蒸着装置
【課題】蒸着材料の供給時に発生する飛沫を抑え、さらに液面の波紋の影響を低減し、蒸着材料のロスを少なくする蒸着装置を提供する。
【解決手段】真空室１２内に、送りロール１３と巻取りロール１４を設けてベースフイルム１５を走行させ、中途の冷却キャン１６で定速回転させる。冷却キャン１６の幅方向の長さはルツボ１と略同じ円筒状で、内部の冷却水でベースフイルム１５の温度上昇による変形等を抑制する。ルツボ１を蒸着材料蒸発部分と、これに直角に設けた蒸着材料溶融部分で構成し、蒸着材料溶融部分で蒸着材料供給時に生じる波紋の影響を防ぎ安定な蒸着を行う。冷却キャン１６を軟磁性部分１６Ａと非磁性部分１６Ｂで構成し、１つの電子銃２１から照射される蒸発，溶解用電子ビーム２１Ａ，２１Ｂと、これを局部偏向することにより、蒸着材料を溶解，蒸発し、電子ビーム相互干渉による異常放電を抑え、ルツボ１を小さくし蒸着材料のロスを少なくする。
【解決手段】真空室１２内に、送りロール１３と巻取りロール１４を設けてベースフイルム１５を走行させ、中途の冷却キャン１６で定速回転させる。冷却キャン１６の幅方向の長さはルツボ１と略同じ円筒状で、内部の冷却水でベースフイルム１５の温度上昇による変形等を抑制する。ルツボ１を蒸着材料蒸発部分と、これに直角に設けた蒸着材料溶融部分で構成し、蒸着材料溶融部分で蒸着材料供給時に生じる波紋の影響を防ぎ安定な蒸着を行う。冷却キャン１６を軟磁性部分１６Ａと非磁性部分１６Ｂで構成し、１つの電子銃２１から照射される蒸発，溶解用電子ビーム２１Ａ，２１Ｂと、これを局部偏向することにより、蒸着材料を溶解，蒸発し、電子ビーム相互干渉による異常放電を抑え、ルツボ１を小さくし蒸着材料のロスを少なくする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録テープなどの記録材料の蒸着に用いられる蒸着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録媒体の容量は、長時間記録や記録装置の小型化により、高容量化が求められてきた。磁気記録の中でコバルトを中心とするメタルテープは、現在ＤＶＣ（Digital Video Cassette）に広く使われている。これには、Ｃo，Ｃo-Ｎi，Ｃo-Ｃrなどの合金が使われることが多い。そのため、低コスト化は必須の項目であり、高速にかつ安価に製造する方法が求められている。その目的のためには、歩留りと設備コストの低価格化は最重要項目である。記録媒体は一箇所の欠陥でもドロップアウトとなり、記録信号が書き込まれないために再生できないことになる。
【０００３】
ドロップアウトの数は、少なければ少ないほど記録信号の品質がよくなり、より正しい再生がなされる。特に、デジタル信号の記録のためには、より欠陥の少ないものが要求されてきている。記録材料の製膜方法には幾つかあるが、現在はコストの観点からと高速生産が可能な蒸着による製造が一般的である。蒸着による製造法で歩留りを悪くする最大のものは、突起と呼ばれる欠陥である。
【０００４】
この欠陥は、蒸着基材（記録媒体の基材）に付着したゴミや基材製造時にできる異常突起や凹みに起因するものもあるが、蒸着時にできるものも多い。その中でもスプラッシュと呼ばれる蒸着材料の供給時や突然に起こる突沸などにより、記録材料の小さい塊が蒸着基材に付着する欠陥が多い。このスプラッシュにより、均一な膜とならないで突起となる。
【０００５】
この欠陥を防止する方法が幾つか提案されている。その一例として、図１３のように、蒸着材料のペレットをホッパー９から傾斜させた供給路５を通してルツボ１０１に供給する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。この際、供給路５に湾曲部６，７を設けて、この湾曲で一旦減速させてからルツボ１０１に供給し、固体物が液体に供給された時に発生する飛沫を極力防止する。
【０００６】
また、図１４のように、ルツボ１０１に逆凸状の仕切り板２Ａを設け、蒸着材料のペレット２０が固体のまま液面を通過しないようにして、蒸着材料のペレット２０が溶融材料の上を走らないようにした方法がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
また、図１５のように、蒸着材料１０を溶解専用電子ビーム４Ｂで溶融し、ルツボ１０１へ供給することにより、供給時に発生する飛沫や突沸を防止する方法がある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００８】
しかしながら、どの方法もスプラッシュの低減には一定の効果を得ることはできるが満足のいくものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３０９５５３４号公報
【特許文献２】特許第３７０７１１４号公報
【特許文献３】特公昭６１−４７２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述したように、蒸着による製造においては、歩留りを落とすスプラッシュが大きな課題である。スプラッシュの原因については、幾つかのはっきりした原因も知られている。例えば、連続蒸着による蒸着材料の減少を補うために、材料供給の方法は工夫されてきた。蒸着材料がペレット状の場合、電子ビームなどで加熱溶解された蒸着材料にペレットを落下させることになり、ペレットが静かに溶け込まずに溶融材料の上を走ったり爆発したりする。その際に、材料の飛沫が蒸着基材に付着し突起欠陥となる。
【００１１】
そして、特許文献１のように、飛沫の発生を少なくするために、供給するペレットをソフトに落下させる、あるいは転がし入れるなどの方法が提案されている。また、特許文献２のように、ルツボに逆凸状の仕切り板を設け、蒸着材料が固体のまま液面を通過しないようにして、固体の蒸着材料が溶融した蒸着材料の上を走らないようにした方法が提案されている。
【００１２】
しかし、前述のどの方法も、スプラッシュの低減には一定の効果を得ることはできるが、満足のいくものではない。また、一般的に民生用テープのドロップアウト数は６０個／分以下が望ましい。これは、６０個／分以下であれば、画像補正回路により、欠陥補正することができるからである。しかしながら、データ記録に使用されるテープでは、１０個／分以下でないと、欠陥補正を行っても、記録の欠落につながる重大欠陥となる。現状方式では、民生用テープのドロップアウト数はクリアできるが、データ記録用テープのドロップアウト数をクリアすることはできない。
【００１３】
また、特許文献３のように、蒸着材料を溶解専用電子ビームで溶融し、ルツボへ供給することによって、供給時に発生する飛沫や突沸を防止する方法がある。この方法はスプラッシュに対して、最も効果のある方法であるが、蒸発専用電子ビームと溶解専用電子ビームの装置２台が必要なため、設備コストが高くなることと、複数台の電子ビームを隣接して使用すると、電子ビームの相互干渉から異常放電の頻度が高くなり、異常放電による電子ビームのダウンにより、蒸着膜厚不良が発生する品質課題を有している。
【００１４】
この課題を解決するためにルツボを長くして、溶融部分と蒸着部分の距離を開け、電子ビーム間距離を７００ｍｍ以上確保するようにしている。しかし、このルツボを長くすることによって、蒸着材料の多大なロスが発生している。
【００１５】
さらに、特許文献１の方法では飛沫の発生を少なくできても、落下時の溶融材料表面に発生する波紋をなくすことはできないという課題を有している。既に公知のように、スプラッシュの最大要因は、材料落下時の飛沫それと固体材料を溶融金属中に投入した時に静かに溶け込まず溶融材料の上を走ったり爆発したりした時に発生する材料の飛沫が蒸着機材に付着して突起欠陥になることが知られている。
【００１６】
我々が鋭意研究した結果、それ以外にも蒸着材料が落下時の溶融材料表面で発生させる波紋がスプラッシュを発生させていることがわかった。スプラッシュのメカニズムは明確ではないが、波紋が影響していることは実験結果から明確である。特許文献１の方法では、飛沫の発生を少なくできても波紋の発生を抑えることができないために、波紋から発生するスプラッシュを抑えることはできない。
【００１７】
また、特許文献２の方法は、波紋並びに溶融材料の上を走ったり爆発したりした時に発生するスプラッシュには有効であるが、飛沫の発生を抑えることはできないという課題を有している。飛沫防止の目的でルツボの上方に仕切り板を設けているが、斜方蒸着では蒸着材料が被蒸着物に付着する割合が１０％未満とされており、残りの約９０％が被蒸着物以外に付着する。このため、ルツボを長くすればするほど蒸着材料が無駄になるだけではなく、他の部位に付着した蒸着材料が熱による再溶融で溶け出し、ルツボ上に落下するために、スプラッシュの最大原因と考えられる飛沫や溶融材料表面にできる波紋の原因になる場合がある。
【００１８】
特に、ルツボの上方に仕切り板等の板等を設ける方法（特許文献２）ではルツボからの距離が近く、仕切り板に付着した蒸着材料が輻射熱で再溶融して溶け出し、飛沫や溶融材料表面にできる波紋によりスプラッシュになる。
【００１９】
また、前述したように特許文献３においても、ルツボを長くして、溶融部分と蒸着部分の距離を開けて、電子ビーム間距離を７００ｍｍ以上確保しているが、このルツボを長くすることによって、蒸着材料の多大なロスが発生するだけでなく、材料のリサイクルの観点からも他部位への付着量が多くなり、多ければ多いほど回収に時間がかかるとともに不純物の混入などの弊害が発生し、分別回収が難しく、一部材料廃棄などにつながり、安価なものづくりの妨げになっている。
【００２０】
前述したように、特許文献１，２，３に記載した現状方式では効果はあるが、なお欠陥が残るために不十分であるという課題がある。
【００２１】
本発明は、前述した課題に鑑みて考案されたものであり、蒸着材料の供給時に発生する飛沫を抑え、さらに投入時の液面の波紋が蒸着に与える影響を低減するとともに、蒸着材料のロスをできるだけ少なくする蒸着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
前記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の蒸着装置では、蒸着層が形成される蒸着基材を搬送しながら冷却する冷却キャンと、前記蒸着層を形成する蒸着材料が充填されるルツボと、前記ルツボ内の蒸着材料に電子ビームを照射する電子ビーム照射手段とを備え、前記冷却キャンが、軸方向の一端の帯状部分が磁性を帯びた円筒形状であることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項２，３に記載の発明は、請求項１の蒸着装置において、冷却キャンの円筒状の軸方向で両端の帯状部分が磁性を帯びていること、さらに、冷却キャンの帯状部分の材質が軟磁性材料で構成されていることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の蒸着装置において、冷却キャンと同じ幅を有するルツボが、幅方向に伸びた蒸着材料蒸発部分と、幅方向と直角に伸びた蒸着材料溶融部分とを有することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項５〜８に記載の発明は、請求項４の蒸着装置において、ルツボの蒸着材料溶融部分が、蒸着材料蒸発部分の両端にあること、さらに、ルツボの蒸着材料蒸発部分と蒸着材料溶融部分とを連通する仕切り板で仕切られていること、さらに、仕切り板がルツボの壁から突堤のように突き出た壁であり蒸着材料蒸発部分と蒸着材料溶融部分とがつながっていること、さらに、蒸着材料溶融部分の壁の一部が傾斜面を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、設備コストが安くできるだけでなく、電子ビーム相互干渉による異常放電がなくなって、この異常放電による蒸着膜厚不良がなくなり、さらに、スプラッシュ欠陥を低減できるために、スプラッシュによるドロップアウトが少なくなって、品質が向上できる。それと共に、ルツボを小さくできることから蒸着材料のロスも少なくできるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における蒸着装置の斜視図、（ｂ）本実施の形態１における蒸着装置の概略構成図
【図２】本実施の形態１における蒸着装置の冷却キャンの正面図
【図３】（ａ）本実施の形態１におけるルツボの上面図、（ｂ）本実施の形態１におけるルツボの正面断面図、（ｃ）本実施の形態１におけるルツボの右側断面図
【図４】従来方式のルツボの断面とベースフイルム、電子銃、蒸発用電子ビーム及び蒸着材料との関係を説明する図
【図５】（ａ）本実施の形態１における波紋とスプラッシュの関係を説明する正面断面図、（ｂ）本実施の形態１におけるルツボの上面図
【図６】本発明の実施の形態２における冷却キャンの構造を示す図
【図７】本実施の形態２におけるルツボの上面図
【図８】本発明の実施の形態３における冷却キャンの断面図
【図９】（ａ）本発明の実施の形態４におけるルツボの斜視図、（ｂ）本実施の形態４におけるルツボの正面断面図
【図１０】（ａ）本発明の実施の形態５におけるルツボの上面図、（ｂ）本実施の形態５におけるルツボの正面断面図
【図１１】（ａ）本発明の実施の形態６におけるルツボの上面図、（ｂ）本実施の形態６におけるルツボのＡ−Ａ断面図と部分拡大図
【図１２】本実施の形態７における磁気記録媒体サンプルの作製工程のフローチャート
【図１３】従来（特許文献１）の蒸着材料の供給方法を説明する図
【図１４】従来（特許文献２）の蒸着材料の供給方法を説明する図
【図１５】従来（特許文献３）の蒸着材料の供給方法を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明の実施の形態１における蒸着装置の斜視図であり、図１（ｂ）は蒸着装置の概略構成図である。また、図２は蒸着装置の冷却キャンの正面図であり、図３はルツボを示す図であって、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は正面の断面図、図３（ｃ）は右側面の断面図である。
【００３０】
図１（ｂ）に示すように、蒸着装置は頭部と底部にそれぞれ設けられた排気口１１から真空ポンプ（図示せず）により排気され、内部が真空状態となされた真空室１２内に、図中の反時計回り方向に定速回転する送りロール１３と、図中の反時計回り方向に定速回転する巻取りロール１４とが設けられ、これら送りロール１３から巻取りロール１４にテープ状の蒸着機材であるベースフイルム１５（以後、蒸着機材のことをベースフイルムと呼ぶ）が順次走行するようになされている。
【００３１】
これら送りロール１３から巻取りロール１４側にベースフイルム１５が走行する中途部には、各ロール１３，１４の径よりも大径となされた冷却キャン１６が設けられている。この冷却キャン１６は、ベースフイルム１５を図中の矢印方向に引き出すように設けられ、図中の時計回り方向に定速回転する構成とされている。
【００３２】
また、送りロール１３，巻取りロール１４は、それぞれベースフイルム１５の幅と略同じ長さからなる円筒状をなすものである。冷却キャン１６の長さはルツボ１と略同じ長さからなる円筒状をなしており、内部には図示しない冷却水が流れる構造で、前記ベースフイルム１５の温度上昇による変形等を抑制し得るようになされている。
【００３３】
したがって、ベースフイルム１５は、送りロール１３から順次送り出され、さらに冷却キャン１６の周面を通過し、巻取りロール１４に巻き取られていくようになされている。
【００３４】
なお、送りロール１３と冷却キャン１６との間、及び冷却キャン１６と巻取りロール１４との間にはそれぞれガイドロール１７，１８が配設され、送りロール１３から冷却キャン１６及び冷却キャン１６から巻取りロール１４にわたって走行するベースフイルム１５に所定のテンションをかけ、ベースフイルム１５が円滑に走行するようになされている。
【００３５】
ここで、真空室１２内は真空１０−３Ｐａとされ、冷却キャンの直径はφ１０００ｍｍであり、冷却温度は−２０℃とされている。また、図１に示すように、真空室１２内には、冷却キャン１６の下方に同じ幅で筐体状のルツボ１が設けられている。
【００３６】
このルツボ１は、蒸着源たるＣo-Ｎi系等の蒸着材料２０ａを供給し、電子銃２１からの溶解用電子ビーム２１Ｂで溶解させるものである。本実施の形態１では、ルツボ１は冷却キャン１６の幅方向の長さと同じで、冷却キャン１６と平行な部分である、蒸着材料蒸発部分１Ａと、この蒸着材料蒸発部分１Ａと直角に設けられた蒸着材料溶融部分１Ｂから構成されている（図３（ａ）〜（ｃ）参照）。
【００３７】
特に、蒸着材料溶融部分１Ｂを設けることにより、蒸着材料２０ａを供給する際に発生する波紋の影響を防止することができる。また、１台の電子銃２１で蒸着材料の溶解、蒸発を実現するには、波紋によるスプラッシュを低減しなければならない。
【００３８】
ここで、図４を用いて、従来方式における波紋とスプラッシュの関係を説明する。図４は従来方式のルツボ１０１の断面とベースフイルム１５、電子銃２１、蒸発用電子ビーム２１Ａ及び蒸着材料２０ａとの関係を示す図である。
【００３９】
図示しない溶解用電子ビームにより蒸着材料２０ａが溶融されてルツボ１０１に落下する。この時、ルツボ１０１内の溶融材料１１０（図１に示す蒸着材料（溶融状態）２０ｂ）の溶融表面１１１は、図４で示すように、溶融した蒸着材料２０ａの落下に伴い、波立つこととなる。このように、溶融材料１１０は溶融表面１１１が波立った状態で電子銃２１の蒸発用電子ビーム２１Ａで加熱蒸発され、蒸着材料の溶融材料１１０がベースフイルム１５に被着される。
【００４０】
この波の頂点に蒸発用電子ビーム２１Ａが当たると、頂点部分は体積が小さいために、電子ビームのエネルギーが集中し、溶融材料１１０が突沸蒸発して、小さい塊としてベースフイルム１５に付着するものと考えられる。この小さい塊（スプラッシュ）により、均一な膜にならないで突起となり、ドロップアウトの原因になるものと考えられる。
【００４１】
このため、従来方式では波紋から発生するスプラッシュ防止目的と、蒸発用電子ビームと溶解用電子ビームの２つの電子銃の相互干渉で発生する異常放電による蒸着膜厚不良をなくすために、ルツボを長くして蒸着を行っていた。ルツボ長さは、ベースフイルムの約３倍（例えば、ベースフイルムが幅５００ｍｍの場合、ルツボの長さは約１５００ｍｍを使用している。）の長さを使用している。
【００４２】
図５（ａ），（ｂ）は本実施の形態１における波紋とスプラッシュの関係を説明する図である。図５（ｂ）に示すように、ルツボ１が端部を直角に曲げた蒸着材料溶融部分１Ｂを設けた構成になっている。溶解用電子ビーム２１Ｂにより蒸着材料２０ａを加熱溶解して、解けた材料の雫をルツボ１に供給するわけであるが、蒸着材料溶融部分１Ｂを設けたことにより、蒸着材料蒸発部分１Ａにおいて、波の影響を受けることがなく蒸着できるためにスプラッシュの発生を防止することができる。
【００４３】
このため、蒸着材料蒸発部分１Ａを蒸発用電子ビーム２１Ａで加熱蒸発させても、波は蒸着材料溶融部分１Ｂで発生し、かつ減少及び消滅しているために、蒸着材料蒸発部分１Ａに影響することはない。すなわち、電子ビームパワーが均一に蒸着材料２０ｂに加わるために均一な蒸着材料の蒸発が行えることとなる。
【００４４】
前述したような、電子ビームのエネルギー集中がないために、突沸蒸発することがない。このことにより、蒸着材料２０ａを供給する際に発生するスプラッシュを防止するものである。
【００４５】
本実施の形態１では、蒸着材料蒸発部分１Ａの長さをベースフイルム１５の幅より、２００ｍｍ大きくした。また、蒸着材料溶融部分１Ｂの幅はベースフイルム１５の幅に対して１／４とするとともに、奥行き寸法もベースフイルム１５の幅に対して１／４とした。
【００４６】
なお、蒸着材料蒸発部分１Ａの長さをベースフイルム１５の幅より２００ｍｍ大きくしたのは、膜厚の均一性を確保するためであり、膜厚の均一性が確保できれば、２００ｍｍより大きくても、逆に小さくてもよいわけであり、２００ｍｍに制限されるものではない。
【００４７】
また、蒸着材料溶融部分１Ｂの幅及び奥行きをベースフイルム１５の１／４としたのは、蒸着材料２０ａの寸法、蒸着材料の供給量、蒸着材料の落下時に発生する波の大きさ、及び仕切り板寸法により決定した。
【００４８】
しかるに、蒸着材料２０ａの寸法、蒸着材料の供給量、蒸着材料の落下時に発生する波の大きさ、及び仕切り板寸法により決定されるものであるから、蒸着材料溶融部分１Ｂの幅及び奥行きはベースフイルム１５の１／４に限定されるものではない。
【００４９】
前述したように、このようなルツボ１を使用すると、短いルツボを用いることで、波紋の影響をなくすことができる。ここで、前述したルツボ１の蒸着材料２０ａ，２０ｂに溶融，蒸発用電子ビーム２１Ａ，２１Ｂを１つの電子銃２１から照射するには電子ビームを局部偏向させなければならない。この局部偏向させる方法としてはいろいろな方法がある。
【００５０】
まず、偏向コイルを用いて偏向させる方法であり、偏向コイルを電子銃の出口近傍に設置する方法と、ルツボの近傍に設置する方法が考えられる。両方の方法は、共に偏向コイルに電流を流すことにより磁場を発生させて、電子ビームを偏向させる方法である。流す電流の大きさを変えることにより、磁力の強さが変わるため、電流を制御することで任意に電子ビームの偏向量を変えることができる。
【００５１】
しかしながら、ルツボの近傍に偏向コイルを設置する方法は、蒸発した蒸発金属が偏向コイルに付着するという課題がある。付着した金属が磁性材料であれば、キュリー点以下になれば磁性体となり、偏向コイルに付着した量の磁力が加わることになる。長時間蒸着をすればするほど付着量は多くなり、付着磁力は強くなる。偏向コイルの磁力に、その付着磁力が加わるために、付着磁力量が把握できないことには、偏向コイルで電流を変化させ磁力を変化させても、精度よく偏向することが困難になるという課題を有している。
【００５２】
また、電子銃本体の出口に偏向コイルを設けて偏向させる方法も前述したように、長時間蒸着すると、付着磁力が強くなり、精度よく偏向することが困難になる課題を有している。
【００５３】
そこで、本実施の形態１では、長時間蒸着しても磁力が変化しない、安定した磁力を保つことができる方法として、冷却キャンを着磁して、偏向する方法を採用している。
【００５４】
本実施の形態１の冷却キャン１６は、図２に示すように、軟磁性部分１６Ａと非磁性部分１６Ｂから構成される。軟磁性部分１６Ａの材質は軟磁性材料のＳＳ４００（軟鋼）であり、非磁性部分１６Ｂの材質はＳＵＳ３０４（ステンレス鋼）で構成されているが、軟磁性部分１６Ａは軟磁性材料であれば、ＳＳ４００以外でも可能であるし、また非磁性部分１６Ｂは非磁性材料であればＳＵＳ３０４以外でも可能であって、ＳＳ４００及びＳＵＳ３０４に限定されるものではない。
【００５５】
また、軟磁性部分１６Ａは冷却キャン１６に巻き回されるベースフイルム１５の外側（範囲外）に設けている（図１（ａ）参照）。本実施の形態１では、ベースフイルム１５より１００ｍｍ外側に幅１００ｍｍで設けている。これは、電子ビームが効率良く偏向し、またスプラッシュが発生しない条件で設定される寸法であるから、前述した寸法に限定されるものではない。
【００５６】
さらに、軟磁性部分１６Ａは０．００４〜０．００６テスラに着磁されており、電子銃２１から照射された電子ビームは、非磁性部分１６Ｂ（蒸発用電子ビーム２１Ａ）のところでは（図３に示すルツボ１の蒸着材料蒸発部分１Ａ）、冷却キャン１６と平行に照射されるが、０．００４〜０．００６テスラに着磁された軟磁性部分１６Ａのところでは（図３に示すルツボ１の蒸着材料溶融部分１Ｂ）、軟磁性部分１６Ａの磁力に引き寄せられ、ルツボ１の蒸着材料溶融部分１Ｂに沿って曲がることとなる。
【００５７】
本実施の形態１では、０．００４〜０．００６テスラに着磁したが、溶解用電子ビーム２１Ｂが冷却キャン１６の軟磁性部分１６Ａ（着磁部分）の磁力により、曲がればよいわけであり、０．００４〜０．０６テスラ以上でも以下でも可能であり、０．００４〜０．００６テスラに限定されるものではない。
【００５８】
このようにして、１台の電子銃２１により、放出される蒸発，溶解用電子ビーム２１Ａ，２１Ｂによって蒸着材料の蒸発・溶解が可能となり、またスプラッシュの発生を防止することができる。
【００５９】
前述したように、図１（ｂ）の真空室１２内は真空１０−３Ｐａとされ、冷却キャン１６の直径はφ１０００ｍｍであり、冷却温度は−２０℃とされている。一方、真空室１２の側壁部には、図１（ｂ）に示すように、ルツボ１内に充填された蒸着材料２０ｂを加熱蒸発させるための電子銃２１が取り付けられる。この電子銃２１より放出される蒸発用電子ビーム２１Ａがルツボ１内の蒸着材料２０ｂに照射されるような位置に配設される。そして、この蒸発用電子ビーム２１Ａによって蒸発した蒸着材料２０ｂが冷却キャン１６の周面を定速走行するベースフイルム１５上に磁性層として被着形成されるようになる。
【００６０】
また、冷却キャン１６とルツボ１との間であって、冷却キャン１６の近傍には、入射角制限マスク２２ａ，２２ｂが配設されている（図１（ｂ）参照）。この入射角制限マスク２２ａ，２２ｂは、蒸発源から飛来する金属上気流の入射角度を規制するためのもので、通常、低入射角制限マスク２２ａと高入射角制限マスク２２ｂとの２つからなる。これら入射角制限マスク２２ａ，２２ｂは、冷却キャン１６の外周表面を定速走行するベースフイルム１５の所定領域を覆う形で形成され、これら入射角制限マスク２２ａ，２２ｂにより、蒸発せしめられた蒸着材料２０ｂがベースフイルム１５に対して所定の角度範囲で斜めに蒸着されるようになっている。そして、成膜の際の最高入射角及び最低入射角は、これら入射角制限マスク２２ａ，２２ｂの開口位置によって決まる。
【００６１】
このように、Ｃo，Ｃo-Ｎi合金の蒸着入射ビームは、入射角制限マスク２２を設置することにより、任意に蒸着入射角の範囲を設定でき、ここではこの入射角を４５°としている。
【００６２】
さらに、このような蒸着に際し、真空室１２の側壁部を貫通して設けられる酸素ガス導入口２４を介してベースフイルム１５の表面に酸素ガスが供給され（図１（ｂ）参照）、磁気特性、耐久性及び対候性の向上が図られている。
【００６３】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について、図６の冷却キャンの構造と図７のルツボの上面図を用いて説明する。本実施の形態２において、図６に示す冷却キャン３６、図７に示すルツボ３１の構造が違うこと以外は、前述した実施の形態１の各図と同様の構成である。
【００６４】
図６に示すように、冷却キャン３６の両端部分を軟磁性部分３６Ａで、それ以外を非磁性部分３６Ｂで構成し、図７に示すように、ルツボ３１の両端部分を直角に曲げ、蒸着材料溶融部分１Ｂを２箇所設けた構成になっている。最終製品を安価に製作するためには、蒸着の生産性を高めなければならない。そのためには、蒸着速度を早くする必要があり、蒸着速度を早くすると蒸着材料を多く供給する必要がある。
【００６５】
蒸着材料を多く供給する方法として、蒸着材料の供給速度を上げてルツボに多く供給する方法と、供給速度は上げないで複数本から供給する方法とが考えられる。前者の蒸着材料の供給速度を上げる方法であるが、当然のことながら、ルツボへの供給量が増えることになり、ルツボへの落下量が多くなり、これに伴う材料の飛沫や波紋によるスプラッシュが増大することとなる。
【００６６】
また、後者の蒸着材料を複数本から供給する方法では、蒸着材料の供給速度を上げることなく、ルツボへの供給量が増えることになり、蒸着材料の供給に伴う材料の飛沫や波紋によるスプラッシュが増大することはない。しかしながら、増設された箇所の蒸着材料を溶解するために複数の電子銃が必要となる。
【００６７】
本実施の形態２の冷却キャン３６は、図６に示すように、電子銃２１からの蒸発，溶解用電子ビーム２１Ａ，２１Ｂを、両端部分で偏向させる目的で、両端部分は軟磁性部分３６Ａで構成されている。
【００６８】
さらに、軟磁性部分３６Ａは０．００４〜０．００６テスラに着磁されており、電子銃２１から照射された蒸発用電子ビーム２１Ａは、非磁性部分３６Ｂのところでは（図７に示すルツボ３１の蒸着材料蒸発部分１Ａ）、冷却キャン３６と平行に照射されるが、０．００４〜０．００６テスラに着磁された軟磁性部分３６Ａでは（図７に示すルツボ３１の蒸着材料溶融部分３１Ｂ）、電子銃２１から照射された溶解用電子ビーム２１Ｂは、軟磁性部分１６Ａの磁力に引き寄せられ、ルツボ３１の蒸着材料溶融部分１Ｂに沿って曲がることとなる。
【００６９】
本実施の形態２では、０．００４〜０．００６テスラに着磁したが、溶解用電子ビーム２１Ｂが冷却キャン３６の軟磁性部分３６Ａ（着磁部分）の磁力により、曲がればよいわけであって、０．００４〜０．００６テスラ以上でも以下でも可能であり、０．００４〜０．００６テスラに限定されるものではない。
【００７０】
また、ルツボ３１も、図７に示すように、両端に蒸着材料溶融部分３１Ｂを設けている。このことにより、両側から蒸着材料２０ａが供給できる構造となっている。本実施の形態２によれば、電子銃２１を増やすことなく、蒸発，溶解用電子ビーム２１Ａ，２１Ｂを１台の電子銃２１による照射で、蒸着材料の蒸発・溶解が可能となり、またスプラッシュの発生を防止することができる。
【００７１】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について、図８の冷却キャンの断面図を用いて説明する。本実施の形態３の冷却キャン４６は、図８に示すように、冷却水５６は冷却水送りポンプ（図示せず）より送られて、冷却水導入パイプ５５を通じて、送りパイプ５３Ｂを通り、冷却帯５７に到達する。ここで、ベースフイルム１５上に磁性層として、被着形成された時のベースフイルム１５の温度上昇による変形を抑制し得るようになされている。その後、戻りパイプ５３Ａを通り、冷却水パイプ５４と冷却水導入パイプ５５の隙間を通じて、冷凍機（図示せず）に戻るようになされている。
【００７２】
冷却キャン４６は外筒５２Ａ（ベースフイルム１５を冷却する部分）と内筒５２Ｂの二重筒構造となっており、側板５０で、溶接により密封構造となされている。さらに、外筒５２Ａは非磁性部分４６Ｂと軟磁性部分４６Ａから構成される。
非磁性部分４６Ｂと軟磁性部分４６Ａの締結は溶接でされ、硬質クロームメッキ処理後、外筒５２Ａの表面は０．１Ｓ以下の表面粗さに仕上げられている。
【００７３】
これは、ベースフイルム１５が、磁性層として被着形成された時に発生する熱を、速やかに冷却水５６で奪い、ベースフイルム１５の温度上昇をできるだけ、抑制するためである。
【００７４】
本実施の形態３では非磁性部分４６Ｂに、厚み１０ｍｍのＳＵＳ３０４を使用した。これを使用した目的は、溶解用電子ビーム２１Ｂが磁力により曲げられない材料の中では、安価に入手できることと溶接接合性に優れているためである。しかるに、非磁性材料として溶接接合性に優れていれば、ＳＵＳ３０４に限定されるものではない。
【００７５】
また、軟磁性部分４６Ａには、厚み１０ｍｍのＳＳ４００を使用した。これを使用した目的は、着磁性能と溶接性能に優れているからで、その他の軟磁性材料、例えば一般構造用炭素鋼や冷間圧延鋼板や熱間圧延鋼板であってもよい。着磁性が良く溶接性能に優れていれば、ＳＳ４００に限定されるものではない。
【００７６】
また、本実施の形態３では軟磁性部分４６Ａの磁力の強さを０．００４〜０．００６テスラの強さで着磁した。これは、実験結果から、磁力の強さが、ルツボ１と冷却キャン４６と電子銃２１との相対的位置関係及び蒸着速度で決定されるものであることが判明したからである。
【００７７】
このように、磁力の強さは、ルツボ１と冷却キャン４６と電子銃２１との相対的位置関係及び蒸着速度で決定されるものであるから、可変できる材料が必要である。このことから、磁力の強さを、任意の値で着磁できる、軟磁性材料が望ましい。
【００７８】
また、本実施の形態３の冷却キャン４６を構成する部品、側板５０、内筒５２Ｂ、送りパイプ５３Ｂ、戻りパイプ５３Ａ、冷却水パイプ５４、冷却水導入パイプ５５等の軟磁性部分４６Ａを除く、全ての部品は非磁性材料である、ＳＵＳ３０４を使用した。これは、冷却水５６による、錆びの発生を防止することと、電子銃２１から照射される蒸発，溶解用電子ビーム２１Ａ，２１Ｂが、着磁した軟磁性部分４６Ａ以外の磁力の影響を受けないためである。
【００７９】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４について、図９（ａ）のルツボの斜視図，（ｂ）のルツボの正面の断面図を用いて説明する。また、本実施の形態４において、図９に示すルツボ４１の構造が違うこと以外は、前述した実施の形態１の図１と同様の構成である。
【００８０】
図９（ａ），（ｂ）に示すように、ルツボ４１の蒸着材料蒸発部分４１Ａに仕切り板２Ｂ、蒸着材料溶融部分４１Ｂに仕切り板２Ａを設けた構成になっている。
【００８１】
この仕切り板２Ａ，２Ｂはルツボ４１の底部で蒸着材料蒸発部分４１Ａと蒸着材料溶融部分４１Ｂとがつながっている。
【００８２】
実施の形態１で述べたように、蒸着材料２０ａが、溶解用電子ビーム２１Ｂ（図示せず）で溶解され、ルツボ４１の蒸着材料溶融部分４１Ｂに供給される、この溶解された蒸着材料２０ａがルツボ４１に落下する時に、液面に波が発生する。この波は、蒸着材料蒸発部分４１Ａに対して直角に発生するが、仕切り板２Ａに衝突し、消滅することとなる。また、仕切り板２Ａを越える大きな波が発生しても、仕切り板２Ｂに衝突し、消滅することとなる。
【００８３】
このため、蒸着材料蒸発部分４１Ａを蒸発用電子ビーム２１Ａで加熱蒸発させても、波は蒸着材料溶融部分４１Ｂで発生し、かつ減少及び消滅しているために、蒸着材料蒸発部分４１Ａに影響することはない。すなわち、電子ビームパワーが均一に蒸着材料２０ｂに加わるために均一な蒸着材料の蒸発が行えることとなる。
【００８４】
前述したような、電子ビームのエネルギー集中がないために、突沸蒸発することがなく、このことにより、蒸着材料２０ａを供給する際に発生するスプラッシュを防止するものである。
【００８５】
また、仕切り板の位置も本実施の形態４では、仕切り板２Ａ，２Ｂと設けているが、蒸着材料蒸発部分４１Ａと蒸着材料溶融部分１Ｂを仕切れて、ルツボ４１底部でつながっており、かつベースフイルム１５の幅よりも広い位置を確保して設けられればいいわけであり、枚数や位置に限定されるものではない。
【００８６】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５について、図１０（ａ）のルツボの上面図、（ｂ）の正面の断面図を用いて説明する。本実施の形態５において、図１０で示すルツボ６１に仕切り板３Ａ，３Ｂを設けたこと以外は、前述した実施の形態１と同様な形態である。
【００８７】
図１０（ａ），（ｂ）に示すように、ルツボ６１の蒸着材料蒸発部分６１Ａに仕切り板３Ａ，３Ｂを設けており、仕切り板３Ａ，３Ｂはルツボ６１の側壁から突堤のように突き出た壁であり蒸着材料蒸発部分６１Ａと蒸着材料溶融部分６１Ｂとがつながった構成となっている。
【００８８】
前記実施の形態１で述べたように、蒸着材料２０ａが、溶解用電子ビーム２１Ｂ（図示せず）で溶解され、ルツボ６１の蒸着材料溶融部分６１Ｂに供給される、この時溶解された蒸着材料２０ａがルツボ６１に落下し、液面に波が発生する。
【００８９】
この波は、蒸着材料蒸発部分１Ａに対して直角に発生するが、仕切り板３Ｂに衝突し、消滅することとなる。また、仕切り板３Ｂを越える大きな波が発生しても、仕切り板３Ａに衝突し、消滅することとなる。このため、蒸着材料蒸発部分６１Ａを蒸発用電子ビーム２１Ａ（図示せず）で加熱蒸発させても、波は蒸着材料溶融部分６１Ｂで発生し、かつ減少及び消滅しているために、蒸着材料蒸発部分６１Ａに影響することはない。すなわち、電子ビームパワーが均一に蒸着材料２０ｂに加わるために均一な蒸着材料の蒸発が行えることとなる。
【００９０】
前述したような、電子ビームのエネルギー集中がないために、突沸蒸発することがない。このことにより、蒸着材料２０ａを供給する際に発生するスプラッシュを防止するものである。
【００９１】
また、仕切り板の位置も本実施の形態５では、仕切り板３Ａ，３Ｂと設けているが、蒸着材料蒸発部分６１Ａと蒸着材料溶融部分６１Ｂを仕切れて、かつルツボ内でつながっており、かつベースフイルム１５の幅よりも広い位置に、設けられればいいわけであり、枚数や位置に限定されるものではない。
【００９２】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６について、図１１（ａ）のルツボの上面図、（ｂ）のＡ−Ａ断面図と部分拡大図を用いて説明する。本実施の形態６において、図１１（ｂ）で示すルツボ７１における蒸着材料溶融部分７１Ｂの壁の一部に傾斜を設けたこと以外は、実施の形態１と同様な形態である。
【００９３】
図１１（ｂ）に示すように、ルツボ７１の蒸着材料溶融部分７１Ｂの壁の一部に傾斜を設けることにより、蒸着材料２０ａが溶解用電子ビーム２１Ｂで加熱溶解された後に、蒸着材料溶融部分７１Ｂから供給される時に、雫となり傾斜面に落下し、自重でルツボ７１に供給されることとなる。こうすることにより、材料供給時に発生する飛沫を抑制することができ、飛沫によるスプラッシュを低減するこができる。
【００９４】
この傾斜面はルツボ７１に設けるだけでなく、傾斜した板を蒸着材料溶融口に別に設けてもよく、溶解した蒸着材料２０ａが自重でルツボ７１に供給されれば、特に限定されるものではない。また、傾斜の角度や長さについても、蒸着材料２０ａが自重でルツボ７１に供給されれば、特に限定されるものではない。
【００９５】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７について、前述の各実施の形態で説明した蒸着装置を使用した磁気記録媒体を製造する動作について説明する。本実施の形態７の蒸着装置により製造される磁気記録媒体は、非磁性支持体であるベースフイルム１５上に強磁性金属、あるいはその合金の薄膜からなる磁性層が形成されるとともに、この磁性層の形成面とは反対側の面にバックコート層が形成される磁気記録媒体である。
【００９６】
本実施の形態７における磁気記録媒体サンプルの作製工程を図１２のフローチャートで説明する。
・ポリエンエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フイルムからなるベースフイルム１５（厚み６．３μ）上にＣoを蒸着させ磁性層を形成した（ステップＳ１）。この時のＣoの純度は９９．９９％、また厚みは２０００Åである。
・この磁性層の形成面とは反対側の面にバックコート層を形成した（ステップＳ２）。バックコートの形成に当たっては、主成分はニトロセルロースを塗布工法により、ＷＥＴ厚み５０μで形成した。
・磁性層の形成面に防錆目的で防錆層を形成した（ステップＳ３）。防錆層の形成に当たっては、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）層を形成するために、スパッタ法でカーボンをターゲットとして、７０Åの膜を形成した。
・磁性層の潤滑目的で、潤滑層を形成した（ステップＳ４）。潤滑層の形成に当たっては、主成分はパーフルオロポリエーテルを塗布工法により、ＷＥＴ厚み１５μで形成した。
・ドロップアウトの測定目的で、６．３５ｍｍ幅に裁断し、ＤＶＣ（６．３５ｍｍ幅）カセットに組み込んだ（ステップＳ５）。
【００９７】
なお、この蒸着に際しては、図１（ａ），（ｂ）、に示すように、蒸着材料２０ａは棒材で供給され、溶解用電子ビーム２１Ｂで加熱溶解して、供給する構成となっている。溶解された蒸着材料２０ｂは蒸発用電子ビーム２１Ａにより、加熱蒸発され、ベースフイルム１５上で磁性層を形成する。
【００９８】
（実施例１）
前述の実施の形態１と同様な形態で、同様な装置を使用して、磁気記録媒体を製造した。なお、この時の蒸着速度は６０ｍ／分である。
【００９９】
（実施例２）
ルツボが実施の形態２と同様な形態で、蒸着材料２０ａの棒材を両側から供給し、蒸着速度を１２０ｍ／分とした以外は、実施例１と同様な装置を使用して、磁気記録媒体を製造した。
【０１００】
（実施例３）
ルツボが実施の形態６と同様な形態とした以外は、実施例１と同様な装置を使用して、磁気記録媒体を製造した。
【０１０１】
（比較例）
蒸着材料２０ａの棒材の溶解に専用電子銃と、溶融した蒸着材料２０ｂの蒸発に専用電子銃を用いた形態とした以外は、ルツボ１も実施例１と同様な形態とし、同様な装置を使用して、磁気記録媒体を製造した。
【０１０２】
このようにして作製された蒸着テープのドロップアウトを測定した測定結果を（表１）に示す。
【０１０３】
【表１】
【０１０４】
この測定には、パナソニック社製ＤＶＣビデオデッキを改造したものを使用した。
相対速度は３．８ｍ／秒、記録信号は通常のビデオ信号で、基準白色を通常の５０％で行うことで、よりドロップアウトがわかり易いようにした。
【０１０５】
ドロップアウトの基準は、再生出力が−１６ｄｂより低下した時間が１０μｓｅｃ以上続いた回数を測定した。測定は５分間行い、１分間当たりの平均値をドロップアウトの個数とした。
（表１）から明らかなように、前記実施例のいずれも、比較例の電子銃２台方式と比較して、１分間当たりの平均ドロップアウトの個数は同等かそれ以下の値を示している。特に、実施例３のルツボ１の蒸着材料溶融部分１Ｂの壁の一部が傾斜面を有している値が他の実施例より、小さい。
【０１０６】
これは蒸着材料２０ａを加熱溶解した後、その雫が自重でルツボ１に落下することにより、落下時に発生する飛沫、波紋を抑えることができているからだと考えられる。このことより、他の実施例も蒸着材料溶融部分１Ｂの壁の一部が傾斜面を有している方が好ましいことがわかる。
【０１０７】
なお、以上に説明した各実施の形態は一例であって、本発明の非磁性と軟磁性で構成される冷却キャン、及び冷却キャンの幅方向に伸びた蒸着材料蒸発部分１Ａと、幅方向と直角方向に伸びた蒸着材料溶融部分１Ｂとを有する蒸着用ルツボの応用は同様の技術を専門とする技術者あるいは業者には容易に考えうるものでありそれらは本発明から逃れるものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は記録媒体の製造装置に使って有効であるばかりでなく、金属蒸着膜や無機蒸着膜を必要とするシートの分野に効果があり、食品用あるいは電子製品用の防湿や湿気性を目的としたパッケージや包装紙、あるいは機能性のシートなどの生産に有効である。
【符号の説明】
【０１０９】
１，３１，４１，６１，１０１ ルツボ
１Ａ，３１Ａ，４１Ａ，６１Ａ，１０１Ａ 蒸着材料蒸発部分
１Ｂ，３１Ｂ，４１Ｂ，６１Ｂ，１０１Ｂ 蒸着材料溶融部分
２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂ 仕切り板
４Ａ 蒸発専用電子ビーム
４Ｂ 溶解専用電子ビーム
５ 供給路
６，７ 湾曲部
９ ホッパー
１０ 蒸着材料
１１ 排気口
１２ 真空室
１３ 送りロール
１４ 巻取りロール
１５ ベースフイルム
１６，３６，４６ 冷却キャン
１６Ａ，３６Ａ，４６Ａ 冷却キャン軟磁性部分
１６Ｂ，３６Ｂ，４６Ｂ 冷却キャン非磁性部分
１７，１８ ガイドロール
２０ ペレット
２０ａ 蒸着材料（固体状態）
２０ｂ 蒸着材料（溶融状態）
２１ 電子銃
２１Ａ 蒸発用電子ビーム
２１Ｂ 溶解用電子ビーム
２２ａ，２２ｂ 入射角制限マスク
２４ 酸素ガス導入口
５０ 側板
５２Ａ 外筒
５２Ｂ 内筒
５３Ａ 戻りパイプ
５３Ｂ 送りパイプ
５４ 冷却水パイプ
５５ 冷却水導入パイプ
５６ 冷却水
５７ 冷却帯
１１０ 溶融材料
１１１ 溶融表面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録テープなどの記録材料の蒸着に用いられる蒸着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録媒体の容量は、長時間記録や記録装置の小型化により、高容量化が求められてきた。磁気記録の中でコバルトを中心とするメタルテープは、現在ＤＶＣ（Digital Video Cassette）に広く使われている。これには、Ｃo，Ｃo-Ｎi，Ｃo-Ｃrなどの合金が使われることが多い。そのため、低コスト化は必須の項目であり、高速にかつ安価に製造する方法が求められている。その目的のためには、歩留りと設備コストの低価格化は最重要項目である。記録媒体は一箇所の欠陥でもドロップアウトとなり、記録信号が書き込まれないために再生できないことになる。
【０００３】
ドロップアウトの数は、少なければ少ないほど記録信号の品質がよくなり、より正しい再生がなされる。特に、デジタル信号の記録のためには、より欠陥の少ないものが要求されてきている。記録材料の製膜方法には幾つかあるが、現在はコストの観点からと高速生産が可能な蒸着による製造が一般的である。蒸着による製造法で歩留りを悪くする最大のものは、突起と呼ばれる欠陥である。
【０００４】
この欠陥は、蒸着基材（記録媒体の基材）に付着したゴミや基材製造時にできる異常突起や凹みに起因するものもあるが、蒸着時にできるものも多い。その中でもスプラッシュと呼ばれる蒸着材料の供給時や突然に起こる突沸などにより、記録材料の小さい塊が蒸着基材に付着する欠陥が多い。このスプラッシュにより、均一な膜とならないで突起となる。
【０００５】
この欠陥を防止する方法が幾つか提案されている。その一例として、図１３のように、蒸着材料のペレットをホッパー９から傾斜させた供給路５を通してルツボ１０１に供給する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。この際、供給路５に湾曲部６，７を設けて、この湾曲で一旦減速させてからルツボ１０１に供給し、固体物が液体に供給された時に発生する飛沫を極力防止する。
【０００６】
また、図１４のように、ルツボ１０１に逆凸状の仕切り板２Ａを設け、蒸着材料のペレット２０が固体のまま液面を通過しないようにして、蒸着材料のペレット２０が溶融材料の上を走らないようにした方法がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
また、図１５のように、蒸着材料１０を溶解専用電子ビーム４Ｂで溶融し、ルツボ１０１へ供給することにより、供給時に発生する飛沫や突沸を防止する方法がある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００８】
しかしながら、どの方法もスプラッシュの低減には一定の効果を得ることはできるが満足のいくものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３０９５５３４号公報
【特許文献２】特許第３７０７１１４号公報
【特許文献３】特公昭６１−４７２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述したように、蒸着による製造においては、歩留りを落とすスプラッシュが大きな課題である。スプラッシュの原因については、幾つかのはっきりした原因も知られている。例えば、連続蒸着による蒸着材料の減少を補うために、材料供給の方法は工夫されてきた。蒸着材料がペレット状の場合、電子ビームなどで加熱溶解された蒸着材料にペレットを落下させることになり、ペレットが静かに溶け込まずに溶融材料の上を走ったり爆発したりする。その際に、材料の飛沫が蒸着基材に付着し突起欠陥となる。
【００１１】
そして、特許文献１のように、飛沫の発生を少なくするために、供給するペレットをソフトに落下させる、あるいは転がし入れるなどの方法が提案されている。また、特許文献２のように、ルツボに逆凸状の仕切り板を設け、蒸着材料が固体のまま液面を通過しないようにして、固体の蒸着材料が溶融した蒸着材料の上を走らないようにした方法が提案されている。
【００１２】
しかし、前述のどの方法も、スプラッシュの低減には一定の効果を得ることはできるが、満足のいくものではない。また、一般的に民生用テープのドロップアウト数は６０個／分以下が望ましい。これは、６０個／分以下であれば、画像補正回路により、欠陥補正することができるからである。しかしながら、データ記録に使用されるテープでは、１０個／分以下でないと、欠陥補正を行っても、記録の欠落につながる重大欠陥となる。現状方式では、民生用テープのドロップアウト数はクリアできるが、データ記録用テープのドロップアウト数をクリアすることはできない。
【００１３】
また、特許文献３のように、蒸着材料を溶解専用電子ビームで溶融し、ルツボへ供給することによって、供給時に発生する飛沫や突沸を防止する方法がある。この方法はスプラッシュに対して、最も効果のある方法であるが、蒸発専用電子ビームと溶解専用電子ビームの装置２台が必要なため、設備コストが高くなることと、複数台の電子ビームを隣接して使用すると、電子ビームの相互干渉から異常放電の頻度が高くなり、異常放電による電子ビームのダウンにより、蒸着膜厚不良が発生する品質課題を有している。
【００１４】
この課題を解決するためにルツボを長くして、溶融部分と蒸着部分の距離を開け、電子ビーム間距離を７００ｍｍ以上確保するようにしている。しかし、このルツボを長くすることによって、蒸着材料の多大なロスが発生している。
【００１５】
さらに、特許文献１の方法では飛沫の発生を少なくできても、落下時の溶融材料表面に発生する波紋をなくすことはできないという課題を有している。既に公知のように、スプラッシュの最大要因は、材料落下時の飛沫それと固体材料を溶融金属中に投入した時に静かに溶け込まず溶融材料の上を走ったり爆発したりした時に発生する材料の飛沫が蒸着機材に付着して突起欠陥になることが知られている。
【００１６】
我々が鋭意研究した結果、それ以外にも蒸着材料が落下時の溶融材料表面で発生させる波紋がスプラッシュを発生させていることがわかった。スプラッシュのメカニズムは明確ではないが、波紋が影響していることは実験結果から明確である。特許文献１の方法では、飛沫の発生を少なくできても波紋の発生を抑えることができないために、波紋から発生するスプラッシュを抑えることはできない。
【００１７】
また、特許文献２の方法は、波紋並びに溶融材料の上を走ったり爆発したりした時に発生するスプラッシュには有効であるが、飛沫の発生を抑えることはできないという課題を有している。飛沫防止の目的でルツボの上方に仕切り板を設けているが、斜方蒸着では蒸着材料が被蒸着物に付着する割合が１０％未満とされており、残りの約９０％が被蒸着物以外に付着する。このため、ルツボを長くすればするほど蒸着材料が無駄になるだけではなく、他の部位に付着した蒸着材料が熱による再溶融で溶け出し、ルツボ上に落下するために、スプラッシュの最大原因と考えられる飛沫や溶融材料表面にできる波紋の原因になる場合がある。
【００１８】
特に、ルツボの上方に仕切り板等の板等を設ける方法（特許文献２）ではルツボからの距離が近く、仕切り板に付着した蒸着材料が輻射熱で再溶融して溶け出し、飛沫や溶融材料表面にできる波紋によりスプラッシュになる。
【００１９】
また、前述したように特許文献３においても、ルツボを長くして、溶融部分と蒸着部分の距離を開けて、電子ビーム間距離を７００ｍｍ以上確保しているが、このルツボを長くすることによって、蒸着材料の多大なロスが発生するだけでなく、材料のリサイクルの観点からも他部位への付着量が多くなり、多ければ多いほど回収に時間がかかるとともに不純物の混入などの弊害が発生し、分別回収が難しく、一部材料廃棄などにつながり、安価なものづくりの妨げになっている。
【００２０】
前述したように、特許文献１，２，３に記載した現状方式では効果はあるが、なお欠陥が残るために不十分であるという課題がある。
【００２１】
本発明は、前述した課題に鑑みて考案されたものであり、蒸着材料の供給時に発生する飛沫を抑え、さらに投入時の液面の波紋が蒸着に与える影響を低減するとともに、蒸着材料のロスをできるだけ少なくする蒸着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
前記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の蒸着装置では、蒸着層が形成される蒸着基材を搬送しながら冷却する冷却キャンと、前記蒸着層を形成する蒸着材料が充填されるルツボと、前記ルツボ内の蒸着材料に電子ビームを照射する電子ビーム照射手段とを備え、前記冷却キャンが、軸方向の一端の帯状部分が磁性を帯びた円筒形状であることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項２，３に記載の発明は、請求項１の蒸着装置において、冷却キャンの円筒状の軸方向で両端の帯状部分が磁性を帯びていること、さらに、冷却キャンの帯状部分の材質が軟磁性材料で構成されていることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の蒸着装置において、冷却キャンと同じ幅を有するルツボが、幅方向に伸びた蒸着材料蒸発部分と、幅方向と直角に伸びた蒸着材料溶融部分とを有することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項５〜８に記載の発明は、請求項４の蒸着装置において、ルツボの蒸着材料溶融部分が、蒸着材料蒸発部分の両端にあること、さらに、ルツボの蒸着材料蒸発部分と蒸着材料溶融部分とを連通する仕切り板で仕切られていること、さらに、仕切り板がルツボの壁から突堤のように突き出た壁であり蒸着材料蒸発部分と蒸着材料溶融部分とがつながっていること、さらに、蒸着材料溶融部分の壁の一部が傾斜面を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、設備コストが安くできるだけでなく、電子ビーム相互干渉による異常放電がなくなって、この異常放電による蒸着膜厚不良がなくなり、さらに、スプラッシュ欠陥を低減できるために、スプラッシュによるドロップアウトが少なくなって、品質が向上できる。それと共に、ルツボを小さくできることから蒸着材料のロスも少なくできるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における蒸着装置の斜視図、（ｂ）本実施の形態１における蒸着装置の概略構成図
【図２】本実施の形態１における蒸着装置の冷却キャンの正面図
【図３】（ａ）本実施の形態１におけるルツボの上面図、（ｂ）本実施の形態１におけるルツボの正面断面図、（ｃ）本実施の形態１におけるルツボの右側断面図
【図４】従来方式のルツボの断面とベースフイルム、電子銃、蒸発用電子ビーム及び蒸着材料との関係を説明する図
【図５】（ａ）本実施の形態１における波紋とスプラッシュの関係を説明する正面断面図、（ｂ）本実施の形態１におけるルツボの上面図
【図６】本発明の実施の形態２における冷却キャンの構造を示す図
【図７】本実施の形態２におけるルツボの上面図
【図８】本発明の実施の形態３における冷却キャンの断面図
【図９】（ａ）本発明の実施の形態４におけるルツボの斜視図、（ｂ）本実施の形態４におけるルツボの正面断面図
【図１０】（ａ）本発明の実施の形態５におけるルツボの上面図、（ｂ）本実施の形態５におけるルツボの正面断面図
【図１１】（ａ）本発明の実施の形態６におけるルツボの上面図、（ｂ）本実施の形態６におけるルツボのＡ−Ａ断面図と部分拡大図
【図１２】本実施の形態７における磁気記録媒体サンプルの作製工程のフローチャート
【図１３】従来（特許文献１）の蒸着材料の供給方法を説明する図
【図１４】従来（特許文献２）の蒸着材料の供給方法を説明する図
【図１５】従来（特許文献３）の蒸着材料の供給方法を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明の実施の形態１における蒸着装置の斜視図であり、図１（ｂ）は蒸着装置の概略構成図である。また、図２は蒸着装置の冷却キャンの正面図であり、図３はルツボを示す図であって、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は正面の断面図、図３（ｃ）は右側面の断面図である。
【００３０】
図１（ｂ）に示すように、蒸着装置は頭部と底部にそれぞれ設けられた排気口１１から真空ポンプ（図示せず）により排気され、内部が真空状態となされた真空室１２内に、図中の反時計回り方向に定速回転する送りロール１３と、図中の反時計回り方向に定速回転する巻取りロール１４とが設けられ、これら送りロール１３から巻取りロール１４にテープ状の蒸着機材であるベースフイルム１５（以後、蒸着機材のことをベースフイルムと呼ぶ）が順次走行するようになされている。
【００３１】
これら送りロール１３から巻取りロール１４側にベースフイルム１５が走行する中途部には、各ロール１３，１４の径よりも大径となされた冷却キャン１６が設けられている。この冷却キャン１６は、ベースフイルム１５を図中の矢印方向に引き出すように設けられ、図中の時計回り方向に定速回転する構成とされている。
【００３２】
また、送りロール１３，巻取りロール１４は、それぞれベースフイルム１５の幅と略同じ長さからなる円筒状をなすものである。冷却キャン１６の長さはルツボ１と略同じ長さからなる円筒状をなしており、内部には図示しない冷却水が流れる構造で、前記ベースフイルム１５の温度上昇による変形等を抑制し得るようになされている。
【００３３】
したがって、ベースフイルム１５は、送りロール１３から順次送り出され、さらに冷却キャン１６の周面を通過し、巻取りロール１４に巻き取られていくようになされている。
【００３４】
なお、送りロール１３と冷却キャン１６との間、及び冷却キャン１６と巻取りロール１４との間にはそれぞれガイドロール１７，１８が配設され、送りロール１３から冷却キャン１６及び冷却キャン１６から巻取りロール１４にわたって走行するベースフイルム１５に所定のテンションをかけ、ベースフイルム１５が円滑に走行するようになされている。
【００３５】
ここで、真空室１２内は真空１０−３Ｐａとされ、冷却キャンの直径はφ１０００ｍｍであり、冷却温度は−２０℃とされている。また、図１に示すように、真空室１２内には、冷却キャン１６の下方に同じ幅で筐体状のルツボ１が設けられている。
【００３６】
このルツボ１は、蒸着源たるＣo-Ｎi系等の蒸着材料２０ａを供給し、電子銃２１からの溶解用電子ビーム２１Ｂで溶解させるものである。本実施の形態１では、ルツボ１は冷却キャン１６の幅方向の長さと同じで、冷却キャン１６と平行な部分である、蒸着材料蒸発部分１Ａと、この蒸着材料蒸発部分１Ａと直角に設けられた蒸着材料溶融部分１Ｂから構成されている（図３（ａ）〜（ｃ）参照）。
【００３７】
特に、蒸着材料溶融部分１Ｂを設けることにより、蒸着材料２０ａを供給する際に発生する波紋の影響を防止することができる。また、１台の電子銃２１で蒸着材料の溶解、蒸発を実現するには、波紋によるスプラッシュを低減しなければならない。
【００３８】
ここで、図４を用いて、従来方式における波紋とスプラッシュの関係を説明する。図４は従来方式のルツボ１０１の断面とベースフイルム１５、電子銃２１、蒸発用電子ビーム２１Ａ及び蒸着材料２０ａとの関係を示す図である。
【００３９】
図示しない溶解用電子ビームにより蒸着材料２０ａが溶融されてルツボ１０１に落下する。この時、ルツボ１０１内の溶融材料１１０（図１に示す蒸着材料（溶融状態）２０ｂ）の溶融表面１１１は、図４で示すように、溶融した蒸着材料２０ａの落下に伴い、波立つこととなる。このように、溶融材料１１０は溶融表面１１１が波立った状態で電子銃２１の蒸発用電子ビーム２１Ａで加熱蒸発され、蒸着材料の溶融材料１１０がベースフイルム１５に被着される。
【００４０】
この波の頂点に蒸発用電子ビーム２１Ａが当たると、頂点部分は体積が小さいために、電子ビームのエネルギーが集中し、溶融材料１１０が突沸蒸発して、小さい塊としてベースフイルム１５に付着するものと考えられる。この小さい塊（スプラッシュ）により、均一な膜にならないで突起となり、ドロップアウトの原因になるものと考えられる。
【００４１】
このため、従来方式では波紋から発生するスプラッシュ防止目的と、蒸発用電子ビームと溶解用電子ビームの２つの電子銃の相互干渉で発生する異常放電による蒸着膜厚不良をなくすために、ルツボを長くして蒸着を行っていた。ルツボ長さは、ベースフイルムの約３倍（例えば、ベースフイルムが幅５００ｍｍの場合、ルツボの長さは約１５００ｍｍを使用している。）の長さを使用している。
【００４２】
図５（ａ），（ｂ）は本実施の形態１における波紋とスプラッシュの関係を説明する図である。図５（ｂ）に示すように、ルツボ１が端部を直角に曲げた蒸着材料溶融部分１Ｂを設けた構成になっている。溶解用電子ビーム２１Ｂにより蒸着材料２０ａを加熱溶解して、解けた材料の雫をルツボ１に供給するわけであるが、蒸着材料溶融部分１Ｂを設けたことにより、蒸着材料蒸発部分１Ａにおいて、波の影響を受けることがなく蒸着できるためにスプラッシュの発生を防止することができる。
【００４３】
このため、蒸着材料蒸発部分１Ａを蒸発用電子ビーム２１Ａで加熱蒸発させても、波は蒸着材料溶融部分１Ｂで発生し、かつ減少及び消滅しているために、蒸着材料蒸発部分１Ａに影響することはない。すなわち、電子ビームパワーが均一に蒸着材料２０ｂに加わるために均一な蒸着材料の蒸発が行えることとなる。
【００４４】
前述したような、電子ビームのエネルギー集中がないために、突沸蒸発することがない。このことにより、蒸着材料２０ａを供給する際に発生するスプラッシュを防止するものである。
【００４５】
本実施の形態１では、蒸着材料蒸発部分１Ａの長さをベースフイルム１５の幅より、２００ｍｍ大きくした。また、蒸着材料溶融部分１Ｂの幅はベースフイルム１５の幅に対して１／４とするとともに、奥行き寸法もベースフイルム１５の幅に対して１／４とした。
【００４６】
なお、蒸着材料蒸発部分１Ａの長さをベースフイルム１５の幅より２００ｍｍ大きくしたのは、膜厚の均一性を確保するためであり、膜厚の均一性が確保できれば、２００ｍｍより大きくても、逆に小さくてもよいわけであり、２００ｍｍに制限されるものではない。
【００４７】
また、蒸着材料溶融部分１Ｂの幅及び奥行きをベースフイルム１５の１／４としたのは、蒸着材料２０ａの寸法、蒸着材料の供給量、蒸着材料の落下時に発生する波の大きさ、及び仕切り板寸法により決定した。
【００４８】
しかるに、蒸着材料２０ａの寸法、蒸着材料の供給量、蒸着材料の落下時に発生する波の大きさ、及び仕切り板寸法により決定されるものであるから、蒸着材料溶融部分１Ｂの幅及び奥行きはベースフイルム１５の１／４に限定されるものではない。
【００４９】
前述したように、このようなルツボ１を使用すると、短いルツボを用いることで、波紋の影響をなくすことができる。ここで、前述したルツボ１の蒸着材料２０ａ，２０ｂに溶融，蒸発用電子ビーム２１Ａ，２１Ｂを１つの電子銃２１から照射するには電子ビームを局部偏向させなければならない。この局部偏向させる方法としてはいろいろな方法がある。
【００５０】
まず、偏向コイルを用いて偏向させる方法であり、偏向コイルを電子銃の出口近傍に設置する方法と、ルツボの近傍に設置する方法が考えられる。両方の方法は、共に偏向コイルに電流を流すことにより磁場を発生させて、電子ビームを偏向させる方法である。流す電流の大きさを変えることにより、磁力の強さが変わるため、電流を制御することで任意に電子ビームの偏向量を変えることができる。
【００５１】
しかしながら、ルツボの近傍に偏向コイルを設置する方法は、蒸発した蒸発金属が偏向コイルに付着するという課題がある。付着した金属が磁性材料であれば、キュリー点以下になれば磁性体となり、偏向コイルに付着した量の磁力が加わることになる。長時間蒸着をすればするほど付着量は多くなり、付着磁力は強くなる。偏向コイルの磁力に、その付着磁力が加わるために、付着磁力量が把握できないことには、偏向コイルで電流を変化させ磁力を変化させても、精度よく偏向することが困難になるという課題を有している。
【００５２】
また、電子銃本体の出口に偏向コイルを設けて偏向させる方法も前述したように、長時間蒸着すると、付着磁力が強くなり、精度よく偏向することが困難になる課題を有している。
【００５３】
そこで、本実施の形態１では、長時間蒸着しても磁力が変化しない、安定した磁力を保つことができる方法として、冷却キャンを着磁して、偏向する方法を採用している。
【００５４】
本実施の形態１の冷却キャン１６は、図２に示すように、軟磁性部分１６Ａと非磁性部分１６Ｂから構成される。軟磁性部分１６Ａの材質は軟磁性材料のＳＳ４００（軟鋼）であり、非磁性部分１６Ｂの材質はＳＵＳ３０４（ステンレス鋼）で構成されているが、軟磁性部分１６Ａは軟磁性材料であれば、ＳＳ４００以外でも可能であるし、また非磁性部分１６Ｂは非磁性材料であればＳＵＳ３０４以外でも可能であって、ＳＳ４００及びＳＵＳ３０４に限定されるものではない。
【００５５】
また、軟磁性部分１６Ａは冷却キャン１６に巻き回されるベースフイルム１５の外側（範囲外）に設けている（図１（ａ）参照）。本実施の形態１では、ベースフイルム１５より１００ｍｍ外側に幅１００ｍｍで設けている。これは、電子ビームが効率良く偏向し、またスプラッシュが発生しない条件で設定される寸法であるから、前述した寸法に限定されるものではない。
【００５６】
さらに、軟磁性部分１６Ａは０．００４〜０．００６テスラに着磁されており、電子銃２１から照射された電子ビームは、非磁性部分１６Ｂ（蒸発用電子ビーム２１Ａ）のところでは（図３に示すルツボ１の蒸着材料蒸発部分１Ａ）、冷却キャン１６と平行に照射されるが、０．００４〜０．００６テスラに着磁された軟磁性部分１６Ａのところでは（図３に示すルツボ１の蒸着材料溶融部分１Ｂ）、軟磁性部分１６Ａの磁力に引き寄せられ、ルツボ１の蒸着材料溶融部分１Ｂに沿って曲がることとなる。
【００５７】
本実施の形態１では、０．００４〜０．００６テスラに着磁したが、溶解用電子ビーム２１Ｂが冷却キャン１６の軟磁性部分１６Ａ（着磁部分）の磁力により、曲がればよいわけであり、０．００４〜０．０６テスラ以上でも以下でも可能であり、０．００４〜０．００６テスラに限定されるものではない。
【００５８】
このようにして、１台の電子銃２１により、放出される蒸発，溶解用電子ビーム２１Ａ，２１Ｂによって蒸着材料の蒸発・溶解が可能となり、またスプラッシュの発生を防止することができる。
【００５９】
前述したように、図１（ｂ）の真空室１２内は真空１０−３Ｐａとされ、冷却キャン１６の直径はφ１０００ｍｍであり、冷却温度は−２０℃とされている。一方、真空室１２の側壁部には、図１（ｂ）に示すように、ルツボ１内に充填された蒸着材料２０ｂを加熱蒸発させるための電子銃２１が取り付けられる。この電子銃２１より放出される蒸発用電子ビーム２１Ａがルツボ１内の蒸着材料２０ｂに照射されるような位置に配設される。そして、この蒸発用電子ビーム２１Ａによって蒸発した蒸着材料２０ｂが冷却キャン１６の周面を定速走行するベースフイルム１５上に磁性層として被着形成されるようになる。
【００６０】
また、冷却キャン１６とルツボ１との間であって、冷却キャン１６の近傍には、入射角制限マスク２２ａ，２２ｂが配設されている（図１（ｂ）参照）。この入射角制限マスク２２ａ，２２ｂは、蒸発源から飛来する金属上気流の入射角度を規制するためのもので、通常、低入射角制限マスク２２ａと高入射角制限マスク２２ｂとの２つからなる。これら入射角制限マスク２２ａ，２２ｂは、冷却キャン１６の外周表面を定速走行するベースフイルム１５の所定領域を覆う形で形成され、これら入射角制限マスク２２ａ，２２ｂにより、蒸発せしめられた蒸着材料２０ｂがベースフイルム１５に対して所定の角度範囲で斜めに蒸着されるようになっている。そして、成膜の際の最高入射角及び最低入射角は、これら入射角制限マスク２２ａ，２２ｂの開口位置によって決まる。
【００６１】
このように、Ｃo，Ｃo-Ｎi合金の蒸着入射ビームは、入射角制限マスク２２を設置することにより、任意に蒸着入射角の範囲を設定でき、ここではこの入射角を４５°としている。
【００６２】
さらに、このような蒸着に際し、真空室１２の側壁部を貫通して設けられる酸素ガス導入口２４を介してベースフイルム１５の表面に酸素ガスが供給され（図１（ｂ）参照）、磁気特性、耐久性及び対候性の向上が図られている。
【００６３】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について、図６の冷却キャンの構造と図７のルツボの上面図を用いて説明する。本実施の形態２において、図６に示す冷却キャン３６、図７に示すルツボ３１の構造が違うこと以外は、前述した実施の形態１の各図と同様の構成である。
【００６４】
図６に示すように、冷却キャン３６の両端部分を軟磁性部分３６Ａで、それ以外を非磁性部分３６Ｂで構成し、図７に示すように、ルツボ３１の両端部分を直角に曲げ、蒸着材料溶融部分１Ｂを２箇所設けた構成になっている。最終製品を安価に製作するためには、蒸着の生産性を高めなければならない。そのためには、蒸着速度を早くする必要があり、蒸着速度を早くすると蒸着材料を多く供給する必要がある。
【００６５】
蒸着材料を多く供給する方法として、蒸着材料の供給速度を上げてルツボに多く供給する方法と、供給速度は上げないで複数本から供給する方法とが考えられる。前者の蒸着材料の供給速度を上げる方法であるが、当然のことながら、ルツボへの供給量が増えることになり、ルツボへの落下量が多くなり、これに伴う材料の飛沫や波紋によるスプラッシュが増大することとなる。
【００６６】
また、後者の蒸着材料を複数本から供給する方法では、蒸着材料の供給速度を上げることなく、ルツボへの供給量が増えることになり、蒸着材料の供給に伴う材料の飛沫や波紋によるスプラッシュが増大することはない。しかしながら、増設された箇所の蒸着材料を溶解するために複数の電子銃が必要となる。
【００６７】
本実施の形態２の冷却キャン３６は、図６に示すように、電子銃２１からの蒸発，溶解用電子ビーム２１Ａ，２１Ｂを、両端部分で偏向させる目的で、両端部分は軟磁性部分３６Ａで構成されている。
【００６８】
さらに、軟磁性部分３６Ａは０．００４〜０．００６テスラに着磁されており、電子銃２１から照射された蒸発用電子ビーム２１Ａは、非磁性部分３６Ｂのところでは（図７に示すルツボ３１の蒸着材料蒸発部分１Ａ）、冷却キャン３６と平行に照射されるが、０．００４〜０．００６テスラに着磁された軟磁性部分３６Ａでは（図７に示すルツボ３１の蒸着材料溶融部分３１Ｂ）、電子銃２１から照射された溶解用電子ビーム２１Ｂは、軟磁性部分１６Ａの磁力に引き寄せられ、ルツボ３１の蒸着材料溶融部分１Ｂに沿って曲がることとなる。
【００６９】
本実施の形態２では、０．００４〜０．００６テスラに着磁したが、溶解用電子ビーム２１Ｂが冷却キャン３６の軟磁性部分３６Ａ（着磁部分）の磁力により、曲がればよいわけであって、０．００４〜０．００６テスラ以上でも以下でも可能であり、０．００４〜０．００６テスラに限定されるものではない。
【００７０】
また、ルツボ３１も、図７に示すように、両端に蒸着材料溶融部分３１Ｂを設けている。このことにより、両側から蒸着材料２０ａが供給できる構造となっている。本実施の形態２によれば、電子銃２１を増やすことなく、蒸発，溶解用電子ビーム２１Ａ，２１Ｂを１台の電子銃２１による照射で、蒸着材料の蒸発・溶解が可能となり、またスプラッシュの発生を防止することができる。
【００７１】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について、図８の冷却キャンの断面図を用いて説明する。本実施の形態３の冷却キャン４６は、図８に示すように、冷却水５６は冷却水送りポンプ（図示せず）より送られて、冷却水導入パイプ５５を通じて、送りパイプ５３Ｂを通り、冷却帯５７に到達する。ここで、ベースフイルム１５上に磁性層として、被着形成された時のベースフイルム１５の温度上昇による変形を抑制し得るようになされている。その後、戻りパイプ５３Ａを通り、冷却水パイプ５４と冷却水導入パイプ５５の隙間を通じて、冷凍機（図示せず）に戻るようになされている。
【００７２】
冷却キャン４６は外筒５２Ａ（ベースフイルム１５を冷却する部分）と内筒５２Ｂの二重筒構造となっており、側板５０で、溶接により密封構造となされている。さらに、外筒５２Ａは非磁性部分４６Ｂと軟磁性部分４６Ａから構成される。
非磁性部分４６Ｂと軟磁性部分４６Ａの締結は溶接でされ、硬質クロームメッキ処理後、外筒５２Ａの表面は０．１Ｓ以下の表面粗さに仕上げられている。
【００７３】
これは、ベースフイルム１５が、磁性層として被着形成された時に発生する熱を、速やかに冷却水５６で奪い、ベースフイルム１５の温度上昇をできるだけ、抑制するためである。
【００７４】
本実施の形態３では非磁性部分４６Ｂに、厚み１０ｍｍのＳＵＳ３０４を使用した。これを使用した目的は、溶解用電子ビーム２１Ｂが磁力により曲げられない材料の中では、安価に入手できることと溶接接合性に優れているためである。しかるに、非磁性材料として溶接接合性に優れていれば、ＳＵＳ３０４に限定されるものではない。
【００７５】
また、軟磁性部分４６Ａには、厚み１０ｍｍのＳＳ４００を使用した。これを使用した目的は、着磁性能と溶接性能に優れているからで、その他の軟磁性材料、例えば一般構造用炭素鋼や冷間圧延鋼板や熱間圧延鋼板であってもよい。着磁性が良く溶接性能に優れていれば、ＳＳ４００に限定されるものではない。
【００７６】
また、本実施の形態３では軟磁性部分４６Ａの磁力の強さを０．００４〜０．００６テスラの強さで着磁した。これは、実験結果から、磁力の強さが、ルツボ１と冷却キャン４６と電子銃２１との相対的位置関係及び蒸着速度で決定されるものであることが判明したからである。
【００７７】
このように、磁力の強さは、ルツボ１と冷却キャン４６と電子銃２１との相対的位置関係及び蒸着速度で決定されるものであるから、可変できる材料が必要である。このことから、磁力の強さを、任意の値で着磁できる、軟磁性材料が望ましい。
【００７８】
また、本実施の形態３の冷却キャン４６を構成する部品、側板５０、内筒５２Ｂ、送りパイプ５３Ｂ、戻りパイプ５３Ａ、冷却水パイプ５４、冷却水導入パイプ５５等の軟磁性部分４６Ａを除く、全ての部品は非磁性材料である、ＳＵＳ３０４を使用した。これは、冷却水５６による、錆びの発生を防止することと、電子銃２１から照射される蒸発，溶解用電子ビーム２１Ａ，２１Ｂが、着磁した軟磁性部分４６Ａ以外の磁力の影響を受けないためである。
【００７９】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４について、図９（ａ）のルツボの斜視図，（ｂ）のルツボの正面の断面図を用いて説明する。また、本実施の形態４において、図９に示すルツボ４１の構造が違うこと以外は、前述した実施の形態１の図１と同様の構成である。
【００８０】
図９（ａ），（ｂ）に示すように、ルツボ４１の蒸着材料蒸発部分４１Ａに仕切り板２Ｂ、蒸着材料溶融部分４１Ｂに仕切り板２Ａを設けた構成になっている。
【００８１】
この仕切り板２Ａ，２Ｂはルツボ４１の底部で蒸着材料蒸発部分４１Ａと蒸着材料溶融部分４１Ｂとがつながっている。
【００８２】
実施の形態１で述べたように、蒸着材料２０ａが、溶解用電子ビーム２１Ｂ（図示せず）で溶解され、ルツボ４１の蒸着材料溶融部分４１Ｂに供給される、この溶解された蒸着材料２０ａがルツボ４１に落下する時に、液面に波が発生する。この波は、蒸着材料蒸発部分４１Ａに対して直角に発生するが、仕切り板２Ａに衝突し、消滅することとなる。また、仕切り板２Ａを越える大きな波が発生しても、仕切り板２Ｂに衝突し、消滅することとなる。
【００８３】
このため、蒸着材料蒸発部分４１Ａを蒸発用電子ビーム２１Ａで加熱蒸発させても、波は蒸着材料溶融部分４１Ｂで発生し、かつ減少及び消滅しているために、蒸着材料蒸発部分４１Ａに影響することはない。すなわち、電子ビームパワーが均一に蒸着材料２０ｂに加わるために均一な蒸着材料の蒸発が行えることとなる。
【００８４】
前述したような、電子ビームのエネルギー集中がないために、突沸蒸発することがなく、このことにより、蒸着材料２０ａを供給する際に発生するスプラッシュを防止するものである。
【００８５】
また、仕切り板の位置も本実施の形態４では、仕切り板２Ａ，２Ｂと設けているが、蒸着材料蒸発部分４１Ａと蒸着材料溶融部分１Ｂを仕切れて、ルツボ４１底部でつながっており、かつベースフイルム１５の幅よりも広い位置を確保して設けられればいいわけであり、枚数や位置に限定されるものではない。
【００８６】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５について、図１０（ａ）のルツボの上面図、（ｂ）の正面の断面図を用いて説明する。本実施の形態５において、図１０で示すルツボ６１に仕切り板３Ａ，３Ｂを設けたこと以外は、前述した実施の形態１と同様な形態である。
【００８７】
図１０（ａ），（ｂ）に示すように、ルツボ６１の蒸着材料蒸発部分６１Ａに仕切り板３Ａ，３Ｂを設けており、仕切り板３Ａ，３Ｂはルツボ６１の側壁から突堤のように突き出た壁であり蒸着材料蒸発部分６１Ａと蒸着材料溶融部分６１Ｂとがつながった構成となっている。
【００８８】
前記実施の形態１で述べたように、蒸着材料２０ａが、溶解用電子ビーム２１Ｂ（図示せず）で溶解され、ルツボ６１の蒸着材料溶融部分６１Ｂに供給される、この時溶解された蒸着材料２０ａがルツボ６１に落下し、液面に波が発生する。
【００８９】
この波は、蒸着材料蒸発部分１Ａに対して直角に発生するが、仕切り板３Ｂに衝突し、消滅することとなる。また、仕切り板３Ｂを越える大きな波が発生しても、仕切り板３Ａに衝突し、消滅することとなる。このため、蒸着材料蒸発部分６１Ａを蒸発用電子ビーム２１Ａ（図示せず）で加熱蒸発させても、波は蒸着材料溶融部分６１Ｂで発生し、かつ減少及び消滅しているために、蒸着材料蒸発部分６１Ａに影響することはない。すなわち、電子ビームパワーが均一に蒸着材料２０ｂに加わるために均一な蒸着材料の蒸発が行えることとなる。
【００９０】
前述したような、電子ビームのエネルギー集中がないために、突沸蒸発することがない。このことにより、蒸着材料２０ａを供給する際に発生するスプラッシュを防止するものである。
【００９１】
また、仕切り板の位置も本実施の形態５では、仕切り板３Ａ，３Ｂと設けているが、蒸着材料蒸発部分６１Ａと蒸着材料溶融部分６１Ｂを仕切れて、かつルツボ内でつながっており、かつベースフイルム１５の幅よりも広い位置に、設けられればいいわけであり、枚数や位置に限定されるものではない。
【００９２】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６について、図１１（ａ）のルツボの上面図、（ｂ）のＡ−Ａ断面図と部分拡大図を用いて説明する。本実施の形態６において、図１１（ｂ）で示すルツボ７１における蒸着材料溶融部分７１Ｂの壁の一部に傾斜を設けたこと以外は、実施の形態１と同様な形態である。
【００９３】
図１１（ｂ）に示すように、ルツボ７１の蒸着材料溶融部分７１Ｂの壁の一部に傾斜を設けることにより、蒸着材料２０ａが溶解用電子ビーム２１Ｂで加熱溶解された後に、蒸着材料溶融部分７１Ｂから供給される時に、雫となり傾斜面に落下し、自重でルツボ７１に供給されることとなる。こうすることにより、材料供給時に発生する飛沫を抑制することができ、飛沫によるスプラッシュを低減するこができる。
【００９４】
この傾斜面はルツボ７１に設けるだけでなく、傾斜した板を蒸着材料溶融口に別に設けてもよく、溶解した蒸着材料２０ａが自重でルツボ７１に供給されれば、特に限定されるものではない。また、傾斜の角度や長さについても、蒸着材料２０ａが自重でルツボ７１に供給されれば、特に限定されるものではない。
【００９５】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７について、前述の各実施の形態で説明した蒸着装置を使用した磁気記録媒体を製造する動作について説明する。本実施の形態７の蒸着装置により製造される磁気記録媒体は、非磁性支持体であるベースフイルム１５上に強磁性金属、あるいはその合金の薄膜からなる磁性層が形成されるとともに、この磁性層の形成面とは反対側の面にバックコート層が形成される磁気記録媒体である。
【００９６】
本実施の形態７における磁気記録媒体サンプルの作製工程を図１２のフローチャートで説明する。
・ポリエンエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フイルムからなるベースフイルム１５（厚み６．３μ）上にＣoを蒸着させ磁性層を形成した（ステップＳ１）。この時のＣoの純度は９９．９９％、また厚みは２０００Åである。
・この磁性層の形成面とは反対側の面にバックコート層を形成した（ステップＳ２）。バックコートの形成に当たっては、主成分はニトロセルロースを塗布工法により、ＷＥＴ厚み５０μで形成した。
・磁性層の形成面に防錆目的で防錆層を形成した（ステップＳ３）。防錆層の形成に当たっては、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）層を形成するために、スパッタ法でカーボンをターゲットとして、７０Åの膜を形成した。
・磁性層の潤滑目的で、潤滑層を形成した（ステップＳ４）。潤滑層の形成に当たっては、主成分はパーフルオロポリエーテルを塗布工法により、ＷＥＴ厚み１５μで形成した。
・ドロップアウトの測定目的で、６．３５ｍｍ幅に裁断し、ＤＶＣ（６．３５ｍｍ幅）カセットに組み込んだ（ステップＳ５）。
【００９７】
なお、この蒸着に際しては、図１（ａ），（ｂ）、に示すように、蒸着材料２０ａは棒材で供給され、溶解用電子ビーム２１Ｂで加熱溶解して、供給する構成となっている。溶解された蒸着材料２０ｂは蒸発用電子ビーム２１Ａにより、加熱蒸発され、ベースフイルム１５上で磁性層を形成する。
【００９８】
（実施例１）
前述の実施の形態１と同様な形態で、同様な装置を使用して、磁気記録媒体を製造した。なお、この時の蒸着速度は６０ｍ／分である。
【００９９】
（実施例２）
ルツボが実施の形態２と同様な形態で、蒸着材料２０ａの棒材を両側から供給し、蒸着速度を１２０ｍ／分とした以外は、実施例１と同様な装置を使用して、磁気記録媒体を製造した。
【０１００】
（実施例３）
ルツボが実施の形態６と同様な形態とした以外は、実施例１と同様な装置を使用して、磁気記録媒体を製造した。
【０１０１】
（比較例）
蒸着材料２０ａの棒材の溶解に専用電子銃と、溶融した蒸着材料２０ｂの蒸発に専用電子銃を用いた形態とした以外は、ルツボ１も実施例１と同様な形態とし、同様な装置を使用して、磁気記録媒体を製造した。
【０１０２】
このようにして作製された蒸着テープのドロップアウトを測定した測定結果を（表１）に示す。
【０１０３】
【表１】
【０１０４】
この測定には、パナソニック社製ＤＶＣビデオデッキを改造したものを使用した。
相対速度は３．８ｍ／秒、記録信号は通常のビデオ信号で、基準白色を通常の５０％で行うことで、よりドロップアウトがわかり易いようにした。
【０１０５】
ドロップアウトの基準は、再生出力が−１６ｄｂより低下した時間が１０μｓｅｃ以上続いた回数を測定した。測定は５分間行い、１分間当たりの平均値をドロップアウトの個数とした。
（表１）から明らかなように、前記実施例のいずれも、比較例の電子銃２台方式と比較して、１分間当たりの平均ドロップアウトの個数は同等かそれ以下の値を示している。特に、実施例３のルツボ１の蒸着材料溶融部分１Ｂの壁の一部が傾斜面を有している値が他の実施例より、小さい。
【０１０６】
これは蒸着材料２０ａを加熱溶解した後、その雫が自重でルツボ１に落下することにより、落下時に発生する飛沫、波紋を抑えることができているからだと考えられる。このことより、他の実施例も蒸着材料溶融部分１Ｂの壁の一部が傾斜面を有している方が好ましいことがわかる。
【０１０７】
なお、以上に説明した各実施の形態は一例であって、本発明の非磁性と軟磁性で構成される冷却キャン、及び冷却キャンの幅方向に伸びた蒸着材料蒸発部分１Ａと、幅方向と直角方向に伸びた蒸着材料溶融部分１Ｂとを有する蒸着用ルツボの応用は同様の技術を専門とする技術者あるいは業者には容易に考えうるものでありそれらは本発明から逃れるものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は記録媒体の製造装置に使って有効であるばかりでなく、金属蒸着膜や無機蒸着膜を必要とするシートの分野に効果があり、食品用あるいは電子製品用の防湿や湿気性を目的としたパッケージや包装紙、あるいは機能性のシートなどの生産に有効である。
【符号の説明】
【０１０９】
１，３１，４１，６１，１０１ ルツボ
１Ａ，３１Ａ，４１Ａ，６１Ａ，１０１Ａ 蒸着材料蒸発部分
１Ｂ，３１Ｂ，４１Ｂ，６１Ｂ，１０１Ｂ 蒸着材料溶融部分
２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂ 仕切り板
４Ａ 蒸発専用電子ビーム
４Ｂ 溶解専用電子ビーム
５ 供給路
６，７ 湾曲部
９ ホッパー
１０ 蒸着材料
１１ 排気口
１２ 真空室
１３ 送りロール
１４ 巻取りロール
１５ ベースフイルム
１６，３６，４６ 冷却キャン
１６Ａ，３６Ａ，４６Ａ 冷却キャン軟磁性部分
１６Ｂ，３６Ｂ，４６Ｂ 冷却キャン非磁性部分
１７，１８ ガイドロール
２０ ペレット
２０ａ 蒸着材料（固体状態）
２０ｂ 蒸着材料（溶融状態）
２１ 電子銃
２１Ａ 蒸発用電子ビーム
２１Ｂ 溶解用電子ビーム
２２ａ，２２ｂ 入射角制限マスク
２４ 酸素ガス導入口
５０ 側板
５２Ａ 外筒
５２Ｂ 内筒
５３Ａ 戻りパイプ
５３Ｂ 送りパイプ
５４ 冷却水パイプ
５５ 冷却水導入パイプ
５６ 冷却水
５７ 冷却帯
１１０ 溶融材料
１１１ 溶融表面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着層が形成される蒸着基材を搬送しながら冷却する冷却キャンと、前記蒸着層を形成する蒸着材料が充填されるルツボと、前記ルツボ内の蒸着材料に電子ビームを照射する電子ビーム照射手段とを備え、
前記冷却キャンが、軸方向の一端の帯状部分が磁性を帯びた円筒形状であること
を特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
前記冷却キャンが、軸方向の両端の帯状部分が磁性を帯びた円筒形状であること
を特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記冷却キャンの帯状部分の材質が軟磁性材料で構成されていること
を特徴とする請求項１または２に記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記冷却キャンと同じ幅を有するルツボが、幅方向に伸びた蒸着材料蒸発部分と、前記幅方向と直角方向に伸びた蒸着材料溶融部分とから構成されていること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記ルツボの蒸着材料溶融部分が、蒸着材料の蒸発部分の両端にあること
を特徴とする請求項４に記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記ルツボが、前記ルツボの蒸着材料蒸発部分と蒸着材料溶融部分とを連通する仕切り板で仕切られていること
を特徴とする請求項４または５に記載の蒸着装置。
【請求項７】
前記仕切り板が、前記ルツボの壁から突堤のように突き出た壁で、かつ蒸着材料蒸発部分と蒸着材料溶融部分とがつながっていること
を特徴とする請求項６に記載の蒸着装置。
【請求項８】
前記蒸着材料溶融部分の壁の一部が傾斜面を有していること
を特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項１】
蒸着層が形成される蒸着基材を搬送しながら冷却する冷却キャンと、前記蒸着層を形成する蒸着材料が充填されるルツボと、前記ルツボ内の蒸着材料に電子ビームを照射する電子ビーム照射手段とを備え、
前記冷却キャンが、軸方向の一端の帯状部分が磁性を帯びた円筒形状であること
を特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
前記冷却キャンが、軸方向の両端の帯状部分が磁性を帯びた円筒形状であること
を特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記冷却キャンの帯状部分の材質が軟磁性材料で構成されていること
を特徴とする請求項１または２に記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記冷却キャンと同じ幅を有するルツボが、幅方向に伸びた蒸着材料蒸発部分と、前記幅方向と直角方向に伸びた蒸着材料溶融部分とから構成されていること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記ルツボの蒸着材料溶融部分が、蒸着材料の蒸発部分の両端にあること
を特徴とする請求項４に記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記ルツボが、前記ルツボの蒸着材料蒸発部分と蒸着材料溶融部分とを連通する仕切り板で仕切られていること
を特徴とする請求項４または５に記載の蒸着装置。
【請求項７】
前記仕切り板が、前記ルツボの壁から突堤のように突き出た壁で、かつ蒸着材料蒸発部分と蒸着材料溶融部分とがつながっていること
を特徴とする請求項６に記載の蒸着装置。
【請求項８】
前記蒸着材料溶融部分の壁の一部が傾斜面を有していること
を特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−２８０９６５（Ｐ２０１０−２８０９６５Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３６０６５（Ｐ２００９−１３６０６５）
【出願日】平成２１年６月５日（２００９．６．５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月５日（２００９．６．５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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