JPH0835059A - 原料蒸気供給装置及び薄膜形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、原料蒸気供給装置及び薄膜形成装置
において、蒸発して付着させる原料の使用効率を向上さ
せ得るようにする。 【構成】開口（９）の形状を矩形に形成すると共に、開
口（９）から溶解した原料（１３）の液面（１３Ａ）ま
での高さが開口（９）の短辺方向の長さに比して格段的
に大きくかつ液面（１３Ａ）の短辺方向の長さが液面
（１３Ａ）までの高さのほぼ１／２以下となるように、
全体を鉛直方向に長く形成して、かつ全体を原料（１
３）の溶解温度以上の温度にまで加熱することにより、
内部に付着しても残留することがなくかつ飛散角度を絞
られた原料（１３）の蒸気（２）をほぼ所望の付着範囲
（１１Ａ）のみに供給させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（図１） 作用（図１） 実施例（図１〜図３） 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は原料蒸気供給装置及び薄
膜形成装置に関し、例えばビデオテープ用高分子化合物
フイルムに磁性材料の薄膜を形成するものに適用し得
る。

【０００３】

【従来の技術】従来、この種の高分子化合物フイルム
（以下フイルムという）には、磁性材料として例えばコ
バルト・ニツケル合金の薄膜が形成されるものがある。
この薄膜を形成する際、フイルムは、フイルム巻取装置
のシヤツタ付きドラムに巻き付けられる。またルツボ内
のコバルト・ニツケル合金は電子ビームで加熱されて溶
解し、コバルト・ニツケル蒸気を発生させる。シヤツタ
を開くと、露出されたフイルムの表面にコバルト・ニツ
ケル蒸気が付着して薄膜が形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
にルツボ内のコバルト・ニツケル合金を電子ビームで加
熱する方法では、コバルト・ニツケル蒸気の拡がり方と
方向とを制御することができない。このためコバルト・
ニツケル蒸気は四方に拡がり、フイルムの表面に加え
て、シヤツタやフイルム巻取装置の周囲にも付着する。
従つてフイルムの表面に付着して有効に使用されるコバ
ルト・ニツケルの量は原料の５％程度となり、原料の使
用効率が非常に低いという問題があつた。

【０００５】またフイルムへの均一な薄膜形成を維持す
るには、フイルム巻取装置に付着したコバルト・ニツケ
ルの堆積物を定期的にはがす必要がある。ところが原料
の使用効率が非常に低いため、メインテナンスを短い周
期で繰り返すことになる。従つてメインテナンスの負担
が大きいと共に、この期間は製造工程が停止されて、ス
ループツトが低下するという欠点があつた。

【０００６】このため、ルツボの開口部を大幅に小さく
してフイルム面に近接させることが考えられる。この方
法によればフイルムに付着するコバルト・ニツケルの蒸
気の量が増加し、原料の使用効率を高くし得る。ところ
がルツボの開口部が電子ビームで走査されるため、ビー
ム源の位置とビーム源からほぼ直線状に飛行する電子ビ
ームの軌跡とを考慮する必要がある。従つて実際上開口
部を大幅に小さくできず、解決策としては未だ不十分で
あつた。

【０００７】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、蒸発して付着させる原料の使用効率を向上させ得る
原料蒸気供給装置及び薄膜形成装置を提案しようとする
ものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、原料（１３）を収容し、溶解した
原料（１３）の蒸気（２）を外部に送出する矩形の開口
（９）が上部に形成されていると共に、開口（９）から
溶解した原料（１３）の液面（１３Ａ）までの高さが開
口（９）の短辺方向の長さに比して格段的に大きくかつ
液面（１３Ａ）の短辺方向の長さが液面（１３Ａ）まで
の高さのほぼ１／２以下となるように、全体が鉛直方向
に長く形成された容器手段（７）と、容器手段（７）全
体を原料（１３）の溶解温度以上の温度にまで加熱する
加熱手段（８）とを設ける。

【０００９】また本発明においては、原料（１３）を収
容し、溶解した原料（１３）の蒸気（２）を外部に送出
する矩形の開口（９）が上部に形成されていると共に、
開口（９）から溶解した原料（１３）の液面（１３Ａ）
までの高さが開口（９）の短辺方向の長さに比して格段
的に大きくかつ液面（１３Ａ）の短辺方向の長さが液面
（１３Ａ）までの高さのほぼ１／２以下となるように、
全体が鉛直方向に長く形成された容器手段（７）と、容
器手段（７）全体を原料（１３）の溶解温度以上の温度
にまで加熱する加熱手段（８）とを有する原料蒸気供給
部（６）と、溶解した原料（１３）の蒸気（２）を付着
して蒸気（２）の薄膜を形成させる付着対象（３）を開
口（９）に対して相対的に移動するように駆動する付着
対象駆動部（５）とを設ける。

【００１０】

【作用】開口（９）の形状を矩形に形成すると共に、開
口（９）から溶解した原料（１３）の液面（１３Ａ）ま
での高さが開口（９）の短辺方向の長さに比して格段的
に大きくかつ液面（１３Ａ）の短辺方向の長さが液面
（１３Ａ）までの高さのほぼ１／２以下となるように、
全体を鉛直方向に長く形成して、かつ全体を原料（１
３）の溶解温度以上の温度にまで加熱することにより、
内部に付着しても残留することがなくかつ飛散角度を絞
られた原料（１３）の蒸気（２）をほぼ所望の付着範囲
（１１Ａ）のみに供給することができる。従つて原料
（１３）の使用効率を格段的に向上させ得る。

【００１１】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１２】図１において、１は全体として磁性材料で
あるコバルト・ニツケルの蒸気２を真空中で大面積の例
えばポリエステルフイルム３の表面に付着させて薄膜を
形成する蒸着装置を示す。蒸着装置１は、フイルム巻取
装置４のシヤツタ付きドラム５の下方に原料蒸発部６を
配している。

【００１３】原料蒸発部６は、全体が縦長のほぼ４角い
箱形状で上面が長い矩形に形成されたルツボ７と、この
ルツボ７の周囲に巻かれた高周波誘導加熱用コイル８と
でなる。このルツボ７の上部には、長辺に平行な長い矩
形の蒸気発生口９が形成されている。蒸気発生口９の長
辺方向の長さはシヤツタ付きドラム５の幅とほぼ同一で
なる。

【００１４】ルツボ７は、蒸気発生口９の長手方向がド
ラム５の回転軸１０の方向と平行になると共に、蒸気発
生口９を長手方向に２分する鉛直面とシヤツタ付きドラ
ム５の外周面を２分する鉛直面とが一致するように配さ
れている。これにより蒸気発生口９から飛散した蒸気２
は、ドラム５の外周面を２分する鉛直面を中心に平均的
に付着する。

【００１５】また図２に示すように、蒸気発生口９は、
回転軸１０の斜め下方のシヤツタ１１の開口部１１Ａの
真下に配されている。シヤツタ１１の開口度は、シヤツ
タ１１を含むフイルム巻取装置４の周囲に付着する蒸気
２が少なくなると共に、磁気特性を決定する最大入射角
が満足される範囲に調節される。因みに、原料蒸発部６
の上方には、排気系（図示せず）が配されており、ポリ
エステルフイルム３に付着しなかつた蒸気２は排除され
る。

【００１６】図２に示すように、蒸気発生口９は、ルツ
ボ７の内面の上端から短辺方向に伸びる天井板１２が一
体に形成されて、ルツボ７の内面の幅のほぼ半分の幅に
狭められている。これにより蒸気発生口９の長辺の方向
から見たときの蒸気２が飛散する角度は、溶解した蒸着
原料すなわちコバルト・ニツケル合金１３の液面１３Ａ
の短辺方向の両端と、狭められた蒸気発生口９の両端と
を結ぶ対角線の範囲にまで制限される。従つて蒸気２が
飛散する角度は、天井板１２が配されていない場合に比
して約半分の角度まで絞られている。

【００１７】ルツボ７の高さは、液面１３Ａからドラム
５までの距離、蒸気２の拡散する角度、シヤツタ１１の
開口部１１Ａの開口度等を考慮して決定されている（こ
こではルツボ７の高さは、例えば蒸気発生口９から液面
１３Ａまでの高さが、ルツボ７の内面の短辺方向の長さ
の約 3.5倍になると共に、液面１３Ａの短辺方向の長さ
が液面１３Ａまでの高さのほぼ１／２以下になるように
設定されている）。

【００１８】図３に示すように、ルツボ７は、縦長のそ
れぞれ４角い箱形状の内槽７Ａ、中間槽７Ｂ及び外槽７
Ｃでなる。天井板１２は、内槽７Ａの上方に形成されて
いる。また内槽７Ａ、中間槽７Ｂ及び外槽７Ｃの材質
は、それぞれマグネシア、カーボン及びマグネシアでな
る。

【００１９】以上の構成において、高周波誘導加熱用コ
イル８は、ルツボ７の中間槽７Ｂを誘導加熱することに
よつて、ルツボ７全体をコバルト・ニツケル合金１３の
融点以上に加熱する。これによりコバルト・ニツケル合
金１３全体が溶融されて十分大きな熱容量を有すること
になる。従つて十分大きな運動エネルギーを与えられた
蒸気２が液面１３Ａ全体から均一に発生する。

【００２０】十分大きな運動エネルギーを与えられてい
ると共に、飛散角度を絞られているため、ルツボ７内で
発生した蒸気２は、蒸気発生口９からほぼ真上に送出さ
れる。続いて、蒸気２は、開口部１１を通過して、回転
しているドラム５に巻き付けられて走行するポリエステ
ルフイルム３に付着する。

【００２１】一方、液面１３Ａから内槽７Ａの内面に付
着した蒸気２は、ルツボ７全体がコバルト・ニツケル合
金１３の融点以上に加熱されていることにより、再溶解
して内槽７Ａ内に落下したり再蒸発する。従つて蒸気発
生口９が狭くても、蒸気２が堆積して蒸気発生口９を詰
まらせることはない。

【００２２】このようにして、蒸気２の飛散角度や方向
を調節してポリエステルフイルム３に付着させることに
より、ルツボ７から送出された蒸気２のうち、ポリエス
テルフイルム３以外の部分に付着するものを格段的に減
少させることができる。従つてルツボ７内のコバルト・
ニツケル合金１３は有効に使用され、使用効率を格段的
に高くすることができる。

【００２３】以上の構成によれば、蒸気発生口９の形状
を矩形に形成すると共に、蒸気発生口９から液面１３Ａ
までの高さが蒸気発生口９の短辺方向の長さに比して格
段的に大きく（ここでは７倍程度以上）かつ液面１３Ａ
の短辺方向の長さが液面１３Ａまでの高さのほぼ１／２
以下となるように、全体を縦長に形成して、かつ全体を
コバルト・ニツケル合金１３の溶解温度以上の温度にま
で加熱することにより、内部に付着しても残留すること
がなくかつ飛散角度を絞られた蒸気２をほぼ開口部１１
Ａのみに供給することができる。従つてコバルト・ニツ
ケル合金１３の使用効率を格段的に向上させることがで
きる。

【００２４】またコバルト・ニツケル合金１３の使用効
率を格段的に高くすることができることにより、ポリエ
ステルフイルム３以外の部分に付着したものをはがすメ
インテナンスの期間を従来に比して大幅に長くすること
ができる。従つてメインテナンスの負担を小さくするこ
とができると共に、スループツトを向上させることがで
きる。

【００２５】さらに蒸気発生口９が詰まらないことによ
り、ルツボ７内のコバルト・ニツケル合金１３を使い終
わるまで均一な蒸気２が送出されて、均一な厚さのコバ
ルト・ニツケル合金薄膜がポリエステルフイルム３に形
成される時間を一段と長くすることができる。

【００２６】なお上述の実施例においては、材質がそれ
ぞれマグネシア、カーボン及びマグネシアでなる３層の
ルツボ７を高周波誘導加熱する場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、ルツボの材質は、蒸発させる原
料の種類やその融点等に応じた材質を使用すれば良い。
またルツボは３層以外の構成でも良い。さらにルツボを
加熱する方法は電気ヒータで直接包んで加熱する方法で
も良い。この場合にも上述と同様の効果を得ることがで
きる。

【００２７】また上述の実施例においては、ルツボ７に
天井板１２を形成する場合について述べたが、本発明は
これに限らず、天井板がないルツボを使用する場合や、
例えば液面付近から蒸気発生口に近接するに従つて狭く
なるように形成されたルツボを使用する場合にも適用で
きる。

【００２８】さらに上述の実施例においては、コバルト
・ニツケルの蒸気２をポリエステルフイルム３に付着さ
せる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、磁
性材料以外の金属，金属酸化物、半導体等の無機物の蒸
気をポリエステル以外の有機高分子化合物フイルムや、
半導体、金属、金属酸化物等の無機物のフイルムや基板
に付着させる場合にも適用できる。

【００２９】さらに上述の実施例においては、蒸気発生
口９の長手方向がドラム５の回転軸１０の方向と平行に
配され、ポリエステルフイルム３をドラム５に巻き付け
て走行させる場合について述べたが、本発明はこれに限
らず、蒸気を付着させるフイルムや基板を蒸気発生口の
長手方向と任意の角度で交差する直線方向に走行させる
場合にも適用できる。

【００３０】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、開口の形
状を矩形に形成すると共に、開口から溶解した原料の液
面までの高さが開口の短辺方向の長さに比して格段的に
大きくかつ液面の短辺方向の長さが液面までの高さのほ
ぼ１／２以下となるように、全体を鉛直方向に長く形成
して、かつ全体を原料の溶解温度以上の温度にまで加熱
することにより、内部に付着しても残留することがなく
かつ飛散角度を絞られた原料の蒸気をほぼ所望の付着範
囲のみに供給することができる。従つて原料の使用効率
を格段的に向上させ得る原料蒸気供給装置及び薄膜形成
装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による原料蒸気供給装置及び薄膜形成装
置の一実施例による蒸着装置を示す全体構成図である。

【図２】蒸着装置の説明に供する断面図である。

【図３】ルツボの構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１……蒸着装置、２……コバルト・ニツケルの蒸気、３
……ポリエステルフイルム、４……フイルム巻取装置、
５……シヤツタ付きドラム、６……原料蒸発部、７……
ルツボ、７Ａ……内槽、７Ｂ……中間槽、７Ｃ……外
槽、８……高周波誘導加熱用コイル、９……蒸気発生
口、１０……回転軸、１１……シヤツタ、１１Ａ……開
口部、１２……天井板、１３……コバルト・ニツケル合
金、１３Ａ……液面。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原料を収容し、溶解した当該原料の蒸気を
   外部に供給する矩形の開口が上部に形成されていると共
   に、当該開口から上記溶解した原料の液面までの高さが
   当該開口の短辺方向の長さに比して格段的に大きくかつ
   当該液面の当該短辺方向の長さが当該液面までの高さの
   ほぼ１／２以下となるように、全体が鉛直方向に長く形
   成された容器手段と、 上記容器手段全体を上記原料の溶解温度以上の温度にま
   で加熱する加熱手段とを具えることを特徴とする原料蒸
   気供給装置。
2. 【請求項２】上記加熱手段は、高周波誘導により上記原
   料を加熱することを特徴とする請求項１に記載の原料蒸
   気供給装置。
3. 【請求項３】上記容器手段は、上記開口の開口度を当該
   開口の短辺方向に制限する制限部材を有することを特徴
   とする請求項１に記載の原料蒸気供給装置。
4. 【請求項４】原料を収容し、溶解した当該原料の蒸気を
   外部に供給する矩形の開口が上部に形成されていると共
   に、当該開口から上記溶解した原料の液面までの高さが
   当該開口の短辺方向の長さに比して格段的に大きくかつ
   当該液面の当該短辺方向の長さが当該液面までの高さの
   ほぼ１／２以下となるように、全体が鉛直方向に長く形
   成された容器手段と、当該容器手段全体を上記原料の溶
   解温度以上の温度にまで加熱する加熱手段とを有する原
   料蒸気供給部と、 上記溶解した原料の蒸気を付着して当該蒸気の薄膜を形
   成させる付着対象を上記開口に対して相対的に移動する
   ように駆動する付着対象駆動部とを具えることを特徴と
   する薄膜形成装置。
5. 【請求項５】上記加熱手段は、高周波誘導により上記原
   料を加熱することを特徴とする請求項４に記載の薄膜形
   成装置。
6. 【請求項６】上記容器手段は、上記開口の開口度を当該
   開口の短辺方向に制限する制限部材を有することを特徴
   とする請求項４に記載の薄膜形成装置。