JPH01127675A - 真空蒸発装置の蒸発量制御方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は真空蒸発装置の蒸発量制御方法に関し、特に走
行する金属ストリップにメツキ材を蒸着する連続式真空
蒸発装置における蒸発量制御方法に関する。

〔従来の技術〕

特開昭６０−２５１２７５号公報によれば第４図のよう
な連続式真空蒸発装置の蒸発槽構成例が提案されている
。

第４図において、ヒータ４によって蒸発浴槽２内の金属
浴１を加熱すれば、浴温に対する飽和圧力と浴槽２上の
雰囲気圧力との差に比例して金属蒸気３が蒸発する。蒸
発し念金属蒸気３は蒸気流通口５、チャンネ／Ｉ／６を
通シ巻付ロール１１ｆＩ：通るストリップ７に付着する
。

そして蒸発量制御は次のようにして行なう。

蒸気流通口５の開口面積を変えて蒸気通過流量を調整す
ることが可能な高応答性の７ヤツタ８を設け、金属浴１
の蓄熱を利用して例えば蒸発量目標値（Ｃ）が増加する
場合にはシャッタ８ｆｔ急速に開けることによって蒸発
量の急速変化を実現させる。すなわち、この蒸発量の急
速変化は、シャッタ開度調節計１５にょ〕シャッタ開度
検出器１６で検出したシャッタ開度が所定の設定値に等
しくなるようにシャッタ駆動装置１７でシャッタ８を操
作することによシ行われる。シャッタ開度設定値は演算
装置２２によシ蒸発量目標値に応じて演算される。

また金属蒸気３はヒータ４による加熱量と浴槽２などの
壁からの放熱量との差に見合う分だけ蒸発する。従って
、ヒータ４に対しては、蒸発量目標値（０）に応じて加
熱量と放熱量とのヒートバランス上決まる必要ヒータパ
ワを与える必要がある。そこで、演算装置１２は蒸発量
目標値（Ｃ）に応じてと一ドパランス上決まる必要ヒー
タパフ（４）を演算し、ヒータパワ制御器１３に出力す
る。

また、演算装置２４は、膜厚計２３で検出したメッキ厚
が膜厚目標値Φ）になるように７ヤツタ開度設定値付加
量を演算し、前述の演算装置２２の出力に加算してクヤ
クタ開度制御量をシャッタ開度調節計１５に与える。

さて、蒸発浴槽壁や金属浴１は熱容量が太きいため、ヒ
ータパワ体）の変化によって金属浴１に入力される熱量
の変化速度よシも、シャッタ開度変化による蒸発量の変
化速度（蒸発潜熱による放熱量の変化速度）の方が速い
のが通常でらる。

従って、例えば蒸発量目標値（０）が増加した場合、−
時的に浴温か下ってしまう。そして、上記のように金属
３を１などに熱容量が大きいので、浴温か元に戻るには
長い時間がかかる。浴温か元に戻るまでに次の蒸発量目
標値（０）が増加要求であれば、シャッタ８ｔ−現在値
よシさらに開ける操作を行なう。これを繰シ返せば第５
図に示すように、たとえシャッタ開度を１００％まで開
けたとしても、十分な熱を補なわない限シ、浴温か低い
状態が継続する。つまシ蒸発量の駆動力不足のため、所
要の蒸発量が得られない状態となる。この結果、メツキ
材の所望の蒸看が行えないこととなる。

なお第５図に、実際の蒸発量と蒸発量目標値との関係を
示すグラフであシ、同図において実線に実際の蒸発量を
示し、破線に目標値の蒸発ｊｔを示すものである。

そこで、特願昭６１−１１２７１４号によれば、蒸発量
目標値変化時において、−時的に、ヒートバランス上決
まるヒータパワ（Ａ）よシも過大あるいに過小なヒータ
パワを与え、浴温の応答性を上げる方法を提案している
。すなわち、この方法に、蒸発量目標値変化時において
ヒータパワとして目標値“増″のとき最大ヒータパワを
、目標値°減“のとき最小ヒータパワ１−−時的に与え
るものでめる。

このようｉＪ方法を採用すれば、浴温の応答性を向上さ
せることができるとともに、次の蒸発波目標値変化に対
するシャッタ開度の制御余裕を確保できる位置にまでシ
ャッタ開度そ迅速に復帰させることが可能となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、蒸発量目標値の増加量が小さい場合には、−
時的な浴温降下１ｔ（初期値からの最大変化量）も挙式
いので、最大ヒータパワはどの過大なヒータパワを与え
る必要はない。

しかし、前述の特願昭６１−１１２７１４号によれば、
蒸発量目標値変化量でも目標値“増。

のときヒータパワをステップ状に最大ヒータパワに変化
させることになるため、このステップ状変化の繰シ返し
による熱的な衝撃によ）、ヒータ本体の熱変形を生じ、
ひいてはヒータ破損の事態を招く恐れがある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、蒸発量目標値変化時における一次的な浴温変
化量（初期値からの最大変化量）は蒸発量目標値変化量
に依存することに着目してなされたものである。

すなわち本発明は、蒸発槽出口に設けたシャッタの開度
と蒸発槽′ｆｃ７！１１熱するヒータパワの大きさによ
り蒸発槽からの蒸発１を調節する真空蒸発装置の蒸発量
制御方法において、蒸発量目標値変化時に、蒸発量目標
値に応じてヒートバランス上必要とされるヒータパワに
、蒸発量目標値変化量の関数として演算され九付加ヒー
タパワを加算したものをヒータパワとして蒸発槽へ与え
、シャッタの開度が所定の許容範囲内に一旦入った後は
シャッタ開度が所定値になるように演算されたヒータパ
ワを蒸発槽へ与えることを特徴とする真空蒸発装置の蒸
発量制御方法に関する。

具体的に框、蒸発量目標値変化時において、蒸発量目標
値に応じてヒートバランス上必要とされるヒータパワに
、−時的に蒸発量目標値変化量Δａ（ｋｇ／ｈ）の関数
として与えられるヒータパワ付加量（付加ヒータパワ）
ΔＥ　（ｋｗ）を加算する。

ここでΔＨは ΔＢ＝ｆ　（ΔＧ　）　　　　　　　　（１）で表され
、ΔＧが正のと！！ニ正、ΔＧが負のときは負となる関
数で６る。

上記加算結果を総ヒータパワーとして蒸発槽に与え、７
ヤツタの開度が所定の許容範囲内に入った後は、クヤク
タの開度が所定の目標値となるように演算されたヒータ
パワを蒸発槽に与える。

〔作用〕

蒸発量目標値（０）が変化したときは、０の値に応じて
と一ドパランス上必要とされるヒータパワ（４）が演算
され、これと同時に００変化量の関数である付加ヒータ
パワ俤）が演算される。これらムとＢとの加算値に応じ
た熱量が蒸発量を新たな蒸発量目標値（Ｃ）に一致させ
るべく浴槽に供給される。

ここで００変化が「増加」であるときｉＢの符号は正で
らシ、０の変化が「減少」であると１に框Ｂの符号は負
である。

このときのシャッタ開度の調ｆｉａ、ａに応じて演算さ
れ九値に、膜厚設定値ＣＤ）と金属ストリップに蒸着さ
れた実際の膜厚とによシ演算された値を加えて行われる
。

そして、シャッタ開度が所定の許容範囲に入り九後は、
０の値に応じてヒートバランス上必要とされるヒータパ
ワムが演算されると同時に、Ｃの値に応じて決定される
クヤツタ開度目標値（６）と実際のシャッタ開度との偏
差によシ決定されるヒータパワの）が演算される。これ
らムとＢとの加算値に応じた熱量が、蒸発量ｔ−ａに一
致させるべく浴槽に供給される。このときのシャッタ開
度の調整に、上記の００変化時の場合と同様にして行わ
れる。

なお、蒸発量目標値（０）が変化しないときには、上記
したシャッタ開度が所定の許容範囲に入った場合の制御
と同様の制御が行なわれる。

〔実施料］ 第１図は、本発明方法を実施する蒸発量制御系の一構成
例である。

第１図において、第４図と同一符号は第４図と同一なの
で説明に省略する。

第１図において、演算装置１８は蒸発量目標値変化時に
次の処理を行なう。

１）先ず、前記式（１）によシヒータパワφ）を求め出
力する。なお式（１）のΔＥはΔＧ）Ｏのとき正、ΔＧ
＜Ｏのとき負である。

ΔＨ＝ｆ　（Δ（３）　　　　　　　　（１）２）次に
、シャッタ＠匿が所定の目標値＠）との許容範囲を越え
た後、再び許容範囲内に復帰するまで式（１）のヒータ
パワ俤）を出力する。

シャッタ開度がこのような動きをするのは、例えば蒸発
量“増”のとき−時的に浴温か下るため、膜厚が下シ、
これを修正するべく演算装置２４によシャッタ開度を“
開“とする修正量が７ヤツタ開度調節計１５に対して出
力されるためである。

３）そして、シャッタ開度が一旦許容範囲内に復帰した
後は、シャッタ開度が所定の目標値（６）になるように
、演算装置１８で飼えばＰより（比例積分微分）演算に
よってヒータパワΦ）を求め出力する。

従って、ヒータパワ制御器１３には、演算装置１８の出
力ヒータパワ俤）と演算装置１２の出力ヒータパワ体）
とを加えたヒータパワが設定値として与えられる。

なお、シャッタ開度の目標値体）ニ演算装置１９によっ
て蒸発量目標値（０）に応じて演算される。蒸発量に、
シャッタ開度と蒸発の駆動源である浴温によって決まる
。そこで、プロセス静特性計算によシ、予じめ、例えば
浴温一定の条件で蒸発量とシャッタ開度との関係式を求
め、その関係式を演算装置１９の中に組み込んでおけば
よい。

上記以外は従来の制御系における制御方法と同様である
。

第２図は本発明方法による制御例であシ、第３図は式（
１）の関係式の一例である。

式（１）は、予じめ、例えば蒸発量目標値変化後クヤツ
タ開度が許容範囲に復帰するまでの時間が一定となるよ
うに、種々の蒸発量目標値変化量に対する一時的なヒー
タパワ付加量φ）をプロセス動特性解析計算によシ求め
ておく。

〔発明の効果〕

本発明方法によれば、蒸発量目標値変化に対するシャッ
タの急速変化による高応答性を常時確保する際に問題と
なる浴温の低応答性が改善され、高応答の蒸発量制御が
できる。

また、本発明方法では、合理的な浴温高応答化対策によ
〕、従来技術での蒸発量目標値増″のときは常に最大ヒ
ータパワにステップ変化することを繰〕返すことによる
ヒータ本体の劣化、破損の懸念がなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の真空蒸発装置の蒸発量制御系における
制御方法の一実施例を示す説明図、第２図に本発明方法
による蒸発量制御例を示すグラフ、第３図に蒸発量目標
値変化量とヒータパワ付加量中）の関係の一例を示すグ
ラフ、第４図は従来の真空蒸発装置の蒸発量制御系にお
ける制御方法を示す説明図、第５図は従来の制御方法に
よる蒸発量制御９１ヲ示すグラフである。 １・・・金属浴、２・・・蒸発浴槽、３・・・金属蒸気
、４・・・ヒータ、５・・・蒸気流通口、６・・・・チ
ャンネル、７・・・ストリップ、８・・・シャッタ、１
１・・・巻付ロール、１３・・・ヒータパワ制御器、１
５・・・７ヤツタ開度調節計、１６・・・シャツタ開度
検出器、１７・俸・シャッタ駆動装置、１２．１８．１
９，２２．２４・・・演算装置、２３・・・膜厚計

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蒸発槽出口に設けたシャッタの開度と蒸発槽を加熱する
   ヒータパワの大きさにより蒸発槽からの蒸発量を調節す
   る真空蒸発装置の蒸発量制御方法において、蒸発量目標
   値変化時に、蒸発量目標値に応じてヒートバランス上必
   要とされるヒータパワに、蒸発量目標値変化量の関数と
   して演算された付加ヒータパワを加算したものをヒータ
   パワとして蒸発槽へ与え、シャッタの開度が所定の許容
   範囲内に一旦入つた後はシャッタ開度が所定値になるよ
   うに演算されたヒータパワを蒸発槽へ与えることを特徴
   とする真空蒸発装置の蒸発量制御方法。