JP5197796B2

JP5197796B2 - ロッドレンズアレイ製造方法

Info

Publication number: JP5197796B2
Application number: JP2011103975A
Authority: JP
Inventors: 芳彦星出; 憲史廣田; 雄二松原; 敬佐伯; 健二八木; 伸二掛
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2011-05-09
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2024-11-12
Also published as: JP2011186490A

Description

本発明は、ロッドレンズアレイ製造方法に関し、より詳細には、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ロッドレンズアレイ製造方法に関する。

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ロッドレンズが知られている。このようなロッドレンズは、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。

このようなロッドレンズアレイの製造方法として、例えば、ロッドレンズが収まる多数の浅溝が一定間隔で平行に形成された型部材上にロッドレンズを配列し、型部材上に配列されたロッドレンズの上方に樹脂シートと第１の基板とを配置して樹脂シートを粘稠にした状態で上方から加圧することにより、ロッドレンズを樹脂シートに半埋設状態として型部材から第１の基板に転写してロッドレンズ配列体とし、さらに、このロッドレンズ配列体を反転させて、その上方に樹脂シートと第２の基板とを配置し、樹脂シートを粘稠にした状態で上方から加圧することにより、ロッドレンズを樹脂シートに完全埋設状態とすることによって、第１および第２の基板間にロッドレンズを樹脂で固定するロッドレンズアレイ製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−９０１０５号公報

また、近年、普及してきている細径のロッドレンズを使用したロッドレンズアレイ（光伝送体アレイ）では基板材として樹脂板が用いられるが、樹脂製の基板を使用した場合、基板と樹脂シートの間にエアー溜りが形成され易く、また、樹脂シートの硬化工程で製品にソリが多発し、最終歩留が悪化するという問題がある。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、特に細径のロッドレンズを用いたロッドレンズアレイを、低コストで高精度に作製する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、樹脂製の基板は表面が平坦ではなく、表面に凹み部が存在しているため、型部材上に配列されたロッドレンズの上方に樹脂シートと基板を配置した状態で上方から加圧し、ロッドレンズを樹脂シートに半埋設状態にしようとすると、この凹み部にエアー溜りが形成されることを見出した。

そして、基板とロッドレンズを一体化させる接着剤として樹脂シートに代えて接着剤を使用し、接着剤が塗布された基板を接着剤塗布面が上方に向くように配置し、且つその上方にロッドレンズを配置した状態で、基板を下方からロッドレンズに押圧することにより、エアー溜まりの発生が防止でき、また、接着剤の硬化応力による製品のソリも低減できることを見出して本発明をなしたものである。

本発明によれば、
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ロッドレンズアレイの製造方法であって、
長手方向軸線に沿った回転機能を有する四角柱状の金属製のプレス上盤であって、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が基板材取付け面とされ、他の一対の表面がロッドレンズ材配列面とされているプレス上盤の一方の基板材取付け面を上方に向け該基板材取付け面に一の基板材を仮留めする工程と、
前記プレス上盤を９０度回転させ、一方のロッドレンズ材配列面を上方に向け該ロッドレンズ配列面に複数のロッドレンズを並列配置して仮留めする工程と、
前記プレス上盤をさらに９０度回転させ、前記基板材が仮留めされた基板材取付け面を下方に向け、該基板材を前記プレス上盤の下方に配置されたプレス下盤に移動させる工程と、
該プレス下盤に移動させられた基板材の上面に接着剤を塗布する工程と、
前記プレス上盤をさらに９０度回転させ、複数のロッドレンズが仮留めされたロッドレンズ材配列面を下方に向け、前記プレス下盤上に配置された前記基板材を前記プレス上盤に仮留めされたロッドレンズに押圧して、前記基板材と前記ロッドレンズとを接着させ、ロッドレンズ材が基板材の一方の面に接着されたロッドアレイ部品を形成する工程と、を備えたロッドレンズアレイ部品製造プロセスを含む、
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、上方の面に接着剤が塗布された基板を下方から、ロッドレンズに押圧する構成であるので、基板に凹部がある場合であっても、エアー溜まりが形成されにくく、また、接着剤の硬化応力によるソリが低減でき歩留まりが向上する。また、接着剤が基板の上面に塗布されているため、接着剤のたれ落ちが起こりにくく、低粘度の接着剤を使用することができる。

本発明の他の好ましい態様によれば、
ロッドレンズアレイ部品製造プロセスに引き続き、
前記プレス上盤の一方の基板材取付け面を上方に向け該基板材取付け面に他方の基板材を仮留めする工程と、
前記プレス上盤を１８０度回転させ、前記他方の基板材が仮留めされた一方の基板材取付け面を下方に向け、該基板材を前記プレス上盤の下方に配置されたプレス下盤に移動させる工程と、
該プレス下盤に移動させられた前記他方の基板材の上面に接着剤を塗布する工程と、
上方を向いた前記他方の基板材取付け面に、前記ロッドレンズアレイ部品を前記基板材が他方の基板材取付け面に接する状態で、仮留めする工程と、
前記プレス上盤を１８０度回転させ、前記他方の基板材取付け面を下方に向け、前記他方の基板材取付け面に仮留めされた前記ロッドレンズアレイ部品のロッドレンズ材を、前記プレス下盤に仮留めされ上面に接着剤が塗布された他方の基板材に押圧して前記ロッドレンズ材と前記他方の基板材を接着させ、２枚の基板材間にロッドレンズ材が配置された構造体を形成する工程と、を備えている。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記ロッドレンズの仮留めが、プレス上盤のロッドレンズ配列面に形成された複数の配列溝に前記ロッドレンズを配置し、該ロッドレンズを細孔から吸引することによって行われる。

このような構成によれば、特に細径のロッドレンズを用いたロッドレンズアレイを、低コストで高精度に作製する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るロッドレンズアレイの一部分の概略的な斜視図である。本発明の実施形態の製造方法で用いるロッドレンズアレイ原板製造装置の構成を模式的に示す斜視図である。本発明の実施形態のロッドレンズアレイ製造方法を説明する図面である。本発明の実施形態のロッドレンズアレイ製造方法を説明する図面である。本発明の実施形態のロッドレンズアレイ製造方法を説明する図面である。本発明の実施形態のロッドレンズアレイ製造方法を説明する図面である。本発明の実施形態のロッドレンズアレイ製造方法を説明する図面である。本発明の実施形態のロッドレンズアレイ製造方法を説明する図面である。本発明の実施形態のロッドレンズアレイ製造方法を説明する図面である。本発明の実施形態のロッドレンズアレイ製造方法を説明する図面である。本発明の実施形態のロッドレンズアレイ製造方法を説明する図面である。本発明の実施例で用いた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。本発明の実施例で用いたロッドレンズアレイのソリの測定装置の概略構成図である。

本発明の好ましい実施形態のロッドレンズアレイ（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の一部分を示す概略的な斜視図である。

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、２枚の基板２、４の間に、円筒状のロッドレンズ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。
ロッドレンズ６は円柱形状を有し、並列状態で配置されている。ロッドレンズ６は、その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（ＧＩ）型のプラスチック製またはガラス製のロッドレンズである。

ロッドレンズを構成す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、内部に充填する接着剤８の選択が難しくなる。

具体的には、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。本実施形態のロッドレンズアレイ製造方法は、直径０．１ｍｍから０．７ｍｍの範囲のロッドレンズを用いたロッドレンズアレイの製造に適している。
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溝２４ピッチは、配列するロッドレンズ材の平均直径より１０μｍ〜２０μｍ大きい値に設定されている。したがって、ロッドレンズ材配列面１６、１８上に配列された各ロッドレンズ材の間に１０μｍ〜２０μｍの間隙が形成される。そして、この間隙に接着剤が充填され、各ロッドレンズ６は、最終製品のロッドレンズアレイ１内で、厚さ（幅）１０μｍ〜２０μｍの硬化した接着剤を介して固定されることになる。

ロッドレンズ材配列溝ピッチを、ロッドレンズ材の平均直径より１０μｍ以上大きな値とすることにより、ロッドレンズ材配列面１６、１８上に配列されたロッドレンズ材の間隙を１０μｍ以上にでき、ロッドレンズ材間への接着剤充填不良が発生しにくくなる。一方、溝ピッチを、ロッドレンズ材の平均直径より２０μｍ大きな値以下とすることにより配列斑を発生しにくくするとともに、一定区間内に配置されるロッドレンズの数を確保でき、ロッドレンズアレイとして一定以上の光量を確保することができる。このため、溝ピッチは、上述した範囲の値に設定されている。前記溝ピッチはロッドレンズ剤の平均直径より１０μm大きい値以上１５μm大きい値以下とすることがより好ましい。

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。

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、図３ないし図１１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１１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の一方の側に第１の基板材を接着して中間製品であるロッドレンズアレイ部品を製作（１次工程）し、次いで、ロッドレンズアレイ部品にロッドレンズ材の第２の基板材を接着して、図１に示すロッドレンズアレイが連続している状態であるロッドレンズアレイ原板を製作（２次工程）し、さらに、板状のロッドレンズアレイ原板を、ロッドレンズアレイ材の軸線に直交する方向に切断して、図１に示されているようなロッドレンズアレイを得る。

＜１次工程＞
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となる基板材４２を基板材取付け面１２上に配置し、さらに、真空吸引装置によって、基板材取付け面１２の真空吸引孔２０から吸引を行い、基板材４２を基板材取付け面１２に吸着させる。本実施形態では、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使用する。このベークライト製の基板材４２は、反り等を防止するため、使用時まで恒温恒湿室内で５ｋｇｗの重しを載せて静置して保管した。

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、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、真空吸引装置によってロッドレンズ材配列面１８のロッドレンズ材吸引溝２６から吸引を行いながら、全てのロッドレンズ材配列溝２４内にロッドレンズ材４４を配置し、ロッドレンズ材４４をロッドレンズ材配列面１８上に並列状態で吸着させる。

本実施形態では、ロッドレンズ材４４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材を６４５本配列した。また、配列溝ピッチは、０．３６５ｍｍに設定した。

次に、プレス上盤１０を、矢印Ａ方向に更に９０度回転させて、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、基板材４２をプレス上盤１０からプレス下盤３２上の所定位置に移動させる。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に吸着されている基板材４２の上面に接着剤４６を塗布し、その後、プレス下盤３２および吸着されている基板材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。

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セキスイ製）を使用した。また、本実施形態では、接着剤４６は、５．５ｍｍの塗布ピッチ、４．５ｍｍの塗布幅、厚さ４９μｍで、１ｍｍの間隔をあけ、帯状に、３０条（図示は４条）塗布される。塗布方法は、特に限定されるものではないが、接着剤を塗布厚さ精度４９μｍ±１．５μｍで塗布できる方法が特に好ましい。また、帯状の塗布される接着剤４６の間隔は、１ｍｍ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。０．５ｍｍ以上とすることで接着剤の「逃げ代」を十分に確保でき、２ｍｍ以下とすることで、切断する位置が多少ずれたとしても、アレイ表面への未充填部分の露出を抑制できる。塗布される接着剤の厚みは、エアー溜り及び配列斑を抑制する点でロッドレンズの半径の１／１０〜１／２が好ましく、１／５〜１／２がより好ましい。
一方、プレス上盤１０の上方に向いている基板材取付け面１４には、切断後に第２の基板となる基板材４８が吸着される（図６）。

次に、プレス上盤１０を矢印Ａ方向に更に９０度回転させて、基板材４８が吸着されている基板材取付け面１４が側方に、ロッドレンズ材４４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が塗布されている基板材４２を吸着しているプレス下盤３２を上昇させ、プレス下盤３２上の基板材４２の接着剤４６が塗布されている上面を、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に押圧し密着させ（図７）、ロッドレンズ材４４に基板材４２を接着する。
この時、プレス下盤３２を５０℃〜１００℃に加温しておき、基板材４２に塗布された接着剤４６を適正な粘度にして、ロッドレンズ材４４と基板材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。更に好ましくは、０．２５ＭＰａ／ｃｍ²〜０．４ＭＰａ／ｃｍ²の範囲がよい。

また、この状態で、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７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５０をロッドレンズ材配列面１６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５０を配置する。このとき、真空吸引装置によって、ロッドレンズ材配列面１６の真空吸引溝２６から吸引しておき、ロッドレンズ材５０をロッドレンズ材配列面１６上に並列状態で吸着させておく。なお、ロッドレンズ材５０は、ロッドレンズ材４４と同じものである。
次に、プレス下盤３２の真空吸引を停止した後、プレス下盤３２を下降させる。このとき基板材４２は、ロッドレンズ材４４に接着されているので、ロッドレンズ材４４を介してプレス上盤１０側に付着されている。

次いで、プレス上盤１０を矢印Ａ方向にさらに９０度回転させ、ロッドレンズ材配列面１６、１８が側方に、基板材取付け面１４が下方を向くように配置する。次いで、プレス下盤３２を上昇させ、真空吸引の切り換えによりプレス上盤１０の基板材取付け面１４に吸着されていた基板材４８をプレス下盤３２に移動させ、この基板材４８の上面に接着剤５２を塗布する。なお、接着剤５２として、上述した接着剤４６と同じものを使用し、基板材４２に塗布したのと同様に基板材４８に塗布する。この工程は、図６に沿って説明した工程と同様の作業による。さらに、プレス上盤１０の上方を向いている基板材取付け面１２には、別の基板材５４を吸着させる（図８）。

次に、プレス上盤１０を、矢印Ａ方向にさらに９０度回転させて、図９に示すように、接着剤で基板材４２が接着されたロッドレンズ材４４の列が吸着されているロッドレンズ材配列面１８が上方に、また、ロッドレンズ材５０が吸着されているロッドレンズ材配列面１６が下方に向くように配置する。

この状態で、プレス下盤３２を上昇させプレス上盤１０に向けて押圧し、プレス下盤３２に吸着されている基板材４８を、プレス上盤１０のロッドレンズ材配列面１６に吸着されているロッドレンズ材５０に接着剤５２で接着する。
一方、このプレス作業中に、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の真空吸引を停止して、ロッドレンズ材配列面１８から、接着剤４６で一体化されたロッドレンズ材４４と基板材４２とから成るロッドレンズアレイ部品５６を取り外す。この時、ホットメルトタイプである接着剤４６は、十分冷却されているので、ロッドレンズ材４４の配列は乱されない。

取り外されたロッドレンズアレイ部品５６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の環境下に放置して、接着剤４６を十分に硬化させるのが良い。

＜２次工程＞
次いで、ロッドレンズアレイ部品５６からロッドレンズアレイ原板を製造する２次工程を説明する。まず、図３ないし図６に沿って説明した工程と同様に、プレス下盤３２に基板材５８を吸着させこの基板材に接着剤６０を塗布する。

すなわち、まず、プレス上盤１０を基板材取付け面１２を上方に向けて配置し、切断後に第２基板４となる基板材５８を基板材取付け面１２に吸着する。次いで、プレス上盤１０を、シャフト２８を中心に矢印Ａ方向に１８０度回転させ、基板材５８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の真下に配置されているプレス下盤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に吸着されている基板材５８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、基板材５８をプレス上盤１０からプレス下盤３２上の所定位置に移動させる。さらに、プレス下盤３２を降下させる。

次に、プレス下盤３２および吸着されている基板材５８をリニアガイド３８に沿って矢印Ｂ方向に移動させてプレス上盤１０の真下からずれた位置に配置し、基板材５８の上面に接着剤６０を塗布し、次いで、プレス下盤３２および吸着されている基板材５８をリニアガイド３８に沿って矢印Ｃ方向に移動させてプレス上盤１０の真下の位置に戻す。なお、接着剤６０として、上述した接着剤４６と同じものを使用し、厚さを４５μmとした以外は基板材４２に塗布したのと同様に基板材５８に塗布する。

次いで、図１０に示すように、上方に向けられたプレス上盤１０の基板材取付け面１４に、一次工程で製作され接着剤硬化が完了したロッドレンズアレイ部品５６を、基板材４２が下方に向けられた状態で吸着させる。次いで、図１１に示すようにプレス上盤１０を１８０度回転させ、ロッドレンズアレイ部品５６のロッドレンズ材４４が下方を向くように配置し、さらに、プレス上盤１０の真下に配置されているプレス下盤３２を上昇させ、プレス下盤３２に吸着されている基板材５８をロッドレンズ材４４に密着させ、基板材５８を接着剤６０によってロッドレンズ材４４に接着する。

このとき、基板材５８に塗布された接着剤６０およびプレス下盤３２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／ｃｍ²〜０．５ＭＰａ／ｃｍ²の範囲が好ましい。更に好ましくは、０．２５ＭＰａ／ｃｍ²〜０．４ＭＰａ／ｃｍ²の範囲がよい。この結果、ロッドレンズ材４４と基板材５８との隙間が無くなり、これらが完全に密着させられる。その後、プレス下盤３２の温度を２０℃まで下げ、接着剤６０を冷却する。

ロッドレンズ、接着剤、基板材には、各々、レンズ直径斑、塗布厚さ斑、基板厚さ斑が存在する。このため、基板材全面に接着剤を塗布、若しくは接着機能を有する樹脂シートを配置すると、接着剤若しくは樹脂シートの厚さが薄い場合には凹み部分にエアー溜りが発生し、また厚い場合には凸部分からは余剰分が、はみ出して工程不良を引き起こし、歩留を悪化させてしまう。
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、１ｍｍの間隙が余剰分の「にげ代」となり、エアー溜りの発生が抑制され工程も安定する。また、１次工程のロッドレンズアレイ部品中の接着剤は硬化が完了しているので、再加熱されてもレンズ配列の乱れは生じない。

このようにして得られたロッドレンズアレイ原板は、５．３ｍｍ（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、接着剤を完全に硬化させることが好ましい。この時、ロッドレンズアレイ内部では接着剤の「にげ代」が機能し、硬化応力が分断されソリの発生を抑制できる。

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では、最大で０．８ｍｍ程度の接着剤未充填部分が存在する場合もある。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作製した。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枚のロッドレンズアレイ原板から、２９本のロッドレンズアレイを作製した。

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

本発明は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事項の範囲内で種々の変更又は変形が可能である。
例えば、上記実施形態は、内部にロッドレンズが1列（１段）になって配置されたロッドレンズアレイの製造方法であったが、本発明は、基板間にロッドレンズが２列以上（多段構造）になって配列されたロッドレンズアレイの製造にも適用可能である。

例えば、２段構造のロッドレンズアレイの製造では、まず、上述した１段構造のロッドレンズアレイの製造方法と同様に、基板材をプレス上盤１０の基板材取付け面１２に吸着させた後、プレス上盤１０のロッドレンズ材配列面１２に第１段目のロッドレンズを配列して、図４に示す状態とする。さらに、第１段目のロッドレンズ材の配列体上に複数のロッドレンズ材を密接状態で並列配置して敷き詰める。このとき、第２段目のロッドレンズ材は、第１段目のロッドレンズ材の配列体に対して俵積み状になるよう配置される。第２段目のロッドレンズ材は、第１段目のロッドレンズ材の間の微細な隙間から吸引され、ロッドレンズ材配列面１２に吸着される。

さらに、上述した１段構造のロッドレンズアレイ製造方法と同様に、基板材をプレス下盤３２に転写し、基板材の上面に接着剤を多条塗布する。このとき、接着剤の厚さは、７５μｍとする。
さらに、上述した１段構造のロッドレンズアレイの製造方法と同様に、プレス下盤３２を上昇させ、基板材をプレス上盤１０に吸着されている２段のロッドレンズ材に押圧する。プレス条件は、上述した１段構造のロッドレンズアレイの製造方法と同様とする。

この時、接着剤は、まず、基板材と第２段目のロッドレンズ間に充填され、次いで、第２段目のロッドレンズ間の微細な隙間をすり抜け第１段目のロッドレンズまで到達し、基板と第２段目及び第１段目のロッドレンズ間を完全に充填する。

このようにして得られた２段構造のロッドレンズアレイ部品も、１段構造のロッドレンズアレイ部品と同様に、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の環境に放置され、接着剤が硬化させられる。
その後、上述した１段構造のロッドレンズアレイ製造方法と同様の工程を経て、ロッドレンズアレイとされる。

上記実施形態では、基板材取付け面とロッドレンズ材配列面とが交互に隣接して配置されたプレス上盤を使用したが、全面がロッドレンズ材配列面であるプレス上盤を使用し、基板材のプレス下盤への供給は、他の手段で行う構成でもよい。このような構成によれば、三角柱、五角柱等の奇数の角柱状のプレス上盤を使用することも可能となる。

また、上記実施形態では、同一のプレス下盤で加熱、冷却を行う構成であるが、加熱用プレス下盤と冷却用プレス下盤とを準備し、接着剤の加熱と冷却とを別々のプレス下盤で行い、プレス下盤の温度変更に要する時間を削り、処理時間を短縮する構成でもよい。即ち、加熱用プレス下盤で接着剤等を加熱しながらプレスを行い、このプレス完了後に、加熱用プレス下盤によるプレスを解除して加熱用プレス下盤を別の場所に移動させ、次いで、冷却用プレス盤で基板材等を冷却しながらプレスを行い、接着剤を冷却硬化させる構成でも良い。

上記実施形態では、ロッドレンズアレイ部品５６を作製する１次工程と、ロッドレンズアレイ原板を製造する2次工程を同じ装置を用いる構成であるが、各工程別に専用装置を用いる構成にすれば、生産性は更に向上する。この場合、２次工程のプレス上盤は、ロッドレンズを配列する必要がないので、基板材を吸着する複数の真空吸引孔を配置した平坦面のみから構成されたものでよく、対向する２つの主表面を基板材取り付け面とする板状体で構成したものでもよい。

次に、本発明の一実施形態の製造方法によって作製した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６０、波長フィルタ６２、拡散板６４、格子（テストチャート）６６、及びＣＣＤラインセンサ６８から構成される。また、格子６６とＣＣＤラインセンサ６８とは、ロッドレンズの所定の共役長だけ離れている。また、本実施例では、空間周波数１２（ラインペア（Ｌｐ）／ｍｍ）の格子６６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ラインとし、１ｍｍ幅中のライン数を示す。測定対象のロッドレンズアレイ１は、格子６６とＣＣＤラインセンサ６８の間に配置される。

結像面に設置したＣＣＤラインセンサ６８によって、格子６６の画像の光量を測定し、図１３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

次に、本発明の一実施形態の製造方法によって作製したロッドレンズアレイの評価に用いたソリ測定装置について説明する。
図１４にソリ測定装置の構成を示す。このソリ測定装置は、レーザ変位計７０（例えば、キーエンス社製LK−０８５）から測定用レーザ光７２を、測定対象のロッドレンズアレイ１の基板２に照射することによって、ロッドレンズアレイ１のソリ（δ）を検出する。詳細には、矢印Ｄで示される、ロッドレンズアレイ１のロッドレンズ６が延びる方向に直交する方向に沿って、ロッドレンズアレイ１の基板２の表面を測定用レーザ光７２で走査し、得られたデータを、データ収集器７４（例えば、NR−２０００）で処理することにより、ロッドレンズアレイ１のソリδを測定する。

（実施例１）
本発明の一実施形態の製造方法によって作製した１段構造のロッドレンズアレイの測定結果、及びＭＴＦ＝６５％以上、ソリ０．５ｍｍ以内の歩留を以下に示す。
格子精度（空間周波数）＝１２Ｌｐ／ｍｍ
測定波長＝５２５ｎｍ
ＭＴＦ＝７８．０％
歩留＝８９．０％
ソリ歩留＝９９．６％

（実施例２）
本発明の一実施形態の製造方法によって作製した２段構造のロッドレンズアレイの測定結果、及びＭＴＦ＝６５％以上、ソリ０．５ｍｍ以内の歩留を以下に示す。
格子精度（空間周波数）＝１２Ｌｐ／ｍｍ
測定波長＝５２５ｎｍ
ＭＴＦ＝７９．２％
ＭＴＦ歩留＝９１．２％
ソリ歩留＝９９．０％

（比較例）
次に比較例について説明する。
特開平９−９０１０５号公報に示された製造方法でロッドレンズアレイを作製した。但し、ロッドレンズ材は、前記実施例と同一材料を使用した。また、前記公報記載の樹脂シートに替えて、前記実施例と同一の接着剤を使用し、塗布方法は、基板全面に一様に塗布した。また、基板はレンズ面に上方から配置し、同様に上方からプレスした。この製造方法で作製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、ソリ０．５ｍｍ以内の歩留を以下に示す。

格子精度（空間周波数）＝１２Ｌｐ／ｍｍ
測定波長＝５２５ｎｍ
ＭＴＦ＝６９．４％
ＭＴＦ歩留＝２５．２％
ソリ歩留＝７６．３％

比較例として作製したロッドレンズアレイには、基板とレンズ間、若しくはレンズ間に、接着剤の未充填部分が数多く見受けられ、配列乱れが発生し、最終的にソリの発生も多く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。

１：ロッドレンズアレイ
２、４：基板
６：ロッドレンズ
８：接着剤
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
２０：真空吸引孔
２２：リブ
２４：ロッドレンズ材配列溝
２６：真空吸引溝
２８：シャフト
３０：管路
３２：プレス下盤
３４：プレス下盤上面
３６：プレス下盤真空吸引溝
３８：リニアガイド
４０：移動ステージ
４２、４８、５４、５８：基板材
４４、５０：ロッドレンズ材
４６，５２，６０：接着剤
５６：ロッドレンズアレイ部品

Claims

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ロッドレンズアレイの製造方法であって、
長手方向軸線に沿った回転機能を有する四角柱状の金属製のプレス上盤であって、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が基板材取付け面とされ、他の一対の表面がロッドレンズ材配列面とされているプレス上盤の一方の基板材取付け面を上方に向け該基板材取付け面に一の基板材を仮留めする工程と、
前記プレス上盤を９０度回転させ、一方のロッドレンズ材配列面を上方に向け該ロッドレンズ配列面に複数のロッドレンズを並列配置して仮留めする工程と、
前記プレス上盤をさらに９０度回転させ、前記基板材が仮留めされた基板材取付け面を下方に向け、該基板材を前記プレス上盤の下方に配置されたプレス下盤に移動させる工程と、
該プレス下盤に移動させられた基板材の上面に接着剤を塗布する工程と、
前記プレス上盤をさらに９０度回転させ、複数のロッドレンズが仮留めされたロッドレンズ材配列面を下方に向け、前記プレス下盤上に配置された前記基板材を前記プレス上盤に仮留めされたロッドレンズに押圧して、前記基板材と前記ロッドレンズとを接着させ、ロッドレンズ材が基板材の一方の面に接着されたロッドレンズアレイ部品を形成する工程と、を備えたロッドレンズアレイ部品製造プロセスを含む、
ことを特徴とするロッドレンズアレイ製造方法。
ロッドレンズアレイ部品製造プロセスに引き続き、
前記プレス上盤の一方の基板材取付け面を上方に向け該基板材取付け面に他方の基板材を仮留めする工程と、
前記プレス上盤を１８０度回転させ、前記他方の基板材が仮留めされた一方の基板材取付け面を下方に向け、該基板材を前記プレス上盤の下方に配置されたプレス下盤に移動させる工程と、
該プレス下盤に移動させられた前記他方の基板材の上面に接着剤を塗布する工程と、
上方を向いた前記他方の基板材取付け面に、前記ロッドレンズアレイ部品を前記基板材が他方の基板材取付け面に接する状態で、仮留めする工程と、
前記プレス上盤を１８０度回転させ、前記他方の基板材取付け面を下方に向け、前記他方の基板材取付け面に仮留めされた前記ロッドレンズアレイ部品のロッドレンズ材を、前記プレス下盤に仮留めされ上面に接着剤が塗布された他方の基板材に押圧して前記ロッドレンズ材と前記他方の基板材を接着させ、２枚の基板材間にロッドレンズ材が配置された構造体を形成する工程と、を備えている、
請求項１に記載のロッドレンズアレイ製造方法。
前記ロッドレンズの仮留めが、プレス上盤のロッドレンズ配列面に形成された複数の配列溝に前記ロッドレンズを配置し、該ロッドレンズを細孔から吸引することによって行われる、
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。