KR20150120990A - 염색 장치 - Google Patents

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Abstract

염색 장치는, 염색용 기체에 부착된 승화성 염료를, 설치부에 설치된 수지체에 증착시켜 정착시킴으로써, 수지체를 염색한다. 염색 장치는, 수지체의 주위를 폐색하는 폐색 챔버 내의 압력을 펌프에 의해 저하시킨다(S27). 염료가 부착된 염색용 기체의 부착면이 수지체에 비접촉으로 대향하는 상태로, 압력이 저하된 폐색 챔버 내의 염색용 기체에 부착되어 있는 염료를 가열함으로써, 염료를 승화시켜 수지체에 증착시킨다(S28). 폐색 챔버 내의 압력을 증착 시의 압력보다 상승시킨다(S30). 염료가 증착된 수지체에 전자파를 조사함으로써 수지를 가열하여 염료를 정착시킨다(S36).

Description

염색 장치{STAINING DEVICE}
본 발명은, 염료가 부착된 수지체를 가열함으로써, 수지체에 염료를 정착시켜 염색을 하는 염색 장치에 관한 것이다.
종래, 염료가 부착된 수지체를 가열하여 수지체를 염색하는 기술이 알려져 있다. 예컨대, 특허문헌 1이 개시하는 플라스틱 렌즈의 염색 방법에서는, 표면에 승화성의 염료가 도포된 기체가, 진공 분위기 속에서 플라스틱 렌즈에 비접촉으로 대향된다. 계속해서, 가열 장치에 의한 가열이 실행됨으로써 승화성의 염료가 승화됨과 함께, 플라스틱 렌즈의 표면 상에 염색층이 형성된다.
또한, 염료가 부착된 수지체에 적외선을 조사함으로써, 수지체를 가열하여 염료를 정착시키는 기술이 알려져 있다. 예컨대, 특허문헌 2에 개시하는 염색 장치는, 플라스틱 렌즈 중에서, 염료가 증착하지 않는 영역을 차폐 수단으로 차폐한 상태로, 플라스틱 렌즈에 적외선을 조사한다. 그 결과, 염료가 증착하지 않는 부위에 있어서, 가열에 의한 황변의 발생이 억제된다.
특허문헌 1: 특개평1-277814호 공보 특허문헌 2: 특허 제4802138호 공보
종래의 기술에 있어서의 하나의 측면에 관해서 언급한다. 예컨대, 특허문헌 1에 기재된 기술을 이용하는 경우, 수지체의 표면에 염료가 부착되더라도, 정착을 위한 가열이 진공 분위기 속에서 실행되기 때문에, 부착된 염료는 다시 승화하기 쉽다. 따라서, 특허문헌 1의 염색 장치로는 안정된 염색을 할 수 없었다.
종래의 기술에 있어서의 다른 측면에 관해서 언급한다. 예컨대, 적외선 등의 전자파를 수지체에 조사하여 가열하면, 수지체의 형상 등의 영향으로, 수지체의 각 부위의 온도 상승을 적절히 제어할 수 없는 경우가 있다. 예컨대, 대략 판형의 수지체를 균일하게 가열하기 위해서, 수지체의 판면에 균일하게 전자파를 조사하는 경우를 상정한다. 이 경우, 수지체의 두께가 일정하지 않으면, 두꺼운 부분의 온도는 얇은 부분의 온도보다 상승하기 어려워, 수지체의 각 부위에 온도차가 생기게 된다. 즉, 수지체의 각 부위의 온도 상승을 적절히 제어하면서, 전자파의 조사에 의해서 수지체를 가열하여 염료를 정착시키는 것은, 종래의 기술에서는 곤란했다.
본 발명의 목적은, 양호한 염색을 할 수 있는 염색 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 양태에 따르면, 염색용 기체에 부착된 승화성의 염료를, 설치부에 설치된 수지체에 증착시켜 정착시킴으로써 상기 수지체를 염색하는 염색 장치가 제공되며, 적어도 상기 설치부에 설치되는 수지체의 주위를 폐색하는 폐색 챔버와, 상기 폐색 챔버 내의 압력을 저하시키는 압력 저하 수단과, 상기 염색용 기체에 부착된 상기 염료를 가열하는 염료 가열 수단과, 전자파에 의해서 상기 수지체를 가열하는 수지체 가열 수단과, 상기 염색 장치의 동작을 제어하는 제어 수단을 구비하며, 상기 제어 수단은, 상기 압력 저하 수단에 의해서 상기 폐색 챔버 내의 압력을 저하시키는 압력 저하 제어 수단과, 상기 염료가 부착된 상기 염색용 기체의 부착면이, 상기 수지체에 비접촉으로 대향한 상태로, 상기 압력 저하 제어 수단에 의해서 압력이 저하된 상기 폐색 챔버 내의 상기 염색용 기체에 부착되어 있는 상기 염료를 상기 염료 가열 수단에 의해서 가열함으로써, 상기 염료를 승화시켜 상기 수지체에 증착시키는 증착 제어 수단과, 상기 폐색 챔버 내의 압력을, 상기 증착 제어 수단에 의한 증착 시의 압력보다 상승시킨 상태로, 상기 염료가 증착되는 상기 수지체에 상기 수지체 가열 수단으로부터 전자파를 조사함으로써, 상기 수지체를 가열하여 상기 염료를 정착시키는 정착 제어 수단을 구비한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 설치부에 설치된 수지체를 가열함으로써, 상기 수지체의 표면에 부착된 염료를 상기 수지체에 정착시켜, 상기 수지체를 염색하는 염색 장치가 제공되며, 전자파를 발생시키는 전자파 발생 수단과, 상기 전자파 발생 수단으로부터 상기 수지체에 조사되는 전자파의 강도 분포를 조정하는 분포 조정 수단을 구비하고 있다.
본 발명에 있어서의 염색 장치는 양호한 염색을 실행할 수 있다.
도 1은 염색 장치(1)의 사시도이다.
도 2는 상부 덮개(4) 및 전방 덮개(5)가 개방된 상태의 염색 장치(1)의 사시도이다.
도 3은 분포 조정부(14)의 평면도이다.
도 4는 폐색 챔버(20)와, 폐색 챔버(20)에 부수되는 구성의 사시도이다.
도 5는 설치부 왕복 이동 기구(40)의 사시도이다.
도 6은 설치부(50)의 사시도이다.
도 7은 염색용 기체(57)가 설치된 상태의 설치부(50)의 사시도이다.
도 8은 후퇴 기구(60)의 사시도이다.
도 9는 염색 장치(1)의 전기적 구성을 도시하는 블럭도이다.
도 10은 본 실시형태의 염색 수지체 제조 공정을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 11은 염색 장치(1)가 실행하는 염색 처리의 플로우 차트이다.
도 12는 제1 변형예의 염색 장치(1)가 구비하는 거리 조정부(90)를 설명하기 위한 설명도이다.
도 13은 평가 시험의 결과를 나타내는 도면이다.
도 14는 제2 변형예의 염색 장치(1)가 구비하는 분포 조정부(94)를 설명하기 위한 설명도이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다. 우선, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 실시형태에 따른 염색 장치(1)의 개략 구성에 관해서 설명한다. 이하의 설명에서는, 도 1 및 도 2의 좌측 경사 하측, 우측 경사 상측, 좌측 경사 상측, 우측 경사 하측을, 각각 염색 장치(1)의 전방, 후방, 좌측, 우측으로 한다.
염색 장치(1)는, 대략 직방체 형상의 케이스(2)를 구비한다. 케이스(2)는, 수지체(본 실시형태에서는 플라스틱 렌즈)를 염색하기 위한 각종 구성을 내부에 수용한다. 케이스(2)는, 기초부(3), 상부 덮개(4), 및 전방 덮개(5)를 갖는다. 기초부(3)는, 염색 장치(1)의 전체를 지지한다. 상부 덮개(4)는, 기초부(3)의 후방부에 있어서 상하 방향으로 회동 가능하게 지지되어 있다. 상부 덮개(4)의 전방부를 상측에 회동시킴으로써 케이스(2)의 상측이 개방된다. 전방 덮개(5)는 판형이며, 기초부(3)의 정면측 단부의 하단에서 전후 방향으로 회동 가능하게 지지되어 있다. 전방 덮개(5)의 상부를 전방으로 회동시킴으로써 케이스(2)의 전방이 개방된다.
기초부(3)의 상면의 중앙에는, 표면에 터치 패널(6)을 갖춘 디스플레이(7)가 설치된다. 작업자는, 터치 패널(6)을 조작함으로써, 각종 지시를 염색 장치(1)에 입력할 수 있다. 상부 덮개(4)의 배면측에는, 염색 장치(1)의 내부를 냉각하기 위한 냉각팬(8; 도 9 참조)이, 좌우에 2개 나란히 설치된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 케이스(2)의 내부에는, 주로, 가열부(10), 폐색 챔버(20), 설치부 왕복 이동 기구(40), 및 설치부(50) 등이 수용되어 있다. 가열부(10)는, 플라스틱 렌즈와, 염색용 기체(57)(도 7 참조)에 부착된 승화성의 염료를 가열하기 위해서 설치된다. 폐색 챔버(20)는, 설치부(50)에 설치된 플라스틱 렌즈의 주위를 폐색하여, 대략 진공의 공간을 내부에 형성한다. 설치부 왕복 이동 기구(40)는, 설치부(50)를 전후 방향으로 이동시킨다. 설치부(50)에는, 플라스틱 렌즈 및 염색용 기체(57)가 설치된다. 이하, 각 구성에 관해서, 도 2 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
가열부(10)에 관해서 설명한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 가열부(10)는, 전자파 발생부(11), 분포 조정부(14), 조정부 회전 모터(80)(도 9 참조), 모터 기어(17), 및 조정부 장착 기어(18)를 주로 구비한다.
전자파 발생부(11)에 관해서 설명한다. 본 실시형태의 전자파 발생부(11)는, 플라스틱 렌즈 및 염색용 기체(57)(도 7 참조)에 의해서 흡수되는 전자파(이 경우는 적외선)를 발생시킨다. 구체적으로는, 적외선을 발생시키는 적외선 히터(12)가 전자파 발생부(11)에 사용되고 있다. 그러나, 할로겐램프, 원적외선 히터 등의 다른 구성을 전자파 발생부(11)에 사용하는 것도 가능하다. 또한, 자외선, 마이크로파 등의 전자파를 발생시키는 구성을 사용할 수도 있다. 전자파 발생부(11)는, 2개의 플라스틱 렌즈를 동시에 염색할 수 있도록, 상부 덮개(4)의 내측(즉, 상부 덮개(4)가 개방된 상태에서는 정면측)에, 좌우에 나란히 2개 설치된다. 또한, 전자파 발생부(11)에 의해서 생기는 전자파의 모두가 플라스틱 렌즈에 흡수될 필요는 없다. 또한, 동시에 염색할 수 있는 수지체의 수가 2개로 한정되지 않는 것은 말할 것도 없다.
전자파 발생부(11)에 있어서 전자파를 발생하는 발생 부위는, 후술하는 분포 조정부(14)에 설치된 개구부(15)(도 3 참조)의 형상에 대응하는 환형으로 형성되어 있다. 상세하게는, 본 실시형태의 개구부(15)는 원환형으로 형성되고, 전자파의 발생 부위도 원환형으로 형성되어 있다. 예컨대, 개구부(15)의 형상을 직사각형 환형으로 형성한 경우에는, 전자파의 발생 부위도 직사각형 환형으로 형성하는 것이 바람직하다. 전자파의 발생 부위의 형상과 개구부(15)의 형상을 대응시킴으로써 판형, 직선형 등의 다른 형상의 발생 부위를 채용하는 경우에 비교해서, 분포 조정부(14)에 의해서 차단되는 전자파의 양이 감소한다. 그 결과, 전자파가 효율적으로 개구부(15)로부터 플라스틱 렌즈에 조사된다. 또한, "대응하는 환형"이란, 전자파의 발생 부위의 형상 및 크기와, 개구부(15)의 형상 및 크기가 완전히 일치하는 것을 나타내는 것은 아니다. 즉, 양자의 형상이 대략 일치할 수도 있고, 또한, 양자의 크기(예컨대 직경)를 반드시 일치시킬 필요는 없다.
본 실시형태의 전자파 발생부(11)에서는, 복수의 적외선 히터(12)가 조합됨으로써, 환형의 발생 부위가 형성되어 있다. 구체적으로는, 2개의 U자형의 적외선 히터(12)의 각각의 U자 부분에 의해서 원환이 형성되도록, 2개의 적외선 히터(12)가 배치되어 있다. 원환형의 발생 부위를 갖는 적외선 히터는, U자형 등의 다른 형상의 적외선 히터에 비교해서 제조하기 어렵고, 많은 비용이 필요하다. 그러나, 복수의 적외선 히터(12)를 조합함으로써 환형의 발생 부위가 용이하게 저비용으로 형성된다. 또한, 하나의 전자파 발생 부위(11)에 사용하는 적외선 히터(12)의 수 및 형상을 변경할 수 있는 것은 물론이다. 또한, 본 실시형태에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 2개의 U자형의 적외선 히터(12)가 교차하도록 배치된다. 환언하면, 한편의 적외선 히터(12)의 전자파 발생 부위가 포함되는 평면과, 다른쪽의 적외선 히터(12)의 전자파 발생 부위가 포함되는 평면은, 2개의 적외선 히터(12)의 배치 위치에 교차한다. 그 결과, 플라스틱 렌즈에 조사되는 전자파의 강도에 얼룩이 생기는 것이 억제된다. 또한, 전자파의 발생 부위를 환형으로 형성하는 경우, 발생 부위는 연속적인 환형이 아니라 단속적인 환형일 수도 있다.
분포 조정부(14)에 관해서 설명한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 분포 조정부(14)는, 상부 덮개(4)가 개방된 상태로, 2개의 전자파 발생부(11)의 각각의 정면측에 위치하도록, 좌우에 나란히 2개 설치된다. 따라서, 상부 덮개(4)가 폐쇄되면, 분포 조정부(14)는 전자파 발생부(11)의 아래쪽에 위치한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 분포 조정부(14)는 판형이다. 분포 조정부(14)에는, 전자파 발생부(11)가 발생시킨 전자파의 일부를 통과시키는 개구부(15)가 형성된다. 염색 장치(1)는, 전자파 발생부(11)로부터 아래쪽으로 조사되는 전자파의 강도 분포를, 분포 조정부(14)의 개구부(15)에 의해서 조정한다. 상세하게는, 개구부(15)는 단속적인 환형으로 형성된다. 염색 장치(1)는, 환형의 개구부(15)에 전자파를 통과시킴으로써 아래쪽으로 조사되는 전자파의 빔에 있어서의 중심부의 강도와 주변부의 강도를, 간이한 구성으로 용이하게 조정할 수 있다. 보다 구체적으로는, 본 실시형태의 개구부(15)에서는, 내측의 원반 형상의 부위를 지지하기 위한 방사상의 4개의 지지편(16)이, 환형의 구멍에 등간격으로 형성된 형상이다. 그러나, 개구부(15)를 환형으로 형성하는 경우, 개구부(15)는 연속적인 환형으로 형성될 수도 있다. 복수의 구멍을 환형으로 배치함으로써 환형의 개구부(15)를 형성할 수도 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 원형의 플라스틱 렌즈에 조사하는 전자파의 강도 분포를 적절히 조정하기 위해서, 개구부(15)의 형상이 원환형으로 형성되어 있다. 그러나, 개구부(15)의 형상은, 염색하는 수지체의 형상에 따라서 적절하게 변경할 수 있다. 따라서, 다각형의 환형, 타원형의 환형 등의 다른 형상의 개구부를 이용하는 것도 가능하다.
2개의 분포 조정부(14)의 각각에는, 크기 및 형상 중 적어도 한쪽이 상이한 복수의 개구부(15)(본 실시형태에서는, 2개의 개구부(15A, 15B))가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 개구부(15A)의 크기(직경)는, 개구부(15B)의 크기보다 크다. 염색 장치(1)는, 가열하는 물체(예컨대 플라스틱 렌즈)와 전자파 발생부(11)의 사이에 위치시키는 개구부(15A, 15B)를 전환하는 것만으로, 물체에 조사시키는 전자파의 강도 분포를 용이하게 전환할 수 있다. 또한, 분포 조정부(14)에 형성하는 개구부(15)의 수가 2개로 한정되지 않는 것은 물론이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상부 덮개(4)에는, 조정부 회전 모터(80)(도 9 참조)에 의해서 회전되는 2개의 모터 기어(17)가 설치된다. 모터 기어(17)는, 2개의 조정부 장착 기어(18)의 각각에 맞물려, 조정부 장착 기어(18)를 회전시킨다. 2개의 조정부 장착 기어(18)의 각각의 선단측(도 2의 상태에서는 정면측)에는, 분포 조정부(14)가 착탈 가능하게 장착된다. 염색 장치(1)는, 조정부 회전 모터(80)를 구동하여 분포 조정부(14)를 회전시킴으로써 분포 조정부(14)의 자세를 전환한다. 그 결과, 가열하는 물체와 전자파 발생부(11)의 사이에 위치하는 개구부(15A, 15B)가, 작업자의 작업이 필요한 일없이 자동적으로 전환된다. 또한, 사용하는 개구부(15A, 15B)를 전환하는 방법은 변경할 수 있다. 예컨대, 분포 조정부(14)를 회전시키지 않고서 평행하게 슬라이드시킴으로써 분포 조정부(14)의 위치를 변경하여, 개구부(15A, 15B)를 전환할 수도 있다.
폐색 챔버(20), 및 폐색 챔버(20)에 부수되는 구성에 관해서 설명한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 폐색 챔버(20)는, 케이스(2)의 내부의 대략 중앙에 설치된다. 케이스(2)의 상부 덮개(4)가 폐쇄되면, 폐색 챔버(20)는 가열부(10)의 하측에 위치한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 폐색 챔버(20)의 형상은, 대략 직사각형의 상자 형상이다. 폐색 챔버(20)는, 폐색 챔버 본체(21)와 폐색 챔버 전방벽(22)(도 2 및 도 7 참조)을 구비한다. 폐색 챔버 본체(21)는, 정면측이 개방된 대략 상자 형상을 갖는다. 폐색 챔버 전방벽(22)은, 폐색 챔버 본체(21)의 정면측의 개방부를 폐색할 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 폐색 챔버 본체(21)의 전방벽에는, 원통형의 전자파 통과부(23)가 좌우에 2개 나란히 설치된다. 전자파 발생부(11)(도 2 참조)에 의해 발생된 전자파는, 전자파 통과부(23)의 내부의 공간을 통과하여 폐색 챔버(20)의 내부에 이른다. 2개의 전자파 통과부(23)의 각각에는, 폐색 챔버(20)의 내부의 분위기 온도를 검출하는 열전대(24)가 설치되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 2개의 전자파 통과부(23)에 있어서의 각각의 상단 가장자리에는, 전자파 통과부(23)의 내경보다 직경이 큰 원반 형상의 투과부(25)가, 전자파 통과부(23)의 상부 개구를 폐색하도록 설치된다. 투과부(25)는, 전자파 발생부(11)가 발생시키는 전자파의 적어도 일부를 투과시키는 재질로 형성될 수도 있다. 또한, 투과부(25)의 재질은, 전자파에 의해서 상승하는 온도에 견딜 수 있는 내열성을 갖는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는, 투과부(25)의 재질로서, 적외선을 투과시키는 내열 유리가 이용되고 있다. 그러나, 이것은 일례이며, 투과부(25)의 재질을 변경하는 것이 가능하다. 폐색 챔버(20)는, 폐색 챔버 본체(21), 폐색 챔버 전방벽(22), 전자파 통과부(23) 및 투과부(25)에 의해서, 내부의 공간을 폐색한다. 폐색 챔버(20)의 내부와 전자파 발생부(11)의 사이의 부위에 투과부(25)를 설치하면, 폐색 챔버(20)의 외부에 전자파 발생부(11)를 설치하더라도, 전자파는 폐색 챔버(20)의 내부에 조사된다. 따라서, 전자파 발생부(11)는, 폐색 챔버(20)의 내부에 있어서의 압력 변화의 영향을 받지 않는다.
도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 폐색 챔버(20)의 상측에는, 투과부(25)의 위치를 유지하기 위한 유지판(27)이 설치된다. 유지판(27)은, 외형이 직사각형인 판형 부재이며, 원반 형상의 투과부(25)의 직경보다 작은 직경의 개구를 좌우에 나란히 2개 구비한다. 유지판(27)의 후단부는, 케이스(2)에 대하여 회동 가능하게 장착되어 있다. 유지판(27)이 상측으로 회동되면, 전자파 통과부(23)에 대한 투과부(25)의 설치 및 제거가 가능한 상태로 된다(도 2 참조). 유지판(27)이 전방으로 회동되면, 투과부(25)가 유지판(27)에 의해서 상측으로부터 압박되어, 전자파 통과부(23)에 대한 투과부(25)의 위치가 유지된다. 또한, 상세한 것은 후술하지만, 플라스틱 렌즈에 염료를 증착시키는 공정에서는, 폐색 챔버(20)의 내부가 대략 진공 상태로 된다. 이 경우, 폐색 챔버(20)의 내부가 감압됨으로써, 투과부(25)의 위치가 확실하게 고정된다. 따라서, 유지판(27)은, 강고한 힘으로 투과부(25)를 누를 필요는 없다.
도 4에 도시한 바와 같이, 폐색 챔버 본체(21)의 배면측에는 압력 제어부(30)가 설치된다. 압력 제어부(30)와 폐색 챔버 본체(21)의 배면의 사이에는, 급배기관(도시하지 않음)이 접속되어 있다. 압력 제어부(30)는, 펌프(31) 및 전자 밸브(33)(도 9 참조)를 구비한다. 염색 장치(1)는, 펌프(31)를 구동함으로써, 폐색 챔버(20) 내의 기체를 급배기관으로부터 외부로 배출하여, 폐색 챔버(20) 내의 압력을 저하시킬 수 있다. 또한, 염색 장치(1)는, 전자 밸브(33)를 폐쇄함으로써 폐색 챔버(20) 내의 밀폐성을 유지한다. 또한, 염색 장치(1)는, 전자 밸브(33)를 개방시킴으로써 외부로부터 감압 상태의 폐색 챔버(20) 내로 기체를 도입시켜, 폐색 챔버(20) 내의 압력을 상승시킨다. 또한, 폐색 챔버(20)(본 실시형태에서는 폐색 챔버 본체(21)의 배면)에는, 폐색 챔버(20) 내의 압력을 검출하는 압력 센서(84)(도 9 참조)가 설치된다.
설치부 왕복 이동 기구(40)에 관해서 설명한다. 상술한 바와 같이, 설치부 왕복 이동 기구(40)는, 설치부(50)(도 2 및 도 6 참조)를 전후 방향으로 이동시킨다. 설치부(50)는, 설치부 왕복 이동 기구(40)에 의해서 후방으로 이동되면, 폐색 챔버(20)의 내부에 들어간다. 설치부(50)는, 전방으로 이동하면, 폐색 챔버(20) 및 케이스(2)(도 2 참조)의 외부에 위치한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 설치부 왕복 이동 기구(40)는, 메인 프레임(41), 센터 프레임(42), 2개의 사이드 프레임(43), 왕복 이동 모터(81), 구동 풀리(45), 종동 플리(46), 및 벨트(47)를 구비한다. 메인 프레임(41)은, 케이스(2)(도 2 참조)의 하부에 배치되고, 설치부 왕복 이동 기구(40)의 전체를 지지한다. 센터 프레임(42)은, 평면에서 보아 T자형을 이루고, 설치부 왕복 이동 기구(40)의 좌우 방향 중앙에 배치된다. 센터 프레임(42)의 정면측 단부는, 설치부(50) 및 폐색 챔버 전방벽(22)(도 7 참조) 중 적어도 어느 한쪽의 저면에 고정된다. 또한, 본 실시형태에서는, 설치부(50)는 폐색 챔버 전방벽(22)에 장착된다. 2개의 사이드 프레임(43)은, 전후 방향으로 연장되는 대략 막대 형상의 부재이며, 센터 프레임(42)의 좌우의 각각에 장착된다. 사이드 프레임(43)은, 메인 프레임(41)의 좌우에 있어서, 전후 방향의 이동을 가이드한다. 사이드 프레임(43)의 정면측(선단측)은, 폐색 챔버 전방벽(22)의 좌우의 각각에 고정된다.
왕복 이동 모터(81)는, 메인 프레임(41)의 후단부에 설치되고, 설치부(50)를 왕복 이동시키기 위한 동력을 발생시킨다. 구동 풀리(45)는, 메인 프레임(41)의 후단부에서의 좌우 방향의 중앙에서 회전 가능하게 유지되어 있고, 왕복 이동 모터(81)의 동력에 의해서 회전한다. 종동 플리(46)는, 메인 프레임(41)의 선단부에서의 좌우 방향의 중앙에서 회전 가능하게 유지되어 있다. 구동 풀리(45)의 회전축 및 종동 플리(46)의 회전축은, 함께 상하 방향으로 연장된다. 벨트(47)는, 구동 풀리(45)와 종동 플리(46)에 브릿지되어 있다. 센터 프레임(42)의 후단부는 벨트(47)에 고정된다.
왕복 이동 모터(81)가 회전하면, 구동 풀리(45)가 회전한다. 이에 따라, 구동 풀리(45)에 브릿지되어 있는 벨트(47)가 회전한다. 벨트(47)가 회전하면, 벨트(47)에 고정되어 있는 센터 프레임(42)이 전후 방향으로 이동한다. 그 결과, 센터 프레임(42)에 고정되어 있는 설치부(50)가 전후 방향으로 이동한다. 설치부(50)의 왕복 이동은, 사이드 프레임(43) 및 메인 프레임(41)에 의해서 가이드된다.
설치부(50)에 관해서 설명한다. 전술한 바와 같이, 설치부(50)에는, 플라스틱 렌즈 및 염색용 기체(57)가 설치된다. 도 6에 도시한 바와 같이, 설치부(50)는, 지지판(51)과, 2개의 원통부(53)를 구비한다. 지지판(51)은, 평면에서 보아 대략 직사각형의 판형 부재이다. 원통부(53)의 내경은, 염색하는 플라스틱 렌즈의 직경보다 약간 크게 형성되어 있다. 2개의 원통부(53)는, 지지판(51)의 상면에, 좌우에 나란히 설치된다. 지지판(51)의 상면 중, 2개의 원통부(53)의 각각에 의해서 둘러싸인 부위(즉, 원통부(53)의 저벽의 부분)은, 부착체 장착부(52)가 된다.
부착체 장착부(52)의 중심 부분에는, 수지체(본 실시형태에서는 플라스틱 렌즈)에 대하여 부착성을 갖는 부착체(55)가 장착된다. 플라스틱 렌즈는, 부착체(55)의 상면에 설치되고, 부착체(55)가 부착된 상태로 가열된다. 따라서, 플라스틱 렌즈의 일부의 온도가 다른 부분의 온도보다 높은 경우에도, 열이 부착체(55)로 확산되기 때문에, 플라스틱 렌즈의 각 부위의 온도차가 감소한다. 또한, 부착체 장착부(52)는, 부착체(55)를 착탈 가능하게 장착한다. 따라서, 작업자는, 부착체(55)에 오염, 파손 등이 생긴 경우, 그리고 형상 등이 상이한 다른 부착체(55)로 변경하고 싶은 경우 등에, 용이하게 부착체(55)를 교환할 수 있다.
부착체(55)의 재질로는, 열전도율이 플라스틱 렌즈 재질의 열전도율 이상인 재질을 이용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 플라스틱 렌즈에 있어서 다른 부분보다 고온인 부위의 열은, 효율적으로 부착체(55)로 확산된다. 그 결과, 플라스틱 렌즈의 각 부위의 온도차가 또한 감소한다. 다만, 부착체(55)의 열전도율은, 플라스틱 렌즈의 열전도율과 동등할 수도 있다. 부착체(55)의 열전도율이 플라스틱 렌즈의 열전도율보다 낮더라도, 부착체(55)를 이용하지 않는 경우에 비교해서 온도차는 감소한다. 또한, 부착체(55)의 경도는 3도∼30도인 것이 바람직하다. 경도가 3도 미만인 부착체(55)는 제조하기 어렵고, 또한, 제조할 수 있다고 해도 지나치게 부드러워 형상을 유지하기 어렵다. 또한, 경도가 30도보다 높으면, 부착체(55)를 각종의 플라스틱 렌즈의 곡률에 맞춰 밀착시키기 어렵다. 경도를 3도∼30도로 함으로써 부착체(55)가 용이하게 플라스틱 렌즈에 부착되기 때문에, 온도차가 효과적으로 감소한다. 보다 바람직한 부착체(55)의 경도는, 5도∼10도이다. 본 실시형태에서는, 경도가 약 6도인 실리콘에 의해서 수지체(55)가 형성된다.
부착체(55) 중에서 적어도 플라스틱 렌즈가 배치되는 부분(본 실시형태에서는 부착체 전체)의 두께는, 1 mm∼10 mm인 것이 바람직하다. 두께를 1 mm 미만으로 하면, 플라스틱 렌즈의 열이 부착체(55)로 확산되기 어렵게 되기 때문에, 온도차의 발생을 억제하기 어렵다. 또한, 두께를 10 mm보다 두껍게 한 경우, 부착체(55)를 플라스틱 렌즈의 곡률에 맞춰 밀착시키기 어렵다. 두께를 1 mm∼10 mm으로 함으로써, 부착체(55)는 용이하게 플라스틱 렌즈에 부착되어, 온도차의 발생을 효과적으로 억제한다.
또한, 부착체(55)가 장착되는 측의 플라스틱 렌즈의 면이 구면형으로 만곡되어 있는 경우, 부착체(55) 중에서 플라스틱 렌즈가 장착되는 장착면(상면)의 곡률 반경은, 50 mm∼200 mm인 것이 바람직하다. 이 경우, 부착체(55)는, 곡률 반경이 큰 플라스틱 렌즈에도, 곡률 반경이 작은 플라스틱 렌즈에도, 용이하게 밀착된다. 즉, 이 경우, 부착체(55)와 플라스틱 렌즈의 충분한 접촉 면적이 확보되어, 보다 효과적으로 온도차의 발생이 억제된다.
또한, 평면에서 보아, 부착체(55)의 크기는, 가열하는 수지체의 크기 이상의 크기인 것이 바람직하다. 이 경우, 외주측이 내측보다 온도 상승하기 쉬운 수지체(예컨대 플러스 렌즈 또는 볼록 렌즈) 및 내측이 외주측보다 온도 상승하기 쉬운 수지체(예컨대 마이너스 렌즈 또는 오목 렌즈) 중 어느 것을 가열하는 경우에도, 부착체(55)는 수지체의 전체에 부착된다. 따라서, 수지체의 형상에 상관없이 온도차의 발생을 억제할 수 있다. 한편으로, 평면에서 보아 부착체(55)가 수지체보다 지나치게 크면, 염료의 오물이 부착체(55)에 부착되기 쉽다. 따라서, 부착체(55)의 크기는, 가열하는 수지체와 동일한 크기로 하는 것이 보다 바람직하다. 다만, 부착체(55)의 크기는 변경하는 것도 가능하다. 예컨대, 염색 장치(1)가 마이너스 렌즈만을 가열하는 경우에는, 부착체(55)를 마이너스 렌즈보다 작게 하여, 마이너스 렌즈의 중심 부분에 부착체(55)를 부착시키더라도, 온도차의 발생을 충분히 억제할 수 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 설치부(50)의 정면측에는 폐색 챔버 전방벽(22)이 고정된다. 또한, 염료를 플라스틱 렌즈에 증착시키는 공정에서는, 염색용 기체(57)를 유지한 기체 유지 프레임(58)이, 원통부(53)의 상부에 장착된다. 본 실시형태에서는, 염색용 기체(57)로는, 적절한 경도의 직사각형의 종이가 이용된다. 그러나, 염색용 기체(57)의 재질에는, 유리판, 내열성 수지, 세라믹, 금속 필름 등의 다른 재질을 이용하는 것도 가능하다. 내열성이 있고, 염료와 화학 반응을 일으키지 않는 재질을 염색용 기체(57)의 재질로서 채용하는 것이 바람직하다. 염색용 기체(57)의 아래쪽의 면(즉, 플라스틱 렌즈에 대향하는 쪽의 면)에는, 목적으로 하는 염색의 양태에 따라서, 승화성의 염료가 용해 또는 미립자 분산된 잉크(염색용 용재)가, 프린터에 의해서 인쇄되어 있다. 프린터를 구동하기 위한 인쇄 데이터(컬러 데이터)는, 작업자가 원하는 개소에 원하는 색 및 농도의 컬러가 염색되도록, 전자 계산기인 퍼스널 컴퓨터(PC)에 의해서 작성된다. 따라서, 염색용 기체(57)에는, 적절한 위치에 적절한 양의 승화성 염료가 정확히 부착된다. 인쇄 데이터를 보존해 두면, 같은 염색을 복수회 실행하는 것도 용이하다. 침염법 등의 다른 염색 방법에 비교해서, 그라데이션(gradation) 등이 복잡한 염색을 하는 것도 용이하다. 염색용 기체(57)에 부착시키는 염료의 컬러는, 단색일 수도 있고 복수색일 수도 있다.
기체 유지 프레임(58)은, 외형이 평면에서 보아 대략 직사각형의 판형 부재이며, 염색용 기체(57)를 유지한다. 기체 유지 프레임(58)에는, 설치부(50)의 원통부(53)(도 6 참조)의 위치 및 크기에 대응하도록, 원형의 개구가 좌우에 2개 나란히 형성되어 있다. 개구가 형성된 위치에서는, 전자파는 기체 유지 프레임(58)으로 차단되는 일없이 염색용 기체(57)에 직접 조사된다. 또한, 염색용 기체(57)로부터 승화된 염료는, 하측의 플라스틱 렌즈측으로 원활히 흐른다. 또한, 본 실시형태에서는, 기체 유지 프레임(58)은 자성체(예컨대, 철)에 의해서 형성된다. 기체 유지 프레임(58)이 원통부(53)의 상단부에 설치되면, 염색용 기체(57)의 하측의 면은, 부착체(55) 상에 설치된 플라스틱 렌즈에 비접촉으로 대향한다.
도 8을 참조하여, 후퇴 기구(60)에 관해서 설명한다. 후퇴 기구(60)는, 기체 유지 프레임(58)에 의해서 유지된 염색용 기체(57)(도 7 참조)를, 설치부(50)로부터 후퇴시킨다. 후퇴 기구(60)는, 2개의 지지 아암(61), 작동 아암(63), 후퇴 모터(82), 및 회전 링크(65)를 주로 구비한다. 2개의 지지 아암(61)은, 전후 방향으로 평행하게 연장된다. 각각의 지지 아암(61)의 후단측은, 케이스(2)(도 1 및 도 2 참조)에 회전 가능하게 유지되어 있다. 작동 아암(63)은, 좌우 방향으로 연장되는 대략 막대 형상의 부재이다. 작동 아암(63)의 좌단부는, 좌측의 지지 아암(61)의 전단부에 고정된다. 작동 아암(63)의 우단부는, 우측의 지지 아암(61)의 전단부에 고정된다. 작동 아암(63)은, 자석(도시하지 않음)을 하부에 구비한다. 작동 아암(63)의 하부가 기체 유지 프레임(58)에 접촉하면, 기체 유지 프레임(58)은 작동 아암(63)의 자석에 흡착된다.
후퇴 모터(82)는, 후퇴 기구(60)의 좌측에 설치되어 있다. 회전 링크(65)는, 후퇴 모터(82)의 근방에서, 좌우 방향으로 연장되는 회전축을 중심으로 회전 가능하게 유지되어 있다. 회전 링크(65)는, 후퇴 모터(82)의 동력에 의해서 회전한다. 회전 링크(65)의 우측면에서의 회전축의 외측에는, 우측으로 연장되는 원주형의 돌출부(66)가 설치된다. 또한, 좌측의 지지 아암(61)에는, 전후 방향으로 연장되는 긴 결합 구멍(62)이 형성되어 있다. 긴 결합 구멍(62)의 팁 방향의 폭(단직경)은, 돌출부(66)의 직경과 일치한다. 돌출부(66)는 긴 결합 구멍(62)에 계합된다.
염색 장치(1)는, 후퇴 모터(82)를 구동시켜 회전 링크(65)를 회전시킴으로써 좌측의 지지 아암(61)을, 후단측을 중심으로 하여 회전시킬 수 있다. 좌측의 지지 아암(61)이 회전하면, 작동 아암(63) 및 우측의 지지 아암(61)도 회전한다. 염색 장치(1)는, 염색용 기체(57)의 염료의 가열(증착 공정)이 완료할 때까지는, 기체 유지 프레임(58)보다 상측에 작동 아암(63)을 위치시킨다. 증착 공정이 완료하면, 염색 장치(1)는, 설치부 왕복 이동 기구(40)(도 5 참조)에 의해서, 폐색 챔버 본체(21)(도 4 참조)의 내부에서 전방으로 설치부(50)(도 7 참조)를 이동시킨다. 작동 아암(63)의 위치를 내려, 작동 아암(63)의 하부의 자석에 기체 유지 프레임(58)을 흡착시킨다. 계속해서, 작동 아암(63)의 위치를 다시 상승시킨다. 그 결과, 기체 유지 프레임(58)에 의해서 유지된 염색용 기체(57)는, 후퇴 기구(60)에 의해서 자동적으로 설치부(50)로부터 후퇴된다.
도 9를 참조하여, 염색 장치(1)의 전기적 구성에 관해서 설명한다. 염색 장치(1)는, 염색 장치(1)의 제어를 담당하는 CPU(70)를 구비한다. CPU(70)에는, RAM(71), ROM(72), 비휘발성 메모리(73), 터치 패널(6), 디스플레이(7), 냉각팬(8), 펌프(31), 전자 밸브(33), 압력 센서(84), 열전대(24), 히터 구동부(75), 및 모터 구동부(76)가, 버스를 통해 접속되어 있다.
RAM(71)은, 각종 정보를 일시적으로 기억한다. ROM(72)에는, 염색 장치(1)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램(예컨대, 도 11에 도시하는 염색 처리를 제어하기 위한 염색 제어 프로그램 등)이 기억되어 있다. 비휘발성 메모리(73)는, 전원의 공급이 차단되더라도 기억 내용을 유지할 수 있는 기억 매체이다(예컨대, 하드디스크 드라이브, 플래시 ROM 등). 히터 구동부(75)는 2개의 적외선 히터(12)에 접속되어, 적외선 히터(12)의 구동을 제어한다. 모터 구동부(76)는, 조정부 회전 모터(80), 왕복 이동 모터(81), 및 후퇴 모터(82)의 각각의 구동을 제어한다.
본 실시형태에 따른 염색 수지체의 제조 방법의 개요에 관해서 설명한다. 종래, 수지체를 염색하여 염색 수지체를 제조하는 방법으로서, 침지 염색 방법(이하, "침지법"이라 함)이 많이 이용되고 있다. 침지법에서는, 염료가 분산된 액체를 가열하고, 가열한 액체에 수지체를 침지함으로써, 염색이 실행된다. 이 침지법에서는, 염료의 응집 등에 의해서 염색이 불안정해지는 문제, 폐기되는 염료가 많다고 하는 문제, 작업 환경이 나쁘다고 하는 문제 등의 여러 가지의 문제가 있다. 또한, 고형의 승화성 염료를 가열하여 승화시킴으로써, 수지체를 염색하는 방법도 있다. 그러나, 고형의 승화성 염료를 정량적으로 비산시키는 것은 곤란하며, 컬러의 조정도 어렵다. 이에 대하여, 본 실시형태에 따른 염색 방법(이하, "기상 전사 염색 방법"이라 함)에서는, 판형의 염색용 기체(57)에 승화성 염료가 부착되어, 염색용 기체(57)로부터 수지체에 염료가 전사(증착)된다. 계속해서, 수지체가 가열됨으로써 염료가 수지체에 정착된다. 따라서, 색상 및 농도의 변동이 감소하여, 염색의 품질이 안정된다. 염색에 필요한 염료(즉, 염색용 기체에 부착시키는 염료)는, 침염법에 있어서 액체에 분산시키는 염료보다 소량인 것이 좋기 때문에, 낭비되는 염료는 침염법에 비교해서 적다. 또한, 작업 환경도, 침염법을 행하는 경우에 비교해서 개선된다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 "정착"이란, 수지면에 부착된 염료가 열에 의해서 단분자 레벨로 수지 내로 확산된 상태를 나타낸다. "정착"은, 염색 또는 발색으로 표현되는 경우도 있다. 또한, 정착 공정에서는, 수지체에 전사된 염료 자체가 가열될 수도 있다. 본 실시형태에서도, 전자파 발생부(11)가 발생시키는 가시 영역의 광에 의해서, 수지체와 함께 염료 자체도 가열되어, 염료가 수지체에 정착된다.
기상 전사 염색 방법으로 수지체를 염색하는 경우에, 증착 공정에서 염색용 기체(57)의 염료를 가열하고, 또한, 정착 공정에서 수지체를 가열한다. 증착 공정에서는, 염료의 응집 등을 막으면서 정확히 염료를 증착시키기 위해서, 수지체의 주위를 대략 진공으로 하여 염료를 가열해야 한다. 또한, 정착 공정에서는, 수지체의 각 부위에 온도차가 생기면, 염료의 정착이 불균일하게 되는 경우가 있다. 가열에 의해서 수지체에 생기는 변색의 영향이 불균일하게 나타나서, 미관이 나빠지는 경우도 있다. 따라서, 종래의 기상 전사 염색 방법에서는, 전자파 가열에 의한 증착 공정이 대략 진공의 분위기하에서 행해진 후, 수지체가 오븐으로 이동되고, 오븐에 의해서 정착 공정이 실행된다. 오븐을 이용함으로써 수지체는 천천히 온도가 상승하기 때문에, 수지체의 각 부위에 있어서의 온도차의 발생이 억제된다.
그러나, 종래의 기상 전사 염색 방법에서는, 증착 공정을 행하기 위한 장치와, 정착 공정을 행하기 위한 오븐이 함께 이용되고 있었다. 이 경우, 2개의 장치를 설치하기 위한 넓은 스페이스가 필요하고, 또한, 장치를 도입하기 위한 비용을 저하시키는 것도 곤란했다. 따라서, 예컨대 안경의 소매점 등에서 기상 전사 염색 방법을 행하는 것은 곤란하며, 물품을 신속히 고객에게 제공할 수 없었다. 또한, 오븐에 의해서 정착 공정을 실행하는 경우, 수지체를 오븐으로 이동시키기 위한 시간이 필요하고, 또한, 오븐에 의한 온도 상승의 속도도 느리다. 따라서, 정착 공정에 요하는 시간을 단축하는 것도 곤란했다.
상기 문제를 해결하기 위해서는, 증착 공정에서 염료의 가열에 이용되는 전자파 발생부를, 정착 공정에서의 수지체의 가열에도 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 전자파를 조사함으로써 수지체를 가열하는 경우, 상술한 바와 같이, 수지체의 각 부위에 온도차가 생겨 염색 품질이 저하하는 경우가 있다. 또한, 수지체의 주위의 압력이 낮은 채로 정착 공정을 행하면, 수지체에 부착된 염료가 다시 승화하여 염색의 품질이 불안정하게 될 가능성도 있다. 본 실시형태에서 예시하는 기술에 의하면, 이상의 문제를 해결하는 것도 가능하고, 고품질의 염색 수지체를 단시간 내에 저비용으로 제조할 수도 있다.
도 10을 참조하여, 본 실시형태에 따른 염색 수지체 제조 공정에 관해서 상세히 설명한다. 우선, 염색용 기체(57)를 작성하는 공정이 실행된다(S1). 전술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 프린터가, PC에 의해서 작성된 인쇄 데이터에 기초하여, 승화성 염료를 함유한 잉크를 기체(본 실시형태에서는 종이)에 인쇄한다. 그 결과, 염색용 기체(57)가 작성된다. 따라서, 염색용 기체(57)에는, 적절한 위치에 적절한 양의 승화성 염료가 정확히 부착된다. PC에서의 인쇄 데이터의 작성, 변경, 보존 등이 용이하다. 따라서, 복잡한 염색도 용이하고, 같은 염색을 반복하는 것도 가능하다. 다만, PC 및 프린터를 이용하지 않고서 염색용 기체(57)를 작성하더라도, 본 발명은 실현된다. 예컨대, 작업자는, 스프레이 등을 이용하여 승화성 염료를 종이에 부착시킴으로써 염색용 기체(57)를 작성할 수도 있다.
계속해서, 작업자는, 염색하는 수지체와, S1에서 작성한 염색용 기체(57)를, 염색이 실행되는 위치에 설치한다(S2). 본 실시형태에서는, 수지체인 플라스틱 렌즈가, 설치부(50)의 부착체(55)(도 6 참조) 상에 설치된다. 염색용 기체(57)는, 기체 유지 프레임(58)(도 7 참조)에 유지된 상태로, 설치부(50)의 원통부(53)의 상단에 설치된다. 염색용 기체(57)는, 승화성 염료가 부착된 부착면이 수지체에 비접촉으로 대향하도록 배치된다. 따라서, 본 실시형태에서는, 부착면이 하측을 향하도록 염색용 기체(57)가 배치된다.
계속해서, 수지체 주변의 압력을 저하시키는 공정과, 부착체(55)를 수지체에 부착시키는 공정이 실행된다(S3). 본 실시형태에서는, 펌프(31)(도 9 참조)에 의해서 폐색 챔버(20) 내의 기체가 외부로 배출됨으로써, 폐색 챔버(20) 내부가 대략 진공 상태로 된다. 그 동안, 수지체의 저면과 부착체(55)의 상면의 사이에 존재하는 기체가 흡인되어, 부착체(55)가 수지체의 저면(즉, 염료가 증착되는 면과 반대의 면)에 부착된다. 따라서, 본 실시형태에서는, 수지체에 부착체(55)를 압박하는 등의 공정을 행하지 않더라도, 대략 진공의 공간이 형성되는 과정에서 수지체에 부착체(55)가 부착된다. 수지체에 부착된 부착체(55)가, 증착(즉, 염색용 기체(57)로부터 수지체 표면에의 염료의 부착)가 방해되는 일도 없다.
계속해서, 승화성 염료를 수지체에 증착시키는 공정이 실행된다(S4). 본 실시형태에서는, 전자파 발생부(11)가 발생하는 전자파에 의해서 염색용 기체(57)가 가열된다. 그 결과, 염색용 기체(57)의 아래쪽의 면에 부착하고 있는 승화성 염료가 가열 승화하여, 수지체의 상면에 증착된다.
계속해서, 수지체 주변의 압력을 상승시키는 공정이 실행된다(S5). 본 실시형태에서는, 전자 밸브(33)(도 9 참조)가 개방됨으로써, 폐색 챔버(20)의 내부에 급배기관을 통하여 외부의 기체가 도입된다. 그 결과, 폐색 챔버(20) 내의 압력은대기압까지 복귀된다.
계속해서, 염색용 기체(57)를 설치부(50)로부터 후퇴시키는 공정이 실행된다(S6). 본 실시형태에서는, 우선, 설치부 왕복 이동 기구(40)(도 5 참조)에 의해서 설치부(50)가 폐색 챔버(20)의 외부로 이동된다. 염색용 기체(57)를 유지하고 있는 기체 유지 프레임(58)이, 후퇴 기구(60)(도 8 참조)에 의해서 설치부(50)로부터 후퇴된다. 그 후, 설치부(50)는, 설치부 왕복 이동 기구(40)에 의해서, 폐색 챔버(20)의 내부로 복귀된다.
계속해서, 수지체에 염료를 정착시키는 공정이 실행된다(S7). 본 실시형태에서는, 증착 공정(S4)에서 이용된 전자파 발생부(11)가 다시 구동된다. 염색용 기체(57)는 후퇴되어 있기 때문에, 전자파 발생부(11)에 의해 발생된 전자파는, 염색용 기체(57)에 의해 차단되는 일없이 수지체에 조사된다. 따라서, 염색용 기체(57)가 불타는 일이 없기 때문에, 재(cinder) 등에 의해서 염색의 품질이 저하되는 일은 없다. 전자파의 조사 분포는, 분포 조정부(14)(도 3 참조)에 의해서 적절히 조정되어 있다. 또한, 수지체에는 부착체(55)가 부착되어 있어, 수지체의 일부에 국소적으로 발생한 열이 부착체(55)로 확산된다. 따라서, 수지체에 있어서의 각 부위의 온도차가 발생하기 어렵다. 전자파는, 수지체 중에서 부착체(55)가 부착된 측의 반대측(본 실시형태에서는 상면)에 조사된다. 따라서, 전자파는, 부착체(55)를 거치지 않고서 수지체에 도달하여, 수지체의 상면에 증착된 염료가 효율적으로 정착된다.
계속해서, 수지체의 서냉이 실행되고(S8), 염색 수지체 제조 공정이 종료된다. 본 실시형태에서는, 폐색 챔버(20) 내부 또는 폐색 챔버(20)의 전측의 공간(전방 챔버)에서 수지체를 소정 시간 이상 대기시킨다. 그 결과, 수지체의 온도가 서서히 저하된다. 염색 장치(1)는, 온도가 저하된 수지체를 케이스(2)의 외부로 이동시켜, 공정을 종료시킨다. 염색 장치(1)는, 서냉 공정(S8)을 실행함으로써, 작업자가 화상을 입을 위험성을 저하시킬 수 있다. 또한, 수지체의 온도가 급격히 저하하여 변형 및 균열이 생길 가능성도 저하된다.
도 11을 참조하여, 염색 장치(1)의 CPU(70)가 실행하는 염색 처리에 관해서 설명한다. 상술한 바와 같이, 염색 장치(1)의 ROM(72)에는, 염색 처리를 제어하기 위한 염색 제어 프로그램 등이 기억되어 있다. CPU(70)는, 염색 장치(1)의 전원이 ON으로 되면, 염색 제어 프로그램에 따라서, 도 11에 도시하는 염색 처리를 실행한다. 염색 처리에서는, 전술한 염색 수지체 제조 공정(도 10 참조) 중의 S3∼S8의 공정이 자동적으로 행해진다.
우선, 개구부 전환 지시 및 렌즈 정보가 입력되었는지 여부가 판단된다(S21). 개구부 전환 지시는, 분포 조정부(14)(도 3 참조)에 형성된 복수의 개구부(15) 중에서 전자파 발생부(11)와 설치부(50)(도 1 참조)의 사이에 위치시키는 개구부(15)를 전환하는 지시이다. 개구부(15)를 전환하는 지시는, 개구부(15)의 크기를 직접 지정하는 지시일 수도 있다. 또한, 렌즈 정보는, 염색하는 플라스틱 렌즈의 파라미터이다. 파라미터로서는, 예컨대, 렌즈의 소재, 직경, 횟수, 굴절율, 상단면의 높이, 중심면의 높이, 형상 등을 이용할 수 있다. 작업자는, 터치 패널(6)을 조작함으로써, 개구부 전환 지시 또는 렌즈 정보를 염색 장치(1)에 입력할 수 있다. 또한, 염색 장치(1)는, 네트워크 등을 통해, 개구부 전환 지시 및 렌즈 정보를 다른 디바이스로부터 입력하는 것도 가능하다.
개구부 전환 지시 및 렌즈 정보 중 어느 것도 입력되어 있지 않으면(S21: NO), 처리는 변경 없이 S24의 판단으로 이행한다. 개구부 전환 지시가 입력되면(S21: YES), 조정부 회전 모터(80)(도 9 참조)에 의해서 분포 조정부(14)가 회전됨으로써, 개구부(15)가 전환된다(S22). 또한, 렌즈 정보가 입력되면(S21: YES), 입력된 파라미터를 갖는 렌즈를 가열하기 위해서 알맞은 개구부(15)가 사용되도록, 조정부 회전 모터(80)가 구동된다. 일례로서, 본 실시형태에서는, 렌즈 정보로서, 렌즈의 형상(플러스 렌즈, 마이너스 렌즈 등)이 입력된다. CPU(70)는, 입력된 렌즈의 형상에 따라서 개구부(15)를 전환한다. 처리는 S24의 판단으로 이행한다.
본 실시형태에서는, 직경이 큰 개구부(15A)를 이용하는 경우에, 전자파의 강도 분포는, 플라스틱 렌즈의 중심부보다 외측이 강하게 된다. 또한, 직경이 작은 개구부(15B)를 이용하는 경우에, 환형의 개구부(15B)를 통과한 전자파는, 플라스틱 렌즈의 중심부에서 중합된다. 그 결과, 전자파의 강도 분포는, 플라스틱 렌즈의 외측보다 중심이 강하게 된다. 따라서, 염색하는 플라스틱 렌즈로서 마이너스 렌즈가 지정된 경우, CPU(70)는, 직경이 큰 개구부(15A)를 전자파 발생부(11)와 설치부(50)의 사이에 위치시킨다. 이 경우, 중심부보다 외측이 두꺼운 마이너스 렌즈의 각 부위는 대략 균등하게 가열된다. 다른 한편으로, 염색하는 플라스틱 렌즈로서 플러스 렌즈가 지정된 경우, CPU(70)는, 직경이 작은 개구부(15B)를 전자파 발생부(11)와 설치부(50)의 사이에 위치시킨다. 이 경우, 중심이 외측보다 두꺼운 플러스 렌즈의 각 부위가, 대략 균등하게 가열된다.
계속해서, 염색을 시작시키는 지시가 입력되었는지 여부가 판단된다(S24). 작업자는, 설치부(50)에 플라스틱 렌즈와 염색용 기체(57)를 설치한다. 계속해서, 작업자는, 터치 패널(6) 중에서 디스플레이(7)에 표시되어 있는 스타트 버튼(도시하지 않음)에 대응하는 위치에 접촉함으로써 염색의 개시 지시를 염색 장치(1)에 입력한다. 염색의 개시 지시가 아직 입력되어 있지 않은 경우에는(S24: NO), 처리는 S21의 판단으로 되돌아가고, S21 및 S24의 판단이 반복된다.
염색의 개시 지시가 입력되면(S24: YES), 왕복 이동 모터(81)(도 5 참조)가 구동되어, 설치부(50)가 후방으로 이동됨으로써, 설치부(50)가 폐색 챔버(20) 내에 반입된다(S26). 그 결과, 폐색 챔버(20)의 내부는, 폐색 챔버 본체(21), 폐색 챔버 전방벽(22) 및 투과부(25)에 의해서 폐색된다. 계속해서, 펌프(31)(도 9 참조)에 의해서 폐색 챔버(20) 내의 기체가 외부로 배출됨으로써, 폐색 챔버(20) 내의 압력이 저하되어, 대략 진공 상태로 된다(S27). 그 결과, 부착체(55)는 자동적으로 플라스틱 렌즈에 부착된다.
압력 센서(84)(도 9 참조)에 의해서 검출되는 폐색 챔버(20) 내의 압력이 임계치 이하이고, 기체의 배출이 완료된 것으로 판단되면, 적외선 히터(12)(도 2 참조)가 ON으로 되고, 전자파(본 실시형태에서는 적외선)가 발생된다(S28). 전자파는, 설치부(50)에 설치된 염색용 기체(57)를 향해서 조사된다. 그 결과, 염색용 기체(57)의 하측의 면에 부착된 승화성 염료가 가열 및 승화되어, 플라스틱 렌즈의 상측의 면에 부착(증착)된다. 본 실시형태에 있어서의 S28의 처리에서는, 최대의 출력으로 적외선 히터(12)로부터 전자파가 조사된다. 그 결과, 단시간에 안정된 증착이 행해진다. 또한, 증착에 있어서의 전자파의 조사 시간은 미리 설정되어 있다. 조사 시간이 경과하면, 적외선 히터(12)가 OFF로 된다(S29). 전자 밸브(33)(도 9 참조)가 개방되고, 폐색 챔버(20)의 내부에 외부의 기체가 도입되어, 폐색 챔버(20) 내의 압력이 대략 대기압까지 상승된다(S30).
계속해서, 왕복 이동 모터(81)가 구동되어, 설치부(50)가 폐색 챔버(20)의 외측(전방)으로 이동된다(S32). 후퇴 모터(82)(도 8 참조)가 구동되어, 후퇴 기구(60)의 작동 아암(63)에 기체 유지 프레임(58)이 자력에 의해서 흡착된 후, 작동 아암(63)이 상승된다. 그 결과, 전자파 발생부(11)에 의해서 가열되는 위치로부터, 염색용 기체(57)가 후퇴된다(S33). 따라서, 염색 장치(1)는, 염색용 기체(57)를 후퇴시키기 위한 작업을 작업자에게 실행시키는 일없이 염색을 할 수 있다. 그 후, 설치부 왕복 이동 기구(40)에 의해서, 설치부(50)가 다시 폐색 챔버(20) 내에 반입된다(S34).
계속해서, 폐색 챔버(20) 내의 압력이 대기압 또는 대략 대기압으로 된 상태에서, 적외선 히터(12)가 ON으로 되고, 전자파가 발생된다(S36). 염색용 기체(57)가 후퇴되어 있기 때문에, 전자파는, 설치부(50)의 부착체(55) 상에 설치된 플라스틱 렌즈에 직접 조사되어, 플라스틱 렌즈를 가열한다. 그 결과, 플라스틱 렌즈의 상면에 증착된 염료가 정착된다. 폐색 챔버(20) 내의 압력은 대략 대기압이므로, 플라스틱 렌즈에 부착된 염료가 다시 승화하여 염색이 불안정해질 가능성은 낮다. 플라스틱 렌즈에 조사되는 전자파의 강도 분포는, 분포 조정부(14)에 의해서 적절히 조정되어 있다. 따라서, 플라스틱 렌즈의 각 부위의 온도 상승은 적절히(대략 균등하게 되도록) 제어된다. 또한, 플라스틱 렌즈의 하측면에는 부착체(55)가 부착되어 있다. 따라서, 플라스틱 렌즈의 일부의 온도가 다른 부분의 온도보다 높게 된 경우에도, 다른 부분보다 많이 발생된 열은 부착체(55)에 확산한다. 그 결과, 수지체의 각 부위의 온도 상승 비율의 차이가 생기는 것이 억제된다.
본 실시형태에 있어서의 S36의 처리에서는, 우선, 최대의 출력으로 적외선 히터(12)로부터 전자파가 조사된다. 따라서, 염색 장치(1)는, 플라스틱 렌즈의 온도를 단시간에 상승시킬 수 있다. 계속해서, CPU(70)는, 플라스틱 렌즈의 온도 상승이 완료되면, 플라스틱 렌즈의 온도가 유지되도록 적외선 히터(12)의 출력을 조정한다. 출력을 조정하는 타이밍은, 열전대(24)(도 4 참조)에 의해서 검출되는 온도가 소정 온도로 되는 타이밍일 수도 있고, 전자파의 조사 개시로부터 소정 시간 경과한 타이밍일 수도 있다. 본 실시형태에서 사용되는 승화성 염료는 170℃에서 재승화한다. 다른 한편으로, 단시간에 정착을 완료시키기 위해서는, 매우 높은 온도로 정착 공정을 행하는 것이 바람직하다. 따라서, CPU(70)는, 플라스틱 렌즈의 온도가 130℃∼170℃의 범위 내가 되도록 적외선 히터(12)를 제어하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 140℃∼160℃의 범위에서 정착이 행해지도록 적외선 히터(12)를 제어된다. 일례로서, 본 실시형태에서는, 열전대(24)에 의해서 검출되는 온도가 150℃가 되도록 적외선 히터(12)가 제어된다. 또한, 정착에 있어서의 전자파의 조사 시간은 미리 설정되어 있다. 또한, 염색 장치(1)는, 정착 공정(S36)의 도중에 개구부(15)를 전환함으로써 플라스틱 렌즈의 온도를 유지할 수도 있다. 조사 시간이 경과하면, 적외선 히터(12)가 OFF로 된다(S37). 폐색 챔버(20) 내 또는 전방 챔버 내에서 플라스틱 렌즈가 대기하고, 플라스틱 렌즈의 서냉이 실행된다(S38). 서냉이 종료하면, 설치부(50)가 설치부 왕복 이동 기구(40)에 의해서 케이스(2)의 외부로 이동되고(S39), 염색 처리는 종료한다. 또한, 냉각팬(8)은, 적어도 전자파가 발생하고 있는 동안은, 항상 구동된다. 따라서, 케이스(2) 내의 쓸데 없는 열은, 냉각팬(8)에 의해서 외부로 방출된다.
또한, 본 실시형태에서는, 플라스틱 렌즈의 주위의 압력(즉, 폐색 챔버(20)내의 압력)이 대기압인 상태에서 정착 공정이 실행된다. 따라서, 플라스틱 렌즈에 증착된 염료가 다시 승화할 가능성이 저하된다. 그러나, 정착 시의 플라스틱 렌즈의 주위의 압력은 대기압으로 한정되지 않는다. 예컨대, 플라스틱 렌즈의 주위의 압력은, 대기압보다 높은 압력일 수도 있다. 또한, 플라스틱 렌즈의 주위의 압력을, 증착 시의 압력과 대기압의 사이로 설정할 수도 있다. 즉, 염색 장치(1)는, 정착 시의 압력을 적어도 증착 시의 압력보다 높게 하면, 증착 시와 동일한 압력으로 정착 공정을 행하는 경우에 비교해서, 염료가 다시 승화하는 비율을 저하시킬 수 있다.
도 12를 참조하여, 상기 실시형태의 제1 변형예에 관해서 설명한다. 상기 실시형태의 염색 장치(1)에서는, 분포 조정부(14)가 회전하여 개구부(15A, 15B)가 전환한 경우 또는 분포 조정부(14)가 전환되는 경우에, 전자파의 조사 분포가 변화된다. 다른 한편으로, 도 12에 도시하는 제1 변형예에서는, 분포 조정부(14)와, 설치부(50)에 설치된 플라스틱 렌즈(88)의 사이의 거리 D가 조정됨으로써, 전자파의 조사 분포가 변화된다.
도 12에 도시한 바와 같이, 제1 변형예에서도 상기 실시형태에서와 같이, 원환형의 전자파 발생 부위를 갖는 전자파 발생부(11)와, 수지체인 플라스틱 렌즈(88)의 사이에, 원환형의 개구부(15)를 갖는 분포 조정부(14)가 배치되어 있다. 또한, 제1 변형예에서는, 전자파 발생부(11)와 분포 조정부(14)를 설치부(50)에 대하여 이동(상하 이동)시키기 위한 거리 조정부(90)가 설치된다. 거리 조정부(90)에는 다양한 구성을 채용할 수 있다. 제1 변형예에서는, 랙 앤드 피니언 기구가 거리 조정부(90)로서 채용되어 있다. 염색 장치(1)는, 도시하지 않는 거리 조정 모터를 회전시킴으로써 랙 앤드 피니언 기구를 구동한다. 그러나, 작업자가 수동으로 랙 앤드 피니언 기구를 구동할 수도 있다.
분포 조정부(14)와 플라스틱 렌즈(88)의 거리 D를 짧게 하면, 개구부(15)를 통과한 전자파의 빔이 그다지 확산되지 않고, 플라스틱 렌즈(88)의 외주부 근방에 강하게 조사된다. 그 결과, 플라스틱 렌즈(88)의 외주부 근방의 온도 상승 비율은, 중심의 온도 상승 비율보다 높게 된다. 다른 한편으로, 거리 D를 길게 하면, 개구부(15)를 통과한 전자파의 빔은, 플라스틱 렌즈(88)에 도달하는 시점에서 확산이 진행된 상태로 된다. 환형의 개구부(15)를 통과한 전자파의 빔이 확산되면, 플라스틱 렌즈(88)의 중심에서는, 확산된 전자파가 중합된다. 그 결과, 외주부 근방에 대한 중심의 온도 상승 비율은, 거리 D가 짧은 경우에 비교해서 크게 된다. 이상과 같이, 제1 변형예의 염색 장치(1)는, 분포 조정부(14)와 설치부(50) 사이의 거리를 거리 조정부(90)에 의해서 변화시킴으로써 플라스틱 렌즈(88)에 조사시키는 전자파의 강도 분포를 동적으로 변화시킬 수 있다. 또한, 염색 장치(1)는, 전자파 발생부(11)와 분포 조정부(14) 사이의 거리 P를 변화시킴으로써 전자파의 강도 분포를 변화시킬 수도 있다. 전자파 발생부(11)와 분포 조정부(14) 사이의 거리와, 분포 조정부(14)와 설치부(50) 사이의 거리를 함께 변화시킴으로써 강도 분포를 변화시킬 수도 있다. 또한, 설치부(50)를 상하 이동시킴으로써 거리를 조정할 수도 있다.
또한, 제1 변형예의 염색 장치(1)는, S21 및 S22(도 11 참조)에서, 입력된 렌즈 정보에 따라서 거리 D를 조정한다. 일례로서, 플라스틱 렌즈(88)의 종류가 마이너스 렌즈인 것을 나타내는 렌즈 정보가 입력된 경우에는, 플러스 렌즈인 것을 나타내는 렌즈 정보가 입력된 경우에 비교해서 거리 D를 짧게 한다. 따라서, 제1 변형예의 염색 장치(1)는, 렌즈의 파라미터에 따른 적절한 강도 분포로 전자파를 플라스틱 렌즈(88)에 조사할 수 있다.
또한, 전자파 발생부(11)의 출력을 일정하게 하는 경우, 전자파 발생부(11)와, 설치부(50)에 설치된 플라스틱 렌즈(88) 사이의 거리 P(도시하지 않음)를 길게 할수록, 플라스틱 렌즈(88)에 도달하는 전자파는 약해진다. 따라서, 플라스틱 렌즈(88)의 온도 상승 비율은, 거리 P에 따라서 변화된다. 이 경우, 플라스틱 렌즈(88)의 염색 품질을 일정하게 유지하기 어렵게 된다. 제1 변형예의 염색 장치(1)는, 거리 P를 변경하더라도, 플라스틱 렌즈(88)의 온도 상승 비율이 거의 균등하게 되도록, 거리 P에 따라서 전자파 발생부(11)의 출력(전압)을 제어한다. 상세하게는, 염색 장치(1)의 CPU(70)는, 거리 P를 증가시키는 경우에, 전자파 발생부(11)의 출력을, 거리 P의 증가 전의 출력 이상의 출력으로 제어한다(즉, 거리 P가 길어질수록, 출력을 크게 한다). 또한, 거리 P를 감소시키는 경우에, 전자파 발생부(11)의 출력을, 거리 P의 감소 전의 출력 이하의 출력으로 제어한다(즉, 거리 P가 짧아질수록, 출력을 작게 한다). 따라서, 제1 변형예의 염색 장치(1)는, 거리 P에 따라서 수지체의 온도 상승 비율의 차이가 생기는 것을 억제할 수 있다.
또한, 거리 P에 따라서 전자파 발생부(11)의 출력을 조정하는 경우, 구체적인 출력의 조정 방법을 적절하게 설정할 수 있다. 예컨대, CPU(70)는, 거리 P에 비례하여 출력을 증가시킬 수도 있다. 거리 P가 일정량 증가할 때마다 단계적으로 출력을 증가시킬 수도 있다. 또한, 개구부(15)를 전환하여 강도 분포를 전환하는 방법(상기 실시형태에서 예시된 방법)과, 거리 D를 전환하여 강도 분포를 전환하는 방법(제1 변형예에서 예시된 방법)을 동시에 실행할 수도 있다. 이 경우, 염색 장치(1)는, 보다 정확하게 전자파의 강도 분포를 조정할 수 있다.
[평가 시험]
본원 발명의 발명자는, 개구부(15)를 구비하는 분포 조정부(14)에 의해서 전자파의 조사 분포를 조정할 수 있는 것을 확인하기 위해서, 평가 시험을 했다. 이 평가 시험에서, 발명자는, 도 12에 도시한 바와 같이, 전자파 발생부(11)와 플라스틱 렌즈(88)의 사이에, 분포 조정부(14)에 형성된 개구부(15)를 배치했다. 계속해서, 발명자는, 전자파 발생부(11)와 분포 조정부(14) 사이의 거리를 20 mm로 고정하고, 분포 조정부(14)와 플라스틱 렌즈(88) 사이의 거리 D를 30 mm, 40 mm, 50 mm, 60 mm, 70 mm로 한 경우의 플라스틱 렌즈(88)에 있어서의 각 부위의 온도를 계측했다. 온도 계측 타이밍은, 전자파에 의한 가열 개시로부터 300초 경과 후로 하였다. 이상의 시험을, 형상이 다른 2 종류의 플라스틱 렌즈(88)에 대하여 실행했다.
또한, 온도를 측정한 부위 중에서, A부는 플라스틱 렌즈(88)의 중심, B부는 중심으로부터 20 mm 이격된 위치, C부는 중심으로부터 35 mm 이격된 위치(즉, 외주부 근방)이다. 또한, 2 종류의 플라스틱 렌즈(88)의 직경은 모두 약 70 mm 이다. 그러나 각 부위의 두께는 2 종류의 플라스틱 렌즈(88)의 사이에서 다르다. 상세하게는, "CR S-0.00"의 플라스틱 렌즈(88)에서는, A부의 두께는 2.30 mm, B부의 두께는 2.30 mm, C부의 두께도 2.30 mm 이다. "CR S-4.00"의 플라스틱 렌즈(88)에서는, A부의 두께는 1.80 mm, B부의 두께는 3.45 mm, C부의 두께는 7.25 mm 이다. 분포 조정부(14)와 플라스틱 렌즈(88) 사이의 거리 D를 변경하더라도, 플라스틱 렌즈(88)의 온도는 거의 균등하게 되도록, 분포 조정부(14)와 플라스틱 렌즈 사이의 거리 D에 따라서 전자파 발생부(11)의 전압을 조정했다. 평가 시험의 결과를 도 13에 도시한다.
도 13에 도시한 바와 같이, 플라스틱 렌즈(88)의 종류에 상관없이, 거리 D를 짧게 할 수록, 외주부 근방의 온도 상승 비율이 중심의 온도 상승 비율보다 높게 되어 있다. 또한, 거리 D를 길게 할 수록, 외주부 근방의 온도 상승 비율은 중심의 온도 상승 비율보다 낮게 되어 있다. 그 이유는, 분포 조정부(14)의 개구부(15)의 형상, 분포 조정부(14)의 위치 등에 따라서, 플라스틱 렌즈(88)에 조사되는 전자파의 강도 분포가 결정되기 때문이다. 따라서, 염색 장치(1)는, 거리 D를 변화시킴으로써 전자파의 강도 분포를 변화시킬 수 있다. 또한, 개구부(15A, 15B)(도 3 참조)를 전환함으로써 전자파의 강도 분포를 변화시킬 수 있다.
(CR S-0.00)의 플라스틱 렌즈(88)에서는, 각 부위의 두께가 일정하다. 이에 대하여, "CR S-4.00"의 플라스틱 렌즈(88)에서는, 중심의 두께가 외주부 근방의 두께보다 작아, 외주부 근방보다 중심측이 온도가 상승하기 쉽다. 평가 시험의 결과를 고려하면, 중심의 온도 상승 비율은, "CR S-0.00"보다 "CR S-4.00"의 쪽이 높게 되어 있다. 따라서, 플라스틱 렌즈(88)에 있어서의 각 부위의 온도 상승 비율을 균등하게 하여, 염색 품질을 향상시키기 위해서는, 플라스틱 렌즈(88)의 형상에 따라서 전자파의 강도 분포를 적절하게 변경하는 것이 바람직하다. 평가 시험의 결과에 의하면, "CR S-0.00"에서는, 거리 D를 약 48∼49 mm으로 한 경우에, 각 부위의 온도 상승 비율이 가장 균등한 것에 근접하다고 생각된다. 또한, "CR S-4.00"에서는, 거리 D를 약 45 mm로 한 경우에, 각 부위의 온도 상승 비율이 가장 균등한 것에 근접하다고 생각된다. 다만, 하나의 형상의 플라스틱 렌즈(88)만을 염색하는 경우 등에는, 전자파의 강도 분포를 동적으로 변경할 필요는 없다. 즉, "전자파의 강도 분포를 조정한다"라고 하는 것은, 강도 분포를 동적으로 변경하는 것만을 의미하는 것은 아니고, 수지체의 부위에 따라서 적절한 강도의 전자파가 조사되도록, 강도 분포를 정적으로 조정하는 것도 의미한다. 또한, 상술한 바와 같이, 전자파의 강도 분포를 조정하는 방법은, 거리 D를 변화시키는 방법에 한정되지 않고, 개구부(15A, 15B)를 전환하는 방법 등도 채용할 수 있다.
도 14를 참조하여, 상기 실시형태의 제2 변형예에 관해서 설명한다. 상기 실시형태에 따른 분포 조정부(14)는, 전자파 발생부(11)에 의해 발생된 전자파의 강도 분포를 개구부(15)에 의해서 조정한다. 다른 한편으로, 도 14에 도시하는 제2 변형예에서는, 염색 장치(1)는, 전자파 발생부(11)에 의해 발생된 전자파의 적어도 일부를 반사시키는 반사부(92)에 의해서, 플라스틱 렌즈(88)에 조사되는 전자파의 강도 분포를 조정한다.
도 14에 도시한 바와 같이, 제2 변형예의 분포 조정부(94)에는, 전자파 발생부(11)에 대해서 플라스틱 렌즈(88)와 반대측이 되는 위치(즉, 전자파 발생부(11)의 상측)에, 반사부(92)가 설치된다. 반사부(92) 중에서 전자파 발생부(11)를 향하는 측의 면(즉, 하측면)은, 전자파 발생부(11)에 의해 발생된 전자파를 반사시킨다. 본 실시형태에서는, 전자파 발생부(11)의 하측면은, 상측이 오목한 구면형(요면형)으로 형성되어 있다. 따라서, 전자파 발생부(11)로부터 반사부(92)에 조사된 전자파는, 반사부(92)에 의해서 아래쪽으로 반사된다. 반사된 전자파의 빔 직경은, 아래쪽으로 향할수록 서서히 작아진다. 따라서, 반사부(92)에 의해서 반사되어 플라스틱 렌즈(88)에 조사되는 전자파의 강도는, 플라스틱 렌즈(88)의 외측보다 중심부쪽이 높다. 다른 한편으로, 전자파 발생부(11)로부터 아래쪽에 직접 접촉되는 전자파의 강도는, 플라스틱 렌즈(88)의 중심부보다 외측이 높게 된다. 따라서, 제2 변형예의 염색 장치(1)는, 분포 조정부(94)의 반사부(92)를 이용함으로써 플라스틱 렌즈(88)에 조사하는 전자파의 강도 분포를 적절히 조정할 수 있다. 또한, 제2 변형예의 염색 장치(1)는, 반사부(92)를 이용함으로써 전자파 발생부(11)에 의해 발생된 전자파를 효율적으로 플라스틱 렌즈(88)에 조사할 수 있다.
또한, 제2 변형예의 염색 장치(1)는, 플라스틱 렌즈(88)와 반사부(92) 사이의 거리를 변화시키는 구성을 구비한다. 즉, 제2 변형예의 염색 장치(1)는, 플라스틱 렌즈(88) 및 반사부(92) 중 적어도 어느 하나를 상하로 이동시킨다. 플라스틱 렌즈(88)와 반사부(92) 사이의 거리를 변화시킴으로써 반사부(92)에 반사되어 플라스틱 렌즈(88)에 조사되는 전자파의 강도 분포가 변화된다. 따라서, 제2 변형예의 염색 장치(1)는, 플라스틱 렌즈(88)에 조사하는 전자파의 강도 분포를 동적으로 변화시킬 수 있다.
또한, 반사부(92)의 위치 및 형상을 적절하게 변경할 수 있는 것은 물론이다. 예컨대, 전자파 발생부(11)를 향하는 측의 반사부(92)의 형상은, 실시하는 가열의 양태에 따라서, 평판형, 원추형 등의 다른 형상으로 변경할 수도 있다. 전자파 발생부(11)의 측방에 반사부(92)를 설치할 수도 있다. 형상이 상이한 반사부(92)로 전환하는 구성을 구비할 수도 있다.
또한, 상기 실시형태 및 변형예에서 설명한 분포 조정부(14)는 일례이다. 즉, 전자파의 강도 분포를 조정하기 위한 구성을 변경하는 것도 가능하다. 예컨대, 복수의 적외선 히터의 배치를 조정함으로써, 강도 분포를 조정할 수도 있다. 또한, 복수의 적외선 히터의 각각의 출력을 조정함으로써, 강도 분포를 조정할 수도 있다. 일례로서, 플라스틱 렌즈의 중심부에 조사하는 전자파의 강도를 외주부보다 강하게 하는 경우, 전자파 발생부(11)의 중심부에, 외주부보다 고밀도로 적외선 히터를 배치할 수도 있다. 또한, 전자파 발생부의 중심부에 배치한 적외선 히터의 출력을, 외주부에 배치한 적외선 히터의 출력보다 크게 할 수도 있다.
또한, 상기 실시형태 및 변형예에서는, 방사상으로 균일한 형상의 플라스틱 렌즈를 가열하는 경우를 예시했다. 즉, 렌즈의 기하중심을 통하여, 또한 렌즈면에 수직한 축을 중심으로 플라스틱 렌즈를 회전시킨 경우, 상기 실시형태 및 변형예에 따른 플라스틱 렌즈에서는, 임의의 각도에 대해서 회전 대칭이 된다. 따라서, 개구부(15)는 타원형이 아니고 완전한 원형이며, 반사부(92)도 균일한 구면형이다. 그러나, 방사상으로 불균일한 형상의 수지체(예컨대, 원기둥 성분을 포함한 토릭 렌즈)를 가열하는 경우에도, 본 발명을 적용할 수 있다. 이 경우, 예컨대, 염색 장치(1)는, 전자파 발생부(11)와 수지체의 사이에, 분포 조정부로서 실린더 렌즈를 배치함으로써, 수지체에 조사되는 전자파의 강도 분포를 조정할 수도 있다. 이 경우, 실린더 렌즈를 회전시키는 기구 또는 실린더 렌즈를 이동시키는 기구를 구비함으로써 수지체의 형상에 따라서 보다 적절하게 전자파의 강도 분포를 조정할 수 있다. 또한, 방사상으로 불균일한 형상의 수지체를 가열하는 경우에, 분포 조정부(14)의 개구부(15)의 형상은 타원형일 수도 있다. 전자파 발생부(11)와 수지체 사이의 위치 관계를 변화시키면서 전자파를 조사함으로써, 전자파의 강도 분포를 조정할 수도 있다.
또한, 이상 설명한 복수의 분포 조정부 중의 2개 이상을 조합하여 이용하는 것도 가능하다. 예컨대, 상기 실시형태에서 예시된 개구부(15)와, 제2 변형예에서 예시한 반사부(92)를 함께 이용하여 전자파의 강도 분포를 조정할 수도 있다. 이 경우, 개구부(15)에 의해서 조정되는 강도 분포와, 반사부(92)에 의해서 조정되는 강도 분포를 함께 고려하고, 양자의 형상, 배치 등을 설정하는 것이 바람직하다. 복수의 분포 조정부를 조합함으로써, 전자파의 강도 분포는 보다 적절하게 조정된다.
이상 설명한 바와 같이, 상기 실시형태에 따른 염색 장치(1)는, 펌프(31)에 의해서 폐색 챔버(20) 내의 압력을 저하시킨다(S27). 염색 장치(1)는, 염색용 기체(57)가 수지체에 비접촉으로 대향한 상태로, 압력이 저하된 폐색 챔버(20) 내의 염색용 기체(57)에 부착되어 있는 염료를 가열함으로써, 염료를 승화시켜 수지체에 증착시킨다(S28). 염색 장치(1)는, 수지체의 주위의 압력을, 증착 시의 압력보다 상승시킨 상태로, 염료가 증착된 수지체에 전자파를 조사함으로써, 수지체를 가열하여 염료를 정착시킨다(S30, S36). 따라서, 염색 장치(1)는, 낮은 압력하에서 정착 공정을 행하는 경우(예컨대, 증착과 정착을 동시에 행하는 경우)에 비교해서, 수지체에 증착시킨 염료가 정착 공정 중에 다시 승화할 가능성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 염색 장치(1)는, 기상 전사 염색법에 의한 염색을 하나의 장치로 안정적으로 행할 수 있다.
상기 실시형태에서는, 전자파 발생부(11)에 의해서, 증착 시의 가열과 정착 시의 가열이 함께 행해진다. 따라서, 염색 장치(1)는 간이한 구성으로 되고, 또한 용이하게 소형화될 수 있다. 설비를 도입하기 위한 비용도 낮아진다.
상기 실시형태에서는, 전자파 발생부(11)가 폐색 챔버(20)의 외부에 설치된다. 따라서, 염색 장치(1)는, 폐색 챔버(20) 내의 압력의 저하에 기인하여 전자파발생부(11)에 문제점이 생길 가능성을 저하시킬 수 있다. 압력에 대한 내성이 높은 전자파 발생부(11)를 채용할 필요도 없다.
상기 실시형태에서는, 폐색 챔버(20) 중에서, 설치부(50)에 설치되는 수지체와 전자파 발생부(11)의 사이의 부위에, 전자파를 투과시키는 투과부(25)가 설치된다. 따라서, 염색 장치(1)는, 폐색 챔버(20)의 외부에 설치된 전자파 발생부(11)로부터 폐색 챔버(20)의 내부에 효율적으로 열에너지를 인가할 수 있다. 즉, 염색 장치(1)는, 압력의 저하에 기인하여 전자파 발생부(11)에 문제점이 생길 가능성을 저하시키면서, 효율적으로 증착 및 정착을 할 수 있다. 폐색 챔버(20)의 일부를 개방시키는 등의 공정도 불필요하다.
상기 실시형태에 따른 염색 장치(1)는 후퇴 기구(60)를 구비한다. 후퇴 기구(60)는, 전자파 발생부(11)에 의해서 가열되는 위치로부터 염색용 기체(57)를 후퇴시킨다. 염색 장치(1)는, 후퇴 기구(60)에 의해서 염색용 기체(57)를 후퇴시킨 상태로 정착 공정을 행함으로써, 정착 공정 중에 염색용 기체(57)에 연소, 변형 등이 생겨 수지체의 염색 품질을 저하시키는 것을 방지할 수 있다.
상기 실시형태에 따른 염색 장치(1)는, 후퇴 기구(60)를 구동하는 후퇴 모터(82)를 구비한다. CPU(70)는, 후퇴 모터(82)를 제어하여 염색용 기체(57)를 후퇴시킨 상태로 정착 공정을 실행한다. 따라서, 염색 장치(1)는, 염색용 기체(57)를 후퇴시키기 위한 작업을 작업자에게 실행시키는 일없이, 증착 공정에서 정착 공정에 이행할 수 있다.
상기 실시형태 및 변형예에 따른 염색 장치(1)는, 수지체에 조사되는 전자파의 강도 분포를, 분포 조정부(14, 94)에 의해서 조정한다. 따라서, 수지체의 각 부위에 적절한 강도의 전자파를 조사시킬 수 있다. 따라서, 염색 장치(1)는, 수지체의 각 부위의 온도 상승을 적절히 제어하면서, 전자파의 조사에 의해서 수지체를 가열하여 염료를 정착시킬 수 있다.
전자파의 조사에 의해서 정착 공정을 적절히 실행하면, 다양한 효과를 얻을 수 있다. 예컨대, 염색 장치(1)는, 오븐 등의 다른 가열 수단을 이용하는 경우에 비교해서, 단시간에서 수지체를 가열할 수 있다. 장치 본체의 소형화도 용이하게 된다. 또한, 상기 실시형태에 따른 염색 장치(1)는, 증착 공정과 정착 공정을 하나의 전자파 발생부(11)로 실행할 수 있다. 또한, 전자파의 빔을 스캔시킴으로써 수지체의 각 부위의 온도 상승을 제어하는 방법도 생각된다. 그러나, 전자파의 빔을 스캔하기 위한 구성 및 제어는 복잡하며, 염색 시간의 단축도 곤란하다. 이에 대하여, 상기 실시형태에 따른 염색 장치(1)는, 수지체의 온도 상승을 간이한 구성으로 제어할 수 있고, 또한, 종래에 비교해서 염색 시간도 단축할 수 있다.
상기 실시형태에 따른 분포 조정부(14)는, 전자파의 적어도 일부를 통과시키는 개구부(15)를 갖는다. 이 경우, 염색 장치(1)는, 개구부(15)에 전자파를 통과시킴으로써 전자파의 강도 분포를 용이하고 적절하게 조정할 수 있다. 또한, 상기 실시형태의 개구부(15)는 환형으로 형성되어 있다. 염색 장치(1)는, 분포 조정부(14)의 개구부(15)에 전자파를 통과시킴으로써 조사되는 전자파의 빔에 있어서의 중심부의 강도와 주변부의 강도를 간이한 구성으로 용이하게 조정할 수 있다.
상기 실시형태에서는, 전자파 발생부(11)에 있어서 전자파를 발생시키는 발생 부위가, 개구부(15)의 형상에 대응하는 환형으로 형성되어 있다. 따라서, 염색 장치(1)는, 구형, 면형 등의 다른 형상의 발생 부위를 갖는 전자파 발생부를 이용하는 경우에 비교해서, 전자파를 효율적으로 개구부(15)로부터 수지체에 조사할 수 있다.
상기 실시형태에 따른 조정부 장착 기어(18)는, 개구부(15)의 크기 및 형상 중 적어도 한쪽이 상이한 복수의 분포 조정부(14)의 각각을 착탈 가능하게 장착한다. 따라서, 작업자는, 수지체의 형상 등에 알맞은 개구부(15)를 갖는 분포 조정부(14)를 조정부 장착 기어(18)에 장착시킴으로써 수지체의 각 부위의 온도 상승을 적절히 조정할 수 있다.
상기 실시형태의 분포 조정부(14)에는, 크기 및 형상 중 적어도 한쪽이 상이한 복수의 개구부(15A, 15B)가 형성되어 있다. 염색 장치(1)에서는, 분포 조정부(14)가 회전되어 자세가 전환됨으로써, 복수의 개구부(15A, 15B) 중에서, 전자파의 강도 분포를 조정하는 개구부(15A, 15B)가 전환된다. 따라서, 작업자는, 분포 조정부(14)의 자세를 전환하는 것만으로, 수지체의 각 부위의 온도 상승을 용이하게 조정할 수 있다. 또한, 상기 실시형태의 염색 장치(1)는, 수지체의 파라미터(상기 실시형태에서는 렌즈 정보)에 따라서 개구부(15)를 전환한다. 따라서, 염색 장치(1)는, 작업자에게 많은 작업을 하게 하는 일없이, 수지체에 따른 적절한 개구부(15)를 이용하여 수지체에 전자파를 조사할 수 있다.
제1 변형예(도 12 참조)의 염색 장치(1)는, 분포 조정부(14)와 설치부(50) 사이의 거리를 변화시키는 거리 조정부(90)를 구비한다. 제1 변형예의 염색 장치(1)는, 거리 조정부(90)를 구동함으로써, 수지체에 조사시키는 전자파의 강도 분포를 동적으로 변화시킬 수 있다. 따라서, 수지체의 각 부위의 온도 상승을 보다 적절히 제어할 수 있다. 또한 제1 변형예의 염색 장치(1)는, 분포 조정부(14)와 설치부(50) 사이의 거리를, 입력한 렌즈 정보에 따라서 변화시킨다. 따라서, 작업자에게 많은 작업을 하게 하는 일없이, 전자파의 강도 분포를 렌즈에 따라서 조정할 수 있다. 또한, 제1 변형예의 염색 장치(1)는, 전자파 발생부(11)와 설치부(50) 사이의 거리에 따라서, 전자파 발생부(11)의 출력을 제어한다. 따라서, 전자파 발생부(11)와 수지체 사이의 거리에 따라서 수지체의 온도 상승 비율의 차이가 생기는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 염색의 품질 등의 차이가 생기기 어렵게 된다.
제2 변형예(도 13 참조)의 염색 장치(1)는, 분포 조정부(94)에 반사부(92)를 구비한다. 반사부(92)는, 전자파 발생부(11)에 의해서 발생된 전자파의 적어도 일부를 반사시켜 전자파의 전파 방향을 변경함으로써, 수지체에 조사되는 전자파의 강도 분포를 조정한다. 따라서, 제2 변형예의 염색 장치(1)는, 간이한 구성으로 전자파의 강도 분포를 적절하게 조정할 수 있다. 또한, 제2 변형예의 염색 장치(1)는, 설치부(50)와 반사부(92) 사이의 거리를 조정함으로써, 강도 분포를 동적으로 변화시킬 수 있다. 수지체의 파라미터에 따라서 거리를 조정함으로써, 수지체에 알맞은 강도 분포로 전자파를 수지체에 조사시킬 수 있다.
이하, 수지체의 각 부위의 온도 상승 비율에 대하여 언급한다. 적외선 등의 전자파를 수지체에 조사하여 가열하면, 수지체의 형상 등의 영향으로, 수지체의 각 부위의 온도 상승 비율의 차이가 생기는 경우가 있다. 예컨대, 대략 판형의 수지체를 균일하게 가열하기 위해서, 수지체의 판면에 균일하게 전자파를 조사하는 경우를 상정한다. 이 경우, 수지체의 두께가 일정하지 않으면, 두꺼운 부분의 온도는 얇은 부분의 온도보다 상승하기 어려워, 수지체의 각 부위에 온도차가 발생한다. 수지체를 균일하게 가열할 수 없으면, 컬러 얼룩 등의 불량이 생길 가능성이 있다. 즉, 수지체의 각 부위의 온도 상승 비율의 차이가 생기는 것을 억제하면서, 전자파의 조사에 의해서 수지체를 가열하여 염료를 정착시키는 것은, 종래의 기술에서는 곤란하다.
상기 실시형태에서 예시된 염색 수지체의 제조 방법은, 표면에 염료가 부착된 수지체를 가열함으로써, 상기 염료를 상기 수지체에 정착시켜 염색 수지체를 제조하는 제조 방법으로서, 상기 수지체에 대하여 부착성을 갖는 부착체를, 상기 수지체에 부착시키는 부착 스텝과, 상기 부착 스텝에서 상기 부착체가 부착된 상기 수지체에 대하여, 전자파를 발생시키는 전자파 발생 수단으로부터 전자파를 조사함으로써, 상기 수지체를 가열하여 상기 염료를 정착시키는 정착 스텝을 포함한다. 따라서, 수지체의 일부의 온도가 다른 부분의 온도보다 높은 경우에도, 열이 부착체(55)로 확산되기 때문에, 온도차의 발생이 억제된다. 따라서, 수지체의 각 부위의 온도 상승 비율의 차이가 생기는 것을 억제하면서, 전자파의 조사에 의해서 수지체를 가열하여 염료를 정착시킬 수 있다.
상기 실시형태에서 예시된 부착체(55)의 열전도율은, 수지체의 열전도율 이상이다. 따라서, 수지체에 있어서 국소적으로 발생한 열은, 효율적으로 부착체(55)에 확산된다. 따라서, 상기 실시형태에 따른 제조 방법에 의하면, 수지체의 각 부위의 온도 상승 비율을보다 효율적으로 억제할 수 있다.
상기 실시형태에서 예시된 제조 방법은, 상기 부착 스텝에서 상기 부착체가 부착된 상기 수지체에, 승화성의 상기 염료가 부착된 염색용 기체의 부착면을 대략 진공 상태로 비접촉으로 대향시킨 상태로, 상기 염색용 기체에 부착된 상기 염료를 가열하여 승화시킴으로써 상기 염료를 상기 수지체에 증착시키는 증착 스텝을 더 포함한다. 상기 부착 스텝은, 상기 부착체를 상기 수지체에 접촉시킨 상태로, 상기 부착체 및 상기 수지체가 존재하는 공간의 압력을 저하시킴으로써 상기 부착체를 상기 수지체에 부착시키는 스텝이다. 즉, 부착체(55)를 수지체에 접촉시킨 상태로 압력을 저하시키는 것만으로, 증착에 필요한 대략 진공 상태의 공간이 형성되고, 또한 부착체(55)가 수지체에 부착된다. 따라서, 작업자 또는 염색 장치(1)는, 수지체에 부착체(55)를 압박하는 등의 공정을 행할 필요가 없다.
상기 실시형태에서 예시된 제조 방법은, 승화성의 상기 염료를 용해 또는 미립자 분산시킨 염색용 용재를, 전자 계산기에서 설정한 컬러 데이터에 기초하여 기체 상에 부착시킴으로써 상기 염색용 기체를 작성하는 기체 작성 스텝을 더 포함한다. 따라서, 염색용 기체(57)가 정확한 위치에 염료가 부착되기 때문에, 보다 품질이 높은 염색 수지체를 얻을 수 있다. 또한,작업자는, 염색의 상태(디자인)를 전자 계산기로 용이하고 자유롭게 설정할 수 있다.
상기 실시형태에서, 수지체는 플라스틱 렌즈이다. 부착체(55)의 재질은, 경도가 3도∼30도인 실리콘이다. 부착체(55) 중에서 적어도 플라스틱 렌즈가 배치되는 부분의 두께는 1 mm∼10 mm 이다. 이 경우, 부착체(55)는 용이하게 수지체에 부착된다. 따라서, 수지체의 각 부위에 있어서의 온도차를 보다 효과적으로 감소시킬 수 있다. 또한, 부착체(55) 중에서, 수지체가 배치되는 배치면의 곡률 반경은 50 mm∼200 mm 이다. 이 경우, 부착체(55)와 수지체의 충분한 접촉 면적이 확보되어, 부착체(55)가 용이하게 수지체에 부착된다.
상기 실시형태에서 예시된 염색 장치(1)는 이하와 같이 표현하는 것도 가능하다. 표면에 염료가 부착된 수지체를 가열함으로써, 상기 수지체의 표면에 부착된 염료를 상기 수지체에 정착시켜, 상기 수지체를 염색하는 염색 장치에 있어서, 상기 수지체가 설치되는 설치부와, 상기 설치부에 설치된 상기 수지체에 대하여 전자파를 발생시키는 전자파 발생 수단을 구비하고, 상기 설치부는, 상기 수지체에 접촉하는 부위에, 상기 수지체에 대하는 부착성을 갖는 부착체를 장착하는 부착체장착부를 구비한다.
상기 실시형태 및 변형예에 다양한 변형을 가할 수 있다. 상기 실시형태에 따른 염색 장치(1)는, 전자파 발생부(11)를 이용하여, 증착 공정과 정착 공정을 실행한다. 그 결과, 구성이 간소화된다. 그러나, 증착 시에 염색용 기체(57)의 염료를 가열하는 수단과, 정착 시에 수지체를 전자파로 가열하는 수단을 별도로 설치하는 것도 가능하다. 이 경우에도, 염색 장치(1)는, 증착 시의 압력보다 높은 압력하에서 정착 공정을 행함으로써 하나의 장치로 안정된 염색을 실행할 수 있다. 증착 공정에서 이용되는 가열 수단이, 정착 공정에서 이용되는 전자파 발생부와 별도로 설치된 염색 장치의 경우에도, 분포 조정부(14)의 구성을 채용하는 것이 가능하다. 정착 공정만을 행하는 염색 장치에 분포 조정부(14)의 구성을 채용할 수도 있다. 또한, "전자파 발생 수단이 염료 가열 수단 및 수지체 가열 수단을 겸한다"라고 하는 것은, 증착 시에 염색용 기체(57)의 염료를 가열하는 수단과, 정착 시에 수지체를 전자파로 가열하는 수단이 완전히 공통이라는 의미하는 것은 아니다. 예컨대, 전자파 발생부(11)를 복수의 히터로 구성하고, 증착 시에는 복수의 히터의 일부를 사용하고, 정착 시에 복수의 히터 모두를 사용하는 경우에도, 구성은 간소화된다. 즉, 증착 시의 가열 수단과 정착 시의 가열 수단 중 적어도 일부를 공통화하면, 구성이 간소화된다.
상기 실시형태에 따른 염색 장치(1)는, 폐색 챔버(20)에 투과부(25)를 설치함으로써, 폐색 챔버(20) 내의 밀폐성을 유지하면서, 폐색 챔버(20)의 외부에서 내부에 전자파를 투과시킨다. 따라서, 염색용 기체(57)에 부착된 염료를 효율적으로 가열할 수 있다. 그러나, 투과부(25)를 설치하지 않고서, 전자파로 염료를 가열하는 것도 가능하다. 예컨대, 염색 장치(1)는, 염색용 기체(57)가 철판의 판면에 접촉한 상태로, 철판을 전자파로 가열함으로써, 염색용 기체(57)의 승화성 염료를 가열하여 승화시킬 수도 있다. 또한, 압력의 변화에 의해 전자파 발생부(11)에 부여되는 영향을 고려하면, 전자파 발생부(11)는 폐색 챔버(20)의 외부에 설치하는 것이 바람직하다. 그러나, 전자파 발생부(11)를 폐색 챔버(20)의 내부에 설치하는 것도 가능하다.
상기 실시형태에 따른 염색 장치(1)는, 증착 공정이 종료하면, 후퇴 기구(60)에 의해서 염색용 기체(57)를 자동적으로 후퇴시키고, 정착 공정으로 이행한다. 따라서, 작업자가 염색용 기체(57)를 후퇴시킬 필요가 없다. 염색에 요하는 시간도 단축된다. 그러나, 작업자가 염색용 기체(57)를 후퇴시킬 수도 있다. 또한, 예컨대, 연소, 변형 등이 생기기 어려운 염색용 기체(57)를 이용하는 경우 등에는, 염색용 기체(57)를 후퇴시키는 일없이 정착 공정을 행하더라도, 염색의 품질은 잘 저하되지 않는다.
상기 실시형태에서는, 대략 원반 형상의 안경용 플라스틱 렌즈에 염색을 하는 경우를 예시했다. 그러나, 본 발명은, 플라스틱 렌즈 이외의 수지체를 염색하는 경우에도 적용할 수 있다. 예컨대, 본 발명은, 휴대 전화의 커버, 자동차의 라이트용의 커버, 액세서리, 완구 등과 같은 다양한 수지체를 염색하는 경우에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명에 관련한 기상 전사 염색에 의하면, 염색하는 수지체에 코팅이 행해져 있는 가에 상관없이, 고품질의 염색을 실행할 수 있다. 예컨대, 안경용의 플라스틱 렌즈를 염색하는 경우에는, 발수 효과를 얻기 위한 발수 코팅, 광의 반사를 방지하기 위한 반사 방지 코팅, 손상을 방지하기 위한 하드 코팅, 균열을 방지하기 위한 프라이머 코팅 등을, 염색의 전 또는 후에 플라스틱 렌즈에 실행할 수 있다. 즉, 수지체에 코팅을 실행하는 경우에, 「수지체의 표면」은, 코팅된 층의 표면으로 고려될 수도 있고, 코팅된 층의 아래에 위치하는 수지체 자체의 표면으로 고려될 수도 있다.
상기 실시형태에 따른 개구부(15)는 환형으로 형성되어 있다. 따라서, 염색 장치(1)는, 전자파의 빔에 있어서의 중심부의 강도와 주변부의 강도를 간이한 구성으로 조정할 수 있다. 그러나, 환형 이외의 형상의 개구부를 이용하는 경우에도, 전자파의 강도 분포를 조정하는 것은 가능하다. 예컨대, 환형이 아닌 원형의 개구부를 이용할 수도 있다. 또한, 상기 실시형태에서는, 전자파 발생 부위의 형상도, 개구부(15)의 형상에 대응하는 환형이다. 따라서, 염색 장치(1)는, 전자파를 효율적으로 개구부(15)로부터 수지체에 조사할 수 있다. 그러나, 전자파의 발생 부위의 형상을 변경하는 경우에도, 분포 조정부(14)를 이용함으로써 전자파의 강도 분포는 적절히 조정된다.
상기 실시형태에서와 같이, 분포 조정부(14)는 착탈 가능하게 염색 장치(1)에 장착되는 것이 바람직하다. 그러나, 착탈할 수 없는 분포 조정부(14)를 이용할 수도 있. 이 경우에도, 복수의 개구부(15A, 15B)를 전환하는 구성 또는 부재 사이의 거리를 조정하는 구성(도 12 참조)을 이용하면, 전자파의 강도 분포를 변화시킬 수 있다. 또한, 상기 실시형태에서와 같이, 분포 조정부(14)에 복수의 개구부(15A, 15B)를 설치함으로써, 사용하는 개구부(15A, 15B)를 용이하게 전환할 수 있다. 그러나, 하나의 개구부(15)만을 분포 조정부(14)에 설치하는 것도 가능하다.
상기 실시형태에 따른 염색 장치(1)는, 사용하는 개구부(15)를 전환하기 위한 조정부 회전 모터(80)를 구비한다. 따라서, 작업자가 개구부(15)를 전환할 필요는 없다. 그러나, 작업자가 개구부(15)를 수동으로 전환하는 경우에도, 전자파의 강도 분포를 동적으로 변화시키는 것이 가능하다. 또한, 상기 실시형태 및 변형예에서는, 수지체 및 염색용 기체(57)의 상측에 전자파 발생부(11)가 위치하여, 상측으로부터 수지체 및 염색용 기체(57)에 전자파가 조사된다. 그러나, 각종 구성의 위치 관계를 변경할 수도 있다. 예컨대, 수지체 및 염색용 기체의 하측, 측방, 경사 방향으로부터 전자파를 조사시키는 것도 가능하다.
상기 실시형태에서는, 증착 공정 및 정착 공정에서 동일한 개구부(15)가 사용된다. 그러나, 염색 장치(1)는, 증착 공정 및 정착 공정에서, 개구부(15)의 변경 등에 의해서 전자파의 강도 분포를 변화시킬 수도 있다. 이 경우, 염색 장치(1)는, 동일한 전자파 발생부(11)를 이용하여, 염색용 기체(57)의 염료를 가열하기 위해서 적절한 전자파의 강도 분포와, 수지체를 가열하기 위해서 적절한 전자파의 강도 분포를 실현할 수 있다. 따라서, 기상 전사 염색법에 의한 염색을 보다 원활히 실행할 수 있다. 또한, 수지체의 온도를 적절히 제어하기 위해서는, 분포 조정부(14) 및 부착체(55) 중 적어도 한쪽을 이용하는 것이 바람직하다. 그러나 분포 조정부(14) 및 부착체(55)를 이용하지 않더라도 본 발명을 실현할 수 있다.
상기 실시형태에 따른 염색 장치(1)는, 분포 조정부(14)를 이용함으로써 수지체의 각 부위의 온도 상승 비율에 차이가 생기는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 수지체를 균일하게 가열하여 정착 공정을 행할 수 있어, 염색의 품질을 향상시킬 수 있다. 그러나, 분포 조정부(14)를 적용할 수 있는 경우는, 수지체를 균일하게 가열시키는 경우로 한정되지 않는다. 예컨대, 수지체의 일부의 온도 상승 비율을 의도적으로 다른 부위보다 높게 하는 경우 등에도, 분포 조정부(14)를 적용할 수 있다.
상기 실시형태에 따른 설치부(50)는, 부착체(55)를 장착하는 부착체 장착부(52)를 구비한다. 따라서, 염색 장치(1)는 수지체에 부착되는 부착체(55)에 의해서 수지체의 각 부위에서의 온도차의 발생을 억제할 수 있다. 그러나, 염색 장치(1)는, 부착체 장착부(52)를 구비하지 않을 수도 있다. 또한, 작업자는, 미리 수지체에 부착체(55)를 부착시킨 후에, 부착체(55)가 부착된 수지체를 설치부(50)에 설치할 수도 있다.
상기 실시형태에서는, 부착체(55)가 수지체에 부착된 상태로 폐색 챔버(20)내의 압력이 저하한다. 따라서, 작업자 또는 염색 장치(1)는, 수지체에 부착체(55)를 압박하는 등의 공정을 별도로 행할 필요가 없다. 그러나, 작업자 또는 염색 장치(1)는, 수지체에 부착체(55)를 부착시키는 공정을 별도로 행할 수도 있다. 이 경우, 부착체(55)는, 보다 확실하게 수지체에 부착된다.

Claims (21)

  1. 염색용 기체에 부착된 승화성 염료를, 설치부에 설치된 수지체에 증착시키고 정착시킴으로써 상기 수지체를 염색하는 염색 장치에 있어서,
    적어도 상기 설치부에 설치되는 수지체의 주위를 폐색하는 폐색 챔버와,
    상기 폐색 챔버 내의 압력을 저하시키는 압력 저하 수단과,
    상기 염색용 기체에 부착된 상기 염료를 가열하는 염료 가열 수단과,
    전자파에 의해서 상기 수지체를 가열하는 수지체 가열 수단과,
    상기 염색 장치의 동작을 제어하는 제어 수단
    을 포함하며,
    상기 제어 수단은,
    상기 압력 저하 수단을 이용하여 상기 폐색 챔버 내의 압력을 저하시키는 압력 저하 제어 수단과,
    상기 염료가 부착된 상기 염색용 기체의 부착면이 상기 수지체에 비접촉으로 대향하는 상태로, 상기 압력 저하 제어 수단에 의해서 압력이 저하한 상기 폐색 챔버 내의 상기 염색용 기체에 부착되어 있는 상기 염료를 상기 염료 가열 수단에 의해서 가열하여 상기 염료를 승화시킴으로써 상기 염료를 상기 수지체에 증착시키는 증착 제어 수단과,
    상기 수지체의 주위의 압력을 상기 증착 제어 수단에 의한 증착 시의 압력보다 상승시킨 상태로, 상기 염료가 증착된 상기 수지체에 상기 수지체 가열 수단으로부터 전자파를 조사하여 상기 수지체를 가열함으로써, 상기 염료를 정착시키는 정착 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 염색 장치
  2. 제1항에 있어서, 전자파를 발생시키는 전자파 발생 수단이, 상기 염료 가열 수단 및 상기 수지체 가열 수단을 겸하는 것을 특징으로 하는 염색 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전자파 발생 수단이 상기 폐색 챔버의 외부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 염색 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 폐색 챔버 중에서, 적어도 상기 설치부에 설치된 상기 수지체와 상기 전자파 발생 수단의 사이의 부위에, 상기 전자파 발생 수단에 의해서 발생되는 전자파를 투과시키는 투과부가 설치되는 것을 특징으로 하는 염색 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지체 가열 수단에 의해서 가열되는 위치로부터 상기 염색용 기체를 후퇴시키는 후퇴 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 염색 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 후퇴 수단을 구동하는 후퇴 구동 수단을 더 구비하며,
    상기 정착 제어 수단은, 상기 후퇴 구동 수단을 제어하여 상기 염색용 기체를 후퇴시킨 상태로, 상기 수지체에 상기 수지체 가열 수단으로부터 전자파를 조사하는 것을 특징으로 하는 염색 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지체 가열 수단으로부터 상기 수지체에 조사되는 전자파의 강도 분포를 조정하는 분포 조정 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 염색 장치.
  8. 설치부에 설치된 수지체를 가열함으로써 상기 수지체의 표면에 부착된 염료를 상기 수지체에 정착시켜 상기 염료를 염색하는 염색 장치에 있어서,
    전자파를 발생시키는 전자파 발생 수단과,
    상기 전자파 발생 수단으로부터 상기 수지체에 조사되는 전자파의 강도 분포를 조정하는 분포 조정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 염색 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 분포 조정 수단의 적어도 일부는, 상기 전자파 발생 수단과 상기 설치부의 사이에 설치되고, 상기 전자파 발생 수단에 의해서 발생된 전자파의 일부를 통과시키는 개구부를 갖는 것을 특징으로 하는 염색 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 개구부의 형상은, 연속적인 환형이거나 단속적인 환형인 것을 특징으로 하는 염색 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 전자파 발생 수단에 있어서 전자파를 발생시키는 발생 부위가, 상기 개구부의 형상에 대응하는 환형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 염색 장치.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개구부의 크기 및 형상 중 적어도 한쪽은 상이한 복수의 상기 분포 조정 수단의 각각을 착탈 가능하게 장착하는 장착부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 염색 장치.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분포 조정 수단은, 크기 및 형상 중 적어도 한쪽이 상이한 복수의 상기 개구부를 구비하고,
    상기 분포 조정 수단의 자세 또는 위치가 전환됨으로써 상기 복수의 개구부 중에서 전자파의 강도 분포를 조정하는 상기 개구부가 전환되는 것을 특징으로 하는 염색 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 수지체의 파라미터를 입력하는 파라미터 입력 수단과,
    상기 파라미터 입력 수단에 의해서 입력된 파라미터에 따라서, 전자파의 강도 분포의 조정에 이용하는 상기 개구부를 전환하는 개구부 전환 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 염색 장치.
  15. 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분포 조정 수단은, 상기 전자파 발생 수단에 의해서 발생된 전자파의 적어도 일부를 반사시켜 전자파의 전파 방향을 변경함으로써, 상기 수지체에 조사되는 전자파의 강도 분포를 조정하는 반사부를 구비하는 것을 특징으로 하는 염색 장치.
  16. 제8항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자파 발생 수단과 상기 분포 조정 수단 사이의 거리, 그리고 상기 분포 조정 수단과 상기 설치부 사이의 거리 중 적어도 어느 하나를 변경하는 거리 조정 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 염색 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 수지체의 파라미터를 입력하는 파라미터 입력 수단을더 구비하고,
    상기 거리 조정 수단은, 상기 파라미터 입력 수단에 의해서 입력된 파라미터에 따라서 거리를 변경하는 것을 특징으로 하는 염색 장치.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 전자파 발생 수단과 상기 설치부 사이의 거리가 상기 거리 조정 수단에 의해서 증가되는 경우에, 거리 증가 후의 상기 전자파 발생 수단의 출력을, 거리 증가 전의 상기 전자파 발생 수단의 출력 이상으로 제어하고, 상기 전자파 발생 수단과 상기 설치부 사이의 거리가 상기 거리 조정 수단에 의해서 감소되는 경우에, 거리 감소 후의 상기 전자파 발생 수단의 출력을, 거리 감소 전의 상기 전자파 발생 수단의 출력 이하로 제어하는 출력 제어 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 염색 장치.
  19. 제8항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 상기 설치부에 설치되는 상기 수지체의 주위를 폐색하는 폐색 챔버와,
    상기 폐색 챔버 내의 압력을 저하시키는 압력 저하 수단과,
    적어도 상기 압력 저하 수단 및 상기 전자파 발생 수단의 동작을 제어하는 동작 제어 수단을 더 구비하며,
    상기 동작 제어 수단은,
    승화성의 상기 염료가 부착된 염색용 기체의 부착면이, 상기 수지체에 비접촉으로 대향한 상태이고, 또한, 상기 압력 저하 수단에 의해서 상기 폐색 챔버 내의 압력을 저하시킨 상태로, 상기 전자파 발생 수단으로부터 전자파를 상기 염색용 기체에 조사시킴으로써 상기 염료를 승화시켜 상기 수지체에 상기 염료를 증착시키는 증착 제어 수단과,
    상기 증착 제어 수단에 의해서 상기 염료가 증착된 상기 수지체에 상기 전자파 발생 수단에 의해서 전자파를 조사시킴으로써 상기 염료를 상기 수지체에 정착시키는 정착 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 염색 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 정착 제어 수단은, 상기 폐색 챔버 내의 압력을, 상기 증착 제어 수단에 의한 증착시의 압력보다 상승시킨 상태로, 상기 수지체에 전자파를 조사하는 것을 특징으로 하는 염색 장치.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 전자파 발생 수단은 상기 폐색 챔버의 외부에 설치되어 있고,
    상기 폐색 챔버 중에서, 적어도 상기 설치부에 설치된 상기 수지체와 상기 전자파 발생 수단의 사이의 부위에, 상기 전자파 발생 수단에 의해서 발생되는 전자파를 투과시키는 투과부가 설치되는 것을 특징으로 하는 염색 장치.
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