(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に粉末原料を収容可能な容器部と、前記容器部の一端に設けられ、前記粉末原料を外部に排出するノズル部とからなる貯蔵タンクと、  上部に前記ノズル部が挿入可能な開口部を有し、前記貯蔵タンクから排出された粉末原料が供給されるボールフィーダ本体と、前記ボールフィーダ本体の底面から前記ボールフィーダ本体の外方向に延びる供給路とからなるボールフィーダと、  上面に前記ボールフィーダ本体が設置され、必要に応じて振動するバイブレータとを備え、  前記バイブレータを発振したときに、前記ボールフィーダ本体の粉末原料が供給路から排出されると共に、前記貯蔵タンクから前記ボールフィーダ本体に粉末原料が供給され、  前記バイブレータの振動を停止したときに、前記ボールフィーダ本体の粉末原料が供給路から排出されるのが停止すると共に、前記貯蔵タンクから前記ボールフィーダ本体への粉末原料の供給が停止され、 前記ボールフィーダ本体の底面から是前記ノズル部の先端までの高さは、前記ノズル部の先端と、前記ボールフィーダ本体と前記供給路との境界と、前記ボールフィーダ本体の底面を結ぶ角度θが、４５度以下となるように設定され、 前記ノズル部の先端位置と、前記ボールフィーダ本体の底面と前記ボールフィーダ本体と前記供給路との境界までの距離Ｓは、前記ボールフィーダ本体の底面から前記ノズル部の先端までの高さＨとした場合、下記式１を満たすように調整される 式１ Ｓ≧√２Ｈ  ことを特徴とする原料供給装置。
【請求項２】
前記バイブレータ上部には、所望の高さの架台が設けられ、前記ボールフィーダ本体は架台上部に設置されている
請求項１に記載の原料供給装置。
【請求項３】
前記バイブレータ及び前記ボールフィーダの周囲を囲むと共に、前記供給路の先端を外部に露出させる開口を有するガイド部本体と、前記ガイド部本体の開口と連通し、供給路から誘導された粉末原料を連続してガイド部本体の外側に誘導可能な筒状の外側ノズル部とからなるガイド部を備える
請求項２に記載の原料供給装置。
【請求項４】
前記ガイド部は、金属材料で構成されている
請求項３に記載の原料供給装置。
【請求項５】
前記ボールフィーダ本体は、筒状に形成され、
前記ボールフィーダ本体の側壁には、前記ボールフィーダ本体の底面から所定の高さで開口する供給口が形成され、
前記供給口の開口高さは、前記ボールフィーダ本体の底面から前記ノズル部の先端までの高さの０．７倍以上に設定される
請求項１又は２に記載の原料供給装置。
【請求項６】
前記供給路は、重力方向に下がるように傾斜して形成されている
請求項１〜５のいずれかに記載の原料供給装置。
【請求項７】
被蒸着物支持面に、複数の被蒸着物を支持するドームと、  内部に粉末原料を収容可能な容器部と、容器部の一端に設けられ、前記粉末原料を外部に排出するノズル部とからなる貯蔵タンクと、上部に前記ノズル部が挿入可能な開口部を有し、前記貯蔵タンクから排出された粉末原料が供給されるボールフィーダ本体と、前記ボールフィーダ本体の底面から前記ボールフィーダ本体の外方向に延びる供給路とからなるボールフィーダと、上面に前記ボールフィーダ本体が設置され、必要に応じて振動するバイブレータとを備え、前記バイブレータを発振したときに、前記ボールフィーダ本体の粉末原料が供給路から排出されると共に、前記貯蔵タンクから前記ボールフィーダ本体に粉末原料が供給され、前記バイブレータの振動を停止したときに、前記ボールフィーダ本体の粉末原料が供給路から排出されるのが停止すると共に、前記貯蔵タンクから前記ボールフィーダ本体への粉末原料の供給が停止される原料供給装置と、  前記原料供給装置から前記粉末原料が供給される蒸発皿とを備え、  前記蒸発皿上の粉末原料が前記被蒸着物に飛散され、 前記ボールフィーダ本体の底面から是前記ノズル部の先端までの高さは、前記ノズル部の先端と、前記ボールフィーダ本体と前記供給路との境界と、前記ボールフィーダ本体の底面を結ぶ角度θが、４５度以下となるように設定され、 前記ノズル部の先端位置と、前記ボールフィーダ本体の底面と前記ボールフィーダ本体と前記供給路との境界までの距離Ｓは、前記ボールフィーダ本体の底面から前記ノズル部の先端までの高さＨとした場合、下記式１を満たすように調整される 式１ Ｓ≧√２Ｈ  ことを特徴とする蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末原料を蒸発皿に供給するための原料供給装置、及び、その原料供給装置を用いた蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラスチックレンズの表面に反射防止膜を形成する技術が知られている。このような反射防止膜は、低屈折率層と高屈折率層を交互に積み重ねて構成される。反射防止膜は、真空蒸着法によって成膜されるものが多い。
【０００３】
プラスチックレンズの製造方法に用いられる一般的な蒸着装置では、蒸着源を昇華若しくは蒸発させるためのルツボに供給し、ルツボを加熱することにより蒸着源をプラスチックレンズなどの蒸着対象に向けて蒸散する。蒸着源としては成膜される膜の屈折率に対応した物質が用いられ、その蒸着源の形態は、例えば、錠剤状、プレート状、そして、粉末状のものがある。
【０００４】
ところで、蒸着源として、粉末状の蒸着源を使用する場合、粉末原料がルツボに供給される量を制御する必要がある。ルツボへの供給量が少ない場合、蒸散する量が減少し、反射防止膜を構成する層の厚さに不足が生じる。一方、ルツボへの供給量が過剰な場合、過剰量の原料が蒸発装置内に散らかる恐れがある。粉末状の蒸着源をルツボに供給する原料供給装置としては、例えば、特許文献１及び２に記載された構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３２１７６８号公報
【特許文献２】特開２００１−１１５２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２に記載の原料供給装置は、漏斗状のノズルを有する貯蔵タンクと、貯蔵タンクから原料が供給されるボールフィーダと、ボールフィーダを振動させるバイブレータとから構成されている。この供給装置では、貯蔵タンクの内壁面にらせん状の溝が形成されており、ボールフィーダの底からボールフィーダの材料排出口に向けて溝を通じて原料が移動するように構成されている。
【０００７】
このような原料供給装置は、蒸着装置内に組み込まれるものであるため、原料供給装置に収納されている粉末原料は、真空状態にさらされる。粉末状態の原料が真空環境にさらされると、粒子間にあったわずかな気体が脱気され過密状態になる。過密状態が継続すると、クロッド状の塊が出現するおそれがある。例えば、特許文献１及び２に記載の原料供給装置を使用すると、過密になった粉末がらせん状の溝を移動していくうちにさらに圧縮され、結果的に目詰まりを起こすおそれがある。さらに、クロッド状の塊が溝に押し込まれた場合、材料供給に滞りが生じる。この場合、当然として粉末原料をルツボに送り込むことができず、蒸着することができなくなる。反射防止膜の成膜において、このような現象が生じると反射防止膜としての光学特性が低下するほか、膜強度など、当初の製膜設計と異なる事態が生じる。
また、特許文献１、２に記載のボールフィーダは、その構造が複雑である。このため、作業者は、材料排出量を均一化するために煩雑な作業を要求される。たとえば、バイブレータとボールフィーダをつなぐ板ばねの調整や、オシロスコープを使用したバイブレータの振動条件設定や、減圧速度や真空度などの真空条件、さらには、粉末原料の粒度といった、厳しい条件設定をする必要がある。
【０００８】
上述の点に鑑み、本発明は、粉末原料がクロッド状の塊になる現象や供給過程で目詰まりを起こす現象が効果的に抑制され、粉末原料の供給を確実に行うことができる原料供給装置を提供することを目的とする。また、その原料供給装置を用いた蒸着装置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】
【０００９】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の原料供給装置は、貯蔵タンクと、ボールフィーダと、バイブレータとを備える。貯蔵タンクは、内部に粉末原料を収容可能な容器部と、容器部の一端に設けられ、粉末原料を外部に排出するノズル部とで構成されている。ボールフィーダは、上部にノズル部が挿入可能な開口部を有し、貯蔵タンクから排出された粉末原料が供給されるボールフィーダ本体と、ボールフィーダ本体の底面から、ボールフィーダ本体の外方向に延びる供給路とで構成されている。バイブレータは、上面にボールフィーダ本体が設置され、必要に応じて振動する。そして、本発明の原料供給装置では、バイブレータを発振したときに、ボールフィーダ本体の粉末原料が供給路から排出されると共に、貯蔵タンクからボールフィーダ本体に粉末原料が供給される。また、バイブレータの振動を停止したときに、ボールフィーダ本体の粉末原料が供給路から排出されるのが停止すると共に、貯蔵タンクからボールフィーダ本体への粉末原料の供給が停止される。
【００１０】
本発明の原料供給装置では、バイブレータの振動の停止時においては、ボールフィーダ本体に排出された粉末原料によりノズル部の開口が閉塞してノズル部からの供給が中断する。このため、ボールフィーダ本体に貯まる粉末原料の量は、ボールフィーダ本体の底面からノズル部までの距離で決定される。また、供給路はボールフィーダ本体の底面からボールフィーダ本体の外方向に延びるため、ボールフィーダ本体の底に長時間粉末原料が蓄積されることがない。このため、ボールフィーダ本体内部で過剰に圧縮された状態の粉末原料が残りにくい。
【００１１】
また、本発明の原料供給装置は、ボールフィーダ本体の底面からノズル部の先端までの高さが、ノズル部の先端と、ボールフィーダ本体と供給路との境界と、ボールフィーダ本体の底面を結ぶ角度θが４５度以下となるように設定されている。これにより、バイブレータの非稼働時において、供給口から粉末原料が不測に排出されることが効果的に抑制される。
【００１２】
また、本発明の蒸着装置は、被蒸着物支持面に、複数の被蒸着物を支持するドームと、蒸発皿に粉末原料を供給する原料供給装置と、被蒸着物に飛散される粉末原料が配置される蒸発皿を備える。そして、原料供給装置は、貯蔵タンクと、ボールフィーダと、バイブレータとを備える。貯蔵タンクは、内部に粉末原料を収容可能な容器部と、容器部の一端に設けられ、粉末原料を外部に排出するノズル部とで構成されている。ボールフィーダは、上部にノズル部が挿入可能な開口部を有し、貯蔵タンクから排出された粉末原料が供給されるボールフィーダ本体と、ボールフィーダ本体の底面から、ボールフィーダ本体の外方向に延びる供給路とで構成されている。バイブレータは、上面にボールフィーダ本体が設置され、必要に応じて振動する。そして、原料供給装置では、バイブレータを発振したときに、ボールフィーダ本体の粉末原料が供給路から排出されると共に、貯蔵タンクからボールフィーダ本体に粉末原料が供給される。また、バイブレータの振動を停止したときに、ボールフィーダ本体の粉末原料が供給路から排出されるのが停止すると共に、貯蔵タンクからボールフィーダ本体への粉末原料の供給が停止される。
【００１３】
本発明の蒸着装置では、原料供給装置において、供給路はボールフィーダ本体の底面からボールフィーダ本体の外方向に延びるため、ボールフィーダ本体の底に長時間粉末原料が蓄積されることがない。このため、ボールフィーダ本体内部で過剰に圧縮された状態の粉末原料が残りにくく、粉末原料がクロッド状に凝集することがない。これにより、粉末原料を滞りなく蒸発皿に供給することができ、成膜精度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、原料供給装置において、真空内で粉末原料を蒸発皿に供給する際に、粉末原料がクロッド状の塊になる現象や、供給過程において、原料供給装置内で目詰まりを起こす現象が抑制される。これにより、粉末原料の供給を円滑に行うことができる。また、この原料供給装置を用いた蒸着装置によれば、蒸着源となる粉末原料が円滑に供給されるので、成膜精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１、本発明の第１の実施形態に係る蒸着装置の概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係る原料供給装置の構成を示す断面図である。
【図３】図３は、バイブレータ停止時における原料供給装置の概略構成図である。
【図４】図４は、バイブレータ作動時の原料供給装置の概略構成図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施形態に係る原料供給装置の概略構成図である。
【図６】図６は、本発明の第３の実施形態に係る原料供給装置の概略構成図である。
【図７】図７は、図６の方向Ａから見たときのボールフィーダ本体の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施形態に係る原料供給装置及び蒸着装置の一例を、図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態は以下の順で説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではない。
１．第１の実施形態
１−１  蒸着装置
１−２  原料供給装置の構成、及び動作
１−３  プラスチックレンズの製造方法
２．第２の実施形態：原料供給装置の他の例
３．第３の実施形態：原料供給装置の他の例
【００１７】
〈１．第１の実施形〉
［１−１  蒸着装置］
図１に、本発明の第１の実施形態に係る蒸着装置１１の概略構成を示す。
図１に示すように、本実施形態例の蒸着装置１１は、曲面を有するレンズなどの被蒸着物１４を複数支持するドーム１２と、所望の蒸着材料である粉末原料２８が上部に配置された蒸発皿７０と、減圧手段１６を有する真空チャンバー１５と、原料供給装置１とを備える。ドーム１２、蒸発皿７０、原料供給装置１は、真空が維持された真空チャンバー１５内に配置されている。
【００１８】
ドーム１２は、粉末原料２８側に面して所定の曲率を有する被蒸着物支持面１２ａを有するドーム型の部材で構成されている。ドーム１２の被蒸着物支持面１２ａには、レンズなどの被蒸着物１４を支持するホルダー（図示せず）が複数個設けられている。また、ドーム１２の頂上部には、円筒形状のドームヘッド１０が取り付けられている。このドームヘッド１０は、ドーム１２を真空チャンバー１５内に保持するために設けられているものである。そして、ドーム１２は、ドームヘッド１０により、ドーム１２の中心軸周りに回転可能に構成されている。
【００１９】
蒸発皿７０は、例えば金属材料で構成されており、後述する原料供給装置１から粉末原料２８が排出される位置に配置されている。蒸発皿７０に配置された粉末原料２８は、粉末の蒸着材料で構成されており、原料供給装置１から蒸発皿７０に必要な量だけ供給される。蒸発皿７０に供給された粉末原料２８は蒸着源となり、ドーム１２の被蒸着物支持面１２ａに備えられた被蒸着物１４に向けて飛散するように構成されている。このとき、粉末原料２８は、蒸発皿７０の下方側に設置された電子ビーム（図示せず）の照射によって飛散する。
【００２０】
原料供給装置１は、貯蔵タンク３０と、ボールフィーダ４０と、バイブレータ６０とで構成されている。図２は、本実施形態例の蒸着装置１１に用いられる原料供給装置１の構成を示す断面図である。また、図３は、バイブレータ停止時における原料供給装置１の概略構成図であり、図４は、バイブレータ作動時の原料供給装置１の概略構成図である。図３及び図４では、構成をわかりやすくするため、一部を断面図で示し、その他を斜視図で示している。図２〜図４を用いて、原料供給装置１と、その動作について説明する。
【００２１】
［１−２  原料供給装置の構成、及び動作］
貯蔵タンク３０は、容器部３２とノズル部３８とから構成されており、ステンレス等の金属材料で形成されている。容器部３２は、円筒形の側壁部３５と、側壁部３５の一端に形成された上底３１と、他端に形成されたノズル部本体３６とで構成され、内部には、所望の量の粉末原料２８が収容されている。上底３１は、側壁部３５の一端を塞ぐような平板状の部材で構成されており、一部に、粉末原料２８を容器部３２内部に供給するための開口３４を有している。開口３４は、粉末原料２８の供給時以外は、蓋部３３で封止されている。
【００２２】
また、ノズル部本体３６は、漏斗状の部材で構成されている。そして、このノズル部本体３６は、ノズル部本体３６の中央に形成された円筒形状のノズル部３８が容器部３２の外側に突出するように、側壁部３５の他端に形成されている。本実施形態例では、容器部３２とノズル部３８とは一体に形成されており、所望の金属材料によって構成されている。
貯蔵タンク３０では、必要に応じて、容器部３２内部に収容された粉末原料２８がノズル部３８の先端から排出され、ボールフィーダ４０に供給される。
【００２３】
ボールフィーダ４０は、ボールフィーダ本体５０と、供給路５１とで構成されている。ボールフィーダ本体５０は、四角形状の底部５３と、底部５３を囲んで一方向に立設し、所定の位置に供給口４８を有する側壁４２とを有し、底部５３に対向する側壁４２側の上面が全面開口された開口部４１とされた有底箱形状とされている。供給口４８は、ボールフィーダ本体５０の内部と供給路５１とを連通するための開口であり、底部５３の側壁４２側の面（以下、底面５４）から、側壁４２の高さ分の開口とされている。すなわち、本実施形態例では、供給口４８において、側壁４２が形成されていない。ボールフィーダ本体５０は、開口部４１側が貯蔵タンク３０のノズル部３８に対向するように、後述するバイブレータ６０上部に配置されている。
【００２４】
供給路５１は、平板状の底部５６と、底部５６の対向する二辺に立設された側壁５２とで構成され、その底部５６の側壁５２側の面（以下、底面５７）は、ボールフィーダ本体５０の底面５４と連続して形成されている。供給路５１の底部５６は、ボールフィーダ本体５０の供給口４８に接続された一端から、他端側に向けて重力方向に下がる傾斜を有して構成されている。また、供給路５１の他端は、蒸発皿７０の上部に位置するように配置される。本実施形態例では、ボールフィーダ本体５０及び供給路５１は一体に形成されており、ボールフィーダ４０は、貯蔵タンク３０と同様、ステンレス等の所望の金属材料で構成されている。
ボールフィーダ４０では、ボールフィーダ本体５０に貯蔵タンク３０から粉末原料２８が供給され、また、ボールフィーダ本体５０に供給された粉末原料２８を、供給路５１を介して蒸発皿７０に供給する。
【００２５】
バイブレータ６０は、上面が平坦面とされた円柱状の部材で構成され、必要に応じて、振動する構成とされている。バイブレータ６０は、上面にボールフィーダ４０を配置できる構成であればどのような形状でもよい。
【００２６】
次に、ボールフィーダ４０と貯蔵タンク３０のノズル部３８の位置関係、及び原料供給装置１の動作について説明する。前述したように、貯蔵タンク３０のノズル部３８は、ボールフィーダ本体５０の開口部４１側に配置される。図２に示すように、本実施形態例では、ノズル部３８は、ボールフィーダ本体５０の底面５４から高さＨの位置に調整され、この高さＨは、底面５４から立設する側壁４２の高さよりも小さい値とされる。このように、ノズル部３８は、ボールフィーダ本体５０の開口部４１から底面５４側に少し入り込んだ位置とされることが好ましい。そして、ノズル部３８の先端と、ボールフィーダ本体５０の底面５４と供給路５１との境界５５と、ボールフィーダ本体５０の底面５４が形成する角度θが４５度以下となるように調整される。すなわち、ノズル部３８先端位置と、ボールフィーダ本体５０の底面５４と供給路５１の底面５７との境界５５までの距離Ｓが以下の式を満たすように調整される。
【００２７】
【数１】
0005739642.tif 000002
【００２８】
このような位置関係が維持されることにより、バイブレータ６０の振動が停止している状態では、図３に示すように、粉末原料２８はボールフィーダ本体５０の底面５４上に維持される。そして、バイブレータ６０が発振している状態においては、図４に示すように、供給路５１に粉末原料２８が誘導される。誘導された粉末原料２８は、蒸発皿７０に供給され、蒸着源となる。このとき、供給路５１に誘導された量とほぼ同量の粉末原料２８が貯蔵タンク３０からボールフィーダ本体５０に供給される。バイブレータ６０を停止すると、貯蔵タンク３０のノズル部３８内は、ボールフィーダ本体５０に供給された粉末原料２８により閉塞するため、貯蔵タンク３０からボールフィーダ本体５０への粉末原料２８の供給も停止する。
【００２９】
ところで、図２に示す角度θを４５度に調整することで、ノズル部からボールフィーダ本体５０に供給される粉末原料２８は、母線と底面の形成する角度が４５度の円錐形状に蓄積される。角度θが４５度よりも大きい角度である場合、ボールフィーダ本体５０に盛られた粉末材料２８の傾斜が急になり、バイブレータ６０の停止時においても粉末原料２８がボールフィーダ本体５０から供給路５１側に誘導される可能性がある。そうすると、蒸発皿７０に過剰に粉末原料２８が供給され、粉末原料２８が溢れてしまう。このため、ノズル部３８の先端と、ボールフィーダ本体５０の底面５４と供給路５１の底面５７との境界５５と、ボールフィーダ本体５０の底面５４が形成する角度θを４５度以下に調整するのが好ましい。
【００３０】
また、ボールフィーダ本体５０の底面５４の縁部全てにおいて、ノズル部３８先端からの距離Ｓが上述の［数１］を満たすように構成されることが好ましい。ボールフィーダ本体５０の底面５４全域に渡ってこのような条件が満たされることで、バイブレータ６０の停止時では、粉末原料２８の円錐形状が崩れず、粉末原料２８が不測に供給路５１に誘導されるのをより効果的に抑制することができる。
【００３１】
また、ノズル部３８は、ボールフィーダ本体５０の底面５４から高さＨの位置に調整され、この高さＨが、底面５４から立設する側壁４２の高さよりも小さい値とされることにより、ボールフィーダ本体５０から粉末原料２８が溢れるのを防ぐことができる。
【００３２】
本実施形態例の原料供給装置１では、供給路５１はボールフィーダ本体５０の底面５４からボールフィーダ本体５０の外方向に延びるため、ボールフィーダ本体５０の底に長時間粉末原料２８が蓄積されることがない。このため、ボールフィーダ本体５０内部で過剰に圧縮された状態の粉末原料２８が残りにくい。これにより、粉末原料２８がクロッド状に凝集するのを防ぐことができる。
【００３３】
また、本実施形態例の原料供給装置１では、ボールフィーダ４０は金属材料で構成されているため、ボールフィーダ４０そのものが帯電しないことから、粉末原料２８の帯電によるボールフィーダ４０側面への付着などが生じない。また、帯電状態にある粉末原料２８は、ボールフィーダ４０に帯電電流がリークするため、粉末同士の電着現象も抑制される。また、ボールフィーダ本体５０のノズル部３８に対向する側の上面は、全域に渡って開口された開口部４１とされており、また、その開口部４１は、供給口４８に連続している。供給口４８とボールフィーダ本体５０の開口部４１との間に仕切りが生じないため、供給口４８に向かう粉末原料２８が不規則な動きをしにくくなる。
【００３４】
さらに、供給口４８から延びる供給路５１には、両側に側壁５２が形成されている。両側に側壁５２を有することにより、バイブレータ６０の振動の揺らぎで供給路５１を移動する粉末原料２８が進行方向に対して直交する方向にはみ出すことが抑制される。また、供給路５１は、重力方向に下がるように傾斜して形成されているため、供給路５１に粉末原料２８が貯まることなく、バイブレータ６０の振動でボールフィーダ本体５０に蓄積された粉末原料２８が容易に蒸発皿７０まで誘導される。
【００３５】
そして、本実施形態例の原料供給装置１によれば、ボールフィーダ４０には、ボールフィーダ本体５０の底面５４とノズル部３８との距離で決まる量の粉末原料２８が随時供給されるので、粉末原料２８がボールフィーダ本体５０に堆積している時間を短時間とすることができる。このため、粉末原料２８がボールフィーダ４０上でクロッド状の塊になることが大幅に抑制される。また、供給路５１の長さを調整することにより、貯蔵タンク３０から蒸発皿７０までの粉末原料２８の移動経路を短くすることができるため、原料移動時の摩擦による静電気の発生を抑制することができる。このため、静電気により粉末原料が散乱する現象や、真空チャンバー１５内に電着することが抑制される。
【００３６】
［１−３  プラスチックレンズの製造方法］
次に、図１の蒸着装置１１を用いたプラスチックレンズの製造方法について説明する。以下では、被蒸着物１４であるプラスチックレンズの表面に、ＳｉＯ２からなる反射防止膜を形成する例を説明する。
【００３７】
まず、ドーム１２の被蒸着物支持面１２ａに被蒸着物１４を支持させ、減圧手段１６を用いて、真空チャンバー１５内を真空に維持する。
次に、バイブレータ６０を発振させることにより、ボールフィーダ４０を振動させ、ボールフィーダ本体５０の粉末原料２８を供給路５１を介して蒸発皿７０に誘導させる。本実施形態例では、粉末原料２８として、ＳｉＯ２の粉末を用いる。粉末原料２８が蒸発皿７０に誘導されることにより、蒸発皿７０に誘導された量とほぼ同量の粉末原料２８が、貯蔵タンク３０からボールフィーダ本体５０に供給される。
【００３８】
そして、蒸発皿７０に所望の量だけ粉末原料２８が供給されたら、バイブレータ６０の振動を停止する。これにより、蒸発皿７０への粉末原料２８の供給が停止し、ボールフィーダ本体５０の底面５４に貯まった粉末原料２８により、貯蔵タンク３０のノズル部３８が閉塞されるため、貯蔵タンク３０からのボールフィーダ本体５０への粉末原料２８の供給が停止する。
【００３９】
次に、ドームヘッド１０を回転駆動することにより、ドーム１２を回転させながら、電子銃を用いて蒸発皿７０上部の粉末原料２８を飛散させる。これにより、ドーム１２の被蒸着物支持面１２ａに支持された被蒸着物１４であるプラスチックレンズ表面に、粉末原料２８が被着する。そして、被蒸着物１４の表面に、ＳｉＯ２からなる反射防止膜が生成される。
【００４０】
本実施形態例では、蒸発皿７０上の粉末原料２８が足りなくなった場合、再度、バイブレータ６０を発振することにより、粉末原料２８を必要な分だけボールフィーダ本体５０から蒸発皿７０に供給する。また、蒸発皿７０に十分な量の粉末原料２８が供給された後はバイブレータ６０を停止することにより、粉末原料２８の供給を停止することができる。これにより、随時、必要な量の粉末原料２８を蒸発皿７０に供給することができるので、反射防止膜の厚みを一定に保つことができ、また、余分な粉末原料２８が蒸着装置１１内に散乱することを防ぐことができる。
【００４１】
また、本実施形態例では、原料供給装置１において、粉末原料２８がクロッド状の塊になる現象や供給過程で目詰まりを起こす現象が抑制されるため、蒸発皿７０への粉末原料２８の供給を滞り無く行うことができ、蒸着工程を円滑に行うことができる。これにより、被蒸着物１４表面に形成される反射防止膜の光学特性を維持することができ、膜強度の製膜設計を精度良く行うことができる。本実施形態例では、ＳｉＯ２の粉末原料を用いて成膜する例としたが、本実施形態例の原料供給装置１及び蒸着装置１１に用いることのできる粉末原料はＳｉＯ２に限られるものではない。
【００４２】
〈２．第２の実施形態〉
次に、本発明の第２の実施形態に係る原料供給装置について説明する。図５は、本実施形態例の原料供給装置１０１の断面を示す構成図である。本実施形態例の原料供給装置１０１も、第１の実施形態と同様、図１の蒸着装置１１に用いることができるものである。本実施形態例の原料供給装置１０１は、ボールフィーダ４０を設置する架台１５８と、ボールフィーダ４０の周囲を包囲するガイド部１８０が構成されている点で、第１の実施形態に係る原料供給装置１と異なり、その他の構成は、第１の実施形態と同様である。図５において、図２に対応する部分には同一符号を付し、重複説明を省略する。
【００４３】
架台１５８は、金属材料で構成されており、バイブレータ６０の上面に設置されている。架台１５８は、バイブレータ６０の上面から貯蔵タンク３０が配置された方向に所定の高さまで延びる棒状の部材と、棒状の部材の端部に接合された、図示しない平板部材とで構成されており、その平板部材の上部にボールフィーダ４０が設置されている。ボールフィーダ４０が架台１５８に設置されることにより、ボールフィーダ４０とバイブレータ６０との距離が離れるので、バイブレータ６０に粉末原料２８が直接飛散することを抑制することができる。
【００４４】
ガイド部１８０は、バイブレータ６０及びボールフィーダ４０を囲むように形成された円筒形状のガイド部本体１８１と、ガイド部本体１８１の外周に取り付けられた外側ノズル部１８５とで構成されている。ガイド部本体１８１は、ボールフィーダ４０の供給路５１をガイド部本体１８１の外側に露出させる窓部１８３を有している。ガイド部本体１８１の底部には、図示しない容器が設置されており、バイブレータ６０の振動などにより飛散した粉末原料２８が回収できるように構成されている。また、外側ノズル部１８５は、筒状の部材で構成されており、ガイド部本体１８１に形成された窓部１８３を覆うように、ガイド部本体１８１に取り付けられている。
【００４５】
外側ノズル部１８５は、外側ノズル部本体１８４と箱部１８２とで構成されている。外側ノズル部本体１８４は、ガイド部本体１８１の窓部１８３と連通し、供給路５１から誘導された粉末原料２８を連続してガイド部１８０の外側に誘導可能な筒状とされ、筒内部がガイド部本体１８１の外側に配置された蒸発皿７０に向けて、重力方向に傾斜して形成されている。外側ノズル部本体１８４は、ガイド部本体１８１の窓部１８３を介して供給路５１と連通しており、ボールフィーダ４０の供給路５１に誘導された粉末原料２８は、外側ノズル部本体１８４を通じて、ガイド部１８０の外側に設置された蒸発皿７０に供給される。
【００４６】
箱部１８２は、ガイド部本体１８１の外周面との間に、密閉された所望の空間を得るために構成されており、ガイド部本体１８１に形成された窓部１８３の上側の領域を覆うことのできる箱形状に形成されている。箱部１８２とガイド部本体１８１の外周面とで囲まれた空間は、ガイド部本体１８１の窓部１８３及び外側ノズル部本体１８４の内部と連通している。本実施形態例では、箱部１８２とガイド部本体１８１との間の空間は、供給路５１から外側ノズル部１８５に排出された粉末原料２８が、外側ノズル部本体１８４の内壁に衝突した場合に、衝突による粉末原料２８の巻き上がりを緩衝する領域として機能する。
【００４７】
そして、本実施形態例では、ガイド部１８０は金属材料で構成されている。このため、仮に粉末原料２８が帯電していたとしても、外側ノズル部１８５により放電が完了する。外側ノズル部本体１８４から排出された粉末原料２８は、帯電防止されているので、飛散することなく、速やかに蒸発皿７０に供給される。
【００４８】
本実施形態例の原料供給装置１０１も、第１の実施形態と同様、蒸着装置１１の真空チャンバー１５内に設置して用いる。
本実施形態例の原料供給装置１０１では、粉末原料２８のクロッド化を抑制できることに加え、蒸発皿７０へ粉末原料２８を供給する際における蒸着装置１１内へ粉末原料２８の飛散を効果的に抑制することができる。
その他、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
〈３．第３の実施形態〉
次に、本発明の第３の実施形態に係る原料供給装置について説明する。図６は、本実施形態例の原料供給装置２０１の概略構成図である。本実施形態例の原料供給装置２０１は、ボールフィーダの構成が、第１の実施形態に係る原料供給装置と異なり、その他の構成は、第１の実施形態の原料供給装置と同様の構成を有する。図６において、図２に対応する部分には、同一符号を付し、重複説明を省略する。
【００５０】
図６に示すように、本実施形態例の原料供給装置２０１のボールフィーダ２４０は、円筒形状のボールフィーダ本体２４４と、ボールフィーダ本体２４４の側面に接続された供給路５１とで構成されている。ボールフィーダ本体４４は、所定の領域に供給口２５０を有する円筒形状の側壁２４３と、側壁２４３の一端を封止する円盤状の底部（図示せず）と、側壁２４３の他端に設けられ、中央部に開口部２４１を有する円盤状の蓋部２４５とで構成されている。側壁２４３の他端に設けられた蓋部２４５に形成された開口部２４１は、ノズル部３８が挿入可能なように、ノズル部３８の外径よりも少し大きい径を有して形成されている。
供給口２５０は、側壁２４３の一部が、底部の蓋部２４５に面する側の面（以下、底面２５４）側から所定の高さまで開口されることにより形成されている。
【００５１】
図７に、図６の原料供給装置２０１におけるボールフィーダ２４０を、方向Ａから見たときの構成を示す。図７に示すように、本実施形態例の原料供給装置２０１では、蓋部２４５の開口部２４１からノズル部３８がボールフィーダ本体２４４の内部に挿入されるように、貯蔵タンク３０のノズル部３８側にボールフィーダ２４０が配置される。本実施形態例においても、ノズル部３８先端からボールフィーダ本体２４４と供給路５５１との境界までの距離と、底面２５４からノズル部３８先端までの高さとの関係は、第１の実施形態と同様とすることが望ましい。
【００５２】
本実施形態例では、ノズル部３８がボールフィーダ本体２４４内部に挿入され、かつ、ボールフィーダ本体２４４に蓋部２４５が形成されている。このため、ボールフィーダ２４０に貯蔵タンク３０から粉末原料２８が供給されるときや、バイブレータ６０の振動刺激により粉末原料が供給路５１側に誘導されるとき、ボールフィーダ本体２４４の外部に粉末原料２８が飛散しにくくなる。
【００５３】
そして、本実施形態例では、ボールフィーダ本体２４４の供給口２５０の開口高さＴが、ボールフィーダ本体２４４の底面２５４からノズル部３８の先端までの高さＨの０．７倍以上に形成されるのが好ましい。供給口２５０の開口高さＴが、ボールフィーダ本体２４４の底面２５４からノズル部３８の先端までの高さＨに対して７０％よりも小さい場合、バイブレータ６０の振動刺激による排出のとき、粉末原料２８が供給口２５０の上部に形成された側壁に接触し、蒸着源への供給量が不規則に変化するおそれがある。
【００５４】
また、本実施形態例では、ボールフィーダ本体２４４が円筒形状とされているため、ボールフィーダ本体２４４内の粉末原料２８の振動挙動が均質になり、粉末原料２８は一定の振動挙動が示される。これにより、原料供給量の定量性を向上させることができる。その他、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
以上、本発明について、第１〜第３の実施形態を示して詳細に示したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に記載した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００５６】
例えば、上述した第１〜第３の実施形態では、原料供給装置は金属製であるとしたが、セラミックス製、ガラス製等、真空環境下において使用できる素材であれば各種使用することができる。また、ボールフィーダ本体から延びる供給路は、上面が開放された形状で示したが、上面が覆われる筒状で構成してもよい。また、第１〜第３の実施形態で示したボールフィーダ本体の形状は、円筒型又は矩形箱型としたが、これに限定されない。例えば、側壁が、底面側から開口部側にかけて広がるように形成された皿型形状であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、真空蒸着装置において、蒸着源として、粉末を使用する技術に対して有効である。
【符号の説明】
【００５８】
１・・・原料供給装置、１０・・・ドームヘッド、１１・・・蒸着装置、１２・・・ドーム、１２ａ・・・被蒸着物支持面、１４・・・被蒸着物、１５・・・真空チャンバー、１６・・・減圧手段、２８・・・粉末原料、３０・・・貯蔵タンク、３１・・・上底、３２・・・容器部、３３・・・蓋部、３４・・・開口、３５・・・側壁部、３６・・・ノズル部本体、３８・・・ノズル部、４０・・・ボールフィーダ、４１・・・開口部、４２・・・側壁、４４・・・ボールフィーダ本体、４８・・・供給口、５０・・・ボールフィーダ本体、５１・・・供給路、５２・・・側壁、５３・・・底部、５４・・・底面、５５・・・境界、５６・・・底部、５７・・・底面、６０・・・バイブレータ、７０・・・蒸発皿、１０１・・・原料供給装置、１５８・・・架台、１８０・・・ガイド部、１８１・・・ガイド部本体、１８２・・・箱部、１８３・・・窓部、１８４・・・外側ノズル部本体、１８５・・・外側ノズル部、２０１・・・原料供給装置、２４０・・・ボールフィーダ、２４１・・・開口部、２４３・・・側壁、２４４・・・ボールフィーダ本体、２４５・・・蓋部、２５０・・・供給口、２５４・・・底面
【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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