JP2005060806A - 連続真空処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、真空蒸着等の真空処理をできるようにした連続真空処理装置を提供することにある。
【解決手段】被処理物を真空チャンバー内にその導入開口部から導入し、搬出開口部から搬出して被処理物に対して成膜等の真空処理を連続して行なうための装置であって、真空チャンバー内の前記導入開口部及び搬出開口部をそれぞれの周囲を壁部材で囲繞し、その内部に被処理物が通過する両端に入口及び出口スリットを有するシール部材を付設した一対のシールロールを設け、該シールロールのそれぞれのロールの円周面の一部が、前記シール部材に嵌合接触して、貫通して対向し、被処理物を外気の流入を阻止しながら挟持しつつ回転して、入口スリットから出口スリットを通過する、シールロール円周面がシールされて大気雰囲気と真空雰囲気を遮断されてなるゲートを設けたことを特徴とする連続真空処理装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、被処理物を大気圧雰囲気から真空チャンバー内の真空雰囲気中に搬入し、真空雰囲気中で被処理物に成膜等の真空処理を施し、しかる後に真空処理された被処理物を大気圧雰囲気に戻すようにした連続真空処理装置であって、真空チャンバー内への大気の流入を一対のシールロールやシール部材等により阻止することにより、真空チャンバーの真空度を高レベルで保ちながら被処理物に真空処理をできるようにしたことを特徴とする連続真空処理装置に関する。

特開平１−２８７２７５号公報 特開平１−２９８１６３号公報 特開平５−９７３０号公報 真空処理装置に用いられるシール機構としては、以下のようなものがある。（１）大気雰囲気と真空雰囲気の間に一対のシールロールを設け、この一対のシールロール間で被処理物を挟み込むと共に、この一対のシールロールの円周面と側面をシールするようにした機構。（例えば、特許文献１参照）（２）被処理物を、幅と高さを帯状の被処理物の寸法に合わせて設定したスリットを介して真空チャンバーに通ずるようにし、真空チャンバー内への大気の流入を最小限にするようにした機構。（例えば、特許文献２参照）（３）大気雰囲気と真空雰囲気の間に液体金属浴部を設け、その中に被処理物を通して真空チャンバー内に搬送するようにして真空チャンバー内の真空度を確保するようにした機構。（例えば、特許文献３参照） 上記（１）の機構は、一対のシールロールで被処理物を挟み込み、かつこのシールロールの円周面と側面をシール部材でシールするようにした機構であるが、シール部材とシールロールにしっかりと密接させて大気の流入を抑えようとすると、シール部材とシールロール間に摩擦抵抗が生じてしまう。そのため、シールロールを滑らかに回転させ被処理物の搬送に支障がないように、シール部材とシールロール間にある程度の間隙を設ける必要がある。しかし、そのような間隙を設けると、ここを通して大気が真空雰囲気へ流入してしまうため、大容量の真空ポンプを使用して真空チャンバー内の真空雰囲気を保っているのが現状である。

また上記（２）の機構は、スリットの巾と高さを被処理物の寸法に合わせて設定し、このスリットに通して被処理物を搬送しているときに大気が真空チャンバー内に流入するのを最小限にするようにした機構であるが、スリットの開口寸法は被処理物を通すための余裕がなければならず、両者の間隙を完全になくすことはできない。そのため、スリットからの大気の流入を防ぎきれず、しかも被処理物が揺動してしまう現象が発生し、被処理物を傷つけてしまう。これを防ぐには、被処理物に大きな張力をかけるか、被処理物周囲を流入する大気の圧力や流速を一定にする必要がある。そして、真空雰囲気への大気の流入を防ぎきれないため、大容量の真空ポンプを取付け、このポンプにより真空雰囲気を保つ必要もあった。

さらに上記（３）の機構は、大気雰囲気と真空雰囲気の間に液体金属浴部を設け、この液体金属浴部中の液体金属中に被処理物を通しつつ真空チャンバー内に被処理物を搬送する機構であるが、液体金属から有毒なガスが発生し、後工程に悪影響を与える場合が有る
。

本発明は、技術的背景を考慮してなされたものであって、その課題とするところは、大気の流入を極めて少なく抑え、かつばたつきや傷つきを発生せずに被処理物を真空チャンバー内にスムースに搬送し、真空蒸着等の真空処理をできるようにした連続真空処理装置を提供することにある。

以上のような課題を達成するため、請求項１記載の発明は、
被処理物を真空チャンバー内にその導入開口部から導入し、搬出開口部から搬出して被処理物に対して成膜等の真空処理を連続して行なうための装置であって、
真空チャンバー内の前記導入開口部及び搬出開口部をそれぞれの周囲を壁部材で囲繞し、その内部に被処理物が通過する両端に入口及び出口スリットを有するシール部材を付設した一対のシールロールを設け、該シールロールのそれぞれのロールの円周面の一部が、前記シール部材に嵌合接触して、貫通して対向し、被処理物を外気の流入を阻止しながら挟持しつつ回転して、入口スリットから出口スリットを通過する、シールロール円周面がシールされて大気雰囲気と真空雰囲気を遮断されてなるゲートを設けたことを特徴とする連続真空処理装置である。

被処理物が通るスリットは、被処理物と接する事無しに空気の流れを抑える働きをする。シールロールとスリットを組み合わせて被処理物を導入しながら大気雰囲気と真空雰囲気をシールする。このように、シールロール側面はシール不用であるため、一方向に押付けてシールすればよく、構造が単純になる。さらに、シールロールの回転抵抗が最小限になり、空気の洩れの原因となる個所も最小面積となる。シール部材とシールロールとの間には、押し付けが強すぎるとシールロールは摩擦抵抗で回転しにくくなり、逆に弱すぎると空気が洩れるという関係がある。この相反する関係において、シール面積を最小限にする事が望ましい。そのためにスリットを設け、その周囲をシールする方式である。

請求項２記載の発明は、
前記真空チャンバー内の導入開口部を複数個所に設け、開口部のそれぞれの周囲を壁部材で囲繞し、その内部に前記シール部材を付設した一対のシールロールを設けたことを特徴とする請求項１記載の連続真空処理装置である。

請求項３記載の発明は、
前記導入開口部及び搬出開口部をそれぞれの周囲を壁部材で囲繞し、その内部に前記シール部材を付設した一対のシールロールを、複数個並設して設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の連続真空処理装置である。

請求項４記載の発明は、
請求項３記載の連続真空処理装置において、
前記導入開口部の周囲を壁部材で囲繞し、その内部に前記シール部材を付設した一対のシールロールを、複数個並設して設けた内部を排気する手段を設けたことを特徴とする連続真空処理装置である。

請求項５記載の発明は、
前記シール部材を振動させる手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の連続真空処理装置である。

請求項６記載の発明は、
前記シールロールを対向したシールロールの方向へ一定の力で押付ける構造としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の連続真空処理装置である。

このように、シールロールを対向したシールロールの方向へ、一定の力で押付ける構造としたことにより、被処理物進行と直角方向の高精度な位置決めが必要なくなり、しかも適切なニップ圧を得ることができる。

請求項７記載の発明は、
前記シール部材の中で、一対のシールロールに挟まれた部分の最小厚さが０．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の連続真空処理装置である。

このように、被処理物ニップ面の両端をシールする事により、シール面積を必要最小限にすることができる。それにより摩擦抵抗も最小限になる構造である。また、一対のシールロールに挟まれた部分の最小厚さが０．２ｍｍ以下であればシールロール円周面の弾性変形により隙間が生じにくい。

請求項８記載の発明は、
前記シールロールの円周面のゴム硬度が７０〜９０度であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の連続真空処理装置である。

このように、シールロールの円周面のゴム硬度が７０度から９０度であることにより、０．２ｍｍ以下の段差であれば隙間ができにくい。また、ニップ面からの洩れも生じにくい。

本発明によれば、真空チャンバーの被処理物が通過する位置に、シール部材と一対のシールロールが互いに一定の圧力で接触することでシールすることにより、大気の流入を最小限に抑えることができ、そのシール効果は非常に優れている。特に、シールロールのシール面が円周面のみで、サイド面のシールが不用になったメリットが大きい。このことにより、大気の流入を防ぎながら、被処理物を大気雰囲気中から真空中に導入することが可能となる。そのため、被処理物が大気の流入によりばたつき、傷がつく事が無くなる品質上の効果と、大容量の真空ポンプが必要無くなり、イニシャルコスト、ランニングコスト、スペースを低減することができる。

また、真空チャンバー内を大気から真空にする排気時間、真空から大気に戻すリーク時間が無く、生産時間が短縮され、生産上の効果が有る。それと、大気に戻すことによるチャンバー内の汚染が無く、品質上の効果も有る。さらに、真空チャンバー内を真空に保つことができるため、生産条件の変動が無く、均一な品質が得られる品質上及び生産能力上の効果も有る。

真空チャンバー内での処理は、特に制限するものではなく、目的に応じて公知の処理手段を設置することができる。本発明は、高生産能力及び高品質が得られるため、特に樹脂フィルム、紙、布等の被処理物に対し、例えば処理部１０として、ＣＶＤ、蒸着、スパッタリング装置を設置し、薄膜の生成等に適している。
また、被処理物も１枚とは限らず、複数枚を処理室で加熱、圧縮し貼り合わせる、連続真空ラミネート装置としても使用することができる。

本発明の一実施例としての好ましい実施形態について図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の連続真空処理装置の概略を示す構成説明図である。

この連続真空処理装置は被処理物５を真空チャンバー９内にその搬送用開口部分から搬送し、被処理物５に対して成膜等の真空処理加工を行なうための装置であって、真空チャンバー９内の搬送用開口部分の近傍には搬送されてくる被処理物５を外気の流入を阻止しながら挟持する上下一対のシールロール６‐１、６‐２を設け、また真空チャンバー９の搬送用開口部分には一端の先端部分を前記一対のシールロール６‐１、６‐２の接触部に向けて被処理物５が搬送されるようになっているシール部材７を設けてある。真空チャンバー９内には被処理物５に対して蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等の真空処理を施すための真空処理手段１０を備えた成膜室２，３，４がある。真空チャンバー９内に設置するこの真空処理手段１０は、特にその種類に制限されるものではなく、処理目的に応じて種々ある公知の真空処理手段から適宜のものを選択して設置することができる。本発明は真空度を良好に保つことが可能で、高生産能力で高品質に真空処理加工物が得られるため、特に樹脂フィルム、紙、布、ガラス等の被処理物に対し、例えば真空処理手段１０として、ＣＶＤ、蒸着、スパッタリング装置を適用し、良好な薄膜の生成等を被処理物に対して行なうことができる。

シール部１１は前述した一対のシールロール６‐１、６‐２とシール部材７から構成される。図１に示す連続真空処理装置において、このシール部１１は２ヶ所に設定されている。このシール部を有する連続真空処理装置を用いた被処理物の真空処理加工は、以下のようにして行なわれる。

まず、被処理物５は、大気雰囲気から真空雰囲気へ搬入される。この際被処理物５は、図面の左側に位置するシール部１１を構成するシール部材７を通ってその先端のスリット７‐１（図３参照）から真空チャンバー９の中に入り、さらに上下一対のシールロール６‐１、６‐２接触部の間に挟持されつつ真空チャンバー９の中ほどまで搬送される。そして、真空チャンバー９内の真空処理手段１０における処理部まで搬送されたらそこで真空処理が行なわれる。

そして、真空チャンバー９内で真空処理された被処理物５は、前記とは逆の順序で、図１の右側に位置するシール部１１を経由して大気雰囲気に搬出される。すなわち、真空チャンバー９内の被処理物５は、上下一対のシールロール６‐１、６‐２の間を通り、シール部材７のスリット７‐１（図３参照）を経由してシール部材の他端から大気雰囲気に搬出される。もちろん、左右反対であってもかまわない。

図１では真空チャンバー内へ被処理物を搬入するところと搬出するところにそれぞれ一つずつシール部１１を設定しているが、本発明はこのような構成に限るものではなく、図５に示すように、シール部１１を連接した構成としてもよい。このことにより、シール性をさらに向上させることができる。また、図６に示すように、複数のシール部を真空チャンバーのその他の搬送用開口部分に設定してもよい。この方法により、真空中で複数枚の被処理物を貼り合わせるラミネートが可能になる。

また、上記のシール部１１を、振動発生手段により振動させることもできる。

図２は、図１の側面図である。バネ１２によりシール部材７はシールロール６‐１、６‐２に一定の力で押付けられる。シールロール６‐１、６‐２はガイド１３に沿って移動ができる構造になっている。

図３は、シール部材７とシールロール６‐１、６‐２と被処理物５を示す断面図である。シール部材７対しシールロール６‐１、６‐２を一定の力で押付ける構造のシール部の図である。

図４は、シール部材７とシールロール６‐２と被処理物５を示す斜視図である。シールロール６‐１とシール部材７のフランジ部は無い状態である。被処理物５はスリット７‐１を通り、シールロール６‐１、６‐２の間を通る。ただし、シールロール６‐１は図示していない。被処理物５の巾はスリット７‐１の巾以下であればよい。そして、シール部材７のシール面７‐２にシールロール６‐１、６‐２が接することにより、大気雰囲気と真空雰囲気がシールされる。

ここで、前記シールロール６‐１、６‐２の材料は、合成樹脂ロールが好適に使用できる。これは、ゴム硬度７０度から９０度の弾性により、被処理物及びシール部材を挟む場所と挟まない場所の段差をなくすことができ、シールの機能を満足する。

一方、シール部材３の材料としては、合成樹脂であっても金属であってもかまわない。

真空チャンバーの真空度を高レベルで保ちながら被処理物に真空処理をできる連続真空処理装置として利用される。

本発明の連続真空処理装置の一実施例の形態を説明する概略側面図である。 図１のシール部１１を横方向から見た拡大側面図である。 本発明の連続真空処理装置のシール部を示す部分拡大断面図である。 本発明の連続真空処理装置のシール部を示す部分拡大斜視図である。 本発明の連続真空処理装置の他の実施例の形態を説明する概略側面図である。 本発明の連続真空処理装置の他の実施例の形態を説明する概略側面図である。

符号の説明

１・・・成膜ドラム
２・・・成膜室
３・・・成膜室
４・・・成膜室
５・・・被処理物
６・・・シールロール
６‐１・・・シールロール
６‐２・・・シールロール
７・・・シール部材
７−１・・・スリット
７−２・・・シール面
８・・・ガイドローラー
９・・・真空チャンバー
１０・・・真空処理手段
１１・・・シール部
１２・・・バネ
１３・・・シール部ガイド
１４・・・巻き出しロール
１５・・・巻き取りロール

Claims (8)

1. 被処理物を真空チャンバー内にその導入開口部から導入し、搬出開口部から搬出して被処理物に対して成膜等の真空処理を連続して行なうための装置であって、
   真空チャンバー内の前記導入開口部及び搬出開口部をそれぞれの周囲を壁部材で囲繞し、その内部に被処理物が通過する両端に入口及び出口スリットを有するシール部材を付設した一対のシールロールを設け、該シールロールのそれぞれのロールの円周面の一部が、前記シール部材に嵌合接触して、貫通して対向し、被処理物を外気の流入を阻止しながら挟持しつつ回転して、入口スリットから出口スリットを通過する、シールロール円周面がシールされて大気雰囲気と真空雰囲気を遮断されてなるゲートを設けたことを特徴とする連続真空処理装置。
2. 前記真空チャンバー内の導入開口部を複数個所に設け、開口部のそれぞれの周囲を壁部材で囲繞し、その内部に前記シール部材を付設した一対のシールロールを設けたことを特徴とする請求項１記載の連続真空処理装置。
3. 前記導入開口部及び搬出開口部をそれぞれの周囲を壁部材で囲繞し、その内部に前記シール部材を付設した一対のシールロールを、複数個並設して設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の連続真空処理装置。
4. 請求項３記載の連続真空処理装置において、
   前記導入開口部の周囲を壁部材で囲繞し、その内部に前記シール部材を付設した一対のシールロールを、複数個並設して設けた内部を排気する手段を設けたことを特徴とする連続真空処理装置。
5. 前記シール部材を振動させる手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の連続真空処理装置。
6. 前記シールロールを対向したシールロールの方向へ一定の力で押付ける構造としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の連続真空処理装置。
7. 前記シール部材の中で、一対のシールロールに挟まれた部分の最小厚さが０．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の連続真空処理装置。
8. 前記シールロールの円周面のゴム硬度が７０〜９０度であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の連続真空処理装置。

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