JPH02240825A - 磁気記録媒体及びその製造方法 - Google Patents

磁気記録媒体及びその製造方法

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JPH02240825A
JPH02240825A JP6178289A JP6178289A JPH02240825A JP H02240825 A JPH02240825 A JP H02240825A JP 6178289 A JP6178289 A JP 6178289A JP 6178289 A JP6178289 A JP 6178289A JP H02240825 A JPH02240825 A JP H02240825A
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fine particles
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magnetic recording
magnetization
thin film
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JP6178289A
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Koichi Shinohara
紘一 篠原
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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、高密度磁気記録に適する強磁性金属薄膜を磁
気記録層とする磁気記録媒体及びその製造方法に関する
従来の技術 記録再生機器の小型化、高性能化の為に記録密度向上の
努力は継続的に行われており、最近では強磁性金属薄膜
を磁気記録層として実用化することが待望されるに至っ
ている アイイーイーイートランザクシ冒ンズオンマグ
ネティクス((X1t’EETRANSACTION9
 ON MAGNkTIC8)vol、 MAG−21
、No −3、p、9. 1217〜1220(198
5))。強磁性金属薄膜は材料としての組合わせは多数
考えられるが、現実的な可能性が示されているものは少
<、Co−0r等の垂直磁化膜〔特公昭5B−91号公
報、特開昭61−120331号公報〕やCo−Ni。
Co−Ni−0等の斜め蒸着膜や湿式めっき膜〔特公昭
41−19389号公報、特開昭63−42010号公
報〕等で、実用化の目的で最近はけもっばら、保護潤滑
層の開発が検討の中心となっている。現状ではポリエチ
レンテレフタレートフィルム等の高分子フィルム上に直
接あるいは微粒子などの下塗りを行った後、電子ビーム
蒸着法やスパッタリング法で強磁性金属薄膜を配し、そ
の面に直接溶剤に脂肪酸やパーフルオロポリエーテル等
の潤滑剤を溶かした溶液を塗布乾燥する法〔特開昭67
−179948号公報、特開昭61−178718号公
報〕や、酸化膜を介して潤滑剤を配する〔特開昭61−
151830号公報〕ことや、炭素膜とフロロカーボン
系の組み合わせ〔特開昭61−142525号公報〕等
が提案され、磁気ディスクではまだ炭素膜が厚いとはい
うものの一部実用化され、炭素質についても検討が進み
硬度を高めることの有用性〔米国特許4717622号
明細書〕も知られるに至っている。
上記した多くの試みの中で、現状量も磁気記録媒体とし
てバランスのとれている構成は、微粒子塗布層上に、円
筒キャンに沿わせて、eo度入射から入射角を連続的に
変化させ最小入射角まで。
主として酸素を導入しなからCo−Ni等を電子ビーム
蒸着して得られるもので、柱状微粒子は。
わん曲し、厚み方向に粒子径が大きくなっているのが特
徴的である〔実務表面技術V01,29.&1゜70〜
76(19B2)参照〕 発明が解決しようとする課題 しかしながら上記した構成では、記録波長をO,Sμm
以下にまで短縮していこうとした時、C/Nと耐久のバ
ランスがくずれてくる。即ち、スペーシング損失を改善
するため、酸素を調整し1表面酸化層を薄くシ、微粒子
塗布層の微粒子直径を小さくすると、走行性、スチル特
性が不十分となるといった課題があり、改善が望まれて
いた。
本発明は上記した事情に鑑みなされたもので。
C/N改善を耐久性を犠牲にせずに行うことのできる磁
気記録媒体及びその製造方法を提供するものである。
課題を解決するだめの手段 上記した課題を解決するため本発明の磁気記録媒体は、
微粒子塗布層上に構成する柱状微粒子をわん曲しかつ、
厚み方向にその粒子径を一定となるようにしたものがそ
のひとつであり、従来と類似のわん曲し、かつ厚み方向
でその粒子径が太きくなる形状を持つが、スパッタリン
グ法で形成することで得られたものを強磁性金属薄膜と
して用いることもそのひとつである。
作用 本発明の磁気記録媒体は上記した構成により。
リングヘッド磁界による磁化での磁界に乱れが生じにく
いので保磁力を大きくしても狭ギャップでの記録効率が
よく、かつ雑音となる磁化の乱れも生じにくくなる。即
ち、柱状微粒子がわん曲することで磁界に近似させるこ
とができ、かつ粒子径が厚み方向で一定し、ち密に柱状
微粒子が並ぶので全磁化量を大きくでき、磁化の乱れも
最小にできる。又一方従来と類似の形状であってもスパ
ッタリング法で形成することで、ち密さが向上し、粒界
のすき間が上述した構成の関係に近づき、磁化効率もよ
くなり、雑音も改善されることになるのである。
実施例 以下1図面を参照しながら1課題を解決する方法につい
て順次説明する。
実施例1 第1図は本発明の第1の実施例の磁気記録媒体の拡大断
面図である。第1図で1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、ポリフェニレンサルファ
イド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルケトン、
ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド等の高分子
フィルムで。
2は微粒子塗布層で用いられる微粒子は、ム405+T
ie、、0r20..Ta206.Ku203.SiO
2゜カーボン、ポリエステル球、ポリイミド球、高分子
ラテックス等で60人から300人の範囲の直径の微粒
子を、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ
樹脂等により0.01〜100ケ/(μl11)2 の
密度で分散固定したものである。
3はCo、Co−Ni、Co−Ti、Co−Ta。
Go−W、Go−Mo、Go−0,Co−P、Co−8
i。
Go−Ru、Co−0r−Nb、Co−Ni−0゜Co
−N1−P等の強磁性金属薄膜で、特徴的なことは、構
成する柱状微粒子4が厚み方向に、その粒子径が一定し
ていることと、わん曲していることで、特にわん曲の仕
様については、ギャップを狭くした磁気ヘッドの形成す
る磁界分布を考慮し最適設計していくことが、より本発
明の効果を大きくするといえる。粒子径は100人〜6
00人が好ましく、かかる構成を得るには、成長時の温
度制御と、蒸着速度の入射角分布をほぼ一定になるよう
にする方法が有効で、これについては後で述べる。6は
保護潤滑層で、プラズマ重合膜。
sic膜、8i02膜、炭素膜、脂肪酸、フッ素オイル
等公知の材料から任意に選ぶことができ。
スペーシング損失と耐久性のバランスのよいもので最適
化すればよい。6はバックコート層でこれについても公
知の材料、製法の中より選べばよい。
第2図は、上記した磁気記録媒体を製造するのに用いた
蒸着装置の要部構成図である。第2図で7は円筒状のキ
ャンで、8は高分子フィルムであらかじめなんらかの処
理を行ったものも含まれる。
9は送り出し軸、10は巻取り軸である。11は蒸発源
、12は電子ビーム発生器、13は加速電子ビーム、1
4は限定された蒸気流、16は入射角を限定するマスク
で、16は輻射加熱源、17は遮へい板、18はフリー
ローラー、19は真空槽、20はガス導入調節弁、21
は真空排気系である。第2図で円筒状キャンの半径をr
、キャン中心0より真下におろした線より蒸発源の中心
までの距離をdとした時、dをrより大きくとり。
かつ温度制御を蒸発源11からの輻射と輻射加熱源16
とで行い、蒸気流の角度毎の量をより均一化し、モビリ
ティ−をより均一化することで、わん曲しかつ、柱状粒
子径を一定化するようにすることができる。但し、第2
図の装置は一例であって1回転ベルトを入射角が変って
も蒸着速度が一定になるように設計し、そうした回転ベ
ルトに高分子フィルムを静電吸着させ蒸着するようにし
てもよい。
以下、更に具体的に本発明の実施例について。
比較例との対比で説明する。
厚み10μlのポリエチレンテレフタレートフィルム上
に、直径140人の5in2微粒子を36ケ/(μm)
2配し、その上に第2図の装置で円筒キャンの半径を2
5c++yとし、dを30〜38個としlMgO容器に
CoNi(Cosowt%)を配した蒸発源を最大出力
30KV、260KWの電子銃で加熱蒸発させ、輻射加
熱源として、最大12XWの加熱源を配し、Co−Ni
を酸素分圧3 X 10−5〜7 X 1 o−’ T
orrの範囲内で蒸着し、わん曲した柱状微粒子が厚み
方向に径がほぼ一定となるようにCo−Ni−0微粒子
から成る強磁性金属薄膜を形成し、その上にモノマーガ
スとして04F8を用い0.1 Torr 、 200
 KHz 、 1.2XWでプラズマ重合膜を60人形
成し、更にパーフルオロポリエーテルとして市販のモン
テフルオス社製“フォンブリンZ−26−を0.351
1q/m”塗布し、バックコート層を0.4μlを配し
、8ミリテープとした。比較例は(1= 22 cm角
とし、輻射加熱源を動作させずに蒸着したものを用いた
夫々のテープの膜厚は1800人一定とし、保磁力も1
oeiooe一定とし比較した。特性は。
ギャップ長0.2μ嘗のセンダストスパッタ膜をギャッ
プ部に配したメタルインギャップ型リングヘッドにより
、トラックピッチ10μm、記録波長0.37μmを記
録し再生07Nを比較した。薄膜の条件と得られた特性
について比較した結果を第1表にまとめて示した。尚ス
チル特性は、出力が3 dB低下するまでの時間でスチ
ルした環境は20℃661■である。
(以下 余 白) 第1表より明らかなように柱状微粒子が厚み方向で測定
精度内で一定の粒子径となるように構成することで、強
磁性金属薄膜がち密になることで。
耐久性も改善されるのと、O/Hも短波長では大幅に向
上することがわかる。
実施例2 本発明の課題を解決する別の手段は1強磁性金属薄膜が
2層構成から成り、少くとも2層目は粒状微粒子がわん
曲し、粒子径が厚み方向で一定しているようにすること
である。本発明の磁気記録媒体は上記した構成により、
磁区の大きさを小さくできるので雑音が改善されるのと
ヘッドに近い2層目が少くとも実施例1で述べたと同様
の構成となっていることで、磁化効率もよく、薄膜表面
側からみるとち密性が良好となることで1表面磁荷も増
大するのと、保存特性も耐久性も向上させることができ
ることになる。第3図は本発明の磁気記録媒体の拡大断
面図である。第3図で亀は2層共、わん曲した微粒子の
粒子径が厚み方向で一定となる柱状微粒子31.32か
ら成る場合を模式的に示したもので、第3図すは、1層
目は従来から知られるわん油微粒子33に2層目として
、厚み方向で一定粒子径をもつわん曲した柱状微粒子を
積層した構成の例である。いずれの場合もわん曲する状
態は、同じ方向に積層するものとする。
以下、更に具体的に本発明の実施例について比較例との
対比で説明する。
実施例1と同じ条件のフィルムを用いて、厚み1800
人を分割(2層)して蒸着し、他は同じ構成で8ミリテ
ープを試作した。やはり保磁力は10500e一定とな
るよう調整した。初期C/Nは実施例1で採用した比較
例の2段目にのせてるテープをやはり0(iBとして相
対比較した。テープの構成条件と特性についてまとめた
結果を第2表に示した。
(以下 余 白) 第2表にみられるように、2層構成にすることで雑音が
低くなりC/N改善がみられる点は共通し比較例にも現
れているが、07Hの絶対値の差及び保存後の耐久性に
ついては本発明品の有価値性は大きい。
実施例3 本発明の課題を解決するための別の手段は1強磁性金属
薄膜がスパッタリング法で形成された柱状微粒子から成
り、その柱状微粒子がわん曲しかつ厚み方向に粒子径が
太きくなっている構成としたものである。
本発明の磁気記録媒体は上記した構成により。
同じ膜厚であってもよりち密な強磁性金属薄膜となるこ
とから磁束量が増大するのと、わん曲した柱状微粒子の
保磁力を大きくして自己減磁を減らしてもヘッド磁界に
近似されるので磁化効率もよく、再生出力を大きくでき
るのと、横方向の結合が強いので耐久的にみても改善さ
れる。
第4図は本発明の磁気記録媒体の拡大断面図である。又
第6図は本発明の実施例の磁気記録媒体を製造するのに
用いたスパッタリング装置である。
第4図で、36はわん曲した柱状微粒子で1表面側の粒
径が大きくなっていて、成長初期側には微小な9歇(ボ
イド)36が存在するものである。
後述するように従来知られる斜め蒸着膜にみられるボイ
ドに対してその体積は著しく小さいことが本発明の特徴
である。かかる構成を得るのに用いた装置の一例は第6
図に示したようなスパッタリング装置であって、第6図
で8は高分子フィルム、9は送り出し軸、10は巻取り
軸、22はターゲットで、ターゲットの中心と円筒キャ
ン71の中心0から引いた垂線との距離lを調整し、ス
パッタ原子流23を最適化するように配置されたもので
ある。
第6図の装置で、具体的に試作した磁気記録媒体につい
て比較例との対比で説明する。
直径60αの円筒キャン71の真下から、送り出し軸側
へ、18clnにターゲット中心を配し、ターゲットを
フィルムの移動方向の長さ12錦とし。
キャン直下距離7cWIに配し、ターゲットの図示した
エツジと、マスク16のエツジを結んだ線上の入射角e
 win  を変化させテープを試作した。
厚み10μlの芳香族ポリアミドを用い1表面に10ケ
/(μ重)2のボリイξド粒子(直径120人)を塗布
し、210℃に加熱した円筒キャンに沿わせ移動しなが
ら、CoCo−1r(Co88%)をムr=5X10 
 TOrr、13.66M)1z、1.9KWでスパッ
タリングしo、1sμm(7)co−crスパッタ膜を
形成した。その上でパーフルオロポリエーテル“7オン
ブリンz−26“を0.6 wilrd塗布し8ミリテ
ープにした。比較例はターゲノ)の代わりに1円筒キャ
ン直下20c!11、l=18cmに蒸発源中心を置い
て、電子ビーム蒸着法でCo−0r(Co:aawt%
)Illを0.15 μN形成したものを用いた。
粒径は表面粒子径Dsとフィルム表面から躾厚方向に3
00人の位置での粒子径I)iとで代表さセタ。夫々の
テープを改造した8ミリビデオにより特性比較をした。
ギャップ長0.24μmの積層合金型ヘッドにより、ト
ラックピッチ10μm。
y MHzでのC/Nを比較し、常温常湿でのスチル耐
久性と走行耐久性を比較した結果とテープのパラメータ
を第3表に示した。スチルは出力が3dB低下するまで
の時間で、走行耐久性は出力が1+18低下する120
分長デープのくり返し走行回数である。
(以下余 白) 表より明らかなように1本発明によれば1粒子径でみら
れる差はさほど大きくないにも拘らず。
C/Nには大きな差がみられ、耐久性に於ても差がはっ
きりしているのは、膜のち密さが、連続的に特性にきく
のではなくて、ある臨界的な値をこえると、C/Nや耐
久性に改善寄与が明確化するものと推察されるが、今の
ところ明確なメカニズムの解明に至っていない。
第3表では常温常湿で比較したが、他の環境条件でも耐
久性を改善するために、大気中で昇温ローラに沿わせて
、酸化膜を表面に配する処理を行っての比較を行ったと
ころ、耐久性に顕著な改善効果のみられた40℃1o%
RHでのスチル特性をみると、第3表の実施例1に対し
、250℃で108150処理したものは、C/Nが1
(iB低下したが、スチル時間は、20分から74分に
なったのに比し、比較例1は、やはりC/Nは1dB低
下し、スチル改善は13分から37分にとどまった。
この結果からも走査電顕で断面写真をとって径を評価し
た値の差から、はかれない、ち密さの違いが生じている
ものとの推察がなされるのである。
以上のように本発明によれば、耐久性とC/Nの改善さ
れた磁気記録媒体をうろことができる。
尚Co−Cr以外に、Co−Ti、Go−Ta、Co−
Ru。
Co−Mo、Co−W、Co−Pt、Co−Rh、Co
−Nb。
Co−V、Co−Ni−0r、Co−N1−V等ノヨう
に電子ビーム蒸着法では、成分比を一定にする上で蒸発
源の制御に困難を伴う材料で磁気記録層を構成するのに
本発明はより有用性が大きいといえる。
実施例4 実施例3は自己減磁に起因した損失があり、より短波長
化を進める上で、(j/N確保に限界が生じるが、より
優れた短波長07Nと耐久性を兼ね備えた磁気記録媒体
の構成について説明する。
本発明の磁気記録媒体は上記した課題を解決するため1
強磁性金属薄膜がわん曲した柱状微粒子から成り、ヘッ
ド磁界に近似された残留磁化を持つことを特徴とするも
のである。
本発明の磁気記録媒体は、垂直磁化膜で知られるような
自己減磁からの解放には至っていないものの、従来用い
られてきている長手記録媒体に比較すると、垂直磁化膜
に近づけることのできるものである。そのためには、垂
直磁化膜の形成される条件1例えばCo−0r、Co−
Ti、Co−Ta。
Co−Mo、Co−V等に於て、Or、Ti、Ta、M
o。
V等の磁性をうすめる元素を略18〜22 wt4添加
することや、スパッタリング法で成膜するか。
電子ビーム蒸着であれば、フィルム温度を200℃以上
に加熱するか等の条件に類似の条件で、かつよりち密で
柱状微粒子をわん曲した形状に構成すればよい。
以下、更に具体的に本発明の磁気記録媒体の実施例3の
磁気記録媒体に対する改善度について説明する。
実施例3でGo−Or(Co :sawt%)をCo−
+0r(Co:sawt4)とCo−Ru(Co:81
wtj)に置きかえ他は同じ条件でテープを試作し。
ギャップ長0.16μmでトラツクピッチ10μ目周波
数11 MH2でのO/Nを評価した。電子ビーム蒸着
法(フィルム加熱220℃)でもほぼ同等の結果が得ら
れたが、ここではスパッタリング法で形成した場合につ
いて説明する。テープのパラメータとC/Hについて第
4表にまとめて示した。
(以下余 白) 第4表より1本発明は短波長でより改善されたC/Nを
与えることができることがわかるが耐久性は実施例3で
のべたと同等であり、酸化処理の効果も同様である。以
上のように本発明によれば、みかけ上の磁気特性には大
差ないが、C/Nが改善されているのは磁化の立ち上り
角が大きくなっていて、水平成分が小さくなっているの
で、それによる反磁界が小さく、自己減磁を小さくして
出力を大きくしていることによるもので、ヘッド磁界と
の関係でブロードなピークがθwinとの関係でみられ
るのも磁界による磁化効率に関係が深いことが推察され
る。
実施例6 実施例3.4でのべた磁気記録媒体で更にC/Hの改善
を特に雑音の改良で行うことの出来る製造方法を提供す
る。
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、微粒子塗布層を配
した高分子フィルムを円筒キャンに沿わせて移動させな
がら、移動方向と直交方向に線状に近い状態で伸びたタ
ーゲットを配し、スバッタリング法により強磁性金属薄
膜を形成するようにしたものである。
本発明の磁気記録媒体の製造方法により得られる媒体は
上記した構成により、より斜め入射効果が強調され、異
方性分散が小さくなり、雑音が改善できると共に蒸着法
での斜め入射と比べ1強磁性金属薄膜を構成する原子の
移動度が大きいため。
よりち密な構成となり、飽和磁化量が大きくとれかつ耐
久性も横方向のすき間が無視されリジッド性が増し、向
上するといった効果がある。第6図に本発明の製造方法
を実施するのに用いたスパッタリング装置の一例の要部
構成図を示した。第6図で、スパッタカソード24は移
動方向の長さをPとすると、カソードの両エツジと円筒
キャン71の周面上の図示した点ム、Bを結んだ範囲の
蒸気流26で成膜されるとみなす時1局面距離ムBに対
して、カソードの長さPが1/6以下、好ましくは1/
8以下である(これを線状カソードと定義する)といっ
た条件にて構成したものである。尚カソードは板状でな
く、わん曲していても構わないが、五B部に向うスパッ
タ原子がとびだす領域がPと等価の条件を満足するよう
にする必要はある。
比較のために、第6図のカンード中心にP = 1.2
 cm 、 P = 1.6 anとP=2.4cmの
カソードを置いてCo−0r(Co:sowtl)をス
パッタして、0.115μ諺のCo−0r膜を形成した
。尚0、inは40度としたが、その時ムBの周長は1
3cmである。他の条件は実施例3でのテープ化条件と
同じとした。
実施例の4−2のテープを0(IBとすると。
P = 1.2cfR,P = 1.6cfn、 P 
== 2.4cmで製造したテープは夫々+1.2 (
IB 、 −)−1,0(1B 、 +0.6 (IB
であった。尚この改善効果は、11 MHzでの値であ
るが、更に短波長化し、13MHzでは+ 1.9 t
lB t+1.6 (IB 、−1−1,4(IBであ
り、より高密度記録向けの磁気記録媒体が求められる時
は。
有効である。
発明の効果 以上のべたように1本発明は微粒子基板を対象としたも
のであるが、これは単に微粒子のみではなく、ミミズ状
隆起層と微粒子分散を組み合わせたものでも有効であり
、微粒子による形状効果は耐久性向上に効果が大きかっ
たが、蒸着条件によっては、シャドーイングが悪影響を
及ぼして雑音源となっていたが1本発明はその欠点を解
消したもので、高密度記録媒体の提供と、その製法の提
供に於て、実用上の価値を生むものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例の磁気記録媒体の拡大断面図
、第2図は本発明の実施例の磁気記録媒体を製造するの
に用いた蒸着装置の側面図、第3図a、bは本発明の実
施例の磁気記録媒体の要部拡大断面図、第4図は本発明
の実施例の磁気記録媒体の要部拡大断面図、第6図、第
6図は本発明を実施するのに用いたスパッタリング装置
の要部側面図である。 1.8・・・・・・高分子フィルム、4・・・°・・わ
ん曲した柱状微粒子、7・・・・・・円筒状キャン、1
1・・、・・・蒸発渾、16・・°°・°輻射加熱源、
31.32.34・・・°°゛径一定わん油柱状微粒子
、36・・・・・・ボイド、22゜24・・・・・・ス
パッタカソード。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか1名第 図 第 図 (b)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)微粒子塗布層上に配した強磁性金属薄膜の柱状微
    粒子がわん曲し、粒子径が厚み方向で一定していること
    を特徴とする磁気記録媒体。
  2. (2)強磁性金属薄膜が2層構成から成り、少くとも2
    層目は柱状微粒子がわん曲し、粒子径が厚み方向で一定
    していることを特徴とする磁気記録媒体。
  3. (3)強磁性金属薄膜がスパッタリング法で形成された
    柱状微粒子から成り、その柱状微粒子がわん曲し、かつ
    厚み方向に粒子径が大きくなることを特徴とする磁気記
    録媒体。
  4. (4)強磁性金属薄膜を構成する柱状微粒子がわん曲し
    、ヘッド磁界に近似された残留磁化を持つことを特徴と
    する磁気記録媒体。
  5. (5)微粒子塗布層を配した高分子フィルムを円筒キヤ
    ンに沿わせて移動させながら、移動方向と直交方向に線
    状に近い状態で伸びたターゲットを配し、スパッタリン
    グ法により強磁性金属薄膜を形成することを特徴とする
    磁気記録媒体の製造方法。
JP6178289A 1989-03-14 1989-03-14 磁気記録媒体及びその製造方法 Pending JPH02240825A (ja)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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