(57)【要約】 【課題】光学物品に干渉縞が発生することを抑制できるコーティング膜形成装置を提供すること。【解決手段】液体Ｌに接する雰囲気が雰囲気保持用囲い５内に保持されている。これにより、光学物品用基材２０を浸漬槽１に対して昇降させることにより光学物品用基材２０に塗布された液体Ｌは、浸漬槽に収納された液体Ｌから引き出される順番に関わらず液体Ｌに接する雰囲気内にあり、光学物品用基材２０に塗布された液体Ｌの乾燥条件は略同じになる。このため、光学物品用基材２０に塗布された液体Ｌの乾燥斑が発生しにくくなり、光学物品に干渉縞が発生することを抑制できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学物品用基材にコーティング膜を形成する装置であって、
前記コーティング膜を形成するための液体が収納されるとともに、前記光学物品用基材が浸漬される浸漬槽と、
前記光学物品用基材を把持する把持部材と、
前記把持部材に連結され前記把持部材で把持された前記光学物品用基材を前記浸漬槽に対して昇降させる駆動機構と、
前記浸漬槽に収納された前記液体に接する雰囲気を保持する雰囲気保持用囲いとを備えたことを特徴とするコーティング膜形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載のコーティング膜形成装置において、前記浸漬槽、前記把持部材、前記駆動機構および前記雰囲気保持用囲いを内部に収納する収容体と、
前記収容体の内部を加湿する加湿機構とを備えたことを特徴とするコーティング膜形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載のコーティング膜形成装置において、
前記加湿機構は加湿した空気を前記収容体の内部に供給する加湿空気供給機構を備え、
前記加湿空気供給機構は、前記光学物品用基材が前記浸漬槽から引き出される際に空気の供給を停止することを特徴とするコーティング膜形成装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のコーティング膜形成装置において、
前記光学物品用基材が前記浸漬槽から引き出された後であって前記光学物品用基材が前記雰囲気保持用囲いの間に位置している際に、前記駆動機構は前記把持部材の上昇を停止させ停止後に上昇させる、あるいは１０〜５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で上昇させることを特徴とするコーティング膜形成装置。
【請求項５】
光学物品用基材にコーティング膜を形成する方法であって、
前記コーティング膜を形成するとともに、浸漬槽に収納された液体に前記光学物品用基材を浸漬し、その後、前記光学物品用基材を前記浸漬槽から引き出す際に前記浸漬槽に収納された前記液体に接する雰囲気を保持することを特徴とするコーティング膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学物品用基材などに被膜を形成するコーティング膜形成装置および成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディッピング方法を用いて、ガラスまたはプラスチックなどからなる光学物品用基材に、被膜を形成するコーティング膜形成装置がある。
このコーティング膜形成装置では、まず、光学物品用基材を、浸漬槽に収納された被膜処理溶液に浸漬する。その後、この被膜処理溶液から光学物品用基材を引き出すことにより、光学物品用基材の表面に被膜処理溶液を塗布する。光学物品用基材の表面に塗布された被膜処理溶液に、乾燥または加熱などの硬化処理を施すことで、光学物品用基材の表面に被膜が形成された光学物品としてのレンズを得る。
近年、被膜処理溶液の揮発を抑制し、溶液の使用量低減および大気への放出を抑え、環境汚染を低減することを目的とするコーティング膜形成装置の従来例が特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２３０８５７号公報（第４〜第７頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来例のコーティング膜形成装置を用いて、浸漬槽に収納された被膜処理溶液から光学物品用基材を引き上げていくと、被膜処理溶液の液面に近い部分から順番に光学物品用基材が、浸漬槽に収納された被膜処理溶液から引き出されていく。そして、被膜処理溶液に接する雰囲気とは異なる環境へと移っていき、光学物品用基材に塗布された被膜処理溶液の乾燥が進行していく。
従来例で得られるレンズは、光学物品用基材が浸漬槽に収納された被膜処理溶液から引き出される順番に、光学物品用基材に塗布された被膜処理溶液が乾燥していくことにより、被膜処理溶液の乾燥斑が起こる。そのため、従来例は、硬化処理を施されて得たレンズに、干渉縞が発生するという課題がある。
【０００５】
本発明の目的は、光学物品に干渉縞が発生することを抑制できるコーティング膜形成装置および成形方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のコーティング膜形成装置は、光学物品用基材にコーティング膜を形成する装置であって、前記コーティング膜を形成するための液体が収納されるとともに、前記光学物品用基材が浸漬される浸漬槽と、前記光学物品用基材を把持する把持部材と、前記把持部材に連結され前記把持部材で把持された前記光学物品用基材を前記浸漬槽に対して昇降させる駆動機構と、前記浸漬槽に収納された前記液体に接する雰囲気を保持する雰囲気保持用囲いとを備えたことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、液体に接する雰囲気が雰囲気保持用囲い内に保持されている。これにより、光学物品用基材を浸漬槽に対して昇降させることにより光学物品用基材に塗布された液体は、浸漬槽に収納された液体から引き出される順番に関わらず液体に接する雰囲気内にあり、光学物品用基材に塗布された液体の乾燥条件は略同じになる。このため、光学物品用基材に塗布された液体の乾燥斑が発生しにくくなり、光学物品に干渉縞が発生することを抑制できる。
【０００８】
本発明では、前記浸漬槽、前記把持部材、前記駆動機構および前記雰囲気保持用囲いを内部に収納する収容体と、前記収容体の内部を加湿する加湿機構とを備えた構成が好ましい。
この発明では、収容体の内部を加湿機構により加湿することで、収容体の内部の湿度および雰囲気保持用囲い内の湿度を管理可能にする。このことから、光学物品用基材に塗布された液体の乾燥が進行していく度合いを調整でき、具体的には乾燥の進行を遅くすることができる。このため、光学物品用基材が液体から引き出される順番に関わらず、光学物品用基材に塗布された液体の乾燥条件を略同じにできる。このため、光学物品用基材に塗布された液体の乾燥斑が発生しにくくなり、光学物品に干渉縞が発生することを抑制できる。そして、収容体の内部の湿度管理が可能なことから、浸漬槽に収納された液体の寿命管理を可能にし、光学物品の品質を維持する効果がある。
【０００９】
本発明では、前記加湿機構は加湿した空気を前記収容体の内部に供給する加湿空気供給機構を備え、前記加湿空気供給機構は、前記光学物品用基材が前記浸漬槽から引き出される際に空気の供給を停止することが好ましい。
この発明では、加湿空気供給機構から加湿された空気の供給を停止することにより、収容体の内部および雰囲気保持用囲い内の対流を抑制できる。このため、液体に接する雰囲気が雰囲気保持用囲い内に安定して保持されることから、光学物品に干渉縞が発生することを抑制できる。
【００１０】
本発明では、前記光学物品用基材が前記浸漬槽から引き出された後であって前記光学物品用基材が前記雰囲気保持用囲いの間に位置している際に、前記駆動機構は前記把持部材の上昇を停止させ停止後に上昇させる、あるいは１０〜５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で上昇させることが好ましい。
この発明では、光学物品用基材を雰囲気保持用囲い内に長く滞留させることができる。これにより、光学物品用基材に塗布された液体を、略同じ条件で乾燥させることから、光学物品に干渉縞が発生することを抑制できる。
【００１１】
本発明のコーティング膜形成方法は、前記コーティング膜を形成するとともに、浸漬槽に収納された液体に前記光学物品用基材を浸漬し、その後、前記光学物品用基材を前記浸漬槽から引き出す際に前記浸漬槽に収納された前記液体に接する雰囲気を保持することを特徴とする。
この発明では、前述のコーティング膜形成装置の発明と同じ効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態のコーティング膜形成装置を示す概略断面図である。
本実施形態では、コーティング膜形成装置は、光学物品用基材としてのメガネレンズ用基材に、コーティング膜としてハードコート層またはプライマ層などを形成する装置である。メガネレンズは基材の表面にプライマ層が設けられ、このプライマ層の表面にハードコート層が設けられた構成である。ハードコート層の表面には必要に応じて反射防止層が設けられる。なお、プライマ層は必要に応じて設けられるものである。
【００１３】
図１において、コーティング膜形成装置１０は、内部に空間が形成された収容体１１と、収容体１１の内部を加湿する加湿機構１２と、加湿機構１２の動作を制御する制御機構１３とを備えている。
【００１４】
収容体１１は、アルミまたはステンレスなどの金属製枠組み部材、およびステンレスまたはアクリル樹脂などからなる壁面部材により略箱状に形成されている。
収容体１１の互いに対向する壁面部材には、収容体１１の内部と外部とをつなぐ窓部１５が設けられている。窓部１５は、その開口部を開閉するために金属製または樹脂製の図示しない扉を備えている。この扉は制御機構１３からの信号を受けて開閉操作される。
収容体１１の内部には、支持部１１Ａが設けられ、この支持部１１Ａには、浸漬槽１を内部に取り付けた貯液槽２が２個支持固定されている。各浸漬槽１の内部に対して光学物品用基材２０を把持する１個の把持部材３が下降可能に配置されており、この把持部材３は駆動機構４で昇降自在とされている。貯液槽２の上方開口部側には雰囲気保持用囲い５が一体に形成されている。
浸漬槽１の下部にはパイプ１Ａの一端部が開口され、このパイプ１Ａの他端部は貯液槽２の下部側部に開口されている。このパイプ１Ａには貯液槽２の液体Ｌを浸漬槽１に供給するポンプ６と、このポンプで送られる液体Ｌの汚れを濾過するフィルタ７とがそれぞれ設けられている。
【００１５】
浸漬槽１は、コーティング膜を形成するための液体Ｌが収納されている。浸漬槽１は、たとえば耐食性に優れたステンレス製である。
液体Ｌは、被膜処理溶液としてのハードコート処理液またはプライマ処理液などが挙げられる。たとえば、ハードコート処理液は、ウレタン樹脂などが含まれている。また、プライマ処理液は、シリコーン系、アクリル系材料などが含まれている。２個の浸漬槽１には異なる種類の液体Ｌが収納される。
貯液槽２は、浸漬槽１の周囲を囲んで配置されている。そして、貯液槽２は、浸漬槽１から溢れ出た液体Ｌが収納される構成になっている。貯液槽２は、たとえば耐食性に優れたステンレス製である。
【００１６】
雰囲気保持用囲い５は、ステンレスまたはガラスなどの耐食性に優れた材質からなり、貯液槽２および浸漬槽１の上方に配置されている。雰囲気保持用囲い５は、略筒状の壁部５１と、この壁部５１の上端部と連接された覆い部５２とを備えている。
壁部５１は、貯液槽２の側壁から上方に延長して形成されている。覆い部５２は、壁部５１から上方に延長して形成されるとともに液体Ｌの上方を一部覆うように中心側に向かって傾斜している。このようにして、雰囲気保持用囲い５は、貯液槽２の側壁から上方に延長して形成され、貯液槽２および浸漬槽１の上方に延びる高さを有している。雰囲気保持用囲い５の高さは、光学物品用基材２０の長尺方向の寸法に対して所定寸法、たとえば二倍から三倍ほどである。
雰囲気保持用囲い５は、浸漬槽１に、または浸漬槽１および貯液槽２に収納された液体Ｌに接する雰囲気を保持する。つまり、雰囲気保持用囲い５は、液体Ｌに含まれる揮発性の溶液が気化した揮発状態を保持する。
【００１７】
ポンプ６は、たとえば耐食性に優れたステンレス製である。浸漬槽１から溢れ出て貯液槽２に収納された液体Ｌは、ポンプ６の動作によりフィルタ７に向けて送られる。たとえば、ポンプ６の動作方式は、往復運動するピストン構造を有し、このピストンの往復運動により、ポンプ６内の圧力を下げてポンプ６内に液体Ｌを引き込み、ポンプ６内の圧力を上げてポンプ６内から液体Ｌを送り出す方式がある。また、回転運動する羽根を有した構造で、羽根を回転させることにより推進力を発生させ、この推進力によりポンプ６内に液体Ｌを引き込み、そしてポンプ６内から液体Ｌを送り出す方式などが挙げられる。
【００１８】
フィルタ７は、たとえば耐食性に優れたステンレスからなる網の目を備えている。ポンプ６の動作によりフィルタ７に向けて送られた液体Ｌは、フィルタ７を通り抜けることにより濾過されて、浸漬槽１に戻される。
このようにして、浸漬槽１から溢れ出た液体Ｌは、貯液槽２およびポンプ６を経由し、フィルタ７により不純物を除去されて浸漬槽１へと循環する構成になっている。
加湿機構１２は、加湿した空気を収容体１１の内部に供給する加湿空気供給機構１８を備えている。
貯液槽２、浸漬槽１、および浸漬槽１に収納された液体Ｌの液面の上方は、揮発状態にある。この揮発状態は、貯液槽２および浸漬槽１に収納された液体Ｌに含まれる揮発性の溶液が気化した状態である。
【００１９】
駆動機構４は、互いに対向する窓部１５を挿通する搬送軸１４に接続されて、浸漬槽１の上方を移動可能に配置されている。駆動機構４は、把持部材３と連結されている。
搬送軸１４、および把持部材３は、耐食性に優れたステンレスからなる。
駆動機構４は把持部材３を昇降させる昇降機構と把持部材３を搬送軸１４に沿って搬送する搬送機構とを備える。これらの機構は、種々の機構を採用できるが、たとえば空気圧により駆動する空気圧シリンダを複数備えた構成でもよく、あるいは、ステッピングモータ及び歯車機構を備えた構成でもよい。駆動機構４の駆動は、制御機構１３からの信号により行われる。
【００２０】
把持部材３を浸漬槽１に対して昇降させることにより、液体Ｌを光学物品用基材２０に塗布する。
具体的には、把持部材３を降下させることにより、光学物品用基材２０を浸漬槽１に収納された液体Ｌに浸漬する。浸漬後、把持部材３を上昇させて、光学物品用基材２０に液体が塗布される。そして、把持部材３を上昇させた駆動機構４は、制御機構１３からの信号を受けて窓部１５から外部に搬出される。把持部材３の昇降開始、昇降停止、および昇降速度は、制御機構１３からの信号により制御される。
【００２１】
制御機構１３からの信号により、加湿機構１２は動作し、加湿空気供給機構１８から加湿した空気を収容体１１の内部に供給し、または供給を停止する。これにより、収容体１１の内部を加湿し、相対湿度を適宜決定して管理する。たとえば、収容体１１の内部は、相対湿度６０％ＲＨ、温度２３℃に管理する。また、浸漬槽１に収納された液体Ｌの乾燥条件および保存に適した条件、または液体Ｌに含まれる溶液の性質などによって、たとえば、相対湿度４０％ＲＨ、温度２３℃、または相対湿度２０％ＲＨ、温度２３℃に管理することができる。加湿機構１２の加湿方式は様々あり、水を加熱して蒸気を発生させる方式、または多孔質体に水分を含ませ、多孔質体の表面と周囲の空気との接触によりに水分を気化させる方式などが例として挙げられる。
【００２２】
上述のように、駆動機構４は制御機構１３からの信号により動作し、そして加湿機構１２および加湿空気供給機構１８は制御機構１３からの信号により動作するため、駆動機構４、把持部材３、加湿機構１２、および加湿空気供給機構１８は、関連付けた動作をすることができる。
【００２３】
本実施形態のコーティング膜形成方法について説明する。
加湿機構１２が動作し、加湿空気供給機構１８から加湿した空気を収容体１１の内部に供給している状態で、把持部材３を降下させる。これにより、把持部材３に把持された光学物品用基材２０を、浸漬槽１に収納された液体Ｌに浸漬する。浸漬後、加湿空気供給機構１８から加湿した空気の供給を停止する。加湿した空気の供給を停止した状態で、把持部材３を上昇させて光学物品用基材２０を液体Ｌから引き出す。光学物品用基材２０が液体Ｌから完全に引き出された時または後に、加湿機構１２が動作して加湿空気供給機構１８から加湿した空気の供給を開始する。
なお、加湿した空気の供給を停止してから、駆動機構４により把持部材３を上昇させるまでの時間は、適宜決定することができる。また、光学物品用基材２０が液体Ｌから完全に引き出された時または後から、加湿した空気の供給を開始するまでの時間は、適宜決定することができる。
【００２４】
次に、駆動機構４、および把持部材３の動作の例について、以下に説明する。
駆動機構４による把持部材３の上昇させている途中において、把持部材３の上昇を停止させる。たとえば、把持部材３に把持された光学物品用基材２０が、浸漬槽１に収納された液体Ｌの液面から完全に引き出された時または後に、把持部材３の上昇を停止させる。雰囲気保持用囲い５が浸漬槽１の上方に高さを有していることから、把持部材３の上昇を停止させている時に、把持部材３に把持された光学物品用基材２０は、雰囲気保持用囲い５に保持された液体Ｌに接する雰囲気内に停留させ保持されている。把持部材３の停止時間および上昇速度は、適宜決定することができる。停留の後、把持部材３を、さらに上昇させて、雰囲気保持用囲い５の上方に移す。
あるいは、駆動機構４による把持部材３の上昇速度を遅くさせる。たとえば、上昇速度を１０〜５０ｍｍ／ｍｉｎにすることにより、雰囲気保持用囲い５に保持された液体Ｌに接する雰囲気内に、把持部材３に把持された光学物品用基材２０を長く滞留させる。
本実施形態では、２個の浸漬槽１に収納される液体Ｌの種類は異なるので、光学物品用基材２０を浸漬する浸漬槽１を適宜選定する。例えば、図１の実線で示される通り、把持部材３の進行方向の手前側の浸漬槽１に光学物品用基材２０を浸漬してもよく、図１の想像線で示される通り、把持部材３の進行方向の奥側の浸漬槽１に光学物品用基材２０を浸漬してもよい。
【００２５】
従って、本実施形態によれば、液体Ｌに接する雰囲気が雰囲気保持用囲い５内に保持されている。これにより、光学物品用基材２０を浸漬槽１に対して昇降させることにより光学物品用基材２０に塗布された液体Ｌは、浸漬槽に収納された液体Ｌから引き出される順番に関わらず液体Ｌに接する雰囲気内にあり、光学物品用基材２０に塗布された液体Ｌの乾燥条件は略同じになる。このため、光学物品用基材２０に塗布された液体Ｌの乾燥斑が発生しにくくなり、光学物品に干渉縞が発生することを抑制できる。
【００２６】
また、本実施形態では、浸漬槽１、把持部材３、駆動機構４、および雰囲気保持用囲い５を収納した収容体１１の内部を加湿機構１２により加湿することで、収容体１１の内部の湿度および雰囲気保持用囲い５内の湿度を管理可能にする。このことから、光学物品用基材２０に塗布された液体Ｌの乾燥が進行していく度合いを調整でき、具体的には乾燥の進行を遅くすることができる。このため、光学物品用基材２０が液体Ｌから引き出される順番に関わらず、光学物品用基材２０に塗布された液体Ｌの乾燥条件を略同じにできる。このため、光学物品用基材２０に塗布された液体Ｌの乾燥斑が発生しにくくなり、光学物品２１に干渉縞が発生することを抑制できる。そして、収容体１１の内部の湿度管理が可能なことから、浸漬槽１に収納された液体Ｌの寿命管理を可能にし、光学物品２１の品質を維持する効果がある。
【００２７】
本実施形態では、加湿空気供給機構１８から加湿された空気の供給を停止することにより、収容体１１の内部および雰囲気保持用囲い５内の対流を抑制できる。このため、液体Ｌに接する雰囲気が雰囲気保持用囲い５内に安定して保持されることから、光学物品２１に干渉縞が発生することを抑制できる。
【００２８】
本実施形態では、光学物品用基材２０を雰囲気保持用囲い５内に長く滞留させることができる。これにより、光学物品用基材２０に塗布された液体Ｌを、略同じ条件で乾燥させることから、光学物品２１に干渉縞が発生することを抑制できる。
【００２９】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、雰囲気保持用囲い５は、貯液槽２および浸漬槽１の上方に配置されているとしていたが、本発明では、浸漬槽１の上方に配置されていて、貯液槽２の上方に配置されていなくてもよい。また、雰囲気保持用囲い５は、貯液槽２の側壁から上方に延長して形成され、図１には貯液槽２に連結して図示したが、貯液槽２に連結されていなく貯液槽２または浸漬槽１の周囲を囲んで形成されていてもよい。または、浸漬槽１の側壁より内側に形成され、浸漬槽１の側壁が雰囲気保持用囲い５の周囲を囲んで形成されていてもよい。そして、壁部５１および覆い部５２により形成された雰囲気保持用囲い５の形状は、光学物品用基材２０の昇降を妨げない形状であればよく、適宜決定することができる。
【００３０】
また、加湿機構１２は加湿空気供給機構１８を備えているとしたが、加湿機構１２は加湿空気供給機構１８を備えずに加湿機構１２で加湿された空気の対流により加湿された空気を供給するとしてもよい。そして、加湿機構１２は、収容体１１の上部に備えているとしたが、収容体１１の内部に配置されていてもよい
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、プラスチック製眼鏡レンズのコーティング膜形成に利用できる他、防塵ガラス、防塵水晶、コンデンサレンズ、プリズム、マイクロレンズアレイ、光ディスクの反射防止、ディスプレイの反射防止、太陽電池の反射防止、光アイソレータのコーティング膜形成に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態にかかるコーティング膜形成装置を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１…浸漬槽
２…貯液槽
３…把持部材
４…駆動機構
５…雰囲気保持用囲い
６…ポンプ
７…フィルタ
１０…コーティング膜形成装置
１１…収容体
１２…加湿機構
１３…制御機構
１４…搬送軸
１５…窓部
１８…加湿空気供給機構
２０…光学物品用基材
５１…壁部
５２…覆い部
Ｌ…液体
【図１】
2008212825.tif 000003