JPH05334669A - 磁気記録媒体の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】磁性薄膜を真空中で電子銃加熱により製造する
際、加熱手段である電子銃を複数個使用すると共に、そ
の電子銃から射出される電子ビームの軌跡パターンを連
動して制御することで、蒸着中の電子銃異常放電による
膜厚むらの少ない磁気記録媒体を得る。 【構成】非磁性支持体２上に真空蒸着により薄膜を形成
する磁気記録媒体の製造方法及び製造装置において、蒸
着源の加熱手段に複数の電子銃１０を有し、かつ、該各
電子銃から射出される電子ビームＸの軌跡パターンを連
動して制御することを特徴とする製造方法、及び制御す
る機構を有することを特徴とする製造装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁性層となる磁性薄膜
を真空蒸着により非磁性支持体上に形成する磁気記録媒
体の製造方法および製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、磁気記録媒体としては、非磁
性支持体上に酸化物磁性粉末あるいは合金磁性粉末等の
粉末磁性材料を塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体、ポ
リエステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂等の
有機バインダー中に分散せしめた磁性塗料を塗布、乾燥
することにより作成される塗布型の磁気記録媒体が広く
使用されている。

【０００３】これに対して、高密度磁気記録への要求の
高まりと共に、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｃｏ
−Ｏ等の金属磁性材料を、メッキや真空薄膜形成手段
（真空蒸着法やスパッタリング法、イオンプレーティン
グ法等）によってポリエステルフィルムやポリアミド、
ポリイミドフィルム等の非磁性支持体上に直接被着し
た、いわゆる金属磁性薄膜型の磁気記録媒体が提案され
注目を集めている。

【０００４】この金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は抗磁
力や角形比等に優れ、短波長での電磁変換特性に優れる
ばかりでなく、磁性層の厚みをきわめて薄くできる為、
記録減磁や再生時の厚み損失が著しく小さいこと、磁性
層中に非磁性材であるそのバインダーを混入する必要が
無いため磁性材料の充填密度を高めることが出来ること
など、数々の利点を有している。

【０００５】更に、この種の磁気記録媒体の電磁変換特
性を向上させ、より大きな出力を得ることが出来るよう
にするために、該磁気記録媒体の磁性層を形成する場
合、磁性層を斜めに蒸着するいわゆる斜方蒸着が提案さ
れ実用化されている。

【０００６】この蒸着テ−プは、磁性金属を通常電子銃
加熱により溶解し真空蒸着により製造されている。一般
に電子銃はより大きな出力を得ようとすると電子ビーム
出力が不安定になりやすく、制御系の電子回路構成も複
雑となり価格も指数関数的に高価なものとなる。また、
この電子銃から射出される電子ビームは真空槽内の真空
度の変化や電子銃を構成しているフィラメントやカソー
ド自身から飛び出すガス、また、蒸発源から電子銃内に
入り込む蒸発物質などにより瞬間的な出力の大きな変動
が発生する。

【０００７】この出力変動は蒸発源の蒸着レートに影響
を及ぼし生産原反の蒸着層厚みムラの原因となる。ま
た、一般に電子銃の制御系の回路はこれらの出力変動に
より故障をおこしやすいため、出力変動が発生すると自
動的に電源を遮断したり高圧電源の供給を遮断するとい
った安全対策が施されている。（この現象により電子ビ
ームの供給が一時的にせよ停止することを一般にブレー
クダウンという。）

【０００８】これらの対策として出力の小さい２本以上
の電子銃を使用して安価にまた安定な蒸着レートを得る
試みもなされているが、複数の電子銃を使用しただけで
は安定な蒸着レートを実現することはできなかった。ま
た、特許出願公告 平３−４１８９８号のように複数の
電子ビームで走査するとともに各電子ビームの走査周波
数の位相を異なる様にする方法や、実用新案登録出願公
告 平３−２９７７０号のように電子ビーム照射経路上
に電磁偏向手段を配する方法等が提案されている。しか
し、これらの手段をもちいてもブレークダウンの発生を
抑えることはできず安定した生産を行うことはできなか
った。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明はかか
る従来の実情に鑑みて提案されたものであり、磁性薄膜
を真空中で電子銃加熱により製造する際、加熱手段であ
る電子銃を複数個使用すると共に、その電子銃から射出
される電子ビームの軌跡のパターンを連動して制御する
ことで、蒸着中の電子銃異常放電による膜厚むらの少な
い磁気記録媒体を実現する為の製造方法および製造装置
を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる磁性薄膜
の形成手段は、蒸着源の加熱手段に複数の電子銃を用い
その電子銃から射出される電子ビームの軌跡のパターン
を連動して制御するものである。本発明が適用される磁
気記録媒体の製造方法および製造装置は、非磁性材料よ
りなる非磁性支持体上に磁性層として金属磁性薄膜を設
けてなる金属薄膜型の磁気テープ（いわゆる蒸着テー
プ）を電子銃を用いて製造するものである。

【００１１】

【作用】本発明のように、磁性層膜を真空中で電子銃加
熱により製造する際、加熱手段である電子銃を複数個使
用すると共に、その電子銃から射出される電子ビームの
軌跡のパターンを連動して制御することにより、蒸着中
の電子銃異常放電による膜厚むらの少ない磁気記録媒体
を実現するための製造方法および製造装置を提供でき
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
するが、本発明がこの実施例に限定されるものでないこ
とはいうまでもない。まず、最初に、従来から使用され
ている比較例としての真空蒸着装置の構成を図１の概略
断面図を参照して説明する。

【００１３】〔比較例〕図１に示す比較例としての真空
蒸着装置（以下製造装置という。）は、従来から使用さ
れてきた電子銃が１個のタイプのものである。この製造
装置においては、頭部と低部にそれぞれ設けられた排気
口１５から排気されて内部が真空状態となされた真空室
１内に、図中の反時計回り方向に定速回転する送りロー
ル３と、図中の時計回り方向に定速回転する巻取りロー
ル４とが設けられ、これら送りロール３から巻取りロー
ル４にテープ状の非磁性支持体２が順次走行するように
なされている。

【００１４】これら送りロール３から巻取りロール４側
に上記非磁性支持体２が走行する中途部には、上記各ロ
ール３、４の径よりも大径となされた冷却キャン５が設
けられている。この冷却キャン５は、上記非磁性支持体
２を図中下方に引き出す様に設けられ、図中の時計回り
方向に定速回転する構成とされる。

【００１５】尚、上記送りロール３、巻取りロール４、
及び、冷却キャン５は、それぞれ非磁性支持体２の幅と
略同じ長さからなる円筒状をなすものであり、また上記
冷却キャン５には、内部に図示しない冷却装置が設けら
れ、上記非磁性支持体２の温度上昇による変形等を抑制
し得るようになされている。

【００１６】従って、上記非磁性支持体２は、送りロー
ル３から順次送り出され、さらに上記冷却キャン５の周
面を通過し、巻取りロール４に巻取られていくようにな
されている。尚、上記送りロール３と上記冷却キャン５
との間及び該冷却キャン５と上記巻取りロール４との間
にはそれぞれガイドロール６、７が配設され、上記送り
ロール３から冷却キャン５及び該冷却キャン５から巻取
りロール４にわたって走行する非磁性支持体２に所定の
テンションをかけ、該非磁性支持体２が円滑に走行する
ようになされている。

【００１７】また、上記真空室１内には、上記冷却キャ
ン５の下方にルツボ８が設けられ、このルツボ８内に金
属磁性材料９が充填されている。このルツボ８は、上記
冷却キャン５の長手方向の幅と略同一の幅を有してな
る。

【００１８】一方、上記真空室１の側壁部には、上記ル
ツボ８内に充填された金属磁性材料９を加熱蒸発させる
ための電子銃１０が取り付けられる。この電子銃１０
は、当該電子銃１０より放出される電子ビームＸが上記
ルツボ８内の金属磁性材料９に照射されるような位置に
配設される。そして、この電子銃１０によって蒸発した
金属磁性材料９が上記冷却キャン５の周面を定速走行す
る非磁性支持体２上に磁性層として被着形成されるよう
になっている。

【００１９】また、上記冷却キャン５と上記ルツボ８と
の間であって該冷却キャン５の近傍には、シャッタ１３
が配設されている。このシャッタ１３は、上記冷却キャ
ン５の周面を定速走行する非磁性支持体２の所定領域を
覆う形で形成され、このシャッタ１３により上記蒸発せ
しめられた金属磁性材料９が上記非磁性支持体２に対し
て所定の角度範囲で斜めに蒸着されるようになってい
る。

【００２０】更に、このような蒸着に際し、上記真空室
１の側壁部を貫通して設けられる酸素ガス導入口１４を
介して非磁性支持体２の表面に酸素ガスが供給され、磁
気特性、耐久性及び耐候性の向上が図られている。

【００２１】この真空蒸着は、真空室１を例えば真空度
１×１０^-4Torrに保ちながら、これらの真空室１内にガ
ス導入口１４により酸素ガスを例えば２５０cc／min の
割合で導入しながら行う。この場合、非磁性支持体２に
対する蒸発金属の入射角は例えば４５〜９０°の範囲と
する。また、磁性層は円筒キャン５において例えば２０
００Åの厚さに蒸着される。なお、蒸発源８に用いられ
るインゴットの組成は例えばＣｏ８０ーＮｉ２０ｗｔ％
である。

【００２２】以上のような構成を有する製造装置を用い
て、第１表に示す材質よりなる下塗が施された非磁性支
持体上に、酸素雰囲気中でＣｏ−Ｎｉ合金を斜め蒸着
し、膜厚０．２μｍの金属磁性薄膜を磁性層として被着
形成した後、バックコート、トップコートをほどこし所
定のテープ幅に裁断してサンプルテープを作成した。

【００２３】次に、本発明の具体的な実施例を説明ず
る。比較例で使用したものと同一のものには同一の符号
を付し、その説明を省略する。 〔実施例−１〕本発明の具体的な実施例−１を図２に示
す。図２は本発明の実施例−１としての真空蒸着装置の
構成を示す概略図であり、図２Ａは正面断面図、図２Ｂ
は上面より底面を見た側面図である。図２に示すよう
に、本発明の実施例−１は、蒸着源の加熱手段に電子銃
１０を２本並列に設置して、２本の電子銃から射出され
る電子ビームの軌跡パターンを連動して制御を行いなが
ら、非磁性支持体２上に、蒸着により磁性薄膜を形成す
る。後は、比較例と同様にサンプルを作成した。

【００２４】〔実施例−２〕同様に、本発明の具体的な
実施例−２を図３に示す。図３は本発明の実施例−２と
しての真空蒸着装置の構成を示す概略図であり、図３Ａ
は正面断面図、図３Ｂは上面より底面を見た側面図であ
る。本発明の実施例−２は図３に示すように偏向電磁石
２１が設けられていて、この偏向電磁石２１により、電
子ビームを９０゜偏向しながら蒸着を行い、サンプルを
作成した。

【００２５】〔実施例−３〕さらに、本発明の具体的な
実施例−３を図４に示す。図４は本発明の実施例−３と
しての真空蒸着装置の構成を示す概略図であり、図４Ａ
は正面断面図、図４Ｂは上面より底面を見た側面図であ
る。本発明の実施例−３は、図４に示すようなインライ
ンで２層蒸着が可能な真空蒸着装置を用い、サンプルを
製作した。

【００２６】図４において、符号８１ａ、８１ｂは真空
槽、８２は間仕切り板、８３は真空排気弁である。符号
８４はベースＢの供給ロール、８５は巻取りロール、８
６ａ、８６ｂはガイドロール、８７ａ、８７ｂはベース
Ｂをガイドする円筒型のクーリングキャンである。ま
た、符号８８ａ、８８ｂはＣｏの蒸発源、８９ａ、８９
ｂはそれぞれ蒸発源８８ａ、８８ｂを加熱する電子ビー
ムである。

【００２７】９２は電子ビーム８９ｂを偏向するための
偏向電磁石、符号９０ａ、９０ｂはベースＢに対する蒸
発金属の入射角を規制するためのシャッタ、９１ａ、９
１ｂは酸素ガスの導入パイプである。

【００２８】このように構成された真空蒸着装置におい
て、ベースＢは供給ロール８４からクーリングキャン８
７ａ、ガイドロール８６ａ、８６ｂ、クーリングキャン
８７ｂ、巻取りロール８５の順に移送される。このと
き、クーリングキャン８７ａ、８７ｂにおいて、酸素雰
囲気中で２層のＣｏ層よりなる磁性層が斜め蒸着により
形成される。

【００２９】この真空蒸着は、真空槽８１ａ、８１ｂを
例えば真空度１×１０^-4Torrに保ちながら、これらの真
空槽８１ａ、８１ｂ内に導入パイプ９１ａ、９１ｂによ
り酸素ガスを例えば２５０cc／min の割合で導入しなが
ら行う。この場合、ベースＢに対する蒸発金属の入射角
は例えば４５〜９０°の範囲とする。また、磁性層は円
筒キャン８７ａ、８７ｂにおいてそれぞれ例えば１００
０Åの厚さに蒸着され、磁性層全体の厚さが２０００Å
とされる。なお、蒸着源８８ａ、８８ｂに用いられるイ
ンゴットの組成は例えばＣｏ８０ーＮｉ２０ｗｔ％であ
る。

【００３０】第２表に比較例、実施例−１、２、及び３
のビーム電流変動による膜厚の変動量（各変動箇所の膜
厚を測定し、それらの平均値を求めた）および磁性層厚
２００ｎｍで２０００ｍの長さの蒸着を１０回行ったと
きのトータルのビーム電流変動回数（正常値からプラス
マイナス５０％以上）を示す。

【００３１】

【００３２】

【００３３】以上の比較例および実施例における電子銃
の大きさ（容量）は２０ＫＷタイプのものを使用した。
比較例においては２０ＫＷフルパワーで蒸着を行った
が、実施例−１、２においては、電子銃が２本に増えた
ことから、同じ蒸着レートを確保するのに出力（パワ
ー）は５０％程度で済み、各々１１ＫＷの出力で蒸着が
可能であった。

【００３４】この余裕をもった出力で蒸着を行えること
から、ビーム電流以上は比較例に比べて少なくなり、ま
た、連動したビームコントロールを実施しているため、
膜厚変動も１０％程度以下となる。（膜厚変動は一般に
アナログの場合クロマ出力の劣化となって電特に影響を
及ぼすが１５％以下ならあまり大きな問題とならない
が、好ましくは１０％以下におさえたい。）

【００３５】図５に本発明の実施例の電子銃関係の制御
ブロック図を示す。電子銃１０よりルツボ８に射出され
る電子ビームＸの軌跡はホストコンピュータ３２により
指令されたコントローラ３１により制御される。

【００３６】ホストコンピュータ３２の役割は、 各電子銃１０の電子ビームＸをホストコンピュータ３
２が検知する。 電子ビームＸ及びスキャンモード（軌跡パターン）が
設定値内であればそのまま継続してルツボ１０内の金属
９を溶解する。 一方の電子ビームに異常が発生した場合（通常はブレ
ークダウン）、他の電子ビームのパワーを増やし、かつ
スキャンゾーンをブレークダウンした側まで増やす。 一方の電子ビームのスキャンモードやスキャン幅に異
常が発生した場合、異常な電子銃の電子ビームを５０％
以下におとし、他方の電子銃でスキャン幅を補う。また
は、異常な電子銃の電子ビームを一時的にオフにし、他
方の電子ビームを上昇させ、スキャン幅をオフにした方
まで、スキャン幅を増やす。

【００３７】電子ビームのスキャンパターンはルツボの
形状や電子銃とルツボの距離により、適宜決定される
が、図６に本発明の実施例の電子ビームのスキャンパタ
ーンの種々の例を示す。図６Ａ〜図６Ｃ及び図６Ｅは図
面でその動作が明確なので説明を省略する。図６Ｄは２
つの電子銃１０が同じ軌跡のスキャンパターンで制御さ
れる。

【００３８】電子銃で現在市販されている最大級のもの
は、６００ＫＷ級のものがある。しかし、蒸着テープ用
として使用できる実用的なものとしては３００ＫＷ級が
最大であるが、この電子銃の大きな問題点としてブレー
クダウンがあり、本発明はこの問題点を解決した。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のように磁性層膜を真空中で電子銃加熱により製造す
る際、加熱手段である電子銃を複数個使用すると共にそ
の電子銃から射出される電子ビームの軌跡のパターンを
連動して制御することにより、蒸着中の電子銃異常放電
による膜厚むらの少ない磁気記録媒体を実現する為の製
造方法および製造装置を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来から使用れさている比較例としての真空蒸
着装置の構成を示す概略断面図である。

【図２】本発明の実施例−１としての真空蒸着装置の構
成を示す概略断面図である。

【図３】本発明の実施例−２としての真空蒸着装置の構
成を示す概略断面図である。

【図４】本発明の実施例−３としての真空蒸着装置の構
成を示す概略断面図である。

【図５】本発明の実施例の電子銃関係の制御ブロック図
である。

【図６】本発明の実施例の電子ビームのスキャンパター
ンの種々の例を示す図である。

【符号の説明】

１ 真空室 ２ 非磁性支持体 ３ 送りロール ４ 巻取りロール ５ 冷却キャン ６、７ ガイドロール ８ ルツボ ９ 金属磁性材料 Ｘ 電子ビーム １０ 電子銃 １３ シャッタ １４ 酸素ガス導入口 １５ 排気口 ２１ 偏向電磁石 ３１ コントローラ ３２ ホストコンピュータ ８１ａ、８１ｂ 真空槽 ８２ 間仕切り板 ８３ 真空排気弁 ８４ 供給ロール ８５ 巻取りロール ８６ａ、８６ｂ ガイドロール ８７ａ、８７ｂ クーリングキャン ８８ａ、８８ｂ Ｃｏの蒸着源 ８９ａ、８９ｂ 電子ビーム ９０ａ、９０ｂ シャッタ ９１ａ、９１ｂ 酸素ガスの導入パイプ ９２ 偏向電磁石

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性支持体上に真空蒸着により磁性薄
   膜を形成する磁気記録媒体の製造方法において、 蒸着源の加熱手段に複数の電子銃を有し、かつ、該各電
   子銃から射出される電子ビームの軌跡パターンを連動し
   て制御することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
2. 【請求項２】 非磁性支持体上に真空蒸着により磁性薄
   膜を形成する磁気記録媒体の製造装置において、 蒸着源の加熱手段に複数の電子銃を有し、かつ、該各電
   子銃から射出される電子ビームの軌跡パターンを連動し
   て制御する機構を有することを特徴とする磁気記録媒体
   の製造装置。
3. 【請求項３】 磁性薄膜は多層構造の磁性薄膜であるこ
   とを特徴とする請求項１項記載の磁気記録媒体の製造方
   法。
4. 【請求項４】 磁性薄膜は多層構造の磁性薄膜であるこ
   とを特徴とする請求項２項記載の磁気記録媒体の製造装
   置。