(57)【要約】 【課題】 ロール間を走行する磁気テープがバタツキを生じても、磁性膜の膜厚を正確に測定することができる膜厚測定装置および膜厚測定方法を提供すること。【解決手段】磁気テープＴの表面側に配置したＸ線管球４から所定の入射角で１次Ｘ線ｘ1 を入射させ、磁性膜３内のターケット元素から発生する蛍光Ｘ線ｆ1 の強度を入射角に対応する反射角の方向に配置した半導体検出器１１で検出する。また、磁気テープＴの裏面側には表面側のＸ線管球４に対向させてＸ線管球５を配置して１次Ｘ線ｘ2 を入射させ、ターケット元素から発生する蛍光Ｘ線ｆ2 の強度を表面側の半導体検出器１１に対向させて配置した半導体検出器１２で検出する。磁気テープＴがバタツキを生じても、半導体検出器１１によって検出される蛍光Ｘ線ｆ1 の強度のカウント値と、半導体検出器１２によって検出される蛍光Ｘ線ｆ2 の強度のカウント値との合算値は磁性層３の正確な膜厚を与える。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行するプラスチックフィルムの表面に、非磁性層の塗料を塗布し、乾燥させることなく、その上へ磁性層の塗料を塗布した後、両者を乾燥して形成される磁気テープの前記磁性層または前記非磁性層の膜厚を乾燥直後のインラインで測定する磁気テープの膜厚測定装置において、
前記磁気テープの表面側に、前記磁気テープへ向かって所定の入射角で一次Ｘ線ｘ1 を入射する第１Ｘ線管球と、前記一次Ｘ線ｘ1 を受けて、前記磁性層または前記非磁性層に予め添加されているターゲット元素から発生する蛍光Ｘ線ｆ1 を検出する第１半導体検出器が前記入射角に対応する反射角の方向に配置され、
かつ、前記磁気テープの裏面側に、前記磁気テープへ向かって所定の入射角で一次Ｘ線ｘ2 を入射する第２Ｘ線管球と、前記一次Ｘ線ｘ2 を受けて、前記ターゲット元素から発生する蛍光Ｘ線ｆ2 を検出する第２半導体検出器が前記入射角に対応する反射角の方向に配置されていることを特徴とする磁気テープの膜厚測定装置。
【請求項２】
前記第１Ｘ線管球から入射される前記一次Ｘ線ｘ1 と前記第２Ｘ線管球から入射される前記一次Ｘ線ｘ2 とが同軸上にあるように、前記第１Ｘ線管球と前記第２Ｘ線管球とが前記磁気テープを介し対向して配置されており、同様に前記第１半導体検出器と前記第２半導体検出器とが前記磁気テープを介し対向して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気テープの膜厚測定装置。
【請求項３】
前記ターゲット元素を添加した前記磁性層または前記非磁性層の膜厚に応じて前記第１半導体検出器で検出され該第１半導体検出器に接続された第１計数回路によってカウントされる前記蛍光Ｘ線ｆ1 の強度のカウント値、および前記第２半導体検出器で検出され該第２半導体検出器に接続された第２計数回路によってカウントされる前記蛍光Ｘ線ｆ2 の強度のカウント値との合算値を演算し、前記合算値を予め作成された検量線と対照して前記磁性層または前記非磁性層の膜厚を測定する計測装置が前記第１計数回路および前記第２計数回路に接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気テープの膜厚測定装置。
【請求項４】
第１計数回路による前記蛍光Ｘ線ｆ1 のカウントと第２計数回路による前記蛍光Ｘ線ｆ2 のカウントが同期してカウントされることを特徴とする請求項３に記載の磁気テープの膜厚測定装置。
【請求項５】
走行する前記磁気テープに対し、前記第１Ｘ線管球と前記第１半導体検出器、および前記第２Ｘ線管球と前記第２半導体検出器が一体として、走行方向と直角な前記磁気テープの幅方向に往復動可能に設置されていることを特徴とする請求項１から請求項４までの何れかに記載の磁気テープの膜厚測定装置。
【請求項６】
走行するプラスチックフィルムの表面に、非磁性層の塗料を塗布し、乾燥させることなく、その上へ磁性層の塗料を塗布した後、両者を乾燥して形成される磁気テープの前記磁性層または前記非磁性層の膜厚を乾燥直後のインラインで測定する磁気テープの膜厚測定方法において、
前記磁気テープの表面側に配置した第１Ｘ線管球から前記磁気テープへ向かって所定の入射角で一次Ｘ線ｘ1 を入射させ、前記一次Ｘ線ｘ1 を受けて、前記磁性層または前記非磁性層に予め添加したターゲット元素から発生する蛍光Ｘ線ｆ1 を前記磁気テープの表面側において前記入射角に対応する反射角の方向に配置した第１半導体検出器によって検出し、
同時に、前記磁気テープの裏面側に配置した第２Ｘ線管球から前記磁気テープへ向かって所定の入射角で一次Ｘ線ｘ2 を入射させ、前記一次Ｘ線ｘ2 を受けて、前記ターゲット元素から発生する蛍光Ｘ線ｆ2 を前記磁気テープの裏面側において前記入射角に対応する反射角の方向に配置した第２半導体検出器によって検出し、
前記第１半導体検出器によって検出される前記蛍光Ｘ線ｆ1 の強度と、前記第２半導体検出器によって検出される前記蛍光Ｘ線ｆ2  の強度とに基づいて前記磁性層または前記非磁性層の膜厚を測定することを特徴とする磁気テープの膜厚測定方法。
【請求項７】
前記第１Ｘ線管球から入射される前記一次Ｘ線ｘ1 と前記第２Ｘ線管球から入射される前記一次Ｘ線ｘ2 とが同軸上にあるように、前記第１Ｘ線管球と前記第２Ｘ線管球とを前記磁気テープを介し対向させて配置し、同様に前記第１半導体検出器と前記第２半導体検出器とを前記磁気テープを介して対向させて配置することにより、前記一次Ｘ線ｘ1 が前記磁気テープを透過して前記第２半導体検出器へ入射しないように、かつ前記一次Ｘ線ｘ2 が前記磁気テープを透過して前記第１半導体検出器へ入射しないようにして計測することを特徴とする請求項６に記載の磁気テープの膜厚測定方法。
【請求項８】
前記ターゲット元素を添加した前記磁性層または前記非磁性層の膜厚に応じて生ずる前記蛍光Ｘ線ｆ1 の強度を前記第１半導体検出器で検出し、検出される前記蛍光Ｘ線ｆ1 の強度を前記第１半導体検出器に接続された第１計数回路によってカウントし、同じく生ずる前記蛍光Ｘ線ｆ2 の強度を前記第２半導体検出器で検出し、検出される前記蛍光Ｘ線ｆ2 の強度を前記第２半導体検出器に接続された第２計数回路によってカウントし、前記第１計数回路および前記第２計数回路が接続されている計測装置において、前記蛍光Ｘ線ｆ1 のカウント値と前記蛍光Ｘ線ｆ2のカウント値との合算値を求め、前記合算値を予め作成した検量線と対照して前記磁性層または前記非磁性層の膜厚を測定することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の磁気テープの膜厚測定方法。
【請求項９】
前記第１計数回路における前記蛍光Ｘ線ｆ1 のカウントと、前記第２計数回路における前記蛍光Ｘ線ｆ2 のカウントとを同期させてカウントすることを特徴とする請求項８に記載の磁気テープの膜厚測定方法。
【請求項１０】
走行する前記磁気テープに対し、前記第１Ｘ線管球と前記第１半導体検出器、および前記第２Ｘ線管球と前記第２半導体検出器を一体として前記磁気テープの幅方向に往復動させることを特徴とする請求項６から請求項９までの何れかに記載の磁気テープの膜厚測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気テープの膜厚測定装置および膜厚測定方法に関するものであり、更に詳しくは、磁気テープにおける塗布膜の膜厚を、製造プロセスにおいて磁気テープの走行中に正確に測定する膜厚測定装置および膜厚測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高密度の情報記録用磁気テープについてのＬＴＯ（リニア・テープ・オープン規格）等における磁性層は、図６に示すような多層構成となっており、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のベースフィルムＢの上に下層の非磁性層２と上層の磁性層３からな二層を形成するか、またはそれ以上の多層を形成したものである。上記の二層構造で高密度記録の可能な磁気テープとする場合、上層の磁性層３の膜厚は数十ｎｍオーダの薄膜とされる傾向にある。そして磁性層３の膜厚が不均一であると記録特性を大きく低下させることから、磁性層３の膜厚をどのように正確に測定し、どのように膜厚の均一化させるかが重要になっている。
【０００３】
膜厚の測定方法としては、レーザ光などを用いて透過率を求める方法やＸ線回折方法があるが、これら以外に、図７に示すように、測定対象の磁性層３にターゲット元素を添加した磁気テープＴに対して、Ｘ線管球４から１次Ｘ線ｘを入射させて、ターゲット元素から発生する蛍光Ｘ線ｆの強度を半導体検出器１１で検出して磁性層３の厚さを測定する方法がある。このターゲット元素は非磁性層２に添加して当該非磁性層の膜厚を測定してもよく、また多層構造の複数の任意の層に異なる種類のターゲット元素を添加しておくことにより、ターゲット元素を添加した複数層それぞれの膜厚を同時に測定できると言う長所を有している（例えば特許文献１を参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０２−０１３８０３号公報
【０００５】
蛍光Ｘ線分析方法によって磁性層の膜厚をインラインで、すなわち製造プロセスにおいて磁気テープの走行中に測定する場合には、測定精度を高めることのほかに、測定時間を如何に短縮するかも重要である。蛍光Ｘ線分析において使用する蛍光Ｘ線の検出器には波長分散型とエネルギー分散型とがある。エネルギー分散型の検出器は波長分解能に劣るものの、 多数種の元素を同時に短時間で検出することが可能であるという点において好ましく、多用されている。
【０００６】
磁気テープＴは、数・ｍ厚さのＰＥＴなどのベースフィルムＢ上に鉄やコバルト等の磁性材料とそれらを結合させる塩化ビニル系共重合樹脂を主成分とする結合材料とからなる塗膜を極めて薄く形成し乾燥して磁性層３としている。そのため、図８に示すように、Ｘ線管球４から入射する１次Ｘ線ｘは磁気テープＴを透過して裏面側へ突き抜けるので、入射点の裏面側に走行用のガイドロール２０等が存在すると、磁気テープＴからの蛍光Ｘ線ｆのほかに、ガイドロール２０の構成元素からの蛍光Ｘ線ｆ’が大量に発生する。これを避けるために、図９に示すように、磁性膜３の膜厚の測定は磁気テープＴにおける１次Ｘ線ｘの入射点の裏面側には何も存在しない状態で行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、磁気テープＴにおける磁性塗料の塗布、乾燥工程では、ベースフィルムＢまたは磁気テープＴは多数本の走行ロール２０によってガイドされて走行し、走行中のベースフィルムＢまたは磁気テープＴは走行速度やテンションの微妙な変動により、走行ロール２０、２０の間でバタツキを生ずる。このバタツキは図９に示した磁気テープＴにおける磁性層３の膜厚測定を測定する場合にも当然に発生し、図１０に示すように、Ｘ線管球４および半導体検出器１１からなる膜厚測定部１０と磁気テープＴとの間の距離ｇを変動させる。図１１は実験によって求めた磁気テープＴと膜厚測定部１０との距離ｇと、検出される蛍光Ｘ線ｆの強度との関係を示す図であり、距離ｇが１ｍｍ離れると、蛍光Ｘ線ｆの強度はカウント値で４４５０ｃｐｓ程度から４１００ｃｐｓ程度に低下する。このカウント値の低下は磁性層３の膜厚との関係を示す検量線によれば膜厚で約２０％の減少に相当する。 そして磁気テープＴのバタツキはベースフィルムＢの幅が大になるほど激しく、磁性層３の膜厚の高精度な測定が困難になるという問題があった。
【０００８】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、ロール間を走行する磁気テープの磁性膜または非磁性層の膜厚を測定する場合に、磁気テープがバタツキを生じても、磁性膜または非磁性層の膜厚を正確に測定することができる膜厚測定装置および膜厚測定方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題は請求項１または請求項６の構成によって解決されるが、その解決手段を説明すれば次に示す如くである。
【００１０】
請求項１の磁気テープの膜厚測定装置は、走行するプラスチックフィルムの表面に、非磁性層の塗料を塗布し、乾燥させることなく、その上へ磁性層の塗料を塗布した後、両者を乾燥して形成される磁気テープの磁性層または非磁性層の膜厚を乾燥直後のインラインで測定する磁気テープの膜厚測定装置において、磁気テープの表面側に、磁気テープへ向かって所定の入射角で一次Ｘ線ｘ1 を入射する第１Ｘ線管球と、一次Ｘ線ｘ1 を受けて、磁性層または非磁性層に予め添加されているターゲット元素から発生する蛍光Ｘ線ｆ1 を検出する第１半導体検出器が入射角に対応する反射角の方向に配置され、かつ、磁気テープの裏面側に、磁気テープへ向かって所定の入射角で一次Ｘ線ｘ2 を入射する第２Ｘ線管球と、一次Ｘ線ｘ2 を受けて、ターゲット元素から発生する蛍光Ｘ線ｆ2 を検出する第２半導体検出器が入射角に対応する反射角の方向に配置されている装置である。
【００１１】
このような磁気テープの膜厚測定装置は、磁気テープの表面側の第１半導体検出器によって検出される蛍光Ｘ線ｆ1 の強度と、磁気テープの裏面側の第２半導体検出器によって検出される蛍光Ｘ線ｆ2 の強度とに基づいて膜厚を求めることにより、走行中の磁気テープがバタツキを生じ、例えば磁気テープが第１Ｘ線管球と第１半導体検出器側へ接近して、第１半導体検出器によって検出される蛍光Ｘ線ｆ1 の強度が増大する場合、磁気テープは第２Ｘ線管球と第２半導体検出器から遠ざかり、第２半導体検出器によって検出される蛍光Ｘ線ｆ2 の強度は低下することから、第１半導体検出器によって検出される強度と第２半導体検出器によって検出される強度の和は、磁気テープがバタツキを生じていない時の同様な強度の和と同等である。
【００１２】
請求項２の磁気テープの膜厚測定装置は、第１Ｘ線管球から入射される一次Ｘ線ｘ1 と第２Ｘ線管球から入射される一次Ｘ線ｘ2 とが同軸上にあるように、第１Ｘ線管球と第２Ｘ線管球とが磁気テープを介し対向して配置されており、同様に第１半導体検出器と第２半導体検出器とが磁気テープを介し対向して配置されている装置である。
【００１３】
このような磁気テープの膜厚測定装置は、第１Ｘ線管球からの一次Ｘ線ｘ1 の磁気テープを透過したものが第２半導体検出器へ入射すること、および第２Ｘ線管球からの一次Ｘ線ｘ2 の磁気テープを透過したものが第１半導体検出器へ入射することが防がれ、第１半導体検出器で検出される蛍光Ｘ線ｆ1 の強度をカウントする部分におけるカウント能力を飽和させず、第２半導体検出器で検出される蛍光Ｘ線ｆ2 の強度をカウントする部分におけるカウント能力を飽和させない。
【００１４】
請求項３の磁気テープの膜厚測定装置は、ターゲット元素を添加した磁性層または非磁性層の膜厚に応じて第１半導体検出器で検出され該第１半導体検出器に接続された第１計数回路によってカウントされる蛍光Ｘ線ｆ1 の強度のカウント値、および第２半導体検出器で検出され該第２半導体検出器に接続された第２計数回路によってカウントされる蛍光Ｘ線ｆ2 の強度のカウント値との合算値を演算し、合算値を予め作成された検量線と対照して磁性層または非磁性層の膜厚を測定する計測装置が第１計数回路および第２計数回路に接続されている装置である。
【００１５】
このような磁気テープの膜厚測定装置は、計測装置内において第１計数回路による蛍光Ｘ線ｆ1 のカウント値と第２計数回路による蛍光Ｘ線ｆ2 のカウント値とが合算され、その合算値を検量線と対照して、磁気テープの磁性層または非磁性層の膜厚を測定することことから、磁気テープがバタツキを生じても精度の高い膜厚を与える。
【００１６】
請求項４の磁気テープの膜厚測定装置は、第１計数回路による蛍光Ｘ線ｆ1 のカウントと第２計数回路による蛍光Ｘ線ｆ2 のカウントが同期してカウントされる装置である。
【００１７】
このような磁気テープの膜厚測定装置は、第１計数回路による蛍光Ｘ線ｆ1 のカウントと第２計数回路による蛍光Ｘ線ｆ2 のカウントが、磁気テープの同一部分の表裏で同時に行われる。
【００１８】
請求項５の磁気テープの膜厚測定装置は、走行する磁気テープに対し、第１Ｘ線管球と第１半導体検出器、および第２Ｘ線管球と第２半導体検出器が一体として、走行方向とは直角な磁気テープの幅方向に往復可能に設置されている装置である。
【００１９】
このような磁気テープの膜厚測定装置は、一次Ｘ線ｘ1 や一次Ｘ線ｘ2 がスポット状に入射されることから、測定スポットを移動させない場合には磁気テープの走行方向に沿う線状にしか膜厚を測定できないが、測定スポットを幅方向に往復させることにより磁気テープの全面に亘る膜厚を測定することができる。
【００２０】
請求項６の磁気テープの膜厚測定方法は、走行するプラスチックフィルムの表面に、非磁性層の塗料を塗布し、乾燥させることなく、その上へ磁性層の塗料を塗布した後、両者を乾燥して形成される磁気テープの磁性層または非磁性層の膜厚を乾燥直後のインラインで測定する磁気テープの膜厚測定方法において、磁気テープの表面側に配置した第１Ｘ線管球から磁気テープへ向かって所定の入射角で一次Ｘ線ｘ1 を入射させ、その一次Ｘ線ｘ1 を受けて、磁性層または非磁性層に予め添加したターゲット元素から発生する蛍光Ｘ線ｆ1 を磁気テープの表面側において入射角に対応する反射角の方向に配置した第１半導体検出器によって検出し、
同時に、磁気テープの裏面側に配置した第２Ｘ線管球から磁気テープへ向かって所定の入射角で一次Ｘ線ｘ2 を入射させ、その一次Ｘ線ｘ2 を受けて、ターゲット元素から発生する蛍光Ｘ線ｆ2 を磁気テープの裏面側において入射角に対応する反射角の方向に配置した第２半導体検出器によって検出し、
第１半導体検出器によって検出される蛍光Ｘ線ｆ1 の強度と、第２半導体検出器によって検出される蛍光Ｘ線ｆ2  の強度とに基づいて磁性層または非磁性層の膜厚を測定する方法である。
【００２１】
このような磁気テープの膜厚測定方法は、磁気テープの表面側の第１半導体検出器によって検出される蛍光Ｘ線ｆ1 の強度と、磁気テープの裏面側の第２半導体検出器によって検出される蛍光Ｘ線ｆ2 の強度とに基づいて膜厚を求めることから、走行中の磁気テープがバタツキを生じ、例えば磁気テープが第１Ｘ線管球と第１半導体検出器から遠ざかり、第１半導体検出器によって検出される蛍光Ｘ線ｆ1 の強度が低下する場合は、磁気テープは第２Ｘ線管球と第２半導体検出器の方へ近付き、第２半導体検出器によって検出される蛍光Ｘ線ｆ2 の強度は増大するので、第１半導体検出器によって検出される強度と第２半導体検出器によって検出される強度との和は、磁気テープがバタツキを生じていない時の同様な強度の和と同等である。
【００２２】
請求項７の磁気テープの膜厚測定方法は、第１Ｘ線管球から入射される一次Ｘ線ｘ1 と第２Ｘ線管球から入射される一次Ｘ線ｘ2 とが同軸上にあるように、第１Ｘ線管球と第２Ｘ線管球とを磁気テープを介し対向させて配置し、同様に第１半導体検出器と第２半導体検出器とを磁気テープを介し対向させて配置することにより、一次Ｘ線ｘ1  が磁気テープを透過して第２半導体検出器へ入射しないように、また一次Ｘ線ｘ2 が磁気テープを透過して第１半導体検出器へ入射しないようにして計測する方法である。
【００２３】
このような磁気テープの膜厚測定方法は、第１Ｘ線管球からの一次Ｘ線ｘ1の磁気テープを透過したものが第２半導体検出器へ入射すること、および第２Ｘ線管球からの一次Ｘ線ｘ2の磁気テープを透過したものが第１半導体検出器へ入射することを防ぐので、第１半導体検出器で検出される蛍光Ｘ線ｆ1の強度をカウントする部分におけるカウント能力を飽和させず、また第２半導体検出器で検出される蛍光Ｘ線ｆ2の強度をカウントする部分におけるカウント能力を飽和させない。
【００２４】
請求項８の磁気テープの膜厚測定方法は、ターゲット元素を添加した磁性層または非磁性層の膜厚に応じて生ずる蛍光Ｘ線ｆ1 の強度を第１半導体検出器で検出し、検出される蛍光Ｘ線ｆ1 の強度を第１半導体検出器に接続された第１計数回路によってカウントし、同じく生ずる蛍光Ｘ線ｆ2 の強度を第２半導体検出器で検出し、検出される蛍光Ｘ線ｆ2 の強度を第２半導体検出器に接続された第２計数回路によってカウントし、第１計数回路および第２計数回路が接続されている計測装置において、蛍光Ｘ線ｆ1 のカウント値と蛍光Ｘ線ｆ2のカウント値との合算値を求め、その合算値を予め作成した検量線と対照して磁性層または非磁性層の膜厚を測定する方法である。
【００２５】
このような磁気テープの膜厚測定方法は、第１計数回路による蛍光Ｘ線ｆ1 のカウント値と、第２計数回路による蛍光Ｘ線ｆ2 のカウント値との合算値を検量線と対照することにより、走行中に磁気テープがバタツキを生じても、磁気テープの磁性層の膜厚を正確に測定することができる。
【００２６】
請求項９の磁気テープの膜厚測定方法は、第１計数回路における蛍光Ｘ線ｆ1 のカウントと、第２計数回路における蛍光Ｘ線ｆ2 のカウントとを同期させてカウントする方法である。
【００２７】
このような磁気テープの膜厚測定方法は、第１計数回路による蛍光Ｘ線ｆ1 のカウントと第２計数回路による蛍光Ｘ線ｆ2 のカウントを、磁気テープの同一部分の表裏で同時に行わせる。
【００２８】
請求項１０の磁気テープの膜厚測定方法は、走行する磁気テープに対し、第１Ｘ線管球と第１半導体検出器、および第２Ｘ線管球と第２半導体検出器を一体として磁気テープの幅方向に往復させる方法である。
【００２９】
このような磁気テープの膜厚測定方法は、一次Ｘ線ｘ1 および一次Ｘ線ｘ2 はスポット状に入射されることから、第１Ｘ線管球および第２Ｘ線管球を移動させない場合には磁気テープの走行方向の線状部分しか膜厚を測定できないが、第１Ｘ線管球と第１半導体検出器、および第２Ｘ線管球と第２半導体検出器を磁気テープの幅方向に往復させることにより磁気テープの全面に亘る膜厚を測定することができる。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１の膜厚測定装置によれば、磁気テープの表面側において第１Ｘ線管球からの一次Ｘ線ｘ1 によって生ずる蛍光Ｘ線ｆ1 の強度を第１半導体検出器によって検出することができ、磁気テープの裏面側において第２Ｘ線管球からの一次Ｘ線ｘ2 によって生ずる蛍光Ｘ線ｆ2 の強度を第２半導体検出器によって検出することができ、走行中の磁気テープがバタツキを生じ、例えば磁気テープが第１Ｘ線管球と第１半導体検出器の方へ接近して、第１半導体検出器によって検出される蛍光Ｘ線ｆ1 の強度が増大する場合には、磁気テープは第２Ｘ線管球と第２半導体検出器から遠ざかり、第２半導体検出器によって検出される蛍光Ｘ線ｆ2 の強度は低下するので、第１半導体検出器によって検出される蛍光Ｘ線ｆ1 の強度と第２半導体検出器によって検出される蛍光Ｘ線ｆ2 の強度との和は、磁気テープがバタツキを生じていない時の第１半導体検出器による蛍光Ｘ線ｆ1 の強度と第２半導体検出器による蛍光Ｘ線ｆ1 の強度の和と同等であるから、磁気テープの走行中のバタツキとは無関係に正確な膜厚を与える。
【００３１】
請求項２の膜厚測定装置によれば、第１Ｘ線管球からの一次Ｘ線ｘ1 の磁気テープを透過したものが第２半導体検出器へ入射することを防ぎ、第２Ｘ線管球からの一次Ｘ線ｘ2の磁気テープを透過したものが第１半導体検出器へ入射することを防ぐので、第１半導体検出器で検出される蛍光Ｘ線ｆ1 の強度をカウントする部分におけるカウント能力を飽和させず、また第２半導体検出器で検出される蛍光Ｘ線ｆ2 の強度をカウントする部分におけるカウント能力を飽和させず、膜厚の正確な測定が不能になるような事態を招かない。
【００３２】
請求項３の膜厚測定装置によれば、計測装置内において第１計数回路による蛍光Ｘ線ｆ1 の強度のカウント値と、第２計数回路による蛍光Ｘ線ｆ2 の強度のカウント値とが合算され、その合算値が予め作成された検量線と対照されるので、磁気テープがバタツキを生じていても、バタツキが生じていない状態における磁気テープの磁性層の膜厚として測定することができる。
【００３３】
請求項４の膜厚測定装置によれば、第１計数回路によるカウントと第２計数回路によるカウントが同期して行なわれ、磁気テープの同一部分の表裏が同時にカウントされるので、バタツキによって磁気テープの位置が変動しても、その位置に関係なく常に精度の高い膜厚を与える。
【００３４】
請求項５の膜厚測定装置によれば、一次Ｘ線ｘ1 および一次Ｘ線ｘ2 の入射スポットを走行中の磁気テープの幅方向に往復させることができるので、磁気テープの全面に亘る膜厚を測定することができ、磁気テープ全面における膜厚分布を正確に知ることができる。
【００３５】
請求項６の膜厚測定方法によれば、磁気テープの表面側の第１半導体検出器によって検出される蛍光Ｘ線ｆ1 の強度と、磁気テープの裏面側の第２半導体検出器によって検出される蛍光Ｘ線ｆ2  の強度とに基づいて膜厚を求めることができ、走行中の磁気テープがバタツキを生じ、例えば磁気テープが第１Ｘ線管球と第１半導体検出器から遠ざかり、第１半導体検出器によって検出される蛍光Ｘ線ｆ1 の強度が低下する場合には、磁気テープは第２Ｘ線管球と第２半導体検出器へ接近し、第２半導体検出器による蛍光Ｘ線ｆ2 の強度が増大するので、第１半導体検出器によって検出される蛍光Ｘ線ｆ1 の強度と第２半導体検出器によって検出される蛍光Ｘ線ｆ2 の強度の和は、磁気テープがバタツキを生じていない時の蛍光Ｘ線ｆ1 の強度と蛍光Ｘ線ｆ2 の強度の和と同等であり、磁気テープの走行中のバタツキと無関係に正確な膜厚を与える。
【００３６】
請求項７の膜厚測定方法によれば、第１Ｘ線管球からの一次Ｘ線ｘ1  の磁気テープを透過したものが第２半導体検出器へ入射することを防ぎ、第２Ｘ線管球からの一次Ｘ線ｘ2の磁気テープを透過したものが第１半導体検出器へ入射することを防ぐので、第１半導体検出器で検出される蛍光Ｘ線ｆ1 の強度をカウントする部分におけるカウント能力を飽和させず、また第２半導体検出器で検出される蛍光Ｘ線ｆ2 の強度をカウントする部分におけるカウント能力を飽和させず、膜厚を精度高く測定することができる。
【００３７】
請求項８の膜厚測定方法によれば、第１計数回路による蛍光Ｘ線ｆ1 のカウント値と第２計数回路による蛍光Ｘ線ｆ2 のカウント値とを合算し、その合算値が予め作成されている検量線と対照されるので、磁気テープがバタツキを生じていても、バタツキが生じていない状態における磁気テープの磁性層の膜厚として測定することができる。
【００３８】
請求項９の膜厚測定方法によれば、第１計数回路による蛍光Ｘ線ｆ1 のカウントと第２計数回路による蛍光Ｘ線ｆ2 のカウントを同期させ、磁気テープの同一部分の表裏を同時にカウントするので、バタツキによって磁気テープの位置が変動しても、その位置に関係なく常に精度の高い膜厚を与える。
【００３９】
請求項１０の膜厚測定方法によれば、一次Ｘ線ｘ1 および一次Ｘ線ｘ2 の入射スポットを走行中の磁気テープの幅方向に往復させるので、磁気テープの全面における膜厚の測定が可能であり、磁気テープの全面に亘る膜厚分布の状態を知ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
図１は、図６に示した磁気テープＴの磁性層３の膜厚を測定するための、磁気テープＴの表面側と裏面側との両側に配置されるＸ線管球と半導体検出器、すなわち膜厚測定部１０、１０’を示す図である。磁気テープＴの非磁性層２は、例えばα酸化鉄、酸化チタン、カーボンブラック等の非磁性材料の微粉末と結合材を主成分とするものであり、磁性層３は例えば鉄（Ｆｅ）を主成分とする強磁性金属粉末に固有の蛍光Ｘ線を発生させるターゲット元素を少量添加した磁性材料と結合材を主成分とするものである。ターゲット元素としては、一般的にはクロム、アルミニウム、チタン、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、その他が使用される。また結合材としては、一般的には塩化ビニル系共重合樹脂を主体とし、これに架橋性のポリウレタン系樹脂を混合したものが使用される。
【００４１】
このような磁気テープＴの表面側に、Ｘ線管球４からの１次Ｘ線ｘ1 を磁気テープＴへ所定の入射角度で入射させ、磁性層３に含まれるターゲット元素から磁性層３の膜厚に応じて発生する蛍光Ｘ線ｆ1 の強度を１次Ｘ線ｘ1 の入射角度に対応する反射角度の方向に配置した半導体検出器１１で検出し、半導体検出器１１に接続された計数回路１３によって蛍光Ｘ線ｆ1 の強度をカウントすると同時に、磁気テープＴの裏面側には表面側のＸ線管球４に対向させてＸ線管球５を配置し、そのＸ線管球５からの１次Ｘ線ｘ2 を磁気テープＴへ所定の入射角度で入射させ、磁性層３に含まれるターゲット元素から磁性層３の膜厚に応じて発生する蛍光Ｘ線ｆ2 の強度を１次Ｘ線ｘ2 の入射角度に対応する反射角度の方向に配置した半導体検出器１２で検出し、半導体検出器１２に接続された計数回路１４によって蛍光Ｘ線ｆ2 の強度をカウントすることによって、磁性層３の膜厚を求めるようにした装置である。
【００４２】
すなわち、磁気テープＴと膜厚測定部１０との距離ｇが小さくなると検出される蛍光Ｘ線ｆの強度は大になり、 距離ｇが大になると検出される蛍光Ｘ線ｆの強度は小さくなることから、磁気テープＴの表面側にＸ線管球４と半導体検出器１１、および裏面側にＸ線管球５と半導体検出器１２を配置することによって、走行する磁気テープＴのバタツキによる蛍光Ｘ線ｆの強度の変動を表裏で相殺することができ、磁気テープＴのバタツキと無関係に磁性層３の膜厚を正確に測定することができるようにした装置である。
【００４３】
図１に示したように、Ｘ線管球４とＸ線管球５、および半導体検出器１１と半導体検出器１２を対向させて配置するのは、表面側のＸ線管球４からの１次Ｘ線ｘ1の磁気テープＴを透過したものが裏面側の半導体検出器１２へ入射して半導体検出器１２に接続される計数回路１４の能力が飽和することを防ぐためであり、裏面側のＸ線管球５からの１次Ｘ線ｘ2 の磁気テープＴを透過したものが表面側の半導体検出器１１へ入射して半導体検出器１１に接続される計数回路１３の能力が飽和することを防ぐためである。
【００４４】
使用するエネルギー分散型の半導体検出器１１は、Ｐ型Ｓｉ（シリコン）にＬｉ（リチウム）を拡散させたＰＩＮ接合を有する半導体によって蛍光Ｘ線の強度をエネルギー的に分光して電流パルスに変換し、計数回路１３によって電流パルスの波高を蛍光Ｘ線の強度としてカウントするものであり、シンチレーション計数管ないしは光電子増倍管を使用しないので装置が小型になることから多用されるようになっている。本発明では、半導体検出器のなかでも検出性能が優れたシリコンドリフト検出器（ＳＤＤ）を使用する。ＳＤＤはＰ型Ｓｉから発生した電子を同心円状の電極構造のアノードへ効率よく導き、検出される電流パルスを内蔵された電気回路によって電圧パルスに変換するものである。
【００４５】
そして、上記の計数回路１３、１４は、ＳＤＤからの電圧パルスの波高を蛍光Ｘ線のエネルギー強度としてカウントするものであるが、カウント漏れを生じないように電圧パルスを高速でカウントし得るもの、低くとも１００ｋｃｐｓ以上のカウントが可能であるような計数率を有するデジタル・シグナル・プロセッシング基板（ＤＳＰ基板）を使用したものとすることにより、磁性層３の膜厚を短時間で精度高く測定することができる。
【００４６】
図２は図１に示したＸ線管球４と半導体検出器１１、およびＸ線管球５と半導体検出器１２を有する膜厚測定装置１の構成をブロック的に示す図である。１次Ｘ線を入射させるＸ線管球４、５はそれぞれ高圧電源６、７から電圧が印加されるが、その高圧電源６、７は制御装置８によってＸ線管球４、５に発生させる１次Ｘ線の出力を制御する。発生する１次Ｘ線は磁気テープＴへスポット状に入射されるが、磁性膜３が形成されている磁気テープＴは幅が広いので、磁気テープＴの全体に亘る膜厚分布の状態を知るために、磁気テープＴへのＸ線管球４からの１次Ｘ線ｘ1 の入射スポット、Ｘ線管球５からの１次Ｘ線ｘ2 の入射スポットを走行する磁気テープＴの幅方向に往復させることを要する。そのために表面側のＸ線管球４と半導体検出器１１、および裏面側のＸ線管球５と半導体検出器１２を一体として幅方向に往復させるが、そのトラバース動作のためのモータ１０と同モータの制御装置９が設けられている。
【００４７】
そして、半導体検出器１１、１２によって検出される蛍光Ｘ線の強度は、それぞれに接続される計数回路１３、１４によってエネルギー毎にカウントされる。膜厚計測装置１５は、計数回路１３、１４における一定期間毎のパルスカウントを同期させて取り込み、計数回路１３、１４のカウント値を次式（１）で示すように合算し、その合算値を予め作成され内蔵されている検量線と対照し、膜厚として表示する。
膜厚計測装置１５におけるカウントの合算値
＝  計数回路１３のカウント値 ＋ 計数回路１４のカウント値  ????????  式（１）
この時、計数回路１３によるカウントと計数回路１４によるカウントを同期させているので、磁気テープのバタツキによって測定場所における磁気テープの位置が変動しても、その位置に関係なく磁性層３の膜厚を高い精度で測定することができる。
【実施例】
【００４８】
厚さ１２μｍのＰＥＴフィルムをベースフィルムＢとして、図３に概念的に示すダイコーティング方式、すなわち、走行するベースフィルムＢの面に、先ず、ダイ２１Ｎによって非磁性塗料２２が塗布され、続いて非磁性塗料２２の塗布膜の上へダイ２３Ｍによって磁性塗料２４が塗布され、その後で乾燥する方式（ウエット・オン・ウエット方式）による磁気テープＴの製造プロセスにいて、塗料の乾燥の直後において、形成されている非磁性層２上の磁性層３の厚さを測定した。上記において非磁性材料にはα酸化鉄（α−Ｆｅ2 Ｏ3 ）の粉末を使用し、磁性材料にはＦｅ系金属強磁性材料の粉末を使用し、同強磁性材料に添加するターゲット元素にはＦｅ系金属強磁性材料の酸化防止に使用されるイットリウム（Ｙ）を採用した。また結合材には、非磁性層２と磁性層３の何れにも上述した塩化ビニル系共重合樹脂を主体とするものを使用した。そして上記の塗料は結合材を有機溶剤に溶解させた溶液の中に、非磁性材料の微粉末、または磁性材料の微粉末を分散させたものである。
【００４９】
上記のようなダイコーティング方式によって磁性層３の厚さが異なる４種の磁気テープの試料Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを作成した。これらを図１に示した膜厚測定装置１によって磁気テープＴの表裏の半導体検出器１１による蛍光Ｘ線ｆ1 の強度のカウント値［ｃｐｓ］、および半導体検出器１２による蛍光Ｘ線ｆ2 の強度のカウント値［ｃｐｓ］と、試料Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのそれぞれをウルトラ・ミクロトームで厚さ方向に細断した薄片を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって観察して計測される膜厚とを比較して表１、表２に示した。また、それらの関係を図４に示した。図４に見られるように、ＴＥＭによる計測値とターゲット元素であるＹによる蛍光Ｘ線の強度のカウント値との間には検量線で換算することができる相関関係のあることが確認された。
【００５０】
【表１】
2008039542.tif 000003
【表２】
2008039542.tif 000004
【００５１】
試料Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの表裏の半導体検出器１１による蛍光Ｘ線ｆ1 の強度のカウント値と、半導体検出器１２による蛍光Ｘ線ｆ2 の強度のカウント値との合算値［ｃｐｓ］と、ＴＥＭによって計測される膜厚との関係を表３と図５に示した。合算値によって膜厚を測定することにより検量線は1本で用を達すると言う実質的なメリットがある。
【００５２】
【表３】
2008039542.tif 000005
【００５３】
以上、本発明の磁気テープの膜厚測定方法を実施例によって説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００５４】
例えば本実施例においては、磁性層３にターゲット元素を添加しておき、そのターゲット元素が発生する蛍光Ｘ線の強度に基づいて磁性層３の膜厚を求めたが、非磁性層２にターゲット元素を添加しておき、非磁性層２の膜厚を求めることも可能である。
【００５５】
また本実施例においては、二層構造の磁気テープＴのターゲット元素を添加した上側の磁性層３の膜厚を測定する場合を述べたが、特許文献１に関して説明したように、ターゲット元素を利用して膜厚を測定する方法は、多層構造の任意の複数層に異なる種類のターゲット元素を添加しておくことにより、ターゲット元素を添加した複数層の膜厚を同時に測定できると言う長所を有している。そのような多層構造の磁気テープついて複数層の膜厚を同時に測定する場合にも、本発明の膜厚測定装置および膜厚測定方法を適用することができる。
【００５６】
また本実施例においては、非磁性層２の材料としてα酸化鉄（α−Ｆｅ2 Ｏ3 ）を使用し、磁性層３の材料としてＦｅ系金属強磁性材料を使用し、非磁性層２と磁性層３との何れにもＦｅを含有することから、Ｆｅが発生する蛍光Ｘ線によって磁性層３の膜厚を測定することができないことから、磁性層３にターゲット元素Ｙを添加したが、非磁性層２の材料にＦｅを含有しない材料、例えば酸化チタンやカーボンブラックを使用する場合には、磁性層３にターゲット元素を添加せずとも、磁性層３のＦｅ系金属強磁性材料から発生する蛍光Ｘ線によって膜厚を測定することができる。このような場合にも、本発明の膜厚測定装置および膜厚測定方法を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】実施例における磁気テープの磁性膜の膜厚測定に使用した測定装置におけるＸ線管球と蛍光Ｘ線を検出するための半導体検出器との配置を示す図である。
【図２】同測定装置の全体の構成を示すブロック図である。
【図３】ベースフィルムに非磁性塗料と磁性塗料を塗布するダイコーティングの方法を概念的に示す図である。
【図４】磁気テープの表面側の半導体検出器によって検出された蛍光Ｘ線の強度のカウント値と、透過型電子顕微鏡によって計測された磁性膜の厚さとの関係を示す図である。
【図５】表面側の半導体検出器によるカウント値と裏面側の半導体検出器によるカウント値との合算値と、透過型電子顕微鏡によって計測された磁性膜の厚さとの関係を示す図である。
【図６】ベースフィルムに下層の非磁性層と上層の磁性層を形成した二層構造の磁気テープを示す斜視図である。
【図７】磁気テープの磁性層にＸ線管球がら１次Ｘ線を入射させ、磁性層に含まれるテーゲット元素から発生する蛍光Ｘ線の強度を半導体検出器で検出して磁性層の膜厚を測定する方法をモデル的に示す図である。
【図８】図７の測定方法では磁気テープの裏面にロールが存在する場合には、ロールから発生する蛍光Ｘ線も同時にカウントされることを示す図である。
【図９】図８に示すような状態を避けるために、蛍光Ｘ線による膜厚の測定は磁気テープの裏面側にロール類が存在しない箇所で行われることを示す図である。
【図１０】図９に示すように蛍光Ｘ線による膜厚の測定をロール間で行うと、磁気テープが多少の差はあってもバタツキを生じ、磁性層と半導体検出器との間の距離と半導体検出器によって検出されるが変動し正確な測定ができないことを示す図である。
【図１１】磁気テープのバタツキによる磁性層と半導体検出器との間の距離の変動と半導体検出器によって検出される蛍光Ｘ線の強度との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１・・・膜厚測定装置、      ２・・・非磁性層、      ３・・・磁性層、
４・・・Ｘ線管球、      ５・・・Ｘ線管球、      １０・・・膜厚測定部、
１１・・・半導体検出器、      １２・・・半導体検出器、      １３・・・計数回路、      １４・・・計数回路、      １５・・・計測装置、      ２１・・・ダイＮ、    
２２・・・ 非磁性塗料、      ２３・・・ダイＭ、      ２４・・・磁性塗料、
Ｂ・・・ベースフィルム、       ｆ・・・蛍光Ｘ線、      Ｔ・・・磁気テープ、
ｘ・・・一次Ｘ線、
【図１】
2008039542.tif 000006
【図２】
2008039542.tif 000007
【図３】
2008039542.tif 000008
【図４】
2008039542.tif 000009
【図５】
2008039542.tif 000010
【図６】
2008039542.tif 000011
【図７】
2008039542.tif 000012
【図８】
2008039542.tif 000013
【図９】
2008039542.tif 000014
【図１０】
2008039542.tif 000015
【図１１】
2008039542.tif 000016