(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の真空度に維持された処理空間に導電性を有するワークを配置し、該処理空間に炭化水素化合物からなる原料ガスを供給しながら、該処理空間に配置された陽極に対して該ワークを陰極としてバイアス電圧を印加し、該ワークの表面に沿って該原料ガスのプラズマを発生させることにより該ワークの表面に炭素被膜を形成する工程を実行する前に行うワークの前処理方法であって、
前記処理空間に配置したワークに対し、該処理空間に該原料ガスを供給する前に、該処理空間に酸素ガスを供給しながら該ワークにバイアス電圧を印加して、該ワークの表面に沿って酸素プラズマを発生させ、該酸素プラズマにより該ワーク表面に付着している酸素、水素又は水を除去し、
該酸素プラズマを発生させた後であって該原料ガスのプラズマを発生させる前に、該ワークの表面に沿ってアルゴンプラズマを発生させることを特徴とするワークの前処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の前処理方法において、前記ワークは筒状に形成されたワークであり、該ワークの両端部が絶縁性を有する一対の筒状の封止部材により封止され、該封止部材の内部と該封止部材により封止された該ワークの内部とで前記処理空間が形成され、該封止部材に前記陽極が配設されることを特徴とするワークの前処理方法。
【請求項３】
請求項１記載の前処理方法において、前記ワークは中実に形成されたワークであり、該ワークを配置するチャンバ内に前記処理空間が形成され、該チャンバ内に前記陽極が配設されることを特徴とするワークの前処理方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項記載のワークの前処理方法において、前記酸素プラズマにより、前記処理空間内に堆積している炭素被膜を除去することを特徴とするワークの前処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマＣＶＤ装置を用いてワーク表面にダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）被膜等の炭素被膜を形成する工程を実行する前に行う、該ワークの前処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、潤滑油中で用いられるシリンダブロック、ピストン等の摺動部材では、エネルギー消費量の低下等のために機械的損失を低減する必要がある。そこで、前記摺動部材を低摩擦化することが検討されている。【０００３】
例えば、前記摺動部材を低摩擦化するために、該摺動部材の表面にダイアモンドライクカーボン被膜（以下、ＤＬＣ被膜と略記することがある）等の炭素被膜を設けることが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。【０００４】
前記摺動部材の表面に前記炭素被膜を形成するときには、まず、所定の真空度に維持された処理空間に、前記シリンダブロック、ピストン等の導電性を有するワークを配置する。前記処理空間には陽極が配設されている。【０００５】
次に、前記所定の真空度を維持しつつ、前記処理空間にアセチレン等の炭化水素化合物からなる原料ガスを供給しながら、前記陽極に対して前記ワークを陰極としてバイアス電圧を印加する。【０００６】
このようにすると、前記ワークの表面形状に沿って前記アセチレン等の原料ガスに由来する炭素プラズマが発生し、該ワークの表面に前記ＤＬＣ被膜等の炭素被膜を形成することができる。【０００７】
このとき、前記ワークが前記シリンダブロック等のように中空筒状の部材である場合には、その両端が絶縁体からなる一対の筒状の封止部材により封止され、該封止部材内部及び該封止部材により封止された該ワークの内部を前記処理空間とすることができる。この場合には、前記中空筒状の部材の内周面に前記炭素被膜が形成される。【０００８】
また、前記ワークが前記ピストン等のように中実の部材である場合には、該ワークをチャンバ内に配置し、該チャンバ内を前記処理空間とすることができる。この場合には、前記中実の部材の外表面に前記炭素被膜が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３５５５８４４号公報
【特許文献２】特許第４９７３９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記のようにして前記ワークの表面に前記ＤＬＣ被膜等の炭素被膜を形成するときに、該ワーク及び前記処理空間内に酸素、水素又は水等が付着していると、該炭素被膜にノデュールと呼ばれる小瘤が形成されるという不都合がある。【００１１】
前記炭素被膜に前記ノデュールが形成されると、前記ワークの表面を十分に低摩擦化することができない。前記ワーク及び前記処理空間内に付着している酸素、水素又は水等を除去するには、該処理空間内を所定の真空度に減圧した後、前処理としてさらに長時間の脱気を行う必要があるが、このようにするとサイクルタイムが長くなるという不都合がある。【００１２】
また、前記処理空間内に付着した前記炭素被膜のクリーニング方法として、フッ素を用いて化学的にガス化する（Ｃ＋２Ｆ２→ＣＦ４）する方法が知られている。しかし、ＣＦ４は有害であるため除害する必要があり、そのための除害設備を新たに設ける必要がある。さらにフッ素ガスは還元性が高いため、前記処理空間内部を腐食させる虞がある。【００１３】
本発明は、かかる不都合を解消して、前記ワークの表面に付着している酸素、水素又は水等を確実に除去することができ、有害なガスも発生せず、追加の処理設備も不要となり、さらには前記処理空間内部の腐食の懸念も無く、前記炭素被膜に前記ノデュールが形成されることを防止することができるワークの前処理方法を提供することを目的とする。また、本発明は、前記ワークの表面に付着している酸素、水素又は水等を短時間で確実に除去することができ、サイクルタイムを短縮することができるワークの前処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
かかる目的を達成するために、本発明は、所定の真空度に維持された処理空間に導電性を有するワークを配置し、該処理空間に炭化水素化合物からなる原料ガスを供給しながら、該処理空間に配置された陽極に対して該ワークを陰極としてバイアス電圧を印加し、該ワークの表面に沿って該原料ガスのプラズマを発生させることにより該ワークの表面に炭素被膜を形成する工程を実行する前に行うワークの前処理方法であって、前記処理空間に配置したワークに対し、該処理空間に該原料ガスを供給する前に、該処理空間に酸素ガスを供給しながら該ワークにバイアス電圧を印加して、該ワークの表面に沿って酸素プラズマを発生させ、該酸素プラズマにより該ワーク表面に付着している酸素、水素又は水を除去し、該酸素プラズマを発生させた後であって該原料ガスのプラズマを発生させる前に、該ワークの表面に沿ってアルゴンプラズマを発生させることを特徴とする。
【００１５】
本発明のワークの前処理方法では、所定の真空度に維持された処理空間に導電性を有するワークを配置した後、該処理空間に前記原料ガスを供給する前に、酸素ガスを供給する。そして、前記陽極に対して前記ワークを陰極としてバイアス電圧を印加し、該ワークの表面に沿って酸素プラズマを発生させる。【００１６】
このようにすると、前記酸素プラズマにより前記ワーク表面に付着している酸素、水素又は水を短時間で確実に除去することができる。従って、本発明のワークの前処理方法によれば、有害なガスが発生することが無く、そのための追加の処理設備も不要でさらには前記処理空間内部の腐食の懸念も無く、前記炭素被膜に前記ノデュールが形成されることを確実に防止することができ、しかもサイクルタイムを短縮することができる。
【００１７】
本発明のワークの前処理方法において、前記ワークは筒状に形成されたワークであり、該ワークの両端部が絶縁性を有する一対の筒状の封止部材により封止され、該封止部材の内部と該封止部材により封止された該ワークの内部とで前記処理空間が形成され、該封止部材に前記陽極が配設されることが好ましい。このようにすることにより、前記筒状に形成されている前記ワークの内周面に前記炭素被膜を形成することができる。
【００１８】
また、本発明のワークの前処理方法において、前記ワークは中実に形成されたワークであり、該ワークを配置するチャンバ内に前記処理空間が形成され、該チャンバ内に前記陽極が配設されることが好ましい。このようにすることにより、前記中実体からなる前記ワークの外表面に前記炭素被膜を形成することができる。
【００１９】
また、本発明のワークの前処理方法において、前記酸素プラズマにより、前記処理空間内に堆積している炭素被膜を除去することが好ましい。このようにすることにより、前記ワークの前処理を行う毎に前記処理空間内をクリーニングすることができ、該処理空間内に堆積している前記炭素被膜が装置の作動の障害となったりコンタミの原因となったりすることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のワークの前処理方法に用いるプラズマＣＶＤ装置の一構成例を示すシステム構成図。
【図２】本発明のワークの前処理方法を示すフローチャート。
【図３】処理空間の脱気時間とノデュールとの関係を示すグラフ。
【図４】処理空間の減圧時間と真空度との関係を示すグラフ。
【図５】処理空間を大気圧に復帰させる際の時間と圧力との関係を示すグラフ。
【図６】本発明のワークの前処理方法に用いるプラズマＣＶＤ装置の一構成例を示すシステム構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
【００２２】
本実施形態のワークの前処理方法は、例えば、図１に示すプラズマＣＶＤ装置１により、中空筒状の導電性を有するワークＷの内表面に炭素被膜を形成する際に用いられる。
【００２３】
プラズマＣＶＤ装置１は、中空筒状のワークＷの両端を封止する一対の封止部材２ａ，２ｂと、各封止部材２ａ，２ｂに装着される陽極３，３と、ガス供給サブシステム４と、プロセス制御サブシステム５とを備えている。
【００２４】
ワークＷは、例えば、内燃機関のシリンダブロック等であり、陰極として作用するように構成される。封止部材２ａ，２ｂは、絶縁体からなる有底筒状体であり、開口端部でワークＷの内部に連通している。陽極３，３は棒状電極であり、封止部材２ａ，２ｂに設けられた孔部（図示せず）から封止部材２ａ，２ｂ内部に挿入される。陰極としてのワークＷと陽極３，３とは絶縁体からなる封止部材２ａ，２ｂにより絶縁されている。
【００２５】
ガス供給サブシステム４は、アセチレンガス供給コンテナ６と、アルゴンガス供給コンテナ７と、酸素ガス供給コンテナ８とを備えている。
【００２６】
アセチレンガス供給コンテナ６には導管９により、圧力計１０、流量制御装置一次側弁１１、流量制御装置１２、流量制御装置二次側弁１３、開閉弁１４、封止部材２ａを介してワークＷの空洞部に接続されている。アルゴンガス供給コンテナ７には導管１５が接続されており、導管１５は、圧力計１６、流量制御装置一次側弁１７、流量制御装置１８、流量制御装置二次側弁１９を介して、開閉弁１４の上流側で導管９に接続されている。
【００２７】
また、酸素ガス供給コンテナ８には導管２０が接続されており、導管２０は、圧力計２１、流量制御装置一次側弁２２、流量制御装置２３、流量制御装置二次側弁２４を介して、開閉弁１４の上流側で導管９に接続されている。
【００２８】
プロセス制御サブシステム５は、パーソナルコンピュータ等からなる制御装置２５と、制御装置２５により制御される真空ポンプ２６、ＤＣパルス化電源２７、圧力コントローラ２８を備えている。真空ポンプ２６は導管２９により開閉弁３０、封止部材２ｂを介してワークＷの空洞部に接続されている。
【００２９】
導管２９は開閉弁３０の一次側と二次側とを連絡するスロー配管３１を備えており、スロー配管３１にはスローバルブ３２が配設されている。また、導管２９はスロー配管３１と封止部材２ｂとの間にベント管３３を備えており、ベント管３３にはベントバルブ４４が配設されている。
【００３０】
ＤＣパルス化電源２７はＤＣケーブル３５を備えており、ＤＣケーブル３５はワークＷの外表面に接続されている。また、圧力コントローラ２８は、導管２９に設けられた開閉弁３０、スロー配管３１に設けられたスローバルブ３２及びベント管３３に設けられたベントバルブ３４に電気的に接続されている。
【００３１】
また、制御装置２５はインターフェイスケーブル３６を介してガス供給サブシステム４に電気的に接続されている。この結果、制御装置２５は、導管９に設けられた流量制御装置一次側弁１１、流量制御装置１２、流量制御装置二次側弁１３、開閉弁１４、導管１５に設けられた流量制御装置一次側弁１７、流量制御装置１８、流量制御装置二次側弁１９、導管２０に設けられた流量制御装置一次側弁２２、流量制御装置２３、流量制御装置二次側弁２４を制御するようになっている。
【００３２】
次に、図１に示すプラズマＣＶＤ装置１による本実施形態のワークＷの前処理方法について、図２を参照して説明する。
【００３３】
本実施形態のワークの前処理方法では、まず、図２に示すＳＴＥＰ１でワークＷの両端をシール部材２ａ，２ｂにより封止する。次に、ＳＴＥＰ２で、ワークＷ及びシール部材２ａ，２ｂの空洞部の内部からなる処理空間Ｓを所定の真空度に減圧する。
【００３４】
前記減圧は、まず、開閉弁３０を閉弁した状態で、制御装置２５により圧力コントローラ２８を介してスローバルブ３２を開弁し、真空ポンプ２６を作動させる。そして、開閉弁３０の一次側及び二次側の圧力が、開閉弁３０が作動可能となる所定の真空度に減圧する。
【００３５】
次に、開閉弁３０の一次側及び二次側の圧力が、前記所定の真空度に減圧されたならば、制御装置２５により圧力コントローラ２８を介してスローバルブ３２を閉弁し、開閉弁３０を所定の開度に開弁する。この結果、処理空間Ｓの内部を、例えば１〜１００Ｐａの真空度となるように減圧する。
【００３６】
このとき、導管９に設けられた流量制御装置一次側弁１１、流量制御装置二次側弁１３、開閉弁１４、導管１５に設けられた流量制御装置一次側弁１７、流量制御装置二次側弁１９、導管２０に設けられた流量制御装置一次側弁２２、流量制御装置二次側弁２４は、いずれも閉弁されている。
【００３７】
処理空間Ｓの内部が前記のように減圧されたならば、次に、ＳＴＥＰ３で処理空間Ｓの内部に酸素ガスを供給する。前記酸素ガスを供給するときには、まず、制御装置２５によりガス供給サブシステム４の導管９に設けられた開閉弁１４と、導管１５に設けられた流量制御装置一次側弁１７及び流量制御装置二次側弁１９とを開弁し、アルゴンガス供給コンテナ７から、処理空間Ｓの内部にアルゴンガスを供給する。
【００３８】
また、同時に制御装置２５によりガス供給サブシステム４の導管２０に設けられた流量制御装置一次側弁２２及び流量制御装置二次側弁２４を開弁し、酸素ガス供給コンテナ８から、処理空間Ｓの内部に酸素ガスを供給する。尚、このとき、アルゴンガスを全く供給せず、酸素ガスのみを供給するようにしてもよい。
【００３９】
前記アルゴンガスを供給するときには、その流量は流量制御装置１８により、例えば１００〜２０００ｓｃｃｍの範囲に制御され、前記酸素ガスの流量は流量制御装置２３により、例えば５００〜４０００ｓｃｃｍの範囲に制御される。そして、制御装置２５により、圧力コントローラ２８を介して開閉弁３０を所定の開度に開弁することにより、処理空間Ｓの内部は、例えば５〜１５０Ｐａの真空度に維持される。
【００４０】
次に、ＳＴＥＰ４で、処理空間Ｓの内部に酸素プラズマを発生させる。前記酸素プラズマの発生は、制御装置２５によりＤＣパルス化電源２７からＤＣケーブル３５を介してワークＷに、例えば２〜１００Ａのパルス電流を、例えば３０〜２００秒間印加する。このようにすると、ワークＷに負のバイアス電圧が印加されることとなり、ワークＷは陰極として作用するので、ワークＷと陽極３，３との間で酸素ガスがプラズマ化され、ワークＷの内周面に沿って酸素プラズマが発生する。
【００４１】
このとき、処理空間Ｓの内部では、ホロカソード効果により前記酸素プラズマが極めて高密度となる。従って、前記酸素プラズマにより、ワークＷの表面に付着している酸素、水素、水、塵埃等を除去することができる。また、同時に、処理空間Ｓを形成する封止部材２ａ，２ｂ内に堆積されたＤＬＣ被膜等の炭素被膜を分解して除去することができ、封止部材２ａ，２ｂ内のクリーニングを行うことができる。
【００４２】
この結果、ＳＴＥＰ２〜５の操作により、ワークＷの前処理が終了する。
【００４３】
次に、ＳＴＥＰ５で、制御装置２５によりガス供給サブシステム４の導管２０に設けられた流量制御装置一次側弁２２及び流量制御装置二次側弁２４を閉弁し、酸素ガスの供給を停止する。この結果、処理空間Ｓにはアルゴンガスのみが供給されるようになる。
【００４４】
また、酸素ガスのみを供給している場合には、前記酸素ガスの供給を停止した後、制御装置２５によりガス供給サブシステム４の導管１５に設けられた流量制御装置一次側弁１７及び流量制御装置二次側弁１９とを開弁し、アルゴンガス供給コンテナ７から、処理空間Ｓの内部にアルゴンガスを供給する。
【００４５】
前記アルゴンガスを供給するときには、その流量は流量制御装置１８により、例えば１００〜２０００ｓｃｃｍの範囲に制御される。そして、制御装置２５により、圧力コントローラ２８を介して開閉弁３０を所定の開度に開弁することにより、処理空間Ｓの内部は、例えば５〜１５０Ｐａの真空度に維持される。
【００４６】
次に、ＳＴＥＰ６で、処理空間Ｓの内部にアルゴンプラズマを発生させる。前記アルゴンプラズマの発生は、制御装置２５によりＤＣパルス化電源２７からＤＣケーブル３５を介してワークＷに、例えば２〜１００Ａのパルス電流を、例えば３〜１５秒間印加する。このようにすると、ワークＷに負のバイアス電圧が印加されることとなり、ワークＷは陰極として作用するので、ワークＷと陽極３，３との間でアルゴンガスがプラズマ化される。
このとき、ＳＴＥＰ４の操作で処理空間Ｓ内に残存していた酸素ガスは、前記のようにして供給されるアルゴンガスにより処理空間Ｓ外に排出される。
【００４７】
次に、ＳＴＥＰ７で、処理空間Ｓの内部に、ＤＬＣ被膜の原料ガスとしてアセチレンガスを供給する。前記アセチレンガスを供給するときには、制御装置２５によりガス供給サブシステム４の導管９に設けられた流量制御装置一次側弁１１及び流量制御装置二次側弁１３を開弁し、アセチレンガス供給コンテナ６から、処理空間Ｓの内部にアセチレンガスを供給する。
【００４８】
このとき、前記アルゴンガスの流量は流量制御装置１８により、例えば１００〜２０００ｓｃｃｍの範囲に制御され、前記アセチレンガスの流量は流量制御装置１２により、例えば５００〜４０００ｓｃｃｍの範囲に制御される。そして、制御装置２５により、圧力コントローラ２８を介して開閉弁３０を所定の開度に開弁することにより、処理空間Ｓの内部は、例えば５〜１５０Ｐａの真空度に維持される。
【００４９】
次に、ＳＴＥＰ８で、処理空間Ｓの内部にアセチレンプラズマを発生させる。前記アセチレンプラズマの発生は、制御装置２５によりＤＣパルス化電源２７からＤＣケーブル３５を介してワークＷに、例えば２〜１００Ａのパルス電流を、例えば５〜２００秒間印加する。このようにすると、ワークＷに負のバイアス電圧が印加されることとなり、ワークＷは陰極として作用するので、ワークＷと陽極３，３との間でアセチレンガスがプラズマ化され、ワークＷの内周面に沿って主として炭素プラズマが発生する。
【００５０】
このようにすると、ＳＴＥＰ９で、前記炭素のプラズマが陰極であるワークＷの内周面に引き付けられて、堆積され、前記ＤＬＣ被膜が形成される。また、制御装置２５により前記パルス電流のデューティサイクルを調整することにより、該デューティサイクルがオフであるときに前記アセチレンガス及びアルゴンガスが補充されることとなる。この結果、ワークＷの内周面に均一な厚さの前記ＤＬＣ被膜を形成することができる。
【００５１】
ワークＷの内周面に前記ＤＬＣ被膜が形成されたならば、次にＳＴＥＰ１０で処理空間Ｓの内部の圧力を大気圧に復帰させることにより、操作を終了する。処理空間Ｓの内部の圧力を大気圧に復帰させるには、制御装置２５により、ガス供給サブシステム４の導管９に設けられた開閉弁１４と、導管９に設けられた流量制御装置一次側弁１１及び流量制御装置二次側弁１３と、導管１５に設けられた流量制御装置一次側弁１７及び流量制御装置二次側弁１９とを閉弁する。そして、制御装置２５により真空ポンプ２６を停止させ、圧力コントローラ２８を介して開閉弁３０を閉弁して真空ポンプ２６側を絶縁した後、ベント管３３に設けられているベントバルブ３４を全開にすることにより、大気圧に復帰させる。
【００５２】
以上のとおり、本実施形態の前処理方法は、酸素ガス、アルゴンガス及びアセチレンガスのプラズマ化を行うため、供給された各ガスに対してパルス電流によるバイアス電圧を順次印加するものとして説明している。しかし、実際には、ノデュールの発生を防止するために、常にプラズマ状態を維持しなければならないので、各ガスの供給に応じて各ガスに対するバイアス電圧の印加を瞬時に連続して行うことが必要である。
【００５３】
次に、本実施形態の前処理方法の効果について説明する。
【００５４】
本実施形態の前処理方法を行わない従来の方法の場合、図２に示すＳＴＥＰ２で処理空間Ｓの内部を所定の真空度に減圧した後、ＳＴＥＰ３〜６の操作に代えて、さらにワークＷのＤＬＣ被膜を形成しようとしている面に付着している酸素、水素又は水等を除去するために、脱気処理を必要としていた。図３に、前記脱気処理の時間とノデュールとの関係を示す。
【００５５】
前記ノデュールは、前記ＤＬＣ被膜表面の所定の微小面積当たりの表面粗さの分布を示す統計的数値としてのクルトシスＲｋｕで示される。前記クルトシスＲｋｕは、前記ＤＬＣ被膜表面における所定の微小な面積（例えば０．４ｍｍ×０．１ｍｍの範囲）について、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて測定された基準長さ当たりの粗さ曲線を表す方程式Ｚ（ｘ）の四乗平均を二乗平均平方根の四乗で除した値であり、次式（１）で表される。前記クルトシスＲｋｕは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に規定されている。
【００５６】
0006030759.tif 000002
【００５７】
図３から、前記脱気処理を行わない場合、形成される前記ＤＬＣ被膜のノデュールは、クルトシスＲｋｕの値が１００程度である。形成される前記ＤＬＣ被膜のノデュールは、クルトシスＲｋｕの値として１０程度が望ましいとされており、該ノデュールをこの程度とするためには、相当の時間の前記脱気処理を行う必要があることが明らかである。
【００５８】
一方、本実施形態の前処理方法を行った場合には、前記脱気処理を行わなくても、クルトシスＲｋｕの値が１０程度の望ましい値とすることができることが明らかである。従って、本実施形態の前処理方法を行うことにより、前記脱気処理に要する時間が不要となり、サイクルタイムを短縮できることが明らかである。
【００５９】
また、本実施形態の前処理方法を行わない従来の方法では、スロー配管３１又はベント管３３の径を大きくすると、スロー配管３１又はベント管３３の内部にＤＬＣ被膜等の炭素被膜が堆積されやすくなるという問題があった。スロー配管３１又はベント管３３の内部にＤＬＣ被膜等の炭素被膜が堆積されると、処理空間Ｓの内部を大気圧に復帰させる際に、該炭素被膜が舞い上がって処理空間Ｓの内部に流入し、コンタミの原因になる虞がある。
【００６０】
しかし、本実施形態の前処理方法を行うときには、前述のように、ワークＷの前記ＤＬＣ膜を形成しようとする面に付着している酸素、水素又は水等の除去と同時に、前記処理空間Ｓ内部に堆積されている前記炭素被膜も除去することができる。そこで、スロー配管３１又はベント管３３を大径にしても、その内部に前記炭素被膜が堆積されることがなく、処理空間Ｓの内部を減圧し、或いは大気圧に復帰させる操作を迅速に行うことができる。
【００６１】
図４に、処理空間Ｓの内部を減圧する時間と真空度との関係を示す。図４から、本実施形態の前処理方法を行ってスロー配管３１又はベント管３３を大径にすることにより、例えば、６６６．５Ｐａ（５Ｔｏｒｒ）に減圧するまでの時間を、従来の方法によりスロー配管３１又はベント管３３を小径にしていた場合の約１／１０とすることができることがわかる。
【００６２】
また、図５に、処理空間Ｓを大気圧に復帰させる際の時間と圧力との関係を示す。図５から、本実施形態の前処理方法を行ってスロー配管３１又はベント管３３を大径にすることにより、真空から大気圧（７６０Ｔｏｒｒ）に復帰させるまでの時間を、従来の方法によりスロー配管３１又はベント管３３を小径にしていた場合の約１／５０とすることができることがわかる。
【００６３】
本実施形態では、ワークＷが中空筒状の導電体である場合について説明しているが、ワークＷは中実の導電体であってもよい。この場合、ワークＷは、例えば、内燃機関のピストン等であり、図６に示すプラズマＣＶＤ装置４１を用いて、本発明の前処理方法及びＤＬＣ被膜の形成を行うことができる。
【００６４】
プラズマＣＶＤ装置４１は、中実のワークＷを収容する密閉可能なチャンバ４２と、チャンバ４２内に配設される陽極４３と、ガス供給サブシステム４と、プロセス制御サブシステム５とを備えている。
【００６５】
チャンバ４２は、底部に貫通孔４４と、貫通孔４４を通って昇降自在とされた導電性を有する昇降部材４５とを備えている。昇降部材４５は、ロッド４６と、ロッド４６の頂部に設けられたテーブル４７と、テーブル４７の下方でロッド４６に設けられ貫通孔４４を閉蓋する蓋部材４８とを備えており、テーブル４７にワークＷが載置される。
【００６６】
ガス供給サブシステム４は、導管９が開閉弁１４を介してチャンバ４２に接続されていること以外は、図１に示すプラズマＣＶＤ装置１と全く同一の構成を備えているので、同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。また、プロセス制御サブシステム５は、ＤＣケーブル３５が昇降部材４５に接続されていること以外は、図１に示すプラズマＣＶＤ装置１と全く同一の構成を備えているので、同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６７】
プラズマＣＶＤ装置４１は、チャンバ４２の内部を処理空間Ｓとすることを除いて、図１に示すプラズマＣＶＤ装置１と全く同一に作動する。従って、プラズマＣＶＤ装置４１によれば、図２に示すフローチャートのＳＴＥＰ２〜９の操作により、ワークＷの前処理と処理空間Ｓの内部のクリーニングとを行うことができ、ワークＷの外表面に前記ＤＬＣ被膜を形成することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１，４１…プラズマＣＶＤ装置、  ３，４３…陽極、  ６…アセチレンガス供給コンテナ、  ８…酸素ガス供給コンテナ、  ２７…ＤＣパルス化電源、  Ｓ…処理空間、  Ｗ…ワーク。
【図１】
0006030759.tif 000003
【図２】
0006030759.tif 000004
【図３】
0006030759.tif 000005
【図４】
0006030759.tif 000006
【図５】
0006030759.tif 000007
【図６】
0006030759.tif 000008