JPH04195920A - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JPH04195920A
JPH04195920A JP32681290A JP32681290A JPH04195920A JP H04195920 A JPH04195920 A JP H04195920A JP 32681290 A JP32681290 A JP 32681290A JP 32681290 A JP32681290 A JP 32681290A JP H04195920 A JPH04195920 A JP H04195920A
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JP
Japan
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magnetic
protective film
magnetic layer
recording medium
film
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JP32681290A
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English (en)
Inventor
Takanori Kobuke
古武家 隆敬
Jiro Yoshinari
次郎 吉成
Kunihiro Ueda
国博 上田
Yasumichi Tokuoka
保導 徳岡
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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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〉 本発明は磁気記録媒体、特に、C8S耐久性を高めたハ
ードタイプの連続薄膜型の磁気ディスクに関する。
〈従来の技術〉 計算機等に用いられる磁気ディスク駆動装置には、剛性
基板上に磁性層を設層したハードタイプの磁気ディスク
が用いられている。 ハードタイプの磁気ディスクに記
録再生を行なう磁気ヘッドとしては、各種浮上型磁気ヘ
ッドが用いられている。
このような場合には、コンタクト・スタート・ストップ
(CSS)時に、磁気ディスクは磁気ヘッドにより損傷
を受ける。
また、記録密度を高めるためには、磁気ヘッドの浮上量
をできるだけ小さくしようという要請が強いが、このと
きC8S時のディスクの損傷はより一層大きくなる。
このようなC8S耐久性を高めるためディスク表面に各
種保護膜を設ける提案がなされている。 例えば特開昭
58−194131号、特開昭56−156931号等
では、フッ素を含むプラズマ重合膜を磁性層上に形成す
る方法が提案されている。
また、ポリフルオロエチレンをスパッタ法で成膜する方
法等も知られている。
さらに特開昭56−156931号ではフッ化黒鉛粒子
を磁性層表面に移着する方法が提案されている。
また、カーボンスパッタ膜も知られている。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、特に連続薄膜型の磁性層を有する磁気ディスク
において、低浮上量にて駆動すると、上記従来のフッ化
カーボン系保護膜は、潤滑性、摩擦特性、硬度等のいず
れかにおいて不十分であり、C8S耐久性が低い。
本発明の目的は、潤滑性、摩擦特性、硬度にすぐれ、C
8S耐久性のきわめて高いフッ化カーボン系保護膜を有
する磁気記録媒体を提供することにある。
〈課題を解決するための手段〉 このような目的は下記(1)〜(5)の本発明により達
成される。
(1)剛性基板を有し、この基板上に形成された磁性層
を有し、この磁性層上に形成され、CnF (10≦n
≦100)の組成をもち、水素含有量0〜10at%の
フッ化カーボン保護膜を有することを特徴とする磁気記
録媒体。
(2)前記保護膜の膜厚が100〜800人である上記
(1)に記載の磁気記録媒体。
(3)前記保護膜がスパッタ法またはCVD法により形
成されたものである上記(1)または(2)に記載の磁
気記録媒体。
(4)前記保護膜が、フッ化カーボンと炭素とを混合成
形したターゲットをスパッタリングしたものである上記
(3)に記載の磁気記録媒体。
(5)前記磁性層が、気相成膜法による連続磁性薄膜で
ある上記(1)ないしく4)のいずれかに記載の磁気記
録媒体。
〈作用〉 本発明の磁気記録媒体においては、剛性基板上に磁性層
を形成し、この磁性層上にフッ化カーボンの保護膜を設
ける。
ここで保護膜を構成するフッ化カーボンCnFの組成は
10≦n≦100とし、水素含有量を0〜10at%に
規制する。
フッ化カーボンの組成をこのように規制することで、潤
滑性や摩擦特性が飛躍的に向上し、磁気ヘッドの吸着が
抑えられ、C8S耐久性は大幅に向上する。
〈発明の具体的構成〉 以下、本発明の具体的構成にって詳細に説明する。
本発明の磁気記録媒体に用いる剛性基板は、金属製であ
っても樹脂製であってもよい。 金M製の剛性基板材質
としては、例^ば機械的剛性や加工性等が良好なアルミ
ニウムやアルミニウム合金等の各種非磁性金属が挙げら
れる。
これら金属基板は、NLP等の公知の各種表面層を有し
ていてもよい。
樹脂製の剛性基板材質としては、例えばキャスティスグ
法で成型する場合は、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ア
クリル樹脂、ポリスチレン、ポリアミド、シリコーン樹
脂あるいはポリエステル等が使用できる。
インジェクション法で成型する場合は、ポリエチレン、
ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂
、フッ化ビニリデン樹脂、ポリスチレン、アクリロニト
リル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジェ
ン−スチレン共重合体、アクリル樹脂、ポリアミド、ポ
リカーボネート、ポリアセタール、ポリエステル、ポリ
フェニレンサルファイド、ポリエーテルイミドあるいは
アモルファスポリオレフィン等が使用できる。 また熱
硬化樹脂として、フェノール樹脂、フラン樹脂、キシレ
ン樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アニリン樹脂、スル
ホンアミド樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂あるいはエポキシ樹脂等も使用できる。
基板の寸法は目的に応じて選定すればよいが、通常、厚
さ0.8〜1.9mm程度、直径6Cl〜130mm程
度である。
基板の磁性層形成面側には、磁性層の配向性を向上し、
応力を解放するためテクスチャリング加工等による溝を
形成することが好ましい。
溝の形状、パターン、寸法等には特に制限がないが、磁
性層のディスクの周方向の配向性が向上する点で、溝を
ディスクの周方向に形成することが好ましい。
清は、基板を回転させながら研磨テープ等を作用させ、
基板表面に、同心円状等に不規則に形成したいわゆるテ
クスチャー加工による溝であっても、基板表面に、成形
時に同心円状、渦巻状等に規則的に形成した溝であって
も、あるいは、両者であってもよい。
規則的な溝は、トラッキング用のグループとして使用す
ることができ、記録密度が向上する。
このような場合の溝の寸法や溝装置間隔は、溝の幅が0
.1〜10−1特に0,5〜2−程度、溝間間隙がo、
i〜10−1特に0.5〜2−程度、溝の深さが100
〜5000人、特に500〜1000人程度が好ましい
なお、グループには情報が記録されないため、グループ
は磁気ヘッドの位置に関係な(ガートバンドとなる。 
このため、基板に、グループを設ければ、トラッキング
サーボの精度が比較的低くて済み、サーボ信号に使用さ
れる記録面の面積を少なくできる。 また、隣接トラッ
クからのクロストークが著しく減少する。
また、ディスク周方向に、前記寸法の溝を特に規則的に
形成するときには、磁性層のクラック発生が防止され、
ディスク周方向の配向性が向上し、ディスク周方向の保
磁力が向上する。
なお、この溝は、基板表面層を有するときには、この表
面層上に設けられる。
剛性基板上には、下地層が設けられていてもよい。
下地層の材質には特に制限がなく、各種の無機材料、有
機材料、金属ないし合金等を用いればよく、成膜方法や
膜厚等も目的や用途等に応じて適宜選択すればよい。
以下に好適例を示す。
下地層の第1の例は、CまたはCと、H,Nおよび0の
うちの1種以上とを含有するプラズマ重合膜である。
この場合、より好ましくはCと、Hと、Nおよび/また
は0、さらに好ましくはCと、Hと、Nと、0とを含有
しているものが好ましい。
プラズマ重合膜の下地層3の膜厚は、 100〜2000人、より好ましくは3o0〜1000
人であることが好ましい。
プラズマ重合膜は、公知の方法に従い、原料ガスの放電
プラズマを基板に接触させることにより重合膜を形成す
るものである。
なお、プラズマ重合膜中には、特願昭61−20756
7号に記載されているように、プラズマ重合膜部に電極
材料を堆積したり、有機金属化合物をソースガスとして
用いたりして、各種金属を30at%程度以下含有させ
てもよい。
二のようなプラズマ重合膜は、基板上、特にプラズマ処
理された基板上に形成されることが好ましい。
下地層の第2の例は、Aff、Ti、Cu、Zn、Ag
、In、SnおよびAuからなる群より選ばれる1種以
上を含有する非磁性金属ないし非磁性合金の連続薄膜で
ある。
用いる金属は、単体でも合金でもよいが、合金の場合、
前記金属を80重量%以上含有することが好ましい。
下地層の膜厚は、100〜3000人、特に500〜1
500人であることが好ましい。
下地層3の第3の例は、酸化物、窒化物、炭化物、ケイ
化物、ホウ化物および炭素からなる群より選ばれる1種
以上を含有する連続薄膜である。
この場合、酸化物、窒化物、炭化物、ケイ化物、ホウ化
物の1種以上が含有され、酸化窒化物、酸化炭化物、窒
化炭化物、酸化窒化炭化物、等となっていてもよい。
酸化物の連続薄膜としては、S i Ox(1≦X≦2
)、Zr0z 、Aff20x、5i−Aff−0−N
系化合物、La−5i−0−N系化合物等が好適である
窒化物の連続薄膜としては、S 1 x N 4、Aρ
N、TiN等が好適である。
炭化物の連続薄膜としては、5iC1 TiC,h−BC,c−BC,WC等が好適である。
ケイ化物の連続薄膜としては、SiOx、SIC,S1
! N4 、 Si  A、j2  ONz系化合物、
La−5i−0−N系化合物等が好適である。
ホウ化物の連続薄膜としては、h−BN、C−BN等が
好適である。
炭素の連続薄膜としては、アモルファスカーボン等が好
適である。
下地層の膜厚は、100〜3000人、特に500〜1
500人であることが好ましい。
前記第2および第3の例の下地層は、蒸着、スパッタリ
ング、イオンブレーティング、CVD等の各種気相成膜
法にて成膜すればよいが、第2の例の下地層は、特にス
パッタリング、第3の例の下地層は、特にスパッタリン
グまたはプラズマCVDにて成膜することが好ましい。
下地層上には、直接あるいは中間層4を介して磁性層が
形成される。
磁性層は、塗布型であってもよいが、連続薄膜型である
と、本発明の効果はより一層有効に実現する。
連続薄膜型磁性層の材質には特に制限がなく、例えば、
Fe、CoおよびNiから選ばれる1種以上を含有する
連続薄膜、特にCo系の気相成膜法による連続薄膜で構
成すればよい。
磁性層の組成の具体例としては、Co−Ni合金、Co
−Ni−Cr合金1.Co−Cr合金、Co−Cr−B
合金、Co−Cr−Mn合金、Co−Cr−Mn−B合
金、Co−Cr−Ta合金、Co−Cr−31−AA金
合金Co−V合金、Co−N1−P合金。
Co−Zn−P合金、Co−Ni−Pt合金、Co −
N i −M n −Re −P合金等が挙げられる。
なお、これら合金には、必要に応じ、0、N、Si、A
n、Mn、Ar等の他の元素が0.1重量%程度以下含
有されていてもよい。
磁性層の膜厚は、300〜1000人が好ましい。
前記範囲未満では、記録再生時における出力が十分でな
く、前記範囲をこえると出力は十分であるが記録密度が
低下し不利である。
下地層と、磁性層との間には、必要に応じて、非磁性中
間層が設けられる。
例えば、磁性層をCo−Ni、Co−Ni −Cr、C
o−Cr、Co−Cr−Ta、Co−N1−P、Co−
Zn−P、Co−Ni −Mn−Re−P等にて構成す
る場合、非磁性中間層を設けることにより、磁性層のエ
ピタキシャル成長を良好に行なうことができ、磁気特性
が向上する。
非磁性中間層は、例えば、Cr、Wから選ばれる1種以
上を含有する連続薄膜にて構成すればよい。
この場合、用いる金属は単体でも合金でもよいが、合金
の場合、前記金属を80重量%以上含有することが好ま
しい。
非磁性中間層の膜厚は、500〜5000人が好ましい
前記範囲未満では良好な磁気特性が得られない。
前記範囲をこえるときには、磁気特性の向上はほぼ一定
値に収束し、特性上および量産上あまり意味をもたない
このような非磁性中間層や前記磁性層は、それぞれ、蒸
着、スパッタリング、イオンブレーティング、CVD等
の各種気相成膜法にて成膜すればよく、特にスパッタリ
ングにて成膜することが好ましい。
本発明の磁気記録媒体においては、前記磁性層上に保護
膜を形成する。
この保護膜は気相成長膜であり、フッ化カーボンCnF
により構成される。
ここで炭素含有量を示すnの値は10≦n≦100、よ
り好ましくは30≦n≦70とする。
nの値をこのように規制することにより、磁気ディスク
表面の潤滑性、摩擦特性が向上し、磁気ヘッドの吸着現
象が抑えられ、これらに加え、さらに硬度が向上し、こ
の結果C8S耐久性が大幅に向上する。
nの値が10未満ないし100より大となると、C8S
耐久性が臨界的に低下する。
さらに、保護膜中のHの含有量は、0〜10at%、好
ましくは0〜5at%とする。
H含有量が10at%をこえると、C8S耐久性は臨界
的に低下する。
本発明の保護膜においては、その膜厚を100〜800
人、より好ましくは300〜500人とすることが好ま
しい。
膜厚がこれより厚いと、スペーシングロスにより型持上
不利であり、膜厚が100人未満となると、その実効が
なくなって(る。
上記の組成をもつ保護膜の形成は通常のスパッタ法また
はCVD法により行なうことができる。
保護膜の形成をスパッタ法で行なう場合には、スパッタ
の方式、装置等には特に制限がなくまた諸条件もスパッ
タ方式等に応じて適宜決定すればよいが、ターゲットに
はフッ化カーボンを用いる。
より具体的には、フッ化カーボンは粒体として入手され
るので、フッ化カーボン粒子に、炭素、例えばカーボン
ファイバーをバインダーとして混合し、これをプレス成
型してターゲットとすればよい。
フッ化カーボンと炭素の混合量を制御することにより、
スパッタ膜のC/F比を調整することができる。
あるいは、さらにこの混合ターゲットにカーボンターゲ
ットを併用して、いわゆる2元スパッタにより成膜する
こともできる。
本発明の保護膜はCVD法によっても形成し得る。
CVD法を用いる場合は、プラズマCVD法を用いるこ
とが好ましい。
プラズマCVD法で保護膜を形成する場合は、通常は、
ソースガスとして混合ガスを用いる。
混合ソースガスの、1つは、ハイドロカーボン系のガス
と、フッ化カーボン系のガスとの混合ガスである。
ハイドロカーボン系としては、メタン、エタン、プロパ
ン、ブタン、エチレン、アセチレン、プロペン、プロピ
ン、ブテン、ブタジェン等が使用可能であり、これらの
うち、特に不飽和ハイドロカーボンが好ましい。
フッ化カーボン系としては、バーフルオロメタン、パー
フルオロエチレン、パーフルオロプロピレン、パーフル
オロブタジェン等が使用可能であり、特に重合性のない
CF、が好ましい。
この場合、フッ化カーボンの代わりに、F2を用いても
よい。
他方、フッ化カーボン系とF2との混合ガスも使用可能
である。
H8はフッ化カーボンのFと結合し、HFとして系外に
排出される。
この場合のフッ化カーボンは、前記と同じものでよ(、
これら2つの混合ガス系のいずれかを用いることにより
、所望のC/F比の膜が形成される。
このような保護膜を磁性層上に形成することにより、潤
滑性や摩擦特性にすぐれ、C8S耐久性のきわめて高い
磁気記録媒体が実現する。
なお、本発明の磁気記録媒体においては保護膜上に、必
要に応じて、さらに有機系液体の潤滑層を設けてもよい
、 潤滑層は通常フッ化カーボン系の材質等にて構成さ
れ、その膜厚は5〜20人程度とすわばよい。
本発明の磁気記録媒体の記録・再生のために磁気ディス
ク媒体と組合わせて用いられる磁気ヘッドは、浮上型磁
気ヘッドである。
この浮上型磁気ヘッドは、少なくともギヤツブ部付近が
飽和磁束密度0.7T以上の軟磁性材料で形成されてい
ることが好ましく、その他の構成に特に制限はない。
このような構成を有する浮上型磁気ヘッドとしては、メ
タル・イン・ギャップ(MIG)型の磁気ヘッドまたは
薄膜型の磁気ヘッドが好適である。
MIG型磁気ヘッドは、一対のコアの少なくとも一方の
ギャップ部対向面に、これらのコアよりも飽和磁束密度
の高い軟磁性薄膜を有する磁気ヘッドである。 MIG
型磁気ヘッドでは、軟磁性薄膜から強力な磁束を磁性層
に印加できるため、高い保磁力を有する磁性層に有効な
記録を行なうことができる。
また、本発明では、MIG型の磁気ヘッドの1種である
いわゆるエンハンスト・デュアルギャップ・レングス(
EDG)型の磁気ヘッドを用いてもよい。
本発明において、浮上型磁気ヘッドの浮上量は、0.2
−以下とすることが好ましい。 浮上量がこの範囲を超
えるとオーバーライド特性が不十分となり、また、高い
記録密度を得ることが困難となる。
なお、浮上量のより好ましい範囲は、 0.17−以下である。
また、浮上量の下限は特になく、浮上型磁気ヘッドの浮
揚面と磁気ディスク表面とが準接触状態となるまで浮上
量を小さくすることができる。
なお、浮上量とは浮上型磁気ヘッドの浮揚面と磁気ディ
スク表面との距離である。
浮上量は、スライダの形状変更、ジンバル、サスペンシ
ョン等の荷重変更、磁気ディスクの回転数の変更などに
より種々の値に設定することができる。
記H再生時の磁気ディスクの回転数に特に制限はな(、
目的とする転送レート、浮上量、記録密度等に応じて適
宜設定すればよいが、例えば1500〜4000rpm
程度である。
本発明では通常、デジタル信号を記録するので、飽和記
録を行なう。
また、飽和記録を行なうので、オーバーライド記録が可
能である。
〈実施例〉 以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明をさらに詳
細に説明する。
実施例1 アルミニウム製のディスク状剛性基板上に、NLPメツ
キ膜を成膜した後、ポリッシングおよびテクスチャリン
グを行ない、基板の一方の主面に溝を形成した。
清は、ディスクの周方向に形成し、断面はぼ矩形とし、
その寸法は、幅1〜2−1溝間間隙1〜2−1深さ30
0〜400人とした。
次いで基板の溝形成面に、膜厚3000人のCr中間層
を成膜した。
そして、膜厚500人のCo−N1−CrFa性層を成
膜した。
この場合、下地層および磁性層の成膜は、それぞれ、D
C−マグネトロンスパッタにて行なった。
また、スパッタ条件は、動作圧力をI Paとし、Ar
雰囲気中とした。
なお、ターゲットには、それぞれ、CrおよびCOyo
N i zoc r to (at%)を用いた。
この連続薄膜磁性層上にスパッタにより保護膜を成膜し
た。
スパッタ条件は、動作圧力を1.OPaとし、Ar雰囲
気中とした。
ターゲットには、フッ化カーボンのパウダーとカーボン
ファイバーと溶剤とを混合してプレス成型したベレット
(10mmφ)とカーボンターゲットとを用いた。
ここでフッ化カーボンとしては、平均粒径0.5−のカ
ーボンモノフルオライドの重合体を使用し、これにカー
ボンファイバーを30wt%添加した。
ベレットのフッ化カーボンとカーボンターゲットの面積
比を変化させて、表1に示される組成をもち、膜厚40
0人の保護膜を有する磁気ディスクサンプルNo、  
1〜サンプルNo、  5を作製した。
表      1 No、      CnF     Hat%I   
     C0 2C,F           16.73     
 C1゜F    −4,84CgoF    −2,
0 5G、、OF   −0,7 なお、保護膜組成CnFのn値はESCAによって用い
て測定した。
サンプルNo、  1〜サンプルNo、 5について浮
上型磁気ヘッド搭載した磁気ディスク装置を用いて記録
・再生を行なった。
この場合、磁気ヘッドには、ギャップ長0.6−のモノ
リシックタイプのMIGヘッドを用い、記録・再生時の
ヘッド浮上量は0.14鱗とした。
ヘッド浮上量は、磁気ディスク表面と磁気ヘッド浮揚面
のギャップ部との距離であり、自動浮上量テスタ(PP
L社製)を用いて下記のようにして求めた。
測定用の石英製ディスクを下記各測定と同様の条件にて
回転させてディスク表面に浮上型磁気ヘッドを浮上させ
、そのとき石英製ディスクの裏面側から白色光を浮上型
磁気ヘッドのギャップ部に照射し、その反射光とディス
ク表面からの反射光との干渉を検出して浮上量を算出し
た。
また、記録電流は、飽和記録特性の再生出力の最大値の
90%に相当する記録電流値を1.。
とじたとき、■。。×2とした。
なお、C8S耐久性は以下の定義とし、以下のようにし
て求めた。
CSS (コンタクト・スタート・ストップ)耐久性の
測定には、プラス社製3.5″磁気デイスクドライブを
用いた。
C8Sの1サイクルは、静止時間lO秒−立ち上がり時
間5秒一定常回転の時間10秒−立ち下がり時間30秒
とし、定常状態のディスクの回転数は3600 rpm
とした。 また、C8Sはディスク中心から22ma+
の位置で行なった。
そして、ディスクの摩擦係数が1.0以上になったとき
、または、磁性層に傷が発生したときのC8Sサイクル
数で評価した。
結果を表2に示す。
表     2 サンプル     CSSサイクル No。
表2に示される結果から、10≦n≦100かつH≦1
0at%であるサンプルN093およびサンプルNo、
 4は、きわめて高いC8S耐久性を示すことがわかる
実施例2 実施例1と同一の基板、下地層および磁性層を有する磁
気ディスクの磁性層上にプラズマ重合により保護膜を形
成した。
成膜法は磁気ディスクを真空チャンバ中に入れ、−旦1
0−”Torrの真空に引いた後、処理ガスとして02
とArとを用い、02含有量:10%、流量:50mf
f1/分にてガス圧0. 1Torrに保ちながら10
0 KHzの高周波電圧をかけてプラズマを発生させ、
磁性層表面をプラズマ処理した。 その後、さらに下H
e表3に示される条件にて、プラズマ重合膜を磁性層面
に形成し、サンプルNo、 6およびサンプルタNo、
  7を作製した。
これらのプラズマ重合膜の元素分析は SIMSで測定し、また膜厚はエリプソメーターにて測
定した。 結果を表3に示す。
表3のサンプルN016およびサンプルNo、  7に
ついて、実施例1と同一条件でcss耐久性を測定した
結果を表4に示す。
表       4 No。
〈発明の効果〉 本発明によれば潤滑性、摩擦特性、硬度が向上し、C8
S耐久性が大幅に向上する。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)剛性基板を有し、この基板上に形成された磁性層
    を有し、この磁性層上に形成され、CnF(10≦n≦
    100)の組成をもち、水素含有量0〜10at%のフ
    ッ化カーボン保護膜を有することを特徴とする磁気記録
    媒体。
  2. (2)前記保護膜の膜厚が100〜800Åである請求
    項1に記載の磁気記録媒体。
  3. (3)前記保護膜がスパッタ法またはCVD法により形
    成されたものである請求項1または2に記載の磁気記録
    媒体。
  4. (4)前記保護膜が、フッ化カーボンと炭素とを混合成
    形したターゲットをスパッタリングしたものである請求
    項3に記載の磁気記録媒体。
  5. (5)前記磁性層が、気相成膜法による連続磁性薄膜で
    ある請求項1ないし4のいずれかに記載の磁気記録媒体
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