JPH0532424A

JPH0532424A - 成形型の再生方法

Info

Publication number: JPH0532424A
Application number: JP25341390A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Katashiro; 雅浩片白; Takeshi Kawamata; 健川俣; Hajime Ichikawa; 一市川; Yasuhiro Yoneda; 靖弘米田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-09-21
Filing date: 1990-09-21
Publication date: 1993-02-09
Anticipated expiration: 2014-12-20
Also published as: JP2991469B2

Abstract

(57)【要約】電子出願以前の出願であるので要約・選択図及び出願人の識別番号は存在しない。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は成形型の再生方法に関し、詳細には成形によって成形型の成形面にクモリが生じたり、表面粗さが増大し、成形型として使用できなくなった成形型の再生方法に関する。

［従来の技術］従来、成形型の再生方法として以下の様な発明が開示されている。

例えば、特開平１−１９２７３３号公報記載の発明においては、基材と表面層との間にクロムを主成分とした中間層を有する成形型を用いて成形を行い、該使用済みの成形型をクロム溶解性処理液にて処理し、前記中間層および表面層を溶解乃至剥離させた後、新たな中間層および表面層を形成する発明が提案されている。

上記発明の基材は硬度，強度および耐熱性等を満足し、処理液に溶解され難い材質であればよい。

また、表面層の材質は処理液に溶解されるものでも、あるいは溶解されないものでもよい。いずれにおいてもクロム溶解性処理液は表面層の傷等から侵入して中間層を溶解するため、表面層は溶解もしくは剥離されてしまう。

［発明が解決しようとする課題］しかるに、前記従来技術における特開平１−１９２７３３号公報記載の発明においては以下の様な欠点がある。

一般に、クロム溶解性処理液として硝酸第２セリウムアンモン溶液と、塩酸に過酸化水素水および界面活性剤を混合した溶液との２つが用いられている。前者の溶液はクロム以外の金属や、クロムの窒化物および炭化物は溶解しにくい。後者の溶液はクロム以外の物質を溶解することができるものの、基材までも溶解してしまう可能性が高い。

因って、クロム溶解性処理液としては前者の硝酸第２セリウムアンモン溶液を使用せざるを得ず、このためクロム溶解性処理液は中間層をクロムで形成した場合のみ有効であり、他の物質により中間層を形成した成形型にはほとんど適用できない欠点があった。

本発明は上記欠点に鑑みて開発されたもので、クロム以外の物質を用いて被膜を形成した成形型に広く適用できる成形型の再生方法の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段および作用］本発明は、成形型を再使用するにあたり、該成形型の成形面にイオンビームを照射して成形面の被膜をエッチング処理した後、成形面に新たな被膜を形成するものである。また、イオンビームを成形面に照射する際、成形面と連続した曲面を有する部材で成形面を囲繞するとともに、成形面の光軸を中心に成形型を回転させ、かつ成形面の面頂の光軸と直交する軸を中心に成形型を揺動させるものである。

本発明では、不純物ガス，水や酸素および窒素をできるだけ除去するため１×１０^-6Torr以下まで減圧した真空チャンバー内部に、その成形面がイオンガスの射出孔と正対する位置に再生する成形型を保持する。そして、成形面に不活性ガスのイオンビームを照射して成形面の被膜を基材が露出するまでエッチングして除去する。その後、成形面に新たな被膜を形成して成形型を再生する。

イオンビームに用いる不活性ガスとしてはＡｒが適当である。Ｎ_２や他の不活性ガスを用いることも考えられるが、反応性が高まったり、高価であったりすることから適当ではない。イオンビームの加速電圧は４００Ｖ〜１ＫＶ、圧力は５× １０^-5Torr〜５×１０^-4Torrが適当である。これはエッチング速度に影響するパラメータなので経済性とエッチング跡の粗さとを抑える観点で決められる。イオンビームの射出孔の形状はイオンビームの集束度を決めるもので、本発明ではエッチングされる成形面にイオンビームが均一に当たるように、イオンビームが集束するよりも発散するような形状の射出孔を用いる。

成形型の成形面が平面の場合には上記条件のイオンビームを成形面に照射すると、イオンビームによるスパッタで被膜を構成する原子が除去されていき、ついには基材面を露出させる。

しかしながら、成形型の成形面は多くの場合、曲面で構成されており、鋭角な形状の端部を有している。第１図ａおよび第２図ａで示す如く、成形型１および２の成形面３，４が凸面あるいは凹面の曲面で構成されていると、場所によってイオンビーム５の入射角が異なるために、エッチング速度が不均一になる。また、第３図ａに示す如く、成形面３の鋭角な形状の端部３ａには電場が集中するために、イオンビーム５が集中し、成形面の内側に比べエッチング速度が大きくなる。このエッチング速度が不均一であると、成形面の被膜を全部除去するには部分的に基材までエッチングすることとなり、成形面の形状を変えてしまうことになる。

そこで本発明は、エッチング速度の不均一が起こる場合には以下の様な手段を用いる。

第１図ｂおよび第２図ｂに示す如く、成形型１，２の成形面３，４が曲面のために、イオンビーム５の入射角が異なることに対しては、成形面３，４の面頂３ｂ，４ｂの光軸と直交する軸の回りを、ある角度範囲αで成形型１，２を揺動させる。成形型１，２の揺動角度範囲αは、成形面３，４の各端部３ａ，４ａがイオンビーム５の照射方向に対して垂直となる範囲内である。さらに、揺動の効果を均一とするために成形型１，２を光軸を中心として回転させる。

第３図ｂに示す如く、成形面３の鋭角な形状の端部３ａにおける電場の集中に対しては、成形面３と連続する曲面６ａを有する部材６で成形面３を囲繞することにより、電場を均一にしてイオンビーム５の集中を防ぐ。

イオンビーム５でのエッチングは種々の材質から成る被膜に適用できる。エッチングの大部分はスパッタ現象であり、スパッタ率（スパッタで飛び出す原子数／入射する原子数）は原子番号に依存するが、それはエッチング速度を多少変化させるだけで、加速電圧や圧力の調整によって効率的な速度を見出すことができる。

イオンビーム５で成形型１，２の基材を侵さずエッチングするにはエッチング速度をあらかじめ調べておいて時間で管理してもよいし、例えば分光分析によって基材成分のスパッタが検出されたら直ちにエッチングを止める方法でもよい。

以上のようにして被膜を完全に除去した後、露出した成形型の基材面に新たな被膜を形成し、成形型を再生することができる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る成形型の再生方法の実施例について詳細に説明する。

（実施例１）再生に用いた成形型は、ＷＣを基材とする成形型の基材面に中間層として膜厚５０００ÅのＣｒを形成し、さらに表面層として膜厚３０００ÅのＰｔを形成したものであり、この成形型をガラスプレスに１００００回使用し、成形面の表面に肌荒れを生じたものである。この成形型の成形面は半径３０mmの曲率で外径１５mmの凹面である。さらに、この成形型の成形面外周に曲率半径３０mm，外径３０mmのＷＣ製の略円筒状部材を取り付けて囲繞し、真空チャンバー内に保持した。

真空チャンバー内を１×１０^-6Torrまで減圧した後、成形型を角度範囲２９°，揺動速度９０ deg/minで揺動し、回転速度６０rpmで回転させながら、Ａｒ圧力２×１０^-4Torr，加速電圧１ＫＶでイオンビームを照射して被膜をエッチングした。

表面層および中間層における各層のエッチング速度はあらかじめ調べてあり、表面層のＰｔは１０２Å／min，中間層のＣｒは１７５Å／minであった。このエッチング速度に合わせて５８min の時間で照射を止め、基材を表面粗さ0.０５μｍで露出させることができた。

再び、エッチング前と同一な被膜を表面層と中間層とにＲＦマグネトロンスパッタ法で形成し、ガラスプレス成形を行ったところ剥離等の問題は発生せず、良好な成形が行えた。これを、被膜の種類，エッチングの条件，再生後に再び成形に使用した際の成形面の状態をまとめ次表にて示す。

（実施例２〜５）実施例１と同様に種々の被膜を形成して成形型を再生した。

これを上記次表に併記する。再生後の被膜はエッチング前の被膜と同一である。

いずれも良好な状態で再生・再使用することができた。

［発明の効果］以上説明した様に、本発明に係る成形型の再生方法によれば、成形型の被膜をイオンビームでエッチングするため、どんな物質から成る被膜でも除去することができる。また、成形型に揺動および回転を加えながらエッチングを行うために成形面が曲面であっても均一に除去することができる。

因って、高精度な加工が不要となり、安価に成形型を作成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ、第２図ａ，ｂおよび第３図ａ，ｂはそれぞれ本発明に係る成形型の再生方法を示す概念図である。１，２…成形型３，４…成形面５…イオンビーム６…部材鵜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者米田靖弘東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】成形型を再使用するにあたり、該成形型
の成形面にイオンビームを照射して成形面の被膜をエッチング処理した後、成形面に新たな被膜を形成することを特徴とする成形型の再生方法。
【請求項２】イオンビームを成形面に照射する際、成
形面と連続した曲面を有する部材で成形面を囲繞するとともに、成形面の光軸を中心に成形型を回転させ、かつ成形面の面頂の光軸と直交する軸を中心に成形型を揺動させることを特徴とする請求項１記載の成形型の再生方法。