JP6966160B2

JP6966160B2 - 磁気記録媒体及びその記録再生機構

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Publication number: JP6966160B2
Application number: JP2017025203A
Authority: JP
Inventors: 伸二川上; 真男藤田; 俊雄廣井; 義幸蒔田
Original assignee: Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 2017-02-14
Filing date: 2017-02-14
Publication date: 2021-11-10
Anticipated expiration: 2037-02-14
Also published as: JP2018133120A

Description

本発明は、電磁変換特性及び走行耐久性に優れた高容量磁気記録媒体、並びにその磁気記録媒体の記録再生機構に関する。

非磁性支持体上に磁性粉末と結合剤とを含有する磁性層が形成された塗布型の磁気記録媒体は、アナログ方式からデジタル方式への記録再生方式の移行に伴い、一層の記録密度の向上が要求されている。特に、高密度デジタルビデオテープやコンピュータバックアップテープ等においては、この要求が年々高まってきている。

このような記録密度の向上に伴い、記録波長が短波長化され、この短波長記録に対応するため、年々磁性粉末の微粒子化が図られており、現在では平均粒子径が２０ｎｍ程度の強磁性六方晶フェライト粉末を実現し、この磁性粉末を用いた磁気記録媒体が実用化されている(例えば、特許文献１)。

そして、上記強磁性六方晶フェライト粉末を用いた磁気記録媒体の記録密度を更に向上させるためには、強磁性六方晶フェライト粉末を更に微粒子化する必要がある。しかし、強磁性六方晶フェライト粉末を更に微細化することで、磁性粉末の粒子体積が小さくなり、熱揺らぎの影響を受けやすくなる問題がある。このため、微粒子化しても保磁力が高く、異方性エネルギーが大きい磁性体を用いて熱揺らぎを抑制することが必要となる。

このような状況において近年、磁気記録媒体用の新しい磁性材料として、ε−Ｆｅ₂Ｏ₃の研究が行われており、１５ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以下の平均粒子径でも強磁性の特性を有するε−Ｆｅ₂Ｏ₃の単相からなる酸化鉄ナノ磁性粒子粉が提案されている(例えば、特許文献２)。また、ε−Ｆｅ₂Ｏ₃を磁性粉末として用いた磁気記録媒体も提案されている(例えば、特許文献３、４)。

また、本発明に関連する先行技術文献としては、層厚さ測定方法に関する特許文献５、磁性層の表面の混合層の厚さについて規定した特許文献６、磁性層の表面に潤滑剤層を形成する方法に関する特許文献７、及びスペーシングの測定方法に関する特許文献８がある。

特開２０１５−９１７４７号公報特開２０１４−２２４０２７号公報特開２０１４−１４９８８６号公報特開２０１５−８２３２９号公報特開２００８−１２８６７２号公報特開２０１２−１３３８３７号公報特開２０１４−１５７６４４号公報特開２０１２−４３４９５号公報

このような磁気記録媒体の大容量化のための高記録密度化に伴い、磁性層の高トラック密度化が進んでいる。しかし、高トラック密度化に伴いトラック幅が縮小し、その結果、出力特性が低下すると共に、電磁変換特性も低下するという問題がある。

また、ε−酸化鉄は、高い保磁力を保持しながら平均粒子径を１５ｎｍ以下の微粒子とすることができるため、電磁変換特性を向上できるが、磁性体粒子が微粒子になると磁性層の強度が低下し、また、上記ε−酸化鉄粒子は通常球状であるため、磁性層が緻密構造となり、下塗層に含まれる潤滑剤が磁性層の外表面まで移動しにくくなり、その結果、磁性層の走行耐久性が低下するという問題がある。

本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、磁性体粒子としてε−酸化鉄粒子を用い、且つ高記録密度化に伴った高トラック密度化しても電磁変換特性及び走行耐久性に優れた磁気記録媒体を提供する。

本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体と、磁性体粒子を含む磁性層とを備える磁気記録媒体であって、前記磁性層に記録された信号の磁化の長さであって前記磁性層の幅方向の前記磁化の長さが、１μｍ以下であり、前記磁性体粒子は、平均粒子径が１５ｎｍ以下のε−酸化鉄からなり、前記磁性層の厚さ方向の角形比が、０．６５以上であり、前記磁性層の前記非磁性支持体側とは反対側の表面に形成される表面混合層の平均厚さをＬとすると、４ｎｍ≦Ｌ≦８ｎｍである。

本発明の磁気記録媒体の記録再生機構は、上記本発明の磁気記録媒体と、ＴＭＲヘッドとを含んでいる。

本発明の磁気記録媒体によれば、磁性体粒子として高い保磁力を有するε−酸化鉄微粒子を用い、且つ大容量化のための高記録密度化に伴った高トラック密度化によりトラック幅が縮小しても、電磁変換特性及び走行耐久性に優れた磁気記録媒体を提供できる。

図１Ａは磁気記録媒体の断面写真であり、図１Ｂは図１Ａに示した磁気記録媒体の断面の輝度曲線を示す図であり、図１Ｃは図１Ｂに示した輝度曲線の微分曲線を示す図である。図２は、磁気記録媒体の一例を示す模式断面図である。

（磁気記録媒体の実施形態）
本発明の磁気記録媒体の実施形態について説明する。

本実施形態の磁気記録媒体は、非磁性支持体と、磁性体粒子を含む磁性層とを備え、上記磁性層に記録された信号の磁化の長さであって上記磁性層の幅方向の上記磁化の長さが、１μｍ以下である。また、上記磁性体粒子は、平均粒子径が１５ｎｍ以下のε−酸化鉄からなり、上記磁性層の厚さ方向の角形比が、０．６５以上である。更に、上記磁性層の上記非磁性支持体側とは反対側の表面に形成される表面混合層の平均厚さをＬとすると、４ｎｍ≦Ｌ≦８ｎｍである。

上記磁性体粒子は、ε−酸化鉄からなるため、トラック幅を１μｍ以下とするために、上記磁性体粒子の平均粒子径を１５ｎｍ以下としても、磁性体粒子の保磁力が低下しない。上記ε−酸化鉄からなる磁性体粒子の平均粒子径は、１２ｎｍ以下がより好ましい。上記ε−酸化鉄からなる磁性体粒子の平均粒子径の下限値は、通常８ｎｍ程度である。平均粒子径が８ｎｍを下回るε−酸化鉄は、製造が容易ではないからである。

また、上記磁性層の厚さ方向の角形比を、０．６５以上とすることにより、記録磁化の分解能が向上するため、上記トラック幅を１μｍ以下としても、更に良好な電磁変換特性（ＳＮ特性）を得ることができる。上記角形比は０．７５以上がより好ましい。

更に、本実施形態の磁気記録媒体は、上記表面混合層の平均厚さＬが、４ｎｍ≦Ｌ≦８ｎｍに設定されているため、電磁変換特性及び走行耐久性に優れている。上記表面混合層の平均厚さＬは、７ｎｍ≦Ｌ≦８ｎｍであることがより好ましい。前述のとおり、上記ε−酸化鉄は、高い保磁力を保持しながら平均粒子径を１５ｎｍ以下の微粒子とすることができるが、微粒子になると磁性層の強度が低下し、また、上記ε−酸化鉄粒子は通常球状であるため、磁性層が緻密構造となり、下塗層に含まれる潤滑剤が磁性層の外表面まで移動しにくくなり、その結果、磁性層の走行耐久性が低下するという問題がある。しかし、上記表面混合層の平均厚さＬを４ｎｍ≦Ｌ≦８ｎｍに設定することにより、電磁変換特性及び走行耐久性を共に向上できる。

上記ε−酸化鉄は、通常、球状の粒子からなるが、球状の粒子に限定されず、略球状又は楕円体状であってもよい。

本実施形態の磁気記録媒体は、トンネル型磁気抵抗効果型ヘッド（ＴＭＲヘッド）で再生されることが好ましい。ＴＭＲヘッドは、感度が高く、微粒子のε−酸化鉄と組み合わせることにより、高いＳＮ比を得ることができるからである。

上記磁性層の厚さ方向の保磁力は、３０００エルステッド〔Ｏｅ〕以上であることが好ましい。上記保磁力を３０００エルステッド〔Ｏｅ〕以上にすることにより、高記録密度化における短波長記録領域においても、自己減磁損失が少なく高い再生出力が得られるからである。

また、上記磁性層の表面をｎ−ヘキサンで洗浄した後の上記磁性層の表面のスペーシングをＴＳＡ（ＴａｐｅＳｐａｃｉｎｇＡｎａｌｙｚｅｒ）で測定したとき、上記スペーシングの値は、５ｎｍ以上１２ｎｍ以下であることが好ましい。上記スペーシングの値が５ｎｍを下回ると、磁性層の表面が平滑になりすぎて、磁気ヘッドと磁性層との接触面積が大きくなり、摩擦係数が増大して、磁性層の耐久性が低下する傾向がある。一方、上記スペーシングの値が１２ｎｍを超えると、磁気ヘッドと磁性層表面との距離が大きくなりすぎて、記録再生特性が低下する傾向がある。上記スペーシングの値は、７ｎｍ以上１３ｎｍ以下がより好ましく、８ｎｍ以上１１ｎｍ以下が最も好ましい。

上記スペーシングの値の測定方法及びその制御方法は特に限定されないが、例えば、特開２０１２−４３４９５号公報（特許文献８）に記載の方法により行うことができる。

上記磁性層の平均厚さｔは、３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。上記磁性層の平均厚さを２００ｎｍ以下とすることにより、短波長記録特性を向上でき、上記磁性層の平均厚さを３０ｎｍ以上とすることにより、サーボ信号を記録することができる。本実施形態の磁性体粒子としてε−酸化鉄粒子を用いる場合、ε−酸化鉄粒子の飽和磁化量は、従来の強磁性六方晶フェライト粒子の飽和磁化量に比べて、１／２〜１／３と小さいため、記録波長が長いサーボ信号を記録する場合には、磁性層の平均厚さは３０ｎｍ以上とする必要がある。

上記サーボ信号を磁性層に記録しない場合には、上記磁性層の平均厚さは、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下が好ましい。上記磁性層の平均厚さを１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下としても、ＴＭＲヘッド等の高感度の磁気ヘッドを用いれば、データ信号の記録再生が可能である。

次に、本実施形態の磁気記録媒体の各層の厚さの測定方法を説明する。

本発明者らは、先に、人為的判断が入らず、条件により値が変わるなどの不正確さの無い、元素組成の異なる層を有する構造物における層厚さ測定方法を特開２００８−１２８６７２号公報（特許文献５）に提案している。本実施形態の磁気記録媒体の各層の厚さは、上記層厚さ測定方法に基づき下記方法（以下、「本実施形態の層厚さ測定方法」という。）で測定された厚さと定義する。

本実施形態の層厚さ測定方法は、先ず、測定する磁気記録媒体の磁性層の表面に厚さ約５０〜１００ｎｍのカーボン層をスパッタリングで形成し、更にその上に厚さ約５０〜１００ｎｍのＰｔ−Ｐｄ層をスパッタリングにより形成する。次に、カーボン層、Ｐｔ−Ｐｄ層、磁性層及び下塗層を含む試料の断面を集束イオンビーム（ＦＩＢ）装置により作製し、得られたこの断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にてＹＡＧ（ＹｔｔｒｉｕｍＡｌｕｍｉｎｕｍＧａｒｎｅｔ）検出器を用いて観察し、加速電圧を７ｋＶとしてその断面の反射電子（ＢＳＥ）像を得る。次に、この画像データをデジタル化して厚さ方向の画像輝度データを得て、この画像輝度データから輝度曲線を作成する。

上記デジタル化は、得られた断面画像（例えば、図１）をＸ軸方向（各層の厚さ方向）、Ｙ軸方向（各層の面方向）において所定数に分割するとともに、分割した各座標ポイントの画像輝度を所定数の階調値に変換する。具体的には、断面画像を写真として得た場合には、その写真画像をスキャナーで読み取ることによりデジタルデータ化し、例えば輝度を８ビットで処理することにより２５６階調（０〜２５５）のデータが得られる。本例の場合、Ｙ軸方向に２５６０に分割して輝度データを得ている。断面画像をＣＣＤ等の光電変換素子を経由して得る場合にもデジタルデータ化して、断面画像の各座標ポイントのデジタルデータが得られる。

次に、得られた輝度の二次元データの各Ｘ座標についてＹ座標方向に輝度値（例えば、２５６０個）を平均化して、図１Ｂで示したような、塗膜厚さ方向のＹ軸方向に平均した輝度曲線を得ることができる。

最後に、この輝度曲線を微分して微分曲線を作成し、この微分曲線のピーク位置から各層の境界を求め、このピーク間距離から、先ず磁性層の平均厚さｔを決定する。

また、本発明者らはその後検討を進め、この輝度曲線の形状と磁気記録媒体の電磁変換特性や走行耐久性とに相関が見られることを見出した。これについて図１を用いて説明する。

図１Ａは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて撮影した本実施形態の一例である磁気記録媒体の断面写真であり、図１Ｂは図１Ａに示した磁気記録媒体の断面の輝度曲線を示す図であり、図１Ｃは図１Ｂに示した輝度曲線の微分曲線を示す図である。本実施形態では、図１Ｃの微分曲線のピークＰ１とピークＰ２との間の距離を磁性層の平均厚さｔと定義する。また、本実施形態では、下塗層の平均輝度値を０とし、磁性層の最高輝度値を１００とした場合に、磁性層の下塗層側とは反対側の表面側の輝度値７０から３０までの平均厚さＬの領域を表面混合層と定義し、磁性層の下塗層側の輝度値７０から３０までの平均厚さＭの領域を界面混合層と定義する。これにより、表面混合層の平均厚さＬと界面混合層の平均厚さＭとが明確に測定可能となる。

磁性層と称している厚さｔの領域から、表面混合層及び界面混合層と重なっている領域を除いた領域が、ほぼ純粋な磁性層領域であって、これに対して表面混合層の領域は磁性層内部の成分に対して、潤滑剤、樹脂、フィラー、空隙等が多く偏在している領域と考えられ、界面混合層の領域は下塗層成分が混合してきている領域と考えられる。

本発明者らの検討によれば、表面混合層の平均厚さＬは走行耐久性及び電磁変換特性のＳ／Ｎ比と相関があり、界面混合層の平均厚さＭは電磁変換特性のＳ／Ｎ比と相関があることが分った。

表面混合層は、磁性層の外表面に形成される混合層であり、上記磁性層領域の成分に対して、潤滑剤、樹脂、フィラー、空隙等が多く偏在している領域と考える。このようなものが適度に存在することにより、磁気記録媒体の電磁変換特性を大きく低下させずに走行耐久性が良好になり、実用特性が向上すると考えられる。

表面混合層の平均厚さＬは、４ｎｍ≦Ｌ≦８ｎｍの範囲に設定され、Ｌは、７ｎｍ≦Ｌ≦８ｎｍの範囲がより好ましい。従来の磁気記録媒体では、表面混合層の平均厚さを薄くして、スペーシングの値を小さくすることにより、記録再生時のスペーシング損失を小さくして、電磁変換特性の低下を抑制していた。これに対して、本実施形態の磁気記録媒体では、表面混合層の平均厚さＬをある程度厚く設定することにより、走行耐久性を向上させている。また、本実施形態の磁気記録媒体では、表面混合層の平均厚さＬをある程度厚く設定しても、磁性体粒子としてε−酸化鉄を使用しているため、電磁変換特性を高く維持でき、記録再生時のスペーシング損失が大きくなっても、電磁変換特性の低下を抑制できる。

一方、Ｌの値が４ｎｍ未満であると、磁性層の表面に潤滑剤、樹脂、フィラー、空隙等の偏在が少ないために走行耐久性が低下し、Ｌの値が８ｎｍを超えると、磁気ヘッドと磁性層との間隔が大きくなりすぎ、たとえ磁性体粒子としてε−酸化鉄を使用しても、記録再生時のスペーシング損失が大きくなって電磁変換特性が低下する傾向がある。

本発明は、特許文献６の第１混合層の厚さの範囲より大きい範囲でも、磁性体粒子に平均粒子経が１５ｎｍ以下のε−酸化鉄を用いることで、電磁変換特性を低下させることがなく、走行耐久性が向上することを見出した発明である。

Ｌの値を上記の範囲に制御する方法は特に制限されないが、好ましくは、以下の方法が例示される。

（ａ）磁性層の外表面に、潤滑剤が含浸された帯状の塗布布を走行させながら摺接させることにより、磁性層の外表面に潤滑剤を転写して塗布する方法等。

より具体的には、特開２０１４−１５７６４４号公報（特許文献７）に記載されているように、磁性層の外表面に、潤滑剤が含浸された帯状の塗布布を走行させながら摺接させ、磁性層の外表面に潤滑剤を転写して塗布すると、磁性層の外表面の潤滑剤量が多くなり、Ｌが大きくなる。このように、潤滑剤を磁性層の外表面に転写塗布することにより、Ｌの大きさを微細に制御できる。一方、従来の潤滑剤の塗布では、磁性層の外表面に潤滑剤を直接塗布（トップコート）していたため、Ｌの大きさを微細には制御できなかった。

また、本実施形態の磁気記録媒体では、磁性体粒子として平均粒子径が１５ｎｍ以下の球状のε−酸化鉄粒子を用いているため、磁性層が緻密構造となり、磁性層及び下塗層に含まれている潤滑剤を磁性層の外表面まで移動させにくいが、上記のように潤滑剤を磁性層の外表面に転写塗布することにより、確実に潤滑剤を磁性層の外表面に供給でき、Ｌの大きさを容易に制御できる。

（ｂ）磁性層を形成後、その表面をローター、ブレード、ラッピングテープ、研磨ホイール等で研磨して、表面混合層の厚さを直接制御する方法等。

磁性層形成後、ローター、ブレード、ラッピングテープ、研磨ホイール等で研磨処理することで磁性層表面に存在するもの、例えば潤滑剤やフィラー等を除去すると同時に、磁性層表面の突起の高さを低くすることも可能であるため、Ｌが小さくなる。

（ｃ）磁性層のカレンダ条件を線圧力１９６〜２９４ｋＮ／ｍ、温度７０〜１２０℃とする方法等。

より具体的には、カレンダ条件の線圧力や温度を高くすると、Ｌを構成する要素の一つである磁性層表面の突起が小さくなるため、Ｌが小さくなる。また、カレンダ処理により表面混合層中の空隙も小さくできるため、Ｌを制御することができる。

（ｄ）結合剤樹脂の添加量、磁性体粒子の混練方法及び磁性体粒子の表面処理の程度等により磁性層の表面の結合剤量を制御する方法等。

より具体的には、結合剤樹脂の添加量を増やすことで磁性体粒子表面に吸着しない結合剤樹脂が磁性層表面に多く存在するようになり、Ｌが大きくなる。また、磁性体粒子の表面処理を行うことで結合剤樹脂の磁性体粒子表面への吸着を低減することができ、その結果磁性体粒子表面に吸着しない結合剤樹脂が磁性層表面に多く存在するようになり、Ｌが大きくなる。しかし、混練方法により塗料の分散状態が変化し、磁性体粒子表面への結合剤樹脂の吸着量が増えると、磁性層表面の結合剤量が減少し、Ｌが小さくなる。

（ｅ）フィラーの添加量、添加時期、表面処理により、磁性層の表面のフィラー量、空隙量を制御する方法等。

より具体的には、フィラーの添加量が増えると、磁性層中のフィラーの量の増加に伴って磁性層の表面に存在するフィラーの数も多くなるため、Ｌが大きくなる。また、フィラーの添加時期が塗料製造工程において後になるほど、添加したフィラーが分散され難くなり、磁性層表面に多く存在することになるため、Ｌが大きくなる。更に、フィラーの表面処理により結合剤樹脂の磁性体粒子表面への吸着量が低下し、その結果磁性体粒子表面に吸着しない結合剤樹脂が磁性層表面に多く存在するようになり、Ｌが大きくなる。

本実施形態では、上記方法を単独に用いて、好ましくはこれらの方法を幾つか併用することで、Ｌの値を上記の範囲に制御した磁気記録媒体を製造することができる。特に、（ａ）の潤滑剤の転写塗布と、（ｂ）の磁性層の研磨処理とを組み合わせることが好ましい。

一方、界面混合層は、磁性層と下塗層との間に形成される混合層であり、理想的には界面混合層がないのが理想である。しかし、現実的には下塗層の上に磁性層を形成する際に、下塗層が乾燥する前にその上に磁性層を形成する同時重層塗布の場合には、その界面における下塗塗料と磁性塗料との混合が生じ、また、下塗層を乾燥させた後にその上に磁性層を形成する逐次重層塗布では、下塗層の表面の粗さや、下塗層の空隙への磁性塗料の侵入や、磁性塗料を塗布するときの下塗層表面の溶解による界面の乱れ等により、ある程度の厚さの界面混合層が形成される。

磁性層の平均厚さｔと、界面混合層の平均厚さＭとは、０．１≦Ｍ／ｔ≦０．４５の関係が成立することが好ましく、０．１≦Ｍ／ｔ≦０．４０の関係を満たすことがより好ましい。Ｍは小さければ小さいほど好ましく、理想的には０が最も好ましい。しかし、実際には技術的限界があり、Ｍ／ｔの値は０．１程度が下限となる。また、Ｍ／ｔの値が０．４５を超えると磁性層の平均厚さｔに対して界面混合層の平均厚さＭが大きくなりすぎて、記録再生に有効な磁性粉末の数が減少して、Ｓ／Ｎ比が低下する傾向がある。

Ｍ／ｔの値を上記の範囲に制御する方法は特に制限されないが、好ましくは、以下の方法が例示される。

（Ａ）下塗層と磁性層とを同時重層方式の塗布で形成する場合には、下塗塗料と磁性塗料のレオロジー特性（流動特性）をできるだけ合わせる方法等。

下塗塗料と磁性塗料のレオロジー特性をできるだけ合わせて同時重層塗布することで下塗塗料と磁性塗料との界面での混合が少なくなり、磁性層厚みの変動が小さくなり、Ｍが小さくなる。

（Ｂ）下塗層と磁性層とを同時重層方式の塗布で形成する場合には、塗布機に各塗料を供給するポンプに脈動のないものを使用する方法等。

下塗塗料と磁性塗料を脈動無く供給することで、各塗料の塗布厚さの変動を抑えることができ、Ｍが小さくなる。

（Ｃ）下塗層及び磁性層を塗布する際に、非磁性支持体の搬送速度に高周波振動成分の偏差が生じないようにする方法等。

非磁性支持体の搬送速度に高周波振動成分の偏差を小さくすることで、所謂非磁性支持体のバタツキが無くなり、塗布厚さの変動を抑えることができ、Ｍが小さくなる。

（Ｄ）下塗層と磁性層とを逐次重層方式の塗布で形成する場合には、下塗層を形成、乾燥した後、下塗層をカレンダ処理して平滑化する方法、下塗層を、熱硬化又は放射線硬化して架橋硬化させ、磁性層を塗布する際に下塗層の表面が溶解しないようにする方法等。

この方法により、下塗層と磁性層との界面での混合が小さくなり、磁性層厚みの変動が小さくなり、Ｍが小さくなる。

（Ｅ）下塗層の表面に樹脂層を形成して架橋硬化させ、磁性層の塗布時に磁性塗料が下塗層に滲みこまないようにする方法等。

この方法により磁性層と樹脂層との界面での混合が小さくなり、磁性層厚みの変動が小さくなり、Ｍが小さくなる。

本実施形態では、上記方法を単独に用いて、好ましくはこれらの方法を幾つか併用することで、Ｍ／ｔの値を上記の範囲に制御した磁気記録媒体を製造することができる。

続いて、本実施形態の磁気記録媒体を図面に基づき説明する。図２は、本実施形態の磁気記録媒体の一例を示す模式断面図である。

図２において、本実施形態の磁気記録媒体１０は、非磁性支持体１１と、非磁性支持体１１の一方の主面（ここでは、上面）に形成された下塗層１２と、下塗層１２の非磁性支持体１１側とは反対側の主面（ここでは、上面）に形成された磁性層１３とを有する磁気テープである。また、非磁性支持体１１の下塗層１２が形成されていない側の主面（ここでは、下面）には、バックコート層１４が形成されている。

＜磁性層＞
磁性層１３は、磁性体粒子と結合剤とを含むものである。上記磁性体粒子としては平均粒子径が１５ｎｍ以下のε−酸化鉄粒子を用いる。

上記ε−酸化鉄粒子は、一般組成式ε−Ｆｅ₂Ｏ₃で表される単相で形成されていることが好ましい。α−酸化鉄やγ−酸化鉄が混入すると、磁性層の保磁力が低下するからである。但し、磁性層の保磁力が低下しない水準であれば、不純物としてα−酸化鉄やγ−酸化鉄を含んでいてもよい。

また、本実施形態において、ε−酸化鉄と、それ以外のγ−酸化鉄及びα−酸化鉄とは、Ｘ線回折によりそれらの結晶構造を解析することにより、識別できる。

上記ε−酸化鉄粒子の保磁力は、３０００エルステッド〔Ｏｅ〕以上が好ましい。これにより、磁性層の厚さ方向の保磁力を３０００エルステッド〔Ｏｅ〕以上とすることができる。また、一般組成式ε−Ｆｅ₂Ｏ₃で表されるε−酸化鉄粒子に不純物が含まれると、ε−酸化鉄粒子の保磁力が低下するので、不純物が含まれないことが好ましい。但し、上記ε−酸化鉄粒子は、その結晶中のＦｅサイトの一部をアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、ロジウム（Ｒｈ）、インジウム（Ｉｎ）等の３価の金属元素で置換することで、保磁力をコントロールすることができる。このため、上記ε−酸化鉄粒子は、保磁力が３０００エルステッド〔Ｏｅ〕以上を維持できれば、不純物として鉄以外の金属元素を含んでいてもよい。

前述のとおり、上記磁性層に含まれる上記ε−酸化鉄粒子の平均粒子径は、８ｎｍ以上１５ｎｍ以下に設定されていることが好ましい。上記ε−酸化鉄粒子の平均粒子径が１５ｎｍを超えると、特に短波長記録では磁気記録媒体のノイズが上昇するため、高い電磁変換特性が得られない傾向がある。

本実施形態において磁性層に含まれる磁性体粒子の平均粒子径は、磁性層の表面を、日立製作所製の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）“Ｓ−４８００”を用い、加速電圧：２ｋＶ、倍率：１００００倍（１０ｋ倍）、観察条件：Ｕ−ＬＡ１００で撮影した写真より、１視野中の磁性体粒子１００個を用いて、次のように決定する。

上記粒子が針状の場合は１００個の粒子の平均長軸径を、上記粒子が板状の場合は１００個の粒子の平均最大板径を、上記粒子が長軸長と短軸長の比が１〜３．５である球状ないし楕円体状の場合は１００個の粒子の平均最大差し渡し径をそれぞれ算出して決定する。

磁性層１３に含まれる結合剤としては、従来公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等を用いることができる。上記熱可塑性樹脂としては、具体的には、例えば、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、塩化ビニル−ビニルアルコール共重合樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合樹脂、塩化ビニル−水酸基含有アルキルアクリレート共重合樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂等が挙げられる。また、上記熱硬化性樹脂としては、具体的には、例えば、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、尿素系樹脂、メラミン系樹脂、アルキド系樹脂等が挙げられる。

磁性層１３中の上記結合剤の含有量は、磁性体粒子１００質量部に対して、好ましくは７〜５０質量部であり、より好ましく１０〜３５質量部である。

また、上記結合剤とともに、結合剤中に含まれる官能基等と結合し架橋構造を形成する熱硬化性の架橋剤を併用することが好ましい。上記架橋剤としては、具体的には、例えば、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等のイソシアネート化合物；イソシアネート化合物とトリメチロールプロパン等の水酸基を複数個有する化合物との反応生成物；イソシアネート化合物の縮合生成物等の各種のポリイソシアネートが挙げられる。上記架橋剤の含有量は、結合剤１００質量部に対して、好ましくは１０〜５０質量部である。

磁性層１３は、上述した磁性体粒子及び結合剤を含有していれば、研磨剤、潤滑剤、分散剤等の添加剤を更に含有してもよい。特に、耐久性の観点から、研磨剤及び潤滑剤が好ましく用いられる。

上記研磨剤としては、具体的には、例えば、α−アルミナ、β−アルミナ、炭化ケイ素、酸化クロム、酸化セリウム、α−酸化鉄、コランダム、人造ダイアモンド、窒化珪素、炭化珪素、チタンカーバイト、酸化チタン、二酸化珪素、窒化ホウ素等が挙げられ、これらの中でも、モース硬度６以上の研磨剤がより好ましい。これらは、単独で又は複数使用してもよい。上記研磨剤の平均粒子径は、使用する研磨剤の種類にもよるが、好ましくは１０〜２００ｎｍである。上記研磨剤の含有量は、磁性体粒子１００質量部に対して、好ましくは５〜２０質量部であり、より好ましくは８〜１８質量部である。

上記潤滑剤としては、脂肪酸、脂肪酸エステル、脂肪酸アミドが挙げられる。上記脂肪酸は、直鎖型、分岐型、シス・トランス異性体のいずれであってもよいが、潤滑性能に優れる直鎖型が好ましい。このような脂肪酸としては、具体的には、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ベヘン酸、オレイン酸、リノール酸等が挙げられる。上記脂肪酸エステルとしては、具体的には、例えば、オレイン酸ｎ−ブチル、オレイン酸ヘキシル、オレイン酸ｎ−オクチル、オレイン酸２−エチルヘキシル、オレイン酸オレイル、ラウリン酸ｎ−ブチル、ラウリン酸ヘプチル、ミリスチン酸ｎ−ブチル、オレイン酸ｎ−ブトキシエチル、トリメチロールプロパントリオレエート、ステアリン酸ｎ−ブチル、ステアリン酸ｓ−ブチル、ステアリン酸イソアミル、ステアリン酸ブチルセロソルブ等が挙げられる。上記脂肪酸アミドとしては、具体的には、例えば、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド等が挙げられる。これらの潤滑剤は、単独で使用してもよく、また、複数を併用してもよい。

これらの中でも、脂肪酸エステルと脂肪酸アミドとを併用することが好ましい。特に、磁性層１３中の磁性体粒子、研磨剤等の固形分の総量１００質量部に対して、脂肪酸エステルを０．２〜３質量部、脂肪酸アミドを０．５〜５質量部使用することが好ましい。上記脂肪酸エステルの含有量が０．２質量部未満であると、摩擦係数低減効果が小さく、３．０質量部を超えると、磁性層１３がヘッドに貼り付く等の副作用を生じる虞があるからである。また、上記脂肪酸アミドの含有量が０．５質量部未満であると、磁気ヘッドと磁性層１３とが相互接触することにより生じる焼き付きを防止する効果が小さくなるからであり、５質量部を超えると脂肪酸アミドがブリードアウトしてしまう虞があるからである。

また、磁性層１３は、導電性及び表面潤滑性の向上を目的として、カーボンブラックを含有してもよい。このようなカーボンブラックとしては、具体的には、例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック等が挙げられる。カーボンブラックの平均粒子径は、好ましくは０．０１〜０．１μｍである。上記平均粒子径が０．０１μｍ以上であれば、カーボンブラックが良好に分散された磁性層１３を形成することができる。一方、上記平均粒子径が０．１μｍ以下であれば、表面平滑性に優れた磁性層１３を形成することができる。また、必要に応じて、平均粒子径の異なるカーボンブラックを２種以上用いてもよい。上記カーボンブラックの含有量は、磁性体粒子１００質量部に対して、好ましくは０．２〜５質量部であり、より好ましくは０．５〜４質量部である。

磁性層１３の表面粗さは、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｂ０６０１で定義されている中心線平均粗さＲａとして、２．０ｎｍ未満であることが好ましい。磁性層１３の表面平滑性が向上するほど、高出力が得られるが、余りに磁性層１３の表面が平滑化しすぎると、摩擦係数が高くなり、走行安定性が低下する。このため、Ｒａは１．０ｎｍ以上であることが好ましい。

＜下塗層＞
磁性層１３の下には、潤滑剤の保持機能と、外部応力（例えば、磁気ヘッドによる加圧力）の緩衝機能とを有する下塗層１２を設けることが好ましい。また、下塗層１２を設けることにより、磁気記録媒体１０の強度が高まるため、磁気記録媒体１０を形成する際に、カレンダ処理を可能とし、磁性層１３の充填性を向上できる。下塗層１２は、非磁性粉末と結合剤と潤滑剤とを含むものである。

下塗層１２に含まれる非磁性粉末としては、カーボンブラック、酸化チタン、酸化鉄、酸化アルミニウム等が挙げられ、通常は、カーボンブラックが単独で用いられるか、カーボンブラックと、酸化チタン、酸化鉄、酸化アルミニウム等の他の非磁性粉末とが混合して用いられる。厚さムラの少ない塗膜を形成して平滑な下塗層１２を形成するためには、粒度分布がシャープな非磁性粉末を用いることが好ましい。上記非磁性粉末の平均粒子径は、下塗層１２の均一性、表面平滑性、剛性の確保、及び導電性確保の観点から、例えば１０〜１０００ｎｍであることが好ましく、１０〜５００ｎｍであることがより好ましい。

下塗層１２に含まれる非磁性粉末の粒子形状は、球状、板状、針状、紡錘状のいずれでもあってもよい。針状又は紡錘状の非磁性粉末の平均粒子径は、平均長軸径で１０〜３００ｎｍが好ましく、平均短軸径で５〜２００ｎｍが好ましい。球状の非磁性粉末の平均粒子径は、５〜２００ｎｍが好ましく、５〜１００ｎｍがより好ましい。板状の非磁性粉末の平均粒子径は、最も大きな板径で１０〜２００ｎｍが好ましい。更に、平滑且つ厚みムラの少ない下塗層１２を形成するためにも、シャープな粒度分布を有する非磁性粉末が好ましく用いられる。

下塗層１２に含まれる結合剤及び潤滑剤としては、前述の磁性層１３に用いられる結合剤及び潤滑剤と同様のものが使用できる。上記結合剤の含有量は、上記非磁性粉末１００質量部に対して、好ましくは７〜５０質量部であり、より好ましくは１０〜３５質量部である。また、上記潤滑剤の含有量は、上記非磁性粉末１００質量部に対して、好ましくは２〜６質量部であり、より好ましくは２．５〜４質量部である。

前述の磁性層１３に用いる磁性体粒子はε−酸化鉄粒子であり、ε−酸化鉄粒子の飽和磁化量は、従来の強磁性六方晶フェライト粒子の飽和磁化量に比べて、１／２〜１／３と小さいため、記録波長が長いサーボ信号を記録する場合には、下塗層１２に磁性体粒子を含有させる。上記磁性体粒子としては、例えば、針状の金属鉄系磁性粒子、板状の六方晶フェライト磁性粒子、粒状の窒化鉄系磁性粒子等を用いることができる。

下塗層１２の厚さは、好ましくは０．１〜３μｍであり、より好ましくは０．３〜２μｍである。この厚さ範囲とすることにより、磁気記録媒体１０の全厚を不要に大きくせずに、潤滑剤の保持機能と、外部応力の緩衝機能を維持できる。

＜非磁性支持体＞
非磁性支持体１１としては、従来から使用されている磁気記録媒体用の非磁性支持体を使用できる。具体的には、例えば、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等のポリエステル類、ポリオレフィン類、セルローストリアセテート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリスルフォン、アラミド等からなるフィルム等が挙げられる。

非磁性支持体１１の厚さは、用途によって異なるが、好ましくは１．５〜１１μｍであり、より好ましくは２〜７μｍである。非磁性支持体１１の厚さが１．５μｍ以上であれば、成膜性が向上するとともに、高い強度を得ることができる。一方、非磁性支持体１１の厚さが１１μｍ以下であれば、全厚が不要に厚くならず、例えば、磁気テープの場合１巻当たりの記録容量を大きくすることができる。

非磁性支持体１１の長手方向のヤング率は、好ましくは５．８ＧＰａ以上であり、より好ましくは７．１ＧＰａ以上である。非磁性支持体１１の長手方向のヤング率が５．８ＧＰａ以上であれば、走行性を向上させることができる。また、ヘリキャルスキャン方式に用いられる磁気記録媒体では、長手方向のヤング率（ＭＤ）と幅方向のヤング率（ＴＤ）との比（ＭＤ／ＴＤ）は、好ましくは０．６〜０．８であり、より好ましく０．６５〜０．７５であり、更に好ましくは０．７である。上記比の範囲内であれば、磁気ヘッドのトラックの入側から出側間の出力のばらつき（フラットネス）を抑えることができる。リニアレコーディング方式に用いられる磁気記録媒体では、長手方向のヤング率（ＭＤ）と幅方向のヤング率（ＴＤ）との比（ＭＤ／ＴＤ）は、好ましくは０．７〜１．３である。

＜バックコート層＞
非磁性支持体１１の下塗層１２が形成されている主面とは反対側の主面（ここでは、下面）には、走行性の向上等を目的としてバックコート層１４を設けることが好ましい。バックコート層１４の厚さは、好ましくは０．２〜０．８μｍであり、より好ましくは０．３〜０．８μｍである。バックコート層１４の厚さが薄すぎると、走行性向上効果が不十分となり、厚すぎると磁気記録媒体１０の全厚が厚くなり、例えば、磁気テープ１巻当たりの記録容量が小さくなる。

バックコート層１４は、例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック等のカーボンブラックを含有することが好ましい。通常、粒子径が相対的に異なる、小粒径カーボンブラックと大粒径カーボンブラックとが併用される。併用する理由は、走行性向上効果が大きくなるからである。

また、バックコート層１４は結合剤を含み、結合剤としては、磁性層１３及び下塗層１２に用いられる結合剤と同様のものを用いることができる。これらの中でも、摩擦係数を低減させ磁気ヘッドの走行性を向上させるためには、セルロース系樹脂とポリウレタン系樹脂とを併用することが好ましい。

バックコート層１４は、強度向上を目的として、酸化鉄、アルミナ等を更に含有することが好ましい。

次に、本実施形態の磁気記録媒体の製造方法について説明する。本実施形態の磁気記録媒体の製造方法は、例えば、各層形成成分と溶媒とを混合して、磁性層形成用塗料、下塗層形成用塗料及びバックコート層形成用塗料をそれぞれ作製し、非磁性支持体の片面に下塗層形成塗料を塗布して乾燥させて下塗層を形成した後に、その下塗層の上に磁性層形成用塗料を塗布して乾燥させる逐次重層塗布方式で磁性層を形成し、更に非磁性支持体の他方の片面にバックコート層形成用塗料を塗布して乾燥してバックコート層を形成する。その後に全体をカレンダ処理して磁気記録媒体を得る。

また、上記逐次重層塗布方式に代えて、非磁性支持体の片面に下塗層形成用塗料を塗布した後、下塗層形成用塗料が乾燥する前に、下塗層形成用塗料の上に磁性層形成用塗料を塗布して乾燥させる同時重層塗布方式を採用することもできる。

上記各塗料の塗布方法は特に限定されず、例えば、グラビア塗布、ロール塗布、ブレード塗布、エクストルージョン塗布等を用いることができる。

前述の磁性層おいて、表面混合層の平均厚さＬを４ｎｍ≦Ｌ≦８ｎｍに設定する方法としては、前述の（ａ）〜（ｅ）の方法があり、これらの方法を単独で実施することができ、また、これらの方法を複数組み合わせて実施することができるが、前述のとおり、特に（ａ）の潤滑剤の転写塗布と、（ｂ）の磁性層の研磨処理とを組み合わせることが好ましい。

（磁気記録媒体の記録再生機構）
次に、本発明の磁気記録媒体の記録再生機構の実施形態について説明する。

本実施形態の磁気記録媒体の記録再生機構は、本発明の上記実施形態の磁気記録媒体と、ＴＭＲヘッドとを含んでいる。上記磁気記録媒体の磁性層は、前述のとおり、磁性体粒子として平均粒子径が１５ｎｍ以下のε−酸化鉄を含んでいるため、電磁変換特性を向上できるが、更に高感度のＴＭＲヘッドと組み合わせることにより、更に良好な電磁変換特性（ＳＮ特性）を得ることができる。

また、ＴＭＲヘッドは、感度が高く、微粒子のε−酸化鉄と組み合わせることにより、高いＳＮ比を得ることができるが、ＴＭＲヘッドは感度が高いために、磁性層とのスペーシングが小さくなると、ＴＭＲヘッドと磁性層突起との接触による放熱により、ＴＭＲ素子が瞬間的に冷却されるために生ずる、サーマルアスペリティノイズ（クーリングノイズ）が発生しやすくなるが、前述のとおり、上記磁気記録媒体の磁性層の表面混合層の平均厚さＬが、４ｎｍ≦Ｌ≦８ｎｍに設定されているため、サーマルアスペリティノイズを低減できる。

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものでない。また、以下の説明において、「部」とあるのは「質量部」を意味する。

（実施例１）
［磁性塗料の調製］
表１に示す磁性塗料成分（１）を高速攪拌混合機で高速混合して混合物を調製した。次に、得られた混合物をサンドミルで２０分間分散処理した後、表２に示す磁性塗料成分（２）を加えて２３０分間分散処理し、その後、表３に示す磁性塗料成分（３）を加えて分散液を調製した。次に、得られた分散液と、表４に示す磁性塗料成分（４）とをディスパを用いて撹拌し、これをフィルタでろ過して、磁性塗料を調製した。

［下塗塗料の調製］
表５に示す下塗塗料成分（１）を回分式ニーダで混練することにより混練物を調製した。次に、得られた混練物と、表６に示す下塗塗料成分（２）とをディスパを用いて撹拌して、混合液を調製した。次に、得られた混合液をサンドミルで１００分間分散して分散液を調製した後、この分散液と、表７に示す下塗塗料成分（３）とをディスパを用いて撹拌し、これをフィルタでろ過して、下塗塗料を調製した。

［バックコート層用塗料の調製］
表８に示すバックコート層用塗料成分を混合した混合液を、サンドミルで５０分間分散して分散液を調製した。得られた分散液にポリイソシアネートを１５部加えて撹拌し、これをフィルタでろ過して、バックコート層用塗料を調製した。

［評価用磁気テープの作製］
非磁性支持体（ポリエチレンナフタレートフィルム、厚さ：５μｍ）の上に、上記下塗塗料をカレンダ処理後の下塗層の厚さが１．１μｍとなるように塗布し、１００℃で乾燥して下塗層を形成した。次に、上記下塗層の上に、上記磁性塗料をカレンダ処理後の磁性層の厚さが５５ｎｍとなるように、ダイコータを用いてコーター張力を４．５Ｎ／インチとして塗布し、１００℃で乾燥して磁性層を形成した。その後、Ｎ−Ｓ対抗磁石を用いて垂直方向に強度４５０ｋＡ／ｍの配向磁界を印加しながら、垂直配向処理を行った。

次に、上記バックコート層用塗料を、非磁性支持体の上記下塗層及び上記磁性層が形成された面とは反対側の面上に、カレンダ処理後の厚さが０．５μｍとなるように塗布し、１００℃で乾燥してバックコート層を形成した。

その後、上記非磁性支持体の上面側に下塗層及び磁性層が形成され、下面側にバックコート層が形成された原反ロールを、７段の金属ロールを有するカレンダ装置で温度１００℃、線圧３００ｋｇ／ｃｍでカレンダ処理した。

次に、得られた原反ロールを６０℃で４８時間硬化処理し、磁気シートを作製した。この磁気シートを１／２インチ幅に裁断して磁気テープを作製した。

次に、作製した磁気テープに表面処理を行った。この表面処理は、スパイラル状に溝を設けた超鋼ローターを回転させて磁気テープに摺動させて磁気テープの磁性層表面を処理するものである。

具体的には、直径３０ｍｍ、溝幅２ｍｍの超鋼ローターを用い、超鋼ローターの回転数を３０００ｒｐｍ、磁気テープの走行速度を５ｍ／ｓｅｃ、磁気テープの巻き取り張力を１２０ｇ、巻き出し張力を８０ｇ、磁気テープの超鋼ローターへの巻き付け角度を１２０°として、磁気テープの表面処理を行った。

更に、上記表面処理を行った磁気テープに潤滑処理を行った。この潤滑処理は、前述のとおり、磁性層の外表面に、潤滑剤が含浸された帯状の塗布布を走行させながら摺接させることにより、磁性層の外表面に潤滑剤を転写して塗布する処理である。

具体的には、上記塗布布として、テクノス株式会社製の塗布布“ＴＥＣＨＮＯＷＩＰＥＲ（テクノワイパー）ＣＲＮ５００”（製品名）を用い、上記潤滑剤として、日油株式会社製の潤滑剤“ユニスターＨ−２０８ＢＲＳ”１０質量部と、粘度調整用の溶剤としてのヘキサン９０質量部とを混合した混合液を用い、上記塗布布に上記混合液を含浸させて下記のとおり潤滑処理した。

潤滑処理を行うときの磁気テープの走行速度を５ｍ／ｓｅｃ、走行張力を１Ｎとし、塗布布の走行速度を１００ｍｍ／ｍｉｎとして磁気テープの走行方向と反対の方向に塗布布を移動させた。塗布布が巻きつけられた摺接ガイドピンへの磁気テープの巻き付け角度は３０°とし、摺接ガイドピンの直径は２５ｍｍとした。本実施例では、上記潤滑処理を２回行い、実施例１の評価用磁気テープを作製した。

（実施例２）
裁断後の磁気テープに対する潤滑処理を４回行った以外は、実施例１と同様にして、実施例２の評価用磁気テープを作製した。

（実施例３）
表１に示す磁性塗料成分（１）のε−Ｆｅ₂Ｏ₃磁性粉末の平均粒子径を１２ｎｍに変更し、更に裁断後の磁気テープに対する潤滑処理を３回行った以外は、実施例１と同様にして、実施例３の評価用磁気テープを作製した。

（実施例４）
磁性層の形成後の垂直配向処理の配向磁界の強度を５５０Ａ／ｍに上昇させ、更に裁断後の磁気テープに対する潤滑処理を３回行った以外は、実施例１と同様にして、実施例４の評価用磁気テープを作製した。

（実施例５）
表１に示す磁性塗料成分（１）のε−Ｆｅ₂Ｏ₃磁性粉末の保磁力を２８００〔Ｏｅ〕に変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例５の評価用磁気テープを作製した。

（実施例６）
作製した原反ロールを、７段の金属ロールを有するカレンダ装置で温度９０℃、線圧３００ｋｇ／ｃｍでカレンダ処理し、裁断後の磁気テープに対する潤滑処理を３回行った以外は、実施例１と同様にして、実施例６の評価用磁気テープを作製した。

（実施例７）
裁断後の磁気テープに対して表面処理を行わず、潤滑処理を３回行った以外は、実施例１と同様にして、実施例７の評価用磁気テープを作製した。

（比較例１）
表１に示す磁性塗料成分（１）のε−Ｆｅ₂Ｏ₃磁性粉末の平均粒子径を１６ｎｍに変更し、更に裁断後の磁気テープに対する潤滑処理を３回行った以外は、実施例１と同様にして、比較例１の評価用磁気テープを作製した。

（比較例２）
磁性層の形成後の垂直配向処理の配向磁界の強度を３５０Ａ／ｍに低下させ、更に裁断後の磁気テープに対する潤滑処理を３回行った以外は、実施例１と同様にして、比較例２の評価用磁気テープを作製した。

（比較例３）
作製した原反ロールを、７段の金属ロールを有するカレンダ装置で温度１１０℃、線圧３００ｋｇ／ｃｍでカレンダ処理し、裁断後の磁気テープに対して表面処理を行わず、潤滑処理を１回行った以外は、実施例１と同様にして、比較例３の評価用磁気テープを作製した。

（比較例４）
作製した原反ロールを、７段の金属ロールを有するカレンダ装置で温度９０℃、線圧３００ｋｇ／ｃｍでカレンダ処理し、裁断後の磁気テープに対して表面処理を行わず、潤滑処理を３回行った以外は、実施例１と同様にして、比較例４の評価用磁気テープを作製した。

（比較例５）
裁断後の磁気テープに対して表面処理を行わず、潤滑処理を１回行った以外は、実施例１と同様にして、比較例５の評価用磁気テープを作製した。

次に、作製した評価用磁気テープを用いて以下の特性を測定した。

＜磁性層の幅方向の磁化の長さ＞
作製した評価用磁気テープの磁性層に記録された信号の磁化の長さであってその磁性層の幅方向の磁化の長さを次のようにして測定した。即ち、磁気力顕微鏡として、デジタルインスツルメント社製の“ＮａｎｏＳｃｏｐｅＩＩＩ”（製品名）を用い、周波数検出法により、信号が記録された磁性層の幅方向の磁化の長さを測定した。測定プローブには、コバルトアロイコートを有するプローブ（先端曲率半径：２５〜４０ｎｍ、保磁力：約４００〔Ｏｅ〕、磁気モーメント：約１×１０^-13ｅｍｕ）を用い、走査範囲は５μｍ四方、走査速度は５μｍ／ｓｅｃとした。

＜磁性層の角形比及び保磁力＞
東英工業社製の振動試料型磁力計“ＶＳＭ−Ｐ７型”（製品名）を用いて、評価用磁気テープのヒステリシス曲線を求めた。上記ヒステリシス曲線から磁性層の厚さ方向の角形比及び保磁力を求めた。具体的には、評価用磁気テープを直径８ｍｍの円形に切断して切断サンプルとし、その切断サンプルを、磁気テープの厚さ方向を外部磁場の印加方向に揃えて２０枚積層して測定サンプルとした。振動試料型磁力計からのデータのプロットモードとしては、印加磁界を−１６ｋＯｅ〜１６ｋＯｅとし、時定数ＴＣを０．０３ｓｅｃ、描画ステップを６ビット、ウエイトタイムを０．３ｓｅｃと設定した。

＜磁性層の表面混合層の平均厚さＬ＞
前述の本実施形態の層厚さ測定方法により、磁性層の表面混合層の平均厚さＬを測定した。

＜磁性層のスペーシング＞
ＭｉｃｒｏＰｈｙｓｉｃｓ社製のＴＳＡ（ＴａｐｅＳｐａｃｉｎｇＡｎａｌｙｚｅｒ）を用いて、磁性層の表面をｎ−ヘキサンで洗浄した後のスペーシングを測定した。

具体的には、ウレタン製の半球で磁性層をガラス板に押し付ける圧力は０．５ａｔｍ（５．０５×１０⁴Ｎ／ｍ）とした。この状態でストロボスコープから白色光を、ガラス板を通して評価用磁気テープの磁性層側表面の一定領域（２４００００〜２８００００μｍ²）に照射し、そこからの反射光を、ＩＦフィルタ(６３３ｎｍ)及びＩＦフィルタ(５４６ｎｍ)を通してＣＣＤで受光することで、この領域の凹凸で生じた干渉縞画像を得た。

次に、この画像を６６０００ポイントに分割して各ポイントのガラス板から磁性層表面までの距離を求めこれをヒストグラム（度数分布曲線）とし、更にローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理によって滑らかな曲線として、そのピーク位置のガラス板から磁性層表面までの距離をスペーシングとした。

また、上記スペーシングの計算に用いた磁性層表面の光学定数（位相、反射率）は、大塚電子社製の反射分光膜厚計“ＦＥ−３０００”（製品名）を用いて測定し、波長５４６ｎｍ付近の値を用いた。

ｎ−ヘキサンによる洗浄は、評価用磁気テープをｎ−ヘキサンに浸漬して室温で３０分間超音波洗浄することにより行った。

＜出力特性＞
ＬＴＯドライブを改造して作製したリニアテープ電磁変換特性測定装置を用いて、これに、書込みトラック幅５μｍ、読み出しトラック幅２．３μｍの誘導型／ＧＭＲ複合磁気ヘッドを取り付け、テープ速度１．５ｍ／ｓｅｃで、記録波長２００ｎｍ（Ｇ７×１．０５倍の線記録密度）の信号を評価用磁気テープに記録して評価した。

この装置は、磁気ヘッドを２か所取り付けられる走行系になっており、上記磁気ヘッドを２台取り付けた。磁気ヘッドはトラック幅方向に移動可能な精密ピエゾステージ（移動分解能１０ｎｍ）に載っており、上流側の磁気ヘッドで信号の記録、下流側の磁気ヘッドで交流消去を１回の走行で行い、上流側の磁気ヘッドと下流側の磁気ヘッドとをトラック幅方向に０．８μｍオフセットさせることによって評価用磁気テープ上に磁化幅０．８μｍの信号を記録した。

次いで、再び評価用磁気テープを走行させて信号を再生し、再生した信号を市販のＭＲヘッド用Ｒｅａｄアンプで増幅した後、キーサイト・テクノロジー社（旧アジレントテクノロジー社）製のスペクトラムアナライザー“Ｎ９０２０Ａ”（製品名）を用いて、信号の基本波成分出力（Ｓ）とその２倍の周波数までの積分ノイズ（Ｎ）とを測定した。

＜摩擦係数＞
実ドライブにおける繰り返し走行耐久性を評価するために、ステンレス鋼製の丸棒を用いて、評価用磁気テープの磁性層の摩擦係数を、繰り返し８００パスまで測定した。この摩擦係数が大きくなると、テープ摺動によって走行不良を起こしやすくなり、繰り返し走行耐久性が劣化する。

具体的には、直径６ｍｍのステンレス鋼製の丸棒に、評価用磁気テープの磁性層側を９０°でラップさせ、評価用磁気テープの先端に６３．３６ｇの荷重をかけて１２００ｍｍ／ｍｉｎの速度で７０ｍｍ摺動させ、１１パス目及び８００パス目の摺動中の荷重をロードセルで検出して測定荷重とし、下記式で摩擦係数を算出した。
摩擦係数＝Ｉｎ〔測定荷重（ｇ）／６３．３６（ｇ）〕／０．５π

＜サーマルアスペリティノイズ＞
前述の出力特性の測定で作製したリニアテープ電磁変換特性測定装置を用いて、トラック幅０．２μｍのＴＭＲヘッドを取り付けて、テープ速度１．５ｍ／ｓｅｃで、記録波長２００ｎｍ（Ｇ７×１．０５倍の線記録密度）の信号を評価用磁気テープに記録し、テープ長さ５００ｍにおけるサーマルアスペリティノイズの個数を測定した。

以上の評価結果を表９及び表１０に示す。

表１０から、本発明に係る実施例１〜７は、出力特性が良好で、８００パス後の摩擦係数の変化も小さく耐久性も良好であり、更にサーマルアスペリティノイズも少なく、良好なエラー特性が得られていることが分かる。即ち、本発明により、電磁変換特性及び走行耐久性に優れた磁気記録媒体を提供できることが分かる。

一方、磁性体粒子の平均粒子径が１５ｎｍを超えた比較例１では、粒子ノイズが大きくなったためか出力特性が低下した。角形比が０．６５を下回った比較例２では、磁化遷移幅が大きくなり、波形間の干渉が発生したためか、出力特性が低下した。磁性層の表面混合層の平均厚さが７ｎｍを下回った比較例３では、８００パス後の摩擦係数の変化が大きく耐久性が劣り、またサーマルアスペリティノイズも多く、エラー特性も劣っていた。磁性層の表面混合層の平均厚さが８ｎｍを上回った比較例４では、ＴＳＡスペーシングが大きくなったためか、出力特性が低下した。磁性層の表面混合層の平均厚さが７ｎｍを下回った比較例５では、サーマルアスペリティノイズが多く、エラー特性が劣っていた。

本発明の磁気記録媒体は、電磁変換特性及び走行耐久性に優れた磁気記録媒体として利用可能である。

１０磁気記録媒体（磁気テープ）
１１非磁性支持体
１２下塗層
１３磁性層
１４バックコート層

Claims

非磁性支持体と、磁性体粒子を含む磁性層とを備え、前記磁性層の幅方向の磁化の長さが１μｍ以下の信号を記録する磁気記録媒体であって、
前記磁性体粒子は、平均粒子径が１５ｎｍ以下のε−酸化鉄からなり、
前記磁性層の厚さ方向の角形比が、０．６５以上であり、
前記磁性層の前記非磁性支持体側とは反対側の表面に形成される表面混合層の平均厚さをＬとすると、４ｎｍ≦Ｌ≦８ｎｍであり、
リニアテープ電磁変換特性測定装置を用い、トラック幅０．２μｍのＴＭＲヘッドを取り付けて、テープ速度１．５ｍ／ｓｅｃで、記録波長２００ｎｍの信号を評価用磁気テープに記録し、テープ長さ５００ｍにおける、ＴＭＲヘッドと磁性層突起との接触による放熱により、ＴＭＲ素子が瞬間的に冷却されるために生じるサーマルアスペリティノイズであるクーリングノイズの個数が１８個以下であることを特徴とする磁気記録媒体。
前記表面混合層の平均厚さＬが、７ｎｍ≦Ｌ≦８ｎｍである請求項１に記載の磁気記録媒体。
前記ε−酸化鉄は、球状の粒子からなる請求項１又は２に記載の磁気記録媒体。
ＴＭＲヘッドで再生される請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
前記磁性層の厚さ方向の保磁力が、３０００エルステッド〔Ｏｅ〕以上である請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
前記磁性層の表面をｎ−ヘキサンで洗浄した後の前記磁性層の表面のスペーシングをＴＳＡ（ＴａｐｅＳｐａｃｉｎｇＡｎａｌｙｚｅｒ）で測定したとき、前記スペーシングの値は、５ｎｍ以上１２ｎｍ以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
前記磁性層の平均厚さｔが、３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
請求項１〜７のいずれか１項に記載の磁気記録媒体と、ＴＭＲヘッドとを含むことを特徴とする磁気記録媒体の記録再生機構。