JP2000262953A

JP2000262953A - 塗布装置

Info

Publication number: JP2000262953A
Application number: JP7416299A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Takahashi; 伸輔高橋; Makoto Kashiwatani; 誠柏谷
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 2000-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】塗布ヘッドの先端の欠け・摩耗を防止してス
ジの引き金になる異物付着を抑制すると同時に、当該塗
布ヘッドの先端に異物そのものが付着し難いような塗布
装置を提供すること。【解決手段】連続的に走行する可撓性支持体２０に、
ＷＣ−Ｃｏ、平均粒径３〜６ミクロンの超硬素材により
製作された塗布ヘッドを押し付けて、当該塗布ヘッドの
スリットから押出される塗布液を少なくとも一層塗布す
るように構成されたエクストルージョン型の塗布装置１
０に関する。前記塗布ヘッドの先端部１１，１２又は前
記スリットの内面１３，１４の少なくとも一方が、硬質
カーボン膜によって覆われている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗布装置、特に磁
気記録媒体の製造に好適な塗布装置に関する。さらに詳
しくは、連続的に走行する可撓性支持体上に塗布ヘッド
を押し付けてスリットから押出する塗布液を塗布するよ
うに構成された塗布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、写真感光材料や磁気記録媒体等の
製造工程においては、可撓性支持体上に所望の塗布液を
塗着する塗布工程がある。この塗布液は、その用途に応
じて種々の液組成のものがあり、例えば写真感光材料に
おける感光乳剤層、下塗層、保護層、バック層等の塗布
液、磁気記録媒体における磁性層、下塗層、保護層、潤
滑剤層等の塗布液等を挙げることができる。これらの塗
布液は、それぞれの必須成分、バインダー及び必要に応
じて種々の添加物を含んだ水性及び有機溶剤溶液等であ
る。

【０００３】このような塗布液を可撓性支持体表面に塗
布する方法として、従来から例えばロールコート法、グ
ラビアコート法、ロールコートプラスドクタ法、エクス
トルージョン型塗布方法、スライドコート等の種々の塗
布方法が行われている。そして、近年においては磁性塗
布液の塗布にはエクストルージョン型塗布ヘッドを用い
た塗布方法が多用されている。エクストルージョン型塗
布ヘッドを用いた代表的な方法は、周知のごとく可撓性
支持体に、塗布ヘッドを押し付けて、当該塗布ヘッドの
スリットから押出される塗布液を薄くかつ均一に塗布す
る塗布方法である。

【０００４】上述のようなエクストルージョン型塗布ヘ
ッドによる塗布を行うにあたって、解決すべき課題がい
くつか知られている。すなわち、塗布ヘッドの先端部の
摩耗と異物付着による塗布層表面に発生するスジ発生の
問題である。前者の対策としては、塗布ヘッドの母材と
してごく硬く、耐摩耗性に優れる素材を用いることで対
応し、後者の対策としては、塗布ヘッドの先端部周辺を
高精度に機械加工することによって平滑な表面を得るこ
とで対応するのが通常である。

【０００５】上述した課題を解決するため、特開平２−
２６５６７３号に塗布ヘッドのスリット先端部に特徴を
有する塗布装置が開示されている。すなわち、当該塗布
装置は、塗布ヘッドの少なくともスリット先端部を形成
する素材として超硬素材を用い、かつ、超硬の粒径を細
かいものにすることで、塗布ヘッド先端の欠けを極小に
抑え、スジ発生を防止するようにしている。

【０００６】また、上述した課題を解決するために、特
開平４−１４５９７７号には、ドクターエッジ面の下流
端に特徴を有する塗布装置が開示されている。すなわ
ち、可撓性支持体表面とドクターエッジ面の下流端との
間隙を、前記ドクターエッジ面の上流側と前記可撓性支
持表面との間隙よりも大きくすることで、前記ドクター
エッジ面の腐食摩耗の発生等を抑制するようにしてい
る。

【０００７】さらに、特開平７−１０８２１３号には、
塗布ヘッドの異物の付着のうち塗布液の乾きブツによる
ものを対象とした塗布装置が開示されている。当該塗布
装置は、塗布待機状態の塗布ヘッドの先端部を溶剤によ
って湿潤状態に保ち、乾きを発生させないようにするも
のである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに、エクストルージョン型の塗布装置による塗布を工
業的に成立させるためには塗布層表面に発生するスジを
抑制することが必要とされる。特に、塗布ヘッドの先端
の付着物、摩耗によって発生するスジは高精度な塗布を
行う上で最大の課題である。しかしながら、近年、磁気
材料塗布における要求から、この課題を解決するため
に、上述したようなエクストルージョン型の塗布装置よ
りもさらにスジの発生を抑制できる塗布装置が望まれて
いる。

【０００９】本発明はかかる事情に鑑み、塗布ヘッドの
先端の欠け・摩耗を防止してスジの引き金になる異物付
着を抑制すると同時に、当該塗布ヘッドの先端に異物そ
のものが付着し難いような塗布装置を提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、連
続的に走行する可撓性支持体に、ＷＣ−Ｃｏ、平均粒径
３〜６ミクロンの超硬素材により製作された塗布ヘッド
を押し付けて、当該塗布ヘッドのスリットから押出され
る塗布液を少なくとも一層塗布するように構成されたエ
クストルージョン型の塗布装置において、前記塗布ヘッ
ドの先端部又は前記スリットの内面の少なくとも一方
が、硬質カーボン膜によって覆われたことを特徴とする
塗布装置によって達成される。

【００１１】本発明の上記構成によれば、塗布ヘッドの
先端部又は前記スリットの内面の少なくとも一方に覆わ
れた硬質カーボン膜により、塗布ヘッドの欠け・腐食・
摩耗を防止できるとともに異物の付着を抑制できる。し
たがって、良好な単層、重層塗布を安定的に継続して行
うことができる。なお、平均粒径を３〜６ミクロンとし
ているのは、超硬素材そのものの変形が少ないという条
件と、素材自体の欠けという問題を両立できる範囲だか
らである。

【００１２】本発明で定義する「硬質カーボン膜」と
は、スパッタカーボン膜又はＤＬＣ膜をいう。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明において、エクストルージ
ョン型の塗布装置として特公平５−８０６５号公報、特
公平６−７７７１２号公報、特公平７−１０６３３２号
公報等に示されている形態のものを採用することができ
るが、こららに限定されない。以下、本発明の実施形態
を添付図面に基いて詳細に説明する。

【００１４】図１に、単層塗布用のエクストルージョン
型の塗布装置１０を示す。パスローラ２１間に装架され
て走行方向Ｐに走行している可撓性支持体２０に、塗布
装置１０の塗布ヘッドが押し付けられている。塗布ヘッ
ドは、可撓性支持体２０の走行方向Ｐに沿って上流側に
配置されたフロントエッジ面１１と、下流側に配置され
たドクターエッジ面１２とを備えており、各エッジ間の
間の、幅Ｓのスリットから塗布液が押出されている。塗
布装置１０はその内部に、スリットに連通する液溜１５
を備えており、液溜１５には、塗布液供給源１６からポ
ンプ手段（図示せず）等を介して塗布液が供給されてい
る。

【００１５】塗布装置１０のフロントエッジ面１１は、
可撓性支持体２０の進入角に略近似した傾斜面になって
いる。また、ドクターエッジ面１２は、その上流端Ａか
ら下流端Ｂにかけて、支持体２０との間隔が略漸減する
ような凸な湾曲面になっている。ドクターエッジ面１２
としては、通常、刃厚Ｗが０．０５〜１０ｍｍ程度のも
のが使用される。

【００１６】次に、本発明の特徴的構成である硬質カー
ボン膜の形成方法について説明する。硬質カーボン膜の
成膜方法は、一般的に大きく２種に大別でき、焼結カー
ボン材、グラッシーカーボン材等をターゲット材にした
スパッタリングによる方法と炭化水素ガスを反応ガスに
用いたプラズマＣＶＤによる方法がある。以下に、スパ
ッタリング、プラズマＣＶＤで使用する装置、成膜方法
について説明する。最初にスパッタリングによる硬質カ
ーボン膜（以下、スパッタカーボン膜）の形成について
説明し、次にプラズマＣＶＤによる硬質カーボン膜（以
下、ＤＬＣ膜）の形成について説明する。

【００１７】〔スパッタカーボン膜形成〕図２に、スパ
ッタカーボン膜形成装置１００の概略図を示す。スパッ
タカーボン膜形成装置１００は、真空チャンバー１０
１、ガス導入手段１０２、スパッタリング手段１０３、
塗布ヘッド支持手段１０９、塗布ヘッドエッチング手段
とを備えている。

【００１８】１）真空チャンバー１０１カソード用磁場が外乱を受けないように、ＳＵＳ３０４
等の非磁性材質を使用することが好ましい。真空チャン
バー１０１の真空シール性能は、初期排気の到達圧力で
２×１０^-5Ｔｏｒｒ以下、好ましくは５×１０^-6Ｔｏｒ
ｒ以下、成膜中は１×１０^-4Ｔｏｒｒ〜１×１０^-2Ｔｏ
ｒｒを維持できればよい。真空排気ポンプ１１１は、ロ
ータリーポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ
ポンプの組み合わせ、ターボポンプの代わりにディフュ
ージョンポンプ、クライオポンプ等が選択できる。排気
能力、台数は真空チャンバー１１１の容積、使用するガ
スの流量に合わせて選択すればよい。また、排気速度を
調整するために、図示は省略するが、バイパス配管を設
け配管の抵抗により排気速度を変化させる方法やオリフ
ィスバルブを設けその開口度により排気速度を変化させ
る方法等も採用できる。また、真空チャンバー１０１に
は、塗布ヘッド支持手段１０９に支持される塗布ヘッド
（図示略）とターゲット材１０５の間を開閉するシャッ
ター部材１１２が設けられている。

【００１９】２）ガス導入手段１０２ガスの流量制御にはマスフローコントローラー（ＭＦ
Ｃ）を使用する。真空チャンバー１０１内へのガスの導
入は、酸化防止のためＳＵＳ製のパイプを使用するとと
もに、その導入部を密封性確保のためＯリング等で真空
シールする。真空チャンバー１０１内では、プラズマ発
生領域の近傍にガスが吹き出すようにする。吹き出し位
置は、プラズマの分布に影響しないように最適化すれば
よい。プラズマ発生用のガスには、例えば、Ｈｅ、Ｎ
ｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等の不活性ガスを用いる。特に、
Ａｒは入手し易く、安価である点が有利であり、その他
のガスは高価である点が不利である。

【００２０】３）スパッタリング手段１０３スパッタリングではカソード１０４にスパッタリングす
るターゲット材１０５を配設し、カソード１０４を負電
位にすると共に、その表面にプラズマを発生させ、対向
して配設した塗布ヘッドの表面にスパッタリングにより
弾き出されたターゲット材料を付着させることで成膜す
る。ターゲット材１０５にプラズマを発生するには、負
電位の直流電源１０６を直接カソード１０４に接続し、
負の３００〜１０００Ｖ程度の直流電圧を印加すること
でプラズマ発生させる。直流電源１０６は、１〜１０ｋ
Ｗ程度のものから所望の投入パワーに応じて選択すれば
よい。また、２〜２０ｋＨｚにパルス変調した負の直流
電源もアーク防止に有効である。高周波電源を用いる場
合には、マッチングボックスを介してカソード１０４に
高周波電圧を印加することによりプラズマを発生させ
る。その際、マッチングボックスによりインピーダンス
整合を行い、高周波電圧の反射波が入射波に対して２５
％以下なるように調整する。高周波電源は、工業用の１
３．５６ＭＨｚで、１〜１０ｋＷ程度のものから所望の
投入パワーに応じて選択すればよい。また、パルス変調
した高周波電源も使用できる。ターゲット材１０５は、
直接カソード１０４にＩｎ系ハンダ等を用いて張り付け
てもよく、また機械的にボルト等で固定してもよい。一
般的に、無酸素銅、ＳＵＳからなるバッキングプレート
１０７の上にターゲット材１０５を張り付ける。カソー
ド１０４、バッキングプレート１０７は水冷し、間接的
にターゲット材１０５も水冷できる構造にする。また、
カソード１０４の内部に永久磁石、電磁石を配設しター
ゲット材１０５表面に磁場を形成することでプラズマを
閉じこめるマグネトロンスパッタリング方法もある。マ
グネトロンスパッタリング方法は、成膜速度を向上でき
るので、有用である。カソード１０４の形状は、成膜す
る塗布ヘッドの形状に合わせて最適化すればよい。ま
た、マグネトロンスパッタリングの場合の永久磁石１０
８の配置、電磁石の形状も膜厚分布に対して最適化すれ
ばよい。永久磁石１０８には、ＳｍＣｏ、ＮｄＦｅＢ等
の高磁場を発生するものを使用するとプラズマを十分に
閉じこめることができる。磁場の強さも膜厚分布に応じ
て最適化すればよい。

【００２１】４）塗布ヘッド支持手段１０９塗布ヘッドは、カソード１０４に対し静止対向させる。
また、図示しない駆動手段により回転させたり、カソー
ド１０４上を移動できるようにしてもよい。これは塗布
ヘッドのサイズ、膜厚分布から適宜選択すればよい。ま
た、塗布ヘッドとターゲット材１０５表面との距離は２
０〜２００ｍｍ程度の範囲で選択し、膜厚分布が良好に
なるように最適化すればよい。

【００２２】５）塗布ヘッドエッチング手段膜の密着性を向上するために、塗布ヘッド表面をプラズ
マでエッチングするのがよい。エッチングの方法は、塗
布ヘッドにマッチングボックスを介して高周波電圧を印
加する。高周波電源は、工業用の１３．５６ＭＨｚで１
〜５ｋＷ程度のものから選択すればよい。エッチングの
強さは、塗布ヘッドに印加される自己バイアス電圧を目
安にするのがよい。自己バイアス電圧は、負の１００〜
５００Ｖ程度であるが最適化すればよい。

【００２３】〔ＤＬＣ膜形成〕図３に、ＤＬＣ膜形成装
置２００を示す。ＤＬＣ膜形成装置２００は、真空チャ
ンバー２０１、ガス導入手段２０２、プラズマ発生手段
２０３、塗布ヘッド支持手段２０９、塗布ヘッドバイア
ス手段、塗布ヘッドエッチング手段を備えている。

【００２４】１）真空チャンバー２０１プラズマ発生用磁場が外乱を受けないように、ＳＵＳ３
０４等の非磁性材質が好ましい。真空チャンバー２０１
の真空シール性能は、初期排気の到達圧力で２×１０^-5
Ｔｏｒｒ以下、好ましくは５×１０^-6Ｔｏｒｒ以下、成
膜中は１×１０ ^-4Ｔｏｒｒ〜１×１０^-2Ｔｏｒｒを維持
できればよい。真空排気ポンプ２１１は、ロータリーポ
ンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボポンプの組
み合わせ、ターボポンプの代わりにディフュージョンポ
ンプ、クライオポンプ等が選択できる。排気能力、台数
は真空チャンバー２０１の容積、使用するガスの流量に
合わせて選択すればよい。また、排気速度を調整するた
めにバイパス配管を設け、配管の抵抗により排気速度を
変化させる方法や、オリフィスバルブを設けその開口度
により排気速度を変化させる方法等も採用できる。プラ
ズマやプラズマ発生用の電磁波によりアークが発生する
箇所には、絶縁性部材で覆い隠す手段も使用できる。絶
緑性部材には、ＭＣナイロン、テフロン、ＰＰＳ樹脂等
のプラスチック部材やＰＥＮ、ＰＥＴ等のフィルムを使
用できる。フィルムを使用する際には、フィルムからの
脱ガスにより真空度を低下する場合があるので、注意す
る必要がある。

【００２５】２）ガス導入手段２０２ガスの流量制御には、マスフローコントローラー（ＭＦ
Ｃ）を使用する。真空チャンバー２０１内へのガスの導
入は、酸化防止のためＳＵＳ製のパイプを使用するとと
もに、その導入部を密封性確保のためＯリング等で真空
シールする。真空チャンバー２０１内では、プラズマ発
生領域の近傍にガスが吹き出すようにする。吹き出し位
置は、プラズマの分布に影響しないように最適化すれば
よい。特にガスの吹き出し位置は膜厚分布にも影響する
ので、塗布ヘッドの形状に合わせて最適化すればよい。
プラズマ発生用のガスには例えば、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、
Ｋｒ、Ｘｅ等の不活性ガスを用いる。図３では、不活性
ガス用のガス導入手段２０２は、符号２０２ａに示すも
のとしている。特に、Ａｒは入手し易く、安価である点
が有利であり、その他のガスは高価である点が不利であ
る。一方、反応ガスには、例えば、ＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₆、Ｃ₃
Ｈ₈、Ｃ₂Ｈ₄、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₆Ｈ₆等の炭化水素ガスを用い
る。図３では、反応ガス用のガス導入手段２０２は、符
号２０２ｂに示すものとしている。それぞれ使用するガ
スに応じて、マスフローコントローラー（ＭＦＣ）のセ
ンサーを校正する。

【００２６】３）プラズマ発生手段２０３プラズマＣＶＤに使用するプラズマ発生手段２０３は、
直流放電、高周波放電、直流アーク放電、マイクロＥＣ
Ｒ波放電が使用できる。特に直流アーク放電、マイクロ
波ＥＣＲ放電は、プラズマ密度が高く高速成膜に有利で
ある。直流放電は、塗布ヘッド−電極間に負の直流電圧
を印加することによりプラズマを発生させる。直流電源
は１〜１０ｋＷ程度のもので、所望の投入パワーに応じ
て選択すればよい。また、２〜２０ｋＨｚにパルス変調
した負の直流電源も、アーク防止に有効である。高周波
放電は、マッチングボックスを介して電極に高周波電圧
を印加することによりプラズマを発生させる。その際、
マッチングボックスによりインピーダンス整合を行い、
高周波電圧の反射波が入射波に対して２５％以下なるよ
うにする。高周波電源は工業用の１３．５６ＭＨｚで１
〜１０ｋＷ程度のものから所望の投入パワーに応じて選
択すればよい。また、パルス変調した高周波電源も使用
できる。直流アーク放電は、熱陰極を使用するプラズマ
を発生させる。熱陰極にはＷ、ＬａＢ₆、等を使用でき
る。また、ホローカソードを用いた直流アーク放電も使
用できる。直流アーク放電の直流電源には、１〜１０ｋ
Ｗ程度で１０〜１５０Ａ程度流せるものがよい。マイク
ロ波ＥＣＲ放電は、マイクロ波とＥＣＲ磁場によりプラ
ズマを発生させる。マイクロ波電源には、工業用の２．
４５ＧＨｚで１〜３ｋＷ程度のものから所望の投入パワ
ーに応じて選択すればよい。また、ＥＣＲ用磁場には、
永久磁石、電磁石を用いて発生させればよい。２．４５
ＧＨｚの場合のＥＣＲ磁場は８７５Ｇａｕｓｓになるの
で、プラズマ発生領域が５００〜２０００Ｇａｕｓｓに
なるようにする。マイクロ波の導入には導波管を使用し
誘電体窓、同軸変換器を使用して導入すればよい。磁場
の配置やマイクロ波の導入路は膜厚分布に影響するので
最適化すればよい。

【００２７】４）塗布ヘッド支持手段２０９塗布ヘッドは、カソードに対し静止対向させる。また、
例えば、図示しない駆動手段により、回転させたり、カ
ソード上を移動できるようにしてもよい。これは塗布ヘ
ッドのサイズ、膜厚分布から適宜選択すればよい。ま
た、塗布ヘッドとプラズマ発生部２０４との距離は、２
０〜２００ｍｍ程度の範囲で選択し膜厚分布が良好にな
るように最適化すればよい。

【００２８】５）塗布ヘッドバイアス手段プラズマＣＶＤにて硬質膜を得るためには、塗布ヘッド
に負のバイアス電圧を印加しながら成膜する。ＤＬＣ膜
は絶縁性のため、バイアス電圧には高周波電圧の自己バ
イアス電圧を使用するのがよい。自己バイアス電圧は、
負の１００〜５００Ｖ程度である。高周波電源は、工業
用の１３．５６ＭＨｚで１〜５ｋＷ程度のものから所望
の投入パワーに応じて選択すればよく、膜質に応じて最
適化すればよい。また、２〜２０ｋＨｚにパルス変調し
た負の直流電源を使用することもできる。

【００２９】６）塗布ヘッドエッチング手段膜の密着性を向上するために、塗布ヘッド表面をプラズ
マでエッチングするのがよい。エッチングの方法は、塗
布ヘッドにマッチングボックスを介して高周波電圧を印
加する。高周波電源は工業用の１３．５６ＭＨｚで１〜
５ｋＷ程度のものから所望の投入パワーの応じて選択す
ればよい。エッチングの強さは、塗布ヘッドに印加され
る自己バイアス電圧を目安にするのがよい。自己バイア
ス電圧は、負の１００〜５００Ｖ程度であるが最適化す
ればよい。

【００３０】

〔スパッタカーボン膜成膜装置及び成膜条件の実施例〕

１）真空チャンバー１０１排気速度が１５００リットル／分のロータリーポンプを
１台、１２０００リットル／分のメカニカルブースター
ポンプを１台、３０００リットル／分のターボポンプを
１台備え、材質がＳＵＳ３０４製で容積が約０．５ｍ³
の真空チャンバーを使用した。また、ターボホンプの直
上にオリフィスバルブを配設し、開口度を１０〜１００
％可変できるようにした。

【００３１】２）ガス導入手段１０２最大流量１００〜５００ｓｃｃｍのマスフローコントロ
ーラー（ＭＦＣ）とΦ６ｍｍのＳＵＳパイプを使用し、
Ａｒガスを真空チャンバー１０１内に導入した。前記Ｓ
ＵＳパイプの真空導入部は、Ｏリングで真空シールし
た。

【００３２】３）スパッタリング手段１０３ＳｍＣｏ磁石を内部に配設した矩形型で幅５００ｍｍ、
高さ２００ｍｍのカソード１０４を使用し、磁石１０８
とカソード１０４内部とバッキングプレート１０７の裏
面を水冷した。バッキングプレート１０７には、矩形状
に加工した焼結カーボン材をＩｎ系ハンダを用いて張り
付けた。電源には、最大出力８ｋＷの負電位の直流電源
を用い３〜６ｋＷ印加した。２〜２０ｋＨｚの範囲でパ
ルス状に変調できるようにした。

【００３３】４）塗布ヘッド支持手段１０９塗布ヘッドは、カソード１０４に対向して配設できるよ
うにした。塗布ヘッドとターゲット材１０５表面との距
離が５０〜１５０ｍｍになるようにした。また、エッチ
ング用の高周波電圧が印加できるように塗布ヘッドホル
ダー部分を浮遊電位にした。

【００３４】５）塗布ヘッドエッチング手段塗布ヘッド支持手段１０９に、マッチングボックスを介
して高周波電源を接続した。高周波電源は、周波数１
３．５６ＭＨｚで最大出力３ｋＷにした。自己バイアス
電圧をモニターし、負の１００〜５００Ｖになるように
高周波出力を調整した。

【００３５】〔成膜条件１〕最初に、真空チャンバー１
０１内に塗布ヘッドをセットし、真空チャンバー１０１
内の圧力が５×１０^-6Ｔｏｒｒになるまで真空排気をし
た。次に、真空排気を継続しながら、Ａｒガスを導入
し、さらにオリフィスバルブの調整をし、真空チャンバ
ー１０１内の圧力が５．０×１０^-3、８．０×１０^-3Ｔ
ｏｒｒの水準になるようにした。次に、塗布ヘッドに高
周波電圧を印加し、自己バイアス電圧２００、３００、
４００Ｖの水準で１０分間塗布ヘッドエッチングをし
た。エッチングを省略し、エッチングなしの水準も含め
た。次に、焼結グラファイト材をターゲットにし、真空
チャンバー１０１内の圧力を１．０×１０^-3、３．０×
１０^-3、５．０×１０^-3、８．０×１０^-3Ｔｏｒｒの水
準になるようＡｒガス流量、オリフィスバルブを再調整
して、シャッター部材１１２を閉じた状態で、ターゲッ
トに直流電力０．５ｋＷを印加し、５分間スパッタリン
グをした。次に、同じ圧力のまま、スパッタリングパワ
ーを５ｋＷに設定した後、シャッター部材１１２を開
き、塗布ヘッドに付着する膜厚が１，２，３μｍの水準
になる時間だけスパッタリングをした。なお、成膜時間
は予め成膜速度を求めておき、膜厚／成膜速度で計算し
た。

【００３６】〔成膜条件２〕最初に、真空チャンバー１
０１内に塗布ヘッドをセットし、真空チャンバー１０１
内の圧力が５×１０^-6Ｔｏｒｒになるまで真空排気をし
た。次に、真空排気を継続しながら、Ａｒガスを導入
し、さらにオリフィスバルブの調整をし、真空チャンバ
ー１０１内の圧力が５．０×１０^-3、８．０×１０^-3Ｔ
ｏｒｒの水準になるようにした。次に、塗布ヘッドに高
周波電圧を印加し、自己バイアス電圧２００、３００、
４００Ｖの水準で１０分間塗布ヘッドエッチングをし
た。エッチングを省略し、エッチングなしの水準も含め
た。次に、グラッシーカーボン材をターゲットにし、真
空チャンバー１０１内の圧力を１．０×１０^-3、３．０
×１０^-3、５．０×１０^-3、８．０×１０^-3Ｔｏｒｒの
水準になるようＡｒガス流量、オリフィスバルブを再調
整して、シャッター部材１１２を閉じた状態で、ターゲ
ットに直流電力０．５ｋＷを印加し、５ｍｉｎ間スパッ
タリングをした。次に、同じ圧力のまま、スパッタリン
グパワーを５ｋＷに設定した後シャッター部材１１２を
開き、塗布ヘッドに付着する膜厚が１、２、３μｍの水
準になる時間だけスパッタリングをした。なお、成膜時
間は予め成膜速度を求めておき、膜厚／成膜速度で計算
した。

【００３７】〔ＤＬＣ膜成膜装置及び成膜条件の実施
例〕１）真空チャンバー２０１排気速度が、１５００リットル／分のロータリーポンプ
を１台、１２０００リットル／分のメカニカルブースタ
ーポンプを１台、３０００リットル／分のターボポンプ
を１台備え、材質がＳＵＳ３０４製で容積が０．５ｍ³
の真空チャンバー２０１を使用した。また、ターボポン
プの直上にオリフィスバルブを配設し開口度を１０〜１
００％可変できるようにした。

【００３８】２）ガス導入手段２０２最大流量１００〜５００ｓｃｃｍのマスフローコントロ
ーラー（ＭＦＣ）とΦ６ｍｍのＳＵＳパイプを使用しＡ
ｒガス、炭化水素ガスをそれぞれ真空チャンバー２０１
内に導入した。ＳＵＳパイプの真空導入部はＯリングで
真空シールした。

【００３９】３）プラズマ発生手段２０３マイクロ波ＥＣＲプラスマ発生装置２０６を使用した。
発振周波数２．４５ＧＨｚ、最大出力１．５ｋＷのマイ
クロ波電源を使用し０．８〜１．２ｋＷを印加した。マ
イクロ波は導波管にて真空チャンバー２０１近傍まで導
き、同軸変換後真空チャンバー２０１内の放射状アンテ
ナ２０５に導入した。プラズマ発生部２０４の大きさ
は、矩形型で幅５００ｍｍ、高さ２００ｍｍとした。Ｅ
ＣＲ用磁場はＳｍＣｏ製の磁石を複数個使用しプラズマ
発生部２０４の形状に合わせて配設した。また、真空チ
ャンバー２０１内に誘電体板２１２を配設した。

【００４０】４）塗布ヘッド支持手段２０９塗布ヘッドは、プラズマ発生部２０４に対向して配設で
きるようにした。塗布ヘッドとプラズマ発生部２０４と
の距離が５０〜１５０ｍｍになるようにした。また、エ
ッチング用の高周波電圧が印加できるように塗布ヘッド
ホルダー部分を浮遊電位にした。

【００４１】５）塗布ヘッドバイアス手段塗布ヘッド支持手段２０９にマッチングボックスを介し
て高周波電源を接続した。高周波電源は、周波数１３．
５６ＭＨｚで最大出力３ｋＷにした。自己バイアス電圧
をモニターし、負の２００〜５００Ｖになるように高周
波出力を調整した。

【００４２】６）塗布ヘッドエッチング手段塗布ヘッド支持手段２０９にマッチングボックスを介し
て高周波電源を接続した。高周波電源は周波数１３．５
６ＭＨｚで最大出力３ｋＷにした。自己バイアス電圧を
モニターし、負の１００〜５００Ｖになるように高周波
出力を調整した。本実施例では、塗布ヘッドバイアス手
段で塗布ヘッドエッチング手段を兼用した。

【００４３】〔成膜条件１〕最初に、真空チャンバー２
０１内に塗布ヘッドをセットし、真空チャンバー２０１
内の圧力が５×１０^-6Ｔｏｒｒになるまで真空排気をし
た。次に、真空排気を継続しながら、Ａｒガスを導入
し、さらにオリフィスバルブの調整をし、真空チャンバ
ー２０１内の圧力が０．８×１０^-3、１．０×１０^-3、
５．０×１０^-3Ｔｏｒｒの水準になるようにした。次
に、マイクロ波を導入しマイクロ波ＥＣＲプラズマを発
生させた。次に、塗布ヘッドに高周波電圧を印加し、自
己バイアス電圧２００、３００、４００Ｖの水準で５分
間塗布ヘッドエッチングをした。エッチングを省略し、
エッチングなしの水準も含めた。次に、自己バイアス電
圧が２００Ｖ、３００Ｖ、４００Ｖの水準で高周波電圧
の印加を継続しながら、ＣＨ₄ガスを２．０×１０^-3、
３．０×１０^-3、５．０×１０^-3Ｔｏｒｒの水準になる
よう導入し、プラズマＣＶＤにて塗布ヘッドに１、２、
３μｍの水準になる時間だけ成膜した。なお、成膜時間
は予め成膜速度を求めておき、膜厚／成膜速度で計算し
た。

【００４４】〔成膜条件２〕最初に、真空チャンバー２
０１内に塗布ヘッドをセットし、真空チャンバー２０１
内の圧力が５×１０^-6Ｔｏｒｒになるまで真空排気をし
た。次に、真空排気を継続しながら、Ａｒガスを導入
し、さらにオリフィスバルブの調整をし、真空チャンバ
ー２０１内の圧力が０．８×１０^-3、１．０×１０^-3、
５．０×１０^-3Ｔｏｒｒの水準になるようにした。次
に、マイクロ波を導入しマイクロ波ＥＣＲプラズマを発
生させた。次に、塗布ヘッドに高周波電圧を印加し、自
己バイアス電圧２００、３００、４００Ｖの水準で５分
間、塗布ヘッドエッチングをした。エッチングを省略
し、エッチングなしの水準も含めた。次に、自己バイア
ス電圧が２００Ｖ、３００Ｖ、４００Ｖの水準で高周波
電圧の印加を継続しながら、Ｃ₂Ｈ₂ガスを２．０×１０
^-3、３．０×１０^-3、５．０×１０^-3Ｔｏｒｒの水準に
なるよう導入し、プラズマＣＶＤにて塗布ヘッドに１、
２、３μｍの水準になる時間だけ成膜した。なお、成膜
時間は予め成膜速度を求めておき、膜厚／成膜速度で計
算した

【００４５】また、塗布条件を以下に示す

【００４６】走行条件速度４００ｍ／分、テンション２０ｋｇ／ｍ可撓性支持体５５０ｍｍ幅ＰＥＮベース支持体厚み９．５μｍ溶剤塗布ヘッドエクストルージョン型塗布ノズル塗布巾：５００ｍｍ下記実施例／比較例に詳細に記載磁性塗布条件下記塗布液を乾膜厚み１．５μｍ（液膜厚みで６．５ μｍ）になるように塗布した。塗布液磁性粉分散液（表１に示す）

【００４７】

【表１】

【００４８】上述の形成装置及び成膜条件を用いて、実
施例１〜４に示す塗布ヘッドを用意し、それぞれ比較例
１〜４と比較した結果を以下に示す。

【００４９】［実施例１］ＷＣ−Ｃｏ（タングステンカ
ーバイドとコバルトとの結合合金）、平均粒径６ミクロ
ンの超硬素材により製作された塗布ヘッドの先端部（フ
ロントエッジ面１１とドクターエッジ面１２のことをい
う。以下同じ。）にＤＬＣ膜を形成したものを用いて塗
布をおこない、総計２０００００メートルの塗布を実施
した後に前記塗布ヘッドの先端部の観察を行ったとこ
ろ、大きな変化は認められなかった。［比較例１］ＷＣ−Ｃｏ、平均粒径６ミクロンの超硬素
材により製作された塗布ヘッドを用いて塗布をおこな
い、総計２０００００メートルの塗布を実施した後に前
記塗布ヘッドの先端部の観察を行ったところ、先端部に
おいて直径約２０μｍの欠けが散発していることが確認
された。また、塗布面には無数の塗布スジが発生するよ
うになっていた。

【００５０】［実施例２］ＷＣ−Ｃｏ、平均粒径３ミク
ロンの超硬素材により製作された塗布ヘッドの先端部に
ＤＬＣ膜を形成したものを用いて、出口のラップ角度を
−５°として塗布をおこない、総計２０００００メート
ルの塗布を実施した後に前記塗布ヘッドの先端部の観察
を行ったところ、大きな変化は認められなかった。［比較例２］ＷＣ−Ｃｏ、平均粒径３ミクロンの超硬素
材により製作された塗布ヘッドを用いて、出口のラップ
角度を−５°として塗布をおこない、総計２０００００
メートルの塗布を実施した後に前記塗布ヘッドの先端部
の観察を行ったところ、先端部の下流側端部に腐食・摩
耗が観察された。

【００５１】［実施例３］ＷＣ−Ｃｏ、平均粒径３ミク
ロンの超硬素材により製作された塗布ヘッドの先端部に
スパッタカーボン膜を形成したものを用いて塗布をおこ
ない、塗布の停止・再開を５回繰り返したが、いずれの
再開時においても良好な面性が得られた。［比較例３］ＷＣ−Ｃｏ、平均粒径３ミクロンの超硬素
材により製作された塗布ヘッドを用いて塗布をおこな
い、塗布の停止・再開を５回繰り返したが、再開を繰り
返すにつれて前記塗布ヘッドの先端部に固着した乾燥ブ
ツに起因すると見られるスジが多発した。

【００５２】［実施例４］ＷＣ−Ｃｏ、平均粒径３ミク
ロンの超硬素材により製作された塗布ヘッドのスリット
内面（図１において、符号１３，１４で示す。以下同
じ。）にスパッタカーボン膜を形成したものを用いて塗
布をおこない、塗布の停止・再開を５回繰り返した（塗
布再開時には塗布ヘッドの先端部を、溶剤で湿らせたワ
イピングクロスで汚れを拭き取った）が、いずれの再開
時においても良好な面性が得られた。［比較例４］ＷＣ−Ｃｏ、平均粒径３ミクロンの超硬素
材により製作された塗布ヘッドを用いて塗布をおこな
い、塗布の停止・再開を５回繰り返した（塗布再開時に
は先端部を、溶剤で湿らせたワイピングクロスで汚れを
拭き取った）が、再開を繰り返すにつれてスリット内面
にトラップした凝集ブツに起因すると見られるスジが多
発した。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、塗布ヘ
ッドの先端部又は前記スリットの内面の少なくとも一方
が硬質カーボン膜によって覆われているので、塗布ヘッ
ドの欠け・腐食・摩耗を防止できるとともに異物の付着
を抑制できる。したがって、良好な単層、重層塗布を安
定的に継続して行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】単層塗布用のエクストルージョン型の塗布装置
１０の概略図である。

【図２】スパッタカーボン膜形成装置の概略図である。

【図３】ＤＬＣ膜形成装置である。

【符号の説明】

１０塗布装置２０可撓性支持体１００スパッタカーボン膜形成装置１０１真空チャンバー１０２ガス導入手段１０３スパッタリング手段１０９塗布ヘッド支持手段２００ＤＬＣ膜形成装置２０１真空チャンバー２０２ガス導入手段２０３プラズマ発生手段２０９塗布ヘッド支持手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4D075 AC02 AC09 CA48 DA04 DC27 EA05 4F041 AA12 AB01 BA17 CA02 CA12 CA25 4K030 AA09 AA16 BA27 BA28 CA03 DA04 FA02 HA04 KA20 LA23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続的に走行する可撓性支持体に、ＷＣ
−Ｃｏ、平均粒径３〜６ミクロンの超硬素材により製作
された塗布ヘッドを押し付けて、当該塗布ヘッドのスリ
ットから押出される塗布液を少なくとも一層塗布するよ
うに構成されたエクストルージョン型の塗布装置におい
て、前記塗布ヘッドの先端部又は前記スリットの内面の少な
くとも一方が、硬質カーボン膜によって覆われたことを
特徴とする塗布装置。