JPWO2008004397A1 - 反射鏡の製造装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

工程の簡素化と作業時間の短縮を図ることができる反射鏡の製造装置及びその製造方法を提供する。反射膜成膜用の金属蒸発源（２２）と、着色膜成膜用の色素蒸発源（２３）と、保護膜成膜用のプラズマ重合源（電極）（２４）とが、ひとつの真空処理室（５）内に配置された成膜装置（１）を構成する。そして、反射膜の形成工程と、着色膜の形成工程と、保護膜の形成工程とを共通の真空処理室（５）内で行うことにより、工程を簡素化するとともに作業時間の短縮を図る。

Description

本発明は、例えば自動車用灯具に用いられる反射鏡の製造装置及びその製造方法に関する。

現在、自動車のヘッドランプ等の灯具に用いられる着色反射灯（リフレクタ）は、樹脂成形した基体の表面に、反射膜と、反射膜を着色する着色膜（保護膜）とを積層形成した反射鏡を備えている。反射膜には、主に、アルミニウム等の金属蒸着膜が用いられている。着色膜には従来より色素含有の塗布膜が用いられている（下記特許文献１，２参照）。

従来の反射鏡の製造方法としては、反射膜及び着色膜の形成を各々専用の処理室において行うようにしており、各処理室間における基体の成膜処理と、各処理室間の基体の搬送処理とを経て反射鏡の製造プロセスを遂行するようにしていた。

特開２００３−２０７６１１号公報 特開２００５−３１０３８６号公報

しかしながら、従来の反射鏡の製造方法は、着色膜を色素含有の塗膜で構成しているため、着色膜の下地層の予備処理や塗布後の乾燥処理が必要であり、設備の複雑化と高コスト化を招いているとともに、作業時間の短縮が図れないという問題がある。

本発明は上述の問題に鑑みてなされ、工程の簡素化と作業時間の短縮を図ることができる反射鏡の製造装置及びその製造方法を提供することを課題とする。

以上の課題を解決するに当たり、本発明の反射鏡の製造装置は、反射膜成膜用の金属膜形成手段と、着色膜成膜用の色素膜形成手段と、保護膜成膜用の保護膜形成手段とが、ひとつの真空処理室内に配置されていることを特徴とする。

本発明において、上記金属膜形成手段は金属蒸発源であり、上記色素膜形成手段は色素蒸発源であり、上記保護膜形成手段はプラズマ重合源であることを特徴とする。

また、本発明の反射鏡の製造方法は、反射膜の形成工程と、着色膜の形成工程と、保護膜の形成工程とを共通の真空処理室内で行うことを特徴とする。

本発明では、着色膜の形成を蒸着法によって行うようにしており、真空処理室内に金属蒸発源、色素蒸発源及びプラズマ重合源を設けることによって、同一真空処理室内での反射膜、着色膜及び保護膜の形成を一貫して行うようにしている。これにより、工程を簡素化できるとともに作業時間の短縮を図れるようになる。

また、本発明の反射鏡の製造装置は、真空処理室の内部に、金属膜形成手段と、色素膜形成手段と、保護膜形成手段とを同時に収容するドラム状の基体ホルダが回転可能に設置されており、基体は、基体ホルダの内周面に複数支持されている。そして、基体表面に対する反射膜の形成工程、着色膜の形成工程及び保護膜の形成工程では、基体ホルダの回転により基体を真空処理室内で公転させながら複数の基体に同時に成膜する。これにより、一度の処理で複数の反射鏡の製造が可能となる。

以上述べたように、本発明によれば、同一真空処理室内での反射膜、着色膜及び保護膜の形成を一貫して行うようにしているので、反射鏡の製造工程を簡素化できるとともに、作業時間の短縮を図れるようになる。

本発明の実施形態による反射鏡の製造装置に用いられる成膜装置の概略構成を示す側断面図である。 図１における［２］−［２］線方向断面図である。 灯具の一般的構成を示す概略図である。 反射鏡の膜構造を示す断面模式図である。 図１の成膜装置に組み込まれる金属蒸発源の概略構成図である。 図１の成膜装置に組み込まれる色素蒸発源の概略構成図である。

符号の説明

１ 成膜装置
２ 真空槽
４ 基体ホルダ
５ 真空処理室
６ 真空ポンプ
７ ガス源
９ 台車
１０ 基体
１２ 回転駆動源
１３ シール部材
１４ 蓋体
１５ 灯具
１６ ランプ
１７ 反射鏡
１８ 下地膜
１９ 反射膜
２０ 着色膜
２１ 保護膜
２２ 金属蒸発源
２３ 色素蒸発源
２４ プラズマ重合用電極

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施形態による反射鏡の製造装置として構成される成膜装置１の概略断面図である。図２は、図１における［２］−［２］線方向断面図である。成膜装置１は、真空槽２を支持する架台３と、真空槽２に対して着脱自在に構成された基体ホルダ４とを備えている。

真空槽２の内部は、真空槽２に対して基体ホルダ４が装着された際に密閉される真空処理室５となっており、真空ポンプ６によって所定の減圧雰囲気に真空排気可能とされている。また、真空槽２には、真空処理室５に対してプラズマ重合用の原料ガスを導入するガス源７がガス導入配管８を介して接続されている。

基体ホルダ４は、内周面に複数の基体１０を支持することができる略円筒状のドラム形状であり、台車９の上に複数台（本実施形態では２台）クラスタ状に設置されている。基体ホルダ４は、一端が閉塞し他端が開放されているとともに、閉塞端の中心部に固定された支持軸１１によって水平に支持されている。支持軸１１は回転駆動源（モータ）１２の駆動軸としても機能し、回転駆動源１２の駆動により基体ホルダ４が軸心部を中心に回転可能に構成されている。

また、基体ホルダ４の閉塞端近傍の支持軸１１上には、真空槽２の前面部に設置された環状のシール部材１３と密着される蓋体１４が設けられている。基体ホルダ４は、真空槽２に対して蓋体１４が密着することにより真空処理室５に装着される。この装着状態において、基体ホルダ４はその開口端及び外周面が真空槽２の内壁に対して一定の間隙をあけて対向配置され、真空槽２の内部と基体ホルダ４の内部とが互いに連通するようになっている。

基体１０は、自動車用ヘッドランプ等の灯具に用いられる反射鏡（リフレクタ）の本体を構成する。図３に示すように、灯具１５は、表面（内面）に反射鏡１７が形成された基体１０の中心部にランプ１６が取り付けられてなり、ランプ１６から出射した光を正面方向（図中下方）に集光する機能を有する。反射鏡１７は、図４に示すような構成を有しており、基体１０の表面に、下地膜１８、反射膜１９、着色膜２０及び保護膜２１が順次形成された積層膜からなる。なお、反射鏡１７の積層構造や各種膜の積層順序は上記の例に限られない。例えば反射膜１９と着色膜２０の間に保護膜２１を加えてもよい。

下地膜１８、反射膜１９、着色膜２０及び保護膜２１は、上述した成膜装置１を用いて形成される。即ち、反射膜１９は真空蒸着法で形成された金属膜からなり、着色膜２０は真空蒸着法で形成された色素（又は顔料）膜からなり、下地膜１８及び保護膜２１はプラズマ重合法により形成された重合膜で構成されている。下地膜１８は必要に応じて省略される。基体１０はプラスチックの射出成形体である。

成膜装置１は、これらの膜を共通の真空処理室５において一貫して成膜する。図２に示すように、真空処理室５には、反射膜１９成膜用の金属膜形成手段としての金属蒸発源２２と、着色膜２０成膜用の色素膜形成手段としての色素蒸発源２３と、保護膜２１（及び下地膜１８）成膜用の保護膜形成手段あるいはプラズマ重合源としてのプラズマ重合用電極２４がそれぞれ配置されている。これら金属蒸発源２２、色素蒸発源２３及びプラズマ重合用電極２４は真空処理室５の略中央部に配置されており、図１に示すように真空槽２の内部底壁から軸方向に沿って取り付けられることで、基体ホルダ４内部の基体１０と対向している。

金属蒸発源２２は、例えば図５に示すように抵抗加熱方式で構成されており、一対のロッド状の電極２５，２５間にタングステン等のフィラメント２６を複数取り付け、これらフィラメント２６に蒸発材料（例えばアルミニウム）２７を保持させている。蒸発材料２７は、フィラメント２６の通電加熱により加熱、蒸発されることで、基体１０の表面にアルミニウム膜からなる反射膜１９を成膜する。なお、金属蒸発源２２は、スパッタリングによる方式でも構成可能である。

色素蒸発源２３もまた、図６に示すような抵抗加熱方式で構成されている。一対のロッド状の電極２８，２８間にはタングステンフィラメント２９が複数取り付けられており、これらフィラメント２９にアルミナなどからなる坩堝３０が設置されている。坩堝３０には色素材料（例えばフタロシアニン）が収容され、フィラメント２９の通電加熱により加熱、蒸発されることで、基体１０の表面に反射膜１９を着色する着色膜２０を成膜する。

プラズマ重合用電極２４は、金属蒸発源２２及び色素蒸発源２３の各電極２５，２８と平行に延在しており、図示しない直流電源又は高周波電源あるいは中周波電源に接続されている。プラズマ重合用電極２４は、ガス源７からガス導入配管８を介して真空処理室５に導入されるモノマー原料ガス（例えばヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ））とともに本発明の「プラズマ重合源」を構成し、放電により基体１０の表面にＨＭＤＳＯからなる下地膜１８及び反射膜１９を保護する保護膜２１を成膜する。

続いて、以上のように構成される成膜装置１を用いた反射鏡の製造方法について説明する。

まず、基体１０を複数支持した基体ホルダ４を真空槽２に装填し、蓋体１４をシール部材１３に密着させることで真空処理室５を外気から遮断する。その後、真空ポンプ６を駆動させて真空処理室５を排気し所定の真空度に減圧する。真空処理室５が所定の真空度に達すると、回転駆動源１２の駆動により基体ホルダ４を真空処理室５内において回転させる。これにより、基体１０は真空処理室５の内部において公転運動する。なお、基体ホルダ４に基体１０の自転機構を付加してもよい。

この状態で、ガス源７からガス導入配管８を介してモノマー原料ガスを真空処理室５へ導入し、プラズマ重合用電極２４の放電作用によって基体１０の表面にＨＭＤＳＯからなる下地膜１８を成膜する。なお、下地膜１８の形成の代わりに、アルゴンガス又は空気を導入することにより基体１０の表面をプラズマクリーニングしてもよい。

次に、プラズマ重合用電極の放電とモノマー原料ガスの導入を停止し、金属蒸発源２２のフィラメント２６を例えば８００〜１０００℃で通電加熱して蒸発材料２７を蒸発させることにより、基体１０表面の下地膜１８上にアルミニウムからなる反射膜１９を成膜する。

その後、金属蒸発源２２のフィラメント２６への通電を停止し、今度は色素蒸発源２３のフィラメント２９を例えば５００℃で通電加熱して坩堝３０内を約３５０℃に加熱し色素材料を蒸発させることにより、基体１０表面の反射膜１９上に着色膜２０を成膜する。

そして、色素蒸発源２３のフィラメント２９の通電を停止した後、再びプラズマ重合用電極２４を放電させ、更にモノマー原料ガスを導入することにより、基体１０表面の着色膜２０上に保護膜２１を成膜する。なお、その後、必要に応じて、空気、酸素又はアルゴンガスを導入したプラズマ処理により基体１０表面の親水化を行っても良い。

以上のように、本実施形態によれば、反射膜１９及び着色膜２０の成膜を真空蒸着法によって行い、下地膜１８及び保護膜２１の成膜をプラズマ重合法によって行うようにしているので、これらの膜を同一真空処理室５内で成膜することが可能となる。これにより、反射鏡１７の形成工程を簡素化できるとともに、作業時間の短縮を図ることができる。

また、本実施形態の成膜装置１によれば、ひとつの真空処理室５内に金属蒸発源２２、色素蒸発源２３及びプラズマ重合源（電極）２４を設置することによって、基体１０表面に対する下地膜１８、反射膜１９、着色膜２０及び保護膜２１の一貫した成膜が可能となる。これにより、反射鏡１７の製造設備の簡素化、低コスト化、小型化を図れるようになる。

更に、本実施形態によれば、基体ホルダ４を真空処理室内で回転可能に構成するとともに、基体ホルダ４に支持した複数の基体１０に対して同時に成膜処理を施すことができるので、一度の処理で複数の反射鏡の製造が可能となり、生産性を高めることができる。

なお、本実施形態の成膜装置１においては、一方の基体ホルダ４が真空槽２に装着されている間、他方の基体ホルダ４において未処理の基体１０の仕込みが行われる。そして、一方の基体ホルダ４に支持された基体１０の成膜が完了した後、当該一方の基体ホルダ４が真空槽２から離脱される。そして、台車９を移動させて他方の基体ホルダ４が真空槽２に装着され、上述したように各種膜の成膜が行われる。その間、一方側の基体ホルダ４から処理済の基体１０の取出しが行われる。

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に限られない。

図１を参照して、真空槽２内部の各蒸発源２２，２３に蒸発材料をセットし、基体１０を複数支持した基体ホルダ４を真空槽２（真空処理室５）に装着して真空処理室５を所定の真空度に排気した。ガス源７からモノマー原料ガスを１０Ｐａまで導入し、プラズマ重合用電極２４に直流２ｋＶを印加して放電をたて、約３０秒間成膜し、下地膜１８を形成した。

次に、金属蒸発源２２のフィラメント２６を通電加熱し、金属材料（アルミニウム）を約６０秒間蒸着させて下地膜１８の上に反射膜１９を成膜した。続いて、色素蒸発源２３のフィラメント２９を通電加熱し、色素材料（フタロシアニン）を約３０秒間蒸着させて反射膜１９の上に着色膜２０を成膜した。これにより、反射膜１９が薄いブルーに着色された。

続いて、モノマー原料を１０Ｐａまで導入し、プラズマ重合用電極２４に直流２ｋＶを印加して放電をたて、約１８０秒間成膜し、着色膜２０の上に保護膜２１を形成した。更に、アルゴンガスを１ラ１０^-1Ｐａ導入し、プラズマ重合用電極２４を用いたＤＣプラズマにより表面の親水化を約１０秒間行った。

以上のようにして作製した反射鏡１７の耐酸性試験、耐アルカリ性試験を行ったところいずれの試験にもパスできる膜特性を得られたことが確認された。

以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

例えば以上の実施形態では、反射膜１９、着色膜２０、保護膜２１（下地膜１８）としてそれぞれアルミニウム、フタロシアニン、ＨＭＤＳＯで構成したが、これら各膜の材料はこれらに限定されず、適宜変更可能である。

また、以上の実施形態では、台車９に基体ホルダ４を２基設置したが、更にその数を増加しても構わない。

Claims (6)

1. 基体表面に反射膜、着色膜及び保護膜が所定の順序で成膜されてなる反射鏡の製造装置において、
   反射膜成膜用の金属膜形成手段と、
   着色膜成膜用の色素膜形成手段と、
   保護膜成膜用の保護膜形成手段とが、
   ひとつの真空処理室内に配置されていることを特徴とする反射鏡の製造装置。
2. 前記金属膜形成手段は金属蒸発源であり、前記色素膜形成手段は色素蒸発源であり、前記保護膜形成手段はプラズマ重合源であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の反射鏡の製造装置。
3. 前記真空処理室の内部には、前記金属膜形成手段と、前記色素膜形成手段と、前記保護膜形成手段とを同時に収容するドラム状の基体ホルダが回転可能に設置されており、
   前記基体は、前記基体ホルダの内周面に複数支持されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の反射鏡の製造装置。
4. 前記基体ホルダは、前記真空処理室に対して着脱自在に構成されていることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の反射鏡の製造装置。
5. 基体表面に反射膜、着色膜及び保護膜が所定の順序で成膜されてなる反射鏡の製造方法において、
   前記反射膜の形成工程と、前記着色膜の形成工程と、前記保護膜の形成工程とを、共通の真空処理室内で行うことを特徴とする反射鏡の製造方法。
6. 前記反射膜の形成工程、前記着色膜の形成工程及び前記保護膜の形成工程では、前記基体を前記真空処理室内で公転させながら複数の基体に同時に成膜することを特徴とする請求の範囲第５項に記載の反射鏡の製造方法。

Images