(57)【要約】    【課題】  フレアーやゴーストの元となるレンズ面でのフレネル（表面）反射を低減させることができる光学素子及びそれを有する光学系及び光走査装置を得ること。    【解決手段】  光学面上に入射する光束に対して反射防止機能を有する微細構造体を２次元的に設けた光学素子であって、該微細構造体は、該光学面の頂点の接線を含む面内で互いに直交する方向に第１方向と第２方向をとったとき、少なくとも一方向において、該微細構造体間の距離が一定でなく、かつ任意の微細構造体は、隣接する最も近い微細構造体までの距離が入射光束の平均波長の１／２よりも短い状態で配置されており、各条件式を満足させること。【選択図】    図１
2006201371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学面上に入射する光束に対して反射防止機能を有する微細構造体を２次元的に設けた光学素子であって、
該微細構造体は、該光学面の頂点の接線を含む面内で互いに直交する方向に第１方向と第２方向をとったとき、少なくとも一方向において、該微細構造体間の距離が一定でなく、かつ任意の微細構造体は、隣接する最も近い微細構造体までの距離が入射光束の平均波長の１／２よりも短い状態で配置されており、
該任意の微細構造体から距離の短い順に選択したｎ個の微細構造体までの距離をＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）、
入射光束の最小波長をλ、
該光学面の入射側の媒質の屈折率をＮｉ、
該光学面の出射側の媒質の屈折率をＮｓ、
該光学面へ入射する光束の入射角度をθｉ、
該距離Ｌｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対する標準偏差をＬσ
とし、
【数１】
2006201371.tif 000013
とおいたとき、
Ｌａｖｅ＜λ／（Ｎｓ＋Ｎｉ・sinθｉ）
Ｌσ≦８０（ｎｍ）
なる条件を満足することを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記微細構造体の形状は凸形状又は凹形状であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
光学面上に入射する光束に対して反射防止機能を有する微細構造体を２次元的に設けた光学素子であって、
該微細構造体は、該光学面の頂点の接線を含む面内で互いに直交する方向に第１方向と第２方向をとったとき、少なくとも一方向において、該微細構造体間の距離が一定でなく、かつ任意の微細構造体は、隣接する最も近い微細構造体までの距離が入射光束の平均波長の１／２よりも短い状態で配置されており、
該任意の微細構造体から距離の短い順に選択したｎ個の微細構造体までの距離をＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）、
該光学面の面頂点の接線を含む面に平行な任意の切断面での該任意の微細構造体の断面積をＳ0、
該ｎ個の微細構造体の断面積をＳｉ（ｉ＝１〜ｎ）、
該距離Ｌｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対する標準偏差をＬσ
とし、
【数２】
2006201371.tif 000014
【数３】
2006201371.tif 000015
とおいたとき、
０．１６≦Ｓａｖｅ／（Ｋ×（Ｌａｖｅ）２)≦０．８１
Ｌσ≦８０（ｎｍ）
ただし、Ｋは常数で
０．８７≦Ｋ≦１．０
なる条件を満足することを特徴とする光学素子。
【請求項４】
前記微細構造体の形状は凸形状又は凹形状であり、前記任意の切断面は該凸形状又は凹形状の頂面と底面との中間位置での切断面であることを特徴とする請求項３に記載の光学素子。
【請求項５】
前記ｎは４〜６のうちの１つであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光学素子。
【請求項６】
前記任意の微細構造体は、前記光学面の面頂点における法線を含み前記第１方向で切った切断面の断面形状と、該光学面の面頂点における法線を含み前記第２方向で切った切断面の断面形状が、一致又は略一致することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光学素子。
【請求項７】
前記微細構造体は、前記光学面の面頂点の接線を含む面に平行な切断面での各微細構造体の断面積が、一致しないものを含むことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の光学素子。
【請求項８】
前記光学素子の光学面に入射する光束は所定の偏光を有しており、偏光の偏波方向は前記第１方向もしくは第２の方向と一致又は略一致することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の光学素子。
【請求項９】
偏向手段と、光源手段から出射した光束を該偏向手段に導光する入射光学系と、該偏向手段からの光束を被走査面上に導光する結像光学系と、を有する光走査装置において、
該入射光学系又は／及び結像光学系は請求項１乃至８の何れか１項に記載の光学素子を有していることを特徴とする光走査装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査された光ビームによって前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の光走査装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
各々が請求項９に記載の光走査装置の被走査面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを有することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項１３】
外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々の光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴とする請求項１２に記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射防止作用を有する光学素子及びそれを用いた光走査装置に関する。この他本発明は光源手段から射出した光束を光偏向器（偏向手段）で偏向させ、ｆθ特性を有し、かつ微細構造格子を設けた光学素子を含む結像光学系を介して被走査面上を光走査して画像情報を記録するようにした、例えば電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタやデジタル複写機、そしてマルチファンクションプリンタ（多機能プリンタ）等の画像形成装置の光学系に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザービームプリンター（ＬＢＰ）等の光走査装置においては画像信号に応じて光変調された光源手段から出射された光束を、例えばポリゴンミラーから成る光偏向器により周期的に偏向させ、ｆθ特性を有する結像光学系によって感光性の記録媒体面上にスポット状に集束させ光走査して画像記録を行っている。
【０００３】
図１６は従来の光走査装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
【０００４】
同図において９１は光源手段であり、例えば半導体レーザー等より成っている。９２はコリメーターレンズであり、光源手段９１から射出された発散光束を略平行光束に変換している。９３は開口絞りであり、通過光束を制限してビーム形状を整形している。９４はシリンドリカルレンズであり、副走査方向にのみ所定のパワーを有しており、開口絞り９３を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向器９５の偏向面（反射面）９５ａにほぼ線像として結像させている。
【０００５】
９５は偏向手段としての光偏向器であり、例えば４面構成のポリゴンミラー（回転多面鏡）より成っており、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
【０００６】
９６は集光機能とｆθ特性とを有する結像光学系であり、第１、第２の２枚の結像レンズ９６ａ，９６ｂより成り、光偏向器９５によって反射偏向された画像情報に基づく光束を被走査面としての感光ドラム面９７上に結像させ、かつ副走査断面内において光偏向器９５の偏向面９５ａと感光ドラム面９７との間を共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。
【０００７】
同図において半導体レーザー９１から出射した発散光束はコリメーターレンズ９２により略平行光束に変換され、開口絞り９３によって通過光束を制限してビーム形状を整形し、シリンドリカルレンズ９４に入射している。シリンドリカルレンズ９４に入射した略平行光束のうち主走査断面においてはそのままの状態で射出する。また副走査断面内においては収束して光偏向器９５の偏向面９５ａにほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像している。そして光偏向器９５の偏向面９５ａで反射偏向された光束は第１、第２の結像レンズ９６ａ，９６ｂを介して感光ドラム面９７上にスポット状に結像され、該光偏向器９５を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面９７上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面９７上に画像記録を行なっている。
【０００８】
近年、光走査装置の結像光学系は、非球面形状を構成しやすく製造しやすいプラスチックで生産されることが一般的になってきている。ところがプラスチックレンズは技術的、コスト的な理由からレンズ面に反射防止コートを施すことが困難であり、各レンズ面でのフレネル反射が発生してしまう。
【０００９】
図１７は、例えば屈折率n=1.524の樹脂光学部材に光束を入射させたときのＰ偏光及びＳ偏光の反射率の角度依存性を示した説明図である。
【００１０】
同図に示すようにＰ偏光及びＳ偏光は共に入射角度が0度のとき反射率が略４．４％である。特にＳ偏光の各光学面（レンズ面）における表面反射は入射角が増大するほど大きなものとなる。したがって、反射防止コートを省略したレンズ面で生じる表面反射光が、他の光学面で反射して最終的に被走査面に到達してゴーストとなる。
【００１１】
特に図１６に示すように第１、第２の結像レンズ９６ａ，９６ｂのうち、比較的光偏向器９５に近いレンズ面９６ａ１が凹面形状で入射光束が垂直に近いと、このレンズ面９６ａ１でのフレネル反射光が光偏向器９５に戻り、該光偏向器９５の偏向面(反射面)９５ａで反射して結像光学系９６を通過後、被走査面９７に到達してゴースト光となってしまう。ゴースト光があると画像形成装置から出力される画像で部分的な濃度差が生じるなど画像劣化が発生してしまう。
【００１２】
そこで本出願人は上記の課題を解決するために結像光学系の少なくとも１面の光学面上に０次格子と呼ばれる微細構造格子を設け、微細構造格子面の格子の形状を適時設定することで反射防止効果が得られる光学素子を提案している（特許文献１参照）。
【００１３】
一方、反射防止構造として入射面に形成された凹凸形状のピッチを、ランダムにかつ臨界波長以上の光の入射側及び出射側における０次以外の回折光が実質的にゼロになるように設定することで、容易に製造する方法が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１８５９５５号公報
【特許文献２】特開２００３−１１４３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献２では凹凸形状のピッチについては、１次元方向に並ぶ格子頂点の距離を開示しており、２次元に配列された格子の配列については十分な開示がない。またランダムに配列させるとしているもののそのバラツキの範囲について十分な開示が示されていない。さらに構造性複屈折の問題については全く開示がない。特許文献２はこの構造性複屈折がそのまま生じることを開示しているだけである。
【００１５】
一般に格子のピッチが微細になり、概ね波長と同等以下の格子ピッチで、配列方向に異方性が生じた周期性微細構造格子になると構造性複屈折性を示すことがある。例えば微細な溝を並べられたが波状格子のように溝に沿った第１の方向と、これと直交する第２の方向で格子形状が大幅に異なる場合が相当する。
【００１６】
光学の原理III  東海大学出版会  P1030によれば、光学的に等方な物質が、分子より十分に大きくかつ光の波長より小さな粒子として規則的に配列した場合、構造性複屈折として振舞う。すなわち光学の原理IIIに示されるように波長オーダー以下の周期性をもたせた薄い平行平板の集合体のようなモデルでは、平板部の媒質の誘電率と非平板部の媒質の誘電率によって得られる実効的な誘電率が、平板に平行な電気ベクトルと平板に垂直な電気ベクトルに対して別々に振舞う１軸性結晶になる。
【００１７】
つまり、概ね波長と同等以下の格子ピッチの微細構造格子では、入射する光束の偏波面の方向に応じて、格子配列方向および格子配列に垂直な方向の２軸に対して異なる屈折率を呈するのである。格子配列方向および格子配列に垂直な方向の２軸に対して異なる屈折率を示すものは十分な反射防止効果が得られない。
【００１８】
例えば光学素子に垂直に入射する光束の場合、等方性媒質なら直交する２つの偏波光束に対して同じ透過反射特性を示すが、構造性複屈折を有する素子や１軸性結晶の場合は直交する２つの偏波光束に対してまったく異なる透過反射特性を示す。
【００１９】
本発明はフレアーやゴーストの元となるレンズ面でのフレネル（表面）反射を低減させることができる光学素子及びそれを有する光学系及び光走査装置の提供を目的とする。
【００２０】
この他、本発明はコーティングなどの追加工程を増やすことなく、レンズ面でのフレネル反射を低減させることができる光学素子及びそれを有する光学系及び光走査装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
請求項１の発明の光学素子は、
光学面上に入射する光束に対して反射防止機能を有する微細構造体を２次元的に設けた光学素子であって、
該微細構造体は、該光学面の頂点の接線を含む面内で互いに直交する方向に第１方向と第２方向をとったとき、少なくとも一方向において、該微細構造体間の距離が一定でなく、かつ任意の微細構造体は、隣接する最も近い微細構造体までの距離が入射光束の平均波長の１／２よりも短い状態で配置されており、
該任意の微細構造体から距離の短い順に選択したｎ個の微細構造体までの距離をＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）、
入射光束の最小波長をλ、
該光学面の入射側の媒質の屈折率をＮｉ、
該光学面の出射側の媒質の屈折率をＮｓ、
該光学面へ入射する光束の入射角度をθｉ、
該距離Ｌｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対する標準偏差をＬσ
とし、
【００２２】
【数１】
2006201371.tif 000003
【００２３】
とおいたとき、
Ｌａｖｅ＜λ／（Ｎｓ＋Ｎｉ・sinθｉ）
Ｌσ≦８０（ｎｍ）
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２４】
請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記微細構造体の形状は凸形状又は凹形状であることを特徴としている。
【００２５】
請求項３の発明の光学素子は、
光学面上に入射する光束に対して反射防止機能を有する微細構造体を２次元的に設けた光学素子であって、
該微細構造体は、該光学面の頂点の接線を含む面内で互いに直交する方向に第１方向と第２方向をとったとき、少なくとも一方向において、該微細構造体間の距離が一定でなく、かつ任意の微細構造体は、隣接する最も近い微細構造体までの距離が入射光束の平均波長の１／２よりも短い状態で配置されており、
該任意の微細構造体から距離の短い順に選択したｎ個の微細構造体までの距離をＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）、
該光学面の面頂点の接線を含む面に平行な任意の切断面での該任意の微細構造体の断面積をＳ0、
該ｎ個の微細構造体の断面積をＳｉ（ｉ＝１〜ｎ）、
該距離Ｌｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対する標準偏差をＬσ
とし、
【００２６】
【数２】
2006201371.tif 000004
【００２７】
【数３】
2006201371.tif 000005
【００２８】
とおいたとき、
０．１６≦Ｓａｖｅ／（Ｋ×（Ｌａｖｅ）２)≦０．８１
Ｌσ≦８０（ｎｍ）
ただし、Ｋは常数で
０．８７≦Ｋ≦１．０
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２９】
請求項４の発明は請求項３の発明において、
前記微細構造体の形状は凸形状又は凹形状であり、前記任意の切断面は該凸形状又は凹形状の頂面と底面との中間位置での切断面であることを特徴としている。
【００３０】
請求項５の発明は請求項１乃至４の何れか１項の発明において、
前記ｎは４〜６のうちの１つであることを特徴としている。
【００３１】
請求項６の発明は請求項１乃至５の何れか１項の発明において、
前記任意の微細構造体は、前記光学面の面頂点における法線を含み前記第１方向で切った切断面の断面形状と、該光学面の面頂点における法線を含み前記第２方向で切った切断面の断面形状が、一致又は略一致することを特徴としている。
【００３２】
請求項７の発明は請求項１乃至６の何れか１項の発明において、
前記微細構造体は、前記光学面の面頂点の接線を含む面に平行な切断面での各微細構造体の断面積が、一致しないものを含むことを特徴としている。
【００３３】
請求項８の発明は請求項１乃至７の何れか１項の発明において、
前記光学素子の光学面に入射する光束は所定の偏光を有しており、偏光の偏波方向は前記第１方向もしくは第２の方向と一致又は略一致することを特徴としている。
【００３４】
請求項９の発明の光走査装置は、
偏向手段と、光源手段から出射した光束を該偏向手段に導光する入射光学系と、該偏向手段からの光束を被走査面上に導光する結像光学系と、を有する光走査装置において、
該入射光学系又は／及び結像光学系は請求項１乃至８の何れか１項に記載の光学素子を有していることを特徴としている。
【００３５】
請求項１０の発明の画像形成装置は、
請求項９に記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査された光ビームによって前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴としている。
【００３６】
請求項１１の発明の画像形成装置は、
請求項９に記載の光走査装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴としている。
【００３７】
請求項１２の発明のカラー画像形成装置は、
各々が請求項９に記載の光走査装置の被走査面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを有することを特徴としている。
【００３８】
請求項１３の発明は請求項１２の発明において、
外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々の光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば光束の入射角度に応じた反射防止作用を有する構成より成る微細構造格子を設けた光学素子を結像光学系又は／及び入射光学系に適用することにより、フレアーやゴーストの元となるレンズ面でのフレネル（表面）反射を低減させることができる光学素子及びそれを有する光学系及び光走査装置を達成することができる。
【００４０】
この他、本発明によればコーティングなどの追加工程を増やすことなく、フレアーやゴーストの元となるレンズ面でのフレネル反射を低減させ、被走査面上の光量分布の均一化を図ることができる光学素子及びそれを有する光学系及び光走査装置を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００４２】
本発明の光学素子は少なくとも１つの光学面に微細構造格子を設けた光学素子であって、該微細構造格子は光束の入射角度に応じた反射防止作用を有する構成より成っている。
【００４３】
本発明の光学素子は入射角度が素子の中心部から周辺部にかけて変化する撮影系、投影系、画像形成系等の各種の光学系に適用可能である。
【００４４】
次に図１〜図６を用いて本発明の光学素子を光走査装置に適用した実施例１を説明する。図１は本発明の光走査装置の実施例１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。同図において被走査面７の走査方向にＹ軸、紙面内でＹ軸と直交した方向にＸ軸、Ｘ軸・Ｙ軸に垂直（紙面に垂直）な方向にＺ軸を定める。主走査断面図は紙面（ＸＹ断面）であり、副走査断面は結像光学系６の光軸を含む紙面に垂直な面（ＸＺ断面）である。主走査方向とはＹ軸方向であり、副走査方向はＺ軸方向である
同図において１は光源手段（半導体レーザー）であり、例えば波長λ＝780nmの赤外レーザーより成っている。尚、赤外レーザーとしては、この他波長λ＝670nmの赤色レーザーを使用しても良い。また青紫色のレーザ光（波長４０８ｎｍ）を用いても良い。
【００４５】
２は集光レンズ（コリメーターレンズ）であり、光源手段１から射出された発散光束を略平行光束もしくは略収束光束に変換している。
【００４６】
３は開口絞りであり、コリメーターレンズ２を通過した光束を制限してビーム形状を整形している。
【００４７】
４はレンズ系（シリンドリカルレンズ）であり、副走査方向にのみ所定のパワーを有しており、開口絞り３を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向器５の偏向面（反射面）５ａにほぼ線像として結像させている。
【００４８】
尚、コリメーターレンズ２、シリンドリカルレンズ４等の各要素は入射光学系の一要素を構成している。またコリメーターレンズ２とシリンドリカルレンズ４を一体構成しても良い。
【００４９】
５は偏向手段としての光偏向器であり、例えば偏向面５ａが４面構成のポリゴンミラー（回転多面鏡）より成っており、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
【００５０】
６は集光機能とｆθ特性とを有する結像光学系であり、プラスチック材料（透明樹脂材）より成る第１、第２の２枚の結像レンズ（結像素子）６ａ，６ｂより成り、光偏向器５によって反射偏向された画像情報に基づく光束を被走査面7上に結像させ、かつ副走査断面内において光偏向器５の偏向面５ａと被走査面7との間を共役関係にすることにより、偏向面５ａの倒れ補正機能を有している。
【００５１】
本実施例における第１、第２の２枚の結像レンズ６ａ，６ｂの各レンズ面は図１に示す主走査断面内においては球面もしくは非球面の曲面形状より成り、それと垂直な副走査断面内においては軸上（走査中心）から軸外（走査周辺）に向かって曲率が変化する既知の特殊な非球面形状をベース形状としている。
【００５２】
本実施例においては第１の結像レンズ６ａの入射面６ａ１と出射面６ａ２及び第２の結像レンズ６ｂの入射面６ｂ１と出射面６ｂ２の全面に後述する透明樹脂材又はガラス材より成る微細構造格子８を形成している。
【００５３】
この微細構造格子８は結像レンズへ入射する光束の入射角度に応じた反射防止作用を有する構成より成り、結像光学系６のレンズ面からの反射光が被走査面７上に入射するのを低減している。
【００５４】
７は被走査面としての感光ドラム面である。
【００５５】
本実施例において半導体レーザー１から出射した発散光束はコリメーターレンズ２により略平行光束に変換され、開口絞り３によって通過光束を制限してビーム形状を整形し、シリンドリカルレンズ４に入射している。シリンドリカルレンズ４に入射した略平行光束のうち主走査断面においてはそのままの状態で射出する。また副走査断面内においては収束して光偏向器５の偏向面５ａにほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像している。そして光偏向器５の偏向面５ａで反射偏向された光束は第１、第２の結像レンズ６ａ，６ｂを介して被走査面7上にスポット状に結像され、該光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることによって、該被走査面7上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。これにより記録媒体としての被走査面7上に画像記録を行なっている。
【００５６】
本実施例では結像光学系６に入射する光束がほぼＰ偏光で入射するように光源である半導体レーザー１を配置している。つまり、半導体レーザー１の水平横モード方向が被走査面７に略平行となるように配置している。
【００５７】
本実施例では上記の如く結像光学系６の第１の結像レンズ６ａの入射面６ａ１と出射面６ａ２及び第２のレンズ６ｂの入射面６ｂ１と出射面６ｂ２の全面に特殊な非球面形状をベース形状とし、その表面に図２、図３に示す微細構造格子８を形成している。
【００５８】
これによって本実施例では反射率（及び透過率）を任意に制御することができ、結像光学系６の第１の結像レンズ６ａの入射面６ａ１と出射面６ａ２及び第２のレンズ６ｂの入射面６ｂ１と出射面６ｂ２との間で生じるフレネル（表面）反射を適切に調整し、２つのレンズ面間で発生する多重表面反射光束が被走査面７に到達する光束を抑制し、該被走査面７に達するフレアー及びゴースト光を低減させている。
【００５９】
図２は第１のレンズ６の出射面６ａ２を被走査面７側から拡大して見た拡大図である。図３は図２のＹ軸に沿って切った要部断面図である。
【００６０】
図２、図３においては各々任意の微細構造体80に対し、座標系Ｘ、Ｙ、Ｚを記載している。微細構造体80からみて、第１方向の配列方向がＹ方向、第１方向の配列方向と垂直で同一紙面内にある第２方向の配列方向がＺ方向であるとする。光学面はＹ−Ｚ面内であり、光学面の面頂点での法線がＸ方向になる。
【００６１】
任意の微細構造体80は第１のレンズ６aと同一素材で構成され、形状は略円柱の凸形状を成している。尚、微細構造体80の形状を凹形状より形成しても良い。
【００６２】
ここで略円柱の凸形状の高さをＤとする。略円柱の直径は各微細構造体によって大小がある。微細構造体80は略円柱であるので第１方向のＹ方向で切った断面は図３に示すように矩形形状になる。更に第２方向のＺ方向で切った断面（不図示）も図３と同様な矩形形状になる。
【００６３】
本実施例の任意の微細構造体80は、第１方向で切った切断面の断面形状と、第２方向で切った切断面の断面形状が共に矩形形状で一致又は略一致している。このように微細構造体80は略回転対称な形状をしている。
【００６４】
また各微細構造体は図２に示すように概ねＹ方向及びＺ方向に２次元的に配列され、かつＹ方向及びＺ方向で相互依存しないで配列されている。各微細構造体間の距離は図２から分かるように一定ではなく、バラツキを持って存在する。各微細構造体が略円柱の凸形状をしていることにより、光学面に平行な切断面で同時に切ったときの各微細構造体の断面は略円形になるが、上述したように略円柱の直径は各微細構造体によって大小があるため、各微細構造体の断面積は一致しない。
【００６５】
本実施例において任意の微細構造体80に対して距離の短い順に選択されたｎ個（本実施例ではｎ＝４）の隣接する微細構造体（以下、「隣接微細構造体」とも称す。）81,82,83,84は、図２に示すようにＹ方向及びＺ方向に２次元的に配列されている。
【００６６】
任意の微細構造体80と、隣接微細構造体81,82,83,84間のそれぞれの距離をL1,L2,L3,L4とする。各々の隣接微細構造体81,82,83,84の重心位置を結び、該隣接微細構造体81,82,83,84間の距離を測定するものとする。図２から明らかなようにL1≠L2、L3≠L4で、さらにL1≠L4、L2≠L3であり、第１方向と第２の方向が相互依存することなくそれぞれ独立に設けられている。しかも本実施例では第１方向の距離がL1≠L3であり、第１方向において距離が一定でない。さらに第２方向の距離がL2≠L4であり、第２方向においても距離が一定でない。
【００６７】
ここで任意の微細構造体80から距離の短い順に選択した４個の隣接微細構造体81,82,83,84までの距離をＬｉ（ｉ＝１〜ｎ、本実施例ではｎ＝４）、
入射光束の最小波長をλ、
光学面の入射側の媒質の屈折率をＮｉ、
光学面の出射側の媒質の屈折率をＮｓ、
光学面へ入射する光束の入射角度をθi、
距離Ｌｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対する標準偏差をＬσとし、
【００６８】
【数４】
2006201371.tif 000006
【００６９】
とおいたとき、
Ｌａｖｅ＜λ／（Ｎｓ＋Ｎｉ・sinθi）‥‥‥(1)
Ｌσ≦８０（ｎｍ）‥‥‥(2)
なる条件を満足させている。
【００７０】
尚、上記標準偏差は距離Ｌｉのバラツキを統計手法で算出したものである。  条件式(1)の右辺は、所謂０次格子としての条件である。一般的に０次格子とは、格子間の距離（ピッチ）が一定の周期状の微細構造格子において０次以外の回折光が生じない格子である（Optical Society of America Vol.11,No10/October 1994/J. Opt. Soc. Am. A  p2695 参照）。
【００７１】
通常、周期状の構造格子では回折の条件式
Ｐ（Ｎｓ・sinθｍ−Ｎｉ・sinθｉ）＝ｍλ‥‥‥(a)
P：格子ピッチ、Ni：入射側の（構造格子の媒質の）屈折率、θｉ：入射角度、θm：ｍ次の回折角度、Ns：出射側の（構造格子の媒質の）屈折率、m：回折次数、λ：使用波長
を満たす回折角度で回折光が発生する。関係式(a)より明らかであるが回折角θｍ≧θ１である。Optical Society of Americaでは、＋１次の回折光が発生しない条件として、
θ＋１≧９０°‥‥‥(b)
であるので、
Ｐ＜λ／（Ｎｓ＋Ｎｉ・sinθ）‥‥‥(c)
が０次格子の条件であることが示されている。
【００７２】
図４はレンズの材質の屈折率n=1.524、使用波長λ=780(nm)としたとき、入射角度θｉに対して格子ピッチＰがどのようになるかをグラフで示した説明図である。グラフは０次格子を満たす最大ピッチであり、これ以下のピッチであれば０次以外の回折光が発生しないことになる。これによれば入射角度θｉがゼロ、すなわち垂直入射の場合では微細構造格子の格子ピッチＰが0.5μｍならば、０次格子として振舞うことが分かる。しかしながら入射角度θｉが45°の場合は微細構造格子の格子ピッチＰが0.5(μｍ)では０次格子の条件を満たさない。入射角度θｉが45°に対する０次格子は格子ピッチＰが0.35(μｍ)より小さいことが必要となることがわかる。
【００７３】
本実施例のような光走査装置において、結像光学系６の各レンズ面、すなわち第１のレンズ６ａの入射面６ａ１と出射面６ａ２及び第２のレンズ６ｂの入射面６ｂ１と出射面６ｂ２の各レンズ面はレンズ面上の位置ｙにおいて、入射する光束の入射角度θｉが決まってしまう。よってこの各レンズ面の各所において０次格子を満たす最大ピッチを決めることができる。
【００７４】
すなわち、光束が微細構造格子面に入射するときの最大入射角度をθymaxとしたときに決定される格子ピッチをＰymaxとするとき、
Ｐ＜Ｐymax      ‥‥(d)
となる格子ピッチＰで微細構造格子８を構成するとよい。
【００７５】
よって最大入射角度θymax=45°とすれば、Ｐymax≒0.35μmなので、これ以下の格子ピッチＰを選択すれば良いことになる。
【００７６】
これに対し図２、図３に示す本実施例の微細構造格子は、上述したように微細構造体間の距離が一定ではない。
【００７７】
そこで本実施例では任意の微細構造体80と、隣接する微細構造体（隣接微細構造体）81,82,83,84間のそれぞれの距離L1,L2,L3,L4の平均値（平均距離）
【００７８】
【数５】
2006201371.tif 000007
【００７９】
を一定の周期状の格子間距離（ピッチ）Ｐと置き換えて条件式(1)としている。
【００８０】
条件式(1)を考察すると以下のようなことが言える。条件式(1)の右辺の分母（Ｎｓ＋Ｎｉ・sinθｉ）は入射側の媒質（空気）の屈折率をＮｉ＝１とするとＮｓ＋sinθｉとなる。実用的な入射角度θｉ≒45°であること、更に硝材の屈折率が概ねＮｓ≒1.5であることを勘案すると条件式(1)は概ね、
Ｌａｖｅ＜λ／２
ということになる。よって距離Ｌｉの最小値はλ／２より小さくなることが考えられる。
【００８１】
前記条件式(2)は距離Ｌｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対する標準偏差Ｌσを規定したものであり、条件式(2)を外れると良好なる反射率特性が得られなくなってくるので良くない。
【００８２】
更に望ましくは上記条件式(2)を次の如く設定するのが良い。
【００８３】
Ｌσ≦60（ｎｍ）‥‥‥(2ａ)
また、Ｌσの下限値は加工精度により決まる。理想はゼロであるが、実験上概ね、
10(nm)≦Ｌσ
となる事がわかっている。
【００８４】
次に微細構造体を光学面に平行な面で切ったときの断面積の大きさについて図２、図３、図４、図５を用いて述べる。
【００８５】
任意の微細構造体80と、該微細構造体80に対して距離の短い順に選択された４個の隣接微細構造体81,82,83,84を、光学面に平行で、かつ微細構造体80の最も高い部分（頂面）80aと最も低い部分（底面）80bの中間の高さ（図３の破線）Ｍの切断面で切ったときの
任意の微細構造体80の断面積をＳ0、
ｎ個の隣接微細構造体81,82,83,84の断面積をＳｉ（ｉ＝１〜ｎ、本実施例ではｎ＝４）、
距離Ｌｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対する標準偏差をＬσ
とし、
【００８６】
【数６】
2006201371.tif 000008
【００８７】
【数７】
2006201371.tif 000009
【００８８】
とおいたとき、
０．１６≦Ｓａｖｅ／（Ｋ×（Ｌａｖｅ）２)≦０．８１‥‥‥(3)
Ｌσ≦８０（ｎｍ）‥‥‥(2)
ただし、Ｋは常数で
０．８７≦Ｋ≦１．０
なる条件を満足させている。尚、本実施例における常数ＫはK=1.00である。
【００８９】
条件式(3)の右辺の分母は（Ｋ×（Ｌａｖｅ）２)でK=1.00であることから、隣接微細構造体間の距離の矩形に囲まれた面積、すなわち微細構造体の凸部とその周辺の凹部を合わせた単位面積である。この単位面積内には図２から分かるようにほぼ矩形上に配列された微細構造体では隣接微細構造体間の距離の矩形に囲まれた領域に、微細構造体の凸部がほぼ１つ入ることになる。よって、条件式(3)の右辺を
Ｆ＝Ｓａｖｅ／（Ｋ×（Ｌａｖｅ）２)
としたとき、Ｆは光学面に配列された微細構造体域の面積比率となる。以下、この面積比率Ｆを「平均格子面積比」と称す。
【００９０】
今、平均格子面積比Ｆに対して、使用波長λ＝780nm、微細構造体の高さD=160nm、光線入射角度θ＝0°、入射光線の偏光をＰ偏光、隣接微細構造体間の距離の平均値（平均距離）Lave＝300(nm)、硝材の屈折率＝1.524としたときの微細構造格子面での反射率０次光を厳密結合波解析（RCWA）に計算した結果を図５に示す。ただし、ここでは簡単のために隣接微細構造体間の距離は300(nm)でバラツキが極めて少ない場合とする（バラツキのあるケースは後で述べる）。詳細は省くが、微細構造体の高さD=160(nm)は、使用波長λ＝780(nm)近傍で反射率が最小になるように最適化した結果であり、使用波長λを変更する場合は適時微細構造体の高さDを最適化した方が良い。
【００９１】
図５では微細構造体が無い場合の反射率が概ね４．４％である。これに対し本実施例では上記条件式(3)を満たすことでλ＝780(nm)付近で反射率を２％と半減できる。
【００９２】
さらに望ましくは上記条件式(3)を次の如く設定するのが良い。
【００９３】
０．２５≦Ｆ≦０．６４‥‥‥(3a)
条件式(3ａ)を満たすことでλ＝650〜850(nm)付近で反射率を１％程度まで減少させることができる。
【００９４】
ここで、常数KをK=1.00としたのはn=4であるためであり、またn=5でK≒0.93、n=6でK≒0.87となることが簡単な幾何計算で算出可能である。
【００９５】
図１で最初のケースとして半導体レーザ−１から射出される光束(レーザ光)の偏波面は紙面に平行、つまりＸ−Ｙ平面に対して平行であるとする。このとき光偏向器５に入射する光束は、該光偏向器５に対してＰ偏光である。そして結像光学系６上、すなわち図２の微細構造格子８ではＹ軸方向、すなわち第１方向の配列方向に偏波していることになる。
【００９６】
別のケースとして半導体レーザー１から射出される光束の偏波面は紙面に垂直、つまりＹ−Ｚ平面に対して平行であるとしてもよく、このとき光偏向器５に入射する光束は光偏向器５に対してＳ偏光である。そして結像光学系６上、すなわち図２の微細構造格子８ではＺ軸方向、すなわち第２方向の配列方向に偏波していることになる。
【００９７】
このとき結像光学系６上の微細構造格子８に入射する光束の入射角度が変化したときの反射率の変化を算出した結果を図６に示す。尚、隣接微細構造体間の距離の平均値Lave＝300(nm)、格子高さD=160nm、平均格子面積比F＝0.56として算出している。Ｐ偏光、Ｓ偏光いずれも0〜30度の入射角度で概ね反射率が0.3％以下、0〜45度の入射角度で概ね反射率が1.2％以下を達成していることが分かる。これは前記図１７に対して約1/10のレベルまで低減させたことになる。
【００９８】
しかも入射する偏光に依存せず高精度な反射防止作用を得ることができる。図６において特に入射角度がゼロの場合、２つの直交する偏波（つまりＳ偏光とＰ偏光）の特性が一致している。仮に構造性複屈折があると入射角度ゼロの場合Ｓ偏光とＰ偏光の特性が一致しないし、他の入射角度でも特性の違いが大きく現れる。
【００９９】
本実施例で構造性複屈折が生じない理由は、上述したように任意の微細構造体80が第１方向で切った切断面の断面形状と第２方向で切った切断面の断面形状が一致又は略一致していることにより構造的な偏りがなく、構造性複屈折とならないためである。
【０１００】
図１の結像光学系６に入射する光束の入射角度は概ね0〜35°程度であり、結像光学系６での反射防止性能として十分なレベルである。
【０１０１】
尚、本実施例では任意の微細構造体80と、該微細構造体80に対して距離の短い順に選択した隣接微細構造体81,82,83,84間のそれぞれの距離をL1,L2,L3,L4とし、L1≠L2、L3≠L4で、さらにL1≠L4、L2≠L3としたが、必ずしも、この4つの距離が不等号である必要はなく、いくつかの式が等号であってもよい。またすべての微細構造体間の距離が同じようこの４つの式を満たす必要はなく、バラツキを生じても良い。
【実施例２】
【０１０２】
図７〜図１３を用いて本発明の実施例２を説明する。
【０１０３】
本実施例において前述の実施例１と異なる点は微細構造体の形状を円形が歪んだ断面形状の凸形状より形成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【０１０４】
即ち、本実施例では結像光学系６の第１のレンズ６ａの入射面６ａ１と出射面６ａ２及び第２のレンズ６ｂの入射面６ｂ１と出射面６ｂ２の全面に特殊な非球面形状をベース形状とし、その表面に図７〜図９に示す微細構造格子89を形成している。
【０１０５】
これによって本実施例では反射率（及び透過率）を任意に制御することができ、結像光学系６の第１の結像レンズ６ａの入射面６ａ１と出射面６ａ２及び第２のレンズ６ｂの入射面６ｂ１と出射面６ｂ２との間で生じるフレネル（表面）反射を適切に調整し、２つのレンズ面間で発生する多重表面反射光束が被走査面７に到達する光束を抑制し、該被走査面７に達するフレアー及びゴースト光を低減させている。
【０１０６】
図7は第１のレンズ６ａの出射面６ａ２を被走査面７側から拡大して見た拡大図である。図８は図7のＹ軸に沿って切った要部断面図、図９は図7のＺ軸に沿って切った要部断面図である。
【０１０７】
図７、図８、図９においては各々任意の微細構造体80に対し、座標系Ｘ、Ｙ、Ｚを記載している。微細構造体80からみて、第１方向の配列方向がＹ方向、第１方向の配列方向と垂直で同一紙面内にある第２方向の配列方向がＺ方向であるとする。光学面はＹ-Ｚ面内であり、光学面の面頂点での法線がＸ方向になる。
【０１０８】
任意の微細構造体80は第１のレンズ６aと同一素材で構成され、形状は円形が歪んだ断面形状の凸形状をなしている。歪んだ円形の最大径と最小径の比率は概ね２倍以下にすることが好ましい。これを越えると実施例１で述べたように、任意の微細構造体を第１方向で切った切断面の断面形状と第２方向で切った切断面の断面形状が略一致しなくなり、構造的な偏りが生じて、構造性複屈折現象が顕著になってくるので良くない。
【０１０９】
尚、微細構造体80の形状を円形が歪んだ断面形状の凹形状で形成しても良い。
【０１１０】
ここで凸形状の高さをDとする。凸形状の径は各微細構造体によって大小がある。図８、図９に示すように微細構造体80の高さDはＸ方向の位置によって径が変化する凸形状であり、概ね根元部分（底面）80bの方が先端部分（頂面）80aより径が大きく、第１方向で切った切断面の断面形状と第２方向で切った切断面の断面形状が一致又は略一致している。このように任意の微細構造体80は略回転対称形状をしている。
【０１１１】
また各微細構造体は図7に示すように概ねＹ方向及びＺ方向に２次元的に配列されている。各微細構造体間の距離は図7から分かるように一定ではなく、バラツキを持って存在する。各微細構造体が大きさの異なる凸形状をしていることにより、光学面に平行な切断面で同時に切ったときの各微細構造体の断面の径は各微細構造体によって大小があるため、各微細構造体の断面積は一致しない。
【０１１２】
本実施例において任意の微細構造体80に対して距離の短い順に選択されたｎ個（本実施例ではｎ＝６）の隣接微細構造体81,82,83,84,85,86は、図7に示すようにＹ方向及びＺ方向に２次元的に配列されている。
【０１１３】
任意の微細構造体80と、隣接微細構造体81,82,83,84,85,86間のそれぞれの距離をL1,L2,L3,L4,L5,L6とする。各々の隣接微細構造体81,82,83,84,85,86の重心位置を結び、該隣接微細構造体81,82,83,84,85,86間の距離を測定するものとする。図７から明らかなように距離L1,L2,L3,L4,L5,L6は相互依存することなくそれぞれ独立に設けられている。しかも本実施例では第１方向(Y方向)においても第２方向（Z方向）においても距離が一定でない。
【０１１４】
ここで、任意の微細構造体80から距離の短い順に選択した６個の隣接微細構造体81,82,83,84,85,86までの距離をＬｉ（ｉ＝１〜ｎ、本実施例ではｎ＝６）、
入射光束の最小波長をλ、
光学面の入射側の媒質の屈折率をＮｉ、
光学面の出射側の媒質の屈折率をＮｓ、
光学面へ入射する光束の入射角度をθi、
距離Ｌｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対する標準偏差をＬσとし、
【０１１５】
【数８】
2006201371.tif 000010
【０１１６】
とおいたとき、
Ｌａｖｅ＜λ／（Ｎｓ＋Ｎｉ・sinθi）‥‥‥(1)
Ｌσ≦８０（ｎｍ）‥‥‥(2)
なる条件を満足させている。これにより前述の実施例１と同様な効果を得ている。
【０１１７】
次に微細構造体を光学面に平行な面で切ったときの断面積の大きさについて図７、図８、図９を用いて述べる。
【０１１８】
前述の実施例１と同様に任意の微細構造体80と、該微細構造体80に対して距離の短い順に選択された６個の隣接微細構造体81,82,83,84,85,86を、光学面に平行で、かつ微細構造体80の最も高い部分（頂面）80aと最も低い部分（底面）80bの中間の高さ（図８の破線）Ｍの切断面で切ったときの
任意の微細構造体80の断面積をＳ0、
ｎ個の隣接微細構造体81,82,83,84,85,86の断面積をＳｉ（ｉ＝１〜ｎ、本実施例ではｎ＝６）、
距離Ｌｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対する標準偏差をＬσ
とし、
【０１１９】
【数９】
2006201371.tif 000011
【０１２０】
【数１０】
2006201371.tif 000012
【０１２１】
とおいたとき、
０．１６≦Ｓａｖｅ／（Ｋ×（Ｌａｖｅ）２)≦０．８１‥‥‥(3)
Ｌσ≦８０（ｎｍ）‥‥‥(2)
ただし、Ｋは常数で
０．８７≦Ｋ≦１．０
なる条件を満足させている。これにより前述の実施例１と同様な効果を得ている。尚、Kは前述した如くn=6なのでK=0.87である。
【０１２２】
条件式(3)の右辺の分母は（Ｋ×（Ｌａｖｅ）２)でK=0.87であることから、平均的に見て３個の微細構造体に囲まれた面積の２倍、すなわち微細構造体の凸部とその周辺の凹部を合わせた単位面積である。この単位面積内には図7から分かるように微細構造体の凸部がほぼ１つ入ることになる。よって条件式(3)の右辺（Ｓａｖｅ／（Ｋ×（Ｌａｖｅ）２)）は光学面に配列された微細構造体域の面積比率（平均格子面積比）Ｆとなる。
【０１２３】
今、平均格子面積比Ｆに対して、使用波長λ＝780nm、微細構造体の高さD=160nm、光線入射角度θ＝0°、入射光線の偏光をＰ偏光、隣接微細構造体間の距離の平均値Lave＝300(nm)、硝材の屈折率＝1.524としたときの微細構造格子面での反射率０次光を厳密結合波解析（RCWA）に計算した結果は前記図５と同等になる。ただし、ここでは簡単のために隣接する微細構造体間の距離は300(nm)でバラツキが極めて少ない場合とする。詳細は省くが、微細構造体の高さD=160(nm)は、使用波長λ＝780(nm)近傍で反射率が最小になるように最適化した結果であり、使用波長λを変更する場合は適時微細構造体の高さDを最適化した方が良い。
【０１２４】
図５では微細構造体が無い場合の反射率が概ね４．４％である。これに対し本実施例では上記条件式(3)を満たすことでλ＝780(nm)付近で反射率を２％と半減できる。さらに望ましくは上記条件式(3ａ)を満たすことでλ＝650〜850(nm)付近で反射率を１％程度まで減少させることができる。
【０１２５】
次に隣接微細構造体間の距離は300(nm)でバラツキが生じた場合について、図１０、図１１を用いて説明する。
【０１２６】
隣接微細構造体間の距離の平均値Lave＝300(nm)、高さ平均D=160(nm)として、隣接微細構造体間の距離のばらつきパターンを100〜500(nm)の間とし、上記条件式(2)を満足するように標準偏差をLσ＝20〜80(nm)と変化させたとする。このときの隣接微細構造体間の距離の分布は図１０に示すようになる。そして、それぞれの隣接微細構造体間の距離のばらつきパターンに対して、０次の分光透過率を算出したものが図１１である。上述した如く微細構造体の高さD=160(nm)は、使用波長λ＝780(nm)近傍で反射率が最小になるように最適化した結果であるので図１１では780(nm)近傍の透過率が高くなっている。
【０１２７】
隣接微細構造体間の距離が300(nm)で一定の場合は実施例１で説明した０次格子の条件を満たすので、０次以外の回折光は生じず、０次の反射光と透過光のみとなる。ゆえに図１１で透過率が100％に満たない部分は０次の反射光と成っている。
【０１２８】
これに対し隣接微細構造体間の距離にばらつきパターンを持たせた場合は、一部隣接微細構造体間では０次格子の条件を満たさなくなり、１次以上の反射光および透過光を生じることになる。図１１で特に短波長側で、一定ピッチパターンに対しバラツキを持つパターンの透過率が低いのは微量ながら１次以上の透過光、反射光を生じて透過損失と成っていることを意味する。
【０１２９】
図１１では700〜900(nm)の使用波長を想定したときに、使用波長の1/2以下の隣接微細構造体間の距離の平均値Lave＝300(nm)に対して、標準偏差Lσ＝80(nm)以下のバラツキとすれば透過率99.5％以上（＝透過損失0.5％、通常屈折面の透過損失約４％の1/8）を達成できる。
【０１３０】
また図１１では600〜900(nm)の使用波長を想定したときに、使用波長の1/2以下の隣接微細構造体間の距離の平均値Lave＝300(nm)に対して、標準偏差Lσ＝60(nm)以下のバラツキとすれば透過率98％以上（＝透過損失２％、通常屈折面の透過損失約４％の半減）を達成できる。
【０１３１】
使用波長をさらに短波長側にシフトさせたい場合は、
(1)微細構造体の高さD=160(nm)を低く最適化し、ベストの透過率を短波長にシフトさせる、
(2)隣接微細構造体間の距離の平均値Laveを小さくする、
(3)隣接微細構造体間の距離の平均値Laveのバラツキ（分散）を小さくする、
以上の方法のうちいずれか１つ、もしくは組み合わせて使用波長を最適化すればよい。
【０１３２】
次に上述した微細構造格子８を結像光学系６上に設ける方法について説明する。
【０１３３】
通常プラスチック製の結像光学系６は、自由曲面の光学面及びその外周部により成り、この形状を金型に作りこんで、射出成形などによって製造するプラスチックモールドである。
【０１３４】
上記微細構造体は製造されたプラスチックモールドの光学面に、例えばＥＢにより描画、スタンパーによる転写などの後工程で構成しても良いが、もっとも効率的なのは射出成形の金型の光学面に前もって微細構造体を作りこんで射出成形に同時構成することである。
【０１３５】
図１２に実際に作製した金型の光学面の表面の電子写真像を示す。この金型の作製は、陽極酸化アルミナ法による。まず結像光学系の自由曲面を切削加工した金型を用意し、スパッタリングにより自由曲面上にプライマー層、アルミニウム層の順に均一に成膜し、アルミニウムで覆われた自由曲面型とする。該自由曲面を除く面の一部に正電極を取り付け、該自由曲面だけを露出するように金型全体をマスキングテープで被覆し、該自由曲面以外は被覆により絶縁防水状態にし、リン酸水溶液中に負電極とともに浸漬させた。その後、直流電源を印加通電し、通電流量が十分微弱になるまで通電することでランダムな配列で且つ面に垂直な細孔を有する金型を得た。更に、リン酸水溶液中に浸漬し、徐々に溶解させながら孔径を広げ、所望の孔形状を有する金型を得た。
【０１３６】
この金型を用いて結像光学系を成形し、光学面を走査型電子顕微鏡により観察したところ、図１３の表面形状が得られ、曲面全域にランダムに配列した柱状凸形状が確認された。また画像処理にて細孔の重心位置を求め、任意の微細構造体と隣接する微細構造体との隣接微細構造体間の距離を求めていったところ、隣接微細構造体間の距離はおよそ130〜470(nm)のバラツキを有し、平均値Laveはおよそ300(nm)、また標準偏差はLσ＝78(nm)であった。
【０１３７】
更に原子間力顕微鏡により柱状凸形状の高さを測定したところ、平均高さDがおよそ110〜210(nm)のバラツキを有し、平均値Laveは160(nm)、標準偏差はLσ＝29(nm)であった。
【０１３８】
このように各実施例においては上述の如く条件式(1)と(2)又は／及び条件式(3)と(2)を満足させることにより、フレアーやゴーストの元となるレンズ面でのフレネル（表面）反射を低減させることができる。
【０１３９】
尚、各実施例においては微細構造格子を設けた光学素子を結像光学系に適用したが、これに限らず、入射光学系または双方の光学系の一部もしくは全部に適用しても良い。
【０１４０】
［画像形成装置］
図１４は、本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査方向の要部断面図である。図において、符号１０４は画像形成装置を示す。この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１１７からコードデータDｃが入力する。このコードデータDｃは、装置内のプリンタコントローラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）Dｉに変換される。この画像データDｉは、実施例１又は２に示した構成を有する光走査ユニット１００に入力される。そして、この光走査ユニット１００からは、画像データDｉに応じて変調された光ビーム１０３が出射され、この光ビーム１０３によって感光ドラム１０１の感光面が主走査方向に走査される。
【０１４１】
静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム１０１は、モータ１１５によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の感光面が光ビーム１０３に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム１０１の上方には、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラム１０１の表面に、前記光走査ユニット１００によって走査される光ビーム１０３が照射されるようになっている。
【０１４２】
先に説明したように、光ビーム１０３は、画像データDｉに基づいて変調されており、この光ビーム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転方向の下流側で感光ドラム１０１に当接するように配設された現像器１０７によってトナー像として現像される。
【０１４３】
現像器１０７によって現像されたトナー像は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対向するように配設された転写ローラ１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光ドラム１０１の前方（図１４において右側）の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。
【０１４４】
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図１４において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されており、転写部から搬送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されており、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せしめる。
【０１４５】
図１４においては図示していないが、プリントコントローラ１１１は、先に説明したデータの変換だけでなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部や、後述する光走査ユニット内のポリゴンモータなどの制御を行う。
【０１４６】
［カラー画像形成装置］
図１５は本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施例は、光走査装置を４個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。図１５において、６０はカラー画像形成装置、１１，１２，１３，１４は各々実施例１又は２に示した構成を有する光走査装置、２１，２２，２３，２４は各々像担持体としての感光ドラム、３１，３２，３３，３４は各々現像器、５１は搬送ベルトである。
【０１４７】
図１５において、カラー画像形成装置６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器５２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ５３によって、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。これらの画像データは、それぞれ光走査装置１１，１２，１３，１４に入力される。そして、これらの光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム４１，４２，４３，４４が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム２１，２２，２３，２４の感光面が主走査方向に走査される。
【０１４８】
本実施例におけるカラー画像形成装置は光走査装置（１１，１２，１３，１４）を４個並べ、各々がＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応し、各々平行して感光ドラム２１，２２，２３，２４面上に画像信号（画像情報）を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。
【０１４９】
本実施例におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの光走査装置１１，１２，１３，１４により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム２１，２２，２３，２４面上に形成している。その後、記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を形成している。
【０１５０】
前記外部機器５２としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】本発明の実施例１の主走査断面図
【図２】本発明の実施例１の微細構造格子の要部断面図
【図３】本発明の実施例１の微細構造格子の要部断面図
【図４】本発明の実施例１の格子ピッチと入射角との関係を示した図
【図５】本発明の実施例１の反射率と入射角との関係を示した図
【図６】本発明の実施例１の反射率と入射角との関係を示した図
【図７】本発明の実施例２の微細構造格子の要部断面図
【図８】本発明の実施例２の微細構造格子の要部断面図
【図９】本発明の実施例２の微細構造格子の要部断面図
【図１０】本発明の実施例２の格子ピッチと頻度との関係を示した図
【図１１】本発明の実施例２の波長と透過率との関係を示した図
【図１２】本発明の実施例２の微細構造格子の観察図
【図１３】本発明の実施例２の微細構造格子の観察図
【図１４】本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査断面図
【図１５】本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図
【図１６】従来の光走査装置の要部概略図
【図１７】入射角と反射率の関係を示した図
【符号の説明】
【０１５２】
１  光源手段（半導体レーザー）  
２  コリメータレンズ
３  開口絞り
４  シリンドリカルレンズ
５  偏向手段（回転多面鏡）
５a  偏向面
６  結像光学系
７  被走査面（感光ドラム面）
８  微細構造格子
８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６  微細構造体
１１、１２、１３、１４    光走査装置
２１、２２、２３、２４    像担持体（感光ドラム）
３１、３２、３３、３４    現像器
４１、４２、４３、４４    光ビーム
５１    搬送ベルト
５２    外部機器
５３    プリンタコントローラ
６０    カラー画像形成装置
１００  光走査装置
１０１  感光ドラム
１０２  帯電ローラ
１０３  光ビーム
１０４  画像形成装置
１０７  現像装置
１０８  転写ローラ
１０９  用紙カセット
１１０  給紙ローラ
１１１  プリンタコントローラ
１１２  転写材（用紙）
１１３  定着ローラ
１１４  加圧ローラ
１１５  モータ
１１６  排紙ローラ
１１７  外部機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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