(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
整列治具に並設された複数の溝の各々に、屈折率分布型ロッドレンズを該屈折率分布型ロッドレンズ間の間隔が平均で１μｍ〜５μｍとなるように収容して整列させ、整列状態を維持して屈折率分布型ロッドレンズ群を一体に固定した後、端面を研磨す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２】
整列治具に並設された複数の溝の各々に、屈折率分布型ロッドレンズを該屈折率分布型ロッドレンズ同士の間隔が平均で１μｍ〜５μｍとなるように収容して整列させ、次いで屈折率分布型ロッドレンズを整列させた状態で固定した後、整列治具を取り外し、次いで所定レンズ長に切断し、その後切断面の研磨を行う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、屈折率分布型ロッドレンズを整列させて一体に固定してなるロッドレンズアレイの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
屈折率分布型ロッドレンズを整列させて一体に集成してなるロッドレンズアレイは、光路長が短く、また反射ミラーが不要であることから装置を小型化できる特徴があり、特にプリンタやファクシミリ等のスキャニング用光学系に最適であり、既に実用化もされている。
【０００３】
このようなロッドレンズアレイは、従来より、平らなフレーム上に、複数の屈折率分布型ロッドレンズを互いの外周面同士を接触させて並べ、この整列状態を維持して全体を固着する方法（以下、「線径基準方式」と呼ぶ）、あるいは所定ピッチで並設された複数のＶ溝を備える整列治具（Ｖ溝定盤）を用い、各Ｖ溝に屈折率分布型ロッドレンズを収容して整列させ、この整列状態を維持して全体を固着する方法（以下、「機械基準方式」と呼ぶ）により製造されるのが一般的である。
【０００４】
ロッドレンズアレイにおいては、隣接する屈折率分布型ロッドレンズの軸線間隔（以下、「配列ピッチ」と呼ぶ）が一定で、しかも整列平面内での傾き（以下、「水平傾き」と呼ぶ）及び整列平面と直交する方向への傾き（以下、「高さ傾き」と呼ぶ）が無いように屈折率分布型ロッドレンズを整列させる必要がある。しかし、上記の線径基準方式では、高さ傾きは抑えられるものの、屈折率分布型ロッドレンズ同士が接触しているため、一つの屈折率分布型ロッドレンズが水平方向に傾いていると、これに接した他の屈折率分布型ロッドレンズがこの影響を受け、全体として水平方向に傾いた軸ずれを発生することがある。その結果、例えばプリンターやファクシミリでは、本来の結像位置から大きくずれて結像される。
【０００５】
また、上記の機械基準方式では、全体としての軸ずれは発生しないものの、個々の屈折率分布型ロッドレンズ毎にＶ溝への収容状態が異なることから、レンズ間に傾きが生じることがある。その結果、例えばプリンターやファクシミリでは、画素の重なりを起こす等の不具合が発生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、機械基準方式における各屈折率分布型ロッドレンズの配列ピッチの不安定さや高さ傾き、水平傾きを解消し、光軸が揃った高性能のロッドレンズアレイを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、機械基準方式において、隣接する屈折率分布型ロッドレンズ同士の間隔が配列ピッチや高さ傾き、水平傾きに与える影響を調べた結果、この間隔を特定の範囲に設定することで、配列ピッチのバラツキ、高さ傾きのバラツキ（標準偏差、以下「高さバラツキ」）、水平傾きのバラツキ（標準偏差、以下「水平バラツキ」）が最小値となることを見い出した。本発明は、このような知見に基づくものである。
【０００８】
即ち、上記の目的を達成するために、本発明は、下記の（１）、（２）に示す製造方法を提供する。
（１）整列治具に並設された複数の溝の各々に、屈折率分布型ロッドレンズを該屈折率分布型ロッドレンズ間の間隔が平均で１μｍ〜５μｍとなるように収容して整列させ、整列状態を維持して屈折率分布型ロッドレンズ群を一体に固定した後、端面を研磨することを特徴とするロッドレンズアレイの製造方法
（２）整列治具に並設された複数の溝の各々に、屈折率分布型ロッドレンズを該屈折率分布型ロッドレンズ間の間隔が平均で１μｍ〜５μｍとなるように収容して整列させ、次いで屈折率分布型ロッドレンズを整列させた状態で固定した後、整列治具を取り外し、次いで所定レンズ長に切断し、その後切断面の研磨を行うことを特徴とするロッドレンズアレイの製造方法
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。
図１（ａ）は屈折率分布型ロッドレンズ１が整列治具であるＶ溝定盤２のＶ溝３に収容された状態を示す上面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）における屈折率分布型ロッドレンズ１の端面側から見た側面図である。ここで、隣接する屈折率分布型ロッドレンズ１において、一方の端面側での軸線Ａの間隔（配列ピッチ）をａ１，ａ２，ａ３・・・とし、他方の端面側での軸線Ａの間隔をｂ１，ｂ２，ｂ３・・・とすると、各屈折率分布型ロッドレンズ１の水平傾きは、それぞれ（ｂ１−ａ１），（ｂ２−ａ２），（ｂ３−ａ３）・・・で示される。また、隣接する屈折率分布型ロッドレンズ１が平行であれば、その間隔（レンズ間の空隔）Ｌは、屈折率分布型ロッドレンズ１の直径をＤとすると、この直径ＤとＶ溝のピッチとの差であるから、直径Ｄ及びＶ溝のピッチを調整することにより屈折率分布型ロッドレンズ１の間隔Ｌを所望の値に調整することができる。
【００１１】
そこで、約４００本のＶ溝を５７０μｍの間隔で設けたＶ溝定盤２を作製し、また屈折率分布型ロッドレンズ１として、レンズ長１００ｍｍで、直径Ｄが５７０μｍ、５６８μｍ、５６６μｍ及び５６４μｍの４種類を用い、これらの屈折率分布型ロッドレンズ１を種類毎にＶ溝定盤２の各Ｖ溝に収容し、接着剤を塗布したフレームに転写した後、その時に生じた配列ピッチのバラツキ、水平バラツキ及び高さバラツキを測定した。尚、フレーム（側板）はガラス及びＦＲＰ（繊維強化プラスチック）にて作製し、また用いた屈折率分布型ロッドレンズ１の直径Ｄと、屈折率分布型ロッドレンズ１の間隔Ｌとの関係は以下の通りである（単位：μｍ）。
直径Ｄ      間隔Ｌ
５７０        ０
５６８        ２
５６６        ４
５６４        ６
【００１２】
測定は触針法により行った。図１（ａ）に示すように、屈折率分布型ロッドレンズ１の配列方向に沿ってレンズ長方向４ｍｍ間隔でプローブを走査した。得られた測定曲線に対し、レンズ径に相当する円をフィッティングし、その中心位置を求め、各レンズ間のピッチ、レンズの高さを算出する。２つの位置における測定値から水平傾き、高さ傾きを算出し、そのレンズアレイ全体におけるバラツキ（標準偏差）を求めた。表１に、屈折率分布型ロッドレンズ１の各間隔Ｌに対する配列ピッチバラツキ、水平バラツキ及び高さバラツキをまとめて示す。また、配列ピッチバラツキ及び水平バラツキについて図２に、高さバラツキについて図３にそれぞれプロットした。
【００１３】
【表１】
0004722277.tif 000002
【００１４】
これらの結果に示すように、配列ピッチに関しては屈折率分布型ロッドレンズ１の間隔Ｌが２μｍ〜５μｍの範囲であればバラツキが抑えられており、また水平バラツキに関しては間隔Ｌが１μｍ〜５μｍの範囲、高さバラツキに関しては間隔Ｌが２μｍ〜５μｍの範囲であればそれぞれ抑えられている。従って、配列ピッチのバラツキ、水平バラツキ及び高さバラツキをバランス良く抑えるには、屈折率分布型ロッドレンズ１の間隔Ｌを概ね１μｍ〜５μｍ、特に２μｍ〜５μｍの範囲に規定することが効果的であると言える。また、このような傾向は、フレームの材質によらないこともわかる。
【００１５】
同様の実験を、屈折率分布型ロッドレンズ１の直径Ｄを変えて行った。この径変更に伴って、溝ピッチが３０５μｍのＶ溝定盤２を用い、ガラスフレームの場合について評価した。用いた屈折率分布型ロッドレンズ１の直径Ｄとその間隔Ｌとの関係は、以下に示す通りである（単位：μｍ）。
直径Ｄ      間隔Ｌ
３０５        ０
３０３        ２
３０１        ４
２９８        ７
２９６        ９
【００１６】
そして、同様に、触針法により配列ピッチのバラツキを求めた。結果を表２及び図４に示すが、この結果からも、屈折率分布型ロッドレンズ１の平均間隔Ｌを２μｍ〜５μｍの範囲とすることにより、配列ピッチのバラツキを抑えることできることがわかる。
【００１７】
【表２】
0004722277.tif 000003
【００１８】
以上の実験から、ロッドレンズアレイの作製に当り、Ｖ溝定盤２を用いて複数の屈折率分布型ロッドレンズ１を整列させる際に、隣接する屈折率分布型ロッドレンズ１の間隔Ｌが１μｍ〜５μｍ、好ましくは２μｍ〜５μｍとなるように、使用する屈折率分布型ロッドレンズ１の直径Ｄ及びＶ溝定盤２のＶ溝ピッチを設定することが望ましいことが判明した。実際の製造においては、ロッドレンズアレイの規格に合わせて屈折率分布型ロッドレンズ１の直径Ｄが予め設定されていることが多いことから、この直径ＤとＶ溝ピッチとの差が１μｍ〜５μｍ、好ましくは２μｍ〜５μｍとなるように設計されたＶ溝を有するＶ溝定盤２を用いるのが一般的である。しかし、溝の断面形状はＶ字型に限らず、Ｕ字形や半円等であってもよい。
【００１９】
従って、本発明のロッドレンズアレイの製造方法においても、上記の如く使用する屈折率分布型ロッドレンズ１の直径Ｄに合わせてＶ溝ピッチが設定されたＶ溝定盤２を用いて行う。以下に、製造方法の好ましい実施形態について説明する。
【００２０】
先ず、上記の如くＶ溝ピッチが規定されたＶ溝定盤２の各Ｖ溝に、規定のレンズ長を有する屈折率分布型ロッドレンズ１を収容する。次いで、屈折率分布型ロッドレンズ１間の隙間に接着剤を充填し、接着剤を硬化させて屈折率分布型ロッドレンズ１同士を結着する。また、接着剤の充填に代えて、全ての屈折率分布型ロッドレンズ１を覆うように粘着シートを載置し、次いで粘着シートを押圧して屈折率分布型ロッドレンズ１をこの粘着シートの所定深さまで埋設させてもよい。そして、屈折率分布型ロッドレンズ１の端面を研磨した後、Ｖ溝定盤２を取り外すことにより、複数の屈折率分布型ロッドレンズ１が１μｍ〜５μｍ間隔で整列して一体に集成されたロッドレンズアレイが得られる。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明により明らかなように、本発明によれば、機械基準方式における各屈折率分布型ロッドレンズの配列ピッチの不安定さや高さ傾き、水平傾きを抑えることができ、光軸が揃った高性能のロッドレンズアレイが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は屈折率分布型ロッドレンズの配列状態を示す平面説明図、（ｂ）は断面説明図である。
【図２】実験により求めた屈折率分布型ロッドレンズの間隔と水平バラツキとの関係を示すグラフである。
【図３】実験により求めた屈折率分布型ロッドレンズの間隔と高さバラツキとの関係を示すグラフである。
【図４】実験により求めた屈折率分布型ロッドレンズの間隔と配列ピッチのバラツキとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  屈折率分布型ロッドレンズ
２  Ｖ溝定盤（整列治具）
【図１】
0004722277.tif 000004
【図２】
0004722277.tif 000005
【図３】
0004722277.tif 000006
【図４】
0004722277.tif 000007