JP3937770B2 - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体の製造方法に関し、特に、磁性層が磁性粒子と非磁性粒子を含み、カラム構造を有する金属磁性薄膜型の磁気記録媒体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばビデオテープレコーダー等の磁気記録装置においては、高画質化を図るために、高密度記録化が一層強く要求されている。このような高密度記録化に対応する磁気記録媒体として、金属または合金からなる強磁性材料を非磁性支持体上に直接被着させて磁性層を形成した、いわゆる金属磁性薄膜型の磁気記録媒体が提案され、注目を集めている。
【０００３】
ここで、強磁性材料の合金としてはＣｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｏ等が挙げられる。強磁性材料は、めっきや真空薄膜形成手段により非磁性支持体上に成膜される。真空薄膜形成手段としては真空蒸着法、スパッタリング法またはイオンプレーティング法等が挙げられる。非磁性支持体としてはポリエステルフィルム、ポリアミドまたはポリイミドフィルム等が用いられる。
【０００４】
この金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、磁性塗料の塗布により磁性層が形成される塗布型の磁気記録媒体に比較して、保磁力や残留磁化、角型比等に優れ、短波長での電磁変換特性にも優れる。また、強磁性材料を直接被着させるため、磁性層の厚みを極めて薄くできる。これにより、記録減磁や再生時の厚み損失が著しく小さくなり、良好な電磁変換特性が得られる。
さらに、磁性層中に非磁性の結合剤や添加物を混入する必要がないため、磁性材料の充填密度が高まり、磁束密度を高くすることができる。このように、金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、多くの利点を有する。
【０００５】
薄膜型磁気記録媒体の電磁変換特性をさらに向上させ、より大きな出力を得られるようにするため、薄膜型磁気記録媒体に磁性層を形成する前に、強磁性金属材料を非磁性支持体に対し斜めに入射させて被着させる、いわゆる真空斜方蒸着法が提案されている。
【０００６】
真空蒸着法によって磁性層が形成される蒸着型の磁気テープ（蒸着テープ）は、生産効率が高いだけでなく、特性も安定している。このことから、蒸着テープはハイバンド８ｍｍ用テープ、民生用デジタルビデオ用テープ、あるいはコンピューターデータ記録用テープ（例えばＡＩＴやＭａｍｍｏｔｈ）として、すでに実用化されている。
【０００７】
斜方蒸着テープにおいて、磁性粒子は複数の柱状の集合体（カラム）を構成し、このようなカラムが非磁性支持体上に並べられた構造となることが知られている。一般に、このような磁性層の構造は、カラム構造と呼ばれている。従来、カラム構造としては、磁性粒子と非磁性粒子がランダムに集合し、一つのカラムを形成するものが知られていた。磁性粒子と非磁性粒子がランダムに集合したカラムにおいて、磁性粒子の粒径は一般に１０ｎｍ程度である。
【０００８】
例えば、磁性層としてＣｏ−Ｏ薄膜を形成する場合、磁性粒子はＣｏ粒子であり、非磁性粒子は酸素含有量が高いＣｏＯ粒子である。ＣｏＯは反強磁性体で、ネール温度が約３００Ｋであることが知られている。ネール温度が室温に極めて近いため、Ｃｏの磁気異方性に大きな影響を及ぼすことはない。
【０００９】
このような磁性粒子と非磁性粒子は、電子線回折や透過型電子顕微鏡を用いた高分解能観察により識別できる。また、これらの手法と元素マッピングの手法とを組み合わせて、これらの粒子から形成される微細構造を解析することも可能である。ここで、元素マッピングの手法としてはエネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）やエネルギーフィルター法が挙げられる（第２４回日本応用磁気学会学術講演概要集(2000)(12pA-14, p.22）、金属学会誌 第６５巻 第５号(2001) 349-355「ＴＥＭとＥＥＬＳを用いたＣｏ−ＣｏＯ斜方蒸着テープの微細構造評価」）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
高密度記録を達成するためには、さらなる高再生出力、低ノイズ媒体が必要とされている。斜方蒸着テープにおいて、これらの要求を満たすためには、磁気記録媒体の磁性粒子の粒径および形状と、カラム形状を適切に制御する必要がある。
【００１１】
電磁変換特性Ｓ／Ｎは、磁性粒子の粒径を小さくして粒径のばらつきを小さくすることにより向上する。しかしながら、磁性粒子の粒径が小さく粒径のばらつきも小さい磁性層を形成できる方法については、現在のところ明らかとなっていない。
【００１２】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、したがって本発明は、カラム構造を構成する磁性粒子の粒径や粒径のばらつきを制御できる磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、金属磁性材料を気化し、金属蒸気を酸素の存在下で非磁性支持体上に堆積させて、磁性粒子の集合体である複数のカラムと、前記カラム間を互いに分離する非磁性粒子とを含む磁性層を形成する工程を有する磁気記録媒体の製造方法であって、前記磁性層を形成する工程において、前記金属蒸気の前記非磁性支持体表面に対する最小入射角を４５°以上６０°以下の範囲内とし、前記非磁性支持体上の前記金属蒸気が入射する部分における前記磁性層の平均堆積速度である成膜レートを０．５μｍ／ｓ以上とし、前記磁性粒子の平均粒径を１０ｎｍ以下とし、前記カラムの径を１５ｎｍ以下とすることを特徴とする。
【００１４】
好適には、前記磁性粒子は前記カラムの長手方向に結晶配向し、前記磁性粒子の粒径は、前記磁性粒子が超常磁性を示さない範囲で、ほぼ最小の粒径である。好適には、前記金属蒸気を酸素の存在下で前記非磁性支持体上に堆積させ、前記磁性層を前記金属磁性材料の部分酸化膜とする。
【００１５】
好適には、前記磁性粒子はＣｏ粒子であり、前記非磁性粒子はＣｏＯ粒子である。好適には、前記金属蒸気が通過する開口部が設けられた少なくとも一つのマスクを用いて、前記入射角の制御を行う。さらに好適には、前記入射角の最小入射角はほぼ４５°である。
好適には、前記成膜レートをほぼ０．５μｍ／ｓ以上とする。さらに好適には、前記成膜レートをほぼ１．０μｍ／ｓ以上とする。
【００１６】
好適には、複数の磁性層を積層する。
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、好適には、前記磁性層上に保護膜を形成する工程をさらに有する。好適には、前記保護膜を形成する工程は、塗料の塗布および乾燥工程を含む。
【００１７】
これにより、カラム構造を構成する磁性粒子の粒径およびそのばらつきを小さくすることが可能となる。したがって、磁気記録媒体の磁気特性および電磁変換特性が向上する。本発明の磁気記録媒体の製造方法によれば、高記録密度化に対応できる高出力・低ノイズの磁気記録媒体を製造することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の磁気記録媒体の製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態の磁気記録媒体の製造方法により製造される磁気記録媒体の断面図である。図１に示すように、非磁性支持体１上に磁性層２が形成されている。磁性層２の上層に保護膜３が形成されている。
【００１９】
磁性層２はカラム４を構成する強磁性粒子と、強磁性粒子からなるカラム４を互いに隔てる非磁性粒子とから構成される。カラム４は強磁性粒子が連なった構造を有する。一つのカラム４の径は１５ｎｍ程度以下、好適には５〜１０ｎｍ程度である。
【００２０】
記録密度を上げ、かつ低ノイズ化するためには、強磁性粒子の平均粒径が１０ｎｍ以下、好適には３〜６ｎｍ程度であることが好ましい。強磁性粒子をさらに微細化すると、超常磁性を示すようになり、残留磁化がなくなる。強磁性粒子が超常磁性を示す粒径は、磁気異方性を用いて理論的に計算することが可能である。例えばＣｏ粒子の場合には、粒径がほぼ２．６ｎｍ以下になると超常磁性を示すようになり、磁気記録を行うことはできなくなる。
【００２１】
また、真空斜方蒸着法により磁性層２が形成される間、気体状となった金属磁性材料は常に一定の入射角で非磁性支持体１に到達するわけではなく、入射角が変化しながら磁性層が堆積する。したがって、強磁性粒子が連なったカラムは直線状ではなく、わずかに曲がった形状となるが、カラム内の強磁性粒子のｃ軸方向のばらつきが２０°以内となるように、強磁性粒子を結晶配向させることが望ましい。
【００２２】
磁気記録媒体の記録信号をＡＭＲヘッドで再生する場合には、磁性層２の残留磁化Ｍｒと膜厚δとの積Ｍｒ・δの値を７〜２５ｍＡとすることが望ましい。ＧＭＲヘッドで再生する場合には、Ｍｒ・δの値を３〜１５ｍＡとすることが望ましい。
磁性層２の膜厚δは、磁気記録媒体の記録信号をＡＭＲヘッドで再生する場合は１２０ｎｍ以下、さらに好適には５０〜８０ｎｍとする。ＧＭＲヘッドで再生する場合は、膜厚δを８０ｎｍ以下、好適には２０〜４０ｎｍとする。
【００２３】
図１に示す磁気記録媒体の非磁性支持体１の材料としては、ポリエステル類、ポリオレフィン類、セルロース誘導体、ビニル系樹脂、ポリイミド類、ポリアミド類、ポリカーボネート等に代表されるような高分子材料が用いられる。
また、磁性層２を構成する金属磁性材料としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の強磁性金属やＣｏ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｃｏ−Ｐｔ系合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｂ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｂ系合金等や、Ｃｏ−Ｃｒ系合金等が挙げられる。
【００２４】
なお、これらの金属磁性材料を蒸着源として斜方蒸着法により磁性層２を形成する場合には、蒸着雰囲気に酸素ガスを導入し、磁性層を例えばＣｏ−Ｏ薄膜、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｏ薄膜等の酸素含有膜としてもよい。これにより、磁性層の結晶粒子が微細化し、媒体ノイズが低減される。
酸素ガスは酸素ガス導入管から蒸着雰囲気に導入される。酸素ガス導入管を設置する位置や方向を調整することによっても、磁性層の磁性粒子の粒径およびそのばらつきを小さくすることができる。
【００２５】
図示しないが、非磁性支持体１と磁性層２との間には、適当なバリア層を設けてもよい。バリア層としては例えばＣｒ薄膜やＳｉＯ2 膜等、非磁性材料からなる層が用いられる。
また、磁性層２の上層には保護膜３や、潤滑剤を含有する潤滑層等を形成してもよい。保護膜３の材料としてはグラファイト、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、ダイヤモンド等のカーボンや、ＳｉＯ2 等を用いることができるが、薄膜での強度の観点からカーボンが好ましい。
【００２６】
図２は、図１に示す磁気記録媒体の磁性層２の断面を模式的に示す図である。磁気記録媒体の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した。得られた高分解能像にフーリエ変換による画像処理を行い、磁性粒子（Ｃｏ）と非磁性粒子（ＣｏＯ）を分離したところ、図２に示すようなカラム構造が観察された。
【００２７】
図２に示すように、磁性粒子５がほぼ一列に並んでいて、それらを非磁性粒子６が分離している。磁性粒子５の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度である。また、磁性粒子５により構成されるカラムの径７は５〜８ｎｍである。
【００２８】
図３は、本実施形態の磁気記録媒体の製造方法において、磁性層の形成に用いられる蒸着装置の概略図である。図３に示すように、非磁性支持体１は供給リール１１から供給され、クーリングドラム１２上で非磁性支持体１に磁性層が斜方蒸着される。クーリングドラム１２は、例えば−２０℃程度に冷却されている。磁性層が蒸着された非磁性支持体１は、巻き取りリール１３によって巻き取られる。
【００２９】
ルツボ１４内の蒸着源１５に電子銃（不図示）から電子ビームＥＢを照射して、蒸着源１５を蒸発させる。蒸着源１５としては、前述した各種金属磁性材料が用いられる。これらの金属磁性材料が気化し、マスク１６の開口部を通過して、クーリングドラム１２上の非磁性支持体１に堆積する。
【００３０】
マスク１６が設けられていることにより、非磁性支持体１に対して所定の入射角で金属磁性材料が入射する。図３は最小入射角θminが４５°、最大入射角θmaxが９０°となるようにマスク１６が配置された例を示す。本実施形態の磁気記録媒体の製造方法によれば、好適には、最小入射角θminが４５°以上６０°以下となるようにマスク１６が配置される。これにより、非磁性支持体１上に堆積する磁性粒子の粒径およびそのばらつきを小さくすることができる。
【００３１】
蒸発した金属磁性材料のうち、非磁性支持体１に対する入射角が所定の範囲外となるものは、マスク１６の蒸着源１５側の面に堆積する。また、必要に応じて蒸着源１５とクーリングドラム１２との間に複数のマスクが設けられることもある。
【００３２】
蒸着装置内には、供給リール１１や巻き取りリール１３が設置される５×１０-1〜１×１０-2Ｐａ程度の部分と、さらに減圧される蒸着雰囲気１７とを遮断するため、例えば金属製の隔壁１８が設けられる。蒸着雰囲気１７は、図示しない真空ポンプにより、例えば１×１０-1〜１×１０-3Ｐａ程度に減圧される。
【００３３】
本発明の磁気記録媒体の製造方法において、非磁性支持体１はクーリングドラム１２の回転に伴い、一定の速度で蒸着雰囲気１７を通過する。非磁性支持体１の走行速度をテープライン速度とする。
【００３４】
図３に示すように斜方蒸着を行った場合、クーリングドラム１２の回転に伴って、非磁性支持体１上の任意の１点に対する入射角は変化する。また、マスク１６の開口部を通過した金属蒸気の密度にも分布が生じる。したがって、非磁性支持体１上の任意の１点が蒸着雰囲気１７を通過する間、磁性層の堆積速度は変動する。
【００３５】
そこで、非磁性支持体１上の任意の１点に対する蒸着が開始してから、蒸着が終了するまでの成膜レートを平均化したものを、成膜レートとした。これは、非磁性支持体１上の任意の１点に対して蒸着が行われる時間で、磁性層の膜厚を割ったものに等しい。非磁性支持体１上の任意の１点に対して蒸着が行われる時間は、テープライン速度と、マスク１６およびその開口部の配置によって決定される。成膜レートを変化させる場合は、電子ビームＥＢのパワーを変化させる。
【００３６】
本実施形態の磁気記録媒体の製造方法によれば、磁性層の成膜レートは０．５μｍ／ｓ以上、さらに好適には１．０μｍ／ｓ以上とすることが望ましい。成膜レートを高くする場合、テープライン速度と酸素導入量も高くすることが望ましい。成膜レートは電子ビームのパワーに依存するため、電子ビームのパワーを最大にしたときの成膜レートが、成膜レートの上限となる。
【００３７】
以下、本実施形態の磁気記録媒体の製造方法を、実験例１〜１３に基づいて説明する。
（実験例１）
図１に示す磁気テープを以下の条件で作製した。非磁性支持体１として高分子フィルムを用い、高分子フィルム上に斜方蒸着によりＣｏ−Ｏ系の磁性層２を形成した。磁性層２の膜厚は８０ｎｍとした。
【００３８】
磁性層２の斜方蒸着は、テープライン速度を３０ｍ／ｍｉｎとし、酸素導入量を０．３ｓｌｍとし、蒸着時の蒸着雰囲気の真空度を７．０×１０-2Ｐａとして行った。蒸着時の蒸着雰囲気の真空度は以下の実験例で全て共通とした。磁性層２の成膜レートは０．３μｍ／ｓとした。
その後、カーボンブラックを結合剤中に分散させた塗料を、磁性層２上に塗布し、保護膜３を形成した。保護膜３は以下の実験例で全て同様に形成した。
【００３９】
実験例１の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図４に示すようなカラム構造が確認された。実験例１のカラム構造は、図２に示す磁性粒子がほぼ一列に並んだカラム構造とは異なった。
実験例１の場合、図４に示すように、磁性粒子２１と非磁性粒子２２とのランダムな集合体によりカラム構造が形成され、磁性粒子２１の繋がりは見られなかった。磁性粒子２１の粒径は５〜８ｎｍの間に分布していた。カラムの径２３は２０〜３０ｎｍであり、図２に示すカラム構造に比較して明らかに太かった。
【００４０】
実験例１の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが３００ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが１７．３ｍＡ、保磁力Ｈｃが１００ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、記録波長を０．５μｍとしてＡＭＲヘッドで再生した場合の再生出力とＳ／Ｎ比に基づいて評価した。実験例１の再生出力およびＳ／Ｎ比は、実験例２〜７の再生出力およびＳ／Ｎ比の基準としたため、ともに０ｄＢである。
【００４１】
（実験例２）
磁性層２の成膜レートを０．５μｍ／ｓ、テープライン速度を５０ｍ／ｍｉｎとしたことを除き、実験例１と同様に磁気テープを作製した。但し、実験例１では蒸着雰囲気への酸素の導入を１箇所から行ったが、実験例２〜７では蒸着雰囲気に２箇所から酸素を導入した。実験例２のトータル酸素導入量は０．５ｓｌｍとした。
【００４２】
実験例２の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図５に示すようなカラム構造が確認された。磁性層のほぼ中央より下層側（非磁性支持体に近い側）の部分Ａでは、磁性粒子２４が一列に並ばずに集合体を形成し、それらを非磁性粒子２５が分離している。
【００４３】
磁性層の下層側の部分Ａでは、磁性粒子２４の平均粒径が８ｎｍであり、長さ２０ｎｍの磁性粒子２４も見られた。磁性層の下層側の部分Ａでは、磁性層の上層側（保護膜に近い側）の部分Ｂに比較して、磁性粒子２４の平均粒径が大きかった。また、下層側の部分Ａではカラムの径２６がほぼ１５ｎｍであり、上層側の部分Ｂでのカラムの径に比較して太かった。
一方、上層側の部分Ｂでは、磁性粒子２４の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度であった。また、磁性粒子２４により構成されるカラムの径は５〜８ｎｍであった。
【００４４】
実験例２の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが３０３ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが１８．４ｍＡ、保磁力Ｈｃが１２０ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、実験例１を基準にして再生出力が＋１．５ｄＢ、Ｓ／Ｎ比が＋１．３ｄＢであった。
【００４５】
（実験例３）
斜方蒸着を行う際のテープライン速度を８０ｍ／ｍｉｎとし、酸素導入量を０．８ｓｌｍとし、磁性層２の成膜レートを０．８μｍ／ｓとしたことを除き、実験例２と同様に磁気テープを作製した。
【００４６】
実験例３の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図５に示すようなカラム構造が確認された。磁性層のほぼ中央より下層側（非磁性支持体に近い側）の部分Ａでは、磁性粒子２４が一列に並ばずに集合体を形成し、それらを非磁性粒子２５が分離している。
【００４７】
磁性層の下層側の部分Ａでは、磁性粒子２４の平均粒径が８ｎｍであり、長さ２０ｎｍの磁性粒子２４も見られた。磁性層の下層側の部分Ａでは、磁性層の上層側の部分Ｂに比較して、磁性粒子２４の平均粒径が大きかった。また、下層側の部分Ａではカラムの径２６がほぼ１５ｎｍであり、上層側の部分Ｂでのカラムの径に比較して太かった。
一方、上層側の部分Ｂでは、磁性粒子２４の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度であった。また、磁性粒子２４により構成されるカラムの径は５〜８ｎｍであった。
【００４８】
実験例３の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが３１８ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが１９．９ｍＡ、保磁力Ｈｃが１２５ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、実験例１を基準にして再生出力が＋３．０ｄＢ、Ｓ／Ｎ比が＋２．２ｄＢであった。
【００４９】
（実験例４）
斜方蒸着を行う際のテープライン速度を１００ｍ／ｍｉｎとし、酸素導入量を１．０ｓｌｍとし、磁性層２の成膜レートを１．０μｍ／ｓとしたことを除き、実験例２と同様に磁気テープを作製した。
【００５０】
実験例４の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図２に示すようなカラム構造が確認された。磁性粒子５の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度であった。また、磁性粒子５により構成されるカラムの径７は５〜８ｎｍであった。
【００５１】
実験例４の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが３１８ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが２０．４ｍＡ、保磁力Ｈｃが１３２ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、実験例１を基準にして再生出力が＋３．５ｄＢ、Ｓ／Ｎ比が＋２．８ｄＢであった。
【００５２】
（実験例５）
斜方蒸着を行う際のテープライン速度を１２０ｍ／ｍｉｎとし、酸素導入量を１．２ｓｌｍとし、磁性層２の成膜レートを１．２μｍ／ｓとしたことを除き、実験例２と同様に磁気テープを作製した。
【００５３】
実験例５の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図２に示すようなカラム構造が確認された。磁性粒子５の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度であった。また、磁性粒子５により構成されるカラムの径７は５〜８ｎｍであった。
【００５４】
実験例５の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが３２６ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが２１．７ｍＡ、保磁力Ｈｃが１４５ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、実験例１を基準にして再生出力が＋３．８ｄＢ、Ｓ／Ｎ比が＋３．０ｄＢであった。
【００５５】
（実験例６）
斜方蒸着を行う際のテープライン速度を１５０ｍ／ｍｉｎとし、酸素導入量を１．５ｓｌｍとし、磁性層２の成膜レートを１．５μｍ／ｓとしたことを除き、実験例２と同様に磁気テープを作製した。
【００５６】
実験例６の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図２に示すようなカラム構造が確認された。磁性粒子５の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度であった。また、磁性粒子５により構成されるカラムの径７は５〜８ｎｍであった。
【００５７】
実験例６の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが３３４ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが２２．７ｍＡ、保磁力Ｈｃが１４５ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、実験例１を基準にして再生出力が＋４．０ｄＢ、Ｓ／Ｎ比が＋３．１ｄＢであった。
【００５８】
（実験例７）
図６は、実験例７で作製した磁気テープの断面図である。図６に示すように、非磁性支持体１上に下層磁性層２ａと上層磁性層２ｂが順に積層されている。上層磁性層２ｂの上層に保護膜３が形成されている。
【００５９】
下層磁性層２ａと上層磁性層２ｂは、それぞれカラム４を構成する強磁性粒子と、カラム４を互いに隔てる非磁性粒子とから構成される。カラム４は強磁性粒子が連なった構造を有する。一つのカラム４の径は１５ｎｍ程度以下、好適には５〜１０ｎｍ程度である。
【００６０】
図６に示す磁気テープを以下の条件で作製した。非磁性支持体１として高分子フィルムを用い、高分子フィルム上に斜方蒸着によりＣｏ−Ｏ系の下層磁性層２ａを形成した。下層磁性層２ａの膜厚は４０ｎｍとした。
下層磁性層２ａの斜方蒸着は、テープライン速度を１００ｍ／ｍｉｎとし、酸素導入量を１．０ｓｌｍとして行った。下層磁性層２ａの成膜レートは１．０μｍ／ｓとした。
【００６１】
次に、再び斜方蒸着を行って下層磁性層２ａ上に上層磁性層２ｂを形成した。上層磁性層２ｂの膜厚は４０ｎｍとした。
このとき、図３に示す蒸着装置において、非磁性支持体１を再度、供給リール１１から供給し、下層磁性層２ａを形成するときと同じ方向から、金属蒸気を蒸着させた。テープライン速度、酸素導入量および成膜レートは下層磁性層２ａの場合と同様にした。
その後、カーボンブラックを結合剤中に分散させた塗料を、磁性層２上に塗布し、保護膜３を形成した。保護膜３は以下の実験例で全て同様に形成した。
【００６２】
実験例７の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図７に示すように、下層磁性層２ａと上層磁性層２ｂで同様なカラム構造が確認された。各磁性層２ａ、２ｂにおいて磁性粒子２７がほぼ一列に並んでいて、それらを非磁性粒子２８が分離している。磁性粒子２７の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度であった。また、磁性粒子２７により構成されるカラムの径２９は５〜８ｎｍであった。
【００６３】
実験例７の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが３３４ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが２１．９ｍＡ、保磁力Ｈｃが１５０ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、実験例１を基準にして再生出力が＋４．２ｄＢ、Ｓ／Ｎ比が＋３．２ｄＢであった。
【００６４】
（実験例８）
磁性層の膜厚を４０ｎｍ、テープライン速度を６０ｍ／ｍｉｎとしたことを除き、実験例１と同様に磁気テープを作製した。実験例８〜１３のテープライン速度は、実験例１〜６のテープライン速度の各２倍とした。
実験例８の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図４に示すようなカラム構造が確認された。図４に示すように、磁性粒子２１と非磁性粒子２２とのランダムな集合体によりカラム構造が形成され、磁性粒子２１の繋がりは見られなかった。磁性粒子２１の粒径は５〜８ｎｍの間に分布していた。カラムの径２３は２０〜３０ｎｍであり、図２に示すカラム構造に比較して明らかに太かった。
【００６５】
実験例８の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが２８５ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが８．６ｍＡ、保磁力Ｈｃが８５ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、記録波長を０．５μｍとしてＧＭＲヘッドで再生した場合の再生出力とＳ／Ｎ比に基づいて評価した。実験例８の再生出力およびＳ／Ｎ比は、実験例９〜１３の再生出力およびＳ／Ｎ比の基準としたため、ともに０ｄＢである。
【００６６】
（実験例９）
磁性層の膜厚を４０ｎｍ、テープライン速度を１００ｍ／ｍｉｎとしたことを除き、実験例２と同様に磁気テープを作製した。
実験例９の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図５に示すようなカラム構造が確認された。磁性層のほぼ中央より下層側の部分Ａでは、磁性粒子２４が一列に並ばずに集合体を形成し、それらを非磁性粒子２５が分離している。
【００６７】
磁性層の下層側の部分Ａでは、磁性粒子２４の平均粒径が８ｎｍであり、長さ２０ｎｍの磁性粒子２４も見られた。磁性層の下層側の部分Ａでは、磁性層の上層側の部分Ｂに比較して、磁性粒子２４の平均粒径が大きかった。また、下層側の部分Ａではカラムの径２６がほぼ１５ｎｍであり、上層側の部分Ｂでのカラムの径に比較して太かった。
一方、上層側の部分Ｂでは、磁性粒子２４の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度であった。また、磁性粒子２４により構成されるカラムの径は５〜８ｎｍであった。
【００６８】
実験例９の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが２８７ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが８．９ｍＡ、保磁力Ｈｃが１０４ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、実験例８を基準にして再生出力が＋１．４ｄＢ、Ｓ／Ｎ比が＋１．５ｄＢであった。
【００６９】
（実験例１０）
磁性層の膜厚を４０ｎｍ、テープライン速度を１６０ｍ／ｍｉｎとしたことを除き、実験例３と同様に磁気テープを作製した。
実験例１０の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図５に示すようなカラム構造が確認された。磁性層のほぼ中央より下層側の部分Ａでは、磁性粒子２４が一列に並ばずに集合体を形成し、それらを非磁性粒子２５が分離している。
【００７０】
磁性層の下層側の部分Ａでは、磁性粒子２４の平均粒径が８ｎｍであり、長さ２０ｎｍの磁性粒子２４も見られた。磁性層の下層側の部分Ａでは、磁性層の上層側の部分Ｂに比較して、磁性粒子２４の平均粒径が大きかった。また、下層側の部分Ａではカラムの径２６がほぼ１５ｎｍであり、上層側の部分Ｂでのカラムの径に比較して太かった。
一方、上層側の部分Ｂでは、磁性粒子２４の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度であった。また、磁性粒子２４により構成されるカラムの径は５〜８ｎｍであった。
【００７１】
実験例１０の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが３０５ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが９．８ｍＡ、保磁力Ｈｃが１１２ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、実験例８を基準にして再生出力が＋３．０ｄＢ、Ｓ／Ｎ比が＋２．５ｄＢであった。
【００７２】
（実験例１１）
磁性層の膜厚を４０ｎｍ、テープライン速度を２００ｍ／ｍｉｎとしたことを除き、実験例４と同様に磁気テープを作製した。
実験例１１の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図２に示すようなカラム構造が確認された。磁性粒子５の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度であった。また、磁性粒子５により構成されるカラムの径７は５〜８ｎｍであった。
【００７３】
実験例１１の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが３０７ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが９．９ｍＡ、保磁力Ｈｃが１１６ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、実験例８を基準にして再生出力が＋３．５ｄＢ、Ｓ／Ｎ比が＋２．９ｄＢであった。
【００７４】
（実験例１２）
磁性層の膜厚を４０ｎｍ、テープライン速度を２４０ｍ／ｍｉｎとしたことを除き、実験例５と同様に磁気テープを作製した。
実験例１２の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図２に示すようなカラム構造が確認された。磁性粒子５の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度であった。また、磁性粒子５により構成されるカラムの径７は５〜８ｎｍであった。
【００７５】
実験例１２の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが３１１ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが１０．３ｍＡ、保磁力Ｈｃが１３１ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、実験例８を基準にして再生出力が＋３．７ｄＢ、Ｓ／Ｎ比が＋３．１ｄＢであった。
【００７６】
（実験例１３）
磁性層の膜厚を４０ｎｍ、テープライン速度を３００ｍ／ｍｉｎとしたことを除き、実験例６と同様に磁気テープを作製した。
実験例１３の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図２に示すようなカラム構造が確認された。磁性粒子５の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度であった。また、磁性粒子５により構成されるカラムの径７は５〜８ｎｍであった。
【００７７】
実験例１３の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが３１６ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが１０．７ｍＡ、保磁力Ｈｃが１３２ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、実験例８を基準にして再生出力が＋３．９ｄＢ、Ｓ／Ｎ比が＋３．２ｄＢであった。
【００７８】
以上の実験例１〜１３について、磁性層の成膜条件、磁気特性、電磁変換特性および磁性粒子の平均粒径を表１にまとめた。
【００７９】
【表１】
【００８０】
まず、単層の磁性層が膜厚８０ｎｍで形成される実験例１〜６を比較する。カラム構造については、成膜レートが０．３μｍ／ｓのとき（実験例１）、図４に示すように磁性粒子と非磁性粒子がランダムに集合したカラム構造となる。それに対し、成膜レートが０．５μｍ／ｓ以上になると（実験例２〜６）、図２および図５に示すように磁性粒子が連なったカラム構造が得られている。
【００８１】
成膜レートが０．５μｍ／ｓ以上の実験例の中でも、成膜レートが相対的に低いとき（実験例２および実験例３）では、図５に示すようにカラム全体が一様に細くならず、磁性粒子の粒径のばらつきが見られる。
それに対し、成膜レートをさらに上げたとき（実験例４〜６）は、図２に示すように磁性粒子がほぼ一列に並び、磁性粒子の粒径のばらつきが抑制される。
【００８２】
磁気特性については、実験例１〜６の順に成膜レートが上がると、それに伴って飽和磁化Ｍｓ、残留磁化Ｍｒと膜厚δとの積Ｍｒ・δおよび保磁力Ｈｃが高くなる。
また、電磁変換特性についても、実験例１〜６の順に成膜レートが上がると、それに伴って再生出力とＳ／Ｎ比が高くなる。
【００８３】
なお、電子ビームのパワーの制約から、成膜レートを１．５μｍ／ｓより高くすることは出来なかった。
以上のように、成膜レートを０．５μｍ／ｓ以上、好適には１．０μｍ／ｓ以上とすることにより、磁性層の磁性粒子の粒径およびそのばらつきを小さくし、磁気記録媒体の磁気特性および電磁変換特性を高くすることができる。
【００８４】
次に、磁性層が単層の場合と２層構造の場合とを比較する。実験例４では、成膜レートを１．０μｍ／ｓとして、膜厚８０ｎｍの単層の磁性層を形成した。一方、実験例７では、成膜レートを１．０μｍ／ｓとして、膜厚５０ｎｍの磁性層を２層積層し、膜厚の合計を８０ｎｍとした。
【００８５】
実験例４と実験例７を比較すると、磁気特性については、飽和磁化Ｍｓ、残留磁化Ｍｒと膜厚δとの積Ｍｒ・δおよび保磁力Ｈｃが全て実験例７で高くなっている。また、電磁変換特性については、再生出力とＳ／Ｎ比がともに実験例７で高くなっている。
【００８６】
以上のように、磁性層を２層構造とすることにより、磁気記録媒体の磁気特性および電磁変換特性を高くすることができる。また、磁性層を２層構造とした場合にも、磁性層が単層の場合と同様に、成膜レートを高くすると磁気記録媒体の磁気特性および電磁変換特性が向上する。
【００８７】
次に、単層の磁性層が膜厚４０ｎｍで形成される実験例８〜１３を比較する。磁性層の膜厚が８０ｎｍの場合（実験例１〜６）と同様に、カラム構造については、成膜レートが０．３μｍ／ｓのとき（実験例８）、図４に示すように磁性粒子と非磁性粒子がランダムに集合したカラム構造となる。それに対し、成膜レートが０．５μｍ／ｓ以上になると（実験例９〜１３）、図２および図５に示すように磁性粒子が連なったカラム構造が得られている。
【００８８】
成膜レートが０．５μｍ／ｓ以上の実験例の中でも、成膜レートが相対的に低いとき（実験例９および実験例１０）では、図５に示すようにカラム全体が一様に細くならず、磁性粒子の粒径のばらつきが見られる。
それに対し、成膜レートをさらに上げたとき（実験例１１〜１３）は、図２に示すように磁性粒子がほぼ一列に並び、磁性粒子の粒径のばらつきが抑制される。
【００８９】
磁気特性については、実験例８〜１３の順に成膜レートが上がると、それに伴って飽和磁化Ｍｓ、残留磁化Ｍｒと膜厚δとの積Ｍｒ・δおよび保磁力Ｈｃが高くなる。
また、電磁変換特性についても、実験例８〜１３の順に成膜レートが上がると、それに伴って再生出力とＳ／Ｎ比が高くなる。
【００９０】
なお、電子ビームのパワーの制約から、成膜レートを１．５μｍ／ｓより高くすることは出来なかった。
以上のように、成膜レートを０．５μｍ／ｓ以上、好適には１．０μｍ／ｓ以上とすることにより、磁性層の磁性粒子の粒径およびそのばらつきを小さくし、磁気記録媒体の磁気特性および電磁変換特性を高くすることができる。
【００９１】
上記の本発明の実施形態の磁気記録媒体の製造方法によれば、金属蒸気の非磁性支持体への入射角を一定の範囲内に制御し、かつ磁性層の成膜レートを高くすることにより、磁性粒子の粒径およびそのばらつきを小さくし、磁性粒子が連なったカラム構造を形成することが可能となる。
これにより、金属磁性薄膜型の磁気記録媒体の磁気特性および電磁変換特性を高くすることが可能となる。したがって、Ｍｒ・δの値（〔００２２〕参照）に応じて、特にＡＭＲおよびＧＭＲヘッドでの再生に適した高出力・低ノイズの磁気テープが得られる。
【００９２】
本発明の磁気記録媒体の製造方法の実施形態は、上記の説明に限定されない。例えば、ＡＭＲヘッドおよびＧＭＲヘッド以外のヘッドを用いて再生が行われる磁気記録媒体の製造に、本発明を適用することもできる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００９３】
【発明の効果】
本発明の磁気記録媒体の製造方法によれば、カラム構造を構成する磁性粒子の粒径や粒径のばらつきを小さくし、磁気特性および電磁変換特性の高い磁気記録媒体を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の磁気記録媒体の製造方法により製造される磁気記録媒体の断面図である。
【図２】図２は図１の磁気記録媒体の磁性層の断面を模式的に示す図である。
【図３】図３は本発明の磁気記録媒体の製造方法に用いることができる蒸着装置の概略図である。
【図４】図４は本発明の実施形態に係り、比較例（実験例１および８）の磁気記録媒体の磁性層の断面を模式的に示す図である。
【図５】図５は図１の磁気記録媒体の磁性層の断面を模式的に示す図である。
【図６】図６は本発明の磁気記録媒体の製造方法により製造される磁気記録媒体の断面図である。
【図７】図７は図６の磁気記録媒体の磁性層の断面を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１…非磁性支持体、２…磁性層、３…保護膜、４…カラム、５、２１、２４、２７…磁性粒子、６、２２、２５、２８…非磁性粒子、７、２３、２６、２９…カラム径、１１…供給リール、１２…クーリングドラム、１３…巻き取りリール、１４…ルツボ、１５…蒸着源、１６…マスク、１７…蒸着雰囲気、１８…隔壁。
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体の製造方法に関し、特に、磁性層が磁性粒子と非磁性粒子を含み、カラム構造を有する金属磁性薄膜型の磁気記録媒体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばビデオテープレコーダー等の磁気記録装置においては、高画質化を図るために、高密度記録化が一層強く要求されている。このような高密度記録化に対応する磁気記録媒体として、金属または合金からなる強磁性材料を非磁性支持体上に直接被着させて磁性層を形成した、いわゆる金属磁性薄膜型の磁気記録媒体が提案され、注目を集めている。
【０００３】
ここで、強磁性材料の合金としてはＣｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｏ等が挙げられる。強磁性材料は、めっきや真空薄膜形成手段により非磁性支持体上に成膜される。真空薄膜形成手段としては真空蒸着法、スパッタリング法またはイオンプレーティング法等が挙げられる。非磁性支持体としてはポリエステルフィルム、ポリアミドまたはポリイミドフィルム等が用いられる。
【０００４】
この金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、磁性塗料の塗布により磁性層が形成される塗布型の磁気記録媒体に比較して、保磁力や残留磁化、角型比等に優れ、短波長での電磁変換特性にも優れる。また、強磁性材料を直接被着させるため、磁性層の厚みを極めて薄くできる。これにより、記録減磁や再生時の厚み損失が著しく小さくなり、良好な電磁変換特性が得られる。
さらに、磁性層中に非磁性の結合剤や添加物を混入する必要がないため、磁性材料の充填密度が高まり、磁束密度を高くすることができる。このように、金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、多くの利点を有する。
【０００５】
薄膜型磁気記録媒体の電磁変換特性をさらに向上させ、より大きな出力を得られるようにするため、薄膜型磁気記録媒体に磁性層を形成する前に、強磁性金属材料を非磁性支持体に対し斜めに入射させて被着させる、いわゆる真空斜方蒸着法が提案されている。
【０００６】
真空蒸着法によって磁性層が形成される蒸着型の磁気テープ（蒸着テープ）は、生産効率が高いだけでなく、特性も安定している。このことから、蒸着テープはハイバンド８ｍｍ用テープ、民生用デジタルビデオ用テープ、あるいはコンピューターデータ記録用テープ（例えばＡＩＴやＭａｍｍｏｔｈ）として、すでに実用化されている。
【０００７】
斜方蒸着テープにおいて、磁性粒子は複数の柱状の集合体（カラム）を構成し、このようなカラムが非磁性支持体上に並べられた構造となることが知られている。一般に、このような磁性層の構造は、カラム構造と呼ばれている。従来、カラム構造としては、磁性粒子と非磁性粒子がランダムに集合し、一つのカラムを形成するものが知られていた。磁性粒子と非磁性粒子がランダムに集合したカラムにおいて、磁性粒子の粒径は一般に１０ｎｍ程度である。
【０００８】
例えば、磁性層としてＣｏ−Ｏ薄膜を形成する場合、磁性粒子はＣｏ粒子であり、非磁性粒子は酸素含有量が高いＣｏＯ粒子である。ＣｏＯは反強磁性体で、ネール温度が約３００Ｋであることが知られている。ネール温度が室温に極めて近いため、Ｃｏの磁気異方性に大きな影響を及ぼすことはない。
【０００９】
このような磁性粒子と非磁性粒子は、電子線回折や透過型電子顕微鏡を用いた高分解能観察により識別できる。また、これらの手法と元素マッピングの手法とを組み合わせて、これらの粒子から形成される微細構造を解析することも可能である。ここで、元素マッピングの手法としてはエネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）やエネルギーフィルター法が挙げられる（第２４回日本応用磁気学会学術講演概要集(2000)(12pA-14, p.22）、金属学会誌 第６５巻 第５号(2001) 349-355「ＴＥＭとＥＥＬＳを用いたＣｏ−ＣｏＯ斜方蒸着テープの微細構造評価」）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
高密度記録を達成するためには、さらなる高再生出力、低ノイズ媒体が必要とされている。斜方蒸着テープにおいて、これらの要求を満たすためには、磁気記録媒体の磁性粒子の粒径および形状と、カラム形状を適切に制御する必要がある。
【００１１】
電磁変換特性Ｓ／Ｎは、磁性粒子の粒径を小さくして粒径のばらつきを小さくすることにより向上する。しかしながら、磁性粒子の粒径が小さく粒径のばらつきも小さい磁性層を形成できる方法については、現在のところ明らかとなっていない。
【００１２】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、したがって本発明は、カラム構造を構成する磁性粒子の粒径や粒径のばらつきを制御できる磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、金属磁性材料を気化し、金属蒸気を酸素の存在下で非磁性支持体上に堆積させて、磁性粒子の集合体である複数のカラムと、前記カラム間を互いに分離する非磁性粒子とを含む磁性層を形成する工程を有する磁気記録媒体の製造方法であって、前記磁性層を形成する工程において、前記金属蒸気の前記非磁性支持体表面に対する最小入射角を４５°以上６０°以下の範囲内とし、前記非磁性支持体上の前記金属蒸気が入射する部分における前記磁性層の平均堆積速度である成膜レートを０．５μｍ／ｓ以上とし、前記磁性粒子の平均粒径を１０ｎｍ以下とし、前記カラムの径を１５ｎｍ以下とすることを特徴とする。
【００１４】
好適には、前記磁性粒子は前記カラムの長手方向に結晶配向し、前記磁性粒子の粒径は、前記磁性粒子が超常磁性を示さない範囲で、ほぼ最小の粒径である。好適には、前記金属蒸気を酸素の存在下で前記非磁性支持体上に堆積させ、前記磁性層を前記金属磁性材料の部分酸化膜とする。
【００１５】
好適には、前記磁性粒子はＣｏ粒子であり、前記非磁性粒子はＣｏＯ粒子である。好適には、前記金属蒸気が通過する開口部が設けられた少なくとも一つのマスクを用いて、前記入射角の制御を行う。さらに好適には、前記入射角の最小入射角はほぼ４５°である。
好適には、前記成膜レートをほぼ０．５μｍ／ｓ以上とする。さらに好適には、前記成膜レートをほぼ１．０μｍ／ｓ以上とする。
【００１６】
好適には、複数の磁性層を積層する。
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、好適には、前記磁性層上に保護膜を形成する工程をさらに有する。好適には、前記保護膜を形成する工程は、塗料の塗布および乾燥工程を含む。
【００１７】
これにより、カラム構造を構成する磁性粒子の粒径およびそのばらつきを小さくすることが可能となる。したがって、磁気記録媒体の磁気特性および電磁変換特性が向上する。本発明の磁気記録媒体の製造方法によれば、高記録密度化に対応できる高出力・低ノイズの磁気記録媒体を製造することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の磁気記録媒体の製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態の磁気記録媒体の製造方法により製造される磁気記録媒体の断面図である。図１に示すように、非磁性支持体１上に磁性層２が形成されている。磁性層２の上層に保護膜３が形成されている。
【００１９】
磁性層２はカラム４を構成する強磁性粒子と、強磁性粒子からなるカラム４を互いに隔てる非磁性粒子とから構成される。カラム４は強磁性粒子が連なった構造を有する。一つのカラム４の径は１５ｎｍ程度以下、好適には５〜１０ｎｍ程度である。
【００２０】
記録密度を上げ、かつ低ノイズ化するためには、強磁性粒子の平均粒径が１０ｎｍ以下、好適には３〜６ｎｍ程度であることが好ましい。強磁性粒子をさらに微細化すると、超常磁性を示すようになり、残留磁化がなくなる。強磁性粒子が超常磁性を示す粒径は、磁気異方性を用いて理論的に計算することが可能である。例えばＣｏ粒子の場合には、粒径がほぼ２．６ｎｍ以下になると超常磁性を示すようになり、磁気記録を行うことはできなくなる。
【００２１】
また、真空斜方蒸着法により磁性層２が形成される間、気体状となった金属磁性材料は常に一定の入射角で非磁性支持体１に到達するわけではなく、入射角が変化しながら磁性層が堆積する。したがって、強磁性粒子が連なったカラムは直線状ではなく、わずかに曲がった形状となるが、カラム内の強磁性粒子のｃ軸方向のばらつきが２０°以内となるように、強磁性粒子を結晶配向させることが望ましい。
【００２２】
磁気記録媒体の記録信号をＡＭＲヘッドで再生する場合には、磁性層２の残留磁化Ｍｒと膜厚δとの積Ｍｒ・δの値を７〜２５ｍＡとすることが望ましい。ＧＭＲヘッドで再生する場合には、Ｍｒ・δの値を３〜１５ｍＡとすることが望ましい。
磁性層２の膜厚δは、磁気記録媒体の記録信号をＡＭＲヘッドで再生する場合は１２０ｎｍ以下、さらに好適には５０〜８０ｎｍとする。ＧＭＲヘッドで再生する場合は、膜厚δを８０ｎｍ以下、好適には２０〜４０ｎｍとする。
【００２３】
図１に示す磁気記録媒体の非磁性支持体１の材料としては、ポリエステル類、ポリオレフィン類、セルロース誘導体、ビニル系樹脂、ポリイミド類、ポリアミド類、ポリカーボネート等に代表されるような高分子材料が用いられる。
また、磁性層２を構成する金属磁性材料としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の強磁性金属やＣｏ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｃｏ−Ｐｔ系合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｂ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｂ系合金等や、Ｃｏ−Ｃｒ系合金等が挙げられる。
【００２４】
なお、これらの金属磁性材料を蒸着源として斜方蒸着法により磁性層２を形成する場合には、蒸着雰囲気に酸素ガスを導入し、磁性層を例えばＣｏ−Ｏ薄膜、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｏ薄膜等の酸素含有膜としてもよい。これにより、磁性層の結晶粒子が微細化し、媒体ノイズが低減される。
酸素ガスは酸素ガス導入管から蒸着雰囲気に導入される。酸素ガス導入管を設置する位置や方向を調整することによっても、磁性層の磁性粒子の粒径およびそのばらつきを小さくすることができる。
【００２５】
図示しないが、非磁性支持体１と磁性層２との間には、適当なバリア層を設けてもよい。バリア層としては例えばＣｒ薄膜やＳｉＯ2 膜等、非磁性材料からなる層が用いられる。
また、磁性層２の上層には保護膜３や、潤滑剤を含有する潤滑層等を形成してもよい。保護膜３の材料としてはグラファイト、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、ダイヤモンド等のカーボンや、ＳｉＯ2 等を用いることができるが、薄膜での強度の観点からカーボンが好ましい。
【００２６】
図２は、図１に示す磁気記録媒体の磁性層２の断面を模式的に示す図である。磁気記録媒体の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した。得られた高分解能像にフーリエ変換による画像処理を行い、磁性粒子（Ｃｏ）と非磁性粒子（ＣｏＯ）を分離したところ、図２に示すようなカラム構造が観察された。
【００２７】
図２に示すように、磁性粒子５がほぼ一列に並んでいて、それらを非磁性粒子６が分離している。磁性粒子５の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度である。また、磁性粒子５により構成されるカラムの径７は５〜８ｎｍである。
【００２８】
図３は、本実施形態の磁気記録媒体の製造方法において、磁性層の形成に用いられる蒸着装置の概略図である。図３に示すように、非磁性支持体１は供給リール１１から供給され、クーリングドラム１２上で非磁性支持体１に磁性層が斜方蒸着される。クーリングドラム１２は、例えば−２０℃程度に冷却されている。磁性層が蒸着された非磁性支持体１は、巻き取りリール１３によって巻き取られる。
【００２９】
ルツボ１４内の蒸着源１５に電子銃（不図示）から電子ビームＥＢを照射して、蒸着源１５を蒸発させる。蒸着源１５としては、前述した各種金属磁性材料が用いられる。これらの金属磁性材料が気化し、マスク１６の開口部を通過して、クーリングドラム１２上の非磁性支持体１に堆積する。
【００３０】
マスク１６が設けられていることにより、非磁性支持体１に対して所定の入射角で金属磁性材料が入射する。図３は最小入射角θminが４５°、最大入射角θmaxが９０°となるようにマスク１６が配置された例を示す。本実施形態の磁気記録媒体の製造方法によれば、好適には、最小入射角θminが４５°以上６０°以下となるようにマスク１６が配置される。これにより、非磁性支持体１上に堆積する磁性粒子の粒径およびそのばらつきを小さくすることができる。
【００３１】
蒸発した金属磁性材料のうち、非磁性支持体１に対する入射角が所定の範囲外となるものは、マスク１６の蒸着源１５側の面に堆積する。また、必要に応じて蒸着源１５とクーリングドラム１２との間に複数のマスクが設けられることもある。
【００３２】
蒸着装置内には、供給リール１１や巻き取りリール１３が設置される５×１０-1〜１×１０-2Ｐａ程度の部分と、さらに減圧される蒸着雰囲気１７とを遮断するため、例えば金属製の隔壁１８が設けられる。蒸着雰囲気１７は、図示しない真空ポンプにより、例えば１×１０-1〜１×１０-3Ｐａ程度に減圧される。
【００３３】
本発明の磁気記録媒体の製造方法において、非磁性支持体１はクーリングドラム１２の回転に伴い、一定の速度で蒸着雰囲気１７を通過する。非磁性支持体１の走行速度をテープライン速度とする。
【００３４】
図３に示すように斜方蒸着を行った場合、クーリングドラム１２の回転に伴って、非磁性支持体１上の任意の１点に対する入射角は変化する。また、マスク１６の開口部を通過した金属蒸気の密度にも分布が生じる。したがって、非磁性支持体１上の任意の１点が蒸着雰囲気１７を通過する間、磁性層の堆積速度は変動する。
【００３５】
そこで、非磁性支持体１上の任意の１点に対する蒸着が開始してから、蒸着が終了するまでの成膜レートを平均化したものを、成膜レートとした。これは、非磁性支持体１上の任意の１点に対して蒸着が行われる時間で、磁性層の膜厚を割ったものに等しい。非磁性支持体１上の任意の１点に対して蒸着が行われる時間は、テープライン速度と、マスク１６およびその開口部の配置によって決定される。成膜レートを変化させる場合は、電子ビームＥＢのパワーを変化させる。
【００３６】
本実施形態の磁気記録媒体の製造方法によれば、磁性層の成膜レートは０．５μｍ／ｓ以上、さらに好適には１．０μｍ／ｓ以上とすることが望ましい。成膜レートを高くする場合、テープライン速度と酸素導入量も高くすることが望ましい。成膜レートは電子ビームのパワーに依存するため、電子ビームのパワーを最大にしたときの成膜レートが、成膜レートの上限となる。
【００３７】
以下、本実施形態の磁気記録媒体の製造方法を、実験例１〜１３に基づいて説明する。
（実験例１）
図１に示す磁気テープを以下の条件で作製した。非磁性支持体１として高分子フィルムを用い、高分子フィルム上に斜方蒸着によりＣｏ−Ｏ系の磁性層２を形成した。磁性層２の膜厚は８０ｎｍとした。
【００３８】
磁性層２の斜方蒸着は、テープライン速度を３０ｍ／ｍｉｎとし、酸素導入量を０．３ｓｌｍとし、蒸着時の蒸着雰囲気の真空度を７．０×１０-2Ｐａとして行った。蒸着時の蒸着雰囲気の真空度は以下の実験例で全て共通とした。磁性層２の成膜レートは０．３μｍ／ｓとした。
その後、カーボンブラックを結合剤中に分散させた塗料を、磁性層２上に塗布し、保護膜３を形成した。保護膜３は以下の実験例で全て同様に形成した。
【００３９】
実験例１の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図４に示すようなカラム構造が確認された。実験例１のカラム構造は、図２に示す磁性粒子がほぼ一列に並んだカラム構造とは異なった。
実験例１の場合、図４に示すように、磁性粒子２１と非磁性粒子２２とのランダムな集合体によりカラム構造が形成され、磁性粒子２１の繋がりは見られなかった。磁性粒子２１の粒径は５〜８ｎｍの間に分布していた。カラムの径２３は２０〜３０ｎｍであり、図２に示すカラム構造に比較して明らかに太かった。
【００４０】
実験例１の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが３００ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが１７．３ｍＡ、保磁力Ｈｃが１００ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、記録波長を０．５μｍとしてＡＭＲヘッドで再生した場合の再生出力とＳ／Ｎ比に基づいて評価した。実験例１の再生出力およびＳ／Ｎ比は、実験例２〜７の再生出力およびＳ／Ｎ比の基準としたため、ともに０ｄＢである。
【００４１】
（実験例２）
磁性層２の成膜レートを０．５μｍ／ｓ、テープライン速度を５０ｍ／ｍｉｎとしたことを除き、実験例１と同様に磁気テープを作製した。但し、実験例１では蒸着雰囲気への酸素の導入を１箇所から行ったが、実験例２〜７では蒸着雰囲気に２箇所から酸素を導入した。実験例２のトータル酸素導入量は０．５ｓｌｍとした。
【００４２】
実験例２の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図５に示すようなカラム構造が確認された。磁性層のほぼ中央より下層側（非磁性支持体に近い側）の部分Ａでは、磁性粒子２４が一列に並ばずに集合体を形成し、それらを非磁性粒子２５が分離している。
【００４３】
磁性層の下層側の部分Ａでは、磁性粒子２４の平均粒径が８ｎｍであり、長さ２０ｎｍの磁性粒子２４も見られた。磁性層の下層側の部分Ａでは、磁性層の上層側（保護膜に近い側）の部分Ｂに比較して、磁性粒子２４の平均粒径が大きかった。また、下層側の部分Ａではカラムの径２６がほぼ１５ｎｍであり、上層側の部分Ｂでのカラムの径に比較して太かった。
一方、上層側の部分Ｂでは、磁性粒子２４の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度であった。また、磁性粒子２４により構成されるカラムの径は５〜８ｎｍであった。
【００４４】
実験例２の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが３０３ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが１８．４ｍＡ、保磁力Ｈｃが１２０ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、実験例１を基準にして再生出力が＋１．５ｄＢ、Ｓ／Ｎ比が＋１．３ｄＢであった。
【００４５】
（実験例３）
斜方蒸着を行う際のテープライン速度を８０ｍ／ｍｉｎとし、酸素導入量を０．８ｓｌｍとし、磁性層２の成膜レートを０．８μｍ／ｓとしたことを除き、実験例２と同様に磁気テープを作製した。
【００４６】
実験例３の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図５に示すようなカラム構造が確認された。磁性層のほぼ中央より下層側（非磁性支持体に近い側）の部分Ａでは、磁性粒子２４が一列に並ばずに集合体を形成し、それらを非磁性粒子２５が分離している。
【００４７】
磁性層の下層側の部分Ａでは、磁性粒子２４の平均粒径が８ｎｍであり、長さ２０ｎｍの磁性粒子２４も見られた。磁性層の下層側の部分Ａでは、磁性層の上層側の部分Ｂに比較して、磁性粒子２４の平均粒径が大きかった。また、下層側の部分Ａではカラムの径２６がほぼ１５ｎｍであり、上層側の部分Ｂでのカラムの径に比較して太かった。
一方、上層側の部分Ｂでは、磁性粒子２４の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度であった。また、磁性粒子２４により構成されるカラムの径は５〜８ｎｍであった。
【００４８】
実験例３の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが３１８ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが１９．９ｍＡ、保磁力Ｈｃが１２５ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、実験例１を基準にして再生出力が＋３．０ｄＢ、Ｓ／Ｎ比が＋２．２ｄＢであった。
【００４９】
（実験例４）
斜方蒸着を行う際のテープライン速度を１００ｍ／ｍｉｎとし、酸素導入量を１．０ｓｌｍとし、磁性層２の成膜レートを１．０μｍ／ｓとしたことを除き、実験例２と同様に磁気テープを作製した。
【００５０】
実験例４の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図２に示すようなカラム構造が確認された。磁性粒子５の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度であった。また、磁性粒子５により構成されるカラムの径７は５〜８ｎｍであった。
【００５１】
実験例４の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが３１８ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが２０．４ｍＡ、保磁力Ｈｃが１３２ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、実験例１を基準にして再生出力が＋３．５ｄＢ、Ｓ／Ｎ比が＋２．８ｄＢであった。
【００５２】
（実験例５）
斜方蒸着を行う際のテープライン速度を１２０ｍ／ｍｉｎとし、酸素導入量を１．２ｓｌｍとし、磁性層２の成膜レートを１．２μｍ／ｓとしたことを除き、実験例２と同様に磁気テープを作製した。
【００５３】
実験例５の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図２に示すようなカラム構造が確認された。磁性粒子５の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度であった。また、磁性粒子５により構成されるカラムの径７は５〜８ｎｍであった。
【００５４】
実験例５の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが３２６ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが２１．７ｍＡ、保磁力Ｈｃが１４５ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、実験例１を基準にして再生出力が＋３．８ｄＢ、Ｓ／Ｎ比が＋３．０ｄＢであった。
【００５５】
（実験例６）
斜方蒸着を行う際のテープライン速度を１５０ｍ／ｍｉｎとし、酸素導入量を１．５ｓｌｍとし、磁性層２の成膜レートを１．５μｍ／ｓとしたことを除き、実験例２と同様に磁気テープを作製した。
【００５６】
実験例６の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図２に示すようなカラム構造が確認された。磁性粒子５の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度であった。また、磁性粒子５により構成されるカラムの径７は５〜８ｎｍであった。
【００５７】
実験例６の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが３３４ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが２２．７ｍＡ、保磁力Ｈｃが１４５ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、実験例１を基準にして再生出力が＋４．０ｄＢ、Ｓ／Ｎ比が＋３．１ｄＢであった。
【００５８】
（実験例７）
図６は、実験例７で作製した磁気テープの断面図である。図６に示すように、非磁性支持体１上に下層磁性層２ａと上層磁性層２ｂが順に積層されている。上層磁性層２ｂの上層に保護膜３が形成されている。
【００５９】
下層磁性層２ａと上層磁性層２ｂは、それぞれカラム４を構成する強磁性粒子と、カラム４を互いに隔てる非磁性粒子とから構成される。カラム４は強磁性粒子が連なった構造を有する。一つのカラム４の径は１５ｎｍ程度以下、好適には５〜１０ｎｍ程度である。
【００６０】
図６に示す磁気テープを以下の条件で作製した。非磁性支持体１として高分子フィルムを用い、高分子フィルム上に斜方蒸着によりＣｏ−Ｏ系の下層磁性層２ａを形成した。下層磁性層２ａの膜厚は４０ｎｍとした。
下層磁性層２ａの斜方蒸着は、テープライン速度を１００ｍ／ｍｉｎとし、酸素導入量を１．０ｓｌｍとして行った。下層磁性層２ａの成膜レートは１．０μｍ／ｓとした。
【００６１】
次に、再び斜方蒸着を行って下層磁性層２ａ上に上層磁性層２ｂを形成した。上層磁性層２ｂの膜厚は４０ｎｍとした。
このとき、図３に示す蒸着装置において、非磁性支持体１を再度、供給リール１１から供給し、下層磁性層２ａを形成するときと同じ方向から、金属蒸気を蒸着させた。テープライン速度、酸素導入量および成膜レートは下層磁性層２ａの場合と同様にした。
その後、カーボンブラックを結合剤中に分散させた塗料を、磁性層２上に塗布し、保護膜３を形成した。保護膜３は以下の実験例で全て同様に形成した。
【００６２】
実験例７の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図７に示すように、下層磁性層２ａと上層磁性層２ｂで同様なカラム構造が確認された。各磁性層２ａ、２ｂにおいて磁性粒子２７がほぼ一列に並んでいて、それらを非磁性粒子２８が分離している。磁性粒子２７の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度であった。また、磁性粒子２７により構成されるカラムの径２９は５〜８ｎｍであった。
【００６３】
実験例７の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが３３４ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが２１．９ｍＡ、保磁力Ｈｃが１５０ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、実験例１を基準にして再生出力が＋４．２ｄＢ、Ｓ／Ｎ比が＋３．２ｄＢであった。
【００６４】
（実験例８）
磁性層の膜厚を４０ｎｍ、テープライン速度を６０ｍ／ｍｉｎとしたことを除き、実験例１と同様に磁気テープを作製した。実験例８〜１３のテープライン速度は、実験例１〜６のテープライン速度の各２倍とした。
実験例８の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図４に示すようなカラム構造が確認された。図４に示すように、磁性粒子２１と非磁性粒子２２とのランダムな集合体によりカラム構造が形成され、磁性粒子２１の繋がりは見られなかった。磁性粒子２１の粒径は５〜８ｎｍの間に分布していた。カラムの径２３は２０〜３０ｎｍであり、図２に示すカラム構造に比較して明らかに太かった。
【００６５】
実験例８の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが２８５ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが８．６ｍＡ、保磁力Ｈｃが８５ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、記録波長を０．５μｍとしてＧＭＲヘッドで再生した場合の再生出力とＳ／Ｎ比に基づいて評価した。実験例８の再生出力およびＳ／Ｎ比は、実験例９〜１３の再生出力およびＳ／Ｎ比の基準としたため、ともに０ｄＢである。
【００６６】
（実験例９）
磁性層の膜厚を４０ｎｍ、テープライン速度を１００ｍ／ｍｉｎとしたことを除き、実験例２と同様に磁気テープを作製した。
実験例９の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図５に示すようなカラム構造が確認された。磁性層のほぼ中央より下層側の部分Ａでは、磁性粒子２４が一列に並ばずに集合体を形成し、それらを非磁性粒子２５が分離している。
【００６７】
磁性層の下層側の部分Ａでは、磁性粒子２４の平均粒径が８ｎｍであり、長さ２０ｎｍの磁性粒子２４も見られた。磁性層の下層側の部分Ａでは、磁性層の上層側の部分Ｂに比較して、磁性粒子２４の平均粒径が大きかった。また、下層側の部分Ａではカラムの径２６がほぼ１５ｎｍであり、上層側の部分Ｂでのカラムの径に比較して太かった。
一方、上層側の部分Ｂでは、磁性粒子２４の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度であった。また、磁性粒子２４により構成されるカラムの径は５〜８ｎｍであった。
【００６８】
実験例９の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが２８７ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが８．９ｍＡ、保磁力Ｈｃが１０４ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、実験例８を基準にして再生出力が＋１．４ｄＢ、Ｓ／Ｎ比が＋１．５ｄＢであった。
【００６９】
（実験例１０）
磁性層の膜厚を４０ｎｍ、テープライン速度を１６０ｍ／ｍｉｎとしたことを除き、実験例３と同様に磁気テープを作製した。
実験例１０の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図５に示すようなカラム構造が確認された。磁性層のほぼ中央より下層側の部分Ａでは、磁性粒子２４が一列に並ばずに集合体を形成し、それらを非磁性粒子２５が分離している。
【００７０】
磁性層の下層側の部分Ａでは、磁性粒子２４の平均粒径が８ｎｍであり、長さ２０ｎｍの磁性粒子２４も見られた。磁性層の下層側の部分Ａでは、磁性層の上層側の部分Ｂに比較して、磁性粒子２４の平均粒径が大きかった。また、下層側の部分Ａではカラムの径２６がほぼ１５ｎｍであり、上層側の部分Ｂでのカラムの径に比較して太かった。
一方、上層側の部分Ｂでは、磁性粒子２４の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度であった。また、磁性粒子２４により構成されるカラムの径は５〜８ｎｍであった。
【００７１】
実験例１０の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが３０５ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが９．８ｍＡ、保磁力Ｈｃが１１２ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、実験例８を基準にして再生出力が＋３．０ｄＢ、Ｓ／Ｎ比が＋２．５ｄＢであった。
【００７２】
（実験例１１）
磁性層の膜厚を４０ｎｍ、テープライン速度を２００ｍ／ｍｉｎとしたことを除き、実験例４と同様に磁気テープを作製した。
実験例１１の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図２に示すようなカラム構造が確認された。磁性粒子５の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度であった。また、磁性粒子５により構成されるカラムの径７は５〜８ｎｍであった。
【００７３】
実験例１１の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが３０７ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが９．９ｍＡ、保磁力Ｈｃが１１６ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、実験例８を基準にして再生出力が＋３．５ｄＢ、Ｓ／Ｎ比が＋２．９ｄＢであった。
【００７４】
（実験例１２）
磁性層の膜厚を４０ｎｍ、テープライン速度を２４０ｍ／ｍｉｎとしたことを除き、実験例５と同様に磁気テープを作製した。
実験例１２の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図２に示すようなカラム構造が確認された。磁性粒子５の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度であった。また、磁性粒子５により構成されるカラムの径７は５〜８ｎｍであった。
【００７５】
実験例１２の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが３１１ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが１０．３ｍＡ、保磁力Ｈｃが１３１ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、実験例８を基準にして再生出力が＋３．７ｄＢ、Ｓ／Ｎ比が＋３．１ｄＢであった。
【００７６】
（実験例１３）
磁性層の膜厚を４０ｎｍ、テープライン速度を３００ｍ／ｍｉｎとしたことを除き、実験例６と同様に磁気テープを作製した。
実験例１３の断面試料をミクロトーム法により作製し、透過型電子顕微鏡で観察した結果、図２に示すようなカラム構造が確認された。磁性粒子５の粒径は３〜７ｎｍの間に分布し、平均粒径は５ｎｍ程度であった。また、磁性粒子５により構成されるカラムの径７は５〜８ｎｍであった。
【００７７】
実験例１３の磁気テープの磁気特性は、飽和磁化Ｍｓが３１６ｋＡ／ｍ、残留磁化Ｍｒと膜厚δの積Ｍｒ・δが１０．７ｍＡ、保磁力Ｈｃが１３２ｋＡ／ｍであった。
電磁変換特性は、実験例８を基準にして再生出力が＋３．９ｄＢ、Ｓ／Ｎ比が＋３．２ｄＢであった。
【００７８】
以上の実験例１〜１３について、磁性層の成膜条件、磁気特性、電磁変換特性および磁性粒子の平均粒径を表１にまとめた。
【００７９】
【表１】
まず、単層の磁性層が膜厚８０ｎｍで形成される実験例１〜６を比較する。カラム構造については、成膜レートが０．３μｍ／ｓのとき（実験例１）、図４に示すように磁性粒子と非磁性粒子がランダムに集合したカラム構造となる。それに対し、成膜レートが０．５μｍ／ｓ以上になると（実験例２〜６）、図２および図５に示すように磁性粒子が連なったカラム構造が得られている。
【００８１】
成膜レートが０．５μｍ／ｓ以上の実験例の中でも、成膜レートが相対的に低いとき（実験例２および実験例３）では、図５に示すようにカラム全体が一様に細くならず、磁性粒子の粒径のばらつきが見られる。
それに対し、成膜レートをさらに上げたとき（実験例４〜６）は、図２に示すように磁性粒子がほぼ一列に並び、磁性粒子の粒径のばらつきが抑制される。
【００８２】
磁気特性については、実験例１〜６の順に成膜レートが上がると、それに伴って飽和磁化Ｍｓ、残留磁化Ｍｒと膜厚δとの積Ｍｒ・δおよび保磁力Ｈｃが高くなる。
また、電磁変換特性についても、実験例１〜６の順に成膜レートが上がると、それに伴って再生出力とＳ／Ｎ比が高くなる。
【００８３】
なお、電子ビームのパワーの制約から、成膜レートを１．５μｍ／ｓより高くすることは出来なかった。
以上のように、成膜レートを０．５μｍ／ｓ以上、好適には１．０μｍ／ｓ以上とすることにより、磁性層の磁性粒子の粒径およびそのばらつきを小さくし、磁気記録媒体の磁気特性および電磁変換特性を高くすることができる。
【００８４】
次に、磁性層が単層の場合と２層構造の場合とを比較する。実験例４では、成膜レートを１．０μｍ／ｓとして、膜厚８０ｎｍの単層の磁性層を形成した。一方、実験例７では、成膜レートを１．０μｍ／ｓとして、膜厚５０ｎｍの磁性層を２層積層し、膜厚の合計を８０ｎｍとした。
【００８５】
実験例４と実験例７を比較すると、磁気特性については、飽和磁化Ｍｓ、残留磁化Ｍｒと膜厚δとの積Ｍｒ・δおよび保磁力Ｈｃが全て実験例７で高くなっている。また、電磁変換特性については、再生出力とＳ／Ｎ比がともに実験例７で高くなっている。
【００８６】
以上のように、磁性層を２層構造とすることにより、磁気記録媒体の磁気特性および電磁変換特性を高くすることができる。また、磁性層を２層構造とした場合にも、磁性層が単層の場合と同様に、成膜レートを高くすると磁気記録媒体の磁気特性および電磁変換特性が向上する。
【００８７】
次に、単層の磁性層が膜厚４０ｎｍで形成される実験例８〜１３を比較する。磁性層の膜厚が８０ｎｍの場合（実験例１〜６）と同様に、カラム構造については、成膜レートが０．３μｍ／ｓのとき（実験例８）、図４に示すように磁性粒子と非磁性粒子がランダムに集合したカラム構造となる。それに対し、成膜レートが０．５μｍ／ｓ以上になると（実験例９〜１３）、図２および図５に示すように磁性粒子が連なったカラム構造が得られている。
【００８８】
成膜レートが０．５μｍ／ｓ以上の実験例の中でも、成膜レートが相対的に低いとき（実験例９および実験例１０）では、図５に示すようにカラム全体が一様に細くならず、磁性粒子の粒径のばらつきが見られる。
それに対し、成膜レートをさらに上げたとき（実験例１１〜１３）は、図２に示すように磁性粒子がほぼ一列に並び、磁性粒子の粒径のばらつきが抑制される。
【００８９】
磁気特性については、実験例８〜１３の順に成膜レートが上がると、それに伴って飽和磁化Ｍｓ、残留磁化Ｍｒと膜厚δとの積Ｍｒ・δおよび保磁力Ｈｃが高くなる。
また、電磁変換特性についても、実験例８〜１３の順に成膜レートが上がると、それに伴って再生出力とＳ／Ｎ比が高くなる。
【００９０】
なお、電子ビームのパワーの制約から、成膜レートを１．５μｍ／ｓより高くすることは出来なかった。
以上のように、成膜レートを０．５μｍ／ｓ以上、好適には１．０μｍ／ｓ以上とすることにより、磁性層の磁性粒子の粒径およびそのばらつきを小さくし、磁気記録媒体の磁気特性および電磁変換特性を高くすることができる。
【００９１】
上記の本発明の実施形態の磁気記録媒体の製造方法によれば、金属蒸気の非磁性支持体への入射角を一定の範囲内に制御し、かつ磁性層の成膜レートを高くすることにより、磁性粒子の粒径およびそのばらつきを小さくし、磁性粒子が連なったカラム構造を形成することが可能となる。
これにより、金属磁性薄膜型の磁気記録媒体の磁気特性および電磁変換特性を高くすることが可能となる。したがって、Ｍｒ・δの値（〔００２２〕参照）に応じて、特にＡＭＲおよびＧＭＲヘッドでの再生に適した高出力・低ノイズの磁気テープが得られる。
【００９２】
本発明の磁気記録媒体の製造方法の実施形態は、上記の説明に限定されない。例えば、ＡＭＲヘッドおよびＧＭＲヘッド以外のヘッドを用いて再生が行われる磁気記録媒体の製造に、本発明を適用することもできる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００９３】
【発明の効果】
本発明の磁気記録媒体の製造方法によれば、カラム構造を構成する磁性粒子の粒径や粒径のばらつきを小さくし、磁気特性および電磁変換特性の高い磁気記録媒体を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の磁気記録媒体の製造方法により製造される磁気記録媒体の断面図である。
【図２】図２は図１の磁気記録媒体の磁性層の断面を模式的に示す図である。
【図３】図３は本発明の磁気記録媒体の製造方法に用いることができる蒸着装置の概略図である。
【図４】図４は本発明の実施形態に係り、比較例（実験例１および８）の磁気記録媒体の磁性層の断面を模式的に示す図である。
【図５】図５は図１の磁気記録媒体の磁性層の断面を模式的に示す図である。
【図６】図６は本発明の磁気記録媒体の製造方法により製造される磁気記録媒体の断面図である。
【図７】図７は図６の磁気記録媒体の磁性層の断面を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１…非磁性支持体、２…磁性層、３…保護膜、４…カラム、５、２１、２４、２７…磁性粒子、６、２２、２５、２８…非磁性粒子、７、２３、２６、２９…カラム径、１１…供給リール、１２…クーリングドラム、１３…巻き取りリール、１４…ルツボ、１５…蒸着源、１６…マスク、１７…蒸着雰囲気、１８…隔壁。
Claims (6)
- 金属磁性材料を気化し、金属蒸気を酸素の存在下で非磁性支持体上に堆積させて、磁性粒子の集合体である複数のカラムと、前記カラム間を互いに分離する非磁性粒子とを含む磁性層を形成する工程を有する磁気記録媒体の製造方法であって、
前記磁性層を形成する工程において、前記金属蒸気の前記非磁性支持体表面に対する最小入射角を４５°以上６０°以下の範囲内とし、
前記非磁性支持体上の前記金属蒸気が入射する部分における前記磁性層の平均堆積速度である成膜レートを０．５μｍ／ｓ以上とし、
前記磁性粒子の平均粒径を１０ｎｍ以下とし、前記カラムの径を１５ｎｍ以下とする
磁気記録媒体の製造方法。 - 前記磁性粒子は前記カラムの長手方向に結晶配向し、前記磁性粒子の粒径は、前記磁性粒子が超常磁性を示さない範囲で、ほぼ最小の粒径である
請求項１記載の磁気記録媒体の製造方法。 - 前記磁性粒子はＣｏ粒子であり、前記非磁性粒子はＣｏＯ粒子である
請求項２記載の磁気記録媒体の製造方法。 - 前記金属蒸気が通過する開口部が設けられた少なくとも一つのマスクを用いて、前記入射角の制御を行う
請求項３記載の磁気記録媒体の製造方法。 - 複数の磁性層を積層する
請求項１記載の磁気記録媒体の製造方法。 - 前記磁性層上に保護膜を形成する工程をさらに有する
請求項１記載の磁気記録媒体の製造方法。
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