(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023183823
(43)【公開日】2023-12-28
(54)【発明の名称】物品および光学機器
(51)【国際特許分類】
G02B 7/02 20210101AFI20231221BHJP
【ＦＩ】
G02B7/02 D
G02B7/02 Z
【審査請求】有
【請求項の数】19
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022097571
(22)【出願日】2022-06-16
(71)【出願人】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100126240
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 琢磨
(74)【代理人】
【識別番号】100223941
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 佳子
(74)【代理人】
【識別番号】100159695
【弁理士】
【氏名又は名称】中辻 七朗
(74)【代理人】
【識別番号】100172476
【弁理士】
【氏名又は名称】冨田 一史
(74)【代理人】
【識別番号】100126974
【弁理士】
【氏名又は名称】大朋 靖尚
(72)【発明者】
【氏名】杉山 成
(72)【発明者】
【氏名】小嶋 誠
(72)【発明者】
【氏名】久保山 俊介
【テーマコード（参考）】
2H044
【Ｆターム（参考）】
2H044AD02
2H044AJ05
(57)【要約】
【課題】撥水性の低下を抑制することを目的とする。
【解決手段】間隙を挟んで、互いに対向する部分を備えた物品であって、前記間隙の幅は、毛細管現象を発現する幅であり、互いに対向する前記部分の少なくとも一方に、ロータス効果を有する凹凸構造が設けられていることを特徴とする物品。
【選択図】図２
【解決手段】間隙を挟んで、互いに対向する部分を備えた物品であって、前記間隙の幅は、毛細管現象を発現する幅であり、互いに対向する前記部分の少なくとも一方に、ロータス効果を有する凹凸構造が設けられていることを特徴とする物品。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
間隙を挟んで、互いに対向する部分を備えた物品であって、
前記間隙の幅は、毛細管現象を発現する幅であり、
互いに対向する前記部分の少なくとも一方に、ロータス効果を有する凹凸構造が設けられていることを特徴とする物品。
前記間隙の幅は、毛細管現象を発現する幅であり、
互いに対向する前記部分の少なくとも一方に、ロータス効果を有する凹凸構造が設けられていることを特徴とする物品。
【請求項2】
前記間隙の幅は、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の物品。
【請求項3】
前記凹凸構造の凸部のピッチ、または前記凹凸構造の凹部のピッチは、７０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の物品。
【請求項4】
前記凸部の高さ、または前記凹部の深さは１μｍ以上であり、前記凸部の幅、または前記凹部の幅は１００μｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の物品。
【請求項5】
間隙を介して、互いに対向する部分を備えた物品であって、
互いに対向する前記部分の少なくとも一方に、凹凸構造が設けられ、
前記凹凸構造の凸部のピッチ、または前記凹凸構造の凹部のピッチは、７０μｍ以下であり、
前記凸部の高さ、または前記凹部の深さは１μｍ以上であり、
前記凸部の幅、または前記凹部の幅は１００μｍ以下であり、
前記間隙の幅は、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする物品。
互いに対向する前記部分の少なくとも一方に、凹凸構造が設けられ、
前記凹凸構造の凸部のピッチ、または前記凹凸構造の凹部のピッチは、７０μｍ以下であり、
前記凸部の高さ、または前記凹部の深さは１μｍ以上であり、
前記凸部の幅、または前記凹部の幅は１００μｍ以下であり、
前記間隙の幅は、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする物品。
【請求項6】
前記物品は、第１部品と前記第１部品に対向する第２部品を含み、互いに対向する前記部分の一方は、前記第１部品のうち前記第２部品に対向する面に設けられ、
互いに対向する前記部分の他方は、前記第２部品のうち前記第１部品に対向する面、に設けられることを特徴とする請求項１または５に記載の物品。
互いに対向する前記部分の他方は、前記第２部品のうち前記第１部品に対向する面、に設けられることを特徴とする請求項１または５に記載の物品。
【請求項7】
第１部品と、前記第１部品に対向する第２部品を備え、前記第１部品と前記第２部品との間に間隙を設けた物品であって、
前記第１部品のうち前記第２部品に対向する面に、凹凸構造が設けられ、
前記凹凸構造の凸部のピッチ、または前記凹凸構造の凹部のピッチは、７０μｍ以下であり、
前記凸部の高さ、または前記凹部の深さは１μｍ以上であり、
前記凸部の幅、または前記凹部の幅は１００μｍ以下であり、
前記間隙の幅は、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする物品。
前記第１部品のうち前記第２部品に対向する面に、凹凸構造が設けられ、
前記凹凸構造の凸部のピッチ、または前記凹凸構造の凹部のピッチは、７０μｍ以下であり、
前記凸部の高さ、または前記凹部の深さは１μｍ以上であり、
前記凸部の幅、または前記凹部の幅は１００μｍ以下であり、
前記間隙の幅は、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする物品。
【請求項8】
第１部品と、前記第１部品に対向する第２部品を備え、前記第１部品と前記第２部品との間に間隙を設けた物品であって、
前記間隙の幅は、毛細管現象を発現する幅であり、
前記第１部品のうち前記第２部品に対向する面に、ロータス効果を有する凹凸構造が設けられていることを特徴とする物品。
前記間隙の幅は、毛細管現象を発現する幅であり、
前記第１部品のうち前記第２部品に対向する面に、ロータス効果を有する凹凸構造が設けられていることを特徴とする物品。
【請求項9】
前記第１部品のうち前記第２部品に対向する前記面は、第１部分と第２部分とを有し、
前記第１部分は、前記第２部分に対して非平行であり、
前記第１部分は前記凹凸構造が設けられておらず、前記第２部分は前記凹凸構造が設けられていることを特徴とする請求項７または８に記載の物品。
前記第１部分は、前記第２部分に対して非平行であり、
前記第１部分は前記凹凸構造が設けられておらず、前記第２部分は前記凹凸構造が設けられていることを特徴とする請求項７または８に記載の物品。
【請求項10】
前記第１部分は、前記第２部分より前記物品の表面の側にあることを特徴とする請求項９に記載の物品。
【請求項11】
前記第２部品のうち前記第１部品に対向する面に、前記第１部品に設けた凹凸構造と同一の凹凸構造を設けたことを特徴とする請求項７に記載の物品。
【請求項12】
前記凹凸構造の凸部または凹部は、ハニカム状に配置されることを特徴とする請求項１または５に記載の物品。
【請求項13】
前記凸部または前記凹部は、円柱形状、円錐形状または円錐台形状であることを特徴とする請求項５または７に記載の物品。
【請求項14】
樹脂を含む材料から形成されたことを特徴とする請求項１または５に記載の物品。
【請求項15】
前記樹脂は、ポリカーボネート、ポリスチレンおよびポリプロピレンの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１４に記載の物品。
【請求項16】
前記凹凸構造の接触角は、１００°より大きいことを特徴とする請求項１または５に記載の物品。
【請求項17】
請求項１または５に記載の物品と、レンズとを備えることを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、物品および光学機器に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に用いられている製品の多くは複数の部材で構成されており、複数の部材はそれぞれねじ止めや接着によって互いに固定されている。しかし可動部材の場合は、スムーズに動作できるように隣り合う部材との間に間隙を設けることがあり、可動部材でなくても、それぞれの部材間に間隙ができてしまうことがある。
【0003】
そういった間隙に水滴が入ってしまうと、製品に悪影響を及ぼすことがあった。そこで間隙にゴムやスポンジなどのパッキンを設けることがある。また、特許文献１には、撥水性を有するオイルバリアによって水の浸み込みを少なくする形態が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】実開平５－６４８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし間隙に撥水性を有する物質を塗布した場合、部材の使用を続けるうちに撥水性を有する物質が剥がれることで、撥水性が低下する虞があった。
【0006】
そこで本発明は、撥水性の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するための第１の手段は、間隙を挟んで、互いに対向する部分を備えた物品であって、前記間隙の幅は、毛細管現象を発現する幅であり、互いに対向する前記部分の少なくとも一方に、ロータス効果を有する凹凸構造が設けられていることを特徴とする物品。
【0008】
上記課題を解決するための第２の手段は、間隙を介して、互いに対向する部分を備えた物品であって、互いに対向する前記部分の少なくとも一方に、凹凸構造が設けられ、前記凹凸構造の凸部のピッチ、または前記凹凸構造の凹部のピッチは、７０μｍ以下であり、前記凸部の高さ、または前記凹部の深さは１μｍ以上であり、前記凸部の幅、または前記凹部の幅は１００μｍ以下であり、前記間隙の幅は、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする物品。
【0009】
上記課題を解決するための第３の手段は、第１部品と、前記第１部品に対向する第２部品を備え、前記第１部品と前記第２部品との間に間隙を設けた物品であって、前記第１部品のうち前記第２部品に対向する面に、凹凸構造が設けられ、前記凹凸構造の凸部のピッチ、または前記凹凸構造の凹部のピッチは、７０μｍ以下であり、前記凸部の高さ、または前記凹部の深さは１μｍ以上であり、前記凸部の幅、または前記凹部の幅は１００μｍ以下であり、前記間隙の幅は、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする物品。
【0010】
上記課題を解決するための第４の手段は、第１部品と、前記第１部品に対向する第２部品を備え、前記第１部品と前記第２部品との間に間隙を設けた物品であって、前記間隙の幅は、毛細管現象を発現する幅であり、前記第１部品のうち前記第２部品に対向する面に、ロータス効果を有する凹凸構造が設けられていることを特徴とする物品。
【発明の効果】
【0011】
撥水性の低下を抑制する上で有利な技術を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】（ａ）は部品同士が近接している状態を示した図であり、（ｂ）は部品同士が離隔している状態を示した図である。
【図3】凸部の形状を示す斜視図である。
【図4】凹凸構造の配置パターンを示す図である。
【図5】間隙に水が浸入する模式図である。
【図6】様々な凹凸構造を示した図である。
【図7】接触角と配置ピッチの関係を示したグラフである。
【図8】凹凸構造の斜視図である。
【図9】金型の製造方法を示した図である。
【図10】加工時の金型表面を示した図である。
【図11】（ａ）はレーザー加工後の金型の表面を電子顕微鏡で観察した図面代用写真であり、（ｂ）は樹脂成形品の表面を電子顕微鏡で観察した図面代用写真である。
【図12】射出成形の工程を示した図である。
【図13】本発明を適用可能な撮像装置の図である。
【図16】第１実施形態の凹凸構造を容器に適用した図である。
【図17】第２実施形態に係る物品の模式図である。
【図18】物品に大きな水滴が衝突した際の模式図である。
【図19】物品に小さな水滴が衝突した際の模式図である。
【図20】実施例の凹凸構造の図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。ただし、以下に説明する形態は、発明の１つの実施形態であって、これに限定されるものではない。そして、共通する構成を複数の図面を相互に参照して説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。同じ名称で別々の事項については、それぞれ、第一の事項、第二の事項というように、「第〇」を付けて区別することができる。
【0014】
＜第１実施形態＞
図１、図２を用いて、本実施形態にかかる物品１００を説明する。物品１００は、部品１と部品２からなり、部品１と部品２との間には間隙３が設けられている。部品１と部品２との間には、少なくとも間隙３が設けられていればよく、間隙３以外の部分で接触、固定していても良い。図１（ａ）は部品１と部品２が近接している状態を示した図であり、図１（ｂ）は部品１と部品２が離隔している状態を示した図である。部品１および部品２の材質は樹脂であることが好ましいが、金属やセラミック等の種々の材料を用いることができる。本実施形態においては、部品１及び部品２はそれぞれポリカーボネートから形成されている。部品１は、表面１１０側から面７、面８、面９を有し、それぞれ部品２の面４、面５、面６に対向するように、部品１と部品２が近接する。たとえば部品１および部品２は少なくとも一方が可動部材となっており、互いに摺動する構成となっていても良い。
図１、図２を用いて、本実施形態にかかる物品１００を説明する。物品１００は、部品１と部品２からなり、部品１と部品２との間には間隙３が設けられている。部品１と部品２との間には、少なくとも間隙３が設けられていればよく、間隙３以外の部分で接触、固定していても良い。図１（ａ）は部品１と部品２が近接している状態を示した図であり、図１（ｂ）は部品１と部品２が離隔している状態を示した図である。部品１および部品２の材質は樹脂であることが好ましいが、金属やセラミック等の種々の材料を用いることができる。本実施形態においては、部品１及び部品２はそれぞれポリカーボネートから形成されている。部品１は、表面１１０側から面７、面８、面９を有し、それぞれ部品２の面４、面５、面６に対向するように、部品１と部品２が近接する。たとえば部品１および部品２は少なくとも一方が可動部材となっており、互いに摺動する構成となっていても良い。
【0015】
図２は、図１（ａ）の円Ａで囲まれた範囲の拡大図である。図２では面４～面９に凹凸構造１０が設けられている。しかし、面４と面７のみに凹凸構造１０が設けられていても良いし、面６と面９のみに凹凸構造１０が設けられていても良く、対向する面の少なくとも一方に凹凸構造１０が設けられていればよい。対向する面の双方に凹凸構造１０を設ける場合、凹凸構造１０は同一の凹凸構造であることが好ましい。図２に示す間隙３のように、間隙３は屈曲構造であることが、水滴の侵入を抑制するために好ましく、面４と面５、および面７と面８が互いに非平行であることが好ましい。また図２に示すように、間隙３の断面がクランク形状であれば、水滴の浸入を抑制する効果が高まるため、より好ましい。
【0016】
次に図３を用いて凹凸構造１０の凸部１０１の形状について説明する。凸部１０１はベース面１１に設けられ、図３（ａ）に示すような円柱形状、図３（ｂ）に示すような円錐形状、図３（ｃ）に示すような円錐台形状等の任意の形状を選択できるが、撥水機能を有していれば良い。また、ベース面１１から突出した凸部１０１を設けるのではなく、凹凸構造１０として、ベース面１１から陥没する複数の凹部を設けても良い。
【0017】
図４で凸部１０１を詳細に説明する。図４は７４１、凹凸構造１０を付与したベース面１１の法線方向から見て（図３参照）、配列の一部を抽出して表示したものである。図４（ａ）は凸部１０１を格子状に配置したパターンを示す図であり、図４（ｂ）は凸部１０１をハニカム状に配置したパターンを示す図である。凹凸構造１０における凸部１０１の配置はランダムであっても良いが、図４（ａ）および（ｂ）に示す様に均一な周期的パターンで配置されることが好ましい。さらには凸部１０１をより密に配置するためには、図４（ｂ）のハニカム配置がより好ましい。図４では、隣り合う凸部１０１の間に平面（図３に示すベース面１１）を有する構成を説明した。しかしながら、凸部１０１が図３（ｂ）または（ｃ）のような円錐形状または円錐台形状である場合、凸部１０１の傾斜面同士が線状の境界（谷部）を挟んで互いに隣接する配置としても良い。この場合に、図３に示すベース面１１は、面内に連続する谷部を含む仮想面となる。以上説明した配置に関しては、ベース面１１から陥没する複数の凹部を設けた凹凸構造１０を採用した場合にも同様に、様々な配置を適用することが可能である。
【0018】
次に凹凸構造１０によって間隙３へ水が浸入することを抑制する効果について説明する。まず、図５（ａ）を用いて凹凸構造１０が無い場合に間隙３に水が滴下された際の水の浸入状況について説明する。間隙３に水１２が滴下されると、水１２の表面張力により発生する接触角θは一般的な樹脂で構成された部品の場合、９０°より小さくなることが多い。そのため、間隙３で発生する毛細管現象による力１３が水１２を浸入させる向き（図５（ａ）では下向き）に発生するため、水１２の浸入を許してしまう。
【0019】
次に図５（ｂ）を用いて、本実施形態の物品１００が凹凸構造１０によって間隙３へ水が浸入することを抑制する効果を説明する。間隙３に水１２が滴下されると、凹凸構造１０により水１２と部品１および部品２の接触面積が減少する。図５（ｂ）に示すように本実施形態のポリカーボネートで構成された物品１００の場合は、接触面積が減少することで接触角θが９０°より大きくなる。接触角が９０°より大きくなると間隙３で発生する力１３が水１２の浸入を抑制する向き（図５（ｂ）では上向き）に発生するため、パッキンなどの物品を用いることなく間隙３へ水１２が浸入することを抑制することができる。
【0020】
また潤滑油等の撥水剤を用いる場合に比べ、経年的な使用による凹凸構造１０の劣化は少ないため、撥水機能の低下を抑制することができる。このように、凹凸構造によって部品の表面自由エネルギーを調整し、撥水機能を生じさせる作用は、ロータス効果と呼ばれている。撥水機能が必要となる間隙３の幅Ｄは毛細管現象を発現する程度の幅であり、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下である。ただ、間隙３の幅が０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下である場合に、より本実施形態の構成を用いるのに適している。ここで幅Ｄは、ベース面１１と、ベース面１１に対向する面との距離である。しかし間隙３の幅Ｄは特に限定されるものではなく、毛細管現象を発現する幅であれば本実施形態の構成を用いることができる。
【0021】
次に図６～図８を用いて凹凸構造１０の形状について説明する。図６（ａ）に示すように良好な撥水状態は、凹凸構造１０と空気が水１２を支持し、水の表面張力により発生する見かけの接触角θを大きくすることで実現出来る。まず凹凸構造１０の配置ピッチについて図６（ｂ）を用いて説明する。
【0022】
配置ピッチが過剰に大きい場合は凹凸構造１０が水１２を支持することが出来ずにベース面に接触してしまうため、接触角θが小さくなり撥水状態にすることが出来ない。図７は図８に示す様なポリカーボネート樹脂から成る部品の面に、幅Ｒ４０μｍ、高さＨ３０μｍの凸部１０１を形成した凹凸構造１０における、凸部１０１の配置ピッチＰと接触角θの関係を実験で取得したグラフである。配置に関してはハニカム配置と格子配置の２種類について測定を行った。配置ピッチＰが大きくなると接触角θが小さくなり、配置ピッチＰが９０μｍを超えると平坦面と接触角が変わらないことがわかる。なお、図７においては、便宜的に凸部１０１を設けない平坦面の場合の接触角を、配置ピッチＰが０の点に示した。
【0023】
凹凸構造１０の配置ピッチＰは１０μｍ以上８０μｍ以下が好ましく、７０μｍ以下がより好ましい。７０μｍ以下であれば、図７に示すように、接触角θを１００°以上にすることができる。ここで配置ピッチＰは、或る凸部の中心と或る凸部に隣接する凸部の中心との距離である。凹部におけるピッチも凸部と同様に定義することができる。
【0024】
本実施形態の物品１００において間隙３への水の浸入を抑制する効果を得るためには、接触角θが９０°以上が好ましく１００°以上がより好ましい。しかし、凹凸構造１０の形状は特に限定されるものではなく、ロータス効果を有する凹凸構造１０であればよい。
【0025】
次に格子配置とハニカム配置を比較する。図７において、接触角θが１２０°、ピッチＰが５０μｍ付近のデータに注目するとハニカム配置の方がより大きなピッチＰでもより大きな接触角を維持できる傾向にあることがわかる。図４（ａ）に示すように格子配置における凹凸構造１０の間隔は対角方向に大きいことがわかる。このことから、格子配置の場合は対角方向のピッチが大きいことが起因して、図６（ｂ）に示すように水がベース面に接触し、接触角が小さくなり、撥水効果がハニカム配置に比べて小さい。一方、図４（ｂ）に示すようにハニカム配置における凹凸構造１０の間隔はどの場所でも一定であることがわかる。ハニカム配置の場合は、格子配置と比較して撥水効果が大きいため、配置パターンはハニカム配置にすることが好ましい。しかし、格子配置とハニカム配置のみならず、凹凸構造１０をランダムに配置することも可能である。
【0026】
次に凹凸構造１０の凸部１０１の高さＨについて図６を用いて説明する。図６（ａ）に示すように凸部１０１の高さＨが十分大きい場合は、凸部１０１と凸部１０１の間の空気が水を支持することができるため、水の表面張力により発生する見かけの接触角を大きくすることが出来る。一方、図６（ｃ）に示すように凸部１０１の高さＨが小さい場合は水がベース面に接触してしまうため、接触角が小さくなり撥水状態にすることが難しい。撥水状態にするためには凸部１０１の高さＨは１μｍ以上あることが好ましく、１０μｍ以上であればより好ましい。高さＨの上限値は間隙の幅Ｄの半値より小さいことが好ましい。高さＨは、たとえば１５０μｍ以下であれば好ましく、１００μｍ以下であればより好ましい。仮にベース面１１に凹部を設けた場合の凹部の深さは、ベース面１１からの深さであり、凸部の高さと同様の範囲であれば好ましい。
【0027】
次に凹凸構造１０の凸部１０１の幅Ｒについて図６を用いて説明する。図６（ｄ）に示すように、凸部１０１の幅Ｒが大きい場合は凸部１０１の表面積が増加する。そのため、空気で水を支持する割合が小さくなり、表面張力により発生する見かけの接触角が小さくなる。撥水状態にするためには、凸部１０１の幅Ｒは１００μｍ以下であることが好ましく６０μｍ以下であればより好ましい。凸部１０１の幅Ｒは、１０μｍ以上であれば好ましく、３０μｍ以上であればより好ましい。凹部における幅も凸部１０１と同様の範囲であれば好ましい。図３（ｂ）、図３（ｃ）における幅Ｒは、或る凸部の中で最も大きい部分の幅であり、凹部における幅も同様に或る凹部の中で最も大きい部分における幅である。
【0028】
次に本実施形態の物品１００を製造するための製造方法について説明する。ここでは金型を用いた射出成形によるものを説明するが、射出成形に限定されるものではない。まず金型１６の製造方法について説明する。金型１６の製造方法には、切削加工によって形成した窪みを樹脂に転写させて凹凸構造が付与された成形品を製造する方法やレーザー加工によって形成した窪みを樹脂に転写させて凹凸構造が付与された成形品を製造する方法などがある。本実施形態においては、レーザー加工によって形成した窪みを樹脂に転写させて成形品を製造する方法について説明する。
【0029】
図９は金型１６の加工を行う装置として、レーザー加工機の構成例を示したものである。この例ではレーザー加工機１４は、レーザーヘッド１５が直線軸Ｘ、直線軸Ｙ、直線軸Ｚの３軸に移動可能に構成されている。また、レーザーヘッド１５には、図示しないガルバノミラーが内蔵されている。レーザー加工機によっては、レーザーヘッド１５をさらに多くの方向に移動可能に構成されているものもあり、その様なレーザー加工機を使用しても構わない。レーザーヘッド１５はＮＣデータ１７に記載された各軸の移動量に従って、不図示の駆動手段によって移動される。一方、レーザーヘッド１５は、ＮＣデータ１７に従って、レーザー光を出射させ、またガルバノミラーを使って金型１６に対してレーザー光を走査する。この様にして金型１６に対して、レーザーヘッド１５により任意の形状を加工することができる。
【0030】
図１０はレーザー加工機によって金型１６の表面に対して行われる加工の様子を、拡大図で表したものである。同図は金型１６の表面を断面方向から見たものである。金型１６は、成形品の形状に対応して、平面であったり複雑な曲面であったり様々な形状をとり得る。そのため断面方向から見たベース面は直線であるとは限らないが、図１０では一例として直線である場合を示す。レーザーヘッド１５からレーザー光１８を出射して１パルス毎に加工穴１９を形成する。レーザー光の波長は例えば１０６４ｎｍの赤外光を用い、パルス幅はフェムト秒のレーザーを用いることができるが、その他のレーザーであっても構わない。
【0031】
図１０に示すように凹凸構造のピッチＰの分だけガルバノミラーによってレーザー光を繰り返し移動させながら、金型１６にレーザー光を照射して複数の加工穴１９を形成する。図１１（ａ）はレーザー加工後の金型１６の表面を電子顕微鏡で観察した図面代用写真である。加工穴１９の配置パターンがハニカム配置で形成されていることが確認できる。この様な工程を経て、成形用の金型１６を得ることができる。
【0032】
次に射出成形工程について説明する。図１２は本実施形態の物品１００を製造するための射出成形の工程を模式的に示したものである。射出成形機としては一般的な射出成形機を用いることが可能である。図１２（ａ）に示す金型１６、金型２０が構成する空間には、筒状のシリンダー２１によって樹脂が注入される。一方、ホッパー２２はシリンダー２１の内部へ樹脂材料を投入する。樹脂材料としてはポリスチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレンなどの熱可塑性の材料を用いることができる。また樹脂材料はあらかじめ顔料などの着色剤を混入させて着色したものを使用してもよい。シリンダー２１の内部には不図示のスクリューがあり、不図示のモーターで回転させることでホッパー２２内部の樹脂材料がシリンダー２１の先端へと送られる機構となっている。またシリンダー２１には不図示のヒーターが備えられており、ホッパー２２より投入された樹脂材料はシリンダー内部を先端へ送られる過程で樹脂材料のガラス転移温度以上に加熱され、液体状に溶融される。そしてシリンダー２１の先端部の空間に溜められる。
【0033】
図１２（ｂ）の工程は型締め工程と呼ばれ、金型１６、２０が不図示の機構によって合わせられる。また金型１６、２０は不図示のヒーターによって加熱される。この工程での型の加熱温度を型温度と呼ぶ。
【0034】
続いて図１２（ｃ）の工程は射出工程と呼ばれ、シリンダー２１が金型２０に設けられた注入孔部分に押し付けられる。さらに油圧シリンダー部２３が動作し、不図示のスクリューをシリンダー２１の先端方向へ押し出すことで、溶融した樹脂２４が合わさった金型１６、２０の内部の空間へと注入される。この工程における溶融した樹脂２４の温度を樹脂温度と呼ぶ。
【0035】
図１２（ｄ）は保圧工程および冷却工程と呼ばれる工程を示す。保圧工程ではシリンダー２１内の圧力を制御することで、金型１６、２０内部の溶融した樹脂２４の圧力を所望の圧力に保つ。この圧力は保圧と呼ばれる。保圧は樹脂２４が金型１６、２０の内部の空間の隅々にまで行き渡る様な圧力が選択される。保圧工程に続く冷却工程では図１２（ｄ）における金型１６、２０を不図示の冷却機構によって冷却する。これにより、金型１６、２０内部の樹脂２４をガラス転移温度以下の温度に冷却し、樹脂成形品２４０を形成する。冷却機構は例えば金型１６の周囲に冷却用の冷却水を巡らす様な手段がとられる。
【0036】
続いて図１２（ｅ）は型開き工程および離型工程と呼ばれる工程を示す。金型１６、２０は不図示の機構によって開かれる。続いて不図示の離型機構によって樹脂成形品２４が型１６、２０から取り出される。一般に金型１６、２０を開いた段階では樹脂成形品２４０は金型１６、２０の表面に張り付いた状態となっている。離型機構は金型を貫通させたイジェクタピンと呼ばれる棒によって金型表面に張り付いた樹脂成形品２４０を金型１６、２０から押し出す操作を行う。図１１（ｂ）は取り出した樹脂成形品２４０の表面を電子顕微鏡で観察した図面代用写真である。図１１（ｂ）において、図１１（ａ）の金型形状を転写したハニカム配置の微細形状が樹脂成形品２４０に形成されていることが確認できる。この様な工程を経て、樹脂成形品２４０を得ることができる。
【0037】
次に本実施形態における凹凸構造１０を撮像装置２００に適用した場合について説明する。しかし本実施形態は撮像装置２００への適用に限定されるわけではなく、プリンタやスピーカー等の様々な成形品に適用することができる。
【0038】
図１３は本実施形態を適用可能な撮像装置２００の一例であるデジタルカメラの模式図である。撮像装置２００は、本体部２５と、本体部２５に着脱可能なレンズ鏡筒２６からなる。レンズ鏡筒２６は複数の部品によって構成され、それらは互いにネジ止めや接着、嵌合といった方法により一体化され形成されている。そしてレンズ鏡筒２６の表面には部品間の合わせ目や間隙が存在することが多い。そこでレンズ鏡筒２６に本実施形態を適用した場合について説明する。
【0039】
図１４は、図１３のレンズ鏡筒２６の断面図である。レンズ鏡筒２６はレンズ３３を有した光学機器であり、レンズマウント２７は、レンズ鏡筒２６を本体部２５に着脱可能に保持する。固定筒２８は、レンズ鏡筒２６の操作部材（操作リング）を保持する。レンズマウント２７は、固定筒２８にビスなどを用いて一体的に保持される。外装環２９は、レンズ鏡筒２６の外観部品であるとともに、レンズ鏡筒２６の内部の機構を覆って保護する。外装環２９は、操作リング３２および固定筒２８にビスなどを用いて一体的に保持される。
【0040】
操作リング３２の外周には、ユーザが操作リング３２を回転させ易いように、図示しないローレット溝（凹凸部）が形成されている。操作リング３１は、係合部３１ａで固定筒２８の係合部と嵌合する。フロントリング３０は、固定筒２８と接着などにより固定される。
【0041】
図１５は、図１４の円Ｂで囲まれた範囲の拡大図であり、操作リング３１と操作リング３２との間に間隙３が設けられている。操作リング３１のうち操作リング３２側、操作リング３２のうち操作リング３１側には凹凸構造１０が形成されている。図１５で示すように、レンズ鏡筒２６に凹凸構造１０を設けることで、撮像装置２００の内部に水が浸入することを抑制することができる。
【0042】
図１６を用いて、本実施形態の凹凸構造１０を容器４０に適用した場合について説明する。容器４０は、本体部４１と蓋４２を有し、本体部４１と蓋４２は蝶番４３によって結合されており、開閉動作が容易に行える様にされている。
【0043】
図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の容器４０の蓋４２を閉じたときの、円Ｃで囲まれた範囲の拡大図である。容器４０は、本体部４１と蓋４２の間に間隙３を有している。一方、本体部４１のうち蓋４２側、および蓋４２のうち本体部４１側に凹凸構造１０が設けられている。これにより、蓋４２を閉じたときに容器４０の内部に水が浸入することを抑制することができる。容器４０はたとえば化粧品、医薬品、紙類などの水分との接触を回避することが好ましい製品の保管容器として適している。
【0044】
凹凸構造１０を設けた表面に撥水剤等を塗布することもでき、より撥水効果の高い物品１００を提供することができる。
【0045】
＜第２実施形態＞
図１７、図１８および図１９を用いて、第２実施形態に係る物品１００について説明する。図１７は本実施形態に係る物品１００の模式図であり、図１８は物品１００に大きな水滴１２Ａが衝突した際の模式図であり、図１９は物品１００に小さな水滴１２Ａが衝突した際の模式図である。
図１７、図１８および図１９を用いて、第２実施形態に係る物品１００について説明する。図１７は本実施形態に係る物品１００の模式図であり、図１８は物品１００に大きな水滴１２Ａが衝突した際の模式図であり、図１９は物品１００に小さな水滴１２Ａが衝突した際の模式図である。
【0046】
本実施形態の物品１００は、面４、面６、面７および面９に凹凸構造１０が設けられておらず、面４、面６、面７および面９と非平行な面５と面８に凹凸構造１０が設けられている点で、第１実施形態の物品１００と異なる。ここで、凹凸構造１０が設けられていない面は、凹凸構造１０が設けられた面より平坦であればよく、完全に平坦な面である必要はない。面７および面９がたとえば、部品１の第１部分であり、面８がたとえば第２部分である。一方、面４および面６が例えば部品２の第１部分であり、たとえば、面５が部品２の第２部分である。
【0047】
図１８および図１９を用いて、本実施形態の物品１００の利点を説明する。図１８の水滴１２Ａは、物品１００に衝突する前の水滴であり、水滴１２Ｂは、物品１００に衝突した後の水滴である。水滴１２Ａは、矢印３５の方向に運動エネルギーを有しており、運動エネルギーを有した状態で物品１００に衝突する。仮に面４または面７に凹凸構造１０が設けられていたとしても、運動エネルギーに耐えられず、撥水が難しい。しかし、物品１００との衝突により運動エネルギーを損失した水滴１２Ｂは、矢印３５の方向に非平行な方向に対しては大きな運動エネルギーを有していない。そのため、面５または面８にのみ凹凸構造１０を設けるだけでも、水滴１２Ｂの浸入を効果的に抑制することができる。
【0048】
図１９では、比較的小さな水滴が物品１００に衝突した場合について説明する。物品１００の間隙３に水滴１２が浸入した場合、面５または面８に凹凸構造１０が設けられていれば、水滴１２Ｃのように凹凸構造１０の表面に溜めることができる。水滴１２Ｃが溜まることによって、水滴１２Ｃが他の水滴のストッパーの役割を果たし、それ以上の水滴の浸入を抑制することができる。
【0049】
また、部品１および部品２を射出成形で作製する場合、全ての面４～面９に凹凸構造１０を設けようとすると、非平行な面の一方は型抜きが難しく、凹凸構造１０をうまく転写することができない。特に図１４に示すように、凹凸構造１０をレンズ鏡筒２６に適用した場合、型抜きを行なう方向は光軸に垂直な方向であるため、図２における面５または面８に凹凸構造１０を設けることが好ましい。
【0050】
以上のことから、少なくとも面５または面８に凹凸構造１０を設けることで、十分な撥水効果を発現することができ、全ての面４～面９に凹凸構造１０を設ける場合に比べてコストを低減することも可能である。
【0051】
＜実施例＞
図２０を用いて、本発明の実施例を説明する。図２０（ａ）は第１実施形態で説明した凹凸構造１０の拡大図である。一方、図２０（ｂ）は図１３及び図１４で説明した撮像装置２００の操作リング３１と操作リング３２に凹凸構造１０を形成した例を示す部分断面図である。本実施例では、ピッチＰを５０μｍ、高さＨを３０μｍ、幅Ｒを４０μｍ、間隙Ｄを０．２ｍｍとし、凸部１０１の形状は円錐台形状で、ハニカム状に配置した。操作リング３１および操作リング３２はポリカーボネートなどの樹脂で構成し、凹凸構造１０は射出成形で形成した。
図２０を用いて、本発明の実施例を説明する。図２０（ａ）は第１実施形態で説明した凹凸構造１０の拡大図である。一方、図２０（ｂ）は図１３及び図１４で説明した撮像装置２００の操作リング３１と操作リング３２に凹凸構造１０を形成した例を示す部分断面図である。本実施例では、ピッチＰを５０μｍ、高さＨを３０μｍ、幅Ｒを４０μｍ、間隙Ｄを０．２ｍｍとし、凸部１０１の形状は円錐台形状で、ハニカム状に配置した。操作リング３１および操作リング３２はポリカーボネートなどの樹脂で構成し、凹凸構造１０は射出成形で形成した。
【0052】
本実施例の撮像装置２００の表面に水滴１２が付着した場合について図２０（ｂ）を用いて説明する。間隙３に水滴１２が滴下しても、凹凸構造１０により前述のように接触角が９０°より大きいため、間隙３で発生する力１３が水滴１２の浸入を抑制する向きに発生する。そのため、パッキンなどの物品を用いることなく凹凸構造１０で防滴することができる。
【0053】
以下に本発明の開示内容を示す。
【0054】
（構成１）間隙を挟んで、互いに対向する部分を備えた物品であって、前記間隙の幅は、毛細管現象を発現する幅であり、互いに対向する前記部分の少なくとも一方に、ロータス効果を有する凹凸構造が設けられていることを特徴とする物品。
【0055】
（構成２）前記間隙の幅は、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする構成１に記載の物品。
【0056】
（構成３）前記凹凸構造の凸部のピッチ、または前記凹凸構造の凹部のピッチは、７０μｍ以下であることを特徴とする構成１または２に記載の物品。
【0057】
（構成４）前記凸部の高さ、または前記凹部の深さは１μｍ以上であり、前記凸部の幅、または前記凹部の幅は１００μｍ以下であることを特徴とする構成３に記載の物品。
【0058】
（構成５）間隙を介して、互いに対向する部分を備えた物品であって、互いに対向する前記部分の少なくとも一方に、凹凸構造が設けられ、前記凹凸構造の凸部のピッチ、または前記凹凸構造の凹部のピッチは、７０μｍ以下であり、前記凸部の高さ、または前記凹部の深さは１μｍ以上であり、前記凸部の幅、または前記凹部の幅は１００μｍ以下であり、前記間隙の幅は、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする物品。
【0059】
（構成６）前記物品は、第１部品と前記第１部品に対向する第２部品を含み、互いに対向する前記部分の一方は、前記第１部品のうち前記第２部品に対向する面に設けられ、互いに対向する前記部分の他方は、前記第２部品のうち前記第１部品に対向する面、に設けられることを特徴とする構成１乃至５のいずれか１項に記載の物品。
【0060】
（構成７）第１部品と、前記第１部品に対向する第２部品を備え、前記第１部品と前記第２部品との間に間隙を設けた物品であって、
前記第１部品のうち前記第２部品に対向する面に、凹凸構造が設けられ、
前記凹凸構造の凸部のピッチ、または前記凹凸構造の凹部のピッチは、７０μｍ以下であり、
前記凸部の高さ、または前記凹部の深さは１μｍ以上であり、
前記凸部の幅、または前記凹部の幅は１００μｍ以下であり、
前記間隙の幅は、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする物品。
前記第１部品のうち前記第２部品に対向する面に、凹凸構造が設けられ、
前記凹凸構造の凸部のピッチ、または前記凹凸構造の凹部のピッチは、７０μｍ以下であり、
前記凸部の高さ、または前記凹部の深さは１μｍ以上であり、
前記凸部の幅、または前記凹部の幅は１００μｍ以下であり、
前記間隙の幅は、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする物品。
【0061】
（構成８）第１部品と、前記第１部品に対向する第２部品を備え、前記第１部品と前記第２部品との間に間隙を設けた物品であって、前記間隙の幅は、毛細管現象を発現する幅であり、前記第１部品のうち前記第２部品に対向する面に、ロータス効果を有する凹凸構造が設けられていることを特徴とする物品。
【0062】
（構成９）前記第１部品のうち前記第２部品に対向する前記面は、第１部分と第２部分とを有し、前記第１部分は、前記第２部分に対して非平行であり、前記第１部分は前記凹凸構造が設けられておらず、前記第２部分は前記凹凸構造が設けられていることを特徴とする構成６乃至８のいずれか１項に記載の物品。
【0063】
（構成１０）前記第１部分は、前記第２部分より前記物品の表面の側にあることを特徴とする構成９に記載の物品。
【0064】
（構成１１）前記第２部品のうち前記第１部品に対向する面に、前記第１部品に設けた凹凸構造と同一の凹凸構造を設けたことを特徴とする構成６乃至１０のいずれか１項に記載の物品。
【0065】
（構成１２）前記凹凸構造の凸部または凹部は、ハニカム状に配置されることを特徴とする構成１乃至１１のいずれか１項に記載の物品。
【0066】
（構成１３）前記凸部または前記凹部は、円柱形状、円錐形状または円錐台形状であることを特徴とする構成１２に記載の物品。
【0067】
（構成１４）樹脂を含む材料から形成されたことを特徴とする構成１乃至１３のいずれか１項に記載の物品。
【0068】
（構成１５）前記樹脂は、ポリカーボネート、ポリスチレンおよびポリプロピレンの少なくとも一つを含むことを特徴とする構成１４に記載の物品。
【0069】
（構成１６）前記凹凸構造の接触角は、１００°より大きいことを特徴とする構成１乃至１５のいずれか１項に記載の物品。
【0070】
（装置１）構成１乃至１６のいずれか１項に記載の物品と、レンズとを備えることを特徴とする光学機器。
【0071】
以上、説明した実施形態は、技術思想を逸脱しない範囲において適宜変更が可能である。たとえば複数の実施形態を組み合わせることができる。また、少なくとも１つの実施形態の一部の事項の削除あるいは置換を行うことができる。
【0072】
また、少なくとも１つの実施形態に新たな事項の追加を行うことができる。なお、本明細書の開示内容は、本明細書に明示的に記載したことのみならず、本明細書および本明細書に添付した図面から把握可能な全ての事項を含む。
【0073】
また本明細書の開示内容は、本明細書に記載した個別の概念の補集合を含んでいる。すなわち、本明細書に例えば「ＡはＢよりも大きい」旨の記載があれば、たとえ「ＡはＢよりも大きくない」旨の記載を省略していたとしても、本明細書は「ＡはＢよりも大きくない」旨を開示していると云える。なぜなら、「ＡはＢよりも大きい」旨を記載している場合には、「ＡはＢよりも大きくない」場合を考慮していることが前提だからである。
【符号の説明】
【0074】
３ 間隙
５、８ 互いに対向する部分
１０ 凹凸構造
１００ 物品
Ｄ 間隙の幅
５、８ 互いに対向する部分
１０ 凹凸構造
１００ 物品
Ｄ 間隙の幅
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【手続補正書】
【提出日】2023-06-02
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
間隙を挟んで、互いに対向する部分を備えた物品であって、
前記間隙の幅は、毛細管現象を発現する幅であり、
互いに対向する前記部分の少なくとも一方に、ロータス効果を有する凹凸構造が設けられていることを特徴とする物品。
前記間隙の幅は、毛細管現象を発現する幅であり、
互いに対向する前記部分の少なくとも一方に、ロータス効果を有する凹凸構造が設けられていることを特徴とする物品。
【請求項2】
前記間隙の幅は、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の物品。
【請求項3】
前記凹凸構造の凸部のピッチ、または前記凹凸構造の凹部のピッチは、７０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の物品。
【請求項4】
前記凸部の高さ、または前記凹部の深さは１μｍ以上であり、前記凸部の幅、または前記凹部の幅は１００μｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の物品。
【請求項5】
間隙を介して、互いに対向する部分を備えた物品であって、
互いに対向する前記部分の少なくとも一方に、凹凸構造が設けられ、
前記凹凸構造の凸部のピッチ、または前記凹凸構造の凹部のピッチは、７０μｍ以下であり、
前記凸部の高さ、または前記凹部の深さは１μｍ以上であり、
前記凸部の幅、または前記凹部の幅は１００μｍ以下であり、
前記間隙の幅は、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする物品。
互いに対向する前記部分の少なくとも一方に、凹凸構造が設けられ、
前記凹凸構造の凸部のピッチ、または前記凹凸構造の凹部のピッチは、７０μｍ以下であり、
前記凸部の高さ、または前記凹部の深さは１μｍ以上であり、
前記凸部の幅、または前記凹部の幅は１００μｍ以下であり、
前記間隙の幅は、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする物品。
【請求項6】
前記物品は、第１部品と前記第１部品に対向する第２部品を含み、互いに対向する前記部分の一方は、前記第１部品のうち前記第２部品に対向する面に設けられ、
互いに対向する前記部分の他方は、前記第２部品のうち前記第１部品に対向する面、に設けられることを特徴とする請求項１または５に記載の物品。
互いに対向する前記部分の他方は、前記第２部品のうち前記第１部品に対向する面、に設けられることを特徴とする請求項１または５に記載の物品。
【請求項7】
前記物品の断面における、前記間隙の形状はクランク形状であることを特徴とする請求項１または５に記載の物品。
【請求項8】
第１部品と、前記第１部品に対向する第２部品を備え、前記第１部品と前記第２部品との間に間隙を設けた物品であって、
前記第１部品のうち前記第２部品に対向する面に、凹凸構造が設けられ、
前記凹凸構造の凸部のピッチ、または前記凹凸構造の凹部のピッチは、７０μｍ以下であり、
前記凸部の高さ、または前記凹部の深さは１μｍ以上であり、
前記凸部の幅、または前記凹部の幅は１００μｍ以下であり、
前記間隙の幅は、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする物品。
前記第１部品のうち前記第２部品に対向する面に、凹凸構造が設けられ、
前記凹凸構造の凸部のピッチ、または前記凹凸構造の凹部のピッチは、７０μｍ以下であり、
前記凸部の高さ、または前記凹部の深さは１μｍ以上であり、
前記凸部の幅、または前記凹部の幅は１００μｍ以下であり、
前記間隙の幅は、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする物品。
【請求項9】
第１部品と、前記第１部品に対向する第２部品を備え、前記第１部品と前記第２部品との間に間隙を設けた物品であって、
前記間隙の幅は、毛細管現象を発現する幅であり、
前記第１部品のうち前記第２部品に対向する面に、ロータス効果を有する凹凸構造が設けられていることを特徴とする物品。
前記間隙の幅は、毛細管現象を発現する幅であり、
前記第１部品のうち前記第２部品に対向する面に、ロータス効果を有する凹凸構造が設けられていることを特徴とする物品。
【請求項10】
前記第１部品のうち前記第２部品に対向する前記面は、第１部分と第２部分とを有し、
前記第１部分は、前記第２部分に対して非平行であり、
前記第１部分は前記凹凸構造が設けられておらず、前記第２部分は前記凹凸構造が設けられていることを特徴とする請求項８または９に記載の物品。
前記第１部分は、前記第２部分に対して非平行であり、
前記第１部分は前記凹凸構造が設けられておらず、前記第２部分は前記凹凸構造が設けられていることを特徴とする請求項８または９に記載の物品。
【請求項11】
前記第１部分は、前記第２部分より前記物品の表面の側にあることを特徴とする請求項１０に記載の物品。
【請求項12】
前記第２部品のうち前記第１部品に対向する面に、前記第１部品に設けた凹凸構造と同一の凹凸構造を設けたことを特徴とする請求項８に記載の物品。
【請求項13】
前記第１部品および前記第２部品の少なくとも一方は、可動部材であり、
前記第１部品と前記第２部品は互いに摺動することを特徴とする請求項８または９に記載の物品。
前記第１部品と前記第２部品は互いに摺動することを特徴とする請求項８または９に記載の物品。
【請求項14】
前記凹凸構造の凸部または凹部は、ハニカム状に配置されることを特徴とする請求項１または５に記載の物品。
【請求項15】
前記凸部または前記凹部は、円柱形状、円錐形状または円錐台形状であることを特徴とする請求項５または８に記載の物品。
【請求項16】
樹脂を含む材料から形成されたことを特徴とする請求項１または５に記載の物品。
【請求項17】
前記樹脂は、ポリカーボネート、ポリスチレンおよびポリプロピレンの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１５に記載の物品。
【請求項18】
前記凹凸構造の接触角は、１００°より大きいことを特徴とする請求項１または５に記載の物品。
【請求項19】
請求項１または５に記載の物品と、レンズとを備えることを特徴とする光学機器。