(57)【要約】【課題】  安定して微粉末を供給する粉末供給装置を提供する。【解決手段】  粉末供給装置は、回転可能な攪拌羽１３と粉末落下孔１２Ｓが備えられた粉末収容室１２、粉末落下孔１２Ｓに対向する円周上に溝１６′が設けられた回転可能な粉末供給盤１７′、溝１６′の粉末落下箇所に隣接する溝内の箇所にその先端部が挿入された粉末吸入用パイプ４１、溝１６′の何れかの箇所に吹き付けるためのキャリアガスを通す孔４３が備えられている。【選択図】図２
2005068542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な攪拌羽と粉末落下孔が備えられた粉末収容室、前記粉末落下孔に対向する円周上に溝が設けられた回転盤、前記溝の粉末落下箇所に隣接する溝内の箇所にその先端部が挿入された粉末吸入用パイプ、前記溝の何れかの箇所に吹き付けるためのキャリアガスを通す孔を備えた粉末供給装置。
【請求項２】
回転可能な攪拌羽と粉末落下孔が備えられた粉末収容室、前記粉末落下孔に対向する円周上に溝が設けられた回転盤、前記溝の粉末落下箇所に隣接する溝内の箇所にその先端部が挿入された粉末吸入用パイプを備えており、該粉末吸入用パイプは二重管を成し、その外管と内管の間にキャリアガスを流すように成した粉末供給装置。
【請求項３】
回転可能な攪拌羽と粉末落下孔が備えられた粉末収容室、前記粉末落下孔に対向する円周上に溝が設けられた回転盤、前記溝の粉末落下箇所に隣接する溝内の箇所にその先端部が挿入された粉末吸入用パイプを備えており、該粉末吸入用パイプは二重管を成し、その内管内にキャリアガスを流すように成した粉末供給装置。
【請求項４】
回転可能な攪拌羽と粉末落下孔が備えられた粉末収容室、前記粉末落下孔に対向する円周上に溝が設けられた回転盤、前記溝の粉末落下箇所に隣接する溝内の箇所にその先端部が挿入された粉末吸入用パイプ、前記溝の何れかの箇所に吹き付けるためのキャリアガスを通す孔を備えており、前記粉末吸入用パイプは二重管を成し、その外管と内管の間にキャリアガスを流すように成した粉末供給装置。
【請求項５】
回転可能な攪拌羽と粉末落下孔が備えられた粉末収容室、前記粉末落下孔に対向する円周上に溝が設けられた回転盤、前記溝の粉末落下箇所に隣接する溝内の箇所にその先端部が挿入された粉末吸入用パイプ、前記溝の何れかの箇所に吹き付けるためのキャリアガスを通す孔を備えており、前記粉末吸入用パイプは二重管を成し、その内管内にキャリアガスを流すように成した粉末供給装置。
【請求項６】
溝は断面が半円状にである請求項１〜５何れかに記載の粉末供給装置。
【請求項７】
粉末吸入用パイプの先端部は他の部分より小さい径になっている請求項１〜５何れかに記載の粉末供給装置。
【請求項８】
粉末吸入用パイプは回転盤に対して斜めに配設されている請求項１〜５何れかに記載の粉末供給装置。
【請求項９】
粉末吸入用パイプは回転盤に対して垂直に配設されている請求項１〜５何れかに記載の粉末供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプラズマ中に、粉末をキャリアガスによって供給するのに適した粉末供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックス等の微粉末をキャリアガスによりプラズマトーチ内に供給し、プラズマによって蒸気化した粉末粒子を、プラズマトーチに繋がったチャンバー内の基板上に膜状に付着させる成膜装置がある。
【０００３】
図１は、この様な成膜装置の一概略例を示したものである。
【０００４】
図中１は攪拌した粉末を供給する粉末供給装置、２は該粉末供給装置から送られてくる粉末の内、凝集した微粉末を分散させて一次粒子に戻すための分散器である。３は該分散器からの微粉末を蒸気化するためのプラズマを発生するプラズマトーチ４と、蒸気化した粉末粒子が付着される基板５を備えたチャンバー６から成る成膜装置本体である。
【０００５】
前記粉末供給装置１は、粉末１１を収容し、その粉末１１を攪拌するための粉末収容室１２を備えている。この粉末収容室内にはＡｒ等の圧縮されたキャリアガスが供給され、その内部を加圧状態にしている。又、粉末収容室１２の底部には粉末が落下する孔１２Ｓが開けられている。又、粉末収容室１２には、回転して粉末１１を攪拌する攪拌羽１３と回転軸１４とから成る攪拌体１５が設けられている。尚、該回転軸１４はモーター（図示せず）により駆動されるように成っている。
【０００６】
又、前記粉末供給装置１は、中心から所定の位置の周囲上に突起した断面がＶ字状の溝１６が形成された回転可能な粉末供給盤１７を備えている。この粉末供給盤１７は、回転中、溝１６の何れかの箇所が常に前記粉末落下孔１２Ｓの真下に来る様に設置されている。尚、１８は回転軸で、モーター（図示せず）により駆動されるように成っている。
【０００７】
前記溝１６と前記攪拌羽１３との間には、粉末１１がスタックしない程度の間隔Ｄが設けられている。
【０００８】
又、前記粉末供給装置１は、一方の開口部が前記溝１６に対向し、他方の開口部が分散器２に対向する円筒状の孔１９Ｈが開けられたシリンダから成る粉末供給部１９を備えている。
【０００９】
前記分散器２は、互いに重なり合わない２段の分散羽２１，２２、傘フランジ２３、凝集したままの粒子をトラップするトラップ室２４を内部に備えている。前記傘フランジ２３は、前記分散羽２１，２２の回転によりトラップ室２４内の凝集した粒子が舞い上がらない様にしている。尚、２５は回転軸２６を通じて前記分散羽２１，２２を回転させるモーター、２７は前記粉末供給装置１の粉末供給部１９の他方の開口部に繋がった粉末及びキャリアガス流入孔、２８は粉末及びキャリアガス排出孔である。
【００１０】
前記成膜装置本体３のプラズマトーチ４は、誘導コイル３１が巻かれた石英ガラス管３２及び中央部にプローブ３３を備えたガスリング３４から成る。３５は誘導コイル３１に高周波電力を印加する高周波電源である。
【００１１】
成膜装置本体３のチャンバー６内には基板５を支持する支持台３６が設けられており、又、チャンバーの側壁にはチャンバー６及びトーチ４内を排気するための排気装置３７が繋がっている。
【００１２】
尚、Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３は、気密を維持するために、それぞれ、回転軸１４，１８，２６の周囲に設けられたＯリングである。
【００１３】
この様な構成の成膜装置において、粉末供給装置１の粉末収容室１２に収容された粉末１１は、粉末収容室内において攪拌羽１３により十分に攪拌される。そして、攪拌された粉末は、粉末落下孔１２Ｓから粉末供給盤１７の溝１６内に落下する。
【００１４】
この際、溝１６の上方には粉末供給部１９の孔１９Ｈの開口が位置しており、粉末供給盤１７は回転しており、又、前記粉末収容室１２内は圧縮されたキァリアガスが導入されているので、粉末供給部１９の孔１９Ｈ内に高速でキァリアガスが排出されると同時に、この排出時に発生する吸引力により、前記溝１６に入っている粉末も孔１９Ｈ内に排出される。
【００１５】
この様にして、粉末供給部１９の孔１９Ｈを介してキャリアガスにより粉末が分散器２の流入孔２７から分散器内部に入る。
【００１６】
分散器内部においては、分散羽２１，２２の回転により凝縮した粉末を分散させ、完全に分散された微粉末だけを排出孔２８に送り込み、分散していない凝縮粉末はトラップ室２４に落下する。
【００１７】
この流れを繰り返すことにより、分散羽２１と２２の空間にはキャリアガス流にのる分散された微粉末のみが存在し、分散されない凝縮粉末は傘フランジ２３と分散器壁面の間を通ってトラップ室２４に落下する。
【００１８】
排出孔２８に送り込まれた微粉末は、排出口２８に繋がっている供給管３８を介して成膜装置本体３のプラズマトーチ４内に導入される。
【００１９】
プラズマトーチ内では、高周波電源３５から誘導コイル３１に高周波電力が印加されることによりプラズマが発生しているので、導入された微粉末はプラズマ中で蒸発し、その蒸発粒子がチャンバー６の基板５上に膜状に付着する。
【００２０】
【特許文献１】特開平５−１８６８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
さて、粉末供給盤１７の溝１６に入った粉末が粉末供給部１９の孔１９Ｈの開口部に達するまでの間に、粉末供給盤１７の溝１６に対向する粉末供給装置の内面部（天井面）に粉末が付着し、次第に固まりとなり、溝１６に入っている粉末をかき出してしまい、その結果、粉末が粉末供給部１９の孔１９Ｈ内に十分送られなくなってしまう。
【００２２】
又、粉末供給部１９の孔１９Ｈは断面がＬ字型の形状、即ち、直角の曲が部を有しているので、この角部分で粉末が詰まってしまう。
【００２３】
又、前記溝１６と、孔１９Ｈ開口部との間には間隔が開いているので、前記溝１６と、孔１９Ｈ開口部近傍の表面間に粉末が詰まってしまう。
【００２４】
本発明は、この様な問題を解決する新規な粉末供給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】
【００２５】
本発明の粉末供給装置は、回転可能な攪拌羽と粉末落下孔が備えられた粉末収容室、前記粉末落下孔に対向する円周上に溝が設けられた回転盤、前記溝の粉末落下箇所に隣接する溝内の箇所にその先端部が挿入された粉末吸入用パイプ、前記溝の何れかの箇所に吹き付けるためのキャリアガスを通す孔を備えたことを特徴とする。
【００２６】
本発明の粉末供給装置は、回転可能な攪拌羽と粉末落下孔が備えられた粉末収容室、前記粉末落下孔に対向する円周上に溝が設けられた回転盤、前記溝の粉末落下箇所に隣接する溝内の箇所にその先端部が挿入された粉末吸入用パイプを備えており、該粉末吸入用パイプは二重管を成し、その外管と内管の間にキャリアガスを流すように成したことを特徴とする。
【００２７】
本発明の粉末供給装置は、回転可能な攪拌羽と粉末落下孔が備えられた粉末収容室、前記粉末落下孔に対向する円周上に溝が設けられた回転盤、前記溝の粉末落下箇所に隣接する溝内の箇所にその先端部が挿入された粉末吸入用パイプを備えており、該粉末吸入用パイプは二重管を成し、その内管内にキャリアガスを流すように成したことを特徴とする。
【００２８】
本発明の粉末供給装置は、回転可能な攪拌羽と粉末落下孔が備えられた粉末収容室、前記粉末落下孔に対向する円周上に溝が設けられた回転盤、前記溝の粉末落下箇所に隣接する溝内の箇所にその先端部が挿入された粉末吸入用パイプ、前記溝の何れかの箇所に吹き付けるためのキャリアガスを通す孔を備えており、前記粉末吸入用パイプは二重管を成し、その外管と内管の間にキャリアガスを流すように成したことを特徴とする。
【００２９】
本発明の粉末供給装置は、回転可能な攪拌羽と粉末落下孔が備えられた粉末収容室、前記粉末落下孔に対向する円周上に溝が設けられた回転盤、前記溝の粉末落下箇所に隣接する溝内の箇所にその先端部が挿入された粉末吸入用パイプ、前記溝の何れかの箇所に吹き付けるためのキャリアガスを通す孔を備えており、前記粉末吸入用パイプは二重管を成し、その内管内にキャリアガスを流すように成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の粉末供給装置は、その先端が、粉末供給盤の溝の粉末落下箇所の直ぐ隣りの溝内に配置されるように粉末吸引用パイプを取り付けたので、粉末供給盤の溝に対向する粉末供給装置の内面部（天井面）に粉末が付着することがない。従って、粉末吸引用パイプ内に粉末が常に安定して供給することが出来る。
【００３１】
又、粉末吸引用パイプは真っ直ぐ伸びた形状を成しており、直角に近い曲部若しくは鋭角の曲部を有していないので、粉末吸引用パイプ内で粉末が詰まることはない。
【００３２】
又、粉末吸引用パイプの先端を溝内に入り込ませているので、溝と粉末吸引用パイプ先端間の隙間に粉末が詰まってしまうことはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３４】
図２は本発明の粉末供給装置の一概略例を示したものである。図中、図１で使用した記号と同一記号の付されたものは同一構成要素を示す。
【００３５】
図中１７′は粉末供給盤で、中心から所定の位置の周囲上に突起した断面が半円状の溝１６′が形成された回転可能な粉末供給盤である。
【００３６】
４１は、その先端が前記溝１６′の粉末落下箇所Ｐの直ぐ隣の箇所Ｑの溝内に位置する（粉末供給盤１６′を真上から見た図３参照）ように、粉末供給装置の側壁に斜めに取り付けられた、例えばステンレス製のパイプである。このパイプは、図４の（ａ）に示す様に、溝１６に入っている先端が他の部分より径を絞ってあり、その他端部は、粉末供給装置の側壁外に出ており、該他端部はフレキシブルなチューブ４２に繋がっている。
【００３７】
４３は、その先端開口部が前記溝１６′の何れかの箇所（例えば、図３のＲ）に対向する様に、粉末供給装置の上壁から側壁にかけて開けられたキャリアガス導入孔である。
【００３８】
尚、前記パイプ４１は、斜めに取り付けられているが、図４の（ｂ）に示す様に、その先端が溝１６′内に均等に入る様に、粉末供給盤の上面に対し、垂直に取り付けても良い。
【００３９】
この様な構成の粉末供給装置を、図１に示す如き粉末供給装置の代わりに使用した場合、粉末供給装置の気密容器１１′内に導入された粉末１２は、気密容器内において攪拌羽１３により十分に攪拌される。そして、攪拌された粉末は、粉末落下孔１２Ｓを介して粉末供給盤１７′の溝１６′に落下する。
【００４０】
この際、溝１６′の粉末落下箇所Ｐの直ぐそばの溝内にパイプ４１の先端部が入り込んでおり、粉末供給盤１７′は回転している。又、キャリアガス導入孔４３から溝１６′にキァリアガスが吹き付けられ、該ガスは、溝１６′内の吹き付け箇所Ｒから両側に別れて溝内を通り、前記パイプ４１内と粉末落下孔１２Ｓ内に排出される。キャリアガスがパイプ４１内に排出されると、同時に発生する吸引力により、溝１６′の粉末落下箇所Ｐに落下した粉末は直ぐにパイプ４１内に入って行く。一方、キャリアガスが粉末落下孔１２Ｓ内に入って行くことにより、やがて、粉末収容室１２内は加圧状態となる。
【００４１】
この様にして、パイプ４１を介してキャリアガスにより粉末がフレキシブルチューブ４２を介して分散器２の流入孔２７から分散器内部に入る。
【００４２】
以後の動作は、前記した通りである。
【００４３】
尚、パイプ４１の先端の径を、更に小さくして、該パイプに入って来る、即ち、パイプ近傍のキャリアガスの流速を高めることにより、パイプ４１内に入る直前の粉末を速やかに分解させることにより、分散器２を使用せず、直接、粉末供給装置からの粉末をプラズマトーチ内に導くようにしても良い。
【００４４】
又、前記例では、キャリアガスを溝１６′の何れかの箇所に吹き付ける様にしたが、それと同時に、或いはその代わりに、パイプ４１を二重円筒管構造に成し、図５の（ａ）に示す様に、外管５１と内管５２の間へキャリアガスを入れるようにするか、或いは、図５の（ｂ）に示す様に、内管５２の内部へキャリアガスを入れるようにしても良い。前者の構造では、溝で反射したキャリアガスと共に溝上の粉末が内管５２の内部に入って行き、後者の構造では、溝で反射したキャリアガスと共に溝上の粉末が外管５１と内管５２の間に入って行き、どちらの構造の場合であっても、パイプに入る直前の溝上の粉末がキャリアガスにより速やかに分散されるので、固まることなく、パイプの中に速やかに入って行く。
【００４５】
又、溝の形は、前記例では断面が半円状であったが、従来の様に断面がＶ字状或いはＵ字状であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】成膜装置の一概略例を示している。
【図２】本発明の粉末供給装置の一概略例を示している。
【図３】図２の粉末供給盤を上方から見た図である。
【図４】溝とパイプ先端の位置関係を示した図である。
【図５】パイプの他の例を示したものである。
【符号の説明】
【００４７】
１…粉末供給装置
２…分散器
３…成膜装置本体
４…プラズマトーチ
５…基板
６…チャンバー
１１…粉末
１２…粉末収容室
１２Ｓ…孔
１３…攪拌羽
１４…回転軸
１５…攪拌体
１６…溝
１７…粉末供給盤
１８…回転軸
１９…粉末供給部
１９Ｈ…孔
２１，２２…分散羽
２３…傘フランジ
２４…トラップ室
２５…モーター
２６…回転軸
２７…粉末及びキャリアガス流入孔
２８…粉末及びキャリアガス排出孔
３１…誘導コイル
３２…石英ガラス管
３３…プローブ
３４…ガスリング
３５…高周波電源
３６…支持台
３７…排気装置
３８…供給管
Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３…オーリング
１６′…溝
１７′…粉末供給盤
４１…パイプ
４２…チューブ
４３…キャリアガス導入孔
Ｐ…粉末落下箇所
Ｑ…粉末吸引箇所
Ｒ…キャリアガス流入箇所
【図１】
2005068542.tif 000003
【図２】
2005068542.tif 000004
【図３】
2005068542.tif 000005
【図４】
2005068542.tif 000006
【図５】
2005068542.tif 000007