(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を真空に保持する真空チャンバーと、真空チャンバー内に水平に設置されたルツボと、ルツボ内の材料に電子ビームを照射して材料を蒸発させる電子銃とを備えた真空蒸着装置用の材料供給装置において、
前記ルツボの長さ方向に真空チャンバーに隣接して設置されたパレット収納チャンバーと、真空チャンバーとパレット収納チャンバーとを連通しルツボの長さ方向に延びた直線状の連通ダクトと、該連通ダクトの中間に設けられ連通ダクトを気密に開閉する開閉弁と、パレット収納チャンバー内を真空に保持する真空装置とを備え、
前記パレット収納チャンバーにはルツボとほぼ同一の長さを有し内部に材料ペレットを収容しかつ下面が下方に開閉可能なパレットが収納され、
更に、パレットをパレット収納チャンバー内の挿入位置Ｂから連通ダクトを通して真空チャンバー内のルツボ隣接位置Ｃまでルツボに平行に挿入するパレット挿入装置と、パレットをルツボ隣接位置Ｃからルツボ上方のパレット開放位置Ｄまでルツボの幅方向に移動させるパレットスライド装置と、を備え、
これにより、開閉弁を開いた状態でパレット収納チャンバーから連通ダクトを通してルツボ隣接位置Ｃまでパレットをルツボに平行に挿入し、次いでパレット開放位置Ｄまで幅方向に移動させ、パレットの下面を開いて内部の材料ペレットをルツボ内に落下させ、開閉弁を閉じた状態でパレット収納チャンバーを大気解放して内部のパレットに材料ペレットを補給する、ことを特徴とする真空蒸着用材料供給装置。
【請求項２】
前記パレット収納チャンバーは、挿入位置Ｂのパレットとこれに幅方向に密着した複数のパレットを水平に支持する水平支持台と、これに隣接した傾斜支持台とを有し、更に水平支持台上の複数のパレットを挿入位置側に移動させるパレット押出装置を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の真空蒸着用材料供給装置。
【請求項３】
前記材料ペレットは、フレーク状、棒状又は粒状である、ことを特徴とする請求項１に記載の真空蒸着用材料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は連続真空蒸着装置に係わり、更に詳しくは、フレーク状、棒状又は粒状の蒸着材料を真空蒸着装置内に連続的に供給するための真空蒸着用材料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空室内に粒状物体を供給する装置として、例えば実公平２−２６９３４号の「真空室内粒状物体導入装置」が開示されている。この装置は、図６に例示するように、真空室１に向かって傾斜し、先端が真空室に開口し、後端が作動するプラグ２を介して補給装置３と連通・遮断自在に連結され、真空室開口部先端近傍に磁石付板バネ４と電磁石５を設けたことを特徴とし、真空蒸着装置内に粒状の材料６を連続的に１つ１つルツボ内に供給するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、▲１▼上述した従来技術では、粒状物体を１つ１つ供給するため、幅広の鋼板へ連続蒸着する場合には、幅方向に均等に供給することができず、かつ供給速度が遅く、幅広鋼板に必要な大量の蒸発量に対応できない問題点があった。
また、▲２▼モリブデン、クロム等の昇華性材料は、粒状に加工するのが困難であるため、上述した従来技術では材料コストがかかる問題点があった。すなわち、昇華性材料では、電解析出によりフレーク状材料が先ず成形され、次いで粒状に再加工するため、フレーク状材料は比較的安価であるが、粒状材料はコスト高になる問題点があった。
【０００４】
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、真空蒸着装置内のルツボ内に蒸着材料を連続的に供給することができ、かつ幅広の鋼板の幅方向にほぼ均等に材料を供給することができ、材料の供給速度が大きい真空蒸着用材料供給装置を提供することにある。また、本発明の別の目的は、フレーク状、棒状又は粒状の材料をルツボ内に均等に供給することができる真空蒸着用材料供給装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、内部を真空に保持する真空チャンバーと、真空チャンバー内に水平に設置されたルツボと、ルツボ内の材料に電子ビームを照射して材料を蒸発させる電子銃とを備えた真空蒸着装置用の材料供給装置において、前記ルツボの長さ方向に真空チャンバーに隣接して設置されたパレット収納チャンバーと、真空チャンバーとパレット収納チャンバーとを連通しルツボの長さ方向に延びた直線状の連通ダクトと、該連通ダクトの中間に設けられ連通ダクトを気密に開閉する開閉弁と、パレット収納チャンバー内を真空に保持する真空装置とを備え、前記パレット収納チャンバーにはルツボとほぼ同一の長さを有し内部に材料ペレットを収容しかつ下面が下方に開閉可能なパレットが収納され、更に、パレットをパレット収納チャンバー内の挿入位置Ｂから連通ダクトを通して真空チャンバー内のルツボ隣接位置Ｃまでルツボに平行に挿入するパレット挿入装置と、パレットをルツボ隣接位置Ｃからルツボ上方のパレット開放位置Ｄまでルツボの幅方向に移動させるパレットスライド装置と、を備え、これにより、開閉弁を開いた状態でパレット収納チャンバーから連通ダクトを通してルツボ隣接位置Ｃまでパレットをルツボに平行に挿入し、次いでパレット開放位置Ｄまで幅方向に移動させ、パレットの下面を開いて内部の材料ペレットをルツボ内に落下させ、開閉弁を閉じた状態でパレット収納チャンバーを大気解放して内部のパレットに材料ペレットを補給する、ことを特徴とする真空蒸着用材料供給装置が提供される。
【０００６】
本発明の好ましい実施例によれば、前記パレット収納チャンバーは、挿入位置Ｂのパレットとこれに幅方向に密着した複数のパレットを水平に支持する水平支持台と、これに隣接した傾斜支持台とを有し、更に水平支持台上の複数のパレットを挿入位置側に移動させるパレット押出装置を備える。また、前記材料ペレットは、フレーク状、棒状又は粒状である。
【０００７】
【作用】
上記本発明の構成によれば、真空チャンバーとパレット収納チャンバーとが直線状の連通ダクトで連通され、この連通ダクトの中間に開閉弁が設けられ、開閉弁を開いた状態でパレット収納チャンバーから連通ダクトを通してルツボ隣接位置Ｃまでパレットをルツボに平行に挿入し、次いでパレット開放位置Ｄまで幅方向に移動させ、パレットの下面を開いて内部の材料ペレットをルツボ内に落下させ、開閉弁を閉じた状態でパレット収納チャンバーを大気解放して内部のパレットに材料ペレットを補給するので、真空チャンバー内の真空を保持したまま、パレット収納チャンバー内のパレットに材料ペレットを補給することができ、実質的に真空蒸着装置内のルツボ内に蒸着材料を連続的に供給することができる。
【０００８】
また、材料ペレットは、ルツボとほぼ同一の長さを有し下面が下方に開閉可能なパレット内に充填され、連通ダクトを通してルツボ隣接位置Ｃまでパレットをルツボに平行に挿入し、次いでパレット開放位置Ｄまで幅方向に移動させ、パレットの下面を開いて内部の材料ペレットをルツボ内に落下させるので、幅広の鋼板の幅方向にほぼ均等に材料を供給することができ、かつ材料の供給速度が大きい。
【０００９】
更に、材料ペレットは、パレットの下面を開いた際にルツボ内に自重で落下する形状であればよく、フレーク状、棒状又は粒状の材料をルツボ内に供給することができる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付して使用する。
図１は、本発明による真空蒸着用材料供給装置の全体構成図である。この図において、真空蒸着装置１０は、内部を真空に保持する真空チャンバー１１と、真空チャンバー１１内に水平に設置された細長いルツボ１２と、ルツボ１２内の材料に電子ビーム１３ａを照射してルツボ内の材料を蒸発させる電子銃１３とを備えており、電子銃１３から発射された電子ビーム１３ａによりルツボ１２内の蒸着材料を溶解し蒸発させ、上部を連続的に移動する鋼板７の表面上に薄膜を蒸着させるようになっている。
【００１１】
本発明による真空蒸着用材料供給装置は、ルツボ１２の長さ方向（Ｘの矢印で示す）に真空チャンバー１１に隣接して設置されたパレット収納チャンバー１４と、真空チャンバー１１とパレット収納チャンバー１４とを連通しルツボの長さ方向（Ｘ方向）に延びた直線状の連通ダクト１５と、連通ダクト１５の中間に設けられ連通ダクト１５を気密に開閉する開閉弁１６と、パレット収納チャンバー１４内を真空に保持する真空装置１７とを備えている。開閉弁１６は、例えばゲート弁である。パレット収納チャンバー１４内には、ルツボ１２とほぼ同一の長さを有し内部に材料ペレット８を収容した複数のパレット１８が収納されている。かかる構成により、真空チャンバー１１内の真空を保持したまま、開閉弁１６を閉じパレット収納チャンバー１４を解放して、空のパレット１８に材料ペレット８を充填することができる。
【００１２】
本発明の材料供給装置は更に、パレット１８をパレット収納チャンバー１４内の挿入位置Ｂから連通ダクト１５を通して真空チャンバー１１内のルツボ隣接位置Ｃまでルツボ１２に平行に挿入するパレット挿入装置２０と、パレット１８をルツボ隣接位置Ｃからルツボ上方のパレット開放位置Ｄまでルツボの幅方向（Ｙの矢印で示す）に移動させるパレットスライド装置２２とを備えている。
【００１３】
パレット挿入装置２０は、挿入位置Ｂにあるパレット１８の一端（図で右端）に係合し、このパレット１８をルツボの長さ方向（Ｘ方向）に水平に押す細長い貫通ロッド２０ａとこの貫通ロッド２０ａを軸方向に移動させる駆動ユニット２０ｂとからなる。また、パレットスライド装置２２は、ルツボ隣接位置Ｃにあるパレット１８の他端（図で左端）に係合し、このパレット１８をルツボの幅方向（Ｙ方向）に水平に移動させる細長い貫通ロッド２２ａとこの貫通ロッド２２ａを軸方向に移動させる駆動ユニット２２ｂとからなる。貫通ロッド２０ａ、２２ａは、適当な貫通シールにより気密を保持したままパレット収納チャンバー１４、真空チャンバー１１の側壁をそれぞれを貫通している。駆動ユニット２０ｂ、２２ｂは、例えばモータとボールネジからなる。
【００１４】
図２は、パレット１８の移動手段を示す平面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。パレット１８は、図５に示すように下面が下方に開閉可能になった細長い矩形容器であり、パレット収納チャンバー１４内の挿入位置Ｂにおいて、パレット台２３の上に載るようになっている。パレット台２３は、上面と幅方向（Ｙ方向）が開いた箱状の支持台２３ａとその前後に設けられた係止部２３ｂ、２３ｃとからなる。パレット収納チャンバー側（図で右側）の後係止部２３ｃは、上方が開いた垂直板からなり、貫通ロッド２０ａの先端に設けられた下向きのフック部材２０ｃと係合し、貫通ロッド２０ａの軸方向移動により、ルツボの長さ方向（Ｘ方向）にパレット１８を移動させ、かつパレット１８がルツボの幅方向（Ｙ方向）に水平移動する際にはその係合が外れるようになっている。また、真空チャンバー側（図で左側）の前係止部２３ｂは、前方（図で左側）が開いた２枚の垂直板からなり、貫通ロッド２２ａの先端に設けられた右向きのフック部材２２ｃと係合し、貫通ロッド２２ａの軸方向移動により、ルツボの幅方向（Ｙ方向）にパレット１８を移動させ、かつパレット１８がルツボの長さ方向（Ｘ方向）に図で右に移動する際にはその係合が外れるようになっている。
【００１５】
上述した構成により、開閉弁１６を開いた状態でパレット収納チャンバー１４から連通ダクト１５を通してルツボ隣接位置Ｃまでパレット１８をルツボ１２に平行に挿入し、次いでパレット開放位置Ｄまで幅方向に移動させることができる。
【００１６】
図３は、図１のパレット収納チャンバー１４の拡大平面図であり、図４は図３のＡ−Ａ線における側面断面図である。これらの図に示すように、パレット収納チャンバー１４は、挿入位置Ｂのパレット１８とこれと幅方向に密着した複数のパレット１８を水平に支持する水平支持台１４ａとこれに隣接した傾斜支持台１４ｂを有する。パレット収納チャンバー１４には更に、水平支持台１４ａ上の複数のパレット１８を挿入位置Ｂの側に移動させるパレット押出装置２４を備えている。パレット押出装置２４は、複数のパレット１８を水平に押す貫通ロッド２４ａとこの貫通ロッド２４ａを軸方向に移動させる駆動ユニット２４ｂとからなる。駆動ユニット２４ｂは、例えばモータとボールネジからなる。かかる構成により、パレット収納チャンバー１４内に材料ペレット８を充填した複数のパレット１８を収容し、これを順次挿入位置Ｂに移動させることができ、かつ空になったパレット１８を傾斜支持台１４ｂを滑らせて下方に収容することができる。
【００１７】
図５は、図１のＥ−Ｅ線における拡大側面図である。この図に示すように、パレット１８の下面１８ａが下方に開閉可能になっており、前述したパレットスライド装置２２により、パレット１８をルツボ隣接位置Ｃからルツボ上方のパレット開放位置Ｄまでルツボの幅方向（Ｙ方向）に支持台２１上を移動させると、支持台２１からパレット１８が部分的にはみ出した位置で、下面１８ａが自重で下方に開き、内部の材料ペレット８が自重でルツボ１２内に落下するようになっている。従って、幅広の鋼板７の幅方向にほぼ均等に材料を供給することができ、かつ材料の供給速度が大きい。また、材料ペレット８は、パレットの下面１８ａを開いた際にルツボ内に自重で落下する形状であればよく、フレーク状、棒状又は粒状の材料をルツボ内に供給することができる。
【００１８】
以下、本発明の真空蒸着用材料供給装置の使用方法を説明する。
ルツボ１２内の材料は、時間経過とともに減少する。ここで、連続蒸着を継続するために、材料供給装置により材料を供給する必要がある。あらかじめパレット収納チャンバー１４内に材料を充填したパレット１８を複数個セットしておく。
【００１９】
連続蒸着が開始し、ルツボ内の材料が減少したところで、パレット挿入装置２０によりパレット１８をルツボ１２の真横（ルツボ隣接位置Ｃ）まで挿入させ、次にパレットスライド装置２２によりパレット１８をルツボ１２の上方（パレット開放位置Ｄ）までスライドさせ、パレット１８の底部よりルツボ１２内に材料を投入する。空になったパレット１８は、元のパレット収納チャンバー１４内に戻り、パレット押出装置２４により押し出された次のパレット１８が挿入位置Ｂに設置されると、空パレット１８はパレット収納チャンバー下方で待機する。上記動作を１サイクルとして、パレット収納チャンバー１４内にセットされた複数個のパレット１８が全て空になるまで数サイクル動作可能である。
【００２０】
全てのパレット１８が空になった時点で、真空チャンバー１１とパレット収納チャンバー１４の中間にあるゲート弁１６を閉にし、パレット収納チャンバーを大気解放し、空パレット１８に再度材料を充填し、パレット収納チャンバー内にセットする。セット後、パレット収納チャンバー１４の真空引きを行い、真空チャンバー１１と同じ圧力に到着した時点でゲート弁１６を開にして、材料供給動作を繰り返す。この際、ゲート弁１６で真空チャンバー１１内は真空保持されているため、収納チャンバー１４内を大気解放しても影響なく連続真空蒸着が可能である。
【００２１】
上述したように、本発明の構成によれば、真空チャンバー１１内の真空を保持したまま、パレット収納チャンバー１４内のパレット１８に材料ペレットを補給することができ、実質的に真空蒸着装置内のルツボ内に蒸着材料を連続的に供給することができる。また、材料ペレットは、ルツボとほぼ同一の長さを有し下面が下方に開閉可能なパレット内に充填され、連通ダクト１５を通してルツボ隣接位置Ｃまでパレット１８をルツボ１２に平行に挿入し、次いでパレット開放位置Ｄまで幅方向に移動させ、パレットの下面を開いて内部の材料ペレットをルツボ内に落下させるので、幅広の鋼板の幅方向にほぼ均等に材料を供給することができ、かつ材料の供給速度が大きい。更に、材料ペレットは、パレットの下面を開いた際にルツボ内に自重で落下する形状であればよく、フレーク状、棒状又は粒状の材料をルツボ内に供給することができる。
【００２２】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。例えば、本発明は連続真空蒸着装置に限定されず、バッチ式にも適用でき、また、鋼板以外のフィルム、紙、へのコーティングにも適用できる。更に、上述した実施例ではルツボ１２が１つの場合について述べているが、図１に仮想線で示すように複数ルツボの場合でも、パレット挿入装置を増やすことによって可能である。
【００２３】
【発明の効果】
上述したように、本発明の真空蒸着用材料供給装置は、▲１▼アルミニウムのようにワイヤー状で供給することができない材料（マンガン、クロム等）でも、フレーク状、棒状、粒状等複雑形状でした供給できない材料でも連続供給が可能になり、多種の蒸着膜を連続成膜することができ、▲２▼真空チャンバー（蒸着室）内を大気解放することなく連続的に材料の供給が可能であるため、生産性の向上、ランニングコストの低減が可能であり、▲３▼パレット内の材料成分を調整することにより、ルツボ内材料の成分調整を自由に変化させることができ、このため、目的の合金比率の膜を形成することができる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による真空蒸着用材料供給装置の全体構成平面図である。
【図２】パレットの移動手段を示す平面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
【図３】図１のパレット収納チャンバーの拡大平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線における側面断面図である。
【図５】図１のＥ−Ｅ線における拡大側面図である。
【図６】従来の材料供給装置の構成図である。
【符号の説明】
１  真空室
２  プラグ
３  補給装置
４  磁石付板バネ
５  電磁石
６  粒状材料
７  鋼板
８  材料ペレット
１０  真空蒸着装置
１１  真空チャンバー
１２  ルツボ
１３  電子銃
１４  パレット収納チャンバー
１５  連通ダクト
１６  開閉弁（ゲート弁）
１７  真空装置
１８  パレット
２０  パレット挿入装置
２２  パレットスライド装置
２４  パレット押出装置
Ｘ  ルツボの長さ方向
Ｙ  ルツボの幅方向
Ｂ  挿入位置
Ｃ  ルツボ隣接位置
Ｄ  パレット開放位置
【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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