことが必要であるが、上述のエンドミル加工では、エンドミル自体が０．５ｍｍ程度までしか製作できずに、０．１ｍｍ幅の溝を形成することができない。また、放電加工では、電極のコーナー部が摩耗しやすく、丸まり、溝コーナーにＲがつくという問題がある。
【０００８】一方、シリコンやセラミックなどの硬脆性材料にはダイシングが用いられるが、ニッケル等のねばい材料の加工には目詰まりを生じやすいため、シャープなエッジを得るための細かい砥粒のブレードを用いることが難しいく、ブレードのエッジ部が摩耗しやすいことから、溝のコーナーにＲがつきやすいという問題がある。
【０００９】また、ニッケルなどの加工には、ダイヤモンド工具による溝加工例（特開平１１−０１０４２８号公報参照）が提案されているが、切り込み量が大きいと、チッピングを生じやすいため、一度の切り込み量が１０μｍ以下程度であり、１００μｍの深さをレンズアレイのアレイ方向に多数溝を形成するには、時間がかかり、切削距離が長くなることから摩耗が促進される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような従来の技術にあっては、上述のように、レンズアレイの隔壁が、図７の右端に示す隔壁のように、先端部が丸みを帯びたものとなり、完全なゴースト防止対策を得ることができず、改良の必要があった。
【００１１】そこで、請求項１記載の発明は、加工物と工具との相対位置を制御して、工具で、複数のレンズが隔壁を隔てて配列されたマイクロレンズアレイを成形するマイクロレンズアレイ金型を加工するに際して、工具として固定砥粒工具を用いて加工物に隔壁成形用の溝を粗加工する粗加工工程と、工具として回転軸に固定された単結晶ダイヤモンド工具を用いて粗加工で形成された加工物の溝に合わせて仕上げ加工を行う仕上げ加工工程と、を順次行うことにより、マイクロレンズアレイのゴースト防止隔壁に対応した金型の溝を簡単で能率的に、かつ、高精度に加工するマイクロレンズアレイ金型加工方法を提供することを目的としている。
【００１２】請求項２記載の発明は、固定砥粒工具と単結晶ダイヤモンド工具を、同じ回転軸上に設けることにより、粗加工の溝に仕上げ用のダイヤモンド刃先を容易に合わせて、粗加工から仕上げ加工までを連続して無人加工を行えるようにし、金型の溝をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工するマイクロレンズアレイ金型加工方法を提供することを目的としている。
【００１３】請求項３記載の発明は、形成された溝を、その断面形状の底部に平面部が形成されたものとすることにより、金型の溝をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工するマイクロレンズアレイ金型加工方法を提供することを目的としている。
【００１４】請求項４記載の発明は、単結晶ダイヤモンド工具として、その先端が平坦な粗面に形成されている単結晶ダイヤモンド工具を用いることにより、金型の溝をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工するマイクロレンズアレイ金型加工方法を提供することを目的としている。
【００１５】請求項５記載の発明は、固定砥粒工具として、その側面テーパー角部が、単結晶ダイヤモンド工具の側面テーパー角部よりも大きな角度に形成されている固定砥粒工具を用いることにより、単結晶ダイヤモンド工具の切削時の抵抗を減少させて、工具の損傷を防ぎ、金型の溝を簡単で、より一層能率的に、かつ、高精度に加工するマイクロレンズアレイ金型加工方法を提供することを目的としている。
【００１６】請求項６記載の発明は、溝加工面を、無電解ニッケル面とすることにより、溝加工後に、単結晶ダイヤモンド工具によるレンズ面の鏡面切削加工を可能とし、研磨等を不要として、より一層能率的に、かつ、高精度に加工するマイクロレンズアレイ金型加工方法を提供することを目的としている。
【００１７】請求項７記載の発明は、粗加工工程及び仕上げ加工工程で、溝を直線上に形成することにより、溝をより一層簡単に形成し、より一層能率的に、かつ、高精度に加工するマイクロレンズアレイ金型加工方法を提供することを目的としている。
【００１８】請求項８記載の発明は、マイクロレンズアレイ金型を、請求項１から請求項８のいずれかのマイクロレンズアレイ金型加工方法で製作することにより、マイクロレンズアレイのゴースト防止隔壁に対応した溝を簡単で能率的に、かつ、高精度に加工されたマイクロレンズアレイ金型を提供することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明のマイクロレンズアレイ金型の加工方法は、加工物と工具との相対位置を制御して、前記工具で、複数のレンズが隔壁を隔てて配列されたマイクロレンズアレイを成形するマイクロレンズアレイ金型を加工するマイクロレンズアレイ金型加工方法において、前記工具として固定砥粒工具を用いて前記加工物に前記隔壁成形用の溝を粗加工する粗加工工程と、前記工具として回転軸に固定された単結晶ダイヤモンド工具を用いて前記粗加工で形成された前記加工物の溝に合わせて仕上げ加工を行う仕上げ加工工程と、を順次行うことことにより、上記目的を達成している。
【００２０】上記構成によれば、加工物と工具との相対位置を制御して、工具で、複数のレンズが隔壁を隔てて配列されたマイクロレンズアレイを成形するマイクロレンズアレイ金型を加工するに際して、工具として固定砥粒工具を用いて加工物に隔壁成形用の溝を粗加工する粗加工工程と、工具として回転軸に固定された単結晶ダイヤモンド工具を用いて粗加工で形成された加工物の溝に合わせて仕上げ加工を行う仕上げ加工工程と、を順次行うので、マイクロレンズアレイのゴースト防止隔壁に対応した金型の溝を簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００２１】この場合、例えば、請求項２に記載するように、前記固定砥粒工具と前記単結晶ダイヤモンド工具は、同じ回転軸上に設けられていてもよい。
【００２２】上記構成によれば、固定砥粒工具と単結晶ダイヤモンド工具を、同じ回転軸上に設けているので、粗加工の溝に仕上げ用のダイヤモンド刃先を容易に合わせて、粗加工から仕上げ加工までを連続して無人加工を行えるようにすることができ、金型の溝をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００２３】また、例えば、請求項３に記載するように、前記形成された溝は、その断面形状の底部に平面部が形成されていてもよい。
【００２４】上記構成によれば、形成された溝を、その断面形状の底部に平面部が形成されたものとしているので、金型の溝をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００２５】さらに、例えば、請求項４に記載するように、前記単結晶ダイヤモンド工具として、その先端が平坦な粗面に形成されている単結晶ダイヤモンド工具を用いてもよい。
【００２６】上記構成によれば、単結晶ダイヤモンド工具として、その先端が平坦な粗面に形成されている単結晶ダイヤモンド工具を用いているので、金型の溝をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００２７】また、例えば、請求項５に記載するように、前記固定砥粒工具として、その側面テーパー角部が、前記単結晶ダイヤモンド工具の側面テーパー角部よりも大きな角度に形成されている固定砥粒工具を用いてもよい。
【００２８】上記構成によれば、固定砥粒工具として、その側面テーパー角部が、単結晶ダイヤモンド工具の側面テーパー角部よりも大きな角度に形成されている固定砥粒工具を用いているので、単結晶ダイヤモンド工具の切削時の抵抗を減少させて、工具の損傷を防ぐことができ、金型の溝を簡単で、より一層能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００２９】さらに、例えば、請求項６に記載するように、前記溝加工面は、無電解ニッケル面であってもよい。
【００３０】上記構成によれば、溝加工面を、無電解ニッケル面としているので、溝加工後に、単結晶ダイヤモンド工具によるレンズ面の鏡面切削加工を可能とすることができ、研磨等を不要として、より一層能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００３１】また、例えば、請求項７に記載するように、前記粗加工工程及び前記仕上げ加工工程は、前記溝を直線上に形成してもよい。
【００３２】上記構成によれば、粗加工工程及び仕上げ加工工程で、溝を直線上に形成しているので、溝をより一層簡単に形成することができ、より一層能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００３３】請求項８記載の発明のマイクロレンズアレイ金型は、前記請求項１から請求項８のいずれかのマイクロレンズアレイ金型加工方法で製作されいることにより、上記目的を達成している。
【００３４】上記構成によれば、マイクロレンズアレイ金型を、請求項１から請求項８のいずれかのマイクロレンズアレイ金型加工方法で製作しているので、マイクロレンズアレイのゴースト防止隔壁に対応した溝を簡単で能率的に、かつ、高精度に加工されたマイクロレンズアレイ金型を提供することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００３６】図１〜図７は、本発明のマイクロレンズアレイ金型加工方法及びマイクロレンズアレイ金型の一実施の形態を示す図であり、図１は、本発明のマイクロレンズアレイ金型加工方法及びマイクロレンズアレイ金型の一実施の形態を適用した加工機１の部分拡大正面図である。
【００３７】図１において、加工機１は、図示しないＸテーブル、Ｙテーブル、Ｚテーブルを有し、Ｚ軸方向に平行に工具スピンドル２が取り付けられている。工具スピンドル２には、回転軸３が取り付けられており、回転軸３の先端部には、単結晶ダイヤモンド工具４と砥粒工具（固定砥粒工具）５が回転軸３の軸方向に所定間隔を空けて固定（すなわち、同じ回転軸上に固定）されている。この加工機１としては、例えば、位置決め精度が１μｍ以下のマシニングセンタが用いられ、また、工具スピンドル２の軸受けとしては、空気軸受けが望ましい。
【００３８】この加工機１に対して、加工対象であるマイクロレンズアレイ金型１０が、図１に示すような位置に固定される。
【００３９】そして、単結晶ダイヤモンド工具４及び砥粒工具５は、図２に示すように、ぞさぞれ、幅０．１ｍｍであり、工具テーパー角度が、単結晶ダイヤモンド工具４のテーパー角をα１、砥粒工具５のテーパー角をα２とすると、α１≦α２の関係にある。
【００４０】そして、工具テーパー角度は、大きくすると、加工されるマイクロレンズアレイ金型で成形されるマイクロレンズアレイに不要な光が入射し、ゴースト、フレアの発生原因となり、また、テーパー角度が小さいと、成型時に樹脂が溝から抜けなくなるため、１度〜５度程度が望ましい。例えば、単結晶ダイヤモンド工具４のテーパー角度α１が１度であれば、砥粒工具５のテーパー角度α２を２度とする。このようにすると、単結晶ダイヤモンド工具４で加工するときに、単結晶ダイヤモンド工具４の負荷が減り、単結晶ダイヤモンド工具４の破損がしにくくなる。
【００４１】また、単結晶ダイヤモンド工具４の刃先は、粗さ略１μｍ程度にする。すなわち、マイクロレンズアレイ金型１０の溝加工の際に、この程度の粗さの刃先の単結晶ダイヤモンド工具４により、溝１１（図４参照）の底部を粗面化することで、このマイクロレンズアレイ金型１０で成形したマイクロレンズアレイのレンズ間隔壁面を粗面化し、ゴースト、フレアを低減する。
【００４２】また、単結晶ダイヤモンド工具４のコーナーエッジ部は、単結晶であるので、鋭利にすることができるが、チッピングを防止するために、必要とするコーナーＲ以下での面取りを施すことが好ましい。なお、Ｒ５μｍ以下のコーナーＲを形成するためには、単結晶ダイヤモンド工具４のコーナーＲは５μｍ以下とすることが好ましい。
【００４３】砥粒工具５は、例えば、メタルボンド砥石、電着砥石、レジンボンド砥石等を用いることができ、砥粒工具５のエッジ部をシャープにすることはツルーイングでは可能であるが、マイクロレンズアレイ金型１０の溝１１を加工することで両端のコーナー部の摩耗が進み、図３に示すように、Ｒ形状となる。
【００４４】次に、本実施の形態の作用を説明する。本実施の形態においては、マイクロレンズアレイ金型１０の溝加工に際して、まず、単結晶ダイヤモンド工具４と砥粒工具５の工具間距離（オフセット）を測定する。これは、例えば、平面に浅く溝１１を入れ、その間の距離を測定することで測定することができる。また、単結晶ダイヤモンド工具４と砥粒工具５の回転半径差もこの溝１１の深さを測定することで把握でき、単結晶ダイヤモンド工具４と砥粒工具５の加工時の切り込み方向の設定についても、この差分をオフセットすることで設定することができる。
【００４５】次に、砥粒工具５をマイクロレンズアレイ金型１０の溝加工位置まで移動させ、単結晶ダイヤモンド工具４での加工代を残した切り込み量分Ｘ軸方向（図１R>１参照）に移動させる。この状態で、研削液をかけながら砥粒工具５を回転させてＹ軸方向（図１参照）に移動させて、図４に示すように、溝１１を形成する粗加工工程処理を行う。この場合、例えば、溝１１の深さを、０．１ｍｍとすると、溝１１の深さ０．１ｍｍに対して、５μｍ程度浅く加工する。上記砥粒工具５による溝１１の加工をマイクロレンズアレイ金型１０に形成する溝１の数だけ加工する。
【００４６】その後、マイクロレンズアレイ金型１０に付着した研削液や切り粉をエアーブローにて吹き飛ばし、単結晶ダイヤモンド工具４をマイクロレンズアレイ金型１０の最初の溝１１の加工位置まで移動させ、単結晶ダイヤモンド工具４を回転させながら溝１１をその加工深さ０．１ｍｍまで切り込み量を設定し、白灯油、あるいは植物油ミス等をかけながら、Ｙ軸方向に移動させることで、溝１１をそのコーナがシャープエッジな状態に加工する仕上げ加工工程処理を行う。
【００４７】このように、加工機１は、単結晶ダイヤモンド工具４と砥粒工具５が１つの回転軸３上に固定されていることから、連続加工を行うことができ、単結晶ダイヤモンド工具４での加工と砥粒工具５での加工の段取りを容易なものとすることができる。
【００４８】したがって、上述のようにして形成したマイクロレンズアレイ金型１０で、図５に示すような金駒２０を形成することができ、この金駒２０により、マイクロレンズ３０を成形することができるとともに、シャープな形状の隔壁３１を形成することができる。
【００４９】このようにして形成されたマイクロレンズアレイ３０は、例えば、図６に示すように、等倍結像素子（ルーフプリズムレンズアレイ）４０に適用され、発光源（ＬＥＤ）５０との組み合わされて、デジタルプリンタ等の書込ユニットに用いられる。
【００５０】そして、このようなデジタルプリンタ等の書込ユニットにおいては、ゴーストを防止するためには、図７に示すように、その等倍結像素子４０の隔壁４１がシャープであることが重要であり、図７の右端に示す隔壁４２（従来例）のように、エッジ部分に丸みがあると、不要な光が入射し、フレアやゴーストの原因となる。
【００５１】ところが、本実施の形態の加工機１で形成したマイクロレンズアレイ金型１０は、溝１０をシャープに形成することができるため、このマイクロレンズアレイ金型１０を用いて形成したマイクロレンズアレイ４０の隔壁４１は、図７に示すように、シャープなものとなり、フレアやゴーストを低減することができる。
【００５２】このように、本実施の形態においては、工具として砥粒工具５を用いて隔壁成形用の溝１１を粗加工する粗加工工程と、工具として回転軸３に固定された単結晶ダイヤモンド工具４を用いて粗加工で形成された溝１１に合わせて仕上げ加工を行う仕上げ加工工程と、を順次行っている。
【００５３】したがって、マイクロレンズアレイ３０のゴースト防止隔壁４１に対応したマイクロレンズアレイ金型１０の溝１１を簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００５４】また、本実施の形態においては、砥粒工具５と単結晶ダイヤモンド工具４を、同じ回転軸３上に設けているので、粗加工の溝１１に仕上げ用のダイヤモンド刃先を容易に合わせて、粗加工から仕上げ加工までを連続して無人加工を行えるようにすることができ、マイクロレンズアレイ金型１０の溝１１をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００５５】さらに、上記形成された溝１１を、その断面形状の底部に平面部が形成されたものとしているので、マイクロレンズアレイ金型１０の溝１１をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００５６】また、単結晶ダイヤモンド工具４として、その先端が平坦な粗面に形成されている単結晶ダイヤモンド工具を用いているので、マイクロレンズアレイ金型１０の溝１１をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００５７】さらに、砥粒工具５として、その側面テーパー角部が、単結晶ダイヤモンド工具４の側面テーパー角部よりも大きな角度に形成されている固定砥粒工具を用いているので、単結晶ダイヤモンド工具４の切削時の抵抗を減少させて、工具の損傷を防ぐことができ、マイクロレンズアレイ金型１０の溝１１を簡単で、より一層能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００５８】また、溝１１の加工面を、無電解ニッケル面とすると、溝１１の加工後に、単結晶ダイヤモンド工具４によるレンズ面の鏡面切削加工を可能とすることができ、研磨等を不要として、より一層能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００５９】さらに、粗加工工程及び仕上げ加工工程で、溝１１を直線上に形成しているので、溝１１をより一層簡単に形成することができ、より一層能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００６０】そして、このようにして製作されたマイクロレンズアレイ金型１０は、マイクロレンズアレイ３０のゴースト防止隔壁３１に対応した溝１１を簡単で能率的に、かつ、高精度に加工されたマイクロレンズアレイ金型１０を提供することができる。
【００６１】以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００６２】
【発明の効果】請求項１記載の発明のマイクロレンズアレイ金型加工方法によれば、加工物と工具との相対位置を制御して、工具で、複数のレンズが隔壁を隔てて配列されたマイクロレンズアレイを成形するマイクロレンズアレイ金型を加工するに際して、工具として固定砥粒工具を用いて加工物に隔壁成形用の溝を粗加工する粗加工工程と、工具として回転軸に固定された単結晶ダイヤモンド工具を用いて粗加工で形成された加工物の溝に合わせて仕上げ加工を行う仕上げ加工工程と、を順次行うので、マイクロレンズアレイのゴースト防止隔壁に対応した金型の溝を簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００６３】請求項２記載の発明のマイクロレンズアレイ金型加工方法によれば、固定砥粒工具と単結晶ダイヤモンド工具を、同じ回転軸上に設けているので、粗加工の溝に仕上げ用のダイヤモンド刃先を容易に合わせて、粗加工から仕上げ加工までを連続して無人加工を行えるようにすることができ、金型の溝をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００６４】請求項３記載の発明のマイクロレンズアレイ金型加工方法によれば、形成された溝を、その断面形状の底部に平面部が形成されたものとしているので、金型の溝をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００６５】請求項４記載の発明のマイクロレンズアレイ金型加工方法によれば、単結晶ダイヤモンド工具として、その先端が平坦な粗面に形成されている単結晶ダイヤモンド工具を用いているので、金型の溝をより一層簡単で能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００６６】請求項５記載の発明のマイクロレンズアレイ金型加工方法によれば、固定砥粒工具として、その側面テーパー角部が、単結晶ダイヤモンド工具の側面テーパー角部よりも大きな角度に形成されている固定砥粒工具を用いているので、単結晶ダイヤモンド工具の切削時の抵抗を減少させて、工具の損傷を防ぐことができ、金型の溝を簡単で、より一層能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００６７】請求項６記載の発明のマイクロレンズアレイ金型加工方法によれば、溝加工面を、無電解ニッケル面としているので、溝加工後に、単結晶ダイヤモンド工具によるレンズ面の鏡面切削加工を可能とすることができ、研磨等を不要として、より一層能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００６８】請求項７記載の発明のマイクロレンズアレイ金型加工方法によれば、粗加工工程及び仕上げ加工工程で、溝を直線上に形成しているので、溝をより一層簡単に形成することができ、より一層能率的に、かつ、高精度に加工することができる。
【００６９】請求項８記載の発明のマイクロレンズアレイ金型によれば、マイクロレンズアレイ金型を、請求項１から請求項８のいずれかのマイクロレンズアレイ金型加工方法で製作しているので、マイクロレンズアレイのゴースト防止隔壁に対応した溝を簡単で能率的に、かつ、高精度に加工されたマイクロレンズアレイ金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロレンズアレイ金型加工方法及びマイクロレンズアレイ金型の一実施の形態を適用した加工機の部分拡大正面図。
【図２】図１の加工機の単結晶ダイヤモンド工具と砥粒工具及びこれらの刃先の拡大正面図。
【図３】図１の砥粒工具の刃先と加工対象のマイクロレンズアレイ金型の拡大正面図。
【図４】図１の単結晶ダイヤモンド工具の刃先と加工対象のマイクロレンズアレイ金型の拡大正面図。
【図５】図１の加工機で形成したマイクロレンズアレイ金型で成形した金駒と当該金駒を使用して成形したマイクロレンズアレイの斜視図。
【図６】図５のマイクロレンズアレイとＬＥＤアレイを組み合わせた書込ユニットの斜視図。
【図７】図６のマイクロレンズアレイの隔壁と従来の隔壁を組み合わせて描いたマイクロレンズアレイとＬＥＤ拡大正面図。
【符号の説明】
１ 加工機
２ 工具スピンドル
３ 回転軸
４ 単結晶ダイヤモンド工具
５ 砥粒工具
１０ マイクロレンズアレイ金型
１１ 溝
２０ 金駒
３０ マイクロレンズアレイ
４０ 等倍結像素子
４１ 隔壁
５０ ＬＥＤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】加工物と工具との相対位置を制御して、前記工具で、複数のレンズが隔壁を隔てて配列されたマイクロレンズアレイを成形するマイクロレンズアレイ金型を加工するマイクロレンズアレイ金型加工方法において、前記工具として固定砥粒工具を用いて前記加工物に前記隔壁成形用の溝を粗加工する粗加工工程と、前記工具として回転軸に固定された単結晶ダイヤモンド工具を用いて前記粗加工で形成された前記加工物の溝に合わせて仕上げ加工を行う仕上げ加工工程と、を順次行うことを特徴とするマイクロレンズアレイ金型加工方法。
【請求項２】前記固定砥粒工具と前記単結晶ダイヤモンド工具は、同じ回転軸上に設けられていることを特徴とする請求項１記載のマイクロレンズアレイ金型加工方法。
【請求項３】前記形成された溝は、その断面形状の底部に平面部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のマイクロレンズアレイ金型加工方法。
【請求項４】前記単結晶ダイヤモンド工具として、その先端が平坦な粗面に形成されている単結晶ダイヤモンド工具を用いることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のマイクロレンズアレイ金型加工方法。
【請求項５】前記固定砥粒工具として、その側面テーパー角部が、前記単結晶ダイヤモンド工具の側面テーパー角部よりも大きな角度に形成されている固定砥粒工具を用いることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のマイクロレンズアレイ金型加工方法。
【請求項６】前記溝加工面は、無電解ニッケル面であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のマイクロレンズアレイ金型加工方法。
【請求項７】前記粗加工工程及び前記仕上げ加工工程は、前記溝を直線上に形成することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のマイクロレンズアレイ金型加工方法。
【請求項８】前記請求項１から請求項８のいずれかのマイクロレンズアレイ金型加工方法で製作されたことを特徴とするマイクロレンズアレイ金型。
【請求項１】加工物と工具との相対位置を制御して、前記工具で、複数のレンズが隔壁を隔てて配列されたマイクロレンズアレイを成形するマイクロレンズアレイ金型を加工するマイクロレンズアレイ金型加工方法において、前記工具として固定砥粒工具を用いて前記加工物に前記隔壁成形用の溝を粗加工する粗加工工程と、前記工具として回転軸に固定された単結晶ダイヤモンド工具を用いて前記粗加工で形成された前記加工物の溝に合わせて仕上げ加工を行う仕上げ加工工程と、を順次行うことを特徴とするマイクロレンズアレイ金型加工方法。
【請求項２】前記固定砥粒工具と前記単結晶ダイヤモンド工具は、同じ回転軸上に設けられていることを特徴とする請求項１記載のマイクロレンズアレイ金型加工方法。
【請求項３】前記形成された溝は、その断面形状の底部に平面部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のマイクロレンズアレイ金型加工方法。
【請求項４】前記単結晶ダイヤモンド工具として、その先端が平坦な粗面に形成されている単結晶ダイヤモンド工具を用いることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のマイクロレンズアレイ金型加工方法。
【請求項５】前記固定砥粒工具として、その側面テーパー角部が、前記単結晶ダイヤモンド工具の側面テーパー角部よりも大きな角度に形成されている固定砥粒工具を用いることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のマイクロレンズアレイ金型加工方法。
【請求項６】前記溝加工面は、無電解ニッケル面であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のマイクロレンズアレイ金型加工方法。
【請求項７】前記粗加工工程及び前記仕上げ加工工程は、前記溝を直線上に形成することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のマイクロレンズアレイ金型加工方法。
【請求項８】前記請求項１から請求項８のいずれかのマイクロレンズアレイ金型加工方法で製作されたことを特徴とするマイクロレンズアレイ金型。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００２−９６３００（Ｐ２００２−９６３００Ａ）
【公開日】平成１４年４月２日（２００２．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０００−２８３３１６（Ｐ２０００−２８３３１６）
【出願日】平成１２年９月１９日（２０００．９．１９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１４年４月２日（２００２．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１２年９月１９日（２０００．９．１９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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