(57)【要約】【課題】  ナノメートル（ｎｍ）の細孔で孔径が先細り形状の細孔を製造することができるナノ構造体の製造方法を得ること。【解決手段】  ＡｌもしくはＡｌ合金１を陽極酸化し、孔３を有する陽極酸化皮膜２を形成する陽極酸化工程と、該孔の孔径を広げるポアワイド工程とを交互に繰り返すことにより、該孔の孔径を深さ方向に向かって変化させること。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡｌもしくはＡｌ合金を陽極酸化し、孔を有する陽極酸化皮膜を形成する第１工程を行った後、該陽極酸化皮膜内の孔の孔径を広げる第２工程を行い、その後、該陽極酸化皮膜を陽極酸化し、該陽極酸化皮膜内の孔の孔径を深さ方向に向かって変化させる第３工程を少なくとも１回繰り返すことを特徴とするナノ構造体の製造方法。
【請求項２】
前記孔の孔径を前記ナノ構造体表面から深さ方向に向かって小さくすることを特徴とする請求項１に記載のナノ構造体の製造方法。
【請求項３】
前記孔の孔径を前記ナノ構造体表面から深さ方向に向かってステップ状に細くすることを特徴とする請求項１又は２に記載のナノ構造体の製造方法。
【請求項４】
前記孔の孔径を前記ナノ構造体表面から深さ方向に向かってテーパー状に細くすることを特徴とする請求項１又は２に記載のナノ構造体の製造方法。
【請求項５】
前記第１工程又は前記第３工程で用いる酸性電解質溶液の配合、温度、印加電圧を調整して孔の間隔を制御していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のナノ構造体の製造方法。
【請求項６】
前記第２工程で用いるエッチング液の配合、温度、処理時間を調整して孔の孔径を制御していることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のナノ構造体の製造方法。
【請求項７】
前記酸性電解質溶液及び前記エッチング液は、リン酸であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のナノ構造体の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の製造方法で製造されたことを特徴とするナノ構造体。
【請求項９】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の製造方法で表面が曲面形状の金型表面上にナノ構造体を作製することを特徴とする走査レンズ成形用の金型の製造方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の製造方法で製造されたナノ構造体を用いて作製されたことを特徴とする微細構造格子。
【請求項１１】
請求項９に記載の製造方法で製造された金型を用いて作製され、微細構造格子をレンズ表面を有することを特徴とする走査レンズ。
【請求項１２】
請求項１１記載の走査レンズを有し且つ光偏向器で反射された光束を被走査面に導く結像光学系と、を備えたことを特徴とする光走査装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の光走査装置と、前記被走査面上に設けられた感光体ドラムとを有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は数十〜数百ナノメートル（ｎｍ）の周期構造を有する微細構造体（ナノ構造体）の製造方法に関し、電子、バイオ、光学に関する素子の製造に好適なものである。
【０００２】
また、本発明は、ナノ構造体を用いて作製された微細構造格子に関する。
【０００３】
更に、本発明の微細構造格子は、光走査装置に用いられる走査レンズの表面に設けられ、反射防止機能を有する。
【背景技術】
【０００４】
金属及び半導体の薄膜、細線、ドットなどでは、ある特徴的な長さより小さいサイズにおいて、電子の動きが閉じ込められることにより、特異な電気的、光学的、化学的性質を示すことがある。
【０００５】
このような観点から、機能材料として、１マイクロメータ（μｍ）より微細な構造を有するナノメートルオーダーの構造体（微細構造体）への関心が高まっている。
【０００６】
ナノメートルオーダーの微細構造体の製造方法としては、例えばフォトリソグラフィーを用いた半導体製造プロセスが代表的であるが、大面積化と低製造コスト化を両立させることには課題が多い。
【０００７】
大面積化と低製造コスト化を両立させる技術として自然に形成される規則的な構造をベースにした、いわゆる自己組織化の手法が注目され、多くの研究が行なわれている。
【０００８】
自己組織化の手法の例としては、例えばＡｌの陽極酸化が挙げられる（非特許文献１参照）。
【０００９】
図５は円柱状細孔（ナノホール）を有する陽極酸化皮膜を表した図である。同図に示すようにＡｌ板２１を酸性電解質中で陽極酸化すると、細孔２３を有する陽極酸化皮膜２２が形成される。
【００１０】
この細孔２３の特徴は直径が数十ｎｍ〜数百ｎｍの極めて微細な円柱状の細孔であり、数十ｎｍ〜数百ｎｍの間隔で平行に配列するという特異的な幾何学的構造を有することにある。
【００１１】
この円柱状の細孔２３は高いアスペクト比を有し、断面の径の一様性にも優れている。またこの細孔２３の径および間隔は陽極酸化の際の電流、電圧を調整することによりある程度の制御が可能である。
【００１２】
このＡｌ陽極酸化皮膜の特異的な幾何学構造に着目した様々な応用が試みられている（非特許文献２参照）。非特許文献２の益田による解説が詳しいが、以下、応用列を列記しておく。
【００１３】
例えば陽極酸化皮膜の耐摩耗性、耐絶縁性を利用した皮膜としての応用や、皮膜を剥離してフィルターへの応用等がある。
【００１４】
さらにはナノホール内に金属や半導体等を充填する技術や、ナノホールのレプリカ技術を用いる。
【００１５】
よって、着色、磁気記録媒体、ＥＬ発光素子、エレクトロクロミック素子、光学素子、太陽電池、ガスセンサ、をはじめとする様々な応用が試みられている。
【００１６】
さらには量子細線、ＭＩＭ素子などの量子効果デバイス、ナノホールを化学反応場として用いる分子センサー、など多方面への応用が期待されている。
【００１７】
一方、自己組織化手法、特にＡｌ陽極酸化の手法はナノメートルオーダーの微細構造体を容易に、制御よく作成することができるという利点がある。
【００１８】
またこの手法では、一般に大面積のナノ構造体を作成することが可能である。この手法を用いたものが従来より種々と提案されている（特許文献１、２参照）。
【００１９】
特許文献１には基体上に導電性を有すると共に電気化学的に安定な下地層と、該下地層上にＡｌまたはＡｌ合金の陽極酸化膜が積層され、該陽極酸化膜に形成されている微細孔に磁性体を充填した磁気記録媒体が開示されている。
【００２０】
ここで下地層としてＲｈ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｇａ、Ｚｒ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｃｕ、ＨｆやＢｅ等の材料を用いている。
【００２１】
前記１８種類の材料を用いることでＡｌやＡｌ合金の陽極酸化時に該陽極酸化膜に形成される微細孔の深さが均一になるという効果があることが記載されている。
【００２２】
特許文献２には細孔の底部に導電性を有する経路を形成し、該細孔の底部の導電性に優れて細孔を均一に形成することが記載されている。
【非特許文献１】Ｒ．Ｃ．Ｆｕｒｎｅａｕｘ，Ｗ．Ｒ．Ｒｉｇｂｙ＆Ａ．Ｐ．Ｄａｖｉｄｓｏｎ“ＮＡＴＵＲＥ”Ｖｏｌ．３３７  Ｐ１４７（１９８９）
【非特許文献２】益田  固体物理  ３１，４９３（１９９６）
【特許文献１】特開昭６３−１８７４１５号公報
【特許文献２】特開平１１−２０００９０号公報
【特許文献３】特開平２００５−１５６６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
Ａｌの陽極酸化により得られるナノメートルオーダーの細孔は深さ方向（長軸）に孔径（短軸）の一様性が優れている。
【００２４】
その優れた特徴を利点して様々な応用が行なわれているが、電子、バイオ、光学デバイスにおいては用途により非一様な径を有する細孔であることが望ましい場合がある。
【００２５】
例えば細孔を母型としてその転写体を光学素子として利用しようとする場合を考える。
【００２６】
ナノメートルオーダーの周期構造が反射防止機能を発現し、転写体の形状が円柱状であるよりも円錐状であることで特に優れた反射防止特性を有することがある。
【００２７】
本発明はナノメートル（ｎｍ）の細孔で孔径が先細り形状の細孔を製造することができる微細構造体の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
請求項１の発明のナノ構造体の製造方法は、
ＡｌもしくはＡｌ合金を陽極酸化し、孔を有する陽極酸化皮膜を形成する第１工程を行った後、該陽極酸化皮膜内の孔の孔径を広げる第２工程を行い、その後、該陽極酸化皮膜を陽極酸化し、該陽極酸化皮膜内の孔の孔径を深さ方向に向かって変化させる第３工程を少なくとも１回繰り返すことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によればＡｌ（アルミニウム）もしくはＡｌ合金を陽極酸化工程とポアワイド工程とを交互に繰り返すことにより、陽極酸化皮膜に形成した細孔の孔径を深さ方向に向かって小さくすることができる。
【００３０】
また、陽極酸化条件及びポアワイド条件を適宜選択することにより、孔の孔径をステップ状もしくはテーパー状にすることができる。
【００３１】
また、細孔への異種材料を充填もしくは離型する際に、特に曲面上に形成した細孔から異種材料を離型する場合、比較的容易に行なうことができるナノ構造体の製造方法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】
【００３２】
以下に本発明の微細構造格子の定義を示す。
【００３３】
微細構造格子は、いわゆる０次格子としての条件を満たす格子ピッチＰが選択される。微細構造格子はＳＷＳ（ｓｕｂｗａｖｅ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）と称される。
【００３４】
その格子ピッチは使用光源の波長オーダー以下（ナノオーダー）であり、回折作用を有さない０次光の使用を対象としている（ＵＳ  ＡＡ２００２１７９８２７参照）。
【００３５】
０次格子とは、周期状の微細構造格子において０次格子以外の回折光が生じない格子である。
【００３６】
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）
但し、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。条件式（ａ）より明らかであるが回折角はθｍ≧θ１（ｍ＝１）である。
【００３７】
＋１次の回折光が発生しない条件として、垂直入射のときは
θ＋１≧９０°      ・・・（ｂ）
であるので、
Ｐ＜λ／（Ｎｓ＋Ｎｉ・ｓｉｎθｉ）      ・・・（ｃ）
が０次格子の条件であることが示されている。
【００３８】
尚、最軸外のときはθ＋１が９０度以上と成り、格子ピッチＰは更に小さいピッチＰａとなる。入射角度が０度以外のときは格子ピッチＰは更に小さくする必要がある。
【００３９】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００４０】
図１は本発明の実施例１を表す微細構造体（ナノ構造体）の製造工程フローの概要を示した説明図である。
【００４１】
同図において１はＡｌ（アルミニウム）もしくはＡｌ合金、２は陽極酸化皮膜、３は細孔（孔）である。
【００４２】
本実施例では、陽極酸化工程（第１工程）にて、ＡｌもしくはＡｌ合金１を陽極酸化すると陽極酸化条件（酸性電解質溶液の配合、温度、印加電圧）に合わせて比較的細い孔径Ｄの細孔３を有する陽極酸化皮膜２が形成される（図１（ｂ））。
【００４３】
次にポアワイド工程（第２工程）にて、ポアワイド条件（エッチング液の配合、温度、処理時間）に応じて細孔３の孔径（太さ）Ｄを孔径Ｄａに広げる（図１（ｃ））。
【００４４】
更に再度陽極酸化工程（第３工程）にて、孔径Ｄａの細孔の底部から新たに孔径Ｄｂの細孔を形成する。すると太い孔径Ｄａの細孔の奥に細い孔径Ｄｂの細孔が２段に重なる形状の細孔３が形成される（図１（ｄ））。
【００４５】
本実施例の陽極酸化工程とは、酸性電解質溶液中に陽極としてＡｌもしくはＡｌ合金を浸漬し、同様に浸漬させた陰極との間に直流電源をつなぎ通電することでＡｌもしくはＡｌ合金を酸化させ、細孔を自己組織的に一括して陽極酸化皮膜を形成させる工程である。
【００４６】
上述の細孔の孔径は、ナノメートルオーダーである。また、上述の酸性電解質溶液は、硫酸、シュウ酸、リン酸を少なくとも１種類有する溶液である。
【００４７】
このとき酸性電解質溶液の配合、温度、印加電圧を適宜選択することにより細孔の間隔を数十〜数百ｎｍオーダーである程度制御することができ、印加時間により細孔の深さをある程度制御することが可能である。
【００４８】
またポアワイド工程とは、酸性もしくはアルカリ性溶液であるエッチング液中に細孔を形成した陽極酸化皮膜を浸漬させることで細孔の側壁を溶解させることで孔径を広げる工程である。
【００４９】
このときエッチング液の配合、温度、処理時間により孔径をある程度制御することが可能である。
【００５０】
本実施例では陽極酸化工程とポアワイド工程を経て形成された陽極酸化皮膜を再度陽極酸化してポアワイドにより孔径が広げられた細孔の底部から新たな細孔を形成している。
【００５１】
つまり陽極酸化工程とポアワイド工程を交互に行なうことにより、細孔の深さ方向に溶解履歴の異なる細孔を積み重ねて形成している。結果として深さ方向に孔径が変化、具体的には小さくなっている細孔を形成している。
【００５２】
上記手順により形成した細孔は陽極酸化条件とポアワイド条件を適宜選択することでステップ状にもしくはテーパー状に孔径を小さくしている。
【００５３】
また細孔は孔口が広がっていることで、該細孔を型として異種材料を充填する上でも比較的容易に充填することができ、且つ比較的容易に離型することも可能である。
【００５４】
図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は各々本発明の実施例１に係る微細構造体を模式的に表した要部断面図である。
【００５５】
図２（ａ）は陽極酸化工程とポアワイド工程を交互に２回繰り返したときの陽極酸化皮膜２に形成された細孔３の断面を示している。２段構成の細孔３となり深さ方向にステップ状に細くなっている。
【００５６】
図２（ｂ）は陽極酸化工程とポアワイド工程を交互に５回繰り返したときの細孔３の断面を示している。５段構成の細孔となり深さ方向にステップ状に細くなっている。
【００５７】
図２（ｃ）は陽極酸化工程とポアワイド工程を交互に多数回（十分に細かく区切って）繰り返したときの細孔３の断面を示している。
【００５８】
細かく区切って陽極酸化し、短時間のポアワイドを繰り返すことで深さ方向に滑らかに孔径が変化する細孔を形成している。細孔は深さ方向にテーパー状に細くなっている。
【００５９】
［陽極酸化工程］
次に本実施例で用いた陽極酸化工程では、ＡｌもしくはＡｌ合金を酸性電解液中に浸漬し、陰極との間に直流電圧を印加している。
【００６０】
図３は本工程に用いる陽極酸化装置の概略図である。同図において、１１はＡｌもしくはＡｌ合金の試料、１２は陰極、１３は酸性電解液、１４は直流電源、１５はスイッチ、１６は反応容器、１７は恒温水槽である。
【００６１】
図３には省略してあるが、この他に陽極酸化時間を管理するタイマ、電流をモニタする電流計、また陽極酸化時間と電流値を検知しながらスイッチを作動させる回路などが組み込まれている。
【００６２】
図３においては恒温水槽１７で一定温度に保たれた反応容器１６内の酸性電解液１３中に試料１１と陰極１２を浸漬させ、スイッチ１５を所定時間短絡させることで直流電源１４から一定電圧を印加することで陽極酸化が行なわれる。
【００６３】
陽極酸化に用いる酸性電解液は、例えばリン酸、シュウ酸、硫酸などが挙げられる。陽極酸化の諸条件である酸性電解液の配合、温度、印加電圧、印加時間は作製する細孔の間隔、深さに応じて適宜設定している。
【００６４】
［ポアワイド工程］
本実施例で用いるポアワイド工程では、陽極酸化工程で陽極酸化皮膜に形成した細孔の側壁を溶解することで孔径を広げている。
【００６５】
図４は本工程に用いるポアワイド装置の概略図である。同図において、１８は陽極酸化工程を経た試料、１９はエッチング液、２０は恒温炉である。
【００６６】
図中には省略してあるが、この他に資料の表面温度を検知する温度計、ポアワイド時間を管理するタイマ、温度およびポアワイド時間を検知して試料を取り出すためのハンドリング機構などがある。
【００６７】
ポアワイド工程に用いるエッチング液は酸性もしくはアルカリ性溶液のいずれでも構わない。ポアワイド工程の諸条件であるエッチング液の配合、処理時間、温度は作製する細孔の孔径に応じて適宜設定している。
【００６８】
本発明において、陽極酸化工程およびポアワイド工程を交互に行なう必要から、陽極酸化工程で使用する酸性電解溶液とポアワイド工程で使用するエッチング液は同種の溶液であることが望ましい。
【００６９】
例えば、陽極酸化工程およびポアワイド工程ともに使用可能なリン酸溶液を使用することが特に望ましい。
【００７０】
［具体例および比較例］
以下、本実施例に関わる微細構造体の製造方法の具体例および比較例を挙げる。
【００７１】
［具体例１］
まず抵抗値０．０１Ωｃｍ以下の３インチＳｉウェハを用意し、スパッタリングにより５００ｎｍのＡｌを成膜した後、裏面に電極を固定し、電極、裏面全面およびウェハ側面を絶縁防水被覆して試料とした。
【００７２】
この試料を図３に示した陽極酸化装置を用いて陽極酸化を行なった。
【００７３】
恒温水槽で１０℃に温調された５重量％リン酸水溶液中に陰極と共に試料を浸漬し、直流電源と結線して所定時間１２０Ｖを印加することでＡｌ膜厚の半分を陽極酸化した。
【００７４】
試料を取り出した後、走査型電子顕微鏡で陽極酸化皮膜表面を観察したところ、およそ３００ｎｍ間隔の細孔が形成されており、孔径はおよそ２０ｎｍであった。
【００７５】
次に試料を図４に示したポアワイド装置を用いてポアワイドを行なった。恒温炉で２５℃に温調されたリン酸５重量％水溶液中に所定時間試料を浸漬した。
試料を取り出した後、走査型電子顕微鏡で陽極酸化皮膜表面を観察したところ、孔径はおよそ１００ｎｍとなっていた。
【００７６】
次に図３に示す陽極酸化装置で再度同条件で陽極酸化を行なった。
【００７７】
恒温水槽で１０℃に温調された５重量％リン酸水溶液中に陰極と共に試料を浸漬し、直流電源と結線して１２０Ｖを印加し、Ａｌ膜を全ての厚みに渡って陽極酸化した。
【００７８】
試料を取り出した後、陽極酸化皮膜表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、およそ孔径１００ｎｍの細孔の奥におよそ孔径２０ｎｍの細孔が形成されていることが観察された。
【００７９】
また集束イオンビームにより陽極酸化皮膜を垂直に切断し、断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、細孔の断面形状は図２（ａ）のように２段のステップ状に深さ方向に細くなっていることが確認された。
【００８０】
細孔の深さは、５００ｎｍであった。
【００８１】
［比較例１］
次に上記実施例１に対しての比較例を説明する。
【００８２】
陽極酸化工程とポアワイド工程を各々１回ずつ行なうことで細孔の断面形状を観察した。
【００８３】
上記実施例１と同様の試料を用意し、図３に示す陽極酸化装置を用いて陽極酸化を行なった。
【００８４】
恒温水槽で１０℃に温調された５重量％リン酸水溶液中に陰極と共に試料を浸漬し、直流電源と結線して１２０Ｖを印加し、Ａｌ膜を全ての厚みに渡って陽極酸化した。
【００８５】
試料を取り出した後、走査型電子顕微鏡を用いて陽極酸化皮膜表面を観察したところ、孔径はおよそ２０ｎｍであった。
【００８６】
次に試料を図４に示したポアワイド装置を用いてポアワイドを行なった。恒温炉で２５℃に温調されたリン酸５重量％水溶液中に３０分間試料を浸漬した。
【００８７】
試料を取り出した後、走査型電子顕微鏡を用いて陽極酸化皮膜表面を観察したところ、孔径はおよそ１００ｎｍであった。
【００８８】
また、集束イオンビームを用いて陽極酸化皮膜を垂直に切断し、細孔の断面形状を走査型電子顕微鏡で観察したところ、孔径が深さ方向にほぼ一様な細孔が観察された。
【００８９】
このように具体例１では、比較例１に比して陽極酸化工程とポアワイド工程とを交互に繰り返すことにより、細孔の孔径を深さ方向に向かって変化させることができる。
【００９０】
よって、これによりより一層の高機能性デバイスに応用可能な微細構造体を提供することができる。
【００９１】
［具体例２］
次に本発明の微細構造体の製造方法の具体例２について説明する。
【００９２】
陽極酸化工程とポアワイド工程を小刻みに１０回繰り返した場合の断面形状を観察した。
【００９３】
前述の具体例１と同様の試料を用意し、処理時間以外の条件を具体例１と同様の条件で行なった。陽極酸化時間およびポアワイド時間を具体例１で例示した所定時間の１／５とした。
【００９４】
陽極酸化工程とポアワイド工程を交互に１０回繰り返した後、陽極酸化皮膜表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、細孔の間隔がおよそ３００ｎｍであった。
【００９５】
また集束イオンビームで陽極酸化皮膜を垂直に切断し、細孔の断面形状を走査型電子顕微鏡で観察したところ、前記図２（ｃ）のように孔径が深さ方向に滑らかに細くなっている。
【００９６】
開口部でおよそ２００ｎｍ、底部でおよそ２０ｎｍであり、前記図２（ｃ）のようにテーパ状に孔口が広がっていることが観察された。
【００９７】
本発明では、孔径の開口部ｒ１と孔径の底部ｒ２の比は、ｒ１／ｒ２≦１／５であることが好ましい。本実施例では、ｒ１＝２００ｎｍ、ｒ２＝２０ｎｍなので、ｒ１／ｒ２＝１／１０なので、ｒ１／ｒ２≦１／５を満たす。
【００９８】
理由は、図２（ｃ）のナノ構造体を金型として使用し、実施例２の微細構造格子を作製する場合、微細構造格子が比較的容易に離型できるためである。
【実施例２】
【００９９】
次に本実施例１（具体例１、具体例２）のナノ構造体を用いて作製された微細構造格子をレーザービームプリンタやデジタル複写機、等の画像形成装置に用いられる光走査装置の走査レンズ（結像光学素子）の表面に適用した例を示す。
【０１００】
該ナノ構造体から微細構造格子を転写する手法として、射出成形、プレス成形、レプリカ、電解析出、インプリント等の方法が挙げられる。
【０１０１】
基材と共に微細構造格子を得ることができる射出成形、プレス成形、レプリカが特に望ましい。
【０１０２】
本実施例においては走査レンズ（結像光学素子）の製造手段である射出成形にて適用した例を示す。
【０１０３】
まず走査レンズ（結像光学素子）成形用の自由曲面（レンズ面）を有する金型を用意し、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を得た。
【０１０４】
そして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、該自由曲面以外を被覆により絶縁防水状態にした。
【０１０５】
その後、アルミニウム膜厚の半分を陽極酸化した後溶解して細孔の孔径を広げ、再度陽極酸化して残りのアルミニウム膜を陽極酸化し、孔径を再び広げることでステップ状に孔径が細くなる細孔を金型表面に形成した。
【０１０６】
まず、陽極酸化として１０℃に温調した５重量％リン酸水溶液中に負電極とともに浸漬させ、直流定電圧１２０Ｖを一定時間印加して細孔をアルミニウム膜厚の半分程度まで形成させた。
【０１０７】
次に常温の５重量％リン酸水溶液中に浸漬して食刻することで孔径をおよそ１００ｎｍに広げた。
【０１０８】
再度１０℃に温調した５重量％リン酸水溶液中に負電極とともに浸漬させた。
【０１０９】
そして、直流定電圧１２０Ｖを印加し、通電電流が十分微弱になるまで通電して２段目の細孔を形成した。
【０１１０】
その後、常温の５重量％リン酸水溶液中に浸漬して食刻することで孔径がおよそ２００ｎｍの細孔の奥におよそ１００ｎｍの細孔が２段で形成された細孔を該金型表面に得た。
【０１１１】
上記手順により製作した金型を射出成形機（住友重機工業株式会社製：ＳＳ１８０）に入射面側および出射面側に各々配し、シクロオレフィンポリマー（日本ゼオン株式会社製）を射出成形して走査レンズを得た。
【０１１２】
このとき溶融樹脂温を２７０℃、樹脂注入時の保圧を７００ｋｇ／ｃｍ２とし、樹脂を金型より離型する際、該細孔に充填した樹脂（微細構造格子）が弾性変形を許容する条件下で離型を行なった。
【０１１３】
このようにして得られた走査レンズの入射面を走査型電子顕微鏡により観察したところ、自由曲面全域にランダムに配列した２段階で太さが細まっている微細構造格子が観察された。
【０１１４】
個々の格子（突起）はおよそ３００ｎｍの間隔で面の法線方向に向かって立っていることが確認された。
【０１１５】
そこで該走査レンズに波長７８０ｎｍ、Ｐ偏光のレーザ光を垂直入射させ反射率を測定したところ、該微細構造格子を形成していない鏡面時の反射率に比べ１／４に低減していた。
【０１１６】
本実施例２では、走査レンズ（結像光学素子）に入射する光束の反射防止を行うために、走査レンズ（結像光学素子）の表面に微細構造格子１０８を形成している。
【０１１７】
近年、走査光学系の走査レンズ（結像光学素子）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。
【０１１８】
そこで、上述の如く、本実施例２では、走査レンズ（結像光学素子）の入射面、出射面に微細構造格子１０８を形成している。
【０１１９】
尚、本明細書において偏向手段によって光束が反射偏向（偏向走査）される方向を主走査方向、結像光学系の光軸及び主走査方向と直交する方向を副走査方向と定義する。
【０１２０】
図６において１０１は光源手段であり、例えば半導体レーザーより成っている。２は集光レンズ（コリメーターレンズ）であり、光源手段１０１から射出された発散光束を略平行光束もしくは収束光束に変換している。
【０１２１】
１０３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。
【０１２２】
１０４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１０３を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向器１０５の偏向面（反射面）１０５ａにほぼ線像として結像させている。
【０１２３】
１０５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。
【０１２４】
１０６は集光機能とｆθ特性とを有する結像光学系としての結像レンズ系であり、プラスチック材料（透明樹脂材）より成る第１、第２の２枚の走査レンズ（結像光学素子）１０６ａ，１０６ｂより成っている。
【０１２５】
光偏向器１０５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１０７上に結像させている。
【０１２６】
副走査断面内において光偏向器１０５の偏向面１０５ａと被走査面１０７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。
【０１２７】
通常、被走査面上に感光体ドラムが形成されている。
【０１２８】
上記の光学要素１０２、１０３、１０４を用いないで光源手段１００からの光束を直接、光偏向器５に入射させるようにしても良い。
【０１２９】
本実施例における第１、第２の２枚の走査レンズ１０６ａ、１０６ｂの各レンズ面は図６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っている。
【０１３０】
第１、第２の２枚の走査レンズ１０６ａ、１０６ｂの各レンズ面は、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非球面形状をベース形状としている。
【０１３１】
本実施例２では、第１の走査レンズの入射面（光偏向器に一番近い面）と出射面１０６ａ２及び第２の走査レンズの入射面１０６ｂ１と出射面（被走査面１０７に一番近い面）１０６ｂ２の全面に微細構造格子１０８を形成している。
【０１３２】
この微細構造格子１０８は走査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１０６のレンズ面からの反射光が被走査面１０７上に入射するのを低減している。
【０１３３】
本発明では、実施例２の如く、具体例１、具体例２（図２（ａ）〜（ｃ）記載）のナノ構造体を用いて作製されたナノメートル（ｎｍ）の細孔が周期的に並んだ微細構造格子を走査レンズに適用している。
【０１３４】
よって、優れた反射防止特性が得られている。
【０１３５】
微細構造格子の形状は、孔径が深さ方向に細くなる形状となっている。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の実施例１に係る工程を表した図
【図２】本発明の実施例１に係る細孔断面を模式的に表した図
【図３】本発明の実施例１に係る陽極酸化装置の概略を表した図
【図４】本発明の実施例１に係るポアワイド装置の概略を表した図
【図５】本発明の背景技術に係る細孔を有する陽極酸化皮膜を表した図
【図６】本発明の実施例２の光走査装置の主走査断面図
【符号の説明】
【０１３７】
１  ＡｌもしくはＡｌ合金
２  陽極酸化皮膜
３  細孔
Ｄ  細孔の孔径
１１  ＡｌもしくはＡｌ合金の試料
１２  陰極
１３  酸性電解液
１４  直流電源
１５  スイッチ
１６  反応容器
１７  恒温水槽
１８  陽極酸化工程を経た試料
１９  エッチング液
【図１】
2006124827.tif 000003
【図２】
2006124827.tif 000004
【図３】
2006124827.tif 000005
【図４】
2006124827.tif 000006
【図５】
2006124827.tif 000007
【図６】
2006124827.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月9日(2005.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
ＡｌもしくはＡｌ合金を陽極酸化し、孔を有する陽極酸化皮膜を形成する第１工程を行った後、該陽極酸化皮膜内の孔の孔径を広げる第２工程を行い、その後、該陽極酸化皮膜を陽極酸化し、該陽極酸化皮膜内の孔の孔径を深さ方向に向かって変化させる第３工程を少なくとも１回行うことを特徴とするナノ構造体の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
請求項１の発明のナノ構造体の製造方法は、ＡｌもしくはＡｌ合金を陽極酸化し、孔を有する陽極酸化皮膜を形成する第１工程を行った後、該陽極酸化皮膜内の孔の孔径を広げる第２工程を行い、その後、該陽極酸化皮膜を陽極酸化し、該陽極酸化皮膜内の孔の孔径を深さ方向に向かって変化させる第３工程を少なくとも１回行うことを特徴としている。