JP2007246972A - ヒータユニット - Google Patents

Abstract

【課題】らせん状に進行する帯状体２を真空中で均一に高温加熱することが可能なヒータユニット６０を提供する。
【解決手段】らせん状に進行する帯状体２に対して真空中で熱処理を行うヒータユニット６０であって、複数の金属線を撚り合わせた線材が帯状体２と平行な水平面内においてつづら折り状に配置された線材ヒータ６２を備えている。その線材ヒータ６２は、第１支持部材６４および第２支持部材７４により、フレーム９０に対して伸縮自在に支持されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、らせん状に進行する帯状体に対して真空中で加熱処理を行うヒータユニットに関するものである。

金属や合金、無機材料、合成樹脂等で構成された帯状体に対して、真空中で各種機能性薄膜の形成が行われている。その具体的な方法として、帯状体を円柱状のドラムにらせん状に巻き付け、ドラムを回転させながら成膜するドラム方式がある。しかしながら、この方法では、帯状体が長尺の場合に大規模な装置が必要になる。
そこで、巻出リールと巻取リールとの間で帯状体を走行させながら成膜するリールｔｏリール方式を用いると帯状体が長尺の場合でも小規模な装置でよいため実用装置として多く採用されている。このリールｔｏリール方式は、リール巻取り速度を上げることで容易に生産速度を上げることができるため、最も効率的な手段である。

さらにリールｔｏリール方式の生産性を向上させるため、一対のリール間において、らせん状に進行する帯状体に対して成膜処理を行う技術が提案されている。特許文献１には、一対のプーリー部の間に線材を複数回巻回して、線材に連続的に蒸着膜を形成する蒸着装置が提案されている。また特許文献２には、連続走行する帯状材料に表面処理を施す表面処理源と、その走行を案内する複数のロール部を軸方向に重ねて成る一対のガイドロールとを備え、これら一対のガイドロール間に帯状材料をらせん状に走行させる技術が提案されている。
特開２００４−２２５０７４号公報 特開２００５−１１３１６５号公報

帯状体に対する成膜処理とともに、例えば７００℃以上の高温加熱処理が必要になる場合がある。このような加熱処理を行うため、ホットプレート等のブロック状のヒータユニットを用いることが考えられる。しかしながら、ブロック状のヒータユニットは熱容量が大きくなるため、加熱効率が悪く、大面積の成膜エリアを走行する帯状体を均一に高温加熱することは困難である。なお、高温加熱するためヒータユニットを走行中の帯状体に押し付けると、両者間の摩擦によって磨耗粉が発生し、この磨耗粉が帯状体に付着して、帯状体表面もしくは帯状体上に形成された膜に欠陥を生じさせることになる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、らせん状に進行する帯状体に対して真空中で均一に高温加熱を行うことが可能なヒータユニットの提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るヒータユニットは、らせん状に進行する帯状体に対して真空中で加熱処理を行うヒータユニットであって、複数の金属線を撚り合わせた線材が前記帯状体と平行な水平面内においてつづら折り状に配置された線材ヒータを備え、前記線材ヒータは、伸縮自在に支持されていることを特徴とする。
この構成によれば、複数の金属線を撚り合わせた線材が帯状体と平行な水平面内においてつづら折り状に配置された線材ヒータを備えているので、ヒータユニットを帯状体に接触させなくても、帯状体を真空中で均一に高温加熱することができる。また、線材ヒータが伸縮自在に支持されているので、線材ヒータの熱変形によるヒータ線自体の破損を防止することが可能になる。さらに、線材ヒータの周辺部材の熱変形に伴って、線材ヒータが破損するのを防止することも可能になる。

また、前記線材ヒータと前記帯状体との間を除く前記線材ヒータの周囲には、熱反射部材が設けられていることが望ましい。
この構成によれば、線材ヒータから放射された熱を反射して帯状体に導くことが可能になり、加熱効率を向上させることができる。また、ヒータユニットの周囲に配置された部材が加熱されるのも防止することができる。

また前記線材ヒータと前記帯状体との間には、赤外線透過性材料からなる前記線材ヒータの保護部材が配置され、前記保護部材は、伸縮自在に支持されていることが望ましい。
この構成によれば、線材ヒータを成膜処理時の膜付着やプラズマ処理時のイオンダメージ等から保護することが可能になる。また、保護部材の周辺部材の熱変形に伴って、保護部材が破損するのを防止することができる。

本発明のヒータユニットによれば、線材ヒータの破損を防止することが可能になり、らせん状に進行する帯状体を均一に高温加熱することができる。

以下、本発明の実施形態につき、成膜処理を行う表面処理装置を例に取り、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

（表面処理装置）
図１は、表面処理装置１の正面図である。なお図１では、紙面の上下方向をＺ方向とし、左右方向をＸ方向とし、垂直方向をＹ方向としている。表面処理装置１は、可撓性を有する帯状体２に表面処理を施すものであり、表面処理前の帯状体２を供給する巻出室１０と、帯状体２に表面処理を行う表面処理室３０と、表面処理後の帯状体２を巻き取る巻取室２０とを備えたものである。これらの巻出室１０、巻取室２０および表面処理室３０は、それぞれターボ分子ポンプ等の排気装置を備え、内部雰囲気を０．０００１Ｐａから０．１Ｐａまで調整しうるようになっている。

巻出室１０には、帯状体２の巻出ローラ１２が配置されている。この巻出ローラ１２には、保護シート３で表面を被覆された表面処理前の帯状体２が収納されている。その巻出ローラ１２に隣接して、共巻ローラ１４が配置されている。この共巻ローラ１４は、帯状体２の巻出しにより不要となった保護シート３を巻き取るものである。また巻出ローラ１２の下流には、速度基準ガイドローラ１６が設けられている。この速度基準ガイドローラ１６は速度センサを備え、帯状体２の走行速度を検出する機能を有している。ここで検出された走行速度をもとに、巻出ローラ１２および巻取ローラ２２の回転速度が制御される。

一方、巻取室２０の入口付近には、冷却ローラ２８が設けられている。この冷却ローラは、帯状体２の巻き取り前に表面処理により高温となった帯状体２を冷却するものであり、内部に冷媒流路を備えている。その冷却ローラ２８の下流には、ピックアップローラ２６が設けられている。このピックアップローラ２６はロードセルを備え、帯状体２の張力を検出する機能を有している。ここで検出された張力をもとに、巻出ローラ１２および巻取ローラ２２の回転速度が自動制御される。またピックアップローラ２６の下流には、巻取ローラ２２が配置されている。この巻取ローラ２２は、共巻ローラ２４から繰出された保護シート３で表面を被覆しつつ、表面処理後の帯状体２を巻き取るものである。なお巻取ローラ２２には、モータ等の回転駆動装置が接続されている。

（表面処理室）
上述した巻出室１０および巻取室２０の間には、帯状体２に表面処理を行う表面処理室３０が設けられている。この表面処理室３０には、複数のローラ群４０が設けられている。具体的には、第１ローラ群４０ａ、第２ローラ群４０ｂ、第３ローラ群４０ｃおよび第４ローラ群４０ｄが、略長方形の四隅に相当する位置に設けられている。例えば、第１ローラ群４０ａと第２ローラ群４０ｂとの距離および第３ローラ群４０ｃと第４ローラ群４０ｄとの距離が約２２０ｍｍ、第２ローラ群４０ｂと第３ローラ群４０ｃとの距離および第４ローラ群４０ｄと第１ローラ群４０ａとの距離が約１０００ｍｍに設定されている。

図２は、表面処理室の底面図であり、図１のＡ矢視図である。なお図２では、紙面の上下方向がＹ方向であり、左右方向（帯状体２の進行方向）がＸ方向であり、垂直方向がＺ方向である。ローラ群４０は、複数のローラ４４と、それらの回転軸となる軸体４２とによって構成されている。各ローラ４４は、略同一に形成されて、略等間隔に平行に配置されている。例えばローラ４４は、幅１４ｍｍ程度、半径１００ｍｍ程度に形成されている。また軸体４２は、各ローラ４４の側面に対して垂直に、各ローラ４４の中心を貫くように挿入されている。例えば、１０個程度のローラ４４が１本の軸体４２により連結されて、ローラ群４０が形成されている。各ローラ群４０の軸体４２は、相互に平行に配置されている。

図１に戻り、表面処理室３０における帯状体２は、第１ローラ群４０ａ、第２ローラ群４０ｂ、第３ローラ群４０ｃおよび第４ローラ群４０ｄに対して順に回し掛けられる。
図２に示すように、帯状体２は、まず各ローラ群４０における−Ｙ側端部の第１段ローラ４４１に回し掛けられる。次に帯状体２は、各ローラ群４０における−Ｙ側端部から２番目の第２段ローラ４４２に回し掛けられる。このようにして、帯状体２は、各ローラ群４０における＋Ｙ側端部の第ｎ段ローラ４４ｎまで順に回し掛けられる。なお帯状体２の勾配が一定になるように、各ローラ群４０における同一段のローラは、軸体４２の軸方向にずれた状態で、異なるＹ方向位置に配置されている。

隣接する一対のローラ群のうち一方のローラ群４０と他方のローラ群４０との間には、各段ローラに回し掛けられた帯状体２が平行に配置されている。そこで、隣接する一対のローラ群のうち一方のローラ群４０と他方のローラ群４０との間に表面処理領域３５が設定されている。これにより、表面処理領域３５の略全体に帯状体２を配置して、効率的な表面処理を行うことができるようになっている。具体的には、第２ローラ群４０ｂと第３ローラ群４０ｃとの間に、表面処理領域３５が設定されている。

図１に示すように、表面処理領域３５の帯状体２と対向するように、１個または複数個（図１では２個）のＥＢ蒸発源３４が設けられている。ＥＢ蒸発源３４は主に、電子ビーム照射装置と、成膜材料が充填されたハースとを備えている。その電子ビーム照射装置から電子ビームを照射してハースに入射させると、ハースに充填された成膜材料が加熱されて蒸発する。これにより蒸発した成膜材料が、対向する帯状体２に付着して、帯状体２に成膜処理が施されるようになっている。

また、成膜処理の前処理として、帯状体２をプラズマ処理することを可能とするように、ＥＢ蒸発源３４の隣にはＥＣＲイオン源３２が設けられている。なお成膜処理とプラズマ処理とを同時進行させるべく、表面処理領域３５にプラズマが及ぶように、ＥＣＲイオン源３２が配置されていてもよい。

さらに、成膜処理中の帯状体２を表面処理室３０内で加熱処理するため、第２ローラ群４０ｂと第３ローラ群４０ｃとの間において、帯状体２の裏面に、複数（図１では２個）のヒータユニット６０が整列配置されている。また、成膜処理前および成膜処理後の帯状体２を加熱処理するため、第４ローラ群４０ｄと第１ローラ群４０ａとの間において、帯状体２の表面と対向するように、複数（図１では３個）のヒータユニット６１が整列配置されている。このように、複数のヒータユニットを組み合わせて用いることにより、各ヒータユニットの構造を簡素化しつつ、広い範囲を加熱することが可能になる。

（ヒータユニット）
図３は、実施形態に係るヒータユニットの底面図である。本実施形態のヒータユニット６０は、線材ヒータ６２を備えている。この線材ヒータ６２は、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）のいずれかからなる金属線を複数本（例えば３本）撚り合わせた線材により構成されている。複数本の金属線を撚り合わせることにより、各金属線の抵抗値のばらつきを平均化することができる。また、ヒータユニット６０は接続箇所なく１本の線材でヒータ６２を構成することにより、ヒータユニット６０内の発熱分布を均一化することができる。

線材ヒータ６２は、帯状体２と平行なＸＹ平面内（水平面内）において、帯状体２の進行方向であるＸ方向と交差する±Ｙ方向に支持部材６４を介して繰り返し折り曲げられて、つづら折り状に成形されている。これにより、線材ヒータ６２にフレキシブル性が付与されるので、線材ヒータ６２自身の熱変形による歪を吸収することが可能になり、線材ヒータ６２の熱変形による破損を防止することができる。なおＸ方向に隣接する線材ヒータ６２の間隔は、例えば約１５ｍｍ以下に設定されている。また線材ヒータ６２の±Ｙ方向両端の折り返し部６２ａは、上述した表面処理領域３５の±Ｙ方向の両端部より約３０ｍｍ以上外側に配置されている。これにより、表面処理領域３５に配置された帯状体２を均一に加熱することができる。

線材ヒータ６２の＋Ｘ方向端部は電極ボルト６３ａに接続され、−Ｘ方向端部は電極ボルト６３ｂに接続されている。一対の電極ボルト６３ａ，６３ｂは、線材ヒータ６２と同じ金属材料で構成されていることが望ましい。そして、この一対の電極ボルト６３ａ，６３ｂを介して線材ヒータ６２に通電すると、線材ヒータ６２の電気抵抗によりジュール熱が発生する。これにより、線材ヒータ６２に対向配置された帯状体２を加熱しうるようになっている。

また線材ヒータ６２の±Ｙ方向両端の折り返し部６２ａには、線材ヒータ６２の第１支持部材６４が設けられている。
図４は、図３のＢ−Ｂ線における断面図である。図４に示すように、第１支持部材６４は、線材ヒータ６２の折り返し部６２ａの±Ｚ方向に配置された一対のディスク６６，６７を備えている。このディスク６６，６７はアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等の耐熱性を有する電気絶縁性材料で構成され、その中央部には貫通孔が形成され、その貫通孔の−Ｚ方向からボルト６８が挿入されて、ボルト６８のヘッド部の＋Ｚ面にディスク６６が載置されている。また、ボルト６８の先端部にはナット６９が螺合されている。そのナット６９の−Ｚ面が、ヒータユニット６０のフレーム９０の主面９３に載置されている。これにより、一対のディスク６６，６７は、フレーム９０から吊り下げ支持されている。

なおフレーム９０に穿設されたボルト通し孔の直径は、ボルト６８の直径よりも大きく形成されている。これにより、フレーム９０に対してボルト６８は水平方向に自在に移動することができる。したがって、このボルト６８および一対のディスク６６，６７を介して、線材ヒータ６２が伸縮自在に支持されている。

また線材ヒータ６２のＹ方向の中間部には、複数（図４では２組）の第２支持部材７４が設けられている。この第２支持部材７４は、線材ヒータ６２の±Ｚ方向に一対のプレート７６，７７を配置して構成されている。一対のプレート７６，７７は、線材ヒータ６２と同じ線材を用いて、フレーム９０から吊り下げ支持されている。なお一対のプレート７６，７７の間隔は、線材ヒータ６２の直径より若干大きく形成されている。これにより、線材ヒータ６２は伸縮自在に支持されている。
図３に示すように、第２支持部材７４はＸ方向に連続形成されている。本実施形態では、２組の第２支持部材７４が、線材ヒータ６２のＹ方向幅を約３等分する位置に設けられている。

上述した第１支持部材６４および第２支持部材７４により、線材ヒータ６２が伸縮自在に支持されている。これにより、線材ヒータ６２の熱変形によるヒータ線自体の破損を防止することができる。さらに、線材ヒータ６２の周辺に配置されたフレーム９０等の熱変形に伴って、線材ヒータ６２が破損するのも防止することも可能である。また、線材ヒータ６２からフレーム９０への接触箇所からの熱伝達を抑制することが可能になり、線材ヒータ６２における発熱の大部分を帯状体２の加熱に利用することができるので、加熱効率を向上させることができる。

また図３に示すように、この第２支持部材７４と線材ヒータ６２の折り返し部６２ａとの間に、線材ヒータ６２の＋Ｚ方向への変形を規制する規制部材７０が形成されている。本実施形態では、複数の規制部材７０がＸ方向に一定間隔をおいて配置されている。
図４に示すように、規制部材７０は、線材ヒータ６２の＋Ｚ方向に配置されたパッド７２を備えている。このパッド７２は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等の耐熱性を有する電気絶縁性材料で構成され、ボルト等によりフレーム９０に固定されている。この規制部材７０により、線材ヒータ６２の＋Ｚ方向の熱変形によるフレーム９０との接触を防止することが可能になり、線材ヒータ６２の断線や絶縁性破壊等を防止することができる。

一方、フレーム９０はステンレス等の金属材料からなり、線材ヒータ６２を囲う箱状に形成されている。このフレーム９０の主面９３の外側には、フレーム９０の熱変形を防止するためリブ９１が設けられている。このリブ９１は、金属材料により格子状に配置されている。このリブ９１により、フレーム９０の熱変形（捩れや反りなど）による線材ヒータ６２との接触を防止することが可能になり、線材ヒータ６２の断線や絶縁性破壊等を防止することができる。なおフレーム９０の主面９３には、表面処理装置１への取付部材９２が設けられている。

フレーム９０は、線材ヒータ６２の側方を覆う側面９４を備えている。
図５は、ヒータユニットにおけるフレームの側面のレイアウト図である。複数のヒータユニット６０が整列配置される場合には、他のヒータユニットが隣接配置される方向以外の方向に、フレーム９０の側面９４が形成されている。これにより、整列配置される複数のヒータユニット６０の全周に、フレーム９０の側面９４を配置することができる。

すなわち、図５（ａ）に示すように２個のヒータユニット６０ａ，６０ｂが整列配置される場合において、第１ヒータユニット６０ａのフレーム９０には、第２ヒータユニット６０ｂが隣接配置される方向以外の３方向に側面９４が形成されている。また、図５（ｂ）に示すように３個のヒータユニット６０ａ，６０ｂ，６０ｃが整列配置される場合において、第２ヒータユニット６０ｂのフレーム９０には、第１ヒータユニット６０ａおよび第３ヒータユニット６０ｃが隣接配置される方向以外の２方向に側面９４が形成されている。

図４に戻り、フレーム９０の主面９３および側面９４の内側には、第１熱反射板（熱反射部材）９６が配置されている。この第１熱反射板９６は、インコネル（登録商標）等のニッケル合金やステンレスなど、耐熱性を有する厚さ１ｍｍ以下の金属板を、複数枚積層して構成されている。線材ヒータ６２から放射された熱のうち、＋Ｚ方向およびＸＹ方向に放射された熱は、上述した第１熱反射板９６により−Ｚ方向に反射される。その結果、線材ヒータ６２の−Ｚ方向に配置された帯状体２を効率よく加熱することができる。また、厚さ１ｍｍ以下の金属板によって第１熱反射板９６を構成することにより、金属板の熱変形（反り）を抑制することが可能になる。これに伴って、金属板の熱変形による線材ヒータ６２との接触を防止することが可能になり、線材ヒータ６２の断線や絶縁性破壊等を防止することができる。

ところでヒータユニット６０は、帯状体２を挟んでＥＢ蒸発源３４の反対側に配置されている。この場合、帯状体２の間を通り抜けた成膜材料が線材ヒータ６２に付着して、ヒータユニット６０の加熱効率を低下させるおそれがある。そこで、成膜材料の付着から線材ヒータ６２を保護するため、線材ヒータ６２と帯状体２との間に防着板（保護部材）８０が配置されている。この防着板８０は、赤外線透過性および耐熱性を有する石英等の材料によって構成されている。この防着板８０によれば、線材ヒータ６２による帯状体２の加熱を妨げることなく、線材ヒータ６２への成膜材料の付着を防止することができる。

また防着板８０は、伸縮自在に支持されている。具体的には、フレーム９０の端部に固定された防着板支持部材８２の水平面上に、防着板８０が載置されている。これにより、防着板８０自体の熱変形による破損を防止することができるとともに、フレーム９０の熱変形に伴って防着板８０が破損するのを防止することができる。

なおフレーム９０の少なくとも１方向には、防着板支持部材８２が設けられていない。図３では、フレーム９０の±Ｙ方向および−Ｘ方向に防着板支持部材８２が設けられているが、＋Ｘ方向には防着板支持部材８２が設けられていない。この場合、成膜材料が付着した防着板８０をフレーム９０の＋Ｘ方向から取り外して、成膜材料が付着していない防着板８０と取り替えることができる。具体的には、取り外した防着板８０の成膜材料を除去して再装着してもよいし、新たな防着板８０を装着してもよい。これにより、ヒータユニット６０の加熱効率の低下を防止することができる。

また、フレーム９０の±Ｙ方向の両端部に設けられた防着板支持部材８２には、第２熱反射板の取付部材８４が設けられている。
図４に示すように、その取付部材８４は、帯状体２を挟んで線材ヒータ６２の反対側に延設されている。その取付部材８４の先端部の内側には、第２熱反射板（熱反射部材）８６が配置されている。この第２熱反射板８６は、第１熱反射板９６と同様にインコネル（登録商標）等の耐熱性を有する厚さ１ｍｍ以下の金属板を複数枚積層して構成されている。第２熱反射板８６により、帯状体２の表面処理領域３５の±Ｙ方向両端部から漏出した熱を反射することが可能になる。その結果、表面処理装置１を構成する表面処理室扉やのぞき窓ガラス、膜厚モニタ（図示しない）等が加熱されるのを防止することができる。

（表面処理方法）
次に、上記表面処理装置を使用した表面処理方法について説明する。ここでは、最終製品を超電導線材として利用するため、高耐熱耐食合金ハステロイＣ−２７６等からなる帯状体２の表面に、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）からなる被膜を形成する場合について説明する。なお予め帯状体の表面に、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、イットリウム安定化ジルコニア（ＹＳＺ）等からなる下地膜を形成しておく。例えば帯状体として、幅１０ｍｍ程度、厚さ０．１ｍｍ程度、長さ５００ｍ程度のものを採用する。

図１に示すように、上述した帯状体２の先端を、巻出室１０における巻出ローラ１２から繰り出し、表面処理室３０における複数のローラ群４０にらせん状に回し掛けて、巻取室２０における巻取ローラ２２で巻き取る。複数のローラ群４０に対する帯状体２の周回数は、１０ターン程度とする。これにより表面処理領域３５が、Ｘ方向の長さ５００ｍｍ程度、Ｙ方向の長さ２００ｍｍ程度に設定されている。

次に、巻取ローラ２２を回転駆動することにより、帯状体２に対して徐々に張力を付与する。帯状体２の張力は、例えば１０〜５０Ｎ／ｍ程度に設定する。なお巻取室２０のピックアップローラ２６により帯状体２の張力を検出し、検出された張力をもとに巻出ローラ１２および巻取ローラ２２の回転速度を自動制御する。また帯状体２の走行速度は、例えば２．５〜２６．０ｍ／ｈ程度に設定する。なお巻出室１０の速度基準ガイドローラ１６により帯状体２の走行速度を検出し、検出された走行速度をもとに巻出ローラ１２および巻取ローラ２２の回転数を調整する。

次に、表面処理室３０の内部を、例えば約６．７×１０^−４Ｐａ以下まで減圧する。そして、ヒータユニット６０，６１を駆動し、帯状体２を最高８００℃まで加熱する。具体的には、図３に示す一対の電極ボルト６３ａ，６３ｂを介して、線材ヒータ６２に通電する。線材ヒータ６２はＴａ、Ｍｏ、Ｗのいずれかの金属線を複数本撚り合わせた線材で構成されているので、電気抵抗によりジュール熱が発生する。その線材ヒータ６２から放射された熱が、図４に示す防着板８０を透過して、帯状体２を加熱する。なお線材ヒータ６２からフレーム９０に向かって放射された熱は、第１熱反射板９６により帯状体２に向かって反射されるので、帯状体２を効率よく加熱することができる。

図１に戻り、帯状体２に対する表面処理領域３５の直前において、ＥＣＲイオン源３２を用いた前処理を行う。具体的には、ＥＣＲイオン源３２からアルゴンイオンや酸素イオン等を供給して、帯状体２の表面をプラズマ処理する。

次に、表面処理領域３５において、ＥＢ蒸発源３４を用いた成膜処理を行う。具体的には、予めＥＢ蒸発源３４のハース内に、成膜材料として酸化セリウム（ＣｅＯ_２）またはセリウム（Ｃｅ）を充填しておく。また必要に応じて、表面処理領域３５に酸素ガスを導入する。次に、電子ビーム照射装置から電子ビームを照射してハースに入射させ、ハースに充填された成膜材料を加熱して蒸発させる。これにより蒸発した成膜材料が、対向する帯状体２に付着して、酸化セリウム（ＣｅＯ２）からなる被膜が形成される。例えば、７５ｎｍ・ｍ／ｍｉｎ程度の動的成膜速度で、厚さ２μｍ程度の被膜を形成する。ここで動的成膜速度とは、蒸着源の前面を基材が通過して成膜される場合に使われる単位であり、成膜中の基材の移動速度（一定速度）と、成膜領域通過後に基材に成膜された膜の厚みとを乗算したもので示される。蒸着源の前面を基材が通過して成膜される場合には、基材の通過速度が速くなると着膜量が減少するため、静的成膜速度（ｎｍ／ｍｉｎ）より有用な単位である。なお表面処理領域３５において、ＥＣＲイオン源３２によるプラズマ処理と、ＥＢ蒸発源３４による成膜処理とを、同時進行させてもよい。

以上に詳述したように、本実施形態に係るヒータユニットは、複数の金属線を撚り合わせた線材が帯状体と平行な水平面内においてつづら折り状に配置された線材ヒータを備えている構成とした。この線材ヒータによれば、ヒータユニットを帯状体に接触させなくても、帯状体を真空中で７００℃程度の高温まで加熱することができる。その結果、ヒータユニットと帯状体との摩擦による磨耗粉が帯状体に付着するのを防止することができる。また、２００ｍｍ×５００ｍｍ程度の広い表面処理領域を真空中で均一に加熱することができる。

さらに、本実施形態に係るヒータユニットは、その線材ヒータが伸縮自在に支持されている構成とした。これにより、線材ヒータの熱変形によるヒータ線自体の破損を防止することが可能になる。さらに、線材ヒータの周辺部材の熱変形によって線材ヒータが破損するのを防止することも可能になる。したがって、上述した表面処理装置は、各部の熱変形を防止することが可能なヒータユニットを備えているので、帯状体を真空中で均一に長時間安定して高温加熱することができる。

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、本実施形態では複数のヒータユニットを組み合わせて帯状体の加熱処理を行う構成としたが、１個のヒータユニットにより帯状体の加熱処理を行ってもよい。

また、本実施形態では４個のローラ群を長方形の角部に相当する位置に設けたが、３個のローラ群を三角形の角部に相当する位置に設けてもよく、２個のローラ群を直線の両端部に相当する位置に設けてもよい。また５個以上のローラ群を多角形の角部に相当する位置に設けてもよい。
また、本実施形態では表面処理領域における帯状体の片面のみにＥＢ蒸発源を設けて、帯状体の片面のみに成膜処理を行ったが、帯状体の両面にＥＢ蒸発源を設けて帯状体の両面に成膜処理を行うことも可能である。

また、本実施形態では帯状体に対して垂直に成膜材料を入射させたが、帯状体に対して斜めに成膜材料を入射させることにより、液晶パネル等の傾斜配向膜を形成することも可能である。
また、本実施形態では表面処理として主に成膜処理を行ったが、これ以外の表面処理として熱処理（成膜後の熱処理も含む）や窒化処理、酸化処理、プラズマを用いた表面処理等を行うことも可能である。また複数種類の処理を同時に行うことも可能である。

表面処理装置の正面図である。 図１のＡ矢視図である。 ヒータユニットの底面図である。 図３のＢ−Ｂ線におけるヒータユニットの断面図である。 フレームの側面のレイアウト図である。

符号の説明

１…表面処理装置 ２…帯状体 ６０…ヒータユニット ６２…線材ヒータ ６４…第１支持部材 ７４…第２支持部材 ８０…防着板（保護部材） ８６…第２熱反射板（熱反射部材） ９０…フレーム ９６…第１熱反射板（熱反射部材）

Claims (3)

1. らせん状に進行する帯状体に対して真空中で加熱処理を行うヒータユニットであって、
   複数の金属線を撚り合わせた線材が前記帯状体と平行な水平面内においてつづら折り状に配置された線材ヒータを備え、
   前記線材ヒータは、伸縮自在に支持されていることを特徴とするヒータユニット。
2. 前記線材ヒータと前記帯状体との間を除く前記線材ヒータの周囲には、熱反射部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のヒータユニット。
3. 前記線材ヒータと前記帯状体との間には、赤外線透過性材料からなる前記線材ヒータの保護部材が配置され、
   前記保護部材は、伸縮自在に支持されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒータユニット。

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