JPS63146223A - 磁気記録媒体の製造装置および製造方法 - 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〕 本発明は金属薄膜型磁気記録媒体の製造装置および製造
方法、特に密着性の良い下地層、中間層、及び／又は表
面保護層（以下、非磁性層と称する）を磁性層と同一工
程にて形成することができる金属薄膜型垂直磁気記録媒
体の製造装置および製造方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、記録媒体の膜面に対して垂直な方向に磁化容易軸
を有する磁気記録媒体を用いる垂直磁化記録方式が提案
されている。この垂直磁化記録方式では、記録密度が高
まるほど記録媒体中の反磁界が減少するため、優れた再
生出力が得られ本質的に高密度記録に適した方式といえ
る。

かかる垂直磁化記録方式の磁気記録を行なうには、記録
媒体の膜面に対して垂直な方向に磁化容易軸を有する金
属薄膜型磁気記録媒体を必要とする。このような金属薄
膜型磁気記録媒体としては、高分子材料或いは非磁性金
属等の非磁性材料から成る支持体上に、Ｇｏ−Ｃｒ合金
等を蒸着、スパッタリング法、インブレーティング法等
（以下、本発明では真空薄膜形成法と云う）で形成した
ものが知られている。

また、垂直磁化記録再生時の記録再生効率の改善を図る
ため、前記のＧｏ−Ｃｒ合金膜より成る垂直磁気記録層
の下に下地層として軟磁性材料より成る高透磁率層、例
えば、パーマロイ　（Ｎ　ｉ　−Ｆｅ系合金）膜を設け
た、いわゆる二層膜型の垂直磁気記録媒体が知られてい
る。

しかしながら、このような金属薄膜型磁気記録媒体にお
いては走行耐久性や耐摩耗性が劣るという問題があった
。このような欠点を防止する方法として、熱可塑性樹脂
や熱硬化性樹脂よりなる保護層を磁性層表面に設けるこ
とが提案されているが、ヘッドの磁性層間のスペーシン
グロスのため保護層の厚さを大きくできないという制約
があり、このような材料では十分な効果が得られていな
い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

また、磁性メッキ層を有する磁気記録媒体において、同
様な目的でＳｉＯ等の蒸着膜を保護層として設けること
や、炭素質蒸着膜を保護層として設けること（特公昭５
４−３３５２１号公報）が提案されている。このような
蒸着膜を前記の金属薄膜型磁気記録媒体の磁性層に適用
すると上記の如き欠点の無い耐摩耗性の良い保護層が得
られるが、このような保護層を磁性層と共に例えばスパ
ッタリングによって形成する場合には次のような問題が
あった。

すなわち、スパッタリングによって磁性層を設けるには
、例えばＣｏ−Ｃｒ等の強磁性材料をスパッタリング用
カソード（ターゲット）として磁性層を設け、保護層を
設けるには、炭素、ＳｉＯ等の保護層材料をターゲット
として保護層を設けるのであるが、操作時にターゲット
から粒子の飛散する速度が磁性層用の材料と保護層用の
材料とでは非常に異なり、例えば炭素の飛散速度はＣ０
−Ｃｒの飛散速度の約１０倍速く、このために、同一工
程（同一装置内）で両層と設ける場合には、支持体（例
えばポリエチレンテレツクレートフィルム）の走行速度
が一定であるので保護層の膜厚が大幅に厚Ｘなり、電磁
変換特性特に記録再生特性を低下させる。また、磁性層
用のスパッターゾーンと保護層用のスパッターゾーンが
近くに位置していると、保護用の炭素がＣｏ−Ｃｒのス
パッターゾーンに混入して磁性層の特性を劣化させる等
の問題がある。従って、両層を同一装置内で連続的に形
成するのは一般に好ましくなく、工程を２つに分けて行
う必要があり、生産性を低下させるばかりでなく、磁性
層形成工程と保護層形成工程を別々に行うと保護層の密
着性がやや劣るという問題もある。

本発明の目的は密着性が良く磁性層の電磁変換特性に影
響を与えないような非磁性層を磁性層と同一工程で連続
的に形成することを可能にした磁気記録媒体の製造装置
及び製造方法に提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは種々検討を重ねた結果、真空薄膜形成装置
により非磁性支持体上に磁性層と非磁性層を連続的に形
成させるに際し、該装置と磁性層形成域と非磁性層形成
域により構成し、磁性層形成域における膜形成速度を非
磁性層形成域における膜形成速度の１０〜５０倍に設定
することによって上記目的を達成することを見出した。

すなわち、本発明は非磁性支持体上に磁性層および非磁
性層を形成する真空薄膜形成装置よりなり、該装置が磁
性層形成域と以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明で用いる真空薄膜形成装置の１例を示す
概略図であって、スパッタリングによる磁性層形成域１
と、例えばグロー放電による非磁性層形成域２とよりな
っている。この例では非磁性支持体（例えば、ＰＥＴフ
ィルム）の両面に磁性層と保護層を形成する場合を例示
している。

アルゴン（Ａｒ＞の１０４〜１０−４程度の雰囲気に保
たれた磁性層形成域１　（スパッタリング装置）内に２
つの冷却キャン３．４を設け、送出しローラ５から送り
出されるＰＥＴフィルム６を冷却キャン３及び４に沿っ
て走行させ、巻取り口−ルアに巻取る。

８及９は例えばＧｏ−Ｃｒよりなる磁性層形成用ターゲ
ットであって、冷却キャン（一般にアースされている）
に対して約−４００ｖの電圧を印加し、アルゴンイオン
でターゲット８．９をたたいてＣｏ−Ｃｒ粒子を飛散さ
せる。ターゲット８によりフィルムの一面、ターゲット
９によりフィルムの他の面に磁性層を形成させる。なお
、ターゲット８．９の反対側に夫々ターゲットを設け、
磁性層を重層構成等にするのに用いることができる。

両面に磁性層が形成されたフィルムを巻き取る前に、非
磁性層（この例では保護層）形成域２のグロー放電装置
１０を通過し、これに設けられた例えば２対の炭素電極
１１によりグロー放電を施こすと、磁性層上に炭素質の
磁性層が形成される。

グロー放電はフィルムの磁性層と電極１１との間に約２
００Ｖの電圧と印加することにより行われる。

本発明では、上記の場合、磁性層が形成される膜形成速
度を保護層が形成される膜形成速の１０〜５０倍になる
ように設定しである。これは、両膜形成域の種類、ター
ゲットや電極の種類によって異なるが、主として両膜形
成時の印加電圧を制御することによって実現することが
できる。

上記のように、保護層形成の際に膜形成速度が磁性層形
成速度の１／１０〜１１５０と低く設定されているため
、グロー放電安定な領域で所望の膜厚の密着性の良い保
護層を再現性よく形成することができる。

なお、上記の例は、非磁性層として保護層を設ける場合
について説明したが、非磁性層として下・地層、中間層
を設ける場合にも本発明を利用できる。ただし、下地層
の場合は磁性層を設ける前に支持体上に設け、中間層は
、下地層と磁性層の間、磁性層（重層）の間、または磁
性層と保護層の間に設けられ、これらを磁性層と同一の
真空薄膜装置で設けるように装置が設定される。

また、上記の例は、非磁性層として炭素質保護層を設け
る場合と示したが、これに限られず、銀、金、５ｉＱｘ
（ｘは任意の数）％　ＭｏＳｘ　（ｘは任意の数）、等
も用いることができる。

本発明における非磁性層形成用グロー放電処理には放電
源として、各種除電・除塵用電極棒のまわりに保護層用
材料をボンデングしたものを放電電極として用いること
ができる。例えば、放電電極の一例を第３図に断面図で
示す。図示するように隔壁２１に内部に多数の磁石を並
置した中空ステンレス鋼電極２３を設け、その外周に非
磁性層用材料２４をボンディングしである。電極２３を
員とし、アルゴンの低圧雰囲気中で該電極（上又は下）
に近接して走行（図で紙面に垂直方向）する支持体上に
磁性層とグロー放電を生じさせ、非磁性層を蒸着させる
。この場合磁石２２の存在はプラズマ（グロー放電）の
発生を容易にする。電極は普通上記の例に示すように２
対（２本−組）用いるが、必要に応じて増減できる。ま
た、非磁性層の材料によって印加電圧は、ＤＣ，ＡＣ，
ＲＦのいずれかを選択できる。また、非磁性層形成用と
してグロー放電装置の代りに通常のＤＣスパッタ装置を
用いることができ、例えば第２図に示すようにスパッタ
源１２．１３により非磁性層を設けてもよい。

さらに、上記例示の装置では、磁性層形成域１と非磁性
層形成域２との間をスリット板１４によって仕切り、ス
リットを通して支持体を通過させているが、このように
２種類の蒸発源を用いる場合には、２枚のスリット付仕
切り板を設け、スリットの位置が両蒸発源を見通せない
ような構造とすることが好ましい。

なお、グロー放電装置は従来生ベースの除電・除塵等の
目的でステンレス鋼等を電極に用いてグロー放電処理を
施こすことが行われているが、これはあくまでも磁性層
を設ける前の化ベースの表面処理であって本発明におけ
るグロー放電処理とは使用目的が全く異なるものである
。

本発明に使用されるフィルム状支持体としては、ポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）　、ポリイミド、ポリ
アミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルサ
ルホン、ポリサルホン等の高分子材料に対して適用でき
るが、ＰＥＴ等の９０〜２００℃近辺でオリゴマーを析
出したり、或いはガス放出量の多くなる材料に対して特
に顕著な効果を有する。また、下地層を有する支持体に
対しても適用されうる。

また、支持体はあらかじめ、真空中で保持したり、熱処
理したり、或いは前記の如きグロー放電処理等の前処理
を行ない、支持体の表面及び内部からの不純物ガスの放
出を減少させることが望ましい。

垂直磁化膜としての磁化層としては磁化容易軸が支持体
表面に対してほぼ垂直の方向に向いていることが必要で
あり、垂直磁化膜の材料としてはＣｏ−Ｎ１５Ｃｏ−Ｎ
ｉ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｃｒ、、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｃｒ等のＧｏを
主成分とする金属薄膜が用いられる。

膜厚としては０．０３〜５ミクロン程度に選ばれるが、
０．０５〜１ミクロン程度が特に望ましい。

また、磁性層は前記の垂直磁化膜を上層とし、Ｎｉ−Ｆ
ｅ５　　Ｎｉ−Ｆｅ−ＭＯＳ　Ｎｉ−Ｆｅ　−Ｍｏ−Ｃ
ｕ等のいわゆるパーマロイ合金の如き軟磁性膜を下層と
して設けてもよい。

軟磁性層の膜厚としては、フィルム状支持体からのオリ
ゴマーの析出や不純物ガス放出を抑止できることが必要
であり、０．０３〜５ミクロン程度に選ばれる。良好な
垂直磁化記録再生特性を得るために、０．　１〜１ミク
ロン程度が特に望ましい。

なお、軟磁性層を設ける場合には、軟磁性層、垂直磁化
層及び保護層（グロー放電）を同一装置内（同一工程）
にて連続的に行うことが好ましい。

膜形成手段としては、蒸着、スパッタリンク等が用いら
れるが複数個の円筒状キャンの周囲に配′　置された複
数個の高速スパッター源を有するいわゆる連続スパッタ
リング法が望ましい。

スパッタ源としては、各種の高速スパッタ源が使用でき
る。

円筒状キャンの温度としては、パーマロイ膜等の硬磁性
膜形成時は硬磁性膜の面内での磁気異方性が生じるのを
防ぐため３０℃以上が望ましい。

一方、キャン温度を余り高くすると支持体からのガス放
出や、オリゴマーの析出等が生ずるため９０℃以下が望
ましい。

磁気異方性と膜表面の凹凸を特に少なくするためには、
４５〜６５℃が特に望ましい。一方、Ｃｏ−Ｃｒ等の膜
の形成時には、所望のＨｃ（垂直）を得るために円筒状
キャンの温度を９０℃以上に加熱することが望ましく、
またＨｃ（垂直）の垂直磁化膜を得るためには、１２０
℃以上が特に望ましい。

〔実施例〕

次に、実施例によって本発明を具体的に説明する。

第１図に示す如き装置を用い、支持体として厚さ５０μ
ｍのＰＥＴフィルム、磁性層用ターゲットとしてＣｏ−
Ｃｒ源、保護層用電極として第３図に示し、保護層用材
料として銀の被覆層を有するものを用いて連続的に磁性
層と保護層をフィルムの両面に設けた。支持体送り速度
は３０ｃｍ／ｌｌ１ｉｎ、スパッタのガス圧はアルゴン
圧で約５　Ｘ　Ｉ　Ｑ　−”Ｔｏｒｒ、同電圧は３００
ｖ、グロー放電電圧はアルゴン圧で約５　Ｘ　１０−”
Ｔｏｒｒ、同電圧は３００■であった。

なお、比較のため、従来法として、第１図に示す装置で
非磁性層形成域１を用いず、上記と同様な条件でまずタ
ーゲット８．９にＧｏ−Ｃｒ源を用いてフィルム両面に
スパッタによって磁性層を形成させ、次いでこれを巻き
取った後、ターゲット１５．１６に保護層用銀源を設は
スパッタにより磁性層上に保ｉＩ層を形成させた。

前記、本発明により得られた磁気記録媒体の膜厚は次の
通りであった。

膜厚　　　パワー 磁性Ｎ　　　Ｃｏ−Ｃｒ　　　０．０３ｍμ　　　３Ｋ
Ｗ　　（スパッタ）保護層　　Ａｇ　　　　３００人　
２ＫＷ（グロー）なお、比較例においても上記と同じ厚
さの磁性層と保護層を設けた（何れもスパッタ）。

また、本発明による保護層の膜形成速度は磁性層の膜形
成速度の約１／１５であり、比較例においては両者はほ
ぼ同じであった。

上記のようにしてそれぞれ５つの試料を作り、得られた
試料を直径３．５センチのフロッピーディスクとし、走
行耐久性のテストを行った。結果を第４図に示した。

〔発明の効果〕

上記の結果からも明かなように、本発明によるもの（試
料６）は何れもほぼ１５００万パス以上の走行を安定し
て再現しているが、比較例のものは１０００万パス以上
と以下とのものがありバラツキが著しかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一例を示す概略図、第２図は同非
磁性膜形成装置の他の例を示す概略図、 第３図は本発明に用いられるグロー放電電極の一例を示
す断面図、 第４図は実施例における走行耐久テストの結果を示す図
である。 １・・・磁性層形成域　　　　　２・・・非磁性層形成
域３．４・・・クーリングキャン　６・・・ＰＥＴフィ
ルム８．９・・・ターゲット　　　１０・・・グロー放
電装置１１・・・電極 第　　３　図 男 第　　４　　図 手続補正書 １、ＴＪ４牛の耘 昭和６１年特許願第２９２４８０号 ２、発明の名称 磁気記録媒体の製造装置および製造方法３、補正をする
者 明年との関係：特許出願人 名称　（５２０）富士写真フィルム株式会社４、代理人 〒１００ 住所東京都千代田区霞が関３丁目２番５号霞が関ビル２
９階霞が関ビル内郵便局　私書箱第４９号　電話（５８
１）−９６０１（（場の栄光特許事務所 ＼　。 ６、補正によ引ｖＪＯする発明の数　　Ｏ明細書の「発
明の詳細な説明」の欄を次のように補正する。 （１）明細書第４頁１７〜１８行目、「炭素の・・・約
１０倍速く」を’Ｍｏ５ｘ（ｘは任意）はＣｏＣｒとス
パッタ率が同程度なので」と補正する。 （２）同書第５頁１行目、「保護層」の前に「同種のス
パッタ源を使用した場合」を挿入する。 （３）同書第５頁５行目、「保護用」を「保護層用」と
補正する。 （４）同書第７頁１５行目、「炭素電極」をｒ　ＭｏＳ
ｘ電極」と補正する。 （５）同書第７頁１６行目、「炭素質」を’　ＭｏＳｘ
質」と補正する。 （６）同書第８頁１行目、「膜形成速」を「膜形成速度
」と補正する。 （７）同書第８頁１９行目、「炭素質」を’　ＭｏＳｘ
質」と補正する。 （８）同書第９頁１〜２行目、ｒＭｏＳｘ（ｘは任意の
数）を削除する。 （９）同書第１４頁１４行目、’０．０３ｍ　ｇ　」を
「０．３μｍ」と補正する。 ００）同書第１４頁１４行目、「（スパッタ）」をｒＤ
Ｃマグネトロンスパッタ」と補正する。 ０１）同書第１４頁１８〜２０行目、［また、・・・で
あった。」を削除する。 θり　同書第１５頁１０行目の後に「すなわち、本発明
は同一ラインにて磁性層と保護層とを形成するため、そ
の界面に酸化物等が形成されず、従って密着性がよく走
行耐久性が向上する。」を挿入する。 」

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性支持体上に磁性層および非磁性層を形成す
   る真空薄膜形成装置よりなり、該装置が磁性層形成域と
   非磁性層形成域を有し、該磁性層形成域における膜形成
   速度が該非磁性層形成域における膜形成速度の１０〜５
   ０倍であることを特徴とする磁気記録媒体の製造装置。
2. （２）非磁性層が下地層、中間層及び／又は保護層であ
   る特許請求の範囲第（１）項記載の磁気記録媒体の製造
   装置。
3. （３）非磁性支持体上に同一薄膜形成装置内で磁性層と
   その前及び／又はその後に非磁性層を形成する磁気記録
   媒体の製造方法において、磁性層の膜形成速度が非磁性
   層の膜形成速度の１０〜５０倍であることを特徴とする
   磁気記録媒体の製造方法。