JPH11296854A

JPH11296854A - 磁気記録媒体の製造装置

Info

Publication number: JPH11296854A
Application number: JP11621998A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Sugiyama; 正彦杉山
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1998-04-10
Filing date: 1998-04-10
Publication date: 1999-10-29

Abstract

(57)【要約】【課題】２個の冷却ロールを並置し、斜方蒸着法を使
用した成膜装置において、電子ビームの蒸着材料への入
射角αを大きくしようとすると、冷却キャンロール下端
と磁性材料表面との距離Ｙを大きくせざるを得ず、結果
として、蒸着効率が低下する。一方、Ｙを小さくすると
必然的にαが小さくなり有効パワー効率が低下すると同
時に、反射電子によるフィルム走行時のシワが発生す
る。【解決手段】磁性材料蒸発源２５近傍に磁界を発生さ
せる手段５３を設け、磁性材料を溶解するために用いる
電子銃１２からの電子ビーム１３を、この磁界により偏
向させた後に、磁性材料に照射するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録媒体の製造
装置に関し、詳しくは、斜方蒸着法により非磁性基体上
に磁性材料を成膜するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気テープの記録密度は近年急速に高密
度化が図られている。この過程で、磁気テープは高抗磁
力、高磁束密度を有する酸化鉄テープ、メタルテープ及
び薄膜テープへと高性能なものに移行している。この磁
気テープの応用として、ＶＴＲ分野では、今後、デジタ
ル化、高精細化を達成するために特に薄膜テープが注目
されている。

【０００３】この薄膜テープとしては、磁性膜が斜方蒸
着法により形成された、いわゆる蒸着テープが実用化さ
れている。これは、具体的にはピアス型電子銃を用い
て、真空中で電子ビームをルツボ内のＣｏ、ＣｏＮｉな
どの磁性材料に照射して、これらの材料を溶融、蒸発さ
せ、酸素を導入しながら、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＩ（ポリ
イミド）、ＰＡ（ポリアミド）などのベースフィルム上
にＣｏＯ、ＣｏＮｉＯよりなる薄膜を形成することによ
り製造される。

【０００４】この斜方蒸着法を使用した成膜装置として
は、従来、真空槽内に１個の冷却キャンロールを設置し
たものが一般に使用されているが、本発明者は、さらに
蒸着効率及び生産効率を高めるために、図２に示す２個
の冷却キャンロールを極めて近接させて配置した成膜装
置を提案した（特願平８−３３１６４８号）。

【０００５】すなわち、図２において、真空槽１内には
２個の冷却キャンロール２１、２２が、互いの回転軸が
平行で、かつ、各々の端面が面一になるように並置され
ており、２個の冷却キャンロール２１、２２の外周面が
最も近接する箇所では極めて微小な間隙即ち距離Ｌが設
けられている。冷却キャンロール２１の上部には巻出し
ロール３１、巻取りロール３２、ガイドロール４１、４
２が配設され、これらの各ロール間に非磁性基体、例え
ばベースフィルム２３が巻回され、図に矢印で示す方向
に走行する。一方、冷却キャンロール２２の上部にも同
様に、巻出しロール３３、巻取りロール３４、ガイドロ
ール４３、４４が配設され、これらの各ロール間に非磁
性基体、例えば、ベースフィルム２４が巻回され、図に
矢印で示す方向に走行する。すなわち、冷却キャンロー
ル２１においては、ベースフィルム２３は時計回りに走
行し、冷却キャンロール２２においては、ベースフィル
ム２４は反時計回りに走行する。

【０００６】冷却キャンロール２１、２２の下方には、
それぞれ、マスク５１、５２が配設され、磁性材料蒸発
源２５からの蒸気流のベースフィルム２３、２４への最
小入射角θｍｉｎ１及びθｍｉｎ２を規制している。そ
して、冷却キャンロール２１と２２との間の中央下部に
は磁性材料の磁性材料蒸発源２５が収容されている。こ
の構成において、電子銃１２からの電子ビーム１３をル
ツボ８内の磁性材料蒸発源２５に照射することにより、
磁性材料を蒸発させる。このとき、ルツボ８からの蒸気
流の密度は蒸気流の進行方向に依存し、具体的には、ル
ツボ法線方向（ルツボ直上方向）が最も大きく、法線方
向から離れる程小さくなる。一般に、蒸気流密度の角度
分布Φ（θ）は、次式（１）で示される。

【０００７】

【数１】Φ（θ）＝Φ（０）ｃｏｓⁿθ （１）ここで、Φ（０）：法線方向の蒸気流密度 θ ：法線方向に対する角度（°）ｎ＝１〜３の整数

【０００８】したがって、図２に示した装置において、
蒸着効率を向上させるためにはルツボ法線方向へ向かう
蒸気流を有効に非磁性基体としてのベースフィルム２
３、２４に付着させればよい。そのため、蒸気流が２個
の冷却キャンロール２１、２２の間隙を抜けることを防
止する必要があり、この間隙の距離Ｌは微小であればあ
るほどよい。具体的には、製造する磁気記録媒体に対す
る要求特性の程度にもよるが、Ｌ＝３ｍｍ以下であるこ
とが好ましい。Ｌが３ｍｍを超えると、蒸気が走行室に
侵入し、内壁やガイドロールに付着して、クリーニング
を必要としたり、あるいは、走行障害の原因となる場合
がある。また、このルツボ法線方向の蒸気流が各々の冷
却ロール２１、２２を走行するベースフィルム２３、２
４に対する最大入射角の蒸気流となるため、この最大入
射角の蒸気流がベースフィルム２３、２４に付着する以
前に、これらのベースフィルム２３、２４に冷却キャン
ロール２１、２２の間隙を抜けて走行室へ侵入した蒸気
が既に付着していると、目的の磁気特性が得られない場
合がある。

【０００９】そして、冷却キャンロール２１への蒸気流
の最大入射角θｍａｘ１は隣接する冷却キャンロール２
２を走行するベースフィルム２４により規制され、逆
に、冷却キャンロール２２への蒸気流の最大入射角θｍ
ａｘ２は隣接する冷却キャンロール２１を走行するベー
スフィルム２３により規制されている。すなわち、磁気
記録媒体の磁気特性に多大な影響を与える最大入射角の
規制を、固定マスクではなく、走行するベースフィルム
で行うため、従来のように蒸発磁性材料が固定マスクに
堆積してマスクの寸法変化が生じることがない。したが
って、マスクの寸法変化に起因する入射角の変化が生じ
ることがなく、結果として、所定の特性の磁気記録媒体
を長時間にわたって生産することが可能となる。

【００１０】さらに、生産効率をあげるには、２個の冷
却キャンロール２１、２２をそれぞれ走行するベースフ
ィルム２３、２４への成膜を同時に開始し、かつ、同時
に終了することが必要である。このためには、各々の冷
却キャンロールへの蒸発量が同一でなければならず、具
体的には２個の冷却キャンロール２１、２２のルツボ８
に対する幾何学的配置が同一でなければならない。すな
わち、θｍｉｎ１＝θｍｉｎ２、θｍａｘ１＝θｍａｘ
２であり、これはルツボ８を２個の冷却キャンロール２
１、２２の中央下部に配置することにより達成される。
なお、この成膜装置は、本発明者が本発明に先だって開
発したものであり、従来技術の一部ではない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た２個の冷却キャンロールを備えた成膜装置において
も、次のような問題が新たに発生する。すなわち、第１
に、電子ビーム１３の磁性材料蒸発源２５に対する入射
角αは９０°に近いほど反射電子量が少なくなり、有効
パワー効率（材料溶解に用いられるパワー／全投入パワ
ー）が向上するが、上記の装置では、冷却キャンロール
２１、２２を並置したという装置の幾何学的な制約か
ら、電子ビーム１３が冷却キャンロール２２を照射する
ことなく、ルツボ８に直進させようとすると、入射角α
の値には限界がある。したがって、入射角αを大きくす
るためには、必然的にルツボ８内の磁性材料表面と冷却
キャンロール下端との間の距離Ｙを大きくしなくてはな
らず、その結果、蒸着効率（成膜に用いられた材料量／
全蒸発量）が低下してしまう。また、第２に、上述した
ように入射角αが小さいと、反射電子の発生量が増大
し、フィルムが帯電するために走行状態でシワが発生し
やすくなり、製品歩留りが低下する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、磁性材料表
面と冷却ロール下端との距離Ｙをできるだけ小さく抑
え、かつ、電子ビームの磁性材料表面への入射角αを大
きくするために種々検討を重ねた結果、先に述べた装置
のように電子ビームを磁性材料表面まで直進させるので
はなく、ルツボ近辺まで水平に直進させた後、磁性材料
表面のできるだけ直前で偏向させて入射角αを大きくす
ればよいとの着想を得た。

【００１３】すなわち、本発明によれば、磁性材料の蒸
発源からの蒸気流を斜方蒸着法により非磁性基体上に堆
積させることにより磁性膜を形成する磁気記録媒体の製
造装置において、第１及び第２の非磁性基体をそれぞれ
走行させる２個の冷却キャンロールを備えるとともに、
これらの冷却キャンロールがそれぞれの回転軸が互いに
平行になるように、かつ、微小な間隙をもって並置され
ており、前記蒸発源が前記２個の冷却キャンロール間の
中央下部に配設され、前記蒸発源からの蒸気流の第１の
非磁性基体への最大入射角が前記第２の非磁性基体によ
り規制され、かつ、前記蒸発源からの蒸気流の前記第２
の非磁性基体への最大入射角が前記第１の非磁性基体に
より規制されるよう構成され、前記磁性材料を溶解する
ために用いる電子銃からの電子ビームを偏向させた後に
前記磁性材料に照射するために、前記蒸発源近傍に磁界
を発生させる手段を設けたことを特徴とする磁気記録媒
体の製造装置が提供される。上記の構成において、磁界
を発生させる手段は電子ビームの磁性材料表面への入射
角を増大させるものである。具体的には、電子ビームの
前記磁性材料表面への入射角が４０°以上であることが
好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の磁気記録媒体の製造装置
としての成膜装置の構成の一例を図１に示す。なお、図
中、図２と同一の構成要素には同一の符号を付してあ
る。本発明の成膜装置において、電子銃１２は真空槽１
の側壁に水平に設置され、また、ルツボ８に近接した位
置には偏向コイル５３が配設されており、その他の構成
は図１に示したものと同様である。そして、電子銃１２
から放出された電子ビーム１３は、ルツボ１８の直前に
至るまで水平に直進し、ルツボ１８の近傍で、偏向コイ
ル５３から発生した磁界により偏向されて湾曲した軌跡
を描きながら磁性材料蒸発源２５の表面に入射する。こ
のとき、電子ビーム１３の磁性材料表面への到達点にお
ける接線と、磁性材料表面とのなす角αが入射角とな
り、とくに、入射角αが４０°以上の場合に、反射電子
の発生を少なく抑えられるので、電子銃の有効パワー効
率ならびに蒸着効率を向上させる効果が大きくなる。ま
た、それと同時に、フィルムの帯電による走行中のシワ
の発生も防止することができる。

【００１５】＜実施例＞以下に示す実施例により、本発
明を具体的に説明する。

【００１６】（実施例１）図１の装置において、各々の
直径が１０００ｍｍ、間隔Ｌが３ｍｍの２個の冷却キャ
ンロール２１、２２を用いて成膜を行った。磁性材料蒸
発源２５表面と冷却キャンロールの下端との間の距離Ｙ
を１５０ｍｍとし、偏向コイル５３により偏向用磁界を
様々に変化させることにより、電子ビーム１３の入射角
αを３０〜９０°の範囲で変化させた。電子銃パワー１
００ｋＷ、初期入射角θｍａｘ＝９０°、最小入射角θ
ｍｉｎ＝４０°とし、真空槽１内に酸素を導入しなが
ら、ＰＥＴフィルム上にＣｏＯを０．１μｍの厚さで成
膜した。この間、反射電子吸収板５４により、反射電子
による真空槽内部の部品あるいは壁面の溶融を防止し
た。このときの入射角α、テープ走行速度、ならびに、
走行中のシワの発生の有無を表１に示した。

【００１７】

【表１】入射角α（°）テープ走行速度（ｍ／ｍｉｎ）シワ発生の有無３０７０あり３５８２あり４０１０８なし４５１１０なし５０１１０なし６０１１２なし６５１１３なし７０１１３なし７５１１５なし８０１２０なし９０１２５なし

【００１８】表１の結果からも明らかなように、本発明
の成膜装置においては、距離Ｙを小さくすることができ
るので、蒸着効率が向上し、α＝３０°と小さい場合で
もテープ走行速度＝７０ｍ／ｍｉｎが確保できる。さら
に、αが大きくなるに従い、テープ走行速度はさらに増
大し、しかも、αが４０°以上の場合には、反射電子の
影響が少なくなるため走行中のテープ表面にシワが発生
することも防止できることが確認された。

【００１９】（比較例１）図２の装置において、直径１
０００ｍｍの２個の冷却キャンロール２１、２２を用
い、電子銃１２からの電子ビームを偏向させずに直進さ
せて磁性材料蒸発源２５に照射した。磁性材料蒸発源２
５表面と冷却キャンロールの下端との間の距離Ｙ＝３０
０ｍｍ、入射角α＝２５°とした。この入射角α＝２５
°は、Ｙ＝３００ｍｍとなる位置で、冷却キャンロール
２２を電子ビーム１３が照射せずに磁性材料蒸発源２５
に直進入射可能な最大入射角にほぼ等しい値である。そ
して、電子銃パワー１００ｋＷ、初期入射角θｍａｘ＝
９０°、最小入射角θｍｉｎ＝４０°とし、真空槽１内
に酸素を導入しながら、ＰＥＴフィルム上にＣｏＯを
０．１μｍの厚さで成膜した。このときのテープ走行速
度は６０ｍ／ｍｉｎであった。

【００２０】この工程では、入射角αが小さいために反
射電子が多く発生し、ルツボ８の近傍に反射電子吸収板
５４が設置されているにもかかわららず、この反射電子
を十分に吸収することができなかった。その結果とし
て、フィルム面に到達した反射電子の影響によりフィル
ムが帯電し、フィルム走行中に表面にシワが生じ、製品
歩留りが低下してしまった。さらに、Ｙ＝３００ｍｍと
実施例１に比べて２倍の距離となっているため蒸着効率
が低く、テープ走行速度が小さくなり、製造効率が低下
した。

【００２１】（比較例２）図２の装置を用い、Ｙ＝４０
０ｍｍ、α＝３０°とした以外は上記比較例１と同様に
したＣｏＯを成膜した。このときのテープ走行速度は５
５ｍ／ｍｉｎであった。この工程においても、比較例１
と同様に反射電子の影響を受けて、フィルム走行中に表
面にシワが発生した。この場合も、α＝３０°とするた
めに、Ｙ＝４００ｍｍと比較例１よりもさらに長くなっ
ているため、テープ走行速度＝５５ｍ／ｍｉｎからもわ
かるとおり、同じ入射角α＝３０°の実施例１の結果
（テープ走行速度＝７０ｍ／ｍｉｎ）と比べても、蒸着
効率がかなり低くなっていることが確認された。

【００２２】

【発明の効果】以上詳細に説明したとおり、本発明によ
れば、２個の冷却キャンロールを極めて微小な間隔で並
置し、電子銃からの電子ビームをルツボの直前で偏向さ
せて磁性材料に照射する構成としたので、電子ビームの
磁性材料表面への入射角αを大きくし、冷却キャンロー
ルと磁性材料表面との間の距離Ｙを小さくすることがで
き、その結果、蒸着効率を向上させ、有効パワー効率を
高めることが可能となる。また、反射電子を低減するこ
とができるので、フィルムの帯電による走行中のシワの
発生も防止でき、製品歩留りの向上に極めて有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気記録媒体の製造装置の主要部をな
す成膜装置の構成の一例を示す概念図である。

【図２】本発明に先だって提案された成膜装置の構成を
示す概念図である。

【符号の説明】

１真空槽８ルツボ１２電子銃１３電子ビーム２１、２２冷却キャンロール２３、２４非磁性基体（ベースフィルム）２５磁性材料蒸発源３１、３３巻出しロール３２、３４巻取りロール４１、４２、４３、４４ガイドロール５１、５２マスク５３偏向マグネット（磁界を発生させる手段）５４反射電子吸収板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性材料の蒸発源からの蒸気流を斜方蒸
着法により非磁性基体上に堆積させることにより磁性膜
を形成する磁気記録媒体の製造装置において、第１及び第２の非磁性基体をそれぞれ走行させる２個の
冷却キャンロールを備えるとともに、これらの冷却キャ
ンロールがそれぞれの回転軸が互いに平行になるよう
に、かつ、微小な間隙をもって並置されており、前記蒸
発源が前記２個の冷却キャンロール間の中央下部に配設
され、前記蒸発源からの蒸気流の第１の非磁性基体への
最大入射角が前記第２の非磁性基体により規制され、か
つ、前記蒸発源からの蒸気流の前記第２の非磁性基体へ
の最大入射角が前記第１の非磁性基体により規制される
よう構成され、前記磁性材料を溶解するために用いる電
子銃からの電子ビームを偏向させた後に前記磁性材料に
照射するために、前記蒸発源近傍に磁界を発生させる手
段を設けたことを特徴とする磁気記録媒体の製造装置。