JPS60175355A - 電子ビ−ム蒸発装置 - Google Patents

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： 本発明は電子ビーム発生袋装置、第１座標軸に沿うビー
ムの右綱佃面のナーめの搭＜′拡がス平行極板を有する
第１磁界偏向系および第１座標軸に対し垂直の第２座標
軸に沿うビーム偏向のための第２磁界偏向系ならびに蒸
発すべき材料を収容するための長く拡がる蒸発ルツボを
有する電子ビーム蒸発装置に関する。

従来の技術： 電子ビームはほぼ無慣性に偏向することができ、電子ビ
ームの衝突点または焦点は平面または曲面上で一定に動
かすことができる。電子ビームはＸ−Ｙ座標軸系内で動
かしうるともいえる。テレビ装置の映像管はこのような
ビーム偏向のもつとも顕著な例の１つである。

しかし偏向した電子ビームを工業的製造過程に使用する
ことも公知である。たとえばほぼ上、　位概念の蒸発装
置に相当するもちろん円形の蒸発ルツボ内有する電子ビ
ーム蒸発装置が西独特許第２０４７１３８号公報によっ
て公知である。しかし同じ文献からビーム偏向によって
電子ビームの集束状態したがって衝突位置における出力
密度が不所望に変化されることも公知である。公知手段
は偏向パターンの補正によらずに滞留時間のみによって
この効果を補償することを目的としている。ビーム衝突
位置における集束状態の変化はルツボ中心からの距離の
増大とともに太ぎくなるので、公知手段は長く拡がる蒸
発ルツボすなわち長さが幅より少なくとも６倍大きいル
ツボには好結果をもって使用することができない。

西独公開特許公報第２８１２２８５号によっつで前記概
念′の電子ビーム蒸発装置が公知であり、この場合２つ
の磁界偏向系の協力作用によって電子ビームを一定の線
形パターン内で長く拡がる蒸発ルツボの表面にわたって
案内することができる。この場合蒸発ルツボの全長を加
熱しうるように、それぞれ蒸発ルツボの半分を加熱する
２つの電子ビーム発生装置を備えなければならない。基
材はこの場合つねに蒸発ルツボの上にあり、連続的に回
転される。蒸発ルツボ内の浴表面の走査周波数はこの場
合比較的重要でない。というのは基材が蒸気流中に十分
長く滞在し、基材を多数回回転する場合、被覆の十分な
均一性を達成しうるからである。

もう１つの問題は現在１通過で被覆する１０００　ｍ＋
ａまでの幅のプラスチックの帯またはシートを被覆する
除虫ずる。ルツボ全長を１つだけの電子ビームで照射す
るため大きい偏向角が必要である。通過する帯の長さ方
向における層厚変動を避けるため、所定の帯速度で電子
ビームの最小の偏向周波数が決定される。公知の電子ビ
ーム蒸発装置によればしかし帯の走行方向と直角方向に
十分均一な層厚分布を達成することはできない。それは
電子ビームの集束状態が大きい偏向角では許容外に変化
するからである。

さらに蒸発材料の表面上を電子ビームを案内する偏向パ
ターンは著しく歪み、この歪みは同様帯の走行方向と直
角の層厚分布の均一性に有害な影響をおよほす。

発明が解決しようとする問題点： 本発明の目的は集束状態が大きい偏向角の場Δ、　ｌｆ
Ｊ　＋ｊ子　（出　署　ム　Ｉ−−ｎ　＋４’　力　−
・）　ふ−謬し　−リ　ノ　Δ員にわたる均一な蒸気発
生に必要な蒸発材料内のエネルギー分布を達成しうるよ
うに、補正される前記概念の電子ビーム蒸発装置を得る
ことである。

問題点を解決するための手段二 この目的は前記電子ビーム蒸発装置において本発明によ
り ａ）第２磁界偏向系が２つの平行する非金属コイルコア
を有し、このコアが第１偏向系の極板と平行に走り、か
つこの系の下に設置され、ｂ）各コイルコアにコイルコ
アの単位長さ当シ同じ巻回数の第１コイルおよび Ｃ）コイルコアの単位長さ当りコイルコアの両端の方向
へ増大する巻回数の第２コイルが配置されている ことによって解決される。

この場合第２コイルを円錐コイルとして形成するのが表
〈に有利であシ、これによってコイルコアの単位長さ当
りの巻回数はコアの中心から両端に向って直線的に増大
する。

作用： 本発明による第２磁界偏向系は補正系であり、これによ
って電子ビームの集束状態したがって偏向パターンを次
のとおシ制御することができる： １、　電子ビームの直線偏向はルツボ面内で偏向運動の
中心点を中心に回転することができる。

２、電子ビームの偏向は糸巻形またはたる形歪の際、歪
を除去して直線化することができる。

６　電子ビームは偏向方向に対し垂直にずらすことがで
き、偏向にワープリングと称する周期的横振動を重畳す
ることさえできる。ワーブリングによっていわゆるオー
トフォーカシングにより過大になりうる電子ビームのエ
ネルギー密度を低下することができる。エネルギー密度
カー過犬な場合蒸発過程の間に不所望の飛散が生ずる。

本発明の他の有利な作用および変化可能性は以下に説明
する第７〜１４図により明らかである。

他の有利な実施例は特許請求の範囲第２〜５項に記載さ
れる。

実施例： 本発明の実施例およびその種々の使用可能性を図面によ
シ説明する。

第２図にはたとえば西独特許第１２４８１７５号明細書
に記載されるような常用電子ビーム発生装置１の下部が
示される。ビーム案内管２の下端にビーム出口孔３があ
る。系の幾何学的軸したがってビーム通路は鎖線４で示
される。

ビーム出口孔３０両側に２つのポールシュー５が面対称
に存在し、このシューは本発明による偏向系の一部では
なく、付加的に配置される。

このシューはたとえば電子ビーム発生装置１を蒸発ルツ
ボ６（第１図）の上に横にずらして配置しうるように、
電子ビームを約２５°の角度偏向するためにのみ使用さ
れる。この手段はビーム案内管２へ場合によシ蒸気が侵
入するのを防ぐために役立つ。この場合動的ビーム偏向
とは何も関係がないあらかじめ調節した永久的ビーム偏
向であり、本発明は動的ビーム偏向の制御に関する。ビ
ーム出口孔３の下に長く拡がる２′つの平行の極板８を
有する第１磁界偏向系７が配置され、第２図には前方の
極板のみが見える。２つの極板は第２図の紙面と平行に
走り、すでにポールシュー５によって偏向された電子ビ
ームに対し対称的間隔を有する。電子ビームを第１偏向
系７により偏向しうる偏向角αは破線９で示される。

さらに第１偏向系７の下に第２磁界偏向系１０があり、
この系は第２図には見えないコイルコア１１を有し、こ
のコアは極板８と平行に２つの極板８の対称面でもある
中心面に対し対称に配置される。第２図には第２磁界偏
向系１０のケーシング１２の前面のみが見える。他の詳
細は第５および６図で説明する。

第１図には第２図と同じ部分は同じ参照番号で示される
。２つの極板８が互いに平行にかつ紙面と垂直に、太い
鎖線１３によって示した中心ビーム通路の両側に対称的
に配置されていることが明らかである。さらに第２磁界
偏向系１０のケーシング１２が同様紙面に対し垂直に走
シ、またはその縦軸したがってコイルコアの縦軸が極板
８の対称面でもある対称面と平行に走ることが明らかで
ある。線１３もこの対称面内にある。

ビーム通路の端部に長く拡がる蒸発ルツボ６があり、そ
の縦軸は紙面に対し垂直に走る。蒸発器の対称軸Ｅ−Ｅ
は細い鎖線で示される。

第１磁界偏向系の構造を第３および４図により詳細に説
明する。

極板８はそれぞれ１つの２重壁１４を有し、とれによっ
て２つの接続口１６から冷却液（水）を導くことができ
る。缶壁の外面は扁平な直方体に相当し、２つの壁１４
はケーシング１５と結合する。壁１４およびケーシング
１５内にＵ形に接合したフェライトからなる６つの板１
γまたは１８が配置される。板１８は極板のヨークを形
成し、これに２分割した磁石コイル１９が配置される。

磁石コイル１９に交流を送ると、極板８の間に相当する
周波数の交番磁場が発生する。それによって電子ビーム
は極板と平行に偏向される。ビーム通路は理想的場合極
板間の対称面内にある破線２０によって示される。電子
ビームの中心位置は円２１で示される。磁化電流の供給
は多極プラグ結合２２によって行われるけれど、これは
常用構造のものなので詳細には説明しない。２つの２重
壁１４は磁束線が妨げられず透過するように非磁性材料
にッケルクロム銅）からなる。

第５および６図には第２磁界偏向系１００半分が示され
る。この第２偏向系の以下に詳述する部分は既述の中空
円筒ケーシング１２内に収容され、このケーシングも冷
却液貫流のため同様２重壁に形成される。接続口２３は
第６図にのみ示される。ケーシング１２０２重壁は自由
端が板２４によって永久的に閉鎖され、他端に設けたリ
ングフランジ２５に取りはずし可能のふた２６がねじ結
合される。板２４とふた２６の間にコイルコア１１が支
持され、このコアにコイルコア１１の単位長さ当シ同じ
巻回数の第１コイル２７が配置される。このコイルは図
面にはＸ印で明示される。それぞれのコイルは線形コイ
ルまたは円筒コイルとも称することができる。ケーシン
グ１２は内外が気密に閉鎖され、すなわちガス、水およ
び水蒸気または他の液体の通過は阻止される。

この第１コイル２７上に第２コイル２８が配置され、こ
のコイルは第１コイルの中心からコイルコア１１の両端
に向ってコイルコアの単位長さ当り増大する巻回数を有
する。もつとも簡単な場合第２コイル２８は円錐コイル
として形成した２つのコイル半分からなり、すなわちこ
のコイルの外側巻線の包絡面はそれぞれ円錐面である。

コイルコア１１は織物または紙の挿入体を有するロッド
または管状の絶縁材料からなる。このような材料はｐｅ
ｒｔｉｎａｘの商標で市販される。

コイル組合せができるだけ高い限界周波数を達成するた
め鉄心を有しないことが重要である。

本発明によるコイル装置はその全長にわたって電子ビー
ム通過範囲に特定の励磁電流による負荷に応じて円筒軸
と平行に完全に一定の漏洩磁界を発生し、その変化法お
よび作用は以下に詳細に説明する。第１コイル２７の端
部および第２コイル２８の２つのコイル半分の内側およ
び外側端部はいずれも多極プラグ結合２９に通じるけれ
ど、これは技術水準なので詳述しない。

コイルコア１１の縦軸がケーシング１２の軸Ａ−Ａに対
し偏心配置されてし・ることか明らかである。第２偏向
系１０のいうしよになる２つの半分を組立てる際、２つ
のコイルコア１１がビーム通路の両側に互いにできるだ
け近くにあるように行われる。ケーシング１２の互いに
最近接する円筒母線の距離はビーム運動および直径によ
ってあらかじめ与えられる。

第７〜１４図には長く拡がる蒸発ルツボ６の平面図が示
され、この中に一般に溶解した蒸発材料が存在し、この
材料を電子ビームによって加熱し、蒸発させる。

第７図には記入した２重矢印によって電子銃の場合にめ
られる偏向パターンが示される。

このような偏向パターンを得るため磁石コイル１９（第
６および４図）は適当な周波数の交流電圧で制御される
。電子ビームの衝突点（焦点）はこの場合蒸発器の紙面
に対し垂直に走る対称面内の直線に沿って動く。

第８図には中央の実線の２重矢印により第７図と同じ偏
向パターンが示される。２つの第１コイル２７（線形コ
イル）に直流電圧を印加すると、電流方向に応じて破線
で示す２重矢印の１つの方向に偏向パターンが平行摺動
する。平行摺動の大きさはこの場合励磁電流の強さに依
存する。

第９図は第１コイル２７（線形コイル）に蒸発ルツボ６
の長さ方向のビーム運動のための偏向周波数より大きい
周波数の交流電圧を印加する際第７図の偏向パターンの
変化を示す。偏向パターンはこの場合破線で示すサイン
曲線に相当する。このような偏向過程ば゛°ワープリン
グ′。

とも称される。

第１０図は第２コイル２８の互いに隣接スる半分の組ご
とに、第２コイル２８の互いに隣接する他の半分の組に
反対方向の直流を流す場合、第７図による初めの偏向パ
ターンの変化を示す。初めの直線偏向パターンは直線に
留まるけれど、蒸発ｌレツボ６の中心点Ｍを中心に一定
角度回転する。このような手段はたとえば偏向パターン
が初め蒸発ルツボ６の側縁と平行に走らず、最適の蒸発
のため平行方向に調節したい場合有利である。

第１１図には第２コイルの互いに隣接する半分の組およ
びこのコイルの同様圧いに隣接する他の半分の組に同方
向の直流を流す場合、第７図の初めの直線的偏向パター
ンの変化を示す。

このような手段によシ偏向パターンは蒸発ルツボ６の中
心Ｍで縦方向に折れる。このような手段はたとえば偏向
パターンが第７図に示すような直線的経過を有さす、歪
んでいる場合に使用される。適当な第２コイル２８の回
路および電流供給により適当な歪み除去を実施すること
ができる。

状態はさらに第２コイル２８の適当な巻線パターンによ
って制御することができる。第１２図は初めの偏向パタ
ーンが彎曲した経過（実線の２重矢印）を有する場合を
示す。第１１図と同様第２コイルの適当な電流供給によ
りコイルコアの単位長さ当りの巻線密度の適当な分布と
ともに、第１２図に破線で示すように偏向パターンの直
線化を達成することができる。この方法で完全な歪除去
が可能である。

偏向パターンの前記制御法は個々にも組合せでも使用す
ることができ、すなわち種々の偏向パターンの重畳によ
って蒸発材料の表面にほぼすべての偏向パターンをつく
ることができる。

マイクロプロセッサによる磁石コイル１９の制御と関連
して第１６図による電子ビームの点状衝突位置の列をつ
くることもでき、その際６２または６４までの種々の衝
突点を蒸発材料の表面上に案内することができる。第１
コイル２７および第２コイル２８による磁界の適当な重
　、畳によって個々の点の位置を種々に制御し、まおよ
び個々の位置の滞留時間もほぼ自由にプログラムするこ
とができる。それによって層厚均一性を制御する一定の
エネルギー分布を同様プログラムすることができる。

第１４図はこのような方法を示し、この場合第１偏向系
７の磁石コイル１９および第２偏向系１０の第１コイル
２７は同期的に制御される。それによって電子ビームの
衝突点の位置は２次元的に決定される。すべての可能な
位置の形がこの方法で達成され、第１４図による初めの
歪んだビーム位置を点ごとに歪み除去することは容易に
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は蒸発ルツボを有する電子ビーム発生装置の縦断
面図、第２図は第１および第２偏向築ｔｙ有寸ス雷半ビ
ー八冷葎誌晋の笛１１ｆｆｉｘす而の斜視図、第６図は
第１偏向系の一部の水平断面図、第４図は第６図偏向系
の２つの平行極板の垂直断面図、第５図は第２偏向系の
半分の垂直断面図、第６図は第５図偏向系の平面図、第
７図〜第１４図は電子ビームの種々の偏向パターンの図
である。 １・・・電子ビーム発生装置、２・・・ビーム案内管、
３・・・ビーム出口孔、５・・・ポールシュー、６・・
・蒸発ルツボ、７・・・第１磁界偏向系、８・・・極板
、１０・・・第２磁界偏向系、１７，１８・・ヨーク、
１９・・磁石コイル、２７・・・線形コイル、２８・・
・円錐コイル 図面の浄よ（内壱番ご変更なし） １・・電↓ビーへ亦生茗１ ６・萬養ル、窪・・ ２Ｖ　ｆｓ形ココイ ル２　円４亀フィ、し 手続補正書（方式） 昭和６０年３月ノ２日 特許庁長官殿 １・事件の表示　昭和５９年特許願第２２６０３４号２
、発明の名称 電子ビーム蒸発装置 ３　補正をする者 事件との関係　特許用ｊ頭人 名　称　ライ］τルト−へレーウス・ゲゼル／ヤフト・
ミツト・べ／ニレ／クテル・ハフノ／グ４、代理人 ６、補正の対象

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　電子ビーム発生装置、第１座標軸に沿うビームの
   直線偏向のための長く拡がる平行極板を有する第１磁界
   偏向系および第１座標軸に対し垂直の第２座標軸に沿う
   ビーム偏向のための第２磁界偏向系ならびに蒸発すべき
   材料を収容するための長く拡がる蒸発ルツボを有する電
   子ビーム蒸発装置において、 ａ）第２磁界偏向系（１０）が平行する２つの非金属コ
   イルコア（１１）を有し、このコアが第１偏向系（７）
   の極板（８）と平行に走り、かつ第１偏向系の下に配置
   され、ｂ）　各コイルコア（１１）にコイルコアの単位
   長さ当υ同じ巻回数の第１コイルおよびＣ）コイルコア
   の単位長さ当シコイルコア（１１）の両端に向って巻回
   数が増大する第２ことを特徴とする電子ビーム蒸発装置
   。 ２、第２コイ／Ｉ／（２８）が円錐コイルとして形成さ
   れている特許請求の範囲第１項記載の装置。 ６　第２偏向系（１０）のコイル（２７，２８）が２重
   壁の閉鎖したケーシング（１２）内に配置され、このケ
   ーシングがビーム通路の両側を走っている特許請求の範
   囲第１項記載の装置。 ４、　ケーシング（１２）が円筒形に形成され、その軸
   （Ａ−Ａ）が第１偏向系（７）の極板（８）と平行に走
   る特許請求の範囲第６項記載の装置。 ５、　コイルコア（１１）がケーシング（１２）内に偏
   心して固定されている特許請求の範囲第６項記載の装置
   。