JP5863146B2 - ロッドレンズアレイの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ロッドレンズアレイの製造方法に関し、より詳細には、２枚の基板間に多数の柱状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に関する。

２枚の基板間に多数のロッドレンズが並列配置された状態で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際には、所定長に切断され並列状態に配置された多数のロッドレンズ（ロッドレンズ配列体）の一方の側面を、接着剤が塗布された第１の基板の表面に押圧して第１の基板に固定し、さらに、接着剤が塗布された第２の基板の面をロッドレンズ配列体の他方の側面に押圧して、第１および第２の基板間にロッドレンズ配列体を接着固定する方法が採られることが一般的である。

このようなロッドレンズの製造において、多数のロッドレンズを並列状態に配置（配列）するロッドレンズ配列体を構成する方法として、レンズ配列用のダミー配列プレートを用いて配列する方法が知られている（特許文献１、２参照）。
この方法では、金属製のダミー配列プレートの表面に形成された多数の位置決め溝内にロッドレンズを配置することによってロッドレンズ配列体を構成する。多数の位置決め溝は、これら位置決め溝に収容された多数のロッドレンズがロッドレンズアレイ内での配列状態と同様の配列状態のロッドレンズ配列体となるように形成されている。
したがって、ダミー配列プレートの全ての位置決め溝内にロッドレンズを配置することによって、多数のロッドレンズが所定の配列状態で配置されたロッドレンズ配列体を得ることができる。

特開平５−３０１１７６号公報 特開平６−１４３０４９号公報

ロッドレンズアレイの製造では、ロッドレンズを収容する溝が表面に形成されている基板が使用される場合がある。このような場合、基板の表面に形成されるロッドレンズを収容する溝のピッチは、ダミー配列プレートの表面の位置決め溝のピッチと同一に設定されている。

したがって、溝付きの基板を使用する場合には、表面の位置決め溝にロッドレンズを収容したダミー配列プレートを、ロッドレンズを収容する溝が形成されている基板の表面に押圧することによって、ダミー配列プレートの位置決め溝内で並列状態に配列されたロッドレンズを、基板の表面のロッドレンズ収容溝に転写することができる。

しかしながら、基板は樹脂で形成されているため、寸法上の製造誤差が比較的大きく、その表面に形成されるロッドレンズを収容する溝のピッチが、設計上のピッチすなわちダミー配列プレートの位置決め溝のピッチとずれてしまうということがある。

この結果、ダミー配列プレートの表面の位置決め溝に整列配置したロッドレンズを基板の表面のロッドレンズ収容溝に転写する際、基板の表面のロッドレンズ収容溝内の所定位置に収容されないロッドレンズがあり、製造されたロッドレンズアレイ内でのロッドレンズの配列にムラが生じ、ロッドレンズアレイが所定の光学性能を発揮できなくなる、という問題が生じる場合がある。

また、ダミー配列プレートを用いてロッドレンズを並列配置する方法では、ロッドレンズの配列ピッチや直径が異なるロッドレンズアレイを製造する場合には、それぞれのロッドレンズアレイ毎にダミー配列プレートを準備しなくてはならず、費用と手間がかかるという問題もあった。

さらに、ダミー配列プレート上で配列されたロッドレンズに接着剤が塗布された第１の基板を押圧するとき、余分な接着剤がダミー配列プレートに付着してしまい、これにより、次の作業でロッドレンズをダミー配列プレート上に配列する際に、配列ムラが生じたり、第１の基板との接合時に配列が崩れてしまうという問題もあった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、配列ムラを生じさせずにロッドレンズを基板上で整列配置させることができ、さらに、配列ピッチやレンズ径の異なる複数種類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製造方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、
一方の面に複数の溝が形成された第１の基板と一方の面に複数の溝が形成された第２の基板の間に複数本のロッドレンズが平行に配列されたロッドレンズアレイの製造方法であって、
前記複数の溝内にそれぞれロッドレンズが配置されて一方の面上にロッドレンズ配列体が形成された第１の基板を準備する工程と、
前記第１の基板上のロッドレンズ配列体の各ロッドレンズを第２の基板の各溝に収容するためのレンズ収容位置に配置された前記第２の基板を前記レンズ収容位置から移動させ、前記第２の基板の一方の面に接着剤を塗布する工程と、
前記第２の基板を、接着剤が塗布された一方の面を下方に向けた状態で、前記レンズ収容位置に戻す工程と、
前記第２の基板の接着剤が塗布された一方の面を、前記第１の基板の一方の面上のロッドレンズ配列体の上方面に押圧し、該ロッドレンズ配列体を前記第２の基板の一方の面に接着し転写する工程と、
前記ロッドレンズ配列体が転写された前記第２の基板を、前記レンズ収容位置から移動させる工程と、
前記第２の基板に転写されたロッドレンズ配列体の下方面に接着剤を塗布する工程と、 前記ロッドレンズ配列体が転写された前記第２の基板を、前記ロッドレンズ配列体の接着剤が塗布された下方面を下方に向けた状態で、前記レンズ収容位置に配置する工程と、 前記ロッドレンズ配列体の接着剤が塗布された下方面を、前記第１の基板の一方の面に押圧し、前記第２の基板に接着されたロッドレンズ配列体を、前記第１の基板に接着する工程と、備え、
前記接着剤の塗布は、接着剤塗布ステージ上に配置された接着剤を、前記第２の基板または前記ロッドレンズ配列体に転写することによって行われる、
ことを特徴とする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、ロッドレンズ配列体を形成するときにダミー配列プレートを使用しないので、配列ムラ等が生じることなく、基板とロッドレンズ配列体とを高い精度で接着接合させることができる。
さらに、このような構成によれば、接着剤を所望位置に確実かつ均一に塗布することができ、ロッドレンズアレイの配列ムラを防止することができる。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記第１の基板を準備する工程は、
前記第１の基板を、溝が形成された面を上方に向けた状態で所定位置に固定する工程と、
前記第１の基板の各溝内にロッドレンズを配置し、前記第１の基板の一方の面上にロッドレンズ配列体を形成する工程と、を含む。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記第１の基板を、溝が形成された面を上方に向けた状態で所定位置に固定する工程が、前記第１の基板を吸引機構によって所定位置に固定することによって行われる。

このような構成によれば、簡単な構成で、基板を確実に所定位置に固定できるので、ロッドレンズアレイの配列ムラを防止することができる。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記第２の基板の移動は、前記第２の基板を吸引機構によって吸着した状態で行われる。

このような構成によれば、移動時に基板がずれることを防止できるので、ロッドレンズアレイの配列ムラを防止することができる。

本発明の他の好ましい態様によれば、
複数枚の前記第１および第２の基板によって、複数のロッドレンズアレイが同時に製造されるロッドレンズアレイの製造方法であって、
前記複数枚の第１および第２の基板は、前記溝が整列するように、所定距離、離間した状態で配置され、前記各工程において、該複数枚の第１および第２の基板が同時に処理され、
前記ロッドレンズの各々は、離間した状態で配置された複数枚の第１または第２の基板の溝を貫通して延びる長さを有し、
前記複数のロッドレンズアレイが、各アレイ間で露出したロッドレンズによって連結した状態で製造され、
前記露出したロッドレンズ部分を切断する工程をさらに備えている。

本発明によれば、配列ムラを生じさせずにロッドレンズを基板上で整列配置させることができ、さらに、配列ピッチやレンズ径の異なる複数種類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の製造方法によって製造されるロッドレンズアレイの構成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ロッドレンズアレイの製造方法の工程を模式的に示す図である。 本発明の他の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パレットの構成を示す模式的な斜視図である。 図３のパレットの凹部に基板を収容した状態を示す模式的な斜視図である。 図４の各基板の溝にロッドレンズが収容された状態を示す模式的な斜視図である。 本発明の他の実施形態によって製造されたロッドレンズアレイ原板を示す模式的な斜視図である。

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について説明する。
先ず、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るロッドレンズアレイ１の構成について説明する。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によって製造されるロッドレンズアレイ１の構成を模式的に示す斜視図である。

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、同一形状の基板２、４の間に、所定長の円柱状のロッドレンズ６が、隣接するロッドレンズ６同士が並列状態で配置されている。第１および第２の基板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、第１および第２の基板２、４間に接着固定されている。

本実施形態では、第１および第２の基板２、４として、カーボンブラック、染料等の遮光剤を含有した、フェノール樹脂、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の合成樹脂の板が用いられている。
第１および第２の基板２、４のそれぞれは、細長い矩形形状を有し、一方の面にロッドレンズ６が収容される半円柱状の多数の平行な溝が形成されている。
したがって、ロッドレンズアレイ１は、一方の面に複数の溝が形成された第１の基板２と一方の面に複数の溝が形成された第２の基板４の間に複数本のロッドレンズ６が平行に配列された構成を備えている。

また、各ロッドレンズ６は、例えば、（メタ）アクリレート系樹脂等のプラスチックやガラスで構成された光ファイバであり、例えば、直径0.3ｍｍ乃至1ｍｍ程度の寸法を有している。

次に、本発明の好ましい実施形態のロッドレンズアレイの製造方法について説明する。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の製造方法の工程を模式的に示す図である。

先ず、第１の基板２の複数の溝内にそれぞれロッドレンズ６を配置して、第１の基板２の一方の面上にロッドレンズ配列体１２が形成された第１の基板２を準備する。第１の基板２を準備する方法は特に制限されないが、例えば、真空吸引孔が設けられたステージ１０上に、第１の基板２を、溝が形成された面を上方に向けた状態で所定位置に配置し、真空吸引によって、第１の基板２をステージ上の所定位置に固定する。次いで、ステージ１０上の所定位置に固定された第１の基板の全ての溝２ａ内にロッドレンズ６を配置し、第１の基板２の一方の面上に、多数のロッドレンズ６が隣接するロッドレンズ６と並列配置されているロッドレンズ配列体１２を形成する。

次いで、第２の基板４を、吸引機構を有する搬送装置１４に溝４ａが形成されている面が下方を向くように吸着させる。本実施形態では、搬送装置１４は、吸着した基板を上下左右に搬送可能に構成されている。

搬送装置１４によって、吸着した第２の基板４を、ステージ１０上の所定位置に固定されている第１の基板２の一方の面上のロッドレンズ配列体１２の各ロッドレンズ６が、第２の基板４の溝４ａに収容されるレンズ収容位置に配置する（図２ａ）。
この状態で、第１および第２の基板２、４とロッドレンズ６とが、完成品であるロッドレンズアレイの状態に仮位置決めされることになる。

次いで、レンズ収容位置に配置されている第２の基板４を搬送装置１４によって吸着し、第２の基板１４をレンズ収容位置から上方に次いで側方に移動させる。さらに、第２の基板の一方の面に接着剤１６を塗布する。この接着剤１６の塗布は、ステージ１０の側方に配置された接着剤塗布ステージ１８上に配置された接着剤１６に、溝４ａが形成された面が下方に向くように搬送装置１４によって吸着された第２の基板４の溝が形成された面を押圧し、接着剤１６を第２の基板４の溝が形成された面に転写することによって行われる（図２（ｂ））。

次いで、溝が形成された面に接着剤１６が転写され、接着剤が塗布された一方の面を下方に向けた状態で搬送装置１４に吸着されている第２の基板４を、搬送装置１４によって、所定位置に固定されている第１の基板２の上方に移動させ（図２（ｃ））、さらに、レンズ収容位置に降下させる。そして、第２の基板４の接着剤１６が塗布された一方の面を、第１の基板２の一方の面上のロッドレンズ配列体１２の上方面１２ａに押圧し、ロッドレンズ配列体１２を第２の基板４の一方の面に接着し転写する。

次いで、ロッドレンズ配列体１２が転写された第２の基板４を、搬送装置１４によって、レンズ収容位置から上方に次いで側方に移動させる。さらに、第２の基板４に転写されたロッドレンズ配列体１２の下方面に接着剤２２を塗布する。

この接着剤２２の塗布は、ステージ１０の側方に配置された接着剤塗布ステージ１８上に配置された接着剤２２に、搬送装置１４によって吸着された第２の基板４に転写されたロッドレンズ配列体１２の下方の面を押圧し、接着剤２２を第２の基板４に転写されたロッドレンズ配列体１２に転写することによって行われる（図２（ｄ））。

次いで、接着剤２２が塗布されたロッドレンズ配列体１２が転写され、ロッドレンズ配列体１２を下方に向けた状態で搬送装置１４に吸着されている第２の基板４を、搬送装置１４によって、所定位置に固定されている第１の基板２の上方に移動させ（図２（ｅ））、さらに、レンズ収容位置に降下させる。

そして、レンズ収容位置において、ロッドレンズ配列体１２の接着剤２２が塗布された面を、第１の基板２の一方の面に押圧し、第２の基板４に接着されたロッドレンズ配列体１２を、第１の基板２に接着し、第１および第２の基板２、４間にロッドレンズ６が接着剤８（１６、２２）によって接着されたロッドレンズ１を得る。

このとき、第２の基板４は、第１および第２の基板２、４とロッドレンズ６とが、完成品であるロッドレンズアレイの状態に仮位置決めされる仮位置決め位置である図２（ａ）のレンズ収容位置に配置された状態で、第１の基板２に押圧されるので、第２の基板４に転写されているロッドレンズ配列体１２の各ロッドレンズ６は、第１の基板２の表面に形成されている溝２ａ内に確実に収容され、ロッドレンズ６の所望の配列状態が得られる。

最後に、ステージ10の真空吸引を停止し、搬送装置１４によって、ロッドレンズアレイ１を次の最終プレス工程に移送する（図２（ｆ））。

次に、本発明の第２実施形態のロッドレンズアレイ製造方法について説明する。第２実施形態は、複数枚の第１および第２の基板によって、複数のロッドレンズアレイが同時に製造されるロッドレンズアレイの製造方法である。

本実施形態では、複数枚の第１および第２の基板２、４は、それぞれ、表面に形成された溝が直線的に整列するように、所定距離、離間した状態で配置され、各工程で、複数枚の第１または第２の基板が同時に処理される。
また、使用されるロッドレンズの各々は、離間した状態で配置された複数枚の第１または第２の基板の溝を貫通して延びる長さを有している。この結果、複数個のロッドレンズアレイが、各アレイ間で露出したロッドレンズによって連結した状態で製造されることになる。
そして、ロッドレンズアレイ間で露出したロッドレンズ部分を切断することによって、個々のロッドレンズアレイが得られる。

本実施形態では、複数枚の第１の基板２は、図３に示されている様な、パレット２４の表面に所定間隔で形成された複数の矩形凹部２６内に収容される（図４）。各凹部２６の底面には、複数の吸引孔２８が設けられ、各凹部２６内の第１の基板２を固定できるように構成されている。

このようなパレット２４に固定された複数枚の第１の基板２に対し、上記第１の実施形態と同様の接着剤塗布工程等の各工程が実施される。

上述したように、本実施形態では、使用されるロッドレンズの各々は、離間した状態で配置された複数枚の第１または第２の基板の溝を貫通して延びる長さを有しているので、パレット２４の各凹部２６内に固定された第１の基板２の溝にロッドレンズを配置すると、図５に示されるように、離間して配置された複数枚の第１の基板２を各ロッドレンズが貫通して延びる状態となる。

さらに、複数枚の第１の基板２のそれぞれに対して、第２の基板４が接着されると、図６に示されているような、複数個のロッドレンズアレイが、各アレイ間で露出したロッドレンズによって連結されたロッドレンズアレイ原板が製造されることになる。

本実施形態では、ロッドレンズアレイ間で露出したロッドレンズ部分を切断することによって、個々のロッドレンズアレイが得られる。

本発明は、以上の実施の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発明の範囲内で種々の変更が可能であり、たとえば基板１、2の作成精度が高ければ組み立て初期の仮位置決めの工程を省略することが可能でありサイクルタイムの向上が望め、また、たとえば最後に第１の基板を接着剤で貼りあわせるまでに、レンズ収納位置にロッドレンズ配列体を複数回投入しそれにあわせた接着剤の塗布及び転写を繰り返すことにより複数列のロッドレンズアレイを得ることが可能であり、それらも本発明の範囲内に包含される。

１：ロッドレンズアレイ、
２，４：基板、
６：ロッドレンズ、
８，１６，２２：接着剤、
１０：ステージ、
１２：ロッドレンズ配列体、
１４：搬送装置

Claims (5)

1. 一方の面に複数の溝が形成された第１の基板と一方の面に複数の溝が形成された第２の基板の間に複数本のロッドレンズが平行に配列されたロッドレンズアレイの製造方法であって、
   前記複数の溝内にそれぞれロッドレンズが配置されて一方の面上にロッドレンズ配列体が形成された第１の基板を準備する工程と、
   前記第１の基板上のロッドレンズ配列体の各ロッドレンズを第２の基板の各溝に収容するためのレンズ収容位置に配置された前記第２の基板を前記レンズ収容位置から移動させ、前記第２の基板の一方の面に接着剤を塗布する工程と、
   前記第２の基板を、接着剤が塗布された一方の面を下方に向けた状態で、前記レンズ収容位置に戻す工程と、
   前記第２の基板の接着剤が塗布された一方の面を、前記第１の基板の一方の面上のロッドレンズ配列体の上方面に押圧し、該ロッドレンズ配列体を前記第２の基板の一方の面に接着し転写する工程と、
   前記ロッドレンズ配列体が転写された前記第２の基板を、前記レンズ収容位置から移動させる工程と、
   前記第２の基板に転写されたロッドレンズ配列体の下方面に接着剤を塗布する工程と、
   前記ロッドレンズ配列体が転写された前記第２の基板を、前記ロッドレンズ配列体の接着剤が塗布された下方面を下方に向けた状態で、前記レンズ収容位置に配置する工程と、
   前記ロッドレンズ配列体の接着剤が塗布された下方面を、前記第１の基板の一方の面に押圧し、前記第２の基板に接着されたロッドレンズ配列体を、前記第１の基板に接着する工程と、を備え、
   前記接着剤の塗布は、接着剤塗布ステージ上に配置された接着剤を、前記第２の基板または前記ロッドレンズ配列体に転写することによって行われる、
   ことを特徴とするロッドレンズアレイの製造方法。
2. 前記第１の基板を準備する工程は、
   前記第１の基板を、溝が形成された面を上方に向けた状態で所定位置に固定する工程と、
   前記第１の基板の各溝内にロッドレンズを配置し、前記第１の基板の一方の面上にロッドレンズ配列体を形成する工程と、を含む、
   請求項１記載のロッドレンズアレイの製造方法。
3. 前記第１の基板を、溝が形成された面を上方に向けた状態で所定位置に固定する工程が、前記第１の基板を吸引機構によって所定位置に固定することによって行われる、
   請求項２に記載のロッドレンズアレイの製造方法。
4. 前記第２の基板の移動は、前記第２の基板を吸引機構によって吸着した状態で行われる、
   請求項１ないし３に記載のロッドレンズアレイの製造方法。
5. 複数枚の前記第１および第２の基板によって、複数のロッドレンズアレイが同時に製造されるロッドレンズアレイの製造方法であって、
   前記複数枚の第１および第２の基板は、前記溝が整列するように、所定距離、離間した状態で配置され、前記各工程において、該複数枚の第１および第２の基板が同時に処理され、
   前記ロッドレンズの各々は、離間した状態で配置された複数枚の第１または第２の基板の溝を貫通して延びる長さを有し、
   前記複数のロッドレンズアレイが、各アレイ間で露出したロッドレンズによって連結した状態で製造され、
   前記露出したロッドレンズ部分を切断する工程をさらに備えている、
   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の製造方法。

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