(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズの転写面が長手方向に複数加工された鏡面駒により前記転写面を転写させることで光学素子を製造する光学素子の製造方法であって、
前記鏡面駒は、隣接して配置された第１の分割駒および第２の分割駒からなり、
前記第１の分割駒および前記第２の分割駒の境界部に溝を加工した後、
前記第１の分割駒および前記第２の分割駒にまたがるように、前記レンズを転写する形状を複数加工し、
前記第１の分割駒および前記第２の分割駒を前記長手方向に相対的にずらすことによって前記レンズを転写する形状がずれた形状となるように固定し、
前記ずれた形状のレンズを転写する形状を転写し、光学素子を製造することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記溝は、Ｖ字形状であることを特徴とする請求項１記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記溝は矩形形状であることを特徴とする請求項１記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記溝の開口部の幅は、５μｍ以上であり、前記レンズを転写する形状の幅の２０％以下であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】
レンズの転写面が長手方向に複数加工された鏡面駒を有する金型であって、
前記鏡面駒は隣接する第１の分割駒および第２の分割駒からなり、
前記第１の分割駒および前記第２の分割駒の境界部には溝を有し、
前記第１の分割駒および前記第２の分割駒にまたがるように加工された複数のレンズの転写面が、前記長手方向にずれた状態で固定され、
前記溝の開口部の幅は、５μｍ以上であり、前記レンズを転写する形状の幅の２０％以下であることを特徴とする金型。
【請求項６】
前記溝は、Ｖ字形状であることを特徴とする請求項５記載の金型。
【請求項７】
前記溝は矩形形状であることを特徴とする請求項５記載の金型。
【請求項８】
長手方向に複数のレンズが所定のピッチで並んだ２つの列が、レンズの光軸に対して垂直な方向に平行に並んだレンズアレイであって、
前記２つの列のうちの一方の列である第１列の複数のレンズの光軸の位置と、前記２つの列のうちのもう一方の列である第２列の複数のレンズの光軸の位置とは、前記長手方向にずれて配置されており、
前記第１列と前記第２列の間には、突起部が形成され、
前記突起部の幅は、５μｍ以上であって、前記長手方向と垂直方向のレンズの幅の２０％以下であることを特徴とするレンズアレイ。
【請求項９】
前記突起部は、テーパ形状であることを特徴とする請求項８記載のレンズアレイ。
【請求項１０】
前記突起部は、矩形形状であることを特徴とする請求項８記載のレンズアレイ。
【請求項１１】
請求項８乃至１０いずれか一項記載のレンズアレイを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項８乃至１０いずれか一項記載のレンズアレイを有することを特徴とする画像読み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読み取り装置及び、画像形成装置などに使用する光学素子の製造方法、金型およびレンズアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやレーザープリンタなどに使用される光学素子の光学機能面は曲面形状で構成され、単なる球面だけでなく曲率変化を伴う表面形状（非球面形状）等への高精度な加工が必要とされる。近年ではＬＥＤプリンタなどに用いられる光学素子として、小径で自由曲面形状のレンズアレイが数百個単位で構成されたレンズアレイ光学系を用いた画像形成装置や画像読取装置が開発されている。
【０００３】
このレンズアレイ光学系は、アレイ状光源（ＬＥＤ等）やラインセンサ等と共に筺体により保持し、それをユニットとして組み込んだ画像形成装置や画像読取装置が知られている。これらの装置によれば、レンズアレイ光学系を用いることで、装置の小型化や低コスト化を実現することができる。
【０００４】
しかし、レンズアレイ光学系は、複数のレンズが配列するレンズ間のピッチによって結像光量や結像性能にムラが発生することが知られている。
【０００５】
特許文献１には、図９に示すような、結像光量や結像性能のムラを解消する光学系が開示されている。このレンズアレイ光学系は、連続した曲面とする複数のレンズが同一ライン上に配列された２つのレンズアレイ１０１、１０２を用いた光学系である。レンズアレイは、複数のレンズの配列方向を長手方向（図９においてはＹ方向）とし、光軸方向（図９においてはＸ方向）と長手方向に対して垂直な方向を短手方向（図９においてはＺ方向）となっている。そして長手方向と平行で且つ、其々のレンズの光軸を通る線に沿って短手方向のレンズが上下に２分割されている（１１１ａ、１１１ｂ）。レンズアレイの各レンズの光軸間の距離であるピッチを、上下のレンズで１／２ずらすことで周期的なムラを抑制するレンズアレイ光学系が提案されている。この時分割されたレンズ１１１ａの光軸はＫ１ａであり、１１１ｂの光軸はＫ１ｂである。また、レンズアレイ１０１、１０２は、金型を用いて製造されることが提案されている。具体的には、金型の一部である鏡面駒にレンズアレイ（複数配列されたレンズ）の転写面を彫り込む（加工する）。その際、鏡面駒を２分割しておき、レンズの転写面を加工した後、分割しておいた鏡面駒をずらした状態で金型内に組み込む。これを転写することでレンズアレイ（光学素子）を製造することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−０７７９６４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されている、分割した分割駒を合わせて１対の鏡面駒とすると、合わされた部分は連続する面ではなくなり、線状の分割線が形成されることになる。この分割線を跨いで連続したレンズ面を切削加工すると、ダイヤモンド工具に微小なキズ（チッピング）が発生する頻度が高くなることがあった。これは例えば、分割駒の合わせ面である分割面は、研削加工により高精度に加工されるが、その際、分割面に砥粒が残存してしまっていたり、分割駒を組み合わせる際、分割面に異物が挟み込んでしまうことがある。これらとダイヤモンド工具が接触すると、ダイヤモンド工具にチッピングが生じやすくなるためであることがわかった。
【０００８】
そこで本発明は、光学有効面内で分割した分割駒を１対の鏡面駒として、分割線を跨いで連続したレンズの転写面を切削加工する際に生じるチッピングを抑制する金型を提供する。また、レンズ面にキズが無く安定した高品位の複数のレンズ面を持つ光学素子の製造方法、およびレンズアレイを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光学素子の製造方法は、レンズの転写面が長手方向に複数加工された鏡面駒により前記転写面を転写させることで光学素子を製造する光学素子の製造方法であって、前記鏡面駒は、隣接して配置された第１の分割駒および第２の分割駒からなり、前記第１の分割駒および前記第２の分割駒の境界部に溝を加工した後、
前記第１の分割駒および前記第２の分割駒にまたがるように、前記レンズを転写する形状を複数加工し、前記第１の分割駒および前記第２の分割駒を前記長手方向に相対的にずらすことによって前記レンズを転写する形状がずれた形状となるように固定し、前記ずれた形状のレンズを転写する形状を転写し、光学素子を製造することを特徴とする。
【００１０】
本発明の金型は、レンズの転写面が長手方向に複数加工された鏡面駒を有する金型であって、前記鏡面駒は隣接する第１の分割駒および第２の分割駒からなり、前記第１の分割駒および前記第２の分割駒の境界部には溝を有し、前記第１の分割駒および前記第２の分割駒にまたがるように加工された複数のレンズの転写面が、前記長手方向にずれた状態で固定され、前記溝の開口部の幅は、５μｍ以上であり、前記レンズを転写する形状の幅の２０％以下であることを特徴とする。
【００１１】
本発明のレンズアレイは、長手方向に複数のレンズが所定のピッチで並んだ２つの列が、レンズの光軸に対して垂直な方向に平行に並んだレンズアレイであって、前記２つの列のうちの一方の列である第１列の複数のレンズの光軸の位置と、前記２つの列のうちのもう一方の列である第２列の複数のレンズの光軸の位置とは、前記長手方向にずれて配置されており、前記第１列と前記第２列の間には、突起部が形成され、前記突起部の幅は、５μｍ以上であって、前記長手方向と垂直方向のレンズの幅の２０％以下であることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、上記レンズアレイを有することを特徴とする。
本発明の画像読み取り装置は、上記レンズアレイを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、レンズ面にキズが無く安定した高品位の複数のレンズ面を有する光学素子の製造方法、およびレンズアレイを提供することができる。
【００１３】
また、工具チッピングの可能性を大幅に抑制できることで、工具交換なく連続して切削することができるため、レンズアレイ鏡面駒の生産性を大幅に向上させることができる金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態を説明する図
【図２】本発明の実施形態を説明する図
【図３】本発明の実施形態を説明する図
【図４】本発明の実施形態を説明する図
【図５】本発明の実施形態を説明する図
【図６】本発明の実施例の加工面観察像
【図７】本発明との比較例を説明する図
【図８】本発明との比較例の加工面観察像
【図９】従来のレンズアレイを用いた光学系を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態をついて、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は本発明の複数のレンズ面を有する光学素子（レンズアレイ）の製造方法に用いる金型の一部である鏡面駒を切削加工するための加工装置を説明する図である。図１において、５０は、ＮＣ工作機械である。５３は、Ｘ方向に直進動作をするＸ直動テーブルである。５４は、Ｙ方向に直進動作をするＹ直動テーブルがある。Ｙ直動テーブル上にはＺ方向回りに回転動作をするＣテーブル５６を備えている。２１はワークであり、Ｃテーブル５６上に取付ける。５５は、Ｚ方向に直進動作をするＺコラム５５であり、溝加工用の工具１１を取り付ける。Ｚコラム５５には、工具回転スピンドル５２や、その他独立して動作する工具駆動ユニットも取り付けられるようになっている。工具回転スピンドル５２には例えば円弧輪郭形状の曲面加工用の工具１０を取り付けることができる。
【００１７】
工作機械５０の各直動テーブル、回転テーブルは静圧軸受によって支持され、ＸＹＺへの移動と回転工具スピンドル５２によるフライカット加工により、レンズやミラー等の光学素子用金型などの高精度な自由曲面の加工が可能となっている。
【００１８】
また、Ｚコラム５５上にはさらに回転テーブルを備えていてもよく、工具回転スピンドル５２に代わって、この回転テーブル上に工具を取り付けることによりフライカット加工を行なうことも可能である。本実施形態においては、Ｃテーブル５５上にワーク２１を取り付け、Ｚコラム５５に曲面加工用の工具１０および溝加工用の工具１１を取り付ける例を示した。しかしこれに限らず、例えば、Ｚコラム５５上の例えば回転テーブルにワーク２１を取り付け、Ｃテーブル５５に曲面加工用の工具１０または溝加工用の工具１１を取り付けてもよい。
【００１９】
本発明の複数のレンズ面を有する光学素子（レンズアレイ）を図２に示す。図２（ａ）は、形成される突起部がテーパ形状の場合の光学素子を示している。図２（ａ）において、長手方向（Ｍ方向）に複数のレンズを有する列を２列有し、前記列と列の間には、テーパ形状の突起部２２２Ａ、２２２Ｂが形成されている。図２（ａ）において、２列の複数のレンズを有する列をＡ列、Ｂ列とした場合、Ａ列の複数のレンズを２２１Ａとして示し、Ｂ列の複数のレンズを２２１Ｂで示す。また、それぞれの列の複数のレンズの、レンズとレンズの間には、凹凸部２２３が形成されている。そして、Ａ列、Ｂ列のレンズは、長手方向（Ｍ方向）に、突起部２２２Ａ、２２２Ｂを境界として、それぞれのレンズの光軸が半ピッチずつずれた形状となっている。半ピッチとは、レンズ２２１Ａの光軸ＯＡ間の距離の半分である。あるいは、レンズ２２１Ｂの光軸ＯＢ間の距離の半分である。つまり、レンズ２２１Ａの光軸ＯＡ間の距離の半分の位置にレンズ２２１Ｂの光軸ＯＢが位置するようにＡ列、Ｂ列のレンズが配置されている。そして、突起部２２２Ａ、２２２Ｂのレンズ面からの高さは均一である。これにより、光学有効域の幅を均一に保つことができるため、レンズ内の光量のバラつきを抑え、光学特性を均一に保つことができる。
【００２０】
図２（ｂ）は、形成される突起部が矩形形状である場合の光学素子を示している。図２（ｂ）において、長手方向（Ｍ方向）に複数のレンズを有する列を２列有し、前記列と列の間には、矩形形状の突起部２３２が形成されている。図２（ｂ）において、２列の複数のレンズを有する列をＡ列、Ｂ列とした場合、Ａ列の複数のレンズを２３１Ａとして示し、Ｂ列の複数のレンズを２３１Ｂで示す。また、それぞれの列の複数のレンズの、レンズとレンズの間には、凹凸部２３３が形成されている。そして、Ａ列、Ｂ列のレンズは、長手方向（Ｍ方向）に、突起部２３２を境界として、それぞれのレンズの光軸が半ピッチずつずれた形状となっている。半ピッチとは、レンズ２３１Ａの光軸ＯＡ間の距離の半分である。あるいは、レンズ２３１Ｂの光軸ＯＢ間の距離の半分である。つまり、レンズ２３１Ａの光軸ＯＡ間の距離の半分の位置にレンズ２３１Ｂの光軸ＯＢが位置するようにＡ列、Ｂ列のレンズが配置されている。そして、突起部が、矩形形状である場合は、突起部２３２の高さは、テーパ形状の場合と異なり、光軸と垂直な面からの高さが一定である。光軸と垂直な面からの高さが一定であっても光学有効域の幅は均一であり、レンズ内の光量のバラつきを抑え、光学特性を均一に保つことができる。
【００２１】
次に、本発明の複数のレンズ面を有する光学素子（レンズアレイ）の製造方法に用いる金型の一部である鏡面駒の加工方法について説明する。
【００２２】
まず、鏡面駒を分割した第１の分割駒と第２の分割駒を隣接して配置し、第１の分割駒と第２の分割駒の分割面を合わせた部分（境界部）２３に溝加工（逃がし溝加工）を行なう。
【００２３】
図３は逃がし溝の加工方法を説明する図である。２２ａと２２ｂは鏡面駒を分割した第１の分割駒と第２の分割駒であり、第１の分割駒と第２の分割駒は隣接して配置される。第１の分割駒２２ａと第２の分割駒２２ｂそれぞれの分割面を合わせて、保持具（不図示）によって保持している。加工する面において、分割面を合わせた部分（境界部）２３は連続する面ではなく、線状の境界部が形成されることになる。
【００２４】
図３（ａ）は、形状がＶ型（Ｖ字形状）の溝である三角逃がし溝１００ａを示している。Ｖ型（Ｖ字形状）の切れ刃を持つ溝加工用の工具１１をＺ軸コラム５５（図１参照）に直接取り付け、ＸＹＺ直動ステージを制御し、溝加工用の工具１１とワークである鏡面駒（２２ａ、２２ｂ）を相対的に移動させながら加工する。予めＮＣ工作機械５０の記憶手段（不図示）には、レンズアレイ（複数配列されたレンズ）の転写面を加工するためのデータが記憶されている。後述するように、加工面（転写面）に樹脂等を押し付け、転写させることで複数のレンズが製造される。転写面は、境界部２３において、転写されて成形される複数のレンズごとに凹凸が形成されるため、三角逃がし溝１００ａを同じ深さで加工すると、溝の開口幅が変化してしまう。このため、三角逃がし溝１００ａを形成する切削加工時の軌跡３５ａは、境界部２３上における転写されるレンズの凹凸に倣って移動させる。これにより溝の開口幅が均一になるため、成形された複数のレンズにおける光学有効面を均一にすることができ、レンズ内の光量の変化が少なく、光学性能の劣化を極力抑えることが可能となる。
【００２５】
図３（ｂ）は、形状が矩形の溝である矩形逃がし溝１００ｂを示している。溝の形状が矩形形状であれば、境界部２３における転写されるレンズの形状に凹凸があっても、溝幅は一定である。図３（ａ）の三角逃がし溝１００ａの加工軌跡３５ａのように、境界部２３上における凹凸に倣って移動させることは必要ない。つまり矩形の切れ刃を持つ溝加工用の工具によって、同じ深さの切り込み量で、直線の加工軌跡３５ｂで加工を行なえば良いため、加工時間の大幅な短縮が可能となる。
【００２６】
次に、第１の分割駒および第２の分割駒の境界部に溝を加工した鏡面駒に対して、第１の分割駒および第２の分割駒にまたがるように、レンズの転写面を複数加工する。
【００２７】
図４は溝（三角逃がし溝）１００ａを形成した１対の分割駒による鏡面駒（ワーク）２１に対してレンズの転写面の切削加工を説明する図である。工具回転スピンドル５２に取り付けた円弧輪郭形状の曲面加工用の工具１０によりフライカット加工を行なう。図４において、２０は、レンズの長手方向の中心線Ｋを有するレンズの転写面である自由曲面である。この自由曲面２０を、分割駒の境界部に溝１００ａが形成されている方向（レンズアレイの長手方向）Ｍ（図４においてはＹ方向と同じ方向）と垂直方向（図４においてはＸ方向）に、複数個（例えば２５０個）加工する様子を示している。この加工により、レンズアレイ（光学素子）を成形するための金型の一部である鏡面駒が製造される。自由曲面の加工は、１つずつの自由曲面２０の任意のＹ位置において加工点がＸ方向の形状へ倣うように３０ａで示す矢印の方向にＸＹＺ直動ステージを制御し、曲面加工用の工具１０とワークである鏡面駒２１を相対的に移動させる（走査加工）。これをＹ方向へ任意のピッチずらした短手方向の位置でも、順次走査加工を繰返し行う。１つの転写面（自由曲面）の加工を終えると、隣の転写面（自由曲面）を同様の加工を行う。これをレンズの数だけ繰返し行う。つまり、前記第１の分割駒および前記第２の分割駒にまたがるように、前記レンズの転写面（自由曲面）を複数加工する。
【００２８】
図５（ａ）は図３（ａ）で示した、境界部２３に三角逃がし溝を形成した鏡面駒（２２ａ、２２ｂ）の、境界部２３を曲面加工用の工具１０によって加工している途中のＸ方向断面を模式図に示したものである。図５（ｂ）はその一部拡大図を示している。境界部２３にはどうしても隙間εが発生してしまい、そこに、分割駒を研削加工した際の残存砥粒１１２、分割駒を組み合わせた際に挟み込んだ異物１１３などが挟み込まれている。三角逃がし溝１００ａを形成することで、境界部２３を曲面加工工具１０が跨いで切削加工しても、残存砥粒１１２や、異物１１３などが、曲面加工工具１０と接触する可能性が回避できる。また、分割部にバリや返り（図示無し）が発生したとしても、曲面加工工具１０と接触する可能性を低減させることができる。これにより曲面加工工具１０の稜線に生じるチッピングを大幅に抑制できる。よって、レンズアレイ其々のレンズを転写する形状（自由曲面２０）にキズが無く安定した高品位の鏡面駒を連続的に得ることができる。そして、この鏡面駒により転写された光学素子においても、均一な光学性能を提供することができる。この時、開口部の幅Ｈは、５μｍ以上であることが好ましい。また、前記レンズを転写する形状（自由曲面）の幅（レンズの長手方向の中心線Ｋの長さ（図４参照））の２０％以下であることが好ましい。溝はレンズとしての集光性能を持たないため、レンズ形状の幅に対する開口部の幅の比だけ光量ロスとなり、２０％より長いと光量が不足し、良好な光学性能を得ることが難しい。本実施形態においては、例えば、レンズ形状の幅３．０ｍｍに対して、溝の開口部の幅Ｚは０．６ｍｍとする。
【００２９】
また、工具チッピングの可能性を大幅に抑制できることで、工具交換なく連続して切削することができるため、鏡面駒の生産性を大幅に向上させることができる。
【００３０】
本実施形態の逃がし溝加工において、三角逃がし溝は１本の三角逃がし溝を図示してきたが、所望する溝幅を広くする場合、より深く切り込んで溝幅を広げても良いが、複数の溝を形成して、溝幅を広げてもよい。
【００３１】
また、本実施形態の転写面（自由曲面）を加工するための工具回転スピンドル加工は、加工走査方向（長手方向）と副走査方向（短手方向）に制約は無い。加工ワーク２１を９０°回転させても、加工走査方向（長手方向）と副走査方向（短手方向）を９０°入れ替えても同じ自由曲面が得られる。その場合、切削加工のピッチ送りをする副走査方向における自由曲面の最小Ｒ以下の工具を用いることで、どちらの方向にも切削加工することができる。
【００３２】
また、転写面（自由曲面）の加工方法として、工具回転スピンドルを用いた加工形態について説明した。しかし、別の加工方法として、Ｚコラム５５上に回転テーブルを設けることでＮＣ工作機械５０と同期して動作させることができる、回転動作が可能な回転走査ユニットに曲面加工用の工具１０を取り付けてもよい。そして、回転走査の回転テーブルと、直動３テーブルとを同期させて転写面（自由曲面）２０の形状に倣い加工を行ってもよい。
【００３３】
溝加工用の工具１１も曲面加工用の工具１０と同様、回転走査ユニットに取り付け、自由曲面１０の加工と同一の動作をさせて加工を行うこともできる。
【００３４】
また、溝加工とレンズの転写面（自由曲面）２０の加工は独立かつ連続して加工を行うこともできる。
【００３５】
具体的には、曲面加工用の工具１０は工具回転スピンドル５２に取り付け、その工具回転スピンドル５２をＮＣ工作機械５０のＺコラム５５に取り付ける。直動３ステージとスピンドルで自由曲面を加工する。自由曲面の加工には、曲面加工用の工具１０の切れ刃の輪郭曲線を工具回転スピンドル５２の回転中心回りに回転させ描いた面と、転写面（自由曲面）が接するように加工点を算出し、直動３ステージを動作させて転写面（自由曲面）を切削加工する。
【００３６】
次に、逃がし溝加工用の工具１１は、曲面加工中に曲面加工用の工具１０や加工ワーク２１と干渉しない位置に、Ｚコラムに直接取り付ける。これにより、レンズの転写面（自由曲面）の加工と、溝加工を独立して行うことを可能にした。また、それぞれの工具と加工ワークとの座標を記憶することで、レンズの転写面（自由曲面）の加工と、溝加工を独立かつ連続して行うことができる。
【００３７】
次に、溝加工（逃がし溝加工）を行なった後、レンズの転写面を複数加工した第１の分割駒、第２の分割駒による鏡面駒を用いて光学素子を製造する方法について次に説明する。
【００３８】
まず、溝加工（逃がし溝加工）を行なった後、レンズの転写面を複数加工した第１の分割駒、第２の分割駒を隣接して配置した状態のまま、相対的にずらす。ずらすことにより、レンズの転写面により転写されるレンズの光軸（単に光軸と称する場合がある）が溝の部分を境に、光軸方向と垂直方向にずれる。ずれ量は、隣り合うレンズの光軸間の長さ（ピッチ）の半分の長さが好ましい。このずらした状態（レンズの転写面がずれた形状となっている状態）で金型内に固定し、このずれた形状のレンズの転写面を樹脂やガラス等に転写して、光学素子（レンズアレイ）を製造する。
【００３９】
製造された光学素子（レンズアレイ）は、長手方向に複数のレンズを有する列を２列有し、前記列と列の間には、突起部が形成される。
【００４０】
そして、形成される突起部がテーパ形状の場合は、光学有効域の幅が均一になるように、突起部のレンズ面からの高さは均一である。これにより、光学有効域の幅を均一に保つことができる、レンズ内の光量のバラつきを抑え、光学特性を均一に保つことができる。
【００４１】
また、前記突起部が、矩形形状である場合は、突起部の高さは、レンズ面からの高さを一定にする必要はない。つまり、光軸と垂直な面からの高さを一定にすることができる。光軸と垂直な面からの高さが一定であっても光学有効域の幅は均一であり、レンズ内の光量のバラつきを抑え、光学特性を均一に保つことができる。
【実施例】
【００４２】
次に実施例について説明する。
【００４３】
（実施例）
まず、図４に示す、自由曲面２０の形状に倣い走査する軌跡を算出した。次に図１に示す装置のＺ軸コラムに、Ｖ型の切れ刃を持つ溝加工工具１１を直接取り付け、ＸＹＺ直動３軸制御で溝加工を行なった。
【００４４】
ここで、Ｖ型の切れ刃を持つ溝加工工具１１の先端角が６０°の工具を使用し、開角は６０°の三角逃がし溝を加工した。また、三角逃がし溝の幅の狙い値は分割線を基準に±０．３ｍｍとし光学有効幅の２０％を逃がし溝とした。三角逃がし溝を１０μｍピッチで３０本形成した。このとき、三角逃がし溝の開角は６０°で三角逃がし溝は１０μｍピッチで、加工深さは１８．６μｍとした。
【００４５】
次に、レンズを転写する形状である自由曲面２０を加工した。自由曲面２０は、０．９ｍｍ×３．０ｍｍで、２５０個線形配列した。複数のレンズを転写する形状の光軸と光軸との間の長さピッチを０．９ｍｍ、直交する方向の自由曲面の幅（光軸の長さ）を３．０ｍｍとした。自由曲面の加工走査方向と副走査方向における最小Ｒは０．６ｍｍであり、使用する工具の刃先Ｒはそれよりも小さい刃先Ｒ０．４ｍｍの工具を使用した。
【００４６】
以上の方法により、三角逃がし溝を設けて、自由曲面２０を連続して３３０個加工した。比較対象として、３３１個目に三角逃がし溝を設けずに自由曲面を加工した。
【００４７】
三角逃がし溝を設けて、連続して加工した３３０個の中の３０１個目の加工面の表面観察を行なった。表面観察は、微分干渉顕微鏡によりレンズ面のキズを観察を行った。
【００４８】
その観察結果を図６に示す。図６は、三角逃がし溝を設けて、連続して加工した３３０個の中の一つの加工面（自由曲面２０と三角逃し溝１００ａ）の拡大写真である。図６において、３００個という非常に多くの自由曲面の切削加工後の工具であっても、合わせ面の分割線に逃がし溝を形成しておくことで、自由曲面全域で曲面加工工具１０の輪郭稜線にチッピング発生は無かった。ゆえに、加工面にも工具チッピングによる加工面スジも観察されなかった。よって、本発明により工具のチッピングを抑制し、良好な切削鏡面を得ることができることがわかった。
【００４９】
（比較例）
実施例と同じ方法で、逃がし溝だけを設けない自由曲面の加工を比較例として加工を行った。
【００５０】
三角逃がし溝を設けず、連続して加工した３３０個の中の９０個目の加工面の表面観察を行なった。表面観察は、微分干渉顕微鏡によりレンズ面のキズを観察を行った。
【００５１】
図８に三角逃がし溝を設けず、連続して加工した３３０個の中の９０個目の加工面の表面観察を行なった結果である拡大写真を示す。図８において２３は、境界部であり。２０は加工面であるレンズを転写する形状（自由曲面）である。
【００５２】
この加工面観察像に示すように、曲面加工工具１０の輪郭稜線には多数のチッピングが発生しており、それが加工面にも工具チッピングによる加工面（自由曲面２０）にスジ４０として転写されていることがわかる。自由曲面の加工数も９０個と１／３以下でも、多数のチッピングが発生していることからも、本発明の効果が確認できた。
【００５３】
チッピングが発生してしまう原因としては次のようなことが考えられる。
【００５４】
図７（ａ）は分割駒の境界部に逃がし溝を形成しない場合の、境界部２３を加工する工具１０と自由曲面２０の模式図であり、図７（ｂ）は、境界部の拡大図を示している。図７に示すように、境界部のバリ１１１や、境界部を研削加工した際の残存砥粒１１２、分割駒を組み合わせた際に挟み込んだ異物１１３など、微小な合わせ面誤差（隙間誤差）εの隙間に挟み込んでいる。このため、曲面加工工具１０がこれらのものと接触する可能性が高まり、曲面加工工具１０の稜線に生じるチッピングが突然発生し、制御できないためであると考えられる。
【符号の説明】
【００５５】
１０  曲面加工用の工具
１１  溝加工用の工具
２０  自由曲面
２１  ワーク
２２ａ  、２２ｂ  分割駒
２３  境界部
【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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