JP2001236641A - 薄膜磁気テープ用蒸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベースフィルム上に金属磁性薄膜を成膜する
時に、製品歩留まりと蒸着材料利用効率を向上させる。 【解決手段】 真空槽２内で帯状のベースフィルム８を
冷却キャンロール７の周面に沿って走行させ、且つ、冷
却キャンロール７の下方でベースフィルム８の幅方向に
沿って設置したルツボ９Ｂ内で溶融させた金属磁性材料
１０を該ルツボ９Ｂの開口部から蒸発させて、ベースフ
ィルム８の一方の面に金属磁性薄膜を成膜する薄膜磁気
テープ用蒸着装置１Ｂにおいて、ルツボ９Ｂの開口部
は、ベースフィルム９の幅方向の略中央部と対応する長
さ方向の略中央部を幅狭く形成し、且つ、長さ方向の略
中央部から両端部に向かって徐々に幅広く形成したこと
を特徴とする薄膜磁気テープ用蒸着装置１Ｂを提供す
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、斜方蒸着法を適用
した薄膜磁気テープ用蒸着装置において、とくに、ルツ
ボの開口部の形状に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタル・ビデオ・テープレコ
ーダなどに適用される磁気テープは、高密度及び薄膜化
を達成するために、とくに、薄膜磁気テープ，垂直磁気
テープなどが注目されている。

【０００３】図５は斜方蒸着法を適用した一般的な薄膜
磁気テープ用蒸着装置の構成を示した構成図、図６は一
般的な薄膜磁気テープ蒸着装置内の冷却キャンロール近
傍を示した斜視図、図７（ａ）〜（ｃ）は一般的な薄膜
磁気テープ用蒸着装置内に設置したルツボの開口部の形
状を説明するための斜視図，平面図、縦断面図である。

【０００４】図５に示した如く、斜方蒸着法を適用した
一般的な薄膜磁気テープ用蒸着装置１Ａの真空槽２内は
真空状態に保たれている。この真空槽２内には、供給ロ
ール３と、巻取ロール４と、ガイドロール５，６と、冷
却キャンロール７とが回転自在に配置されている。

【０００５】そして、真空槽２内で、供給ロール３に巻
回した帯状のベースフィルム８は、供給側のガイドロー
ル５、冷却キャンロール７の周面、巻取側のガイドロー
ル６に沿いながら巻取ロール４に向かって矢印方向に走
行している。

【０００６】ここで、ベースフィルム８はポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなどを使用してお
り、このベースフィルム８は供給ロール３にロール状に
数千〜数万ｍ巻いたものを真空槽２内にセットし、ベー
スフィルム８の一方の面に冷却キャンロール７の下方に
設置した後述のルツボ９Ａから蒸発した金属磁性材料１
０を連続して１ロール蒸着を行う方法が一般的に取られ
ている。

【０００７】即ち、冷却キャンロール７の斜め下方に
は、ルツボ材料としてＭｇＯ（マグネシア）を用いて箱
状に形成したルツボ９Ａが設置されている。このルツボ
９Ａ内には、Ｃｏ又はＣｏＮｉなどの強磁性材料（以
下、金属磁性材料と記す）１０が収容されている。

【０００８】また、真空槽２の側壁２ａには、ルツボ９
Ａ内に収容した金属磁性材料１０を溶融させて、このル
ツボ９Ａの開口部から溶融した金属磁性材料１０を蒸発
させるピアス型電子銃１１が取り付けられている。この
ピアス型電子銃１１は、ルツボ９Ａ内の金属磁性材料１
０に向かって電子ビーム１２が出射されており、金属磁
性材料１０を溶融してベースフィルム８の一方の面側に
蒸発させている。

【０００９】また、冷却キャンロール７の下方部位に沿
って入射角規制マスク部材１３がルツボ９Ａ側と対向し
て取り付けられており、この入射角規制マスク部材１３
は、ベースフィルム８が冷却キャンロール７に沿って走
行する時に、ルツボ９Ａから蒸着した金属磁性材料１０
のベースフィルム８に対する最大入射角θｍａｘ及び最
小入射角θｍｉｎを規制している。

【００１０】また、冷却キャンロール７の下方部位に沿
い、且つ、入射角規制マスク部材１３のうちで最小入射
角θｍｉｎ側の内側には酸素ガス導入パイプ１４が取り
付けられている。そして、酸素ガス導入パイプ１４に導
入した酸素ガスが、ベースフィルム８の幅方向に沿って
複数形成した酸素ガス吹き出し用の微細孔から蒸発した
金属磁性材料１０に向かって吹き出されており、この酸
素ガスにより蒸発した金属磁性材料１０を酸化させるこ
とにより後述の金属磁性薄膜に対して静磁気特性の向上
と信頼性（耐久性や耐食性）とを確保することが主流に
なっている。

【００１１】また、ピアス型電子銃１１から出射される
電子ビーム１２は、軌道に偏向磁界を印加するための偏
向用マグネット１５と、ルツボ９Ａに近設した偏向用マ
グネット１６とにより制御されている。従って、ルツボ
９Ａの長手方向に電子ビーム１２を走査することにより
ベースフィルム８の幅方向にスキャンされて、蒸発した
Ｃｏ又はＣｏＮｉなどの金属磁性材料１０がベースフィ
ルム８の幅方向にＣｏＯ又はＣｏＮｉＯなどの金属磁性
薄膜として成膜され、これをベースフィルム８の長さ方
向に繰り返すことにより長尺な薄膜磁気テープが巻取ロ
ール４側に巻き取れている。

【００１２】ここで、ルツボ９Ａから蒸発した金属磁性
材料１０をベースフィルム８上に金属磁性薄膜として成
膜する際、ベースフィルム８への耐熱性を考慮して、図
６に示したように、矢印方向に回転する冷却キャンロー
ル７の内部には、冷却器（図示せず）が設置され、蒸着
時にベースフィルム８の温度上昇による変形などを抑制
している。そして、この様な斜方蒸着方法では、冷却し
た回転自在な冷却キャンロール７の周面にルツボ９Ａか
らの金属磁性材料１０が付着しない様に、ベースフィル
ム８のエッジ部分を入射角規制マスク部材１３によって
覆っており、ベースフィルム８の幅寸法に対して入射角
規制マスク部材１３の幅方向の開口寸法が狭く設定され
ている。

【００１３】また、図６及び図７に示した如く、ルツボ
９Ａの開口部の形状は、ベースフィルム８の幅方向に沿
ってこのベースフィルム８の幅Ｂによりも僅かに長い長
さＬに設定され、且つ、この長さ方向と直角な方向が一
定の幅Ｗに設定されており、ルツボ９Ａの開口部はＬ×
Ｗの矩形状に形成されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、斜方蒸着法
を適用した一般的な薄膜磁気テープ用蒸着装置１Ａを用
いて、ルツボ９Ａから蒸発したＣｏ又はＣｏＮｉなどの
金属磁性材料１０をベースフィルム８上に金属磁性薄膜
として成膜する場合に、上述したように入射角規制マス
ク部材１３のマスク開口部はかなり狭く制限が加えられ
るため、蒸発した金属磁性材料（蒸発金属磁性材料）１
０の利用効率は１０〜１５％程度で残りの大部分は不要
な付着物となっていた。このため、この入射角規制マス
ク部材１３のマスク開口部を少しでも最小入射角側に広
げ、蒸発金属磁性材料の利用効率を向上させるには静磁
気特性の更なる向上が必要となっていた。

【００１５】また、斜方蒸着法ではベースフィルム８の
一方の面への蒸発飛来粒子の入射角度が諸特性を概ね決
定しており、特に金属磁性薄膜の初期成長層の入射角度
のバラツキや分布はベースフィルム８の幅方向に対する
金属磁性薄膜への特性分布に多大な影響を及ぼしてい
た。とくに、ルツボ９Ａの開口部の形状がベースフィル
ム８の幅方向に対して長さ方向と直角な幅寸法が一定の
幅Ｗに形成されているため、電子ビーム１２をルツボ９
Ａの長さ方向に沿って走査した時に、ルツボ９Ａの長さ
方向の端部ではこの端部で蒸発した蒸発飛来粒子の入射
角度が略一定の方向に揃うものの、ルツボ９Ａの長さ方
向の略中央部ではこの部位から蒸発した蒸発飛来粒子と
両端部から蒸発した蒸発飛来粒子とが混在してしまい蒸
発飛来粒子の入射角度が略一定の方向に揃わないなどの
問題が発生している。このため、金属磁性薄膜を成膜し
た後に、薄膜磁気テープの良品歩留まりが悪く、また、
品質上安全を確保するため、静磁気特性の分布やバラツ
キを考慮して膜厚を厚めに製造する必要があり、蒸着金
属磁性材料の利用効率の更なる低下に伴う製造コストの
上昇につながっていた。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
てなされたものであり、真空槽内で帯状のベースフィル
ムを冷却キャンロールの周面に沿って走行させ、且つ、
前記冷却キャンロールの下方で前記ベースフィルムの幅
方向に沿って設置したルツボ内で溶融させた金属磁性材
料を該ルツボの開口部から蒸発させて、前記ベースフィ
ルムの一方の面に金属磁性薄膜を成膜する薄膜磁気テー
プ用蒸着装置において、前記ルツボの開口部は、前記ベ
ースフィルムの幅方向の略中央部と対応する長さ方向の
略中央部を幅狭く形成し、且つ、前記長さ方向の略中央
部から両端部に向かって徐々に幅広く形成したことを特
徴とする薄膜磁気テープ用蒸着装置を提供する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る薄膜磁気テー
プ用蒸着装置の一実施例を図１乃至図４を参照して詳細
に説明する。

【００１８】図１は本発明に係る薄膜磁気テープ用蒸着
装置内の冷却キャンロール近傍を示した斜視図、図２
（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る薄膜磁気テープ用蒸着装
置内に設置したルツボの開口部の形状を説明するための
斜視図，平面図，縦断面図、図３はルツボ中央部の幅寸
法と静磁気特性の関係を示した図、図４はフィルム基材
（ベースフィルム）幅方向の静磁気特性分布を示した図
である。

【００１９】尚、説明の都合上、先に従来例で説明した
構成部材と同じ機能の構成部材について同一の符号を付
して適宜説明し、且つ、従来例と異なる構成部材に新た
な符号を付す共に、この実施例では従来例と異なる点を
中心に説明する。

【００２０】図１に示した如く、本発明に係る薄膜磁気
テープ用蒸着装置１Ｂでは、斜方蒸着法を適用して真空
槽２内でベースフィルム８の一方の面に金属磁性薄膜を
成膜する際に、先に図５〜図７を用いて説明した一般的
な薄膜磁気テープ用蒸着装置１Ａの真空槽２内に設置し
たルツボ９Ａに代えて、新たに開発したルツボ９Ｂを冷
却キャンロール７の斜め下方に設置したことが特徴であ
る。

【００２１】ここで、新たに開発したルツボ９Ｂの形状
は図２（ａ）に拡大して示した如く、溶融した金属磁性
材料１０を蒸発させるためのルツボ９Ｂの開口部は、ベ
ースフィルム８（図１）の幅方向の略中央部と対応する
長さ方向の略中央部を幅狭く形成し、且つ、長さ方向の
略中央部から両端部に向かって徐々に幅広く形成してい
る。すなわち、ルツボ９Ｂの開口部の長さＬはベースフ
ィルム８の幅Ｂ（図１）によりも僅かに長く設定されて
おり、且つ、開口部の長さ方向の略中央部の幅Ｗｃは幅
狭く形成され、略中央部から両端部に向かって徐々に幅
広くなり、両端部の幅Ｗは従来例と同じ広い幅寸法に形
成されている。

【００２２】また、上記した薄膜磁気テープ用蒸着装置
１Ｂの概要を説明すると、冷却キャンロール７の直径は
１０００ｍｍ，冷却キャンロール７の幅は６００ｍｍ，
ベースフィルム８の幅は５６０ｍｍ，ベースフィルム８
への成膜幅は５００ｍｍ，ルツボ９Ｂ内の強磁性材料
（純Ｃｏ）の溶融，蒸着は出力３００ｋＷの９０゜偏向
ピアス型電子銃１１（図５）を用いた。入射角規制マス
ク部材１３は１５ｍｍ厚さのステンレス製で成膜エリア
外周を囲んでいる。また、ルツボ９Ｂの付近には電子ビ
ームの適正な入射に必要な偏向用マグネット１６（図
５）を設置した。更に、ルツボ９Ｂの片端部分からは連
続的に強磁性材料（純Ｃｏ）が一定量供給されるように
供給機（図示せず）を設置した。この装置１Ｂを用いて
以下の実験を行った。

【００２３】［実験］図２（ｂ），（ｃ）に示すよう
に、ルツボ９Ｂの開口部の長さ：Ｌは７００ｍｍ、ルツ
ボ９Ｂの両端部の幅：Ｗは１４０ｍｍとし、ルツボ９Ｂ
の略中央部の幅：Ｗｃが電子ビーム径φ１０ｍｍから考
慮して限度と推定される３０ｍｍから１２０ｍｍまで寸
法を可変して、両端部から略中央部に向かって徐々に幅
狭くした７種類のルツボ９Ｂを用意した。

【００２４】一方、図７（ｂ），（ｃ）に示すように、
比較の為に従来のルツボ９Ａを用意し、ルツボ９Ａの略
中央部の幅：Ｗｃがルツボ９Ａの両端部の幅：Ｗと同じ
１４０ｍｍに設定した。

【００２５】上記７種類のルツボ９Ｂと，従来のルツボ
９Ａを使用して、ルツボ９Ｂ，９Ａ内で溶融させたＣｏ
（金属磁性材料）を開口部から蒸発させて、最小入射角
側からの酸素ガス導入量１８００ｃｃｍで、ＣｏＯ膜を
膜厚０．２μｍになるよう透過型膜厚モニターで制御し
ながら処理長５０００ｍをそれぞれ成膜した。

【００２６】そして、上記７種類のルツボ９Ｂと，従来
のルツボ９Ａとを使用して成膜したそれぞれ５０００ｍ
のロールからサンプリングし、希硝酸にてＣｏＯ膜の一
部分をエッチングした後、接触型段差計（タリステッ
プ）によりＣｏＯ膜の成膜幅センター部の膜厚が約０．
２μｍになっていることを確かめた。

【００２７】その後、各サンプルのエッチングしていな
い残り部分の静磁気特性を振動型磁力計（ＶＳＭ）によ
り測定した。その結果を図３に示す。Ｈｃは保磁力、Ｍ
ｓは飽和磁化量、Ｒｓは角形比を示す。

【００２８】図３より明らかなように、ルツボ中央部の
幅：Ｗｃが１４０ｍｍの場合は従来例のルツボ９Ａの形
状に対応した特性であり、ルツボ中央部の幅：Ｗｃを狭
めた場合が本発明による特性である。ここでは、ルツボ
中央部の幅：Ｗｃが８０ｍｍ以下では飽和磁化量Ｍｓの
変化がないにも関わらず、保磁力Ｈｃが向上し、特に角
形比Ｒｓが良好な値を示している。

【００２９】これは、ルツボ中央部に近づくほどその幅
を狭くしたことにより、ベースフィルム８のへの蒸発飛
来粒子の入射角度の分散が小さくなって入射角度が略中
央部でも揃うようになり、とくに、ルツボ中央部の幅を
８０ｍｍ以下にすることで顕著な効果が得られ、良好な
ＣｏＯ膜の初期成長層および粒成長が形成された結果と
考えられる。

【００３０】また、同様のサンプルのフィルム基材（ベ
ースフィルム）幅方向の静磁気特性分布を、ＶＳＭによ
り測定した結果の一部を図４に示す。この図４におい
て、ルツボ中央部の幅：Ｗｃを１４０ｍｍに設定した従
来例のルツボ９Ａでは略中央部で保磁力Ｈｃ及び角形比
Ｒｓが急激に落ち込むの対して、ルツボ中央部の幅：Ｗ
ｃを狭めて８０ｍｍ以下では良好な静磁気特性分布を示
すことが判った。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述した本発明に係る薄膜磁気テー
プ用蒸着装置によれば、とくに、ルツボの開口部は、ベ
ースフィルムの幅方向の略中央部と対応する長さ方向の
略中央部を幅狭く形成し、且つ、長さ方向の略中央部か
ら両端部に向かって徐々に幅広く形成したため、ベース
フィルムの一方の面上に金属磁性薄膜を良好に成膜で
き、且つ、金属磁性薄膜の静磁気特性をも向上でき、更
に、フィルム基材（ベースフィルム）幅方向の静磁気特
性分布も大幅に改善される。これにより、薄膜磁気テー
プの歩留まりと蒸発した磁性金属材料の利用効率を向上
することができ、薄膜磁気テープを低コストで提供でき
るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る薄膜磁気テープ用蒸着装置内の冷
却キャンロール近傍を示した斜視図である。

【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る薄膜磁気テープ
用蒸着装置内に設置したルツボの開口部の形状を説明す
るための斜視図，平面図，縦断面図である。

【図３】ルツボ中央部の幅寸法と静磁気特性の関係を示
した図である。

【図４】フィルム基材（ベースフィルム）幅方向の静磁
気特性分布を示した図である。

【図５】斜方蒸着法を適用した一般的な薄膜磁気テープ
用蒸着装置の構成を示した構成図である。

【図６】一般的な薄膜磁気テープ蒸着装置内の冷却キャ
ンロール近傍を示した斜視図である。

【図７】（ａ）〜（ｃ）は一般的な薄膜磁気テープ用蒸
着装置内に設置したルツボの開口部の形状を説明するた
めの斜視図，平面図、縦断面図である。

【符号の説明】

１Ｂ…本発明に係る薄膜磁気テープ用蒸着装置、２…真
空槽、７…冷却キャンロール、８…ベースフィルム、９
Ｂ…ルツボ、１０…金属磁性材料、１１…ピアス型電子
銃、１２…電子ビーム、１３…入射角規制マスク部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空槽内で帯状のベースフィルムを冷却キ
   ャンロールの周面に沿って走行させ、且つ、前記冷却キ
   ャンロールの下方で前記ベースフィルムの幅方向に沿っ
   て設置したルツボ内で溶融させた金属磁性材料を該ルツ
   ボの開口部から蒸発させて、前記ベースフィルムの一方
   の面に金属磁性薄膜を成膜する薄膜磁気テープ用蒸着装
   置において、 前記ルツボの開口部は、前記ベースフィルムの幅方向の
   略中央部と対応する長さ方向の略中央部を幅狭く形成
   し、且つ、前記長さ方向の略中央部から両端部に向かっ
   て徐々に幅広く形成したことを特徴とする薄膜磁気テー
   プ用蒸着装置。