JP2014021230A - ロッドレンズアレイの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多段配列構造のロッドレンズアレイを効率良く生産することができる、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】本発明のロッドレンズアレイ製造方法は、第１の基板材２の一方の面にロッドレンズ６の直径の１３％以上の厚さで接着剤８を塗布する第１のステップと、ロッドレンズを並列配置した第１ロッドレンズ列Ｇ１を配列面の表面に仮留めする第２のステップと、配列面に仮留めされた第１ロッドレンズ列を、第１の基板材に塗布された接着剤に相対的に押圧し前記基板側に転写しロッドレンズ１段配列体を形成する第３のステップと、ロッドレンズ１段配列体の第１ロッドレンズ列上にロッドレンズの直径の１１％以上の厚さで接着剤を塗布する第４のステップ等を備えていることを特徴とするロッドレンズアレイ製造方法が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロッドレンズアレイの製造方法に関し、詳細には、並列配置された多数のロッドレンズによって構成されたロッドレンズ列が、２枚の基板間に、積層配置された多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、単体で使用される他、２枚の基板間に多数本を並列配列したロッドレンズアレイとしても使用される。このようなロッドレンズアレイは、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プリンタ等で使用され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プリンタの高解像度化、高速化により、２枚の基板間にロッドレンズが２段以上積層配置された多段配列構造のロッドレンズアレイの需要が増大している。

このような多段配列構造の一例である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、２段重ねのロッドレンズ列を、ロッドレンズ配列溝が形成された配列面に真空吸引によって仮留めし、この仮留めした２段重ねのロッドレンズ列を、接着剤が塗布された基板面に転写して２段配列構造のロッドレンズアレイを得る方法（特許文献１）が知られている。

また、基板上に１段のロッドレンズ列が接着剤で固定されたロッドレンズ配列体を、２つ準備し、これらロッドレンズ配列体の一方のロッドレンズ上に接着剤を塗布し、他方のロッドレンズ配列体のロッドレンズをこの接着剤に押しつけて２つのロッドレンズ配列体を貼り合わせ、２段配列構造のロッドレンズアレイを得る方法（特許文献２）も知られている。

さらに、基板上に塗布された接着剤にロッドレンズが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加熱し、樹脂シートを構成する樹脂を粘稠状態にしながら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に埋設状態として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得る方法（特許文献３）も知られている。

特開２００６−３９４９９号 特開２０１０−１５１４４号公報 特開平９−９０１０５号公報

しかしながら、特許文献１の方法には、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、あるいは接着剤の充填に長時間を要する等の問題があった。

また、特許文献２の方法には、２段配列構造のロッドレンズアレイの製造には適しているが、３段配列以上のロッドレンズアレイの製造には適していない等の問題があった。

さらに、特許文献３の方法には、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、加熱・加圧によりレンズに悪影響が及ぼされる等の問題があった。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、多段配列構造のロッドレンズアレイを効率良く生産することができる、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。

本発明によれば、
第１の基板と第２の基板との間に３段以上のロッドレンズ列が積層配置された多段構造ロッドレンズアレイを製造するロッドレンズアレイ製造方法であって、
第１の基板材の一方の面に前記ロッドレンズの直径の１３％以上の厚さで接着剤を塗布する第１のステップと、
ロッドレンズを並列配置した第１ロッドレンズ列を配列面の表面に仮留めする第２のステップと、
前記配列面に仮留めされた第１ロッドレンズ列を、前記第１の基板材に塗布された接着剤に相対的に押圧し前記基板側に転写する第３のステップと、によりロッドレンズ１段配列体を形成し、
前記ロッドレンズ１段配列体の第１ロッドレンズ列上に前記ロッドレンズの直径の１１％以上の厚さで接着剤を塗布する第４のステップと、
ロッドレンズを並列配置した第２ロッドレンズ列を配列面の表面に仮留めする第５のステップと、
前記配列面に仮留めされた第２ロッドレンズ列を、前記ロッドレンズ１段配列体の前記第１ロッドレンズ列上に塗布された接着剤に相対的に押圧し前記第１ロッドレンズ列上に転写する第６のステップと、によりロッドレンズ２段配列体を形成し、
３段目以降は、前記第４ステップ〜第６ステップを繰り返して、ロッドレンズ多段配列体を形成した後、
第２の基板材の一方の面に前記ロッドレンズの直径の１１％以上の厚さで接着剤を塗布する第７のステップと、
前記ロッドレンズ多段配列体の最上段のロッドレンズ列を、前記第２の基板材の一方の面に塗布された接着剤に相対的に押圧する第８のステップと、を備えている、
ことを特徴とするロッドレンズアレイ製造方法が提供される。

このような構成によれば、多段配列構造のロッドレンズアレイを、高い歩留まりで効率よく製造することが可能となる。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記ロッドレンズの直径が、０．１ｍｍないし１．２ｍｍである。

本発明の他の好ましい態様によれば
第３のステップ、第６のステップ、第９のステップおよび第１２のステップの各ステップの後において、前記接着剤の層が、最上段の列のロッドレンズの直径の５０％から８５％までの領域に達している。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記接着剤の溶融粘度が、１０００ｍＰａないし６０００ｍＰａ・ｓである。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記ロッドレンズアレイの仮留めが、真空吸引によって行われる。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記各ロッドレンズアレイ群が、俵積みで積層される。

本発明によれば、多段配列構造のロッドレンズアレイを効率良く生産することができる、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ロッドレンズアレイ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２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図面である。 図２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図面である。 図２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図面である。 図２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図面である。 図２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図面である。 図２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図面である。 図２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図面である。 図２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図面である。 図２に示すロッドレンズアレイ原板の製造装置で製造中のロッドレンズアレイ原板の模式的な断面図である。 図２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図面である。 図２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図面である。 図２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図面である。 図２に示すロッドレンズアレイ原板の製造装置で製造中のロッドレンズアレイ原板の模式的な断面図である。 図２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図面である。 図２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図面である。 図２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図面である。 図２に示すロッドレンズアレイ原板の製造装置で製造中のロッドレンズアレイ原板の模式的な断面図である。 図２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図面である。 図２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図面である。 図２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図面である。 図２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図面である。 図２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図面である。 図２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図面である。 図２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図面である。

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について、４段配列構造のロッドレンズアレイを例にとって、その構成を説明する。図１は、４段配列構造の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。

ロッドレンズ６は、複数のロッドレンズが並列配置されたロッドレンズ列を構成し、第１ないし第４のロッドレンズ列（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４）が、２枚の基板２、４間で積層配置されている。

本実施態様で用いられるロッドレンズとしては、直径が０．１ｍｍから１．２ｍｍの範囲のロッドレンズが好ましく、直径が０．３ｍｍから０．９３ｍｍのロッドレンズが更に好ましい。

具体的には、本実施形態では、ロッドレンズ６として、直径０．３４５ｍｍ、長さ１６６ｍｍ、中心屈折率１．４９７、屈折率分布定数０．８４０ｍｍ-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。

ロッドレンズに用いられ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、本発明の一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２０は、図２の製造装置を用いたロッドレンズアレイの製造工程を説明する模式的な図面である。

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は、直方体（四角柱）状の金属製のプレス上盤１０を備えている。

プレス上盤１０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表面１２、１４が基板材取付け面とされ、他の一対の表面１６、１８がロッドレンズ材配列面とされている。即ち、本実施形態では、基板材取付け面１２、１４とロッドレンズ材配列面１６、１８とが、プレス上盤１０の外側面に交互に配置されている。

基板材取付け面１２、１４は平坦面であり、複数の真空吸引孔２０が形成されている。この真空吸引孔２０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、基板材取付け面１２、１４毎に、切断後に基板２（４）となる基板材を吸着できるように構成されている。

ロッドレンズ材配列面１６、１８には、幅方向に延びるリブ２２が所定間隔で平行に配置され、このリブ２２間に、切断後にロッドレンズ６となるロッドレンズ材が並列配置される複数のロッドレンズ材配列溝２４が形成されている。なお、ロッドレンズ材配列溝２４は、このような構成に限定されるものではなく、ロッドレンズ材配列面１６、１８の表面を加工することによって形成されたＶ溝、Ｕ溝等でもよい。

ロッドレンズ材配列面１６、１８には、ロッドレンズ材配列溝２４に直交して延びる真空吸引溝２６が複数本、形成されている。この真空吸引溝２６も、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、ロッドレンズ材配列面１６、１８毎にロッドレンズ材を吸着できるように構成されている。

プレス上盤１０は、長手方向軸線Ｘを中心に沿って延びるシャフト２８を中心に回転可能に構成されている。シャフト２８内には、プレス上盤１０の基板材取付け面１２、１４に形成された真空吸引孔２０とロッドレンズ材配列面１６、１８に形成された真空吸引溝２６のそれぞれを、外部の真空吸引装置に独立して連通させる４本の管路３０が形成され、４本の管路３０毎に独立して真空吸引装置からの吸引を行うことができるように構成されている。

したがって、基板材またはロッドレンズ材のプレス上盤１０への吸引により固定（吸着）および吸引停止による取り外し（吸着停止）を、基板材取付け面１２、１４およびロッドレンズ材配列面１６、１８毎に独立して行うことができる。

さらに、プレス上盤１０は、シャフト２８の軸線方向に沿って変位可能に構成されている。詳細には、初期位置と、初期位置から配列ピッチの半分の距離だけシャフト２８の軸線方向に変位したオフセット位置との間を変位可能とされている。

プレス上盤１０の下方には、所定間隔をおいて、プレス下盤３２が配置されている。プレス下盤３２は、基板材を載置可能な寸法の上面を有する金属製の板状部材である。プレス下盤３２の上面３４には、複数の真空吸引孔３６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、基板材をプレス下盤３２上に吸着できるように構成されている。

また、プレス下盤３２は、昇降機構によって、プレス上盤１０に向かって昇降可能とされ、上面３４に吸着した基板材を、プレス上盤１０のロッドレンズアレイ配列面１６に吸着されているロッドレンズ材に向けて押圧（プレス）することができるように構成されている。

さらに、プレス下盤３２はジャケット構造を有し、上面３４に吸着している基板材を所定温度まで加熱または冷却できるように構成されている。

プレス下盤３２は、プレス上盤１０の真下から側方に向かって延びる一対のリニアガイド３８上を移動可能に配置された移動ステージ４０上に固定されている。このような構成により、プレス下盤３２は、プレス上盤１０の真下の位置と、プレス上盤１０からずれた位置との間を移動可能とされている。

次に、上述した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。

次に、図３ないし図２４を参照して、上述したロッドレンズアレイ原板製造装置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２４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。

本実施形態の製造方法では、プレス上盤１０のロッドレンズアレイ材配列面１６（１８）に並列配置されたロッドレンズ材を、第１の基板材上に４段の俵積み状態に積層して接着固定し、さらに、俵積み状のロッドレンズ材上に第２の基板を接着して、図１に示すロッドレンズアレイの原板となるロッドレンズアレイ原板を製作する。ロッドレンズアレイ原板は、ロッドレンズアレイ材の軸線に直交する方向に切断され、図１に示されているようなロッドレンズアレイとなる。

以下、本実施形態の製造方法を具体的に説明する。
まず、図３に示されているように、切断後に第１の基板２となる第１基板材４２を基板材取付け面１２上に配置し、さらに、基板材取付け面１２の真空吸引孔２０から吸引を行い、第１基板材４２を基板材取付け面１２に吸着させる。

次いで、シャフト２８を中心に矢印Ａ方向にプレス上盤１０を９０度回転させ、ロッドレンズ材配列面１８が上方に向くように配置する。

次いで、プレス上盤１０の上方を向いているロッドレンズ材配列面１８に、図４に示されているように、所定長に切断した多数本のロッドレンズ材４４をロッドレンズ材配列面１８に敷き詰め、全てのロッドレンズ材配列溝２６内にロッドレンズ材４４を、並列配置する。

並列配置させながら、ロッドレンズ材４４を、ロッドレンズ材配列面１８のロッドレンズ材吸引溝２６から真空吸引し、ロッドレンズ材配列面１８に、並列状態の第１ロッドレンズ列Ｇ１として吸着させる。

次に、プレス上盤１０を、矢印Ａ方向に更に９０度回転させて、第１基板材４２が吸着されている基板材取付け面１２を下方に向ける。次いで、プレス上盤１０の真下に配置されたプレス下盤３２を上昇させ、プレス下盤３２の上面３４を、基板材取付け面１２に吸着されている第１基板材４２の下面に当接させる。この状態で、基板材取付け面１２の真空吸引孔２０からの吸引を停止すると同時に、プレス下盤３２の上面３４に形成されている複数の真空吸引孔３６からの吸引を開始し、第１基板材４２をプレス上盤１０からプレス下盤３２上の所定位置で吸着する。その後、プレス下盤３２を降下させる（図５）。

次に、プレス下盤３２および吸着されている第１基板材４２をリニアガイド３８に沿って矢印Ｂ方向に移動させ、プレス上盤１０の真下からずれた位置に配置し、プレス下盤３２の上面３４に吸着されている第１基板材４２の上面に接着剤４６を帯状に塗布し、その後、プレス下盤３２および吸着されている第１基板材４２をリニアガイド３８に沿って矢印Ｃ方向に移動させ、プレス上盤１０の真下の位置に戻す（図６）。

本実施形態では、接着剤４６として、ウレタン系湿気硬化型ホットメルト接着剤（商品名 エスダイン９６０７Ｋまたは９６０７Ｒ セキスイ製）を使用した。

接着剤４６は、ロッドレンズ材４４の直径の１３％以上の厚さとなるように塗布される。この厚さを１３％以上とすることにより配列精度を向上させることができる。この厚さの下限値は、１３．６％以上が好ましく、１３．９％以上がより好ましい。また、この厚さの上限値は特に制限されないが、接着剤とロッドレンズ配列面１８の接触を防ぐために、ロッドレンズ材４４の直径の１５．４％以下であることが好ましく、１５．１％以下であることが特に好ましい。

接着剤４６の溶融粘度は、１０００ｍＰａ・ｓないし６０００ｍＰａ・ｓの範囲が好ましい。この溶融粘度が、１０００ｍＰａ・ｓ以上である場合に基板材４４に接着剤塗布後、レンズを押しつけるまで厚みが変化しにくく、接着剤でロッドレンズ材を保持しやすい傾向にあり、６０００ｍＰａ・ｓ以下である場合に基板材と、ロッドレンズ材４４が隙間なく密着する傾向にある。この溶融粘度の下限値は２０００ｍＰａ・ｓ以上であることがより好ましく、上限値は５０００ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましい。

次に、プレス上盤１０を矢印Ａ方向に更に９０度回転させて、第１ロッドレンズ列Ｇ１が吸着されているロッドレンズ材配列面１８が下方を向くように配置する。次いで、接着剤４６が塗布されている第１基板材４２を吸着しているプレス下盤３２を上昇させ、第１基板材４２上の接着剤４６を介して、ロッドレンズ材配列面１８に吸着されているロッドレンズ材４４を第１基板材４２の上面に相対的に押圧し、ロッドレンズ材４４を第１基板材４２に接着する（図７）。

この時、プレス下盤３２を５０℃〜１００℃に加温しておき、第１基板材４２に塗布された接着剤４６の溶融粘度が上述の適正な粘度（１０００ｍＰａ・ｓないし６０００ｍＰａ・ｓ）になるようにして、ロッドレンズ材４４と第１基板材４２間の隙間を無くし、完全に密着させる。続いて、プレス下盤３２の温度を約２０℃まで下げ、接着剤４６を冷却する。

プレス下盤３２をプレス上盤１０に押し付けるプレス圧力は、０．１ＭＰａ／ｃｍ2〜０．５ＭＰａ／ｃｍ2の範囲が好ましい。プレス圧力が、０．１ＭＰａ／ｃｍ2以上である場合にロッドレンズ材４４と基板材４２の間に隙間なくプレスできるような傾向にあり、０．５ＭＰａ／ｃｍ2以下である場合にロッドレンズ材４４と基板材４２に損傷を与えない傾向にある。このプレス圧力の下限値は、０．２５ＭＰａ／ｃｍ2以上であることがより好ましく、また、プレス圧力の上限値は０．４ＭＰａ／ｃｍ2以下であることがより好ましい。

次に、ロッドレンズ材配列面１８の真空吸引を停止した後、プレス下盤３２を下降させる。ロッドレンズ材配列面１８上の第１ロッドレンズ列Ｇ１は、接着剤４６によって第１基板材４２の上面に転写され、第１基板材４２と第１ロッドレンズ列Ｇ１とを含むロッドレンズ１段配列体Ｌ１を形成し、ロッドレンズ１段配列体Ｌ１はプレス下盤３２と共に降下する（図８）。このとき、接着剤の層が、ロッドレンズの直径の５０％から８５％までの領域に達していることが好ましい。接着剤の層が、ロッドレンズの直径の５０％以上の領域に達している場合に配列精度が向上する傾向にあり、ロッドレンズの直径の８５％以下の領域に達している場合に接着剤とロッドレンズ配列面１８の接触を防ぐ事ができる傾向にある。接着剤の層の下限値は、ロッドレンズの直径の６０％以上であることがより好ましく、接着剤の層の上限値は、ロッドレンズの層の８０％以下であることがより好ましい。

次に、プレス下盤３２と、これに吸着されている第１基板材４２および第１ロッドレンズ列Ｇ１とをリニアガイド３８に沿って矢印Ｂ方向に移動させ、プレス上盤１０の真下からずれた位置に配置する。プレス下盤３２の上面３４に吸着されている第１基板材４２の上面に接着された第１ロッドレンズ列Ｇ１の表面に接着剤５０を塗布し、その後、プレス下盤３２をリニアガイド３８に沿って矢印Ｃ方向に移動させ、プレス上盤１０の真下の位置に戻す（図９）。

次いで、プレス上盤１０の上方を向いているロッドレンズ材配列面１６に、図９に示されているように、所定長に切断した多数本のロッドレンズ材５２を敷き詰め、全てのロッドレンズ材配列溝２６内にロッドレンズ材５２を、並列配置する。

並列配置させながら、ロッドレンズ材５２を、ロッドレンズ材配列面１６の真空吸引溝２６から真空吸引し、ロッドレンズ材配列面１６に、並列状態の第２ロッドレンズ列Ｇ２として吸着させる。なお、ロッドレンズ材５２は、ロッドレンズ材４４と同じものである。

接着剤５０は、ロッドレンズ材５２の直径の１１％以上の厚さとなるように塗布される。この厚さを１１％以上とすることにより配列精度を向上させることができる。この厚さの下限値は、１１．６％以上が好ましく、１２．２％以上がより好ましい。また、この厚さの上限値は特に制限されないが、接着剤とロッドレンズ配列面１８の接触を防ぐ事のできる傾向にあることから、ロッドレンズ材４４の１４．５％以下であることがより好ましく、１３．６％以下であることが特に好ましい。

接着剤５０の溶融粘度は、１０００ｍＰａ・ｓないし６０００ｍＰａ・ｓの範囲が好ましい。この溶融粘度が、１０００ｍＰａ・ｓ以上である場合に基板材４４に接着剤塗布後、レンズを押しつけるまで厚みが変化しにくく、接着剤でロッドレンズ材を保持しやすい傾向にあり、６０００ｍＰａ・ｓ以下である場合にロッドレンズ材Ｇ１と、ロッドレンズ材５２が隙間なく密着する傾向にある。この溶融粘度の下限値は２０００ｍＰａ・ｓ以上であることがより好ましく、上限値は５０００ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましい。

次いで、プレス上盤１０を矢印Ａ方向にさらに１８０度回転させ、第２ロッドレンズ列Ｇ２が吸着されているロッドレンズ材配列面１６が下方を向くように配置する。
このとき、プレス上盤１０を、初期位置から配列ピッチの半分の距離だけシャフト２８の軸線方向にシフトさせておく。

次いで、第１ロッドレンズ列Ｇ１の表面に接着剤５０が塗布されているロッドレンズ１段配列体Ｌ１を吸着しているプレス下盤３２を上昇させ、第１ロッドレンズ列Ｇ１上の接着剤５０を介して、第１ロッドレンズ列Ｇ１をロッドレンズ材配列面１６に吸着されている第２ロッドレンズ列Ｇ２に相対的に押圧し、第２ロッドレンズ列Ｇ２をロッドレンズ１段配列体Ｌ１に接着する。

上述したように、接着剤５０を介して第１ロッドレンズ列Ｇ１と第２ロッドレンズ列Ｇ２とを相対的に押圧する段階に先立って、プレス上盤１０を、配列ピッチの半分の距離だけ、シャフト２８の軸線方向にシフトさせているので、第１ロッドレンズ列Ｇ１と第２ロッドレンズ列Ｇ２とは図１１に示されているような俵積み状態で、積層され接着固定されることになる。このとき、接着剤の層が、最上段の列にあるロッドレンズ列Ｇ２のロッドレンズの直径の５０％から８５％までの領域に達していることが好ましい。接着剤の層が、ロッドレンズの直径の５０％以上の領域に達している場合に配列精度が向上する傾向にあり、ロッドレンズの直径の８５％以下の領域に達している場合に接着剤とロッドレンズ配列面１８の接触を防ぐ事ができる傾向にある。接着剤の層の下限値は、ロッドレンズの直径の６０％以上であることがより好ましく、接着剤の層の上限値は、ロッドレンズの層の８０％以下であることがより好ましい。

次に、ロッドレンズ材配列面１８の真空吸引を停止した後、プレス下盤３２を下降させる。ロッドレンズ材配列面１８上の第２ロッドレンズ列Ｇ２は、接着剤５０によって、ロッドレンズ１段配列体Ｌ１の第１ロッドレンズ列Ｇ１側に転写され、第１基板材４２と第１および第２ロッドレンズ列Ｇ１、Ｇ２を含むロッドレンズ２段配列体Ｌ２を形成し、ロッドレンズ２段配列体Ｌ２はプレス下盤３２と共に降下する（図１２）。

次に、プレス下盤３２と、これに吸着されているロッドレンズ２段配列体Ｌ２をリニアガイド３８に沿って矢印Ｂ方向に移動させ、プレス上盤１０の真下からずれた位置に配置する。そして、プレス下盤３２の上面３４に吸着されているロッドレンズ２段配列体Ｌ２の第２ロッドレンズ列Ｇ２の表面に接着剤５４を塗布し、その後、プレス下盤３２および吸着されている第１基板材４２をリニアガイド３８に沿って矢印Ｃ方向に移動させ、プレス上盤１０の真下の位置に戻す（図１３）。

次いで、プレス上盤１０の上方を向いているロッドレンズ材配列面１６に、図１３に示されているように、所定長に切断した多数本のロッドレンズ材５６を敷き詰め、全てのロッドレンズ材配列溝２６内にロッドレンズ材５６を、並列配置する。

並列配置させながら、ロッドレンズ材５６を、ロッドレンズ材配列面１６の真空吸引溝２６から吸引し、ロッドレンズ材配列面１６に、並列状態の第３ロッドレンズ列Ｇ３として吸着させる。なお、ロッドレンズ材５６は、ロッドレンズ材４４と同じものである。

接着剤５４は、ロッドレンズ材５６の直径の１１％以上の厚さとなるように塗布される。この厚さが１１％以上の場合に配列精度が向上する傾向にある。この厚さの下限値は、１１．６％以上が好ましく、１２．２％以上がより好ましい。また、この厚さの上限値は特に制限されないが、接着剤とロッドレンズ配列面１８の接触を防ぐ事ができる傾向にあることから、ロッドレンズ材４４の１４．５％以下であることがより好ましく、１３．６％以下であることが特に好ましい。

接着剤５４の溶融粘度は、１０００ｍＰａ・ｓないし６０００ｍＰａ・ｓの範囲が好ましい。この溶融粘度が、１０００ｍＰａ・ｓ以上である場合にロッドレンズ材４６に接着剤塗布後、レンズを押しつけるまで厚みが変化しにくく、接着剤でロッドレンズ材を保持しやすい傾向にあり、６０００ｍＰａ・ｓ以下である場合にロッドレンズ列Ｇ２と、ロッドレンズ材５４が隙間なく密着する傾向にある。この溶融粘度の下限値は２０００ｍＰａ・ｓ以上であることがより好ましく、上限値は５０００ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましい。

次いで、プレス上盤１０を矢印Ａ方向にさらに１８０度回転させ、ロッドレンズ材５６による第３ロッドレンズ列Ｇ３が吸着されているロッドレンズ材配列面１６が下方を向くように配置する。
このとき、プレス上盤１０を、配列ピッチの半分の距離だけ、シャフト２８の軸線方向にシフトさせ、プレス上盤１０を初期位置に戻しておく。

次いで、第２ロッドレンズ列Ｇ２の表面に接着剤５４が塗布されているロッドレンズ２段配列体Ｌ２を吸着しているプレス下盤３２を上昇させ、第２ロッドレンズ列Ｇ２上の接着剤５４を介して、第２ロッドレンズ列Ｇ２を、ロッドレンズ材配列面１６に吸着されている第３ロッドレンズ列Ｇ３に相対的に押圧し、第３ロッドレンズ列Ｇ３を、ロッドレンズ２段配列体Ｌ２に接着する（図１４）。

上述したように、接着剤５４を介して第２ロッドレンズ列Ｇ２と第３ロッドレンズ列Ｇ３とを相対的に押圧する段階に先立って、プレス上盤１０を、配列ピッチの半分の距離だけ、シャフト２８の軸線方向にシフトさせ初期位置に戻しているので、第２ロッドレンズ列Ｇ２と第３ロッドレンズ列Ｇ３とは図１５に示されているような俵積み状態で、積層され接着固定されることになる。このとき、接着剤の層が、最上段の列にあるロッドレンズ列Ｇ２のロッドレンズの直径の５０％から８５％までの領域に達していることが好ましい。接着剤の層が、ロッドレンズの直径の５０％以上の領域に達している場合に配列精度が向上する傾向にあり、ロッドレンズの直径の８５％以下の領域に達している場合に接着剤とロッドレンズ配列面１８の接触を防ぐ事ができる傾向にある。接着剤の層の下限値は、ロッドレンズの直径の６０％以上であることがより好ましく、接着剤の層の上限値は、ロッドレンズの層の８０％以下であることがより好ましい。

次に、ロッドレンズ材配列面１８の真空吸引を停止し、プレス下盤３２を下降させる。このとき、ロッドレンズ材配列面１８上の第３ロッドレンズ列Ｇ３は、接着剤５４によって、第１基板材４２上のロッドレンズ２段配列体Ｌ２の第２ロッドレンズ列Ｇ２側に転写され、第１基板材４２と第１ないし第３ロッドレンズ列Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３を含むロッドレンズ３段配列体Ｌ３を形成し、ロッドレンズ３段配列体Ｌ３はプレス下盤３２と共に降下する（図１６）。

次に、プレス下盤３２と、これに吸着されているロッドレンズ３段配列体Ｌ３をリニアガイド３８に沿って矢印Ｂ方向に移動させ、プレス上盤１０の真下からずれた位置に配置し、最上部の第３ロッドレンズ列Ｇ３の表面に接着剤５８を帯状に塗布し、その後、プレス下盤３２および吸着されている第１基板材４２をリニアガイド３８に沿って矢印Ｃ方向に移動させ、プレス上盤１０の真下の位置に戻す（図１７）。

次いで、プレス上盤１０の上方を向いているロッドレンズ材配列面１６に、図１７に示されているように、所定長に切断した多数本のロッドレンズ材６０を敷き詰め、全てのロッドレンズ材配列溝２６内にロッドレンズ材６０を、並列配置する。

並列配置させながら、ロッドレンズ材６０を、ロッドレンズ材配列面１６の真空吸引溝２６から真空吸引し、ロッドレンズ材配列面１６に、並列状態の第４ロッドレンズ列Ｇ４として吸着させる。なお、ロッドレンズ材６０は、ロッドレンズ材４４等と同じものである。

接着剤５８は、ロッドレンズ材６０の直径の１１％以上の厚さとなるように塗布される。この厚さが１１％以上の場合に配列精度が向上するとなる傾向にある。この厚さの下限値は、１１．６％以上が好ましく、１２．２％以上がより好ましい。また、この厚さの上限値は特に制限されないが、接着剤とロッドレンズ配列面１８の接触を防ぐ事ができる傾向にあることから、ロッドレンズ材４４の１４．５％以下であることがより好ましく、１３．６％以下であることが特に好ましい。

接着剤５８の溶融粘度は、１０００ｍＰａ・ｓないし６０００ｍＰａ・ｓの範囲が好ましい。この溶融粘度が、１０００ｍＰａ・ｓ以上である場合にロッドレンズ材６０に接着剤塗布後、レンズを押しつけるまで厚みが変化しにくく、接着剤でロッドレンズ材を保持しやすい傾向にあり、６０００ｍＰａ・ｓ以下である場合にロッドレンズ列Ｇ３と、ロッドレンズ材６０が隙間なく密着する傾向にある。この溶融粘度の下限値は２０００ｍＰａ・ｓ以上であることがより好ましく、上限値は５０００ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましい。

次いで、プレス上盤１０を矢印Ａ方向にさらに１８０度回転させ、ロッドレンズ材６０による第３ロッドレンズ列Ｇ３が吸着されているロッドレンズ材配列面１６が下方を向くように配置する。
このとき、プレス上盤１０を、配列ピッチの半分の距離だけ、初期位置からシャフト２８の軸線方向にシフトさせておく。

次いで、第３ロッドレンズ列Ｇ３の表面に接着剤５８が塗布されているロッドレンズ３列配列体Ｌ３を吸着しているプレス下盤３２を上昇させ、第３ロッドレンズ列Ｇ３上の接着剤５８を介して、第３ロッドレンズ列Ｇ３を、ロッドレンズ材配列面１６に吸着されている第４ロッドレンズ列Ｇ４に相対的に押圧し、第４ロッドレンズ列Ｇ４を、ロッドレンズ３列配列体Ｌ３の第３ロッドレンズ列Ｇ３上に接着する（図１８）。

上述したように、接着剤５８を介して第３ロッドレンズ列Ｇ３と第４ロッドレンズ列Ｇ４とを相対的に押圧する段階に先立って、プレス上盤１０を、配列ピッチの半分の距離だけ、初期位置からシャフト２８の軸線方向にシフトさせているので、第３ロッドレンズ列Ｇ３と第４ロッドレンズ列Ｇ４とは図１９に示されているような俵積み状態で、積層され接着固定されることになる。このとき、接着剤の層が、最上段の列にあるロッドレンズ列Ｇ４のロッドレンズの直径の５０％から８５％までの領域に達していることが好ましい。接着剤の層が、ロッドレンズの直径の５０％以上の領域に達している場合に配列精度が向上する傾向にあり、ロッドレンズの直径の８５％以下の領域に達している場合に接着剤とロッドレンズ配列面１８の接触を防ぐ事ができる傾向にある。接着剤の層の下限値は、ロッドレンズの直径の６０％以上であることがより好ましく、接着剤の層の上限値は、ロッドレンズの層の８０％以下であることがより好ましい。

次に、ロッドレンズ材配列面１６の真空吸引は停止させず、プレス下盤３２の真空吸引を停止させ、プレス下盤３２を下降させる。この結果、図２０に示されるように、プレス下盤３２のみが降下し、第１基板材４２と第１ないし第４ロッドレンズ列Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４を含むロッドレンズ４段配列体Ｌ４が形成され、ロッドレンズ４段配列体Ｌ４がロッドレンズ材配列面１６側に吸着された状態となる。この状態で、プレス上盤１０を、１８０度回転させ、ロッドレンズ材配列面１６を上方に向ける。次いで、ロッドレンズ材配列面１６の真空吸引を停止させ、ロッドレンズ材配列面１６からロッドレンズ４段配列体Ｌ４を取り外す。

次いで、切断後に第２の基板４となる第２基板材６２を基板材取付け面１２上に配置し、さらに、基板材取付け面１２の真空吸引孔２０から吸引を行い、第２基板材６２を基板材取付け面１２に吸着させる。次いで、シャフト２８を中心に矢印Ａ方向にプレス上盤１０を１８０度回転させ、第２基板材６２が吸着されている基板材取付け面１２を下方に向ける（図２１）。

次いで、プレス上盤１０の真下に配置されたプレス下盤３２を上昇させ、プレス下盤３２の上面３４を、基板材取付け面１２に吸着されている第２基板材６２の下面に当接させる。この状態で、基板材取付け面１２の真空吸引孔２０からの吸引を停止すると同時に、プレス下盤３２の上面３４に形成されている複数の真空吸引孔３６からの吸引を開始し、第１基板材４２をプレス上盤１０からプレス下盤３２上の所定位置で吸着し、プレス下盤３２を降下させる（図２２）。

次に、プレス下盤３２および吸着されている第１基板材４２をリニアガイド３８に沿って矢印Ｂ方向に移動させ、プレス上盤１０の真下からずれた位置に配置し、プレス下盤３２の上面３４に吸着されている第２基板材６２の上面に接着剤６４を塗布し、その後、プレス下盤３２および吸着されている第２基板材６２をリニアガイド３８に沿って矢印Ｃ方向に移動させ、プレス上盤１０の真下の位置に戻す（図２３）。

接着剤６４は、ロッドレンズ材６０の直径の１１％以上の厚さとなるように塗布される。この厚さが１１％以上の場合に基板材６２と、ロッドレンズ材６０が密着する傾向にある。この厚さの下限値は、１１．６％以上が好ましく、１２．２％以上がより好ましい。また、この厚さの上限値は特に制限されないが、基板材４２とロッドレンズ材６０を隙間なく密着させる点からロッドレンズ材４４の直径の１４．５％以下であることが好ましく、１３．６％以下であることが特に好ましい。

接着剤６４の溶融粘度は、１０００ｍＰａ・ｓないしｐｐ６０００ｍＰａ・ｓの範囲が好ましい。この溶融粘度が、１０００ｍＰａ・ｓ以上である場合に基板材４２に接着剤塗布後、レンズを押しつけるまで厚みが変化しにくい傾向にあり、６０００ｍＰａ・ｓ以下である場合に基板材６２と、ロッドレンズ材６０が隙間なく密着する傾向にある。この溶融粘度の下限値は２０００ｍＰａ・ｓ以上であることがより好ましく、上限値は５０００ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましい。

次いで、プレス上盤１０の基板材取付け面１４に、ロッドレンズ４段配列体Ｌ４の第１基板材４２を載置し、真空吸引装置を作動させて、第１基板材４２を基板材取付け面１４に吸着させる（図２４）。

さらに、プレス上盤１０を１８０度回転させ、プレス上盤１０の基板材取付け面１４を下方に向け、基板材取付け面１４に吸着されているロッドレンズ４段配列体の第４ロッドレンズ列Ｇ４を、プレス上盤１０の真下に配置された、プレス下盤３２に吸着されている第２基板材６２の上面と対向させる。この状態から、プレス下盤３２を上昇させ、第２基板材６２の上面に塗布されている接着剤６４を介して、プレス下盤３２に吸着されている第２基板材６２を、基板材取付け面１４に吸着されているロッドレンズ４段配列体の第４ロッドレンズ列Ｇ４に相対的に押圧し、第２基板材６２をロッドレンズ４段配列体に接着し、ロッドレンズアレイ原板を形成する（図２５）。

プレス下盤３２の真空吸引を停止し、プレス上盤１０を１８０度回転させて、基板材取付け面１４を上方に向け（図２６）、さらに、基板材取付け面１４の真空吸引を停止し、基板材取付け面１４からロッドレンズアレイ原板を取り外す。

接着剤を完全に硬化させ、ロッドレンズアレイ原板を、ロッドレンズ材に直交する方向に所定幅で切断し、図１に示されているようなロッドレンズアレイを得る。

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。

上記実施形態は、ロッドレンズ列が４段のロッドレンズアレイを製造するものであったが、本発明は、上記実施形態のロッドレンズ積層作業を５回以上繰り返し、ロッドレンズ列が５段以上積層された構成のロッドレンズアレイを製造する場合にも適用できる。

また、本発明は、例えば、２つのロッドレンズ４段配列体を、ロッドレンズが対向するように接着し、８段構成のロッドレンズアレイを製造するというように、２つのロッドレンズ配列体をロッドレンズが対向するように接着し、多段構成のロッドレンズアレイを製造する場合にも適用できる。

さらに、上記実施形態では、ロッドレンズとしてプラスチックロッドレンズを使用したが、本発明はガラス製のロッドレンズを使用したロッドレンズアレイの製造にも適用可能である。

１：ロッドレンズアレイ
２、４：基板
６：ロッドレンズ
Ｇ１：第１のロッドレンズ列
Ｇ２：第２のロッドレンズ列
Ｇ３：第３のロッドレンズ列
Ｇ４：第４のロッドレンズ列
１０：プレス上盤
１２、１４：基板材取付け面
１６、１８：ロッドレンズ材配列面
４２：第１基板材
６２：第２基板材

Claims (6)

1. 第１の基板と第２の基板との間に３段以上のロッドレンズ列が積層配置された多段構造ロッドレンズアレイを製造するロッドレンズアレイ製造方法であって、
   第１の基板材の一方の面に前記ロッドレンズの直径の１３％以上の厚さで接着剤を塗布する第１のステップと、
   ロッドレンズを並列配置した第１ロッドレンズ列を配列面の表面に仮留めする第２のステップと、
   前記配列面に仮留めされた第１ロッドレンズ列を、前記第１の基板材に塗布された接着剤に相対的に押圧し前記基板側に転写する第３のステップと、によりロッドレンズ１段配列体を形成し、
   前記ロッドレンズ１段配列体の第１ロッドレンズ列上に前記ロッドレンズの直径の１１％以上の厚さで接着剤を塗布する第４のステップと、
   ロッドレンズを並列配置した第２ロッドレンズ列を配列面の表面に仮留めする第５のステップと、
   前記配列面に仮留めされた第２ロッドレンズ列を、前記ロッドレンズ１段配列体の前記第１ロッドレンズ列上に塗布された接着剤に相対的に押圧し前記第１ロッドレンズ列上に転写する第６のステップと、によりロッドレンズ２段配列体を形成し、
   ３段目以降は、前記第４ステップ〜第６ステップを繰り返して、ロッドレンズ多段配列体を形成した後、第２の基板材の一方の面に前記ロッドレンズの直径の１１％以上の厚さで接着剤を塗布する第７のステップと、
   前記ロッドレンズ多段配列体の最上段のロッドレンズ列を、前記第２の基板材の一方の面に塗布された接着剤に相対的に押圧する第８のステップと、を備えている、
   ことを特徴とするロッドレンズアレイ製造方法。
2. 前記ロッドレンズの直径が、０．１ｍｍないし１．２ｍｍである、
   請求項１に記載のロッドレンズアレイ製造方法。
3. 第３のステップ、第６のステップ、第９のステップおよび第１２のステップの各ステップの後において、前記接着剤の層が、最上段の列のロッドレンズの直径の５０％から８５％までの領域に達している、
   請求項１または２に記載のロッドレンズアレイ製造方法。
4. 前記接着剤の溶融粘度が、１０００ｍＰａないし６０００ｍＰａ・ｓである、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロッドレンズアレイ製造方法。
5. 前記ロッドレンズアレイの仮留めが、真空吸引によって行われる、
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロッドレンズアレイ製造方法。
6. 前記各ロッドレンズアレイ群が、俵積みで積層される、
   請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロッドレンズアレイ製造方法。

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