CN104968439B - 处理装置、喷射处理方法和电池材料的制造方法 - Google Patents

处理装置、喷射处理方法和电池材料的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的处理装置包括向主室(11)的内部喷射气体的处理部(10)、与主室(11)的内部和外部这两者连通的密封室(13、14)、对主室(11)和/或密封室(13、14)的内部进行排气的排气部(15)、对密封室(13、14)的内部的压力和第一基准压力的第一差压进行控制的控制部(17)，排气部(15)具有对密封室(13、14)的内部进行排气的第一排气系统(150)，控制部(17)根据向主室(11)的内部喷射的气体的量的增加，使动作模式从进行基于第一差压的反馈控制而使第一排气系统(150)动作的第一模式向进行与基于第一差压的反馈控制不同的控制而使第一排气系统(150)动作的第二模式转移。根据该结构，即使由处理部在短时间内喷射大量气体，也能够抑制气体从主室的流出和外部气体向主室内的流入。

Description

处理装置、喷射处理方法和电池材料的制造方法
技术领域
本发明涉及处理装置、喷射处理方法和电池材料的制造方法。
背景技术
一直以来，为了获得用于对薄膜材料实施处理的处理容器内的气密性，具有使要进入处理容器内的气体的扩散路径变得复杂的迷宫式密封机构的密封装置是众所周知的(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006－22922号公报
发明内容
发明要解决的课题然而，由于构成密封装置的迷宫式密封机构的折流板与制品接触，会损伤制品，或成为在向处理容器内传送材料时的阻力，因此难以在保证制品的质量同时抑制处理容器内的气密性的下降。
根据本发明的第一方式，处理装置包括：主室；处理部，向主室的内部喷射气体；密封室，与主室的内部和外部这两者连通；排气部，对主室和/或密封室的内部进行排气；以及控制部，使排气部动作，对密封室的内部的压力和第一基准压力的第一差压进行控制，排气部具有对密封室的内部进行排气的第一排气系统，控制部具有第一模式和第二模式来作为用于控制第一差压的排气部的动作模式，第一模式是进行基于第一差压的反馈控制而使第一排气系统动作的模式，第二模式是进行与基于第一差压的反馈控制不同的控制而使第一排气系统动作的模式，控制部根据由处理部向主室的内部喷射的气体的量的增加，使动作模式从第一模式转移到第二模式。
根据本发明的第二方式，在第一方式的处理装置中，在由处理部向主室的内部喷射的气体的量超过第一阈值的情况下，控制部能够使动作模式从第一模式转移到第二模式。
根据本发明的第三方式，在第一或第二方式的处理装置中，控制部能够在第二模式的情况下，以预先设定的预定的排气量使第一排气系统从密封室的内部排气。
根据本发明的第四方式，在第一～第三任一种方式的处理装置中，控制部能够根据第二模式时的密封室的内部的压力下降，使动作模式从第二模式转移到第一模式。
根据本发明的第五方式，在第一～第三任一种方式的处理装置中，控制部能够在转移到第二模式后经过了预定时间的情况下，使动作模式从第二模式转移到第一模式。
根据本发明的第六方式，在第四方式的处理装置中，控制部能够在第二模式的持续中，在第一差压低于第二阈值的情况下，使动作模式从第二模式转移到第一模式。
根据本发明的第七方式，在第一～第六任一种方式的处理装置中，第一排气系统包括用于对密封室的内部进行排气的第一排气装置和设置在第一排气装置的进气侧或排气侧的第一可变阀，控制部能够通过使第一排气装置的排气能力和第一可变阀的开度中的至少一方变化，来控制第一差压。
根据本发明的第八方式，在第一～第七任一种方式的处理装置中，排气部具有对主室的内部进行排气的第二排气系统，控制部还具有第三模式和第四模式来作为用于对主室的内部的压力和第二基准压力的第二差压进行控制的排气部的动作模式，第三模式是进行基于第二差压的反馈控制而使第二排气系统动作的模式，第四模式是进行与基于第二差压的反馈控制不同的控制而使第二排气系统动作的第四模式，控制部能够根据由处理部向主室的内部喷射的气体的量的增加，使动作模式从第三模式转移到第四模式。
根据本发明的第九方式，在第八方式的处理装置中，在由处理部向主室的内部喷射的气体的量超过第三阈值的情况下，控制部能够使动作模式从第三模式转移到第四模式。
根据本发明的第十方式，在第八或第九方式的处理装置中，第四模式能够以预先设定的预定的排气量使第二排气系统从主室的内部排气。
根据本发明的第十一方式，在第八～第十任一种方式的处理装置中，控制部能够根据第四模式时的主室的压力下降，使动作模式从第四模式转移到第三模式。
根据本发明的第十二方式，在第八～第十任一种方式的处理装置中，控制部能够在转移到第四模式后经过了预定时间的情况下，使动作模式从第四模式转移到第三模式。
根据本发明的第十三方式，在第十一方式的处理装置中，控制部能够在第四模式的持续中，在第二差压低于第四阈值的情况下，使第二排气系统的动作模式从第四模式转移到第三模式。
根据本发明的第十四方式，在第八～第十三任一种方式的处理装置中，第二排气系统包括用于对主室的内部进行排气的第二排气装置和设置在第二排气装置的进气侧或排气侧的第二可变阀，控制部能够通过使第二排气装置的排气能力和第二可变阀的开度中的至少一方变化，来控制第二差压。
根据本发明的第十五方式，在第八～第十四任一种方式的处理装置中，第二排气系统具有使气体从第二排气装置的排气侧回流到主室的内部的回流路径和设置在回流路径的第三可变阀，控制部能够通过使第二排气装置的排气能力、第二可变阀的开度和第三可变阀的开度中的至少一个变化，来控制第二差压。
根据本发明的第十六方式，在第十五方式的处理装置中，控制部能够使第二可变阀的开度和第三可变阀的开度互补地变化。
根据本发明的第十七方式，在第一～第十六任一种方式的处理装置中，第一基准压力可以是主室的内部的压力或密封室的外部的压力。
根据本发明的第十八方式，在第八～第十七任一种方式的处理装置中，第二基准压力可以是主室的外部的压力或密封室的内部的压力。
根据本发明的第十九方式，在第八～第十四任一种方式的处理装置中，第一阈值可以比第三阈值小。
根据本发明的第二十方式，喷射处理方法使用第一～第十九任一种方式的处理装置，在主室内对被加工物进行喷射处理。
根据本发明的第二十一方式，在第二十方式的喷射处理方法中，喷射处理是能够对被处理物喷射气固两相流的处理。
根据本发明的第二十二方式，电极材料的制造方法使用第一～第十九任一种方式的处理装置，在集电体表面形成活性物质薄膜。
发明效果
根据本发明，根据由处理部向主室内喷射的气体的量的增加，使排气部的动作模式从进行反馈控制而动作的第一模式向进行与反馈控制不同的控制而动作的第二模式转移，因此能够抑制主室的气密性的下降并且能够防止制品的质量劣化。
附图说明
图1是示出本发明第一实施方式的处理装置的结构的框图。
图2是说明第一实施方式的处理装置的动作的流程图。
图3是说明第二实施方式的处理装置的动作的流程图。
图4是示出第三实施方式的处理装置的结构的框图。
图5是说明第三实施方式的处理装置的动作的流程图。
图6是说明第三实施方式的处理装置的动作的流程图。
图7是说明第三实施方式的处理装置的动作的流程图。
图8是说明第四实施方式的处理装置的动作的流程图。
图9是说明第四实施方式的处理装置的动作的流程图。
图10是示出变形例的处理装置的结构的框图。
图11是说明使用本发明的喷射处理装置的喷射处理方法的流程图。
具体实施方式
在本发明方式的处理装置中，在气体环境的主室内进行伴随着气体喷射的加工处理时，对设置在开口部的密封室内的压力和主室的外部的压力差进行控制，将密封室内的压力保持在比主室的外部的压力低的低压侧，上述开口部用于将被处理物输入和/或输出主室。由此，对气体从主室向外部的流出、外部气体从主室的外部向主室的内部的流入进行抑制。下文将使用实施方式详细说明。
第一实施方式
参照附图对本发明第一方式的处理装置1进行说明。图1是示意性示出处理装置1的结构的框图。处理装置1包括喷射处理装置10、主室11、传送装置12、入口密封室13、出口密封室14、排气装置15、控制装置17以及压力传感器18a和18b。
喷射处理装置10被设置在主室11的内部，针对作为电池电极的负极集电体的铜箔及作为电池电极的正极集电体的铝箔等被处理物S，进行成膜处理。喷射处理装置10的一例是基于将从未图示的粉体传送装置传送的微粒子与从未图示的气体供给源供给的氮气等惰性气体混合，并对被处理物S进行喷涂的PJD(Powder Jet Deposition：粉末喷射沉积)方式的成膜处理装置。
作为喷射处理装置10喷射的微粒子，可以没有特殊限制地使用如下的微粒子，即由金、银、铜、铝、锡、镍、钛等各种金属构成的微粒子、由Si－Cu类和Si－Sn类等各种合金乃至金属间化合物构成的微粒子、由氧化铝和氧化锆等陶瓷、各种无机玻璃材料构成的微粒子、由聚乙烯等高分子化合物构成的微粒子等。而且，还可以使用通过机械合金化等方法将不同种类的材料复合化后的复合微粒子、将不同种类材料涂敷在表面上的微粒子等。
喷射处理装置10除了利用PJD方式进行成膜处理之外也可以使用冷喷涂方式、气溶胶沉积方式等的各种成膜处理装置。而且，喷射处理装置10不限于向被处理物S喷射微粒子来形成电极活性物质材料的膜，也可以通过向被处理物S的被处理面喷射的微粒子来形成各种薄膜。喷射处理装置10也可以是通过向被处理物S的被处理面喷射的微粒子来进行去除处理的去除处理装置。被处理物S可以根据处理目的而适当地选择。
喷射处理装置10在处理时，接收来自控制装置17的喷射指令，以喷射量T1(m3/min)喷射混合有微粒子的惰性气体。控制装置17存储多个喷射量T1，根据预先设定的加工程序，在适当的时刻使喷射量T1增减(包含喷射停止)。而且，喷射处理装置10能够以预定的时间间距使喷射量T1增减。
主室11是以对被处理物S和喷射的微粒子的防氧化、防爆、防潮等为目的，用于在一定的环境气体下使喷射处理装置10对被处理物S进行处理的容器。在主室11设置有用于将被处理物S输入内部的入口111、和用于将在主室11内通过喷射处理装置10实施处理后的被处理物S向外部输出的出口112。除了入口111和出口112之外，主室11成为实质上不具有与外部连通的开口部的封闭容器。
传送装置12由多个辊等构成，从入口111向主室11内部输入被形成为片材状的被处理物S，并将在主室11内实施了处理的被处理物S从出口112向主室11外部输出。其结果是，喷射处理装置10能够通过卷式生产(Roll to Roll)方式对被处理物S进行处理。另外，在本实施方式中，作为一例，传送装置12对被处理物S的传送速度可以设为1mm/sec～100mm/sec。被处理物S的传送能够连续进行，也可以根据需要来进行反复传送、停止的间歇操作。入口111和出口112形成为适当的大小，以便能够在与被处理物S之间保持适当的间隙(间距)的同时传送被处理物S。另外，从保持主室11的气密性的观点出发，入口111和出口112与被处理物S之间的间距优选构成得尽可能地小。在本实施方式中，入口111和出口112不需要迷宫式密封结构等特别的机构。
入口密封室13设置在主室11的入口111的外侧，并与主室11的内部和外部这两者连通。出口密封室14设置在主室11的出口112的外侧，并与主室11的内部和外部这两者连通。入口密封室13和出口密封室14被设置为，用于防止主室11内的惰性气体向外部流出并且防止外部的空气流入到主室11内部。因此，入口密封室13和出口密封室14内的压力P1a和P1b由后述的排气装置15控制为与外部压力P0的差压处于预定范围内。另外，预定范围是指，如后所述，能够防止主室11内的惰性气体和微粒子经由入口密封室13或出口密封室14向外部放出的差压的范围。
在入口密封室13的结构和出口密封室14的结构相对于主室11对称的情况下，压力P1a和P1b始终为大致相同的压力。而且，外部压力P0对于任一个密封室均是相同的数值。因此，在此情况下，将压力P1a或P1b中的任一方的压力与外部压力P0的差压控制在预定的范围内即可。而且，在入口密封室13的结构和出口密封室14的结构相对于主室11不对称的情况下，也考虑在压力P1a和P1b之间产生差值。在此情况下，只要选择压力P1a和P1b中与外部压力P0的差压小的一方作为控制对象即可。这是由于，对于密封室压力和外部压力P0的差压小的一方，气体和微粒子从密封室向外部流出的可能性变高。另外，在下文的说明中，在不区分入口密封室13和出口密封室14而简单地称作密封室压力或P1时，是指如上所述的作为被选择的控制对象侧的密封室压力。而且，在密封室压力比外部压力高的情况下，差压是负值。
在本实施方式中，为了使主室11内的惰性气体和微粒子不会经由入口密封室13或出口密封室14而向外部放出，优选将密封室压力P1维持在比外部压力P0低8Pa～13Pa左右的压力。在本实施方式中，从外部供给的气体从喷射处理装置10向主室11的内部喷射。此时，以密封室压力P1a和P1b成为始终比主室11内的压力低的压力的方式，从入口密封室13和出口密封室14排气。
排气装置15具有包括第一风扇151、第一可变阀152和管路154的第一排气系统150，并根据来自后述控制装置17的指令进行动作，从入口密封室13和出口密封室14排出气体。第一风扇151由涡轮风扇等构成，当来自后述控制装置17的驱动信号被输入时进行驱动，将入口密封室13和出口密封室14内的气体向主室11的外部排出。作为第一风扇151，可以使用旋转叶片的转数可变的风扇、旋转叶片的角度可变的风扇、将两者组合的风扇，根据来自控制装置17的驱动信号，根据旋转叶片的转数、旋转叶片的角度或者两者的组合，来设定从入口密封室13和出口密封室14向外部的可排出量(排气能力)。
第一可变阀152由电动机驱动式的电控制阀构成。第一可变阀152根据从后述的控制装置17输入的开度信号来调节电控制阀的开度，设定从入口密封室13和出口密封室14向外部排出的气体的排气量。
在管路154设置有上述的第一风扇151和第一可变阀152。如图1所示，第一可变阀152被设置在第一风扇151的进气侧。通过以上述方式调节第一风扇151和第一可变阀152，入口密封室13和出口密封室14的惰性气体通过管路154向外部被排出。另外，也可以是，将第一可变阀152设置在第一风扇151的排气侧的管路154，来代替如图1所示地设置在第一风扇151的进气侧的管路154。
压力传感器18a和18b分别具有两个压力计测口，是检测两个输入压力的差压并输出的差压仪。压力传感器18a和18b各自的压力计测口中的一个向主室11的外部敞开，另一个与各个密封室连接。由此，压力传感器18a和18b检测外部压力P0与入口密封室13的压力P1a的差压以及外部压力P0与出口密封室14的压力P1b的差压，并向控制装置17输出与所检测到的差压对应的信号(下文，称作“差压信号”)。
控制装置17具有CPU、ROM、RAM等，是执行各种数据处理的运算装置。控制装置17根据所输入的差压信号而使排气装置15动作，通过调整从入口密封室13和出口密封室14排出的气体的排气量，对密封室的压力和外部压力的差压进行控制。在此情况下，控制装置17向第一风扇151输出指示驱动的驱动信号。进而，控制装置17向第一可变阀152输出指定电控制阀的开度的开度信号，该电控制阀构成第一可变阀152。控制装置17为了调整从入口密封室13和出口密封室14排出的气体的排气量，将第一排气系统150的动作模式选择成第一模式或第二模式。
(1)第一模式
在第一模式下，控制装置17根据密封室压力和外部压力的差压，进行使第一排气系统150动作的反馈控制。在此情况下，控制装置17将密封室压力P1和作为第一基准压力的外部压力P0的差压△P1作为被控制变量，使用第一传递函数来计算第一可变阀152的开度，即计算电控制阀的操作量，并作为开度信号向第一可变阀152输出。另外，第一传递函数是为了对差压△P1进行PI控制、PID控制等反馈控制而用于计算第一阀152的操作量的函数。对本实施方式的第一传递函数的函数形式未特别限定，能够根据被控制系统的响应特性等，适当地安装P控制、PI控制、PID控制等的传递函数并使用。其结果是，从入口密封室13和出口密封室14排出气体的排气量被调整。
(2)第二模式
在第二模式下，控制装置17不进行反馈控制而进行前馈控制，由此使第一排气系统150动作，从入口密封室13和出口密封室14排气。在此情况下，控制装置17向喷射处理装置10输出喷射指令，并同时将第一可变阀152的电控制阀的操作量设定为预先设定的值，并作为开度信号向第一可变阀152输出。例如，控制装置17输出开度信号，使得第一可变阀152的电控制阀的开度被保持在最大开度。由此，第一排气系统150以与第一可变阀152的开度对应的排气量动作。另外，第一可变阀152的电控制阀的开度并不局限于被保持在最大开度，例如被保持在最大开度的90％或80％等被预先设定的开度的方式、根据时间经过而使开度变化的方式也包含在本发明的一方式中。而且，关于上述电控制阀的操作量，作为能够得到可以将由于喷射处理装置10的处理而在主室11内急剧增加的惰性气体排出的排气量的值，通过实验等预先进行计测并存储在预定的存储器(未图示)中，使得即使在经过后述时间t1后在第一模式下调整气体的排气量，也能够抑制气体向外部的流出。另外，并不局限于在向喷射处理装置10输出喷射指令的同时来使第一排气系统150动作，从喷射指令的输出起追遡预定时间而使第一排气系统150动作的方式、根据自喷射处理装置10的喷射量而使第一排气系统150动作的方式也包含在本发明的一方式中。
控制方式17通过适当地切换上述的第一模式和第二模式，调整从入口密封室13和出口密封室14排出的气体的排气量，对密封室压力P1和外部压力P0的差压△P1进行控制。如上所述，入口密封室13和出口密封室14分别与主室11连通，并处于比主室11的压力低的压力。因此，通过从入口密封室13和出口密封室14排气，由喷射处理装置10向主室11内喷射的惰性气体流入到入口密封室13和出口密封室14中，由排气装置15向外部排出。根据需要，可以在排气装置15的排气端设置洗涤器、过滤器等净化装置。下文，对由控制装置17进行的第一模式的设定和第二模式的设定进行说明。
控制装置17根据在喷射处理装置10进行处理时喷射的惰性气体的喷射量T1的大小，将排气装置15的动作模式设定为第一模式和第二模式中的一方。即，控制装置17根据需要在第一模式和第二模式之间进行转移和复位。在本实施方式中，控制装置17在喷射处理装置10要喷射的惰性气体的喷射量T1为预先设定的预定的阈值T1a以下的情况下，设定第一模式，在超过阈值T1a的情况下，设定第二模式。在排气装置15在第一模式下动作时，当判断为喷射量T1超过阈值T1a时，控制装置17使动作模式从第一模式转移到第二模式。另外，上述阈值T1a作为即使在第一模式下调整由于喷射处理装置10的处理而在主室11内急剧增加的惰性气体也能够抑制气体向外部流出的排气量，通过实验被预先设定并存储在预定的存储器(未图示)中。在喷射处理装置10与控制装置17彼此独立地进行控制的情况下，也可以构成为，在喷射的同时或在喷射之前，向控制装置17发送表示喷射处理装置10所喷射的喷射量T1的信号。
当排气装置15的动作转移到第二模式时，控制装置17启动未图示的计时器，开始从排气装置15在第二模式下开始动作起的时间计测。当开始时间计测后经过了预定时间t1时，控制装置17使排气装置15的动作模式从第二模式转移到第一模式。即，控制装置17进行如下的反馈控制，即将密封室压力P1和外部压力P0的差压△P1作为被控制变量，来计算第一可变阀152的电控制阀的开度，并作为开度信号向第一可变阀152输出。另外，上述预定时间t1作为如下的时间而通过实验等预先计测并存储在预定的存储器(未图示)中，即，使第一排气系统150按照第二模式进行动作来排出由于喷射处理装置10的处理而在主室11内急剧增加的惰性气体，由此直至通过第一模式下的第一排气系统150的动作而能够控制差压△P1为止所需的时间。
另外，虽然控制装置17设为使第一可变阀152的电控制阀的开度变化，但是，使第一风扇151的排气能力变化的方式、使第一风扇151的排气能力和第一可变阀152的电控制阀的开度的组合变化的方式也包含在本发明的一方式中。
使用图2的流程图来说明控制装置17的处理。图2的流程图所示的各处理利用控制装置17执行程序来进行。该程序存储在存储器(未图示)中，在处理装置1的操作开始的同时，由控制装置17启动并执行。
在步骤S10中，判断由喷射处理装置10喷射的惰性气体的喷射量T1是否超过阈值T1a。在喷射量T1为阈值T1a以下的情况下，在步骤S10中做出否定判断并进入步骤S11。在步骤S11中，使排气装置15以第一模式动作并进入步骤S12。在步骤S12中，判断是否结束处理装置1的动作。在结束处理装置1的动作的情况下，在步骤S12中做出肯定判断并结束处理。在处理装置1继续动作的情况下，在步骤S12中做出否定判断并返回步骤S10。
在步骤S10中由喷射处理装置10喷射的惰性气体的喷射量T1超过阈值T1a的情况下，在步骤S10中做出肯定判断并进入步骤S13。在步骤S13中，使排气装置15以第二模式动作并进入步骤S14。另外，在步骤S13中，使未图示的计时器启动并开始时间计测。在步骤S14中，判断在步骤S13中由计时器开始时间计测后是否经过了预定时间t1。在经过了预定时间t1的情况下，在步骤S14中做出肯定判断并进入步骤S11。在未经过预定时间t1的情况下，在步骤S14中做出否定判断，并重复步骤S14的处理。
对在上述处理装置1内通过喷射处理装置10进行的处理方法进行说明。当处理装置1开始动作时，通过传送装置12以卷式生产方式，开始将形成为片材状的被处理物S从入口111向主室11内部输入。控制装置17开始控制密封室压力P1和外部压力P0的差压△P1。喷射处理装置10朝向被输入到主室11内的被处理物S喷射微粒子和气体的混合流体。在此情况下，从防止惰性气体从主室11向外部流出的观点出发，可以在喷射处理装置10对混合流体的喷射开始之前使排气装置15的动作开始。被喷射的微粒子与被传送到距喷射处理装置10的喷射开口(未图示)0.5mm～5mm左右的距离的被处理物S的被附着面碰撞并附着在被附着面。实施了处理且附着有微粒子的被处理物S由传送装置12按顺序从出口112向主室11外部输出。
参照图11所示流程图，对喷射处理装置10的处理方法进行说明。在步骤S80中，控制装置7使排气装置15动作，开始对密封室压力P1和外部压力P0的差压△P1的控制，并进入步骤S81。在步骤S81中，开始由传送装置12向主室11内输入被处理物S，喷射处理装置10将微粒子和气体的混合流体朝向被处理物S喷射并使该混合流体与被附着面碰撞且附着在被附着面上，由传送装置12向主室11的外部输出处理后的被处理物S，并结束处理。
通过使用以上说明的处理装置1，能够通过PJD(Powder Jet Deposition：粉末喷射沉积)方法在电极基材上形成活性物质被膜，能够形成例如锂离子二次电池等电池用的负极材料。在此情况下，在作为被处理物S的电极基材上，作为构成集电体的材料，使用例如铜(Cu)、导电性树脂等导电性基材。在进行电极材料的制造的情况下，与图11所示的由喷射处理装置10进行的处理方法同样地，也能够在构成集电体的材料的表面形成活性物质被膜。
通过将该电极材料冲压成与电池的形态(例如圆筒形状、方形、壳型、叠片型等)相符的形状尺寸而形成负极。使将钴酸锂等锂过渡金属氧化物作为正极活性物质而附着在铝箔上来形成的公知的正极和上述负极隔着隔板相对，并与公知的电解液(非水电解质)一起填充到公知的溶剂中，从而构成锂离子二次电池。另外，公知的溶剂是碳酸丙烯酯、碳酸乙烯脂等，公知的电解液是LiClO4、LiPF6等。其结果是，能够获得可长期稳定地保持较高的电容量的锂离子二次电池。另外，也可以是，使用喷射处理装置1来形成正极材料，代替形成锂离子二次电池的负极材料。在此情况下，作为电极基材，例如使用铝、导电性树脂等导电性基材。
根据上述第一实施方式的处理装置1，能够获得下述作用效果。
(1)控制装置17通过使排气装置15的动作模式在第一模式和第二模式之间转移，调整第一排气系统150的排气量，对密封室压力P1和外部压力P0的差压△P1进行控制。在第一模式下，控制装置17将密封室压力P1和作为第一基准压力的外部压力P0的差压△P1作为被控制变量，按照根据第一传递函数计算出的操作量，对差压△P1进行反馈控制。在第二模式下，与密封室压力P1和外部压力P0的差压△P1无关地，控制装置17将排气量设定为预定的设定值。而且，在由喷射处理装置10向主室11内部喷射的惰性气体的喷射量T1超过阈值T1a的情况下，控制装置17使第一排气系统150的控制模式从第一模式转移到第二模式。
通过具有上述的结构，第一实施方式的处理装置1使用第一排气系统150切换对密封室压力P1和外部压力P0的差压△P1的前馈控制和反馈控制，并且控制为使得密封室压力P1处于比外部压力P0低的压力。因此，在密封室压力P1和外部压力P0的差压△P1处于预定的范围的情况下，能够使用反馈控制来维持密封室压力P1比外部压力P0低了预定压力的状态。在由喷射处理装置10喷射的惰性气体急剧增加而预料到差压△P1会超过反馈控制的范围的情况下，通过使用前馈控制进行自排气室的排气，能够在短时间内使差压△P1复原到通过反馈控制能够控制的值，能够使密封室压力P1处于比外部压力P0低预定大小的低压。其结果是，即使执行伴随着由喷射处理装置10在短时间内喷射大量惰性气体的处理，也能抑制惰性气体从主室11流出、抑制外部气体向主室11内的流入。即，能够在不具有用于防止惰性气体从主室11向主室11的外部流出、防止氧化性气体从主室11的外部向主室11的内部流入的特别的迷宫式密封机构等的情况下，保持主室11的气密性。而且，由于无需设置与被处理物S接触的密封部件，因此对被处理物S造成损伤的不良情况不存在，能够防止制品的质量劣化。进而，由于不具有与被处理物S接触或存在接触的可能性的密封部件就能实现，因此传送装置12能够无阻力地被驱动而使被处理物S进出主室11。
(2)控制装置17在转移到第二模式后经过了预定时间的情况下，使第一排气系统150的动作模式从第二模式转移到第一模式。因此，能够使用简单的机构来适当地切换反馈控制和前馈控制，将密封室压力P1保持成比外部压力P0压力低，能够抑制惰性气体从主室11向外部流出，抑制外部气体向主室11内的流入。
(3)第一排气系统150为了将惰性气体从入口密封室13和出口密封室14的内部向外部排出而具备第一排气风扇151和设置在第一排气风扇151的进气侧或排气侧的第一可变阀152。而且，控制装置17通过对第一排气风扇151的排气能力和第一可变阀152的开度中的至少一方进行控制，来调整第一排气系统150的排气量。因此，通过使用风扇的简单的结构，就能将密封室压力P1保持成处于比外部压力P0低的低压，能够维持主室11的气密性。另外，即使代替第一风扇151而使用旋转泵、摆动活塞式泵等真空泵等，也能实现相同的效果。
(4)以使密封室压力P1和外部压力P0的差压△P1处于预定的范围的方式进行控制。其结果是，即使在停电时等处理装置1紧急停止的情况下，也能抑制惰性气体从主室11流出并抑制外部气体向主室11内流入。
第二实施方式
对本发明的第二实施方式的处理装置进行说明。在以下说明中，对与第一实施方式相同的构成要素标注相同的标号，主要说明与第一实施方式的不同点。未特别说明的点与第一实施方式相同。在本实施方式中，在如下这一点上与第一实施方式不同，即根据排气装置在第二模式下动作而导致的密封室压力的下降，使排气装置的动作模式从第二模式转移到第一模式。
第二实施方式的处理装置1具有与图1所示第一实施方式相同的结构。控制装置17在第二模式下使排气装置15的动作开始后，将从压力传感器18a或18b输入的密封室压力P1和外部压力P0的差压△P1作为被控制变量，使用第一传递函数来计算第一可变阀15的开度，即计算电控制阀的操作量。控制装置17对计算出的操作量和预定的阈值T2a的大小进行比较。在比较的结果是计算出的操作量为阈值T2a以下的情况下，判断为密封室压力P1和外部压力P0的差压△P1下降到了能够通过第一模式控制的压力，控制装置17使排气装置15从第二模式转移到第一模式并动作。
在排气装置15在第二模式下的动作持续的期间，每隔预定的周期(时间间隔)，控制装置17进行上述的操作量的计算以及与阈值T2a的大小的比较。而且，上述阈值T2a作为可以不产生波动等地在第一模式下将由于喷射处理装置10的处理而在主室11内急剧增加的惰性气体排出的最大的操作量，通过实验等预先计测并存储在预定的存储器(未图示)中。
使用图3的流程图，对控制装置17的处理进行说明。通过控制装置17执行程序来进行图3的流程图所示的各处理。该程序存储在存储器(未图示)中，在处理装置1的动作开始的同时，由控制装置17启动并执行。
从步骤S20(喷射量T1和阈值T1a的大小判断)至步骤S23(第二模式设定)的各处理与从图2的步骤S10(喷射量T1和阈值T1a的大小判断)至步骤S13(第二模式设定)的各处理相同。在步骤S24中，将从压力传感器18a或18b输入的密封室压力P1和外部压力P0的差压△P1作为被控制变量，使用第一传递函数来计算第一可变阀152的开度，即计算电控制阀的操作量，并进入步骤S25。
在步骤S25中，判断计算出的操作量是否为阈值T2a以下。在操作量为阈值T2a以下的情况下，在步骤S25中做出肯定判断并进入步骤S21。在操作量超过阈值T2a的情况下，在步骤S25中做出否定判断并返回步骤S23。
根据上述的第二实施方式的处理装置1，除了通过第一实施方式而获得的(1)、(3)、(4)的作用效果之外，还能获得下述作用效果。
在第二模式的持续中，控制装置17根据第一传递函数来计算操作量的值，在计算出的操作量的值为阈值T2a以下的情况下，使第一排气系统150的控制模式从第二模式返回到第一模式。因此，与根据时间计测的结果而返回第一模式的情况相比，能够直接根据操作量来返回第一模式，因此能够以更高的精度将差压△P1保持在期望的压力。
另外，并不局限于将在第二模式的持续中算出的操作量与阈值T2a比较。控制装置17在从压力传感器18a或18b输入的密封室压力P1和外部压力P0的差压△P1为预先设定的阈值的以下的情况下，使第一排气系统150的动作模式从第二模式转移到第一模式的方式也包含在本发明的一方式中。在此情况下，上述阈值作为可以不产生波动等地在第一模式下将由于喷射处理装置10的处理而在主室11内急剧增加的惰性气体排出的最大的差压，通过实验等预先计测并存储在预定的存储器(未图示)中。
第三实施方式
对本发明的第三实施方式的处理装置进行说明。在以下说明中，对与第一实施方式相同的构成要素标注相同的标号，主要说明与第一实施方式的不同点。未特别说明的点与第一实施方式相同。在本实施方式中，在如下这一点上与第一实施方式不同，即，除了用于从入口密封室和出口密封室排出惰性气体的第一排气系统之外，处理装置的排气装置还具备用于从主室排出惰性气体的第二排气系统。
在第三实施方式中，除了对密封室内的压力和主室的外部的压力的差压进行控制之外，为了对主室的内部压力和主室的外部压力的差压进行控制，也从主室进行排气。通过像这样进行自主室的排气，即使在基于喷射处理装置的惰性气体的喷射量较多的情况下，也能抑制由于气体从主室向密封室过度地流入，密封室内压力比外部压力高而使气体向外部流出。以下进行详细说明。
如图4所示，第三实施方式的处理装置1还具备主室压力传感器20，排气装置15除了第一排气系统150之外还具有第二排气系统160。主室压力传感器20具有两个压力计测口，是对两个输入压力的差压进行检测并输出的差压仪，一个压力计测口与主室11连接，另一个朝向主室11的外部敞开。由此，主室压力传感器20对外部压力P0和主室11的压力P2的差压进行检测，并向控制装置17输出与所检测到的差压对应的信号(以下，主室压差信号)。排气装置15的第二排气系统160具有第二风扇161、第二可变阀162、第三可变阀163和管路164，以后述的方式根据来自控制装置17的驱动信号而从主室11排出惰性气体。
第二风扇161如后所述地输入来自控制装置17的驱动信号并进行转动驱动，向外部排出主室11内的惰性气体。第二风扇161与第一风扇151相同地，可以使用可改变旋转叶片的转数的风扇、可改变旋转叶片的角度的风扇、将两者组合的风扇，并根据来自控制装置17的驱动信号，利用旋转叶片的转数、旋转叶片的角度或两者的组合，设定可向主室11的外部排出的量(排气能力)。第二可变阀162和第三可变阀163由电动机驱动式的电控制阀构成，根据从控制装置17输入的开度信号，调整第二可变阀162和第三可变阀163的电控制阀的开度，其结果是，设定从主室11向外部排出的惰性气体的排出量。
管路164由用于从主室11向外部排出惰性气体的排气管路164a和使从主室11暂时排出的惰性气体再次向主室11回流的回流管路164b构成。如图4所示，上述第二可变阀162设置在排气管路164a，第三可变阀163设置在回流管路164b。另外，管路164不包含回流管路164b和第三可变阀163的方式也包含在本发明的一方式中。在此情况下，第二排气系统160根据来自控制装置17的指令，仅进行从主室11向外部排出惰性气体的动作。
与第一实施方式相同地，控制装置17使排气装置15的第一排气系统150动作，调整从入口密封室13和出口密封室14排气的排气量，由此控制差压△P1。进而，控制装置17以利用第二排气系统160使主室11的主室压力P2和外部压力P0的差压处于预定范围的方式进行控制。另外，在本实施方式中，作为一例，控制差压使得主室压力P2比外部压力P0低5Pa～10Pa左右，以此进行说明。另外，主室11的压力并不局限于被控制为上述的值，优选根据主室11的大小、喷射处理装置10喷射的惰性气体的喷射量T1等来设定主室11的压力。
控制装置17使第二排气系统160动作，调整从主室11排出的惰性气体的排气量。在此情况下，控制装置17向第二风扇161输出指示驱动的信号。控制装置17分别向第二可变阀162、第三可变阀163输出指定构成第二可变阀162、第三可变阀163的电控制阀的开度的开度信号。控制装置17通过使第二排气系统160的动作模式在第三模式和第四模式之间转移，对主室压力P2和外部压力P0的差压进行控制。
(1)第三模式
在第三模式下，控制装置17根据主室11的主室压力P2和外部压力P0的差压，进行使第二排气系统160动作的反馈控制。在此情况下，控制装置17根据从主室压力传感器20输入的主室差压信号，将主室压力P2和作为第二基准压力的外部压力P0的差压△P2作为被控制变量，使用第二传递函数来计算第二可变阀162和第三可变阀163的开度，即计算电控制阀的操作量，并作为开度信号向第二可变阀162和第三可变阀163输出。另外，第二传递函数是为了对差压△P2进行PI控制、PID控制等反馈控制而计算第二可变阀162和第三可变阀163的操作量时使用的函数。对本实施方式的第二传递函数的函数形式未特别限定，能够根据被控制系统的响应特性等，适当地安装P控制、PI控制、PID控制等的传递函数并使用。控制装置17互补地控制第二可变阀162和第三可变阀163的开度，将从主室11通过第二风扇161排出的惰性气体的总量保持恒定，并且使向主室11回流的比例和向外部排出的惰性气体的比例变化，由此增减自主室11的净排气量。例如在使从主室11排出的惰性气体总量的20％回流到主室11的情况下，对第二可变阀162和第三可变阀163的开度进行调节，使得80％向外部排出。
(2)第四模式
在第四模式下，控制装置17通过不执行反馈控制而进行前馈控制来使第二排气系统160动作，从主室11排气。在此情况下，控制装置17在向喷射处理装置10输出喷射指令的同时将第二可变阀162的电控制阀的操作量设定为预先设定的数值，并作为开度信号向第二可变阀162输出。例如，控制装置17以第二可变阀162的电控制阀的开度为最大的方式输出开度信号。由此，第二排气系统160以与第二可变阀162的开度对应的排气量动作。另外，第二可变阀162的电控制阀的开度并不局限于被保持在最大开度，例如被保持在最大开度的90％或80％等被预先设定的开度的方式、根据时间经过而使开度变化的方式也包含在本发明的一方式中。而且，关于上述的电控制阀的操作量，作为能够得到可以将由于喷射处理装置10的处理而在主室11内急剧增加的惰性气体排出的排气量的值，通过实验等预先计测并存储在预定的存储器(未图示)中，使得即使在经过后述的时间t2后在第三模式下调整气体的排气量，也能够抑制气体向外部的流出。另外，并不局限于在向喷射处理装置10输出喷射指令的同时使第二排气系统160动作，从喷射指令的输出起追遡预定时间而使第二排气系统160动作的方式、根据从喷射处理装置10的喷射量而使第二排气系统160动作的方式也包含在本发明的一方式中。
与第一实施方式的情况相同地，控制装置17通过根据预定的条件使第一排气系统150的动作模式在第一模式和第二模式之间转移，对从入口密封室13和出口密封室14排气的排气量进行调整，对密封室压力P1和外部压力P0的差压△P1进行控制。进而，控制装置17通过根据预定的条件使第二排气系统160的动作模式在第三模式和第四模式之间转移，对从主室11排气的排气量进行调整，对主室压力P2和外部压力P0的差压△P2进行控制。下文对基于控制装置17的第一模式～第四模式的设定进行说明。
控制装置17在喷射处理装置10进行处理时要喷射的惰性气体的喷射量T1超过预先设定的预定的阈值T1b的情况下，设定第二模式和第四模式。在喷射量T1超过阈值T1b的情况下，控制装置17使第一排气系统150在第二模式下动作，使第二排气系统160在第四模式下动作。
在喷射量T1为阈值T1b以下的情况下，控制装置17使第二排气系统160在第三模式下动作。即，控制装置17进行如下的反馈控制，即将以从主室压力传感器20输入的主室压力P2和外部压力P0的差压△P2作为被控制变量而算出的开度信号向第二可变阀162和第三可变阀163输出。另外，阈值T1b被设定成比阈值T1a大的值，在通过喷射处理装置10的处理而向主室11内喷射惰性气体的情况下，作为即使第二排气系统160在第三模式下动作也能够控制差压△P2的值，通过实验等预先计测并预先存储在存储器(未图示)中。
控制装置17在指示第二排气系统160在第四模式下动作时，启动未图示的计时器，开始从第二排气系统160在第四模式下开始动作起的时间计测。当开始时间计测后经过了预定时间t2时，控制装置17使第二排气系统160的动作模式从第四模式转移到第三模式。另外，上述预定时间t2作为如下的时间而通过实验等预先计测并存储在预定的存储器(未图示)中，即，使第二排气系统150按照第四模式进行动作来排出由于喷射处理装置10的处理而在主室11内急剧增加的惰性气体，由此直至通过在第三模式下的第二排气系统160的动作而能够控制差压△P2为止所需的时间。
如上所述，在喷射量T1为阈值T1b以下的情况下，即，在第二排气系统160按照第三模式进行动作的情况下，控制装置17还对喷射量T1和阈值T1a的大小进行比较。与第一实施方式的情况相同地，根据比较结果，控制装置17利用第一排气系统150来对密封室压力P1和外部压力P0的差压△P1进行控制。即，控制装置17在喷射量T1为阈值T1a以下的情况下，使第一排气系统150在第一模式下动作，在喷射量T1超过阈值T1a的情况下，使第一排气系统150在第二模式下动作。
另外，虽然控制装置17在第三模式和第四模式下使第二可变阀162的电控制阀的开度变化，但使第二风扇161的排气能力变化的方式、使第二风扇161的排气能力及第二可变阀162的电控制阀的开度的组合变化的方式均包含在本发明的一方式中。
使用图5～图7的流程图，对控制装置17的处理进行说明。图5～图7的流程图所示的各处理通过控制装置17执行程序来进行。该程序存储在存储器(未图示)中，在处理装置1的动作开始的同时，由控制装置17启动并执行。
在图5的步骤S31中，进行排气处理并进入步骤S32。另外，针对排气处理的详细情况，在图6和图7中后述。在步骤S32中，判断是否结束处理装置1的动作。在结束处理装置1的动作的情况下，在步骤S32中做出肯定判断，并结束处理。在处理装置1继续动作的情况下，在步骤S32中做出否定判断并返回步骤S30。
然后，参照图6说明步骤S31的排气处理中的用于使第一排气系统150动作的处理。在步骤S40中，判断通过喷射处理装置10要喷射的惰性气体的喷射量T1是否超过阈值T1b。在喷射量T1超过阈值T1b的情况下，在步骤S40中做出肯定判断并进入步骤S41。在喷射量T1为阈值T1b以下的情况下，在步骤S40中做出否定判断并进入后述的步骤S43。
在步骤S41中，使第一排气系统150在第二模式下动作并进入步骤S42。另外，在步骤S41中，使未图示的计时器启动并开始时间计测。在步骤S42中，判断在通过步骤S41由计时器开始时间计测后是否经过了预定时间t1。在经过了预定时间t1的情况下，在步骤S42中做出肯定判断并进入后述的步骤S44。在未经过预定时间t1的情况下，在步骤S42中做出否定判断并重复步骤S42的处理。
在喷射量T1为阈值T1b以下的情况下，在步骤S40中做出否定判断并进入步骤S43。在步骤S43中，判断喷射量是否超过阈值T1a。在喷射量超过阈值T1a的情况下，在步骤S43中做出肯定判断并进入步骤S41。在喷射量T1为阈值T1a以下的情况下，在步骤S43中做出否定判断并进入步骤S44。在步骤S44中，使第一排气系统150在第一模式下动作，并结束图6所示的处理。
参照图7说明图5的步骤S31的排气处理中的用于使第二排气系统160动作的处理。在步骤S50中，判断由喷射处理装置10喷射的惰性气体的喷射量T1是否超过阈值T1b。在喷射量T1超过阈值T1b的情况下，在步骤S50中做出肯定判断并进入步骤S51。在喷射量T1为阈值T1b以下的情况下，在步骤S50中做出否定判断并进入后述的步骤S53。
在步骤S51中，使第二排气系统160在第四模式下动作并进入步骤S52。另外，在步骤S51中，使未图示的计时器启动并开始时间计测。在步骤S52中，判断在通过步骤S51由计时器开始时间计测后是否经过了预定时间t2。在经过了预定时间t2的情况下，在步骤S52中做出肯定判断并进入后述的步骤S53。在未经过预定时间t2的情况下，在步骤S52中做出否定判断并重复步骤S52的处理。在喷射量T1为阈值T1b以下的情况下，在步骤S50中做出否定判断并进入步骤S53。在步骤S53中，使第二排气系统160在第三模式下动作，并结束图7所示的处理。
〔实施例〕
以下示出第三实施方式的实施例。构成处理装置1的主室11具有1340mm×1300mm×590mm的尺寸，并具有约1.2m3左右的容积。处理装置1具有4台喷射处理装置10，其中2台喷射处理装置10对被处理物S的表面实施成膜处理。其余的2台喷射处理装置10对被处理物S的背面实施成膜处理。4台喷射处理装置10各自被控制喷射、停止，4台的总计的喷射量T1是0m3/min、0.3m3/min、0.6m3/min、0.9m3/min以及1.2m3/min共四个阶段中的任一个，构成为能够以最大1秒间距来使喷射量T1增减。第一风扇151以风量8.1m3/min、静压2.1kPa、动力0.4kw/200V进行动作。第二风扇161以风量12m3/min、静压2kPa、动力0.4kw/200V进行动作。第一可变阀151的电磁控制阀、第二可变阀161的电磁控制阀和第三可变阀163的电磁控制阀在1.5sec以下进行全开～全闭的动作。管路154是口径为40mm的配管，管路164是口径为80mm的配管。
根据上述的第三实施方式的处理装置1，除了通过第一实施方式获得的(1)～(4)的作用效果之外，还能获得下述效果。
(1)在第三模式下，控制装置17以主室压力P2和外部压力P0的差压△P2为控制变量，按照根据第二传递函数而计算出的操作量，对差压△P2反馈控制。在第四模式下，与主室压力P2和外部压力P0的差压△P2无关地，控制装置17将排气量设定为预定的设定值。控制装置17在由喷射处理装置10向主室11的内部喷射的惰性气体的喷射量T1超过阈值T1b的情况下，使第二排气系统160的动作模式从第三模式转移到第四模式。通过具有上述的结构，除了从入口密封室13和出口密封室14排气之外，还从主室11排气，由此能够抑制惰性气体从主室11向入口密封室13和出口密封室14流入的量，因此能够在短时间内使密封室压力P1比外部压力P0低预定的压力。因此，即使在主室压力P2由于喷射处理装置10的喷射而较大地变动的情况下，也能抑制惰性气体向主室11的外部的流出和外部气体向主室11内的流入，能够提高气密性。
(2)在转移到第四模式后经过了预定时间t2的情况下，控制装置17使第二排气系统160的动作模式从第四模式转移到第三模式。因此，使用简单的机构，就能够适当地切换反馈控制和前馈控制，将密封室压力P1保持在比外部压力P0低的低压，能够抑制惰性气体从主室11向外部的流出，抑制外部气体向主室11内的流入。
(3)第二排气系统160具有使惰性气体从第二风扇161的排气侧向主室11的内部回流的回流管路164b和设置在回流管路164b的第三可变阀163。控制装置17通过对第二风扇161的排气量、第二可变阀162的开度和第三可变阀163的开度中的至少一方进行控制，对第二排气系统160的排气量进行控制。因此，通过使用风扇的简单的结构，能够防止惰性气体向主室11的外部的流出和外部气体向主室11内的流入，能够维持主室11的气密性。另外，即使代替第一风扇151而使用旋转泵、摆动活塞式泵等真空泵等，也能实现相同的效果。
第四实施方式
对本发明的第四实施方式的处理装置进行说明。在以下说明中，对与第三实施方式相同的构成要素标注相同的标号，主要说明与第三实施方式的不同点。未特别说明的点与第三实施方式相同。在本实施方式中，处理装置在以下的(1)、(2)点上与第三实施方式不同。
(1)根据密封室压力P1和外部压力P0的差压，使第一排气装置的动作模式从第二模式转移到第一模式。
(2)根据主室压力P2和外部压力P0的差压，使第二排气装置的动作模式从第四模式转移到第三模式。
(1)根据密封室压力P1和外部压力P0的差压，使第一排气装置的动作模式从第二模式转移到第一模式
控制装置17进行与第二实施方式相同的处理。即，在第一模式下的排气装置15的控制持续期间，控制装置17每隔预定的周期(时间间隔)对使用第一传递函数而计算出的操作量和阈值T2a的大小进行比较。在比较的结果是计算出的操作量为阈值T2a以下的情况下，判断为通过密封室压力P1的下降来使密封室压力P1和外部压力P0的差压△P1下降至能够由第一模式控制的压力，控制装置17使第一排气系统150从第二模式转移到第一模式并进行动作。
(2)根据主室压力P2和外部压力P0的差压，使第二排气装置160的动作模式从第四模式转移到第三模式
控制装置17在第四模式下开始第二排气系统160的控制后，将基于从主室传感器20输入的主室压力信号的主室压力P2和外部压力P0的差压△P2作为被控制变量，使用第二传递函数来计算第三可变阀163的开度即电控制阀的操作量。控制装置17对计算出的操作量和预定的阈值T2b的大小进行比较。在比较的结果是计算出的操作量为阈值T2b以下的情况下，判断为通过主室压力P2的下降而使主室压力P2和外部压力P0的差压△P2下降至能够由第三模式控制的压力，控制装置17使第二排气装置160从第四模式转移到第三模式并进行动作。
在第四模式下的第二排气系统160的动作持续期间，控制装置17每隔预定的周期(时间间隔)进行上述的操作量的计算及与阈值T2b的大小的比较。上述阈值T2b作为能够不产生波动等地在第三模式下排出由于喷射处理装置10的处理而在主室11内急剧增加的惰性气体的操作量，通过实验等预先计测并存储在预定的存储器(未图示)中。
使用图5、图8和图9的流程图来说明控制装置17的处理。图5、图8和图9的流程图所示的各处理通过控制装置17执行程序来进行。该程序存储在存储器(未图示)中，在处理装置1的动作开始的同时，由控制装置17启动并执行。
图8表示在图5的步骤S31中用于使第一排气系统150动作的处理。步骤S60(喷射量T1和阈值T1b的大小判断)、步骤S61(第二模式的设定)的各处理与图6的步骤S40(喷射量T1和阈值T1b的大小判断)和步骤S41(第二模式的设定)的各处理相同。
在步骤S62中，将基于从压力传感器18a或18b输入的密封室压力信号的密封室压力P1和外部压力P0的差压△P1作为被控制变量，使用第一传递函数来计算第一可变阀152的开度即电控制阀的操作量，并进入步骤S63。在步骤S63中，判断在步骤S62中计算出的操作量是否为阈值T2a以下。在操作量为阈值T2a以下的情况下，在步骤S63中做出肯定判断并进入步骤S65。在操作量超过阈值T2a的情况下，在步骤S63中做出否定判断并返回步骤S61。步骤S64(喷射量T1和阈值T1a的大小判断)、步骤S65(第一模式的设定)的各处理与图6的步骤S43(喷射量T1和阈值T1a的大小判断)和步骤S44(第一模式的设定)的各处理相同。
图9示出在图5的步骤S31中用于使第二排气系统160动作的处理。步骤S70(喷射量T1和阈值T1a的大小判断)、步骤S71(第四模式的设定)的各处理与图7的步骤S50(喷射量T1和阈值T1a的大小判断)和步骤S51(第二模式的设定)的各处理相同。
在步骤S72中，将基于从主室压力传感器20输入的主室压力信号的主室压力P2和外部压力P0的差压△P2作为被控制变量，使用第二传递函数来计算第三可变阀163的开度即电控制阀的操作量，并进入步骤S73。在步骤S73中，判断在步骤S72中计算出的操作量是否为阈值T2b以下。在操作量为阈值T2b以下的情况下，在步骤S73中做出肯定判断并进入步骤S74。在操作量超过阈值T2b的情况下，在步骤S73中做出否定判断并返回步骤S71。在步骤S74中，与图7的步骤S53同样地，使第二排气系统160在第三模式下进行控制，并结束图9所示的处理。
根据上述的第四实施方式的处理装置1，除了通过第一实施方式获得的(1)～(3)的作用效果和通过第三实施方式获得的(1)、(3)的作用效果之外，还能获得下述作用效果。
控制装置17在第四模式的持续期间，对根据第二传递函数er计算出的操作量的值和阈值T2a进行比较，在操作量比阈值T2a低的情况下，使第二排气相同160的控制模式从第四模式返回第三模式。因此，与根据时间计测的结果而返回到第三模式的情况相比，能够直接根据操作量而返回第三模式，因此能够以更高的精度保持主室11的气密性。
另外，如上所述，控制装置17在从压力传感器18a或18b输入的密封室压力P1和外部压力P0的差压△P1为预先设定的阈值以下的情况下，使第一排气系统150的动作模式从第二模式转移到第一模式的方式也包含在本发明的一方式中。在此情况下，上述的阈值作为能够不产生波动等地在第一模式下排出由于喷射处理装置10的处理而在主室11内急剧增加的惰性气体的最大的差压，通过实验等预先计测并存储在预定的存储器(未图示)中。
另外，控制装置17在从主室压力传感器20输入的主室压力P2和外部压力P0的差压△P2为预先设定的阈值的以下的情况下，使第二排气系统160的动作模式从第四模式转移到第三模式的方式也包含在本发明的一方式中。在此情况下，上述阈值作为能够不产生波动等地在第三模式下排出由于喷射处理装置10的处理而在主室11内急剧增加的惰性气体的最大的差压，通过实验等预先计测并存储在预定的存储器(未图示)中。
在上述第三和第四实施方式下，作为第一基准压力和第二基准压力，共用外部压力P0。而且，根据密封室压力P1和外部压力P0的差压△P1来调整第一排气系统的排气量，根据主室压力P2和外部压力P0的差压△P2来调整第二排气系统的排气量，由此，其结果是，能够将主室压力P2和密封室压力P1的差压控制在期望的值，能够抑制气体从密封室向主室的逆流。在此情况下，由于密封室压力P1和主室压力P2基于共用的基准压力P0进行控制，因此能够减少基准压力的变动对差压控制的影响，能够实现高精度的差压控制。
作为本发明的其它实施方式，可以例举将主室压力P2设为第一基准压力的方式和将密封室压力P1设为第二基准压力的方式。
(1)将外部压力P0设为第一基准压力而控制密封室压力P1和外部压力P0的差压△P1，将密封室压力P1设为第二基准压力而控制主室压力P2和密封室压力P1的差压。在此情况下，由于将容量小的密封室压力设为第二基准压力，因此第二排气系统160能够以较高的响应性排气。
(2)将主室压力P2设为第一基准压力而控制密封室压力P1和主室压力P2的差压，将外部压力P0设为第二基准压力而控制主室压力P2和外部压力P0的差压△P2。在此情况下，即使因喷射处理装置10的处理而使惰性气体在主室11内部急剧增加，由于直接计测并控制密封室压力P1和主室压力P2的差压，因此第一排气系统150能够针对主室11内的压力的变化，以更高的响应性排气，能够抑制惰性气体从密封室的流出和/或气体从密封室向主室内的流入。而且，上述差压更加不易产生较大的振动的波动。进而，通过将主室11内的压力设为第一基准压力，与将外部压力P0设为第一基准压力来控制差压△P1的情况相比，作为控制对象的差压成为较小的值，因此能够以更小的动力使第一排气系统150驱动。
本发明包含将通过第一～第四实施方式说明的处理装置1以下述方式进行变形的方式。
(1)主室11具备入口111或出口112中的一个，并设置有对应的入口密封室13或出口密封室14中的一个的方式也包含在本发明的一方式中。作为一例，在图10中示出设置有入口111和入口密封室13的情况。在此情况下，控制装置17通过使第一排气系统150进行从入口密封室13的排气，来控制密封室压力P1和外部压力P0的差压△P1。另外，在图10所示的例子的情况下，通过卷式生产方式向主室11输入的被处理物S中的实施了处理的部分在主室11的内部进行卷绕并留置，针对所有被处理物S结束处理后，从主室11取出即可。在此情况下，优选的是，在主室11内设置遮挡室等独室11a，将处理完成的部分输入到独室11a内，以使通过喷射处理装置10喷射的微粒子不会进一步附着在实施了处理的部分。
(2)代替压力传感器18a和18b、主室压力传感器20这样的差压传感器，而分别设置对入口密封室13、出口密封室14、主室11的各绝对压力进行计测的压力传感器的方式也包含在本发明的一方式中。在此情况下，还设置对主室11外部的绝对压力进行计测的外部压力传感器，控制装置17通过计算入口密封室13、出口密封室14、主室11的绝对压力与主室11的绝对压力的差分，获得密封室压力P1、主室压力P2。另外，在入口密封室13和出口密封室14的绝对压力不同的情况下，将从表示较高的压力值的压力传感器输入的值和外部绝对压力的差分设为密封室压力P1即可。
(3)也可以是，代替喷射量(m3/min)，将阈值T1a和T1b分别通过一定时间内的喷射量(m3)来设定。
(4)也可以是，在主室11内设置多个喷射处理装置，各个喷射处理装置以各自的喷射量和喷射定时进行动作。在此情况下，也可以根据各个喷射处理装置的喷射量的总量来设定阈值T1a和T1b。
在不破坏本发明的特征的情况下，本发明并不局限于上述实施方式，在本发明的技术思想的范围内所考虑的其它方式也包含在本发明的范围内。
下述优先权基础申请的公开内容作为引文而在此组合。
日本专利申请2013年第17280号(2013年1月31日申请)
标号说明
1处理装置 10喷射处理装置 11主室 13入口密封室
14出口密封室 15排气装置 17控制装置
18a、18b压力传感器 20主室压力传感器 150第一排气系统
151第一风扇 152第一可变阀 160第二排气系统
161第二风扇 162第二可变阀 163第三可变阀

Claims (22)

1.一种处理装置，
包括：主室；
处理部，向所述主室的内部喷射气体；
密封室，与所述主室的内部和外部这两者连通；
排气部，对所述主室和/或所述密封室的内部进行排气；以及
控制部，使所述排气部动作，对所述密封室的内部的压力和第一基准压力的第一差压进行控制，
所述排气部具有对所述密封室的内部进行排气的第一排气系统，
所述控制部具有第一模式和第二模式来作为用于控制所述第一差压的所述排气部的动作模式，所述第一模式是进行基于所述第一差压的反馈控制而使所述第一排气系统动作的模式，所述第二模式是进行与基于所述第一差压的反馈控制不同的控制而使所述第一排气系统动作的模式，
所述控制部根据由所述处理部向所述主室的内部喷射的所述气体的量的增加，使所述动作模式从所述第一模式转移到所述第二模式。
2.根据权利要求1所述的处理装置，其中，
在由所述处理部向所述主室的内部喷射的气体的量超过第一阈值的情况下，所述控制部使所述动作模式从所述第一模式转移到所述第二模式。
3.根据权利要求1或2所述的处理装置，其中，
所述控制部在所述第二模式的情况下，以预先设定的预定的排气量从所述第一排气系统排气。
4.根据权利要求1或2所述的处理装置，其中，
所述控制部根据所述第二模式时的所述密封室的内部的压力下降，使所述动作模式从所述第二模式转移到所述第一模式。
5.根据权利要求1或2所述的处理装置，其中，
所述控制部在转移到所述第二模式后经过了预定时间的情况下，使所述动作模式从所述第二模式转移到所述第一模式。
6.根据权利要求4所述的处理装置，其中，
所述控制部在所述第二模式的持续中，在所述第一差压低于第二阈值的情况下，使所述动作模式从所述第二模式转移到所述第一模式。
7.根据权利要求1或2所述的处理装置，其中，
所述第一排气系统包括用于对所述密封室的内部进行排气的第一排气装置和设置在所述第一排气装置的进气侧或排气侧的第一可变阀，
所述控制部通过使所述第一排气装置的排气能力和所述第一可变阀的开度中的至少一方变化，来控制所述第一差压。
8.根据权利要求2所述的处理装置，其中，
所述排气部具有对所述主室的内部进行排气的第二排气系统，
所述控制部还具有第三模式和第四模式来作为用于对所述主室的内部的压力和第二基准压力的第二差压进行控制的所述排气部的动作模式，所述第三模式是进行基于所述第二差压的反馈控制而使所述第二排气系统动作的模式，所述第四模式是进行与基于所述第二差压的反馈控制不同的控制而使所述第二排气系统动作的第四模式，
所述控制部根据由所述处理部向所述主室的内部喷射的所述气体的量的增加，使所述动作模式从所述第三模式转移到所述第四模式。
9.根据权利要求8所述的处理装置，其中，
在由所述处理部向所述主室的内部喷射的所述气体的量超过第三阈值的情况下，所述控制部使所述动作模式从所述第三模式转移到所述第四模式。
10.根据权利要求8或9所述的处理装置，其中，
所述第四模式以预先设定的预定的排气量使所述第二排气系统从所述主室的内部排气。
11.根据权利要求8或9所述的处理装置，其中，
所述控制部根据所述第四模式时的所述主室的压力下降，使所述动作模式从所述第四模式转移到所述第三模式。
12.根据权利要求8或9所述的处理装置，其中，
所述控制部在转移到所述第四模式后经过了预定时间的情况下，使所述动作模式从所述第四模式转移到所述第三模式。
13.根据权利要求11所述的处理装置，其中，
所述控制部在所述第四模式的持续中，在所述第二差压低于第四阈值的情况下，使所述第二排气系统的动作模式从所述第四模式转移到所述第三模式。
14.根据权利要求8或9所述的处理装置，其中，
所述第二排气系统包括用于对所述主室的内部进行排气的第二排气装置和设置在所述第二排气装置的进气侧或排气侧的第二可变阀，
所述控制部通过使所述第二排气装置的排气能力和所述第二可变阀的开度中的至少一方变化，来控制所述第二差压。
15.根据权利要求14所述的处理装置，其中，
所述第二排气系统具有使气体从所述第二排气装置的排气侧回流到所述主室的内部的回流路径和设置在所述回流路径的第三可变阀，
所述控制部通过使所述第二排气装置的排气能力、所述第二可变阀的开度和所述第三可变阀的开度中的至少一个变化，来控制所述第二差压。
16.根据权利要求15所述的处理装置，其中，
所述控制部使所述第二可变阀的开度和所述第三可变阀的开度互补地变化。
17.根据权利要求1或2所述的处理装置，其中，
所述第一基准压力是所述主室的内部的压力或所述密封室的外部的压力。
18.根据权利要求8或9所述的处理装置，其中，
所述第二基准压力是所述主室的外部的压力或所述密封室的内部的压力。
19.根据权利要求9所述的处理装置，其中，
所述第一阈值比所述第三阈值小。
20.一种喷射处理方法，使用权利要求1～19中的任一项所述的处理装置，在所述主室内对被加工物进行喷射处理。
21.根据权利要求20所述的喷射处理方法，其中，
所述喷射处理是对所述被加工物喷射气固两相流的处理。
22.一种电极材料的制造方法，使用权利要求1～19中的任一项所述的处理装置，在集电体表面形成活性物质薄膜。
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