JP5687749B1 - 油拡散ポンプの制御装置、真空処理装置及び油拡散ポンプの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】運転時間の増加を抑えつつ消費電力を低減することができる油拡散ポンプの制御装置、真空処理装置及び油拡散ポンプの制御方法を提供する。【解決手段】油拡散ポンプの制御装置６は、真空槽２を減圧する油拡散ポンプ３ａをその油拡散ポンプ３ａ内の作動油の沸点以上である第１の作動油設定温度で運転する第１の運転と、油拡散ポンプ３ａをその油拡散ポンプ３ａ内の作動油の沸点以上であって第１の作動油設定温度より低い第２の作動油設定温度で運転する第２の運転とを真空槽２の真空度に応じて切り替える制御部６ａを備える。第２の作動油設定温度は、真空槽２の真空度下降開始タイミングから第１の運転による真空槽２の真空度上昇開始タイミングまでの時間内に第１の作動油設定温度まで上昇することが可能となる温度に設定されている。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、油拡散ポンプの制御装置、真空処理装置及び油拡散ポンプの制御方法に関する。

真空処理装置は、真空状態とした真空槽内の処理対象物に対して各種処理（例えば蒸着処理など）を行う装置であり、通常、真空槽は、本ポンプとして機能する油拡散ポンプ（油拡散真空ポンプ）によって高真空状態にされる。油拡散ポンプは、本体内の底部にある作動油をヒータにより加熱して蒸気とし、この蒸気をノズルから高速で噴出することで、気体粒子を弾き飛ばし排気側に運搬するポンプである。この油拡散ポンプは、ノズルから噴射した作動油を本体の内壁で冷却して液化しヒータの加熱部に戻すことで、加熱、蒸発及び噴射を繰り返す。

このような油拡散ポンプの運転方法としては、商用電源（例えばＡＣ２００Ｖ）をそのままヒータ電力として供給し、油拡散ポンプの起動中、ヒータ電力を一定に維持する方式が一般的である。その他の方式としては、例えば、油拡散ポンプの立ち上げ時にヒータの消費電力を全消費電力とし、ヒータ温度が所定温度に達したらヒータの消費電力を１／２の定常の消費電力に切り替え、ヒータ温度を一定温度に維持する方式が提案されている。

特開平５−１８０２００号公報

しかしながら、前述のように油拡散ポンプの立ち上げ完了後にヒータ温度を一定温度に維持する方式では、立ち上げ完了後の処理中にヒータ温度を下げることはなく、その処理中に消費電力を大幅に低減することは難しい。一方、処理中にヒータ温度を下げれば消費電力を大幅に低減することは可能であるが、ヒータ温度、すなわち作動油温度を下げると、その下げた作動油温度を次処理のために元の温度まで戻す昇温時間が長い時間必要となるため、全体の運転時間が増加することになってしまう。このため、運転時間の増加を抑えつつ消費電力を低減することが求められている。

本発明が解決しようとする課題は、運転時間の増加を抑えつつ消費電力を低減することができる油拡散ポンプの制御装置、真空処理装置及び油拡散ポンプの制御方法を提供することである。

本発明の実施形態に係る油拡散ポンプの制御装置は、真空槽を減圧する油拡散ポンプを第１の作動油設定温度で運転する第１の運転と、油拡散ポンプをその油拡散ポンプ内の作動油が油拡散ポンプの排気能力が低下しない温度以上であって第１の作動油設定温度より低い第２の作動油設定温度で運転する第２の運転とを真空槽の真空度に応じて切り替える制御部を備え、第２の作動油設定温度は、真空槽の真空度下降開始タイミングから第１の運転による真空槽の真空度上昇開始タイミングまでの時間内に第１の作動油設定温度まで上昇することが可能となる温度に設定されている。

本発明の実施形態に係る真空処理装置は、真空槽を減圧する油拡散ポンプと、真空槽の真空度を測定する真空計と、油拡散ポンプを第１の作動油設定温度で運転する第１の運転と、油拡散ポンプをその油拡散ポンプ内の作動油が油拡散ポンプの排気能力が低下しない温度以上であって第１の作動油設定温度より低い第２の作動油設定温度で運転する第２運転とを、真空計により測定された真空槽の真空度に応じて切り替える制御部とを備え、第２の作動油設定温度は、真空槽の真空度下降開始タイミングから第１の運転による真空槽の真空度上昇開始タイミングまでの時間内に第１の作動油設定温度までに上昇することが可能となる温度に設定されている。

本発明の実施形態に係る油拡散ポンプの制御方法は、真空槽を減圧する油拡散ポンプを第１の作動油設定温度で運転する第１の運転と、油拡散ポンプをその油拡散ポンプ内の作動油が油拡散ポンプの排気能力が低下しない温度以上であって第１の作動油設定温度より低い第２の作動油設定温度で運転する第２の運転とを真空槽の真空度に応じて切り替える工程を有し、第２の作動油設定温度は、真空槽の真空度下降開始タイミングから第１の運転による真空槽の真空度上昇開始タイミングまでの時間内に第１の作動油設定温度まで上昇することが可能となる温度に設定されている。

本発明によれば、運転時間の増加を抑えつつ消費電力を低減することができる。

第１の実施形態に係る真空処理装置の概略構成を示す図である。 第１の実施形態に係る真空処理装置の概略構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る本引き待機時間と作動油温度との関係を示すグラフである。 第１の実施形態に係る排気時間と真空槽内圧力（真空槽の真空度）との関係を示すグラフである。 第１の実施形態に係る運転切替処理の流れを示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る運転切替を説明するための説明図である。 第２の実施形態に係る真空処理装置の概略構成を示すブロック図である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図１ないし図６を参照して説明する。

図１及び図２に示すように、第１の実施形態に係る真空処理装置１は、真空槽２と、その真空槽２を減圧する本ポンプとして機能する複数台（図１では一例として二台）の油拡散ポンプ３ａ、３ｂと、真空槽２を減圧する粗引きポンプ及び油拡散ポンプ３ａ、３ｂの補助ポンプとして機能するメカニカルブースターポンプ４及び複数台（図１では一例として二台）の油回転ポンプ５ａ、５ｂと、各部を制御する制御装置６（図２参照）とを備えている。

真空槽２は、処理対象部を収容可能に形成されており、収容した処理対象物に対して真空状態で処理（例えば蒸着処理など）を行う処理槽として機能する。油拡散ポンプ（油拡散真空ポンプ）３ａ及び３ｂは高真空用ポンプとして機能し、メカニカルブースターポンプ４及び油回転ポンプ（油回転真空ポンプ）５ａ及び５ｂは低真空用ポンプとして機能する。ここで、一例として、高真空とは真空槽２内の圧力が０．１Ｐａ以下となる圧力状態であり、低真空とは真空槽２内の圧力が０．１Ｐａより高い圧力状態である。

真空槽２には、真空槽２内の圧力（真空度）を測定する低真空用真空計１１及び高真空用真空計１２が設けられている。低真空用真空計１１は低真空側の測定精度が高い真空計であり、高真空用真空計１２は高真空側の測定精度が高い真空計である。これらの低真空用真空計１１及び高真空用真空計１２は制御装置６に電気的に接続されており、測定した真空度（圧力）をそれぞれ制御装置６に送信する。なお、低真空用真空計１１としては、例えばピラニ真空計などを用いることが可能であり、高真空用真空計１２としては、例えば電離真空計などを用いることが可能である。

前述の真空槽２には、リークラインＬ１やガス導入ラインＬ２、排気ラインＬ３が接続されている。リークラインＬ１はライン途中で二本に分岐しており、その分岐後の二本のリークラインのうち一本には、リークバルブ１３が設けられおり、他方の一本にはスローリークバルブ１４が設けられている。また、ガス導入ラインＬ２には、ガス導入バルブ１５が設けられている。

排気ラインＬ３はライン途中で四本に分岐してから再度一本に合流して補助排気ラインとなり、再度二本に分岐する。分岐後の四本の排気ラインのうち一本には粗引きバルブ１６が設けられており、他の一本にはスロー粗引きバルブ１７が設けられている。さらに、他の一本には、本引きバルブ１８ａ、排気ライン真空計１９ａ、油拡散ポンプ３ａ及び補助バルブ２０ａが排気の流れ方向にその順番で設けられている。同様に、最後の一本にも、本引きバルブ１８ｂ、排気ライン真空計１９ｂ、油拡散ポンプ３ｂ及び補助バルブ２０ｂが排気の流れ方向にその順番で設けられている。

また、補助排気ラインには、メカニカルブースターポンプ４が設けられており、その分岐後の二本の補助排気ラインのうち一本には、排気バルブ２１ａ及び油回転ポンプ５ａが排気の流れ方向にその順番で設けられている。排気バルブ２１ａ及び油回転ポンプ５ａの間のラインには、真空破壊ラインＬ４ａが接続されており、その真空破壊ラインＬ４ａには真空破壊弁２２ａが設けられている。同様に、他の一本にも、排気バルブ２１ｂ及び油回転ポンプ５ｂが排気の流れ方向にその順番で設けられている。排気バルブ２１ｂ及び油回転ポンプ５ｂの間のラインには、真空破壊ラインＬ４ｂが接続されており、その真空破壊ラインＬ４ｂには真空破壊弁２２ｂが設けられている。

バルブ１３〜１７、１８ａ、１８ｂ、２０ａ〜２２ａ及び２０ｂ〜２２ｂは制御装置６に電気的に接続されており、その制御装置６の制御に応じて動作する。これらのバルブ１３〜１７、１８ａ、１８ｂ、２０ａ〜２２ａ及び２０ｂ〜２２ｂとしては、例えば、電磁弁などを用いることが可能である。また、排気ライン真空計１９ａ及び１９ｂは、低真空用真空計１１及び高真空用真空計１２と同様、制御装置６に電気的に接続されており、測定した真空度（圧力）をそれぞれ制御装置６に送信する。なお、ラインＬ１〜Ｌ３、Ｌ４ａ及びＬ４ｂは各種の配管によって構成されている。

油拡散ポンプ３ａ及び３ｂは、本体内の底部にある作動油をヒータにより加熱して蒸気とし、この蒸気をノズルから高速で噴出することで、気体粒子を弾き飛ばして排気側に運搬し、さらに、ノズルから噴射した作動油を本体の内壁で冷却して液化しヒータの加熱部に戻すことで、加熱、蒸発及び噴射を繰り返すポンプである。この油拡散ポンプ３ａには、そのポンプ内の作動油温度を測定するための熱電対３ａ１が設けられており、同様に、油拡散ポンプ３ｂにも、そのポンプ内の作動油温度を測定するための熱電対３ｂ１が設けられている。これらの熱電対３ａ１及び３ｂ１は温度を測定するための温度センサとして機能し、制御装置６に電気的に接続されている。

図２に示すように、制御装置６は、各部を制御するマイクロコンピュータなどの制御部６ａと、設定値やプログラムなどの各種情報を記憶する記憶部６ｂと、各種情報を表示する表示部６ｃとを備えている。

制御部６ａは、記憶部６ｂに記憶された各種の設定値やプログラムなどに基づき、油拡散ポンプ３ａ及び３ｂ、メカニカルブースターポンプ４、油回転ポンプ５ａ及び５ｂ、さらに、バルブ１３〜１７、１８ａ、１８ｂ、２０ａ〜２２ａ及び２０ｂ〜２２ｂなどを制御する。この制御部６ａとしては、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）や専用の電子回路などを用いることが可能である。

特に、制御部６ａは、真空槽２の真空度に応じて油拡散ポンプ３ａ及び３ｂの運転（例えば、高温運転と低温運転）を切り替え、また、油拡散ポンプ３ａ及び３ｂの作動油温度に応じて、それらの作動油温度を所定の作動油設定温度に維持するように各ヒータへの供給電力を制御する。このとき、制御部６ａは、油拡散ポンプ３ａ及び３ｂが備えるヒータへの供給電力を可変することで、油拡散ポンプ３ａ及び３ｂの作動油温度を制御することが可能である。

記憶部６ｂは、各種情報として、例えば、真空槽２の真空度の閾値や、油拡散ポンプ３ａ及び３ｂの作動油温度などの各種の設定値を記憶する記憶装置である。これらの設定値は変更可能である。この記憶部６ｂとしては、例えば、各種のメモリなどを用いることが可能である。

表示部６ｃは、各種情報として、例えば、真空槽２の真空度（真空計１１、１２、１９ａ及び１９ｂの測定値）や装置の消費電力などを表示する表示装置である。この表示部６ｃとしては、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）表示器や液晶ディスプレイなどを用いることが可能である。

次に、前述の真空処理装置１の真空処理動作について説明する。なお、真空処理装置１の制御装置６が設定値やプログラムなどの各種情報に基づいて真空処理を実行する。

まず、真空槽２を大気開放している場合には、リークバルブ１３及びスローリークバルブ１４は開いており、ガス導入バルブ１５は閉じている状態であり、メカニカルブースターポンプ４と油回転ポンプ５ａ及び５ｂは補助ポンプとして動作している。このとき、粗引きバルブ１６、スロー粗引きバルブ１７、本引きバルブ１８ａ及び１８ｂ、真空破壊弁２２ａ及び２２ｂは閉じており、補助バルブ２０ａ及び２０ｂと排気バルブ２１ａ及び２１ｂは開いている。また、真空槽２に設置された高真空用真空計１２は動作しておらず、その高真空用真空計１２を動作させるためのスイッチを兼ねている低真空用真空計１１が動作している。

この大気開放状態の真空槽２内に処理対象物をセットし、そのセット後にリークバルブ１３及びスローリークバルブ１４を閉じて真空槽２を密閉する。次に、補助バルブ２０ａ及び２０ｂを閉じ、その後、スロー粗引きバルブ１７を開き、次いで粗引きバルブ１６を開くことで、真空槽２内をある一定の真空度まで粗引きする。

このとき、真空槽２内の圧力（真空度）を低真空用真空計１１によって監視し、その測定値がある一定の真空度（所定の第１真空度）となったら、粗引きバルブ１６及びスロー粗引きバルブ１７を閉じ、その後、補助バルブ２０ａ及び２０ｂを開く。そして、メカニカルブースターポンプ４と油回転ポンプ５ａ及び５ｂを油拡散ポンプ３ａ及び３ｂの補助ポンプとして機能させた後、油拡散ポンプ３ａ及び３ｂの吸気側にそれぞれ設置された排気ライン真空計１９ａ及び１９ｂを監視し、その測定値がある一定の真空度（所定の第２真空度）に達していれば、本引きバルブ１８ａ及び１８ｂを開く。その後、低真空用真空計１１の測定値がある一定の真空度（所定の第３真空度）に達したら、高真空用真空計１２を動作させる。

さらに、真空槽２内の圧力を高真空用真空計１２により監視し、目的とする真空度（所定の目標真空度）に達したら、真空槽２内で処理対象物に対して成膜を行う成膜処理（例えば蒸着処理など）を実行する。なお、成膜処理の際には、処理内容によってガス導入バルブ１５を開いて真空槽２内にガスを導入することがある。成膜処理の終了後、ガス導入バルブ１５が開いている場合にはそのガス導入バルブ１５を閉じ、一方でガス導入バルブ１５が開いていない場合にはその状態のまま、本引きバルブ１８ａ及び１８ｂを閉じる。

次に、真空槽２から処理済の処理対象物を取り出すため、スローリークバルブ１４を開き、次いでリークバルブ１３を開き、真空槽２を大気開放する。真空槽２内の圧力がある一定の低真空度（所定の第３真空度）となったら、高真空用真空計１２の保護のため、高真空用真空計１１を停止する。そして、前述のスローリークバルブ１４及びリークバルブ１３を開いてから一定時間経過したら、真空槽２を開けて真空槽２内に次の処理対象物をセットする。

このような処理サイクルが繰り返されるが、この処理サイクルにおいて、制御部６ａは、真空槽２の真空度に応じて、油拡散ポンプ３ａ及び３ｂの運転を高温運転（第１の運転）と低温運転（第２の運転）とに切り替える。高温運転では、作動油温度を高温の作動油設定温度（第１の作動油設定温度）に維持するため、また、低温運転では、高温運転による安定した作動油温度よりも低い低温の作動油設定温度（第２の作動油設定温度）に維持するため、油拡散ポンプ３ａ及び３ｂの作動油温度に応じてその油拡散ポンプ３ａ及び３ｂに供給する電力を制御する（詳しくは、後述する）。前述の高温及び低温の作動油設定温度は少なくとも作動油が油拡散ポンプ３ａ及び３ｂのは排気能力が低下しない温度以上の温度である。

なお、高温運転では、最大電力（例えば商用電源ＡＣ２００Ｖ）印加時の作動油の飽和温度を高温の作動油設定温度とし、油拡散ポンプ３ａ及び３ｂに最大電力を印加し続けるような制御を行うようにしても良い。また、真空槽２の真空度としては、真空槽２の直接の真空度（高真空用真空計１２の測定値）を用いているが、これに限るものではなく、例えば、真空槽２につながる排気ラインＬ３における本引きバルブ１８ａ及び１８ｂの真空槽２側の間接的な真空度を用いるようにしても良い。

ここで、前述の低温の作動油設定温度を求めるためには、真空槽２を大気開放してから再度本引きバルブ１８ａが開き始めるまでの本引き待機時間を予め測定し、その本引き待機時間（あるいは複数の本引き待機時間が想定される場合にはそれらの中で最小の本引き待機時間）で目的とする高温の作動油温度まで昇温が可能である昇温前の作動油温度を低温の作動油温度として設定する。これにより、低温の作動油温度は本引き待機時間内で元の高温の作動油温度に戻るため、昇温時間が本引き待機時間より長くなることが無くなり、さらに、低温運転時には低温の作動油設定温度となるように供給電力を抑えることが可能となる。このため、運転時間の増大を引き起こすことなく消費電力を低減することができる。なお、本引き待機時間は、真空槽２への処理対象物のセット時間や粗引き時間などを含んでいる。

具体的には、スローリークバルブ１４を開いてから次に本引きバルブ１８ａ及び１８ｂが開き始めるまでの最短の時間を計測し、その時間を本引き待機時間Ｔ１とする。その後、本引き待機時間Ｔ１内で、油拡散ポンプ３ａの作動油温度を高温の作動油設定温度ｔ１まで昇温することが可能な昇温前の作動油温度を予め求め、低温の作動油設定温度ｔ３とし、同様に、油拡散ポンプ３ｂの作動油温度を高温の作動油設定温度ｔ２まで昇温することが可能な昇温前の作動油温度を予め求め、低温の作動油設定温度ｔ４とする。

例えば、図３に示すように、本引き待機時間Ｔ１が１０分であり、高温の作動油設定温度ｔ１（＝ｔ２）が２２５度である場合には、前述の昇温前の作動油温度である２１５度を予め求め、低温の作動油設定温度ｔ３（＝ｔ４）とする（ｔ１＞ｔ３）。この低温の作動油設定温度ｔ３（＝ｔ４）が記憶部６ｂにあらかじめ記憶されており、記憶部６ｂから適宜読み出されて用いられる。

次に、運転切替用の真空度の閾値を求めるためには、低温の作動油設定温度ｔ３（＝ｔ４）に基づく低温運転による排気速度が、高温の作動油設定温度ｔ１（＝ｔ２）に基づく高温運転による排気速度と同等又はそれ以上になる真空度を予め確認しておき、その真空度（あるいはその真空度よりも高真空側の真空度）を運転切替用の閾値として設定する。この閾値に応じて運転方法を切り替える場合、真空槽２内の圧力が運転切替用の閾値より高いか否か、すなわち真空度が低真空であるか否かを絶えず監視し、低真空側であれば、作動油温度が高温の作動油設定温度となるように油拡散ポンプ３ａ及び３ｂを運転し（高温運転）、高真空側となったら、作動油温度が低温の作動油設定温度となるように油拡散ポンプ３ａ及び３ｂを運転する（低温運転）。

例えば、図４に示すように、油拡散ポンプ３ａ及び３ｂの作動油温度を高温の作動油設定温度である２２５度として本引き動作を行った場合の高真空用真空計１２の測定値（グラフＡ１：実線）と、油拡散ポンプ３ａ及び３ｂの作動油温度を低温の作動油設定温度である２１５度として本引き動作を行った場合の高真空用真空計１２の測定値（グラフＡ２：点線）とを比較し、真空槽２の高真空状態（真空槽２内の圧力が例えば０．１Ｐａ以下）においてそれらの測定値に差が無くなる真空度（例えば０．０３Ｐａ）を求め、その真空度を運転切替用の閾値ｐ１とする。この運転切替用の閾値ｐ１が記憶部６ｂにあらかじめ記憶されており、記憶部６ｂから適宜読み出されて用いられる。

ここで、油拡散ポンプ３ａの吸気側に接続された本引きバルブ１８ａの開動作の際、本引きバルブ１８ａの油拡散ポンプ３ａ側が高真空であり、その反対側である真空槽２側が低真空であるような場合、油拡散ポンプ３ａの作動油温度が低くなると、排気能力が著しく低下し、その結果として運転時間が増加してしまう。このため、油拡散ポンプ３ａの作動油温度は、本引きバルブ１８ａの開動作時にはすでに高温（所望温度以上）となっていることが望ましい。これは油拡散ポンプ３ｂでも同様である。なお、本引きバルブ１８ａ及び１８ｂの開動作後、時間が暫く経過すると真空槽２側の真空度も高真空となるが、そうなると作動油温度がある程度低下しても、排気能力が低下するような問題は無くなる。

次に、運転切替処理の流れを詳しく説明する。

図５に示すように、運転切替用の閾値ｐ１及び低温の作動油設定温度ｔ３（＝ｔ４）を記憶部６ｂから読み出して設定し（ステップＳ１）、油拡散ポンプ３ａ及び３ｂの電源をオン状態にする（ステップＳ２）。次に、真空槽２内の圧力が所定の閾値ｐ１より高いか（真空槽２の真空度が所定の閾値ｐ１より低いか）否かを判断し（ステップＳ３）、真空槽２内の圧力が所定の閾値ｐ１より高いと判断した場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、高温運転（２００Ｖ）を行い（ステップＳ４）、その後、処理をステップＳ３に戻して判断を繰り返す。一方、真空槽２内の圧力が所定の閾値ｐ１より高くない、すなわち所定の閾値ｐ１以下であると判断した場合には（ステップＳ３のＮＯ）、低温運転（温度制御＝２００Ｖ未満）を行い（ステップＳ５）、その後、処理をステップＳ３に戻して判断を繰り返す。

この運転切替処理によれば、図６に示すように、真空槽２の大気開放状態から本引き動作後、高真空用真空計１２の測定値（真空槽２内の圧力）が運転切替用の閾値ｐ１以下となる（真空度が高真空になる）までの間では、高温運転を行い、熱電対３ａ１及び３ｂ１からそれぞれ得られた作動油温度が高温の作動油設定温度ｔ１（＝ｔ２）となるように油拡散ポンプ３ａ及び３ｂへの供給電力を制御する（例えば、ＡＣ２００Ｖの安定供給）。

一方、高真空用真空計１２の測定値（真空槽２内の圧力）が運転切替用の閾値ｐ１以下となってから（真空度が高真空になってから）、スローリークバルブ１４が開いて高真空用真空計１２の測定値が運転切替用の閾値ｐ１より大きくなる（真空度が低真空になる）までの間では、低温運転を行い、熱電対３ａ１及び３ｂ１からそれぞれ得られた作動油温度が低温の作動油設定温度ｔ３（＝ｔ４）となるように油拡散ポンプ３ａ及び３ｂへの供給電力をそれぞれ調整し、省電力化を図る（例えば、ＡＣ２００Ｖ未満の供給制御）。これにより、低温運転の開始から１３分程度、消費電力が０ｋＷとなるため（図６参照）、高温運転を継続していた場合と比べ、大幅に消費電力を削減することができる。

なお、ここで必ずしも消費電力を０ｋＷとする必要は無く、高温運転を継続していた場合と比べて小さくすれば良い。通常、供給電源をＯＮ／ＯＦＦする制御を行う場合、ＯＮに切り替えたときに断線を起こす可能性があるが、消費電力を０ｋＷとしないことで、その断線リスクを回避することが可能となる。

また、低温運転時の作動油温度は、大気開放後から次バッチの本引き開始までの本引き待機時間Ｔ１（＝１０分）内に、低温の作動油設定温度ｔ３（＝ｔ４）から高温の作動油設定温度ｔ１（＝ｔ２）まで戻るため、昇温時間が本引き待機時間Ｔ１より長くなることは無く、運転時間の増加を抑えることができる。ここで、本引き待機時間Ｔ１は、真空槽２の大気開放による真空槽２の真空度下降開始タイミング（真空槽２内の圧力上昇開始タイミング）から油拡散ポンプ３ａ及び３ｂの高温運転による真空槽２の真空度上昇開始タイミング（真空槽２内の圧力下降開始タイミング）までの時間である。なお、真空槽２の真空度下降開始タイミングとしては、真空槽２の大気開放による真空度下降開始タイミング以外にも、真空槽２へのガス導入などによる真空度下降開始タイミングを用いるようにしても良い。

さらに、運転切替用の閾値ｐ１は、真空槽２が高真空状態となる所定の真空度以上（真空槽２内の圧力が例えば０．１Ｐａ以下）であって、高温運転による真空槽２の真空度と低温運転による真空槽２の真空度とが同じになるときの真空度である。このため、低温運転による油拡散ポンプ３ａ及び３ｂの排気速度が高温運転による油拡散ポンプ３ａ及び３ｂの排気速度より遅くなることを抑えることが可能となる。これにより、排気能力の低下、すなわち運転時間の増加を確実に抑えつつ、消費電力を低減することができる。また、真空槽２の真空度に応じて運転を切り替える制御を行えば良いため、複雑な制御に比べて装置構成を簡略化することができる。

なお、高真空用真空計１２の測定値が何らかの影響により運転切替用の閾値ｐ１より大きくなった（真空度が低真空となった）場合、例えば、ガス導入バルブ１５を開くことによる真空槽２内の圧力上昇によって運転切替用の閾値ｐ１より大きくなった場合には、低温運転を高温運転に自動的に切り替え、再度閾値ｐ１以下になった（真空度が高真空となった）場合には、高温運転を低温運転に切り替えて元に戻す。ただし、真空槽２にガスを導入しない、すなわちガス導入バルブ１５を開けない処理を行った場合には、図６に示すような低温運転中の急激な圧力上昇（真空度の低下）は生じず、真空槽２の大気開放による急激な圧力上昇が生じるだけである。

以上説明したように、第１の実施形態によれば、真空槽２の真空度に応じて、第１の運転である高温運転と、その高温運転より消費電力が小さくなる第２の運転である低温運転とを切り替えることによって、高温運転だけを行っている場合に比べ、消費電力を抑えることが可能となる。さらに、低温の作動油設定温度ｔ３（＝ｔ４）を、真空槽２の大気開放（あるいは真空槽２へのガス導入など）による真空槽２の真空度下降開始タイミングから油拡散ポンプ３ａ及び３ｂの高温運転による真空槽２の真空度上昇開始タイミングまでの本引き待機時間Ｔ１内に高温の作動油設定温度ｔ１（＝ｔ２）まで上昇することが可能となる温度に設定することによって、低温運転時の作動油温度は本引き待機時間Ｔ１内で元の高温の作動油温度に戻るため、昇温時間が本引き待機時間より長くなることは無く、運転時間が増加することを抑止することが可能となる。このため、運転時間の増加を抑えつつ消費電力を低減することができる。

また、低温運転による油拡散ポンプ３ａ及び３ｂの排気速度が高温運転による油拡散ポンプ３ａ及び３ｂの排気速度と同等又はそれ以上になる真空度である所定の閾値、一例として、真空槽２が高真空状態となる所定の真空度以上であって高温運転による真空槽２の真空度と低温運転による真空槽２の真空度とが同じになるときの真空度である所定の閾値ｐ１と、真空槽２の真空度とを比較し、その比較結果に応じて高温運転と低温運転とを切り替えることによって、低温運転による排気速度が高温運転による排気速度より遅くなることを防止することが可能となる。これにより、低温運転により排気能力が低下し、運転時間が増加してしまうようなことは無くなるため、確実に運転時間の増加を抑えつつ消費電力を低減することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態について図７を参照して説明する。

第２の実施形態は基本的に第１の実施形態と同様である。このため、第２の実施形態では、第１の実施形態との相違点（制御装置６のユニット化）について説明し、第１の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、その説明も省略する。

図７に示すように、第２の実施形態に係る制御装置６は、真空処理装置１の各部を制御する既存の制御装置５１に電気的に接続可能に形成されており、既存の真空処理装置１に省エネ（省エネルギー）ユニットとして後付けすることが可能な構造になっている。制御装置６は、筺体内に制御部６ａや記憶部６ｂなどを備えており、利用者が表示部６ｃの表示画面を視認可能となるように筺体内に表示部６ｃを具備している。この制御装置６は、既存の制御装置５１につながる電源ライン、すなわち油拡散ポンプ３ａ及び３ｂ用の電源ラインに接続され、既存の制御装置５１と油拡散ポンプ３ａ及び３ｂとの間に電気的に接続される。

以上説明したように、第２の実施形態によれば、前述の第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、既存の真空処理装置１に制御装置６を省エネユニットとして後付けをすることが可能であり、装置の省エネ化を容易に達成することができる。また、省エネユニットとして機能する制御装置６が表示部６ｃを有しているため、ユニット単体でもその表示部６ｃによって真空槽２の真空度や装置の消費電力などを表示して利用者に報知することが可能であり、利便性の向上を達成することができる。

（他の実施形態）
前述の第１又は第２の実施形態においては、油拡散ポンプ３ａ及び３ｂの二台を用いているが、これに限るものではなく、例えば、それらのどちらか一方の一台でも良く、また、一台を追加して三台としても良く、その数は特に限定されるものではない。

また、前述の第１又は第２の実施形態においては、高温運転における高温の作動油設定温度ｔ１（＝ｔ２）を２２５度に設定しているが、これに限るものではなく、例えば、最大電力（商用電源ＡＣ２００Ｖ）印加時の作動油の飽和温度を高温の作動油設定温度ｔ１（＝ｔ２）としても良く、また、その従来の作動油温度が過剰である場合には、従来の作動油温度よりも低い温度を高温の作動油設定温度ｔ１（＝ｔ２）としても良い。さらに、予備ヒータを装備した油拡散ポンプを用いる場合には、その予備ヒータを利用することで更なる昇温時間の短縮を実現することも可能である。また、従来の作動油温度よりも作動油温度を高く設定し、低真空時の排気能力の向上を実現することも可能である。

また、前述の第１又は第２の実施形態においては、油拡散ポンプ３ａ及び３ｂの高温の作動油設定温度ｔ１及びｔ２を同じ温度とし、さらに、油拡散ポンプ３ａ及び３ｂの低温の作動油設定温度ｔ３及びｔ４を同じ温度としているが、これに限るものではなく、油拡散ポンプ３ａ及び３ｂごとに異なる作動油設定温度としても良い。この場合には、油拡散ポンプ３ａ及び３ｂごとの個体差に対応して作動油温度を設定することが可能であり、確実に運転時間の増加を抑えつつ消費電力を低減することができる。

また、前述の第１又は第２の実施形態においては、真空槽２の真空度及び油拡散ポンプ３ａ及び３ｂの作動油温度が必要となるが、これらの情報を得るために専用の測定子を設置するようにしても良いし、あるいは、既存の測定子の情報を流用するようにしても良い。また、それ以外の情報を取り込み、高温運転と低温運転の切り替えを補助的に行うようにしても良い。例えば、複数の真空計を使用し、それぞれの論理和又は論理積による切り替え動作や、稼働中又は待機中などの真空処理装置１の状態による切り替え動作、デイリータイムスイッチなどによる操業時間と休憩時間による切り替え動作、油拡散ポンプ起動時から一定時間は強制的に高温動作とする運用、手動切り替えスイッチなどによる強制切り替え動作などを行うことが可能である。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 真空処理装置
２ 真空槽
３ａ 油拡散ポンプ
３ｂ 油拡散ポンプ
６ 制御装置
６ａ 制御部
１２ 真空計

Claims (9)

1. 真空槽を減圧する油拡散ポンプを第１の作動油設定温度で運転する第１の運転と、前記油拡散ポンプをその油拡散ポンプ内の作動油が、前記油拡散ポンプの排気能力が低下しない温度以上であって前記第１の作動油設定温度より低い第２の作動油設定温度で運転する第２の運転とを前記真空槽の真空度に応じて切り替える制御部を備え、
   前記第２の作動油設定温度は、前記真空槽の真空度下降開始タイミングから前記第１の運転による前記真空槽の真空度上昇開始タイミングまでの時間内に前記第１の作動油設定温度まで上昇することが可能となる温度に設定されていることを特徴とする油拡散ポンプの制御装置。
2. 前記制御部は、前記第２の運転による前記油拡散ポンプの排気速度が前記第１の運転による前記油拡散ポンプの排気速度と同等又はそれ以上になる真空度である所定の閾値と前記真空槽の真空度とを比較し、その比較結果に応じて前記第１の運転と前記第２の運転とを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の油拡散ポンプの制御装置。
3. 前記所定の閾値は、前記真空槽が高真空状態となる所定の真空度以上であって、前記第１の運転による前記真空槽の真空度と前記第２の運転による前記真空槽の真空度とが同じになるときの真空度であることを特徴とする請求項２に記載の油拡散ポンプの制御装置。
4. 真空槽を減圧する油拡散ポンプと、
   前記真空槽の真空度を測定する真空計と、
   前記油拡散ポンプを第１の作動油設定温度で運転する第１の運転と、前記油拡散ポンプをその油拡散ポンプ内の作動油が、前記油拡散ポンプの排気能力が低下しない温度以上であって前記第１の作動油設定温度より低い第２の作動油設定温度で運転する第２の運転とを、前記真空計により測定された前記真空槽の真空度に応じて切り替える制御部と、
   を備え、
   前記第２の作動油設定温度は、前記真空槽の真空度下降開始タイミングから前記第１の運転による前記真空槽の真空度上昇開始タイミングまでの時間内に前記第１の作動油設定温度まで上昇することが可能となる温度に設定されていることを特徴とする真空処理装置。
5. 前記制御部は、前記第２の運転による前記油拡散ポンプの排気速度が前記第１の運転による前記油拡散ポンプの排気速度と同等又はそれ以上になる真空度である所定の閾値と前記真空槽の真空度とを比較し、その比較結果に応じて前記第１の運転と前記第２の運転とを切り替えることを特徴とする請求項４に記載の真空処理装置。
6. 前記所定の閾値は、前記真空槽が高真空状態となる所定の真空度以上であって、前記第１の運転による前記真空槽の真空度と前記第２の運転による前記真空槽の真空度とが同じになるときの真空度であることを特徴とする請求項５に記載の真空処理装置。
7. 真空槽を減圧する油拡散ポンプを第１の作動油設定温度で運転する第１の運転と、前記油拡散ポンプをその油拡散ポンプ内の作動油が、前記油拡散ポンプの排気能力が低下しない温度以上であって前記第１の作動油設定温度より低い第２の作動油設定温度で運転する第２の運転とを前記真空槽の真空度に応じて切り替える工程を有し、
   前記第２の作動油設定温度は、前記真空槽の真空度下降開始タイミングから前記第１の運転による前記真空槽の真空度上昇開始タイミングまでの時間内に前記第１の作動油設定温度まで上昇することが可能となる温度に設定されていることを特徴とする油拡散ポンプの制御方法。
8. 前記切り替える工程では、前記第２の運転による前記油拡散ポンプの排気速度が前記第１の運転による前記油拡散ポンプの排気速度と同等又はそれ以上になる真空度である所定の閾値と前記真空槽の真空度とを比較し、その比較結果に応じて前記第１の運転と前記第２の運転とを切り替えることを特徴とする請求項７に記載の油拡散ポンプの制御方法。
9. 前記所定の閾値は、前記真空槽が高真空状態となる所定の真空度以上であって、前記第１の運転による前記真空槽の真空度と前記第２の運転による前記真空槽の真空度とが同じになるときの真空度であることを特徴とする請求項８に記載の油拡散ポンプの制御方法。

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