JP2006053210A - 屈折率分布型プラスチックロッドレンズの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＭＴＦのばらつきが非常に少ない、安定した性能のプラスチックロッドレンズを、長期にわたり連続的に製造する。
【解決手段】 未硬化の３種以上の硬化性物質を、硬化後の屈折率が内側から外側に向かって順次低くなるように同心円状に配置し、３層以上の硬化性ストランドファイバを形成する第１工程と、前記硬化性ストランドファイバの隣接した２層の境界で、該２層を構成する前記硬化性物質を互いに拡散させることにより、前記２層を連続した屈折率分布とする第２工程と、前記硬化性ストランドファイバに２段以上で紫外線を照射して、該硬化性ストランドファイバを硬化する第３工程とを有し、前記第３工程で１段目に照射する紫外線の強度を、設定値から所定の範囲内に制御する。
【選択図】 なし

Description

本発明は、複写機のラインセンサ部品などに使用される屈折率分布型プラスチックロッドレンズの製造方法に関する。

ロッドレンズは一般的に、軸線に垂直な両端面が鏡面に研磨された形態を有し、単体では微小レンズとして使用されている。一方、多数のロッドレンズを密接に配列して接着し、一体化したレンズアレイの形態では、複写機やファクシミリ、スキャナなどのラインセンサ部品として使用されるとともに、ＬＥＤプリンタの書き込みデバイスなどにも広く用いられている。
このようなロッドレンズのうち、軸線に垂直な方向（径方向）に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、特許文献１〜３などで提案されている。

そして、特許文献４には、同心円状の複合紡糸ノズルから、複数層で構成される未硬化線状体を吐出後、これに紫外線を照射して硬化することにより、屈折率分布型のプラスチックロッドレンズを連続的に製造する方法が記載されている。特にこの方法において、紫外線ランプ収納部の温度変化を±１℃以内にコントロールすることにより、得られるプラスチックロッドレンズのモデュレーショントランスファーファンクション（ＭＴＦ、ＪＩＳ Ｚ ８１２０）は、平均値が７７．５％、最大値が８６．１％、最小値が６６．６％となることが段落００１４に記載されていて、個体間でばらつきが比較的少なく、安定した性能のロッドレンズを連続的に製造できるとされている。

なお、ＭＴＦは解像度を示すものであり、図２に示すＭＴＦ評価装置３０を使用して求めることができる。
すなわち、光源３１からの光を、光学フィルタ３２、拡散板３３、格子３４を順次通過させる。そして格子像を、評価対象である多数のプラスチックロッドレンズ３５ａからなるレンズアレイ３５を通してＣＣＤラインセンサ３６上に結像させる。そして、その際測定された測定光量の最大値ｉ_ｍａｘと最小値ｉ_ｍｉｎとから、下記数式（１）を用いてＭＴＦを算出する。
ＭＴＦ＝（ｉ_ｍａｘ−ｉ_ｍｉｎ）×１００／（ｉ_ｍａｘ＋ｉ_ｍｉｎ）・・・（１）
特公昭４７−２８０５９号公報 国際公開第９１／０５２７４号パンフレット 国際公開第９１／０５２７５号パンフレット 特開平５−１４２４３３号公報

しかしながら、ここに記載されているＭＴＦは、空間周波数４（単位：ラインペア／ｍｍ、図２の格子における白線と黒線の一対の組合わせを１ラインペアとし、この組合わせラインが１ｍｍ幅中に何本あるかを示す値）の格子を備えたＭＴＦ評価装置での測定値であって、例えば空間周波数６以上の高精細な格子を備えたＭＴＦ評価装置で測定した場合には、特許文献４に記載の方法で得られたロッドレンズのＭＴＦは、製造開始から時間の経過とともに低下することがわかってきた。すなわち、連続製造時の初期に製造したロッドレンズは比較的高いＭＴＦを示すが、日数が経過するにしたがって、得られるロッドレンズのＭＴＦが低下することが明らかとなった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、高い空間周波数で測定した場合でも、ＭＴＦのばらつきが非常に少ない、安定した性能のプラスチックロッドレンズを、長期にわたり連続的に製造する方法を提供することを課題とする。

本発明者らは鋭意検討した結果、製造開始から時間の経過にともなうＭＴＦの低下は、紫外線照射に使用される紫外線ランプの出力の経時的な減衰と対応していて、これがＭＴＦ低下の一因であることを見出し、本発明を成すに至った。

本発明の屈折率分布型プラスチックロッドレンズの製造方法は、未硬化での粘度が１０^２〜１０^７Ｐａ・ｓである３種以上の硬化性物質を、硬化後の屈折率が内側から外側に向かって順次低くなるように同心円状に配置し、３層以上の硬化性ストランドファイバを形成する第１工程と、前記硬化性ストランドファイバの隣接した２層の境界で、該２層を構成する前記硬化性物質を互いに拡散させることにより、前記２層を連続した屈折率分布とする第２工程と、前記硬化性ストランドファイバに２段以上で紫外線を照射して、該硬化性ストランドファイバを硬化する第３工程とを有し、前記第３工程で１段目に照射する紫外線の強度を、設定値から所定の範囲内に制御することを特徴とする。

本発明の製造方法によれば、高い空間周波数で測定した場合でもＭＴＦのばらつきが非常に少なく、安定した性能のプラスチックロッドレンズを、長期にわたり連続的に製造することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態を図面に沿って詳細に説明する。
図１は、本発明の屈折率分布型プラスチックロッドレンズ（以下、ロッドレンズという。）の製造に好適に使用される成形装置１０の一例であって、未硬化での粘度が１０^２〜１０^７Ｐａ・ｓである５種の硬化性物質を、硬化後の屈折率が内側から外側に向かって順次低くなるように、同心円状の５層に配置した状態で吐出する同心円状複合ノズル（以下、ノズルという。）１１と、このノズル１１から吐出された硬化性ストランドファイバ１２が通過する筒部１３とを備えて概略形成されている。

筒部１３の上流側は相互拡散部１４になっていて、ノズル１１から吐出された硬化性ストランドファイバ１２がここを通過することによって、硬化性ストランドファイバ１２における隣接した２層の境界で、各層を構成する硬化性物質が相互拡散する。その結果、硬化性ストランドファイバ１２において隣接した全ての２層の屈折率分布が連続した状態になる。

筒部１３の下流側は硬化処理部１５になっていて、この例では１段目の紫外線照射を行う第１の硬化処理部１５ａと、２段目の紫外線照射を行う第２の硬化処理部１５ｂとから構成されている。
各硬化処理部１５ａ，１５ｂでは、筒部１３の外側にさらに外筒部１６ａ，１６ｂが形成され、筒部１３と外筒部１６ａ，１６ｂとの間の空間は紫外線ランプ収納部１７ａ，１７ｂになっている。紫外線ランプ収納部１７ａ，１７ｂには、それぞれ複数本の紫外線ランプが設けられ、この紫外線ランプからの紫外線照射によって、硬化性ストランドファイバ１２を硬化するようになっている。
なお、ここで硬化性ストランドファイバ１２は、隣接した２層の境界で硬化性物質が相互拡散しているうちに第１の硬化処理部１５ａへと送られて行く。すなわち、筒部１３における相互拡散部１４と第１の硬化処理部１５ａとは、一部重複した状態となっている。

なお、この例の第１の硬化処理部１５ａには、長さ１２０ｃｍ、４０Ｗのケミカルランプ（紫外線ランプ）１８が周方向に等間隔で１８本設けられ、第２の硬化処理部１５ｂには、２ｋｗの高圧水銀灯（紫外線ランプ）１９が周方向に等間隔で３本設けられている。
また、各紫外線ランプ収納部１７ａ，１７ｂにおける外筒部１６ａ，１６ｂの内周面には、ケミカルランプ１８や高圧水銀灯１９からの紫外線を反射させるための反射板２０ａ，２０ｂが設置されている。このような反射板２０ａ，２０ｂの設置により、少ない出力で十分な紫外線を硬化性ストランドファイバ１２に照射できるので、ランプ寿命が延び、その結果、ケミカルランプ１８や高圧水銀灯１９の交換頻度が少なくなりロッドレンズの生産性が向上する。

さらに、第１の硬化処理部１５ａの反射板２０ａにおける各ケミカルランプ１８に対応する位置には、１８個のシリコンフォトダイオード２１が埋設されていて、各ケミカルランプ１８から出力される紫外線の強度を監視できるようになっているとともに、第１の硬化処理部１５ａには、フィードバック回路が組み込まれケミカルランプ１８の出力を制御する図示略の制御手段が設けられていて、照射される紫外線の強度を設定値から所定の範囲内に自動コントロールできるようになっている。
また、第１の硬化処理部１５ａにおける紫外線ランプ収納部１７ａには、ここに所定温度の空気を送風する図示略の送風手段が設けられていて、その内部を所定の一定温度に維持できるようになっている。

筒部１３の両端近傍には、不活性ガス導入口２２と不活性ガス排出口２３がそれぞれ設けられていて、筒部１３内に不活性ガスを流通させることにより、硬化の際に硬化性ストランドファイバ１２から遊離する揮発性物質を不活性ガスに同伴させて、筒部１３から排出できるようになっている。なお、ここでは図示していないが、不活性ガス導入口２２は、ノズル１１の先端面の周囲に複数を環状配置することが好ましい。また、不活性ガスを均一に硬化性ストランドファイバ１２に作用させるために、図示のように、不活性ガスの流れ方向に縮径する筒状の整流板２４を、不活性ガス導入口２２近傍における筒部１３の内周面に設けることが好ましい。

次に、この成形装置１０を使用して、硬化したストランドファイバ１２’を製造する具体的方法について説明する。
まず、粘度が１０^２〜１０^７Ｐａ・ｓの範囲である５種の硬化性物質を調製し、これら硬化性物質を、それぞれ７０℃程度の温度で予備攪拌した後、図示略の連続混練ユニットに供給する。ついで、これらの硬化性物質を、図示略のポンプでそれぞれ所定量計量した後、ノズル１１へと供給し、５種の硬化性物質を、硬化後の屈折率が内側から外側に向かって順次低くなるように同心円状に配置、複合化して押出し、５層からなる未硬化の硬化性ストランドファイバ１２を形成する（第１工程）。また、この際、不活性ガス導入口２２から窒素ガスなどの不活性ガスを導入して、筒部１３内に流通させておく。

ここで硬化性物質としては、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含有する組成物を使用でき、これらを適宜組み合わせることによって、組成物の粘度や硬化後の屈折率を調整する。
ラジカル重合性ビニル単量体の具体例としては、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、２，２，９，３，３，４，４，５，５−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）アクリレートなど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、例えばエチル（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）アクリレートなどが挙げられ、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）アクリレートなどが挙げられる。ここでｎは屈折率である。

可溶性ポリマーは、組成物の粘度を１０^２〜１０^７Ｐａ・ｓの範囲に調整するために使用される。組成物の粘度が１０^２〜１０^７Ｐａ・ｓの範囲外であると、ストランドファイバ１２を糸状にノズル１１から吐出できなくなる。
可溶性ポリマーとしては、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を使用することが好ましく、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。

ここで５種の組成物のそれぞれに、同一の可溶性ポリマー、または、同一の屈折率を有する可溶性ポリマーを使用すると、中心から外側に向かって連続的な屈折率分布を有するロッドレンズが得られやすいため好ましい。特に、各組成物に、可溶性ポリマーとしてポリメチルメタクリレートを使用すると、ポリメチルメタクリレートは透明性に優れるとともに、それ自体の屈折率も高いので、好適である。

また、組成物には、光硬化触媒を添加することが好ましい。
光硬化触媒としては、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、トリエチルアミンなどが挙げられる。

また、得られるロッドレンズのフレア光やクロストーク光を除去し、レンズ性能を高めるために、硬化性ストランドファイバ１２の最外層や最外層の内側に隣接する層など、すすなわち外周側の層を構成する組成物に、可視光および赤外光の領域のうちの少なくとも一部の波長域の光を吸収する光吸収剤を添加し、これらを光吸収層としてもよい。
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種以上組合せて用いてもよい。例えば、レンズアレイを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、このように可視光（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光吸収剤を使用する以外に、全波長域を吸収する光吸収剤を用いてもよい。可視光領域の全ての光を吸収する光吸収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などの黒色の光吸収剤を用いることができる。
このような光吸収剤は、光吸収層中においてできるだけ均一に存在していることが好ましく、具体的には、光吸収層を構成している高分子中に均一に分散しているか、または、光吸収層を構成している高分子に結合されていることが好ましい。光吸収層を形成する組成物中、光吸収剤は０．００１〜１０質量％の範囲で含まれることが好ましく、さらに好ましくは０．０１〜１質量％である。

第１工程において形成された未硬化状態の硬化性ストランドファイバ１２は、ついで、相互拡散部１４へと送られ、硬化性ストランドファイバ１２の隣接した２層の境界で、これら２層を構成する硬化性物質が互いに拡散し、その結果、隣り合う２層が連続した屈折率分布となる（第２工程）。

ついで第３工程で、硬化性ストランドファイバ１２は第１の硬化処理部１５ａにおいて、１８本のケミカルランプ１８により外周側から紫外線照射される。なお、前述したように、硬化性ストランドファイバ１２は、隣接した２層の境界で硬化性物質が相互拡散しているうちに第１の硬化処理部１５ａへと送られて行くため、第２工程と第３工程とは一部同時に進行する。
第１の硬化処理部１５ａで照射される紫外線の強度は、シリコンフォトダイオード２１と制御手段により、常に特定の設定値から所定範囲内となるように制御されている。この例では、あらかじめ求められた実験値より、設定値が７．５ｍｗ／ｃｍ^２とされ、この設定値から±０．４ｍｗ／ｃｍ^２の範囲内、好ましくは±０．２ｍｗ／ｃｍ^２の範囲内となるように制御されている。また、ここで紫外線ランプ収納部１７ａには、２０℃に保持された空気が送風手段から送風されていて、その内部が一定温度に維持されている。

このように第１の硬化処理部１５ａにおいて、あらかじめ実験的に求められた特定の強度で紫外線を照射することによって、所望の理想的な屈折率分布が形成される時点で、硬化性ストランドファイバ１２の隣接した２層間での相互拡散処理を終了させることができる。また、ここでは、照射される紫外線の強度を、設定値から所定範囲内となるように常に制御するので、このような理想的な屈折率分布の形成を経時的に維持することができ、ＭＴＦのばらつきの非常に少ない、安定した性能のロッドレンズを、長期にわたり連続的に製造できる。具体的には、照射される紫外線の強度を、設定値から±６％以内とすることが好ましく、さらには±３％以内とすることが好ましい。

ついで第２の硬化処理部１５ｂにおいて、１段目と同等、もしくは、それ以上の強度で２段目の紫外線照射を行って硬化を完了させ、第１の硬化処理部１５ａで形成された屈折率分布が確実に固定されたストランドファイバ１２’を得る。
このように硬化処理部１５を経て硬化したストランドファイバ１２’は、引き取りローラ２４で引き取られた後、最終的に巻取部２５に巻き取られる。

硬化したストランドファイバ１２’には、必要に応じて延伸処理を行ってもよい。また、延伸処理の後に必要に応じて緩和処理を行ってもよい。
延伸処理および緩和処理は、適切に制御された温度条件および引き取り速度比のもとで行われる限り、例えば、引き取りローラ２４の後段に延伸処理部、緩和処理部を設けて、インラインで行っても良いし、一旦巻取部２５にストランドファイバ１２’を巻き取った後、別途行ってもよく、具体的方法には制限はない。
ついで、得られたストランドファイバ１２’を、所定の長さに切断後、両端面を鏡面に研磨することによりロッドレンズが得られる。
こうして得られたロッドレンズは、単体の形態では微小レンズとして使用され、多数のロッドレンズを密接に配列して接着し、一体化したレンズアレイの形態では、複写機やファクシミリ、スキャナなどのラインセンサ部品、ＬＥＤプリンタの書き込みデバイスなどに使用される。

このような方法によれば、未硬化の状態にある硬化性ストランドファイバ１２に２段以上で紫外線を照射し、特に１段目に照射する紫外線の強度を設定値から所定の範囲内に制御するので、高い空間周波数で測定した場合でもＭＴＦのばらつきが非常に少ない、安定した性能のロッドレンズを、長期にわたり連続的に製造できる。
また、２段目以降の紫外線の照射に、高圧水銀灯を使用することにより、硬化処理時間を短縮でき生産性を向上することができる。
また、紫外線ランプ収納部１７ａ，１７ｂに反射板２０ａ，２０ｂを設けることにより、紫外線の反射光も利用でき、少ない出力で十分な紫外線を照射できるので、ランプ寿命が延び、その結果、紫外線ランプの交換頻度が少なくなり、ロッドレンズの生産性が向上する。

なお、以上の説明においては、１段目に照射する紫外線の強度を、フィードバック回路が組み込まれた制御手段により自動コントロールする方法を例示したが、制御方法はこのような方法に限定されず、所定の範囲内となるように手動でコントロールする方法であってもよい。
また、硬化性ストランドファイバ１２の層数は、３層以上であれば５層に限定されないし、硬化性ストランドファイバ１２への紫外線の照射は、２段以上であれば２段に限定されない。
さらに、硬化処理部１５で使用する紫外線ランプの種類、本数などにも特に制限はない。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
［実施例］
制御手段として、フィードバック回路が組み込まれておらず、手動操作する型の高周波蛍光灯点灯装置ＬＳＣ−Ｌ４０×１８Ｓ（京都電気製）を具備している以外は、図１と同じ成形装置を使用して、５層からなるストランドファイバ１２’を得た。
なお、各層の材料である硬化性物質として、以下の組成物を使用した。
（１）第１層（中心の層）の組成物
ポリメチルメタクリレート
（粘性率η＝０．４０、メチルエチルケトン中２５℃にて測定） 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
ハイドロキノン ０．１質量部
（２）第２層の組成物
ポリメチルメタクリレート
（粘性率η＝０．４０、メチルエチルケトン中２５℃にて測定） 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
ハイドロキノン ０．１質量部

（３）第３層の組成物
ポリメチルメタクリレート
（粘性率η＝０．４０、メチルエチルケトン中２５℃にて測定） 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
ハイドロキノン ０．１質量部
（４）第４層の組成物
ポリメチルメタクリレート
（粘性率η＝０．４０、メチルエチルケトン中２５℃にて測定） 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
ハイドロキノン ０．１質量部

（５）第５層（最外層）の組成物
ポリメチルメタクリレート
（粘性率η＝０．４０、メチルエチルケトン中２５℃にて測定） 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
ハイドロキノン ０．１質量部

なお、クロストーク光やフレア光を抑制する目的で、第４層および第５層を形成する組成物中に、組成物全体に対して、染料Ｂｌｕｅ ＡＣＲ（日本化薬（株）製、最大吸収波長５７６，６１６ｎｍ）を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）を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）を０．０８質量％添加した。

・第１工程
これらの組成物をそれぞれ７０℃の温度で予備攪拌した後、連続混練ユニットに供給して混練し、その後、ポンプにて所定量を計量した各組成物を、５０℃に制御されたノズル１１から同心円状に押出した。この際、筒部１３には、不活性ガスとして窒素ガスを流した。
なお、ここで各層の半径比を、ロッドレンズの各層の厚さ（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となるようにポンプ回転数を設定した。

・第２工程および第３工程
次いで、ノズル１１から押出されたストランドファイバ１２における相互拡散処理を、理想的な屈折率分布を成すポイントで終了させるように、１段目（第１の硬化処理部１５ａ）のケミカルランプ１８から出力される紫外線を、その強度が、設定値である７．５ｍｗ／ｃｍ^２から±０．２ｍｗ／ｃｍ^２の範囲内となるように、シリコンフォトダイオード（Ｓ１３３６−８ＢＱ：浜松フォトニクス製）２１にて監視しつつ、制御手段を用いて手動にてコントロールしながら、硬化性ストランドファイバ１２に照射した。
ついで、２段目（第２の硬化処理部１５ｂ）においても、紫外線を照射した。ここでの強度は、７５ｍｗ／ｃｍ^２とした。
このようにして得られた硬化したストランドファイバ１２’、すなわちレンズ原糸の半径は０．２４ｍｍであった。

このストランドファイバ１２’を、１３５℃の雰囲気下で２．２倍に延伸処理し、ついで、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。
こうして得られたストランド（ロッドレンズ）の半径は０．１７ｍｍ、中心屈折率は１．４９７、外周の屈折率は１．４８６であった。
このストランドを切断したもの複数本を、２枚のフェノール樹脂製基板（厚さ１ｍｍ）の間に１列に配列、挟持し、隙間に接着剤（カーボンブラックを０．５質量％添加したエピフォーム（商品名、ソマール社製））を充填し、接着剤を硬化した。その後、両端面を研磨することにより、レンズ長４．４ｍｍのロッドレンズが一列に配列したレンズアレイを作成した。

得られたレンズアレイを、空間周波数１２ラインペア／ｍｍの格子を備えた図２のＭＴＦ評価装置１０で評価することにより求めたロッドレンズのＭＴＦ（ａｖｅ：平均値）は７４．６％であった。

また、このような製造方法を３０日間連続して行った際に得られたロッドレンズのＭＴＦ（ａｖｅ：平均値）を図３に示す。さらに、この際に、第１の硬化処理部１５aで、制御手段により制御されつつ照射された紫外線の強度を図４に示す。
図３から明らかなように、３０日間連続生産した際にも、得られたロッドレンズのＭＴＦ（ａｖｅ：平均値）の低下はほとんどなく、安定した性能を備えたロッドレンズを得ることができた。また、３０日間にわたって第１の硬化処理部１５ａから制御されつつ照射された、図４に示す紫外線の強度の細かい変動は、図３に示すロッドレンズの性能と連動していることが示唆された。

［比較例］
第１の硬化処理部に制御手段および反射板を備えていない以外は実施例１で使用したものと同じ成形装置を使用して、同様の手法でロッドレンズを作製した。
また、このような製造方法を７日間連続して行った際の最終日に得られたロッドレンズのＭＴＦ（ａｖｅ：平均値）は５０．２％であった。
また、７日間のＭＴＦ（ａｖｅ：平均値）の結果を図５に示すとともに、この際、第１の硬化処理部で使用したケミカルランプの出力の減衰特性を図６に示す。
図５から明らかなように、比較例で得られたものは、初期にはＭＴＦ（ａｖｅ：平均値）が７３．５％を示し高いものの、製造開始から時間の経過とともに大きく低下した。

本発明の製造方法で使用される成形装置の一例を示す部分縦断面図である。 （Ａ）ＭＴＦ評価装置の概略構成図と、（Ｂ）（Ａ）で測定される光量レベルの概念図である。 実施例における製造日数に対するロッドレンズのＭＴＦ変化を示すグラフである。 実施例における製造日数に対する第１の硬化処理部で照射された紫外線の強度変化を示すグラフである。 比較例における製造日数に対するロッドレンズのＭＴＦ変化を示すグラフである。 比較例において第１の硬化処理部で使用したケミカルランプ出力の減衰特性を示すグラフである。

符号の説明

１１ ノズル
１２ 硬化性ストランドファイバ
１２’ ストランドファイバ
１４ 相互拡散部
１５ 硬化処理部
１５ａ 第１の硬化処理部
１５ｂ 第２の硬化処理部
１７ａ，１７ｂ 紫外線ランプ収納部
１８ ケミカルランプ（紫外線ランプ）
１９ 高圧水銀灯（紫外線ランプ）
２０ａ，２０ｂ 反射板
２１ シリコンフォトダイオード
３１ 光源
３２ 光学フィルタ
３３ 拡散板
３４ 格子
３５ レンズアレイ
３６ ＣＣＤラインセンサ

Claims (1)

1. 未硬化での粘度が１０^２〜１０^７Ｐａ・ｓである３種以上の硬化性物質を、硬化後の屈折率が内側から外側に向かって順次低くなるように同心円状に配置し、３層以上の硬化性ストランドファイバを形成する第１工程と、
   前記硬化性ストランドファイバの隣接した２層の境界で、該２層を構成する前記硬化性物質を互いに拡散させることにより、前記２層を連続した屈折率分布とする第２工程と、
   前記硬化性ストランドファイバに２段以上で紫外線を照射して、該硬化性ストランドファイバを硬化する第３工程とを有し、
   前記第３工程で１段目に照射する紫外線の強度を、設定値から所定の範囲内に制御することを特徴とする屈折率分布型プラスチックロッドレンズの製造方法。
   

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