同时在两侧进行防水处理的机构的制作方法

专利名称：同时在两侧进行防水处理的机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及两侧同时进行防水处理的机构，它在像塑料眼镜片这样的光学透镜的两面进行防水膜形成工艺，并且在用真空蒸发在眼镜片的表面沉积防水膜时，用修正调节防水膜的厚度。
在像塑料眼镜片这样的光学透镜中，在其表面上涂有抗反光膜。该抗反光膜通常是通过采用像ZrO2或SiO2这样的无机氧化物形成的。由于用于形成抗反光膜的无机氧化物在防水或防油方面有低劣的性能，施以抗反光膜的光学透镜的表面容易由汗或指纹这种油或类似物而变脏。还有，一旦这类脏的纹路粘附在光学透镜的表面上，就难以将其去掉。因此，光学透镜希望在其表面上具有防污特性。为了解决这一问题，传统上是在上述在光学透镜表面上形成的抗反光膜上沉积一防水膜(例如在JP-A-5-215905、JP-A-60-221740和JP-A-4-218 358公报中所公开的)。作为在光学透镜的表面上形成防水膜的常用方法，曾经采用了浸溃法、利用热蒸发的真空蒸发法或CVD(化学气相沉积)法。
此外，在制造光学透镜的现代方法中，曾经提出一种通过在最后的工艺中采用真空蒸发法将防水膜沉积到透镜表面上的技术。在通过真空蒸发法形成防水膜时，将多个光学透镜基体材料(以组为单位)放在可旋转的圆的平面托座上，并在托座旋转时将防水膜沉积在每组光学透镜基体材料上。
此外，近年来，作为将抗反光膜沉积在光学透镜的表面上的系统，曾经提出采用一种利用溅射法沉积抗反光膜的沉积系统，该溅射法是半导体制造技术中所用的一种方法。在溅射膜沉积系统中，将多个光学透镜放在透镜托架中，以使透镜的两面都可同时用溅射法沉积，特别是，在可以在溅射室中自由旋转的透镜托架上的光学透镜的两面都可以同时用溅射法沉积以抗反光膜，该溅射法采用两个设置在透镜托架的上侧和下侧的两个靶。
以后，如上所述，进行形成防水膜的工艺，以作为沉积抗反光膜工艺以后的最终工艺。将每个都具有各自在其两面上形成的抗反光膜的多个光学透镜按其放在透镜托架上的状态从溅射沉积室中取出，然后将它们放入真空处理室，用于形成防水膜。作为光学透镜的排列状态，它们水平地被支承在透镜托架上，而且由于透镜托架的结构，透镜的两面保持成分别朝上侧与下侧。因此，还希望光学透镜的两面在用于形成防水膜的最后工艺中同时被沉积以防水膜。因此，可以预期，在形成防水膜的工艺中，效率得到提高，此外，还改善了防水膜的性能特征。
此外，通常都认为，用真空蒸发法形成的防水膜的厚度分布是令人满意的。不过，当将真空蒸发法应用到具有弯月形的眼镜片的薄膜成形时，要求实现具有高精度的均匀性的膜厚分布，而不受透镜曲率的影响。如果防水膜的膜厚有离差，则由于光学产品之间所产生的离差涉及到干涉特性或品质，因此难于将光学透镜的品质等保持在所要求的特殊水平上。
本发明的一个目的是提供一两面同时防水处理的机构，它能够通过同时在光学透镜的两面上形成防水膜的工艺提高防水处理的效率，从而提高加工效率和生产率。
本发明的另一目的为在防水膜中或在各个膜之间减少膜厚差并使膜厚分布具有高精度的均匀性，这些膜是利用真空蒸发法沉积在放在托座上的多个光学透镜的表面上的。
其中排列有多个光学透镜基体材料的基体托座可旋转地装在真空氛围中并提供一真空处理室，用于将防水膜沉积在光学透镜基体材料的每个表面上。在此真空处理室中设置了两面同时防水处理的机构。两面同时防水处理的机构相对于基体托座有一上侧的防水处理装置和一下侧的防水处理装置，并如此构形，以使上侧的防水处理装置在光学透镜基体材料的上侧形成防水膜，而下侧的防水处理装置则在其下侧形成防水膜。这种构形使之有可能用设置在上侧和下侧的防水处理装置同时将光学透镜基体材料的两面沉积以防水膜。
在上述两面同时防水处理的机构中，上侧和下侧的防水处理装置分别有防水材料片和用于加热防水材料片的加热器。用加热器加热的防水材料片被蒸发，产生防水物质，从而通过气相沉积使光学透镜基体材料的上下面被粘附以防水物质，导致形成防水膜。
此外，上、下防水处理装置分别有温度测量芯片和一控制部分，在温度测量芯片上加有热电偶，控制部分用于根据以热电偶输出的检测信号控制由加热器产生的加热温度。
防水材料片最好设有加热板如钼板等。上侧的防水处理装置使之能向下进行气相沉积并进一步设置不锈钢支承板，在板中通过防落下机构装有防水材料片和测温芯片并朝向光学透镜基体材料的上侧。还有，下侧的防水处理装置设有加热板，在其上装有防水材料片和温度测量芯片。
此外，在真空处理室中采用了用于防水处理的膜厚修正机构，在室中，防水处理装置通过真空蒸发在光学透镜基体材料的表面上形成防水膜。膜厚修正机构包括一用于修正防水膜的膜厚差的膜厚修正板，它设置在上述防水处理装置与光学透镜基体材料之间。
膜厚修正板由于能使从防水处理装置中蒸发出来的防水物质变弱，故对光学透镜基体材料产生直接的影响，同时使沉积在光学透镜基体材料上的防水物质均匀。因此，有可能使防水膜中的厚度差和沉积在多个光学透镜基体材料上的膜之间的厚度差得以减少，提高膜厚分布的均匀性。
膜厚修正板最好是一用于调节膜厚差的屏蔽构件，它沿由圆形平面基体托座中的周边区和中间区之间的连接所规定的方向排列，该托座是水平的并能旋转，在托座上以水平状态在同心圆上放置多个其表面具有任意的曲率的光学透镜基体材料。
上述防水处理装置包括一上侧的和一下侧的防水处理装置，它们同时分别在光学透镜基体材料的上侧和下侧形成防水膜，而屏蔽构件则包括上、下屏蔽构件。
图1是典型的示意图，它示出了采用了本发明的薄膜形成设备的整个构形；图2是一俯视图，示出了装在用于形成防水膜的真空室中的基体托座；图3是一重要段的纵向剖视图，该段示出了本发明的典型的实施例；图4是上侧的防水处理装置中的一个重要段的放大的俯视图；图5是沿图4的A-A线的剖视图；图6是下侧的防水处理装置中的一个重要段的放大的俯视图；图7是沿图6的B-B线的剖视图；图8是局部俯视图，它示出了膜厚修正板的布置位置和形状；以及图9是一表图，它用于根据有无膜厚修正板比较其效果。
下面根据


本发明的优选实施例。
图1典型地示出了一薄膜形成设备的整个构形，在设备中采用本发明的两面同时防水处理的机构。此薄膜形成设备10是一连续式设备，其中串联有多个真空室11～17。
薄膜形成设备10的每个真空室都被装在室上的抽真空系统20抽气并保持成真空状态。在真空室11～17的任何两个相邻室之间分别设置有闸阀21。这种构形可将每个真空室调节成具有单独的真空氛围。
在具有上述构形的薄膜形成设备10中，例如在右端的真空室11是一进口室，在左端的真空室17是一出口室，真空室12是用于沉积硬膜的真空处理室，真空室14是用于沉积抗反光膜的真空处理室，真空室16是用于沉积防水膜的真空处理室。其它两个真空室13和15和布置在薄膜沉积真空处理室之间的中间室。
在上述薄膜形成设备10中，薄膜形成处理是对着要在每个真空室12、14、16中被处理的对象进行的。在本实施例中，被处理的对象是塑胶基体材料。此塑胶基体材料是一塑料眼镜片基体材料，它具有-4.00的屈光度和圆的弯月形，这是光学透镜的一个例子。光学透镜可以用玻璃制造。将许多塑胶基体材料装在作为透镜托架来工作的基体托座22上。基体托座22最好有圆的平面形并且经常保持水平状态。如图1所示，将可沿向上/向下和水平方向移动的基体托座22穿过在右端的闸阀21送入进口室中，在其中，确定它的向上/向下的位置，接着，将其从右侧送至左侧，进一步在确定其向上/向下的位置以后，将其穿过在左端的闸阀21送至外面。当基体托座22在移动时，依次在装在基体托座22上的多个塑胶基体材料的两面上在真空室12中形成硬膜，在真空室14中形成抗反光膜和在真空室16中形成防水膜。被保持成水平的基体托座22沿薄膜形成设备10的真空室11～27的每一个被输送。作为输送设备，可采用例如辊子机构或链条机构等。
在真空室12中，通过利用例如CVD法在塑胶基体材料的两侧同时沉积具有耐磨性的硬膜。在真空室14中，通过利用例如溅射法在塑胶基体材料的两侧同时沉积抗反光膜。此外，在真空室16中，在真空氛围中在塑胶基体材料的两侧同时沉积防水膜。在下面的描述中，将详细说明在真空室16中进行防水膜的沉积。
在上述真空室16中装备有两侧同时防水处理的机构。以后在两侧同时进行防水处理的机构都参考图2-7予以说明。
图2是一俯视图，它示出了装在真空室16中的基体托座22。平板状的具有圆的平面形的基体托座22被安装成能自由地用中心支承构件23旋转。在沉积防水膜时，基体托座22以预定的旋转速度被移动。在基体托座22上装有许多塑胶基体材料24。在基体托座22上，许多塑胶基体材料24在一些大体是同心的圆上排列。如图3所示，在基体托座22上的每个塑胶基体材料24都被放在夹持孔22a中并在其中如此放置，以使塑胶基体材料24的上表面(凹面)和下表面(凸面)分别向上部空间和下部空间露出。在图3中，箭头3表示朝着基体托座22的中间段的方向。
相对于放在上述基体托座22上的许多塑胶基体材料24，防水处理装置30和40分别布置在基体托座22的上方和下方。在图2中用虚线26表示的地点是这些防水处理装置的每一个的设置地点。两面同时防水处理的机构由上防水处理装置30和下防水处理装置40组成。防水处理装置30在塑胶基体材料24的上表面上沉积防水膜，而防水处理装置40则在其下表面上沉积防水膜。因此，布置在上侧的防水处理装置是上侧的防水处理装置，而布置在下侧的防水处理装置则是下侧的防水处理装置。这样，排列在基体托座22中的许多塑胶基体材料24的每一个的上面和下面都被同时沉积以防水膜。
防水处理装置30由布置在基体托座22的上侧的不锈钢板31和布置在不锈钢板31上方的作为加热装置的卤灯32组成。在不锈钢板31中，有防水材料片33和布置在片上的加热板如钼板34，以及具有热电偶35的温度测量芯片36。优选的防水材料片主要是多孔材料，通过将浸渍以例如在JP-A-5-215 905中公开的氟化合物防水溶液的多孔材料加热，就有可能得到适中的气相沉积率。说得更具体一些，作为用多孔材料制造的防水材料片，最好采用由具有高热导率的金属粉末如铜等做成的烧结过滤物质。另外，根据实现适中的气相沉积率的观点，比较合适的是，多孔材料的网目度为40～200微米，最好为80～120微米。
图4和5示出了上防水处理装置30的重要段的放大的图，该装置具有用于防止防水材料片下落和防止朝下侧气相沉积的功能的保持机构，这是本发明的特色之一。图4是一俯视图，图5是一沿图4的A-A线的剖视图。不锈钢板31有圆的通孔31a和31b，它们具有不同的标高，以防止防水材料片下落，孔31a容纳材料片33，以使其不致下落，而孔31b则容纳用多孔材料制造的温度测量芯片，该多孔材料与用于防水材料片33的相同，但未浸溃以防水剂。防水材料片33在孔31a中布置成通过孔31a的下部开口面向塑胶基体材料24的上侧(凹面)，在高度方向有20cm(通常为10～60cm，更好一些为15～30cm)的间隙，用钼制造的加热板34则布置在片33的上面。还有，温度测量芯片36同样布置成通过孔31b的下部开口面向塑胶基体材料24，有不同的标高，以防止芯片下落。从放在温度测量芯片36中的热电偶输出的检测信号被输入至控制部分37。控制部分37控制由卤灯32产生的加热温度，使之响应被热电偶35检测到的氛围温度而成为合适的温度。以后，用卤灯32通过钼板34加热防水材料片33，使防水物质向下蒸发，而钼板34则防止在上侧气相沉积，由此，塑胶基体材料24的上表面被沉积以防水膜。此外，虽然在此实施例中，为了方便起见，略去了将钼板布置在温度测量芯片的上面的情况，但是，这种情况实际上与那些按照条件与下防水处理装置的是相同的。
另一方面，下防水处理装置40是由例如布置在基体托座22的下方的钼板41和一作为加热装置而布置在钼板41的下方的卤灯42组成的。钼板41起着加热板的作用。其中有防水材料片43和带热电偶44的温度测量芯片45，只有各自的构件在钼板41上的布置与上防水处理装置的相应的布置不同。
图6和7示出了上述防水处理装置40的重要段的放大的图。图6是俯视图，图7是沿图6的B-B线的剖视图。防水材料片43和温度测量芯片45都面向塑胶基体材料24的下侧(凸表面)。从设在温度测量芯片中的热电偶输出的检测信号被输入至控制部分46。控制部分46响应由热电偶检测到的氛围温度控制由卤灯42产生的加热温度。用卤灯42通过钼板41加热防水材料片43，使防水物质蒸发，由此，塑胶基体材料的下表面被沉积以防水膜。这样，防水功能与上防水处理装置的情况相同。
按照上述构形，排列在基体托座22上的所有塑胶基体材料24的两面都可以在布置在上、下位置的防水处理装置30和40的相同控制下同时沉积以防水膜，这是因为，基体托座22是旋转的。特别是，设置在塑胶基体材料上方的上防水处理装置可由于采用上述构形而从上侧对比材料进行防水处理。如上所述，在用于沉积防水膜的真空室16中，可以在装在基体托座22上的许多塑胶基体材料24的两侧同时沉积防水膜。
还有，在防水膜形成设备的内壁段装有模厚修正机构，它布置成与具有上述构形的防水处理装置成一预定的位置关系。膜厚修正机构由分别布置在基体托座22的上侧和下侧的膜厚修正板51和52组成。在上述设备中。膜厚修正板51布置在防水处理装置30和基体托座22之间，与它们成平行的状态，而膜厚修正板52则布置在防水处理装置40和基体托座22之间，与它们成平行的状态。膜厚修正板51和52从功能观点都是用于盖住塑料基体材料24的屏蔽构件，这些基体材料根据基体托座22的旋转作用而接近防水处理装置30和40。如图8所示，由于沿托座的径向和按同心圆排列模式布置的塑胶基体材料24部分地盖以膜厚修正板，该板作为具有所要求的覆盖图案形状的屏蔽构件工作，故被蒸发的防水物质部分地被修正板阻挡，同时这种构造使之有可能修正沉积在每个塑胶基体材料24的表面上的防水膜的膜厚，并使在表面上的膜厚均匀。此膜厚修正板51和52要如此布置，以使其纵向方向平行于将基体托座22中的中间段与边缘段连接起来的直线的方向，也就是说，平行于基体托座的直径方向。在图8中，圆53～55是在其上排列塑胶基体材料24的同心圆，至于它们的由于其旋转而产生的线速度，则较外面的速度比较里面的快。
产生膜厚差(偏差)的原因之一认为是蒸发源(它是防水材料片)与透镜之间的相对位置关系(当高度方向的距离不变时)。在图8中，蒸发源布置成略在排列在三个同心圆上的透镜的中部的外侧。也就是说，将蒸发源放在较外面的地点，这是因为，排列在靠外段的透镜的线速度大；另外，在修正板的对应于外侧区的段的面积变宽，这是因为，靠近蒸发源的透镜要沉积得比其它透镜厚一些；但是，在修正板的对应于内侧区的段则做得较狭，有一狭的面积，这是因为，排列在内侧区的透镜远离蒸发源。
至于膜厚修正板41和42的平面形状，则最好是图8所示的形状，也就是说，该形状沿直径方向有预定的长度，其内端具有狭的形状和从蒸发源离开有较小的面积，这是考虑到基体托座上的透镜与蒸发源之间的相对位置(包括高度方向的距离)以及由托座的旋转产生的线速度与透镜的布置有关。不过，膜厚修正板的平面形状不特别限于上述形状。此外，蒸发源的布置位置略在透镜布置的中间的外侧，并且以基体托座的中心为基准，最好具体地使此布置位置在基体托座的半径的1/2至不大于半径的2/3之间。
当将在防水处理机构中采用如上所述的修正板的情况与不采用上述修正板的情况相比时，在后一情况，就所产生的膜厚而言，缺少均匀性，因而就塑胶基体材料24而言，产生作为第一线(内侧)至第三线(外侧)的防水性能离散和抗反光膜的干涉色离散。反之，在前一情况，这些缺点都消失并可形成具有均匀的膜分布的防水膜。图9所示的表示出了根据采用膜厚修正板的情况和不采用它的情况的性能试验结果。如此表所示，这两种情况之间的差别非常显著，特别是当被沉积的膜的量加大时，以及当采用膜厚修正板时；以及在布置在第一线至第三线上的每个塑胶基体材料中的接触角变成均匀的，和干涉色的变化的差别变小。
此外，膜厚修正机构的应用不限于本发明的两面同时防水处理的机构，它也可用于一面防水处理的机构。
按照上述膜厚修正机构，由于膜厚修正板是布置在防水处理装置与基体托座之间，与排列在基体托座上的光学透镜基体材料成预定的位置关系的，故当在用真空蒸发法在光学透镜基体材料的表面沉积防水膜时，防水膜的厚度可以相等并可实现优异的膜厚分布，并且可以进一步改进像防水性能这样的透镜特性。特别是，在基体托座上按同心圆的位置关系排列许多光学透镜基体材料时，沉积在布置在内侧和外侧的光学透镜基体材料的表面上的防水膜的厚度差变小，包括在以批为单位的许多光学透镜基体材料中的膜厚分布可以变得均匀，该批是用基体托座(透镜托架)为单位规定的。
由于上侧防水处理装置和下侧防水处理装置都是布置在用于在光学透镜基体材料的表面上沉积防水膜的真空处理室中的，因此本发明的构件适用于在光学透镜基体材料的两面同时形成防水膜，并且适用于提高防水膜的沉积处理效率，提高加工效率和生产率。此外，当在防水处理中利用真空蒸发法在光学透镜基体材料的表面上沉积防水膜时，本发明适用于使光学透镜基体材料上的防水膜的厚度相等，适用于改进像防水性能等这样的透镜特性。特别是，就光学透镜而言，本发明优先用于具有弯月形的眼镜片。
权利要求
1．一在真空处理室(16)中的两面同时进行防水处理的机构，在该室中，在真空氛围中可旋转地安装有在其上排列有多个光学透镜基体材料(24)的托座(22)，并且在上述光学透镜基体材料(24)的表面上沉积防水膜，防水处理机构的特征为对上述托座(22)提供一上侧的防水处理装置(30)和一下侧的防水处理装置(40)，其中，上述上侧的防水处理装置(30)在上述光学透镜基体材料(24)的上侧形成防水膜，而上述下侧的防水处理装置(40)则在上述光学透镜基体材料(24)的下侧形成防水膜。
2．如权利要求1的两面同时进行防水处理的机构，其特征为，上述上侧的防水处理装置(30)和下侧的防水处理装置(40)分别有防水材料片(33、43)和用于加热上述材料片的加热器(32、42)。
3．如权利要求2的两面同时进行防水处理的机构，其特征为，上述上侧的防水处理装置(30)和下侧的防水处理装置(40)分别有一温度测量芯片(36、35)、一加在上述温度测量芯片上的温度检测装置(35,44)，和一用于根据从上述温度检测装置输出的检测信号控制由上述加热器产生的加热温度的控制装置(37、46)。
4．如权利要求2的两面同时进行防水处理的机构，其特征为，上述防水材料片(33、43)设有加热板(34、41)。
5．如权利要求3的两面同时进行防水处理的机构，其特征为，上述上侧的防水处理装置(30)设有支承板(31)，上述防水材料片(33)和上述温度测量芯片(36)均安装在其中并面向上述光学透镜基体材料(24)的上侧。
6．如权利要求3的两面同时进行防水处理的机构，其特征为，上述下侧的防水处理装置(40)设有加热板(41)，在其上装有上述防水材料片(43)和上述温度测量芯片(45)。
7．用于防水处理的膜厚修正机构，其特征为在真空处理室(16)中采用了膜厚修正板(51、52)，在真空处理室中，防水处理装置(30、40)用真空蒸发在光学透镜基体材料(24)上形成防水膜，修正板布置在上述防水处理装置和上述光学透镜基体材料之间，以便修正上述防水膜的膜厚差；上述光学透镜基体材料的表面有曲率，多个上述光学透镜基体材料以水平状态排列在上述圆的平面托座中的同心圆上，该托座放置成水平的并可旋转。上述膜厚修正板(51、52)是一用于调节膜厚差的屏蔽(掩模)构件，它沿由上述托座中的周边段与中心段之间的连线划定的方向布置。
8．如权利要求7的用于防水处理的膜厚修正机构，其特征为上述防水处理装置包括一上侧的防水处理装置(30)和一下侧的防水处理装置(40)，其中，上述上、下防水处理装置分别在上述光学透镜基体材料的上侧和下侧形成防水膜，以及上述屏蔽构件包括一上屏蔽构件(51)和一下屏蔽构件(52)。
全文摘要
在其上排列有多个光学透镜基体材料的基体托座(22)可旋转地装在真空氛围中,并具有一用于在光学透镜基体材料的表面上形成防水膜的真空处理室(16),另外,在此真空处理室中装有两面同时防水处理的机构。相对于基体托座(22),设置了一上侧的防水处理装置(30)和一下侧的防水处理装置(40),上侧的防水处理装置在光学透镜基体材料的上侧形成防水膜,而下侧的防水处理装置则在光学透镜基体材料的下侧形成防水膜。这种构形在光学透镜基体材料的两面同时形成防水膜。用于防水处理的膜厚修正机构由用于修正膜厚差的膜厚修正板(5l,52)组成,它布置在防水处理装置与光学透镜基体材料之间。
文档编号G02B1/10GK1226971SQ9880065
公开日1999年8月25日 申请日期1998年5月18日 优先权日1997年5月16日
发明者嘉村齐, 葭原雅章, 神谷肇 申请人:保谷株式会社