JPH01204219A - 垂直磁気記録媒体の製造方法 - 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） 本発明は垂直磁気記録媒体の製造方法に関し、特にエン
ベロープの優れた媒体を生産性よく製造する方法に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、垂直磁気記録媒体としては、Ｃｏ−Ｃｒ合金で代
表されるＣＯ系の薄膜が用いられている。

Ｇｏ系薄膜は通常、スパッタリング法や電子ビーム蒸着
法によって形成されている。スパッタリング法は良好な
特性を得やすいが、膜形成速度が遅いため大量生産に適
した製法とは言いがたい。

またＣＯとＣｒを用いた電子ビーム蒸着法は膜形成速度
は速いが、ＣｏとＣｒの融点、飽和蒸気圧などが大きく
異なるため膜の組成制御が困難であるという問題があっ
た。

上記問題点を解決する方法として、本発明者らは先に真
空雰囲気中に酸素ガスと化学的活性の小さいガスを基体
走行方向上流側または下流側から導入し、強磁性体を蒸
発材料とし、真空蒸着により基体上に強磁性体およびそ
の酸化物からなる垂直磁気記録媒体を形成する方法（特
開昭６１−９４２３７、特願昭６１−２８４１７４＞を
提案した。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、これらの製法にも次のような問題があっ
た。

すなわち、この製法で形成した垂直磁化膜を用いてフロ
ッピーディスクにした場合、−回申の再主出力、すなわ
ちエンベロープに山と谷の部分が各々２ケ所づつ発生す
る。このエンベロープの大きざの不均一は、再生出力を
読み取りデータ処理する電子回路の設計を著しく複雑に
するため好ましくない。

この原因としては、基体に対して蒸着器が小さいために
蒸着器真上位置から基体幅方向へ離れるにしたがって入
射角が大きくなり配向性が低下し、そのためフロッピー
ディスクに打ち央いたとき基体幅方向となる両端部の出
力が低下するものと考えられる。また、基体に対して十
分大きい蒸着器を用いればこの問題点を解消することが
できるが、材料ロスが多くコストアップとなり工業的な
生産性に劣るという欠点があった。

本発明は、かかる従来技術の諸欠点に鑑み創案されたも
ので、その目的は、エンベロープが均一な垂直磁気記録
媒体を効率よく良好な生産性下に製造する方法を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる本発明の目的は、基体を走行させながら該基体上
に蒸着法によって強磁性体および該強磁性体から主とし
てなる垂直磁気記録層を形成する垂直磁気記録媒体の製
造方法において、酸素を含むガスを蒸着部近傍に導入す
るとともに、基体上に入射する蒸発蒸気流に対して、基
体走行方向に対し横方向から不活性ガスを供給しながら
蒸着することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法
により達成される。

以下本発明の詳細を添附図面を参照して説明する。

第１図は本発明を実施するための真空蒸着装置の１例を
示す概略断面図、第２図は第１図の概略側面図でおる。

図において、１は真空槽、２は基体走行系で、これは基
体巻出しロール３、基体支持ドラム４および基体巻取り
ロール５などからなり、巻出しロールから巻き出された
基体６はドラムにそって走行しながら蒸着された後、巻
き取りロールに巻き取るようになされている。

７は蒸発材料充填用の凹部を備えた蒸着器で、これは支
持ドラム４の下面中央のほぼ直下に設けられ、これによ
り蒸発蒸気流が基体に対しておおむね垂直に人！１する
ようになされている。

８および９は蒸着器から蒸発される蒸発蒸気流の基体へ
の入射角度を規制するための遮蔽板で、これにより基体
への入射開始点と入射終了点における蒸発蒸気流と基体
の法線とがなす角度αが設定される。

１０．１１および１２．１３は遮蔽板８．９の各上面の
端部側所定位置と基体支持ドラム４との間に設けられた
隔壁で、基体支持ドラム４、隔壁１０．１１．１２．１
３および遮蔽板８．９によって囲まれる空間に、所定の
ガスを導入することによって蒸着部近傍を所定の雰囲気
に保持するようにしている。なお図示の例では各隔壁の
下端側は外方に延在されて真空槽内を上下に分ける仕切
り部１４．１５．１６．１７を構成している。

１８Ａ、１８Ｂおよび１８ＣＩ、を酸素を含むガスの導
入管であり、それぞれ基体走行方向の上流側、下流側お
よび下槽側から酸素を含むガスを蒸着部近傍に導入する
ことができる例を示したものである。すなわち、導入管
１８Ａは真空槽壁面および基体走行方向上流側隔壁１０
を貫通して設けられ、１８Ｂは真空槽壁面および基体走
行方向下流側隔壁１１を貫通して設けられ、さらに導入
管１８Ｇは下槽側真空槽壁面を貫通してその先端が図示
のごとく、遮蔽板８と９間の開口部に向くように設けら
れてあり、バリアプルリークバルブにより所定の流量に
調節された酸素を含むガスをドラム下面の中央部近傍に
導入できるようになされている。

酸素を含むガスの導入管は、いずれか１つのみを設置（
または使用）すれば目的を達することができるが、勿論
２つ以上の導入管を同時に使用、例えば導入管１８Ａと
１８８から酸素を含むガスを同時に導入することもでき
る。

なお図示の例では、酸素を含むガス導入管を基体走行方
向上流側、下流側または下槽側に各１本設けた例を説明
したが、これらを設ける場合には勿論２本以上のガス導
入管をドラム軸方向に並べて配設することもできる。ま
たガス導入管の先端部形状は任意であり、例えば先端を
先細り状にしたり、また先端部を複数に分岐させること
もできる。

１９および２０は不活性ガスを基体走行方向に対し横方
向から、蒸着部近傍に供給するための導入管で、図示の
例では導入管１９は真空槽壁面およびドラム軸方向の一
端側隔壁１２を貫通して設けられており、また導入管２
０は真空槽壁面およびドラム軸方向の他端側隔壁１３を
貫通して、前記導入管１Ｂに対向して設けられており、
バリアプルリークバルブにより所定流量に調節された不
活性ガスをドラム軸方向外方からドラム下面の中央部直
下近傍に供給できるように構成されている。

なお図示の例では不活性ガス導入管１９と２０を対向し
て配設した場合を説明したが、勿論どちらか一方だけを
設けることもできる。

また不活性ガスを導入するための導入管も、基体走行方
向上流側および／または下流側にそれぞれドラム軸方向
に２本以上並べて配設することができる。不活性ガス導
入管の先端部形状も任意であり、先端を先細り状にした
り、また先端部を複数に分岐させることもできる。２１
は排気口である。

本発明で使用される基体としては１、アルミニウム、銅
、鉄、ステンレスなどで代表される金属、ガラス、セラ
ミックなどの無機材料、プラスチックフィルムなどの各
種有機重合体材料が挙げられる。特にテープ、フレキシ
ブルディスクなど加工性、形成性、可撓性が重視される
場合には、有機重合体材料が適している。特に二軸延伸
されたフィルム、シート類は、平面性、寸法安定性に優
れ最も適しており、中でもポリエステル、ポリフェニレ
ンスルフィド、芳香族ポリアミド、ポリイミドなどが最
も適している。

基体の厚みは特に限定されるものではない。シート状、
テープ状、カード状等の場合、加工性、寸法安定性の点
で、厚みは２〜５００μｍ、中でも４〜２００μｍの範
囲が好ましい。

本発明で用いられる基体は、垂直磁化膜などの形成に先
たち、易接着化、平面性改良、着色、帯電防止、耐摩耗
性付与等の目的で各種の表面処理や前処理が施されても
よい。

本発明において使用される蒸発材料の強磁性金属とは室
温においてフェロ磁性またはフェリ磁性を示す強磁性金
属であるが、中でも室温における飽和磁化ＭＳが３００
ｅｍｕ／ｃｃ以上の材料が好ましい。上記強磁性金属と
してはＦｅ１Ｃｏ、Ｎｉなどの強磁性金属またはその合
金が挙げられる。

具体的にはＦｅ、Ｇｏ、Ｎ　ｒとＦｅ−Ｇｏ、Ｆｅ−Ｎ
　ｉ　、　Ｃｏ−Ｎ　ｉ　、　Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎ　ｉなど
の合金およびこれらの単体金属または合金と他の金属と
の合金である。他の金属としてはＭＯ，Ｗ、ｖ、ｃｒ、
　Ｎｂ、　Ｔａ５Ｔ　ｉ、ｚｒＳＲｅ、ｏｓ。

Ｐｄ、Ｐ↑、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎ
ｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｃｄ５Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ
、ｌ−ｍ、　Ｙｂなトチアル。

本発明では以上述べたような材料を使用できるが、これ
らの材料のうち、結晶磁気異方性または形状磁気異方性
が大きいため、基体に対し垂直方向への磁気異方性を発
現する上でＦｅまたはＣＯあるいはこれらの合金を主成
分として用いるのがざらに好ましく、最も好ましくは前
記金属の単体または合金を７５重量％以上用いるのがよ
い。

本発明で述べ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、イオンブレーティング、
イオンビーム蒸着、レーザービーム蒸着、アーク放電蒸
着などの真空蒸着法のいずれの方法でも実施可能である
が、保磁力、異方性磁界なとの磁気特性を向上する上で
、また速い蒸発速度を得るために電子ビーム蒸着、イオ
ンブレーティングなどの方法が適しており、さらに操作
性、量産中などの工業的観点から電子ビーム蒸着が最も
適している。

蒸着に際し、蒸着部近傍に酸素を含むガスを導入する。

ここで酸素を含むガスとしては、主として酸素と不活性
ガスからなる混合ガスであることが好ましい。

不活性ガスとしては、希ガスおよび反応性に乏しいガス
が使用でき、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン
、キセノン、ラドン、窒素、水素などが挙げられる。が
、入手の容易さ、安価なことなどから窒素、アルゴンが
好ましい。

酸素と不活性ガスの混合比は５：９５以上７０：３０以
下の範囲が好ましい。上記範囲を外れ酸素比率が大きい
と酸素が激しくゲッタ作用を受けるため層内圧力が変動
して磁気特性が安定せず、また酸素ガス比率が小さいと
垂直磁気異方性が発現しにくいため多量のガス導入を必
要とし、槽内圧力の上昇、蒸発速度の低下を招くため好
ましくない。

なあ、他の目的で酸素、不活性ガス以外のガスを添加す
ることは酸素と不活性ガスの総量の１０％以下の範囲で
許される。

酸素ガスを含むガスの導入量は槽内圧力が１×１０−４
〜１　ｘ　１０−２７ｏ　ｒ’ｒノ範囲で導入スルノが
望ましい。槽内圧力が１Ｘ１０４Ｔｏｒｒより小さいと
垂直磁気異方性が小さくなりやすく、また１Ｘ１０−２
より大きいと蒸発速度が低下しやすい。

上記の酸素を含むガスを、例えば基体走行方向上流側、
下流側または下槽側などの少なくとも１つの導入管から
導入し、蒸着部近傍、すなわち磁性層形成領域近傍に供
給することが本発明の第１の要件である。　このとき、
同時に基体走行方向に対して横方向から、すなわちドラ
ム軸と平行な方向から不活性カスを蒸着部近傍に供給す
る。これが本発明の第２の要件である。

ここで不活性カスとしては前述したものと同様のものが
使用できるが、窒素やアルゴンが好ましい。

不活性ガスを導入する位置は、磁性層形成領域のドラム
軸方向両側が選ばれ、片側のみを使用しても効果がある
が、両側から同時に不活性ガスを導入すると最も効果が
大きくなる。不活性ガスの導入量はドラム軸方向両側と
もほぼ同程度のガスを導入すると、エンベロープの向上
効果がより大きく、またドラム軸方向両側のノズルを対
向して設けた場合、エンベロープの向上効果が大きく好
ましい。

不活性ガスの導入量は酸素を含むガスのみを導入した状
態の槽内の圧力に対して、不活性ガスを導入することに
より、槽内の圧力を１〜４０％上昇できる程度の量が好
ましく、より好ましくは５〜２０％上昇できる量でおる
。槽内圧力上昇が１％より小さいと記録密度特性の向上
効果が小さく、４０％より大きいと蒸発速度が遅くなり
、好ましくない。

［発明の効果］ 本発明は上述のごとく構成したので、エンベロープの優
れた媒体を生産性よく製造することができる。すなわち
、基体走行方向上流側、下流側または下槽側の少なくと
も一方から酸素を含むガスを導入することによって組成
制御の問題なく良好な磁気特性が得られ、また同時に基
体走行方向に対して横方向、好ましくは両横方向（ドラ
ム軸方向両側）から不活性ガスを供給することにより蒸
発蒸気流のドラム軸方向への拡がりが小さくなり、基体
幅方向端部における基体への垂直入射成分が増えて垂直
磁気異方性が向上し、これらの複合効果によって生産性
を低下させることなく、優れたエンベロープが得られる
ものと考えられる。

本発明で得られる垂直磁気記録媒体はテープ、シート、
カード、ディスク、ドラムなどの形状にて、オーディオ
、ビデオ、デジタル信号などの磁気記録用途に広く用い
ることができる。

（特性の測定方法・評価基準） 本発明の特性値は次の測定法によるものである。

■　垂直磁気異方性 磁気記録層の保磁力はＪＩＳ　　Ｃ−２５６１で示され
ている振動試料型磁力計法によって測定した。試料振動
式磁力計（理研電子（株）製、ＢＨＶ−３０＞を用い、
基体面と垂直方向および基体面と水平方向に外部磁界を
加えた場合のヒステリシスループからそれぞれの基体面
と垂直方向の保磁力（ＨＣ工）および基体面と水平方向
の保磁力（ＨＣ／　）を求めた。Ｈｃ上とＨＣ／／の比
をもって垂直磁気異方性の指標とした。

この測定に用いる試料は、得られた蒸着膜の蒸管中央部
および蒸着中央部からドラム軸方向へ３９．５ｍｍ離れ
た位置から切り出した。後者の位置は、３．５インチフ
ロッピーディスクの最外周（トラックＯＯの位置）に相
当する。

■　エンベロープの測定 試料に弗化炭素系の潤滑剤を約５０人塗布した後、３．
５インチ径のマイクロフロッピーディスク形状に打ら央
き、ジャケットに収め測定試料とする。

市販の片面ヘッド型のフロッピーディスクドライブ（ソ
ニー（株）製０Ａ−Ｄ３２Ｖ）に試料をかけ、６００ｒ
ｐｍで回転させツツ、５００ｋＨ７の信号を記録する。

次いでヘッドからの再生出力を増幅してシンクロスコー
プで観察する。フロッピーディスク−周分の再生出力波
形（エンベロープ）は、ＪＩＳ　　Ｃ６２９１のモジュ
レーションの定義にしたがって、以下の式で評価する。

（（Ａ−Ｂ）／　（Ａ十Ｂ＞）ｘｌ　００　（％）Ａニ
ー周のうち、最大出力電圧を含む約２０００１束反転の
平均出力電圧 Ｂニー周のうち、最小出力電圧を含む約２０００磁束反
転の平均出力電圧 モジュレーションの値が小さいほど、エンベロープが均
一であることを意味する。

（実施例〕 以下実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ 第１図の装置において酸素を含むガス導入管として１８
Ａのみを用い、蒸着器７（半径２５ｍｍ＞にコバルトを
充填した。加熱源には電子ビーム加熱器を使用し、基体
は、二軸延伸した厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタ
レートフィルムを用いた。

真空槽内を１Ｘ１０−５トール以下に排気した後、コバ
ルトを蒸発させた。蒸発蒸気流の基体に対する入射角α
は蒸着開始点および終了点側とも２５０になるように遮
蔽板を設置した。次いでガス導入管１８Ａから酸素２０
体積％、窒素８０体積％の混合ガスを真空槽内の圧力が
１．８Ｘ１０’トールになるまで導入した。さらにガス
導入管１９．２０からアルゴンガスを導入し、真空槽内
圧力が２．３Ｘ１０−３トールとなった状態で走行する
基体上に厚さ３．０００人の磁気記録層を形成した。

この磁気記録層について垂直磁気異方性を測定し、また
フロッピーディスク状に打ち扱いて記録密度特性を測定
した。結果を表１に示す。

実施例２ 第１図の装置において酸素を含むガス導入管として１８
Ｂのみを用いて行なった。蒸着器にコバルト、鉄および
ニッケルを８５：５：１０となるように充填し、またガ
ス導入管１８Ｃから酸素１０体積％、窒素９０体積％の
混合ガスを真空槽内の圧力が２ｘ１０−３トールとなる
まで導入し、さらにガス導入管１９．２０から窒素ガス
を導入して真空槽内の圧力が２．５Ｘ１０−３トールと
なった状態で走行する基体上に磁気記録層を形成するよ
うにした他は実施例１と同様に行なった。

この磁気記録層について実施例１と同様の測定を行ない
、結果を表１に示した。

実施例３ 第１図の装置において酸素を含むガス導入管として１８
Ｇを設置し、不活性ガスの導入管１９および２０の先端
部をそれぞれ導入管断面積の１／４になるように先細り
状に形成したこと、および窒素ガス導入により真空槽内
の圧力を２．５ＸＩＱ−３に設定した以外、実施例２と
同様にして蒸着を行なった。

この磁気記録層について実施例１と同様の測定を行ない
、結果を表１に示した。

比較例１ 第１図の装置において酸素を含むガス導入管として１８
Ｃを設置し、ガス導入管１９および２０からの不活性ガ
スの導入は行なわず、その他は実施例２と同様にして蒸
着および評価を行ない、結果を表１に示した。

比較例２ 第１図の装置において酸素を含むガス導入管として１８
Ａのみを設置し、これに対向するように基体走行方向下
流側に不活性ガス導入管を設置（ガス導入管１９．２０
は設置せず）して、アルゴンガスを導入し、真空槽内圧
力が２．５Ｘ１０−３トールとなった状態で走行する基
体上に磁気記録層を形成するようにした以外は実施例１
と同様にして蒸着および評価を行なった。結果を表１に
示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置の１例を示す概略
断面図、第２図は第１図の概略側面図である。 ４ニドラム、６：基体、 ８．９：遮蔽板、 １０．１１．１２．１３：隔壁 １８へ、１８Ｂ　、　１８Ｃ：酸素を含むガス導入管、
１９．２０：不活性ガス導入管、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体を走行させながら該基体上に蒸着法によって
   強磁性体および該強磁性体から主としてなる垂直磁気記
   録層を形成する垂直磁気記録媒体の製造方法において、
   酸素を含むガスを蒸着部近傍に導入するとともに、基体
   上に入射する蒸発蒸気流に対して、基体走行方向に対し
   横方向から不活性ガスを供給しながら蒸着することを特
   徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。