JP2010015144A - ２段構造ロッドレンズアレイの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】特に細径プラスチックレンズの用いた２段配列構造のロッドレンズアレイを、低コスト且つ高い歩留まりで製造することができるロッドレンズアレイの製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明は、第１の配列体Ａを配置するステップと、第２の配列体Ｂを第１の配列体Ａに重ねて配置するステップと、第２の配列体を、第１の配列体に重ねて配置された状態で仮固定するステップと、第１及び第２の配列体を重ねた状態で動かすステップと、第２の配列体を、ロッドレンズの配列方向における第１の配列体との相対位置を維持しつつ、第１の配列体から離間させるステップと、第１および第２の配列体の少なくともに接着剤を塗布するステップと、第１および第２の配列体間に接着剤を介在させた状態で、第１の配列体を第２の配列体に再度、重ねて配置し、第１および第２の配列体とを接着するステップと、を備えていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、２段構造ロッドレンズアレイの製造方法に関し、詳細には、２枚の基板間に並列配置された多数の円柱状ロッドレンズが２段に重なった状態で配列されている２段配列構造のロッドレンズアレイの製造方法に関する。

微小レンズの一つとして、両端面が鏡面研磨された円柱状のプラスチックロッドレンズが知られている。このようなプラスチックロッドレンズは、単体で用いられる他に、多数のロッドレンズを一列に配列して一体化させたロッドレンズアレイ部品の形態とされ、複写機、ファクシミリ、スキャナ、ハンドスキャナ等で使用されるイメージセンサ用の光学部品として、あるいは、光源にＬＥＤ(発光ダイオード)を用いたＬＥＤプリンタ、液晶素子を用いた液晶プリンタ、ＥＬ素子を用いたＥＬプリンタのような装置における書き込みデバイスとして用いられている。特に近年では、イメージセンサやＬＥＤプリンタの更なる高解像化と高速化が進み、より明るい像が得られる、２枚の基板間に円柱状のロッドレンズが２段に配列された２段配列構造のロッドレンズアレイへの要求が高まっている。

このような２段配列構造のロッドレンズアレイ部品の製造方法として、例えば、基板上に配列されたロッドレンズが接着剤に半埋設状態とされている２つのロッドレンズ配列体を、ロッドレンズを対向させて配置し、ロッドレンズ間に不透光性の樹脂シートを介在させた状態で、樹脂シートを構成する樹脂を粘網状態にして2つのロッドレンズ配列体を近づける方向に加圧して、両ロッドレンズ配列体のロッドレンズを完全埋設状態にして２つの配列体を接着する構成を有する2段配列構造のロッドレンズアレイを製造する方法（特許文献１）が知られている。

また、一定間隔のロッドレンズ配列溝を備えた配列プレート上にロッドレンズを真空吸引しながら２段に重ねた状態で配列し、接着剤を塗布した一方の基板に、２段に重ねられた状態のロッドレンズを転写し、さらに、接着剤を塗布した他方の基板を貼り付けて２段配列構造のロッドレンズアレイを製造する方法（特許文献２）が知られている。

特開平９−９０１０５号公報 特開２００６−３９４９９号公報

ロッドレンズアレイでは、アレイ中にロッドレンズを正確に配列する必要がある。特に、ロッドレンズが２段に配置された２段配列のロッドレンズアレイでは、１段目のロッドレンズと２段目のロッドレンズとを、所定の位置関係で正確に位置決めする必要があり、そのためには、２つのロッドレンズ配列体を正確に位置合わせしなくてはならない。

しかしながら、近年、ロッドレンズの細径化が進み、ロッドレンズアレイに使用されるロッドレンズも直径０．５ｍｍ以下のロッドレンズが主流となってきているため、このような細径のロッドレンズを使用した２つのロッドレンズ配列体を、互いのロッドレンズが俵積み状態等の所定配置となるように位置合わせすることが、難しくなってきている。

特許文献１に記載されている方法では、２つのロッドレンズ配列体を正確に位置合わせすることが難しく、正確な位置合わせができていない状態で２つのロッドレンズ配列体を加圧するとレンズが破損してしまうという問題がある。

また、基板、ロッドレンズ等のロッドレンズアレイの材料には、寸法のバラツキが存在する。このため、引用文献１の方法では、基板の厚さが厚い又はレンズ直径が大きい箇所では、部分的に接着剤がはみ出し、逆に基板厚さが薄い又はレンズ直径が小さい箇所ではレンズ間に隙間が発生し樹脂の充填が不十分となるといった問題や、更に局所的にプレス圧力がかかってレンズが破損するなどの問題が生じ、均一な製品を安定して製造することが難しかった。

さらに、樹脂シートの樹脂が粘稠状態になるまで加温するために長時間を要するため、生産効率が高くないという問題もあった。

また、特許文献２に記載されている方法によって２段構造のロッドレンズアレイを製造する場合には、ロッドレンズ間の微細な隙間からの接着剤充填が不十分になり、接着不良箇所が発生し歩留が低下しまうという問題があった。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、特に細径プラスチックレンズの用いた２段配列構造のロッドレンズアレイを、低コスト且つ高い歩留まりで製造することができるロッドレンズアレイの製造方法を提供することを目的としている。

本願発明の発明者は、特許文献１等の従来の製造方法において細径プラスチックレンズを２段配列構造のロッドレンズアレイの製造に適応するのが困難な理由は、（１）２つのロッドレンズ配列体の高精度な位置合わせが困難であり、（２）レンズ間に均一な樹脂を充填することが出来ず製品歩留が悪化し、（３）はみ出した接着剤の掃除作業が必要となり結果的に生産量の低下し、さらに、（４）樹脂シートを粘稠状態に加温するために時間がかかって生産効率が悪いこと等であることを見出して本願発明をなすに至った。

本願発明の発明者は、２つのロッドレンズ配列体の正確な貼合せは、貼合せ面上で２つのロッドレンズ配列体をロッドレンズが確実な位置関係（例えば俵積み状態）になるように重ねて位置決めした後、一方のロッドレンズ配列体を上方または下方に移動させることによって２つの配列体を離間させ、ロッドレンズ配列体のロッドレンズ面に接着剤を塗布した後、一方の配列体を移動させて２つの配列体を重ねることによって実現できるとの着想に基づいて本願発明をなしたものである。

本願発明の発明者は、さらに、接着剤が塗布され、再度、重ね合わされた２つのロッドレンズ配列体を、弾性体を介してプレスすることで、レンズ間に隙間無く接着剤が充填された２段配列構造のロッドレンズアレイを製造できるとの着想にも基づいて本願発明をなしたものである。

本発明によれば、
第１の基板の一方の面に複数のロッドレンズが配列された第１の配列体と、第２の基板の一方の面に複数のロッドレンズが配列された第２の配列体とを組み合わせ、前記第１の基板と前記第２の基板との間に前記複数のロッドレンズが２段に配列された２段構造ロッドレンズアレイを製造する２段構造ロッドレンズアレイの製造方法であって、
(１)前記第１の基板の一方の面に配列されたロッドレンズが外方を向くように前記第１の基板の他方の面を第１の貼合せ面に保持することよって、前記第１の配列体を配置するステップと、
(２)前記第２の基板の一方の面に配列されたロッドレンズが所定の位置関係で前記第１の基板の一方の面に配列されたロッドレンズに載置されるように、前記第２の配列体を前記第１の配列体に重ねて配置するステップと、
(３)前記第２の配列体を、前記第１の配列体に重ねて配置された状態で仮固定するステップと、
(４)前記第１及び第２の配列体を重ねた状態で動かすステップと、
(５）前記第２の配列体を、前記ロッドレンズの配列方向における前記第１の配列体との相対位置を維持しつつ、前記第１の配列体から離間させるステップと、
(６)前記第１の配列体と前記第２の配列体との少なくとも一方のロッドレンズの表面に接着剤を塗布するステップと、
(７)前記第１の配列体のロッドレンズと第２の配列体のロッドレンズとの間に前記接着剤を介在させた状態で、前記第１の配列体を前記第２の配列体に再度、重ねて配置し、前記第１の配列体と前記第２の配列体とを接着するステップと、を備えている、
ことを特徴とする２段構造ロッドレンズアレイの製造方法が提供される。

このような構成によれば、２つのロッドレンズ配列体中のロッドレンズの確実な位置合わせが行われ、均一な製品を安定して生産できる。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記仮固定が、前記第２の配列体の基板の後方に磁石で吸着される材料で構成された保持板を配置し、前記第１の貼合せ面に設けられた磁石と前記保持板の間の吸着によって、行われる。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記離間させるステップが、
(ａ)前記重ねて配置された第１および第２の配列体を前記第１の貼合せ面に吸着された状態で下方に向けるステップと、
(ｂ)前記第１の貼合せ面の下方に配置された第２の貼合せ面を上昇させ、前記第２の配列体の後方に配置された保持板を前記第２の貼合せ面に当接させるステップと、
(ｃ)前記第１の貼合せ面に設けられた磁石と前記保持板の間の吸着力より大きな力で、前記第２の貼合せ面側から前記保持板を吸引しながら前記第２の貼合せ面を降下させ、前記第２の配列体を前記第２の貼合せ面に移すことによって、前記第１の配列体と第２の配列体を離間させるステップと、を備えている。

本発明の他の好ましい態様によれば、前記第１の配列体の他方の面は、真空吸引によって前記第１の貼合せ面に保持される。

本発明の他の好ましい態様によれば、前記第２の配列体は、真空吸引により前記第２の貼合せ面に保持される。
本発明の他の好ましい態様によれば、前記保持板は、真空吸引を行う開口を有している。
本発明の他の好ましい態様によれば、前記所定の位置関係が、俵積みである。

本発明の他の好ましい態様によれば、前記接着剤塗布ステップにおいて、遮光性湿気硬化型ホットメルト接着剤が、０．５ｍｍから２ｍｍの間隔をあけて帯状に塗布され、
前記接着ステップにおいて、前記接着剤が粘網状態とされている、

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記接着剤塗布ステップにおいて接着剤を塗布する接着剤塗布ノズルは、離間して配置された２つの口金部材を備え、
前記接着剤塗布ステップにおいて、前記接着剤塗布ノズルの先端とロッドレンズ表面に接着剤を介在させつつ、前記接着剤塗布ノズルを０．０５Ｎ〜０．２５Ｎの範囲の一定荷重で前記ロッドレンズ表面に押圧しながら移動させることによって、前記ロッドレンズ間の隙間に接着剤が充填される。

このような構成によれば、接着剤塗布ノズルの先端と、ロッドレンズ表面との間に介在した接着剤が潤滑剤の作用をすることで、接着剤塗布ノズルの先端の磨耗が回避されるとともに、ロッドレンズ表面の擦り傷の発生が低減されロッドレンズアレイの耐久性が向上する。

本発明の他の好ましい態様によれば、前記第１の貼合せ面および第２の貼合せ面の少なくとも一方に、弾性体が配置されている。

本発明の他の好ましい態様によれば、前記接着ステップ後に、前記第１の配列体と前記第２の配列体とをプレスする行程をさらに含み、
前記第１の配列体と、前記第２の配列体の少なくとも一方に、弾性体を介して力が印加される。
このような構成によれば、全面に均一にプレス圧力がかかり、レンズを破損することがなくなり、完全に俵積み状のレンズが密着した２段構造のレンズアレイを製造することが可能となる。

本発明によれば、特に細径プラスチックレンズの用いた２段配列構造のロッドレンズアレイを、低コスト且つ高い歩留まりで製造することができるロッドレンズアレイの製造方法が提供される。

本発明の好ましい実施形態の光伝送体アレイの製造方法で製造されたロッドレンズアレイの概略的な斜視図である。 本発明の好ましい実施形態のロッドレンズアレイ製造方法で使用されるロッドレンズアレイ原板の製造装置の構成を示す模式的な斜視図である。 図１に示すロッドレンズアレイ原板の製造装置を用いたロッドレンズアレイ原板の製造工程を説明する模式的な斜視図である。 図１に示すロッドレンズアレイ原板の製造装置を用いたロッドレンズアレイ原板の製造工程を説明する模式的な斜視図である。 図１に示すロッドレンズアレイ原板の製造装置を用いたロッドレンズアレイ原板の製造工程を説明する模式的な斜視図である。 図１に示すロッドレンズアレイ原板の製造装置を用いたロッドレンズアレイ原板の製造工程を説明する模式的な斜視図である。 図１に示すロッドレンズアレイ原板の製造装置を用いたロッドレンズアレイ原板の製造工程を説明する模式的な斜視図である。 接着剤４２を塗布する接着剤塗布ノズル４４の構成を模式的に概略的に示す図面である。 図１に示すロッドレンズアレイ原板の製造装置を用いたロッドレンズアレイ原板の製造工程を説明する模式的な斜視図である。 図１に示すロッドレンズアレイ原板の製造装置を用いたロッドレンズアレイ原板の製造工程を説明する模式的な斜視図である。 図１に示すロッドレンズアレイ原板の製造装置を用いたロッドレンズアレイ原板の製造工程を説明する模式的な斜視図である。 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る。 格子画像の橋梁の測定結果を示すグラフである。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態のロッドレンズアレイの製造方法を図面に沿って詳細に説明する。
まず、本発明の好ましい実施形態のロッドレンズアレイの製造方法によって製造されたロッドレンズアレイ１の構成を説明する。図１は、本発明の好ましい実施形態のロッドレンズアレイの製造方法で製造されたロッドレンズアレイ１の一部分を示す模式的な斜視図である。

図１に示されているように、このロッドレンズアレイ１では、細長い長方形の基板２、４の間に、多数の円筒状のプラスチック製のロッドレンズ６が２段に配置されている。基板２、４と各ロッドレンズ６との間の空間には、接着剤８が充填され、各ロッドレンズ６は基板２、４間に俵積み状態で固定されている。

本実施態様では、基板２、４として、カーボンブラック、染料等の遮光剤を含有させた、ベークライト（フェノール樹脂）、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の板が用いられる。

各ロッドレンズ６は、円柱形状を有し、基板２、４に沿って延びる俵積み状２段のロッドレンズ列を形成するように並列状態で配置されている。
本実施態様で用いられるロッドレンズは、直径が０．１ｍｍから１．２ｍｍの範囲が好ましく、０．３ｍｍから０．６ｍｍの直径が更に好ましい。

ロッドレンズ６は、その径方向の中心から外方に向かって屈折率が連続的に低下する屈折率分布を有するプラスチック製のロッドレンズが切断されたものである。

本実施形態では、ロッドレンズとしては、直径０．３４５ｍｍ、長さ１６６ｍｍ、中心屈折率１．４９７、屈折率分布定数０．８６５ｍｍ-1のプラスチック製屈折率分布型ロッドレンズが材料として用いられている。

プラスチック材料としては、ガラス転移温度Ｔｇが６０℃以上のものが好ましい。ガラス転移温度が低すぎると、ロッドレンズアレイ１の耐熱性が不十分となるおそれがあり、又、空間に充填する接着剤８の選択が難しくなる。

プラスチック材料としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレートと他の単量体との共重合体等が使用される。他の単量体としては、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−ヘキサフルオロブチル（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（屈折率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、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、その他ジエチレングリコールビスアリルカーボネート、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。

次に、本発明の好ましい実施形態のロッドレンズアレイ１の製造方法を説明する。
図２は、本発明の好ましい実施形態のロッドレンズアレイ製造方法で使用されるロッドレンズアレイ原板の製造装置の構成を示す模式的な斜視図であり、図３ないし図１１は、図１に示すロッドレンズアレイ原板の製造装置を用いたロッドレンズアレイ原板の製造工程を説明する模式的な斜視図である。

まず、本実施形態のロッドレンズアレイ製造方法で使用されるロッドレンズアレイ原板の製造装置の構成を説明する。図２に示されているように、本実施形態のロッドレンズアレイの製造方法で使用される製造装置１０は、直方体状の金属製の貼合せ板上盤１２を備えている。

貼合せ板上盤１２は、長手方向に延びる４枚の外面のうち、反対方向を向いた一対の外面が、ロッドレンズ配列体を保持して位置決め及び仮留め等を行う貼合せ面１４、１６（第１の貼合せ面）とされている。

貼合せ面１４、１６は、平坦面であり、表面に複数の真空吸引孔１８が形成され、さらに、複数の磁石２０が埋設されている。本実施態様では、磁石２０として、吸着力１８．６Ｎ、材質ネオジム磁石が、各貼合せ面に８個づつ埋設されている。

真空吸引孔１８は、真空ポンプなどの外部の真空吸引装置（図示せず）に連通され、真空吸引装置からの吸引によって、基板の一方の面にロッドレンズが並列配置されて固定されているロッドレンズ配列体を着脱自在に吸着できるように構成されている。

貼合せ板上盤１２は、長手方向軸線Ｃを中心に沿って延びるシャフト２２を中心に回転可能に構成されている。シャフト２２内には、貼合せ面１４に形成された真空吸引孔１８と貼合せ面１６に形成された真空吸引孔１８とを、図示しない２台の真空吸引装置にそれぞれ連通させる２本の管路２４が設けられ、貼合せ面１４、１６毎に真空吸引孔１８からの吸引を独立して行うことができるように構成されている。

貼合せ板上盤１２の下方には、所定間隔をおいて、貼合せ板下盤２６が配置されている。貼合せ板下盤２６の上面は、ロッドレンズ配列体を載置可能な寸法の金属製の板状部材に弾性体のシリコンゴムスポンジ２８が設置された貼合せ面（第２の貼合せ面）３０とされている。

貼合せ板下盤２６の貼合せ面３０及びシリコンゴムスポンジ２８には、複数の真空吸引孔３２が形成され、図示しない真空ポンプ等の真空吸引装置によって、ロッドレンズ配列体等を吸着できるように構成されている。
本実施態様では、シリコンゴムスポンジ２８として、内部気泡は独立発泡、厚さ５ｍｍ、硬度Ｈｓ３５が用いられている。

また、貼合せ板下盤２６は、図６等に示されるように昇降機構Ｌによって、貼合せ面３０及びシリコンゴムスポンジ２８が貼合せ板上盤１２に向かって昇降可能に構成され、シリコンゴムスポンジ２８の表面に、貼合せ板上盤１２の貼合せ面１４、１６からロッドレンズ配列体等を移送できるように構成されている。

さらに、貼合せ板下盤２６には図示しない加熱機構が内蔵され、シリコンゴムスポンジ２８を介して、シリコンゴムスポンジ２８の表面に吸着しているロッドレンズ配列体を所定温度まで加熱できるように構成されている。

さらにまた、貼合せ板下盤２６は、移動ステージ３４に載置され、この移動ステージ３４が、貼合せ板上盤１２の下方位置から貼合わせ板上盤１２の長手方向軸線に直交する方向（即ち、ロッドレンズ配列体内のロッドレンズの軸線方向）に延びる一対のリニアガイド３６、３６に沿って移動可能とされている。
このような構成により、貼合せ板下盤２６は、貼合せ板上盤１２の真下の位置と、貼合せ板上盤１２の真下からずれた位置との間を高精度に移動可能とされている。

次に、図３ないし図１２を参照して、上述した２段構造ロッドレンズアレイ原板製造装置１０を用いたロッドレンズアレイ製造方法を説明する。
なお、図３ないし図１２では、明確化のため、ロッドレンズ材の太さを誇張して極端に太く描いている。

まず、図３に示されているように、基板材の一方の面に多数のロッドレンズを一段だけ並列配置して接着固定したロッドレンズ配列体（Ａ）を準備する。本実施形態では、ロッドレンズ配列体（Ａ）として、長さ３３８ｍｍ、幅１７０ｍｍ、厚さ０．３１ｍｍの黒色ベークライト板（基板材）の一方の面に、円形断面の中心から外周部に向かって屈折率が連続的に低下する屈折率分布を有し、平均直径０．３４５ｍｍ、長さ１６６ｍｍ、中心屈折率１．４９７、屈折率分布定数０．８６５ｍｍ-1の９０７本のロッドレンズが、０．３６ｍｍピッチで並列配置かつ接着されているロッドレンズ配列体を用いた。

このような構成を有するロッドレンズ配列体（Ａ）を、基板材のロッドレンズが配置されていない側の面が貼合せ面１４に接するように、貼合せ板上盤１２上に配置し、さらに、真空吸引装置によって、貼合せ面１４の真空吸引孔１８から吸引を行い、貼合せ面１４に吸着させる。

次いで、図４に示されているように、ロッドレンズ配列体（Ａ）のロッドレンズ面に、ロッドレンズ配列体（Ａ）と同一構造のロッドレンズ配列体（Ｂ）を、ロッドレンズ配列体（Ｂ）のロッドレンズがロッドレンズ配列体（Ａ）のロッドレンズと俵積み状態となるよう、ロッドレンズ配列体（Ａ）上に重ねて配置する。

さらに、ロッドレンズ配列体（Ｂ）の基板材面に磁石で吸着される材料で構成された保持板３８（以下、「磁性金属板」と称す。）を載せ、貼合せ面１４に埋設された磁石２０の磁力によりロッドレンズ配列体（Ｂ）を貼合せ面１４に向けて付勢し、ロッドレンズ配列体（Ｂ）をロッドレンズ配列体（Ａ）上に仮固定する（図４）。
本実施態様では、磁性金属板３８として、ＳＵＳ４３０製の縦１７０ｍｍ、横３３６ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの板を使用した。また、磁性金属板３８には、貼合せ板下盤２６の貼合せ面３０及びシリコンゴムスポンジ２８に形成された複数の真空吸引孔３２と対応する導通穴４０が形成されている。

次に、シャフト２２を中心に貼合せ板上盤１２を１８０度回転させ、貼合せ面１４を下方に向ける（図５）。この操作によって、重ねた状態で仮固定されたロッドレンズ配列体（Ａ）および（Ｂ）が重なった状態で動かされる。
ロッドレンズ配列体（Ｂ）および磁性金属板３８は、磁性金属板３８と磁石２０の間の磁力によりロッドレンズ配列体（Ａ）の下方に保持（仮固定）されている。

次いで、貼合せ板上盤１２の真下に配置された貼合せ板下盤２６を昇降機構Ｌによって上昇させ、貼合せ板下盤２６の上面に配置されたシリコンゴムスポンジ２８の上面を、磁力により貼合せ板上盤１２の貼合せ面１４に仮固定されている磁性金属板３８に当接させる（図６）。

この状態で、磁性金属板導通穴４０、および貼合せ板下盤２６のシリコンゴムスポンジ２８の導通穴３２を通して図示しない真空吸引装置によって真空吸引を行い、ロッドレンズ配列体（Ｂ）の基板材の裏面を貼合せ板下盤２６側へ吸着する。この貼合せ板下盤２６側への吸着力は、磁性金属板３８と磁石２０の間の磁力による保持力より大きく設定されている。

次いで、昇降装置Ｌを作動させ、貼合せ板下盤２６を下降させると、貼合せ板下盤２６側への吸着力が、磁性金属板３８と磁石２０の間の磁力による保持力に打ち勝って、ロッドレンズ配列体（Ｂ）が、ロッドレンズ配列体（Ａ）から離間し、貼合せ板下盤２６のシリコンゴムスポンジ２８上に移送（転写）される（図７）。

次いで、貼合せ板下盤２６を、リニアガイド３６に沿って、貼合せ板上盤１２の真下の下方位置から貼合せ板上盤１２の真下からずれた位置まで矢印Ｘ１方向に移動させる。この移動方向は、ロッドレンズ配列体中でロッドレンズが延びる方向（ロッドレンズの軸線方向）と平行な方向である。
貼合せ板上盤１２の真下からずれた位置で、貼合せ板下盤２６上に配置されたロッドレンズ配列体（Ｂ）のロッドレンズ面に接着剤４２を、ロッドレンズを横切る方向に延びる帯状に塗布する。

また、本実施形態では、接着剤４２は、5．5mmの塗布ピッチ、4ｍｍの塗布幅で、ロッドレンズ間を充填しロッドレンズ頂点から10μm以下の厚さで、1．5ｍｍの間隔をあけ、帯状に、30条（図示は4条）塗布した。この時、塗布した接着剤の適正な粘稠状態を保つため貼合せ板下盤２６は接着剤軟化温度より２℃〜５０℃高い温度に加温しておくのが好ましい。また、帯状の塗布される接着剤４２の間隔は、１．５ｍｍに限定されるものではなく、０．５ｍｍから２ｍｍの範囲とされるのが好ましい。

図８は、接着剤４２を塗布する際に使用される接着剤塗布ノズル４４の構成を模式的に示す図面である。
塗布ノズル４４は、接着剤塗布方向(矢印Ｔで示される接着剤塗布時のノズル移動方向）に離間して配置された２つの口金部材４６、４８を備えている。各口金部材４６、４８の間には該接着剤を帯状に塗布するため、幅４ｍｍ深さ０．２ｍｍの複数の溝が５．５ｍｍのピッチで形成されたシム５０が挟まれ固定されている。口金部材４６、４８、およびシム５０は、ステンレス材などの金属材料、セラミック材等が使用される。本実施形態では、ＳＵＳ６３０が使用されている。

図８に示されているように、シム５０の先端と、塗布方向下流側の口金部材４８の先端とは、同一の高さ位置となるように配置されている。塗布方向上流側の口金部材４６の先端は、同一高さ位置に配置されたシム５０の先端と口金部材４８の先端より、高い高さ位置に配置され、シム５０の先端及び口金部材４８の先端との間に段差が形成されている。なお、２つの口金部材４６、４８の先端とシム５０の先端を同一の高さ位置に配置してもよい。

塗布方向上流側の口金部材４６の先端と、シム５０の先端及び口金部材４８の先端との間に段差は、シム５０の先端と下流側の口金部材４８の先端が、接着剤が塗布されるロッドレンズ６表面に接触しないように１０μｍ〜５０μｍの範囲が好ましく、１０μｍ〜３０μｍがさらに好ましい。

塗布方向上流側の口金部材４６は、接着剤供給路４６ａを備え、外部の接着剤供給源（図示せず）から矢印Ｋで示されるように供給されてきた接着剤Ｓを、シム５０に形成された各溝の上部に供給するように構成されている。これら溝に供給された接着剤Ｓは、各溝の下端から接着剤塗布ノズル４４の下方に配置されたロッドレンズの表面に向けて吐出される。

このような構成を有する接着剤塗布ノズル４４を、溝の下端から接着剤Ｓを吐出させながら矢印Ｔの方向（ロッドレンズを横切る方向）に移動させ、ロッドレンズ表面に接着剤を上述したようなピッチで帯状に塗布する。このとき、接着剤塗布ノズルの塗布方向上流側の口金部材４６とロッドレンズ表面との間には、吐出された接着剤Ｓが介在している。すなわち、接着剤塗布ノズル４４の先端とロッドレンズが直接接触することなく、接着剤Ｓの塗布が行われる。

また、接着剤塗布ノズル４４は、ノズルの振動による塗布厚斑を回避するため、０．０５Ｎ〜０．２５Ｎでロッドレンズに向けて押圧されている。

このような接着剤塗布により、接着剤塗布ノズル４４の先端、詳細には口金部材４６、４８の先端と、ロッドレンズ表面との間に介在した接着剤が潤滑剤の作用をすることで、接着剤塗布ノズル４４の先端の磨耗が回避されるとともに、ロッドレンズ表面の擦り傷の発生が低減され最終的にロッドレンズアレイの耐久性が向上する。

次いで、貼合せ板下盤２６を、リニアガイド３６に沿って矢印Ｘ２方向に移動させ貼合せ板上盤１２の真下の位置に戻す（図９）。この時、リニアガイド３６上での貼合せ板下盤２６の移動方向は、ロッドレンズ配列体のレンズの軸線方向と並行であるため、リニアガイド３６上でのロッドレンズ配列体（Ｂ）の移動で、ロッドレンズ配列体（Ｂ）中のロッドレンズが横方向（ロッドレンズの軸線と直交する方向）に動くことがない。したがって、ロッドレンズ配列体（Ａ）のロッドレンズとは、俵積み配置が可能な横方向の位置関係が維持されている。

さらに、貼合せ板上盤１２の上方に向いている貼合せ面１６には、もう一つの２段配列構造のロッドレンズアレイ原板を製作するためのロッドレンズ配列体（Ａ´）とロッドレンズ配列体（Ｂ´）及び磁性体金属３８´を真空吸着と磁力で仮固定しておく（図９）。

次に、昇降機構Ｌによって貼合せ板下盤２６を上昇させ、接着剤４２がロッドレンズ表面に塗布されているロッドレンズ配列体（Ｂ）のロッドレンズ表面を、接着財４２を介して、貼合せ板上盤１２の貼合せ面１４に吸着されているロッドレンズ配列体（Ａ）のロッドレンズ表面に押圧し、ロッドレンズ配列体（Ａ）のロッドレンズ面とロッドレンズ配列体（Ｂ）のロッドレンズ面を接着剤４２で貼り合せる（図１０）。

この時、貼合せ板下盤２６は、接着剤軟化温度より５℃高い５０℃に加温されているので、接着剤４２の粘度は低下している。このため、ロッドレンズ配列体（Ａ）のロッドレンズとロッドレンズ配列体（Ｂ）のロッドレンズは、接着剤４２を押し広げ（排除し）つつ接近し、最終的に仮固定時の俵積み状態となる。

本実施形態では、貼合せ板下盤２６には弾性体のシリコンゴムスポンジ２８が設置してあるため、基板の厚さ斑やロッドレンズの直径斑を吸収し、均一の力で貼り合せる事が可能となる。

次いで、貼合せ板上盤１２の真空吸引を停止し、次いで、昇降機構Ｌによって貼合せ板下盤２６を下降させる。この時、押圧が解除されても貼合せ板下盤２６温度が、５０℃に設定してあるので、接着剤４２は適正な粘度を保たれ、ロッドレンズ配列体（Ａ）のロッドレンズとロッドレンズ配列体（Ｂ）のロッドレンズの俵積み状態は維持される。

次いで、貼合せ板下盤２６をリニアガイド３６に沿って、貼合せ板上盤１２の真下からずれた位置に移動させ、貼合せ板下盤２６側の真空吸引を停止し、貼合せ板下盤２６に載置されている、ロッドレンズ配列体（Ａ）とロッドレンズ配列体（Ｂ）が接着されて形成された２段配列構造のロッドレンズアレイ原板をプレス工程に運ばれる（図１１）。

次に、貼合せ板下盤２６を貼合せ板上盤１２の真下の位置に戻し、さらに、昇降機構Ｌによって上昇させ、貼合せ板上盤１２の貼合せ面１６に吸着されているロッドレンズ配列体（Ａ’）（Ｂ’）に対して、ロッドレンズ配列体（Ａ）および（Ｂ）に対して行った上記操作を繰り返す。

本実施形態では、プレス工程として、接着剤を溶融状態のままプレスし、２段配列構造のロッドレンズアレイ原板前躯体のロッドレンズ同士を完全に密着させる温プレス工程、完全に密着された２段配列構造のロッドレンズアレイ原板を取り出す前に接着剤を軟化温度以下に冷却する冷プレス工程の２工程を用いた。

温プレス工程は、いずれもが加温機能を備えたプレス上盤およびプレス下盤の２枚のプレス盤を用いる。プレス上盤は、昇降機能を備え、プレス下盤の表面には、貼合せ板下盤のシリコンゴムスポンジと同一仕様のシリコンゴムスポンジが設置してある。

冷プレス工程は、いずれもが冷却機能を備えたプレス上盤およびプレス下盤の２枚のプレス盤を用いる。プレス上盤は昇降機能を備え、プレス下盤の表面には、温プレス用のプレス下盤のシリコンゴムスポンジと同一仕様のシリコンゴムスポンジが設置してある。

以下に本実施形態のプレス工程について具体的に説明する。貼合せ工程から取り出した２段配列構造のロッドレンズアレイ原板を温プレス下盤表面のシリコンゴムスポンジ上に載せた。
次いで、温プレス上盤を下降させ押圧する（温プレスを行う）。

このとき、温プレス上盤及び温プレス下盤の温度を５０℃〜１００℃に加温し、接着剤を適正な粘度にしておく。このときのプレス圧力は０．１ＭＰａ／ｃｍ2〜０．８ＭＰａ／ｃｍ2の範囲が好ましい。更に好ましくは、０．２ＭＰａ／ｃｍ2〜０．５ＭＰａ／ｃｍ2の範囲がよい。この結果、接着剤は適正な粘度を保持しており、押圧により２段配列構造のロッドレンズアレイ原板前躯体はロッドレンズ間の接着剤を押し広げつつ、更に接近し隙間が無くなり、これらが完全に密着させられる。

その後、温プレス上盤を上昇させ、隙間なくレンズ間が完全に密着した２段配列構造のロッドレンズアレイ原板を、冷プレス工程に移送する。

次に、隙間なくレンズ間が完全に密着した２段配列構造のロッドレンズアレイ原板を冷プレス下盤表面のシリコンゴムスポンジ上に載せる。
次いで、冷プレス上盤を下降させ押圧する（冷プレスを行う）。

このとき、冷プレス上盤及び冷プレス下盤の温度は１０℃〜４０℃に設定されている。プレス圧力は０．１ＭＰａ／ｃｍ2〜０．８ＭＰａ／ｃｍ2の範囲が好ましい。更に好ましくは、０．２ＭＰａ／ｃｍ2〜０．５ＭＰａ／ｃｍ2の範囲がよい。この結果、接着剤は軟化温度以下になり固化し、レンズ間が密着した状態を完全に保持した２段配列構造のロッドレンズアレイ原板が製造される。

本実施形態では、接着剤は１ｍｍの間隔で３０条に分けて塗られているので、１．５ｍｍの間隙が余剰分の「にげ代」となり、弾性体のシリコンゴムスポンジを介して押圧してプレスすることで全面を均一にプレスでき、製品歩留まりが飛躍的に向上し、工程も安定する。

プレス工程は、上述した貼合せ工程と機械的に連動させてもよいし、別工程として、貼合せ工程から手動で移行してもよい。

このようにして得られたロッドレンズアレイ原板は、５．２ｍｍ（５．５ｍｍの切断ピッチ、切断代０．３ｍｍ）に切断後、好ましくは温度４０℃〜７０℃、湿度５０％ＲＨ以上の環境下、更に好ましくは室温５５℃〜６５℃、湿度７０％ＲＨ以上の環境下に放置され、接着剤が完全硬化させられる。

本実施形態の製造方法によって得られた、ロッドレンズアレイの接着剤の充填を確認するため、基板材をロッドレンズ材から引き剥がした。接着剤には、最大０．８ｍｍの未充填部分が存在した。この未充填部分は、後工程である鏡面切削によって、完成したロッドレンズアレイ内に埋設されることになるので、仮に切断が多少ずれたとしても、アレイ表面に未充填部分が露出することは無い。

このようにして５．２ｍｍの切削前ロッドレンズアレイを製造した。この５．２ｍｍの切削前ロッドレンズアレイの切断面を、鏡面切削して４．４ｍｍに仕上げ、１枚の２段配列構造のロッドレンズアレイ原板から、２９本の２段配列構造のロッドレンズアレイ１が製造される。

上記実施形態の２段配列構造のロッドレンズアレイ製造方法によれば、貼合せ板上盤を回転させながら２段配列構造のロッドレンズアレイ原板を製造していくので、小さなスペースで２段配列構造のロッドレンズアレイ原板を効率よく生産できる。

次に、本発明にて製造した２段配列構造のロッドレンズアレイの評価に用いたＭＴＦ測定装置について説明する。

図１２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５０、波長フィルタ５２、拡散板５４、格子（テストチャート）５６、及びＣＣＤラインセンサ５８から構成される。また、格子５６とＣＣＤラインセンサ５８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５６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ラインペアとし、１ｍｍ幅中のラインペア数を示す。
測定にあたっては、格子５６とＣＣＤラインセンサ５８との間に、単レンズ又はロッドレンズアレイ６０を設置する。

結像面に設置したＣＣＤラインセンサ５８によって、格子５６の画像の光量から、測定光量の最大値（ｉＭＡＸ）と最小値（ｉＭＩＮ）を測定し、ＭＴＦを下記の（１）式により求めた。
ＭＴＦ（％）＝（（ｉＭＡＸ−ｉＭＩＮ）／（ｉＭＡＸ＋ｉＭＩＮ））×１００ ・・・式（１）

（実施例１）
本実施態様に従って製造した２段配列構造のロッドレンズアレイの測定結果、及びMTF＝65％以上の歩留（1）、MTF（ave）−MTF（min）＜20％の歩留（2）を以下に示す。
格子精度（空間周波数） ＝12Lp／mm
測定波長 ＝525nm
MTF（ave） ＝82．0％
MTF（CV） ＝2．1％
歩留（1） ＝96．8％
歩留（2） ＝93．6％

本実施態様に従って製造した２段配列構造のロッドレンズアレイに、耐久性試験を行った。この試験では、製造した２段配列構造のロッドレンズアレイを、温度６０℃、湿度９０％の環境に１０００時間さらし、その後に測定したＭＴＦ（ave）＝４０％以上の歩留（3）を以下に示す。
格子精度（空間周波数） ＝12Lp／mm
測定波長 ＝525nm
歩留（3） ＝100％
MTF（CV）は、（MTF標準偏差／MTF平均値）×100で算出し、MTFのばらつきの指標となるものである。

（比較例１）
次に比較例１について説明する。
特開平9−90105号公報に示された製法によって２段配列構造のロッドレンズアレイを製造した。但し、接着剤は、前記実施例と同一材料を使用した。接着剤は、例えば、特開2008-65318号公報に示される方法のように、塗布ノズルの先端がロッドレンズの表面接触する方法で、ロッドレンズの表面全面に一様に塗布した。

また、プレスは、プレス面が両面研磨仕上げされた金属盤を使用した。この製法にて製造した、ロッドレンズアレイを前記実施例と同じ方法にて、MTFを測定した結果、及びMTF＝65％以上の歩留（1）、MTF（ave）−MTF（min）＜20％の歩留（2）を以下に示す。
格子精度（空間周波数） ＝12Lp／mm
測定波長 ＝525nm
MTF（ave） ＝76．0％
MTF（CV） ＝2．4％
歩留（1） ＝65．3％
歩留（2） ＝58．2％

特開平9−90105号公報に示される製法に従って製造した２段配列構造のロッドレンズアレイを耐久試験として、温度６０℃、湿度９０％の環境で１０００時間経過後のＭＴＦ（ave）＝４０％以上の歩留（3）を以下に示す。
格子精度（空間周波数） ＝12Lp／mm
測定波長 ＝525nm
歩留（3） ＝67％

MTF（CV）は、（MTF標準偏差／MTF平均値）×100で算出し、MTFのばらつきの指標となるものである。上記比較例１で製造した、２段配列構造のロッドレンズアレイは、ロッドレンズ間に、接着剤の未充填部分が数多く見受けられ、上記比較例１の製法では、ロッドレンズアレイを精度よく低コストで製造することが困難であることがわかる。

（比較例２）
次に比較例２について説明する。
上記特開2006-39499号公報の実施例２に示される製法によって２段配列構造のロッドレンズアレイを製造した。この製法で製造した、ロッドレンズアレイを上記実施例と同じ方法で、MTFを測定した結果、及びMTF＝65％以上の歩留（1）、MTF（ave）−MTF（min）＜20％の歩留（2）を以下に示す。

格子精度（空間周波数） ＝12Lp／mm
測定波長 ＝525nm
MTF（ave） ＝79．6％
MTF（CV） ＝2．3％
歩留（1） ＝86．9％
歩留（2） ＝76．2％

比較例２で製造した２段配列構造のロッドレンズアレイのＭＴＦ不良品では、ロッドレンズ間に接着剤の未充填部分が発生している。以上のように、比較例２の製法ではロッドレンズアレイを歩留良く製造することが困難であることがわかる。

本発明の前記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。

１：ロッドレンズアレイ
２：基板
４：基板
６：ロッドレンズ
８：接着剤
１０：貼合せ板上盤
１４：貼合せ面（第１の貼合せ面）
１６：貼合せ面（第１の貼合せ面）
２６：貼合せ板下盤
３０：貼合せ面（第２の貼合せ面）
３６：リニアガイド

Claims (11)

1. 第１の基板の一方の面に複数のロッドレンズが配列された第１の配列体と、第２の基板の一方の面に複数のロッドレンズが配列された第２の配列体とを組み合わせ、前記第１の基板と前記第２の基板との間に前記複数のロッドレンズが２段に配列された２段構造ロッドレンズアレイを製造する２段構造ロッドレンズアレイの製造方法であって、
   （１）前記第１の基板の一方の面に配列されたロッドレンズが外方を向くように前記第１の基板の他方の面を第１の貼合せ面に保持することよって、前記第１の配列体を配置するステップと、
   （２）前記第２の基板の一方の面に配列されたロッドレンズが所定の位置関係で前記第１の基板の一方の面に配列されたロッドレンズに載置されるように、前記第２の配列体を前記第１の配列体に重ねて配置するステップと、
   （３）前記第２の配列体を、前記第１の配列体に重ねて配置された状態で仮固定するステップと、
   （４）前記第１及び第２の配列体を重ねた状態で動かすステップと、
   （５）前記第２の配列体を、前記ロッドレンズの配列方向における前記第１の配列体との相対位置を維持しつつ、前記第１の配列体から離間させるステップと、
   （６）前記第１の配列体と前記第２の配列体との少なくとも一方のロッドレンズの表面に接着剤を塗布するステップと、
   （７）前記第１の配列体のロッドレンズと第２の配列体のロッドレンズとの間に前記接着剤を介在させた状態で、前記第１の配列体を前記第２の配列体に再度、重ねて配置し、前記第１の配列体と前記第２の配列体とを接着するステップと、を備えている、
   ことを特徴とする２段構造ロッドレンズアレイの製造方法。
2. 前記仮固定が、前記第２の配列体の基板の後方に磁石で吸着される材料で構成された保持板を配置し、前記第１の貼合せ面に設けられた磁石と前記保持板の間の吸着によって、行われる、
   請求項１に記載の２段構造ロッドレンズアレイの製造方法。
3. 前記離間させるステップが、
   （ａ）前記重ねて配置された第１および第２の配列体を前記第１の貼合せ面に吸着された状態で下方に向けるステップと、
   （ｂ）前記第１の貼合せ面の下方に配置された第２の貼合せ面を上昇させ、前記第２の配列体の後方に配置された保持板を前記第２の貼合せ面に当接させるステップと、
   （ｃ）前記第１の貼合せ面に設けられた磁石と前記保持板の間の吸着力より大きな力で、前記第２の貼合せ面側から前記保持板を吸引しながら前記第２の貼合せ面を降下させ、前記第２の配列体を前記第２の貼合せ面に移すことによって、前記第１の配列体と第２の配列体を離間させるステップと、を備えている、
   請求項１または２に記載の２段構造ロッドレンズアレイの製造方法。
4. 前記第１の配列体の他方の面は、真空吸引によって前記第１の貼合せ面に保持される、
   請求項１ないし３の何れか１項に記載の２段構造ロッドレンズアレイの製造方法。
5. 前記第２の配列体は、真空吸引により前記第２の貼合せ面に保持される、
   請求項１ないし４の何れか１項に記載の２段構造ロッドレンズアレイの製造方法。
6. 前記保持板は、真空吸引を行う開口を有している、
   請求項２ないし５の何れか１項に記載の２段構造ロッドレンズアレイの製造方法。
7. 前記所定の位置関係が、俵積みである、
   請求項１ないし６の何れか１項に記載の２段構造ロッドレンズアレイの製造方法。
8. 前記接着剤塗布ステップにおいて、遮光性湿気硬化型ホットメルト接着剤が、０．５ｍｍから２ｍｍの間隔をあけて帯状に塗布され、
   前記接着ステップにおいて、 前記接着剤が粘網状態とされている、
   請求項１ないし７の何れか１項に記載の２段配列構造ロッドレンズアレイの製造方法。
9. 前記接着剤塗布ステップにおいて接着剤を塗布する接着剤塗布ノズルは、離間して配置された２つの口金部材を備え、
   前記接着剤塗布ステップにおいて、前記接着剤塗布ノズルの先端とロッドレンズ表面に接着剤を介在させつつ、前記接着剤塗布ノズルを０．０５Ｎ〜０．２５Ｎの範囲の一定荷重で前記ロッドレンズ表面に押圧しながら移動させることによって、前記ロッドレンズ間の隙間に接着剤が充填される、
   請求項１ないし８の何れか１項に記載の２列構造ロッドレンズアレイの製造方法。
10. 前記第１の貼合せ面および第２の貼合せ面の少なくとも一方に、弾性体が配置されている、
    請求項１ないし９の何れか１項に２段配列構造ロッドレンズアレイの製造方法。
11. 前記接着ステップ後に、前記第１の配列体と前記第２の配列体とをプレスする行程をさらに含み、
    前記第１の配列体と前記第２の配列体の少なくとも一方に、弾性体を介して力が印加される、
    請求項１０に記載の２段配列構造ロッドレンズアレイの製造方法。

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