KR20060086963A - 표면 세정 개질 방법 및 표면 세정 개질 장치 - Google Patents

표면 세정 개질 방법 및 표면 세정 개질 장치 Download PDF

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다카시 호소다
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

플라스틱 광학 부품(1)을 회전시키는 동시에, 탄성 연마체(231)를 회전시키면서 플라스틱 광학 부품(1) 표면에 가압하면서 연마제를 포함하는 슬러리(L)를 플라스틱 광학 부품(1) 표면과 탄성 연마체(231) 사이에 공급하면서 플라스틱 광학 부품(1)을 세정하는 스크러브 세정 공정에, 탄성 연마체(231)를 회전시키면서 연마제를 포함하는 슬러리(L)를 탄성 연마체(231)에 공급하면서 탄성 연마체(231)를 가압부(221)에 가압함으로써 변형시켜서 탄성 연마체(231) 자체를 세정하는 자기 세정 공정을 추가한다. 이러한 방법에 의해, 연마제를 거쳐서 플라스틱 광학 부품을 연마하고, 세정할 때에, 플라스틱 광학 부품의 표면에 오염물을 남기지 않고, 또한 깊은 스크래치가 생기지 않도록 할 수 있는 표면 세정 개질 방법 및 표면 세정 개질 장치를 제공한다.

Description

표면 세정 개질 방법 및 표면 세정 개질 장치{SURFACE CLEANING/MODIFYING METHOD AND SURFACE CLEANING/MODIFYING DEVICE}
본 발명은 플라스틱 렌즈 등의 플라스틱 광학 부품의 표면을 효과적으로 세정할 수 있는 표면 세정 개질 방법 및 표면 세정 개질 장치에 관한 것이다.
플라스틱 광학 부품은 연하기 때문에 스크래치가 생기기 쉽다는 결점이 있다. 그 때문에, 표면에 내마찰 손상성을 부여하는 하드-코트막((hard-coating)을 형성하는 처리, 또한 하드-코트막상에 반사 방지막을 형성하는 처리가 실행되어, 성능, 기능을 향상시키는 것이 실행되고 있다.
특히, 플라스틱 안경 렌즈에 있어서는, 렌즈 표면의 경도, 증착막과의 밀착성을 향상시키고, 염색성을 부여하기 위해서, 하드-코트막의 형성이 불가결한 표면 처리로 되어 있다.
하드-코트막을 형성하는 전처리로서, 플라스틱 광학 부품 표면에 부착되어 있는 먼지, 오염물을 제거하여 하드-코트와 기재를 충분히 반응시키기 위해서 플라스틱 광학 부품의 표면을 청정화하는 세정 공정이 필요하다. 세정 공정에서의 청 정화가 불충분하면, 플라스틱 광학 부품의 표면의 외관이나 내구 품질에 영향을 미쳐서, 양품률이 저하해버린다. 그 때문에, 전처리로서의 세정 공정은 중요한 공정이다.
종래, 플라스틱 광학 부품의 세정 방법으로서는, 침지식(浸漬式)의 세정 장치를 이용하여 광학 부품의 표면에 부착된 오염물을 용해 또는 박리함으로써 실행되고 있었다.
이에 대하여, 일본 특허 공개 제 1993-70615 호 공보, 일본 특허 공개 제 1999-48117 호 공보에서는, 광학 부품의 표면을 탄성 연마체에 의해 문지르면서 연마제를 물에 분산시킨 슬러리(slurry)를 공급하거나, 또는 연마제가 분산된 탄성 연마체에 의해 광학 부품의 표면을 물을 흘리면서 문지름으로써 연마제로 광학 부품의 표면을 연마하는 스크러브(scrub) 세정 방법이 제안되고 있다.
이 스크러브 세정 방법은, 플라스틱 광학 부품의 표면을 연마제를 거쳐서 물리적으로 연마함으로써, 표면에 부착되어 있는 오염물이나 성형 단계 또는 성형후의 열화 등에 의해 형성된 불균질 표면을 제거할 수 있는 표면 세정 개질 방법이다. 그 결과, 오염물에 기인하는 패임(cissing) 등의 외관 결점을 방지할 수 있는 동시에, 하드-코트막과 광학 부품 표면이 불균질층에 저해되지 않고 충분히 밀착, 결합할 수 있기 때문에, 밀착성이 향상한다. 더욱이, 연마에 의한 표면의 활성화 및 미세한 연마 스크래치에 의한 앵커(anchor) 효과에 의해, 하드-코트막의 밀착성이 향상한다.
발명의 요약
그러나, 상기 스크러브 세정 방법은, 플라스틱 광학 부품을 세정한 후에 탄성 연마체에 오염물이나 이물질이 남는 경우가 있다. 이들 오염물이나 이물질이 탄성 연마체에 부착된 채 플라스틱 광학 부품의 세정을 실행하면, 플라스틱 광학 부품의 표면에 오염물이나 이물질을 전사하거나, 깊은 스크래치가 생기는 경우가 있다. 플라스틱 광학 부품의 표면에 존재하는 오염물이나 이물질, 깊은 스크래치는 하드-코트막 형성 처리의 양품률을 저하시키는 원인이 되고 있었다.
본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 탄성 연마체에 의해 연마제를 거쳐서 플라스틱 광학 부품을 연마하고, 세정할 때에, 플라스틱 광학 부품의 표면에 오염물을 남기지 않고, 또한 깊은 스크래치가 생기지 않도록 할 수 있는 표면 세정 개질 방법 및 표면 세정 개질 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제 1 형태는, 플라스틱 광학 부품을 회전시키는 동시에, 탄성 연마체를 회전시키면서 상기 플라스틱 광학 부품 표면에 가압하면서 연마제를 액체에 분산시킨 슬러리를 상기 플라스틱 광학 부품 표면과 상기 탄성 연마체 사이에 공급하여 상기 플라스틱 광학 부품을 세정하는 스크러브 세정 공정과, 상기 탄성 연마체를 회전시키면서 연마제를 액체에 분산시킨 슬러리를 상기 탄성 연마체에 공급하면서 상기 탄성 연마체를 변형시켜서 상기 탄성 연마체를 세정하는 자기 세정 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 표면 세정 개질 방법을 제공한다.
스크러브 세정 공정에 있어서 탄성 연마체에 의해 플라스틱 광학 부품을 연마제를 거쳐서 스크러브 세정하고, 자기 세정 공정에 있어서 세정에 사용한 탄성 연마체 자체를 세정하고, 탄성 연마체에 부착되어 있던 오염물이나 이물질을 세정할 수 있다. 자기 세정 공정을 실행함으로써, 탄성 연마체로부터 플라스틱 광학 부품에 오염물이나 이물질이 재부착하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 자기 세정 공정을 실행함으로써, 탄성 연마체의 건조를 방지할 수 있다. 그 때문에, 건조한 탄성 연마체에 의해 플라스틱 광학 부품을 세정하는 것을 방지하여 깊은 스크래치가 생기지 않도록 세정할 수 있다.
본 발명의 제 2 형태는, 상기 제 1 형태의 표면 세정 개질 방법에 있어서, 상기 탄성 연마체와 가압부를 서로 가압함으로써 상기 탄성 연마체를 변형시켜서 자기 세정을 실행하는 것을 특징으로 하는 표면 세정 개질 방법을 제공한다.
가압부와 탄성 연마체를 서로 가압함으로써 탄성 연마체를 크게 변형시킬 수 있기 때문에, 효과적으로 탄성 연마체를 자기 세정할 수 있다.
본 발명의 제 3 형태는, 상기 제 1 형태의 표면 세정 개질 방법에 있어서, 상기 스크러브 세정 공정과 상기 자기 세정 공정을 교대로 실행하는 것을 특징으로 하는 표면 세정 개질 방법을 제공한다.
스크러브 세정 공정간에 자기 세정 공정을 실행함으로써, 항상 청정화한 탄성 연마체에 의해 스크러브 세정 공정을 실행할 수 있기 때문에, 플라스틱 광학 부품에 오염물을 남기지 않고 또한 큰 스크래치가 생기지 않도록 세정할 수 있다.
본 발명의 제 4 형태는, 플라스틱 광학 부품을 회전시키는 동시에, 연마제가 분산된 탄성 연마체를 회전시키면서 상기 플라스틱 광학 부품 표면에 가압하면서 물을 상기 플라스틱 광학 부품 표면과 상기 탄성 연마체 사이에 공급하여 상기 플 라스틱 광학 부품을 세정하는 스크러브 세정 공정과, 상기 탄성 연마체를 회전시키면서 물을 상기 탄성 연마체에 공급하면서 상기 탄성 연마체를 변형시켜서 상기 탄성 연마체를 세정하는 자기 세정 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 표면 세정 개질 방법을 제공한다.
스크러브 세정 공정에 있어서 탄성 연마체에 의해 플라스틱 광학 부품을 연마제를 거쳐서 스크러브 세정하고, 자기 세정 공정에 있어서 세정에 사용한 탄성 연마체 자체를 세정하고, 탄성 연마체에 부착되어 있던 오염물이나 이물질을 세정할 수 있다. 자기 세정 공정을 실행함으로써, 탄성 연마체로부터 플라스틱 광학 부품에 오염물이나 이물질이 재부착하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 자기 세정 공정을 실행함으로써, 탄성 연마체의 건조를 방지할 수 있다. 그 때문에, 건조한 탄성 연마체에 의해 플라스틱 광학 부품을 세정하는 것을 방지하여 깊은 스크래치가 생기지 않도록 세정할 수 있다.
본 발명의 제 5 형태는, 상기 제 4 형태의 표면 세정 개질 방법에 있어서, 상기 탄성 연마체와 가압부를 서로 가압함으로써 상기 탄성 연마체를 변형시켜서 자기 세정을 실행하는 것을 특징으로 하는 표면 세정 개질 방법을 제공한다.
가압부와 탄성 연마체를 서로 가압함으로써 탄성 연마체를 크게 변형시킬 수 있기 때문에, 효과적으로 탄성 연마체를 자기 세정할 수 있다.
본 발명의 제 6 형태는, 상기 제 4 형태의 표면 세정 개질 방법에 있어서, 상기 스크러브 세정 공정과 상기 자기 세정 공정을 교대로 실행하는 것을 특징으로 하는 표면 세정 개질 방법을 제공한다.
스크러브 세정 공정간에 자기 세정 공정을 실행함으로써, 항상 청정화한 탄성 연마체에 의해 스크러브 세정 공정을 실행할 수 있기 때문에, 플라스틱 광학 부품에 오염물을 남기지 않고 또한 큰 스크래치가 생기지 않도록 세정할 수 있다.
본 발명의 제 7 형태는, 플라스틱 광학 부품을 유지하여 회전시키는 광학 부품 유지부와, 상기 광학 부품 유지부와 이격되어 설치된 가압부와, 탄성 연마체를 유지하여 회전시키는 연마체 유지부와, 상기 탄성 연마체를 상기 플라스틱 광학 부품에 가압하는 세정 동작과 상기 탄성 연마체를 상기 가압부에 가압하는 자기 세정 동작을 실행하도록 상기 광학 부품 유지부 및/또는 상기 연마체 유지부를 동작시키는 조작부와, 액체를 상기 세정 동작과 상기 자기 세정 동작을 실행하고 있는 상기 탄성 연마체에 공급하는 액체 공급부를 갖는 것을 특징으로 하는 표면 세정 개질 장치를 제공한다.
광학 부품 유지부에 의해 플라스틱 광학 부품을 유지하여 회전시키면서, 연마체 유지부에 의해 탄성 연마체를 유지하여 회전시키는 동시에, 액체 공급부로부터 액체를 공급하면서, 조작부에서 탄성 연마체를 플라스틱 광학 부품의 표면에 가압하면서 스크러브 세정 공정이 실행된다. 또한, 액체 공급부로부터 액체를 공급하면서, 조작부에서 연마체 유지부에 의해 회전되고 있는 탄성 연마체를 가압부에 가압함으로써 자기 세정 공정이 실행된다.
본 발명의 제 8 형태는, 상기 제 7 형태의 표면 세정 개질 장치에 있어서, 상기 조작부가 상기 세정 동작과 상기 자기 세정 동작을 교대로 실행하는 것을 특징으로 하는 표면 세정 개질 장치를 제공한다.
스크러브 세정 공정간에 자기 세정 공정을 실행함으로써, 항상 청정화한 탄성 연마체에 의해 스크러브 세정 공정을 실행할 수 있기 때문에, 플라스틱 광학 부품에 오염물을 남기지 않고 또한 큰 스크래치가 생기지 않도록 세정할 수 있다.
본 발명의 제 9 형태는, 상기 제 7 형태의 표면 세정 개질 장치에 있어서, 상기 액체 공급부가 연마제를 액체에 분산시킨 슬러리를 공급하는 것을 특징으로 하는 표면 세정 개질 장치를 제공한다.
연마제를 액체에 분산시킨 슬러리를 플라스틱 광학 부품 표면에 공급함으로써, 연마제를 거쳐서 플라스틱 광학 부품 표면을 연마하고, 개질할 수 있다.
본 발명의 제 10 형태는, 상기 제 7 형태의 표면 세정 개질 장치에 있어서, 상기 탄성 연마체는 연마제가 분산된 것이며, 상기 액체 공급부가 물을 공급하는 것을 특징으로 하는 표면 세정 개질 장치를 제공한다.
연마제가 분산된 탄성 연마체에 의해 물을 공급하면서 플라스틱 광학 부품 표면을 연마함으로써 연마제를 거쳐서 세정, 개질할 수 있다. 가압부에 탄성 연마체를 가압할 때에는, 물로 탄성 연마체를 세정하여, 탄성 연마체 자신에 부착되어 있던 오염물이나 이물질을 제거할 수 있다.
도 1의 (a)는 플라스틱 렌즈의 한면마다 세정, 하드-코트막을 형성하는 경우의 제조 공정의 흐름도이며, 도 1의 (b)는 플라스틱 렌즈의 양면을 세정한 후, 양면에 동시에 하드-코트막을 형성하는 경우의 제조 공정의 흐름도,
도 2는 제 1 실시형태의 렌즈 세정 장치의 배치도,
도 3은 제 1 실시형태의 표면 세정 개질 장치의 개략적인 구조를 도시하는 구성도,
도 4는 자기 세정 장치의 개략적인 구조를 도시하는 구성도,
도 5는 제 2 실시형태의 렌즈 세정 장치의 배치도,
도 6은 제 2 실시형태의 표면 세정 개질 장치의 개략적인 구조를 도시하는 구성도로서, (a)는 세정을 시작하기 전의 상태를 도시하는 도면, (b)는 스크러브 세정을 실행하고 있는 상태를 도시하는 도면, (c)는 자기 세정을 실행하고 있는 상태를 도시하는 도면.
이하, 본 발명의 표면 세정 개질 방법 및 표면 세정 개질 장치의 실시형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 표면 세정 개질 방법의 대상이 되는 플라스틱 광학 부품으로서는, 예컨대 플라스틱 안경 렌즈, 각종의 카메라의 광학계를 구성하는 플라스틱 렌즈, 휴대 기기의 표시 장치의 보호 커버로서 이용되는 커버 유리 등이다. 소재로서는, 예컨대 다이에틸렌 글리콜 비스알릴 카보네이트(diethylene glycol bisallyl carbonate)(CR-39) 수지, 폴리우레탄(polyurethane) 수지, 티오우레탄(thiourethane) 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지, 아크릴 수지 등을 들 수 있다.
플라스틱 광학 부품은, 무기 유리와 달리, 연하기 때문에 스크래치가 생기기 쉽다. 특히, 안경 렌즈에 있어서는, 렌즈 표면의 경도, 증착막과의 밀착성을 향상시키고, 염색성을 부여하기 위해서, 하드-코트막의 형성이 불가결한 표면 처리로 되어 있다. 이하에서는, 플라스틱 광학 부품으로서 플라스틱 렌즈를 예로 하여 설명한다.
하드-코트막 형성 공정에서는, 금속 산화물 미립자, 바인더(binder) 및 촉매 등을 함유한 하드-코트액에 플라스틱 렌즈를 침지하거나, 스핀-코트 등의 도장 방법에 의해 플라스틱 렌즈 표면에 하드-코트액의 도포막을 형성하고, 그 후 하드-코트 도포막을 120℃ 내지 140℃에서 2시간 내지 3시간 가열 경화시켜서, 하드-코트막을 형성한다. 플라스틱 렌즈는 양면에 하드-코트막을 형성할 필요가 있다.
이 하드-코트막 형성 공정의 전처리로서, 플라스틱 렌즈의 표면을 세정하여 플라스틱 렌즈의 표면의 이물질이나 오염물을 제거하는 세정 공정이 불가결하다. 플라스틱 렌즈의 양면을 세정하여 양면에 하드-코트막을 형성하기 위해서는, 2개의 프로세스가 있다.
도 1에는, 플라스틱 렌즈의 양면을 세정하여 하드-코트막을 형성하는 2개의 프로세스의 흐름도를 도시한다. 도 1의 (a)는 플라스틱 렌즈의 한면마다 세정, 하드-코트막을 형성하는 경우의 흐름도이며, 도 1의 (b)는 플라스틱 렌즈의 양면을 세정한 후, 양면에 동시에 하드-코트막을 형성하는 경우의 흐름도이다. 볼록면과 오목면의 순서는 상이하더라도 좋다.
본 발명의 표면 세정 개질 방법은, 전술한 바와 같이, 플라스틱 렌즈의 일면측을 탄성 연마체에 의해 연마제를 거쳐서 연마하고, 세정하는 스크러브 세정 공정에 탄성 연마체 자체를 세정하는 자기 세정 공정을 추가한 것이다.
도 2에는 렌즈 세정 장치의 제 1 실시형태의 배치도를 도시한다. 도 2의 (a)는 스크러브 세정을 실행하고 있는 상태를 도시하고, 도 2의 (b)는 자기 세정을 실행하고 있는 상태를 도시한다. 이 렌즈 세정 장치(100)는 플라스틱 렌즈(1)의 일면측을 연마제를 거쳐서 스크러브 세정하는 표면 세정 개질 장치(200)와, 표면 세정 개질 장치(200)에 의해 연마된 플라스틱 렌즈의 일면측을 물로 세정하여 연마제 등을 씻어내는 물 세정 장치(300)와, 세정화된 플라스틱 렌즈의 젖은 일면측을 건조하는 건조 장치(400)가 직렬로 배치되어 있다. 표면 세정 개질 장치(200), 물 세정 장치(300), 건조 장치(400) 각각의 주위는 바닥이 있는 원통형의 커버 부재(201, 301, 401)에 의해 둘러싸여 있다. 이들 장치에 대하여 플라스틱 렌즈를 반입, 반출하는 도시하지 않은 반송 장치가 배치되어 있다.
표면 세정 개질 장치(200)와 물 세정 장치(300)의 기본적인 구조는 동일하므로, 표면 세정 개질 장치(200)를 예로 하여 그 구조를 설명한다.
도 3에는 제 1 실시형태의 표면 세정 개질 장치(200)의 개략적인 구조를 도시한다. 이 표면 세정 개질 장치(200)는, 원통형의 커버 부재(201)(도 2 참조)의 거의 중심에, 플라스틱 렌즈(1)를 유지하여 회전시키는 광학 부품 유지부(210)가 배치되어 있다. 광학 부품 유지부(210)는 회전축(211)과, 회전축(211)의 상단에 설치되어 있는 흡착 척(212)을 갖는다. 회전축(211)은 중공이며, 수직방향의 축을 중심으로 하여 도시하지 않은 구동 모터에 의해 회전 구동된다. 흡착 척(212)은 플라스틱 렌즈(1)를 흡착 유지하는 것으로, 회전축(211)의 중공부와 연통하여 있다. 도시하지 않은 반송 장치는 원형의 플라스틱 렌즈(1)의 기하학 중심을 회전축(211)의 중심에 맞추어서 플라스틱 렌즈(1)의 하면을 흡착 척(212)에 접촉하도록 반입한다. 도시하지 않은 진공 배관이 회전축(211)의 중공부에 접속되고, 플라스틱 렌즈(1)의 하면이 흡착 척(212)에 접촉한 후, 흡착 척(212)을 진공 흡인하여, 플라스틱 렌즈(1)의 하면을 흡착 척(212)이 흡착 유지할 수 있도록 되어 있다. 유지된 플라스틱 렌즈(1)의 상면은 세정 개질이 필요한 볼록면(2) 또는 오목면(3)이다. 이하에서는 볼록면(2)을 세정하는 경우를 도시하지만, 오목면(3)이라도 완전히 동일하다. 또한, 커버 부재(201)내에는 광학 부품 유지부(210)와 이격되어 커버 부재(201)에 접근한 위치에, 예컨대 둥근 막대형의 가압부(220)(도 2 참조)가 배치되어 있다.
가압부(220)에 대해서는 후술한다.
단축(短軸) 원기둥형의 탄성 연마체(230)가 연마체 유지부(240)에 그 주위면이 수평축을 중심으로 하여 회전하도록 회전 가능하게 유지되어 있다. 이 연마체 유지부(240)는 수직방향으로 세워져 있는 지주(支柱)(241)를 구비하고, 지주(241)는 커버 부재(201)의 외측에 배치되어 있다. 지주(241)는 조작부(250)의 구동력에 의해 시계방향 및 반시계방향의 양방향으로 회전 구동되도록 되어 있는 동시에, 일정 범위에서 상하로 상승 하강할 수 있도록 되어 있다. 지주(241)의 상단에는 수평방향으로 연신하는 캔틸레버식 비임(cantilevered beam)의 지지 아암(242)의 기단부가 고정되어서 장착되어 있다. 지지 아암(242)의 선단부에는 수평방향의 베어링(243)이 고정되어 있다. 이 베어링(243)에는 플렉스 샤프트(flex shaft)(244)의 일단부가 지지되고, 베어링(243)을 통과한 플렉스 샤프트(244)의 단부는 탄성 연마체(230)의 중심의 중공부에 고정되어 있다. 플렉스 샤프트(244)의 다른쪽의 단부는 모터(245)의 회전축과 직결되어 있다. 탄성 연마체(230)에는 플렉스 샤프트(244)를 통해 모터(245)의 회전이 전달된다. 그 때문에, 탄성 연마체(230)는 연마체 유지부(240)에 수평방향의 회전축을 중심으로 하여 회전 구동 가능하게 유지되어 있다. 또한, 조작부(250)의 구동에 의해 탄성 연마체(230)는 지주(241)의 회전에 따라 선회 가능하게 되어 있고, 또한 지주(241)의 상승 하강에 따라 상하로 승강 가능하게 되어 있다.
조작부(250)의 구동에 의한 지주(241)의 회전과 상승 하강의 제어는, 예컨대 시퀀스 제어에 의해 실행된다. 조작부(250)는, 광학 부품 유지부(210)에 유지되어서 회전하고 있는 플라스틱 렌즈(1)의 거의 중심의 상방에 배치되어 있는 탄성 연마체(230)를 하강시켜서 회전하고 있는 탄성 연마체(230)를 회전하고 있는 플라스틱 렌즈(1)에 가압하여 변형시키고, 회전하고 있는 탄성 연마체(230)를 플라스틱 렌즈(1)의 중심으로부터 단부 가장자리까지 소정의 속도로 이동시키는 세정 동작과, 플라스틱 렌즈(1)의 단부 가장자리에 도달한 탄성 연마체(230)를 상승시켜서 플라스틱 렌즈(1)로부터 분리하는 동작과, 플라스틱 렌즈(1)의 단부 가장자리의 상방에 위치하고 있는 탄성 연마체(230)를 수평방향으로 이동시켜서 가압부(220)에 가압하는 자기 세정 동작과, 세정된 플라스틱 렌즈(1)가 광학 부품 유지부(210)로부터 반송 장치에 의해 다음 공정으로 이송된 후, 새로운 플라스틱 렌즈(1)가 광학 부품 유지부(210)에 유지된 후에, 가압부(220)에 가압되어 있는 탄성 연마체(230)를 플라스틱 렌즈(1)의 중심 상방에 배치하는 동작을 실행하고, 이들 동작을 반복하도록 되어 있다.
탄성 연마체(230)로서는, 액체 투과성의 연마용 스폰지를 이용할 수 있다. 재질로서는 PVA, 우레탄, PP 등이다. 또한, 스폰지를 성형할 때에 연마제가 분산된 PVA, 우레탄, PP 등의 스폰지를 이용할 수 있다. 연마제가 분산된 탄성 연마체(230)는 표면 세정 개질 장치(200), 물 세정 장치(300)의 양쪽에서 이용할 수 있다. PVA는 건조한 상태에서는 경질이고, 습윤 상태에서 연화하여 스폰지 형상으로 된다.
탄성 연마체(230)의 형상은, 단축 원기둥형상이 일반적이지만, 예컨대 돔(dome) 형상이어도 좋고, 그 형상에 제한은 없다. 플라스틱 렌즈(1)를 연마하는 탄성 연마체(230)의 주위면에 요철이 형성되어 있어도 좋고, 매끈매끈하여도 좋다.
탄성 연마체(230)의 상방에 액체 토출구(260)가 연마체 유지부(240)의 수평 아암(242)에 고정되어 설치되고, 액체를 탄성 연마체(230)의 상방으로부터 토출하여 탄성 연마체(230)에 공급할 수 있도록 되어 있다. 액체 토출구(260)는 탄성 연마체(230)가 움직여도 항상 액체를 탄성 연마체(230)에 공급할 수 있도록 되어 있다. 탄성 연마체(230)는 액체 투과성의 스폰지가 이용되고, 탄성 연마체(230)에 공급된 액체는 탄성 연마체(230)를 통과하여 플라스틱 렌즈(1) 표면에 공급된다. 탄성 연마체(230)가 플라스틱 렌즈(1)의 볼록면(2)에 가압되어 있을 때에는, 액체는 탄성 연마체(230)를 통과하여 탄성 연마체(230)와 플라스틱 렌즈(1)의 볼록면(2) 사이에 공급된다.
탄성 연마체(230)가 플라스틱 렌즈(1)에 가압되어서 플라스틱 렌즈(1)의 중심으로부터 단부 가장자리까지 움직이고 있는 동작중은 스크러브 세정 공정이며, 탄성 연마체(230)가 가압부(220)에 가압되어 있는 동작중은 자기 세정 공정이다. 이들 탄성 연마체(230)의 동작중에 탄성 연마체(230)는 항상 회전하고 있다. 플라스틱 렌즈(1)를 연속하여 세정하고 있을 때에는, 이들 스크러브 세정 공정과 자기 세정 공정이 교대로 실행된다.
또한, 가동중에 플라스틱 렌즈(1)의 반입이 없을 경우에는, 탄성 연마체(230)는 가압부(220)에 가압된 상태로 회전이 정지되고, 액체의 공급도 정지되고 있지만, 소정 시간마다 탄성 연마체(230)의 회전과 액체의 공급이 실행되고, 소정 시간마다 자기 세정 공정이 실행되도록 되어 있다.
도 4에는 자기 세정 공정이 실행되고 있는 상태의 개념을 도시한다. 회전하고 있는 탄성 연마체(230)가 둥근 막대형상체의 가압부(220)에 그 주위면이 가압되어서 변형을 받고 있다. 이 변형되어 있는 탄성 연마체(230)에 액체(L)가 액체 토출구(260)로부터 탄성 연마체(230)의 상면에 주입되고 있다. 액체(L)는, 탄성 연마체(230)가 연마제가 분산된 타입에서는 물이며, 탄성 연마체(230)가 연마제를 포함하지 않을 경우에는 연마제가 물 등의 액체에 분산된 슬러리이다. 연마제로서는, 일반적으로 연마용으로서 시판되고 있는 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, Al2O3, CeO2, SiO2, SiO, ZrO2, Cr2O3 등의 금속산화물, 또는 SiC, C 등의 탄화물을 들 수 있다. 플라스틱 렌즈(1)에 대해서는, Al2O3을 바람직하게 사용할 수 있다. 연마제의 입경 및 형상은, 연마 대상인 플라스틱 광학 부품의 재질, 형상 및 표면 부착물에 의해, 또는 소망의 표면 거칠기에 의해 임의로 결정된다. 연마제를 물에 분산한 슬러리로서 사용하는 것은, 탄성 연마체(230)와 플라스틱 렌즈(1) 사이의 마찰열을 확산시키기 위해서, 및 볼록면(2)으로의 형상 추종성을 높이기 위해서이다.
이와 같이, 자기 세정 공정은 탄성 연마체(230)를 변형시키면서 액체를 공급함으로써 탄성 연마체(230) 자신을 세정하여 오염물을 제거하는 공정이다. 자기 세정 공정을 제공함으로써, 탄성 연마체(230)에 부착된 오염물이나 이물질을 제거하고, 오염물이나 이물질이 탄성 연마체(230)로부터 플라스틱 렌즈(1)에 재부착하는 것을 방지하여, 플라스틱 렌즈(1)에 오염물의 부착이나 큰 스크래치가 생기는 것을 방지할 수 있다. 또한, 장시간 세정을 실행하지 않을 경우, 탄성 연마체(230)가 건조하고, 건조 상태에서 세정을 실행하면 플라스틱 렌즈(1)에 큰 스크래치가 생겨버리기 때문에, 탄성 연마체(230)의 건조를 방지하여, 플라스틱 렌즈(1)에 큰 스크래치가 생기는 것을 방지하는 기능도 갖는다. 가동중에 플라스틱 렌즈(1)의 반입이 소정 시간 이상 없을 경우에는, 일정 시간마다 강제적으로 자기 세정을 실행함으로써, 탄성 연마체(230)의 건조를 확실하게 방지할 수 있다.
자기 세정 공정에 있어서 탄성 연마체(230)를 변형시키는 방법으로서는, 둥근 막대형상체 또는 원통형상체의 가압부(220)와 탄성 연마체(230)를 서로 가압하는 방법이 일반적이다. 가압부(220)의 형상은 탄성 연마체(230)가 회전했을 때에 탄성 연마체(230)의 세정에 사용하는 주위면 전체에 접하는 크기가 필요하다. 가압부(220)의 단면 형상은 둥근 형상이어도 각형(角形)이어도 좋지만, 탄성 연마체(230)의 재질에 의해 스크래치가 생기기 쉬운 경우에는 둥근 형상으로 하는 것이 바람직하다. 가압부(220)의 재질은 철이나 스테인리스강, 플라스틱, 세라믹 등을 들 수 있지만, 너무 연하여서 탄성 연마체(230)의 가압에 견딜 수 없는 것에서는 세정 효과가 낮아진다. 또한, 녹이나 용출(bleed out) 등에 의해 탄성 연마체(230)를 역 오염시키는 물질은 사용할 수 없다. 가압부(220)의 배치는 연마체 유지부(240)가 선회하여 탄성 연마체(230)가 플라스틱 렌즈(1)로부터 이탈한 위치에서 탄성 연마체(230)에 접하는 부분이 탄성 연마체(230)의 회전축과 평행해지도록 배치하고, 탄성 연마체(230)의 주위면에 대하여 균일하게 접하도록 하는 것이 바람직하다.
표면 세정 개질 장치(200)에 의해 실행하는 스크러브 세정 공정에 대해서 설명한다. 도시하지 않은 반송 장치가 대기 위치에 있는 플라스틱 렌즈(1)를 표면 세정 개질 장치(200)로 반입하고, 광학 부품 유지부(210)의 흡착 척(212)에 플라스틱 렌즈(1)의 볼록면(2)을 위로 하여 오목면(3)을 흡착 유지시킨다. 광학 부품 유지부(210)는 플라스틱 렌즈(1)를 500rpm 내지 1000rpm으로 회전시킨다. 연마체 유지부(240)는 탄성 연마체(230)를 30rpm 내지 500rpm으로 회전시키면서 조작부(250)가 지주(241)를 회전시켜서 탄성 연마체(230)를 플라스틱 렌즈(1)의 상방에 배치한 후, 강하시켜서 플라스틱 렌즈(1)의 중심부에 탄성 연마체(230)를 가압한다. 액체 토출구(260)로부터 연마제를 포함한 슬러리를 탄성 연마체(230)의 상측 주위면에 공급한다. 슬러리의 공급량은, 지나치게 적으면 충분히 플라스틱 렌즈(1)의 오염물을 제거할 수 없고, 지나치게 많으면 플라스틱 렌즈(1)나 탄성 연마체(230)의 회전에 의해 커버 부재(201)의 외부로 비산할 우려가 있어, 적당히 정한다. 자기 세정시에 공급된 슬러리의 양으로 충분히 스크러브 세정이 가능할 경우에는, 스크러브 세정중에 슬러리를 공급하지 않아도 좋다. 탄성 연마체(230)를 플라스틱 렌즈(1)에 가압하여 회전시키면서 플라스틱 렌즈(1)의 중심으로부터 단부 가장자리까지 이동시켜서 플라스틱 렌즈(1)의 볼록면(2)을 연마제를 거쳐서 연마한다. 플라스틱 렌즈(1)를 회전시키는 동시에, 연마제를 포함하는 슬러리를 탄성 연마체(230)와 플라스틱 렌즈(1) 표면 사이에 공급하면서, 탄성 연마체(230)를 회전시키면서 가압하여서 플라스틱 렌즈(1)를 이동 세정하는 스크러브 세정 공정에 의해, 플라스틱 렌즈(1)의 볼록면(2) 전체의 오염물이나 이물질을 연마제로 문지름으로써 제거할 수 있는 동시에, 성형 단계 또는 성형후의 열화 등에 의해 형성된 불균질 표면을 제거할 수 있다.
스크러브 세정 공정후, 조작부(250)는 지주(241)를 회전시켜서 탄성 연마체(230)를 렌즈 성형체(2)로부터 가압부(220)로 이동시키고, 가압부(220)에 탄성 연마체(230)를 가압하면서 연마체 유지부(240)는 탄성 연마체(230)를 30rpm 내지 500rpm으로 회전시키면서 액체 공급부(260)는 연마제를 포함하는 슬러리를 탄성 연마체(230)에 공급하고, 탄성 연마체(230)를 가압부(220)에 의해 변형시킴으로써, 자기 세정 공정을 실행한다. 자기 세정을 실행하는 시간은 탄성 연마체(230)의 오염 상태에 따라 다르지만, 가능한 한 세정의 공정시간(tact time)에 영향이 없는 정도의 시간으로 실행하는 것이 바람직하고, 통상은 플라스틱 렌즈(1)를 반송하는 시간내의 수초의 시간이어도 좋다. 또한, 세정의 개시전이나 장기 정지후에, 탄성 연마체(230)가 건조되고 있으면 플라스틱 렌즈(1)를 손상시킬 가능성이 있기 때문에, 자기 세정 공정을 실행하여 탄성 연마체(230)를 적시고, 유연하게 하여 두는 것이 바람직하다.
표면 세정 개질 공정에서, 이들 스크러브 세정 공정과 자기 세정 공정을 교대로 실행함으로써, 스크러브 세정 공정간에 자기 세정 공정을 실행하는 것으로 되어, 항상 청정화한 탄성 연마체(230)에 의해 스크러브 세정 공정을 실행할 수 있기 때문에, 플라스틱 렌즈(1)에 오염물을 남기지 않고 또한 큰 스크래치가 생기지 않도록 세정할 수 있다.
탄성 연마체(230)가 연마제가 분산되어 있는 타입을 사용하는 경우에는, 슬러리를 물에 변경하는 것만으로 동일한 조건에서 스크러브 세정 공정과 자기 세정 공정을 실행할 수 있다.
다음에, 물 세정 장치(300)에 의해 실행하는 물 세정 공정에 대하여 설명한다. 물 세정 공정에서도, 스크러브 세정 공정과 자기 세정 공정을 실행한다. 예컨대 도시하지 않은 반송 장치가 표면 세정 개질 장치(200)에 의해 표면 세정 개질 공정이 종료한 플라스틱 렌즈(1)를 표면 세정 개질 장치(200)로부터 물 세정 장치(300)로 반입하고, 광학 부품 유지부(210)의 흡착 척(212)에 플라스틱 렌즈(1)의 볼록면(2)을 위로 하여 하면을 흡착 유지시킨다. 광학 부품 유지부(210)는 플라스틱 렌즈(1)를 500rpm 내지 1000rpm으로 회전시킨다. 연마체 유지부(240)는 탄성 연마체(230)를 30rpm 내지 500rpm으로 회전시키면서 조작부(250)가 탄성 연마체(230)를 이동시켜서 플라스틱 렌즈(1)의 상방에 배치한 후, 강하시켜서 플라스틱 렌즈(1)의 중심부에 탄성 연마체(230)를 가압한다. 액체 토출구(260)로부터 물을 탄성 연마체(230)의 상측 주위면에 공급한다. 헹굼을 위한 물은 순수한 물을 사용하는 것이 바람직하다. 탄성 연마체(230)를 플라스틱 렌즈(1)에 가압하면서 플라스틱 렌즈(1)의 중심으로부터 단부 가장자리까지 이동시켜서 플라스틱 렌즈(1)의 볼록면(2) 전체를 탄성 연마체(230)로 문지른다. 플라스틱 렌즈(1)를 회전시키는 동시에, 탄성 연마체(230)를 회전시키면서 플라스틱 렌즈(1)에 가압하면서 물을 플라스틱 렌즈(1) 표면과 탄성 연마체(230) 사이에 공급하면서, 플라스틱 렌즈(1)를 물 세정하는 물 세정 공정에 의해, 플라스틱 렌즈(1)의 볼록면(2)에 남아 있는 연마제 등을 문지름으로써 제거할 수 있다.
세정 공정후, 탄성 연마체(230)를 플라스틱 렌즈(1)로부터 가압부(220)로 이동시키고, 가압부(220)에 탄성 연마체(230)를 가압하면서 탄성 연마체(230)를 30rpm 내지 500rpm으로 회전시키면서 물을 탄성 연마체(230)에 공급하고, 자기 세정 공정을 실행한다. 또한, 세정의 개시전이나 장기 정지후에, 탄성 연마체(230)가 건조되고 있으면 플라스틱 렌즈(1)를 손상시킬 가능성이 있기 때문에, 자기 세정 공정을 실행하여 탄성 연마체(230)를 적시고, 유연하게 하여 두는 것이 바람직하다.
물 세정 공정에서도, 이들 스크러브 세정 공정과 자기 세정 공정을 교대로 실행함으로써, 세정 공정간에 자기 세정 공정을 실행하는 것으로 되어, 항상 청정화한 탄성 연마체(230)에 의해 물 세정 공정을 실행할 수 있기 때문에, 플라스틱 렌즈(1)에 오염물을 남기지 않고 또한 큰 스크래치가 생기지 않도록 세정할 수 있다.
또한, 물 세정 공정에서는, 플라스틱 렌즈(1)의 오염이 적을 경우에는 자기 세정을 실행하지 않고, 스크러브 세정만으로 좋은 경우도 있다.
상기 설명에서는 탄성 연마체(230)를 이동시킴으로써 플라스틱 렌즈(1)의 세정과 자기 세정을 실행하고 있지만, 탄성 연마체(230)를 고정하여 플라스틱 렌즈(1)를 유지하고 있는 광학 부품 유지부(210)와 가압부(220)를 이동시키고, 가압부(220)를 탄성 연마체(230)에 가압하는 것에 의해서도 마찬가지로 플라스틱 광학 부품의 스크러브 세정과 자기 세정을 실행할 수 있다.
또한, 액체 공급부가 탄성 연마체와 함께 이동하여 스크러브 세정 공정과 자기 세정 공정의 양쪽에서 동일한 액체를 공급하도록 설명하고 있지만, 액체 공급부를 스크러브 세정 공정과 자기 세정 공정을 실행하는 위치의 양쪽에 각각 배치하고, 각각 별개의 액체를 공급하도록 하여도 좋다.
다음에, 건조 장치(400)에 대해서 설명한다. 건조 장치(400)는, 플라스틱 렌즈(1)를 유지하여 회전시키는 광학 부품 유지부(210)와, 유지되어 있는 플라스틱 렌즈(1)의 중심 근방에 아이소프로필 알코올(isopropyl alcohol) 등의 휘발성 액체를 적하하는 휘발성 액체 공급부(261)(도 2 참조)를 갖는다.
건조 장치(400)에 의한 건조 공정은, 도시하지 않은 반송 장치가 물 세정 장치(300)에 의해 물 세정 공정이 종료한 플라스틱 렌즈(1)를 건조 장치(400)에 반입하고, 광학 부품 유지부(210)의 흡착 척(212)에 플라스틱 렌즈(1)의 볼록면(2)을 위로 하여 오목면(3)을 흡착 유지시킨다. 광학 부품 유지부(210)는 플라스틱 렌즈(1)를 200rpm 내지 3000rpm, 바람직하게는 800rpm 내지 2000rpm으로 회전시킨다. 회전하고 있는 플라스틱 렌즈(1)상에 휘발성 액체를 적하한다. 적하된 휘발성 액체는 원심력에 의해 펼쳐지고, 물로 젖은 볼록면(2)을 휘발성 액체의 얇은 막으로 치환시켜, 휘발성 액체의 얇은 막이 휘발하여 건조된다.
또한, 건조 공정에서는, 휘발성 액체로서 가열된 물을 이용하여도 좋다. 이 경우, 건조 장치에는, 플라스틱 렌즈(1)상에 건조 공기를 하방을 향해서 공급하는 건조 공기 공급부와, 커버 부재(401)의 바닥벽이나 측벽 하부에 설치되고, 건조 공기 공급부로부터 공급된 건조 공기를 배출하는 배출구와, 휘발성 액체 공급부의 대신에 30℃ 내지 100℃, 바람직하게는 50℃ 내지 70℃의 가열된 물을 공급하는 온수 공급부를 설치하는 것이 바람직하다.
광학 부품 유지부(210)가 50rpm 내지 300rpm, 바람직하게는 100rpm 내지 200rpm의 회전수로 플라스틱 렌즈(1)를 회전시키면서 온수 공급부로부터 플라스틱 렌즈(1)의 볼록면(2) 표면에 온수를 적하하는 온수 공급 공정을 실행한다. 적하된 온수는 원심력에 의해 펼쳐지고, 플라스틱 렌즈(1)의 볼록면(2)에 균일한 얇은 막을 형성한다. 다음에, 광학 부품 유지부(210)가 플라스틱 렌즈(1)를 200rpm 내지 3000rpm, 바람직하게는 800rpm 내지 2000rpm으로 고속 회전시켜서 물 제거를 실행하면서 건조 공기 공급부로부터 건조 공기를 플라스틱 렌즈(1) 표면에 공급하여, 플라스틱 렌즈(1)의 볼록면(2) 표면의 온수의 막을 증발시켜서, 플라스틱 렌즈(1)를 건조할 수 있다.
이러한 표면 세정 개질 장치(200), 물 세정 장치(300) 및 건조 장치(400)에 의해 플라스틱 렌즈(1)의 볼록면(2)을 청정화하고, 개질한 후, 볼록면(2)에 예컨대 스핀-코트를 이용하여 하드-코트액을 도포한 후, 소성(燒成)을 실행하여, 볼록면(2)에 하드-코트막을 형성할 수 있다. 볼록면(2)에 하드-코트막을 형성한 플라스틱 렌즈(1)의 오목면(3)을 마찬가지로 표면 세정 개질 장치(200), 물 세정 장치(300) 및 건조 장치(400)에 의해 청정화하고, 개질한 후, 오목면(3)에 예컨대 스핀-코트를 이용하여 하드-코트액을 도포한 후, 소성을 실행하여, 오목면(3)에 하드-코트막을 형성할 수 있다. 이에 의해, 플라스틱 렌즈(1)의 양면에 하드-코트막을 형성할 수 있다.
또한, 표면 세정 개질 장치(200), 물 세정 장치(300) 및 건조 장치(400)에 의해 플라스틱 렌즈(1)의 볼록면(2)을 청정화하고, 개질한 후, 반대측의 오목면(3)을 마찬가지로 표면 세정 개질 장치(200), 물 세정 장치(300) 및 건조 장치(400)에 의해 청정화하고, 개질한 후, 하드-코트액에 플라스틱 렌즈(1)를 침지하여 플라스틱 렌즈(1)에 하드-코트액을 도포하는 디핑(dipping)법에 의해 플라스틱 렌즈(1)의 양면에 동시에 하드-코트막을 형성하도록 하여도 좋다.
디핑법에 의해 플라스틱 렌즈(1)의 양면에 동시에 하드-코트막을 형성하는 경우에는, 도 5, 도 6에 도시하는 제 2 실시형태의 렌즈 세정 장치에 의해 볼록면(2)과 오목면(3)의 양쪽을 연속하여 세정하는 것이 가능하다.
도 5에 도시하는 렌즈 세정 장치(101)는, 동시에 4개의 플라스틱 렌즈(1)를 반송하고, 처리할 수 있는 로터리 반송 장치(500)를 구비한다. 로터리 반송 장치는 도 5의 A, B, C, D, E, A의 순서로 투입한 플라스틱 렌즈(1)의 처리를 실행하도록 4개 동시에 반송한다. 투입·취출부(A)에서는, 4개의 플라스틱 렌즈(1)를 볼록면(2)을 상측으로 하여 투입한다. 볼록면 표면 세정 개질부(B)에는 4대의 표면 세정 개질 장치가 설치되고, 투입한 4개의 플라스틱 렌즈(1)의 볼록면(2)을 동시에 표면 세정 개질을 할 수 있도록 되어 있다. 샤워(shower) 세정· 반전부(C)에서는, 상방으로부터 4개의 플라스틱 렌즈(1)의 볼록면(2)에 압력을 가한 물을 주입하여서 물 세정하는 동시에, 세정한 플라스틱 렌즈(1)를 뒤집어서 오목면(3)을 상면으로 하는 반전 조작을 실행한다. 오목면 세정 개질부(D)에서는, 4대의 표면 세정 개질 장치가 설치되고, 4개의 플라스틱 렌즈(1)의 반전된 오목면(3)을 동시에 표면 세정 개질을 할 수 있도록 되어 있다. 샤워 세정부(E)에서는, 상방으로부터 4개의 플라스틱 렌즈(1)의 오목면(3)에 압력을 가한 물을 주입하여서 물 세정한다. 투입·취출부(A)에서, 양면의 세정 개질이 종료한 4개의 플라스틱 렌즈(1)를 취출할 수 있도록 되어 있다.
물 세정이 샤워에 의한 간이적인 세정 방법으로 되어 있는 것은, 렌즈 세정 장치(101)에 의해 양면의 세정 개질 처리를 실행한 후에, 하드-코트막을 형성하는 전처리로서 침지 처리가 실행되기 때문이며, 상술한 바와 같은 탄성 연마체에 의해 문지르는 물 세정 처리를 실행하도록 하여도 좋다.
도 6에는 렌즈 세정 장치(101)의 볼록면 세정 개질부(B)에 있어서의 표면 세정 개질 장치의 제 2 실시형태의 개략 구성을 도시한다. 오목면 세정 개질부(D)에 있어서의 표면 세정 개질 장치도 동일한 구조이다. 도 6의 (a)는 스크러브 세정과 자기 세정을 실행하고 있지 않을 때의 각 구성부의 배치를 도시하는 구성도이며, 도 6의 (b)는 스크러브 세정을 실행하고 있는 상태를 도시하며, 도 6의 (c)는 자기 세정을 실행하고 있는 상태를 도시한다.
이 표면 세정 개질 장치(202)는, 탄성 연마체(231)와, 플라스틱 렌즈(1)의 하면을 유지하여 회전시키는 광학 부품 유지부(210)와, 가압부(221)와, 광학 부품 유지부(210)와 가압부(221)를 구동하고, 제어하는 도시하지 않은 조작부를 갖는다. 탄성 연마체(231)는 수직방향으로 배치되고, 하부가 돔 형상으로 형성되어 있는 원기둥형상이다. 경질의 재질로 구성되고, 탄성 연마체(231)와 거의 동일한 직경의 원반형의 탄성 연마체 고정부(232)의 하면에 탄성 연마체(231)의 상단부면이 일체로 접합되고, 탄성 연마체(231)는 도시하지 않은 연마체 유지부에 수직의 중심축을 중심으로 하여 회전 가능하게 유지되어, 회전 구동되도록 되어 있다. 탄성 연마체 고정부(232)의 중앙부에는, 관통된 관통 구멍부(233)가 형성되어 있다. 탄성 연마체(231)의 외경은 플라스틱 렌즈(1)의 반경보다 크고, 플라스틱 렌즈(1)의 직경에 근접한 외경으로 되어 있다.
탄성 연마체(231)로서는, 액체 투과성의 연마용 스폰지를 이용할 수 있다. 재질로서는 PVA, 우레탄, PP 등이다. 또한, 스폰지를 성형할 때에 연마제가 분산된 PVA, 우레탄, PP 등의 스폰지를 이용할 수 있다.
도시하지 않았지만, 탄성 연마체 고정부(232)의 중앙의 관통 구멍부(233)에 액체를 공급할 수 있는 액체 공급부가 설치되어 있다. 관통 구멍부(233)에 공급된 액체는 탄성 연마체(231)를 중력에 의해 통과하여 주로 돔 형상의 하면으로부터 유출한다.
광학 부품 유지부(210)는, 전술한 것과 동일하며, 회전축(211)과, 회전축(211)의 상단에 설치되어 있는 흡착 척(212)을 갖는다. 회전축(211)은 중공이며, 수직방향의 축을 중심으로 하여 도시하지 않은 구동 모터에 의해 탄성 연마체(231)의 회전방향과 반대 방향으로 회전 구동된다. 흡착 척(212)은 플라스틱 렌즈(1)를 흡착 유지하는 것으로, 회전축(211)의 중공부와 연통하여 있다. 광학 부품 유지부(210)는 상하로 승강 가능하게 되어 있어, 조작부에 의해 위치가 제어된다. 광학 부품 유지부(210)의 수직방향의 회전 중심과 탄성 연마체(231)의 수직방향의 회전 중심은 서로 어긋나 있어, 회전 중심에 있어서의 연마 부족을 방지하도록 되어 있다.
가압부(221)는 수평방향으로 배치되어 있는 평판형상이며, 탄성 연마체측의 전단부는 상측이 절삭된 테이퍼 형상으로 되어 있다. 가압부(221)는 수평방향으로 이동 가능하게 되어 있고, 조작부의 제어에 의해 위치가 제어되어, 가장 전진했을 때에 탄성 연마체(231)의 하면 전체를 지지할 수 있는 상태로 되도록 배치된다. 가압부(221)의 상면은 탄성 연마체의 하면의 선단부보다 약간 상방에 위치한다. 가압부(221)의 재질은 전술한 가압부(220)와 동일하다.
이러한 표면 세정 개질 장치(202)를 이용한 표면 세정 개질 방법에 대하여 설명한다. 로터리 반송 장치(500)는 플라스틱 렌즈(1)의 기하학 중심을 광학 부품 유지부(210)의 회전축(211)의 중심에 맞추어서 플라스틱 렌즈(1)의 오목면(3)을 흡착 척(212)에 접촉하도록 반입한다. 도시하지 않은 진공 배관이 회전축(211)의 중공부에 접속되고, 플라스틱 렌즈(1)의 하면이 흡착 척(212)에 접촉한 후, 흡착 척(212)을 진공 흡인하여, 플라스틱 렌즈(1)의 오목면(3)을 흡착 척(212)이 흡착 유지한다.
스크러브 세정 공정은, 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 흡착 유지하고 있는 플라스틱 렌즈(1)를 50rpm 내지 300rpm, 바람직하게는 100rpm 내지 200rpm의 회전수로 회전시키고 있는 광학 부품 유지부(210)를 조작부의 제어에 의해 상승시키고, 50rpm 내지 100rpm으로 회전하고 있는 탄성 연마체(231)의 하면에 플라스틱 렌즈(1)의 볼록면(2)을 가압한다. 탄성 연마체(231)의 하면은 적어도 플라스틱 렌즈(1)의 반경의 영역에 접촉한다. 그 때문에, 탄성 연마체(231)를 이동시키지 않고 회전하고 있는 플라스틱 렌즈(1) 전체를 연마할 수 있다.
스크러브 세정 공정중, 도시하지 않은 액체 공급부로부터, 액체(L)로서 연마재를 포함하는 슬러리가 관통 구멍부(233)에 공급된다. 스크러브 세정 시간은 수초로부터 1분 정도이며, 통상은 20초 정도이다.
플라스틱 렌즈(1)를 회전시키는 동시에, 연마제를 포함하는 슬러리를 탄성 연마체(231)와 플라스틱 렌즈(1) 표면 사이에 공급하면서, 탄성 연마체(231)를 회전시키면서 가압하여서 플라스틱 렌즈(1)를 연마제를 거쳐서 연마하는 스크러브 세정 공정에 의해, 플라스틱 렌즈(1)의 볼록면(2) 전체의 오염물이나 이물질을 연마제로 문지름으로써 제거할 수 있는 동시에, 성형 단계 또는 성형후의 열화 등에 의해 형성된 불균질 표면을 제거할 수 있다.
다음에, 자기 세정 공정은, 스크러브 세정후, 도 6의 (c)에 도시하는 바와 같이, 탄성 연마체(231)의 회전을 유지하고, 액체 공급부로부터의 액체(L)의 공급을 계속하면서, 조작부의 제어에 의해 광학 부품 유지부(210)룰 강하시킨 후, 가압부(221)를 전진시켜, 가압부(221)의 상면에 탄성 연마체(231)의 연마를 실행한 부분의 선단부의 돔 형상 부분을 지지하도록 가압하여 선단 부분을 변형시킨다. 탄성 연마체(231)를 회전시키면서 액체(L)를 탄성 연마체(231)에 공급하면서 탄성 연마체(231)의 연마를 실행하는 부분을 가압부(221)에 가압함으로써 변형시켜서 탄성 연마체(231)의 연마를 실행하는 부분을 세정할 수 있다. 이에 의해, 탄성 연마체(231)에 부착되어 있던 이물질이나 오염물을 씻어버릴 수 있고, 다음에 세정하는 플라스틱 렌즈(1)에 이들 이물질이나 오염물이 재부착하는 것을 방지할 수 있다.
자기 세정 공정중에, 스크러브 세정한 플라스틱 렌즈(1)가 다음 샤워 세정· 반전부(C)에 로터리 반송 장치(500)에 의해 반송되고, 투입·취출부(A)로부터 투입된 플라스틱 렌즈(1)가 볼록면 표면 세정 개질부(B)에 반입된다. 자기 세정 공정후, 조작부는 가압부(221)를 후퇴시켜서 원래의 위치로 복귀시킨 후, 새로운 플라스틱 렌즈(1)를 흡착 유지한 광학 부품 유지부(210)를 상승시켜서 스크러브 세정 공정을 실행한다.
상기 설명에서는, 액체(L)로서, 연마제가 물 등의 액체에 분산된 슬러리인 것으로서 설명하고 있었지만, 탄성 연마체(231)가 연마제가 분산된 타입의 경우에는 액체(L)로서 물을 이용하여 상기 설명과 완전히 동일하게 스크러브 세정 및 자기 세정할 수 있다.
표면 세정 개질 공정에서, 이들 스크러브 세정 공정과 자기 세정 공정이 교대로 실행됨으로써, 스크러브 세정 공정간에 자기 세정 공정을 실행하는 것으로 되어, 항상 청정화한 탄성 연마체(231)에 의해 세정 공정을 실행할 수 있기 때문에, 플라스틱 렌즈(1)에 오염물을 남기지 않고 또한 큰 스크래치가 생기지 않도록 세정할 수 있다.
상기 설명에서는, 조작부가 광학 부품 유지부를 승강시켜, 가압부를 수평방향에 구동함으로써, 스크러브 세정과 자기 세정을 실행하고 있지만, 광학 부품 유지부와 가압부를 고정하고, 탄성 연마체를 이동시키는 것에 의해서도 마찬가지로 스크러브 세정과 자기 세정을 실행할 수 있다. 또한, 가압부는 평판형상의 것을 예시했지만, 막대 형상의 것이라도 마찬가지로 탄성 연마체의 하면을 변형시킬 수 있기 때문에, 사용할 수 있다.
상기 설명에서는 표면 세정 개질후의 표면 처리를 하드-코트막의 형성 공정으로 설명하고 있지만, 프라이머(primer)층 등의 다른 표면 처리여도 좋다.
본 발명의 표면 세정 개질 방법 및 표면 세정 개질 장치는 플라스틱 렌즈 등의 플라스틱 광학 부품을 표면 세정하는 것으로서, 하드-코트막 등을 형성하기 전의 전처리로서 이용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 플라스틱 광학 부품을 회전시키는 동시에, 탄성 연마체를 회전시키면서 상기 플라스틱 광학 부품 표면에 가압하면서 연마제를 액체에 분산시킨 슬러리를 상기 플라스틱 광학 부품 표면과 상기 탄성 연마체 사이에 공급하여 상기 플라스틱 광학 부품을 세정하는 스크러브 세정 공정과, 상기 탄성 연마체를 회전시키면서 연마제를 액체에 분산시킨 슬러리를 상기 탄성 연마체에 공급하면서 상기 탄성 연마체를 변형시켜서 상기 탄성 연마체를 세정하는 자기 세정 공정을 갖는 것을 특징으로 하는
    표면 세정 개질 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성 연마체와 가압부를 서로 가압함으로써 상기 탄성 연마체를 변형시켜서 자기 세정을 실행하는 것을 특징으로 하는
    표면 세정 개질 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스크러브 세정 공정과 상기 자기 세정 공정을 교대로 실행하는 것을 특징으로 하는
    표면 세정 개질 방법.
  4. 플라스틱 광학 부품을 회전시키는 동시에, 연마제가 분산된 탄성 연마체를 회전시키면서 상기 플라스틱 광학 부품 표면에 가압하면서 물을 상기 플라스틱 광학 부품 표면과 상기 탄성 연마체 사이에 공급하여 상기 플라스틱 광학 부품을 세정하는 스크러브 세정 공정과, 상기 탄성 연마체를 회전시키면서 물을 상기 탄성 연마체에 공급하면서 상기 탄성 연마체를 변형시켜서 상기 탄성 연마체를 세정하는 자기 세정 공정을 갖는 것을 특징으로 하는
    표면 세정 개질 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 탄성 연마체와 가압부를 서로 가압함으로써 상기 탄성 연마체를 변형시켜서 자기 세정을 실행하는 것을 특징으로 하는
    표면 세정 개질 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 스크러브 세정 공정과 상기 자기 세정 공정을 교대로 실행하는 것을 특징으로 하는
    표면 세정 개질 방법.
  7. 플라스틱 광학 부품을 유지하여 회전시키는 광학 부품 유지부와, 상기 광학 부품 유지부와 이격되어 설치된 가압부와, 탄성 연마체를 유지하여 회전시키는 연마체 유지부와, 상기 탄성 연마체를 상기 플라스틱 광학 부품에 가압하는 세정 동작과 상기 탄성 연마체를 상기 가압부에 가압하는 자기 세정 동작을 실행하도록 상기 광학 부품 유지부 및/또는 상기 연마체 유지부를 동작시키는 조작부와, 액체를 상기 세정 동작과 상기 자기 세정 동작을 실행하고 있는 상기 탄성 연마체에 공급하는 액체 공급부를 갖는 것을 특징으로 하는
    표면 세정 개질 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 조작부가 상기 세정 동작과 상기 자기 세정 동작을 교대로 실행하는 것을 특징으로 하는
    표면 세정 개질 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 액체 공급부는 연마제를 액체에 분산시킨 슬러리를 공급하는 것을 특징으로 하는
    표면 세정 개질 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 탄성 연마체는 연마제가 분산된 것이며, 상기 액체 공급부가 물을 공급 하는 것을 특징으로 하는
    표면 세정 개질 장치.
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