(57)【要約】複合プラスチック部材は、プラスチック基材上に積層された複数のクロム層からなる第１の積層体１０２ａと、第１の積層体上に積層された複数の窒化クロム層からなる第２の積層体とを含む。第１の積層体及び第２の積層体は、上下に接する層よりも相対的に硬度の低い層と相対的に硬度の高い層とが積層方向に交互に積層されたものであり、第２の積層体において、相対的に硬度の高い窒化クロム層の膜厚が相対的に硬度の低い層の膜厚の４０％以下である。複合プラスチック部材は、耐摩耗性が高く、摺動性が良好であり、導電性及び優れた外観を有する積層体を備える。
2013039132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック基材と、
前記プラスチック基材上に積層された複数のクロム層からなる第１の積層体と、
前記第１の積層体上に積層された複数の窒化クロム層からなる第２の積層体とを含み、
前記第１の積層体及び第２の積層体は、上下に接する層よりも相対的に硬度の低い層と、上下に接する層よりも相対的に硬度の高い層とが積層方向に交互に積層されたものであり、
前記第２の積層体において、相対的に硬度の高い第１の窒化クロム層の厚さが、相対的に硬度の低い第２の窒化クロム層の厚さの４０％以下である複合プラスチック部材。
【請求項２】
前記第２の積層体において、相対的に硬度の高い第１の窒化クロム層の厚さが、相対的に硬度の低い第２の窒化クロム層の厚さの１５％以上である請求項１に記載の複合プラスチック部材。
【請求項３】
前記第１の積層体の前記プラスチック基材に接する層の厚さが２０ｎｍ以上である請求項１又は２に記載の複合プラスチック部材。
【請求項４】
前記プラスチック基材上に接して形成された第１層のクロム層が、第２層のクロム層よりも硬質である請求項１〜３のいずれか一項に記載の複合プラスチック部材。
【請求項５】
前記第１積層体において、相対的に硬度の高いクロム層の厚さが、相対的に硬度の低いクロム層の厚さの４０％以下である請求項１〜４のいずれか一項に記載の複合プラスチック部材。
【請求項６】
前記相対的に硬度の高い第１の窒化クロム層の窒素含有率が、相対的に硬度の低い第２の窒化クロム層の窒素含有率よりも高い請求項１〜５のいずれか一項に記載の複合プラスチック部材。
【請求項７】
前記第１の窒化クロム層の窒素含有率がＮ／Ｃｒ＝０．１〜０．５である請求項６に記載の複合プラスチック部材。
【請求項８】
前記第２の窒化クロム層の窒素含有率がＮ／Ｃｒ＝０．１〜０．４である請求項６に記載の複合プラスチック部材。
【請求項９】
前記第１積層体において、前記相対的に硬度の高いクロム層と前記相対的に硬度の低いクロム層との組を少なくとも２組有する請求項１〜８のいずれか一項に記載の複合プラスチック部材。
【請求項１０】
前記第１の積層体及び第２の積層体において、前記相対的に硬度の高い層が前記相対的に硬度の低い層よりも空隙が少なく且つ緻密である請求項１〜９のいずれか一項に記載の複合プラスチック部材。
【請求項１１】
前記第１の積層体及び第２の積層体において、前記相対的に硬度の高い層が等方的構造を有し、前記相対的に硬度の低い層が柱状の異方的構造を有する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の複合プラスチック部材。
【請求項１２】
前記第１の積層体及び第２の積層体において、前記相対的に硬度の高い層の表面が前記相対的に硬度の低い層の表面よりも平坦である請求項１〜１１のいずれか一項に記載の複合プラスチック部材。
【請求項１３】
前記相対的に硬度の高い第１の窒化クロム層の厚さが、２０ｎｍ〜６０ｎｍである請求項１〜１２のいずれか一項に記載の複合プラスチック部材。
【請求項１４】
前記第２の積層体の最上層が相対的に硬度の高い第１の窒化クロム層である請求項１〜１３のいずれか一項に記載の複合プラスチック部材。
【請求項１５】
前記第１の積層体及び第２の積層体において、前記相対的に硬度の高い層がＦＶＣＡにより形成されており、前記相対的に硬度の低い層がスパッタリングにより形成されている請求項１〜１４のいずれか一項に記載の複合プラスチック部材。
【請求項１６】
カメラ用レンズマウントまたはカメラ用ボディマウントである請求項１〜１５のいずれか一項に記載の複合プラスチック部材。
【請求項１７】
請求項１６に記載の前記カメラ用レンズマウントとしての前記複合プラスチック部材を備えるカメラ用交換レンズ。
【請求項１８】
請求項１６に記載の前記カメラ用ボディマウントとしての前記複合プラスチック部材を備えるカメラ。
【請求項１９】
クロム層をＦＣＶＡにより形成すること及び、クロム層をスパッタリングにより形成することを交互に行うことにより、プラスチック基材上に前記クロム層が交互に形成された第１積層体を形成するステップと、
窒化クロム層をＦＣＶＡにより形成すること及び、窒化クロム層をスパッタリングにより形成することを交互に行うことにより、前記第１積層体上に、前記窒化クロム層が交互に形成された第２積層体を形成するステップとを含む複合プラスチック部材の製造方法。
【請求項２０】
プラスチック基材上に最初に前記クロム層をＦＣＶＡにより形成する請求項１９に記載の複合プラスチック部材の製造方法。
【請求項２１】
前記ＦＣＶＡにより形成される窒化クロム層の膜厚が、スパッタリングにより形成される窒化クロム層の膜厚の４０％以下となるように、第２積層体を積層する請求項１９または２０に記載の複合プラスチック部材の製造方法。
【請求項２２】
前記ＦＣＶＡにより形成されるクロム層の膜厚が、スパッタリングにより形成されるクロム層の膜厚の４０％以下となるように、第１積層体を積層する請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の複合プラスチック部材の製造方法。
【請求項２３】
前記クロム層を前記ＦＣＶＡ及びスパッタリングによりそれぞれ形成する際にバイアス電圧を印加せず、前記窒化クロム層の少なくとも一部の層を前記スパッタリングで形成する際にバイアス電圧を印加する請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の複合プラスチック部材の製造方法。
【請求項２４】
前記窒化クロム層を形成する際に用いる窒素を含むガスの流量を一定時間毎に変動させる請求項１９〜２３のいずれか一項に記載の複合プラスチック部材の製造方法。
【請求項２５】
前記プラスチック基材が、成形されたカメラ用レンズマウント部材またはカメラ用ボディマウント部材である請求項１９〜２４のいずれか一項に記載の複合プラスチック部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ用レンズマウントまたはカメラ用ボディマウントのような他の部材と相対摺動して接続される複合プラスチック部材、その複合プラスチック部材を備えるカメラ用レンズ及びカメラ用ボディ、並びにその複合プラスチック部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
他の部材の被接面と相対摺動して係脱自在に接続される接続部材として、接続部の表面に被覆膜を形成したものが知られている。このような接続部材として、例えば、カメラボディに対してレンズユニットが着脱交換可能に構成されたカメラシステムにおいて、ボディ側及びレンズ側に設けられたバヨネット式マウント（以下、適宜「マウント」と略する）と称される接続部材が挙げられる。従来、そのようなマウントは真鍮を機械加工することにより製造されていたので、製造コストが高く量産に不向きであるという問題があった。マウントを安価に且つ大量に製造するためには、マウントの材質にはプラスチックを使用することが考えられる。プラスチック製のマウントを製造するには、所定形状の金型に溶融プラスチック原料を射出する射出成型技術を用いることができる。【０００３】
しかしながら、プラスチックマウントを前述のようなカメラシステムのマウントとして用いるには、高い硬度、耐摩耗性、摺動性及び耐久性が要求される。また、カメラボディとレンズユニットとの間でグランド電位を共通化するため、マウントそのものが導電性を有することが必要となることもある。さらに、カメラの外観品質を確保するため美しい金属光沢と耐食性も求められる。【０００４】
車両のエンジンや変速機などに使用される耐摩耗部品として、鋼材などからなる基材の上に窒素含有クロム被膜を形成した機械部品が知られている。例えば、特開２０１０−２４２１３５号公報は、自動車などの摺動部品用窒素含有クロム皮膜部材を開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、カメラ用のマウントは、ユーザが直接触れて操作し、しかも、嗜好性の高い製品でもあるために、動作性や機能だけが重視される自動車や機械用の摺動部品にはない特性が要求される。それゆえ、プラスチックを基材とするマウント用部材であって、レンズの着脱のためにカメラボディマウントとプラスチック製レンズマウントとの間で繰り返し行われる着脱動作に対して優れた耐摩耗性を備えるとともに、良好な摺動性及び導電性、並びに優れた外観を備えるマウント用部材が要望されていた。【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、軟質なプラスチック基材上に、耐摩耗性が高く、摺動性が良好であり、電気信号を伝達し得る導電性及び優れた外観を有する膜を備えるプラスチック部材を提供することを目的とし、そのようなプラスチック部材をドライプロセスで製造し得る製造方法を提供することもまた目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の態様に従えば、プラスチック基材と、前記プラスチック基材上に積層された複数のクロム層からなる第１の積層体と、前記第１の積層体上に積層された複数の窒化クロム層からなる第２の積層体とを含み、前記第１の積層体及び第２の積層体は、上下に接する層よりも相対的に硬度の低い層と、上下に接する層よりも相対的に硬度の高い層とが積層方向に交互に積層されたものであり、前記第２の積層体において、相対的に硬度の高い第１の窒化クロム層の厚さが、相対的に硬度の低い第２の窒化クロム層の厚さの４０％以下である複合プラスチック部材が提供される。【０００８】
第２の態様に従えば、クロム層をＦＣＶＡ（フィルタードカソーディックバキュームアーク法）により形成すること及び、クロム層をスパッタリングにより形成することを交互に行うことにより、プラスチック基材上に前記クロム層が交互に形成された第１積層体を形成するステップと、窒化クロム層をＦＣＶＡにより形成すること及び、窒化クロム層をスパッタリングにより形成することを交互に行うことにより、前記第１積層体上に、前記窒化クロム層が交互に形成された第２積層体を形成するステップとを含む複合プラスチック部材の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１で作製した複合プラスチック部材の断面概略図である。
【図２】実施例１で用いた成膜装置の概略図である。
【図３】バイアス電圧を印加せずに、ＦＣＶＡにより形成したクロム層断面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図４】バイアス電圧を印加せずに、ＦＣＶＡにより形成したクロム層表面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図５】バイアス電圧を印加せずに、スパッタリングにより形成したクロム層断面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図６】バイアス電圧を印加せずに、スパッタリングにより形成したクロム層表面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図７】バイアス電圧を印加せずに、ＦＣＶＡにより形成した窒化クロム層断面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図８】バイアス電圧を印加せずに、ＦＣＶＡにより形成した窒化クロム層表面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図９】バイアス電圧を印加せずに、スパッタリングにより形成した窒化クロム層断面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図１０】バイアス電圧を印加せずに、スパッタリングにより形成した窒化クロム層表面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図１１】バイアス電圧を印加して、ＦＣＶＡにより形成した窒化クロム層断面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図１２】バイアス電圧を印加して、ＦＣＶＡにより形成した窒化クロム層表面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図１３】バイアス電圧を印加して、スパッタリングにより形成した窒化クロム層断面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図１４】バイアス電圧を印加して、スパッタリングにより形成した窒化クロム層表面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図１５】カメラボディから着脱可能な交換レンズを有するカメラシステムの概略図である。
【図１６】図１６（ａ）は、図１５に示したカメラボディ側のバヨネット式マウントの平面図であり、図１６（ｂ）は、図１５に示した交換レンズ側のバヨネット式マウントの平面図である。
【図１７】スパッタリング及びＦＣＶＡで形成した窒化クロム層のＮ／Ｃｒ原子比に対する硬度の変化を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、複合プラスチック部材の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
＜複合プラスチック部材の構造＞
この実施形態の複合プラスチック部材の構造例を図１に示す。図１に示すように、複合プラスチック部材１０００は、プラスチック基材１０１上に積層体１０２を備える。積層体１０２は、プラスチック基材１０１上に設けられた第１の積層体１０２ａと、第１の積層体１０２ａ上に設けられた第２の積層体１０２ｂとを有する。
【００１２】
プラスチック基材１０１として、種々のプラスチックを使用することができ、射出成型などの量産化プロセスに適した樹脂が好ましく、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂，ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリエステル樹脂及びこれらの樹脂中にガラスファイバーやカーボンファイバーを添加した樹脂など種々の熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００１３】
第１の積層体１０２ａは、上下に接する層の硬度が互いに異なる２種類のクロム層が交互に積層されてなる。より具体的には、第１の積層体１０２ａは、硬度が相対的に高いクロム層（高硬度クロム層）２０１と硬度が相対的に低いクロム層（低硬度クロム層）２０２とが交互に積層されてなる。高硬度クロム層と低硬度クロム層が「交互に積層する」とは、上下に接する高硬度クロム層と低硬度クロム層が少なくとも一組形成されることを意味するが、長期に渡って摺動を繰り返す用途において十分な耐久性を有するためには、積層界面が多いほど良い。なぜなら、摺動によって膜が摩耗剥離する際には、相対的に結合力が弱い積層界面において必ず剥離していくからである。それゆえ、積層界面が多いほど摺動耐久性が高いということになる。このような観点から、高硬度クロム層と低硬度クロム層が３組以上形成されていることが好ましい。
【００１４】
なお、第１積層体１０２ａ中の上下で接するクロム層間に硬度の相違があればよく、複数の高硬度クロム層が互いに硬度が異なっていてもよく、また、複数の低硬度クロム層が互いに硬度が異なっていてもよい。高硬度クロム層と低硬度クロム層の硬度の相違は、後述する高硬度クロム層と低硬度クロム層がそれぞれ担う作用により、高硬度クロム層の硬度が低硬度クロム層の硬度よりも１０％、好ましくは２０％以上、特には３０％以上高い方が望ましい。
【００１５】
第２の積層体１０２ｂは、上下に接する層の硬度が互いに異なる２種類の窒化クロム層が交互に積層されてなる。より具体的には、第２の積層体１０２ｂは、上下に接する窒化クロム層の硬度が相対的に高い窒化クロム層（高硬度窒化クロム層）２０４（または２０６）と硬度が相対的に低い窒化クロム層（低硬度窒化クロム層）２０３（または２０５）とが交互に積層されてなる。上下に接する層の高硬度窒化クロム層と低硬度窒化クロム層が「交互に積層する」とは、上下に接する高硬度窒化クロム層と低硬度窒化クロム層が少なくとも一組形成されることを意味するが、長期に渡って摺動を繰り返す用途において充分な耐久性を有するためには、積層界面が多いほど良い。なぜなら、摺動によって膜が摩耗剥離する際には、相対的に結合力が弱い積層界面において必ず剥離していくからである。それゆえ、積層界面が多いほど摺動耐久性が高いということになる。このような観点から、高硬度窒化クロム層と低硬度窒化クロム層が２組以上形成されていることが好ましい。なお、第２積層体１０２ｂにおいて、上下で接する層間に硬度の相違があればよく、複数の高硬度窒化クロム層が互いに硬度が異なっていてもよく、また、複数の低硬度窒化クロム層が互いに硬度が異なっていてもよい。
【００１６】
図１に示した例では、上層の高硬度窒化クロム層２０６が下層の高硬度窒化クロム層２０４とほぼ同程度の硬度を有し、上層の低硬度窒化クロム層２０５が下層の低硬度窒化クロム層２０３より硬度が高い。高硬度窒化クロム層と低硬度窒化クロム層の硬度の関係は、後述する高硬度窒化クロム層と低硬度窒化クロム層がそれぞれ担う作用により、高硬度窒化クロム層の硬度が低硬度窒化クロム層の硬度よりも１０％、好ましくは２０％以上、特には３０％以上高い方が望ましい。
【００１７】
上記のように第１積層体がクロム層からなり、第２積層体が窒化クロム層からなり、いずれの積層体も上下で接する層の硬度が互いに異なる層から形成していることにより、複合プラスチック部材は高硬度、耐摩耗性、摺動性、密着性、導電性、優れた外観のすべてを満足することができる。この理由は以下のように考えられる。クロム層と窒化クロム層は、互いにクロムを含んでいるために互いに密着性に優れるが、クロム層と窒化クロム層を比較すると、クロム層の方が硬度が低く、金属に比べて硬度が低いプラスチック基板の硬度により近くなる。また、クロム層は窒化クロム層に比べて空隙が多い（多孔性）。すなわち、窒化クロム層はクロム層よりも緻密である。このためクロム層の方がプラスチック基板への密着性が高くなる。それゆえ、プラスチック基板側に近い第１積層体をクロム層から構成することで、プラスチック基板への密着性を向上することができる。一方、複合プラスチック部材の外側は、優れた摺動性や耐摩耗性をもたらすために硬度の高い材料から形成されているのが望ましい。これらのことから、理想的には複合プラスチック部材の外側表面に向かって徐々に硬度を高くするのが望ましい。それゆえ、第２積層体は窒化クロム層から構成されている。ここで、積層体１０２全体または第１積層体１０２ａが同一硬度のクロム層だけから形成されていると、すなわち、単一のクロム層から形成されていると、積層体１０２全体の機械的な強度を高くすることができず、特に、耐摩耗性に劣る。また、積層体１０２全体または第２積層体１０２ｂが同一硬度の窒化クロム層だけから形成されていると、すなわち、単一の窒化クロム層から形成されていると、積層体１０２全体の硬度は高いが、脆く、靭性に劣り、プラスチック基板から剥がれ易くなる。
【００１８】
これに対して、第１積層体１０２ａを高硬度クロム層と低硬度クロム層の交互積層体から構成することにより、プラスチック基材への密着性を向上させ、第１積層体１０２ａ全体としての機械的強度を維持することができる。さらに、第２積層体１０２ｂを高硬度窒化クロム層と低硬度窒化クロム層の交互積層体から構成することにより、第２積層体１０２ｂ全体としての靭性を向上させることができる。特に、第１積層体１０２ａと第２積層体１０２ｂのいずれにおいても交互に挿入されている高硬度層はそれらの積層体全体の硬度を維持するとともに、低硬度層はそれらの積層体の応力を緩和する層としても機能する。このように、上記態様の複合プラスチック部材では、金属及び金属窒化物から構成された２種類の交互積層体構造を採用することにより、クロムの持つ軟質性（応力緩和性）と窒化クロムの持つ硬質性を有効に生かして、耐摩耗性、靭性、摺動性を併せて備えることが可能となる。なお、窒化クロムの窒素含有量を化学量論量（１：１）よりも低くすることにより、自由電子が発生し、導電性を有するとともに金属光沢を備えることができる。
【００１９】
第１積層体において、高硬度クロム層は、空隙が少なく、緻密な層であるの対して、低硬度クロム層は、高硬度クロム層に比べて空隙が多い層構造（多孔性）であってもよい。また、高硬度クロム層は、等方的な断面構造であるのに対して、低硬度クロム層は、柱状のような異方性を有する断面構造であってもよい。さらに、高硬度クロム層は、比較的平坦な表面を有するのに対して、低硬度クロム層は、高硬度クロム層に比べて粗い表面を有し得る。このような異なる層構造を有する高硬度クロム層と低硬度クロム層を交互に積層することにより、プラスチック基材に対する第１積層体（または積層体全体）の密着性及び第１積層体（または積層体全体）の靭性のみならず機械的強度を向上するものと考えられる。
【００２０】
第２積層体において、高硬度窒化クロム層は、空隙が少なく、緻密な層であるの対して、低硬度窒化クロム層は、高硬度窒化クロム層に比べて空隙が多い層構造であってもよい。また、高硬度窒化クロム層は、等方的な断面構造であるのに対して、低硬度窒化クロム層は、柱状のような異方性を有する断面構造であってもよい。さらに、高硬度窒化クロム層は、比較的平坦な表面を有するのに対して、低硬度窒化クロム層は、高硬度窒化クロム層に比べて粗い表面を有し得る。このような高硬度窒化クロム層と低硬度窒化クロム層の層構造の違いは、プラスチック基材および第１積層体に対する第２積層体（または積層体全体）の優れた密着性及び第２積層体（または積層体全体）の高い機械的強度のみならず高い靭性に貢献しているものと考えられる。
【００２１】
クロム層からなる第１積層体１０２ａの全体厚みは、１００〜８００ｎｍであることが好ましく、２００〜７００ｎｍがより好ましい。全体厚みが１００ｎｍより薄いと、着脱耐久回数が少なくなり、８００ｎｍより厚いと第１積層体全体のプラスチック基材に対する付着力が乏しくなるため好ましくない。第１積層体１０２ａにおいては、高硬度クロム層２０１が低硬度クロム層２０２よりも膜厚が薄い方が好ましい。これは、高硬度クロム層２０１が相対的に脆く、低硬度クロム層２０２が応力緩和層として機能することによる。特に、高硬度クロム層２０１の膜厚が低硬度クロム層２０２の膜厚の５０％以下、特に４０％以下であることが好ましい。なお、本願において、「第１積層体における高硬度クロム層の膜厚が低硬度クロム層の膜厚の５０％（または４０％）以下である」とは、最下層（プラスチック基材に密着する層）のクロム層を除いた第１積層体における層の膜厚関係のことを意味するものとする。高硬度クロム層２０１の膜厚は、１０〜７０ｎｍであることが好ましく、２０〜４０ｎｍがより好適である。高硬度クロム層２０１の膜厚が１０ｎｍより薄いと、高硬度クロム層２０１が一様な膜ではなくなってしまい、７０ｎｍより厚いと第１積層体全体の圧縮応力が高くなりすぎてプラスチック基材との付着力が低下するため好ましくない。低硬度クロム層２０２の膜厚は、３０〜４００ｎｍであることが好ましく、５０〜２５０ｎｍがより好適である。全体厚みが３０ｎｍより薄いと、高硬度クロム層２０１の膜厚が低硬度クロム層２０２の膜厚の５０％以下にできなくなり、４００ｎｍより厚いと第１積層体全体の構造が脆くなり機械的強度が低下してしまうため好ましくない。
【００２２】
第１積層体１０２ａにおいては、強固な付着力を確保するという理由からプラスチック基材上に最初に（第１層として）高硬度クロム層が形成される方が好ましい。
【００２３】
窒化クロム層の硬度は、成膜方法（ＦＣＶＡ、スパッタリング）、窒素含有量、バイアス印加の有無によって影響を受ける。また、複合プラスチック材料に導電性が必要な用途では、窒化クロム層を導電性にする必要がある。このような観点から、第２積層体を構成する窒化クロムにおける窒素含有量は、クロムに対する窒素の原子比（Ｎ／Ｃｒ）として、高硬度窒化クロム層及び低硬度窒化クロム層において、０．１〜０．７であることが好ましい。特に、窒素含有量の変化に対する硬度の安定性（生産安定性）という見地からすれば、高硬度窒化クロム層においては０．１〜０．５であることが望ましく、低硬度窒化クロム層においては０．１〜０．４であることが望ましい。
【００２４】
窒化クロム層からなる第２積層体１０２ｂの全体厚みは１００〜１１００ｎｍであることが好ましく、２００〜１０００ｎｍがより好ましい。全体厚みが１００ｎｍより薄いと、積層体全体として十分な機械的強度や耐久性が得られなくなり、１１００ｎｍより厚いと成膜時間が長くなり生産性が低下するため好ましくない。第２積層体１０２ｂにおいても、低硬度窒化クロム層２０３、２０５が高硬度窒化クロム層２０４、２０６よりも膜厚が厚い方が好ましい。これは、高硬度窒化クロム層２０４，２０６が相対的に脆く、低硬度窒化クロム層２０３、２０５が応力緩和層として機能することによる。なお、高硬度窒化クロム層２０４，２０６は、第１積層体１０２ａの高硬度クロム層２０１よりも複合プラスチック部材の外側に位置しており、複合プラスチック部材の良好な摺動性及び耐磨耗性を担う。このような目的から、高硬度窒化クロム層２０４，２０６は高硬度クロム層２０１より硬度が高い。高硬度窒化クロム層２０４，２０６の膜厚は、低硬度窒化クロム層２０３、２０５の膜厚の４０％以下である。複合プラスチック部材が他の部材と接触及び／または摺動する用途で使用されるのであれば、第２積層体の最上層は高硬度窒化クロム層から形成されていることが望ましく、この場合には第２積層体の最上層にさらに高硬度窒化クロム層を連続形成して、最上層の高硬度窒化クロム層の厚みが低硬度窒化クロム層の膜厚の４０％を超える場合がある。それゆえ、本願において、「第２積層体における高硬度窒化クロム層の膜厚が低硬度窒化クロム層の膜厚の４０％以下である」とは最上層の窒化クロム層を除いた第２積層体における上下に接する高硬度窒化クロム層と低硬度窒化クロム層の膜厚関係のことを意味するものとする。なお、最上層の高硬度窒化クロム層の上に、窒化クロム層とは異なる材質の保護層を設けてもよい。
【００２５】
＜複合プラスチック部材の製造方法＞
上記態様の複合プラスチック部材の製造方法によると、プラスチック基材上に、クロム層または窒化クロム層をＦＣＶＡとスパッタリングにより交互積層することにより、軟質なプラスチック基材上に硬質な金属層及び／または金属窒化物層（クロム層及び／または窒化クロム層）からなる積層体を良好に密着させることができることのみならず、スパッタリングだけで積層した場合に比べて、金属層の耐摩耗性、靭性及び摺動性などの機械的強度を向上させることを見出した。特に、プラスチック基材上に、クロム層をＦＣＶＡとスパッタリングにより交互積層するとともに、窒化クロム層をＦＣＶＡとスパッタリングにより交互積層することにより、軟質なプラスチック基材上に硬質なクロム層及び窒化クロム層からなる積層体を良好に密着させることができ、さらに、耐摩耗性、靭性及び摺動性などの機械的強度に優れた複合プラスチック部材を提供することに成功した。本願において「ＦＣＶＡ」は、狭義のＦＣＶＡ（フィルタードカソーディックバキュームアーク法）のみならず、特定のイオン化された炭素等の元素を分別する機能（フィルター機能）を有するカソーディックバキュームアーク法またはバキュームアーク法並びにそれに類似する方法、例えば、アークイオンプレーティング法（Ａｒｃ  Ｉｏｎ  Ｐｌａｔｉｎｇ：ＡＩＰ）も包含するものとする。
【００２６】
ＦＣＶＡ及びスパッタリングはどちらもドライプロセスの成膜方法であるが、それらの方法で形成した膜（層）の硬度や層構造に相違が生じる。例えば、ＦＶＣＡで形成したクロム層は、スパッタリングで形成したクロム層に比べて、層の緻密性が高く、等方的な構造を有する。一方、スパッタリングで形成したクロム層は空隙が多く、柱状のような異方性を有する。このような層構造の違いから、ＦＶＣＡで形成したクロム層は、スパッタリングで形成したクロム層に比べて硬度が高いが、応力歪が生じ易く、スパッタリングで形成したクロム層に比べて脆いという特徴を持ち、スパッタリングで形成したクロム層はＦＶＣＡで形成したクロムよりも低硬度であるが、応力緩和性を有する。また、前述のように、クロム層と窒化クロム層を比べると、窒化クロム層の方が高い硬度を有し、緻密な構造を有する。それゆえ、これらの異なる成膜方法をクロム層及び窒化クロム層の成膜に組み合わせて用いることで、材料的な違いのみならず、プロセス的な相違による層構造の違いをもたらすことができ、積層体における膜厚方向（積層方向）に所望の硬度の分布をもたらすことも可能となる。その結果、プラスチックに対する密着性のみならず機械的強度に優れた複合プラスチック部材を構成できる。
【００２７】
本発明者は、後述する実施例１で複合プラスチック部材をＦＣＶＡ及びスパッタリングを用いて種々の条件で製造したときに、その積層体を構成する各々の層（単層膜）がどのような微細構造、化学組成、硬度を有するのかについて分析した。クロム層及び窒化クロム層について、それぞれ膜厚１００ｎｍの単層膜としてＦＣＶＡ及びスパッタリングを用いてシリコン基材上に個別に作製した。また、ＦＣＶＡ及びスパッタリングを用いて単層膜を形成する際に、シリコン基材にバイアス電圧を印加する場合と印加しない場合についてもそれぞれ行い、比較考察した。なお、プラスチック基材は絶縁物であるために、成膜初期の段階からバイアス電圧を印加することができない。それゆえ単層膜の評価にはシリコン基材を用いた。
【００２８】
詳細については実施例で述べるが、ＦＣＶＡでバイアス電圧を印加せずに形成したクロム単層膜は、空隙が少なく緻密で、比較的平坦な表面であった（図３，４参照）。一方、スパッタリングでバイアス電圧を印加せずに形成したクロム単層膜は、ＦＣＶＡで形成したクロム単層膜に比べて空隙が多く、柱状の異方性構造を呈しており、粗い表面であった（図５，６参照）。また、ＦＣＶＡでバイアス電圧を印加せずに形成した窒化クロム単層膜は、空隙が全くない緻密で等方的な構造を呈しており、極めて平坦な表面であった（図７，８参照）。一方、スパッタリングでバイアス電圧を印加せずに形成した窒化クロム単層膜は、空隙が多く柱状の異方性構造を呈しており、粗い表面であった（図９，１０参照）。ＦＣＶＡでバイアス電圧を印加して形成した窒化クロム単層膜は、空隙が全くない緻密で等方的な構造を呈しており、極めて平坦な表面であった（図１１，１２参照）。一方、スパッタリングでバイアス電圧を印加して形成した窒化クロム単層膜は、バイアス電圧を印加せずに形成した場合よりも顕著でないものの、空隙が多く柱状の異方性構造を呈しており、粗い表面であった（図１３，１４参照）。
【００２９】
上記種類の条件で形成した単層膜について、膜硬度を比較したところ以下のことが導かれた。ｉ）成膜方法によらず、クロム膜よりも窒化クロム膜の方が硬い。ii)ＦＣＶＡの方がスパッタリングよりも硬いクロム膜が形成される。iii）ＦＣＶＡの方がスパッタリングよりも硬い窒化クロム膜が形成される。iv)ＦＣＶＡで形成した窒化クロム膜については、プラスチック基材にバイアス電圧を印加しても印加しなくても、膜硬度はほとんど変わらない。v)スパッタリングで形成した窒化クロム膜については、プラスチック基材にバイアス電圧を印加して形成した膜の方が、バイアス電圧を印加せずに形成した膜よりも硬い。なお、ＦＣＶＡではバイアス電圧を印加せずとも窒化クロム膜は十分に緻密化しているが、スパッタリングで形成した窒化クロム膜は比較的空隙が多いために、バイアス電圧の印加により荷電粒子が一層加速されてより緻密な膜が形成されると考えられる。
【００３０】
本発明者は、以上のような分析結果に基づいて、図１に示したような構造の積層体を製造するために、クロム層をＦＣＶＡとスパッタリングにより交互に積層することにより、プラスチック基材上にクロム層からなる第１積層体を形成することと、窒化クロム層をＦＣＶＡとスパッタリングにより交互に積層することにより、前記第１積層体上に窒化クロム層からなる第２積層体を形成することを組み合わせた製造方法に至った。また、前述の分析結果からすれば、クロム層をＦＣＶＡ及びスパッタリングによりそれぞれ形成する際にバイアス電圧を印加しなくてもよく、窒化クロム層の少なくとも一部の層、特に、第２積層体の外側表面に近い層をスパッタリングで形成する際にバイアス電圧を印加することが望ましい。こうすることで、上記６種の条件に応じた異なる硬度の膜を成膜することができ、積層方向に所望の硬度分布を持つ積層体を自在に製造することができる。
【００３１】
＜積層体の製造装置＞
クロム層をＦＣＶＡとスパッタリングにより交互積層するステップと、窒化クロム層をＦＣＶＡとスパッタリングにより交互積層するステップは、ＦＣＶＡ装置とスパッタリング装置をそれぞれ用いることにより実施することができる。複合プラスチック部材を生産する際のスループットを向上させるためには、それらの装置のチャンバなどを共通化させて同一場所でＦＣＶＡとスパッタリングにより連続的に成膜することが望ましい。このような観点から本実施形態では、図２に示すような装置を用いている。
【００３２】
図２に示す成膜装置１００は、共通の成膜チャンバ１５内でＦＣＶＡ及びスパッタリングの２種類の方法による成膜を連続して行うことができる装置である。成膜装置１００は、主に、成膜チャンバ１５、成膜チャンバ１５に接続されたＦＣＶＡ源８、成膜チャンバ１５内に設置されたプラスチック基材１４を保持する自公転ホルダ１３、スパッタリング用カソード１０、スパッタリング用カソード１０上に設置されたスパッタリング用クロムターゲット１１を備える。成膜チャンバ１５の外部には、自公転ホルダ１３に接続されるバイアス用電源１２及びスパッタリング用カソード１０に接続されるスパッタリング用電源９が設けられている。これらのバイアス用電源１２、スパッタリング用電源９及び、後述するＦＣＶＡ用直流電源６には、それぞれ接地部７に接地されている。更に、図示しないが、成膜チャンバ１５には、成膜チャンバ１５内を減圧して真空にするための真空装置及び成膜チャンバ１５内にアルゴンガス及び窒素ガスを導入するためのガス導入管が設けられている。
【００３３】
最初に、ＦＣＶＡによる成膜に必要な成膜装置１００の構成要素及び操作について説明する。ＦＣＶＡ源８は、主に、アークプラズマ生成部１６と電磁フィルタ４から構成され、アークプラズマ生成部１６と成膜チャンバ１５とがダクト状の電磁フィルタ４により接続される。アークプラズマ生成部１６は、ＦＣＶＡ用クロムターゲット２と、それを挟むＦＣＶＡ用アノード３（ストライカー）とＦＣＶＡ用カソード１を備える。ここで、ＦＣＶＡ用アノード３は、ＦＣＶＡ用クロムターゲット２及びＦＣＶＡ用カソード１を収容する収容体を兼ねている。そして、ＦＣＶＡカソード１は、収容体の外に設けられたＦＣＶＡ用直流電源に接続されている。
【００３４】
ＦＣＶＡ用アノード３（ストライカー）をＦＣＶＡ用クロムターゲット２に接触させて直後に離すことによってアーク放電を生じさせ、アーク放電によりアークプラズマ（クロムプラズマ）が発生する。アークプラズマにより生成された中性粒子及び正イオン化されたクロムは、成膜チャンバ１５に向けて電磁フィルタ４を飛翔する。
【００３５】
ダクト状の電磁フィルタ４の外側周囲には、不図示の電磁石コイルが巻かれている。更に、ダクト状の電磁フィルタ４と成膜チャンバ１５との接続部近傍にＦＣＶＡビームスキャン用コイル５が設けられている。ダクト状の電磁フィルタ４は、アークプラズマ生成部１６と成膜チャンバ部１５との間で、直交する二方向に２度曲折されており、その外周に電磁石コイルが巻き付けられている。電磁フィルタ４がこのような屈曲構造（ダブルベント構造）を有することにより、電磁フィルタ４内を流動する粒子は内壁面に衝突するか壁面に沿って流動する。ダブルベンド電磁石コイルに電流を流すことにより電磁フィルタ４内部を飛翔する荷電粒子にローレンツ力を作用させ、飛翔経路を変化させるようになっている。
【００３６】
そのため、電磁石コイルに印加する電力を、イオン化されたクロム原子（クロムイオン）の質量に対して最適化することにより、これより軽い荷電粒子や重い荷電粒子、及びローレンツ力により曲がらない中性粒子を電磁フィルタ４の内壁に堆積させることで除去し、クロムイオンだけを高効率で成膜チャンバ１５に導くことができる。すなわち、電磁フィルタ４は、目的とする粒子のみを高効率で通過させる狭帯域の電磁気空間的フィルタの役割を果たす。
【００３７】
成膜チャンバ１５には、電磁フィルタ４の出口と対向するように、プラスチック基材１４が自公転ホルダ１３に保持される。自公転ホルダ１３は、公転軸１３ｂの周りに回転対称に配列された複数の自転軸１３ａを有し、各自転軸１３ａに基材１４が保持される。成膜中は、基材１４は各自転軸１３ａの周りを自転しながら、公転軸の周りを公転する。自公転ホルダ１３にはバイアス用電源１２によって任意のバイアス電圧を印加することができる。ＦＣＶＡビームスキャン用コイル５は、電磁フィルタ４を通り成膜チャンバ１５に入るクロムイオンビームをスキャンし、自公転ホルダ１３に保持された基材１４の表面に一様なクロム層又は、窒化クロム層を形成する。
【００３８】
ＦＣＶＡにより、クロム層を形成する際、成膜チャンバ１５内は、不図示の真空装置により高い真空度に減圧される。ＦＣＶＡにより、窒化クロム層を形成する際には、不図示のガス導入管から成膜チャンバ１５内に窒素ガスを導入することで窒素ガス雰囲気下で成膜を行う。上述の電磁フィルタ４を通り成膜チャンバ１５に入るクロムイオンのビームが、成膜チャンバ１５内の窒素プラズマと反応して基材１４の表面に達し、窒化クロム層を形成することができる。
【００３９】
次に、スパッタリングによる成膜に必要な成膜装置１００の構成要素及び操作を説明する。スパッタリングによりクロム層を形成する際には、まず、不図示のガス導入管を介して成膜チャンバ１５内にアルゴンガスを導入して成膜チャンバ１５内をアルゴンガス雰囲気にする。その後、スパッタリング用クロムターゲット１１にスパッタリング用電源９により所定の電圧を印加して、スパッタリング用クロムターゲット１１の近傍にグロー放電（低温プラズマ）を生じさせる。これにより、放電領域内のアルゴンガスがイオン化してスパッタリング用クロムターゲット１１に高速で衝突し、この衝突によってスパッタリング用クロムターゲット１１からクロム原子が叩き出され、このクロム原子が基材１４の表面に到達して、基材１４の表面にクロム層が形成される。
【００４０】
スパッタリングにより、窒化クロム層を形成する際には、不図示のガス導入管を介して成膜チャンバ１５にアルゴンガスと窒素ガスを導入して成膜チャンバ１５内をアルゴンガスと窒素ガスの雰囲気にする。その後、スパッタリング用クロムターゲット１１にスパッタリング用電源９により電圧を印加して、スパッタリング用クロムターゲット１１の近傍にグロー放電（低温プラズマ）を生じさせる。これにより、放電領域内のアルゴンガスがイオン化してスパッタリング用クロムターゲット１１に高速で衝突し、この衝突によってスパッタリング用クロムターゲット１１からクロム原子が叩き出され、このクロム原子が成膜チャンバ１５内の雰囲気中の窒素プラズマと反応して基材１４上の表面に窒化クロム層が形成される。
【００４１】
上記のようなＦＣＶＡによる成膜とスパッタリングによる成膜を交互に繰り返すことによって、交互積層膜を効率よく製造することができる。
【００４２】
＜複合プラスチック部材を用いたマウント、交換レンズ及びカメラ＞
上記複合プラスチック部材は、高い耐摩耗性、良好な摺動性、導電性及び優れた外観という観点から様々な用途の部材または部品に使用することができるが、特に、他の部材に相対して摺動する部材や、他の部材に相対して摺動しながら他の部材に接続または結合する部材に好適である。また、相対して摺動し合う一対の部材や相対して摺動しながら互いに接続または結合する部材セットやキットにも好適である。特に、レンズユニットがカメラボディから着脱可能なカメラのレンズユニット側のマウント部材及び／またはカメラボディ側のマウント部材に好適である。それらのマウント部材について図１５及び１６（ａ）及び（ｂ）を参照しながら簡単に説明する。一眼レフのようなカメラ４０は、一般に、互いに着脱可能なカメラボディ４１と交換レンズ４２を有する。カメラボディ４１と交換レンズ４２とはそれぞれバヨネット式マウント（以下、適宜「バヨネットマウント」または単に「マウント」という）を備える。交換レンズ４２の雄バヨネットマウント５２には爪部５３が突出して設けられる。カメラボディ４１の雌バヨネットマウント５１には、雄バヨネットマウント５２の爪部５３が挿入される挿入部５４と、爪部５３が係止される係止部５５とが設けられている。爪部５３及び係止部５５の一方又は双方には、弾性部材等を利用した係止機構（不図示）が設けられている。
【００４３】
カメラボディ４１に交換レンズ４２を装着するには、雄バヨネットマウント５２の爪部５３を雌バヨネットマウント５１の挿入部５４に挿入して、雄バヨネットマウント５２の当接面５６を雌バヨネットマウント５１の受け面５７に当接させ、カメラボディ４１に対して交換レンズ４２を回転させる。このとき、当接面５６と受け面５７とは互いに当接した状態で摺動する。その後、更に回転させて、雄バヨネットマウント５２の爪部５３を雌バヨネットマウント５１の係止部５５に係止させることで装着が完了する。このとき、爪部５３の表面と係止部５５の表面とは互いに当接した状態で摺動する。また、カメラボディ４１から交換レンズ４２を離脱させるときは、これらを逆の順序で行う。そのため、このようなカメラボディ４１の雌バヨネットマウント５１及び交換レンズ４２の雄バヨネットマウント５２は、交換レンズ４２を交換する度に、互いに当接した状態で摺動される。
【００４４】
これらの雌バヨネットマウント５１及び雄バヨネットマウント５２では、各バヨネットマウント５１、５２の形状を有する基材１０１の表面に、前述の複合プラスチック部材の積層体が形成されている。本実施形態によると、上記のようなバヨネットマウントを備えるカメラボディ及び／またはレンズユニットも提供される。なお、レンズユニット側のマウント部材及び／またはカメラボディ側のマウント部材はバヨネット式に限らず、ねじ込み式でも構わない。
【実施例】
【００４５】
以下に、複合プラスチック部材及びその製造方法を記載するが、複合プラスチック部材及びその製造方法の態様はこれらの実施例に限定されるものではない。
[実施例１]
実施例１では、図１に示すように、プラスチック基材１０１上に１３層からなる積層体１０２が形成された複合プラスチック部材１０００を製造した。具体的には、プラスチック基材１０１として、ポリカーボネート（ＰＣ）製レンズマウントを用い、図１に示すような積層体が形成されたポリカーボネート製レンズマウントを作製した。【００４６】
積層体を構成する各層の組成、成膜方法の種類、バイアス電圧印加の有無及び膜厚を表１に示す。尚、表１において基材の直上の層が第１層であり、上方に積層される順に層番号は大きくなり、最上層が第１３層である。【００４７】
【表１】
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【００４８】
積層体は、ＦＣＶＡにより形成された層と、スパッタリングにより形成された層との交互積層により構成される。そして、図１に示すように、第１層から第７層までが、バイアス電圧を印加せずに成膜したクロム層２０１、２０２であり、第８層及び第９層が、バイアス電圧を印加せずに成膜した窒化クロム層２０３、２０４であり、第１０層から第１３層が、バイアス電圧を印加して成膜した窒化クロム層２０５、２０６である。つまり、積層体は、その化学組成及び成膜方法から分類される以下の６種類の膜から構成される。【００４９】
・ＦＣＶＡによりバイアス電圧を印加せずに形成したクロム層（高硬度クロム層）２０１（第１層、第３層、第５層及び第７層）；
・スパッタリングによりバイアス電圧を印加せずに形成したクロム層（低硬度クロム層）２０２（第２層、第４層及び第６層）；
・ＦＣＶＡによりバイアス電圧を印加せずに形成した窒化クロム層（高硬度窒化クロム層）２０４（第９層）；
・スパッタリングによりバイアス電圧を印加せずに形成した窒化クロム層（低硬度窒化クロム層）２０３（第８層）；
・ＦＣＶＡによりバイアス電圧を印加して形成した窒化クロム層（高硬度窒化クロム層）２０６（第１１層、第１３層）；
・スパッタリングによりバイアス電圧を印加して形成した窒化クロム層（低硬度窒化クロム層）２０５（第１０層、第１２層）；【００５０】
本実施例では、先に説明した図２に示す成膜装置１００を用いてプラスチック基材上に図１に示す複合プラスチック部材の積層体１０２を成膜した。すなわち、成膜装置１００を用いて、以下に説明するＦＣＶＡ法及びスパッタリングを交互に切り替えて、基材上に第１層から第１３層まで順に成膜を行った。上述のように積層体は６種類の層を含んでいるため、それぞれの層を成膜する６種類の成膜方法を組み合わせることで製造される。【００５１】
＜第１層の形成＞
図２に示す成膜装置１００を用いてＦＣＶＡによりバイアス電圧を印加せずに第１層としてのクロム層をプラスチック基材上に形成した。成膜装置１００の成膜チャンバ１５内を不図示の真空装置により１０−５（Ｔｏｒｒ）程度に減圧した。成膜装置１００の運転条件は、アークプラズマ生成部１６におけるバキュームアーク電源（カソード１側電源）のアーク電流を１６０Ａ、電磁フィルタ４におけるダブルベンド電磁石コイル（不図示）の電流（フィルタ電流）を１３Ａ、アークプラズマ生成部１６におけるアノード側電源の電流（アノード電流）を１５Ａ、ＦＣＶＡビームスキャン用コイル５の電圧（ダクト電圧）を０．５〜１．０Ｖとした。放電は、１５００秒間行った。以上の成膜条件でＦＣＶＡによりクロム層の成膜を行い、プラスチック基材上に４０ｎｍのクロム層を形成した。【００５２】
＜第２層の形成＞
スパッタリングによりバイアス電圧を印加せずに第２層としてのクロム層を形成した。アルゴンガスを流量２５０ｓｃｃｍで不図示のガス導入管から成膜チャンバ１５内に導入しながら、投入電力を５ｋＷとして、スパッタリングを約１２００秒間行い、第１層上に厚さ１２５ｎｍのクロム層を形成した。【００５３】
＜第３層〜第７層の形成＞
第３層、第５層及び第７層として、ＦＣＶＡによりバイアス電圧を印加せずにクロム層を形成した。第１層と同様の条件で成膜を行い、膜厚２０ｎｍのクロム層をそれぞれ形成した。第４層及び第６層として、スパッタリングによりバイアス電圧を印加せずにクロム層を形成した。第４層及び第６層の成膜は、第２層と同様の条件を用い、膜厚１２５ｎｍのクロム層をそれぞれ得た。【００５４】
＜第８層の形成＞
第８層として、スパッタリングによりバイアス電圧を印加せずに窒化クロム層を形成した。第８層の成膜では、窒素ガスを次に説明する方法でガス導入管から成膜チャンバ１５内に導入しながら成膜を行った。まず、窒素ガスを流量２０ｓｃｃｍで１０秒間、成膜チャンバ１５内に導入し、次に流量を４０ｓｃｃｍに変えて１０秒間、成膜チャンバ１５内に導入した。そして、このように、１０秒毎に窒素ガスの流量を変動させることを繰り返した。窒素ガスを導入した以外は、第２層と同様の方法で、第７層上に膜厚１２５ｎｍの窒化クロム層を形成した。このように窒素ガスの流量を定期的に変更することにより、形成される窒化クロム中の窒素含有量が変動し、異なる窒素含有量の窒化クロム極薄膜が一つの層の内部に界面を隔てて形成される。こうすることにより、極薄層の界面が無数に増えるので、摺動により極薄膜が界面から僅かずつ剥離していくことになり、積層体全体が完全に剥離して基材が露出するまでの時間を著しく長くすることができる。すなわち着脱耐久性の向上が期待できる。【００５５】
＜第９層の形成＞
第９層として、ＦＣＶＡによりバイアス電圧を印加せずに窒化クロム層を形成した。第９層の成膜では、第８層と同様に窒素ガス流量を変動しながら成膜チャンバ１５内に窒素ガスを導入しながら成膜を行った。最初に、窒素ガスを流量３０ｓｃｃｍで１０秒間、成膜チャンバ１５内に導入し、次に流量を６０ｓｃｃｍに変えて１０秒間、成膜チャンバ１５内に導入した。そして、このように、１０秒毎に窒素ガスの流量を変動させることを繰り返した。窒素ガスを導入した以外は、第１層と同様の条件で、第８層上に膜厚２０ｎｍの窒化クロム層を成膜した。【００５６】
＜第１０層の形成＞
第１０層として、スパッタリングによりバイアス電圧を印加して窒化クロム層を形成した。スパッタリング時に、−１５０Ｖの直流のバイアス電圧を印加した以外は、第８層と同様の条件にて第９層上に膜厚１２５ｎｍの窒化クロム層を形成した。【００５７】
＜第１１層の形成＞
第１１層として、ＦＣＶＡによりバイアス電圧を印加して窒化クロム層を形成した。−１５０Ｖのパルスのバイアス電圧を周波数１５００Ｈｚで印加した以外は、第９層と同様の条件で、第１０層上に膜厚２０ｎｍの窒化クロム層を形成した。【００５８】
＜第１２層及び第１３層の形成＞
第１２層は、スパッタリングによりバイアス電圧を印加して窒化クロム層を形成した。第１０層と同様の条件で、第１１層上に膜厚１２５ｎｍの窒化クロム層を形成した。第１３層は、ＦＣＶＡによりバイアス電圧を印加して窒化クロム層を形成した。第１１層と同様の条件で、第１２層上に膜厚５４ｎｍの窒化クロム層を形成した。【００５９】
こうしてレンズマウントとしての複合プラスチック部材が得られた。このレンズマウントは光沢があり、優れた外観であった。なお、積層体の膜厚の総計は９４４ｎｍであった。本実施例の複合プラスチック部材に対して、初期密着性試験、高温高湿度試験、冷熱衝撃試験及び着脱試験の４種類の試験を行い、本実施例の複合プラスチック部材の各特性を評価した。以下に、各試験方法について説明する。【００６０】
＜初期密着性試験＞
本実施例の複合プラスチック部材の成膜面（積層体の最上層）に、粘着テープを確実に摩擦圧着させた。摩擦圧着後、粘着テープを引き剥がす。テープを引き剥がした後の成膜面を目視で観察し、多層膜の浮き・剥がれを判断する。成膜した多層膜の浮き、剥がれが発生しなかった場合に合格と判定する。【００６１】
＜高温高湿度試験＞
本実施例の複合プラスチック部材を、恒温恒湿槽内に、所定の高温高湿条件で所定の時間設置する。このとき、後述する試験を行う試験面（積層体の最上面）を上向きにして槽内に配置する。【００６２】
上記所定時間経過後、恒温恒湿槽内より複合プラスチック部材を取り出し、室内（常温・常湿）に放置する。室温での放置後、上述の初期密着性試験と同様の試験を実施する。成膜した多層膜の浮き、剥がれが発生しなかった場合を合格と判定する。【００６３】
＜冷熱衝撃試験＞
本実施例の複合プラスチック部材を冷熱衝撃試験機内に設置し、高温条件下で所定時間放置した後、低温条件下で所定時間放置する。これを１サイクルとして連続で所定サイクル行う。このとき、複合プラスチック部材の試験面を上向きにして槽内に配置する。【００６４】
複合プラスチック部材を冷熱衝撃試験機より取り出し、室内（常温・常湿）に所定時間放置する。室温での放置後、上述の初期密着性試験と同様の試験を実施する。成膜した多層膜の浮き、剥がれが発生しなかった場合に合格と判定する。【００６５】
＜着脱試験＞
本実施例で作製したレンズマウントとしての複合プラスチック部材を、それと相対摺動して接続可能な相手部品であるカメラボディ側のマウントへ取り付け及び取り外しを行う。カメラボディ側のマウントは、真鍮基材上にクロムメッキしたものであった。これを１回とし、所定回数を連続して行なう。相手部品への取り付け、取り外しを所定回繰り返した後、積層体の下地であるプラスチック基材の露出の有無を確認する。結果は、所定の目標回数（全ての試料について同一）に対する達成率で示す。【００６６】
本実施例の複合プラスチック部材の評価結果を表２に示す。初期密着性試験を２８５個の複合プラスチック部材の試料に対して実施したところ、２８５個全て合格であった。高温高湿度試験を上述の条件１及び２にて、それぞれ８５個の試料に対して実施したところ、８５個全てが合格であった。冷熱衝撃試験を８５個の試料に対して実施したところ、８５個全てが合格であった。また、着脱試験において、所定の目標回数の着脱を行ったが、基材の露出は確認されなかった。【００６７】
【表２】
2013039132.tif 000004
【００６８】
＜複合プラスチック部材を構成する各層の評価＞
次に、本実施例の複合プラスチック部材を構成する第１層、第２層及び第８層〜第１１層の６種類の層構造について評価するために、各層をシリコン基板上に個別に形成し、膜厚１００ｎｍの評価試料を作製した。走査型電子顕微鏡（以下、「ＳＥＭ」と略する）により、各層の微細構造を観察し、更に、各層の化学組成分析、弾性率及び硬度の測定を行った。結果を以下に説明する。【００６９】
＜ＳＥＭ観察＞
作製した各試料において、各層の断面及び表面のＳＥＭ観察を行った。図３及び図４に示すように、ＦＣＶＡによりバイアス電圧を印加せずに形成したクロム層である第１層は、空隙が少なく且つ緻密であり、等方的構造を有し、層表面が比較的平坦であった。一方、図５及び図６に示すように、スパッタリングによりバイアス電圧を印加せずに形成したクロム層である第２層は、空隙が多く、膜厚方向に伸びた柱状（幅１５〜３０ｎｍ）の異方的構造を有し、ＦＣＶＡにより形成したクロム層より層表面が粗かった。【００７０】
図７及び図８に示すように、ＦＣＶＡによりバイアス電圧を印加せずに成膜した窒化クロム層である第９層は、空隙が少なく且つ緻密であり、等方的構造を有し、層表面が比較的平坦であった。一方、図９及び図１０に示すように、スパッタリングによりバイアス電圧を印加せずに形成した窒化クロム層である第８層は、空隙が多く、膜厚方向に伸びた柱状（幅１５〜２０ｎｍ）の異方的構造を有し、ＦＣＶＡにより成膜した窒化クロム層より層表面が粗かった。【００７１】
図１１及び図１２に示すように、ＦＣＶＡによりバイアス電圧を印加して成膜した窒化クロム層である第１１層は、空隙が少なく且つ緻密であり、等方的構造を有し、層表面が比較的平坦であった。一方、図１３及び図１４に示すように、スパッタリングによりバイアス電圧を印加して形成した窒化クロム層である第１０層は、空隙が多く、膜厚方向に伸びた柱状の異方的構造を有し、層表面が粗かった。【００７２】
更に、ＦＣＶＡにより形成した層では、図３及び図４に示すクロム層と、図７及び図８、更に図１１及び図１２に示す窒化クロム層との比較から、クロム層よりも窒化クロム層の方が、空隙が少なく且つ緻密であり、表面がより平坦であることが分かった。一方、図７及び図８に示す、バイアス電圧を印加せずに形成した窒化クロム層と、図１１及び図１２に示すバイアス電圧を印加して形成した窒化クロム層との比較から、ＦＣＶＡにより形成した窒化クロム層においては、バイアス電圧の有無によって、層の微細構造に大きな差が生じないことが分かった。【００７３】
スパッタリングにより形成した層では、図５及び図６に示すクロム層と、図９及び図１０並びに図１３及び図１４に示す窒化クロム層との比較から、クロム層よりも窒化クロム層の方が、層内の柱状構造がより微細で空隙が少なく、層表面の凹凸（粗さ）が小さいことが分かる。更に、図９及び図１０に示すバイアス電圧を印加せずに形成した窒化クロム層と、図１３及び図１４に示すバイアス電圧を印加して形成した窒化クロム層との比較から、スパッタリングにより形成した窒化クロム層においては、バイアス電圧を印加することにより、柱状構造が更に微細化し空隙が減り、層表面の凹凸（粗さ）がより小さくなることが分かる。【００７４】
＜各層の化学組成＞
作製した各試料において、各層の化学組成をラザフォード後方散乱分光法により評価した。各層の化学組成の結果を表３に示す。【００７５】
【表３】
2013039132.tif 000005
【００７６】
＜各層の弾性率及び硬度評価＞
作製した各試料において、ナノインデンテーション法により弾性率及び膜硬度を測定した。結果を表４に示す。尚、結果は測定値の平均値であり、括弧内は標準偏差を示す。【００７７】
【表４】
2013039132.tif 000006
【００７８】
各層の硬度の測定結果から、以下のことがわかる。（１）成膜方法によらず、クロム層よりも窒化クロム層の方が硬い、（２）ＦＣＶＡを用いて形成したクロム層の方が、スパッタリングを用いて形成したクロム層よりも硬い、（３）ＦＣＶＡを用いて形成した窒化クロム層の方が、スパッタリングを用いて形成した窒化クロム層よりも硬い、（４）ＦＣＶＡで形成した窒化クロム層については、バイアス電圧を印加しても印加しなくても、膜硬度はほとんど変らない、（５）スパッタリングで形成した窒化クロム層については、バイアス電圧を印加して形成した層の方が、バイアス電圧を印加せずに形成した層よりも硬い。なお、この実施例では、上下に接するクロム層同士の硬度の差が、４０％以上あり、上下に隣接する窒化クロム同士の硬度の差がバイアス電圧なしの場合には６０％以上あり、バイアス電圧ありの場合には、３０％以上存在することが分かる。【００７９】
さらに、表３及び表４の結果に基づいて、スパッタリング及びＦＣＶＡで形成した窒化クロム層について、窒化クロム層中の窒素の含有量の割合に対する窒化クロム層の硬度の変化について測定した。スパッタリング及びＦＣＶＡのいずれの形成方法においても窒素の導入量を変化させて種々の窒素含有量を有する窒化クロム層を形成した。測定結果を、窒素含有量をＮ／Ｃｒ原子比として表した図１７のグラフに示す。図１７のグラフからすれば、いずれの方法で形成した窒化クロム層も窒素含有量に依存して硬度が変化している。窒素含有量の変化に対する硬度の安定性（生産安定性）という見地からすれば、ＦＣＶＡで形成した窒化クロム層においては、Ｎ／Ｃｒ原子比０．１〜０．５の範囲において硬度がほぼ一定であり（２１〜２４ＧＰａ）、このＮ／Ｃｒ原子比の範囲であれば製造条件や雰囲気の変化などによりＮ／Ｃｒ原子比が多少変化しても硬度に大きな変化が生じないことが分かる。一方、スパッタリングで形成した窒化クロム層は、概して、窒素の含有量の増加に伴って硬度が上昇する傾向にある。【００８０】
[実施例２]
実施例２では、プラスチック基材上に１３層からなる積層体が形成された複合プラスチック部材を製造した。プラスチック基材としては、実施例１と同様にポリカーボネート（ＰＣ）製レンズマウントを用いた。本実施例の積層体を構成する各層の組成、成膜方法の種類、バイアス電圧印加の有無及び膜厚を表５に示す。尚、表５において基材の直上の層が第１層であり、上方に積層される順に層番号は大きくなり、最上層が第１３層である。積層体の膜厚の総計は４９４ｎｍであった。【００８１】
【表５】
2013039132.tif 000007
【００８２】
実施例２では、実施例１において膜厚１２５ｎｍであったスパッタリングにより形成されるクロム層及び窒化クロム層、具体的には第２層、第４層、第６層、第８層、第１０層及び第１２層の膜厚を５０ｎｍとし、総膜厚を実施例１の膜厚より約４８％薄くした。それ以外は、実施例１と同様の構成であり、同様の条件により、複合プラスチック部材を製造した。【００８３】
本実施例の複合プラスチック部材に対して、実施例１と同様に、初期密着性試験、高温高湿度試験、冷熱衝撃試験及び着脱試験の４種類の試験を行い、本実施例の複合プラスチック部材の各特性を評価した。【００８４】
本実施例の複合プラスチック部材の評価結果を表６に示す。初期密着性試験を１５個の試料に対して実施したところ、１５個全てが合格であった。高温高湿度試験を上述の条件１及び２にて、それぞれ５個の試料に対して実施したところ、５個全てが合格であった。冷熱衝撃試験を５個の試料に対して実施したところ、５個全てが合格であった。また、着脱試験において、所定の目標回数の着脱を行ったが、基材の露出は確認されなかった。【００８５】
【表６】
2013039132.tif 000008
【００８６】
[実施例３]
実施例３では、プラスチック基材上に１３層からなる積層体が形成された複合プラスチック部材を製造した。プラスチック基材としては、実施例１で用いたのと同様のポリカーボネート（ＰＣ）製レンズマウントを用いた。本実施例の積層体を構成する各層の組成、成膜方法の種類、バイアス電圧印加の有無及び膜厚を表７に示す。尚、表７において基材の直上の層が第１層であり、上方に積層される順に層番号は大きくなり、最上層が第１３層である。積層体の膜厚の総計は６４４ｎｍであった。
【表７】
2013039132.tif 000009
【００８７】
実施例３では、実施例１において膜厚１２５ｎｍであったスパッタリングにより形成されるクロム層及び窒化クロム層、具体的には第２層、第４層、第６層、第８層、第１０層及び第１２層の膜厚を７５ｎｍとし、総膜厚を実施例１の膜厚より約３２％薄くした。それ以外は、実施例１と同様の層構造であり、実施例１と同様の方法により、複合プラスチック部材を製造した。【００８８】
本実施例の複合プラスチック部材に対して、実施例１と同様に、初期密着性試験、高温高湿度試験、冷熱衝撃試験及び着脱試験の４種類の試験を行い、本実施例の複合プラスチック部材の各特性を評価した。【００８９】
本実施例の複合プラスチック部材の評価結果を表８に示す。初期密着性試験を１５個の試料に対して実施したところ、１５個全てが合格であった。高温高湿度試験を上述の条件１及び２にて、それぞれ５個の試料に対して実施したところ、５個全てが合格であった。冷熱衝撃試験を５個の試料に対して実施したところ、５個全てが合格であった。また、着脱試験において、所定の目標回数の着脱を行ったが、基材の露出は確認されなかった。【００９０】
【表８】
2013039132.tif 000010
【００９１】
［実施例４］
実施例４では、プラスチック基材上に１７層からなる積層体が形成された複合プラスチック部材を製造した。プラスチック基材としては、実施例１で用いたものと同様のポリカーボネート（ＰＣ）製レンズマウントを用いた。本実施例の積層体を構成する各層の組成、成膜方法の種類、バイアス電圧印加の有無及び膜厚を表９に示す。尚、表９において基材の直上の層が第１層であり、上方に積層される順に層番号は大きくなり、最上層が第１７層である。積層体の膜厚の総計は１２３４ｎｍであった。【００９２】
【表９】
2013039132.tif 000011
【００９３】
実施例４の積層体は、１３層からなる実施例１の積層体にさらに４層追加することにより、総膜厚を実施例１の膜厚より約３１％厚くして形成した。具体的には、実施例１の第９層と第１０層の間に、実施例１の第８層及び第９層と同様の層を同様の条件で追加の２層として追加積層し、更に、実施例１の第１１層と第１２層の間に、実施例１の第１０層及び第１１層と同様の層を同様の条件で追加の２層として追加積層した。それ以外は、実施例１と同様の構成であり、同様の方法により、複合プラスチック部材を製造した。【００９４】
本実施例の複合プラスチック部材に対して、実施例１と同様に、初期密着性試験、高温高湿度試験、冷熱衝撃試験及び着脱試験の４種類の試験を行い、本実施例の複合プラスチック部材の各特性を評価した。【００９５】
本実施例の複合プラスチック部材の評価結果を表１０に示す。初期密着性試験を１５個の試料に対して実施したところ、１５個全てが合格であった。高温高湿度試験を上述の条件１及び２にて、それぞれ５個の試料に対して実施したところ、５個全てが合格であった。冷熱衝撃試験を５個の試料に対して実施したところ、５個全てが合格であった。また、着脱試験において、所定の目標回数の着脱を行ったが、基材の露出は確認されなかった。【００９６】
【表１０】
2013039132.tif 000012
【００９７】
［実施例５］
実施例５では、プラスチック基材上に２１層からなる積層体が形成された複合プラスチック部材を製造した。プラスチック基材としては、ポリカーボネート（ＰＣ）製レンズマウントを用いた。本実施例の積層体を構成する各層の組成、成膜方法の種類、バイアス電圧印加の有無及び膜厚を表１１に示す。尚、表１１において基材の直上の層が第１層であり、上方に積層される順に層番号は大きくなり、最上層が第２１層である。積層体の膜厚の総計は１５２４ｎｍであった。【００９８】
【表１１】
2013039132.tif 000013
【００９９】
実施例５の積層体は、１３層からなる実施例１の積層体に８層追加することにより、総膜厚を実施例１の膜厚より約６２％厚くした。具体的には、実施例１の第７層と第８層の間に、第６層及び第７層と同様の層を同様の条件で積層することで２層追加し、実施例１の第９層と第１０層の間に、実施例１の第８層及び第９層と同様の層を同様の条件で積層することで２層追加し、更に、実施例１の第１１層と第１２層の間に、実施例１の第１０層と第１１層と同様の層を同様の条件で２回繰り返して積層することで４層追加した。それ以外は、実施例１と同様の層構造であり、実施例１と同様の方法により、複数の複合プラスチック部材を製造した。【０１００】
本実施例で製造した複合プラスチック部材の試料に対して、実施例１と同様に、初期密着性試験、高温高湿度試験、冷熱衝撃試験及び着脱試験の４種類の試験を行い、本実施例の複合プラスチック部材の各特性を評価した。【０１０１】
本実施例の複合プラスチック部材の評価結果を表１２に示す。初期密着性試験を１５個の試料に対して実施したところ、１５個全てが合格であった。高温高湿度試験を上述の条件１及び２にて、それぞれ５個の試料に対して実施したところ、５個全てが合格であった。冷熱衝撃試験を５個の試料に対して実施したところ、５個全てが合格であった。また、着脱試験において、所定の目標回数の着脱を行ったが、基材の露出は確認されなかった。【０１０２】
【表１２】
2013039132.tif 000014
【０１０３】
[実施例６]【０１０４】
この実施例では、下記表１３に記載したようにクロム層及び窒化クロム層の積層数及び厚みを変更した以外は、実施例１と同様にして複合プラスチック部材を製造した。すなわち、実施例１では、第１層のクロム層をＦＣＶＡにより形成した後、スパッタリングによるクロム層の形成とＦＣＶＡによるクロム層の交互積層を３回繰り返したが、この実施例では２回だけ繰り返した。積層体の膜厚の総計は１０３５ｎｍであった。
【表１３】
2013039132.tif 000015
【０１０５】
本実施例の複合プラスチック部材に対して、実施例１と同様に、初期密着性試験、高温高湿度試験、冷熱衝撃試験及び着脱試験の４種類の試験を行い、本実施例の複合プラスチック部材の各特性を評価した。【０１０６】
本実施例の複合プラスチック部材の評価結果を表１４に示す。初期密着性試験を９個の試料に対して実施したところ、９個全てが合格であった。高温高湿度試験を上述の条件２にて、９個の試料に対して実施したところ、９個全てが合格であった。冷熱衝撃試験を９個の試料に対して実施したところ、９個全てが合格であった。また、着脱試験において、所定の目標回数の着脱を行ったが、基材の露出は確認されなかった。【０１０７】
【表１４】
2013039132.tif 000016
【０１０８】
[実施例７]
この実施例では、下記表１５に記載したようにクロム層及び窒化クロム層の積層数及び厚みを変更した以外は、実施例１と同様にして複合プラスチック部材を製造した。すなわち、実施例１では、第１層のクロム層をＦＣＶＡにより形成した後、スパッタリングによるクロム層の形成とＦＣＶＡによるクロム層の交互積層を３回繰り返したが、この実施例では４回繰り返した。積層体の膜厚の総計は１２７５ｎｍであった。
【表１５】
2013039132.tif 000017
【０１０９】
本実施例の複合プラスチック部材に対して、実施例１と同様に、初期密着性試験、高温高湿度試験、冷熱衝撃試験及び着脱試験の４種類の試験を行い、本実施例の複合プラスチック部材の各特性を評価した。【０１１０】
本実施例の複合プラスチック部材の評価結果を表１６に示す。初期密着性試験を９個の試料に対して実施したところ、９個全てが合格であった。高温高湿度試験を上述の条件２にて、９個の試料に対して実施したところ、９個全てが合格であった。冷熱衝撃試験を９個の試料に対して実施したところ、９個全てが合格であった。また、着脱試験において、所定の目標回数の着脱を行ったが、基材の露出は確認されなかった。【０１１１】
【表１６】
2013039132.tif 000018
【０１１２】
[比較例１]
比較例１では、プラスチック基材上に、全てスパッタリングで作製した３層からなる積層体が形成された複合プラスチック部材を製造した。プラスチック基材としては、実施例１と同様にポリカーボネート（ＰＣ）製レンズマウントを用いた。本比較例の複合プラスチック部材の積層体を構成する各層の組成、成膜方法の種類、バイアス電圧印加の有無及び膜厚を表１７に示す。尚、表１７において基材の直上の層が第１層であり、上方に積層される順に層番号は大きくなり、最上層が第３層である。【０１１３】
【表１７】
2013039132.tif 000019
【０１１４】
本比較例の複合プラスチック部材の第１層は、バイアス電圧を印加せずに、スパッタリングにより形成したクロム層であり、実施例１の第２層と同様の方法により作製し、膜厚を５２０ｎｍとした。第２層は、バイアス電圧を印加せずに、スパッタリングにより形成した窒化クロム層であり、実施例１の第８層と同様の方法により作製し、膜厚を１５５ｎｍとした。第３層は、バイアス電圧を印加して、スパッタリングにより形成した窒化クロム層であり、実施例１の第１０層と同様の方法で作製し、膜厚を３６０ｎｍとした。本比較例の複合プラスチック部材の積層体全体の膜厚は１０３５ｎｍであったので、実施例１の複合プラスチック部材の積層体全体の膜厚とほぼ同等である。【０１１５】
本比較例の複合プラスチック部材に対して、実施例１と同様に、初期密着性試験、高温高湿度試験、冷熱衝撃試験及び着脱試験の４種類の試験を行い、本比較例の複合プラスチック部材の各特性を評価した。【０１１６】
本比較例の複合プラスチック部材の評価結果を表１８に示す。初期密着性試験を９個の試料に対して実施したところ、９個全てが合格であった。高温高湿度試験を上述の条件２にて、９個の試料に対して実施したところ、９個全てが合格であった。冷熱衝撃試験を９個の試料に対して実施したところ、９個が合格であった。しかし、着脱試験においては、目標回数に対して７５％の回数の着脱を行った時点で複合プラスチック部材の基材の露出が確認された。【０１１７】
【表１８】
2013039132.tif 000020
【０１１８】
[比較例２]
比較例２では、プラスチック基材上に、ＦＣＶＡで作製した２層からなる積層体が形成された複合プラスチック部材を製造した。プラスチック基材としては、実施例１と同様にポリカーボネート（ＰＣ）製レンズマウントを用いた。本比較例の積層体を構成する各層の組成、成膜方法の種類、バイアス電圧印加の有無及び膜厚を表１９に示す。尚、表１９において基材の直上の層が第１層であり、上方に積層される最上層が第２層である。すなわち、クロム層を交互積層体で形成せずに、単一層として形成し、また、窒化クロム層を交互積層体として形成せずに、単一層として形成した。【０１１９】
【表１９】
2013039132.tif 000021
【０１２０】
本比較例の第１層は、バイアス電圧を印加せずに、ＦＣＶＡにより形成したクロム層であり、実施例１の第１層と同様の方法により形成し、膜厚を１００ｎｍとした。本比較例の第２層は、バイアス電圧を印加して、ＦＣＶＡにより形成した窒化クロム層であり、実施例１の第１１層と同様の方法で形成し、膜厚を１２００ｎｍとした。本比較例の複合プラスチック部材の積層体全体の膜厚は１３００ｎｍであるので、実施例４の複合プラスチック部材の積層体全体の膜厚とほぼ同等である。【０１２１】
本比較例の複合プラスチック部材に対して、実施例１と同様に、着脱試験を実施したが、本比較例の積層体の基材へ密着性は非常に低く、相手部品への取り付け前から基材の露出が生じており、評価することができなかった。よって、その他の評価試験である初期密着性試験、高温高湿度試験及び冷熱衝撃試験の３種類の試験は実施しなかった。【０１２２】
[比較例３]
比較例３では、プラスチック基材上に１７層からなる積層体が形成された複合プラスチック部材を製造した。プラスチック基材としては、実施例１で使用したものと同様のポリカーボネート（ＰＣ）製レンズマウントを用いた。本比較例の積層体を構成する各層の組成、成膜方法の種類、バイアス電圧印加の有無及び膜厚を表２０に示す。尚、表２０において基材の直上の層が第１層であり、上方に積層される順に層番号は大きくなり、最上層が第１７層である。【０１２３】
【表２０】
2013039132.tif 000022
【０１２４】
本比較例の積層体は、窒化クロム層のみから構成され、クロム層は含まない。本比較例の第１層は、スパッタリングによりバイアス電圧を印加せずに形成した窒化クロム層であり、第１実施例の第８層と同様の方法により形成され、膜厚を１２０ｎｍとした。本比較例の第２層は、ＦＣＶＡによりバイアス電圧を印加せずに形成した窒化クロム層であり、第１実施例の第９層と同様の方法により形成され、膜厚を３５ｎｍとした。以上のように形成した第１層と第２層を１組とし、続いて同様の組を７組積層し、合計１６層を形成した。そして、第１６層の上に、最上層の第１７層として、スパッタリングによりバイアス電圧を印加せずに膜厚１２０ｎｍの窒化クロム層を第１実施例の第８層と同様の方法により形成した。本比較例の複合プラスチック部材の積層体全体の膜厚は１４９５ｎｍであった。【０１２５】
本比較例の複合プラスチック部材に対して、実施例１と同様に、初期密着性試験、高温高湿度試験、冷熱衝撃試験及び着脱試験の４種類の試験を行い、本比較例の複合プラスチック部材の各特性を評価した。【０１２６】
本比較例の複合プラスチック部材の評価結果を表２１に示す。初期密着性試験を２個の試料に対して実施したところ、２個が合格であった。高温高湿度試験を上述の条件２にて、２個の試料に対して実施したところ、合格は１個であった。冷熱衝撃試験を２個の試料に対して実施したところ、２個が合格であった。着脱試験においては、目標回数の１９％の回数の着脱を行った時点で基材の露出が確認された。【０１２７】
【表２１】
2013039132.tif 000023
【０１２８】
[比較例４]
比較例４では、プラスチック基材上に１９層からなる積層体が形成された複合プラスチック部材を製造した。プラスチック基材としては、実施例１で用いたのと同様のポリカーボネート（ＰＣ）製レンズマウントを用いた。本比較例の積層体を構成する各層の組成、成膜方法の種類、バイアス電圧印加の有無及び膜厚を表２２に示す。尚、表２２において基材の直上の層が第１層であり、上方に積層される順に層番号は大きくなり、最上層が第１７層である。【０１２９】
【表２２】
2013039132.tif 000024
【０１３０】
本比較例の積層体は、第１層のみがクロム層であり、残りは窒化クロム層から構成されている。本比較例の第１層は、ＦＣＶＡにより形成した。そして、第１４〜１９層は、バイアス電圧を印加したスパッタリングとＦＣＶＡにより、膜厚以外は実施例１の第１０層と第１１層の成膜条件と同じ条件で交互に積層した。この比較例では、ＦＣＶＡにより形成した第１層であるクロム層上に、クロム層を交互積層しなかった点で、実施例１と対照的である。本比較例の複合プラスチック部材の積層体全体の膜厚は１５４５ｎｍであった。【０１３１】
本比較例の複合プラスチック部材に対して、実施例１と同様に、初期密着性試験、高温高湿度試験、冷熱衝撃試験及び着脱試験の４種類の試験を行い、本比較例の複合プラスチック部材の各特性を評価した。【０１３２】
本比較例の複合プラスチック部材の評価結果を表２３に示す。初期密着性試験を４個の試料に対して実施したところ、４個全てが合格であった。高温高湿度試験を上述の条件２にて、２個の試料に対して実施したところ、２個が合格であった。冷熱衝撃試験を２個の試料に対して実施したところ、２個が合格であった。着脱試験においては、目標の３１％の回数の着脱を行った時点で基材の露出が確認された。【０１３３】
【表２３】
2013039132.tif 000025
【０１３４】
[比較例５]
比較例５では、実施例１で用いたのと同様の形状の真鍮製の基材上に１層のクロム層が形成された部材を製造した。クロム層は、湿式メッキ方法により形成され、膜厚は４μｍとした。本比較例の積層体を構成する層の組成、成膜方法の種類及び膜厚を表２４に示す。【０１３５】
【表２４】
2013039132.tif 000026
【０１３６】
本比較例の部材に対して、実施例１と同様に、初期密着性試験、高温高湿度試験、冷熱衝撃試験及び着脱試験の４種類の試験を行い、本比較例の部材の各特性を評価した。【０１３７】
本比較例の部材の評価結果を表２５に示す。初期密着性試験を２０個の試料に対して実施したところ、２０個が合格であった。高温高湿度試験を上述の条件２にて、２０個の試料に対して実施したところ、２０個が合格であった。冷熱衝撃試験を２０個の試料に対して実施したところ、２０個が合格であった。しかし、着脱試験においては、目標の７％の回数の着脱を行った時点で基材の露出が確認された。【０１３８】
【表２５】
2013039132.tif 000027
【０１３９】
[比較例６]
比較例６では、実施例１で作製したのと同様の形状の真鍮製の基材上に１層の窒化クロム層が形成された部材を製造した。窒化クロム層は、バイアス電圧を印加して、ＦＣＶＡにより形成した窒化クロム層であり、実施例１の第１１層と同様の方法により形成し、膜厚は２μｍとした。本比較例の積層体を構成する層の組成、成膜方法の種類、バイアス電圧印加の有無及び膜厚を表２６に示す。【０１４０】
【表２６】
2013039132.tif 000028
【０１４１】
本比較例の部材に対して、実施例１と同様に、初期密着性試験、高温高湿度試験、冷熱衝撃試験及び着脱試験の４種類の試験を行い、本比較例の部材の各特性を評価した。【０１４２】
本比較例の部材の評価結果を表２７に示す。初期密着性試験を２０個の試料に対して実施したところ、２０個が合格であった。高温高湿度試験を上述の条件２にて、２０個の試料に対して実施したところ、２０個が合格であった。冷熱衝撃試験を２０個の試料に対して実施したところ、２０個が合格であった。しかし、着脱試験においては、目標の８７％の回数の着脱を行った時点で基材の露出が確認された。【０１４３】
【表２７】
2013039132.tif 000029
【０１４４】
[比較例７]
比較例７では、実施例1で作製したのと同様の形状の真鍮製の基材上に２層からなる積層体が形成された部材を製造した。本比較例の積層体を構成する各層の組成、成膜方法の種類、バイアス電圧印加の有無及び膜厚を表２８に示す。尚、表２８において基材の直上の層が第１層であり、上方に積層される最上層が第２層である。【０１４５】
【表２８】
2013039132.tif 000030
【０１４６】
本比較例の積層体は、全てＦＣＶＡで作製した。本比較例の第１層は、バイアス電圧を印加して、ＦＣＶＡにより形成したクロム層であり、−１５０Ｖのバイアス電圧を印加した以外は、実施例１の第１層と同様の方法により形成し、膜厚を５０ｎｍとした。本比較例の第２層は、バイアス電圧を印加して、ＦＣＶＡにより形成した窒化クロム層であり、実施例１の第１１層と同様の方法で形成し、膜厚を２μｍとした。【０１４７】
本比較例の部材に対して、実施例１と同様に、初期密着性試験、高温高湿度試験、冷熱衝撃試験及び着脱試験の４種類の試験を行い、本比較例の部材の各特性を評価した。【０１４８】
本比較例の部材の評価結果を表２９に示す。初期密着性試験を１００個の試料に対して実施したところ、１００個が合格であった。高温高湿度試験を上述の条件２にて、１００個の試料に対して実施したところ、１００個が合格であった。冷熱衝撃試験を１００個の試料に対して実施したところ、１００個合格であった。そして、着脱試験において、目標の２．５倍の回数の着脱を行ったが、基材の露出は確認されなかった。【０１４９】
【表２９】
2013039132.tif 000031
【０１５０】
[比較例８]
比較例８では、プラスチック基材上に１３層からなる積層体が形成された複合プラスチック部材を製造した。プラスチック基材としては、実施例１で用いたのと同様のポリカーボネート（ＰＣ）製レンズマウントを用いた。本比較例の積層体を構成する各層の組成、成膜方法の種類、バイアス電圧印加の有無及び膜厚を表３０に示す。尚、表３０において基材の直上の層が第１層であり、上方に積層される順に層番号は大きくなり、最上層が第１３層である。【０１５１】
【表３０】
2013039132.tif 000032
【０１５２】
本比較例では、第１層の膜厚を１０ｎｍの極めて薄い膜厚とし、更に第１３層の膜厚を２０ｎｍとした以外は、実施例１と同様の構成であり、同様の方法により、複合プラスチック部材を製造した。本比較例の積層体の膜厚の総計は８８０ｎｍであった。【０１５３】
本比較例の複合プラスチック部材に対して、実施例１と同様に、初期密着性試験、高温高湿度試験、冷熱衝撃試験及び着脱試験の４種類の試験を行い、本比較例の複合プラスチック部材の各特性を評価した。【０１５４】
本比較例の複合プラスチック部材の評価結果を表３１に示す。初期密着性試験を１１８個の試料に対して実施したところ、合格したのは１０４個であった。高温高湿度試験を上述の条件２にて、１１７個の試料に対して実施したところ、合格したのは８６個であった。冷熱衝撃試験を１００個の試料に対して実施したところ、合格は８８個であった。また、着脱試験を実施したが、本比較例の積層体の基材へ密着性は非常に低く、相手部品への取り付け前から基材の露出が生じており、評価することはできなかった。  【０１５５】
【表３１】
2013039132.tif 000033
【０１５６】
[比較例９]
比較例９では、下記表３２に記載したようにクロム層及び窒化クロム層の積層数及び厚みを変更した以外は、実施例７と同様にしてプラスチック基材上に１７層からなる積層体が形成された複合プラスチック部材を製造した。【０１５７】
【表３２】
2013039132.tif 000034
【０１５８】
本比較例では、スパッタリングにより形成する層の膜厚を９０ｎｍとし、ＦＣＶＡで形成する層の膜厚を４０ｎｍした（最上層を除く）とした。すなわち、クロム層による交互積層体及び窒化クロム層による積層体において、いずれもスパッタリングにより形成した層の膜厚に対するＦＣＶＡで形成した層の膜厚の割合は、４４％であった。また、本比較例の積層体の膜厚の総計は１０９４ｎｍであった。【０１５９】
本比較例の複合プラスチック部材に対して、実施例１と同様に、初期密着性試験、高温高湿度試験、冷熱衝撃試験及び着脱試験の４種類の試験を行い、本実施例の複合プラスチック部材の各特性を評価した。【０１６０】
本比較例の複合プラスチック部材の評価結果を表３２に示す。初期密着性試験を１６個の試料に対して実施したところ、いずれも不合格であった。高温高湿度試験を上述の条件２にて、１６個の試料に対して実施したところ、いずれも不合格であった。冷熱衝撃試験を１６個の試料に対して実施したところ、いずれも不合格であった。また、着脱試験を実施したところ、目標の１０％の回数の着脱で基材の露出が生じた。  【０１６１】
【表３３】
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【０１６２】
[比較例１０]
この比較例では、下記表３４に記載したようにクロム層及び窒化クロム層の積層数及び厚みを変更した以外は、実施例６と同様にして複合プラスチック部材を製造した。すなわち、本比較例では、スパッタリングにより形成する層の膜厚を２２５ｎｍとし、ＦＣＶＡで形成する層の膜厚を２５ｎｍした（最上層を除く）とした以外は、実施例６と同様の構成であり、実施例６と同様の方法により、複合プラスチック部材を製造した。なお、クロム層による交互積層体及び窒化クロム層による積層体において、いずれもスパッタリングにより形成した層の膜厚に対するＦＣＶＡで形成した層の膜厚の割合は、１１％であった。また、本比較例の積層体の膜厚の総計は１３００ｎｍであった。【０１６３】
【表３４】
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【０１６４】
本比較例の複合プラスチック部材に対して、実施例１と同様に、初期密着性試験、高温高湿度試験、冷熱衝撃試験及び着脱試験の４種類の試験を行い、本比較例の複合プラスチック部材の各特性を評価した。評価結果を表３５に示す。初期密着性試験を１０個の試料に対して実施したところ、１０個全てが合格であった。高温高湿度試験を上述の条件２にて、１０個の試料に対して実施したところ、１０個全てが合格であった。冷熱衝撃試験を１０個の試料に対して実施したところ、８個が合格であった。しかし、着脱試験において、目標の７５％の回数で基材の露出が確認された。【０１６５】
【表３５】
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【０１６６】
以上、実施例及び比較例により、複合プラスチック部材の特性を評価してきたが、プラスチック基材側の積層体をクロム層からなる交互積層体とし、複合プラスチック部材の外側表面に近い側の積層体を窒化クロム層からなる交互積層体とすることにより、プラスチック基材に対して良好な密着性を示し、優れた耐久性及び耐摩耗性を備える複合プラスチック部材を安価に提供できることが分かる。特に、真鍮基材に湿式メッキを施した比較例５に比べて十分な耐摩耗性を有し、また、真鍮基材に窒化クロム層をＦＣＶＡで形成した比較例６に比べても優れた耐摩耗性を有する。積層体は、クロム及び所定の窒素含有量の窒化クロム層から形成されているので、導電性と良好な金属光沢を有する。また、成膜方法として、図２に示したような装置を用いてＦＶＣＡとスパッタリングを組み合わせて用いることにより、上下層で硬度の異なるクロム層及び窒化クロム層を効率よく形成することができる。【０１６７】
上記実施例によると、プラスチック基材上に、クロム層をＦＣＶＡとスパッタリングにより交互積層するとともに、窒化クロム層をＦＣＶＡとスパッタリングによりバイアス電圧を制御しながら交互積層したが、窒化クロム層の積層時に必ずしもバイアス電圧を制御する必要はない。ＦＣＶＡとスパッタリングをバイアス電圧を印加せずに実施してもよい。【０１６８】
また、上記実施例によると、プラスチック基材上に、クロム層をＦＣＶＡとスパッタリングにより交互積層するとともに、窒化クロム層をＦＣＶＡとスパッタリングにより制御しながら交互積層したが、プラスチック基材上に、クロム層だけをＦＣＶＡとスパッタリングにより交互積層して得られたものも本願に包含される。この場合でも、スパッタリングだけでクロム層を堆積した場合に比べて、軟質なプラスチック基材上にクロム層を良好に密着させることができ、クロム積層体の耐摩耗性、靭性及び摺動性などを向上させることができる。また、プラスチック基材としてポリカーボネート基材を用いたが、射出成型できる樹脂であれば任意の樹脂基材を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６９】
上記態様及び実施例によれば、成形可能なプラスチック基材上に、耐摩耗性が高く、摺動性が良好であり、導電性及び優れた外観を有する積層体を密着して備える複合プラスチック部材を提供することができる。それゆえ、この複合プラスチック部材を用いることにより、耐摩耗性、摺動性、導電性及び優れた外観が要求される任意の形状の部材を安価に製造することが可能となる。特に、このプラスチック部材は、他の部材と相対摺動して接続されるカメラ用レンズマウントまたはカメラ用ボディマウントに好適であり、カメラ部品の軽量化、量産化、製造コストダウンに貢献する。【０１７０】
また、上記態様の複合プラスチック部材は、カメラレンズ用レンズマウント又はカメラ用ボディマウントに限られず、他の光学装置システムおよびその構成要素、又はそれらの製造装置に適用することができる。光学装置システムには光学装置及びその付属装置が含まれる。上記光学装置システムに含まれる光学装置としては、一眼レフカメラボディ、一眼レフカメラ用レンズ、コンパクトカメラボディ、コンパクトカメラ用レンズ、携帯電話機等の撮像機能を有する携帯端末機、これらの装置に内蔵される撮像モジュール等が例示される。また、上記光学装置システムに含まれる付属装置としては、フラッシュやＬＥＤライト等の照明装置、ＧＰＳ装置、リモートコントロール装置、データ通信装置、レンズフード等が例示される。【０１７１】
上記態様の光学装置システム用部材としては、マウント部材の他、カメラボディの筐体、カメラレンズの鏡筒、フォーカスリングやズームリング等の操作リング、各種操作ボタン、装飾用部材、シャッター機構部品、アクセサリ取付部の摺動部材等が例示される。なお、上記態様の複合プラスチック部材は、上記の装置及び部材の製造工程において、製造装置や検査装置の部材として用いることもできる。これらの部材の具体例としては、摺動部品や、摺動部品を有する装置の製造工程において、摺動部の耐久性を試験するための試験工具を挙げることができる。
【符号の説明】
【０１７２】
１      ＦＣＶＡ用カソード
２      ＦＣＶＡ用クロムターゲット
３      ＦＣＶＡ用アノード
４      電磁フィルタ
５      ＦＣＶＡビームスキャン用コイル
６      ＦＣＶＡ用直流電流
７      接地部
８      ＦＣＶＡ源
９      スパッタリング用電源
１０    スパッタリング用カソード
１１    スパッタリング用クロムターゲット
１２    バイアス用電源
１３    自公転ホルダ
１４    基材
１５    成膜チャンバ（スパッタリング用アノード）
１６    アークプラズマ生成部
１０１  プラスチック基材
１０２  積層体
１００  成膜装置
１０００  複合プラスチック部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2013039132.tif 000048
【図１２】
2013039132.tif 000049
【図１３】
2013039132.tif 000050
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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