JPH044531B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はロータリーエンコーダ用磁気デイスク
の製造方法に関し、特に、スパタリング蒸着法に
よりデイスク状基板上に均一な厚みの磁性薄膜を
形成するロータリーエンコーダ用磁気デイスクの
製造方法に関するものである。

〔従来技術および解決しようとする課題〕

従来のロータリーエンコーダ用の磁気デイスク
には、磁性粉を円板状に焼結加工にするか、磁性
合金を円板状に加工するかして、磁気デイスク２
１の全体を磁性材料で構成し、第４図ａ，ｂのよ
うに、磁気デイスク２１の側面、または表面周縁
部に所定の間隔に着磁して磁気パターン２３を形
成したものが知られている。

しかしながら、一般に磁性材料は高価であると
ともに硬度が大きく加工しにくい材料であるた
め、前記磁気デイスク２１の全体を磁性材料で形
成した前記のものにあつては、高価となるととも
に、製造が困難で量産性に乏しいという問題点を
有していた。

これに対し、アルミニウム等の加工が容易な材
料で円板状のデイスク状基板２２を形成し、この
デイスク状基板２２に、サマリウムコバルトやネ
オジウム等の稀土類元素を主成分とした磁性粉を
樹脂バインダーに混入した磁性塗料２４を塗設し
て磁気デイスク２１を形成し、この磁性塗料２４
を塗設した磁気デイスク２１の側面、または表面
周縁部に、第５図ａ，ｂに示すように所定の間隔
に着磁して磁気パターン２３を形成したものが知
られている。

上記のようにデイスク状基板２２の表面に磁性
塗料２４を塗設した磁気デイスク２１にあつて
は、全体を磁性材料で形成するものに比べて、安
価で加工性にもすぐれている利点を有している反
面、前記樹脂バインダー中に磁性粉を混入した磁
性塗料２４から形成される磁性層が高温に弱く温
度特性が悪くなるという問題点を有していた。

そして、上記のそれぞれのもつ問題点を解消す
るために、スパタリング蒸着によつて、強磁性材
料の磁性薄膜をデイスク状基板表面に設ける方法
に着目して検討を加えた。

上記スパタリング蒸着法は、基板と磁性薄膜と
の付着力が大きく、また、強磁性材料の合金をそ
の合金成分を大きく変化させることなく基板上に
付着させることができる利点を有する方法であ
り、本発明者等は、スパタリング蒸着法の中でも
イオンの生成効率にすぐれたマグネトロンスパタ
リング法を検討し、中でも最も一般的な平板型
（プレーナ型）について検討を加えた。

平板型のマグネトロンスパタリング法にあつて
は、第６図ａ，ｂに示すように構成されていて、
第６図ａにはターゲツト３３に非磁性材料を使用
した場合の作用を示し、第６図ｂにはターゲツト
３３に強磁性材料を使用した場合の作用について
示してある。

まず、第６図ａに示されるものにあつては、非
磁性材料からなるターゲツト３３の下面に、ター
ゲツト３３の上面側に磁力線３５がアーチを形成
するようにＳ極とＮ極とが所定の間隔を有する磁
石３４を配設し、前記ターゲツト３３の上方から
下方に垂直に電場３７を形成するようにセツトし
て、アルゴン等の放電ガス３８の雰囲気下におい
て、ターゲツト３３から生成される電子を前記磁
力線３５が示す磁場３６の内部に効率よく捕捉
し、この電子によつて前記放電ガス３８を電離し
て形成する正イオンの生成効率を向上し、多重の
正イオンをターゲツト３３に衝突させてスパタリ
ング蒸着するものである。

一方、第６図ｂに示すターゲツト３３として強
磁性材料を用いたものの場合には、ターゲツト３
３の下面に設けた磁石３４とターゲツト３３との
間で磁気回路がシヨートして、ターゲツト３３の
上面に磁場３６が形成されないため、上記のよう
なターゲツト３３から生成される電子を捕捉でき
ず、スパタリング蒸着による磁性薄膜の生成効率
が悪いとともに、ターゲツト３３で反射された電
子が基板上に一端形成された磁性薄膜に衝突して
磁性薄膜を破損してしまい、ロータリーエンコー
ダ用磁気デイスクの製造方法には適用できないも
のであつた。

本発明は上記のようなもののもつ従来のものの
もつ問題点を解決したものであつて、磁気デイス
ク全体を磁性材料で構成するよりも加工性にすぐ
れ、温度特性が良好で安価に製造できるととも
に、強磁性材料をターゲツトとしたスパタリング
蒸着法によつて均一な厚みの磁性薄膜を形成し、
均一で高品質な磁性薄膜を有すつ製品を大量生産
することができるロータリーエンコーダ用磁気デ
イスクの製造方法を提供することを目的としてい
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明は、所定の
間隔で対向して配設される一対の強磁性材料から
なるターゲツト間に、磁場と電場とを同時に作用
させてスパタリング蒸着する対向ターゲツト式ス
パタリング装置の、前記ターゲツト間の側方に、
複数のデイスク状基板をその中心が一方の軸心
（Ｘ軸）上に位置させて詰み重ねて略円柱体を形
成し、前記略円柱体を、前記一方の軸心（Ｘ軸）
を中心として回転させるとともに、前記一方の軸
心（Ｘ軸）を通り、ターゲツト間に伸びる軸を他
方の軸心（Ｙ軸）として、その他方の軸心（Ｙ
軸）を中心として回転させ、さらに、前記他方の
軸心（Ｙ軸）を偏心回転させながらスパタリング
蒸着する手段を有している。

〔作用〕

本発明は上記の手段を採用したことにより、複
数のデイスク状基板上の少なくとも側面に同時に
強磁性材料の磁性薄膜を形成できるとともに、こ
の複数のデイスク状基板上に同時に形成される磁
性薄膜が均一な厚みに形成されることとなる。

〔実施例〕

以下、図面に示す本発明の実施例について説明
する。

第１図ａ，ｂ，ｃには本発明によるロータリー
エンコーダ用磁気デイスクの製造方法に用いる対
向ターゲツト式スパタリング装置が示されてい
て、この装置は、図示しない真空槽の内部に、
FeCrCo合金等の強磁性材料からなる一対のター
ゲツト３，３を所定の間隔で上下方向に対向して
配設するとともに、この対向する一対のターゲツ
ト３，３の表面にそれぞれ垂直な磁力線５を有す
る磁場６を形成するように、前記各ターゲツト
３，３の対向面の反対側に一対の磁石４，４がそ
れぞれ配設されている。

また、前記ターゲツト３，３間の側方には、第
１図ａ，ｂに示すようにアルミニウム等の加工性
が良好な材料を円板状に形成したデイスク状基板
２の複数枚（図面では15枚）を、それぞれ所定の
間隔をおいてその中心が一方の軸心（以下、Ｘ軸
という）上に位置させて詰み重ね、その複数のデ
イスク状基板２全体で略円柱体２´を形成し、こ
の略円柱体２′を、前記Ｘ軸を中心として回転可
能とするとともに、前記Ｘ軸を通り、ターゲツト
３，３間に伸びる軸を他方の軸心（以下、Ｙ軸と
いう）を中心として回転可能とし、さらに、前記
Ｙ軸を、第１図ｃに示すようなＹ軸の軌跡を描く
ように偏心回転が可能なようになつている。

また、このデイスク状基板２の前記ターゲツト
３，３の反対側には前記デイスク状基板２の加熱
用のランプヒータ９が配設され、さらに、全体を
図示しない真空ポンプにより減圧して放電ガス８
雰囲気を形成可能とするとともに、前記一対のタ
ーゲツト３，３間に矢印の方向に電場７を形成し
てスパタリング蒸着が可能となつている。

前記上記デイスク状基板２は、アルミニウム等
の非磁性材料であつても、磁性材料であつてもよ
く安価で加工し易い材料を適宜に選択することが
できる。

次に、上記のものの作用について説明する。

上記のように構成した対向ターゲツト式スパタ
リング装置において、装置内を図示しない真空ポ
ンプにより所定の減圧状態とするとともに、放電
ガス８雰囲気とし、さらに、前記ターゲツト３，
３間に磁場６と電場７を同時に作用するようにセ
ツトし、スパタリングを開始すると、まず、前記
ターゲツト３，３から電子１０が放出され、この
電子１０は前記磁場６と電場７とによつて前記タ
ーゲツト３，３間に効率よく捕捉されて閉じ込め
られるとともに、前記磁力線５の回りをサイクロ
イド運動しながら前記ターゲツト３，３を往復運
動し、放電ガス８を電離して多くの正イオンを生
成し、この正インオンが前記ターゲツト３，３に
衝突して強磁性材料からなるターゲツト３，３か
ら薄膜形成原子を生成する。

一方、前記ターゲツト３，３間の側方には、15
枚のデイスク状基板２で形成する略円柱体２′が、
前記Ｘ軸を中心として回転するとともに、前記Ｙ
軸を中心として回転し、さらに前記Ｙ軸が偏心回
転しているので、前記一対のターゲツト３，３か
ら出た強磁性材料からなる薄膜形成原子が、前記
15枚のデイスク状基板２の各側面および各表面周
縁部に均一に付着し、第２図に示すように15枚の
デイスク状基板２上に強磁性材料からなる磁性薄
膜１２が均一な厚みで同時に形成され、高品質な
磁気デイスク１が一度に大量に製造されることと
なる。

そして、上記で得られた磁気デイスク１の磁性
薄膜１２に第３図ａ，ｂ，ｃに示すように所定の
着磁ピツチを有する磁気パターン１１を形成して
ロータリーエンコーダとして利用することができ
る。

上記第３図ａに示すものは、磁気デイスク１の
側面と表面周縁部の両方の磁性薄膜１２に着磁し
たものであり、第３図ｂに示すものは、磁気デイ
スク１の側面の磁性薄膜１２のみに着磁したもの
であり、第３図ｃに示すものは、磁気デイスク１
の表面周縁部の磁性薄膜１２のみに着磁したもの
であり、本発明の方法においては、いずれのもの
を採用することもできる。

本発明は上記の方法を用いたことにより、デイ
スク状基板２として安価で加工性のよい適宜いの
材料を選択できるので全体コストを下げることが
できるとともに、樹脂バインダーを用いないので
温度特性の良好なものが得られ、さらに、平板型
スパタリングに比べて、スパタリング蒸着の効率
を向上でき、複数のデイスク状基板に同時に均一
な厚みの磁性薄膜を形成できて高品質なロータリ
ーエンコーダ製品を大量に製造できることにな
る。

〔発明の効果〕

本発明は上記のような手段としたことにより、
平板型スパタリングに比べて、スパタリング蒸着
の効率を向上でき、複数のデイスク状基板上に同
時に均一な厚みの磁性薄膜を形成できて高品質の
磁気デイスクを量産できるとともに、デイスク状
基板として安価で加工性のよい適宜の材料を選択
できるので全体のコストを下げることができ、樹
脂バインダーを用いないので温度特性の良好な磁
気デイスクが得られるなどのすぐれた効果を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ，ｃは本発明によるロータリーエ
ンコーダ用磁気デイスクの製造方法に用いる対向
ターゲツト式スパタリング装置を示し、第１図ａ
は概略説明図、第１図ｂは第１図ａのＡ−Ａ線で
切断して矢視方向に見た図、第１図ｃは第１図ａ
のＢ方向から見た説明図、第２図は本発明により
製造された磁気デイスクの斜視図、第３図ａ，
ｂ，ｃはそれぞれ第２図の磁気デイスクに異なる
タイプの磁気パターンを着磁した磁気デイスクの
斜視図、第４図ａ，ｂは従来の一製造方法によつ
て製造された磁気デイスクに異なるタイプの磁気
パターンを着磁した磁気デイスクの斜視図、第５
図ａ，ｂは従来の他の製造方法によつて製造され
た磁気デイスクに異なるタイプの磁気パターンを
着磁した磁気デイスクの斜視図、第６図ａ，ｂは
従来のスパタリング装置の作用説明図を示し、第
６図ａはターゲツトとして非磁性材料を用いたと
きの作用を示す説明図、第６図ｂはターゲツトと
して磁性材料を用いたときの作用を示す説明図で
ある。 １，２１……磁気デイスク、２，２２……デイ
スク状基板、２′……略円柱体、３，３３……タ
ーゲツト、４，３４……磁石、５，３５……磁力
線、６，３６……磁場、７，３７……電場、８，
３８……放電ガス、９……ランプヒータ、１０…
…電子、１１，２３……磁気パターン、１２……
磁性薄膜、２４……磁性塗料、Ｘ軸……一方の軸
心、Ｙ軸……他方の軸心。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定の間隔で上下方向に対向して配設される
   一対の強磁性材料からなるターゲツト間に、磁場
   と電場とを同時に作用させてスパタリング蒸着す
   る対向ターゲツト式スパタリング装置の、前記タ
   ーゲツト間の側方に、複数のデイスク状基板をそ
   の中心が一方の軸心（Ｘ軸）上に位置させて積み
   重ねて略円柱体を形成し、前記略円柱体を、前記
   一方の軸心（Ｘ軸）を中心として回転させるとと
   もに、前記一方の軸心（Ｘ軸）を通り、ターゲツ
   ト間に伸びる軸を他方の軸心（Ｙ軸）として、そ
   の他方の軸心（Ｙ軸）を中心として回転させ、さ
   らに、前記他方の軸心（Ｙ軸）を偏心回転させな
   がらスパタリング蒸着することを特徴とするロー
   タリーエンコーダ用磁気デイスクの製造方法。