DE3825021A1

DE3825021A1 - Magnetischer aufzeichnungstraeger fuer eine magnetische codiereinrichtung

Info

Publication number: DE3825021A1
Application number: DE3825021A
Authority: DE
Inventors: Tomoo Kamigaki; Ichiro Tokunaga; Satoshi Yanagita; Koro Hayasaka
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1987-07-24
Filing date: 1988-07-22
Publication date: 1989-02-02
Also published as: JPS6429710A; US5035960A

Description

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Aufzeichnungs träger, der für eine Codiereinrichtung geeignet ist, die zur Ermittlung eines Winkels, einer Rotationsge schwindigkeit oder eine Position verwendet wird.

Bisher ist ein konventioneller magnetischer Aufzeich nungsträger, der für eine magnetische Codiereinrichtung verwendet wird, aus einem plastischen Magneten herge stellt.

Jedoch kann man bei dem aus dem plastischen Magneten hergestellten magnetischen Aufzeichnungsträger weder seine magnetische Aufzeichnungsdichte erhöhen noch genügt er den Anforderungen an die Genauigkeit der Codier einrichtung.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde ein magnetischer Aufzeichnungsträger vorgeschlagen, der aus einem Magnet aus einer Eisen-Kobalt-Chrom-Legierung hergestellt ist und für ein vertikales magnetisches Aufzeichnungssystem geeignet ist.

Da jedoch der aus dieser magnetischen Legierung herge stellte magnetische Aufzeichnungsträger in einem starken magnetischen Feld während der Herstellungszeit wärmebe handelt werden muß, sind seine Herstellungskosten hoch.

Ein aufgestäubter oder ein stromlos plattierter Film aus einer Kobalt-Legierung wurde als ein vertikaler Aufzeich nungsträger vorgeschlagen, aber beide weisen eine niedrige Koerzitivkraft auf und können nicht für eine magnetische Codiereinrichtung verwendet werden.

Weiterhin ist es ebenfalls schwierig, wie in Fig. 3 gezeigt ist, einen Träger auf den Umfangsbereich einer Trommel zu bilden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen magnetischen Aufzeichnungsträger für eine magnetische Codiereinrichtung verfügbar zu machen, der die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik eliminiert, der mit einer hohen Dichte magnetisch aufzeichnen kann und der kostengünstig hergestellt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe und zur Erzielung weiterer Vorteile ist erfindungsgemäß ein magnetischer Aufzeich nungsträger für eine magnetische Codiereinrichtung vor gesehen, der einen Alumit-Magnetfilm enthält, wobei magnetisches Metall in Poren eines porösen Aluminiumoxid- Films abgeschieden ist und der Durchmesser der Poren 8 bis 20 nm und ihre Tiefe 3 bis 100 µm betragen.

Die Koerzitivkraft des magnetischen Aufzeichnungsträgers für die magnetische Codiereinrichtung beträgt in seinem geeigneten Bereich 2000±500 Oe (ca. 160 000±40 000 A/m). Wenn die Koerzitivkraft weniger als 1500 Oe (ca. 120 000 A/m) beträgt, wird die magnetische Aufzeichnung durch ein äußeres magnetisches Feld unangemessen leicht gelöscht, während der Aufzeichnungsträger nicht unbe vorzugt magnetisiert werden kann, wenn sie 2500 Oe (ca. 20 000 A/m) übersteigt.

Die Erfinder haben die Verwendung eines Alumit-Magnet films untersucht, der nur für eine feststehende Scheibe mit niedriger Koerzitivkraft zum Beschreiben und Löschen verwendet wird. Als Ergebnis wurde gefunden, daß, wie in Fig. 1 gezeigt, eine hohe Korrelation zwischen der Koer zitivkraft und dem Porendurchmesser in dem Alumit-Magnet film besteht. Es wurde herausgefunden, daß, wenn die nötige Menge an magnetischem Metall in die Filme mit kleinem Porendurchmesser eingebracht ist, wie in Fig. 2 gezeigt, deren Energieprodukte zur Erfüllung der Aufgabe gemäß der Erfindung verbessert wird.

Genauer ausgedrückt, wenn der Porendurchmesser kleiner als 5 nm wird, wird die Koerzitivkraft des Aufzeichnungs trägers groß, so daß eine geeignete Magnetisierung schwierig wird. Wird dagegen der Porendurchmesser größer als 20 nm, so wird die Koerzitivkraft des Auf zeichnungsträgers so klein, daß die magnetische Aufzeich nung möglicherweise unabsichtlich gelöscht wird, was für einen magnetischen Aufzeichnungsträger für eine Codier einrichtung ungeeignet ist. Mit anderen Worten, wenn der Porendurchmesser außerhalb des oben erwähnten Bereiches liegt, kann die Koerzitivkraft des Aufzeichnungs trägers nicht in dem geeigneten Bereich eingestellt werden, wie es in Fig. 1 (zwischen den schraffierten Linien) gezeigt ist.

Wenn weiterhin der Porendurchmesser kleiner als 8 nm wird, wird es zusätzlcih zu der Schwierigkeit bezüglich der Koerzitivkraft unangemessen schwierig, magnetisches Metall ausreichend in den Poren abzuscheiden.

Die Porentiefe des Alumit-Magnetfilms des erfindungsge mäßen magnetischen Aufzeichnungsträgers ist vorzugsweise zwischen 3 und 100 µm, höchst vorzugsweise zwischen 10 und 50 µm, als geeigneter Bereich eingestellt.

Entsprechend den Untersuchungen der Erfinder steht die Porentiefe zu der Magnetdichte des magnetischen Aufzeich nungsträgers in Beziehung. In dem magnetischen Aufzeich nungsträger für die magnetische Codiereinrichtung ist es notwendig, einen Magnetfluß durchzulassen, um einen magnetelektrischen Transducer, zum Beispiel ein MR-Sensor (mit dem Effekt des magnetischen Widerstands arbeitender Sensor für statische Magnetfelder) oder ein Hall-Element, zu betätigen. Dafür muß ein magnetisches Metall in einer Menge von mindestens 0,5 mg und vorzugsweise 1 bis 3 mg pro cm² eingebracht werden, und die hierzu notwendige Porentiefe sollte 10 µm oder mehr betragen. Wenn die Poren tiefer werden, wird das magnetische Metall zunehmend schwieriger elektrolytisch in den Poren abgeschieden. Wenn die Porentiefe 80 µm über steigt, kann das elektrolytische Abscheiden nicht wirt schaftlich durchgeführt werden, und wenn die Porentiefe 100 µm übersteigt, kann das magnetische Metall beinahe überhaupt nicht abgeschieden werden.

Vorzugsweise wird das magnetische Metall, das in die Poren des Alumit-Magnetfilms zur Bildung des erfindungs gemäßen magnetischen Aufzeichnungsträgers eingebracht wird, aus Eisen, Kobalt, Nickel und deren Legierungen ausgewählt. Von diesen ist Eisen wegen seiner hohen magnetischen Sättigung das am meisten bevorzugte Metall.

Der erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsträger mit hoher Koerzitivkraft und hoher verbleibender Magnetfluß dichte kann in gewöhnlichem Alumit durch Plattierungs schritte hergestellt werden.

Da es nicht notwendig ist, den magnetischen Aufzeich nungsträger während des Herstellungszeitraums in einem Magnetfeld zu behandeln, können die Herstellungskosten weitgehend vermindert werden.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist es weiterhin einfach, den Träger aus dem Umfang einer Trommel zu bilden.

Da der Alumit-Magnetfilm mit magnetischem Metall vertikal gefüllt ist, ist seine vertikale Anisotropie hoch. Daher kann der erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsträger in einem vertikalen magnetischen Aufzeichnungssystem magnetisch aufzeichnen, wodurch der Vorteil geschaffen wird, daß die Aufzeichnungsdichte ausreichend erhöht wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von graphischen Darstellungen und Ausführungsformen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Porendurchmesser und der Koerzitivkraft eines Alumit-Magnetfilms zeigt, wobei Eisen als magnetisches Metall verwendet ist;

Fig. 2 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der eingebrachten Menge an magnetischem Metall und der verbleibenden Magnetflußdichte zeigt, und

Fig. 3 eine Perspektivansicht eines Beispiels eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträgers.

Eine Ausführungsform eines magnetischen Aufzeichnungs trägers für eine magnetische Codiereinrichtung sowie ein konventioneller magnetischer Aufzeichnungsträger als Vergleich wurden wie folgt hergestellt, und deren Charakteristika wurden überprüft.

Hochreine Aluminiumscheiben mit einem Durchmesser von 25,5 mm wurden hergestellt und bei 80°C 20 Sekunden lang in 5%ige Natriumhydroxid-Lösung getaucht, um sie alkalisch zu ätzen.

Dann wurden die Aluminiumscheiben zur Neutralisation eine Minute lang in 6%ige Salpetersäure bei 20°C getaucht.

Danach wurden die Aluminiumscheiben bei 20°C in 15%ige Schwefelsäurelösung getaucht, um sie anodisch zu oxidieren. Die Behandlungszeiten und die angewandten Spannungen waren je nach Aluminiumscheibe unterschiedlich, wie in Tabelle 1 gezeigt ist.

Dann wurden die Aluminiumscheiben, die anodisch oxidiert waren, bei 25°C in 10%ige Phosphorsäurelösung getaucht, und es wurde eine konstante Spannung von 15 V angelegt, um dadurch den Porendurchmesser zu erhöhen. Die Behandlungzeiten sind in Tabelle 1 aufgelistet. Danach wurde an der Anodenseite eine Elektrolyse durchge führt, um eine Schutzschicht einzustellen.

Daraufhin wurden durch elektrolytisches AC-Plattieren (Wechselstrom-Plattieren) magnetische Metalle (Eisen, Kobalt, Nickel und Eisen-Nickel-Legierung) in die Poren des porösen Aluminiumoxidfilms (Alumit-Film) abge schieden, wie oben beschrieben. Die Zusammensetzung der Plattierungslösung und die Plattierungszeit sind in Tabelle 1 angegeben.

Dann wurden die Aluminiumscheiben bei 80°C 10 Minuten lang in reines Wasser getaucht, um die Poren zu ver schließen, danach mit einem Schleifpapier mit einer Körnung von 200 mesh (75 µm) poliert und durch ein vertikales magnetisches Aufzeichnungssystem in einer Teilung von 80 µm magnetisiert, wobei ein ringförmiger Kopf am Umfang der Scheibe verwendet wurde, wodurch der in Fig. 3 dargestellte magnetische Aufzeichnungsträger erhalten wurde.

Dann wurden die Porentiefe, der Porendurchmesser, die Koerzitivkraft und die Leseempfindlichkeit eines magnet elektrischen Transducers (MR-Sensor) des magnetischen Aufzeichnungsträgers, der wie oben beschrieben herge stellt wurde, geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

Durch die Ergebnisse der Tabelle 1 wird bestätigt, daß der magnetische Aufzeichnungsträger, der einen Poren durchmesser von 8 bis 20 nm und die Porentiefe von 3 bis 100 µm aufweist, eine Koerzitivkraft von 2500 bis 1500 Oe (ca. 200 000 bis 120 000 A/m) aufweist, ein geeigneter Bereich für die magnetische Codiereinrichtung.

Da die Probe Nr. 1 einen äußerst kleinen Porendurchmesser und die Probe Nr. 7 eine äußerst große Porentiefe auf weist, wurden Eisen vermutlich nicht abgeschieden.

Entsprechend dem erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeich nungsträger für die magnetische Codiereinrichtung, wie oben beschrieben, beträgt der Porendurchmesser des Alumit-Magnetfilms 8 bis 20 nm, die Porentiefe 3 bis 100 µm, und an magnetischem Metall sind mindestens 0,5 mg pro cm² vorhanden. Daher weist der erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsträger eine Koerzitivkraft und einen magnetischen Leckfluß auf, die im optimalen Bereich für die magnetische Codiereinrichtung liegen.

Der erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsträger bzw. Aufzeichnungsmaterial verwendet normales Alumit, einen üblichen Plattierungsschritt und kostengünstiges Metall und vermeidet weiterhin die Behandlung in dem magnetischen Feld während des Herstellungszeitraumes. Daher können die Herstellungs kosten wesentlich gesenkt werden.

Da weiterhin auf dem erfindungsgemäßen magnetischen Auf zeichnungsträger in einem vertikalen bzw. zur Ebene des Aufzeichnungsträgers rechtwinkligen, magnetischen Auf zeichnungssystems magnetisch aufgezeichnet werden kann, kann die Aufzeichnungsdichte ausreichend erhöht werden.

Claims

1. Magnetischer Aufzeichnungsträger für eine magnetische Codiereinrichtung, der einen Magnetfilm aus Aluminiumoxid enthält, dadurch gekennzeichnet, daß magnetisches Metall in Poren des porösen Aluminium oxidfilms abgeschieden ist und daß der Durchmesser der Poren 8 bis 20 nm und ihre Tiefe 3 bis 100 µm betragen.

2. Magnetischer Aufzeichnungsträger für eine magnetische Codiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Metall aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Eisen, Kobalt, Nickel und ihren Legierungen besteht, und daß 0,5 mg pro cm² oder mehr des magnetischen Metalls eingebracht sind.

3. Magnetischer Aufzeichnungsträger für eine magnetische Codiereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Bereitstellen eines Aluminium-Substrats dessen Oberfläche zur Bildung von Poren an der Oberfläche anodisch oxidiert ist und daß in diese Poren ein magnetisches Metall abgeschieden ist.

4. Magnetischer Aufzeichnungsträger für eine magnetische Codiereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche unter Verwendung von Schwefelsäure anodisch oxidiert ist.

5. Magnetischer Aufzeichnungsträger für eine magnetische Codiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach der anodischen Oxidation mit Schwefelsäure das Substrat einer Phosphorsäurelösung ausgesetzt ist.

6. Magnetischer Aufzeichnungsträger für eine magnetische Codiereinrichtung, nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Metall durch AC-elektrolytisches Plat tieren in die Poren abgeschieden ist.

7. Magnetischer Aufzeichnungsträger für eine magnetische Codiereinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Abscheidung des magnetischen Metalls in die Poren die Poren verschlossen worden sind.

8. Magnetischer Aufzeichnungsträger für eine magnetische Codiereinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Metall aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Eisen, Kobalt, Nickel und deren Legierungen besteht.

9. Magnetischer Aufzeichnungsträger für eine magnetische Codiereinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Porendurchmesser von 8 bis 20 nm und die Poren tiefe von 3 bis 100 µm betragen.

10. Magnetischer Aufzeichnungsträger für eine magnetische Codiereinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 0,5 mg pro cm² des magnetischen Metalls in die Poren eingebracht sind.

11. Magnetischer Aufzeichnungsträger für eine magnetische Codiereinrichtung, der ein Aliminium-Substrat enthält, das eine anodisch oxidierte Oberfläche aufweist, wobei magnetisches Metall in die Poren der anodisch oxidierten Oberfläche eingebracht ist.

12. Magnetischer Aufzeichnungsträger für eine magnetische Codiereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Porendurchmesser von 8 bis 20 nm und die Poren tiefe von 3 bis 100 µm betragen.

13. Magnetischer Aufzeichnungsträger für eine magnetische Codiereinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Metall aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Eisen, Kobalt, Nickel und deren Legierungen besteht.

14. Magnetischer Aufzeichnungsträger für eine magnetische Codiereinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 0,5 mg pro cm² des magnetischen Metalls in die Poren eingebracht sind.