JPH0262890B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明はポリエチレンテレフタレート（PET）
フイルム等の非磁性の支持基板にNiFe合金薄膜
等の軟磁性層とCoCr合金薄膜等の垂直磁気異方
性層を順次積層した二層構造を有する垂直磁気記
録媒体に関し、特にポリエチレンテレフタレート
（PET）フイルム等の可撓性基板を用いたフロツ
ピーデイスク等のデイスク型記録媒体に好適なも
のである。 ［従来技術］ 従来の強磁性微粉末をバインダー樹脂中に分散
せしめた記録層を有する塗布型磁気記録媒体にか
わり、近年、高密度記録への要望にともない、垂
直磁気記録方式の媒体がさかんに研究されてお
り、特にフロツピーデイスクへの応用が期待さ
れ、中でも上述の２層構造の垂直磁気記録媒体が
注目されている。（特公昭58−91号、日経エレク
トロニクス 1982年10月25日号p.141等参照） 上述の垂直磁気記録媒体の基本構成は、特公昭
58−91号公報等で公知の通り、支持基板上にスパ
ツタ等の手段で作製される磁束集中層として作用
する0.2〜1.0μｍ程度の厚さのNiFe合金薄膜等か
らなる軟磁性層と記録層として作用する0.1〜
0.7μｍ程度の厚さのCoCr合金薄膜等からなる垂
直磁気異方性層を順次積層したもので、高感度、
高密度記録が可能である。 ［問題点］ ところで前述の２層構造の垂直磁気記録媒体
は、支持基板を回転させながら作製したフロツピ
ーデイスクでは問題とならなかつたが、長尺のフ
イルムを連続的に逆行させながら作製しドーナツ
状に打抜いたフロツピーデイスクでは再生出力が
同一トラツク内の一周期で変化することがわか
り、それが軟磁性層の面内磁気異方性に基づくも
のであることがわかつた。 すなわち、第１図に示した様な面内磁気異方性
（MD：基板移送方向、TD：基板移送方向と直交
する方向）を有する軟磁性層とする垂直磁気記録
媒体のフロツピーデイスクにおいては、ヘツドが
TD方向に通過する時は出力電圧が高く、MD方
向に通過する時は出力電圧が低くなり、ヘツドが
トラツクを一周する間に再生出力のエンベロープ
に山が２つ、谷が２つ存在することが観察され
た。これは、JIS C6290のモジユレーシヨンが10
％以下という規定からも大きな問題である。 本発明は、２層構造の垂直磁気記録媒体におい
てフロツピーデイスクに適した上記のような問題
のない垂直磁気記録媒体を目的としたもので、再
生出力の変化が実用に供し得る変化幅にある垂直
磁気記録媒体を目的としたものである。 ［発明の構成及び作用効果］ 上述の目的は、以下の本発明により達成され
る。すなわち、本発明は、前述の非磁性の基板上
に軟磁性層と垂直磁気異方性層を形成した垂直磁
気記録媒体において、前記軟磁性層がその面内方
向の保磁力が15エルステツド（Oe）以下であり、
且つその面内方向の各方向で測定した磁化曲線の
増磁曲線の磁界軸との交点における接線の勾配の
最大値がその最小値の2.5倍以下であることを特
徴とする垂直磁気記録媒体である。 上述の本発明は軟磁性層が面内磁気異方性を有
しつつも、上述の特性具体的にはその磁化曲線、
すなわちＭ−Ｈループが第２図に示す様な特定の
形状を有する時には、再生出力の方向による変化
がきわめて小さくモジユレーシヨンが良好にな
り、実用上支障のなくなることを見出しなされた
ものである。 以下、本発明に到つた経緯と、本発明を詳細に
説明する。 本発明者らは、後述の第８図に概略図を示した
巻取式スパツタ装置を用い、基板の長尺のPET
フイルムを支持ロールに添つて連続的に移送させ
ながらスパツタ法によりNiFeMo合金よりなる軟
磁性層とCoCr合金よりなる垂直磁気異方性層の
記録層を順次積層し、２層構造の垂直磁気記録媒
体を作製してきたが、得られる軟磁性層のＭ−Ｈ
ループの形状が、スパツタによる膜作製中PET
フイルムの温度（支持キヤン温度）、張力、及び
その他のスパツタ条件により大きく変化するこ
と、そして使用するPETフイルムの物性（厚さ、
ヤング率、熱収縮率、等）によつても変化するこ
とが判明した。またPETフイルム上にすでに形
成された軟磁性層も、後で加熱すれば、その温度
と張力と時間等のある条件下でＭ−Ｈループが変
化することも判明した。すなわち、軟磁性層上に
記録層をスパツタする時の温度とフイルム張力に
より軟磁性層の磁気特性が変化することが十分に
推察される。 実際に、ベースフイルムの表裏に各々軟磁性層
と記録層の２層を積層した両面フロツピーデイス
クにおいては、表裏の計４層の積層順序によつて
も軟磁性層の面内磁気異方性が変化することが観
察された。 すなわち、２層構造の垂直磁気記録媒体では下
層の軟磁性層の磁気特性は、上層の垂直磁気異方
性層を製膜することによつて変化し、たとえ製膜
条件が同じであつても上層の有無で異なつた値を
示すことを見出した。従つて垂直磁気記録媒体と
しての電磁変換特性は垂直磁気異方性層を形成し
たあとでの軟磁性層の磁気特性によつて規定され
る。 ところが、従来は、上述の軟磁性層の磁気特性
は、垂直磁気媒体の作製時と同条件で基板上に軟
磁性層のみを形成したサンプルでＭ−Ｈループを
測定し、その測定値を用いていた。上述の点か
ら、かかる従来の測定方法では軟磁性層の２層構
造での磁気特性の正確な把握は困難である。 以上の理由により、２層媒体における軟磁性層
の磁気特性、特に面内磁気異方性の程度を正確に
把握できる測定方法を検討し、本発明者らは以下
の測定方法を見出した。その手順を(1)〜(3)に示
す。 (1) 表裏の両面に軟磁性層と記録層を形成した両
面媒体においては、まず片面に耐酸レジストを
塗布し、片面を酸（塩化第２鉄と塩酸の混合水
溶液、等）で溶解し、基板の片面にのみ２層が
形成された構成とする。 (2) 以上の構成（片面２層媒体）の面内各方向の
Ｍ−Ｈループを測定する。第３図にその代表的
なＭ−Ｈループを示した。第３図は２層膜を面
内に飽和さすに十分な磁界（例えば10KOe程
度）を加えて測定したＭ−Ｈループの低磁界の
所を拡大して示したものであり、実線はMD方
向に測定したもので保磁力が最大であり、点線
はTD方向に測定したもので保磁力が最小であ
る。その他の方向はこの間にある。 ここでMD方向とは第４図ａに示すごとく、
連続的に作製した試料の長手方向（膜作製時の
基板フイルムの送行方向）を云い、TD方向と
はMD方向に直交する面内方向を云う。また周
知の通り図の縦軸は磁化Ｍ、横軸は磁界Ｈであ
る。 (3) 第３図のＭ−Ｈループにおいて、チヤート上
で増磁曲線をRS／２だけ上方に平行移動し、
減磁曲線をRS／２だけ下方に平行移動し、第
１図に示した軟磁性層のみＭ−Ｈループを得
る。そして、これを２層構造での軟磁性層の磁
化曲線とする。なお、MD方向とTD方向とも
にRS／２だけ平行移動する為に、第１図の
MD方向がＰ，Ｑ点付近でも口が開いた形状と
なる。 上述の測定方法により２層構造での軟磁性層の
正確な磁化曲線が得られたのは、次の理由によ
る。すなわち、手順(2)で得られる２層構造の軟磁
性層のＭ−Ｈループは一般にそのループが第３図
のPQ，RSの様に閉じないで口が開いた形状とな
るが、これは主に記録層の残留磁化によるもので
その磁化分だけ口が開くことになる。これは、基
板フイルムの片面に記録層のみを設けたものの面
内のＭ−Ｈループを測定すると、第５図に示すよ
うに、低磁界領域では図示のごとく磁化Ｍは磁界
軸に平行に推移するのみで、残留磁化の値で一定
であり、その大きさEFは第３図のRSと概略一致
することから明らかである。従つて、手順(3)によ
り記録層の残留磁化分が補正され、２層構造の軟
磁性層のＭ−Ｈループが得られる。 以上説明した本測定手法により、前述した従来
方法では不可能であつた２層構造の垂直磁気記録
媒体の軟磁性層の磁気特性、特に面内磁気異方性
の程度を正確に求めることが可能となつた。 本発明の軟磁性層の磁気特性は全て上述の測定
方法により測定したデータに基づくものである。 次に前述の本発明の構成について説明する。 ところで、２層構造の垂直磁気媒体で前述した
再生出力のエンベロープが変動するものの軟磁性
層は、第１図に示すような磁気特性を示す。第１
図の例においては、15〜25Oe程度の外部磁界に
対してＭ−Ｈループが閉じない方向はMD方向で
あり、図の如く明白に磁化容易軸となつているこ
とがわかる。そして、Ｍ−Ｈループが閉じる方向
はTD方向であり、磁化困難軸となつている。そ
れぞれの保磁力をHce、Hchとする。本例におい
てはMD方向、TD方向以外の任意の面内の他の
方向で測定した保磁力はいずれもHceとHchの中
間の値を示し、Hceが最大値であり、Hchが最小
値であつた。 これに対して、実用上再生出力の変動が問題と
ならない本発明の垂直磁気記録媒体は、その軟磁
性層が第２図の如きＭ−Ｈループを有するもので
ある。以下、そのＭ−Ｈループを第２図の例につ
いて説明する。第２図は第１図より類推するなら
実線のMD方向を磁化容易軸とし、点線のTD方
向を磁化困難軸とする若干の異方性を有しつつ
も、第１図より、はるかに改善された等方的な磁
気特性を有している。そして、このような軟磁性
層においては、第６図に示すごとくＭ−Ｈループ
の増磁曲線Ａの磁界軸との交点、具体的には保磁
力Hcを示す点における接線Ｌの勾配を面内の任
意の各方向で求めた場合、これがいずれも似た値
を示す場合、再生出力が安定することがわかつ
た。そして、面内の任意の各方向で測定した接線
Ｌの勾配の最大値Laと最小値Lbとの比が2.5以下
であれば、再生出力の変動を実用上許容範囲内と
することができる。具体的には前述のJIS規格を
クリアできる。 一方、大きな再生出力を得るためには、上述の
軟磁性層の保磁力Hcは後述の通り15Oe以下であ
ることが好ましい。なお、その膜厚は通常0.2〜
1.0μｍ程度である。第７図は本発明に特有な形状
のＭ−Ｈループを有する軟磁性層の保磁力Hcと
再生出力（Ep）との関係を2KFRPIと45KFRPI
において示したものであり、保磁力Hcが小さい
程再生出力が大きく良好となる。保磁力Hc15Oe
以下であれば十分であるが、より好ましくは
10Oe以下の方が良い。なお、第７図の軟磁性層
は厚さ0.44μｍのNiFeMo合金薄膜であり、記録
層のCoCr合金薄膜（Cr：20wt％）の特性と、電
磁変換特性の測定条件をそれぞれ表−１と表−２
に示す。なお表−１のΔθ₅₀はＸ線回折の六方最
密構造（hcp）の（002）面のロツキング曲線の
半値巾である。

【表】

【表】 以上の通り本発明によれば前述の勾配を規定す
るのみで再生出力に異方性がなく、且つ再生出力
レベルも高い垂直磁気記録媒体が実現される。 さらに、第２図のもので特徴的なことは15〜
25Oe程度の外部磁界においてＭ−Ｈループの閉
じるTD方向、換言すれば磁化困難軸方向の保磁
力HchはＭ−Ｈループの閉じないMD方向、換言
すれば磁化容易軸方向の保磁力Hceより大きく、
第１図の保磁力の関係すなわちHce＞Hchとは逆
の関係を有していることである。すなわち、異方
性材料の一般的傾向であるHce＞Hchなる明瞭な
関係をこの軟磁性層は有していない。そして、
Hce＜1.2Hchにおいて、再生出力の異方性によ
る変動は低下しており、再生出力の均一化により
一層の好ましい結果を生じる。さらに第２図の様
にHce≦Hchである方がより好ましい。 更に、面内の各方向で測定した保磁力Hcの最
大値と最小値との比を検討したところ、その比が
1.6以下のものでは前述のものにおいてより好ま
しい結果が得られることがわかつた。 ところで、本発明の垂直磁気記録媒体は特公昭
58−91号で開示されている２層媒体であり、記録
層は通常Crを10〜25重量％含有するCoCr合金薄
膜が使用されるが、他にバリウムフエライト薄膜
やCo−Mrメツキ膜やバリウムフエライト微粉末
の塗布膜であつてもかまわない。又、軟磁性層は
通常NiFe系合金（一般にパーマロイといわれる）
薄膜が一般に用いられ、本発明においても、廉価
な材料であること、及びスパツタ用ターゲツトと
して加工性にすぐれ経済的であることにより
NiFe系合金薄膜が好ましいが、他にCo、Feをベ
ースとし、Zr、Nb、Ta、Ｗ、Ｂ、Si等を添加し
たアモルフアス合金膜等も使用され得る。要は保
磁力の小さい材料（かつ、適当な飽和磁化Msを
有する）であればよく、更に透磁率の大きいもの
が好ましく用いられる。 ［実施例］ 特開昭58−158380号公報等で、公知の対向ター
ゲツト式スパツタ法を用いた後述する第８図の巻
取式の対向ターゲツトスパツタ装置を用い、約
0.44μｍのNiFeMo（Ni：79、Fe：16、Mo：５重
量％）合金薄膜の軟磁性層と、約0.45μｍのCoCr
（Cr：20重量％）合金薄膜の記録層をPETフイル
ムの両面に形成した。用いた２軸延伸PETフイ
ルムは50μｍ厚さで中心線平均粗さRaが0.01μｍ
の表面粗度のもの(A)と、75μｍ厚さでRa＝0.006μ
ｍのもの(B)の２種類である。 ところで、巻取式の対向ターゲツト式スパツタ
装置は、長尺の基板フイルムの両面に２層構造の
垂直磁気記録媒体を連続的に製造できるように第
８図に示す構成となつている。すなわち、図の１
１，１２は温度コントロール可能なキヤン、１３
は巻出しロール、１４は巻取ロール、１５はガイ
ドロール、２０は真空槽、２１はアルゴンガス導
入系、２２は排気口である。Ｆは基板フイルムで
あり、P₁〜P₄は330mmＷ×150mmＬのターゲツト
２枚を対向させた対向ターゲツト陰極で、遮蔽板
Ｓにより不要部への粒子飛散を防止してある。
P₁，P₃はNiFeMo合金ターゲツト、P₂，P₄は
CoCr合金ターゲツトを設置してある。なお、対
向ターゲツト式スパツタ法は前述の通り公知であ
り、付帯設備の真空ポンプ、ターゲツト冷却水系
統、ターゲツトへの電力供給電源及び配線系統は
図示省略した。又、そのスパツタ作用の説明も省
略する。そして、この対向ターゲツト式スパツタ
装置により、目的の垂直磁気記録媒体を以下のよ
うに作成した。すなわち、基板フイルムＦを巻出
しロール１３にセツトしたフイルムロールより送
り出し、巻取りロール１４に巻取る。この間にタ
ーゲツトP₁，P₃によりNiFeMo薄膜を基板フイ
ルムＦの両面に形成した。又は、まず片面にのみ
P₁でNiFeMo薄膜を形成し巻取りロール１４に巻
取つた後に、すべてのキヤン、ロールを逆転さ
せ、P₃でNiFeMo薄膜を他の面に形成しロール１
３に巻取つた。いずれにしても、キヤン１１，１
２の温度を90℃とし、アルゴンガス圧0.5Pa、平
均堆積速度0.3μｍ／minでNiFeMo合金ターゲツ
トのスパツタを行い、まず基板フイルムＦの両面
にNiFeMo薄膜を形成し、しかる後に、同様の方
法で、キヤン１１，１２の温度を150℃とし、
CoCr薄膜を両面に形成した。このようにして軟
磁性層の特性の異なる８種類の垂直磁気記録媒体
を形成した。 そして、前述した測定方法通り、片面を酸で溶
解し、片面にのみ２層が堆積されたサンプルを作
製し、各方向の軟磁性層の磁気特性を評価した。
また、第４図ｂのようにMD方向とTD方向より
0.5インチ巾に切り出し、表−２の条件で再生出
力を測定した。なお、CoCr膜の垂直方向保磁力
はいずれも395〜490Oeであつた。 MD方向とTD方向の中間の方向の軟磁性層の
特性値はすべてMD方向特性値とTD方向特性値
の中間の値を示した為に、軟磁性層のMD方向と
TD方向の特性値のみ表−３に示した。そして再
生出力値Ep（μVo_-p）とその変化率を表−４に示
した。 変化率は（Epmax−Epmin）÷（Epmax＋
Epmin）×100％で求めた。

【表】

【表】

【表】 表−３、表−４の実施例１〜４の結果から磁化
曲線の増磁曲線の磁界軸との交点における接線の
勾配の最大値Laと最小値Lbとの比La／Lbが1.9
以下であれば、再生出力の変化率は2KFRPI及び
45KFRPIにおいて6.3％以下となり、実用上全く
問題のない再生出力が得られることがわかる。 なお、再生出力の変化率はJIS規格等から約10
％程度まで許容されるので、比較例６の結果等か
らもわかるように、前述の通り、比La／Lbは2.5
以下であれば実用上問題ない。 更に実施例１、２より上述の条件下で、磁化容
易軸方向の保磁力Hceと磁化困難軸方向の保磁力
Hchとの比Hce／Hchが0.9以下であれば、再生
出力の変化率は両記録密度で3.2％以下となり、
非常に均一な再生出力が得られる。 なお、前述の比La／Lbと併せ、実用上の前記
基準からは、前述の通り比Hce／Hchは1.2以下
であれば十分である。 また、比較例８の結果から保磁力Hcが15Oeを
越えると再生出力レベルの低下が大きく、前述の
通り保磁力Hcは15Oe以下にする必要があること
がわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は比較例の代表的な面内のＭ−Ｈループ
のグラフ、第２図は実施例の代表的な面内のＭ−
Ｈループのグラフ、第３図は２層構造の垂直磁気
記録媒体の面内のＭ−Ｈループのグラフ、第４図
は長尺フイルムのMD方向とTD方向の説明図、
第５図は記録層のみの面内のＭ−Ｈループの±
15Oeの部分を示したグラフ、第６図はＭ−Ｈル
ープの保磁力を示す点における接線Ｌの説明図、
第７図は軟磁性層の保磁力（Hc）と再生出力
（Ep）との関係を示すグラフ、第８図は巻取式ス
パツタ装置の概略図である。 １１，１２：キヤン、１３：巻出しロール、１
４：巻取りロール、P₁〜P₄：対抗ターゲツト陰
極、２０：真空槽。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非磁性の基板上に軟磁性層と垂直磁気異方性
   層を形成した垂直磁気記録媒体において、前記軟
   磁性層がその面内方向の保磁力が15エルステツド
   以下であり、且つその面内方向の磁化曲線の増磁
   曲線の磁界軸との交点における接線の勾配の最大
   値がその最小値の2.5倍以下であることを特徴と
   する垂直磁気記録媒体。 ２ 前記軟磁性層の磁化容易軸方向の保磁力が磁
   化困難軸方向の保磁力の1.2倍以下である特許請
   求の範囲第１項記載の垂直磁気記録媒体。 ３ 前記軟磁性層がNiとFeを主成分とした合金
   薄膜である特許請求の範囲第１項若しくは第２項
   記載の垂直磁気記録媒体。