JPS61271601A - 磁気記録再生方式 - 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】 ［利用分野］ 本発明は薄膜型の磁気記録媒体の磁気記録再生方式に関
するものであり、更に詳しくは耐久性に優れた高記録密
度を有する強磁性金属を主成分とする金属薄膜型の磁気
記録媒体を用いた磁気記録再生方式に関するものである
。

［従来技術］ 近年高密度記録への要求はますます高くなり、磁気記録
層として強磁性金属層を用いたもの、更には特公昭５８
−９１号公報等の如く垂直磁気異方性を有するコバルト
系合金層を用いたものが提案されている。しかし磁気記
録層としてかかる金属薄膜を用いた薄膜型の磁気記録媒
体の場合には、磁気記録ヘッドとの摩擦抵抗が大きいた
めに摩耗や損傷を受けやすく耐久性に欠けるという難点
がある。

このため従来より強磁性金属薄膜上に更に保護層として
有機高分子、高硬度金属、セラミックス等を設けたもの
が種々提案されている。

しかし、前記薄膜型の磁気記録媒体の耐久性特に耐摩耗
性、即ち磁気記録ヘッドに磁気記録媒体を繰返し走行さ
せた時の磁気記録媒体の寿命は従来の塗布型の磁気記録
媒体にくらべて劣り、実用上未だ充分ではない状態であ
る。

［発明の目的］ 本発明はかかる現状に鑑みなされたもので、耐久性に優
れた高記録密度を有する強磁性金属を主成分とする金属
薄膜を記録層としたＩＦＪ型の磁気記録媒体の磁気記録
再生方式を目的としたらのである。

［発明の構成２作用１ 上述の目的は以下の本発明により達成される。

すなわち、本発明は基体上に強磁性金属薄膜よりなる記
録層を形成した薄膜型の磁気記録媒体を用いる磁気記録
再生方式において、前記磁気記録媒体は基体が十点平均
粗さＲｚで３００Å以下である表面粗さのプラスチック
よりなる基体であって記録層上に保護層を有する磁気記
録媒体であり、該磁気記録媒体を媒体とｉ＆１動する面
が中心平均粗さＲａで０．１μｍ以下の表面粗さのセラ
ミックスで形成された磁気ヘッドにより記録再生するこ
とを特徴と覆る磁気記録再生方式である。

上述の本発明の磁気記録媒体を構成するプラスチックス
基体は、その表面粗さが十点平均粗さＲｚ　　（Ｊ　ｌ
５ＢＯ６１０に準じて表面粗さ計により測定）で３００
Å以下であれば特に限定されない。なお表面粗さは更に
好ましくは十点平均粗さＲｚで２００Å以下である。こ
の平坦性の向上したプラスチックス基体は、例えば無機
フィラーを含まないプラスチックス等を用いて公知の方
法で作成できる。基体の平坦性は薄膜全底層の場合、膜
厚が数μｍと薄いので、基体の表面状態（表面凹凸）が
殆どそのまま磁性層すなわち媒体上の表面状態となる。

そして上述の十点平均粗さＲｚが３００Å以下の平坦性
の向上した表面を有する基体を用いた磁気記録媒体は、
そのスペーシングロス、ドロツブアウトの原因になる表
面凹凸状態が少なく、再生出力値やエラー特性の観点よ
り高記録密度特性を発揮するものになると同時に高い耐
摩耗性も実現され得るという事が判った。この基体の平
坦性向上により媒体の耐久性の向上する理由は後述づる
様に、媒体表面の凸部く突起）に、摺動時衝突するヘッ
ドの媒体に及ぼす衝撃の減少緩和によるものと考えられ
る。

更に好ましいプラスチックス基体はその表面に滑剤を分
散せしめた塗膜を形成してなるものである。なお、塗膜
形成後の基体の表面粗さは十点平均粗さＲｚで３００Å
以下であることが必要で、好ましくは２００Å以下であ
る。この基体が同じ表面粗さ、高記録密度特性を有しな
がら、更に好ましく耐摩耗性の向」ニする理由について
の詳細は不明であるが、これは塗膜が、高速度で贋動す
るヘッドが媒体に衝撃を与えにくい様な微小突起を形成
しているからと思われる。

ここに基体の表面に滑剤を分散せしめた塗膜を形成する
方法は従来公知のすべての方法が用いられる。又、本発
明者の一人が先に出願した特願昭５８−２２０５４０明
細書に記載した次の方法等が用いられる。すなわち、（
滑剤＋高分子系バインダー十界面活性剤）の水系或いは
溶剤系溶液をフイルム製膜時に塗布する等のｈ法が用い
られる。

滑剤としてソルビタン等の有Ｒ滑剤、ポリテトラフルオ
ロエチレン、ポリエチレン等の有機高分子滑剤、アルミ
ナ、カオリン、シリカ、硫化モリブデン等の無機滑剤が
挙げられる。

用いられる滑剤の平均粒径は滑り性付与の為には大きな
ものが必要であり、耐久性、電磁変換特性の観点よりは
小さいものである必要があり、両者の兼合いで決定され
る。通常は５０〜５００人程度のものが使用される。添
加伍は塗液に対して０．０２〜２ｗｔ％の範囲で用いる
のが良い。

高分子系バインダーとしては共重合ポリウ１ノタン、ナ
イロン、メラミン等が挙げられる。特←、例えばＴｉ　
　（ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ）４等の金属塩ど水溶性シリコ
ン樹脂やポリビニルアルコール等の水溶性又は水膨油性
又は水分散性のフィルム形成高分子化合物、その単量体
又はこれらの混合物とを水溶液又は水分散液としたもの
が好ましい。

さらにフィルムとの濡れ性や塗液の分散性をよくする目
的で界面活性剤が好んで添加される。又、紫外線吸収剤
や帯電防止剤等を添加しても差しつかえない。

（滑剤＋高分子バインダー十界面活性剤）を水又は溶剤
に分散した塗液をフィルム製膜時或いはフィルム製膜後
塗布し、乾燥して目的のものが得られる。

又本発明に用いるプラスチック基体としてはポリエチレ
ン、ポリプロピレン等のポリオレフィン。

ナイロン６等のポリアミド、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレン−２，６−ナフタレート等のポリエス
テルその他の熱可塑性樹脂フィルムが適用できる。中で
も、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，
６−ナフタレートは、低コストで、寸法安定性５表面性
、耐熱性１機械的特性等に優れている点で好ましい。

該基体上に設りる記録層は、強磁性金属を主成分とする
金属薄膜で基体の表面粗さがそのまま大略媒体の表面粗
さとなる膜厚であれば特に限定されず、公知のもの全て
が適用できる。この膜厚は通常数μｍ以下である。具体
例としては、鉄、コバルト、ニッケル等の金属あるいは
これらの合金からなる強磁性金属薄膜層を、垂直磁気異
方性を有するコバルト系合金薄膜等からなる垂直記録用
の金属薄膜層を基体上に形成したもの、または基体上に
鉄、パーマロイ、コバルト・ニオブ・ジルコン合金等の
高透磁率を有する金属層、続いてその上に垂直磁気異方
性を有するコバルト系合金等の金属薄膜層を順次、形成
したもの等の薄膜型の磁気記録媒体がある。

更に、該金Ｅ薄膜層上に設ける保護層も基体の表面粗さ
が大略媒体の表面粗さとなるような層厚であれば特に限
定されない。この層厚は記録層の層厚とも関係するが、
１０００Å以下であれば、巾広く適用される。なお記録
特性面等も考慮すると３００Å以下が好ましい。この保
護層は有機高分子。

高硬度金属及び／又はセラミックス等よりなり、特開昭
６０−５０６２２号公報等に記載されている如き従来か
ら種々提案されているものが含まれる。これらの内好ま
しいものは金属の酸化物であり、更に好ましいものはコ
バルト酸化物である。更に一層好ましくはＣｏ　３０４
を主成分とするコバルト酸化物である。なお、保護層の
金属酸化物の分析はオージェ電子分光法（ＡＥＳ）が用
いられた。

ここに基体の平坦性が向上した事による耐久性の向上は
次の様に考えられる。即ち平坦度の高い基体を用いる事
によりその上に設けたミクロンオーダー又はサブミクロ
ンの金属薄膜及び保護膜を設けた媒体の平坦度は、基体
のそれを移して基体と殆ど同じである。磁気記録再生時
媒体上をｍ／Ｓｅｃ、オーダーの速度ｒ：摺動する磁気
ヘッドは、媒体表面の突起に衝突しているが、その平坦
度が高ければその衝突の打撃は小さくなり従って薄膜に
及ぼす影響は小さく、全体として媒体の耐久性が向上し
たものと考えられる。それ故金居磁性薄膜上に設ける保
護層の作用もその効果が高くなる。

即ち従来の基体を用いた媒体では低い保護層効果しかな
いものも本発明の平坦な基体を用いた媒体では充分な効
果をもつようになったり、又従来の媒体では保護層が厚
くなくては効果を発揮出来にくいものも、本発明の媒体
では厚さを薄くしても充分な効果を発揮する事が出来る
。保護層の厚さが薄くなれば、それだけスペーシングロ
スが少くなり、媒体の平坦度の向上によるスペーシング
ロスの低下と相俟って高記録密度を達成することができ
、又媒体の生産面からも有利である。

一方、上述の磁気記録媒体を記録再生する磁気ヘッドと
しては、磁気記録媒体との摺動する面具体的にはヘッド
スライダ一部の表面が中心線平均粗さＲ’ａ　　（Ｊ　
ｒ　Ｓ　８０６０１に準じて表面粗さ計で測定）で０．
１μｍ以下、好ましくは０．０５μＴｒＬ以下、更に好
ましくは０．０１μｍ以下に超精密加工された表面粗さ
のセラミックスで構成されていれば、何ら限定されず、
公知のリングヘッド、垂直ヘッドあるいは薄膜型ヘッド
等全て適用される。

ここに磁気ヘッドの媒体との摺動面の平坦度が向上した
事による耐久性の向上の作用は前述した媒体の平坦度の
向上の作用と全く同じと考えられる。そして媒体、ヘッ
ド共にその表面の平坦度が向上している場合の両者は相
乗的に作用し、驚くほどの媒体の耐久性の向上をもたら
し、更に同時にスペーシングロスも少く一層の高記録密
度の達成をもたらした。実際前述の本発明のＲｚが３０
０Å以下の基体の媒体と、摺動面のＲａが０．１μ■以
下の磁気ヘッドとの組合せにより、１０００万回という
驚くべき耐久性が確認された。

なお、ヘッドスライダ一部のセラミックスの材質は特に
限定されないが、ヘッド耐久性を含めるとチタンカーバ
イト含有アルミナセラミックス（Ｉ！下パアルミナチタ
ンカーバイト″という）が好ましい。該アルミナチタン
カーバイドは従来より多用されているチタン酸バリュウ
ムに比し気孔率が小さく、その１ｉｌｉ度はピーカース
硬度で２０００〜２３００で前述の磁気記録媒体以上に
硬い。そしてチタン酸バリュウム媒体との渚動により媒
体の損傷と共にヂタン酸バリュウム自体の損傷も蒙るの
に反し、アルミナチタンカーバイトは媒体への１１が非
常に少く、且つアルミナチタンカーバイド自体の損傷も
殆どない利点がある。

更に該ヘッドスライダ一部の形状も特に限定されないが
耐久性向上面からは球面にしてその曲率半径を４０１１
１Ｉ＋ＩＲ以上とすることが好ましい。すなわら球面形
状の曲率半径が小さくなれば、ヘッドスライダ一部と媒
体との接触面積が小さくなり、曲率半径がが大きい場合
に比し、小さい面積でその同一荷重を支えるので、ヘッ
ドスライダ一部から媒体にかかる血圧分率はシャープに
なる。ところで種々の検討から曲率半径が４０ｍＲ以下
になると極圧を生じる事になるようである。そしてその
生じた極圧により媒体表面の損傷、更にはプラスチック
基体自体の変形ももたらし、一方ヘッドスライダーも損
傷することがわかった。従って、４０　ｔｎｍＲ以上の
球面のスライダ一部が好ましい。

以上の通り、本発明は十点平均粗さＲｚが３００Å以下
の表面粗さの薄膜型の磁気記録媒体と、該媒体と摺動す
るヘッドスライダ一部のセラミックスの表面粗さが中心
線平均粗さＲａで０．１μｍ以下の磁気ヘッドとの組合
せにより、耐久性に優れ、スペーシングロスも小さい薄
膜型の磁気記録媒体の高記録密度の達成をもたらす磁気
記録再生方式を実現したものである。

以下に本発明の実施例を示Ｊ−０ ［実施例］ 第１図は本発明の一構成例を示すもので、１０は磁気記
録媒体で、具体的にはフＯツビーデイスク用のフレキシ
ブル両面垂直磁気記録媒体であり、２０は磁気ヘッドで
公知の垂直磁気記録ヘッドである。磁気記録媒体１０は
、直径５．２５インチ、厚さ５０μｍのポリエチレンテ
レツクレートフィルムを基体１１とし、その両面に０．
５μｍのニッケル鉄合金よりなる高透磁率の金属薄層１
２と、０．３μｍのコバルト・クロム（クロム＋　２０
ｗｔ％）の合金薄膜よりなる垂直磁気記録層１３とを特
開昭５７．４００６２７号公報と同様に対向ターゲット
式スパッタ法で順次積層し、更にその上にコバルト金属
をターゲットした酸化性ガス雰囲気下の反応性スパッタ
法で所定の厚さのコバルト酸化物層保］Ｊ１４を積層し
たものである。なお、保護層１４は、Ｃｏ　３０４を主
成分としたコバルト酸化物層である。

一方垂直磁気記録ヘッド２０は、幅３００μｍ、厚さ１
μｍのパーマロイにッケル・鉄）薄膜の主磁極２１をマ
ンガン・ジンクフェライトコア２２で支持すると共に、
励磁コイル２３で巻き、更に主磁極２１の先端部を挾ん
で媒体と摺動する面にセラミックスのスライダ一部２４
を設けた構成である。

そして上述の磁気記録媒体１０において、基体１として
無機フィラーを含まないＰＥＴフィルムに前述の方法に
より滑剤を分散した塗膜を形成してその表面粗度を、十
点平均粗さＲａで本発明の３００Å以下の２００人に調
整した平坦な基体と、無機フィラー（シリカ）を含んだ
表面粗さが十点平均粗さＲａで４４０人のＰＥＴフィル
ムの基体との２種の基体を用い、夫々の基体に対して１
５０人。

２００人、３００人の３種の膜厚の前記保護層を形成し
たサンプルを作成した。

一方磁気ヘット２０は、基本構成は同じで、スライダ一
部２４のみガラス（ＢＫ７）、チタン酸バリウム、アル
ミナチタンカーバイト（ＡＪＩＴｉ　Ｃ）の３種のセラ
ミックスを用い、夫々について摺動面は曲率半径が５０
＃Ｒの球面で表面粗度が中心平均粗さＲａで７０人の超
精密仕上げした構成のものを用意した。

更にΔ、ＱＴｉＣを用いた磁気ヘッド２０については、
摺動前の曲率半径を３０ｔｔｒｔｔｒ　Ｒ、１００＃ｌ
ｌ　Ｒとしたもの、その表面粗度をＲａで１２００人に
したものを用意し、前記サンプルと組合せて以下の耐久
性評価を行なった。

耐久性評価は、評価するヘッドをセラ１−シたディスク
ドライブに評価する媒体をセットし、３００ｒｐ＋ｉで
１，０００万バス回転させる摺動テストの前後の媒体及
びヘッドの表面の粗れ具合で行なった。

具体的には媒体劣化について摺動テストの前後の表面性
を表面粗さ計を用いて中心線平均粗さＲａとして求め、
摺動後のＲａ値を摺動前のＲａ値で除算した相対値によ
り、一方ヘッド劣化については摺動テスト後のスライダ
一部の表面を前記表面粗さ計を用いて測定し、その最大
摩耗深さくμｍ）を求めて行った。

その結果を表に示す。表１はスライダ一部をＢＫ７とし
た磁気ヘッド、表２はスライダ一部をチタン酸バリウム
とした磁気ヘッド、表３はスライダ一部をΔｕＴｉ　Ｃ
とした磁気ヘッドによる結果である。表４は代表サンプ
ルのスペーシングロスの測定結果を示したもので、図の
値は別途用意した標準サンプルからの信号低下１（ｄＢ
）を測定し、この測定値をサンプルＮｏ、１を基準に規
格した相対値である。

（以下余白） 表１（注１） 表２（注２） （）１２）　　スライダ一部材質：チタン酸バリウム表
　３〈注３） 表４ 表より以下の点が明らかである。基体の表面粗さがＲｚ
で３００Å以下の２００人のものでは、４４０人のもの
に対して、スライダ一部の表面粗度、曲率半径が同じの
場合、大巾に媒体劣化は改善され、耐久性が向上してい
る。しかしスライダ一部の表面粗度がＲａで本発明の範
囲外の１２００人になると、テスト１３．１４．１５か
ら明らかの如く媒体劣化が著しく、１０００万バス前に
磁性層が剥離してしまう。

従って、基体の表面粗さがＲｚで３００Å以下のものと
スライダ一部の表面粗度がＲａで０．１μｍ以下のヘッ
ドを組合せる本発明によりはじめて目的を達成すること
ができることがわかる。なお、この場合保護層の薄い場
合に基体の平坦化の効果はより顕著である。

又、表３のテストＮｏ、１６．１７の結果から、スライ
ダ一部の曲率半径が３０１１ｎＲになると媒体劣化が著
しく、よって実用上曲率半径は４０ＭＲ以上とすること
が好ましいことがわかる。

更に、族１２表２２表３の比較より、スライダ一部にＡ
ｕＴｉ　Ｃを用いたものは、ＢＫ７．ヂタン酸バリウム
のものに対して媒体劣化が大巾に低下し、耐久性が良い
ことを示している。特にスペーシングロスの点から好ま
しい　１５０人厚ε０う薄膜の保護層においても十分な
耐久性を有しており、高密度記録上からも、ＡｕＴ；　
ｃは非常に好ましいものであることがわかる。

以上から明らかの様に、本発明の実施例（表１゜２．３
の区切り線より上のもの）は比較例（区切り線より下の
もの）に比し、スペーシングロスが少く、媒体、ヘッド
スライダ一部の摺動テスト後の表面の粗さの変化も少く
、比較例のいずれに比しても良い結果であり、高い耐久
性を示した。

尚、本発明はその趣旨からいって、実施例に示したフロ
ッピーディスク及び垂直磁気記録媒体。

垂直ヘッドを用いた垂直磁気記録方式に回答限定される
ものではなく、磁気テープへの適用、鉄。

コバルト、ニッケル等強磁性金属薄膜層よりなる面内磁
気記録用媒体とリングヘッドとを組み合せた面内磁気記
録方式にも適用出来る事は云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一つの構成例の説明図である。 １０：フレキシブル垂直磁気ディスク。 ２０：垂直磁気記録ヘッド、１１：基体。 １２：高透磁重金Ｉｉｌ薄層。 １３：コバルト・クロム金属薄層。 １４：ＣＯ３Ｏ４を主成分としたコバルト酸化物の保護
層。 ２１：主磁極、２２：コア。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基体上に強磁性金属薄膜よりなる記録層を形成した
   薄膜型の磁気記録媒体を用いる磁気記録再生方式におい
   て、前記磁気記録媒体は基体が十点平均粗さＲｚで３０
   ０Å以下である表面粗さのプラスチックよりなる基体で
   あって記録層上に保護層を有する磁気記録媒体であり、
   該磁気記録媒体を媒体と摺動する面が中心平均粗さＲａ
   で０．１μｍ以下の表面粗さのセラミックスで形成され
   た磁気ヘッドにより記録再生することを特徴とする磁気
   記録再生方式。 ２、前記磁気ヘッドの摺動する面の曲率半径が４０ｍｍ
   Ｒ以上の球面である特許請求の範囲第１項記載の磁気記
   録再生方式。 ３、前記セラミックスがチタンカーバイト含有アルミナ
   セラミックスである特許請求の範囲第１項若しくは第２
   項記載の磁気記録再生方式。 ４、前記基体が、その表面に滑剤を分散せしめた塗膜を
   形成してなるプラスチックス基体である特許請求範囲第
   １項、第２項若しくは第３項記載の磁気記録再生方式。 ５、前記記録層が垂直磁気記録層である特許請求の範囲
   第１項、第２項、第３項若しくは第４項記載の磁気記録
   再生方式。 ６、前記垂直磁気記録層がコバルト−クロムを主成分と
   する合金薄膜よりなる特許請求の範囲第５項記載の磁気
   記録再生方式。 ７、前記保護層の膜厚が３００Å以下である特許請求の
   範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項若しくは
   第６項記載の磁気記録再生方式。 ８、前記保護層が金属の酸化物よりなる特許請求の範囲
   第７項記載の磁気記録再生方式。 ９、前記金属酸化物よりなる保護層がコバルト酸化物で
   ある特許請求の範囲第８項記載の磁気記録再生方式。