KR910000978B1 - 진공증착장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

진공증착장치

제1도는 본 발명의 일실시예를 도시한 진공증착장치의 단면도.

제2도는 히이터(heater)가 맨드리일(mandrel)내에 설치된 실시예를 도시한 단면도.

제3도는 내부냉각수단이 구비된 실시예를 도시한 단면도.

제4도는 외부냉각수단이 구비된 별도 실시예의 부분단면도.

제5도는 제4도의 실시예에 도시된 맨드리일 및 냉각실린더(cylinder)의 부분단면도.

제6도는 별도의 외부냉각수단이 구비된 실시예의 부분단면도.

제7도는 제6도의 실시예에 도시된 맨드리일 및 냉각용기의 일부분을 도시한 부분단면도.

제8도는 냉각용기가 슬라이드방식으로 된 실시예에서 냉각시의 상태를 도시하는 단면도.

제9도는 제8도에 도시된 실시예에서 가열시의 상태를 도시하는 단면도.

제10도는 맨드리일의 내벽에 펌프 날개를 설치한 실시예의 개략도.

제11도는 맨드리일의 내벽에 다공질층(porous layer)을 형성한 실시예의 단면도.

제12도는 맨드리일의 내벽에 요철무늬를 형성한 실시예의 부분단면도.

제13도는 맨드리일내벽 및 히이터 보호파이프의 외부면에 요철무늬를 형성한 실시예의 부분단면도.

제14도는 제13도에 도시된 맨드리일 및 히이터의 단면도.

제15도는 맨드리일내벽 및 히이터 보호파이프의 외주면에 메쉬(mesh)를 형성한 실시예의 부분단면도.

제16도는 제15도에 도시된 맨드리일 및 히이터의 단면도.

제17도는 냉각매체 강제순환수단을 구비한 실시예의 부분단면도.

제18도는 제17도에 도시된 피증착제, 맨드리일 및 히이터의 단면도.

제19도는 냉각매체 강제순환수단의 별도실시예가 구비된 실시예의 부분단면도.

제20도는 피증착체의 온도저하와 냉각 경과시간과의 상호 관계를 제4도, 제17도, 제19도에 도시된 실시예에 대하여 비교한 도면.

제21도는 제17도의 실시예에 있어서 2단기화법에 의한 피증착체의 온도저하와 냉각경과시간과의 상호관계가 도시된 도면.

제22도는 가열수단을 유도코일 가열식으로 한 실시예의 부분단면도.

제23도는 도관이 진공증착장치에서 돌출하는 부분을 냉각부와 가열부로 구분한 실시예의 요부단면도.

제24도는 온도센서로부터 인출된 도선이 진공실에 대하여 기밀을 유지하면서 외부로 인출되도록 한 실시예의 부분단면도.

제25도는 제24도에 도시된 실시예의 도선안내대를 도시한 단면도.

제26도는 상기 도선안내대가 삽입되는 도선안내구멍의 부분단면도.

제27도는 도선 안내대가 도선 안내구멍에 삽입된 상태를 도시하는 단면도.

제28도는 맨드리일 온도검지용센서가 맨드리일에 접촉된 실시예의 단면도.

제29도는 제28도에 도시된 맨드리일 온도센서 및 히이터의 단면도.

제30도는 종래의 고온액체가열매체순환법(high-temperature liquid heat medium circulation process)에 의한 열매체 및 피증착체의 온도 변화를 도시하는 그래프.

제31도는 피증착체위에 부착되는 증착층을 나타내는 단면도.

제32도는 본 발명의 히이트펌프방식(heat-pump process)에 의한 열매체 및 피증착체의 온도변화를 도시하는 그래프.

제33도는 제어기에 의한 온도제어방법의 일실시예를 도시하는 그래프.

제34도는 온도센서가 맨드리일의 내면에 밀착되어 발생하는 효과를 설명하는 맨드리일장치부의 단면도.

제35도는 맨드리일에 비응축성가스의 배기파이프가 접속된 실시예의 부분단면도.

제36도는 비응축성가스의 배기파이프 단부가 진공증착장치외부에 설치된 실시예의 부분단면도.

제37도는 비응축성가스가 적을 경우에 나타나는 맨드리일의 온도분포도.

제38도는 비응축성가스가 많을 경우에 나타나는 맨드리일의 온도분포도.

제39도는 가요성(flexible)필름과 같은 피증착제에 부착이 가능한 진공증착장치가 도시된 실시예의 단면도.

제40도는 가열면을 곡면으로 한 실시예의 단면도.

제41도는 열매체가 담겨진 밀봉용기를 경사시킨 실시예의 단면도.

제42도는 피증착체가 예열되는 부분과 피증착체가 진공증착을 위해 완전히 가열되는 부분을 갖춘 실시예의 단면도.

제43도는 제42도에 있어서 X-X선에 따르는 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 맨드리일 2 : 열매체

4 : 온도센서 5 : 히이터

7 : 회전축 10 : 피증착체

12 : 가열도가니 13a,13b : 파이프

15 : 벨형 용기 21 : 도관

22 : 냉각실린더 25 : 노즐

32 : 메쉬(mesh) 43 : 외측파이프

44 : 내측파이프 45 : 도관

46 : 실린더 47 : 유도코일

48 : 노즐 49 : 방열핀

54 : 브러시 55 : 계측기

56 : 열전대선 57 : 도선안내구멍

58 : 도선안내대 62 : 밀봉합성수지

70,72 : 파이프 71 : 커버

75 : 베이스 플레이트 77 : 피증착체가열장치

78 : 밀봉용기 79 : 히이터

81 : 필름로울(film roll) 82,83,84 : 안내로울러

85 : 권취로울러 86 : 후드(hood)

87 : 보오트(boat) 88 : 증발원

89 : 온도센서 90 : 슬릿(slit)

100 : 피증착체

본 발명은 피증착체(substrate)에 증착물을 균일하게 박막(薄膜)상으로 부착하기 위한 진공증착(蒸着)장치에 관한 것이다.

종래는 이와 같은 진공증착장치로서 다음의 설명과 같은 것이 제안되고 있다. 종래의 진공증착장치는 진공실을 구성하기 위한 벨형 용기(bell jar)외부에 설치한 펌프에 의하여 소요온도로 가열되어 저장탱크내에 저장된 열매체(예를들면 기름)를 용기 구조의 피증착체용 지지대내로 유도하고, 또한, 피증착체용 지지대내의 열매체를 저장탱크로 되돌려 보내는 구성으로 열매체를 강제순환시키도록 한 것이다.

이와 같은 종래의 열매체 강제순환방식의 진공증착장치에서는 열매체용 저장탱크, 열매체를 강제순환시키기 위한 내고온용 펌프 및 열매체순환용 파이프등을 필요로 하므로 설비비가 비싸지는 결점이 있고, 열매체가 강제순환되는 과정에서 열매체에 열손실이 발생하여 피증착체용 지지대를 균일하게 가열할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명의 진공증착장치는 피증착체가 장착되고 밀봉용기형태로 된 피증착체용 지지대, 이 지지대내에 충전되는 디페노올(diphenyl) 또는 알킬나프탈린(alkyl naphtalene)과 같은 열매체, 이 열매체에 열공급을 하는 가열수단등을 구비한다.

상기 가열수단은 지지대 내부 또는 외부에 설치되고, 지지대내의 열매체를 직접 가열하거나 또는 지지대를 통하여 열매체를 가열한다. 열매체가 열공급을 받으면 열매체는 기화되고, 이때 기화열을 갖춘 가스(vapor gas)는 온도가 낮은 부분으로 신속히 이동한다. 온도가 낮은 부분으로 이동된 가스는 과포화가 되고, 결로되어 액체가 된다. 이때 잠열로서 가지고 있던 열에너지가 지지대를 균일하게 가열한다.

한편, 본 발명의 진공증착장치는 피증착체에 증착박막을 형성한후 피증착체용 지지대를 통하여 피증착체를 냉각하기 위한 냉각수단이 지지대의 내부 또는 외부에 설치되고, 이러한 냉각수단은 피증착체를 신속히 냉각하여 지지대로부터 단시간에 꺼낼 수 있게 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 진공증착장치의 특징은 열매체가 방출하는 잠열을 이용해서 지지대를 가열하는 동시에 증착후에 기체를 신속히 냉각하는 수단을 구비한 것이다.

본 발명의 진공증착장치에 의하면 기름등의 열매체를 강제순환시키는 종래방식의 것과 비교해서 지지대 자체를 균일하게 가열할 수 있고 피증착체의 표면을 균일한 온도분포로서 가열이 가능하며, 따라서 증착물의 부착두께를 균일하게 할 수 있다. 또한 피증착체가 증착후에 신속히 냉각되도록 구성되므로써 피증착체를 단시간에 지지대로부터 꺼낼 수 있다.

또한 종래 장치에서 요구되는 열매체 저장용 저장탱크나 내고온용 펌프등이 필요없게 되므로 시설비를 보다 절감할 수 있다. 따라서 본 발명의 목적은 높은 시설비를 투입하지 않고 증착을 균일하게 실시하는 동시에 증착후의 피증착체를 단시간내에 지지대로부터 꺼낼 수 있는 능률적이고 실용적인 진공증착장치를 제공하는데에 있다.

이하, 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 제1실시예를 도시한다. 우선, 구성을 설명하면 피증착체를 장착하기 위한 피증착체용 지지대의 한 예를 이루는 맨드리일(mandrel)(1)은 양단이 막힌 원통형 밀봉용기로 되어 있다. 맨드리일(1)내에는 열매체(2)가 충전되는 동시에 공기등의 비응축성가스가 밀봉구멍(3)으로부터 배출되어 맨드리일(1)내부는 완전히 공기가 제거되고 열매체(2)로서는 예를 들면 디페닐(dephenyl) 또는 알킬나프탈린(alkylnaphthalene)과 같은 것이었다. 이와 같은 열매체는 열안정성이 좋고, 또 증착잠열이 큰 물질로서 상온 또는 그 이하에서는 액체 또는 고체이나, 소정의 압력에서 소정온도로 가열되면 증발하여 기화된다. 또, 맨드리일(1)내에는 온도센서(4)가 삽입되어 온도검지가 이루어진다. 맨드리일(1)은 일측단에 히이터(heater)(5)가 구비되고 또 원판플랜지(6)에 고정된다.

또, 원판플랜지(6)는 회전축(7)에 고정된 원판플램지(8)에 대하여 볼트(9)로 고정된다. 맨드리일(1)에는 피증착체(10)가 고정되고, 고정된 상태에서 맨드리일(1)과 원통형 피증착체(10)가 직접 면접촉 가능하도록 또는 피증착체와 맨드리일사이에 일정한 공간을 갖게할 수 있도록 맨드리일(1)의 직경이 결정된다. 맨드리일(1)에 원통형 피증착체(10)를 삽입한 후 피증착체(10)는 양단이 링(11)으로 고정되고 맨드리일(1)과 일체로 회전이 가능토록 구성된다.

맨드리일(1)의 하측, 즉 장착된 피증착체(1)의 하측에는 증착물질의 증발원인 가열도가니(12)가 설치되고, 이 가열도가니(12)에는 증착물질(m)이 수용된다. 증착물질(m)으로서는 예를 들면 셀렌(selenium) 또는 셀렌합금(selenium alloy)등을 들 수 있고, 도전성 재료로 구성되는 피증착체(10)에 그와 같은 증착물질(m)을 증착하므로서 전자 사진에 사용되는 셀렌 감광체 드럼(photo conductive drum)등을 제작할 수 있다.

증발원인 가열도가니(12) 및 맨드리일(1)등은 벨형 용기(도시안됨)와 같은 진공실내에 수용된다. 다음에 작용을 설명한다.

우선, 맨드리일(1)에 피증착체(10)를 상기 설명과 같은 장착하고, 진공실(도시안됨)내에 소정의 진공도를 형성한다. 히이터(5)에 의하여 맨드리일(1)내의 열매체(2)를 온도센서(4)로 검지하면서 열매체가 열분해하지 않는 소정온도까지 와트밀도로 가열하면, 열매체(2)는 열에너지의 공급을 받아 기화한다.

기화열을 갖춘 가스(2a)는 맨드리일(1)의 온도가 낮은 부분으로 신속히 이동한다. 온도가 낮은 부분으로 이송된 가스(2a)는 과포화가 되어 결로되어서 액체(2b)가 된다. 이때 이른바 써어모싸이펀(thermosiphon)원리에 의하여 잠열로서 가지고 있던 열에너지가 맨드리일(1)를 가열해서 온도 평형을 유지한다. 따라서 맨드리일(1)은 표면온도가 균일해지도록 가열된다.

또, 균열화된 맨드리일(1)에서 열전도에 의하여 피증착체(10)를 가열하기 때문에 피증착체(10)의 외표면 증착면은 온도차가 적은 균일표면이 된다.

이와 같은 상태로 피증착체(10)를 회전축(7)으로 맨드리일(1)과 같이 회전시키는 동시에 가열도가니(12)를 가열해서 증착물질을 증발시키고, 피증착체(10)의 외표면에 증착물질 m를 균일한 두께로 증착한다.

제2도에는 본 발명의 제2실시예를 도시한다.

제2실시예는 제1실시예의 맨드리일(1)속에 히이터(5)를 설치한 점이 다르고, 제2실시예에서는 열매체를 직접 가열할 수 있다.

또한, 히이터(5)는 맨드리일(1)내의 열매체(2)를 가열하는 것이다. 구체적인 구성으로서는 스테인레스관속에 니크롬선등의 발열체를 설치하고 밀봉한 것이다.

이와 같이 본 발명의 진공증착장치는 맨드리일내에 충전되는 열매체를 사용하는 것을 특징으로 하는 것으로, 열매체로서 여라가지 것을 선택하므로써 원통형 피증착체와 같은 피증착체의 온도를 증착물의 종류에 따라 고온(예, 300

)에서 저온(예, 100

이하)에 걸쳐서 적정한 온도로 쉽게 가열할 수 있다.

피증착체(10)에 증착물질을 부착한 후 피증착체(10)을 단시간에 꺼내기 위해 피증착체(10)를 냉각하고 있다. 이와 같은 냉각은 예를 들면 제3도에 도시된 바와 같은 실시예에 의하여 달성될 수 있다.

맨드리일(1)내에는 파이프(13a),(13b)가 2중으로 설치되고, 파이프(13a)(13b)내에는 물 또는 공기등의 냉매체(14)가 순환된다.

이와 같은 냉각수단에 의하여 맨드리일(1)이 냉각되고, 이 맨드리일(1)을 통하여 증착온도까지 가열된 원통형 피증착체(10)는 증착을 완료한 후에 소정온도까지 진공상태에서 냉각되도록 구성된다.

그런데, 종래의 일부 진공증착장치에서는 진공실을 구성하는 벨형 용기외부에 설치한 펌프에 의하여, 저장탱크내에서 소정온도로 가열된 열매체(예를 들면 기름)를 맨드리일(1)내부로 유도하고, 또한 맨드리일(1)내의 열매체를 저장탱크로 되돌려보내서 열매체의 강제순환을 실시하는 방식이 채용되고 있다.

이와 같은 방식에서는 저장탱크 뿐만 아니라 가열온도가 높을 경우, 내고온용 펌프가 필요하므로 시설비가 높아지는 결점이 있고, 또 순환로중의 열손실로 인하여 맨드리일은 균일하게 가열할 수 없고, 따라서 피증착체의 표면온도를 균일하게 할 수 없는 문제가 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 본 발명은 열매체가 방출하는 잠열을 이용해서 맨드리일을 가열하는 방식을 취하기 때문에 맨드리일을 균일하게 가열할 수가 있고, 따라서 피증착체의 표면이 균일하게 온도분포로 가열되게 된다.

또한, 종래장치에서 열매체를 강제순환시키기 위한 펌프, 열매체순환로 및 저장탱크등이 필요없어지므로 시설비를 보다 절감할 수 있고, 맨드리일내의 열매체만을 가열하면 되기 때문에 피증착체의 온도의 상승시간을 단축화할 수 있다.

또, 표면에 증착물질이 형성되는 피증착물은 외경이나 내경의 크기에 관해서 또 그 두께에 관해서 여러가지로 변형이 가능하고 또한 재질에 관해서도 증착층의 종류에 따라서 재질의 것이 가능하다.

그런데 제3도에 도시하는 실시예는 맨드리일(1)의 냉각수단으로서 2중관내에 물 또는 공기등의 냉각매체를 순환시키는 방식을 채택한 것이나 이밖의 예로서 제4도의 도시와 같은 냉각방식을 채용할 수 있다.

즉, 제4도에서 부호(15)는 진공차단용 밸형 용기(bell-jar)를 도시하고 이 내부에는 맨드리일(1), 원통형 피증착체(10), 가열도가니(12)등이 설치된다. 맨드리일(1)의 내부에는 제5도의 도시와 같이 열매체(2)가 충전되고, 히이터(5)가 설치된다.

맨드리일(1)은 제4도에 도시된 바와 같이 밀봉장치(16)가 갖춰진 베어링(bearing)(17)을 통하여 용기(15)내로 밀봉되어 관통하는 원통형 회전축(18)의 일측단에 고정되고, 맨드리일(1)은 회전축(18) 및 회전축(18)의 타단측에 장착된 구동기어(19)를 통하여 회전구동되도록 구성된다. 상기 회전축(18)은 일단이 맨드리일(1)에 접속된 도관(21)에 내장되고 회전축(18)에서 돌출하는 도관(21)의 타단은 밀폐상의 냉각실린더(22)와 접속되며, 맨드리일(1) 및 도관(21)과 같이 일체의 밀폐용기를 구성한다.

상기 도관(21)에는 제4도 및 제5도에 도시된 바와 같이 회전축(18)과의 사이에 단열재(23)가 설치되고, 또 냉각실린더(22)의 외측에는 제4도에 도시된 바와 같이 물 또는 공기등의 냉각매체(14)를 분사해서 냉각실린더(22)를 수냉 또는 공냉하는 노즐(25)이 설치된다.

여기서 구동기어(19)는 별도기어(도시생략)에 의하여 구동되고, 이때, 회전축(18), 도관(21), 맨드리일(1) 및 원통형 피증착체(10)등은 일체로 회전하고, 이러한 회전중에 가열도가니(12)로부터 증발한 증착물질들은 피증착체(10)의 외표면에 균일하게 증착된다.

그런데, 고온으로 증착을 완료한 피증착체(10)은 진공속에서 소정의 온도까지 냉각할 필요가 있고, 따라서, 노즐(25)에서 냉수 또는 공기를 분사하여 냉각실린더(22)를 외부에서 수냉 또는 공냉한다.

그러면 냉각통(22)내의 고온으로 높은 잠열을 가진 열매체(2)는 급냉되어 기체상태에서 액화한다. 이때에, 기체상태와 액체상태 사이에서 압력차가 발생하고, 서어모사이펀작용에 의하여 맨드리일(1)측의 고온의 기체가 냉각실린더(22)으로 차례로 이송되며, 맨드리일(1)은 내측에서 전체적으로 냉각된다.

이와 같이 맨드리일(1) 및 피증착체(10)는 신속하고 균일하게 냉각되고, 맨드리일(1) 및 냉각실린더(22)는 도관(21)을 통하여 일체로 밀폐되고, 냉각은 밀폐용기의 외측으로부터 하도록 되어 있으므로 열매체의 누설이나 냉각매체가 용기(15)로의 침입이 완전히 방지되어 안정성이 확보된다.

제6도는 증착후에 피증착체를 냉각하기 위한 냉각수단의 다른 실시예를 도시하는 것으로, 본 실시예의 특징은 밀폐된 냉각용기내에 맨드리일 가열용의 열매체와는 상이한 비등점의 열매체를 봉입한데에 있다.

제6도에서, 맨드리일(1)의 축심위치에는 원통형 회전축(18)을 동심상으로 관통하는 밀폐형 냉각용기(26)의 우측단이 제6도에 실선으로 나타내는 중앙위치까지 또는 제6도에 쇄선으로 나타내는 선단위치까지 설치되어 있고, 회전축(18)에서 좌측으로 돌출하는 냉각용기(26)의 좌측단은 냉각부(26a)를 형성한다.

이와 같이, 냉각용기(26)내에는 밀폐공간을 이루는 맨드리일(1)내부와는 완전히 독립된 밀폐공간이 형성되고, 이 밀폐공간내에는 상기 맨드리일(1)내에 밀봉된 열매체(2)의 비등점보다 낮은 비등점의 열매체(도시생략)가 밀봉된다.

상기 냉각용기(26)에는 제6도 및 제7도의 도시와 같이 회전축(18)과의 사이에 단열재(23)가 감겨지고, 냉각부(26a)의 외측에는 제6도의 도시와 같이 비등점이 상이한 여러종류의 냉각매체(14)를 분사해서 냉각용기(26)를 효과적으로 냉각하는 노즐(25)이 설치된다.

즉, 냉각매체(14)로서 사용하는 액체의 비등점이 a₁의 경우, 냉각용기(26)의 온도가 a₁보다 온도가 높거나 또는 적어도 동일한 경우에는 증발효과에 의하여 충분한 냉각효과가 얻어진다.

그러나 보다 낮은 온도까지 열 교환이 진행되어 냉각용기(26)가 냉각되는 경우에는 동일한 액체보다 낮은 비등점 b₁(b₁＜a₁)의 액체를 노즐(25)로부터 분사하는 편이 보다 효과적이다.

그러므로, 본 실시예에서는 예를 들면 냉각용기(26)가 100

이상의 경우에는 냉각매체(14)로서 물을 사용하고, 또 냉각용기(26) 또는 맨드리일(1)의 어느 한쪽이 100

미만이 되면 알코올등을 사용하며, 다시 이들이 30 내지 40

이하가 되었을때는 프레온등을 냉매체(14)로서 사용하고 있다.

노즐(25)은 상기 여러종류의 냉각매체(14)를 단일 노즐부에서 각각 별도로 분사하는 구조 또는, 각 냉각매체(14)를 단일 노즐부에서 각각 별도로 분사하는 구조도 무방하고, 각 냉각매체(14)를 별도의 노즐부에서 각각 별도로 분사하는 구조도 좋다.

여기에서 구동기어(19)는 별도기어(도시생략)로 구동되고, 이때 회전축(18), 냉각용기(26), 맨드리일(1) 및 원통형 피증착체(10)등은 일체로 회전하며, 이러한 회전시 가열도가니(12)로부터 증발한 증착물질이 피증착체(10)의 외표면에 균일하게 증 착된다.

여기에서, 증착후 피증착체(10)를 냉각할때 우선 노즐(25)로부터 물등의 냉각매체(14)를 분사하여 냉각부(26a)를 외부에서 냉각한다.

그 결과, 냉각부(26a)내의 열매체는 급냉되어 기체상태로부터 액화한다. 이것으로 기체상태와 액체상태 사이에 압력차가 발생하여 열이송작용에 의하여 맨드리일(1)측으로부터 냉각용기(26)내의 고온의 기체가 냉각부(26a)측으로 차례로 이송되고, 냉각용기(26)는 내부로부터 전체적으로 균일하게 냉각된다.

냉각용기(26)가 냉각되면 맨드리일(1)내의 고온으로 높은 잠열을 가진 열매체(2)는 냉각용기(26)에 가까운 부분부터 급냉되어 기체상태에서 액화된다. 이로인해 기체상태와 액체상태 사이에 압력차가 발생하여 열이송 작용으로 냉각용기(26)에서 떨어진 부분의 기체가 냉각용기(26)측으로 차례로 이송되고, 맨드리일(1)은 내측으로부터 전체적으로 냉각된다.

이와 같이 맨드리일(1) 및 이것에 장착된 피증착체(10)는 맨드리일(1)내의 열매체(2) 및 냉각용기(26)내의 열매체(도시생략)를 통하여 냉각되므로 고온상태에 있는 원통형 피증착체(10)를 균일한 온도분포 그대로 냉각할 수가 있고, 또, 적절한 시기에 승온, 강온을 반복할 수 있다. 또, 냉각용기(26)내의 열매체는 맨드리일(1)내의 열매체(2)의 비등점보다 낮은 비등점의 것이 사용되므로 냉각효율이 극히 좋다. 또, 냉각용기(26)의 냉각은 그 외측으로부터 실시되므로 안전성이 극히 높다.

또, 피증착체(10)를 보다 급속히 냉각할 필요가 있을때는 냉각용기(26)의 직경을 크게하거나 또는 냉각용기(26)의 두께를 얇게 해서 열축적량을 적게하면 되고, 이들은 필요에 따라 적절히 선정하면 된다.

제8도 및 제9도는 또다른 실시예를 도시한 것으로 맨드리일(1) 내부 및 냉각용기(26)내부를 기밀로 유지한 상태에서 냉각용기(26)를 축방향으로 미끄럼 변위시켜, 맨드리일(1)내에 대한 내장량을 조절할 수 있도록 구성한 것이다.

냉각용기(26)내에는 맨드리일(1)내의 열매체의 비등점보다도 낮은 비등점의 열매체가 밀봉되고 이 냉각용기(26)는 맨드리일(1) 내부 및 냉각용기(26)내부를 기밀로 유지한 상태로 축방향으로 미끄럼변위 가능토록 구성된다. 그리고 히이터(5)가 정지했을때, 즉, 맨드리일(1)의 냉각시에는 제8도의 도시와 같이 화살표 A방향으로 미끄러져서 맨드리일(1)의 내장량을 증대시키고, 또 히이터(5)를 사용시, 즉 맨드리일(1)을 가열할때에는 제9도에 도시된 바와 같이 화살표 B방향으로 미끄러져서 맨드리일(1)에의 내장량을 감소하도록 구성된다.

이와 같이 구성하므로써 냉각효율의 향상 및 냉각용기(26)내의 열매체가 필요이상으로 가열이나, 열화되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 냉각용기(26)내의 열매체는 맨드리일(1)내의 열매체(2)와 동일비점의 것을 사용해도 충분한 효과는 있으나 안정적인 동작을 얻기 위하여 열매체(2)보다도 낮은 비등점의 것이 사용된다. 이 경우에는, 제8도에 도시된 바와 같이 맨드리일(1)의 선단가까이까지 냉각용기(26)를 삽입해 놓으면 맨드리일(1)과 함께 냉각용기(26)도 승온하여 그 내부의 낮은 비등점을 갖춘 열매체가 필요이상으로 가열되어 좋지 않다.

그러므로 제9도에 도시된 바와 같이 냉각용기(26)를 맨드리일(1)에서 제거하고, 이로인해 냉각용기(26)내의 열매체가 필요이상으로 가열 및 열화되는 것이 효과적으로 방지된다.

한편, 냉각작용에서, 표면에서의 열교환은 사용되는 표면적에 의존한다. 그러므로 제8도에 도시된 바와 같이 맨드리일(1)의 선단까지 냉각용기(26)를 삽입한다. 이로인해 표면적이 증대하고 냉각작용을 촉진시킬 수 있다.

제10도 및 제11도에 도시하는 실시예는 맨드리일(1)의 내벽 구조 및 냉각용기(26)의 구조를 개량하여 가열이나 냉각효율을 특히 냉각효과를 향상시키도록 구성한 것이다.

즉, 냉각용기(26)는 제10도 및 제11도에 도시된 바와 같이 그 외형이 기어의 형상을 한 단면형상을 형성되고, 냉각용기(26) 및 맨드리일(1)의 내벽에는 제10도와 같이 펌프날개(26b)(1b) 또는 제11도에 도시된 바와 같이 분말야금(冶金)재료등으로 구성되는 다공질층(26c)(1c)이 형성된다.

이와 같이, 냉각용기(26)를 기어형태의 단면으로 하므로써 열교환 표면적이 증대하여 냉각효과가 촉진되는 동시에 냉각용기(26)가 제10도에 도시된 화살표 C방향으로 회전할 때 점 P로 나타내는 냉각용기(26)의 내벽 부분의 건조가 효과적으로 방지되고 균일한 냉각이 가능하다.

그리고 냉각용기(26)의 내벽에 펌프날개(26b), 다공질층(26c)을 형성하므로써 내벽의 건조가 보다 효과적으로 방지되고, 보다 균일한 냉각이 가능하다.

또, 맨드리일(1)의 내벽에 펌프날개(1b) 및 다공질층(1c)을 형성하므로써 맨드리일(1)내벽의 건조도 효과적으로 방지되고 보다 균일한 가열과 냉각이 가능하다.

그러나, 제12도 내지 제14도는 맨드리일(1)내의 내벽 건조를 효과적으로 방지하고, 그 내벽이 젖은 상태로 유지되는 실시예를 나타낸다.

또, 이 실시예에서는 맨드리일(1)의 내벽 뿐만 아니라 히이터의 외면까지도 젖은 상태를 유지하도록 구성된다.

그런데, 열매체에 의해 열이송작용을 이러한 종류의 맨드리일에서 밀봉된 액체상태의 열매체로 히이터 외면이나 맨드리일 내면이 젖은 상태에 있는 경우는 열매체가 안정되게 기화하여 균일한 가열이 가능하다.

그러나, 맨드리일 내면의 일부가 건조한 상태가 되면 히이터로부터의 열방사를 받아 그 부분이 국부적으로 이상 승온을 초래할 염려가 있다. 그리고 국부적으로 이상 승온을 초래했을 경우에는 그 부분에서 열변형등을 초래하고, 진공증착장치의 고장의 원인이 되며, 또 맨드리일 외면위치에서 온도가 고르지 못하여 피증착체가 전자사진의 감광체일 경우 감광체의 감도 얼룩이나 암갈색얼룩 또는 피로특성(疲勞特性)얼룩이 발생되는 동시에 복사화상에서는 농도얼룩, 연속운전시에는 기판오염얼룩등을 야기할 염려가 있다.

또, 전체시스템(system)의 신뢰성을 높이기 위하여 맨드리일내에 온도센서를 설치하고, 그 출력신호에 따라 히이터로 열공급을 할 경우 상기 센서가 건조했을 경우에는 전체시스템의 오동작 또는 제어불능상태를 초래할 염려가 있다.

이와 같은 문제는 맨드리일의 내면이나 히이터의 외면등을 젖은 상태로 유지하므로써 해소시킬 수 있다.

그러므로 본 실시예에서는 제12도 내지 제14도에 도시된 바와 같이 맨드리일(1)의 내면 및 히이터(5)를 덮은 히이터보호파이프(5a)의 외면에 요철무늬(28)를 형성하여 거칠게하는 동시에 각 히이터보호파이프(5a)에 L형상을 한 펌프날개(29)를 각각 설치한다.

그리고 맨드리일(1)의 회전에 의하여 열매체(2)를 펌프날개(29)로 퍼올려서 교반유동시키고, 요철무늬(28)의 각 요부에 열매체를 공급하여 맨드리일(1)내면 및 히이터보호파이프(5a)의 외면이 언제나 젖은 상태를 유지하도록 한다.

상기 요철무늬(28)은 맨드리일(1) 또는 히이터보호파이프(5a)의 축방향의 돌기모양으로 배치해도 되고, 또 경사를 이루는 메시로 해도 효과가 있다. 또, 호우닝(honing)이나 쇼트블라스트(shotblasting)에 의하여 면을 거칠게 구성해도 된다.

이와 같이 본 실시예에서는 맨드리일(1)의 내면 및 히이터보호파이프(5a)의 외면에 요철무늬(28)를 형성하는 동시에 각 히이터보호파이프(5a)에 펌프날개(29)를 설치하고 있으므로 맨드리일(1)내를 열매체(2)에 의하여 상시 젖은 상태로 할 수 있다.

따라서, 균일한 가열이 가능해지고, 특히 맨드리일의 길이방향에 대하여 균일한 온도분포를 얻을 수 있다. 또 열매체(2)의 열화나 열분해 및 맨드리일(1)등의 열화도 효과적으로 방지할 수 있다.

또, 원통형 피증착체(10)도 균일하게 가열되므로 피증착체가 감광체인 경우에 이 감광체의 감광얼룩이나 암갈색얼룩, 피로특성 얼룩을 효과적으로 방지할 수 있고, 또 복사화상에서는 농도얼룩, 연속운전시에 있어서의 기판오염 얼룩등이 효과적으로 방지된다.

또, 히이터(5)의 온도제어를 맨드리일(1)내에 설치한 온도센서에 의하여 실시하는 경우는 온도센서의 건조방지도 되고, 전체시스템의 오동작 또는 제어불능상태를 피할 수 있다.

제13도에서 부호(31)로 나타내는 것은 맨드리일(1)에 연결되고 파형모양을 한 입력완충 용기이고, 이것은 맨드리일(1)내가 이상고압으로 되었을때, 신장작동하여 용적을 증대시키고 압력을 완충시키는 기능을 달성한다.

제15도 및 제16도는 상기의 실시예에 대한 별도의 실시예를 도시한 것으로 본 실시예는 상기의 실시예에 있어서의 요철무늬(28)대신 맨드리일(1)의 내면 및 히이터보호파이프(5a)의 외면에 그물형상(32)를 형성하는 동시에 원주방향으로 인접하는 히이터보호파이프(5a)의 사이에 축방향으로 위치된 메시형날개(33)를 설치하도록 한 것이다.

이와 같이 맨드리일(1)의 내면이나 히이터보호파이프(5a)의 외면에 메시(32)를 설치하므로서 메시(32)에 열매체(2)가 포착되어 상기 내면이나 외면을 상시 젖은 상태로 유지할 수 있다.

또, 메시형날개(33)를 설치하므로써 맨드리일(1)내부를 젖은 상태로 양호하게 유지할 수 있다. 또, 제15도에 있어서 메시(32)대신에 구멍이 형성된 분말야금 재료로 구성되는 다공질층을 형성하도록 해도 된다.

제17도는 증착후에 피증착체를 냉각하기 위한 냉각수단의 또다른 실시예를 도시하는 것으로 이 실시예의 특징은 맨드리일내에서 물등의 냉각매체를 강제순환시키는 것이다.

제17도에 있어서 맨드리일(1)의 열매체(2)(이하, 이것을 제1의 열매체로 호칭한다)를 포함하는 밀봉공간(34)에는 이 공간(34)에 대하여 기밀유지된 파이프형 용기(36)가 설치되고, 이 용기(36)와 내부에 설치된 파이프(37)로 이하에서 설명하는 냉각용 순환로를 구성한다.

즉, 용기(36)는 파이프(37)와 같이 우측의 로오타리 조인트(rotary joint) (38)에 연결되고, 우선 밸브(39) 및 로오타리 조인트(38)를 통하여 제2의 열매체로 작용하는, 냉각매체로서의 물(41)(제2도참조)이 파이프(37)내로 유입되고, 또 이 유입된 물은 구멍(37a)을 통하여 파이프형 용기(36)의 내벽을 향해서 분사되도록 구성된다.

이와 같은 물의 분사는 냉각매체로서의 물이 기화할때의 잠열을 빼앗는 기능을 하게 되고 효과적으로 대량의 열이동을 실시할 수 있다.

즉, 제1의 열매체(2)의 시스템과, 제2의 열매체(41)(제2도 참조)의 시스템과의 사이에서 상호 열교환이 실시되고, 맨드리일(1)를 포함하는 피증착체(10)가 효과적으로 단시간에 냉각될 수 있다. 따라서 증착을 위한 준비시간은 단축되고, 생산성도 향상된다.

또, 기화후의 가스 및 잔류열매체는 파이프형 용기(36)내를 통과하고 배출파이프(42)를 지나서 외부로 방출된다. 이와 같이 용기(36)나 파이프(37)는 제2의 열매체 유출입용의 냉각용 순환로를 구성한다.

또, 파이프(37)로부터의 물분사류는 가급적 분무상태로 하는 것이 좋고, 냉각효율도 높아진다. 또, 물분사류를 만드는 노즐구경(37a)으로서는 직경이 작고, 또 그 수가 많을수록 냉각효과는 높아진다. 그러나, 노즐 구경을 작게하면, 분사시, 또는 관내 유동시에 액체의 이동저항이 커지기 때문에 이점에 대처하기 위하여 파이프(37)로 유입되는 액체에 소정의 압력을 인가하도록 구성해도 된다.

고압으로 물등을 유입시키면 냉각을 위한 열이동량이 커지기 때문에 신속히 피증착체를 냉각할 수 있다. 또 물등의 급송을 저압으로 하거나 또는 단속적으로 하면 냉각이 완만한 속도로 진행될 수 있다. 즉, 냉각속도를 제어할 수 있고, 냉각속도조건에 따라 결정되는 예를 들면 셀렌(selenium)계 감광체등의 감도(sensitivity)를 적정한 것으로 설정할 수 있다.

또, 제2의 열매체로서 수도물을 사용하여 실험한 결과, 수도물을 수압정도로 파이프(37)내에 유입하고, 노즐구경(37a)을 5m/m 정도로 하였다. 물의 점성(粘性)저항 및 관마찰 저항을 고려해도 충분히 수증기화에 의한 급속냉각효과를 확인할 수 있었다.

제19도는 또다른 실시예를 도시하고, 밀봉용기로서의 맨드리일(1)내에는 제1의 열매체(2)가 밀봉되고, 이 열매체(2)는 히이터(5)에 의하여 승온되도록 구성된다.

한편, 맨드리일(1)내의 밀봉공간에는 이 공간에 대하여 기밀유지된 외측파이프(43)가 설치되고, 그 내부에 내측파이프(44)가 배치된다. 제19도에 도시된 장치는 진공실내를 회전할 수 있도록 구성되고 또 맨드리일(1)에는 피증착체(도시생략)가 관통되어 삽입되도록 구성된다. 이 실시예는 상기 실시예의 물 분류실과는 달리 물등의 제2의 열매체가 내측파이프(44)로 유입되고, 또 이 유입된 열매체가 외측파이프(43)를 통하여 외부로 유출되는 방식을 취하고 있다.

이 실시예의 경우도 외측파이프(43)와 내측파이프(44)로 제2의 열매체가 이동하는 냉각용 순환로를 구성하고, 상기 실시예와 같이 맨드리일(1)을 피증착체와 함께 단시간내에 냉각할 수 있다.

제20도는 냉각되는 피증착체의 온도저하와 냉각경과시간과의 상호의 관계를 나타내는 것으로, 파형선 I는 제4도에 도시하는 냉각방식의 것, 일점쇄선 J는 제19도에 도시하는 실시예의 것, 실선 K는 제17도에 도시하는 실시예의 것을 각각 나타내고 있다.

제20도에서 제4도의 냉각방식(파형선 I)의 것보다는 제19도에 도시하는 실시예(일점쇄선 J)의 것이 냉각효과가 우수하다.

제19도의 실시예에서, 사용되는 열매체 또는 냉매가 단위시간내에 온도낙차가 클수록 보다 높은 냉각효율이 얻어진다는 것을 알 수 있다. 또, 제20도에서는, 제19도에 도시된 실시예와 같은 단순한 냉매유동방식(일점쇄선 J)의 것과 비교해서 제17도에 도시된 실시예와 같은 물분류식 및 증기화를 이용하는 방식(실선 K)이 냉각효과가 우수하다.

본 발명자의 실험에 의하면 알루미늄 파이프로 피증착체를 구성하여 이 알루미늄 파이프를 200

로 가열하고, 파이프형 용기(36)(제17도 참조)의 내벽에 물을 분무한 결과 해당 알루미늄파이프가 100

까지 급속이 냉각되었다(제20도 참조), 또한 냉각온도가 보다 낮아짐에 따라 알루미늄 파이프가 100

이하로 냉각되었다.

여기에서, 제2도의 열매체를 높은 비등점의 열매체와 낮은 비등점의 열매체로 구별해서 사용하고 높은 비등점의 열매체를 제1단계로 유입시키고, 낮은 비등점의 열매체를 제2단계로 유입시키도록 하면 더욱 냉각효과를 높일 수 있다.

보다 상세히는 제17도에 있어서 파이프(37)에 예를 들면 물, 기름등과 같은 높은 비등점의 열매체를 우선 유입하고 이 열매체의 기화열에 의한 열이동을 이용하여 제1단계의 냉각작용을 달성한 후 제2단계로서 낮은 비등점의 열매체를 유입한다.

그 결과, 낮은 비등점의 열매체는 높은 비등점을 갖춘 열매체의 비등점 이하에 형성된 온도범위(물의 경우는 100

이하)에서 기화하고, 이때의 기화열에 의하여 제2단계의 냉매작용이 달성되고, 피증착체가 급속히 냉각된다.

낮은 비등점의 열매체를 파이프(37)로 갑자기 유입시키면 기화가 순간적으로 발생되어, 고온의 외부환경에 노출됨으로써 열매체의 분해, 열화가 발생하기 때문에, 이와 같은 현상을 방지하기 위하여 제1단계에서 높은 비등점을 열매체를, 제2단계에서 낮은 비등점의 열매체를 도입하는 2단기화방법을 선택하는 방식이 유리하다.

제21도는 2단기화법(two-stage vaporization process)에 의한 피증착체의 온도저하와 냉각경과시간과의 상호관계를 나타내는 것으로, H는 높은 비등점을 갖춘 열매체의 비등점을, L은 낮은 비등점을 갖춘 열매체의 비등점을 각각 나타내고 파형선으로 표시된 비등점 H 이하에서 급속냉각작용이 이루어지고 있다.

또, 이와 같은 방식에서 제1단계로 높은 비등점을 갖춘 열매체를 제2단계로 낮은 비등점을 갖춘 열매체를 각각 연속하여 유입하도록 했을때, 각각의 열매체가 배관내부에서 혼합되는 일도 있으므로 이와 같은 점에 대처하기 위하여 별도로 냉각파이프를 2개 삽입하고, 한쪽의 파이프에 높은 비등점의 열매체를 다른쪽의 파이프에 낮은 비등점의 열매체를 각각 유입하도록 구성해도 된다.

또, 높은 비등점의 열매체로서는 값싼 기름이나 물등을 들 수 있고, 낮은 비등점의 열매체로는 프레온(freon), 알코올, 에스테르류(esters) 및 탄화수소계 액체등을 들 수 있다. 이 경우, 양자의 열매체에서 비등점의 차이가 생기는 것이면 파이프를 부식시키지 않는 어떤 것을 사용해도 무방하다. 이들중 생산원가나 취급상에 있어서 물-프레온등의 조합이 실용적인 한 예이다.

이상에서 설명한 실시예는 피증착체를 효과적으로 냉각할 수 있는 것으로 이 냉각작용으로 증착박막층을 균일하게 형성할 수 있고, 다음의 새로운 증착에 대비할 수 있다. 다음의 진동증착은 제4도에 있어서 벨형 용기(15)를 떼어내고, 증착이 완료된 피증착체(10)를 제거하며 다음의 원통형 피증착체를 맨드리일(1)에 장착하고, 벨형 용기(15)는 재장착하며, 벨형 용기의 내부로 진공상태로 한 후, 실시된다.

맨드리일(1)내의 열매체를 가열하는 수단으로 상기 일련의 실시예에서는 맨드리일의 내부 또는 외부에 히이터를 설치하는 방식을 취한 것이나, 이 히이터 방식대신에 가열수단을 다음에 설명하는 유도가열방식으로 할 수도 있다.

제22도에 있어서 원통형 회전축(18)의 내부에는 일단의 맨드리일(1)에 접속된 도관(45)이 맨드리일(1)과 중심축을 같이하여 내장되고, 회전축(18)으로부터 돌출되는 도관(45)의 타단에는 밀폐형가열 및 냉각용실린더(46)가 접속되고, 실린더(46)는 맨드리일(1) 및 도관(45)과 같이 일체로 밀폐용기를 구성한다. 또 상기 도관(45)과 회전축(18) 사이에는 단열재(23)가 설치된다.

상기 가열 및 냉각용실린더(46)는 예를 들면 철등의 강자성체로 형성되고, 외주부에는 인접된 상태로 유도 코일(47)이 감겨진다.

이 유도코일(47)은 전원장치로(도시안됨)로부터 교번전류가 인가되어 교번자계(magnetic field)를 발생하도록 구성되고, 이 교번자계내의 실린더(46)는 전다유도작용에 따르는 전류에 의하여 이른바 에디전류손실(eddy-current loss)을 발생하여 가열되는 동시에 강자성체이기 때문에 히스테리시스손실(hysteresis loss)에 의해서도 가열되도록 구성된다.

실린더(46)의 외면측에는 물등의 냉각매체(14)를 분사하는 노즐(48)이 설치된다.

진공증발을 위해서, 구성기어(9)를 회전시켜 회전축(18), 맨드리일(1), 원통형피증착체(10) 및 도관(45)등을 일체적으로 회전시키는 동시에 유도코일(47)에 전류가 흐른다.

그러면, 에디전류손실 및 히스테리시스손실에 의하여 실린더가 가열되고, 실린더(46)로부터 열공급을 받은 맨드리일(1)내의 열매체(도시생략)는 기화하여 저온부와 고온부사이에서 열이송작용으로 이동한다. 그리고 맨드리일(1)의 표면을 균일하게 가열한다. 이로인해 피증착체(10)도 균일하게 가열되고, 가열도가니(12)로부터 증발한 증착물질은 원통형 피증착체(10)의 표면에 얼룩없이 증착된다.

고온에서 증착을 완료한 피증착체(10)는 맨드리일(1)과 같이 진공속에서 소정의 온도까지 냉각될 필요가 있다.

이 경우에는 우선 노즐(48)로부터 냉각매체(14)를 분사해서 실린더(46)을 외부로부터 냉각한다. 그러면 가열냉각통(46)내의 열매체는 급냉되어 기체상태에서 액화한다.

이때에 기체상태와 액체상태사이에서 압력차가 발생하고 열이송작용에 의하여 맨드리일(1)축의 고온의 기체가 실린더(46)축으로 차례로 이동되어 맨드리일(1)은 내부로부터 전체적으로 냉각된다.

이와 같이 맨드리일(1)내의 열매체를 가열하는 수단으로 히이터대신에 유도가열방식을 사용할 수도 있다.

이 유도가열방식에 의하면 실린더(46)의 재료, 직경, 두께, 유도코일(47)의 감긴수, 교번전류의 주파수, 또는 유도코일(47)과 실린더(46)사이의 간극등을 조절하므로써 임의로 또한 쉽게 가열량을 제어할 수 있다. 이로인해 진공증착장치의 크기, 증착물질의 종류 등에 맞추어서 최적, 또한 효과적인 가열제어가 가능하다.

제23도는 제22도의 실시예와는 다른 별도의 실시예를 도시하는 것으로 제22도의 실린더(46)부분을 가열부분과 냉각부분으로 구분하고, 양부분을 축방향으로 변위시켜서 배치한 것이다.

즉, 제23도에 있어서, 실린더(46)의 맨드리일(도시안됨)부분에는 유도코일(47)이 감겨지고 또 실린더(4)의 반대측 맨드리일 부분에는 냉각매체(14)를 분사하는 노즐(48)이 근접배치된다.

그리고, 이 부분에는 나선상을 이루는 방열핀(49)이 설치되고 냉각효과를 향상시키는 동시에 냉각매체(14)가 유도코일(47)축으로 흐르지 않도록 하고 있다.

제22도에 도시된 실시예에서는 유도코일(47)위로 냉각매체(14)를 분사하기 위하여 유도코일(47)의 절연이 필요하나, 본 실시예에서는 이러한 필요가 없다. 또 유도코일(47)이 냉각작용에 의하여 열화될 염려도 없다.

이와 같이 제22도 및 제23도에 도시된 실시예에서는 유도가열방식을 채용하고 있으므로 온도의 상승특성이 우수하고, 또 교번전류의 주파수등을 조절하므로써 가열량을 임의로 제어할 수 있으며, 최적 및, 효과적인 온도제어가 가능하고, 가열 뿐만 아니라 맨드리일(1)의 냉각도 같은곳에서 효과적으로 실시할 수 있다.

그런데, 이러한 종류의 진공증착장치에 있어서는 피증착체의 온도를 온도센서에 의하여 검출하고, 이 검출된 온도정보로 피증착체의 가열온도를 제어하며, 소정의 온도범위로 유지하는 것이 실시되고 있다. 이와 같은 온도검지수단에 있어서 온도센서로부터 도선을 진공증착장치의 외부로 끌어낼경우 벨형용기내부의 기밀상태를 손상하지 않고 실시해야 한다. 다음에 설명하는 실시예는 이러한 과제를 해결하는 동시에 상기 도선을 진공증착장치의 외부에 설치한 계축기(후에 설명한다)에 브러시(brush)방식으로 접속하도록한 것이다.

제24도에 있어서 원통형 회전축(18)이 일단에는 슬립링(slip rings)(52)이 설치된다. 이 슬립링(52)의 가까이에는 브러시 고정장치(53)가 배치되고, 이 브러시 고정장치(53)에는 2개의 브러시(54)가 지지되어 있다. 또한 브러시(brush)(54)의 하단부는 슬립링(52)에 접속된다.

상기 브러시(54)에는 계측기(55)기 접속된다. 상기 슬립링(52)에는 2개의 열전대선(56)이 접속된다. 원통형 회전축(18)은 벨형용기(15)내에 도선안내구멍(57)이 형성된다. 이 도선안내구멍(57)에는 도선안내대(58)가 삽입된다.

상기 열전대선(56)은 회전축(18)의 내부 및 도선안내대(58)를 지나서 벨형용기(15)로 연장되고, 열전대선(56)의 접점이 피증착체(10)의 가까이에 배치된다. 열전대선(56)의 접점과 기준 접점과의 온도차에 의해서 발생하는 열기전력(thermoelectromotive force)을 계측기(55)가 측정하므로써 피증착체(10)의 온도를 검출한다. 이 계측기(55)에 의하여 검출되는 피증착체(10)의 온도정보기 제어회로(도시생략)에 부여되고, 이 제어회로는 온도정보에 따라서 열매체(2)에 대한 히이터(5)(제17도, 제19도)의 열공급량을 제어하여 피증착체(10)의 온도를 소정범위내로 유지한다.

다음에 도선안내대(58)에 대하여 설명한다. 제25도에서 부호(61)는 전기절연재로 구성되는 지지관을 도시하고 있다.

이 지지관(61)의 내부에는 열전대선(56)과 내벽사이에 밀봉합성수지(62)가 충전된다. 이 밀봉합성수지로서는 실리콘 고무(silicone rubber)를 함유하는 시이란트(sealant)등이 사용된다.

제26도에 있어서 원통형 회전축(18)에는 도선안내구멍(57)이 형성된다. 이 도선안내구멍(57)은 대경나사구멍(57a)과 소경구멍(57b)으로 구성된다.

제27도에 도시된 바와 같이 상기 도선안내구멍(57)에는 지지관(61)이 연결된다. 이 지지관(61)의 외주면에는 밀봉링(63)이 끼워진다. 상기 도선안내구멍(57)의 대경나사구멍(57a)에는 내부에 구멍이 형성된 압지나사(retaining screw)(64)가 나사결합된다. 이 압지나사(64)는 지지관(61)과 결합된다. 이 압지나사(64)는 선단부가 밀봉링(63)의 경계부에 맞닿아 있다.

이 밀봉링(63) 및 밀봉합성수지(62)는 원통형 회전축(18)의 내부와 외부를 차단하여 벨형용기(15)내를 기밀로 유지한다. 이와 같은 도선안내대(58)를 통한 열전대선의 인출방식에 의하면 벨형용기(15)내의 기밀상태를 조금도 손상하는 일이 없다.

상기 설명한 실시예에서는 피증착체의 온도를 열전대와 같은 온도센서로 검지하는 것이나, 이밖에 맨드리일(1) 자체의 온도를 검출하고 이 온도 정보에 따라 열매체(2)에 대한 히이터(5)의 열공급량을 제어할 수도 있다. 제28도에는 이와 같은 점을 고려한 실시예가 도시되어 있다.

제28도 및 제29도는 진공증착장치의 별도 실시예를 도시하고, 양 도면에서 부호(1)은 양측단이 막힌 원통형 맨드리일이다.

이 맨드리일(1)내에는 열매체(2)를 승온시키기 위한 히이터(5)가 히이터보호파이프(5a)에 내장된 상태로 원주방향에서 등간격으로 3개 배치되고, 각 히이터(5)에 의하여 승온된 맨드리일(1)의 내부온도는 맨드리일(1)내에 설치된 예를 들면 밀폐형 열전대등의 온도센서(4)에 의하여 검출되도록 구성된다.

이 온도센서(4)는 제28도에 도시된 바와 같이, 상기 히이터(5)의 전원(66)에 제어기(67)를 통하여 접속되고, 검출온도신호에 따라 열매체(2)에 대한 히이터(5)의 열공급량을 제어하도록 구성되며, 이 온도센서(4)는 제28도 및 제29도에 도시된 바와 같이 검출온도의 신뢰성을 향상시키기 위해 선단이 맨드리일(1)내면에 밀접하고 있다.

상기 각각의 히이터보호파이프(5a)의 외면에는 상기 실시예에서 설명한 바와 같이 제29도에 있어서 화살표 방향으로 맨드리일(1)이 회전했을때에 액체상태의 열매체(2)를 퍼올려서 교반유동시키고, 따라서 히이터보호파이프(5a)의 외면이 건조되지 않도록 L형상의 펌프날개(29)가 각각 설치된다.

이와 같이 구성된 맨드리일(1)은 가열도가니(도시안됨)와 진공차단용의 벨형용기(15)(제22도 참조)내에 배치되고, 맨드리일(1)의 외부면에는 제28도에 도시된 바와 같이 고리형 중간열전도체(68)를 통하여 피증착체(10)가 장착되도록 구성된다.

여기에서 진공증착에 있어서는 전원(66)에서 히이터(5)로 전원을 공급하고, 맨드리일(1)내의 열매체(2)를 온도센서(4)로부터 검출된 온도신호에 따라 소정온도까지 가열한다. 그러면 열매체(2)는 열에너지의 공급을 받아서 기화하고, 기화열을 갖춘 가스는 맨드리일(1)의 온도가 낮은 부분으로 신속히 이동한다.

온도가 낮은 부분으로 이송된 가스는 과포화상태가 되어 액체로 된다. 이때 잠열로서 가지고 있던 열에너지가 맨드리일(1)을 가열해서 온도평형을 유지한다.

이와 같이 맨드리일(1)은 그 표면온도가 균일해지도록 가열되고 이로인해 원통형 피증착체(10)도 가열된다.

그러나, 일정한 온도의 열매체를 사용하는 종래의 고온액체가열매체 순환법에 의하여 맨드리일을 가열할 경우에는 제30도에의 파형선 G₁으로 표시하는 것과 같이 열매체온도가 항상 일정하기 때문에 맨드리일과 피증착체와의 접촉에 의한 열손실, 맨드리일과 피증착체사이에 중간열전도체(68)를 사용했을 경우의 간극(진공)에 의한 열전도불량, 또는 진공상태에서 피증착체의 열방출등으로 인하여 피증착체의 온도가 제3도의 실선 G₂로 나타내는 바와 같이 시간이 경과함에 따라 차차 저하되고 만다. 이것을 방지하기 위해서는 예를 들면 제28도에 있어서 피증착체(10)의 중심을 향해서 방사형으로 압력을 가하여 중간열전도체(68)와의 접촉압력을 높이거나, 또는 중간열전도체(68)를 대형으로하여 피증착체(10)와 동일면적으로하는 방법이 고려되나, 이는 온도저하현상을 다소 억제할 수 있을 뿐이다. 그리고 이와 같이 온도저하현상이 발생하면 제31도에 도시된 바와 같이 피증착체(10)위에 퇴적하는 증착층 m의 부호 D부와 부호 E부의 감광체의 부대전특성, 감색성, 암갈색특성이 달라져서 장기간의 가동작업(8만장 복사후에 증착층이 3-6㎛ 마모함)에 의하여 제31도에 도시된 E'까지 마모되면 감광체특성이 변하는 결점이 있다.

이와 같은 현상은, 예를 들면 증착층이 Se 단층(單層)의 경우, 횡방향(transverse direction)으로 Se-Se의 연결길이가 다르기 때문에(As₂Se₃의 경우도 같다), 또 증착후의 재료(Se계)의 퇴적상태가 후술되는 바와 같이 횡방향으로 변화되기 때문으로 생각된다. 즉, Se나 As₂Se₃의 유리전이점(glass transition point)은 연구자나 측정자에 따라 측정결과가 약간 상이하나, 예를 들면 As₂Se₃의 경우에는 180 내지 200

의 사이에 존재한다.

이로인해 보다 낮은 온도로 진공중에서 피증착체에 Se계 재료가 부착되면, 부착된 시점에서 피증착체에 신속히 열을 빼앗겨서 증착층이 충분히 치밀해지기전에 고화되고 만다. 이것에 대하여 기재온도가 어느정도 높을 경우(예를 들면 As₂Se₃의 경우에는 200

정도)에는 피증착체에 부착된 Se계 재료가 피증착체에 열을 빼앗기는 양이 적으므로 고화되기 전에 표면운동으로 유동하여 박막의 에너지가 균일화된다. 이로인해 분자, 원자 원자군(atom groups)이 보다 적은수의 구멍을 갖추게되어 최종 감광층은 보다 치밀하게 된다. 그런데 종래는 제30도의 실선그래프 G₂와 같이 증착개시시의 D₁부와 후반의 E₁부에서 기재온도가 다르고, 온도가 점차 하강된다. 이로인해 자유표면으로 갈수록 충분한 균일화의 표면운동이 일어나기 힘들고 횡방향으로 감광층의 특성이 변화하고 만다.

이것에 대하여 제28도 및 제29도의 도시와 같이 열매체(2)를 사용하는 이른바 히이터펌프방식의 경우에는 열매체(2)가 가스상태로 되어 열교환하므로써 히이터(5)로부터 열매체(2)에의 공급열량을 증가해주면 제32도에서 파형선 G₃으로 표시하는 바와 같은 열매체(2)의 온도제어가 가능하다. 이로인해 제32도에 실선 G₄로 도시하는 바와 같이 피증착체의 온도를 일정하게 제어할 수 있다.

이 온도제어는 제29도에 도시하는 온도센서(4) 또는 제24도에 도시하는 온도센서(56A)로부터의 검출온도신호에 따라서 제어기(67)로 히이터(5)에의 급전량을 제어하므로써 실시되는 것이나, 제어기(67)에서는 이하와 같은 제어를 한다.

즉, 제33도에 도시된 바와 같이 온도센서(4)에서의 검출온도가 목표온도 P로부터 크게 변위되는 q₁점에서는 입력파워를 크게 하고 변위량이 적은 q₂(q₁＞q₂)점에서는 입력파워 P₂를 P₂=q₂/q₁

p₁으로 내리는 제어를 한다. 이로인해 목표온도에 도달하기까지 승온이 빠르고 또한 오우버 슈우트(over shoots)가 작아지며, 목표온도에 조기에 접근시킬 수 있다.

제어기(67)에서는 또 S=∫{f(t)-p}dt의 신호를 제어지령으로 하고 변위가 큰 S₂에서는 M₁점에서의 상승력 PM₁을 크게하고, 또 변위가 작은 S₄(S₂＞S₄)에서는 M₂점에서의 상승력 PM₂를 PM₂=S₄/S₂

PM₁로 내리는 제어를 한다. 이로인해 조기에 목표온도 P로 제어할 수 있다.

이와 같이 제32도의 실선 G₄와 같이 증착개시시의 D₁부로부터 E₂부에 이르기까지 피증착체의 온도를 일정하게 제어할 수 있고, 횡방향에서 감광층의 특성은 일정하게 유지할 수 있다.

또, 피증착체의 온도를 자유로이 제어할 수 있으므로 예를 들면 제31도에 부호 E로 도시하는 표면부근의 감도를 빨리하고, 부호 D로 나타내는 피증착체근방의 감도를 지연시키도록 감광체를 제조하거나, 또는 반대로 표면부근의 감도를 늦워서 피증착체근방의 감도를 빨리하는등 횡방향으로 필요한 감도분포를 갖게하는 것도 쉽게 제어할 수 있다. 결과적으로 원하는 감도 또는 원하는 대전성, 원하는 암갈색특성을 갖춘 전자사진 복사기용 감광체를 쉽게 얻을 수 있다.

그런데, 상기 온도센서(4)는 제28도 및 제29도의 도시와 같이 그 선단부가 맨드리일(1)의 내면에 밀접하고 있으나 제34도의 도시와 같이 선단부가 맨드리일(1)의 내면과 비접촉의 온도센서(4')를 사용하는 것고 고려된다.

이 온도센서(4')의 경우에는 기화된 열매체(2)의 온도를 측정할 수 있으므로 정상상태의 온도를 검지하는 일이 용이하다. 그러나 맨드리일(1)은 회전하기 때문에 온도센서(4')의 선단이 액체상태의 열매체(2)에 의하여 초기상태로 젖었던 것이 히이터(5)의 갑작스런 열을 받아서 건조되거나, 반대로 건조한 것이 젖는 등의 현상이 발생한다. 그리고 예를 들면 젖었던 것이 건조한 경우에는 히이터(5)가 액체상태의 열매체(2)로부터 노출되어 직접 복사열을 받았을때 맨드리일(1)내의 상태는 그다지 변한 것이 없는데도 온도센서(4')의 선단만이 승온하여 이상고온의 신호를 제어기(67)에 출력하고 제어기(67)에서는 히이터(5)의 가열량을 감소시키는 제어를 실시하게 된다. 이것으로 인해서 센서(4')의 선단만은 목표온도에 접근하나 원하는 맨드리일(1) 또는 피증착체(10)의 온도는 점차 저하하여 정확한 온도제어를 할 수 없다.

제28도에 도시된 온도센서(4)가 그 선단이 맨드리일(1)의 내면에 밀접되므로 온도센서(4)는 상기 맨드리일(1)의 온도를 검출하게 된다.

따라서 안정된 온도제어가 가능하다.

그러나 온도센서(4')의 경우에도 그 선단에 메시를 감거나 액체저장홈을 설치하는 등의 구성을 부가하여 센서(4')를 열매체(2)로 상시 젖은 상태를 유지하므로써 안정된 온도제어가 가능하다.

그런데, 제35도에서 피증착체(10)를 축방향으로 전길이에 걸쳐서 균일하게 가열할때, 맨드리일(1)내에 요인, 예를 들면 불충분한 진공상태나 불충분한 밀봉작용 또는, 장기운전에 의한 열매체(2)의 미소량이 열분해되는 등의 요인으로 공기등의 비응축성가스가 존재하게 되면 맨드리일(1)의 표면온도분포는 불균일해진다.

그런데, 진공증착용 맨드리일을 사용한 온도분포 확인실험에 의하면 비응축성가스가 적을 경우, 제37도의 도시와 같이 맨드리일의 축방향으로 전길이에 걸쳐 균일한 온도분포를 나타내나, 비응축성가스가 많아지면 제28도에 도시된 바와 같이, 맨드리일 양단축의 온도가 상승하지 않고 균일한 온도범위의 구간이 짧아진다. 또, 제38도에 L₁, L₂는 균일한 온도범위의 구간을, ℓ는 맨드리일(1)의 축방향길이(제35도 참조)를 각각 도시한다.

이와 같은 종류의 진공증착장치에 있어서는 밀봉용기를 이루는 맨드리일(1)내에서 열매체(2)가 히이터(5)에 의하여 가열되어 승온하면 맨드리일(1)내에 존재하는 비응축성가스가 열매체가스에 의하여 맨드리일내의 양단부측으로 밀려가게 된다.

이 때문에 응축열전달을 하는 열매체가스로 충만된 부분의 맨드리일온도는 균일하게 분포되나 비응축성가스가 많이 존재하는 맨드리일내의 양단측부분에서는 비응축성가스에 의하여 열매체가스가 도달할 수 없어, 즉, 열매체증기에 의한 응축열전달량이 적어지기 때문에, 이 부분에서는 온도가 상승하지 않는다.

이와 같이 맨드리일(1)내에 비응축성가스가 축적되면 맨드리일이 온도가 균일한 가열체로서 효과적인 기능을 실행할 수 없다.

맨드리일(1)내의 균일한 표면온도를 저해하는 축적된 비응축성가스를 배기하면, 효과적인 가열수단으로 작용할 수 있고, 맨드리일의 표면온도를 축방향에 걸쳐서 균일화할 수 있다.

제35도의 실시예에서 부호(70)는 비응축성가스 배기용의 파이프이고 맨드리일(1)에 접속되어 있다.

파이프(70)는 일단이 맨드리일(1)내와 연통되도록, 또 맨드리일(1)과 기밀로 맨드리일(1)의 선단(1a)에 접속된다.

또, 파이프(70)의 하방으로 연장되는 타단은 파이프의 외부에 대하여 기밀로 밀봉된다. 그러나, 단지 배기시에만 밀봉이 해제되도록 구성된다. 또, 이 실시예에서는 가열도가니(12)로부터 증착물질이 파이프(70)에 부착되지 않도록 커버(71)가 맨드리일(1)에 설치된다.

파이프(70)를 사용하여 맨드리일(1)내에 축적된 비응축성가스를 배출하기 위해서는, 우선 맨드리일(1)을 열매체(2)의 비등점이상의 온도로 가열하고, 파이프(70)의 부착단부가 제35도의 도시와 같은 최상단 위치에서 맨드리일(1)의 회전을 정지한 후, 예를 들면 파이프(70)의 밀봉단부(70a)를 닛퍼(nipper)등의 공구를 사용하여 절단하고, 맨드리일(1)내의 내부압력을 이용해서 비응축성가스를 배출한다. 이 작업을 할때 벨형용기(15)나 커버(71)를 떼내는 것은 물론이다. 가스배출후, 즉시 파이프(70)의 밀봉단부(70a)로 표시하는 부분을 변형시켜 다시 용접해서 완전히 밀봉한다. 이와 같은 일련의 작업은 열매체(2)의 비등점 이상의 온도에서 실시한다. 이러한 작업이 비등점 이하에서 실시되면, 맨드리일(1)내가 감압상태가 되어 반대로 공기가 파이프(70)의 절단된 단부를 통하여 맨드리일(1)내로 침입하기 때문이다.

또, 파이프(70)의 부착단부를 도면과 같이 최상단위치에 두는 이유는 비응축성가스가 맨드리일(1)내에서 상부에 모이는 성질을 이용하여 효율적으로 배기를 하기 위한 것이다.

제36도는 별도 실시예를 도시하고 맨드리일(1)의 선단(1a) 반대측의 플랜지부(1d)에는 비응축성가스 배치용 파이프(72)의 일단이 상기 실시예와 동일한 구성으로 접속된다. 파이프(72)는 원통형 회전축(18)내에 삽입되고, 또 타단(72a)는 진공증착장치의 외부로 돌출하는 동시에 상기 실시예와 같이 밀봉되어 있다.

이 실시예에 있어서도 파이프(72)는 배기시에 최상단위치에 놓이고 또 타단(72a)는 적절히 절단되어 배기후 재밀봉된다.

또, 제35도에 도시된 실시예에서는 비응축성가스의 배기시에 벨형용기(15)를 떼내어야하나, 제36도의 실시예에서는 배기시에 벨형용기(15)를 장착한 상태로 배기를 실시하여 맨드리일(1)내의 응축성가스가 배출된다. 이러한 경우, 벨형용기(15)를 장착한 채이므로 벨형용기를 떼어냈을때와 비교하여 맨드리일(1)로부터 대기로의 방열량이 적어지므로 배기작업시간을 보다 길게 설정할 수 있다.

이와 같이 보다 간편한 수단으로 맨드리일내의 비응축성가스를 배기하므로써 균일한 온도범위의 구간이 L₂구간(제38도 참조)으로부터 L₁구간(제37도 참조)으로 증가되고, 맨드리일이 균일가열체로서의 기능을 양호하게 실행할 수 있다.

그런데 앞의 설명에서 기술한 바와 같이 제4도에 도시된 실시예는 맨드리일(1), 도관(21) 및 냉각실린더(22)등을 밀폐용기구조로하여 증착후에 증착층의 균질화나 다음의 증착에 대비하는 것을 목적으로하여 냉각실린더(22)를 노즐(25)로부터 분사되는 냉수등에 의하여 냉각시키도록 한 것이다.

이 실시예에서 상기 밀폐용기내에 비응축성가스가 축적되면 맨드리일(1)내의 양단측에 비응축성가스가 모이고, 냉각실린더(22)내에 갇히게 되므로, 냉각실린더(22)의 열전달성능이 악화되어 맨드리일(1)이 양호하게 냉각되지 않게 된다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여, 맨드리일(1)에 비응축성가스 배기용의 파이프를 접속하고, 이 파이프로 맨드리일내부의 비응축성가스를 배출하도록 하면 열전달성능이 개선되고, 양호한 균일냉각기능을 회복할 수 있다.

또, 제17도에 도시된 실시예는 맨드리일(1)내에 열매체(2)를 가열하는 히이터(5)나 내측파이프(37), 외측 파이프(36)로 구성되는 냉각용 순환로등을 설치한 것으로 맨드리일(1)을 냉각하기 위하여 상기 순환로에 물등의 냉각매체를 유동시킨다.

이 실시예에 있어서도 맨드리일(1)내에 비응축성가스가 축적되면 냉각용 순환로의 온도분포가 제38도의 그래프와 같고, 온도가 낮은 장소에서는 냉각매체에의 열전달량은 작아지고 냉각효율은 악화된다. 또, 냉각속도도 맨드리일(1)내의 양단부에서 감소된다.

맨드리일(1)의 내부에 이와 같은 냉각수단을 구비하는 장치에 있어서도 맨드리일(1)에 비응축성가스 배출용 파이프를 접속하고, 비응축성가스의 배기를 실시하므로써 맨드리일(1)을 균일하게 냉각시킬 수 있다.

그런데 지금까지 설명한 실시예에서는 피증착체로서 전자사진의 감광체 드럼등에 사용되는 원통형 피증착체를 사용한 것이나, 이밖에 이와 같은 피증착체를 필름과 같은 가요성(flexible)으로하여 다음에서 설명하는 방법으로 증착물질을 가요성 피증착체에 증착하므로써, 예를 들면 벨트형 감광체로서도 제작할 수 있다. 이하 이와 같은 목적을 달성할 수 있는 진공증착장치에 대하여 설명한다.

제39도에는 이와 같은 진공증착장치의 한 예를 도시한다.

벨트형 감광체를 형성하기 위한 진공증착장치는 베이스플레이트(base plate) (75)에 장착되는 벨형용기(15)내부가 구멍(76)에 접속된 진공장치에 의하여 배기되어 진공상태로 유지된다. 벨형용기(15)내에는 피증착체가열장치(77)가 배치되고, 이로인해 피증착체(100)가 가열된다.

피증착체가열장치(77)는 가열평면(78a)을 상부에 갖춘 밀봉용기(78)와, 이 밀봉용기(78)내의 비응축성가스를 제거한 다음 밀봉된 디페닐(diphenyl) 또는 알킬나프탈린(alkyl napthalene)과 같은 열매체(2)와 이 열매체(2)를 가열하기 위한 밀봉용기(78)내에 설치된 히이터(79)로 구성된다. 히이터(79)는 밀봉용기(78)의 바깥쪽에 설치해도 된다. 또, 열매체(2)로서 다른 액체 또는 가스등을 적절히 사용할 수 있다.

피증착체(100)는 필름로울러(film roll)(81)에 감긴 긴 필름이고, 중간부분이 안내로울러(82)(83),(84)에 안내되어 권취로울러(85)에 의하면 감겨진다. 피증착체(100)는 안내로울러(82) 및 (83)사이에서 이들 로울러에 의하여 피증착체가열장치(77)의 가열평면(78a)에 밀접되어 가열되고, 안내로울러(83) 및 (84)사이에서 하부에 위치된 후드(hood)(86)내의 보우트(boat)(87)에 담겨진 증착물질로된 증발원(88)에 의하여 증착되어 박막이 형성된다.

피증착체가열장치(77)에 있어서는 히이터(79)의 가열에 의하여 열매체(2)가 기화되고, 열매체(2)로된 가스가 밀봉용기(78)내를 구석구석이동하기 때문에 가열평면(78a)이 균일하게 가열된다. 따라서 이것에 밀접되는 피증착체(100)도 균일하게 가열되어 증발원(88)에 의한 증착이 균일하게 실시된다.

피증착체가열장치(77)의 밀봉용기(78)내에는 온도센서(89)가 배치되고, 이로인해 밀봉용기(78)내의 증기온도가 검지되고, 이것과 적정한 가열면온도를 나타내는 목표온도와의 변위가 검지된다.

검지온도가 목표온도보다 높은 경우, 제어회로는 히이터(79)의 출력을 내리고, 그 반대의 경우는 히이터(79)의 출력을 높인다. 이 온도센서(89)는 밀봉용기(78)의 어느 내벽면에도 접촉하여 설치할 수 있다. 또, 열의 전도효과를 높이기 위하여 히이터(79)의 외표면 및 또는 밀봉용기(78)의 내벽면에 요철(凹凸)을 형성하거나 거칠게 할 수 있다. 또 밀봉용기(78)의 가열평면(78a)을 제40도의 도시와 같이 곡면으로 할 수 있다.

피증착체(100)는 판재형 또는 벨트형 감광체로서 폴리에스테르 필름(polyester film)이 사용되고 있으나 진공속에서 가스방출이 그다지 많지 않은 다른 수지필름(resin film) 또는 금속필름을 사용할 수 있다. 전자사진용 감광체의 경우는 증착되는 광도전성 피막의 밑면에 도전층을 필요로하기 때문에, 수지필름의 경우는 알루미늄등의 금속을 동일하게 증착한 후 그위에 광도전성 피막을 증착한다.

제41도에 도시된 실시예에 있어서는 밀봉용기(78)가 피증착체(100)의 필름로울러(81)측을 아래로 하여 경사지게 배치된다.

따라서, 밀봉용기(78)내의 열매체(2)는 필름로울(81)측으로 이동되어, 밀봉용기(78)의 하면은 열매체(2)가 존재하는 부분과 존재하지 않는 부분으로 구분된다. 그리고 이 열매체(2)가 존재하는 부분에 히이터(79)가 배치되고 존재하지 않는 부분에 보우터(87)내의 증발원(88)이 배치된다.

피증착체(100)는 밀봉용기(78)의 가열평면(78a)인 하면전면에 접촉되도록 안내로울러(82),(84)에 안내되고 권취로울러(85)에 의하여 차례로 감겨진다. 따라서 피증착체(100)는 가열평면(78a)의 열매체(2)가 존재하는 부분에서 예열되고, 또 열매체(2)가 존재하지 않는 부분에서 본격가열되면서 증발원(88)에 의한 증착을 받는다.

제42도 및 제43도에 도시하는 별도 실시예에 있어서는 밀봉용기(78)가 양쪽에 다리가 달린 책상의 형상을 이루고, 그 양쪽다리부분의 내부에 히이터(79)가 설치되고, 그곳에 열매체(2)가 저장된다.

이 밀봉용기(78)는 그 양다리사이의 옴패인 평면부분에 연속되는 터널형의 슬릿(slit)(90)이 형성되고 그곳을 피증착체(100)가 통과한다.

그리고 옴패인 평면부 및 양측의 터널부분이 가열평면(78a)으로 되고 옴패인 부분의 하방에 증발원(88)을 수용한 보우트(87)가 배치된다. 히이터(79)에 의하여 가열된 열매체(2)는 기화해서 밀봉용기(78)내를 순환하고 가열평면(78a)을 균일하게 가열한다. 안내로울러(82)(84)에 의해 안내된 피증착체(100)는 양다리부분에서 예열되고 중간부에서 본격가열되어 증발원(88)으로부터의 증착을 받는다.

상기의 각 실시예에 있어서 피증착체(100)가 접촉하는 가열평면(78a)의 양측모서리부에는 곡률(曲率)을 두어서 피증착체를 반송할때 접혀지는 것을 방지하면 좋다. 또 안내로울러(82)(84)등을 히이트파이프로 구성하고, 상류측의 안내로울러(82)로 피증착체(100)를 예열하고, 하류측의 안내로울러(84)로 냉각하면 좋다.

이상과 같이 이와 같은 실시예에 의하면 박막이 형성되는 필름과 같은 피증착체를 균일하게 가열할 수 있으므로 형성된 박막의 품질이 일정하고 안정된 특성을 얻을 수 있다. 또, 가열평면을 임의의 형상으로 형성할 수 있으므로 임의의 형상을 갖춘 피증착체를 사용할 수가 있다.

Claims (21)

1. 진공실내에 있어서 증착물질이 표면에 부착되는 피증착체와, 내부에 열매체가 비응축성가스를 제거한 상태로 충전되는 밀봉용기를 구성하고 상기 피증착체가 장착되는 피증착체지지대와, 상기 피증착체지지대내의 열매체를 기화시키기 위하여 이것에 열공급을 하는 가열수단과, 상기 피증착체에 증착물질을 부착한후 상기 피증착체지지대를 통하여 상기 피증착체를 냉각하는 냉각수단을 가지는 진공증착장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 피증착체는 원통형을 이루고, 피증착체지지대는 원통형 피증착체를 장착할 원통형 밀봉용기형태의 맨드리일로 된 진공증착장치.
3. 제1항에 있어서 (제1도, 제2도 참조), 상기 가열수단이 피증착체지지대의 내부 또는 외부에 설치되는 진공증착장치.
4. 제1항에 있어서(제4도 참조), 상기 냉각수단은 일측단이 피증착체지지대에 연결되는 도관의 단부에 진공증착장치 외부로 노출된 냉각실린더를 설치하고 이 냉각실린더를 외부에서 냉각매체로 냉각시키는 진공증착장치.
5. 제1항에 있어서(제6도 참조), 상기 냉각수단은 일측단이 피증착체지지대의 내부에 설치되고, 타측단이 진공증착장치의 외부에 노출되는 밀폐냉각용기를 구비하고, 상기 밀폐냉각용기내에 낮은 비등점의 열매체를 밀봉한 후 밀폐냉각용기의 노출된 부분을 외부에서 냉각매체로 냉각시키는 진공증착장치.
6. 제1항에 있어서(제17도, 제19도 참조), 상기 냉각수단은 진공증착장치 외부에서 피증착체지지대까지 연장되는 냉각용 순환로를 갖추고, 상기 냉각용 순환로에 냉각매체를 강제순환시키는 진공증착장치.
7. 제1항에 있어서(제22도 참조), 상기 가열수단은 일측단이 피증착체지지대와 연결되는 도관의 타측단을 진공증착장치 외부에 노출시키고, 상기 노출된 타측단을 유도코일로서 가열시키는 진공증착장치.
8. 제1항에 있어서(제24도, 제28도 참조), 상기 피증착체 또는 피증착체지지대의 온도가 온도센서에 의하여 검지되는 진공증착장치.
9. 제1항에 있어서(제35도, 제36도 참조), 상기 피증착체지지대에 내부의 비응축성가스를 배기시키는 파이프가 접속되는 진공증착장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 원통형 피증착체는 증착물질의 부착후에 정전사진용 감광체 드럼으로 사용되는 진공증착장치.
11. 제2항에 있어서, 상기 맨드리일은 내벽에 펌프날개를 갖추고 있는 진공증착장치.
12. 제5항에 있어서(제8도 참조), 상기 밀폐냉각용기는 피증착체지지대에 대하여 미끄럼 가능토록 구성되고, 피증착체지지대에 대한 내장량이 변경할 수 있도록 구성되는 진공증착장치.
13. 제6항에 있어서, 냉각용 순환로는 제1단계에서 높은 비등점의 냉각매체를, 제2단계에서 낮은 비등점의 냉각매체를 각각 순환시키는 진공증착장치.
14. 제7항에 있어서(제23도 참조), 상기 도관의 노출된 단부는 가열부와 냉각부로 구분되는 진공증착장치.
15. 제8항에 있어서(제24도 참조), 상기 온도센서는 진공증착장치 외부로 인출되는 도선을 구비하고, 상기 도선은 진공실의 기밀(機密)이 유지되도록 인출되는 진공증착장치.
16. 제8항에 있어서(제28도 참조), 상기 온도센서가 상기 피증착체지지대와 연결되는 진공증착장치.
17. 제9항에 있어서(제36도 참조), 상기 비응축성가스 배기용의 파이프는 피증착체지지대에 접속되는 일측단과 진공증착장치 외부로 노출되는 타측단으로 구성되는 진공증착장치.
18. 제14항에 있어서(제23도 참조), 상기 냉각부에 방열핀이 설치된 진공증착장치.
19. 제2항에 있어서, 상기 맨드리일은 내벽에 다공질층을 갖추고 있는 진공증착장치.
20. 제2항에 있어서, 상기 맨드리일은 내벽에 요철무늬를 갖추고 있는 진공증착장치.
21. 제2항에 있어서, 상기 맨드리일은 내벽에 메시를 갖추고 있는 진공증착장치.

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