(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023098004
(43)【公開日】2023-07-10
(54)【発明の名称】フィラメント装着体及び電子ビーム真空蒸着装置
(51)【国際特許分類】
H01J 37/06 20060101AFI20230703BHJP
C23C 14/30 20060101ALI20230703BHJP
【ＦＩ】
H01J37/06 Z
C23C14/30
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021214460
(22)【出願日】2021-12-28
(71)【出願人】
【識別番号】592115825
【氏名又は名称】日新技研株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110559
【弁理士】
【氏名又は名称】友野 英三
(72)【発明者】
【氏名】長岡 美津也
(72)【発明者】
【氏名】若田 浩明
【テーマコード（参考）】
4K029
5C101
【Ｆターム（参考）】
4K029DB21
5C101AA36
5C101BB03
5C101BB05
5C101DD08
5C101DD16
(57)【要約】 （修正有）
【課題】フィラメント装着体の部品内における熱伝導率差及び熱膨脹率差に起因するフィラメント装着体の損傷を抑制し、電子ビーム真空蒸着装置の保守点検頻間隔を延長、生産性を向上、各部品の長寿命化を実現、高い品質の電子ビーム蒸着膜が成膜されるフィラメント装着体の提供。
【解決手段】フィラメントコイル部２１１とフィラメント棒状端子部と２１２が連続するフィラメント２１０であり、フィラメント棒状端子部が長手方向に装入され、溝凹設平面３１７－２を有するフィラメントホルダー３１０と、溝凹設平面に相対し、フィラメント棒状端子部に当接する押止平面３２３を有するフィラメント押え３２０と、押止平面が溝に装入されているフィラメント棒状端子部を圧接してフィラメントを保持する緊結手段と、緊結手段による溝凹設平面と押止平面との相対する位置関係の不整合を防止する平面位置関係整合手段とを具備しているフィラメント装着体３００。
【選択図】図５
【解決手段】フィラメントコイル部２１１とフィラメント棒状端子部と２１２が連続するフィラメント２１０であり、フィラメント棒状端子部が長手方向に装入され、溝凹設平面３１７－２を有するフィラメントホルダー３１０と、溝凹設平面に相対し、フィラメント棒状端子部に当接する押止平面３２３を有するフィラメント押え３２０と、押止平面が溝に装入されているフィラメント棒状端子部を圧接してフィラメントを保持する緊結手段と、緊結手段による溝凹設平面と押止平面との相対する位置関係の不整合を防止する平面位置関係整合手段とを具備しているフィラメント装着体３００。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子ビームを放出するフィラメントコイル部と前記フィラメントコイル部の両端に電圧を印加するフィラメント棒状端子部とが連続するタングステン系の成形体であるフィラメントと、
前記フィラメント棒状端子部の長手方向に対して直角に切断される断面積よりも小さい断面積であり、前記フィラメント棒状端子部が前記長手方向に装入される溝が形成されている溝凹設平面を有しているステンレス系のフィラメントホルダーと、
前記溝凹設平面に相対し、前記フィラメント棒状端子部の長手方向に対し略直角に当接する押止平面を有しているステンレス系のフィラメント押えと、
前記押止平面が、前記溝に装入されている前記フィラメント棒状端子部を圧接して前記フィラメントを保持すると共に、前記フィラメントホルダーと前記フィラメント押えとを結合する緊結手段と、
前記緊結手段による前記溝凹設平面と前記押止平面との相対する位置関係の不整合を防止する平面位置関係整合手段と、
を具備していることを特徴とするフィラメント装着体。
前記フィラメント棒状端子部の長手方向に対して直角に切断される断面積よりも小さい断面積であり、前記フィラメント棒状端子部が前記長手方向に装入される溝が形成されている溝凹設平面を有しているステンレス系のフィラメントホルダーと、
前記溝凹設平面に相対し、前記フィラメント棒状端子部の長手方向に対し略直角に当接する押止平面を有しているステンレス系のフィラメント押えと、
前記押止平面が、前記溝に装入されている前記フィラメント棒状端子部を圧接して前記フィラメントを保持すると共に、前記フィラメントホルダーと前記フィラメント押えとを結合する緊結手段と、
前記緊結手段による前記溝凹設平面と前記押止平面との相対する位置関係の不整合を防止する平面位置関係整合手段と、
を具備していることを特徴とするフィラメント装着体。
【請求項2】
前記平面位置関係整合手段が、
前記押止平面から前記溝凹設平面方向及び／又は前記溝凹設平面から前記押止平面方向に突出して凸設される少なくとも一つの第一のバンプと、
前記第一のバンプと相対する前記溝凹設平面及び／又は前記押止平面の位置に、前記第一のバンプと嵌合する立体形状で前記溝凹設平面から前記押止平面方向及び／又は前記押止平面から前記溝凹設平面方向と反対方向に凹設されるキャビティと、
の組合せであることを特徴とする請求項１に記載のフィラメント装着体。
前記押止平面から前記溝凹設平面方向及び／又は前記溝凹設平面から前記押止平面方向に突出して凸設される少なくとも一つの第一のバンプと、
前記第一のバンプと相対する前記溝凹設平面及び／又は前記押止平面の位置に、前記第一のバンプと嵌合する立体形状で前記溝凹設平面から前記押止平面方向及び／又は前記押止平面から前記溝凹設平面方向と反対方向に凹設されるキャビティと、
の組合せであることを特徴とする請求項１に記載のフィラメント装着体。
【請求項3】
前記平面位置関係整合手段が、
前記溝の中点に関して対称な位置関係にある少なくとも一組の前記第一のバンプ及び前記キャビティであることを特徴とする請求項２に記載のフィラメント装着体。
前記溝の中点に関して対称な位置関係にある少なくとも一組の前記第一のバンプ及び前記キャビティであることを特徴とする請求項２に記載のフィラメント装着体。
【請求項4】
前記平面位置関係整合手段が、
前記溝に関して線対称な位置関係にある少なくとも一組の前記第一のバンプ及び前記キャビティであることを特徴とする請求項２に記載のフィラメント装着体。
前記溝に関して線対称な位置関係にある少なくとも一組の前記第一のバンプ及び前記キャビティであることを特徴とする請求項２に記載のフィラメント装着体。
【請求項5】
前記平面位置関係整合手段が、
前記押止平面及び／又は前記溝凹設平面の周縁部に凸設される前記第一のバンプであり、
前記溝凹設平面及び／又は前記押止平面の周縁部に凹設される前記キャビティであることを特徴とする請求項２～４のいずれか一項に記載のフィラメント装着体。
前記押止平面及び／又は前記溝凹設平面の周縁部に凸設される前記第一のバンプであり、
前記溝凹設平面及び／又は前記押止平面の周縁部に凹設される前記キャビティであることを特徴とする請求項２～４のいずれか一項に記載のフィラメント装着体。
【請求項6】
前記平面位置関係整合手段が、
前記押止平面及び／又は前記溝凹設平面と底面を共有する角柱状、円柱状、円筒状、角錐状、円錐状、及び、半円柱状、並びに、前記押止平面及び／又は前記溝凹設平面と側面を共有する角柱状、及び、半円柱状の中から選択されるいずれかの立体形状である前記第一のバンプであり、
前記溝凹設平面及び／又は前記押止平面と底面を共有する角柱状、円柱状、円筒状、角錐状、円錐状、及び、半円柱状、並びに、前記溝凹設平面及び／又は前記押止平面と側面を共有する角柱状、及び、半円柱状の中から選択されるいずれかの立体形状である前記キャビティであることを特徴とする請求項２～６のいずれか一項に記載のフィラメント装着体。
前記押止平面及び／又は前記溝凹設平面と底面を共有する角柱状、円柱状、円筒状、角錐状、円錐状、及び、半円柱状、並びに、前記押止平面及び／又は前記溝凹設平面と側面を共有する角柱状、及び、半円柱状の中から選択されるいずれかの立体形状である前記第一のバンプであり、
前記溝凹設平面及び／又は前記押止平面と底面を共有する角柱状、円柱状、円筒状、角錐状、円錐状、及び、半円柱状、並びに、前記溝凹設平面及び／又は前記押止平面と側面を共有する角柱状、及び、半円柱状の中から選択されるいずれかの立体形状である前記キャビティであることを特徴とする請求項２～６のいずれか一項に記載のフィラメント装着体。
【請求項7】
前記平面位置関係整合手段が、
前記押止平面から前記溝凹設平面方向及び／又は前記溝凹設平面から前記押止平面に突出して凸設され、前記押止平面と前記溝凹設平面が接触することなく前記押止平面が前記フィラメント棒状端子部を圧接可能に、前記溝に装入されている前記フィラメント棒状端子の前記溝凹設平面から突出している高さよりも低く、略等しい高さの二つ以上の第二のバンプであることを特徴とする請求項１に記載のフィラメント装着体。
前記押止平面から前記溝凹設平面方向及び／又は前記溝凹設平面から前記押止平面に突出して凸設され、前記押止平面と前記溝凹設平面が接触することなく前記押止平面が前記フィラメント棒状端子部を圧接可能に、前記溝に装入されている前記フィラメント棒状端子の前記溝凹設平面から突出している高さよりも低く、略等しい高さの二つ以上の第二のバンプであることを特徴とする請求項１に記載のフィラメント装着体。
【請求項8】
前記平面位置関係整合手段が、
前記溝の中点に関して対称な位置関係にある少なくとも一組の前記第二のバンプであることを特徴とする請求項７に記載のフィラメント装着体。
前記溝の中点に関して対称な位置関係にある少なくとも一組の前記第二のバンプであることを特徴とする請求項７に記載のフィラメント装着体。
【請求項9】
前記平面位置関係整合手段が、
前記溝に関して線対称な位置関係にある少なくとも一組の前記第二のバンプであることを特徴とする請求項７に記載のフィラメント装着体。
前記溝に関して線対称な位置関係にある少なくとも一組の前記第二のバンプであることを特徴とする請求項７に記載のフィラメント装着体。
【請求項10】
前記平面位置関係整合手段が、
前記押止平面及び／又は前記溝凹設平面の周縁部に凸設される前記第二のバンプであることを特徴とする請求項７～９のいずれか一項に記載のフィラメント装着体。
前記押止平面及び／又は前記溝凹設平面の周縁部に凸設される前記第二のバンプであることを特徴とする請求項７～９のいずれか一項に記載のフィラメント装着体。
【請求項11】
前記平面位置関係整合手段が、
前記押止平面及び／又は前記溝凹設平面と底面を共有する角柱状、円柱状、円筒状、角錐台状、円錐台状、及び、半円柱状、並びに、前記押止平面及び／又は前記溝凹設平面と側面を共有する角柱状、及び、半円柱状の中から選択される立体形状である前記第二のバンプであることを特徴とする請求項７～１０のいずれか一項に記載のフィラメント装着体。
前記押止平面及び／又は前記溝凹設平面と底面を共有する角柱状、円柱状、円筒状、角錐台状、円錐台状、及び、半円柱状、並びに、前記押止平面及び／又は前記溝凹設平面と側面を共有する角柱状、及び、半円柱状の中から選択される立体形状である前記第二のバンプであることを特徴とする請求項７～１０のいずれか一項に記載のフィラメント装着体。
【請求項12】
電子ビームを放出するフィラメントコイル部と前記フィラメントコイル部の両端に電圧を印加するフィラメント棒状端子部とが連続するタングステン系の成形体であるフィラメントと、
前記フィラメント棒状端子部の長手方向に対して直角に切断される断面積よりも小さい断面積であり、前記フィラメント棒状端子部が前記長手方向に装入される溝が形成されている溝凹設平面を有しているステンレス系のフィラメントホルダーと、
前記溝凹設平面に相対し、前記フィラメント棒状端子部の長手方向に対し略直角に当接する押止平面を有し、主構成成分の融点が１，０００℃以上、熱伝導率が１７０±５０Ｗ／（ｍ・ｋ）、及び、熱膨張率が４×１０～１０×１０－６／℃の合金であるフィラメント押えと、
前記押止平面が、前記溝に装入されている前記フィラメント棒状端子部を圧接して前記フィラメントを保持すると共に、前記フィラメントホルダーと前記フィラメント押えとを結合する緊結手段と、
を具備していることを特徴とするフィラメント装着体。
前記フィラメント棒状端子部の長手方向に対して直角に切断される断面積よりも小さい断面積であり、前記フィラメント棒状端子部が前記長手方向に装入される溝が形成されている溝凹設平面を有しているステンレス系のフィラメントホルダーと、
前記溝凹設平面に相対し、前記フィラメント棒状端子部の長手方向に対し略直角に当接する押止平面を有し、主構成成分の融点が１，０００℃以上、熱伝導率が１７０±５０Ｗ／（ｍ・ｋ）、及び、熱膨張率が４×１０～１０×１０－６／℃の合金であるフィラメント押えと、
前記押止平面が、前記溝に装入されている前記フィラメント棒状端子部を圧接して前記フィラメントを保持すると共に、前記フィラメントホルダーと前記フィラメント押えとを結合する緊結手段と、
を具備していることを特徴とするフィラメント装着体。
【請求項13】
請求項１～１１のいずれか一項に記載のフィラメント押えの主構成成分の融点、熱伝導率、及び、熱膨張率が、それぞれ、１，０００℃以上、熱伝導率１７０±５０Ｗ／（ｍ・ｋ）、及び、熱膨張率４×１０－６～１０×１０－６／℃の合金であることを特徴とするフィラメント装着体。
【請求項14】
前記合金が、銅合金であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載のフィラメント装着体。
【請求項15】
前記銅合金が、銅－タングステン系合金又は銅－モリブデン系合金であることを特徴とする請求項１４に記載のフィラメント装着体。
【請求項16】
請求項１～１５のいずれか一項に記載のフィラメント装着体を装備することを特徴とする電子ビーム真空蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子ビーム真空蒸着装置の電子銃に内蔵されている電子ビームを放出するフィラメントを保持するフィラメント装着体に関する。より詳しくは、フィラメントが、電子ビームを放出するフィラメントコイル部と電圧が印加されるフィラメント端子部との連続した成形体であり、フィラメントホルダーの溝に装入されているフィラメント端子部にフィラメント押えを圧接することによって、フィラメントホルダーとフィラメント押えとの間に保持される様式のフィラメント装着体において、電子ビーム真空蒸着装置の長時間の連続的又は断続的稼動においても、フィラメント装着体に保持されているフィラメントの移動、変形、及び、溶着等を抑制及び防止し、フィラメント及びその装着体の寿命及び保守点検間隔を延長することができるフィラメント装着体及びそれを配備した電子ビーム真空蒸着装置に関する。
【背景技術】
【0002】
電子ビーム真空蒸着装置は、１９６４年の東京オリンピックでのカラーテレビ放送が契機となり、抵抗加熱法では対応できない高融点誘電体材料による多層反射防止膜を実現する成膜装置として次第に普及すると共に、導電体及び絶縁体を選ぶことなく成膜可能であるため、現在では、光の透過又は反射が制御されるフィルターやミラー等の光学部品の屈折率の異なる金属酸化物薄膜の積層、半導体素子やディスプレイ等の絶縁膜や透明導電膜等として利用する酸化物薄膜の形成、パワーデバイスやＬＥＤ等の各種電子素子の電極や配線等として利用される電気抵抗の低い金属膜の形成、食品包装材等のガスバリヤー膜として機能する酸化物薄膜の形成等広範囲の産業分野で不可欠な存在となっている（非特許文献１）。
【0003】
そのため、電子ビーム真空蒸着装置は完成された装置であるように考えられているところがあるが、現在も、各種製品の高機能化に伴う品質の向上及び多様化、並びに、コストダウンを含む生産性の向上に対する要求が厳しい状況にあり、電子ビーム真空蒸着装置の改良は不可欠である。
【0004】
本発明は、電子ビーム真空蒸着用電子銃固有の本質的な問題として内在していたが、生産性の向上に対する要求に応えた生産性を改善する技術が生産性を阻害する要因として顕在化されたものと考えられる電子ビーム真空蒸着用電子銃の電子ビーム放射源であるフィラメント及びフィラメント装着体の移動、変形、及び、溶着の問題を解決しようとするものである。
【0005】
電子ビーム真空蒸着装置は、生産性向上を図るために、例えば、図１に示すように、被成膜基材が連続したシート２０の場合、真空排気系１２を付設した真空蒸着成膜室１１の前後に、真空排気系１４、１６を付設した真空シール室１３、１４を連設した連続式電子ビーム真空蒸着装置１０が古くから開発されており、広範囲の産業分野で利用されている（特許文献１及び非特許文献２）。被成膜基板が断裁された枚葉シートであっても、前後の真空シール室に相当する基板供給室と基板取出し室を設けることによって連続成膜が可能である。このような連続式電子ビーム真空蒸着装置により、電子ビーム真空蒸着による成膜の連続稼働及び断続稼働が可能となり、蒸着材料用坩堝装着部１９の坩堝１９１に収容される蒸着源に電子ビームを照射する、フィラメント装着部１０１と偏向磁石及びヨーク装着部１０２を主構成要素とする電子ビーム蒸着用電子銃１００に掛かる負荷が、バッチ式電子ビーム真空蒸着装置と比較して顕著に増大した。特に、材質の異なる蒸着膜の多層化及び複合化が要求される場合には、複数の坩堝が駆動可能に装着され、断続的に成膜されるので、電子ビーム真空蒸着の稼動と停止に伴う１，０００℃以上の温度差の昇温降温が頻繁に行われ、電子ビーム蒸着用電子銃１００に掛かる負荷は極めて厳しいものがある（非特許文献２）。
【0006】
その後も生産性が追及され、連続式電子ビーム真空蒸着装置１０の連続稼働及び断続可動の弊害となるメンテナンスの為の大気開放を削減する無効蒸着物の低減（特許文献２）、防止（特許文献５）、及び、回収（特許文献６）、並びに、異常放電防止（特許文献３）及び坩堝無交換化（特許文献４）等が進められ、電子ビーム蒸着用電子銃１００に掛かる負荷が増大の一途を辿っている。
【0007】
特に、電子ビーム蒸着用電子銃１００のフィラメント装着部１０１は、図２及び図３から分かるように、高圧接続ステイ１０９が接続されており、大電流が流されて加熱されたフィラメントは、瞬時に２，３００℃以上の高温となるため、フィラメント装着部１０１近辺には、冷却給排水口１１４が配備されていることから分かるように、冷却されている。しかし、フィラメントの主成分であるタングステンの２次再結晶温度（２０００～２２００℃）を超える温度は、タングステンの結晶粒の粗大化を招くと共に、蒸発物質との衝撃や真空蒸着成膜室１１の酸素による酸化等による変形、劣化、及び、断線が生起する。このため、フィラメントの長寿命対策が、窒化チタンの被覆（特許文献７）、酸素分圧制御（特許文献８）、高融点金属の配合（特許文献９）、及び、形状（特許文献１０）等により試みられてきた。
【0008】
しかし、このようなフィラメント装着部１０１に対する負荷の顕著な増大は、フィラメント自体だけではなく、フィラメント装着体にも及んでいることが分かってきた。
【0009】
従来のフィラメント装着部１０１には、フィラメントから電子を放出するための高圧電源やアノード等の各種部品が備えられているが、フィラメント装着体に及ぶ負荷を説明するため、図４には、従来のフィラメント装着体１０００の分解斜視模式図を示す。フィラメント装着体１０００には、フィラメント２１０から電子ビームを放出するためのウェーネルト電極２２０及び絶縁体としての板碍子２１０が備えられており、これらに設けられたボルト孔２２２、２３１に六角ガス抜きボルト２４２、２４３を螺合して左右のフィラメントホルダー１０１０－１、１０１０－２と結合されている。フィラメント２１０は、左右のフィラメントホルダー１０１０－１、１０１０－２とフィラメント押え１０２０との間に装入され、左右のフィラメントホルダー１０１０－１、１０１０－２とフィラメント押え１０２０とが堅く結合されることよって保持される。より詳しく説明すると、次のようにして保持される。フィラメント２１０は、電子ビームを放出するフィラメントコイル部２１１の両側に電圧を印加する２本のフィラメント棒状端子部２１２が連続する成形体であり、このフィラメント棒状端子部２１２が載置される左右のフィラメント端子装入溝１０１１－１、１０１１－２が形成された左右のフィラメントホルダー１０１０－１、１０１０－２の溝凹設平面１０１７―１、１０１７－２と、溝凹設平面１０１７―１、１０１７－２と相対するフィラメント押え１０２０の押止平面１０２３との間にフィラメント棒状端子部２１２が溝長手方向であるＸ軸方向に装入される。そして、これらの溝１０１１－１、１０１１－２から頭をのぞかせているフィラメント棒状端子部２１２の円柱側面がフィラメント押え１０２０の押止平面１０２３と接触し、フィラメント押え１０２０のボルト孔１０２２及びフィラメントホルダー１０１０のフィラメントホルダー間ボルト孔１０１４と螺合する４つのフィラメント押え締結六角ガス抜き穴付きボルト２４１の緊結手段により、フィラメント棒状端子部２１２の円柱側面が押止平面１０２３で圧接されると共に、フィラメントホルダー１０１０とフィラメント押え１０２０とが結合してフィラメント２１０が保持される。ここで、タングステンであるフィラメント２１０、セラミックスである板碍子２３０を除き、フィラメントホルダー１０１０、フィラメント押え１０２０、各種ガス抜き穴付きボルト２４１、２４２、２４３等のフィラメント装着体構成部品は一般的なステンレスである。なお、右のフィラメント端子装入溝１０１１－１及び溝凹設平面１０１７－１は、フィラメントホルダー１０１０－１の反対面にあり図示されていない。
【0010】
このような構造及び材質のフィラメント装着体１０００であるが故に、瞬時に２，３００℃以上の高温に加熱されるフィラメント２１０自体の変形、劣化、及び、断線等に至らないとしても、タングステンと比較して熱伝導率が小さい（約１／１０）ステンレス製のフィラメント押え１２７やフィラメント押え締結六角穴付きボルト２４１等も、数分～１０分程度すれば、１，０００℃以上に加熱されるので、タングステンと比較して熱膨張率が大きい（約５倍）ステンレスの熱膨張に起因すると推測される次のような損傷が発生する。すなわち、フィラメント押え１２７の膨張に追随したフィラメント２１０の膨張が生起しないため、締結六角穴付きボルトの熱膨張に伴ってフィラメント押えがフィラメントを圧接して押止する力を低下させることによって、フィラメント押え締結六角穴付きボルト２４１が弛緩し、フィラメント押え１２７の平面がフィラメント棒状端子部２１２の円柱側面を圧接して押止する力を低下させ、フィラメント２１０を保持することが困難となり脱落する。また、フィラメント押え締結六角穴付きボルト２４１の弛緩が少ない場合は、フィラメント２１０が変形し、正常な電圧がフィラメント２１０に印加されず、電子ビームの発生に異常を来す。
【0011】
更に、タングステンと比較して、ステンレスの熱伝導率が低く熱伝導が必ずしも均一に行われないことに加え、ステンレスの熱膨張率が大きく変形量が不均一であるためと推測されるが、フィラメント押え１２７を固定しているフィラメント押え締結六角穴付きボルト２４１が均等に弛緩するとは限らず、フィラメント押え１２７がフィラメント２１０に対して捻じれるように移動するため、フィラメント２１０に負荷される捻りトルクが、フィラメント２１０の押し上げ、押し下げ、及び、捻れが生起するだけでなく、断線に至る場合も認められる。更に、フィラメント押え締結六角穴付きボルト２４１の不均一な弛緩によるフィラメント押え１２７のフィラメント２１０に対する圧接力が低下するため、接触抵抗による発熱が、フィラメント２１０とフィラメント押え１２７との溶着を発生させることもある。この場合、フィラメント２１０は、フィラメント押え１２７と溶着しているので、フィラメント押え１２７の移動量と同じ移動量となり、上記フィラメントの変形が激しくなり、断線に至る確率が高まる。
【0012】
このような電子ビーム蒸着用電子銃１００の稼働時におけるフィラメント装着体１２０の昇温がフィラメント２１０に及ぼす悪影響だけでなく、電子ビーム蒸着用電子銃１００の停止時においても、タングステンとステンレスの大きな熱伝導率及び熱膨張率の違いに起因すると推測される次のような問題が発生する。すなわち、フィラメント２１０に印加されていた電圧が切断されると、フィラメント２１０は急激に放射冷却を起こし、僅か３０ 秒足らずで６００℃迄降温するのに対し、フィラメント押え１２７やフィラメント押え締結六角穴付きボルト２４１等のステンレス製部品は６００℃迄降温するには３分以上を要するため、熱収縮量の差に基づいたフィラメント２１０の脱落が生じる。また、フィラメント装着体１２０全体及びフィラメント装着体１２０を構成する各部品の冷却速度が不均一である為、フィラメント装着体１２０を構成する各部品間に歪が生起して、フィラメント２１０に損傷を与える場合もある。
【0013】
しかも、このような電子ビーム蒸着用電子銃１００の稼動及び停止は、各種製品の高機能化に伴う品質の向上及び多様化、並びに、コストダウンを含む生産性の向上に対する要求が厳しくなるに従って頻繁に行われるようになっており、電子ビーム蒸着用電子銃１００の連続稼働条件及び断続稼働条件の多様化によるフィラメント２１０を中心としたフィラメント装着体１２０の損傷が顕著に増加している。
【0014】
上記フィラメント装着体の損傷は、フィラメントの交換及びフィラメント装着体の洗浄等の保守点検頻度を高め、生産性の低下を招くばかりか、洗浄ではショットブラスト等の各種ブラスト加工が施され、フィラメント装着体各部品の劣化を促進し、それらの寿命が短くなる。また、フィラメント装着体の損傷は、電子ビーム蒸着皮膜の品質を低下する要因にもなる。
【0015】
以上の問題に対する解決手段としては、例えば、新たに設けられたフィラメントホルダーに嵌合する新たな付勢手段により、フィラメント押えがフィラメント端子を圧接してフィラメントの安定した固定を実現すると記載されているフィラメント固定機構が開示されている（特許文献１１）。しかし、この固定機構は、フィラメントホルダーに形成された腕部と付勢手段に形成された鉤部とが嵌合し、それぞれの平坦部が対面しており、これらの平坦部の間に移動自在なフィラメント押えとフィラメント端部とを挟んで、付勢手段をボルトで押圧してフィラメントを固定する構成となっているので、図示されている板状のフィラメント端子であれば効果的と考えられるが、フィラメント端子が円柱状の場合、フィラメント押えが上下左右に自在に揺動し得るので、上記フィラメント装着体の昇温及び高温に伴う課題を解決することはできない。また、板状のフィラメント端子であれば、新たな付勢手段を設ける必要も認められない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0016】
【特許文献1】特開平９－１４３７２７号公報
【特許文献2】特開平１－２１０６７号公報
【特許文献3】特開平３－６４４６３号公報
【特許文献4】特開平６－２１２４２５号公報
【特許文献5】特開平９－１４３７３６号公報
【特許文献6】特開平１０－１８３３４６号公報
【特許文献7】特開平２－１２１２２５号公報
【特許文献8】特開２００３－３０１２６１号公報
【特許文献9】特開２００９－１３４９７４号公報
【特許文献10】特開２０１５－２２２６１６号公報
【特許文献11】特開２００８－２５４３１号公報
【非特許文献】
【0017】
【非特許文献1】上岡 昌典，谷口 明，高島 徹，「成膜加工に利用される電子ビーム蒸着の最新技術」，[on line]，日本電子ｎｅｗｓ，Vol. 49， No. 8，［令和3年12月8日検索］，インターネット＜https://www.jeol.co.jp/applications/detail/1718.html#＞
【非特許文献2】日本電子株式会社ホームページ，「電子ビーム蒸着用電子銃」，[on line]，［令和3年12月8日検索］，インターネット＜https://www.jeol.co.jp/science/eb.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0018】
上述したように、電子ビーム真空蒸着装置の長時間の連続的又は断続的稼動は、フィラメントを含むフィラメント装着体が１，０００℃以上の温度差の熱履歴を被ることになり、主として、タングステン製のフィラメントとステンレス製のフィラメント押えやフィラメントホルダー等のフィラメント装着体を構成する部品との極めて大きな熱伝導率差及び熱膨脹率差に起因するフィラメント装着体の損傷、特に、フィラメントの移動、変形、及び、溶着等の問題を発生する。そして、これらの損傷は、電子ビーム真空蒸着装置の保守点検頻度を高め、著しく生産性を低下し、フィラメント装着体各部品の寿命が短くなるばかりか、電子ビーム蒸着膜の品質低下を招く。
【0019】
本発明は、フィラメントとフィラメント押えやフィラメントホルダー等のフィラメント装着体を構成する部品との極めて大きな熱伝導率差及び熱膨脹率差に起因するフィラメント装着体の損傷、特に、フィラメントの移動、変形、及び、溶着等を抑制し、電子ビーム真空蒸着装置の保守点検間隔を延長でき、生産性を向上するばかりか、フィラメント装着体各部品の長寿命化を実現し、高い品質の電子ビーム蒸着膜が成膜されるフィラメント装着体を提供することを目的としている。また、本発明のフィラメント装着体を装備した電子ビーム真空蒸着装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0020】
本発明者らは、上記課題を解決するために、タングステン製のフィラメントとステンレス製のフィラメント押えやフィラメントホルダー等のフィラメント装着体を構成する部品との極めて大きな熱伝導率差及び熱膨脹率差に起因すると推測されているフィラメント装着体の損傷に至る過程を詳細に分析しシミュレーションした結果、フィラメント押えの熱膨脹及び熱収縮が主たる要因であることを究明した上で、電子ビームを放出するフィラメントコイル部の両側に電圧を印加するフィラメント棒状端子部が連続する成形体であるフィラメントのフィラメント棒状端子部とフィラメント押えとの位置関係、分かり易い表現としては、フィラメント端子を挟み相対するフィラメントホルダー平面とフィラメント押え平面の位置関係を大きな温度変化に対しても整合させることができれば、上記フィラメント装着体の損傷が抑制できることが分かった。また、この結果に基づいて、従来のステンレス製フィラメント押えを、フィラメントのタングステンに近い熱伝導率及び熱膨脹率の高融点金属又は合金のフィラメント押えに置き換えることによって、同様の効果を奏する安定したフィラメント装着体を提供ができることを見出し、本発明の完成に至った。
【0021】
すなわち、本発明は、電子ビームを放出するフィラメントコイル部とフィラメントコイル部の両端に電圧を印加するフィラメント棒状端子部とが連続するタングステン系の成形体であるフィラメントと、フィラメント棒状端子部の長手方向に対して直角に切断される断面積よりも小さい断面積であり、フィラメント棒状端子部がその長手方向に装入される溝が形成されている溝凹設平面を有しているステンレス系のフィラメントホルダーと、この溝凹設平面に相対し、フィラメント棒状端子部の長手方向に対し略直角に当接する押止平面を有しているステンレス系のフィラメント押えと、この押止平面が、溝に装入されているフィラメント棒状端子部を圧接してフィラメントを保持すると共に、フィラメントホルダーとフィラメント押えとを結合する緊結手段と、この緊結手段による溝凹設平面と押止平面との相対する位置関係の不整合を防止する平面位置関係整合手段とを具備していることを特徴とするフィラメント装着体である。ここで、溝凹設平面と押止平面との相対する位置関係の不整合とは、相対する溝凹設平面と押止平面の平面方向の位置関係が破壊されることであり、これら平面の直角方向の位置関係としての両平面の平行関係が破壊されることである。従って、言い換えれば、本発明のフィラメント装着体は、フィラメントホルダーの溝凹設平面とフィラメント押えの押止平面との相対する位置関係の整合が保持されることを特徴としている。なお、以下、特に断りがない限り、フィラメントは、タングステンを主成分とすタングステン系のフィラメントであり、フィラメント押え、フィラメントホルダー、及び、ガス抜き穴付きボルト等のフィラメント以外のフィラメント装着体は、ＪＩＳ鋼種に従えば、ＳＵＳ３０４やＳ３１６等のオーステナイト系、ＳＵＳ４１０等のマルテンサイト系、及び、ＳＵＳ４０５等のフェライト系等の一般的なステンレス系、並びに、モリブデン等である。
【0022】
上記緊結手段は、フィラメントホルダーとフィラメント押えとを堅く結合し、弛緩することが少ない方法であれば限定されるものではないが、基本的には、フィラメントホルダー及びフィラメント押えに形成されるネジ山を有するボルト孔と、そのネジ山に螺嵌するボルトとから構成されることが好ましい。このボルトには、真空系を保持するという観点から、ガス抜き穴付きボルトであることがより好ましい。また、この緊結手段の弛緩を防止するために、ガス抜き構造を備え、弛緩防止効果を発現する凹凸構造のダブルナットを付設することがより更に好ましい。例えば、このようなダブルナットとしては、偏心加工したダブルナットであるハードロックナットを上げることができるが、これに限定されるものではない。
上記平面位置関係整合手段についても、溝凹設平面と押止平面との相対する位置関係の不整合が生じることなく整合している状態を保持することができる方法であれば限定されるものではないが、押止平面から溝凹設平面方向に突出して凸設される少なくとも一つの第一のバンプと、第一のバンプと相対する溝凹設平面の位置に、第一のバンプと嵌合する立体形状で溝凹設平面から押止平面と反対方向に凹設されるキャビティとの組合せであることが好ましい。逆に、溝凹設平面から押止平面方向に突出して凸設される少なくとも一つの第一のバンプと、第一のバンプと相対する押止平面の位置に、第一のバンプと嵌合する立体形状で押止平面から溝凹設平面と反対方向に凹設されるキャビティとの組合せであってもよい。また、上記平面位置関係整合手段は、上記第一のバンプとキャビティが混在した組合せ、すなわち、溝凹設平面又は押止平面に凸設される第一のバンプと、その第一のバンプに嵌合するように、溝凹設平面又は押止平面に凹設されるキャビティとの組合せであってもよい。
上記平面位置関係整合手段についても、溝凹設平面と押止平面との相対する位置関係の不整合が生じることなく整合している状態を保持することができる方法であれば限定されるものではないが、押止平面から溝凹設平面方向に突出して凸設される少なくとも一つの第一のバンプと、第一のバンプと相対する溝凹設平面の位置に、第一のバンプと嵌合する立体形状で溝凹設平面から押止平面と反対方向に凹設されるキャビティとの組合せであることが好ましい。逆に、溝凹設平面から押止平面方向に突出して凸設される少なくとも一つの第一のバンプと、第一のバンプと相対する押止平面の位置に、第一のバンプと嵌合する立体形状で押止平面から溝凹設平面と反対方向に凹設されるキャビティとの組合せであってもよい。また、上記平面位置関係整合手段は、上記第一のバンプとキャビティが混在した組合せ、すなわち、溝凹設平面又は押止平面に凸設される第一のバンプと、その第一のバンプに嵌合するように、溝凹設平面又は押止平面に凹設されるキャビティとの組合せであってもよい。
【0023】
そして、このような第一のバンプとキャビティの組合せによる相対する溝凹設平面と押止平面の平面方向の位置関係及びこれら両平面の平行関係が保持されるのは、バンプとキャビティとの間に、溝凹設平面と押止平面の平面方向へのフィラメント押えの移動及びこれら両平面の直角方向へのフィラメント押えの移動を抑止する接触面が形成されることに基づいている。
【0024】
しかし、バンプ及びキャビティの立体形状は限定される必要はないが、バンプは、溝凹設平面と押止平面との相対する位置関係の整合を保持する範囲で、キャビティと相似な立体形状で、キャビティに挿嵌可能な大きさである必要があり、できる限り大きいものが好ましい。
【0025】
また、溝凹設平面と押止平面との相対する位置関係の整合をより安定して保持するためには、平面位置関係整合手段が、フィラメントホルダーに形成されている溝の中点に関して対称な位置関係にある少なくとも一組の第一のバンプ及びキャビティであることが好ましく、この溝に関して線対称な位置関係にある少なくとも一組の第一のバンプ及びキャビティであることがより好ましい。これは、特に、相対する溝凹設平面と押止平面の直角方向の両平面の平行関係を保持する効果を高めることができる。
【0026】
更に、溝凹設平面と押止平面との相対する位置関係の整合をより更に安定して保持するためには、平面位置関係整合手段が、溝凹設平面及び押止平面の周縁部に凸設及び凹設される少なくとも一組の第一のバンプ及びキャビティであることが好ましく、同時に上記溝の中点又は溝に関して対称な位置関係にあることがより好ましい。
【0027】
第一のバンプとキャビティの組合せが溝凹設平面及び押止平面の周縁部にあることが好ましい理由はてこの原理にある。すなわち、フィラメント押えが移動する全応力は重心付近に負荷されるので、この付近に支点が存在するとすれば、この応力の移動を防止するための作用点となるバンプとキャビティの組合せは、支点から離れた押止平面及び溝凹設平面の周縁部に形成されることで小さなバンプとキャビティの組合せで大きな応力を支えることが可能となる。
【0028】
一方、このような平面位置関係整合手段である第一のバンプ及びキャビティの立体形状は、上記の通り限定されるものではないが、溝凹設平面と押止平面との相対する位置関係の整合を保持することに加え、これらの立体形状を容易に成形することも考慮すると、次のような立体形状が適している。特に、押止平面及び／又は溝凹設平面と底面を共有する角柱状、円柱状、円筒状、角錐状、円錐状、及び、半円柱状、並びに、押止平面及び／又は溝凹設平面と側面を共有する角柱状、及び、半円柱状の中から選択されるいずれかの立体形状である第一のバンプであることが好ましい。従って、バンプと嵌合し相似な立体形状であるキャビティは、溝凹設平面及び／又は押止平面と底面を共有する角柱状、円柱状、円筒状、角錐状、円錐状、及び、半円柱状、並びに、溝凹設平面及び／又は押止平面と側面を共有する角柱状、及び、半円柱状の中から選択されるいずれかの立体形状であることが好ましい。
【0029】
このようなバンプとキャビティの組合せの平面位置関係整合手段を分析し、実験した結果、簡易な構造で、溝凹設平面と押止平面との相対する位置関係の不整合を防止する機能を発現する平面位置関係整合手段を備えるフィラメント装着体を見出した。すなわち、本発明の平面位置関係整合手段は、押止平面から溝凹設平面方向に突出して凸設され、押止平面と溝凹設平面が接触することなく押止平面がフィラメント棒状端子部を圧接可能に、溝に装入されているフィラメント棒状端子の溝凹設平面から突出している高さよりも低く、略等しい高さの二つ以上の第二のバンプだけとすることも可能であることを見出した。従って、逆に、平面位置関係整合手段は、溝凹設平面から押止平面方向に突出して凸設され、押止平面と溝凹設平面が接触することなく押止平面が前記フィラメント棒状端子部を圧接可能に、溝に装入されているフィラメント棒状端子の溝凹設平面から突出している高さよりも低く、略等しい高さの二つ以上の第二のバンプだけであってもよいし、このような高さの押止平面に突設される第二のバンプと溝凹設平面に凸設される第二のバンプとが混在していている平面位置関係整合手段であってもよい。
【0030】
この第二のバンプによる相対する溝凹設平面と押止平面の平面方向の位置関係及びこれら両平面の平行関係が保持されるのは、第二バンプの先端と溝凹設平面又は押止平面との摩擦力により溝凹設平面と押止平面の平面方向へのフィラメント押えの移動が抑止され、第二のバンプの高さによりこれら両平面の直角方向へのフィラメント押えの移動が抑止されることに基づいている。
【0031】
平面位置関係整合手段がこのような第二のバンプも、第一のバンプとキャビティの組合せと同様の理由で、フィラメント棒状端子部がその長手方向に装入される溝の中点に関して対称な位置関係にある少なくとも一組の第二のバンプであることが好ましく、この溝に関して線対称な位置関係にある少なくとも一組の前記第二のバンプであることがより好ましい。
【0032】
そして、第一のバンプとキャビティの組合せと同様の理由で、第二のバンプも溝凹設平面又は押止平面の周縁部にあることが好ましく、同時に溝の中点又は溝に関して対称な位置にあることがより好ましい。
【0033】
平面位置関係整合手段が第二のバンプである場合、その立体形状は、相対する溝凹設平面と押止平面の平行方向の位置関係の整合が、第二バンプの先端と溝凹設平面又は押止平面との摩擦力に依存するため、両者の接触面積が大きいことが好ましい。そのため、特に、第二のバンプの立体形状は、溝凹設平面又は押止平面と底面を共有する角柱状、円柱状、円筒状、角錐台状、円錐台状、及び、半円柱状、並びに、溝凹設平面又は押止平面と側面を共有する角柱状、及び、半円柱状の中から選択される形状である第二のバンプであることが好ましい。
【0034】
なお、平面位置関係整合手段を備える本発明のフィラメント装着体の力学的解決手段から、フィラメント棒状端子を装入する溝を深くするが容易に考えられるのと同様、フィラメント棒状端子とその溝には応力の作用しない面積が増加し、接触抵抗の発熱による溶着が容易に発生して本発明の課題を解決することはできない。
【0035】
以上の平面位置関係整合手段を備える本発明のフィラメント装着体は、従来のタングステン製フィラメントとステンレス製フィラメント押えとで異なる熱伝導率及び熱膨張率に起因して生起する溝凹設平面と押止平面の平面方向の位置関係の不整合及びこれら両平面の平行関係の不整合を力学的に解決する手段である。従って、この効果は、フィラメント押えの物性をタングステンに類似させるように材質を変更することによっても発現し、これらの不整合を解決できる可能性があることを示唆していると考えられる。そこで、フィラメント押えの融点、熱伝導率、及び、熱膨張率を、それぞれ、１，０００℃以上、１７０±５０Ｗ／（ｍ・ｋ）、及び、４×１０－６～１０×１０－６／℃である金属の合金であるフィラメント押えとしたところ、溝凹設平面と押止平面の平面方向の位置関係の不整合及びこれら両平面の平行関係の不整合を防止できることが確認された。また、力学的解決手段との併用によって、溝凹設平面と押止平面の平面方向の位置関係の不整合及びこれら両平面の平行関係の不整合を防止できる効果が一層高まることも認められた。
【0036】
すなわち、本発明のフィラメント装着体は、電子ビームを放出するフィラメントコイル部とフィラメントコイル部の両端に電圧を印加するフィラメント棒状端子部とが連続するタングステン系の成形体であるフィラメントと、フィラメント棒状端子部の長手方向に対して直角に切断される断面積よりも小さい断面積であり、フィラメント棒状端子部が長手方向に装入される溝が形成されている溝凹設平面を有しているステンレス系のフィラメントホルダーと、この溝凹設平面に相対し、フィラメント棒状端子部の長手方向に対し略直角に当接する押止平面を有し、主構成成分の融点が１，０００℃以上、熱伝導率が１７０±５０Ｗ／（ｍ・ｋ）、及び、熱膨張率が４×１０～１０×１０－６／℃の合金であるフィラメント押えと、この押止平面が溝に装入されているフィラメント棒状端子部を圧接してフィラメントを保持すると共に、フィラメントホルダーとフィラメント押えとを結合する緊結手段とを具備していることを特徴としている。これは、本発明のフィラメント装着体は、緊結手段による溝凹設平面と押止平面との相対する位置関係の不整合を防止する平面位置関係整合手段が、フィラメント押えの材質として、融点が１，０００℃以上、熱伝導率が１７０±５０Ｗ／（ｍ・ｋ）、及び、熱膨張率が４×１０～１０×１０－６／℃の合金を使用することを特徴としていると表現することもできる。
【0037】
特に、主構成成分の融点が１，０００℃以上、熱伝導率が１７０±５０Ｗ／（ｍ・ｋ）、及び、熱膨張率が４×１０～１０×１０－６／℃である合金としては、銅系合金が適している。更に、銅合金が、銅－タングステン系合金又は銅－モリブデン系合金であるフィラメント押えであることがより適している。このような合金が好ましい理由は、タングステン系フィラメントの種類及び形状、並びに、フィラメント装着体の構造及びそれを構成する部品の材質等に応じ、融点及び熱伝導率を変更する必要性がある場合に対応できることにある。なお、銅－タングステン系合金及び銅－モリブデン系合金を構成する成分である、タングステン、モリブデン、及び、銅の融点は、それぞれ、約３，４００℃、約２，６００℃、及び、約１，１００℃である。また、銅－タングステン系合金の熱伝導率及び熱膨張率は、組成によって異なるが、それぞれ、約１８０Ｗ／（ｍ・ｋ）及び６×１０－６／℃、銅－モリブデン系合金の熱伝導率及び熱膨張率も、組成によって異なるが、それぞれ、約２００Ｗ／（ｍ・ｋ）及び８×１０－６／℃である。一方、ステンレスの融点、熱伝導率、及び、熱膨張率は、組成によって異なるが、それぞれ、約１，１００℃、約１５Ｗ／（ｍ・ｋ）、及び、約２０×１０－６／℃である。
【0038】
以上説明した本発明のフィラメント装着体を装備した電子ビーム真空蒸着装置は、特に連続式装置に適しており、長時間の連続稼働及び断続的稼動においても、フィラメント装着体の損傷が少ないため、保守点検間隔の延長及び保守点検時間の短縮を図ることができる。
【発明の効果】
【0039】
本発明のフィラメント装着体によれば、電子ビーム真空蒸着装置の稼働時及び停止時におけるフィラメントとフィラメント以外の構成部品との熱伝導率及び熱膨張率の顕著な相違に起因する、フィラメントの移動、変形、及び、溶着等を抑制してフィラメント装着体の損傷を防止し、電子ビーム真空蒸着装置の保守点検間隔を延長でき、生産性を向上するばかりか、フィラメント装着体各部品の長寿命化を実現し、高い品質の電子ビーム蒸着膜が成膜されるという優れた効果を奏する。また、本発明のフィラメント装着体を備えた電子ビーム真空蒸着装置は、連続式装置として適しており、長時間の連続稼働及び断続的稼動においても、フィラメント装着体の損傷が少なく、保守点検間隔の延長及び保守点検時間の短縮を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本発明のフィラメント装着体が提供されるに至った要因の一つである代表的な連続式電子ビーム真空蒸着装置の断面概要模式図である。
【図2】本発明のフィラメント装着体が配備される電子ビーム真空蒸着用電子銃の概要を示す平面模式図である。
【図3】本発明のフィラメント装着体が配備される電子ビーム真空蒸着用電子銃の概要を示す正面模式図である。
【図4】従来のフィラメント装着体の分解斜視模式図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る第一のフィラメント装着体の分解斜視模式図である。
【図10】本発明の一実施形態に係る第一のフィラメント装着体を構成する第一のフィラメントホルダー（ａ）と第一のフィラメント押え（ｂ１、ｂ２）の斜視模式図と、従来のフィラメント装着体を構成する第一のフィラメントホルダー（ｃ）と第一のフィラメント押え（ｄ）の斜視模式図である。
【図11】本発明の一実施形態に係るフィラメント装着体の平面模式図（図９）に表記されている断面指示線Ｃ、すなわち、図１０の断面指示線Ｃを通過するようにＹ軸方向に切断され、Ｘ軸のＸｂ方向から視た断面模式図（ａ）で、フィラメント押えに形成されている四角柱バンプの効果を説明する図である。比較のため、従来のフィラメント装着体について、（図示されていない）図９に相当する平面模式図の断面指示線Ｃ、すなわち、図１０の断面指示線Ｃを通過するようにＹ軸方向に切断され、Ｘ軸のＸｂ方向から視た断面模式図（ｂ）を示した。
【図12】本発明の一実施形態に係る第一のフィラメント装着体の平面模式図（図９）に表記されている断面指示線Ｄ、すなわち、図１０の断面指示線Ｄを通過するようにＹ軸方向に切断され、Ｚ軸のＺｌ方向から視た断面模式図（ａ）で、第一のフィラメント押えに形成されている四角柱バンプの効果を説明する図である。比較のため、従来のフィラメント装着体について、（図示されていない）図９に相当する平面模式図の断面指示線Ｄ、すなわち、図１０の断面指示線Ｄを通過するようにＹ軸方向に切断され、Ｚ軸のＺｌ方向から視た断面模式図（ｂ）を示した。
【図14】本発明の一実施形態に係る第二のフィラメント装着体を構成する第二のフィラメント押え（ａ）及び第二のフィラメントホルダー（ｂ）の分解斜視模式図である。
【図16】本発明の一実施形態に係る第三のフィラメント装着体を構成する第三のフィラメント押え（ａ）及び第三のフィラメントホルダー（ｂ）の分解斜視模式図である。
【図17】本発明の一実施形態に係る第四のフィラメント装着体を構成する第四のフィラメント押え（ａ）及び第四のフィラメントホルダー（ｂ）の分解斜視模式図である。
【図18】本発明の一実施形態に係る第五のフィラメント装着体を構成する第五のフィラメント押え（ａ）、第六のフィラメント装着体を構成する第六のフィラメント押え（ｂ）、及び、第七のフィラメント装着体を構成する第七のフィラメント押え（ｃ）の分解斜視模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0041】
以下、図面に描かれた一実施形態に基づき、本発明のフィラメント装着体及び電子ビーム真空蒸着装置を詳細に説明するが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想によってのみ限定されるものである。
【0042】
図５は、本発明の一実施形態に係る第一のフィラメント装着体３００の分解斜視模式図である。この第一のフィラメント装着体３００も、図４に示した従来のフィラメント装着体１０００同様、フィラメント２１０、ウェーネルト電極２２０、絶縁体としての板碍子２１０、これらに設けられたボルト孔２２２、２３１、及び、これらに螺合する六角ガス抜きボルト２４２、２４３の構成部品を備え、これらが第一のフィラメントホルダー３１０及びそれらに設けられたボルト孔３１４、３１５、３１６、並びに、第一のフィラメント押え３２２及びそれらに設けられたボルト孔３２２を用いて組立てられ、第一のフィラメント押え３２０のボルト孔３２２及び第一のフィラメントホルダー３１０のフィラメントホルダー間ボルト孔３１４と螺合する４つのフィラメント押え締結六角ガス抜き穴付きボルト２４１の緊結手段により、第一のフィラメント押え３２０と第一のフィラメントホルダー３１０との間に装入されているフィラメント２１０のフィラメント棒状端子部２１１が圧接されてフィラメント２１０が保持される。
【0043】
すなわち、本発明の第一のフィラメント装着体３００も、フィラメント２１０から電子ビームを放出するためのウェーネルト電極２２０及び絶縁体としての板碍子２１０が備えられており、これらに設けられたボルト孔２２２、２３１に六角ガス抜きボルト２４２、２４３を螺合して左右の第一のフィラメントホルダー３１０－１、３１０－２と結合されている。また、フィラメント２１０は、左右の第一のフィラメントホルダー３１０－１、３１０－２と第一のフィラメント押え３２０との間に装入され、左右の第一のフィラメントホルダー３１０－１、３１０－２と第一のフィラメント押え３２０とが次のように結合されることよって保持される。フィラメント２１０は、電子ビームを放出するフィラメントコイル部２１１の両側に電圧を印加する２本のフィラメント棒状端子部２１２が連続する成形体であるので、このフィラメント棒状端子部２１２が載置される左右のフィラメント端子装入溝３１１－１、３１１－２が形成された左右の第一のフィラメントホルダー３１０－１、３１０－２の溝凹設平面３１７―１、３１７－２と、溝凹設平面３１７―１、３１７－２と相対する第一のフィラメント押え３２０の押止平面３２３との間にフィラメント棒状端子部２１２が溝長手方向であるＸ軸方向に装入される。そして、これらの溝３１１－１、３１１－２から頭をのぞかせているフィラメント棒状端子部２１２の円柱側面が第一のフィラメント押え３２０の押止平面３２３と接触し、第一のフィラメント押え３２０のボルト孔３２２及びフィラメントホルダー３１０のフィラメントホルダー間ボルト孔３１４と螺合する４つのフィラメント押え締結六角ガス抜き穴付きボルト２４１の緊結手段により、フィラメント棒状端子部２１２の円柱側面が押止平面３２３で圧接されると共に、第一のフィラメントホルダー３１０と第一のフィラメント押え３２０とが結合してフィラメント２１０が保持される。この場合も、タングステンであるフィラメント２１０、セラミックスである板碍子２３０を除き、第一のフィラメントホルダー３１０、第一のフィラメント押え３２０、各種ガス抜き穴付きボルト２４１、２４２、２４３等のフィラメント装着体構成部品は一般的なステンレスである。なお、右のフィラメント端子装入溝３１１－１及び溝凹設平面３１７－１は、第一のフィラメントホルダー３１０－１の反対面にあり図示されていない。
【0044】
しかし、この実施形態のフィラメント装着体３００と図４に示す従来のフィラメント装着体１０００と異なる点は、第一のフィラメントホルダー３１０と第一のフィラメント押え３２０の僅かな構造ではあるが、第一のフィラメント装着体３００の損傷を顕著に防止する効果を奏する。第一のフィラメントホルダー３１０については、左右の第一のフィラメントホルダー３１０－１、３１０－２のフィラメント２１０のフィラメント棒状端子部２１２が装入される左右のフィラメント端子装入溝３１１－１、３１１－２が凹設されている溝凹設平面３１７－１、３１７－２において、Ｙ軸のＹｕ及びＹｄ方向かつＸ軸のＸｆ方向の周縁部に、右の第一のフィラメントホルダー３１０－１の場合はＺ軸のＺｌ方向に、左の第一のフィラメントホルダー３１０－２の場合はＺ軸のＺｒ方向に、それぞれ、嵌合周縁四角柱状キャビティ右３１２－１及び嵌合周縁四角柱状キャビティ左３１２－２が形成されている。一方、第一のフィラメント押え３２０については、左右の第一のフィラメント押え３２０の、第一のフィラメントホルダー３１０－１、３１０－２の溝凹設平面３１７－１、３１７－２に相対し、フィラメント棒状端子部２１２の長手方向であるＸ軸方向に対し、略直角なＺ軸方向に当接する押止平面３２３において、溝凹設平面３１７－１、３１７－２に形成された嵌合周縁四角柱状キャビティ３１２－１、３１２－２と嵌合する位置及び大きさの嵌合周縁四角柱状バンプ３２１が形成されている。そして、これらそれぞれ二つのキャビティ３１２－１、３１２－２及びバンプ３２１は、同じ大きさで、フィラメント装入溝３１１－１、３１１－２に関して線対称な位置に成形されている。
【0045】
これらのキャビティ３１２とバンプ３２１とが嵌合されることによって、図５に示す、第一のフィラメントホルダー３１０の溝凹設平面３１７と押止平面３２３との相対する位置関係の不整合、すなわち、相対する溝凹設平面３１７と押止平面３２３の平面方向であるＸ軸方向及びＹ軸方向のずれの位置関係の不整合、及び、これら平面の直角方向であるＺ軸方向の平行な位置関係の不整合が防止される。その結果、フィラメント２１０の棒状端子部２１２及びフィラメント端子装入溝３１１の長手方向であるＸ軸方向、その直角方向であるＹ軸方向及びＺ軸方向への第一のフィラメント押え３２０の移動及びそれと関連したフィラメント２１０のＸ軸方向への移動が抑制され、フィラメント２１０の捻じれ等の変形及び接触抵抗生成による第一のフィラメントホルダー３１０や第一のフィラメント押え３２０との溶着が大幅に低減する。
【0046】
それでは、キャビティ３１２とバンプ３２１との嵌合が、このように相対する溝凹設平面３１７と押止平面３２３の位置関係の不整合を防止できるメカニズムを以下詳細に説明する。
【0047】
図６は、本発明の一実施形態に係る図５に示す分解されている第一のフィラメント装着体構成部品を組立てた第一のフィラメント装着体３００において、Ｘ軸のＸｂ方向から視た正面模式図であり、図７は、その断面指示線Ａを紙面に対して垂直方向（Ｘ軸方向）に切断し、Ｚ軸のＺｒ方向である矢印方向に視た断面模式図である。
【0048】
図７から、第一のフィラメント押え３２０の嵌合周縁四角柱状バンプ３２１と右のフィラメントホルダー３１０－１の右の嵌合周縁四角柱状キャビティ３１２－１との嵌合した接触面より、Ｘ軸方向及びＹ軸方向への移動が制限され、相対する溝凹設平面３１７と押止平面３２３の平面方向のずれの位置関係の不整合が防止されることが分かる。
【0049】
そして、図７の断面指示線Ｂを紙面に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に切断し、Ｘ軸のＸｆ方向である矢印方向に視た断面模式図の図８では、第一のフィラメント押え３２０の嵌合周縁四角柱状バンプ３２１と左右のフィラメントホルダー３１０－１、３１０－２の左右の嵌合周縁四角柱状キャビティ３１２－１、３１２－２との嵌合した接触面より、Ｙ軸方向及びＺ軸方向への移動が制限され、相対する溝凹設平面３１７と押止平面３２３の一平面方向であるＹ軸方向のずれの位置関係の不整合が防止されと共に、その平面の直角方向であるＺ軸方向の平行な位置関係の不整合が防止されることが分かる。
【0050】
より分かり易くするため、更に、図９及び１０に示す断面指示線Ｃ、Ｄを用いた断面模式図である図１１～１３を示す。図９は、本発明の一実施形態に係る図６の第一のフィラメント装着体３００において、Ｙ軸のＹｕ方向から視た平面模式図であり、図１０は、本発明の一実施形態に係る第一のフィラメント装着体を構成する第一のフィラメントホルダー（ａ）と視野角が異なる第一のフィラメント押え（ｂ１、ｂ２）の斜視模式図と、従来のフィラメント装着体を構成するフィラメントホルダー（ｃ）とフィラメント押え（ｄ）の斜視模式図である。
【0051】
そして、図１１（ａ）は、図９に示す第一のフィラメント装着体３００の平面模式図に表記されている断面指示線Ｃ、すなわち、図１０の断面指示線Ｃを通過するようにＹ軸方向に切断され、Ｘ軸のＸｂ方向である矢印方向に視た断面模式図である。比較のため、図１１（ｂ）には、従来のフィラメント装着体１０００について、（図示されていない）図９に相当する平面模式図の断面指示線Ｃ、すなわち、図１０の断面指示線Ｃを通過するようにＹ軸方向に切断され、Ｘ軸のＸｂ方向である矢印方向に視た断面模式図を示した。
【0052】
図１１（ａ）から分かるように、第一のフィラメント押え３２０の嵌合周縁四角柱状バンプ３２１と左の第一のフィラメントホルダー３１０－２の左の嵌合周縁四角柱状キャビティ３１２－２との嵌合が、嵌合周縁四角柱状バンプ３２１の上側下面３２１－２及び下側上面３２１－４と嵌合周縁四角柱状キャビティ３１２－２の壁面との接触により、第一のフィラメント押え３２０のＹ軸方向及びＺ軸方向への移動が制限され、相対する溝凹設平面３１７と押止平面３２３の一平面方向であるＹ軸方向のずれの位置関係の不整合が防止されと共に、その平面の直角方向であるＺ軸方向の平行な位置関係の不整合が防止されることが分かる。それに対し、図１１（ｂ）の従来のフィラメント装着体１０００は、フィラメント棒状端子部２１２とフィラメントホルダー１０１０との溶着のために深くできないフィラメント端子装入溝１０１１が形成されているので、フィラメント棒状端子部２１２はフィラメント端子装入溝左１０１１－２から大きく突出しており、フィラメント押え１０２０がフィラメントホルダー左１０１０－２の溝凹設平面左１０１７―２と傾斜した状態で圧接され、フィラメント押え締結六角ガス抜き穴付きボルト２４１がそのボルト孔１０１４と均一に螺合されることは困難で、実質的にあり得ないと考えられる。ボルトの弛緩を強く調整すると、ボルトが折れることもある。従って、フィラメント棒状端子２１２がフィラメント押え１０２０で強く圧接されることはできず、昇温降温に伴う熱膨張及熱収縮によって、フィラメント押え１０２０の移動、フィラメント２１０の脱落や変形、フィラメントホルダー１０１０及びフィラメント押え１０２０とフィラメント２１０との溶着等のフィラメント装着体１０００の損傷が多発することになる。
【0053】
図１２（ａ）は、図９に示す第一のフィラメント装着体３００の平面模式図に表記されている断面指示線Ｄ、すなわち、図１０の断面指示線Ｄを通過するようにＹ軸方向に切断され、Ｚ軸のＺｌ方向である矢印方向に視た断面模式図（ａ）である。第一のフィラメント押えに形成されている四角柱バンプの効果を説明する図である。比較のため、図１２（ｂ）には、従来のフィラメント装着体１０００について、（図示されていない）図９に相当する平面模式図の断面指示線Ｄ、すなわち、図１０の断面指示線Ｄを通過するようにＹ軸方向に切断され、Ｚ軸のＺｌ方向である矢印方向に視た断面模式図を示した。
【0054】
図１２（ａ）から明らかなように、第一のフィラメント押え３２０の嵌合周縁四角柱状バンプ３２１と左の第一のフィラメントホルダー３１０－２の左の嵌合周縁四角柱状キャビティ３１２－２との嵌合が、嵌合周縁四角柱状バンプ３２１の上側下面３２１－２及び下側上面３２１－４と嵌合周縁四角柱状キャビティ３１２－２の壁面との接触により、第一のフィラメント押え３２０のＹ軸方向への移動が制限されると共に、嵌合周縁四角柱状バンプ３２１の上側フィラメントホルダー接触面３２１－３及び下側フィラメントホルダー接触面３２１－６と嵌合周縁四角柱状キャビティ３１２－２の壁面との接触により、第一のフィラメント押え３２０のＸ軸方向への移動が制限され、相対する溝凹設平面３１７と押止平面３２３の平面方向のずれの位置関係の不整合が防止されることが分かる。それに対し、図１２（ｂ）から明らかなように、相対する溝凹設平面１０１７と押止平面１０２３の平面方向のずれの位置関係の不整合を防止するものは認められない。
【0055】
そして、図１３は、図１０における、第一のフィラメントホルダー３１０及び従来のフィラメントホルダー１０１０のフィラメントが装入されるフィラメント端子装入溝が形成された溝凹設平面とフィラメント押えの押止平面とに挟まれたフィラメント付近の拡大図である。
【0056】
図から分かるように、従来のフィラメント装着体１０００では、フィラメントホルダーに垂直に掛けられたフィラメント押えがフィラメントを圧接する応力Ｐ１がフィラメント棒状端子部２１２の中心方向の応力Ｐ２と接戦方向の応力Ｐ３に分散して締結力が低下するのに対し、本発明の第一のフィラメント装着体は、このような分散がなく、堅く締結され、フィラメント押え３２０及びフィラメント２１０の移動が抑制され、フィラメントの変形及び溶着が大幅に削減される。
【0057】
以上、本発明のフィラメントホルダー装着体について、第一のフィラメントホルダー装着体を例として説明してきたが、これに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術思想に基づいた多種多様な実施形態が包含される。以下、代表的な実施例を示す。
【0058】
図１４（ａ）及び（ｂ）には、それぞれ、本発明の一実施形態に係る第二のフィラメント装着体４００を構成する第二のフィラメント押え４２０及び第二のフィラメントホルダー右４１０－１（ｂ）の分解斜視模式図を示した。第二のフィラメント装着体４００は、図示していないが、図５における左右の第一のフィラメントホルダー３１０－１、３１０－２と第一のフィラメント押え３２０を左右の第二のフィラメントホルダー４１０－１、４１０－２と第二のフィラメント押え４２０だけを置換したものであり、その組立てられた第二のフィラメント装着体４００の断面模式図は図１５に示されている。
【0059】
本発明の第一のフィラメント装着体３００における、第一のフィラメントホルダー３１０の溝凹設平面３１７と第一のフィラメント押え３２０の押止平面３２３との相対する位置関係の不整合を防止する平面位置関係整合手段に相当する平面位置関係整合手段は、図１４の実施例では、第二のフィラメントホルダー右４１０－１の溝凹設平面右４１７－１と側面を共有する三角柱状で、Ｘ軸とＹ軸が作る平面で切断した断面が三角形状で陥没している嵌合三角形状キャビティ右４１２－１と第二のフィラメント押え４２０の押止平面４２３と側面を共有する嵌合三角形状キャビティ右４１２－１と相似な三角柱状であり、同じくＸ軸とＹ軸が作る平面で切断した断面が三角形状で隆起しているある嵌合三角形状バンプ４２１の組合せである。そして、これらそれぞれ二つのキャビティ４１２－１とバンプ４２１は、同じ大きさで、フィラメント装入溝右４１１－１に関して対称な位置に成形されている。
【0060】
図１４に示す平面位置関係整合手段を使用した本発明の第二のフィラメント装着体４００で、図８に相当する断面模式図である図１５から分かるように、これらキャビティ４１２－１、４１２－２とバンプ４２１の嵌合によって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向の第二のフィラメント押え４２０の移動が制限され、左右の相対する溝凹設平面４１７－１、４１７－２と押止平面３２３の平面方向であるＸ軸方向及びＹ軸方向のずれの位置関係の不整合が防止されと共に、その平面の直角方向であるＺ軸方向の平行な位置関係の不整合が防止される。そして、この場合、Ｘ軸方向の移動の制限は、キャビティ４１２－１、４１２－２とバンプ４２１の接触面の摩擦力により、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の移動の制限は、隆起物の障害によるところが大きい。従って、第二のフィラメント装着体４００においても、フィラメントの変形、脱落、及び、溶着等の損傷が大幅に改善される。
【0061】
図１６（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、本発明の一実施形態に係る第三のフィラメント装着体を構成する第三のフィラメント押え５２０及び第三のフィラメントホルダー右５１０－１（ｂ）の分解斜視模式図である。
【0062】
本発明の第一のフィラメント装着体３００における、第一のフィラメントホルダー３１０の溝凹設平面３１７と第一のフィラメント押え３２０の押止平面３２３との相対する位置関係の不整合を防止する平面位置関係整合手段に相当する平面位置関係整合手段は、図１６の実施例では、第三のフィラメントホルダー右５１０－１の溝凹設平面右５１７－１と側面を共有する四角柱状で、Ｘ軸とＹ軸が作る平面で切断した断面が四角形状で陥没している嵌合四角形状キャビティ右５１２－１と第三のフィラメント押え５２０の押止平面５２３と側面を共有する嵌合四角形状キャビティ右５１２－１と相似な四角柱状であり、同じくＸ軸とＹ軸が作る平面で切断した断面が四角形状で隆起している嵌合四角形状バンプ４２１の組合せである。そして、これらそれぞれ二つのキャビティ５１２－１及びバンプ５２１は、同じ大きさで、フィラメント装入溝５１１－１に関して対称な位置に成形されている。図１４及び１５に示す嵌合三角形状キャビティ４１２と嵌合三角形状バンプ４２０の変形であり、その作用効果はほぼ等しいため、詳細は省略する。
【0063】
図１７（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、本発明の一実施形態に係る第四のフィラメント装着体を構成する第四のフィラメント押え６２０及び第四のフィラメントホルダー右６１２－１（ｂ）の分解斜視模式図である。
【0064】
本発明の第一のフィラメント装着体３００における、第一のフィラメントホルダー３１０の溝凹設平面３１７と第一のフィラメント押え３２０の押止平面３２３との相対する位置関係の不整合を防止する平面位置関係整合手段に相当する平面位置関係整合手段は、図１７の実施例では、第四のフィラメントホルダー右６１０－１の溝凹設平面右６１７－１と底面を共有する円筒状で、Ｘ軸とＹ軸が作る平面に垂直に陥没している嵌合円筒状キャビティ右６１２－１と、第四のフィラメント押え６２０の押止平面６２３と底面を共有する嵌合円筒状キャビティ右６１２－１と相似な円筒状であり、同じくＸ軸とＹ軸が作る平面に垂直に隆起している嵌合円筒状バンプ６２１の組合せである。これらそれぞれ二つのキャビティ６１２－１及びバンプ６２１は、同じ大きさで、ボルト孔周縁の、フィラメント装入溝６１１－１に関して対称な位置に成形されている。これまでの全ての実施例に示すキャビティとバンプとの組合せの平面位置関係整合手段の変形であり、その作用効果はほぼ等しいので、詳細は省略するが、次の点において優れている。この場合、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向の移動は、Ｚ軸方向において接触面の摩擦力が作用するが、隆起物の障害による均等な制限であり、より安定した平面位置関係手段として機能する。
【0065】
更に、本発明のフィラメント装着体における、平面位置関係整合手段は、必ずしも、キャビティを必要とするわけではない。本発明の平面位置関係整合手段は、押止平面から溝凹設平面方向に突出して凸設され、押止平面と溝凹設平面が接触することなく押止平面がフィラメント棒状端子部を圧接可能に、溝に装入されているフィラメント棒状端子の溝凹設平面から突出している高さよりも低く、略等しい高さの二つ以上のバンプだけとすることも可能である。従って、逆に、平面位置関係整合手段は、溝凹設平面から押止平面方向に突出して凸設され、押止平面と溝凹設平面が接触することなく押止平面が前記フィラメント棒状端子部を圧接可能に、溝に装入されているフィラメント棒状端子の溝凹設平面から突出している高さよりも低く、略等しい高さの二つ以上のバンプだけであってもよい。また、このような高さの押止平面に突設されるバンプと溝凹設平面に凸設される第二のバンプとが混在していている平面位置関係整合手段であってもよい。更に、平面位置関係整合手段として、バンプとキャビティの組合せと上記バンプだけが混在していてもよい。
【0066】
このようなバンプだけによる相対する溝凹設平面と押止平面の平面方向の位置関係及びこれら両平面の平行関係が保持されるのは、バンプの先端と溝凹設平面又は押止平面との摩擦力により溝凹設平面と押止平面の平面方向へのフィラメント押えの移動が抑止され、バンプの高さによりこれら両平面の直角方向へのフィラメント押えの移動が抑止されることに基づいている。
【0067】
このようなバンプだけによる平面位置関係整合手段の代表例を図１８に示すが、これに限定されるものではなく、特許請求の範囲の技術思想に基づいて種々変形することが可能である。図１８（ａ）、（ｂ）、及び、（ｂ）は、それぞれ、本発明の一実施形態に係る第五のフィラメント装着体を構成する第五のフィラメント押え７２０、第六のフィラメント装着体を構成する第六のフィラメント押え８２０、及び、第七のフィラメント装着体を構成する第七のフィラメント押え９２０の分解斜視模式図である。
【0068】
第五のフィラメント押え７２０は、押止平面７２３と半円柱の底面を長手方向に切断した四角形の面を共有する、押止平面７２３に垂直に切断した断面が半円形状の同じ二つの半円形状バンプ７２１が、フィラメント装入溝に関して線対称の位置に成形されている。第六のフィラメント押え８２０には、押止平面８２３と四角柱の底面を共有する、押止平面８２３に略垂直に隆起している同じ二つの四角柱状バンプ８２１が、フィラメント装入溝の中点に関して点対称の位置に成形されている。そして、第七のフィラメント押え９２０には、押止平面９２３と円柱の底面を共有する、押止平面９２３に略垂直に隆起している同じ二つの円柱状バンプ９２１が、フィラメント装入溝の中点に関して点対称の位置に成形されている。これらを用いたフィラメント装着体は、いずれも、安定した平面位置関係整合手段として機能し、フィラメントの変形、脱落、及び、溶着等を防止することができた。
【0069】
以上、平面位置関係整合手段として、力学的に効果を奏する解決手段を説明してきたが、フィラメント押えの物性をタングステンに類似させるように材質を変更することによっても発現し、これらの不整合を解決できる可能性があることを示唆していると考えられる。実際、フィラメント押えとして、銅－タングステン（含有量：銅／タングステン＝１１／８９％）合金及び銅－モリブデン合金（含有量：銅／モリブデン＝３５／６５％）をフィラメント押えとしてフィラメント装着体を作製して電子銃に適用した結果、溝凹設平面と押止平面の平面方向の位置関係の不整合及びこれら両平面の平行関係の不整合を防止でき、フィラメントの変形、脱落、及び、溶着等の損傷を大幅に削減することが確認された。なお、使用した銅－タングステン合金の熱伝導率及び熱膨張率は、それぞれ、１８０Ｗ／（ｍ・ｋ）及び６．１×１０－６／℃であり、使用した銅－モリブデン合金の熱伝導率及び熱膨張率は、それぞれ、２１０Ｗ／（ｍ・ｋ）及び８．６×１０－６／℃である。
【産業上の利用可能性】
【0070】
本発明のフィラメントホルダー装着体及びそれを配備した電子ビーム真空蒸着装置は、多種多様な産業界で使用されている電子ビーム真空蒸着による成膜を行うために利用することに適しており、産業上の利用可能性が極めて高い。それに加え、熱伝導率及び熱膨張率の異なる金属材料の弊害を解決する考え方を提供しており、より広い産業で利用される可能性があるものと考えられる。
【符号の説明】
【0071】
１０ 連続式電子ビーム真空蒸着装置
１１ 真空蒸着成膜室
１２ 真空蒸着成膜室真空排気系
１３ 被成膜シート供給真空シール室
１４ 被成膜シート供給真空シール室真空排気系
１５ 被成膜シート取出真空シール室
１６ 被成膜シート排出真空シール室真空排気系
１７ シャッター
１８ 膜厚計
１９ 蒸着材料用坩堝装着部
１９１ 坩堝
２０ 被成膜シート
１００ 電子ビーム蒸着用電子銃
１０１ 電子ビーム放射源（フィラメント）装着部
１０２ 偏向磁石及びヨーク装着部
１０３ 第一ポールピース
１０３－１ 第一ポールピース右
１０３－２ 第一ポールピース左
１０４ 第二ポールピース
１０４－１ 第二ポールピース（１）右
１０４－２ 第二ポールピース（１）左
１０４－３ 第二ポールピース（２）右
１０４－４ 第二ポールピース（２）左
１０５ 第三ポールピース
１０５－１ 第三ポールピース右
１０５－２ 第三ポールピース左
１０６ 第四ポールピース
１０６－１ 第四ポールピース右
１０６－２ 第四ポールピース左
１０７ スキャンコイルユニット
１０７１ スキャンコイル電流入力端子部
１０８ サイドヨーク
１０８－１ サイドヨーク右
１０９ 高圧接続ステイ
１０９－１ 高圧接続ステイ右
１０９－２ 高圧接続ステイ左
１１０ 高圧ステイ部カバー
１１０－１ 高圧ステイ部カバー右
１１１ 高圧カバー
１１２ カバー
１１２１ カバー開口部
１１３ ベース
１１４ 冷却給排水口
２００ フィラメント装着体共通部品
２１０ フィラメント
２１１ 電子ビーム放出コイル部
２１２ フィラメント棒状端子部
２２０ ウェーネルト電極
２２１ ウェーネルト電極開孔部
２２２ ウェーネルト電極ボルト孔
２３０ 板碍子
２３１ 板碍子ボルト孔
２４０ 六角ガス抜き穴付きボルト
２４１ フィラメント押え締結六角ガス抜き穴付きボルト
２４２ ウェーネルト電極締結六角ガス抜き穴付きボルト
２４３ 板碍子締結六角ガス抜き穴付きボルト
３００ 第一のフィラメント装着体
３１０ 第一のフィラメントホルダー
３１０－１ 第一のフィラメントホルダー右
３１０－２ 第一のフィラメントホルダー左
３１１ 第一のフィラメント端子装入溝
３１１－１ 第一のフィラメント端子装入溝右
３１１－２ 第一のフィラメント端子装入溝左
３１２ 嵌合周縁四角柱状キャビティ
３１２－１ 嵌合周縁四角柱状キャビティ右
３１２－２ 嵌合周縁四角柱状キャビティ左
３１３ 第一のアッセンブリガイド装入孔
３１３－１ 第一のアッセンブリガイド装入孔右
３１３－２ 第一のアッセンブリガイド装入孔左
３１４ 第一のフィラメントホルダー間ボルト孔
３１４－１ 第一のフィラメントホルダー間ボルト孔右
３１４－２ 第一のフィラメントホルダー間ボルト孔左
３１５ 第一のフィラメントホルダー右－板碍子間ボルト孔
３１６ 第一のフィラメントホルダー左－ウェーネルト／板碍子間ボルト孔
３１７ 第一のフィラメントホルダー溝凹設平面
３１７－１ 第一のフィラメントホルダー溝凹設平面右
３１７－２ 第一のフィラメントホルダー溝凹設平面左
３２０ 第一のフィラメント押え
３２１ 嵌合周縁四角柱状バンプ
３２１－１ 上側上面
３２１－２ 上側下面
３２１－３ 上側フィラメントホルダー接触面
３２１－４ 下側上面
３２１－５ 下側下面
３２１－６ 下側フィラメントホルダー接触面
３２２ 第一のフィラメント押えボルト孔
３２３ 第一のフィラメント押え押止平面
４００ 第二のフィラメント装着体
４１０ 第二のフィラメントホルダー
４１０－１ 第二のフィラメントホルダー右
４１０－２ 第二のフィラメントホルダー左
４１１ 第二のフィラメント端子装入溝
４１１－１ 第二のフィラメント端子装入溝右
４１１－２ 第二のフィラメント端子装入溝左
４１２ 嵌合三角形状キャビティ
４１２－１ 嵌合三角形状キャビティ右
４１２－２ 嵌合三角形状キャビティ左
４１３ 第二のアッセンブリガイド装入孔
４１３－１ 第二のアッセンブリガイド装入孔右
４１３－２ 第二のアッセンブリガイド装入孔左
４１４ 第二のフィラメントホルダー間ボルト孔
４１５ フィラメントホルダー右－板碍子間ボルト孔
４１６ フィラメントホルダー左－ウェーネルト／板碍子間ボルト孔
４１７ 第二のフィラメントホルダー溝凹設平面
４１７－１ 第二のフィラメントホルダー溝凹設平面右
４１７－２ 第二のフィラメントホルダー溝凹設平面左
４２０ 第二のフィラメント押え
４２１ 嵌合三角形状バンプ
４２２ 第二のフィラメント押えボルト孔
４２３ 第二のフィラメント押え押止平面
５１０ 第三のフィラメントホルダー
５１０－１ 第三のフィラメントホルダー右
５１１－１ 第三のフィラメント端子装入溝右
５１２－２ 嵌合四角形状キャビティ右
５１３－１ 第三のアッセンブリガイド装入孔右
５１４－１ 第三のフィラメントホルダー間ボルト孔右
５１５ 第三のフィラメントホルダー右－板碍子間ボルト孔
５１７－１ 第三のフィラメントホルダー溝凹設平面右
５２０ 第三のフィラメント押え
５２１ 嵌合四角形状バンプ
５２２ 第三のフィラメント押えボルト孔
５２３ 第三のフィラメント押え押止平面
６１０ 第四のフィラメントホルダー
６１０－１ 第四のフィラメントホルダー右
６１１－１ 第四のフィラメント端子装入溝右
６１２－１ 嵌合円筒状キャビティ右
６１３－１ 第四のアッセンブリガイド装入孔右
６１４－１ 第四のフィラメントホルダー間ボルト孔右
６１５ 第四のフィラメントホルダー右－板碍子間ボルト孔
６１７－１ 第四のフィラメントホルダー溝凹設平面右
６２０ 第四のフィラメント押え
６２１ 嵌合円筒状バンプ
６２２ 第四のフィラメント押えボルト孔
６２３ 第四のフィラメント押え押止平面
７２０ 第五のフィラメント押え
７２１ 半円形状バンプ
７２２ 第五のフィラメント押えボルト孔
７２３ 第五のフィラメント押え押止平面
８２０ 第六のフィラメント押え
８２１ 四角柱状バンプ
８２２ 第六のフィラメント押えボルト孔
８２３ 第六のフィラメント押え押止平面
９２０ 第七のフィラメント押え
９２１ 円柱状バンプ
９２２ 第七のフィラメント押えボルト孔
９２３ 第七のフィラメント押え押止平面
１０００ 従来のフィラメント装着体
１０１０ 従来のフィラメントホルダー
１０１０－１ 従来のフィラメントホルダー右
１０１０－２ 従来のフィラメントホルダー左
１０１１ 従来のフィラメント端子装入溝
１０１１－１ 従来のフィラメント端子装入溝右
１０１１－２ 従来のフィラメント端子装入溝左
１０１３ 従来のアッセンブリガイド装入孔
１０１３－１ 従来のアッセンブリガイド装入孔右
１０１３－２ 従来のアッセンブリガイド装入孔左
１０１４ 従来のフィラメントホルダー間ボルト孔
１０１４－１ 従来のフィラメントホルダー間ボルト孔右
１０１４－２ 従来のフィラメントホルダー間ボルト孔右
１０１５ 従来のフィラメントホルダー右－板碍子間ボルト孔
１０１６ 従来のフィラメントホルダー左－ウェーネルト／板碍子間ボルト孔
１０１７ 従来のフィラメントホルダー溝凹設平面
１０１７－２ フィラメントホルダー溝凹設平面左
１０２０ 従来のフィラメント押え
１０２２ 従来のフィラメント押えボルト孔
１０２３ 従来のフィラメント押え押止平面
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 断面指示線
Ｘ フィラメント装着体前後方向（坩堝－電子銃方向）
Ｘf フィラメント装着体前方向（坩堝方向）
Ｘb フィラメント装着体後方向（電子銃方向）
Ｙ フィラメント装着体上下方向（鉛直方向）
Ｙu フィラメント装着体上方向
Ｙd フィラメント装着体下方向
Ｚ フィラメント装着体左右方向
Ｚr フィラメント装着体右方向（坩堝に向かって右方向）
Ｚl フィラメント装着体左方向（坩堝に向かって左方向）
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ フィラメントに負荷される応力
１１ 真空蒸着成膜室
１２ 真空蒸着成膜室真空排気系
１３ 被成膜シート供給真空シール室
１４ 被成膜シート供給真空シール室真空排気系
１５ 被成膜シート取出真空シール室
１６ 被成膜シート排出真空シール室真空排気系
１７ シャッター
１８ 膜厚計
１９ 蒸着材料用坩堝装着部
１９１ 坩堝
２０ 被成膜シート
１００ 電子ビーム蒸着用電子銃
１０１ 電子ビーム放射源（フィラメント）装着部
１０２ 偏向磁石及びヨーク装着部
１０３ 第一ポールピース
１０３－１ 第一ポールピース右
１０３－２ 第一ポールピース左
１０４ 第二ポールピース
１０４－１ 第二ポールピース（１）右
１０４－２ 第二ポールピース（１）左
１０４－３ 第二ポールピース（２）右
１０４－４ 第二ポールピース（２）左
１０５ 第三ポールピース
１０５－１ 第三ポールピース右
１０５－２ 第三ポールピース左
１０６ 第四ポールピース
１０６－１ 第四ポールピース右
１０６－２ 第四ポールピース左
１０７ スキャンコイルユニット
１０７１ スキャンコイル電流入力端子部
１０８ サイドヨーク
１０８－１ サイドヨーク右
１０９ 高圧接続ステイ
１０９－１ 高圧接続ステイ右
１０９－２ 高圧接続ステイ左
１１０ 高圧ステイ部カバー
１１０－１ 高圧ステイ部カバー右
１１１ 高圧カバー
１１２ カバー
１１２１ カバー開口部
１１３ ベース
１１４ 冷却給排水口
２００ フィラメント装着体共通部品
２１０ フィラメント
２１１ 電子ビーム放出コイル部
２１２ フィラメント棒状端子部
２２０ ウェーネルト電極
２２１ ウェーネルト電極開孔部
２２２ ウェーネルト電極ボルト孔
２３０ 板碍子
２３１ 板碍子ボルト孔
２４０ 六角ガス抜き穴付きボルト
２４１ フィラメント押え締結六角ガス抜き穴付きボルト
２４２ ウェーネルト電極締結六角ガス抜き穴付きボルト
２４３ 板碍子締結六角ガス抜き穴付きボルト
３００ 第一のフィラメント装着体
３１０ 第一のフィラメントホルダー
３１０－１ 第一のフィラメントホルダー右
３１０－２ 第一のフィラメントホルダー左
３１１ 第一のフィラメント端子装入溝
３１１－１ 第一のフィラメント端子装入溝右
３１１－２ 第一のフィラメント端子装入溝左
３１２ 嵌合周縁四角柱状キャビティ
３１２－１ 嵌合周縁四角柱状キャビティ右
３１２－２ 嵌合周縁四角柱状キャビティ左
３１３ 第一のアッセンブリガイド装入孔
３１３－１ 第一のアッセンブリガイド装入孔右
３１３－２ 第一のアッセンブリガイド装入孔左
３１４ 第一のフィラメントホルダー間ボルト孔
３１４－１ 第一のフィラメントホルダー間ボルト孔右
３１４－２ 第一のフィラメントホルダー間ボルト孔左
３１５ 第一のフィラメントホルダー右－板碍子間ボルト孔
３１６ 第一のフィラメントホルダー左－ウェーネルト／板碍子間ボルト孔
３１７ 第一のフィラメントホルダー溝凹設平面
３１７－１ 第一のフィラメントホルダー溝凹設平面右
３１７－２ 第一のフィラメントホルダー溝凹設平面左
３２０ 第一のフィラメント押え
３２１ 嵌合周縁四角柱状バンプ
３２１－１ 上側上面
３２１－２ 上側下面
３２１－３ 上側フィラメントホルダー接触面
３２１－４ 下側上面
３２１－５ 下側下面
３２１－６ 下側フィラメントホルダー接触面
３２２ 第一のフィラメント押えボルト孔
３２３ 第一のフィラメント押え押止平面
４００ 第二のフィラメント装着体
４１０ 第二のフィラメントホルダー
４１０－１ 第二のフィラメントホルダー右
４１０－２ 第二のフィラメントホルダー左
４１１ 第二のフィラメント端子装入溝
４１１－１ 第二のフィラメント端子装入溝右
４１１－２ 第二のフィラメント端子装入溝左
４１２ 嵌合三角形状キャビティ
４１２－１ 嵌合三角形状キャビティ右
４１２－２ 嵌合三角形状キャビティ左
４１３ 第二のアッセンブリガイド装入孔
４１３－１ 第二のアッセンブリガイド装入孔右
４１３－２ 第二のアッセンブリガイド装入孔左
４１４ 第二のフィラメントホルダー間ボルト孔
４１５ フィラメントホルダー右－板碍子間ボルト孔
４１６ フィラメントホルダー左－ウェーネルト／板碍子間ボルト孔
４１７ 第二のフィラメントホルダー溝凹設平面
４１７－１ 第二のフィラメントホルダー溝凹設平面右
４１７－２ 第二のフィラメントホルダー溝凹設平面左
４２０ 第二のフィラメント押え
４２１ 嵌合三角形状バンプ
４２２ 第二のフィラメント押えボルト孔
４２３ 第二のフィラメント押え押止平面
５１０ 第三のフィラメントホルダー
５１０－１ 第三のフィラメントホルダー右
５１１－１ 第三のフィラメント端子装入溝右
５１２－２ 嵌合四角形状キャビティ右
５１３－１ 第三のアッセンブリガイド装入孔右
５１４－１ 第三のフィラメントホルダー間ボルト孔右
５１５ 第三のフィラメントホルダー右－板碍子間ボルト孔
５１７－１ 第三のフィラメントホルダー溝凹設平面右
５２０ 第三のフィラメント押え
５２１ 嵌合四角形状バンプ
５２２ 第三のフィラメント押えボルト孔
５２３ 第三のフィラメント押え押止平面
６１０ 第四のフィラメントホルダー
６１０－１ 第四のフィラメントホルダー右
６１１－１ 第四のフィラメント端子装入溝右
６１２－１ 嵌合円筒状キャビティ右
６１３－１ 第四のアッセンブリガイド装入孔右
６１４－１ 第四のフィラメントホルダー間ボルト孔右
６１５ 第四のフィラメントホルダー右－板碍子間ボルト孔
６１７－１ 第四のフィラメントホルダー溝凹設平面右
６２０ 第四のフィラメント押え
６２１ 嵌合円筒状バンプ
６２２ 第四のフィラメント押えボルト孔
６２３ 第四のフィラメント押え押止平面
７２０ 第五のフィラメント押え
７２１ 半円形状バンプ
７２２ 第五のフィラメント押えボルト孔
７２３ 第五のフィラメント押え押止平面
８２０ 第六のフィラメント押え
８２１ 四角柱状バンプ
８２２ 第六のフィラメント押えボルト孔
８２３ 第六のフィラメント押え押止平面
９２０ 第七のフィラメント押え
９２１ 円柱状バンプ
９２２ 第七のフィラメント押えボルト孔
９２３ 第七のフィラメント押え押止平面
１０００ 従来のフィラメント装着体
１０１０ 従来のフィラメントホルダー
１０１０－１ 従来のフィラメントホルダー右
１０１０－２ 従来のフィラメントホルダー左
１０１１ 従来のフィラメント端子装入溝
１０１１－１ 従来のフィラメント端子装入溝右
１０１１－２ 従来のフィラメント端子装入溝左
１０１３ 従来のアッセンブリガイド装入孔
１０１３－１ 従来のアッセンブリガイド装入孔右
１０１３－２ 従来のアッセンブリガイド装入孔左
１０１４ 従来のフィラメントホルダー間ボルト孔
１０１４－１ 従来のフィラメントホルダー間ボルト孔右
１０１４－２ 従来のフィラメントホルダー間ボルト孔右
１０１５ 従来のフィラメントホルダー右－板碍子間ボルト孔
１０１６ 従来のフィラメントホルダー左－ウェーネルト／板碍子間ボルト孔
１０１７ 従来のフィラメントホルダー溝凹設平面
１０１７－２ フィラメントホルダー溝凹設平面左
１０２０ 従来のフィラメント押え
１０２２ 従来のフィラメント押えボルト孔
１０２３ 従来のフィラメント押え押止平面
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 断面指示線
Ｘ フィラメント装着体前後方向（坩堝－電子銃方向）
Ｘf フィラメント装着体前方向（坩堝方向）
Ｘb フィラメント装着体後方向（電子銃方向）
Ｙ フィラメント装着体上下方向（鉛直方向）
Ｙu フィラメント装着体上方向
Ｙd フィラメント装着体下方向
Ｚ フィラメント装着体左右方向
Ｚr フィラメント装着体右方向（坩堝に向かって右方向）
Ｚl フィラメント装着体左方向（坩堝に向かって左方向）
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ フィラメントに負荷される応力
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
