JPH10112027A

JPH10112027A - 磁気記録媒体の製造装置

Info

Publication number: JPH10112027A
Application number: JP26395096A
Authority: JP
Inventors: Junji Nakada; 純司中田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 1998-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】蒸着により磁気記録媒体を製造する、蒸気拡
散制御手段を備えた真空蒸着装置において、蒸気拡散制
御手段の熱伝導を良好なものとする。【解決手段】蒸気拡散制御手段15を内側から外側に向
けて積層された内壁部15a 、中間部15b および外周部15
c からなるものとし、内壁部15a および中間部15b の熱
膨張係数α₁，α₂がα₁＞α₂となるように、内壁部
15a をＡｌ₂Ｏ₃、中間部15b を黒鉛質カーボンにより
構成する。外周部15c はＳＵＳ３０４により構成する。
これにより蒸着を行う際に内壁部15a ，中間部15b が熱
により膨張しても内壁部15a ，中間部15b 間に隙間が発
生しなくなり、各層間の熱伝導を良好に行うことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録媒体の製造
装置に関し、とくに詳細には、金属材料を加熱溶融せし
めてこれを蒸発させ、その蒸気流をベースフイルム等の
可撓性基板上に蒸着せしめることにより磁気記録層を形
成するようにした磁気記録媒体の製造装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気記録媒体としては、γ−Ｆｅ
₂Ｏ₃、ＣｏをドープしたＦｅ₃Ｏ₄、γ−Ｆｅ₂Ｏ₃
とＦｅ₃Ｏ₄のベルトライド化合物、Ｃｏをドープした
ベルトライド化合物、ＣｒＯ₃、Ｂａフェライト等の酸
化物磁性体、あるいはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等を主成分とす
る合金磁性体等からなる磁性材料の粒子を、添加物とと
もに塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−ブタ
ジエン共重合体、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂等の
有機バインダー中に分散混合せしめ、この分散混合物を
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステ
ルやポリプロピレン等のポリオレフィンからなるベース
フイルム（基板）上に塗布し、その後これを乾燥せしめ
て製造される、いわゆる塗布型の磁気テープが広く知ら
れている。

【０００３】一方、近年、記録密度の高密度化の要求が
強くなり、磁気記録媒体の磁性層における磁性材料の高
密度化、保磁力の向上、磁性層の薄層化、あるいは周波
数特性の短波長側へのシフト、といった改良が行われて
いる。しかし、塗布型のテープでは、磁性層中にバイン
ダーが残存するため、高密度記録に要求される上述の諸
条件を満たすことが困難となっている。

【０００４】そこで、真空蒸着、スパッタリング、イオ
ンプレーティング等の蒸着法、あるいは電気メッキ、無
電解メッキ等のメッキ法による磁気記録媒体の製造方法
が注目され、種々の提案もなされている。これらの方法
によれば、バインダーを介すことなく磁性材料を直接に
基板上に堆積・成長させて磁性層を形成することができ
るため、磁性層における磁性材料の充填密度を高め、さ
らに磁性層の膜厚も薄くすることができる。

【０００５】さらに、これらの蒸着法等は、ベースフイ
ルム上に形成される膜厚の調整制御が容易であるととも
に、塗布型のテープの製造工程における磁性層塗布液の
調整作業や塗布後の乾燥等の磁性層形成に伴う処理工程
も不要となるなど実用上有用な利点を有する。

【０００６】特に、蒸着による方法では、メッキによる
方法において必要とされる廃液処理も不要であり、また
堆積した磁性膜の成長速度も早いという利点を有する。
このような蒸着法によってベースフイルム上に形成され
た磁性層を記録層とする磁気テープは、従来の塗布型の
磁気テープに比べて再生出力が格段に大きく、また記録
信号の周波数特性もより短波長側で向上する等、高密度
磁気記録媒体として有用なものとなっている。

【０００７】蒸着法による磁気記録媒体の製造は、詳細
には、例えば図３に示す真空蒸着装置１により行うこと
ができる。図３に示すように、真空蒸着装置１は、減圧
状態とされた真空槽２の内部に、外形が円筒状で、かつ
その円筒外周面上にポリエステルフイルム、ポリアミド
フイルム、ポリイミドフイルム等の非磁性材料からなる
長尺のベースフイルム３を長手方向に巻装する冷却キャ
ン４を備え、この冷却キャン４は、矢印Ｙ方向に回転し
てベースフイルム３を送出し軸５側から巻取り軸６側へ
と搬送する。

【０００８】真空槽２の内部は、仕切り板７により、ベ
ースフイルム３の送出しおよび巻取りを行う巻取り室８
と、ベースフイルム３に磁性材料を蒸着せしめる蒸着室
９とに分割されている。蒸着室９には、冷却キャン４の
図中下方にＣｏやＣｏＮｉ合金、ＣｏＣｒ合金、ＣｏＣ
ｒＮｉ合金等の磁性材料10を備えた蒸発源11が配設さ
れ、電子銃加熱、抵抗加熱、高周波誘導加熱等の加熱手
段12により磁性材料10を加熱、蒸発させる。蒸発して上
昇する蒸気流たる磁性材料10の粒子（磁性粒子、または
蒸発粒子と称する）は、冷却キャン４の回転に伴なって
矢印Ｙ方向に搬送されるベースフイルム３の表面に磁性
層として連続的に蒸着する。

【０００９】ここで、蒸発した磁性材料の粒子を効率良
く基板上に付着させて蒸着効率を高めるためには、この
蒸発した粒子が広く拡散しないようにすればよく、例え
ば特開昭63- 204513号、特開平２-56730号により開示さ
れた技術によれば、蒸発源と冷却キャンとの間であっ
て、この蒸発した粒子が通過する部分の回りをその周壁
が囲うように、円筒状の蒸気拡散制御手段15を設ければ
よい。なお、このような蒸気拡散制御手段15には、その
内壁面に付着した磁性材料10の蒸発粒子を再蒸発若しく
は擬集回収させるため、または再蒸発と擬集回収とを組
み合わせるために、内壁面の温度を加熱あるいは冷却す
る手段を具備する。

【００１０】また、このような円筒状の蒸気拡散制御手
段15を設けた場合、加熱手段として一般に利用される電
子銃加熱手段を用いるのは困難である。すなわち、この
場合はその電子銃から蒸発源11にある磁性材料10までの
電子ビームの通過軌道を確保する必要があるが、蒸発源
11の上方に蒸気拡散制御手段15を設けた場合、この電子
ビームの通過軌道を確保するのが困難だからである。従
って通常は加熱手段としては高周波誘導加熱手段を用い
るようにしている。

【００１１】一方、上述した蒸気拡散制御手段はその内
壁面によって蒸気流の拡散を防止するものであるが、反
面蒸気流がこの内壁面に接触し、蒸発した磁性材料がこ
の内壁面に付着、固化するおそれがある。磁性材料が内
壁面に付着、固化すると、意図していた蒸気流分布とは
異なった蒸気流分布となってしまい、また堆積した磁性
材料の回収作業等のメンテナンスも必要となる。そこで
上記方法においては蒸気拡散制御手段に加熱源を付加
し、この手段の内壁面を磁性材料の沸点以上の温度と
し、この蒸気拡散制御手段内壁面に衝突してこの内壁面
に付着した磁性材料の粒子を再蒸発せしめて他の蒸気流
と合流し得るようにしている。

【００１２】しかしながら、蒸気拡散制御手段内壁面か
ら再蒸発した磁性材料粒子の飛散方向はその他の磁性材
料の粒子の飛散方向と異なるため当初意図していた蒸気
流分布が得られず蒸着効率の低下を招くおそれがあっ
た。一方、本願発明に用いられるような、可撓性基板上
に磁性薄膜を形成せしめる磁気記録媒体の製造プロセス
は、一般に斜め蒸着と呼ばれている。

【００１３】斜め蒸着のねらいは、可撓性基板上に蒸着
された磁性体結晶を、前記可撓性基板の垂直方向に対し
て、斜めの角度にして成長させ、保持力などの磁気特性
を向上させる点にある。従って、上記の再蒸発した磁性
材料粒子が、任意の角度で前記可撓性基板に付着するこ
とは、斜め蒸着における安定な結晶成長を阻害し、磁気
特性の不安定要因となるおそれもあった。

【００１４】このため、蒸気拡散制御手段内壁面の温度
を蒸気流を構成する磁性材料の融点以上であって沸点よ
りも低い温度に調節することにより、蒸気拡散制御手段
内壁面に付着した磁性材料の粒子を再蒸発させることな
く液状化せしめ、この内壁面を伝わって下降させ、これ
により、蒸気拡散制御手段上部開口からの蒸気流には蒸
気拡散制御手段内壁面から再蒸発した磁性材料の粒子が
含まれないようにし、これにより蒸気流分布が再蒸発し
た磁性材料の蒸気流により乱されることなく高い蒸着効
率を維持するようにした磁気記録媒体の製造方法が提案
されている（特開平2-56730 号）。

【００１５】一方、このような磁気記録媒体の製造装置
においては、蒸気拡散制御手段を内壁部とその外側に設
けられた外周部との２層構造にしたもの、あるいは内壁
部と中間部と外周部との３層構造にしたものが知られて
いる。例えば、蒸気特開平2-56730 号には、内壁部をセ
ラミック材料により構成し、その外側の中間部をカーボ
ン繊維などからなる熱伝導媒体により構成し、さらにそ
の外側の外周部を内壁部を冷却する冷却手段としての水
冷式シリンダにより構成した３層構造の蒸気拡散制御手
段が開示されている。また、冷却手段の代りに加熱手段
を設けて、内壁部を所望とする温度に加熱するようにし
た装置も知られている。このように蒸気拡散制御手段を
２層あるいは３層構造とすることにより、内壁部の熱が
良好に冷却手段に伝達される、あるいは内壁部を良好に
加熱することができるため、内壁部の温度の制御が容易
となり、これにより内壁部に付着した磁性材料の再蒸発
を防止して蒸着効率を向上させることが可能となるとさ
れていた。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た磁気記録媒体製造装置においては、高周波誘導加熱に
より磁性材料を2000度から2500度に加熱して蒸発させる
ものであるため、蒸気拡散制御手段の内壁部の温度も磁
性材料の蒸発によりかなりの高温となるものである。一
方、蒸気拡散制御手段を作成する場合、各層の熱膨張を
考慮して、各層の間にはわずかの隙間が設けられるが蒸
気拡散制御手段を２層あるいは３層構成とした装置にお
いては、内壁部、中間部あるいは外周部が加熱される
と、それぞれの層の持つ熱膨張係数に応じて各層が熱膨
張して内外径が変化する。このように熱膨張により各部
分の内外径が変化すると、内壁部と中間部あるいは中間
部と外周部との間の隙間が大きく開いてしまうことがあ
る。このように各層の間に隙間が開くと、内壁部、中間
部および外周部間の熱伝導を良好に行うことができず、
内壁部の温度を良好に制御することができなくなる。そ
の結果、内壁部の温度が高温となり、内壁部に付着した
磁性材料の粒子の再蒸発が促進して、蒸着効率の低下
や、磁気特性の悪化を招くこととなってしまう。

【００１７】本発明は上記事情に鑑み、複数の層からな
る蒸気拡散制御手段において、加熱時においても各層間
の熱伝導を良好に行うことができる磁気記録媒体の製造
装置を提供することを目的とするものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明による磁気記録媒
体の製造装置は、真空雰囲気中で、長尺の可撓性基板を
搬送する搬送手段と、前記基板が搬送される下方に配設
された磁性材料からなる蒸発源と、該蒸発源を加熱蒸発
させる蒸発手段と、前記蒸発手段と前記可撓性基板との
間に配置され、前記蒸発手段により加熱蒸発した蒸気流
の拡散方向を規制制御する蒸気流拡散制御手段と、前記
蒸気流の、前記可撓性基板への入射角度を規制する入射
角規制手段とを有する、前記可撓性基板上に磁性薄膜を
形成せしめる磁気記録媒体の製造装置において、前記蒸
気拡散制御手段が、該蒸気拡散制御手段の内側から外側
に向けて積層された複数の筒状の層からなり、該各層の
うち少なくとも最も内側の層とこれに隣接する層におい
て、前記内側からｎ番目の層の熱膨張係数α_n、および
ｎ＋１番目の層の熱膨張係数α_n+1との関係が、α_n＞
α_n+1であることを特徴とするものである。すなわち、
例えば３層のものにおいて、最内層である内壁部の熱膨
張係数を中間部の熱膨張係数よりも大きくしたことを特
徴とするものである。

【００１９】また、上記装置においては、前記蒸気拡散
制御手段の最も外側にある層の外側にさらに冷却手段を
備えることが好ましい。

【００２０】さらに、上記装置においては、前記ｎ番目
の層の熱膨張係数をα_n、該層の外径をＤ_n、該層の内
面温度をＴ_ni、該層の外面温度をＴ_no、前記ｎ＋１番目
の層の熱膨張係数をα_n+1、該層の内面温度をＴ_n+1i、
該層の外面温度をＴ_n+1oとしたとき、常温時における前
記ｎ番目の層と前記ｎ＋１番目の層との隙間ｔがｔ＞Ｄ_n+1・α_n+1・（Ｔ_n+1i＋Ｔ_n+1o）/2−Ｄ_n・α
_n・（Ｔ_ni＋Ｔ_no）/2 の関係にあることが好ましい。

【００２１】ここで、蒸発源とは、磁性材料により形成
されたものを言うが、本発明においては説明の便宜上こ
の蒸発源である磁性材料を収容してなる蒸発容器を含め
て蒸発源ということがあるものとする。

【００２２】

【作用および発明の効果】本発明による磁気記録媒体の
製造装置は、蒸気拡散制御手段を複数の層からなる構成
とし、各層のうち少なくとも最も内側の層とこれに隣接
する層において、内側からｎ番目の層の熱膨張係数
α_n、およびｎ＋１番目の層の熱膨張係数α_n+1との関
係が、α_n＞α_n+1となるようにしたため、隣接した２
層において、内側の層の方が熱により大きく膨張するこ
ととなる。従って蒸気拡散制御手段の内壁部の温度が磁
性材料の蒸発により高温となり、熱膨張によって各層の
内外径が変化しても、各層の隙間を小さくする方向に各
層の内外径が変化するため各層の間に隙間ができること
がなくなる。これにより、各層間の熱伝導を良好に行う
ことができ、内側の層の温度を良好に外側の層へ逃がす
ことができる。その結果、内壁部の温度が高温となりす
ぎて、内壁部に付着した磁性材料の再蒸発を促進して、
蒸着効率を低下させることおよび、磁気特性を悪化させ
ることを防止することができる。

【００２３】なお、蒸気拡散制御手段を構成する層のう
ち最も外側の層のさらに外側に蒸気拡散制御手段を冷却
する冷却手段を設けることにより、蒸気拡散制御手段の
最も外側の層、引いては最も内側を冷却することがで
き、これにより蒸気拡散制御手段の内壁部も冷却され
て、内壁部に付着した磁性材料が再蒸発して蒸着効率が
低下することおよび磁気特性を悪化させることを防止す
ることができる。なお、このように冷却手段を設けた場
合、蒸気拡散制御手段の最も外側の層は最も冷却される
ため、熱膨張による膨張が他の層と比較して小さい。従
って、最も外側の層においてはこの層とこれに隣接する
層との熱膨張率は上述したα_n＞α_n+1の関係がなくて
もよいものである。

【００２４】また、ｎ番目の層の熱膨張係数をα_n、こ
の層の外径をＤ_n、この層の内面温度をＴ_ni、この層の
外面温度をＴ_no、ｎ＋１番目の層の熱膨張係数を
α_n+1、層の内面温度をＴ_n+1i、層の外面温度をＴ_n+1o
としたとき、常温時における前記ｎ番目の層と前記ｎ＋
１番目の層との隙間ｔがｔ＞Ｄ_n+1・α_n・（Ｔ_n+1i＋Ｔ_n+1o）/2−Ｄ_n・α_n
・（Ｔ_ni＋Ｔ_no）/2 の関係にあるようにすることにより、各層が熱膨張によ
って膨張しても、各層に割れが生じることがなくなる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の磁気記録媒体製造
装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は本発明の磁気記録媒体製造装置である真空蒸着装
置１の概略構成を示すものである。

【００２６】図示の真空蒸着装置１は真空槽２の内部
に、円筒状の冷却キャン４を備え、この冷却キャン４の
円筒面（外周面）には、磁気記録媒体の基板としてのベ
ースフイルム３が巻装される。ベースフイルム３は、ポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナ
フタレート等のポリエステル、ポリプロピレン等のポリ
オレフィン、三酢酸セルロースや二酢酸セルロース等の
セルロース誘電体、ポリ塩化ビニル等のビニル系樹脂、
ポリカーボネート、ポリアミド、ポリフェニレンサルフ
ァイド等のプラスチックを長尺フイルム状に加工したも
のであり、その厚さは例えば３〜100 μｍのものが使用
される。

【００２７】また、このベースフイルム３の表面には必
要に応じてアンダーコートが施される。アンダーコート
はバインダー（メチルセルロース等のセルロース類、Ｐ
ＥＴ等の飽和ポリエステル、フェノキシ樹脂、ポリアミ
ド、ポリアクリレート等）とフィラー（シリカ、チタニ
ア、アルミナ、炭酸カルシウム等）を溶解して塗布した
表面空起を有するものであり、その高さは５〜30nmで、
密度500 万〜10000 万個／mm²の突起を有するものであ
る。この高さ、密度は要求される密着性能等により適宜
選択される。

【００２８】さらにこのベースフイルム３には、グロー
放電処理やイオン照射処理、熱処理、薬品処理の前処理
を施してもよい。

【００２９】ベースフイルム３は送出し軸５から冷却キ
ャン４の円筒面を介して巻取り軸６に掛け渡され、冷却
キャン４が矢印Ｙ方向に回転することにより冷却キャン
４の円筒面上を例えば10〜200 ｍ／分の速度で搬送さ
れ、巻取り軸６に巻き取られる。冷却キャン４は、直径
800 mm、幅400 mmの円筒状ドラムであり、表面はハード
クロムメッキを施し0.2 Ｓ以下に鏡面研磨され、内部に
冷却水、その他の冷媒（例えばエチレングリコール）を
循環させた構造であり表面温度は例えば−35〜＋25℃に
維持されている。

【００３０】冷却キャン４の表面には冷却キャン４から
一定の距離離間し、内部に冷却水あるいは冷媒を循環さ
せ、本体がＳＵＳ304 等により形成されたマスク13およ
び14が配設されている。この距離は２〜15mm、より好ま
しくは２〜10mm、最も好ましくは３〜５mmである。２mm
より狭いと後述する第１のガス吹付部を設置するスペー
スが確保できず、15mmを超えると、蒸気流がマスクとベ
ースフィルムの間に回り込んで冷却キャン４に付着して
汚れの原因となるからである。汚れが生じた部分ではキ
ャンとベースフィルム間の熱伝達率が変化したり、キャ
ンへのベースフィルムの密着が不十分となり熱ダメージ
を受け易くなるからである。そして、ベースフイルム３
の搬送方向に関して上流側に位置するマスク13により最
大入射角（θmax ）を下流側に位置するマスク14により
最小入射角（θmin ）が規定されている。入射角は後述
する耐火物ルツボ11ａ内の溶融面の円中心を基準とし、
この円中心からマスク13およびマスク14のエッジに至る
線分と冷却キャン４上のそれぞれのマスクエッジ位置で
の法線とのなす角度で定義され、マスク13により規制さ
れる最大入射角（θmax ）は90°を上限とし、より好ま
しくは87°、最も好ましくは85°を上限とし、マスク14
により規制される最小入射角（θmin ）は20°、より好
ましくは25°、最も好ましくは30°を下限とするように
設定されることが望ましい。何故ならば上記範囲をはず
れると望ましい保持力が得られないからである。マスク
13および14により形成されるマスク開口部18の幅方向
（ベースフイルム３の移送方向に直角の方向）の開口幅
は任意に設定できる。

【００３１】またマスク13および14の前面には、各マス
ク13，14に沿って湾曲した形状であり、各マスク13，14
から一定の距離離間し、磁性材料10の蒸発金属粒子が前
記基材３の表面に付着することを妨げる機能を有し、内
部に冷却水を循環させ、本体がＳＵＳ304 等により形成
された可動式のシャッター装置が配設されている（図示
せず）。

【００３２】真空槽２は、仕切り板７によって、ベース
フイルム３の送出しおよび巻取りを行う巻取り室８と、
ベースフイルム３に磁性材料を蒸着する蒸着室９とに仕
切られている。巻取り室８と蒸着室９とは、各別に真空
化のための排気系（図示せず）を備え、各室内の真空度
は各別に調整可能である。特に蒸着室９は、真空槽２の
外部から後述する酸化性ガスが導入されるため、室内の
真空度および各種残留ガスの分圧が常時調整される。

【００３３】また、巻取り室８には、ベースフイルム３
に対する既述の前・後処理のための装置、例えば、グロ
ー放電処理装置、イオン照射処理装置、熱処理装置、Ｃ
ＶＤ処理装置等を配設してもよい。また、冷却キャン４
は円筒状に限るものではなく、蒸発源11に対して所定の
斜面を形成し得るエンドレスベルト状の金属板であって
もよい。

【００３４】蒸着室９には、冷却キャン４の下方に、磁
性材料10を備えた蒸発源11が配設され、この蒸発源11の
周囲には、磁性材料10を加熱するための、内部を冷却水
が循環する構造の高周波誘導加熱コイル12が配設されて
いる。さらに、高周波誘導加熱コイル12に高周波電力を
供給するための高周波電源13および高周波電力を伝達さ
せる高周波電力供給用フィーダー21が配設されている。

【００３５】磁性材料10は、例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、
ＣｏＮｉ、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｕ、ＦｅＣｒ、ＣｏＣｒ、
ＣｏＣｕ、ＣｏＡｕ、ＣｏＰｔ、ＣｏＷ、ＮｉＣｒ、Ｃ
ｏＶ、ＭｎＢｉ、ＭｎＡｌ、ＣｏＦｅＣｒ、ＣｏＮｉＣ
ｒ、ＣｏＲｈ、ＣｏＮｉＰｔ、ＣｏＮｉＦｅ、ＣｏＮｉ
ＦｅＢ、ＦｅＣｏＮｉＣｒ、ＣｉＮｉＺｎ等の強磁性金
属や強磁性合金から適宜選択される。

【００３６】蒸発源11の構成要素である、磁性材料10を
収容する耐火物ルツボ11a は、例えばＭｇＯ、Ｚｒ
Ｏ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＣａＯ、Ｙ₂Ｏ₃、ＴｈＯ₂、Ｂ
Ｎ、ＢｅＯＣａＯ安定化ＺｒＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃安定化Ｚｒ
Ｏ₂等のセラミックスや炭素または炭素化合物や他の耐
熱性のある材料から適宜選択する。またこの耐火物ルツ
ボ11a の形状は、底部を有する容器型であり、水平断面
形状は真円形、楕円形、長円形、正方形、長方形、その
他のいかなる形状であってもよく、垂直断面形状も正方
形、長方形、台形、その他のいかなる形状であってもよ
い。なお、高周波誘導加熱コイル12は、耐火物ルツボ11
a の側面に対応する形状とするのが好ましい。

【００３７】さらに、蒸着室９には冷却キャン４と磁性
材料10を備えた蒸発源11との間であって、磁性材料10が
蒸発して生じる蒸気流が通過する経路を、その周壁が囲
うように蒸気拡散制御手段15が設けられ、また冷却キャ
ン４の近傍であってマスク13，14の近傍には酸性化ガス
または酸化性ガスと不活性ガス（例えばＮ₂Ａｒガス）
との混合ガスをベースフイルム３に向けて吹き付けるた
めの第１のガス吹付部17が設けられ、さらにまた蒸気拡
散制御手段15と冷却キャン４との間には、酸化性ガス、
または酸化性ガスと不活性ガスとの混合ガスを蒸発粒子
に向けて吹き付ける第２のガス吹付部16が設けられてい
る。

【００３８】ガス吹付部17は、ベースフイルム３の搬送
方向に関して下流側に位置し、最小入射角（θmin ）を
規制するマスク14の近傍で、マスク14の冷却キャン４側
の面内に内蔵されている。ガス吹付スリット17ａの吹付
方向は最小入射角（θmin ）を定めている冷却キャン４
上の基準点における冷却キャン４上の接線にほぼ平行な
向きである。ガス吹付部17からの酸化性ガス吹き付けに
より後述の蒸気拡散制御手段15の開口部を通過してきた
蒸発粒子の飛散方向に対して、略斜め方向に酸化性ガス
が吹き付けられ蒸発金属粒子の一部を酸化する。

【００３９】蒸気拡散制御手段15の内周壁面は、例えば
ＭｇＯ、ＺｒＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＣａＯ、Ｙ₂Ｏ₃、Ｔ
ｈＯ₂、ＢＮ、ＢｅＯＣａＯ安定化ＺｒＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃
安定化ＺｒＯ₂等のセラミックスや炭素または炭素化合
物や他の耐熱性のある材料により形成され、耐火物ルツ
ボ11a と略連続した状態で略垂直方向に延びる規制面で
囲まれる蒸発蒸気流路を構成するように配置されてお
り、下面および上面は磁性材料10の蒸発粒子の通過を許
容するとともにその指向性を向上させるように開口し、
周壁のみを有する筒型形状であり、水平断面形状は円
形、楕円形、長円形、正方形、長方形、その他のいかな
る形状であってもよい。垂直断面形状も正方形、長方
形、台形、その他のいかなる形状であってもよい。

【００４０】さらに、蒸気拡散制御手段15は、例えば開
口部中心から外側へ向かって同心円上に内壁部15ａ，中
間部15ｂ，外周部15ｃの３層というように複数の部材か
らなる積層構造となっている。

【００４１】そして内壁部15ａ，中間部15ｂおよび外周
部15ｃの熱膨張率をこのように設定することにより、蒸
気拡散制御手段15の内壁部15ａの温度が蒸着金属の蒸発
により高温となり、熱膨張によって各層の内外径が変化
しても、内壁部15ａの外径変化は中間層15ｂの内径変化
よりも大きいため内壁部15ａと中間部15ｂとの間の隙間
が小さくなり、内壁部15ａと中間部15ｂとが接触するよ
うになる。これにより、各層間の熱伝導を良好に行うこ
とができ、内壁部15ａの熱を中間部15ｂさらには外周部
15ｃに良好に逃がすことができる。その結果、内壁部15
ａの温度が高温となりすぎて、内壁部15ａに付着した蒸
着金属の再蒸発を促進して、蒸着効率を低下させること
を防止することができる。

【００４２】また、蒸気拡散制御手段15の外周面側には
例えば抵抗加熱ヒーター、高周波誘導加熱用コイル等の
加熱源を含む加熱構造体、あるいは内部に冷却水や液体
窒素、液体ヘリウム、エチレングリコール等の冷媒を循
環させ、本体はＦｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｇ、
Ｚｎおよびこれらの合金、ステンレス鋼等で形成された
冷却構造体等を備えた構成を採ることができる。

【００４３】蒸気拡散制御手段15は、耐火物ルツボ11a
の溶湯面内の中心を基準とし、この基準とされた点から
蒸発して上方に飛び出した磁性材料10の蒸発粒子が、後
述の最大入射角規制用のマスク13および最小入射角規制
用のマスク14によって規定される最大入射角θmax から
最小入射角θmin に亘る連続した範囲に付着するのを妨
げないように構成される。

【００４４】なお、耐火物ルツボ11a 、高周波誘導加熱
コイル12、高周波電源20、高周波フィーダー21等は蒸発
源の一例にすぎず、ベースフイルム３が幅方向（ベース
フイルム３面内の搬送方向に直交する方向）に広い場合
は、ベースフイルム３の幅に応じて蒸発源11の形状を変
えるようにし（例えば蒸発源11の水平断面形状が楕円形
状であり、ベースフイルム３の幅が広い場合には、蒸発
源11の楕円形状の長軸方向をベースフイルム３の幅方向
に合わせる）、蒸発源11をベースフイルム３の幅方向に
対応させて複数組配列した構成を採ることもできる。こ
の場合、蒸発源11（耐火物ルツボ11a を含む）、高周波
誘導加熱コイル12、高周波電源20、高周波フィーダー21
をそれぞれ独立に複数組配設した構成や、蒸発源11を複
数組配設し、高周波誘導加熱コイル12、高周波電源20、
高周波フィーダー21を共通にした構成を採用することも
できる。

【００４５】

【実施例】本実施例の耐火物ルツボ11ａは、カップ状
（内径φ80mm、外径φ96mm、高さ100 mm、内部深さ90m
m）とし、材質はＣａＯ安定化ＺｒＯ₂（ＺｒＯ₂；90.
0％〜98.0％、ＣａＯ；2.0 ％〜7.0 ％、ＭｇＯ、Ａｌ
₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＦｅＯ₃、ＴｉＯ₂の各成分は0.0
％〜2.0 ％）を用いた。耐火物ルツボ11ａの内部には蒸
発用の強磁性材料10としてＣｏ₁₀₀を用いた。

【００４６】高周波誘導加熱コイル12は、内部に冷却水
が循環する直径φ12mmのＣｕパイプからなり、高周波誘
導加熱コイル12は６ターンで、内径φ120 mm、高さｈ12
0 mmである。発振周波数40ｋＨｚ、出力60ｋＷの高周波
電源20は真空槽２の外部に２台設置し、高周波フィーダ
ー21と真空用フィードスルー（図示せず）を通じて真空
槽２の内部に配設された２つの高周波誘導加熱コイル12
に接続した。高周波フィーダー21はＣｕ板製であり、ま
た高周波誘導加熱コイル12の延長Ｃｕパイプ部は、それ
ぞれＡｌ₂Ｏ₃製の絶縁管で囲い、互いに電気的に絶縁
されている。

【００４７】蒸気拡散制御手段15の内壁部15ａは、円筒
状（内径φ80mm、外径φ102.0 mm、高さｈ75mm）とし、
その材質はＡｌ₂Ｏ₃とした。中間部15ｂは円筒状（内径
φ102.6 mm、外径φ114 mm、高さｈ75mm）とし、その材
質は、黒鉛質カーボン、ＢＮとした。

【００４８】外周部15ｃは、円筒状（内径φ114 mm、外
径φ150 mm、高さｈ75mm）であり、内部には18℃の冷却
水を循環させ、本体がＳＵＳ304 で形成された冷却構造
体を用いた。

【００４９】なお、内壁部15ａ，中間部15ｂおよび外周
部15ｃの熱膨張率は以下の通りである。

【００５０】熱膨張係数内壁部 10.0×10^-6（／Ｋ）中間部 5.0×10^-6（／Ｋ）外周部 15.0×10^-6（／Ｋ）ここで中間部15ｂの熱膨張係数が外周部15ｃの熱膨張係
数よりも小さくても外周部冷却構造体（通常18℃の冷却
水が循環）は温度上昇が小さく熱膨張の割合が小さいこ
と、および常温で両者を接合する時、圧入して組立て、
温度上昇時（100 ℃〜200 ℃）に中間部15ｂと外周部15
ｃの隙間はｔ0.07mm程度であり、密着状態が保持されて
いる。

【００５１】次に本実施例の磁気記録媒体の製造装置の
作用について説明する。

【００５２】まず、蒸着室９および巻取り室８内の空気
等のガスが、バキュームポンプ等の図示しない減圧手段
によりそれぞれ外部に排気され、蒸着室９および巻取り
室８の内部の状態は、例えば5.0 ×10^-5〜4.0 ×10^-4To
rrの減圧状態とされる。蒸着室９および巻取り室８の内
部をこのように減圧状態にした後、高周波電源13を用い
て高周波誘導加熱コイル12に電力を供給し、これにより
高周波誘導加熱コイル12は発熱して蒸発源11の磁性材料
10を加熱、蒸発させた。

【００５３】磁性材料10の加熱方法については、ベース
フイルム３の搬送速度は80ｍ／分として、第一のガス吹
付部より酸化性ガスとしてＯ₂ガスを大気圧条件に換算
して1800／分・巾で吹き付け、マスクの開口幅は285 mm
の条件で膜厚1600 オングストロームとなる蒸発レート
を確保するに十分な定常状態での必要投入パワーと、そ
の蒸発レートが得られるまでの保持時間を把握するため
の予備テストを行った。ここで保持時間とは、一定電力
を供給し始めてから、磁性材料10が昇温、溶解し、か
つ、一定の蒸発レートが維持できるまで蒸発源全体が十
分に加熱されて熱平衡状態に達するまでの時間をいう。
この予備テストの結果から、最初に投入する電力値と保
持時間を、それぞれ20ＫＷ、30分間と定めた。

【００５４】保持時間が経過した後、送り出し軸５より
ベースフイルム３を80ｍ／分の搬送速度、張力8.0 kgf/
300 mmの条件で送り出し、前処理室（図示せず）におい
て、ベースフイルム３の磁性薄膜を形成する側をＯ₂ガ
スを用いたグロー放電処理を施した後、冷却キャン４上
を搬送させた。そして、シャッター装置を駆動して
『開』の状態とし、同時にガス導入部17から吹付量1800
cc／cc分・幅でＯ₂ガスを吹き付けさせつつベースフイ
ルム３上に1600 オングストロームのＣｏ−Ｏ磁性薄膜
を形成した後、連続して巻き取り軸６に巻き取り長さ30
00ｍの金属磁性薄膜を形成した後、シャッター装置を
『閉』の状態にし、同時に第一のガス吹付部17からのＯ
₂ガスの吹き付けと高周波電源20からの電力供給を停止
し成膜を終了した。

【００５５】その後、別工程で磁性薄膜表面にはリン酸
系潤滑剤＋パーフルオロポリエーテル潤滑材と防錆剤
（ベンゾトリアゾール）の混合剤を溶解して塗布した。
バック面にはカーボンブラックを主成分とする非磁性粉
末とニトロセルロース、ポリエステル、ポリウレタンの
混合材料とイソシアネート硬化剤を溶解、分散し、0.5
μｍの厚みで塗布した。

【００５６】強磁性材料10の溶解前の総重量Ｗ_ms（ｇ）
と蒸着終了後の残材料のＷ_me（ｇ）との差分から蒸発総
量Ｗ_mev（ｇ）を算出し、蒸着前のベース総重量と蒸着
後のベース総重量Ｗ_be（ｇ）との差分から蒸着総重量Ｗ
_bev（ｇ）を算出する。そして、蒸発総量Ｗ_mev（ｇ）
に対する蒸着総重量Ｗ_bev（ｇ）の割合を蒸着効率ξ
（％）と定義すると、下式のような関係となる。

【００５７】 ξ（％）＝Ｗ_bev（ｇ）／Ｗ_mev（ｇ）×100 （％）表１に、本実施例における蒸着効率の評価結果を示す。

【００５８】

【表１】

【００５９】表１において、、テスト番号１乃至４は、
中間部材質として、黒鉛質カーボンを用いた場合を示し
ている。

【００６０】テスト番号５、６は、中間部材質として、
基本的にＢＮを使用し、添加物を加えてその熱膨張係数
を変化させた場合を示している。

【００６１】テスト番号１乃至４から、またテスト番号
５、６から、内壁部材料の熱膨張係数を中間部材質の熱
膨張係数より大きくした場合の方が、蒸着効率が向上し
ていることがわかる。

【００６２】もちろん、中間部材質によっても、この蒸
着効率は変わり得るから、たとえば水準５より、水準４
の蒸着効率が良いことに、なんら疑問はない。

【００６３】次に、内壁部材の破損の有無を確認した。

【００６４】その結果、水準１、２において、内壁部材
に、クラック状の破損が生じていることを確認した。

【００６５】また、水準１の場合において、内壁部15ａ
の内面温度Ｔ_1i、内壁部15ａの外面温度Ｔ_1o、中間部15
ｂの内面温度Ｔ_2iおよび中間部15ｂの外面温度Ｔ_2oの電
対による測定結果によれば、Ｔ_1i＝2210Ｋ、Ｔ_1oおよびＴ_2i＝870 Ｋ，Ｔ_2o＝550 Ｋであった。

【００６６】次に、中間部15ｂの内径寸法を表２に示す
如く５水準で変化させ、各水準毎に表１の条件に基づい
て、材質を変更して破損の有無を確認した。

【００６７】その結果を、中間部円筒の内径φ102.6mm
として行った表１の結果と合わせて表２に示す。

【００６８】表２中間部円筒の内径（mm）結果 φ103.0 表１の水準１〜６において、破損なし φ102.9 表１の水準１〜６において、破損なし φ102.8 表１の水準１において、破損発生 φ102.7 表１の水準１、２において、破損発生 φ102.6 表１の水準１、２において、破損発生この結果および上記の温度測定結果から、内壁部の破損
が生じさせないための、内壁部円筒と中間部円筒との隙
間ｔの条件はｔ＞Ｄ₂・α₂・（Ｔ_2i＋Ｔ_2o）／２−Ｄ₂・α₁・（Ｔ_1i
＋Ｔ_1o）／２であった。

【００６９】なお、本実施例においては、ベースフィル
ムの搬送速度を80ｍ／分、また、膜厚を1600オングスト
ロームとした。

【００７０】しかし、本願発明はこの条件にのみ限定さ
れるものではなく、搬送速度10〜200 ｍ／分の範囲とし
て、膜厚の範囲は1000〜2200オングストロームとなるよ
うな、高周波誘導加熱電源の出力範囲として、種々実験
を行った所、同様な結果を得た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気記録媒体の製造装置の実施例
を表す図

【図２】蒸気拡散制御手段の詳細を表す図

【図３】従来の磁気記録媒体の製造装置を表す図

【符号の説明】

１真空蒸着装置２真空槽３ベースフイルム４冷却キャン５送出し軸６巻取り軸７仕切り板８巻取り室９蒸着室 10 磁性材料 11 蒸発源 11ａ耐火物ルツボ 12 高周波誘導加熱コイル 13，14 マスク 15 蒸気拡散制御手段 17 第１のガス導入部 18 マスク開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空雰囲気中で、長尺の可撓性基板を搬
送する搬送手段と、前記基板が搬送される下方に配設さ
れた磁性材料からなる蒸発源と、該蒸発源を加熱蒸発さ
せる蒸発手段と、前記蒸発手段と前記可撓性基板との間
に配置され、前記蒸発手段により加熱蒸発した蒸気流の
拡散方向を規制制御する蒸気流拡散制御手段と、前記蒸
気流の、前記可撓性基板への入射角度を規制する入射角
規制手段とを有する、前記可撓性基板上に磁性薄膜を形
成せしめる磁気記録媒体の製造装置において、前記蒸気流拡散制御手段が、該蒸気流拡散制御手段の内
側から外側に向けて積層された複数の筒状の層からな
り、該各層のうち少なくとも最も内側の層と、これに隣
接する層において、前記内側からｎ番目の層の熱膨張係
数α_n，およびｎ＋１番目の層の熱膨張係数α_n+1との
関係が、α_n＞α_n+1であることを特徴とする磁気記録
媒体の製造装置。
【請求項２】前記ｎ番目の層の熱膨張係数をα_n、該
層の外径をＤ_n、該層の内面温度をＴ_ni、該層の外面温
度をＴ_no、前記ｎ＋１番目の層の熱膨張係数をα_n+1、
該層の内面温度をＴ_n+1i、該層の外面温度をＴ_n+1oとし
たとき、常温時における前記ｎ番目の層と前記ｎ＋１番
目の層との隙間ｔがｔ＞Ｄ_n+1・α_n+1・（Ｔ_n+1i＋Ｔ_n+1o）/2−Ｄ_n・α
_n・（Ｔ_ni＋Ｔ_no）/2 の関係にあることを特徴とする請求項１記載の磁気記録
媒体の製造装置。