JP4063554B2 - 真空蒸着装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は真空中にて被蒸着物にコーティングを行うための真空蒸着装置に関する。
【0002】
【従来技術】
従来、各種材料表面に真空中にてコーティングを行い、真空蒸着によって薄膜を形成させる真空蒸着装置が知られている。このような真空蒸着装置においては自動供給装置を用いてコーティング用の処理剤が入った容器を自動供給させて効率よく処理剤を加熱蒸散させて蒸着する方法が知られている。この自動供給装置は、容器を所定場所に複数個積み重ねておき、一番下の容器を押し出しておき、押し出された容器を電子銃や抵抗加熱体等により加熱させ処理剤を蒸散させるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の押し出しによる容器の供給は、ラックアンドピニオンギア等を用いた直動案内機構を使用し、モータ等の回転を直線運動に置き換えて行うものである。このような直動案内機構を使用する場合、ギア等を円滑に駆動させるためにグリス等の潤滑剤を使用する必要がある。真空蒸着においてこのような潤滑剤の使用は不純物の蒸発を促すこととなり、被蒸着物のコーティングに悪影響を及ぼすこととなる。また、このような特殊環境で使用される潤滑剤は高価である。また、直動案内機構ではそれらを構成する部品が多くなるため、異物の侵入を防止するための設計が必要となってくる。
【0004】
上記従来技術の問題点に鑑み、簡単な構成でコーティングに悪影響を及ぼす不純物の存在を抑制することのできる自動供給機能を備えた真空蒸着装置を提供することを技術課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
(1) 装置内部に処理剤の入った容器を内部に複数個積み重ねて保持するための筒状の保持手段であって,前記積み重ねられた前記容器を下から順に押し出すために筒壁下部に設けられた開口を有する保持手段を有し、該保持手段から前記容器を順次所定場所へ自動供給するための自動供給手段を備える真空蒸着装置において、
前記自動供給手段は、前記容器を前記保持手段に設けられた前記開口を通して押し出すための棒状の押出部材と,該押出部材に接合され押出部材を回転駆動させる駆動手段と,前記押出部材により押し出された前記容器を挟持した状態で持ち上げて回転移動により前記所定場所に載置するアーム部と,前記駆動手段を駆動して前記押出部材を回転させ,該回転軌道上に位置する前記開口より前記容器を押し出した後、前記アーム部を駆動して前記所定場所に前記容器を載置するように制御する制御手段と,を備えることを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1(a)は本実施の形態で使用する真空蒸着装置内部を横方向から見たときの概略構成図であり、図1(b)は真空蒸着装置内部を上方から見たときの概略構成を示す図である。
【0007】
1は真空蒸着装置本体である。2は被蒸着物3を装置本体1内部の天井に取り付けるための取付部材である。本実施の形態の被蒸着物3は反射防止コーティング(以下ARコートと記す)が施された偏光板を使用している。取付部材2は装置本体1内部の天井に回転可能に取り付けられており、モータ等からなる駆動装置4の駆動により、軸4aを回転軸中心として水平方向に回転される。
【0008】
10は撥水性を高めるためのフッ素化合物からなる処理剤が入れられた容器13を載置する円環状の載置台である。載置台10の上面はその円環形状に沿って後述する筒部12を複数個載置することができるようになっている。また、載置台10は装置本体1内部の底面から所定距離だけ持ち上げられた位置に回転可能に取り付けられている。
【0009】
11は載置台10を回転させるための駆動手段である。駆動手段11に設けられている回転ギア11aは載置台10の下部に設けられているギア10aと嵌合しており、駆動手段11の回転ギア11aの駆動により載置台10を図示する矢印方向に回転させることができる。
【0010】
12は載置台10上に置かれ、その内部に容器13を複数個入れておくための筒部である。容器13は熱伝導性の良い銅製のものを使用している。図2に示すように筒部12には処理剤が入れられた容器13が数個積み重ねられた状態で入れられている。また、筒部12の下部には開口部12a、12bが設けられている。筒部12内に入れられている一番下の容器13は、開口部12aから後述する押出装置20によって押されることで、開口部12bより筒部12外部に押し出される。12cは筒部12を載置台10と嵌合させるための凸部である。筒部12は載置台10上に設けられている図示なき凹部に凸部12cを嵌め込むことにより、載置台10上に固定保持される。
【0011】
20は押出装置である。押出装置20は容器13を押し出すための押出棒21、押出棒21を載置台10の円環内に位置させるための軸部22、軸部22を回転駆動させるための駆動装置23からなる。軸部22は載置台10の外側に設置されている駆動装置23に接合されているとともに、その先端は載置台10下部に設けられた空間を通って載置台10の内側まで延びている。押出棒21はその先端を載置台10に置かれた筒部12の開口部12aと同じ高さにしつつ、軸部22の先端に取り付けられている。軸部22の先端に取り付けられた押出棒21は駆動装置23の駆動によって図1(b)に示す矢印方向に回転するようになっている。
【0012】
押出棒21の回転軌道の中心(回転軸)は円環状の載置台10の外側に位置するため、載置台10の内側に置かれた押出棒21を回転駆動させるだけで、容器13を載置台10の内側から外側へ押し出すことが可能である。
【0013】
従来の押し出し機構では、回転軸による動力をラックアンドピニオン機構により直線運動に変換し、容器の押し出しを行っている。しかしながら本実施の形態で使用する押出装置20では、押し出しを直線運動ではなく、回転運動のみにより行うものとしている。その結果、直線運動に変換するための機構(ギア、直動案内部等)を必要としないため、ギア等に必要とされる潤滑剤を極力使用しなくてすみ、真空蒸着時の不純物の発生を抑えることができる。また、構成部品が少ないため、特別な設計をするまでもなく押出装置20内への異物の侵入を抑制することができる。
【0014】
14は押出装置20によって押し出された容器13を載置する台である。台14は押出棒21の回転軌道上に位置する載置台10の外側に設置されている。
30は台14上に押し出された容器13を抵抗加熱部40へ運ぶための搬送装置である。搬送装置30は容器13を挟持するアーム部31と、アーム部31に接合され、挟持部31を図示する矢印方向に上下及び回転させるための駆動部からなる。
【0015】
40は抵抗加熱部、41は抵抗加熱部40に接続される電源である。図3は抵抗加熱部40の詳細を示す図である。本実施の形態で用いられる抵抗加熱部40は、基材としてタングステンやモリブデン等の抵抗加熱として一般的に使用される金属板を用いるとともに、その上面にはアルミナの絶縁体40aの被膜が形成されている。この絶縁体40aの被膜の形成はアルミナ粉末を抵抗加熱部40に溶着させることにより形成されている。
【0016】
また、絶縁体40aはアルミナに限らず、その他のセラミックス等の熱伝導性がよく絶縁性を有するものであれば良い。絶縁体40aの被膜はその上に置かれる容器13に対して効率よく熱を伝えるために、絶縁体の厚さは50μm〜200μm程度が好ましい。更に好ましくは100μm〜150μmである。厚みが50μm未満の場合、薄すぎてしまい容器の接触や蒸発等により剥がれてしまう恐れがある。また、厚みが200μmを超えると被膜にクラックが入り剥がれやすくなる。また、本実施の形態で使用するアルミナの絶縁体は耐摩耗性が高いため、本実施の形態のように自動給材にて多数の容器13を抵抗加熱部40に順次載置する場合に基材の保護にもつながることとなる。
【0017】
15は加熱により処理剤がなくなった容器13を廃棄する廃棄ボックス、16は装置本体1内を真空にするための真空ポンプである。また、前述した真空蒸着装置1内部における位置制御が必要な駆動機構はサーボモータを使用しており、シーケンサ等からなる制御部50によって位置制御ができるようになっている(図4参照)。
【0018】
以上のような構成を備える真空蒸着装置について、制御系のブロック図を図4に示し、その動作を説明する。
初めに偏光板等の被蒸着物3を取付部材2に取り付けるとともに、処理剤が入れられた容器13が複数個入れられた筒部12を載置台10に取り付けておく。次に真空ポンプを使用して、装置本体1内を真空にしておく(真空度10-3〜10-4Pa程度)。所定の真空度が得られたら、制御部50は駆動装置4を用いて所定の回転速度で被蒸着物3を回転させる。
【0019】
制御部50は駆動装置11を使用して載置台10を回転させ、筒部12を押出棒21の回転軌道上に位置させる。筒部12が押出棒21の回転軌道上に位置したら、制御部50は駆動装置23を使用して押出棒21を回転させる。回転駆動している押出棒21の先端は、その回転軌道上に位置する筒部12の開口部12aより容器13を押し、容器13を台14上まで押し出す。
【0020】
容器13が台14まで押し出されると、制御部50は駆動装置23を逆回転駆動させ、押出棒21を元に位置に戻す。開口部12aより押出棒21が抜かれると、筒部12内に積み上げられている容器13が下に落ち、次の容器13を押し出すことができるようになる。
【0021】
次に制御部50は駆動装置32を使用してアーム部31を台14上に載せられた容器13上に位置させる。容器13上にアーム部31が位置すると、制御部50は駆動装置32を使用してアーム部31を下げるとともに、アーム部31を用いて容器13を挟む。制御部50は容器13を挟んだアーム部31を駆動装置32を使用して持ち上げたあと、回転駆動させて抵抗加熱部40上(絶縁体40a上)に容器13を載置する。
【0022】
制御部50は電源41を用いて所定の電流を流し、抵抗加熱部40を800〜1100℃程度に加熱させる。本実施の形態で使用する銅製の容器のように安価で熱伝導性の良いものは導電性を有する金属であることが多いため、抵抗加熱部40上に直接容器13を載せてしまうと、容器13側に電流が流れてしまい、所望する温度で加熱できなくなる。
【0023】
本実施の形態のように、容器13と抵抗加熱部40との間に絶縁体40aを設けることにより、容器13側に電流が流れることがない。このため、容器13が載せられた抵抗加熱部40周囲の加熱温度が下がることがなく、効率よく容器13を加熱させることができる。
【0024】
容器13が加熱されることによって、容器13内部に入れられた処理剤が蒸散し、本体1内部の天井に取り付けられている被蒸着物3に蒸着する。このとき被蒸着物3が取り付けられている取付部材2は常時一定速度にて回転しているため、取り付けた複数の被蒸着物3にまんべんなく蒸着が行われることとなる。
【0025】
加熱が所定時間行われ、抵抗加熱部40上に置かれている容器13内の処理剤が完全になくなると、制御部50は搬送装置30を使用して容器13を廃棄ボックス15に廃棄する。被蒸着物3への蒸着が足りない場合には、上述した操作を行い、新しい容器13を抵抗加熱部40上に載置し蒸着を行う。
【0026】
以上の実施形態では抵抗加熱部の上面に絶縁体の被膜を形成するものとしているが、これに限るものではなく、抵抗加熱部全体に被膜を形成させておいても良い。
【0027】
【発明の効果】
以上のように、本発明では抵抗加熱に流す電流が容器側に流れることがないため、効率よく加熱を行うことができる。
【0028】
【発明の効果】
以上のように、本発明では回転運動のみにより容器の押し出しを行うため、回転運動を直線運動に変換する変換ギアや直動案内機構を設ける必要がない。このため簡単な構成で、潤滑剤を使用する必要がなく不純物の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】真空蒸着装置の構成を示した図である。
【図2】容器が多数載置される筒部の構成を示した図である。
【図3】抵抗加熱部の構成を示した図である。
【図4】制御系を示したブロック図である。
【符号の説明】
1 真空蒸着装置本体
2 取付部材
3 被蒸着物
10 載置台
11 駆動手段
12 筒部
13 容器
20 押出装置
30 搬送装置
40 抵抗加熱部
40a 絶縁体
41 電源
Claims (1)
- 装置内部に処理剤の入った容器を内部に複数個積み重ねて保持するための筒状の保持手段であって,前記積み重ねられた前記容器を下から順に押し出すために筒壁下部に設けられた開口を有する保持手段を有し、該保持手段から前記容器を順次所定場所へ自動供給するための自動供給手段を備える真空蒸着装置において、
前記自動供給手段は、前記容器を前記保持手段に設けられた前記開口を通して押し出すための棒状の押出部材と,該押出部材に接合され押出部材を回転駆動させる駆動手段と,前記押出部材により押し出された前記容器を挟持した状態で持ち上げて回転移動により前記所定場所に載置するアーム部と,前記駆動手段を駆動して前記押出部材を回転させ,該回転軌道上に位置する前記開口より前記容器を押し出した後、前記アーム部を駆動して前記所定場所に前記容器を載置するように制御する制御手段と,を備えることを特徴とする真空蒸着装置。
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