JPH0649941B2 - 真空蒸発装置の蒸発量制御方法 - Google Patents

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ッ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〕

特願昭５９−１０６３９６号によれば第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によつて蒸発浴槽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
した金属蒸気３は蒸気流通口５、チヤンネル６を通り巻
付ロール１１を通るストリツプ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高応答
性のシヤツタ８を設け、金属浴１の蓄熱を利用してたと
えば蒸発量目標値(C)が増加する場合にはシヤツタ８を
急速に開けることによつて蒸発量の急速変化を実現させ
る。すなわち、シヤツタ開度調節計１５によりシヤツタ
開度検出器１６で検出したシヤツタ開度が所定の設定値
に等しくなるようにシヤツタ駆動装置１７でシヤツタ８
を操作する。

演算装置２２は蒸発量目標値(C)に応じてシヤツタ開度
設定値を演算する。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。したがつて、蒸発量目標値(C)に応じて
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は蒸発量目標値に応じてヒ
ートバランス上決まる必要ヒータパワ(A)を演算し、ヒ
ータパワ制御器１３に出力する。

また膜厚計２３で検出したメツキ厚が膜厚目標値(C)に
なるように演算装置２４でシヤツタ開度設定値付加量を
演算し、前述の演算装置２２の出力と加算してシヤツタ
開度調節計１５に与える。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上の蒸発量制御系において、次のような問題がある。
シヤツタ開度操作は金属浴１の蓄熱を利用した応急対策
に過ぎないから通常の運転でみられるような次々に起こ
る蒸発量変化要求に対しては十分に熱を補い、次の蒸発
量変化に備えて迅速に元の位置にもどしておく必要があ
る。たとえば、蒸発量目標値(C)が増加した場合、シヤ
ツタ８は一旦開けて蒸発量の急増を実現させるが、次に
再び蒸発量目標値(C)が増加する場合に備えて十分に熱
を与え、迅速に浴温を上げ、蒸発の駆動源である蒸気の
飽和圧力を上げておく必要がある。一方、浴温が上がれ
ば飽和圧力が上り蒸発量が増すので、蒸発量を抑えるべ
くシヤツタ開度は閉めなければならない。これは前述の
膜厚計２３からのフイードバツク制御によつて行ない、
浴温の上昇に応じて一旦開いたシヤツタ開度は閉まつて
くる。逆に言えば浴温を上げていなければ、前述のよう
に蒸発の駆動力がないため次の蒸発量“増加”の要求に
対してたとえシヤツタ８を急速に１００％まで開けたと
しても蒸発量は急増しない。ところが、金属浴１の熱容
量が大きいため浴温の応答は非常におそい。

第５図は蒸発量目標値(C)が増加した場合の従来の制御
法の例を図表化したものである。したがつて、前述のよ
うに浴温がまだ低い間に次の蒸発量“増加”の要求があ
つてもシヤツタ開度変化による蒸発量高速応答は期待で
きない。

また第６図は蒸発量“減少”の要求が続く場合の例を図
表化したものである。この場合は前述の場合とは逆にシ
ヤツタ８の開度が０％近くになるがシヤツタのガタなど
微少な開口面積変化のため蒸発量が変化する問題が発生
する。したがつてシヤツタをさらに開けた状態でバラン
スできるようにできるだけ早く浴温を下げる必要があ
る。

〔目的〕

本発明は、上記問題点を解消する真空蒸発装置の蒸発量
制御方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

即ち、本発明は、目標蒸発量に見合う加熱量を得るため
のヒータパワ（Ａ）を演算設定して蒸発槽を加熱し、目
標蒸発量を確保して真空蒸着を行う際、目標蒸発量変化
時には蒸発槽出口のシャッタ開度を変更して蒸発槽の蒸
発量を制御する方法において、シャッタ開度を検出し、
予め設定した所定値とシャッタ開度検出値を対比し、そ
の偏差が予め設定した範囲内にあるときは、上記のヒー
タパワ（Ａ）で蒸発槽を加熱し、上記シャッタ開度検出
値が予め設定した範囲を上回るときには、予め設定した
最大ヒータパワ（Ｂ）に変更し、上記シャッタ開度検出
値が予め設定した範囲を下回るときには、予め設定した
最小ヒータパワ（Ｃ）に変更することを特徴とする蒸発
量の制御方法である。

本発明ではシヤツタ開度を検出し、膜厚計からのフイー
ドバツク信号によつて動作しているシヤツタ開度の検出
値と所定値の差が正でかつある許容差以上のときは浴温
が低いのでできるだけ早く浴温を上げるため過大な入熱
つまりヒータパワとして最大値（つまりヒータ容量）を
与える。また前記シヤツタ開度検出値と所定値の差が負
でかつある許容差以下のときは浴温が高いのでできるだ
け早く浴温を下げるため過少な入熱つまり装置上可能な
最小ヒータパワを与える。このことにより浴温の高応答
化をはかり迅速にシヤツタを所定値にもどすようにした
ものである。

〔実施例〕

第１図は本発明を実現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
ので説明は省略する。

第１図において演算装置１８はヒータパワ(A)、シヤツ
タ開度の所定値(E)およびシヤツタ開度検出値(F)を使つ
て次の演算を行ない、ヒータパワ制御器１３に対してヒ
ータパワ制御器１３に対してヒータパワ設定値(G)を与
える。

ｉ）Ｆ−Ｅ＞εのとき Ｇ＝最大ヒータパワ（ヒータ容
量） ii）Ｆ−Ｅ＜−εのとき Ｇ＝最小ヒータパワ iii）−ε≦Ｆ−Ｅ≦εのとき Ｇ＝ヒータパワ(A) ここでε（＞０）はあらかじめ与えられたシヤツタ開度
の許容範囲を示す定数である。上記以外は従来の制御系
と同様である。

第２図、第３図は本発明の制御法による浴温とシヤツタ
開度の応答を示したもので、第２図は蒸発量“増加”要
求が続く場合第３図は“減少”要求が続く場合の例であ
る。

第２、３図に示すように本発明方法により浴温の応答性
が良くなり、迅速にシヤツタ開度を所定の元の位置に戻
すことができ、次の蒸発量変化に十分備えることができ
る。

〔効果〕

以上述べたように、本発明によれば蒸発量変化に対する
シヤツ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、たとえば１コイ
ルごとに連続的に蒸発量の増加あるいは減少が要求され
る場合でも有効なシヤツタ開度の急変操作が可能となり
高応答の蒸発量制御が可能となる。

【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の例を示
す説明図、第２図第３図は本発明の制御法による蒸発量
制御例を示すグラフ、第４図は従来の真空蒸発装置の蒸
発量制御系の例を示す説明図、第５図、第６図は従来の
制御法による蒸発量制御例を示すグラフである。 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……チヤンネル ７……ストリツプ ８……シヤツタ １１……巻付ロール １２……演算装置 １３……ヒータパワ制御器 １５……シヤツタ開度調節計 １６……シヤツタ開度検出器 １７……シヤツタ駆動装置 １８，２２，２４……演算装置 ２３……膜厚計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大橋 恭輔 大阪府堺市石津西町５番地 日新製鋼株式 会社阪神製造所内 (72)発明者 花田 敏明 大阪府堺市石津西町５番地 日新製鋼株式 会社阪神製造所内 (56)参考文献 特開 昭60−21379（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】目標蒸発量に見合う加熱量を得るためのヒ
   ータパワ（Ａ）を演算設定して蒸発槽を加熱し、目標蒸
   発量を確保して真空蒸着を行う際、目標蒸発量変化時に
   は蒸発槽出口のシャッタ開度を変更して蒸発槽の蒸発量
   を制御する方法において、シャッタ開度を検出し、予め
   設定した所定値とシャッタ開度検出値を対比し、その偏
   差が予め設定した範囲内にあるときは、上記のヒータパ
   ワ（Ａ）で蒸発槽を加熱し、上記シャッタ開度検出値が
   予め設定した範囲を上回るときには、予め設定した最大
   ヒータパワ（Ｂ）に変更し、上記シャッタ開度検出値が
   予め設定した範囲を下回るときには、予め設定した最小
   ヒータパワ（Ｃ）に変更することを特徴とする蒸発量の
   制御方法。