WO2018147122A1 - 成膜装置および成膜物の製造方法 - Google Patents

成膜装置および成膜物の製造方法 Download PDF

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藤井　博文
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株式会社神戸製鋼所
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    • F16J9/26—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction characterised by the use of particular materials

Definitions

  • the present invention relates to a film forming apparatus and a method for manufacturing a film-formed product.
  • a hard film such as chromium nitride is formed on the outer peripheral surface of the workpiece by a film forming method such as PVD.
  • the piston ring is a metal member having a shape in which a part of the ring is interrupted, and has a pair of opposed end portions facing each other across a space that is the interrupted portion.
  • the piston ring is inserted into the engine cylinder while being deformed in a direction in which the outer diameter is reduced, that is, in a direction in which the opposed ends approach each other. In this use state, the force to open outward is the largest at the opposite end. That is, the opposing end portion is most strongly pressed against the inner wall of the cylinder, so that it is most easily worn when the engine is used.
  • Patent Document 1 a film forming method described in Patent Document 1 is known as a film forming method in which the film thickness of the hard coating at the opposite end portion of the piston ring is made larger than the film thickness of other portions.
  • This film forming method includes placing a piston ring on a rotary table, driving the rotary table by a motor to rotate and revolve the piston ring, and giving a speed command to the motor. And controlling the motor so that the rotation speed of the piston ring is slow when the joint portion of the piston ring faces the evaporation source.
  • the rotation speed of the piston ring when the opposite end portion of the piston ring faces the evaporation source is set slower than the rotation speed when the portion other than the end portion faces the evaporation source so that the hard end at the end portion is hard.
  • the thickness of the coating can be made larger than the thickness of the hard coating at other sites.
  • An object of the present invention is to provide a film forming apparatus capable of accurately controlling the film thickness distribution in the circumferential direction of a workpiece.
  • a film forming apparatus which is a chamber and a work rotating device housed in the chamber, and holds at least one work having an outer peripheral surface on which a film is formed, and performs predetermined rotation.
  • a work rotation device having at least one holding part that rotates around an axis, and an evaporation source that is attached to the inside of the chamber and has an emission surface from which particles that form a material for forming the outer peripheral surface of the work are ejected.
  • a power source that provides an electrical operation output to the evaporation source for causing the particles to jump out of the exit surface, and other parts of the outer peripheral surface of the work while the work rotating device rotates the work.
  • the operation output that the power supply provides to the evaporation source in a specific period in which the specific part where the thick film is to be formed is at least a part of the period facing the emission surface of the evaporation source.
  • a method for manufacturing a film-formed product includes at least one holding unit that holds at least one work having an outer peripheral surface to be formed and rotates around a predetermined rotation axis.
  • An evaporation source having an exit surface from which particles as a material for forming the outer peripheral surface of the workpiece are ejected, and an electrical operation output for ejecting the particles from the exit surface to the evaporation source
  • a preparation step for preparing a power supply to be applied, a workpiece attachment step for attaching the workpiece to the holding portion, and the workpiece rotating device by the workpiece rotating device, and a thicker film than the other portion of the outer peripheral surface of the workpiece is formed.
  • the operation output is higher than the reference output.
  • FIG. 1 shows a film forming apparatus 1 according to the embodiment.
  • the film forming apparatus 1 forms a film on the outer peripheral surface of the piston ring 100 by PVD, specifically arc ion plating (AIP) or sputtering, while rotating and reciprocating a plurality of piston rings 100 which are workpieces to be formed. It is a device that performs processing.
  • the film forming apparatus 1 includes a chamber 2, an evaporation source including a plurality of targets 3, a plurality of arc power sources 4 that respectively supply arc currents to the plurality of targets 3, and a work that revolves a plurality of piston rings 100.
  • a rotating device 5 and a control device 6 that performs current control of the arc power supply 4 are provided.
  • the chamber 2 is composed of a hollow housing having a plurality of side walls 2a and a top wall and a bottom wall connected to the upper and lower edges of the plurality of side walls 2a.
  • a sealed space 2b is surrounded by the plurality of side walls 2a, the top wall, and the bottom wall.
  • the chamber 2 houses the piston ring 100 and the workpiece rotating device 5 in the space 2b.
  • the plurality of targets 3 are attached to a pair of specific side walls 2a that are included in the plurality of side walls 2a and face each other.
  • Each target 3 includes a material for forming a film on the outer peripheral surface of the piston ring 100 (for example, a material such as titanium or chromium for forming a hard film of chromium nitride or titanium nitride).
  • Each target 3 has an exit surface 3a, and particles constituting the material jump out of the exit surface 3a.
  • the target 3 is arranged outside the revolution orbit OB shown in FIG.
  • the revolution track OB is a track on which the piston ring 100 revolves around a predetermined revolution axis S1.
  • Each arc power supply 4 gives an arc current to the target 3 as an electric operation output for causing particles to jump out of the target 3.
  • the arc power supply 4 has a cathode and an anode. The cathode is connected to the target 3 and the anode is connected to the chamber 2.
  • the piston ring 100 that is a workpiece is a member that has a shape in which a part of an annulus is interrupted, that is, an arc having a central angle close to 360 °.
  • the piston ring 100 has a pair of opposed end portions 102 and 102 that face each other across a space 101 that is a portion where a part of the annular ring is interrupted.
  • a hard film is formed on the outer peripheral surface of the piston ring 100 by the film forming apparatus 1 to prevent wear.
  • the outer peripheral surface of the piston ring 100 includes a specific portion on which a film thicker than other portions is to be formed. The specific portion is a portion that is most heavily worn inside the cylinder of the engine when the piston ring 100 is used in the engine, that is, the outer peripheral surface of the opposed end portions 102 and 102.
  • the work rotation device 5 is configured to simultaneously move the plurality of piston rings 100 in a predetermined revolving direction S while rotating the plurality of piston rings 100 around the respective rotation axes S2 during the film forming process.
  • the workpiece rotating device 5 includes a plurality of holding units 13 and a holding unit driving unit 19 as main components.
  • Each of the plurality of holding portions 13 can rotate about the rotation axis S2 while holding a plurality of piston rings 100 stacked on each other.
  • the holding unit driving unit 19 rotates each of the plurality of holding units 13 and revolves in the revolution direction S.
  • the revolution direction S is a direction in which the plurality of holding portions 13 revolve around a revolution axis S1 extending in parallel with each of the rotation axes S2, and is different from a direction in which the rotation axis S2 extends.
  • Each holding portion 13 can rotate around the rotation axis S2 while holding the plurality of piston rings 100.
  • the holding portion 13 includes a pedestal portion 13a on which the plurality of stacked piston rings 100 are placed, and a column portion 13b extending along the rotation axis S2.
  • the column portion 13b has, for example, a cylindrical shape, and holds the plurality of piston rings 100 stacked around the column portion 13b on the inside thereof.
  • Ribs 13c are formed on the outer peripheral surface of the support column 13b.
  • the rib 13c is a portion for positioning the opposed end portions 102, 102 of each piston ring 100, that is, a positioning portion.
  • the rib 13c extends in a direction parallel to the rotation axis S2, and has a width that can be inserted into the space 101 sandwiched between the opposed end portions 102, 102 of each piston ring 100.
  • the rib 13c is inserted into the space 101 as the piston ring 100 is fitted to the support column 13b, whereby the opposed end portions 102 and 102 of the stacked piston rings 100 are rotated on the rotation axis S2.
  • the piston ring 100 is positioned so as to face a common predetermined direction with reference to.
  • the holding unit driving unit 19 includes a revolving table 11 that can rotate around the revolving axis S ⁇ b> 1 together with the plurality of holding units 13, a table driving unit 12 that rotates the revolving table 11, and the plurality of holding units 13.
  • a plurality of rotation gears 14 that rotate together with each other, a revolving gear 15 that is fixed to the chamber 2 and meshes with each of the plurality of rotation gears 14, and the plurality of holding portions 13 and the plurality of rotation gears 14 are connected to each other.
  • the table driving unit 12 includes a motor and a speed reducer that decelerates the rotation of the output shaft of the motor and transmits it to the revolving table 11.
  • the revolution gear 15 is fixed to the chamber 2 via the support base 18 at a position where the center thereof coincides with the revolution axis S1.
  • the revolving table 11 has a plurality of through holes 11a for holding the plurality of holding portions 13 so as to be capable of rotating.
  • the plurality of through holes 11a are arranged at equal intervals around the revolution axis S1.
  • the revolution table 11 includes a disk-shaped table body and a shaft portion 16 extending downward from the lower surface of the table body along the revolution axis S1.
  • the shaft portion 16 extends downward from the table main body through through holes formed in the center portions of the revolving gear 15 and the support base 18, and is connected to the output shaft of the speed reducer (not shown) of the table driving portion 12. .
  • the rotational driving force output by the table drive unit 12 is transmitted to the shaft portion 16 of the revolution table 11, thereby rotating the revolution table 11 around the revolution axis S1 in the revolution direction D1 shown in FIG. .
  • the plurality of holding portions 13 held on the revolution table 11 revolve around the revolution axis S1.
  • the plurality of connecting shafts 17 are inserted into the plurality of through-holes 11a of the revolving table 11 so as to be rotatable in the vertical direction.
  • the connecting shaft 17 has an upper end portion connected to the holding portion 13 and a lower end portion connected to the rotation gear 14.
  • the plurality of holding portions 13 and the plurality of rotation gears 14 are rotatable together with the connecting shaft 17 by the portion of the revolution table 11 surrounding the through hole 11a while being positioned on the upper side and the lower side of the revolution table 11, respectively.
  • the plurality of holding portions 13 and the plurality of rotation gears 14 can revolve in the revolving direction D1 around the revolving axis S1 as the revolving table 11 rotates.
  • Each of the plurality of rotation gears 14 revolves around the rotation axis S2 together with the holding portion 13 connected to the rotation gear 14 by revolving while meshing with the rotation gear 15, and the rotation direction shown in FIG. It is possible to rotate to D2.
  • each of the piston rings 100 held by each of the plurality of holding portions 13 has the same predetermined predetermined end portions 102 and 102 of the piston ring 100 with reference to the rotation axis S2. It is positioned to face the direction of. Therefore, when the plurality of holding portions 13 rotate, the piston rings 100 held by the holding portions 13 can rotate while facing the same direction.
  • the control device 6 controls the period measurement unit 24 that measures the rotation period of the piston ring 100 held by each holding unit 13 and the current output from the arc power source 4 based on the measured period. And a control unit 23.
  • the period measurement unit 24 includes a pulse counter 21 and a calculator 22.
  • the pulse counter 21 counts the number of pulses transmitted from the table driving unit 12 according to the number of rotations of the motor of the table driving unit 12 of the work rotating device 5.
  • the calculator 22 calculates the rotation period of each piston ring 100 from the counted number of pulses.
  • the control unit 23 generates a control signal for instructing the output level of the arc current corresponding to the rotation period and inputs the control signal to the arc power supply 4, so that the current output from the arc power supply 4 can be reduced. Take control. A specific description of this current control will be given in the description of the film formation method of the piston ring 100 below.
  • This method includes a preparation step, a workpiece attachment step, and a film formation step.
  • the film rotating apparatus 5 having the plurality of holding units 13, the evaporation source having the target 3, and the film forming apparatus 1 having the arc power source 4 are prepared as described above.
  • the plurality of piston rings 100 are attached to the plurality of holding portions 13, respectively.
  • the piston ring 100 held in each of the plurality of holding portions 13 has the ribs 13c so that the opposite ends 102 and 102 of the piston ring 100 are the same on the basis of the rotation axis S2. Positioned to face a predetermined direction.
  • film formation is performed on the outer peripheral surface of the piston ring 100 while the plurality of piston rings 100 rotate and revolve.
  • the workpiece rotating device 5 has the plurality of piston rings 100 held by the plurality of holding portions 13 around the respective rotation axes S2.
  • the plurality of piston rings 100 are revolved at a constant revolution speed around the revolution axis S1 while rotating at a constant revolution speed.
  • a bias potential is applied to each piston ring 100 from a bias potential application unit (not shown) via the work rotating device 5, while the arc power source 4 supplies an arc current to the target 3 made of a material such as chromium.
  • the target 3 made of a material such as chromium.
  • arc discharge occurs between the target 3 and the inner surface of the chamber 2, and the material of the target 3 evaporates on the emission surface 3 a of the target 3, and high-energy particles jump out of the emission surface 3 a.
  • the particles collide with the outer peripheral surface of the piston ring 100 and form a hard film such as chromium nitride on the outer peripheral surface.
  • Each piston ring 100 passes in front of the emission surface 3a of the target 3 while revolving. Therefore, the hard coating can be formed over the entire circumference of the outer peripheral surface of each piston ring 100. In this way, a film-formed product is manufactured.
  • the controller 23 controls the arc current so that the arc current periodically changes in accordance with the rotation period of the piston ring 100.
  • This control is performed so that the arc current AR that is the operation output given to the target 3 has a current value I2 (for example, 150 A) higher than the reference current value I1 (for example, 100 A) that is the reference output only during a specific period.
  • the specific period is a period in which the opposed ends 102, 102 of at least one piston ring 100 of the plurality of piston rings 100 face the emission surface 3a of the target 3, that is, as shown in FIG. It is at least a part of the period in which the specific part is facing the outside of the revolution orbit OB. That is, the specific period may be all of the period in which the facing end portions 102 and 102 face outward or a part of the period.
  • the “reference output” is, for example, when the film forming apparatus 1 forms a film on the outer peripheral surface of the workpiece while rotating the workpiece such as the piston ring 100 as in the reference current value I1 described above.
  • the operation output such as arc current necessary for securing a film having a preset target film thickness over the entire surface.
  • the arc is set so that the arc current AR becomes a current value I2 higher than a predetermined reference current value I1 as indicated by a line L1 in FIG.
  • the power supply 4 is controlled.
  • the time t2 is the time at which the facing ends 102, 102 of the plurality of piston rings 100 face the outside of the revolution orbit OB.
  • a large amount of particles P2 corresponding to the high current value I2 are emitted from the emitting surface 3a of the target 3 to the outer peripheral surfaces of the peripheral portions 102 and 102 of the piston ring 100 as shown in FIG. It is possible to form a partially thick film on the opposite ends 102, 102 of 100.
  • the control unit 23 maintains a current value I2 that is high for a specific period T1 that is a certain period including the time t2, and the reference current value is used for periods other than the specific period T1.
  • the arc power supply 4 is controlled so as to maintain I1. Therefore, the control unit 23 detects that the opposed ends 102 and 102 of the piston ring 100 are located outside the revolution orbit OB as shown in FIG. 4 at a time t1 that is out of the period T1 as shown in FIG.
  • the arc power source 4 is controlled so that the arc current AR becomes the reference current value I1 at the time before turning.
  • the amount of particles P1 emitted from the emission surface 3a of the target 3 corresponding to the reference current value I1 is other than the opposed end portions 102 and 102 of the piston ring 100.
  • a film having a reference film thickness is formed on the outer peripheral surface of the part.
  • the control unit 23 controls the arc power source 4 so that the arc current AR becomes the reference current value I1, and the reference current value I1.
  • the times t3 and t4 are times when the space 101 sandwiched between the opposed ends 102 and 102 of the piston ring 100 moves inward after facing the outer side of the orbit as shown in FIGS. .
  • the control unit 23 has the arc current AR having the highest current value I2 at time t2 in the time period T0, and the reference current value I1 in other periods.
  • the arc power supply 4 may be controlled so that the current value gently and continuously changes like a sine curve with the intermediate value as an intermediate value.
  • this control also forms a partially thick film on the outer peripheral surface of the opposed end portions 102, 102 of the piston ring 100, and the reference film thickness on the outer peripheral surface of the other portions. It is possible to form a film having a film thickness close to.
  • the film thickness is controlled not by changing the rotation speed of the piston ring but by changing the arc current.
  • the control unit 23 in a state where the rotation speed and the revolution speed of the piston ring 100 are constant, the opposed end portions 102 and 102 of the piston ring 100 face the emission surface 3a of the target 3.
  • the arc power supply may be compared with other periods.
  • the arc power supply 4 is controlled so that the arc current that the 4 gives to the target 3 becomes a high output, specifically, so as to periodically change in accordance with the rotation period of the piston ring 100. Therefore, the work rotating device 5 only has to rotate and revolve the piston ring 100 at a constant speed, and control for changing the rotation speed is unnecessary. That is, the coating on the opposed ends 102 and 102 of the piston ring 100 is partially thickened by a highly responsive electrical operation in which the arc current applied from the arc power source 4 to the target 3 is changed instead of the rotation speed operation. Therefore, the film thickness can be controlled with high reproducibility and high accuracy. Therefore, it is possible to control the film thickness distribution in the circumferential direction of the piston ring 100 with high accuracy. Further, since the change in the rotation speed and revolution speed of the piston ring 100 during the film forming process is not required, it is possible to reduce the mechanical load applied to the work rotation device 5 that rotates the piston ring 100. To.
  • the present invention is not limited to an embodiment in which the rotation speed and revolution speed of the piston ring are constant, and includes one that changes at least one of the rotation speed and revolution speed.
  • the ribs 13c of the holding portions 13 function as positioning portions for positioning the piston ring 100, so that the opposed end portions that are portions where a thick film should be formed on the outer peripheral surface of the piston ring 100 It is possible to turn 102 and 102 in a predetermined direction, that is, to specify the rotational phase of the facing end portions 102 and 102. Accordingly, when film formation is performed on the outer peripheral surface of the piston ring 100 while rotating the piston ring 100, the opposite end of the piston ring 100 is controlled in the control of the arc power source 4 as described above, that is, in the rotation period of the piston ring 100.
  • the arc current value of the target 3 is set to a current value I2 higher than the reference current value I1 only in a specific period that is a period in which the portion including 102, 102 faces the emission surface 3a of the target 3 or a part of the period. Control is possible. This control makes it possible to form a partially thick film on the opposite ends 102, 102.
  • the piston ring is controlled by controlling the arc power source 4 so that the arc current periodically changes in accordance with the rotation period of the piston ring 100. It is possible to control the film thickness distribution in the circumferential direction of 100 with higher accuracy.
  • the arc power supply 4 is controlled so that the arc current periodically changes in accordance with the rotation period of the piston ring 100, but the present invention is not limited to this.
  • the arc current may change at a timing different from the rotation period as long as the condition that the arc current increases when the opposed end portions 102 of the piston ring 100 face the emission surface 3a of the target 3 is satisfied.
  • the film forming method of the film forming apparatus 1 and the piston ring 100 according to the above embodiment is not limited to a mode in which the piston ring 100 moves (for example, revolves) in a predetermined moving direction different from the direction in which the rotation axis S2 extends.
  • the plurality of piston rings 100 rotate around the rotation axis S2 in a state where the rotational phases of the opposed end portions 102, 102 of the plurality of piston rings 100 respectively held by the plurality of holding portions 13 are matched.
  • the arc current of the target 3 or the like in a specific period that is a period in which a part including at least one opposed end portion 102, 102 of the plurality of piston rings 100 faces the emission surface 3c of the target 3 or a part of the period. It is only necessary to perform control so that the operation output is higher than the reference output and higher than the operation output in a period other than the specific period. This control makes it possible to form a partially thick film on each of the opposite ends 102, 102 of the plurality of piston rings 100.
  • the ribs 13 c that are the positioning parts of the plurality of holding parts 13 of the work rotating device 5 are respectively connected to the piston rings 100.
  • the opposed end portion 102 on which a thick film is to be formed faces a predetermined direction with respect to the rotation axis S2 (for example, the opposed end portions 102 of all piston rings 100 face the revolution shaft 100).
  • the plurality of piston rings 100 are positioned so that they face the outside of the revolution track. Thereby, it is possible to make the rotational phase of the opposing end portion 102 during rotation between the plurality of piston rings 100 exactly match.
  • the arc current of the target 3 is the reference current value I1 during a specific period, which is a period in which the opposing ends 102, 102 of the plurality of piston rings 100 simultaneously face the emission surface 3a of the target 3 or a part of the period. Since the current value I2 is higher than that, a partially thick film can be formed on each of the opposed end portions 102 of the plurality of piston rings 100. Therefore, the above film formation can be performed using a conventional rotary table that revolves at a constant rotational speed.
  • the target 3 is disposed outside the revolution track in which the holding unit 13 revolves around the revolution axis S ⁇ b> 1, and the control unit 23 includes the opposed end 102 of the plurality of piston rings 100. , 102 is controlled so that the arc current of the target 3 becomes a current value I2 higher than the reference current value I1 in a specific period, which is a period during which or 102 is facing the outside of the revolution orbit.
  • This makes it possible to form a thick film on the opposite end portion 102 of the piston ring 100 using the target 3 disposed at an arbitrary position outside the revolution orbit OB of the holding portion 13.
  • the gear ratio between the rotation gear 14 and the revolution gear 15 is preferably a value other than an integer.
  • the present invention is not limited to the embodiment described above.
  • the present invention includes the following modifications, for example.
  • the power source that provides an electrical operation output to the evaporation source is the arc power source 4 that applies an arc current to the target 3 that is the evaporation source for AIP.
  • the invention is not limited to this.
  • the electrical operation output according to the present invention may be, for example, sputtering power supplied to an evaporation source for sputtering.
  • the work rotating device may have at least one holding unit, and the number of the holding units is not limited.
  • the work rotating device may have only a single holding unit capable of rotating.
  • the control unit is in a specific period that is a period during which the specific part of the work is facing the emission surface of the target or a part of the period.
  • the operation output is periodically adjusted according to the rotation period of the workpiece so that the operation output such as the arc current of the target is higher than the reference output and higher than the operation output in the period other than the specific period. It is possible to form a partially thick film at the specific part of the workpiece by controlling to change to.
  • the target 3 according to the above embodiment is disposed outside the revolution orbit OB of the holding unit 13, the present invention is not limited to this.
  • the target 3 may be disposed inside the revolution orbit OB of the holding portion 13.
  • the target 3 as an evaporation source is disposed on the revolution axis S1, and the emission surface 3a of the target 3 is configured by a cylindrical outer peripheral surface facing radially outward over the entire circumference.
  • a control unit similar to the control unit 23 shown in FIG. 8 In a specific period that is a period in which at least a part of the opposing end parts 102, 102 (may be all or part of the opposing end part 102) faces the inside of the revolution orbit OB or a part thereof, the target 3
  • the operation output is adjusted to the rotation period of the piston ring 100 so that the operation output (for example, arc current) is higher than the reference output and higher than the operation output in a period other than the specific period. Control to change periodically.
  • a thick film is formed by partially applying a large amount of particles P2 to the respective end portions 102 of a plurality of piston rings 100 using a single target 3 positioned inside the revolution orbit OB of the holding portion 13. Can be formed.
  • the emission surface 3a of the target 3 of the film forming apparatus shown in FIGS. 7 to 8 is a surface that surrounds the entire circumference of the revolution axis S1 and faces outward so as to be separated from the revolution axis S1 in the radial direction. Therefore, when the portion including the opposed end portions 102 of the plurality of piston rings 100 faces the inside of the revolution orbit OB, the operation output of the target 3 is increased, whereby a large amount of particles P2 are extracted from the emission surface 3a. It is possible to apply to each opposite end 102 of each piston ring 100 simultaneously. In this way, it is possible to efficiently form a thick film on the opposing end portions 102 of the plurality of piston rings 100 using the single target 3.
  • the gear ratio between the rotation gear and the revolution gear is preferably a value other than an integer.
  • each piston ring 100 is formed while the plurality of piston rings 100 are rotated and revolved by the work rotating device 5.
  • the present invention is not limited to this.
  • a plurality of piston rings 100 may be caused to advance straight while filming on the outer peripheral surface of each piston ring 100. Good.
  • the work rotation device 34 is orthogonal to the direction in which the rotation axis S2 extends while rotating the plurality of holding units 13 capable of rotation and the plurality of holding units 13 around the rotation axis S2 at a constant rotation speed.
  • a holding unit driving unit that moves the holding units 13 straight in the straight direction D3 is provided.
  • the holding unit driving unit includes a plurality of rotation gears 14 that can rotate together with the plurality of holding units 13, and the linear movement direction while supporting the plurality of holding units 13 and the plurality of rotation gears 14 in a rotatable manner.
  • Each holding portion 13 is a rib as a positioning portion for positioning the pedestal portion 13a, the column portion 13b, and the opposed end portion 102 of the piston ring 100, similarly to the holding portion 13 shown in FIGS. 13c.
  • the slide member 31 supports the plurality of holding portions 13 and the plurality of rotation gears 14 so as to be able to rotate.
  • the slide member 31 has a plurality of through holes (not shown) for supporting the plurality of holding portions 13 and the plurality of rotation gears 14 so as to be able to rotate, like the revolving table 11 shown in FIG.
  • the plurality of through holes are spaced apart from each other in the rectilinear direction D3 that is the moving direction of the holding portion 13.
  • a connecting shaft (not shown) that connects the plurality of holding portions 13 and the plurality of rotation gears 14 is rotatably inserted into each through hole, whereby each holding portion 13 and each of the holding portions 13 are connected to the through holes.
  • the rotation of the coupled rotation gear 14 in the rotation direction D2 is allowed.
  • Each of the ribs 13c of the plurality of holding portions 13 positions the piston ring 100 so that the peripheral portions 102, 102 of the piston ring face the same predetermined direction with respect to the rotation axis S2.
  • the rectilinear drive unit 32 includes means for linearly driving the slide member 31, for example, a linear motion mechanism that combines a rack and a pinion gear, an air cylinder, or a linear motor.
  • the plurality of teeth 33a of the rack 33 are arranged so as to be aligned along the straight advance direction D3.
  • Each of the plurality of rotation gears 14 meshes with the teeth 33 a of the rack 33. Accordingly, each rotation gear 14 rotates by receiving a rotational driving force from the teeth 33a of the rack 33 as it goes straight in the straight direction D3. Therefore, the rotation gear 14 and the holding portion 13 connected to the rotation gear 14 can rotate and move straight at the same time.
  • the target 3 is disposed at a position deviated from a route in which the plurality of holding portions 13 go straight in the straight direction D3.
  • the exit surface 3a of the target 3 is directed in a direction facing the holding portion 13 passing through the path.
  • the other structure of the film forming apparatus shown in FIG. 9 is the same as the structure of the film forming apparatus 1 shown in FIGS. Therefore, the description of the other configuration is omitted.
  • the method for forming a plurality of piston rings 100 using the film forming apparatus shown in FIG. 9 includes a process for preparing the film forming process, a work attaching process, and a film forming process.
  • a plurality of piston rings 100 are attached to each of the plurality of holding portions 13 as in the film forming apparatus 1 shown in FIGS.
  • the plurality of piston rings 100 are configured so that the opposite ends 102 and 102 of the piston rings 100 have the same predetermined direction (for example, the straight traveling direction C of the piston ring 100) with respect to the rotation axis S ⁇ b> 2.
  • the piston ring 100 is positioned so as to face in a direction orthogonal to the direction.
  • the work rotating device 34 causes the plurality of piston rings 100 to rotate at a constant speed in a direction D3 orthogonal to the rotation axis S2 while rotating at a constant rotation speed around the rotation axis S2.
  • the range including the opposed ends 102 and 102 of at least one piston ring 100 among the plurality of piston rings 100 that advance straight in this way is a period in which the target 3 is facing the emission surface 3a or a part of the period.
  • the control unit included in the film forming apparatus and equivalent to the control unit 23 shown in FIG. 1 has an output of the target 3 that is higher than the reference output (for example, arc current).
  • the operation output is controlled so as to be periodically changed in accordance with the rotation period of the piston ring 100 so that the output is higher than the operation output in a period other than the specific period, and the outer peripheral surface of the piston ring 100 is formed. Do the membrane.
  • the outer peripheral surface of the piston ring 100 is formed while the piston ring 100 rotates and moves straight in the straight direction D3.
  • a period before the space 101 between the opposing ends 102, 102 of the plurality of piston rings 100 faces the emission surface 3 a of the target 3 (a period in which the space 101 faces the left side in FIG. 10).
  • the control unit controls the arc power source 4 so that the arc current AR becomes the reference current value I1.
  • the particle P1 corresponding to the reference current value I1 is emitted from the emission surface 3a of the target 3 and reaches a portion other than the opposed end portions 102 and 102 of each piston ring 100, and other than the opposed end portions 102 and 102.
  • a film having a reference thickness is formed on the outer peripheral surface of the portion.
  • the control unit controls the arc power supply 4 so that the arc current AR becomes a current value I2 higher than a predetermined reference current value I1.
  • a large amount of particles P2 corresponding to the high current value I2 are emitted from the emission surface 3a of the target 3, reach the outer peripheral surface of the opposed end portion 102 of the piston ring 100, and a partially thick film on the outer peripheral surface.
  • the control unit controls the arc power supply 4 so that the arc current AR becomes the reference current value I1.
  • the particles P1 corresponding to the reference current value I1 are emitted from the emission surface 3a of the target 3, and a film having a reference film thickness is formed on the outer peripheral surface of the piston ring 100 other than the opposed end portions 102 and 102.
  • the plurality of piston rings 100 are rotated by the revolving table 11 at a constant rotation speed, and are linearly moved in a straight direction D3 perpendicular to the direction in which the rotation axis S2 extends.
  • a film By forming a film on the outer peripheral surface of each piston ring 100 that passes in front of the emission surface 3a, a partially thick film can be formed on each of the opposed end portions 102, 102 of the plurality of piston rings 100. It becomes possible. Therefore, the above-described film formation can be performed using a conventional work movement table that rotates at a constant rotation speed and goes straight at a constant speed.
  • the work rotation device 34 of the film forming apparatus shown in FIGS. 9 to 13 causes the plurality of piston rings 100 to rotate and travels straight in the straight direction D3, the present invention is not limited to this.
  • the plurality of piston rings 100 may be reciprocated linearly in both the straight direction D3 and the opposite direction instead of straight in the straight direction D3.
  • the workpiece according to the present invention is not limited to the piston ring.
  • a wide range of workpieces having an outer peripheral surface to be coated and a specific portion on which a thick film is to be formed are set on the outer peripheral surface.
  • the workpiece is a cutting tool used for cutting, and the portion of the outer peripheral surface of the cutting tool that comes into contact with the cutting target that rotates at high speed (that is, the rake face) is set as a specific portion where a thick film is to be formed. May be.
  • a film forming apparatus capable of accurately controlling the film thickness distribution in the circumferential direction of the workpiece.
  • a film forming apparatus which is a chamber and a work rotating device housed in the chamber, and holds at least one work having an outer peripheral surface on which a film is formed, and performs predetermined rotation.
  • a work rotation device having at least one holding part that rotates around an axis, and an evaporation source that is attached to the inside of the chamber and has an emission surface from which particles that form a material for forming the outer peripheral surface of the work are ejected.
  • a power source that provides an electrical operation output to the evaporation source for causing the particles to jump out of the exit surface, and other parts of the outer peripheral surface of the work while the work rotating device rotates the work.
  • the operation output that the power supply provides to the evaporation source in a specific period in which the specific part where the thick film is to be formed is at least a part of the period facing the emission surface of the evaporation source.
  • the electric operation output that the power source gives to the evaporation source (for example, arc current in the case of an arc evaporation source, sputter evaporation source) In this case, sputtering power etc. are controlled.
  • the control unit turns on the power supply so that the operation output becomes high while the specific portion on the outer peripheral surface of the workpiece where the thick film is to be formed faces the emission surface of the evaporation source. Control. Therefore, the work rotation device only needs to rotate the work at a constant speed, and control for changing the rotation speed is not necessary.
  • the electric operation output given to the evaporation source from the power source is changed and the responsive electric power is high. It is possible to perform highly accurate film thickness control with high reproducibility by partially thickening a specific part of the workpiece by a typical operation. Therefore, it is possible to accurately control the film thickness distribution in the circumferential direction of the workpiece. In addition, the fact that the change in the rotation speed of the workpiece during the film forming process is not required enables a reduction in the mechanical load applied to the workpiece rotating device that rotates the workpiece.
  • the “reference output” is necessary for securing a film having a preset target film thickness on the entire outer peripheral surface of the work when the film forming apparatus performs film formation on the outer peripheral surface of the work while rotating the work. This refers to the driving output.
  • the film forming apparatus further includes a period measurement unit that measures a rotation period of the workpiece held by the holding unit, and the control unit is configured to periodically change the operation output according to the rotation period of the workpiece.
  • the power source is controlled.
  • the control unit can control the film thickness distribution in the circumferential direction of the workpiece with higher accuracy by controlling the power supply so that the operation output periodically changes in accordance with the rotation period of the workpiece. .
  • the at least one workpiece includes a plurality of workpieces
  • the at least one holding portion includes a plurality of holding portions that respectively hold the plurality of workpieces
  • the workpiece rotating device includes the plurality of holding portions.
  • a holding unit driving unit that rotates in a predetermined movement direction different from a direction in which the rotation axis extends while rotating about the rotation axis
  • the control unit includes the plurality of holding unit driving units of the work rotation device.
  • the evaporation source is operated in the specific period that is at least a part of a period in which at least one specific part of the plurality of workpieces faces the emission surface of the evaporation source while the holding unit is moved. It is preferable to control the operation output so that the output is higher than the reference output and higher than the operation output in a period other than the specific period. .
  • the holding unit driving unit rotates the plurality of workpieces at a constant rotation speed while moving the workpieces in a predetermined movement direction at a constant movement speed, and at least one specific portion of the plurality of workpieces
  • the operation output of the evaporation source is higher than the reference output in the specific period that is at least a part of the period in which the portion including the surface faces the emission surface of the evaporation source, and is higher than the operation output in a period other than the specific period.
  • the workpiece rotating device is held by the plurality of holding portions, respectively.
  • the operation output is controlled so that the operation output of the evaporation source is higher than the reference output and higher than the operation output in a period other than the specific period in the specific period that is at least a part. Is preferred.
  • At least one specific portion of the plurality of workpieces is Increasing the operation output of the evaporation source to be higher than the reference output in the specific period, which is at least part of the period in which the part including the surface faces the emission surface of the evaporation source, is partially thick in each specific part of the plurality of workpieces. It makes it possible to form a film.
  • each of the plurality of holding portions includes a positioning portion that positions the workpiece so that the specific portion faces a predetermined direction with respect to the rotation axis.
  • the positioning portion positions the plurality of workpieces such that the specific portion on which the thick film is to be formed of each of the outer peripheral surfaces of the plurality of workpieces faces the same predetermined direction with respect to the rotation axis.
  • the holding unit driving unit is configured to revolve around a revolution axis extending in parallel with a direction in which the rotation axis extends while rotating each of the plurality of holding units around the rotation axis.
  • the control unit is configured such that the holding unit moving unit of the workpiece rotating device causes the workpiece to rotate on the rotation axis. While revolving around the revolution axis while revolving to the center, the part including the specific part of the plurality of workpieces is at least a part of the period facing the outside of the revolution track in the specific period It is preferable to control the operation output so that the operation output of the evaporation source is higher than the reference output and higher than the operation output in a period other than the specific period.
  • the operation output of the evaporation source is higher than the reference output in the specific period, with at least a part of the period in which the part including the specific part of the plurality of workpieces faces the outside of the revolution track as the specific period. Controlling the power supply in this manner makes it possible to form a thick film on a specific part of the workpiece while using an evaporation source disposed at an arbitrary position outside the revolving track of the holding unit.
  • the evaporation source may be disposed on the inner side of the revolution track on which the holding portion revolves around the revolution axis, and the emission surface may face the revolution track on the inner side of the revolution track.
  • the control unit is configured to identify the plurality of workpieces while the holding unit driving unit of the workpiece rotating device revolves around the revolution axis while rotating the workpiece around the rotation axis.
  • the operation output of the evaporation source is higher than the reference output in the specific period that is at least a part of the period in which the portion including the part faces the inside of the revolution orbit, and the output in a period other than the specific period It is preferable to control the operation output so that the output is higher than that.
  • the specific period at least a part of the period in which the part including the specific part of the plurality of workpieces faces the inside of the revolution trajectory is the specific period, and the operation output of the evaporation source is higher than the reference output in the specific period.
  • the workpiece rotating device is coupled to each of the plurality of holding portions, and a plurality of rotation gears that can rotate around the rotation shaft together with the holding portion, and a revolving gear that meshes with each of the rotation gears,
  • the gear ratio between the rotation gear that rotates and revolves together with the holding portion and the rotation gear that is fixed to the chamber is a value other than an integer. That is, each time the plurality of workpieces revolve around the rotation axis.
  • the position where the specific part of the plurality of workpieces faces the outside or inside of the revolution track causes a shift in the circumferential direction of the revolution axis. This prevents a specific part of a specific part of the plurality of works from facing an evaporation source arranged outside or inside the revolution track, and the evaporation source is arranged outside or inside the revolution track. Even if it is, it is possible to reliably obtain the same film thickness distribution in a plurality of workpieces.
  • the holding unit driving unit may be configured to linearly advance each of the plurality of holding units in a direction orthogonal to a direction in which the rotation axis extends while rotating about the rotation axis.
  • the above-described film formation can be performed using a conventional work movement table that rotates at a constant rotation speed and goes straight at a constant speed.
  • a method for manufacturing a film-formed product includes at least one holding unit that holds at least one work having an outer peripheral surface to be formed and rotates around a predetermined rotation axis.
  • An evaporation source having an exit surface from which particles as a material for forming the outer peripheral surface of the workpiece are ejected, and an electrical operation output for ejecting the particles from the exit surface to the evaporation source
  • a preparation step for preparing a power supply to be applied, a workpiece attachment step for attaching the workpiece to the holding portion, and the workpiece rotating device by the workpiece rotating device, and a thicker film than the other portion of the outer peripheral surface of the workpiece is formed.
  • the operation output is higher than the reference output.
  • a specific portion of the outer peripheral surface of the workpiece on which a thick film is to be formed is the evaporation source.
  • the operation output is controlled so that the operation output becomes high in a specific period that is at least a part of the period facing the emission surface.
  • the operation output it is preferable to control the operation output so as to periodically change in accordance with the rotation period of the workpiece.
  • the film thickness distribution in the circumferential direction of the workpiece can be controlled with higher accuracy.
  • the workpiece rotating device rotates each of the plurality of workpieces around the rotation axis while moving in a predetermined movement direction different from a direction in which the rotation shaft extends.
  • the operation output of the evaporation source is an output higher than a reference output in the specified period that is at least a part of the period in which the at least one specified part is facing the emission surface of the evaporation source, and other than the specified period It is preferable to control the operation output so that the output is higher than the operation output in the period.
  • the film forming step at least one of the plurality of workpieces is rotated while the workpiece rotating device rotates around the rotation axis while matching the rotation phase of the specific portion of each of the plurality of workpieces.
  • the operation output of the evaporation source is higher than a reference output in the specific period that is at least a part of the period in which the specific part faces the emission surface of the evaporation source, and the operation output in a period other than the specific period It is preferable to control the operation output so that the output is higher than that.
  • each of the plurality of workpieces is individually attached to each of the plurality of holding portions so that the specific portion faces a predetermined direction with respect to the rotation axis.
  • the operation output of the evaporation source is higher than a reference output in the specified period that is at least a part of the period in which at least one of the specified part is facing the emission surface of the evaporation source. It is preferable to perform film formation on the outer peripheral surface of the workpiece by controlling the operation output so that the output is higher than the operation output in the period.
  • the above-described film formation can be performed using a conventional rotary table that revolves at a constant rotational speed.
  • At least one specific part of the plurality of works Is an output higher than the reference output in the specific period, which is at least a part of the period facing the emission surface of the evaporation source, and higher than the operation output in a period other than the specific period
  • the operation output may be controlled so that the film is formed on the outer peripheral surface of the workpiece so as to be output.
  • the above-described film formation can be performed by using a conventional work movement table that rotates at a constant rotation speed and goes straight at a constant speed.

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Abstract

ワークの周方向の膜厚分布を制御することが可能な成膜装置が提供される。成膜装置は、複数のワーク（１００）を保持して自公転させるワーク回転装置（５）と、ワーク（１００）の外周面を成膜するための材料となる粒子が飛び出す出射面（３ａ）を有するターゲット（３）と、ターゲット（３）から粒子が飛び出すためのアーク電流をターゲット（３）に与える電源（４）と、自転するワーク（１００）の特定部分（１０２）が出射面（３ａ）を向く期間の少なくとも一部である特定期間においてアーク電流を基準出力よりも高い出力にするように電源（４）を制御する制御部（２３）と、を備える。

Description

成膜装置および成膜物の製造方法
　本発明は、成膜装置および成膜物の製造方法に関する。
　従来、エンジンのピストンリングなどのワークの耐摩耗性を向上するために、当該ワークの外周面に窒化クロムなどの硬質皮膜をＰＶＤなどの成膜方法によって形成することが行われる。
　ピストンリングは、円環の一部が途切れた形状を有する金属製の部材であり、その途切れた部分である空間を挟んで互いに向かい合う一対の対向端部を有している。ピストンリングは、その外径を小さくする方向すなわち前記対向端部同士が近づく方向に変形しながらエンジンのシリンダに挿入されて使用される。この使用状態では、前記対向端部には、外側に開こうとする力が最も大きくかかる。すなわち、当該対向端部は、シリンダ内壁に最も強く押し付けられるので、エンジンの使用時に最も摩耗しやすい。
　そこで、前記対向端部の摩耗を防止するために、当該端部に形成される上記の硬質皮膜を部分的に厚くすることが考えられる。
　従来、ピストンリングにおける前記対向端部での硬質皮膜の膜厚を他の部位の膜厚よりも大きくする成膜方法として、特許文献１の記載の成膜方法が知られている。
　この成膜方法は、ピストンリングを回転テーブルに載せることと、当該回転テーブルをモータにより駆動して前記ピストンリングを自転及び公転させることと、前記モータに対して速度指令を与えることにより、ピストンリングの合口部が蒸発源にほぼ正対するときにピストンリングの自転速度が遅くなるようにモータを制御することと、を含む。この制御は、ピストンリングの対向端部が蒸発源に正対するときのピストンリングの自転速度を当該端部以外の部位が蒸発源に正対するときの自転速度よりも遅くして前記端部における硬質皮膜の厚みを他の部位における硬質皮膜の厚みよりも大きくすることを可能にしている。
　しかし、上記のようにモータを制御してピストンリングの自転速度を変える成膜方法では、モータに対して速度指令を与えてから回転テーブル上のピストンリングが所定の自転速度に達するまでにタイムラグがある。そのタイムラグは、ピストンリングなどのワークの重量、または回転テーブルの状態や温度などにより成膜処理中に変化するので、ピストンリングの自転速度の制御の再現性が低い。すなわち、ピストンリングの対向端部が蒸発源に向いているときにピストリンリングの自転速度を遅くする速度制御を確実に行うことが難しい。その結果、当該端部における膜厚を精度良く制御するのは非常に困難である。この課題は、ピストンリングに限らず、ワークの表面に形成される膜の厚みをその周方向について異ならせるような成膜について生じ得る。
特許４６８０３８０号公報
　本発明は、ワークの周方向の膜厚分布を精度良く制御することが可能な成膜装置を提供することを目的とする。
　提供されるのは、成膜装置であって、チャンバと、前記チャンバの内部に収納されたワーク回転装置であって、成膜される外周面を有する少なくとも１つのワークを保持して所定の自転軸を中心に自転させる少なくとも１つの保持部を有するワーク回転装置と、前記チャンバの内部に取り付けられ、前記ワークの外周面を成膜するための材料となる粒子が飛び出す出射面を有する蒸発源と、前記出射面から前記粒子が飛び出すための電気的な運転出力を前記蒸発源に与える電源と、前記ワーク回転装置が前記ワークを自転させている間、前記ワークの外周面のうち他の部分よりも厚い皮膜が形成されるべき特定部分が前記蒸発源の出射面を向いている期間の少なくとも一部である特定期間において前記電源が前記蒸発源に与える前記運転出力を基準出力よりも高い出力であって前記特定期間における運転出力よりも高い出力にするように当該電源を制御する制御部と、を備える。
　また、提供されるのは、成膜物を製造する方法であって、成膜される外周面を有する少なくとも１つのワークを保持して所定の自転軸を中心に自転させる少なくとも１つの保持部を有するワーク回転装置、前記ワークの外周面を成膜するための材料となる粒子が飛び出す出射面を有する蒸発源、および前記出射面から前記粒子が飛び出すための電気的な運転出力を前記蒸発源に与える電源を準備する準備工程と、前記ワークを前記保持部に取り付けるワーク取付け工程と、前記ワーク回転装置によって前記ワークを自転させるとともに、前記ワークの外周面のうち他の部分よりも厚い皮膜が形成されるべき特定部分が前記蒸発源の出射面を向いている期間の少なくとも一部である特定期間では前記運転出力を基準出力よりも高い出力であって当該特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力にするように前記電源を制御して前記ワークの外周面の成膜を行うことにより当該ワークを前記成膜物にする成膜工程と、を含む。
本発明の実施形態に係る成膜装置の全体構成を示す断面正面図である。 図１に示される前記成膜装置のチャンバの内部における複数のワークの配置を示す平面図である。 図１に示される前記成膜装置のアーク電源からターゲットへ供給されるアーク電流ＡＲの周期的な変化を示すグラフである。 図１に示される成膜装置を用いたピストンリングの成膜方法を説明するための平面図である。 図１の成膜装置を用いた前記成膜方法を説明するための平面図である。 図１の成膜装置を用いた前記成膜方法を説明するための平面図である。 図１の成膜装置を用いた前記成膜方法を説明するための説明図である。 本発明の第１の変形例に係る成膜装置であって蒸発源がピストンリングの公転軌道の内側に配置されるものを示す平面図である。 本発明の第２の変形例に係る成膜装置であってピストンリングを自転させながら直進させる成膜装置のチャンバの内部における複数のワークの配置を示す平面図である。 図９の成膜装置を用いたピストンリングの成膜方法を説明するための平面図である。 図９の成膜装置を用いた前記成膜方法を説明するための平面図である。 図９の成膜装置を用いた前記成膜方法を説明するための平面図である。 図９の成膜装置を用いた前記成膜方法を説明するための平面図である。
　図面を参照しながら本発明の実施の形態に係る成膜装置およびそれを用いた成膜物の製造方法について詳細に説明する。
　図１は、前記実施形態に係る成膜装置１を示す。この成膜装置１は、成膜されるワークである複数のピストンリング１００を自公転させながらピストンリング１００の外周面にＰＶＤ、具体的にはアークイオンプレーティング（ＡＩＰ）やスパッタリング、によって成膜処理を行なう装置である。当該成膜装置１は、チャンバ２と、複数のターゲット３を備えた蒸発源と、複数のターゲット３にそれぞれアーク電流を供給する複数のアーク電源４と、複数のピストンリング１００を自公転させるワーク回転装置５と、アーク電源４の電流制御を行う制御装置６とを備えている。
　チャンバ２は、複数の側壁２ａと、当該複数の側壁２ａのそれぞれの上側および下側の縁に連結された天壁および底壁とを有する中空の筐体からなる。これら複数の側壁２ａ、天壁、および底壁によって、密閉された空間２ｂが囲まれる。前記チャンバ２は、前記空間２ｂ内にピストンリング１００およびワーク回転装置５を収納する。
　前記複数のターゲット３は、図１～２に示されるように、前記複数の側壁２ａに含まれて互いに対向する特定の一対の側壁２ａにそれぞれ取り付けられている。各ターゲット３は、ピストンリング１００の外周面に成膜するための材料（例えば、窒化クロムや窒化チタンの硬質皮膜を形成するためのチタンやクロムなどの材料）を含む。各ターゲット３は出射面３ａを有し、当該出射面３ａから前記材料を構成する粒子が飛び出す。ターゲット３は、図２に示される公転軌道ＯＢの外側に配置されている。当該公転軌道ＯＢは、前記ピストンリング１００が所定の公転軸Ｓ１を中心に公転する軌道である。
　各アーク電源４は、ターゲット３から粒子を飛び出させるための電気的な運転出力としてアーク電流を当該ターゲット３に与える。アーク電源４は、陰極および陽極を有する。陰極は、前記ターゲット３に接続され、陽極は、前記チャンバ２に接続される。
　ワークである前記ピストンリング１００は、図２に示されるように、円環の一部が途切れた形状を有する、つまり３６０°に近い中心角をもつ円弧状をなす、部材である。すなわち、ピストンリング１００は、円環の一部が途切れた部分である空間１０１を挟んで互いに対向する一対の対向端部１０２，１０２を有する。ピストンリング１００の外周面には、摩耗防止のために上記の成膜装置１によって硬質皮膜が形成される。ピストンリング１００の外周面は、他の部分よりも厚い皮膜が形成されるべき特定部分を含む。当該特定部分は、前記ピストンリング１００がエンジンに使用される時に当該エンジンのシリンダの内部で最も激しく磨耗する部分、つまり、前記対向端部１０２，１０２の外周面、である。
　ワーク回転装置５は、成膜プロセス中に、前記複数のピストンリング１００をそれぞれの自転軸Ｓ２を中心に自転させながら所定の公転方向Ｓへ当該複数のピストンリング１００を同時に移動させるように構成される。
　前記ワーク回転装置５は、図１～２に示されるように、主要な構成要素として、複数の保持部１３と、保持部駆動部１９と、を有する。前記複数の保持部１３のそれぞれは、互いに積層された複数のピストンリング１００を保持して自転軸Ｓ２を中心に自転することが可能である。前記保持部駆動部１９は、前記複数の保持部１３のそれぞれを自転させるとともに、前記公転方向Ｓに公転させる。当該公転方向Ｓは、前記自転軸Ｓ２のそれぞれと平行に延びる公転軸Ｓ１を中心に前記複数の保持部１３が公転する方向であり、前記自転軸Ｓ２が延びる方向と異なる方向である。
　それぞれの保持部１３は、前記複数のピストンリング１００を保持しながら自転軸Ｓ２を中心に自転可能である。当該保持部１３は、積層された前記複数のピストンリング１００が載置される台座部１３ａと、前記自転軸Ｓ２に沿って延びる支柱部１３ｂと、を有する。支柱部１３ｂは、例えば円柱状をなし、当該支柱部１３ｂの周囲において積層された前記複数のピストンリング１００をその内側で保持する。前記支柱部１３ｂの外周面にはリブ１３ｃが形成されている。当該リブ１３ｃは、各ピストンリング１００の対向端部１０２，１０２を位置決めする部分、すなわち位置決め部、である。当該リブ１３ｃは、前記自転軸Ｓ２と平行な方向に延び、各ピストンリング１００の前記対向端部１０２，１０２に挟まれた前記空間１０１に挿入可能な幅を有する。前記リブ１３ｃは、前記ピストンリング１００の前記支柱部１３ｂへの嵌合に伴って前記空間１０１に挿入され、これにより、積層されたピストンリング１００のそれぞれの対向端部１０２，１０２が自転軸Ｓ２を基準とした共通の所定の方向を向くように当該ピストンリング１００を位置決めする。
　前記保持部駆動部１９は、前記複数の保持部１３とともに前記公転軸Ｓ１を中心に回転可能な公転テーブル１１と、当該公転テーブル１１を回転させるテーブル駆動部１２と、前記複数の保持部１３のそれぞれとともに自転する複数の自転ギア１４と、チャンバ２に固定され、前記複数の自転ギア１４のそれぞれと噛み合う公転ギア１５と、前記複数の保持部１３と前記複数の自転ギア１４とをそれぞれ連結する複数の連結軸１７と、を有する。
　前記テーブル駆動部１２は、モータと、当該モータの出力軸の回転を減速して前記公転テーブル１１に伝える減速機と、を有している。
　前記公転ギア１５は、その中心が前記公転軸Ｓ１に一致する位置で支持台１８を介してチャンバ２に固定されている。
　前記公転テーブル１１は、前記複数の保持部１３のそれぞれを自転可能に保持するための複数の貫通孔１１ａを有する。複数の貫通孔１１ａは、公転軸Ｓ１回りに等間隔に配置されている。公転テーブル１１は、円盤状のテーブル本体と、当該テーブル本体の下面から前記公転軸Ｓ１に沿って下方に延びる軸部１６と、を有する。軸部１６は、公転ギア１５および支持台１８の中央部にそれぞれ形成された貫通孔を通して前記テーブル本体から下方に延び、前記テーブル駆動部１２の図示されない前記減速機の出力軸に連結されている。前記テーブル駆動部１２が出力する回転駆動力は、前記公転テーブル１１の前記軸部１６に伝達され、これにより当該公転テーブル１１を前記公転軸Ｓ１回りに図２その他に示す公転方向Ｄ１に回転させる。それとともに、前記公転テーブル１１に保持された前記複数の保持部１３は前記公転軸Ｓ１回りに公転する。
　前記複数の連結軸１７は、前記公転テーブル１１の前記複数の貫通孔１１ａにそれぞれ回転可能に上下方向に挿入されている。連結軸１７は、前記保持部１３に連結される上端部と、前記自転ギア１４に連結される下端部と、を有する。これにより、複数の保持部１３および複数の自転ギア１４は前記公転テーブル１１の上側および下側にそれぞれ位置しながら、公転テーブル１１のうち前記貫通孔１１ａを囲む部分によって前記連結軸１７とともに回転自在に支持される。したがって、前記複数の保持部１３および前記複数の自転ギア１４は、前記公転テーブル１１の回転に伴って、前記公転軸Ｓ１を中心として前記公転方向Ｄ１へ公転することが可能である。前記複数の自転ギア１４のそれぞれは、前記公転ギア１５と噛み合いながら公転することにより、当該自転ギア１４に連結される前記保持部１３とともに前記自転軸Ｓ２を中心として図２その他に示される自転方向Ｄ２に自転することが可能である。
　前記複数の保持部１３のそれぞれに保持された前記ピストンリング１００のそれぞれは、図２に示されるように、当該ピストンリング１００の前記対向端部１０２，１０２が自転軸Ｓ２を基準として同一の所定の方向を向くように位置決めされている。したがって、前記複数の保持部１３が自転するときには、それぞれの保持部１３に保持されているピストンリング１００は互いに同一の方向を向きながら自転することが可能である。
　前記制御装置６は、各保持部１３に保持される前記ピストンリング１００の自転周期を測定する周期測定部２４と、その測定された周期に基づいて前記アーク電源４が出力する電流の制御を行う制御部２３とを有する。
　前記周期測定部２４は、パルスカウンタ２１と、算出器２２と、を有する。前記パルスカウンタ２１は、前記ワーク回転装置５の前記テーブル駆動部１２のモータの回転数に応じて当該テーブル駆動部１２から発信されるパルスの数をカウントする。前記算出器２２は、カウントされた当該パルスの数から各ピストンリング１００の自転周期を算出する。
　前記制御部２３は、前記自転周期に対応して前記アーク電流の出力レベルを指令するための制御信号を生成して前記アーク電源４に入力することにより、当該アーク電源４から出力される電流の制御を行う。この電流制御の具体的な説明は、以下のピストンリング１００の成膜方法の説明の中で行われる。
　つぎに、上記の成膜装置１を用いた成膜物の製造方法であって、ＡＩＰにより前記ピストンリング１００の成膜を行う方法について説明する。この方法は、準備工程、ワーク取付工程及び成膜工程を含む。
　前記準備工程では、上記のように複数の保持部１３を有するワーク回転装置５、ターゲット３を有する蒸発源、およびアーク電源４を有する成膜装置１が準備される。
　前記ワーク取付工程では、前記複数のピストンリング１００が前記複数の保持部１３にそれぞれ取り付けられる。前記複数の保持部１３のそれぞれに保持された前記ピストンリング１００は、図２に示されるように、リブ１３ｃによって、当該ピストンリング１００の対向端部１０２，１０２が自転軸Ｓ２を基準として同一の所定の方向を向くように位置決めされる。
　前記成膜工程では、前記複数のピストンリング１００を自公転させながら当該ピストンリング１００の外周面の成膜が行われる。具体的には、チャンバ２の内部がほぼ真空状態まで減圧された環境下で、ワーク回転装置５は、複数の保持部１３に保持された複数のピストンリング１００をそれぞれの自転軸Ｓ２を中心として一定の自転速度で自転させながら当該複数のピストンリング１００を公転軸Ｓ１を中心として一定の公転速度で公転させる。
　それぞれのピストンリング１００には、ワーク回転装置５を介して図示されないバイアス電位印加部からバイアス電位が印加される一方、アーク電源４はクロムなどの材料からなるターゲット３へアーク電流を供給する。これにより、ターゲット３とチャンバ２の内面との間でアーク放電が発生し、ターゲット３の出射面３ａにおいて当該ターゲット３の材料が蒸発して当該出射面３ａから高エネルギーの粒子が飛び出る。当該粒子は、前記ピストンリング１００の外周面に衝突してその外周面の上に窒化クロムなどの硬質皮膜を形成する。それぞれのピストンリング１００は、自公転しながらターゲット３の出射面３ａの前方を通過する。そのため、それぞれのピストンリング１００の外周面の全周に亘って前記硬質皮膜が形成されることが可能である。このようにして成膜物が製造される。
　この成膜工程では、アーク電流がピストンリング１００の自転周期に合わせて周期的に変わるように当該アーク電流を制御部２３が制御する。この制御は、特定期間においてのみ、ターゲット３に与えられる運転出力であるアーク電流ＡＲが基準出力である基準電流値Ｉ１（例えば１００Ａ）よりも高い電流値Ｉ２（例えば１５０Ａ）をもつように、行われる。前記特定期間は、前記複数のピストンリング１００のうちの少なくとも１つの当該ピストンリング１００のうちの対向端部１０２，１０２がターゲット３の出射面３ａを向く期間、つまり、図５に示されるように当該特定部分が前記公転軌道ＯＢの外側を向いている期間、の少なくとも一部である。すなわち、当該特定期間は、前記対向端部１０２，１０２が外側を向いている期間の全てでもよいし、その一部の期間でもよい。
　前記「基準出力」は、例えば、上記の基準電流値Ｉ１のように、成膜装置１がピストンリング１００などのワークを自転させながら当該ワークの外周面に成膜を行う際に、ワークの外周面全体においてあらかじめ設定された目標膜厚の被膜を確保するために必要なアーク電流などの運転出力をいう。
　具体的には、図３のピストンリング１００の自転周期Ｔ０における時刻ｔ２においてアーク電流ＡＲが図３の線Ｌ１に示されるように所定の基準電流値Ｉ１よりも高い電流値Ｉ２になるようにアーク電源４を制御する。前記時刻ｔ２は、図５に示されるように複数のピストンリング１００のそれぞれの対向端部１０２，１０２が公転軌道ＯＢの外側を向く時刻である。この制御は、図５に示されるようにターゲット３の出射面３ａから当該高い電流値Ｉ２に対応する多量の粒子Ｐ２がピストンリング１００の周辺部１０２，１０２の外周面に出射して前記ピストンリング１００の対向端部１０２，１０２に部分的に厚い皮膜を形成することを可能にする。
　図３の線Ｌ１に示されるように、前記制御部２３は、前記時刻ｔ２を含む一定の期間である特定期間Ｔ１だけ高い電流値Ｉ２を維持し、当該特定期間Ｔ１以外の期間は基準電流値Ｉ１を維持するように、アーク電源４を制御する。したがって、制御部２３は、前記図３に示されるように前記期間Ｔ１から外れた時刻ｔ１であって図４に示されるようにピストンリング１００の対向端部１０２，１０２が公転軌道ＯＢの外側を向く前の時刻ではアーク電流ＡＲが基準電流値Ｉ１になるように、アーク電源４を制御する。この時刻ｔ１においてターゲット３の出射面３ａから出射される、基準電流値Ｉ１に対応した量（図５の粒子Ｐ２より少ない量）の粒子Ｐ１はピストンリング１００のうち前記対向端部１０２，１０２以外の部分に至って当該部分の外周面に基準の膜厚の皮膜を形成する。同様に、図３に示されるように前記期間Ｔ１から外れた時刻ｔ３およびｔ４でも、制御部２３は、アーク電流ＡＲが基準電流値Ｉ１になるようにアーク電源４を制御し、基準電流値Ｉ１に対応する粒子Ｐ１をターゲット３の出射面３ａから出射させることにより、ピストンリング１００の対向端部１０２，１０２以外の部分の外周面に基準の膜厚の皮膜が形成されることを可能にする。前記時刻ｔ３及びｔ４は、図６及び図７にそれぞれ示されるように、ピストンリング１００の対向端部１０２，１０２に挟まれる空間１０１が公転軌道の外側を向いた後に内側へ移行する時刻である。
　前記制御部２３は、あるいは、図３の線Ｌ２に示されるように、前記アーク電流ＡＲが時間周期Ｔ０のうちの時刻ｔ２において最も高い電流値Ｉ２を有し、他の期間では基準電流値Ｉ１を中間値としてサインカーブのように電流値がなだらかに連続的かつ周期的に変化するように、アーク電源４を制御してもよい。この制御も、上記線Ｌ１に示される制御と同様に、ピストンリング１００の対向端部１０２，１０２の外周面に部分的に厚い皮膜を形成し、その他の部分の外周面には基準の膜厚に近い膜厚の皮膜を形成することを、可能にする。
　上記の実施形態の成膜装置１およびそれを用いたピストンリング１００の成膜方法（すなわち成膜物の製造方法）では、ピストンリングの自転速度の変更ではなくアーク電流の変更によって膜厚制御が行われる。具体的に、当該実施形態に係る制御部２３は、ピストンリング１００の自転速度および公転速度が一定の状態において、ピストンリング１００のうち対向端部１０２，１０２がターゲット３の出射面３ａを向いている期間の少なくとも一部の期間（例えば前記対向端部１０２，１０２が出射面３ａを向いている期間のすべてでもよいしその一部の期間でもよい。）では他の期間に比べて前記アーク電源４が前記ターゲット３に与えるアーク電流が高い出力になるように、具体的には、ピストンリング１００の自転周期に合わせて周期的に変わるように、当該アーク電源４を制御する。従って、ワーク回転装置５は一定速度でピストンリング１００を自公転させればよく、自転速度を変化させる制御は不要である。つまり、当該自転速度の操作の代わりにアーク電源４からターゲット３に与えるアーク電流を変えるという応答性の高い電気的な操作によってピストンリング１００の対向端部１０２，１０２における被膜を部分的に厚くするための膜厚制御を再現性良く高精度で行うことが可能である。よって、ピストンリング１００の周方向の膜厚分布を精度よく制御することが可能である。また、成膜プロセス中でのピストンリング１００の自転速度および公転速度の変化が不要にすることは、ピストンリング１００を自公転させるワーク回転装置５に与えられる機械的な負荷を減少することを可能にする。
　しかし、本発明は、ピストンリングの自転速度および公転速度が一定である態様に限定されず、当該自転速度および公転速度の少なくとも一方を変化させるものも包含する。
　前記実施形態では、各保持部１３のリブ１３ｃが、ピストンリング１００の位置決めをする位置決め部として機能することにより、ピストンリング１００の外周面のうち厚い皮膜が形成されるべき部位である対向端部１０２，１０２を所定の方向へ向けること、つまり、当該対向端部１０２，１０２の回転位相を特定すること、を可能にする。これにより、ピストンリング１００を自転させながらピストンリング１００の外周面の成膜を行うときに、前記のようなアーク電源４の制御、すなわち、ピストンリング１００の自転周期においてピストンリング１００の対向端部１０２，１０２を含む部位がターゲット３の出射面３ａを向いている期間またはその一部の期間である特定期間においてのみターゲット３のアーク電流の値を基準電流値Ｉ１よりも高い電流値Ｉ２にする制御、が可能である。当該制御は、当該対向端部１０２，１０２に部分的に厚い皮膜を形成することを可能にする。
　さらに、上記の実施形態の成膜装置１およびピストンリング１００の成膜方法では、アーク電流がピストンリング１００の自転周期に合わせて周期的に変わるようにアーク電源４を制御することにより、ピストンリング１００の周方向の膜厚分布をより高い精度で制御することが可能である。
　前記実施形態では、アーク電流がピストンリング１００の自転周期に合わせて周期的に変わるようにアーク電源４が制御されるが、本発明はこれに限定されるものではない。ピストンリング１００の対向端部１０２，１０２がターゲット３の出射面３ａを向いているときにアーク電流が増加するという条件を満たす範囲で、アーク電流が自転周期と異なるタイミングで変化してもよい。
　上記の実施形態の成膜装置１およびピストンリング１００の成膜方法では、自転軸Ｓ２が延びる方向と異なる所定の移動方向へピストンリング１００が移動（例えば公転）する態様に限定されない。複数の保持部１３にそれぞれ保持された複数のピストンリング１００の対向端部１０２，１０２の回転位相が合致した状態で当該複数のピストンリング１００が自転軸Ｓ２を中心に自転することを前提に、複数のピストンリング１００のうちの少なくとも１つの対向端部１０２，１０２を含む部位がターゲット３の出射面３ｃを向いている期間またはその一部の期間である特定期間では前記ターゲット３のアーク電流などの運転出力を基準出力よりも高い出力であって前記特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力にするような制御が行われればよい。この制御は、複数のピストンリング１００のそれぞれの対向端部１０２，１０２に部分的に厚い皮膜を形成することを可能にする。
　また、上記の実施形態の成膜装置１およびピストンリング１００の成膜方法では、ワーク回転装置５の複数の保持部１３のそれぞれの位置決め部であるリブ１３ｃが、複数のピストンリング１００のそれぞれの外周面のうち厚い皮膜が形成されるべき対向端部１０２が自転軸Ｓ２を基準として所定の方向を向くように（例えば、すべてのピストンリング１００の対向端部１０２が公転軸１００を向くように、または公転軌道の外側を向くように）、複数のピストンリング１００の位置決めを行う。これにより、複数のピストンリング１００の間の自転時の対向端部１０２の回転位相を正確に合致させることが可能である。したがって、複数のピストンリング１００のそれぞれの対向端部１０２，１０２が同時にターゲット３の出射面３ａを向いている期間またはその一部の期間である特定期間ではターゲット３のアーク電流が基準電流値Ｉ１よりも高い電流値Ｉ２になるので、複数のピストンリング１００のそれぞれの対向端部１０２に部分的に厚い皮膜を形成することが可能になる。したがって、一定の回転速度で自公転する従来の回転テーブルを用いて上記の成膜が可能になる。
　前記実施形態の成膜装置１では、保持部１３が公転軸Ｓ１を中心として公転する公転軌道よりも外側にターゲット３が配置され、制御部２３は、複数のピストンリング１００のうち対向端部１０２，１０２が公転軌道の外側を向いている期間またはその一部の期間である特定期間ではターゲット３のアーク電流が基準電流値Ｉ１よりも高い電流値Ｉ２になるようにアーク電源４を制御する。このことは、保持部１３の公転軌道ＯＢの外側の任意の位置に配置されたターゲット３を用いてピストンリング１００の対向端部１０２に厚い皮膜を形成することを可能にする。
　本実施形態のようにピストンリング１００を自公転させながら成膜する成膜装置１では、自転ギア１４と当該公転ギア１５とのギア比は、整数以外の値であるのが好ましい。これにより、複数のピストンリング１００が公転軸Ｓ１の周囲を自公転するときに、当該複数のピストンリング１００が１公転するごとに当該複数のピストンリング１００の対向端部１０２が公転軌道の外側を向く位置が公転軸Ｓ１の周方向においてずれ、例えばギア比が小さい場合は少しずつずれる。このことは、複数のピストンリング１００のうちの特定のピストンリング１００の対向端部１０２しか公転軌道ＯＢの外側のターゲット３に対向しなくなることを防ぎ、ターゲット３が公転軌道ＯＢの外側に配置されていても複数のピストンリング１００に同一の膜厚分布を与えることを可能にする。
　 本発明は、以上説明した実施形態に限定されない。本発明は、例えば次のような変形例を包含する。
　（Ａ）上記の実施形態に係る成膜装置１では、蒸発源に電気的な運転出力を与える電源が、ＡＩＰ用の蒸発源であるターゲット３にアーク電流を与えるアーク電源４であるが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る電気的な運転出力は、例えば、スパッタリング用の蒸発源に供給されるスパッタ電力でもよい。
　（Ｂ）本発明に係るワーク回転装置は少なくとも１つの保持部を有していればよく、当該保持部の数は限定されない。例えば、ワーク回転装置は、自転可能な単一の保持部のみを有するものでもよい。この場合でも、制御部は、ワーク回転装置が一定の速度でワークを自転させている間、前記ワークの特定部位がターゲットの出射面を向いている期間またはその一部の期間である特定期間では当該ターゲットのアーク電流などの運転出力が基準出力よりも高い出力であって前記特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力になるように、当該運転出力をワークの自転周期に合わせて周期的に変える制御をすることにより、当該ワークの当該特定部位に部分的に厚い皮膜を形成することが可能である。
　（Ｃ）上記実施形態に係るターゲット３は保持部１３の公転軌道ＯＢの外側に配置されているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の第１の変形例として、図８に示されるように、保持部１３の公転軌道ＯＢの内側にターゲット３が配置されてもよい。
　図８に示されるターゲット３の出射面３ａは、公転軌道の内側で外向きに当該公転軌道ＯＢを向くように配置されている。具体的に、蒸発源である前記ターゲット３は公転軸Ｓ１上に配置され、当該ターゲット３の出射面３ａは全周に亘って径方向外側を向く円筒状の外周面により構成される。
　図８に示される成膜装置においても、ピストンリング１００が一定の自転速度および公転速度で自公転する間、図１に示される制御部２３と同様の制御部が、前記複数のピストンリング１００の対向端部１０２，１０２の少なくとも一部（当該対向端部１０２の全部でもよいし一部でもよい）が公転軌道ＯＢの内側を向いている期間またはその一部の期間である特定期間ではターゲット３の運転出力（例えば、アーク電流）が基準出力よりも高い出力であって当該特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力になるように、当該運転出力をピストンリング１００の自転周期に合わせて周期的に変化させる制御を行う。この変形例では、保持部１３の公転軌道ＯＢの内側に位置する単一のターゲット３を用いて、複数のピストンリング１００のそれぞれの端部１０２に多量の粒子Ｐ２を部分的に当てて厚い皮膜を形成することが可能である。
　しかも、図７～８に示される成膜装置のターゲット３の出射面３ａは、公転軸Ｓ１の周囲を全周に亘って囲むとともに公転軸Ｓ１から径方向に離れるように外を向く面であるため、複数のピストンリング１００の対向端部１０２を含む部位が公転軌道ＯＢの内側を向いているときにターゲット３の運転出力を高くすることにより、当該出射面３ａから多量の粒子Ｐ２を当該複数のピストンリング１００のそれぞれの対向端部１０２に同時に当てることが可能である。このようにして、単一のターゲット３を用いて複数のピストンリング１００のそれぞれの対向端部１０２に厚い皮膜を効率よく形成することが可能である。
　図７～８に示される成膜装置が、図１～２に示される保持部１３、当該保持部１３とともに自公転する自転ギア１４、及びチャンバに固定された公転ギア１５、と同様の保持部、自転ギア及び公転ギアを有する場合、当該自転ギアと当該公転ギアのギア比は整数以外の値であることが、好ましい。これにより、複数のピストンリング１００が公転軸の周囲を１公転するごとに当該複数のピストンリング１００の対向端部１０２が公転軌道の内側を向く位置が公転軸Ｓ１の周方向に少しずつずれる。このことは、複数のピストンリング１００のうちの特定のピストンリング１００の対向端部１０２のみしか公転軌道の内側に配置されたターゲット３に対向することができなくなることを防ぎ、ターゲット３が公転軌道の内側に配置されている場合（とくにターゲット３が図３のように平面的な出射面３ａを有している場合）であっても複数のピストンリング１００に同一の膜厚分布を与えることが可能になる。
　（Ｄ）上記実施形態の成膜装置１およびピストンリングの成膜方法では、複数のピストンリング１００をワーク回転装置５によって自公転させながらそれぞれのピストンリング１００の外周面の成膜が行われるが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の第２の変形例として、図９に示される成膜装置のように、複数のピストンリング１００を自転させながら直進させてそれぞれのピストンリング１００の外周面を成膜するようにしてもよい。
　図９に示される成膜装置は、ワーク回転装置３４を備える。当該ワーク回転装置３４は、自転可能な複数の保持部１３と、当該複数の保持部１３のそれぞれを自転軸Ｓ２を中心に一定の自転速度で自転させながら当該自転軸Ｓ２が延びる方向と直交する直進方向Ｄ３に当該複数の保持部１３を直進させる保持部駆動部を有する。
　具体的に、前記保持部駆動部は、前記複数の保持部１３とともに自転可能な複数の自転ギア１４と、当該複数の保持部１３および複数の自転ギア１４を自転可能に支持しながら前記直進方向Ｄ３に直進することが可能なスライド部材３１と、当該スライド部材３１を前記直進方向Ｄ３に直進させる直進駆動部３２と、前記複数の自転ギア１４に噛み合う複数の歯３３ａを有するラック３３と、を備えている。
　それぞれの保持部１３は、図１～２に示される前記保持部１３と同様に、台座部１３ａと、支柱部１３ｂと、ピストンリング１００の対向端部１０２の位置決めのための位置決め部としてのリブ１３ｃと、を有する。
　前記スライド部材３１は、前記複数の保持部１３および複数の自転ギア１４をそれぞれ自転可能に支持する。例えば、スライド部材３１は、図１に示される前記公転テーブル１１と同様に、複数の保持部１３および複数の自転ギア１４を自転可能に支持するための図示されない複数の貫通孔を有する。前記複数の貫通孔は、保持部１３の移動方向である前記直進方向Ｄ３に互いに離間して配置される。それぞれの貫通孔には、上記公転テーブル１１と同様に、複数の保持部１３および複数の自転ギア１４をそれぞれ連結する図示されない連結軸が回転可能に挿入され、これにより各保持部１３およびこれに連結される自転ギア１４の自転方向Ｄ２への自転を許容する。
　前記複数の保持部１３のそれぞれのリブ１３ｃは、ピストンリングの周辺部１０２，１０２が自転軸Ｓ２を基準として同一の所定の方向を向くように当該ピストンリング１００を位置決めする。
　前記直進駆動部３２は、前記スライド部材３１を直進駆動する手段、例えば、ラックとピニオンギアとを組み合わせた直動機構、エアシリンダ、またはリニアモータなどを備える。
　前記ラック３３の複数の歯３３ａは、前記直進方向Ｄ３に沿って並ぶように配置されている。前記複数の自転ギア１４のそれぞれは、前記ラック３３の歯３３ａに噛み合っている。したがって、各自転ギア１４は、前記直進方向Ｄ３への直進に伴ってラック３３の歯３３ａから回転駆動力を受けて自転する。したがって、自転ギア１４および当該自転ギア１４に連結された保持部１３の自転および直進を同時に行うことが可能である。
　前記ターゲット３は、前記複数の保持部１３が前記直進方向Ｄ３へ直進する経路からはずれた位置に配置されている。前記ターゲット３の出射面３ａは、当該経路を通る保持部１３に対向する方向に向けられている。
　図９に示される成膜装置のその他の構成は、図１～２に示される成膜装置１の構成と同じである。そのため、当該その他の構成についての説明は省略される。
　上記の図９に示される成膜装置を用いて複数のピストンリング１００の成膜を行う方法は、当該成膜工程を用意する工程と、ワーク取付け工程と、成膜工程と、を有する。
　前記ワーク取付け工程では、図１～２に示される成膜装置１と同様に、前記複数の保持部１３のそれぞれに複数のピストンリング１００が取付けられる。当該複数のピストンリング１００は、図９に示されるように、それぞれのピストンリング１００の対向端部１０２，１０２が自転軸Ｓ２を基準として同一の所定の方向（例えば、ピストンリング１００の直進方向Ｃに直交する方向）を向くように当該ピストンリング１００が位置決めされる。
　前記成膜工程では、ワーク回転装置３４が複数のピストンリング１００を自転軸Ｓ２を中心に一定の自転速度で自転させながら当該自転軸Ｓ２と直交する方向Ｄ３へ一定の速度で直進させる。このように直進する複数のピストンリング１００のうちの少なくとも１つの当該ピストンリング１００の対向端部１０２，１０２を含む範囲がターゲット３の出射面３ａを向いている期間またはその一部の期間である特定期間において、前記成膜装置に含まれる制御部であって図１に示される制御部２３と同等の制御部は、ターゲット３の運転出力（例えばアーク電流）が基準出力よりも高い出力であって前記特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力になるように、当該運転出力をピストンリング１００の自転周期に合わせて周期的に変えるように制御して、ピストンリング１００の外周面の成膜を行う。
　すなわち、前記成膜工程では、例えば図１０～１３に示されるように、ピストンリング１００の自転及び直進方向Ｄ３への直進を伴いながらピストンリング１００の外周面の成膜が行われる。
　図１０に示されるように、複数のピストンリング１００のそれぞれの対向端部１０２，１０２の間の空間１０１がターゲット３の出射面３ａを向く前の期間（図１０では左側を向いている期間）では、図１の成膜装置１と同様に、前記制御部は、アーク電流ＡＲが基準電流値Ｉ１になるようにアーク電源４を制御する。このとき、ターゲット３の出射面３ａから前記基準電流値Ｉ１に対応する粒子Ｐ１が出射されて各ピストンリング１００の対向端部１０２，１０２以外の部分に到達し、当該対向端部１０２，１０２以外の部分の外周面に基準の膜厚の皮膜が形成される。
　一方、図１１に示されるように、複数のピストンリング１００の対向端部１０２，１０２がターゲット３の出射面３ａを向いている（図１１では上側を向いている）期間またはその一部の期間である特定期間では、前記制御部は、アーク電流ＡＲが所定の基準電流値Ｉ１よりも高い電流値Ｉ２になるようにアーク電源４を制御する。これにより、ターゲット３の出射面３ａから当該高い電流値Ｉ２に対応する多量の粒子Ｐ２が出射されてピストンリング１００の対向端部１０２の外周面に到達して当該外周面に部分的に厚い皮膜を形成する。
　さらに、図１２～１３に示されるように、ピストンリング１００の対向端部１０２，１０２が出射面３ａを向いた後の期間（図１２及び１３では右側及び下側をそれぞれ向いている期間であって前記特定期間後の期間）では、図１０に示される期間と同様に、前記制御部は、アーク電流ＡＲが基準電流値Ｉ１になるようにアーク電源４を制御する。これにより、基準電流値Ｉ１に対応する粒子Ｐ１がターゲット３の出射面３ａから出射されてピストンリング１００の対向端部１０２，１０２以外の部分の外周面に基準の膜厚の皮膜を形成する。
　図９～１３に示される成膜装置では、複数のピストンリング１００を公転テーブル１１によって一定の自転速度で自転させかつその自転軸Ｓ２が延びる方向と直交する直進方向Ｄ３へ直進させながら、ターゲット３の出射面３ａの前方を通過するそれぞれのピストンリング１００の外周面の成膜を行うことによって、複数のピストンリング１００のそれぞれの対向端部１０２，１０２に部分的に厚い皮膜を形成することが可能になる。したがって、一定の自転速度で自転しながら一定の速度で直進する従来のワーク移動テーブルを用いて上記の成膜が可能になる。
　なお、図９～１３に示される成膜装置のワーク回転装置３４は、複数のピストンリング１００を自転させながら直進方向Ｄ３へ直進させるが、本発明はこれに限定されない。例えば、複数のピストンリング１００を前記直進方向Ｄ３にのみに直進させるのではなく、当該直進方向Ｄ３およびその逆方向の両方向へ往復直線運動させてもよい。
　（Ｅ）本発明に係るワークはピストンリングに限定されない。被膜されるべき外周面を有しかつその外周面に厚い被膜を形成すべき特定部分が設定されるワークについて広く、本発明の成膜装置および成膜物の製造方法が適用される。例えば、ワークが切削加工に用いられるバイトであって、当該バイトの外周面のうち高速回転する切削対象に接触する部分（すなわち、すくい面）が、厚い皮膜が形成されるべき特定部分に設定されてもよい。
　以上のように、ワークの周方向の膜厚分布を精度良く制御することが可能な成膜装置が、提供される。
　提供されるのは、成膜装置であって、チャンバと、前記チャンバの内部に収納されたワーク回転装置であって、成膜される外周面を有する少なくとも１つのワークを保持して所定の自転軸を中心に自転させる少なくとも１つの保持部を有するワーク回転装置と、前記チャンバの内部に取り付けられ、前記ワークの外周面を成膜するための材料となる粒子が飛び出す出射面を有する蒸発源と、前記出射面から前記粒子が飛び出すための電気的な運転出力を前記蒸発源に与える電源と、前記ワーク回転装置が前記ワークを自転させている間、前記ワークの外周面のうち他の部分よりも厚い皮膜が形成されるべき特定部分が前記蒸発源の出射面を向いている期間の少なくとも一部である特定期間において前記電源が前記蒸発源に与える前記運転出力を基準出力よりも高い出力であって前記特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力にするように当該電源を制御する制御部と、を備える。
　前記成膜装置では、従来の成膜装置のようにワークの自転速度を変更する代わりに、電源が蒸発源に与える電気的な運転出力（例えば、アーク蒸発源の場合はアーク電流、スパッタ蒸発源の場合はスパッタ電力など）が制御される。具体的には、ワークの外周面のうち厚い皮膜が形成されるべき特定部分が前記蒸発源の出射面を向いている間では前記運転出力が高い出力になるように、制御部が当該電源を制御する。従って、ワーク回転装置は一定速度でワークを自転させればよく、自転速度を変化させる制御は不要であり、その代わりに電源から蒸発源に与える電気的な運転出力を変えるという応答性の高い電気的な操作によってワークの特定部分を部分的に厚くする高精度の膜厚制御を再現性良く行うことが可能である。よって、ワークの周方向の膜厚分布を精度よく制御することが可能である。また、成膜プロセス中でのワークの自転速度の変更が不要であることは、ワークを自転させるワーク回転装置に与えられる機械的な負荷の減少を可能にする。
　前記「基準出力」は、成膜装置がワークを自転させながら当該ワークの外周面に成膜を行う際に、ワークの外周面全体においてあらかじめ設定された目標膜厚の被膜を確保するために必要な運転出力のことをいう。
　前記成膜装置は、前記保持部に保持される前記ワークの自転周期を測定する周期測定部をさらに備え、前記制御部は、前記運転出力が前記ワークの自転周期に合わせて周期的に変わるように前記電源を制御するのが好ましい。
　前記制御部は、運転出力が前記ワークの自転周期に合わせて周期的に変わるように前記電源を制御することにより、ワークの周方向の膜厚分布をより高い精度で制御することを可能にする。
　前記少なくとも１つのワークは複数のワークを含み、前記少なくとも１つの保持部は、前記複数のワークをそれぞれ保持する複数の保持部を含み、前記ワーク回転装置は、前記複数の保持部のそれぞれを前記自転軸を中心に自転させながら当該自転軸が延びる方向と異なる所定の移動方向へ移動させる保持部駆動部をさらに有し、前記制御部は、前記ワーク回転装置の前記保持部駆動部が前記複数の保持部を移動させている間、前記複数のワークのうちの少なくとも１つの前記特定部分が前記蒸発源の出射面を向いている期間の少なくとも一部である前記特定期間において前記蒸発源の運転出力が基準出力よりも高い出力であって前記特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力になるように、当該運転出力を制御するのが好ましい。
　この成膜装置では、保持部駆動部によって複数のワークを一定の自転速度で自転させながら所定の移動方向へ一定の移動速度で移動させることと、前記複数のワークのうちの少なくとも１つの特定部分を含む部位が蒸発源の出射面を向いている期間の少なくとも一部である前記特定期間では蒸発源の運転出力を基準出力よりも高い出力であって前記特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力にする制御と、の組合せにより、複数のワークのそれぞれ特定部分に部分的に厚い皮膜を形成することが可能になる。
　前記少なくとも１つのワークが複数のワークを含み、前記少なくとも１つの保持部が前記複数のワークをそれぞれ保持する複数の保持部を含む場合、前記ワーク回転装置が前記複数の保持部にそれぞれ保持された前記ワークの前記特定部分の回転位相を互いに合致させながら前記自転軸を中心に自転させる間、前記複数のワークのうちの少なくとも１つの前記特定部分が前記蒸発源の出射面を向いている期間の少なくとも一部である前記特定期間において前記蒸発源の運転出力が基準出力よりも高い出力であって前記特定期間以外の期間の運転出力よりも高い出力になるように、当該運転出力が制御されるのが好ましい。
　このように複数の保持部にそれぞれ保持されたワークの特定部分の回転位相を互いに合致させながら各ワークを一定の自転速度で自転させる場合に、前記複数のワークのうちの少なくとも１つの特定部分を含む部位が蒸発源の出射面を向いている期間の少なくとも一部である前記特定期間において蒸発源の運転出力を基準出力よりも高くすることが、複数のワークのそれぞれ特定部分に部分的に厚い皮膜を形成することを可能にする。
　前記複数の保持部のそれぞれは、前記特定部分が前記自転軸を基準として所定の方向を向くように前記ワークの位置決めをする位置決め部を有するのが好ましい。
　前記位置決め部は、前記複数のワークのそれぞれの外周面のうち厚い皮膜が形成されるべき前記特定部分が自転軸を基準として同一の所定の方向を向くように前記複数のワークの位置決めをすることにより、複数のワーク間の自転時の前記特定部分の回転位相を正確に同期させることが可能である。
　前記保持部駆動部は、前記複数の保持部のそれぞれを前記自転軸を中心に自転させながら当該自転軸が延びる方向と平行に延びる公転軸を中心として公転させるように構成されることが好ましい。
　このように保持部駆動部が複数のワークを自転させながら公転軸を中心として公転させている間に蒸発源の出射面の前方を通過するそれぞれのワークの外周面の成膜を行うことによって、複数のワークのそれぞれ特定部分に部分的に厚い皮膜を形成することが可能になる。したがって、一定の回転速度で自公転する従来の回転テーブルを用いて上記の成膜が可能になる。
　前記蒸発源は、前記保持部が前記公転軸を中心として公転する公転軌道の外側に配置される場合、前記制御部は、前記ワーク回転装置の前記保持部移動部が前記ワークを前記自転軸を中心に自転させながら前記公転軸を中心として公転させている間、前記複数のワークの前記特定部分を含む部位が前記公転軌道の外側を向いている期間の少なくとも一部である前記特定期間において前記蒸発源の運転出力が基準出力よりも高い出力であって前記特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力になるように、当該運転出力を制御するのが好ましい。
　このように、複数のワークの特定部分を含む部位が前記公転軌道の外側を向いている期間の少なくとも一部を特定期間として当該特定期間では蒸発源の運転出力が基準出力よりも高い出力になるように電源を制御することが、保持部の公転軌道の外側の任意の位置に配置された蒸発源を用いながらワークの特定部分に厚い皮膜を形成することを可能にする。
　前記蒸発源は、前記保持部が前記公転軸を中心として公転する公転軌道よりも内側に配置され、前記出射面は、前記公転軌道の内側で当該公転軌道を向いていてもよい。この場合、前記制御部は、前記ワーク回転装置の前記保持部駆動部が前記ワークを前記自転軸を中心に自転させながら前記公転軸を中心として公転させている間、前記複数のワークの前記特定部分を含む部位が前記公転軌道の内側を向いている期間の少なくとも一部である前記特定期間において前記蒸発源の運転出力が前記基準出力よりも高い出力であって前記特定期間以外の期間における出力よりも高い出力になるように、当該運転出力を制御するのがよい。
　このように、前記複数のワークの特定部分を含む部位が前記公転軌道の内側を向いている期間の少なくとも一部を前記特定期間として当該特定期間では蒸発源の運転出力が基準出力よりも高い出力であって当該特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力になるように電源を制御することが、保持部の公転軌道の内側の位置に配置された蒸発源を用いながら複数のワークの特定部分に厚い皮膜を形成することを可能にする。
　前記ワーク回転装置は、前記複数の保持部のそれぞれに連結され、当該保持部とともに前記自転軸を中心に自転可能な複数の自転ギアと、前記自転ギアのそれぞれと噛み合う公転ギアであって、前記公転軸が当該公転ギアの中心を通るように前記チャンバの内部に固定された公転ギアとをさらに有しており、前記自転ギアと当該公転ギアとのギア比が整数以外の値であるのが好ましい。
　このように、保持部とともに自公転する自転ギアとチャンバに固定された公転ギアとのギア比が整数以外の値であることは、前記複数のワークが公転軸の周囲を１公転するごとに当該複数のワークの特定部分が公転軌道の外側または内側を向く位置の公転軸の周方向へのずれを生じさせる。このことは、複数のワークのうちの特定のワークの特定部分しか公転軌道の外側または内側に配置された蒸発源に対向しなく無くことを防ぎ、蒸発源が公転軌道の外側または内側に配置されている場合であっても複数のワークにおいて同一の膜厚分布を確実に得ることを可能にする。
　前記保持部駆動部は、前記複数の保持部のそれぞれを前記自転軸を中心に自転させながら当該自転軸が延びる方向と直交する方向へ直進させるように構成されてもよい。
　この場合も、蒸発源の出射面の前方を通過するそれぞれのワークの外周面の成膜を行うことによって、複数のワークのそれぞれ特定部分に部分的に厚い皮膜を形成することが可能になる。したがって、一定の自転速度で自転しながら一定の速度で直進する従来のワーク移動テーブルを用いて上記の成膜が可能になる。
　また、提供されるのは、成膜物を製造する方法であって、成膜される外周面を有する少なくとも１つのワークを保持して所定の自転軸を中心に自転させる少なくとも１つの保持部を有するワーク回転装置、前記ワークの外周面を成膜するための材料となる粒子が飛び出す出射面を有する蒸発源、および前記出射面から前記粒子が飛び出すための電気的な運転出力を前記蒸発源に与える電源を準備する準備工程と、前記ワークを前記保持部に取り付けるワーク取付け工程と、前記ワーク回転装置によって前記ワークを自転させるとともに、前記ワークの外周面のうち他の部分よりも厚い皮膜が形成されるべき特定部分が前記蒸発源の出射面を向いている期間の少なくとも一部である特定期間では前記運転出力を基準出力よりも高い出力であって当該特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力にするように前記電源を制御して前記ワークの外周面の成膜を行うことにより当該ワークを前記成膜物にする成膜工程と、を含む。
　かかる成膜物の製造方法によれば、従来のようにワークの自転速度を変更する代わりに、成膜工程では、ワークの外周面のうち厚い皮膜が形成されるべき特定部分が前記蒸発源の出射面を向いている期間の少なくとも一部である特定期間では運転出力が高くなるように当該運転出力が制御される。このことは、ワークの自転速度を変えずにワークの周方向の膜厚分布を精度よく制御することを可能にする。従って、前記ワークは一定速度で自転すればよく、自転速度を変更する制御は不要であり、その代わりに電源から蒸発源に与える電気的な運転出力を変えるという応答性の高い電気的な操作によってワークの特定部分を部分的に厚くする高精度の膜厚制御を再現性良く行うことが可能である。よって、ワークの周方向の膜厚分布を精度よく制御することが可能である。また、成膜プロセス中でワークの自転速度の変更が不要であることは、ワークを自転させるワーク回転装置に与えられる機械的な負荷の減少を可能にする。
　前記成膜工程では、前記運転出力を前記ワークの自転周期に合わせて周期的に変えるように制御するのが好ましい。
　このように運転出力をワークの自転周期に合わせて周期的に変えるように制御することにより、ワークの周方向の膜厚分布をより高い精度で制御することが可能である。
　前記成膜工程では、前記ワーク回転装置によって前記複数のワークのそれぞれを前記自転軸を中心に自転させながら当該自転軸が延びる方向と異なる所定の移動方向に移動させながら、前記複数のワークのうちの少なくとも１つの前記特定部分が前記蒸発源の出射面を向いている期間の少なくとも一部である前記特定期間では前記蒸発源の運転出力が基準出力よりも高い出力であって前記特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力になるように、当該運転出力を制御するのが好ましい。
　かかる製造方法によれば、複数のワークのそれぞれ特定部分に部分的に厚い皮膜を形成することが可能になる。
　前記成膜工程では、前記ワーク回転装置が前記複数のワークのそれぞれの前記特定部分の回転位相を合致させながら前記自転軸を中心に自転させている間、前記複数のワークのうちの少なくとも１つの前記特定部分が前記蒸発源の出射面を向いている期間の少なくとも一部である前記特定期間において前記蒸発源の運転出力が基準出力よりも高い出力であって前記特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力になるように、当該運転出力を制御するのが好ましい。
　かかる製造方法によれば、複数のワークのそれぞれ特定部分に部分的に厚い皮膜を形成することが可能になる。
　前記ワーク取付け工程では、前記複数のワークのそれぞれを、前記特定部分が前記自転軸を基準として所定の方向を向くように、前記複数の保持部のそれぞれに個別に取り付けるのが好ましい。
　かかる製造方法によれば、複数のワーク間の自転時の特定部分の回転位相を互いに合致させることが可能である。
　前記成膜工程では、前記ワーク回転装置が前記ワークを前記自転軸を中心に自転させながら当該自転軸が延びる方向と平行に延びる公転軸を中心に公転させている間、前記複数のワークのうちの少なくとも１つの前記特定部分が前記蒸発源の出射面を向いている期間の少なくとも一部である前記特定期間において前記蒸発源の運転出力が基準出力よりも高い出力であって当該特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力になるように、当該運転出力を制御して前記ワークの外周面の成膜を行うのが好ましい。
　かかる製造方法によれば、一定の回転速度で自公転する従来の回転テーブルを用いて上記の成膜が可能になる。
　前記成膜工程では、前記ワーク回転装置が前記ワークを前記自転軸を中心に自転させながら当該自転軸と直交する方向へ直進させている間、前記複数のワークのうちの少なくとも１つの前記特定部分が前記蒸発源の出射面を向いている期間の少なくとも一部である前記特定期間において前記蒸発源の運転出力が基準出力よりも高い出力であって前記特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力になるように、当該運転出力を制御して前記ワークの外周面の成膜を行うようにしてもよい。
　かかる製造方法によれば、一定の自転速度で自転しながら一定の速度で直進する従来のワーク移動テーブルを用いて上記の成膜が可能になる。

Claims (17)

  1. 　成膜装置であって、
    　チャンバと、
    　前記チャンバの内部に収納されたワーク回転装置であって、成膜される外周面を有する少なくとも１つのワークを保持して所定の自転軸を中心に自転させる少なくとも１つの保持部を有するワーク回転装置と、
    　前記チャンバの内部に取り付けられ、前記ワークの外周面を成膜するための材料となる粒子が飛び出す出射面を有する蒸発源と、
    　前記蒸発源から前記粒子が飛び出すための電気的な運転出力を当該蒸発源に与える電源と、
    　前記ワーク回転装置が前記ワークを自転させている間に、前記ワークの外周面のうち他の部分に比べて厚い皮膜が形成されるべき特定部分が前記蒸発源の出射面を向いている期間の少なくとも一部である特定期間において前記電源が前記蒸発源に与える前記運転出力が基準出力よりも高い出力であって前記特定期間以外の期間における出力よりも高い出力になるように、当該電源を制御する制御部と、を備える成膜装置。
  2. 　前記少なくとも１つの保持部に保持される前記ワークの自転周期を測定する周期測定部をさらに備え、前記制御部は、前記運転出力を前記ワークの自転周期に合わせて周期的に変えるように前記電源を制御する、請求項１に記載の成膜装置。
  3. 　前記少なくとも１つのワークは複数のワークを含み、前記少なくとも１つの保持部は、前記複数のワークをそれぞれ保持する複数の保持部を含み、前記ワーク回転装置は、前記複数の保持部のそれぞれを前記自転軸を中心に自転させながら当該自転軸が延びる方向と異なる所定の移動方向へ移動させる保持部駆動部をさらに有し、前記制御部は、前記ワーク回転装置の前記保持部駆動部が前記複数のワーク移動させている間、前記複数のワークのうちの少なくとも１つの前記特定部分が前記蒸発源の出射面を向いている期間の少なくとも一部である前記特定期間において前記蒸発源の運転出力が前記基準出力よりも高い出力であって前記特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力になるように、当該運転出力を制御する、請求項１に記載の成膜装置。
  4. 　前記少なくとも１つのワークは複数のワークを含み、前記少なくとも１つの保持部は、前記複数のワークをそれぞれ保持する複数の保持部を含み、前記制御部は、前記ワーク回転装置が前記複数の保持部にそれぞれ保持された前記ワークの前記特定部分の回転位相を互いに合致させながら前記自転軸を中心に自転させている間、前記複数のワークのうちの少なくとも１つの特定部分が前記蒸発源の出射面を向いている期間の少なくとも一部である前記特定期間において前記蒸発源の運転出力が前記基準出力よりも高い出力であって前記特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力になるように、当該運転出力を制御する、請求項１に記載の成膜装置。
  5. 　前記複数の保持部のそれぞれは、前記特定部分が前記自転軸を基準として所定の方向を向くように前記複数のワークの位置決めをする位置決め部を有する、請求項３または４に記載の成膜装置。
  6. 　前記保持部移動部は、前記複数の保持部のそれぞれを前記自転軸を中心に自転させながら当該自転軸が延びる方向と平行に延びる公転軸を中心として公転させることが可能な構成を有する、請求項３に記載の成膜装置。
  7. 　前記蒸発源は、前記保持部が前記公転軸を中心として公転する公転軌道の外側に配置され、前記制御部は、前記ワーク回転装置の前記保持部駆動部が前記ワークを前記自転軸を中心に自転させながら前記公転軸を回転中心として公転させている間、前記複数のワークの前記特定部分を含む範囲が前記公転軌道の外側を向いている期間の少なくとも一部である前記特定期間において前記蒸発源の運転出力が基準出力よりも高い出力であって前記特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力になるように、当該運転出力を制御する、請求項６に記載の成膜装置。
  8. 　前記蒸発源は、前記保持部が前記公転軸を中心として公転する公転軌道の内側に配置され、前記出射面は、前記公転軌道の内側で当該公転軌道を向いており、前記制御部は、前記ワーク回転装置の前記保持部駆動部が前記ワークを前記自転軸を中心に自転させながら前記公転軸を中心として公転させている間、前記複数のワークの前記特定部分が前記公転軌道の内側を向いている期間の少なくとも一部である前記特定期間において前記蒸発源の運転出力が基準出力よりも高い出力であって前記特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力になるように、当該運転出力を制御する、請求項６に記載の成膜装置。
  9. 　前記ワーク回転装置は、前記複数の保持部のそれぞれに連結され、当該保持部とともに前記自転軸を回転中心として自転可能な複数の自転ギアと、前記複数の自転ギアのそれぞれと噛み合う公転ギアであって、前記公転軸が当該公転ギアの中心を通るように前記チャンバの内部に固定された公転ギアと、をさらに有しており、前記自転ギアと当該公転ギアとのギア比は、整数以外の値である、請求項６に記載の成膜装置。
  10. 　前記保持部駆動部は、前記複数の保持部のそれぞれを前記自転軸を中心に自転させながら当該自転軸が延びる方向と直交する方向へ直進させるように構成されている、請求項３に記載の成膜装置。
  11. 　成膜物を製造する方法であって、
    　成膜される外周面を有する少なくとも１つのワークを保持して所定の自転軸を中心に自転させる少なくとも１つの保持部を有するワーク回転装置、前記ワークの外周面を成膜するための材料となる粒子が飛び出す出射面を有する蒸発源、および当該蒸発源に当該粒子が飛び出すための電気的な運転出力を与える電源を準備する準備工程と、
    　前記少なくとも１つのワークを前記保持部に取り付けるワーク取付け工程と、
    　前記ワーク回転装置が前記少なくとも１つのワークを自転させている間、前記電源が前記蒸発源に与える前記運転出力を、前記少なくとも１つのワークの外周面のうち皮膜を厚く形成すべき特定部分が前記蒸発源の出射面を向いている期間の少なくとも一部である特定期間において基準出力よりも高い出力であって前記特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力になるように制御して前記ワークの外周面の成膜を行うことにより前記ワークを前記成膜物にする成膜工程と、を含む成膜物の製造方法。
  12. 　前記成膜工程では、前記運転出力が前記ワークの自転周期に合わせて周期的に変わるように制御される、請求項１１に記載の成膜物の製造方法。
  13. 　前記成膜工程では、前記ワーク回転装置が前記複数のワークのそれぞれを前記自転軸を中心に自転させながら当該自転軸が延びる方向と異なる所定の移動方向へ移動させている間、前記複数のワークのうちの少なくとも１つの前記特定部分が前記蒸発源の出射面を向いている期間の少なくとも一部である前記特定期間において前記蒸発源の運転出力が基準出力よりも高い出力であって前記特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力になるように、当該運転出力が制御される、請求項１１に記載の成膜物の製造方法。
  14. 　前記成膜工程では、前記ワーク回転装置が前記複数のワークのそれぞれの前記特定部分の回転位相を互いに合致させながら前記自転軸を中心に自転させている間、前記複数のワークのうちの少なくとも１つの前記特定部分が前記蒸発源の出射面を向いている期間の少なくとも一部である前記特定期間において前記蒸発源の運転出力が基準出力よりも高い出力であって前記特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力になるように当該運転出力が制御される、請求項１１に記載の成膜物の製造方法。
  15. 　前記ワーク取付け工程では、前記複数のワークのそれぞれの前記特定部分が前記自転軸を基準として所定の方向を向くように、前記複数の保持部のそれぞれに前記複数のワークが個別に取り付けられる、請求項１３または１４に記載の成膜物の製造方法。
  16. 　前記成膜工程では、前記ワーク回転装置が前記ワークを前記自転軸を中心に自転させながら当該自転軸が延びる方向と平行に延びる公転軸を中心として公転させている間、前記複数のワークのうちの少なくとも１つの前記特定部分が前記蒸発源の出射面を向いている期間の少なくとも一部である前記特定期間において前記蒸発源の運転出力が基準出力よりも高い出力であって前記特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力になるように当該運転出力が制御されて前記ワークの外周面の成膜が行われる、請求項１３に記載の成膜物の製造方法。
  17. 　前記成膜工程では、前記ワーク回転装置が前記ワークを前記自転軸を中心に自転させながら当該自転軸と直交する方向へ直進させている間、前記複数のワークのうちの少なくとも１つの前記特定部分が前記蒸発源の出射面を向く期間の少なくとも一部である前記特定期間において前記蒸発源の運転出力が基準出力よりも高い出力であって前記特定期間以外の期間における運転出力よりも高い出力になるように当該運転出力が制御されて前記ワークの外周面の成膜が行われる、請求項１３に記載の成膜物の製造方法。
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