JPH09178433A

JPH09178433A - 膜厚測定方法およびシステム

Info

Publication number: JPH09178433A
Application number: JP35125295A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Tojo; 聡東條; Ikuo Takahashi; 郁夫高橋; Masahide Shioga; 政秀塩賀
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1995-12-27
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 1997-07-11

Abstract

(57)【要約】【目的】ベース・フィルム層上に同時重層塗布により
形成された第１層および第２層の膜厚を高精度に測定す
る。【構成】相互に異なる中心波長λ₁ ，λ₂ をもつ光が
投光装置10Ａ，10Ｃからベース・フィルムにそれぞれ投
射され，ベース・フィルムを透過した光が受光装置20
Ａ，20Ｃによってそれぞれ検出される。上記の２つの投
射光が投光装置10Ａ〜10Ｄから磁気記録媒体１にそれぞ
れ投射され，磁気記録媒体１を透過した光が受光装置20
Ａ，20Ｃによってそれぞれ検出される。透過光の強度を
表すアナログ信号がＡＭＰ23Ａ，23Ｃにより増幅され，
Ａ／ＤＣ24Ａ，24Ｃによりディジタル・データに変換さ
れ，演算装置30に入力される。ベース・フィルムを透過
した光の強度と，磁気記録媒体１を透過した光の強度に
基づいて，演算装置30において，第１層の膜厚ｔ₁ およ
び第２層の膜厚ｔ₂ が算出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】この発明は，ベース・フィルム層上に形成
された１種類以上の磁性体層（磁気記録層）を含む塗布
層を備えた磁気記録媒体について，所望の塗布層の膜厚
を測定する膜厚測定方法およびシステムに関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】現在，磁気テープ，磁気ディ
スク等の磁気記録媒体において磁気記録の高密度化が進
んでいる。高密度磁気記録を行うためには，磁気記録媒
体の磁性体層内に作用する減磁界の影響を小さくしなけ
ればならない。磁気記録媒体の磁性体層をサブミクロン
・オーダまで薄くすれば，減磁界の影響を小さくするこ
とができる。

【０００３】しかしながら，上述の磁気テープ，磁気デ
ィスク等の磁気記録媒体のように，磁性体をベース・フ
ィルム上に塗布することにより磁性体層を形成する塗布
型磁気記録媒体においては，サブミクロン・オーダの薄
い磁性体層を単層でベース・フィルム上に直接に塗布す
ることは困難である。

【０００４】磁性体層を含む塗布層をベース・フィルム
上に多層に形成することによって，最上層にサブミクロ
ン・オーダの薄い記録用磁性体層を形成することができ
る。多層の塗布層は同時重層塗布技術により形成され
る。同時重層塗布技術においては，塗布された各塗布層
の膜厚を測定し，それらの膜厚が所定の膜厚になるよう
に制御しなければならない。塗布された磁性体層を含む
各塗布層の膜厚を測定する方法には，次のものがある。

【０００５】その一つは，磁気記録媒体のサンプルにつ
いて，飽和磁化値，触針，断面ＴＥＭ写真等に基づい
て，膜厚を測定する方法である。しかしながら，この測
定方法においては，膜厚を測定するためのサンプルが必
要であり，またインライン化を行うことが難しい。

【０００６】もう一つは，磁気記録媒体の生産工程にお
いて，塗布層の膜厚を測定する方法であり，この測定方
法には蛍光Ｘ線法，赤外線透過法等がある。

【０００７】蛍光Ｘ線法は，磁気記録媒体の各塗布層に
含まれる特定の元素の元素量を測定し，その元素量を膜
厚に換算するものである。この方法では，異なる２つの
塗布層が同一の元素を含む場合，それらの２つの塗布層
をあわせた厚さしか測定できないことがある。たとえ
ば，２つの層を形成する材料がそれぞれ，Feとγ-Fe
₂O₃，Feとα-Fe₂O₃またはγ-Fe₂O₃とα-Fe₂O₃である場
合には，それらの２つの層に同一の鉄元素(Fe)が含まれ
ているため，これらの２つの層を相互に区別することが
できなくなる。この場合，膜厚を測定するための特別の
異なる元素を各塗布層に混入させておき，これらの特別
の元素の元素量を測定することによって，各塗布層の膜
厚を測定しなければならない。

【０００８】しかしながら，このように膜厚を測定する
ための元素を磁性体層に混入させると，磁気記録媒体が
本来持つ静磁気特性，電磁変換特性等を損うおそれがあ
る。また磁性体の材料等の選定に制約を受け，高性能，
高品質の磁気記録媒体を生産できないことが起りうる。
さらに，この蛍光Ｘ線法は測定時間が長いため，生産ラ
インを高速化することができない。

【０００９】赤外線透過法は，磁気記録媒体の各塗布層
を形成する材料によって吸収される赤外線の吸収量に基
づいて各塗布層の膜厚を算出するものである。各塗布層
の材料にそれぞれ強く吸収される波長をもつ複数の赤外
線（測定光）と，すべての塗布層の材料に殆ど吸収され
ない少なくとも１つの赤外線（参照光）を用い，測定光
と参照光の吸収量に基づいて各塗布層の膜厚が算出され
る。

【００１０】しかしながら，この膜厚測定方法において
は，膜厚を測定する塗布層数に等しい数の測定光と，少
なくとも１つの参照光とが必要となる。このため，赤外
線の吸収波長が異なる材料によって各塗布層を形成する
か，または吸収波長が同じであっても吸収量の異なる材
料によって複数の塗布層を形成しなければならい。

【００１１】また，塗布層は磁性体，非磁性体等の粉末
材料をバインダによって結合することにより構成され
る。もし，バインダの吸収波長と，材料の吸収波長とが
重なってしまった場合には，赤外線は材料のみならずバ
インダによっても吸収される。このため，材料の吸収波
長と異なる吸収波長をもつバインダを用いる必要がある
とともに，塗布層ごとにバインダの種類を変えなければ
ならない。

【００１２】さらに，同じ理由により，塗布層の吸収波
長はベース・フィルムの材料の吸収波長とも重なっては
ならないという問題も生じる。したがって，磁性体等の
材料，バインダの材料，ベース・フィルムの材料の選定
に制約があり，選定が悪ければ磁気記録媒体としての本
来の性能または特性を損うおそれがある。

【００１３】従来の赤外線透過法においては，磁気記録
媒体の隣合う２つの層の境界面における赤外線の反射が
考慮されていないため，塗布層の膜厚を高精度に測定す
ることはできないという問題もある。

【００１４】

【発明の開示】この発明は，膜厚を測定すべき塗布層の
数に等しい数だけの投射光を用いて，磁気記録媒体の塗
布層の膜厚を測定できるようにすることを目的とするも
のである。

【００１５】この発明はまた，測定に用いる投射光が磁
気記録媒体の材料（磁性体，バインダ，ベース・フィル
ム等）の制約を受けない膜厚測定方法を提供するもので
ある。

【００１６】この発明の他の目的は，磁気記録媒体の表
面および隣合う２つの層の境界面における投射光の反射
をも考慮することにより塗布層の膜厚を高精度に測定で
きるようにすることにある。

【００１７】この発明による膜厚測定方法は，ベース・
フィルム層上に磁性体層を含む１または複数の塗布層が
形成された磁気記録媒体について，膜厚を測定すべき塗
布層数に等しい数の投射光を用いて塗布層の膜厚を測定
する方法であり，磁気記録媒体の表面および隣合う２つ
の層の境界面における投射光の反射に関する補正値を投
射光ごとに測定し，相互に異なる中心波長をもつ塗布層
数に等しい数の上記投射光の強度をそれぞれ測定し，塗
布層数に等しい数の上記投射光を，膜厚を測定すべき塗
布層を有する磁気記録媒体にそれぞれ投射し，この磁気
記録媒体を透過した透過光の強度をそれぞれ測定し，こ
れらの測定した投射光の強度と透過光の強度とに基づい
て，上記ベース・フィルム層および上記塗布層をそれぞ
れ構成する物質の吸収係数と，上記の測定した補正値
と，ベース・フィルムの膜厚とを用いて，塗布層の膜厚
を算出するものである。

【００１８】この発明による膜厚測定システムは，ベー
ス・フィルム層上に磁性体層を含む１または複数の塗布
層が形成された磁気記録媒体について，膜厚を測定すべ
き塗布層数に等しい数の投射光を用いて塗布層の膜厚を
測定するシステムであり，相互に異なる中心波長をもつ
塗布層数に等しい数の上記投射光をそれぞれ投射する投
光手段，上記投光手段から投射された投射光または膜厚
を測定すべき塗布層を有する磁気記録媒体を透過した透
過光をそれぞれ受光し，受光した光の強度を表わす信号
を出力する受光手段，ならびに上記受光手段から出力さ
れる信号によって表わされる投射光の強度と透過光の強
度とに基づいて，投射光ごとにあらかじめ設定された上
記ベース・フィルム層および上記塗布層をそれぞれ構成
する吸収係数と，磁気記録媒体の表面および隣合う２つ
の層の境界面における投射光の反射に関する補正値と，
上記ベース・フィルムの膜厚とを用いて，塗布層の膜厚
を算出する演算手段を備えている。

【００１９】一実施態様においては，上記投射光は可視
域〜近赤外域の光である。測定すべき塗布層の数が複数
の場合，その層数に等しい数の投射光は，これらのスペ
クトルの半値幅が重ならない程度に離れた中心波長とス
ペクトルの広がりをもつものである。

【００２０】この発明によると，磁気記録媒体の表面お
よび隣合う２つの層の境界面における投射光の反射に関
する補正値が投射光ごとに測定される。また，相互に異
なる中心波長をもつ塗布層数に等しい数の投射光の強度
がそれぞれ測定される。塗布層数に等しい数の投射光が
膜厚を測定すべき塗布層を有する磁気記録媒体にそれぞ
れ投射され，この磁気記録媒体を透過した光の強度がそ
れぞれ測定される。これらの測定した投射光の強度と透
過光の強度とに基づいて，各層の吸収係数と，測定され
た補正値と，ベース・フィルムの膜厚とを用いて塗布層
の膜厚が算出される。

【００２１】したがって，膜厚を測定すべき塗布層数に
等しい数の投射光を用いて，塗布層の膜厚を測定するこ
とができ，従来の赤外線透過法のように測定光に加え
て，参照光を用いなくてもよい。磁気記録媒体の表面お
よび隣合う２つの層の境界面における反射光に関する補
正値を用いることによって，表面または境界面における
投射光の反射による測定誤差を低減させ，塗布層の膜厚
を高精度に測定することができる。

【００２２】膜厚を測定すべき塗布層が複数ある場合，
すなわち複数の投射光を用いる場合，それらの投射光の
スペクトルの半値幅が重ならない程度に離れた中心波長
とスペクトルの広がりをもつ光を用いればよいので，測
定に用いる投射光が磁性体等の材料に影響されることな
く，塗布層の膜厚を測定することができる。したがっ
て，磁性体等の材料の選定に制約を受けることがなく，
所望の性能および品質をもつ磁気記録媒体を生産するこ
とができる。

【００２３】塗布層の膜厚の測定は磁気記録媒体の生産
過程で行うことができる。測定された塗布層の膜厚は磁
気記録媒体を製造する製造装置にフィードバックされ，
製造装置はその膜厚に基づいて製造する磁気記録媒体の
塗布層の膜厚の制御を行うであろう。

【００２４】投射光の強度を測定することに代えて，ベ
ース・フィルムのみを透過した透過光の強度を測定する
ことによっても塗布層の膜厚を測定することができる。

【００２５】この発明による膜厚測定方法は，ベース・
フィルム層上に磁性体層を含む１または複数の塗布層が
形成された磁気記録媒体について，膜厚を測定すべき塗
布層数に等しい数の投射光を用いて塗布層の膜厚を測定
する方法であり，磁気記録媒体の表面および隣合う２つ
の層の境界面における投射光の反射に関する補正値を投
射光ごとに測定し，相互に異なる中心波長をもつ塗布層
数に等しい数の上記投射光を上記ベース・フィルムにそ
れぞれ投射し，このベース・フィルムを透過した第１の
透過光の強度をそれぞれ測定し，塗布層数に等しい数の
上記投射光を，膜厚を測定すべき塗布層を有する磁気記
録媒体にそれぞれ投射し，この磁気記録媒体を透過した
第２の透過光の強度をそれぞれ測定し，これらの測定し
た第１の透過光の強度と第２の透過光の強度とに基づい
て，上記塗布層を構成する物質の吸収係数と上記の測定
した補正値とを用いて，塗布層の膜厚を算出するもので
ある。

【００２６】この発明による膜厚測定システムは，ベー
ス・フィルム層上に磁性体層を含む１または複数の塗布
層が形成された磁気記録媒体について，膜厚を測定すべ
き塗布層数に等しい数の投射光を用いて塗布層の膜厚を
測定するシステムであり，相互に異なる中心波長をもつ
塗布層数に等しい数の上記投射光をベース・フィルムま
たは膜厚を測定すべき塗布層を有する磁気記録媒体にそ
れぞれ投射する投光手段，上記投光手段から投射され，
上記ベース・フィルムのみを透過した第１の透過光また
は上記膜厚を測定すべき塗布層を有する磁気記録媒体を
透過した第２の透過光をそれぞれ受光し，受光した光の
強度を表わす信号を出力する受光手段，ならびに上記受
光手段から出力される信号によって表わされる第１の透
過光の強度と第２の透過光の強度とに基づいて，投射光
ごとにあらかじめ設定された上記塗布層の吸収係数と磁
気記録媒体の表面および隣合う２つの層の境界面におけ
る投射光の反射に関する補正値とを用いて，塗布層の膜
厚を算出する演算手段を備えている。

【００２７】一実施態様においては，上記投射光は可視
域〜近赤外域の光である。測定すべき塗布層の数が複数
の場合，その層数に等しい数の投射光は，これらのスペ
クトルの半値幅が重ならない程度に離れた中心波長とス
ペクトルの広がりをもつものである。

【００２８】この発明によると，磁気記録媒体の表面お
よび隣合う２つの層の境界面における投射光の反射に関
する補正値が投射光ごとに測定される。また，塗布層数
に等しい数の投射光がベース・フィルムにそれぞれ投射
され，このベース・フィルムを透過した第１の透過光の
強度がそれぞれ測定される。ベース・フィルムがＰＥＴ
フィルム等のプラスティック・フィルムの場合，そのフ
ィルムの表面における反射が無視できるので，第１の透
過光の強度は，投射光の強度から，ベース・フィルムに
おける投射光の吸収（ベース・フィルムの膜厚とその吸
収係数によって表わされる）を差引いたものとなり，投
射光の強度，ベース・フィルムの膜厚，およびその吸収
係数を，第１の透過光の強度によって置換えることが可
能となる。

【００２９】したがって，ベース・フィルムの投射光ご
との吸収係数とベース・フィルムの膜厚とをあらかじめ
測定しなくてもよく，投射光の強度を測定する代わりに
ベース・フィルムのみを透過した第１の透過光の強度を
測定すればよい。

【００３０】膜厚を測定すべき塗布層を有する磁気記録
媒体を透過した第２の透過光の強度が測定される。これ
らの測定された第１の透過光の強度と第２の透過光の強
度とに基づいて，あらかじめ測定された各塗布層の吸収
係数と補正値とを用いて，塗布層の膜厚が測定される。

【００３１】この膜厚測定方法およびシステムにおいて
も，膜厚を測定すべき層数に等しい数の投射光を用い
て，塗布層の膜厚を測定することができ，従来の赤外線
透過法のように参照光を用いなくてもよい。磁気記録媒
体の表面および隣合う２つの層の境界面における反射光
に関する補正値を用いることによって，塗布層の膜厚を
高精度に測定することができる。膜厚を測定すべき塗布
層が複数ある場合，すなわち複数の投射光を用いる場
合，それらのスペクトルの半値幅が重ならない程度に離
れた中心波長とスペクトルの広がりをもつ光を用いれ
ば，測定に用いる投射光が磁性体等の材料に影響される
ことなく，塗布層の膜厚を測定することができる。した
がって，磁性体等の材料の選定に制約を受けることがな
く，所望の性能および品質をもつ磁気記録媒体を生産す
ることができる。

【００３２】上記補正値は，上記投射光の強度を測定
し，膜厚を測定すべき上記磁気記録媒体と同じ構造をも
ち，かつベース・フィルムおよび塗布層の膜厚が既知で
ある基準磁気記録媒体に，上記投射光を投射し，この基
準磁気記録媒体を透過した透過光の強度を測定し，これ
らの測定した投射光の強度と透過光の強度とによって表
わされる上記基準磁気記録媒体における投射光の損失量
と，上記基準磁気記録媒体を構成する物質の吸収係数お
よび上記の既知の膜厚に基づいて算出される上記基準磁
気記録媒体における投射光の吸収量との差に基づいて，
投射光ごとに算出することにより測定される。

【００３３】基準磁気記録媒体を透過することによる投
射光の総損失量と，基準磁気記録媒体に吸収される光の
吸収量との差は，そのほとんどが基準磁気記録媒体の表
面および隣合う２つの層の境界面における反射光量であ
る。

【００３４】上述した膜厚測定方法およびシステムにお
いて，塗布層の膜厚の算出に補正値を用いることによっ
て，膜厚をより高精度に測定することができる。

【００３５】

【実施例の説明】

１．膜厚測定の原理

【００３６】図１は磁気記録媒体の断面を示している。
この磁気記録媒体は，第０層（ベース・フィルム），第
１層（塗布層），…，第ｎ層（塗布層），…，第Ｎ（Ｎ
≧１）層（塗布層）からなる。磁気記録媒体は，ベース
・フィルム（第０層）上に，塗布層（第１層〜第Ｎ層）
が同時重層塗布技術を用いて塗布されることにより形成
される。ベース・フィルムはたとえばＰＥＴ(Polyethyl
ene Terephthalate)フィルムであり，塗布材料には磁性
体と非磁性体とがあり，たとえばα-Fe₂O₃（非磁性
体），Fe（磁性体）等である。この磁気記録媒体はたと
えば，磁気テープ，磁気ディスク等である。

【００３７】ベース・フィルム上に塗布された塗布層の
膜厚が，その磁気記録媒体に垂直に光を投射し，磁気記
録媒体を透過した光の強度を用いて以下に説明するよう
にして測定される。

【００３８】図１に示すように，磁気記録媒体に垂直に
投射される光（投射光）の中心波長およびその強度をそ
れぞれ，λおよびＩ_i とする。この投射光が磁気記録媒
体を透過した光（透過光）の強度をＩ_o とする。ここ
で，透過光の中心波長は入射光の中心波長と同じλであ
る。投射光は可視域〜近赤外域の光が用いられる。

【００３９】投射光が磁気記録媒体に投射されると，磁
気記録媒体の表面（第Ｎ層の表面（上面），第０層の表
面（下面））および隣合う２つの層の境界面においてそ
の光の一部が反射され，さらに各層においてその光の一
部が吸収される。

【００４０】この中心波長λの投射光について，第ｎ
（ｎ＝０〜Ｎ）層の吸収係数をα_n （ｎ＝０〜Ｎ）とす
る。第０層の表面（下面）おける透過率をＲ₀ とし，第
（ｎ−１）（ｎ＝１〜Ｎ）層と第ｎ層の境界面における
透過率をそれぞれＲ_n （ｎ＝１〜Ｎ）とし，第Ｎ層の表
面（上面）おける透過率をＲ_N+1 とする。第ｎ（ｎ＝０
〜Ｎ）層の膜厚をそれぞれｔ_n （ｎ＝０〜Ｎ）[m] とす
る。

【００４１】強度Ｉ_i の投射光が磁気記録媒体に投射さ
れると，強度Ｒ_N+1 Ｉ_i の光が第Ｎ層の表面を通り，残
りの強度（１−Ｒ_N+1)Ｉ_i の光がその表面において反射
される。第Ｎ層の表面を通った光（強度Ｒ_N+1 Ｉ_i)は，
第（Ｎ−１）層との境界面に到達するまでに，第Ｎ層の
吸収係数α_N とその膜厚ｔ_N に応じた割合exp(−α
_Nｔ_N)で第Ｎ層を構成する塗布材料によって吸収され
る。第Ｎ層と第（Ｎ−１）層の境界面に到達した光の強
度はＲ_N+1 Ｉ_i exp(−α_N ｔ_N)となる。第Ｎ層と第（Ｎ
−１）層の境界面を強度Ｒ_N+1 Ｒ_N Ｉ_i exp(−α_N ｔ_N)
の光が通り，残りの強度Ｒ_N+1 （１−Ｒ_N)Ｉ_i exp(−α
_N ｔ_N)の光が反射される。

【００４２】このように，投射光は，表面または境界面
において（１−Ｒ_n)（ｎ＝０〜Ｎ＋１）の割合で反射さ
れ，かつ各層においてexp(−α_n ｔ_n)（ｎ＝０〜Ｎ）の
割合で吸収されながら，磁気記録媒体を透過する。した
がって，投射光が磁気記録媒体を透過した透過光の強度
Ｉ₀は次式によって表すことができる。

【００４３】Ｉ_o＝Ｒ_N+1…Ｒ₁Ｒ₀Ｉ_iexp(−α_Nｔ_N−…−α₀ｔ₀) …(1)

【００４４】透過度Ｔを次式によって表す。

【００４５】Ｔ＝Ｉ_o／Ｉ_i ＝Ｒ_N+1…Ｒ₁Ｒ₀exp(−α_Nｔ_N−…−α₀ｔ₀) …(2)

【００４６】吸光度ln（１／Ｔ）を次式によって表す。
lnは自然対数を表す。

【００４７】 ln(１／Ｔ)＝ln(Ｉ_i／Ｉ_o) ＝ln[１／{Ｒ_N+1…Ｒ₁Ｒ₀exp(−α_Nｔ_N−…−α₀ｔ₀)}] ＝α_Nｔ_N＋…＋α₀ｔ₀−(lnＲ_N+1＋…＋lnＲ₁＋lnＲ₀) …(3)

【００４８】式(3) において透過率に関する項を次式に
よって表す。

【００４９】Ｘ＝lnＲ_N+1＋…＋lnＲ₁＋lnＲ₀ …(4)

【００５０】この式(4) のＸは，磁気記録媒体の表面と
隣合う２つの層の境界面とにおける投射光の反射に関す
る補正値を表す。式(4) を式(3) に代入し変形すると，
式(3)は次のようになる。

【００５１】 α_Nｔ_N＋…＋α₁ｔ₁＝ln(Ｉ_i／Ｉ_o)−α₀ｔ₀＋Ｘ …(5)

【００５２】補正値Ｘおよび各層の吸収係数α_n （ｎ＝
０〜Ｎ）は，後に説明するようにしてあらかじめ測定さ
れるものである。磁気記録媒体は，上述のように，第０
層（ベース・フィルム）上に第１層〜第Ｎ層（塗布層）
を塗布することにより形成されるから，第０層の膜厚ｔ
₀ もあらかじめ測定しておくことができる。

【００５３】したがって，投射光の強度Ｉ_i および透過
光の強度Ｉ_o は測定されるので，式(5) において，未知
数は塗布された塗布層の膜厚ｔ_n （ｎ＝１〜Ｎ）とな
る。これらの未知数ｔ_n （ｎ＝１〜Ｎ）を求めるために
は，Ｎ元１次連立方程式を解けばよい。一般に，投射光
の中心波長が変るとその吸収係数も変るので，異なる中
心波長λ_m （ｍ＝１〜Ｎ）をもつＮ種類の投射光を用い
ることにより，Ｎ元連立１次方程式を立てることができ
る。

【００５４】Ｎ種類の相互に異なる中心波長λ_m （ｍ＝
１〜Ｎ）の第ｎ（ｎ＝０〜Ｎ）層における吸収係数をα
_n,m （ｎ＝０〜Ｎ，ｍ＝１〜Ｎ）とする。それらの中心
波長λ_m （ｍ＝１〜Ｎ）の投射光の強度をＩ_i,m （ｍ＝
１〜Ｎ）とする。これらの投射光が磁気記録媒体を透過
した透過光の強度をそれぞれＩ_o,m （ｍ＝１〜Ｎ）とす
る。それらの投射光についての反射に関する補正値をＸ
_m （ｍ＝１〜Ｎ）とする。このとき，Ｎ元連立１次方程
式は式(5) から次式によって表される。

【００５５】

【数１】

【００５６】上述のように，吸収係数α_n,m （ｎ＝０〜
Ｎ，ｍ＝１〜Ｎ），補正値Ｘ_m （ｍ＝１〜Ｎ）および膜
厚ｔ₀ はあらかじめ測定できる。投射光の強度Ｉ_i,m
（ｍ＝１〜Ｎ）と透過光の強度Ｉ_o,m （ｍ＝１〜Ｎ）と
を測定することにより，膜厚ｔ_n （ｎ＝１〜Ｎ）を算出
することができる。膜厚ｔ_n （ｎ＝１〜Ｎ）はたとえ
ば，式(6) をガウスの消去法等により算出される。

【００５７】ベース・フィルム（第０層）がＰＥＴフィ
ルム等のプラスティック・フィルムの場合，可視域〜近
赤外域の比較的広い帯域幅をもつ光がベース・フィルム
にのみ入射するとき，ベース・フィルムの表面における
投射光の反射は無視できる程度に小さくなる。投射光は
その一部がベース・フィルムによって吸収されるだけで
あるから，中心波長λ_m （ｍ＝１〜Ｎ）の投射光（強度
Ｉ_i,m （ｍ＝１〜Ｎ））がベース・フィルムのみを透過
した透過光の強度Ｉ_b,m （ｍ＝１〜Ｎ）はＩ_i,m exp(−
α_0,m ｔ₀)によって表される。したがって，吸光度ln
（Ｉ_i,m ／Ｉ_b,m)（ｍ＝１〜Ｎ）は次式によって表され
る。

【００５８】 ln(Ｉ_i,m／Ｉ_b,m)＝ln[Ｉ_i,m／{Ｉ_i,mexp(−α_0,mｔ₀)}] ＝α_0,mｔ₀ …(7)

【００５９】式(7) を式(6) に代入し整理すると，次式
が得られる。

【００６０】

【数２】

【００６１】式(7) の代りに式(8) を用いて膜厚ｔ_n
（ｎ＝１〜Ｎ）を算出する場合には，投射光の強度Ｉ
_i,m （ｍ＝１〜Ｎ）を測定する代りに，塗布層（第１層
〜第Ｎ層）が塗布されていないベース・フィルム（第０
層）のみを透過した透過光の強度Ｉ_b,m （ｍ＝１〜Ｎ）
を測定すればよい。したがって，第０層の吸収係数α
_0,m（ｍ＝１〜Ｎ）および膜厚ｔ₀ をあらかじめ測定し
ておく必要はない。

【００６２】２．膜厚測定システム

【００６３】図２は，膜厚測定システムの構成の一例を
示している。膜厚測定システムは，図３に示すように，
ベース・フィルム層上に第１層（非磁性体α-Fe₂O₃）と
第２層（磁性体Fe）が同時重層塗布技術により形成され
た磁気記録媒体１について，第１層の膜厚ｔ₁ と第２層
の膜厚ｔ₂ を，異なる中心波長λ₁ ，λ₂ をもつ２つの
投射光を用いて測定するものである。

【００６４】ベース・フィルム層上に第１層と第２層が
同時重層塗布技術により塗布された帯状の磁気記録媒体
１が一方向に一定速度で搬送される。磁気記録媒体１の
搬送路はたとえば磁気記録媒体１の生産ラインの最終工
程である。中心波長λ₁ の投，受光装置が２組，中心波
長λ₂ の投，受光装置が２組それぞれ設けられている。
中心波長λ₁ の投，受光装置は，光を中心波長λ₁ の投
射する２つの投光装置10Ａ，10Ｂと，これらの投光装置
10Ａ，10Ｂからそれぞれ投射された光を受光する２つの
受光装置20Ａ，20Ｂとを含む。中心波長λ₂ の投，受光
装置は投光装置10Ｃ，10Ｂと受光装置20Ｃ，20Ｄとを含
む。

【００６５】これらの２組ずつの投，受光装置により２
つの測定系が構成されている。第１の測定系は投光装置
10Ａ，10Ｃと受光装置20Ａ，20Ｃから構成され，第２の
測定系は投光装置10Ｂ，10Ｄと受光装置20Ｂ，20Ｄから
構成される。

【００６６】搬送される磁気記録媒体１はその幅を２分
する中心線Ｃにより左右（磁気記録媒体１の進む方向に
向って左，右を定める）に分けられる。第１の測定系は
磁気記録媒体１の左半分における膜厚測定を担当し，第
２の測定系は磁気記録媒体１の右半分における膜厚測定
を担当する。

【００６７】投光装置10Ａ，10Ｂ，10Ｃおよび10Ｄは磁
気記録媒体１の搬送路の上方に配置され，受光装置20
Ａ，20Ｂ，20Ｃおよび20Ｄは磁気記録媒体１の搬送路の
下方に配置されかつ対応する投光装置10Ａ，10Ｂ，10Ｃ
および10Ｄと対向する。

【００６８】第１の測定系（投光装置10Ａ，10Ｃと受光
装置20Ａ，20Ｃ）は磁気記録媒体１の中心線Ｃに相当す
る位置と磁気記録媒体１の左端に相当する位置との間を
磁気記録媒体１の幅方向に一定速度で往復するように移
送される。第２の測定系（投光装置10Ｂ，10Ｄと受光装
置20Ｂ，20Ｄ）は磁気記録媒体１の中心線Ｃに相当する
位置と磁気記録媒体１の右端に相当する位置との間を磁
気記録媒体１の幅方向に一定速度で往復するように移送
される。これらの測定系は磁気記録媒体１の幅方向に移
送される過程で，投射光を磁気記録媒体１に投射し，こ
の磁気記録媒体１を透過した光をそれぞれ受光する。

【００６９】投光装置10Ｃ，10Ｄはそれぞれ，投光装置
10Ａ，10Ｂからの投射光が透過した磁気記録媒体１にお
ける位置（移送経路）を通るように移送するのが好まし
い。

【００７０】図２に示す膜厚測定システムには２組の測
定系とが設けられているが，何れか一組の測定系であっ
てもよい。何組の測定系を設けるかは，磁気記録媒体１
の幅，磁気記録媒体１の搬送速度，投光装置と受光装置
の移動速度，膜厚の測定密度等に応じて定めればよい。
たとえば，磁気記録媒体１の幅が狭く，かつ膜厚の測定
密度が低いときには一組の測定系で足り，磁気記録媒体
１の幅が広く，かつ膜厚の測定密度が高いときには，多
数の測定系を設ける方が良い。

【００７１】投光装置10Ａは，中心波長をλ₁ として比
較的広い波長帯域をもつ光を発光する発光素子12Ａと，
この発光素子12Ａからの光を集光する集光レンズ11Ａと
を含む。投光装置10Ｂは投光装置10Ａと同様の構成であ
り，中心波長をλ₁ として比較的広い波長帯域をもつ光
を発光する発光素子12Ｂと，この発光素子12Ｂからの光
を集光する集光レンズ11Ｂとを含む。

【００７２】投光装置10Ｃは，中心波長をλ₂ として比
較的広い波長帯域をもつ光を発光する発光素子12Ｃと，
この発光素子12Ｂからの光を集光する集光レンズ11Ｃと
を含む。投光装置10Ｄは投光装置10Ｃと同様の構成であ
り，中心波長をλ₂ として比較的広い波長帯域をもつ光
を発光する発光素子12Ｄと，この発光素子12Ｄからの光
を集光する集光レンズ11Ｄとを含む。

【００７３】発光素子12Ａ〜12Ｄはたとえば，ＬＥＤ，
レーザ・ダイオード等が用いられる。発光素子12Ａ〜12
Ｄは電源装置13によって駆動され，発光素子12Ａ〜12Ｄ
から連続光が投射される。連続光に代えて，パルス光を
用いてもよい。また，発光素子12Ａ〜12Ｄの代りに，白
色光源と，所定の中心波長（λ₁ またはλ₂ ）をもちか
つ比較的広い透過波長帯域をもつバンドパス・フィルタ
とを組合わせたものを用いてもよい。可視域〜近赤外域
の比較的広い波長帯域をもつ投射光を用いると，ＰＥＴ
フィルム等のプラスチック・フィルムのように小さい吸
収係数をもつ層においては多重反射による測定誤差を低
減することができる。また，中心波長λ₁ ，λ₂ をもつ
投射光は，それらの相対的な強度の半値幅が重ならない
ように選択すればよい。

【００７４】受光装置20Ａは，磁気記録媒体１を透過し
た光を集光する集光レンズ21Ａと，集光レンズ21Ａによ
り集光された透過光をその強度に応じた電気的信号（ア
ナログ信号）に変換する受光素子22Ａとを含む。受光装
置20Ｂ，20Ｃおよび20Ｄも，受光装置20Ａと同様の構成
であり，透過光を集光する集光レンズ21Ｂ，21Ｃおよび
21Ｄと，集光された透過光の強度に応じた電気的信号に
変換する受光素子22Ｂ，22Ｃおよび22Ｄとをそれぞれ含
む。

【００７５】受光素子22Ａ〜22Ｄにはたとえば，フォト
ダイオード，フォトトランジスタ等が用いられる。受光
素子22Ａ〜22Ｄは投光装置10Ａ〜10Ｄから投射される投
射光の波長域に適した特性をもつ素子を用いるのが好ま
しい。

【００７６】受光素子22Ａ，22Ｂ，22Ｃおよび22Ｄから
のアナログ信号はそれぞれ，増幅器（ＡＭＰ）23Ａ，23
Ｂ，23Ｃおよび23Ｄによって増幅されたのち，アナログ
／ディジタル変換器（Ａ／ＤＣ）24Ａ，24Ｂ，24Ｃおよ
び24Ｄによってディジタル・データに変換される。これ
らのディジタル・データは演算装置30に入力される。

【００７７】演算装置30は，受光装置20Ａ〜20Ｄから得
られるデータに基づいて測定系ごとに，第１層の膜厚ｔ
₁ および第２層の膜厚ｔ₂ を算出するものである。演算
装置30はプログラムされたコンピュータ・システムによ
り実現され，その全部をハードウェアにより実現するこ
とができ，またその一部をハードウェア，その他の一部
をソフトウェアにより実現することもできる。

【００７８】第１の測定系と第２測定系は同じ構成であ
るから，第１の測定系についてのみ膜厚の測定を説明す
る。

【００７９】この磁気記録媒体１は塗布層が第１層と第
２層の２層であるから，式(8) においてＮ＝２とおくと
次のようになる。

【００８０】

【数３】

【００８１】吸収係数α_1,1 ，α_1,2 ，α_2,1 およびα
_2,2 ，ならびに補正値Ｘ₁ およびＸ₂ は（後に説明する
ようにして測定される），演算装置30のメモリ（ＲＯ
Ｍ，ＥＥＰＲＯＭ，ＲＡＭ等）にあらかじめ記憶されて
いる。

【００８２】磁気記録媒体１の塗布層の膜厚を測定する
前に，測定すべき磁気記録媒体１に用いられるものと同
じベース・フィルムが磁気記録媒体１に代えてその搬送
経路上に置かれ，投光装置10Ａ，10Ｃから投射光がベー
ス・フィルムに投射され，このベース・フィルムを透過
した光を受光装置20Ａ，20Ｃによって受光することによ
って得られるデータがＩ_b,1 ，Ｉ_b,2 として演算装置30
内のメモリに記憶される。

【００８３】第１の測定系において，磁気記録媒体１が
搬送され膜厚の測定を開始すると，投光装置10Ａ，10Ｃ
から投射光が磁気記録媒体１に投射され，この磁気記録
媒体１を透過した光が受光装置20Ａ，20Ｃに受光される
ことによって得られるデータがＩ_o,1 ，Ｉ_o,2 として演
算装置30にＡ／ＤＣ24Ａ，24Ｃのサンプリング間隔ごと
または所定時間間隔ごとに取込まれる。これらの取込ん
だデータＩ_o,1 ，Ｉ_o, ₂ のうちデータＩ_o,1 はメモリに
一時的に記憶される。残りのデータＩ_o,2 とこのデータ
を与える透過光を受光した位置におけるメモリに記憶さ
れたデータＩ_o, ₁ と，メモリにあらかじめ記憶されたデ
ータα_1,1 ，α_1,2 ，α_2,1 およびα_2, ₂ ，Ｘ₁ および
Ｘ₂ ，ならびにＩ_b,1 およびＩ_b,2 とに基づいて，膜厚
ｔ₁ ，ｔ₂ が式(9) にしたがって演算装置30により上述
の取込間隔ごとに算出される。

【００８４】演算装置30によって算出された膜厚ｔ₁ ，
ｔ₂ は，プリンタ，表示装置等の出力装置31に出力され
る。これにより，オペレータはベース・フィルム上に形
成された第１層，第２層の膜厚ｔ₁ ，ｔ₂ を知ることが
できる。

【００８５】また，これらの測定された第１層，第２層
の膜厚ｔ₁ ，ｔ₂ は，磁気記録媒体１の製造装置（図示
略）に入力され，ベース・フィルム上に形成される塗布
層（第１層，第２層）の膜厚の制御に用いられる。

【００８６】３．ベース・フィルム，第１層および第２
層の吸収係数，ならびに補正値の測定

【００８７】図２に示す膜厚測定システムにおいて，中
心波長λ₁ （たとえばλ₁ ＝560[nm] ），λ₂ （たとえ
ばλ₂ ＝660[nm] ）の投射光についてのベース・フィル
ム，第１層および第２層の吸収係数α_0,1 ，α_0,2 ，α
_1,1 ，α_1,2 およびα_1,2 ，α_2,2 ，ならびに補正値Ｘ
₁ およびＸ₂ を以下のようにして測定する。

【００８８】第１の測定系（投光装置10Ａ，10Ｃ）（受
光装置20Ａ，20Ｃ）について説明し，第２の測定系（投
光装置10Ｂ，10Ｄと受光装置20Ｂ，20Ｄ）については，
同様に測定できるのでその説明を省略する。

【００８９】3.1 ベース・フィルムの吸収係数の測定

【００９０】ベース・フィルムの吸収係数α_0,0 ，α
_0,1 は，その膜厚が既知（たとえばｔ₀ ＝6.20×10
^-6[m] ）のベース・フィルム（試料）を用いて測定す
る。上述のようにＰＥＴフィルム（ベース・フィルム）
の表面における投射光の反射を無視でき，投射光がベー
ス・フィルムを透過したときの吸光度は式(7) によって
表されるから，ベース・フィルムの吸収係数α_0,m （ｍ
＝１，２）は次式によって表される。

【００９１】 α_0,m＝ln(Ｉ_i,m／Ｉ_b,m)／ｔ₀ …(10)

【００９２】投光装置10Ａ，10Ｃと受光装置20Ａ，20Ｃ
の間に試料（ベース・フィルム）がなく，投光装置10
Ａ，10Ｃからの投射光をそれぞれ受光装置20Ａ，20Ｃに
よって直接に受光することにより，投射光の強度Ｉ
_i,1 ，Ｉ_i,2 をそれぞれ測定する。

【００９３】次に，投光装置10Ａ，10Ｃと受光装置20
Ａ，20Ｃの間（磁気記録媒体１の搬送路）に試料を置
く。投射光が投光装置10Ａ，10Ｃからそれぞれ投射さ
れ，試料を透過した光を受光装置20Ａ，20Ｃによってそ
れぞれ受光することにより，透過光の強度Ｉ_b,1 ，Ｉ
_b,2 をそれぞれ測定する。

【００９４】これらの測定値に基づいて，吸光度 ln(Ｉ
_i,m ／Ｉ_b,m)（ｍ＝１，２）を算出する。図４は測定結
果を示している。吸光度は， ln(Ｉ_i,1 ／Ｉ_b,1)＝0.13
9 ，ln(Ｉ_i,2 ／Ｉ_b,2)＝0.133 である。ベース・フィ
ルムの膜厚はｔ₀ ＝ 6.2×10^-6[m] であるから，式(10)
にしたがってベース・フィルムの吸収係数を算出する
と，α_0,1 ＝0.0224，α_0,2 ＝0.0214となる。

【００９５】3.2 第１層の吸収係数の測定

【００９６】第１層の吸収係数α_1,1 ，α_1,2 は，ベー
ス・フィルム上に，膜厚が既知の第１層が形成された試
料を用いて測定される。この試料はたとえば，ベース・
フィルムの膜厚ｔ₀ が6.20×10^-6[m] であり，かつ第１
層の膜厚ｔ₁ が異なる（膜厚ｔ₁ が1.70×10^-6[m] ，1.
90×10^-6[m] および2.10×10^-6[m] である）３種類を用
いる。

【００９７】試料を透過した透過光の強度をＩ_u,m （ｍ
＝１，２）とすると，吸光度ln（Ｉ_i,m／Ｉ_u,m）は式
(3) においてＮ＝１とおくことにより，次式によって表
される。ただし，Ｘ_m はベース・フィルムと第１層とか
らなる試料についての補正値である。

【００９８】 ln(Ｉ_i,m／Ｉ_u,m)＝α_1,mｔ₁＋α_0,mｔ₀−Ｘ_m …(11)

【００９９】ベース・フィルムの吸収係数の測定と同様
に，投光装置10Ａ，10Ｃと受光装置20Ａ，20Ｃの間に試
料がない場合の投射光の強度Ｉ_i,1 ，Ｉ_i,2 と，それら
の間（磁気記録媒体１の搬送路）に試料がある場合の透
過光の強度Ｉ_u,1 ，Ｉ_u,2 とをそれぞれ測定する。

【０１００】これらの測定値に基づいて吸光度 ln(Ｉ
_i,m ／Ｉ_u,m)が算出される。図５は測定結果を示し，
(A)は中心波長λ₁ ＝560[nm] の投射光， (B)は中心波
長λ₂ ＝660[nm] の投射光についてそれぞれ示してい
る。

【０１０１】図６は横軸にｔ₁ ，縦軸に吸光度 ln(Ｉ
_i,m ／Ｉ_u,m)（ｍ＝１，２）をとったグラフであり，
(A)は中心波長λ₁ ＝560[nm] の投射光， (B)は中心波
長λ₂ ＝660[nm] の投射光についてそれぞれ示してい
る。図６(A) ，(B) において，白抜きの点は膜厚ｔ₁ ＝
1.7×10^-6[m] ， 1.9×10^-6[m] および 2.1×10^-6[m]
における測定値をそれぞれ表している。ただし，ベース
・フィルムの膜厚はｔ₀ ＝ 6.2×10^-6[m] であり，ベー
ス・フィルムの吸収係数は上述のようにして測定した値
α_0,1 ＝0.224 ，α_0,2 ＝0.0214である。

【０１０２】吸光度 ln(Ｉ_i,m ／Ｉ_u,m)（ｍ＝１，２）
と膜厚ｔ₁ とに基づいて，式(11)にしたがって最小自乗
法により傾きを算出することによって，第１層の吸収係
数α_1,m （ｍ＝１，２）が算出される。第１層の吸収係
数はα_1,1 ＝1.05，α_1,2 ＝0.525 となる。

【０１０３】3.3 第２層の吸収係数，および補正値の
測定

【０１０４】第２層の吸収係数α_2,1 ，α_2,2 と補正値
Ｘ₁ ，Ｘ₂ は，ベース・フィルム層上に第１層および第
２層が形成された試料を用いて測定される。この試料は
たとえば，ベース・フィルムの膜厚ｔ₀ および第１層の
膜厚ｔ₁ がともに既知であり，かつ第２層の膜厚ｔ₂ が
0.28×10^-6[m] ， 0.4×10^-6[m] および 0.5×10^-6[m]
の３種類を用いる。

【０１０５】式(3) においてＮ＝２とおくことにより次
式が得られる。ただし，ｍ＝１，２である。

【０１０６】 ln(Ｉ_i,m／Ｉ_o,m)＝α_2,mｔ₂＋α_1,mｔ₁＋α_0,mｔ₀−Ｘ_m ∴ ln(Ｉ_i,m／Ｉ_o,m)−α_1,mｔ₁−α_0,mｔ₀＝α_2,mｔ₂−Ｘ_m …(12)

【０１０７】投光装置10Ａ，10Ｃと受光装置20Ａ，20Ｃ
の間に試料がない場合に測定した投射光の強度Ｉ_i,1 ，
Ｉ_i,2 と，それらの間に試料がある場合の透過光の強度
Ｉ_o, ₁ ，Ｉ_o,1 とをそれぞれ測定する。

【０１０８】これらの測定値に基づいて吸光度 ln(Ｉ
_i,m ／Ｉ_o,m)（ｍ＝１，２）が算出される。図７は測定
結果を示し， (A)は中心波長λ₁ ＝560[nm] の投射光，
(B)は中心波長λ₂ ＝660[nm] の投射光についてそれぞ
れ示している。

【０１０９】図８は横軸にｔ₂ ，縦軸に{ln(Ｉ_i,m ／Ｉ
_o,m)−α_1,m ｔ₁ −α_0,m ｔ₀}をとったグラフである。
図８(A) ，(B) において，白抜きの点は各膜厚ｔ₂ ＝0.
28×10^-6[m] ，0.40×10^-6[m] および0.50×10^-6[m] に
おける測定値をそれぞれ表している。ただし，ベース・
フィルムの膜厚はｔ₀ ＝6.20×10^-6[m] であり，ベース
・フィルムおよび第１層の吸収係数は上述のようにして
測定した値α_0,1 ＝2.24×10⁴，α_0,2 ＝2.14×10⁴およ
びα_1,1 ＝1.05×10⁶ ，α_1,2 ＝5.25×10⁵ である。

【０１１０】ｔ₂ と{ln(Ｉ_i,m ／Ｉ_o,m)−α_1,m ｔ₁ −
α_0,m ｔ₀}（ｍ＝１，２）とに基づいて，式(12)にした
がって最小自乗法により傾きを算出することにより，吸
収係数α_2,m （ｍ＝１，２）が得られる。縦軸の切片が
補正値（−Ｘ_m （ｍ＝１，２））となる。吸収係数およ
び補正値はそれぞれ，α_2,1 ＝5.92×10⁶ ，α_2,2 ＝5.
64×10⁶ およびＸ₁ ＝−1.19，Ｘ₂ ＝−0.565 となる。

【０１１１】3.4 複数種類の中心波長についてのベース
・フィルム，第１層および第２層の吸収係数と補正値

【０１１２】図９は投射光の中心波長λを変えて測定し
た，ベース・フィルム，第１層および第２層の吸収係数
α₀ ，α₁ およびα₂ ，ならびに補正値Ｘを示してい
る。これらの吸収係数および補正値は，上述のλ₁ ＝56
0[nm] ，λ₂ ＝660[nm] ，の投射光の場合と同様にして
測定される。中心波長λは 560[nm]， 580[nm]， 605[n
m]， 630[nm]， 660[nm]， 700[nm]， 850[nm]および95
0[nm] であり，λ＝560[nm]，660[nm]は上述の測定値で
ある。

【０１１３】図10は図９に示す測定結果をグラフに表し
たものである。図10(A) は吸収係数α_O （実線で示
す），α₁ （鎖線で示す）およびα₂ （破線で示す）に
関するグラフである。図10(B) は補正値Ｘに関するグラ
フである。

【０１１４】図11は，ｔ₀ ＝6.20×10^-6[m] ，ｔ₁ ＝1.
82×10^-6[m] およびｔ₂ ＝0.28×10^-6[m] の磁気記録媒
体（試料）について，図２に示す膜厚測定システムにお
いて，図９に示す吸収係数と補正値を用いて膜厚ｔ₁ ，
ｔ₂ を測定した結果を示している。図11において，ｔ₁
およびｔ₂ の単位は [μm]で表されている。

【０１１５】図11(A) は一の投射光の中心波長λ₁ を 5
60[nm]に固定し，他の投射光の中心波長λ₂ を 580[n
m]， 605[nm]， 630[nm]， 660[nm]， 700[nm]， 850[n
m]および950[nm] に変更した場合である。

【０１１６】図11(B) は中心波長λ₁ を 660[nm]に固定
し，中心波長λ₂ を 560[nm]， 580[nm]， 605[nm]， 6
30[nm]， 700[nm]， 850[nm]および950[nm] に変更した
場合である。

【０１１７】図11(A) ，(B) において，Δｔ₂ ，Δｔ₁
およびΔ（ｔ₁ ＋ｔ₂ ）はそれぞれ，試料の膜厚（上述
のｔ₀ ＝6.20×10^-6[m] ，ｔ₁ ＝1.82×10^-6[m] および
ｔ₂＝0.28×10^-6[m] ）に対する測定値ｔ₁ ，ｔ₂ ，ｔ₁
＋ｔ₂の誤差を百分率によって表している。

【０１１８】膜厚測定システムにより測定された膜厚ｔ
₁ ，ｔ₂ は，λ₁ ＝660[nm] かつλ₂ ＝630[nm] の場合
を除いて，それらの誤差が０（ゼロ）または数パーセン
トの範囲内に収まっている。λ₁ ＝660[nm] かつλ₂ ＝
630[nm] のとき，それらの２つの投射光の半値幅が重な
っているため，測定誤差が大きくなっている。

【０１１９】したがって，膜厚の測定に用いる２つの投
射光は，それらの投射光毎に吸収係数が異なり，かつそ
れらの半値幅が重ならないように選択すれば，精度よく
塗布層の膜厚を測定することができる。

【０１２０】図12は，式(3) において表面および境界面
における投射光の反射を考慮しない場合，すなわち補正
値Ｘ＝０として第１層および第２層の膜厚を算出した測
定結果を示している。図12において，ｔ₁ およびｔ₂ の
単位は [μm]で表されている。

【０１２１】図12(A) ，(B) はそれぞれ，図11(A) ，
(B) に対応している。表面および境界面における投射光
の反射を考慮しない場合には，投射光の反射を考慮する
場合に比して測定誤差が大きくなり，各層の膜厚を正確
に測定することはできない。たとえば，λ₁ ＝660[nm]
かつλ₂ ＝630[nm] のとき， 200％程度の測定誤差があ
る。したがって，表面および境界面おける反射に関する
補正値Ｘは重要な要素となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ベース・フィルム層上にＮ層の塗布層が形成さ
れた磁気記録媒体に，中心波長λをもつ投射光を垂直に
投射したときの光の透過と反射を示した図である。

【図２】膜厚測定システムの構成を示す図である。

【図３】ベース・フィルム層上に第１層および第２層の
塗布層が形成された磁気記録媒体に，相互に異なる中心
波長λ₁ ，λ₂ をもつ２つの投射光がそれぞれ投射され
た様子を示す。

【図４】ベース・フィルムのみからなる試料に，中心波
長λ₁ ，λ₂ をもつ投射光をそれぞれ投射したときの吸
光度と，この吸光度に基づいて算出されたベース・フィ
ルムの吸収係数を示す。

【図５】ベース・フィルム層上に第１層が形成された試
料に，中心波長λ₁ ，λ₂ をもつ投射光をそれぞれ投射
したときの吸光度と，この吸光度に基づいて算出された
第１層の吸収係数を示し， (A)は中心波長が 560[nm]の
投射光， (B)は中心波長が 660[nm]の投射光についてそ
れぞれ示している。

【図６】図５に示す測定結果を示すグラフであり， (A)
は中心波長が 560[nm]の投射光， (B)は中心波長が 660
[nm]の投射光についてそれぞれ示している。

【図７】ベース・フィルム層上に第１層と第２層が形成
された試料に，中心波長λ₁ ，λ₂ をもつ投射光をそれ
ぞれ投射したときの吸光度と，この吸光度に基づいて算
出された第２層の吸収係数と補正値を示し， (A)は中心
波長が560[nm] の投射光， (B)は中心波長が660[nm] の
投射光についてそれぞれ示している。

【図８】図７に示す測定結果を示すグラフであり， (A)
は中心波長が 560[nm]の投射光， (B)は中心波長が 660
[nm]の投射光についてそれぞれ示している。

【図９】異なる中心波長をもつ複数種類の投射光につい
て，測定されたベース・フィルム，第１層および第２層
の吸収係数と補正値とを示す。

【図１０】図９に示す測定結果を示すグラフであり，
(A)は吸収係数を， (B)は補正値をそれぞれ示すグラフ
である。

【図１１】(A),(B)はともに，一の投射光の中心波長を
固定し，この中心波長と異なる他の投射光の中心波長を
変えて，所定の膜厚をもつ試料を測定したときの測定膜
厚，およびこの測定膜厚について試料の膜厚に対する誤
差を示している。

【図１２】(A),(B)はともに，一の投射光の中心波長を
固定し，この中心波長と異なる他の投射光の中心波長を
変えて，所定の膜厚をもつ試料を測定したときの測定膜
厚，およびこの測定膜厚について試料の膜厚に対する誤
差を示し，表面および境界面における投射光の反射を考
慮しない場合である。

【符号の説明】

１磁気記録媒体 10Ａ，10Ｂ，10Ｃ，10Ｄ投光装置 11Ａ，11Ｂ，11Ｃ，11Ｄ集光レンズ 12Ａ，12Ｂ，12Ｃ，12Ｄ発光素子 13 電源装置 20Ａ，20Ｂ，20Ｃ，20Ｄ受光装置 21Ａ，21Ｂ，21Ｃ，21Ｄ集光レンズ 22Ａ，22Ｂ，22Ｃ，22Ｄ受光素子 23Ａ，23Ｂ，23Ｃ，23Ｄ増幅器 24Ａ，24Ｂ，24Ｃ，24Ｄアナログ／ディジタル変換器 30 演算装置 31 出力装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベース・フィルム層上に磁性体層を含む
１または複数の塗布層が形成された磁気記録媒体につい
て，膜厚を測定すべき塗布層数に等しい数の投射光を用
いて塗布層の膜厚を測定する方法であり，磁気記録媒体
の表面および隣合う２つの層の境界面における投射光の
反射に関する補正値を投射光ごとに測定し，相互に異な
る中心波長をもつ塗布層数に等しい数の上記投射光の強
度をそれぞれ測定し，塗布層数に等しい数の上記投射光
を，膜厚を測定すべき塗布層を有する磁気記録媒体にそ
れぞれ投射し，この磁気記録媒体を透過した透過光の強
度をそれぞれ測定し，これらの測定した投射光の強度と
透過光の強度とに基づいて，上記ベース・フィルム層お
よび上記塗布層をそれぞれ構成する物質の吸収係数と，
上記の測定した補正値と，ベース・フィルムの膜厚とを
用いて，塗布層の膜厚を算出する，膜厚測定方法。
【請求項２】ベース・フィルム層上に磁性体層を含む
１または複数の塗布層が形成された磁気記録媒体につい
て，膜厚を測定すべき塗布層数に等しい数の投射光を用
いて塗布層の膜厚を測定する方法であり，磁気記録媒体
の表面および隣合う２つの層の境界面における投射光の
反射に関する補正値を投射光ごとに測定し，相互に異な
る中心波長をもつ塗布層数に等しい数の上記投射光を上
記ベース・フィルムにそれぞれ投射し，このベース・フ
ィルムを透過した第１の透過光の強度をそれぞれ測定
し，塗布層数に等しい数の上記投射光を，膜厚を測定す
べき塗布層を有する磁気記録媒体にそれぞれ投射し，こ
の磁気記録媒体を透過した第２の透過光の強度をそれぞ
れ測定し，これらの測定した第１の透過光の強度と第２
の透過光の強度とに基づいて，上記塗布層を構成する物
質の吸収係数と上記の測定した補正値とを用いて，塗布
層の膜厚を算出する，膜厚測定方法。
【請求項３】上記投射光の強度を測定し，膜厚を測定
すべき上記磁気記録媒体と同じ構造をもち，かつベース
・フィルム層および塗布層の膜厚が既知である基準磁気
記録媒体に，上記投射光を投射し，この基準磁気記録媒
体を透過した透過光の強度を測定し，これらの測定した
投射光の強度と透過光の強度とによって表わされる上記
基準磁気記録媒体における投射光の損失量と，上記基準
磁気記録媒体を構成する物質の吸収係数および上記の既
知の膜厚に基づいて算出される上記基準磁気記録媒体に
おける投射光の吸収量との差に基づいて，上記補正値を
投射光ごとに算出する，請求項１または２に記載の膜厚
測定方法。
【請求項４】上記投射光は，可視域〜近赤外域の光で
ある，請求項１または２に記載の膜厚測定方法。
【請求項５】上記複数の投射光は，これらのスペクト
ルの半値幅が重ならない程度に離れた中心波長とスペク
トルの広がりをもつものである，請求項１または２に記
載の膜厚測定方法。
【請求項６】ベース・フィルム層上に磁性体層を含む
１または複数の塗布層が形成された磁気記録媒体につい
て，膜厚を測定すべき塗布層数に等しい数の投射光を用
いて塗布層の膜厚を測定するシステムであり，相互に異
なる中心波長をもつ塗布層数に等しい数の上記投射光を
それぞれ投射する投光手段，上記投光手段から投射され
た投射光または膜厚を測定すべき塗布層を有する磁気記
録媒体を透過した透過光をそれぞれ受光し，受光した光
の強度を表わす信号を出力する受光手段，ならびに上記
受光手段から出力される信号によって表わされる投射光
の強度と透過光の強度とに基づいて，投射光ごとにあら
かじめ設定された上記ベース・フィルム層および上記塗
布層をそれぞれ構成する吸収係数と，磁気記録媒体の表
面および隣合う２つの層の境界面における投射光の反射
に関する補正値と，上記ベース・フィルムの膜厚とを用
いて，塗布層の膜厚を算出する演算手段，を備えた膜厚
測定システム。
【請求項７】ベース・フィルム層上に磁性体層を含む
１または複数の塗布層が形成された磁気記録媒体につい
て，膜厚を測定すべき塗布層数に等しい数の投射光を用
いて塗布層の膜厚を測定するシステムであり，相互に異
なる中心波長をもつ塗布層数に等しい数の上記投射光を
ベース・フィルムまたは膜厚を測定すべき塗布層を有す
る磁気記録媒体にそれぞれ投射する投光手段，上記投光
手段から投射され，上記ベース・フィルムのみを透過し
た第１の透過光または上記膜厚を測定すべき塗布層を有
する磁気記録媒体を透過した第２の透過光をそれぞれ受
光し，受光した光の強度を表わす信号を出力する受光手
段，ならびに上記受光手段から出力される信号によって
表わされる第１の透過光の強度と第２の透過光の強度と
に基づいて，投射光ごとにあらかじめ測定された上記塗
布層の吸収係数と磁気記録媒体の表面および隣合う２つ
の層の境界面における投射光の反射に関する補正値とを
用いて，塗布層の膜厚を算出する演算手段，を備えた膜
厚測定システム。