(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子銃と蒸着るつぼとを備えた真空容器内にて、該電子銃から射出される電子ビームにより該蒸着るつぼ内の蒸着材料を蒸発させ、これを被蒸着材料に蒸着させる磁気記録媒体の製造方法において、電子ビームの走査周波数と同期する周期またはその近傍周期にて遮光しながら該電子ビームを監視することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】
前記真空容器の側面に設けられた電子ビーム監視用の覗き窓から前記監視を目視にて行いながら該覗き窓の遮光周期を変動させて電子ビームの走査周波数と同期する遮光周期またはその近傍周期を設定する請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
真空容器内に電子銃と蒸着るつぼとを備え、該電子銃から射出される電子ビームにより該蒸着るつぼ内の蒸着材料を蒸発させ、これを被蒸着材料に蒸着させる磁気記録媒体の製造装置において、前記真空容器の側面に電子ビーム監視用の覗き窓用の孔が穿設され、該覗き窓用の孔に、電子ビームの走査周波数と同期する周期またはその近傍周期にて遮光する可変速式遮光用回転シャッター装置を取付けたことを特徴とする磁気記録媒体の製造装置。
【請求項４】
前記可変速式遮光用回転シャッター装置が、等間隔で放射状にスリットが入った円盤と、該スリットの回転通過位置に前記電子ビーム監視用の覗き窓とを具備する請求項３記載の磁気記録媒体の製造装置。
【請求項５】
前記円盤が、該円盤と離間した箇所に配置されたモーターとの間に配置された回転駆動伝達手段を介して回転される請求項４記載の磁気記録媒体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体の製造方法および製造装置に関し、詳しくは、電子銃と蒸着るつぼとを備えた真空容器内において、この電子銃から射出される電子ビームにより蒸着るつぼ内の蒸着材料を蒸発させ、これを被蒸着材料に蒸着させる際、かかる電子ビームを的確に監視し続けることのできる磁気記録媒体の製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蒸着は、真空容器内において、電子銃により発生した電子ビームにより蒸着るつぼ内の蒸着材料を蒸発させて、これを被蒸着材料に蒸着させる技術である。
【０００３】
このような蒸着技術の一つの適用例として、磁気記録媒体の強磁性金属薄膜の成膜がある。この成膜工程においては、Ｃｏ（コバルト）、またはＣｏを主体とし、さらにＮｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロム）等を含有する強磁性金属薄膜を磁性層とする磁気テープを斜め蒸着法によって形成するものであり、このようにして形成された強磁性金属薄膜を磁性層として有する磁気テープは、飽和磁束密度が大きく、しかも保磁力が高く、優れた電磁変換特性を示すことが知られている。
【０００４】
かかる斜め蒸着法では、強磁性金属の蒸気を非磁性基体の表面に特定の角度で入射させ、基体に対し傾いた柱状結晶粒子からなる強磁性金属薄膜を形成する。従来の斜め蒸着法においては、例えば、図１に模式的に示す構成の斜め蒸着装置１が使用される。この斜め蒸着装置１では、真空容器中において、長尺フィルム状の非磁性基体２を供給ロール３から繰り出し、回転する冷却ドラム４の表面に添わせて搬送しながら、定置された蒸着るつぼ５内の蒸着材料である強磁性金属に電子銃６から電子ビーム６Ｂを照射して、蒸着材料の溶湯を形成し、蒸着材料の蒸発物を発生させて斜め蒸着を行うことにより、非磁性基体２の表面上に強磁性金属薄膜を形成する。電子ビームの蒸着るつぼ５内への照射位置の確認は、真空容器側面に設けられた、遮光用シャッター装置１１を備えた電子ビーム監視用覗き窓にて行われていた。
【０００５】
強磁性金属薄膜が形成された非磁性基体２は、巻き取りロール７に巻き取られる。遮蔽板９は、蒸着される強磁性金属の入射角を規制するために設けられている。この遮蔽板９には、非磁性基体２の所定部位にのみ蒸発金属が蒸着するように、開口が形成されており、この開口には、シャッター１０が設けてあり、蒸着の初期および終期に矢印の方向にスライドして、開口を遮断し、不要な蒸着を防止する働きを有している。さらに、酸素等のガスを蒸着部に導入するため、酸素供給ノズル（図示せず）が遮蔽板９とシャッター１０の間に設けられている。さらにまた、真空排気ポンプ８が、真空容器内を所定の圧力に保つために設けられている。
【０００６】
このような蒸着装置１にあって、今日の大量生産化に伴いＣｏ蒸着用電子ビームの投入パワーが増大すると、電子同士の反発により電子ビーム６Ｂの焦点が拡散し、蒸着るつぼ５内での電子ビーム照射位置の確認のできない状態が発生する。
【０００７】
従来は図４の（イ）に示すように、電子銃３１から射出される電子ビーム３１Ｂの投入パワーが小さかったために蒸着るつぼ３３内への照射位置３４において焦点が絞れていたため、照射位置３４の確認が簡単であり、図１に示す遮光用シャッター装置１１は、蒸発源からの大量の光を目視確認が可能な光量にまで遮光できればよかった。しかし、電子ビームの投入パワーの増大が進むにつれて、図４の（ロ）に示すように電子銃３１から射出される電子ビーム３１Ｂの焦点が拡散し、照射位置の確認が困難となってきた。具体的には、電子ビーム照射位置に焦点があっていた状態から投入パワーを増大させていくと、次第に焦点が拡散して蒸着るつぼ全体が白く発光し、遮光用シャッター装置があっても照射位置の確認ができなくなってしまった。
【０００８】
電子ビーム照射位置が正確に蒸着るつぼ中央に来ないと、入射角のずれによる電磁変換特性の劣化、突沸によるドロップアウトやエラーレートの増大、磁性層膜厚の不安定化など、品質に悪影響を与える危険性が出てくる。また、電子ビーム照射位置が確認できずに照射し続けた場合には、蒸着るつぼ５や装置１の本体に直接電子ビーム６Ｂが照射され、それらを破損する危険性があった。
【０００９】
かかる危険性を回避すべく、特開平６−８１１３５号公報に開示された蒸着装置では、電子ビーム異常照射検知装置を設け、電子ビームが蒸着るつぼ内の蒸着材料以外の部材や部分に照射されることにより発生する異常Ｘ線を検知し、この検知結果に基づき電子銃の作動を停止することによって、蒸着るつぼや装置本体の破損の防止を図っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開平６−８１１３５号公報記載の技術によれば、電子ビームが蒸着るつぼを外れたことを検知した場合には、装置全体を停止するようにしてあるため、蒸着るつぼや装置本体の破損を回避することはできるが、装置を一々停止しなければならないことから、作業効率が極めて悪くなるという問題があった。かかる問題は、蒸着材料が強磁性体用材料の場合に特に顕著となる。
【００１１】
また、蒸着時には蒸着るつぼ内の溶融表面を監視することが必要とされるが、電子ビームによる溶解に伴う発光は非常に高輝度であるため、そのままでは肉眼で監視することが不可能である。そのため、上述のように、電子ビーム照射位置確認用の覗き窓に遮光用回転シャッター機構を設ける方法が提案されているが（例えば、特開平３−０３０２５７号公報）、今日のように電子ビームの投入パワーが増大すると、たとえ遮光用回転シャッター機構を設けても電子反発によるビームの拡散によってビーム位置確認が困難となることは避けられなかった。
【００１２】
そこで本発明の目的は、前記問題点を解決し、たとえ電子ビームの投入パワーが増大しても、電子ビームの照射位置を外部から確実に確認することが可能で、効率よく蒸着作業を行なうことができるとともに、品質の安定した蒸着膜を得ることができる磁気記録媒体の製造方法および製造装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、電子ビームの走査周波数と同期する周期またはその近傍周期にて遮光しながら該電子ビームを監視することにより前記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
即ち、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、電子銃と蒸着るつぼとを備えた真空容器内にて、該電子銃から射出される電子ビームにより該蒸着るつぼ内の蒸着材料を蒸発させ、これを被蒸着材料に蒸着させる磁気記録媒体の製造方法において、電子ビームの走査周波数と同期する周期またはその近傍周期にて遮光しながら該電子ビームを監視することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の製造方法においては、前記真空容器の側面に設けられた電子ビーム監視用の覗き窓から前記監視を目視にて行いながら該覗き窓の遮光周期を変動させて電子ビームの走査周波数と同期する遮光周期またはその近傍周期を設定することで、電子ビームの偏向制御を良好に行うことができる。
【００１６】
本発明の磁気記録媒体の製造装置は、真空容器内に電子銃と蒸着るつぼとを備え、該電子銃から射出される電子ビームにより該蒸着るつぼ内の蒸着材料を蒸発させ、これを被蒸着材料に蒸着させる磁気記録媒体の製造装置において、前記真空容器の側面に電子ビーム監視用の覗き窓用の孔が穿設され、該覗き窓用の孔に、電子ビームの走査周波数と同期する周期またはその近傍周期にて遮光する可変速式遮光用回転シャッター装置を取付けたことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の製造装置においては、前記可変速式遮光用回転シャッター装置が、等間隔で放射状にスリットが入った円盤と、該スリットの回転通過位置に前記電子ビーム監視用の覗き窓とを具備することが好ましい。特に好ましくは、前記円盤が、該円盤と離間した箇所に配置されたモーターとの間に配置された回転駆動伝達手段を介して回転されるようにする。
【００１８】
電子ビームの監視を電子ビーム走査周波数と同期する周期にて遮光しながら行うことにより、通常目視では観測不可能な数百ヘルツ周期の電子ビーム照射位置が１点に静止した状態で観測可能となる。また、今日の大量生産化に伴い投入パワーの増大した蒸着用電子ビームでも焦点が明確となり、蒸着るつぼ内での電子ビーム照射位置を良好に確認することができる。この結果、電子ビームの偏向制御により確実に目視しながら電子ビームの位置制御を行うことができる。さらに、同期をわずかにずらすことにより、電子ビームの照射位置の観測状態を明確なままにるつぼ内で走査される状況を観察することも可能である。以上の結果、本発明においては、作業能率が格段に向上し、しかも電子ビームが蒸着材料を照射せずに蒸着るつぼや装置本体の内壁を照射してこれらを破損してしまうこと（異常照射）が防止される。さらに、電磁変換特性の劣化、ドロップアウトやエラーレートの増大、磁性層膜厚の不安定化など、品質に悪影響を与える危険因子も排除される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態につき具体的に説明する。
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、従来より使用されている磁気記録媒体の製造装置の電子ビーム監視用覗き窓用の孔に遮光周期可変速式のシャッター装置を取付けることにより実施することができる。例えば、真空容器の側面に設けられた電子ビーム監視用覗き窓用の孔に遮光周期変更可能なシャッター装置を設置し、このシャッター装置における電子ビーム監視用覗き窓の遮光周期が電子ビームの走査周波数と同期する周期となるようにシャッターを調整して電子ビームを監視すると、電子ビーム照射位置が１点に静止した状態で観測可能となり、たとえ大パワー電子ビームであっても照射位置を良好に確認することが可能となる。
【００２０】
なお、本発明においては、シャッター装置の遮光周期が電子ビームの走査周波数と同期する周期とわずかにずれた近傍周期をも包含するものであり、かかる近傍周期においても、照射位置の観測状態は明確なままに電子ビームが走査される状況を観察することが可能である。また、電子ビームの監視は、覗き窓を介しての監視に限定されず、真空容器内に設置したモニターにより行ってもよく、このモニターのレンズの前面に遮光周期可変速式のシャッター装置を取付けることによっても行うことができる。
【００２１】
本発明の製造方法においては、たとえ大パワーの電子ビームであっても、照射位置を良好に確認することができることから、電子ビームの偏向制御により確実に目視しながら電子ビームの位置制御を行うことが可能となり、作業能率向上と異常照射の防止を図ることができる。本発明の製造方法は、電子ビーム監視用の覗き窓を電子ビームの走査周波数と同期する周期またはその近傍周期にて遮光し得る限り、磁気記録媒体の製造装置、特にはその遮光用シャッター装置は如何なる構造のものでもよいが、以下にかかる製造装置の好適例につき具体的に説明する。
【００２２】
本発明の磁気記録媒体の製造装置の好適例においては、真空容器の側面に設けられた電子ビーム監視用覗き窓用の孔に、図１に示すように遮光用シャッター装置１１を取付け、この遮光用シャッター装置１１を遮光周期変動自在の可変速式遮光用回転シャッター装置とする。
【００２３】
かかる可変速式遮光用回転シャッター装置の具体例を図２に示す。図２の（イ）は、電子ビーム監視用覗き窓用の孔に取付けられていないときの可変速式遮光用回転シャッター装置２１を示しており、（ロ）は（イ）に示すＡ−Ａ線に沿う切断面を示す。取付けに際しては、円筒体２７端部の取付けフランジ２２がネジ等の締結手段を用いて電子ビーム監視用覗き窓用の孔の外縁部１２に気密状態で接合される。フランジ２２と反対側の円筒体２７端部は、等間隔で放射状にスリット２３が入った円盤２９が収納された円筒形ジャケット２８に、スリット２３が回転通過する位置にて気密状態で接合され、該円筒形ジャケット２８の反対側に気密状態で取り付けられた覗き窓２４とその中心軸が一致する。円筒形ジャケット２８は、かかる中心軸と同じ中心軸を有する穴が両面に穿設され、覗き窓２４よりスリット２３を介して真空容器内の電子ビームを監視することができるようになっている。
【００２４】
円筒形ジャケット２８内の円盤２９は、変圧器３０に接続された回転速度可変の回転モーター２５の回転軸２６に取り付けられ、この円盤２９を回転駆動させることにより覗き窓２４が所望の周期にて遮光されることになる。この際、円盤２９を回転モーター２５の回転軸２６に直接取付けずに、プーリーを利用する方法や、ラックアンドピニオン、ギヤ等を利用する回転伝達手段等を用いてもよく、円盤２９の回転手段は特に制限されるべきものではないが、好ましくはプーリー利用法を採用する。
【００２５】
プーリー利用法による可変速式遮光用回転シャッター装置の具体例を図３に示す。図３は、電子ビーム監視用覗き窓用の孔に取付けられた可変速式遮光用回転シャッター１２１の側面図を示す。基本構造は図２に示すタイプのものと同じであり、斜め蒸着装置１０１への取付けに際しては、円筒体１２７端部の取付けフランジ１２２が電子ビーム監視用覗き窓用の孔の外縁部１１２に気密状態で接合される。ここで、円筒形ジャケット１２８内の円盤１２９は、その回転軸１３０に円筒形ジャケット１２８の外部においてプーリー１３１が取付けられ、このプーリー１３１と、変圧器１３３に接続された回転速度可変の回転モーター１２５の回転軸１２６との間に配置されたベルト１３２を介して回転駆動される。かかるプーリー利用法を採用することで、円筒体１２７を短くすることができ、その結果、それだけ覗き窓１２４からの内部の視界が広くなるという利点が得られる。
【００２６】
従来の遮光用回転シャッター装置は、その回転速度を変更可能とするものではなく、単に所定の回転速度が得られれば十分に所期の目的を達成することができた。これに対し、本発明においては、円盤２９、１２９の回転速度を変更可能とすることが重要である。即ち、円盤２９、１２９の回転速度を電子ビームの走査周波数と同期がとれるように変更可能とすることが重要である。回転モーター２５、１２５の回転速度の制御手段は変圧器の使用等、いかなる手段であってもよいが、好ましくは覗き窓監視者が電子ビームを監視しながら直接操作できる手段とする。
【００２７】
従来より使用されている斜め蒸着法用の製造装置に、上記可変速方式である遮光用回転シャッターを取付け、覗きガラス窓の遮光周期を電子ビームの走査周波数と同期させた後、電子ビームの偏向制御を行なえば、常に電子ビームを正常状態に偏向させて、蒸着るつぼ内の正しい位置に照射することができる。
【００２８】
本発明により製造される磁気記録媒体は、非磁性基体２上に斜め蒸着法により形成された強磁性金属薄膜を含む磁性層を有するものである。斜め蒸着法においては、非磁性基体２が走行可能な真空容器内を１０-3Ｐａまで排気した後、電子銃６にて蒸発材料を加熱し溶融させ、蒸発させることが好ましい。蒸発材料としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの磁性金属単独またはこれらの混合材料、あるいはＣｏ−Ｎｉ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｎ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｔａなどの三成分系を用いてもよく、蒸発材料自体は特に制限されるべきものではない。
【００２９】
蒸着の際には、表面保護と磁気特性制御のために酸化性ガスを導入してもよい。導入すべき酸化性ガスとしては、酸素、オゾン、亜酸化窒素などより適宜選択することができる。また、本発明は、磁性層が単層でも、あるいは２層以上の多層膜でも適用可能である。かかる磁性層全体の厚みは３０〜５００ｎｍの範囲内で制御することが好ましい。この厚みが３０ｎｍより薄い場合はスチル耐久性が不安定となり、一方、５００ｎｍより厚いと損失増大のため電磁変換特性が低下する。さらに本発明において斜め蒸着するにあたり、冷却ドラムの回転方向は同方向でも逆方向でもよく、要求される電磁変換特性を満足するように設計すればよく、特に限定されるものではない。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
図１に示す構造の斜め蒸着装置１を用いて、厚さ６μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムからなる非磁性基体２上に、酸素を導入しながら磁性層膜厚２００ｎｍの強磁性金属薄膜を形成した。
【００３１】
電子銃から射出される電子ビーム６Ｂの平均の最小入射角θｍｉｎを５０度、Ｃｏ金属蒸着るつぼ５の湯面と冷却ドラム４の蒸着面の平均距離を約３００ｍｍ、遮蔽板９の開口幅（磁性層成膜幅）を５００ｍｍとした。
【００３２】
まず、真空容器内の圧力を１０−３Ｐａに保った。この状態で電子銃６の偏向方向を調節し、この電子銃からの電子ビームがるつぼ５のＣｏ金属中央に照射されるように調整した。この状態で、電子銃の投入パワーを増大させていき、次いで、非磁性基体２を５０ｍ／分で走行させ、Ｃｏ金属をるつぼ５に供給しながら電子銃６からの電子ビームでＣｏ金属を溶解させ、蒸着を行なった。電子銃６からの電子ビーム６Ｂは、図５に示すように、るつぼ５のＣｏ金属表面のるつぼ長手方向に走査した。電子銃６のパワーは２００ｋＷとし、そのとき照射状態を観測した。ガス供給ノズルからは、蒸着時に酸素主成分のガスを適宜調整して供給した。また、蒸着目標厚は２００ｎｍとした。なお、蒸着るつぼ５は、酸化マグネシウム製のものを用いた。
【００３３】
電子ビーム走査周波数は２００ヘルツとした。遮光用回転スリットは図２に示す４本のタイプのものを使用した。遮光周期はスリット回転数を制御して電子ビーム走査と同期の有無を確認した。判定は覗き窓からの目視観察により、電子ビーム収束幅Ｗ（図５）を目測した。また走査状態の確認し易さを◎○×等で表現した。◎は電子ビーム走査状態が静止または走査周波数が目で確実に認識出来る状態、○はちらつくが走査が見える状態、×はほとんど見えない状態、××は全く見えない状態を夫々示す。得られた判定結果と製造された磁気テープの品質評価結果を下記の表１に示す。
【００３４】
【表１】
0004906149.tif 000002
【００３５】
表１から明らかなように、電子ビーム収束幅は比較例１〜３が６０ｍｍであるのに対し、実施例１〜３では１０ｍｍ未満と観測状態が改善されていることが分かる。同様に走査状態も、比較例１〜３のものは全く目視では見えない状態であったが、実施例１〜３ではほぼ静止状態で観測することができた。また、電磁変換特性の変動は比較例１〜３では±１．２〜１．５ｄＢまで大きく変動しているのに対して、実施例１〜３では電子ビームの位置制御を確実に行うことができた結果、±０．３％と変動幅が大幅に改善された。同様に、エラーレートは比較例１〜３が８〜９×１０−５であったのに対し、実施例１〜３では１〜２×１０−５と改善された。さらに、膜厚変動率も比較例１〜３が±１７〜１８％の変動があったのに対し、実施例１〜３では±４〜５％と改善された。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、電子ビームの投入パワーが増大した状況下においても作業能率が格段に向上し、かつ異常照射が防止される。その結果、効率よくかつ安全に、品質の安定した蒸着膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気記録媒体の製造装置を説明するための模式図である。
【図２】（イ）は、可変速式遮光用回転シャッター装置の外観を示す斜視図である。
（ロ）は、上記可変速式遮光用回転シャッター装置の内部構造を示す断面図である。
【図３】本発明の好適例の可変速式遮光用回転シャッター装置の部分側面図である。
【図４】電子ビーム投入パワーによるビーム収束状態の差異を示す説明図である。
【図５】るつぼ上を電子ビームが走査する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１０１  斜め蒸着装置
２  非磁性基体
３  供給ロール
４  冷却ドラム
５  蒸着るつぼ
６  電子銃
６Ｂ  電子ビーム
７  巻き取りロール
８  真空排気ポンプ
９  遮蔽板
１０  シャッター
１１  遮光用シャッター装置
１２，１１２  外縁部
２１，１２１  可変速式遮光用回転シャッター装置
２２，１２２  真空取付けフランジ
２３  スリット
２４，１２４  覗き窓
２５，１２５  回転モーター
２６，１２６  回転軸
２７，１２７  円筒体
２８，１２８  円筒形ジャケット
２９，１２９  円盤
３０，１３３  変圧器
３１  電子銃
３１Ｂ  電子ビーム
３２  電子ビーム偏向コイル
３３  蒸着るつぼ
３４  照射位置
１３０  回転軸
１３１  プーリー
１３２  ベルト
Ｗ  電子ビーム収束幅
【図１】
0004906149.tif 000003
【図２】
0004906149.tif 000004
【図３】
0004906149.tif 000005
【図４】
0004906149.tif 000006
【図５】
0004906149.tif 000007