JPH11140644A - 薄膜製造装置及び製造方法 - Google Patents

薄膜製造装置及び製造方法

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JPH11140644A
JPH11140644A JP30687697A JP30687697A JPH11140644A JP H11140644 A JPH11140644 A JP H11140644A JP 30687697 A JP30687697 A JP 30687697A JP 30687697 A JP30687697 A JP 30687697A JP H11140644 A JPH11140644 A JP H11140644A
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JP
Japan
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endless belt
thin film
surface roughness
magnetic
range
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JP30687697A
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English (en)
Inventor
Taiji Shinokawa
泰治 篠川
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH11140644A publication Critical patent/JPH11140644A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空槽内で強磁性金属薄膜が形成される非磁
性支持体を搬送するエンドレスベルトの高耐久化と、高
速製膜が可能な薄膜製造装置を提供すること。 【解決手段】 真空槽内で強磁性金属薄膜が形成される
非磁性支持体を搬送するエンドレスベルトにおいて、非
磁性支持体が搬送される面の反対の面と温度調整ローラ
の表面粗さを規定し、動摩擦係数を制御することにより
エンドレスベルトの安定走行を確保し、エンドレスベル
トの耐久性を向上させると共に、高速製膜を可能に出
来、生産性の高い薄膜製造装置を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、テープ、ディスク
等の記録媒体や包装、装飾用の薄膜形成材料を制作する
のに必要な真空蒸着、イオンプレーティング等の薄膜製
造装置及び製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年の磁気記録分野においては、高記録
密度化、小型化とともに省資源、低コスト化などの時代
要請があり薄膜磁性層を持つ高密度磁気記録媒体の応用
範囲が広がっている。現在、高密度磁気記録媒体の製法
の一つとして、円筒冷却キャンに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を
沿わせて酸素ガスを供給する方法がある。
【0003】しかし、この方式では、蒸発した磁性材料
のごく一部しか非磁性支持体上に付着させることができ
ず、省資源、高生産性の観点から蒸発物の付着効率を改
善する方法として、非磁性支持体を円筒冷却キャンでな
くエンドレスベルト状の回転支持体により搬送する方式
が試みられてきた。
【0004】以下に従来の薄膜形成装置について説明す
る。図1は薄膜形成装置の構成を示し、特開平6−14
5982号公報、特開平6−231457号公報に開示
されている。
【0005】図1において、1はポリエステル等の非磁
性支持体、12、13は一定の温度に制御された冷却ロ
ーラ、11はエンドレスベルト、5は耐火容器、6は金
属磁性材料、8は蒸気流、7は加速電子ビーム、9は入
射角制限マスクである。
【0006】以上のように構成された薄膜形成装置につ
いて、以下その動作について説明する。まず、加速され
た電子ビーム7により金属磁性材料6を加熱し蒸気流8
を生じせしめる。この蒸気流は磁気テープの製造時によ
く用いられる非磁性支持体1への入射角度を限定するマ
スク9により一部さえぎられ移動する非磁性支持体1に
付着する。非磁性支持体1は金属磁性材料6の輻射熱及
び蒸気流8の持つ熱によって耐熱温度以上に温度上昇し
ないようにエンドレスベルト11に沿わせることにより
冷却し、更に、エンドレスベルトを冷却ローラ12、1
3に密着させることにより冷却させる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、製膜効率を向上させるためエンドレスベ
ルトを高速走行させる必要があり、また、このエンドレ
スベルトが不安定な走行を行うと冷却ローラによる冷却
効率が低下して、蒸着時の輻射熱及び蒸気流の持つ熱に
よってベルト表面の温度が上昇し、エンドレスベルトが
高温となって劣下変形するため、このエンドレスベルト
の耐久性が問題となっていた。加えて、同じ理由から非
磁性支持体が熱負けしてしまう問題が発生する。
【0008】本発明は、上記従来の薄膜製造装置が有す
る課題を解決しようとするもので、高付着効率を実現す
るために高速走行するエンドレスベルトの高耐久化及
び、このときエンドレスベルトにより搬送される非磁性
支持体の熱負け防止を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の薄膜形成装置は、真空槽内で強磁性金属薄
膜が形成される非磁性支持体を搬送するエンドレスベル
トの裏面(非磁性支持体が搬送される面と逆の面)と温
度調整ローラの表面粗さを確立し、摩擦係数を制御する
ことにより、エンドレスベルトが安定した走行を示すも
のである。
【0010】本発明に係る薄膜形成装置のエンドレスベ
ルトは安定した走行を行うため、蒸着時の輻射熱及び蒸
気流の持つ熱によるベルト表面の温度上昇が抑えられ、
高い耐久性を示す。なおかつ、その安定した走行から、
エンドレスベルトにより搬送される非磁性支持体の熱負
けが抑制される。
【0011】本発明に適用される薄膜形成装置により製
造される磁気記録媒体としては、非磁性支持体上に強磁
性金属薄膜が磁性層として形成される、いわゆる金属磁
性薄膜型の磁気記録媒体が挙げられる。
【0012】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等の強磁
性金属、Fe−Co、Co−Ni、Fe−Co−Ni、
Fe−Cu、Co−Cu、Cb−Au、Co−Pt、M
n−Bi、Mn−Al、Fe−Cr、Co−Cr、Ni
−Cr、Fe−Co−Cr、Co−Ni−Cr、Fe−
Co−Ni−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良い。金属
磁性薄膜形成の手段としては、真空中で強磁性材料を加
熱蒸発させ非磁性支持体上に沈着させる真空蒸着法や、
強磁性金属材料を放電中で行うイオンプレーティング法
など、いわゆるPVD技術によれば良い。なかでも磁気
テープの製造方法として用いられ、蒸着効率や熱負荷が
問題となるCo系金属およびFe系金属の斜方蒸着に適
している。
【0013】上記非磁性支持体としては、通常磁気記録
媒体の基盤として使用されるものであればいずれでも良
い。たとえばポリエチレンテレフタレート、ポレエチレ
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。
【0014】本発明において製造された磁気記録媒体
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、フロントコート層等を形
成する工程が加えられても良い。この場合、下塗り層、
バックコート層、フロントコート層等の製膜条件は、通
常この種の磁気記録媒体に適用されるものであれば、特
に限定しない。
【0015】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
【0016】(実施の形態1)図1は薄膜形成装置の構
造を示すものである。図1示すように、排気口2から排
気されて内部が真空状態となさてた真空室15内に、図
中の反時計回り方向に定速回転する送り出しロール3
と、巻き取りロール4とが設けられ、これら送り出しロ
ール3から巻き取りロール4に非磁性支持体1が走行す
るように構成されている。
【0017】これら送り出しロール3から巻き取りロー
ル4側に非磁性支持体1が走行する間には、時計回り方
向に回転するエンドレスベルト11が設けられている。
このエンドレスベルトとしてはステンレス、チタン、モ
リブデン、銅−チタン等の金属が挙げられるが、これら
に限定されるものではなく、その厚みは0.1〜1.0
mmが好ましい。
【0018】例えば、その厚みが0.1mm以下の場
合、蒸着時の輻射熱及び蒸気流の持つ熱によってベルト
表面の温度が上昇し、エンドレスベルトが高温となって
劣下変形するため、このエンドレスベルトの耐久時間が
短くなる。逆にその厚みが1.0mm以上の場合、温度
調整ローラ12,13によるエンドレスベルトの冷却効
率が低下し、ベルト上を走行する非磁性支持体が熱負け
をするため、高速蒸着が不可能となる。12、13は温
度調整ローラで、上記エンドレスベルト11、非磁性支
持体1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。その数は2個に限定されるものではない。
【0019】そして特に、本発明の薄膜形成装置におい
ては、エンドレスベルト11の裏面(非磁性支持体1が
走行する面と反対の面)の表面粗さが0.1s〜2.0
sであり、エンドレスベルト11を冷却する温度調整ロ
ーラ12、13の表面粗さが0.1s〜2.0sである
ことを特徴とする。
【0020】14はテンションローラであり、所定のテ
ンションをかけることにより上記エンドレスベルト1
1、非磁性支持体1が円滑に走行するようになされてい
る。
【0021】また、上記真空室15内には、上記エンド
レスベルト11の下方に耐火容器5が設けられ、この耐
火容器5にCo−Ni系合金からなる金属磁性材料6が
充填されている。
【0022】上記エンドレスベルト11と耐火容器5と
の間にあって該エンドレスベルト11の近傍には、入射
角制限マスク9が設けられている。この入射角制限マス
ク9は、蒸発せしめられた金属蒸気流8の入射角度を制
限するもので、上記エンドレスベルト11の外周表面を
走行する非磁性支持体1の所定領域を覆う形で構成さ
れ、この入射角制限マスク9により上記蒸発せしめられ
た金属磁性材料6が上記非磁性支持体1に対して所定の
角度範囲で斜めにされるようになっている。尚、製膜の
際の最低入射角は、この入射角制限マスク9の位置によ
って決まる。このように金属蒸気流8は、入射角制限マ
スク9を配置することにより任意に蒸着入射角を設定で
き、ここでは最低入射角を45゜とした。
【0023】さらに、このような蒸着に際し、上記真空
室15の側壁部を貫通して酸素ガス導入口10を介して
非磁性支持体1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。
【0024】以下更に本実施例の効果について明確にす
るために具体的に磁気記録媒体を試作し、従来装置で得
られたものと比較を行った結果について述べる。
【0025】本薄膜形成装置により製造される磁気記録
媒体は、非磁性支持体1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
層と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。
【0026】すなわち、厚み6μm、幅150mm、長
さ2000mのポリエチレンテレフタレートフィルムを
周長2.5m、幅長200mm、厚み0.25mmのス
テンレス製エンドレスベルト11上に搬送させ、この非
磁性支持体1上にCo80Ni20からなる厚さ0.2
μmの磁性層を形成した。
【0027】このとき直径40cmの温度調整ローラ1
2、直径20cmの温度調整ローラ13の温度をそれぞ
れ−20℃に調整した。入射角度は90゜から45゜
で、最小入射角を規制するマスク9の内側から酸素ガス
を導入して製膜した。
【0028】また本実施の形態では、エンドレスベルト
11の裏面の表面粗さを0.1s,0.5s,2.0s
とし、温度調整ローラ12、13の表面粗さを0.5s
とした。
【0029】なお、磁性層の上にメタンを原料として炭
素膜を形成するプラズマCVD法で硬質炭素膜を10n
m配した。炭素膜の上に更に潤滑剤としてパーフルオロ
ポリエーテルを4nm溶液塗布法で配した。また、バッ
クコート層の製造は磁性層の形成面とは反対の面に0.
45μmの厚みで形成し8mm幅の磁気テープを試作し
た。
【0030】比較例として、エンドレスベルト裏面の表
面粗さが0.03s、0.05s、5.0sであること
以外は、上記薄膜形成装置と同様の条件で磁気テープを
試作した。
【0031】図2に、本実施の形態による磁性薄膜製造
装置によって磁気テープを試作し続けた場合のエンドレ
スベルトの耐久時間と、このエンドレスベルトを使用す
る場合に可能な限界走行速度を測定し、比較例と併せて
示す。ここで、塗りつぶした黒丸はエンドレスベルトの
耐久時間を示し、白抜きの丸印が蒸着限界走行速度を示
す。
【0032】この測定結果から、エンドレスベルトの裏
面の表面粗さが0.1s以上2s以下の本実施の形態に
よるエンドレスベルトは1000時間以上の耐久性を示
し、50m/min以上の速度で製膜が可能であること
がわかる。
【0033】これに対し、エンドレスベルトの裏面の表
面粗さが0.1s未満又は2sよりも大きい比較例で
は、1000時間以上の耐久性を示す領域では蒸着限界
走行速度が50m/min未満であり、50m/min
以上の速度で製膜が可能な領域では耐久時間が1000
時間未満であることがわかる。
【0034】つまり、本実施の形態によるエンドレスベ
ルトは、より安定した走行を行うため、生産性の点から
希望される1000時間以上の耐久性を示し、かつ、冷
却ローラによるエンドレスベルトの冷却効率が向上する
ため、非磁性支持体の熱負けが抑えられることから、5
0m/min以上の速度で製膜が可能となった。
【0035】(実施の形態2)実施の形態2では、エン
ドレスベルト11の裏面の表面粗さを0.5sとし、温
度調整ローラ12、13の表面粗さを1.0s、0.5
s、2.0sとしたこと以外は、上記実施の形態1と同
様の条件で磁気テープを試作した。
【0036】比較例として、温度調整ローラ12、13
の表面粗さが0.03s、0.05s,5.0sである
こと以外は、上記実施の形態1と同様の条件で磁気テー
プを試作した。
【0037】図3に図2と同様、実施の形態2による磁
性薄膜製造装置によって磁気テープを試作し続けた場合
のエンドレスベルトの耐久時間と、このエンドレスベル
トを使用する場合に可能な限界走行速度を測定し、比較
例と併せて示す。
【0038】この場合も、本実施の形態によるエンドレ
スベルトは比較例と比べ、より安定した走行を行う為、
このエンドレスベルトは1000時間以上の耐久性を示
し、かつ、50m/min以上の速度で製膜が可能とな
った。
【0039】
【発明の効果】以上のように本発明による薄膜製造装置
は、真空槽内で強磁性金属薄膜が形成される非磁性支持
体を搬送するエンドレスベルトの裏面(非磁性支持体が
搬送される面と逆の面)と温度調整ローラの表面粗さを
最適化することにより、ベルトが安定した走行を示し、
エンドレスベルトの高耐久化と薄膜形成の高速化を実現
できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における真空蒸着装置の構成図
【図2】エンドレスベルト裏面表面粗さの耐久時間/限
界走行速度への影響を示す図
【図3】エンドレスベルト耐久時間/限界走行速度の温
度調整ローラ表面粗さへの依存性を示す図
【符号の説明】
1 非磁性支持体 2 排気口 3 巻き出しロール 4 巻き取りロール 5 耐火容器 6 金属磁性材料 7 金属蒸気流 8 入射角制限マスク 9 電子ビーム 10 酸素ガス導入口 11 エンドレスベルト 12 温度調整ローラ 13 温度調整ローラ 14 テンションローラ 15 真空槽

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】真空槽内で、薄膜が形成される非磁性支持
    体を搬送するためにエンドレスベルトを使用した薄膜製
    造装置において、非磁性支持体が搬送される面と反対の
    面の表面粗さが0.1s〜2.0sの範囲をを満たすこ
    とを特徴とするエンドレスベルトを有した薄膜製造装
    置。
  2. 【請求項2】真空槽内で、薄膜が形成される非磁性支持
    体を搬送するためにエンドレスベルトを使用した薄膜製
    造装置において、このエンドレスベルトを冷却するため
    の温度調整ローラの表面粗さが0.1s〜2.0sの範
    囲を満たすことを特徴とする薄膜製造装置。
  3. 【請求項3】真空槽内で、薄膜が形成される非磁性支持
    体を搬送するためにエンドレスベルト状の回転支持体を
    使用した薄膜製造装置において、この回転支持体の厚み
    が0.1〜1.0mmの範囲を満たすことを特徴とする
    薄膜製造装置。
  4. 【請求項4】請求項1記載の装置を用いることを特徴と
    する薄膜の製造方法。
  5. 【請求項5】Co系金属およびFe系金属を請求項1記
    載の装置を用いて製膜することを特徴とする薄膜の製造
    方法。
  6. 【請求項6】Co系金属およびFe系金属を斜方蒸着に
    て請求項1記載の装置を用いて製膜することを特徴とす
    る薄膜の製造方法。
JP30687697A 1997-11-10 1997-11-10 薄膜製造装置及び製造方法 Pending JPH11140644A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007322736A (ja) * 2006-05-31 2007-12-13 Fuji Xerox Co Ltd ベルト、及びそれを用いた画像形成装置
JP2008150636A (ja) * 2006-12-14 2008-07-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 成膜装置及び成膜方法

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