(57)【要約】【課題】反りのない厚さ１ｍｍ以下の樹脂レンズプレートを製造する方法を提供する。【解決手段】透明基板両面に微小な凸レンズが多数配列された樹脂レンズプレートを製造する場合に、２個の金型２０，２２を少なくとも少し開いた状態で、樹脂ノズル２４から樹脂を供給する工程と、金型を閉じ、樹脂を賦形する工程と、金型により樹脂２６を加圧圧縮する工程とを含んでいる。この製造方法によれば、レンズプレート成形時の樹脂圧力が従来の射出成形の１／２〜１／５と小さいため、残留応力の発生が少ない。したがって、反り変形の少ない板厚の薄いレンズプレートを成形できる。【選択図】　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板両面に微小な凸レンズが多数配列された樹脂レンズプレートを製造する方法であって、
２個の金型を少なくとも少し開いた状態で、樹脂ノズルから樹脂を供給する工程と、
金型を閉じ、樹脂を賦形する工程と、
金型により樹脂を加圧圧縮する工程と、
を含む樹脂レンズプレートの製造方法。
【請求項２】
２個の金型を少なくとも少し開いた状態で、樹脂ノズルから樹脂を供給し、金型を閉じ樹脂を賦形し、金型により樹脂を加圧圧縮することにより、透明基板両面に微小な凸レンズが多数配列された樹脂レンズプレートを成形する工程と、
前記樹脂レンズプレートを複数枚重ねて位置合わせし、接着固定して、樹脂レンズアレイを形成する工程と、
を含む樹脂レンズアレイの製造方法。
【請求項３】
前記樹脂レンズプレートを成形する工程の後に、前記成形された樹脂レンズプレートの表面に反射防止コーティングを施す工程を含む、請求項２に記載の樹脂レンズアレイの製造方法。
【請求項４】
前記反射防止コーティングを施す工程の後に、前記樹脂レンズプレートの表面の各微小レンズの球面に対して開口絞りを形成する工程を含む請求項３に記載の樹脂レンズアレイの製造方法。
【請求項５】
前記樹脂レンズプレートを成形する工程の後に、前記樹脂レンズプレートの表面の各微小レンズの球面に対して開口絞りを形成する工程を含む請求項２に記載の樹脂レンズアレイの製造方法。
【請求項６】
樹脂レンズアレイを一括加工して形成する樹脂レンズアレイの製造方法であって、
２個の金型を少なくとも少し開いた状態で、樹脂ノズルから樹脂を供給し、金型を閉じ樹脂を賦形し、金型により樹脂を加圧圧縮することにより、透明基板両面に微小な凸レンズが多数配列された樹脂レンズプレート原板を成形する工程と、
前記樹脂レンズプレート原板を複数枚重ねて位置合わせし、接着固定する工程と、
接着固定された前記複数枚の樹脂レンズプレート原板を切断して、樹脂レンズアレイを得る工程と、
を含む樹脂レンズアレイの製造方法。
【請求項７】
前記樹脂レンズプレート原板を成形する工程の後に、
前記成形された樹脂レンズプレート原板の表面に反射防止コーティングを施す工程を含む、請求項６に記載の樹脂レンズアレイの製造方法。
【請求項８】
前記反射防止コーティングを施す工程の後に、前記樹脂レンズプレート原板の表面の各微小レンズの球面に対して開口絞りを形成する工程を含む、請求項７に記載の樹脂レンズアレイの製造方法。
【請求項９】
前記樹脂レンズプレート原板を成形する工程の後に、前記樹脂レンズプレート原板の表面の各微小レンズの球面に対して開口絞りを形成する工程を含む、請求項６に記載の樹脂レンズアレイの製造方法。
【請求項１０】
前記成形された樹脂レンズプレートの両面の凸レンズは、長尺形状の領域毎に集合して多数配列され、前記複数枚の樹脂レンズプレートを切断する際に、前記凸レンズが形成された長尺形状の領域を１つ含むように切断し、長尺形状の樹脂レンズアレイを得ることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の樹脂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、樹脂レンズアレイの製造方法、特に、樹脂レンズアレイを構成する樹脂レンズプレートの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
透明基板両面に微小な凸レンズを多数配列した樹脂レンズプレートを複数枚重ね合わせて、正立等倍樹脂レンズアレイを形成できる。樹脂レンズプレートは、射出成形によって作製できるので、正立等倍樹脂レンズアレイは大量生産が容易であり、軽量，安価であるため、種々の応用がなされている。なかでも光プリンタなどの画像形成装置や、スキャナなどの画像読取り装置への適用が期待されている。これらの装置への適用に際して重要な特性は、解像度である。光プリンタの解像度は６００ｄｐｉから１２００ｄｐｉへと高くなってきており、これに対応できる光学系が必要とされている。
【０００３】
図１は、樹脂レンズプレート２の一例の平面図であり、４は微小凸レンズを示す。このような樹脂レンズプレートを４枚重ね合わせて構成した正立等倍樹脂レンズアレイについて、解像度の指標となるＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）のレンズプレートの厚みｔに対する依存性をシミュレーションで求めた結果を図２に示す。なお、ＭＴＦは、
【０００４】
【数１】
2004017555.tif 000003
【０００５】
で表され、ここに、ｉ（ｗ）ｍａｘ　，ｉ（ｗ）ｍｉｎ　は、空間周波数ｗ（Ｌｐ（ラインペア）／ｍｍ）における矩形波応答の極大値，極小値を示す。ＭＴＦが１００％に近い程、原画に忠実な像が形成されていることを示す。
【０００６】
６Ｌｐ／ｍｍは３００ｄｐｉ、１２Ｌｐ／ｍｍは６００ｄｐｉ、２４Ｌｐ／ｍｍは１２００ｄｐｉにそれぞれ該当する。これによると、樹脂レンズプレートの厚みが薄いほど解像度が高くでき、特に１２００ｄｐｉの場合は、樹脂レンズプレートの厚みを１ｍｍ以下にすることが必要なことがわかる。
【０００７】
なお、このデータは、光源の放射角１６゜、樹脂レンズプレートのレンズ列数は５列、樹脂の屈折率は１．５５の場合のものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
樹脂レンズプレートは、前述したように射出成形法によって作製される。図３（Ａ）に示すように、パターン面が向き合うように対向させてダイセット（図示せず）に取り付けられた２個の金型１０，１２のギャップに注入口（ゲート）から樹脂１４を高圧で射出注入する。樹脂の射出注入が終わると、図３（Ｂ）に示すように、金型を離型して、成形された樹脂レンズプレート１６を取り出す。
【０００９】
このような従来の射出成形法では閉じた金型内に樹脂を高圧で注入するため、大きな分子配向が起こり、成形品に歪みが残留する。このため、板厚が１ｍｍ以下の樹脂レンズプレートは、反りが生じ易い。
【００１０】
反りの生じた樹脂レンズプレートを重ね合わせて正立等倍樹脂レンズアレイを組み立てた場合、樹脂レンズプレート間に空隙ができる。このような空隙があると、画像がゆがむという問題がある。
【００１１】
したがって本発明の目的は、反りのない厚さ１ｍｍ以下の樹脂レンズプレートを製造する方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、このような樹脂レンズプレートを用いて、正立等倍樹脂レンズアレイを含む樹脂レンズアレイを製造する方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様は、樹脂レンズプレートの製造方法である。すなわち透明基板両面に微小な凸レンズが多数配列された樹脂レンズプレートを製造する方法であって、２個の金型を少なくとも少し開いた状態で、樹脂ノズルから樹脂を供給する工程と、金型を閉じ、樹脂を賦形する工程と、金型により樹脂を加圧圧縮する工程とを含んでいる。
【００１４】
本発明の第２の態様は、樹脂レンズアレイの製造方法である。すなわち、２個の金型を少なくとも少し開いた状態で、樹脂ノズルから樹脂を供給し、金型を閉じ樹脂を賦形し、金型により樹脂を加圧圧縮することにより、透明基板両面に微小な凸レンズが多数配列された樹脂レンズプレートを成形する工程と、前記樹脂レンズプレートを複数枚重ねて位置合わせし、接着固定して、樹脂レンズアレイを形成する工程とを含んでいる。
【００１５】
本発明の第３の態様は、樹脂レンズアレイを一括加工して形成できる製造方法である。すなわち、２個の金型を少なくとも少し開いた状態で、樹脂ノズルから樹脂を供給し、金型を閉じ樹脂を賦形し、金型により樹脂を加圧圧縮することにより、透明基板両面に微小な凸レンズが多数配列された樹脂レンズプレート原板を成形する工程と、前記樹脂レンズプレート原板を複数枚重ねて位置合わせし、接着固定する工程と、接着固定された前記複数枚の樹脂レンズプレート原板を切断して、樹脂レンズアレイを得る工程とを含んでいる。
【００１６】
この場合、前記成形された樹脂レンズプレートの両面の凸レンズは、長尺形状の領域毎に集合して多数配列され、前記複数枚の樹脂レンズプレート原板を切断する際に、前記凸レンズが形成された長尺形状の領域を１つ含むように切断し、長尺形状の樹脂レンズアレイを得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の樹脂レンズアレイの製造方法の一実施形態を説明する。樹脂レンズアレイの一例として、正立等倍樹脂レンズアレイであって、画像形成装置用の長尺状のレンズアレイを製造するものとする。
【００１８】
（１）樹脂レンズプレート原板の成形
まず、５００ｍｍ角，厚さ０．７ｍｍの樹脂レンズプレート原板を成形する。樹脂レンズプレートの原板は、複数の長尺状の樹脂レンズプレートを一括して成形したものである。
【００１９】
この樹脂レンズプレート原板の成形には、従来の射出成形法ではなく、射出プレス成形法を用いる。図４に示すように、金型２０，２２が完全に開いた状態で樹脂ノズル２４から樹脂２６を供給し、その後金型を閉じ、樹脂を賦形する。続いて金型を加圧圧縮して樹脂レンズプレートを成形する。この場合、樹脂供給時、金型は完全に開いた状態であるが、金型を少し開いた状態で樹脂を射出してもよい。
【００２０】
樹脂は、アクリル樹脂、シクロオレフィン系樹脂またはノルボルネン系樹脂を用いる。市販の樹脂としては、日本ゼオン社製のゼオネックス（登録商標）あるいはゼオノア（登録商標）、あるいはＪＳＲ社製のアートン（登録商標）などがある。
【００２１】
図５は、射出プレスにより成形された樹脂レンズプレート原板３０を示す平面図である。この樹脂レンズプレート原板３０は、前述したように複数の樹脂レンズプレートを一括して成形したものである。各樹脂レンズプレートは、１つの凸レンズ形成領域３２を含んでおり、この形成領域内には、多数の微小凸レンズが集合して形成されている。
【００２２】
（２）反射防止コーティングを施す
射出プレスされた樹脂レンズプレート原板３０の表面に低反射被膜を形成する。低反射被膜は、作製される樹脂レンズプレートの反射率を低減するためのものであり、樹脂レンズプレートより低い屈折率をもつ材料、例えば二酸化珪素膜あるいはフッ素系樹脂膜が用いられる。樹脂膜の場合、その材質が、樹脂レンズプレートと共通成分を含むことが、樹脂レンズプレートとの密着性を向上させるために望ましい。
【００２３】
（３）開口絞りを形成する
樹脂レンズプレート原板３０の表面の各微小レンズの球面に対して開口絞りを形成する。開口絞りは、迷光を除去するためのものであり、レンズと同心円の開口部を残して隣接する微小レンズの境界部分に光吸収性膜を形成したものである。光吸収性膜は、樹脂レンズプレートの表面に形成した低反射被膜の材質がフッ素系樹脂である場合、フッ素系であることが望ましい。
【００２４】
（４）必要枚数のレンズプレート原板を重ねて位置合わせし、接着固定する
ここでは、２枚の樹脂レンズプレート原板３０を重ね合わせるものとする。樹脂レンズプレート原板間の接着は、レンズ形成領域外に接着剤を塗布して行う。接着剤の材質は、樹脂レンズプレート上に被覆された被膜と類似したものとする。例えば、樹脂レンズプレートの表面に形成した低反射被膜の材質がフッ素系樹脂であり、その上に形成する光吸収性膜の材質もフッ素系である場合、接着剤の材質もフッ素系であることが望ましい。
【００２５】
図６は、２枚の樹脂レンズプレート原板３０が接着された状態を示す側面図である。図中、３４は接着剤を示す。
【００２６】
（５）長尺形状にレーザ切断し、所望の正立等倍樹脂レンズアレイを得る
２枚のレンズプレート原板３０が重ね合わされて接着固定されたものを、図７に示すように、切断線３６に沿って長尺形状にレーザ切断し、所望の正立等倍レンズアレイを得る。
【００２７】
以上の正立等倍樹脂レンズアレイの製造においては、反射防止コーティングおよび開口絞りの形成を含んでいるが、これらの工程は必須の要件ではない。これら工程を除外した製造方法も本発明の範囲である。
【００２８】
また、以上の実施例は、正立等倍樹脂レンズアレイの製造方法について述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、樹脂レンズアレイの製造方法に広く適用できることは、当業者であれば容易に理解できるであろう。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の樹脂レンズアレイの製造方法によれば、以下の効果が得られる。
（１）レンズプレート成形時の樹脂圧力が従来の射出成形の１／２〜１／５と小さいため、残留応力の発生が少ない。したがって、反り変形の少ない板厚の薄いレンズプレートを成形できる。
（２）従来の射出成形のように注入口（ゲート）直前の障害物に注入樹脂が影響を受けないため、樹脂の注入口（ゲート）の直前に当たる部分にも、金型に凹凸等を設けることができる。
（３）複数のレンズアレイを一括成形，一括加工するため、長尺形状の多枚のレンズアレイの量産が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】樹脂レンズプレートの一例の平面図である。
【図２】正立等倍樹脂レンズアレイについて、ＭＴＦのレンズプレートの厚みｔに対する依存性をシミュレーションで求めた結果を示すグラフである。
【図３】従来の射出成形法による樹脂レンズプレートの成形を説明するための図である。
【図４】射出プレス法による樹脂レンズプレート原板の成形を説明するための図である。
【図５】射出プレスにより成形された樹脂レンズプレート原板の平面図である。
【図６】２枚の樹脂レンズプレート原板が接着された状態を示す側面図である。
【図７】重ね合わされた２枚の樹脂レンズプレートを切断する様子を示す図である。
【符号の説明】
２　樹脂レンズプレート
４　微小凸レンズ
１０，１２，２０，２２　金型
１４，２６　樹脂
１６，３０　樹脂レンズプレート
２４　樹脂ノズル
３２　凸レンズ形成領域
３４　接着剤
３６　切断線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004017555.tif 000008
【図６】
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【図７】
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