ロッドレンズの製造方法及びロッドレンズアレイ
【課題】高温環境下で使用しても熱収縮が抑制されたロッドレンズを短時間に製造できるロッドレンズの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のロッドレンズの製造方法は、未硬化状物を紡糸してロッドレンズ原糸を得る紡糸工程と、前記ロッドレンズ原糸を延伸して延伸原糸を得る延伸工程と、前記延伸原糸を緩和して緩和原糸を得る緩和工程と、前記緩和原糸を、下記温度Ｔ［℃］の温水により５分以内で処理する温水処理工程とを有する。Ｔ［℃］：Ｔｇ−３５［℃］〜Ｔｇ［℃］（Ｔｇはロッドレンズ原糸のガラス転移温度である）
【解決手段】本発明のロッドレンズの製造方法は、未硬化状物を紡糸してロッドレンズ原糸を得る紡糸工程と、前記ロッドレンズ原糸を延伸して延伸原糸を得る延伸工程と、前記延伸原糸を緩和して緩和原糸を得る緩和工程と、前記緩和原糸を、下記温度Ｔ［℃］の温水により５分以内で処理する温水処理工程とを有する。Ｔ［℃］：Ｔｇ−３５［℃］〜Ｔｇ［℃］（Ｔｇはロッドレンズ原糸のガラス転移温度である）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキャナ、イメージセンサ、プリンタ等の光伝送体として使用されるロッドレンズアレイ及びそれに使用されるロッドレンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック製ロッドレンズ（以下、「ロッドレンズ」と略す。）は、中心から外側に向かうにつれて屈折率が連続的に減少する屈折率分布を有する円柱状のレンズである。
ロッドレンズは、２本以上を、それらの端面が１次元状又は２次元状の形状を形成するように平行に配置し、接着により一体化して、ロッドレンズアレイの形態にされることがある。ロッドレンズアレイは、ハンドスキャナ等の各種スキャナや、複写機、ファクシミリ等におけるイメージセンサ用の部品として、また発光ダイオード（ＬＥＤ）プリンタの書き込みデバイス等として広く用いられている。
ところで、ロッドレンズにおいては、ロッドレンズアレイ製造時の取り扱い性を向上させるために、機械的強度を高くすることが要求される。その要求に対し、特許文献１には、ロッドレンズを加熱延伸する方法が開示されている。
しかし、加熱延伸されたロッドレンズは熱収縮が大きいため、高温環境下で使用した際に、ロッドレンズが収縮して共役長が変化し、その結果、解像度（ＭＴＦ：モデレーション・トランスファー・ファンクション）が低下する傾向にあった。
特に、ロッドレンズを、６００ドット／インチ（ｄｐｉ）以上の高解像度のイメージセンサやＬＥＤプリンタに使用する場合には、解像度の低下は深刻になる。
【０００３】
そこで、高温環境下で使用しても共役長の変化が起こりにくい耐熱性を有し、解像度に優れるロッドレンズアレイを製造する方法として、特許文献２では、ロッドレンズを加熱延伸後、熱処理する方法が提案されている。しかしながら、この方法は熱処理に要する時間が長いという問題を有していた。
【特許文献１】特開平８−２１１２４２号公報
【特許文献２】特開２００７−３４２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、高温環境下で使用しても熱収縮が抑制されたロッドレンズを短時間に製造できるロッドレンズの製造方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、高温環境下で使用しても熱収縮が抑制され、共役長の変化が起こりにくい耐熱性を有し、解像度に優れるロッドレンズアレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、特定の温度及び時間で温水処理することにより、上記課題を解決できることを見出し、さらに検討して、以下のロッドレンズの製造方法及びロッドレンズアレイを発明した。
［１］未硬化状物を紡糸してロッドレンズ原糸を得る紡糸工程と、
前記ロッドレンズ原糸を延伸して延伸原糸を得る延伸工程と、
前記延伸原糸を緩和して緩和原糸を得る緩和工程と、
前記緩和原糸を、下記温度Ｔ［℃］の温水により５分以内で処理する温水処理工程とを有することを特徴とするロッドレンズの製造方法。
Ｔ［℃］：Ｔｇ−３５［℃］〜Ｔｇ［℃］（Ｔｇはロッドレンズ原糸のガラス転移温度である）
［２］ 温水処理工程では、８０℃で２４時間加熱した際の熱収縮率が０．４％以下になるように緩和原糸を処理する［１］に記載のロッドレンズの製造方法。
［３］ ［１］又は［２］に記載のロッドレンズの製造方法により得られたロッドレンズが、一対の基板間に、各ロッドレンズの中心軸が互いに略平行になるように配置され、固定されているロッドレンズアレイ。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のロッドレンズの製造方法によれば、高温環境下で使用しても熱収縮が抑制されたロッドレンズを短時間に製造できる。
本発明のロッドレンズアレイは、高温環境下で使用しても熱収縮が抑制され、共役長の変化が起こりにくい耐熱性を有し、解像度に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
＜ロッドレンズの製造方法＞
本発明のロッドレンズの製造方法は、紡糸工程と、延伸工程と、緩和工程と、温水処理工程とを有して、中心から外側に向かうにつれて屈折率が連続的に減少する屈折率分布を有するロッドレンズを製造する方法である。
【０００８】
（紡糸工程）
紡糸工程は、未硬化状物を紡糸してロッドレンズ原糸を得る工程である。
紡糸工程においてロッドレンズ原糸を製造する際には、中心から外側に向かうにつれて屈折率が連続的に減少する屈折率分布が生じる方法が採られる。その方法としては、例えば、付加反応法、共重合法、ゲル重合法、単量体揮発法、相互拡散法等のいずれの方法であってもよいが、精度及び生産性の点で相互拡散法が好ましい。
以下、相互拡散法について説明する。
【０００９】
まず、硬化後の屈折率ｎ及びアッベ数νが、ｎ１＞ｎ２＞・・・・＞ｎＮ、かつν１＞ν２＞・・・・＞νＮ（Ｎ≧３）となるＮ個の未硬化状物を、複合紡糸ノズル等を用いて、中心軸から外側に向かうにつれて屈折率及びアッベ数が順次低くなるような配置で同心円状に積層した未硬化状の積層体（以下、「糸状体」という。）に賦形する。
次いで、この糸状体の各層間の屈折率分布が好ましくは連続的になるように、隣接する層同士で物質を相互拡散させる相互拡散処理を施し、その後又は同時に、糸状体を硬化処理して、ロッドレンズ原糸を得る。
ここで、相互拡散処理は、糸状体に窒素雰囲気下、１０〜６０℃、より好ましくは２０〜５０℃で数秒〜数分間の熱履歴を与える処理である。
【００１０】
未硬化状物としては、ラジカル重合性ビニル単量体、又はラジカル重合性ビニル単量体と該単量体に可溶な重合体（可溶性重合体）とからなる組成物などを用いることができる。中でも、未硬化状物から糸状体を形成する際の未硬化状物の粘度を容易に調整でき、また、糸状体の中心軸から外側に向かうにつれて連続的な屈折率分布を容易に形成できることから、ラジカル重合性ビニル単量体と可溶性重合体とからなる組成物であることが好ましい。
【００１１】
ラジカル重合性ビニル単量体の具体例としては、メチルメタクリレート（屈折率：１．４９）、スチレン（屈折率：１．５９）、クロルスチレン（屈折率：１．６１）、酢酸ビニル（屈折率：１．４７）、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：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）アクリレート等の他の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。
【００１２】
可溶性重合体は、前記ラジカル重合性ビニル単量体から形成する重合体と相溶性が良いものであり、例えば、ポリメチルメタクリレート（屈折率：１．４９）、ポリメチルメタクリレート系共重合体（屈折率：１．４７〜１．５０）、ポリ（４−メチルペンテン−１）（屈折率：１．４６）、エチレン／酢酸ビニル共重合体（屈折率：１．４６〜１．５０）、ポリカーボネート（屈折率：１．５０〜１．５７）、ポリフッ化ビニリデン（屈折率：１．４２）、フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン共重合体（屈折率：１．４２〜１．４６）、フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロペン共重合体（屈折率：１．４０〜１．４６）、ポリフッ化アルキル（メタ）アクリレート重合体等が挙げられる。これらの中でも、ポリメチルメタクリレートは透明性に優れ、それ自体の屈折率も高いため、より好ましい。
【００１３】
また、各層には同一の屈折率を有する可溶性重合体を含有させることが好ましい。各層に同一の屈折率を有する可溶性重合体を含有させれば、粘度を容易に調整でき、中心軸から外側に向かうにつれて連続的な屈折率分布を有するロッドレンズを容易に得ることができる。
【００１４】
未硬化状物から形成された糸状体を硬化するためには、重合開始剤を未硬化物中に０．０１〜２質量％添加しておくことが好ましい。重合開始剤としては熱硬化開始剤と光硬化開始剤があるが、いずれも使用可能である。
熱硬化開始剤としては、通常、パーオキサイド系又はアゾ系の開始剤が用いられる。
光硬化開始剤としては、ベンゾフェノン、ベンゾインアルキルエーテル、４’−イソプロピル−２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンジルメチルケタール、２，２−ジエトキシアセトフェノン、クロロチオキサントン、チオキサントン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、Ｎ−メチルジエタノールアミン、トリエチルアミンなどが挙げられる。
【００１５】
未硬化状物を硬化させる際には、熱硬化開始剤及び／又は光硬化開始剤を含有する糸状物を熱処理ないし光硬化処理を行う。未硬化状物が熱硬化開始剤と光硬化開始剤の両方を含有している場合は、熱処理と光硬化処理の両方を行うことができる。
熱硬化処理は、熱硬化開始剤を含有させた未硬化状物を、一定の温度に制御された加熱炉等の硬化処理部で所定時間熱処理することにより行うことができる。
光硬化処理は、光硬化開始剤を含有させた未硬化状物に周囲から紫外線を照射することにより行うことができる。光硬化処理に用いる光源としては、１５０〜６００ｎｍの波長の光を発生する炭素アーク灯、高圧水銀灯、中圧水銀灯、低圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、キセノンランプ、レーザー光等が挙げられる。
【００１６】
紡糸工程は、例えば、図１に示すようなロッドレンズ原糸の製造装置を用いて行うことができる。
このロッドレンズ原糸の製造装置１０は、同心円状複合紡糸ノズル１１と、同心円状複合紡糸ノズル１１から吐出された糸状体Ａを収容する収容体１２と、収容体１２の同心円状複合紡糸ノズル１１側に接続された不活性ガス導入管１３と、収容体１２の出口１２ａ側に接続された不活性ガス排出管１４と、収容体１２の長手方向の中央の外側に設けられた第１光照射機１５と、収容体１２の不活性ガス排出管１４側の外側に設けられた第２光照射機１６と、収容体１２の下流側に配置された引取りローラ１７とを具備する。
収容体１２において、同心円状複合紡糸ノズル１１から第１光照射機１５の光が当る直前までの部分を相互拡散処理部１２ｂ、第１光照射機１５の光が当る部分を第１硬化処理部１２ｃ、第２光照射機１６の光が当る部分を第２硬化処理部１２ｄという。
【００１７】
上記製造装置１０を用いたロッドレンズ原糸の製造では、不活性ガス導入管１３から収容体１２内に不活性ガス（例えば窒素ガス）を導入すると共に不活性ガス排出管１４から収容体１２内の不活性ガスを排出させる。
そのように不活性ガスを流動させた状態で、同心円状複合紡糸ノズル１１から未硬化の糸状体Ａを吐出し、その糸状体Ａを、収容体１２内を通過させる。このとき、糸状体Ａを構成する各層間で相互拡散処理部１２ｂにて相互拡散を起こさせ、第１硬化処理部１２ｃにて第１光照射機１５により糸状体Ａに光を照射し、第２硬化処理部１２ｄにて第２光照射機１６により糸状体Ａに光を照射して硬化する。
そして、引取りローラ１７により引き取ることにより、収容体１２からロッドレンズ原糸Ｂを得る。
【００１８】
（延伸工程）
延伸工程は、前記ロッドレンズ原糸を延伸して延伸原糸を得る工程である。
ロッドレンズ原糸の延伸は公知の方法により行うことができ、例えば、図２に示すような延伸・緩和処理装置を用いて行うことができる。
この延伸・緩和処理装置２０は、第１ニップローラ２１、第２ニップローラ２２、第３ニップローラ２３、第１ニップローラ２１と第２ニップローラ２２との間に配置された第１加熱炉２４、及び、第２ニップローラ２２と第３ニップローラ２３との間に配置された第２加熱炉２５を具備する。
延伸・緩和処理装置２０を用いた延伸工程では、紡糸工程により得たロッドレンズ原糸Ｂを第１ニップローラ２１で第１加熱炉２４に供給し、第１加熱炉２４を通過したロッドレンズ原糸Ｂを第２ニップローラ２２で第１ニップローラ２１よりも速い速度で引き取って延伸する方法等が挙げられる。
【００１９】
延伸工程における雰囲気温度（延伸温度）はロッドレンズの材質等に応じて適宜選択されるが、ロッドレンズ原糸のガラス転移温度（Ｔｇ）＋２０℃以上、Ｔｇ＋６０℃以下が好ましい。なお、ロッドレンズの屈折率配向を形成するために、屈折率の異なる複数の層を積層して、ロッドレンズを形成する場合がある。このような場合、各層を形成する材料うちで、Ｔｇが最大となる値をロッドレンズ原糸のＴｇとする。一般的には、屈折率が高い材料ほどＴｇが高いことから、ロッドレンズで最も屈折率が高くなる中心部分を構成する層の未硬化状物を重合させたものをサンプルとして、本発明におけるＴｇを測定した。
本発明におけるＴｇは以下の測定方法（ＤＳＣ法）で求める。
１．サンプルを２００℃で５分間、溶融させた状態で維持し、ドライアイスで１分間急冷して、残留応力を除去する。
２．サンプルを減圧したデシケータ内に１５分以上放置して、サンプルに付着した霜を除去する。
３．示差熱分析装置を用いて、以下の条件で測定を行う。
・窒素気流下（流量１００ｍｌ／分）
・測定温度範囲 スタート温度１０℃、リミット温度２００℃
・昇温速度 １０℃／分
【００２０】
また、延伸工程における延伸倍率は所望のロッドレンズ径により適宜選択されるが、１．１〜１０倍が好ましく、２〜６倍がより好ましい。延伸倍率は、例えば、延伸・緩和処理装置２０を用いた場合には、第１ニップローラ２１と第２ニップローラ２２の速度比により調節できる。
【００２１】
（緩和工程）
緩和工程は、延伸原糸を緩和して緩和原糸を得る工程である。
緩和は、公知の方法、例えば、延伸原糸を加熱しながら２つのニップローラで移送し、上流側のニップローラの回転数より下流側のニップローラの回転数を小さくすることにより行うことができる。具体的には、図２に示すような延伸・緩和処理装置を用いて行うことができる。
延伸・緩和処理装置２０を用いた緩和工程では、例えば、延伸原糸Ｃを第２ニップローラ２２で第２加熱炉２５に供給し、第２加熱炉２５を通過したロッドレンズを第３ニップローラ２３で第２ニップローラ２２よりも遅い速度で引き取って緩和する方法等が挙げられる。
緩和工程における雰囲気温度（緩和温度）は、ロッドレンズの材質等に応じて適宜選択されるが、得られるロッドレンズを使用したロッドレンズアレイの光学特性を考慮すると、Ｔｇ以上、Ｔｇ＋６０℃以下が好ましく、Ｔｇ以上、延伸温度−５℃以下がより好ましい。
また、緩和倍率は所望のロッドレンズ径により適宜選択されるが、０．５倍以上１倍未満が好ましく、０．６〜０．９倍がより好ましい。緩和倍率は、例えば、延伸・緩和処理装置２０を用いた場合には、第３ニップローラ２３と第４ニップローラ２４の速度比により調節できる。
【００２２】
延伸工程及び緩和工程はバッチ式であってもよいし、連続式でもよい。また、延伸工程と緩和工程は連続的に行ってもよいし、非連続的に行ってもよい。生産性の観点からは連続的に行うことが好ましい。
【００２３】
緩和工程により得られた緩和原糸は、連続的に所定の長さに切断してもよく、ボビン等に巻き取った後、切断してもよい。
緩和原糸の熱収縮率は０．７〜１．５％程度である。ここで、熱収縮率は、緩和原糸を所定の長さに切断したサンプルを８０℃の乾燥機内に２４時間放置して加熱し、［（加熱前後の長さの変化）／（加熱前の長さ）］×１００（％）により求めた値である。
【００２４】
（温水処理工程）
温水処理工程は、緩和原糸を、下記温度Ｔの温水により５分以内で処理する工程である。
Ｔ［℃］：Ｔｇ−３５［℃］〜Ｔｇ［℃］（Ｔｇはガラス転移温度である）
このような温度で温水処理を行うことにより、緩和原糸の熱収縮を抑制でき、高温環境下でもロッドレンズの熱収縮を抑制でき、ロッドレンズアレイの耐熱性を向上させることができる。より好ましくは、温水処理の温度はＴｇ−３０［℃］〜Ｔｇ［℃］であり、さらに好ましくは、温水処理の温度はＴｇ−２５［℃］〜Ｔｇ［℃］である。なお、温水処理の温度がＴｇ−３５℃未満であると、耐熱性が向上せず、Ｔｇを超えると、ロッドレンズが変形することがある。
【００２５】
温水処理を行う時間は、初期光学性能や耐熱性をより向上させる点、生産性のバランスを考慮すると、１〜４分が好ましく、１．５〜３分がより好ましい。
温水処理の際には、緩和原糸に張力をかけないことが好ましい。例えば、延伸、緩和工程後、インラインで連続的に温水処理を行うことが好ましい。
温水処理の方法は、ロッドレンズを均一に熱処理できる方法であれば特に制限されるものではなく、例えば、緩和原糸を温水中に通過させる方法、緩和原糸に温水を吹き付ける方法などが挙げられる。
【００２６】
ロッドレンズを高温環境下で使用した際の使用熱収縮を抑制するために、高解像度が要求されるロッドレンズに用いられる緩和原糸は、８０℃で２４時間加熱したときの熱収縮率が０．４％以下であることが好ましいことを、本願発明者らは見出した。この熱収縮率は、０．３７％以下であることがより好ましく、特に０．３５％以下であることが好ましい。本発明の好適なロッドレンズの製造方法においては、前記加熱条件で緩和原糸を処理することにより、熱収縮率が０．４％以下の緩和原糸を得ることができる。これにより、ロッドレンズ、ロッドレンズアレイを高温環境下で使用した際の熱収縮がより抑制される。
【００２７】
（ロッドレンズ）
上記製造方法により得られたロッドレンズは、中心から外側に向かうにつれて屈折率が連続的に減少する屈折率分布を有する円柱状のレンズである。
ロッドレンズの屈折率分布としては、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ｒとしたとき、少なくとも中心から外側に向かう０．３ｒ〜０．７ｒの範囲における屈折率分布が、下記式（１）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｝ （１）
式（１）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）、Ｌはロッドレンズの中心軸からの距離（０≦Ｌ≦ｒ）、ｇはロッドレンズの屈折率分布定数、ｎ（Ｌ）はロッドレンズの中心軸からの距離Ｌの位置における近似屈折率である。
【００２８】
ロッドレンズの半径ｒは特に限定されないが、光学系のコンパクト化の観点から、半径ｒは小さいことが好ましく、ロッドレンズの加工時の取り扱いの観点からは、半径ｒが大きいことが好ましい。このようなことから、ロッドレンズの半径ｒは、０．０５〜０．５ｍｍの範囲であることが好ましく、０．１〜０．３ｍｍの範囲であることがより好ましい。
【００２９】
ロッドレンズの中心屈折率ｎ０は１．４〜１．６であることが、ロッドレンズを構成する材料の選択肢が広くなり、良好な屈折率分布を形成しやすくなる等の観点から好ましい。
ロッドレンズの屈折率分布定数ｇも特に限定されるものではないが、光学系のコンパクト化や光学系の作動距離の確保や取り扱い性の観点から、０．５〜１．５ｍｍ−１の範囲であることが好ましく、０．５〜１．０ｍｍ−１の範囲であることがより好ましい。
【００３０】
また、ロッドレンズは、中心軸から０．６ｒ以上の外周部に、ロッドレンズを伝送する光のうち少なくとも一部の光を吸収する光吸収剤を含有する光吸収層を設けることが好ましい。一般に、ロッドレンズでは、中心軸から離れるにつれて、屈折率分布が理想分布から外れた不整な部分が形成されやすいが、ロッドレンズの外周部に光吸収層を設けることにより、屈折率分布の不整な部分に起因する光学特性の低下を抑制できる。
光吸収層の厚みは３μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。光吸収層の厚みをこの範囲にすれば、フレア光やクロストーク光を十分に除去できると共に、十分な透過光量を確保できる。
【００３１】
光吸収剤としては、イメージセンサやＬＥＤプリンタ等においては光源として４００〜９００ｎｍの波長の光を出射する光源が用いられているので、４００〜９００ｎｍのうち少なくとも一部の波長域の光を吸収するものを用いることが好ましい。
このような光吸収剤としては、例えば、６００ｎｍ〜近赤外線領域に吸収のある日本化薬製Ｋａｙａｓｏｒｂ ＣＹ−１０等、６００〜７００ｎｍに吸収のある三菱化学製Ｄｉａｒｅｓｉｎ Ｂｌｕｅ ４Ｇ等、５５０〜６５０ｎｍに吸収のある日本化薬製Ｋａｙａｓｅｔ Ｂｌｕｅ ＡＣＲ等、５００〜６００ｎｍに吸収のある三井東圧染料ＭＳ Ｍａｇｅｎｔａ ＨＭ−１４５０等、４００〜５００ｎｍに吸収のある三井東圧染料ＭＳ Ｙｅｌｌｏｗ ＨＤ−１８０等を例示することができる。また、４００〜９００ｎｍのうち全波長域の光を吸収する光吸収剤としては、黒色染料等を挙げることができる。これら光吸収剤は、単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。
光吸収剤の光吸収層における含有量は、０．００１〜１０質量％が好ましく、０．００１〜１質量％がより好ましい。
【００３２】
以上説明したロッドレンズの製造方法では、温水処理工程にて、緩和原糸を、Ｔｇ−３５［℃］〜Ｔｇ［℃］の温水により５分以内で処理して、アニール処理するため、高温環境下で使用した場合であっても、ロッドレンズの熱収縮が抑制され、共役長の変化が小さい。そのため、解像度を高く保つことができる。
【００３３】
＜ロッドレンズアレイ＞
本発明のロッドレンズアレイは、上記ロッドレンズの製造方法で得られたロッドレンズが、一対の基板間に、各ロッドレンズの中心軸が互いに略平行になるように配置され、固定されているものである。
ロッドレンズアレイの一例として、図３に示すように、２本以上のロッドレンズ３１，３１・・・が、２枚の基板３２，３２間に平行に１列に並べられ、固定されたものが挙げられる。
隣接するロッドレンズ３１，３１同士は互いに密着していてもよいし、一定の隙間を空けて配置されていてもよい。
【００３４】
ロッドレンズアレイ３０を構成する基板３２は平板状でもよいし、ロッドレンズ３１を一定の間隔で配置するためにＵ字状あるいはＶ字状等の溝が片面に形成されたものであってもよい。
基板３２の材質は特に限定されないが、ロッドレンズアレイを作製する工程での加工が容易な材料であることが好ましい。具体的には、各種熱可塑性樹脂、各種熱硬化性樹脂が好ましく、アクリル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリイミド系樹脂、液晶ポリマー、エポキシ系樹脂がより好ましい。また、基板３２の基材、補強材として、繊維や紙を用いてもよいし、基板３２に離型剤、染料、顔料等を添加してもよい。
【００３５】
ロッドレンズ３１と基板３２との固定には接着剤３３が用いられる。
接着剤３３は、ロッドレンズ３１と基板３２あるいはロッドレンズ３１，３１同士を接着できる程度の接着力を有するものであれば特に制限されるものではなく、薄膜状に塗布可能な接着剤や、スプレー式粘着剤、ホットメルト型粘着剤等を用いることができる。
ロッドレンズ３１や基板３２への接着剤の塗布方法としては、接着剤の種類に応じて、スクリーン印刷法、スプレーコーティング法等の公知のコーティング法を適用できる。
【００３６】
本発明のロッドレンズアレイは、図３に示すものに限定されず、例えば、同種のロッドレンズが基板間に２列に並ぶように配置されていてもよい。その場合には、隣接するロッドレンズ同士を互いに密着させて最密に配置することが好ましい。
【００３７】
本発明のロッドレンズアレイは、上記ロッドレンズが用いられているため、高温環境下で使用しても熱収縮が抑制され、共役長の変化が起こりにくい耐熱性を有している。そのため、解像度に優れている。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
また、以下の例では、ロッドレンズ又はロッドレンズアレイについて、以下のように物性を測定した。熱収縮率、共役長及び平均ＭＴＦの測定結果については表１に示す。
＜ガラス転移温度（Ｔｇ）＞
１．ロッドレンズの中心部分近傍を構成する未硬化状物を重合させたものをサンプルとして用い、このサンプルを２００℃で５分間、溶融させた状態で維持し、ドライアイスで１分間急冷して、残留応力を除去した。
２．サンプルを減圧したデシケータ内に１５分以上放置して、サンプルに付着した霜を除去した。
３．示差熱分析装置を用いて、以下の条件で測定を行った。
・窒素気流下（流量１００ｍｌ／分）
・測定温度範囲 スタート温度１０℃、リミット温度２００℃
・昇温速度 １０℃／分
【００３９】
＜屈折率分布＞
カールツァイス社製インターファコ干渉顕微鏡を用いて測定した。
＜熱収縮率＞
熱収縮率は、緩和原糸を所定の長さに切断したサンプルを８０℃の乾燥機内に２４時間放置して加熱し、［（加熱前後の長さの変化）／（加熱前の長さ）］×１００（％）により求めた。
表１における評価の欄では、熱収縮率が０．４％以下のものを◎、０．４〜０．５％以内のものを○、０．５％より大きいものを×と示す。
【００４０】
＜共役長及び解像度（平均ＭＴＦ）＞
空間周波数１２ラインペア／ｍｍ（すなわち６００ｄｐｉ）を有する格子パターンを用いて測定した。具体的には、光軸に垂直な両端面を研磨したロッドレンズアレイに光源からの光（波長５２５ｎｍ）を、格子パターンを通して入射させ、結像面に設置したＣＣＤラインセンサにより格子画像を読み取り、その測定光量の最大値（ｉｍａｘ）と最小値（ｉｍｉｎ）を測定し、下記式（２）によりＭＴＦ（モデレーション・トランスファー・ファンクション）を求めた。
ＭＴＦ（％）＝｛（ｉｍａｘ−ｉｍｉｎ）／（ｉｍａｘ＋ｉｍｉｎ）｝×１００ （２）
その際、格子パターンとロッドレンズアレイの入射端との距離と、ロッドレンズアレイの出射端とＣＣＤラインセンサとの距離を等しくした。そして、格子パターンとＣＣＤラインセンサをロッドレンズアレイに対し対称的に動かしてＭＴＦを測定し、ＭＴＦが最良になるときの、格子パターンとＣＣＤラインセンサとの距離を共役長とした。
格子パターンとＣＣＤラインセンサとの距離を共役長で固定して、ロッドレンズアレイ全幅について走査してＭＴＦを５０点測定し、これらを平均して平均ＭＴＦを求めた。平均ＭＴＦの値は解像度の指標になり、平均ＭＴＦの値が大きい程、解像度が優れる。
ここで、空間周波数とは、白ラインと黒ラインとの組み合わせを１ラインとした際に、このラインの組み合わせが１ｍｍの幅の中に形成される数である。
【００４１】
＜初期性能＞
表１における評価の欄では、平均ＭＴＦ［％］が７０％以上のものを◎、６５〜７０％のものを○、６５％以下のものを×と示す。
＜耐熱試験＞
６０℃に設定した恒温恒湿機中（相対湿度９０％）にロッドレンズアレイを１０００時間放置した。耐熱試験後での共役長、平均ＭＴＦを求めた。
表１における評価の欄では、試験後の共役長［ｍｍ] の変化が±０．２ｍｍ以内のものを◎、±０．３ｍｍ〜±０．４ｍｍのものを○、±０．５ｍｍ以上のものを×と示す。また、試験後の平均ＭＴＦ［％］が６０％以上のものを◎、５０〜６０％のものを○、５０％以下のものを×と示す。
【００４２】
＜総合評価＞
上記の全評価の結果最も多かった評価を総合評価とする。
尚、平均ＭＴＦの初期性能が×の場合、条件適用不可として総合評価を×とする。
【００４３】
＜実施例１＞
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ、〔η〕＝０．４０、メチルエチルケトン中、２５℃にて測定）４６質量部、下記式（３）で表されるトリシクロ［５．２．１．０２，６］デカニル−８−メタクリレート（ＴＣＤＭＡ）３０質量部、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）２４質量部、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．２５質量部及びハイドロキノン（ＨＱ）０．１質量部を７０℃で加熱混練して第１層形成用原液を得た。
ＰＭＭＡ４５質量部、ＴＣＤＭＡ１６．４質量部、ベンジルメタクリレート（ＢｚＭＡ）５質量部、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチルメタクリレート（８ＦＭ）５質量部、ＭＭＡ２８．６質量部、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．２５質量部及びＨＱ０．１質量部を７０℃で加熱混練して第２層形成用原液を得た。
ＰＭＭＡ４８質量部、ＢｚＭＡ６．８質量部、８ＦＭ１０質量部、ＭＭＡ３５．２質量部、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．２５質量部、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．２５質量部、ＨＱ０．１質量部を７０℃で加熱混練して第３層形成用原液を得た。
ＰＭＭＡ４４．８質量部、ＢｚＭＡ１３．１質量部、８ＦＭ２９．２質量部、ＭＭＡ１２．９質量部、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．２５質量部、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．２５質量部、ＨＱ０．１質量部を７０℃で加熱混練して第４層形成用原液を得た。
ＰＭＭＡ４０．３質量部、ＢｚＭＡ１６．９質量部、８ＦＭ４０．４質量部、ＭＭＡ２．４質量、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．２５質量部、ＨＱ０．１質量部を７０℃で加熱混練して第５層形成用原液を得た。
【００４４】
【化１】
【００４５】
また、クロストーク光やフレア光を抑制する目的で、加熱混練前の第４層形成用原液中に、原液全体に対して、染料Ｂｌｕｅ ＡＣＲ、Ｄｉａｒｅｓｉｎ Ｂｌｕｅ ４Ｇをそれぞれ０．０１４質量％、ＭＳ Ｍａｇｅｎｔａ ＨＭ−１４５０ ０．００２９質量％、ＭＳ Ｙｅｌｌｏｗ ＨＤ−１８０、Ｋａｙａｓｏｒｂ ＣＹ−１０をそれぞれ０．００５７質量％添加した。
また、第５層形成用原液中に、原液全体に対して、Ｂｌｕｅ ＡＣＲを０．５７質量％、ＭＳ Ｙｅｌｌｏｗ ＨＤ−１８０及びＭＳ Ｍａｇｅｎｔａ ＨＭ−１４５０をそれぞれ０．１４３質量％、Ｄｉａｒｅｓｉｎ Ｂｌｕｅ ４Ｇ及びＫａｙａｓｏｒｂ ＣＹ−１０をそれぞれ０．０１１質量％添加した。
【００４６】
上記５種類の原液を、中心から外側に向かって硬化後の屈折率が順次低くなるように配置しながら同心円状５層複合紡糸ノズルから同時に押し出した。複合紡糸ノズルの温度は５６℃とした。各層の吐出比は、ロッドレンズの半径方向の各層の厚さ（第１層においては半径）の比に換算して、第１層／第２層／第３層／第４層／第５層＝２４／３１／３９／３／３とした。ここで、第１層は最も内側で、第５層は最も外側である。
【００４７】
次いで、得られた原液から、図１に示すロッドレンズ原糸の製造装置１０を用いてロッドレンズ原糸を製造した。
具体的には、不活性ガス導入管１３から収容体１２内に窒素ガスを導入すると共に不活性ガス排出管１４から収容体１２内の不活性ガスを排出させた。
また、同心円状複合紡糸ノズル１１から押し出された糸状体Ａを、引取りローラ１７で引き取り（２００ｃｍ／分）ながら、長さ３０ｃｍの相互拡散処理部１２ｂを通し、各層間同士で相互拡散を生じさせた。
続いて、中心軸の周囲に長さ６０ｃｍ、２０Ｗのケミカルランプ１８本が上下２段に連続して等間隔に配設された第１硬化処理部１２ｃ（第１光照射部）の中心に、糸状体Ａを通過させて硬化させた。更に、中心軸の周囲に２．０ＫＷ高圧水銀灯３本が等間隔に配設された第２硬化処理部１２ｄ（第２光照射部）の中心に、糸状体Ａを通過させて、完全硬化させた。相互拡散処理部１２ｂにおける窒素流量は４０Ｌ／分とした。
これにより得られたロッドレンズ原糸の半径は０．３０ｍｍであり、Ｔｇは１００℃であった。
次いで、図２に示す延伸・緩和処理装置２０を用い、紡糸工程から連続的に、得られたロッドレンズ原糸Ｂを、第1加熱炉２４にて１４５℃の雰囲気下で５．５倍に延伸（第２ニップローラ２２の速度１０９１ｃｍ／分）し、第２加熱炉２５にて１２３℃の雰囲気下で緩和率が４５％になるように緩和（第３ニップローラ２３の速度６００ｃｍ／分）した。次いで、切断工程にて、１６６ｍｍの長さに切断して、長さ１６６ｍｍの緩和原糸を多数得た。
【００４８】
得られた緩和原糸の半径は０．１７ｍｍ、中心屈折率は１．４９７、中心軸から外側に向かう０．２ｒ〜０．８ｒの範囲において屈折率分布が式（１）に近似され、５２５ｎｍの波長における屈折率分布定数ｇは０．８４ｍｍ−１であった。
また、得られた緩和原糸には、外周面から中心部に向かって約５μｍの厚さの、染料がほぼ均一に混在する層が形成されていた。
緩和原糸の熱収縮率を測定したところ、０．７％と大きかった。
【００４９】
次いで、緩和原糸を８０℃に設定した温水浴中に無張力下で通過させて、２分間温水処理して、図４に示すような、内側から第１層４１と第２層４２と第３層４３と第４層４４と第５層４５とを有するロッドレンズを得た。温水処理後に得られたロッドレンズの熱収縮率を表１に示す。
また、得られたロッドレンズを多数本使用して、配列ピッチが０．３６ｍｍ（隣接レンズ間の隙間２０μｍ）の１列のロッドレンズアレイを作製した（共役長が１０．０ｍｍ）。作製したロッドレンズアレイの５２５ｎｍにおける初期性能と耐熱試験後の共役長、平均ＭＴＦを測定した。その結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
【００５１】
＜実施例２＞
実施例１で得られた緩和原糸を、７０℃に設定した温水浴中に無張力下で通過させて、２分間温水処理してロッドレンズを得た。温水処理後に得られたロッドレンズの熱収縮率を表１に示す。
また、実施例１と同様にしてロッドレンズアレイを作製し、評価した。評価結果を表１に示す。
【００５２】
＜比較例１＞
実施例１で得られた緩和原糸を、８０℃に設定した熱風乾燥機中（相対湿度３０％以下）、無張力下で２４時間熱処理した。熱処理後に得られたロッドレンズの熱収縮率を表１に示す。
また、実施例１と同様にしてロッドレンズアレイを作製し、評価した。評価結果を表１に示す。
【００５３】
＜比較例２＞
実施例１で得られた緩和原糸を、７０℃に設定した熱風乾燥機中（相対湿度３０％以下）、無張力下で２４時間熱処理した。熱処理後に得られたロッドレンズの熱収縮率を表１に示す。
また、実施例１と同様にしてロッドレンズアレイを作製し、評価した。評価結果を表１に示す。
【００５４】
＜比較例３＞
実施例１で得られた緩和原糸を、５０℃に設定した温水浴中に無張力下で通過させて、２分間温水処理してロッドレンズを得た。温水処理後に得られたロッドレンズの熱収縮率を表１に示す。
また、実施例１と同様にしてロッドレンズアレイを作製し、評価した。評価結果を表１に示す。
【００５５】
＜比較例４＞
実施例１で得られた緩和原糸を、８０℃に設定した温水浴中に無張力下で通過させて、１０分間温水処理してロッドレンズを得た。温水処理後に得られたロッドレンズの熱収縮率を表１に示す。
また、実施例１と同様にしてロッドレンズアレイを作製し、評価した。評価結果を表１に示す。
【００５６】
温水により処理して得たロッドレンズを用いた実施例１，２のロッドレンズアレイではいずれも、熱処理に要した時間が短かったにもかかわらず、ロッドレンズの熱収縮が抑制され、耐熱試験前及び耐熱試験後の共役長、平均ＭＴＦ値が良好であった。
これに対し、８０℃の熱風により処理して得たロッドレンズを用いた比較例１のロッドレンズアレイでは、熱処理に要した時間が長かった。
７０℃の熱風により処理して得たロッドレンズを用いた比較例２のロッドレンズアレイは、ロッドレンズの熱収縮が抑制されておらず、また、熱処理に要した時間が長かった。
Ｔｇより５０℃低い温水により処理して得たロッドレンズを用いた比較例３のロッドレンズアレイでは、ロッドレンズの熱収縮が抑制されておらず、耐熱試験後における平均ＭＴＦ値が低かった。
８０℃の温水による処理時間を１０分にして得たロッドレンズを用いた比較例４のロッドレンズアレイでは、平均ＭＴＦ値の初期性能が低かった。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】ロッドレンズの原糸を製造するための装置を示す概略構成図である。
【図２】ロッドレンズの原糸に延伸処理及び緩和処理を施す装置を示す概略構成図である。
【図３】本発明のロッドレンズアレイの一例を示す断面図である。
【図４】実施例及び比較例におけるロッドレンズの中心軸に垂直な断面を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０ ロッドレンズ原糸の製造装置
１１ 同心円状複合紡糸ノズル
１２ 収容体
１３ 不活性ガス導入管
１４ 不活性ガス排出管
１５ 第１光照射機
１６ 第２光照射機
１７ 引取りローラ
２０ 延伸・緩和処理装置
２１ 第１ニップローラ
２２ 第２ニップローラ
２３ 第３ニップローラ
２４ 第１加熱炉
２５ 第２加熱炉
３０ ロッドレンズアレイ
３１ ロッドレンズ
３２ 基板
３３ 接着剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキャナ、イメージセンサ、プリンタ等の光伝送体として使用されるロッドレンズアレイ及びそれに使用されるロッドレンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック製ロッドレンズ（以下、「ロッドレンズ」と略す。）は、中心から外側に向かうにつれて屈折率が連続的に減少する屈折率分布を有する円柱状のレンズである。
ロッドレンズは、２本以上を、それらの端面が１次元状又は２次元状の形状を形成するように平行に配置し、接着により一体化して、ロッドレンズアレイの形態にされることがある。ロッドレンズアレイは、ハンドスキャナ等の各種スキャナや、複写機、ファクシミリ等におけるイメージセンサ用の部品として、また発光ダイオード（ＬＥＤ）プリンタの書き込みデバイス等として広く用いられている。
ところで、ロッドレンズにおいては、ロッドレンズアレイ製造時の取り扱い性を向上させるために、機械的強度を高くすることが要求される。その要求に対し、特許文献１には、ロッドレンズを加熱延伸する方法が開示されている。
しかし、加熱延伸されたロッドレンズは熱収縮が大きいため、高温環境下で使用した際に、ロッドレンズが収縮して共役長が変化し、その結果、解像度（ＭＴＦ：モデレーション・トランスファー・ファンクション）が低下する傾向にあった。
特に、ロッドレンズを、６００ドット／インチ（ｄｐｉ）以上の高解像度のイメージセンサやＬＥＤプリンタに使用する場合には、解像度の低下は深刻になる。
【０００３】
そこで、高温環境下で使用しても共役長の変化が起こりにくい耐熱性を有し、解像度に優れるロッドレンズアレイを製造する方法として、特許文献２では、ロッドレンズを加熱延伸後、熱処理する方法が提案されている。しかしながら、この方法は熱処理に要する時間が長いという問題を有していた。
【特許文献１】特開平８−２１１２４２号公報
【特許文献２】特開２００７−３４２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、高温環境下で使用しても熱収縮が抑制されたロッドレンズを短時間に製造できるロッドレンズの製造方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、高温環境下で使用しても熱収縮が抑制され、共役長の変化が起こりにくい耐熱性を有し、解像度に優れるロッドレンズアレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、特定の温度及び時間で温水処理することにより、上記課題を解決できることを見出し、さらに検討して、以下のロッドレンズの製造方法及びロッドレンズアレイを発明した。
［１］未硬化状物を紡糸してロッドレンズ原糸を得る紡糸工程と、
前記ロッドレンズ原糸を延伸して延伸原糸を得る延伸工程と、
前記延伸原糸を緩和して緩和原糸を得る緩和工程と、
前記緩和原糸を、下記温度Ｔ［℃］の温水により５分以内で処理する温水処理工程とを有することを特徴とするロッドレンズの製造方法。
Ｔ［℃］：Ｔｇ−３５［℃］〜Ｔｇ［℃］（Ｔｇはロッドレンズ原糸のガラス転移温度である）
［２］ 温水処理工程では、８０℃で２４時間加熱した際の熱収縮率が０．４％以下になるように緩和原糸を処理する［１］に記載のロッドレンズの製造方法。
［３］ ［１］又は［２］に記載のロッドレンズの製造方法により得られたロッドレンズが、一対の基板間に、各ロッドレンズの中心軸が互いに略平行になるように配置され、固定されているロッドレンズアレイ。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のロッドレンズの製造方法によれば、高温環境下で使用しても熱収縮が抑制されたロッドレンズを短時間に製造できる。
本発明のロッドレンズアレイは、高温環境下で使用しても熱収縮が抑制され、共役長の変化が起こりにくい耐熱性を有し、解像度に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
＜ロッドレンズの製造方法＞
本発明のロッドレンズの製造方法は、紡糸工程と、延伸工程と、緩和工程と、温水処理工程とを有して、中心から外側に向かうにつれて屈折率が連続的に減少する屈折率分布を有するロッドレンズを製造する方法である。
【０００８】
（紡糸工程）
紡糸工程は、未硬化状物を紡糸してロッドレンズ原糸を得る工程である。
紡糸工程においてロッドレンズ原糸を製造する際には、中心から外側に向かうにつれて屈折率が連続的に減少する屈折率分布が生じる方法が採られる。その方法としては、例えば、付加反応法、共重合法、ゲル重合法、単量体揮発法、相互拡散法等のいずれの方法であってもよいが、精度及び生産性の点で相互拡散法が好ましい。
以下、相互拡散法について説明する。
【０００９】
まず、硬化後の屈折率ｎ及びアッベ数νが、ｎ１＞ｎ２＞・・・・＞ｎＮ、かつν１＞ν２＞・・・・＞νＮ（Ｎ≧３）となるＮ個の未硬化状物を、複合紡糸ノズル等を用いて、中心軸から外側に向かうにつれて屈折率及びアッベ数が順次低くなるような配置で同心円状に積層した未硬化状の積層体（以下、「糸状体」という。）に賦形する。
次いで、この糸状体の各層間の屈折率分布が好ましくは連続的になるように、隣接する層同士で物質を相互拡散させる相互拡散処理を施し、その後又は同時に、糸状体を硬化処理して、ロッドレンズ原糸を得る。
ここで、相互拡散処理は、糸状体に窒素雰囲気下、１０〜６０℃、より好ましくは２０〜５０℃で数秒〜数分間の熱履歴を与える処理である。
【００１０】
未硬化状物としては、ラジカル重合性ビニル単量体、又はラジカル重合性ビニル単量体と該単量体に可溶な重合体（可溶性重合体）とからなる組成物などを用いることができる。中でも、未硬化状物から糸状体を形成する際の未硬化状物の粘度を容易に調整でき、また、糸状体の中心軸から外側に向かうにつれて連続的な屈折率分布を容易に形成できることから、ラジカル重合性ビニル単量体と可溶性重合体とからなる組成物であることが好ましい。
【００１１】
ラジカル重合性ビニル単量体の具体例としては、メチルメタクリレート（屈折率：１．４９）、スチレン（屈折率：１．５９）、クロルスチレン（屈折率：１．６１）、酢酸ビニル（屈折率：１．４７）、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：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）アクリレート等の他の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。
【００１２】
可溶性重合体は、前記ラジカル重合性ビニル単量体から形成する重合体と相溶性が良いものであり、例えば、ポリメチルメタクリレート（屈折率：１．４９）、ポリメチルメタクリレート系共重合体（屈折率：１．４７〜１．５０）、ポリ（４−メチルペンテン−１）（屈折率：１．４６）、エチレン／酢酸ビニル共重合体（屈折率：１．４６〜１．５０）、ポリカーボネート（屈折率：１．５０〜１．５７）、ポリフッ化ビニリデン（屈折率：１．４２）、フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン共重合体（屈折率：１．４２〜１．４６）、フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロペン共重合体（屈折率：１．４０〜１．４６）、ポリフッ化アルキル（メタ）アクリレート重合体等が挙げられる。これらの中でも、ポリメチルメタクリレートは透明性に優れ、それ自体の屈折率も高いため、より好ましい。
【００１３】
また、各層には同一の屈折率を有する可溶性重合体を含有させることが好ましい。各層に同一の屈折率を有する可溶性重合体を含有させれば、粘度を容易に調整でき、中心軸から外側に向かうにつれて連続的な屈折率分布を有するロッドレンズを容易に得ることができる。
【００１４】
未硬化状物から形成された糸状体を硬化するためには、重合開始剤を未硬化物中に０．０１〜２質量％添加しておくことが好ましい。重合開始剤としては熱硬化開始剤と光硬化開始剤があるが、いずれも使用可能である。
熱硬化開始剤としては、通常、パーオキサイド系又はアゾ系の開始剤が用いられる。
光硬化開始剤としては、ベンゾフェノン、ベンゾインアルキルエーテル、４’−イソプロピル−２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンジルメチルケタール、２，２−ジエトキシアセトフェノン、クロロチオキサントン、チオキサントン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、Ｎ−メチルジエタノールアミン、トリエチルアミンなどが挙げられる。
【００１５】
未硬化状物を硬化させる際には、熱硬化開始剤及び／又は光硬化開始剤を含有する糸状物を熱処理ないし光硬化処理を行う。未硬化状物が熱硬化開始剤と光硬化開始剤の両方を含有している場合は、熱処理と光硬化処理の両方を行うことができる。
熱硬化処理は、熱硬化開始剤を含有させた未硬化状物を、一定の温度に制御された加熱炉等の硬化処理部で所定時間熱処理することにより行うことができる。
光硬化処理は、光硬化開始剤を含有させた未硬化状物に周囲から紫外線を照射することにより行うことができる。光硬化処理に用いる光源としては、１５０〜６００ｎｍの波長の光を発生する炭素アーク灯、高圧水銀灯、中圧水銀灯、低圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、キセノンランプ、レーザー光等が挙げられる。
【００１６】
紡糸工程は、例えば、図１に示すようなロッドレンズ原糸の製造装置を用いて行うことができる。
このロッドレンズ原糸の製造装置１０は、同心円状複合紡糸ノズル１１と、同心円状複合紡糸ノズル１１から吐出された糸状体Ａを収容する収容体１２と、収容体１２の同心円状複合紡糸ノズル１１側に接続された不活性ガス導入管１３と、収容体１２の出口１２ａ側に接続された不活性ガス排出管１４と、収容体１２の長手方向の中央の外側に設けられた第１光照射機１５と、収容体１２の不活性ガス排出管１４側の外側に設けられた第２光照射機１６と、収容体１２の下流側に配置された引取りローラ１７とを具備する。
収容体１２において、同心円状複合紡糸ノズル１１から第１光照射機１５の光が当る直前までの部分を相互拡散処理部１２ｂ、第１光照射機１５の光が当る部分を第１硬化処理部１２ｃ、第２光照射機１６の光が当る部分を第２硬化処理部１２ｄという。
【００１７】
上記製造装置１０を用いたロッドレンズ原糸の製造では、不活性ガス導入管１３から収容体１２内に不活性ガス（例えば窒素ガス）を導入すると共に不活性ガス排出管１４から収容体１２内の不活性ガスを排出させる。
そのように不活性ガスを流動させた状態で、同心円状複合紡糸ノズル１１から未硬化の糸状体Ａを吐出し、その糸状体Ａを、収容体１２内を通過させる。このとき、糸状体Ａを構成する各層間で相互拡散処理部１２ｂにて相互拡散を起こさせ、第１硬化処理部１２ｃにて第１光照射機１５により糸状体Ａに光を照射し、第２硬化処理部１２ｄにて第２光照射機１６により糸状体Ａに光を照射して硬化する。
そして、引取りローラ１７により引き取ることにより、収容体１２からロッドレンズ原糸Ｂを得る。
【００１８】
（延伸工程）
延伸工程は、前記ロッドレンズ原糸を延伸して延伸原糸を得る工程である。
ロッドレンズ原糸の延伸は公知の方法により行うことができ、例えば、図２に示すような延伸・緩和処理装置を用いて行うことができる。
この延伸・緩和処理装置２０は、第１ニップローラ２１、第２ニップローラ２２、第３ニップローラ２３、第１ニップローラ２１と第２ニップローラ２２との間に配置された第１加熱炉２４、及び、第２ニップローラ２２と第３ニップローラ２３との間に配置された第２加熱炉２５を具備する。
延伸・緩和処理装置２０を用いた延伸工程では、紡糸工程により得たロッドレンズ原糸Ｂを第１ニップローラ２１で第１加熱炉２４に供給し、第１加熱炉２４を通過したロッドレンズ原糸Ｂを第２ニップローラ２２で第１ニップローラ２１よりも速い速度で引き取って延伸する方法等が挙げられる。
【００１９】
延伸工程における雰囲気温度（延伸温度）はロッドレンズの材質等に応じて適宜選択されるが、ロッドレンズ原糸のガラス転移温度（Ｔｇ）＋２０℃以上、Ｔｇ＋６０℃以下が好ましい。なお、ロッドレンズの屈折率配向を形成するために、屈折率の異なる複数の層を積層して、ロッドレンズを形成する場合がある。このような場合、各層を形成する材料うちで、Ｔｇが最大となる値をロッドレンズ原糸のＴｇとする。一般的には、屈折率が高い材料ほどＴｇが高いことから、ロッドレンズで最も屈折率が高くなる中心部分を構成する層の未硬化状物を重合させたものをサンプルとして、本発明におけるＴｇを測定した。
本発明におけるＴｇは以下の測定方法（ＤＳＣ法）で求める。
１．サンプルを２００℃で５分間、溶融させた状態で維持し、ドライアイスで１分間急冷して、残留応力を除去する。
２．サンプルを減圧したデシケータ内に１５分以上放置して、サンプルに付着した霜を除去する。
３．示差熱分析装置を用いて、以下の条件で測定を行う。
・窒素気流下（流量１００ｍｌ／分）
・測定温度範囲 スタート温度１０℃、リミット温度２００℃
・昇温速度 １０℃／分
【００２０】
また、延伸工程における延伸倍率は所望のロッドレンズ径により適宜選択されるが、１．１〜１０倍が好ましく、２〜６倍がより好ましい。延伸倍率は、例えば、延伸・緩和処理装置２０を用いた場合には、第１ニップローラ２１と第２ニップローラ２２の速度比により調節できる。
【００２１】
（緩和工程）
緩和工程は、延伸原糸を緩和して緩和原糸を得る工程である。
緩和は、公知の方法、例えば、延伸原糸を加熱しながら２つのニップローラで移送し、上流側のニップローラの回転数より下流側のニップローラの回転数を小さくすることにより行うことができる。具体的には、図２に示すような延伸・緩和処理装置を用いて行うことができる。
延伸・緩和処理装置２０を用いた緩和工程では、例えば、延伸原糸Ｃを第２ニップローラ２２で第２加熱炉２５に供給し、第２加熱炉２５を通過したロッドレンズを第３ニップローラ２３で第２ニップローラ２２よりも遅い速度で引き取って緩和する方法等が挙げられる。
緩和工程における雰囲気温度（緩和温度）は、ロッドレンズの材質等に応じて適宜選択されるが、得られるロッドレンズを使用したロッドレンズアレイの光学特性を考慮すると、Ｔｇ以上、Ｔｇ＋６０℃以下が好ましく、Ｔｇ以上、延伸温度−５℃以下がより好ましい。
また、緩和倍率は所望のロッドレンズ径により適宜選択されるが、０．５倍以上１倍未満が好ましく、０．６〜０．９倍がより好ましい。緩和倍率は、例えば、延伸・緩和処理装置２０を用いた場合には、第３ニップローラ２３と第４ニップローラ２４の速度比により調節できる。
【００２２】
延伸工程及び緩和工程はバッチ式であってもよいし、連続式でもよい。また、延伸工程と緩和工程は連続的に行ってもよいし、非連続的に行ってもよい。生産性の観点からは連続的に行うことが好ましい。
【００２３】
緩和工程により得られた緩和原糸は、連続的に所定の長さに切断してもよく、ボビン等に巻き取った後、切断してもよい。
緩和原糸の熱収縮率は０．７〜１．５％程度である。ここで、熱収縮率は、緩和原糸を所定の長さに切断したサンプルを８０℃の乾燥機内に２４時間放置して加熱し、［（加熱前後の長さの変化）／（加熱前の長さ）］×１００（％）により求めた値である。
【００２４】
（温水処理工程）
温水処理工程は、緩和原糸を、下記温度Ｔの温水により５分以内で処理する工程である。
Ｔ［℃］：Ｔｇ−３５［℃］〜Ｔｇ［℃］（Ｔｇはガラス転移温度である）
このような温度で温水処理を行うことにより、緩和原糸の熱収縮を抑制でき、高温環境下でもロッドレンズの熱収縮を抑制でき、ロッドレンズアレイの耐熱性を向上させることができる。より好ましくは、温水処理の温度はＴｇ−３０［℃］〜Ｔｇ［℃］であり、さらに好ましくは、温水処理の温度はＴｇ−２５［℃］〜Ｔｇ［℃］である。なお、温水処理の温度がＴｇ−３５℃未満であると、耐熱性が向上せず、Ｔｇを超えると、ロッドレンズが変形することがある。
【００２５】
温水処理を行う時間は、初期光学性能や耐熱性をより向上させる点、生産性のバランスを考慮すると、１〜４分が好ましく、１．５〜３分がより好ましい。
温水処理の際には、緩和原糸に張力をかけないことが好ましい。例えば、延伸、緩和工程後、インラインで連続的に温水処理を行うことが好ましい。
温水処理の方法は、ロッドレンズを均一に熱処理できる方法であれば特に制限されるものではなく、例えば、緩和原糸を温水中に通過させる方法、緩和原糸に温水を吹き付ける方法などが挙げられる。
【００２６】
ロッドレンズを高温環境下で使用した際の使用熱収縮を抑制するために、高解像度が要求されるロッドレンズに用いられる緩和原糸は、８０℃で２４時間加熱したときの熱収縮率が０．４％以下であることが好ましいことを、本願発明者らは見出した。この熱収縮率は、０．３７％以下であることがより好ましく、特に０．３５％以下であることが好ましい。本発明の好適なロッドレンズの製造方法においては、前記加熱条件で緩和原糸を処理することにより、熱収縮率が０．４％以下の緩和原糸を得ることができる。これにより、ロッドレンズ、ロッドレンズアレイを高温環境下で使用した際の熱収縮がより抑制される。
【００２７】
（ロッドレンズ）
上記製造方法により得られたロッドレンズは、中心から外側に向かうにつれて屈折率が連続的に減少する屈折率分布を有する円柱状のレンズである。
ロッドレンズの屈折率分布としては、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ｒとしたとき、少なくとも中心から外側に向かう０．３ｒ〜０．７ｒの範囲における屈折率分布が、下記式（１）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｝ （１）
式（１）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）、Ｌはロッドレンズの中心軸からの距離（０≦Ｌ≦ｒ）、ｇはロッドレンズの屈折率分布定数、ｎ（Ｌ）はロッドレンズの中心軸からの距離Ｌの位置における近似屈折率である。
【００２８】
ロッドレンズの半径ｒは特に限定されないが、光学系のコンパクト化の観点から、半径ｒは小さいことが好ましく、ロッドレンズの加工時の取り扱いの観点からは、半径ｒが大きいことが好ましい。このようなことから、ロッドレンズの半径ｒは、０．０５〜０．５ｍｍの範囲であることが好ましく、０．１〜０．３ｍｍの範囲であることがより好ましい。
【００２９】
ロッドレンズの中心屈折率ｎ０は１．４〜１．６であることが、ロッドレンズを構成する材料の選択肢が広くなり、良好な屈折率分布を形成しやすくなる等の観点から好ましい。
ロッドレンズの屈折率分布定数ｇも特に限定されるものではないが、光学系のコンパクト化や光学系の作動距離の確保や取り扱い性の観点から、０．５〜１．５ｍｍ−１の範囲であることが好ましく、０．５〜１．０ｍｍ−１の範囲であることがより好ましい。
【００３０】
また、ロッドレンズは、中心軸から０．６ｒ以上の外周部に、ロッドレンズを伝送する光のうち少なくとも一部の光を吸収する光吸収剤を含有する光吸収層を設けることが好ましい。一般に、ロッドレンズでは、中心軸から離れるにつれて、屈折率分布が理想分布から外れた不整な部分が形成されやすいが、ロッドレンズの外周部に光吸収層を設けることにより、屈折率分布の不整な部分に起因する光学特性の低下を抑制できる。
光吸収層の厚みは３μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。光吸収層の厚みをこの範囲にすれば、フレア光やクロストーク光を十分に除去できると共に、十分な透過光量を確保できる。
【００３１】
光吸収剤としては、イメージセンサやＬＥＤプリンタ等においては光源として４００〜９００ｎｍの波長の光を出射する光源が用いられているので、４００〜９００ｎｍのうち少なくとも一部の波長域の光を吸収するものを用いることが好ましい。
このような光吸収剤としては、例えば、６００ｎｍ〜近赤外線領域に吸収のある日本化薬製Ｋａｙａｓｏｒｂ ＣＹ−１０等、６００〜７００ｎｍに吸収のある三菱化学製Ｄｉａｒｅｓｉｎ Ｂｌｕｅ ４Ｇ等、５５０〜６５０ｎｍに吸収のある日本化薬製Ｋａｙａｓｅｔ Ｂｌｕｅ ＡＣＲ等、５００〜６００ｎｍに吸収のある三井東圧染料ＭＳ Ｍａｇｅｎｔａ ＨＭ−１４５０等、４００〜５００ｎｍに吸収のある三井東圧染料ＭＳ Ｙｅｌｌｏｗ ＨＤ−１８０等を例示することができる。また、４００〜９００ｎｍのうち全波長域の光を吸収する光吸収剤としては、黒色染料等を挙げることができる。これら光吸収剤は、単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。
光吸収剤の光吸収層における含有量は、０．００１〜１０質量％が好ましく、０．００１〜１質量％がより好ましい。
【００３２】
以上説明したロッドレンズの製造方法では、温水処理工程にて、緩和原糸を、Ｔｇ−３５［℃］〜Ｔｇ［℃］の温水により５分以内で処理して、アニール処理するため、高温環境下で使用した場合であっても、ロッドレンズの熱収縮が抑制され、共役長の変化が小さい。そのため、解像度を高く保つことができる。
【００３３】
＜ロッドレンズアレイ＞
本発明のロッドレンズアレイは、上記ロッドレンズの製造方法で得られたロッドレンズが、一対の基板間に、各ロッドレンズの中心軸が互いに略平行になるように配置され、固定されているものである。
ロッドレンズアレイの一例として、図３に示すように、２本以上のロッドレンズ３１，３１・・・が、２枚の基板３２，３２間に平行に１列に並べられ、固定されたものが挙げられる。
隣接するロッドレンズ３１，３１同士は互いに密着していてもよいし、一定の隙間を空けて配置されていてもよい。
【００３４】
ロッドレンズアレイ３０を構成する基板３２は平板状でもよいし、ロッドレンズ３１を一定の間隔で配置するためにＵ字状あるいはＶ字状等の溝が片面に形成されたものであってもよい。
基板３２の材質は特に限定されないが、ロッドレンズアレイを作製する工程での加工が容易な材料であることが好ましい。具体的には、各種熱可塑性樹脂、各種熱硬化性樹脂が好ましく、アクリル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリイミド系樹脂、液晶ポリマー、エポキシ系樹脂がより好ましい。また、基板３２の基材、補強材として、繊維や紙を用いてもよいし、基板３２に離型剤、染料、顔料等を添加してもよい。
【００３５】
ロッドレンズ３１と基板３２との固定には接着剤３３が用いられる。
接着剤３３は、ロッドレンズ３１と基板３２あるいはロッドレンズ３１，３１同士を接着できる程度の接着力を有するものであれば特に制限されるものではなく、薄膜状に塗布可能な接着剤や、スプレー式粘着剤、ホットメルト型粘着剤等を用いることができる。
ロッドレンズ３１や基板３２への接着剤の塗布方法としては、接着剤の種類に応じて、スクリーン印刷法、スプレーコーティング法等の公知のコーティング法を適用できる。
【００３６】
本発明のロッドレンズアレイは、図３に示すものに限定されず、例えば、同種のロッドレンズが基板間に２列に並ぶように配置されていてもよい。その場合には、隣接するロッドレンズ同士を互いに密着させて最密に配置することが好ましい。
【００３７】
本発明のロッドレンズアレイは、上記ロッドレンズが用いられているため、高温環境下で使用しても熱収縮が抑制され、共役長の変化が起こりにくい耐熱性を有している。そのため、解像度に優れている。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
また、以下の例では、ロッドレンズ又はロッドレンズアレイについて、以下のように物性を測定した。熱収縮率、共役長及び平均ＭＴＦの測定結果については表１に示す。
＜ガラス転移温度（Ｔｇ）＞
１．ロッドレンズの中心部分近傍を構成する未硬化状物を重合させたものをサンプルとして用い、このサンプルを２００℃で５分間、溶融させた状態で維持し、ドライアイスで１分間急冷して、残留応力を除去した。
２．サンプルを減圧したデシケータ内に１５分以上放置して、サンプルに付着した霜を除去した。
３．示差熱分析装置を用いて、以下の条件で測定を行った。
・窒素気流下（流量１００ｍｌ／分）
・測定温度範囲 スタート温度１０℃、リミット温度２００℃
・昇温速度 １０℃／分
【００３９】
＜屈折率分布＞
カールツァイス社製インターファコ干渉顕微鏡を用いて測定した。
＜熱収縮率＞
熱収縮率は、緩和原糸を所定の長さに切断したサンプルを８０℃の乾燥機内に２４時間放置して加熱し、［（加熱前後の長さの変化）／（加熱前の長さ）］×１００（％）により求めた。
表１における評価の欄では、熱収縮率が０．４％以下のものを◎、０．４〜０．５％以内のものを○、０．５％より大きいものを×と示す。
【００４０】
＜共役長及び解像度（平均ＭＴＦ）＞
空間周波数１２ラインペア／ｍｍ（すなわち６００ｄｐｉ）を有する格子パターンを用いて測定した。具体的には、光軸に垂直な両端面を研磨したロッドレンズアレイに光源からの光（波長５２５ｎｍ）を、格子パターンを通して入射させ、結像面に設置したＣＣＤラインセンサにより格子画像を読み取り、その測定光量の最大値（ｉｍａｘ）と最小値（ｉｍｉｎ）を測定し、下記式（２）によりＭＴＦ（モデレーション・トランスファー・ファンクション）を求めた。
ＭＴＦ（％）＝｛（ｉｍａｘ−ｉｍｉｎ）／（ｉｍａｘ＋ｉｍｉｎ）｝×１００ （２）
その際、格子パターンとロッドレンズアレイの入射端との距離と、ロッドレンズアレイの出射端とＣＣＤラインセンサとの距離を等しくした。そして、格子パターンとＣＣＤラインセンサをロッドレンズアレイに対し対称的に動かしてＭＴＦを測定し、ＭＴＦが最良になるときの、格子パターンとＣＣＤラインセンサとの距離を共役長とした。
格子パターンとＣＣＤラインセンサとの距離を共役長で固定して、ロッドレンズアレイ全幅について走査してＭＴＦを５０点測定し、これらを平均して平均ＭＴＦを求めた。平均ＭＴＦの値は解像度の指標になり、平均ＭＴＦの値が大きい程、解像度が優れる。
ここで、空間周波数とは、白ラインと黒ラインとの組み合わせを１ラインとした際に、このラインの組み合わせが１ｍｍの幅の中に形成される数である。
【００４１】
＜初期性能＞
表１における評価の欄では、平均ＭＴＦ［％］が７０％以上のものを◎、６５〜７０％のものを○、６５％以下のものを×と示す。
＜耐熱試験＞
６０℃に設定した恒温恒湿機中（相対湿度９０％）にロッドレンズアレイを１０００時間放置した。耐熱試験後での共役長、平均ＭＴＦを求めた。
表１における評価の欄では、試験後の共役長［ｍｍ] の変化が±０．２ｍｍ以内のものを◎、±０．３ｍｍ〜±０．４ｍｍのものを○、±０．５ｍｍ以上のものを×と示す。また、試験後の平均ＭＴＦ［％］が６０％以上のものを◎、５０〜６０％のものを○、５０％以下のものを×と示す。
【００４２】
＜総合評価＞
上記の全評価の結果最も多かった評価を総合評価とする。
尚、平均ＭＴＦの初期性能が×の場合、条件適用不可として総合評価を×とする。
【００４３】
＜実施例１＞
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ、〔η〕＝０．４０、メチルエチルケトン中、２５℃にて測定）４６質量部、下記式（３）で表されるトリシクロ［５．２．１．０２，６］デカニル−８−メタクリレート（ＴＣＤＭＡ）３０質量部、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）２４質量部、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．２５質量部及びハイドロキノン（ＨＱ）０．１質量部を７０℃で加熱混練して第１層形成用原液を得た。
ＰＭＭＡ４５質量部、ＴＣＤＭＡ１６．４質量部、ベンジルメタクリレート（ＢｚＭＡ）５質量部、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチルメタクリレート（８ＦＭ）５質量部、ＭＭＡ２８．６質量部、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．２５質量部及びＨＱ０．１質量部を７０℃で加熱混練して第２層形成用原液を得た。
ＰＭＭＡ４８質量部、ＢｚＭＡ６．８質量部、８ＦＭ１０質量部、ＭＭＡ３５．２質量部、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．２５質量部、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．２５質量部、ＨＱ０．１質量部を７０℃で加熱混練して第３層形成用原液を得た。
ＰＭＭＡ４４．８質量部、ＢｚＭＡ１３．１質量部、８ＦＭ２９．２質量部、ＭＭＡ１２．９質量部、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．２５質量部、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．２５質量部、ＨＱ０．１質量部を７０℃で加熱混練して第４層形成用原液を得た。
ＰＭＭＡ４０．３質量部、ＢｚＭＡ１６．９質量部、８ＦＭ４０．４質量部、ＭＭＡ２．４質量、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．２５質量部、ＨＱ０．１質量部を７０℃で加熱混練して第５層形成用原液を得た。
【００４４】
【化１】
【００４５】
また、クロストーク光やフレア光を抑制する目的で、加熱混練前の第４層形成用原液中に、原液全体に対して、染料Ｂｌｕｅ ＡＣＲ、Ｄｉａｒｅｓｉｎ Ｂｌｕｅ ４Ｇをそれぞれ０．０１４質量％、ＭＳ Ｍａｇｅｎｔａ ＨＭ−１４５０ ０．００２９質量％、ＭＳ Ｙｅｌｌｏｗ ＨＤ−１８０、Ｋａｙａｓｏｒｂ ＣＹ−１０をそれぞれ０．００５７質量％添加した。
また、第５層形成用原液中に、原液全体に対して、Ｂｌｕｅ ＡＣＲを０．５７質量％、ＭＳ Ｙｅｌｌｏｗ ＨＤ−１８０及びＭＳ Ｍａｇｅｎｔａ ＨＭ−１４５０をそれぞれ０．１４３質量％、Ｄｉａｒｅｓｉｎ Ｂｌｕｅ ４Ｇ及びＫａｙａｓｏｒｂ ＣＹ−１０をそれぞれ０．０１１質量％添加した。
【００４６】
上記５種類の原液を、中心から外側に向かって硬化後の屈折率が順次低くなるように配置しながら同心円状５層複合紡糸ノズルから同時に押し出した。複合紡糸ノズルの温度は５６℃とした。各層の吐出比は、ロッドレンズの半径方向の各層の厚さ（第１層においては半径）の比に換算して、第１層／第２層／第３層／第４層／第５層＝２４／３１／３９／３／３とした。ここで、第１層は最も内側で、第５層は最も外側である。
【００４７】
次いで、得られた原液から、図１に示すロッドレンズ原糸の製造装置１０を用いてロッドレンズ原糸を製造した。
具体的には、不活性ガス導入管１３から収容体１２内に窒素ガスを導入すると共に不活性ガス排出管１４から収容体１２内の不活性ガスを排出させた。
また、同心円状複合紡糸ノズル１１から押し出された糸状体Ａを、引取りローラ１７で引き取り（２００ｃｍ／分）ながら、長さ３０ｃｍの相互拡散処理部１２ｂを通し、各層間同士で相互拡散を生じさせた。
続いて、中心軸の周囲に長さ６０ｃｍ、２０Ｗのケミカルランプ１８本が上下２段に連続して等間隔に配設された第１硬化処理部１２ｃ（第１光照射部）の中心に、糸状体Ａを通過させて硬化させた。更に、中心軸の周囲に２．０ＫＷ高圧水銀灯３本が等間隔に配設された第２硬化処理部１２ｄ（第２光照射部）の中心に、糸状体Ａを通過させて、完全硬化させた。相互拡散処理部１２ｂにおける窒素流量は４０Ｌ／分とした。
これにより得られたロッドレンズ原糸の半径は０．３０ｍｍであり、Ｔｇは１００℃であった。
次いで、図２に示す延伸・緩和処理装置２０を用い、紡糸工程から連続的に、得られたロッドレンズ原糸Ｂを、第1加熱炉２４にて１４５℃の雰囲気下で５．５倍に延伸（第２ニップローラ２２の速度１０９１ｃｍ／分）し、第２加熱炉２５にて１２３℃の雰囲気下で緩和率が４５％になるように緩和（第３ニップローラ２３の速度６００ｃｍ／分）した。次いで、切断工程にて、１６６ｍｍの長さに切断して、長さ１６６ｍｍの緩和原糸を多数得た。
【００４８】
得られた緩和原糸の半径は０．１７ｍｍ、中心屈折率は１．４９７、中心軸から外側に向かう０．２ｒ〜０．８ｒの範囲において屈折率分布が式（１）に近似され、５２５ｎｍの波長における屈折率分布定数ｇは０．８４ｍｍ−１であった。
また、得られた緩和原糸には、外周面から中心部に向かって約５μｍの厚さの、染料がほぼ均一に混在する層が形成されていた。
緩和原糸の熱収縮率を測定したところ、０．７％と大きかった。
【００４９】
次いで、緩和原糸を８０℃に設定した温水浴中に無張力下で通過させて、２分間温水処理して、図４に示すような、内側から第１層４１と第２層４２と第３層４３と第４層４４と第５層４５とを有するロッドレンズを得た。温水処理後に得られたロッドレンズの熱収縮率を表１に示す。
また、得られたロッドレンズを多数本使用して、配列ピッチが０．３６ｍｍ（隣接レンズ間の隙間２０μｍ）の１列のロッドレンズアレイを作製した（共役長が１０．０ｍｍ）。作製したロッドレンズアレイの５２５ｎｍにおける初期性能と耐熱試験後の共役長、平均ＭＴＦを測定した。その結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
【００５１】
＜実施例２＞
実施例１で得られた緩和原糸を、７０℃に設定した温水浴中に無張力下で通過させて、２分間温水処理してロッドレンズを得た。温水処理後に得られたロッドレンズの熱収縮率を表１に示す。
また、実施例１と同様にしてロッドレンズアレイを作製し、評価した。評価結果を表１に示す。
【００５２】
＜比較例１＞
実施例１で得られた緩和原糸を、８０℃に設定した熱風乾燥機中（相対湿度３０％以下）、無張力下で２４時間熱処理した。熱処理後に得られたロッドレンズの熱収縮率を表１に示す。
また、実施例１と同様にしてロッドレンズアレイを作製し、評価した。評価結果を表１に示す。
【００５３】
＜比較例２＞
実施例１で得られた緩和原糸を、７０℃に設定した熱風乾燥機中（相対湿度３０％以下）、無張力下で２４時間熱処理した。熱処理後に得られたロッドレンズの熱収縮率を表１に示す。
また、実施例１と同様にしてロッドレンズアレイを作製し、評価した。評価結果を表１に示す。
【００５４】
＜比較例３＞
実施例１で得られた緩和原糸を、５０℃に設定した温水浴中に無張力下で通過させて、２分間温水処理してロッドレンズを得た。温水処理後に得られたロッドレンズの熱収縮率を表１に示す。
また、実施例１と同様にしてロッドレンズアレイを作製し、評価した。評価結果を表１に示す。
【００５５】
＜比較例４＞
実施例１で得られた緩和原糸を、８０℃に設定した温水浴中に無張力下で通過させて、１０分間温水処理してロッドレンズを得た。温水処理後に得られたロッドレンズの熱収縮率を表１に示す。
また、実施例１と同様にしてロッドレンズアレイを作製し、評価した。評価結果を表１に示す。
【００５６】
温水により処理して得たロッドレンズを用いた実施例１，２のロッドレンズアレイではいずれも、熱処理に要した時間が短かったにもかかわらず、ロッドレンズの熱収縮が抑制され、耐熱試験前及び耐熱試験後の共役長、平均ＭＴＦ値が良好であった。
これに対し、８０℃の熱風により処理して得たロッドレンズを用いた比較例１のロッドレンズアレイでは、熱処理に要した時間が長かった。
７０℃の熱風により処理して得たロッドレンズを用いた比較例２のロッドレンズアレイは、ロッドレンズの熱収縮が抑制されておらず、また、熱処理に要した時間が長かった。
Ｔｇより５０℃低い温水により処理して得たロッドレンズを用いた比較例３のロッドレンズアレイでは、ロッドレンズの熱収縮が抑制されておらず、耐熱試験後における平均ＭＴＦ値が低かった。
８０℃の温水による処理時間を１０分にして得たロッドレンズを用いた比較例４のロッドレンズアレイでは、平均ＭＴＦ値の初期性能が低かった。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】ロッドレンズの原糸を製造するための装置を示す概略構成図である。
【図２】ロッドレンズの原糸に延伸処理及び緩和処理を施す装置を示す概略構成図である。
【図３】本発明のロッドレンズアレイの一例を示す断面図である。
【図４】実施例及び比較例におけるロッドレンズの中心軸に垂直な断面を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０ ロッドレンズ原糸の製造装置
１１ 同心円状複合紡糸ノズル
１２ 収容体
１３ 不活性ガス導入管
１４ 不活性ガス排出管
１５ 第１光照射機
１６ 第２光照射機
１７ 引取りローラ
２０ 延伸・緩和処理装置
２１ 第１ニップローラ
２２ 第２ニップローラ
２３ 第３ニップローラ
２４ 第１加熱炉
２５ 第２加熱炉
３０ ロッドレンズアレイ
３１ ロッドレンズ
３２ 基板
３３ 接着剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未硬化状物を紡糸してロッドレンズ原糸を得る紡糸工程と、
前記ロッドレンズ原糸を延伸して延伸原糸を得る延伸工程と、
前記延伸原糸を緩和して緩和原糸を得る緩和工程と、
前記緩和原糸を、下記温度Ｔ［℃］の温水により５分以内で処理する温水処理工程とを有することを特徴とするロッドレンズの製造方法。
Ｔ［℃］：Ｔｇ−３５［℃］〜Ｔｇ［℃］（Ｔｇは前記ロッドレンズ原糸のガラス転移温度である）
【請求項２】
温水処理工程では、８０℃で２４時間加熱した際の熱収縮率が０．４％以下になるように緩和原糸を処理する請求項１に記載のロッドレンズの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のロッドレンズの製造方法により得られたロッドレンズが、一対の基板間に、各ロッドレンズの中心軸が互いに略平行になるように配置され、固定されているロッドレンズアレイ。
【請求項１】
未硬化状物を紡糸してロッドレンズ原糸を得る紡糸工程と、
前記ロッドレンズ原糸を延伸して延伸原糸を得る延伸工程と、
前記延伸原糸を緩和して緩和原糸を得る緩和工程と、
前記緩和原糸を、下記温度Ｔ［℃］の温水により５分以内で処理する温水処理工程とを有することを特徴とするロッドレンズの製造方法。
Ｔ［℃］：Ｔｇ−３５［℃］〜Ｔｇ［℃］（Ｔｇは前記ロッドレンズ原糸のガラス転移温度である）
【請求項２】
温水処理工程では、８０℃で２４時間加熱した際の熱収縮率が０．４％以下になるように緩和原糸を処理する請求項１に記載のロッドレンズの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のロッドレンズの製造方法により得られたロッドレンズが、一対の基板間に、各ロッドレンズの中心軸が互いに略平行になるように配置され、固定されているロッドレンズアレイ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１７５４１０（Ｐ２００９−１７５４１０Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３６４７（Ｐ２００８−１３６４７）
【出願日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【出願人】（０００００６０３５）三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【出願人】（０００００６０３５）三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Ｆターム（参考）】
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