JPH03237609A - 磁気記録媒体及びその製造方法 - 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 本発明は高密度記録特性及び耐久性の優れた磁気記録媒
体及びその製造方法に関する。

従来の技術 短波長記録特性の優れた磁気記録方式として、垂直磁気
記録方式がある。この方式においては垂直磁気異方性を
有する垂直磁気記録媒体が必要となる。このような媒体
に信号を記録すると磁化は媒体の膜面に垂直な方向を向
く。従って信号が短波長になるほど、媒体内反磁界が減
少し、高い再生出力が得られる。

現在−船釣に用いられている垂直磁気記録媒体は、高分
子フィルム等の非磁性基板上に直接に、あるいはＴｉ、
Ｇｅ、Ｓｔ、Ｃｏｏ、Ｓｉｎ、、高分子等の非磁性下地
層を介して、Ｃｏ基の垂直磁気異方性を有する合金磁性
層をスパッタ法や真空蒸着法により形成したものである
。特にＣｏとＣｒを含有する膜は、ＣｒＯ量が３０重量
％以下の範囲では結晶系が、稠密六方構造であり、その
Ｃ軸を膜面に対して垂直方向に配向させることが可能で
あるので、容易に垂直磁気異方性膜を実現出来る。

発明が解決しようとする課題 従来の垂直磁気記録媒体は優れた短波長記録再生特性を
有しているが、既に市販されているメタル塗布型テープ
（ＭＰテープ）や蒸着テープ（ＭＥテープ）に対して、
出力及びＳ／Ｎが充分高いとは言い雛かった。また、従
来の垂直磁気記録媒体は耐久性においても満足できるも
のではなかった。したがって、高密度磁気記録媒体とし
て、ＭＰテープやＭＥテープを出力及びＳ／Ｎにおいて
大幅に上回り、かつ耐久性の優れた媒体の開発が要望さ
れてる。

課題を解決するための手段 本発明の磁気記録媒体は、高分子フィルム上に柱状結晶
粒を有するＣｏとＣｒあるいはＣｏとＮｉとＣｒを主成
分とする磁性薄膜を配した磁気記録媒体であって、前記
高分子フィルムの表面に断面が略のこぎり刃状の凹凸形
状があり、前記高分子フィルム面の法線に対して傾斜し
ている前記凹凸形状の一定方向の面上に略垂直に前記柱
状結晶粒を形成せしめて磁気記録媒体と威すことを特徴
とするものである。また、本発明の磁気記録媒体の製造
方法は、高分子フィルムを円筒状キャンの周面に沿わせ
て走行させ、前記高分子フィルムが前記円筒状キャンの
周面に沿っている間に、前記高分子フィルムにイオン銃
を用いて１ｋｅＶ以下の低エネルギーイオン及び電子を
照射する第１の工程と、前記高分子フィルムにイオン銃
を用いて３ｋｅＶ以上の高エネルギーイオンを照射する
第２の工程と、前記高分子フィルムに電子銃からの電子
を照射する第３の工程と、前記高分子フィルム上に斜方
蒸着法によりＣｏとＣｒあるいはＣｏとＮｉとＣｒとを
主成分とする磁性薄膜を形成する第４の工程とを順次実
施することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である
。

作用 ３ｋｅＶ以上の高エネルギーイオンを高分子フィルムに
照射すると、高分子フィルム表面はスパッタされて凹凸
形状が誘起される。このような高分子フィルム表面にＣ
ｏとＣｒあるいはＣｏとＮｉとＣｒとを主成分とする磁
性薄膜を斜方蒸着すると、磁化容易軸が入射方向に面し
た凹凸形状の面に垂直に配向する。即ち、磁化容易軸が
膜面の法線方向に対して傾斜する。従って、磁気ヘッド
としてリングヘッドを用いる場合に、記録され易い。ま
た磁化容易軸が膜面内ではないので減磁作用が弱く、高
い記録磁化が残る。その結果、高い再生出力が得られる
。また、磁性層としてＣｏとＣｒあるいはＣｏとＮｉと
Ｃｒを主成分とする膜を用いると、その高い飽和磁化及
び高い結晶磁気異方法により出力が増加する。さらに、
高分子フィルム表面に誘起された凹凸形状は磁性層表面
にも反映され耐久性が向上する。

実゛施例 以下に本発明の一実施例について説明する。

第１図は、本発明の一実施例における磁気記録媒体の断
面構造の概略を示す図である。高分子フィルム１上に柱
状結晶粒１３を有するＣｏとＣｒあるいはＣｏとＮｉと
Ｃｒを主成分とする磁性薄膜を有する構造である。磁性
薄膜を槽底する柱状結晶粒１３は高分子フィルム１面の
法線に対して傾斜している。しかし、微視的にみると柱
状結晶粒１３は高分子フィルムｌの表面にある略のこぎ
り刃状凹凸面に略垂直になっている。従って、磁性薄膜
の磁化容易軸は柱状結晶粒１３と同方向に強く配向して
いる。

第２図は、本発明の一実施例における磁気記録媒体の製
造方法に用いる真空蒸着装置の内部構造の概略を示す図
である。高分子フィルムエを円筒状キャン２の周面に沿
わせて矢印Ａの方向に走行させる。３及び４はそれぞれ
高分子フィルム１の供給ロール及び巻き取りロールであ
る。　１１．１２はフリーローラーである。高分子フィ
ルムｌを円筒状キャン２の周面に沿わせて走行させてい
る間に、高分子フィルム１に対して以下の４工程を順次
実施することにより磁気記録媒体を製造する。

（第１の工程）第１のイオン銃７からの低エネルギーイ
オン及び電子を高分子フィルム１の表面に照射する。本
工程により、高分子フィルムｌの帯電を除去し、高分子
フィルムｌを円筒状キャン２の周面にしわの無い状態で
沿わせることが出来る。

ここで照射するイオンのエネルギーは１ｋｅＶ以下がよ
い、帯電の除去が目的であるので低エネルギーイオンで
十分である。高エネルギーイオンを照射すると、高分子
フィルムｌが膜厚１０ｔＩｍ前後の薄いフィルムである
場合に熱的ダメージを受ける危険がある。第１のイオン
銃７はイオンビームスパッタリング、イオンミリング、
基板の前処理等で一般に使用されているものと同様のイ
オン銃である。このイオン銃の概略を第３図を用いて説
明する。イオン銃のグリッド１４からはＡ　ｒ　Ｉ　Ｎ
　！　ＩＨ２，０□等の加速されたイオン１５がでてく
る。

尚、一般にはＡｒが用いられる。１７はニュートラライ
ザ−であり、これに電流を流すことにより電子１６が発
生する。ここで第１のイオン銃７は第３図に示すように
イオンのみでなく電子も放射するようにすることが帯電
除去を目的とする場合には重要である。

（第２の工程）第２のイオン銃８からの高エネルギーイ
オンを高分子フィルムｌの表面に照射する。

高エネルギーイオンの照射によりスパッタされた高分子
フィルム１の表面には凹凸形状が誘起される。第２のイ
オン銃８も基本的には第３図示したイオン銃と同様のも
のである。但し、ニュートラライザ−１７は使用しない
。照射するイオンのエネルギーは３ｋｅＶ以上がよい。

誘起される凹凸形状は照射するイオンのエネルギーに強
く依存している。しかし、凹凸形状のイオンエネルギー
依存性を直接定量的に表現することは難しい。概念的に
は以下のように説明される。即ち、低エネルギーイオン
照射の場合、スパッタ率は低くしかもスパッタされた高
分子フィルム１の表面は平坦である。一方、高エネルギ
ーイオン照射の場合、スパッタ率は高くしかも高速でス
パッタされた高分子フィルム１の表面は凹凸形状を有す
る。必要なイオンエネルギーの値は磁気記録媒体として
の総合的な評価より確認した。これについては後で説明
する。尚、本工程においてはイオンのみを照射するので
高分子フィルム１は正に帯電し、静電引力により高分子
フィルム１は円筒状キャン２の周面に張り付く、この時
、高分子フィルム１は第１の工程の効果により円筒状キ
ャン２の周面にしわの無い状態で張り付く、このような
状態にしておけば高分子フィルム１が受けた熱は円筒状
キャン２に効率よく逃げて行くので、高分子フィルム１
に高エネルギーイオンを照射しても高分子フィルム１は
熱的ダメージを受けない。

（第３の工程）電子銃９からの加速電子を高分子フィル
ム１に照射する。電子照射により高分子フィルム１は負
に帯電し、静電引力により高分子フィルムｌは円筒状キ
ャン２の周面に張り付く、このようにして高分子フィル
ム１を円筒状キャン２の周面に強く張り付かせることで
、次工程において高分子フィルム１が受ける熱を効率的
に円筒状キャン２に逃がすことができる。なお、′高分
子フィルム１は前工程においてイオン照射され正に帯電
し円筒状キャン２に張り付いているが、この状態では次
工程においては不十分である。イオン照射による正電荷
の高分子フィルム１中への侵入深さは浅いので、高分子
フィルム１の表面に導電性の膜が形成されると、高分子
フィルム１の正の帯電は容易に除去されてしまう、加速
された電子は高分子フィルムｌ中に深く侵入するので容
易には除去されない。従って、金属磁性薄膜が高分子フ
ィルム１の表面に形成されても高分子フィルム１の円筒
状キャン２への張り付きは保持される。高分子フィルム
１に電子銃９により電子を照射する際に必要とされる加
速電圧は、高分子フィルム１の種類や蒸着条件によって
多少異なるが概ね１ｋＶ以上あればよく、実状に合わせ
て設定すればよい。通常、電子銃９としてはピアス型が
用いられる。ピアス型電子銃は走査範囲が広く、広幅の
高分子フィルム１に電子を照射するときには都合がよい
。また、加速電圧は一般に３０ｋＶ以上あるので十分で
ある。尚、高分子フィルム１の幅が狭い場合やピアス型
電子銃が設置できない場合には小型の電子銃を使用して
もよい。

（第４の工程）高分子フィルム１上に斜方蒸着法により
ＣｏとＣｒあるいはＣｏとＮｉとＣｒとを主成分とする
磁性１ｉｌ膜を形成する。蒸発源５としては、抵抗加熱
蒸発源、誘導加熱蒸発源、電子ビーム蒸発源等が考えら
れるが高融点であるＣｏ基合金を高速で蒸発させるため
には電子ビーム蒸発源を採用する必要がある。蒸発源５
と円筒状キャン２との間には、蒸発源５から蒸発する蒸
気が不要な部分に付着するのを防止するために、遮蔽板
６が配置されている。遮蔽板６は、Ｓで示されるように
開口しており、この開口部Ｓを通過した蒸気が高分子フ
ィルム１上に付着する。θ１及びθ２はそれぞれ蒸着開
始部および蒸着終了部における蒸発原子の高分子フィル
ムｌへの入射角である。

蒸発原子の高分子フィルムｌへの入射角は膜の成長にと
もなってθ、からθ２に変化する。本方法で成膜する際
には、蒸発原子の高分子フィルム１への入射角１０”以
上７０’以下とすることにより、柱状結晶粒と磁化容易
軸が膜面の法線に対して傾斜する。なお、この角度内で
入射角範囲を狭くしてもよいが膜堆積速度が低くなる。

特性はほとんど変わらない。真空蒸着法により高い膜堆
積速度で薄膜を作製する際には、高分子フィルム１は蒸
発源からの輻射熱や蒸発原子の凝縮熱等の熱を受けるの
で熱変形や熱分解を生し易い。従って、薄膜を高堆積速
度で形成する際には、これらの熱的ダメージを避けるた
めに、高分子フィルム１を円筒状キャン２の周面に強く
張り付け、高分子フィルム１の受けた熱を効率的に円筒
状キャン２に逃がすことが必要である。

以上の４工程を実施することで磁気記録媒体は製造され
る。しかし、構造上、各工程を実施する部分が近接して
おり工程間相互の影響が課題となる。そのため、各工程
を実施する部分を隔離する必要がある。特に荷電粒子を
扱う工程の間、第１の工程を実施する部分と第２の工程
を実施する部分との間、及び、第２の工程を実施する部
分と第３の工程を実施する部分との間にはそれぞれ隔壁
１０を設は工程分離を充分に行なうことが重要である。

ここで、高分子フィルム１を円筒状キャン２の周面に張
り付ける有効な補助手段について説明する。磁性薄膜と
円筒状キャン２との間に電位差を付与する方法である。

フリーローラー１２と円筒状キャン２との間に電源を接
続し、フリーローラー１２を介して磁性薄膜と円筒状キ
ャン２との間に電位差を付与する。この電位差により静
電引力が発生し、薄膜が形成された瞬間から高分子フィ
ルムｌが円筒状キャン２に張り付く。この補助手段を用
いることにより、異物等が原因で高分子フィルム１が円
筒状キャン２の周面から浮いた状態になった場合でも、
高分子フィルム■の広範囲にわたる熱分解が避けられる
。

以下に具体的実施例について説明する。

第２図に示す真空蒸着装置にてＣｏ−Ｃｒ膜を形成した
。

高分子フィルム１として幅２０ｃｍ、厚さ１０μｍのポ
リイミドフィルムを用いた。ポリイミドフィルムを供給
ロール３から巻きだし、円筒状キャン２の周面を矢印Ａ
の方向に５ｍ／分の速度で走行させ、巻き取りロール４
に巻き取った。第１のイオン銃７からのイオン及び電子
と、第２のイオン銃８からイオンをポリイミドフィルム
に照射する。

第１のイオン銃７は、イオン加速電圧５００　Ｖ、イオ
ン電流密度０．２ｍＡ／ｃｄ、電子電流密度１ｍＡ／ｄ
とした。また第２のイオン銃８は、イオンの加速電圧を
３ｋＶ、イオン電流密度１ｍＡ／ｃ＋ｆとして使用した
。第１及び第２のイオン銃ともイオン化するガスとして
はＡｒを用い、Ａｒの導入量は２０ｃｃ／分とした。ボ
リイくドフィルム張り付は用の電子銃９は加速電圧２ｋ
Ｖの小型電子銃を用いた。工宅ツシヲン電流は１００ｍ
Ａとした。蒸発源５としては電子ビーム蒸発源を用いた
。入射角θ、は７０°、θ２は１０°とした。ポリイミ
ドフィルムのはりっけの補助手段としてフリーローラー
１２を介して直流１００ＶをＣｏ−Ｃｒ膜と円筒状キャ
ン２との間に印加した。以上の方法により、膜厚０．２
μｍのＣｏ−Ｃｒ膜を形成した。

以上の如く作製した本発明の媒体の１３０ｋＦ、Ｐｌ（
１インチ当り１３００００回の磁化反転のある記録状態
）における再生出力及びノイズを従来の媒体と比較して
第１表に示す。ただし、磁気ヘッドとしてはＭｎ−Ｚｎ
フェライトから威るギャップ長０．１５μｍのリングヘ
ッドを用いた。

以下余白 第 表 第１表から、本発明の媒体が従来の媒体に比べて、極め
て高い再生出力を有しており、ノイズも低いことがわか
る。従って、本発明の媒体を用いることにより高いＳ／
Ｎが得られる。

第４図に第２図のイオン銃８の加速電圧を変化させて作
製した媒体の動摩擦係数μｍの測定結果を示す。−船釣
にμ、と媒体の耐久性とは強い相関があり、μ、が低い
ほど耐久性が優れている。

μ、の測定はドローイング試験法によって行なった。加
速電圧Ｏｖは、第２のイオン銃８を作動させない状態を
意味している。第４図から加速電圧が３ｋＶを越えると
μつが約０．２となり、市販のＭＰあるいはＭＥテープ
と同等になることがわかる。また、動摩擦係数を測定し
たものと同じ媒体についての再生出力及びノイズの測定
結果を第２表に示す、なお、評価方法は第１表の場合と
同様である。

以下余白 第 表 第２表から、第２のイオン銃８の加速電圧が３ｋＶ以上
、つまりイオンエネルギーが３ｋｅＶ以上で高いＳ／Ｎ
が得られることがわかる。高分子フィルム１としてポリ
イミドフィルム以外の高分子フィルム、例えばポリアミ
ドフィルムやポリエチレンナフタレートフィルム等にい
ても同様の試験を行なった結果、ポリイミドフィルムの
場合とほぼ同様な結果かえられる。

以上の実施例では、Ｃｏ−Ｃｒ膜を形成する場合につい
てのみ説明したが、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ膜を形成した場合
も同様な結果が得られたことは言うまでもない。

発明の効果 本発明によれば、再生出力が高く耐久性の優れた磁気記
録媒体を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における磁気記録媒体の断面
構造の概略図、第２図は本発明の一実施例における磁気
記録媒体の製造方法に用いる真空蒸着装置の内部構造の
概略図、第３図はイオン銃の構造の概略図、第４図は媒
体の動摩擦係数とイオンの加速電圧との関係図である。 ｌ・・・・・・高分子フィルム、２・・・・・・円筒状
キャン、３・・・・・・供給ロール、４・・・・・・巻
き取りロール、５・・・・・・蒸発源、６・・・・・・
遮蔽板、７・・・・・・第１のイオン銃、８・・・・・
・第２のイオン銃、９・・・・・・電子銃、１０・・・
・・・隔壁、１１．１２・・・・・・フリーローラー、
１３・・・・・・柱状結晶粒、１４・・・・・・グリッ
ド、１５・旧・・イオン、１６・・・・・・電子、１７
・・・・・・ニュートラライザ−１Ａ・・・・・・矢印
、Ｓ・旧・・開口部、θ１・・・・・・蒸着開始部にお
ける蒸発原子の入射角、θ２・・・・・・蒸着終了部に
おける蒸発電子の入射角。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）高分子フィルム上に柱状結晶粒を有するＣｏとＣ
   ｒあるいはＣｏとＮｉとＣｒを主成分とする磁性薄膜を
   配した磁気記録媒体であって、前記高分子フィルムの表
   面に断面が略のこぎり刃状の凹凸形状があり、前記高分
   子フィルム面の法線に対して傾斜している前記凹凸形状
   の一定方向の面上に略垂直に前記柱状結晶粒を形成せし
   めて成る磁気記録媒体。
2. （２）高分子フィルムを円筒状キャンの周面に沿わせて
   走行させ、前記高分子フィルムが前記円筒状キャンの周
   面に沿っている間に、前記高分子フィルムにイオン銃を
   用いて１ｋｅＶ以下の低エネルギーイオン及び電子を照
   射する第１の工程と、前記高分子フィルムにイオン銃を
   用いて３ｋｅＶ以上の高エネルギーイオンを照射する第
   ２の工程と、前記高分子フィルムに電子銃からの電子を
   照射する第３の工程と、前記高分子フィルム上に斜方蒸
   着法によりＣｏとＣｒあるいはＣｏとＮｉとＣｒとを主
   成分とする磁性薄膜を形成する第４の工程とを順次実施
   することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
3. （３）磁性薄膜を形成する際、蒸発原子の前記高分子フ
   ィルムへの入射角を前記高分子フィルム面の法線方向に
   対して１０°以上７０°以下として形成することを特徴
   とする請求項（２）記載の磁気記録媒体の製造方法。
4. （４）第１の工程を実施する部分と第２の工程を実施す
   る部分との間及び第２の工程を実施する部分と第３の工
   程を実施する部分との間に隔壁を設ける請求項（２）記
   載の磁気記録媒体の製造方法。
5. （５）磁性薄膜と円筒キャンとの間に電位差を設ける請
   求項（２）記載の磁気記録媒体の製造方法。