JPH01105313A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属薄膜磁気記録媒体、特に耐久性に優れた金
属薄膜型磁気記録媒体およびその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、磁気記録媒体の高密度化に対する要求が強くなっ
てきており、様々な研究開発が進められている。金属薄
膜の磁性層を用いる方式もこの一つである。またその中
で特に垂直磁化膜を用いる方式は、高密度になるほど自
己減磁がゼロに近ずくため、高密度化に適した方式と考
えられる。

この金属薄膜型磁気記録媒体に用いられる磁性層の材料
としては、主としてＧｏ、　（：ｏ−Ｎｉ　、　Ｇｏ　
−Ｐ％Ｇｏ−Ｎｉ−Ｐ、　Ｇｏ−Ｃｒ　、　Ｇｏ−Ｖ、
Ｇｏ−Ｍｏ、　　Ｇｏ−Ｐｔ、　Ｇｏ−Ｗ％Ｇｏ−Ｃｒ
−Ｐｄ、　　Ｇｏ−Ｃｒ−Ｍｎ　、　Ｇｏ−Ｃｒ−Ｒｈ
等、Ｃｏを主成分とする合金が研究されている。このよ
うな金属の磁性層をもつ磁気記録媒体が有する大きな問
題の一つは、磁性層と磁気ヘッドが直接接触すると、両
者にキズが発生するなど、耐摩耗性が著しく欠けている
ことであった。

この問題は、磁気記録媒体としての信頼性にかかわる重
要な問題であるが、この問題を解決する方法として、従
来から脂肪酸、高級脂肪酸、オキシ脂肪酸、脂肪酸アミ
ド、脂肪酸エステル、脂肪族アルコール、金属セッケン
等をトップコート層として表面に塗布することが行われ
てきた。しかしながら、上記の方法ではトップコート層
の厚みを均一にすることがむずかしく、その効果が使用
するにつれて低下し、耐久性がないために満足すべきも
のではなかった。

この点を改良する方法の一つとして、Ｇｏ酸化物の保護
層の形成が挙げられる。

このＧｏ酸化物系保護層の効果は顕著であって、例えば
市販ＶＴＲデツキで１００パス以上の耐久性を示す。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、現在広く用いられている塗布型の磁気記
録媒体と比較した場合、この程度の耐久性は未だ不十分
であり、媒体表面の保護、潤滑性能の一層の向上は、金
属薄膜型磁気記録媒体の開発にとって、重大な課題とな
っている。

本発明は、上記従来例の不十分な点を改善し、耐久性の
優れた金属薄膜型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する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、非磁性基体上の少なくとも一方の面に、Ｃｏ
を主成分とする金属または合金の薄膜より成る記録層と
、その上部を強制酸化してなる酸化層と、その上に直接
成膜されたＧＯ酸化物を主成分とする保護層とを少なく
とも有することを特徴とする磁気記録媒体とその製法で
ある。

第１図に本発明の金属薄膜型磁気記録媒体の基本的な構
成を示す。１は非磁性基体、２はＣｏを主成分とする金
属または合金より成る記録層、３は記録層２の上部を強
制酸化して成る酸化層、４はその上に直接設けられた酸
化物を主成分とする保護層である。

非磁性基体１としてはポリエチレンテレフタレート、ポ
リイミド、ポリカーボネート、ポリアミド等から成るプ
ラスチックフィルムあるいはステンレス、アルミニウム
、ガラス等を用いることができる。

記録層２の材料としては、具体的にはＣ０１Ｃｏ−Ｎｉ
　、　Ｃｏ　−Ｐ、　Ｇｏ−Ｎｉ−Ｐ％Ｇｏ−（：ｒ　
、　Ｇｏ−Ｖ、　Ｇ。

−Ｍｏ、Ｇｏ−Ｐｔ、　Ｇｏ−Ｗ、　Ｇｏ−Ｃｒ−Ｐｄ
、　　Ｇｏ−Ｃｒ−Ｍｏ、Ｇｏ−Ｃｒ−Ｒｈ、　Ｇｏ−
Ｃｒ−Ｒｕ等が挙げられる。

一般に、保護層の持つべき性質として、ヘッド材料との
凝着を起こしにくく、従って、滑性の良いことと、同時
に下層のＧｏ系合金磁性体の記録層と強く付着し、はが
れにくいものでなくてはならないことが挙げられる。

Ｃｏ主体の酸化物が保護層として優れるのは、Ｃｏ３０
４（スピネル構造）の形のときに固体潤滑性があり、表
面凝着性の減少の寄与が大きいためである。

しかしながら、記録層２と保護層４の界面では、ｈ、ｃ
、ｐ、構造の金属相と酸化物相（主にＣｏ３Ｏ４スピネ
ル構造）が直接あるいは極〈薄い自然酸化層を介して接
しており、両者の結晶格子が整合しにくいため、層間の
結合が弱く、ヘッドの摺動による衝撃に耐えるに十分な
付着力であるとはいえない。

従って、耐久性の良い保護層を得るためには、両者の不
整合を緩和する層を挾むことが有効であり、酸化層３が
金属と酸化物の混合層を形成することにより、この役割
をになっているものと推定される。

保護層４の厚さを検討の結果、３０〜５００人が好適で
あり、いっそう好ましい範囲は５０〜２００人である。

３０Å以下では効果が確認されず、５００人を越えると
、スペーシングロスのため、記録再生特性が劣化する。

また、酸化層３の厚さは４０〜１００人が好適であり、
いっそう好ましい範囲は４０〜９０人である。４０Å以
下では効果が確認されず、１００人を越えると、過剰な
酸化処理によると、推定される、耐久性の劣化が見られ
た。

また、酸化処理のみで、保護層４を形成しない場合には
、耐久性がやや劣る。これは、強制酸化による酸化物と
反応スパッタリング等の方法で形成された酸化物との物
性的なまたは結晶学的な違いが反映しているものと推定
される。

本発明の磁気記録媒体の構造は図示したもの以外に種々
変形できる。例えば、非磁性基体と記録層との間に、付
着力、配向性、表面形状等の改善のためや表面速度の制
御を目的とした中間層、垂直ヘッドを用いる場合に有効
な高透磁率層などを設けてもよい。また、媒体表面や裏
面に、潤滑層として脂肪酸、高級脂肪酸、オキシ脂肪酸
、脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、脂肪族アルコール、
金属セッケン、フッ素樹脂、含フツ素化合物等の被膜を
設けてもよい。さらに、基体裏面に潤滑または帯電防止
のための層を設けることも可能である。基体の両面に記
録層、酸化層および保護層等を設ける構造も可能である
。

本発明の磁気記録媒体を製造するために、記録層を強制
酸化する方法としては、熱酸化処理や酸化剤を用いる湿
式処理も利用できるが、これらの方法には非磁性基体の
耐熱性、処理時間処理廃液の管理の煩雑さ等の問題があ
る。一方、プラズマ酸化処理によれば、これらの点の改
善の他、同一のまたは連結した真空内で連続して保護層
形成まで完了させることができ、これにより、酸化層表
面へのガス吸着や汚染による悪影響を防止することがで
きる。

なお、本発明の磁気記録媒体における、記録層および保
護層の形成に用いる成膜法は、以下に述べる実施例での
方法に限定されず、他の種々の方法が利用できる。即ち
、記録層の成膜法としては、実施例で示す電子ビーム蒸
着法以外に、例えばスパッタリング法や、メツキ法が利
用でき、保護層の成膜層として、例えばＣｏまたはＧｏ
金合金蒸着源として、電子ビーム等で加熱蒸発させ、成
膜近傍で酸素を吹きつけることにより、酸化物の保護層
を形成する方法等が利用できる。

（実施例） 以下、実施例に基づいて本発明を説明する。なお、以下
においては、保護層の厚さは１００人（この厚さは成膜
レートから計算したものである）であり、酸化層の厚さ
は約５０人（この厚さはオーシュ電子分光の測定結果よ
り推定したものである）である。ただし、比較例８．９
では保護層はなく、酸化層の厚さを１００人とした。

また、各実施例および比較例における保護層がＣｏ３Ｏ
４を主成分とすることは、実施例、比較例での保護層の
成膜条件と同条件で、ガラス基板上に厚さ約３００ＯＡ
の膜を形成し、これのＸ線回折ピークの位置がＣｏ３Ｏ
４のものと一致することにより確かめた。

実施例１ 非磁性基体として、厚さ１０鱗のポリイミドフィルムを
用い、この上に記録層として、厚さ０．４）ＩｌｌのＣ
０ａ２Ｃｒ＋ａ合金薄膜を、第２図に示す電子ビーム蒸
着による連続成膜装置により形成して、長尺サンプルを
得た。

第２図の装置は、排気装置６を具備する真空槽５内に、
防着板１１、電子銃１２等が設けられており、非磁性基
体１は、巻き出しロール７から、中間フリーローラー８
、加熱キャン９、再び中間ローラー８を経て、巻き取り
ロールｉｏに達する。その間Ｇｏ−Ｃｒ蒸着源１３から
の粒子によって、Ｇｏ−Ｃｒ合金の記録層が形成される
。

記録層の成膜条件は次のようにとした。

到達圧カニ５Ｘ１０−’Ｐａ以下、キャン温度＝２３０
℃、成膜レート：　２０００人／秒、基体搬送速度：２
ｍ／分 次に、第３図に概略が示される装置にて、上記サンプル
の記録層表面を、プラズマ酸化し、続いて反応スパッタ
リング法により、酸化物より成る保護層を形成した。

第３図の装置では、真空槽５ａは、１室から成り、隔壁
１４により仕切られている。１室はそれぞれ排気装置６
により別々に排気可能である。

上記プラズマ酸化、保護層形成の操作をより詳しく述べ
ると、まず、第−室１５の内部を、５×１０−’Ｐａ以
下に排気した後、ガス導入パイプ１６を通じてアルゴン
および酸素を導入し、コンデンサ２０を介して電極１日
につながる高周波電源１７によって、電極１８の間に高
周波グロー放電を発生させた。そして、巻き出しロール
７から引き出されたフィルムは、電極１８間に発生した
プラズマ中を通過させることにより、Ｇｏ−Ｃｒ層表面
が強制酸化され、その後隔壁１４のすき間を通って、第
二室１９に導かれた。

この酸化処理条件は全圧力０．３Ｐａ、酸素分圧０．０
８Ｐａ、投入電力３００Ｗとした。

第二室１９に入ったサンプルは張力調整ロール２２、中
間フリーロール８、駆動キャン２３、再び中間フリーロ
ール８を経て、巻き取りロール１０に達した。

第二室１９の内部を５Ｘ１０−’Ｐａ以下に排気した後
、酸素導入バイブ２４およびアルゴン導入パイプ２５よ
り酸素およびアルゴンを導入し、反応スパッタリングに
より、Ｃｏ酸化物から成る保護層を１００人成膜し、磁
気記録媒体を作製した。

成膜条件は次のようにした。

酸素導入量：２．Ｏｃｃ／分、計＋０２圧力＝０．３Ｐ
ａ、投入型カニ密度２．５Ｗ／ｃｍ２．成膜レート：約
１０００人／分、サンプル搬送速度＝０．３ｍ／分 実施例２ 保護層形成の際、ターゲットとして、Ｃ０ａｏＮｉ２゜
合金を用い、Ｇｏ酸化物層とＮｉ酸化物から成る保護層
を形成した以外は、実施例１と同じ工程で磁気記録媒体
を作製した。

実施例３ 非磁性基体として、厚さ１１μのポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）樹脂フィルムを用い、斜め蒸着の手法
により、フィルム搬送方向に磁化容易軸が向くように、
厚さ０．１５μのＣｏ８ＯＮｉ２゜合金の記録層を形成
した。使用した装置は、第２図に示したものとはげ同様
であるが、蒸着源の位置は第２図での位置より若干右側
に移した。また、キャン温度−５℃とした。

このサンプルを第３図の装置を用いて、実施例２と同様
に酸化層および保護層の形成を行い、磁気記録媒体を得
た。

実施例４ 非磁性基体として、厚さ２５ｕ＋のポリイミド樹脂フィ
ルムを用い、それ以外は実施例１と同様にして、磁気記
録媒体を作製した。

実施例５ 非磁性基体として、厚さ２５μのポリイミド樹脂フィル
ムを用い、それ以外は実施例２と同様にして磁気記録媒
体を作成した。

比較例１〜５ 酸化層形成の工程を省いた以外は、実施例１．２．３．
４．５と同様に磁気記録媒体を作製した（順に比較例１
．２．３．４．５）。

比較例６ 実施例１と同様に厚さ１０μのポリイミド樹脂フィルム
上に第２図の電子ビーム蒸着装置により、記録層として
、厚さ０．４鱗のＣ０６２Ｃｒ＋８合金膜を形成し、そ
の後、第３図の装置を使用してプラズマ酸化処理のみを
行ない、保護層の形成を省いて、磁気記録媒体を作製し
た。他の処理条件は実施例１と同じである。

比較例７ 厚さ２５ｐのアラミド樹脂フィルム上に、実施例４と同
様に、第２図の電子ビーム蒸着装置により、厚さ０．４
μｓのＣｏ８２ＣｒＩ８の膜を形成し、その後、上記比
較例６と同様の処理により、厚さ５０人の酸化層を形成
して、磁気記録媒体を作製した。

（評価） 耐久性試験は上記実施例１〜３および比較例１〜３と６
の各サンプルについては、８ｍｍ幅に裁断し、テープ状
にした後、市販のＶＴＲ８ｍｍデツキを用いて行った。

方法は、テストパターンを記録した後、繰り返し再生を
行い、ヘッド出力およびドロップアウト数のパス回数に
よる変化を調べた。

耐久性の判定基準は次の通りである。縁り返し再生２０
０バス目の出力の低下が初期の出力に対して、３ｄＢ以
内をＡ、３ｄＢ以上をＢ、また、２００パスに達する前
にドロップアウトの数が２００個分を越えたものはＣと
した。なお、ドロップアウトの数え方は平均出力より１
６ｄＢ以上の出力低下が１５μ秒以上続いたときに１個
と数えた。結果を第１表に示す。

実施例４．５および比較例４．５および７のサンプルに
ついては、ディスク状に整形し、５０ＫＢＰＩのシグナ
ルの記録再生を行った。

耐久性の判定基準は３００万バス走行後の出力の低下が
初期出力に比べて３ｄＢ以内をＡ、３ｄＢ以上をＢ、安
定した再生出力の得られなくなったものをＣとした。結
果を第二表に示す。

第−表、第二表から明らかに本発明の効果が確認できる
。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、Ｃｏを主成分とする金属ま
たは合金薄膜より成る記録層上にＣｏ酸化物を主成分と
する保護層を形成する際、まず、記録層上部を、強制酸
化し、引き続いて保護層を形成することにより、耐久性
を一層向上させることができるようになった。

特に、その強制酸化をプラズマ酸化処理により実施すれ
ば、悪影響を受けることがなく、実用的に極めて有効で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の金属薄膜型磁気記録媒体の構造を示す
断面図、第２図は本発明の実施例および比較例に用いた
、記録層の成膜装置の概略図、第３図は本発明の実施例
で酸化層および保護層の形成に用いた装置の概略図であ
る １：非磁性基体　　２：記録層 ３二酸化層　４：保護層　５：真空槽 ６：排気装置　　９：加熱キャン １２：電子銃　１３　：　ＣｏＣｒ蒸着源１５：第−室
　１７：高周波電源 １８：電極　１９：第二室　２１：アース２３：駆動キ
ャン　２４：酸素導入パルプ２５：アルゴン導入バルブ ２６：Ｃｏターゲット 特許出願人　　キャノン株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）非磁性基体上の少なくとも一方の面に、Ｃｏを主成
   分とする金属または合金の薄膜より成る記録層と、その
   上部を強制酸化してなる酸化層と、その上に直接成膜さ
   れたＣｏ酸化物を主成分とする保護層とを少なくとも有
   することを特徴とする磁気記録媒体。 ２）前記保護層のＣｏ酸化物がＣｏ＿３Ｏ＿４を主相と
   する特許請求の範囲第１項記載の磁気記録媒体。 ３）Ｃｏを主成分とする金属または合金の記録層を形成
   する工程と、 該記録層をプラズマ酸化処理により強制酸化する工程と
   、 該工程に引き続き、大気中に取り出すことなく、Ｃｏ酸
   化物を主成分とする保護層を、高周波スパッタリング法
   、または反応スパッタリング法により形成する工程とを
   有することを特徴とする金属薄膜型磁気記録媒体の製造
   方法。