JP2006344250A - 磁気記録媒体および磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 磁気抵抗効果型磁気ヘッドを用いて高密度に記録された信号の再生がなされる磁気記録媒体において、高い生産性のプラズマＣＶＤ方式が実施可能で、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの静電破壊を防ぐ磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】 非磁性支持体１の一方の主面上に膜厚２ｎｍ〜１５ｎｍの導電性の金属層２を形成し、該金属層２の上に膜厚１５ｎｍ〜７５ｎｍの磁性層３と保護層４を順次形成し、前記保護層４形成後に導電性の金属層２を酸化させる。従来ＤＣプラズマＣＶＤ法による保護膜成膜実施時に発生していた、磁性層３による電圧下降分が大きくなることによる保護膜膜質の劣化や保護層密着力低下、放電の不安定化や生産効率の低下等を抑制できるとともに、テープ化した際には金属層２が酸化して導電性が低下しているため、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの静電破壊を防ぐことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、テープ状の磁気記録媒体に関するものであり、特に、異方性磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＡＭＲヘッド）若しくは巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＧＭＲヘッド）などのＭＲヘッドを用いて高密度に記録された信号の再生がなされ、テープ表面にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）保護膜を有し、磁性層の下に、プラズマＣＶＤの際には導電性の金属層を２ｎｍ〜１５ｎｍ、好ましくは５ｎｍ〜１０ｎｍ有し、テープ化した際には導電性が低下した金属酸化物層になっている磁気記録媒体およびその製造方法に関する。

従来より、磁気記録媒体としては、非磁性支持体上に酸化物磁性粉末あるいは合金磁性粉末等の粉末磁性材料を、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等の有機結合剤中に分散させた磁性塗料を塗布し乾燥させて作製される、いわゆる塗布型の磁気記録媒体が広く知られていた。

これに対して、高密度記録化への要求から、磁性金属あるいはＣｏ−Ｎｉ等の合金からなる強磁性材料を、真空薄膜形成手段（真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等）によって非磁性支持体上に直接被着させた強磁性金属薄膜よりなる磁性層を有する磁気記録媒体が実用化されている。

上記のような、いわゆる金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、保磁力、残留磁化、角形比等に優れ、短波長での電磁変換特性に優れるばかりでなく、磁性層の膜厚をきわめて薄く形成できるため、記録減磁や再生時の厚み損失が小さいこと、磁性層中に非磁性材である結合剤を混入する必要がないため、磁性材料の充填密度を高め、大きな磁化を得ることができる等、数々の利点を有している。

さらに、磁気記録媒体の電磁変換特性を向上させ、より大きな出力を得ることができるようにするため、斜方蒸着法によって磁性層を形成した構成の磁気記録媒体が提案され、現在の蒸着磁気テープの主流となっている。このような蒸着磁気テープは、高画質ＶＴＲ用、デジタルＶＴＲ用、データストレージ用等の磁気テープとして実用化されている。

一方で、磁気テープ等の磁気記録媒体のデータストリーマーとしての需要が高まるに伴い、さらなる磁気記録媒体の高記録密度化が要求されてきている。記録情報の再生を行う際に用いる磁気ヘッドとして、従来の誘導型ヘッドに代わり、異方性磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＡＭＲヘッド）、巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＧＭＲヘッド）、あるいはトンネル磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＴＭＲヘッド）などの磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＭＲヘッド）の適用が検討され、一部導入されるようになってきている。これらのＡＭＲヘッドやＧＭＲヘッドは磁性層からの微小な漏洩磁束を高感度に検出することができるので、記録密度の向上を図るために非常に有効である。

従来構成の蒸着テープをそのまま上記のような高感度の磁気抵抗効果型磁気ヘッドに適用すると、発生する磁束量が大きすぎ、ＭＲ素子の抵抗変化が直線性を保つ領域を外れてしまい、歪みのない特性を得ることができないという問題を生じる。したがってこのような高感度型の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの使用に対応するためには、ＤＶＣに代表されるインダクティブヘッドを使用する場合の磁性層厚みの１５０ｎｍ程度から、ＭＲ素子の抵抗変化が直線性を保つ領域にまで、磁性層を薄層化することが要求される。

ところで、データストリーマー用途としての磁気テープの記録再生のシステムには、ヘリカルスキャン方式とリニア方式の２種類が実用化されている。ヘリカルスキャン方式は、回転ドラム上に配置された磁気ヘッドが、高速に回転しながら磁気テープ上をスキャンすることで記録再生を行う方式である。

ヘリカルスキャン方式の特徴としては、記録トラックを精密に記録できるだけでなく、再生時には記録したトラックを正確にスキャンできるように制御することが原理的に可能であり、磁気テープシステムにおいて高記録密度を達成することが可能である。こうしたヘリカルスキャン方式は、ＶＨＳなどの家庭用ビデオ録画装置や、ハイバンド８ｍｍビデオテープレコーダー、デジタルビデオテープレコーダー用として幅広く実用化されている。

一方、リニア方式は磁気テープの幅方向にトラックを設け、長手方向に記録を行う方式である。高速でテープを走行させることが容易であると同時に、磁気ヘッドを並列に数多く並べることによって記録再生の転送レートを向上させることが可能である。

カムコーダ用途などの磁気記録テープシステムでは高記録密度が達成可能なヘリカルスキャン方式が有利であるが、磁気記録テープシステムの体積に制約の少ないデータストレージ用途では、上記リニア方式が幅広く実用化され、市場においてもＤＬＴ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｎｅａｒ Ｔａｐｅ）やＬＴＯ（Ｌｉｎｅａｒ Ｔａｐｅ−Ｏｐｅｎ）といった商品が主流となっている。

上記のＡＭＲヘッドやＧＭＲヘッドなどの磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、ヘリカルスキャン方式とリニア方式のいずれの記録再生システムにも使用が可能であるが、従来の誘導型ヘッドに比べて静電気放電（ＥＳＤ；Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）に対する耐性が低く、磁気テープの装着時や動作時に帯電した静電気によって容易に静電破壊を起こしてしまうという問題がある。

例えば、ＭＲヘッドのうち、ＡＭＲヘッドの静電耐圧は２００Ｖ程度、ＧＭＲヘッドの静電耐圧は４０Ｖ程度であるのに対して、プラスチックなどの摩擦によって磁気記録媒体が帯電する帯電電圧は数ｋＶ以上である。この磁気記録媒体に帯電した電荷が上記のＭＲヘッドに急激に移動すると容易に静電破壊を起こしてしまう。

上記の問題に対応するため、テープの帯電を抑止するためにテープ表面抵抗が高すぎないこと、そして電荷がＭＲヘッドに急激に移動しないようにテープ表面抵抗が低すぎないことが要求され、下記特許文献１には、テープの表面抵抗を１０³Ω／ｓｑ〜１０⁷Ω／ｓｑの範囲に制御することが必要であることが既に提案されている。

またテープ表面抵抗を抑制する方法としては、下記特許文献２、特許文献３に記載のものが提案されている。
特開２００３−２４２６２１号公報 特開２００３−０１６６２６号公報 特開２００３−３３８０２６号公報

蒸着テープの代表的な商品であるＤＶＣテープでは、磁性層厚みが１５０ｎｍ程度で、表面抵抗が１００〜２００Ω／ｓｑとなる。

高感度の磁気抵抗効果型磁気ヘッドに適用するためには、発生する磁束量を抑えるために、磁性層の薄層化が必要であることは先に述べたが、磁性層を薄層化すると、その表面抵抗は上昇する。したがって磁性層を薄層化することは、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの静電破壊に対しても有効な手法である。

ところで、これらの磁気記録媒体においては、磁性層表面に硬質の保護層を形成し、これによって、磁気ヘッドやガイドとの摺動に対する耐久性を確保している。この硬質の保護層としては、カーボン膜、石英（ＳｉＯ₂）膜、ジルコニア（ＺｒＯ₂）膜等が挙げられ、特にダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜は、硬度が高く、保護効果に優れることから、蒸着テープ用の保護層の主流になっている。ＤＬＣ膜は、スパッタリング法やＣＶＤ法により成膜できる。

スパッタリング法では、電場や磁場を利用してＡｒ等の不活性ガスを電離（プラズマ化）させ、生じたアルゴンイオンを加速してターゲットに衝突させる。その結果、アルゴンイオンの運動エネルギーによってターゲットの原子がはじき出され、そのはじき出された原子が、ターゲットと対向する基板上に堆積することで薄膜が成膜される。しかし、このスパッタリング法は、成膜速度が遅く、工業レベルで用いるには生産性に問題がある。

これに対して、ＣＶＤ法（化学気相成長法）は、電場や磁場を用いて発生させたプラズマのエネルギーを利用して、原料ガスに分解、合成等の化学反応を起こさせ、この化学反応の結果生じた反応生成物を基体上に堆積させることで薄膜を成膜する方法である。このＣＶＤ法は、スパッタリング法に比べて遙かに成膜速度が高いため、工業的な生産性に優れている。

ＣＶＤ法のなかでも、直流電圧印加によってプラズマを形成し、保護層を成膜するＤＣプラズマＣＶＤ方式は、成膜スピードが速く、さらにはラジカルな状態になった成膜ガスのイオン（炭化水素イオン）が電圧によって加速されるため、磁性層への密着力が高く、優れた保護層形成方法であると言える。

しかしながらＤＣプラズマＣＶＤ方式は、磁性層に電流を流す手法であり、磁性層の表面抵抗によって、その生産性やＤＬＣ膜の特性が大きく変化する。すなわち、高感度型の磁気抵抗効果型磁気ヘッドへの対応と、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの静電破壊への対応のために磁性層を薄層化し、その表面抵抗が１０³〜１０⁶Ω／ｓｑになった場合、磁性層の電気抵抗が大きいため、ＤＣプラズマＣＶＤ法による成膜を行う際に印加された電圧は、磁性層による電圧下降分が大きくなってしまうため、プラズマ発生のための充分な電圧が確保できなくなってしまうという問題が生じる。

このようにプラズマ発生のための電圧が不充分な状態で成膜されたＤＬＣ膜は、炭化水素ガスの分解が不充分であるため、膜質が劣化する。さらには、成膜ガスである炭化水素イオンの加速が不充分となるため、磁性層に対する保護層の密着力が低下してしまい、最終的に得られる磁気テープの摺動耐久性の悪化を招来する。

この問題を回避するために、プラズマＣＶＤ成膜工程において、印加する電圧値を高くする方法が挙げられるが、この場合には、放電の不安定化を招来し、膜質にバラつきが大きくなり、生産効率の低下を招来してしまう。

前記特許文献２は磁性層の下に電極層を成膜する手法であるが、この特許文献２に記載されている比抵抗５０×１０^-6Ωｍ以下を実現した場合、テープの表面抵抗は２.５Ω/ｓｑ以下になり、表面抵抗が低すぎるため、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの静電破壊を引き起こす。

また特許文献３は磁性層の上に電極層を成膜する手法であるが、磁性層上のこのような層は、スペーシング損失となるため、記録再生特性の劣化を招く。

そこで本発明は、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを用いて高密度に記録された信号の再生がなされ、テープ表面に例えばＤＬＣ保護膜を有する磁気記録媒体において、高い生産性のプラズマＣＶＤ方式が実施可能で、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの静電破壊を防ぐ磁気記録媒体およびその製造方法を提供することを目的としている。

本発明においては、長尺状の非磁性支持体上に、膜厚７５ｎｍ以下の磁性層を有し、磁性層上に、プラズマＣＶＤ法によって形成された保護層を有する磁気記録媒体において、磁性層の下に、プラズマＣＶＤの際には導電性の金属層を２ｎｍ〜１５ｎｍ、好ましくは５ｎｍ〜１０ｎｍ有し、テープ化した際には導電性が低下した金属酸化物層になっているものとする。

すなわち本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体の一方の主面上に膜厚２ｎｍ〜１５ｎｍの金属層を有し、その金属層の上に膜厚１５ｎｍ〜７５ｎｍの磁性層を有し、当該磁性層上に保護層を有することを特徴としている。

また磁気記録媒体は、磁気抵抗効果型ヘッド、又は巨大磁気抵抗効果型ヘッドを用いて信号の再生がなされることを特徴としている。

また磁気記録媒体の表面抵抗は、１０³Ω／ｓｑ〜１０⁷Ω／ｓｑの範囲にあることを特徴としている。

また磁気記録媒体は、ヘリカル・スキャン記録再生システムにより、信号の記録及び／又は再生がなされることを特徴としている。

また磁気記録媒体は、リニア方式記録再生システムにより、信号の記録及び／又は再生がなされることを特徴としている。

また前記保護層の膜厚を４〜１５ｎｍとし、前記保護層上に潤滑剤層を形成し、前記非磁性支持体の他方の主面に、膜厚０．１〜０．６μｍのバックコート層を形成したことを特徴としている。

また本発明の磁気記録媒体の製造方法は、非磁性支持体の一方の主面上に膜厚２ｎｍ〜１５ｎｍの導電性の金属層を形成し、該金属層の上に膜厚１５ｎｍ〜７５ｎｍの磁性層と保護層とを順次形成し、前記保護層形成後に前記導電性の金属層を酸化させることを特徴としている。

本発明によれば、電磁変換特性、表面抵抗、耐蝕性等に優れた特性を備えた磁気記録媒体が得られる。特に、従来、７５ｎｍ以下に薄層化した磁性層に対して例えばＤＣプラズマＣＶＤ法による保護膜成膜実施時に発生していた、磁性層による電圧下降分が大きくなることによる保護膜膜質の劣化や保護層密着力低下、放電の不安定化や生産効率の低下等を抑制できるとともに、テープ化した際には金属層が酸化して導電性が低下しているため、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの静電破壊を防ぐことが可能である。

すなわち、磁性層が７５ｎｍ以下もの薄層の高密度記録型の磁気記録媒体を作製する場合において、磁性層の下に２ｎｍ〜１５ｎｍの導電性金属層を形成することで、生産性の高いプラズマＣＶＤ実施が可能な表面抵抗の低い中間状態を実現し、これを大気、あるいは酸素雰囲気中の保管によって導電性金属層を酸化させ、テープ化された時には磁気抵抗効果型磁気ヘッドの静電破壊を防ぐ表面抵抗の高い状態に変化させることが可能になる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は以下の実施形態例に限定されるものではない。

図１に、本発明方法により作製される磁気記録媒体の概略断面図を示す。磁気記録媒体１００は、長尺形状の非磁性支持体１の一方の主面に、金属層２、磁性層３、保護層４、及び潤滑剤層５が順次積層され、非磁性支持体１の他方の主面にバックコート層６が形成された構成を有している。以下、各層について詳細に説明する。
（非磁性支持体）
非磁性支持体１には、通常、磁気記録媒体の基体として用いられている公知の材料をいずれも適用できる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン２，６−ナフタリンジカルボキシレート等のポリエステル類、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、セルローストリアセテート等のセルロース誘導体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等のプラスチック類が挙げられる。

非磁性支持体１には、後述する磁性層形成に先立ち、易接着化、表面性改良、着色、帯電防止、耐磨耗性付与等の目的で表面処理や前処理を行うようにしてもよい。非磁性支持体１の磁性層形成面側には、バインダー、フィラー、界面活性剤等の各種添加剤を含有させたコーティング層を形成することにより、表面に微細な凹凸を付加したり、機械的な強度を高めたりしてもよい。

バインダーには、例えば水性ポリエステル樹脂、水性アクリル樹脂、水性ポリウレタン樹脂等が挙げられる。フィラーとしては、耐熱性ポリマーからなる粒子、二酸化ケイ素、炭酸カルシウム等が挙げられる。
（金属層）
金属層２は、真空薄膜形成技術によって成膜する。金属層２は、導電性を有する金属薄膜により形成されてなり、その厚みが２ｎｍ〜１５ｎｍ、好ましくは５ｎｍ〜１０ｎｍの厚みを有し、単層膜であっても多層膜であってもよい。この金属層２を形成する金属材料としては、従来公知の金属、あるいはこれらの複合体をいずれも使用することができる。

例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ や これらの合金であるＣｕ-ＮｉやＣｕ-Ｚｎ、Ｔｉ-Ｗ、Ｃｕ-Ｓｎ-Ｚｎ等、又はこれらの複合体をいずれも使用することができる。

金属層２は、真空下で、金属材料を加熱蒸発させ、非磁性支持体１上に付着させる真空蒸着法や、強磁性金属材料の蒸発を放電中で行うイオンプレーティング法や、アルゴンを主成分とする雰囲気中でグロー放電を起こして生じたアルゴンイオンでターゲット表面の原子を叩き出すスパッタ法等によって形成することができる。

真空蒸着法は、成膜性が良好で、生産性が高く、操作も容易である。前記スパッタ法は、容易に生産することが可能で、また成膜性も良好である。また、前記イオンプレーティング法は、成膜における制御が容易で、成膜性も良好である。

金属層２の具体的な成膜工程について、例を挙げて説明する。

この例においては、１×１０^-2〜１×１０［Ｐａ］の真空下で、金属材料をマグネトロンスパッタリングにより、非磁性支持体１上に成膜を行う。

図２に示すマグネトロンスパッタ装置２００においては、排気口２１４から排気されて、真空状態となされた真空槽２０１内に、送りロール２０３と巻き取りロール２０４とが設けられており、これらの間に非磁性支持体１が順次走行するようになされている。これら送りロール２０３と巻き取りロール２０４との間の、非磁性支持体１が走行する中途部には、冷却キャン２０５が設けられている。

この冷却キャン２０５には、冷却装置が設けられ、非磁性支持体１の温度上昇による熱変形等を抑制している。非磁性支持体１は、送りロール２０３から順次送り出され、さらに冷却キャン２０５の周面を通過し、巻き取りロール２０４に巻取られていくようになされている。

尚、送りロール２０３と冷却キャン２０５との間、及び該冷却キャン２０５と巻き取りロール２０４との問には、それぞれガイドロール２０６、２０７が配設され、送りロール２０３から冷却キャン２０５及び冷却キャン２０５から巻取りロール２０４に亘って走行する非磁性支持体１に所定のテンションをかけ、非磁性支持体１が円滑に走行するようになされている。

成膜室２０２は隔壁２０８、２０９によって隔てられており、スパッタリングの際の金属粒子の抑制やガス圧力を制御している。成膜室２０２内の冷却キャン２０５と対向する位置には、ターゲット２１０が設けられている。ターゲット２１０は、上述した金属層２の材料となるものであり、例えば、Ｃｕ、Ａｌ等が用いられる。これらターゲット２１０は、カソード電極を構成するバッキングプレート２１１に支持されている。そして、バッキングプレート２１１の裏面には、磁場を形成するマグネット２１２が配設されている。

このように構成されたマグネトロンスパッタ装置２００において、金属層２を成膜する場合には、真空槽２０１内を約１×１０^-4〔Ｐａ〕程度に減圧した後、ガス導入管２１３からＡｒガスを導入して真空度を例えば約０．８〔Ｐａ〕とする。

そして、ガス導入管２１３からＡｒガスを導入するとともに、冷却キャン２０５をアノード、バッキングプレート２１１をカソードとして、約６００Ｖの電圧を印加し、約４０Ａの電流が流れる状態を保持する。そして、この電圧の印加により、Ａｒガスがプラズマ化し、電離されたイオンがターゲット２１０に衝突することにより、材料から原子がはじき出される。

このとき、バッキングプレート２１１の裏面に配置されたマグネット２１２により、ターゲット２１０近傍には、磁場が形成されるので、電離されたイオンは、ターゲット２１０の近傍に集中されることとなる。そして、これらのターゲット２１０からはじき出された原子は、冷却キャン２０５の外周面に沿って走行する非磁性支持体１に付着する。このようにして、金属層２が成膜された被処理体２５０は、巻き取りロール２０４に巻き取られる。
（磁性層）
磁性層３は、真空薄膜形成技術によって成膜する。磁性層３は、強磁性金属薄膜よりなり、部分酸化型の金属磁性膜であることが望ましく、単層膜であっても多層膜であってもよい。この磁性層３を形成する強磁性金属材料としては、従来公知の磁性金属、あるいはこれらの複合体をいずれも使用することができる。

例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の強磁性金属、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｂ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ等の強磁性合金等の材料、又はこれらの材料に任意の元素を含有させたものが挙げられる。

磁気抵抗効果型ヘッド（ＭＲヘッド）に適用するためには、磁性層の膜厚は７５ｎｍ以下、特に巨大磁気抵抗効果型ヘッド（ＧＭＲヘッド）に適用することを考慮すれば５０ｎｍ以下とする必要がある。

磁性層３は、真空下で、上記強磁性金属材料を加熱蒸発させ、金属層２上に付着させる真空蒸着法や、強磁性金属材料の蒸発を放電中で行うイオンプレーティング法や、アルゴンを主成分とする雰囲気中でグロー放電を起こして生じたアルゴンイオンでターゲット表面の原子を叩き出すスパッタ法等、いわゆるＰＶＤ技術によって形成することができる。

磁性層３の具体的な成膜工程について、例を挙げて説明する。この例においては、１×１０^-6〜１×１０^-2Ｐａの真空下で、強磁性金属材料を抵抗加熱や高周波加熱、電子ビーム加熱等により蒸発させ、金属層２上に蒸発金属（強磁性金属材料）を被着させて磁性層３の成膜を行う。

図３に示す蒸着装置３００においては、排気口３１５から排気されて、略真空状態となされた真空槽３０１内に、送りロール３０３と巻き取りロール３０４とが設けられており、これらの間に、非磁性支持体１に金属層２を成膜した被処理体２５０が順次走行するようになされている。これら送りロール３０３と巻き取りロール３０４との間の、被処理体２５０が走行する中途部には、冷却キャン３０５が設けられている。

この冷却キャン３０５には、冷却装置が設けられ、被処理体２５０の温度上昇による熱変形等を抑制している。被処理体２５０は、送りロール３０３から順次送り出され、さらに冷却キャン３０５の周面を通過し、巻き取りロール３０４に巻取られていくようになされている。

尚、送りロール３０３と冷却キャン３０５との間、及び該冷却キャン３０５と巻き取りロール３０４との問には、それぞれガイドロール３０６、３０７が配設され、送りロール３０３から冷却キャン３０５及び冷却キャン３０５から巻取りロール３０４に亘って走行する被処理体２５０に所定のテンションをかけ、被処理体２５０が円滑に走行するようになされている。

蒸着室３０２は隔壁３０８、３０９によって隔てられており、ルツボ３１０から蒸発した金属粒子や反射、散乱する電子ビームの流入を抑制している。冷却キャン３０５の下方にルツボ３１０が設けられ、このルツボ３１０に金属磁性材料３１１が充填されている。

蒸着装置３００の側壁部には、ルツボ３１０内に充填された金属磁性材料３１１を加熱蒸発させるための電子銃３１２が取り付けられている。電子銃３１２は、これより放出される電子線が、ルツボ３１０内の金属磁性材料３１１に照射されるような位置に配設されている。

前記電子線によって蒸発した金属磁性材料３１１は、冷却キャン３０５の周面を定速走行する非磁性支持体１の上に形成された金属層２上に磁性層３として被着形成されるようになっている。

冷却キャン３０５とルツボ３１０との間であって、冷却キャン３０５の近傍には、シャッター３１３が配設されている。シャッター３１３は、冷却キャン３０５の周面を定速走行する被処理体２５０の所定領域を覆う形で形成され、このシャッター３１３によって、金属磁性材料３１１が金属層２に対して、所望の角度範囲で斜めに蒸着されるようになっている。

さらに、このような蒸着に際し、蒸着装置３００側壁部を貫通して設けられる酸素ガス導入管３１４を介して金属層２上の磁性層３に酸素ガスが供給され、磁性層３の磁気特性、耐久性、及び耐蝕性の向上が図られている。

蒸着の入射角は、被処理体２５０の法線方向から９０度〜４５度までとし、金属層が形成された非磁性支持体１の送り速度を変化させ、蒸着層の厚さを制御する。また、蒸着中は磁気特性を制御するために、酸素ガス導入管３１４から酸素ガスを導入しながら成膜を行う。
（保護層）
上記のように、磁性層３の成膜を行った後、保護層４の形成を行う。図４に、保護層形成用の成膜装置として、ＤＣプラズマＣＶＤ装置４００の概略構成図を示す。この装置４００においては、排気口４１４によって内部が略真空状態となされた真空槽４０１内に、定速回転する送りロール４０３と、巻き取りロール４０４とが設けられ、これらの間に、非磁性支持体１に金属層２と磁性層３が成膜された被処理体３５０が、順次走行するようになされている。

被処理体３５０が走行する中途部には、冷却キャン４０５が設けられている。被処理体３５０が走行する中途部には、ガイドロール４０６、４０７が設けられており、被処理体３５０に所定のテンションをかけ、円滑に走行するようになされている。

隔壁４０８、４０９により形成された成膜室４０２には、冷却キャン４０５の下方に、パイレックス（登録商標）ガラス、プラスチック等よりなる反応管４１０が設けられている。この反応管４１０には、反応管４１０の底部を貫通したガス導入管４１１から、所定の成膜ガスが供給されるようになされている。

反応管４１０内の中途部には、金属メッシュ等よりなる放電電極４１３が取り付けられている。放電電極４１３は、外部に配設されたＤＣ電源４１２と接続されており、０〜３０００Ｖの電圧が印加されるようになされている。

この装置４００においては、放電電極４１３に電圧が印加されることで、放電電極４１３と冷却キャン４０５との間にグロー放電が生じ、反応管４１０内に導入された成膜ガスが、グロー放電によって分解し、被処理体３５０上に被着し保護層４が形成される。

なお、供給するガスとしては、炭化水素系、ケトン系、アルコール系等、従来公知の材料をいずれも使用できる。また、プラズマ生成時には炭素化合物の分解を促進するためのガスとして、Ａｒ、Ｈ₂等を導入してもよい。

その他、ダイヤモンドライクカーボンの膜硬度、耐食性の向上を図るため、カーボンが窒素、フッ素と反応した状態でもよく、ダイヤモンドライクカーボン膜は単層であっても多層であってもよい。

また、プラズマ生成時には炭素化合物の他、Ｎ₂、ＣＨＦ₃、ＣＨ₂Ｆ₂等のガスを単独あるいは適宜混合した状態で成膜することもできる。

保護層４は、スペーシング・ロスによる損失を防止し、かつ実用上充分な走行耐久性、耐食性を確保するため、４ｎｍ〜１５ｎｍ程度の膜厚に形成することが望ましい。

本発明における磁気記録媒体は、特に、保護層４を形成する際には、磁性層３の下の金属層２が導電性を有し、テープ化した際には導電性が低下した金属酸化物層になっているものとする。

これによって、７５ｎｍ以下に薄層化した磁性層に対して例えばＤＣプラズマＣＶＤ法による保護膜成膜実施時に発生していた、磁性層による電圧下降分が大きくなることによる保護膜膜質の劣化や保護層密着力低下、放電の不安定化や生産効率の低下等を抑制できるとともに、テープ化した際には金属層が酸化して導電性が低下しているため、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの静電破壊を防ぐことが可能である。
（潤滑剤層、バックコート層）
なお、カーボン保護層４上に潤滑剤層５を形成したり、磁性層３の形成面側とは反対側にバックコート層６を形成したりしてもよい。この場合、潤滑剤層５やバックコート層６の形成用材料としては、非磁性顔料、樹脂結合剤等、従来公知の材料を適宜用いることができる。

なお、バックコート層６の膜厚は、ガイドとの摺動特性を高く維持し、磁気記録媒体全体としての薄型化を図るために膜厚は０．１〜０．６μｍとすることが望ましい。
（酸素パージ）
さらに、金属層を酸化させるため、酸素雰囲気中に保管する工程をとりいれた。この工程はＣＶＤ成膜実施後であれば、いつでも実施が可能である。本実施形態例では、保護層４を成膜後、真空用容器を約１×１０^-2〔Ｐａ〕程度に減圧した後、酸素ガスを大気圧まで導入した酸素雰囲気中に、３日間保管した。

上述のようにして作製される本実施形態の磁気記録媒体は信号を高密度に記録することが可能であり、再生用の磁気ヘッドとしてＡＭＲヘッド、ＧＭＲヘッドあるいはＴＭＲヘッドを用いた磁気記録テープシステム用の磁気記録媒体として好適である。

テープシステムとしては、回転ドラム上に配置された磁気ヘッドが、高速に回転しながら磁気テープ上をスキャンすることで記録再生を行うヘリカルスキャン方式が好適である。これは、上述のように本実施形態の磁気記録媒体の磁性層は、斜方蒸着膜の柱状構造を有する強磁性金属薄膜の単層からなり、磁気ヘッドの摺動方向によって記録再生特性が異なる異方性を有している。このため、磁気記録媒体に対して磁気ヘッドが常に同じ方向に摺動するヘリカルスキャン型が適している。

しかし、例えばイコライザを用いて双方向に記録再生が行われるときの磁気信号差を調整する回路などを備えることにより、リニア方式にも適用することもできる。

本実施形態に係る磁気記録媒体によれば、静電気に起因する電圧が磁気記録媒体に印加されたときに磁気ヘッドに伝わる静電破壊電流の大きさを、磁気ヘッドを破壊する電流の大きさよりも小さくするように、磁気記録媒体の表面抵抗が高くなっているため、磁気ヘッドに伝わる静電破壊電流が磁気ヘッドを破壊する電流より十分小さくなる。これにより、磁気記録媒体である磁気テープとテープ走行系の外部から放電される静電気による、ＡＭＲヘッドやＧＭＲヘッドなどの磁気ヘッドの静電破壊を防止できる。

次に、本発明による具体的な磁気記録媒体のサンプルを、実施例および比較例として作製し、各々特性の評価を行った。なお、本発明は、以下の例に限定されるものではない。
〔実施例１〕
厚さ６μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用意し、この上に金属層２を、図２に示したマグネトロンスパッタ装置２００を用いて以下の条件により成膜した。

金属材料：Ｃｕ１００ｗｔ％
導入ガス：アルゴンガス
成膜室圧力：０.８Ｐａ
金属Ｃｕ層の膜厚：２ｎｍ

次に、磁性層３を、図３に示した蒸着装置３００を用いて以下の条件により成膜した。

（蒸着条件）
成膜材料：Ｃｏ１００ｗｔ％
入射角：４５°〜９０°
導入ガス：酸素ガス
磁性層の膜厚：１５ｎｍ

次に、図４に示したＤＣプラズマＣＶＤ装置４００を用いて、下記に示す条件により、カーボン保護層４の成膜を行った。

（ＣＶＤ条件）
導入ガス：エチレン／アルゴン混合ガス３７５ｓｃｃｍ（アルゴン混合率：２０ｖｏｌ％）
反応管内圧力：３０Ｐａ
投入電圧：＋１．５ｋＶ
カーボン保護層の膜厚：１０ｎｍ

なお、上記においては、金属層２と磁性層３の成膜工程とを、同一のチャンバー内で連続的に行った。

次に、モノエステルモノカルボン酸系潤滑剤を用いて潤滑剤層５を形成し、カーボン系のバックコート層６を形成し、サンプル磁気テープを作製した。
〔実施例２〕
金属Ｃｕ層の膜厚を４ｎｍとした。

その他の条件は、上記実施例１と同様として磁気テープを作製した。
〔実施例３〕
金属Ｃｕ層の膜厚を５ｎｍとした。

その他の条件は、上記実施例１と同様として磁気テープを作製した。
〔実施例４〕
金属Ｃｕ層の膜厚を１０ｎｍとした。

その他の条件は、上記実施例１と同様として磁気テープを作製した。
〔実施例５〕
金属Ｃｕ層の膜厚を１５ｎｍとした。

その他の条件は、上記実施例１と同様として磁気テープを作製した。
〔実施例６〕
金属Ｃｕ層の膜厚を５ｎｍとし、磁性層厚みを３５ｎｍにした。

その他の条件は、上記実施例１と同様として磁気テープを作製した。
〔実施例７〕
金属Ｃｕ層の膜厚を５ｎｍとし、磁性層厚みを５５ｎｍにした。

その他の条件は、上記実施例１と同様として磁気テープを作製した。
〔実施例８〕
金属Ｃｕ層の膜厚を５ｎｍとし、磁性層厚みを７５ｎｍにした。

その他の条件は、上記実施例１と同様として磁気テープを作製した。
〔実施例９〕
金属Ｃｕ層の膜厚を１５ｎｍとし、磁性層厚みを７５ｎｍにした。その他の条件は、上記実施例１と同様として磁気テープを作製した。
〔実施例１０〕
金属Ｃｕ層の膜厚を２ｎｍとし、磁性層厚みを４５ｎｍにした。その他の条件は、上記実施例１と同様として磁気テープを作製した。
〔実施例１１〕
金属Ｃｕ層の膜厚を４ｎｍとした。その他の条件は、上記実施例１０と同様として磁気テープを作製した。
〔実施例１２〕
金属Ｃｕ層の膜厚を５ｎｍとした。その他の条件は、上記実施例１０と同様として磁気テープを作製した。
〔実施例１３〕
金属Ｃｕ層の膜厚を１０ｎｍとした。その他の条件は、上記実施例１０と同様として磁気テープを作製した。
〔実施例１４〕
金属Ｃｕ層の膜厚を１５ｎｍとした。その他の条件は、上記実施例１０と同様として磁気テープを作製した。
〔比較例１〕
金属Ｃｕ層を形成せず、磁性層厚みを１０ｎｍにした。ＣＶＤの実施が不可能であったため、保護層は成膜せず、その他の条件は、上記実施例１と同様として磁気テープを作製した。
〔比較例２〕
金属Ｃｕ層を形成せず、磁性層厚みを１５ｎｍにした。ＣＶＤの実施が不可能であったため、保護層は成膜せず、その他の条件は、上記実施例１と同様として磁気テープを作製した。
〔比較例３〕
金属Ｃｕ層を形成せず、磁性層厚みを３５ｎｍにした。その他の条件は、上記実施例１と同様として磁気テープを作製した。
〔比較例４〕
金属Ｃｕ層を形成せず、磁性層厚みを４５ｎｍにした。その他の条件は、上記実施例１と同様として磁気テープを作製した。
〔比較例５〕
金属Ｃｕ層を形成せず、磁性層厚みを５５ｎｍにした。その他の条件は、上記実施例１と同様として磁気テープを作製した。
〔比較例６〕
金属Ｃｕ層を形成せず、磁性層厚みを７５ｎｍにした。その他の条件は、上記実施例１と同様として磁気テープを作製した。
〔比較例７〕
金属Ｃｕ層を形成せず、磁性層厚みを８０ｎｍにした。その他の条件は、上記実施例１と同様として磁気テープを作製した。
〔比較例８〕
金属Ｃｕ層の膜厚を１７ｎｍとし、磁性層厚みを１５ｎｍにした。その他の条件は、上記実施例１と同様として磁気テープを作製した。

上述したようにして作製した実施例１〜１４、及び比較例１〜８のサンプル磁気テープのＣＶＤスピード評価とテープ特性評価を行った。
（ＣＶＤスピード）
ＣＶＤスピードは、保護膜を１０ｎｍ成膜した場合のスピードで判断した。ＣＶＤは電圧を＋１.５ｋＶとし、このときに流れる電流によってスピードが左右される。

ＣＶＤ実施不可能は不可と評価し、ＣＶＤスピード 〜４８ｍ／ｍｉｎは適性でないと評価し、ＣＶＤスピード ４８〜８０ｍ／ｍｉｎは適性範囲と評価し、ＣＶＤスピード ８０ｍ／ｍｉｎ以上は好ましい範囲と評価した。

テープ特性評価は、電磁変換特性、テープ表面抵抗測定、耐蝕性について、下記に示す方法により行った。
（電磁変換特性）
ＡＩＴ３ドライブを改造し、ＭＲヘッドを搭載したものを使用した。各サンプル磁気テープに、記録波長０．２９μｍで、情報信号を記録した後、ＭＲヘッドにより再生し、出力レベルとＣ／Ｎを測定した。

出力レベルは、リファレンスとして、実施例６の磁気テープを基準値（±０ｄＢ）とした場合、リファレンスに比較して５ｄＢ以上マイナスであると、実用上充分な記録再生特性が得られない。

Ｃ／Ｎは出力レベルとノイズレベルの比をとったもので、実施例６の磁気テープを基準値（±０ｄＢ）とした場合、リファレンスに比較して５ｄＢ以上マイナスであると、実用上充分な記録再生特性が得られない。
（表面抵抗）
温度２５℃、湿度５５％の環境下で、金属性の電極に幅８ｍｍにスリットした磁気テープを置き、その両端に各５０ｇのおもりを付け、電極に磁気テープを密着させた後、電極間にＫＩＫＵＳＵＩ製ＤＣ電源にて１０Ｖの直流電圧をかけ、ＹＯＫＯＧＡＷＡ製デジタルマルチメーターで電流値を測定し、表面抵抗［Ω／ｓｑ］を算出した。

表面抵抗は、特許文献１において、１０³Ω／ｓｑ〜１０⁷Ω／ｓｑの範囲に制御することが磁気抵抗効果型磁気ヘッドの静電破壊を防ぐために必要である旨が既に報告されている。したがって１０³〜１０⁷Ω／ｓｑは適性と評価し、１０³Ω／ｓｑ以下は不可と評価し、１０⁷Ω／ｓｑ以上は不可と評価した。
（耐蝕性）
ＳＯ₂耐蝕性の評価を次のようにして行った。

ＳＯ₂ガス環境の磁化劣化評価として、ガス試験装置（ＳＯ₂ガス濃度＝０．５ｐｐｍ、３０℃・８０％ＲＨ）の環境で、１００時間保存したサンプルの磁化量変化を測定した。ＶＳＭを用いてサンプルの飽和磁化を測定し、下記数式１を用いて算出した。

磁化劣化率φｒ（％）＝（保存前の磁化量−保存後の磁化量）／保存前の磁化量…（１）
上記数式１においてＳＯ₂ガス環境保存後のＣｏ磁性層の磁化量が半分に減少すれば磁化劣化率５０％、保存後の磁化率がゼロまで減少すれば磁化劣化率は１００％になる。

そして前記磁化劣化率が１０％未満のものを不可と評価し、１０％以上のものを良好と評価した。

上記評価結果は次の表１のとおりである。

表１に示す評価結果から、先ず、磁性層の膜厚について検討する。

磁性層の膜厚を１５〜７５ｎｍに形成した実施例１〜１４においては、出力、Ｃ／Ｎともにリファレンス（実施例６）に比較して−５ｄＢ以内となっており、実用上充分な結果が得られた。

ところで、高密度記録化を図るためには、磁性層を薄層化し、高感度磁気ヘッド（ＭＲヘッドやＧＭＲヘッド）を用いることが必要となってくるが、比較例１のように、磁性層の膜厚を１０ｎｍもの薄層にした場合には、充分な出力が得られなかった。

一方、比較例７に示すように、磁性層の膜厚が７５ｎｍを超えるものとした場合に、高感度磁気ヘッドを使用して信号再生を行うと、ノイズが高くなってしまい、Ｃ／Ｎは劣化した。この結果から、磁性層の膜厚は１５ｎｍ〜７５ｎｍとすることが好適であることが確かめられた。

次にＣＶＤスピードについて検討する。

先ず、金属Ｃｕ層を成膜しない場合の磁性層の膜厚とＣＶＤ実施の可否については、比較例１、比較例２でＣＶＤの実施が不可能であり、比較例３〜６でもＣＶＤスピードは８０ｍ／ｍｉｎ未満であり、磁性層が薄い場合にスピードの低下が顕著である。これは磁性層が薄くなると、磁性層の抵抗が高くなり、印加された電圧は、磁性層による電圧下降分が大きく、プラズマには充分な電圧がかからなくなるため、炭化水素ガスが分解され難くなるためである。

ところが、電磁変換特性を満足する、磁性層が最も薄い１５ｎｍの場合、金属Ｃｕ層を２ｎｍ形成した実施例１では、ＣＶＤの実施が可能になった。さらに、実施例２〜５ではＣＶＤのスピードアップがなされ、特に５ｎｍ以上の金属Ｃｕ層があれば、８０ｍ／ｍｉｎ以上（好ましい目標値）のＣＶＤスピードが可能になる。

次に表面抵抗について検討する。

表面抵抗は、特許文献１において、１０³Ω／ｓｑ〜１０⁷Ω／ｓｑの範囲に制御することが磁気抵抗効果型磁気ヘッドの静電破壊を防ぐために必要である旨が既に報告されている。実施例１〜４、実施例６〜８については、テープ化後の表面抵抗は１０³Ω／ｓｑ〜１０⁷Ω／ｓｑの範囲内であった。実施例５、実施例９では酸素雰囲気に３日間保管した場合に、１０³Ω／ｓｑ〜１０⁷Ω／ｓｑの範囲内になった。しかしながら、金属Ｃｕ層を１７ｎｍにした比較例８では、３日間酸素雰囲気に保管しても、表面抵抗は１０³Ω／ｓｑを超えず、低いままであった。

金属Ｃｕ層を有する実施例１〜１４と、金属Ｃｕ層を形成しなかった比較例１〜７の表面抵抗と比較すると、テープ化する工程で大気に曝されることで、金属Ｃｕ層が酸化し、金属Ｃｕ層を形成しなかった磁性層の表面抵抗とほぼ同じにすることが可能になった。

以上より、金属層によって生産性の高いプラズマＣＶＤ実施が可能な表面抵抗の低い中間状態を実現し、これを大気に暴露することで導電性金属層を酸化させ、テープ化された時には磁気抵抗効果型磁気ヘッドの静電破壊を防ぐ表面抵抗の高い状態に変化させることが可能になった。

また耐蝕性については、金属Ｃｕ層を有する実施例１〜１４の方が、金属Ｃｕ層を形成しなかった比較例１〜７に比べて劇的にＳＯ₂耐蝕性が向上する。

本発明方法により作製される磁気記録媒体の一実施形態例の概略断面図。 金属層形成用のマグネトロンスパッタ装置の一例を示す概略構成図。 磁性層形成用の蒸着装置の一例を示す概略構成図。 保護層形成用のＤＣプラズマＣＶＤ装置の一例を示す概略構成図。

符号の説明

１…非磁性支持体、２…金属層、３…磁性層、４…保護層、５…潤滑剤層、６…バックコート層、１００…磁気記録媒体、２００…マグネトロンスパッタ装置、３００…蒸着装置、４００…ＤＣプラズマＣＶＤ装置。

Claims (9)

1. 非磁性支持体の一方の主面上に膜厚２ｎｍ〜１５ｎｍの導電性の金属層を形成し、その金属層の上に膜厚１５ｎｍ〜７５ｎｍの磁性層を形成し、前記磁性層上に保護層を形成した後に前記導電性の金属層を酸化させたことを特徴とする磁気記録媒体。
2. 磁気抵抗効果型ヘッド、又は巨大磁気抵抗効果型ヘッドを用いて信号の再生がなされることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
3. 表面抵抗が、１０³Ω／ｓｑ〜１０⁷Ω／ｓｑの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
4. 表面抵抗が、１０³Ω／ｓｑ〜１０⁷Ω／ｓｑの範囲にあることを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体。
5. ヘリカル・スキャン記録再生システムにより、信号の記録及び／又は再生がなされることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
6. リニア方式記録再生システムにより、信号の記録及び／又は再生がなされることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
7. 前記保護層の膜厚を４〜１５ｎｍとし、前記保護層上に潤滑剤層を形成し、前記非磁性支持体の他方の主面に、膜厚０．１〜０．６μｍのバックコート層を形成したことを特徴とする請求項５に記載の磁気記録媒体。
8. 前記保護層の膜厚を４〜１５ｎｍとし、前記保護層上に潤滑剤層を形成し、前記非磁性支持体の他方の主面に、膜厚０．１〜０．６μｍのバックコート層を形成したことを特徴とする請求項６に記載の磁気記録媒体。
9. 非磁性支持体の一方の主面上に膜厚２ｎｍ〜１５ｎｍの導電性の金属層を形成し、該金属層の上に膜厚１５ｎｍ〜７５ｎｍの磁性層と保護層とを順次形成し、前記保護層形成後に前記導電性の金属層を酸化させることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
   

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