JP2951892B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、強磁性金属薄膜型
の磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の磁気記録は高密度記録化の方向に
あり、高周波数特性の優れた磁気記録媒体が要望されて
いる。従来は磁性粉を適当なバインダーに分散させて支
持体上に塗布したいわゆる塗布型の磁気記録媒体が主流
であり、高密度記録に対する要求を満たすために種々の
改善がなされているが、ほぼ限界に近づいている。

【０００３】塗布型の磁気記録媒体を超える性能を期待
できる磁気記録媒体として、支持体に蒸着等により磁性
金属を付着させた磁性層を有するいわゆる金属薄膜型の
磁気記録媒体が開発されている。金属薄膜型の磁気記録
媒体は、磁性層にバインダーを含まないことから磁性材
料の密度を高められるため、高密度記録に有望であると
されている。金属薄膜型の磁性層としては、Ｃｏ、Ｃｏ
−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐ、Ｃｏ−Ｏ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｏ、
Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ等が検討されている。金
属薄膜型の磁気記録媒体を実用化する際の製造法として
は、真空蒸着法が最も適しており、この方法でＣｏ−Ｎ
ｉ−Ｏからなる磁性層を形成したＨｉ８方式ＶＴＲ用テ
ープやＣｏ−Ｏからなる磁性層を形成したＤＶＣ（デジ
タルビデオカセット）用テープが既に実用化されてい
る。

【０００４】また、磁気記録媒体の支持体としては、ポ
リエチレンテレフタレート等のプラスチックをはじめと
する非磁性支持体が用いられ、その厚さは例えばＶＨＳ
型のビデオテープでは１６μｍ程度、８ｍｍビデオテー
プでは９μｍ程度、更にＤＶＣ（デジタル・ビデオ・カ
セット）では６．３μｍ程度であり、高密度記録（小型
・長時間）を達成するために、より一層支持体の薄膜化
が進められるものと考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に、金属薄膜型の
磁気記録媒体は、平坦な支持体上に金属薄膜が形成され
ているが、金属薄膜はバインダーを含まず弾力性が高い
ため、支持体が歪む場合がある（いわゆるカッピングの
発生）。一般に金属薄膜型の磁気記録媒体では磁性層の
厚さは５００〜５０００Å程度であり、支持体の膜厚が
厚いときはこの金属薄膜の弾力性の影響は小さくそれほ
ど問題とはならないが、今後はより薄膜化された支持体
が用いられることが予想され、その場合は金属薄膜の弾
力性が大きく影響し、ヘッドタッチが低下することが考
えられる。また、オーバーライト特性は、磁性層の厚さ
や種類に影響されるが、上記のように支持体の厚さは薄
膜化をたどっており、オーバーライト特性を向上させる
ためには、支持体の厚さに応じた適正な磁性層を形成す
ることが要求される。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記のよ
うな状況に鑑み鋭意研究した結果、厚さ２μｍ以上６μ
ｍ未満の支持体を用いるＣｏを主成分とする金属薄膜型
の磁性層において、該磁性層の厚さを前記支持体の厚さ
の１／７０〜１／１５とし、且つ磁性層を構成する柱状
コラムの金属微粒子の結晶面を、磁性層中でランダムに
変化させることにより、上記の目的を達成できることを
見出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】即ち、本発明は、厚さ２μｍ以上６μｍ未
満の支持体と、該支持体上に形成されたＣｏを主成分と
する強磁性金属の柱状コラムからなる磁性層を有する磁
気記録媒体であって、前記磁性層の厚さが前記支持体の
厚さの１／７０〜１／１５であり、且つ前記柱状コラム
内の微粒子の結晶面（ミラー指数）の方向がランダムに
変化していることを特徴とする磁気記録媒体を提供する
ものである。

【０００８】本発明の磁気記録媒体の磁性層は、いわゆ
る金属薄膜型の磁性層であり、強磁性金属の柱状コラム
から形成される。該磁性層の厚さは、支持体の厚さの１
／７０〜１／１５、好ましくは１／６０〜１／２０とす
る必要がある。本発明のように、厚さ２μｍ以上６μｍ
未満の支持体を用いる場合、金属薄膜型の磁性層の厚さ
をこの範囲とすることで、良好なオーバーライト特性が
達成される。

【０００９】また、本発明の磁気記録媒体は、磁性層が
Ｃｏを主成分とする強磁性金属の柱状コラムからなるも
のであり、この柱状コラム内部の微粒子（柱状コラムの
内部には多数の微粒子が存在し、この微粒子の集合体が
コラムを形成している。この微粒子は結晶子とも呼ばれ
る。）における同一のミラー指数を有する結晶面（以下
単に結晶面という場合もある。）の方向が、前記磁性層
中でランダムに変化していることを特徴とする。つま
り、観察者から見た結晶面のミラー指数がランダムに変
化していることを意味する。

【００１０】結晶面は、結晶の外形を規定する面であ
り、本発明において「結晶面の方向がランダムに変化す
る」とは、次の方法で規定する「ランダム度」が５０％
以上であることを意味する。即ち、磁性層の断面ＴＥＭ
像において、１ｎｍのスポット電子ビームの回折像を２
００点撮り、ミラー指数が同じで且つ同じ方向を向いて
いる結晶面のうち、最も多いものの割合をＡ％とした場
合に、１００−Ａで算出される値（％）をランダム度と
する。この数値が高いほど異なる方向を向いた結晶面の
結晶単位胞が多いことを意味する。換言すれば、本発明
は、ミラー指数を決めて基準となる結晶面を決定し、こ
の基準となる結晶面が磁性層中でどのような方向を向い
ているかを測定するものである。

【００１１】磁性層となる強磁性金属の種類や組成は多
くのものが知られている。例えばＣｏ、Ｎｉ、Ｆｅ等の
強磁性金属、また、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｎ
ｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｕ、Ｃｏ−Ｃｕ、Ｃｏ
−Ａｕ、Ｃｏ−Ｙ、Ｃｏ−Ｌａ、Ｃｏ−Ｐｒ、Ｃｏ−Ｇ
ｄ、Ｃｏ−Ｓｍ、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｎｉ−Ｃｕ、Ｍｎ−Ｂ
ｉ、Ｍｎ−Ｓｂ、Ｍｎ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｃ
ｒ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｃｒ
等の強磁性合金が挙げられる。また、磁性層としては、
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅもしくはこれらを主体とする強磁性合
金の窒化物、炭化物、酸化物を含む磁性層がある。本発
明においては、これらのうち、特にＣｏを主成分とする
金属薄膜型の磁性層を形成することが望ましい。ここ
で、「Ｃｏを主成分とする」とは、磁性層を構成する金
属のうち、５０原子％以上をＣｏが占めることを意味す
る。

【００１２】また、結晶面がランダムな方向を向いてい
る強磁性金属薄膜は、蒸着条件を帰ることにより形成で
きる。具体的には、蒸着時の電子銃の走査方向を制御す
る、電子銃の出力を制御する、蒸着速度を制御する、酸
化の方法をコントロールする等の方法が挙げられ、ま
た、これらやその他の手法を組み合わせてもよい。

【００１３】本発明の磁気記録媒体の支持体は、厚さが
２μｍ以上６μｍ未満であり、材料としては、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートのよう
なポリエステル；ポリエチレン、ポリプロピレン等のポ
リオレフィン; セルローストリアセテート、セルロース
ジアセテート等のセルロース誘導体；ポリカーボネー
ト；ポリ塩化ビニル；ポリイミド；芳香族ポリアミド等
のプラスチック等が使用される。

【００１４】本発明の磁気記録媒体は、上記のように２
μｍ以上６μｍ未満という薄い支持体を用いて金属薄膜
型の磁気記録媒体を製造する際に、良好なオーバーライ
ト特性を得るのに最適な厚さの磁性層が形成されてい
る。また、磁性層を形成する金属の結晶の結晶面がラン
ダムな方向を向いているため、支持体の応力が緩和され
ヘッドタッチが向上するものと考えられる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の磁気記録媒体について、
Ｃｏ系磁性層を形成する例を挙げて説明する。図１はＣ
ｏ系磁性層を形成するための蒸着装置を要部を示す略図
である。図１中、１はフィルム、２は巻出ロール、３は
キャンロール、４は巻取ロール、５はボンバード処理手
段、６，６’はエクスパンダーロール、７は酸素ガス導
入管、８は金属蒸気の領域を規制する遮蔽板、９は電子
銃、１０はルツボであり、Ｃｏを収容している。これら
は図示しない真空容器内に配置されており、該真空容器
の内部は１×１０^-4〜５×１０^-7Ｔｏｒｒ程度の真空度
に保たれている。フィルム１は巻出ロール２からキャン
ロール３上を経て巻取ロール４へ搬送される。電子銃９
から電子ビームがルツボ１０に収容されたＣｏに照射さ
れ、Ｃｏを気化し、キャンロール３上を搬送されるフィ
ルム１にＣｏからなる磁性層を形成した。また蒸着領域
中に酸素ガス導入管７から酸素ガスを導入してＣｏ表面
を酸化する。この時、結晶面をランダムにするために、
蒸着条件を調節する。

【００１６】本発明においては、磁性層を多層構造とす
ることができるが、その場合、支持体から最も遠い磁性
層（最表層）が前記した厚さと結晶面のランダムな方向
性を満たす本発明の磁性層であることが好ましい。その
他の磁性層においても、本発明で規定する厚さと結晶面
のランダムな方向性の要件を満たすものとすることがよ
り好ましい。なお、多層構造の磁性層を形成する場合
は、図１のような装置を用いて連続的に形成してもよい
し、蒸着を複数回繰り返して（いわゆるバッチ式で）形
成することもできる。

【００１７】本発明において、磁性層の厚さは支持体の
厚さの１／７０〜１／１５であれば、限定されないが、
通常８００〜３０００Åの範囲から選ばれる。また多層
の磁性層を形成する場合も、各磁性層の厚さは８００〜
３０００Å程度である。

【００１８】また、磁性層上には、厚さ１０〜２００Å
程度の保護層、特にダイヤモンドライクカーボン、グラ
ファイト等の炭素薄膜、酸化珪素 (ＳｉＯ_x)、炭化珪素
等の含珪素薄膜、酸化ジルコニウム薄膜等からなる保護
層を設けることが望ましい。また、磁性層上もしくは保
護層上には、厚さ２〜５０Å程度の潤滑層、特にパーフ
ルオロポリエーテル等のフッ素系潤滑剤からなる潤滑層
を形成するのが好ましい。また、磁性層が形成される面
と反対の面には、更にカーボンブラックを主成分とする
厚さ０．１〜１．０μｍ程度のバックコート層等を設け
てもよい。これらの層を形成する原料は従来公知のもの
が適宜使用できる。また、Ｃｕ−Ａｌ合金等の金属を蒸
着して厚さ５００〜５０００Å程度のバックコート層を
形成してもよい。また、蒸着時に酸素ガス、窒素ガス、
炭酸ガスなどを通気し、酸化、炭化並びに窒化などを行
うことにより、酸化膜、炭化膜、窒化膜及びそれらの複
合物等のようにセラミックス化したものは特に好適であ
る。

【００１９】

【実施例】以下実施例にて本発明を説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００２０】実施例１ （１）磁気テープの製造 厚さ４．５μｍのＰＥＴフィルムを図１の装置にセット
し、酸素ガスを導入しながら、Ｃｏを蒸着して厚さ１７
００Åの磁性層を形成した。この時の蒸着条件は、フィ
ルム走行速度５０ｍ／分、電子銃パワー５０ｋＷ、酸素
ガス導入量８００ＳＣＣＭとした。ただし、磁性層のコ
ラム構造中の結晶面をランダムにするために、フィルム
に対して幅方向に長い長方形のルツボを用い、電子銃か
らの電子ビームを幅方向にゆっくりと３０Ｈｚでスキャ
ンしながらＣｏに照射した。この磁性層について前記の
方法でＴＥＭ像による結晶面の解析を行い、同じ方向を
向いている面で最も多い結晶面を測定したところ、もっ
もと多い結晶面は（１００）面であり、これが全体の３
５％を占めた。従って、ランダム度は６５％であった。

【００２１】次いで、この磁性層上にＥＣＲプラズマＣ
ＶＤ法により厚さが１００Åのダイヤモンドライクカー
ボン薄膜からなる保護層を形成した。更に、この保護層
上に極性基である−ＯＨ基を持つパーフルオロポリエー
テル〔ダイキン工業社製：デムナムＳＡ〕を厚さが２０
Åとなるように付着して潤滑剤層を形成した。また、こ
のフィルムの磁性層形成面と反対の面に、バックコート
層を形成した。バックコート層は、２０〜３０ｎｍの直
径のカーボンを含有するバインダーを乾燥後の厚さが
０．５μｍとなるようにフィルムに塗布して乾燥して形
成した。上記により得られた、磁性層、ダイヤモンドラ
イクカーボン保護層、フッ素系潤滑層及びバックコート
層が形成されたフィルムを８ｍｍ巾に裁断し、カセット
ケースにローディングし８ｍｍビデオテープを得た。

【００２２】（２）性能評価 上記で得られた８ｍｍビデオテープについて、ヘッドタ
ッチの指標としてエンベロープを以下の方法で評価し、
またオーバーライト特性についても以下の方法で評価し
た。その結果を表１に示す。 エンベロープ エンベロープは、アドバンテスト社のＴＲ４１７１型ス
ペクトラアナライザを用い、ＲＢＷ＝１０ｋＨｚ、ＶＢ
Ｗ＝３０ｋＨｚ、周波数スパン＝０ＭＨｚ、スイープタ
イム＝４０ｍｓ、アベレージ＝１６回の条件で得られた
出力波形（エンベロープ）を測定し、図２に示すよう
に、出力波形の最大値Ｂと最小値Ａから欠け量として下
記のように算出した。 欠け量（dB）＝２０ｌｏｇ（Ａ／Ｂ） 欠け量の小さいもの程ヘッドタッチが良好である。 オーバーライト特性（Ｏ．Ｗ．） Ｏ．Ｗ．特性は、アドバンテスト社のＴＲ４１７１型ス
ペクトラアナライザを用い、ＲＢＷ＝１０ｋＨｚ、ＶＢ
Ｗ＝３０ｋＨｚ、周波数スパン＝０ＭＨｚ、スイープタ
イム＝４０ｍｓの条件とし、記録波長λ＝１．０μｍの
信号を記録後、再生したスペクトルのピーク値Ｃと、λ
＝１．０μｍの信号を記録した場所に１回だけλ＝０．
５μｍの信号をオーバーライトした後のλ＝１．０μｍ
の信号の残存量Ｄとの比Ｄ／Ｃによりオーバーライト特
性を評価した。なお、オーバーライト特性は、比較例１
の値を基準（０ｄＢ）とする相対値で表した。

【００２３】実施例２ 実施例１において、フィルムの厚さを３．５μｍとし、
電子銃を２つ用い、一方の出力を３０ｋＷ、もう一方の
出力を１５ｋＷとし、それぞれの電子ビームを実施例１
と同様に長方形のルツボの幅方向にスキャンさせながら
Ｃｏを蒸着し、厚さ１６００Åの磁性層を形成した。ま
た、酸素ガス導入量は７００ＳＣＣＭとした。この磁性
層における結晶面のランダム度は７０％であった。その
他は、実施例１と同様にして８ｍｍテープを作製し、実
施例１と同様の評価を行なった。その結果を表１に示
す。

【００２４】実施例３ 実施例１において、フィルムの厚さを５．９μｍとし、
電子銃を２つ用い、一方の出力を１００ｋＷ、もう一方
の出力を２０ｋＷとし、それぞれの電子ビームを実施例
１と同様に長方形のルツボの幅方向にスキャンさせなが
らＣｏを蒸着し、厚さ１０００Åの磁性層を形成した。
また、酸素ガス導入量は３００ＳＣＣＭとした。この磁
性層における結晶面のランダム度は７０％であった。そ
の他は、実施例１と同様にして８ｍｍテープを作製し、
実施例１と同様の評価を行なった。その結果を表１に示
す。

【００２５】実施例４ 実施例１において、フィルムの厚さを５．０μｍとし、
電子銃を２つ用い、一方の出力を７０ｋＷ、もう一方の
出力を４０ｋＷとし、それぞれの電子ビームを実施例１
と同様に長方形のルツボの幅方向にスキャンさせながら
Ｃｏを蒸着し、厚さ３０００Åの磁性層を形成した。ま
た、酸素ガス導入量は８００ＳＣＣＭとした。この磁性
層における結晶面のランダム度は５０％であった。その
他は、実施例１と同様にして８ｍｍテープを作製し、実
施例１と同様の評価を行なった。その結果を表１に示
す。

【００２６】比較例１ 実施例１において電子銃からの電子ビームをスキャンさ
せず固定したままＣｏに照射して蒸着を行って磁性層を
形成した。この磁性層における結晶面のランダム度は３
０％であった。それ以外は実施例１と同様にして８ｍｍ
テープを作製し、実施例１と同様の評価を行なった。そ
の結果を表１に示す。

【００２７】比較例２ 実施例１において電子銃からの電子ビームを高速でスキ
ャン（１０００Ｈｚ）させてＣｏに照射して蒸着を行っ
て磁性層を形成した。この磁性層における結晶面のラン
ダム度は４０％であった。それ以外は実施例１と同様に
して８ｍｍテープを作製し、実施例１と同様の評価を行
なった。その結果を表１に示す。

【００２８】比較例３ 実施例４において、フィルムの厚さを５．０μｍとし、
２つの電子銃のうちの一方の出力を１００ｋＷ、他方の
出力を４０ｋＷとし、それぞれの電子ビームを実施例１
と同様に長方形のルツボの幅方向にスキャンさせながら
Ｃｏを蒸着し、厚さ５０００Åの磁性層を形成した。ま
た、酸素ガス導入量は９００ＳＣＣＭとした。この磁性
層における結晶面のランダム度は５０％であった。その
他は、実施例１と同様にして８ｍｍテープを作製し、実
施例１と同様の評価を行なった。その結果を表１に示
す。

【００２９】比較例４ 実施例４において、フィルムの厚さを５．０μｍとし、
２つの電子銃のうちの一方の出力を３０ｋＷ、他方の出
力を１０ｋＷとし、それぞれの電子ビームを実施例１と
同様に長方形のルツボの幅方向にスキャンさせながらＣ
ｏを蒸着し、厚さ５００Åの磁性層を形成した。また、
酸素ガス導入量は１２０ＳＣＣＭとした。この磁性層に
おける結晶面のランダム度は５５％であった。その他
は、実施例１と同様にして８ｍｍテープを作製し、実施
例１と同様の評価を行なった。その結果を表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、支持体として薄いフィ
ルムを用いる場合でも、ヘッドタッチが良好で、且つオ
ーバーライト特性にも優れた金属薄膜型の磁気記録媒体
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気記録媒体を製造するための蒸着装
置の例を示す概略図

【図２】エンベロープ波形の最大値と最小値を示すモデ
ル図

【符号の説明】

１ フィルム ３ キャンロール ７ 酸素ガス導入管 ９ 電子ビーム銃 １０ ルツボ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 厚さ２μｍ以上６μｍ未満の支持体と、
   該支持体上に形成されたＣｏを主成分とする強磁性金属
   の柱状コラムからなる磁性層を有する磁気記録媒体であ
   って、前記磁性層の厚さが前記支持体の厚さの１／７０
   〜１／１５であり、且つ前記柱状コラム内の微粒子の結
   晶面（ミラー指数）の方向がランダムに変化しているこ
   とを特徴とする磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 前記磁性層上に形成された保護層と、該
   保護層上に形成されたフッ素系潤滑剤からなる潤滑剤層
   とを有する請求項１記載の磁気記録媒体。