(57)【要約】【課題】  遮光羽根の軽量化を達成しつつ遮光羽根からの磨耗粉の発生を防止する。【解決手段】  フォーカルプレーンシャッタに用いられる遮光羽根１１は、シャッタ羽根用板材１から複数枚採取される。シャッタ羽根用板材１は、３層構造の羽根素材シート２と黒色に着色された２枚のポリエステルフィルム３とが積層されたものである。羽根素材シート２は、遮光羽根１１の長手方向Ｘに沿って炭素繊維が樹脂中に配列している単層シート（０°）２ａと、長手方向Ｘに直角なＹに沿って炭素繊維が樹脂中に配列している単層シート（９０°）２ｂとが積層されたものである。遮光羽根１１は、表層にポリエステルフィルム３を有するので、遮光羽根の表面における摺動による磨耗が低減し、磨耗粉の発生が少なくなる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の羽根素材の少なくとも一方の表層に着色樹脂フィルムを設けたことを特徴とするシャッタ羽根用板材。
【請求項２】
請求項１に記載のシャッタ羽根用板材において、
前記羽根素材は、積層された繊維強化樹脂複合材であることを特徴とするシャッタ羽根用板材。
【請求項３】
請求項１または２に記載のシャッタ羽根用板材において、
前記着色樹脂フィルムは、カーボンブラックを混入することにより着色されたことを特徴とするシャッタ羽根用板材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のシャッタ羽根用板材から作製された複数枚の遮光羽根をそれぞれ有する先幕および後幕と、
前記先幕および後幕を回動可能に軸支するアーム部材とを備えることを特徴とするフォーカルプレーンシャッタ。
【請求項５】
請求項４に記載のフォーカルプレーンシャッタにおいて、
前記羽根素材の一方の表層に第１の着色樹脂フィルムを設け、他方の表層に第１の着色樹脂フィルムと光学性能が異なる第２の着色樹脂フィルムを設け、
前記複数枚の遮光羽根は、前記第１の着色樹脂フィルムが設けられた表層を入射側とし、前記第２の着色樹脂フィルムが設けられた表層を出射側とした場合、前記第１の着色樹脂フィルムの反射率を前記第２の着色樹脂フィルムの反射率よりも高くしたことを特徴とするフォーカルプレーンシャッタ。
【請求項６】
積層された繊維強化樹脂複合材のプリプレグシートの少なくともいずれか一方の表層に着色樹脂フィルムを貼着する仮接合工程と、
前記プリプレグシートの硬化により、前記プリプレグシートおよび前記着色樹脂フィルムの接着を行う本接合工程とを含むことを特徴とするシャッタ羽根用板材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銀塩フィルムを用いたカメラやデジタルカメラのフォーカルプレーンシャッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なフォーカルプレーンシャッタでは、複数枚の遮光羽根がそれぞれカシメピンを介して回転自在にアームに取り付けられている。通常、遮光羽根の表面には、反射防止や潤滑性付与のために潤滑塗装が施されている。アームの回動に従って、複数枚の遮光羽根は、開口を有する基板表面に沿って走行し、開口の開閉動作を行う。この開閉動作時に、遮光羽根が隣接する遮光羽根あるいは他の構成部品と擦れ合うことにより、遮光羽根表面の潤滑塗装膜が磨耗を受け、その磨耗粉がフィルム面上や撮像素子表面に付着するという問題があった。そこで、遮光羽根の表層に、潤滑塗装膜を設けず、表面を黒色化したクロムあるいはニッケルのメッキ膜または箔を形成し、磨耗粉の発生を防止する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−２２０１３１号公報（第１頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、潤滑塗装を廃止して黒色化した金属メッキ膜や金属箔を形成しているが、クロムやニッケルは比重が大きいので、シャッタスピードの高速化に求められる遮光羽根の軽量化に逆行するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）本発明の請求項１に係る発明のシャッタ羽根用板材は、板状の羽根素材の少なくとも一方の表層に着色樹脂フィルムを設けたことを特徴とする。
（２）請求項２に係る発明は、請求項１のシャッタ羽根用板材において、羽根素材は、積層された繊維強化樹脂複合材であることを特徴とする。
（３）請求項２に係る発明は、請求項１または２のシャッタ羽根用板材において、着色樹脂フィルムは、カーボンブラックを混入することにより着色されたことを特徴とする。
（４）請求項１に係る発明のフォーカルプレーンシャッタは、請求項１〜３のいずれかのシャッタ羽根用板材から作製された複数枚の遮光羽根をそれぞれ有する先幕および後幕と、先幕および後幕を回動可能に軸支するアーム部材とを備えることを特徴とする。
（５）請求項５に係る発明は、請求項４のフォーカルプレーンシャッタにおいて、羽根素材の一方の表層に第１の着色樹脂フィルムを設け、他方の表層に第１の着色樹脂フィルムと光学性能が異なる第２の着色樹脂フィルムを設け、複数枚の遮光羽根は、第１の着色樹脂フィルムが設けられた表層を入射側とし、第２の着色樹脂フィルムが設けられた表層を出射側とした場合、第１の着色樹脂フィルムの反射率を第２の着色樹脂フィルムの反射率よりも高くしたことを特徴とする。
（６）請求項５に係る発明の製造方法は、積層された繊維強化樹脂複合材のプリプレグシートの少なくともいずれか一方の表層に着色樹脂フィルムを貼着する仮接合工程と、プリプレグシートの硬化により、プリプレグシートおよび着色樹脂フィルムの接着を行う本接合工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、羽根素材の表層に比重が小さい着色樹脂フィルムを設けるので、遮光羽根の軽量化を達成しつつ遮光羽根からの磨耗粉の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明によるフォーカルプレーンシャッタについて図１〜５を参照しながら説明する。図中、同じ構成部品には同一符号を付す。
図１は、フォーカルプレーンシャッタの分解斜視図であり、各構成部品の位置関係を示している。レンズ側に位置する第１基板３０とフィルム側または撮像素子側に位置する第２基板３１との間に、遮光板４１および中間板４２が配置されている。さらに、第１基板３０と遮光板４１との間には、スペーサ４３および後幕２０が収納され、中間板４２と第２基板３１との間には、スペーサ４４および先幕１０が収納されている。
【０００８】
先幕１０は、４枚の遮光羽根１１〜１４と先幕主アーム１６と先幕従アーム１５とを含む。後幕２０は、４枚の遮光羽根２１〜２４と後幕主アーム２６と後幕従アーム２５とを含む。先幕主アーム１６は、軸受孔１６ａ，１６ｂと４つの連結孔を有し、先幕従アーム１５は、軸受孔１５ａと４つの連結孔を有する。後幕主アーム２６は、軸受孔２６ａ，２６ｂと４つの連結孔を有し、後幕従アーム２５は、軸受孔２５ａと４つの連結孔を有する。
【０００９】
第１基板３０および第２基板３１には、開口３０ａおよび３１ａがそれぞれ対応する位置に設けられている。また、第１基板３０および第２基板３１には、円弧溝３０ｂ，３０ｃおよび３１ｂ、３１ｃがそれぞれ対応する位置に設けられている。遮光板４１および中間板４２には、開口３０ａおよび３１ａと対応する位置に開口４１ａおよび４２ａがそれぞれ設けられている。
【００１０】
次に、図２〜４を参照して、本発明のシャッタの構成と動作について説明する。図２は、シャッタがチャージされた状態のフォーカルプレーンシャッタの正面図である。図３は、シャッタが露光動作を終了した状態のフォーカルプレーンシャッタの正面図である。なお、図２，３では、先幕１０，後幕２０および第１基板３０以外は図示を省略するとともに、最も手前に位置する第１基板３０を一点鎖線で表わす。
【００１１】
図２においては、先幕１０の遮光羽根１１〜１４は、展開して第１基板３０の開口３０ａを覆う遮蔽状態にあり、後幕２０の遮光羽根２１〜２４は、開口３０ａの上方に重なり合って開口３０ａを開放する開放状態にある。すなわち、先幕１０が遮蔽状態、後幕２０が開放状態にあって、露光を阻止している。この状態は撮影開始前である。
【００１２】
図３においては、先幕１０の遮光羽根１１〜１４は、開口３０ａの下方に重なり合って開口３０ａを開放する開放状態にあり、後幕２０の遮光羽根２１〜２４は、展開して開口３０ａを覆う遮蔽状態にある。すなわち、先幕１０が開放状態、後幕２０が遮蔽状態にあって、露光を阻止している。この状態は撮影終了後である。
【００１３】
図２および３に示されるように、回動軸Ｘ１，Ｘ２は、第１基板３０に植設され、先幕従アーム１５の孔１５ａ，先幕主アーム１６の孔１６ａをそれぞれ貫通している。先幕従アーム１５、先幕主アーム１６は、回動軸Ｘ１、Ｘ２にそれぞれ回転可能に取り付けられ、平行リンク機構を構成している。駆動ピン５１は、第１基板３０のレンズ側に取り付けられている不図示の駆動機構に設けられ、第１基板３０の円弧溝３０ｂと先幕主アーム１６の孔１６ｂを貫通している。
【００１４】
同様に、回動軸Ｘ３，Ｘ４は、第１基板３０に植設され、後幕従アーム２５の孔２５ａ，後幕主アーム２６の孔２６ａをそれぞれ貫通している。後幕従アーム２５、後幕主アーム２６は、回動軸Ｘ３、Ｘ４にそれぞれ回転可能に取り付けられ、平行リンク機構を構成している。駆動ピン５２も駆動ピン５１と同様に、不図示の駆動機構に設けられ、第１基板３０の円弧溝３０ｃと後幕主アーム２６の孔２６ｂを貫通している。
【００１５】
先幕主アーム１６と先幕従アーム１５は、それぞれ４つの連結孔にカシメピン（図４の１７ａ〜１７ｄなど）を貫通させて４枚の遮光羽根１１〜１４を回転可能に軸支している。同様に、後幕主アーム２６と後幕従アーム２５は、それぞれ４つの連結孔にカシメピン（図４の２７ａ〜２７ｄなど）を貫通させて４枚の遮光羽根２１〜２４を回転可能に軸支している。
【００１６】
ここで、図４を参照して、先幕１０と後幕２０について詳細に説明する。図４は、図２のＩ−Ｉ断面図であり、各構成部品の位置関係を明示するために、先幕１０については、回動軸Ｘ２と先幕主アーム１６の４つの連結孔を順次結んだ断面で表わし、後幕２０については、回動軸Ｘ４と後幕主アーム２６の４つの連結孔を順次結んだ断面で表わすものである。
【００１７】
図４に示されるように、４つのカシメピン１７ａ〜１７ｄは、先幕主アーム１６の４つの連結孔をそれぞれ貫通し、遮光羽根１４，１３，１２，１１にそれぞれ連結されている。同様に、４つのカシメピン２７ａ〜２７ｄは、後幕主アーム２６の４つの連結孔をそれぞれ貫通し、遮光羽根２４，２３，２２，２１にそれぞれ連結されている。連結には、一般に、加締めが用いられている。なお、図示は省略したが、回動軸Ｘ１と先幕従アーム１５の４つの連結孔を順次結んだ断面および回動軸Ｘ３と後幕従アーム２５の４つの連結孔を順次結んだ断面においても同様の構成である。
【００１８】
以上のように構成されたフォーカルプレーンシャッタの動作を説明する。この動作は、図２の状態から図３の状態に移行する過程であり、露光動作と呼ばれる。
上述の駆動機構により、駆動ピン５１は、第１基板３０の円弧溝３０ｂに沿って下方に移動する。これにより、先幕従アーム１５、先幕主アーム１６が回転し、先幕１０の遮光羽根１１〜１４は、展開状態から開口３０ａの下方に向かって走行を開始し、露光動作が開始する。
【００１９】
遮光羽根１１〜１４の走行開始からシャッタ秒時に相当する所定時間後に、駆動ピン５２は、第１基板３０の円弧溝３０ｃに沿って下方に移動する。これにより、後幕従アーム２５、後幕主アーム２６が回転し、後幕２０の遮光羽根２１〜２４は、開口３０ａの上方に重ねられた状態から開口３０ａの下方に向かって走行を開始し、展開して開口３０ａを遮蔽してゆく。遮光羽根２１〜２４が開口３０ａを完全に遮蔽した時点で露光動作が終了する。
【００２０】
なお、駆動ピン５１，５２は、それぞれ遮光羽根１１〜１４，遮光羽根２１〜２４の走行動作の終了付近で、不図示のブレーキ機構により制動される。露光動作が終了した後で不図示のチャージ機構によりチャージ動作が行われると、図３の状態から図２の状態へ復帰する。
【００２１】
再び図４を参照すると、上述した露光動作の際には、遮光羽根１１〜１４および２１〜２４は、それぞれ隣接する遮光羽根と擦れ合うことが避けられない。また、図４では構造を理解しやすいように、遮光羽根１１とスペーサ４４、および遮光羽根２４と遮光板４１は離間しているが、実際には漏光を防止するためそれぞれ光密な状態で摺動可能に接している。そのため、先幕１０の遮光羽根１１はスペーサ４４とも擦れ合い、遮光羽根１４は中間板４２とも擦れ合う。同様に、後幕２０の遮光羽根２１はスペーサ４３とも擦れ合い、遮光羽根２４は遮光板４１とも擦れ合う。その結果、各々の遮光羽根の表面は磨耗作用を受けることになる。
【００２２】
本実施の形態のフォーカルプレーンシャッタでは、遮光羽根の表層を着色樹脂フィルムで構成することにより磨耗粉の発生を低減するものである。
図５は、本実施の形態のフォーカルプレーンシャッタに用いられる遮光羽根が採取されるシャッタ羽根用板材の部分斜視図である。代表として、遮光羽根１１が複数枚採取されるシャッタ羽根用板材１について説明する。シャッタ羽根用板材１は、３層構造の羽根素材シート２と黒色に着色された２枚のポリエステルフィルム３とが積層されたものである。
【００２３】
今、遮光羽根１１の長手方向Ｘに沿って炭素繊維が樹脂中に配列している単層シートを単層シート（０°）、長手方向Ｘに直角な直交方向Ｙに沿って炭素繊維が樹脂中に配列している単層シートを単層シート（９０°）と呼ぶ。羽根素材シート２は、２枚の単層シート（０°）２ａと、中間層である単層シート（９０°）２ｂとを有する。
【００２４】
ポリエステルフィルム３には、所定の含有率のカーボンブラックが混入されており、通常の黒色潤滑塗装膜と同様の色調、反射率を有する。ポリエステルフィルム３の色調、反射率は、カーボンブラックの含有率により制御することができる。カーボンブラックの含有率が多いほど、色調は黒に近づき、反射率は低くなる。また、ポリエステルフィルムは、比重が１．４と軽量であり、例えばカーボンブラック（比重：１．８）が２０％混入された着色ポリエステルフィルム３でも、比重は１．５程度と軽量である。
【００２５】
シャッタ羽根用板材１は、ポリエステルフィルム３、単層シート（０°）２ａ、単層シート（９０°）２ｂ、単層シート（０°）２ａ、ポリエステルフィルム３が順に積層された断面構造をなしており、シャッタ羽根用板材１から採取される遮光羽根１１も同じ断面構造である。遮光羽根１１は、１枚のシャッタ羽根用板材１からプレス抜き加工により、例えば３０枚程度採取され、フォーカルプレーンシャッタに組み込まれる。遮光羽根１１は、隣接する遮光羽根１２およびスペーサ４４と擦れ合っても、表層にポリエステルフィルム３を有するため、磨耗粉はほとんど発生しない。また、他の遮光羽根については、形状や厚さが異なるが、遮光羽根１１と同様の断面構造であり、同様の作用効果を奏する。
【００２６】
次に、本実施の形態のシャッタ羽根用板材の製造方法、およびその板材から採取した遮光羽根を組み込んだフォーカルプレーンシャッタの耐久試験とその結果について説明する。遮光羽根は、以下の(１)〜（６）の工程で作製される。
（１）連続繊維の炭素繊維（平均直径７〜８μｍ）をエポキシ樹脂中に含有した炭素繊維強化樹脂のプリプレグシートを３枚用意した。単層のプリプレグシートは、樹脂含有率（重量比）が４５％、プレス成形後の厚さが２５μｍとなる。エポキシ樹脂は、半ば固化しており、明白な流動性はないが、加熱すれば最終的な固化が可能な状態、いわゆるＢステージ状態である。
（２）単層プリプレグシート（０°）２ａ、単層プリプレグシート（９０°）２ｂ、単層プリプレグシート（０°）２ａの順に貼り合わせて積層プリプレグシートを得た。
（３）離型フィルム付きの黒色のポリエステルフィルム３（厚さ１０μｍ）を２枚用意した。
【００２７】
（４）積層プリプレグシートの両面にポリエステルフィルム３を熱転写して仮接合を行った。この熱転写にはラミネータを使用する。ラミネータは、その２つの加熱ローラーの間を積層プリプレグシートと２枚のポリエステルフィルム３を通すことにより、積層プリプレグシートとポリエステルフィルム３との界面の気泡を追い出して両者を密着させるものである。積層プリプレグシートのエポキシ樹脂は未硬化のままである。この仮接合工程では、密着後に離型フィルムをポリエステルフィルム３から剥し取る。
【００２８】
（５）積層プリプレグシートと２枚のポリエステルフィルム３から成る板材をホットプレスした。すなわち、１２０〜１４０℃の温度で５〜２５ｋｇ／ｃｍ２のプレス圧をかけて３０分〜２時間放置し、その後、室温まで徐冷した。この本接合工程で、積層プリプレグシートのエポキシ樹脂が完全硬化するとともに、エポキシ樹脂が接着剤として働き、ポリエステルフィルムが積層プリプレグシートに完全に接着される。
【００２９】
（６）このようにして製造されたシャッタ羽根用板材１の厚さは、９５μｍであり、１枚の板材からプレス抜き加工により、２０〜５０枚の遮光羽根１１を採取した。なお、単層シート（０°）２ａの炭素繊維が遮光羽根の長手方向にほぼ平行になるようにプレス抜きを行った。
【００３０】
一方、比較例として、上記の工程（２）で得た積層プリプレグシートを工程（５）と同一の条件でホットプレスして室温まで徐冷し、片面１０μｍの厚さの黒色潤滑塗装膜を形成して厚さ９５μｍの板材を得た。この比較例の板材にも工程（６）と同様のプレス抜きを行い、２０〜５０枚の遮光羽根を採取した。
【００３１】
上記工程（１）〜（６）で製作された遮光羽根と比較例の遮光羽根をそれぞれフォーカルプレーンシャッタに組み込み、１５万回のシャッタ作動を行った。遮光羽根から発生した磨耗粉をガラス基板に付着させ、磨耗粉の数を測定したところ、工程（１）〜（６）で製作された遮光羽根では、比較例の遮光羽根に比べて１／１０程度であった。
【００３２】
以上説明したように、本実施の形態によるフォーカルプレーンシャッタは次の作用効果を奏する。
（１）表層にポリエステルフィルム３を配置したシャッタ羽根用板材１から作製した遮光羽根を用いているので、遮光羽根の表面における摺動による磨耗が低減し、磨耗粉の発生が少なくなる。
（２）ポリエステルフィルム３は比重が小さいので、遮光羽根全体の重量低減に寄与する。
（３）ポリエステルフィルム３の着色にカーボンブラックを用いてその含有率を調整することにより、色調、反射率を制御することができる。
（４）羽根素材として積層された炭素繊維強化樹脂を用いた場合、軽量で高強度、高剛性の遮光羽根を得ることができる。また、炭素繊維強化樹脂のプリプレグシート中の未硬化樹脂を利用して積層プリプレグシートと２枚のポリエステルフィルム３を接着でき、専用の接着剤を用いることなく強固な接合を得ることができる。
【００３３】
以下、本実施の形態の変形例について説明する。
本実施の形態では、シャッタ羽根用板材１の表裏の表層に着色ポリエステルフィルム３を配置したが、表裏の片面のみに着色ポリエステルフィルム３を配置してもよい。また、本実施の形態では、シャッタ羽根用板材１の表層に着色ポリエステルフィルム３を配置したが、ポリエステルフィルム３の代わりに、ナイロン、ポリウレタンまたはポリアセタールを用いてもよい。これらのフィルムは、ポリエステルフィルム３と同様、いずれも比重１．５以下であり、遮光羽根の軽量化に寄与するとともに、磨耗粉の発生が少ない。
【００３４】
本実施の形態によるフォーカルプレーンシャッタに組み込まれる遮光羽根においては、光が入射する側の反射率を光が出射する側の反射率よりも高くすることができる。すなわち、シャッタ羽根用板材１の一方の表層を他方の表層よりも反射率が高いポリエステルフィルム３とし、反射率の高い方が入射側となるように遮光羽根を配置すればよい。例えば、入射側のポリエステルフィルム３を反射率１５％程度の灰色に着色し、出射側のポリエステルフィルム３を反射率がより低い黒色に着色する。これにより、入射側のポリエステルフィルム３で反射した光を光量センサへ導く測光機能という付加価値が得られる。
【００３５】
本実施の形態では、繊維強化樹脂複合材として炭素繊維強化樹脂を用いたが、炭素繊維に限らず、芳香族ポリアミド繊維やポリエチレンテレフタレート繊維で強化された繊維強化樹脂を用いることもできる。本発明は、上記の実施の形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【００３６】
なお、フィルムを羽根素材シートに貼着する代わりに、塗装による潤滑膜を形成してもよい。例えば、プリプレグシート表面に所定厚さの潤滑塗料を塗り、塗料を乾燥させた後に、加熱プレス成型によりプリプレグシート中のエポキシ樹脂の硬化と羽根素材シートへの塗装膜の接着を同時に行ってもよい。あるいは、離型フィルムに所定厚さの潤滑塗料を塗り、その塗装膜を熱転写によりプリプレグシート表面に貼着してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態に係るフォーカルプレーンシャッタの分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るシャッタがチャージされた状態のフォーカルプレーンシャッタの正面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るシャッタが露光動作を終了した状態のフォーカルプレーンシャッタの正面図である。
【図４】図２のＩ−Ｉ断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るフォーカルプレーンシャッタに用いられる遮光羽根が採取されるシャッタ羽根用板材の部分斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１：シャッタ羽根用板材
２：羽根素材シート
２ａ：単層シート（０°）
２ｂ：単層シート（９０°）
３：ポリエステルフィルム
１０：先幕
１１〜１４：遮光羽根
１５：先幕従アーム
１６：先幕主アーム
１７ａ〜１７ｄ：カシメピン
２０：後幕
２１〜２４：遮光羽根
２５：後幕従アーム
２６：後幕主アーム
２７ａ〜２７ｄ：カシメピン
３０：第１基板
３１：第２基板
【図１】
2006235350.tif 000003
【図２】
2006235350.tif 000004
【図３】
2006235350.tif 000005
【図４】
2006235350.tif 000006
【図５】
2006235350.tif 000007