JPH103659A

JPH103659A - 磁気記録媒体の製造装置及び方法

Info

Publication number: JPH103659A
Application number: JP15677596A
Authority: JP
Inventors: Hirohide Mizunoya; 博英水野谷; Noriyuki Kitaori; 典之北折; Katsumi Sasaki; 克己佐々木; Osamu Yoshida; 修吉田; Katsumi Endo; 克巳遠藤
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1996-06-18
Filing date: 1996-06-18
Publication date: 1998-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】幅方向にわたる膜厚変動が小さく、また磁気
特性の均一化が達成された磁気記録媒体の製造方法及び
装置の提供。【解決手段】真空チャンバ内で冷却キャンロール３上
を搬送されるベースフィルム４に対してルツボ７′内の
強磁性材料が電子銃８′からの電子ビーム照射により蒸
着される。ルツボ７′はベースフィルム４の幅方向を横
断して延在する横長の形状を有し、ベースフィルム搬送
方向に沿った中央部分の寸法は両端に向かうにつれて減
少する。また電子ビームはベースフィルム幅方向のみな
らず搬送方向にも走査される。これにより幅方向だけで
なく長手方向にも均質な強磁性薄膜を成膜することがで
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
装置及び方法に関し、より詳しくは幅方向及び長手方向
に均一な特性を有する蒸着型の磁気テープの製造装置及
び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子ビーム加熱により金属薄膜を支持体
上に成膜させてなる蒸着型の磁気記録媒体は、磁性体充
填率が高いため塗布型の磁気記録媒体等と比べて薄膜で
飽和磁化や保磁力が大きく、高密度記録に適したものと
して種々の応用分野において利用されている。そして蒸
着型の磁気記録媒体、例えばビデオテープや８ミリビデ
オテープの製造技術に関しては、特性の改善を目指して
数多くの改良が提案されている。

【０００３】蒸着型の磁気記録媒体の製造に際しては、
ルツボ内に収容された強磁性材料に対して電子ビームが
照射走査され、これによって蒸着雰囲気が得られる。ベ
ースフィルムはルツボ上方を搬送され、入射する蒸気に
よって強磁性薄膜が成膜されるようになっている。こう
した技術を示す従来技術として挙げられるものには、例
えば特公昭57−3138号公報がある。この公報に開示の技
術は、ベースフィルムの搬送方向に直交する方向、即ち
ベースフィルムの幅方向に蒸発蒸気の長軸を合わせて成
膜を行うことを開示している。しかしながらこうした場
合に、ベースフィルムの幅方向に見て、成膜された磁性
層は中央が両端よりも厚くなる傾向がある。これは成膜
される磁性層の磁気特性がベースフィルムの幅方向に均
一でないことを意味し、望ましいものではない。

【０００４】上記のような不具合を回避するためには、
蒸着が均一に行われるように改善を行うことが必要であ
る。特公平３−41899号公報には、磁性材料に対して走
査幅ωで電子ビームを照射し、速度ｖ（ｍ／分）で移動
するテープ状の非磁性基体上に磁性薄膜を蒸着する場合
に、電子ビームの走査周波数を２ωｖ（Hz）以上とする
ことにより、（ｄＢ／ｄＨ）max及びエンベロープの改
良された磁気記録媒体を得る製造方法が開示されてい
る。また特開平４−60920号公報には、強磁性金属材料
に対する電子線照射の走査周波数を100Hz以上700Hz以下
とすることが開示されている。これらは要するに電子ビ
ームの走査によって蒸着効率を高め、磁気特性や生産性
の改善を図ろうとするものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように電子ビー
ム走査を変化させて制御を行うことは、磁気テープの幅
方向における磁性薄膜の均一化を図るためにはある程度
有効であると考えられるが、依然として限界を有するも
のであった。しかしながら、磁気特性に優れた磁気記録
媒体を得るためには、さらに磁気テープの長手方向にお
いても均一化を図ることが有用であると考えられる。ま
た、蒸着される強磁性材料は通常は、磁気テープの幅方
向に延在する矩形の断熱性ルツボ内に配置されるが、電
子ビーム走査をルツボの各位置に対して均一に行うこと
ができたとしても、ルツボの中央部分と端部とでは、電
子ビームのスポットが当たっていない場合の冷却に関し
て差が生ずるものと推定される。この差を克服して、ル
ツボ内の強磁性材料をより均一に蒸発させることができ
れば、材料の有効利用、電子ビームパワーの有効活用と
いう面からも望ましい。本発明者らはこうした観点か
ら、より均質に成膜を行うことができ、かくして収率の
向上を図ることができる磁気記録媒体の製造方法を得る
ことを課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明により提供される
磁気記録媒体の製造装置は、真空チャンバと、この真空
チャンバ内でベースフィルムを搬送する手段と、ベース
フィルム上に強磁性金属薄膜を蒸着させるために電子ビ
ーム走査される強磁性材料を収容するルツボとを含む。
真空チャンバはロータリーポンプ、メカニカルブースタ
ーポンプ、ターボ分子ポンプのような真空ポンプにより
排気されるものであり、ベースフィルムは一般に、供給
リールから巻き取りリールへと、冷却キャンロール上を
所定の速度で搬送される。ルツボは酸化マグネシウムの
ような断熱材料からなり、冷却キャンロールの下方に配
置され、その中には蒸発されベースフィルムへと入射さ
れて磁性薄膜を形成するための材料が収容される。

【０００７】本発明の装置においては、ルツボはベース
フィルムの搬送方向を横断する方向に延在され、且つベ
ースフィルムの搬送方向に見た寸法が、中央部から両端
部にかけて変化している。即ち本発明のルツボはベース
フィルムの搬送方向を横切る方向に横長の形状を有し、
またベースフィルムから見たときに、ベースフィルムの
中央から両側縁の方向にかけて、搬送方向に沿う寸法が
変化していく。この変化は例えば規則的な減少であるこ
とができ、或いは円弧状や曲線状の変化であることがで
きる。ルツボは前述のように断熱材料からなるが、その
中に収容される強磁性材料は、断熱材料に近い部分の方
が、電子ビームにより生成された熱が逃げにくい。電子
ビームをベースフィルムの幅方向に走査した場合、本発
明によるルツボでは上記の寸法変化によって、両端に行
くほど電子ビームとルツボとの距離が近くなって熱が逃
げにくいため、前述したような冷却の差を克服すること
ができ、幅方向において均質な成膜を行うことが可能と
なる。

【０００８】ルツボは後述する図１に示すように直線的
な形状を有することもできるが、全体として横長の楕円
形であることもできる。こうした場合には、幅方向の電
子ビーム走査は、楕円の２つの焦点の間で行われること
が好ましい。

【０００９】また本発明によれば、上述したようなルツ
ボを用いて電子ビームをベースフィルムの幅方向に走査
するのに加えて、さらにベースフィルムの搬送方向にお
いても走査するように制御を行うことが望ましい。この
ように搬送方向においても電子ビームの走査を行うこと
により、電子ビームパワーの有効活用と材料の有効利用
が図られると共に、ベースフィルムの幅方向及び長手方
向にわたって特性が均一化された強磁性薄膜を成膜する
ことが可能となる。

【００１０】なお本発明の磁気記録媒体において、ベー
スフィルムとしてはポリエチレンテレフタレートが好ま
しい。しかし他にも、ポリエチレンナフタレートのよう
なポリエステル；ポリエチレン、ポリプロピレン等のポ
リオレフィン; セルローストリアセテート、セルロース
ジアセテート等のセルロース誘導体；ポリカーボネー
ト；ポリ塩化ビニル；ポリイミド；芳香族ポリアミド等
のプラスチック等を使用できる。これらの支持体の厚み
は３〜50μm程度である。

【００１１】また本発明において磁性金属薄膜層を形成
するのに用いられる磁性材料としては、通常の金属薄膜
型の磁気記録媒体の製造に用いられる強磁性金属材料が
挙げられる。例えばCo、Ni、Fe等の強磁性金属、或いは
Fe−Co、Fe−Ni、Co−Ni、Fe−Co−Ni、Fe−Cu、Co−C
u、Co−Au、Co−Ｙ、Co−La、Co−Pr、Co−Gd、Co−S
m、Co−Pt、Ni−Cu、Mn−Bi、Mn−Sb、Mn−Al、Fe−C
r、Co−Cr、Ni−Cr、Fe−Co−Cr、Ni−Co−Cr等の強磁
性合金などである。特に、鉄、コバルト、ニッケルを主
体とする強磁性合金及びこれらの窒化物、炭化物から選
ばれる少なくとも１種が好ましい。また蒸着により磁性
層を形成する際に酸化性ガスを導入し、磁性層表面に酸
化物を形成することにより耐久性の向上を図ることがで
きる。磁性層は単層構造でも、多層構造でも構わない。
高周波記録に対応するためには多層とするのが良く、実
用的な範囲としては２〜３層が適当である。磁性層の厚
みは1000〜3000Å程度であり、二層の場合は下層が200
〜2000Å程度で上層が100〜1000Å程度が好ましく、三
層の場合は下層が200〜2000Å程度、中間層が200〜1000
Å程度、上層が100〜1000Å程度が好ましい。

【００１２】また磁気記録媒体の耐食性、耐久性といっ
た特性を向上させる目的で、本発明に従って磁性層を成
膜した後、その上に高硬度薄膜の保護層を設けることが
できる。こうした保護層は非磁性材料からなり、例えば
ダイヤモンドライクカーボンや、炭化ホウ素、炭化ケイ
素、窒化ホウ素、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミ
ニウムなどの種々の炭化物、窒化物、酸化物から構成さ
れ、ＣＶＤ法やＰＶＤ法によって成膜される。さらに、
例えばフッ素系潤滑剤を大気中で塗布し、或いは真空中
で磁性層上に噴霧することにより、適当な潤滑剤からな
る潤滑層を５〜50Å程度の厚みで形成できる。磁性層と
反対の面にはベースフィルム上にバックコート層を備え
ることができ、これは常法により、例えばカーボンブラ
ックを含むバックコート塗料を塗布して形成してもよい
し、真空中で金属又は半金属を付着させることにより形
成することもできる。その厚みは塗布の場合には0.1〜
1.0μm程度、蒸着の場合には0.05〜1.0μm程度である。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の磁気記録媒体を
製造するに適した蒸着装置１の一例を示している。これ
は図示しない真空源、例えば真空ポンプに接続された真
空チャンバ２と、真空チャンバ２内に設けられた冷却キ
ャンロール３と、この冷却キャンロール３上でＰＥＴフ
ィルムなどのベースフィルム４を走行させるための巻き
出しロール５及び巻き取りロール６を含んでいる。冷却
キャンロール３の下方には、蒸発源としてルツボ７が配
置されており、このルツボ７内には強磁性材料、例えば
コバルトが収容される。真空チャンバ２には電子銃８が
配置されており、ルツボ７に向けて電子ビームを照射
し、ルツボ７内のコバルトを蒸発させるようになってい
る。ルツボ７と冷却キャンロール３の間には、電子ビー
ムにより蒸発されルツボ７から冷却キャンロール３へと
向かう強磁性材料の蒸気の入射範囲を斜め方向に限定す
るための遮蔽板９が配置されている。また冷却キャンロ
ール３と遮蔽板９との間には酸素ガスを供給するための
ノズル10が配置されている。

【００１４】図２には本発明のルツボ７′の一例の平面
図が示されている。このルツボ７′はベースフィルムの
搬送方向、即ち矢印で示す走行方向を横切って配置され
る横長の形状のものであり、中央部の寸法ａは両端の寸
法ｂよりも大きく、また横方向の寸法２ｃよりも小さ
い。従って寸法ａは中央部から両端部にかけて規則的に
減少しており、電子ビームを幅方向の軌跡Ｔでもって走
査して蒸着を行う場合、両端に近付くほど、電子ビーム
とルツボ７′の壁面との距離は近くなる。

【００１５】こうした蒸着装置１を用いて本発明の磁気
記録媒体を製造するには、真空源によりチャンバ２内を
所定の真空雰囲気とした後に、巻き出しロール５からベ
ースフィルム４を冷却キャンロール３上へと走行させ
る。電子銃８からルツボ７内のコバルトへと電子ビーム
を照射して融解蒸発させ、ベースフィルム４に対して斜
め蒸着を行うが、これは例えばノズル10から供給される
酸素の存在下に行われる。こうして得られた処理フィル
ムは巻き取りロール６上に巻き取られる。２層以上の成
膜を行う場合には、こうして巻き取られた処理フィルム
を巻き出しロール５上に巻き戻した後、再度図１の装置
を用いて蒸着処理する操作を磁性層の数だけ繰り返す。
所要数の磁性層が成膜された後、必要に応じて、磁性層
の上部に保護層（例えばダイヤモンドライクカーボン、
SiO₂などの高硬度薄膜）を設ける。そして最上層に、例
えば前述したようにフッ素系潤滑剤を大気中で塗布し、
或いは真空中で磁性層上に噴霧することによって潤滑層
を形成する。また磁性層の形成に先立って、或いはその
後に、磁性層と反対側のベースフィルム４上にバックコ
ート層を形成する。これも前述のように、例えばカーボ
ンブラックを含むバックコート塗料を塗布して形成して
もよいし、真空中で金属又は半金属を付着させることに
より形成することもできる。必要な層の成膜が完了した
後、一般的な方法によってスリッティング、巻き込み、
カセット組み込みなどが行われ、例えば８ミリビデオテ
ープとして製品化される。

【００１６】図３は、本発明の磁気記録媒体の製造方法
の一例を示している。図１の場合と同様に冷却キャンロ
ール３やベースフィルム４等が示されているが、同一の
部材には同じ参照番号を付してある。図３の場合、電子
銃８′は図示しない制御回路により制御されて、ルツボ
７′内の強磁性材料に向けて、電子ビームＢをベースフ
ィルムの幅方向及び搬送方向に所定の周波数で走査し、
強磁性材料を蒸発させるようになっている。図４は図３
においてルツボ７′内の強磁性材料上を走査される電子
ビームの軌跡Ｔ′を例示的に示している。冒頭に述べた
従来技術の場合には、走査はベースフィルムの幅方向、
即ちルツボ７′の長手方向Ｌにわたって行われるだけで
あるが、本発明の製造方法によれば走査はルツボ７′の
幅方向Ｗにわたっても行われる。かくしてルツボ７′内
の強磁性材料を全面的に溶融することが可能となり、中
央から両端にかけて寸法が漸減するルツボ７′の形状と
相俟って、電子ビームパワーの有効活用と材料の有効利
用が図られると共に、ベースフィルムの幅方向及び長手
方向にわたって特性が均一化された強磁性薄膜を成膜す
ることが可能となる。

【００１７】図５は楕円形状のルツボ７″の平面図を示
している。このルツボ７″は便宜的に示したＸＹ軸に関
して（ｘ²／ａ²）＋（ｙ²／ｂ²）＝１によって記述され
る楕円形であり、Ｆ（Ｃ，０）及びＦ′（−Ｃ，０）に
焦点を有する。なおこの場合楕円の周上の点Ｐについ
て、ＰＦ＋ＰＦ′＝２ａである。こうした楕円形状のル
ツボ７″を用いて蒸着を行う場合、ベースフィルムの幅
方向、即ち図５のＸ軸方向における走査は、ＰＦとＰ
Ｆ′の間で行われることが好ましい。

【００１８】

【実施例】

実施例１図１の装置を用い、ルツボとして図２に示す如き形状の
ものを使用した。ルツボ内にはコバルト100％からなる
強磁性材料を入れた。真空チャンバ内を10^- ⁶Torrまで排
気してから、電子銃により40keVでルツボ内のコバルト
金属に電子ビームを照射し、蒸着雰囲気とした。図２に
示すルツボの寸法ａ、ｂ、ｃ、並びにベースフィルムの
幅方向の走査幅（ｍ）及び走査周波数f1は、以下の表１
に示す通りである。ベースフィルムとして厚さ６μm、
幅0.3ｍのＰＥＴフィルムを冷却キャンロール上で、20
（ｍ／分）の速度で走行させ、斜め蒸着により磁性層を
成膜した。

【００１９】実施例２ルツボとして図５に示す如き楕円形のものを使用した。
その場合の寸法ａ及びｂ、並びにベースフィルムの幅方
向の走査幅（ｍ）及び走査周波数f1は、以下の表１に示
す通りである。その他は実施例１と同様にして成膜を行
った。

【００２０】実施例３実施例１と同じルツボを用い、同様の処理を行って８ミ
リビデオカセットを作製したが、磁性層の成膜時にはベ
ースフィルムの搬送方向にも電子ビームの走査を行っ
た。その走査幅（ｍ）及び走査周波数f2は、以下の表１
に示す通りである。

【００２１】実施例４実施例２と同じルツボを用い、同様の処理を行って８ミ
リビデオカセットを作製したが、実施例３の場合と同様
に、磁性層の成膜時にはベースフィルムの搬送方向にも
電子ビームの走査を行った。その走査幅（ｍ）及び走査
周波数f2は、以下の表１に示す通りである。

【００２２】実施例５実施例４と同じルツボを用い、同様の処理を行って８ミ
リビデオカセットを作製したが、幅方向の走査は楕円の
２つの焦点の間で行った。

【００２３】比較例１実施例１で用いたルツボと類似するが、両端の寸法ｂが
中央の寸法ａと同じものを用いて、実施例１と同じ条件
で成膜を行った。その他は実施例１と同様にして成膜を
行った。

【００２４】実施例及び比較例で得られた磁気テープに
ついて、段差計を用いて膜厚の変動を測定し、またＶＳ
Ｍを用いて保磁力の変動を測定した。膜厚及び保磁力の
変動値は、成膜された磁気テープの中央部の値を１と
し、これと中央部から0.12ｍの距離の部分の値との比に
よって表している。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、両端が中央
よりも短い寸法に形成された横長のルツボを用いて成膜
を行うことにより、より均一な厚みの強磁性薄膜を得る
ことができる。またこれに加えて、ベースフィルムの幅
方向だけでなく長手方向においても電子ビームの走査を
行うことにより、特性をより均一なものとすることがで
きる。従って収率の向上を図ることが可能となると共
に、これにより低コスト化を促進することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造装置の一例を示す概略図である。

【図２】本発明に使用されるルツボの一例を示す概略的
な平面図である。

【図３】本発明の製造方法に用いることのできる装置の
一例を示す概略的な斜視図である。

【図４】本発明の製造方法による強磁性材料蒸発源の走
査の一例を示す説明的な斜視図である。

【図５】本発明に使用されるルツボの別の例を示す概略
的な平面図である。

【符号の説明】

１蒸着装置２真空チャンバ３冷却キャンロール４ベースフィルム５巻き出しロール６巻き取りロール７、７′、７″ ルツボ８、８′ 電子銃９遮蔽板 10 ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉田修栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会社研究所内 (72)発明者遠藤克巳栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会社研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空チャンバと、該真空チャンバ内でベ
ースフィルムを搬送する手段と、前記ベースフィルム上
に強磁性金属薄膜を蒸着させるために電子ビーム走査さ
れる強磁性材料を収容するルツボとを含む磁気記録媒体
製造装置において、前記ルツボが前記ベースフィルムの搬送方向を横断する
方向に延在され、且つ前記ベースフィルムの搬送方向に
見た寸法が、中央部から両端部にかけて変化しているこ
とを特徴とする、磁気記録媒体の製造装置。
【請求項２】前記変化が規則的な減少である、請求項
１の製造装置。
【請求項３】前記ルツボが楕円形である、請求項１の
製造装置。
【請求項４】真空雰囲気中を搬送されるベースフィル
ム上に、ルツボ内の強磁性材料の電子ビーム走査加熱を
通じて強磁性金属薄膜層を蒸着させることからなる磁気
記録媒体の製造方法において、前記ルツボを前記ベースフィルムの搬送方向を横断する
方向に延在させ、前記ルツボの前記ベースフィルムの搬送方向に見た寸法
を中央部から両端部にかけて変化するものとし、及び前
記電子ビーム走査加熱を前記ベースフィルムの幅方向及
び長手方向において行うことを特徴とする、磁気記録媒
体の製造方法。
【請求項５】前記変化が規則的な減少である、請求項
４の製造方法。
【請求項６】前記ルツボが楕円形であり、前記幅方向
における前記電子ビーム走査加熱が前記楕円の２つの焦
点の間で行われる、請求項３の製造方法。