【事件の表示】
　特許第３１０４７０１号「アーク式蒸発源」の請求項１、２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３１０４７０１号の請求項１、２に係る特許を維持する。
【理　由】
１．本件特許第３１０４７０１号は、平成１１年８月１８日の出願であって、平成１２年９月１日にその特許権の設定登録がなされ、その後、株式会社神戸製鋼所より特許異議の申立てがなされ、取消理由が通知され、その指定期間内である平成１３年１０月２６日に意見書及び訂正請求書が提出されたものである。
　
２．本件特許に対し異議申立人株式会社神戸製鋼所は、甲第１号証として特公昭５８−３０３３号公報を、及び甲第２号証として特開平９−１７００７５号公報を提示し、
（１）本件特許の請求項１に係る発明は、本件特許の出願前に国内において頒布された甲第１号証に記載されているから、特許法第２９条第１項第３号に掲げる発明に該当し、当該特許は、特許法第２９条第１項の規定に違反してされたものであり、
（２）本件特許の請求項２に係る発明は、本件特許の出願前に国内において頒布された甲第１号証及び甲第２号証に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明することができたものであるから、当該発明に係る特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反して特許されたものである
旨主張する。
　
３．上記取消理由は、異議申立人の提示した甲第１号証及び甲第２号証を引用し、
（１）本件特許の請求項１に係る発明は、本件特許の出願前に国内において頒布された甲第１号証に記載されたものであるから、特許法第２９条第１項に掲げられた発明に該当し、当該特許は、特許法第２９条第１項の規定に違反してされたものであり、
（２）本件特許の請求項１に係る発明は、本件特許の出願前に国内において頒布された甲第１号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、当該発明に係る特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものであり、
（３）本件特許の請求項２に係る発明は、本件特許の出願前に国内において頒布された甲第１号証及び甲第２号証に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明することができたものであるから、当該発明に係る特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反して特許されたものである
から取り消すべきというものである。
　
４．上記訂正請求によって訂正された明細書の請求項１及び２に係る発明（以下、それぞれ、「訂正発明１」及び「訂正発明２」という。）は、その特許請求の範囲に記載された次のとおりのものである。
 「【請求項１】　アーク放電によって陰極を溶解させて陰極物質を蒸発させるアーク式蒸発源において、軸方向の長さが直径よりも大きい円柱状の陰極と、当該陰極の消耗に応じて当該陰極をその軸に沿って前方に送り出す陰極送り機構と、前記陰極をその蒸発面を外に出した状態で収納する陰極収納容器を有していてその中に冷却水が流されてこの冷却水によって前記陰極の側面および底面を冷却する陰極冷却機構と、前記陰極の周囲に巻かれていて前記陰極の先端の蒸発面にほぼ垂直ないし当該蒸発面において外に広がる磁力線を発生させる磁気コイルとを備えており、しかも前記陰極は、前記陰極収納容器を貫通する支持軸の先端部に支持されていてこの支持軸を介して前記陰極送り機構によって前方に送り出されるものであり、かつ当該支持軸が前記陰極収納容器を貫通する部分には前記冷却水の漏れ防止用のパッキンが設けられていることを特徴とするアーク式蒸発源。
　【請求項２】　前記陰極を構成する物質と反応して化合物を作る反応性ガスを前記陰極の蒸発面付近に吹き付けるガス吹付け機構を更に備える請求項１記載のアーク式蒸発源。」
　
５．上記訂正請求の適否について判断する。
（１）上記訂正は、願書に添付された明細書（以下、「特許明細書」という。）を、以下のａ〜ｅのとおり訂正するものである。
ａ．特許請求の範囲について、
　特許請求の範囲第１項について、「前記陰極の少なくとも側面を冷却水によって冷却する陰極冷却機構」を、「前記陰極をその蒸発面を外に出した状態で収納する陰極収納容器を有していてその中に冷却水が流されてこの冷却水によって前記陰極の側面及び底面を冷却する陰極冷却機構」と訂正（以下、「訂正事項ａ１」という。）し、「しかも前記陰極は、前記陰極収納容器を貫通する支持軸の先端部に支持されていてこの支持軸を介して前記陰極送り機構によって前方に送り出されるものであり、かつ当該支持軸が前記陰極収納容器を貫通する部分には前記冷却水の漏れ防止用のパッキンが設けられている」を加入する訂正（以下、「訂正事項ａ２」という。）をする。
ｂ．発明の詳細な説明について、
　段落【００１７】４−６行目の「前記陰極の少なくとも側面を冷却水によって冷却する陰極冷却機構と、前記陰極の周囲に巻かれていて前記陰極の先端の蒸発面にほぼ垂直ないし当該蒸発面において外に広がる磁力線を発生させる磁気コイルとを備える」を、「前記陰極をその蒸発面を外に出した状態で収納する陰極収納容器を有していてその中に冷却水が流されてこの冷却水によって前記陰極の側面および底面を冷却する陰極冷却機構と、前記陰極の周囲に巻かれていて前記陰極の先端の蒸発面にほぼ垂直ないし当該蒸発面において外に広がる磁力線を発生させる磁気コイルとを備えており、しかも前記陰極は、前記陰極収納容器を貫通する支持軸の先端部に支持されていてこの支持軸を介して前記陰極送り機構によって前方に送り出されるものであり、かつ当該支持軸が前記陰極収納容器を貫通する部分には前記冷却水の漏れ防止用のパッキンが設けられている」と訂正する。
ｃ．発明の詳細な説明について、
　段落【００２２】１行目の「陰極の少なくとも側面」を、「陰極の側面および底面」と訂正する。
ｄ．発明の詳細な説明について
　段落【００４２】１行目の「陰極の少なくとも側面」を、「陰極の側面および底面」と訂正する。
ｅ．発明の詳細な説明について、
　段落【００４９】１行目の「陰極の少なくとも側面」を、「陰極の側面および底面」と訂正する。
　
（２）上記訂正のうち、
　訂正事項ａ１についてみると、この訂正は、陰極冷却機構について、冷却手段として陰極収納容器内に冷却水を流すものに限定し、さらに冷却する部分を側面に加えて底面を冷却するものに限定したものであるから、特許請求の範囲の減縮に相当し、訂正事項ａ２についてみると、この訂正は、陰極送り機構と陰極との間に介在する支持軸を構成に加え、さらに、支持軸と、陰極収納容器との関係を特定したものであるから、特許請求の範囲の減縮に相当する。
　ｂ〜ｅの訂正についてみると、この訂正は、特許請求の範囲の減縮に伴って、発明の詳細な説明の【課題を解決するための手段】、【発明の実施の形態】についての記載中発明の実施の形態の作用効果に関する記載、及び【発明の効果】を、これと整合するように訂正するものであるから、明りょうでない記載の釈明に相当する。
　そして、上記訂正事項ａ１及びａ２は、特許明細書の段落【００３０】に、陰極冷却機構の冷却手段、陰極の冷却される部分及び支持軸と陰極収納容器との関係として記載されたとおりのものであるから、特許明細書に記載された事項の範囲内のものである。
　そして、これらの訂正によって、発明の目的が変更されるものでもないから、前記訂正事項は、いずれも、実質上特許請求の範囲を拡張するものでもなく、また、変更するものでもない。
　
（３）以上のとおりであるから、上記訂正請求は、特許法第１２０条の４第２項並びに同条第３項で準用する第１２６条第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
６．次に、特許異議の申立てについて判断する。
（１）本件特許の請求項１及び２に係る発明は、訂正された明細書の特許請求の範囲に記載されたとおりのものであって、上記４で認定したとおりのものである。
　
（２）異議申立人が提示した前記甲第１号証及び甲第２号証には、以下の事項が記載されている。
　甲第１号証；「ビーム銃１２は、導電物質より構成されたほぼ円錐台状の陽極１４と、同じく導電物質より構成されたほぼ円筒状の陰極１５を具備している。」（第５欄３４−３６行目参照）、「動作時には、まず火花供給装置２０を始動して比較的高い正電圧を電極２２上に加え、それによってアーク放電を陰極１５と陽極１４間に発生させる。アーク放電は陰極上を迅速に動く小さなスポットに流れる電流により発生され、その結果第２図の点線２４に沿って物体１３の方に指向されるべき陰極ソース物質の高エネルギーの原子とイオンビームを発生する。」（第６欄１０−１７行目）、「ビーム銃の作動電圧は、蒸発させる陰極物質に依存し、」（第６欄３８−３９行目）、「この方法は所望の雰囲気、例えば真空、不活性ガス雰囲気、或いは少量の反応ガスを含む雰囲気中で実施できる。」（第６欄４４行目−第７欄２行目）、「磁界コイル４２はハウジング３１の周囲に配置され、」（第７欄３３−３４行目）、「磁界はビーム銃の動作特性を高め、陰極と陽極間のアーク電位を増加する。従って陰極から放射された原子とイオンの数とビーム束強度とが増加され、かくしてビーム銃の堆積速度を増加する。更に磁界はビーム銃によって発生したイオン化ビームの指向性を増加する。」（第８欄１２−１７行目）、「磁界コイル６３により発生した磁界により放電特性を制御し、且つ第４図に示されたビーム銃に関連してこれまでに記述したようなビームを成形する。」（第９欄１６−１９行目）、「第９図は本発明に係るビーム銃に関し消耗電極の供給機構を示す。陰極７５はビーム銃のハウジング７６に装着された細長い棒（ロッド）よりなる。マニホールド空洞７７をハウジング７６の内部と陰極ロッド７５の端部の周囲の廻りに形成し、Ｏ−リングシール７８をロッド７５とハウジング７６の間に設けてそれらの間に流体シールを形成する。」（第１０欄１０−１７行目）、「ラックギヤ８２は・・・ピニオンギヤ８３とかみ合う。・・・ピニオンギヤ８３の移動速度をビーム銃の堆積速度と関係づけることにより、陰極物質を連続的に駆動して、陰極が連続的にビーム銃により消費されるようにすることができる。水のような冷却剤を空洞７７に通すことにより陰極と銃とを冷却する。」（第１０欄２１−２９行目）及び「第９図は本発明に係るアーク堆積方法に使用するビーム銃の他の変形例を示す側面図」（第１４欄１９−２０行目）と記載され、第９図には、陰極７５の先端面を外に出した状態で、その端部を収納するハウジング７６と、陰極７５の一端に固定されたラックギア８２が示されている。そして、図９及び発明の詳細な説明の欄の図９に関する記載には、磁気コイルについての記載はないが、第９図に示されたものは、本発明に係るアーク堆積方法に使用するビーム銃の変形例であり、磁気コイルについては、他の実施例のものと異なるものではないと認められるから、甲第１号証には、「アーク放電を発生させて陰極物質を蒸発させるビーム銃１２において、細長い棒よりなる陰極７５と、ビーム銃の堆積速度と関係づけた移動速度で陰極７５を連続的に駆動するラック・ピニオン機構８２、８３と、陰極７５の先端面を外に出した状態で、その端部を収納するハウジング７６有していてその中に冷却水が流されてこの冷却水によって前記陰極の端部の周囲を冷却水によって冷却する陰極冷却機構と、前記陰極７５を収納するハウジング７６の周囲に配置されていて、陰極から放射された原子とイオンの数とビーム強度を増加し、さらにビーム銃１２によって発生したイオン化ビームの指向性を増加させる磁界コイル４２とを備えており、前記陰極７５は、ラックギヤ８２の先端部に支持されており、前記陰極７５とハウジング７６との間には、流体シールを形成するＯ−リングシール７８が設けられているアーク式蒸発源。」の発明が記載されていると認められる。
　甲第２号証；「【課題を解決するための手段】
　上記目的を達成するため、この発明の膜形成方法は、陰極におけるアーク放電を利用して陰極物質を蒸発させる１台以上のアーク式蒸発源を用いて、基材に負のバイアス電圧を印加した状態で、まず基材上に下地層として窒化チタン膜を形成し、その後その上に窒化チタン膜とは異種の膜を１層以上形成する膜形成方法において、前記窒化チタン膜の形成を、チタンから成る陰極を有する前記アーク式蒸発源を用いて、その陰極に窒素ガスを吹き付けながら行うことを特徴とする。」（段落００１１）、「このアーク式蒸発源１０は、陰極１２と陽極を兼ねる真空容器５０との間で真空アーク放電を生じさせて、陰極物質１４を蒸発させるものであるが、陰極１２の前面１２ａを含む領域に反応性ガス４８を吹き付けるガス吹付け機構４０を備えている点に特徴を有している。」（段落００１７）及び「その際、ガス吹付け機構４０のガス吹出し口４６から、陰極１２の前面１２ａを含む領域に反応性ガス４８を吹き付けながら陰極１２においてアーク放電を生じさせると、・・・陰極前面１２ａでの粗大な溶融部の形成が抑制され、大きな塊の陰極物質１４の飛散が防止される。その結果、基材上に表面粗度の良好な、即ち平滑性の良好な膜を形成することができる。」（段落００２７）と記載されている。
　
（３）本件請求項１に係る発明と、甲第１号証に記載された発明とを対比すると、甲第１号証に記載された発明の「アーク放電を発生させて陰極物質を蒸発させるビーム銃１２」、「細長い棒よりなる陰極７５」、「ビーム銃の堆積速度と関係づけた移動速度で陰極７５を連続的に駆動するラック・ピニオン機構８２、８３」及び「陰極７５を収納するハウジングの周囲に配置されていて、陰極から放射された原子とイオンの数とビーム強度を増加し、さらにビーム銃によって発生したイオン化ビームの指向性を増加させる磁界コイル４２」は、本件発明の「アーク放電によって陰極を溶解させて陰極物質を蒸発させるアーク式蒸発源」、「軸方向の長さが直径よりも大きい円柱状の陰極」、「陰極の消耗に応じて当該陰極をその軸に沿って前方に送り出す陰極送り機構」及び「陰極の周囲に巻かれていて前記陰極の先端の蒸発面にほぼ垂直ないし当該蒸発面において外に広がる磁力線を発生させる磁気コイル」に相当するから、両者は、「アーク放電によって陰極を溶解させて陰極物質を蒸発させるアーク式蒸発源において、軸方向の長さが直径よりも大きい円柱状の陰極と、当該陰極の消耗に応じて当該陰極をその軸に沿って前方に送り出す陰極送り機構と、前記陰極をその蒸発面を外に出した状態で収納する陰極収納容器を有していてその中に冷却水が流されてこの冷却水によって前記陰極を冷却水によって冷却する陰極冷却機構と、前記陰極の周囲に巻かれていて前記陰極の先端の蒸発面にほぼ垂直ないし当該蒸発面において外に広がる磁力線を発生させる磁気コイルとを備えているアーク式蒸発源。」の点で一致し、本件請求項１に係る発明の陰極を冷却する陰極冷却機構が、「陰極収納容器を有していてその中に冷却水が流されてこの冷却水によって前記陰極の側面及び底面を冷却水によって冷却する」ものであるのに対し、甲第１号証に記載された発明の陰極冷却機構は、陰極の端部を収納するハウジング７６を有していてその中に冷却水が流されてこの冷却水によって前記陰極の端部の側面を冷却水によって冷却するものである点、及び本件請求項１に係る発明が、「陰極は、前記陰極収納容器を貫通する支持軸の先端部に支持されていてこの支持軸を介して前記陰極送り機構によって前方に送り出されるものであり、かつ当該支持軸が前記陰極収納容器を貫通する部分には前記冷却水の漏れ防止用のパッキンが設けられている」のに対し、甲第１号証に記載された発明は、陰極が陰極収納容器を貫通し、陰極と陰極送り機構の一部であるラックが直接接合されており、陰極が陰極容器を貫通する部分にＯ−リングシールが設けられている点で両者は相違する。
　
（４）前記相違点について判断する。
　陰極冷却機構において、陰極をどの程度冷却するかは、必要に応じて適宜選択することである。そして、この際に、陰極冷却容器を陰極の軸方向に延長し、冷却水に接触する陰極側面を拡大することは、当業者であれば、容易に想到することができる程度のものである。一方、甲第１号証のものにおいて、単にハウジング７６を陰極７５の軸線方向に延長すると、使用されずに残る陰極の部分が多くなるという問題が生ずる。本件請求項１に係る発明は、陰極を支持軸を介して陰極送り機構によって送るようにし、支持軸が陰極冷却容器を貫通して、支持軸と、陰極容器との間で、冷却水の漏れを防止するようにしたことにより、前記問題を解決したものであって、陰極７５と、ラックを直接結合する甲第１号証には、前記相違点を示唆する記載はないというべきである。その他、上記相違点が周知慣用な技術であるとすることもいえない。
　そうすると、本件請求項１に係る発明は甲第１号証に記載されているとも、甲第１号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとも、することはできない。
　
（５）次に、請求項２に係る発明についてみると、請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の構成を全て備えた上で、さらに限定を加えたものであるから、この限定した構成が甲第１号証又は甲第２号証に記載されているとしても、前記６（４）のとおり、請求項１に係る発明が甲第１号証に記載されたものに基づき当業者が容易に発明することができない以上、請求項２に係る発明も、前記甲第１号証及び甲第２号証に記載されたものに基づき当業者が容易に発明をすることができたものとすることはできない。
　
７．したがって、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、請求項１ないし２に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に請求項１ないし２に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年１１月２２日（２００１．１１．２２）
【訂正の要旨】
　訂正の要旨
ａ．特許請求の範囲について、
　特許請求の範囲第１項について、「前記陰極の少なくとも側面を冷却水によって冷却する陰極冷却機構」を、「前記陰極をその蒸発面を外に出した状態で収納する陰極収納容器を有していてその中に冷却水が流されてこの冷却水によって前記陰極の側面及び底面を冷却する陰極冷却機構」と、特許請求の範囲の減縮を目的とした訂正をし、「しかも前記陰極は、前記陰極収納容器を貫通する支持軸の先端部に支持されていてこの支持軸を介して前記陰極送り機構によって前方に送り出されるものであり、かつ当該支持軸が前記陰極収納容器を貫通する部分には前記冷却水の漏れ防止用のパッキンが設けられている」を加入する、特許請求の範囲の減縮を目的とする訂正をする。
ｂ．発明の詳細な説明について、
　段落【００１７】４−６行目の「前記陰極の少なくとも側面を冷却水によって冷却する陰極冷却機構と、前記陰極の周囲に巻かれていて前記陰極の先端の蒸発面にほぼ垂直ないし当該蒸発面において外に広がる磁力線を発生させる磁気コイルとを備える」を、「前記陰極をその蒸発面を外に出した状態で収納する陰極収納容器を有していてその中に冷却水が流されてこの冷却水によって前記陰極の側面および底面を冷却する陰極冷却機構と、前記陰極の周囲に巻かれていて前記陰極の先端の蒸発面にほぼ垂直ないし当該蒸発面において外に広がる磁力線を発生させる磁気コイルとを備えており、しかも前記陰極は、前記陰極収納容器を貫通する支持軸の先端部に支持されていてこの支持軸を介して前記陰極送り機構によって前方に送り出されるものであり、かつ当該支持軸が前記陰極収納容器を貫通する部分には前記冷却水の漏れ防止用のパッキンが設けられている」と、明りょうでない記載の釈明を目的とする訂正をする。
ｃ．発明の詳細な説明について、
　段落【００２２】１行目の「陰極の少なくとも側面」を、「陰極の側面および底面」と、明りょうでない記載の釈明を目的とする訂正をする。
ｄ．発明の詳細な説明について
　段落【００４２】１行目の「陰極の少なくとも側面」を、「陰極の側面および底面」と、明りょうでない記載の釈明を目的とする訂正をする。
ｅ．発明の詳細な説明について、
　段落【００４９】１行目の「陰極の少なくとも側面」を、「陰極の側面および底面」と、明りょうでない記載の釈明を目的とする訂正をする。
（５４）【発明の名称】
アーク式蒸発源
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　アーク放電によって陰極を溶解させて陰極物質を蒸発させるアーク式蒸発源において、軸方向の長さが直径よりも大きい円柱状の陰極と、当該陰極の消耗に応じて当該陰極をその軸に沿って前方に送り出す陰極送り機構と、前記陰極
をその蒸発面を外に出した状態で収納する陰極収納容器を有していてその中に冷却水が流されてこの冷却水によって前記陰極の側面および底面を
ており、しかも前記陰極は、前記陰極収納容器を貫通する支持軸の先端部に支持されていてこの支持軸を介して前記陰極送り機構によって前方に送り出されるものであり、かつ当該支持軸が前記陰極収納容器を貫通する部分には前記冷却水の漏れ防止用のパッキンが設けられてい
　【請求項２】　前記陰極を構成する物質と反応して化合物を作る反応性ガスを前記陰極の蒸発面付近に吹き付けるガス吹付け機構を更に備える請求項１記載のアーク式蒸発源。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　この発明は、例えば工具、機械部品、金型、外装部品等の基体の表面に、陰極物質または当該陰極物質の窒化物、酸化物等から成る薄膜を形成して、当該基体の耐摩耗性、摺動性、耐焼き付き性、装飾性等を向上させること等に用いられるものであって、アーク放電によって陰極を溶解させて陰極物質を蒸発させるアーク式蒸発源に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　アーク式蒸発源で蒸発させる陰極物質には、陰極近傍に生じるアークプラズマによってイオン化された陰極物質イオンがかなりの割合で含まれている。この陰極物質イオンを電界によって基体に引き込んで基体表面に薄膜を形成するアーク式イオンプレーティング法またはアーク式イオンプレーティング装置は、成膜速度が大きく生産性に優れている、薄膜の密着性が高い等の利点を有しており、工具や金型等の表面に金属膜やセラミックス膜を被覆する手段として広く用いられている。
　【０００３】
　成膜速度が大きいのは、アーク放電を利用して陰極を溶解させて、陰極物質を大量に蒸発させることができるからである。膜の密着性が高いのは、陰極物質中に含まれている陰極物質イオンを、負バイアス電圧等による電界によって基体に引き込んで衝突させることができるからである。
　【０００４】
　図２に、従来のアーク式蒸発源を備えるアーク式イオンプレーティング装置の一例を示す。
　【０００５】
　図示しない真空排気装置によって真空排気される真空容器２内に、成膜しようとする基体６を保持するホルダ８が設けられている。このホルダ８およびそれに保持される基体６には、バイアス電源１０から、例えば−数十Ｖ〜−数百Ｖ程度の負のバイアス電圧が印加される。
　【０００６】
　真空容器２内には、不活性ガスや、後述する陰極物質１６と反応する反応性ガス等から成るガス４が導入される。
　【０００７】
　この真空容器２の壁面に、ホルダ８上の基体６に向けて、従来のアーク式蒸発源１２が取り付けられている。
　【０００８】
　アーク式蒸発源１２は、所望の材料から成る円板状の陰極１４を備えている。この陰極１４は陰極ホルダ１８に固定されている。通常は陰極ホルダ１８を水冷式にして、陰極１４を冷却する構造を採用している。陰極ホルダ１８の後方近傍には、陰極１４の蒸発面１５におけるアークスポット制御用の永久磁石２０が設けられている。陰極ホルダ１８は絶縁物２２を介して真空容器２に取り付けられている。なお、アーク起動用のトリガ電極も通常は設けられているが、ここではその図示を省略している（図１においても同様）。
　【０００９】
　この例では、真空容器２が陽極を兼ねており、それと陰極ホルダ１８ひいては陰極１４との間に、陰極１４側を負極にして、アーク電源２４から、例えば数十Ｖ程度のアーク放電電圧が印加される。
　【００１０】
　これによって、陰極１４の蒸発面１５と真空容器２との間に真空アーク放電が生じて、蒸発面１５が局所的に溶解してそこから陰極物質１６が蒸発する。このとき、陰極１４の前方近傍には、アーク放電によってプラズマが生成され、陰極物質１６の一部はイオン化される。この陰極物質１６が基体６に到達して堆積して、基体６の表面に薄膜が形成される。その場合、真空容器２内に反応性ガスを導入しておくと、それと陰極物質１６とが反応して、基体６の表面に化合物薄膜が形成される。
　【００１１】
　【発明が解決しようとする課題】
　上記アーク式蒸発源１２においては、陰極１４は、アーク放電によって消耗して次第に短く（薄く）なるので、所定の交換サイクルで新品に交換する必要がある。
　【００１２】
　ところが、従来のアーク式蒸発源１２は、軸方向の長さが直径よりも小さい（例えば直径６４ｍｍ、長さ３０ｍｍ）円板状をしていて長さが短いため、それを頻繁に交換しなければならず、交換の手間が多くかかると共に、このアーク式蒸発源１２を用いた成膜装置の休止頻度が高くなって生産性が低下する。
　【００１３】
　陰極１４をその軸方向に単に長くしても、▲１▼その蒸発面１５の冷却が不十分になり、粗大溶融部が発生しやすくなる、▲２▼永久磁石２０による蒸発面１５における磁力線の状態が陰極１４の消耗に従って大きく変化するので、蒸発面１５の消耗が片寄る、等の問題が生じる。
　【００１４】
　また、上記陰極１４は、通常はそれを約５０重量％程度使用すると寿命が尽きるので、無駄が多い。特に、陰極１４がＣｒ金属やＴｉＡｌ合金等の高価な材料の場合には、コスト的な無駄も大きい。
　【００１５】
　また、陰極１４の消耗に従って、その蒸発面１５が後退する（即ち基体６から遠ざかる）ので、蒸発面１５と基体６との間の距離が変化し、基体６への成膜速度が変化する。従って、基体６の表面に形成する膜厚の均一性等が悪化する。これが短時間で起こるようになる。
　【００１６】
　そこでこの発明は、陰極の有効利用および交換頻度の低減が可能であり、かつ長時間に亘って成膜速度を一定に保つことのできるアーク式蒸発源を提供することを主たる目的とする。
　【００１７】
　【課題を解決するための手段】
　この発明のアーク式蒸発源は、軸方向の長さが直径よりも大きい円柱状の陰極と、当該陰極の消耗に応じて当該陰極をその軸に沿って前方に送り出す陰極送り機構と、前記陰極
をその蒸発面を外に出した状態で収納する陰極収納容器を有していてその中に冷却水が流されてこの冷却水によって前記陰極の側面および底面を
ており、しかも前記陰極は、前記陰極収納容器を貫通する支持軸の先端部に支持されていてこの支持軸を介して前記陰極送り機構によって前方に送り出されるものであり、かつ当該支持軸が前記陰極収納容器を貫通する部分には前記冷却水の漏れ防止用のパッキンが設けられてい
　【００１８】
　このアーク式蒸発源によれば、磁気コイルによって、陰極の蒸発面に上記のような磁力線を発生させることによって、アークスポットの位置を陰極の蒸発面内に制限することができ、しかも当該蒸発面内でアークスポットが万遍無く移動するようになるので、蒸発面を片寄ることなく一様に消耗させることができる。
　【００１９】
　しかも、陰極の消耗に応じて、陰極送り機構によって陰極を前方に送り出すことができるので、陰極が消耗してもその蒸発面における磁力線の状態をほぼ一定に保つことができる。これも、蒸発面を一様に消耗させることに寄与する。
　【００２０】
　このアーク式蒸発源によれば、軸方向の長さが直径よりも大きい（略言すれば軸方向に長い）円柱状の陰極を、上記のような作用によって一様に消耗させることができるので、陰極の大部分を有効に利用することができる。従って、陰極の有効利用および交換頻度の低減が可能である。
　【００２１】
　しかも、陰極の消耗に応じて、陰極送り機構によって陰極を前方に送り出すことができるので、蒸発面と基体との間の距離を一定に近づけることが可能になる。従って、長時間に亘って成膜速度を一定に保つことができる。
　【００２２】
　更に、陰極の
側面および底面
　【００２３】
　【発明の実施の形態】
　図１は、この発明に係るアーク式蒸発源の一例を示す断面図である。図２に示した従来例と同一または相当する部分には同一符号を付し、以下においては当該従来例との相違点を主に説明する。
　【００２４】
　このアーク式蒸発源３０は、例えばこの例のように、前述したようなアーク式イオンプレーティング装置を構成する真空容器２の壁面に、基体６に向けて取り付けて使用される。２２は前述した絶縁物である。
　【００２５】
　このアーク式蒸発源３０は、軸方向の長さが直径よりも大きい円柱状の陰極３２と、この陰極３２を、矢印Ａに示すように、当該陰極３２の軸に沿って前方に（即ち基体６側に）送り出す陰極送り機構４８と、陰極３２の少なくとも側面を冷却水４０によって冷却する陰極冷却機構３６と、陰極３２の先端の蒸発面３２にほぼ垂直ないし当該蒸発面３３において外に広がる磁力線５４を発生させる磁気コイル５２とを備えている。
　【００２６】
　なお、磁気コイル５２の近くの部材は、当該磁気コイル５２が作る磁力線５４を乱さないために、非磁性材から成る。
　【００２７】
　陰極３２は、成膜しようとする膜の種類に応じた所望の材料（例えば金属、合金、カーボン等）から成る。より具体的には、例えばＴｉ、Ｃｒ等の金属、ＴｉＡｌ等の合金、カーボン（Ｃ）等から成る。
　【００２８】
　陰極３２は、この例では支持軸４６の先端部に支持されており、この支持軸４６を介して、陰極送り機構４８によって前方に送り出される。陰極送り機構４８は、特定の構造のものに限定されない。手動式でも動力式でも良い。例えば、支持軸４６の一部をボールねじとし、それに螺合するボールナットにハンドルを付けた手動式の機構でも良い。
　【００２９】
　前述したアーク電源２４からの陰極３２への給電は、この例では支持軸４６を経由して行われる。
　【００３０】
　陰極冷却機構３６は、この例では、上記陰極３２をその蒸発面３３を外に出した状態で収納する陰極収納容器３８を備えており、その中に冷却水４０が流される。この冷却水４０によって、この例では、陰極３２の側面および底面（蒸発面３３と反対側の面）を冷却することができる。陰極３２および支持軸４６が陰極収納容器３８を貫通する部分には、冷却水４０の漏れ防止用にパッキン４２および４４が設けられている。陰極収納容器３８は、この例ではフランジ３９および絶縁物５６を介して、後述するコイル収納容器５０に取り付けられている。
　【００３１】
　磁気コイル５２は、陰極３２の周囲に巻かれている。この磁気コイル５２は、図示しない直流電源によって励磁される。図１中の磁力線５４は、この磁気コイル５２が発生する磁力線の一例を示す。磁気コイル５２は、この例では、コイル収納容器５０内に収納されている。コイル収納容器５０は、この例では、上記絶縁物２２を介して、上記真空容器２に取り付けられている。
　【００３２】
　コイル収納容器５０と接地された真空容器２との間に、この例では、抵抗器７０を設けている。この抵抗器７０は、アーク放電が陰極３２とコイル収納容器５０との間で起こることを防止して、アークを広げる、即ち陰極３２とそれからある程度離れた所の真空容器２との間でアーク放電を起こさせる働きをする。
　【００３３】
　更にこの例では、陰極３２を構成する物質と反応して化合物を作る反応性ガス６２を陰極３２の蒸発面３３付近に吹き付けるガス吹付け機構５８を備えている。
　【００３４】
　ガス吹付け機構５８は、この例では、上記反応性ガス６２を供給するガス源６０と、この反応性ガス６２を導くものであって上記コイル収納容器５０内を通るように設けられたガス流路６４と、このガス流路６４につながっていて、コイル収納容器５０内に陰極３２の蒸発面３３付近の周りを囲むように設けられたリング状部６６と、このリング状部６６にほぼ均等に分散配置された複数のガス吹出し口６８とを備えている。反応性ガス６２は、例えば、窒素、炭素、酸素等を含むガスである。より具体例を挙げれば、窒素ガスである。
　【００３５】
　このアーク式蒸発源３０も、陰極３２の蒸発面３３と真空容器２との間にアーク放電を生じさせて、このアーク放電によって蒸発面３３を局所的に溶解させて、蒸発面３３から一部イオン化された陰極物質３４を蒸発させることができる。それによって、蒸発面３３の前方に配置した基体６の表面に、陰極物質３４から成る薄膜、または陰極物質３４と反応性ガス（例えば反応性ガス６２）とが反応してできる化合物から成る薄膜を形成することができる。
　【００３６】
　しかもこのアーク式蒸発源３０によれば、軸方向の長さが直径よりも大きい（略言すれば軸方向に長い）円柱状の陰極３２を備えており、しかも陰極３２を単に軸方向に長い円柱状にしただけではなく、当該陰極３２を前方に送り出す陰極送り機構４８と、当該陰極３２の少なくとも側面を冷却する陰極冷却機構３６と、当該陰極３２の蒸発面３３に上記のような磁力線５４を発生させる磁気コイル５２とを備えているので、陰極３２の有効利用および交換頻度の低減が可能であり、かつ長時間に亘って成膜速度を一定に保つことができる。
　【００３７】
　これを詳述すると、このアーク式蒸発源３０によれば、磁気コイル５２によって、陰極３２の蒸発面３３に上記のような磁力線５４を発生させることによって、アーク放電のアークスポットの位置を陰極３２の蒸発面３３内に制限することができ、しかも当該蒸発面３３内でアークスポットが万遍無く移動するようになるので、陰極使用の最初から最後まで、蒸発面３３を片寄ることなく一様に消耗させることができる。
　【００３８】
　しかも、陰極３２の消耗に応じて、陰極送り機構４８によって陰極３２を前方に送り出すことができるので、陰極３２が消耗してもその蒸発面３３における磁力線５４の状態を、当初と同じ状態にほぼ一定に保つことができる。これも、蒸発面３３を一様に消耗させることに寄与する。
　【００３９】
　このアーク式蒸発源３０によれば、軸方向に長い円柱状の陰極３２を、上記のような作用によって一様に消耗させることができるので、陰極の大部分を、従来例よりも大きな割合で、有効に利用することができる。例えば、後述する実施例のように、陰極３２の約８０重量％程度まで有効に利用することができる。従って、陰極３２の有効利用および交換頻度の低減が可能である。
　【００４０】
　その結果、陰極３２の交換頻度を少なくすることができるので、陰極交換の手間を省くことができる。また、このアーク式蒸発源３０を用いた成膜装置の休止頻度が少なくなるので、生産性も向上する。更に、陰極３２の無駄が少なくなるので、陰極に要するコストを低減することができる。特に、陰極３２がＣｒ金属やＴｉＡｌ合金等の高価な材料の場合は、陰極に要するコストの低減効果は大きい。
　【００４１】
　しかも、陰極３２の消耗に応じて、陰極送り機構４８によって陰極３２を前方に送り出すことができるので、蒸発面３３と基体６との間の距離を一定に近づけることが可能になる。従って、長時間に亘って成膜速度を一定に保つことができる。その結果、成膜速度の再現性が向上すると共に、基体６に形成する膜厚の均一性も向上する。
　【００４２】
　更に、陰極３２の
側面および底面
　【００４３】
　更にこの例のように、上記のようなガス吹付け機構５８を設けておくことによって、陰極３２の蒸発面３３付近に反応性ガス６２を吹き付けながらアーク放電を生じさせることができる。その結果、反応性ガス６２と陰極３２を構成する物質とが化合して元の陰極物質よりも融点の高い化合物が蒸発面３３に形成されること等によって、蒸発面３３にアーク放電の陰極点（アークスポット）が多数できてアーク電流が多くの陰極点に分散される。それによって、個々の陰極点から蒸発する陰極物質３４は細かなものとなるので、粗大粒子の発生を一層効果的に抑制することができる。従って、面粗度の一層良好な薄膜形成が可能になる。
　【００４４】
　【実施例】
　直径６４ｍｍ、軸方向の長さ１５０ｍｍのＣｒ製の陰極３２を有する上記構造のアーク式蒸発源３０を、図２に示したようなアーク式イオンプレーティング装置に取り付けて、成膜処理を行った。基体６には高速度工具鋼を用いた。即ち、真空容器２内を真空ポンプで５×１０−５Ｔｏｒｒ程度まで真空排気した後、ガス吹付け機構５８から反応性ガス６２として窒素ガスを２００ｓｃｃｍ流し、真空容器２内を約２０ｍＴｏｒｒに維持し、アーク式蒸発源３０においてアーク放電を生じさせて約１５０Ａのアーク電流を維持しながら成膜処理を行った。このとき、基体６には−２００Ｖのバイアス電圧を印加した。これによって、１時間当たり２μｍ厚の成膜を行うことができた。陰極３２は、手動の陰極送り機構４８によって、基体６に対して３μｍ厚の成膜処理を３回行うごとに、２ｍｍずつ送り出した。
　【００４５】
　その結果、陰極３２をその約８０重量％まで良好に使用することができた。また、直径６４ｍｍ、軸方向の長さ３０ｍｍの円板状の固定された陰極１４を有する従来構造のアーク式蒸発源１２に比べて、時間にして約１０倍の運転が可能であった。しかもその間、成膜速度をほぼ一定に維持することができた。
　【００４６】
　【発明の効果】
　この発明は、上記のとおり構成されているので、次のような効果を奏する。
　【００４７】
　請求項１記載の発明によれば、軸方向の長さが直径よりも大きい円柱状の陰極を備えており、しかも陰極を単に軸方向に長い円柱状にしただけではなく、当該陰極の消耗に応じて当該陰極を前方に送り出す陰極送り機構と、当該陰極の少なくとも側面を冷却する陰極冷却機構と、当該陰極の周囲に巻かれていて当該陰極の蒸発面に上記のような磁力線を発生させる磁気コイルとを備えているので、陰極の有効利用および交換頻度の低減が可能であり、かつ長時間に亘って成膜速度を一定に保つことができる。
　【００４８】
　その結果、陰極の交換頻度を少なくすることができるので、陰極交換の手間を省くことができる。また、このアーク式蒸発源を用いた成膜装置の休止頻度が少なくなるので、生産性も向上する。更に、陰極の無駄が少なくなるので、陰極に要するコストを低減することができる。しかも、長時間に亘って成膜速度を一定に保つことができるので、成膜速度の再現性が向上すると共に、基体に形成する膜厚の均一性も向上する。
　【００４９】
　更に、陰極の
側面および底面
　【００５０】
　請求項２記載の発明によれば、上記のようなガス吹付け機構を更に備えているので、陰極の蒸発面から粗大粒子が発生することを一層効果的に抑制することができる。従って、面粗度の一層良好な薄膜形成が可能になる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　この発明に係るアーク式蒸発源の一例を示す断面図である。
　【図２】
　従来のアーク式蒸発源を備えるアーク式イオンプレーティング装置の一例を示す断面図である。
　【符号の説明】
　３０　アーク式蒸発源
　３２　陰極
　３３　蒸発面
　３４　陰極物質
　３６　陰極冷却機構
　４０　冷却水
　４８　陰極送り機構
　５２　磁気コイル
　５４　磁力線
　５８　ガス吹付け機構
　６２　反応性ガス