JP2007100162A - 薄膜形成方法、磁気記録媒体製造方法および薄膜形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】基体に凹凸が生じる事態を回避しつつ、薄膜の形成時における基体の熱変形や穴あきを回避し得る薄膜形成方法を提供する。
【解決手段】長尺帯状のベースフィルム１１（基体）を巻回した繰り出し側ロール１１ａからベースフィルム１１を繰り出して冷却ドラム２２に沿わせて走行させつつ気相成長法によってベースフィルム１１の上に磁性層（薄膜）を形成する際に、反発硬さが６９１Ｌ値以下の繰り出し側ロール１１ａを使用すると共に、ベースフィルム１１における冷却ドラム２２に接している部位の薄膜形成面（磁性層の形成面）に電子線照射装置２３によって電子線を照射する。
【選択図】図３
【解決手段】長尺帯状のベースフィルム１１（基体）を巻回した繰り出し側ロール１１ａからベースフィルム１１を繰り出して冷却ドラム２２に沿わせて走行させつつ気相成長法によってベースフィルム１１の上に磁性層（薄膜）を形成する際に、反発硬さが６９１Ｌ値以下の繰り出し側ロール１１ａを使用すると共に、ベースフィルム１１における冷却ドラム２２に接している部位の薄膜形成面（磁性層の形成面）に電子線照射装置２３によって電子線を照射する。
【選択図】図３
Description
本発明は、気相成長法によって基体の上に薄膜を形成する薄膜形成方法および薄膜形成装置、並びに、その薄膜形成方法に従って薄膜としての金属薄膜を形成して磁気記録媒体を製造する磁気記録媒体製造方法に関するものである。
この種の薄膜形成方法に従って熱可塑性樹脂フィルム（以下、「樹脂フィルム」ともいう）の上に強磁性金属薄膜層（以下、「磁性層」ともいう）を形成して高密度記録用蒸着型磁気記録媒体（以下、「磁気記録媒体」ともいう）を製造する製造方法が特開２０００−１６６４４号公報に開示されている。この磁気記録媒体の製造方法では、ロール状に巻回した樹脂フィルム（フィルムロール：以下、「ロール」ともいう）を例えば真空蒸着装置内において走行させつつ、磁性層形成用の材料を樹脂フィルムの表面（磁性層形成面）に蒸着することで磁性層を形成する。この場合、磁性層形成用の材料を樹脂フィルムに蒸着する蒸着処理時には、高温に晒された樹脂フィルムに熱変形等が生じるおそれがある。したがって、この種の製造方法では、樹脂フィルムの過剰な温度上昇を回避するために、樹脂フィルムの裏面（上記の磁性層形成面に対する裏面）を冷却ドラムに接触させるようにして（樹脂フィルムを冷却ドラムに沿わせて）走行させることにより、樹脂フィルムを冷却しつつ磁性層形成用の材料を蒸着するのが一般的となっている。
この場合、磁性層の形成に先立って樹脂フィルムを巻回してロールを形成する際に、樹脂フィルムを過剰に緩く巻回したとき（緩巻きしたとき）には、巻回した樹脂フィルムの間にエアが閉じ込められる。また、樹脂フィルム間に大量のエアが閉じ込められた状態のロールを使用したときには、磁性層の形成処理（蒸着処理）時に真空蒸着装置内を真空引きした際に、樹脂フィルムの間から大量のエアが排出されることに起因する巻き締まりが発生して樹脂フイルムにしわが（座屈）が生じる。したがって、この製造方法では、ロールの形成時に樹脂フィルムをある程度硬く巻回することにより（硬巻きすることにより）、巻回した樹脂フィルムの間にエアが閉じ込められる事態を回避して、真空引き時にしわが生じる事態を回避している。具体的には、高分子計器株式会社製のＡＳＫＥＲゴム硬度計を用いた硬度が９０°以上９８°以下の範囲内となるように硬巻きしたロールを使用している。
特開２０００−１６６４４号公報（第３−７頁）
ところが、従来の製造方法には、以下の問題点がある。すなわち、この従来の製造方法では、硬巻きしたロールを磁性層の形成時（蒸着処理時）に使用している。この場合、磁気テープ等を製造するための樹脂フィルムには、テープ走行性を向上させるべく、その裏面側（磁性層形成面に対する裏面）に極く小さな凹凸を形成したものが存在する。このような樹脂フィルムを硬巻きした場合、樹脂フィルムにおける磁性層形成面がその裏面に強く押し付けられることに起因して、裏面側の凹凸が転写されるようにして磁性層形成面に凹凸が生じることがある。この結果、凹凸が生じた樹脂フィルムの上に磁性層が形成されることで磁性層の表面（データ記録面）にも凹凸が生じる。この磁性層の凹凸については、インダクティブヘッドを再生ヘッドとして用いた記録再生装置では大きな問題とはならないが、ＭＲヘッド（磁気抵抗効果素子ヘッド）を再生ヘッドとして用いたときには凹凸に起因するノイズによってエラーの発生数が増大することを出願人は見出した。このため、従来の製造方法には、磁気テープにおけるデータ記録面の表面に生じた凹凸に起因するノイズが発生して、磁気テープに対する記録データの正常な記録再生が困難になるという問題点がある。
一方、硬巻きに起因して樹脂フィルムに凹凸が生じる事態を回避すべく、緩巻きしたロールを磁性層の形成処理時に使用した場合、前述したように、樹脂フィルム間に閉じ込められたエアが真空中において樹脂フィルム間から排出されることに起因して樹脂フィルムにしわが生じる。また、真空蒸着装置内を真空引きする以前にも、樹脂フィルムを巻回したとき（緩巻きしたとき）に樹脂フィルム間に閉じ込められたエアの存在に起因して樹脂フィルムにしわが発生することもある。これらのしわは、冷却ドラムと樹脂フィルムの密着性を低下させるため、樹脂フィルムを十分に冷却するのが困難となり、熱変形や穴あき（樹脂フィルムの裏面から表面にかけて連通するように開口した状態）を招くおそれがある。また、ベースに残っている吸着水分が樹脂フィルムと冷却ドラムとの間において蒸着熱によって急激に膨張することで冷却ドラムと樹脂フィルムの密着性が低下して熱変形や穴あきを招くおそれもある。さらに、緩巻きに起因して樹脂フィルム間に大量のエアが閉じ込められた状態のロールでは、磁性層の形成処理（蒸着処理）時に真空蒸着装置内を真空引きした際に、樹脂フィルムの間から大量のエアが排出されることに起因してロールに巻きずれが生じることがある。このような状態の（巻きずれが生じた状態の）ロールを走行させた際には、その幅方向の端部が傷付いて樹脂フィルムの破断を招き、磁気記録媒体の生産性を著しく悪化させるおそれがある。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、基体に凹凸が生じる事態を回避しつつ、薄膜の形成時における基体の熱変形や穴あきを回避し得る薄膜形成方法および薄膜形成装置、並びに、ノイズレベルを十分に低減し得る磁気記録媒体製造方法を提供することを主目的とする。また、走行時における基体端部の傷付きを回避し得る薄膜形成方法および薄膜形成装置を提供することを他の目的とする。
上記目的を達成すべく、本発明に係る薄膜形成方法は、長尺帯状の基体を巻回したロールから当該基体を繰り出して冷却ドラムに沿わせて走行させつつ気相成長法によって当該基体の上に薄膜を形成する際に、前記ロールとして反発硬さが６９１Ｌ値以下のロールを使用すると共に、前記基体における前記冷却ドラムに接している部位の薄膜形成面に電子線を照射する。なお、本発明における基体には、例えば樹脂材料等で形成されたフィルムの上に所定の薄膜が形成された状態の各種の支持体が含まれる。また、本発明における気相成長法には、スパッタ法や真空蒸着法等のＰＶＤ法、およびＣＶＤ法等の各種の成膜法が含まれる。さらに、本発明における反発硬さとは、直径６インチの巻き芯に厚みが７０ｍｍとなるように基体を巻回したロール（巻き芯の周面からロールの表面までの距離が７０ｍｍとなるように基体を巻回したロール）について、Ｐｒｏｃｅｑ社製の反発式硬度測定装置「ＰＡＲＯｔｅｓｔｅｒ２」を用いて測定した硬さ（測定値）の「Ｌ値」を意味する。
また、本発明に係る薄膜形成方法は、前記ロールとして反発硬さが３７４Ｌ値以上のロールを使用する。
また、本発明に係る磁気記録媒体製造方法は、上記のいずれかの薄膜形成方法に従って前記薄膜としての金属薄膜を前記基体の上に形成して磁気記録媒体を製造する。
また、本発明に係る薄膜形成装置は、反発硬さが６９１Ｌ値以下となるように長尺帯状の基体を巻回したロールから当該基体を繰り出して走行させる基体走行機構と、前記繰り出された基体を冷却する冷却ドラムと、前記冷却ドラムに沿って走行させられている前記基体に気相成長法によって薄膜を形成する薄膜形成部と、前記基体における前記冷却ドラムに接している部位の薄膜形成面に電子線を照射する電子線照射部とを備えて当該基体の上に前記薄膜を形成可能に構成されている。
本発明に係る薄膜形成方法および薄膜形成装置によれば、気相成長法によって基体の上に薄膜を形成する際に、反発硬さが６９１Ｌ値以下のロールを使用すると共に、基体における冷却ドラムに接している部位の薄膜形成面に電子線を照射することにより、硬巻きしたロールを使用する従来の製造方法とは異なり、硬巻きに起因して基体に凹凸が生じる事態を回避することができる。したがって、この基体の上に形成される薄膜の表面を十分に平坦にすることができる。これにより、この薄膜形成方法に従って例えば磁気記録媒体を製造した際には、磁気記録媒体の表面に凹凸が生じることに起因するノイズの発生を回避することができる。また、基体に対して電子線を照射して帯電させることにより、冷却ドラムの周面に基体を十分に密着させて基体を確実に冷却することができる。これにより、凹凸の発生を回避すべく緩巻きしているにも拘わらず、薄膜の形成処理時における基体の熱変形や穴あきを回避することができる。
また、本発明に係る薄膜形成方法によれば、反発硬さが３７４Ｌ値以上のロールを使用することにより、ロールにおける基体の間に大量のエアが閉じ込められる事態を回避することができる結果、薄膜形成に際して真空チャンバー内を真空引きした際に基体間に閉じ込められているエアが排出されてロールに巻きずれが生じる事態を回避することができる。したがって、テープ走行時における基体端部の傷付きを回避することができる。
また、本発明に係る磁気記録媒体製造方法によれば、上記の薄膜形成方法に従って本発明における薄膜としての金属薄膜を基体の上に形成して磁気記録媒体を製造することにより、基体に凹凸が生じる事態を回避することができる結果、磁気記録媒体の表面に凹凸が生じる事態を回避することができるため、凹凸に起因するノイズの大量発生を回避して記録データの正常な記録再生が可能な磁気記録媒体を製造することができる。また、基体の熱変形や穴あきに起因する不良品の発生を十分に回避することができるため、磁気記録媒体の歩留まりを十分に向上させることができる。
以下、添付図面を参照して、本発明に係る薄膜形成方法、磁気記録媒体製造方法および薄膜形成装置の最良の形態について説明する。
最初に、本発明に係る磁気記録媒体製造方法に従って磁気テープ１０を製造する磁気記録媒体製造システム１の構成、および磁気テープ１０の構成について、図面を参照して説明する。
図１に示す磁気記録媒体製造システム（以下、「製造システム」ともいう）１は、一例として、磁性層形成装置２、保護層形成装置３、バックコート層形成装置４および潤滑剤層形成装置５を備え、図２に示す磁気テープ１０を製造可能に構成されている。この場合、磁気テープ１０は、本発明における磁気記録媒体の一例であって、ベースフィルム１１の一方の面（同図における上面）に磁性層１２、保護層１４および潤滑剤層１５がこの順で形成されている。また、ベースフィルム１１の他方の面（同図における下面）には、バックコート層１３が形成されている。
ベースフィルム（非磁性支持体）１１は、本発明における基体に相当し、磁性層１２の形成処理時（後述する蒸着処理時）に高熱に耐え得るフィルムで厚みが３μｍ以上１０μｍ以下の範囲内（一例として、４．７μｍ）の厚みとなるように長尺帯状に形成されている。この場合、ベースフィルム１１の材質は特に制限されないが、一例として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアミド、ポリアミドイミド、およびポリイミド等を用いて形成することができる。また、磁気テープ１０等を製造するのに用いるベースフィルム１１は、単層フィルムおよび積層フィルムのいずれでもよい。この場合、バックコート層１３の形成面側の層に微粒子（フィラー）が含有されているタイプの積層フィルムを用いるときには、ロールの形成時に硬巻きした際に磁性層１２の形成面側に凹凸が生じ易いため、後述するようにして本発明を適用するのが好ましい。
磁性層１２は、本発明に係る薄膜形成方法に従って形成される薄膜および金属薄膜の一例であって、磁性材料１２ａ（図３参照）からなる薄膜を気相成長法によって成膜することによって３０ｎｍから２００ｎｍの範囲内の厚みとなるように形成されている。この場合、磁性材料１２ａとしては、ＣｏおよびＦｅ等の純金属や、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｃｕ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｂ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｆｅ−ＢおよびＣｏ−Ｎｉ−Ｆｅ−Ｂ等の合金類を使用することができる。このうち、電磁変換特性に優れている点において、ＣｏまたはＣｏ合金を用いるのが好ましい。また、気相成長法としては、スパッタ法や真空蒸着法等のＰＶＤ法、およびＣＶＤ法等の各種の成膜法を採用することができる。
バックコート層１３は、主として磁気テープ１０のテープ走行性を向上させるための層であって、結合剤樹脂と無機化合物および／またはカーボンブラックとを有機溶媒に混合分散させたバックコート層用塗料を塗布して乾燥させることにより、厚みが０．１μｍ以上０．７μｍ以下の範囲内となるように形成されている。保護層１４は、磁性層１２の劣化を防止するための硬質膜であって、一例として、炭素を主成分とし、水素を含む材料を用いてＣＶＤ法によって成膜されている。潤滑剤層１５は、主として磁気テープ１０のテープ走行耐久性を向上させるための層であって、溶剤に溶かした潤滑剤を塗布して乾燥させることにより、厚みが数ｎｍ程度となるように形成されている。この場合、潤滑剤としては、フッ素樹脂を含む潤滑剤、炭化水素系のエステル、およびこれらの混合物等を使用することができる。
一方、磁性層形成装置２は、本発明に係る薄膜形成装置に相当し、本発明に係る薄膜形成方法に従ってベースフィルム１１の上に磁性層１２を形成する。この磁性層形成装置２は、図３に示すように、走行機構２１、冷却ドラム２２、電子発生装置２３、るつぼ２４、蒸着用電子銃２５、遮蔽板２６および除電装置２７が蒸着用チャンバー２０内に収容されると共に、蒸着用チャンバー２０の内部空間を真空状態とするための真空ポンプ２８と、磁性層形成装置２の各部を総括的に制御する制御部２９を備えている。この場合、真空ポンプ２８は、制御部２９の制御に従い、蒸着用チャンバー２０内が１０−３Ｐａから１０−４Ｐａの範囲内となるように排気してその状態を維持する。なお、同図では、本発明についての理解を容易とするために、繰り出し側ロール１１ａと冷却ドラム２２との間、および冷却ドラム２２と巻き取り側ロール１１ｂとの間に存在する各種のテープ走行ローラやテンション機構等の図示を省略している。
走行機構２１は、本発明における基体走行機構に相当し、図示しないモータを備え、制御部２９の制御に従って繰り出し側ロール１１ａおよび巻き取り側ロール１１ｂを回転させることで蒸着用チャンバー２０内において繰り出し側ロール１１ａから繰り出したベースフィルム１１を冷却ドラム２２に沿って走行させる。この場合、繰り出し側ロール１１ａは、本発明におけるロールに相当し、その反発硬さが３７４Ｌ値以上６９１Ｌ値以下の範囲内（一例として、６９１Ｌ値）となるようにベースフィルム１１を巻回して形成されている。なお、Ｐｒｏｃｅｑ社製の反発式硬度測定装置「ＰＡＲＯｔｅｓｔｅｒ２」を用いて測定した反発硬さが６９１Ｌ値の繰り出し側ロール１１ａは、高分子計器株式会社製のＡＳＫＥＲゴム硬度計を用いて測定した硬度が８８°となる。すなわち、この製造システム１による磁気テープ１０の製造時には、従来の製造方法において使用していたロールよりも緩巻きの繰り出し側ロール１１ａを使用する。この場合、繰り出し側ロール１１ａの反発硬さと電磁変換特性との関係や、各種反発硬さの繰り出し側ロール１１ａを形成するための諸条件については、後に詳細に説明する。冷却ドラム２２は、走行機構２１によって矢印Ａの向きに回転させられると共に、繰り出し側ロール１１ａから繰り出されたベースフィルム１１が周面に密着させられることによってベースフィルム１１を冷却する。
電子発生装置２３は、本発明における電子線照射部に相当し、制御部２９の制御に従ってベースフィルム１１に電子線を照射することでベースフィルム１１を帯電させる。この場合、電子発生装置２３は、ベースフィルム１１に対する電子線の照射時に発せられる熱によってベースフィルム１１に熱変形が生じるのを回避するために、ベースフィルム１１における冷却ドラム２２の周面に接している部位の表面に向けて電子線を照射する。この結果、ベースフィルム１１が過剰に温度上昇することなく帯電させられて冷却ドラム２２の周面に密着する。また、電子発生装置２３は、一例として、電子線の照射先をベースフィルム１１の幅方向に沿ってスキャンすることで、走行機構２１によって走行させられているベースフィルム１１の全域に電子線を照射する。
るつぼ２４は、磁性層１２を形成するための磁性材料１２ａ（蒸着源金属）を収容する。蒸着用電子銃２５は、るつぼ２４内の磁性材料１２ａにおける表面に電子線を照射することによって磁性材料１２ａを蒸発させて、冷却ドラム２２の周面に沿って走行させられているベースフィルム１１の表面に磁性材料１２ａを斜め蒸着する。遮蔽板２６は、冷却ドラム２２の周面に沿って走行させられているベースフィルム１１に磁性材料１２ａを蒸着する領域を規制するためのマスクであって、ステンレス鋼などの金属で形成され、ベースフィルム１１の走行方向における上流側の遮蔽板２６と下流側の遮蔽板２６との位置および両遮蔽板２６の間隔が適宜調整されることでベースフィルム１１に対して所望の角度で磁性材料１２ａを蒸着させる。除電装置２７は、電子発生装置２３による電子線の照射によって帯電したベースフィルム１１を磁性層１２の形成が完了した位置において除電する。なお、るつぼ２４、蒸着用電子銃２５、遮蔽板２６および制御部２９で本発明における薄膜形成部が構成される。
保護層形成装置３は、一例として、プラズマＣＶＤ法によって保護層形成用材料（炭素を主成分とし、水素を含む材料）の硬質膜を磁性層１２の上に形成することで保護層１４を形成する。バックコート層形成装置４は、ベースフィルム１１の走行面側（図２に示す下面側）にバックコート層用塗料を塗布して乾燥させることによってバックコート層１３を形成する。この場合、このバックコート層形成装置４では、一例として、乾燥後の厚みが０．４μｍとなるようにダイノズル法によってバックコート層用塗料を塗布する。潤滑剤層形成装置５は、溶剤に溶かした潤滑剤を保護層１４の表面に塗布して乾燥させることによって潤滑剤層１５を形成する。
次に、製造システム１による磁気テープ１０の製造方法について、図面を参照して説明する。
まず、図３に示すように、繰り出し側ロール１１ａを磁性層形成装置２の蒸着用チャンバー２０内（走行機構２１）にセットし、ベースフィルム１１の端部を繰り出し側ロール１１ａから引き出して冷却ドラム２２の周面に沿わせて引き回し、巻き取り側ロール１１ｂに取り付ける。この場合、ＡＳＫＥＲゴム硬度計を用いて測定した硬度が９０°以上となるように硬巻きしたロールを使用する従来の製造方法とは異なり、この製造システム１による磁気テープ１０の製造に際しては、適度に緩巻きした（この例では、反発硬さが６９１Ｌ値となるように巻回した）繰り出し側ロール１１ａを使用している。したがって、ベースフィルム１１の表面（磁性層１２を形成する面：本発明における薄膜形成面に相当する）に凹凸が生じることなく、平坦な状態が維持されている。次いで、制御部２９が、真空ポンプ２８を制御して蒸着用チャンバー２０内のエアを排気させると共に、冷却ドラム２２によるベースフィルム１１の冷却を開始させる。この際に、過剰に緩巻きすることなく巻回した繰り出し側ロール１１ａを使用しているため、真空ポンプ２８による真空引きに際して繰り出し側ロール１１ａにおけるベースフィルム１１の間から大量のエアが排出されて繰り出し側ロール１１ａに巻きずれが生じる事態が回避されている。
続いて、制御部２９は、走行機構２１を制御して繰り出し側ロール１１ａおよび巻き取り側ロール１１ｂを矢印Ｂの向きに回転させると共に、冷却ドラム２２を矢印Ａの向きに回転させる。これにより、繰り出し側ロール１１ａからベースフィルム１１が順次繰り出されて冷却ドラム２２の周面に沿って巻き取り側ロール１１ｂに向けて走行させられる。この際に、巻きずれが生じていない繰り出し側ロール１１ａを使用しているため、走行時にベースフィルム１１の端部が傷付く事態が回避される。次いで、制御部２９は、電子発生装置２３を制御してベースフィルム１１に対する電子線の照射を開始させる。この際には、電子線の照射によってベースフィルム１１が帯電して冷却ドラム２２の周面に密着する。したがって、繰り出し側ロール１１ａの緩巻きに起因してベースフィルム１１に緩やかなしわが発生していたとしても、ベースフィルム１１と冷却ドラム２２とが確実に密着する。この結果、冷却ドラム２２によってベースフィルム１１が確実に冷却される。この場合、この磁性層形成装置２では、冷却ドラム２２の周面に密着している部位におけるベースフィルム１１に向けて電子発生装置２３が電子線を照射する。したがって、電子線の照射時にベースフィルム１１が過度に温度上昇する事態が回避されてベースフィルム１１に熱変形や穴あきが生じる事態が回避されている。
続いて、制御部２９は、蒸着用電子銃２５を制御してるつぼ２４内の磁性材料１２ａに対する電子線の照射を開始させる。この際には、電子線の照射に伴ってるつぼ２４内の磁性材料１２ａが気化して遮蔽板２６，２６の間を通過して、冷却ドラム２２の周面に沿って走行させられているベースフィルム１１の表面に堆積する。また、この磁性層形成装置２では、形成される磁性層１２の磁気特性を所望の特性とするために、酸素、オゾンおよび亜酸化窒素等の酸化性ガスのうちのいずれかを磁性材料１２ａ（蒸着粒子）のうちのベース到達分の近傍（ベースフィルム１１上およびその周囲）に導入する。これにより、ベースフィルム１１の表面に磁性材料１２ａの薄膜である磁性層１２が形成される。この場合、適度に緩巻きした繰り出し側ロール１１ａを使用したことでベースフィルム１１に凹凸が生じる事態が回避されているため、そのベースフィルム１１の上に形成される磁性層１２の表面が平坦となる。また、この磁性層形成装置２では、冷却ドラム２２の周面に密着している部位のベースフィルム１１に磁性材料１２ａを堆積させる（蒸着する）。したがって、磁性材料１２ａの堆積時におけるベースフィルム１１の過度の温度上昇が回避されてベースフィルム１１の熱変形が回避される。
一方、磁性層１２の形成が完了したベースフィルム１１は、除電装置２７によって除電された後に巻き取り側ロール１１ｂに巻回される。この後、繰り出し側ロール１１ａのすべてのベースフィルム１１が繰り出されて巻き取り側ロール１１ｂに巻き取られたときに、磁性層１２の形成処理（蒸着処理）が完了する。次いで、磁性層１２の形成が完了した巻き取り側ロール１１ｂを蒸着用チャンバー２０から取り出して保護層形成装置３にセットする。この際に、保護層形成装置３は、プラズマＣＶＤ法によって保護層形成用材料（炭素を主成分とし、水素を含む材料）の硬質膜を磁性層１２の上に形成することで保護層１４を形成する。続いて、バックコート層形成装置４がベースフィルム１１を図示しない走行機構によって走行させつつ、磁性層１２の形成面に対する裏面側にバックコート層形成用の塗料を塗布して乾燥させる。これにより、バックコート層１３の形成が完了する。次いで、潤滑剤層形成装置５が、溶剤に溶かした潤滑剤を保護層１４の表面に塗布して乾燥させることによって潤滑剤層１５を形成する。これにより、図２に示すように、磁気テープ１０が完成する。
このように、この磁気記録媒体製造システム１（磁性層形成装置２）による磁性層１２の形成方法によれば、気相成長法（この例では、真空蒸着法）によってベースフィルム１１の上に磁性層１２を形成する際に、本発明におけるロールとして反発硬さが６９１Ｌ値以下（この例では、６９１Ｌ値）の繰り出し側ロール１１ａを使用すると共に、ベースフィルムにおける冷却ドラム２２に接している部位の表面（薄膜形成面）に電子線を照射することにより、硬巻きしたロールを使用する従来の製造方法とは異なり、硬巻きに起因してベースフィルム１１に凹凸が生じる事態を回避することができる。したがって、このベースフィルム１１の上に形成される磁性層１２の表面を十分に平坦にすることができるため、その磁性層１２の上に形成される保護層１４および潤滑剤層１５の表面を平坦化することができる結果、磁気テープ１０の表面に凹凸が生じることに起因するノイズの発生を回避することができる。また、ベースフィルム１１に対して電子線を照射して帯電させることにより、冷却ドラム２２の周面にベースフィルム１１を十分に密着させてベースフィルム１１を確実に冷却することができる。これにより、凹凸の発生を回避すべく緩巻きしているにも拘わらず、磁性層１２の形成処理時におけるベースフィルム１１の熱変形や穴あきを回避することができる。
また、この磁気記録媒体製造システム１（磁性層形成装置２）による磁性層１２の形成方法によれば、本発明におけるロールとして反発硬さが３７４Ｌ値以上（この例では、６９１Ｌ値）の繰り出し側ロール１１ａを使用することにより、繰り出し側ロール１１ａにおけるベースフィルム１１の間に大量のエアが閉じ込められる事態を回避することができる結果、蒸着用チャンバー２０内を真空引きした際にベースフィルム１１間に閉じ込められているエアが排出されて繰り出し側ロール１１ａに巻きずれが生じる事態を回避することができる。したがって、テープ走行時におけるベースフィルム１１の端部の傷付きを回避することができる。
また、この磁気記録媒体製造システム１による磁気テープ１０の形成方法によれば、本発明に係る薄膜形成方法に従って磁性層１２（金属薄膜）をベースフィルム１１の上に形成して磁気テープ１０を製造することにより、ベースフィルム１１に凹凸が生じる事態を回避することができる結果、磁気テープ１０の表面に凹凸が生じる事態を回避することができるため、凹凸に起因するノイズの大量発生を回避して記録データの正常な記録再生が可能な磁気テープ１０を製造することができる。また、ベースフィルム１１の熱変形や穴あきに起因する不良品の発生を十分に回避することができるため、磁気テープ１０の歩留まりを十分に向上させることができる。
次いで、繰り出し側ロール１１ａの反発硬さ、ベースフィルム１１の穴あきの発生、電磁変換特性、および繰り出し側ロール１１ａの巻きずれの発生の相互関係について、図４，５を参照して説明する。
上記の製造システム１によって実施例１〜６および比較例１〜３の磁気テープ（磁気テープの原反）を１０ロールずつ製造し、蒸着用チャンバー２０内における巻きずれの有無、磁性層１２の形成処理時におけるベースフィルム１１の穴あきの発生数、および電磁変換特性を調査した。この場合、各実施例および各比較例の繰り出し側ロール１１ａの反発硬さについては、直径６インチの巻き芯の周囲に厚み７０ｍｍとなるようにベースフィルム１１を巻回した状態において、その繰り出し側ロール１１ａの幅方向における１０点において測定した結果の平均値をその繰り出し側ロール１１ａの反発硬さとした。また、電磁変換特性の測定に際しては、ドラムテスタを用いて、以下の条件で記録再生を行った。
記録：０．２２μｍギャップ長のＭＩＧヘッドを用いて０．５μｍの記録波長で記録
再生：ＡＭＲヘッドを用いて再生
ノイズの検出：０．６μｍの波長に相当する周波数で測定
なお、図５に示す電磁変換特性の「Ｃ（ｄＢ）」、「Ｎ（ｄＢ）」および「Ｃ／Ｎ（ｄＢ）」については、比較例１の磁気テープについての測定値を基準とした数値を表している。
記録：０．２２μｍギャップ長のＭＩＧヘッドを用いて０．５μｍの記録波長で記録
再生：ＡＭＲヘッドを用いて再生
ノイズの検出：０．６μｍの波長に相当する周波数で測定
なお、図５に示す電磁変換特性の「Ｃ（ｄＢ）」、「Ｎ（ｄＢ）」および「Ｃ／Ｎ（ｄＢ）」については、比較例１の磁気テープについての測定値を基準とした数値を表している。
［実施例１］
厚み４．７μｍ、長さ１０，０００ｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のベースフィルム１１を巻回して繰り出し側ロール１１ａを形成した。この場合、巻回装置（図示せず）におけるテンションを４ｋｇ／ｍとし、タッチロールのタッチ圧を２０ｋｇ／ｍとすることで、繰り出し側ロール１１ａの反発硬さが６９１Ｌ値となるように巻回した（図４参照）。また、磁性材料１２ａとしてＣｏを用いると共に酸化性ガスとして酸素を導入しつつ蒸着処理することで、厚み１４０ｎｍの磁性層１２を形成した。この場合、磁性層１２、バックコート層１３、保護層１４および潤滑剤層１５の形成方法やその形成順序等については、前述した磁気テープ１０の製造時と同様の方法および順序とした。
厚み４．７μｍ、長さ１０，０００ｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のベースフィルム１１を巻回して繰り出し側ロール１１ａを形成した。この場合、巻回装置（図示せず）におけるテンションを４ｋｇ／ｍとし、タッチロールのタッチ圧を２０ｋｇ／ｍとすることで、繰り出し側ロール１１ａの反発硬さが６９１Ｌ値となるように巻回した（図４参照）。また、磁性材料１２ａとしてＣｏを用いると共に酸化性ガスとして酸素を導入しつつ蒸着処理することで、厚み１４０ｎｍの磁性層１２を形成した。この場合、磁性層１２、バックコート層１３、保護層１４および潤滑剤層１５の形成方法やその形成順序等については、前述した磁気テープ１０の製造時と同様の方法および順序とした。
［実施例２］
繰り出し側ロール１１ａの形成時に、巻回装置（図示せず）におけるテンションを５ｋｇ／ｍとし、タッチロールのタッチ圧を１５ｋｇ／ｍとすることで、繰り出し側ロール１１ａの反発硬さが５８０Ｌ値となるように巻回した（図４参照）。その他の条件については、実施例１と同様とした。
繰り出し側ロール１１ａの形成時に、巻回装置（図示せず）におけるテンションを５ｋｇ／ｍとし、タッチロールのタッチ圧を１５ｋｇ／ｍとすることで、繰り出し側ロール１１ａの反発硬さが５８０Ｌ値となるように巻回した（図４参照）。その他の条件については、実施例１と同様とした。
［実施例３］
繰り出し側ロール１１ａの形成時に、巻回装置（図示せず）におけるテンションを４ｋｇ／ｍとし、タッチロールのタッチ圧を１５ｋｇ／ｍとすることで、繰り出し側ロール１１ａの反発硬さが５２３Ｌ値となるように巻回した（図４参照）。その他の条件については、実施例１と同様とした。
繰り出し側ロール１１ａの形成時に、巻回装置（図示せず）におけるテンションを４ｋｇ／ｍとし、タッチロールのタッチ圧を１５ｋｇ／ｍとすることで、繰り出し側ロール１１ａの反発硬さが５２３Ｌ値となるように巻回した（図４参照）。その他の条件については、実施例１と同様とした。
［実施例４］
繰り出し側ロール１１ａの形成時に、巻回装置（図示せず）におけるテンションを３ｋｇ／ｍとし、タッチロールのタッチ圧を１５ｋｇ／ｍとすることで、繰り出し側ロール１１ａの反発硬さが４５１Ｌ値となるように巻回した（図４参照）。その他の条件については、実施例１と同様とした。
繰り出し側ロール１１ａの形成時に、巻回装置（図示せず）におけるテンションを３ｋｇ／ｍとし、タッチロールのタッチ圧を１５ｋｇ／ｍとすることで、繰り出し側ロール１１ａの反発硬さが４５１Ｌ値となるように巻回した（図４参照）。その他の条件については、実施例１と同様とした。
［実施例５］
繰り出し側ロール１１ａの形成時に、巻回装置（図示せず）におけるテンションを３ｋｇ／ｍとし、タッチロールのタッチ圧を１０ｋｇ／ｍとすることで、繰り出し側ロール１１ａの反発硬さが３７４Ｌ値となるように巻回した（図４参照）。その他の条件については、実施例１と同様とした。
繰り出し側ロール１１ａの形成時に、巻回装置（図示せず）におけるテンションを３ｋｇ／ｍとし、タッチロールのタッチ圧を１０ｋｇ／ｍとすることで、繰り出し側ロール１１ａの反発硬さが３７４Ｌ値となるように巻回した（図４参照）。その他の条件については、実施例１と同様とした。
［実施例６］
繰り出し側ロール１１ａの形成時に、巻回装置（図示せず）におけるテンションを３ｋｇ／ｍとし、タッチロールのタッチ圧を５ｋｇ／ｍとすることで、繰り出し側ロール１１ａの反発硬さが３００Ｌ値となるように巻回した（図４参照）。その他の条件については、実施例１と同様とした。
繰り出し側ロール１１ａの形成時に、巻回装置（図示せず）におけるテンションを３ｋｇ／ｍとし、タッチロールのタッチ圧を５ｋｇ／ｍとすることで、繰り出し側ロール１１ａの反発硬さが３００Ｌ値となるように巻回した（図４参照）。その他の条件については、実施例１と同様とした。
［比較例１］
繰り出し側ロール１１ａの形成時に、巻回装置（図示せず）におけるテンションを５ｋｇ／ｍとし、タッチロールのタッチ圧を２０ｋｇ／ｍとすることで、繰り出し側ロール１１ａの反発硬さが７３７Ｌ値となるように巻回した（図４参照）。その他の条件については、実施例１と同様とした。
繰り出し側ロール１１ａの形成時に、巻回装置（図示せず）におけるテンションを５ｋｇ／ｍとし、タッチロールのタッチ圧を２０ｋｇ／ｍとすることで、繰り出し側ロール１１ａの反発硬さが７３７Ｌ値となるように巻回した（図４参照）。その他の条件については、実施例１と同様とした。
［比較例２］
繰り出し側ロール１１ａの形成時に、巻回装置（図示せず）におけるテンションを５ｋｇ／ｍとし、タッチロールのタッチ圧を５０ｋｇ／ｍとすることで、繰り出し側ロール１１ａの反発硬さが８９２Ｌ値となるように巻回した（図４参照）。その他の条件については、実施例１と同様とした。
繰り出し側ロール１１ａの形成時に、巻回装置（図示せず）におけるテンションを５ｋｇ／ｍとし、タッチロールのタッチ圧を５０ｋｇ／ｍとすることで、繰り出し側ロール１１ａの反発硬さが８９２Ｌ値となるように巻回した（図４参照）。その他の条件については、実施例１と同様とした。
［比較例３］
電子発生装置２３によるベースフィルム１１への電子線の照射を実行しない点を除き、実施例１と同様の条件で製造した。
電子発生装置２３によるベースフィルム１１への電子線の照射を実行しない点を除き、実施例１と同様の条件で製造した。
図５に示すように、反発硬さが７３７Ｌ値の繰り出し側ロール１１ａを使用して製造した比較例１の磁気テープでは、ノイズレベルが悪化した。また、反発硬さが８９２Ｌ値の繰り出し側ロール１１ａを使用して製造した比較例２の磁気テープでは、比較例１の磁気テープよりもノイズレベルが一層悪化した。これに対して、反発硬さが６９１Ｌ値以下の繰り出し側ロール１１ａを使用して製造した実施例１〜６の磁気テープおよび比較例３の磁気テープでは、そのノイズレベルが比較例１の磁気テープよりも十分に低減されている。したがって、繰り出し側ロール１１ａの反発硬さが６９１Ｌ値以下となるようにベースフィルム１１を巻回することで、その繰り出し側ロール１１ａを使用して製造した磁気テープのノイズレベルを十分に低減することができる。したがって、ノイズに起因して記録データの正常な再生が困難となり得るＭＲヘッド等を搭載した記録再生装置においても、再生エラーの発生を十分に回避することができる。また、実施例１〜６の磁気テープでは、ノイズレベルの低減によって比較例１，２の磁気テープよりもＣ／Ｎが向上しているため、記録データの安定した再生が可能となっている。
また、電子発生装置２３によってベースフィルム１１に電子線を照射しなかった（ベースフィルム１１を帯電させなかった）比較例３の磁気テープでは、１０ロールのうちの７ロールにおいてベースフィルム１１に穴あきが発生した。これに対して、電子発生装置２３によってベースフィルム１１に電子線を照射した（ベースフィルム１１を帯電させた）実施例１〜６の磁気テープおよび比較例１，２の磁気テープでは、すべての磁気テープにおいてベースフィルム１１に穴あきが発生しなかった。したがって、ベースフィルム１１が冷却ドラム２２の周面に接触している位置においてベースフィルム１１に電子線を照射することで、従来の製造方法において使用しているロールよりも緩巻きしたとしても、ベースフィルム１１を冷却ドラム２２に密着させて十分に冷却することができ、穴あきの発生を回避することができる。
この場合、反発硬さが３７４Ｌ値未満の繰り出し側ロール１１ａを使用して製造した実施例６の磁気テープ（反発硬さが３００Ｌ値の繰り出し側ロール１１ａを使用）では、磁性層１２の形成に際して蒸着用チャンバー２０内を真空引きした際に、１０ロールのうちの２ロールにおいて良品の磁気テープが得られているものの、残りの８ロールにおいて繰り出し側ロール１１ａに巻きずれが発生した。これに対して、反発硬さが３７４Ｌ値の繰り出し側ロール１１ａを使用して製造した実施例５の磁気テープでは、真空引きに際して１０ロールのうちの３ロールにおいて繰り出し側ロール１１ａの巻きずれが発生したものの、残りの７ロールについては、巻きずれが発生しなかった。さらに、反発硬さが４５１Ｌ値以上の繰り出し側ロール１１ａを使用して製造した実施例１〜４の磁気テープおよび比較例１〜３の磁気テープでは、すべての繰り出し側ロール１１ａにおいて巻きずれが生じなかった。したがって、繰り出し側ロール１１ａの反発硬さが３７４Ｌ値以上となるようにベースフィルム１１を巻回することで、真空引きした際における巻きずれの発生を十分に回避することができる。また、繰り出し側ロール１１ａの反発硬さが４５１Ｌ値以上となるようにベースフィルム１１を巻回することで真空引きした際における巻きずれの発生を殆ど回避することができる。
以上の結果から、真空引きした際における繰り出し側ロール１１ａの巻きずれの発生、磁性層１２の形成処理時（磁性材料の蒸着時）におけるベースフィルム１１の熱変形や穴あきの発生を回避しつつ、製造した磁気テープのノイズレベルを低減するためには、その反発硬さが３７４Ｌ値以上６９１Ｌ値以下の範囲内の繰り出し側ロール１１ａを使用すると共に、冷却ドラム２２の周面に接触している位置においてベースフィルム１１に電子線を照射する必要があることが明らかである。これにより、記録データの正常な記録再生が可能な磁気テープを製造することができる。なお、反発硬さが６９１Ｌ値を超える繰り出し側ロール１１ａでは、ベースフィルム１１の表面に施されたコーティング層がベースフィルム１１の裏面側に転写され、繰り出し側ロール１１ａからのベースフィルム１１の繰り出し時にコーティング層の剥がれが生じるブロッキング現象の発生や、剥がれたコーティング層によってベースフィルム１１が傷付くデラミ現象の発生も確認されている。このため、反発硬さが６９１Ｌ値を超える繰り出し側ロール１１ａを使用したときには、ブロッキング現象やデラミ現象によって生じた大きな傷に起因して、磁気テープの表面に大きな凹凸が形成される結果、スペーシングロスが発生してキャリアの信号レベルが大きく低下する部位（欠陥部位）が生じて、磁気テープの歩留まりが悪化する。したがって、反発硬さが６９１Ｌ値以下の繰り出し側ロール１１ａを使用することで、磁気テープの歩留まりを向上させて、磁気テープの製造コストを低減することができる。
なお、蒸着法によって磁性層１２を形成する例について説明したが、本発明に係る薄膜形成方法における気相成長法は、これに限定されず、蒸着法以外のＰＶＤ法やＣＶＤ法等の各種気相成長法を採用することができる。また、ベースフィルム１１の上に磁性層１２を直接形成する例について説明したが、例えば、Ｓ／Ｎ特性の改善等を目的として、ベースフィルム１１と磁性層１２との間に下地層（図示せず）を形成することもできる。この場合、下地層は、いわゆる非磁性層、または非磁性層に非常に近い機能層の一例であり、磁性層１２と同様の形成方法によって形成することができる。具体的には、一例として、磁性層１２の形成時よりも蒸着部分に対する酸素の導入量を増加させることで下地層を形成することができる。したがって、この下地層の形成時に本発明に係る薄膜形成方法を実施することにより、真空引き時における繰り出し側ロール１１ａの巻きずれの発生、下地層の形成処理時（非磁性材料の蒸着時）におけるベースフィルム１１の穴あきの発生を回避しつつ、製造した磁気テープの表面を平坦にしてノイズレベルを低減することができる。
さらに、下地層を形成した後に、下地層の上に磁性層１２を形成する際にも本発明に係る薄膜形成方法を実施することにより、真空引き時における繰り出し側ロール１１ａ（下地層が形成された状態のベースフィルム１１を巻回した繰り出し側ロール１１ａ）の巻きずれの発生、磁性層１２の形成処理時（磁性材料の蒸着時）におけるベースフィルム１１の穴あきの発生を回避しつつ、製造した磁気テープの表面を平坦にしてノイズレベルを低減することができる。加えて、本発明に係る薄膜形成方法に従って磁気テープを形成するための磁性層１２や下地層を形成する例について説明したが、本発明に係る薄膜形成方法によって形成する薄膜は、磁気記録媒体用の層に限定されない。例えば、装飾用、包装用の蒸着フィルムや、キャパシタ用電極等の薄膜の形成時に本発明に係る薄膜形成方法を実施することにより、基体の熱変形および穴あきを回避しつつ、薄膜の表面を平坦にすることができる。
１ 磁気記録媒体製造システム
２ 磁性層形成装置
１０ 磁気テープ
１１ ベースフィルム
１１ａ 繰り出し側ロール
１１ｂ 巻き取り側ロール
１２ 磁性層
１２ａ 磁性材料
２０ 蒸着用チャンバー
２１ 走行機構
２２ 冷却ドラム
２３ 電子発生装置
２４ るつぼ
２５ 蒸着用電子銃
２ 磁性層形成装置
１０ 磁気テープ
１１ ベースフィルム
１１ａ 繰り出し側ロール
１１ｂ 巻き取り側ロール
１２ 磁性層
１２ａ 磁性材料
２０ 蒸着用チャンバー
２１ 走行機構
２２ 冷却ドラム
２３ 電子発生装置
２４ るつぼ
２５ 蒸着用電子銃
Claims (4)
- 長尺帯状の基体を巻回したロールから当該基体を繰り出して冷却ドラムに沿わせて走行させつつ気相成長法によって当該基体の上に薄膜を形成する際に、
前記ロールとして反発硬さが６９１Ｌ値以下のロールを使用すると共に、前記基体における前記冷却ドラムに接している部位の薄膜形成面に電子線を照射する薄膜形成方法。 - 前記ロールとして反発硬さが３７４Ｌ値以上のロールを使用する請求項１記載の薄膜形成方法。
- 請求項１または２記載の薄膜形成方法に従って前記薄膜としての金属薄膜を前記基体の上に形成して磁気記録媒体を製造する磁気記録媒体製造方法。
- 反発硬さが６９１Ｌ値以下となるように長尺帯状の基体を巻回したロールから当該基体を繰り出して走行させる基体走行機構と、前記繰り出された基体を冷却する冷却ドラムと、前記冷却ドラムに沿って走行させられている前記基体に気相成長法によって薄膜を形成する薄膜形成部と、前記基体における前記冷却ドラムに接している部位の薄膜形成面に電子線を照射する電子線照射部とを備えて当該基体の上に前記薄膜を形成可能に構成されている薄膜形成装置。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2005291163A JP2007100162A (ja) | 2005-10-04 | 2005-10-04 | 薄膜形成方法、磁気記録媒体製造方法および薄膜形成装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005291163A JP2007100162A (ja) | 2005-10-04 | 2005-10-04 | 薄膜形成方法、磁気記録媒体製造方法および薄膜形成装置 |
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Family Applications (1)
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-
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- 2005-10-04 JP JP2005291163A patent/JP2007100162A/ja active Pending
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2006
- 2006-09-20 US US11/533,559 patent/US20070077365A1/en not_active Abandoned
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| JP2011001632A (ja) * | 2009-05-20 | 2011-01-06 | Fujifilm Corp | 機能性フィルム及びその製造方法並びに製造装置 |
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