JPH11339263A

JPH11339263A - 磁気記録媒体の製造方法と製造装置

Info

Publication number: JPH11339263A
Application number: JP14387598A
Authority: JP
Inventors: Kaji Maezawa; 可治前澤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 1999-12-10

Abstract

(57)【要約】【課題】オ−デイオ、ビデオ機器、各種情報機器に用
いる薄膜型磁気記録媒体において記録密度と蒸着効率の
問題点を解決し、量産性に優れた磁気記録媒体の製造方
法とその製造装置を提供すること。【解決手段】高分子フイルム１に強磁性金属薄膜を蒸
着する場合、上部冷却回転ドラム３及び下部冷却回転ド
ラム４の間に板状ベルト５を張架し、蒸着始めのフイル
ム温度と蒸着終わのフイルム温度が異なるように上部冷
却回転ドラム３及び下部冷却回転ドラム４の表面温度を
制御することで、磁気特性の優れた記録密度の高い生産
性の良い磁気記録媒体を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像機器及び情報機器
分野等で特に有効な、高記録密度を有する量産性に優れ
た金属薄膜型磁気記録媒体の製造方法と製造装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年磁気記録媒体は磁気記録密度の向上
に見られるようにその技術的発展はめざましいものがあ
る。従来の磁気記録媒体の例としては、オ−デイオ、ビ
デオ用テ−プ材料に用いられる酸化鉄粉末、酸化クロム
粉末、純鉄粉末等を研磨剤、樹脂等のバインダ−と共に
高分子フイルム上に塗布した、塗布型の磁気記録媒体が
ある。

【０００３】しかし、従来の塗布型テ−プより保持力、
記録密度、電磁変換特性を改良するため、真空蒸着法、
イオンプレイティイング、スパッタリング法などでＦ
ｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ等の磁性金属を単独もしくは合金
で高分子フイルム上に蒸着する金属薄膜型磁気記録媒体
の検討がなされている。また斜方蒸着法よるオ−ディオ
用、ビデオ用金属薄膜型磁気記録媒体が既に実用化され
ている。

【０００４】また、情報機器などコンピュ−タのバック
アップメモリ−とし蒸着テープの検討がなされ実用化さ
れている。

【０００５】一方、ハ−ドディスク用磁気記録媒体はス
ッパタ−法によりアルミニュウム、ガラス基板上にコバ
ルト酸化物を蒸着するデイスク型の高記録密度のデータ
ストリイマーが提案されている。

【０００６】これらのメモリ−媒体においては記録密度
の向上と生産性の効率化がますます要望されている。そ
のために今後さらにこれら従来の金属薄膜型磁気記録媒
体の磁気特性と電磁変換特性の大きな飛躍と大幅なコス
ト低減可能な蒸着方法の開発が期待されている。

【０００７】ここで、従来の金属薄膜磁気記録媒体を製
造する方法としては、図２に示すように連続巻き取り真
空蒸着法が特にその生産性において他を凌いでおり、現
実的量産方法として有力である。

【０００８】図２を用いて説明すれば、まず高分子フイ
ルム３２を送り軸３１にセットし、ク−リングキャン３
３を経て巻取り軸３４でまきとる。ク−リングキャン３
３の下方からセラミックるつぼ内の磁性金属３６を電子
銃３５で溶解し蒸発させ、高分子フイルム３２上に形成
する。この時、蒸着に不要な金属蒸気流は遮蔽板３７及
び３９でマスキングする。この蒸着過程において、蒸着
テ−プ（ＭＥ）では通常は蒸着角として４０度から９０
度位の範囲が使用されている。

【０００９】しかし、従来蒸着テープの課題として記録
密度の向上と共に生産性の向上、ライン速度の改善が急
務と言われている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】磁気記録媒体の場合に
はビデオ用テ−プに於いては小型化（高記録密度）、高
画質化で、コストパフォーマンスが高い、情報機器にお
いては高記録密度化と低コストが要望され、磁気記録媒
体の磁気特性、電磁変換特性の向上と生産性の改善が重
要な課題である。

【００１１】それを実現するため蒸着時には限定された
入射角の範囲で蒸着を行い、磁気特性と電磁変換特性の
優れた成膜を行っている。例えば最小入射角を４０度と
し、それより小さい角度成分は遮蔽しなければ満足な電
磁変換特性は得られない。しかし、蒸着時の最小入射角
が大きい磁性金属の付着率は小さく、最小入射角４０度
から最大入射角９０度の場合では、附着効率は蒸発量全
体の１０％位と非常に悪い。

【００１２】また、従来の円筒型冷却ドラムを用いる斜
方蒸着による蒸着膜は、蒸着時のドラム表面温度が蒸着
始めと蒸着終わりでほぼ同じで成膜するため、核生成時
に外乱の影響を受け保持力の減少と角型比が低下する。
また磁気特性の劣化は電磁変換特性の出力を下げ、ノイ
ズの原因となるという欠点があった。

【００１３】このように従来の蒸着テ−プの場合、蒸着
時の成膜のレ−トの向上、磁気特性と電磁変換特性の改
善が望まれている。

【００１４】従来の磁性金属薄膜の磁気特性と電磁変換
特性、特に出力とノイズの改善のためには、蒸着膜形成
時の核生成とコラム構造の最適化を図ることが重要であ
る。図２に示す回転冷却ドラムによる蒸着膜の製造方法
は蒸着始めの高入射角成分９０度から蒸着終わりの低入
射角成分４０度まで連続的に高分子フイルム表面上に蒸
着する。この時蒸着始めのフイルム温度Ｔ１、蒸着終わ
りのフイルム温度Ｔ２は回転ドラムの設定温度に依存
し、フイルム温度はほぼ一定である。

【００１５】一般的に現在のデジタルビデオカメラ（Ｄ
Ｖフォーマット）用蒸着テ−プで使用する高分子フイル
ムはポリエチレンテレフタレ−ト（ＰＥＴ）フイルムで
ガラス転移温度が６０度位と低いため蒸着時の冷却温度
は低いほうが熱的に安定な蒸着ができるが媒体として評
価すると電磁変換特性の出力の低下が見られる。

【００１６】一方温度を高めると出力は高くなるが、熱
的に不安定であるため安定な蒸着が行えず室温付近の温
度が最適であると考えられる。

【００１７】このため金属薄膜型磁気記録媒体の製造方
法の最適化を図り電磁変換特性の向上と安定な製造方法
が急務である。

【００１８】本発明は上記問題点に鑑み、真空蒸着法に
よる薄膜の製造時に蒸着始めのフイルム温度が蒸着終わ
りの温度より低くすることで電磁変換特性の優れた安定
な製造方法と製造装置を提供することを目的とするもの
である。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明は、２個以上の回転ドラム上に板状ベルトを巻き
反応性蒸着法を用い、高分子フイルム基板上に強磁性の
金属酸化物層を形成することで蒸着効率を高める。ま
た、蒸着時に蒸着入射角の大きい方から小さい方にベル
トの表面温度に勾配もたせることで磁気特性の優れた生
産性の良い磁気記録媒体を得ることが出来る。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、２個以上の回転冷却ドラムに板状ベルトを巻き付
け、前記板状ベルト表面に高分子フイルムを走行させ、
前記高分子フイルム上に強磁性金属薄膜層を蒸着法にて
形成する磁気記録媒体の製造方法であって、蒸着開始時
の入射角よりも蒸着終了時の入射角が小さく、かつ、蒸
着開始部における前記板状ベルト表面温度よりも蒸着終
了部における前記板状ベルト表面温度が高いことを特徴
とする磁気記録媒体の製造方法としたものであり、かか
る方法で製造することにより、磁気特性の優れた生産性
の良い磁気記録媒体を得ることが出来る。

【００２１】以下、本発明の実施の形態について説明す
る。本発明に使用する高分子フイルムはポリエチレンテ
レフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−ト、ポリアミ
ド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリカ−ボネ−ト等
から適時選択される。

【００２２】この高分子フイルム上に強磁性金属の薄膜
層を形成するに際し、蒸着法は斜方蒸着、垂直蒸着、あ
るいはガスとの反応性蒸着いずれでもよい。使用できる
磁性金属材料はＣｏ，Ｆｅ，Ｎｉ、Ｃｒあるいはこれら
をベ−スにした各種の合金、例えばＣｏ−Ｎｉ，Ｃｏ−
Ｆｅ，Ｃｏ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｃｕ，Ｃｏ−Ｐｔ，Ｃｏ−Ｐ
ｄ，Ｃｏ−Ｓｎ，Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ及びこれらの金属の
金属化合物の混晶である。

【００２３】蒸着後の磁性金属薄膜層の全厚は一般には
１００から５０００Ａ、好ましくは２００から３０００
Ａである。１００Ａ以下の場合、電磁変換特性として満
足できない。５０００Ａ以上では蒸着膜にクラック傷が
生じたり、短波長域での電磁変換特性が劣化する。

【００２４】高分子フイルム上に強磁性金属薄膜を形成
する場合、従来の回転ドラムを用いたものより本発明の
ように表面積を大きくした板状ベルトを用いることで３
倍以上の生産性に改善し、また、板状ベルトの表面温度
は蒸着入射角の大きい方が低くすることで磁気特性が優
れた、記録密度の高い磁気記録媒体を得ることが出来
る。

【００２５】以下、本発明の実施の形態について詳細に
説明する。図１は本発明の実施の形態における磁気記録
媒体を形成する製造装置を示す図である。

【００２６】図１において、高分子フイルム１は送り軸
２にセットされる。この製造装置は冷却用回転ドラム
（上部冷却回転ドラム３及び下部冷却回転ドラム４）と
ドラム間に張架された板状ベルト５を有し、これらの冷
却用回転ドラムを駆動して高分子フイルム１を搬送する
搬送手段を有している。

【００２７】即ち一対の回転ドラムである上部冷却回転
ドラム３、下部冷却回転ドラム４の間に板状ベルト５が
一定の張力で張架されている。高分子フイルム１は送り
軸２よりロ−ラ６を介して上部冷却回転ドラム３に沿わ
せ、板状ベルト５及び下部冷却回転ドラム４に沿わせて
巻取り軸７よって巻き取る。そして上部冷却回転ドラム
３は下部冷却回転ドラム４よりも設定温度を低くしてあ
る。そして板状ベルト５に対向するように強磁性金属８
を電子ビ−ム９で溶解し、下方より斜方蒸着で蒸着す
る。

【００２８】ここで図示のように強磁性金属８が高分子
フイルム１へ蒸着する際の入射角を規制するための遮蔽
板１０、１１を設ける。この遮蔽板１０，１１を用いる
ことによって蒸着流の高分子フイルム１への低入射角が
３８度以上、高入射角が９０度以下となるように設定す
る。こうして蒸着の入射角を一定の角度範囲に制御しな
がら高分子フイルム１を搬送させ、強磁性金属８の蒸着
を行う。この時、低入射角側では酸素ガス１２を高分子
フイルム１の進行方向と逆向きで平行となるように導入
する。こうして蒸着した後所定の幅に裁断し、テ−プ化
し、インカセする。

【００２９】

【実施例】次に実施例により本発明を更に詳細に説明す
る。

【００３０】（実施例１）図１に示す製造装置におい
て、高分子フイルム１としてポリエステルフイルム（Ｐ
ＥＴ）を送り軸２にセットし、上部冷却回転ドラム３、
板状ベルト５、下部冷却回転ドラム４を経て巻取り軸７
で巻き取る。強磁性金属８としてのＣｏ−Ｎｉ合金を電
子ビ−ム９で溶解し、下方より斜方蒸着で蒸着する。こ
の時蒸着は遮蔽板１０、１１により高入射角９０度から
低入射角３８度の範囲で蒸着される。

【００３１】蒸着は酸素ガス１２と蒸着金属との反応性
蒸着法を用いた。そして図示のようにフイルムの進行方
向と逆向きで、平行となるように酸素ガス１２を導入し
た。

【００３２】磁性金属の蒸着厚みは１５００Ａとした。
蒸着効率は、ＣＯＳ３乗則を適用して計算することが出
来、蒸着有効角から附着効率を見積もると約４５％であ
る。

【００３３】またここで、上部冷却回転ドラム３の設定
温度を摂氏−２０度、下部冷却回転ドラム４の設定温度
を摂氏−１０度とした。

【００３４】（比較例１）本実施例と比較するため、図
２に示す従来例と同じ構成のものを比較例１として説明
する。

【００３５】高分子フィルム３２としてポリエステルフ
イルム（ＰＥＴ）を送り軸３１にセットし、冷却回転ド
ラム３３を経て巻取り軸３４で巻き取る。そこに、強磁
性金属３６としてのＣｏ−Ｎｉ合金を電子ビ−ム３５で
溶解し、下方より斜方蒸着で蒸着した。

【００３６】ここで、遮蔽板３７は、入射角の下限を３
８度とするために、遮蔽板３９は入射角の上限を９０度
とするために設けられている。

【００３７】蒸着は実施例１と同様に酸素ガスと蒸着金
属との反応性蒸着法を用い、低入射角側での酸素ガス３
８の導入はフイルムの進行方向と逆向きで平行となるよ
うにした。磁性金属膜の厚みは１５００Ａに形成した。

【００３８】ここで蒸着時の附着効率は実施例１と同様
に計算すると１６％である。また、冷却回転ドラムの設
定温度は摂氏−１０度とした。

【００３９】以上、実施例１及び比較例１により製造さ
れた磁気記録媒体について、市販のデジタルビデオデッ
キを評価用デッキに改造して電磁変換特性を調べること
により評価を行った。

【００４０】電磁変換特性は２１ＭＨｚでの出力とノイ
ズ比を求め、相対比較することにより行った。

【００４１】評価用デッキによる電磁変換特性、計算に
よる附着効率の違いについての結果を

【００４２】

【表１】

【００４３】に示す。ここで蒸着効率は比較例１を１と
した相対値であり、比較例１に対し、実施例１は３倍の
蒸着効率となっている。

【００４４】また、実施例１により製造された磁気記録
媒体による再生出力（Ｙ信号）は、比較例１により製造
された磁気記録媒体と比較した場合、＋２ｄＢ以上の改
善がなされている。

【００４５】この原因を調べるため、磁気特性の測定と
透過型電子顕微鏡によるテ−プの破断面観察を行った。

【００４６】磁気特性について、実施例１と比較例１を
比較すると、保持力は実施例１による磁気記録媒体が１
５００Ｏｅで比較例１による磁気記録媒体が１１５０Ｏ
ｅである。

【００４７】最大飽和磁化は両者の膜厚が同じために大
差ないが残留磁束密度が異なり、角型比で比較例１によ
る磁気記録媒体は０．７０、実施例１による磁気記録媒
体は０．７５であった。磁気特性のヒステリシスル−プ
の違いが特に短波長での電磁変換特性に影響したと考え
られる。

【００４８】また、透過型電子顕微鏡によるテ−プの破
断面を５０万倍に拡大して観察すると高分子フイルムと
磁性金属の境界、特に蒸着始めの核生成付近のコラム成
長は実施例１による磁気記録媒体の方が規則正しく配列
している。

【００４９】このコラムの規則正しい配列は、蒸着初期
の核生成時の蒸着温度と蒸着雰囲気が重要になる。

【００５０】即ち、蒸着時のフイルム温度は低い方が蒸
着としては安定であるが、磁気エネルギ−が低く、出力
が低い。一方、フイルム温度が高い蒸着は製法として不
安定で、また電磁変換特性のノイズが高くなる。このた
め従来は最適な温度条件で磁気記録媒体の製造をおこな
っていた。しかし、本発明の実施例のように蒸着始めの
温度を蒸着終わりの温度より低くする、という更なる改
良を加えることで、核生成時のフイルムからのアウトガ
スを少なくし、規則性の良いコラム形成を行うことがで
きることが解った。コラムの配向性を良くすることで、
保持力と残留磁束密度の磁気特性が改善され電磁変換特
性が向上する。

【００５１】そこで、蒸着開始時と蒸着終了時で蒸着温
度に差を付けるためには、従来の１個の回転ドラムでは
不可能で、２個の回転ドラムにベルトを抱かせることで
蒸着始めと蒸着終わりのフイルム温度を変えることが可
能となる。

【００５２】また、本発明のベルトを用いた蒸着法（ベ
ルト蒸着）は蒸着時の付着効率が従来例の３倍と非常に
生産性が高く、ハイレ−トで高効率の蒸着法である。こ
れは勿論蒸着時の面積の差によるもので、ベルト蒸着法
はドラム方式の３倍の面積である。つまり、図１及び図
２からわかるように、実施例１では、蒸着入射角を所定
の範囲内に維持しつつ、立体角θ₁を比較例１における
立体角θ₂に比して大きくなるように、蒸着基体（高分
子フィルム）に対するルツボの配置を決定することが出
来、蒸着効率が向上するものである。

【００５３】なお、ベルト蒸着法の特徴である蒸着始め
と蒸着終わりのフイルム温度が異なる蒸着が可能である
ことから、本発明を実施するにあたり上部冷却回転ドラ
ムと下部冷却回転ドラムの温度設定は本発明の実施例に
限定されるものではなく、蒸着始めの温度を蒸着終わり
の温度より低くするように任意に設定可能である。

【００５４】蒸着法も斜方蒸着法、垂直蒸着法など他の
方法も可能であり、反応性蒸着も酸素、窒素、水素、オ
ゾン、アルゴン、炭化水素類等のガスを単独あるいは混
合して用いても同様の効果がある。また、蒸着時のマス
ク位置、酸素ガスノズル、回転ドラム、板状のエンドレ
スベルト等の位置関係はここで示した実施の形態に限定
されない。

【００５５】

【発明の効果】以上のように本発明は磁気記録媒体の製
造方法において蒸着時のフイルム温度が蒸着始めと蒸着
終わりで異なることで蒸着テ−プの磁気特性の優れた磁
気記録媒体を実現できる。また本発明は電磁変換特性の
優れた記録密度の高い量産性のある製造装置、製造方法
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における磁気記録媒体の製造
装置の構成図

【図２】従来例における磁気記録媒体の製造装置の構成
図

【符号の説明】

１、３２．高分子フイルム２、３１．送り軸３．上部冷却回転ドラム４．下部冷却回転ドラム５．板状ベルト６．ニップロ−ラ７、３４．巻取り軸８、３６．磁性金属９、３５．電子ビ−ム１０、１１、３７、３９．遮蔽板１２、３８．酸素ガスノズル３３．冷却回転ドラム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２個以上の回転冷却ドラムに板状ベルト
を巻き付け、前記板状ベルト表面に高分子フイルムを走
行させ、前記高分子フイルム上に強磁性金属薄膜層を蒸
着法にて形成する磁気記録媒体の製造方法であって、蒸
着開始時の入射角よりも蒸着終了時の入射角が小さく、
かつ、蒸着開始部における前記板状ベルト表面温度より
も蒸着終了部における前記板状ベルト表面温度が高いこ
とを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】基板上に高分子フイルムを走行させ、前
記高分子フイルム上に強磁性金属薄膜層を蒸着法にて形
成する磁気記録媒体の製造方法であって、蒸着始めにお
ける前記基板の表面温度と蒸着終わりにおける前記基板
の表面温度が異なることを特徴とする磁気記録媒体の製
造方法。
【請求項３】蒸着開始時の入射角よりも蒸着終了時の
入射角が小さいことを特徴とする請求項２記載の磁気記
録媒体の製造方法。
【請求項４】蒸着始めの基板温度よりも蒸着終わりの
基板温度の方が高いことを特徴とする請求項２、３記載
の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】２個以上の回転冷却ドラムに板状ベルト
を巻き付け、前記板状ベルト表面に高分子フイルムを走
行させ、前記高分子フイルム上に強磁性金属薄膜層を蒸
着法にて形成する磁気記録媒体の製造装置であって、蒸
着開始部における前記板状ベルト表面温度よりも蒸着終
了部における前記板状ベルト表面温度が高いことを特徴
とする磁気記録媒体の製造装置。
【請求項６】蒸着開始時の入射角よりも蒸着終了時の
入射角が小さいことを特徴とする請求項５記載の磁気記
録媒体の製造装置。