(57)【要約】【課題】対物レンズ表面などの凸レンズにおいて、表面に均一な塗膜を形成する塗膜形成装置及び塗膜形成方法を提供する。【解決手段】塗膜形成装置１の塗膜形成部１０の液溜り部１０ａに光触媒水溶液２０を充填した後に、対物レンズ９を塗膜形成部１０上に載置し、レンズ押さえ板３で対物レンズ９を押さえる。そうすると、対物レンズ９と塗膜形成部１０との間に間隔２１が出来、そこに光触媒水溶液２０が満たされる。そして、反転用モータ１４で塗膜形成部１０、対物レンズ９およびレンズ押さえ板３を反転させ対物レンズ９上に塗膜形成部１０が位置づけられるようにすると、間隔２１も対物レンズ９上に位置づけられ、そこで電熱器２ａを加熱して光触媒水溶液２０の水分を蒸発させると対物レンズ９の表面に光触媒水溶液２０中の光触媒成分が析出され、対物レンズ９の表面に光触媒の塗膜２３が形成される。【選択図】図９
2008023410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸レンズの表面に溶液を塗布する塗布手段を備えた塗膜形成装置において、
前記塗布手段が、前記凸レンズの凸面に沿った凹みに形成され、該凹みに前記溶液を溜める液溜り部と、前記凸レンズの外縁部が載置されて前記凸レンズの凸面と前記液溜り部の凹みとを互いに間隔を空けて前記溶液を前記凸レンズの凸面に接触させる接触部と、乾燥時に前記溶液の水分を排出する排出部と、
を備えていることを特徴とする塗膜形成装置。
【請求項２】
前記凸レンズを前記塗布手段に載置した後に、前記凸レンズを前記塗布手段に押さえるレンズ押さえ手段と、
前記レンズ押さえ手段が前記凸レンズを押さえた状態で、前記塗布手段と前記レンズ押さえ手段との位置を反転させる反転手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の塗膜形成装置。
【請求項３】
前記塗布手段による塗布後に前記溶液を乾燥させる乾燥手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の塗膜形成装置。
【請求項４】
前記凸レンズが複数配置されたレンズ配置手段と、凸レンズを前記レンズ配置手段と前記塗布手段との間を搬送する搬送手段と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
【請求項５】
前記溶液が、光触媒材料の水溶液であることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の塗膜形成装置。
【請求項６】
凸レンズの表面に溶液を塗布し、前記凸レンズに塗膜を形成する塗膜形成方法において、
液溜りに溜めた前記溶液上に、前記凸レンズの外縁部が載置されて前記凸レンズの凸面と前記液溜りとの間に空けた間隔に前記溶液を満たして前記凸レンズの凸面に接触させることで塗膜を形成することを特徴とする塗膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対物レンズ等の表面に対して塗膜を形成する塗膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光ディスク装置の対物レンズなどの凸面に形成されているレンズの表面に塗膜を形成する方法を図１に示す。図１は対物レンズ１０１側面から見た断面図である。図１に示すように塗膜となる成分を含む水溶液１０２をマイクロシリンジ１０３を用いて塗膜を形成しようとしている対物レンズ１０１の上方より滴下してその後乾燥させることで対物レンズ１０１の表面に塗膜を形成していた。
【０００３】
しかし、上述した方法では、図２および図３に示すように対物レンズ１０１表面の塗膜の形成にムラが生じてしまう。図２（ａ）および図３（ａ）は、対物レンズ１０１を上方から見た平面図、図２（ｂ）および図３（ｂ）は、対物レンズ１０１側面から見た断面図である。図２の場合は、水溶液１０２は、対物レンズ１０１の凸面の周辺部へ流れてしまい対物レンズ１０１の凸面の中央部には残らないため塗膜１０４は凸面の中央部には形成されない。図３の場合は、中心部に塗膜を形成するために水溶液を多く滴下した場合で、対物レンズ１０１の凸面の周辺部に塗膜の厚い部分１０４ａ、中心部に塗膜の薄い部分１０４ｂができ、塗膜１０４の厚さにムラができてしまう。このように、マイクロシリンジ１０３を用いた方法では対物レンズ１０１の表面に均一に薄膜を形成することが困難であった。
【０００４】
上述した方法以外に対物レンズへの光触媒膜の形成方法として、特許文献１に、真空蒸着法やスパッタ法やスピンコート法などが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−２１７１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された方法のうち、真空蒸着法やスパッタ法は特許文献１内に記載されているようにプラスチックなどの樹脂のレンズには適用できない。また、これらの方法を行うとしても上述したマイクロシリンジ１０３を用いた方法と比較して高価な装置が必要となってしまう。
【０００６】
さらに、スピンコート法を使用する場合でも、対物レンズに表面反射防止膜などを形成するとレンズ表面が撥水性を持ってしまうので、その上に均一な膜を形成するのは困難である。
【０００７】
そこで、本発明は、例えば対物レンズ表面など断面形状が平面で無いレンズにおいて、簡潔な構成で表面に均一な塗膜を形成する塗膜形成装置及び塗膜形成方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、凸レンズの表面に溶液を塗布する塗布手段を備えた塗膜形成装置において、前記塗布手段が、前記凸レンズの凸面に沿った凹みに形成され、該凹みに前記溶液を溜める液溜り部と、前記凸レンズの外縁部が載置されて前記凸レンズの凸面と前記液溜り部の凹みとを互いに間隔を空けて前記溶液を前記凸レンズの凸面に接触させる接触部と、乾燥時に前記溶液の水分を排出する排出部と、を備えていることを特徴としている。
【０００９】
請求項６記載の発明は、凸レンズの表面に溶液を塗布し、前記凸レンズに塗膜を形成する塗膜形成方法において、液溜りに溜めた前記溶液上に、前記凸レンズの外縁部が載置されて前記凸レンズの凸面と前記液溜りとの間に空けた間隔に前記溶液を満たして前記凸レンズの凸面に接触させることで塗膜を形成することを特徴としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態にかかる塗膜形成装置を説明する。本発明の一実施形態にかかる塗膜形成装置は、塗布手段に、凸レンズの凸面に沿った凹みに溶液を溜める液溜り部と、凸レンズの外縁部が載置されて凸レンズの凸面と液溜り部の凹みとを互いに間隔を空けて溶液を凸レンズの凸面に接触させる接触部と、乾燥時に溶液の水分を排出させる排出部とを備えている。このようにすることによって、塗布手段に凸レンズを載置することで液溜り部に溜めた溶液が、接触部によって凸レンズの凸面の表面に接触し、その後の乾燥時に排出部を通して溶液の水分を排出することで溶液中の塗膜を形成する成分を析出し凸レンズの表面に固着させられるので塗膜を形成することができる。
【００１１】
また、塗膜形成装置に、凸レンズを塗布手段に載置した後に、凸レンズを塗布手段に押さえるレンズ押さえ手段と、レンズ押さえ手段が凸レンズを押さえた状態で、塗布手段とレンズ押さえ手段との位置を反転させる反転手段とを備えても良い。このようにすることによって、凸レンズと塗布手段との位置関係を反転させられるため、レンズ押さえ手段で凸レンズを支持した状態で凸レンズ上に塗布手段が位置づけられるため、接触部の溶液中の塗膜となる成分が凸レンズ上に析出されやすくなり、凸レンズ表面に形成する塗膜をよりムラ無く形成することができる。
【００１２】
また、塗布手段による塗布後に前記溶液を乾燥させる乾燥手段を備えてもよい。このようにすることによって、乾燥手段で強制的に乾燥させることができるので塗膜形成の時間が短縮できる。
【００１３】
また、凸レンズが複数配置されたレンズ配置手段と、凸レンズをレンズ配置手段と塗布手段との間を搬送する搬送手段とを備えてもよい。このようにすることによって、複数の凸レンズに効率的に塗膜を形成することができる。
【００１４】
また、溶液を光触媒材料の水溶液としてもよい。このようにすることによって、凸レンズの表面に光触媒の塗膜を形成できるので、凸レンズの表面の汚れなどによって付着した有機物を分解し、レンズの表面を清潔に保つことができる。
【００１５】
また、本発明の一実施形態にかかる塗膜形成方法は、液溜りに溜めた溶液上に、凸レンズの外縁部が載置されて凸レンズの凸面と液溜りとの間に空けた間隔に溶液を満たして凸レンズの凸面に接触させることで塗膜を形成する。このようにすることによって、凸レンズを載置することで溜めた溶液が、凸レンズの凸面の表面に接触し、その後の乾燥時に溶液の水分を排出することで溶液中の塗膜を形成する成分を析出し凸レンズの表面に固着させられるので塗膜を形成することができる。
【実施例】
【００１６】
本発明の一実施例にかかる塗膜形成装置１を図４ないし図１０を参照して説明する。塗膜形成装置１は、光ディスクのピックアップに使用する対物レンズの表面に光触媒の塗膜を形成する装置である。塗膜形成装置１は図４に示すようにベース２と、レンズ押さえ板３と、リニアガイド４と、レンズ押さえ板移動用モータ５と、レンズ配置部６と、反転支え部７、レンズ搬送部８とを備えている。
【００１７】
ベース２は、塗膜形成部１０を複数備えている。
【００１８】
塗布手段としての塗膜形成部１０は、図５の斜視図および図６の断面図に示すように円筒状に形成され、円筒の中央には対物レンズ９が載置されるとともに光触媒水溶液を溜める断面形状が円弧状の凹状に形成された液溜り部１０ａと、対物レンズ９載置時に溢れた光触媒水溶液の排出および、乾燥時の水分の排出用の排出部としての溝部１０ｂとを備えている。また、図６に示すように塗膜形成部１０の直下のベース２内部には乾燥手段としての電熱器２ａが内蔵されている。
【００１９】
レンズ押さえ手段としてのレンズ押さえ板３は、接続部１１を備えている。
【００２０】
接続部１１は、レンズ押さえ板移動用モータ５の回転軸１３を中央部に貫通させ、回転軸１３の回転方向に合わせて回転軸１３を図４の矢印Ｙ方向（すなわちベース２に近づく方向や離れる方向）に移動する。接続部１１が移動することによってレンズ押さえ板３が移動し、塗膜形成部１０に載置される対物レンズ９を押さえる。
【００２１】
リニアガイド４は、ベース２の側面部から立設され、スライドリング１２を備えている。
【００２２】
スライドリング１２は、円環状に形成され中央をリニアガイド４が貫通し、円環の一部がレンズ押さえ板３に取り付けられている。すなわち、リニアガイド４は、レンズ押さえ板３の矢印Ｙ方向の移動をガイドする。
【００２３】
レンズ押さえ板移動用モータ５は、レンズ押さえ板３を矢印Ｙ方向へ移動させるためのモータであり、ベース２に取り付けられている。レンズ押さえ板移動用モータ５は、回転軸１３を備えている。
【００２４】
回転軸１３はレンズ押さえ板移動用モータ５から立設され、レンズ押さえ板移動用モータ５の回転に合わせて回転する。回転軸１３にはネジ溝が設けられており接続部１１内の図示しない溝と螺合させることで、レンズ押さえ板移動用モータ５の回転方向によりレンズ押さえ板３を矢印Ｙ方向へ移動させることができる。
【００２５】
レンズ配置部６は、塗膜を形成する対物レンズ９が配置されるトレイ１６およびベース２の保持および反転用の軸１５を備えた反転用モータ１４を備えている。
【００２６】
レンズ配置手段としてのトレイ１６は、表面に塗膜を形成する前の対物レンズ９と表面に塗膜が形成された後の対物レンズ９が配置される。
【００２７】
反転手段としての反転用モータ１４は、回転軸に軸１５を備えており、ベース２とベース２に近づけた状態のレンズ押さえ板３を回転させることでベース２とベース２に近づけた状態のレンズ押さえ板３の位置を反転させる。
【００２８】
軸１５は、反転用モータ１４の回転軸であり、ベース２を貫通して保持するとともに反転支え部７に接続されている。
【００２９】
反転支え部７は、軸１５の図示しない軸受けを内蔵し軸１５を支えている。
【００３０】
レンズ搬送部８は、ロボットアーム１７を備えている。
【００３１】
搬送手段としてのロボットアーム１７は、複数の関節部と腕部および先端に対物レンズ９を狭持する狭持部とを備え、トレイ１６上の対物レンズ９を塗膜形成部１０へ搬送するとともに塗膜形成部１０で塗膜が形成された対物レンズ９をトレイ１６上へ搬送する。
【００３２】
電熱器２ａとレンズ押さえ板移動用モータ５と反転用モータ１４およびロボットアーム１７は図示しない制御手段によって制御される。制御手段はＣＰＵなどを備え、該ＣＰＵ上で動作するプログラムで自動的に動作してもよいし、操作盤などに接続され作業者の操作によって制御するようにしてもよい。
【００３３】
対物レンズ９は、図７に断面図を示すように平面形状が円環状に形成された円周部９ａと、円周部９ａの内周に位置し、平面形状が円盤状かつ断面が凸状に形成されたレンズ部９ｂとを備えている。
【００３４】
次に、このような構成からなる塗膜形成装置１において、対物レンズ９に光触媒の塗膜を形成する際の動作を説明する。以降は、ベース２上の塗膜形成部１０の１ヶ所について説明する。なお、他の塗膜形成部１０についても同様の動作が行われる。
【００３５】
まず、ベース２上の塗膜形成部１０の液溜り部１０ａに光触媒水溶液を所定量充填する。
【００３６】
光触媒とは、紫外光や可視光などの光を照射することで活性化され、活性化された状態で有機物質が接触することにより有機物質をより不活性な成分（主に水および炭酸ガス）に分解するものであり、二酸化チタンが周知である。また、二酸化チタンは紫外光により活性化されるが、可視光で活性化する光触媒としては、窒素ドープ型／炭素ドープ型／硫黄ドープ型／フッ素ドープ型二酸化チタンが周知である。本実施例においては対物レンズ９の表面の汚れを除去するために光触媒の塗膜を形成する。
【００３７】
本実施例では上述した光触媒の材料が含まれている水溶液を溶液として用いている。
【００３８】
次に、ベース２上の塗膜形成部１０にレンズ搬送装置８のロボットアーム１７でトレイ１６上の対物レンズ９をベース２上の塗膜形成部１０へ搬送する。この際に、対物レンズ９の塗膜を形成する凸面が塗膜形成部１０と対向するように載置する。
【００３９】
次に、レンズ押さえ板移動用モータ５を動作させて、レンズ押さえ板３をベース２に近づけ対物レンズ９の円周部９ａに接触させる。この状態の側面から見た断面図を図８に示す。図８に示すように液溜り部１０ａに光触媒水溶液を溜めた状態で塗膜形成部１０に対物レンズ９を載置し、さらにレンズ押さえ板３を対物レンズ９に接触させると、液溜り部１０ａに溜めた光触媒水溶液２０が塗膜形成部１０の溝部１０ｂと対物レンズ９と塗膜形成部１０との間を満たす間隔２１が液溜まり部１０ａと対物レンズ９との間に生じる。余った光触媒水溶液２０は対物レンズ９の円周部９ａとベース２との間に生じる隙間２２から流出する。すなわち、間隔２１内に満たされた光触媒水溶液２０が対物レンズ９の表面に接触することから、間隔２１が特許請求に範囲に記載した接触部に相当する。
【００４０】
なお、塗膜形成部１０の液溜り部１０ａの凹面の断面形状は、対物レンズ９の表面に均一な塗膜を形成するために間隔２１の大きさ（対物レンズと９液溜り部１０ａとの間の幅）が同じになるような対物レンズ９の凸面に沿った形状が望ましいが、対物レンズ９の凸面に沿った形状でなくても良い。これは、光触媒水溶液２０中の光触媒物質を析出してレンズの表面に固着させるため、成型用の金型等とは異なり液溜り部１０ａの形状の精度は高くなくても良い。すなわち、析出される光触媒物質が略一様になるような間隔２１が形成できれば良い。
【００４１】
次に、レンズ押さえ板３をベース２に近づけ、対物レンズ９の円周部９ａに接触させた状態で反転用モータ１４を動作させて図９に示すようにレンズ押さえ板３とベース２の位置関係を反転させる。
【００４２】
次に、図９の状態で電熱器２ａを加熱させる。そうすると、塗膜形成部１０の溝部１０ｂと対物レンズ９と塗膜形成部１０との間に生じた間隔２１内を満たしている光触媒水溶液２０の水分が蒸発する。蒸発する水分は、溝部１０ｂおよび隙間２２を通じて塗膜形成部１０外に排出される。水分が蒸発すると光触媒の成分が図９において下側にある対物レンズ９のレンズ部９ｂに析出される。
【００４３】
水分の蒸発が完了した後は、電熱器２ａを停止させ、反転用モータ１４を動作させて、ベース２とレンズ押さえ板３の位置関係を図８の状態に戻し、レンズ押さえ板移動用モータ５を動作させてレンズ押さえ板３をベース２から離れる方向に移動させ、ロボットアーム１７でトレイ１６に塗膜が形成された対物レンズ９を戻す。
【００４４】
このように、上述した塗膜形成装置１を用いることで図１０に示すように対物レンズ９の表面に光触媒の塗膜２３が均一に形成される。
【００４５】
本実施例によれば、対物レンズ９の表面に光触媒の塗膜を形成する塗膜形成装置１において、塗膜形成部１０に光触媒水溶液２０を充填し、対物レンズ９を塗膜形成部１０を載置して、レンズ押さえ板３を移動させて対物レンズ９を押さえた後に反転用モータ１４を動作させてベース２とレンズ押さえ板３の位置関係を反転させる。そして電熱器２ａを加熱させ、塗膜形成部１０と対物レンズ９との間にできた間隔２１に充填されている光触媒水溶液２０の水分を蒸発させることで対物レンズ９の表面に光触媒の塗膜２３が形成される。このようにすることによって、対物レンズ９の表面にムラが少なく光触媒の塗膜２３を形成することができる。
【００４６】
なお、上述した実施例では、電熱器２ａを各薄膜形成部１０に対応するように備えていたが、図１１に示すようにベース２の両端部に備えても良い。
【００４７】
また、上述した実施例では乾燥手段として電熱器２ａを備えていたが、電熱器などの強制的に乾燥させる手段ではなく、自然乾燥による乾燥を行っても良い。
【００４８】
また、上述した実施例では、光触媒の塗膜を形成していたが、それに限らず、溶液を加熱することで溶液中の成分を析出して塗膜を形成できる物質であれば適用可能である。
【００４９】
また、上述した実施例では、光ディスク装置のピックアップに使用する対物レンズに塗膜を形成したが、それに限らず凸レンズであれば適用可能である。
【００５０】
また、上述した実施例では、塗膜形成部１０は９箇所であったがこれに限らない。勿論、レンズ押さえ板３を移動させる手段も実施例以外の構成でも良い。さらにレンズ搬送部８もロボットアーム１７でなく作業者が行っても良い。
【００５１】
前述した実施例によれば、以下の塗膜形成装置１および塗膜形成方法が得られる。
【００５２】
（付記１）対物レンズ９の表面に光触媒水溶液２０を塗布する塗膜形成部１０を備えた塗膜形成装置１において、
塗膜形成部１０が、対物レンズ９の凸面に沿った凹みに形成され、該凹みに光触媒水溶液２０を溜める液溜り部１０ａと、対物レンズ９の外縁部が載置されて対物レンズ９の凸面と液溜り部１０ａの凹みとを互いに間隔を空けて光触媒水溶液２０を対物レンズ９の凸面に接触させる間隔２１と、乾燥時に光触媒水溶液２０の水分を排出する溝部１０ｂと、を備えていることを特徴とする塗膜形成装置１。
【００５３】
前述した塗膜形成装置１によれば、塗膜形成部１０に対物レンズ９を載置することで液溜り部１０ａに溜めた溶液が、間隔２１によって対物レンズ９の凸面の表面に接触し、その後の乾燥時に溝部１０ｂを通して光触媒水溶液２０の水分を排出することで光触媒水溶液２０中の塗膜を形成する光触媒成分を析出し対物レンズの表面に固着させられるので塗膜２３を形成することができる。
【００５４】
（付記２）対物レンズ９の表面に光触媒水溶液２０を塗布し、塗布後に光触媒水溶液２０を乾燥させることで、対物レンズ９に塗膜２３を形成する塗膜形成方法において、
液溜り部１０ａに溜めた光触媒水溶液２０上に、対物レンズ９の凸面を載置したのちに、光触媒水溶液２０を乾燥させることで対物レンズ９の凸面に塗膜２３を形成することを特徴とする塗膜形成方法。
【００５５】
前述した塗膜形成方法によれば、対物レンズ９を載置することで溜めた光触媒水溶液２０が、対物レンズ９の凸面の表面に接触し、その後の乾燥時に光触媒水溶液２０の水分を排出することで光触媒水溶液２０中の塗膜２３を形成する光触媒成分を析出し対物レンズ９の表面に固着させられるので塗膜２３を形成することができる。
【００５６】
なお、前述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施例に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】従来技術における対物レンズへ塗膜を形成する方法の説明図である。
【図２】従来技術におけるムラのある塗膜が形成された対物レンズの説明図である。
【図３】従来技術におけるムラのある塗膜が形成された対物レンズの説明図である。
【図４】本発明の一実施例にかかる塗膜形成装置の斜視図である。
【図５】図４に示された塗膜形成装置の塗膜形成部の斜視図である。
【図６】図５のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図７】対物レンズの断面図である。
【図８】塗膜形成部に対物レンズを載置してレンズ押さえ板で対物レンズを押さえている状態の断面図である。
【図９】図８の状態から上下を反転させた状態の断面図である。
【図１０】図７の示された対物レンズに光触媒の塗膜が形成された状態を示す断面図である。
【図１１】電熱器の他の配置を示した説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
１        塗膜形成装置
２ａ      電熱器（乾燥手段）
３        レンズ押さえ板（レンズ押さえ手段）
９        対物レンズ
１０      塗膜形成部（塗布手段）
１０ａ    液溜り部（液溜り部、接触部）
１０ｂ    溝部（排出手段）
１４      反転用モータ（反転手段）
１６      トレイ（レンズ配置手段）
１７      ロボットアーム（搬送手段）
２０      光触媒水溶液（溶液）
２１      間隔（接触部）
２２      隙間（排出手段）
２３      塗膜
【図１】
2008023410.tif 000003
【図２】
2008023410.tif 000004
【図３】
2008023410.tif 000005
【図４】
2008023410.tif 000006
【図５】
2008023410.tif 000007
【図６】
2008023410.tif 000008
【図７】
2008023410.tif 000009
【図８】
2008023410.tif 000010
【図９】
2008023410.tif 000011
【図１０】
2008023410.tif 000012
【図１１】
2008023410.tif 000013