(57)【要約】【課題】製造コストを低く抑えることができ、製品歩留まりの高い、簡便な光量調節部材の製造方法を提供することによって、解像度の低下の少ない、光学特性に優れる、即ち、画質低下の少ない安価な光量調節部材を得ることのできる光量調節部材の製造方法を提供すること。【解決手段】顔料粒子によって着色され、所定の光学濃度を有している着色部を有している樹脂層が透明基材上に形成されている光量調節部材の製造方法であって、透明基材上の樹脂層に顔料粒子を分散状態で含んでいる着色液を付与する工程を有し、該着色液中の顔料粒子の９０質量％以上が、粒径６０ｎｍ以下であることを特徴とする光量調節部材の製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
顔料粒子によって着色され、所定の光学濃度を有している着色部を有している樹脂層が透明基材上に形成されている光量調節部材の製造方法であって、透明基材上の樹脂層に顔料粒子を分散状態で含んでいる着色液を付与する工程を有し、該着色液中の顔料粒子の９０質量％以上が、粒径６０ｎｍ以下であることを特徴とする光量調節部材の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光量調節部材の製造方法によって得られた光量調節部材を具備していることを特徴とする光量調節装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光量調節装置と、被写体像を形成するための撮影光学系と、該被写体像を光電変換する撮像手段と、光電変換された信号を記録する記録手段と、を有することを特徴とする撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラやビデオカメラ等の光学機器や、或いは、電子写真方式記録装置等に使用される光量調節部材の製造方法、光量調節装置及び撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カメラ等の光学機器に用いられる結像（撮影）光学系には、一般に入射光束の光量を調節する光量調節装置、いわゆる絞り装置が内蔵されている。かかる絞り装置においては、複数の絞り羽根が所定面積の開口部を形成し、アクチュエータで該開口部の開口径を調節することで、開口部を通過する光束の量を調節している。しかし、該開口部の開口径を小さくするに従って、絞り羽根の端部で生ずる回折の影響が大きくなり、結像光学系の結像性能が低下する。これに対し、上記欠点を回避する技術として、絞り羽根の一部に光量調節部材としての光学フィルタを設け、開口径を小さくする代わりに、光学フィルタで開口部を通過する光束の量（光量）を減衰させる技術が知られている。そして、このような目的に用いられる光学フィルタには、光の散乱、屈折異常、分光透過率偏差等の光学的欠陥が少ないことが要求される。
【０００３】
従来より、上記の目的に用いられる光量調節部材としては、光透過性のフィルム状の材料中に、光を吸収する顔料や染料等の色材を混合して練り込むタイプのものが一般的である。しかしながら、この方式によって製造される光量調節部材は非常に高価であり、拡大する需要に対して要求されているコストダウンに対して十分に応えられるものではない。又、光透過性のフィルム状の材料中に色材を練り込む従来の方式では、連続的に、或いは段階的に変化する光学濃度分布を有する（以下、「多濃度の」と呼ぶ）光量調節部材を製造することは著しく困難である。
【０００４】
又、他の製造方法として、銀塩フィルムを用いて多濃度の光量調節部材を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この場合には、フィルタに内在する銀粒子表面での光束の反射や、銀粒子端部を通過する光束の回折により、該フィルタを通過した光線の直進性が損なわれて光学系の結像性能が低下する、といった銀塩フィルムを用いることによる特有の問題が生じる。
【０００５】
又、蒸着法により多濃度の光量調節部材を製造する方法についての提案もある（例えば、特許文献２参照）。しかし、この場合には、製造コストがかかり、高価なものとなるのに加えて、濃度によって膜厚が変化することが生じるために、濃度の高いところと低いところで膜厚差が生じ、結果として光路に差が生じてしまい、解像力が低下するといった問題が発生する。又、この方式では、連続的に濃度分布が変化するものを製造することは困難であり、製造したとしても、濃度分布が段階的に変化するものになってしまう。
【０００６】
又、その他の方式として、先ず、光によって褪色する有機色素をフィルム材料中に練り込み、得られたフィルムに部分的に高エネルギーの光を照射することで照射部分の有機色素を分解させ、これによって濃度分布を有する光量調節部材を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、この方式では、使用可能な色材が、光によって褪色するものに限定されてしまうため、十分な光学的特性を有する製品を得ることが非常に困難である。更に、その製造方法から得られる製品は、非常に高価なものになってしまうであろうことは容易に推測できる。
【０００７】
更に、蒸着或いは写真製版等の印刷工程により、単一濃度の膜を網点状に形成し、網点パターンを場所によって変えることで、透過率が無段階に変わる光量調節部材としてのフィルタの製造方法が提案されている（例えば、特許文献４参照）。しかしながら、上記の方法は、写真製版或いは蒸着で所定濃度の膜を形成するものであり、何れの工程を採用したとしても、装置が大型化し、高価であり、フィルタの製造コストが高くなってしまうという課題がある。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−１７３００４号公報
【特許文献２】
特開平１０−１３３２５４号公報
【特許文献３】
特開平１０−９６９７１号公報
【特許文献４】
特開２０００−３５２７３６公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、製造コストを低く抑えることができ、製品歩留まりの高い、簡便な光量調節部材の製造方法を提供することによって、解像度の低下の少ない、光学特性に優れる、即ち、画質低下の少ない安価な光量調節部材を得ることのできる光量調節部材の製造方法を提供することにある。又、本発明の他の目的は、高品質な光量調節装置及び撮影装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記の本発明によって達成される。即ち、本発明は、［１］顔料粒子によって着色され、所定の光学濃度を有している着色部を有している樹脂層が透明基材上に形成されている光量調節部材の製造方法であって、透明基材上の樹脂層に顔料粒子を分散状態で含んでいる着色液を付与する工程を有し、該着色液中の顔料粒子の９０質量％以上が、粒径６０ｎｍ以下であることを特徴とする光量調節部材の製造方法である。
【００１１】
又、本発明の別の実施形態としては、下記のものが挙げられる。即ち、本発明は、［２］上記の光量調節部材の製造方法によって得られた光量調節部材を具備していることを特徴とする光量調節装置である。又、本発明は、［３］上記の光量調節装置と、被写体像を形成するための撮影光学系と、該被写体像を光電変換する撮像手段と、光電変換された信号を記録する記録手段と、を有することを特徴とする撮影装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、好ましい実施の形態を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。本発明にかかる光量調節部材は、透明基材上に樹脂層が形成されており、該樹脂層が、透明樹脂及び色材を少なくとも含有する特定の光学濃度領域を形成する着色部を有する。そして、該着色部は、透明基板上の樹脂層に着色液を付与することによって形成されたものであるが、該着色液に、顔料粒子を分散状態で含み、該顔料粒子の９０質量％以上が、粒径６０ｎｍ以下である着色液が使用されている。このようにして形成された着色部中には、基本的に、上記した着色液中の顔料粒子の粒径分布が反映されるためか、光を散乱させるような粒径の顔料粒子が、殆ど存在しないか、或いは確認できない。その結果として、こうして得られた光量調節部材は、解像度の低下が少ない、光学特性に優れたものとなる。以下、本発明に係る光量調節部材について説明する。
【００１３】
先ず、本発明で使用する透明基材としては、光量調節部材としての機械的強度及び光学的特性等の必要特性を有していれば、特に限られるものではない。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ジアセテート、トリアセテート、セロハン、セルロイド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライド、ポリアクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン等からなる透明フィルムを挙げることができる。又、上記した必要特性を満たすものであれば、透明ガラスも、基材として使用可能である。更に、上記に列挙した材料から適宜に選択される透明基材は、その表面を、プラズマ処理やＵＶ処理、ＵＶオゾン処理、コロナ処理、シランカップリング処理等の各種の処理を施すことで、透明基材の表面を改質してもよい。これらの処理は、当該透明基材上に着色液を付与して着色部を形成した場合に、着色液であるインクの広がりを制御したり、密着性を向上させるのに役立つ場合がある。
【００１４】
又、本発明で使用する透明基材には、透明基材上に着色液を受容し得る透明樹脂材料をあらかじめ塗布して得られる、少なくとも一方の表面に透明樹脂層が積層されてなるものを用いることが好ましい。着色液を受容する透明樹脂材料としては、着色液を吸収し、着色液中の色材を定着し得るものであれば特に限られるものではなく、下記に列挙した水溶性樹脂や、水分散性樹脂等を使用することができる。
【００１５】
水溶性樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、及びアニオン変性ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アセタール変性ポリビニルアルコール等のポリビニルアルコールの変性物；水系ポリウレタン；ポリビニルピロリドン；及びビニルピロリドン・酢酸ビニルの共重合体、ビニルピロリドンとジメチルアミノエチル・メタクリル酸の共重合体、４級化したビニルピロリドンとジメチルアミノエチル・メタクリル酸の共重合体、ビニルピロリドンとメタクリルアミドプロピル塩化トリメチルアンモニウム共重合体等のポリビニルピロリドンの変性物；カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース系水溶性樹脂、及びカチオン化ヒドロキシエチルセルロース等のセルロースの変性物；ポリエステル、ポリアクリル酸（エステル）、メラミン樹脂、或いはこれらの変性物、少なくともポリエステルとポリウレタンとを含むグラフト共重合体等の合成樹脂、又、アルブミン、ゼラチン、カゼイン、でんぷん、カチオン化でんぷん、アラビアゴム、アルギン酸ソーダ等の天然樹脂を挙げることができる。
【００１６】
又、水分散性樹脂としては、例えば、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、（メタ）アクリル酸エステル系重合体、酢酸ビニル−（メタ）アクリル酸（エステル）共重合体、ポリ（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリルアミド系共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、ポリビニルエーテル、シリコン−アクリル系共重合体等、多数列挙することができるが、勿論これらに限定されるものではない。
【００１７】
本発明にかかる光量調節部材は、上記したような材料からなる透明基材の上に、少なくとも特定の光学濃度領域を形成する着色部を有してなるが、本発明者らが鋭意検討した結果、該着色部を形成する着色液として、少なくとも色材に１種類以上の顔料粒子を分散状態で含み、該顔料粒子の９０質量％以上が、粒径６０ｎｍ以下であるものを用いれば、耐光性等の堅牢性に優れる着色部が形成されると同時に、顔料を用いているにもかかわらず、解像力の低下の少ない光学特性をもつ光量調節部材が得られることを見いだして本発明に至った。即ち、本発明にかかる光量調節部材の製造方法では、着色部を形成する際に用いる着色液として、少なくとも１種の顔料粒子を含み、該顔料粒子の９０質量％以上が、粒径６０ｎｍ以下、より好ましくは４０ｎｍ以下であるものを用いる。
【００１８】
上記した本発明にかかる光量調節部材の製造方法によって、解像力の低下の少ない光学特性をもつ光量調節部材を得られる理由は、明確ではないが、光量調節部材の解像度の低下は、特に、顔料を含む着色液を用いた場合に生じる傾向があるが、これは、着色部を構成している顔料を含む色材微粒子の大きさのバラツキにより回折が生じたり、着色層表面に凹凸ができることによって散乱が生じることが原因であると考えられる。
【００１９】
以下、本発明にかかる光量調節部材を特徴づける着色液について説明する。本発明で使用する着色液は、少なくとも色材を含んでなり、該色材として顔料を含む顔料着色材を少なくとも１種類以上を有して構成される。更に、着色液中に、固形分として透明樹脂を含んでもよい。又、本発明において使用する着色液中の色材は、透明基材上に付与された場合に、特定の光学濃度を有する領域である着色部を形成し得るものであればよいため、本発明でいう色材には、広く、可視光、紫外光、赤外光を含む所定波長帯の光の透過率を制御し得る材料が含まれる。
【００２０】
従って、本発明にかかる光量調節部材を製造する場合には、例えば、可視光帯域全体に渡って均一な、特定の透過特性を与える色材を利用できるが、勿論、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、赤外線カメラ用の光量調節装置に用いる光量調節部材とする場合には、赤外域の特定波長のみを透過する材料を用いるが、これも本発明でいう色材に含まれる。本発明においては、少なくとも１種類、好ましくは、２種類以上の、例えば、顔料を水系媒体に分散してなる顔料着色材を用いることが好ましい。顔料は一般的に耐光性に優れるといわれており、着色部を形成する着色液の色材に、染料のみを使用した場合よりも、顔料を使用することで、耐光性等の堅牢性を向上させた着色部の形成が可能になる。
【００２１】
本発明において使用できる顔料としては、例えば、炭素を原料としたカーボンブラックやフラーレン類、又は有機顔料、例えば、アゾ系、ジスアゾ系、縮合アゾ系、アンスラキノン系、ジアンスラキノニル系、アンスラピリジン系、アンサンスロン系、インジゴ系、チオインジゴ系、ナフトール系、ベンゾイミダゾロン系、ピランスロン系、フタロシアニン系、フラバンスロン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、ジケトピロロピロール系、インダンスロン系、イソインドリノン系、イソインドリン系、キノフタロン系、ペリノン系及びペリレン系の顔料、建染染料系顔料、金属錯体顔料、塩基性染料系顔料、蛍光顔料、昼光蛍光顔料が挙げられる。
【００２２】
Ｃ．Ｉ．ナンバー、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １、同３、同１２、同１３、同１４、同１７、同４２、同５５、同６２、同７３、同７４、同８１、同８３、同９３、同９５、同９７、同１０８、同１０９、同１１０、同１２８、同１３０、同１５０、同１５１、同１５５、同１５８、同１３９、同１４７、同１５４、同１６８、同１７３、同１８０、同１８４、同１９１、同１９９、
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ２、同４、同５、同２２、同２３、同３１、同４８、同５３、同５７、同８８、同１１２、同１２２、同１４４、同１４６、同１５０、同１６６、同１７１、同１７５、同１７６、同１７７、同１８１、同１８３、同１８４、同１８５、同２０２、同２０６、同２０７、同２０８、同２０９、同２１３、同２１４、同２２０、同２５４、同２５５、同２６４、同２７２；
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １６、同２５、同２６、同５６、同５７、同６０、同６１、同６６；
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  １９、同２３、同２９、同３７、同３８、同４２、同４３、同４４；
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｏｒａｎｇｅ  １６、同３４、同３５、同３６、同６１、同６４、同６６、同７１、同７３；
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｒｏｗｎ  ２３、同３８；
Ｃ．Ｉ．Ｖａｔ  Ｂｌａｃｋ  ９等、を挙げることができる。
【００２３】
又、これらの有機顔料は、１種類を単独で、又は２種類以上を併用して、着色液の色材として使用することができる。更に、無機顔料（各種金属、各種金属酸化物、金属窒化物等その複合体、有機微粒子等との複合体）も使用可能である。
又、本発明で使用する着色液を構成する色材としては、上記に列挙した各種の有機顔料や無機顔料等から適宜に選択されたものを使用することができる。更には、これらの顔料に、染料等を組み合わせて適宜に混合して用いてもよい。本発明では、着色部の形成に使用する着色液は、該着色液中における顔料粒子が、その粒径分布を測定した場合に、粒径６０ｎｍ以下の範囲のものが９０質量％以上を占めるように構成されたものであることを特徴とする。更に好ましくは、着色部の形成に使用する着色液が、該着色液中における顔料粒子が、粒径４０ｎｍ以下の範囲のものが９０質量％以上を占めるように構成されたものとすれば、より解像力の低下の少ない、優れた光学特性をもつ光量調節部材が得られる。
【００２４】
又、本発明で使用する着色液は、着色液中に、上記した粒度分布を有する顔料粒子を有するが、先に述べたように、更に、これに、各種の染料を単独で、或いは２種類以上を混合して組み合わせてなるものとすれば、かかる着色液を用いて着色部を形成した場合に、所望する分光特性を有する着色部がより容易に得られる。この場合に使用することができる染料としては、例えば、アゾ染料、ジスアゾ染料、トリスアゾ染料、含金アゾ染料、フタロシアニン染料、キサンテン系染料、チオインジゴ染料、ポリメチン染料等を用いることができる。
【００２５】
本発明において用いる着色液には、その他に、顔料を分散するためのいわゆる分散剤としての樹脂、或いは、バインダーとしての樹脂を添加することもできる。それらの樹脂は、透明であることが好ましい。そのようなものとしては、例えば、リグニンスルホン酸塩、セラック等の天然高分子、ポリアクリル酸塩、スチレン−アクリル酸共重合物塩、スチレン−アクリル酸−アクリル酸エチル共重合物塩等の、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合物塩、スチレン−マレイン酸共重合物塩、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合物塩、スチレン−マレイン酸ハーフエステル共重合物塩、スチレン−メタクリル酸共重合物塩、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合物塩、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合物塩、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合塩、ポリリン酸塩等の陰イオン性高分子、ポリビニルアルコール、メチロール化メラミンポリビニルピロリドン、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体等が挙げられる。本発明においては、これらの樹脂のうちから１種類を選択して、或いは、これらの中の２種類以上を混合して用いることができる。
【００２６】
又、着色液には、前記に挙げたような色材を、溶解或いは分散させる目的で、通常、液媒体が含まれる。本発明で使用する着色液は、液媒体に水系のものを用いた水系着色液であることが好ましい。更に、水系の液媒体としては、水、或いは水と各種水溶性有機溶剤との混合物を用いることが好ましい。この際に用いる水溶性有機溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｎ−ペンタノール等の炭素数１〜５のアルキルアルコール類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトアルコール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のオキシエチレン又はオキシプロピレン共重合体；エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール等のアルキレン基が２〜６個の炭素原子を含むアルキレングリコール類；グリセリン；エチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、ジエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル等の低級アルキルエーテル類；トリエチレングリコールジメチル（又はエチル）エーテル、テトラエチレングリコールジメチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコールの低級ジアルキルエーテル類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類；スルホラン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。上記の如き水溶性有機溶剤は、単独で使用しても、或いは混合物として使用してもよい。
【００２７】
本発明において用いる着色液には、更に、上記の成分の他、必要に応じて所望の物性値を持つ着色液とするために、各種の、界面活性剤、染料固着剤（耐水化剤）、消泡剤、酸化防止剤、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、可塑剤、防腐剤等を添加させることができる。又、アルミナ水和物、シリカ、及び炭酸カルシウム等の微粒子を上記の着色液に混合分散させたものも、本発明で所望する光学的特性を満たす範囲内で、適宜に使用できる。
【００２８】
本発明では、上記したような成分からなる着色液を、透明基板上に吐出し、該基板上に着色液のドットで形成された特定の光学濃度領域を有する着色部を形成するが、着色液を吐出させる手段としては、インクジェット記録装置等の、微小液滴吐出装置を用いればよい。しかし、着色液を透明基板上に吐出し、着色液ドットが形成可能なものであれば、特に限られるものではない。又、本発明で用いる着色液は、水系及び油系のものを共に用いることができるが、微小液滴吐出装置からの吐出信頼性の点から、水系の着色液を使用することが好ましい。
【００２９】
又、これらの着色液は、先に列挙したような材料からなる透明基材上に、直接付与してもよいが、先に述べたように、透明基材上に着色液を受容する透明樹脂材料をあらかじめ塗布しておいて、透明樹脂層に着色液を付与して着色部を形成してもよい。
【００３０】
本発明にかかる光量調節部材は、上記のような構成を有する着色液を用い、先に列挙したような透明基材上に、若しくは着色液を受容する透明樹脂材料をあらかじめ塗布して形成した透明樹脂層（着色液の受容層）を有する透明基板上に、微小液滴吐出装置等を用いて着色液を吐出し、上記透明基材の透明樹脂層上に着色液を付与して、特定の光学濃度を有する領域である着色液ドットからなる着色部を形成することで容易に得られる。更に、該着色部に隣接させて、透明部を形成してもよい。透明部（光が透過する部分）を形成すれば、透明部と着色部とを形成している材料の違いによる光学特性に及ぼす影響が小さくなるため、より優れた光学特性を有する光量調節部材が得られる。
【００３１】
この際に使用することのできる着色液を吐出して透明基材上に付与する手段としては、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いたバブルジェット（登録商標）タイプ、或いは圧電素子を用いたピエゾジェットタイプ等があり、これらの機能を有する微小液滴吐出装置を何れも使用できる。プリント装置としての微小液滴吐出装置としては、市販されているプリンタがあるが、本発明においては、これらを何れも用いることができる。勿論、これに限定されず、本発明のために特別に製造されたプリント装置を用いてもよい。
【００３２】
本発明にかかる光量調節部材を上記したような製造方法で製造する場合に、透明基材上に形成する着色部は、特定の光学濃度を有する領域となるように、目的に応じて各種のパターンを有するものとすればよい。例えば、均一の光学濃度を有する領域（着色部）としてもよいし、連続的に、或いは段階的に光学濃度を変化させて、濃度勾配をつけた領域（着色部）としてもよい。この連続的に、或いは段階的に光学濃度を変化させた領域（着色部）は、上記に挙げたようなプリント装置に搭載する着色液として、色材濃度が段階的に異なるものを複数搭載させることで、或いは、これらの着色液を用い且つ着色液の吐出量を適宜に制御することで、容易に形成することができる。
【００３３】
上記で説明した微小液滴吐出装置によって着色液を付与して本発明にかかる光量調節部材を製造する方法によれば、光学濃度が、連続的に、或いは段階的に変化する濃度勾配を有する着色部を持つ光量調節部材を簡便に作製することができる。更に、上記の方法は、従来の方法に比べて形成できる光学濃度勾配パターンの自由度が高いので、光量調節部材に所望される特性に対して、光学上の最適化が容易であるという利点もある。
【００３４】
本発明にかかる光量調節部材を製造する方法では、上記のようにして透明基材上に着色液を付与した後に、必要に応じて、熱風乾燥炉、熱ドラム、及びホットプレート等を用いて乾燥処理をしてもよい。特に、着色部の形成材料中に架橋剤を混合させた場合には、透明基材上に着色液を付与した後に、加熱或いは光照射を行って、着色部を形成している樹脂層の硬化処理をすることが好ましい。
【００３５】
本発明にかかる光量調節部材は、上記のような方法によって、透明基材上に、着色樹脂層として着色部が形成されてなるが、更に必要に応じて、下記に挙げるような方法によって、少なくとも着色部の表面を平坦化処理することが好ましい。これに対し、部分的にでも表面に凹凸があると、光学的な特性が均一でなくなり、特に、着色部において、特定の光学濃度領域を有する着色部を形成することが困難となる場合がある。従って、着色部を形成後、表面を平坦化処理することが有効である。平坦化処理の方法としては、例えば、着色部を構成している樹脂層の上に透明樹脂層を積層させ、平坦化層を形成する方法等が挙げられる。
【００３６】
透明樹脂層からなる平坦化層の形成に用いることのできる材料としては、前記した着色液を受容し得る材料の他、着色層を形成している樹脂との密着性や機械的強度、更には、光学的特性等の必要性能を満たしていれば、特に限られるものではない。具体的には、例えば、アクリル系やエポキシ系の、熱硬化型樹脂や光硬化型樹脂を使用することが好適である。平坦化層の形成方法としては、上記したような樹脂形成材料からなる塗工液を、着色部が形成されている透明基材上に塗布して塗工膜を形成した後、該基材を、オーブン、ホットプレート等を用いてべーキングして硬化被膜を形成させる方法や、或いは、上記基材に、電子線や紫外線等を照射して硬化被膜を形成させる方法等を用いることができる。この際に形成する平坦化層の厚みは、要求性能等にもよるが、例えば、０．１〜３０μｍ程度とすることが適当である。
【００３７】
上記したようにして得られた光量調節部材の両面に、更に反射防止膜を形成してもよい。この反射防止膜には、可視光帯域において反射防止特性が優れる、及び水分や有害ガスの遮断特性に優れる、といった特性が要求される。この要求を満たすためには、無機材料の蒸着多層膜を用いるのが好適である。より具体的には、例えば、本出願人による特開平６−２７３６０１号公報に記載されていると同様の反射防止膜を形成することで、フィルタの表面反射による迷光の発生を防止すると共に、水分や有害ガスの色材への浸入を遮断し、色材の劣化を防止することができる。
【００３８】
光量調節部材の光学濃度を、段階的或いは連続的に変化させた場合の光学的優位性は、例えば、特開平６−９５２０８号公報、特開平１１−１５０４２号公報等に記載されている。これに対して、本発明者らの検討によれば、前記した製造方法によって製造した光学濃度が段階的或いは連続的に変化する光量調節部材は、絞り装置に適用した場合に、簡便な製造方法で得られたものであるにもかかわらず、従来公知の技術によって得られている光量調節部材と同等の効果を得ることができることが確認できた。
【００３９】
以下、本発明にかかる光量調節部材を使用した光量調節装置について説明する。しかし、本発明は、以下に記載する構成に限定されるものではない。図１（ａ）は、本発明の光量調節部材を具備した絞り羽根を示す図である。尚、ここでは光量調節装置として、ビデオカメラ等で使用される絞り装置を例にとって説明する。図１（ｂ）は、図１（ａ）でのＡ−Ａ’における断面図である。図中の１０１は、絞り羽根全体を示すが、透明基材１１１上に樹脂層１１２が形成されてなる光量調節部材と、光遮断部材１０１Ｑとから構成されている。そして、図示した例の装置では、光量調節部材を構成する樹脂層１１２は、先に説明したようにして形成した、特定の光学濃度領域からなる着色部１０１Ｐ（図１のグラデーション部）を有し、更に、これと隣接して光を透過させる透明部１０１Ｒ（グラデーション隣接部分）とを有する。尚、図１及び２中、光遮断部材１０１Ｑについては、光量調節部材との境界等を明確にするために彩色を施していないが、本来は光を遮断する部材であるので、黒色等で形成されている。
【００４０】
図２は、図１の絞り羽根を用いた光量調節装置の図である。図２において、１００は光量調節装置全体を示している。１０１は、図１で示した第１の絞り羽根であり、１０２は第２の絞り羽根である。第２の絞り羽根１０２は、第１の絞り羽根と同様に、着色部１０２Ｐと光を透過させる透明部１０２Ｒとからなる光量調節部材と、光遮断部材１０２Ｑとを有している。１０３は、不図示のモータの軸に孔１０３ａにおいて嵌着されており、該孔１０３ａを中心として回動される絞り羽根駆動レバーである。第１の絞り羽根１０１及び第２の絞り羽根１０２は、絞り羽根駆動レバー１０３の両端の突設ピン１０３ｂ及び１０３ｃにそれぞれの溝穴１０１ａ及び１０２ａにおいて係合している。１０５は、第１及び第２の絞り羽根１０１及び１０２のそれぞれの側縁部の溝１０１ｂ及び１０２ｂに、相対摺動可能に係合している不図示の地板のガイドピンであり、１０６は、該地板に貫設されている光路孔、１０１ｃ及び１０２ｃは、第１及び第２の絞り羽根１０１及び１０２のそれぞれの絞り開口縁である。
【００４１】
図２は、絞りが全開のときの状態を示している。絞りが全開の状態から、絞りを次第に絞っていくと、絞りの開口部である光路孔１０６は、第１及び第２の絞り羽根に設けられているそれぞれの着色部１０１Ｐ及び１０２Ｐで覆われるため、光路孔１０６を通る光束の透過率が徐々に低くなる。尚、絞り羽根に組込む光学フィルタ１１０の形状としては、図４（ａ）のように、開放状態では地板（不図示）に貫設されている光路孔１０６を覆っていないものでもよく、又、図４（ｂ）のように、光学フィルタの透明領域１０１Ｒが、開放状態の段階から光路孔１０６を覆っているものでも構わない。
【００４２】
図３は、図２で示した光量調節装置１００を光学装置に配置した例における概略配置図である。ここでは、光学装置は、動画像若しくは静止画像を撮像手段で電気信号に光電変換し、これをデジタルデータとして記録するビデオカメラを例にとって説明する。４００は、複数のレンズ群からなる撮影光学系で、第１レンズ群４０１、第２レンズ群４０２、第３レンズ群４０３、及び、図２で示した絞り装置１００で構成される。４０１は固定の前玉レンズ群、４０２はバリエータレンズ群、４０３はフォーカシングレンズ群である。４０４は、光学ローパスフィルタである。又、撮影光学系４００の焦点位置（予定結像面）には、撮像手段４１１が配置される。これには、照射された光エネルギーを電荷に変換する複数の光電変換部、該電荷を蓄える電荷蓄積部、及び該電荷を転送し、外部に送出する電荷転送部からなる２次元ＣＣＤ等の光電変換手段が用いられる。
【００４３】
４２１は、液晶ディスプレイ等の表示器であり、ＣＣＤ等の撮像手段４１１で取得した被写体像や、光学装置の動作状況を表示する。４２２は、操作スイッチ群であり、ズームスイッチ、撮影準備スイッチ、撮影開始スイッチ、及びシャッター秒時等を設定する撮影条件スイッチ、で構成される。４２３は、アクチュエータであり、これによりフォーカス駆動を行い、撮影光学系４００の焦点状態を調節したり、その他の部材を駆動する。
【００４４】
ＣＰＵ４３１では、取り込まれた平均濃度の大きさが、自身内にメモリーされている適正露出に相当する数値と一致しているかどうかを算出し、差のある場合は、その差分との絶対符号との絶対値に応じて絞り開口を変化させ、若しくは、撮像手段４１１への電荷蓄積時間を変化させることになる。絞りを動かす場合には、絞り駆動回路４３２により、先の図２の説明で述べた絞り羽根駆動レバー１０３が、孔１０３ａを回転中心とし回動することで、絞り羽根１０１及び１０２が上下にスライドする。これにより、光量調節部材の着色部１０２Ｐが開口部である光路孔１０６を適宜に覆い、この結果、光路孔１０６の大きさが変化する。このようにして、絞り開口面積或いは電荷蓄積時間を変化させることで、最適の露出を得ることができる。
【００４５】
上記のようにすることで、最適露出にて撮像手段４１１上に結像した被写体の像は、その明るさの強弱に応じた画素毎の電荷量として電気信号に変換され、アンプ回路４４１で増幅された後、カメラ信号処理回路４４２で所定のγ補正等の処理を施される。尚、この処理は、Ａ／Ｄ変換後のデジタル信号処理で行われてもよい。そして、このようにして作られた映像信号は、レコーダ４４３にて記録される。
【００４６】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。尚、文中「部」及び「％」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。
＜顔料微粒子分散体の作成＞
チバ・スペシャルティ・ケミカル製の、ＵＮＩＳＰＥＲＳＥ（登録商標）の、顔料が水系媒体に分散されてなる顔料分散体である商品群から、黒色分散体としてＢｌａｃｋ  Ｃ−Ｓ（商品名、顔料：カーボンブラック）を、シアン分散体としてＢｌｕｅ  Ｂ−Ｓ（商品名、顔料：Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５：３）を、マゼンタ分散体としてＤＤＰ  Ｒｕｂｉｎｅ  ＴＲ−Ｓ（商品名、顔料：Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ２６４）を、黄色分散体としてＹｅｌｌｏｗ  ２ＧＬＴ−Ｓ（商品名、顔料：Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １０９）の４種類の水系の顔料分散体をそれぞれ用いた。そして、これらの市販の顔料分散体を各１ｋｇと、顔料の分散剤として、更に着色部を形成した場合に色材のバインダーとしても機能し得るスチレン−マレイン酸樹脂のモノエタノールアミン塩（重量平均分子量２万、酸価３００）３０ｇとを、マイクロビーズミル（ドライス社製）で超微粉砕した。最後に、それぞれの得られた粉砕物を超遠心分離装置で遠心分級して、種々の所望の平均粒径を有する顔料分散体を作成し、それぞれ黒色分散体Ａ〜Ｃ、シアン分散体Ａ〜Ｃ、マゼンタ分散体Ａ〜Ｃ、黄色分散体Ａ〜Ｃとした。
【００４７】
（実施例１）
透明基材上に透明樹脂を下記の方法で積層した。先ず、ポリビニルアルコール（日本合成化学（株）製、ゴーセノールＧＭ−１４Ｌ（商品名））を用い、固形分換算で樹脂分が１０部からなる水溶液を調製した。次に、得られた塗工液をワイヤーバーを用いて、透明基材としてのポリエチレンテレフタレートフィルム（膜厚７５μｍ、帝人デュポンフィルム（株）製  ＰＥＴ  ＭＸ７０５）上に塗工し、熱風乾燥オーブンにより１００℃、５分の条件で乾燥を行った。このようにして作成された透明樹脂層は、着色材を受容し得る層であり、その厚みは７μｍであった。
【００４８】
次に、先に調製した各色の分散体Ａを含む以下の組成を有する着色液を、常法に従って作製した。
＜実施例１で使用した着色液の組成＞
・黒色分散体Ａ（平均粒径３１ｎｍ）      １．０％
・シアン色分散体Ａ（平均粒径２５ｎｍ）  ０．７％
・マゼンタ色分散体Ａ（平均粒径２９ｎｍ）０．８％
・黄色分散体Ａ（平均粒径３３ｎｍ）      ０．７％
・黒色染料（フードブラック２）          ０．５％
・エチレングリコール                      １０％
・ジエチレングリコール                    １５％
・イソプロピルアルコール                    ２％
・イオン交換水                        ６９．３％
【００４９】
上記で得た着色液中の色材微粒子の粒度分布を、大塚電子製の粒径アナライザーＦＰＡＲ−１０００（商品名）で測定したところ、キュムラント平均粒径が３１ｎｍであり、その粒度分布は、４０ｎｍ以下の微粒子が９３％を占めていた。
【００５０】
次に、下記のようにして図１に示したような構造の光量調節部材を作製した。
先ず、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いたバブルジェット（登録商標）タイプのインクジェットプリンタであるキヤノン（株）製のＢＪ  Ｓ６００（商品名）を用い、そのインクタンクに、上記で調製した着色液を充填した。次に、これを用いて、先に作製した透明基材の透明樹脂層の上に着色部を形成した。この際、上記プリンタによって着色液を付与して形成した着色部は、着色部の光学濃度が連続的に変化する濃度勾配を与えるものとした。
【００５１】
次に、平坦化膜を形成するために、下記のようなスチレン−ブタジエン共重合体（ＪＳＲ（株）製  ＴＲ２０００Ｃ）を含む塗工液を用意した。該塗工液は、上記共重合体が固形分換算で１０部となるように、トルエン／メチルエチルケトン溶液を用いて調製した。この塗工液を、ワイヤーバーを用いて着色部及び透明部上に塗工し、熱風乾燥オーブンにより１００℃、５分の条件で乾燥を行って平坦化膜を形成した。このようにして作成された平坦化膜の層の厚みは１０μｍであった。最後に、上記のようにして得た光量調節部材の両面に、特開平６−２７３６０１号公報の実施例に記載されたものと同様にして無機材料の蒸着多層膜からなる反射防止膜を形成し、最終形態の光量調節部材を作製した。
【００５２】
（実施例２）
本実施例で使用した着色液の組成を、下記のようにした以外は実施例１と全く同じ方法で、光量調節部材を作製した。即ち、下記に示したように、顔料分散体として、実施例１で使用したものとは平均粒径が異なる、黒色分散体Ｂ、シアン色分散体Ｂ、マゼンタ色分散体Ｂ、黄色分散体Ｂを使用した。
【００５３】
＜実施例２で使用した着色液の組成＞
・黒色分散体Ｂ（平均粒径４５ｎｍ）      １．０％
・シアン色分散体Ｂ（平均粒径３５ｎｍ）  ０．７％
・マゼンタ色分散体Ｂ（平均粒径３９ｎｍ）０．８％
・黄色分散体Ｂ（平均粒径５１ｎｍ）      ０．７％
・黒色染料（フードブラック２）          ０．５％
・エチレングリコール                      １０％
・ジエチレングリコール                    １５％
・イソプロピルアルコール                    ２％
・イオン交換水                        ６９．３％
【００５４】
上記で得た着色液中の色材微粒子の粒度分布を、大塚電子製の粒径アナライザーＦＰＡＲ−１０００（商品名）で測定したところ、キュムラント平均粒径が４３ｎｍであり、その粒度分布は、６０ｎｍ以下の微粒子が９５％を占めていた。
【００５５】
（比較例１）
本比較例で使用した着色液の組成を、下記のようにした以外は実施例１と全く同じ方法で、光量調節部材を作製した。即ち、下記に示したように、顔料分散体として、実施例１で使用したものとは平均粒径が異なる、黒色分散体Ｃ、シアン色分散体Ｃ、マゼンタ色分散体Ｃ、黄色分散体Ｃを使用した。
【００５６】
＜比較例１で使用した着色液の組成＞
・黒色分散体Ｃ（平均粒径７１ｎｍ）      １．０％
・シアン色分散体Ｃ（平均粒径７５ｎｍ）  ０．７％
・マゼンタ色分散体Ｃ（平均粒径７９ｎｍ）０．８％
・黄色分散体Ｃ（平均粒径８１ｎｍ）      ０．７％
・黒色染料（フードブラック２）          ０．５％
・エチレングリコール                      １０％
・ジエチレングリコール                    １５％
・イソプロピルアルコール                    ２％
・イオン交換水                        ６９．３％
【００５７】
上記で得た着色液中の色材微粒子の粒度分布を、大塚電子製の粒径アナライザーＦＰＡＲ−１０００（商品名）で測定したところ、キュムラント平均粒径が７５ｎｍであり、その粒度分布は、９０ｎｍ以下の微粒子が９２％を占めていた。
【００５８】
［評価］
上記のようにして作製した実施例１、２及び比較例１の光量調節部材（光学フィルタ）を有する光量調節装置である絞り装置を、それぞれ光量調節装置に組み込んで、各光学フィルタの光学特性を評価した。評価方法としては、各光量調節装置を撮影系のレンズ内に組み込み、解像力チャートを撮影し、結像性能を定量的に表現できる尺度であるＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を測定した。尚、測定した解像力チャートの像面上での空間周波数は、６３  ｌｉｎｅ  ｐａｉｒｓ／ｍｍである。その結果、着色液中に、粒径４０ｎｍ以下の色材微粒子が９３％を占める（平均粒径３１ｎｍ）実施例１、及び、着色液中に、粒径６０ｎｍ以下の色材微粒子が９５％を占める（平均粒径４３ｎｍ）実施例２の光量調節部材においては、開口部の半分を光量調節部材が覆っている状態（Ｆ２．４）での水平方向のＭＴＦは、それぞれ６０．９％、５４．９％であり、従来の光量調節部材に比べても遜色がなく、充分な光学特性を有することが確認できた。
【００５９】
これに対し、着色液中に、粒径９０ｎｍ以下の色材微粒子が９２％を占める（平均粒径７５ｎｍ）比較例１の光量調節部材を光量調節装置に組み込んで、実施例１、２の場合と同様にしてＭＴＦを測定した結果は、３１．５％であり、実施例１、２と比べて光学特性に劣ることがわかった。
【００６０】
以上の実施例１、２及び比較例１の結果、着色液中における色材微粒子の粒度分布が、６０ｎｍ以下の範囲において９０％以上、更には４０ｎｍ以下の範囲において９０％以上を占める構成の着色液を用いて作製した本発明の実施例１、２の光量調節部材は、上記した範囲に含まれない着色液を使用して作製した比較例１の光量調節部材と比べてＭＴＦ値が向上するという結果が得られた。即ち、光量調節部材の着色部を形成する着色液の色材として顔料を用い、且つ、該顔料を含む着色液中における色材微粒子の粒径をコントロールすることによって、光学系の特性を向上させる効果は充分にあることが確認できた。
【００６１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、光量調節部材の着色部を形成する着色液中の色材微粒子の粒径をコントロールすることで、着色液中に微粒子として存在する顔料を用いているにもかかわらず、解像力の低下の少ない優れた光学特性を有する光量調節部材が提供される。又、本発明によれば、光量調節部材の着色部を形成する着色液の色材が染料のみである場合に比べて、耐光性等の堅牢性に優れる顔料を使用しているため、耐光性等の堅牢性が向上した耐久性に優れる光量調節部材が容易に提供される。又、本発明によれば、上記した優れた光学特性を有する光量調節部材を液体吐出装置によって容易に製造できるため、非常に簡便に、歩留まりよく安価に、優れた光学特性を有する光量調節部材が製造される。
特に、本発明によれば、他の製造方法では著しく困難であった、光学濃度が、連続的に或いは段階的に変化する濃度分布を有する光量調節部材を、簡便に、歩留まりよく安価に製造することが可能となる。更に、本発明によれば、上記の優れた光学特性を有する光量調節部材を利用することによって、安価で光学特性に優れた光量調節装置及び撮影装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる光量調節部材を具備した絞り羽根の概略図である。
【図２】図１の絞り羽根を用いた光量調節装置の概略図である。
【図３】図２の光量調節装置を組み込んだ撮影装置の模式的な構成図である。
【図４】本発明にかかる別の形態の光量調節部材を具備した絞り羽根を用いた光量調節装置の概略図である。
【符号の説明】
１００：光量調節装置
１０１、１０２：絞り羽根
１０１ａ、１０２ａ：溝穴
１０１ｂ、１０２ｂ：溝
１０１ｃ、１０２ｃ：絞り開口縁
１０３：絞り羽根駆動レバー
１０３ａ：孔
１０３ｂ、１０３ｃ：突設ピン
１０１Ｐ、１０２Ｐ：本発明による光量調節部材の着色部
１０１Ｑ、１０２Ｑ：光遮断部材
１０１Ｒ、１０２Ｒ：本発明による光量調節部材の透明部
１０５：ガイドピン
１０６：地板の光路孔
１１０：光学フィルタ
１１１：透明基材
１１２：樹脂層
４００：撮影光学系
４０１：第１レンズ群
４０２：第２レンズ群
４０３：第３レンズ群
４０４：光学ローパスフィルタ
４１１：撮像手段
４２１：表示器
４２２：操作スイッチ群
４２３：アクチュエータ
４３１：ＣＰＵ
４３２：絞り駆動回路
４３３：ＣＣＤ駆動回路
４４１：アンプ回路
４４２：カメラ信号処理回路
４４３：レコーダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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