JPS5893B2 - 熱転写用磁気記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、常用の温度では十分大きな抗磁力を有し、温
度上昇に伴い、接触転写に供するに十分なまで抗磁力が
低下し、かつ可逆的に前記の常用温度の抗磁力の値まで
回復することを特徴とする合金薄膜型の熱転写用磁気記
録媒体を提供せんとするものである。

すなわち、本発明は、録画用磁気テープとして使用する
スレーブ用の金属薄膜型磁気記録媒体の大量複写に対し
て、磁性体の磁力が可逆的に温度変化する効果を用い、
磁性体にはコバルトを主成分とする合金を用い、温度上
昇に伴う抗磁力の減少の際にマスターテープに接触させ
ることによりすでに記録された信号を交流バイアス中で
該スレーブテープに転写することにより複写を行おうと
するものである。

録画用磁気テープの磁性材料としては、従来より通常γ
Ｆｅ２Ｏ３やＣｒＯ２等の酸化物が使用されてきた。

これらの材料は粉体であって、磁気テープにするために
は高分子のバインダー中に分散させ、その後ポリエチレ
ンテレフタレート等の高分子フィルム上に塗布後乾燥す
ることが必要とされる。

また磁気特性的にも、磁気異方性の原因は主に形状効果
にあるため、その形状異方性エネルギーはストーナー氏
とウオルファス氏ＣＥ、Ｃ，５ｔｏｎｅｒａｎｄ Ｅ、
Ｐ、Ｗｏｒｆａｒｔｈ ： Ｐｒｏｃ 、 Ｒｏｙ 、
Ｓｏｃ 。

Ｌｏｎｄｏｎ Ｓｅｒ、Ａ２４０（１９４８）５９９
〕によれば、飽和磁化の２乗に比例することがわかる。

一般的に言って、通常の強磁性を示す材料で高温に磁気
変態点たるキュリ一点がある場合、室温付近では磁化の
温度変化は顕著ではない。

この事実は、室温付近でこれらγＦｅ２Ｏ３やＣｒＯ２
等を主体とする磁気記録媒体の安定性を保証するもので
ある。

ところが、磁気テープに記録された信号を大量に複写し
ようとした場合、最近のように、スレーブ抗磁力が１０
０００ｅを超えるようになると抗磁力に見合った交流バ
イアス磁界を必要とするようになる。

しかし、バイアスコイルの通ずる電流はコイルのインダ
クタンスを考慮し、また通電時の発熱等の関係からあま
り大きくすることは得策ではない。

そこで複写時にのみ抗磁力を小さくすることが考えられ
るわけである。

ＣｒＯ２はキュリ一点が１２０℃付近にある材料である
ので、キュリ一点直下では磁化が減少し、従って形状異
方性に起因する抗磁力も減少するので、低バイアス磁界
において接触による信号複写が容易である。

ところがキュリ一点が高い材料、例えばγＦｅ２０ｓ、
Ｆｅ３Ｏ４および合金粉としてのＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等で
はキュリ一温度が数１００℃にも達するので簡単にはキ
ュリ一温度を利用することはできない。

そこで特に高い抗磁力を持つ材料では、接触転写は因難
になってくることになる。

本発明は、以上に述べたキュリ一温度が数百塵を超す磁
気記録媒体で因難な接触転写を可能にするものであって
、特に媒体として蒸着等の製法で作成された金属合金薄
膜を用いることを特徴とするものである。

本発明は、上述のように接触転写に関するものであるが
、温度上昇に伴う抗磁力の低下を用いるもので、熱転写
の範疇に増するものである。

本発明の特徴は、コバルト合金特有の結晶異方性の温度
変化に付随した抗磁力の可逆的に温度変化を用いるもの
であって、従来のようなキュリ一点直下の形状異方性エ
ネルギーの減少に伴う抗磁力の低下を用いるものではな
い。

以下本発明における材料および製法について説明する。

合金の磁性薄膜を作成するための出発材料としてはコバ
ルトを主成分とする合金を用いる。

特に本発明では結晶異方性エネルギーの変化を用いるの
で、結晶異方性に対する考慮が必要である。

ダブリュー、ジエ、カー氏Ｗ・Ｊ、ＣａｒｒＪｒ：Ｐｈ
ｙｓ、Ｒｅｖ、１０９（１９５８）１９７１）によれば
、金属の結晶エネルギーは特長的な温度変化をすること
が示されている。

Ｆｅ、Ｎｉ等の立方晶金属では、結晶異方性エネルギー
の温度変化は磁化Ｍの温度変化の１０乗に比例するが、
一方ＣＯ等の六方晶金属では次式に示されるように磁化
の温度変化の３乗に比例し、しかも結晶の相変態に伴う
キュリ一温度の１／３のところで結晶異方性が０になる
。

ここで、Ｔは絶対温度、Ｋｕｌは二次の異方性定数、Ｍ
ｓは飽和磁化、Ｔｃはコバルト金属のキュリ一温度で１
３８８°にである。

ちなみに室温３００°にではＴ／Ｔｃは約０．２である
。

合金の場合、Ｔｃはコバルト金属にくらべて小さくなる
ことが多く、また変態温度も変化するが、概ね上式は正
しい。

ゆえにＣＯ含有量の大きい（およそ８０％以上の）材料
では非常に大きな結晶異方性の温度変化が存在する。

本発明ではこの六方晶構造を有する合金の薄膜を作成し
、記録媒体に供することを特徴とする。

六方晶の結晶構造を有する薄膜は公知の薄膜作成技術を
用いて作成する。

すなわち真空蒸着法、高周波スパッタリング、イオンブ
レーティング、化学メッキ、電気メッキ等の方法である
。

厚さは１μｍ以下が適当である。成膜時には、薄膜の磁
気異方性を制御するために斜入射蒸着法や磁界中蒸着法
を用いてもよい。

特に重要なのは、コバルト合金薄膜の構造としてその異
方性軸の主軸であるところの、六方稠密格子の六回対称
軸（Ｃ軸）を配向させることにある。

配向の割合を評価する指標としてはＸ線回折あるいは電
子線回折の回折線の強度を用いる。

ランダム配向の時の（００２）面と（２００）面の強度
比がおよそ３：１となるが、本発明に用いるコバルト合
金薄膜では、その比が４：１あるいはそれ以上に（００
２）面の反射が大きいものを用いる。

このようなＣ軸の配向を示す薄膜では、異方性はランダ
ム配向のコバルト合金薄膜と比べて太き（な、す、その
異方性エネルギーの大きさは、０．５Ｘ１０６〜２．Ｏ
Ｘ１０６ｅｒｇ／ｃｍ３である。

そしてその磁気異方性エネルギーのおよそ５０％以上が
結晶磁気異方性に由来することが、磁気トルク法等の測
定かられかる。

他の異方性の原因、例えば形状磁気異方性、磁歪の逆効
果による異方性等も考えられるが、それらの和は高々５
０％である。

以下本発明の具体的実施例について説明する。

実施例 １ 純度９９．９％のコバルトと純度９９．９９％の金を真
空溶融炉中で電子ビームにより溶解しＣ。

９８％、Ａｕ ２％の合金としたものを母材料として真
空蒸着を行った。

この時、基板としては、１６μｍのポリエチレンテレフ
タレートフィルムを用い、その時の入射角は６００以上
の成分を含んでいた。

蒸発速度は５００〜１０００人毎秒である。

作成した薄膜は１０００人の膜厚を有し、抗磁力は室温
で８０００ｅであった。

Ｘ線回折を行った結果として（００２）面と（２００）
面の反射強度比は４．５：１であり、結晶構造としては
六方稠密構造−相であった。

このＣｏ −Ａｕ合金薄膜の異方性定数の温度変化を第
１図に示す。

また第２図には３００°にの時の抗磁力を１．０とした
時の値に換算したグラフを示す。

第２図中の点線は（コバルト・金）合金材料の異方性定
数の温度変化である。

Ｃｏに対してＡｕ ２％程度の添加ではＣｏ金属の持つ
性質はそれ程度化しないと考えられるので、この対比は
十分根拠があり、しかもその様子はバルク材と合金薄膜
で良く似た様子を示す。

この磁気テープを用い、第３図に示される装置を用いて
接触熱転写の実験を試みた。

図において１はマスターテープの送り出しリール、２は
同巻き取りリール、３はスレーブテープの送り出し１月
や一ル、４は同巻き取りリール、５は温度調整可能な恒
温槽、６はバイアス磁界発生器、７はバイアスコイルで
ある。

そしてマスターテープとしては、抗磁力 １８０００ｅの鉄、コバルト（１：１）の合金粉を用い
た磁気テープを用いた。

この磁気テープは熱転写領域での抗磁力の変化は１０％
以下であり、本目的用のマスターテープには最適である
。

マスターテープ上に記録された信号の波長は５μｍであ
る。

このマスターテープを第３図中の送り出しり一ル１に取
り付け、巻き取りリール２で巻き取るようにし本実施例
中で示されている蒸着された送り出しり一ル３のスレー
ブ磁気テープの磁性面とマスターテープの磁性面を接触
させて、間に空間を生じない程度の圧力を印加し、その
接触点で、交流バイアス磁界をコイル７で印加した。

接触転写は、送り出しり一ル１および３から送り出され
たマスターテープおよびスレーブテープとの間でバイア
ス磁界中で行われる。

その後巻き取りリール、２および４に巻き取られる。

また交流バイアス磁界を印加する点は加熱可能であって
、１５０℃まで上昇できる。

まずバイアス磁界を４５００ｅ一定として温度を変化さ
せで熱転写の効果を見たところ、次の表Ｉの結果が得ら
れた。

室温付近で；はバイアス磁界の方がスレーブテープとな
るコバルト薄膜の抗磁力より小さいので転写の効果は小
さいが、６０°以上では顕著な転写効果が確認された。

なお、上記実施例においては、基板（基材）としてポリ
エチレンテレフタレートフィルムを例にあげたが、これ
に限らず他の高分子成形物、または非磁性基材であって
もよい。

実施例 ２ 純度９９．９％のコバムトと純度９９．５％のクロムを
前記実施例１に示したと同じ方法でＣｏ９５％でＣｒ
５％の合金にし、かつ薄膜スレーブテープにした。

薄膜は１２００Ａ０で、抗磁力は７２００ｅであった。

Ｘ線回折の結果、（００２）面と（２００）面の強度比
は４．３：１であり、六方稠密構造単−相であった。

この蒸着スレーブ磁気テープにおいて、第３図に示され
る装置で熱転写を行った。

転写幼芽の測定結栽次の表■に示す。中印加交流バイア
ス磁界は４２００ｅである。

この場合マスターテープは実施例１で用いたものを用い
、記録波長は２．５μｍである。

以上のような本発明による合金薄膜テープは、特に短記
録波長領域での転写効果に優れている。

このことは温度上昇に伴い抗磁力が下っても、膜厚が薄
いために自己減磁作用による記録図形のぼやげが生じに
くくなるためであって、粉体を数μｍの厚さで塗布する
いわゆる塗布型磁気記録媒体にくらべて、短波長領域で
数倍の出力増加が可能になる。

なお、上記本発明の実施例においては、コバルトを主成
分とする合金の従たる成分としてＡｕ、Ｃｒについての
み説明したが、これ以外にＦｅ、種以上の元素を用いて
もよい。

以上のように本発明によれば、熱転写の容易な磁気記録
媒体を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はコバルト・金合金薄膜の抗磁力の温度変化特性
図、第２図は同合金薄膜の規格化された抗磁力と規格化
された温度の関係図、第３図は記録転写実験装置の一実
施例の概略構成図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高分子成形物等の基材上に蒸着、メッキ等でコバル
   トを主成分とする合金磁性薄膜を形成し、その合金磁性
   薄膜の磁気異方性エネルギーの主たる部分が結晶磁気異
   方性でかつ抗磁力の温度変化率が前記コバルトを主成分
   とする合金の結晶磁気異方性定数の温度変化率と相似す
   ることを特徴とする熱転写用磁気記録媒体。 ２ コバルトを主成分とする合金の従たる部分が鉄、ニ
   ッケル、チタン、クロム、マンガン、金、銀、銅、アル
   ミニウム、ベリリウム、白金、イリジウム、ロジウム、
   カリウム、ケルマニウム、スズ、インジウム、マグネシ
   ウム、モリブデン、タングステン、ケイ素、ストロンチ
   ウム、バナジウムのうちの１種または２種以上からなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の熱転写
   用磁気記録媒体。 ３ コバルトを主成分とする合金の金属学的な結晶構造
   をエックス線回折または電子線回折によって決定した時
   に、コバルト単体金属において室温付近で同定される六
   方稠密構造と同等の結晶構造を有することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項または第２項に記載の熱転写用磁
   気記録媒体。 ４ 六方稠密構造と同等の結晶構造が少なくとも５０％
   六方稠密構造であり、かつ強磁性を示すことを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項に記載の熱転写用磁気記録媒体
   。