JP4990060B2

JP4990060B2 - 光伝送体アレイの製造方法

Info

Publication number: JP4990060B2
Application number: JP2007204237A
Authority: JP
Inventors: 雄二松原; 芳彦星出; 憲史廣田
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2006-08-08
Filing date: 2007-08-06
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2027-08-06
Also published as: JP2008065318A

Description

本発明は、光伝送体アレイの製造方法に関し、詳細には、２枚の基板間に円柱状のロッドレンズが並列配置されている光伝送体アレイの製造方法に関する。

２枚の基板間に並列配置された多数のロッドレンズ（光伝送体）が接着固定されているロッドレンズアレイが、複写機、ファクシミリ、スキャナ等のラインセンサ、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広く用いられている。

このようなロッドレンズアレイを製造する方法として、表面に接着剤が複数本の帯状に塗布された一方の基板に、溝付き平板上で並列配置されたロッドレンズを付着させてプレスを行い、ロッドレンズを一方の基板に接着固定し、養生後、表面に接着剤が帯状に塗布された他方の基板をロッドレンズ上に配置して、更にプレスを行って、２枚の基板間に並列配置されたロッドレンズが接着剤層によって固定されているロッドレンズアレイ原板の製造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−４３６８５号公報

しかしながら、近年、普及してきている細径レンズを用いて、上述したような製造方法でロッドレンズアレイ原板を製造した場合、接着剤層に空気溜りが形成されやすく、この空気溜りが、ロッドレンズアレイ原板から切り出されたロッドレンズの端面に「くぼみ」となって露出し、ロッドレンズの性能を低下させ、ロッドレンズの最終歩留を悪化させてしまう問題がある。
また、溝付平板に並列配置されたロッドレンズを基板に付着させるとき、配列ムラが発生するという問題や、溝付平板に接着剤が付着してしまい、それを除去するために製造効率が悪くなる、という問題がある。

更に、より高い性能を実現するために、各ロッドレンズの配列精度が高く、厚さが均一なロッドレンズアレイを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求められている。

本発明は、このような要請に応じてなされたものであり、歩留まりが高く、ロッドレンズの配列ムラが低減され、製造効率が高く、高性能のロッドレンズアレイを容易に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。

本発明によれば、光伝送体アレイの製造方法であって、
前記光伝送体アレイは、直径Ｄ[ｍｍ]、長さＬ[ｍｍ]の円柱状の光伝送体が複数、２枚の基板間に並列配置されてなり、
前記製造方法は、光伝送体アレイ原板の製造工程と切断工程を有し、
前記光伝送体アレイ原板の製造工程は、第１塗布工程、第１プレス工程、第２塗布工程、第２プレス工程を有し、直径Ｄ[ｍｍ]、長さＬ１[ｍｍ] （ただし、Ｌ１＞Ｌ）の複数の光伝送体が、２枚の基板間に並列配置されて接着剤で固定された光伝送体アレイ原板を得る工程であって、
前記第１塗布工程は、第１接着剤を厚さＺ１１で第１基板の表面に塗布し、
前記第１プレス工程は、複数の光伝送体を、先ず配列プレートに並列配置し、次いで前記第１基板上の第１接着剤に押しつけて、前記第１基板に付着させ、
前記第２塗布工程は、第２基板の表面に、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下の幅Ｗ２で、ピッチＰで、０．５Ｄ以上Ｄ以下の厚さＺ２で、第２接着剤を複数の帯状に塗布し、
第２プレス工程は、前記第２基板の第２接着剤が塗布された側と、前記第１基板の前記光伝送体が付着された側とを重ね合わせて押し付ける工程であって、前記第２接着剤の延びる方向と前記光伝送体の長手方向とを直交させ、
前記切断工程は、前記光伝送体アレイ原板を、前記光伝送体の長手方向と垂直にピッチＰ[ｍｍ]で切断する、
光伝送体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、第２塗布工程において、第２基板に幅０．５〜２ｍｍで０．５Ｄ〜Ｄとなる厚さで第２接着剤を塗布するため、接着剤を光伝送体間に十分に充填でき、かつ過剰な充填とならず、空気溜りの生成が減少する。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１塗布工程において、塗布される第１接着剤の厚さＺ１１が、以下の式で表される基準厚さＺ₅₀[ｍｍ]の１．１倍以上２倍以下である、ことを特徴とする光伝送体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、第１塗布工程において、第１基板にロッドレンズを写し取ったときの厚さＺ１２が０．５５Ｄ〜Ｄとなる厚さで第１接着剤を第１基板に塗布するため、配列ムラが低減される。本発明者らは隣り合う光伝送体同士が最も近づく位置（光伝送体の長手方向に垂直な断面において、隣り合う光伝送体の中心同士を結んだ線上で両者の外周が接近する位置）の接着剤の有無が配列ムラに大きく影響することを見出した。この理由は以下の通りである。接着剤は硬化する際、収縮するが、隣り合う光伝送体同士が最も近づく位置の接着剤が不足すると収縮に伴い光伝送体が水平方向にずれてしまう。隣り合う光伝送体同士が最も近づく位置の接着剤の量を一定以上に確保することで、接着剤の収縮に伴う水平方向のずれおよび隙間の生成を抑制することができる。

なお、Ｚ１２は帯状に塗布された第１接着剤の、長手方向の中心部における光伝送体付着後の高さをいう。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１塗布工程において、第１接着剤を０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下の隙間Ｓ１[ｍｍ]で、ピッチＰで、複数の帯状に塗布し、かつ前記Ｚ１１を前記式で表される基準厚さＺ₅₀の１．１倍以上２倍以下とし、前記第１プレス工程において、前記光伝送体の長手方向と前記第１接着剤の延びる方向とを直交させることを特徴とする光伝送体アレイの製造方法が提供される。

本発明の他の好ましい態様によれば、前記第２プレス工程では、前記第１接着剤と第２接着剤が、それぞれのセンター位置同士で接触するように、前記第１基板と第２基板とが重ね合わせて押し付けられる。
このような構成によれば、第１および第２接着剤の硬化後にも接着剤間に十分な隙間を確保できるので、湿気硬化型接着剤を用いる場合に、硬化の際に接着剤から発生する炭酸ガスを逃がしやすく、また、湿気が入りやすくなるので、接着剤を十分硬化させることが出来、空気溜まりが抑制できる。

本発明の他の好ましい態様によれば、切断工程において、帯状に塗布された前記第２接着剤を分断する。

以上のように本発明によれば、歩留まりが高く、ロッドレンズの配列ムラが低減され、製造効率が高く、高性能のロッドレンズアレイを容易に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ロッドレンズアレイ（光伝送体アレイ）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製造方法によって製造されたロッドレンズアレイの構成を説明する。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製造方法で製造されたロッドレンズアレイ原板１を示す概略的な斜視図である。

図１に示されているように、ロッドレンズアレイ原板１では、第１および第２基板２、４の間に、ロッドレンズ６が多数本、並列状態で配置されている。基板２、４と各ロッドレンズ６との間の空間は接着剤層８とされ、接着剤層８によって、各ロッドレンズ６が基板２、４間で固定されている。基板２、４としては、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。

また、ロッドレンズ６は、円柱状のプラスチックまたはガラスで構成され、中心軸から外周部に向かって屈折率が連続的に減少しており、正立等倍像を結像するレンズ素子である。屈折率分布は、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を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、下記の式で規定される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}
（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。）

このようなロッドレンズアレイ原板１を、図１に点線で示すように、ロッドレンズ６に直交する方向すなわち帯状の塗布された接着剤の複数の帯が延びる方向に沿って接着剤の位置、好ましくはセンターの位置で切断することによって、ロッドレンズアレイが製造される。

次に、本発明の好ましい実施形態で使用される接着剤塗布装置の構成を説明する。図２は、本実施形態の接着剤塗布装置１０の構成を概略的に示す側面図である。

接着剤塗布装置１０は、図２に示されているように、接着剤が収容される接着剤投入ポット１２と、接着剤吐出用ディスペンサガン１４と、接着剤吐出ノズル１６とを備えている。接着剤吐出用ディスペンサ１４は、接着剤投入ポット１２に連通して接着剤投入ポット１２内の接着剤を接着剤吐出ノズル１６に供給する。接着剤吐出ノズル１６は、ノズル取付プレート１８を介して、吐出口１６ａを下に向けた状態で、接着剤投入ポット１２の下方に配置されている。

接着剤吐出ノズル１６の下方には、保持プレート２２が、配置されている。保持プレート２２の上面は、基板載置面２２ａとされ、この基板載置面２２ａに、ロッドレンズアレイ原板１を構成する基板２（４）が載置される。接着剤吐出ノズル１６の吐出口１６ａは、基板載置面２２ａに対向するように配置されている。基板保持面２２ａは、弾力性のある材質で構成されているのが好ましく、本実施形態では、基板保持面２２ａは、適度な弾力性を持ったシリコンゴムで形成されている。

また、接着剤塗布装置１０は、ばね機構等の押圧機構（図示せず）によって、接着剤塗布中、接着剤吐出ノズル１６の先端が、基板保持面２２ａに載置固定された基板２（４）表面（塗布面）に当接するように構成されている。このため、基板２（４）に厚さムラがある場合であっても、基板２（４）の塗布面に接着剤が均一な厚さで塗布される。

接着剤塗布装置１０は、接着剤吐出ノズル１６と保持プレート２２を相対移動させる速度調整可能な駆動機構（図示せず）を備えている。駆動機構としては、保持プレート２２を載せた移動ステージを、静止している接着剤吐出ノズル１６に対して移動させる駆動機構、または、接着剤投入ポット１２、接着剤吐出用ディスペンサガン１４、接着剤吐出ノズル１６等を移動ステージに取り付け、これらを、静止している保持プレート２２に対して移動させる駆動機構等が採用される。

次に、接着剤吐出ノズル１６の構造を詳細に説明する。図３は、接着剤吐出ノズル１６の分解斜視図であり、図４は、図２の接着剤吐出ノズル１６の吐出口１６ａを拡大した縦断面図である。
図３に示されているように、接着剤吐出ノズル１６は、２つの口金部材２６、２８と、これら口金部材２６、２８の間に配置された特定の厚さのシム２０とを備えている。

図３に示されているように、口金部材２６、２８は、いずれも、下端が楔状に先細りする厚板状部材であり、互いに対向して配置される。シム２０は板状部材であり、先端（下端）に形成された複数のスリット２０ｂにより、接着剤を複数の帯状（多条）に吐出させることができる。口金部材２６、２８は、シム２０を挟んだ状態で、図示しない連結機構により連結されて一体化される。

接着剤は、口金部材２８を貫通する流入路１６ｂから、口金部材２８の切欠き部２８ａを通って、シム２０の切欠き部２０ａに入り、吐出口１６ａの開口部から基板２（４）に向けて吐出されることになる。

接着剤の塗布状態を変更するために、異なった形状のシム２０を使用することができ、本実施形態も、スリット２０ｂの形状が異なったシム２０を使用することにより、基板２（４）への接着剤の塗布状態を変更することができるように構成されている。図３に示すシム２０では、所定の間隔をおいた５本の帯として、接着剤を吐出させて塗布することができる。

なお、口金部材２６，２８間にシム２０を配置せず、口金部材２６、２８のみで吐出口の幅ｄ１を維持する構造としてもよい。例えば、製造するロッドレンズアレイの品種変更が少ない場合には、接着剤の厚さを頻繁に変更することがなく、接着剤塗布装置１０の移動速度や接着剤吐出ノズル１６からの接着剤の吐出圧等を調整して、接着剤の塗布厚さの微調整を行うだけでよい。この場合には、あらかじめ設定した吐出口の幅ｄ１となるように、口金部材２６、２８の対向する内面に縦方向に段差をつける等してもよい。

図４に示されているように、２つの口金部材２６、２８は、先端（下端）の高さ位置が、段差ｈ１だけ異なるように組み立てられている。詳細には、接着剤吐出ノズル１６と基板２（４）との塗布方向の下流側に配置される口金部材２８の下端（先端）が基板２（４）の塗布面に当接し、塗布方向の上流側に配置される口金部材２６の下端（先端）が、口金部材２８の下端（先端）より段差ｈ１だけ上方に位置するように構成されている。

このような構成によれば、段差ｈ１を変化させることにより、吐出口１６ａの寸法（上下方向の長さ）が変化し、吐出口１６ａからの接着剤吐出量すなわち接着剤塗布量が変化する。このため、段差ｈ１を変更することにより、吐出口１６ａからの接着剤吐出量を変化させて、基板２（４）に塗布される接着剤の厚さを調整することができる。

本実施形態では、接着剤吐出ノズル１６の先端面には、ＤＬＣ（Diamond・Like・Carbon）等の低摩擦のコーティングが施されている。このような構成によって、ノズルの先端面が、基板２（４）と接触しても摩擦抵抗を低減できるので基板２（４）にダメージが加えられることが抑制されるとともに、接触によって、口金部材２８の下端が損傷を受けることも抑制される。

次に、本実施形態の接着剤塗布装置による接着剤塗布工程を説明する。まず、所定量の湿気硬化型の接着剤を接着剤投入ポット１２に投入し、これを接着剤吐出用ディスペンサガン１４内に送出する。

接着剤吐出用ディスペンサガン１４への接着剤の送出は、圧縮空気や不活性ガス等を接着剤投入ポット１２に導入することによって行われる。本実施形態の接着剤塗布装置１０では、接着剤投入ポット１２に導入される気体の圧力は、所定の吐出量が保持できる範囲であれば良く、好ましくは０．０５〜１ＭＰａ、より好ましくは０．１０〜０．７ＭＰａの範囲である。

この圧力が高すぎると、接着剤投入ポット１２等を耐圧容器で構成しなければならず、且つ、高い圧力を維持するためにはコンプレッサー等の設置が必要となるため接着剤塗布装置が、複雑な構造となるため、大がかりな装置となりコストが上昇してしまう。
一方、圧力が低すぎると所定の吐出量を維持することが困難になる。

尚、接着剤の粘度が高く、接着剤投入ポット１２内を加圧するだけでは十分に接着剤を接着剤吐出用ディスペンサガン１４に送出することができないことがあるので、接着剤投入ポット１２、接着剤吐出用ディスペンサガン１４、接着剤吐出ノズル１６およびノズル取付用プレート１８は、適宜、８０〜１２０℃に加熱できる構成とされているのがよい。接着剤の粘度は加熱した状態で２５００〜５０００[ｃＰ]となるのが好ましく、３０００〜４０００[ｃＰ]がより好ましい。

接着剤吐出用ディスペンサガン１４は、図示しない空気源によって開閉動作させられ、接着剤吐出ノズル１６に接着剤を供給する。接着剤吐出用ディスペンサガン１４に代えて、ギヤポンプ等を用いて接着剤吐出ノズル１６に接着剤を送る構成でもよい。

本実施形態の接着剤塗布装置１０では、口金部材２８を、保持プレート２２上に載置された基板２（４）の表面に押し当て、接着剤吐出ノズル１６の吐出口１６ａから接着剤を吐出させながら、接着剤吐出ノズル１６と保持プレート２２とを相対移動させ、図４に矢印Ａで示す塗布方向の上流側から下流側に向かって、接着剤を基板２（４）の表面に順次、塗布していく。

基板２（４）への接着剤の塗布速度となる接着剤吐出ノズル１６と保持プレート２２の相対移動速度は、好ましくは１〜２５０ｍｍ／ｓｅｃ、更に好ましくは２０〜１００ｍｍ／ｓｅｃの範囲内である。

本実施形態のように、口金部材２８を基板２（４）の表面に接触させながら接着剤塗布を行う場合、弾力性が無いプレート上に基板２（４）を載置した状態で接着剤塗布を行うと、基板に向けて付勢されている接着剤吐出ノズル１６が跳ね上がり、接着剤の厚さが均一にならず、塗布ムラが発生してしまうことがある。しかしながら、本実施形態では、基板保持面２２ａに弾力性を持たせているので、上述したような接着剤吐出ノズル１６の跳ね上がりが防止される。

次に、本発明の好ましい実施形態のロッドレンズアレイ（光伝送体アレイ）の製造方法を図面に沿って詳細に説明する。
まず、第１基板２の表面に第１接着剤を塗布する第１塗布工程を行う。第１塗布工程では、図５に示されているように、第１基板２の表面ほぼ全体に、例えば、上述した接着剤塗布装置１０を用いて、第１接着剤３０を、隙間Ｓ１は０．５〜２ｍｍ、好ましくは０．５〜１．５ｍｍで、ピッチＰ（すなわちＰ＝Ｗ１＋Ｓ１＝ロッドレンズの長さＬ＋切断代）で、基板２の幅方向に延びる帯状に、複数本、塗布する。
切断代は０．４〜０．６ｍｍが好ましい。多数のロッドレンズアレイを得るためには短いほうが好ましく、刃を厚くして強度を確保できる点では長いほうが好ましい。

全長３ｍｍ以上のレンズを製造する場合には、この幅に設定することにより、基板の反りを抑制して接着剤の充填量および逃げ代を確保することができるので好ましい。基板の表面に帯状ではなく面状に接着剤を塗布してもよいし、接着剤を塗布する代わりに、基板表面全体を覆うように粘着シートを載置してもよい。

第１接着剤３０の塗布時の厚さＺ１１は、図６に示すように、第１接着剤３０を塗布した第１基板２の表面に直径Ｄのロッドレンズ６を押しつけて付着させたときの第１接着剤の厚さＺ１２が０．５Ｄ〜Ｄとなるように設定されている。

Ｚ１１の計算方法を図７に沿って説明する。第１塗布工程において、第１接着剤３０を塗布した第１基板２の表面に直径Ｄのロッドレンズ６を押しつけて付着させると、ロッドレンズ６間では第１接着剤の厚さが増大する。そこで、第１基板２の表面に面状に均一に第１接着剤３０を塗布した状態でロッドレンズを押し付けて付着したとき、ロッドレンズ６間の厚さがロッドレンズ６の半径と等しくなる（即ち、隣接するロッドレンズ６間の空間が充填される）初期塗布厚みを基準厚さＺ₅₀とすると、断面図において、ロッドレンズ付着前後の接着剤の面積は等しいことになるので、以下の等式が成り立つ。
Ｐ×Ｚ₅₀＝Ｄ／２×Ｐ−１／２×Π×（Ｄ／２）²
ここで、左辺はロッドレンズ付着前の接着剤の面積であり、右辺はロッドレンズ付着後後の接着剤の面積を表す。
これをＺ₅₀について解くことにより、以下の式が得られる。

実際には、第１接着剤３０は帯状に第１基板２に塗布されているので、ロッドレンズ６を押しつけると第１接着剤３０の一部はロッドレンズ６の軸線方向に沿って流れるため、ロッドレンズ６の押しつけ付着後に隣接するロッドレンズ６間の空間が充填される塗布厚さＺ１１としてはＺ₅₀の１．１以上２倍以下が好ましく、１．１以上１．５倍以下がより好ましく、１．１以上１．３倍以下が特に好ましい。通常、直径が１００ないし１０００μｍのロッドレンズ６が使用される。

具体的には、直径３５０μｍのロッドレンズ６を使用し、ピッチ３６０μｍ（すなわち隣り合うロッドレンズ６の隙間が１０μｍ）の場合で、基準厚さＺ₅₀は４１μｍとなるため、Ｚ１１は４５μｍ以上８２μｍ以下が好ましく、４５μｍ以上６２μｍ以下がより好ましく、４５μｍ以上５３μｍ以下がさらに好ましい。

このように設定することによりロッドレンズの配列ムラが抑制される。但し、第１接着剤の塗布厚さが厚すぎるとロッドレンズを多数配列するための溝付平板へ第１接着剤が付着し、配列溝の破損、清掃回数が増え費用がかかり、また生産効率が落ちるため、適度な接着剤塗布厚さとすることが望ましい。

次に、図８に示すように、複数のロッドレンズ６を、配列プレート３４の表面に並列状態で形成された複数のレンズ整列溝３２内に収容させることによって並列配置させ、基板２の第１接着剤３０が帯状に塗布されている面に付着させる。並列配置されているロッドレンズ６は、帯状に塗布された第１接着剤３０が延びる方向と直交する方向（すなわち基板の奥行き方向）に延びるように配置されて、帯状に塗布された第１接着剤３０に押しつけられ第１基板２に付着させられる（第１プレス工程）。なお、図８では配列溝の断面はＵ字状（Ｕ−ｓｈａｐｅ）であるが、Ｖ字状（Ｖ−ｓｈａｐｅ）であってもコの字状（長方形）であっても円弧の一部であっても溝のない平坦面であってもよい。

並列配置させられているロッドレンズ６の隙間すなわちレンズ整列溝３２の隙間は、接着剤充填不良および埋設させる際の配列ムラを抑制するため１〜２０μｍが好ましく、１０〜１５μｍがより好ましい。

配列プレート３４に並列配置したロッドレンズ６を、第１接着剤３０が塗布された第１基板２に配列状態を維持したまま付着させる方法として、以下の２つが挙げられる。１つは、第１基板２を、第１接着剤３０が塗布されている面が下方に向くように配置し、ロッドレンズ６を収容したレンズ整列溝３２が上方に向くように配置された配列プレート３４を下方から第１基板２に押しつけて、ロッドレンズ６を配列プレート３４から第１基板２に付着させる方法であり、もう一つは、第１基板２を、第１接着剤３０が塗布されている面が上方に向くように配置し、ロッドレンズ６を収容したレンズ整列溝３２が下方に向くように配置された配列プレート３４を上方から第１基板２に押しつけて、ロッドレンズ６を配列プレート３４から第１基板２に付着させる方法であり、いずれでもよい。後者の方法では、配列プレート３４のレンズ整列溝３２にロッドレンズ６を保持する機構を設け、レンズ配列溝３２が下方を向いた場合でも、レンズ整列溝３２からロッドレンズ６が落下しないようにされている。

ロッドレンズ６を、第１接着剤３０が塗布された第１基板２に付着させた後はロッドレンズ６が付着した第１基板２を、好ましくは温度１０℃〜４０℃、湿度２０％ＲＨ〜８５％ＲＨの環境下、更に好ましくは室温１５℃〜２５℃、湿度３０％ＲＨ〜６０％ＲＨの環境下に８〜５０時間放置して、第１接着剤３０を十分に硬化させるのが良い。

次いで、例えば、上述した接着剤塗布装置１０を用いて、第２基板４の表面ほぼ全体に、第２接着剤３６を、幅Ｗ２が０．５〜２ｍｍで、ピッチＰ（すなわち、Ｐ＝Ｗ２＋隙間Ｓ２＝Ｌ＋切断代）で、厚さＺ２が０．５Ｄ〜Ｄで、すなわち前記第１塗布工程と同一ピッチで、基板４の幅方向に延びる複数本の帯状に塗布する第２塗布工程を行う（図９）。
図１０は第１接着剤と第２接着剤の位置を示す概略断面図である。接着剤の厚さは誇張されている。

さらに、第２基板４の第２接着剤３６が塗布された面を、第１基板２に付着されているロッドレンズ６に押しつけて第１接着剤３０と第２接着剤３６を接触させ、第１基板２の表面に並列配置されている複数のロッドレンズ６を第１および第２基板２、４で挟持してロッドレンズアレイ原板１を形成する第２プレス工程を行う。このとき、第２基板４は、表面に帯状に塗布された接着剤３６が、第１基板２に並列配置状態で付着させられているロッドレンズ６と直交する方向に延びるように配置されて、第１基板２に付着されているロッドレンズ６に押しつけられる。接着剤３０と３６とが接触するように貼り合わせることで、第１および第２基板２、４と各ロッドレンズ６の間の空間は、各基板２、４に塗布された接着剤３０、３６によって充填され接着剤層８となる。ロッドレンズアレイ原板１が形成された後も接着剤の隙間が残っていることが好ましい。接着剤３０と３６とはそれぞれのセンターが一致するように貼り合わせることが好ましい。

その後、ロッドレンズアレイ原板１を、好ましくは温度１０℃〜４０℃、湿度２０％ＲＨ〜８５％ＲＨの環境下、更に好ましくは室温１５℃〜２５℃、湿度３０％ＲＨ〜６０％ＲＨの環境下に２０〜６０時間放置して、接着剤３０、３６を十分に硬化させるのが良い。
原板のままでは、硬化しづらく、また炭酸ガスの発生のため原板が膨らんだ状態となるものもあるので切断後に完全に硬化させることが好ましい。

さらに、ロッドレンズアレイ原板１を第２接着剤３６が塗布された位置で第２接着剤３６に沿って切断し第２接着剤３６を分断する切断工程を行う。本実施形態では、図１に点線で示すように、ロッドレンズアレイ原板１を、原板２、４に帯状に塗布された接着剤３０、３６上で接着剤３０，３６が延びる方向に沿って、即ちロッドレンズ６が延びる方向に直交する方向に切断し、ロッドレンズアレイを形成する。
得られたロッドレンズアレイは、好しくは温度５０℃〜８０℃、湿度８０％ＲＨ〜９５％ＲＨの環境下に１０〜１００時間放置して、接着剤３０，３６を十分に硬化させるのが良い。その後、室温で１〜１２時間養生し、４０〜８０℃の乾熱下で完全に硬化させることが好ましい。

上述したように各基板２、４に接着剤３０、３６を塗布することにより、切断後の断面に発生する小さな空気溜り（「す」）、または接着剤の過剰な充填による歩留の低下を抑制することができる。さらに、硬化後も接着剤間に十分な隙間を確保できるので、湿気硬化型接着剤を用いる場合に、硬化の際に接着剤から発生する炭酸ガスを逃しやすく、湿気が入りやすくなり、十分硬化させることができ、空気溜りが抑制できる。

本実施形態によれば、接着剤を複数の帯状に塗布することで、ロッドレンズを加圧して接着剤に埋設する際または接着剤を塗布した基板を基板上に配列されたロッドレンズに加圧して貼合わせる際等に、空気溜りの発生を抑制することができる。その結果、仮接着工程や充填工程を追加することなく、ロッドレンズアレイを効率よく安価に、安定的に製造することができる。

本発明は、上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。

例えば、上記実施形態では、接着剤として、湿気硬化型接着剤を使用したが、本発明においては、接着剤の性状は湿気硬化型に限定されず、他の接着剤を用いてもよい。
また、上記実施形態では、基板として平面基板を使用したが、本発明は溝付基板にも適応可能である。
ロッドレンズアレイ原板１を切断して得られたロッドレンズアレイは両端面を光軸に垂直に切削および／または研磨することにより、所望のレンズ長で端面が鏡面であるロッドレンズアレイが製造される。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
（実施例）
基板材として、長さ２５０ｍｍ、幅１７０ｍｍ、厚さ０．４２ｍｍの黒色ベークライト板を、接着剤の材料として湿気硬化型接着剤（積水化学社製、エスダイン（商品名））を使用した。接着剤を、接着剤塗布装置１０の接着剤投入ポット１２へ投入し、ポット内にエアーを封入し約１００℃、０．３ＭＰａに加圧保持し、接着剤投入ポット１２に連通した接着剤吐出ノズル１６より吐出圧０．３ＭＰａでシムの形状を１回塗布につき５本塗布する構造とし、幅４ｍｍ、接着剤間の隙間１．５ｍｍ、長さ２４２ｍｍ、厚さ（Ｚ１１）４８〜５１μｍの帯状の第１接着剤を５．５ｍｍピッチで６回、計３０本ロッドレンズを固定する第１基板２の表面に直接塗布した。

接着剤吐出ノズル１６は、図３に示した口金部材２６、２８間に厚さ２００μｍのシム２０を配置し、口金部材２８の先端を口金部材２６の先端よりも７０μｍ突出させた構造（ｈ１＝７０μｍ）とし、図４に示したように基板２（４）に口金部材２８の先端が当接するように設置した。シム２０の幅ｄ１は２００μｍであり、塗布装置の基板への第１接着剤塗布速度は１００ｍｍ／ｓｅｃとした。
実施例の第１接着剤の塗布ムラ（バラツキ）は±２μｍ以内であり、接着剤が高精度に塗布できていた。

次に、ロッドレンズ６を配列プレート（溝付平板）に吸引を行いながら多数本平行に配列し仮留めした。本実施例では、ロッドレンズ材として、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、直径０．３５ｍｍ、長さ１６６ｍｍ、中心屈折率１．４９７、屈折率分布定数０．８６５ｍｍ^-1のプラスチック製ロッドレンズを使用した。

第１接着剤を塗布した第１基板２を溝付平板に多数本平行に配列したロッドレンズ６の下方へ配置し、プレスを行ってロッドレンズ６を第１基板２へ移し取った。移し取った後の第１接着剤の厚み（Ｚ１２）は１８０〜２３５μｍであった。プレスは、温度は７５℃にて１分間、続いて２０℃にて１分間、行った。プレス面には、ロッドレンズを多数配列するための溝付平板の破損防止と、全面均一プレスするため、弾力性のある材質で構成されている。

本実施例では、プレス面を適度な弾力性を持ったシリコンゴムで形成した。プレス終了後、基板に固定された多数本平行に配列したロッドレンズを１２時間養生硬化した。

次に、他方の第２基板４の表面に、接着剤投入ポット１２に連通し１回に５本の帯状の塗布が可能なシムを備えた接着剤吐出ノズル１６より、第２接着剤を吐出圧０．３ＭＰａで吐出させ、幅１ｍｍ、ピッチ５．５ｍｍ（第２接着剤間の隙間４．５ｍｍ）、長さ２４２ｍｍ、厚さ２４３〜２４７μｍの帯状に、６回、計３０本、直接、塗布した。

接着剤吐出ノズル１６は、図３に示したように口金部材２６、２８間に厚さ２００μｍのシム２０を配置し、口金部材２８の先端を口金部材２６の先端よりも３００μｍ突出させた構造（ｈ１＝３００μｍ）とし、図４に示したように基板２（４）に口金部材２８の先端が当接するように設置した。シム２０の幅ｄ１は２００μｍであり、塗布装置の基板への第２接着剤塗布速度は１００ｍｍ／ｓｅｃとした。

このように接着剤を狭い幅で塗布する場合、吐出圧、粘度等によっては、接着剤の塗布不良が発生するため、光電センサによる塗布不良の検知を行い、塗布不良による歩留低下を防ぐ構造とした。この塗布不良検知は、光電センサに限定されるものではなく、ＣＣＤカメラ等を用いてもよい。また、第１基板２への塗布のように、幅が広い塗布にも適用可能である。

養生硬化して固定された多数のロッドレンズ６が付着した第１基板２を、上述のように一方の表面に第２接着剤が帯状に塗布された第２基板４と貼り合わせて第１接着剤と第２接着剤を接触させ、同様の条件にてプレスし、ロッドレンズアレイ原板１を作製し、さらに２４時間養生硬化を行った。
次いで、このロッドレンズアレイ原板１をロッドレンズ６に直交する方向に、５．５ｍｍピッチで第１および第２接着剤が塗布された位置で双方の接着剤に沿って切断し、切断したロッドレンズアレイ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。

そして、このように製造したロッドレンズアレイの解像度を示すＭＴＦを測定した。
図１１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４０、波長フィルタ４２、拡散板４４、格子（テストチャート）４６、ＣＣＤラインセンサ４８等から構成される。
格子４６とＣＣＤラインセンサ４８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４６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４６とＣＣＤラインセンサ４８との間に、ロッドレンズアレイ５０を設置する。そして、結像面に設置したＣＣＤラインセンサ４８によって、格子４６の画像の光量を測定し、図１２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を下記の式により求めた。
ＭＴＦ（％）＝（（ｉＭＡＸ−ｉＭＩＮ）／（ｉＭＡＸ＋ｉＭＩＮ））×１００
その結果を表１に示す。

表１

表１から明らかなように、得られたロッドレンズアレイは、ロッドレンズの配列精度が高く、ＭＴＦが高く、そのバラツキも小さいものであった。なお、表において、ＭＴＦＣ．Ｖ．はＭＴＦのバラツキの指標となるものであり、ＭＴＦの標準偏差／ＭＴＦの平均値である。

図１３に、作製したロッドレンズアレイ５０の断面写真を示す。基板２、４間にロッドレンズ６が接着剤３０、３６によって接着固定されており、接着剤３０は第１基板２に塗布した接着剤であり、接着剤３６は第２基板４に塗布した接着剤である。なお、断面写真のロッドレンズアレイでは、基板２、４のそれぞれに塗布した接着剤を区別できるように、第１基板２側と第２基板４側とで、異なった色の接着剤を使用した。

図１３より、第１基板２側の接着剤３０が、ロッドレンズ６の半径を以上の高さ位置まで充填され、且つロッドレンズの配列精度も良いことがわかる。
さらに、顕微鏡を用いて、作製したロッドレンズアレイの断面の表面において接着剤層中に存在する空気溜りの個数を調査した。空気溜りが接着してあるロッドレンズ両側にかかっている場合は、大、その他は小とした。その結果を表２に示す。

表２

（比較例）
次に、比較例について説明する。
表２のように接着剤を塗布した以外は実施例と同様の方法でロッドレンズアレイを作製した。接着剤塗布装置１０で使用するシムの形状を１回塗布につき５本塗布する構造とし、幅４．５ｍｍ、長さ２４２ｍｍ、厚さ４８〜５１μｍの帯状の接着剤を５．５ｍｍピッチで６回、計３０本ロッドレンズを固定する第１および第２基板２、４それぞれに、塗布してロッドレンズアレイを作成した。そのロッドレンズアレイを実施例と同じ方法にてＭＴＦの測定を行った。その結果を表１に示す。

表１より、得られたロッドレンズアレイは、ロッドレンズの配列精度が高く、ＭＴＦが高く、そのバラツキも小さいものであった。
また、第２塗布工程の接着剤の幅Ｓ２および厚みＷ３を表２のように変えた以外は実施例と同様に作製したロッドレンズアレイ断面の表面において顕微鏡観察にて、接着剤層にある空気溜りの個数を調査した。その結果を表２に示す。

このように、接着剤の塗布形状を変更しない場合では、空気溜りの個数が数倍であり、大きな空気溜りが多数あった。

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原板を示す概略的な斜視図である。本実施形態の接着剤塗布装置の構成を概略的に示す側面図である。接着剤吐出ノズルの分解斜視図である。図２の接着剤塗布装置の吐出ノズルの拡大した断面図である。第１塗布工程によって第１基板の表面に塗布された第１接着剤の状態を模式的に示す斜視図である。接着剤を塗布した第１基板の表面に直径Ｄのロッドレンズを押しつけて付着させたとき、ロッドレンズの直径と第１接着剤の厚さの関係を示す模式的な断面図である。接着剤の厚さの計算方法を説明するための図面である。ロッドレンズが配列プレートのレンズ整列溝内に収容される状態を示す模式的な斜視図である。第２塗布工程によって第２基板の表面に塗布された第２接着剤の状態を模式的に示す斜視図である。本発明の好ましい実施形態の概略断面図である。ＭＴＦの測定装置の構成を示す図面である。図９の測定装置のＣＣＤラインセンサで測定した測定光量の最大値（ｉＭＡＸ）と最小値（ｉＭＩＮ）を示す図面である。実施例のロッドレンズアレイの断面写真である。

符号の説明

２：第１基板
４：第２基板
６：ロッドレンズ
８：接着剤層
３０：第１接着剤
３４：配列プレート
３６：第２接着剤

Claims

光伝送体アレイの製造方法であって、
前記光伝送体アレイは、直径Ｄ[ｍｍ]、長さＬ[ｍｍ]の円柱状の光伝送体が複数、２枚の基板間に並列配置されてなり、
前記製造方法は、光伝送体アレイ原板の製造工程と切断工程を有し、
前記光伝送体アレイ原板の製造工程は、第１塗布工程、第１プレス工程、第２塗布工程、第２プレス工程を有し、直径Ｄ[ｍｍ]、長さＬ１[ｍｍ] （ただし、Ｌ１＞Ｌ）の複数の光伝送体が、２枚の基板間に並列配置されて接着剤で固定された光伝送体アレイ原板を得る工程であって、
前記第１塗布工程は、第１接着剤を厚さＺ１１で第１基板の表面に塗布し、
前記第１プレス工程は、複数の光伝送体を、先ず配列プレートに並列配置し、次いで前記第１基板上の第１接着剤に押しつけて、前記第１基板に付着させ、
前記第２塗布工程は、第２基板の表面に、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下の幅Ｗ２で、ピッチＰで、０．５Ｄ以上Ｄ以下の厚さＺ２で、第２接着剤を複数の帯状に塗布し、
第２プレス工程は、前記第２基板の第２接着剤が塗布された側と、前記第１基板の前記光伝送体が付着された側とを重ね合わせて押し付ける工程であって、前記第２接着剤の延びる方向と前記光伝送体の長手方向とを直交させ、
前記切断工程は、前記光伝送体アレイ原板を、前記光伝送体の長手方向と垂直にピッチＰ[ｍｍ]で切断する、
ことを特徴とする光伝送体アレイの製造方法。
前記第１塗布工程において、前記厚さＺ１１が、以下の式で表される基準厚さＺ₅₀[ｍｍ]の１．１倍以上２倍以下である、

請求項１に記載の光伝送体アレイの製造方法。
前記第１塗布工程において、前記第１接着剤を、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下の隙間Ｓ１[ｍｍ]で、ピッチＰで、複数の帯状に塗布し、かつ前記Ｚ１１を以下の式で表される基準厚さＺ₅₀の１．１倍以上２倍とし
前記第１プレス工程において、前記光伝送体の長手方向と前記第１接着剤の延びる方向とを直交させる、

請求項１に記載の光伝送体アレイの製造方法。
前記切断工程は、帯状に塗布された前記第２接着剤を分断する、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光伝送体アレイの製造方法。
前記第２プレス工程では、前記第１接着剤と第２接着剤が、それぞれのセンター位置同士で接触するように、前記第１基板と第２基板とが重ね合わせて押し付けられる、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光伝送体アレイの製造方法。