JPH0247259A

JPH0247259A - ドライプレーティング処理槽内への蒸発原料供給方法

Info

Publication number: JPH0247259A
Application number: JP19783288A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Fukui; 良夫福井
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1988-08-10
Filing date: 1988-08-10
Publication date: 1990-02-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、基板にドライプレーティング処理を施すド
ライプレーティング処理槽内の容器内に外部から棒状の
蒸発原料（以下原料棒と示す）を供給する方法に関する
。

（従来の技術）近年、真空蒸着、スパッタリング、イオンブレーティン
グ、化学的気相蒸着（ＣＶＤ）などのドライプレーティ
ング技術が各分野で使用されている。

たとえば、鉄鋼分野においては、金属ストリップの表面
特性、すなわち、耐食性、耐摩耗性及び表面硬さなどの
改良を目的としてＴｉＮやＴｉＣなどのセラミックスの
被覆処理がドライプレーティングによって行われている
。

このドライプレーティング処理を行うためには、高真空
に保持されたドライプレーティング処理槽（以下処理槽
と略す）内に配したるつぼ等の容器内に連続的に原料棒
を供給することが必要であり、この原料棒を例えば電子
ビームやレーザー光等の加熱ビームにより加熱溶融し、
容器内にためた後に、その溶融材料プール表面から蒸発
させて金属ストリップなどの基板に対して蒸着を行う。

原料棒の処理槽内への供給は、原料棒の減り具合を目視
で確認して原料棒を適宜送り込んでいたが、常時オペレ
ーターが必要である等の不利な点が多かった。

そこで原料棒を一定時間に一定長さで送り込む自動送り
制御が行われるようになったが、時間を基準にし、溶解
量の多少に拘わらず一定量を送り込むため、原料棒の先
端部が加熱ビームの照射中心からはずれることがあり、
効率の良い加熱溶融ができない場合がある。さらに原料
棒の送り量より溶解量が多いと原料棒の先端部が加熱ビ
ームからはずれて蒸発原料の容器内への供給が停止する
こともある。したがってオペレーターが時々原料棒の位
置を確認して位置補正を手動で行う必要があり、これま
た不便であった。

（発明が解決しようとする課題）この発明の目的は、原料棒を自動供給するに当って原料
棒の先端部を常に最適位置に保つことによって、原料棒
への加熱効率を高めると共にオペレータの監視や手動介
入操作をなくし、作業量を軽減することにある。

（課題を解決するための手段）物体の熱放射における電磁波の波長範囲は可視域から赤
外域に及んでいる。したがって物体から放射される可視
光、あるいは赤外線を検知することにより、物体の位置
を知ることができ、さらに単に点を測定するたげでなく
、線的、あるいは面的な温度分布から物体の形状を認識
することも可能である。この発明は上記事項を基礎とし
てなされたものである。

すなわちこの発明は、高真空に保持したドライプレーテ
ィング処理槽内の容器上に送り出した棒状の蒸発原料を
加熱し溶融して蒸発原料を容器内に供給するに当り、溶
融しつつある蒸発原料の先端部の位置をドライプレーテ
ィング処理槽外から、光センサーにて連続して検出し、
その検出信号に基づいて蒸発原料の送り速度を調整し、
常に蒸発原料の先端部を容器上に配置することを特徴と
するドライプレーティング処理槽内への蒸発原料供給方
法である。

ここで光センサーとは、遠紫外光領域から遠赤外光領域
の範囲を対象とする光電変換素子を指し、例えば可視光
領域のセンサーではイメージセンサ−（ＣＣＤタイプ）
赤外線領域のセンサーでは量子形センサー（Ｇｅ、　Ｐ
ｂＳ、　Ｐｂ５ｅ）あるいは赤外線検出用イメージセン
サ−（ＨｇＣｄＴｅを用いた量子形センサー等）がある
。

さて第１図にこの発明の方法に直接使用する装置を示す
。図中１は排気管２からの排気によって１０−４〜１０
−　’　ｔｏｒｒの高真空度に維持される処理槽、３は
基板、４は原料棒、５は電子ビームやレーザー光などの
加熱源、６は加熱Ｂ５によって原料棒４を加熱して溶融
させた溶融金属７を収容するるつぼ等の容器、８は溶融
金属７の蒸発を促す電磁コイル、９は金属蒸気、１０は
原料棒４の送り用ロッド、１１は送り用ロッド１０を係
合したねじ軸、１２はねじ軸１１を正逆回転させて送り
用ロッド１０を往復動させるサーボモータ、１３はサー
ボモータ１２を制御するサーボ制御装置、１４は原料棒
４の送り出し長さを特定するロータリーエンコーダ、１
５は処理槽ｌの外側に突出して設けたのぞき窓、１６は
ガラス、１７は例えばサーモカメラやイメージセンサー
等の光センサ−、そして１８は光センサ−１７で検出さ
れた温度信号を位置信号に変換する変換器である。なお
のぞき窓１５は奥行きの深い形状にし、ガラス１６に金
属が蒸着しないようにする。

原料棒４を供給するに当り、原料棒４の先端部４ａが常
に容器６上でかつ加熱源５からのビーム照射範囲にある
ことが肝要で、この先端部４ａの位置ヲ光センサー１７
で検出している。この光センサーには例えばサーモカメ
ラ（赤外線検出用イメージセンサ−）を用い先端部４ａ
の位置を連続的に検出する。

サーボ制御装置１３ではあらかじめ設定された原料棒の
先端部の位置Ｌｏと、光センサ−１７および変換器１８
によって検出された位置りが比較される。

もしＬｏ＞Ｌならばサーボ制御装置はサーボモータ１２
に正転指令をだし、ねじ軸１１を正転させ、送り用ロッ
ド１０を前進させて、原料棒４を送りだす。

この動作はＬｏ＝Ｌとなるまで継続される。

Ｌｏ＜Ｌならば、上記の逆の動作（逆転指令、逆転、後
退）により原料棒が引き戻される。

このように常にＬｏ＝Ｌとなるように制御される。

（作　用）全ての物体はその温度に応じである波長の光を放射して
いる。例えば黒体は第２図に示すとおりである。すなわ
ち常温（３００°Ｋ）の黒体は波長１０μｍ程度の赤外
線を最も効率よく放射し、温度２０００°にの溶融金属
は波長１〜２μｍの赤外線を最も効率よく放射する。

従って波長１〜１０μｍ程度の赤外線を検出するセンサ
ーを用いることにより、原料棒の赤熱している先端位置
を連続的に検出することができる。

なお原料棒を送り込む処理槽内の温度分布は複雑であり
、例えば各種波長の赤外線を放射しているが、原料棒の
先端は赤熱状態であり、赤色に相当する光を検出するセ
ンサーを選定すればこの先端は容易に検出できる。

（実施例）第１図に示した装置を用いて、ステンレス鋼の基板にチ
タンの被膜を蒸着するドライプレーティング処理を行っ
た。

原料棒の先端は赤熱状態であり、その長平方向に沿って
温度勾配が急なので先端位置は明瞭に検出することがで
き、適切な原料棒の送り込みを行えた。

又送りの精度については、従来のタイマによる一定長さ
送りではオペレータが時々（１回／ｈ）、のぞき窓から
原料棒の位置を確認して補正する必要があったが、この
発明に従う方法では８時間連続した処理が無補正で達成
でき、位置合わせ精度も±ＩＯＭとわずかであった。

（発明の効果）この発明によれば、原料棒の先端位置を正確に検出でき
、しかもそれに応じて原料棒の供給を自動的に制御出来
るから、加熱効率を高められると共にオペレーターの作
業負荷も軽減し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はドライプレーティング処理装置を示す説明図、第２図は黒体の温度分布を示すグラフ、である。１・・・処理槽３・・・基板５・・・加熱源７・・・溶融金属９・・・金属蒸気１１・・・ねじ軸１３・・・サーボ制御装置１４・・・ロータリーエンコーダ１５・・・のぞき窓　　　　　１６・・・ガラス１７・
・・光センサ−１８・・・変換器２・・・排気管４・・・原料棒６・・・容器８・・・電磁コイル１０・・・送り用ロッドＩ２・・・サーボモータ

Claims

【特許請求の範囲】１、高真空に保持したドライプレーティング処理槽内の
容器上に送り出した棒状の蒸発原料を加熱し溶融して蒸
発原料を容器内に供給するに当り、溶融しつつある蒸発原料の先端部の位置をドライプレーティング処理槽外から、光センサーにて連
続して検出し、その検出信号に基づいて蒸発原料の送り
速度を調整し、常に蒸発原料の先端部を容器上に配置す
ることを特徴とするドライプレーティング処理槽内への
蒸発原料供給方法。