JP2785272B2 - 垂直磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

垂直磁気記録媒体の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高密度記録に対応する垂直磁気記録媒体の
製造方法に関するものであり、特にCo−O系磁性層を垂
直磁化膜とする垂直磁気記録媒体の製造方法に関するも
のである。
〔発明の概要〕
本発明は、Co−O系磁性層を垂直磁化膜とする垂直磁
気記録媒体の製造方法において、酸素濃度の高い表面層
の厚さを所定の範囲に規定することにより、充分な耐久
性を有するとともに、スペーシングロスが少なく良好な
電磁変換特性を有する垂直磁気記録媒体を提供しようと
するものである。
〔従来の技術〕
近年、磁気記録における短波長化と狭トラック化によ
る記録密度の向上は目覚ましく、光記録に匹敵する面記
録密度の達成がいわゆる垂直磁化膜を利用した垂直磁気
記録媒体を用いることで期待されている。このような状
況にあって、成膜の容易さ等の観点から、例えば特開昭
60−193123号広報に記載されるように垂直磁化膜として
Co−O系垂直磁化膜を用いた垂直磁気記録媒体が提案さ
れている。
このCo−O系垂直磁化膜は、通常真空雰囲気中に若干
の酸素ガスを導入し、Coを蒸発源として真空蒸着するこ
とで非磁性支持体上に成膜されるものであって、磁気特
性,成膜性,機械的強度等の点で数々の優れた特徴を有
している。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、従来のCo−O系垂直磁気記録媒体では、Co
濃度が低く酸素濃度が高い層(以下、表面層と称す
る。)がかなり厚くなっていることが知られている。本
発明者等が確認したところでは、表面層の厚さは磁性層
全体の厚さの20%以上にも達している。
この表面層は、当然酸素濃度が高いため非磁性層とな
っており、したがって前述のように表面層の厚さが厚い
と、高密度磁気記録における記録再生時のスペーシング
ロスが大きくなり、電磁変換特性上非常に不利である。
特に、Co−O系垂直磁気記録媒体では、高密度記録を
達成するために短波長域において高出力を得ることが必
要で、前記スペーシングロスを極力小さくすることが要
求される。
そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案され
たものであって、スペーシングロスを軽減を図ると同時
に耐久性を確保も可能となし、電磁変換特性に優れ充分
な耐久性を有する垂直磁気記録媒体を製造することが可
能な垂直磁気記録媒体の製造方法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〕
本発明者等は、上述の目的を達成せんものと長期に亘
り鋭意検討を重ねた結果、Co−O系垂直磁化膜の表面層
の厚さ並びに酸素濃度の最適値を見出すに至った。
本発明は、このような知見に基づいて完成されたもの
であって、非磁性支持体上にCo−O系垂直磁化膜を形成
する垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記Co−O
系垂直磁化膜を非磁性支持体走行方向の上流側より酸素
を導入しながら蒸着形成することにより、前記Co−O系
垂直磁化膜の表面に、表面に向かって次第に酸素濃度が
大となるようなCo−O系垂直磁化膜表面層を形成し、前
記Co−O系垂直磁化膜の膜厚を1、Co−O系垂直磁化膜
表面層の膜厚をdとしたとき、これらが 0.015≦d/1≦0.1 なる関係を満足するとともに、前記Co−O系垂直磁化膜
表面層の最表面におけるCoのモル数をNCo、酸素のモル
数をNOとしたとき、これらが 0.05≦NO/(NCo+NO)≦0.60 なる関係を満足するようにすることを特徴とするもので
ある。
ここで、先ず表面層の膜層dであるが、これはスペー
シングロス及び耐久性の両者を満足せしめるべく決めら
れるものである。すなわち、スペーシングロスの観点か
らは前記表面層の膜厚dは少しでも小さい方が良いが、
耐久性の確保という点ではある程度の膜厚が必要であ
る。そこで、ここでは、Co−O系垂直磁化膜の膜厚を
l、Co−O系垂直磁化膜表面層の膜厚をdとしたとき
に、これらが0.015≦d/l≦0.1なる関係を満足するよう
に膜厚dを設定する。d/lが0.1を越えると表面層の厚さ
が厚すぎることとなり、スペーシングロスが問題とな
る。逆に、d/lが0.015未満では、耐久性の確保が難し
い。
一方、表面層の最表面における酸素濃度であるが、こ
ちらは主に機械的強度の観点から決められ、ここでは 0.05≦NO/(NCo+NO)≦0.60 なる関係を満足するものとする。前記酸素濃度NO/(NCo
+NO)が0.05未満では錆の問題等が発生し、逆に0.60を
越えると機械的耐久性が不足する。
上述の表面層の膜厚及び酸素濃度は、Co−O系垂直磁
化膜を真空蒸着する際のマスクの配置,酸素ガスの導入
方法等を変えることで適宜設定することができ、したが
ってこれらを調節して前記範囲内に入るようにすればよ
い。
Co−O系垂直磁化膜を成膜する際に適用される真空蒸
着法としては、抵抗加熱蒸着、誘導加熱蒸着、電子ビー
ム蒸着、イオンビーム蒸着、イオンプレーティング、レ
ーザービーム蒸着、アーク放電蒸着等の真空蒸着のいず
れもが実施可能であるが、磁気特性や生産性等の観点か
らは、電子ビーム蒸着法が適している。
また、Co−O系垂直磁化膜は非磁性支持体表面に成膜
することで垂直磁気記録媒体とされるが、非磁性支持体
の材料としては、通常の磁気記録媒体の非磁性支持体と
して使用される材料であれば何れも使用可能である。特
に、加工性、成形性等の点で有機重合材料が適してお
り、なかでもポリエチレンテレフタレート,ホリエチレ
ンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン,ポリ
プロピレン等のポリオレフィン、ポリメチルメタクリレ
ート等のポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリス
ルフォン、ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリフェニ
レンスルフィド、ポリフェニレンオキサイド、ポリアミ
ドイミド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニ
リデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエ
チレン、酢酸セルロース、メチルセルロース、エチルセ
ルロース、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、あるいはこれ
らの混合物、共重合体等が適している。さらには、Al基
板,Al合金基板,ガラス基板,剛性プラスチック基板,
セラミクス基板等を用いていわゆるハートディスクとし
てもよい。
非磁性支持体の形状としては、ドラム状、ディスク
状、シート状、テープ状、カード状等の何れでも良い。
また、これら非磁性支持体は、Co−O系垂直磁化膜を成
膜するに先立ち、易接着化、平面性改良、着色、帯電防
止、耐摩耗性付与等の目的で表面処理や前処理が行われ
ていてもよい。
〔作用〕
非磁性層である表面層の膜厚dを、Co−O系垂直磁化
膜の膜厚をlとしたときに、0.015≦d/l≦0.1なる関係
を満足するように設定することで、記録再生時のスペー
シングロスが抑制され、同時に耐久性も確保される。
また、表面層の最表面における酸素濃度を0.05≦NO/
(NCo+NO)≦0.60とすることで、Co−O系垂直磁化膜
の機械的耐久性や耐蝕性が確保される。
〔実施例〕
以下、本発明を適用した具体的な実施例について説明
する。
先ず、これら実施例の説明に先立って、Co−O系垂直
磁化膜を成膜するに使用される電子ビーム蒸着装置の構
成について説明する。
電子ビーム蒸着装置は、第1図に示すように、排気系
(5)と電子銃(8)を備えた真空チャンバ(6)内に
非磁性支持体(9)の供給ローラ(2),冷却キャン
(1),巻き取りローラ(3)9からなる長尺状非磁性
支持体(9)の走行系と、Coを蒸発源として収納したル
ツボ(4),酸素ガス導入管(7)からなる蒸着系とを
備えているものである。
ここで、Co−O系垂直磁化膜が蒸着形成される非磁性
支持体(9)は、供給ローラ(2)から供給され、冷却
キャン(1)上でCo−O系垂直磁化膜が形成された後、
巻き取りローラ(3)によって巻き取られる。なお、Co
−O系垂直磁化膜を蒸着形成する冷却キャン(1)は、
その表面温度が0℃付近に制御されるように図示しない
冷却機能を有している。
そして、上記冷却キャン(1)とルツボ(4)との間
には、遮蔽板(10),(10)が配設され、ルツボ(4)
からのCo蒸気流の蒸着状態や酸素ガス導入管(7)から
の酸素ガスの導入状態を制御するようになっている。
なお、ルツボ(4)は電子銃(8)からの電子ビーム
によって加熱され、蒸発するCoの蒸着速度を任意に制御
して蒸着させることができるようになっている。また、
酸素ガス導入管(7)には酸素ガスの導入量を制御する
機構が設けられており、例えばCo−O系垂直磁化膜の酸
素濃度に濃度勾配を持たせることが可能となっている。
実施例1 前述の電子ビーム蒸着装置を使用して垂直磁気記録媒
体を作成した。
このとき、ルツボ(4)には純度99.9%のCoを入れ、
蒸着速度3500Å,非磁性支持体(9)の走行速度16m/分
とし、膜厚2000ÅとなるようにCo−O系垂直磁化膜を成
膜した。なお、非磁性支持体(9)移動方向の下流側に
配置される遮蔽板(10)は、第1図中一点鎖線で示す位
置Aまで延ばして蒸着を行った。
また、酸素ガス導入管(7)は、非磁性支持体(9)
移動方向の上流側に設置し、非磁性支持体(9)までの
距離(開口部面積の中心位置までの距離)を5cmとし
た。導入酸素ガスの入射角φは30゜、酸素ガス流量は30
0cc/分に設定した。蒸着中の雰囲気ガス圧は2×10-4To
rrであった。
以上によりサンプルテープを作成した。
比較例1 酸素ガス導入管(7)を非磁性支持体(9)移動方向
の下流側に設置し、他は実施例1に準じてサンプルテー
プを作成した。なお、非磁性支持体(9)移動方向の下
流側に配置される遮蔽板(10)は、図中実線で示す位置
Bまで後退させた。
比較例2 酸素ガス導入管(7)を非磁性支持体(9)移動方向
の下流側に設置し、非磁性支持体(9)までの距離(開
口部面積の中心位置までの距離)を5mmとし、他は実施
例1に準じてサンプルテープを作成した。なお、非磁性
支持体(9)移動方向の下流側に配置される遮蔽板(1
0)は、この例でも図中実線で示す位置Bまで後退させ
た。
実施例1で作成したサンプルテープ並びに比較例1で
作成したサンプルテープについて、Co−O系垂直磁化膜
の膜厚方向のCo及びOの濃度分布をオージェ電子分光法
により分析した。結果を第2図及び第3図に示す。
第2図は実施例1のデプスプロファイルを示すもの
で、表面層は非常に薄く、しかもこの表面層では最表面
に向かって次第に酸素濃度が大となっていることがわか
る。
これに対して、第3図に示す比較例1のデプスプロフ
ァイルでは、酸素濃度の高い表面層が非常に厚く、300
〜400Åにも達していることがわかる。また、この第3
図に示すものでは、酸素濃度の増加が緩慢である。
さらに、実施例1,比較例1及び比較例2で得られた各
サンプルテープについて、表面層の厚さ(d/)、表面
層の酸素濃度、磁気特性、機械的耐久性を調べた。磁気
特性としては、飽和磁束密度Bs、垂直方向保磁力Hc、異
方性磁界Hkを測定した。機械的耐久性については、Co−
O系垂直磁化膜表面にリン酸エステル潤滑剤を塗布し、
スチル耐久性及びスチル耐久性測定後の目視観察による
表面状態を評価した。表面状態は、スチル耐久測定後の
垂直磁化膜表面に傷の発生がないものを○印で、傷の発
生があったものを×印で表した。
表面層の厚さ及び酸素濃度を第1表に、磁気特性及び
機械的耐久性を第2表に示す。
また、各サンプルテープの再生出力の記録波長依存性
を調べた。その結果を第4図に示す。
これら第1表、第2表並びに第4図により、本発明を
適用した実施例のサンプルテーフは、優れた磁気特性,
記録再生特性及び機械的耐久性を兼ね備えた垂直磁気記
録媒体であることがわかる。
〔発明の効果〕
以上の説明からも明らかなように、本発明の垂直磁気
記録媒体の製造方法においては、Co−O系垂直磁化膜を
非磁性支持体走行方向の上流側より酸素を導入しながら
蒸着形成することにより、表面層の厚さ及び酸素濃度を
所定の範囲に設定しているので、記録再生時のスペーシ
ングロスが大幅に軽減され、電磁変換特性上特に短波長
域において高出力を得ることが可能である。
また、表面層の機械的強度も確保されることから、充
分な耐久性を有する垂直磁気記録媒体を提供することが
可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は電子ビーム真空蒸着装置の構成例を示す概略正
面図である。 第2図は本発明を適用した実施例におけるCo−O系垂直
磁化膜の膜厚方向での原子濃度分布を示す特性図、第3
図は比較例におけるCo−O系垂直磁化膜の膜厚方向での
原子濃度分布を示す特性図である。 第4図は本発明を適用して作製した垂直磁気記録媒体の
再生出力の記録波長依存性を比較例のそれと比べて示す
特性図である。 1……冷却キャン 2……ルツボ 7……酸素ガス導入管 8……電子銃 9……非磁性支持体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 真弓 東京都品川区北品川6丁目5番6号 ソ ニー・マグネ・プロダクツ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−189622(JP,A) 特開 昭60−223020(JP,A) 特開 平1−109531(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 5/66 G11B 5/72 G11B 5/85

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非磁性支持体上にCo−O系垂直磁化膜を形
    成する垂直磁気記録媒体の製造方法において、 前記Co−O系垂直磁化膜を非磁性支持体走行方向の上流
    側より酸素を導入しながら蒸着形成することにより、 前記Co−O系垂直磁化膜の表面に、表面に向かって次第
    に酸素濃度が大となるようなCo−O系垂直磁化膜表面層
    を形成し、 前記Co−O系垂直磁化膜の膜厚を1、Co−O系垂直磁化
    膜表面層の膜厚をdとしたときに、これらが 0.015≦d/1≦0.1 なる関係を満足するとともに、 前記Co−O系垂直磁化膜表面層の最表面におけるCoのモ
    ル数をNCo、酸素のモル数をNOとしたときに、これらが 0.05≦NO/(NCo+NO)≦0.60 なる関係を満足するようにすることを特徴とする垂直磁
    気記録媒体の製造方法。
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