JP2009265148A - プラスチック製ロッドレンズ、およびプラスチック製ロッドレンズアレイ - Google Patents

Abstract

【課題】 耐熱性を有し、解像度に優れるレンズアレイおよびそれに用いるロッドレンズを提供する。
【解決手段】 透明樹脂重合体（Ａ）と(メタ）アクリレート系モノマー（Ｂ）、多官能（メタ）アクリレート（Ｃ）からなる混合物を重合することにより、８０℃の温度下で１０００時間の処理を行った場合であっても、熱によるロッドレンズの収縮が小さく、共役長の変化率が６％以下であるロッドレンズを提供することができる。また、８０℃の温度下で１０００時間の処理を行った場合であっても、共役長の変化率が６％以下であるロッドレンズを用いることにより、熱の影響によりロッドレンズおよびロッドレンズアレイの解像度が低下することを防止することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、スキャナ、イメージセンサ、プリンタ等の光伝送体として使用されるプラスチック製ロッドレンズアレイおよびそれに使用されるプラスチック製ロッドレンズに関するものである。

プラスチック製ロッドレンズ（以下、単に「ロッドレンズ」という。）は、主材料がポリメチルメタクリレートとラジカル重合性基を有する単量体からなり、中心から外周部に向かって屈折率が連続的に減少する屈折率分布を有する円柱状のレンズである。その多数本のロッドレンズを２枚の基板の間に各ロッドレンズの中心軸が互いに略平行になるように１列または２列以上に配列して接着固定し、プラスチック製ロッドレンズアレイ（以下、単に「レンズアレイ」という。）として、ハンドスキャナ等の各種スキャナや、複写機、ファクシミリ等におけるイメージセンサ用の部品、ＬＥＤプリンタ等の書き込みデバイス等に広く用いられている。

レンズアレイ製造時のロッドレンズの取り扱いを容易にするためロッドレンズの機械的強度を高くすることが要求されている。これを向上させるために、特許文献１において、昇温速度４℃／分で温度上昇させたときの熱収縮開始温度以上１００℃以下で１時間以上熱処理を行うプラスチック製ロッドレンズの製造方法が開示されている。
特開２００７−３４２５９しかし、プラスチック製ロッドレンズの熱処理条件をコントロールしただけでは熱収縮が大きく、高温環境下で使用した場合に熱によりロッドレンズが収縮し共役長が変化するため、解像度（ＭＴＦ：モデレーション・トランスファー・ファンクション）が低下する。

特に、このようなロッドレンズをレンズアレイとして６００ｄｐｉ以上の高解像度のイメージセンサやＬＥＤプリンタに使用する場合は、この問題は深刻なものとなる。

本発明の目的は、８０℃で１０００時間下における共役長変化率が６％以内である耐熱性を有し、解像度に優れるレンズアレイおよびそれに用いるロッドレンズを提供することにある。

本発明者らは、透明樹脂重合体（Ａ）と(メタ）アクリレート系モノマー（Ｂ）、多官能（メタ）アクリレート（Ｃ）からなる混合物を重合することにより、上記課題を解決できることを見出し本発明に到達した。

すなわち、本発明は、透明樹脂重合体（Ａ）と(メタ）アクリレート系モノマー（Ｂ）、多官能（メタ）アクリレート（Ｃ）からなる混合物を重合することにより、８０℃で１０００時間条件下の場合であっても、熱によるロッドレンズの収縮や共役長の変化が小さいので解像度を高く保つことができる。

さらに、本発明は、６００ｄｐｉ以上の高解像度のイメージセンサやＬＥＤプリンタにおいて、高温環境下で使用した場合にも解像度等の光学特性の低下がない耐熱特性に優れたレンズアレイを提供することができる。

本発明のロッドレンズアレイは、８０℃で１０００時間条件下の場合においても解像度等の光学特性の低下およびばらつきが抑制され、耐熱性に優れている。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。

本発明のプラスチック製ロッドレンズは、中心から外周部に向かって屈折率が連続的に減少する屈折率分布を有する円柱状のレンズである。この屈折率分布としては、ロッドレンズの中心軸に垂直な断面において、ロッドレンズの半径ｒとしたとき、少なくとも中心軸から外周部に向かう０．３ｒ〜０．７ｒの範囲における屈折率分布が、下記式（１）で規定される２次曲線分布に近似されることが好ましい。
ｎ（Ｌ）＝ｎ０ ｛１−（ｇ２ ／２）Ｌ２ ｝ （１）
（式中、ｎ0 はロッドレンズの中心軸における屈折率（中心屈折率）であり、Ｌはロッドレンズの中心軸からの距離（０≦Ｌ≦ｒ）であり、ｇはロッドレンズの屈折率分布定数であり、ｎ（Ｌ）はロッドレンズの中心軸からの距離Ｌの位置における屈折率である。）

ロッドレンズの半径ｒは特に限定されないが、光学系のコンパクト化の観点から、半径ｒは小さいことが好ましく、ロッドレンズ加工時の取り扱いの観点からは、半径ｒが大きいことが好ましい。このため、ロッドレンズの半径ｒは、０．０５〜１ｍｍの範囲とすることが好ましく、より好ましくは０．１〜０．５ｍｍの範囲である。

また、ロッドレンズの中心軸の屈折率ｎ０ は、１．４〜１．６であることが、ロッドレンズを構成する材料的な選択肢が広くなり、良好な屈折率分布を形成しやすくなる等の観点から好ましい。さらに、ロッドレンズの屈折率分布定数ｇも特に限定されるものではないが、光学系のコンパクト化や光学系の作動距離の確保や取り扱い性の観点から、０．２〜３ｍｍ−１ の範囲とすることが好ましく、より好ましくは０．５〜２ｍｍ−１ の範囲である。

また、ロッドレンズは、中心軸から０．６ｒ以上の外周部に、ロッドレンズを伝送する光のうち少なくとも一部の光を吸収する光吸収剤を含有する光吸収層を設けることが好ましい。これは、一般に、ロッドレンズでは、中心軸から離れるにつれて、屈折率分布が理想分布から外れた不整な部分が形成されやすく、これに起因する光学特性の低下を、ロッドレンズの外周部に光吸収層を設けることにより抑止するためである。光吸収層の厚みは５０μm以上１００μm以下が好ましい。光吸収層の厚みをこの範囲にすることにより、フレア光やクロストーク光を十分に除去できると共に、十分な透過光量を確保できる。

使用する光吸収剤としては、イメージセンサやＬＥＤプリンタ等においては、一般に光源として４００〜９００ｎｍの波長の光を出射する光源が用いられているので、４００〜９００ｎｍのうち少なくとも一部の波長域の光を吸収するものを用いることが好ましい。このような光吸収剤としては、例えば、６００ｎｍ〜近赤外線領域に吸収のある日本化薬製Ｋａｙａｓｏｒｂ ＣＹ−１０等、６００〜７００ｎｍに吸収のある三菱化学製Ｄｉａｒｅｓｉｎ Ｂｌｕｅ ４Ｇ等、５５０〜６５０ｎｍに吸収のある日本化薬製Ｋａｙａｓｅｔ Ｂｌｕｅ ＡＣＲ等、５００〜６００ｎｍに吸収のある三井東圧染料ＭＳ Ｍａｇｅｎｔａ ＨＭ−１４５０等、４００〜５００ｎｍに吸収のある三井東圧染料ＭＳ Ｙｅｌｌｏｗ ＨＤ−１８０等を例示することができる。また、４００〜９００ｎｍのうち全波長域の光を吸収する光吸収剤としては、黒色染料等を挙げることができる。これら光吸収剤は、単独で使用してもいよいし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。

次に、上記のようなロッドレンズの製造方法について説明する。ロッドレンズの屈折率分布の形成方法には制限はなく、付加反応法、共重合法、ゲル重合法、単量体揮発法、相互拡散法等のいずれの方法でもよいが、精度および生産性の点で相互拡散法が好ましい。相互拡散法について説明する。
まず、硬化後の屈折率ｎがｎ1 ＞ｎ2 ＞・・・・＞ｎN （Ｎ≧３）となるＮ個の未硬化状物を、中心から外周部に向かって順次屈折率が低くなるような配置で、同心円状に積層した未硬化状の積層体（以下、「糸状体」という。）に賦形し、この糸状体の各層間の屈折率分布が連続的になるように隣接層間の物質の相互拡散処理を行いながら、または相互拡散処理を行った後、糸状体を硬化処理し、ロッドレンズ原糸を得る（紡糸工程）。なお、相互拡散処理とは、糸状体に窒素雰囲気下、１０〜６０℃、より好ましくは２０〜５０℃で数秒〜数分間の熱履歴を与えることをいう。

この未硬化物を構成する物質として、透明樹脂重合体（Ａ）、(メタ）アクリレート系モノマー（Ｂ）、多官能（メタ）アクリレート（Ｃ）を用いる。

本発明のプラスチック製ロッドレンズを構成する透明樹脂重合体（Ａ）としては、ポリジエチレングリコールビスアリルカーボネート（ＰＡＤＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳｔ）、メチルメタクリレートとスチレンからなる重合体（ＭＳ樹脂）、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィン樹脂、フルオレン樹脂等があげられる。その中でも、(メタ）アクリレート系モノマー（Ｂ）、及び多官能（メタ）アクリレート（Ｃ）への溶解性の観点から、ＰＭＭＡ、ＰＳｔ、ＭＳ樹脂が好ましい。

ＭＳ樹脂中におけるスチレンの割合は、(メタ）アクリレート系モノマー（Ｂ）、及び多官能（メタ）アクリレート（Ｃ）への溶解性の観点から２０質量部以上、８０質量部以下が好ましい。

また、透明樹脂重合体（Ａ）のロッドレンズ中に含まれる割合は、ロッドレンズ原糸を得るための粘度の観点から、３０質量部以上、７０質量部以下が好ましい。

（メタ）アクリレート系モノマー（Ｂ）としては、脂肪族（メタ）アクリレート系モノマーであるメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、脂環式（メタ）アクリレート系モノマーであるシクロへキシル（メタ）アクリレート、トリシクロ［５・２・１・０２，６ ］デカニル（メタ）アクリレート、アダマンチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、芳香族（メタ）アクリレート系モノマーであるフェニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フッ素系（メタ）アクリレートである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、２，２，３，３−テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート等があげられ、ロッドレンズ中の屈折率分布調製のために、（メタ）アクリレート系モノマー（Ｂ）を２種類以上配合することが好ましい。

多官能（メタ）アクリレート系モノマー（Ｃ）は、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレートトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ（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、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレート等のエステル（メタ）アクリレート類、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（メタ）アクリル酸付加物等のエポキシ（メタ）アクリレート、フェニルグリシジルエーテル（メタ）アクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、フェニルグリシジルエーテル（メタ）アクリレートートトリレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、フェニルグリシジルエーテル（メタ）アクリレートイソホロンジイソシアネートウレタンプレポリマー、グリセリンジ（メタ）アクリレートトリレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、グリセリンジ（メタ）アクリレートイソホロンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートトリレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートイソホロンジイソシアネートウレタンプレポリマー等のウレタン（メタ）アクリレート類が挙げられ、これらの化合物は単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。これらの中でも、ロッドレンズ中の架橋点の増加による耐熱性向上や、ロッドレンズ原糸を得るための粘度、透明性、吸湿性低減の観点から、エステルメタアクリレートが好ましい。

ロッドレンズ全体量中に含まれる多官能（メタ）アクリレート系モノマー（Ｃ）の配合量は５〜４０質量部であることが耐熱性向上の観点から好ましく、５質量部以下であると、耐熱性が不十分であり、４０質量部以上であると、架橋点が多すぎるために、硬化処理後のレンズが脆くなる傾向にある。

前記未硬化状物より形成した糸状体を硬化するには、未硬化物中に熱硬化触媒あるいは光硬化触媒を添加し、熱硬化処理および／または光硬化処理を行う。熱硬化触媒としてはパーオキサイド系又はアゾ系の触媒等が用いられる。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、トリエチルアミン等が挙げられる。

本発明のレンズアレイは、複数本のロッドレンズが各ロッドレンズの光軸方向が互いに平行になるように２枚の基板の間に１列以上に配列されて構成される。ロッドレンズと基板との固定には接着剤が用いられる。隣接するロッドレンズは互いに密着していてもよいし、一定の隙間をおいて配列していてもよい。また、同種のロッドレンズを２段以上に積み重ねて配列されてなるレンズアレイの場合は、ロッドレンズ間の隙間が最小になるように俵積み状に配列されていることが好ましい。

本発明のレンズアレイを構成する基板は平板状でもよいし、ロッドレンズを一定の間隔で配置収納するＵ字状あるいはＶ字状等の溝を設けたものであってもよい。基板の材質は特に限定されないが、レンズアレイを作製する工程での加工が容易な材料であることが好ましい。基板の材料としては、各種熱可塑性樹脂、各種熱硬化性樹脂などが好ましく、アクリル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリイミド系樹脂、液晶ポリマー、エポキシ系樹脂などが特に好ましい。また、基板の基材、補強材として、繊維や紙を用いてもよいし、基板に離型剤、染料、顔料等を添加してもよい。

接着剤は、レンズアレイと基板あるいはレンズアレイ同士を貼着できる程度の粘着力を有するものであれば特に制限されるものではなく、薄膜状に塗布可能な接着剤や、スプレー式粘着剤、ホットメルト型粘着剤等を用いることができる。また、基板やレンズアレイへの接着剤の塗布方法としては、接着剤の種類に応じて、スクリーン印刷法、スプレーコーティング法等の公知のコーティング法を用いることができる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
＜屈折率分布＞
カールツァイス社製インターファコ干渉顕微鏡を用いて測定した。
＜熱収縮開始温度＞
セイコーインスツルメント(株)製ＴＭＡ／ＳＳ６１００を用いた。試料長は５ｍｍで無荷重の条件で昇温速度４℃／分で温度上昇させたときの熱収縮開始温度を測定した。
＜共役長および解像度（平均ＭＴＦ、ＭＴＦ標準偏差）＞
空間周波数１２（ラインペア／ｍｍ、Ｌｐ／ｍｍ）を有する格子パターンを用い、光軸に垂直な両端面を研磨したロッドレンズアレイに光源からの光を格子パターンを通して入射させ、結像面に設置したＣＣＤラインセンサにより格子画像を読み取り、その測定光量の最大値（ｉmax）と最小値（ｉmin）を測定し、次式によりＭＴＦ（モデレーション・トランスファー・ファンクション）を求めた。
ＭＴＦ（％）＝｛（ｉｍａｘ−ｉｍｉｎ）／（ｉｍａｘ＋ｉｍｉｎ）｝×１００
その際、格子パターンとロッドレンズアレイの入射端との距離と、ロッドレンズアレイの出射端とＣＣＤラインセンサとの距離を等しくした。そして、格子パターンとＣＣＤラインセンサをロッドレンズアレイに対し対称的に動かしてＭＴＦを測定し、ＭＴＦが最良になるときの、格子パターンとＣＣＤラインセンサとの距離を共役長とした。
格子パターンとＣＣＤラインセンサとの距離を共役長で固定して、ロッドレンズアレイ全幅について走査してＭＴＦを５０点測定し、平均値および標準偏差を求めて、解像度およびそのばらつきの指標とした。
ここで空間周波数とは、白ラインと黒ラインとの組み合わせを１ラインとし、このラインの組み合わせが１ｍｍの幅の中に何組設けてあるかを示すものである。
＜耐熱試験＞
８０℃に設定した乾燥機中（相対湿度３０％以下）にロッドレンズアレイをおき１０００時間保持した。試験前後での共役長、ＭＴＦ平均値および標準偏差を求めた。試験後の共役長[mm]が９．６ｍｍ以上の場合を◎、９．４〜９．５ｍｍの場合を○、９．３ｍｍ以下の場合を×と評価した。
試験後の平均ＭＴＦ[％]が６０％以上の場合を◎、５０〜６０％の場合を○、５０％以下の場合を×と評価した。
試験後のＭＴＦ標準偏差[％]が４％以下の場合を◎、５〜６％の場合を○、７％以上の場合を×と評価した。

＜実施例１＞
ＰＭＭＡ４０質量部、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）１０質量部、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート（ＤＣＰ）４０質量部、フェニルメタククリレート（ＰｈＭＡ）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（ＨＱ）０．１質量部を７０℃に加熱混練して第１層形成用原液とした。
ＰＭＭＡ４５質量部、ＭＭＡ２．５質量部、ＤＣＰ３２．５質量部、ＰｈＭＡ７．５質量部、イソブチルメタクリレート（ＩＢＭＡ）１２．５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ＨＱ０．１質量部を７０℃に加熱混練して第２層形成用原液とした。
ＰＭＭＡ４５質量部、ＤＣＰ２５質量部、ＰｈＭＡ５質量部、ＩＢＭＡ２５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ＨＱ０．１質量部を７０℃に加熱混練して第３層形成用原液とした。
ＰＭＭＡ４５質量部、ＤＣＰ１５質量部、ＰｈＭＡ２．５質量部、ＩＢＭＡ３７．５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ＨＱ０．１質量部を７０℃に加熱混練して第４層形成用原液とした。
ＰＭＭＡ４５質量部、ＤＣＰ５．０質量部、ＩＢＭＡ５０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ＨＱ０．１質量部を７０℃に加熱混練して第５層形成用原液とした。

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）０．５７質量％、染料ＭＳ Ｙｅｌｌｏｗ ＨＤ−１８０（三井東圧染料（株）製）およびＭＳ Ｍａｇｅｎｔａ ＨＭ−１４５０（三井東圧染料（株）製）をそれぞれ０．１４質量部、染料Ｄｉａｒｅｓｉｎ Ｂｌｕｅ ４Ｇ（三菱化学（株）製）およびＫａｙａｓｏｒｂ ＣＹ−１０（日本化薬（株）製）をそれぞれ０．０２質量部添加した。

この５種類の原液を、中心から順次、硬化後の屈折率が低くなるように配列して同心円状５層複合紡糸ノズルから同時に押し出した。複合紡糸ノズルの温度は５４℃であった。
各層の吐出比は、レンズの直径方向の各層の厚さ（１層目においては半径）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。

次いで、複合紡糸ノズルから押し出された糸状体を、ニップローラーで引き取り（２００ｃｍ／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（光照射部）および２ＫＷの高圧水銀灯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（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０．３０ｍｍであり、Ｔｇは１３０℃であった。
このレンズ原糸を、紡糸工程から連続的に、１４０℃の雰囲気下で３．８倍に延伸（延伸ローラーの速度７５０ｃｍ／分）し、１１５℃の雰囲気下で緩和率が１２／１５になるように緩和処理（緩和ローラーの速度６００ｃｍ／分）を行い、切断工程において１６６ｍｍの長さに切断して、１６６ｍｍの長さのロッドレンズを多数得た。

得られたロッドレンズの半径は０．１７ｍｍ、中心屈折率は１．５００、中心軸から外周部に向かう０．２ｒ〜０．８ｒの範囲において屈折率分布が式（１）に近似され、５２５ｎｍの波長において屈折率分布定数ｇは０．８３ｍｍ-1 であった。また、第１のロッドレンズの外周面から中心部に向かって約５μｍの厚さの、染料がほぼ均一に混在する層が形成されていた。熱収縮開始温度は９５℃であった。
このロッドレンズを多数本使用して、配列ピッチが０．３６ｍｍ（隣接レンズ間の隙間２０μｍ）の１列のロッドレンズアレイを作製した（レンズ長が４．４ｍｍ）。作製したロッドレンズアレイの５２５ｎｍにおける共役長、ＭＴＦ平均値および標準偏差を耐熱試験前後で測定し、表１にまとめた。

＜実施例２＞
ＰＭＭＡ４０質量部、トリシクロ［５．２．１．０２，６］デカニルメタクリレート（ＴＣＤＭＡ）４０質量部、ＢｚＭＡ１０質量部、ＭＭＡ１０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（ＨＱ）０．１質量部を７０℃に加熱混練して第１層形成用原液とした。
ＰＭＭＡ４５質量部、ＴＣＤＭＡ３２．５質量部、ＢｚＭＡ７．５質量部、ＭＭＡ２．５質量部、１，９−ノナンジオールジメタアクリレート（ＮＯＤ−Ｎ）１２．５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ＨＱ０．１質量部を７０℃に加熱混練して第２層形成用原液とした。
ＰＭＭＡ４５質量部、ＴＣＤＭＡ２５質量部、ＢｚＭＡ５質量部、ＮＯＤ−Ｎ２５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ＨＱ０．１質量部を７０℃に加熱混練して第３層形成用原液とした。
ＰＭＭＡ４５質量部、ＴＣＤＭＡ１５質量部、ＢｚＭＡ２．５質量部、ＮＯＤ−Ｎ３７．５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ＨＱ０．１質量部を７０℃に加熱混練して第４層形成用原液とした。
ＰＭＭＡ４５質量部、ＴＣＤＭＡ５質量部、ＮＯＤ−Ｎ５０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ＨＱ０．１質量部を７０℃に加熱混練して第５層形成用原液とした。

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）０．５７質量％、染料ＭＳ Ｙｅｌｌｏｗ ＨＤ−１８０（三井東圧染料（株）製）およびＭＳ Ｍａｇｅｎｔａ ＨＭ−１４５０（三井東圧染料（株）製）をそれぞれ０．１４質量部、染料Ｄｉａｒｅｓｉｎ Ｂｌｕｅ ４Ｇ（三菱化学（株）製）およびＫａｙａｓｏｒｂ ＣＹ−１０（日本化薬（株）製）をそれぞれ０．０２質量部添加した。

この５種類の原液を、中心から順次、硬化後の屈折率が低くなるように配列して同心円状５層複合紡糸ノズルから同時に押し出した。複合紡糸ノズルの温度は５４℃であった。
各層の吐出比は、レンズの直径方向の各層の厚さ（１層目においては半径）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。

次いで、複合紡糸ノズルから押し出された糸状体を、ニップローラーで引き取り（２００ｃｍ／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（光照射部）および２ＫＷの高圧水銀灯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（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０．３０ｍｍであり、Ｔｇは１３１℃であった。
このレンズ原糸を、紡糸工程から連続的に、１４０℃の雰囲気下で３．８倍に延伸（延伸ローラーの速度７５０ｃｍ／分）し、１１５℃の雰囲気下で緩和率が１２／１５になるように緩和処理（緩和ローラーの速度６００ｃｍ／分）を行い、切断工程において１６６ｍｍの長さに切断して、１６６ｍｍの長さのロッドレンズを多数得た。

得られたロッドレンズの半径は０．１７ｍｍ、中心屈折率は１．５１２、中心軸から外周部に向かう０．２ｒ〜０．８ｒの範囲において屈折率分布が式（１）に近似され、５２５ｎｍの波長において屈折率分布定数ｇは０．８２ｍｍ-1 であった。また、第１のロッドレンズの外周面から中心部に向かって約５μｍの厚さの、染料がほぼ均一に混在する層が形成されていた。熱収縮開始温度は９６℃であった。
このロッドレンズを多数本使用して、配列ピッチが０．３６ｍｍ（隣接レンズ間の隙間２０μｍ）の１列のロッドレンズアレイを作製した（レンズ長が４．４ｍｍ）。作製したロッドレンズアレイの５２５ｎｍにおける共役長、ＭＴＦ平均値および標準偏差を耐熱試験前後で測定し、表１にまとめた。

＜比較例１＞
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）４７質量部、ＴＣＤＭＡ３０質量部、ＭＭＡ２３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ＨＱ０．１質量部を７０℃に加熱混練して第１層形成用原液とした。
ＰＭＭＡ５０質量部、ＴＣＤＭＡ１０質量部、ＭＭＡ４０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ＨＱ０．１質量部を７０℃に加熱混練して第２層形成用原液とした。
ＰＭＭＡ５０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（８ＦＭ）１０質量部、ＭＭＡ４０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、ＨＱ０．１質量部を７０℃に加熱混練して第３層形成用原液とした。
ＰＭＭＡ５０質量部、８ＦＭ１０質量部、ＭＭＡ４０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、ＨＱ０．１質量部を７０℃に加熱混練して第４層形成用原液とした。
ＰＭＭＡ４２質量部、ＭＭＡ１８質量部、８ＦＭ４０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、ＨＱ０．１質量部を７０℃に加熱混練して第５層形成用原液とした。

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）０．５７質量％、染料ＭＳ Ｙｅｌｌｏｗ ＨＤ−１８０（三井東圧染料（株）製）およびＭＳ Ｍａｇｅｎｔａ ＨＭ−１４５０（三井東圧染料（株）製）をそれぞれ０．１４質量部、染料Ｄｉａｒｅｓｉｎ Ｂｌｕｅ ４Ｇ（三菱化学（株）製）およびＫａｙａｓｏｒｂ ＣＹ−１０（日本化薬（株）製）をそれぞれ０．０２質量部添加した。

この５種類の原液を、中心から順次、硬化後の屈折率が低くなるように配列して同心円状５層複合紡糸ノズルから同時に押し出した。複合紡糸ノズルの温度は５４℃であった。
各層の吐出比は、レンズの直径方向の各層の厚さ（１層目においては半径）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。

次いで、複合紡糸ノズルから押し出された糸状体を、ニップローラーで引き取り（２００ｃｍ／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（光照射部）および２ＫＷの高圧水銀灯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（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０．３０ｍｍであり、Ｔｇは１１０℃であった。
このレンズ原糸を、紡糸工程から連続的に、１４０℃の雰囲気下で３．８倍に延伸（延伸ローラーの速度７５０ｃｍ／分）し、１１５℃の雰囲気下で緩和率が１２／１５になるように緩和処理（緩和ローラーの速度６００ｃｍ／分）を行い、切断工程において１６６ｍｍの長さに切断して、１６６ｍｍの長さのロッドレンズを多数得た。

得られたロッドレンズの半径は０．１７ｍｍ、中心屈折率は１．４９７、中心軸から外周部に向かう０．２ｒ〜０．８ｒの範囲において屈折率分布が式（１）に近似され、５２５ｎｍの波長において屈折率分布定数ｇは０．８４ｍｍ-1 であった。また、第１のロッドレンズの外周面から中心部に向かって約５μｍの厚さの、染料がほぼ均一に混在する層が形成されていた。熱収縮開始温度は６１℃と低かった。
得られたロッドレンズを７０℃に設定した乾燥機中（相対湿度３０％以下）で無張力下２４時間熱処理した。処理後に得られたロッドレンズの熱収縮開始温度は８５℃であった。
このロッドレンズを多数本使用して、配列ピッチが０．３６ｍｍ（隣接レンズ間の隙間２０μｍ）の１列のロッドレンズアレイを作製した（レンズ長が４．４ｍｍ）。作製したロッドレンズアレイの５２５ｎｍにおける共役長、ＭＴＦS平均値および標準偏差を耐熱試験前後で測定し、表１にまとめた。

Claims (4)

1. 透明樹脂重合体（Ａ）と（メタ）アクリレート系モノマー（Ｂ）、多官能（メタ）アクリレート（Ｃ）からなる混合物で重合され、８０℃で１０００時間条件下における共役長変化率が６％以内であるプラスチック製ロッドレンズ。
2. 前記透明樹脂重合体（Ａ）が、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳｔ）、メチルメタクリレートとスチレンからなる樹脂（ＭＳ樹脂）から選択される少なくとも１つの重合体であることを特徴とする請求項１記載のプラスチック製ロッドレンズ。
3. 前記ロッドレンズの全体量中に含まれる前記多官能（メタ）アクリレート（Ｃ）の配合量が５〜４０質量部であることを特徴とする請求項１または２に記載のプラスチック製ロッドレンズ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラスチック製ロッドレンズの複数本が、２枚の基板間に各ロッドレンズの中心軸が互いに略平行方向となるように配列固定されたロッドレンズ列を少なくとも１列備えたことを特徴とするプラスチック製ロッドレンズアレイ。