(57)【要約】【課題】  優れた解像度を得ることができるスキャニングシステム用レンズアレイを提供すること、また、優れた解像度を得る事ができる電気光学装置、光学機器を提供すること、さらに、光軸合わせが容易であり、優れた解像度を得ることができるスキャニングシステム用レンズアレイを製造することが可能なスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法を提供すること。【解決手段】  本発明のスキャニングシステム用レンズアレイは、両面に複数の凹部が設けられたガラス基板で構成され、ガラス基板を平面視したときに、ガラス基板の片側の面に設けられた凹部の中心と、これに対応する反対側の面に設けられた凹部の中心とが重なり合うように設けられたものであり、各凹部には、ガラス基板を構成するガラス材料よりも屈折率が高い樹脂材料が充填されている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の凹部が設けられたガラス基板で構成され、
前記凹部は、前記ガラス基板の光が入射する側の面に設けられた複数の第１の凹部と、光が出射する側の面に設けられた複数の第２の凹部とから構成され、
前記ガラス基板を平面視したときに、前記ガラス基板の光が入射する側の面に設けられた前記第１の凹部の中心と、これに対応する光が出射する側の面に設けられた前記第２の凹部の中心とが重なり合うように設けられたものであり、
前記第１の凹部および前記第２の凹部には、樹脂材料が充填されており、
前記樹脂材料の屈折率は、前記ガラス基板を構成するガラス材料よりも屈折率が高いものであることを特徴とするスキャニングシステム用レンズアレイ。
【請求項２】
前記凹部の中央部付近での曲率半径は、０．５〜２．０ｍｍである請求項１に記載のスキャニングシステム用レンズアレイ。
【請求項３】
最隣接する前記凹部の平均ピッチは、０．７〜８．０ｍｍである請求項１または２に記載のスキャニングシステム用レンズアレイ。
【請求項４】
前記樹脂材料の屈折率と、前記ガラス基板を構成するガラス材料の屈折率との差の絶対値が、０．０５〜０．４０である請求項１ないし３のいずれかに記載のスキャニングシステム用レンズアレイ。
【請求項５】
前記ガラス基板の光が入射する側の面に設けられた前記第１の凹部の径が、前記ガラス基板の光が出射する側の面に設けられた前記第２の凹部の径よりも大きいものである請求項１ないし４のいずれかに記載のスキャニングシステム用レンズアレイ。
【請求項６】
前記ガラス基板の光が入射する側の面に設けられた前記第１の凹部に、前記樹脂材料で構成された両凸レンズを有しており、当該両凸レンズの一方の凸レンズ部分が、前記第１の凹部に埋設されたものである請求項１ないし５のいずれかに記載のスキャニングシステム用レンズアレイ。
【請求項７】
前記ガラス基板の光が出射する側の面に設けられた前記第２の凹部に、前記樹脂材料で構成された両凸レンズを有しており、当該両凸レンズの一方の凸レンズ部分が、前記第２の凹部に埋設されたものである請求項１ないし６のいずれかに記載のスキャニングシステム用レンズアレイ。
【請求項８】
複数の凹部が設けられたガラス基板で構成され、
前記凹部は、前記ガラス基板の光が入射する側の面に設けられた複数の第１の凹部と、光が出射する側の面に設けられた複数の第２の凹部とから構成され、
前記ガラス基板を平面視したときに、前記ガラス基板の光が入射する側の面に設けられた前記第１の凹部の中心と、これに対応する光が出射する側の面に設けられた前記第２の凹部の中心とが重なり合うように設けられたものであり、
前記第１の凹部および前記第２の凹部には、樹脂材料が充填されており、
前記樹脂材料の屈折率は、前記ガラス基板を構成するガラス材料よりも屈折率が高いものであるスキャニングシステム用レンズアレイを備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項９】
複数の凹部が設けられたガラス基板で構成され、
前記凹部は、前記ガラス基板の光が入射する側の面に設けられた複数の第１の凹部と、光が出射する側の面に設けられた複数の第２の凹部とから構成され、
前記ガラス基板を平面視したときに、前記ガラス基板の光が入射する側の面に設けられた前記第１の凹部の中心と、これに対応する光が出射する側の面に設けられた前記第２の凹部の中心とが重なり合うように設けられたものであり、
前記第１の凹部および前記第２の凹部には、樹脂材料が充填されており、
前記樹脂材料の屈折率は、前記ガラス基板を構成するガラス材料よりも屈折率が高いものであるスキャニングシステム用レンズアレイを備える電気光学装置を備えることを特徴とする光学機器。
【請求項１０】
ガラス基板の光が入射する側の面に、複数の開口部を有する第１のマスクを形成するとともに、ガラス基板の光が出射する側の面に、複数の開口部を有する第２のマスクを形成するマスク形成工程と、
前記第１のマスクおよび前記第２のマスクを介して、前記ガラス基板にエッチングを施し、前記ガラス基板の光が入射する側の面に複数の第１の凹部と、前記ガラス基板の光が出射する側の面に複数の第２の凹部とを形成するエッチング工程と、
前記第１の凹部および前記第２の凹部に、前記ガラス基板を構成するガラス材料よりも屈折率の高い樹脂材料を充填する樹脂材料充填工程とを有し、
前記ガラス基板を平面視したときに、前記第１のマスクに形成される開口部の中心と、これに対応する前記第２のマスクに形成される開口部の中心とが重なり合うように設けられていることを特徴とするスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法。
【請求項１１】
前記第１のマスクに設けられた開口部および前記第２のマスクに設けられた開口部は、前記ガラス基板の両面に形成された前記第１のマスクおよび前記第２のマスクのうち、どちらか片側からレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板の両面に形成された前記第１のマスクおよび前記第２のマスクのどちらにも開口部を形成する請求項１０に記載のスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法。
【請求項１２】
前記レーザは、アキシコン素子を備えたＹＡＧレーザである請求項１１に記載のスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキャニングシステム用レンズアレイ、電気光学装置、光学機器、およびスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリなどの光学機器では、高密度の画像データを得るため、ＣＣＤ等の受光素子を直線上に配置したラインセンサにより、結像面をスキャンするスキャニングシステムを用いた画像入力装置が知られている。このスキャニングシステムに用いられる光学系として、複数個のロッドレンズを整列させて配列したロッドレンズアレイ（例えば、特許文献１）が知られている。なお、ロッドレンズとは、断面形状が円形で、中心から周辺にかけて放物線状に屈折率分布を有するものである。
【０００３】
このようなロッドレンズアレイは、隣接する各レンズによる像が重なり合って、物体と像とが等倍（１対１、倍率１）の関係を保った帯状の連続した一つの合成像を作り、線状の像をＣＣＤ等の受光素子で構成されたラインセンサに結像させる。また、このようなロッドレンズアレイは、例えば、光プリンタでは、ＬＥＤ発光素子等で構成される発光アレイから出射された画像パターンを、感光体ドラム上に書き込む（露光する）画像出力装置にも用いられる。
【０００４】
しかしながら、このようなロッドレンズアレイは、隣接する各レンズによる像を重なり合わせて結像させるという性質を有するため、ロッドレンズアレイを構成する各ロッドレンズの位置を厳密に調整しなければ、ロッドレンズアレイとラインセンサ、もしくは、発光アレイとの光軸および焦点が合わない。そのため、ロッドレンズの位置を微調整しながら、ロッドレンズアレイを設計する必要があり、組立コストがかかるとともに、不良率が高いという問題があった。また、ロッドレンズアレイとラインセンサ、もしくは、発光アレイとの光軸および焦点を厳密に調整したとしても、互いの像の干渉を完全に排除することが困難であり、満足できる解像度を得ることが困難であった。さらに、ロッドレンズアレイを構成する各ロッドレンズの端面は、平面に切削されており、精度の高い平面であるほど、解像度の高い像が得られるものである。しかし、切削、研磨等によって鏡面加工されたロッドレンズの端面は、微小な傷が多数存在しており、このような傷によって端面で屈折、散乱が起こる結果、解像度が低下するという問題もあった。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３４７６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、優れた解像度を得ることができるスキャニングシステム用レンズアレイを提供すること、また、優れた解像度を得る事ができる電気光学装置、光学機器を提供すること、さらに、光軸合わせが容易であり、優れた解像度を得ることができるスキャニングシステム用レンズアレイを製造することが可能なスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のスキャニングシステム用レンズアレイは、複数の凹部が設けられたガラス基板で構成され、
前記凹部は、前記ガラス基板の光が入射する側の面に設けられた複数の第１の凹部と、光が出射する側の面に設けられた複数の第２の凹部とから構成され、
前記ガラス基板を平面視したときに、前記ガラス基板の光が入射する側の面に設けられた前記第１の凹部の中心と、これに対応する光が出射する側の面に設けられた前記第２の凹部の中心とが重なり合うように設けられたものであり、
前記第１の凹部および前記第２の凹部には、樹脂材料が充填されており、
前記樹脂材料の屈折率は、前記ガラス基板を構成するガラス材料よりも屈折率が高いものであることを特徴とする。
これにより、光軸合わせが容易であり、優れた解像度を得ることができるスキャニングシステム用レンズアレイを提供することができる。
【０００８】
本発明のスキャニングシステム用レンズアレイでは、前記凹部の中央部付近での曲率半径は、０．５〜２．０ｍｍであることが好ましい。
これにより、スキャニングシステム用レンズアレイを構成する各レンズによる球面収差がより確実に防止され、より優れた解像度を得ることができる。
本発明のスキャニングシステム用レンズアレイでは、最隣接する前記凹部の平均ピッチは、０．７〜８．０ｍｍであることが好ましい。
これにより、お互いに隣り合うレンズからの干渉が確実に防止され、より優れた解像度を得ることができる。
【０００９】
本発明のスキャニングシステム用レンズアレイでは、前記樹脂材料の屈折率と、前記ガラス基板を構成するガラス材料の屈折率との差の絶対値が、０．０５〜０．４０であることが好ましい。
これにより、お互いに隣り合うレンズからの干渉が確実に防止され、より優れた解像度を得ることが出来るとともに、スキャニングシステム用レンズアレイの小型化を図ることができる。
【００１０】
本発明のスキャニングシステム用レンズアレイでは、前記ガラス基板の光が入射する側の面に設けられた前記第１の凹部の径が、前記ガラス基板の光が出射する側の面に設けられた前記第２の凹部の径よりも大きいものであることが好ましい。
これにより、スキャニングシステム用レンズアレイに入射する光をより効率良く利用することができ、より正確な像を得ることができる。
【００１１】
本発明のスキャニングシステム用レンズアレイでは、前記ガラス基板の光が入射する側の面に設けられた前記第１の凹部に、前記樹脂材料で構成された両凸レンズを有しており、当該両凸レンズの一方の凸レンズ部分が、前記第１の凹部に埋設されたものであることが好ましい。
これにより、スキャニングシステム用レンズアレイを構成する各レンズによる球面収差がより確実に防止され、より優れた解像度を得ることができる。
【００１２】
本発明のスキャニングシステム用レンズアレイでは、前記ガラス基板の光が出射する側の面に設けられた前記第２の凹部に、前記樹脂材料で構成された両凸レンズを有しており、当該両凸レンズの一方の凸レンズ部分が、前記第２の凹部に埋設されたものであることが好ましい。
これにより、得られる像の焦点位置をスキャニングシステム用レンズアレイから近くすることができるとともに、より正確な像を得ることができる。
【００１３】
本発明の電気光学装置は、複数の凹部が設けられたガラス基板で構成され、
前記凹部は、前記ガラス基板の光が入射する側の面に設けられた複数の第１の凹部と、光が出射する側の面に設けられた複数の第２の凹部とから構成され、
前記ガラス基板を平面視したときに、前記ガラス基板の光が入射する側の面に設けられた前記第１の凹部の中心と、これに対応する光が出射する側の面に設けられた前記第２の凹部の中心とが重なり合うように設けられたものであり、
前記第１の凹部および前記第２の凹部には、樹脂材料が充填されており、
前記樹脂材料の屈折率は、前記ガラス基板を構成するガラス材料よりも屈折率が高いものであるスキャニングシステム用レンズアレイを備えることを特徴とする。
これにより、歩留まりが高く、解像度に優れた電気光学装置を提供することができる。
【００１４】
本発明の光学機器は、複数の凹部が設けられたガラス基板で構成され、
前記凹部は、前記ガラス基板の光が入射する側の面に設けられた複数の第１の凹部と、光が出射する側の面に設けられた複数の第２の凹部とから構成され、
前記ガラス基板を平面視したときに、前記ガラス基板の光が入射する側の面に設けられた前記第１の凹部の中心と、これに対応する光が出射する側の面に設けられた前記第２の凹部の中心とが重なり合うように設けられたものであり、
前記第１の凹部および前記第２の凹部には、樹脂材料が充填されており、
前記樹脂材料の屈折率は、前記ガラス基板を構成するガラス材料よりも屈折率が高いものであるスキャニングシステム用レンズアレイを備える電気光学装置を備えることを特徴とする。
これにより、解像度の優れた光学機器を提供することができる。
【００１５】
本発明のスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法は、ガラス基板の光が入射する側の面に、複数の開口部を有する第１のマスクを形成するとともに、ガラス基板の光が出射する側の面に、複数の開口部を有する第２のマスクを形成するマスク形成工程と、
前記第１のマスクおよび前記第２のマスクを介して、前記ガラス基板にエッチングを施し、前記ガラス基板の光が入射する側の面に複数の第１の凹部と、前記ガラス基板の光が出射する側の面に複数の第２の凹部とを形成するエッチング工程と、
前記第１の凹部および前記第２の凹部に、前記ガラス基板を構成するガラス材料よりも屈折率の高い樹脂材料を充填する樹脂材料充填工程とを有し、
前記ガラス基板を平面視したときに、前記第１のマスクに形成される開口部の中心と、これに対応する前記第２のマスクに形成される開口部の中心とが重なり合うように設けられていることを特徴とする。
これにより、光軸合わせが容易であり、優れた解像度を得ることができるスキャニングシステム用レンズアレイを提供することができる。
【００１６】
本発明のスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法では、前記第１のマスクに設けられた開口部および前記第２のマスクに設けられた開口部は、前記ガラス基板の両面に形成された前記第１のマスクおよび前記第２のマスクのうち、どちらか片側からレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板の両面に形成された前記第１のマスクおよび前記第２のマスクのどちらにも開口部を形成することが好ましい。
これにより、製造に掛かる時間を短縮することができるとともに、光軸合わせがより容易なものとなる。
本発明のスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法では、前記レーザは、アキシコン素子を備えたＹＡＧレーザであることが好ましい。
これにより、製造に掛かる時間を短縮することが出来るとともに、光軸合わせがより容易なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜スキャニングシステム用レンズアレイ（第１実施形態）＞
まず、本発明のスキャニングシステム用レンズアレイ、スキャニングシステム用レンズアレイの製造方法の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明のスキャニングシステム用レンズアレイの第１実施形態を、光が出射される側から見た模式的な平面図、図２は、図１に示すスキャニングシステム用レンズアレイのＡ−Ａ線断面図である。
【００１８】
図１、図２に示すように、スキャニングシステム用レンズアレイ１Ａ（以下、単にレンズアレイ１Ａともいう。）は、ガラス基板２Ａの光が入射する側の面に設けられた複数の第１の凹部２１Ａ、およびガラス基板２Ａの光が出射する側の面に設けられた複数の第２の凹部２２Ａに樹脂材料が充填された入射レンズ３Ａ、および出射レンズ４Ａを有している。
【００１９】
レンズアレイ１Ａは、図２に示すように、入射レンズ３Ａに光源Ｐから入射した光を、対応する出射レンズ４Ａより出射し、焦点Ｆで物体と像とを等倍（１対１、倍率１）で結像させる。このようなレンズアレイ１Ａは、一対の入射レンズ３Ａおよび出射レンズ４Ａが、それぞれ上記のような機能を有するものである。したがって、例えば、各入射レンズ３Ａに対応するパターンで発光素子が配置された発光アレイと、レンズアレイ１Ａとを備えた画像出力装置では、各発光素子が発する画像パターンを感光体ドラム等の表面に書き込むことができる。
このようなレンズアレイ１Ａは、上述したような画像出力装置、または、原稿等からの画像パターンを、ＣＣＤ等の受光素子で構成されるセンサーに結像させるような画像入力装置の等倍結像光学系として用いることができるが、以下の説明では、画像出力装置に用いた場合を中心的に説明する。
【００２０】
図１に示すように、このレンズアレイ１Ａにおいては、複数の出射レンズ４Ａは、複数列設けられており、各列において、隣接する凹部間のピッチは一定となるように配列されている。複数の出射レンズ４Ａがこのように配列したレンズアレイ１Ａでは、各出射レンズ４Ａによる像がお互いに干渉されるのが防止され、焦点深度が十分に深いものとなる。
また、レンズアレイ１Ａは、ガラス基板２Ａを平面視したとき、ガラス基板２Ａの光が入射する側の面に設けられた各第１の凹部２１Ａの中心と、これに対応する光が出射する側の面に設けられた各第２の凹部２２Ａの中心とが重なり合うように構成されている。このようなレンズアレイ１Ａと、ＬＥＤ発光素子等で構成された発光アレイとを備えた画像出力装置を、プリンタ等の画像形成装置に用いた場合には、発光アレイとレンズアレイ１Ａとの光軸合わせが容易となり、発光アレイから出射された画像パターンを、正確に感光体ドラム上に書き込むことができる。
【００２１】
また、図１中、ガラス基板２Ａ上の各出射レンズ４Ａ（各入射レンズ３Ａ）の中心は、縦方向において互いに重ならないように設けられている。このようなレンズアレイ１Ａと、レンズアレイ１Ａの各入射レンズ３Ａのそれぞれに対応するように発光素子が設けられた発光アレイとを有する画像出力装置においては、図１中、縦方向に走査することにより、縦方向に設けられた各出射レンズ４Ａ（各入射レンズ３Ａ）の配列数に比例して高い解像度を得ることができる。
【００２２】
また、入射レンズ３Ａは、ガラス基板２Ａの光が入射する側に設けられた第１の凹部２１Ａに、ガラス基板２Ａを構成するガラス材料よりも屈折率の高い樹脂材料が充填されたものである。これにより、入射レンズ３Ａに入射した光を、入射レンズ３Ａに対応する出射レンズ４Ａへと確実に送ることができるとともに、各入射レンズ３Ａに入射した光がお互いに干渉するのを防止することができる。したがって、レンズアレイ１Ａを光学系として用いる画像出力装置では、正確であり、かつ、解像度の高い画像パターンを得ることができる。
【００２３】
また、出射レンズ４Ａは、ガラス基板２Ａの光が出射する側に設けられた第２の凹部２２Ａに、ガラス基板２Ａを構成するガラス材料よりも屈折率の高い樹脂材料が充填されたものである。これにより、出射レンズ４Ａから光が出射される際、このような樹脂材料が充填されていない凹部から光が出射され、結像される焦点位置に比べて、レンズアレイ１Ａから近い位置に焦点を合わせることができる。したがって、レンズアレイ１Ａと、ＣＣＤ等の受光素子で構成されたセンサーとを有する画像入力装置では、レンズアレイ１Ａとセンサーとの間隔を狭めることができるため、装置の小型化を図ることができるとともに、より正確な画像パターンをセンサーに結像することができる。
また、第１の凹部２１Ａを平面視したときの平均径は、０．６〜４．０ｍｍであるのが好ましく、０．８〜３．０ｍｍであるのがより好ましく、１．０〜２．０ｍｍであるのがさらに好ましい。上記条件を満たすレンズアレイ１Ａでは、各入射レンズ３Ａに入射する光を、より損失無く利用することができるため、さらに正確な像を得ることができる。
【００２４】
また、第１の凹部２１Ａの中央部付近での曲率半径は０．５〜２．０ｍｍであるのが好ましく、０．６〜１．５ｍｍであるのがより好ましく、０．８〜１．０ｍｍであるのがさらに好ましい。上記条件を満たすレンズアレイ１Ａでは、入射レンズ３Ａに入射した光が、お互いに干渉するのがより効果的に防止される。
また、第２の凹部２２Ａの中央部付近での曲率半径は０．５〜２．０ｍｍであるのが好ましく、０．６〜１．５ｍｍであるのがより好ましく、０．８〜１．０ｍｍであるのがさらに好ましい。上記条件を満たすレンズアレイ１Ａでは、出射レンズ４Ａより光が出射される際、より焦点が絞り易くなる。
【００２５】
また、最隣接する第１の凹部２１Ａおよび第２の凹部２２Ａの平均ピッチは、０．７〜８．０ｍｍであるのが好ましく、１．２〜７．０ｍｍであるのがより好ましく、１．５〜４．０ｍｍであるのがさらに好ましい。これにより、各入射レンズ３Ａに入射した光が、お互いに干渉するのをより確実に防止することができる。
また、第１の凹部２１Ａおよび第２の凹部２２Ａに充填される樹脂材料は、ガラス基板２Ａを構成するガラス材料よりも屈折率の高い材料であるが、このような樹脂材料としては、各種樹脂材料を用いることができ、例えば、ナイロン６等のポリアミド、熱可塑性ポリイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレン等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリカーボネート、アクリル（メタクリル）、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００２６】
このような樹脂材料の中でも、熱硬化性樹脂や、光硬化性樹脂を用いた場合には、以下のような効果を得ることができる。すなわち、このような樹脂材料は、熱や光などの外部環境によって、熱膨張、熱分解が発生しにくい材料である。このため、ガラス材料で構成された第１の凹部２１Ａおよび第２の凹部２２Ａと、第１の凹部２１Ａおよび第２の凹部２２Ａに充填された樹脂材料とは、長期間に渡って、密着性に優れたものとなり、このようなレンズアレイ１Ａを備えた電気光学装置（画像入力装置、画像出力装置など）の寿命を延ばすことができる。
このような第１の凹部２１Ａおよび第２の凹部２２Ａに充填された樹脂材料の屈折率は、１．５０〜１．７５であるのが好ましく、１．５３〜１．６０であるのがより好ましい。これにより、上述したような機能をより確実に発揮することができるレンズアレイ１Ａとなる。
【００２７】
また、ガラス基板２Ａを構成するガラス材料としては、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等の各種ガラス材料等が挙げられるが、中でも、石英ガラスを用いるのが好ましい。石英ガラスは、機械的強度、耐熱性が高く、また、線膨張係数が非常に低く熱による形状の変化が少ないことから、後述するようスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法に好適に用いることができる。また、短波長領域の透過率も高く光エネルギーによる劣化もほとんどないという利点もある。
【００２８】
また、ガラス基板２Ａの厚さは、特に限定されるものではないが、通常、０．３〜１０ｍｍ程度であるのが好ましく、２〜８ｍｍ程度であるのがより好ましい。上記条件を満足するガラス基板２Ａで構成されたレンズアレイ１Ａは、優れた光学特性を有するものとなる。
このようなガラス基板２Ａを構成するガラス材料の屈折率は、１．４０〜１．５２であるのが好ましく、１．４２〜１．４８であるのがより好ましい。これにより、上述したような機能をより確実に発揮することができるレンズアレイ１Ａとなる。
【００２９】
また、第１の凹部２１Ａおよび第２の凹部２２Ａに充填される樹脂材料の屈折率と、ガラス基板２Ａを構成するガラス材料の屈折率との差の絶対値が、０．０５〜０．３５であるのが好ましく、０．１０〜０．２０であるのがより好ましい。これにより、入射レンズ３Ａに入射する光を、より無駄なく対応する出射側の出射レンズ４Ａに送ることができ、各入射レンズ３Ａに入射した光が、お互いに干渉するのをより確実に防止することができる。また、出射レンズ４Ａより出射される光を、よりレンズアレイ１Ａから近い位置に結像させることができる。
【００３０】
次に、上述したスキャニングシステム用レンズアレイ１Ａの製造方法について、図３〜６を参照しながら説明する。なお、図３〜５は、図１のＡ−Ａ線断面図に対応した工程図を示している。
スキャニングシステム用レンズアレイの製造方法は、ガラス基板２Ａの光が入射する側の面および光が出射する側の面に、それぞれ、複数の第１の開口部５１を有する第１のマスク５および複数の開口部６１を有する第２のマスク６を形成するマスク形成工程と、第１のマスク５および第２のマスク６を介して、エッチングを施し、ガラス基板２Ａの光が入射する側の面に複数の第１の凹部２１Ａと、ガラス基板２Ａの光が出射される側の面に複数の第２の凹部２２Ａとを形成するエッチング工程と、ガラス基板２Ａ上に形成された第１のマスク５および第２のマスク６を除去するマスク除去工程と、マスクを除去したガラス基板２Ａ上に設けられた複数の第１の凹部２１Ａおよび複数の第２の凹部２２Ａに、ガラス基板２Ａを構成するガラス材料よりも屈折率の高い樹脂材料を充填する樹脂材料充填工程とを有している。
【００３１】
［マスク形成工程］
まず、ガラス基板２Ａの光が入射する側の面および光が出射する側の面に、それぞれ、複数の第１の開口部５１を有する第１のマスク５および複数の開口部６１を有する第２のマスク６を形成する。
本実施形態では、図３（Ａ）に示すように、用意したガラス基板２Ａの光が入射する側の面および光が出射する側の面に、それぞれ、第１のマスク形成用膜５０および第２のマスク形成用膜６０を形成し（マスク形成用膜形成工程）、その後、図３（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、第１のマスク形成用膜５０および第２のマスク形成用膜６０に、それぞれ、第１の開口部５１および第２の開口部６１を形成すること（開口部形成工程）により、第１のマスク５および第２のマスク６を得る。
【００３２】
第１のマスク形成用膜５０および第２のマスク形成用膜６０（以下、第１のマスク形成用膜５０および第２のマスク形成用膜６０を総称して、マスク形成用膜ともいう。）は、後述する開口部形成工程において物理的方法またはレーザ光の照射により開口部を形成することができるとともに、後述するエッチング工程におけるエッチングに対する耐性を有するものが好ましい。換言すれば、マスク形成用膜は、エッチングレートが、ガラス基板２Ａと略等しいか、または、ガラス基板２Ａに比べて小さくなるように構成されるのが好ましい。また、このようなマスク形成用膜の形成方法としては、ガラス基板２Ａの片面づつ形成してもよいし、両面同時に形成する方法を用いてもよい。
【００３３】
かかる観点からは、このマスク形成用膜を構成する材料としては、例えばＣｒ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ等の金属やこれらから選択される２種以上を含む合金、前記金属の酸化物（金属酸化物）、シリコン、樹脂等が挙げられる。また、マスク形成用膜を、Ｃｒ／Ａｕのように異なる材料からなる複数の層の積層構造としてもよい。
マスク形成用膜の形成方法は特に限定されないが、マスク形成用膜をＣｒ、Ａｕ等の金属材料（合金を含む）や金属酸化物（例えば酸化Ｃｒ）から構成する場合、マスク形成用膜は、例えば、蒸着法やスパッタリング法等により、好適に形成することができる。また、マスク形成用膜をシリコンから構成する場合、マスク形成用膜は、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法等により、好適に形成することができる。
【００３４】
マスク形成用膜が主として酸化ＣｒまたはＣｒで構成されるものであると、後述する開口部形成工程において第１の開口部５１および第２の開口部６１を容易に形成することができるとともに、後述するエッチング工程においてはガラス基板２Ａをより確実に保護することができる。また、マスク形成用膜が主としてＣｒで構成されたものであると、例えば、後述する開口部形成工程において、エッチング液として一水素二フッ化アンモニウム溶液を用いることができる。一水素二フッ化アンモニウムは４ｗｔ％以下の濃度では毒劇物ではないため、作業中の人体や環境への影響をより確実に防止することができる。
【００３５】
マスク形成用膜の厚さは、マスク形成用膜を構成する材料によっても異なるが、５〜２０００ｎｍ程度が好ましく、２０〜５００ｎｍ程度がより好ましい。厚さが前記下限値未満であると、後述する開口部形成工程において形成される第１の開口部５１および第２の開口部６１の形状が歪んでしまう可能性がある。また、後述するエッチング工程でウェットエッチングを施す際に、ガラス基板２Ａのマスクした部分を十分に保護できない可能性がある。一方、上限値を超えると、後述する開口部形成工程において、貫通する第１の開口部５１および第２の開口部６１を形成するのが困難になるほか、マスク形成用膜の構成材料等によっては、マスク形成用膜の内部応力によりマスク形成用膜が剥がれ易くなる場合がある。
【００３６】
次に、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）に示すように、第１のマスク形成用膜５０および第２のマスク形成用膜６０に、それぞれ複数個の第１の開口部５１および第２の開口部６１を形成し、第１のマスク５および第２のマスク６を得る（開口部形成工程）。
第１の開口部５１および第２の開口部６１は、いかなる方法で形成されるものであってもよいが、物理的方法またはレーザ光の照射により形成されるのが好ましい。これにより、例えば、レンズアレイ１Ａを生産性良く製造することができる。特に、大面積の基板にも簡単に第１の凹部２１Ａおよび第２の凹部２２Ａを形成することができる。
【００３７】
第１の開口部５１および第２の開口部６１を形成する物理的方法としては、例えば、ショットブラスト、サンドブラスト等のブラスト処理、プレス、ドットプリンタ、タッピング、ラビング等の方法が挙げられる。ブラスト処理により第１の開口部５１および第２の開口部６１を形成する場合、比較的大きい面積のガラス基板２Ａでも、より短時間で効率良く、第１の開口部５１および第２の開口部６１を形成することができる。
【００３８】
また、レーザ光の照射により第１の開口部５１および第２の開口部６１を形成する場合、使用するレーザ光の種類としては、特に限定されないが、ルビーレーザ、半導体レーザ、ＹＡＧレーザ、フェムト秒レーザ、ガラスレーザ、ＹＶＯ４レーザ、Ｎｅ−Ｈｅレーザ、Ａｒレーザ、ＣＯ２レーザエキシマレーザ等が挙げられる。また、各レーザのＳＨＧ、ＴＨＧ、ＦＨＧ等の波長を使っても良い。レーザ光の照射により第１の開口部５１および第２の開口部６１を形成する場合、形成される第１の開口部５１および第２の開口部６１の大きさや、隣接する第１の開口部５１同士の間隔、および隣接する第２の開口部６１同士の間隔等を容易かつ正確に制御することができる。
【００３９】
ここでは、特に、レーザ光の照射により、第１のマスク形成用膜５０および第２のマスク形成用膜６０に、それぞれ複数個の第１の開口部５１および第２の開口部６１を形成する場合を例に挙げて説明する。
まず、図３（Ｂ）に示すように、ガラス基板２Ａ上に設けられた第２のマスク形成用膜６０に第２の開口部６１を形成する。
【００４０】
レーザ光の照射により第２のマスク形成用膜６０に第２の開口部６１を形成する場合、図３（Ｂ）に示すように、ガラス基板２Ａの第２のマスク形成用膜６０が形成された面に対向する側に、当該面に対して垂直に配したレーザ４０から、第２のマスク形成用膜６０の表面に向けてレーザ光４１を照射することにより、第２のマスク形成用膜６０に第２の開口部６１を形成する。図中矢印Ａ１、Ａ２に示すようにレーザ４０を移動させながら、第２のマスク形成用膜６０の全面に亘ってレーザ光４１の照射を間欠的に行い、複数の第２の開口部６１を第２のマスク形成用膜６０の全面に亘って形成する。
このように第２のマスク形成用膜６０に対してレーザ光４１を照射し、図３（Ｂ）に示すように第２のマスク形成用膜６０に第１の開口部６１を形成し、第２のマスク６を得る。
【００４１】
次に、図３（Ｃ）に示すように、ガラス基板２Ａ上に設けられたマスク形成用膜５０に、ガラス基板２Ａのもう一方の面側の第２のマスク形成用膜６０に設けられた第２の開口部６１に対応する箇所に、第１の開口部５１を同様に形成し、第１のマスク５を得る。
また、レーザ光の照射により第１のマスク形成用膜５０、もしくは第２のマスク形成用膜６０に開口部を形成する際、ガラス基板２Ａのどちらか片側からレーザ光を照射することにより、ガラス基板２Ａに設けられた第１のマスク形成用膜５０および第２のマスク形成用膜６０のどちらにも開口部が形成されるのが好ましい。このように形成することにより、第１のマスク形成用膜５０および第２のマスク形成用膜６０に開口部を形成するのに要する時間が短縮されるとともに、ガラス基板２Ａの一方の面に設けられたマスク形成用膜に形成される開口部と、これに対応する反対の面側のマスク形成用膜に形成される開口部とを、より正確な位置に形成することができる。
【００４２】
このように、ガラス基板２Ａの一方の面側からレーザ光を照射し、ガラス基板２Ａの両面に設けられた第１のマスク形成用膜５０および第２のマスク形成用膜６０のどちら側にも開口部を形成する方法は、特に限定されないが、例えば、使用するレーザ系として、アキシコン素子を備えたＹＡＧレーザを用いるのが好ましい。図４に示すように、アキシコン素子を備えたＹＡＧレーザ４０’から、第２のマスク形成用膜６０の表面に向けてレーザ光４１’を照射することにより、ガラス基板２Ａの第２のマスク形成用膜６０に第２の開口部６１を形成すると同時に、反対側の面に設けられた第１のマスク形成用膜５０にも対応する第１の開口部５１を形成することができる。
【００４３】
［エッチング工程］
次に、図５（Ｂ）に示すように、第１のマスク５および第２のマスク６を介して、ガラス基板２Ａにエッチングを施し、ガラス基板２Ａの光が入射する側の面に複数の第１の凹部２１Ａと、ガラス基板２Ａの光が出射される側の面に複数の第２の凹部２２Ａとを形成する。その際、第１の凹部２１Ａ、および第２の凹部２２Ａの大きさは、それぞれ、前述した入射レンズ３Ａ、および出射レンズ４Ａの大きさに対応した大きさとする。
このエッチングの方法は、特に限定されず、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチング等が挙げられる。以下の説明では、ウェットエッチングを用いる場合を例に挙げて説明する。
【００４４】
図５（Ａ）に示すような第１のマスク５および第２のマスク６で被覆されたガラス基板２Ａに対して、エッチング（ウェットエッチング）を施すことにより、図５（Ｂ）に示すように、ガラス基板２Ａは、第１のマスク形成用膜および第２のマスク形成用膜が形成されていない分、すなわち複数の第１の開口部５１および第２の開口部６１より食刻され、ガラス基板２Ａ上に複数の第１の凹部２１Ａと、複数の第２の凹部２２Ａとが形成される。
【００４５】
このようにウェットエッチング法を用いると、第１の凹部２１Ａおよび第２の凹部２２Ａを好適に形成することができる。そして、エッチング液として、例えば、フッ酸（フッ化水素）を含むエッチング液（フッ酸系エッチング液）を用いると、ガラス基板２Ａをより選択的に食刻することができ、第１の凹部２１Ａおよび第２の凹部２２Ａを好適に形成することができる。
【００４６】
［マスク除去工程］
次に、図５（Ｃ）に示すように、第１のマスク５および第２のマスク６を除去する。
第１のマスク５および第２のマスク６の除去は、例えば、エッチング等によって除去することができる。
［樹脂材料充填工程］
次に、図５（Ｄ）に示すように、ガラス基板２Ａに設けられた第１の凹部２１Ａおよび第２の凹部２２Ａに、上述したような樹脂材料を充填する。なお、第１の凹部２１Ａおよび第２の凹部２２Ａに充填される材料は同じ材料であってもよいし、異なるものであってもよい。
【００４７】
樹脂材料を充填する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、第１の凹部２１Ａおよび第２の凹部２２Ａに充填する材料が熱可塑性樹脂である場合には、充填する樹脂材料のガラス転移温度以上であり熱分解しない程度の温度になるように熱を加えながら、該樹脂材料で構成されたフィルムを、ガラス基板２Ａの両面に圧接し、第１の凹部２１Ａおよび第２の凹部２２Ａに樹脂材料が充填される。その後、冷却し、入射レンズ３Ａおよび出射レンズ４Ａの外表面がガラス基板２Ａの表面と同じ高さとなるように、余った樹脂を切削等により除去することにより、ガラス基板２Ａの両面に複数の入射レンズ３Ａ、および出射レンズ４Ａが設けられたレンズアレイ１Ａを得ることができる。また、切削等により余った樹脂を除去した後に、レンズアレイ１Ａに対して、充填された樹脂材料のガラス転移温度以上の温度で熱処理を加えることにより、入射レンズ３Ａおよび出射レンズ４Ａの外表面がより平滑となり、入射レンズ３Ａおよび出射レンズ４Ａの外表面での不本意な散乱、屈折を抑制することができる。
【００４８】
また、第１の凹部２１Ａおよび第２の凹部２２Ａに充填する樹脂材料が光硬化性樹脂である場合には、２Ｐ法を用いることができる。２Ｐ法を用いて得られた入射レンズ３Ａおよび出射レンズ４Ａの外表面は、凹凸のない平滑なものとなる。これにより、各入射レンズ３Ａに光が入射、または、各出射レンズ４Ａから光が出射される際に、各入射レンズ３Ａ、および出射レンズ４Ａの外表面での不本意な散乱、屈折が起こるのを好適に防止することができ、高い解像度、および深い焦点深度が求められる電気光学装置に、このようなレンズアレイ１を好適に用いることができる。
【００４９】
また、上記の説明では、第１の凹部２１Ａおよび第２の凹部２２Ａは、マスク６を形成した状態で作製するものとして説明したが、それに加えて、例えば、エッチング工程において、ある大きさの凹部を形成し、マスク除去工程後にマスクが除去されたガラス基板に対して再度エッチングを施し、ガラス基板に所定の形状の第１の凹部、および第２の凹部を形成してもよい。このような方法を用いることによって、ガラス基板の全体が等方的にエッチングされるため、中央部付近の曲率半径が大きい凹部を容易に形成することができるとともに、得られる各凹部の大きさにバラツキが生じるのを防止することができる。
【００５０】
また、上記の説明では、ガラス基板２Ａの両面に設けられたマスク６を除去するものとして説明したが、マスク６を完全に除去せずに一部を残しておいてもよい。例えば、第１の凹部および第２の凹部が外表面側から見た際に、完全に露出するようにマスクの一部をレーザ等で除去し、ガラス基板の各凹部が形成されていない部分にマスクが残った状態のレンズアレイでもよい。このようなレンズアレイでは、マスクの材質によっては、除去されなかったマスクが遮蔽膜の効果を有し、各入射レンズより入射した光がお互いに干渉するのをより効果的に防止することができる。
【００５１】
＜スキャニングシステム用レンズアレイ（第２実施形態）＞
次に、本発明のスキャニングシステム用レンズアレイ、スキャニングシステム用レンズアレイの製造方法の第２実施形態について説明する。以下の説明では、前述した実施形態（第１実施形態）との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
図６は、本発明のスキャニングシステム用レンズアレイの第２実施形態を、光が出射する側から見た模式的な平面図、図７は、図６に示すスキャニングシステム用レンズアレイのＡ−Ａ線断面図である。
【００５２】
図７に示すように、スキャニングシステム用レンズアレイ１Ｂ（以下、単にレンズアレイ１Ｂともいう。）は、ガラス基板２Ｂの両面に設けられた複数の凹部のうち、光が入射する側に設けられた第１の凹部２１Ｂの径が、ガラス基板２Ｂの光が出射される側に設けられた第２の凹部２２Ｂの径よりも大きいものであり、各第１の凹部２１Ｂ、各第２の凹部２２Ｂには、樹脂材料が充填され、それぞれ、入射レンズ３Ｂ、出射レンズ４Ｂを形成している。すなわち、ガラス基板の光が入射する側に設けられた各レンズの径が、光が出射される側に設けられた各レンズの径よりも大きいこと以外は、第１実施形態のレンズアレイ１と同じ構成を有している。
【００５３】
このような構成を有するレンズアレイ１Ｂでは、ガラス基板２Ｂに入射する光を、より効率良く各入射レンズ３Ｂに入射させ、対応する各出射レンズ４Ｂから出射させて結像させる。すなわち、光が入射する側のレンズと、光が出射される側のレンズとが同じ径を有するレンズアレイに比べて、レンズアレイ１Ｂでは、各入射レンズ３Ｂでの光の入射効率がより高いものとなるため、光源が発する画像パターンを、ガラス基板２Ｂを介してより正確に結像させることができる。したがって、例えば、このようなレンズアレイ１Ｂと、各入射レンズ３Ｂに対応するように発光素子が設けられた発光アレイを備えた画像出力装置では、各発光素子からの画像パターンを、より正確に感光体ドラム等に書き込むことができる。
【００５４】
このようなガラス基板２Ｂの光が入射する側に設けられた第１の凹部２１Ｂを平面視したときの平均径は、０．８〜７．０ｍｍであるのが好ましく、１．５〜６．０ｍｍであるのがより好ましく、２．０〜５．０ｍｍであるのがさらに好ましい。上記条件を満たすレンズアレイ１Ｂでは、各入射レンズ３Ｂに入射する光を、より損失無く利用することができるため、さらに正確な像を得ることができる。
また、第１の凹部２１Ｂの中央部付近での曲率半径は０．８〜４．０ｍｍであるのが好ましく、１．０〜３．５ｍｍであるのがより好ましく、１．５〜３．０ｍｍであるのがさらに好ましい。上記条件を満たすレンズアレイ１Ｂでは、各入射レンズ３Ｂに入射した光が、お互いに干渉するのがより効果的に防止される。
【００５５】
次に、上述したスキャニングシステム用レンズアレイ１Ｂの製造方法について説明する。
なお、図８は、図６のＡ−Ａ線断面図に対応した断面を示している。
スキャニングシステム用レンズアレイ１Ｂの製造方法は、ガラス基板２Ｂの両面に、それぞれ、複数の第１の開口部５１を有する第１のマスク５および複数の開口部６１を有する第２のマスク６を形成するマスク形成工程と、第１のマスク５および第２のマスク６を介して、エッチングを施し、ガラス基板２Ｂの両面に第２の凹部２２Ｂと同じ形状の凹部を形成する第１のエッチング工程と、ガラス基板２Ｂの第２のマスク６上に、さらにマスク形成用膜６０’を形成するマスク形成用膜形成工程と、マスク形成用膜形成工程後に得られるガラス基板２Ｂにエッチングを施し、ガラス基板２Ｂの光が入射する側に第１の凹部２１Ｂを形成する第２のエッチング工程と、ガラス基板２Ｂに形成された第１のマスク５、第２のマスク６、およびマスク形成用膜６０を除去するマスク除去工程と、マスクを除去したガラス基板２Ｂ上に設けられた複数の第１の凹部２１Ｂ、および、第２の凹部２２Ｂに、ガラス基板２Ｂを構成するガラス材料よりも屈折率の高い樹脂材料を充填する樹脂材料充填工程とを有している。すなわち、ガラス基板２Ｂの両面に第２の凹部２２Ｂと同じ形状の複数の凹部を形成した後、光が出射する側の第２のマスク６上に、さらにマスク形成用膜６０を形成し、ガラス基板２Ｂに再度エッチングを施すことによって、光が入射する側のガラス基板２Ｂ表面のみに、複数の第１の凹部２１Ｂを形成した以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００５６】
［マスク形成用膜形成工程］
図８（Ｂ）に示すように、図８（Ａ）に示すような第１のマスク５および第２のマスク６を介して、ガラス基板２Ｂにエッチングを施し、ガラス基板２Ｂの両面に第２の凹部２２Ｂと同形状の凹部が形成されたガラス基板２Ｂに対して、光が入射する側の面に設けられた第２のマスク６上に、マスク形成用膜６０’を形成する。
このようなマスク形成用膜６０’は、ガラス基板２Ｂに第２のマスク形成用膜６０を形成したのと同様の方法、材料を用いて、第２のマスク６上に形成することができる。
【００５７】
［第２のエッチング工程］
次に、図８（Ｂ）に示すような第２のマスク形成工程後に得られるガラス基板２Ｂにエッチングを施す。これにより、ガラス基板２Ｂのマスク形成用膜６０’が形成された面側は、マスク形成用膜６０’の存在により、第２の開口部６１にエッチング液が浸入しないため、第２の凹部２２Ｂがさらに食刻されるのが防止される。一方、ガラス基板２Ｂのマスク形成用膜６０’が形成されていない面側は、第１のマスク５の開口部５１より食刻され、第２の凹部２２Ｂよりも、径の大きい第１の凹部２１Ｂを形成することができる。
【００５８】
＜スキャニングシステム用レンズアレイ（第３実施形態）＞
次に、本発明のスキャニングシステム用レンズアレイ、スキャニングシステム用レンズアレイの製造方法の第３実施形態について説明する。以下の説明では、前述した実施形態（第１実施形態、第２実施形態）との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【００５９】
図９は、本発明のスキャニングシステム用レンズアレイの第３実施形態を、光が出射される側から見た模式的な平面図、図１０は、図９に示すスキャニングシステム用レンズアレイのＡ−Ａ線断面図である。
図１０に示すように、スキャニングシステム用レンズアレイ１Ｃ（以下、単にレンズアレイ１Ｃともいう。）は、ガラス基板２Ｃの両面に設けられた複数の第１の凹部２１Ｃ、および第２の凹部２２Ｃに、樹脂材料で構成された両凸レンズを有しており、両凸レンズの一方の凸レンズ部分が、第１の凹部２１Ｃ、および第２の凹部２２Ｃに埋設され、ガラス基板２Ｃの外表面側に凸部を形成する入射レンズ３Ｃおよび出射レンズ４Ｃが形成されている。すなわち、ガラス基板の両面に設けられた各凹部に、樹脂材料で構成された両凸レンズが形成されており、当該両凸レンズの一方の凸レンズ部分が、ガラス基板に設けられた各凹部に埋設されるように形成されている以外は、第１実施形態のレンズアレイ１と同じ構成を有している。
【００６０】
このような構成を有するレンズアレイ１Ｃでは、各入射レンズ３Ｃ、および出射レンズ４Ｃが外表面側に凸部を形成しているため、入射レンズ３Ｃに入射する光は各入射レンズ３Ｃの中央部付近から入射するとともに、各入射レンズ３Ｃから対応する出射レンズ４Ｃに送られた光も、各出射レンズ４Ｃの中央部付近を通過し、結像される。一般的に、球面レンズでは、周縁部付近に入射した光が、中央部付近に入射した光に比べ、焦点距離が短くなり、得られる画像がボケる現象（球面収差）が知られているが、レンズアレイ１Ｃでは、このような球面収差をより好適に防止することができ、焦点深度が深い像を得ることができる。
【００６１】
次に、上述したスキャニングシステム用レンズアレイ１Ｃの製造方法について説明する。
なお、図１１は、図９のＡ−Ａ線断面図に対応した断面を示している。
スキャニングシステム用レンズアレイ１Ｃの製造方法は、両面に複数の第１の凹部２１Ｃ、および第２の凹部２２Ｃが形成されたガラス基板２Ｃ、片面に複数の第１の凹部２１Ｃが形成されたガラス基板２００、片面に複数の第２の凹部２２Ｃが形成されたガラス基板２０１をそれぞれ準備するガラス基板準備工程と、ガラス基板２Ｃの各第１の凹部２１Ｃとガラス基板２００の各第１の凹部２１Ｃとが互いに対向するようにした状態で、両ガラス基板間に光硬化性樹脂を構成する液体を含ませるとともに、ガラス基板２Ｃの各第２の凹部２２Ｃとガラス基板２０１の各第２の凹部２２Ｃとが互いに対向するようにした状態で、両ガラス基板間に光硬化性樹脂を構成する液体を含ませる光硬化性樹脂充填工程と、ガラス基板２Ｃとガラス基板２００とを押圧するとともに、ガラス基板２Ｃとガラス基板２０１とを押圧しつつ、これら複数の基板全体に熱を加える、あるいは、電子線を照射することにより、光硬化性樹脂を硬化させる光硬化性樹脂硬化工程と、ガラス基板２００およびガラス基板２０１を除去するレンズアレイ製造用ガラス基板除去工程とを有している。
【００６２】
［ガラス基板準備工程］
まず、両面に複数の第１の凹部２１Ｃ、および第２の凹部２２Ｃが形成されたガラス基板２Ｃ、片面に複数の第１の凹部２１Ｃが形成されたガラス基板２００、片面に複数の第２の凹部２２Ｃが形成されたガラス基板２０１をそれぞれ準備する。このように、両面に複数の凹部が設けられたガラス基板は前述したような方法を用いて調製することができる。
【００６３】
［光硬化性樹脂充填工程］
次に、ガラス基板２Ｃの各第１の凹部２１Ｃとガラス基板２００の各第１の凹部２１Ｃとが互いに対向するとともに、ガラス基板２Ｃの各第２の凹部２２Ｃとガラス基板２０１の各第２の凹部２２Ｃとが互いに対向するようにした状態で、ガラス基板２Ｃとガラス基板２００との間、ガラス基板２Ｃとガラス基板２０１との間にそれぞれ光硬化性樹脂を構成する液体７を塗布する。このような光硬化性樹脂材料としては、前述したようなものを用いることができる。
【００６４】
［光硬化性樹脂硬化工程］
次に、図１１に示すように、光硬化性樹脂充填工程で得られた各ガラス基板と光硬化性樹脂に対して、ガラス基板２Ｃとガラス基板２００、ガラス基板２Ｃとガラス基板２０１をそれぞれ押圧した状態で、前述したような２Ｐ法を用いて、光硬化性樹脂で構成された両凸レンズを各凹部に形成することができる。
このようにして形成される入射レンズ３Ｃおよび出射レンズ４Ｃは、球面部が滑らかとなり、光が入射レンズ３Ｃに入射する際、また出射レンズ４Ｃより光が出射される際に、不本意な散乱、屈折が起こるのをより確実に防止することができる。
【００６５】
［レンズアレイ製造用ガラス基板除去工程］
次に、２Ｐ法を用いて光硬化性樹脂を完全に硬化させた後、ガラス基板２００およびガラス基板２０１を除去することによって、レンズアレイ１Ｃを得ることができる。
また、本実施形態のレンズアレイの製造方法は上述した方法に限られず、例えば、両面に複数の凹部が設けられたガラス基板の各凹部に、熱や光を加えながら、各凹部の体積以上の量の熱硬化性樹脂、もしくは光硬化性樹脂を構成する液体を徐々に吐出し、各凹部に両凸レンズを形成する方法を用いてもよい。
【００６６】
＜電気光学装置および光学機器＞
次に、前述したようなスキャニングシステム用レンズアレイを備える本発明の電気光学装置（画像出力装置）、および本発明の光学機器（画像形成装置）について、図１２および図１３に示す実施形態に基づき、詳細に説明する。
図１２は、本発明のスキャニングシステム用レンズアレイを備える画像出力装置を適用した画像形成装置の構成を示す模式図、図１３は、本発明のスキャニングシステム用レンズアレイ１を適用した画像出力装置の概念図である。なお、このようなスキャニングシステム用レンズアレイ１としては、前述したレンズアレイ１Ａ、レンズアレイ１Ｂ、レンズアレイ１Ｃのいずれもが好適に適用されるものであるが、ここでは、レンズアレイ１Ａを適用した画像出力装置について説明する。
【００６７】
画像形成装置１００は、図１２に示すように、トナーを収容するトナー収容部１０１と、トナー像を現像する円筒状の感光体１０２と、感光体１０２にトナーを供給する現像ローラ１０３と、トナー収容部１０１から現像ローラ１０３にトナーを供給する供給ローラ１０４と、感光体１０２で現像されたトナー像を記録媒体に転写する中間転写ローラ１０５および２次転写ローラ１０６と、記録媒体に転写されたトナー像を記録媒体に定着する定着部１０７とを有している。
【００６８】
感光体１０２の周囲には、感光体１０２の外周面を一様に帯電させる帯電器１０８と、この帯電器１０８によって一様に帯電させられた外周面を感光体１０２の回転に同期して順次ライン走査する、前述したようなスキャニングシステム用レンズアレイ１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）を備えた画像出力装置（ラインヘッド）１０９とが設けられている。
このような構成において、帯電器１０８により感光体１０２の表面が均一に帯電された後、後述する画像出力装置１０９によって記録すべき情報に応じた露光が行なわれる。これにより、感光体１０２の表面に静電潜像が形成される。
【００６９】
ここで画像出力装置１０９について、図面を参照しつつ説明する。
画像出力装置１０９は、図１３に示すように、前述したようなレンズアレイ１Ａと、レンズアレイ１Ａの光の入射面側に設けられた発光素子アレイ７０とを有している。
発光素子アレイ７０は、複数の発光素子７１を有している。
この発光素子７１は、前述したレンズアレイ１Ａの複数の入射レンズ３Ａ（出射レンズ４Ａ）と同じパターンで配列している。
【００７０】
すなわち、発光素子アレイ７０とレンズアレイ１Ａとは、発光素子７１と入射レンズ３Ａ（出射レンズ４Ａ）とが１：１に対応するように構成されている。
また、発光素子アレイ７０とレンズアレイ１Ａとは、各発光素子７１から発射される光束が、対応する各一対の入射レンズ３Ａおよび出射レンズ４Ａを介して、感光体１０２に、対応する発光素子の像を結像するように、図示しない一体化手段（ケーシング等）により一体化されている。なお、各一対の入射レンズ３Ａおよび出射レンズ４Ａの光軸は、対応する発光素子７１の中央部を通るようになっている。
【００７１】
点灯した発光素子７１の組み合わせにより表現される１次元の画像は、レンズアレイ１Ａを介して、感光体１０２上に結像される。そして、感光体１０２の回転（図１３における紙面と垂直な方向へ回転）とともに、このような光画像伝送が繰り返され、２次元の画像（静電潜像）が感光体１０２上に伝送（露光）される。なお、スキャニングシステム用レンズアレイ１に設けられた各レンズで集光される光によって露光される部位が、１画素に該当するものとなる。
【００７２】
ところで、このような画像形成装置の画像出力装置（光学系）には、従来、ロッドレンズアレイが用いられてきた。しかしながら、ロッドレンズアレイは、隣接する各ロッドレンズによる像を重ね合わせて結像させる光学系であるため、焦点を絞るのが難しく、結果として、十分な解像度を得るのが困難であった。
これに対して、画像形成装置の光学系に本発明のスキャニングシステム用レンズアレイ１を適用することにより、１画素の大きさを十分に小さいものとすることができるため、解像度をより高いものとすることができるとともに、焦点深度が十分に深いものとすることができる。
【００７３】
供給ローラ１０４は、現像ローラ１０３と対向して回転するものであり、現像ローラ１０３にトナーを供給する機能を有するものである。
現像ローラ１０３は、感光体１０２と等速で回転してトナーを静電潜像に転写する機能を有するものである。このように感光体１０２の静電潜像にトナーが転写されることにより、感光体１０２上にトナー像が形成される。
【００７４】
感光体１０２上に形成されたトナー画像は、中間転写ローラ１０５に対して転写された後に、２次転写ローラ１０６に転写電流を通電して、両者の間を通過する紙等の記録媒体にトナー像が転写される。
定着部１０５は、加圧ローラ１０７１と、加熱ローラ１０７２とを備えており、記録媒体に転写されたトナー像を、加圧と加熱により、記録媒体に定着する機能を有するものである。
【００７５】
このような画像形成装置１００は、前述したようなスキャニングシステム用レンズアレイ１を備えているため、解像度が高く、品質の安定した画像を形成することができる。また、量産した際に、製造される画像形成装置間での品質のばらつきを十分に小さいものとすることができる。
なお、本発明の光学機器は、図１１の画像形成装置（プリンタ）の他にも、例えば、ファクシミリ、スキャナなどが挙げられる。そして、これらの各種光学機器の電気光学装置として、前述した本発明のスキャニングシステム用レンズアレイが適用可能なことは言うまでもない。
【００７６】
以上、本発明のスキャニングシステム用レンズアレイおよびその製造方法、電気光学装置、光学機器について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
例えば、本発明のスキャニングシステム用レンズアレイの製造方法では、必要に応じて、任意の目的の工程を追加することもできる。
【００７７】
また、前述の説明では、スキャニングシステム用レンズアレイの製造方法において、基板の表面に形成されたマスクに、物理的方法またはレーザ光の照射によって開口部を形成し、その後、エッチングを行うことで、レンズ用凹部を形成する方法を例に挙げて説明したが、基板の表面に形成されたマスクに、フォトリソグラフィ技術等により開口部を形成し、エッチングを行うことで、レンズ用凹部を形成するものであってもよい。
また、前述の説明では、開口部形成工程において、レーザを１次元的に移動させつつレーザ光の照射を行う構成について説明したが、レーザ光の照射は、レーザを２次元的または３次元的に移動させつつ行うものであってもよい。
【実施例】
【００７８】
（実施例１）
以下のように、スキャニングシステム用レンズアレイを製造した。
まず、石英ガラスで構成され、長尺方向の長さが２５０ｍｍのガラス基板（厚さ：４．０ｍｍ、屈折率：１．４６）の両面に、スパッタリング法にて、厚さ０．１５μｍのＣｒ／酸化Ｃｒ膜（マスク）を形成した。
【００７９】
次に、マスクに対してレーザ加工を行い、マスクに多数の開口部を形成した。
なお、レーザ加工は、アキシコン素子を備えたＹＡＧレーザを用いて、エネルギー強度２ｍＷ、ビーム径５μｍ、照射時間０．１ｍｓという条件で行った。
これにより、マスクの両面に、複数の開口部が形成された。開口部の平均径は５μｍであり、開口部の形成密度は２０００個／ｃｍ２であった。
【００８０】
次に、ガラス基板にウェットエッチングを施し、ガラス基板の光が入射する側の面、および光が出射される側の面にそれぞれ、複数の第１の凹部、および複数の第２の凹部を形成した。
なお、ウェットエッチングは、エッチング液として４ｗｔ％の一水素二フッ化アンモニウム水溶液（常温）を用い、浸漬時間は１２時間とした。
【００８１】
次に、ガラス基板を、硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸との混合水溶液に３０分間浸漬し、Ｃｒ／酸化Ｃｒ膜（マスク）を除去した。
以上のようにして製造された両面に複数の凹部を有するガラス基板の各凹部に、液体状のエポキシ樹脂（屈折率：１．５９）を充填させ、２Ｐ法によりスキャニングシステム用レンズアレイを作製した。
このようにして形成された各第１の凹部および各第２の凹部の直径は、２．０ｍｍであった。また、各第１の凹部および各第２の凹部の深さは、１．０ｍｍ（＝曲率半径）であった。また、最隣接する各第１の凹部および各第２の凹部の平均ピッチは、３．５ｍｍであった。
【００８２】
（実施例２）
ガラス基板に対する初期穴の形成パターンおよびウェットエッチングの侵漬時間を変更し、表１に示したような平均径、曲率半径、および平均ピッチの第１の凹部および第２の凹部を有するガラス基板を形成し、各第１の凹部および各第２の凹部に充填するエポキシ樹脂の種類を表１に示すような屈折率を有するものに変更した以外は、前記実施例１と同様にしてスキャニングシステム用レンズアレイを製造した。
【００８３】
（実施例３）
前記実施例１で得られたウェットエッチング後のガラス基板の光が出射する側の面（第２の凹部が形成された面）に、さらに、スパッタリング法にて、厚さ０．１５μｍのＣｒ／酸化Ｃｒ膜（マスク）を形成した。
次に、ガラス基板に２度目のウェットエッチングを施し、ガラス基板の光が入射する側の面に設けられた第１の凹部の大きさをさらに大きくした。なお、エッチング液として４ｗｔ％の一水素二フッ化アンモニウム水溶液（常温）を用い、浸漬時間は６時間とした。
【００８４】
次に、無アルカリガラス基板を、硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸との混合水溶液に３０分間浸漬し、Ｃｒ／酸化Ｃｒ膜（マスク）を除去した。
以上のようにして製造された両面に複数の凹部を有するガラス基板の各凹部に、液体状のフェノール系樹脂（屈折率：１．６０）を充填させ、２Ｐ法によりスキャニングシステム用レンズアレイを作製した。
このようにして形成された各第１の凹部の直径は、３．０ｍｍであり、各第２の凹部の直径は、２．０ｍｍであった。また、各第１の凹部の深さは、１．５ｍｍ（＝曲率半径）であり、各第２の凹部の深さは、１．０ｍｍ（＝曲率半径）であった。
【００８５】
（実施例４）
ガラス基板に対する初期穴の形成パターンおよび２度目のウェットエッチングを施す時間を変更し、表１に示したような平均径、曲率半径、および平均ピッチの第１の凹部および第２の凹部を形成し、各第１の凹部および各第２の凹部に充填する樹脂の種類を表１に示すような種類、屈折率を有するものに変更した以外は、前記実施例３と同様にしてスキャニングシステム用レンズアレイを製造した。
【００８６】
（実施例５）
前記実施例１で得られたマスク除去後の両面に複数の凹部を備えたガラス基板を３つ用意した。
次に、これらの３つのガラス基板うち、１つのガラス基板を中心に、上下から、液体状のエポキシ樹脂（（屈折率：１．５９）を介して、３つのガラス基板を密着させた。なお、密着させる際、各ガラス基板の各凹部が互いに対向するように密着させた。
【００８７】
次に、３つのガラス基板を密着させた状態で、２Ｐ法を用いて、熱硬化させ、３つのガラス基板のうち、上下に配置されたガラス基板を取り除き、スキャニングシステム用レンズアレイを得た。すなわち、ガラス基板の両面に設けられた第１の凹部および第２の凹部に、樹脂材料で構成された両凸レンズが設けられたスキャニングシステム用レンズアレイを形成した。
実施例１〜５におけるガラス基板の種類、屈折率、厚さ、第１の凹部および第２の凹部の平均径、曲率半径、平均ピッチ、各凹部に充填する樹脂材料の種類、屈折率などを表１に示す。
【００８８】
【表１】
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【００８９】
（評価）
実施例１〜５では、従来のロッドレンズアレイに比べ、焦点深度が深く、各スキャニングシステム用レンズアレイから近い位置に焦点位置を有していた。
また、各実施例で得られたスキャニングシステム用レンズアレイを用いて、図１２に示すような構成の画像形成装置を製造した。この得られた画像形成装置を用いて、画像を印刷したところ、従来のロッドレンズアレイを備えた画像形成装置に比べて、実施例のスキャニングシステム用レンズアレイを備えた画像形成装置では、焦点深度が深く、かつ、解像度が高い画像が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明のスキャニングシステム用レンズアレイの第１実施形態を、光が出射される側から見た模式的な平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】スキャニングシステム用レンズアレイの第１実施形態の製造方法を示す模式的な工程図である。
【図４】スキャニングシステム用レンズアレイの第１実施形態の製造方法を示す模式的な工程図である。
【図５】スキャニングシステム用レンズアレイの第１実施形態の製造方法を示す模式的な工程図である。
【図６】本発明のスキャニングシステム用レンズアレイの第２実施形態を、光が出射される側から見た模式的な平面図である。
【図７】図６におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図８】本発明のスキャニングシステム用レンズアレイの第２実施形態の製造方法を示す模式的な工程図である。
【図９】本発明のスキャニングシステム用レンズアレイの第３実施形態を、光が出射される側から見た模式的な平面図である。
【図１０】図９におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図１１】本発明のスキャニングシステム用レンズアレイの第３実施形態の製造方法を示す模式的な工程図である。
【図１２】本発明の光学機器（画像形成装置）の構成を示す模式図である。
【図１３】本発明の電気光学装置（画像出力装置）の概念図である。
【符号の説明】
【００９１】
１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）…スキャニングシステム用レンズアレイ  ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ…ガラス基板  ２００、２０１…レンズアレイ製造用ガラス基板  ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ…第１の凹部  ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ…第２の凹部  ３Ａ、３Ｂ、３Ｃ…入射レンズ  ４Ａ、４Ｂ、４Ｃ…出射レンズ  ５…第１のマスク  ５０…第１のマスク形成用膜  ５１…第１の開口部  ６…第２のマスク  ６０…第２のマスク形成用膜  ６０’…マスク形成用膜  ６１…第２の開口部  ７…光硬化性樹脂を構成する液体  ４０…レーザ  ４０’…アキシコン素子を備えたＹＡＧレーザ  ４１、４１’…レーザ光  ７０…発光素子アレイ  ７１…発光素子  １００…画像形成装置  １０１…トナー収容部  １０２…感光体  １０３…現像ローラ  １０４…供給ローラ  １０５…中間転写ローラ  １０６…２次転写ローラ  １０７…定着部  １０７１…加圧ローラ  １０７２…加熱ローラ  １０８…帯電器  １０９…画像出力装置（ラインヘッド）  Ｐ…光源  Ｆ…焦点
【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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