JPS63153515A

JPS63153515A - 屈折率分布型レンズアレイ

Info

Publication number: JPS63153515A
Application number: JP28388386A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yamamoto; 隆山本; Yoshihiko Mishina; 三品　義彦; Masaaki Oda; 正昭小田; Taro Ishii; 太郎石居
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1986-08-29
Filing date: 1986-11-28
Publication date: 1988-06-25
Anticipated expiration: 2009-05-18
Also published as: JPH0638138B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、複写機、ファクシミＩＪ、ＣＲＴ（陰極線管
）プリンタ、ＬＥＤ　（高密度発光ダイオード）プリン
タ及びＬＣＤ（液晶）プリンタなどの結像素子として用
いられる屈折率分布型レンズアレイに関する。

し従来の技術〕複写機等の結像素子として使用されている屈折率分布型
レンズアレイは、第４図に示す如く、細長い円柱状の屈
折率分布型レンズ（２）が複数個並列に配設され、各々
の屈折率分布型レンズ（２）間に樹脂接着剤（５ノヲ光
填し、さらにこれらが両側面部のスペーサー（３３，（
３’）と樹脂板（４）、　　（４’）とによシ保持され
一体的に形成されたものよりなる。

これまで屈折率分布型レンズ（２）としては、無機ガラ
ス製のものが主として使用されて来ているが、最近合成
樹脂製品が無機ガラス製のものに比較して軽量で耐衝撃
性にすぐれているばかりでなく、安価に製造できかつ加
工も容易であるなど種々の利点を有しているために使用
されつつある。

しかし、合成樹脂製の屈折率分布型レンズはその表面の
耐摩耗性が不足しているため部品の取付時あるいは使用
中に他の物体との接触、衝撃、引っかき、ゴミの拭掃除
などによってその表面が損傷を受けてレンズアレイの解
像度が低下し、結像面に正確な画像を送ることができな
いという欠点がある。

〔発明が解決すべき問題点〕

本発明は、上述した如き状況を克服して、合成樹脂製の
屈折率分布型し７ズアレイの端面に特定組成の架橋性樹
脂材料の硬化被膜を形成させる仁とにより、長期間の使
用においても表面の損傷による解像度の低下のない屈折
率分布型レンズアレイを提供することにある。

Ｌ問題点を解決すべき手段〕本発明の屈折率分布型レンズアレイは、１分子中に２個
以上のアクリロイルオキシ基及び／又はメタクリロイル
オキシ基を有する多官能性アクリル化合物を主体とする
架橋性樹脂材料の硬化被膜を合成樹脂製の屈折半分；ｆ
５型レンズを多数配列したレンズアレイの端面に設けて
なることを特徴とする。

以下、図面に基づいて本発明を説明する。

ｗｃ１図は本発明に係る屈折率分布型レンズアレイ（以
下、レンズアレイという）の斜視図、第２図は本発明の
他の例を示す斜視図、第３図は第１図の要部拡大断面図
である。

本発明のレンズアレイは、第１図及び第２図に示すよう
に１列又は２列以上配列されたレンズアレイの端面（ｔ
ｓＪに架橋性樹脂材料の硬化被膜（７〕が形成されてい
る。この硬化被膜（７）は、１分子中に２個以上の７ク
リロイルオキシ基及び／又はメタクリロイルオキシ基を
有する多官能性化合物を主体とする架橋性樹脂材料の硬
化したものよりなる。

レンズアレイの端面（６）に設けられる硬化被膜の形成
に用いられる１分子中に２個以上のアクリロイルオキシ
基及び／又はメタクリロイルオキシ基を有する多官能性
化合物としては、２価以上の多価アルコール又はその誘
導体等と、ことを反応せしめることによって得られる化
合物類であシ、その具体例としては多価アルコールとア
クリル酸、メタクリル酸又はそのハロゲン化物、又はそ
の低級アルキルエステルを反応させることによって得ら
れる化合物を挙けることができ、その例として次の一般
式％式％（式中、ｎ　ｔｉ　１〜４の正の整数であり、Ｘは少な
くとも３個−７１１０Ｈ２＝ＯＨ−０００−基又ｑＯＨ
，＝０（ＯＨ，）ＣＯＯ−基であり、残りは一〇Ｈ基で
ある〕で示される、ジペンタエリスリトールトリ了クリ
レート、ジペンタエリスリトールトリメタクリレート、
ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタ
エリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリス
リトールペンタ了クリレート、ジペノタエリスリトール
ペンタメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ
了クリレート、ジペンタエリスリトールへキサメタクリ
レート、トリペンタエリスリトールトリ了クリレート、
トリペンタエリスリトールトリメタクリレート、エチレ
ングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメ
タクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、
ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレン
グリコールジアクリレート、トリエチレ７グリコールジ
メタクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレ
ート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、プ
ロピレングリコールシアクリレート、フロピレンゲリコ
ールジメタクリレート、トリプロピレングリコールジア
クリレート、トリプロピレングリコールジメタクリレー
ト、プチレングリコールジ了クリレート、ブチレングリ
コールジメタクリＶ−）、ペンタンジオールジアクリレ
ート、ベンタンジオールメタクリレート、ヘキサンジオ
ールジメタクリレート、ヘキサ：メジオールジメタクリ
レート、グリセリンジアクリレート、グリセリンジメタ
クリレート、メトキシジエチレングリコールジアクリレ
ート、メトキシジエチレングリコールジメタクリレート
、２．２−ビス（４−アクリロイルオキシフェニル）ク
ロパン、２．２−ビス（４−アクリロイルオキシジエト
キシフエ＝　ル）　７’　ｏパン、２．２−ビスＣ４−
１１ｔ／Ｉ）ロイルオキンジエトキシフェニル）プロパ
ン、２゜２−ビス〔４−７クリロイルオキシ（２−ヒド
ロキシプロポキシ）フェニル〕プロパ／、２−（４−丁
りリロイルオキシジエトキンフェニル）−２−（４−ア
クリロイルオキシエトキシフェニル）プロパン、２−（
４−メタクリロイルオキシプロポギンフェニル）−２−
（４−アクリロイルオキシプロポキシフェニル）フロノ
くン、）　ＩＪ　ｌ　ｆ　ｏ　−ルブロバンジ了クリレ
ート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、ベン
タエリスリトールジ了クリレート、ペンタエリスリトー
ルジメタクリレート、トリメチロールプロパントリ了ク
リレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート
、ジグリセリンテトラアクリレート、ジグリセリンテト
ラメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレ
ート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペン
タエリスリトールテトラ了クリレート、ペンタエリスリ
トールテトラメタクリレートニトリペンタエリスリトー
ルテトラアクリレート、トリペンタエリスリトールテト
ラメタクリレート、トリペンタエリスリトールペンタ了
クリレート、トリペンタエリスリトールペンタメタクリ
レート、トリペンタエリスリトールヘキサ了クリレート
、トリペンタエリスリトールへキサメタクリレート；ト
リメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセ
リン又はペンタエリスリトール等の多価アルコールとア
クリル酸又はメタクリル酸とマロン酸、コノ・り酸、ア
ジビン酸、グルタル酸又はセバンン酸等の多価カルボン
酸との反応によって得られる不飽和ポリエステル等があ
げられる。

上記の多官能性アクリル化合物は単独で、もしくは上記
の化合物の少なくとも１種３０重量係以上を含むように
他の１官能性の重合性化合物と併用することができる。

架橋性樹脂材料中への１官能性の重合性化合物の併用は
合成樹脂製のし７ズ了レイと硬化被膜との密着性全向上
させる。

特に、上記多官能性アクリル化合物のうち、耐摩耗性、
合成樹脂製のレンズアレイとの密着性、透明性等の観点
から、１分子中に３個以上のアクリロイルオキシ基及び
／又はメタクリロイルオキシ基ｔ−有する化合物の少な
くとも１種を３０重量係以上含有する架橋性樹脂材料が
好ましい。さらに作業性及びランニングコストの低減化
の面から一般式（１３で示される化合物を用いるのが特
に好ましい。これらの化合物は硬化雰囲気が窒素、アル
ボッ等の不活性ガス雰囲気下でなくとも通常の空気中で
活性エネルギー線の照射により容易に硬化し、平滑性、
膜厚均一性のすぐれた架橋硬化被膜を形成し、光学歪の
ない解像度のすぐれたレンズアレイを製造することがで
きる。

″を九１分子中に２個以上のアクリロイルオキシ基及び
／又はメタクリロイルオキシ基を有する多官能性化合物
と併用して用いることのできる１官能性化合物としては
、例えばメチルアクリＶ−）、メチルメタクリレート、
エチルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピル
アクリレート、プロピルメタクリレート、２−エチルへ
キシルアクリレート、２−エチルへキシルメタクリレー
ト、メトキシジエチレングリコールアクリレート、メト
キシジエチレングリコールメタクリレート、エトキシエ
チル了クリレート、エトキシエチルメタクリレート、ト
リプロピレングリコール了りＩ）ｖ−ト、）リプロピレ
ングリコールノタクリレート、グリシジル了クリレート
、グリシジルメタクリレート、テトラヒドロフルフリル
アクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート
、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシ
エチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレ
ート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、１．４−ブ
チレングリコールアクリレート、１．４−ブチレングリ
コールメタクリレート、エチルカルピトール了クリレー
ト、エチルカルピトールメタクリレート等があけられる
。これらの化合物は１ｍ又は２８以上を混合して架橋性
樹脂材料中７０重量係以下の量において用いられる。

本発明のレンズアレイを構成する合成樹脂製の屈折率分
布型レンズ扛、特公昭４７−２８０５９号公報・に記載
されているような、円形断面の中心で屈折率が最も高く
、周辺に行くに従って次第に低くなるもので、この屈折
率分布により結像作用を有するものである。

この屈折率分布型レンズは、透明性にすぐれた樹脂、例
えばメチルメタクリレート又はスチレンを主成分とする
樹脂等が使用され、種々の方法、例えば特公昭５７−２
９６８２号、特公昭４７−２８０５９号公報及び特願昭
６０−１３０．８５７号に記載される方法によって作ら
れるものである。上記の方法のうち特願昭６０−１３０
８３７号に記載されるポリ弗化ビニリデン又は弗化ビニ
リデンを主体とする共重合体とポリメチルメタクリレー
ト又はメタクリレートを主成分とする共重合体との混合
物からなるものが好ましい。

またこの屈折率分布型レンズを用いたレンズアレイの形
成は、種々の方法によって形成でき、例えば第３図に示
すように、両端部にスペーサー（３）及び（３’）　’
に平行に配置した二枚の保持板（４）及び（４勺の間に
、屈折率分布型レンズ（２）を、その光軸が両スペーサ
ー（３）及び（３′）と平行となるように列状に近接し
て並べ、隣接する各屈折率分布型レンズ（２）の間に接
着剤を元填して形成される。使用する接着剤はエポキシ
系、シリコン糸、アクリル系、アスファルト系等の樹脂
が使用される。また使用されるスペーサー及び保持板線
、ＰＭＭＡ等の樹脂板、ガラス繊維強化エポキシ板等の
ＦＲＰ、あるいはアルミニウム等の金属板が使用される
。

レンズアレイ端面への硬化被膜の形成は、上記の架橋性
樹脂材料をコーティングして硬化させる。コーティング
する方法としてはロールコータ−法、刷化塗り法、スプ
レー塗布、浸漬塗布などの方法が用いられる。コーティ
ングした塗膜の硬化は、α線、β線、γ線、電子線など
の放射線又は波長２０００〜ａｏｏｏＫの光線、特に波
長３０００〜５０００Ａの光線を用いることができ、活
性エネルギー線として光線を用いる場合には光増感剤を
用いる樹脂中に含ませておく必要がある。これらの光増
感剤の具体例として社、ベンゾイン、べ７ゾインメチル
エーテル、・ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインブ
チルエーテル、ペンゾインイングロビルエーテル、ベン
ゾインプロピルエーテル、ベンジル、ベンゾフェノン、
メチルフェニルグリオキシレートなどを挙げることがで
き、これらの使用量は、架橋性樹脂材料１００重量部に
対して（１０１〜１０重量部であり、あまシ多すぎると
硬化被膜を着色させたりする。

レンズアレイの端面に設ける硬化被膜は、膜厚がα５〜
１００μｍの範囲、好ましくは１〜５０μｍの範囲とな
るように塗布するのが望ましい。

以下、実施例によｐ本発明をさらに詳しく説明する。

実施例１弗化ビニリデン８０モルチとテトラフルオロエチレン２
０モル係からなる共重合体（屈折率ｎＤ１，４００）３
３重量部、連続塊状重合法で得たポリメチルメタクリレ
ート（屈折率ｎＤ１，４９２　）３３重量部、メチルメ
タクリレート単量体３３重量部、ベンジルメチルケター
ル１１１重量部、ハイドロキノンα１重量部を混合して
８０℃に加熱し、混練部全通して、径が２．０ｍｌのノ
ズルより押し出し、続いて押し出したファイバを８０℃
に加熱され、窒素ガスが１０−７分の速度で流れる揮発
部を８分で通過せしめ、６本の円状に等間隔に設置され
た４００Ｗの高圧水銀灯の中心にファイバを通過させ、
約５分間光を照射し、２０ｃｔｎ／分の速度でニップロ
ーラーで引き取った。

得られたファイバの径は８００μｍであり、インターン
アコ干渉顕微鏡により測定した屈折率分布は、中心部が
１．４６０、周辺部が１，４５１であり、中心部から周
辺部に向って連続的に減少していた。

なお、得られたファイバの核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によ
る組成分析の結果は、弗化ビニリデンと、デトラフルオ
ロエチレンの共重合体が中心部には３３３重量部周辺部
には４３重ＺＳ含まれていた。メチルメタクリレート単
量体の残留分は、全体として０９９重量部あった。

得られた屈折率分布型ファイバを黒色油溶性染料（オリ
エントオイルブラックＨＢＢ）’ｉ１０チの濃度に調整
した塩化メチレン溶液に０℃で３０秒間浸漬した後、６
０℃で乾燥した。このファイバの断面を顕微鏡で観察す
ると表面から約１５μｍの深さで全周囲が黒く染色され
ていた。

次にこの黒色染料を包埋したファイバ（レンズ素子）を
用いて、第３図に示すような方式で、１列及び２列に並
べたレンズアレイをいくつか作成し、両端面が平滑とな
るように紙ヤスリで研磨した。スペーサ及び樹脂板には
ポリメチルメタクリレートの樹脂板を用い、接着剤には
カーボンブラックを混合したエポキシ接着剤を用いた。

なお、１列配列のレンズアレイには２５０本のファイバ
を２列配列のレンズアレイには５００本のファイバを用
いた。

次にこれらのレンズアレイの両端面にジペンタエリスリ
トールペンタアクリレート８０Ｉｉｉ部、テトラヒドロ
フルフリ−ルアクリレート２０重量部及びメチルフェニ
ルグリオキシレート１，５重量部よりなる架橋性樹脂材
料を刷毛で塗布し、９　ＫＷの高圧水銀灯（アイグラフ
ィック社製〕の下２０ｔＭ！距離で５秒間照射して第１
図に示すようがレンズアレイを作成した。

この両端面に約２０μｍの硬化被膜を有するレンズアレ
イについて、種々の摩擦試験を行った後のＭＴＰ値によ
る解像性の評価を行なった。

なお、解像性は１■当９２本のスリット像で調べたレス
ポンス関数ＭＴＦ値（イ）で測定した。

その評価結果を第１表に、両端面に硬化被膜を有りない
レンズアレイの評価結果と共に示す。

表　　　１（発明の効果）以上述べたごとき構成からなる本発明のレンズアレイは
、レンズ端面が耐摩耗性にすぐれているために、その表
面に傷がつきにくくて、長時間の使用においても解像性
の低下がなく、結像面に正確な画像を送ることができる
という顕著な効果を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るレンズアレイの斜視図、第２図は
本発明の他の例を示すレンズアレイの斜視図、第３図は
第１図の要部拡大断面図、第り図灯従来のレンズアレイ
の斜視図である。（１）・・・・・屈折率分布型レンズアレイ（２）・・
・・・屈折率分布型レンズ（３３、（３’）・・・スペーサー（４Ｌ　　（４’）・・・樹脂板（５）・・・・・接着剤（６）・・・・−レンズアレイ端面（７］・・・・・硬化被膜肴　２　図

Claims

【特許請求の範囲】１、１分子中に２個以上のアクリロイルオキシ基及び／
又はメタクリロイルオキシ基を有する多官能性アクリル
化合物を主体とする架橋性樹脂材料の硬化被膜を、合成
樹脂製の屈折率分布型レンズを多数配列したレンズアレ
イの端面に設けてなることを特徴とする屈折率分布型レ
ンズアレイ。２、合成樹脂製の屈折率分布型レンズが１列に配列され
ているレンズアレイである特許請求の範囲第１項記載の
屈折率分布型レンズアレイ。３、合成樹脂製の屈折率分布型レンズが２列又はそれ以
上に配列されているレンズアレイである特許請求の範囲
第１項記載の屈折率分布型レンズアレイ。