JPS63282914A

JPS63282914A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPS63282914A
Application number: JP11789787A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Sai; 正之砂井; Yasuro Otsubo; 大坪　康郎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-05-14
Filing date: 1987-05-14
Publication date: 1988-11-18
Anticipated expiration: 2011-07-03
Also published as: JP2513688B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は強磁性連続薄膜からなる記録層を有する磁気
記録媒体に係り、特に記録層上に潤滑層を兼ねる保護層
を形成した磁気記録媒体に関する。

（従来の技術）磁気記録媒体は記録層（磁性層）の形式で分けると、塗
布型媒体と連続薄膜型媒体とに大別されるが、高密度記
録の点から保磁力および残留磁束密度をより大きくでき
る連続薄膜型媒体が有利である。例えば高密度記録方式
として注目されている垂直磁気記録用の媒体では、記録
層としてＣｏ−Ｃｒ系合金薄膜に代表される強磁性金属
薄膜をスパッタや蒸着により形成したフロッピーディス
クが有望とされている。リジッドディスク（ハードディ
スク）においても、面内磁気記録用ではＣｏ−Ｎｉ、Ｃ
ｏ−Ｎ１−Ｐ、Ｃｏ−Ｐｔ系合金薄膜等の強磁性金属薄
膜が、垂直磁気記録用ではＣｏ−Ｃｒ系合金薄膜等の強
磁性金属薄膜がそれぞれ記録層として使用される。

ところで、塗布型媒体では強磁性粉をバインダと混ぜて
基体上に塗布することにより記録層が形成されるため、
記録層中に潤滑剤を混入させることが容易である。記録
層中に潤滑剤を混入して媒体表面の潤滑性を向上させる
と、フロッピーディスクのように磁気ヘッドが媒体に接
触しつつ記録・再生を行なう場合でも、媒体およびヘッ
ドの耐久性を容易に確保することができる。

これに対し、連続薄膜型媒体では記録層中に潤滑剤を混
入させることが難しく、また記録層の表面が極めて平滑
であり潤滑剤のぬれ性が悪いため、記録層の上に潤滑剤
を十分な付着力で、均一に塗布することも難しい。この
ため、フェライトヘッド等の硬い材質の磁気ヘッドが媒
体上を走行すると、媒体やヘッドの表面にスクラッチと
呼ばれる損傷が生じやすくなる。スクラッチが発生する
と、媒体およびヘッドの耐久性が著しく損われる。

一方、リジッドディスクでは、ディスクの高速回転に伴
ってディスクと磁気ヘッドのスライダとの間に動圧が発
生し、それにより両者は非接触状態に保持される。従っ
て、書込み時や読出し時にはディスクとヘッドとが摺動
接触することはないが、ディスクの回転の起動・停止時
にはディスクとスライダ間に十分な動圧を発生させるこ
とができず、両者は摺動接触する。このようにリジッド
ディスクでは起動・停止時の摺動接触、いわゆるＣ　Ｓ
　Ｓ　（ｃｏｎｔａｃｔ　５ｔａｒｔ　５ｔｏｐ）時に
、媒体および磁気ヘッドの摩耗が生じ、フロッピーディ
スクの場合と同様に耐久性低下の原因となる。

連続薄膜型媒体の耐久性を向上させるために、特開昭６
１−２６５７２５号公報等に記載されているように、記
録層の上に硬質の保護層、例えばカーボン薄膜を形成す
る試みも提案されている。しかしながら、カーボン薄膜
は高硬度ではあるが、また摩擦係数も大きい。従って、
ヘッドが摩耗しやすくなるばかりでなく、膜厚が十分に
大きくないと記録層に対する保護効果を長期にわたって
維持できない。保護層の膜厚を大きくすると、記録層と
磁気ヘッドとの間の距離が大きくなって、記録再生時の
スペーシング・ロスが増大し、高密度記録時の記録再生
特性（特に周波数特性）が劣化する。

（発明が解決しようとする問題点）＝　５　＝このように従来の連続薄膜型媒体では、媒体自身および
磁気ヘッドの耐久性を高くすることが困難であり、また
カーボン薄膜のような保護層を形成したものではスペー
シング・ロスの増大により記録再生特性が損われるとい
う問題があった。

この発明は、強磁性金属薄膜からなる記録層の上に高硬
度で、且つ潤滑性の良好な、潤滑層を兼ねる保護層を設
けることにより、媒体自身および磁気ヘッドの耐久性を
効果的に向上させることができ、しかも垂直磁気記録等
の高密度記録に際しても良好な記録再生特性が得られる
磁気記録媒体を提供することを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）この発明は強磁性連続薄膜からなる記録層の上に、表面
層がフッ化されたカーボン薄膜を潤滑層兼保護層として
形成したものである。

（作用）カーボン薄膜は非常に高硬度であるが、フッ化されると
摩擦係数が大きく低下ｔ７て良好な潤滑性を示す。この
発明では記録層の上に表面層がフッ化されたカーホン薄
膜を保護層として設けられていることにより、保護層の
膜厚が小さくとも長期にわたり良好な保護効果が得られ
るので、記録再生特性が損われることなく、媒体自身お
よび磁気ヘッドの耐久性向上か達成される。

（実施例）第１図はこの発明の一実施例に係る磁気記録媒体の断面
構造を示したものである。同図において、基体１は非磁
性材料からなり、フロッピーディスクの場合は例えば可
撓性を有する樹脂製フィルム状基体が使用される。また
、リジッドディスクの場合は表面にアルミナ層またはＮ
１−Ｐ合金層を形成したアルミニウム合金板またはガラ
ス板のような非可撓性のディスク状基体であって、高密
度な記録再生を可能とするため良好な表面性を有したも
のが基体１として使用される。

この基体１上に、強磁性連続薄膜からなる記録層２が形
成されている。記録層２は例えば直流マグネトロンスパ
ッタリングにより形成された厚さ０．２５μｍのＣｏ−
Ｃｒ系合金薄膜であり、垂直磁気記録媒体の場合、膜面
の垂直な方向に磁化容易軸を持つように配向されている
。

そして、記録層２の上にカーボン薄膜３が形成されてい
る。このカーボン薄膜３は表面層５がフッ化されており
、表面層５以外の部分４は非晶質カーボン層となってい
る。

カーボン薄膜３の非晶質カーボン層４は、より高い硬度
を実現するために、カーボン原子がダイアモンド状結合
をしていることが望ましい。このような非晶質カーボン
層４は、例えばグラファイトターゲットを用いて、高周
波スパッタリングにより形成される。具体的にはスパッ
タ用真空室を予め１０−７Ｔｏｒｒ程度まで排気し、不
純物ガスを十分に取除いた後、分圧比でＨ２ガス７０％
、Ａｒガス３［１％程度のＨ２・Ａｒ混合ガスを１Ｏ−
２Ｔｏｒｒ程度まで導入して、スパッタリングを行なっ
た。このスパッタリングの際、基板１および記録層２は
１５０℃程度に加熱しておいた。こうして得られたカー
ボン層４は非晶質であるが、短距離てはカーボン原子が
ダイアモンド状結合をしていることが、ラマン散乱から
確認された。

カーボン薄膜３の表面層５のフッ化処理は、例えば、上
記のようにして非晶質カーボン層４が形成された媒体を
陰極として、カーボン層４上でＣＦ４ガスを用いて直流
グロー放電を発生させることにより行なわれる。このフ
ッ化処理は数分でよい。このようにしてフッ素（ＣＦ、
ＣＦ２．。

ＣＦ３基）がカーボン薄膜３の表面層５に付加されるこ
とにより、カーボン薄膜３は表面エネルギーが著しく低
下し、良好な潤滑性を発揮するようになる。

また、カーボン薄膜３の膜厚、すなわち非晶質カーボン
層４とフッ化された表面層５の全厚は、７０人〜５００
人の範囲、特に　２００人前後が好ましい。

カーボン薄膜３の膜厚が７０人に満たないと、膜質が連
続薄膜とならないために保護効果が期待できす、また５
００人を超えると記録再生時のスペーシング・ロスが増
大し、高密度記録再生が難しくなるからである。

第１表は第１図に示した構造の磁気記録媒体と、表面層
がフッ化されていない非晶質カーボン薄膜を有する従来
構造の磁気記録媒体（記録層はいずれも０．２５μｍの
Ｃｏ−Ｃｒ合金薄膜とした）の耐久性、およびフェライ
ト磁気ヘッド摺動時の摩擦係数を実測した結果を示した
ものである。但し、実験は磁気記録媒体をフロッピーデ
ィスクの形態に作製し、３００ｒｐｍで回転させながら
フェライト磁気ヘッドをディスク上の同一トラックに連
続して接触させて行なった。耐久性とはディスクおよび
ヘッドの少なくとも一方が損傷を受け、ヘッド摺動時の
摩擦係数が著しく増加する状態に至るまでの走行回数（
パス）をいう。

第１表第１表において、実施例および比較例の各試料１−Ｖは
、媒体表面が第２図に示されるようなＸＰＳ（Ｘ線電子
分光、ＥＳＣＡともいう）スペクトルを示す試料である
。すなわち、第２図はカーボン薄膜のＣ１ｓピークを２
８４．６（ｅＶ）としたときの結合エネルギーのＸＰＳ
スペクトルであり、本発明の実施例に係る試料Ｉ、ｎ、
Ｉ［Ｉの各試料は、各々２８８（ｅＶ）、２９１（ｅＶ
）、２９３（ｅＶ）付近にピークを持ち、ＣＦ、ＣＦ２
．ＣＦ３の各基を有しており、表面層がフッ化されたカ
ーボン薄膜であることを示している。一方、比較例の試
料ＩＶ、　ＶはカーボンＣ１ｓのピークを持ち、フッ化
はされていない。

また、第１表中の膜厚は、カーボン薄膜の膜厚（試料Ｉ
〜■においてはフッ化された表面層を含むカーボン薄膜
の全厚）を意味する。

上記の結果から、表面にＣＦ、ＣＦｌ、ＣＦ３の各基の
少なくとも一種の存在を示す、つまり表面層がフッ化さ
れたカーボン薄膜を有する試料１〜■は、摩擦係数が著
しく小さく、かつ耐久性も１０００万パス以上と、実用
上十分な値を示している。

しかも、これらの試料１〜■はフッ化された表面層を含
むカーボン薄膜の全厚が２００人前後と、高密度記録再
生を行なう上で問題とならない程度まで小さく抑えられ
ている。

これに対して、比較例の試料ＴＶ、　Ｖは試料Ｉ〜■に
比較して摩擦係数が１桁以上大きく、膜厚の比較的小さ
い試料■では２０万パス以下の耐久性しか得られない。

試料■は耐久性は良好であるが、膜厚が２０００人と極
めて大きいため、記録再生時のスペーシング・ロスが大
きくなり、とうてい実用にできない。

次に、第１図に示した構造の磁気記録媒体において、基
体１を非可撓性材料により形成して媒体をリジッドディ
スクとした場合のＣ８Ｓ耐久性の実測結果を第２表に示
す。実験条件は、トラック半径が２２ｍｍ１起動時にデ
ィスクの回転数が３６０Ｏｒｐｍに達するまでに要する
時間が１０秒、停止時に３８０Ｏｒｐｍから完全な静止
状態に達するまでの時間が約３秒であり、また磁気ヘッ
ドにスライダ付きのフェライトヘッドを用いた。ここで
いうＣ８Ｓ耐久性とは、ディスクおよびヘッドの少なく
とも一方が損傷を受け、Ｃ８Ｓ時の摩擦係数が著しく増
加する状態に至るまでのＣ８Ｓ回数（起動および停止時
の摺動接触の合計回数）である。

第２表第２表において、実施例および比較例の各試料Ｉ〜■は
、第１表の場合と同じく媒体表面が第２図に示されるＸ
ＰＳスペクトルを示す試料であり、膜厚のみが第１表の
場合と異なっている。この結果から分るように、表面層
がフッ化されたカーボン薄膜を有する本発明の実施例に
係る試料■〜■は、膜厚が高密度記録再生を行なう上で
莫用上問題ない２００人前後でありながら、Ｃ８Ｓ耐久
性は１００００回以上と良好な値を示している。また、
第３図に示すようにＣ８Ｓ回数の増加に対する摩擦係数
の増加もほとんど見られない。

一方、比較例の試料ＩＶ、　Ｖは第４図に示すようにＣ
８Ｓ回数の増加に対する摩擦係数の増大が著しいため、
膜厚の比較的小さい試料■てはＣ８Ｓ耐久性が５０００
回以下と不十分な値であり、また試料ＶはＣ８Ｓ耐久性
は良好であるが、膜厚が極めて大きく記録再生時のスペ
ーシング・ロスが増大する。

このように、表面層がフッ化されたカーボン薄膜を記録
層上に形成した本発明に基づく磁気記録媒体は、フッ化
されていないカーボン薄膜を形成した従来の磁気記録媒
体に比較して極めて良好な耐久性を示し、且つカーボン
薄膜の膜厚が薄くて済むので、高密度記録において良好
な記録再生特性が得られる。

なお、上述した実施例では記録層としてＣｏ−Ｃｒ合金
薄膜を用いたが、他の金属薄膜あるいは酸化物薄膜であ
ってもよく、要は強磁性連続薄膜であればよい。連続薄
膜からなる記録層の成膜法としては、スパッタリングや
蒸着のほか、特にリジッドディスクの場合メッキ法を用
いてもよい。

また、この発明は垂直磁気記録用媒体のみならず、面内
記録用媒体にも適用できる。

また、実施例では基体上に記録層を直接形成したが、基
体と記録層との間にＦｅ−Ｎｉのような軟磁性層を設け
た媒体にもこの発明を適用できる。

さらに、実施例ではカーボン薄膜のカーボン原子がダイ
アモンド状結合をしていると説明したが、グラファイト
状結合であってもよい。グラファイト結合のカーボン薄
膜の硬度は、ダイアモンド状結合の膜よりは若干劣るが
、保護層としては実用上十分である。その他、この発明
は要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが
できる。

［発明の効果］この発明に係る磁気記録媒体によれは、強磁性連続薄膜
からなる記録層の上に、表面層がフッ化され十分硬度と
良好な潤滑性を持つカーボン薄膜を形成したことにより
、高い耐久性を持ち、しかもカーボン薄膜が薄くとも保
護層として十分な効果を持つため、高密度記録に適した
良好な記録再生特性を得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る磁気記録媒体の断面構
造を示す図、第２図は同実施例の磁気記録媒体および表
面層がフッ化処理されていないカーボン薄膜を有する比
較例の磁気記録媒体のＸ線電子分光スペクトルを示す図
、第３図は同実施例の磁気記録媒体をリジッドディスク
に適用した場合のＣ８Ｓ回数に対する摩擦係数の変化を
示す図、第４図は表面層がフッ化処理されていないカー
ボン薄膜を有する比較例の磁気記録媒体をリジッドディ
スクに適用した場合のＣ８Ｓ回数に対する摩擦係数の変
化を示す図である。１・・・基体、２・・記録層、３・・・カーボン薄膜、
４・・・非晶質カーボン層、５・・・フッ化された表面
層。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基体上に強磁性連続薄膜からなる記録層を有する
磁気記録媒体において、前記記録層の上に、表面層がフ
ッ化されたカーボン薄膜が形成されていることを特徴と
する磁気記録媒体。
（２）カーボン薄膜は、フッ化された表面層がＣＦ、Ｃ
Ｆ＿２、ＣＦ＿３の各基を含み、残部が非晶質カーボン
層であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
磁気記録媒体。
（３）非晶質カーボン層は、カーボン原子がダイアモン
ド状結合をなしていることを特徴とする特許請求の範囲
第２項記載の磁気記録媒体。
（４）カーボン薄膜のフッ化された表面層は、非晶質カ
ーボン層上でＣＦ＿４ガスを用いてグロー放電を生じさ
せることにより形成されたものであることを特徴とする
特許請求の範囲第２項記載の磁気記録媒体。
（５）フッ化された表面層を含むカーボン薄膜の全厚が
７０Å以上、５００Å以下であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項、第２項、第３項または第４項記載の
磁気記録媒体。
（６）記録層を構成する強磁性連続薄膜が金属薄膜であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気記
録媒体。
（７）金属薄膜がＣｏ−Ｃｒ系合金薄膜であることを特
徴とする特許請求の範囲第５項記載の磁気記録媒体。
（８）基体が可撓性を有する樹脂製フィルム状基体であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気記
録媒体。
（９）基体が非可撓性のディスク状基体であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気記録媒体。