JP2006003631A

JP2006003631A - 遮光羽根およびこれを用いた光路開閉装置

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Publication number: JP2006003631A
Application number: JP2004179915A
Authority: JP
Inventors: Makoto Miyagi; 誠宮城; Isamu Kawada; 勇川田
Original assignee: Canon Electronics Inc
Current assignee: Canon Electronics Inc
Priority date: 2004-06-17
Filing date: 2004-06-17
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2024-06-17
Also published as: JP4571827B2

Abstract

【課題】製造が容易であって、高強度かつ高弾性を有する安定した品質の安価な遮光羽根がなかった。
【解決手段】光路を開閉するための遮光羽根１３であって、３以上の奇数枚の液晶ポリマーフィルム２２〜２４を相互に重なり合う液晶ポリマーフィルム２２，２３および２３，２４の結晶配向方向が交差するように積層してなり、積層方向中央に位置する液晶ポリマーフィルム２３を基準として対称な積層位置にある対の液晶ポリマーフィルム２２，２４の結晶配向方向が積層方向中央に位置する液晶ポリマーフィルム２３の結晶配向方向に対して幾何学的に対称に交差するか、あるいは積層方向中央に位置する液晶ポリマーフィルム２３の結晶配向方向と平行となっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、カメラなどの光学機器などにおける光路を開閉するための遮光羽根およびこの遮光羽根を用いた光路開閉装置に関する。

カメラなどの光学機器の光路を開閉するシャッタや絞りなどの光路開閉装置において、シャッタ羽根や絞り羽根を構成する遮光羽根は、極めて短時間の間に光路を横切るように移動およびその停止を行う必要があり、駆動源の負荷を軽減するために軽量かつ高剛性であることが望まれる。また、これらの遮光羽根はフィルムやＣＣＤなどの感光体に対して光を遮る必要があることから、遮光性を有すると同時に表面の反射率が低く、しかもある程度の平面性が要求される。さらに、光路開閉装置においては複数枚の遮光羽根を重ね合わせて作動させる構成となっているものが多く、相互に重なり合う接触部分の潤滑性や帯電防止性が必要となる。上述した遮光羽根の表面の平面性は、その作動時において隣り合う遮光羽根との衝突による破損を防止する上でも重要となる。

このような遮光羽根に要求される特性を満たすため、従来から種々の素材を用いたものが提案されている。例えば、特許文献１には、複数のポリエステルなどの結晶性高分子化合物のフィルム層間に、少なくとも一層の金属層を挟んで遮光手段としたカメラ用シャッタが開示されている。また、プラスチックフィルム層の間に、一層以上の黒色塗料などの塗膜層を挟んで遮光手段とすることを教示している。加えて、プラスチックフィルムの少なくとも一層に、黒色顔料あるいは黒色染料を含有させることが開示されている。特許文献２には、フィルム厚が１００μm程度以下、好ましくは７０μm以下で１０程度以上の光学濃度が得られるような組成からなる二軸延伸ポリエステルフィルムに、熱硬化性の艶消し塗料をコーティングし、さらに帯電防止材を付着させた光学機器用プラスチック製羽根が開示されている。特許文献３には、基材フィルムに熱可塑性樹脂を主成分とするフィルムを用い、その両面にカーボンブラック，滑材および艶消し剤を含む熱硬化性樹脂からなる層を設けて遮光性フィルムを構成することが開示されている。特許文献４にはアルミニウム合金を素材にしたカメラ用の遮光羽根が開示され、特許文献５には、炭素繊維強化熱硬化性樹脂薄板（以下、ＣＦＲＰと記述する）をシャッタ羽根に適用すること、およびそのマトリックス樹脂にカーボンブラックなどを含む黒色顔料を混入することで遮光性を得ることが開示されている。さらに、特許文献６には反りの少ないＣＦＲＰが開示され、特許文献７には、ＣＦＲＰが軽量，高強度，高弾性，耐衝撃性および振動減衰性を備えていることが開示されている。

特開昭５７−６０３１５号公報特開昭５７−１１８２２６号公報特開平９−２７４２１８号公報特開昭５７−２４９２５号公報特開昭４９−８４２３２号公報特開昭５１−１４９６９号公報特開昭５３−１０１０８０号公報

ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと記述する）を素材にした遮光羽根は、製造コストが低く、比重も軽いため、低価格領域のカメラなどで広く使用されている。しかしながら、ＰＥＴは引張弾性率などの機械的強度が弱いため、走行中もしくは制動時に発生する振動や衝撃などで遮光羽根が撓んでしまい、遮光羽根相互の衝突やこれによる破損が発生しやすく、高速で走行するフォーカルプレーンシャッタなどで用いることができない。

また、アルミニウム合金などの金属を素材にした遮光羽根は、機械的強度も高く、高速のシャッタ装置に組み込むことが可能であるが、材料自体の比重が大きいことから遮光羽根自体の重量が嵩み、大きなチャージエネルギーを必要とする。さらに、走行中および制動時に発生する振動、いわゆる波打ちが非常に大きく、この波打ち状態がなかなか収まらないため、上述したＰＥＴと同様に遮光羽根相互の衝突ならびに破損の発生という問題がある。

一方、ＣＦＲＰを素材とした遮光羽根は、軽量で弾性率も高く、シャッタ速度が高速であっても走行中および制動中の波打ちが非常に少なく、仮に波打ちが発生したとしても迅速に減衰してしまう特性を有する。従って、遮光羽根相互の衝突やこれによる破損の可能性がなく、非常に高い耐久性を実現することが可能である。しかしながら、ＣＦＲＰはその材料自体が高価である上、その製造時の前駆体であるプリプレグシートを複数枚積層し、この積層物をプレスしたまま加熱するという非常に手間のかかる工程で製造する必要がある。また、これによって得られたシートも、炭素繊維のばらつきによる目開きなどの不良が発生しやすく、強度のばらつきや反りなどによる不良品の発生率が高い欠点を有するため、品質管理の手間が掛かることと相俟って製造コストも非常に高いものとなってしまう。

ところで、エンジニアリングプラスチックとして知られ、一般の高分子物質と同様な低密度を有する液晶ポリマー（以下、ＬＣＰと記述する場合がある）を押出し成形によりフィルム状に成形した場合、各ドメイン（ポリマー鎖）毎にランダムな方向を向いていた各分子が押出し方向に沿って向きを揃え、配向性を示すこととなる。これにより、ＬＣＰは一般の高分子物質に見られない高強度および高弾性を示す。つまり、ＬＣＰにおける高弾性の発現機構は、ドメインの成形方向への配向に依存しているため、その弾性率は異方性を示し、成形方向に沿っては高弾性率を有するものの、これと直交する方向の弾性率が著しく低い場合がほとんどである。この結果、成形方向に沿って簡単に裂けるようなＬＣＰフィルムができてしまうことが多かった。構造材料としてＬＣＰの使用を考慮した場合、上述したような弾性率の著しい異方性は、信頼性の欠如をもたらすと共にその実用化を困難なものとしている。

本発明は、高強度かつ安定した品質の安価な遮光羽根およびこれを用いた光路開閉装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために本発明の遮光羽根は、光路を開閉するための遮光羽根であって、３以上の奇数枚の液晶ポリマーフィルムを相互に重なり合う液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向が交差するように積層してなり、積層方向中央に位置する液晶ポリマーフィルムを基準として対称な積層位置にある対の液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向が積層方向中央に位置する液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向に対して幾何学的に対称に交差するか、あるいは積層方向中央に位置する液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向と平行となっていることを特徴とする。

また本発明の遮光羽根は、光路を開閉するための遮光羽根であって、４以上の偶数枚の液晶ポリマーフィルムを相互に重なり合う液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向が交差するように積層してなり、積層方向中央に臨む一対の液晶ポリマーフィルムの界面を基準として対称な積層位置にある対の液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向が相互に平行または相互に交差していることを特徴とする。

また本発明の光路開閉装置は、前記遮光羽根を用いた光路開閉装置であって、少なくとも１層の液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向が遮光羽根の移動方向に対してほぼ直交していることを特徴とする。

本発明の遮光羽根によると、高強度かつ高弾性を有する安定した品質の安価な遮光羽根を実現することができる。

本発明の光路開閉装置によると、本発明の遮光羽根を用い、少なくとも１層の液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向を遮光羽根の移動方向に対してほぼ直交させたので、製造が容易であって高強度かつ高弾性を有し、反りの少ない軽量な遮光羽根を用いた光路開閉装置を実現することができる。

本発明の第１の形態は、光路を開閉するための遮光羽根であって、３以上の奇数枚の液晶ポリマーフィルムを相互に重なり合う液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向が交差するように積層してなり、積層方向中央に位置する液晶ポリマーフィルムを基準として対称な積層位置にある対の液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向が積層方向中央に位置する液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向に対して幾何学的に対称に交差するか、あるいは積層方向中央に位置する液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向と平行となっていることを特徴とするものである。

具体的には、３枚のＬＣＰフィルムを積層する場合、これらの結晶配向方向が積層方向一端側のＬＰＣフィルムの結晶配向方向を基準（０°）として順に例えば０°/９０°/０°，０°/６０°/１２０°，０°/４５°/９０°という具合に交差させたり、さらに５枚のＬＣＰフィルムを積層する場合には、例えば０°/４５°/０°/１３５°/０°という具合に交差させることで達成される。

また、本発明の第１の形態による遮光羽根において、積層方向中央に位置する液晶ポリマーフィルムを基準として対称な位置にある２組の相互に重なり合う液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向の交差角を上述した例のように等しく設定することが好ましい。

本発明の遮光羽根によると、３以上の奇数枚の液晶ポリマーフィルムを相互に重なり合う液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向が交差するように積層し、積層方向中央に位置する液晶ポリマーフィルムを基準として対称な積層位置にある対の液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向を積層方向中央に位置する液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向に対して幾何学的に対称に交差するか、あるいは積層方向中央に位置する液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向と平行にしたので、同じ厚さの場合にＰＥＴを２軸延伸したフィルム以上の強度を持つ軽量な遮光羽根を得ることができる。また、遮光羽根としての物性的バランスが改善され、反りなどの発生が非常に少ない遮光羽根を得ることが可能となる。さらに、光学濃度がぼぼ０のＰＥＴなどと比較して材料自体が不透明で遮光性に優れており、２５μmの膜厚のＬＣＰフィルムで０.５程度の光学濃度を持っているため、これを３枚以上積層することで光学濃度を１.５〜２程度に高めることができ、遮光性の点でさらに有利である。

積層方向中央に位置する液晶ポリマーフィルムを基準として対称な位置にある２組の相互に重なり合う液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向の交差角を等しく設定した場合、遮光羽根としての物性的バランスをさらに向上させることができ、反りなどの発生を確実に防ぐことができる。

また、本発明の第２の形態は、光路を開閉するための遮光羽根であって、４以上の偶数枚の液晶ポリマーフィルムを相互に重なり合う液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向が交差するように積層してなり、積層方向中央に臨む一対の液晶ポリマーフィルムの界面を基準として対称な積層位置にある対の液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向が相互に平行または相互に交差していることを特徴とするものである。

具体的には、４枚のＬＣＰフィルムを積層する場合、これらの結晶配向方向が最上層のＬＰＣフィルムの結晶配向方向を基準（０°）として積層順に例えば０°/４５°/１３５°/０°，０°/６０°/１２０°/０°という具合に交差させることで達成される。

また、本発明の第２の形態による遮光羽根において、積層方向中央に臨む一対の液晶ポリマーフィルムの界面を基準として対称な位置にある２組の相互に重なり合う液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向の交差角を上述した例のように等しく設定することが好ましい。

本発明にて用いられるＬＰＣは、機械的強度の観点から全芳香族系ＬＰＣを採用することが好ましく、特にポリエステル樹脂の一種であるサーモトロピックＬＰＣが有効である。

かかるＬＣＰをフィルム化する方法としては、周知の方法を用いることができるが、工業的見地から溶融状態で混練・押出しする方法が好ましい。例えば、１軸または２軸の押出機を用い、Ｔダイから溶融樹脂を押出して一軸延伸・二軸延伸後に巻き取るＴダイ法や、環状ダイスから溶融樹脂を円筒状に押出し、冷却して巻き取るインフレーション成膜法を挙げることができる。本発明においては、このような押出しによって成形されたフィルムの中でも、フィルムの押出し方向（以下、ＭＤ方向と記述する）と、このＭＤ方向に対してフィルム面内で直交する方向（以下、ＴＤ方向と記述する）との機械的強度の異方性が大きいものが好ましい。特に、ＭＤ方向の曲げ弾性率とＴＤ方向の曲げ弾性率との比、つまり曲げ弾性率の異方性（以下、これをＭＤ/ＴＤと表記する）が３〜４０の範囲にあるフィルムが好ましい。

また、ＭＤ方向の曲げ弾性率が高いという理由のため、分子配向度（ＳＯＲ：Segment Orientation Ratio）が１.１〜１.６のＬＣＰフィルムが好ましい。この分子配向度（以下、ＳＯＲと記述する）は、分子を構成するセグメントについての分子配向の度合いを与える指標であり、従来のＭＯＲ（Molecular Orientation Ratio）とは異なり、試料の厚さに無関係な値である。このＳＯＲは、以下のように算出される。すなわち、まず周知のマイクロ波分子配向度測定機において、マイクロ波の進行方向に対して試料であるＬＰＣフィルムの表面が垂直になるようにこれをマイクロ波共振導波管中に挿入し、試料を透過したマイクロ波の電場強度、つまりマイクロ波透過強度を測定する。そして、この測定値に基づき、以下の式１により屈折率ｍを算出する。
ｍ＝（Ｚ₀/Δｚ）×（１−ν_max/ν₀）（式１）

式１において、Ｚ₀は装置の定数、Δｚは試料の平均膜厚、ν_maxはマイクロ波の振動数を変化させた時の最大マイクロ波透過強度を与える振動数、ν₀は平均膜厚が０のとき、つまり試料がない場合の最大マイクロ波透過強度を与える振動数である。

マイクロ波の振動方向に対する試料の回転角が０°の時、つまりマイクロ波の振動方向と、試料の分子が最もよく配向されている方向であって最小マイクロ波透過強度を与える方向とが合致している時の屈折率ｍをｍ₀、試料の回転角が９０°の場合の屈折率ｍをｍ₉₀とした場合、ＳＯＲはｍ₀/ｍ₉₀で表される。

曲げ弾性率の異方性を示すＭＤ/ＴＤが３未満またはＳＯＲが１.１未満の場合、曲げ弾性率の異方性に基づく機械的強度の差は小さくなり、フィルム面内において結晶配向方向が等方性に近くなるものの、機械的強度が小さくなってしまい、例えば高速動作のシャッタ羽根に要求される高強度・高弾性を満たすことができない。また、ＭＤ/ＴＤが４０を越えたりＳＯＲが１.６を越えると、ＴＤ方向のフィルムの強度が弱すぎてしまい、簡単に成形方向に裂けるような事故が頻発する。

ところで、結晶配向方向が相互に異なるＬＣＰフィルムの積層枚数が多くなると、曲げ弾性率の異方性が緩和されて等方性に近づくため、本発明の顕著な効果を得るための障害となる。しかも、積層枚数が多いと、その製造のための工数が多くなって生産性も悪化してしまうため、３〜８枚、好ましくは３〜５枚のＬＣＰフィルムを積層することが最適である。

本発明の遮光羽根によると、４以上の偶数枚の液晶ポリマーフィルムを相互に重なり合う液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向が交差するように積層し、積層方向中央に臨む一対の液晶ポリマーフィルムの界面を基準として対称な積層位置にある対の液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向を相互に平行または相互に交差させたので、同じ厚さの場合にＰＥＴを２軸延伸したフィルム以上の強度を持つ軽量な遮光羽根を得ることができる。また、遮光羽根としての物性的バランスが改善され、反りなどの発生が非常に少ない遮光羽根を得ることができる。さらに、光学濃度がほぼ０のＰＥＴなどと比較して材料自体が不透明で遮光性に優れており、２５μmの膜厚のＬＣＰフィルムで０.５程度の光学濃度を持っているため、これを４枚以上積層することで光学濃度を２〜２.５程度に高めることができ、遮光性の点でさらに有利である。

積層方向中央に臨む一対の液晶ポリマーフィルムの界面を基準として対称な位置にある２組の相互に重なり合う液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向の交差角を等しく設定した場合、遮光羽根としての物性的バランスをさらに向上させることができ、反りなどの発生を確実に防ぐことができる。

本発明の第１および第２の形態による遮光羽根において、最外層に位置する一対の液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向が相互に平行であることが好ましい。

最外層に位置する一対の液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向を相互に平行にした場合、例えば３枚のＬＣＰフィルムをこれらの結晶配向方向が最上層のＬＰＣフィルムの結晶配向方向を基準（０°）として積層順に例えば０°/９０°/０°に設定した場合、最外層を構成するＬＣＰフィルムのＭＤ方向の曲げ弾性率をＥ₁，その厚さをＴ₁とし、積層方向中央に位置するＬＣＰフィルムのＴＤ方向に沿った曲げ弾性率をＥ₂，その厚さをＴ₂とすると、積層された遮光羽根の厚さＨは２Ｔ₁＋Ｔ₂であるので、この遮光羽根の全体的な曲げ弾性率Ｅは以下の式２にて算出される。
Ｅ＝[Ｅ₂Ｔ₂ ³＋Ｅ₁｛（２Ｔ₁＋Ｔ₂）³−Ｔ₂ ³｝]／Ｈ³ （式２）
一般的にはＴ₁＝Ｔ₂＝Ｔ，Ｈ＝３Ｔであるので、上の式２は
Ｅ＝（Ｅ₂＋２６Ｅ₁）／２７（式３）
となる。つまり、最外層に位置するＬＣＰフィルムのＭＤ方向の曲げ弾性率は、積層方向中央に位置するＬＣＰフィルムのＴＤ方向の曲げ弾性率に比べて２６倍も遮光羽根全体の曲げ弾性率に寄与することとなる。換言すれば、遮光羽根の機械的強度に関しては、最外層に位置するＬＣＰフィルムの物性が大きく影響するので、最外層に位置するＬＣＰフィルムの結晶配向方向が遮光羽根の移動方向に対して直交させることが極めて有効である。ただし、遮光羽根の物理的バランスを得るために遮光羽根の移動方向に対して直交する方向を基準として、各ＬＣＰフィルムの結晶配向方向が幾何学的に対称となっていることが好ましい。

相互に重なり合う液晶ポリマーフィルムの間にカーボンブラックなどの遮光剤を含む遮光性改善層が形成されていてもよい。この遮光性改善層としてエポキシ樹脂などの接着剤を採用することができる。この場合、各ＬＣＰフィルム間にカーボンブラックなどの黒色顔料が混合された接着剤を塗布してこれらを重ね合わせ、加熱などによりＬＣＰフィルムを一体化させることができる。ＬＣＰフィルムの一体化を熱溶着や超音波溶着などで行うことにより、生産性の向上と製造コストの低減およびリサイクル性の大幅な改善が可能となる。特に、ホットプレスによる熱溶着が好ましい。

少なくとも１層の液晶ポリマーフィルムにカーボンブラックなどの遮光剤を添加することができる。遮光剤をＬＣＰフィルム中に分散させる場合、周知の方法を用いることができるが、工業的見地から溶融状態で各成分を混練する方法が好ましい。この溶融混練には一般に用いられている一軸または二軸の押出し機や、各種ニーダーなどの混練装置を用いることができるが、特に二軸の高混練機が好ましい。混練に際しては、各成分を予めタンブラーまたはヘンシェルミキサーの如き装置にて均一に混合してもよいし、場合によってはこれらの混合を省き、混練装置にそれぞれ別個に定量供給する方法を採用することも可能である。

最外層に位置する液晶ポリマーフィルムの表面に遮光性，潤滑性および帯電防止性のうちの少なくとも１つの機能を有する機能層・塗膜を形成することが好ましい。

塗膜の形成方法としては、ベース樹脂（エポキシ系、ポリエステル系、ウレタン系）へ遮光性と帯電防止性を有するカーボンブラック等の黒色顔料、また摺動性を有するフッ素系の摺動性成分を添加し、シンナーで粘度調整した塗料をスプレー・浸漬等の方法により塗布した後、加熱硬化し形成する。膜厚としては、１〜１０μm、好ましくは３〜７μm程度である。

最外層に位置する一対の液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向を相互に平行にした場合には、遮光羽根としての大きな機械的強度を発現させることができ、特にこれら最外層に位置する一対の液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向を遮光羽根の移動方向に対して直交させることにより、遮光羽根に求められる機械的強度を有効に働かせることが可能となる。

相互に重なり合う液晶ポリマーフィルムの間に遮光剤を含む遮光性改善層を形成した場合、得られる遮光羽根の遮光性を向上させることができる上、この遮光性改善層を接着剤を主体に形成することにより、相互に重なり合う液晶ポリマーフィルムの接合力を確実に向上させることができる。

少なくとも１層の液晶ポリマーフィルムに遮光剤を添加した場合、遮光剤が添加されたＣＦＲＰのように複雑な手間を全く必要とせず、ＬＣＰフィルムの成形時にカーボンブラックなどの遮光剤を分散および練り混むことができるので、より多量の遮光剤を均一に混入させることが可能であり、遮光特性をさらに向上させることができる。

最外層に位置する液晶ポリマーフィルムの表面に、遮光性，潤滑性および帯電防止性のうちの少なくとも１つの機能を有する機能層を形成した場合、遮光羽根としての機能をさらに向上させることができる。

本発明の第３の形態は、本発明の第１の形態による遮光羽根を用いた光路開閉装置であって、少なくとも１層の液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向が遮光羽根の移動方向に対してほぼ直交していることを特徴とするものである。

遮光羽根の厚さは、５０〜２００μmの範囲にあることが好ましく、特に７０〜１２０μmの範囲となるようにすることが有効である。遮光羽根の厚さが５０μm未満の場合、遮光羽根としての機械的強度が不足する上に遮光性も不足してしまう可能性がある。逆に、厚さが２００μmを超えると、機械的強度は増加するものの、遮光羽根自体の重量増に伴う慣性質量の増大により、駆動系などに負担がかかってしまう。特に、フォーカルプレーンシャッタに採用した場合、先膜と後膜との距離が離れてしまい、シャッタ効率が落ちてしまうこととなる。

本発明による遮光羽根をフォーカルプレーンシャッタに応用した一実施形態について、図１〜図４を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施形態のみに限らず、特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の技術にも当然応用することができる。

本実施形態によるフォーカルプレーンシャッタユニットの正面形状を図１に示し、そのII−II矢視断面構造を図２に示す。すなわち、このフォーカルプレーンシャッタユニット１０は、いわゆる縦走りタイプと呼称されているものであり、先膜１１および後膜１２として、相互に重なり合う複数枚（図示例ではそれぞれ５枚および４枚）の遮光羽根１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１を用いている。このようなフォーカルプレーンシャッタユニット１０自体の具体的構成は、特開平１０−１８６４４８号公報，特開２００２−２２９０９７号公報，特開２００３−２８００６５号公報などで周知の通りである。

本実施形態における遮光羽根１３〜２１のうちの１枚の遮光羽根（以下、便宜的にこれらを代表して１３で示す）の分解状態を図３に示し、その断面構造を図４に示す。すなわち、３枚のＬＣＰフィルム２２，２３，２４をこれらの配向方向が９０度ずつ交差するように積層してなる本実施形態の遮光羽根１３の表裏両面には、その遮光性を改善するための黒色塗料が塗布され、本発明における機能層２５を構成している。また、相互に重なり合うＬＣＰフィルム２２，２３および２３，２４の間には、遮光性改善層２６がそれぞれ形成されている。図１中、上下方向に走行する本実施形態における遮光羽根１３は、それぞれ細長い矩形の板状をなし、最外層に位置する２枚のＬＣＰフィルム２２，２４の配向方向は、この遮光羽根１３の長手方向と平行に延在し、中央に挟まれたＬＣＰフィルム２３の配向方向は遮光羽根１３の幅方向に沿って延在した状態となっている。さらに、各ＬＣＰフィルム２２〜２４にはカーボンブラックが均一に分散混入され、その遮光性を向上させている。同様に、遮光性改善層２６にもカーボンブラックが均一に分布している。

次に、本発明による遮光羽根の具体的な製造方法を実施例１〜実施例４として比較参考のための比較例１〜３と共に以下に示すが、これらは何れも表裏両面に５μmの膜厚の黒色塗料を機能層として塗布し、乾燥させたものである。ＬＣＰフィルムを積層した遮光羽根の場合、相互に重なり合うＬＣＰフィルムの結晶配向方向の交差角は、積層方向一端側に位置するＬＣＰフィルムの結晶配向方向を基準（０°）として表している。

（実施例１）
上野製薬製 Ueno LCP8000 にカーボンブラックを２重量％混入した原料を用意した。テクノベル製 KZW15-30MG2 を使用し、シリンダー設定温度を２５０℃，ダイ設定温度を２７０℃として円筒ダイから溶融原料を上方へ押出し、筒状フィルムの中空部へ乾燥エアーを圧送して筒状フィルムを膨張させ、次いで冷却させた後にニップロールに通し、巻き取った。これにより、厚さが２５μm，ＳＯＲが１.２８の黒色のＬＣＰフィルムを得た。次に、このＬＣＰフィルムを結晶配向方向が０°/９０°/０°となるように重ね合わせるが、これらの層間にカーボンブラックが３３重量％混入されたエポキシ接着剤を約５μmの膜厚で塗布しておき、熱プレスを用いてこれらを一体化させ、表裏両面に黒色塗料を塗布して所定形状に打ち抜き、遮光羽根を製造した。

（実施例２）
実施例１と同じ方法にて厚さが２０μmの黒色のＬＣＰフィルムを得た後、このＬＣＰフィルムを結晶配向方向が０°/４５°/１３５°/０°となるように重ね合わせるが、これらの層間にカーボンブラックが３３重量％混入されたエポキシ接着剤を約５μmの膜厚で塗布しておき、熱プレスを用いてこれらを一体化させ、表裏両面に黒色塗料を塗布して所定形状に打ち抜き、遮光羽根を製造した。

（実施例３）
実施例１と同じ方法にて厚さが２５μmの黒色ＬＣＰフィルムを得、これを結晶配向方向が０°/９０°/０°となるように重ね合わせるが、これらの層間に約５μmの膜厚でカーボンブラックを塗布しておく。そして、熱プレスを用いてまずプレス圧を加えずに１８０℃にて１０分間予備加熱した後、加工温度を１８０℃に保ったまま５kg/cm²の圧力で５分間熱プレスを行い、これらを一体化させて表裏両面に黒色塗料を塗布し、所定形状に打ち抜いて遮光羽根を製造した。

（実施例４）
上野製薬製 Ueno LCP8000 にカーボンブラックを２重量％混入した原料を用意した。テクノベル製 KZW15-30MG2 を使用し、シリンダー設定温度を２５０℃，ダイ設定温度を２７０℃としてダイギャップが０.３mm，ダイ幅が１２０mmのＴダイから溶融原料を下方へ押出し、厚さが２５μm，ＳＯＲが１.４６の黒色のＬＣＰフィルムを得た。次に、このＬＣＰフィルムを結晶配向方向が０°/９０°/０°となるように重ね合わせるが、これらの層間にカーボンブラックが３３重量％混入されたエポキシ接着剤を約５μmの膜厚で塗布しておき、熱プレスを用いてこれらを一体化させ、表裏両面に黒色塗料を塗布して所定形状に打ち抜き、遮光羽根を製造した。

（比較例１）
上野製薬製 Ueno LCP8000 にカーボンブラックを２重量％混入した原料を用意した。テクノベル製 KZW15-30MG2 を使用し、シリンダー設定温度を２５０℃，ダイ設定温度を２７０℃としてダイギャップが０.５mm，ダイ幅が１２０mmのＴダイから溶融原料を下方へ押出し、厚さが７５μm，ＳＯＲが１.４５の黒色ＬＣＰフィルムを得た。そして、その表裏両面に黒色塗料を塗布し、所定形状に打ち抜いて遮光羽根とした。

（比較例２）
従来の遮光羽根として用いられている２５μmの厚さを持つＣＦＲＰのプリプレグ（遮光剤の添加なし）をその炭素繊維の方向が０°/９０°/０°となるように重ね合わせ、熱プレスを用いてまずプレス圧を加えずに１２０℃にて１０分間予備加熱を行った後、１３０℃に加熱して５kg/cm²の圧力にて１２０分間熱プレスを行い、積層されたＣＦＲＰの表裏両面に黒色塗料を塗布して所定形状に打ち抜き、遮光羽根を製造した。

（比較例３）
ＰＥＴにカーボンブラックを３重量％練り込み、２軸押出し機で押出しした後、これを２軸延伸して厚さが７５μmの黒色ＰＥＴフィルムを得た。そして、その表裏両面に黒色塗料を塗布し、所定形状に打ち抜いて遮光羽根とした。

このようにして実施例１〜４および比較例１〜３にて得られた遮光羽根は、最外層に位置するＬＣＰフィルムのＭＤ方向に沿って５０mm，ＴＤ方向に沿って１０mmの短冊状に切り出し、これを試料としてその膜厚および重量ならびに曲げ弾性率を測定した。なお、曲げ弾性率は、この試料の両端部を３０mm隔てて支持し、その中央部に４mmの変位を加えた時の荷重から求めている。

また、実施例１〜４および比較例１〜３にて得られた遮光羽根を図１，図２に示すフォーカルプレーンシャッターユニット１０の先膜１１および後膜１２として組み込み、光源から２万ルクスの明るさの光を照射した場合の光線漏れの評価を行った。さらに、常温常湿にて１/８０００秒のシャッター速度にて１５万回の開閉試験を行い、その耐久性も併せて調べた。これらの結果を表１に示す。

光線漏れにおいて、「なし」というのは光線漏れがほとんど起こらないことを示し、比較例２の場合の「あり」というのは光線漏れが度々起こったことを示している。本発明の遮光羽根は、各ＬＣＰフィルム自体ならびにこれらの間の遮光性改善層および表裏両面の機能層により充分な遮光性を有していることが確認された。

また、耐久性において、比較例１の場合の「破損」というのは５万回で遮光羽根の最外層に位置するＬＣＰフィルムのＭＤ方向に沿って亀裂が入ったことを示し、比較例２の場合の「破損」というのは４万回で遮光羽根が破損したことを示している。この耐久性に関しては、比較例１および比較例３のＰＥＴ単層以外の試料は１５万回の開閉試験に対して問題なく、本発明の遮光羽根は、従来品と同等以上の性能を有することが確認された。

本発明による光路開閉装置をフォーカルプレーンシャッタに応用した一実施形態の外観を表す正面図である。図１中のII−II矢視断面図である。本発明による遮光羽根の一実施形態の外観を分解状態で表す立体投影図である。図３に示した遮光羽根の断面図である。

符号の説明

１０フォーカルプレーンシャッタユニット
１１先膜
１２後膜
１３〜２１遮光羽根
２２〜２４ＬＣＰフィルム
２５機能層
２６遮光性改善層

Claims

光路を開閉するための遮光羽根であって、３以上の奇数枚の液晶ポリマーフィルムを相互に重なり合う液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向が交差するように積層してなり、積層方向中央に位置する液晶ポリマーフィルムを基準として対称な積層位置にある対の液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向が積層方向中央に位置する液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向に対して幾何学的に対称に交差するか、あるいは積層方向中央に位置する液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向と平行となっていることを特徴とする遮光羽根。
積層方向中央に位置する液晶ポリマーフィルムを基準として対称な位置にある２組の相互に重なり合う液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向の交差角が等しく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の遮光羽根。
光路を開閉するための遮光羽根であって、４以上の偶数枚の液晶ポリマーフィルムを相互に重なり合う液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向が交差するように積層してなり、積層方向中央に臨む一対の液晶ポリマーフィルムの界面を基準として対称な積層位置にある対の液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向が相互に平行または相互に交差していることを特徴とする遮光羽根。
積層方向中央に臨む一対の液晶ポリマーフィルムの界面を基準として対称な位置にある２組の相互に重なり合う液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向の交差角が等しく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の遮光羽根。
最外層に位置する一対の液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向が相互に平行であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の遮光羽根。
相互に重なり合う液晶ポリマーフィルムの間に遮光剤を含む遮光性改善層が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の遮光羽根。
少なくとも１層の前記液晶ポリマーフィルムには遮光剤が添加されていることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の遮光羽根。
最外層に位置する前記液晶ポリマーフィルムの表面には、遮光性，潤滑性および帯電防止性のうちの少なくとも１つの機能を有する機能層が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の遮光羽根。
請求項１から請求項８の何れかに記載の遮光羽根を用いた光路開閉装置であって、少なくとも１層の液晶ポリマーフィルムの結晶配向方向が遮光羽根の移動方向に対してほぼ直交していることを特徴とする光路開閉装置。