JP2004341510A - Method for manufacturing plastic rod lens and method for supplying unhardened viscous material - Google Patents

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憲史 廣田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently and stably manufacturing a plastic rod lens having predetermined conjugate length. <P>SOLUTION: After a plurality of kinds of unhardened viscous material being the material of the plastic rod lens and having predetermined viscosity are preliminarily stirred, they are cooled and charged to the preliminary hopper 12 of a kneading unit 1 by a plurality of times in parts. Then, the unhardened viscous material moved from the hopper 12 to a hopper 11 is supplied to a kneading machine 10 while it is stirred by a stirring blade under predetermined stirring temperature in the hopper 11. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、プラスチックロッドレンズの製造方法、ロッドレンズの原料である未硬化粘性材料の供給方法、及び、未硬化粘性材料を混練するための混練ユニットに係り、特に、所定の共役長を有するプラスチックロッドレンズを効率よく安定的に製造するための技術に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a plastic rod lens, a method for supplying an uncured viscous material that is a raw material for a rod lens, and a kneading unit for kneading the uncured viscous material, and particularly relates to a plastic having a predetermined conjugate length. The present invention relates to a technique for efficiently and stably manufacturing a rod lens.

従来から、内部に連続的な屈折率分布を有するガラス製のロッドレンズが提案されている(例えば、特許文献1参照)。さらに、プラスチック製のロッドレンズも提案されている(例えば、特許文献2、3又は4参照)。   Conventionally, a glass rod lens having a continuous refractive index distribution inside has been proposed (for example, see Patent Document 1). Further, a plastic rod lens has also been proposed (for example, see Patent Documents 2, 3, or 4).

従来のプラスチック製のロッドレンズ製造方法では、ロッドレンズの材料である未硬化粘性材料を、ホッパータンクから混練機に供給し、混練機で混練した後、同心円複合紡糸ノズルへ供給して糸状体(ストランドファイバ)紡出する。そして、紡出した糸状体を所定の長さに切断してロッドレンズを得る。さらに、通常は、ロッドレンズの両端面を、中心軸に垂直な平行平面となるように鏡面研磨する。   In a conventional method of manufacturing a rod lens made of plastic, an uncured viscous material, which is a material of a rod lens, is supplied from a hopper tank to a kneading machine, kneaded by the kneading machine, and then supplied to a concentric composite spinning nozzle to form a filament ( (Strand fiber). Then, the spun filament is cut into a predetermined length to obtain a rod lens. Furthermore, usually, both end surfaces of the rod lens are mirror-polished so as to be a parallel plane perpendicular to the central axis.

ロッドレンズは、単体で微小レンズとして使用され、また、複数のロッドレンズを密接に配列した状態で接着されて、一体化したロッドレンズアレイとしても使用される。ロッドレンズアレイは、複写機、ファクシミリ、スキャナ等においてラインセンサーの光学部品として広く用いられ、また、LEDプリンタの書き込みデバイス等の光学部品としても広く用いられている。   The rod lens is used alone as a micro lens, and is also used as an integrated rod lens array in which a plurality of rod lenses are adhered in a closely arranged state. A rod lens array is widely used as an optical component of a line sensor in a copying machine, a facsimile, a scanner, and the like, and is also widely used as an optical component such as a writing device of an LED printer.

特公昭47−816号公報JP-B-47-816 特公昭47−28059号公報JP-B-47-28059 国際公開公報WO9105274号公報International Publication WO9105274 国際公開公報WO9105275号公報International Publication WO9105275 応用物理学会・光学懇話会の第17回サマー・セミナーの論文集、1979年、p.1〜p.27「レンズと光システムの設計」Proceedings of the 17th Summer Seminar of the Japan Society of Applied Physics / Optical Society, 1979, p. 1 to p. 27 “Design of Lens and Optical System”

ところが、従来の製造方法では、連続的に製造したロッドレンズであっても共役長が変動する。共役長とは、ロッドレンズを挟んで位置した画像面とその画像の等倍結像面との間の距離である。ロッドレンズの共役長の変動幅が大きいほど、ロッドレンズアレイの解像度は低くなる。   However, in the conventional manufacturing method, the conjugate length varies even if the rod lens is manufactured continuously. The conjugate length is a distance between an image plane positioned across the rod lens and an image plane of the same magnification. The larger the fluctuation width of the conjugate length of the rod lens, the lower the resolution of the rod lens array.

一方、近年、ロッドレンズアレイには、より高い解像度が要求されている。より高い解像度を実現するためには、ロッドレンズアレイを構成する各ロッドレンズの共役長をより均一にする必要がある。   On the other hand, in recent years, higher resolution has been required for rod lens arrays. In order to realize higher resolution, it is necessary to make the conjugate length of each rod lens constituting the rod lens array more uniform.

ここで、共役長Tcについて、非特許文献1を引用して説明する。
ロッドレンズアレイの共役長Tcは、下記の(1)式によって与えられる。
Tc=Z0−(2/(n0*g))*tan((Z0*g)/2) ・・・(1)
ここで、Z0:ロッドレンズの長さである。
Here, the conjugate length Tc will be described with reference to Non-Patent Document 1.
The conjugate length Tc of the rod lens array is given by the following equation (1).
Tc = Z 0 − (2 / (n 0 * g)) * tan ((Z 0 * g) / 2) (1)
Here, Z 0 is the length of the rod lens.

また、上記の(1)式中のgは集束パラメータであり、ロッドレンズのような2乗分布状媒質の集束パラメータgは、下記の(2)式で与えられる。
2=2*(n0−n(L))/(n0*L2) ・・・(2)
ここで、
L:光軸からの半径方向の距離
0:光軸上の屈折率
(L):光軸から半径方向に距離Lだけ離れた位置の屈折率
である。
Further, g in the above equation (1) is a focusing parameter, and the focusing parameter g of a square distribution medium such as a rod lens is given by the following equation (2).
g 2 = 2 * (n 0 -n (L)) / (n 0 * L 2) ··· (2)
here,
L: distance in the radial direction from the optical axis n 0 : refractive index on the optical axis n (L) : refractive index at a position separated from the optical axis by a distance L in the radial direction.

上記の(1)及び(2)式より、共役長Tcを調整するためには、ロッドレンズの長さZ0を変更するか、或いはロッドレンズの製造条件を変更して集束パラメータgを合わせることが考えられる。しかしながら、そのためには、個々のロッドレンズの切断寸法を変更する加工工程を増やしたり、ロッドレンズの製造条件を頻繁に変更する工程管理を行ったりしなければならない。このため、かかる製造方法では、均一な共役長Tcを有するロッドレンズを効率よく安定的に連続生産することは困難である。 According to the above equations (1) and (2), in order to adjust the conjugate length Tc, the length Z 0 of the rod lens is changed, or the manufacturing parameters of the rod lens are changed to match the focusing parameter g. Can be considered. However, for this purpose, it is necessary to increase the number of processing steps for changing the cutting dimensions of the individual rod lenses, or to perform step management for frequently changing the manufacturing conditions of the rod lenses. For this reason, it is difficult to efficiently and stably continuously produce rod lenses having a uniform conjugate length Tc by such a manufacturing method.

そこで、本発明は、均一な共役長のロッドレンズを効率よく安定的に製造することができるプラスチックロッドレンズの製造方法、及び未硬化粘性材料の供給方法を提供することを目的としている。   Therefore, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a plastic rod lens that can efficiently and stably manufacture a rod lens having a uniform conjugate length, and a method of supplying an uncured viscous material.

上記の目的を達成するため、本出願に係る発明者は、種々の実験及び検討を重ねた結果、混練機のホッパー内で、未硬化粘性材料の揮発性成分が時間の経過と共に、特に上層部分から揮発し、その結果、未硬化粘性材料の組成がホッパー内の上層部分と下層部分とで不均一になることを初めて解明した。そして、本発明者は、未硬化粘性材料の組成が不均一になることにより、製造されるロッドレンズの屈折率分布が変動して、ロッドレンズの共役長が変動する要因になると考えた。   In order to achieve the above object, the inventor of the present application has conducted various experiments and studies, and as a result, in the hopper of the kneading machine, the volatile component of the uncured viscous material is gradually reduced with time, particularly in the upper layer portion. For the first time, it was clarified that the composition of the uncured viscous material became non-uniform between the upper layer and the lower layer in the hopper. The present inventor has considered that the non-uniform composition of the uncured viscous material causes the refractive index distribution of the manufactured rod lens to fluctuate, which causes the conjugate length of the rod lens to fluctuate.

そこで、本発明のプラスチックロッドレンズの製造方法は、硬化後に互いに異なる屈折率を示す、所定の粘度の複数種類の未硬化粘性材料の少なくとも一種類の未硬化粘性材料を、混練機のホッパー内で、所定の攪拌温度下で攪拌する攪拌工程と、複数種類の未硬化粘性材料を、別個に混練する混練工程と、混練した各種類の未硬化粘性材料を、硬化後の屈折率が中心から外側に向かって順次に低くなるように同心円状に積層して、糸状体を生成する紡糸工程と、糸状体の隣接層間で、未硬化粘性材料の成分を拡散させる拡散工程と、上記糸状体を硬化させる硬化工程と、硬化した糸状体を切断する切断工程と、を含むことを特徴としている。   Therefore, the method for producing a plastic rod lens of the present invention shows at least one kind of uncured viscous material of a plurality of kinds of uncured viscous materials having a predetermined viscosity, which shows different refractive indices after curing, in a hopper of a kneading machine. A stirring step of stirring at a predetermined stirring temperature, a kneading step of separately kneading a plurality of types of uncured viscous materials, and a kneading of each type of uncured viscous material, in which the refractive index after curing is outside the center. A spinning step of forming a filament by laminating concentrically so as to gradually lower toward the surface, a diffusion step of diffusing the components of the uncured viscous material between adjacent layers of the filament, and curing the filament. And a cutting step of cutting the hardened filamentous material.

このように、本発明によれば、混練工程の前に攪拌工程を設ける。これにより、ホッパー内で未硬化粘性材料の揮発性成分が揮発しても、上層部分と下層部分とで組成が非均一になることを抑制することができる。このため、混練機に供給される未硬化粘性材料の組成の均一化を図ることができる。その結果、連続生産されるロッドレンズアレイの屈折率分布のばらつきを抑制することができる。したがって、均一な共役長のロッドレンズを効率よく安定的に製造することができる。   Thus, according to the present invention, the stirring step is provided before the kneading step. Thereby, even if the volatile component of the uncured viscous material volatilizes in the hopper, it is possible to suppress the composition from becoming non-uniform in the upper layer portion and the lower layer portion. Therefore, the composition of the uncured viscous material supplied to the kneader can be made uniform. As a result, variation in the refractive index distribution of the continuously produced rod lens array can be suppressed. Therefore, a rod lens having a uniform conjugate length can be efficiently and stably manufactured.

本発明によれば、好ましくは、攪拌工程において、複数種類の未硬化粘性材料の各々をそれぞれ別個の混練機のホッパー内で攪拌する。
このように、紡糸工程において積層される全ての層について、未硬化粘性材料を攪拌すれば、混練機に供給される未硬化粘性材料の組成の一層の均一化を図ることができる。
According to the present invention, preferably, in the stirring step, each of the plurality of types of uncured viscous materials is stirred in a hopper of a separate kneader.
As described above, by stirring the uncured viscous material for all the layers to be laminated in the spinning process, the composition of the uncured viscous material supplied to the kneader can be further uniformed.

本発明によれば、好ましくは、攪拌工程において、紡糸工程において少なくとも中心から二層目に積層される未硬化粘性材料を攪拌する。
少なくとも二層目に積層される未硬化粘性材料を攪拌すれば、ロッドレンズアレイの屈折率分布のばらつきを効率的に抑制することができる。
According to the present invention, preferably, in the stirring step, the uncured viscous material laminated at least in the second layer from the center in the spinning step is stirred.
By stirring the uncured viscous material laminated on at least the second layer, it is possible to efficiently suppress the variation in the refractive index distribution of the rod lens array.

本発明によれば、好ましくは、攪拌工程における攪拌温度は、0℃〜150℃の範囲内である。
攪拌温度が高すぎると、未硬化粘性材料の成分が蒸発したり、熱重合したりする。一方、攪拌温度が低すぎると、粘度が増して攪拌が困難となる。また、攪拌温度は、50℃〜100℃の範囲内がより好ましい。
According to the present invention, preferably, the stirring temperature in the stirring step is in the range of 0C to 150C.
If the stirring temperature is too high, the components of the uncured viscous material evaporate or undergo thermal polymerization. On the other hand, if the stirring temperature is too low, the viscosity increases and stirring becomes difficult. Further, the stirring temperature is more preferably in the range of 50C to 100C.

本発明によれば、好ましくは、攪拌工程における所定の粘度は、102〜107Pa・s(パスカル・秒)の範囲内である。
粘度が高すぎると、攪拌が困難となる。一方、粘度が低すぎると、紡糸工程において、糸状体の生成が困難となる。
According to the present invention, preferably, the predetermined viscosity in the stirring step is in the range of 10 2 to 10 7 Pa · s (Pascal · second).
If the viscosity is too high, stirring becomes difficult. On the other hand, if the viscosity is too low, it is difficult to form a filament in the spinning process.

本発明によれば、好ましくは、攪拌工程において、攪拌翼を毎分1回〜50回の範囲内の回転数で回転させることにより、未硬化粘性材料を攪拌する。
攪拌翼の回転速度が遅すぎると、未硬化粘性材料の組成が均一になるのに時間がかかりすぎ、一方、攪拌速度が速すぎると、未硬化粘性材料の粘度によっては、未硬化粘性材料と攪拌翼とが供回りして十分な攪拌が困難となる。その上、攪拌速度が速すぎると、攪拌翼を駆動するモーターの負荷が増大し、モーター容量を大きくしなければならず、コストの上昇を招く。
According to the present invention, preferably, in the stirring step, the uncured viscous material is stirred by rotating the stirring blade at a rotation speed in the range of 1 to 50 times per minute.
If the rotation speed of the stirring blade is too slow, it takes too much time for the composition of the uncured viscous material to be uniform, while if the stirring speed is too fast, depending on the viscosity of the uncured viscous material, Sufficient stirring becomes difficult due to rotation with the stirring blade. In addition, if the stirring speed is too high, the load on the motor that drives the stirring blades increases, and the motor capacity must be increased, resulting in an increase in cost.

本発明によれば、好ましくは、更に、攪拌工程の前に、未硬化粘性材料を予備攪拌する予備攪拌工程と、予備攪拌した未硬化粘性材料を所定の冷却温度に冷却する冷却工程と、冷却した未硬化粘性材料を混練機のホッパーに投入する投入工程とを有する。
このように、冷却工程において、予備攪拌した未硬化粘性材料を冷却すれば、未硬化粘性材料の揮発性成分の揮発を抑制することができる。
According to the present invention, preferably, further, before the stirring step, a pre-stirring step of pre-stirring the uncured viscous material, a cooling step of cooling the pre-stirred uncured viscous material to a predetermined cooling temperature, Charging the uncured viscous material into a hopper of a kneading machine.
As described above, in the cooling step, if the pre-stirred uncured viscous material is cooled, volatilization of volatile components of the uncured viscous material can be suppressed.

本発明によれば、好ましくは、冷却工程における冷却温度は、0℃〜80℃の範囲内の温度である。また、0〜50℃の範囲がより好ましい。   According to the present invention, preferably, the cooling temperature in the cooling step is a temperature in the range of 0C to 80C. Further, the range of 0 to 50 ° C. is more preferable.

本発明によれば、好ましくは、投入工程において、冷却した未硬化粘性材料を予備ホッパーに複数回に分けて投入し、予備ホッパーから上記ホッパーに連続供給する。
このように、冷却した未硬化粘性材料を複数回に分けて投入すれば、未硬化粘性材料が予備ホッパー又はホッパーに滞在する時間を短くすることができる。その結果、未硬化粘性材料に含まれる揮発性成分の揮発量の低減を図ることができる。
According to the present invention, preferably, in the charging step, the cooled uncured viscous material is charged into the preliminary hopper a plurality of times, and is continuously supplied from the preliminary hopper to the hopper.
In this way, if the cooled uncured viscous material is charged in a plurality of times, the time during which the uncured viscous material stays in the preliminary hopper or hopper can be shortened. As a result, the amount of volatile components contained in the uncured viscous material can be reduced.

本発明によれば、好ましくは、未硬化粘性材料は、ラジカル重合性ビニル単量体と、このラジカル重合性ビニル単量体から生成されるポリマーとの相溶性がよい可溶性ポリマーとを成分として含む。
これにより、未硬化粘性材料の粘度、及び、硬化後の屈折率を容易に調整することができる。
According to the present invention, preferably, the uncured viscous material contains, as components, a radical polymerizable vinyl monomer and a soluble polymer having good compatibility with a polymer formed from the radical polymerizable vinyl monomer. .
Thus, the viscosity of the uncured viscous material and the refractive index after curing can be easily adjusted.

本発明によれば、好ましくは、混練工程において、混練機に供給される未硬化粘性材料の、ラジカル重合性ビニル単量体及び可溶性ポリマーの組成それぞれの質量比の最大値と最小値との差としての変動量が2%以内である。
このように変動量を2%以内に抑制すれば、製造されるプラスチックロッドレンズの共役長の変動量を、例えば所定の共役長に対して±0.2mmの範囲内に抑えることができる。共役長の変動量を±0.2mm以下にすれば、レンズ長等を調整することなしに、高い解像度を実質的に実現することができる。
According to the present invention, preferably, in the kneading step, the difference between the maximum value and the minimum value of the mass ratio of the composition of the radical polymerizable vinyl monomer and the soluble polymer of the uncured viscous material supplied to the kneader. Is within 2%.
If the variation is suppressed within 2% in this way, the variation of the conjugate length of the manufactured plastic rod lens can be suppressed within a range of, for example, ± 0.2 mm with respect to a predetermined conjugate length. By setting the variation of the conjugate length to ± 0.2 mm or less, high resolution can be substantially realized without adjusting the lens length and the like.

本発明によれば、好ましくは、連続生産したロッドレンズの共役長の変動幅が、±0.2mm以内である。
このように、共役長の変動幅を±0.2mm以下にすれば、レンズ長等を調整することなしに、高い解像度を実質的に実現することができる。
According to the present invention, preferably, the fluctuation range of the conjugate length of the continuously produced rod lens is within ± 0.2 mm.
As described above, if the variation width of the conjugate length is set to ± 0.2 mm or less, high resolution can be substantially realized without adjusting the lens length and the like.

また、本発明の未硬化粘性材料の供給方法は、プラスチックロッドレンズの材料となる、所定の粘度の複数種類の未硬化粘性材料を、ホッパー内で、所定の攪拌温度下で攪拌する攪拌工程と、攪拌した未硬化粘性材料を混練する混練工程とを含むことを特徴としている。   Further, the method of supplying the uncured viscous material of the present invention includes a stirring step of stirring a plurality of types of uncured viscous materials having a predetermined viscosity, which are to be materials of the plastic rod lens, in a hopper at a predetermined stirring temperature. And a kneading step of kneading the stirred uncured viscous material.

このように、本発明によれば、混練工程の前に攪拌工程を設ける。これにより、ホッパー内で未硬化粘性材料の揮発性成分が揮発しても、上層部分と下層部分とで組成が非均一になることを抑制することができる。したがって、混練機に供給される未硬化粘性材料の組成の均一化を図ることができる。   Thus, according to the present invention, the stirring step is provided before the kneading step. Thereby, even if the volatile component of the uncured viscous material volatilizes in the hopper, it is possible to suppress the composition from becoming non-uniform in the upper layer portion and the lower layer portion. Therefore, the composition of the uncured viscous material supplied to the kneader can be made uniform.

本発明によれば、均一な共役長のロッドレンズを、効率よく安定的に製造することができる。   According to the present invention, a rod lens having a uniform conjugate length can be efficiently and stably manufactured.

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
1.混練工程以降の製造工程
まず、図1を参照して、本実施形態におけるプラスチックロッドレンズの製造工程のうち、混練工程以降の工程について説明する。図1は、本実施形態におけるプラスチックロッドレンズの製造工程の概略図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1. Manufacturing Steps After Kneading Step First, referring to FIG. 1, of the manufacturing steps of the plastic rod lens according to the present embodiment, steps after the kneading step will be described. FIG. 1 is a schematic view of a manufacturing process of a plastic rod lens in the present embodiment.

(1)混練工程
混練工程では、硬化後に互いに異なる屈折率を示す5種類の未硬化粘性材料を、5台の混練ユニット1において別個に混練する。そして、各混練ユニット1において混練した5種類の未硬化粘性材料を、紡糸装置2へ送る。
(1) Kneading Step In the kneading step, five types of uncured viscous materials having different refractive indices after curing are separately kneaded in five kneading units 1. Then, the five uncured viscous materials kneaded in each kneading unit 1 are sent to the spinning device 2.

紡糸装置2は、図1に示すように、紡糸ヘッド20、相互拡散部22及び硬化処理部23から構成されている。図1では、相互拡散部22及び硬化処理部23を断面で模式的に示す。相互拡散部22及び硬化処理部23内には、糸状体3から遊離する揮発性物質を除去するために、不活性ガスが導入され、この不活性ガスは揮発性物質共に排出される。   As shown in FIG. 1, the spinning apparatus 2 includes a spinning head 20, an interdiffusion unit 22, and a curing unit 23. In FIG. 1, the cross-diffusion part 22 and the hardening part 23 are schematically shown in cross section. An inert gas is introduced into the interdiffusion section 22 and the hardening section 23 in order to remove volatile substances released from the filament 3, and the inert gas is discharged together with the volatile substances.

(2)紡糸工程
紡糸工程では、未硬化粘性材料を、紡糸ヘッド20内の複合紡糸ノズル21から吐出させて、糸状体3を生成する。
(2) Spinning Step In the spinning step, the uncured viscous material is discharged from the composite spinning nozzle 21 in the spinning head 20 to generate the filament 3.

ここで、図2(A)に、紡糸ノズル21から糸状体が生成される様子を模式的示す。
図2(A)に示すように、糸状体3は、硬化後の屈折率nが、中心から外側に向かって、n1>n2>……>n5と順次に低くなるように5重に同心円状に積層して賦形される。
なお、糸状体3の各層の厚みは、レンズ性能の発現が可能な条件になるように設定するのがよい。
Here, FIG. 2A schematically shows a state where a filament is generated from the spinning nozzle 21.
As shown in FIG. 2 (A), the thread 3 has a quintuple concentric shape so that the refractive index n after curing gradually decreases from the center to the outside, such as n1>n2>...> N5. It is laminated and shaped.
It is preferable that the thickness of each layer of the filament 3 is set so as to satisfy the condition under which lens performance can be exhibited.

また、未硬化粘性材料の賦形時の粘度は、102〜107Pa・sの範囲内が好ましい。粘度が小さすぎると、賦形の際に、糸切れが生じ易くなり、糸状体の形成が困難となる。また、粘度が大きすぎると、賦形時の操作性が不良となり、各層の同心同円が損なわれたり、太さ斑の大きな糸状体となり易く好ましくない。賦形時の温度は、0℃〜150℃の範囲内が好ましい。 The viscosity of the uncured viscous material during shaping is preferably in the range of 10 2 to 10 7 Pa · s. If the viscosity is too low, thread breakage is likely to occur during shaping, and it becomes difficult to form a thread. On the other hand, if the viscosity is too large, the operability at the time of shaping becomes poor, and concentric circles of the respective layers are impaired, or a thread having a large thickness unevenness is apt to be formed. The temperature at the time of shaping is preferably in the range of 0 ° C to 150 ° C.

複合紡糸ノズルから吐出した糸状体は、第一ニップローラ4によって引き上げられ、紡糸装置2の相互拡散部22及び硬化処理部23を順次に通る。   The filament discharged from the composite spinning nozzle is pulled up by the first nip roller 4 and sequentially passes through the mutual diffusion section 22 and the curing section 23 of the spinning device 2.

(3)拡散工程
複合紡糸ノズル21から吐出した直後の糸状体の屈折率分布は、図2(A)に折れ線Iで示すように、層間に屈折率の段差が生じている。
そこで、拡散工程では、糸状体3が相互拡散部22を通過している間に、糸状体3の隣接層間で、未硬化粘性材料の主に単量体成分を相互に拡散させる。相互拡散の結果、糸状体の屈折率分布は、図2(B)に曲線IIで示すように、滑らかに連続した分布となる。
なお、本実施形態では、相互拡散部22を通過している糸状体3に対しても、第一紫外線照射装置24によって、弱い紫外線を照射している。
(3) Diffusion Step In the refractive index distribution of the filament immediately after being discharged from the composite spinning nozzle 21, as shown by the polygonal line I in FIG.
Therefore, in the diffusion step, while the filament 3 passes through the interdiffusion portion 22, the monomer component mainly of the uncured viscous material is mutually diffused between adjacent layers of the filament 3. As a result of the mutual diffusion, the refractive index distribution of the filament becomes a smooth and continuous distribution as shown by a curve II in FIG.
In this embodiment, the first ultraviolet irradiation device 24 irradiates the filament 3 passing through the mutual diffusion portion 22 with weak ultraviolet light.

(4)硬化工程
次に、硬化工程では、指定糸状体を硬化させる。本実施形態では、糸状体3が硬化処理部23を通過している糸状体3に、第二紫外線照射装置25によって、周囲から強い紫外線を照射して、糸状体3を光重合させ硬化する。
第二紫外線照射装置25の光源には、150〜600nmの波長の光を発生する炭素アーク灯、高圧水銀灯、中圧水銀灯、低圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、キセノンランプ又はレーザ等を使用するとよい。
(4) Curing Step Next, in the curing step, the designated filament is cured. In the present embodiment, the filament 3 passing through the curing processing section 23 is irradiated with strong ultraviolet rays from the surroundings by the second ultraviolet irradiation device 25 to photopolymerize and cure the filament 3.
As a light source of the second ultraviolet irradiation device 25, a carbon arc lamp, a high-pressure mercury lamp, a medium-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, an ultra-high-pressure mercury lamp, a chemical lamp, a xenon lamp, a laser, or the like that generates light having a wavelength of 150 to 600 nm is used. Good.

また、光硬化処理を行うため、本実施形態では、各未硬化粘性材料にそれぞれ光硬化触媒を添加しておく。
なお、未硬化粘性材料に熱硬化触媒を添加しておき、熱処理により、糸状体を硬化させてもよい。熱処理にあたり、例えば、一定の温度に制御された加熱炉等の硬化処理部で、糸状体を所定時間加熱するのがよい。
また、未硬化粘性材料に、光硬化触媒と熱硬化触媒の両方を添加しておき、熱処理と光硬化処理の両方を行って、糸状体を硬化させてもよい。
In this embodiment, a photocuring catalyst is added to each uncured viscous material in order to perform photocuring treatment.
Note that a thermosetting catalyst may be added to the uncured viscous material, and the thread may be cured by heat treatment. In the heat treatment, for example, the filament is preferably heated for a predetermined time in a curing treatment unit such as a heating furnace controlled to a constant temperature.
Alternatively, both the light curing catalyst and the heat curing catalyst may be added to the uncured viscous material, and both the heat treatment and the light curing treatment may be performed to cure the thread.

さらに、硬化後の糸状体に、必要に応じて延伸処理を行ってもよい。延伸処理は、例えば、第一ニップローラ4と第二ニップローラ5の間において適切な温度条件下で、第一ニップローラ4と第二ニップローラ5の周速度比を制御することで行うことができる。   Further, the cured filamentous material may be subjected to a stretching treatment as necessary. The stretching process can be performed, for example, by controlling the peripheral speed ratio between the first nip roller 4 and the second nip roller 5 under an appropriate temperature condition between the first nip roller 4 and the second nip roller 5.

延伸処理は、光硬化処理の後に連続して行ってもよいし、硬化させた糸状体を巻き取り部に一旦巻き取った後に行ってもよい。
また、延伸処理を行った糸状体に、必要に応じて緩和処理を行ってもよい。緩和処理は、例えば、第二ニップローラ5と第三ニップローラの間において適切な温度条件下で、第二ニップローラ5と第三ニップローラの周速度を同じにして、あるいは第三ニップローラの周速度を少し遅めに設定して行う。緩和処理は、延伸処理の後に連続して行ってもよいし、延伸処理した糸状体を巻き取り部に一旦巻き取った後に行ってもよい。
The stretching treatment may be performed continuously after the photocuring treatment, or may be performed after the cured thread is once wound around a winding section.
Moreover, you may perform a relaxation process as needed on the filamentous body which performed the drawing process. In the relaxation process, for example, under appropriate temperature conditions between the second nip roller 5 and the third nip roller, the peripheral speeds of the second nip roller 5 and the third nip roller are the same, or the peripheral speed of the third nip roller is slightly reduced. And set it up. The relaxation treatment may be performed continuously after the stretching treatment, or may be performed after the drawn filamentous material is once wound around the winding part.

(5)切断工程
次に、切断工程では、硬化した糸状体を、レンズ切断機によって所定の長さに切断する。
なお、本実施形態では、第二ニップローラ5を通過した糸状体を順次に切断機6によって切断しているが、糸状体をローラーに一旦巻き取った後、切断や延伸処理を行ってもよい。
さらに、切断されたロッドレンズからロッドレンズアレイ作成後、ロッドレンズの両端面を鏡面研磨するとよい。
(5) Cutting Step Next, in the cutting step, the cured filamentous material is cut into a predetermined length by a lens cutting machine.
In the present embodiment, the filaments that have passed through the second nip roller 5 are sequentially cut by the cutting machine 6, but the filaments may be once wound around the rollers, and then cut or stretched.
Further, after the rod lens array is formed from the cut rod lenses, both end surfaces of the rod lens may be mirror-polished.

2.未硬化粘性材料の組成
次に、未硬化粘性材料の成分について説明する。
未硬化粘性材料は、糸状体を生成する際の粘度調整を容易にし、糸状体の中心で極大であり、外周へ向かって連続的に低下する屈折率分布を与えるために、ラジカル重合性ビニル単量体と、この単量体に可溶な可溶性ポリマーとを主な組成とするのが好ましい。
2. Next, the components of the uncured viscous material will be described.
The uncured viscous material facilitates the adjustment of the viscosity during the formation of the filament and has a maximum refractive index at the center of the filament and a refractive index distribution that continuously decreases toward the outer periphery. It is preferred that the main composition be composed of a monomer and a soluble polymer soluble in the monomer.

ラジカル重合性ビニル単量体としては、例えば、メチルメタクリレート(n=1.49)、スチレン(n=1.59)、クロルスチレン(n=1.61)、酢酸ビニル(n=1.47)、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、2,2,3,4,4,4-ヘキサフルオロプチル(メタ)アクリレート、2,2,2-トリフルオロエチル(メタ)アクリレート等のフッ素化アルキル(メタ)アクリレート(n=1.37〜1.44)、屈折率1.43〜1.62の(メタ)アクリレート類たとえばエチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、脂環式(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、アルキレングリコール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ又はトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ、トリ又はテトラ(メタ)アクリレート、ジグリセリンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられ、その他にもジエチレングリコールビスアリルカーボネイト、フッ素化アルキレングリコールポリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of the radical polymerizable vinyl monomer include methyl methacrylate (n = 1.49), styrene (n = 1.59), chlorostyrene (n = 1.61), and vinyl acetate (n = 1.47). , 2,2,3,3-tetrafluoropropyl (meth) acrylate, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl (meth) acrylate, 2,2,3,4,4 Fluorinated alkyl (meth) acrylates (n = 1.37 to 1.44) such as 1,4-hexafluorobutyl (meth) acrylate and 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, refractive index 1.43 To 1.62 (meth) acrylates such as ethyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, alicyclic (meth) acrylate, hydroxyalkyl (meth) acrylate, alkylene glycol ( (T) acrylate, trimethylolpropane di or tri (meth) acrylate, pentaerythritol di, tri or tetra (meth) acrylate, diglycerin tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, etc. Also, diethylene glycol bisallyl carbonate, fluorinated alkylene glycol poly (meth) acrylate and the like can be mentioned.

可溶性ポリマーは、上記のラジカル重合性ビニル単量体から生成するポリマーと相溶性が良いものが望ましい。そのような可溶性ポリマーとしては、例えばポリメチルメタクリレート(n=1.49)、ポリメチルメタクリレート系共重合体(n=1.47〜1.50)、ポリ4−メチルペンテン−1(n=1.46)、エチレン/酢酸ビニル共重合体(n=1.46〜1.50)、ポリカーボネート(n=1.50〜1.57)、ポリフッ化ビニリデン(n=1.42)、フッ化ンビニリデン/テトラフルオロエチレン共重合体(n=1.42〜1.46)、フッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロペン共重合体(n=1.40〜1.46)、フッ化アルキル(メタ)アクリレート系重合体が挙げられる。   It is desirable that the soluble polymer has good compatibility with the polymer produced from the above-mentioned radical polymerizable vinyl monomer. Examples of such a soluble polymer include polymethyl methacrylate (n = 1.49), polymethyl methacrylate-based copolymer (n = 1.47 to 1.50), and poly-4-methylpentene-1 (n = 1). .46), ethylene / vinyl acetate copolymer (n = 1.46 to 1.50), polycarbonate (n = 1.50 to 1.57), polyvinylidene fluoride (n = 1.42), fluoride Vinylidene / tetrafluoroethylene copolymer (n = 1.42 to 1.46), vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene / hexafluoropropene copolymer (n = 1.40 to 1.46), alkyl fluoride ( (Meth) acrylate polymers.

また、各層に同一の屈折率を有する可溶性ポリマーを用いれば、未硬化粘性材料の粘度を調整し、中心から外側に向って連続的な屈折率分布を有するプラスチックロッドレンズが得られるので好ましい。特に、ポリメチルメタクリレートは、透明性に優れ、屈折率も高いので、屈折率分布型のプラスチックロッドレンズの材料に用いて好適である。   Further, it is preferable to use a soluble polymer having the same refractive index for each layer, because the viscosity of the uncured viscous material is adjusted and a plastic rod lens having a continuous refractive index distribution from the center to the outside can be obtained. In particular, polymethyl methacrylate is excellent in transparency and has a high refractive index, so that it is suitable for use as a material for a refractive index distribution type plastic rod lens.

さらに、未硬化粘性材料には、賦形した糸状体を硬化させるために、熱硬化触媒又は光硬化触媒を添加しておくことが好ましい。
熱硬化触媒としては、例えば、通常パーオキサイト系又はアゾ系の触媒が挙げられる。
光硬化触媒としては、例えば、ベンゾフェノン、ベンゾインアルキルエーテル、4'-イソプロピル-2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンジルメチルケタール、2,2-ジエトキシアセトフェノン、クロロチオキサントン、チオキサントン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、N−メチルジエタノールアミン、又は、トリエチルアミン等が挙げられる。
なお、熱硬化触媒と光硬化触媒の両方を未硬化粘性材料に添加しておいてもよい。
Further, it is preferable that a thermosetting catalyst or a photocuring catalyst is added to the uncured viscous material in order to cure the formed filamentous material.
Examples of the thermosetting catalyst include, for example, usually a peroxide-based catalyst or an azo-based catalyst.
Examples of light curing catalysts include, for example, benzophenone, benzoin alkyl ether, 4'-isopropyl-2-hydroxy-2-methylpropiophenone, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, benzylmethyl ketal, 2,2-diethoxyacetophenone, chloro Thioxanthone, a thioxanthone-based compound, a benzophenone-based compound, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, N-methyldiethanolamine, triethylamine, and the like.
Note that both the thermosetting catalyst and the photocuring catalyst may be added to the uncured viscous material.

また、本発明においては、フレア光やクロストーク光を除去してレンズ性能を高めるために、屈折率分布の不整な外周部付近に、可視光および近赤外光の領域のうち少なくとも一部の波長域の光を吸収する光吸収剤を含有する光吸収剤含有層を形成させても良い。   Further, in the present invention, in order to remove the flare light and the crosstalk light and improve the lens performance, in the vicinity of the outer peripheral portion having an irregular refractive index distribution, at least a part of the visible light and near infrared light regions. A light-absorbing agent-containing layer containing a light absorbing agent that absorbs light in a wavelength range may be formed.

光吸収剤としては、ロッドレンズが用いられる光学系で使用される波長の光を吸収し得る種々の染料や顔料、色素が使用できる。これらの光吸収剤は、特定波長域のみを吸収する光吸収剤であって、吸収する波長がそれぞれ異なる光吸収剤を2種以上組み合わせて用いてもよい。例えばレンズアレイとしてカラースキャナに用いる場合には、RGB各波長の光を吸収する染料を組み合わせて用いることができる。また、本発明における光吸収剤としては、上記のように可視光(400nm〜700nm程度)および近赤外(700nm〜1000nm程度)のうち特定波長域のみを吸収するものを用いてもよいし、全波長域を吸収するものを用いてもよい。可視光領域の全ての光を吸収する層を形成する場合は、複数種の光吸収剤を混合して黒色としたものや、カーボンブラックやグラファイトカーボン等の黒色の光吸収剤を用いることができる。   As the light absorber, various dyes, pigments, and pigments capable of absorbing light having a wavelength used in an optical system using a rod lens can be used. These light absorbers are light absorbers that absorb only in a specific wavelength range, and two or more light absorbers having different absorption wavelengths may be used in combination. For example, when used as a lens array in a color scanner, a dye that absorbs light of each wavelength of RGB can be used in combination. Further, as the light absorbing agent in the present invention, those absorbing only a specific wavelength region among visible light (about 400 nm to 700 nm) and near infrared light (about 700 nm to 1000 nm) as described above may be used, Those that absorb the entire wavelength range may be used. In the case of forming a layer that absorbs all light in the visible light region, a black light absorber such as a mixture of a plurality of light absorbers and a black light absorber such as carbon black or graphite carbon can be used. .

また、光吸収剤は、光吸収剤含有層においてほぼ均一に存在し、できるだけ均一に存在していることが好ましい。その際、光吸収剤含有層を構成する高分子中に光吸収剤分子が均一に分散あるいは結合されていることが好ましい。また、光吸収剤の光吸収剤含有層における含有量は、0.001〜10質量%が好ましく、0.01〜1質量%がより好ましい。   Further, the light absorbing agent is present almost uniformly in the light absorbing agent-containing layer, and is preferably present as uniformly as possible. At that time, it is preferable that the light absorber molecules are uniformly dispersed or bonded in the polymer constituting the light absorber containing layer. The content of the light absorbing agent in the light absorbing agent-containing layer is preferably 0.001 to 10% by mass, and more preferably 0.01 to 1% by mass.

3.混練工程前の処理
次に、未硬化粘性材料を混練する前段階の工程について説明する。
本実施形態では、混練機に供給される未硬化粘性材料の組成の均一化を図るため、混練工程の前に、以下のように(1)予備攪拌工程、(2)冷却工程、(3)投入工程及び(4)攪拌工程を行う。
3. Processing before Kneading Step Next, a step before kneading the uncured viscous material will be described.
In the present embodiment, in order to make the composition of the uncured viscous material supplied to the kneading machine uniform, before the kneading step, (1) a preliminary stirring step, (2) a cooling step, and (3) The charging step and (4) the stirring step are performed.

(1)予備攪拌工程
本実施形態では、図示しない予備攪拌機により未硬化粘性材料を予備攪拌する。
予備攪拌機において、回転翼を回転させて予備攪拌を行う。攪拌翼の回転速度は、未硬化粘性材料の組成が十分に均一となる速度であればよく、1〜400回転/分の範囲内であることが好ましい。また、攪拌翼の形状は、パドル翼等未硬化粘性材料の組成が十分に均一となり得る形状であれば、どのような形状でもよい。
(1) Preliminary Stirring Step In this embodiment, the uncured viscous material is preliminarily stirred by a preliminary stirrer (not shown).
In the preliminary stirrer, the rotor is rotated to perform preliminary stirring. The rotation speed of the stirring blade may be a speed at which the composition of the uncured viscous material is sufficiently uniform, and is preferably in the range of 1 to 400 rotations / minute. The shape of the stirring blade may be any shape as long as the composition of the uncured viscous material such as a paddle blade can be sufficiently uniform.

本実施形態では、未硬化粘性材料の粘度等を考慮しヘリカルリボン翼を使用した。また、未硬化粘性材料の攪拌温度は、0℃〜150℃の範囲内であることが好ましく、更に好ましくは、50℃〜100℃の範囲内である。   In this embodiment, the helical ribbon blade is used in consideration of the viscosity of the uncured viscous material. The stirring temperature of the uncured viscous material is preferably in the range of 0 ° C to 150 ° C, and more preferably in the range of 50 ° C to 100 ° C.

(2)冷却工程
予備攪拌工程の後、未硬化粘性材料のモノマー成分が揮発するのを防止するために、未硬化粘性材料を冷却する。
本実施形態では、予備攪拌後の未硬化粘性材料を、0〜80℃の範囲内の温度で冷却し、その冷却温度下で、混練ユニット1に投入するまで保管する。冷却温度は、更に好ましくは、0〜50℃の範囲内である。
(2) Cooling Step After the preliminary stirring step, the uncured viscous material is cooled in order to prevent the monomer component of the uncured viscous material from volatilizing.
In the present embodiment, the uncured viscous material after the preliminary stirring is cooled at a temperature within the range of 0 to 80 ° C., and is stored under the cooling temperature until it is put into the kneading unit 1. The cooling temperature is more preferably in the range of 0 to 50C.

・混練ユニットについて
ここで、図3に、混練ユニット1の模式図を示す。
図1に示すように、混練ユニット1は、未硬化粘性材料を混練する混練機10と、混練機10に未硬化粘性材料を供給するホッパー11と、ホッパーに未硬化粘性材料を供給する予備ホッパー12と、ホッパー11の温度を制御する温度調節器13を備える。
なお、図1では、ホッパー13を断面で示している。
-About kneading unit Here, the schematic diagram of the kneading unit 1 is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the kneading unit 1 includes a kneader 10 for kneading the uncured viscous material, a hopper 11 for supplying the uncured viscous material to the kneader 10, and a preliminary hopper for supplying the uncured viscous material to the hopper. And a temperature controller 13 for controlling the temperature of the hopper 11.
In FIG. 1, the hopper 13 is shown in cross section.

そして、混練ユニット1は、ホッパー11内に、未硬化粘性材料を攪拌する攪拌翼14を有する。攪拌翼14は、シャフト15を介してモータ16に連結されて回転する。ここでは、攪拌翼14として、未硬化粘性材料の粘度等を考慮しヘリカルリボン翼を使用する。
なお、攪拌翼14形状は、未硬化粘性材料の組成が十分に均一となり得る形状であれば、どのような形状でもよい。
The kneading unit 1 has a stirring blade 14 in the hopper 11 for stirring the uncured viscous material. The stirring blade 14 is connected to a motor 16 via a shaft 15 and rotates. Here, a helical ribbon blade is used as the stirring blade 14 in consideration of the viscosity of the uncured viscous material.
The shape of the stirring blade 14 may be any shape as long as the composition of the uncured viscous material can be sufficiently uniform.

(3)投入工程
続いて、冷却した未硬化粘性材料を、混練機ユニット1のホッパー11に投入する。
本実施形態では、5日分の冷却した未硬化粘性材料を、予備ホッパー12に、24時間ごとに5回に分けて投入する。
予備ホッパー12に投入された未硬化粘性材料は、自重によって、予備ホッパー12からホッパー11に連続的に移動する。
なお、不活性ガス等を予備ホッパー12に導入し、その圧力によって、未硬化粘性材料をホッパー11へ移動させてもよい。
(3) Inputting Step Subsequently, the cooled uncured viscous material is input into the hopper 11 of the kneader unit 1.
In the present embodiment, the uncured viscous material that has been cooled for 5 days is put into the preliminary hopper 12 five times every 24 hours.
The uncured viscous material charged into the preliminary hopper 12 continuously moves from the preliminary hopper 12 to the hopper 11 by its own weight.
Note that an inert gas or the like may be introduced into the preliminary hopper 12 and the uncured viscous material may be moved to the hopper 11 by the pressure.

(4)攪拌工程
次に、5種類の未硬化粘性材料を、各混練ユニット1のホッパー11内で攪拌する。
本実施形態では、未硬化粘性材料を、攪拌翼14によって攪拌しながら混練器10へ供給する。攪拌翼14の回転速度は、予備攪拌された未硬化粘性材料の組成が十分に均一となる速度であればよい。例えば、1〜50回転/分の範囲内で攪拌することが好ましい。攪拌速度が遅すぎると未硬化粘性材料の組成が均一になるまでの時間がかかり、また、攪拌速度が速すぎると、未硬化粘性材料の粘度によっては未硬化粘性材料と攪拌翼が供回りし十分な攪拌が困難となるためである。さらに、攪拌速度が速すぎると攪拌翼を駆動するモーター16への負荷が増大し、モーター容量を大きくしなければならず、コスト面からみても好ましくない。
(4) Stirring Step Next, the five uncured viscous materials are stirred in the hopper 11 of each kneading unit 1.
In the present embodiment, the uncured viscous material is supplied to the kneader 10 while being stirred by the stirring blade 14. The rotational speed of the stirring blade 14 may be a speed at which the composition of the pre-stirred uncured viscous material is sufficiently uniform. For example, it is preferable to stir within a range of 1 to 50 revolutions / minute. If the stirring speed is too slow, it takes time for the composition of the uncured viscous material to become uniform, and if the stirring speed is too fast, the uncured viscous material and the stirring blade rotate around depending on the viscosity of the uncured viscous material. This is because sufficient stirring becomes difficult. Further, if the stirring speed is too high, the load on the motor 16 for driving the stirring blade increases, and the motor capacity must be increased, which is not preferable from the viewpoint of cost.

また、攪拌翼の形状は、パドル翼等未硬化粘性材料の組成が十分に均一となりうる形状であれば、どのような形状でもよい。本実施形態では、未硬化粘性材料の粘度等を考慮しヘリカルリボン翼を使用する。   The shape of the stirring blade may be any shape as long as the composition of the uncured viscous material such as a paddle blade can be sufficiently uniform. In this embodiment, a helical ribbon blade is used in consideration of the viscosity of the uncured viscous material.

また、ホッパー11は、温度調節器13によって、所定の攪拌温度に保たれる。攪拌温度は、0℃〜150℃の範囲内であることが好ましく、更に好ましくは、50℃〜100℃の範囲内である。攪拌温度が高すぎると、未硬化粘性材料の成分が蒸発したり、熱重合したりする。一方、攪拌温度が低すぎると、粘度が増して攪拌が困難となる。   The hopper 11 is maintained at a predetermined stirring temperature by the temperature controller 13. The stirring temperature is preferably in the range of 0 ° C to 150 ° C, and more preferably in the range of 50 ° C to 100 ° C. If the stirring temperature is too high, the components of the uncured viscous material evaporate or undergo thermal polymerization. On the other hand, if the stirring temperature is too low, the viscosity increases and stirring becomes difficult.

このように、混練工程前に、未硬化粘性材料を所定の回転数で攪拌し未硬化粘性材料組成を均一にする工程を有するので、未硬化粘性材料の組成の変動を抑制することができる。その結果、ロッドレンズ長の変更や各層の半径比の変更等の処理工程を追加することなく、連続生産において、変動幅の小さい共役長をもつロッドレンズを効率よく安定して製造することができる。   As described above, before the kneading step, the step of stirring the uncured viscous material at a predetermined number of rotations to make the composition of the uncured viscous material uniform is provided, so that a change in the composition of the uncured viscous material can be suppressed. As a result, a rod lens having a conjugate length with a small variation width can be efficiently and stably manufactured in continuous production without adding a processing step such as a change in the rod lens length or a change in the radius ratio of each layer. .

なお、紡糸工程において積層される複数種類の未硬化粘性材料のうち、全種類の未硬化粘性材料を攪拌してもよいし、そのうちの一部の種類の未硬化粘性材料のみを選択的に攪拌してもよい。また、予備攪拌は、複数種類の未硬化粘性材料の各々についてそれぞれ行ってもよいし、攪拌工程において攪拌される種類の未硬化粘性材料について選択的に行ってもよいし、或いは省略してもよい。   In addition, among the plurality of types of uncured viscous materials laminated in the spinning process, all types of uncured viscous materials may be stirred, or only some of them may be selectively agitated. May be. In addition, the preliminary stirring may be performed on each of the plurality of types of uncured viscous materials, may be selectively performed on the type of uncured viscous material to be stirred in the stirring process, or may be omitted. Good.

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例1では、糸状体の第1層目〜第5層目に積層する未硬化粘性材料として、以下の組成のものを使用した。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
In Example 1, the following composition was used as the uncured viscous material laminated on the first to fifth layers of the filament.

第1層目の未硬化粘性材料の組成は、ポリメチルメタクリレート(粘性率η=0.40、MEK(メチルエチルケトン)中、25℃にて測定、以下、実施例及び比較例におけるポリメチルメタクリレートはこれと同じ。)47質量部、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニルメタクリレート30質量部、メチルメタクリレート23質量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン0.25質量部及びハイドロキノン0.1質量部である。 The composition of the uncured viscous material of the first layer was measured at 25 ° C. in polymethyl methacrylate (viscosity η = 0.40, MEK (methyl ethyl ketone). Hereinafter, polymethyl methacrylate in Examples and Comparative Examples was 47 parts by mass), 30 parts by mass of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decanyl methacrylate, 23 parts by mass of methyl methacrylate, 0.25 parts by mass of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, and 0.1 of hydroquinone 0.1 Parts by weight.

第2層目の未硬化粘性材料の組成は、ポリメチルメタクリレート50質量部、メチルメタクリレート40質量部、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニルメタクリレート10質量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン0.25質量部及びハイドロキノン0.1質量部である。 The composition of the uncured viscous material of the second layer was as follows: 50 parts by mass of polymethyl methacrylate, 40 parts by mass of methyl methacrylate, 10 parts by mass of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decanyl methacrylate, 1-hydroxycyclohexyl 0.25 parts by mass of phenyl ketone and 0.1 parts by mass of hydroquinone.

第3層目の未硬化粘性材料の組成は、ポリメチルメタクリレート50質量部、メチルメタクリレート40質量部、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチルメタクリレート10質量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン0.25質量部及びハイドロキノン0.1質量部である。   The composition of the uncured viscous material of the third layer is polymethyl methacrylate 50 parts by mass, methyl methacrylate 40 parts by mass, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate 10 parts by mass, 0.25 parts by mass of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone and 0.1 part by mass of hydroquinone.

第4層目の未硬化粘性材料の組成は、ポリメチルメタクリレート50質量部、メチルメタクリレート40質量部、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチルメタクリレート10質量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン0.25質量部及びハイドロキノン0.1質量部である。   The composition of the uncured viscous material of the fourth layer is as follows: 50 parts by mass of polymethyl methacrylate, 40 parts by mass of methyl methacrylate, 10 parts by mass of 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate, 0.25 parts by mass of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone and 0.1 part by mass of hydroquinone.

第5層目の未硬化粘性材料の組成は、ポリメチルメタクリレート42質量部、メチルメタクリレート18質量部、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチルメタクリレート40質量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン0.25質量部及びハイドロキノン0.1質量部である。
なお、クロストーク光やフレア光を抑制する目的で、加熱混練前の第4層及び第5層用の各原液中に原液全体に対して染料Blue ACR(日本化薬(株)製、最大吸収波長576,616nm)0.12質量%、染料MS Yellow HD−180(三井東圧染料(株)製、最大吸収波長433nm)0.10質量%、染料MS Magenta HM−1450(三井東圧染料(株)製、最大吸収波長520nm)0.08質量%を添加した。
The composition of the uncured viscous material of the fifth layer is 42 parts by mass of polymethyl methacrylate, 18 parts by mass of methyl methacrylate, 40 parts by mass of 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate, 0.25 parts by mass of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone and 0.1 part by mass of hydroquinone.
For the purpose of suppressing crosstalk light and flare light, the dye Blue ACR (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., maximum absorption) was added to each of the undiluted solutions for the fourth and fifth layers before heat kneading. 0.12% by mass of wavelength 576,616 nm), 0.10% by mass of dye MS Yellow HD-180 (manufactured by Mitsui Toatsu Dye Co., Ltd., maximum absorption wavelength 433 nm), dye MS Magenta HM-1450 (Mitsui Toatsu Dye ( Co., Ltd., maximum absorption wavelength: 520 nm) 0.08% by mass.

そして、これらの未硬化粘性材料を、それぞれ70℃の温度で予備攪拌し、その後、40℃の温度に冷却して保管した。   Then, these uncured viscous materials were each preliminarily stirred at a temperature of 70 ° C., and then cooled to a temperature of 40 ° C. and stored.

次に、未硬化粘性材料を、混練ユニットの予備ホッパー12に、約24時間ごとに、3〜5L(リットル)ずつ投入した。予備ホッパー12に投入された未硬化粘性材料は、容積20Lのホッパー11へ、自重によって少しずつ移動した。ホッパー11の温度を、温度調節器によって、50℃の温度に保持した。そして、未硬化粘性材料を攪拌しながら、紡糸装置2へ送り、5日間にわたってロッドレンズを連続生産した。   Next, the uncured viscous material was introduced into the preliminary hopper 12 of the kneading unit in an amount of 3 to 5 L (liter) every about 24 hours. The uncured viscous material charged into the preliminary hopper 12 was gradually moved by its own weight to the hopper 11 having a volume of 20 L. The temperature of the hopper 11 was maintained at a temperature of 50 ° C. by a temperature controller. Then, the uncured viscous material was sent to the spinning device 2 while stirring, and rod lenses were continuously produced for 5 days.

紡糸装置2では、5種類の未硬化粘性材料を複合紡糸ノズル21から同時に押し出した。本実施例では、複合紡糸ノズルの温度を50℃とし、各層の半径比を、ロッドレンズの半径方向の各層の厚さ(1層目は半径)の比に換算して、1層目/2層目/3層目/4層目/5層目=18/50/29/2/1とした。   In the spinning apparatus 2, five types of uncured viscous materials were simultaneously extruded from the composite spinning nozzle 21. In the present embodiment, the temperature of the composite spinning nozzle is set to 50 ° C., and the radius ratio of each layer is converted into the ratio of the thickness of each layer in the radial direction of the rod lens (the first layer is a radius). Layer / third / fourth / fifth layer = 18/50/29/2/1.

次いで、複合紡糸ノズル21から押し出された糸状体3を第一ニップローラ4で300cm/分の速さで引き上げて、長さ55cmの相互拡散処理部22を通し、続いて、中心軸の周囲に長さ60cm、20Wのケミカルランプ18本を二段積みにして等間隔に配置した硬化処理部(光照射部)23の中心に糸状体3を通過させて硬化させた。   Next, the filament 3 extruded from the composite spinning nozzle 21 is pulled up at a speed of 300 cm / min by the first nip roller 4 and passed through a 55 cm-long inter-diffusion processing section 22. The fibrous body 3 was passed through the center of a curing processing section (light irradiation section) 23 in which 18 chemical lamps of 60 cm and 20 W were stacked in two layers and arranged at equal intervals to be cured.

硬化させた糸状体を、ニップローラーで引き取り(300cm/分)、長さ30cmの相互拡散処理部を通し、続いて長さ120cm、40Wのケミカルランプ18本が中心軸の周囲に等間隔に配設された第1硬化処理部(第1光照射部)、更に2KW高圧水銀灯3本が中心軸の周囲に等間隔に配設された第2硬化処理部(第2光照射部)、の中心上に糸状体を通過させて硬化させた。相互拡散処理部における窒素流量は72L/分であった。得られたレンズ原糸の半径は0.24mmであった。   The hardened filamentous material was taken up by a nip roller (300 cm / min), passed through a 30 cm long interdiffusion treatment section, and then 18 120 cm long, 40 W chemical lamps were arranged at regular intervals around the central axis. The center of the provided first curing processing unit (first light irradiation unit), and the second curing processing unit (second light irradiation unit) in which three 2KW high-pressure mercury lamps are arranged at equal intervals around the central axis. The thread was passed over and cured. The nitrogen flow rate in the interdiffusion processing section was 72 L / min. The radius of the obtained lens original yarn was 0.24 mm.

このレンズ原糸を、135℃の雰囲気下で2.2倍に延伸し、150℃の雰囲気下で緩和率が10/11になるように緩和処理を行った。
得られたロッドレンズの半径は0.17mm、中心屈折率は1.497であった。
This lens fiber was stretched 2.2 times in an atmosphere of 135 ° C., and subjected to a relaxation treatment in an atmosphere of 150 ° C. so that the relaxation rate became 10/11.
The radius of the obtained rod lens was 0.17 mm, and the central refractive index was 1.497.

このようにして、ロッドレンズを5日間連続して生産し、ホッパー11内の(1)未硬化粘性材料の組成の変動を分析し、さらに、製造したロッドレンズの(2)共役長、ロッドレンズで構成したロッドレンズアレイの(3)MTFを測定した。   In this way, the rod lens is produced continuously for 5 days, the variation of the composition of (1) the uncured viscous material in the hopper 11 is analyzed, and (2) the conjugate length and the rod lens of the manufactured rod lens are further analyzed. (3) MTF of the rod lens array constituted by the above was measured.

(1)組成の変動
未硬化粘性材料の組成の分析にあたっては、5日間にわたって、ホッパー内の未硬化粘性材料を8時間ごとに1gずつ採取し、その組成を公知のガスクロマトグラフィ法により分析した。下記の表1に、糸状体の第2層目に積層される未硬化粘性材料の組成の分析結果を示す。
(1) Fluctuation of Composition In analyzing the composition of the uncured viscous material, 1 g of the uncured viscous material in the hopper was sampled every 8 hours for 5 days, and the composition was analyzed by a known gas chromatography method. Table 1 below shows the analysis results of the composition of the uncured viscous material laminated on the second layer of the filament.

Figure 2004341510
Figure 2004341510

ただし、上記の表1において、「モノマー1」は、メチルメタクリレートの組成の質量比を表し、「モノマー2」は、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニルメタクリレートの組成の質量比を表し、「モノマー合計」は、「モノマー1」と「モノマー2」との合計の質量比を表し、「ポリマー」は、ポリメチルメタクリレートの組成の質量比を表す。 However, in Table 1 above, “monomer 1” represents the mass ratio of the composition of methyl methacrylate, and “monomer 2” represents the mass of the composition of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decanyl methacrylate. "Monomer 1" represents the total mass ratio of "monomer 1" and "monomer 2", and "polymer" represents the mass ratio of the composition of polymethyl methacrylate.

上記の表1から分かるように、5日間の連続生産中、各成分の組成の最大値−最小値の差としての変動量が2%以内となっている。また、例えば5日間のうちの任意の24時間における共役長の変動幅も2%以内に収まっている。したがって、攪拌によって未硬化粘性材料の組成の均一化が図れたことが分かる。   As can be seen from Table 1 above, during continuous production for 5 days, the variation as the difference between the maximum value and the minimum value of the composition of each component is within 2%. In addition, for example, the fluctuation range of the conjugate length within an arbitrary 24 hours of 5 days is within 2%. Accordingly, it can be seen that the composition of the uncured viscous material was made uniform by stirring.

・ロッドレンズアレイの作成
次に、本実施例では、切断したロッドレンズを用いてロッドレンズアレイを作成した。
ロッドレンズアレイの作成にあたっては、複数本のロッドレンズをフェノール樹脂製基板(厚さ1mm)の間に1列に配列し、隙間に接着剤(カーボンブラックが0.5質量%含まれるようにカーボンブラックを添加したソマール社製のエピフォーム(商品名))を充填し、接着剤を硬化した。次いで、ロッドレンズの両端面を光軸に垂直に鏡面研磨して、レンズ長4.4mmのロッドレンズアレイを作成した。
-Preparation of rod lens array Next, in this example, a rod lens array was prepared using the cut rod lenses.
In preparing a rod lens array, a plurality of rod lenses are arranged in a line between phenolic resin substrates (thickness: 1 mm), and an adhesive (a carbon black containing 0.5% by mass of carbon black) is provided in a gap. An adhesive was filled with a black-added Somar Epiform (trade name), and the adhesive was cured. Next, both end surfaces of the rod lens were mirror-polished perpendicularly to the optical axis to form a rod lens array having a lens length of 4.4 mm.

(2)共役長
さらに、製造したロッドレンズの共役長を測定した。共役長は、後述のMTF測定の際に共役長を変更し、MTFが最大値となる共役長を探し出し、その値をロッドレンズの共役長とした。
(2) Conjugation length Further, the conjugate length of the manufactured rod lens was measured. For the conjugate length, the conjugate length was changed at the time of MTF measurement described later, a conjugate length at which the MTF had a maximum value was found, and the value was used as the conjugate length of the rod lens.

共役長の測定結果を、図4(A)のグラフに示す。グラフの横軸は、連続生産開始からの経過時間を表し、縦軸は、共役長を表す。グラフ中の折れ線IIIは、測定値のプロットを結んだものである。折れ線IIIに示すように、5日間連続生産したロッドレンズの共役長Tcの変動幅が、所定の共役長10.0mmに対してほぼ±0.2mm以内に収まっている。また、例えば5日間のうちの任意の24時間における共役長の変動幅も±0.2mm以内に収まっている。したがって、安定した共役長のロッドレンズを製造できたことが分かる。   The measurement result of the conjugate length is shown in the graph of FIG. The horizontal axis of the graph represents the elapsed time from the start of continuous production, and the vertical axis represents the conjugate length. The broken line III in the graph connects the plots of the measured values. As shown by the polygonal line III, the fluctuation range of the conjugate length Tc of the rod lens continuously produced for five days is within ± 0.2 mm with respect to the predetermined conjugate length of 10.0 mm. Further, for example, the fluctuation width of the conjugation length within an arbitrary 24 hours of 5 days is within ± 0.2 mm. Therefore, it can be seen that a rod lens having a stable conjugate length could be manufactured.

(3)MTF
そして、ロッドレンズアレイの解像度を示すMTFを測定した。
図5に、MTFの測定装置を示す。この測定装置は、順次に配置した光源71、波長フィルタ72、拡散板73、格子(テストチャート)74、及びCCDラインセンサ75から構成される。また、格子74とCCDラインセンサ75とは、ロッドレンズの所定の共役長だけ離れている。
また、本実施形態では、空間周波数12(ラインペア(Lp)/mm)の格子74を使用した。空間周波数とは、透明ラインと遮光(黒)ラインとの組み合わせを1ラインとし、1mm幅中のライン数を示す。
(3) MTF
Then, the MTF indicating the resolution of the rod lens array was measured.
FIG. 5 shows an MTF measuring device. This measuring device includes a light source 71, a wavelength filter 72, a diffusion plate 73, a grating (test chart) 74, and a CCD line sensor 75 which are sequentially arranged. The grating 74 and the CCD line sensor 75 are separated by a predetermined conjugate length of the rod lens.
In the present embodiment, a grating 74 having a spatial frequency of 12 (line pair (Lp) / mm) is used. The spatial frequency indicates the number of lines in a width of 1 mm, with a combination of a transparent line and a light-shielded (black) line as one line.

測定にあたっては、格子74とCCDラインセンサ75との間に、単レンズ又はロッドレンズアレイ70を設置する。
そして、結像面に設置したCCDラインセンサ75によって、格子74の画像の光量を測定し、図5(B)に示すような測定光量の最大値(iMAX)と最小値(iMIN)を測定し、MTFを下記の(3)式により求めた。
In the measurement, a single lens or a rod lens array 70 is provided between the grating 74 and the CCD line sensor 75.
Then, the light amount of the image of the grating 74 is measured by the CCD line sensor 75 installed on the image forming surface, and the maximum value (iMAX) and the minimum value (iMIN) of the measured light amount as shown in FIG. , MTF were determined by the following equation (3).

MTF(%)=((iMAX−iMIN)/(iMAX+iMIN))×100・・・(3)   MTF (%) = ((iMAX−iMIN) / (iMAX + iMIN)) × 100 (3)

所定のレンズ長(4.4mm)で作製したレンズアレイの所定の共役長(10.0mm)における525nm、12Lp/mmで測定したMTFの結果を、図6(A)のグラフに示す。グラフの横軸は、連続生産開始からの経過時間を表し、縦軸は、MTFを表す。グラフ中の折れ線Vは、測定値のプロットを結んだものである。折れ線Vに示すように、5日間連続生産したロッドレンズのMTFは68%から73%の範囲にあり、MTFの変動幅は5%と非常に小さく、レンズ性能が非常に安定していた。また、MTF60%未満のものはなく、レンズ性能も良好であった。   The graph of FIG. 6A shows the result of MTF measured at 525 nm and 12 Lp / mm at a predetermined conjugate length (10.0 mm) of a lens array manufactured at a predetermined lens length (4.4 mm). The horizontal axis of the graph represents the elapsed time from the start of continuous production, and the vertical axis represents the MTF. A polygonal line V in the graph is obtained by connecting plots of measured values. As shown by the polygonal line V, the MTF of the rod lens produced continuously for 5 days was in the range of 68% to 73%, the fluctuation range of the MTF was very small at 5%, and the lens performance was very stable. In addition, none of the MTF was less than 60%, and the lens performance was good.

次に、実施例2について説明する。
実施例2では、実施例1で用いたものと同じ5種類の未硬化粘性材料を用いて、半径比が最大である糸状体の第2層目に積層される未硬化粘性材料のみをホッパー内で攪拌し、その他の種類の未硬化粘性材料はホッパー内で攪拌しない点以外は、実施例1と全く同じようにしてロッドレンズを製造した。
Next, a second embodiment will be described.
In Example 2, the same five uncured viscous materials as those used in Example 1 were used, and only the uncured viscous material laminated on the second layer of the filament having the largest radius ratio was placed in the hopper. A rod lens was manufactured in exactly the same manner as in Example 1 except that the other types of uncured viscous materials were not stirred in the hopper.

そして、実施例2についても、上記の実施例と同一方法で、ホッパー11内の(1)未硬化粘性材料の組成の変動を分析し、さらに、製造したロッドレンズの(2)共役長、ロッドレンズで構成したロッドレンズアレイの(3)MTFを測定した。   In the second embodiment, the fluctuation of the composition of (1) the uncured viscous material in the hopper 11 is analyzed in the same manner as in the above-described embodiment. (3) MTF of the rod lens array composed of lenses was measured.

(1)未硬化粘性材料の組成の変動
まず、下記の表2に、糸状体の第2層目に積層されるホッパー内の未硬化粘性材料の組成の変動の分析結果を示す。さらに、表3に、糸状体の第3層目に積層される、攪拌していないホッパー内の未硬化粘性材料の組成の変動の分析結果を示す。
(1) Fluctuation of composition of uncured viscous material First, Table 2 below shows an analysis result of fluctuation of the composition of the uncured viscous material in the hopper laminated on the second layer of the filament. In addition, Table 3 shows the results of analysis of the variation in the composition of the uncured viscous material in the unstirred hopper laminated on the third layer of the filament.

Figure 2004341510
Figure 2004341510

Figure 2004341510
Figure 2004341510

上記の表2に示すように、ホッパー内にて攪拌した未硬化粘性材料においては、例えば、モノマー2について、変動量が0.3%と小さく、未硬化粘性材料の組成の均一化が図られていることが分かる。これに対し、上記の表3に示すように、ホッパー内にて攪拌していない未硬化粘性材料においては、例えば、ものー2について変動量が4.3%と大きく、未硬化粘性材料の組成が十分に均一となっていないことが分かる。   As shown in Table 2 above, in the uncured viscous material stirred in the hopper, for example, the fluctuation amount of the monomer 2 is as small as 0.3%, and the composition of the uncured viscous material is made uniform. You can see that. On the other hand, as shown in Table 3 above, in the uncured viscous material that is not stirred in the hopper, for example, the fluctuation amount is large at 4.3% for the material-2, and the composition of the uncured viscous material is large. Is not sufficiently uniform.

(2)共役長
また、実施例2において製造したロッドレンズの共役長を測定した。
共役長の測定結果を、図7のグラフに示す。グラフ中の折れ線VIIは、測定値のプロットを結んだものである。折れ線VIIに示すように、5日間連続生産したロッドレンズの共役長Tcの変動幅は、9.7mm〜10.3mmの0.6mmであった。
(2) Conjugate length The conjugate length of the rod lens manufactured in Example 2 was measured.
The measurement result of the conjugate length is shown in the graph of FIG. The broken line VII in the graph connects the plots of the measured values. As shown by the polygonal line VII, the fluctuation range of the conjugate length Tc of the rod lens continuously produced for five days was 0.6 mm from 9.7 mm to 10.3 mm.

(3)MTF
さらに、実施例2で製造したロッドレンズで構成したロッドレンズアレイのMTFを測定した。
測定結果を図8のグラフに示す。グラフ中の折れ線VIIIは、測定値のプロットを結んだものである。折れ線VIIIに示すように、5日間連続生産したロッドレンズのMTFは65%から73%の範囲にあり、MTFの変動幅は小さく、レンズ性能も安定していた。また、MTF60%未満のものはなく、レンズ性能もおおむね良好であった。
(3) MTF
Further, the MTF of the rod lens array constituted by the rod lenses manufactured in Example 2 was measured.
The measurement results are shown in the graph of FIG. The line VIII in the graph connects the plots of the measured values. As shown by the polygonal line VIII, the MTF of the rod lens manufactured continuously for 5 days was in the range of 65% to 73%, the fluctuation range of the MTF was small, and the lens performance was stable. In addition, none of the MTF was less than 60%, and the lens performance was generally good.

このように、いずれか一層に積層される未硬化粘性材料についてのみ、ホッパー内で攪拌した場合においても、実施例1と比較すると若干の振幅はあるものの、所定の共役長を有するプラスチックロッドレンズを効率よく安定的に製造することができる。   Thus, even when the uncured viscous material laminated on any one of the layers is agitated in the hopper, the plastic rod lens having a predetermined conjugate length, although having a slight amplitude as compared with Example 1, can be used. It can be manufactured efficiently and stably.

(比較例)
次に、比較例について説明する。
比較例では、実施例で用いたものと同じ5種類の未硬化粘性材料を用いて、未硬化粘性材料をホッパー内にて攪拌しない点以外は、実施例と全く同じようにしてロッドレンズを製造した。
(Comparative example)
Next, a comparative example will be described.
In the comparative example, the same five kinds of uncured viscous materials as used in the example were used, and a rod lens was manufactured in exactly the same manner as in the example except that the uncured viscous material was not stirred in the hopper. did.

そして、比較例についても、上記の実施例と同一方法で、ホッパー11内の(1)未硬化粘性材料の組成の変動を分析し、さらに、製造したロッドレンズの(2)共役長、ロッドレンズで構成したロッドレンズアレイの(3)MTFを測定した。   In the comparative example, the composition of (1) the uncured viscous material in the hopper 11 was analyzed in the same manner as in the above example, and (2) the conjugate length and rod lens of the manufactured rod lens were analyzed. (3) MTF of the rod lens array constituted by the above was measured.

(1)未硬化粘性材料の組成の変動
まず、下記の表4に、ホッパー内の未硬化粘性材料の組成の変動の分析結果を示す。
(1) Fluctuation of composition of uncured viscous material First, Table 4 below shows an analysis result of fluctuation of composition of uncured viscous material in the hopper.

Figure 2004341510
Figure 2004341510

上記の表4に示すように、比較例においては、変動量が、例えば、モノマー2については4.6%と大きく、未硬化粘性材料の組成が十分に均一となっていないことが分かる。   As shown in Table 4 above, in the comparative example, the fluctuation amount was as large as 4.6% for the monomer 2, and it can be seen that the composition of the uncured viscous material was not sufficiently uniform.

(2)共役長
また、比較例において製造したロッドレンズの共役長を測定した。
共役長の測定結果を、図4(B)のグラフに示す。グラフ中の折れ線IVは、測定値のプロットを結んだものである。折れ線IVに示すように、5日間連続生産したロッドレンズの共役長Tcの変動幅は、9.5mm〜10.4mmの間の0.9mmと大きく、共役長に大きなばらつきが生じていることが分かる。
(2) Conjugate length The conjugate length of the rod lens manufactured in the comparative example was measured.
The measurement result of the conjugate length is shown in the graph of FIG. The broken line IV in the graph connects the plots of the measured values. As shown by the polygonal line IV, the fluctuation range of the conjugate length Tc of the rod lens manufactured continuously for 5 days is as large as 0.9 mm between 9.5 mm and 10.4 mm, and there is a large variation in the conjugate length. I understand.

(3)MTF
さらに、比較例で製造したロッドレンズで構成したロッドレンズアレイのMTFを測定した。
測定結果を図6(B)のグラフに示す。グラフ中の折れ線VIは、測定値のプロットを結んだものである。折れ線VIに示すように、5日間連続生産したロッドレンズのMTFは52%から73%の範囲にあり、MTFの変動幅は21%と非常に大きく、レンズ性能が大きく変動していた。また、MTF60%未満のものは全体の10%以上あり、レンズ性能も不十分なものが多数あった。
(3) MTF
Further, the MTF of the rod lens array composed of the rod lenses manufactured in the comparative example was measured.
The measurement results are shown in the graph of FIG. A broken line VI in the graph connects the plots of the measured values. As shown by the polygonal line VI, the MTF of the rod lens continuously manufactured for 5 days was in the range of 52% to 73%, the fluctuation range of the MTF was as large as 21%, and the lens performance fluctuated greatly. Further, those having an MTF of less than 60% accounted for 10% or more of the whole, and many had insufficient lens performance.

このように、攪拌工程を省いた場合には、所定の共役長を有するプラスチックロッドレンズを効率よく安定的に製造することが困難であることが分かる。   Thus, when the stirring step is omitted, it is difficult to efficiently and stably produce a plastic rod lens having a predetermined conjugate length.

上述した各実施形態においては、本発明を特定の条件で構成した例について説明したが、本発明は種々の変更及び組み合わせを行うことができ、これに限定されるものではない。
例えば、上述した実施形態においては、5層の糸状体を生成した例について説明したが、本発明では、糸状体の層数は、5層に限定されず、任意好適な積層数とすることができる。ただし、ロッドレンズの屈折率分布を理想的な分布に近づけるために、糸状体は、例えば4乃至7層の範囲であることが望ましい。
In each of the embodiments described above, examples in which the present invention is configured under specific conditions have been described. However, the present invention can be variously changed and combined, and the present invention is not limited to this.
For example, in the above-described embodiment, an example in which a five-layered fibrous body is generated has been described. However, in the present invention, the number of layers of the fibrous body is not limited to five, and may be any suitable number of laminations. it can. However, in order to make the refractive index distribution of the rod lens close to the ideal distribution, it is desirable that the thread-like body has a range of, for example, 4 to 7 layers.

プラスチックロッドレンズ製造工程の概略図である。It is a schematic diagram of a plastic rod lens manufacturing process. (A)は、プラスチックロッドレンズの製造方法における紡糸工程に使用する複合紡糸ノズルの構成を示す断面模式図であり、(B)は、拡散工程前の糸状体の屈折率分布を模式的に示すグラフであり、(C)は、拡散工程後の糸状体の屈折率分布を模式的に示すグラフである。(A) is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a composite spinning nozzle used in a spinning step in a method of manufacturing a plastic rod lens, and (B) schematically shows a refractive index distribution of a filament before a diffusion step. It is a graph and (C) is a graph which shows typically the refractive index distribution of the filamentous body after a diffusion process. 本発明の混練ユニットの概略図である。It is a schematic diagram of a kneading unit of the present invention. (A)は、実施例1において製造されたプラスチックロッドレンズの共役長の変動を示すグラフであり、(B)は、比較例において製造したプラスチックロッドレンズの共役長の変動を示すグラフである。(A) is a graph showing the change in the conjugate length of the plastic rod lens manufactured in Example 1, and (B) is a graph showing the change in the conjugate length of the plastic rod lens manufactured in the comparative example. (A)は、ロッドレンズアレイの解像度(MTF)の測定装置の概略構成図であり、(B)は、格子画像の橋梁の測定結果を示すグラフである。(A) is a schematic configuration diagram of a measuring device of a resolution (MTF) of a rod lens array, and (B) is a graph showing a measurement result of a bridge in a lattice image. (A)は、実施例1において製造されたプラスチックロッドレンズアレイのMTFの変動を示すグラフであり、(B)は、比較例において製造したプラスチックロッドレンズアレイのMTFの変動を示すグラフである。(A) is a graph showing a change in MTF of a plastic rod lens array manufactured in Example 1, and (B) is a graph showing a change in MTF of a plastic rod lens array manufactured in a comparative example. 実施例2において製造されたプラスチックロッドレンズの共役長の変動を示すグラフである。10 is a graph showing a change in conjugate length of a plastic rod lens manufactured in Example 2. 実施例2において製造されたプラスチックロッドレンズアレイのMTFの変動を示すグラフである。9 is a graph showing a change in MTF of a plastic rod lens array manufactured in Example 2.

符号の説明Explanation of reference numerals

1 混練ユニット
2 紡糸装置
3 糸状体
4 第一ニップローラ
5 第二ニップローラ
6 レンズ切断機
10 混練器
11 ホッパー
12 予備ホッパー
13 温度調節器
14 回転翼
15 シャフト
16 モータ
20 紡糸ヘッド
21 複合紡糸ノズル
22 相互拡散部
23 硬化処理部
24 第一紫外線照射装置
25 第二紫外線照射装置
70 ロッドレンズアレイ
71 光源
72 フィルター
73 拡散板
74 格子
75 CCDラインセンサー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Kneading unit 2 Spinning device 3 Filament 4 First nip roller 5 Second nip roller 6 Lens cutter 10 Kneader 11 Hopper 12 Preliminary hopper 13 Temperature controller 14 Rotor blade 15 Shaft 16 Motor 20 Spinning head 21 Composite spinning nozzle 22 Mutual diffusion Unit 23 Curing unit 24 First ultraviolet irradiation device 25 Second ultraviolet irradiation device 70 Rod lens array 71 Light source 72 Filter 73 Diffusion plate 74 Lattice 75 CCD line sensor

Claims (13)

硬化後に互いに異なる屈折率を示す、所定の粘度の複数種類の未硬化粘性材料の少なくとも一種類の未硬化粘性材料を、混練機のホッパー内で、所定の攪拌温度下で攪拌する攪拌工程と、
複数種類の未硬化粘性材料を、別個に混練する混練工程と、
混練した各種類の未硬化粘性材料を、硬化後の屈折率が中心から外側に向かって順次に低くなるように同心円状に積層して、糸状体を生成する紡糸工程と、
上記糸状体の隣接層間で、未硬化粘性材料の成分を拡散させる拡散工程と、
上記糸状体を硬化させる硬化工程と、
硬化した糸状体を切断する切断工程と、
を含むことを特徴とするプラスチックロッドレンズの製造方法。
After curing, showing different refractive indices, at least one type of uncured viscous material of a plurality of types of uncured viscous materials having a predetermined viscosity, in a hopper of a kneader, a stirring step of stirring at a predetermined stirring temperature,
A kneading step of kneading a plurality of types of uncured viscous materials separately,
A spinning step of kneading each kind of uncured viscous material, concentrically laminating so that the refractive index after curing gradually decreases from the center toward the outside, and forming a filament.
A diffusion step of diffusing components of the uncured viscous material between adjacent layers of the filamentous body;
A curing step of curing the filamentous body,
A cutting step of cutting the cured filament,
A method for producing a plastic rod lens, comprising:
上記攪拌工程において、上記複数種類の未硬化粘性材料の各々をそれぞれ別個の混練機のホッパー内で攪拌する、請求項1記載のプラスチックロッドレンズの製造方法。   2. The method of manufacturing a plastic rod lens according to claim 1, wherein, in the stirring step, each of the plurality of types of uncured viscous materials is stirred in a hopper of a separate kneader. 上記攪拌工程において、上記紡糸工程において少なくとも中心から二層目に積層される未硬化粘性材料を攪拌する、請求項1記載のプラスチックロッドレンズの製造方法。   The method of manufacturing a plastic rod lens according to claim 1, wherein in the stirring step, the uncured viscous material laminated at least as a second layer from the center in the spinning step is stirred. 上記攪拌工程における上記攪拌温度は、0〜150℃の範囲内である請求項1乃至3の何れか一項に記載のプラスチックロッドレンズの製造方法。   The method for producing a plastic rod lens according to any one of claims 1 to 3, wherein the stirring temperature in the stirring step is in a range of 0 to 150 ° C. 上記攪拌工程における上記所定の粘度は、102〜107Pa・sの範囲内である請求項1乃至4の何れか一項に記載のプラスチックロッドレンズの製造方法。 The method for producing a plastic rod lens according to any one of claims 1 to 4, wherein the predetermined viscosity in the stirring step is in a range of 10 2 to 10 7 Pa · s. 上記攪拌工程において、攪拌翼を毎分1〜50回の範囲内の回転数で回転させることにより、上記未硬化粘性材料を攪拌する請求項1乃至5の何れか1項に記載のプラスチックロッドレンズの製造方法。   The plastic rod lens according to any one of claims 1 to 5, wherein, in the stirring step, the uncured viscous material is stirred by rotating a stirring blade at a rotation speed within a range of 1 to 50 times per minute. Manufacturing method. 更に、上記攪拌工程の前に、
上記未硬化粘性材料を予備攪拌する予備攪拌工程と、
予備攪拌した未硬化粘性材料を所定の冷却温度に冷却する冷却工程と、
冷却した未硬化粘性材料を上記混練機のホッパーに投入する投入工程と、
を有する請求項1乃至6の何れか1項に記載のプラスチックロッドレンズの製造方法。
Further, before the stirring step,
A pre-stirring step of pre-stirring the uncured viscous material,
A cooling step of cooling the pre-stirred uncured viscous material to a predetermined cooling temperature,
A charging step of charging the cooled uncured viscous material into a hopper of the kneading machine,
The method for manufacturing a plastic rod lens according to any one of claims 1 to 6, comprising:
上記冷却工程における冷却温度は、0〜80℃の範囲内の温度である請求項7記載のプラスチックロッドレンズの製造方法。   The method for manufacturing a plastic rod lens according to claim 7, wherein the cooling temperature in the cooling step is a temperature within a range of 0 to 80C. 上記投入工程において、冷却した未硬化粘性材料を予備ホッパーに複数回に分けて投入し、予備ホッパーから上記ホッパーに連続供給する請求項7又は8に記載のプラスチックロッドレンズの製造方法。   9. The method of manufacturing a plastic rod lens according to claim 7, wherein in the charging step, the cooled uncured viscous material is charged into the preliminary hopper a plurality of times and continuously supplied from the preliminary hopper to the hopper. 上記未硬化粘性材料は、ラジカル重合性ビニル単量体と、このラジカル重合性ビニル単量体から生成されるポリマーとの相溶性がよい可溶性ポリマーと、を成分として含む請求項1乃至9の何れか1項に記載のプラスチックロッドレンズの製造方法。   10. The method according to claim 1, wherein the uncured viscous material includes a radical polymerizable vinyl monomer and a soluble polymer having good compatibility with a polymer formed from the radical polymerizable vinyl monomer as components. The method for producing a plastic rod lens according to claim 1. 上記混練工程において、上記混練機に供給される上記未硬化粘性材料の、ラジカル重合性ビニル単量体及び可溶性ポリマーの組成比において、それぞれの質量比の最大値と最小値との差としての変動量が2%以内である
請求項10記載のプラスチックロッドレンズの製造方法。
In the kneading step, in the composition ratio of the radically polymerizable vinyl monomer and the soluble polymer of the uncured viscous material supplied to the kneader, a fluctuation as a difference between a maximum value and a minimum value of each mass ratio. The method for producing a plastic rod lens according to claim 10, wherein the amount is within 2%.
連続生産したロッドレンズの共役長の変動幅が、±0.2mm以内である
請求項1乃至11の何れか1項に記載のプラスチックロッドレンズの製造方法。
The method of manufacturing a plastic rod lens according to any one of claims 1 to 11, wherein a fluctuation width of a conjugate length of the continuously produced rod lens is within ± 0.2 mm.
プラスチックロッドレンズの材料となる、所定の粘度の複数種類の未硬化粘性材料を、ホッパー内で、所定の攪拌温度下で攪拌する攪拌工程と、
攪拌した未硬化粘性材料を混練する混練工程と、
を含むことを特徴とする未硬化粘性材料供給方法。
A stirring step of stirring a plurality of types of uncured viscous materials having a predetermined viscosity as a material of the plastic rod lens in a hopper at a predetermined stirring temperature,
A kneading step of kneading the stirred uncured viscous material,
A method for supplying an uncured viscous material, comprising:
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