(57)【要約】【課題】高温環境下でも、高解像度用途に適した性能を発揮できるロッドレンズアレイ、及び、このようなロッドレンズアレイを備えたイメージセンサ、プリンタ等を提供すること。【解決手段】本発明のロッドレンズアレイ１０は、複数本のプラスチックロッドレンズ１６が、各レンズの中心軸が互いに略平行方向となるように一列に配列され接着剤１８で固定されたプラスチックロッドレンズ列を少なくとも１列、備えたロッドレンズアレイであって、前記プラスチックロッドレンズ列内での前記プラスチックロッドレンズの配列ピッチが一定で、前記接着剤は硬化後の熱変形温度が前記プラスチックロッドレンズの熱変形温度よりも低いことを特徴としている。【選択図】      図１
2004206051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本のプラスチックロッドレンズが、各レンズの中心軸が互いに略平行方向となるように一列に配列され接着剤で固定されたプラスチックロッドレンズ列を少なくとも１列、備えたロッドレンズアレイであって、
前記プラスチックロッドレンズ列内での前記プラスチックロッドレンズの配列ピッチが一定で、
前記接着剤は硬化後の熱変形温度が前記プラスチックロッドレンズの熱変形温度よりも低い、
ことを特徴とするロッドレンズアレイ。
【請求項２】
前記接着剤が、ホットメルト接着剤である、
請求項１に記載のロッドレンズアレイ。
【請求項３】
プラスチックロッドレンズ列内で隣接するプラスチックロッドレンズが密着していない、
請求項１または２に記載のロッドレンズアレイ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のロッドレンズアレイを備えている、
ことを特徴とするイメージセンサ。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のロッドレンズアレイを備えている、
ことを特徴とするプリンタ。
【請求項６】
複数本のプラスチックロッドレンズが、中心軸が互いに略平行方向となるように配列され接着剤で固定されたプラスチックロッドレンズ列を少なくとも１列、備えたロッドレンズアレイの製造方法であって、
中心軸が互いに略平行方向となるように配列された複数本の前記プラスチックロッドレンズを、硬化後の熱変形温度が前記プラスチックロッドレンズの熱変形温度より低い接着剤で固定するステップと、
前記接着剤による固定ステップに先だって、前記プラスチックロッドレンズを、６０℃以上の温度で６時間以上、加熱処理する予備加熱ステップを備えている、
ことを特徴とするロッドレンズアレイの製造方法。
【請求項７】
複数本のプラスチックロッドレンズが、中心軸が互いに略平行方向となるように配列され接着剤で固定されたプラスチックロッドレンズ列を少なくとも１列、備えたロッドレンズアレイの製造方法であって、
中心軸が互いに略平行方向となるように配列された複数本の前記プラスチックロッドレンズを、前記接着剤で固定するステップと、
前記接着剤による固定ステップに先だって、前記プラスチックロッドレンズを、６０℃以上の温度で６時間以上、加熱処理する予備加熱ステップを備えている、
ことを特徴とするロッドレンズアレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロッドレンズアレイ、イメージセンサおよびプリンタに関し、より詳細には、例えば、高解像度のイメージセンサ、プリンタ等に用いられるロッドレンズアレイ、その製造方法、及び、このようなロッドレンズアレイを備えたイメージセンサおよびプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
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プラスチックロッドレンズが知られている。このようなプラスチックロッドレンズは、単体で用いられる他に、複数のレンズを一列または複数列に配列して一体化させたロッドレンズアレイの形態とされ、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用の光学部品として用いられている。
従来、このようなロッドレンズアレイは、配列された複数のレンズがシリコン系等の熱硬化型接着剤によって固定されていた。しかし、このような熱硬化型接着剤は、一般に熱変形温度が高く、プラスチックロッドレンズの接着固定に８０〜１５０℃という高温下で数時間から数十時間の硬化が必要で、硬化中にプラスチックロッドレンズが熱変形したり、レンズ特性が変化したりするという問題があった。そこで、プラスチックロッドレンズの熱変形温度以下の温度でプラスチックロッドレンズの接着固定を行える反応型ホットメルト型接着剤を使用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３０００５２８号
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、適切な反応型ホットメルト接着剤を選択してプラスチックロッドレンズの接着固定を行うことにより、硬化後の接着剤層の熱変形温度をプラスチックロッドレンズよりも高くなるので、耐熱温度の高いプラスチックロッドレンズアレイが得られると考えられてきた。
このような接着剤層の熱変形温度がプラスチックロッドレンズの熱変形温度よりも高い構成は、プラスチックロッドレンズは、温度が上昇しても変形しにくい接着剤層で囲まれている構造である。プラスチックロッドレンズの熱膨張は、プラスチックロッドレンズアレイに用いられている基板や接着剤の熱膨張よりも大きいため、接着剤層（硬化後の接着剤）の熱変形温度がプラスチックロッドレンズの熱変形温度よりも高い場合には、プラスチックロッドレンズが熱膨張しようとしても膨張できず、この結果、プラスチックロッドレンズに変形が生じてしまうことが分かった。
このため、このようなロッドレンズアレイには、高温環境下で使用すると、プラスチックロッドレンズが変形してしまい、特に、６００ｄｐｉ以上の高解像度のイメージセンサやＬＥＤプリンタ等に使用した場合には、必要とされる高い性能が発揮できなくなるという問題があった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、高温環境下でも、高解像度用途に適した性能を発揮できるロッドレンズアレイ、及び、このようなロッドレンズアレイを備えたイメージセンサ、プリンタ等を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、複数本のプラスチックロッドレンズが、各レンズの中心軸が互いに略平行方向となるように一列に配列され接着剤で固定されたプラスチックロッドレンズ列を少なくとも１列、備えたロッドレンズアレイであって、前記プラスチックロッドレンズ列内での前記プラスチックロッドレンズの配列ピッチが一定で、前記接着剤は硬化後の熱変形温度が前記プラスチックロッドレンズの熱変形温度よりも低い、ことを特徴とするロッドレンズアレイが提供される。
このような構成によれば、プラスチックロッドレンズを基板等に接着固定している接着剤の熱変形温度が、プラスチックロッドレンズの熱変形温度よりも低く設定されているので、周辺環境の温度が高くなった場合には、接着剤層が先に変形し易くなる。このため、温度上昇により、プラスチックロッドレンズが熱膨張しても、プラスチックロッドレンズを囲む接着剤層が変形して、この熱膨張を吸収し、プラスチックロッドレンズの変形が抑制される。
【０００５】
本発明の好ましい態様では、前記接着剤が、ホットメルト接着剤である。本発明の他の好ましい態様では、プラスチックロッドレンズ列内で、隣接するプラスチックロッドレンズが密着していない、即ち、プラスチックロッドレンズの配列ピッチが、プラスチックロッドレンズの直径よりも大きく設定されている。
本発明の他の態様によれば、上記構成を備えたロッドレンズアレイを備えたイメージセンサまたはプリンタが提供される。
【０００６】
本発明の別の態様によれば、複数本のプラスチックロッドレンズが、中心軸が互いに略平行方向となるように配列され接着剤で固定されたプラスチックロッドレンズ列を少なくとも１列、備えたロッドレンズアレイの製造方法であって、中心軸が互いに略平行方向となるように配列された複数本の前記プラスチックロッドレンズを、硬化後の熱変形温度が前記プラスチックロッドレンズの熱変形温度より低い接着剤で固定するステップと、前記接着剤による固定ステップに先だって、前記プラスチックロッドレンズを、６０℃以上の温度で６時間以上、加熱処理する予備加熱ステップを備えてい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。
このように６０℃以上の温度で６時間以上、熱処理を施すことによりプラスチックロッドレンズの熱変形温度が高くなり、ロッドレンズアレイの耐熱特性が向上する。
【０００７】
本発明の他の構成によれば、複数本のプラスチックロッドレンズが、中心軸が互いに略平行方向となるように配列され接着剤で固定されたプラスチックロッドレンズ列を少なくとも１列、備えたロッドレンズアレイの製造方法であって、中心軸が互いに略平行方向となるように配列された複数本の前記プラスチックロッドレンズを、前記接着剤で固定するステップと、前記接着剤による固定ステップに先だって、前記プラスチックロッドレンズを、６０℃以上の温度で６時間以上、加熱処理する予備加熱ステップを備えてい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。
このように６０℃以上の温度で６時間以上、熱処理を施すことによりプラスチックロッドレンズの熱変形温度が高くなり、ロッドレンズアレイの耐熱特性が向上する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態のロッドレンズアレイについて詳細に説明する。
プラスチックロッドレンズの構造
まず、本実施形態のロッドレンズアレイを構成するプラスチックロッドレンズの構造について説明する。本実施形態では、プラスチックロッドレンズは、円筒状であり、中心軸から外周面に向かって屈折率が連続的に減少している。さらに、少なくとも中心軸から０．３ｒ〜０．７ｒ（但し、ｒは断面の半径）の範囲における屈折率ｎ（Ｌ）の分布は、下記式（１）で規定される２次曲線で近似される。
ｎ（Ｌ）＝ｎ０｛１−（ｇ２／２）ｒ２｝．．．（１）
（但し、式（１）中、ｎ０は、プラスチックロッドレンズの中心軸における屈折率、Ｌはプラスチックロッドレンズの中心軸からの距離（０≦Ｌ≦ｒ）、ｇはプラスチックロッドレンズの屈折率分布定数、ｎ（Ｌ）はＬの位置における屈折率を、それぞれ表す。）
【０００９】
本発明のプラスチックロッドレンズの中心軸の屈折率ｎ０は、１．４〜１．６であることが好ましい。中心軸の屈折率ｎ０がこの範囲にあると、材料的な選択肢が広く、良好な屈折率分布を形成し易いため好ましい。
さらに、本実施形態で用いられるプラスチックロッドレンズでは、中心軸から０．６ｒ以上の外側の領域に、プラスチックロッドレンズの伝送光のうち少なくとも一部の光を吸収する光吸収剤が含有させられ、厚さ５０μｍ以上の光吸収層が設けられている。これは、一般に、プラスチックロッドレンズを製造する場合、中心軸から離れるにつれて、理想的な屈折率分布からのずれが大きい部分が形成され易いので、この部分を光吸収層に含めるためである。一般に、イメージセンサやＬＥＤプリンタ等では、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、光吸収層に含有させる光吸収剤として、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。４００〜９００ｎｍのうち特定波長域の光のみを吸収する光吸収剤としては、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  Ｂ１ｕｅ  ４Ｇ等、５５０〜６５０ｎｍに吸収のある日本化薬製Ｋａｙａｓｅｔ  Ｂ１ｕｅＡＣＲ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  Ｙｅ１１ｏｗ  ＨＤ−１８０等がある。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、黒色染料等がある。以上例示した光吸収剤を単独で用いても良いし、複数種類組み合わせて用いることもできる。
【００１０】
プラスチックロッドレンズの製造方法
次に、本実施形態のプラスチックロッドレンズの製造方法の一例について、説明する。プラスチック材料としては、例えば、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、その熱変形温度は、一般に、７５〜９５℃程度である。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ｎ＝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、ヒドロキシルアルキル（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、トリまたはテトラ−（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。これらのプラスチックの熱変形温度は、一般に、７５〜９０℃程度である。
【００１１】
はじめに、硬化後の屈折率ｎがｎ１＞ｎ２＞．．．＞ｎｎとなるＮ種類（但し、Ｎ≧３）の層形成用溶液（第１層形成用溶液〜第Ｎ層形成用溶液）を調製し、これらＮ個の層形成用溶液を、硬化後に中心軸から外周面に向かって順次屈折率が低くなるような配置で、同心円状に押し出し、第１層から第Ｎ層が同心円状に積層形成された、未硬化の糸状体を紡糸する。なお、紡糸後に、中心軸から０．６ｒ以上外側に位置する層のうち少なくとも１層を構成する層形成用溶液には、溶液調製時にあらかじめ光吸収剤を含有させておく。
【００１２】
次に、紡糸後の糸状体に、糸状体の屈折率分布が中心軸から外周面に向かって連続的に変化するように、隣接する層中の物質を相互拡散させる相互拡散処理を施した後、硬化処理を施す。なお、相互拡散処理は、窒素等の不活性ガス雰囲気で、層間の物質（単量体）濃度の差により拡散させて、連続的な屈折率分布を形成させることにより、行うことができる。また、相互拡散処理と硬化処理とを同時に施すことも可能である。
硬化処理後に得られる糸状体をそのままプラスチックロッドレンズとして使用しても良いし、必要に応じて加熱延伸、緩和処理を行っても良い。得られた糸状体を所定長さずつ切断することにより、プラスチックロッドレンズが製造される。また、相互拡散処理、硬化処理、加熱延伸処理、緩和処理については、連続的に行っても良いし、バッチ式で行っても良い。
【００１３】
ロッドレンズアレイの構造
次に、本実施形態のロッドレンズアレイの構造を図１に沿って説明する。図１は、本発明の一実施形態のロッドレンズアレイの各プラスチックロッドレンズの長手方向軸線に直交する方向の模式的な断面図である。
図１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１０では、対向配置された第１の基板（下側基板）１２と第２の基板（上側基板）１４との間に、上述した構成のロッドレンズ１６が複数本、配置されている。ロッドレンズアレイ１０は、各プラスチックロッドレンズ１６が、その中心軸が互いに略平行方向となるように、一列に配列されたロッドレンズ列を二列、備えている。各ロッドレンズ列内では、各プラスチックロッドレンズ１６は、その中心軸に対して垂直方向に配列されている。各プラスチックロッドレンズ１６および基板１２、１４は、それぞれの間に空間を形成するように配置されている。従って、各プラスチックロッドレンズ１６のピッチ（配列ピッチ）は、各プラスチックロッドレンズ１６のレンズ径よりも大きく設定され、プラスチックロッドレンズ列内で隣接するプラスチックロッドレンズが密着していない構成とされている。また、プラスチックロッドレンズの配列ピッチは一定に設定されている。
【００１４】
各プラスチックロッドレンズ１６および基板１２、１４の間の空間には、硬化後の熱変形温度が、プラスチックロッドレンズの熱変形温度より低い接着剤１８が充填され、各プラスチックロッドレンズ１６および基板１２、１４を接着固定する接着剤層が形成されている。接着剤は、カーボンブラック、染料等の遮光剤を含有するのが好ましい。
さらに、二列のプラスチックロッドレンズ列は、列間の間隔を狭くすべく各プラスチックロッドレンズ１６が俵積み状に配列されるように位置決めされている。このような構成により、限定された空間に、より多くのプラスチックロッドレンズ１６を配列させることができ、透過する光量を大きくすることができる。
【００１５】
本実施形態のロッドレンズアレイは、ｍ＝Ｘ０／Ｄ（Ｘ０：視野半径，Ｄ：プラスチックロッドレンズの配列ピッチ，Ｘ０＝−ｒ１ｃｏｓ（Ｚ０π／Ｐ）、ｒ１はプラスチックロッドレンズの有効半径、Ｚ０はプラスチックロッドレンズの長さ、Ｐはプラスチックロッドレンズの周期長すなわちＰ＝２π／ｇである。）で表される重なり度ｍが、１列ロッドレンズアレイの場合は、１．０５≦ｍ≦１．２８、または、１．５３≦ｍ≦１．８、または、２．０３≦ｍ≦２．３、または、ｍ≧２．５であることが好ましい。重なり度を上記の範囲以外とすると光量斑が大きくなるため好ましくない。２列ロッドレンズアレイの場合は、０．８７≦ｍ≦１．０、または、１．１≦ｍ≦１．２３、または、ｍ≧１．３３であることが好ましい。
【００１６】
また、光量を高くする目的で、１列ロッドレンズアレイの場合に、１．０５≦ｍ≦１．２８、または、１．５３≦ｍ≦１．８、２列ロッドレンズアレイの場合に、０．８７≦ｍ≦１．０、または、１．１≦ｍ≦１．２３とすることは更に好ましい。
重なり度をこれらの範囲にすることにより、ロッドレンズアレイの光量を高く、かつ、光量斑を比較的小さくすることができる。
【００１７】
本実施形態のロッドレンズアレイに用いられている接着剤は、硬化後の熱変形温度がプラスチックロッドレンズを構成するプラスチックより低い接着剤であり、好ましくは、熱変形温度が７０℃以下のものである。
また、接着剤としては、プラスチックロッドレンズの熱膨張を吸収できるものであるのが好ましく、特に、ホットメルト接着剤が好ましい。中でも、合成ゴム系のホットメルト接着剤やウレタン系のホットメルト接着剤は接着温度も低く、熱変形温度も低いため、特に好ましい。また、熱変形温度がレンズよりも低ければ、架橋構造を取る接着剤を用いても良く、ウレタン系の湿気硬化型のホットメルト接着剤なども好ましい。
【００１８】
このような接着剤の例としては、ダイアボンド工業製のホットメルト接着剤メルトロンシリーズ（熱変形温度４０〜８０℃）、積水化学工業製のホットメルト接着剤エスダインシリーズ（熱変形温度４０〜６０℃）、東亜合成化学製ホットメルト接着剤アロンメルトシリーズ（熱変形温度６５〜８０℃）、などが好ましく用いられる。ダイアボンド工業製のメルトロンＢタイプのＢ−３５０、Ｂ−３５３などは、熱変形温度が５０〜６０℃と低く、熱可塑性合成ゴム系のホットメルト接着剤であるため、好ましい。
【００１９】
また、湿気硬化型ホットメルト接着剤としては、積水化学工業製のエスダインシリーズなどが好ましい。なお、本明細書において、熱変形温度はＡＳＴＭ  Ｄ６４８により規定されている方法により測定されたものを用いる。これらの接着剤は、硬化後の熱変形温度がプラスチックロッドレンズの材料よりも低いため、プラスチックロッドレンズが環境温度により膨張しても接着剤層が変形してプラスチックロッドレンズの体積変化を吸収するため、プラスチックロッドレンズの塑性変形が起こりにくく、環境温度による性能低下の小さいロッドレンズアレイを得ることができる。
【００２０】
ロッドレンズアレイの製造方法
次に、上記実施形態のロッドレンズアレイ１０の製造方法について説明する。
まず、プラスチックロッドレンズ１６を６０℃以上の温度で６時間以上加熱処理する。この加熱処理の温度は、６０℃以上、かつ、プラスチックロッドレンズの熱変形温度より低ければ良い。また、可能な範囲で高い温度で行う方が、短時間で熱変形温度が向上するため好ましい。加熱処理の時間は、６時間以上であれば熱変形温度の向上の効果が得られるが、２４時間以上加熱処理を行うことは、熱変形温度の向上の効果が十分に得られるため、更に好ましい。６０℃以上の温度で６時間以上熱処理することによりレンズの熱変形温度が向上し、レンズアレイの耐熱特性が向上する。
【００２１】
次いで、レンズ配列面に一定ピッチの溝と吸引機構とを有する配列治具上に、複数本のプラスチックロッドレンズ１６をその中心軸が略平行となるように配列し、１列目のレンズ列を形成する。吸引機構は、真空吸引機構が好ましい。次いで、硬化後の熱変形温度が、プラスチックロッドレンズの熱変形温度より低い接着剤１８を片面に塗布した第１の基板１２を用意し、この第１の基板１２を、接着剤塗布面が配列治具上のレンズ列に向くようにして、配列治具上のレンズ列上に載せ、接着剤の熱変形温度以上且つプラスチックロッドレンズの熱変形温度以下の温度で加熱しながら、第１の基板１２の上からプレスし、レンズ列を第１の基板１２に接着する。
【００２２】
次に、接着剤１８の熱変形温度以下まで冷却した後、配列治具上から第１の基板１２を剥離して、配列治具上に配列されていたレンズ列を第１の基板１２に転写する。なお、基板としては、プラスチックロッドレンズ１６が配列治具より移される面である転写面が平面状のものを用いても良いが、吸引配列面のプラスチックロッドレンズの配列ピッチ（溝のピッチ）と同じピッチの溝を備えたものを用いても良い。吸引配列面のレンズの配列ピッチ（溝のピッチ）と同じピッチの溝を備えたものを用いる場合は、基板の溝にレンズが納まるようにレンズを接着することが好ましい。また、溝付きの基板を、第１の基板１２だけでなく第２の基板１４に用いても良い。第１の基板１２への接着剤の塗布方法としては、一般的な接着剤用のアプリケーターを用いて接着剤を加熱溶解して塗布する方法がある。
【００２３】
１列のロッドレンズ列を備えたロッドレンズアレイを作成する場合は、接着剤１８を塗布した第２の基板１４を、その接着剤塗布面が第１の基板１２に接着（転写）されているロッドレンズ列に対向するように、第１の基板１２に接着されたロッドレンズレンズ１６の上に載せ、レンズの熱変形温度以下の温度で加熱しながらプレスする。この接着剤１８も、硬化後の熱変形温度が、プラスチックロッドレンズの熱変形温度より低い接着剤である。
【００２４】
また、本実施形態のように、２列のレンズ列を有するロッドレンズアレイを作成するときには、上記の手順で第１の基板にレンズ列を接着したものを２組作製して、一方（または両方）の基板上のレンズ列にホットメルト接着剤を塗布し、２列のレンズ列が俵積みになるように重ねあわせた後、プラスチックロッドレンズの熱変形温度以下の温度で加熱しながらプレスする。
【００２５】
接着剤には、カーボンブラック、染料等の遮光剤をあらかじめ添加しておくことが好ましい。
接着した後、第１の基板１２、第２の基板１４、プラスチックロッドレンズ１６によって構成されたロッドレンズアレイを所望の長さに切断し、各プラスチックロッドレンズ１６の両端面を、ダイアモンド刃等を用いて鏡面状に仕上げることにより、本実施形態のロッドレンズアレイ１０を得る。
【００２６】
なお、以上の製造方法においては、配列治具上に１列目のレンズ列を配置した後、第１の基板１２上に接着する例を説明したが、配列治具を用いずに、直接、一定ピッチの溝を有する第１の基板１２上に接着剤を塗布しておいて、その上に１列目のレンズ列を形成することも可能である。
また、プラスチックロッドレンズを６０℃以上の温度で６時間以上加熱処理する工程は、接着剤でプラスチックロッドレンズを接着固定する以前であればどの段階で行っても良く、例えば、配列治具への配列後に行っても良い。
【００２７】
イメージセンサ
次に、本実施形態のロッドレンズアレイのイメージセンサへの使用例を説明する。このイメージセンサは、ロッドレンズアレイとして本実施形態のロッドレンズアレイを利用している点以外は、公知のイメージセンサと同一の構成を備えている。
【００２８】
図２は、本実施形態のロッドレンズアレイ１０を使用したイメージセンサの主要部の構成を概略的に示す模式的な斜視図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図２及び図３に示されているように、図示のイメージセンサは、読み取り原稿を照明するための一対の光源２０、２０と、読み取り原稿からの反射光を光電変換素子に結像するためのロッドレンズアレイ１０と、原稿からの反射光を受光しこれを電気信号に変換する光電変換素子２２と、を備えている。光源２０は、ＬＥＤアレイ２４と、ＬＥＤアレイ２４から出射した光を読み取り原稿に向かってライン状に照射する導光部材２６とを備えている。イメージセンサは、さらに、光源２０、ロッドレンズアレイ１０、光電変換素子２２等を収容する筐体２８と、読み取り原稿を安定的に固定するカバーガラス３０（図２では省略）とを備えている。
【００２９】
このイメージセンサでは、ＬＥＤアレイ２４から出射した光は、読み取り原稿を固定するカバーガラス３０に面した導光部材２６の切欠き部から、カバーガラス上の読み取り原稿に向けて、図３に鎖線で示されているように出射される。読み取り原稿で反射した光は、図３に一点鎖線で示されているように、ロッドレンズアレイ１０によって光電変換素子２２上に結像される。
【００３０】
光源は、原稿面を照明するためのものでありＬＥＤの他に、白熱電球、冷陰極管などが用いられるが、特定波長の光を利用しやすい点からＬＥＤが好ましい。これらの光源は、特定波長をカットするため、フィルタ素子と組み合わせて用いられるのが好ましい。
【００３１】
このイメージセンサは、発光波長の異なる複数種のＬＥＤを用いてカラーイメージセンサとすることもできる。この場合、光源が、青色、緑色および赤色の３色にそれぞれ相当する発光波長の異なる複数のＬＥＤから構成されていることが好ましい。カラーイメージセンサとして用いる場合、発光波長のピークは、色再現性を良くする目的から、それぞれ４５０〜４８０ｎｍ（青）、５１０〜５６０ｎｍ（緑）、６００〜６６０ｎｍ（赤）とすることが好ましい。このような光源を備えた照明装置においては、光源から導光体に光が入射し、導光体からの出射光が原稿面を照明するように構成されている。
【００３２】
このイメージセンサは、使用されているロッドレンズアレイ１０が、接着剤の熱変形温度がプラスチックロッドレンズの熱変形温度よりも低いロッドレンズアレイを備えたものであるので、プラスチックロッドレンズの熱変形温度近傍（例えば、７０℃以上）の高温環境下で処理した後でも、プラスチックロッドレンズの変形による光学性能低下が小さいため、６００ｄｐｉ以上の高解像度としても、カラー画像のにじみや斑を抑制することができ、優れた読み取り画像の特性を有するものとなる。
【００３３】
（プリンタ）
次に、本実施形態のロッドレンズアレイのプリンタへの使用例を説明する。このプリンタは、ロッドレンズアレイとして本実施形態のロッドレンズアレイ１０を利用している点以外は、基本的な構成は公知のプリンタと同一である。
図４は、本実施形態のロッドレンズアレイ１０を使用したプリンタの主要部の構成を概略的に示す模式的な側面図であり、図５は、図４のプリンタの書き込み部の構成を示す正面からの模式的な拡大図である。図４に示されているように、図示のプリンタは、感光ドラム４０を備えている。感光ドラム４０の外方には、矢印Ａで示す感光ドラム４０の回転方向に沿って、除電クリーニングローラ４２と、帯電ローラ４４と、書き込み部４６と、現像部４８と、転写ローラ５０とが設けられている。また、このプリンタは、プリント用紙を、矢印Ｂで示す方向に沿って感光ドラム４０に供給する搬送機構（図示せず）を備えている。さらに、プリンタは、感光ドラム４０の下流側に定着部５２を備えている。
【００３４】
書き込み部４６は、図５に示されているように、プリントする情報に対応した光を照射するように制御されるライン状の光源５４と、光源５４からの光５６を感光ドラム４０上に結像させるローラレンズアレイ１０とを備えている。光源５４は、ＬＥＤをアレイ状の配列したＬＥＤチップであるのが好ましい。印刷方式は、特に限定されるものではないが、高速のカラー印刷が可能となるタンデム方式が好ましい。
このプリンタは、ロッドレンズアレイ１０が、接着剤の熱変形温度がプラスチックロッドレンズの熱変形温度よりも低いので、高温環境下で処理した後でもレンズの変形による光学性能低下が小さいため、６００ｄｐｉ以上の高解像度としても、印画斑を抑制することができ、優れた印字特性を有するものとなる。
また、プリンタの光源は、ＬＥＤアレイに限られるものではなく、液晶シャッター、ＥＬアレイ等でもよい。
【００３５】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の変更・変形が可能である。
【００３６】
【実施例】
次に、本発明の実施例及び比較例について説明する。なお、各実施例、比較例において、屈折率分布の測定は、カールツァイス社製インターファコ干渉顕微鏡を用い、公知の方法に基づいて行った。また、熱変形温度の測定はＡＳＴＭ  Ｄ６４８に規定された方法で測定した。
【００３７】
（実施例１）
ロッドレンズアレイ
本実施例においてプラスチックロッドレンズとして、断面の半径ｒが０．３０ｍｍ、中心軸の屈折率が１．５０６、中心軸から０．２２ｒ〜０．７８ｒの範囲における屈折率分布が上記式（１）で近似でき、７４０ｎｍの波長の光についての屈折率分布定数ｇが０．８７ｍｍ−１のものを用いた。また、このプラスチックロッドレンズは中心から０．７３ｒ〜０．９９ｒの範囲に、染料をほぼ均一に含有する光吸収層を、約７８μｍの厚みで形成した。このプラスチックロッドレンズの熱変形温度は７８℃であった。
このプラスチックロッドレンズを複数本と、フェノール樹脂製で厚さ１．０ｍｍの基板と、接着剤として、カーボンブラックを２質量％添加したダイアボンド工業製のメルトロンＢ−３５０（熱可塑性合成ゴムケーシングホットメルト接着剤、硬化後の熱変形温度６０℃）を用い、上記実施形態で説明したような方法で、ロッドレンズアレイ（２列）を得た。なお、ロッドレンズアレイのレンズ列内で隣接するプラスチックロッドレンズの配列ピッチは０．６１ｍｍ、レンズ長は４．２ｍｍとした。
実施例１のロッドレンズアレイの７４０ｎｍの波長の光についての共役長は９．９ｍｍ、１２Ｌｐ／ｍｍのＭＴＦ（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の平均値は７０％であった。また、５２５ｎｍの波長の光についての共役長は９．１ｍｍ、１２Ｌｐ／ｍｍのＭＴＦの平均値は７２％であった。
このロッドレンズアレイを、７５℃の環境下で７２時間処理した後、室温に戻して再度特性を測定した。７４０ｎｍの波長の光についての共役長は９．９ｍｍ、１２Ｌｐ／ｍｍのＭＴＦの平均値は７０％であり、特性に変化がなかった。また、５２５ｎｍの波長の光についての共役長は９．１ｍｍ、１２Ｌｐ／ｍｍのＭＴＦの平均値は７２％であり変化がなかった。
【００３８】
イメージセンサ
実施例１のロッドレンズアレイを用い、発光波長４７０ｎｍ，５２５ｎｍ，６３０ｎｍのＬＥＤを用いて解像度６００ｄｐｉの本発明のカラーイメージセンサを作製した。このイメージセンサでカラー画像を読み取ったところ、色のにじみ印画斑がなく、良好なカラー画像が得られた。
このイメージセンサを、７５℃の環境下で７２時間処理した後、室温に戻してカラー画像を読み取ったところ、色のにじみがなく、良好なカラー画像が得られた。
【００３９】
プリンタ
実施例１のロッドレンズアレイを用い、解像度６００ｄｐｉの本発明のプリンタ（ＬＥＤの発光波長７４０ｎｍ）を作製した。このプリンタで６００ｄｐｉのテストチャートをプリントしたところ、印画斑がなく、階調特性にも優れ、良好な印字が得られた。
このプリンタを、７５℃の環境下で７２時間処理した後、室温に戻して６００ｄｐｉのテストチャートをプリントしたところ、印画斑がなく、階調特性にも優れ、良好な印字が得られた。
【００４０】
（比較例）
ロッドレンズアレイ
実施例１のプラスチックロッドレンズを用い、接着剤として熱硬化型エポキシ系接着剤（硬化後の熱変形温度１００℃）を用い、列内の隣接するプラスチックロッドレンズが密着（すなわち配列ピッチ０．６ｍｍ）した形態であること以外は実施例１と同様にして２列のロッドレンズアレイを作製した。
比較例１のロッドレンズアレイの７４０ｎｍの波長の光についての共役長は９．９ｍｍ、１２Ｌｐ／ｍｍのＭＴＦの平均値は７０％であった。また、５２５ｎｍの波長の光についての共役長は９．１ｍｍ、１２Ｌｐ／ｍｍのＭＴＦの平均値は７２％であった。
このロッドレンズアレイを、７５℃の環境下で７２時間処理した後、室温に戻して再度特性を測定した。７４０ｎｍの波長の光についての共役長は９．７ｍｍに変化し、元の共役長（９．９ｍｍ）で測定した１２Ｌｐ／ｍｍのＭＴＦの平均値は６５％であり、特性が低下した。また、５２５ｎｍの波長の光についての共役長は８．９ｍｍに変化し、元の共役長（９．１ｍｍ）で測定した１２Ｌｐ／ｍｍのＭＴＦの平均値は６６％であり、特性が低下した。
【００４１】
イメージセンサ
比較例１のロッドレンズアレイを用い、実施例１と同様にしてカラーイメージセンサを作製した。このイメージセンサでカラー画像を読み取ったところ、色のにじみ印画斑がなく、良好なカラー画像が得られた。
このイメージセンサを、７５℃の環境下で７２時間処理した後、室温に戻してカラー画像を読み取ったところ、色のにじみが発生し、得られたカラー画像の画質が低下した。
【００４２】
プリンタ
得られたロッドレンズアレイを用い、実施例１と同様にして解像度６００ｄｐｉのＬＥＤプリンタを作製した。このプリンタで６００ｄｐｉのテストチャートをプリントしたところ、印画斑がなく、階調特性にも優れ、良好な印字が得られた。
このプリンタを、７５℃の環境下で７２時間処理した後、室温に戻して６００ｄｐｉのテストチャートをプリントしたところ、印画斑が発生し、階調特性も低下し、印字特性が低下した。
【００４３】
（実施例２）
ロッドレンズアレイ
実施例１のプラスチックロッドレンズを、基板への接着に先だって、７０℃で４８時間熱処理した。このプラスチックロッドレンズの熱変形温度は８８℃であった。
このプラスチックロッドレンズを複数本と、フェノール樹脂製で厚さ１．０ｍｍの基板と、接着剤として、カーボンブラックを２質量％添加した積水化学製のエスダイン９６０７（ウレタン系湿気硬化型接着剤、硬化後の熱変形温度７０℃）を用い、接着剤の架橋反応を行うために、４０℃相対湿度９０％で２４時間処理した以外は、実施例１と同様にしてロッドレンズアレイ（２列）を得た。なお、ロッドレンズアレイのレンズ列内で隣接するプラスチックロッドレンズの配列ピッチは０．６１ｍｍ、レンズ長は４．２ｍｍとした。
実施例２のロッドレンズアレイの７４０ｎｍの波長の光についての共役長は９．９ｍｍ、１２Ｌｐ／ｍｍのＭＴＦの平均値は７１％であった。また、５２５ｎｍの波長の光についての共役長は９．１ｍｍ、１２Ｌｐ／ｍｍのＭＴＦの平均値は７２％であった。
このロッドレンズアレイを、７５℃の環境下で７２時間処理した後、室温に戻して再度特性を測定した。７４０ｎｍの波長の光についての共役長は９．９ｍｍ、１２Ｌｐ／ｍｍのＭＴＦの平均値は７１％であり、特性に変化がなかった。また、５２５ｎｍの波長の光についての共役長は９．１ｍｍ、１２Ｌｐ／ｍｍのＭＴＦの平均値は７２％であり変化がなかった。
【００４４】
イメージセンサ
実施例２のロッドレンズアレイを用い、実施例１と同様にして解像度６００ｄｐｉの本発明のカラーイメージセンサを作製した。このイメージセンサでカラー画像を読み取ったところ、色のにじみ印画斑がなく、良好なカラー画像が得られた。
このイメージセンサを、７５℃の環境下で７２時間処理した後、室温に戻してカラー画像を読み取ったところ、色のにじみがなく、良好なカラー画像が得られた。
【００４５】
プリンタ
実施例２のロッドレンズアレイを用い、解像度６００ｄｐｉの本発明のプリンタ（ＬＥＤの発光波長７４０ｎｍ）を作製した。このプリンタで６００ｄｐｉのテストチャートをプリントしたところ、印画斑がなく、階調特性にも優れ、良好な印字が得られた。
このプリンタを、７５℃の環境下で７２時間処理した後、室温に戻して６００ｄｐｉのテストチャートをプリントしたところ、印画斑がなく、階調特性にも優れ、良好な印字が得られた。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、周辺環境の温度上昇によるレンズの変形が発生しにくく、高解像度の用途に適したロッドレンズアレイ、及び、このようなロッドレンズアレイを備えたイメージセンサ、プリンタが提供される。
また、本発明の製造方法によれば、温度上昇によるレンズの変形が発生しにくく、高解像度の用途に適したロッドレンズアレイ、及び、このようなロッドレンズアレイを備えたイメージセンサ、プリンタが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のロッドレンズアレイの構成を示す模式的な図面である。
【図２】本実施形態のロッドレンズアレイを使用したイメージセンサの主要部の構成を概略的に示す模式的な斜視図である。
【図３】ＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】本実施形態のロッドレンズアレイを使用したプリンタの主要部の構成を概略的に示す模式的な側面図である。
【図５】図４のプリンタの書き込み部の構成を示す正面からの模式的な拡大図である。
【符号の説明】
１０：ロッドレンズアレイ
１２：第１の基板
１４：第２の基板
１６：プラスチックロッドレンズ
１８：接着剤
【図１】
2004206051.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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