CN1310706C - 涂布方法、涂布装置、光学构件及光学装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的涂布装置(10)具有以液滴状喷出处理液体的液体喷头(11)、对从液体喷头(11)喷出的液滴进行喷出控制的喷出控制装置(13)。喷出控制装置(13)根据构件(20)表面(20a)的形状将其表面(20a)分割成多个区域(40、41、42),并对每一区域进行涂布量的控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂布方法及涂布装置,特别是涉及一种在光学构件等构件的表面上涂布处理液体的技术。
背景技术
在塑料眼镜透镜等光学用透镜的表面,需要实施底漆加工、硬涂(hardcoat)加工、染色加工及防止反射加工等处理,以提高性能、功能。
底漆加工,是赋予提高光学用透镜基材和硬涂膜之间的密合性、抗冲击性等功能的加工方法。在塑料眼镜透镜中,广泛采用的是将底漆液涂布于塑料眼镜透镜的表面,并实施加热固化处理的方法,以往主要采用的是浸渍方式。浸渍方式是指用夹具保持塑料眼镜透镜并在底漆液中浸渍、放置之后捞上来,由此形成底漆膜的方法。
另外,硬涂加工是赋予提高光学用透镜表面的耐久性、与蒸镀膜的密合性、染色性的稳定化等多种功能的加工方法。在塑料眼镜透镜中,多采用将硬涂液涂布在塑料眼镜透镜的表面并实施加热固化处理的方法,以往主要采用的是浸渍方式及旋涂方式。浸渍方式是指用夹具保持塑料眼镜透镜并在硬涂液中浸渍、放置之后捞上来,由此形成硬涂膜的方法,而旋涂方式是向塑料眼镜透镜表面喷出硬涂液,并进行高速旋转,由此形成硬涂膜的方法。
此外,染色加工是特别在塑料眼镜透镜的制造工序中,为了附加时尚性而实施多种颜色的染色的加工方法,作为其方式,以往采用的是浸渍方式。浸渍方式,是指在利用表面活性剂分散染料微粒的热水中浸渍塑料眼镜透镜后再捞上来的方法。
还有,防止反射加工是防止光学用透镜的表面反射的加工方法。如果表面发生反射,则会使光学体系的透过率下降,导致对成像不作出贡献的光线的增多,从而降低影像的对比度。因此,通过对塑料眼镜透镜实施防止反射处理,可以使使用者获得良好的视觉效果。以往塑料眼镜透镜的防止反射膜主要是根据真空蒸镀法形成为单层膜或多层膜的。最近,也研究出了具有防止反射功能的固化性液体。
另一方面,作为将处理液体只涂布在光学用透镜的所需位置的涂布技术,有利用喷墨方式及喷雾方式的涂布方法。利用喷墨方式及喷雾方式的涂布方法是从微小的喷嘴中以液滴的状态喷出处理液体的方法。在喷墨方式及喷雾方式中,除了可使装置小型化之外,还可以用少量电能完成涂布,而且处理液体的利用效率也较高,因此在可以降低生产成本的同时,有望在减少溶剂用量、减少废弃物等环保方面得到进步。
当涂布具有防止反射功能的固化性液体等时,为了确保其高性能需要将膜厚控制得精密且均匀。然而,在浸渍方式中,由于受重力的影响,光学构件上侧的涂布膜的膜厚较薄,而在下侧较厚。另外,在旋涂方式中,由于受离心力的影响,光学构件的旋转中心的涂布膜膜厚较薄,周围较厚。
发明内容
本发明是鉴于以上问题作出的,其目的在于提供一种在构件的表面可以形成均匀涂布膜而且可提高处理液体的利用效率的涂布方法及涂布装置。
另外,本发明的另一目的在于提供通过表面处理性能·功能得到改善的光学构件及具备该光学构件的光学装置。
为了解决上述问题,本发明的涂布方法是在构件表面涂布处理液体的方法,其特征在于,通过涂布装置将所述处理液体以液滴的状态涂布于所述构件的表面,同时根据所述构件表面的形状,将该表面分割成几个区域,并对各区域的涂布量进行控制,所述涂布装置具有基座、设在基座上且支持被涂构件的操作台、介于基座和操作台之间并且可移动地支持操作台的第1移动装置、可对被操作台所支持的被涂构件喷出液滴状处理液体的液体喷头、可移动地支持液体喷头的第2移动装置、和控制液体喷头的液滴喷出动作的喷出控制装置。
附图说明
图1是表示本发明涂布装置的实施例的立体图。
图2是表示本发明涂布方法及涂布装置的一实施例的模式图,(a)是侧视图,(b)是俯视图。
图3是表示本发明涂布方法及涂布装置的另一实施例的模式图,(a)是侧视图,(b)是俯视图。
图4是表示改变被分割的每一区域的涂布次数将处理液体涂布于构件曲面的例子的模式图。
图5是表示改变被分割的每一区域的涂布次数将处理液体涂布于构件曲面的另一例的模式图。
图6是用于说明根据压电(piezo)方式的液体喷出原理的图。
图7表示的是提供给压电元件的驱动信号之一例,分别表示喷出微小圆点、中圆点及大圆点等体积不同的3种液滴的驱动信号。
图8表示的是提供给压电元件的驱动信号的另一例,表示在单位时间内喷出更多液滴的驱动信号。
图9是表示调整每一分割区域的位图数据的例的模式图。
图10是表示涂布装置的另一实施例的图。
图11是表示图10的涂布装置所具备的液体喷头的图。
图12是将本发明的光学装置适用于眼镜上的例子的图。
图13是将本发明的光学装置适用于照相机上的例子的图。
图14是将本发明的光学装置适用于投影机上的例子的图。
具体实施方式
为了实现上述目的,本发明的涂布方法是将处理液体涂布于构件表面上的方法,其特征在于,将所述处理液体以液滴的状态涂布于所述构件的表面上,同时根据所述构件表面的形状,将该表面分割成几个区域,并控制每一区域的涂布量。
作为该实施例,可举出下述的例子。
在本发明的涂布方法中,由于以液滴的状态涂布处理液体,因此被涂布在构件表面的处理液体基本上会留在构件的表面上,处理液体的利用效率较高。另外,通过根据该表面的形状控制被分割成多个的每一区域的涂布量,可以抑制因重力的影响而产生的表面的上部区域和下部区域之间的膜厚差。
例如,在所述多个区域中,通过使沿垂直方向位于上侧的区域的所述处理液体涂布量比其它区域多,即使受重力的影响而有一部分处理液体向下方移动,也可以抑制表面的上部区域和下部区域之间的膜厚差。
具体为,当所述构件的涂布面为相对于垂直方向向上凸出的形状时,可以把该曲面分割成大致同心的多个区域,且在该多个区域中,使内侧区域上的所述处理液体涂布量多于外侧区域。
或者,当所述构件的涂布面为相对于垂直方向向上凹进去的形状时,可以把该曲面分割成大致同心的多个区域,且在该多个区域中,使外侧区域上的所述处理液体涂布量多于内侧区域。
由此,当构件的涂布面为相对于垂直方向向上凸出或凹进的形状时,都可以抑制上部区域和下部区域之间的膜厚差。
在上述涂布方法中,通过改变所述液滴的每一滴的体积或重量及所述液滴的弹着间隔中的至少一个因素,可以控制所述涂布量。
这样,可以容易地控制构件表面的被分割成多个的每一区域上的处理液体的涂布量。即,可以针对某一区域增大液滴的体积,或缩小液滴的弹着间隔,以增加在该区域中的处理液体的涂布量,而相反地,通过减小液滴或重量,或者扩大液滴的弹着间隔,可以减少涂布量。
另外,在所述涂布方法中,也可以向所述构件的表面重复多次涂布所述处理液体的同时,设定每一所述多个区域的所述重复涂布次数。
用这种方法也可以容易地控制构件表面上的被分割成多个区域的处理液体的涂布量。即,通过调整向每一多个区域重复涂布处理液体的次数,可使在该涂布次数较多的区域涂布量较多,相反涂布次数较少的区域上的涂布量较少。
另外,为了达到上述目的,本发明的涂布装置是将处理液体涂布于构件表面的装置,其特征在于,具有以液滴的状态喷出所述处理液体的液体喷头、和进行从所述液体喷头喷出的液滴的喷出控制的喷出控制装置,且所述喷出控制装置可以根据所述构件表面的形状将该表面分割成多个区域,并控制每一区域上的涂布量。
在本发明的涂布装置中,可以实施上述的本发明涂布方法,因此处理液体的利用效率较高,另外,也可以抑制受重力影响所产生的膜厚不均匀。即,通过以液滴的状态从液体喷头喷出处理液体并涂布在构件的表面上,可使涂布于构件表面的处理液体基本上留在构件表面上。另外,根据喷出控制装置的控制,控制根据构件表面的形状被分割成多个区域的每一区域上的涂布量,由此可以抑制受重力影响所产生的表面的上部区域和下部区域之间的膜厚差。
在上述涂布装置中,所述喷出控制装置通过对从所述液体喷头喷出的液滴的每一滴体积或重量及液滴弹着间隔中的至少一种进行调整,可以控制所述涂布量。
或者,所述喷出控制装置将所述处理液体重复多次涂布于所述构件表面的同时,可以设定对每一所述多个区域的所述重复涂布次数。
由此,可以容易地控制构件表面的被分割成多个的每一区域上的处理液体的涂布量。
另外,为了达到上述其它目的,本发明的光学部件的特征在于,具有用所述涂布装置涂布了所述处理液体的表面。
此外,本发明光学装置的特征在于,具备所述光学构件。
在本发明的光学装置中,涂布膜的平坦性高,可以得到良好的性能功能。
另外,在发明的光学装置中,通过具备所述光学构件,可以提高光学性能。
下面参照附图说明本发明的实施例。
以下详细说明本发明的实施例。
图1表示的是本发明的涂布装置的实施例。
在图1中,涂布装置10具有基座112、设在基座112上且支持构件20的操作台22、介于基座112和操作台22之间并且可移动地支持操作台22的第1移动装置(移动装置)114、可对被操作台22所支持的构件20喷出处理液体的液体喷头11、可移动地支持液体喷头11的第2移动装置116、控制液体喷头11的液滴喷出动作的喷出控制装置13。进而,涂布装置10具有设置在基座112上的作为重量测定装置的电子天平(未图示)、加盖单元25、和清理单元24。另外,包括第1移动装置114及第2移动装置116的涂布装置10的动作由喷出控制装置13进行控制。
第1移动装置114设置在基座112上,可沿Y方向进行定位。第2移动装置116是用支柱16A、16A相对于基座112垂直设置的,且安装在基座112的后部12A上。第2移动装置116的X方向(第2方向)位于与第1移动装置114的Y方向(第1方向)正交的方向上。在此,Y方向是沿基座112的前部12B和后部12A的方向延伸的方向。而X方向是沿基座112的左右方向延伸的方向,均在水平面上。另外,Z方向是垂直于X方向和Y方向的方向。
第1移动装置114例如由直线电动机构成,具有导轨140、140和被设成可沿该导轨140移动的滑块142。该直线电动机形式的第1移动装置114的滑块142可沿着导轨140向Y方向移动以完成定位。
另外,滑块142具有绕Z轴(θZ)用的电动机144。该电动机144例如为直接驱动电动机,且电动机144的转子固定在操作台22上。由此,通过向电动机144通电,可使转子和操作台22沿θZ方向旋转,使操作台22换位(旋转分度)。即,第1移动装置114可把操作台22沿Y方向(第1方向)及θZ方向移动。
操作台22具有构件保持部12,以保持构件20,将其定位于所定的位置上。
第2移动装置116由直线电动机构成且具有被固定在支柱16A、16A上的立柱16B、被该立柱16B所支持的导轨62A、被支撑为可沿导轨62A向X方向移动的滑块160。滑块160可以沿导轨62A向X方向移动,以完成定位,而液体喷头11被安装在滑块160上。
液体喷头11具有作为摇动定位装置的电动机62、64、67、68。当启动电动机62后,液体喷头11可以沿着Z轴上下移动,完成定位。该Z轴位于分别与X轴和Y轴垂直的方向(上下方向)上。启动电动机64后,液体喷头11可以沿着绕Y轴的β方向摇动而完成定位。如果启动电动机67,则液体喷头11会沿着绕X轴的γ方向摇动而完成定位。如果启动电动机68,液体喷头11可以沿着绕Z轴的α方向摇动而完成定位。即,第2移动装置116把液体喷头11支持为可向X方向(第1方向)及Z方向移动,同时可使该液体喷头11向θX方向、θY方向、θZ方向移动。
这样,图1的液体喷出装置11可在滑块160上向Z轴方向进行直线移动而完成定位,且可沿α、β、γ摇动而完成定位,因此液体喷头11的液滴喷出面11P可以相对操作台22侧的部件20正确控制位置及姿势。还有,液体喷头11的液滴喷出面11P上设有多个用于喷出液滴的喷嘴。
为了测定从液体喷头11的喷嘴所喷出的一液滴的重量以进行管理,例如从液体喷头11的喷嘴接收5000滴的液滴。电子天平将该5000滴液滴的重量用5000相除,得到一滴液滴的正确重量。根据该液滴的测定量可以控制从液体喷头11喷出的液滴的量,以达到最佳化。
清理工序24可在装置的制造工序中或待机时定期或随时地进行对液体喷头11的喷嘴等的清理。加盖单元25在不制造装置的待机时向该液滴喷出面11P盖上盖子,以防止液体喷头11的液滴喷出面11P的干燥。
通过利用第2移动装置116使液体喷头11向X方向移动,可将液体喷头11选择性地定位于电子天平、清理单元24或加盖单元25的上部。也就是说,即使是在装置制造作业过程中,只要将液体喷头11例如移动至电子天平侧,就可以测定液滴的重量。另外,如果将液体喷头11移动至清理单元24上,就可以进行液体喷头11的清理。若将液体喷头11移动到加盖单元25上,可以向液体喷头11的液滴喷出面11P安装盖子,从而防止干燥。
即,这些电子天平11、清理单元24及加盖单元25与操作台22相隔一定距离配置在基座112上后端侧的液体喷头11的移动路径正下方。对于操作台22的构件20的供材作业及排材作业是在基座112的前端侧进行,因此这些电子天平、清理单元24或加盖单元25不会给作业带来影响。
如图1所示,操作台22中除了支持构件20的部分以外,与清理单元24分开设置有用于使液体喷头11抛打或试打(预备喷出)液滴的预备喷出区域152。如图1所示,该预备喷出区域152是在操作台22的后端部侧沿X方向设置的。该预备喷出区域152固着在操作台22上,由向上开口的截面为凹字形的接受构件、和可自由更换地设置在接受构件上且可吸收所喷出的液滴的吸收材构成。
图2(a)及(b)是表示本发明的涂布方法及涂布装置的一实施例的模式图,(a)是侧视图,(b)是平面图。
图2(a)中所示的涂布装置10用于将所定的处理液体涂布于构件20的曲面20a上,具备喷出液滴状的处理液体的液体喷头11、保持作为涂布对象的构件20的构件保持部12、及对由液体喷头11喷出的液滴进行喷出控制的喷出控制装置13等。还有,在图2中采用了XYZ正交坐标系,在XYZ坐标系中,X轴及Y轴设定为平行于水平面,而在与水平面垂直的方向上设定了Z轴。
作为涂布对象的构件20,本例中采用了光学构件。作为光学构件,可举出眼镜用透镜、调光用透镜、墨镜、照相机透镜、望远镜透镜、放大镜透镜、投影机透镜、pick-up透镜、隐形眼镜等各种光学透镜、及光学反射镜、光学滤色片、棱镜、半导体曝光用逐次移动式曝光装置用的光学构件、携带式仪器的有机玻璃罩等。还有,作为本发明中的涂布对象的构件并不限于光学构件上,如果是具有曲面的构件,也可以是光学构件以外的构件。
在此,为了提高其光学性能·功能,光学构件的表面大多会实施涂布处理液体、硬涂加工、防止反射加工等表面处理。作为涂布于这些光学构件表面上的处理液体,可举出光学构件原料中的一部分、光学构件的原料自身、光学构件表面固化膜原料中的一部分、光学构件的表面固化膜原料自身、光学构件底漆原料中的一部分、光学构件的底漆原料自身、光学构件防止反射膜原料中的一部分及光学构件的防止反射膜原料自身等。
还有,所述处理液体根据其固化方法可以灵活掌握其原料组成。例如,当利用紫外线、电子束、或微波等固化光学构件的原料、表面固化膜原料、底漆原料及防止反射膜原料时,即使不添加引发剂、催化剂、溶剂、及用于进行水解反应的水等也可以进行固化反应,因此可以采用去除这些的光学构件原料的一部分、表面固化膜原料的一部分、底漆原料的一部分及防止反射膜原料的一部分。另一方面,当通过加热固化光学构件原料、表面固化膜原料、底漆原料及防止反射膜原料时,如果不添加引发剂、催化剂、溶剂及用于进行水解反应的水等,则无法进行固化反应,因此需要采用包含这些的光学构件原料、表面固化膜原料、底漆原料及防止反射膜原料等。另外,通过使处理液体中含有染料或/和颜料,也可以进行着色。
在本例的涂布方法中,把所述处理液体中的硬涂液(硬涂用组合物)涂布在光学构件20的曲面20a上。即,如图2(a)所示,一边通过第1移动装置114及第2移动装置116使光学构件20和液体喷头11发生相对移动,一边从设置在液体喷头11上的多个喷嘴喷出液滴状的作为处理液体的硬涂液,并使该液滴反复附着在光学构件20的曲面20a上,由此在该曲面20a上形成涂布膜。在本例中,由于涂布了液滴状的处理液体,因此被涂布于光学构件20的曲面20a上的处理液体基本上会留在该曲面20a上,处理液体的利用效率较高。还有,本例中,光学构件20被配置成凸状的曲面20a朝上,且由配置在其上方的液体喷头11向下喷出硬涂液。另外,关于硬涂液的组成成分,以后再进行详细的说明。
在本例的涂布方法中,在涂布处理液体时,根据光学构件20的曲面20a的形状把它分成了多个区域,并控制了对每一区域内的处理液体的涂布量。具体为,如图2(b)所示,将作为涂布对象的光学构件20的曲面20a以顶点为中心分成同心状的多个区域(在此有40、41、42等3个区域),并且在该多个区域40、41、42中,使内侧区域上的处理液体的涂布量(每单位面积的处理液体量)多于外侧区域。即,在图2(b)的例子中,对于最外侧的区域40的涂布量最少,而在内侧,区域41、区域42的涂布量依次递增。
在本例中,作为涂布对象的光学构件20的曲面20a是相对于垂直方向以向上凸出的形状配置而成的,因此涂布在曲面20a上的处理液体的一部分会受重力的影响而由曲面20a内侧的中心附近向外侧移动。另外,与外侧区域相比,内侧区域的涂布量较多,因此通过处理液体的一部分在曲面20a上由内侧向外侧移动,可使曲面20a内的单位面积上的处理液体量均匀化,由此,使涂布膜平坦化。为此,在本例的涂布方法中,可以抑制受重力影响而产生的曲面20a的上部区域和下部区域间的膜厚差。
下面,图3(a)及(b)中表示了在光学构件20表面上配置有相对于垂直方向朝上凹进的形状的曲面20b时涂布处理液体的例子。
在本例中,如图3(a)所示,配置有凹状的曲面20b朝上的光学构件20,由配置在其上方的液体喷头11向下喷出作为处理液体的硬涂液。
另外,在涂布时,如图3(b)中所示,作为涂布对象的光学构件20的凹状曲面20b被分割成以最低点为中心的多个同心状的区域(在此有3个区域45、46、47),在该多个区域45、46、47中,与内侧区域相比外侧区域的涂布量较多。也就是说,最内侧区域45的涂布量最少,而在外侧按区域46、47的顺序涂布量依次增多。
在本例中,作为涂布对象的光学构件20的曲面20b相对于垂直方向以朝上凹进的形状配置,因此涂布于曲面20b上的一部分处理液体会受重力的影响而由曲面20b的外侧向内侧中心附近移动。另外,与内侧区域相比,对外侧区域的涂布量较多,因此通过处理液体的一部分在曲面20b内由外侧向内侧移动,可使曲面20b内的单位面积上的处理液体量均匀化,并由此使涂布膜平坦化。即,本例的涂布方法也可与图3的例子同样地抑制因重力的影响而产生的曲面20b的上部区域和下部区域之间的膜厚差。
还有,在图2及图3所示的例子中,将光学构件的曲面以同心状分成了3个区域,但是分割数目并不限于3个,可以是2个或4个以上。另外,将曲面以同心状分割成多个区域时,没有必要严格地统一各区域的中心。进而,分割方法也不限于同心状,可以任意设定。
曲面的分割取决于曲面的形状。例如,当曲面的曲率半径小且处理液体容易流动于曲面上时,可以细分曲面。另外,当光学构件具有含凸面和凹面的复合曲面时,也将该曲面根据形状细分为宜。
被分割的多个区域的涂布量可以根据所需的膜厚、曲面的曲率半径及配置角度、蒸发速度等处理液体的特性、干燥条件等设定,以使干燥后的膜厚均匀。另外,通过调整从液体喷头喷出的液滴的每一滴体积、液滴的弹着间隔、或者对每一区域的涂布次数,可以控制对各区域的涂布量。其中调整涂布次数控制每一区域的涂布量的例子将在下面进行说明。另外,后面还叙述了调整每一液滴的体积或重量、及液滴的弹着间隔的技术。
图4及图5表示的是调整被分割的每一区域的涂布次数的例子。还有,在图4及图5中,如在图2中所示,作为涂布对象的光学构件20的曲面20a相对于垂直方向是向上凸出的形状配置成的。因此,有必要通过重复涂布处理液体,使内侧区域的涂布量多于外侧区域。
图4表示的是逐步减小重复涂布的区域的例子。即,在图4(a)中首先将处理液体涂布于光学构件20上的曲面20a的涂布对象的整个区域。此时,处理液体的涂布被控制为在曲面20a内的单位面积上基本相同。接着,在图4(b)中,向比在先涂布的区域更靠内侧的区域涂布处理液体。进而,在图4(c)中,向比第2次涂布的区域更靠内侧的区域涂布处理液体。通过这3次涂布,涂布次数最少的外侧区域40内的涂布量(配置量)最少,涂布量向内侧依次按区域41、区域42的顺序递增。
另外,图5是逐步扩大重复涂布的区域的例子。即,在图5(a)中,首先在光学构件20的曲面20a上的涂布对象区域中,只涂布处理液体于中心附近区域里。此时,处理液体的涂布量在该区域内被控制为单位面积上的涂布量基本上一致。进而,在图5(b)中,向比在先的涂布区域更大的区域涂布处理液体,以覆盖在先涂布的区域。进而,在图5(c)中,对涂布对象的整个区域涂布处理液体,以覆盖第2次涂布的区域。通过这3次涂布,与图4中所示的例子相同,可以使涂布次数最少的外侧区域40内的涂布量最少,并按区域41、区域42的顺序涂布量向外依次递增。另外,在该图5的例子中,与图4的例不同的是,由于涂布处理液时覆盖在先涂布的区域,因此具有在先涂布区域内的端部的阶差会被下一次的处理液所覆盖而变得平滑的优点。
还有,向光学构件的曲面上重复涂布处理液体的次数并不限于上述的3次,可以是2次或4次以上。另外,向曲面重复涂布处理液体时,可以每次都预先干燥涂布膜,也可以不弄干而马上涂布下一处理液体。
接着,在本例的涂布装置中,特别说明液滴的喷出技术。
在前面的图2中所示的液体喷头11,是根据以喷墨方式为代表的液体喷出方式,以液滴状喷出处理液体并将处理液体涂布于涂布对象的构件表面上,从而形成涂布膜。作为液体喷出方式,可适用采用作为压电体元件的piezo元件喷出处理液体的压电方式、加热处理液体并由所产生的泡沫(bubble)喷出处理液体的泡沫方式等公知的技术。其中,因不需要加热处理液体,压电方式具有不影响材料的组成等的优点。在本实施例中,从处理液体选择性的自由度大小、及液滴控制的良好程度等角度考虑,采用所述压电方式。
还有,在本发明中,以液滴状涂布处理液体于构件表面的方法并不限于上述的液体喷出方式,也可以采用喷雾方式。作为喷雾方式,可举出用压缩空气雾化的空气雾化方式、或者对材料施加高压并从喷嘴端喷出的无空气雾化方式等,可以根据处理液体的粘度及喷出量适当选择使用。
图6是用于说明采用压电方式的液体的喷出原理的图。
在图6中,与收容处理液体的液体室31(压力室)相邻设置有压电元件32。液体室31上连接有液体供给体系34,通过该液体供给体系34向液体室31提供处理液体。压电元件32连接于驱动电路33上,并根据通过驱动电路33所外加的电压进行延伸。压电元件32一延伸,液体室31会变形,并对其内的处理液体加压,处理液体可以以微小的液滴状从喷嘴30喷出。
液体喷头11上以列状配置有多个上述喷嘴30,而喷出控制装置13通过控制向压电元件的外加的电压,即,控制驱动信号,对多个喷嘴30分别进行处理液体的喷出控制。具体为,喷出控制装置13可以调节液滴的体积、单位时间内喷出的液滴数目、液滴的弹着间隔(液滴之间的距离)等。例如,通过在排成列状的多个喷嘴中选择性地使用喷出液滴的喷嘴,可以改变多个液滴的弹着间隔。
图7表示的是提供给压电元件的驱动信号的例子。下面,用该图7说明喷出微小圆点、中圆点、大圆点等3种不同体积的液滴的原理。
在图7中,驱动波形[A]是由驱动信号发生电路所生成的基本波形。波形[B]由基本波形的部分1形成,是摇动液体的凹凸面以扩散喷嘴开口附近的增稠的液体,用于预先防止微小液滴的喷出不良。B1表示液体凹凸面静止时的状态,B2表示通过向压电元件缓慢充电,扩大液体室(压力室)的体积并将液体凹凸面少量引入喷嘴内的动作。波形[C]由基本波形的部分2形成,是喷出微小圆点液滴的波形。首先,由静止状态(C1)向压电元件急速充电,将液体凹凸面快速引入喷嘴内。接着,配合已被引入的液体凹凸面再次开始向充满喷嘴的方向振动的时点,略微收缩液体室的体积(C3),由此使微小圆点的液滴飞出来。途中中止放电之后的第2次放电(C4)所起的作用是减振喷出动作之后的液体凹凸面或压电元件的残留信号,同时控制液滴的飞行状态。波形[D]由基本波形的部分3形成,是喷出中圆点的波形。从静止状态(D1)缓慢大量地引入液体凹凸面(D2),并配合液体凹凸面再次向充满喷嘴的方向振动的时点,急剧收缩液体室的体积(D3),由此喷出中圆点的液滴。在D4中,通过压电元件的充电/放电,可以减振液体凹凸面或压电元件的残留振动。波形[E]由基本波形的部分2和部分3的组合形成,是喷出大圆点液滴的波形。首先,通过由E1、E2、E3所示的过程喷出小液滴,并向压电元件外加上配合喷出小液滴之后所残留的少量液体凹凸面的振动以液体充满喷嘴内的时点喷出中圆点液滴的波形。由E4、E5过程喷出的液滴体积大于中圆点,与在先的小圆点液滴合并成为更大的大圆点液滴。通过这样控制驱动信号,可以喷出微小圆点、中圆点、大圆点等不同体积的3种液滴。
另外,图8表示的是每一单位时间内可喷出更多的液滴的驱动信号[F]。
在图8中,F1中的压电元件是以外加中等电位的状态静止的。之后通过向压电元件充电将液体凹凸面急速引入到喷嘴内(F2)。配合液体凹凸面再次向充满喷嘴的方向振动的时点,使压电元件动态延伸,并跟随压电元件的动作收缩液体室,其结果液体凹凸面变突出(F3),喷出液滴。进而,在减振液体凹凸面和压电元件的残留振动的时点再充电至中等电位(F4)。这样,通过快速反复液体凹凸面振动和激发,可以在短周期内喷出液滴。
液滴的弹着间隔可以先把喷出频率设为一定值后调节光学构件和液体喷头之间的相对移动速度而进行控制,也可以先把光学构件和液体喷头之间的相对移动速度设为恒定值后调节喷出频率而进行控制。
通过缩短液滴的弹着间隔,可以提高所定区域上的喷出密度,增加该区域内处理液体的涂布量。相反,通过扩大液滴的弹着间隔,可以降低对所定区域的喷出密度,减少该区域内处理液体的涂布量。在此,液滴的弹着间隔(喷出密度)可以由表示液滴配置位置的位图数据的变更来调节。
图9表示的是光学构件20的表面中调整被分割的每一区域的位图数据的例子。还有,图9的例中,与以上图2中所述的例子相同,作为涂布对象的光学构件20的曲面20a配置成相对于垂直方向向上凸出的形状。因此,有必要使内侧区域的涂布量多于外侧区域。
在图9中所示的例中,作为涂布对象的光学构件20的曲面20a以顶点为中心被分割为多个大致同心状的区域(这里有3个区域40、41、42)。,进而,各区域40、41、42分别被分割成格子状,并由此设定表示液滴的配置位置的多个单位区域(圆点)。在本例的各区域40、41、42当中,与外侧区域相比,内侧区域被分得更细,所述单位区域的大小按照区域42、区域41、区域40的顺序依次递增(42<41<40)。即,在本例中,被分得最细的中央区域42中喷出密度最高,且喷出密度按照区域41、区域40的顺序向外侧依次下降。因此,本例中对喷出密度最高的中央区域42的涂布量(配置量)最多,且按照区域41、区域40的顺序涂布量向外侧依次减少。
还有涂布量的控制可以利用以上说明的涂布次数、每一液滴的体积或重量、及液滴的弹着间隔中的任一种,也可以组合多种利用。
图10表示的是涂布装置的另一实施例。图11表示该涂布装置所具有的液体喷头。
在该涂布装置中,液体喷头H包含多个(在本例中为12个)喷头H1,该多个喷头H1中至少2个以上可以同时喷出处理液体,并将该处理液体集中配置在作为涂布对象的光学构件20表面上(集中描绘)。
具体为,液体喷头H通过支持构件1111及导轨113等,被支持成可自由向图中Y轴方向(副扫描方向)移动。进而,喷头H通过支持构件1111等被支持成可自由向图中θ轴方向旋转。另外,作为涂布对象的光学构件20是被工作台1115所支持,且该工作台1115通过导轨1116等被支持成可自由向图中X轴方向(主扫描方向)移动。
还有,在液体喷头H中,在支持板H7上配置有沿着大致X轴方向成列且在Y轴相隔一定间隔排成2列的多个(图11中为1列6个,共12个)喷头H1。各喷头H1被配置成相对于X轴(或Y轴)倾斜一定角度,且在各喷头H1的喷出面上分别以列状设有喷出液体用的多个喷嘴。
在该涂布装置中,由多个喷头H1中的至少2个以上喷头同时向配置在工作台1115上的光学构件20喷出处理液体,将该处理液体集中配置在光学构件20的表面上。此时,例如通过导轨1113将喷头H向Y轴方向移动,同时通过导轨1116将光学构件20向X方向移动。另外,分别控制由各喷头H1的各喷嘴喷出的处理液体的喷出量,以使处理液体以所需量配置于光学构件20的所需区域里。在该涂布装置中,对光学构件20,由多个喷头H1同时喷出处理液体,因此可以提高喷出速度。
下面说明用于本例的涂布方法的硬涂液(硬涂用组合物)的组成成分。作为涂布用组合物中的固形分,为了确保作为硬涂被膜的充分的性能,将聚合性有机化合物及无机微粒作为必要成分含于其中。
聚合性有机化合物是在硬涂被膜中作为所谓的粘合剂起作用的物质。作为聚合性有机化合物,例如可使用一分子中含有乙烯基、烯丙基、丙烯基、甲基丙烯基、环氧基、巯基、氰基、异氰基、氨基等可聚合的聚合性基团和烷氧基等水解性基团的有机硅化合物。通过作为聚合性有机化合物使用这种有机硅化合物,可以形成硅类硬涂被膜。
作为一分子中含有聚合性基团和水解性基团的有机硅化合物,可举出乙烯基三烷氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(β-甲氧基-乙氧基)硅烷、烯丙基三烷氧基硅烷、丙烯氧基丙基三烷氧基硅烷、甲基丙烯氧基丙基三烷氧基硅烷、甲基丙烯氧基丙基二烷氧基甲基硅烷、巯基丙基三烷氧基硅烷、γ-氨基丙基三烷氧基硅烷、N-β(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二烷氧基硅烷等。
另外,作为一分子中含有环氧基和水解性基团的有机硅化合物,优选的是含单环氧基的三烷氧基硅烷。作为含单环氧基的三烷氧基硅烷,可举出环氧丙氧基甲基三甲氧基硅烷、环氧丙氧基甲基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基甲基三丙氧基硅烷、环氧丙氧基甲基三丁氧基硅烷、α-环氧丙氧基乙基三甲氧基硅烷、α-环氧丙氧基乙基三乙氧基硅烷、α-环氧丙氧基乙基三丙氧基硅烷、α-环氧丙氧基乙基三丁氧基硅烷、β-环氧丙氧基乙基三甲氧基硅烷、β-环氧丙氧基乙基三乙氧基硅烷、β-环氧丙氧基乙基三丙氧基硅烷、β-环氧丙氧基乙基三丁氧基硅烷、α-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、α-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、α-环氧丙氧基丙基三丙氧基硅烷、α-环氧丙氧基丙基三丁氧基硅烷、β-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、β-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、β-环氧丙氧基丙基三丙氧基硅烷、β-环氧丙氧基丙基三丁氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三丙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三丁氧基硅烷、α-环氧丙氧基丁基三甲氧基硅烷、α-环氧丙氧基丁基三乙氧基硅烷、α-环氧丙氧基丁基三丙氧基硅烷、α-环氧丙氧基丁基三丁氧基硅烷、β-环氧丙氧基丁基三甲氧基硅烷、β-环氧丙氧基丁基三乙氧基硅烷、β-环氧丙氧基丁基三丙氧基硅烷、β-环氧丙氧基丁基三丁氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丁基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丁基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丁基三丙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丁基三丁氧基硅烷、δ-环氧丙氧基丁基三甲氧基硅烷、δ-环氧丙氧基丁基三乙氧基硅烷、δ-环氧丙氧基丁基三丙氧基硅烷、δ-环氧丙氧基丁基三丁氧基硅烷、β-甲基环氧丙氧基甲基三甲氧基硅烷、β-甲基环氧丙氧基甲基三乙氧基硅烷、β-甲基环氧丙氧基甲基三丙氧基硅烷、β-甲基环氧丙氧基甲基三丁氧基硅烷、β-甲基-α-环氧丙氧基乙基三甲氧基硅烷、β-甲基-α-环氧丙氧基乙基三乙氧基硅烷、β-甲基-α-环氧丙氧基乙基三丙氧基硅烷、β-甲基-α-环氧丙氧基乙基三丁氧基硅烷、β-甲基-β-环氧丙氧基乙基三甲氧基硅烷、β-甲基-β-环氧丙氧基乙基三乙氧基硅烷、β-甲基-β-环氧丙氧基乙基三丙氧基硅烷、β-甲基-β-环氧丙氧基乙基三丁氧基硅烷、β-甲基-α-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、β-甲基-α-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、β-甲基-α-环氧丙氧基丙基三丙氧基硅烷、β-甲基-α-环氧丙氧基丙基三丁氧基硅烷、β-甲基-β-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、β-甲基-β-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、β-甲基-β-环氧丙氧基丙基三丙氧基硅烷、β-甲基-β-环氧丙氧基丙基三丁氧基硅烷、β-甲基-γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、β-甲基-γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、β-甲基-γ-环氧丙氧基丙基三丙氧基硅烷、β-甲基-γ-环氧丙氧基丙基三丁氧基硅烷、β-甲基-α-环氧丙氧基丁基三甲氧基硅烷、β-甲基-α-环氧丙氧基丁基三乙氧基硅烷、β-甲基-α-环氧丙氧基丁基三丙氧基硅烷、β-甲基-α-环氧丙氧基丁基三丁氧基硅烷、β-甲基-β-环氧丙氧基丁基三甲氧基硅烷、β-甲基-β-环氧丙氧基丁基三乙氧基硅烷、β-甲基-β-环氧丙氧基丁基三丙氧基硅烷、β-甲基-β-环氧丙氧基丁基三丁氧基硅烷、β-甲基-γ-环氧丙氧基丁基三甲氧基硅烷、β-甲基-γ-环氧丙氧基丁基三乙氧基硅烷、β-甲基-γ-环氧丙氧基丁基三丙氧基硅烷、β-甲基-γ-环氧丙氧基丁基三丁氧基硅烷、β-甲基-δ-环氧丙氧基丁基三甲氧基硅烷、β-甲基-δ-环氧丙氧基丁基三乙氧基硅烷、β-甲基-δ-环氧丙氧基丁基三丙氧基硅烷。
或者,作为含单环氧基的三烷氧基硅烷,可举出β-甲基-δ-环氧丙氧基丁基三丁氧基硅烷等脂肪族环氧化合物、或者(3,4-环氧基环己基)甲基三甲氧基硅烷、(3,4-环氧基环己基)甲基三乙氧基硅烷、(3,4-环氧基环己基)甲基三丙氧基硅烷、(3,4-环氧基环己基)甲基三丁氧基硅烷、(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、(3,4-环氧基环己基)乙基三乙氧基硅烷、(3,4-环氧基环己基)乙基三丙氧基硅烷、(3,4-环氧基环己基)乙基三丁氧基硅烷、(3,4-环氧基环己基)丙基三甲氧基硅烷、(3,4-环氧基环己基)丙基三乙氧基硅烷、(3,4-环氧基环己基)丙基三丙氧基硅烷、(3,4-环氧基环己基)丙基三丁氧基硅烷、(3,4-环氧基环己基)丁基三甲氧基硅烷、(3,4-环氧基环己基)丁基三乙氧基硅烷、(3,4-环氧基环己基)丁基三丙氧基硅烷、(3,4-环氧基环己基)丁基三丁氧基硅烷等脂环式环氧化合物。
聚合性有机化合物的配合量优选为硬涂用组合物固形分的10-90重量%,特别优选20-80重量%,最优选30-70重量%范围。若配合量过少,有时与塑料被涂物或之后成膜的防止反射膜的密合性会下降,另一方面如果配合量过多,有时在固化被膜上会生成裂纹。
无机微粒起的是硬涂被膜的所谓填料的作用,一般采用粒径为1-100微米左右的粒子。具体为,由选自Si、Sn、Sb、Ce、Zr、Ti的1种以上金属的氧化物构成的微粒或/和由选自Si、Al、Sn、Sb、Ta、Ce、La、Fe、Zn、W、Zr、In、Ti的2种以上金属的氧化物构成的复合微粒。
作为无机微粒的具体例,有SiO2、SnO2、Sb2O5、CeO2、ZrO2、TiO2的微粒以胶体状分散在分散介质如水、醇类或溶纤剂类及其它有机溶剂的物质。或者是由Si、Al、Sn、Sb、Ta、Ce、La、Fe、Zn、W、Zr、In、Ti等的氧化物中的2种以上无机氧化物构成的多种微粒以胶体状分散在水、醇类或溶纤剂类及其它有机溶剂的物质。
另外,为了提高这些无机微粒在硬涂液中的分散稳定性,也可以使用用有机硅化合物或胺类化合物处理这些微粒表面的物质。作为用于该表面处理的有机硅化合物,可举出单官能性硅烷、三官能性硅烷、四官能性硅烷等。进行处理时,优选水解基与微粒的羟基发生反应的状态,但即使是部分残留的状态,在稳定性方面不存在任何问题。作为胺化合物,可列举氨、乙胺、三乙胺、异丙胺、正丙胺等烷基胺;苄胺等芳烷基胺;哌啶等脂环式胺、一乙醇胺、三乙醇胺等烷醇胺等。这些有机硅化合物和胺化合物的添加量是,相对于无机微粒重量,在1-15重量%左右范围内。
在硬涂用组合物的固形物中无机微粒的配合量以20-80重量%,特别是以30-70重量%为优选。如果配合量少,则组合物的粘度下降,有时无法确保足以形成硬涂被膜的被膜的厚度,另一方面,如果配合量过多,被膜上会出现裂纹。
作为硬涂用组合物中的稀释用溶剂,为了防止喷嘴的堵塞,最好在有机溶剂中添加水。有机溶剂有利于改善润湿性、调节蒸发速度。
作为有机溶剂,可列举甲醇、乙醇、IPA、丁醇等醇类;MEK、2-戊酮、MIBK、2-庚酮等酮类;醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、醋酸异丙酯、醋酸丁酯、醋酸异丁酯、醋酸叔丁酯、醋酸异戊酯、丙酯甲酯、丙酸丁酯、3-甲氧基丁基乙酸酯等酯类;甲基溶纤素、乙基溶纤素、丁基溶纤素、异丙基溶纤素、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚等溶纤素类;1,4-二氧杂环己烷,这些可以单独使用1种或混合2种以上使用。
另外,作为有机溶剂,可以配合沸点在200℃以上的高沸点水溶性有机溶剂,以用作防止堵塞的液状润湿剂。作为水溶性有机溶剂,例如可以单独使用乙二醇、三甘醇、甘油等碳数为2-10的2元-5元醇类;甲酰胺类;咪唑啉酮类;吡咯烷酮;氨类等含氮烃溶剂或含硫烃溶剂中的1种或者混合2种以上添加。
此外,为了加快硬涂用组合物的固化速度,可以配合乙硅烷。乙硅烷化合物例如可使二烯丙基碳酸酯和三氯硅烷等进行加成反应后再进行烷氧化而得到。或者使两末端具有可加成的取代基且其内部含有可环氧化的官能团的化合物与三氯硅烷等进行加成反应后再进行烷氧化而得到。
通过乙硅烷的配合,可以提高固化速度,缩短固化时间,这有利于减少涂布形成工序中在涂布表面附着灰尘或杂质的可能性,可提高合格率。进而,具有提高染色性的效果、可减少下述的多官能性环氧化合物的配合量的效果、或淡化存在于所涂布的对象物表面上的伤痕等不良位置的存在的优良的效果。
该乙硅烷的配合量为固形分的3-40重量%,特别优选为5-20重量%。如果配合量过少,有时体现不出促进反应效果,另一方面,如果配合量过多,有时涂膜的耐水性会下降,或者涂液的适用期会缩短。
另外,在硬涂用组合物中,为了提高作为染色成分的作用或耐水性、耐温水性,配合多官能性环氧化合物为宜。这种多官能性环氧化合物广泛应用于涂料、粘合剂、浇铸用等。例如,经过氧化法而成刚性的聚链烯烃类环氧树脂;由环戊二烯氧化物或环己烷氧化物、及六氢苯二甲酸和环氧氯丙烷得到的聚缩水甘油酯等脂环式环氧树脂;由双酚A或儿茶酚、间苯二酚等多元酚、或者(聚)乙二醇、(聚)丙二醇、新戊二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、双甘油、山梨糖醇等多元醇和环氧氯丙烷得到的聚缩水甘油醚;环氧化植物油;由酚醛清漆型酚醛树脂和环氧氯丙烷得到的环氧酚醛清漆树脂;由酚酞和环氧氯丙烷得到的环氧树脂;甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸甲酯丙烯酸类单体或苯乙烯等的共聚物;还有由所述环氧化合物和含一元羧酸的(甲基)丙烯酸的缩水甘油基开环反应得到的环氧丙烯酸酯等。
进而,作为多官能性环氧化合物,可列举1,6-己二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、二甘醇二缩水甘油醚、三甘醇二缩水甘油醚、四甘醇二缩水甘油醚、九甘醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、一缩二丙二醇二缩水甘油醚、二缩三丙二醇二缩水甘油醚、四丙二醇二缩水甘油醚、九丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、新戊二醇羟基三甲基乙酸酯的二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、双甘油四缩水甘油醚、季戊四醇二缩水甘油醚、季戊四醇三缩水甘油醚、一缩二季戊四醇四缩水甘油醚、山梨糖醇四缩水甘油醚、三(2-羟乙基)三聚异氰酸酯的二缩水甘油醚、三(2-羟乙基)三聚异氰酸酯的三缩水甘油醚等脂肪族环氧化合物、异佛尔酮二醇缩水甘油醚、双-2,2-羟基环己基丙烷二缩水甘油醚等脂环族环氧化合物、间苯二酚二缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、双酚S二缩水甘油醚、邻苯二甲酸二缩水甘油醚、苯酚酚醛清漆聚缩水甘油醚、甲酚酚醛清漆聚缩水甘油醚等芳香族环氧化合物等。
其中,优选1,6-己二醇二缩水甘油醚、二甘醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、三(2-羟乙基)三聚异氰酸酯的三缩水甘油醚等脂肪族环氧化合物。
多官能性环氧化合物的配合量优选在固形分的5-40重量%,特别优选在5-20重量%范围内。若配合量过少,有时涂膜的耐水性不够充分,而如果配合量过多,则在硬涂膜上形成防止反射膜时,有时与无机蒸镀膜间的密合性不够充分。
另外,也可以添加由通式Si(OR)4表示的四官能性硅烷化合物。具体为,四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、四苯氧基硅烷、四乙酸基硅烷、四烯丙氧基硅烷、四(2-甲氧基乙氧基)硅烷、四(2-乙基丁氧基)硅烷、四(2-乙基己氧基)硅烷等。这些可以单独使用,也可以混合2种以上使用。另外,这些最好是在无机溶剂或醇等有机溶剂中,在酸的存在下经水解使用。
另外,硬涂用组合物中可以配合固化催化剂。作为固化催化剂,可列举以下的(1)-(4)组。可以使用选自
(1)以Fe(III)、Al(III)、Sn(IV)或Ti(IV)等金属元素为中心原子的乙酰丙酮化物、
(2)高氯酸镁或高氯酸铵、
(3)脂肪酸的饱和或不饱和羧酸、芳香族羧酸、或这些酸的酸酐、
(4)以Li(I)、Cu(II)、Mn(II)或Mn(III)等金属原子为中心原子的乙酰丙酮化物的1种或并用2种以上。为了提高适用期,特别优选(1)-(3)组固化催化剂和(4)组固化催化剂的合用催化剂。
固化催化剂的配合量优选为硬涂用组合物的固形分的0.2-10重量%,特别优选0.5-3重量%。若配合量过少有时体现不出配合效果,而另一方面有时配合量过多也不可能进一步提高固化速度,因此不够经济。
另外,除了上述的成分以外,硬涂用组合物中还可以含有颜料、染料等着色剂、紫外线吸收剂、流平剂、表面活性剂、粘度调节剂、pH调节剂、光致变色化合物、受阻胺受阻酚类等耐光耐热稳定剂、抗氧化剂、防静电剂等成分。这些成分构成固形分。
还有,为了提高密合性,在涂布所述硬涂液之前最好预先对成为涂布对象的光学构件表面进行碱处理、酸处理、表面活性剂处理、利用无机或有机微粒的研磨处理、底漆处理或等离子体处理。另外,最好用超纯水清洗。
作为所述硬涂被膜的膜厚,优选在0.05-30微米的范围内。若膜厚过薄有时不具有基本的性能,而如果过厚,会损及表面的平滑性,有时会发生光学变形。
另外,用所述硬涂用组合物并采用液滴喷出方式涂布被涂物之后,通过在40-200℃,优选在80-130℃温度下干燥30分钟-8小时,可以在被涂物表面形成硬涂被膜。
此外,所述组合物是热固化性的,但也可以使用紫外线固化型或电子束固化型聚合性有机化合物。
例如,可举出以由紫外线的照射生成硅烷醇基的聚硅氧烷化合物和具有可与硅烷醇基缩合反应的卤原子或氨基等反应基团的聚有机硅氧烷为主成分的光固化性聚硅氧烷组合物、三菱人选纤维(株)制的UK-6074等丙烯酸类紫外线固化型单体组合物。
由此得到的硬涂被膜上,根据需要可以形成防止反射膜。该防止反射膜可利用真空蒸镀法、离子电镀法、溅射法使无机膜成膜而形成。在真空蒸镀法中,可以采用在蒸镀时同时照射离子束的离子束补助法。另外,作为膜构成,可以是单层或是2层以上的多层。
作为用于形成防止反射膜的无机材料,可举出SiO2、SiO、ZrO2、TiO、Ti2O3、Ti2O5、Al2O3、Ta2O5、CeO2、MgO、Y2O3、SnO2、MgF2、WO3等。这些无机材料可以单独使用,也可以使用2种以上的混合物。
另外,在形成防止反射膜时,为了提高密合性,最好进行硬涂被膜的表面处理。作为该表面处理,可列举酸处理、碱处理、紫外线照射处理、氩或氧气氛下利用高频放电进行的等离子体处理、氩或氧或者氧等的离子束处理等。
图12、图13、图14是表示本发明的光学装置的实施例的图。图12是眼镜,图13是照相机,图14是投影机(投射型显示装置)。
图12中所示的眼镜300及图13中所示的照相机310分别具有透镜301、311,且该透镜301、311表面上采用上述的涂布装置及涂布方法经硬涂加工等涂布有具有一定功能的处理液体。因采用上述涂布装置及涂布方法涂布了处理液体,对透镜301、311进行表面处理而得到的涂布膜的平坦性高,眼镜300及照相机310分别具有良好的光学性能。
图14中所示的投影机320是将透过型液晶模件用作RGB用光阀321R、321G、321B的液晶投影机。在该投影机320中,当从金属卤化物灯等白色光源的灯单元322射出光线时,通过反射镜323、324、325及分色镜326、327等,分为对应于R、G、B3原色的光成分R、G、B(光分离机构),分别引入到所对应的光阀321R、321G、321B(液晶光阀)。此时光成分B的光程较长,为了防止光损失,通过由入射透镜330、中继透镜331及射出透镜332构成的中继透镜系统而引入。之后,经光阀321R、321G、321B调节的对应于三原色的光成分R、G、B从三个方向入射至分色棱镜333(光合成机构),完成再次合成之后通过投射透镜334,作为彩色图像投射至投影屏335等上。
另外,在该投影机320中,在入射透镜330、中继透镜331、射出透镜332及投射透镜334中至少一个透镜的表面上,用所述涂布装置及涂布方法经硬涂加工等涂布有具有一定功能的处理液体。因采用了所述涂布装置及涂布方法涂布处理液体,对于所述透镜进行表面处理而得的涂布膜的平坦性较高,投影机320具有良好的光学性能。
以上参照附图说明了本发明的理想的实施例,但本发明并不限于这些例子。在上述的例子中所示的各构成构件的各种形状及组合等只是其中一例,在不脱离本发明目的的范围内根据设计要求等可以进行多种变更。
根据本发明的涂布方法及涂布装置,可以对根据构件表面的形状而被分为多个区域的每个区域进行涂布量的控制,可以抑制受重力的影响所产生的曲面的上部区域和下部区域之间的膜厚差,在其曲面上形成均匀的涂布膜。
另外,通过以液滴状将处理液体涂布于构件的曲面上,可以提高处理液体的利用效率。
此外,根据本发明的光学构件,由于表面处理的涂布膜的平坦性较高,因此可以得到良好的性能功能。
还有,根据本发明的光学装置,通过具备所述光学构件,可以提高光学性能。
Claims (11)
1.一种涂布方法,是向构件表面涂布处理液体的方法,其特征在于,通过涂布装置将所述处理液体以液滴状涂布于所述构件表面的同时,根据所述构件表面的形状将该表面分割成多个区域,并对各区域的涂布量进行控制,所述涂布装置具有基座、设在基座上且支持被涂构件的操作台、介于基座和操作台之间并且可移动地支持操作台的第1移动装置、可对被操作台所支持的被涂构件喷出液滴状处理液体的液体喷头、可移动地支持液体喷头的第2移动装置、和控制液体喷头的液滴喷出动作的喷出控制装置。
2.根据权利要求1所述的涂布方法,其特征在于,所述多个区域中,使相对于垂直方向位于上方的区域上的所述处理液体涂布量多于其它区域。
3.根据权利要求2所述的涂布方法,其特征在于,当所述构件的涂布面呈相对于垂直方向向上凸出的形状时,将该曲面分为大致同心状的多个区域,并且在该多个区域中,使内侧区域上的所述处理液体涂布量多于外侧区域。
4.根据权利要求2所述的涂布方法,其特征在于,当所述构件的涂布面呈相对于垂直方向向上凹进的形状时,将该曲面分为大致同心状的多个区域,并且在该多个区域中,使外侧区域的所述处理液体涂布量多于内侧区域。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的涂布方法,其特征在于,通过调整所述液滴的每一滴体积或重量及所述液滴的弹着间隔中的至少一种,控制所述涂布量。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的涂布方法,其特征在于,向所述构件表面多次重复涂布所述处理液体的同时,设定每一所述多个区域的所述重复涂布次数。
7.一种涂布装置,是将处理液体涂布于构件表面的装置,其特征在于,具有基座、设在基座上且支持被涂构件的操作台、介于基座和操作台之间并且可移动地支持操作台的第1移动装置、可对被操作台所支持的被涂构件喷出液滴状处理液体的液体喷头、可移动地支持液体喷头的第2移动装置、和控制液体喷头的液滴喷出动作的喷出控制装置,且所述喷出控制装置根据所述构件表面的形状将该表面分割成多个区域,并对每一区域进行涂布量的控制。
8.根据权利要求7所述的涂布装置,其特征在于,所述喷出控制装置通过调整从所述液体喷头喷出的液滴的每一滴体积或重量及液滴的弹着间隔中的至少一种,控制所述涂布量。
9.根据权利要求7或8所述的涂布装置,其特征在于,所述喷出控制装置向所述构件表面多次重复涂布所述处理液体的同时,设定每一所述多个区域的所述重复涂布次数。
10.一种光学构件,其特征在于,具有用权利要求7至9中的任一项所述的涂布装置涂布了处理液体的表面。
11.一种光学装置,其特征在于,具有权利要求10所述的光学构件。
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