(57)【要約】【課題】  研磨剤を介してプラスチック光学部品を研磨し、洗浄する際に、プラスチック光学部品の表面に汚れを残さずに、なおかつ深いキズをつけないようにすることができる表面洗浄改質方法及び表面洗浄改質装置を提供する。【解決手段】  プラスチック光学部品１を回転させると共に、弾性研磨体２３１を回転させつつプラスチック光学部品１表面に押し当てながら研磨剤を含むスラリーＬをプラスチック光学部品１表面と弾性研磨体２３１の間に供給しながらプラスチック光学部品１を洗浄するスクラブ洗浄工程に、弾性研磨体２３１を回転させつつ研磨剤を含むスラリーＬを弾性研磨体２３１に供給しながら弾性研磨体２３１を押し当て部２２１に押し当てることによって変形させて弾性研磨体２３１自体を洗浄する自己洗浄工程を加える。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック光学部品を回転させると共に、弾性研磨体を回転させつつ前記プラスチック光学部品表面に押し当てながら研磨剤を液体に分散させたスラリーを前記プラスチック光学部品表面と前記弾性研磨体の間に供給して前記プラスチック光学部品を洗浄するスクラブ洗浄工程と、
前記弾性研磨体を回転させつつ研磨剤を液体に分散させたスラリーを前記弾性研磨体に供給しながら前記弾性研磨体を変形させて前記弾性研磨体を洗浄する自己洗浄工程と
を有することを特徴とする表面洗浄改質方法。
【請求項２】
請求項１記載の表面洗浄改質方法において、
前記弾性研磨体と押し当て部とを互いに押し当てることによって前記弾性研磨体を変形させて自己洗浄を行うことを特徴とする表面洗浄改質方法。
【請求項３】
請求項１記載の表面洗浄改質方法において、
前記スクラブ洗浄工程と前記自己洗浄工程とを交互に行うことを特徴とする表面洗浄改質方法。
【請求項４】
プラスチック光学部品を回転させると共に、研磨剤が分散された弾性研磨体を回転させつつ前記プラスチック光学部品表面に押し当てながら水を前記プラスチック光学部品表面と前記弾性研磨体の間に供給して前記プラスチック光学部品を洗浄するスクラブ洗浄工程と、
前記弾性研磨体を回転させつつ水を前記弾性研磨体に供給しながら前記弾性研磨体を変形させて前記弾性研磨体を洗浄する自己洗浄工程と
を有することを特徴とする表面洗浄改質方法。
【請求項５】
請求項４記載の表面洗浄改質方法において、
前記弾性研磨体と押し当て部とを互いに押し当てることによって前記弾性研磨体を変形させて自己洗浄を行うことを特徴とする表面洗浄改質方法。
【請求項６】
請求項４記載の表面洗浄改質方法において、
前記スクラブ洗浄工程と前記自己洗浄工程とを交互に行うことを特徴とする表面洗浄改質方法。
【請求項７】
プラスチック光学部品を保持して回転させる光学部品保持部と、前記光学部品保持部と離間して設けられた押し当て部と、弾性研磨体を保持して回転させる研磨体保持部と、前記弾性研磨体を前記プラスチック光学部品に押し当てる洗浄動作と前記弾性研磨体を前記押し当て部に押し当てる自己洗浄動作を行うように前記光学部品保持部及び／又は前記研磨体保持部を動作させる操作部と、液体を前記洗浄動作と前記自己洗浄動作を行っている前記弾性研磨体に供給する液体供給部とを有することを特徴とする表面洗浄改質装置。
【請求項８】
請求項７記載の表面洗浄改質装置において、
前記操作部が、前記洗浄動作と前記自己洗浄動作とを交互に行うことを特徴とする表面洗浄改質装置。
【請求項９】
請求項７記載の表面洗浄改質装置において、
前記液体供給部が、研磨剤を液体に分散させたスラリーを供給することを特徴とする表面洗浄改質装置。
【請求項１０】
請求項７記載の表面洗浄改質装置において、
前記弾性研磨体が研磨剤が分散されたものであり、
前記液体供給部が、水を供給することを特徴とする表面洗浄改質装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックレンズなどのプラスチック光学部品の表面を効果的に洗浄できる表面洗浄改質方法及び表面洗浄改質装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック光学部品は、柔らかいためにキズが付きやすいという欠点がある。そのため、表面に耐擦傷性を付与するハードコート膜を形成する処理、更にハードコート膜の上に反射防止膜を形成する処理が行われ、性能、機能を向上させることが行われている。
【０００３】
特に、プラスチック眼鏡レンズにおいては、レンズ表面の硬さ、蒸着膜との密着性を向上させ、染色性を与えるために、ハードコート膜の形成が不可欠な表面処理となっている。
【０００４】
ハードコート膜を形成する前処理として、プラスチック光学部品表面に付着しているゴミ、汚れを除去してハードコートと基材を十分に反応させるためにプラスチック光学部品の表面を清浄化する洗浄工程が必要である。洗浄工程での清浄化が不十分であると、プラスチック光学部品の表面の外観や耐久品質に影響を与え、歩留まりが低下してしまう。そのため、前処理としての洗浄工程は重要な工程である。
【０００５】
従来、プラスチック光学部品の洗浄方法としては、浸漬式の洗浄装置を用いて光学部品の表面に付着した汚れを溶解又は剥離することによって行われていた。
【０００６】
これに対して、下記特許文献１、特許文献２では、光学部品の表面を弾性研磨体で擦りながら研磨剤を水に分散させたスラリーを供給するか、又は研磨剤が分散された弾性研磨体で光学部品の表面を水を流しながら擦ることによって研磨剤で光学部品の表面を研磨するスクラブ洗浄方法が提案されている。
【０００７】
このスクラブ洗浄方法は、プラスチック光学部品の表面を研磨剤を介して物理的に研磨することによって、表面に付着している汚れや成形段階又は成形後の劣化等によって形成された不均質表面を取り除くことができる表面洗浄改質方法である。その結果、汚れに起因するハジキ等の外観欠点を防止することができると共に、ハードコート膜と光学部品表面とが不均質層に阻害されず十分に密着、結合できるため、密着性が向上する。しかも、研磨による表面の活性化及び微細な研磨キズによるアンカー効果により、ハードコート膜の密着性が向上する。
【特許文献１】特開平５−７０６１５号公報
【特許文献２】特開平１１−４８１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記スクラブ洗浄方法は、プラスチック光学部品を洗浄した後に弾性研磨体に汚れや異物が残る場合がある。これらの汚れや異物が弾性研磨体に付着したままプラスチック光学部品の洗浄を行うと、プラスチック光学部品の表面に汚れや異物を転写したり、深いキズをつけたりする場合がある。プラスチック光学部品の表面に存在する汚れや異物、深いキズは、ハードコート膜形成処理の歩留まりを低下させる原因となっていた。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、弾性研磨体で研磨剤を介してプラスチック光学部品を研磨し、洗浄する際に、プラスチック光学部品の表面に汚れを残さずに、なおかつ深いキズをつけないようにすることができる表面洗浄改質方法及び表面洗浄改質装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、第１に、プラスチック光学部品を回転させると共に、弾性研磨体を回転させつつ前記プラスチック光学部品表面に押し当てながら研磨剤を液体に分散させたスラリーを前記プラスチック光学部品表面と前記弾性研磨体の間に供給して前記プラスチック光学部品を洗浄するスクラブ洗浄工程と、前記弾性研磨体を回転させつつ研磨剤を液体に分散させたスラリーを前記弾性研磨体に供給しながら前記弾性研磨体を変形させて前記弾性研磨体を洗浄する自己洗浄工程とを有することを特徴とする表面洗浄改質方法を提供する。
【００１１】
スクラブ洗浄工程において弾性研磨体でプラスチック光学部品を研磨剤を介してスクラブ洗浄し、自己洗浄工程において洗浄に用いた弾性研磨体自体を洗浄し、弾性研磨体に付着していた汚れや異物を洗浄することができる。自己洗浄工程を行うことにより、弾性研磨体からプラスチック光学部品に汚れや異物が再付着することを防止できる。また、自己洗浄工程を行うことにより、弾性研磨体の乾燥を防止することができる。そのため、乾燥した弾性研磨体でプラスチック光学部品を洗浄することを防止して深いキズをつけないように洗浄することができる。
【００１２】
本発明は、第２に、上記第１の表面洗浄改質方法において、前記弾性研磨体と押し当て部とを互いに押し当てることによって前記弾性研磨体を変形させて自己洗浄を行うことを特徴とする表面洗浄改質方法を提供する。
押し当て部と弾性研磨体とを相互に押し当てることによって弾性研磨体を大きく変形させることができるため、効果的に弾性研磨体を自己洗浄することができる。
【００１３】
本発明は、第３に、上記第１の表面洗浄改質方法において、前記スクラブ洗浄工程と前記自己洗浄工程とを交互に行うことを特徴とする表面洗浄改質方法を提供する。
【００１４】
スクラブ洗浄工程間に自己洗浄工程を行うことによって、常に清浄化した弾性研磨体でスクラブ洗浄工程を行うことができるため、プラスチック光学部品に汚れを残さずになおかつ大きなキズをつけないように洗浄することができる。
【００１５】
本発明は、第４に、プラスチック光学部品を回転させると共に、研磨剤が分散された弾性研磨体を回転させつつ前記プラスチック光学部品表面に押し当てながら水を前記プラスチック光学部品表面と前記弾性研磨体の間に供給して前記プラスチック光学部品を洗浄するスクラブ洗浄工程と、前記弾性研磨体を回転させつつ水を前記弾性研磨体に供給しながら前記弾性研磨体を変形させて前記弾性研磨体を洗浄する自己洗浄工程とを有することを特徴とする表面洗浄改質方法を提供する。
【００１６】
スクラブ洗浄工程において弾性研磨体でプラスチック光学部品を研磨剤を介してスクラブ洗浄し、自己洗浄工程において洗浄に用いた弾性研磨体自体を洗浄し、弾性研磨体に付着していた汚れや異物を洗浄することができる。自己洗浄工程を行うことにより、弾性研磨体からプラスチック光学部品に汚れや異物が再付着することを防止できる。また、自己洗浄工程を行うことにより、弾性研磨体の乾燥を防止することができる。そのため、乾燥した弾性研磨体でプラスチック光学部品を洗浄することを防止して深いキズをつけないように洗浄することができる。
【００１７】
本発明は、第５に、上記第４の表面洗浄改質方法において、前記弾性研磨体と押し当て部とを互いに押し当てることによって前記弾性研磨体を変形させて自己洗浄を行うことを特徴とする表面洗浄改質方法を提供する。
押し当て部と弾性研磨体とを相互に押し当てることによって弾性研磨体を大きく変形させることができるため、効果的に弾性研磨体を自己洗浄することができる。
【００１８】
本発明は、第６に、上記第４の表面洗浄改質方法において、前記スクラブ洗浄工程と前記自己洗浄工程とを交互に行うことを特徴とする表面洗浄改質方法を提供する。
スクラブ洗浄工程間に自己洗浄工程を行うことによって、常に清浄化した弾性研磨体でスクラブ洗浄工程を行うことができるため、プラスチック光学部品に汚れを残さずになおかつ大きなキズをつけないように洗浄することができる。
【００１９】
本発明は、第７に、プラスチック光学部品を保持して回転させる光学部品保持部と、前記光学部品保持部と離間して設けられた押し当て部と、弾性研磨体を保持して回転させる研磨体保持部と、前記弾性研磨体を前記プラスチック光学部品に押し当てる洗浄動作と前記弾性研磨体を前記押し当て部に押し当てる自己洗浄動作を行うように前記光学部品保持部及び／又は前記研磨体保持部を動作させる操作部と、液体を前記洗浄動作と前記自己洗浄動作を行っている前記弾性研磨体に供給する液体供給部とを有することを特徴とする表面洗浄改質装置を提供する。
【００２０】
光学部品保持部でプラスチック光学部品を保持して回転させつつ、研磨体保持部で弾性研磨体を保持して回転させると共に、液体供給部から液体を供給しながら、操作部で弾性研磨体をプラスチック光学部品の表面に押し当てながらスクラブ洗浄工程が行われる。また、液体供給部から液体を供給しながら、操作部で研磨体保持部によって回転されている弾性研磨体を押し当て部に押し当てることによって自己洗浄工程が行われる。
【００２１】
本発明は、第８に、上記第７の表面洗浄改質装置において、前記操作部が、前記洗浄動作と前記自己洗浄動作とを交互に行うことを特徴とする表面洗浄改質装置を提供する。
スクラブ洗浄工程間に自己洗浄工程を行うことによって、常に清浄化した弾性研磨体でスクラブ洗浄工程を行うことができるため、プラスチック光学部品に汚れを残さずになおかつ大きなキズをつけないように洗浄することができる。
【００２２】
本発明は、第９に、上記第７の表面洗浄改質装置において、前記液体供給部が、研磨剤を液体に分散させたスラリーを供給することを特徴とする表面洗浄改質装置を提供する。
研磨剤を液体に分散させたスラリーをプラスチック光学部品表面に供給することによって、研磨剤を介してプラスチック光学部品表面を研磨し、改質することができる。
【００２３】
本発明は、第１０に、上記第７の表面洗浄改質装置において、前記弾性研磨体が研磨剤が分散されたものであり、前記液体供給部が、水を供給することを特徴とする表面洗浄改質装置を提供する。
【００２４】
研磨剤が分散された弾性研磨体で水を供給しながらプラスチック光学部品表面を研磨することによって研磨剤を介して洗浄、改質ができる。押し当て部に弾性研磨体を押し付ける際には、水で弾性研磨体を洗浄し、弾性研磨体自身に付着していた汚れや異物を除くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の表面洗浄改質方法及び表面洗浄改質装置の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
本発明の表面洗浄改質方法の対象となるプラスチック光学部品としては、例えばプラスチック眼鏡レンズ、各種のカメラの光学系を構成するプラスチックレンズ、携帯機器の表示装置の保護カバーとして用いられるカバーガラス等である。素材としては、例えば、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート（ＣＲ−３９）樹脂、ポリウレタン樹脂、チオウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等を挙げることができる。
【００２６】
プラスチック光学部品は、無機ガラスと異なり、柔らかいためキズが付きやすい。特に、眼鏡レンズにおいては、レンズ表面の硬さ、蒸着膜との密着性を向上させ、染色性を与えるために、ハードコート膜の形成が不可欠な表面処理となっている。以下では、プラスチック光学部品としてプラスチックレンズを例にして説明する。
【００２７】
ハードコート膜形成工程では、金属酸化物微粒子、バインダー及び触媒などを含有したハードコート液にプラスチックレンズを浸漬したり、スピンコートなどの塗装方法でプラスチックレンズ表面にハードコート液の塗膜を形成し、その後、ハードコート塗膜を１２０〜１４０℃で２〜３時間加熱硬化させて、ハードコート膜を形成する。プラスチックレンズは、両面にハードコート膜を形成する必要がある。
【００２８】
このハードコート膜形成工程の前処理として、プラスチックレンズの表面を洗浄してプラスチックレンズの表面の異物や汚れを除去する洗浄工程が不可欠である。プラスチックレンズの両面を洗浄して両面にハードコート膜を形成するためには、２つのプロセスがある。
【００２９】
図１に、プラスチックレンズの両面を洗浄してハードコート膜を形成する２つのプロセスのフローチャートを示す。図１（ａ）は、プラスチックレンズの片面毎に洗浄、ハードコート膜を形成する場合のフローチャートであり、図１（ｂ）は、プラスチックレンズの両面を洗浄した後、両面に同時にハードコート膜を形成する場合のフローチャートである。凸面と凹面の順序は異なっていても良い。
【００３０】
本発明の表面洗浄改質方法は、上述したように、プラスチックレンズの一面側を弾性研磨体で研磨剤を介して研磨し、洗浄するスクラブ洗浄工程に、弾性研磨体自体を洗浄する自己洗浄工程を加えたものである。
【００３１】
図２に、レンズ洗浄装置の第１実施形態の配置図を示す。図２（ａ）はスクラブ洗浄を行っている状態を示し、図２（ｂ）は自己洗浄を行っている状態を示す。このレンズ洗浄装置１００は、プラスチックレンズ１の一面側を研磨剤を介してスクラブ洗浄する表面洗浄改質装置２００と、表面洗浄改質装置２００で研磨されたプラスチックレンズの一面側を水で洗浄して研磨剤などを洗い流す水洗浄装置３００と、洗浄化されたプラスチックレンズの濡れた一面側を乾燥する乾燥装置４００とが直列に配置されている。表面洗浄改質装置２００、水洗浄装置３００、乾燥装置４００は、それぞれ周りを有底円筒形のカバー部材２０１、３０１、４０１で囲われている。これらの装置に対してプラスチックレンズを搬入、搬出する図示しない搬送装置が配置されている。
【００３２】
表面洗浄改質装置２００と水洗浄装置３００の基本的な構造は同じであるので、表面洗浄改質装置２００を例にしてその構造を説明する。
図３に、第１実施形態の表面洗浄改質装置２００の概略の構造を示す。この表面洗浄改質装置２００は、円筒形のカバー部材２０１（図２参照）のほぼ中心に、プラスチックレンズ１を保持して回転させる光学部品保持部２１０が配置されている。光学部品保持部２１０は回転軸２１１と回転軸２１１の上端に設けられている吸着チャック２１２を有する。回転軸２１１は中空で、垂直方向の軸を中心として図示しない駆動モータによって回転駆動される。吸着チャック２１２はプラスチックレンズ１を吸着保持するもので、回転軸２１１の中空部と連通している。図示しない搬送装置は円形のプラスチックレンズ１の幾何学中心を回転軸２１１の中心に合わせてプラスチックレンズ１の下面を吸着チャック２１２に当接するように搬入する。図示しない真空配管が回転軸２１１の中空部に接続され、プラスチックレンズ１の下面が吸着チャック２１２に当接した後、吸着チャック２１２を真空引きして、プラスチックレンズ１の下面を吸着チャック２１２が吸着保持することができるようになっている。保持されたプラスチックレンズ１の上面は洗浄改質が必要な凸面２又は凹面３である。以下では凸面２を洗浄する場合を示すが、凹面３でも全く同様である。また、カバー部材２０１の中には光学部品保持部２１０と離間してカバー部材２０１に接近した位置に例えば丸棒状の押し当て部２２０（図２参照）が配置されている。押し当て部２２０については後述する。
【００３３】
短軸円柱状の弾性研磨体２３０が研磨体保持部２４０にその周面が水平軸を中心として回転するように回転可能に保持されている。この研磨体保持部２４０は垂直方向に立っている支柱２４１を備え、支柱２４１はカバー部材２０１の外側に配置されている。支柱２４１は操作部２５０の駆動力で時計方向及び反時計方向の両方向に回転駆動されるようになっていると共に、一定範囲で上下に上昇下降できるようになっている。支柱２４１の上端には水平方向に延伸する片持ちはりの支持アーム２４２の基端部が固定されて取り付けられている。支持アーム２４２の先端には水平方向の軸受け２４３が固定されている。この軸受け２４３にはフレックスシャフト２４４の一端部が支持され、軸受け２４３を通ったフレックスシャフト２４４の端部は弾性研磨体２３０の中心の中空部に固定されている。フレックスシャフト２４４の他方の端部はモーター２４５の回転軸と直結している。弾性研磨体２３０にはフレックスシャフト２４４を介してモーター２４５の回転が伝達される。そのため、弾性研磨体２３０は研磨体保持部２４０に水平方向の回転軸を中心として回転駆動可能に保持されている。また、操作部２５０の駆動により弾性研磨体２３０は支柱２４１の回転に伴って旋回可能になっており、更に支柱２４１の上昇下降に伴って上下に昇降可能になっている。
【００３４】
操作部２５０の駆動による支柱２４１の回転と上昇下降の制御は、例えばシーケンス制御によって行われる。操作部２５０は、光学部品保持部２１０に保持されて回転しているプラスチックレンズ１のほぼ中心の上方に配置されている弾性研磨体２３０を下降させて回転している弾性研磨体２３０を回転しているプラスチックレンズ１に押し付けて変形させ、回転している弾性研磨体２３０をプラスチックレンズ１の中心から端縁まで所定の速度で移動させる洗浄動作と、プラスチックレンズ１の端縁に達した弾性研磨体２３０を上昇させてプラスチックレンズ１から離す動作と、プラスチックレンズ１の端縁の上方に位置している弾性研磨体２３０を水平方向へ移動させて押し当て部２２０に押し当てる自己洗浄動作と、洗浄されたプラスチックレンズ１が光学部品保持部２１０から搬送装置で次の工程へ送られた後、新しいプラスチックレンズ１が光学部品保持部２１０に保持された後に、押し当て部２２０に押し当てている弾性研磨体２３０をプラスチックレンズ１の中心上方に配置する動作とを行い、これらの動作を繰り返すようになっている。
【００３５】
弾性研磨体２３０としては、液体透過性の研磨用スポンジを用いることができる。材質としてはＰＶＡ、ウレタン、ＰＰ等である。また、スポンジを成形する際に研磨剤が分散されたＰＶＡ、ウレタン、ＰＰ等のスポンジを用いることができる。研磨剤が分散された弾性研磨体２３０は、表面洗浄改質装置２００、水洗浄装置３００の両方で用いることができる。ＰＶＡは乾燥した状態では硬質であり、湿潤状態で軟化してスポンジ状となる。弾性研磨体２３０の形状は、短軸円柱状形が一般的であるが、例えばドーム状であってもよく、その形状に制限はない。プラスチックレンズ１を研磨する弾性研磨体２３０の周面に凹凸が付されていてもよく、滑らかであってもよい。
【００３６】
弾性研磨体２３０の上方に液体吐出口２６０が研磨体保持部２４０の水平アーム２４２に固定して設けられ、液体を弾性研磨体２３０の上方から吐出して弾性研磨体２３０に供給できるようになっている。液体吐出口２６０は、弾性研磨体２３０が動いても常に液体を弾性研磨体２３０に供給できるようになっている。弾性研磨体２３０は液体透過性のスポンジが用いられ、弾性研磨体２３０に供給された液体は弾性研磨体２３０を通過してプラスチックレンズ１表面に供給される。弾性研磨体２３０がプラスチックレンズ１の凸面２に押し付けられているときには、液体は弾性研磨体２３０を通過して弾性研磨体２３０とプラスチックレンズ１の凸面２との間に供給される。
【００３７】
弾性研磨体２３０がプラスチックレンズ１に押し当てられてプラスチックレンズ１の中心から端縁まで動いている動作中は、スクラブ洗浄工程であり、弾性研磨体２３０が押し当て部２２０に押し当てられている動作中は、自己洗浄工程である。これらの弾性研磨体２３０の動作中に弾性研磨体２３０は常に回転している。プラスチックレンズ１を連続して洗浄しているときには、これらのスクラブ洗浄工程と自己洗浄工程が交互に行われる。また、稼働中にプラスチックレンズ１の搬入がない場合は、弾性研磨体２３０は押し当て部２２０に押し当てられた状態で回転が停止され、液体の供給も停止されているが、所定時間毎に、弾性研磨体２３０の回転と液体の供給が行われ、所定時間毎に自己洗浄工程が行われるようになっている。
【００３８】
図４に自己洗浄工程が行われている状態の概念を示す。回転している弾性研磨体２３０が丸棒状体の押し当て部２２０にその周面が押し当てられて変形を受けている。この変形されている弾性研磨体２３０に液体Ｌが液体吐出口２６０から弾性研磨体２３０の上面に注がれている。液体Ｌは、弾性研磨体２３０が研磨剤が分散されたタイプでは水であり、弾性研磨体２３０が研磨剤を含まない場合は研磨剤が水等の液体に分散されたスラリーである。研磨剤としては、一般に研磨用として市販されているものを使用することができる。例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、ＺｒＯ２、Ｃｒ２Ｏ３等の金属酸化物、あるいはＳｉＣ、Ｃ等の炭化物を挙げることができる。プラスチックレンズ１に対しては、Ａｌ２Ｏ３を好ましく用いることができる。研磨剤の粒径及び形状は、研磨対象であるプラスチック光学部品の材質、形状及び表面付着物によって、あるいは所望の表面粗さによって任意に決定される。研磨剤を水に分散したスラリーとして用いるのは、弾性研磨体２３０とプラスチックレンズ１との間の摩擦熱を拡散させるため、及び凸面２への形状追随性を上げるためである。
【００３９】
このように、自己洗浄工程は弾性研磨体２３０を変形させながら液体を供給することによって弾性研磨体２３０自身を洗浄して汚れを除去する工程である。自己洗浄工程を設けることによって、弾性研磨体２３０に付着した汚れや異物を除去し、汚れや異物が弾性研磨体２３０からプラスチックレンズ１に再付着することを防止して、プラスチックレンズ１に汚れの付着や大きな傷が付けられることを防止することができる。また、長時間洗浄を行わない場合、弾性研磨体２３０が乾燥し、乾燥状態で洗浄を行うとプラスチックレンズ１に大きなキズがついてしまうため、弾性研磨体２３０の乾燥を防止して、プラスチックレンズ１へ大きな傷が付くことを防止する機能も有する。稼働中にプラスチックレンズ１の搬入が所定時間以上ない場合には、一定時間毎に強制的に自己洗浄を行うことにより、弾性研磨体２３０の乾燥を確実に防止することができる。
【００４０】
自己洗浄工程において弾性研磨体２３０を変形させる方法としては、丸棒状体あるいは円筒状体の押し当て部２２０と弾性研磨体２３０とを互いに押し当てる方法が一般的である。押し当て部２２０の形状は、弾性研磨体２３０が回転したときに弾性研磨体２３０の洗浄に使用する周面全体に接する大きさが必要である。押し当て部２２０の断面形状は、丸型でも角型でも良いが、弾性研磨体２３０の材質によってキズ付き易い場合は、丸形にすることが望ましい。押し当て部２２０の材質は、鉄やステンレススチール、プラスチック、セラミックなどがあげられるが、柔らかくて弾性研磨体２３０の押しつけに耐えられないものでは洗浄の効果が低くなる。また、錆やブリードアウトなどによって弾性研磨体２３０を逆汚染する物質は使用できない。押し当て部２２０の配置は、研磨体保持部２４０が旋回して弾性研磨体２３０がプラスチックレンズ１から離脱した位置で弾性研磨体２３０に当たる部分が弾性研磨体２３０の回転軸と平行になるように配置し、弾性研磨体２３０の周面に対して均一に当たるようにすることが好ましい。
【００４１】
表面洗浄改質装置２００で行うスクラブ洗浄工程について説明する。図示しない搬送装置が待機位置にあるプラスチックレンズ１を表面洗浄改質装置２００に搬入し、光学部品保持部２１０の吸着チャック２１２にプラスチックレンズ１の凸面２を上にして凹面３を吸着保持させる。光学部品保持部２１０はプラスチックレンズ１を５００〜１０００ｒｐｍで回転させる。研磨体保持部２４０は弾性研磨体２３０を３０〜５００ｒｐｍで回転させながら操作部２５０が支柱２４１を回転させて弾性研磨体２３０をプラスチックレンズ１の上方に配置した後、降下させてプラスチックレンズ１の中心部に弾性研磨体２３０を押し付ける。液体吐出口２６０から研磨剤を含んだスラリーを弾性研磨体２３０の上側周面に供給する。スラリーの供給量は、少なすぎると十分にプラスチックレンズ１の汚れを除去できず、多すぎるとプラスチックレンズ１や弾性研磨体２３０の回転でカバー部材２０１の外へ飛散するおそれがあり、適宜定める。自己洗浄の時に供給されたスラリーの量で十分スクラブ洗浄が可能な場合には、スクラブ洗浄中にスラリーを供給しなくても良い。弾性研磨体２３０をプラスチックレンズ１に押し付けながら回転させつつプラスチックレンズ１の中心から端縁まで移動させてプラスチックレンズ１の凸面２を研磨剤を介して研磨する。プラスチックレンズ１を回転させると共に、研磨剤を含むスラリーを弾性研磨体２３０とプラスチックレンズ１表面との間に供給しながら、弾性研磨体２３０を回転させつつ押し当ててプラスチックレンズ１を移動洗浄するスクラブ洗浄工程により、プラスチックレンズ１の凸面２全体の汚れや異物を研磨剤でこすり取ることにより除去することができると共に、成形段階又は成形後の劣化等によって形成された不均質表面を取り除くことができる。
【００４２】
スクラブ洗浄工程後、操作部２５０は支柱２４１を回転させて弾性研磨体２３０をレンズ成形体２から押し当て部２２０に移動させ、押し当て部２２０に弾性研磨体２３０を押し当てながら研磨体保持部２４０は弾性研磨体２３０を３０〜５００ｒｐｍで回転させつつ液体供給部２６０は研磨剤を含むスラリーを弾性研磨体２３０に供給し、弾性研磨体２３０を押し当て部２２０で変形させることによって、自己洗浄工程を行う。自己洗浄を行う時間は、弾性研磨体２３０の汚れ具合によって異なるが、できる限り洗浄のタクトタイムに影響がでない程度の時間で行うことが望ましく、通常はプラスチックレンズ１を搬送する時間内の数秒の時間でよい。また、洗浄の開始前や長期停止の後に、弾性研磨体２３０が乾燥しているとプラスチックレンズ１を傷つける可能性があるため、自己洗浄工程を行い弾性研磨体２３０を湿らせ、柔軟にしておくことが好ましい。
【００４３】
表面洗浄改質工程で、これらのスクラブ洗浄工程と自己洗浄工程とを交互に行うことによって、スクラブ洗浄工程間に自己洗浄工程を行うことになり、常に清浄化した弾性研磨体２３０でスクラブ洗浄工程を行うことができるため、プラスチックレンズ１に汚れを残さずになおかつ大きなキズをつけないように洗浄することができる。
【００４４】
弾性研磨体２３０が研磨剤が分散されているタイプを用いる場合は、スラリーを水に変更するだけで同じ条件でスクラブ洗浄工程と自己洗浄工程とを行うことができる。
【００４５】
次に、水洗浄装置３００で行う水洗浄工程について説明する。水洗浄工程でも、スクラブ洗浄工程と自己洗浄工程を行う。例えば図示しない搬送装置が表面洗浄改質装置２００で表面洗浄改質工程が終了したプラスチックレンズ１を表面洗浄改質装置２００から水洗浄装置３００に搬入し、光学部品保持部２１０の吸着チャック２１２にプラスチックレンズ１の凸面２を上にして下面を吸着保持させる。光学部品保持部２１０はプラスチックレンズ１を５００〜１０００ｒｐｍで回転させる。研磨体保持部２４０は弾性研磨体２３０を３０〜５００ｒｐｍで回転させながら操作部２５０が弾性研磨体２３０を移動させてプラスチックレンズ１の上方に配置した後、降下させてプラスチックレンズ１の中心部に弾性研磨体２３０を押し付ける。液体吐出口２６０から水を弾性研磨体２３０の上側周面に供給する。濯ぎのための水は純水を用いることが好ましい。弾性研磨体２３０をプラスチックレンズ１に押し付けながらプラスチックレンズ１の中心から端縁まで移動させてプラスチックレンズ１の凸面２全体を弾性研磨体２３０で擦る。プラスチックレンズ１を回転させると共に、弾性研磨体２３０を回転させつつプラスチックレンズ１に押し当てながら水をプラスチックレンズ１表面と弾性研磨体２３０との間に供給しながら、プラスチックレンズ１を水洗浄する水洗浄工程により、プラスチックレンズ１の凸面２に残っている研磨剤等を擦り取ることにより除去することができる。
【００４６】
洗浄工程後、弾性研磨体２３０をプラスチックレンズ１から押し当て部２２０に移動させ、押し当て部２２０に弾性研磨体２３０を押し当てながら弾性研磨体２３０を３０〜５００ｒｐｍで回転させつつ水を弾性研磨体２３０に供給して、自己洗浄工程を行う。また、洗浄の開始前や長期停止の後に、弾性研磨体２３０が乾燥しているとプラスチックレンズ１を傷つける可能性があるため、自己洗浄工程を行い弾性研磨体２３０を湿らせ、柔軟にしておくことが好ましい。
【００４７】
水洗浄工程でも、これらのスクラブ洗浄工程と自己洗浄工程とを交互に行うことによって、洗浄工程間に自己洗浄工程を行うことになり、常に清浄化した弾性研磨体２３０で水洗浄工程を行うことができるため、プラスチックレンズ１に汚れを残さずになおかつ大きなキズをつけないように洗浄することができる。
なお、水洗浄工程では、プラスチックレンズ１の汚れが少ない場合は自己洗浄を行わず、スクラブ洗浄だけでよい場合もある。
【００４８】
上記説明では弾性研磨体２３０を移動させることによってプラスチックレンズ１の洗浄と自己洗浄を行っているが、弾性研磨体２３０を固定してプラスチックレンズ１を保持している光学部品保持部２１０と押し当て部２２０を移動させ、押し当て部２２０を弾性研磨体２３０に押し当てることによっても同様にプラスチック光学部品のスクラブ洗浄と自己洗浄を行うことができる。
【００４９】
また、液体供給部が弾性研磨体と共に移動してスクラブ洗浄工程と自己洗浄工程の両方で同じ液体を供給するように説明しているが、液体供給部をスクラブ洗浄工程と自己洗浄工程を行う位置の両方にそれぞれ配置し、それぞれ別個の液体を供給するようにしてもよい。
【００５０】
次に、乾燥装置４００について説明する。乾燥装置４００は、プラスチックレンズ１を保持して回転させる光学部品保持部２１０と保持されているプラスチックレンズ１の中心近傍にイソプロピルアルコール等の揮発性液体を滴下する揮発性液体供給部２６１（図２参照）とを有する。
【００５１】
乾燥装置４００による乾燥工程は、図示しない搬送装置が水洗浄装置３００で水洗浄工程が終了したプラスチックレンズ１を乾燥装置４００に搬入し、光学部品保持部２１０の吸着チャック２１２にプラスチックレンズ１の凸面２を上にして凹面３を吸着保持させる。光学部品保持部２１０はプラスチックレンズ１を２００〜３０００ｒｐｍ、好ましくは８００〜２０００ｒｐｍで回転させる。回転しているプラスチックレンズ１の上に揮発性液体を滴下する。滴下された揮発性液体は、遠心力で押し広げられ、水で濡れた凸面２を揮発性液体の薄い膜で置換させ、揮発性液体の薄い膜が揮発して乾燥される。
【００５２】
また、乾燥工程では、揮発性液体として加熱した水を用いてもよい。この場合、乾燥装置には、プラスチックレンズ１の上に乾燥空気を下方に向けて供給する乾燥空気供給部と、カバー部材４０１の底壁や側壁下部に設けられ、乾燥空気供給部から供給された乾燥空気を排出する排出口と、揮発性液体供給部の代わりに３０〜１００℃、好ましくは５０〜７０℃の加熱した水を供給する温水供給部とを設けることが好ましい。
【００５３】
光学部品保持部２１０が５０〜３００ｒｐｍ、好ましくは１００〜２００ｒｐｍの回転数でプラスチックレンズ１を回転させながら温水供給部からプラスチックレンズ１の凸面２表面に温水を滴下する温水供給工程を行う。滴下された温水は遠心力で押し広げられ、プラスチックレンズ１の凸面２に均一な薄い膜を形成する。次に、光学部品保持部２１０がプラスチックレンズ１を２００〜３０００ｒｐｍ、好ましくは８００〜２０００ｒｐｍで高速回転させて水切りを行いながら乾燥空気供給部から乾燥空気をプラスチックレンズ１表面に供給し、プラスチックレンズ１の凸面２表面の温水の膜を蒸発させ、プラスチックレンズ１を乾燥することができる。
【００５４】
このような表面洗浄改質装置２００、水洗浄装置３００及び乾燥装置４００でプラスチックレンズ１の凸面２を清浄化し、改質した後、凸面２に例えばスピンコートを用いてハードコート液を塗布した後、焼成を行って、凸面２にハードコート膜を形成することができる。凸面２にハードコート膜を形成したプラスチックレンズ１の凹面３を同様に表面洗浄改質装置２００、水洗浄装置３００及び乾燥装置４００で清浄化し、改質した後、凹面３に例えばスピンコートを用いてハードコート液を塗布した後、焼成を行って、凹面３にハードコート膜を形成することができる。これによって、プラスチックレンズ１の両面にハードコート膜を形成することができる。
【００５５】
また、表面洗浄改質装置２００、水洗浄装置３００及び乾燥装置４００でプラスチックレンズ１の凸面２を清浄化し、改質した後、反対側の凹面３を同様に表面洗浄改質装置２００、水洗浄装置３００及び乾燥装置４００で清浄化し、改質した後、ハードコート液にプラスチックレンズ１を浸漬してプラスチックレンズ１にハードコート液を塗布するディッピング法によりプラスチックレンズ１の両面に同時にハードコート膜を形成するようにしても良い。
【００５６】
ディッピング法によってプラスチックレンズ１の両面に同時にハードコート膜を形成する場合は、図５、図６に示す第２実施形態のレンズ洗浄装置で凸面２と凹面３の両方を連続して洗浄することが可能である。
【００５７】
図５に示すレンズ洗浄装置１０１は、同時に４個のプラスチックレンズ１を搬送し、処理できるロータリー搬送装置５００を備える。ロータリー搬送装置は、図５のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ，Ａの順序で投入したプラスチックレンズ１の処理を行うように４個同時に搬送する。投入・取り出し部Ａでは、４個のプラスチックレンズ１を凸面２を上側にして投入する。凸面表面洗浄改質部Ｂには４台の表面洗浄改質装置が設置され、投入した４個のプラスチックレンズ１の凸面２を同時に表面洗浄改質ができるようになっている。シャワー洗浄・反転部Ｃでは、上方から４つのプラスチックレンズ１の凸面２に圧力をかけた水を注いで水洗浄すると共に、洗浄したプラスチックレンズ１を裏返して凹面３を上面とする反転操作を行う。凹面洗浄改質部Ｄでは、４台の表面洗浄改質装置が設置され、４個のプラスチックレンズ１の反転された凹面３を同時に表面洗浄改質ができるようになっている。シャワー洗浄部Ｅでは、上方から４つのプラスチックレンズ１の凹面３に圧力をかけた水を注いで水洗浄する。投入・取り出し部Ａで、両面の洗浄改質が終了した４個のプラスチックレンズ１を取り出すことができるようになっている。
【００５８】
水洗浄がシャワーによる簡易的な洗浄方法となっているのは、レンズ洗浄装置１０１で両面の洗浄改質処理をした後に、ハードコート膜を形成する前処理として浸漬処理が行われるためであり、上述したような弾性研磨体で擦る水洗浄処理を行うようにしても良い。
【００５９】
図６に、レンズ洗浄装置１０１の凸面洗浄改質部Ｂにおける表面洗浄改質装置の第２実施形態の概略構成を示す。凹面洗浄改質部Ｄにおける表面洗浄改質装置も同じ構造である。図６（ａ）は、スクラブ洗浄と自己洗浄を行っていないときの各構成部の配置を示す構成図であり、図６（ｂ）は、スクラブ洗浄を行っている状態を示し、図６（ｃ）は自己洗浄を行っている状態を示す。
【００６０】
この表面洗浄改質装置２０２は、弾性研磨体２３１と、プラスチックレンズ１の下面を保持して回転させる光学部品保持部２１０と、押し当て部２２１と、光学部品保持部２１０と押し当て部２２１とを駆動し、制御する図示しない操作部とを有する。弾性研磨体２３１は、垂直方向に配置され、下部がドーム状に形成されている円柱状である。硬質の材質で構成され、弾性研磨体２３１とほぼ同じ直径の円盤形の弾性研磨体固定部２３２の下面に弾性研磨体２３１の上端面が一体に接合され、弾性研磨体２３１は図示しない研磨体保持部に垂直の中心軸を中心として回転可能に保持され、回転駆動されるようになっている。弾性研磨体固定部２３２の中央部には、貫通したくり抜き部２３３が設けられている。弾性研磨体２３１の外径はプラスチックレンズ１の半径より大きく、プラスチックレンズ１の直径に近い外径となっている。
【００６１】
弾性研磨体２３１としては、液体透過性の研磨用スポンジを用いることができる。材質としてはＰＶＡ、ウレタン、ＰＰ等である。また、スポンジを成形する際に研磨剤が分散されたＰＶＡ、ウレタン、ＰＰ等のスポンジを用いることができる。
【００６２】
図示しないが、弾性研磨体固定部２３２の中央のくり抜き部２３３へ液体を供給できる液体供給部が設けられている。くり抜き部２３３へ供給された液体は弾性研磨体２３１を重力で通過して主にドーム状の下面から流出する。
【００６３】
光学部品保持部２１０は、前述したものと同様であり、回転軸２１１と回転軸２１１の上端に設けられている吸着チャック２１２を有する。回転軸２１１は中空で、垂直方向の軸を中心として図示しない駆動モータによって弾性研磨体２３１の回転方向と反対の方向に回転駆動される。吸着チャック２１２はプラスチックレンズ１を吸着保持するもので、回転軸２１１の中空部と連通している。光学部品保持部２１０は上下に昇降可能になっており、操作部によって位置が制御される。光学部品保持部２１０の垂直方向の回転中心と弾性研磨体２３１の垂直方向の回転中心は相互にずれており、回転中心における研磨不足を防止するようになっている。
【００６４】
押し当て部２２１は水平方向に配置されている平板状であり、弾性研磨体側の前端部は上側が削られたテーパー状になっている。押し当て部２２１は水平方向に移動自在になっていて、操作部の制御で位置が制御され、最も前進したときに弾性研磨体２３１の下面全体を乗せることができる状態になるように配置される。押し当て部２２１の上面は弾性研磨体の下面の先端よりやや上方に位置する。押し当て部２２１の材質は上述した押し当て部２２０と同じである。
【００６５】
このような表面洗浄改質装置２０２を用いた表面洗浄改質方法について説明する。ロータリー搬送装置５００はプラスチックレンズ１の幾何学中心を光学部品保持部２１０の回転軸２１１の中心に合わせてプラスチックレンズ１の凹面３を吸着チャック２１２に当接するように搬入する。図示しない真空配管が回転軸２１１の中空部に接続され、プラスチックレンズ１の下面が吸着チャック２１２に当接した後、吸着チャック２１２を真空引きして、プラスチックレンズ１の凹面３を吸着チャック２１２が吸着保持する。
【００６６】
スクラブ洗浄工程は、図６（ｂ）に示すように、吸着保持しているプラスチックレンズ１を５０〜３００ｒｐｍ、好ましくは１００〜２００ｒｐｍの回転数で回転させている光学部品保持部２１０を操作部の制御で上昇させ、５０〜１００ｒｐｍで回転している弾性研磨体２３１の下面にプラスチックレンズ１の凸面２を押し付ける。弾性研磨体２３１の下面は少なくともプラスチックレンズ１の半径の領域に接触する。そのため、弾性研磨体２３１を移動させずに回転しているプラスチックレンズ１全体を研磨することができる。スクラブ洗浄工程中、図示しない液体供給部から、液体Ｌとして研磨材を含むスラリーがくり抜き部２３３へ供給される。スクラブ洗浄時間は数秒から１分程度であり、通常は２０秒程度である。
【００６７】
プラスチックレンズ１を回転させると共に、研磨剤を含むスラリーを弾性研磨体２３１とプラスチックレンズ１表面との間に供給しながら、弾性研磨体２３１を回転させつつ押し当ててプラスチックレンズ１を研磨剤を介して研磨するスクラブ洗浄工程により、プラスチックレンズ１の凸面２全体の汚れや異物を研磨剤でこすり取ることにより除去することができると共に、成形段階又は成形後の劣化等によって形成された不均質表面を取り除くことができる。
【００６８】
次に、自己洗浄工程は、スクラブ洗浄後、図６（ｃ）に示すように、弾性研磨体２３１の回転を維持し、液体供給部からの液体Ｌの供給を続けながら、操作部の制御で光学部品保持部２１０を降下させた後、押し当て部２２１を前進させ、押し当て部２２１の上面に弾性研磨体２３１の研磨を行った部分の先端のドーム状部分を乗せるように押し付けて先端部分を変形させる。弾性研磨体２３１を回転させつつ液体Ｌを弾性研磨体２３１に供給しながら弾性研磨体２３１の研磨を行う部分を押し当て部２２１に押し当てることによって変形させて弾性研磨体２３１の研磨を行う部分を洗浄することができる。これによって、弾性研磨体２３１に付着していた異物や汚れを洗い流すことができ、次に洗浄するプラスチックレンズ１にこれらの異物や汚れが再付着することを防止することができる。
【００６９】
自己洗浄工程中に、スクラブ洗浄したプラスチックレンズ１が次のシャワー洗浄・反転部Ｃにロータリー搬送装置５００で搬送され、投入・取り出し部Ａから投入されたプラスチックレンズ１が凸面表面洗浄改質部Ｂに搬入される。自己洗浄工程後、操作部は押し当て部２２１を後退させて元の位置に復帰させた後、新しいプラスチックレンズ１を吸着保持した光学部品保持部２１０を上昇させてスクラブ洗浄工程を行う。
【００７０】
上記説明では、液体Ｌとして、研磨剤が水等の液体に分散されたスラリーであるとして説明していたが、弾性研磨体２３１が研磨剤が分散されたタイプの場合は液体Ｌとして水を用いて上記説明と全く同様にスクラブ洗浄及び自己洗浄することができる。
【００７１】
表面洗浄改質工程で、これらのスクラブ洗浄工程と自己洗浄工程とが交互に行われるこによって、スクラブ洗浄工程間に自己洗浄工程を行うことになり、常に清浄化した弾性研磨体２３１で洗浄工程を行うことができるため、プラスチックレンズ１に汚れを残さずになおかつ大きなキズをつけないように洗浄することができる。
【００７２】
上記説明では、操作部が光学部品保持部を昇降させ、押し当て部を水平方向へ駆動することによって、スクラブ洗浄と自己洗浄を行っていたが、光学部品保持部と押し当て部とを固定し、弾性研磨体を動かすことによっても同じくスクラブ洗浄と自己洗浄を行うことができる。また、押し当て部は平板状のものを例示したが、棒状のものでも同様に弾性研磨体の下面を変形させることができるため、使用することができる。
【００７３】
上記説明では表面洗浄改質後の表面処理をハードコート膜の形成工程と説明していたが、プライマー層などの他の表面処理であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の表面洗浄改質方法及び表面洗浄改質装置は、プラスチックレンズ等のプラスチック光学部品を表面洗浄するもので、ハードコート膜などを形成する前の前処理として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】（ａ）は、プラスチックレンズの片面毎に洗浄、ハードコート膜を形成する場合の製造工程のフローチャートであり、（ｂ）は、プラスチックレンズの両面を洗浄した後、両面に同時にハードコート膜を形成する場合の製造工程のフローチャートである。
【図２】第１実施形態のレンズ洗浄装置の配置図である。
【図３】第１実施形態の表面洗浄改質装置の概略の構造を示す構成図である。
【図４】自己洗浄装置の概略の構造を示す構成図である。
【図５】第２実施形態のレンズ洗浄装置の配置図である。
【図６】第２実施形態の表面洗浄改質装置の概略の構造を示す構成図であり、（ａ）は洗浄を開始する前の状態、（ｂ）はスクラブ洗浄を行っている状態、（ｃ）は自己洗浄を行っている状態を示す。
【符号の説明】
【００７６】
１：プラスチック光学部品（プラスチックレンズ）、２：凸面、３：凹面、１００，１０１：レンズ洗浄装置、２００，２０２：表面洗浄改質装置、３００：水洗浄装置、４００：乾燥装置、２１０：光学部品保持部、２２０，２２１：押し当て部、２３０，２３１：弾性研磨体、２４０：研磨体保持部、２５０：操作部、２６０：液体供給部、５００：ロータリー搬送装置
【図１】
2005144298.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005144298.tif 000007
【図６】
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