JPH0995776A - 真空蒸着装置 - Google Patents

真空蒸着装置

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JPH0995776A
JPH0995776A JP25426695A JP25426695A JPH0995776A JP H0995776 A JPH0995776 A JP H0995776A JP 25426695 A JP25426695 A JP 25426695A JP 25426695 A JP25426695 A JP 25426695A JP H0995776 A JPH0995776 A JP H0995776A
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JP
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vapor deposition
cooling
magnetic
vacuum
width direction
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JP25426695A
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Kenichi Sato
研一 佐藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 蒸着スピードを落とさずに、蒸着テープの長
手方向の磁性粒子の配向性を強くするとともに、幅方向
の磁性粒子の配向性を弱くする。 【解決手段】 非磁性支持体15が走行する冷却キャン
16の外周表面16aと相対向する位置に、蒸発源から
の蒸気粒子10の非磁性支持体の幅方向への入射10b
を規制する遮蔽板1が一定間隔をおいて複数設けられて
なる。そして、複数の遮蔽板1a,1b,1cが冷却キ
ャン16の外周表面16aの幅方向の間隔H2を略等分
するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空蒸着装置に関
し、特に、蒸着テープの長手方向の磁性粒子の配向性を
強くするとともに、幅方向の磁性粒子の配向性を弱くす
ることができる真空蒸着装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、磁気記録媒体としては、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結合剤中に分
散せしめた磁性塗料を非磁性支持体上に塗布、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、ビデオテープレコーダー
(VTR)等の分野においては、高画質化を図るため
に、高密度磁気記録化が一層強く要求されており、これ
に対応する磁気記録媒体として、Co−Ni系合金、C
o−Cr系合金、Co−O系等の金属磁性材料を、メッ
キや真空薄膜形成技術(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
支持体上に磁性層として直接被着した、いわゆる強磁性
金属薄膜塗布型の磁気記録媒体が提案され注目を集めて
いる。
【0004】そして、この強磁性金属薄膜塗布型の磁気
記録媒体においては、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
する斜め蒸着が提案され実用化されている。したがっ
て、このような金属薄膜媒体は、磁気特性的な優位さ故
に今後の高密度磁気記録媒体の主流となると考えられ
る。
【0005】このいわゆる強磁性金属薄膜塗布型の磁気
記録媒体において、磁性層なる強磁性金属薄膜を形成す
る手段としては、例えば真空蒸着法が挙げられる。
【0006】この真空蒸着法においては、例えば、図3
に示すように、非磁性支持体であるベースフィルム10
2を外周表面101aに走行させながら支持する円筒状
の冷却キャン101と、ルツボ103に収容された蒸着
源たるCo−Ni系の強金属磁性材料104と、ベース
フィルム102の所定範囲を被う入射角制限マスク10
5と、蒸着源を蒸発させる電子ビーム銃(図示せず)と
が、真空層内に配置されて構成される真空蒸着装置を用
いて行われる。
【0007】この真空蒸着装置では、電子ビーム銃から
放出される電子ビームが蒸着源となる強金属磁性材料1
04に照射され当該強金属磁性材料104を蒸発させる
ことにより、蒸発させられた蒸気粒子10はベースフィ
ルム102上に被着された蒸着膜として形成される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
真空蒸着装置による磁気記録媒体の製造においては、塗
料中の磁性粉の長軸をある一定の方向(通常はテープ長
手方向)に揃える配向(「オリエンテーション」とも呼
ばれる。)が行なわれる。
【0009】そして、この配向においては、磁気テープ
は長手方向に記録再生するために、磁性層内のCo−N
i系等の磁性粒子は長手方向に配向を強くする一方、幅
方向への配向を小さくすることが重要である。
【0010】他方、真空蒸着装置においては、磁気テー
プの製造の生産性を上げることも、また必要であること
から、蒸着のスピードを上げる対応も要求される。
【0011】しかしながら、従来の真空蒸着装置による
製造では、非磁性支持体上の長手方向の磁性粒子の配向
性を強くするとともに、幅方向の磁性粒子の配向性を弱
くすることには一定の限界があった。
【0012】特に、従来の装置では、蒸着スピードを上
げようとすると、上記問題は一層大きなものとなってい
た。
【0013】そこで、本発明は、このような実情に鑑み
て提案されたものであって、蒸着スピードを落とさず
に、蒸着テープの長手方向の磁性粒子の配向性を強くす
るとともに、幅方向の磁性粒子の配向性を弱くすること
ができる真空蒸着装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明等は、上記の目的
を達成するため鋭意研究した結果、従来の蒸着方法で
は、非磁性支持体の長手方向への蒸発源からの蒸気粒子
の入射成分の他に、幅方向(斜め方向を含む)へ飛来す
る蒸気粒子が存在するが、この蒸気粒子により若干では
あるが磁気テープの幅方向への粒子配向が見られること
を見い出した。
【0015】すなわち、図3に示すように、従来の真空
蒸着装置においては、蒸気粒子10の斜め入射成分10
bのように、非磁性支持体であるベースフィルム102
の長手方向への蒸気粒子10の入射成分の他に幅方向へ
飛来する蒸気粒子10bが存在する。
【0016】そしてこのような磁気テープの幅方向への
配向は、金属蒸気の入射範囲が広くなればなるほど、
又、幅広のベースフィルム102が搬送される冷却キャ
ン101等が使用される大型の真空蒸着装置ほど強くな
ってしまう。
【0017】すなわち、図4(A)(B)に示すよう
に、幅狭のベースフィルム102aの場合には、ベース
フィルム102aのある点から、蒸発源のルツボの両端
をみる仰角(ここで使用する、「仰角」とは、蒸気粒子
10の入射成分の角度を言う。)θ1は小さいが(図4
(A)参照)、幅広のベースフィルム102bが使用さ
れる大型真空蒸着装置になるほどこの仰角θ2が大きく
なる(図4(B)参照)。
【0018】したがって、蒸気粒子の入射範囲が広くな
る等により、ベースフィルムの幅方向への粒子配向が強
まり、磁気テープに不可欠な長手方向の配向が弱くなっ
てしまうこととなる(図4において、θ1<θ2)。
【0019】このような研究に基づき本発明は、非磁性
支持体を搬送しながら冷却する冷却キャンと、強磁性金
属材料からなる蒸発源と、この蒸発源に電子ビームを照
射する電子ビーム照射手段を少なくとも有して、上記非
磁性支持体上に強磁性金属薄膜からなる磁性層を真空蒸
着法により形成する真空蒸着装置において、非磁性支持
体が走行する冷却キャンの外周表面と相対向する位置
に、蒸発源からの蒸気粒子の非磁性支持体の幅方向への
入射を規制する遮蔽板が一定間隔をおいて複数設けられ
てなることを特徴とする。
【0020】また、遮蔽板が冷却キャンの外周表面の幅
方向の間隔を略等分するものであることを特徴とする。
【0021】また、冷却キャンの外周表面と相対向する
するように上記ベースフィルムの所定領域を覆う入射角
制限マスクが配された真空蒸着装置において、前記遮蔽
板が上記入射角制限マスクに設けられてなることを特徴
とする。
【0022】上記遮蔽板は、少なくとも上記蒸発源から
の蒸発源から蒸発せしめられた強磁性金属材料が被着す
る非磁性支持体との間に配されることが必要である。
【0023】上記強磁性金属薄膜を構成する強磁性金属
材料としては、一般的に使用されているものであればい
ずれでも良い。例示すれば、Fe,Co,Niなどの強
磁性金属、Fe−Co,Co一NI,Fe−Co一N
i,Fe一Cu,Co−Cu,Cb一Au,Co−P
t,Mn一Bi,Mn−AI,Fe−Cr,Co−C
r,Ni−Cr,Fe一Co−Cr,Co−Ni−C
r,Fe一Co−Ni一Cr等の強磁性合金が挙げられ
る。これらの単層膜であってもよいし多層膜であっても
よい。さらには、非磁性支持体と金属磁性薄膜間、ある
いは多層膜の場合には、冬層間の付着力向上、並びに抗
磁力の制御等のため、下地層または、中間層を設けても
よい。また、例えば磁性層表面近傍が耐蝕性改善等のた
めに酸化物となっていてもよい。
【0024】また、上記非磁性支持体としては、通常こ
の種の磁気記録媒体において使用されるものがいずれも
使用可能であり、例えばポリエンエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレン−2,6−ナフタレート等のポリエス
テル樹脂や芳香族ポリアミドフィルム、ポリイミド樹脂
フィルム等が挙げられる。
【0025】さらに、本発明においては、必要に応じ
て、上記非磁性支持体上に下塗り層を形成する工程やバ
ックコート層、トップコート層等を形成する工程等を加
えても良い。この場合、下塗り層、バックコート層、ト
ップコート層等の成膜条件は、通常この種の真空蒸着装
置に適用されるものであれば、特に限定されない。
【0026】本発明によれば、一定間隔をおいて設けら
れている遮蔽板によって、非磁性支持体に飛来する蒸気
粒子の幅方向の入射成分が規制されることとなり、非磁
性支持体の長手方向の蒸気粒子の入射成分のみが蒸気粒
子として非磁性支持体上に被着することとなる。
【0027】したがって、磁気テープの幅方向へ磁性粒
子の配向性が弱められる一方、磁気テープの長手方向へ
の磁性粒子の配向性が強められる。そして、このような
装置によれば、蒸着のスピードも落ちるようなことはな
い。
【0028】
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例を実験結果に
基づいて説明する。
【0029】(実施例1)図1及び図2に示すように、
本真空蒸着装置は、頭部と低部にそれぞれ設けられた排
気口11から排気されて内部が真空状態となされた真空
室12内に、図中の反時計回り方向に定速回転する送り
ロール13と、図中の時計回り方向に定速回転する巻取
りロール14とが設けられ、これら送りロール13から
巻取りロール14にテープ状の非磁性支持体であるベー
スフィルム15が順次走行するようになされている。
【0030】これら送りロール13から巻取りロール1
4側に上記ベースフィルム15が走行する中途部には、
各ロール13,14の径よりも大径となされた冷却キャ
ン16が設けられている。この冷却キャン16は、ベー
スフィルム15を図中下方に引き出すように設けられ、
図中の時計回り方向に定速回転する構成とされる。
【0031】また、上記送りロール13、巻取りロール
14、及び、冷却キャン16は、それぞれベースフィル
ム15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、冷却キャン16には、内部に図示しない冷却
装置が設けられ、上記ベースフィルム15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。
【0032】したがって、ベースフィルム15は、送り
ロール13から順次送り出され、さらに上記冷却キャン
16の周面を通過し、巻取りロール14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13と記冷
却キャン16との間及び該冷却キャン16と上記巻取り
ロール14との問にはそれぞれガイドロール17、18
が配設され、上記送りロール13から冷却キャン16及
び該冷却キャン16から券取りロール14にわたって走
行するベースフィルム15に所定のテンションをかけ、
該ベースフィルム15が円滑に走行するようになされて
いる。
【0033】また、上記真空室12内には、上記冷却キ
ャン16の下方に筺体状のルツボ19が設けられ、この
ルツボ19内にCo−Ni系合金からなる金属磁性材料
20が充填されている。このルツボ19は、冷却キャン
16の外周表面の幅H2と略同一の幅H1を有してなる
(図1において、H1=H2)。
【0034】一方、上記真空室12の側壁部には、上記
ルツボ19内に充填された金属磁性材料20を加熱蒸発
させるための電子銃21が取り付けられる。この電子銃
21は、当該電子銃21より放出される電子ビームXが
上記ルツボ19内の金属磁性材料20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21によって
蒸発した金属磁性材料20が上記冷却キャン16の周面
を定速走行するベースフィルム15上に磁性層として被
着形成されるようになっている。
【0035】また、上記冷却キャン16とルツボ19と
の間であって該冷却キャン16の近傍には、入射角制限
マスク22が配設されている。
【0036】この入射角制限マスク22は、蒸発源から
飛来する金属上気流の入射角度を規制するためのもの
で、上記冷却キャン16の外周表面を定速走行するベー
スフィルム15の所定領域を覆う形で形成され、この入
射角制限マスク22により上記蒸発せしめられた金属磁
性材料20が上記ベースフィルム15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。なお、成
膜の際の最高入射角及び最低入射角は、このの開口位置
によって決まる。このように、CoNi合金の蒸着入射
ビームは、入射角制限マスク22を設置することにより
任意に蒸着入射角の範囲を設定でき、ここではこの入射
角を45°とした。
【0037】さらに、このような蒸着に際し、上記真空
室12の側壁部を貫通して設けられる酸素ガス導入口2
4を介してベースフィルム15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。
【0038】そして特に、上記装置においては、図1に
示すように、ベースフィルム15が走行する冷却キャン
16の外周表面と相対向するするようにして遮蔽板1
a,1b,1cが一定間隔をおいて複数設けられてな
る。この遮蔽板1a,1b,1cは、ベースフィルム1
5の幅方向へ飛来する金属蒸気流10の方向を規制する
ものである。
【0039】上記複数の遮蔽板1a,1b,1cは、冷
却キャン16の外周表面16aの幅方向の間隔H2を略
等分して設けられている。
【0040】また、この遮蔽板1a,1b,1cは、上
記ベースフィルム15の所定領域を覆う入射角制限マス
ク22に設けられてなり、直接、冷却キャン16の外周
表面16aに対向して配置されているものではない。な
お、上記遮蔽板1a,1b,1cは、少なくとも上記蒸
発源からの蒸発源から蒸発せしめられた強磁性金属材料
20が被着する非磁性支持体15との間に配されること
が必要である。
【0041】このような遮蔽板1(1a,1b,1c)
は、2枚でも5枚でも良い。それは、真空蒸着装置の大
きさ、冷却キャン16等の大きさによって適宜変更使用
することとする。但し、複数の遮蔽板1a,1b,1c
は、冷却キャン16の外周表面16aの幅方向の間隔H
2を略等分して設けられていることが好ましい。
【0042】2.磁気記録媒体の構成 次に、本発明の真空蒸着装置を使用して磁気記録媒体を
製造した。
【0043】本真空蒸着装置により製造される磁気記録
媒体は、非磁性支持体であるベースフィルム15上に強
磁性金属或いはその合金の薄膜からなる磁性層が形成さ
れるとともに、この磁性層の形成面とは反対側の面にバ
ックコート層が形成される磁気記録媒体である。
【0044】すなわち、ポリエンエチレンテレフタレー
ト(PET)フィルムからなるベースフィルム15上に
Co80Ni20を蒸着させる。
【0045】また、バックコート層の製造は、カーボ
ン、無機顔料(例えば、ZnO,TiO,SiO2
を、バインダー(結合剤)と共に混練してバックコート
塗料となし、これをベースフィルム15に塗布して製造
した。
【0046】そいて、また、ベースフィルム15上には
下塗り層が形成されてなり、潤滑剤、防錆剤の層も形成
されてなる。
【0047】ところで、従来の真空蒸着装置において
は、図3に示すように、金属蒸気流10の斜め入射成分
10bのように、ベースフィルム15の長手方向への金
属蒸気流10aの入射成分の他に幅方向へ飛来する蒸気
粒子10が存在する。
【0048】そしてこのような磁気テープの幅方向への
配向は、蒸気粒子10の入射範囲が広くなればなるほ
ど、又、幅広のベースフィルム15が搬送される冷却キ
ャン16等が使用される大型の真空蒸着装置ほど強くな
ってしまう。
【0049】これに対して、本発明にかかる上記構成の
真空蒸着装置によれば、遮蔽板1を一定間隔をおいて複
数配置した真空蒸着装置は、蒸着スピードを落とすこと
なく、磁気テープの長手方向の磁性粒子の配向性を強く
する一方、幅方向の磁性粒子の配向性を弱くすることが
できる。
【0050】(実施例2)遮蔽板1を2枚とした以外
は、実施例1と同様な装置を使用して磁気記録媒体を製
造した。
【0051】(実施例3)遮蔽板1を5枚とした以外
は、実施例1と同様な装置を使用して磁気記録媒体を製
造した。
【0052】(比較例l)遮蔽板1を設けない点以外は
実施例1と同様な装置を使用して磁気記録媒体を製造し
た。
【0053】(比較例2)入射角を60°としたが、遮
蔽板1を設けない点以外は実施例同様な装置を使用して
磁気記録媒体を製造した。
【0054】次に、本真空蒸着装置により製造された磁
気記録媒体について、実験を行った。その結果を表1に
示す。
【0055】
【表1】
【0056】表1から明らかなように、遮蔽板1を設け
ていない比較例1は、45°入射の場合蒸着スピードは
早いが、従来装置で説明したように、蒸気粒子の斜め入
射成分10bの配向があるために長手方向の角型比Sが
小さい。他方、入射角度を60°とすると入射範囲を狭
くすると角型比Sは改善されるが、蒸着スピードが比較
例1の半分に劣化する。
【0057】このように、遮蔽板1の無い真空蒸着装置
は、蒸着スピードを落とさずに、電磁変換特性を向上さ
せることは出来ないことがわかる。
【0058】これに対して、遮蔽板1が設けられた実施
例1から3は、電磁変換特性がいずれも高いが、遮蔽板
1の数を増やす毎に高くなっていることがわかる。
【0059】そして、蒸着のスピードをみても、遮蔽板
1の無い比較例1とほぼ同等の高い数値を示している。
ただし、遮蔽板1の数を増やす毎に、蒸着スピードが徐
々に低くなっていることから、真空蒸着装置の大きさ、
冷却キャン16等の大きさによっても異なるが、遮蔽板
1を増やし過ぎるのも好ましいことではないと言える。
【0060】以上、上記実施例においては、Co−Ni
系等の金属磁性材料を真空蒸着法によって成膜するとと
もに、バックコート層を成膜して、さらに、潤滑剤を塗
布したもので説明したが、本発明の真空蒸着装置は、こ
れらの磁気記録媒体を製造するものに限定されないこと
は言うまでもない。
【0061】
【発明の効果】本発明によれば、非磁性支持体が走行す
る冷却キャンの外周表面と相対向するするようにして、
この非磁性支持体の幅方向へ飛来する金属蒸気流の方向
を規制する遮蔽板が一定間隔をおいて複数設けられてな
ることから、蒸着スピードを落とすことなく、非磁性支
持体の幅方向への入射粒子が規制されることとなり、蒸
着粒子のテープ長手方向への配向を強めることが可能と
なる。
【0062】したがって、本発明の真空蒸着装置は、生
産性を落とさずに、電磁変換特性を向上させた磁気記録
媒体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の真空蒸着装置の一部を拡大して示す斜
視図である。
【図2】上記真空蒸着装置の一構成を模式的に示す図で
ある。
【図3】従来の真空蒸着装置の一構成を示す斜視図であ
る。
【図4】テープの幅方向の間隔と金属蒸気流が入射する
角度との関係を示す図であり、(A)は狭幅のベースフ
ィルムの場合を示し、(B)広幅のベースフィルムの場
合を示す。
【符号の説明】
1,(1a,1b,1c) 遮蔽板 10 蒸気粒子(金属蒸気流) 10a 蒸気粒子の非磁性支持体の長手方向の成分 10b 蒸気粒子の斜め入射成分 12 真空室 15 非磁性支持体(ベースフィルム) 16 冷却キャン 16a 冷却キャンの外周表面 19 ルツボ 20 金属磁性材料 21 電子銃 22 入射角制限マスク X 電子ビーム θ1,θ2 仰角(蒸気粒子の入射成分の角度) H1 ルツボの幅方向の間隔 H2 冷却キャンの外周表面の幅方向の間隔

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性支持体を搬送しながら冷却する冷
    却キャンと、強磁性金属材料からなる蒸発源と、この蒸
    発源に電子ビームを照射する電子ビーム照射手段を少な
    くとも有して、上記非磁性支持体上に強磁性金属薄膜か
    らなる磁性層を真空蒸着法により形成する真空蒸着装置
    において、 非磁性支持体が走行する冷却キャンの外周表面と相対向
    する位置に、蒸発源からの蒸気粒子の非磁性支持体の幅
    方向への入射を規制する遮蔽板が一定間隔をおいて複数
    設けられてなることを特徴とする真空蒸着装置。
  2. 【請求項2】 遮蔽板が冷却キャンの外周表面の幅方向
    の間隔を略等分するものであることを特徴とする請求項
    1記載の真空蒸着装置。
  3. 【請求項3】 冷却キャンの外周表面と相対向するする
    ように上記ベースフィルムの所定領域を覆う入射角制限
    マスクが配された真空蒸着装置において、 前記遮蔽板が上記入射角制限マスクに設けられてなるこ
    とを特徴とする請求項2記載の真空蒸着装置。
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Cited By (29)

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