(57)【要約】【課題】酸素ガスまたは酸素含有ガスの供給量のばらつきに起因して発生する磁気記録媒体の品質の低下を抑制する。【解決手段】ベースフィルムの幅方向に沿って略等間隔に配列された複数のガス吹出口２２からガスＧを吹き出すガス供給部２０を有し、ガス供給部２０は、ガス吹出口２２に向かうガス流をベースフィルムの幅方向に沿って複数に分岐させる複数の分岐用穴が形成され、かつ、当該ガス流が衝突する衝突分岐壁としての壁部２５ｗａ，２５ｗｂ，２３ｗｂを有し、壁部２５ｗａ，２５ｗｂ，２３ｗｂを通過させ、ベースフィルム９の幅方向における流量分布を均等化したガス流を複数のガス吹出口２２から吹き出す。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発させた磁性金属材料を走行する長尺の非磁性支持体へ酸素または酸素含有のガス雰囲気中において連続的に付着させる蒸着装置であって、
前記非磁性支持体の幅方向に沿って略等間隔に配列された複数のガス吹出口から前記ガスを吹き出すガス供給部を有し、
前記ガス供給部は、前記ガス吹出口に向かうガス流を前記非磁性支持体の幅方向に沿って複数に分岐させる複数の分岐用穴が形成され、かつ、当該ガス流が衝突する衝突分岐壁を前記ガス吹出口に向かう方向に複数有し、
前記複数の衝突分岐壁を通過させ、前記非磁性支持体の幅方向における流量分布を均等化したガス流を前記複数のガス吹出口から吹き出すことを特徴とする
蒸着装置。
【請求項２】
互いに対向する前記衝突分岐壁に形成された分岐用穴は、前記ガス吹出口に向かう方向において互いに異なる位置に形成されている
請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記ガス吹出口側の最終段に配置された前記衝突分岐壁と前記複数のガス吹出口とを連通する空間に配置され、前記分岐用穴から吹き出された各ガス流が衝突する衝突部材をさらに有する
請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記ガス供給部は、前記非磁性支持体の幅方向に沿って複数配置されており、
前記複数のガス供給部への前記ガスの供給量をそれぞれ独立にコントロールする制御手段をさらに有する
請求項１に記載の蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸素ガスまたは酸素含有ガス雰囲気中において磁性金属材料の蒸着を行う蒸着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高密度記録が可能な磁気記録媒体として、金属磁性材料をポリエステルフィルム等の支持体（ベースフィルム）に蒸着したものが知られている。このような金属磁性材料を蒸着した磁気記録媒体は、たとえば、真空蒸着装置内において、Ｃｏ−Ｎｉ等の磁性金属材料を溶解し、その蒸気を走行するベースフィルムに付着させることにより製造される。
また、磁性金属材料をベースフィルムに蒸着させて磁気記録媒体を製造する際に、酸素ガス雰囲気または酸素含有ガス雰囲気中で蒸着を行い、蒸着される磁性金属材料を酸化することにより、蒸着された磁性金属材料自体の耐久性等の品質を向上させることができることが知られている（特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１５０５５１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した磁気記録媒体の製造を酸素ガス雰囲気または酸素含有ガス雰囲気中で行うには、たとえば、ベースフィルムの幅方向に沿ってガス供給部を設けて酸素ガスを供給することが行われている。このとき、酸素ガスの供給量のベースフィルムの幅方向における分布を均一にする必要がある。酸素ガスの流量にベースフィルムの幅方向においてばらつきが発生すると、蒸着すべき磁性金属材料と酸素とが反応するタイミングや量にベースフィルムの幅方向において違いが発生し、磁気記録媒体の電磁変換特性等の品質が低下する原因の一つになりうる。
しかしながら、蒸着に必要な酸素ガスの流量は、たとえば、数ｓｃｃｍ〜数十ｓｃｃｍ程度と比較的小さく、酸素ガスの流量をベースフィルムの幅方向に関して精密にコントロールするのは容易ではない。すなわち、酸素ガスの流量が比較的少ないので、一つの導入口から導入された酸素ガスを複数の吹出口から均等に吹き出させるのは容易ではない。
また、蒸着装置内において酸素ガスを供給するガス供給部は、磁性金属材料を蒸発させるための熱の影響を受け、熱変形により酸素ガスの供給量がベースフィルムの幅方向においてばらつく可能性があった。
【０００５】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであって、その目的は、走行する長尺の支持体に蒸発した磁性金属材料を酸素ガス雰囲気または酸素含有ガス雰囲気下において連続的に付着させる蒸着装置であって、酸素ガスまたは酸素含有ガスの供給量の支持体の幅方向における分布のばらつきに起因して発生する磁気記録媒体の品質の低下を抑制可能な蒸着装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の蒸着装置は、蒸発させた磁性金属材料を走行する長尺の非磁性支持体へ酸素または酸素含有のガス雰囲気中において連続的に付着させる蒸着装置であって、前記非磁性支持体の幅方向に沿って略等間隔に配列された複数のガス吹出口から前記ガスを吹き出すガス供給部を有し、前記ガス供給部は、前記ガス吹出口に向かうガス流を前記非磁性支持体の幅方向に沿って複数に分岐させる複数の分岐用穴が形成され、かつ、当該ガス流が衝突する衝突分岐壁を前記ガス吹出口に向かう方向に複数有し、前記複数の衝突分岐壁を通過させ、前記非磁性支持体の幅方向における流量分布を均等化したガス流を前記複数のガス吹出口から吹き出すことを特徴とする。
【０００７】
本発明では、ガス吹出口に向かって供給されたガス流は、衝突分岐壁に衝突することにより、非磁性支持体の幅方向に分散する。この分散したガス流は、衝突分岐壁に形成された分岐用穴を通過して複数のガス流に分岐される。この分岐されたガス流が再び衝突分岐壁に衝突し分岐用穴を通過することを繰り返すことにより、ガス流の非磁性支持体の幅方向の流量分布が均一化され、複数のガス吹出口にそれぞれ供給される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明が適用される蒸着装置の一例を示す断面図である。
図１において、蒸着装置１は、クーリングロール２と、蒸発源３と、電子銃４と、防着板５と、繰出ロール７と、巻取ロール８とを有する。なお、これらの構成要素のうち電子銃４以外は、真空チャンバ内に設けられている。
【０００９】
繰出ロール７には、ベースフィルム９が巻回されている。このベースフィルム９は、磁性金属材料が蒸着される非磁性支持体であり、ポリエステルフィルム等の非磁性材料で形成されている。また、ベースフィルム９は、たとえば、数百ｍｍの幅を有する長尺のフィルムである。
【００１０】
巻取ロール８は、繰出ロール７から繰り出され、磁性金属材料が蒸着されたベースフィルム９を巻き取る。この巻取ロール８の回転により、ベースフィルム９は、クーリングロール２の外周面上を案内されながら走行する。
クーリングロール２は、回転しながら走行するベースフィルム９を支持するとともに、磁性金属材料の蒸着によって高温となるベースフィルム９を冷却する。
【００１１】
蒸発源３は、たとえば、Ｃｏ−Ｎｉ合金等の磁性金属材料が坩堝に収容されたものである。この蒸発源３は、防着板５のビーム用開口部５ｄの下方に配置されている。
電子銃４は、電子ビーム１７を防着板５のビーム用開口部５ｄを通じて蒸発源３に照射する。蒸発源３への電子ビーム１７の照射により、蒸発源３の磁性金属材料が蒸発する。
【００１２】
防着板５は、蒸発源３で蒸発した磁性金属材料が飛散するのを防止する。この防着板５のクーリングロール２に対向する対向部５ａおよび５ｂの間には、蒸着用開口部５ｃが形成されている。
この蒸着用開口部５ｃは、シャッタ６によって開閉可能となっている。蒸着用開口部５ｃを通じて、蒸発源３から蒸発した磁性金属材料がクーリングロール２上を走行するベースフィルム９に付着する。これにより、ベースフィルム９に連続的に磁性層が形成される。
【００１３】
防着板５のクーリングロール２に対向する対向部５ａおよび５ｂの蒸着用開口部５ｃ側の端部には、ガス供給部２０，２１がそれぞれ設けられている。
ガス供給部２０，２１は、防着板５の蒸着用開口部５ｃの周辺を酸素ガス雰囲気または酸素含有ガス雰囲気にするために、酸素ガスまたは酸素含有ガス（以下、ガスＧとする）を供給する。防着板５の蒸着用開口部５ｃの周辺、すなわち、ベースフィルム９が蒸着される領域を酸素ガス雰囲気または酸素含有ガス雰囲気にし、ベースフィルム９に蒸着される磁性金属材料を酸化する。
なお、ガス供給部２０，２１から吹き出されるガスＧの流量は、たとえば、数十〜数千ｓｃｃｍ程度と比較的少ない。
【００１４】
ここで、図２は防着板５の蒸着用開口部５ｃの周辺の拡大図である。
図２に示すように、ガス供給部２０とガス供給部２１は、ベースフィルム９の走行方向に関してそれぞれ下流側と上流側とに配置され、所定の向きにガスＧを吹き出す。また、これらガス供給部２０，２１は、ベースフィルム９の幅方向に沿って配置されている。
【００１５】
図３は、ガス供給部２０の構成を示す図である。なお、ガス供給部２０とガス供給部２１は、略同一の構成を有しており、ガス供給部２１の構成については省略する。
図３に示すように、ガス供給部２０は、ベースフィルム９の幅方向に沿って配置された複数の供給ブロック２０Ａから構成されている。
複数の供給ブロック２０Ａは、ベースフィルム９の幅の全域に渡って配置されており、各供給ブロック２０Ａは、それぞれ同一の構成を有している。ベースフィルム９は、たとえば、６２０ｍｍの幅を有しており、ガス供給部２０はこの幅よりも若干長い全長を有している。
【００１６】
供給ブロック２０Ａは、ベースフィルム９の幅方向に沿って所定の間隔で配列された複数のガス吹出口２２を有する。このガス吹出口２２は、供給ブロック２０Ａに供給されたガスＧをそれぞれ吹き出す。
供給ブロック２０Ａは、ガス流量コントローラ３１を介してガス供給源３０に接続されている。なお、ガス流量コントローラ３１は、本発明の制御手段の一実施態様である。
各ガス流量コントローラ３１は、対応する供給ブロック２０Ａに対するガスＧの供給量を独立に調整する。このため、各供給ブロック２０Ａのガス吹出口２２から吹き出されるガスＧは、それぞれ独立に調整される。
【００１７】
図４は供給ブロック２０Ａの内部構造を示す断面図であり、図５は図４に示す供給ブロック２０ＡのＡ−Ａ線方向の断面図である。
図４および図５に示すように、供給ブロック２０Ａは、ベース部材２３と、管材２５と、棒材２６と、接続部材２７と、導入管２８とを有する。
【００１８】
ベース部材２３は、直方体形状を有しており、長手方向に沿って内部に２本の貫通孔２３Ｈａと貫通孔２３Ｈｂとが形成されている。貫通孔２３Ｈａ，Ｈｂは断面が円形の孔である。このベース部材２３は、たとえば、耐熱性、耐腐食性を有する金属材料で形成されている。
ベース部材２３の一側面には、接続部材２７を介してガス導入管２８が接続されている。ベース部材２３と接続部材２７との間、および接続部材２７とガス導入管２８との間は溶接によって接続されている。
【００１９】
ベース部材２３には、上記した複数のガス吹出口２２が形成されており、このガス吹出口２２は、貫通孔２３Ｈｂと連通している。
ベース部材２３の貫通孔２３Ｈａと貫通孔２３Ｈｂとの間に存在する壁部２３ｗｂには、複数の分岐用穴２３ｐｂが等間隔にガス吹出口２２の配列方向に沿って形成されている。この分岐用穴２３ｐｂは、ガス吹出口２２の数と同数あるいはガス吹出口２２の数よりも多く形成されている。
【００２０】
ベース部材２３のガス導入管２８が接続された側の壁部２３ｗａには、ガス導入管２８から導入されたガスＧを複数の流れに分岐する複数の分岐用穴２３ｐａが形成されている。
【００２１】
管材２５は、中空の部材であり、両端部の外形は円形となっており、ベース部材２３の貫通孔２３Ｈａに圧入されている。また、管材２５の両端部とベース部材２３との間は、溶接によって閉塞されている。
管材２５は、ベース部材２３と同じ金属材料、あるいは、ベース部材２３よりも熱膨張率の高い金属材料で形成されている。ベース部材２３よりも熱膨張率の高い金属材料を管材２５に用いるのは、蒸着によって温度上昇したときに、ベース部材２３と管材２５との間が熱膨張差によって緊密にシールされるからである。すなわち、樹脂等で形成されたシール部材を使用せずに、ベース部材２３と管材２５との間を確実にシールできる。
【００２２】
管材２５のベース部材２３の壁部２３ｗａ側に対向する側面２５ｆ１は、平面に加工されている。このため、側面２５ｆ１と壁部２３ｗａとの間には空間が形成されている。
また、管材２５のベース部材２３の壁部２３ｗｂ側に対向する側面２５ｆ２も、平面に加工されている。このため、側面２５ｆ２と壁部２３ｗｂとの間には空間が形成されている。
【００２３】
管材２５のベース部材２３の壁部２３ｗａ側に対向する壁部２５ｗａには、複数の分岐用穴２５ｐａが等間隔にガス吹出口２２の配列方向に沿って形成されている。この分岐用穴２５ｐａは、ガス吹出口２２の数と同数あるいはガス吹出口２２の数よりも多く形成されている。
管材２５のベース部材２３の壁部２３ｗｂ側に対向する壁部２５ｗｂには、複数の分岐用穴２５ｐｂが等間隔にガス吹出口２２の配列方向に沿って形成されている。この分岐用穴２５ｐｂは、ガス吹出口２２の数と同数あるいはガス吹出口２２の数よりも多く形成されている。
【００２４】
ここで、ベース部材２３の壁部２３ｗａ、管材２５の壁部２５ｗａ，２５ｗｂおよびベース部材２３の壁部２３ｗｂは、ガス吹出口２２に向かうガスＧの流れをベースフィルム９の幅方向に沿って複数に分岐させる複数の分岐用穴が形成され、かつ、当該ガスＧの流れが衝突する本発明の衝突分岐壁を構成している。
【００２５】
ベース部材２３の壁部２３ｗａに形成された分岐用穴２３ｐａと、管材２５の壁部２５ｗａに形成された分岐用穴２５ｐａとは互いに異なる位置（対向しない位置）に形成されている。
同様に、管材２５の壁部２５ｗａに形成された分岐用穴２５ｐａと、管材２５の壁部２５ｗｂに形成された分岐用穴２５ｐｂとは互いに異なる位置（対向しない位置）に形成されている。
また、同様に、管材２５の壁部２５ｗｂに形成された分岐用穴２５ｐｂとベース部材２３の壁部２３ｗｂに形成された分岐用穴２３ｐｂとは互いに異なる位置（対向しない位置）に形成されている。
【００２６】
棒材２６は、両端部に外形が円形のフランジ部２６ａが形成されており、このフランジ部２６ａが貫通孔２３Ｈｂに圧入されている。フランジ部２６ａと貫通孔２３Ｈｂとの間は、溶接によって閉塞されている。棒材２６は、ベース部材２３と同じ熱膨張率の金属材料、あるいは、ベース部材２３よりも熱膨張率の高い金属材料によって形成される。棒材２６にベース部材２３よりも熱膨張率の高い金属材料を用いると、蒸着によって温度上昇したときに、ベース部材２３と棒材２６との間が熱膨張差により緊密にシールされる。
なお、棒材２６は、衝突分岐壁としての壁部２３ｗｂの分岐用穴２３ｐｂから吹き出された各ガス流が衝突する本発明の衝突部材を構成している。
【００２７】
次に、上記構成のガス供給部２０の作用について図５を参照して説明する。
各ガス流量コントローラ３１によって独立して流量が調整されたガスＧがそれぞれ供給ブロック２０Ａに導入される。
ガスＧは、供給ブロック２０Ａの導入管２８を通じて接続部材２７と壁部２３ｗａとの間に形成された空間に導入される。この空間に導入されたガスＧは、図５に示すように、壁部２３ｗａに形成された複数の分岐用穴２３ｐａによって複数の流れに分岐される。
【００２８】
各分岐用穴２３ｐａから吹き出されるガスＧの流れは、管材２５の壁部２５ｗａに衝突する。壁部２５ｗａに形成された分岐用穴２５ｐａは、分岐用穴２３ｐａに対向する位置にないからである。この衝突により、分岐用穴２３ｐａから吹き出されるガスＧの流れは、ベースフィルム９の幅方向に拡散する。
【００２９】
壁部２５ｗａに衝突して拡散したガスＧは、壁部２５ｗａに形成された各分岐用穴２５ｐａを通過し、管材２５の内部空間２５ｔにそれぞれ吹き出される。各分岐用穴２５ｐａから吹き出されるガスＧの流量は、壁部２５ｗａへの衝突により均等化されている。
各分岐用穴２５ｐａを通過した各ガスＧの流れは、管材２５の内部空間２５ｔに共通に吹き出される。内部空間２５ｔは比較的広い空間であるため、この内部空間２５ｔにおいてガス吹出口２２に向かうガスＧがベースフィルム９の幅方向に拡散し、ベースフィルム９の幅方向の流量分布がさらに均等化される。
【００３０】
管材２５の内部空間２５ｔに吹き出されたガスＧは、管材２５の壁部２５ｗｂに衝突する。この場合にも、上記した管材２５の壁部２５ｗａと同様の作用により、ベースフィルム９の幅方向の流量分布がさらに均等化される。
管材２５の壁部２５ｗｂに衝突したガスＧは、壁部２５ｗｂに形成された各分岐用穴２５ｐｂを通過し、ベース部材２３の壁部２３ｗｂに衝突する。壁部２３ｗｂに衝突したガスＧは、壁部２３ｗｂに形成された複数の分岐用穴２３ｐｂを通過し、棒材２６が挿入された貫通孔２３Ｈｂ内に吹き出される。
各分岐用穴２３ｐｂから吹き出されるガスＧの流量は、各壁部において分岐と衝突を繰り返したことにより非常に均等化されている。
この分岐されたガスＧの流れは、貫通孔２３Ｈｂ内において、棒材２６に衝突する。ガスＧの流れは、この衝突によってベースフィルム９の幅方向に拡散し、幅方向の流量分布が一層均一になる。さらに、壁部２３ｗｂの分岐用穴２３ｐｂからガス吹出口２２までの間には、比較的広い空間が存在するので、棒材２６に衝突した分岐したガスＧの流れが十分に混合する。この混合したガスＧの流れが各ガス吹出口２２へ到達する。
この結果、各ガス吹出口２２から吹き出されるガスＧのベースフィルム９の幅方向の流量分布は、非常に均等化される。
【００３１】
このように、本実施形態に係る供給ブロック２２Ａのガス吹出口２２から吹き出されるガスＧの流量分布は非常に均等化されている。したがって各供給ブロック２２Ａの流量を独立に調整することにより、ベースフィルム９の幅全体でガスＧの流量分布を均一にすることができる。
【００３２】
本実施形態では、ガスＧが衝突し、ベースフィルム９の幅方向に均等に分岐させる壁部を、導入管２８からガス吹出口２２までの間に重ねて配置し、ガスＧの衝突による拡散、均等な分岐、および、分岐された流れの混合を繰り返すことにより、ガスＧの流量分布を高度に均等化することができる。
また、本実施形態では、壁部２５ｗａ、２５ｗｂおよび２３ｗｂにガス吹出口２２の数と同数あるいはそれ以上の分岐用穴を設けており、導入管２８からガス吹出口２２までの間にガスＧの流路面積が十分に確保できるため、供給ブロック２０Ａの分岐用穴やガス吹出口２２が塵や蒸着材料等によって目詰まりしにくい。
また、本実施形態では、導入管２８からガス吹出口２２までの間にガスＧの流路面積が十分に確保できるため、数十〜数千ｓｃｃｍ程度の比較的少ない流量のガスＧの流量調整を精度良く行うことができる。
また、本実施形態では、ガスＧが衝突、分岐および混合を繰り返して流量が均一化されるため、供給ブロック２０Ａの分岐用穴やガス吹出口２２の一部が目詰まりしたとしても、他の場所の流量に影響を与えにくい。
【００３３】
また、本実施形態では、本発明の衝突分岐壁としての壁部２５ｗａ、２５ｗｂを管材２５に穴を加工することにより構成する。このため、加工および組み立てが非常に容易である。
【００３４】
図６は、上記構成のガス供給部２０のガス吹出口２２から供給されるガスＧの流量分布を測定した結果を示すグラフである。なお、清掃前とは、所定長（たとえば、１２０００ｍ）のベースフィルム９に蒸着を行った後の状態であり、清掃後とは、ガス供給部２０を清掃した直後の状態である。
また、図７は、比較例として、従来のガス供給部のガス吹出口から供給されるガスＧの流量分布を測定した結果を示すグラフである。従来のガス供給部とは、本実施形態に係るガス供給部２０のガス吹出口２２と同様のガス吹出口を備え、導入管から導入されたガスＧを分岐させて各ガス吹出口へ直接供給した構成のものである。すなわち、本実施形態に係る衝突分岐壁としての壁部を備えていない。
【００３５】
図６と図７の清掃後を比較すると、本実施形態に係るガス供給部２０は、従来のガス供給部に比べて流量分布が均一化されているのが分かる。
また、清掃前の状態を比較すると、本実施形態に係るガス供給部２０は、蒸着材料等がガス供給部２０に付着したとしても、流量分布の均一性が部分的には低下するが全体としてそれほど悪化していないのがわかる。すなわち、ガス吹出口の一部が目詰まりしたとしても、他に及ぶ影響が少ないといえる。
一方、従来のガス供給部では、目詰まりにより流量が低下したガス吹出口の近傍のガス吹出口の流量が増大している。すなわち、ガス吹出口の相互間に与える影響が大きく、蒸着材料等の付着量の増大により、流量分布の均一性が崩れやすい。
【００３６】
本発明は上述した実施形態に限定されない。
上述した実施形態では、管材２５と棒材２６とをそれぞれ１本使用した場合について説明した。たとえば、ベース部材２３に貫通孔をさらに多く加工し、分岐用穴の位置が異なる管材２５を追加すれば、さらに流量分布の均一性を向上することができる。
また、棒材２６は使用せずに、管材２５のみにより流量分布の均一化することも可能である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、酸素ガスまたは酸素含有ガスの供給量のばらつきに起因して発生する磁気記録媒体の品質の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される蒸着装置の構造を示す断面図である。
【図２】防着板の蒸着用開口部の周辺の拡大図である。
【図３】ガス供給部の構成を示す図である。
【図４】供給ブロックの内部構造を示す断面図である。
【図５】図４に示す供給ブロックのＡ−Ａ線方向の断面図である。
【図６】ガス供給部のガス吹出口から吹き出されるガスの流量分布を測定した結果を示すグラフである。
【図７】従来のガス供給部のガス吹出口から吹き出されるガスの流量分布を測定した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１…蒸着装置、２…クーリングロール、３…蒸発源、４…電子銃、５…防着板、７…繰出ロール、８…巻取ロール、９…ベースフィルム、２０，２１…ガス供給部、２０Ａ…供給ブロック、２２…ガス吹出口、２３…ベース部材、２３Ｈａ，２３Ｈｂ…貫通孔、２３ｐａ，２３ｐｂ…分岐用穴、２３ｗａ，２３ｗｂ…壁部、２５…管材、２５ｗａ，２５ｗｂ…壁部、２５ｐａ，２５ｐｂ…分岐用穴、２６…棒材、２７…接続部材、２８…導入管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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