JPS598142A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、真空雰囲気内で非磁性支持体上に磁性膜等の
薄膜を蒸着して成る、所謂、非塗布型の磁気記録媒体製
造方法及び装置に関するものである。

従来の磁気記録媒体の多くは、一般に塗布型と称されて
いるものに属し、通常、非磁性支持体上に、７−　Ｆｅ
２０Ｂ、　　Ｃｏ　　をドープした１　−Ｆｅ２Ｏ３゜
Ｆｅ３Ｏ４，Ｃｏ　　をドープしたＦｅ３Ｏ４、７−Ｆ
ｅ２Ｏ３とＦｅ３０４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、０ｒ０２等の酸化物磁性
粉末あるいはＦθ、　Ｎｉ、　　Ｃｏ等を主成分とする
合金磁性粉末等から成る磁性体粉末；を塩化ビニル酢酸
ビニル共重合体、スチレンブタジェン共重合体、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
して成る塗液を塗着、乾燥して磁性膜を形成する製造方
法及び装置によって製造していた。

近年、記録すべき情報量の増加に伴い、高密度記録に適
する磁気記録媒体の実用化が一層強く望１れるに至り、
前述したバインダーを使用せずに、真空蒸着、スパッタ
リング、イオンブレーティング、等の方法によシ強磁性
金属肋膜を前記支持体上に形成した、所謂、非塗布型磁
気記録媒体が着目され、その開発、研究の推進に伴って
、実用化のための諸捉案がなされつつある。

最近、更に記録密度を高める方式として垂直磁化方式が
注目されつつあシ、この種記録媒体の１つとしてＣｏ−
Ｏｒ蒸着膜又はスパッタ膜が開発されつつあり、種々の
報告がなされている。

このようなＣｏ−０ｒ系垂直磁化膜の作成法として、前
記の如き、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンブレ
ーティング法等が用いられるが、真空蒸着法では製膜速
度は早いが、膜の配向性が悪く、１０°以１イモ る欠点がある。スパッタリング法によるときは膜の配向
性及び抗磁力（Ｈｃ　）は良いが、製膜速度が低いとい
う欠点がある。これらの欠点を除く方式としてイオンブ
レーティングが考えられる。しかし々がら、従来の方式
では金属蒸気のイオン化率が悪く、良好な膜形成効率が
得られなかった。

この点を改良したイオンブレーティング方式として、例
えば特開昭５０−１１９７７９号、同５３−５７４９４
号、同５４−１４１１１１号公報等に種々の方式が提案
されている。これらの方式によるときはイオン化の促進
は改良されるが、支持体に対する付着力、抗磁力等の磁
気特性の良化を図るには限度があυ、又Ｃｏ　−Ｏｒ系
垂直磁化膜の形成に際しては、支持体を３００℃程度の
高温に維持しておかなければならない等の欠点があった
。

本発明者らはＣｏ　−Ｏｒ垂直磁化膜を得る方式を種々
検討の結果、本発明等が先に提案した高真空イオングレ
ーティング方式（Ｍ願昭５５−１８５６６９号）によっ
てＣｏ−０ｒの垂直磁化膜を形成したところ、驚くべき
ことに、上記の如き欠点がなく、膜の配向性が改良され
たＯＯ−Ｏｒ系垂直磁化膜を得ることができ、本発明を
達成した。

すなわち、本発明は真空雰囲気内でＣｏ−０ｒ系の蒸発
源を加熱、蒸発して得られた蒸気流に対し、前記か発性
近傍の蒸気流密度が比較的高いところで、別佃に設けた
熱電子放出源から放出した熱電子をｒｆｉｉｉ突さゼて
前記蒸気流のイオン化を促進せしめた後、該イオン化さ
れた蒸気流の蒸発分布を被蒸着体である非磁性支持体に
対し垂直方向に収束、せしめることにより、前記支持体
上に、ＯＯＯｒ系の垂直磁化膜を形成することを動機と
する磁気記録媒体である。

本発明においては、蒸着時に被蒸着体である支持体の近
くに磁極を訛り、支持体に垂直方向に磁場を印加するこ
とによシ更に配向性を向上させることができ、又蒸着系
にＲＦコイルを導入し、例えば１３．５６　ＭＩ！ｚ程
度の周波数のＲＦ波を印加することによシイオン化率の
時間変動を±１５％又は以下におさえることができる。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施煎様について
詳述する。

冴１，１図は本発明を実施するためのイオンブレーティ
ング装置の１例を示す説明図であって、ＩＶｉ真空排気
系２に連通してその内部真空度が、一般に１０’−’　
Ｔｏｒｒ以上、好ましく）、１１０−４〜１　ｏ−ａＴ
ｏｒｒ程度の範囲のレベルに保たれるケーシング、３は
例えばＷ、　Ｔａ、　　Ｏ，Ｏｕ、　Ｍｏ、　Ａｌ−２
０Ｂ、　ＢＮ等から成る開放型ハース、４は該ハース内
に収納されたＣｏ−０ｒ系蒸発源である。蒸発源として
はＣｏ　−Ｏｒ金合金用いノ・−スｔ１つ用いてもよい
が、ＣＯとＯｒ　の蒸発速度の差があることを考慮する
と、図示するようにハース３を２つ設け、夫々にＣＯ源
と（３ｒ　源を別々に収納することが好ましい。

これらを蒸着膜として０ｏ（７５〜８０％）−Ｏｒ（１
５〜２０チ）合金膜が得られるように選ぶことが好まし
い。

なお、蒸発源には必要に応じて、Ｒｈ、　Ｗ、　Ｍ。

等の如き第３成分を少量加えてもよい。

５は前記ハース３の近傍に配設した電子ビーム加熱方式
の蒸発源加熱手段である。

なお、前述したハース３は、前記蒸発源４が比較的広範
に蒸発可能な上方開口部を有した、所謂、開放型のもの
に限ることなく、比較的小さな開口部によってその蒸発
個所が限定されている密閉型ハースであっても良い。

又、前記蒸発源加熱手段５も、電子ビーム加熱方式にの
みに限定されず、他の既知の方式例えば抵抗加熱、高周
波誘導加熱、等を採用することが可能である。

但し、前述した何れの加熱方式から成る加熱手段５にお
いても、前記蒸気流中に含まれているイオン生成量は極
めて少ない（例えば、全蒸気流の１０チ以下、）ので、
本発明は前記蒸発源４の上方にイオン化促進手段６を配
設しである。

前記イオン促進手段６は、熱電子放出源１１とイオン化
電極１２から成り、前記熱電子放出源１１けＷ、　Ｔａ
、　Ｍｏ　　あるいはそれらを含む合金等の高融点材料
をらせん状に巻回して成るあるいけ直線棒状のフィラメ
ントに、直流又は交流電圧を印加して熱電子を放出せし
めるものである。

更に、前記熱電子放出源１１は、前記蒸発源加熱手段５
が電子ビーム加熱方式である場合、その電子ビーム（破
線で示したもの）の通過を妨けない範囲で極力前記蒸発
源４の蒸発面上に近づけて設ドシかつ前記蒸気流の蒸発
分布境界又は若干分布域内に臨むように１個設ける。

前記電子ビーム加熱方式以外の場合、前記フィラメント
は前記蒸発源４に対し更に近接せしめても良い。

又、前記イオン化電極１２は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ｔａ、
Ｍｏ、　ステンレス、等の導電性を有する棒状、平板状
あるいはリング状電極を前記放出源１１の上方に近接し
かつ前記蒸気流の蒸発分布を著しく妨げない位置に配設
され、更に直流又は交流電圧が印加される。

７は、前記イオン化促進手段６よりも上方に回転自在に
軸支された円筒状クーリングキャン９における下方面と
、前記イオン化促進手段６との間に配設されたイオンビ
ーム収束手段である。

前記イオンビーム収束手段７は、直流もしくは交流が通
電される収束補助用コイル１３と収束電析１４から成っ
ている。

前記収束補助用コイル１３は、前記イオン化電極１２の
上方で、前記蒸気流を所定の蒸着城以上に拡がらないよ
うに、かつ前記蒸気流の中心を所定の蒸着域中心に偏向
もしくは指向せしめるように、夫々補助的な作用をする
ものである。

又、前記収束電極１４は、前記収束補助用コイル１３よ
りも上方でかつ前記クーリングキャン９によシ彎曲状に
支持、案内される非磁性支持体１０の下方面における所
定蒸着面近傍に配設された高融点拐例えばＷ、Ｔａ、λ
４ｏ、　　ステンレス等から成る網目状の電極で、負の
電位が付与されている。

なお、前記収束電極１４の有効作用域は、前記支持体１
０の下方面における所定蒸着域よシも逸脱して展在しな
いように位置されている。

８は、前記クーリングキャン９の下方において、前記□
支持体１０の下方面に前記蒸気流が垂直以外の角度で蒸
着しないように配設したマスクである。

本発明で用いらｉする非磁性支持体としては、ポリエチ
レンテレフタレート（ｐｍＴ）、ポリイミド、ポリアミ
ド、ポリ塩化ビニル、三酢酸セルロース、ポリカーボネ
ート、ポリエチレンナフタレートのようなプラスチック
ベースが好ましいが、Ａｔ。

Ｃｕ、　　ＥＴＩＢ等の非磁性金属や、ガラス、セラミ
ックス等の無機質の基体も使用することができる。

以上、言１述したようにその要部が構成される本発明装
置において、先ず、前記真空排気系２２介して前記ケー
シング１内を１０−’　〜１０−６Ｔｏｒｒの範囲内の
所望する真空度に保ちながら、前記蒸発源加熱手段５に
通電して前記ハース３内の蒸発源４を連続的に加熱する
と、前記蒸発源４けその蒸発面からＣｏ及びＯｒ　　の
金属粒子の蒸気流となって次第に蒸発し７て行く。なお
、その蒸発の際、前記金属粒子の極く一部はイオン化し
て他の金属粒子と＼もに発散、上昇する。

次に、前記蒸気流は、その蒸発分布が比較的拡大化され
ていない前記蒸発源４の近傍で、前記熱電子放出源１１
の加熱にょシ放出されかつ前記イオン化電極１２により
その運動行程が適正にコントロールされた熱電子と集中
的に衝突し、前記金属粒子れ効率良くイオン化（正）さ
れる。なお、前記熱電子放出源１１とイオン化電極１２
の上下位置関係を前述したものと逆に、即ち前記イオン
比重、斗ゲ１２を前記熱電子放出諒１１の下方に配設し
ても、イオン化率の低下を招くことはなく、前述した加
熱方式やレイアウト上の条件に応じて最も有利な上下位
置関係とすれば良い。

前記イオン化電極１２に印加する電圧に過不足があると
、イオン化率は低下するので、通常、３０〜５００Ｖの
範囲に設定することが好ましい。

前記イオン化促進手薩６によって効率良くイオン化され
た前記全蒸気流をそのま＼前記支持体１０に垂直に蒸着
させても、前述した蒸発分布が必要以上に拡がりかつ蒸
着入射角度が不揃いになり、蒸着効率や磁気特性の良化
が望めないので、本発明は次のステップとしてイオン化
された蒸気流即ちイオンと一部を前記イオンと一部・収
束手段７によって処理するものである。

前記イオンビームは、先ず、１００〜２ＫＶの範囲で正
の直流電圧が印加された前記収束補助用コイル１３の開
口域を通過すると、それまでの蒸発分布が著しく収束さ
れると＼もに、前記コイル１３の開口域中心に従って前
記イオンビームの中なお、前記支持体１００所定蒸着域
と前記蒸発源４との間隙あるいは変位量が比較的小さい
場合、前記収束補助用コイル１３を除去しても良く、逆
に前記間隙あるいは変位量が可成り大きい場合、前記収
束補助用コイル１３を複数個積み重ねるように連設しか
つ印加電圧を漸減あるいは負電圧を一部印加して、前記
イオンビームの減速あるいは収束を図ることも可能であ
る。

次に、前記収束補助用コイル１６を通過した前記イオン
ビームは、前記支持体１０の所定訳着域に近接しかつ該
蒸着域から逸脱しないように配設した前記収束電極１４
により最終的にその蒸発分布が収束されると＼もに、所
望する垂直の入射角度が力見られて網状の空隙を通過し
た後、効率良く前記支持体１０の表面に蒸着する。、な
お、前記収束補助用コイル１３に代わ幻、リング状、棒
状の収束補助用Ｎ１極を適用することも可能である。

又、前記収束電極１４の印加電圧に過不足があると、前
記イオンビームの速度に過不足が生じ、その結果、収束
効果が著しく低下したり、蒸着膜をスパッタリングする
ようになるので、通常、−１００ｖ〜−３０００Ｖの範
、曲内に設定することが望ましい。

第２図は本発明に用いられるイオンブレーティング装置
の他の実施態様を示すもので、第１図に示す装置におい
て支持体１ｏに近接して磁極２１を設け、蒸着時にイオ
ンビームに対して支持体に垂直方向の磁場を与えるよう
にすることによって蒸着膜の配向性を更に向上させるこ
とができる。

第３図は本発明に用いられるイオンブレーティング装置
の更に他の実施態様を示すもので、第１図に示す装置に
おいて、ＲＦコイル２２を設け、これにイタツえは１３
．５６ＭＨｚ、　　５００ｗａｔｔの高周波を印加する
ことによシ、イオン化率の時間変動を少くすることがで
きる。

以上、のべたように、本発明によるときは、支持体の温
度の一般のイオンブレーティングと同様な低い温ＩｇＬ
でＣｏ−Ｃ！ｒ糸垂直磁化膜を、適度な蒸着速度と良好
な配向性をもって形成させることができる。

実施例１゜ 即、１図に示されるタイプのイオンブレーティング装置
を用い、金属Ｃｏ及び金属Ｃｒ　を夫々蒸発源とし、２
５μ厚のＰＥＴ　　ベースを支持体とし真空度５　Ｘ　
１０’−’　Ｔｏｒｒ　、　　蒸着速度１ｏｏｏｏＸ／
ｓｅａで支持体に垂直方向に蒸着を行い、膜厚５０００
Ａの（３ｏ−Ｏｒ　（ｓｓ　：　１５）の垂直磁化膜を
有する磁気記録材料を得た。蒸着効率は６０チ、配向性
は６°であった。

実施例２゜ 第２図に示すイオンブレーティング装置を用い、金属Ｃ
Ｏと金属Ｏｒを蒸発源とし、２５μ厚のポリアミド（カ
プトン、商２品名）ベースを支持体とし、磁場を印加し
つつ、真空度５　Ｘ　１０　’　ＴＯｒｒ　。

蒸着速度５０００Ａ／ｓｅｅで蒸着を行い、厚さ４００
０ＡのＣｏ−（３ｒ（７５：　１５）の垂直磁化膜を有
する磁気記録媒体を得た。配向性は４°であった。

実施例６ ２ｐ　３図に示すイオンブレーティング装置を用い、０
Ｏ−Ｏｒ金合金蒸発源としくこの場合はＯｒの方が早く
蒸発するので、Ｏｒ　　源を供給しつつ行った）、Ａｔ
シートを支持体とし１、アルゴンガス圧１×１　［１’
　Ｔｏｒｒ　、蒸着速度３００　ｎＡ／ｅｅｃ、　ＲＦ
コイルに１３．５６ＭＨｚ、５００ｗａｔｔの高周波電
力を印加しつつ蒸着を行い、厚さ３０００　ＡのＣｏ−
０ｒ（７５：　１５）先乗１物磁化ハψを有する磁気記
録砂体を得た。Ａｔ　シートを流れた電流の変動は±１
５％と少なかった。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明を実施するイオンブレーティン
グ装置の各実施態様を示す説明図である。 ４・・・蒸発源、５・・・蒸発諒加熱手段、６・・・イ
オン化促進手段、７・・・イオンビーム収束手段、Ｑ　
ａｓｓマスク、９＠・９クーリングキヤン、１０＠＠Ｉ
Ｉ支持体、２１−−−磁極、２’２＠＊＋＋ＲＦ：ｆｆ
イル＠１図 第　　２　　図 第　　３　　図 手続補正書 昭ｍ　５７１　１　月−１−乙１１ 昭和５７年持許願第１１５５５１　　号２、発明の名称 磁気記録媒体の製造方法 ３、補正をする者 事１′１との関係”ｌ”Ｊ’ｔｔ’ｌ出願人名称（５２
０）　　富士写真フィルム株式会社霞が関ビル内郵便局
　私ｉＱ’、’ｌ’ｆ）第４９）」８、補正の内容 １）別紙の通り ２）「発明の訂＋ｑ１＋な説明」の（１々）を下記の如
（袖１［」ろ。 ・・　明細’ｉ’１’２ｒ’ｙ　５　ｆ榎１（１行「１
、「研極」を１磁石」と袖ＩＦ−４イ）。 ・・　同　即、６Ｌ“］、６行目、　団Ｎ」の後に１９
Ｍｇ（月を加入する。 ・）同　第６頁１０〜１１行目、１−Ｃｏ（７５〜８０
％）−Ｃｒ（１５〜２０％）Ｊ　！ｉ：　ｒｃｏ（７５
〜９０　ａｔ％　）　−Ｃｒ（１０−２５ａｔ％　）と
補正する。 Ｑ　同　第８百２行目、「１個」を削１余する。 （）　同　第１４．＠下から６行目、「（７５：１５）
−１を１−（８０：２０）」と補正する。 ・）同　第１５頁９行目、「（７５：１５）」を［（ａ
ｏ：２ｏ）ｊ　と補止する。 ６）図面の第１図の符号を添付の未配の如く加入する。 以上 １）真空雰囲気内で、Ｃｏ−Ｃｒ系の蒸発源を加熱、蒸
発して得られた蒸気３ｆｊに対し、前記φ発源近イカの
蒸気ｉノｌｃ　’Ｍ度が比較的高いところで、別個に設
けた熱電子放出源から放出した熱１．ｊＪ、子を両次さ
）そ−〔前記蒸気流のイオン化を匪進辻しめた後、該イ
オン化された蒸気流の蒸発分布を被に６治体である非磁
性支持体に対し垂直方向に収束せしめることにより、前
記支持体上にＣｏ−Ｃｒ糸のＫＣ伯磁化膜？形成するこ
とを特６りとする磁気記録媒体の製造方法。 ２）支持体に近接して磁石を設け、イオン化された蒸気
流に対し、支持体と垂直力向に磁場を印加しつつ蒸漸を
行う特許請求の範囲第（１）項に記載の磁気記録媒体の
製造方法。 ３）支持体と蒸発源との間にＲＦコイルを設け、高周阪
′ｆ＋５．圧を印加しつつ蒸着を行５　’［４＋￥１請
求の範囲第（１）項又は第（２）、０−ｊに記載の砒気
記録を口１の製造方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）真空雰囲気内で、Ｃｏ−０ｒ系の蒸発源を加熱、蒸
   発して得られた蒸気流に対し、前記蒸発源近傍の蒸気流
   密度が比較的高いところで、別個に設けた熱電子放出源
   から放出した熱電子を衝突させて前記蒸気流のイオン化
   を促進せしめた後、該イオン化された蒸気流の蒸発分布
   を被蒸着体である非磁性支持体に対し垂直方向に収束せ
   しめることによシ、前記支持体上に（！ｏ　−Ｏｒ系の
   垂直磁化膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の
   製造方法。 ２）支持体に近接して磁気を設け、イオン化された蒸気
   流に対し、支持体と垂直方向に磁場を印加しつつ蒸着を
   行う特許請求の範囲第（１１項に記載の磁気記録媒体の
   製造方法。 ５）支持体と蒸発源との間にＲＦコイルを投砂、高周波
   電圧を印加しつつ蒸着を行う特許請求の範囲第（１）項
   に記載の磁気記録材料の製造方法。