WO2024090258A1 - 磁気記録カートリッジ - Google Patents
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- G11B23/00—Record carriers not specific to the method of recording or reproducing; Accessories, e.g. containers, specially adapted for co-operation with the recording or reproducing apparatus ; Intermediate mediums; Apparatus or processes specially adapted for their manufacture
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Definitions
- This technology relates to magnetic recording cartridges.
- tape-type magnetic recording media With high total capacity are being incorporated into cloud systems.
- Current tape-type magnetic recording media have a narrower environmental temperature range for actual operation and storage than HDDs (Hard Disk Drives) and semiconductor memory, so there is a demand for expanding the environmental temperature range for actual operation and storage of tape-type magnetic recording media. It is believed that if tape-type magnetic recording media could be used in the same temperature environment as HDDs and semiconductor memory, the range of uses for tape-type magnetic recording media would be greatly expanded.
- Patent Document 1 proposes a tape-type magnetic recording medium that can correct width changes by adjusting the longitudinal tension of the tape-type magnetic recording medium using a recording and playback device, even if the width dimension of the tape-type magnetic recording medium changes due to environmental changes. Furthermore, in order to deal with width changes in tape-type magnetic recording media, Patent Document 2 proposes positioning the data write head at an angle relative to the width direction of the tape-type magnetic recording medium.
- the aim of this technology is to provide a magnetic recording cartridge that is suitable for storage and transportation in high-temperature environments.
- This technology is A cartridge case; Reel and a magnetic recording medium wound around the reel and housed within the cartridge case; When the magnetic recording medium was stored wound on the reel at 65° C. for 360 hours, the amount of change in width of the magnetic recording medium was measured over the entire length.
- the sign of the width change amount ⁇ out on the outer side of the magnetic recording medium is different from the sign of the width change amount ⁇ in on the inner side of the magnetic recording medium, and
- the amount of change in width is 0 ppm at any one of two regions on either side of a center line of the entire length of the magnetic recording medium when the entire length of the magnetic recording medium is divided into four equal regions, and
- the magnetic recording medium includes a magnetic layer, the magnetic layer has an uneven surface; a height range ⁇ H calculated from statistical information on the height of the uneven shape is 3.00 nm ⁇ H ⁇ 6.00 nm; a gradient range ⁇ A calculated from statistical information on the gradient of the uneven shape is 3.80 degrees ⁇ A ⁇ 9.00 degrees,
- the magnetic recording medium has a base layer having a loss modulus of 0.40 GPa or less at 65° C.
- a magnetic recording cartridge is provided.
- the amount of width change ⁇ in of the magnetic recording medium may be a positive value, and the amount of width change ⁇ out of the magnetic recording medium may be a negative value.
- the width change ⁇ of the magnetic recording medium after storage at 65° C. for 360 hours can be 0 ppm at a position 25% to 75% from the outer end of the magnetic recording medium.
- the magnetic recording medium may have a width change amount ⁇ in of the magnetic recording medium minus (width change amount ⁇ out of the magnetic recording medium) of 800 ppm or less.
- the base layer may have a storage modulus at 65° C. of 8.0 GPa or less.
- the base layer may be formed from PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), or PEEK (polyether ether ketone).
- the average thickness tT of the magnetic recording medium may be 5.4 ⁇ m or less.
- the base layer may have an average thickness tB of 4.6 ⁇ m or less.
- the magnetic layer may include magnetic powder.
- the magnetic layer includes magnetic particles, first particles having electrical conductivity, and second particles having an abrasive effect
- the uneven shape includes first protrusions formed by the first particles and second protrusions formed by the second particles
- a ratio H1/H2 of an average height H1 of the first protrusions to an average height H2 of the second protrusions may be H1/H2 ⁇ 2.3.
- the ratio H1/H2 may be 1.0 ⁇ H1/H2 ⁇ 1.7 or less.
- the height range ⁇ H may be 3.00 nm ⁇ H ⁇ 4.00 nm.
- the average height H1 of the first protrusions may be 5.0 nm or more and 12.0 nm or less, and the average height H2 of the second protrusions may be 2.0 nm or more and 7.0 nm or less.
- the first particles may be carbon particles.
- the second particles may be alumina particles.
- the average thickness of the magnetic layer can be 80 nm or less.
- the magnetic recording medium may further have an underlayer having an average thickness of 0.9 ⁇ m or less.
- the magnetic particles may have an average particle volume of 1600 nm3 or less.
- the magnetic layer includes magnetic particles, carbon particles, and an abrasive, the uneven shape includes first protrusions formed by the carbon particles and second protrusions formed by the abrasive, and a ratio H1/H2 of an average height H1 of the first protrusions to an average height H2 of the second protrusions may be H1/H2 ⁇ 2.3.
- This technology is A magnetic recording medium wound on a reel of a magnetic recording cartridge and accommodated in a cartridge case of the magnetic recording cartridge, When the magnetic recording medium was stored wound on the reel at 65° C.
- the magnetic recording medium includes a magnetic layer, the magnetic layer has an uneven surface; a height range ⁇ H calculated from statistical information on the height of the uneven shape is 3.00 nm ⁇ H ⁇ 6.00 nm; a gradient range ⁇ A calculated from statistical information on the gradient of the uneven shape is 3.80 degrees ⁇ A ⁇ 9.00 degrees,
- the magnetic recording medium has a base layer having a loss modulus of 0.40 GPa or less at 65° C. A magnetic recording medium is provided.
- FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of a magnetic recording cartridge according to a first embodiment.
- FIG. 2 is a block diagram showing an example of a configuration of a cartridge memory.
- FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a configuration of a magnetic tape.
- FIG. 2 is a perspective view showing an example of a particle shape.
- FIG. 2 is a diagram showing an example of a TEM photograph of a magnetic layer.
- FIG. 2 is a diagram showing an example of a TEM photograph of a magnetic layer.
- 1 is a diagram for explaining a method for measuring a servo band pitch using a data recording and reproducing device.
- 11A and 11B are diagrams for explaining a method of measuring a servo trace line.
- FIG. 1 is a diagram for explaining a method for measuring a servo band pitch using a data recording and reproducing device.
- 11A and 11B are diagrams for explaining a method of measuring a serv
- FIG. 2 is a schematic diagram of a magnetic tape seen from the side.
- 1 is a schematic diagram of a magnetic tape viewed from above (magnetic layer side).
- FIG. 1 illustrates a data recording and reproducing device.
- FIG. 2 is a schematic diagram of a data write head as viewed from below (the back layer side).
- 13 is a diagram showing the relationship between the angular range Ref ⁇ x° of the azimuth angle of the data write head and the azimuth loss L ⁇ (recording wavelength: 0.1 ⁇ m).
- 13 is a diagram showing the relationship between the angle range Ref ⁇ x° at the azimuth angle ⁇ of the data write head and the amount of correction for the servo band pitch difference based on the width fluctuation of the magnetic tape.
- FIG. 11 is a diagram showing the amount of correction for the servo band pitch difference based on the width fluctuation of the magnetic tape.
- FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the angle range Ref ⁇ x° of the azimuth angle ⁇ of the data write head and the azimuth loss L ⁇ (recording wavelength: 0.07 ⁇ m).
- FIG. 1 illustrates a servo recording and reproducing device.
- 5A and 5B are diagrams showing a servo write head according to embodiment A and a pulse signal input to the servo write head.
- 4 is an enlarged view of a servo element included in the servo write head according to embodiment A.
- 11A and 11B are diagrams showing how a servo pattern is written onto a magnetic tape by a servo write head according to embodiment A.
- 13 is an enlarged view of a servo write head and a servo element included in the servo write head according to embodiment B.
- 13A and 13B are diagrams showing how a servo pattern is written onto a magnetic tape by a servo write head according to embodiment B.
- FIG. 13 is a diagram showing a servo write head based on a coordinate system of the servo write head in embodiment B.
- 11A and 11B are diagrams showing how servo patterns are read by a servo read portion of a data write head in the first comparative example, the second comparative example, and the first embodiment.
- FIG. 22 is an enlarged view of the diagram on the right side of FIG. 21, showing an example of specific dimensions of the first servo element and the second servo element (based on the XYZ coordinate system).
- FIG. 24 is an enlarged view of the diagram on the right side of FIG. 23, showing an example of specific dimensions of the first servo element and the second servo element (based on the X"Y"Z" coordinate system).
- FIG. 11 is a diagram showing a first example of a method for checking whether a magnetic tape is a magnetic tape used in a data recording/reproducing device with a tilted data write head.
- FIG. 11 is a diagram showing a second example of a method for checking whether a magnetic tape is a magnetic tape used in a data recording/reproducing device with a tilted data write head.
- FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of a configuration of a magnetic tape according to a second embodiment.
- FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a sputtering apparatus.
- FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of a configuration of a magnetic tape according to a third embodiment.
- FIG. 13 is an exploded perspective view showing an example of a configuration of a cartridge according to a modified example of the first embodiment.
- FIG. 2 is a diagram showing a state in which the entire length of a magnetic tape is divided into four equal regions.
- FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a sputtering apparatus.
- FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of a configuration of a magnetic tape according to a third embodiment
- FIG. 2 is a graph showing the amount of change in width in the longitudinal direction of the magnetic tape after storage at 65° C. for 360 hours in Example 1.
- FIG. 13 is a graph showing the amount of width change in the longitudinal direction of the magnetic tape after storage at 65° C. for 360 hours in Example 2a.
- FIG. 11 is a graph showing the amount of change in width in the longitudinal direction of the magnetic tape after storage at 65° C. for 360 hours in Example 3.
- FIG. 13 is a graph showing the amount of change in width in the longitudinal direction of the magnetic tape after storage at 65° C. for 360 hours in Comparative Example 1a.
- FIG. 13 is a graph showing the amount of change in width in the longitudinal direction of a magnetic tape after storage at 65° C. for 360 hours in Comparative Example 2.
- FIG. 13 is a graph showing the amount of change in width in the longitudinal direction of a magnetic tape after storage at 65° C. for 360 hours in Comparative Example 2.
- FIG. 13 is a graph showing the amount of change in width in the longitudinal direction of a magnetic tape after storage at 65° C. for 360 hours in Comparative Example 3.
- FIG. 13 is a graph showing the amount of change in width in the longitudinal direction of a magnetic tape after storage at 65° C. for 360 hours in Comparative Example 4.
- 11 is a schematic diagram for explaining a method of calculating the movement angle of a drive head that is disposed at an angle.
- FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a magnetic surface.
- FIG. 2 is a diagram showing an example of an FE-SEM image of the surface of a magnetic layer.
- FIG. 13 is a diagram showing an example of a composite image obtained by superimposing an AFM image and an FE-SEM image.
- FIG. 1 is an enlarged view showing an example of a composite image obtained by superimposing an AFM image and an FE-SEM image.
- FIG. 46 is a diagram showing an example of a cross-sectional profile along Line 1 in FIG. 45 .
- 11 is a graph showing a first example of a change over time in standard deviation ⁇ PES.
- 13 is a graph showing a second example of the change over time in the standard deviation ⁇ PES.
- 13 is a graph showing a third example of the change over time in the standard deviation ⁇ PES and a cross-sectional view showing a schematic change in the state of secondary protrusions on the surface of the magnetic layer.
- FIG. 11 is a diagram showing a schematic diagram of a relationship between a first protrusion, a second protrusion, and a data write head;
- FIG. FIG. 2 is an enlarged view showing an example of a configuration of a servo band used to explain a method for measuring a PES.
- FIG. 1 is a diagram for explaining a method for measuring PES.
- 11 is a graph for explaining correction of the movement of a magnetic tape in the width direction.
- 54A shows an example of a two-dimensional surface profile image after filtering
- FIG 54B shows an example of a numerical data matrix of height ⁇ (L,W).
- FIG. 13 is a diagram showing an example of a numerical data matrix of relative height Z(L, W).
- FIG. 13 is a diagram for explaining a method for calculating gradients G L (L, W) and G W (L, W) at each point (L, W).
- Fig. 57A is a diagram showing an example of a numerical data matrix of a gradient G L (L, W)
- Fig. 57B is a diagram showing an example of a numerical data matrix of a gradient G W (L, W).
- Fig. 58A is a diagram showing a method for calculating the gradient G L (L, W)
- Fig. 58B is a diagram showing a method for calculating the gradient G W (L, W).
- 13 is a diagram for explaining statistical processing of data on relative height Z(L, W) and gradient G L (L, W).
- FIG. 13 is a diagram for explaining statistical processing of data on relative height Z(L, W) and gradient G W (L, W).
- FIG. 13 is a diagram for explaining statistical processing of data on relative height Z(L,W), gradient G L (L,W), and gradient G W (L,W).
- FIG. 13 is a diagram for explaining a procedure for creating a distribution diagram from a numerical data matrix of data number M(H, A).
- 11 is a diagram for explaining a method of calculating a height range ⁇ H.
- FIG. 11 is a diagram for explaining a method of calculating a height range ⁇ H.
- FIG. FIG. 13 is a diagram for explaining a method of calculating a gradient range ⁇ A.
- FIG. 13 is a diagram for explaining a method of calculating a gradient range ⁇ A.
- First embodiment (example of magnetic recording cartridge including coated magnetic tape) (1) Structure of the magnetic recording cartridge (2) Structure of the magnetic tape (3) Manufacturing method of the magnetic tape (4) Description of the data band and servo band of the magnetic tape (5) Function and effect 3.
- Second embodiment (Example of a magnetic recording cartridge including a vacuum thin film type magnetic tape) (1) Structure of the magnetic recording cartridge (2) Structure of the magnetic tape (3) Structure of the sputtering device (4) Manufacturing method of the magnetic tape (5) Function and effect 4.
- Third embodiment (Example of a magnetic recording cartridge including a vacuum thin film type magnetic tape) (1) Structure of the magnetic recording cartridge (2) Structure of the magnetic tape (3) Function and effect 5. Modifications 6. Examples
- magnetic tape magnetic recording medium contained in the magnetic recording cartridge
- magnetic tape thinner (reducing the total thickness) and thereby increase the tape length per magnetic recording cartridge.
- dimensional changes in the track width direction may occur more easily.
- Dimensional changes in the width direction may cause undesirable phenomena in magnetic recording, such as off-track phenomena.
- the off-track phenomenon refers to a situation in which the target track does not exist at the track position where the magnetic head should read, or the magnetic head reads the wrong track position.
- the magnetic tape contained in a magnetic recording cartridge has a narrower usable temperature range than a HDD, and has been used in a temperature range up to 45° C.
- a magnetic recording cartridge in a high-temperature environment of 60° C. or higher, similar to a HDD, it is expected that temperature environment management will become easier when incorporating a magnetic recording cartridge into a data storage system such as a cloud system, and the range of use of tape storage systems will be greatly expanded.
- a data storage system such as a cloud system
- the portion on the inside of the winding that is subjected to high winding stress expands in the width direction of the magnetic tape, while the portion on the outside of the winding that is pulled in the longitudinal direction by the tension on the magnetic tape narrows in the width direction due to the creep phenomenon, and the difference in width between the inside and outside of the winding tends to become large.
- a layer for suppressing dimensional changes in magnetic tapes has been added.
- the addition of such layers may increase the thickness of the magnetic tape and does not increase the tape length per cartridge product.
- the present inventors have studied magnetic recording cartridges with a high recording capacity per cartridge. As a result, the present inventors have found that a magnetic recording cartridge having a specific configuration has a high recording capacity, and that even when stored in a high-temperature environment of 60° C. or higher, the width in the longitudinal direction can be corrected by adjusting the running tension of the tape system or changing the winding direction.
- the magnetic tape in order to change the winding direction, for example, in a one-reel cartridge, the magnetic tape can be wound on the reel on the drive side, and in a two-reel cartridge, the magnetic tape can be changed by rewinding it on the reel opposite to the stored state.
- the present technology provides a magnetic recording cartridge having a cartridge case, a reel, and a magnetic tape wound on the reel and housed in the cartridge case.
- the magnetic tape has a base layer having a loss modulus of 0.40 GPa or less at 65° C. When the magnetic tape is wound on the reel and stored at 65° C.
- the sign of the width change amount ⁇ out on the outside of the magnetic tape is different from the sign of the width change amount ⁇ in on the inside of the magnetic tape, and the width change amount is 0 ppm at any of two regions sandwiching the center line of the entire length of the magnetic tape when the entire length of the magnetic tape is divided into four equal regions.
- a method for measuring the width change amount of the magnetic tape will be described below in 2. (2).
- the base layer of the magnetic tape included in the magnetic recording cartridge of the present technology may have a loss modulus at 65° C. of 0.40 GPa or less, preferably 0.35 GPa or less, more preferably 0.30 GPa or less, even more preferably 0.25 GPa or less, and even more preferably 0.20 GPa or less.
- a loss modulus at 65° C. of the base layer of the magnetic tape within the above numerical range, even when stored in a high-temperature environment of 60° C. or more, the width in the longitudinal direction can be corrected by adjusting the running tension of the tape system or changing the winding direction.
- the storage modulus of the base layer of the magnetic tape included in the magnetic recording cartridge of the present technology may be preferably 8.0 GPa or less, more preferably 7.0 GPa or less, and even more preferably 6.0 GPa or less at 65° C.
- the storage modulus of the base layer of the magnetic tape at 65° C. is within the above numerical range, it is possible to provide a magnetic recording cartridge in which the width of the magnetic tape in the longitudinal direction can be corrected by adjusting the running tension of the tape system or changing the winding direction even after storage in a high-temperature environment.
- the sign of the amount of width change ⁇ out on the outside of the magnetic tape winding is different from the sign of the amount of width change ⁇ in on the inside of the magnetic tape winding.
- the amount of width change ⁇ can be expressed by the following formula.
- Width change amount ⁇ (width change amount after storage at 65°C and 360°C ⁇ initial state width change amount)/(initial state width change amount)
- width change amount ⁇ is a negative value, it indicates that the width after storage is narrower than the width in the initial state, and when the width change amount ⁇ is a positive value, it indicates that the width after storage is wider than the width in the initial state.
- magnetic recording cartridges having one reel and two reels in the cartridge.
- a magnetic tape is wound around a reel and housed in the magnetic cartridge.
- the magnetic tape is stacked to form a magnetic tape stack.
- the inner side of the magnetic tape refers to the area on the innermost layer side of the magnetic tape stack in a state where the magnetic tape is wound around one reel to form a stack on the reel before the first data is recorded in the magnetic cartridge
- the outer side of the magnetic tape refers to the area on the outermost layer side of the magnetic tape stack.
- the inside of a magnetic tape winding refers to the area starting from the end (hereinafter also referred to as the "inner end” (EOT)) that is attached to a reel inside a magnetic recording cartridge (the reel onto which the magnetic tape is wound before the first data is recorded onto the magnetic cartridge) and extending a predetermined distance from that position toward the end opposite the inner end (hereinafter also referred to as the "outer end” (BOT)).
- EOT inner end
- BOT outer end
- the inside of the magnetic tape refers to the area starting from the end attached to the reel 13 before the first data recording (hereinafter also referred to as the "inner end” (EOT)) and proceeding a predetermined distance from that position toward the end opposite the inner end (hereinafter also referred to as the “outer end” (BOT)).
- the outside of the magnetic tape refers to the area starting from the outer end of the two ends of the magnetic tape and proceeding a predetermined distance from that position toward the inner end.
- the inside of the magnetic tape refers to the area starting from the end (hereinafter also referred to as the "inner end” (EOT)) attached to the reel 307 before the first data recording is performed, and proceeding a predetermined distance from that position toward the end opposite the inner end (hereinafter also referred to as the "outer end” (BOT)).
- the outside of the magnetic tape refers to the area starting from the outer end of the two ends of the magnetic tape, and proceeding a predetermined distance from that position toward the inner end.
- Figure 33 is a schematic diagram showing how the entire length of a magnetic tape is divided into four equal parts from the inside end of the roll (EOT) to the outside end of the roll (BOT). As shown in Figure 33, from EOT to BOT, the entire length of the tape is divided into four areas, namely Area D, Area C, Area B, and Area A. In this specification, Area A in Figure 33 is referred to as the outside side of the roll, and Area D is referred to as the inside side of the roll.
- FIG. 33 is a schematic diagram showing the state in which the entire length of the magnetic tape is divided into four equal parts from the end of the inner side of the winding (EOT) to the end of the outer side of the winding (BOT).
- EOT inner side of the winding
- BOT outer side of the winding
- the entire length of the tape is divided into four regions, namely, region D, region C, region B, and region A, from EOT to BOT.
- the center line of the entire length of the magnetic tape is located between region B and region C, and is the boundary line that separates region B and region C, and the two regions that sandwich the center line are region B and region C.
- the width change is 0 ppm in either region B or region C.
- the amount of width change ⁇ in on the inside of the magnetic tape may be a positive value.
- the amount of width change ⁇ in on the inside of the magnetic tape means the maximum amount of width change on the inside of the magnetic tape.
- the amount of width change ⁇ in on the inside of the magnetic tape being a positive value means that the width on the inside of the magnetic tape after storage is wider than the width in the initial state.
- the amount of width change ⁇ out on the outside of the magnetic tape may be a negative value.
- the amount of width change ⁇ out on the outside of the magnetic tape means the minimum value of the amount of width change on the outside of the magnetic tape.
- a negative value for the amount of width change ⁇ out on the outside of the magnetic tape means that the width after storage on the outside of the magnetic tape is narrower than the width in the initial state. Furthermore, when the entire length of the magnetic tape in the longitudinal direction is taken as 100%, preferably at a position 25% to 75% from the BOT of the magnetic tape, the amount of width change ⁇ of the magnetic tape after storage for 360 hours at 65° C. may be 0 ppm. In the magnetic tape shown in FIG 33, the amount of width change ⁇ of the magnetic tape after storage for 360 hours at 65° C. may be 0 ppm at either region B or region C, which corresponds to a position 25% to 75% from the BOT of the magnetic tape.
- the average value of the width change ⁇ in region A which corresponds to 1/4 of the outer side of the magnetic tape, may be a negative value
- the average value of the width change ⁇ in region D which corresponds to 1/4 of the inner side of the magnetic tape
- (amount of width change ⁇ in on the inside of the magnetic tape roll) ⁇ (amount of width change ⁇ out on the outside of the magnetic tape roll) may be 800 ppm or less.
- the magnetic tape included in the magnetic recording cartridge of the present technology is preferably a long magnetic tape, and may be, for example, a magnetic recording tape (particularly a long magnetic recording tape).
- the magnetic tape included in the magnetic recording cartridge of the present technology may have a magnetic layer, a base layer, and a back layer, and may include other layers in addition to these layers.
- the other layers may be selected appropriately depending on the type of magnetic tape.
- the magnetic tape may be, for example, a coated magnetic tape or a vacuum thin-film magnetic tape.
- the coated magnetic tape will be described in more detail in 2. below.
- the vacuum thin-film magnetic tape will be described in more detail in 3. below. Please refer to these descriptions for layers included in the magnetic tape other than the above three layers.
- the magnetic tape included in the magnetic recording cartridge of the present technology may have, for example, at least one data band and at least two servo bands.
- the number of data bands may be, for example, 2 to 10, particularly 3 to 6, and more particularly 4 or 5.
- the number of servo bands may be, for example, 3 to 11, particularly 4 to 7, and more particularly 5 or 6.
- These servo bands and data bands may be arranged, for example, to extend in the longitudinal direction of the long magnetic tape, particularly to be substantially parallel.
- the data band and the servo band may be provided on the magnetic layer.
- An example of a magnetic tape having such a data band and servo band is a magnetic recording tape conforming to the LTO (Linear Tape-Open) standard.
- the magnetic tape may be a magnetic recording tape conforming to the LTO standard.
- the magnetic tape may be a magnetic recording tape conforming to the LTO9 standard or a later standard (for example, LTO10, LTO11, or LTO12).
- the width of the long magnetic tape (particularly the magnetic recording tape) may be, for example, 5 mm to 30 mm, particularly 7 mm to 25 mm, more particularly 10 mm to 20 mm, and even more particularly 11 mm to 19 mm.
- the length of the long magnetic tape may be, for example, 500 m to 1500 m.
- the tape width according to the LTO8 standard is 12.65 mm and the length is 960 m.
- FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of a magnetic recording cartridge 10 according to the present technology.
- a magnetic recording cartridge conforming to the LTO standard will be taken as an example of the magnetic recording cartridge 10.
- the magnetic recording cartridge 10 is a one-reel type cartridge, and is equipped with one reel 13 on which a tape-like magnetic tape MT is wound inside a cartridge case 12 composed of a lower shell 12A and an upper shell 12B, a reel lock 14 and a reel spring 15 for locking the rotation of the reel 13, a spider 16 for unlocking the locked state of the reel 13, a slide door 17 for opening and closing the tape outlet 12C provided in the cartridge case 12 across the lower shell 12A and the upper shell 12B, a door spring 18 for biasing the slide door 17 to the closed position of the tape outlet 12C, a write protector 19 for preventing accidental erasure, and a cartridge memory 11.
- the reel 13 for winding the magnetic tape MT is approximately disc-shaped with an opening in the center, and is composed of a reel hub 13A and a flange 13B made of a hard material such as plastic.
- a leader tape LT is connected to the outer peripheral end of the magnetic tape MT.
- a leader pin 20 is provided at the tip of the leader tape LT.
- the magnetic recording cartridge 10 may be a magnetic tape cartridge that complies with the LTO (Linear Tape-Open) standard, or it may be a magnetic tape cartridge that complies with a standard other than the LTO standard.
- LTO Linear Tape-Open
- the cartridge memory 11 is provided near one corner of the magnetic recording cartridge 10. When the magnetic recording cartridge 10 is loaded into the recording and playback device, the cartridge memory 11 faces the reader/writer of the recording and playback device.
- the cartridge memory 11 communicates with the recording and playback device, specifically the reader/writer, using a wireless communication standard that complies with the LTO standard.
- [Cartridge memory] 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the cartridge memory 11.
- the cartridge memory 11 includes an antenna coil (communication unit) 31 that communicates with a reader/writer using a prescribed communication standard, a rectification/power circuit 32 that generates power from radio waves received by the antenna coil 31 using induced electromotive force and rectifies the power to generate power, a clock circuit 33 that generates a clock from the radio waves received by the antenna coil 31 using induced electromotive force, a detection/modulation circuit 34 that detects the radio waves received by the antenna coil 31 and modulates the signal to be transmitted by the antenna coil 31, a controller (control unit) 35 consisting of a logic circuit for determining commands and data from the digital signal extracted from the detection/modulation circuit 34 and processing the commands and data, and a memory (storage unit) 36 that stores information.
- the cartridge memory 11 also includes a capacitor 37 connected in parallel to the antenna coil 31, and the antenna coil 31 and the capacitor 37 form a resonant circuit.
- Memory 36 stores information related to magnetic recording cartridge 10.
- Memory 36 is non-volatile memory (NVM).
- the storage capacity of memory 36 is preferably approximately 32 KB or more.
- the memory 36 may have a first memory area 36A and a second memory area 36B.
- the first memory area 36A is an area for storing first information.
- the first information includes at least one type selected from the group consisting of, for example, manufacturing information of the magnetic recording cartridge 10 (e.g., a unique number of the magnetic recording cartridge 10) and a usage history of the magnetic recording cartridge 10 (e.g., the number of times the magnetic tape MT has been pulled out (Thread Count)).
- the second memory area 36B is an area for storing second information.
- the second information includes at least one type selected from the group consisting of, for example, tension adjustment information, management ledger data, index information, thumbnail information, etc.
- Tension adjustment information is information for adjusting the tension applied in the longitudinal direction of the magnetic tape MT.
- Tension adjustment information includes, for example, at least one type of information selected from the group consisting of information obtained by intermittently measuring the width between servo bands in the longitudinal direction of the magnetic tape MT, tension information of the recording and playback device, and temperature and humidity information of the recording and playback device. This information may be managed in conjunction with information on the usage status of the magnetic recording cartridge 10. It is preferable that tension adjustment information is obtained when recording data on the magnetic tape MT or before recording data.
- Tension information of the recording and playback device means information on the tension applied in the longitudinal direction of the magnetic tape MT.
- the management ledger data is data that includes at least one of the following information for the data files recorded on the magnetic tape MT: capacity, creation date, editing date, and storage location.
- Index information is metadata for searching the contents of the data files.
- Thumbnail information is a thumbnail of the video or still image stored on the magnetic tape MT.
- Memory 36 may have multiple banks. In this case, some of the multiple banks may form a first memory area 36A, and the remaining banks may form a second memory area 36B.
- the antenna coil 31 induces an induced voltage by electromagnetic induction.
- the controller 35 communicates with the recording and playback device via the antenna coil 31 using a specified communication standard. Specifically, for example, it performs mutual authentication, sending and receiving commands, and exchanging data.
- the controller 35 stores information received from the recording and playback device via the antenna coil 31 in the memory 36.
- the controller 35 stores tension adjustment information received from the recording and playback device via the antenna coil 31 in the second storage area 36B of the memory 36.
- the controller 35 reads information from the memory 36 and transmits it to the recording and playback device via the antenna coil 31.
- the controller 35 reads tension adjustment information from the second storage area 36B of the memory 36 and transmits it to the recording and playback device via the antenna coil 31.
- FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the magnetic tape MT.
- the magnetic tape MT includes a long base layer 41, an underlayer 42 provided on one main surface (first main surface) of the base layer 41, a magnetic layer 43 provided on the underlayer 42, and a back layer 44 provided on the other main surface (second main surface) of the base layer 41.
- the underlayer 42 and the back layer 44 are provided as necessary and may be omitted.
- the magnetic tape MT may be a perpendicular recording type magnetic tape or a longitudinal recording type magnetic tape. From the viewpoint of improving running performance, the magnetic tape MT preferably contains a lubricant.
- the lubricant may be included in at least one of the underlayer 42 and the magnetic layer 43.
- the magnetic tape MT may be one that complies with the LTO standard, or one that complies with a standard other than the LTO standard.
- the width of the magnetic tape MT may be 1/2 inch, or may be wider than 1/2 inch. If the magnetic tape MT complies with the LTO standard, the width of the magnetic tape MT is 1/2 inch.
- the magnetic tape MT may have a configuration that allows the width of the magnetic tape MT to be kept constant or nearly constant by adjusting the tension applied to the magnetic tape MT in the longitudinal direction during running using a recording/playback device (drive).
- the magnetic tape MT is long and runs in the longitudinal direction during recording and playback.
- the magnetic tape MT is preferably used in a recording and playback device equipped with a ring-type head as a recording head.
- the magnetic tape MT is preferably used in a recording and playback device configured to be able to record data with a data track width of 1500 nm or less or 1000 nm or less.
- the base layer 41 is a non-magnetic support that supports the underlayer 42 and the magnetic layer 43.
- the base layer 41 has a long film shape.
- the upper limit of the average thickness of the base layer 41 is, for example, preferably 4.6 ⁇ m or less, more preferably 4.4 ⁇ m or less, 4.2 ⁇ m or less, 4.0 ⁇ m or less, even more preferably 3.8 ⁇ m or less, particularly preferably 3.6 ⁇ m or less, and most preferably 3.4 ⁇ m or less.
- the upper limit of the average thickness of the base layer 41 is 4.6 ⁇ m or less, the recording capacity that can be recorded in one data cartridge can be increased compared to that of a general magnetic tape.
- the lower limit of the average thickness of the base layer 41 is preferably 3.0 ⁇ m or more, more preferably 3.2 ⁇ m or more. When the lower limit of the average thickness of the base layer 41 is 3.0 ⁇ m or more, the strength reduction of the base layer 41 can be suppressed.
- the average thickness of the base layer 41 is determined as follows. First, the magnetic tape MT contained in the magnetic recording cartridge 10 is unwound, and the magnetic tape MT is cut into lengths of 250 mm from each of the ranges of 10 m to 20 m, 30 m to 40 m, and 50 m to 60 m in the longitudinal direction from the connection 21 between the magnetic tape MT and the leader tape LT to prepare three samples.
- "longitudinal direction" in the "longitudinal direction from the connection 21 between the magnetic tape MT and the leader tape LT” means the direction from one end on the leader tape LT side to the other end on the opposite side.
- each sample i.e., the undercoat layer 42, the magnetic layer 43, and the back layer 44
- a solvent such as MEK (methyl ethyl ketone) or dilute hydrochloric acid.
- the thickness of each sample (base layer 41) is measured at five positions using a Mitutoyo Laser Hologram (LGH-110C) as a measuring device, and the average thickness of the base layer 41 is calculated by arithmetically averaging these measurements (a total of 15 sample thicknesses). Note that the five measurement positions are selected randomly from each sample so that they are different positions in the longitudinal direction of the magnetic tape MT.
- the base layer 41 contains, for example, at least one of polyesters, polyolefins, cellulose derivatives, vinyl resins, and other polymer resins.
- the base layer 41 contains two or more of the above materials, the two or more materials may be mixed, copolymerized, or laminated.
- the base layer 41 preferably contains polyesters.
- the storage modulus E' in the longitudinal direction of the base layer 41 can be reduced to preferably 9.0 GPa or less, more preferably 7.5 GPa or less, even more preferably 6.0 GPa or less, particularly preferably 5.5 GPa or less, and most preferably 4.5 GPa or less. Therefore, by adjusting the longitudinal tension of the magnetic tape MT during running using a recording and playback device, it is particularly easy to control the width of the magnetic tape MT to be constant or nearly constant. A method for measuring the storage modulus E' in the longitudinal direction of the base layer 41 will be described later.
- the polyesters include, for example, at least one of PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), PBT (polybutylene terephthalate), PBN (polybutylene naphthalate), PCT (polycyclohexylene dimethylene terephthalate), PEB (polyethylene-p-oxybenzoate), and polyethylene bisphenoxycarboxylate.
- PET polyethylene terephthalate
- PEN polyethylene naphthalate
- PBT polybutylene terephthalate
- PBN polybutylene naphthalate
- PCT polycyclohexylene dimethylene terephthalate
- PEB polyethylene-p-oxybenzoate
- polyethylene bisphenoxycarboxylate polyethylene bisphenoxycarboxylate.
- PA polyamide
- PET polyethylene terephthalate
- polyesters in the base layer 41 can be confirmed, for example, as follows. First, the magnetic tape MT contained in the magnetic recording cartridge 10 is unwound, and the magnetic tape MT is cut out from a range of 30 to 40 m in the longitudinal direction from the connection 21 between the magnetic tape MT and the leader tape LT to prepare a sample, after which all layers of the sample other than the base layer 41 are removed. Next, an IR spectrum of the sample (base layer 41) is obtained by infrared absorption spectrometry (IR). Based on this IR spectrum, it can be confirmed that the base layer 41 contains polyesters.
- IR infrared absorption spectrometry
- the polyolefins include, for example, at least one of PE (polyethylene) and PP (polypropylene).
- the cellulose derivatives include, for example, at least one of cellulose diacetate, cellulose triacetate, CAB (cellulose acetate butyrate) and CAP (cellulose acetate propionate).
- the vinyl resins include, for example, at least one of PVC (polyvinyl chloride) and PVDC (polyvinylidene chloride).
- polymer resins include, for example, at least one of PA (polyamide, nylon), aromatic PA (aromatic polyamide, aramid), PI (polyimide), aromatic PI (aromatic polyimide), PAI (polyamideimide), aromatic PAI (aromatic polyamideimide), PBO (polybenzoxazole, e.g.
- Zylon (registered trademark)), polyether, PEK (polyetherketone), PEEK (polyetheretherketone), polyetherester, PES (polyethersulfone), PEI (polyetherimide), PSF (polysulfone), PPS (polyphenylene sulfide), PC (polycarbonate), PAR (polyarylate), and PU (polyurethane).
- the base layer 41 may be biaxially stretched in the longitudinal and width directions.
- the polymer resin contained in the base layer 41 is preferably oriented in a direction oblique to the width direction of the base layer 41.
- the magnetic layer 43 is a recording layer for recording signals by magnetization patterns.
- the magnetic layer 43 may be a coating film.
- the magnetic layer 43 may be a perpendicular recording type recording layer or a longitudinal recording type recording layer.
- the magnetic layer 43 includes, for example, magnetic powder, a binder, a lubricant, and carbon.
- the magnetic layer 43 may further include at least one additive selected from antistatic agents, abrasives, hardeners, rust inhibitors, and non-magnetic reinforcing particles, as necessary.
- the magnetic layer 43 may have a surface having an uneven shape.
- the magnetic layer 43 has multiple data bands in which data is written, and multiple servo bands in which servo patterns are written. Details of the data bands and servo bands will be described later.
- the magnetic layer 43 is configured so that multiple data tracks can be formed in the data band.
- the upper limit of the average value of the data track width is preferably 1100 nm or less, more preferably 1000 nm or less, even more preferably 800 nm or less, and particularly preferably 600 nm or less.
- the lower limit of the average value of the data track width W is preferably 20 nm or more.
- the average data track width is obtained as follows. First, a magnetic recording cartridge 10 is prepared on which data is recorded over the entire surface of the magnetic tape MT. The magnetic tape MT is unwound from the magnetic recording cartridge 10, and the magnetic tape MT is cut into lengths of 250 mm from the longitudinal range of 10 m to 20 m, 30 m to 40 m, and 50 m to 60 m from the connection 21 between the magnetic tape MT and the leader tape LT to prepare three samples. Next, the data recording pattern of the data band portion of the magnetic layer 43 of each sample is observed using a magnetic force microscope (MFM) to obtain an MFM image.
- MFM magnetic force microscope
- MFM measurements were performed on a 10 ⁇ m x 10 ⁇ m measurement area, meaning that three MFM images were obtained. From the three MFM images obtained, the track width was measured at 10 locations using the analysis software provided with the Dimension3100, and the average value (simple average) was calculated. This average value is the average data track width.
- the measurement conditions for the above MFM were sweep speed: 1 Hz, chip used: MFMR-20, lift height: 20 nm, correction: Flatten order 3.
- the upper limit of the average thickness of the magnetic layer 43 is preferably 90 nm or less, more preferably 80 nm or less, even more preferably 70 nm or less, particularly preferably 60 nm or less, and most preferably 50 nm or less. If the upper limit of the average thickness of the magnetic layer 43 is 90 nm or less, when a ring-type head is used as the recording head, the effect of the demagnetizing field can be reduced, and even better electromagnetic conversion characteristics can be obtained.
- the lower limit of the average thickness of the magnetic layer 43 is preferably 35 nm or more. If the lower limit of the average thickness of the magnetic layer 43 is 35 nm or more, output can be ensured when an MR head is used as the reproducing head, and therefore even better electromagnetic conversion characteristics can be obtained.
- the average thickness of the magnetic layer 43 is obtained as follows. First, the magnetic tape MT housed in the magnetic recording cartridge 10 is unwound, and the magnetic tape MT is cut into 250 mm lengths from the longitudinal range of 10 m to 20 m, 30 m to 40 m, and 50 m to 60 m from the connection 21 between the magnetic tape MT and the leader tape LT to prepare three samples. Next, each sample is processed by the FIB method or the like to be thinned. When the FIB method is used, a carbon layer and a tungsten layer are formed as protective films as a pretreatment for observing the TEM image of the cross section described later.
- the carbon layer is formed by deposition on the surface of the magnetic tape MT on the magnetic layer 43 side and the surface on the back layer 44 side, and the tungsten layer is further formed on the surface on the magnetic layer 43 side by deposition or sputtering.
- the thinning is performed along the length direction (longitudinal direction) of the magnetic tape MT. That is, this slicing creates a cross section that is parallel to both the longitudinal and thickness directions of the magnetic tape MT.
- the thickness of the magnetic layer 43 is measured at 10 positions on each thinned sample.
- the 10 measurement positions on each thinned sample are randomly selected from each sample so that they are different positions in the longitudinal direction of the magnetic tape MT.
- the average value obtained by arithmetically averaging the measured values of each obtained thinned sample (a total of 30 thicknesses of the magnetic layer 43) is defined as the average thickness [nm] of the magnetic layer 43.
- the magnetic powder includes a plurality of magnetic particles.
- the magnetic particles are, for example, particles containing a metal oxide (hereinafter referred to as “metal oxide particles”).
- the metal oxide particles are, for example, particles containing hexagonal ferrite (hereinafter referred to as “hexagonal ferrite particles”), particles containing epsilon-type iron oxide ( ⁇ iron oxide) (hereinafter referred to as “ ⁇ iron oxide particles”), or particles containing Co-containing spinel ferrite (hereinafter referred to as "cobalt ferrite particles”).
- the magnetic powder is preferentially crystalline oriented in the perpendicular direction of the magnetic tape MT.
- the perpendicular direction (thickness direction) of the magnetic tape MT means the thickness direction of the magnetic tape MT in a flat state.
- the hexagonal ferrite particles have, for example, a plate shape such as a hexagonal plate shape or a column shape such as a hexagonal column shape (however, the thickness or height is smaller than the major axis of the plate surface or bottom surface).
- the hexagonal plate shape includes a substantially hexagonal plate shape.
- the hexagonal ferrite preferably contains at least one of Ba, Sr, Pb, and Ca, more preferably at least one of Ba and Sr.
- the hexagonal ferrite may specifically be, for example, barium ferrite or strontium ferrite.
- the barium ferrite may further contain at least one of Sr, Pb, and Ca in addition to Ba.
- the strontium ferrite may further contain at least one of Ba, Pb, and Ca in addition to Sr.
- the hexagonal ferrite has an average composition represented by the general formula MFe 12 O 19.
- M is, for example, at least one metal selected from Ba, Sr, Pb, and Ca, preferably at least one metal selected from Ba and Sr.
- M may be a combination of Ba and one or more metals selected from the group consisting of Sr, Pb, and Ca.
- M may also be a combination of Sr and one or more metals selected from the group consisting of Ba, Pb, and Ca.
- a part of Fe may be substituted with another metal element.
- the average particle size of the magnetic powder is preferably 13 nm or more and 22 nm or less, more preferably 13 nm or more and 19 nm or less, even more preferably 13 nm or more and 18 nm or less, particularly preferably 14 nm or more and 17 nm or less, and most preferably 14 nm or more and 16 nm or less.
- the average particle size of the magnetic powder is 22 nm or less, even better electromagnetic conversion characteristics (e.g., SNR) can be obtained in a high recording density magnetic tape MT.
- the average particle size of the magnetic powder is 13 nm or more, the dispersibility of the magnetic powder is further improved, and even better electromagnetic conversion characteristics (e.g., SNR) can be obtained.
- the average aspect ratio of the magnetic powder is preferably 1.0 or more and 3.0 or less, more preferably 1.5 or more and 2.8 or less, and even more preferably 1.8 or more and 2.7 or less.
- the average aspect ratio of the magnetic powder is within the range of 1.0 or more and 3.0 or less, aggregation of the magnetic powder can be suppressed.
- the magnetic powder is vertically oriented in the process of forming the magnetic layer 43, the resistance applied to the magnetic powder can be suppressed. Therefore, the vertical orientation of the magnetic powder can be improved.
- the average particle size and the average aspect ratio of the magnetic powder are obtained as follows. First, the magnetic tape MT housed in the magnetic recording cartridge 10 is unwound, and the magnetic tape MT is cut out from a range of 30 to 40 m in the longitudinal direction from the connection part 21 between the magnetic tape MT and the leader tape LT. Next, the cut magnetic tape MT is processed by the FIB method or the like to be thinned. When the FIB method is used, a carbon layer and a tungsten layer are formed as protective films as a pretreatment for observing the TEM image of the cross section described later.
- the carbon layer is formed by deposition on the surface of the magnetic tape MT on the magnetic layer 43 side and the surface on the back layer 44 side, and the tungsten layer is further formed by deposition or sputtering on the surface on the magnetic layer 43 side.
- the thinning is performed along the length direction (longitudinal direction) of the magnetic tape MT. In other words, the thinning forms a cross section parallel to both the longitudinal direction and the thickness direction of the magnetic tape MT.
- the cross section of the obtained thin sample is observed using a transmission electron microscope (Hitachi High-Technologies Corporation H-9500) at an acceleration voltage of 200 kV and a total magnification of 500,000 times in the thickness direction of the magnetic layer 43 so as to include the entire magnetic layer 43, and a TEM photograph is taken.
- the TEM photographs are prepared in such a way that 50 particles can be extracted that allow the plate diameter DB and plate thickness DA (see Figure 4) shown below to be measured.
- the major axis of the plate surface or bottom surface of the particle is taken as the plate diameter DB value.
- the thickness or height of the particle observed in the above TEM photograph is taken as the plate thickness DA value.
- the thickness or height of a particle is not constant within a single particle, the thickness or height of the maximum particle is taken as the plate thickness DA.
- 50 particles are selected from the TEM photograph based on the following criteria. Particles that are partially outside the field of view of the TEM photograph are not measured, and only particles that have a clear outline and exist in isolation are measured. If there are overlapping particles, those with a clear boundary between them and whose overall shape can be determined are measured as individual particles, but particles with unclear boundaries and whose overall shape cannot be determined are not measured as their shape cannot be determined.
- FIG. 5 and 6 show an example of a TEM photograph.
- the particles indicated by the arrows a and d are selected because the plate thickness (thickness or height) DA of the particle can be clearly confirmed.
- the plate thickness DA of each of the selected 50 particles is measured.
- the plate thickness DA thus obtained is arithmetically averaged to obtain the average plate thickness DA ave .
- the average plate thickness DA ave is the average particle plate thickness.
- the plate diameter DB of each magnetic powder is measured.
- 50 particles whose plate diameter DB of the particle can be clearly confirmed are selected from the TEM photograph taken. For example, in FIG. 5 and FIG.
- the particles indicated by the arrows b and c are selected because the plate diameter DB can be clearly confirmed.
- the plate diameter DB of each of the selected 50 particles is measured.
- the plate diameter DB thus obtained is simply averaged (arithmetic averaged) to obtain the average plate diameter DB ave .
- the average plate diameter DB ave is the average particle size.
- the average aspect ratio of the particles ( DBave / DAave ) is calculated from the average plate thickness DAave and the average plate diameter DBave .
- the average particle volume of the magnetic powder is preferably 500 nm3 or more and 2500 nm3 or less, more preferably 500 nm3 or more and 1600 nm3 or less, even more preferably 500 nm3 or more and 1500 nm3 or less, particularly preferably 600 nm3 or more and 1200 nm3 or less, and most preferably 600 nm3 or more and 1000 nm3 or less.
- the average particle volume of the magnetic powder is 2500 nm3 or less, the same effect as when the average particle size of the magnetic powder is 22 nm or less can be obtained.
- the average particle volume of the magnetic powder is 500 nm3 or more, the same effect as when the average particle size of the magnetic powder is 13 nm or more can be obtained.
- the average particle volume of the magnetic powder is calculated as follows. First, the average plate thickness DA ave and the average plate diameter DB ave are calculated as described above in relation to the method for calculating the average particle size of the magnetic powder. Next, the average volume V of the magnetic powder is calculated using the following formula.
- the ⁇ -iron oxide particles are hard magnetic particles that can obtain high coercivity even in the case of fine particles.
- the ⁇ -iron oxide particles are spherical or cubic.
- the term “spherical” includes “approximately spherical”.
- the term “cubic” includes “approximately cubic”. Since the ⁇ -iron oxide particles have the above-mentioned shape, when the ⁇ -iron oxide particles are used as the magnetic particles, the contact area between the particles in the thickness direction of the magnetic tape MT can be reduced and the aggregation between the particles can be suppressed compared to when hexagonal plate-shaped barium ferrite particles are used as the magnetic particles. Therefore, the dispersibility of the magnetic particles can be improved, and further excellent electromagnetic conversion characteristics (e.g., SNR) can be obtained.
- SNR electromagnetic conversion characteristics
- the ⁇ -iron oxide particles may have a composite particle structure. More specifically, the ⁇ -iron oxide particles include an ⁇ -iron oxide portion and a portion having soft magnetism or a portion having a higher saturation magnetization ⁇ s and a smaller coercive force Hc than ⁇ -iron oxide (hereinafter referred to as the "soft magnetic portion, etc.”).
- the ⁇ -iron oxide portion contains ⁇ -iron oxide.
- the ⁇ -iron oxide contained in the ⁇ -iron oxide portion preferably has ⁇ -Fe 2 O 3 crystals as a main phase, and more preferably is made of single-phase ⁇ -Fe 2 O 3 .
- the soft magnetic portion is in contact with at least a portion of the ⁇ -iron oxide portion. Specifically, the soft magnetic portion may partially cover the ⁇ -iron oxide portion, or may cover the entire periphery of the ⁇ -iron oxide portion.
- the soft magnetic portion (the magnetic portion having a higher saturation magnetization ⁇ s and a smaller coercive force Hc than ⁇ -iron oxide) includes, for example, a soft magnetic material such as ⁇ -Fe, a Ni-Fe alloy, or an Fe-Si-Al alloy.
- ⁇ -Fe may be obtained by reducing the ⁇ -iron oxide contained in the ⁇ -iron oxide portion.
- the portion having soft magnetic properties may contain, for example, Fe 3 O 4 , ⁇ -Fe 2 O 3 , or spinel ferrite.
- the coercive force Hc of the ⁇ -iron oxide portion alone can be kept high to ensure thermal stability, while the coercive force Hc of the ⁇ -iron oxide particle (composite particle) as a whole can be adjusted to a coercive force Hc suitable for recording.
- the ⁇ iron oxide particles may contain an additive instead of the structure of the composite particles, or may have the structure of the composite particles and contain an additive. In this case, part of the Fe in the ⁇ iron oxide particles is replaced with the additive.
- the additive is a metal element other than iron, preferably a trivalent metal element, more preferably at least one selected from the group consisting of Al, Ga and In, and even more preferably at least one selected from the group consisting of Al and Ga.
- the ⁇ -iron oxide containing the additive is an ⁇ -Fe2 - xMxO3 crystal (wherein M is a metal element other than iron, preferably a trivalent metal element, more preferably at least one selected from the group consisting of Al, Ga and In, and even more preferably at least one selected from the group consisting of Al and Ga; x is, for example, 0 ⁇ x ⁇ 1).
- the average particle size of the magnetic particles is preferably 10 nm to 20 nm, more preferably 10 nm to 18 nm, even more preferably 10 nm to 16 nm, particularly preferably 10 nm to 15 nm, and most preferably 10 nm to 14 nm.
- the area with a size of 1/2 the recording wavelength becomes the actual magnetization area. Therefore, by setting the average particle size of the magnetic particles to half or less of the shortest recording wavelength, even better electromagnetic conversion characteristics (e.g., SNR) can be obtained.
- the average particle size of the magnetic particles is 20 nm or less, even better electromagnetic conversion characteristics (e.g., SNR) can be obtained in a high recording density magnetic tape MT (e.g., a magnetic tape MT configured to be able to record signals at the shortest recording wavelength of 40 nm or less).
- a high recording density magnetic tape MT e.g., a magnetic tape MT configured to be able to record signals at the shortest recording wavelength of 40 nm or less.
- the average particle size of the magnetic particles is 10 nm or more, the dispersibility of the magnetic particles is further improved, and even better electromagnetic conversion characteristics (e.g., SNR) can be obtained.
- the average aspect ratio of the magnetic particles is preferably 1.0 to 3.0, more preferably 1.0 to 2.5, even more preferably 1.0 to 2.1, and particularly preferably 1.0 to 1.8.
- the average aspect ratio of the magnetic particles is within the range of 1.0 to 3.0, aggregation of the magnetic particles can be suppressed.
- the magnetic particles are vertically oriented in the process of forming the magnetic layer 43, the resistance applied to the magnetic particles can be suppressed. Therefore, the vertical orientation of the magnetic particles can be improved.
- the average particle size and average aspect ratio of the magnetic particles can be found as follows. First, the magnetic tape MT housed in the magnetic recording cartridge 10 is unwound, and the magnetic tape MT is cut out at a position 30 to 40 m in the longitudinal direction from the connection between the magnetic tape MT and the leader tape. Next, the magnetic tape MT to be measured is processed by the FIB (Focused Ion Beam) method or the like to be thinned. When the FIB method is used, a carbon layer and a tungsten layer are formed as protective layers as a pretreatment for observing the cross-sectional TEM image described later.
- FIB Fluorused Ion Beam
- the carbon layer is formed by deposition on the surface of the magnetic tape MT on the magnetic layer 43 side and the surface on the back layer 44 side, and the tungsten layer is further formed on the surface on the magnetic layer 43 side by deposition or sputtering.
- the thinning is performed along the length direction (longitudinal direction) of the magnetic tape MT. That is, this slicing creates a cross section that is parallel to both the longitudinal and thickness directions of the magnetic tape MT.
- the cross section of the obtained thin sample is observed with a transmission electron microscope (H-9500 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) at an acceleration voltage of 200 kV and a total magnification of 500,000 times so that the entire magnetic layer 43 is included in the thickness direction of the magnetic layer 43, and a TEM image is taken.
- 50 particles whose particle shape can be clearly confirmed are selected from the taken TEM image, and the long axis length DL and short axis length DS of each particle are measured.
- the long axis length DL means the maximum distance between two parallel lines drawn from all angles so as to be in contact with the contour of each particle (so-called maximum Feret diameter).
- the short axis length DS means the maximum length of the particle in the direction perpendicular to the long axis (DL) of the particle.
- the long axis lengths DL of the measured 50 particles are simply averaged (arithmetic average) to obtain the average long axis length DL ave .
- the average long axis length DL ave thus obtained is the average particle size of the magnetic particles.
- the minor axis lengths DS of the 50 particles are simply averaged (arithmetic mean) to determine the average minor axis length DSave .
- the average aspect ratio of the particles ( DLave / DSave ) is then calculated from the average major axis length DLave and the average minor axis length DSave .
- the average particle volume of the magnetic particles is preferably 500 nm3 or more and 4000 nm3 or less, more preferably 500 nm3 or more and 3000 nm3 or less, even more preferably 500 nm3 or more and 2000 nm3 or less, particularly preferably 600 nm3 or more and 1600 nm3 or less, and most preferably 600 nm3 or more and 1300 nm3 or less. Since the noise of a magnetic tape MT is generally inversely proportional to the square root of the number of particles (i.e., proportional to the square root of the particle volume), by making the particle volume smaller, it is possible to obtain even better electromagnetic conversion characteristics (e.g., SNR).
- SNR electromagnetic conversion characteristics
- the average particle volume of the magnetic particles is 4000 nm3 or less, it is possible to obtain even better electromagnetic conversion characteristics (e.g., SNR) in the same way as when the average particle size of the magnetic particles is 20 nm or less.
- the average particle volume of the magnetic particles is 500 nm3 or more, it is possible to obtain the same effect as when the average particle size of the magnetic particles is 10 nm or more.
- the average volume of the magnetic particles is obtained as follows. First, the magnetic tape MT housed in the magnetic recording cartridge 10 is unwound, and the magnetic tape MT is cut out at a position 30 to 40 m in the longitudinal direction from the connection between the magnetic tape MT and the leader tape LT. Next, the cut magnetic tape MT is processed by the FIB (Focused Ion Beam) method or the like to be thinned. When the FIB method is used, a carbon film and a tungsten thin film are formed as protective films as a pretreatment for observing the TEM image of the cross section described later.
- FIB Fluorused Ion Beam
- the carbon film is formed by deposition on the surface of the magnetic tape MT on the magnetic layer 43 side and the surface on the back layer 44 side, and the tungsten thin film is further formed on the surface on the magnetic layer 43 side by deposition or sputtering.
- the thinning is performed along the length direction (longitudinal direction) of the magnetic tape MT. In other words, the thinning forms a cross section parallel to both the longitudinal direction and the thickness direction of the magnetic tape MT.
- the obtained thin sample is observed in cross section in the thickness direction of the magnetic layer 43 at an acceleration voltage of 200 kV and a total magnification of 500,000 times to include the entire magnetic layer 43, and a TEM image is obtained.
- the magnification and acceleration voltage may be adjusted appropriately depending on the type of device.
- 50 particles whose particle shapes are clear are selected from the TEM image taken, and the side length DC of each particle is measured.
- the side lengths DC of the 50 particles measured are simply averaged (arithmetic average) to obtain the average side length DC ave .
- the average volume V ave (particle volume) of the magnetic particles is calculated from the following formula using the average side length DC ave .
- V ave DC ave 3
- the cobalt ferrite particles preferably have uniaxial crystal anisotropy.
- the cobalt ferrite particles have uniaxial crystal anisotropy, so that the magnetic powder can be preferentially crystal oriented in the perpendicular direction of the magnetic tape MT.
- the cobalt ferrite particles have, for example, a cubic shape. In this specification, the cubic shape includes an almost cubic shape.
- the Co-containing spinel ferrite may further contain at least one of Ni, Mn, Al, Cu, and Zn in addition to Co.
- the Co-containing spinel ferrite has, for example, an average composition represented by the following formula.
- Co x M y Fe 2 O Z (In the formula, M is, for example, at least one metal selected from Ni, Mn, Al, Cu, and Zn.
- x is a value within the range of 0.4 ⁇ x ⁇ 1.0.
- y is a value within the range of 0 ⁇ y ⁇ 0.3.
- x and y satisfy the relationship of (x+y) ⁇ 1.0.
- z is a value within the range of 3 ⁇ z ⁇ 4.
- a part of Fe may be substituted with another metal element.
- the average particle size of the magnetic powder is preferably 8 nm or more and 16 nm or less, more preferably 8 nm or more and 13 nm or less, and even more preferably 8 nm or more and 10 nm or less.
- the average particle size of the magnetic powder is 16 nm or less, it is possible to obtain even better electromagnetic conversion characteristics (e.g., SNR) in a high recording density magnetic tape MT.
- the average particle size of the magnetic powder is 8 nm or more, the dispersibility of the magnetic powder is further improved, and even better electromagnetic conversion characteristics (e.g., SNR) can be obtained.
- the method of calculating the average particle size of the magnetic powder is the same as the method of calculating the average particle size of the magnetic powder when the magnetic powder contains ⁇ iron oxide particles.
- the average aspect ratio of the magnetic powder is preferably 1.0 to 2.5, more preferably 1.0 to 2.1, and even more preferably 1.0 to 1.8.
- the average aspect ratio of the magnetic powder is within the range of 1.0 to 2.5, aggregation of the magnetic powder can be suppressed.
- the magnetic powder is vertically oriented in the process of forming the magnetic layer 43, the resistance applied to the magnetic powder can be suppressed. Therefore, the vertical orientation of the magnetic powder can be improved.
- the method of calculating the average aspect ratio of the magnetic powder is the same as the method of calculating the average aspect ratio of the magnetic powder when the magnetic powder contains ⁇ iron oxide particles.
- the average particle volume of the magnetic powder is preferably 500 nm3 or more and 4000 nm3 or less, more preferably 600 nm3 or more and 2000 nm3 or less, and even more preferably 600 nm3 or more and 1000 nm3 or less.
- the average particle volume of the magnetic powder is 4000 nm3 or less, the same effect as when the average particle size of the magnetic powder is 16 nm or less can be obtained.
- the average particle volume of the magnetic powder is 500 nm3 or more, the same effect as when the average particle size of the magnetic powder is 8 nm or more can be obtained.
- the method of calculating the average particle volume of the magnetic component is the same as the method of calculating the average particle volume when the ⁇ iron oxide particles have a cubic shape.
- the magnetic layer may include first particles, a portion of which protrudes from the magnetic surface. 42, some of the first particles 91A contained in the magnetic layer 43 protrude from the magnetic surface to form first protrusions 91B. When the data write head 60 slides over the magnetic tape MT, the first protrusions 91B come into contact with the data write head 60.
- the first particles 91A are conductive.
- the first particles 91A are preferably an antistatic agent and a solid lubricant.
- the first particles 91A are particles containing carbon.
- the particles containing carbon for example, at least one selected from the group consisting of carbon particles and hybrid particles can be used, and it is preferable to use carbon particles.
- carbon particles for example, one or more selected from the group consisting of carbon black, acetylene black, ketjen black, carbon nanotubes, and graphene can be used, and among these carbon particles, it is preferable to use carbon black.
- carbon black for example, Seast TA manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd., Asahi #15, #15HS, etc., manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd. can be used.
- the hybrid particles include carbon and a material other than carbon.
- the material other than carbon is, for example, an organic material or an inorganic material.
- the hybrid particles may be hybrid particles in which carbon is attached to the surface of an inorganic particle.
- the hybrid particles may be hybrid carbon in which carbon is attached to the surface of a silica particle.
- the magnetic layer may include second particles, a portion of which protrudes from the magnetic surface. 42, some of the second particles 92A contained in the magnetic layer 43 protrude from the magnetic surface to form second protrusions 92B. When the data write head 60 slides over the magnetic tape MT, the second protrusions 92B come into contact with the data write head 60.
- the second particles 92A may be an abrasive.
- the lower limit of the Mohs hardness of the second particles 92A is 7.0 or more, preferably 7.5 or more, more preferably 8.0 or more, and even more preferably 8.5 or more, from the viewpoint of suppressing deformation due to contact with the data write head 60.
- the upper limit of the Mohs hardness of the second particles 92A is preferably 9.5 or less, from the viewpoint of suppressing wear of the data write head 60.
- the second particles 92A are preferably inorganic particles.
- inorganic particles include ⁇ -alumina with an ⁇ conversion rate of 90% or more, ⁇ -alumina, ⁇ -alumina, silicon carbide, chromium oxide, cerium oxide, ⁇ -iron oxide, corundum, silicon nitride, titanium carbide, titanium oxide, silicon dioxide, tin oxide, magnesium oxide, tungsten oxide, zirconium oxide, boron nitride, zinc oxide, calcium carbonate, calcium sulfate, barium sulfate, molybdenum disulfide, needle-shaped ⁇ -iron oxide obtained by dehydrating and annealing the raw material of magnetic iron oxide, and those surface-treated with aluminum and/or silica as necessary, diamond powder, etc.
- alumina particles such as ⁇ -alumina, ⁇ -alumina, and ⁇ -alumina, and silicon carbide are preferably used.
- the second particles 92A may be of any shape such as needle-shaped, spherical, or cubic, but those having corners on some parts of the shape are preferable because they have high abrasiveness.
- binder examples include thermoplastic resins, thermosetting resins, and reactive resins.
- thermoplastic resin examples include vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl chloride-vinyl acetate copolymers, vinyl chloride-vinylidene chloride copolymers, vinyl chloride-acrylonitrile copolymers, acrylic acid ester-acrylonitrile copolymers, acrylic acid ester-vinyl chloride-vinylidene chloride copolymers, acrylic acid ester-acrylonitrile copolymers, acrylic acid ester-vinylidene chloride copolymers, methacrylic acid ester-vinylidene chloride copolymers, methacrylic acid ester-vinyl chloride copolymers, methacrylic acid ester-ethylene copolymers, polyvinyl fluoride, vinylidene chloride-acrylonitrile copolymers, acrylonitrile-butadiene copolymers, polyamide resins, polyvinyl fluoride, vinyliden
- thermosetting resins examples include phenolic resins, epoxy resins, polyurethane curing resins, urea resins, melamine resins, alkyd resins, silicone resins, polyamine resins, and urea formaldehyde resins.
- the amount of these polar functional groups introduced into the binder is preferably 10 -1 mol/g or more and 10 -8 mol/g or less, and more preferably 10 -2 mol/g or more and 10
- the lubricant contains at least one selected from, for example, a fatty acid and a fatty acid ester, and preferably both a fatty acid and a fatty acid ester.
- a lubricant in the magnetic layer 43 and in particular the inclusion of both a fatty acid and a fatty acid ester in the magnetic layer 43, contributes to improving the running stability of the magnetic tape MT.
- the fatty acid may preferably be a compound represented by the following general formula (1) or (2).
- the fatty acid may contain either a compound represented by the following general formula (1) or a compound represented by the following general formula (2), or may contain both.
- the fatty acid ester may preferably be a compound represented by the following general formula (3) or (4).
- the fatty acid ester may contain either a compound represented by the following general formula (3) or a compound represented by the following general formula (4), or may contain both.
- the lubricant contains either or both of a compound represented by general formula (1) and a compound represented by general formula (2), either or both of a compound represented by general formula (3) and a compound represented by general formula (4), or a compound represented by general formula (5), thereby making it possible to suppress an increase in the dynamic friction coefficient due to repeated recording or playback of the magnetic tape MT.
- k is an integer selected from the range of 14 or more and 22 or less, more preferably from the range of 14 or more and 18 or less.
- antistatic agent examples include natural surfactants, nonionic surfactants, and cationic surfactants.
- Examples of the curing agent include polyisocyanates.
- Examples of the polyisocyanates include aromatic polyisocyanates such as an adduct of tolylene diisocyanate (TDI) and an active hydrogen compound, and aliphatic polyisocyanates such as an adduct of hexamethylene diisocyanate (HMDI) and an active hydrogen compound.
- the weight average molecular weight of these polyisocyanates is preferably in the range of 100 to 3,000.
- anti-rust examples include phenols, naphthols, quinones, heterocyclic compounds containing a nitrogen atom, heterocyclic compounds containing an oxygen atom, and heterocyclic compounds containing a sulfur atom.
- Non-magnetic reinforcing particles examples include aluminum oxide ( ⁇ , ⁇ or ⁇ alumina), chromium oxide, silicon oxide, diamond, garnet, emery, boron nitride, titanium carbide, silicon carbide, titanium carbide, titanium oxide (rutile or anatase type titanium oxide), and the like.
- the underlayer 42 serves to reduce the unevenness of the surface of the base layer 41 and adjust the unevenness of the surface of the magnetic layer 43.
- the underlayer 42 is a non-magnetic layer containing non-magnetic powder, a binder, and a lubricant.
- the underlayer 42 supplies the lubricant to the surface of the magnetic layer 43.
- the underlayer 42 may further contain at least one additive selected from the group consisting of an antistatic agent, a hardener, and an anti-rust agent, as necessary.
- the upper limit of the average thickness of the underlayer 42 is preferably 1.0 ⁇ m or less, more preferably 0.9 ⁇ m or less, even more preferably 0.8 ⁇ m or less, particularly preferably 0.7 ⁇ m or less, and most preferably 0.6 ⁇ m or less. If the upper limit of the average thickness of the underlayer 42 is 1.0 ⁇ m or less, the thickness of the magnetic tape MT can be reduced, so that the recording capacity that can be recorded in one data cartridge can be increased compared to that of a general magnetic tape. If the average thickness of the underlayer 42 is 1.0 ⁇ m or less, the elasticity of the magnetic tape MT due to external forces is further increased, so that the width of the magnetic tape MT can be further adjusted by adjusting the tension.
- the lower limit of the average thickness of the underlayer 42 is preferably 0.3 ⁇ m or more. If the lower limit of the average thickness of the underlayer 42 is 0.3 ⁇ m or more, the deterioration of the function as the underlayer 42 can be suppressed.
- the average thickness of the underlayer 42 is determined in the same manner as the average thickness of the magnetic layer 43. However, the magnification of the TEM image is appropriately adjusted according to the thickness of the underlayer 42.
- the non-magnetic powder includes at least one of inorganic particle powder and organic particle powder.
- the non-magnetic powder may also include carbon powder such as carbon black.
- One type of non-magnetic powder may be used alone, or two or more types of non-magnetic powder may be used in combination.
- the inorganic particles include, for example, metals, metal oxides, metal carbonates, metal sulfates, metal nitrides, metal carbides, metal sulfides, etc.
- the shape of the non-magnetic powder may be, for example, various shapes such as needle-like, spherical, cubic, plate-like, etc., but is not limited to these shapes.
- the average particle size of the non-magnetic powder is preferably 10 nm or more and 150 nm or less, more preferably 15 nm or more and 110 nm or less.
- the average particle size of the non-magnetic powder is determined in the same manner as the average particle size of the magnetic powder described above.
- the non-magnetic powder may contain non-magnetic powder having two or more particle size distributions.
- Binding agent, lubricant The binder and lubricant are the same as those in the magnetic layer 43 described above.
- the antistatic agent, hardener and rust inhibitor are the same as those in the magnetic layer 43 described above.
- the back layer 44 contains a binder and a non-magnetic powder.
- the back layer 44 may further contain at least one additive selected from the group consisting of a lubricant, a hardener, and an antistatic agent, if necessary.
- the binder and the non-magnetic powder are the same as those in the underlayer 42 described above.
- the hardener and the antistatic agent are the same as those in the magnetic layer 43 described above.
- the upper limit of the average thickness tb of the back layer 44 is preferably 0.6 ⁇ m or less. If the upper limit of the average thickness tb of the back layer 44 is 0.6 ⁇ m or less, the thickness of the underlayer 42 and the base layer 41 can be kept thick even when the average thickness of the magnetic tape MT is 5.3 ⁇ m or less, so that the running stability of the magnetic tape MT in a recording and reproducing device can be maintained.
- the lower limit of the average thickness tb of the back layer 44 is not particularly limited, but is, for example, 0.2 ⁇ m or more.
- the average thickness t b of the back layer 44 is obtained as follows. First, the average thickness t T of the magnetic tape MT is measured. The method for measuring the average thickness t T is as described in the "Average Thickness of Magnetic Tape" below. Next, the magnetic tape MT housed in the magnetic recording cartridge 10 is unwound, and the magnetic tape MT is cut into 250 mm lengths from the range of 10 m to 20 m, the range of 30 m to 40 m, and the range of 50 m to 60 m in the longitudinal direction from the connection part 21 between the magnetic tape MT and the leader tape LT, respectively, to prepare three samples.
- the back layer 44 of each sample is removed with a solvent such as MEK (methyl ethyl ketone) or dilute hydrochloric acid.
- a solvent such as MEK (methyl ethyl ketone) or dilute hydrochloric acid.
- the thickness of each sample is measured at five positions using a Mitutoyo laser hologram (LGH-110C), and the measured values (total thicknesses of 15 samples) are arithmetically averaged to calculate the average value t B [ ⁇ m].
- the average thickness t b [ ⁇ m] of the back layer 44 is obtained from the following formula.
- the five measurement positions are selected at random from each sample so that they are different positions in the longitudinal direction of the magnetic tape MT.
- tb [ ⁇ m] tT [ ⁇ m] ⁇ tB [ ⁇ m]
- the width change amount ⁇ being 0 ppm in a specific region in the longitudinal direction of the magnetic tape, excellent running stability can be obtained even when stored in a high-temperature environment.
- the width change amount ⁇ in any of the four regions is preferably 300 ppm or less, more preferably 250 ppm or less, even more preferably 200 ppm or less, and even more preferably 150 ppm or less.
- the change in width of the magnetic tape, ⁇ is measured as follows:
- the servo band pitch in the longitudinal direction of the magnetic tape in its initial state before storage for 360 hours at 65° C. is measured using the data recording/reproducing device 50.
- the servo band pitch means the arrangement interval of the servo bands.
- the magnetic tape MT is wound into the magnetic recording cartridge 10 with a tension of 0.55 N, and the magnetic tape MT housed in the magnetic recording cartridge 10 is run so as to be wound into the data recording/reproducing device 50 (running in a so-called forward direction) in an environment of 32° C. and 55% RH, and the servo band pitch is measured at each position in the longitudinal direction of the magnetic tape MT over the entire length of the magnetic tape MT.
- the tension applied to the magnetic tape MT is 0.55 N
- the running speed is 3 to 6 m/s.
- the magnetic tape MT is wound into the magnetic recording cartridge 10 with a tension of 0.55 N and stored at 65°C and 40 RH% for 24 hours, then run once back and forth at a tension of 0.55 N in the data recording and reproducing device 50 in an environment of 32°C and 55 RH%, and then stored again for 24 hours in an environment of 65°C and 40 RH%, after which it is run once back and forth at a tension of 0.55 N in the data recording and reproducing device 50 in an environment of 32°C and 55 RH%, repeating this process for a total of 360 hours of storage.
- the ratio of the servo band pitch at each position in the longitudinal direction of the magnetic tape MT after storage to the servo band pitch at the corresponding position in the longitudinal direction in the initial state is defined as the width change amount ⁇ .
- the portion where the width change amount ⁇ is minimum and the portion where the width change amount ⁇ is maximum are identified, and the difference between the maximum width change amount ⁇ max and the minimum width change amount ⁇ min is calculated.
- the method for measuring the servo band pitch will be described in more detail below.
- FIG. 7 an example will be described in which the data write head 60 tracks a data band d0 sandwiched between a servo band s2 and a servo band s3.
- the method of measuring the servo band pitch using the data recording and reproducing device 50 involves running the magnetic tape MT over its entire length using the data recording and reproducing device 50, measuring the numerical values representing the relative positions of the servo trace lines T on each servo band of the two servo read sections 62 with respect to the servo pattern 47, and calculating the servo band pitch from the measured relative positions of each servo trace line T with respect to the servo pattern 47, as described above.
- the spacing between the servo trace lines T shown by solid lines in FIG. 7 indicates the servo band pitch when the width of the magnetic tape MT has not changed (the first pitch P1, which is the spacing between the two servo read sections 62 of the data write head 60).
- the spacing between the servo trace lines T shown by dashed lines in FIG. 7 corresponds to the servo band pitch (P2') when the width of the magnetic tape MT has expanded.
- FIG. 8 is a diagram explaining a method for measuring the servo trace line T.
- the data recording and reproducing device 50 outputs a servo reproduction signal having a waveform according to the position of the servo trace line T relative to the servo pattern 47.
- the distance AC between the A burst and the C burst, which are arrays of inclination patterns of the same shape, and the distance AB between the A burst and the B burst, which are arrays of inclination patterns of different shapes are calculated, and a numerical value representing the relative position of the servo trace line T of each servo lead portion 62 with respect to the servo pattern 47 is calculated using the following formula [Equation 1].
- ⁇ is the azimuth angle of each of the inclination patterns, and is set to 12° in this example.
- the distance AC may be the distance AC1 between the first slope portions of the A burst and the C burst, the distance AC2 between their second slope portions, the distance AC3 between their third slope portions, or the distance AC4 between their fourth slope portions.
- These distances AC (AC1 to AC4) refer to the distances between the positions (upper peak positions) that indicate the maximum positive amplitude values in the servo playback waveform.
- the distance AB may be the distance AB1 between the first inclined portions of the A burst and the B burst, the distance AB2 between their second inclined portions, the distance AB3 between their third inclined portions, or the distance AB4 between their fourth inclined portions.
- distance AB1 when distance AC1 is adopted, distance AB1 is adopted, when distance AC2 is adopted, distance AB2 is adopted, when distance AC3 is adopted, distance AB3 is adopted, and when distance AC4 is adopted, distance AB4 is adopted.
- the servo band pitch is calculated from the difference in the values representing the position of each servo trace line T on the servo pattern, which is calculated from the ratio of distances AB and AC, using equation 1.
- the difference is taken between the measurement value of the servo band on the tape edge side (servo band s3) and the measurement value of the servo band on the tape center side (servo band s2).
- the positive or negative value indicates the direction of change in the tape width, with a positive value corresponding to a narrowing of the servo band pitch and a negative value corresponding to a widening of the servo band pitch. If the difference is zero, it means that there is no change in the tape width.
- the servo band pitch is preferably determined from the difference between a large number of servo frames, and may be, for example, the average of measured values calculated from the difference between 100 and 100,000 servo frames.
- the tape tension during measurement is the tension during recording of the servo pattern 47 (reference tension, for example, 0.55 N), and the measurement is performed at a constant tension over the entire length of the magnetic tape MT.
- the method of measuring the servo trace line T is not limited to the above example.
- the distance CA between the C burst and the A burst and the distance CD between the C burst and the D burst may be calculated, and the position of the servo trace line T may be measured using the following formula [Equation 2].
- the distance CA may be the distance CA1 between the first inclined portions of the C burst and the A burst, the distance CA2 between their second inclined portions, the distance CA3 between their third inclined portions, or the distance CA4 between their fourth inclined portions.
- These distances CA (CA1 to CA4) refer to the distances between the positions that indicate the maximum positive amplitude values in the servo playback waveform.
- the distance CD may be the distance CD1 between the first inclined portions of the C burst and the D burst, the distance CD2 between their second inclined portions, the distance CD3 between their third inclined portions, or the distance CD4 between their fourth inclined portions.
- distance CD1 when distance CA1 is adopted, distance CD1 is adopted, when distance CA2 is adopted, distance CD2 is adopted, when distance CA3 is adopted, distance CD3 is adopted, and when distance CA4 is adopted, distance CD4 is adopted.
- the servo band pitch may be measured by using the average value of the measurement value using the formula [1] and the measurement value using the formula [2].
- the distance between the positions (lower peak positions) showing the maximum negative value of the amplitude in the servo reproduction waveform may be used as the distances AC and AB in the formula [1] and the distances CA and CD in the formula [2].
- the average value of the distance between the positions (upper peak positions) showing the maximum positive value of the amplitude in the servo reproduction waveform and the distance between the positions (lower peak positions) showing the maximum negative value may be used as the distances AC and AB in the formula [1] and the distances CA and CD in the formula [2].
- the distance AB is 38.5 ⁇ m and the distance AC is 76 ⁇ m in the servo band s2, and the distance AB is 37.5 ⁇ m and the distance AC is 76 ⁇ m in the servo band s3.
- x (76/2 tan 12°) 90.5641 [ ⁇ m]
- x (76/2 tan 12°) 88.2118 [ ⁇ m]
- the distance AB is 38 ⁇ m and the distance AC is 76 ⁇ m for both servo band s2 and servo band s3.
- the distances are 89.3880 [ ⁇ m] for both servo band s2 and servo band s3, and the difference between them is 0 [ ⁇ m].
- the servo band pitch in this case is the same as the servo read head pitch P1.
- the data recording/reproducing device 50 may control the tension of the magnetic tape MT based on the servo pattern pitch measured as described above so that the measured servo pattern pitch becomes equal to the servo read head pitch P1.
- servo signals may be read from two servo bands sandwiching one data band for recording or reproducing data, and it may be determined from each read servo signal whether the pitch of these two servo bands is wider or narrower than the servo read head pitch P1. If the servo band pitch is wider than the servo read head pitch P1, the tension may be increased, and if the servo band pitch is narrower than the servo read head pitch P1, the tension may be decreased. In this way, by adjusting the magnitude of the tension according to the magnitude of the servo band pitch, it is possible to stably perform the desired tracking control for the data band.
- the data recording and reproducing device 50 may obtain the relationship between the servo band pitch and tension for one data band by running the tape once back and forth, and record the obtained data in the cartridge memory 11.
- the data recording and reproducing device 50 may similarly apply the relationship between the servo band pitch and tension measured for the one data band when recording and reproducing data for other data bands.
- the amount of width change in the longitudinal direction of the magnetic tape MT can be adjusted, for example, as follows.
- the material of the base layer, the longitudinal and transverse strength of the base layer (longitudinal and transverse stretching conditions), the type of magnetic layer (coated magnetic layer, vacuum thin-film magnetic layer), and in the case of a coated layer, the Tg of the binder and the amount of hardener, etc. may be appropriately selected.
- the magnetic tape MT may be stored for a long period of time at a temperature of 65°C or higher before cutting, and further may be stored for a long period of time at a temperature of 55°C or higher before servo writing.
- the loss modulus of the base layer 41 at 65° C. can be 0.40 GPa or less, preferably 0.35 GPa or less, more preferably 0.30 GPa or less, even more preferably 0.25 GPa or less, and preferably 0.20 GPa or less.
- the loss modulus within this range, it is possible to provide a magnetic recording cartridge that allows the width of the magnetic tape in the longitudinal direction to be adjusted by adjusting the running tension of the tape system or changing the winding direction, even when stored in a high-temperature environment of 60° C. or more.
- the storage modulus of the base layer 41 at 65° C. can be preferably 8.0 GPa or less, more preferably 7.0 GPa or less, and even more preferably 6.0 GPa or less. By having the storage modulus within the above numerical range, it is possible to provide a magnetic recording cartridge in which the width of the magnetic tape in the longitudinal direction can be adjusted by adjusting the running tension of the tape system or changing the winding direction even after storage in a high-temperature environment.
- the lower limit of the storage modulus of the base layer at 65° C. is not particularly limited, but may be, for example, preferably 0.01 GPa or more, more preferably 0.02 GPa or more, and even more preferably 0.03 GPa or more.
- the loss modulus and storage modulus are measured by dynamic viscoelasticity measurement.
- the dynamic viscoelasticity measurement is a temperature-dependent measurement, and is specifically performed as follows.
- the magnetic tape MT housed in the magnetic recording cartridge 10 is unwound, and cut into 250 mm lengths from three positions, 10 m to 20 m, 30 m to 40 m, and 50 m to 60 m from the connection between the magnetic tape MT and the leader tape LT, and the cut magnetic tape MT is cut into a measuring tape length of 22.0 mm and width of 4.0 mm using a punch to prepare a sample.
- the layers other than the base layer 41 of the sample i.e., the non-magnetic layer (undercoat layer) 42, the magnetic layer 43, and the back layer 44
- acetone or ethanol i.e., the non-magnetic layer (undercoat layer) 42, the magnetic layer 43, and the back layer 44
- Test Type "Strain-Controlled” Measurement Type: "Dynamic" Environment in which the device is placed: Temperature 25°C, humidity 50RH% Humidity control of the measurement section: None Number of measurements: 3 More detailed settings regarding the measurement conditions of the device are as follows. That is, as described below, in the measurement, the tension is adjusted so that it does not become 0 or less, and the strain is adjusted so that it does not fall below the lower limit of the transducer. The measurement conditions for these adjustments may be appropriately set by those skilled in the art, but for example, the following settings may be adopted for the dynamic viscoelasticity measuring device.
- Option settings Delay Before Test: OFF Auto Tension (Setting to adjust tension so that it never falls below 0) Mode Static Force Tracking Dynamic Force Auto Tension Direction Tension Initial Static Force 10.0g Static>Dynamic Force by 5.0% Minimum Static Force 1.0g Auto Tension Sensitivity 1.0g Auto Strain (Setting to adjust the strain so that it does not fall below the lower limit of the transducer) Max Applied Strain 0.1% Maximum Allowed Force 100.0g Min allowed force 2.0g Strain Adjustment 3.0% Meas Ops: Default setting
- the loss modulus and storage modulus values at a measurement temperature of 65°C can be obtained.
- the loss modulus and storage modulus of the base layer 41 can be adjusted, for example, by the type of material forming the base layer, the stretching state of the base layer in the longitudinal and transverse directions, and/or the coating and drying process, calendaring process, curing process, aging process, etc.
- the loss modulus and storage modulus can be reduced compared to other materials.
- the arithmetic mean roughness Ra of the magnetic surface is preferably 2.5 nm or less, and more preferably 2.0 nm or less. If Ra is 2.5 nm or less, a better SNR can be obtained.
- the arithmetic mean roughness Ra is determined as follows. First, an AFM (Atomic Force Microscope) (Dimension Icon, manufactured by Bruker) is used to observe the surface on which the magnetic layer 43 is provided, and a cross-sectional profile is obtained. Next, the arithmetic mean roughness Ra is determined from the obtained cross-sectional profile in accordance with JIS B0601:2001.
- AFM Anamic Force Microscope
- the average thickness tT of the magnetic tape MT is preferably 5.6 ⁇ m or less, more preferably 5.4 ⁇ m or less, even more preferably 5.0 ⁇ m or less, and particularly preferably 4.6 ⁇ m or less.
- the lower limit of the average thickness tT of the magnetic tape MT is not particularly limited, but is, for example, 3.5 ⁇ m ⁇ tT .
- the average thickness tT of the magnetic tape MT is obtained as follows. First, the magnetic tape MT housed in the magnetic recording cartridge 10 is unwound, and samples are cut out to a length of 250 mm from three positions, 10 m to 20 m, 30 m to 40 m, and 50 m to 60 m from the connection between the magnetic tape MT and the leader tape LT, to prepare samples. Next, the thickness of each sample is measured at five positions using a Mitutoyo laser hologram (LGH-110C) as a measuring device, and the measured values (15 points in total) are simply averaged (arithmetic average) to calculate the average thickness tT [ ⁇ m]. The five measurement positions are selected randomly from each sample so that they are different positions in the longitudinal direction of the magnetic tape MT.
- LGH-110C Mitutoyo laser hologram
- the upper limit of the ratio H1/H2 of the average height H1 of the primary projections 91B to the average height H2 of the second protrusions 92B (hereinafter referred to as the "average height ratio of protrusions H1/H2") is H1/H2 ⁇ 2.3, preferably H1/H2 ⁇ 2.0, more preferably H1/H2 ⁇ 1.7, and even more preferably H1/H2 ⁇ 1.5.
- the contact area between the first protrusions 91B and the data write head 60 can be adjusted to an appropriate range, and the contact opportunity between the second protrusions 92B and the data write head 60 can be adjusted to an appropriate range, so that wear of the first protrusions 91B accompanying the running of the magnetic tape MT can be suppressed. Therefore, the increase in friction of the magnetic surface due to multiple runs can be suppressed. Therefore, the increase in the standard deviation ⁇ PES of the PES value due to multiple runs can be suppressed.
- the lower limit of the average height ratio H1/H2 of the protrusions is preferably 1.0 ⁇ H1/H2, more preferably 1.1 ⁇ H1/H2, and even more preferably 1.2 ⁇ H1/H2.
- the second protrusions 92B are more easily crushed than the first protrusions 91B, so the average height H2 of the second protrusions 92B is lower than the average height H1 of the first protrusions 91B. Therefore, it is difficult to adjust the average height ratio H1/H2 of the protrusions on the magnetic surface after calendar processing to H1/H2 ⁇ 1.0.
- the upper limit of the average height H1 of the first protrusions 91B is preferably 12.0 nm or less, more preferably 11.5 nm or less, and even more preferably 10.5 nm or less, 9.5 nm or less, or 8.5 nm or less. If the average height H1 of the first protrusions 91B exceeds 12.0 nm, the spacing between the data write head 60 and the magnetic tape MT becomes large, and there is a risk that it will not be possible to obtain the specified electromagnetic conversion characteristics.
- the lower limit of the average height H1 of the first protrusions 91B is not particularly limited, but is preferably 5.0 nm or more, more preferably 5.5 nm or more, and even more preferably 6.0 nm or more.
- the upper limit of the average height H2 of the second protrusions 92B is preferably 7.0 nm or less, more preferably 6.5 nm or less, and even more preferably 6.0 nm or less, 5.5 nm or less, or 5.3 nm or less. If the average height H2 of the second protrusions 92B exceeds 7.0 nm, the spacing between the data write head 60 and the magnetic tape MT becomes large, and there is a risk that it will not be possible to obtain the specified electromagnetic conversion characteristics.
- the lower limit of the average height H2 of the second protrusions 92B is not particularly limited, but is preferably 2.0 nm or more, more preferably 2.5 nm or more, and even more preferably 3.0 nm or more.
- the average height H1 of the first protrusions 91B, the average height H2 of the second protrusions 92B and the average height ratio of the protrusions H1/H2 are determined by obtaining an AFM image taken by an atomic force microscope (AFM) and an FE-SEM image taken by a field-emission scanning electron microscope (FE-SEM) at the same location on the measurement sample, and correlating these AFM images with the FE-SEM images, as described below.
- AFM atomic force microscope
- FE-SEM field-emission scanning electron microscope
- the height of each protrusion can be measured by AFM, and it can be determined by FE-SEM whether each protrusion is formed by the first particle 91A or the second particle 92A.
- a composite image can be obtained by overlaying an image obtained by AFM and an image obtained by FE-SEM for the same location, and the type of particle that forms each protrusion (whether it is the first particle 91A or the second particle 92A) can be associated with the height of each protrusion from the composite image obtained.
- the magnetic tape MT housed in the cartridge 10 is unwound, and the magnetic tape MT is cut out at a position 30 to 40 m in the longitudinal direction from the connection part 21 between the magnetic tape MT and the leader tape LT to a size that can be placed on the AFM observation sample stage and the SEM observation sample stage, to prepare a measurement sample.
- marking is performed on the surface of the measurement sample, avoiding the center part of the measurement sample.
- Examples of marking methods include a method of forming a linear or dot-like recess on the magnetic tape MT using a manipulator or a nine denter, and a method of forming a convex part on the magnetic tape MT using silver paste or the like.
- the tip of the probe may become dirty and an accurate AFM image may not be obtained, so it is preferable to make the marking small and shallow so that the probe is not contaminated.
- the markings on the surface of the measurement sample are subjected to shape analysis using an AFM. Since the marked areas are either recessed or protruding, the surface of the measurement sample is measured with an AFM at a viewing angle of 5 ⁇ m x 5 ⁇ m so that the markings are as close to the edge of the field of view as possible. Note that protrusions around the periphery of the markings are excluded from the measurement. Specifically, measurements are performed at a viewing angle of 10 ⁇ m x 10 ⁇ m to determine the part that will serve as a landmark, and the unmarked part of the measurement sample surface is measured at a viewing angle of 5 ⁇ m x 5 ⁇ m to match this part that will serve as a landmark.
- the measurement conditions for the above shape analysis are as described below.
- ⁇ AFM measurement conditions Measurement equipment: AFM Dimension 3100 microscope with NanoscopeIV controller (Digital Instruments) Measurement mode: Tapping frequency during tapping tuning: 200 kHz to 400 kHz Cantilever: SNL-10 (manufactured by Bruker) Scan size: 5 ⁇ m ⁇ 5 ⁇ m Scan rate: 1Hz Scan line: 256
- FIG. 43 is an example of an FE-SEM image.
- the type of particle that forms the protrusions can be identified by utilizing the brightness difference due to the difference in the amount of secondary electron emission of the first particle 91A and the second particle 92A. Image processing for this identification will be described later.
- the positions of the protrusions formed by each of the first particle 91A and the second particle 92A in the FE-SEM image are identified.
- the obtained FE-SEM image ( Figure A in Figure 43) is binarized using the image processing software Image J under the two processing conditions described below. From the image obtained by the binarization process, information on the number of protrusions for the first protrusions 91B and second protrusions 92B formed by the first particles 91A and second particles 92A, respectively, is obtained. Note that during the binarization process, the conditions are changed as follows for the high-luminance second particles 92A (white areas in Figure A in Figure 43) and the low-luminance first particles 91A (black areas in Figure A in Figure 43).
- Figure 43B is an image obtained by binarizing the FE-SEM image of Figure 43A under the binarization conditions for the second particles (alumina particles) 92A, that is, an image showing the position distribution of the second protrusions 92B formed by the second particles (alumina particles) 92A.
- the following information about the second particles 92A can be obtained from the obtained image.
- C in Figure 43 is an image obtained by binarizing the FE-SEM image of A in Figure 43 under the binarization conditions for the first particles (carbon black particles) 91A, that is, an image showing the position distribution of the first protrusions 91B formed by the first particles (carbon black particles) 91A.
- the following information about the first particles 91A can be obtained from the obtained image.
- Figure C in Figure 44 is a composite image in which an AFM image ( Figure B) and an FE-SEM image ( Figure A) are superimposed so that the positions of the corresponding protrusions match.
- FE-SEM image Figure A in Figure 44
- different marks are added at each position so that the positions of the first protrusions 91B and the second protrusions 92B determined by the above-mentioned binarization process can be distinguished.
- the marked area was measured with an AFM at a viewing angle of 10 ⁇ m x 10 ⁇ m, and then the area without the marking was measured at a viewing angle of 5 ⁇ m x 5 ⁇ m, so the marking is not present in the image.
- Figure 45 is an enlarged view of a composite image obtained by superimposing an AFM image and an FE-SEM image.
- Figure 46 is a diagram showing the results of an AFM analysis (measurement results of protrusion height) for Line 1 (Line 1) set at an arbitrary position in Figure 45.
- the heights of the first protrusions 91B and second protrusions 92B formed by the first particles (carbon black particles) 91A and second particles (alumina particles) 92A present on Line 1, respectively can be identified.
- the heights of the first protrusions 91B and second protrusions 92B are identified from the composite image and the AFM analysis results.
- first protrusion 91B and the second protrusion 92B For each of the first protrusion 91B and the second protrusion 92B, if 20 or more protrusions can be identified in one AFM field of view from one measurement sample, one field of view is measured with the AFM. If fewer than 20 protrusions can be identified in one AFM field of view from each of the first protrusion 91B and the second protrusion 92B, multiple fields of view (e.g., 3 to 5) are measured from one measurement sample. This ensures that for each of the first protrusion 91B and the second protrusion 92B, 20 points are identified as the first protrusion 91B and the second protrusion 92B by the above-mentioned binarization process. Note that when multiple fields of view are measured from one measurement sample as described above, the multiple fields of view are selected randomly from one measurement sample.
- the standard deviation ⁇ PES of the PES value of the magnetic tape MT is preferably less than 50 nm within 40 FVnumbers, more preferably 40 nm or less, even more preferably 30 nm or less, and particularly preferably 25 nm or less.
- PES Part Error Signal
- the linearity of the servo band when the servo pattern is read by the data recording and reproducing device is as high as possible, that is, the standard deviation ⁇ PES of the PES value indicating the deviation of the read position is as low as possible.
- the standard deviation ⁇ PES of the PES value of the magnetic tape MT is a low value as described above, the linearity of the servo band is high, and the tension of the magnetic tape MT can be adjusted with high precision.
- the standard deviation ⁇ PES is related to the friction of the magnetic surface, and as the friction of the magnetic surface increases, the standard deviation ⁇ PES tends to increase.
- Figure 47 shows a first example of the change over time in the standard deviation ⁇ PES of the PES values as the magnetic tape MT runs. As shown in Figure 47, if ⁇ PES is less than 50 nm within 40 FV numbers, no track misalignment occurs. In addition, an increase in friction on the magnetic surface is suppressed and kept almost constant.
- Figure 48 shows a second example of the change over time in the standard deviation ⁇ PES of the PES values as the magnetic tape MT runs. As shown in Figure 48, if ⁇ PES exceeds 50 nm within 40 FV numbers, frequent track misalignments occur, causing the magnetic tape MT to stop running. In addition, friction on the magnetic surface increases.
- the upper diagram in FIG. 49 shows a third example of the change over time in the standard deviation ⁇ PES as the magnetic tape MT runs.
- the lower left diagram in FIG. 49 is a cross-sectional view showing a schematic relationship between the first protrusion 91B and the second protrusion 92B and the data write head 60 in region A (stable friction) where the ⁇ PES in the upper diagram is a nearly constant value.
- the dashed line in the diagram is an imaginary line showing the contact position between the first protrusion 91B and the surface of the data write head 60.
- FIG 49 is a cross-sectional view showing a schematic relationship between the first protrusion 91B and the second protrusion 92B and the data write head 60 in region B (rising friction) where the ⁇ PES in the upper diagram shows an increasing trend.
- the dashed line in the diagram is an imaginary line showing the contact position between the first protrusion 91B and the surface of the data write head 60.
- the standard deviation ⁇ PES is almost constant in region A, but increases in region B. This is presumably because in region A, the contact area between the first protrusions 91B and the surface of the data write head 60 is small and friction is constant, whereas in region B, as the magnetic tape MT runs, the first particles 91A (carbon particles) are worn down by the magnetic tape MT, causing the first protrusions 91B to gradually crumble, increasing the contact area between the first protrusions 91B and the surface of the data write head 60 and increasing friction.
- Figure 50 is a cross-sectional view that shows a schematic relationship between the first protrusion 91B and the second protrusion 92B on the magnetic surface and the data write head 60.
- the dashed lines in Figure 50 are imaginary lines that indicate the contact position between the first protrusion 91B on the magnetic surface and the surface of the data write head 60.
- the upper diagram in Figure 50 is a schematic diagram showing the relationship between the first protrusion 91B and second protrusion 92B and the data write head 60 before the magnetic tape MT starts running.
- the height of the first protrusion 91B is greater than the height of the second protrusion 92B
- the amount of spacing between the data write head 60 and the magnetic tape MT is large
- the contact area between the first protrusion 91B and the data write head 60 is small, and it is presumed that there is little opportunity for contact between the second protrusion 92B and the data write head 60.
- the middle diagram in Figure 50 is a schematic diagram showing the relationship between the first protrusion 91B and second protrusion 92B and the data write head 60 after the magnetic tape MT has run.
- the first protrusion 91B is gradually worn down by contact with the magnetic tape MT, and the height of the first protrusion 91B becomes higher than or equal to the height of the second protrusion 92B, reducing the spacing between the data write head 60 and the magnetic tape MT, increasing the contact area between the first protrusion 91B and the data write head 60, and increasing the chances of contact between the second protrusion 92B and the data write head 60.
- This state results in high friction and a deterioration in the standard deviation ⁇ PES.
- the lower diagram in FIG. 50 is a schematic diagram showing the relationship between the first protrusions 91B and second protrusions 92B and the data write head 60 in this embodiment.
- the shape in this embodiment an uneven shape with an average protrusion height ratio H1/H2 ⁇ 2.3
- the contact area between the first protrusions 91B and the data write head 60 is reduced, and the contact opportunity between the second protrusions 92B and the data write head 60 is increased, which is presumably to suppress wear of the first protrusions 91B as the magnetic tape MT runs, and as a result, suppress the increase in the standard deviation ⁇ PES.
- a method for measuring the standard deviation ⁇ PES will be described with reference to Figs. 51 and 52.
- the PES value is measured to obtain the standard deviation ⁇ PES.
- a data write head 60 for measuring PES is prepared.
- An LTO2 head (a head conforming to the LTO2 standard) manufactured by HPE (Hewlett Packard Enterprise) is used as the data write head 60.
- the data write head 60 has two data write head sections 60A and 60B arranged side by side along the longitudinal direction of the magnetic tape MT.
- Each head section has a plurality of data write sections 64 for recording data signals on the magnetic tape MT, a plurality of data read sections 65 for reproducing the data signals recorded on the magnetic tape MT, and a plurality of servo read sections 62 for reproducing the servo signals recorded on the magnetic tape MT. Note that when the data write head 60 is used only for measuring the PES value, the data write section 64 and the data read section 65 do not have to be included in the data write head.
- a servo band to explain a method for measuring PES.
- a servo pattern consisting of multiple servo stripes (linear magnetized regions) 1130 inclined with respect to the width direction of the magnetic tape MT is formed on the servo band.
- the servo band includes multiple servo frames 1100.
- Each servo frame 1100 is composed of 18 servo stripes 1130.
- each servo frame 1100 is composed of a servo subframe 1 (1110) and a servo subframe 2 (1120).
- Servo subframe 1 (1110) is composed of A burst 1110A and B burst 1110B.
- B burst 1110B is disposed adjacent to A burst 1110A.
- a burst 1110A has five servo stripes 1130 formed at a specified interval and inclined at a specified angle ⁇ with respect to the width direction of the magnetic tape MT.
- these five servo stripes 1130 are indicated by the symbols A1, A2, A3, A4, and A5 from the EOT (End Of Tape) to the BOT (Beginning Of Tape) of the magnetic tape MT.
- B burst 1110B has five servo stripes formed at a specified interval and inclined at a specified angle ⁇ with respect to the width direction of the magnetic tape MT.
- these five servo stripes are indicated by the symbols B1, B2, B3, B4, and B5 from the EOT to the BOT of the magnetic tape MT.
- the servo stripes 1130 of the B burst 1110B are inclined in the opposite direction to the servo stripes 1130 of the A burst 1110A.
- the servo stripes 1130 of the A burst 1110A and the servo stripes 1130 of the B burst 1110B are arranged in a V-shape.
- Servo subframe 2 (1120) is composed of C burst 1120C and D burst 1120D.
- D burst 1120D is disposed adjacent to C burst 1120C.
- C burst 1120C has four servo stripes 1130 formed at a specified interval and inclined at a specified angle ⁇ with respect to the tape width direction. In FIG. 51, these four servo stripes 1130 are indicated with the symbols C1, C2, C3, and C4 from the EOT to the BOT of the magnetic tape MT.
- D burst 1120D has four servo stripes formed at a specified interval and inclined at a specified angle ⁇ with respect to the tape width direction. In FIG.
- these four servo stripes 1130 are indicated with the symbols D1, D2, D3, and D4 from the EOT to the BOT of the magnetic tape MT.
- the servo stripes 1130 of the D burst 1120D are inclined in the opposite direction to the servo stripes 1130 of the C burst 1120C.
- the servo stripes 1130 of the C burst 1120C and the servo stripes 1130 of the D burst 1120D are arranged in a V-shape.
- the above-mentioned predetermined angle ⁇ of the servo stripe 1130 in the A burst 1110A, the B burst 1110B, the C burst 1120C, and the D burst 1120D can be, for example, 11° or more and 40° or less, preferably 11° or more and 36° or less, more preferably 11° or more and 25° or less, and even more preferably 17° or more and 25° or less.
- the servo bands are read by the data write head 60 to obtain information for determining the tape speed and the longitudinal position of the data write head 60.
- the tape speed is calculated from the time between four timing signals (A1-C1, A2-C2, A3-C3, A4-C4).
- the head position is calculated from the time between the aforementioned four timing signals and the time between another four timing signals (A1-B1, A2-B2, A3-B3, A4-B4).
- the servo pattern may be a shape that includes two parallel lines.
- the servo pattern i.e., the multiple servo stripes 1130
- the servo band is preferably linear in the longitudinal direction of the magnetic tape MT.
- the data write head 60 is used to reproduce (read) the servo pattern in a predetermined servo band provided on the magnetic tape MT.
- the servo read portion 62 of the data write head portion 60A and the servo read portion 62 of the data write head portion 60B sequentially face each servo pattern in the predetermined servo band, and the servo patterns are sequentially reproduced by these two servo read portions 62.
- the portion of the servo pattern recorded on the magnetic tape MT that faces the servo read portion 62 is read and output as a servo signal.
- the PES value for each head part is calculated for each servo frame using the following formula, as shown in Figure 51.
- the center line shown in FIG. 51 is the center line of the servo band.
- X [ ⁇ m] is the distance between servo pattern A1 and servo pattern B1 on the center line shown in FIG. 51
- Y [ ⁇ m] is the distance between servo pattern A1 and servo pattern C1 on the center line shown in FIG. 51.
- X and Y are found by developing the magnetic tape MT with a ferricolloid developer and using a universal tool microscope (TOPCON TUM-220ES) and a data processing device (TOPCON CA-1B). At any point along the tape length, 50 servo frames are selected, X and Y are found for each servo frame, and the simple average of the 50 data is used as X and Y in the above calculation formula.
- the difference (B a1 -A a1 ) indicates the time [sec] on the actual path between the two corresponding servo patterns B1 and A1.
- the other difference terms also indicate the time [sec] on the actual path between the two corresponding servo patterns. These times are obtained from the time between the timing signals obtained from the waveform of the servo signal and the tape running speed.
- the actual path means the position where the data write head actually runs on the servo signal.
- ⁇ is the azimuth angle. ⁇ is obtained by developing the magnetic tape MT with a ferricolloid developer and using a universal tool microscope (TOPCON TUM-220ES) and a data processing device (TOPCON CA-1B).
- the standard deviation ⁇ PES of the PES values is calculated using a servo signal that has been corrected for the lateral movement of the tape.
- the servo signal is also subjected to high pass filtering to reflect the tracking ability of the head.
- the standard deviation ⁇ PES is calculated using the signal obtained by performing the above correction and high pass filtering on the servo signal, and is the so-called Written in PES ⁇ . The method for measuring the standard deviation ⁇ PES of the PES values is explained below.
- the data write head 60 reads the servo signal from any 1 m range of the data recording area of the magnetic tape MT.
- the signals acquired by the data write heads 60A and 60B are subtracted as shown in FIG. 53 to obtain a servo signal in which the lateral movement of the magnetic tape MT has been corrected.
- high pass filter processing is performed on the corrected servo signal.
- the data write head mounted on the drive moves in the width direction of the magnetic tape MT by an actuator so as to follow the servo signal. Since Written in PES ⁇ is a noise value after taking into account the lateral tracking ability of this head, the above high pass filter processing is required.
- the high pass filter is not particularly limited, but needs to be a function that can reproduce the lateral tracking ability of the data write head.
- the PES value is calculated for each servo frame according to the above formula.
- the standard deviation of the PES values calculated over the above 1 m (Written in PES ⁇ ) is the standard deviation ⁇ PES of the PES values in this technology.
- the height range ⁇ H (see FIG. 62) obtained from the statistical information (distribution) of the height of the unevenness on the magnetic surface is 3.00 nm ⁇ H ⁇ 6.00 nm, preferably 3.00 nm ⁇ H ⁇ 4.00 nm, and more preferably 3.00 nm ⁇ H ⁇ 3.50 nm. If the height range ⁇ H is ⁇ H ⁇ 3.00 nm, friction is high and the data write head 60 sticks to the magnetic tape MT, making it difficult for the magnetic tape MT to run. On the other hand, if the height range ⁇ H is 6.00 nm ⁇ H, the electromagnetic conversion characteristics (e.g., SNR) decrease due to spacing loss.
- SNR electromagnetic conversion characteristics
- the gradient range ⁇ A (see FIG. 62) obtained from statistical information (distribution) of the gradient of the uneven shape on the magnetic surface is 3.80 degrees ⁇ A ⁇ 9.00 degrees, and preferably 4.00 degrees ⁇ A ⁇ 9.00 degrees. If the gradient range ⁇ A is ⁇ A ⁇ 3.80 degrees, the gradient of the protrusions (protrusions including first protrusions 91B and second protrusions 92B, etc.) on the magnetic surface becomes too steep, and friction increases. Therefore, the standard deviation ⁇ PES of the PES value increases.
- the gradient range ⁇ A is 9.00 degrees ⁇ A
- the gradient of the protrusions protrusions including first protrusions 91B and second protrusions 92B, etc.
- A Surface profile measurement
- B Calculation of relative height at each point.
- C Calculation of gradient at each point.
- D Statistical processing of height and gradient data.
- E Calculation of height range ⁇ H.
- F Calculation of gradient range ⁇ A.
- AFM Surface profile measurement
- FIG. 54A is a diagram showing an example of a two-dimensional surface profile image after filtering.
- FIG. 54B is a diagram showing an example of a numerical data matrix of height ⁇ (L,W) at each point (L,W).
- the coordinate L indicates the coordinate in the longitudinal direction of the magnetic tape MT
- the coordinate W indicates the coordinate in the width direction of the magnetic tape MT.
- the height ⁇ (L,W) at each point (L,W) is recorded in each cell of the numerical data matrix. In the example shown in FIG. 54B, for example, the height ⁇ (1,3) at measurement point (1,3) is "0.50".
- the total number of numerical data i.e., heights ⁇ (L,W)
- is 256 x 256 65,536.
- FIG. 55 is a diagram showing an example of a numerical data matrix of height Z(L,W).
- the gradient G L (L, W) indicates the gradient in the longitudinal direction of the magnetic tape MT
- the gradient G W (L, W) indicates the gradient in the width direction of the magnetic tape MT.
- Fig. 57A is a diagram showing an example of the numerical data matrix of the gradient G L (L,W).
- Fig. 57B is a diagram showing an example of the numerical data matrix of the gradient G W (L,W).
- the gradient GW (L,W) is calculated as follows.
- the gradient GW (L,W) is calculated using the height ⁇ (L,W) at a certain point (L,W) and the height ⁇ (L,W+1) at a point (L,W+1) adjacent to the point (L,W) in the width direction of the magnetic tape MT.
- the "neighboring point” used in calculating G L (L, W) for each point (L, W) is point (L+1, W).
- the neighboring point in the opposite direction, i.e., point (L-1, W), must not be used.
- the "neighboring point” used in calculating G W (L, W) for each point (L, W) is point (L, W+1).
- the neighboring point in the opposite direction, i.e., point (L, W-1), must not be used.
- Fig. 58A is a diagram showing a method for calculating the gradient G L (L, W).
- Fig. 58B is a diagram showing a method for calculating the gradient G W (L, W).
- the calculation methods for the gradients G L (L, W) and G W (L, W) are expressed by the following formulas.
- FIGS 59, 60, and 61 are diagrams for explaining statistical processing of data on height Z(L,W), gradient G L (L,W), and gradient G W (L,W).
- the numerical data matrix of height Z(L,W) and gradient G L (L,W) obtained as described above is organized, and a table showing the relationship between height Z(L,W) and gradient G L (L,W) (see Figure 59) is created.
- the numerical data matrix of height Z(L,W) and gradient GW (L,W) is organized to create a table (see FIG. 60) showing the relationship between height Z(L,W) and gradient GW (L,W).
- the range of height Z(L,W) and its representative value H are listed alongside the columns of the numeric data matrix with the number of data items M(H,A). Also, the range of gradient G(L,W) and its representative value A are listed alongside the rows of the numeric data matrix with the number of data items M(H,A). Note that when there is no particular distinction between gradient G L (L,W) and gradient G W (L,W), gradient G L (L,W) and gradient G W (L,W) are collectively referred to as gradient G(L,W).
- the numerical value of each cell of the numerical data matrix of the number of data M(H,A) represents the number of data M(H,A) that falls within the range of the specified height Z(L,W) and the range of the specified gradient G (L,W) (specifically, gradient G L (L,W) or gradient G W (L,W)).
- FIGs 63 and 64 are diagrams for explaining the calculation method of height range ⁇ H.
- H numerical data matrix of data number M
- the reason why only components in the range of 0 ⁇ H are used for height H is to take into account only the convex parts of the magnetic surface. In other words, it is considered that the concave parts of the magnetic surface do not affect the electromagnetic conversion characteristics or friction.
- the reason why only components in the range of 0.00 ⁇ A ⁇ 1.20 are used for gradient A is that it is considered that using only this range for calculation is sufficient to define the approximate outline of the distribution (see Figure 62).
- the average value in each row (height H) of the numerical data matrix with the number of data items M(H, A) is taken as M ave (H), and calculations are performed in order from the average value M ave (0) to the average value M ave (40.0).
- the average value M ave (H) only columns (angles A) in the range of 0.00 ⁇ A ⁇ 1.20 are used.
- the height H when the average value M ave (H) falls below the threshold value (however, the threshold value is set to "2") for the first time is taken as the height H high , and the average value M ave (H) at that time is taken as the average value M ave (H high ). Furthermore, the height H just before that is taken as the height H low , and the average value M ave (H) at that time is taken as the average value M ave (H low ). Setting the threshold value to "1" results in poor reproducibility; in other words, the element of chance has a large influence. Therefore, the threshold value is set to "2", which is the lowest frequency that ensures reproducibility.
- FIGS 65 and 66 are diagrams for explaining a method of calculating the gradient range ⁇ A.
- ⁇ A only components (cells) in the ranges of 0 ⁇ H ⁇ H, 0.00 ⁇ A ⁇ 16.00 are used from the numerical data matrix of the number of data M(H, A).
- ⁇ H the value obtained in "(5) Calculation of height range ⁇ H" above is used.
- the reason why only components in the range of 0.00 ⁇ A ⁇ 16.00 are used for the gradient A is that the gradient A is usually 0.00 ⁇ A ⁇ 16.00, and it is considered that it is sufficient to use only this range for the calculation.
- the average value of M(H,A) in each column (angle A) of a numerical data matrix with the number of data items M(H,A) is taken as M ave (A), and calculations are performed in order from the average value M ave (0) to the average value M ave (16.00).
- M ave (A) the average value of M(H,A) in each column (angle A) of a numerical data matrix with the number of data items M(H,A) is taken as M ave (A), and calculations are performed in order from the average value M ave (0) to the average value M ave (16.00).
- the average value M ave (A) only the components of the row (height H) in the range of 0.00 ⁇ H ⁇ H are used.
- the average value M ave (A) is calculated using row (height H) components in the range up to the height H low used in the calculation of the height range ⁇ H. For example, as shown in Fig. 65, if the height range ⁇ H is between 11.0 and 11.5, row (height H) components in the range 0.00 ⁇ H ⁇ 11.0 are used.
- the angle A when the average value M ave (A) falls below the threshold value (however, the threshold value is set to "2") for the first time is designated as A high , and the average value M ave (A) at that time is designated as the average value M ave (A high ). Furthermore, the angle A immediately before that is designated as the angle A low , and the average value M ave (A) at that time is designated as the average value M ave (A low ).
- the reason for setting the threshold value for the average value M ave (A) to "2" is the same as the reason for setting the threshold value for the average value M ave (H) to "2".
- a method for manufacturing the magnetic tape MT having the above-mentioned configuration will be described.
- a paint for forming the base layer is prepared by kneading and/or dispersing non-magnetic powder, binder, etc. in a solvent.
- a paint for forming the magnetic layer is prepared by kneading and/or dispersing magnetic powder, binder, etc. in a solvent.
- the following solvents, dispersing devices, and kneading devices can be used, for example, to prepare the paint for forming the magnetic layer and the paint for forming the base layer.
- Solvents used in the preparation of the above-mentioned paints include, for example, ketone-based solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; alcohol-based solvents such as methanol, ethanol, and propanol; ester-based solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, propyl acetate, ethyl lactate, and ethylene glycol acetate; ether-based solvents such as diethylene glycol dimethyl ether, 2-ethoxyethanol, tetrahydrofuran, and dioxane; aromatic hydrocarbon-based solvents such as benzene, toluene, and xylene; and halogenated hydrocarbon-based solvents such as methylene chloride, ethylene chloride, carbon tetrachloride, chloroform, and chlorobenzene.
- the kneading device used in the above-mentioned paint preparation may be, for example, a continuous twin-screw kneader, a continuous twin-screw kneader capable of dilution in multiple stages, a kneader, a pressure kneader, a roll kneader, or other kneading device, but is not limited to these devices.
- the dispersing device used in the above-mentioned paint preparation may be, for example, a roll mill, a ball mill, a horizontal sand mill, a vertical sand mill, a spike mill, a pin mill, a tower mill, a pearl mill (such as the "DCP Mill” manufactured by Eirich), a homogenizer, or an ultrasonic dispersing machine, but is not limited to these devices.
- a paint for forming a base layer is applied to one main surface of the base layer 41 and dried to form a non-magnetic layer (hereinafter also referred to as a base layer) 42.
- a paint for forming a magnetic layer is applied to this base layer 42 and dried to form a magnetic layer 43 on the base layer 42.
- the magnetic powder is magnetically oriented in the thickness direction of the base layer 41, for example, by a solenoid coil.
- the magnetic powder may be magnetically oriented in the longitudinal direction (running direction) of the base layer 41, for example, by a solenoid coil, and then magnetically oriented in the thickness direction of the base layer 41.
- a back layer 44 is formed on the other main surface of the base layer 41. This results in a magnetic tape MT.
- the resulting magnetic tape MT is rewound around a large diameter core and undergoes a hardening process. Finally, the magnetic tape MT is calendered and then cut to a specified width (e.g., 1/2 inch width). This results in the desired long, thin magnetic recording tape MT.
- a servo recording and reproducing device 70 (servo recording device) (see FIG. 17) is configured to write a servo pattern 47 onto the servo band s of the magnetic tape MT (see FIG. 10) that can be accurately read by a data write head 60 of a data recording and reproducing device 50 (data recording device) (see FIG. 11).
- the data write head 60 of the data recording and reproducing device 50 is positioned at an angle with respect to the width direction of the magnetic tape MT (see FIG. 12). Therefore, in this embodiment, a first servo pattern 47a ("/") and a second servo pattern 47b (" ⁇ ") that are asymmetric with respect to the width direction of the magnetic tape are written in the servo band s (see FIG. 10).
- the following describes the configuration of the data recording and reproducing device 50, followed by the configuration of the servo recording and reproducing device 70.
- FIG. 9 is a schematic diagram of the magnetic tape MT as viewed from the side
- Fig. 10 is a schematic diagram of the magnetic tape MT as viewed from above (the magnetic layer 43 side).
- the magnetic tape MT is configured in the shape of a tape that is long in the longitudinal direction (X-axis direction), short in the width direction (Y-axis direction), and thin in the thickness direction (Z-axis direction).
- the magnetic layer 43 has a number of data bands d (data bands d0 to d3) in which data is written, and a number of servo bands s (servo bands s0 to s4) in which servo patterns 47 are written.
- Each of the multiple data bands d and the multiple servo bands s is long in the longitudinal direction (X-axis direction) and short in the width direction (Y-axis direction).
- the servo bands s are positioned so as to sandwich each data band d in the width direction (Y-axis direction).
- the number of data bands d is four and the number of servo bands s is five.
- the number of data bands d and the number of servo bands s are 5+4n or more (where n is an integer equal to or greater than 0), preferably 5 or more, and more preferably 9 or more. If the number of servo bands s is 5 or more, the effect of dimensional changes in the width direction of the magnetic tape MT on the servo signal can be suppressed, ensuring stable recording and playback characteristics with less off-track.
- the upper limit of the number of servo bands SB is not particularly limited, but is, for example, 33 or less.
- the upper limit of the average value of the servo band width is preferably 98 ⁇ m or less, more preferably 60 ⁇ m or less, and even more preferably 30 ⁇ m or less.
- the lower limit of the average value of the servo band width WSB is preferably 10 ⁇ m or more. It is difficult to manufacture a head unit 56 that can read a servo signal with a servo band width of less than 10 ⁇ m.
- the ratio of the area of the servo band s to the total surface area of the magnetic layer 43 is, for example, 4.0% or less.
- the width of the servo band s is, for example, 96 ⁇ m or less for a 1/2 inch tape width.
- the ratio of the area of the servo band s to the total surface area of the magnetic layer 43 can be measured, for example, by developing the magnetic tape MT using a developer such as a ferricolloid developer, and then observing the developed magnetic tape MT with an optical microscope.
- the data band d includes a plurality of recording tracks 46 that are long in the longitudinal direction and aligned in the width direction.
- the number of recording tracks 46 included in one data band d is, for example, about 1000 to 2500. Data is recorded along and within these recording tracks 46.
- the length of one bit in the longitudinal direction of the data recorded in the data band d is, for example, 48 nm or less.
- the width of the recording track 46 (track pitch: Y-axis direction) is, for example, 2.0 ⁇ m or less. Note that such a recording track width can be measured, for example, by developing the magnetic layer 43 of the magnetic tape MT using a developing solution such as a ferric colloid developing solution, and then observing the developed magnetic layer 43 of the magnetic tape MT with an optical microscope.
- a method using the data write head 60 may be used to measure the recording track width.
- the data write head 60 in order to ignore fluctuations during the running of the magnetic tape MT, the data write head 60 is in a recording and reproducing state, and the recording track width can be measured from the change in output when the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 is changed.
- the servo band s includes a servo pattern 47 of a predetermined shape that is recorded by a servo recording and reproducing device 70 (see FIG. 17) described later.
- the servo pattern 47 includes a first servo pattern 47a ("/") and a second servo pattern 47b (" ⁇ ").
- the symbols "/" and “ ⁇ ” in the first servo pattern 47a and the second servo pattern 47b are used as symbols indicating the inclination direction of the servo pattern when the magnetic tape MT is viewed from below (the back layer side). Therefore, the symbols “/" and “ ⁇ ” in the first servo pattern 47a and the second servo pattern 47b are reversed from when viewed from the magnetic layer side in FIG. 10.
- FIGS. 10 are used as symbols indicating the inclination direction of the servo pattern when the magnetic tape MT is viewed from below (the back layer side). Therefore, the symbols “/” and “ ⁇ ” in the first servo pattern 47a and the second servo pattern 47b are reversed from when viewed from the magnetic layer side in FIG. 10.
- the first servo element 82a (“/") that writes the first servo pattern 47a (“/")
- the second servo element 82b (“ ⁇ ") that writes the second servo pattern 47b (“ ⁇ ")
- the servo patterns 47a and 47b recorded on the magnetic layer by the servo elements 82a and 82b are shown as viewed from the back layer side on the head sliding surface.
- the first servo pattern 47a ("/") and the second servo pattern 47b (“ ⁇ ") are written in the servo band s so as to be asymmetric with respect to the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT. Note that in the case of a typical servo pattern, the first servo pattern 47a ("/") and the second servo pattern 47b (" ⁇ ") are written in the servo band s so as to be symmetric (line symmetric) with respect to the width direction of the magnetic tape MT.
- the first servo pattern 47a (“/") is inclined at a first angle ⁇ s1 with respect to the width direction of the magnetic tape MT
- the second servo pattern 47b (“ ⁇ ") is inclined at a second angle ⁇ s2 different from the first angle ⁇ s1 in the opposite direction with respect to the width direction of the magnetic tape MT (see Figures 19 and 21 described below).
- a group of first servo patterns 47a (“/") and a group of second servo patterns 47b (“ ⁇ ") are arranged alternately in the longitudinal direction of the magnetic tape MT.
- the number of first servo patterns 47a (“/") included in a group of first servo patterns 47a (“/”) is typically four or five, and similarly, the number of second servo patterns 47b (“ ⁇ ") included in a group of second servo patterns 47b (“ ⁇ ”) is typically four or five.
- the shape of the servo pattern 47 can be measured, for example, by developing the magnetic layer 43 of the magnetic tape MT using a developer such as a ferric colloid developer, and then observing the developed magnetic layer 43 of the magnetic tape MT with an optical microscope.
- a developer such as a ferric colloid developer
- the number of recording tracks 46 increases with each generation of LTO-standard magnetic tape MT, dramatically improving recording capacity.
- the original LTO-1 had 384 recording tracks 46, but the numbers of recording tracks 46 in LTO-2 to LTO-9 are 512, 704, 896, 1280, 2176, 3584, 6656, and 8960, respectively.
- data recording capacity was 100GB (gigabytes) in LTO-1, but is 200GB, 400GB, 800GB, 1.5TB (terabytes), 2.5TB, 6.0TB, 12TB, and 18TB, respectively, in LTO-2 to LTO-9.
- the number of recording tracks 46 and the recording capacity are not particularly limited and can be changed as appropriate. However, it is advantageous to apply this technology to a magnetic tape MT that has a large number of recording tracks 46 and a large recording capacity (e.g., 6,656 tracks or more, 12 TB or more: LTO8 and later) and is susceptible to variations in the width of the magnetic tape MT.
- a large number of recording tracks 46 and a large recording capacity e.g., 6,656 tracks or more, 12 TB or more: LTO8 and later
- [Data recording and reproducing device] 11 is a diagram showing a data recording/reproducing device 50.
- the data recording/reproducing device 50 is capable of recording data on a magnetic tape MT, and is also capable of reproducing the data recorded on the magnetic tape MT.
- the data recording and reproducing device 50 is configured so that a magnetic recording cartridge 10 can be loaded into it.
- the magnetic recording cartridge 10 is configured so that a wound magnetic tape MT can be rotatably accommodated inside it.
- the data recording and reproducing device 50 may be configured so that one magnetic recording cartridge 10 can be loaded into it, or it may be configured so that multiple magnetic recording cartridges 10 can be loaded into it simultaneously.
- the data recording and reproducing device 50 includes a spindle 51, a take-up reel 52, a spindle drive unit 53, a reel drive unit 54, a data write head 60, a control unit 55, a width measuring unit 56, an angle adjustment unit 57, and a number of guide rollers 58.
- the spindle 51 is configured so that its rotation can rotate the magnetic tape MT housed inside the magnetic recording cartridge 10.
- the spindle drive unit 53 rotates the spindle 51 in response to commands from the control unit 55.
- the take-up reel 52 is configured to be able to fix the tip of the magnetic tape MT that is pulled out from the magnetic recording cartridge 10 via a tape loading mechanism (not shown).
- the reel drive device 54 rotates the take-up reel 52 in response to commands from the control device 55.
- the multiple guide rollers 58 guide the magnetic tape MT so that the transport path formed between the magnetic recording cartridge 10 and the take-up reel 52 has a predetermined relative positional relationship with the data write head 60.
- the data write head 60 is configured to be able to record data to the data band d (recording track 46) of the magnetic tape MT in response to a command from the control device 55 when the magnetic tape MT passes underneath the data write head 60, and is also configured to be able to play back the recorded data.
- the spindle 51 and take-up reel 52 are rotated by the spindle drive unit 53 and reel drive unit 54, causing the magnetic tape MT to run.
- the magnetic tape MT can run back and forth in the forward direction (the direction in which it unwinds from the spindle 51 side to the take-up reel 52 side) indicated by the arrow A1 in FIG. 11, and in the reverse direction (the direction in which it rewinds from the take-up reel 52 side to the spindle 51 side) indicated by the arrow A2.
- the data write head 60 is capable of recording/playing back data in both the forward and reverse directions of the magnetic tape MT.
- the data write head 60 is positioned such that the longitudinal direction (Y'-axis direction) of the data write head 60 is inclined at a predetermined angle ⁇ (first head azimuth angle ⁇ ) with respect to the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT (see FIG. 12 described below).
- the angle at which the longitudinal direction (Y'-axis direction) of the data write head 60 is inclined with respect to the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT is referred to as the azimuth angle ⁇ of the data write head 60. Details of the configuration of the data write head 60 will be described later with reference to FIG. 12 etc.
- the width measurement unit 56 is configured to be capable of measuring the width of the magnetic tape MT when the magnetic tape MT passes below the width measurement unit 56. In other words, the width measurement unit 56 is configured to be capable of measuring the width of the magnetic tape MT when the data write head 60 records/plays data on the magnetic tape MT. The width measurement unit 56 measures the width of the magnetic tape MT and transmits it to the control device 55.
- the width measurement unit 56 is composed of various sensors, such as an optical sensor. Any sensor capable of measuring the width of the magnetic tape MT may be used as the width measurement unit 56.
- the width of the magnetic tape MT can also be predicted by reading adjacent servo patterns 47 and determining the difference in position signals. In this case, the width measurement unit 56 can be omitted.
- the angle adjustment unit 57 is configured to be able to hold the data write head 60 rotatably around an axis (Z-axis) in the vertical direction.
- the angle adjustment unit 57 is configured to be able to adjust the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 in response to a command from the control device 55.
- the control device 55 includes, for example, a control unit, a memory unit, a communication unit, etc.
- the control unit is composed of, for example, a CPU (Central Processing Unit), etc., and performs overall control of each part of the data recording and playback device 50 according to a program stored in the memory unit.
- CPU Central Processing Unit
- the storage unit includes a non-volatile memory in which various data and programs are recorded, and a volatile memory used as a working area for the control unit.
- the above-mentioned various programs may be read from a portable recording medium such as an optical disk or semiconductor memory, or may be downloaded from a server device on a network.
- the communication unit is configured to be capable of communicating with other devices such as a PC (Personal Computer) or a server device.
- control device 55 acquires information on the width of the magnetic tape MT from the width measurement unit 56 (or predicts the width of the magnetic tape from the servo signal), and adjusts the azimuth angle ⁇ (see FIG. 12) of the data write head 60 using the angle adjustment unit 57 based on the information on the width of the magnetic tape MT.
- the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 is adjusted to accommodate variations in the width of the magnetic tape MT.
- the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 is made smaller, and conversely, when the width of the magnetic tape MT becomes relatively narrower, the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 is made larger.
- the width of the magnetic tape MT may vary for various reasons, such as temperature, humidity, and tension applied to the magnetic tape MT in the longitudinal direction.
- Fig. 12 is a schematic diagram of the data write head 60 as viewed from below (the back layer side).
- the longitudinal direction of the data write head 60 is defined as the Y'-axis direction, the width direction of the data write head 60 as the X'-axis direction, and the up-down direction of the data write head 60 as the Z'-axis direction.
- the longitudinal direction (running direction) of the magnetic tape MT is defined as the X-axis direction, the width direction of the magnetic tape MT as the Y-axis direction, and the thickness direction of the magnetic tape MT as the Z-axis direction. Note that the direction of the magnetic tape MT is based on the direction of the magnetic tape MT when it passes under the data write head 60.
- the data write head 60 includes a first data write head 60a and a second data write head 60b.
- the two data write heads 60 are not particularly distinguished from each other, they are collectively referred to simply as data write heads 60, and when the two data write heads 60 are particularly distinguished from each other, they are referred to as the first data write head 60a and the second data write head 60b.
- the first data write head 60a and the second data write head 60b are configured symmetrically in the width direction (Y' axis direction) of the data write head 60, but are basically configured the same.
- the first data write head 60a and the second data write head 60b are movable together in the width direction (Y axis direction) of the magnetic tape MT, which allows data to be written to any one of the data bands d out of all data bands d0 to d3.
- the first data write head 60a is a head that is used when the magnetic tape MT is running in the forward direction (direction A1 in FIG. 11).
- the second data write head 60b is a head that is used when the magnetic tape MT is running in the reverse direction (direction A2 in FIG. 11).
- the data write head 60 has a facing surface 61 that faces the magnetic tape MT.
- the facing surface 61 is long in the longitudinal direction (Y'-axis direction) of the data write head 60 and short in the width direction (X'-axis direction) of the data write head 60.
- the facing surface 61 is provided with two servo read sections 62 and multiple data write/read sections 63.
- the servo read sections 62 are provided on both ends of the data write head 60 in the longitudinal direction (Y'-axis direction).
- the servo read sections 62 are configured to be able to reproduce servo signals by reading the magnetic field generated by the servo pattern 47 recorded on the servo band s of the magnetic tape MT using an MR element (MR: Magneto Resistive effect) or the like.
- MR Magneto Resistive effect
- MR elements examples include anisotropic magnetoresistive effect elements (AMR: Anisotropic Magneto Resistive effect), giant magnetoresistive effect elements (GMR: Giant Magneto Resistive effect), and tunnel magnetoresistive effect elements (TMR: Tunnel Magneto Resistive effect).
- AMR Anisotropic Magnetoresistive effect elements
- GMR giant magnetoresistive effect elements
- TMR tunnel magnetoresistive effect elements
- the data write/read sections 63 are arranged at equal intervals along the longitudinal direction (Y'-axis direction) of the data write head 60. Furthermore, the data write/read sections 63 are arranged at positions sandwiched between two servo read sections 62.
- the number of data write/read sections 63 is, for example, about 20 to 40, but there is no particular limit to this number.
- the data write/read section 63 includes a data write section 64 and a data read section 65.
- the data write section 64 is configured to be able to record data onto the data band d of the magnetic tape MT by the magnetic field generated from the magnetic gap.
- the data read section 65 is also configured to be able to reproduce data signals by reading the magnetic field caused by the data recorded on the data band d of the magnetic tape MT using an MR element or the like.
- an MR element an anisotropic magnetoresistance effect element (AMR), a giant magnetoresistance effect element (GMR), a tunnel magnetoresistance effect element (TMR), or the like is used.
- the data write section 64 is located to the left of the data read section 65 (upstream when the magnetic tape MT flows in the forward direction).
- the data write section 64 is located to the right of the data read section 65 (upstream when the magnetic tape MT flows in the reverse direction).
- the data read section 65 is capable of reproducing the data signal immediately after the data write section 64 paired with the data read section 65 writes the data to the magnetic tape MT.
- data written by the data write section 64 of one of the data write heads 60, the first data write head 60a and the second data write head 60b, may be reproduced by the data read section 65 of the other data write head 60.
- the magnetic tape MT travels back and forth multiple times, forward and reverse, while data is recorded on the recording track 46 by the first data write head 60a and the second data write head 60b.
- the angle adjustment unit 57 (see FIG. 11) is capable of holding the first data write head 60a and the second data write head 60b rotatably around an axis (Z' axis) in the vertical direction.
- the angle adjustment unit 57 is also capable of rotating the first data write head 60a and the second data write head 60b individually around the axis in the vertical direction.
- the angle adjustment unit 57 adjusts the angles of the first data write head 60a and the second data write head 60b so that the longitudinal directions of the first data write head 60a and the second data write head 60b are inclined by the azimuth angle ⁇ with respect to the width direction of the magnetic tape MT.
- the positions of the servo read section 62 and data write/read section 63 of the first data write head 60a in the Y-axis direction are the same as the positions of the servo read section 62 and data write/read section 63 of the second data write head 60b in the Y-axis direction. This positional relationship does not change even if the first data write head 60a and the second data write head 60b rotate around the Z-axis.
- the angle adjustment unit 57 can rotate the first data write head 60a and the second data write head 60b individually so that the positions of the servo read section 62 and data write/read section 63 of the first data write head 60a in the Y-axis direction (the width direction of the magnetic tape MT) are the same as the positions of the servo read section 62 and data write/read section 63 of the second data write head 60b in the Y-axis direction.
- a reference angle Ref ⁇ is set for the azimuth angle ⁇ of the data write head 60, and the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 is set to an angle range represented by the reference angle Ref ⁇ x°.
- FIG. 12 shows an example in which the reference angle Ref ⁇ is set in a clockwise direction (as viewed from the bottom side of the magnetic tape MT) relative to the width direction of the magnetic tape MT.
- the reference angle Ref ⁇ may be set in a counterclockwise direction (as viewed from the bottom side of the magnetic tape MT) relative to the width direction of the magnetic tape MT.
- FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the angle range Ref ⁇ x° of the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 and the azimuth loss L ⁇ (recording wavelength: 0.1 ⁇ m).
- the horizontal axis represents the value of x in the angle range Ref ⁇ x° of the azimuth angle ⁇ of the data write head 60
- the vertical axis represents the azimuth loss L ⁇ .
- L ⁇ [dB] The azimuth loss L ⁇ [dB] is expressed by the following formula.
- L ⁇ ⁇ 20 Log 10 [sin ⁇ ( ⁇ W/ ⁇ ) tan ⁇ /( ⁇ W/ ⁇ ) tan ⁇ ]
- W is the reproducing track width
- ⁇ is the recording wavelength of data
- ⁇ is the azimuth angle of the data write head 60 .
- the reproduction track width W is set to 0.8 ⁇ m, 0.5 ⁇ m, 0.4 ⁇ m, 0.3 ⁇ m, and 0.2 ⁇ m.
- the recording wavelength ⁇ is set to 0.1 ⁇ m.
- the graph where the reproduction track width W is 0.8 ⁇ m corresponds to LTO-9
- the graphs where the reproduction track width W is 0.5 ⁇ m, 0.4 ⁇ m, 0.3 ⁇ m, and 0.2 ⁇ m correspond to LTO-10 and later (estimated values).
- the allowable value of the azimuth loss L ⁇ is 0.05 [dB] or less, and that the reproducing track width W of the magnetic tape MT is 0.5 ⁇ m or less (LTO-10 or later (estimated value)).
- the angular range of the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 is a maximum of Ref ⁇ 0.7°. Therefore, in this embodiment, in the angular range of the azimuth angle ⁇ of the data write head 60, the value of x in Ref ⁇ x° is typically set to 0.7° or less.
- Figure 14 shows the relationship between the angle range Ref ⁇ x° at the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 and the amount of correction for the servo band pitch difference based on the width variation of the magnetic tape MT.
- the horizontal axis indicates the value of x in the angle range Ref ⁇ x° of the azimuth angle ⁇ of the data write head 60, and the vertical axis indicates the amount of correction for the servo band pitch difference based on the width variation of the magnetic tape MT.
- Figure 15 shows the amount of correction for the servo band pitch difference based on the width variation of the magnetic tape MT. As shown in Figure 15, this amount of correction is expressed as a-b.
- the value of a is the distance between the two servo read sections 62 in the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT when the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 is Ref ⁇ -x°.
- the value of b is the distance between the two servo read sections 62 in the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT when the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 is Ref ⁇ +x°.
- the angular range of the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 is Ref ⁇ 0.7° at most (see the vertical dashed line in FIG. 14).
- the correction amount is 10 ⁇ m or more (see the horizontal dashed line in FIG. 14).
- a reference angle Ref ⁇ of the data write head 60 of 7.5° is slightly insufficient, and a reference angle Ref ⁇ of 10° is sufficient.
- the reference angle Ref ⁇ should be 8° or more.
- the explanation here does not mean that the reference angle Ref ⁇ must be 8° or more in this embodiment.
- the reference angle Ref ⁇ can be set appropriately to 2.5° or more, 5° or more, 7.5° or more, 8° or more, 10° or more, 12.5° or more, 15° or more, etc.
- Fig. 16 is a diagram showing the relationship between the angle range Ref ⁇ x° of the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 and the azimuth loss L ⁇ (recording wavelength: 0.07 ⁇ m).
- the horizontal axis indicates the value of x in the angle range Ref ⁇ x° of the azimuth angle ⁇ of the data write head 60, and the vertical axis indicates the azimuth loss L ⁇ .
- the recording wavelength ⁇ of the data is set to 0.07 ⁇ m.
- the angle range Ref ⁇ x° of the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 becomes smaller as the data recording wavelength ⁇ becomes smaller. Also, the angle range Ref ⁇ x° of the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 becomes larger as the reproduction track width W becomes smaller (see Figures 13 and 16).
- the reference angle Ref ⁇ at the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 becomes larger as the data recording wavelength ⁇ becomes smaller.Furthermore, the reference angle Ref ⁇ at the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 becomes smaller as the reproduction track width W becomes smaller (see FIG. 14).
- the value of x in the angle range Ref ⁇ x° of the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 can be set to an appropriate value (e.g., 0.7° or less, 0.6° or less, 0.5° or less, 0.4° or less, etc.), and the reference angle Ref ⁇ of the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 can be set to an appropriate value (e.g., 2.5° or more, 5° or more, 7.5° or more, 8° or more, 10° or more, 12.5° or more, 15° or more, etc.).
- the servo recording and reproducing device 70 includes a feed roller 71, a degaussing unit 72, a servo write head 80, a servo read head 75, a take-up roller 76, and four pairs of capstan rollers 77.
- the feed roller 71 is capable of rotatably supporting the rolled magnetic tape MT.
- the feed roller 71 is rotated in response to the drive of a motor or the like, and feeds out the magnetic tape MT downstream in response to the rotation.
- the winding roller 76 is capable of rotatably supporting the rolled magnetic tape MT.
- the winding roller 76 rotates in response to the drive of a motor or the like, and winds up the magnetic tape MT as it rotates.
- the four pairs of capstan rollers 77 are each capable of clamping the magnetic tape MT from both the top and bottom sides.
- the four pairs of capstan rollers 77 rotate in response to the drive of a motor or the like, and transport the magnetic tape MT along the transport path in response to the rotation.
- the feed roller 71, take-up roller 76, and four pairs of capstan rollers 77 are capable of transporting the magnetic tape MT at a constant speed within the transport path.
- the servo write head 80 is disposed, for example, on the upper side (magnetic layer 43 side) of the magnetic tape MT.
- the servo write head 80 applies a magnetic field to the servo band s at a predetermined timing in response to a square wave pulse signal, and records the servo pattern 47 on the servo band s.
- the servo write head 80 is capable of recording servo patterns 47 for each of the servo bands s (s0 to s4) when the magnetic tape MT passes underneath the servo write head 80. Details of the configuration of the servo write head 80 will be described later with reference to Figures 18 to 23.
- the demagnetizing unit 72 is disposed, for example, upstream of the servo write head 80 and below the magnetic tape MT (toward the base layer 41).
- the demagnetizing unit 72 is composed, for example, of two permanent magnets 73 and 74.
- the permanent magnets 73 and 74 apply a magnetic field to the entire magnetic layer 43 using a DC magnetic field, thereby demagnetizing the entire magnetic layer 43 before the servo pattern 47 is recorded by the servo write head 80.
- the servo read head 75 is positioned downstream of the servo write head 80 and above the magnetic tape MT (on the magnetic layer 43 side).
- the servo read head 75 is configured to be able to reproduce the information of the servo pattern 47 by reading the magnetic field generated from the servo pattern 47 recorded on the magnetic tape MT.
- the servo read head 75 is capable of reading the servo patterns 47 from all servo bands s (s0 to s4) when the magnetic tape MT passes underneath the servo read head 75.
- the information on the servo pattern 47 read by the servo read head 75 is used to confirm whether the servo pattern 47 has been recorded accurately.
- the types of servo read head 75 include, for example, inductive type, MR type (Magneto Resistive), GMR type (Giant Magneto Resistive), TMR type (Tunnel Magneto Resistive), etc.
- the servo recording and reproducing device 70 is equipped with a control device that comprehensively controls each part of the servo recording and reproducing device 70.
- the control device includes, for example, a control unit, a memory unit, a communication unit, etc.
- the control unit is composed of, for example, a CPU (Central Processing Unit), etc., and performs overall control of each part of the servo recording and reproduction device 70 according to the program stored in the memory unit.
- a CPU Central Processing Unit
- the storage unit includes a non-volatile memory in which various data and programs are recorded, and a volatile memory used as a working area for the control unit.
- the above-mentioned various programs may be read from a portable recording medium such as an optical disk or semiconductor memory, or may be downloaded from a server device on a network.
- the communication unit is configured to be capable of communicating with other devices such as a PC or server device.
- the configuration of the servo write head 80 will be described in detail.
- the data write head 60 in the data recording and reproducing device 50 is disposed at an angle with respect to the width direction of the magnetic tape MT. Therefore, the first servo pattern 47a ("/") and the second servo pattern 47b (" ⁇ ") are written asymmetrically with respect to the width direction of the magnetic tape MT so that the data write head 60 can accurately read the servo patterns 47.
- the writing of the asymmetric servo patterns 47 is performed by the servo write head 80.
- servo write head 80 configurations There are two types of servo write head 80 configurations: embodiment A and embodiment B.
- embodiment A the longitudinal direction (Y" axis direction) of servo write head 80a is arranged parallel to the width direction (Y axis direction) of magnetic tape MT (see Figures 18 to 20 described below).
- embodiment B the longitudinal direction (Y" axis direction) of servo write head 80b is arranged at a predetermined angle inclined to the width direction (Y axis direction) of magnetic tape MT (see Figures 21 to 23 described below).
- Fig. 18 is a diagram showing the servo write head 80a and a pulse signal input to the servo write head 80a.
- Fig. 19 is an enlarged view of a servo element 82 of the servo write head 80a.
- Fig. 20 is a diagram showing a state in which the servo write head 80a writes a servo pattern 47 onto the magnetic tape MT. Note that Figs. 18 to 20 show the surface of the servo write head 80a that faces the magnetic tape MT.
- the servo write head 80a is long in the longitudinal direction (Y" axis direction) and short in the width direction (X" axis direction).
- the longitudinal direction of the servo write head 80a is the Y" axis direction
- the width direction of the servo write head 80a is the X" axis direction
- the up-down direction of the servo write head 80a is the Z" axis direction.
- the longitudinal direction (transport direction) of the magnetic tape MT is the X axis direction
- the width direction of the magnetic tape MT is the Y axis direction
- the thickness direction of the magnetic tape MT is the Z axis direction. This is also true in Figures 21 to 23.
- the longitudinal direction (Y" axis direction) of the servo write head 80a coincides with the direction of the magnetic tape MT (Y axis direction), and the width direction (X" axis direction) of the servo write head 80a coincides with the longitudinal direction (X axis direction) of the magnetic tape MT.
- the servo write head 80a has a facing surface 81 that faces the magnetic tape MT.
- the facing surface 81 is long in the longitudinal direction (Y" axis direction) and short in the width direction (X" axis direction).
- the servo write head 80a has five pairs of servo elements 82 (magnetic gaps) on the opposing surface 80a.
- the five pairs of servo elements 82 are arranged at a predetermined interval (servo element pitch: SP) in the longitudinal direction (Y" axis direction) of the servo write head 80a.
- the distance (servo element pitch) between two pairs of adjacent servo elements 82 is, for example, 2858.8 ⁇ 4.6 ⁇ m. Note that this value corresponds to the distance (servo band pitch: SP) between two adjacent servo bands s in the width direction (Y axis direction) of the magnetic tape MT.
- the pair of servo elements 82 includes a first servo element 82a ("/") and a second servo element 82b (" ⁇ ") that are configured asymmetrically with respect to the longitudinal direction (Y" axis direction) of the servo write head 80a (width direction of the magnetic tape MT: Y axis direction) (see FIG. 19 in particular).
- the first servo element 82a (“/") is inclined at a first angle ⁇ s1 relative to the longitudinal direction (Y" axis direction) of the servo write head 80a (width direction of the magnetic tape MT: Y axis direction).
- the second servo element 82b (“ ⁇ ") is inclined at a second angle ⁇ s2 in the opposite direction to the first angle ⁇ s1 relative to the longitudinal direction (Y" axis direction) of the servo write head 80a (width direction of the magnetic tape MT: Y axis direction).
- the first angle ⁇ s1 and the second angle ⁇ s2 are related to the reference angle Ref ⁇ of the data write head 60, and are expressed by the following equations, respectively.
- ⁇ s1 Ref ⁇ + ⁇ a
- ⁇ s2 Ref ⁇ a
- Ref ⁇ is the reference angle Ref ⁇ of the data write head 60
- ⁇ a is the servo azimuth angle.
- the reference angle Ref ⁇ of the data write head 60 is set to 10° and the servo azimuth angle ⁇ a is set to 12°
- the first angle ⁇ s1 of the first servo element 82a ("/") is set to 22°
- the second angle ⁇ s2 of the second servo element 82b (“ ⁇ ") is set to 2°.
- the distance between the first servo element 82a ("/") and the second servo element 82b (“ ⁇ ") is, for example, 38 ⁇ m at a position that is 1/2 the width direction component SL of the length of the servo element.
- the direction along the first angle ⁇ s1 (a direction at 22° relative to the width direction of the magnetic tape MT) is defined as the longitudinal direction of the first servo element 82a ("/").
- the direction along the second angle ⁇ s2 (a direction at -2° relative to the width direction of the magnetic tape MT) is defined as the longitudinal direction of the second servo element 82b (“ ⁇ ").
- the length of the first servo element 82a ("/") in the longitudinal direction is different from the length of the second servo element 82b (" ⁇ ") in the longitudinal direction, and in this example, the length of the first servo element 82a ("/") in the longitudinal direction is longer than the length of the second servo element 82b (" ⁇ ").
- the width component SL (Y-axis direction) of the magnetic tape MT in the longitudinal length of the first servo element 82a is the same as the width component SL (Y-axis direction) of the magnetic tape MT in the longitudinal length of the second servo element 82b (" ⁇ ").
- the width component SL of the length of the servo element 82 is, for example, 96 ⁇ 3 ⁇ m.
- FIG. 18 shows the pulse signals input to each of the five pairs of servo elements 82.
- FIG. 20 shows the servo pattern 47 written in the servo band s of the magnetic tape MT by inputting the pulse signals to the five pairs of servo elements 82.
- the data write head 60 is positioned at an inclination of the azimuth angle ⁇ with respect to the width direction of the magnetic tape MT.
- pulse signals of the same phase are input to five pairs of servo elements 82 at the same time, and servo patterns 47 of the same phase are written at positions parallel to the width direction of the magnetic tape MT.
- the phases of the servo patterns 47 read at the same time by the two servo read portions 62 of the data write head 60 positioned at an angle will be different.
- the phases of the pulse signals input to five pairs of servo elements 82 at the same time are made different, so that servo patterns 47 of the same phase are written non-parallel to the width direction of the magnetic tape MT.
- phase difference between the pulse signals input to two pairs of servo elements 82 adjacent to each other in the longitudinal direction of the servo write head 80a corresponds to SP x tan(Ref ⁇ ).
- Ref ⁇ is the reference angle in the data write head 60.
- phase differences of the input pulses of the servo elements 82 of servo bands s3, s2, s1, and s0 based on the input pulse of the servo element 82 of servo band s4 correspond to phases of 504.08 ⁇ m, 1008.17 ⁇ m, 1512.25 ⁇ m, and 2016.33 ⁇ m, respectively.
- the servo element 82 in servo band s0 receives the input pulse with the most advanced phase of the pulse signal input at the same time.
- the order of the input pulse phase is then the servo element 82 in servo band s1, the servo element 82 in servo band s2, the servo element 82 in servo band s3, and the servo element 82 in servo band s4.
- a pulse signal with a phase that is 504.08 ⁇ m ahead of the servo element 82 of servo band s1 is input to the servo element 82 of servo band s0.
- phase difference in the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT between the servo patterns 47 written in two servo bands s adjacent to each other in the width direction of the magnetic tape MT is expressed as SP x tan(Ref ⁇ ).
- phase differences of the servo patterns 47 of servo bands s3, s2, s1, and s2 based on the servo pattern 47 of servo band s4 correspond to 504.08 ⁇ m, 1008.17 ⁇ m, 1512.25 ⁇ m, and 2016.33 ⁇ m, respectively.
- the servo pattern 47 in servo band s0 is the one that has the most advanced phase in the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT.
- the order of phases is the servo pattern 47 in servo band s1, the servo pattern 47 in servo band s2, the servo pattern 47 in servo band s3, and the servo pattern 47 in servo band s4.
- the phase of the servo pattern 47 of servo band s0 is set to be ahead of the servo pattern 47 of servo band s1 by a phase corresponding to 504.08 ⁇ m.
- the phases of the servo patterns 47 written in the five servo bands s are in phase.
- FIG. 21 is an enlarged view of a servo write head 80b according to embodiment B and a servo element 82 that the servo write head 80b has.
- Fig. 22 is a view showing a state in which a servo pattern 47 is written on a magnetic tape MT by the servo write head 80b according to embodiment B.
- Figs. 21 and 22 show the surface of the servo write head 80b that faces the magnetic tape MT.
- Figs. 23 to 26 described below also show the surface of the servo write head 80 that faces the magnetic tape MT.
- the servo write head 80b has a shape that is long in the longitudinal direction (Y" axis direction) and short in the width direction (X" axis direction).
- the longitudinal direction (Y" axis direction) of the servo write head 80b is tilted at a predetermined angle (second head azimuth angle) with respect to the width direction of the magnetic tape MT.
- the angle at which the longitudinal direction (Y" axis direction) of the servo write head 80b is tilted with respect to the width direction (Y axis direction) of the magnetic tape MT is related to the reference angle Ref ⁇ of the data write head 60 and coincides with the reference angle Ref ⁇ of the data write head 60 (e.g., 10°).
- the servo write head 80b has a facing surface 81 that faces the magnetic tape MT.
- the facing surface 81 is long in the longitudinal direction (Y" axis direction) and short in the width direction (X" axis direction).
- the servo write head 80b has five pairs of servo elements 82 (magnetic gaps) on the opposing surface 81.
- the five pairs of servo elements 82 are arranged at a predetermined interval (servo element pitch: SP1) in the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT.
- the spacing (servo element pitch: SP1) between two pairs of adjacent servo elements 82 in the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT is, for example, 2858.8 ⁇ 4.6 ⁇ m. This value corresponds to the spacing (servo band pitch: SP1) between two servo bands s that are adjacent to each other in the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT.
- SP1 x tan(Ref ⁇ ) The difference in position between two pairs of adjacent servo elements 82 in the longitudinal direction (X-axis direction) of the magnetic tape MT.
- Ref ⁇ is the reference angle in the data write head 60.
- the pair of servo elements 82 includes a first servo element 82a ("/") and a second servo element 82b (" ⁇ ") that are configured asymmetrically with respect to the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT (see particularly the right side of Figure 21).
- the first servo element 82a (“/") is inclined at a first angle ⁇ s1 relative to the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT.
- the second servo element 82b (“ ⁇ ") is inclined at a second angle ⁇ s2 in the opposite direction to the first angle ⁇ s1 relative to the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT.
- the first angle ⁇ s1 and the second angle ⁇ s2 are related to the reference angle Ref ⁇ of the data write head 60, and are expressed by the following equations, respectively.
- ⁇ s1 Ref ⁇ + ⁇ a
- ⁇ s2 Ref ⁇ a
- Ref ⁇ is the reference angle Ref ⁇ of the data write head 60
- ⁇ a is the servo azimuth angle.
- the reference angle Ref ⁇ of the data write head 60 is set to 10° and the servo azimuth angle ⁇ a is set to 12°
- the first angle ⁇ s1 of the first servo element 82a ("/") is set to 22°
- the second angle ⁇ s2 of the second servo element 82b (“ ⁇ ") is set to 2°.
- the distance between the first servo element 82a ("/") and the second servo element 82b (“ ⁇ ") is, for example, 38 ⁇ m at a position that is 1/2 the width component SL of the length of the servo element 82.
- the direction along the first angle ⁇ s1 (a direction at 22° relative to the width direction of the magnetic tape MT) is defined as the longitudinal direction of the first servo element 82a ("/").
- the direction along the second angle ⁇ s2 (a direction at -2° relative to the width direction of the magnetic tape MT) is defined as the longitudinal direction of the second servo element 82b (“ ⁇ ").
- the length of the first servo element 82a ("/") in the longitudinal direction is different from the length of the second servo element 82b (" ⁇ ") in the longitudinal direction, and in this example, the length of the first servo element 82a ("/") in the longitudinal direction is longer than the length of the second servo element 82b (" ⁇ ").
- the width component (Y-axis direction) SL1 of the magnetic tape MT in the longitudinal length of the first servo element 82a is the same as the width component (Y-axis direction) SL1 of the magnetic tape MT in the longitudinal length of the second servo element 82b (" ⁇ ").
- the width component SL1 of the length of the servo element 82 is, for example, 96 ⁇ 3 ⁇ m.
- FIG. 25 is an enlarged view of the right side of FIG. 21, showing an example of specific dimensions of the first servo element 82a ("/") and the second servo element 82b (" ⁇ ") (based on the XYZ coordinate system).
- FIG. 22 shows a servo pattern 47 written in five servo bands s by five pairs of servo elements 82.
- phase difference in the width direction of the magnetic tape MT between the servo patterns 47 written in two servo bands s adjacent to each other in the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT is expressed as SP1 x tan(Ref ⁇ ).
- phase differences of the servo patterns 47 of servo bands s3, s2, s1, and s2, based on the servo pattern 47 of servo band s4, correspond to 504.08 ⁇ m, 1008.17 ⁇ m, 1512.25 ⁇ m, and 2016.33 ⁇ m, respectively.
- the servo pattern 47 in servo band s0 is the one that has the most advanced phase in the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT.
- the order of phases is the servo pattern 47 in servo band s1, the servo pattern 47 in servo band s2, the servo pattern 47 in servo band s3, and the servo pattern 47 in servo band s4.
- the phase of the servo pattern 47 of servo band s0 is set to be ahead of the servo pattern 47 of servo band s1 by a phase corresponding to 504.08 ⁇ m.
- the phases of the servo patterns 47 written in the five servo bands s are in phase.
- FIG. 23 shows the servo write head 80b in embodiment B, based on the coordinate system of the servo write head 80b.
- the five pairs of servo elements 82 are arranged at a predetermined interval (servo element pitch: SP2) in the longitudinal direction (Y" axis direction) of the servo write head 80b.
- the interval (servo element pitch: SP2) between two adjacent pairs of -1 servo elements 82 in the longitudinal direction (Y" axis direction) of the servo write head 80b is expressed as SP1 x cos(Ref ⁇ ).
- the spacing (servo element pitch: SP1) between two adjacent pairs of servo elements 82 in the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT is 2858.8 ⁇ m, and the reference angle Ref ⁇ of the data write head 60 is 10°.
- the spacing (servo element pitch: SP2) between two adjacent pairs of servo elements 82 in the longitudinal direction (Y"-axis direction) of the servo write head 80b is 2902.9 ⁇ m.
- the axis of symmetry of the first servo element 82a ("/") and the second servo element 82b (“ ⁇ ") is non-parallel to the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT, and is also non-parallel to the longitudinal direction (Y"-axis direction) of the servo write head 80b.
- the axis of symmetry of the first servo element 82a ("/") and the second servo element 82b (“ ⁇ ") is non-parallel to the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT, but is parallel to the longitudinal direction (Y"-axis direction) of the servo write head 80b.
- the first servo element 82a (“/") is inclined at a servo azimuth angle ⁇ a relative to the longitudinal direction (Y" axis direction) of the servo write head 80b.
- the second servo element 82b (“ ⁇ ") is inclined in the opposite direction to the first servo element 82a ("/") at the same servo azimuth angle ⁇ a as the first servo element 82a ("/") relative to the longitudinal direction (Y" axis direction) of the servo write head 80b.
- the direction along the servo azimuth angle ⁇ a (a direction at +12° relative to the longitudinal direction of the servo write head 80b) is defined as the longitudinal direction of the first servo element 82a ("/").
- the direction along the servo azimuth angle ⁇ a (a direction at -12° relative to the longitudinal direction of the servo write head 80b) is defined as the longitudinal direction of the second servo element 82b (" ⁇ ").
- the length of the first servo element 82a ("/") in the longitudinal direction is different from the length of the second servo element 82b (" ⁇ ") in the longitudinal direction, and in this example, the length of the first servo element 82a ("/") in the longitudinal direction is longer than the length of the second servo element 82b (" ⁇ ").
- the longitudinal component SL21 (Y" axis direction) of the servo write head 80b in the longitudinal length of the first servo element 82a ("/") and the longitudinal component SL22 (Y" axis direction) of the servo write head 80b in the longitudinal length of the second servo element 82b (“ ⁇ ") are also different.
- FIG. 26 is an enlarged view of the right side of FIG. 23, showing an example of specific dimensions of the first servo element 82a ("/") and the second servo element 82b (" ⁇ ") (based on the X"Y"Z" coordinate system).
- the width direction component SL1 (Y-axis direction) of the magnetic tape MT in the length of the servo element 82 is 96 ⁇ m
- the reference angle Ref ⁇ of the data write head 60 is 10°
- the servo azimuth angle ⁇ a is 12°.
- FIG. 20 The right side of Figure 20 shows the servo pattern 47 written by the servo write head 80a in embodiment A being read by the two servo read portions 62 of the data write head 60.
- the servo write head 80a of embodiment A is positioned without being tilted in the width direction of the magnetic tape MT, and the servo pattern 47 is written by adjusting the phase of the pulse signal input to the servo element 82.
- the magnetic tape MT may move slightly in the width direction (Y-axis direction).
- the servo element 82 of servo band s0 writes a servo pattern 47 of a phase ph1 to servo band s0 at a certain time t1. Then, at a later time t2 (the time when the magnetic tape MT has been transported 504.08 ⁇ m in the transport direction), the servo element 82 of servo band s1 writes a servo pattern 47 of phase ph1 to servo band s1.
- the distance (in the direction of the reference angle Ref ⁇ (10°)) between the position of the servo pattern 47 of phase ph1 in servo band s0 and the position of the servo pattern 47 of phase ph1 in servo band s1 will differ from the default value (the distance between the two servo lead portions 62: in the direction of the reference angle Ref ⁇ (10°)).
- Figure 22 shows the servo pattern 47 written by the servo write head 80b in embodiment B being read by the two servo read portions 62 of the data write head 60.
- the servo write head 80b of embodiment B is positioned at an angle to the width of the magnetic tape MT, and the servo pattern 47 is written with the same phase of the pulse signal input to the servo element 82.
- the servo element 82 of servo band s0 and the servo element 82 of servo band s1 write servo patterns 47 of the same phase ph1 to servo band s0 and servo band s1 at the same time t1.
- the servo element 82 of servo band s0 and the servo element 82 of servo band s1 write servo patterns 47 of the same phase ph2 to servo bands s0 and s1 at the same time t2.
- the distance (in the direction of reference angle Ref ⁇ (10°)) between the position of servo pattern 47 of phase ph1 in servo band s0 and the position of servo pattern 47 of phase ph1 in servo band s1 is the same as the distance between the position of servo pattern 47 of phase ph2 in servo band s0 and the position of servo pattern 47 of phase ph2 in servo band s1.
- These distances are the same as the default value (distance between two servo lead portions 62: in the direction of reference angle Ref ⁇ (10°)), and are constant.
- the spacing (in the direction of the reference angle Ref ⁇ ) between servo patterns 47 of the same phase in adjacent servo bands s can be made constant, regardless of slight movement in the width direction of the magnetic tape MT when writing the servo patterns 47. This allows the data write head 60 to accurately servo trace the servo patterns 47.
- embodiment B is more advantageous than embodiment A.
- this is not intended to mean that the method of embodiment A cannot be adopted, and embodiment A is also included as an example of the present technology.
- the method of embodiment A may be adopted.
- the first servo pattern 47a (“/") and the second servo pattern 47b (" ⁇ ") that are asymmetric with respect to the width direction of the magnetic tape MT can be written to each of the servo bands s0 to s4 by the servo write head 80.
- This allows the data write head 60 to accurately read the servo patterns 47 when the data write head 60 is disposed at an angle with respect to the width direction of the magnetic tape MT.
- FIG. 24 is a diagram showing the state when the servo pattern 47 is read by the servo read portion 62 of the data write head 60 in the first comparative example, the second comparative example, and the first embodiment.
- the first servo pattern 47a ("/") and the second servo pattern 47b (" ⁇ ") are symmetrical with respect to the width direction of the magnetic tape MT.
- the longitudinal direction of the data write head 60 is parallel to the width direction of the magnetic tape MT.
- the azimuth loss of the servo patterns 47 relative to the servo read portion 62 of the data write head 60 is the same for each group of servo patterns 47. Therefore, when the servo patterns 47 are read by the servo read portion 62 of the servo write head 80, the output of the servo signal is the same for each servo burst corresponding to the group of servo patterns 47.
- the first servo pattern 47a ("/") and the second servo pattern 47b (" ⁇ ") are symmetrical with respect to the width direction of the magnetic tape MT.
- the longitudinal direction of the data write head 60 is arranged at an angle with respect to the width direction of the magnetic tape MT.
- the azimuth loss of the servo patterns 47 relative to the servo read section 62 of the data write head 60 differs for each group of servo patterns 47. Therefore, when the servo patterns 47 are read by the servo read section 62 of the servo write head 80, the output of the servo burst in the servo signal corresponding to the group of servo patterns 47 with less azimuth loss is large, while the output of the servo burst corresponding to the group of servo patterns 47 with more azimuth loss is small. This can cause an error in the tracking reference position.
- the first servo pattern 47a ("/") and the second servo pattern 47b (" ⁇ ") on the magnetic tape MT are asymmetric with respect to the width direction of the magnetic tape MT.
- the longitudinal direction of the data write head 60 is non-parallel to the width direction of the magnetic tape MT.
- the azimuth loss of the servo patterns 47 relative to the servo read portion 62 of the data write head 60 is the same for each group of servo patterns 47. Therefore, when the servo patterns 47 are read by the servo read portion 62 of the servo write head 80, the output of the servo signal is the same for each servo burst corresponding to the group of servo patterns 47.
- the first servo pattern 47a (“/") and the second servo pattern 47b (“ ⁇ ") are asymmetric with respect to the width direction of the magnetic tape MT, so that when the data write head 60 is positioned at an angle with respect to the width direction of the magnetic tape MT, the data write head 60 can accurately read the servo pattern 47.
- the longitudinal direction of the data write head 60 in the data recording and reproducing device 50 is inclined at an azimuth angle ⁇ with respect to the width direction of the magnetic tape MT, and the azimuth angle ⁇ is adjusted. This makes it possible to accommodate variations in the width of the magnetic tape MT.
- the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 in the data recording and reproducing device 50 is adjusted within the range of the reference angle Ref ⁇ x°.
- the value of x is set to 0.7° or less, it is possible to reduce the azimuth loss L ⁇ while accommodating magnetic tapes MT with small playback track widths W (e.g., 0.5 ⁇ m or less). Also, by setting the reference angle Ref ⁇ to 8° or more, the above correction amount can be increased (e.g., 10 ⁇ m or more).
- the first servo element 82a ("/") and the second servo element 82b (“ ⁇ ") are provided in the servo write head 80 so as to be asymmetric with respect to the width direction of the magnetic tape MT. This makes it possible to properly write a servo pattern 47 that is asymmetric with respect to the width direction of the magnetic tape MT by the first servo element 82a ("/") and the second servo element 82b (" ⁇ ").
- the first servo element 82a (“/") is inclined at a first angle ⁇ s1 with respect to the width direction of the magnetic tape MT
- the second servo element 82b (“ ⁇ ") is inclined at a second angle ⁇ s2, which is different from the first angle ⁇ s1, in the opposite direction to the first angle ⁇ s1 with respect to the width direction of the magnetic tape MT.
- the first angle ⁇ s1 and the second angle ⁇ s2 are related to the reference angle Ref ⁇ of the data write head 60. This allows the first servo element 82a ("/") and the second servo element 82b (" ⁇ ") to properly write an asymmetric servo pattern 47 that can be accurately read by the data write head 60.
- the length of the first servo element 82a ("/") in the longitudinal direction is different from the length of the first servo element 82a ("/") in the longitudinal direction, but the component of the length of the first servo element 82a ("/") in the width direction of the magnetic tape MT is the same as the component of the length of the second servo element 82b (" ⁇ ") in the width direction of the magnetic tape MT.
- the longitudinal direction of the servo write head 80 may be arranged so as to be inclined at a predetermined angle with respect to the width direction of the magnetic tape MT (see embodiment B). In this case, it is possible to appropriately respond to slight movements in the width direction of the magnetic tape MT when writing the servo pattern 47.
- the angle at which the longitudinal direction of the servo write head 80 is tilted with respect to the width direction of the magnetic tape MT may be related to the reference angle Ref ⁇ of the data write head 60, and this angle may coincide with the reference angle Ref ⁇ of the data write head 60. This makes it possible to properly write an asymmetric servo pattern 47 that can be accurately read by the tilted data write head 60.
- the phase difference in the width direction of the magnetic tape MT between the servo patterns 47 in adjacent servo bands s is related to the reference angle Ref ⁇ of the servo write head 80 and is expressed as SP ⁇ tan(Ref ⁇ ). This allows the servo patterns 47 to be accurately read by the data write head 60, which is positioned at an angle.
- FIG. 27 is a diagram showing a first example of a method for checking whether a magnetic tape MT is a magnetic tape MT used in a data write head tilt type data recording and reproducing device 50.
- the following check is performed based on the angle (first angle ⁇ s1) at which the first servo pattern 47a ("/") is tilted with respect to the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT, and the angle (second angle ⁇ s2) at which the second servo pattern 47b (" ⁇ ") is tilted with respect to the width direction of the magnetic tape.
- Figure 27 shows the magnetic tape MT as seen from the top (magnetic layer side) (therefore, in the first servo pattern 47a ("/") and the second servo pattern 47b (" ⁇ "), the signs "/" and " ⁇ " are reversed from appearance).
- a developer such as a ferricolloid developer (e.g., Sigmarca Q (registered trademark) manufactured by Sigma High Chemical Co.) is applied to the magnetic layer 43 of the magnetic tape MT to perform development.
- the developed magnetic layer 43 of the magnetic tape MT is then observed with an optical microscope to confirm the shape of the servo pattern 47.
- the upper and lower ends of the first servo pattern 47a ("/") and the upper and lower ends of the second servo pattern 47b (“ ⁇ ") are measured as measurement points. Then, the distance a (corresponding to the servo band width) between the upper and lower ends of the servo pattern 47 in the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT is measured.
- the distance b between the upper end and the lower end of the first servo pattern 47a (“/") is measured.
- the distance c between the upper end and the lower end of the second servo pattern 47b is measured.
- the angle (first angle ⁇ s1) at which the first servo pattern 47a ("/") is inclined with respect to the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT is calculated by tan -1 (b/a).
- the angle (second angle ⁇ s2) at which the second servo pattern 47b (" ⁇ ") is inclined with respect to the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT is calculated by tan -1 (c/a).
- the angle calculated at this time corresponds to the angle at which the axes of symmetry of the first servo pattern 47a and the second servo pattern 47b are inclined with respect to the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT.
- the azimuth loss of the servo patterns 47 relative to the servo read portion 62 of the data write head 60 is the same for each group of servo patterns 47.
- the output of the servo signal is the same for each servo burst corresponding to the group of servo patterns 47.
- this magnetic tape MT can be considered to be a magnetic tape MT used in a data recording and playback device 50 of a type in which the data write head 60 is positioned at an angle with respect to the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT.
- [Confirmation method: second example] 28 is a diagram showing a second example of a method for checking whether a magnetic tape MT is a magnetic tape MT used in a data recording/reproducing device 50 with a tilted data write head.
- the above checking is performed based on a phase difference between the servo patterns 47 in adjacent servo bands.
- a data recording and reproducing device in which the data write head 60 is positioned parallel to the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT.
- the two servo read sections 62 of the data write head 60 read the servo patterns 47 in the adjacent servo bands, and reproduce the servo signals.
- the phase of the servo signal reproduced by the lower servo read section 62 is ahead of the phase of the servo signal reproduced by the upper servo read section 62, resulting in a phase difference.
- the difference in time at which the same LPOS (Longitudinal Position) information is read between the servo signal reproduced by the lower servo read section 62 and the servo signal reproduced by the upper servo read section 62 is found. This time difference is then converted into distance to find the phase difference d in the longitudinal direction of the magnetic tape (for example, 0.505 ⁇ m).
- phase difference d eg, 0.505 ⁇ m
- servo band pitch SP known
- the angle found in this case corresponds to the angle that a straight line connecting the positions where in-phase information is written in the servo pattern 47 of one servo band and the servo pattern 47 of the other servo band makes with respect to the width direction of the magnetic tape.
- the magnetic tape MT can be regarded as a magnetic tape MT used in a data recording/reproducing device 50 of the type in which the data write head 60 is disposed at an angle with respect to the width direction (Y-axis direction) of the magnetic tape MT.
- the sign of the width change ⁇ out on the outer side of the magnetic tape MT is different from the sign of the width change ⁇ in on the inner side of the magnetic tape MT. Since the sign of the width change ⁇ out on the outer side of the magnetic tape MT is different from the sign of the width change ⁇ in on the inner side of the magnetic tape MT, excellent running stability can be obtained even when stored in a high-temperature environment.
- the width change ⁇ is 0 ppm in either of the two regions that sandwich the center line of the entire length of the magnetic tape MT when the entire length of the magnetic tape MT is divided into four equal regions. This allows excellent running stability to be obtained even when stored in a high-temperature environment. Furthermore, the width change ⁇ may be 300 ppm or less in any of the four regions in the longitudinal direction of the magnetic tape. This allows the azimuth angle ⁇ of the data write head to be adjusted to accommodate changes in shape due to changes in temperature and humidity, even if the width of the magnetic tape MT changes in a high-temperature environment.
- the magnetic tape MT according to the first embodiment has a plurality of servo bands s in which servo patterns 47 including a first servo pattern 47a and a second servo pattern 47b asymmetrical with respect to the width direction of the magnetic tape MT are written, and the servo patterns 47 in the servo bands s adjacent to each other may have a phase difference. Therefore, the magnetic tape MT according to the first embodiment can be used in a data recording and reproducing device 50 that can respond to a change in the width of the magnetic tape MT by adjusting the azimuth angle ⁇ of the data write head 60.
- the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 is made small, and conversely, when the width of the magnetic tape MT becomes relatively narrow, the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 is made large.
- the servo patterns 47 of the magnetic tape MT can be accurately read even when the width of the magnetic tape MT changes. Therefore, even if the width of the magnetic tape MT changes in a high temperature environment, the change in width can be accommodated by adjusting the azimuth angle ⁇ of the data write head 60 .
- the magnetic tape MT according to the first embodiment is capable of dealing with width changes that may occur in high-temperature environments. Therefore, the magnetic tape MT according to the first embodiment is suitable for storage and running in high-temperature environments.
- the magnetic recording cartridge of this embodiment is the same as the magnetic recording cartridge 10 described in 2. "(1) Configuration of the magnetic cartridge" above, except that it includes a vacuum thin-film type magnetic tape MT1 instead of a coating type magnetic tape MT.
- the vacuum thin-film type magnetic tape MT1 is described below.
- the magnetic tape MT is a coated magnetic tape in which the underlayer and magnetic layer are produced by a coating process (wet process), but the magnetic tape may be a vacuum thin-film type magnetic tape in which the underlayer and magnetic layer are produced by a vacuum thin-film production technique (dry process) such as sputtering.
- dry process a vacuum thin-film production technique
- FIG 29 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a vacuum thin-film type magnetic tape MT1 according to a second embodiment of the present technology.
- the magnetic tape MT1 is a perpendicular recording type magnetic recording medium, and includes a film-like base layer 111, a soft magnetic underlayer (hereinafter referred to as "SUL") 112, a first seed layer 113A, a second seed layer 113B, a first underlayer 114A, a second underlayer 114B, and a magnetic layer 115 as a recording layer.
- the SUL 112, the first and second seed layers 113A and 113B, the first and second underlayers 114A and 114B, and the magnetic layer 115 are vacuum thin films such as sputtered films.
- the SUL 112, the first and second seed layers 113A, 113B, and the first and second underlayers 114A, 114B are provided between one major surface (hereinafter referred to as the "surface") of the base layer 111 and the magnetic layer 115, and are stacked in the following order from the base layer 111 toward the magnetic layer 115: SUL 112, first seed layer 113A, second seed layer 113B, first underlayer 114A, second underlayer 114B.
- the magnetic tape MT1 may further include a protective layer 116 provided on the magnetic layer 115 and a lubricating layer 117 provided on the protective layer 116, if necessary.
- the magnetic tape MT1 may further include a back layer 118 provided on the other main surface (hereinafter referred to as the "back surface") of the base layer 111, if necessary.
- the longitudinal direction of the magnetic tape MT1 (the longitudinal direction of the base layer 111) is referred to as the MD (machine direction).
- the MD direction refers to the relative movement direction of the recording and reproducing heads with respect to the magnetic tape MT1, i.e., the direction in which the magnetic tape MT1 runs during recording and reproducing.
- the magnetic tape MT1 according to the second embodiment is suitable for use as a storage medium for data archives, the demand of which is expected to increase in the future.
- This magnetic tape MT1 can achieve an areal recording density of 50 Gb/ in2 or more, which is 10 times or more than that of current coating-type magnetic recording media for storage.
- a general linear recording type data cartridge is configured using the magnetic tape MT1 having such an areal recording density, a large capacity recording capacity of 100 TB or more can be achieved per data cartridge.
- the magnetic tape MT1 according to the second embodiment is suitable for use in a recording and reproducing device (a recording and reproducing device for recording and reproducing data) having a ring-type recording head and a Giant Magnetoresistive (GMR) type or Tunneling Magnetoresistive (TMR) type reproducing head.
- the magnetic tape MT1 according to the second embodiment preferably uses a ring-type recording head as a servo signal writing head.
- a data signal is vertically recorded on the magnetic layer 115, for example, by a ring-type recording head.
- a servo signal is vertically recorded on the magnetic layer 115, for example, by a ring-type recording head.
- the average thickness t T , width change, storage modulus, loss modulus, etc. of the magnetic tape MT1 in the second embodiment are similar to those in the first embodiment.
- the base layer 111 is similar to the base layer 41 in the first embodiment.
- the SUL 112 includes a soft magnetic material in an amorphous state.
- the soft magnetic material includes at least one of a Co-based material and an Fe-based material.
- the Co-based material includes, for example, CoZrNb, CoZrTa, or CoZrTaNb.
- the Fe-based material includes, for example, FeCoB, FeCoZr, or FeCoTa.
- SUL 112 is a single layer SUL and is provided directly on base layer 111.
- the average thickness of SUL 112 is preferably 10 nm or more and 50 nm or less, and more preferably 20 nm or more and 30 nm or less.
- the average thickness of the SUL 112 is determined in the same manner as the magnetic layer 43 in the first embodiment.
- the average thicknesses of the layers other than the SUL 112 i.e., the average thicknesses of the first and second seed layers 113A, 113B, the first and second underlayers 114A, 114B, and the magnetic layer 115), which will be described later, are also determined in the same manner as the magnetic layer 43 in the first embodiment.
- the magnification of the TEM image is appropriately adjusted according to the thickness of each layer.
- the first seed layer 113A includes an alloy containing Ti and Cr, and is in an amorphous state.
- the alloy may further include O (oxygen).
- the oxygen may be impurity oxygen contained in a small amount in the first seed layer 113A when the first seed layer 113A is formed by a film forming method such as a sputtering method.
- alloy refers to at least one of a solid solution, a eutectic, and an intermetallic compound containing Ti and Cr.
- Amorphous state means that a halo is observed by X-ray diffraction or electron beam diffraction, etc., and the crystal structure cannot be identified.
- the atomic ratio of Ti to the total amount of Ti and Cr contained in the first seed layer 113A is preferably in the range of 30 atomic % or more and less than 100 atomic %, and more preferably 50 atomic % or more and less than 100 atomic %. If the atomic ratio of Ti is less than 30%, the (100) plane of the body-centered cubic lattice (bcc) structure of Cr will become oriented, and there is a risk that the orientation of the first and second underlayers 114A and 114B formed on the first seed layer 113A will decrease.
- the atomic ratio of Ti is determined as follows. While ion milling the magnetic tape MT1 from the magnetic layer 115 side, a depth profile analysis (depth profile measurement) of the first seed layer 113A is performed by Auger Electron Spectroscopy (AES). Next, the average composition (average atomic ratio) of Ti and Cr in the film thickness direction is determined from the obtained depth profile. Next, the atomic ratio of Ti is determined using the obtained average composition of Ti and Cr.
- the atomic ratio of O to the total amount of Ti, Cr and O contained in the first seed layer 113A is preferably 15 atomic % or less, more preferably 10 atomic % or less. If the atomic ratio of O exceeds 15 atomic %, TiO2 crystals are generated, which may affect the crystal nucleation of the first and second underlayers 114A and 114B formed on the first seed layer 113A, and may reduce the orientation of the first and second underlayers 114A and 114B.
- the atomic ratio of O is determined using the same analytical method as the atomic ratio of Ti.
- the alloy contained in the first seed layer 113A may further contain an element other than Ti and Cr as an additive element.
- the additive element may be, for example, one or more elements selected from the group consisting of Nb, Ni, Mo, Al, W, etc.
- the average thickness of the first seed layer 113A is preferably 2 nm or more and 15 nm or less, and more preferably 3 nm or more and 10 nm or less.
- the second seed layer 113B contains, for example, NiW or Ta, and has a crystalline state.
- the average thickness of the second seed layer 113B is preferably 3 nm or more and 20 nm or less, more preferably 5 nm or more and 15 nm or less.
- the first and second seed layers 113A and 113B have a crystal structure similar to that of the first and second underlayers 114A and 114B, and are not seed layers provided for the purpose of crystal growth, but are seed layers that improve the vertical orientation of the first and second underlayers 114A and 114B due to the amorphous state of the first and second seed layers 113A and 113B.
- the first and second underlayers 114A and 114B preferably have the same crystal structure as the magnetic layer 115.
- the first and second underlayers 114A and 114B preferably contain a material having a hexagonal close-packed (hcp) structure similar to the Co-based alloy, and the c-axis of the structure is preferably oriented perpendicular to the film surface (i.e., in the film thickness direction). This is because it enhances the orientation of the magnetic layer 115 and can relatively well match the lattice constants of the second underlayer 114B and the magnetic layer 115.
- the material having the hexagonal close-packed (hcp) structure it is preferable to use a material containing Ru, and specifically, Ru alone or a Ru alloy is preferable.
- Ru alloy for example, Ru alloy oxides such as Ru-SiO 2 , Ru-TiO 2 or Ru-ZrO 2 can be mentioned.
- the first and second underlayers 114A and 114B can be made of similar materials. However, the intended effects of the first and second underlayers 114A and 114B are different. Specifically, the second underlayer 114B has a film structure that promotes the granular structure of the magnetic layer 115 that is the layer above it, and the first underlayer 114A has a film structure with high crystal orientation. To obtain such a film structure, it is preferable to use different film formation conditions, such as sputtering conditions, for the first and second underlayers 114A and 114B.
- different film formation conditions such as sputtering conditions
- the average thickness of the first underlayer 114A is preferably 3 nm to 15 nm, more preferably 5 nm to 10 nm.
- the average thickness of the second underlayer 114B is preferably 7 nm to 40 nm, more preferably 10 nm to 25 nm.
- the magnetic layer 115 is a perpendicular magnetic recording layer in which the magnetic material is oriented perpendicularly.
- the magnetic layer 115 may be a vacuum thin film such as a sputtered film.
- the magnetic layer 115 is preferably a granular magnetic layer containing a Co-based alloy. This granular magnetic layer is composed of ferromagnetic crystal grains containing a Co-based alloy and non-magnetic grain boundaries (non-magnetic material) surrounding the ferromagnetic crystal grains.
- this granular magnetic layer is composed of columns (columnar crystals) containing a Co-based alloy and non-magnetic grain boundaries (e.g., oxides such as SiO2 ) surrounding the columns and magnetically separating each column.
- the magnetic layer 115 can be configured to have a structure in which each column is magnetically separated.
- the Co-based alloy has a hexagonal close-packed (hcp) structure, with its c-axis oriented perpendicular to the film surface (film thickness direction).
- hcp hexagonal close-packed
- the CoCrPt-based alloy is not particularly limited, and the CoCrPt alloy may further contain an additive element.
- the additive element include one or more elements selected from the group consisting of Ni, Ta, etc.
- the non-magnetic grain boundaries surrounding the ferromagnetic crystal grains contain a non-magnetic metal material.
- the metal includes a semi-metal.
- at least one of a metal oxide and a metal nitride can be used as the non-magnetic metal material, and from the viewpoint of maintaining the granular structure more stably, it is preferable to use a metal oxide.
- the metal oxide there is a metal oxide containing at least one element selected from the group consisting of Si, Cr, Co, Al, Ti, Ta, Zr, Ce, Y, and Hf, and a metal oxide containing at least Si oxide (i.e., SiO 2 ) is preferable.
- the metal oxide examples include SiO 2 , Cr 2 O 3 , CoO, Al 2 O 3 , TiO 2 , Ta 2 O 5 , ZrO 2 , or HfO 2 .
- the metal nitride there is a metal nitride containing at least one element selected from the group consisting of Si, Cr, Co, Al, Ti, Ta, Zr, Ce, Y, and Hf.
- metal nitrides include SiN, TiN, and AlN.
- the CoCrPt alloy contained in the ferromagnetic crystal grains and the Si oxide contained in the non-magnetic grain boundaries have an average composition shown in the following formula (5), because this can suppress the influence of the demagnetizing field and realize a saturation magnetization Ms that can ensure sufficient reproduction output, thereby achieving further improvement in the recording and reproduction characteristics.
- x, y, and z are values within the ranges of 69 ⁇ X ⁇ 75, 10 ⁇ y ⁇ 16, and 9 ⁇ Z ⁇ 12, respectively.
- the above composition can be determined as follows. While ion milling the magnetic tape MT1 from the magnetic layer 115 side, AES is used to perform a depth direction analysis of the magnetic layer 115, and the average composition (average atomic ratio) of Co, Pt, Cr, Si, and O in the film thickness direction is determined.
- the upper limit of the average thickness of the magnetic layer 115 is, for example, 90 nm or less, preferably 80 nm or less, more preferably 70 nm or less, even more preferably 60 nm or less, and particularly preferably 50 nm or less, 20 nm or less, or 15 nm or less.
- the lower limit of the average thickness of the magnetic layer 115 is preferably 9 nm or more. When the average thickness of the magnetic layer 115 is 9 nm or more and 90 nm or less, the electromagnetic conversion characteristics can be improved.
- the magnetic layer 115 has multiple data bands in which data is written, and multiple servo bands in which servo patterns are written.
- the explanation of the data bands and servo bands in the first embodiment described in 1. (2) above applies. Therefore, the explanation of the data bands and servo bands of the magnetic layer 115 is omitted.
- the protective layer 116 contains, for example, a carbon material or silicon dioxide (SiO 2 ), and preferably contains a carbon material from the viewpoint of the film strength of the protective layer 116.
- the carbon material include graphite, diamond-like carbon (DLC), diamond, and the like.
- the lubricating layer 117 includes at least one lubricant.
- the lubricating layer 117 may further include various additives, such as a rust inhibitor, as necessary.
- the lubricant include the same lubricant as that used in the magnetic layer 43 in the first embodiment.
- the lubricant may not only be held as a lubricating layer 117 on the surface of the magnetic tape MT1 as described above, but may also be contained and held in layers such as the magnetic layer 115 and protective layer 116 that make up the magnetic tape MT1.
- the back layer 118 is similar to the back layer 44 in the first embodiment.
- the sputtering apparatus 120 includes a SUL 112, a first seed layer 113A, a second seed layer 113B, a first underlayer 113C, and a second underlayer 113D. 14A, the second underlayer 114B and the magnetic layer 115, and includes a film-forming chamber 121, a drum 122 which is a metal can (rotating body), cathodes 123a to 123f, a supply reel 124, a take-up reel 125, and a plurality of guide rolls 127a to 127c and 128a to 128c.
- the sputtering device 120 is, for example, a DC (direct current) magnetron sputtering type device, but the sputtering type is not limited to this type.
- the film-forming chamber 121 is connected to a vacuum pump (not shown) via an exhaust port 126, and the atmosphere in the film-forming chamber 121 is set to a predetermined vacuum level by the vacuum pump.
- a rotatable drum 122, a supply reel 124, and a take-up reel 125 are arranged inside the film-forming chamber 121.
- a plurality of guide rolls 127a-127c are provided for guiding the transport of the base layer 111 between the supply reel 124 and the drum 122, and a plurality of guide rolls 128a-128c are provided for guiding the transport of the base layer 111 between the drum 122 and the take-up reel 125.
- the base layer 111 unwound from the supply reel 124 is wound onto the take-up reel 125 via the guide rolls 127a-127c, the drum 122, and the guide rolls 128a-128c.
- the drum 122 has a cylindrical shape, and the long base layer 111 is transported along the cylindrical peripheral surface of the drum 122.
- the drum 122 is provided with a cooling mechanism (not shown), and is cooled to, for example, about ⁇ 20° C. during sputtering.
- a plurality of cathodes 123a to 123f are arranged facing the peripheral surface of the drum 122. Targets are set on each of these cathodes 123a to 123f.
- targets for forming the SUL 112, the first seed layer 113A, the second seed layer 113B, the first underlayer 114A, the second underlayer 114B, and the magnetic layer 115 are set on the cathodes 123a, 123b, 123c, 123d, 123e, and 123f, respectively.
- These cathodes 123a-123f simultaneously deposit multiple types of films, namely, SUL 112, first seed layer 113A, second seed layer 113B, first underlayer 114A, second underlayer 114B, and magnetic layer 115.
- the SUL 112 the first seed layer 113A, the second seed layer 113B, the first underlayer 114A, the second underlayer 114B and the magnetic layer 115 can be continuously formed by the roll-to-roll method.
- the magnetic tape MT1 according to the second embodiment can be manufactured, for example, as follows.
- the SUL 112 the first seed layer 113A, the second seed layer 113B, the first underlayer 114A, the second underlayer 114B, and the magnetic layer 115 are sequentially deposited on the surface of the base layer 111.
- the deposition is performed as follows. First, the deposition chamber 121 is evacuated to a predetermined pressure. Then, while introducing a process gas such as Ar gas into the deposition chamber 121, the targets set on the cathodes 123a to 123f are sputtered.
- a process gas such as Ar gas
- the SUL 112 the first seed layer 113A, the second seed layer 113B, the first underlayer 114A, the second underlayer 114B, and the magnetic layer 115 are sequentially deposited on the surface of the running base layer 111.
- the atmosphere in the film formation chamber 121 during sputtering is set to, for example, about 1 ⁇ 10 ⁇ 5 Pa to 5 ⁇ 10 ⁇ 5 Pa.
- the film thickness and characteristics of the SUL 112, the first seed layer 113A, the second seed layer 113B, the first underlayer 114A, the second underlayer 114B and the magnetic layer 115 can be controlled by adjusting the tape line speed for winding up the base layer 111, the pressure of the process gas such as Ar gas introduced during sputtering (sputtering gas pressure), the input power, and the like.
- the protective layer 116 is formed on the magnetic layer 115.
- the protective layer 116 can be formed by, for example, chemical vapor deposition (CVD) or physical vapor deposition (PVD).
- a paint for forming the back layer is prepared by kneading and dispersing a binder, inorganic particles, a lubricant, etc. in a solvent.
- the paint for forming the back layer is applied to the back surface of the base layer 111 and dried, thereby forming the back layer 118 on the back surface of the base layer 111.
- a lubricant is applied onto the protective layer 116 to form the lubricant layer 117.
- various application methods such as gravure coating and dip coating can be used.
- the magnetic tape MT1 is cut to a predetermined width. In this manner, the magnetic tape MT1 shown in FIG. 29 is obtained.
- the magnetic tape MT1 according to the second embodiment can cope with width changes that may occur in a high-temperature environment. Therefore, the magnetic tape MT1 according to the second embodiment is suitable for storage and running in a high-temperature environment.
- the magnetic recording cartridge of this embodiment is the same as the magnetic recording cartridge 10 described in "(1) Configuration of the magnetic cartridge" in 2. above, except that it includes a vacuum thin-film type magnetic tape MT2 instead of the coated magnetic tape MT.
- the vacuum thin-film type magnetic tape MT2 is described below.
- FIG. 31 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a vacuum thin-film magnetic tape MT2 according to a third embodiment of the present technology.
- the magnetic tape MT2 includes a base layer 111, an SUL 112, a seed layer 131, a first underlayer 132A, a second underlayer 132B, and a magnetic layer 115. Note that in the third embodiment, parts that are the same as those in the second embodiment are given the same reference numerals and will not be described.
- the SUL 112, seed layer 131, first and second underlayers 132A and 132B are provided between one major surface of the base layer 111 and the magnetic layer 115, and are stacked in the order of SUL 112, seed layer 131, first underlayer 132A, and second underlayer 132B from the base layer 111 toward the magnetic layer 115.
- the seed layer 131 contains Cr, Ni, and Fe, has a face-centered cubic lattice (fcc) structure, and is preferentially oriented so that the (111) plane of this face-centered cubic structure is parallel to the surface of the base layer 111.
- the preferential orientation means a state in which the diffraction peak intensity from the (111) plane of the face-centered cubic lattice structure is greater than the diffraction peaks from other crystal planes in a ⁇ -2 ⁇ scan of an X-ray diffraction method, or a state in which only the diffraction peak intensity from the (111) plane of the face-centered cubic lattice structure is observed in a ⁇ -2 ⁇ scan of an X-ray diffraction method.
- the intensity ratio of the X-ray diffraction of the seed layer 131 is preferably 60 cps/nm or more, more preferably 70 cps/nm or more, and even more preferably 80 cps/nm or more.
- the intensity ratio of the X-ray diffraction of the seed layer 131 is a value (I/D (cps/nm)) obtained by dividing the intensity I (cps) of the X-ray diffraction of the seed layer 131 by the average thickness D (nm) of the seed layer 131.
- the Cr, Ni, and Fe contained in the seed layer 131 preferably have an average composition represented by the following formula (6).
- CrX NiYFe100 -Y ) 100-X ... (6)
- X is within the range of 10 ⁇ X ⁇ 45
- Y is within the range of 60 ⁇ Y ⁇ 90.
- X is within the above range
- the (111) orientation of the face-centered cubic lattice structure of Cr, Ni, and Fe is improved, and a better SNR can be obtained.
- Y is within the above range
- the (111) orientation of the face-centered cubic lattice structure of Cr, Ni, and Fe is improved, and a better SNR can be obtained.
- the average thickness of the seed layer 131 is preferably 5 nm or more and 40 nm or less. By setting the average thickness of the seed layer 131 within this range, the (111) orientation of the face-centered cubic lattice structure of Cr, Ni, and Fe can be improved, and a better SNR can be obtained.
- the average thickness of the seed layer 131 is determined in the same manner as the magnetic layer 43 in the first embodiment. However, the magnification of the TEM image is appropriately adjusted according to the thickness of the seed layer 131.
- the first underlayer 132A contains Co and O having a face-centered cubic lattice structure, and has a columnar (columnar crystal) structure.
- the first underlayer 132A containing Co and O has substantially the same effect (function) as the second underlayer 132B containing Ru.
- the concentration ratio of the average atomic concentration of O to the average atomic concentration of Co is 1 or more. When the concentration ratio is 1 or more, the effect of providing the first underlayer 132A is improved, and a better SNR can be obtained.
- the direction of the inclination is preferably the longitudinal direction of the long magnetic tape MT2.
- the longitudinal direction is preferable for the following reasons.
- the magnetic tape MT2 according to this embodiment is a magnetic recording medium for so-called linear recording, and the recording tracks are parallel to the longitudinal direction of the magnetic tape MT2.
- the magnetic tape MT2 according to this embodiment is also a so-called perpendicular magnetic recording medium, and from the viewpoint of recording characteristics, it is preferable that the crystal orientation axis of the magnetic layer 115 is vertical. However, due to the influence of the inclination of the column structure of the first underlayer 132A, the crystal orientation axis of the magnetic layer 115 may be inclined.
- a configuration in which the crystal orientation axis of the magnetic layer 115 is inclined in the longitudinal direction of the magnetic tape MT2 can reduce the influence of the inclination of the crystal orientation axis on the recording characteristics compared to a configuration in which the crystal orientation axis of the magnetic layer 115 is inclined in the width direction of the magnetic tape MT2.
- the inclination angle of the column structure is preferably greater than 0° and equal to or less than 60°.
- the change in the tip shape of the columns contained in the first underlayer 132A is large and becomes approximately triangular, which tends to enhance the effect of the granular structure, reduce noise, and improve the SNR.
- the inclination angle exceeds 60°, the change in the tip shape of the columns contained in the first underlayer 132A is small and it is difficult to obtain an approximately triangular shape, which tends to weaken the low-noise effect.
- the average grain size of the columnar structure is 3 nm or more and 13 nm or less. If the average grain size is less than 3 nm, the average grain size of the columnar structure contained in the magnetic layer 115 will be small, and there is a risk that the ability of current magnetic materials to retain records will decrease. On the other hand, if the average grain size is 13 nm or less, noise can be suppressed and a better SNR can be obtained.
- the average thickness of the first underlayer 132A is preferably 10 nm or more and 150 nm or less. If the average thickness of the first underlayer 132A is 10 nm or more, the (111) orientation of the face-centered cubic lattice structure of the first underlayer 132A is improved, and a better SNR can be obtained. On the other hand, if the average thickness of the first underlayer 132A is 150 nm or less, the column particle size can be prevented from increasing. Therefore, noise can be suppressed and a better SNR can be obtained.
- the average thickness of the first underlayer 132A is determined in the same manner as the magnetic layer 43 in the first embodiment. However, the magnification of the TEM image is appropriately adjusted according to the thickness of the first underlayer 132A.
- the second underlayer 132B preferably has the same crystal structure as the magnetic layer 115.
- the second underlayer 132B preferably contains a material having a hexagonal close-packed (hcp) structure similar to the Co-based alloy, and the c-axis of the structure is preferably oriented perpendicular to the film surface (i.e., in the film thickness direction). This is because it can increase the orientation of the magnetic layer 115 and relatively well match the lattice constants of the second underlayer 132B and the magnetic layer 115.
- a material having a hexagonal close-packed structure it is preferable to use a material containing Ru, and specifically, Ru alone or a Ru alloy is preferable.
- Ru alloy for example, Ru alloy oxides such as Ru-SiO 2 , Ru-TiO 2 , or Ru-ZrO 2 can be mentioned.
- the average thickness of the second underlayer 132B may be thinner than that of an underlayer in a typical magnetic recording medium (e.g., an underlayer containing Ru), and can be, for example, 1 nm or more and 5 nm or less. Since the seed layer 131 and the first underlayer 132A having the above-mentioned configuration are provided under the second underlayer 132B, a good SNR can be obtained even if the average thickness of the second underlayer 132B is as thin as described above.
- the average thickness of the second underlayer 132B is determined in the same manner as the magnetic layer 43 in the first embodiment. However, the magnification of the TEM image is appropriately adjusted according to the thickness of the second underlayer 132B.
- the average thickness t T , the width change, and the loss modulus of the base layer 111 of the magnetic tape MT2 in the third embodiment are similar to those in the first embodiment.
- the data band and servo band of the magnetic layer 115 in the third embodiment are the same as those in the first embodiment. That is, the details of the data band and servo band of the magnetic layer 115 in the third embodiment are as described in 2. (2) above.
- the magnetic tape MT2 according to the third embodiment is capable of dealing with width changes that may occur in high-temperature environments. Therefore, the magnetic tape MT2 according to the third embodiment is suitable for storage and running in high-temperature environments.
- the magnetic tape MT2 includes a seed layer 131 and a first underlayer 132A between a base layer 111 and a second underlayer 132B.
- the seed layer 131 contains Cr, Ni, and Fe, has a face-centered cubic lattice structure, and is preferentially oriented so that the (111) plane of this face-centered cubic structure is parallel to the surface of the base layer 111.
- the first underlayer 132A contains Co and O, and has a columnar structure in which the ratio of the average atomic concentration of O to the average atomic concentration of Co is 1 or more, and the average grain size is 3 nm or more and 13 nm or less. This makes it possible to realize a magnetic layer 115 with good crystal orientation and high coercivity by reducing the thickness of the second underlayer 132B and using as little Ru, which is an expensive material, as possible.
- the Ru contained in the second underlayer 132B has the same hexagonal close-packed lattice structure as Co, the main component of the magnetic layer 115. Therefore, Ru has the effect of improving the crystal orientation of the magnetic layer 115 and promoting granularity at the same time.
- the first underlayer 132A and the seed layer 131 are provided under the second underlayer 132B.
- the first underlayer 132A containing inexpensive CoO with a face-centered cubic lattice structure achieves almost the same effect (function) as the second underlayer 132B containing Ru. Therefore, the thickness of the second underlayer 132B can be made thin.
- the seed layer 131 containing Cr, Ni and Fe is provided.
- the magnetic tape cartridge 10 is a one-reel type cartridge, but it may be a two-reel type cartridge.
- FIG 32 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of a two-reel type cartridge 321.
- the cartridge 321 comprises an upper half 302 made of synthetic resin, a transparent window member 323 that fits into and is fixed to a window portion 302a opened on the upper surface of the upper half 302, a reel holder 322 that is fixed to the inside of the upper half 302 and prevents the reels 306 and 307 from floating up, a lower half 305 that corresponds to the upper half 302, the reels 306 and 307 that are stored in the space formed by combining the upper half 302 and the lower half 305, the magnetic tape MT wound on the reels 306 and 307, a front lid 309 that closes the front opening formed by combining the upper half 302 and the lower half 305, and a back lid 309A that protects the magnetic tape MT exposed at this front opening.
- Reels 306 and 307 are used to wind magnetic tape MT.
- Reel 306 comprises a lower flange 306b having a cylindrical hub portion 306a in the center around which magnetic tape MT is wound, an upper flange 306c of approximately the same size as lower flange 306b, and a reel plate 311 sandwiched between hub portion 306a and upper flange 306c.
- Reel 307 has the same configuration as reel 306.
- the window member 323 has mounting holes 323a at positions corresponding to the reels 306 and 307 for attaching reel holders 322, which are reel holding means for preventing the reels from floating up.
- the magnetic tape MT is the same as the magnetic tape MT in the first embodiment.
- the magnetic tape MT1 according to the second embodiment may further include an underlayer between the base layer 111 and the SUL 112. Since the SUL 112 has an amorphous state, it does not play a role in promoting epitaxial growth of the layer formed on the SUL 112, but it is required not to disturb the crystal orientation of the first and second underlayers 114A and 114B formed on the SUL 112.
- the soft magnetic material has a fine structure that does not form columns, but if the influence of degassing such as moisture from the base layer 111 is large, the soft magnetic material may become coarse and disturb the crystal orientation of the first and second underlayers 114A and 114B formed on the SUL 112.
- an underlayer having an amorphous state which contains an alloy containing Ti and Cr, between the base layer 111 and the SUL 112, as described above.
- this underlayer a configuration similar to that of the first seed layer 113A of the second embodiment can be adopted.
- the magnetic tape MT1 does not have to include at least one of the second seed layer 113B and the second underlayer 114B. However, from the viewpoint of improving the SNR, it is more preferable to include both the second seed layer 113B and the second underlayer 114B.
- the magnetic tape MT1 may be provided with an APC-SUL (Antiparallel Coupled SUL) instead of a single-layer SUL.
- APC-SUL Antiparallel Coupled SUL
- the loss modulus of the base layer of the magnetic tape is a value determined by the measurement method described in the first embodiment.
- FIG. 41 is a schematic diagram for explaining a method for calculating the movement angle of a tilted drive head, which is the movement angle of the drive head required to deal with width changes assumed when the disk is stored in a high-temperature environment.
- the left side of Fig. 41 shows the distance (h) between the two servo read heads of the drive head, the servo band pitch (SP), and the tilt angle (10°) of the drive head for the initial (before width change) magnetic tape.
- Cos10° SP/h.
- Example 1 (Preparation process of paint for forming magnetic layer)
- the magnetic layer coating material was prepared as follows. First, the first composition having the following composition was mixed with an extruder. Next, the mixed first composition and the second composition having the following composition were added to a stirring tank equipped with a disperser and premixed. Then, further mixing was performed with a dyno mill and filtering was performed to prepare the magnetic layer coating material.
- Aluminum oxide powder 7.5 parts by mass ( ⁇ -Al 2 O 3 , average particle size 80 ⁇ m)
- the paint for forming the undercoat layer was prepared as follows. First, the third composition having the following composition was mixed with an extruder. Next, the mixed third composition and the fourth composition having the following composition were added to a stirring tank equipped with a disperser and premixed. Then, further mixing was performed with a dyno mill and filtering was performed to prepare the paint for forming the undercoat layer.
- Carbon black 30 parts by weight (manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd., product name: #80)
- n-Butyl stearate 2 parts by mass Methyl ethyl ketone: 108.2 parts by mass Toluene: 108.2 parts by mass
- Cyclohexanone 100.0 parts by mass
- the paint for forming the back layer was prepared as follows. The following raw materials were mixed in a stirring tank equipped with a disperser and filtered to prepare the paint for forming the back layer.
- Carbon black manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd., product name: #80
- Polyester polyurethane 100 parts by mass
- Methyl ethyl ketone 500 parts by weight
- Toluene 400 parts by weight
- Cyclohexanone 100 parts by weight
- the base layer was formed by applying the paint for forming the base layer onto the polymer film that would become the base layer and drying it.
- the application conditions were adjusted so that the average thickness of the base layer after calendaring would be 0.82 ⁇ m.
- the polymer film used was reinforced PET (trade name "SPALTAN” (registered trademark), manufactured by Toray Industries, Inc.) with an average thickness of 4.0 ⁇ m.
- the magnetic layer-forming paint was applied onto the underlayer and dried to form a magnetic layer on the underlayer.
- the application conditions were adjusted so that the average thickness of the magnetic layer after calendaring would be 0.08 ⁇ m.
- the magnetic layer-forming paint was dried, the magnetic powder was magnetically oriented in the thickness direction of the polymer film by a neodymium magnet.
- the drying conditions (drying temperature and drying time) of the magnetic layer-forming paint were adjusted, and the squareness ratio in the longitudinal direction was set to 34%.
- a back layer was formed by applying a paint for forming a back layer to the other main surface of the reinforced PET film on which the undercoat layer and magnetic layer were formed, and then drying it. At this time, the application conditions were adjusted so that the average thickness of the back layer after calendaring was 0.3 ⁇ m. In this way, a magnetic tape was obtained.
- the magnetic tape was wound into a roll, and then subjected to a heat treatment in this state to harden the underlayer and the magnetic layer.
- the magnetic tape obtained as described above was cut to a width of 1/2 inch (12.65 mm). As a result, the desired long magnetic tape (average thickness 5.3 ⁇ m) was obtained.
- the magnetic tape obtained as described above had the properties shown in Tables 1 and 2. For example, the loss modulus of the base layer of the magnetic tape at 65° C. was 0.07 GPa.
- the 1/2 inch wide magnetic tape was wound around a reel provided in a cartridge case to obtain a magnetic recording cartridge. After demagnetizing the magnetic tape, a servo pattern was written on the magnetic tape.
- the servo pattern included a first servo pattern and a second servo pattern that were asymmetric with respect to the width direction of the magnetic tape.
- the servo patterns in the adjacent servo bands had a phase difference.
- the magnetic tape housed in the magnetic recording cartridge was run so as to be wound into a magnetic recording and reproducing device (running in the so-called forward direction) and the servo band pitch was measured.
- the servo band pitch in the longitudinal direction was also measured for the magnetic tape housed in the magnetic recording cartridge in the initial state before storage, and the width change amount represented by the ratio of the servo band pitch after storage to the servo band pitch in the initial state was calculated.
- FIG. 34 the horizontal axis indicates the position in the longitudinal direction of the magnetic tape.
- the position of the end (BOT) on the outer periphery side (outside of the winding) of the magnetic tape wound on the tape reel is set to 0, and the position of the end (hereinafter also referred to as EOT) on the inner periphery side (inside of the winding) of the magnetic tape wound on the tape reel is set to 84, and the total length of the magnetic tape is divided into 84 equal parts.
- the vertical axis indicates the amount of width change after storage at 65° C., 40 RH%, and 360 hours, and indicates width after storage/width before storage.
- Example 2a A magnetic tape was obtained in the same manner as in Example 1, except that a polyethylene naphthalate film (hereinafter referred to as "PEN film”) was used as the base layer material.
- PEN film polyethylene naphthalate film
- a magnetic recording cartridge was manufactured using the magnetic tape, and a servo pattern was recorded on the magnetic tape.
- the results of the width change in the longitudinal direction of the magnetic tape are shown in FIG. 35. As shown in FIG. 35, the width change on the outer side of the winding at positions 0 to 20 was a negative value, the width change on the inner side of the winding at positions 60 to 84 was a positive value, and the width change was 0 ppm between positions 59 and 60.
- Example 2b A magnetic tape was obtained in the same manner as in Example 2a, except that the amount of aluminum oxide powder added to the magnetic layer was 5.0 parts by mass, and the calendering temperature was 10° C. higher than in Example 2a. In the same manner as in Example 1, a magnetic recording cartridge was manufactured using the magnetic tape, and a servo pattern was recorded on the magnetic tape.
- Example 2c A magnetic tape was obtained in the same manner as in Example 2a, except that the size of the aluminum oxide powder in the magnetic layer was 50 nm and the calendering temperature was 10° C. higher than that in Example 2a.
- a magnetic recording cartridge was manufactured using the magnetic tape in the same manner as in Example 1, and a servo pattern was recorded on the magnetic tape.
- Example 2d A magnetic tape was obtained in the same manner as in Comparative Example 1a, except that the amount of aluminum oxide powder added to the magnetic layer was 5.0 parts by mass, and the calendering temperature was 5° C. lower than that of Comparative Example 1a. In the same manner as in Example 1, a magnetic recording cartridge was manufactured using the magnetic tape, and a servo pattern was recorded on the magnetic tape.
- Example 3 A magnetic tape was obtained in the same manner as in Example 1, except that a polyether ether ketone film (hereinafter referred to as "PEEK film”) was used as the base layer material, the average thickness of the back layer was 0.4 ⁇ m, and the average total thickness was 5.3 ⁇ m.
- PEEK film a polyether ether ketone film
- a magnetic recording cartridge was manufactured using the magnetic tape, and a servo pattern was recorded on the magnetic tape. The results of the width change in the longitudinal direction of the magnetic tape are shown in FIG. 36. As shown in FIG.
- the width change on the outer side of the winding at positions 0 to 20 was a negative value
- the width change on the inner side of the winding at positions 60 to 84 was a positive value
- the width change was 0 ppm between positions 37 and 38.
- Example 1a A tape was obtained in the same manner as in Example 2a, except that the size of the aluminum oxide powder in the magnetic layer was set to 50 nm, and the calendering temperature was set to 10° C. lower than in Comparative Example 1.
- the results of the width change in the longitudinal direction of the magnetic tape are shown in Figure 37. As shown in Figure 37, the width change on the outside of the winding at positions 0 to 20 was a positive value, and the width change on the inside of the winding at positions 60 to 84 was also a positive value.
- Comparative Example 1b A tape was obtained in the same manner as in Comparative Example 1a, except that the size of the aluminum oxide powder in the magnetic layer was 50 nm, the amount added was 5.0 parts by mass, and the calendering temperature was 5° C. lower than in Comparative Example 1a.
- the average thickness of the base layer was 4.0 ⁇ m
- the average thickness of the magnetic layer and the underlayer was 1.2 ⁇ m
- the average thickness of the back layer was 0.4 ⁇ m
- the average total thickness was 5.6 ⁇ m
- a magnetic tape was manufactured in the same manner as in Example 1.
- a magnetic recording cartridge was manufactured using the magnetic tape in the same manner as in Example 1, and a servo pattern was recorded on the magnetic tape.
- the results of the width change in the longitudinal direction of the magnetic tape are shown in FIG. 38. As shown in FIG. 38, the width change on the outer side of the winding at positions 0 to 20 was a positive value, and the width change on the inner side of the winding at positions 60 to 84 was also a positive value.
- Example 3 A magnetic tape was obtained in the same manner as in Example 2a, except that a polyurethane resin with a Tg of 70° C. was used as the resin blended in the paint for forming the magnetic layer and the paint for forming the undercoat layer, and polyisocyanate was not added as a curing agent to the paint for forming the undercoat layer.
- a magnetic recording cartridge was manufactured using the magnetic tape in the same manner as in Example 2a, and a servo pattern was recorded on the magnetic tape.
- the results of the width change in the longitudinal direction of the magnetic tape are shown in FIG. 39. As shown in FIG. 39, the width change on the outer side of the winding at positions 0 to 20 was a negative value, and the width change on the inner side of the winding at positions 60 to 84 was also a negative value.
- Example 4 A magnetic tape was obtained in the same manner as in Example 2a, except that an aramid film (hereinafter referred to as "ARAMID film") was used as the base layer, a polyurethane resin with a Tg of 70°C was used as the resin blended in the paint for forming the magnetic layer and the paint for forming the undercoat layer, and no polyisocyanate was added as a hardener to the paint for forming the undercoat layer.
- a magnetic recording cartridge was manufactured using the magnetic tape in the same manner as in Example 2, and a servo pattern was recorded on the magnetic tape. The results of the width change in the longitudinal direction of the magnetic tape are shown in Figure 40.
- Example 5 A magnetic tape was obtained in the same manner as in Example 2a, except that the average thickness of the base layer was 4.0 ⁇ m, the average thickness of the magnetic layer and the undercoat layer was 1.2 ⁇ m, the average thickness of the back layer was 0.4 ⁇ m, the average total thickness was 5.6 ⁇ m, the polyurethane resin blended in the magnetic layer forming paint and the undercoat layer forming paint had a Tg of 70° C., and no polyisocyanate was added as a hardener to the undercoat layer forming paint.
- a magnetic tape was obtained in the same manner as in Example 2a, except that a magnetic recording cartridge was manufactured using the magnetic tape, and a servo pattern was recorded on the magnetic tape.
- Tables 1 and 2 show the configurations and evaluation results of the magnetic tapes of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1a to 5. Also, Figures 34 to 40 show the amount of width change in the longitudinal direction of each of the magnetic tapes of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1a to 4.
- Comparing Example 2a with Comparative Example 4 it can be seen that by having a base layer with a loss modulus of 0.40 GPa or less at 65°C, the running characteristics can be improved after rewinding and long-term storage.
- Example 2a shows that by setting the gradient range ⁇ A to 3.80 degrees ⁇ ⁇ A ⁇ 9.00 degrees, the electromagnetic conversion characteristics are excellent and the increase in friction can be suppressed.
- the configurations, methods, steps, shapes, materials, and values given in the above-mentioned embodiments and examples are merely examples, and different configurations, methods, steps, shapes, materials, and values may be used as necessary.
- the chemical formulas of compounds, etc. are representative, and are not limited to the valences, etc. given as long as they are general names for the same compounds.
- a numerical range indicated using “ ⁇ ” indicates a range that includes the numerical values before and after " ⁇ " as the minimum and maximum values, respectively.
- the upper or lower limit of a numerical range of a certain stage may be replaced with the upper or lower limit of a numerical range of another stage.
- the materials exemplified in this specification may be used alone or in combination of two or more types.
- the present technology can also be configured as follows. [1] A cartridge case; Reel and a magnetic recording medium wound around the reel and housed within the cartridge case; When the magnetic recording medium was stored at 65° C. for 360 hours in a wound state on the reel, the amount of change in width of the magnetic recording medium was measured over the entire length of the magnetic recording medium.
- the sign of the width change amount ⁇ out on the outer side of the magnetic recording medium is different from the sign of the width change amount ⁇ in on the inner side of the magnetic recording medium, and
- the amount of change in width is 0 ppm at any one of two regions on either side of a center line of the entire length of the magnetic recording medium when the entire length of the magnetic recording medium is divided into four equal regions, and
- the magnetic recording medium includes a magnetic layer, the magnetic layer has an uneven surface; a height range ⁇ H obtained from statistical information on the height of the uneven shape is 3.00 nm ⁇ H ⁇ 6.00 nm; a gradient range ⁇ A calculated from statistical information on the gradient of the uneven shape is 3.80 degrees ⁇ A ⁇ 9.00 degrees,
- the magnetic recording medium has a base layer having a loss modulus of 0.40 GPa or less at 65° C.
- Magnetic recording cartridge [2] 2. The magnetic recording cartridge according to claim 1, wherein the amount of width change ⁇ in of the magnetic recording medium is a positive value, and the amount of width change ⁇ out of the magnetic recording medium is a negative value. [3] The magnetic recording cartridge according to [1] or [2], wherein, when the total length of the magnetic recording medium in the longitudinal direction is taken as 100%, the amount of width change ⁇ of the magnetic recording medium after storage for 360 hours at 65° C. is 0 ppm at a position 25% to 75% from the outer end of the magnetic recording medium.
- the magnetic recording cartridge according to any one of [1] to [9], wherein the magnetic layer contains magnetic particles, first particles having electrical conductivity, and second particles having an abrasive effect, the uneven shape contains first protrusions formed by the first particles and second protrusions formed by the second particles, and a ratio H1/H2 of an average height H1 of the first protrusions to an average height H2 of the second protrusions satisfies H1/H2 ⁇ 2.3.
- the ratio H1/H2 is 1.0 ⁇ H1/H2 ⁇ 1.7 or less.
- the magnetic recording cartridge according to any one of [1] to [18], wherein the magnetic layer contains magnetic particles, carbon particles, and an abrasive, the uneven shape contains first protrusions formed by the carbon particles and second protrusions formed by the abrasive, and a ratio H1/H2 of an average height H1 of the first protrusions to an average height H2 of the second protrusions satisfies H1/H2 ⁇ 2.3.
- a magnetic recording medium wound on a reel of a magnetic recording cartridge and accommodated in a cartridge case of the magnetic recording cartridge When the magnetic recording medium was stored at 65° C. for 360 hours in a wound state on the reel, the amount of change in width of the magnetic recording medium was measured over the entire length of the magnetic recording medium.
- the sign of the width change amount ⁇ out on the outer side of the magnetic recording medium is different from the sign of the width change amount ⁇ in on the inner side of the magnetic recording medium, and
- the amount of change in width is 0 ppm at any one of two regions on either side of a center line of the entire length of the magnetic recording medium when the entire length of the magnetic recording medium is divided into four equal regions, and
- the magnetic recording medium includes a magnetic layer, the magnetic layer has an uneven surface; a height range ⁇ H obtained from statistical information on the height of the uneven shape is 3.00 nm ⁇ H ⁇ 6.00 nm; a gradient range ⁇ A calculated from statistical information on the gradient of the uneven shape is 3.80 degrees ⁇ A ⁇ 9.00 degrees,
- the magnetic recording medium has a base layer having a loss modulus of 0.40 GPa or less at 65° C. Magnetic recording media.
Landscapes
- Magnetic Record Carriers (AREA)
Abstract
高温環境下での保存および走行に適した磁気記録カートリッジを提供することを目的とする。 カートリッジケースと、リールと、磁気記録媒体と、を有し、磁気記録媒体がリールに巻かれた状態で、磁気記録媒体の幅変化量を測定したときに、巻外側の幅変化量Δoutの符号が巻内側の幅変化量Δinの符号と異なり、且つ、幅変化量が、磁気記録媒体の全長を4等分して4つの領域に分割した場合の全長の中心線を挟む2つの領域のいずれかの位置において、0ppmであり、且つ、磁気記録媒体は、磁性層を備え、磁性層は、凹凸形状を磁性面に有し、凹凸形状の高さ範囲ΔHが、3.00nm≦ΔH≦6.00nmであり、凹凸形状の勾配範囲ΔAが、3.80度≦ΔA≦9.00度であり、磁気記録媒体は、ベース層を有する、磁気記録カートリッジ。
Description
本技術は、磁気記録カートリッジに関する。
アーカイブの需要が高まり、総容量の高いテープ状の磁気記録媒体がクラウドシステムに組み込まれるようになっている。現在のテープ状の磁気記録媒体は、実走行や保管の環境温度範囲がHDD(Hard Disk Drive)や半導体メモリ等より狭いため、テープ状の磁気記録媒体の実走行や保管の環境温度範囲を拡張することが望まれている。テープ状の磁気記録媒体がHDDや半導体メモリ等と同様の温度環境で使用できるようになると、テープ状の磁気記録媒体の使用範囲が大きく広がると考えられている。
テープ状の磁気記録媒体では、環境変化により磁気記録媒体の幅方向の寸法が大きく変化すると、オフトラックが発生し、安定した記録再生特性を確保することが困難になる。特許文献1では、環境変化によりテープ状の磁気記録媒体の幅方向の寸法が変化しても、記録再生装置によりテープ状の磁気記録媒体の長手方向のテンションを調整することで、幅変化を補正可能なテープ状の磁気記録媒体が提案されている。また、テープ状の磁気記録媒体における幅変化に対処するため、特許文献2では、データライドヘッドをテープ状の磁気記録媒体の幅方向に対して傾けて配置することが提案されている。
本技術は、高温環境下での保存および走行に適した磁気記録カートリッジを提供することを目的とする。
本技術は、
カートリッジケースと、
リールと、
前記リールに巻かれた状態で前記カートリッジケース内に収容された磁気記録媒体と、を有し、
前記磁気記録媒体が前記リールに巻かれた状態で、65℃で360時間保存後に全長にわたって前記磁気記録媒体の幅変化量を測定したときに、
前記磁気記録媒体の巻外側の幅変化量Δoutの符号が前記磁気記録媒体の巻内側の幅変化量Δinの符号と異なり、且つ、
前記幅変化量が、前記磁気記録媒体の全長を4等分して4つの領域に分割した場合の全長の中心線を挟む2つの領域のいずれかの位置において、0ppmであり、且つ、
前記磁気記録媒体は、磁性層を備え、
前記磁性層は、凹凸形状を磁性面に有し、
前記凹凸形状の高さの統計情報から求められた高さ範囲ΔHが、3.00nm≦ΔH≦6.00nmであり、
前記凹凸形状の勾配の統計情報から求められた勾配範囲ΔAが、3.80度≦ΔA≦9.00度であり、
前記磁気記録媒体は、65℃における損失弾性率が0.40GPa以下であるベース層を有する、
磁気記録カートリッジを提供する。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記磁気記録媒体の前記幅変化量Δinが正の値であり、且つ、前記磁気記録媒体の前記幅変化量Δoutが負の値でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記磁気記録媒体の長手方向の全長を100%としたときに、前記磁気記録媒体の巻外側端部から25%~75%の位置において、65℃で360時間保存後における前記磁気記録媒体の幅変化量Δが0ppmでありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記磁気記録媒体は、(前記磁気記録媒体の前記幅変化量Δin)-(前記磁気記録媒体の前記幅変化量Δout)が、800ppm以下でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記ベース層の65℃における貯蔵弾性率が8.0GPa以下でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記ベース層がPET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、又はPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)から形成されうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記磁気記録媒体の平均厚みtTが5.4μm以下でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記ベース層の平均厚みtBが4.6μm以下でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記磁性層が磁性粉を含みうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記磁性層は、磁性粒子、導電性を有する第1粒子および研磨効果のある第2粒子を含み、前記凹凸形状は、前記第1粒子により形成された第1突起と、前記第2粒子により形成された第2突起とを含み、前記第1突起の平均高さH1と前記第2突起の平均高さH2の比H1/H2が、H1/H2≦2.3でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記比H1/H2が、1.0≦H1/H2≦1.7以下でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記高さ範囲ΔHが、3.00nm≦ΔH≦4.00nmでありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記第1突起の平均高さH1が、5.0nm以上12.0nm以下であり、前記第2突起の平均高さH2が、2.0nm以上7.0nm以下でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記第1粒子が、カーボン粒子でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記第2粒子が、アルミナ粒子でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記磁性層の平均厚みは、80nm以下でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記磁気記録媒体は、さらに、平均厚みが0.9μm以下である下地層を有しうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記磁性粒子の平均粒子体積が、1600nm3以下でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記磁性層は、磁性粒子、カーボン粒子および研磨剤を含み、前記凹凸形状は、前記カーボン粒子により形成された第1突起と、前記研磨剤により形成された第2突起とを含み、前記第1突起の平均高さH1と前記第2突起の平均高さH2の比H1/H2が、H1/H2≦2.3でありうる。
本技術は、
磁気記録カートリッジのリールに巻かれた状態で当該磁気記録カートリッジのカートリッジケース内に収容された磁気記録媒体であって、
前記磁気記録媒体が前記リールに巻かれた状態で、65℃で360時間保存後に全長にわたって前記磁気記録媒体の幅変化量を測定したときに、
前記磁気記録媒体の巻外側の幅変化量Δoutの符号が前記磁気記録媒体の巻内側の幅変化量Δinの符号と異なり、且つ、
前記幅変化量が、前記磁気記録媒体の全長を4等分して4つの領域に分割した場合の全長の中心線を挟む2つの領域のいずれかの位置において、0ppmであり、且つ、
前記磁気記録媒体は、磁性層を備え、
前記磁性層は、凹凸形状を磁性面に有し、
前記凹凸形状の高さの統計情報から求められた高さ範囲ΔHが、3.00nm≦ΔH≦6.00nmであり、
前記凹凸形状の勾配の統計情報から求められた勾配範囲ΔAが、3.80度≦ΔA≦9.00度であり、
前記磁気記録媒体は、65℃における損失弾性率が0.40GPa以下であるベース層を有する、
磁気記録媒体を提供する。
カートリッジケースと、
リールと、
前記リールに巻かれた状態で前記カートリッジケース内に収容された磁気記録媒体と、を有し、
前記磁気記録媒体が前記リールに巻かれた状態で、65℃で360時間保存後に全長にわたって前記磁気記録媒体の幅変化量を測定したときに、
前記磁気記録媒体の巻外側の幅変化量Δoutの符号が前記磁気記録媒体の巻内側の幅変化量Δinの符号と異なり、且つ、
前記幅変化量が、前記磁気記録媒体の全長を4等分して4つの領域に分割した場合の全長の中心線を挟む2つの領域のいずれかの位置において、0ppmであり、且つ、
前記磁気記録媒体は、磁性層を備え、
前記磁性層は、凹凸形状を磁性面に有し、
前記凹凸形状の高さの統計情報から求められた高さ範囲ΔHが、3.00nm≦ΔH≦6.00nmであり、
前記凹凸形状の勾配の統計情報から求められた勾配範囲ΔAが、3.80度≦ΔA≦9.00度であり、
前記磁気記録媒体は、65℃における損失弾性率が0.40GPa以下であるベース層を有する、
磁気記録カートリッジを提供する。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記磁気記録媒体の前記幅変化量Δinが正の値であり、且つ、前記磁気記録媒体の前記幅変化量Δoutが負の値でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記磁気記録媒体の長手方向の全長を100%としたときに、前記磁気記録媒体の巻外側端部から25%~75%の位置において、65℃で360時間保存後における前記磁気記録媒体の幅変化量Δが0ppmでありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記磁気記録媒体は、(前記磁気記録媒体の前記幅変化量Δin)-(前記磁気記録媒体の前記幅変化量Δout)が、800ppm以下でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記ベース層の65℃における貯蔵弾性率が8.0GPa以下でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記ベース層がPET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、又はPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)から形成されうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記磁気記録媒体の平均厚みtTが5.4μm以下でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記ベース層の平均厚みtBが4.6μm以下でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記磁性層が磁性粉を含みうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記磁性層は、磁性粒子、導電性を有する第1粒子および研磨効果のある第2粒子を含み、前記凹凸形状は、前記第1粒子により形成された第1突起と、前記第2粒子により形成された第2突起とを含み、前記第1突起の平均高さH1と前記第2突起の平均高さH2の比H1/H2が、H1/H2≦2.3でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記比H1/H2が、1.0≦H1/H2≦1.7以下でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記高さ範囲ΔHが、3.00nm≦ΔH≦4.00nmでありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記第1突起の平均高さH1が、5.0nm以上12.0nm以下であり、前記第2突起の平均高さH2が、2.0nm以上7.0nm以下でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記第1粒子が、カーボン粒子でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記第2粒子が、アルミナ粒子でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記磁性層の平均厚みは、80nm以下でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記磁気記録媒体は、さらに、平均厚みが0.9μm以下である下地層を有しうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記磁性粒子の平均粒子体積が、1600nm3以下でありうる。
本技術に従う、磁気記録カートリッジにおいて、前記磁性層は、磁性粒子、カーボン粒子および研磨剤を含み、前記凹凸形状は、前記カーボン粒子により形成された第1突起と、前記研磨剤により形成された第2突起とを含み、前記第1突起の平均高さH1と前記第2突起の平均高さH2の比H1/H2が、H1/H2≦2.3でありうる。
本技術は、
磁気記録カートリッジのリールに巻かれた状態で当該磁気記録カートリッジのカートリッジケース内に収容された磁気記録媒体であって、
前記磁気記録媒体が前記リールに巻かれた状態で、65℃で360時間保存後に全長にわたって前記磁気記録媒体の幅変化量を測定したときに、
前記磁気記録媒体の巻外側の幅変化量Δoutの符号が前記磁気記録媒体の巻内側の幅変化量Δinの符号と異なり、且つ、
前記幅変化量が、前記磁気記録媒体の全長を4等分して4つの領域に分割した場合の全長の中心線を挟む2つの領域のいずれかの位置において、0ppmであり、且つ、
前記磁気記録媒体は、磁性層を備え、
前記磁性層は、凹凸形状を磁性面に有し、
前記凹凸形状の高さの統計情報から求められた高さ範囲ΔHが、3.00nm≦ΔH≦6.00nmであり、
前記凹凸形状の勾配の統計情報から求められた勾配範囲ΔAが、3.80度≦ΔA≦9.00度であり、
前記磁気記録媒体は、65℃における損失弾性率が0.40GPa以下であるベース層を有する、
磁気記録媒体を提供する。
以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態を示したものであり、本技術の範囲がこれらの実施形態のみに限定されることはない。
本技術について、以下の順序で説明を行う。
1.本技術の説明
2.第1の実施形態(塗布型の磁気テープを含む磁気記録カートリッジの例)
(1)磁気記録カートリッジの構成
(2)磁気テープの構成
(3)磁気テープの製造方法
(4)磁気テープのデータバンドおよびサーボバンドの説明
(5)作用効果
3.第2の実施形態(真空薄膜型の磁気テープを含む磁気記録カートリッジの例)
(1)磁気記録カートリッジの構成
(2)磁気テープの構成
(3)スパッタ装置の構成
(4)磁気テープの製造方法
(5)作用効果
4.第3の実施形態(真空薄膜型の磁気テープを含む磁気記録カートリッジの例)
(1)磁気記録カートリッジの構成
(2)磁気テープの構成
(3)作用効果
5.変形例
6.実施例
1.本技術の説明
2.第1の実施形態(塗布型の磁気テープを含む磁気記録カートリッジの例)
(1)磁気記録カートリッジの構成
(2)磁気テープの構成
(3)磁気テープの製造方法
(4)磁気テープのデータバンドおよびサーボバンドの説明
(5)作用効果
3.第2の実施形態(真空薄膜型の磁気テープを含む磁気記録カートリッジの例)
(1)磁気記録カートリッジの構成
(2)磁気テープの構成
(3)スパッタ装置の構成
(4)磁気テープの製造方法
(5)作用効果
4.第3の実施形態(真空薄膜型の磁気テープを含む磁気記録カートリッジの例)
(1)磁気記録カートリッジの構成
(2)磁気テープの構成
(3)作用効果
5.変形例
6.実施例
1.本技術の説明
磁気記録カートリッジ1つ当たりの記録容量をさらに増やすことが求められている。例えば、記録容量を増やすために、磁気記録カートリッジに含まれる磁気記録媒体(以下、「磁気テープ」という)をより薄くして(全厚を低減して)、磁気記録カートリッジ1つ当たりのテープ長を増加させることが考えられる。
しかしながら、磁気記録媒体がより薄くなることによって、トラック幅方向の寸法変化が起こり易くなりうる。幅方向の寸法変化は、例えばオフトラック現象など、磁気記録にとって望ましくない現象を引き起こしうる。オフトラック現象は、磁気ヘッドが読み取るべきトラック位置に対象のトラックが存在しないこと、又は、磁気ヘッドが間違ったトラック位置を読み取ることをいう。
磁気記録カートリッジに含まれる磁気テープはHDDより使用可能な温度範囲が狭く、45℃までの温度領域で使用されてきた。磁気記録カートリッジをHDDと同様の60℃以上の高温環境で使用可能とすることで、クラウドシステム等のデータストレージシステムに磁気記録カートリッジを組み込むに際しての温度環境管理が容易になり、テープストレージシステムの使用範囲が大きく広がることが期待される。
しかしながら、磁気記録カートリッジのリールに巻かれている磁気テープは、60℃以上の高温環境下での保存により、巻内側の高い巻き応力を受ける部分は、磁気テープの幅方向に広がり、磁気テープにかかる張力で長手方向に引っ張られる巻外側の部分は、クリープ現象により幅方向に狭くなり、巻内側と巻外側での幅の差が大きくなる傾向がある。
しかしながら、磁気記録媒体がより薄くなることによって、トラック幅方向の寸法変化が起こり易くなりうる。幅方向の寸法変化は、例えばオフトラック現象など、磁気記録にとって望ましくない現象を引き起こしうる。オフトラック現象は、磁気ヘッドが読み取るべきトラック位置に対象のトラックが存在しないこと、又は、磁気ヘッドが間違ったトラック位置を読み取ることをいう。
磁気記録カートリッジに含まれる磁気テープはHDDより使用可能な温度範囲が狭く、45℃までの温度領域で使用されてきた。磁気記録カートリッジをHDDと同様の60℃以上の高温環境で使用可能とすることで、クラウドシステム等のデータストレージシステムに磁気記録カートリッジを組み込むに際しての温度環境管理が容易になり、テープストレージシステムの使用範囲が大きく広がることが期待される。
しかしながら、磁気記録カートリッジのリールに巻かれている磁気テープは、60℃以上の高温環境下での保存により、巻内側の高い巻き応力を受ける部分は、磁気テープの幅方向に広がり、磁気テープにかかる張力で長手方向に引っ張られる巻外側の部分は、クリープ現象により幅方向に狭くなり、巻内側と巻外側での幅の差が大きくなる傾向がある。
従来は、磁気テープの寸法変化抑制のために、例えば磁気テープの寸法変化抑制のための層を追加するなどの手法が行われていた。
しかしながら、当該層の追加は磁気テープの厚みを高める場合があり、前記カートリッジ製品1つ当たりのテープ長を増加させない。
しかしながら、当該層の追加は磁気テープの厚みを高める場合があり、前記カートリッジ製品1つ当たりのテープ長を増加させない。
以上の状況を踏まえ、本発明者らは、カートリッジ1つ当たりの記録容量が高い磁気記録カートリッジについて検討した。その結果、本発明者らは、特定の構成を有する磁気記録カートリッジが、記録容量が高く、且つ、60℃以上の高温環境下で保存してもテープシステムの走行張力調整や巻き方向を変更することで長手方向における幅修正が可能であることを見出した。なお、巻き方向を変更するためには、例えば、1リールのカートリッジでは、磁気テープをドライブ側のリールに巻き込んでおくことにより実現され、2リールのカートリッジでは、保存された状態と反対のリールに巻き替えることにより実現され得る。例えば、左リールに巻かれた状態で保存されていたものであれば、右リールに巻き替えることにより実現され得る。
すなわち、本技術は、カートリッジケースと、リールと、前記リールに巻かれた状態で前記カートリッジケース内に収容された磁気テープと、を有する磁気記録カートリッジを提供する。前記磁気テープは、65℃における損失弾性率が0.40GPa以下であるベース層を備える。前記磁気テープは、前記リールに巻き取られた状態で、65℃で360時間保存後に前記磁気テープの全長にわたって前記磁気テープの幅変化量を測定したときに、前記磁気テープの巻外側の幅変化量Δoutの符号が前記磁気テープの巻内側の幅変化量Δinの符号と異なり、且つ前記幅変化量が、前記磁気テープの全長を4等分して4つの領域に分割した場合の前記磁気テープの全長の中心線を挟む2つの領域のいずれかの位置において、0ppmである。前記磁気テープの幅変化量の測定方法は、以下2.の(2)において説明する。
すなわち、本技術は、カートリッジケースと、リールと、前記リールに巻かれた状態で前記カートリッジケース内に収容された磁気テープと、を有する磁気記録カートリッジを提供する。前記磁気テープは、65℃における損失弾性率が0.40GPa以下であるベース層を備える。前記磁気テープは、前記リールに巻き取られた状態で、65℃で360時間保存後に前記磁気テープの全長にわたって前記磁気テープの幅変化量を測定したときに、前記磁気テープの巻外側の幅変化量Δoutの符号が前記磁気テープの巻内側の幅変化量Δinの符号と異なり、且つ前記幅変化量が、前記磁気テープの全長を4等分して4つの領域に分割した場合の前記磁気テープの全長の中心線を挟む2つの領域のいずれかの位置において、0ppmである。前記磁気テープの幅変化量の測定方法は、以下2.の(2)において説明する。
本技術の磁気記録カートリッジに含まれる磁気テープのベース層の65℃における損失弾性率が0.40GPa以下、好ましくは0.35GPa以下、より好ましくは0.30GPa以下、さらに好ましくは0.25GPa以下、さらにより好ましくは0.20GPa以下であってもよい。前記磁気テープのベース層の65℃における損失弾性率が上記数値範囲内にあることによって、60℃以上の高温環境下で保存してもテープシステムの走行張力調整や巻き方向を変えることで長手方向における幅修正が可能である。
また、前記ベース層の65℃における損失弾性率の下限は、特に限定されるものではないが、例えば、好ましくは0.01GPa以上、より好ましくは0.02GPa以上、さらに好ましくは0.03GPa以上であってよい。前記ベース層の65℃における損失弾性率の測定方法は、以下2.の(2)において説明する。
また、前記ベース層の65℃における損失弾性率の下限は、特に限定されるものではないが、例えば、好ましくは0.01GPa以上、より好ましくは0.02GPa以上、さらに好ましくは0.03GPa以上であってよい。前記ベース層の65℃における損失弾性率の測定方法は、以下2.の(2)において説明する。
本技術の磁気記録カートリッジに含まれる磁気テープのベース層の65℃における貯蔵弾性率が好ましくは8.0GPa以下、より好ましくは7.0GPa以下、さらに好ましくは6.0GPa以下であってもよい。前記磁気テープのベース層の65℃における貯蔵弾性率が上記数値範囲内にあることによって高温環境下で保存後もテープシステムの走行張力調整や巻き方向を変更することで磁気テープの長手方向における幅修正が可能な磁気記録カートリッジを提供することができる。
また、前記ベース層の65℃における貯蔵弾性率の下限は、特に限定されるものではないが、例えば、好ましくは0.01GPa以上、より好ましくは0.02GPa以上、さらに好ましくは0.03GPa以上であってよい。前記ベース層の65℃における貯蔵弾性率の測定方法は、以下2.の(2)において説明する。
また、前記ベース層の65℃における貯蔵弾性率の下限は、特に限定されるものではないが、例えば、好ましくは0.01GPa以上、より好ましくは0.02GPa以上、さらに好ましくは0.03GPa以上であってよい。前記ベース層の65℃における貯蔵弾性率の測定方法は、以下2.の(2)において説明する。
本技術の磁気記録カートリッジは、前記磁気テープが、リールに巻き取られており、且つ、65℃で360時間保存後に前記磁気テープの全長にわたって前記磁気テープの幅変化量を測定したときに、前記磁気テープの巻外側の幅変化量Δoutの符号が前記磁気テープの巻内側の幅変化量Δinの符号と異なる。なお、前記幅変化量Δは、下記式で表現され得る。
幅変化量Δ=(65℃360℃保存後幅変化量-初期状態幅変化量)/(初期状態幅変化量)
前記幅変化量Δが負の値の場合、初期状態の幅よりも保存後の幅が狭くなっていることを示し、前記幅変化量Δが正の値の場合、初期状態の幅よりも保存後の幅が広くなっていることを示す。
幅変化量Δ=(65℃360℃保存後幅変化量-初期状態幅変化量)/(初期状態幅変化量)
前記幅変化量Δが負の値の場合、初期状態の幅よりも保存後の幅が狭くなっていることを示し、前記幅変化量Δが正の値の場合、初期状態の幅よりも保存後の幅が広くなっていることを示す。
磁気記録カートリッジはカートリッジ内に1つのリールを有するものと、2つのリールを有するものがある。いずれのタイプの磁気記録カートリッジにおいても、リールに磁気テープが巻き取られて、当該磁気テープが前記磁気カートリッジ内に収容されている。磁気カートリッジ製造時に磁気テープがリールに巻き取られるにつれて、前記磁気テープが積層され、当該磁気テープの積層体が形成される。本明細書において、磁気テープの巻内側とは、磁気カートリッジに最初のデータ記録が行われる前の、一つのリールに巻き取られて一つのリール上で積層体を形成している状態における、前記磁気テープの積層体の最内層側の領域をいい、磁気テープの巻外側とは、前記磁気テープの積層体の最外層側の領域をいう。より具体的には、磁気テープの巻内側とは、前記磁気テープの2つの端部のうち、磁気記録カートリッジ内のリール(磁気カートリッジに最初のデータ記録が行われる前に磁気テープが巻き取られるリール)に取り付けられる端部(以下「内側端部」(EOT)ともいう)を起点として、当該位置から、当該内側端部と反対側の端部(以下「外側端部」(BOT)ともいう)の方向へ所定距離進んだ位置までの領域をいう。
図1に示す1つのリールを有する磁気記録カートリッジでは、磁気テープの巻内側とは、最初のデータ記録が行われる前のリール13に取り付けられる端部(以下「内側端部」(EOT)ともいう)を起点として、当該位置から、当該内側端部と反対側の端部(以下「外側端部」(BOT)ともいう)の方向へ所定距離進んだ位置までの領域をいう。磁気テープの巻外側とは、前記磁気テープの2つの端部のうち、当該外側端部を起点として、当該位置から当該内側端部の方向へ所定距離進んだ位置までの領域をいう。
図18に示す2つのリールを有する磁気記録カートリッジでは、磁気テープの巻内側とは、最初のデータ記録が行われる前のリール307に取り付けられる端部(以下「内側端部」(EOT)ともいう)を起点として、当該位置から、当該内側端部と反対側の端部(以下「外側端部」(BOT)ともいう)の方向へ所定距離進んだ位置までの領域をいう。磁気テープの巻外側とは、前記磁気テープの2つの端部のうち、当該外側端部を起点として、当該位置から当該内側端部の方向へ所定距離進んだ位置までの領域をいう。
図1に示す1つのリールを有する磁気記録カートリッジでは、磁気テープの巻内側とは、最初のデータ記録が行われる前のリール13に取り付けられる端部(以下「内側端部」(EOT)ともいう)を起点として、当該位置から、当該内側端部と反対側の端部(以下「外側端部」(BOT)ともいう)の方向へ所定距離進んだ位置までの領域をいう。磁気テープの巻外側とは、前記磁気テープの2つの端部のうち、当該外側端部を起点として、当該位置から当該内側端部の方向へ所定距離進んだ位置までの領域をいう。
図18に示す2つのリールを有する磁気記録カートリッジでは、磁気テープの巻内側とは、最初のデータ記録が行われる前のリール307に取り付けられる端部(以下「内側端部」(EOT)ともいう)を起点として、当該位置から、当該内側端部と反対側の端部(以下「外側端部」(BOT)ともいう)の方向へ所定距離進んだ位置までの領域をいう。磁気テープの巻外側とは、前記磁気テープの2つの端部のうち、当該外側端部を起点として、当該位置から当該内側端部の方向へ所定距離進んだ位置までの領域をいう。
図33を参照して磁気テープにおける巻内側及び巻外側についてより具体的に説明する。図33は、磁気テープ全長を巻内側端部(EOT)から巻外側端部(BOT)まで均等に4等分して4つの領域に分割した様子を示す摸式図である。図33に示すように、EOTからBOTに向けて、順にD領域、C領域、B領域、A領域の4つの領域にテープ全長が分割されている。本明細書では、図33におけるA領域を巻外側とし、D領域を巻内側とする。
本技術の磁気記録カートリッジは、前記幅変化量が、前記磁気テープの全長を4等分して4つの領域に分割した場合の前記磁気テープの全長の中心線を挟む2つの領域のいずれかの位置において、0ppmである。これについて図33を参照して説明する。図33は、磁気テープ全長を巻内側端部(EOT)から巻外側端部(BOT)まで均等に4等分して4つの領域に分割した様子を示す摸式図である。図33に示すように、EOTからBOTに向けて、順にD領域、C領域、B領域、A領域の4つの領域にテープ全長が分割されている。図33に示すように、磁気テープの全長の中心線はB領域とC領域の間に位置して、当該B領域とC領域を区切る境界線であり、当該中心線を挟む2つの領域は、B領域とC領域である。本技術の磁気記録カートリッジは、前記幅変化量がB領域又はC領域のいずれかの位置において0ppmとなる。
本技術の磁気記録カートリッジは磁気テープの巻内側の幅変化量Δinが正の値であってもよい。ここで磁気テープの巻内側の幅変化量Δinとは、磁気テープの巻内側の幅変化量の最大値を意味する。磁気テープの巻内側の幅変化量Δinが正の値であるとは、巻内側では初期状態の幅よりも保存後の幅が広くなっていることを示す。
本技術の磁気記録カートリッジは磁気テープの巻外側の幅変化量Δoutが負の値であってもよい。ここで磁気テープの巻外側の幅変化量Δoutとは、磁気テープの巻外側の幅変化量の最小値を意味する。磁気テープの巻外側の幅変化量Δoutが負の値であるとは、巻外側では初期状態の幅よりも保存後の幅が狭くなっていることを示す。
また、前記磁気テープの長手方向の全長を100%としたときに、好ましくは磁気テープの巻外側端部(BOT)から25%~75%の位置において、65℃で360時間保存後における前記磁気テープの幅変化量Δは0ppmであってもよい。図33に示す磁気テープにおいては、磁気テープの巻外側端部(BOT)から25%~75%の位置に相当するB領域、C領域のいずれかの位置において65℃で360時間保存後における前記磁気テープの幅変化量Δは0ppmであってよい。
また、図33に示すように全長を4等分して4つの領域に分割した磁気テープにおいて、好ましくは磁気テープの巻外側の1/4部分に相当するA領域における幅変化量Δの平均値が負の値であり、磁気テープの巻内側の1/4部分に相当するD領域における幅変化量Δの平均値が正の値であってもよい。
また、前記磁気テープにおいて、(磁気テープの巻内側の幅変化量Δin)-(磁気テープの巻外側の幅変化量Δout)は、800ppm以下であってもよい。
本技術の磁気記録カートリッジは磁気テープの巻外側の幅変化量Δoutが負の値であってもよい。ここで磁気テープの巻外側の幅変化量Δoutとは、磁気テープの巻外側の幅変化量の最小値を意味する。磁気テープの巻外側の幅変化量Δoutが負の値であるとは、巻外側では初期状態の幅よりも保存後の幅が狭くなっていることを示す。
また、前記磁気テープの長手方向の全長を100%としたときに、好ましくは磁気テープの巻外側端部(BOT)から25%~75%の位置において、65℃で360時間保存後における前記磁気テープの幅変化量Δは0ppmであってもよい。図33に示す磁気テープにおいては、磁気テープの巻外側端部(BOT)から25%~75%の位置に相当するB領域、C領域のいずれかの位置において65℃で360時間保存後における前記磁気テープの幅変化量Δは0ppmであってよい。
また、図33に示すように全長を4等分して4つの領域に分割した磁気テープにおいて、好ましくは磁気テープの巻外側の1/4部分に相当するA領域における幅変化量Δの平均値が負の値であり、磁気テープの巻内側の1/4部分に相当するD領域における幅変化量Δの平均値が正の値であってもよい。
また、前記磁気テープにおいて、(磁気テープの巻内側の幅変化量Δin)-(磁気テープの巻外側の幅変化量Δout)は、800ppm以下であってもよい。
本技術の磁気記録カートリッジに含まれる磁気テープは、好ましくは長尺状の磁気テープであり、例えば磁気記録テープ(特には長尺状の磁気記録テープ)でありうる。
本技術の磁気記録カートリッジに含まれる磁気テープは、磁性層、ベース層、及びバック層を備えていてもよく、これらの層に加えて、他の層を含んでいてよい。当該他の層は、磁気テープの種類に応じて適宜選択されてよい。前記磁気テープは、例えば塗布型の磁気テープであってよく又は真空薄膜型の磁気テープであってよい。前記塗布型の磁気テープについて、以下2.においてより詳細に説明する。真空薄膜型の磁気テープについて、以下3.においてより詳細に説明する。上記3つの層以外に前記磁気テープに含まれる層については、これらの説明を参照されたい。
本技術の磁気記録カートリッジに含まれる磁気テープは、例えば少なくとも一つのデータバンドと少なくとも二つのサーボバンドとを有しうる。データバンドの数は例えば2~10であり、特には3~6、より特には4又は5でありうる。サーボバンドの数は、例えば3~11であり、特には4~7であり、より特には5又は6でありうる。これらサーボバンド及びデータバンドは、例えば長尺状の磁気テープの長手方向に延びるように、特には略平行となるように配置されていてよい。前記データバンド及び前記サーボバンドは、前記磁性層に設けられうる。このようにデータバンド及びサーボバンドを有する磁気テープとして、LTO(Linear Tape-Open)規格に従う磁気記録テープを挙げることができる。すなわち、前記磁気テープは、LTO規格に従う磁気記録テープであってよい。例えば、前記磁気テープは、LTO9又はそれ以降の規格(例えばLTO10、LTO11、又はLTO12など)に従う磁気記録テープであってよい。
前記長尺状の磁気テープ(特には磁気記録テープ)の幅は、例えば5mm~30mmであり、特には7mm~25mmであり、より特には10mm~20mm、さらにより特には11mm~19mmでありうる。長尺状の磁気テープの長さは、例えば500m~1500mでありうる。例えばLTO8規格に従うテープ幅は12.65mmであり、長さは960mである。
前記長尺状の磁気テープ(特には磁気記録テープ)の幅は、例えば5mm~30mmであり、特には7mm~25mmであり、より特には10mm~20mm、さらにより特には11mm~19mmでありうる。長尺状の磁気テープの長さは、例えば500m~1500mでありうる。例えばLTO8規格に従うテープ幅は12.65mmであり、長さは960mである。
2.第1の実施形態(塗布型の磁気テープを含む磁気記録カートリッジの例)
(1)磁気記録カートリッジの構成
[磁気記録カートリッジ]
まず図1を参照して、本技術に従う磁気記録カートリッジの構成を説明する。図1は、本技術の従う磁気記録カートリッジ10の一例を示す分解斜視図である。本技術の説明では、磁気記録カートリッジ10として、LTO規格に準拠する磁気記録カートリッジを例に挙げて説明する。
まず図1を参照して、本技術に従う磁気記録カートリッジの構成を説明する。図1は、本技術の従う磁気記録カートリッジ10の一例を示す分解斜視図である。本技術の説明では、磁気記録カートリッジ10として、LTO規格に準拠する磁気記録カートリッジを例に挙げて説明する。
磁気記録カートリッジ10は、1リールタイプのカートリッジであり、下シェル12Aと上シェル12Bとで構成されるカートリッジケース12の内部に、テープ状の磁気テープMTが巻かれた1つのリール13と、リール13の回転をロックするためのリールロック14およびリールスプリング15と、リール13のロック状態を解除するためのスパイダ16と、下シェル12Aと上シェル12Bに跨ってカートリッジケース12に設けられたテープ引出口12Cを開閉するスライドドア17と、スライドドア17をテープ引出口12Cの閉位置に付勢するドアスプリング18と、誤消去を防止するためのライトプロテクト19と、カートリッジメモリ11とを備える。磁気テープMTを巻くためのリール13は、中心部に開口を有する略円盤状であって、プラスチック等の硬質の材料からなるリールハブ13Aとフランジ13Bとにより構成される。磁気テープMTの外周側の端部には、リーダーテープLTが接続されている。リーダーテープLTの先端には、リーダーピン20が設けられている。
磁気記録カートリッジ10は、LTO(Linear Tape-Open)規格に準拠した磁気テープカートリッジであってもよいし、LTO規格とは別の規格に準拠した磁気テープカートリッジであってもよい。
カートリッジメモリ11は、磁気記録カートリッジ10の1つの角部の近傍に設けられている。磁気記録カートリッジ10が記録再生装置にロードされた状態において、カートリッジメモリ11は、記録再生装置のリーダライタと対向するようになっている。カートリッジメモリ11は、LTO規格に準拠した無線通信規格で記録再生装置、具体的にはリーダライタと通信を行う。
[カートリッジメモリ]
図2は、カートリッジメモリ11の構成の一例を示すブロック図である。カートリッジメモリ11は、規定の通信規格でリーダライタと通信を行うアンテナコイル(通信部)31と、アンテナコイル31により受信した電波から、誘導起電力を用いて発電、整流して電源を生成する整流・電源回路32と、アンテナコイル31により受信した電波から、同じく誘導起電力を用いてクロックを生成するクロック回路33と、アンテナコイル31により受信した電波の検波およびアンテナコイル31により送信する信号の変調を行う検波・変調回路34と、検波・変調回路34から抽出されるデジタル信号から、コマンドおよびデータを判別し、これを処理するための論理回路等で構成されるコントローラ(制御部)35と、情報を記憶するメモリ(記憶部)36とを備える。また、カートリッジメモリ11は、アンテナコイル31に対して並列に接続されたキャパシタ37を備え、アンテナコイル31とキャパシタ37により共振回路が構成される。
図2は、カートリッジメモリ11の構成の一例を示すブロック図である。カートリッジメモリ11は、規定の通信規格でリーダライタと通信を行うアンテナコイル(通信部)31と、アンテナコイル31により受信した電波から、誘導起電力を用いて発電、整流して電源を生成する整流・電源回路32と、アンテナコイル31により受信した電波から、同じく誘導起電力を用いてクロックを生成するクロック回路33と、アンテナコイル31により受信した電波の検波およびアンテナコイル31により送信する信号の変調を行う検波・変調回路34と、検波・変調回路34から抽出されるデジタル信号から、コマンドおよびデータを判別し、これを処理するための論理回路等で構成されるコントローラ(制御部)35と、情報を記憶するメモリ(記憶部)36とを備える。また、カートリッジメモリ11は、アンテナコイル31に対して並列に接続されたキャパシタ37を備え、アンテナコイル31とキャパシタ37により共振回路が構成される。
メモリ36は、磁気記録カートリッジ10に関連する情報等を記憶する。メモリ36は、不揮発性メモリ(Non Volatile Memory:NVM)である。メモリ36の記憶容量は、好ましくは約32KB以上である。
メモリ36は、第1の記憶領域36Aと第2の記憶領域36Bとを有していてもよい。第1の記憶領域36Aは、第1の情報を記憶するための領域である。第1の情報は、例えば、磁気記録カートリッジ10の製造情報(例えば磁気記録カートリッジ10の固有番号)および磁気記録カートリッジ10の使用履歴(例えば磁気テープMTの引出回数(Thread Count))等からなる群より選ばれた少なくとも1種を含む。第2の記憶領域36Bは、第2の情報を記憶するための領域である。第2の情報は、例えば、テンション調整情報、管理台帳データ、Index情報およびサムネイル情報等からなる群より選ばれた少なくとも1種を含む。
テンション調整情報は、磁気テープMTの長手方向にかかるテンションを調整するための情報である。テンション調整情報は、例えば、サーボバンド間の幅を磁気テープMTの長手方向に間欠的に測定して得られる情報、記録再生装置のテンション情報、および記録再生装置の温度と湿度の情報等からなる群より選ばれた少なくとも1種の情報を含む。これらの情報は、磁気記録カートリッジ10の使用状況に関する情報等と連携して管理されることもある。テンション調整情報は、磁気テープMTに対するデータ記録時、もしくはデータ記録前に取得されることが好ましい。記録再生装置のテンション情報とは、磁気テープMTの長手方向にかかるテンションの情報を意味する。
管理台帳データは、磁気テープMTに記録されているデータファイルの容量、作成日、編集日および保管場所等のうちの少なくとも1種を含むデータである。Index情報は、データファイルの内容を検索するためのメタデータ等である。サムネイル情報は、磁気テープMTに記憶された動画または静止画のサムネイルである。以下の説明において、第1の記憶領域36Aに記憶される情報を「第1の情報」といい、第2の記憶領域36Bに記憶される情報を「第2の情報」ということがある。
メモリ36は、複数のバンクを有していてもよい。この場合、複数のバンクうちの一部のバンクにより第1の記憶領域36Aが構成され、残りのバンクにより第2の記憶領域36Bが構成されてもよい。
アンテナコイル31は、電磁誘導により誘起電圧を誘起する。コントローラ35は、アンテナコイル31を介して、規定の通信規格で記録再生装置と通信を行う。具体的には例えば、相互認証、コマンドの送受信またはデータのやり取り等を行う。
コントローラ35は、アンテナコイル31を介して記録再生
装置から受信した情報をメモリ36に記憶する。例えば、アンテナコイル31を介して記録再生装置から受信したテンション調整情報をメモリ36の第2の記憶領域36Bに記憶する。コントローラ35は、記録再生装置の要求に応じて、メモリ36から情報を読み出し、アンテナコイル31を介して記録再生装置に送信する。例えば、記録再生装置の要求に応じて、メモリ36の第2の記憶領域36Bからテンション調整情報を読み出し、アンテナコイル31を介して記録再生装置に送信する。
装置から受信した情報をメモリ36に記憶する。例えば、アンテナコイル31を介して記録再生装置から受信したテンション調整情報をメモリ36の第2の記憶領域36Bに記憶する。コントローラ35は、記録再生装置の要求に応じて、メモリ36から情報を読み出し、アンテナコイル31を介して記録再生装置に送信する。例えば、記録再生装置の要求に応じて、メモリ36の第2の記憶領域36Bからテンション調整情報を読み出し、アンテナコイル31を介して記録再生装置に送信する。
(2)磁気テープの構成
図3は、磁気テープMTの構成の一例を示す断面図である。磁気テープMTは、長尺状のベース層41と、ベース層41の一方の主面(第1の主面)上に設けられた下地層42と、下地層42上に設けられた磁性層43と、ベース層41の他方の主面(第2の主面)上に設けられたバック層44とを備える。なお、下地層42およびバック層44は、必要に応じて備えられるものであり、無くてもよい。磁気テープMTは、垂直記録型の磁気テープであってもよいし、長手記録型の磁気テープであってもよい。磁気テープMTは、走行性の向上の観点から、潤滑剤を含むことが好ましい。潤滑剤は、下地層42および磁性層43のうちの少なくとも1層に含まれていてもよい。
磁気テープMTはLTO規格に準拠するものであってもよいし、LTO規格とは別の規格に準拠するものであってもよい。磁気テープMTの幅は、1/2インチであってもよいし、1/2インチよりも広くてもよい。磁気テープMTがLTO規格に準拠するものである場合には、磁気テープMTの幅は、1/2インチである。磁気テープMTは、走行時に磁気テープMTの長手方向に加わるテンションを記録再生装置(ドライブ)により調整することで、磁気テープMTの幅を一定またはほぼ一定に保つことが可能な構成を有していてもよい。
磁気テープMTは長尺状を有し、記録再生の際には長手方向に走行される。磁気テープMTは、記録用ヘッドとしてリング型ヘッドを備える記録再生装置で用いられることが好ましい。磁気テープMTは、1500nm以下または1000nm以下のデータトラック幅でデータを記録可能に構成された記録再生装置に用いられることが好ましい。
[ベース層]
ベース層41は、下地層42および磁性層43を支持する非磁性支持体である。ベース層41は、長尺のフィルム状を有する。ベース層41の平均厚みの上限値は、例えば好ましくは4.6μm以下、より好ましくは4.4μm以下、4.2μm以下、4.0μm以下、さらにより好ましくは3.8μm以下、特に好ましくは3.6μm以下、最も好ましくは3.4μm以下である。ベース層41の平均厚みの上限値が4.6μm以下であると、1データカートリッジ内に記録できる記録容量を一般的な磁気テープよりも高めることができる。ベース層41の平均厚みの下限値は、好ましくは3.0μm以上、より好ましくは3.2μm以上である。ベース層41の平均厚みの下限値が3.0μm以上であると、ベース層41の強度低下を抑制することができる。
ベース層41は、下地層42および磁性層43を支持する非磁性支持体である。ベース層41は、長尺のフィルム状を有する。ベース層41の平均厚みの上限値は、例えば好ましくは4.6μm以下、より好ましくは4.4μm以下、4.2μm以下、4.0μm以下、さらにより好ましくは3.8μm以下、特に好ましくは3.6μm以下、最も好ましくは3.4μm以下である。ベース層41の平均厚みの上限値が4.6μm以下であると、1データカートリッジ内に記録できる記録容量を一般的な磁気テープよりも高めることができる。ベース層41の平均厚みの下限値は、好ましくは3.0μm以上、より好ましくは3.2μm以上である。ベース層41の平均厚みの下限値が3.0μm以上であると、ベース層41の強度低下を抑制することができる。
ベース層41の平均厚みは以下のようにして求められる。まず、磁気記録カートリッジ10に収容された磁気テープMTを巻き出し、磁気テープMTとリーダーテープLTとの接続部21から長手方向に10mから20mの範囲、30mから40mの範囲、50mから60mの範囲それぞれから磁気テープMTを250mmの長さに切り出し、3つのサンプルを作製する。本明細書において、“磁気テープMTとリーダーテープLTとの接続部21から長手方向”という場合の“長手方向”とは、リーダーテープLT側の一端からそれとは反対側の他端に向かう方向を意味する。
続いて、各サンプルのベース層41以外の層(すなわち下地層42、磁性層43およびバック層44)をMEK(メチルエチルケトン)または希塩酸等の溶剤で除去する。次に、測定装置としてMitutoyo社製レーザーホロゲージ(LGH-110C)を用いて、各サンプル(ベース層41)の厚みを5点の位置で測定し、それらの測定値(合計で15点のサンプルの厚み)を算術平均して、ベース層41の平均厚みを算出する。なお、上記5点の測定位置は、磁気テープMTの長手方向においてそれぞれ異なる位置となるように、各サンプルから無作為に選ばれるものとする。
ベース層41は、例えば、ポリエステル類、ポリオレフィン類、セルロース誘導体、ビニル系樹脂、およびその他の高分子樹脂のうちの少なくとも1種を含む。ベース層41が上記材料のうちの2種以上を含む場合、それらの2種以上の材料は混合されていてもよいし、共重合されていてもよいし、積層されていてもよい。
ベース層41は、上記の高分子樹脂のうち、ポリエステル類を含むことが好ましい。ベース層41がポリエステル類を含むことで、ベース層41の長手方向の貯蔵弾性率E’を、好ましくは9.0GPa以下、より好ましくは7.5GPa以下、さらにより好ましくは6.0GPa以下、特に好ましくは5.5GPa以下、最も好ましくは4.5GPa以下に低減することができる。したがって、走行時における磁気テープMTの長手方向のテンションを記録再生装置により調整することで、磁気テープMTの幅を一定またはほぼ一定に保つ制御を特に行いやすい。ベース層41の長手方向の貯蔵弾性率E’の測定方法については後述する。
ポリエステル類は、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、PBN(ポリブチレンナフタレート)、PCT(ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート)、PEB(ポリエチレン-p-オキシベンゾエート)およびポリエチレンビスフェノキシカルボキシレートのうちの少なくとも1種を含む。ベース層41が2種以上のポリエステル類を含む場合、それらの2種以上のポリエステル類は混合されていてもよいし、共重合されていてもよいし、積層されていてもよい。ポリエステル類の末端および側鎖の少なくとも一方が変性されていてもよい。ベース層41の強度を向上するために、PET(ポリエチレンテレフタレート)にPA(ポリアミド)が添加されていてもよい。
ベース層41にポリエステル類が含まれていることは、例えば、次のようにして確認される。まず、磁気記録カートリッジ10に収容された磁気テープMTを巻き出し、磁気テープMTとリーダーテープLTとの接続部21から長手方向に30mから40mの範囲から磁気テープMTを切り出し、サンプルを作製した後、サンプルのベース層41以外の層を除去する。次に、赤外吸収分光法(Infrared Absorption Spectrometry:IR)によりサンプル(ベース層41)のIRスペクトルを取得する。このIRスペクトルに基づき、ベース層41にポリエステル類が含まれていることを確認することができる。
ポリオレフィン類は、例えば、PE(ポリエチレン)およびPP(ポリプロピレン)のうちの少なくとも1種を含む。セルロース誘導体は、例えば、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、CAB(セルロースアセテートブチレート)およびCAP(セルロースアセテートプロピオネート)のうちの少なくとも1種を含む。ビニル系樹脂は、例えば、PVC(ポリ塩化ビニル)およびPVDC(ポリ塩化ビニリデン)のうちの少なくとも1種を含む。
その他の高分子樹脂は、例えば、PA(ポリアミド、ナイロン)、芳香族PA(芳香族ポリアミド、アラミド)、PI(ポリイミド)、芳香族PI(芳香族ポリイミド)、PAI(ポリアミドイミド)、芳香族PAI(芳香族ポリアミドイミド)、PBO(ポリベンゾオキサゾール、例えばザイロン(登録商標))、ポリエーテル、PEK(ポリエーテルケトン)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、ポリエーテルエステル、PES(ポリエーテルサルフォン)、PEI(ポリエーテルイミド)、PSF(ポリスルフォン)、PPS(ポリフェニレンスルフィド)、PC(ポリカーボネート)、PAR(ポリアリレート)およびPU(ポリウレタン)のうちの少なくとも1種を含む。
ベース層41は、長手方向および幅方向に二軸延伸されていてもよい。ベース層41に含まれる高分子樹脂は、ベース層41の幅方向に対して斜め方向に配向されていることが好ましい。
[磁性層]
磁性層43は、信号を磁化パターンにより記録するための記録層である。磁性層43は、塗布膜であってもよい。磁性層43は、垂直記録型の記録層であってもよいし、長手記録型の記録層であってもよい。磁性層43は、例えば、磁性粉、結着剤、潤滑剤およびカーボンを含む。磁性層43が、必要に応じて、帯電防止剤、研磨剤、硬化剤、防錆剤および非磁性補強粒子等のうちの少なくとも1種の添加剤をさらに含んでいてもよい。磁性層43は、凹凸形状を有する表面を有していてもよい。
磁性層43は、信号を磁化パターンにより記録するための記録層である。磁性層43は、塗布膜であってもよい。磁性層43は、垂直記録型の記録層であってもよいし、長手記録型の記録層であってもよい。磁性層43は、例えば、磁性粉、結着剤、潤滑剤およびカーボンを含む。磁性層43が、必要に応じて、帯電防止剤、研磨剤、硬化剤、防錆剤および非磁性補強粒子等のうちの少なくとも1種の添加剤をさらに含んでいてもよい。磁性層43は、凹凸形状を有する表面を有していてもよい。
磁性層43は、データが書き込まれる複数のデータバンドと、サーボパターンが書き込まれる複数のサーボバンドと、を有している。データバンドおよびサーボバンドの詳細については後述する。
磁性層43は、データバンドに複数のデータトラックを形成可能に構成されている。データトラック幅の平均値の上限値は、トラック記録密度を向上し、高記録容量を確保する観点から、好ましくは1100nm以下、より好ましくは1000nm以下、さらにより好ましくは800nm以下、特に好ましくは600nm以下ある。データトラック幅Wの平均値の下限値は、磁性粒子サイズを考慮すると、好ましくは20nm以上である。
データトラック幅の平均値は以下のようにして求められる。まず、データが磁気テープMTの全面に記録された磁気記録カートリッジ10を準備し、この磁気記録カートリッジ10から磁気テープMTを巻き出し、磁気テープMTとリーダーテープLTとの接続部21から長手方向に10mから20mの範囲、30mから40mの範囲、50mから60mの範囲それぞれから磁気テープMTを250mmの長さに切り出し、3つのサンプルを作製する。続いて、各サンプルの磁性層43のデータバンド部分のデータ記録パターンを磁気力顕微鏡(Magnetic Force Microscope:MFM)を用いて観察し、MFM像を得る。MFMとしてはDigital Instruments社製Dimension3100とその解析ソフトが用いられる。当該MFM像の測定領域は10μm×10μmとし、当該10μm×10μmの測定領域は512×512(=262,144)個の測定点に分割される。各サンプルにおいて10μm×10μm測定領域についてMFMによる測定が行われ、すなわち3つのMFM像が得られる。得られた3つのMFM像から、Dimension3100に付属の解析ソフトを用いて、トラック幅を10ヶ所測定し平均値(単純平均である)をとる。当該平均値が、データトラック幅の平均値である。なお、上記MFMの測定条件は掃引速度:1Hz、使用チップ:MFMR-20、リフトハイト:20nm、補正:Flatten order 3である。
磁性層43の平均厚みの上限値は、好ましくは90nm以下、より好ましくは80nm以下、さらにより好ましくは70nm以下、特に好ましくは60nm以下、最も好ましくは50nm以下である。磁性層43の平均厚みの上限値が90nm以下であると、記録ヘッドとしてはリング型ヘッドを用いた場合に、反磁界の影響を軽減できるため、さらに優れた電磁変換特性を得ることができる。
磁性層43の平均厚みの下限値は、好ましくは35nm以上である。磁性層43の平均厚みの下限値が35nm以上であると、再生ヘッドとしてはMR型ヘッドを用いた場合に、出力を確保できるため、さらに優れた電磁変換特性を得ることができる。
磁性層43の平均厚みは、以下のようにして求められる。まず、磁気記録カートリッジ10に収容された磁気テープMTを巻き出し、磁気テープMTとリーダーテープLTとの接続部21から長手方向に10mから20mの範囲、30mから40mの範囲、50mから60mの範囲それぞれから磁気テープMTを250mmの長さに切り出し、3つのサンプルを作製する。続いて、各サンプルをFIB法等により加工して薄片化を行う。FIB法を使用する場合には、後述の断面のTEM像を観察する前処理として、保護膜としてカーボン層およびタングステン層を形成する。当該カーボン層は蒸着法により磁気テープMTの磁性層43側の表面およびバック層44側の表面に形成され、そして、当該タングステン層は蒸着法またはスパッタリング法により磁性層43側の表面にさらに形成される。当該薄片化は磁気テープMTの長さ方向(長手方向)に沿って行われる。すなわち、当該薄片化によって、磁気テープMTの長手方向および厚み方向の両方に平行な断面が形成される。
得られた各薄片化サンプルの上記断面を、透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope:TEM)により、下記の条件で観察し、各薄片化サンプルのTEM像を得る。なお、装置の種類に応じて、倍率および加速電圧は適宜調整されてよい。
装置:TEM(日立製作所製H9000NAR)
加速電圧:300kV
倍率:100,000倍
装置:TEM(日立製作所製H9000NAR)
加速電圧:300kV
倍率:100,000倍
次に、得られた各薄片化サンプルのTEM像を用い、各薄片化サンプルの10点の位置で磁性層43の厚みを測定する。なお、各薄片化サンプルの10点の測定位置は、磁気テープMTの長手方向においてそれぞれ異なる位置となるように、各サンプルから無作為に選ばれる。得られた各薄片化サンプルの測定値(合計で30点の磁性層43の厚み)を算術平均して得られた平均値を磁性層43の平均厚み[nm]とする。
[磁性粉]
磁性粉は、複数の磁性粒子を含む。磁性粒子は、例えば、金属酸化物を含む粒子(以下「金属酸化物粒子」という。)である。金属酸化物粒子は、例えば、六方晶フェライトを含む粒子(以下「六方晶フェライト粒子」という。)、イプシロン型酸化鉄(ε酸化鉄)を含む粒子(以下「ε酸化鉄粒子」という。)またはCo含有スピネルフェライトを含む粒子(以下「コバルトフェライト粒子」という。)である。磁性粉は、磁気テープMTの垂直方向に優先的に結晶配向していることが好ましい。本明細書において、磁気テープMTの垂直方向(厚み方向)とは、平面状態にある磁気テープMTの厚み方向を意味する。
磁性粉は、複数の磁性粒子を含む。磁性粒子は、例えば、金属酸化物を含む粒子(以下「金属酸化物粒子」という。)である。金属酸化物粒子は、例えば、六方晶フェライトを含む粒子(以下「六方晶フェライト粒子」という。)、イプシロン型酸化鉄(ε酸化鉄)を含む粒子(以下「ε酸化鉄粒子」という。)またはCo含有スピネルフェライトを含む粒子(以下「コバルトフェライト粒子」という。)である。磁性粉は、磁気テープMTの垂直方向に優先的に結晶配向していることが好ましい。本明細書において、磁気テープMTの垂直方向(厚み方向)とは、平面状態にある磁気テープMTの厚み方向を意味する。
[六方晶フェライト粒子]
六方晶フェライト粒子は、例えば、六角板状等の板状または六角柱状等の柱状(但し、厚さまたは高さが板面または底面の長径より小さい。)を有する。本明細書において、六角板状は、ほぼ六角板状を含むものとする。六方晶フェライトは、好ましくはBa、Sr、PbおよびCaのうちの少なくとも1種、より好ましくはBaおよびSrのうちの少なくとも1種を含む。六方晶フェライトは、具体的には例えばバリウムフェライトまたはストロンチウムフェライトであってもよい。バリウムフェライトは、Ba以外にSr、PbおよびCaのうちの少なくとも1種をさらに含んでいてもよい。ストロンチウムフェライトは、Sr以外にBa、PbおよびCaのうちの少なくとも1種をさらに含んでいてもよい。
六方晶フェライト粒子は、例えば、六角板状等の板状または六角柱状等の柱状(但し、厚さまたは高さが板面または底面の長径より小さい。)を有する。本明細書において、六角板状は、ほぼ六角板状を含むものとする。六方晶フェライトは、好ましくはBa、Sr、PbおよびCaのうちの少なくとも1種、より好ましくはBaおよびSrのうちの少なくとも1種を含む。六方晶フェライトは、具体的には例えばバリウムフェライトまたはストロンチウムフェライトであってもよい。バリウムフェライトは、Ba以外にSr、PbおよびCaのうちの少なくとも1種をさらに含んでいてもよい。ストロンチウムフェライトは、Sr以外にBa、PbおよびCaのうちの少なくとも1種をさらに含んでいてもよい。
より具体的には、六方晶フェライトは、一般式MFe12O19で表される平均組成を有する。但し、Mは、例えばBa、Sr、PbおよびCaのうちの少なくとも1種の金属、好ましくはBaおよびSrのうちの少なくとも1種の金属である。Mが、Baと、Sr、PbおよびCaからなる群より選ばれる1種以上の金属との組み合わせであってもよい。また、Mが、Srと、Ba、PbおよびCaからなる群より選ばれる1種以上の金属との組み合わせであってもよい。上記一般式においてFeの一部が他の金属元素で置換されていてもよい。
磁性粉が六方晶フェライト粒子粉を含む場合、磁性粉の平均粒子サイズは、好ましくは13nm以上22nm以下、より好ましくは13nm以上19nm以下、さらにより好ましくは13nm以上18nm以下、特に好ましくは14nm以上17nm以下、最も好ましくは14nm以上16nm以下である。磁性粉の平均粒子サイズが22nm以下であると、高記録密度の磁気テープMTにおいて、さらに優れた電磁変換特性(例えばSNR)を得ることができる。一方、磁性粉の平均粒子サイズが13nm以上であると、磁性粉の分散性がより向上し、さらに優れた電磁変換特性(例えばSNR)を得ることができる。
磁性粉が六方晶フェライト粒子粉を含む場合、磁性粉の平均アスペクト比が、好ましくは1.0以上3.0以下、より好ましくは1.5以上2.8以下、さらにより好ましくは1.8以上2.7以下である。磁性粉の平均アスペクト比が1.0以上3.0以下の範囲内であると、磁性粉の凝集を抑制することができる。また、磁性層43の形成工程において磁性粉を垂直配向させる際に、磁性粉に加わる抵抗を抑制することができる。したがって、磁性粉の垂直配向性を向上することができる。
磁性粉が六方晶フェライト粒子粉を含む場合、磁性粉の平均粒子サイズおよび平均アスペクト比は以下のようにして求められる。まず、磁気記録カートリッジ10に収容された磁気テープMTを巻き出し、磁気テープMTとリーダーテープLTとの接続部21から長手方向に30mから40mの範囲から磁気テープMTを切り出す。続いて、切り出された磁気テープMTをFIB法等により加工して薄片化を行う。FIB法を使用する場合には、後述の断面のTEM像を観察する前処理として、保護膜としてカーボン層およびタングステン層を形成する。当該カーボン層は蒸着法により磁気テープMTの磁性層43側の表面およびバック層44側の表面に形成され、そして、当該タングステン層は蒸着法またはスパッタリング法により磁性層43側の表面にさらに形成される。当該薄片化は磁気テープMTの長さ方向(長手方向)に沿って行われる。すなわち、当該薄片化によって、磁気テープMTの長手方向および厚み方向の両方に平行な断面が形成される。
得られた薄片サンプルの上記断面を、透過電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製 H-9500)を用いて、加速電圧:200kV、総合倍率500,000倍で磁性層43の厚み方向に対して磁性層43全体が含まれるように断面観察を行い、TEM写真を撮影する。TEM写真は、下記で示す板径DBおよび板厚DA(図4参照)を測定できる粒子を50個抽出できる枚数準備する。
本明細書では、上記のTEM写真において観察される粒子の形状が、図4に示すように、板状または柱状(但し、厚さまたは高さが板面または底面の長径より小さい。)である場合には、粒子の板面または底面の長径を板径DBの値とする。上記のTEM写真において観察される粒子の厚さまたは高さを板厚DAの値とする。一粒子内にて粒子の厚さまたは高さが一定でない場合には、最大の粒子の厚さまたは高さを板厚DAとする。
次に、撮影したTEM写真から抽出する50個の粒子を、下記の基準に基づき選び出す。粒子の一部がTEM写真の視野の外にはみだしている粒子は測定せず、輪郭がはっきりしており、孤立して存在している粒子を測定する。粒子同士に重なりがある場合は、両者の境界が明瞭で、粒子全体の形状も判断可能な粒子は、それぞれの粒子を単独粒子として測定するが、境界がはっきりせず、粒子の全形も判らない粒子は、粒子の形状が判断できないものとして測定しない。
図5、図6にTEM写真の一例を示す。図5、図6において、例えば矢印aおよびdで示される粒子が、その粒子の板厚(その粒子の厚さまたは高さ)DAを明らかに確認できるので、選択される。選択された50個の粒子それぞれの板厚DAを測定する。このようにして求めた板厚DAを算術平均して平均板厚DAaveを求める。平均板厚DAaveが平均粒子板厚である。続いて、各磁性粉の板径DBを測定する。粒子の板径DBを測定するために、撮影したTEM写真から、粒子の板径DBを明らかに確認できる粒子を50個選び出す。例えば、図5、図6において、例えば矢印bおよびcで示される粒子が、その板径DBを明らかに確認できるので、選択される。選択された50個の粒子それぞれの板径DBを測定する。このようにして求めた板径DBを単純平均(算術平均)して平均板径DBaveを求める。平均板径DBaveが、平均粒子サイズである。そして、平均板厚DAaveおよび平均板径DBaveから粒子の平均アスペクト比(DBave/DAave)を求める。
磁性粉が六方晶フェライト粒子粉を含む場合、磁性粉の平均粒子体積は、好ましくは500nm3以上2500nm3以下、より好ましくは500nm3以上1600nm3以下、さらに好ましくは500nm3以上1500nm3以下、特に好ましくは600nm3以上1200nm3以下、最も好ましくは600nm3以上1000nm3以下である。磁性粉の平均粒子体積が2500nm3以下であると、磁性粉の平均粒子サイズを22nm以下とする場合と同様の効果が得られる。一方、磁性粉の平均粒子体積が500nm3以上であると、磁性粉の平均粒子サイズを13nm以上とする場合と同様の効果が得られる。
磁性粉の平均粒子体積は以下のようにして求められる。まず、上記の磁性粉の平均粒子サイズの算出方法に関して述べた通り、平均板厚DAaveおよび平均板径DBaveを求める。次に、以下の式により、磁性粉の平均体積Vを求める。
[ε酸化鉄粒子]
ε酸化鉄粒子は、微粒子でも高保磁力を得ることができる硬磁性粒子である。ε酸化鉄粒子は、球状を有しているか、または立方体状を有している。本明細書において、球状は、ほぼ球状を含むものとする。また、立方体状には、ほぼ立方体状を含むものとする。ε酸化鉄粒子が上記のような形状を有しているため、磁性粒子としてε酸化鉄粒子を用いた場合、磁性粒子として六角板状のバリウムフェライト粒子を用いた場合に比べて、磁気テープMTの厚み方向における粒子同士の接触面積を低減し、粒子同士の凝集を抑制することができる。したがって、磁性粒子の分散性を高め、さらに優れた電磁変換特性(例えばSNR)を得ることができる。
ε酸化鉄粒子は、微粒子でも高保磁力を得ることができる硬磁性粒子である。ε酸化鉄粒子は、球状を有しているか、または立方体状を有している。本明細書において、球状は、ほぼ球状を含むものとする。また、立方体状には、ほぼ立方体状を含むものとする。ε酸化鉄粒子が上記のような形状を有しているため、磁性粒子としてε酸化鉄粒子を用いた場合、磁性粒子として六角板状のバリウムフェライト粒子を用いた場合に比べて、磁気テープMTの厚み方向における粒子同士の接触面積を低減し、粒子同士の凝集を抑制することができる。したがって、磁性粒子の分散性を高め、さらに優れた電磁変換特性(例えばSNR)を得ることができる。
ε酸化鉄粒子は、複合粒子の構造を有していてもよい。より具体的には、ε酸化鉄粒子は、ε酸化鉄部と、軟磁性を有する部分もしくは、ε酸化鉄より飽和磁化量σsが高く、保磁力Hcが小さい磁性を有する部分(以下「軟磁性を有する部分等」という。)とを備える。
ε酸化鉄部は、ε酸化鉄を含む。ε酸化鉄部に含まれるε酸化鉄は、ε-Fe2O3結晶を主相とするものが好ましく、単相のε-Fe2O3からなるものがより好ましい。
軟磁性を有する部分等は、少なくともε酸化鉄部と一部で接している。具体的には、軟磁性を有する部分等は、ε酸化鉄部を部分的に覆っていてもよいし、ε酸化鉄部の周囲全体を覆っていてもよい。
軟磁性を有する部分(ε酸化鉄より飽和磁化量σsが高く、保磁力Hcが小さい磁性を有する部分)は、例えば、α-Fe、Ni-Fe合金またはFe-Si-Al合金等の軟磁性体を含む。α-Feは、ε酸化鉄部に含まれるε酸化鉄を還元することにより得られるものであってもよい。
また、軟磁性を有する部分は、例えば、Fe3O4、γ-Fe2O3、またはスピネルフェライト等を含んでいてもよい。
ε酸化鉄粒子が、上記のように軟磁性を有する部分等を備えることで、熱安定性を確保するためにε酸化鉄部単体の保磁力Hcを大きな値に保ちつつ、ε酸化鉄粒子(複合粒子)全体としての保磁力Hcを記録に適した保磁力Hcに調整できる。
ε酸化鉄粒子が、上記複合粒子の構造に代えて添加剤を含んでいてもよいし、上記複合粒子の構造を有すると共に添加剤を含んでいてもよい。この場合、ε酸化鉄粒子のFeの一部が添加剤で置換される。ε酸化鉄粒子が添加剤を含むことによっても、ε酸化鉄粒子全体としての保磁力Hcを記録に適した保磁力Hcに調整できるため、記録容易性を向上することができる。添加剤は、鉄以外の金属元素、好ましくは3価の金属元素、より好ましくはAl、GaおよびInからなる群より選ばれた少なくとも1種、さらにより好ましくはAlおよびGaからなる群より選ばれた少なくとも1種である。
具体的には、添加剤を含むε酸化鉄は、ε-Fe2-xMxO3結晶(但し、Mは鉄以外の金属元素、好ましくは3価の金属元素、より好ましくはAl、GaおよびInからなる群より選ばれた少なくとも1種、さらにより好ましくはAlおよびGaからなる群より選ばれた少なくとも1種である。xは、例えば0<x<1である。)である。
磁性粒子がε酸化鉄粒子である場合、磁性粒子の平均粒子サイズは、好ましくは10nm以上20nm以下、より好ましくは10nm以上18nm以下、さらにより好ましくは10nm以上16nm以下、特に好ましくは10nm以上15nm以下、最も好ましくは10nm以上14nm以下である。磁気テープMTでは、記録波長の1/2のサイズの領域が実際の磁化領域となる。このため、磁性粒子の平均粒子サイズを最短記録波長の半分以下に設定することで、さらに優れた電磁変換特性(例えばSNR)を得ることができる。したがって、磁性粒子の平均粒子サイズが20nm以下であると、高記録密度の磁気テープMT(例えば40nm以下の最短記録波長で信号を記録可能に構成された磁気テープMT)において、さらに優れた電磁変換特性(例えばSNR)を得ることができる。一方、磁性粒子の平均粒子サイズが10nm以上であると、磁性粒子の分散性がより向上し、さらに優れた電磁変換特性(例えばSNR)を得ることができる。
磁性粒子がε酸化鉄粒子である場合、磁性粒子の平均アスペクト比が、好ましくは1.0以上3.0以下、より好ましくは1.0以上2.5以下、さらにより好ましくは1.0以上2.1以下、特に好ましくは1.0以上1.8以下である。磁性粒子の平均アスペクト比が1.0以上3.0以下の範囲内であると、磁性粒子の凝集を抑制することができる。また、磁性層43の形成工程において磁性粒子を垂直配向させる際に、磁性粒子に加わる抵抗を抑制することができる。したがって、磁性粒子の垂直配向性を向上することができる。
磁性粒子がε酸化鉄粒子である場合、磁性粒子の平均粒子サイズおよび平均アスペクト比は、以下のようにして求められる。まず、磁気記録カートリッジ10に収容された磁気テープMTを巻き出し、磁気テープMTとリーダーテープとの接続部から長手方向に30mから40mの位置で磁気テープMTを切り出す。続いて、測定対象となる磁気テープMTをFIB(Focused Ion Beam)法等により加工して薄片化を行う。FIB法を使用する場合には、後述の断面のTEM像を観察する前処理として、保護層としてカーボン層およびタングステン層を形成する。当該カーボン層は蒸着法により磁気テープMTの磁性層43側の表面およびバック層44側の表面に形成され、そして、当該タングステン層は蒸着法またはスパッタリング法により磁性層43側の表面にさらに形成される。薄片化は磁気テープMTの長さ方向(長手方向)に沿うかたちで行って行われる。すなわち、当該薄片化によって、磁気テープMTの長手方向および厚み方向の両方に平行な断面が形成される。
得られた薄片サンプルの上記断面を、透過電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製 H-9500)を用いて、加速電圧:200kV、総合倍率500,000倍で磁性層43の厚み方向に対して磁性層43全体が含まれるように断面観察を行い、TEM像を撮影する。次に、撮影したTEM像から、粒子の形状を明らかに確認することができる50個の粒子を選び出し、各粒子の長軸長DLと短軸長DSを測定する。ここで、長軸長DLとは、各粒子の輪郭に接するように、あらゆる角度から引いた2本の平行線間の距離のうち最大のもの(いわゆる最大フェレ径)を意味する。一方、短軸長DSとは、粒子の長軸(DL)と直交する方向における粒子の長さのうち最大のものを意味する。続いて、測定した50個の粒子の長軸長DLを単純に平均(算術平均)して平均長軸長DLaveを求める。このようにして求めた平均長軸長DLaveを磁性粒子の平均粒子サイズとする。また、測定した50個の粒子の短軸長DSを単純に平均(算術平均)して平均短軸長DSaveを求める。そして、平均長軸長DLaveおよび平均短軸長DSaveから粒子の平均アスペクト比(DLave/DSave)を求める。
磁性粒子がε酸化鉄粒子である場合、磁性粒子の平均粒子体積は、好ましくは500nm3以上4000nm3以下、より好ましくは500nm3以上3000nm3以下、さらにより好ましくは500nm3以上2000nm3以下、特に好ましくは600nm3以上1600nm3以下、最も好ましくは600nm3以上1300nm3以下である。一般的に磁気テープMTのノイズは粒子個数の平方根に反比例(すなわち粒子体積の平方根に比例)するため、粒子体積をより小さくすることで、さらに優れた電磁変換特性(例えばSNR)を得ることができる。したがって、磁性粒子の平均粒子体積が4000nm3以下であると、磁性粒子の平均粒子サイズを20nm以下とする場合と同様に、さらに優れた電磁変換特性(例えばSNR)を得ることができる。一方、磁性粒子の平均粒子体積が500nm3以上であると、磁性粒子の平均粒子サイズを10nm以上とする場合と同様の効果が得られる。
ε酸化鉄粒子が球状を有している場合には、磁性粒子の平均粒子体積は以下のようにして求められる。まず、上記の磁性粒子の平均粒子サイズの算出方法と同様にして、平均長軸長DLaveを求める。次に、以下の式により、磁性粒子の平均体積Vを求める。
V=(π/6)×DLave 3
V=(π/6)×DLave 3
ε酸化鉄粒子が立方体状を有している場合、磁性粒子の平均体積は以下のようにして求められる。まず、磁気記録カートリッジ10に収容された磁気テープMTを巻き出し、磁気テープMTとリーダーテープLTとの接続部から長手方向に30mから40mの位置で磁気テープMTを切り出す。続いて、切り出された磁気テープMTをFIB(Focused Ion Beam)法等により加工して薄片化を行う。FIB法を使用する場合には、後述の断面のTEM像を観察する前処理として、保護膜としてカーボン膜およびタングステン薄膜を形成する。当該カーボン膜は蒸着法により磁気テープMTの磁性層43側の表面およびバック層44側の表面に形成され、そして、当該タングステン薄膜は蒸着法またはスパッタリング法により磁性層43側の表面にさらに形成される。当該薄片化は磁気テープMTの長さ方向(長手方向)に沿って行われる。すなわち、当該薄片化によって、磁気テープMTの長手方向および厚み方向の両方に平行な断面が形成される。
得られた薄片サンプルを透過電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製 H-9500)を用いて、加速電圧:200kV、総合倍率500,000倍で磁性層43の厚み方向に対して磁性層43全体が含まれるように断面観察を行い、TEM像を得る。なお、装置の種類に応じて、倍率および加速電圧は適宜調整されてよい。次に、撮影したTEM像から粒子の形状が明らかである50個の粒子を選び出し、各粒子の辺の長さDCを測定する。続いて、測定した50個の粒子の辺の長さDCを単純に平均(算術平均)して平均辺長DCaveを求める。次に、平均辺長DCaveを用いて以下の式から磁性粒子の平均体積Vave(粒子体積)を求める。
Vave=DCave 3
Vave=DCave 3
[コバルトフェライト粒子]
コバルトフェライト粒子は、一軸結晶異方性を有することが好ましい。コバルトフェライト粒子が一軸結晶異方性を有することで、磁性粉を磁気テープMTの垂直方向に優先的に結晶配向させることができる。コバルトフェライト粒子は、例えば、立方体状を有している。本明細書において、立方体状は、ほぼ立方体状を含むものとする。Co含有スピネルフェライトが、Co以外にNi、Mn、Al、CuおよびZnのうちの少なくとも1種をさらに含んでいてもよい。
コバルトフェライト粒子は、一軸結晶異方性を有することが好ましい。コバルトフェライト粒子が一軸結晶異方性を有することで、磁性粉を磁気テープMTの垂直方向に優先的に結晶配向させることができる。コバルトフェライト粒子は、例えば、立方体状を有している。本明細書において、立方体状は、ほぼ立方体状を含むものとする。Co含有スピネルフェライトが、Co以外にNi、Mn、Al、CuおよびZnのうちの少なくとも1種をさらに含んでいてもよい。
Co含有スピネルフェライトは、例えば以下の式で表される平均組成を有する。
CoxMyFe2OZ
(但し、式中、Mは、例えば、Ni、Mn、Al、CuおよびZnのうちの少なくとも1種の金属である。xは、0.4≦x≦1.0の範囲内の値である。yは、0≦y≦0.3の範囲内の値である。但し、x、yは(x+y)≦1.0の関係を満たす。zは3≦z≦4の範囲内の値である。Feの一部が他の金属元素で置換されていてもよい。)
CoxMyFe2OZ
(但し、式中、Mは、例えば、Ni、Mn、Al、CuおよびZnのうちの少なくとも1種の金属である。xは、0.4≦x≦1.0の範囲内の値である。yは、0≦y≦0.3の範囲内の値である。但し、x、yは(x+y)≦1.0の関係を満たす。zは3≦z≦4の範囲内の値である。Feの一部が他の金属元素で置換されていてもよい。)
磁性粉がコバルトフェライト粒子粉を含む場合、磁性粉の平均粒子サイズは、好ましくは8nm以上16nm以下、より好ましくは8nm以上13nm以下、さらにより好ましくは8nm以上10nm以下である。磁性粉の平均粒子サイズが16nm以下であると、高記録密度の磁気テープMTにおいて、さらに優れた電磁変換特性(例えばSNR)を得ることができる。一方、磁性粉の平均粒子サイズが8nm以上であると、磁性粉の分散性がより向上し、さらに優れた電磁変換特性(例えばSNR)を得ることができる。磁性粉の平均粒子サイズの算出方法は、磁性粉がε酸化鉄粒子粉を含む場合における磁性粉の平均粒子サイズの算出方法と同様である。
磁性粉がコバルトフェライト粒子粉を含む場合、磁性粉の平均アスペクト比が、好ましくは1.0以上2.5以下、より好ましくは1.0以上2.1以下、さらにより好ましくは1.0以上1.8以下である。磁性粉の平均アスペクト比が1.0以上2.5以下の範囲内であると、磁性粉の凝集を抑制することができる。また、磁性層43の形成工程において磁性粉を垂直配向させる際に、磁性粉に加わる抵抗を抑制することができる。したがって、磁性粉の垂直配向性を向上することができる。磁性粉の平均アスペクト比の算出方法は、磁性粉がε酸化鉄粒子粉を含む場合における磁性粉の平均アスペクト比の算出方法と同様である。
磁性粉がコバルトフェライト粒子粉を含む場合、磁性粉の平均粒子体積は、好ましくは500nm3以上4000nm3以下、より好ましくは600nm3以上2000nm3以下、さらにより好ましくは600nm3以上1000nm3以下である。磁性粉の平均粒子体積が4000nm3以下であると、磁性粉の平均粒子サイズを16nm以下とする場合と同様の効果が得られる。一方、磁性粉の平均粒子体積が500nm3以上であると、磁性粉の平均粒子サイズを8nm以上とする場合と同様の効果が得られる。磁性分の平均粒子体積の算出方法は、ε酸化鉄粒子が立方体状を有している場合の平均粒子体積の算出方法と同様である。
[第1粒子]
磁性層はその一部が磁性面から突出する第1粒子を含んでいてもよい。
図42に示すように、磁性層43に含まれる第1粒子91Aのうちの一部の粒子は、磁性面から突出し、第1突起91Bを形成している。データライトヘッド60と磁気テープMTの摺動時に、第1突起91Bは、データライトヘッド60と接触する。
磁性層はその一部が磁性面から突出する第1粒子を含んでいてもよい。
図42に示すように、磁性層43に含まれる第1粒子91Aのうちの一部の粒子は、磁性面から突出し、第1突起91Bを形成している。データライトヘッド60と磁気テープMTの摺動時に、第1突起91Bは、データライトヘッド60と接触する。
第1粒子91Aは、導電性を有する。第1粒子91Aは、帯電防止剤であり、かつ、固体潤滑剤であることが好ましい。第1粒子91Aは、カーボンを含む粒子である。カーボンを含む粒子としては、例えば、カーボン粒子、およびハイブリッド粒子からなる群より選ばれた少なくとも1種を用いることができ、カーボン粒子を用いることが好ましい。
カーボン粒子としては、例えば、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブおよびグラフェンからなる群より選ばれる1種以上を用いることができ、これらのカーボン粒子の
うちでもカーボンブラックを用いることが好ましい。カーボンブラックとしては、例えば、東海カーボン社製のシーストTA、旭カーボン社の旭#15、#15HS等を用いることができる。
うちでもカーボンブラックを用いることが好ましい。カーボンブラックとしては、例えば、東海カーボン社製のシーストTA、旭カーボン社の旭#15、#15HS等を用いることができる。
ハイブリッド粒子は、カーボンとカーボン以外の材料とを含む。カーボン以外の材料は、例えば、有機材料または無機材料である。ハイブリッド粒子は、無機粒子表面にカーボンが付着されたハイブリッド粒子であってもよい。具体的には例えば、シリカ粒子表面にカーボンが付着されたハイブリッドカーボンであってもよい。
[第2粒子]
磁性層はその一部が磁性面から突出する第2粒子を含んでいてもよい。
図42に示すように、磁性層43に含まれる第2粒子92Aのうちの一部の粒子は、磁性面から突出し、第2突起92Bを形成している。データライトヘッド60と磁気テープMTの摺動時に、第2突起92Bは、データライトヘッド60と接触する。
磁性層はその一部が磁性面から突出する第2粒子を含んでいてもよい。
図42に示すように、磁性層43に含まれる第2粒子92Aのうちの一部の粒子は、磁性面から突出し、第2突起92Bを形成している。データライトヘッド60と磁気テープMTの摺動時に、第2突起92Bは、データライトヘッド60と接触する。
第2粒子92Aは、研磨剤であってもよい。第2粒子92Aのモース硬度の下限値は、データライトヘッド60との接触による変形を抑制する観点から、7.0以上、好ましくは7.5以上、より好ましくは8.0以上、さらにより好ましくは8.5以上である。第2粒子92Aのモース硬度の上限値は、データライトヘッド60の摩耗を抑制する観点から、好ましくは9.5以下である。
第2粒子92Aは、無機粒子であることが好ましい。無機粒子としては、例えば、α化率90%以上のα-アルミナ、β-アルミナ、γ-アルミナ、炭化ケイ素、酸化クロム、酸化セリウム、α-酸化鉄、コランダム、窒化珪素、チタンカ-バイト、酸化チタン、二酸化珪素、酸化スズ、酸化マグネシウム、酸化タングステン、酸化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、2硫化モリブデン、磁性酸化鉄の原料を脱水、アニール処理した針状α酸化鉄、必要によりそれらをアルミおよび/またはシリカで表面処理したもの、ダイヤモンド粉末等が挙げられる。無機粒子としては、α-アルミナ、β-アルミナ、γ-アルミナ等のアルミナ粒子、炭化ケイ素を用いることが好ましい。第2粒子92Aは、針状、球状、サイコロ状等のいずれの形状でもよいが、形状の一部に角を有するものが、高いアブラシビティを有するので好ましい。
[結着剤]
結着剤としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応型樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、塩化ビニル、酢酸ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル-塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル-アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エステル-アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エステル-塩化ビニル-塩化ビニリデン共重合体、アクリル酸エステル-アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エステル-塩化ビニリデン共重合体、メタクリル酸エステル-塩化ビニリデン共重合体、メタクリル酸エステル-塩化ビニル共重合体、メタクリル酸エステル-エチレン共重合体、ポリフッ化ビニル、塩化ビニリデン-アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、セルロース誘導体(セルロースアセテートブチレート、セルロースダイアセテート、セルローストリアセテート、セルロースプロピオネート、ニトロセルロース)、スチレンブタジエン共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アミノ樹脂、合成ゴム等が挙げられる。
結着剤としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応型樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、塩化ビニル、酢酸ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル-塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル-アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エステル-アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エステル-塩化ビニル-塩化ビニリデン共重合体、アクリル酸エステル-アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エステル-塩化ビニリデン共重合体、メタクリル酸エステル-塩化ビニリデン共重合体、メタクリル酸エステル-塩化ビニル共重合体、メタクリル酸エステル-エチレン共重合体、ポリフッ化ビニル、塩化ビニリデン-アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、セルロース誘導体(セルロースアセテートブチレート、セルロースダイアセテート、セルローストリアセテート、セルロースプロピオネート、ニトロセルロース)、スチレンブタジエン共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アミノ樹脂、合成ゴム等が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン硬化型樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミン樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂等が挙げられる。
上記の全ての結着剤には、磁性粉の分散性を向上させる目的で、-SO3M、-OSO3M、-COOM、P=O(OM)2(但し、式中Mは水素原子またはリチウム、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属を表す)や、-NR1R2、-NR1R2R3+X-で表される末端基を有する側鎖型アミン、>NR1R2+X-で表される主鎖型アミン(但し、式中R1、R2、R3は水素原子または炭化水素基を表し、X-はフッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン元素イオン、無機イオンまたは有機イオンを表す。)、さらに-OH、-SH、-CN、エポキシ基等の極性官能基が導入されていてもよい。これら極性官能基の結着剤への導入量は、10-1モル/g以上10-8モル/g以下であるのが好ましく、10-2モル/g以上10-6モル/g以下であるのがより好ましい。
[潤滑剤]
潤滑剤は、例えば脂肪酸および脂肪酸エステルから選ばれる少なくとも1種、好ましくは脂肪酸および脂肪酸エステルの両方を含む。磁性層43が潤滑剤を含むことが、特には磁性層43が脂肪酸および脂肪酸エステルの両方を含むことが、磁気テープMTの走行安定性の向上に貢献する。
潤滑剤は、例えば脂肪酸および脂肪酸エステルから選ばれる少なくとも1種、好ましくは脂肪酸および脂肪酸エステルの両方を含む。磁性層43が潤滑剤を含むことが、特には磁性層43が脂肪酸および脂肪酸エステルの両方を含むことが、磁気テープMTの走行安定性の向上に貢献する。
脂肪酸は、好ましくは下記の一般式(1)または(2)により示される化合物であってよい。例えば、脂肪酸として下記の一般式(1)により示される化合物および一般式(2)により示される化合物の一方が含まれていてよく、または両方が含まれていてもよい。
また、脂肪酸エステルは、好ましくは下記一般式(3)または(4)により示される化合物であってよい。例えば、脂肪酸エステルとして下記の一般式(3)により示される化合物および一般式(4)により示される化合物の一方が含まれていてよく、または両方が含まれていてもよい。
潤滑剤が、一般式(1)に示される化合物および一般式(2)に示される化合物のいずれか一方若しくは両方と、一般式(3)に示される化合物および一般式(4)に示される化合物のいずれか一方若しくは両方と、又は一般式(5)に示される化合物を含むことによって、磁気テープMTを繰り返しの記録または再生による動摩擦係数の増加を抑制することができる。
CH3(CH2)kCOOH ・・・(1)
(但し、一般式(1)において、kは14以上22以下の範囲、より好ましくは14以上18以下の範囲から選ばれる整数である。)
(但し、一般式(1)において、kは14以上22以下の範囲、より好ましくは14以上18以下の範囲から選ばれる整数である。)
CH3(CH2)nCH=CH(CH2)mCOOH ・・・(2)
(但し、一般式(2)において、nとmとの和は12以上20以下の範囲、より好ましくは14以上18以下の範囲から選ばれる整数である。)
(但し、一般式(2)において、nとmとの和は12以上20以下の範囲、より好ましくは14以上18以下の範囲から選ばれる整数である。)
CH3(CH2)pCOO(CH2)qCH3 ・・・(3)
(但し、一般式(3)において、pは14以上22以下、より好ましくは14以上18以下の範囲から選ばれる整数であり、且つ、qは2以上5以下の範囲、より好ましくは2以上4以下の範囲から選ばれる整数である。)
(但し、一般式(3)において、pは14以上22以下、より好ましくは14以上18以下の範囲から選ばれる整数であり、且つ、qは2以上5以下の範囲、より好ましくは2以上4以下の範囲から選ばれる整数である。)
CH3(CH2)rCOO-(CH2)sCH(CH3)2・・・(4)
(但し、一般式(4)において、rは14以上22以下の範囲から選ばれる整数であり、sは1以上3以下の範囲から選ばれる整数である。)
(但し、一般式(4)において、rは14以上22以下の範囲から選ばれる整数であり、sは1以上3以下の範囲から選ばれる整数である。)
CH3(CH2)tCOO-(CH)(CH3)CH2(CH3)u・・・(5)
(但し、一般式(5)において、tは14以上22以下の範囲から選ばれる整数であり、uは1以上3以下の範囲から選ばれる整数である。)
(但し、一般式(5)において、tは14以上22以下の範囲から選ばれる整数であり、uは1以上3以下の範囲から選ばれる整数である。)
[帯電防止剤]
帯電防止剤としては、例えば、天然界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤等が挙げられる。
帯電防止剤としては、例えば、天然界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤等が挙げられる。
[硬化剤]
硬化剤としては、例えば、ポリイソシアネート等が挙げられる。ポリイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)と活性水素化合物との付加体等の芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)と活性水素化合物との付加体等の脂肪族ポリイソシアネート等が挙げられる。これらポリイソシアネートの重量平均分子量は、100以上3000以下の範囲であることが望ましい。
硬化剤としては、例えば、ポリイソシアネート等が挙げられる。ポリイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)と活性水素化合物との付加体等の芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)と活性水素化合物との付加体等の脂肪族ポリイソシアネート等が挙げられる。これらポリイソシアネートの重量平均分子量は、100以上3000以下の範囲であることが望ましい。
[防錆剤]
防錆剤としては、例えばフェノール類、ナフトール類、キノン類、窒素原子を含む複素環化合物、酸素原子を含む複素環化合物、硫黄原子を含む複素環化合物等が挙げられる。
防錆剤としては、例えばフェノール類、ナフトール類、キノン類、窒素原子を含む複素環化合物、酸素原子を含む複素環化合物、硫黄原子を含む複素環化合物等が挙げられる。
[非磁性補強粒子]
非磁性補強粒子として、例えば、酸化アルミニウム(α、βまたはγアルミナ)、酸化クロム、酸化珪素、ダイヤモンド、ガーネット、エメリー、窒化ホウ素、チタンカーバイト、炭化珪素、炭化チタン、酸化チタン(ルチル型またはアナターゼ型の酸化チタン)等が挙げられる。
非磁性補強粒子として、例えば、酸化アルミニウム(α、βまたはγアルミナ)、酸化クロム、酸化珪素、ダイヤモンド、ガーネット、エメリー、窒化ホウ素、チタンカーバイト、炭化珪素、炭化チタン、酸化チタン(ルチル型またはアナターゼ型の酸化チタン)等が挙げられる。
[下地層]
下地層42は、ベース層41の表面の凹凸を緩和し、磁性層43の表面の凹凸を調整するためのものである。下地層42は、非磁性粉、結着剤および潤滑剤を含む非磁性層である。下地層42は、磁性層43の表面に潤滑剤を供給する。下地層42が、必要に応じて、帯電防止剤、硬化剤および防錆剤等のうちの少なくとも1種の添加剤をさらに含んでいてもよい。
下地層42は、ベース層41の表面の凹凸を緩和し、磁性層43の表面の凹凸を調整するためのものである。下地層42は、非磁性粉、結着剤および潤滑剤を含む非磁性層である。下地層42は、磁性層43の表面に潤滑剤を供給する。下地層42が、必要に応じて、帯電防止剤、硬化剤および防錆剤等のうちの少なくとも1種の添加剤をさらに含んでいてもよい。
下地層42の平均厚みの上限値は、好ましくは1.0μm以下、より好ましくは0.9μm以下、さらにより好ましくは0.8μm以下、特により好ましくは0.7μm以下、最も好ましくは0.6μm以下である。下地層42の平均厚みの上限値が1.0μm以下であると、磁気テープMTの厚みを低減することができるので、1データカートリッジ内に記録できる記録容量を一般的な磁気テープよりも高めることができる。また、下地層42の平均厚みが1.0μm以下であると、外力による磁気テープMTの伸縮性がさらに高くなるため、テンション調整による磁気テープMTの幅の調整がさらに容易となる。下地層42の平均厚みの下限値は、好ましくは0.3μm以上である。下地層42の平均厚みの下限値が0.3μm以上であると、下地層42としての機能低下を抑制することができる。なお、下地層42の平均厚みは、磁性層43の平均厚みと同様にして求められる。但し、TEM像の倍率は、下地層42の厚みに応じて適宜調整される。
[非磁性粉]
非磁性粉は、例えば無機粒子粉または有機粒子粉の少なくとも1種を含む。また、非磁性粉は、カーボンブラック等の炭素粉を含んでいてもよい。なお、1種の非磁性粉を単独で用いてもよいし、2種以上の非磁性粉を組み合わせて用いてもよい。無機粒子は、例えば、金属、金属酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属窒化物、金属炭化物または金属硫化物等を含む。非磁性粉の形状としては、例えば、針状、球状、立方体状、板状等の各種形状が挙げられるが、これらの形状に限定されるものではない。
非磁性粉は、例えば無機粒子粉または有機粒子粉の少なくとも1種を含む。また、非磁性粉は、カーボンブラック等の炭素粉を含んでいてもよい。なお、1種の非磁性粉を単独で用いてもよいし、2種以上の非磁性粉を組み合わせて用いてもよい。無機粒子は、例えば、金属、金属酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属窒化物、金属炭化物または金属硫化物等を含む。非磁性粉の形状としては、例えば、針状、球状、立方体状、板状等の各種形状が挙げられるが、これらの形状に限定されるものではない。
非磁性粉の平均粒子サイズは、好ましくは10nm以上150nm以下、より好ましくは15nm以上110nm以下である。非磁性粉の平均粒子サイズは、上記の磁性粉の平均粒子サイズと同様にして求められる。非磁性粉が、2以上の粒度分布を有する非磁性粉を含んでいてもよい。
[結着剤、潤滑剤]
結着剤および潤滑剤は、上記の磁性層43と同様である。
結着剤および潤滑剤は、上記の磁性層43と同様である。
[添加剤]
帯電防止剤、硬化剤および防錆剤はそれぞれ、上記の磁性層43と同様である。
帯電防止剤、硬化剤および防錆剤はそれぞれ、上記の磁性層43と同様である。
[バック層]
バック層44は、結着剤および非磁性粉を含む。バック層44が、必要に応じて潤滑剤、硬化剤および帯電防止剤等のうちの少なくとも1種の添加剤をさらに含んでいてもよい。結着剤および非磁性粉は、上記の下地層42と同様である。硬化剤および帯電防止剤は、上記の磁性層43と同様である。
バック層44は、結着剤および非磁性粉を含む。バック層44が、必要に応じて潤滑剤、硬化剤および帯電防止剤等のうちの少なくとも1種の添加剤をさらに含んでいてもよい。結着剤および非磁性粉は、上記の下地層42と同様である。硬化剤および帯電防止剤は、上記の磁性層43と同様である。
バック層44の平均厚みtbの上限値は、好ましくは0.6μm以下である。バック層44の平均厚みtbの上限値が0.6μm以下であると、磁気テープMTの平均厚みが5.3μm以下である場合でも、下地層42やベース層41の厚みを厚く保つことができるので、磁気テープMTの記録再生装置内での走行安定性を保つことができる。バック層44の平均厚みtbの下限値は特に限定されるものではないが、例えば0.2μm以上である。
バック層44の平均厚みtbは以下のようにして求められる。まず、磁気テープMTの平均厚みtTを測定する。平均厚みtTの測定方法は、以下の「磁気テープの平均厚み」に記載されている通りである。続いて、磁気記録カートリッジ10に収容された磁気テープMTを巻き出し、磁気テープMTとリーダーテープLTとの接続部21から長手方向に10mから20mの範囲、30mから40mの範囲、50mから60mの範囲それぞれから磁気テープMTを250mmの長さに切り出し、3つのサンプルを作製する。次に、各サンプルのバック層44をMEK(メチルエチルケトン)または希塩酸等の溶剤で除去する。次に、Mitutoyo社製レーザーホロゲージ(LGH-110C)を用いて、各サンプルの厚みを5点の位置で測定し、それらの測定値(合計で15点のサンプルの厚み)を算術平均して、平均値tB[μm]を算出する。その後、以下の式よりバック層44の平均厚みtb[μm]を求める。なお、上記5点の測定位置は、磁気テープMTの長手方向においてそれぞれ異なる位置となるように、各サンプルから無作為に選ばれるものとする。
tb[μm]=tT[μm]-tB[μm]
tb[μm]=tT[μm]-tB[μm]
[磁気テープの幅変化量Δ]
65℃で360時間保存後に前記磁気テープの全長にわたって前記磁気テープの幅変化量Δを測定したときに、磁気テープの巻外側の幅変化量Δoutの符号が磁気テープの巻内側の幅変化量Δinの符号と異なる。磁気テープの巻外側の幅変化量Δoutの符号が磁気テープの巻内側の幅変化量Δinの符号と異なることにより、高温環境下で保存を行っても優れた走行安定性を得ることができる。また、前記幅変化量Δが、前記磁気テープの全長を4等分して4つの領域に分割した場合の前記磁気テープの全長の中心線を挟む2つの領域のいずれかの位置において、0ppmである。このように磁気テープの長手方向における特定の領域で幅変化量Δが0ppmとなることにより、高温環境下で保存を行っても優れた走行安定性を得ることができる。さらに、磁気テープの長手方向において、4つの領域のうちのいずれかの領域においても幅変化量Δが好ましくは300ppm以下、より好ましくは250ppm以下、さらに好ましくは200ppm以下、さらにより好ましくは150ppm以下である。
65℃で360時間保存後に前記磁気テープの全長にわたって前記磁気テープの幅変化量Δを測定したときに、磁気テープの巻外側の幅変化量Δoutの符号が磁気テープの巻内側の幅変化量Δinの符号と異なる。磁気テープの巻外側の幅変化量Δoutの符号が磁気テープの巻内側の幅変化量Δinの符号と異なることにより、高温環境下で保存を行っても優れた走行安定性を得ることができる。また、前記幅変化量Δが、前記磁気テープの全長を4等分して4つの領域に分割した場合の前記磁気テープの全長の中心線を挟む2つの領域のいずれかの位置において、0ppmである。このように磁気テープの長手方向における特定の領域で幅変化量Δが0ppmとなることにより、高温環境下で保存を行っても優れた走行安定性を得ることができる。さらに、磁気テープの長手方向において、4つの領域のうちのいずれかの領域においても幅変化量Δが好ましくは300ppm以下、より好ましくは250ppm以下、さらに好ましくは200ppm以下、さらにより好ましくは150ppm以下である。
磁気テープの幅変化量Δは、以下のようにして測定される。
まず、データ記録再生装置50を用いて、65℃で360時間保存前の初期状態にある磁気テープの長手方向におけるサーボバンドピッチを測定する。なお、サーボバンドピッチとは、サーボバンドの配列間隔を意味する。
なお、サーボバンドピッチの測定に際し、磁気テープMTを0.55Nのテンションで磁気記録カートリッジ10に巻き込んだ状態で、32℃、55RH%の環境下、磁気記録カートリッジ10内に収容されている磁気テープMTを、データ記録再生装置50へと巻き込むように走行させながら(いわゆる順方向に走行させながら)、磁気テープMTの全長にわたって磁気テープMTの長手方向の各位置におけるサーボバンドピッチの測定が行われる。当該測定において、磁気テープMTにかかるテンションは0.55Nであり、且つ、走行速度は3~6m/sである。
なお、サーボバンドピッチの測定に際し、磁気テープMTを0.55Nのテンションで磁気記録カートリッジ10に巻き込んだ状態で、32℃、55RH%の環境下、磁気記録カートリッジ10内に収容されている磁気テープMTを、データ記録再生装置50へと巻き込むように走行させながら(いわゆる順方向に走行させながら)、磁気テープMTの全長にわたって磁気テープMTの長手方向の各位置におけるサーボバンドピッチの測定が行われる。当該測定において、磁気テープMTにかかるテンションは0.55Nであり、且つ、走行速度は3~6m/sである。
次に、磁気テープMTを0.55Nのテンションで磁気記録カートリッジ10に巻き込んだ状態で、65℃、40RH%で24時間保存後、32℃、55RH%の環境下で、データ記録再生装置50において0.55Nのテンションで1往復走行させ、再び65℃、40RH%環境で24時間保存した後に32℃、55RH%の環境下で、データ記録再生装置50において0.55Nのテンションで1往復走行することを繰り返し、合計360時間保存する。
磁気テープMTの長手方向の各位置における保存後のサーボバンドピッチと初期状態の長手方向における対応する位置(長手方向における対応する位置は、全長における同じ長さ比率となる位置を意味する。)のサーボバンドピッチの比を幅変化量Δとする。幅変化量Δが最小になる部分と幅変化量Δが最大になる部分を特定し、さらに幅変化量最大値Δmaxと幅変化量最小値Δminとの差を求める。
サーボバンドピッチの測定方法について、以下により具体的に説明する。
ここでは、図7に示すように、サーボバンドs2とサーボバンドs3との間に挟まれたデータバンドd0をデータライトヘッド60がトラッキングする例について説明する。
ここでは、図7に示すように、サーボバンドs2とサーボバンドs3との間に挟まれたデータバンドd0をデータライトヘッド60がトラッキングする例について説明する。
データ記録再生装置50を用いたサーボバンドピッチの測定方法は、上述のように、データ記録再生装置50によって磁気テープMTを全長にわたって走行させ、2つのサーボリード部62の各サーボバンド上でのサーボトレースラインTのサーボパターン47に対する相対位置を表す数値をそれぞれ測定し、測定した各サーボトレースラインTのサーボパターン47に対する相対位置からサーボバンドピッチを算出する。図7において実線で示すサーボトレースラインTの間隔は、磁気テープMTの幅が変化していないときのサーボバンドピッチ(データライトヘッド60の2つのサーボリード部62の配置間隔である第1のピッチP1)を示している。また、図7において破線で示すサーボトレースラインTの間隔は、磁気テープMTの幅が広がったときのサーボバンドピッチ(P2’)に相当する。
図8は、サーボトレースラインTの測定方法を説明する図である。データ記録再生装置50は、サーボパターン47に対するサーボトレースラインTの位置に応じた波形のサーボ再生信号を出力する。典型的には、互いに同種形状の傾斜パターンの配列体であるAバースト及びCバースト間の距離ACと、互いに異種形状の傾斜パターンの配列体であるAバースト及びBバースト間の距離ABとを算出し、下記[数1]式で各サーボリード部62のサーボトレースラインTのサーボパターン47に対する相対位置を表す数値を算出する。なお、θは、上記各傾斜パターンのアジマス角であり、本例では、12°とする。
ここで、距離ACは、AバーストおよびCバーストの第1傾斜部同士の間の距離AC1でもよいし、それらの第2傾斜部同士の間の距離AC2でもよいし、それらの第3傾斜部同士の間の距離AC3でもよいし、それらの第4傾斜部同士の間の距離AC4でもよい。これらの距離AC(AC1~AC4)は、サーボ再生波形における振幅の正の最大値を示す位置(上ピーク位置)間の距離をいう。
距離ABについても同様に、AバーストおよびBバーストの第1傾斜部同士の間の距離AB1でもよいし、それらの第2傾斜部同士の間の距離AB2でもよいし、それらの第3傾斜部同士の間の距離AB3でもよいし、それらの第4傾斜部同士の間の距離AB4でもよい。典型的には、距離AC1が採用される場合は距離AB1が採用され、距離AC2が採用される場合は距離AB2が採用され、距離AC3が採用される場合は距離AB3が採用され、距離AC4が採用される場合は距離AB4が採用される。
そして、[数1]式を用いて算出された、距離ABおよび距離ACの割合から求められるサーボパターン上の各サーボトレースラインTの位置を表す数値の差分から、サーボバンドピッチを求める。ここでは、測定する2つのサーボバンドのうち、テープエッジ側のサーボバンド(サーボバンドs3)の測定値からの、テープ中央側のサーボバンド(サーボバンドs2)の測定値の差分をとる。その値の正負は、テープ幅の変化の方向を意味し、正の場合はサーボバンドピッチが狭まったことに相当し、負の場合はサーボバンドピッチが広がったことに相当する。上記差分がゼロの場合は、テープ幅の変動が無いことを意味する。
サーボバンドピッチは、多数のサーボフレームの差分から求めることが好ましく、例えば、100~100000個のサーボフレームの差分から計算される測定値の平均値であってもよい。測定時におけるテープテンションは、サーボパターン47の記録時のテンション(基準テンション、例えば、0.55N)とし、磁気テープMTの全長にわたって一定のテンションで測定を行う。
なお、サーボトレースラインTの測定方法は上記の例に限られず、例えば、CバーストおよびAバースト間の距離CAと、CバーストおよびDバースト間の距離CDとを算出し、下記[数2]式でサーボトレースラインTの位置を測定してもよい。
ここで、距離CAは、CバーストおよびAバーストの第1傾斜部同士の間の距離CA1でもよいし、それらの第2傾斜部同士の間の距離CA2でもよいし、それらの第3傾斜部同士の間の距離CA3でもよいし、それらの第4傾斜部同士の間の距離CA4でもよい。これらの距離CA(CA1~CA4)は、サーボ再生波形における振幅の正の最大値を示す位置間の距離をいう。
距離CDについても同様に、CバーストおよびDバーストの第1傾斜部同士の間の距離CD1でもよいし、それらの第2傾斜部同士の間の距離CD2でもよいし、それらの第3傾斜部同士の間の距離CD3でもよいし、それらの第4傾斜部同士の間の距離CD4でもよい。典型的には、距離CA1が採用される場合は距離CD1が採用され、距離CA2が採用される場合は距離CD2が採用され、距離CA3が採用される場合は距離CD3が採用され、距離CA4が採用される場合は距離CD4が採用される。
さらに、サーボバンドピッチの測定には、[数1]式を用いた測定値と[数2]式を用いた測定値との平均値が用いられてもよい。さらに、[数1]式における距離AC,ABおよび[数2]式における距離CA,CDとして、サーボ再生波形における振幅の負の最大値を示す位置(下ピーク位置)間の距離が採用されてもよい。あるいは、[数1]式における距離AC,ABおよび[数2]式における距離CA,CDとして、サーボ再生波形における振幅の正の最大値を示す位置(上ピーク位置)間の距離と負の最大値を示す位置(下ピーク位置)間の距離との平均値が採用されてもよい。
図7に示すように、サーボトレースラインTが破線で示す位置にある場合、サーボバンドs2においては距離ABが38.5μm、距離ACが76μm、サーボバンドs3においては距離ABが37.5μm、距離ACが76μmであるとする。
サーボバンドs2においては、
(38.5/76)×(76/2tan12°)=90.5641[μm]
サーボバンドs3においては、
(37.5/76)×(76/2tan12°)=88.2118[μm]
となる。これらの値の差分は、
88.2118-90.5641=-2.3523[μm]
となる。
したがって、この場合におけるサーボバンドピッチP2は、サーボリードヘッドピッチP1より、2.3523μmだけ広い値として求められる。
サーボバンドs2においては、
(38.5/76)×(76/2tan12°)=90.5641[μm]
サーボバンドs3においては、
(37.5/76)×(76/2tan12°)=88.2118[μm]
となる。これらの値の差分は、
88.2118-90.5641=-2.3523[μm]
となる。
したがって、この場合におけるサーボバンドピッチP2は、サーボリードヘッドピッチP1より、2.3523μmだけ広い値として求められる。
なお、図7に示すように、サーボトレースラインTが実線で示す位置にある場合、サーボバンドs2およびサーボバンドs3のいずれにおいても距離ABが38μm、距離ACが76μmとなる。この場合、サーボバンドs2およびサーボバンドs3のいずれにおいても89.3880[μm]であり、それらの差分は0[μm]となる。つまり、この場合のサーボバンドピッチは、サーボリードヘッドピッチP1と同一を意味する。
[テンション制御]
データ記録再生装置50は、上述のようにして測定されたサーボパターンピッチに基づき、測定されたサーボパターンピッチがサーボリードヘッドピッチP1と同一となるように磁気テープMTのテンションを制御してもよい。
データ記録再生装置50は、上述のようにして測定されたサーボパターンピッチに基づき、測定されたサーボパターンピッチがサーボリードヘッドピッチP1と同一となるように磁気テープMTのテンションを制御してもよい。
本実施形態では、磁気テープMTへのデータの記録あるいは磁気テープMTからのデータの再生に先立って、データを記録あるいは再生する1つのデータバンドを挟む2つのサーボバンドからサーボ信号を読み取り、読み取った各サーボ信号からこれら2つのサーボバンドピッチがサーボリードヘッドピッチP1よりも広いか狭いかを判定してもよい。サーバンドピッチがサーボリードヘッドピッチP1よりも広い場合にはテンションを高くし、サーボバンドピッチがサーボリードヘッドピッチP1よりも狭い場合にはテンションを低くしてもよい。このようにサーボバンドピッチの大きさに応じてテンションの大きさを調整することで、当該データバンドについて所望とするトラッキング制御を安定に行うことができる。
データ記録再生装置50は、1つのデータバンドについてのサーボバンドピッチとテンションとの関係を1往復のテープ走行により取得し、その取得データをカートリッジメモリ11へ記録してもよい。データ記録再生装置50は、上記1つのデータバンドについて測定したサーボバンドピッチとテンションとの関係を、他のデータバンドに対するデータの記録再生時にも同様に適用してもよい。
なお、磁気テープMTの長手方向における幅変化量は、例えば、以下のとおりに調整することができる。磁気テープMTに生じるひずみやクリープを減少させるために、ベース層の材質と、ベース層の縦横強度(縦横延伸条件)、磁性層種類(塗布型磁性層、真空薄膜型磁性層)、塗布層の場合は、結合剤のTg、硬化剤の量などを適宜選択してもよい。また、ひずみ緩和のために磁気テープMTの裁断前に、65℃以上の温度で長時間保管してもよく、さらにサーボライト前に、55℃以上の温度で長時間保管してもよい。
[損失弾性率、貯蔵弾性率]
ベース層41の65℃における損失弾性率が0.40GPa以下、好ましくは0.35GPa以下、より好ましくは0.30GPa以下、さらに好ましくは0.25GPa以下、好ましくは0.20GPa以下でありうる。損失弾性率が当該範囲内であることにより、60℃以上の高温環境下で保存を行っても、テープシステムの走行張力の調整や巻き方向を変更することで磁気テープの長手方向における幅修正が可能な磁気記録カートリッジを提供することができる。
ベース層41の65℃における損失弾性率が0.40GPa以下、好ましくは0.35GPa以下、より好ましくは0.30GPa以下、さらに好ましくは0.25GPa以下、好ましくは0.20GPa以下でありうる。損失弾性率が当該範囲内であることにより、60℃以上の高温環境下で保存を行っても、テープシステムの走行張力の調整や巻き方向を変更することで磁気テープの長手方向における幅修正が可能な磁気記録カートリッジを提供することができる。
ベース層41の65℃における貯蔵弾性率が好ましくは8.0GPa以下、より好ましくは7.0GPa以下、さらに好ましくは6.0GPa以下でありうる。貯蔵弾性率が上記数値範囲内にあることによって高温環境下で保存後もテープシステムの走行張力調整や巻き方向を変更することで磁気テープの長手方向における幅修正が可能な磁気記録カートリッジを提供することができる。
また、前記ベース層の65℃における貯蔵弾性率の下限は、特に限定されるものではないが、例えば、好ましくは0.01GPa以上、より好ましくは0.02GPa以上、さらに好ましくは0.03GPa以上でありうる。
また、前記ベース層の65℃における貯蔵弾性率の下限は、特に限定されるものではないが、例えば、好ましくは0.01GPa以上、より好ましくは0.02GPa以上、さらに好ましくは0.03GPa以上でありうる。
損失弾性率及び貯蔵弾性率は、動的粘弾性測定によって測定される。前記動的粘弾性測定は温度依存性測定であり、具体的には以下のとおりにして行われる。
磁気記録カートリッジ10に収容された磁気テープMTを巻き出し、磁気テープMTとリーダーテープLTとの接続部から10mから20m、30mから40m、及び50mから60mの3か所の位置からそれぞれ250mmの長さに切り出し、切り出された磁気テープMTを打ち抜き器にて測定テープ長22.0mm、幅4.0mmに切り出し、サンプルを作製する。サンプルのベース層41以外の層(すなわち非磁性層(下地層)42、磁性層43およびバック層44)をアセトンまたはエタノール等で除去する。当該サンプルの長手方向の両端が、動的粘弾性測定装置(RSA II、TAインスツルメンツ社製)の測定部にクランプされる。そして、以下の測定条件で、動的粘弾性測定を行う。n数3で各サンプルについて5点の位置で測定し、それらの測定値(合計15点)を単純に平均(算術平均)して、損失弾性率及び貯蔵弾性率を算出する。なお、上記5点の測定位置は、磁気テープMTの長手方向においてそれぞれ異なる位置となるように、各サンプルから無作為に選ばれるものとする。
測定温度範囲:-10℃~180℃
昇温速度:2℃/分
振幅:テープ初期長に対して0.1%の振幅で伸び縮みさせる
測定周波数:10Hz
Test Type:「Strain-Controlled」
Measurment Type:「Dynamic」
装置が置かれる環境:温度25℃、湿度50RH%
測定部の湿度コントロール:無し
測定N数:3
前記装置の測定条件に関するより詳細な設定は以下のとおりである。すなわち、以下に記載されるとおり、前記測定において、張力が0以下になることがないように張力が調整され、且つ、ひずみがトランスデューサーの下限値を下回らないように調整される。これらの調整のための測定条件は当業者により適宜設定されてよいが、上記動的粘弾性測定装置について例えば以下のとおりの設定が採用されてよい。
Option設定
Delay Before Test : OFF
Auto Tension(張力が0以下になることがないように張力を調整するための設定)
Mode Static Force Tracking Dynamic Force
Auto Tension Direction Tension
Initial Static Force 10.0g
Static>Dynamic Force by 5.0%
Minimum Static Force 1.0g
Auto Tension Sensitivity 1.0g
Auto Strain(ひずみがトランスデューサーの下限を下回らないように調整するための設定)
Max Applied Strain 0.1%
Max Allowed Force 100.0g
Min allowed Force 2.0g
Strain Adjustment 3.0%
Meas Ops: Default setting
測定温度範囲:-10℃~180℃
昇温速度:2℃/分
振幅:テープ初期長に対して0.1%の振幅で伸び縮みさせる
測定周波数:10Hz
Test Type:「Strain-Controlled」
Measurment Type:「Dynamic」
装置が置かれる環境:温度25℃、湿度50RH%
測定部の湿度コントロール:無し
測定N数:3
前記装置の測定条件に関するより詳細な設定は以下のとおりである。すなわち、以下に記載されるとおり、前記測定において、張力が0以下になることがないように張力が調整され、且つ、ひずみがトランスデューサーの下限値を下回らないように調整される。これらの調整のための測定条件は当業者により適宜設定されてよいが、上記動的粘弾性測定装置について例えば以下のとおりの設定が採用されてよい。
Option設定
Delay Before Test : OFF
Auto Tension(張力が0以下になることがないように張力を調整するための設定)
Mode Static Force Tracking Dynamic Force
Auto Tension Direction Tension
Initial Static Force 10.0g
Static>Dynamic Force by 5.0%
Minimum Static Force 1.0g
Auto Tension Sensitivity 1.0g
Auto Strain(ひずみがトランスデューサーの下限を下回らないように調整するための設定)
Max Applied Strain 0.1%
Max Allowed Force 100.0g
Min allowed Force 2.0g
Strain Adjustment 3.0%
Meas Ops: Default setting
以上で説明した前記動的粘弾性測定をベース層41に対して行うことによって、測定温度65℃における損失弾性率及び貯蔵弾性率の値が得られる。
ベース層41の損失弾性率及び貯蔵弾性率は、例えばベース層を形成する材料の種類及びベース層の長手方向と幅方向の延伸状態及び/又は塗布乾燥工程、カレンダー工程、硬化工程、Aging工程などによって調整することができる。
例えば、ベース層を形成する材料としてPEN、PET、又はPEEKを用いることによって、他の材料と比べて損失弾性率及び貯蔵弾性率を小さくすることができる。
[算術平均粗さRa]
磁性面の算術平均粗さRaは、好ましくは2.5nm以下、より好ましくは2.0nm以下である。Raが2.5nm以下であると、より優れたSNRを得ることができる。
磁性面の算術平均粗さRaは、好ましくは2.5nm以下、より好ましくは2.0nm以下である。Raが2.5nm以下であると、より優れたSNRを得ることができる。
上記の算術平均粗さRaは以下のようにして求められる。まず、AFM(Atomic Force Microscope)(ブルカー製、Dimension Icon)を用いて磁性層43が設けられている側の表面を観察して、断面プロファイルを取得する。次に、取得した断面プロファイルから、JIS B0601:2001に準拠して算術平均粗さRaを求める。
[磁気テープの平均厚みtT]
磁気テープMTの平均厚みtTは、好ましくは5.6μm以下、より好ましくは5.4μm以下、さらに好ましくは5.0μm以下、特に好ましくは4.6μm以下でありうる。磁気テープMTの平均厚みtTがtT≦5.6μmであると、1データカートリッジ内に記録できる記録容量を従来よりも高めることができる。磁気テープMTの平均厚みtTの下限値は特に限定されるものではないが、例えば、3.5μm≦tTである。
磁気テープMTの平均厚みtTは、好ましくは5.6μm以下、より好ましくは5.4μm以下、さらに好ましくは5.0μm以下、特に好ましくは4.6μm以下でありうる。磁気テープMTの平均厚みtTがtT≦5.6μmであると、1データカートリッジ内に記録できる記録容量を従来よりも高めることができる。磁気テープMTの平均厚みtTの下限値は特に限定されるものではないが、例えば、3.5μm≦tTである。
磁気テープMTの平均厚みtTは以下のようにして求められる。まず、磁気記録カートリッジ10に収容された磁気テープMTを巻き出し、磁気テープMTとリーダーテープLTとの接続部から10mから20m、30mから40m、及び50mから60mの3か所の位置からそれぞれ250mmの長さに切り出し、サンプルを作製する。次に、測定装置としてMitutoyo社製レーザーホロゲージ(LGH-110C)を用いて、各サンプルの厚みを5点の位置で測定し、それらの測定値(合計15点)を単純に平均(算術平均)して、平均厚みtT[μm]を算出する。なお、上記5点の測定位置は、磁気テープMTの長手方向においてそれぞれ異なる位置となるように、各サンプルから無作為に選ばれるものとする。
[第1突起の平均高さH1と第2突起の平均高さH2の比H1/H2]
第1突起91Bの平均高さH1と第2突起92Bの平均高さH2の比H1/H2(以下「突起の平均高さ比H1/H2」という。)の上限値は、H1/H2≦2.3、好ましくはH1/H2≦2.0、より好ましくはH1/H2≦1.7、さらにより好ましくはH1/H2≦1.5である。突起の平均高さ比H1/H2がH1/H2≦2.3であると、第1突起91Bとデータライトヘッド60との接触面積を適切な範囲に調整することができると共に、第2突起92Bとデータライトヘッド60との接触機会を適切な範囲に調整することができるので、磁気テープMTの走行に伴う第1突起91Bの摩耗を抑制することができる。したがって、多数回走行による磁性面の摩擦上昇を抑制することができる。よって、多数回走行によるPES値の標準偏差σPESの上昇を抑制することができる。
第1突起91Bの平均高さH1と第2突起92Bの平均高さH2の比H1/H2(以下「突起の平均高さ比H1/H2」という。)の上限値は、H1/H2≦2.3、好ましくはH1/H2≦2.0、より好ましくはH1/H2≦1.7、さらにより好ましくはH1/H2≦1.5である。突起の平均高さ比H1/H2がH1/H2≦2.3であると、第1突起91Bとデータライトヘッド60との接触面積を適切な範囲に調整することができると共に、第2突起92Bとデータライトヘッド60との接触機会を適切な範囲に調整することができるので、磁気テープMTの走行に伴う第1突起91Bの摩耗を抑制することができる。したがって、多数回走行による磁性面の摩擦上昇を抑制することができる。よって、多数回走行によるPES値の標準偏差σPESの上昇を抑制することができる。
突起の平均高さ比H1/H2の下限値は、好ましくは1.0≦H1/H2、より好ましくは1.1≦H1/H2、さらに好ましくは1.2≦H1/H2である。磁性面のカレンダー処理の際に、第2突起92Bは第1突起91Bに比べて押しつぶされやすいため、第2突起92Bの平均高さH2は、第1突起91Bの平均高さH1に比べて低くなる。したがって、カレンダー処理後の磁性面における突起の平均高さ比H1/H2をH1/H2<1.0に調整することは困難である。
[第1突起の平均高さH1]
第1突起91Bの平均高さH1の上限値は、好ましくは12.0nm以下、より好ましくは11.5nm以下、さらにより好ましくは10.5nm以下、9.5nm以下または8.5nm以下である。第1突起91Bの平均高さH1が12.0nmを超えると、データライトヘッド60と磁気テープMTとの間のスペーシング量が大きくなり、所定の電磁変換特性を得ることができなくなる虞がある。
第1突起91Bの平均高さH1の上限値は、好ましくは12.0nm以下、より好ましくは11.5nm以下、さらにより好ましくは10.5nm以下、9.5nm以下または8.5nm以下である。第1突起91Bの平均高さH1が12.0nmを超えると、データライトヘッド60と磁気テープMTとの間のスペーシング量が大きくなり、所定の電磁変換特性を得ることができなくなる虞がある。
第1突起91Bの平均高さH1の下限値は、特に限定されるものではないが、好ましくは5.0nm以上、より好ましくは5.5nm以上、さらに好ましくは6.0nm以上である。
[第2突起の平均高さH2]
第2突起92Bの平均高さH2の上限値は、好ましくは7.0nm以下、より好ましくは6.5nm以下、さらにより好ましくは6.0nm以下、5.5nm以下または5.3nm以下である。第2突起92Bの平均高さH2が7.0nmを超えると、データライトヘッド60と磁気テープMTとの間のスペーシング量が大きくなり、所定の電磁変換特性を得ることができなくなる虞がある。
第2突起92Bの平均高さH2の上限値は、好ましくは7.0nm以下、より好ましくは6.5nm以下、さらにより好ましくは6.0nm以下、5.5nm以下または5.3nm以下である。第2突起92Bの平均高さH2が7.0nmを超えると、データライトヘッド60と磁気テープMTとの間のスペーシング量が大きくなり、所定の電磁変換特性を得ることができなくなる虞がある。
第2突起92Bの平均高さH2の下限値は、特に限定されるものではないが、好ましくは2.0nm以上、より好ましくは2.5nm以上、さらに好ましくは3.0nm以上である。
[第1突起の平均高さH1、第2突起の平均高さH2および突起の平均高さ比H1/H2の測定方法]
第1突起91Bの平均高さH1、第2突起92Bの平均高さH2および突起の平均高さ比H1/H2は、以下に説明するとおり、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope:AFM)によるAFM像と、電界放射型走査電子顕微鏡(Field-Emission Scanning Electron Microscope:FE-SEM)によるFE-SEM像を測定サンプルの同一箇所において取得し、これらのAFM像とFE-SEM像と対応付けることにより求められる。
第1突起91Bの平均高さH1、第2突起92Bの平均高さH2および突起の平均高さ比H1/H2は、以下に説明するとおり、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope:AFM)によるAFM像と、電界放射型走査電子顕微鏡(Field-Emission Scanning Electron Microscope:FE-SEM)によるFE-SEM像を測定サンプルの同一箇所において取得し、これらのAFM像とFE-SEM像と対応付けることにより求められる。
AFMにより、各突起の高さを測定することができ、且つ、FE-SEMにより、各突起が第1粒子91Aおよび第2粒子92Aのいずれによって形成されたものであるかを特定することができる。同一箇所についてのAFMにより得られた画像とFE-SEMにより得られた画像とを重ね合わせて合成画像を得て、得られた合成画像から、各突起を形成する粒子の種類(第1粒子91Aおよび第2粒子92Aのいずれであるか)と各突起の高さとを対応付けることができる。
以下、(A)測定サンプルの作製およびAFM像の取得、(B)FE-SEMを用いた突起を形成する粒子の種類の特定方法、(C)突起の高さと突起を形成する粒子の種類との対応付け方法、(D)AFMを用いた突起の高さの測定方法、および(E)第1突起の平均高さH1、第2突起の平均高さH2および突起の平均高さ比H1/H2の算出方法について順次説明する。
(A)測定サンプルの作製およびAFM像の取得
まず、カートリッジ10に収容された磁気テープMTを巻き出し、磁気テープMTとリーダーテープLTとの接続部21から長手方向に30mから40mの位置で磁気テープMTをAFM観察用試料台およびSEM観察用試料台に乗るサイズに切り出し、測定サンプルを作製する。次に、測定サンプルの中央部を避けて、測定サンプル表面にマーキングする。マーキング法としては、マニュピレーターやナインデンター等にて線状または点状に磁気テープMT上に凹みを形成する方法、銀ペースト等で磁気テープMT上に凸部を形成する方法等が挙げられる。なお、AFMでは、マーキング部をプローブで走査するため、マーキング部の状態によってはプローブ先端が汚れて正確なAFM像が得られない場合があるので、プローブが汚染されないようにマーキングは小さく、浅くすることが好ましい。
まず、カートリッジ10に収容された磁気テープMTを巻き出し、磁気テープMTとリーダーテープLTとの接続部21から長手方向に30mから40mの位置で磁気テープMTをAFM観察用試料台およびSEM観察用試料台に乗るサイズに切り出し、測定サンプルを作製する。次に、測定サンプルの中央部を避けて、測定サンプル表面にマーキングする。マーキング法としては、マニュピレーターやナインデンター等にて線状または点状に磁気テープMT上に凹みを形成する方法、銀ペースト等で磁気テープMT上に凸部を形成する方法等が挙げられる。なお、AFMでは、マーキング部をプローブで走査するため、マーキング部の状態によってはプローブ先端が汚れて正確なAFM像が得られない場合があるので、プローブが汚染されないようにマーキングは小さく、浅くすることが好ましい。
次に、測定サンプル表面のマーキング部をAFMによって形状解析する。マーキングされたマーキング部は凹んでいるか、もしくは突出しているので、マーキング部が視野のできるだけ端となるようにAFMにて5μm×5μmの視野角で測定サンプル表面を測定する。なお、マーキング部の周辺部の突起は測定対象外とする。具体的には、10μm×10μmの視野角で測定し、目印となる部分を決定し、その目印となる部分に合せて、マーキングのない部分を5μm×5μmの視野角で測定サンプル表面を測定する。上記形状解析のための測定条件は以下に記載されたとおりである。
<AFM測定条件>
測定装置:AFM Dimension 3100 顕微鏡(NanoscopeIV コントローラを有する)(Digital Instruments社製)
測定モード:タッピング
チューニング時のタッピング周波数:200kHz以上400kHz以下
カンチレバー:SNL-10(Bruker社製)
Scan size:5μm×5μm
Scan rate:1Hz
Scan line:256
測定装置:AFM Dimension 3100 顕微鏡(NanoscopeIV コントローラを有する)(Digital Instruments社製)
測定モード:タッピング
チューニング時のタッピング周波数:200kHz以上400kHz以下
カンチレバー:SNL-10(Bruker社製)
Scan size:5μm×5μm
Scan rate:1Hz
Scan line:256
<突起高さを算出する際の基準面の算出方法>
AFM像を256×256(=65,536)個の測定点に分割し、各測定点にて高さZ(i)(i:測定点番号、i=1から65,536)を測定し、測定した各測定点の高さZ(i)を単純に平均(算術平均)して平均高さ(基準面)Zave(=(Z(1)+Z(2)+・・・+Z(65,536))/65,536)を求める。
AFM像を256×256(=65,536)個の測定点に分割し、各測定点にて高さZ(i)(i:測定点番号、i=1から65,536)を測定し、測定した各測定点の高さZ(i)を単純に平均(算術平均)して平均高さ(基準面)Zave(=(Z(1)+Z(2)+・・・+Z(65,536))/65,536)を求める。
(B)FE-SEMを用いた突起を形成する粒子の種類の特定方法
上記測定サンプルの上記マーキング部を、FE-SEMを用いて、以下に記載されたFE-SEM測定条件で撮像して、FE-SEM画像を得る。図43中のA図はFE-SEM画像の一例である。得られたFE-SEM像から、第1粒子91Aおよび第2粒子92Aのそれぞれの2次電子放出量の差異による輝度差を利用し、突起を形成する粒子の種類を特定することができる。当該特定のための画像処理については後述する。また、FE-SEM像中の第1粒子91Aと第2粒子92Aのそれぞれによって形成された突起の位置を識別する。
上記測定サンプルの上記マーキング部を、FE-SEMを用いて、以下に記載されたFE-SEM測定条件で撮像して、FE-SEM画像を得る。図43中のA図はFE-SEM画像の一例である。得られたFE-SEM像から、第1粒子91Aおよび第2粒子92Aのそれぞれの2次電子放出量の差異による輝度差を利用し、突起を形成する粒子の種類を特定することができる。当該特定のための画像処理については後述する。また、FE-SEM像中の第1粒子91Aと第2粒子92Aのそれぞれによって形成された突起の位置を識別する。
<FE-SEM測定条件>
測定装置:HITACHI S-4800(株式会社日立ハイテクノロジーズ製)
視野角:5.1μm×3.8μm
加速電圧:5kV
測定倍率:25000倍
測定装置:HITACHI S-4800(株式会社日立ハイテクノロジーズ製)
視野角:5.1μm×3.8μm
加速電圧:5kV
測定倍率:25000倍
得られたFE-SEM像(図43中のA図)を、画像処理ソフトImage Jを用いて、以下に記載した2つの処理条件のそれぞれで二値化処理を行う。二値化処理によって得られた画像から、第1粒子91A、第2粒子92Aのそれぞれによって形成された第1突起91B、第2突起92Bについて、突起の個数の情報が得られる。なお、二値化処理に際しては、輝度の高い第2粒子92A(図43中のA図における白色箇所)と輝度の低い第1粒子91A(図43中のA図における黒色箇所)とで下記のとおり条件を変更する。
<第1粒子に関する情報を得るための二値化処理条件>
ソフトウエア:Image J Ver 1.44p
二値化閾値:Threshold(0.65)
二値化対象サイズ:0.002μm-infinity
ソフトウエア:Image J Ver 1.44p
二値化閾値:Threshold(0.65)
二値化対象サイズ:0.002μm-infinity
<第2粒子に関する情報を得るための二値化処理条件>
ソフトウエア:Image J Ver 1.44p
二値化閾値:Threshold(220,255)
二値化対象サイズ:0.001μm-infinity
ソフトウエア:Image J Ver 1.44p
二値化閾値:Threshold(220,255)
二値化対象サイズ:0.001μm-infinity
図43中のB図は、図43中のA図のFE-SEM像を第2粒子(アルミナ粒子)92Aの二値化処理条件で二値化処理することにより得られたる画像、すなわち、第2粒子(アルミナ粒子)92Aによって形成された第2突起92Bの位置分布を示す画像である。得られた画像から第2粒子92Aに関する以下の情報が得られる。
<得られた第2粒子に関する情報>
個数:58個
個数:58個
図43中のC図は、図43中のA図のFE-SEM像を第1粒子(カーボンブラック粒子)91Aの二値化処理条件で二値化処理することにより得られたる画像、すなわち、第1粒子(カーボンブラック粒子)91Aによって形成された第1突起91Bの位置分布を示す画像である。得られた画像から第1粒子91Aに関する以下の情報が得られる。
<得られた第1粒子に関する情報>
個数:55個
個数:55個
(C)突起の高さと突起を形成する粒子の種類との対応付け方法
得られたAFM像と二値化処理前のFE-SEM像を重ね合わせて合成画像を得る。合成された画像を用いて、各突起を形成する粒子が、第1粒子91Aおよび第2粒子92Aのいずれかであるかを特定する。
得られたAFM像と二値化処理前のFE-SEM像を重ね合わせて合成画像を得る。合成された画像を用いて、各突起を形成する粒子が、第1粒子91Aおよび第2粒子92Aのいずれかであるかを特定する。
例えば、図44中のC図は、AFM像(B図)とFE-SEM像(A図)とを、それぞれの対応する突起の位置が一致するように重ね合わせた合成画像である。画像合成前のFE-SEM像(図44中のA図)には、上記二値化処理によって判別された第1突起91Bの位置と第2突起92Bの位置とを判別できるように、それぞれの位置において異なる印(「〇」印または「□」印)が付けられている。同様に画像合成前のAFM像(図44中のB図)には、上記二値化処理によって判別された第1突起91Bの位置と第2突起92Bの位置とを判別できるように、それぞれの位置において異なる印(「〇」印または「□」印)が付けられている。AFM像(B図)とFE-SEM像(A図)とを、それぞれの対応する突起の位置が一致するように重ね合わせた合成画像(C図)から、各突起が第1粒子91Aまたは第2粒子92Aのいずれの粒子から形成されたかを判別する。なお、図44中のB図は、マーキング部をAFMにて10μm×10μmの視野角で測定し、その後、マーキングのない部分を5μm×5μmの視野角で測定しているので、マーキングが画像内に存在しない。
(D)AFMを用いた突起の高さの測定方法
AFM解析ソフト(Dimension 3100用Software version 5.12 Rev.B Veeco社製)を用いて、合成画像中の20個の第1突起91Bの高さを計測すると共に、20個の第2突起92Bの高さを計測する。
AFM解析ソフト(Dimension 3100用Software version 5.12 Rev.B Veeco社製)を用いて、合成画像中の20個の第1突起91Bの高さを計測すると共に、20個の第2突起92Bの高さを計測する。
例えば図45は、AFM像とFE-SEM像を重ね合わせた合成画像の拡大図である。図46は、図45中において任意の位置に設定されたライン1(Line1)についてのAFMによる分析結果(突起高さの測定結果)を示す図である。図46に示されるとおり、ライン1上に存在する第1粒子(カーボンブラック粒子)91A、第2粒子(アルミナ粒子)92Aそれぞれによって形成された第1突起91B、第2突起92Bの高さを特定することができる。このように、合成画像とAFM分析結果とから、第1突起91Bおよび第2突起92Bの高さが特定される。
第1突起91Bと第2突起92Bのそれぞれについて、1つの測定サンプルからAFMの1視野で20個以上の突起を特定できる場合には、AFMにて1視野を測定する。第1突起91Bと第2突起92Bのそれぞれについて、AFMの1視野で特定できる突起が20個に満たない場合、1つの測定サンプルから複数(例えば、3から5)の視野を測定する。これにより、第1突起91Bと第2突起92Bのそれぞれについて、上記の二値化処理によって第1突起91Bと第2突起92Bと特定されるポイントを20個確保する。なお、上記のように1つの測定サンプルから複数の視野を測定する場合には、それらの複数の視野は1つの測定サンプから無作為に選ばれるものとする。
(E)第1突起の平均高さH1、第2突起の平均高さH2および突起の平均高さ比H1/H2の算出方法
上記のとおりに得られた20個の第1突起91Bの高さを単純に平均(算術平均)して平均値を求め、第1突起の平均高さH1とする。同様に、上記のとおりに得られた20個の第2突起92Bの高さを単純に平均(算術平均)して平均値を求め、第2突起の平均高さH2とする。このようにして求められた第1突起91Bの平均高さH1および第2突起92Bの平均高さH2を用いて、突起の平均高さ比H1/H2を算出する。
上記のとおりに得られた20個の第1突起91Bの高さを単純に平均(算術平均)して平均値を求め、第1突起の平均高さH1とする。同様に、上記のとおりに得られた20個の第2突起92Bの高さを単純に平均(算術平均)して平均値を求め、第2突起の平均高さH2とする。このようにして求められた第1突起91Bの平均高さH1および第2突起92Bの平均高さH2を用いて、突起の平均高さ比H1/H2を算出する。
[PES値の標準偏差σPES]
磁気テープMTのPES値の標準偏差σPESは、好ましくは40FVnumber以内にσPESが50nm未満であり、より好ましくは40nm以下であり、さらにより好ましくは30nm以下であり、特に好ましくは25nm以下である。
磁気テープMTのPES値の標準偏差σPESは、好ましくは40FVnumber以内にσPESが50nm未満であり、より好ましくは40nm以下であり、さらにより好ましくは30nm以下であり、特に好ましくは25nm以下である。
PES(Position Error Signal)は、データ記録再生装置によりサーボパターンが再生される際(読み取られる際)の該サーボパターンの磁気テープMTの幅方向における読み取り位置のずれ量(誤差)を示す。磁気テープMTの長手方向のテンションの調整を精度良く行うためには、データ記録再生装置によりサーボパターンが読み取られる際のサーボバンドの直線性ができるだけ高いこと、すなわち上記読み取り位置のずれ量を示すPES値の標準偏差σPESができるだけ低いことが好ましい。磁気テープMTのPES値の標準偏差σPESは上記のとおり低い値であると、サーボバンドの直線性が高く、磁気テープMTのテンション調整を精度よく行うことができる。また、標準偏差σPESは、磁性面の摩擦に関係しており、磁性面の摩擦が上昇すると、標準偏差σPESが上昇する傾向がある。
図47は、磁気テープMTの走行に伴うPES値の標準偏差σPESの経時変化の第1の例を示す図である。図47に示されるように、40FV number以内にσPESが50nm未満であると、トラックずれが発生しない。また、磁性面の摩擦上昇が抑制され、ほぼ一定に保たれる。図48は、磁気テープMTの走行に伴うPES値の標準偏差σPESの経時変化の第2の例を示す図である。図48に示されるように、40FV number以内にσPESが50nmを超えると、トラックずれが多発するため磁気テープMTの走行が停止する。また、磁性面の摩擦が上昇する。
図49中の上図は、磁気テープMTの走行に伴う、標準偏差σPESの経時変化の第3の例を示す図である。図49中の下左図は、上記上図のσPESがほぼ一定値である領域A(摩擦安定)における第1突起91Bおよび第2突起92Bと、データライトヘッド60との関係を摸式的に示す断面図である。同図中における破線は、第1突起91Bとデータライトヘッド60の表面との接触位置を示す仮想線である。図49中の下右図は、上記上図のσPESが上昇傾向にある、領域B(摩擦上昇)における第1突起91Bおよび第2突起92Bと、データライトヘッド60との関係を摸式的に示す断面図である。同図中における破線は、第1突起91Bとデータライトヘッド60の表面との接触位置を示す仮想線である。
図49に示されるように、領域Aでは標準偏差σPESがほぼ一定であるのに、領域Bでは標準偏差σPESが上昇するのは、領域Aでは第1突起91Bとデータライトヘッド60の表面との接触面積が小さく、摩擦が一定であるのに対し、領域Bでは磁気テープMTの走行に伴い、磁気テープMTによって第1粒子91A(カーボン粒子)が磨耗し、第1突起91Bが徐々に崩れ、第1突起91Bとデータライトヘッド60の表面との接触面積が大きくなり、摩擦が上昇するためであると推測される。
図50は、磁性面における第1突起91Bおよび第2突起92Bと、データライトヘッド60との関係を摸式的に示す断面図である。図50中における破線は、磁性面における第1突起91Bとデータライトヘッド60の表面との接触位置を示す仮想線である。
図50中の上図は、磁気テープMTの走行前の第1突起91Bおよび第2突起92Bと、データライトヘッド60との関係を摸式的に示す図である。図50中の上図に示されるように磁気テープMTの走行前は、第1突起91Bの高さが第2突起92Bの高さより大きく、データライトヘッド60と磁気テープMTとの間のスペーシング量が大となり、第1突起91Bとデータライトヘッド60との接触面積が小さく、また、第2突起92Bとデータライトヘッド60との接触機会が少ないと推測される。
図50中の中図は、磁気テープMTの走行後の第1突起91Bおよび第2突起92Bと、データライトヘッド60との関係を摸式的に示す図である。図50中の中図に示されるように磁気テープMTの走行後は、磁気テープMTとの接触により第1突起91Bが次第に削られ、第1突起91Bの高さが第2突起92Bの高さより高くなるか、または等しくなり、データライトヘッド60と磁気テープMTとの間のスペーシング量が小となり、第1突起91Bとデータライトヘッド60との接触面積が大きくなり、また、第2突起92Bとデータライトヘッド60との接触機会が多くなると推測される。この状態は摩擦が高く、標準偏差σPESが悪化することになる。
図50中の下図は、本実施形態における第1突起91Bおよび第2突起92Bと、データライトヘッド60との関係を摸式的に示す図である。図50中の下図に示されるように、第1突起91Bおよび第2突起92Bの高さの関係を本実施形態における形状(突起の平均高さ比H1/H2≦2.3の凹凸形状)とすることにより、第1突起91Bとデータライトヘッド60との接触面積を小さくすると共に、第2突起92Bとデータライトヘッド60との接触機会を多くすることで、磁気テープMTの走行に伴う第1突起91Bの摩耗を抑制し、結果、標準偏差σPESの上昇を抑制するものと推測される。
以下、標準偏差σPESの測定方法について、図51および図52を参照して説明する。標準偏差σPESを求めるためにPES値が測定される。PES値の測定のために、例えば図52に示されるPES測定用データライトヘッド60を用意する。データライトヘッド60として、HPE(Hewlett Packard Enterprise)社製のLTO2用ヘッド(LTO2規格に従うヘッド)が用いられる。データライトヘッド60は、磁気テープMTの長手方向に沿って並べて配置される2つのデータライトヘッド部60A、60Bを有する。各ヘッド部は、磁気テープMTにデータ信号を記録するための複数のデータライト部64と、磁気テープMTに記録されているデータ信号を再生するための複数のデータリード部65と、磁気テープMTに記録されているサーボ信号を再生するための複数のサーボリード部62とを備える。なお、データライトヘッド60をPES値の測定のみに用いる場合は、データライト部64およびデータリード部65は、データライトヘッドに含まれていなくてもよい。
ここで、図51を参照して、PESを測定する方法を説明するためのサーボバンドを説明する。サーボバンドには、図51に示すように、磁気テープMTの幅方向に対して傾斜した複数のサーボストライプ(線状の磁化領域)1130からなるサーボパターンが形成されている。
サーボバンドは、複数のサーボフレーム1100を含んでいる。各サーボフレーム1100は、18本のサーボストライプ1130から構成されている。具体的には、各サーボフレーム1100は、サーボサブフレーム1(1110)およびサーボサブフレーム2(1120)から構成される。
サーボサブフレーム1(1110)は、Aバースト1110AおよびBバースト1110Bから構成される。Bバースト1110Bは、Aバースト1110Aに隣接して配置されている。Aバースト1110Aは、磁気テープMTの幅方向に対して所定角度φで傾斜し規定間隔隔てて形成された5本のサーボストライプ1130を備えている。図51中では、これらの5本のサーボストライプ1130に磁気テープMTのEOT(End Of Tape)からBOT(Beginning Of Tape)に向って符号A1、A2、A3、A4、A5を付して示している。Bバースト1110Bは、Aバースト1110Aと同様に、磁気テープMTの幅方向に対して所定角度φで傾斜し規定間隔隔てて形成された5本のサーボストライプを備えている。図51中では、これらの5本のサーボストライプに磁気テープMTのEOTからBOTに向って符号B1、B2、B3、B4、B5を付して示している。Bバースト1110Bのサーボストライプ1130は、Aバースト1110Aのサーボストライプ1130とは逆向きに傾斜している。すなわち、Aバースト1110Aのサーボストライプ1130とBバースト1110Bのサーボストライプ1130はハの字状に配置されている。
サーボサブフレーム2(1120)は、Cバースト1120CおよびDバースト1120Dから構成される。Dバースト1120Dは、Cバースト1120Cに隣接して配置されている。Cバースト1120Cは、テープ幅方向に対して所定角度φで傾斜し規定間隔隔てて形成された4本のサーボストライプ1130を備えている。図51中では、これらの4本のサーボストライプ1130に磁気テープMTのEOTからBOTに向って符号C1、C2、C3、C4を付して示している。Dバースト1120Dは、Cバースト1120Cと同様に、テープ幅方向に対して所定角度φで傾斜し規定間隔隔てて形成された4本のサーボストライプを備えている。図51中では、これらの4本のサーボストライプ1130に磁気テープMTのEOTからBOTに向って符号D1、D2、D3、D4を付して示している。Dバースト1120Dのサーボストライプ1130は、Cバースト1120Cのサーボストライプ1130とは逆向きに傾斜している。すなわち、Cバースト1120Cのサーボストライプ1130とDバースト1120Dのサーボストライプ1130はハの字状に配置されている。
Aバースト1110A、Bバースト1110B、Cバースト1120C、Dバースト1120Dにおけるサーボストライプ1130の上記所定角度φは、例えば11°以上40°以下、好ましくは11°以上36°以下、より好ましくは11°以上25°以下、さらにより好ましくは17°以上25°以下でありうる。
サーボバンドをデータライトヘッド60で読み取ることにより、テープ速度およびデータライトヘッド60の縦方向の位置を取得するための情報が得られる。テープ速度は、4つのタイミング信号(A1-C1、A2-C2、A3-C3、A4-C4)間の時間から計算される。ヘッド位置は、前述の4つのタイミング信号間の時間および別の4つのタイミング信号(A1-B1、A2-B2、A3-B3、A4-B4)間の時間から計算される。サーボパターンは、平行な2本の線を含む形状でもよい。
図51に示すように、サーボパターン(すなわち複数のサーボストライプ1130)は、磁気テープMTの長手方向に向って直線的に配列されていることが好ましい。すなわち、サーボバンドは、磁気テープMTの長手方向に直線状を有していることが好ましい。
以下、図52を参照して標準偏差σPESの測定方法について詳細に説明する。先ず、データライトヘッド60を用いて、磁気テープMTに設けられる所定のサーボバンド内のサーボパターンの再生(読み取り)を行う。この際、所定のサーボバンドの各サーボパターンに対して、データライトヘッド部60Aのサーボリード部62とデータライトヘッド部60Bのサーボリード部62とが順次対向し、これら2つのサーボリード部62により該サーボパターンの再生を順次行う。この際、磁気テープMTに記録されたサーボパターンにおけるサーボリード部62に対向した部分が読み取られ、サーボ信号として出力される。
ヘッド部毎のPES値の値は、図51に示すように、1サーボフレーム毎に、以下の計算式によって算出される。
ここで、図51に示すセンターラインは、サーボバンドの中心線である。X[μm]は、図51に示すセンターライン上におけるサーボパターンA1とサーボパターンB1との距離であり、Y[μm]は、図51に示すセンターライン上におけるサーボパターンA1とサーボパターンC1との距離である。XおよびYは、磁気テープMTをフェリコロイド現像液で現像し、万能工具顕微鏡(TOPCON TUM-220ES)およびデータ処理装置(TOPCON CA-1B)を用いて求められる。テープ長さ方向の任意の箇所において、50個のサーボフレームを選択し、各々のサーボフレームにおいてXおよびYを求め、50個のデータを単純平均したものを、上記計算式において用いるXおよびYとする。
上記差分(Ba1-Aa1)は、対応する2つのサーボパターンB1とサーボパターンA1との間のアクチュアルパス上における時間[sec]を示す。同様に、他の差分の項も、対応する2つのサーボパターン間のアクチュアルパス上における時間[sec]を示す。これらの時間は、サーボ信号の波形から得られるタイミング信号間の時間とテープ走行速度とから求められる。本明細書内において、アクチュアルパスは、データライトヘッドがサーボ信号上を実際に走行する位置を意味する。φは、アジマス角である。φは、磁気テープMTをフェリコロイド現像液で現像し、万能工具顕微鏡(TOPCON TUM-220ES)およびデータ処理装置(TOPCON CA-1B)を用いて求められる。
本技術において、PES値の標準偏差σPESは、テープの横方向の動きを補正したサーボ信号を用いて算出される。また、当該サーボ信号は、ヘッドの追従性を反映するためにHigh Pass Filter処理が行われる。本技術において、標準偏差σPESは、サーボ信号に対して上記補正および上記High Pass Filter処理を行って得られた信号を用いて求められるものであり、所謂Written in PESσである。以下で、PES値の標準偏差σPESの測定方法を説明する。
まず、磁気テープMTのうちデータ記録エリアの任意の1m分の範囲について、データライトヘッド60によりサーボ信号の読み取りを行う。データライトヘッド部60Aおよび60Bによりそれぞれ取得された信号を、図53に示されるように引き算して、磁気テープMTの横方向の動きを補正したサーボ信号が得られる。そして、当該補正されたサーボ信号に対して、High PassFilter処理を行う。実際に磁気テープMTをドライブで走行させる際は、当該ドライブに搭載されているデータライトヘッドがアクチュエーターにより、サーボ信号に追従するように磁気テープMTの幅方向に動く。Written in PESσは、このヘッドの幅方向の追従性を加味した後のノイズ値であることから、上記High Pass Filter処理が必要となる。したがって、High Pass Filterとしては、特に限定されないが、上記データライトヘッドの幅方向追従性を再現できる関数とする必要がある。当該High Pass Filter処理によって得られた信号を用いて、サーボフレーム毎に、上記計算式に従いPESの値を算出する。上記1m分にわたって算出されたPESの値の標準偏差(Written in PESσ)が、本技術におけるPES値の標準偏差σPESである。
[高さ範囲ΔH、勾配範囲ΔA]
磁性面における凹凸形状の高さの統計情報(分布)から求められた高さ範囲ΔH(図62参照)が、3.00nm≦ΔH≦6.00nm、好ましくは3.00nm≦ΔH≦4.00nm、より好ましくは3.00nm≦ΔH≦3.50nmである。高さ範囲ΔHがΔH<3.00nmであると、摩擦が高くデータライトヘッド60が磁気テープMTに張り付くため、磁気テープMTの走行が困難になる。一方、高さ範囲ΔHが6.00nm<ΔHであると、スペーシングロスにより電磁変換特性(例えばSNR)が低下する。
磁性面における凹凸形状の高さの統計情報(分布)から求められた高さ範囲ΔH(図62参照)が、3.00nm≦ΔH≦6.00nm、好ましくは3.00nm≦ΔH≦4.00nm、より好ましくは3.00nm≦ΔH≦3.50nmである。高さ範囲ΔHがΔH<3.00nmであると、摩擦が高くデータライトヘッド60が磁気テープMTに張り付くため、磁気テープMTの走行が困難になる。一方、高さ範囲ΔHが6.00nm<ΔHであると、スペーシングロスにより電磁変換特性(例えばSNR)が低下する。
磁性面における凹凸形状の勾配の統計情報(分布)から求められた勾配範囲ΔA(図62参照)が、3.80度≦ΔA≦9.00度、好ましくは4.00度≦ΔA≦9.00度である。勾配範囲ΔAがΔA<3.80度であると、磁性面における突起(第1突起91Bおよび第2突起92B等を含む突起)の勾配がならだかになりすぎ、摩擦が上昇する。したがって、PES値の標準偏差σPESが上昇する。一方、勾配範囲ΔAが9.00度<ΔAであると、磁性面における突起(第1突起91Bおよび第2突起92B等を含む突起)の勾配が急峻になりすぎ、磁気テープMTの走行時に突部が削れるため、粉落ちする。
高さ範囲ΔHおよび勾配範囲ΔAの算出方法について以下の順序で説明する。
(A)表面プロファイル計測(AFM)
(B)各点における相対高さの算出
(C)各点における勾配の算出
(D)高さ、勾配のデータの統計処理
(E)高さ範囲ΔHの算出
(F)勾配範囲ΔAの算出
(A)表面プロファイル計測(AFM)
(B)各点における相対高さの算出
(C)各点における勾配の算出
(D)高さ、勾配のデータの統計処理
(E)高さ範囲ΔHの算出
(F)勾配範囲ΔAの算出
(A)表面プロファイル計測(AFM)
磁気テープMTの磁性面の2次元表面プロファイルを測定することにより、フィルター作用後の2次元表面プロファイル像から高さζ(L,W)の数値データマトリクスを得る。なお、測定条件は以下のとおりである。
・測定装置:AFM(装置名:Digital Instruments 社製Nanoscope Dimension 3100)
・測定範囲:10μm×10μm
・測定ポイント数:256 points×256 points
・スキャンレート:1Hz
・フィルター条件:[Flatten] order 2
[Plane Fit] 行わない
磁気テープMTの磁性面の2次元表面プロファイルを測定することにより、フィルター作用後の2次元表面プロファイル像から高さζ(L,W)の数値データマトリクスを得る。なお、測定条件は以下のとおりである。
・測定装置:AFM(装置名:Digital Instruments 社製Nanoscope Dimension 3100)
・測定範囲:10μm×10μm
・測定ポイント数:256 points×256 points
・スキャンレート:1Hz
・フィルター条件:[Flatten] order 2
[Plane Fit] 行わない
図54Aは、フィルター作用後の2次元表面プロファイル像の一例を示す図である。図54Bは、各点(L,W)における高さζ(L,W)の数値データマトリクスの一例を示す図である。座標Lは、磁気テープMTの長手方向における座標を示し、座標Wは、磁気テープMTの幅方向における座標を示す。数値データマトリクスの各セル内には、各点(L,W)における高さζ(L,W)が記載されている。図54Bに示す例では、例えば測定点(1,3)における高さζ(1,3)は“0.50”となっている。数値データ(すなわち高さζ(L,W))の数は、全部で256×256=65,536個である。
(B)各点における相対高さの算出
高さζ(L,W)の数値データマトリクスから、各点(L,W)における相対高さZ(L,W)(以下単に「高さZ(L,W)」という。)を算出し、高さZ(L,W)の数値データマトリクスを得る。各点(L,W)における高さZ(L,W)は、具体的には、以下のようにして求められる。すなわち、全ての高さζ(L,W)を単純に平均(算術平均)して平均値を求め、平均中心高さζaveとする。そして、各点(L,W)における高さζ(L,W)を、平均中心高さζaveを基準とする相対的な高さに換算し、各点(L,W)における高さZ(L,W)を得る。高さZ(L,W)の算出方法を式で表すと、以下のとおりである。図55は、高さZ(L,W)の数値データマトリクスの一例を示す図である。
高さζ(L,W)の数値データマトリクスから、各点(L,W)における相対高さZ(L,W)(以下単に「高さZ(L,W)」という。)を算出し、高さZ(L,W)の数値データマトリクスを得る。各点(L,W)における高さZ(L,W)は、具体的には、以下のようにして求められる。すなわち、全ての高さζ(L,W)を単純に平均(算術平均)して平均値を求め、平均中心高さζaveとする。そして、各点(L,W)における高さζ(L,W)を、平均中心高さζaveを基準とする相対的な高さに換算し、各点(L,W)における高さZ(L,W)を得る。高さZ(L,W)の算出方法を式で表すと、以下のとおりである。図55は、高さZ(L,W)の数値データマトリクスの一例を示す図である。
(C)各点における勾配の算出
図56は、各点(L,W)における勾配GL(L,W)、GW(L,W)を算出する方法を説明するための図である。ここで、勾配GL(L,W)は、磁気テープMTの長手方向における勾配を示し、勾配GW(L,W)は、磁気テープMTの幅方向における勾配を示す。
図56は、各点(L,W)における勾配GL(L,W)、GW(L,W)を算出する方法を説明するための図である。ここで、勾配GL(L,W)は、磁気テープMTの長手方向における勾配を示し、勾配GW(L,W)は、磁気テープMTの幅方向における勾配を示す。
高さζ(L,W)の数値データマトリクスから、各点(L,W)において2方向の勾配GL(L,W)、GW(L,W)を算出することにより、勾配GL(L,W)、GW(L,W)それぞれの数値データマトリクスを得る。図57Aは、勾配GL(L,W)の数値データマトリクスの一例を示す図である。図57Bは、勾配GW(L,W)の数値データマトリクスの一例を示す図である。
勾配GL(L,W)は、以下のようにして算出される。勾配GL(L,W)は、或る点(L,W)における高さζ(L,W)と、その点(L,W)と磁気テープMTの長手方向に隣接する点(L+1,W)における高さζ(L+1,W)を用いて算出される。図56に示すように、例えば勾配GL(2,2)は、点(2,2)の高さζ(2,2)(=0.30)と点(3,2)の高さζ(3,2)(=0.10)を用いて算出される。
勾配GW(L,W)は、以下のようにして算出される。勾配GW(L,W)は、或る点(L,W)における高さζ(L,W)と、その点(L,W)と磁気テープMTの幅方向に隣接する点(L,W+1)における高さζ(L,W+1)を用いて算出される。図56に示すように、例えば勾配GW(2,2)は、点(2,2)の高さζ(2,2)(=0.30)と点(2,3)の高さζ(2,3)(=0.10)を用いて算出される。
上記のように、各点(L,W)におけるGL(L,W)の算出に際し使用される“隣接点”は、点(L+1,W)である。逆方向の隣接点、すなわち点(L-1,W)を使用してはいけない。同様に、各点(L,W)におけるGW(L,W)の算出に際し使用される“隣接点”は、点(L,W+1)である。逆方向の隣接点、すなわち点(L,W-1)を使用してはいけない。
図56に示すように、数値データマトリクスのL=256(すなわち図56中の最右列)の各点(256,W)では、勾配GL(256,W)を算出することができない。このため、図57Aに示すように、勾配GL(L,W)の数値データマトリクスでは、L=256の各点(256,W)は、値を持たない。一方、図56に示すように、数値データマトリクスのW=256(すなわち図56中の最下行)の各点(L,256)では、勾配GW(L,256)を算出することができない。このため、図57Bに示すように、勾配GW(L,W)の数値データマトリクスでは、W=256の各点(L,256)は、値を持たない。
但し、図56に示すように、数値データマトリクスのL=256,W=256(最右下列、かつ、最下行)の点(L,W)では、勾配GL(256,256)および勾配GW(256,256)何れも算出できないため、点(256,256)は、勾配GL(256,256)および勾配GW(256,256)の何れの勾配も持たないことになる。
図58Aは、勾配GL(L,W)の計算方法を示す図である。図58Bは、勾配GW(L,W)の計算方法を示す図である。勾配GL(L,W)、GW(L,W)の計算方法を式で表すと、以下のとおりである。
(D)高さ、勾配のデータの統計処理
図59、図60、図61は、高さZ(L,W)と勾配GL(L,W)と勾配GW(L,W)のデータの統計処理を説明するための図である。上記のようにして得られた高さZ(L,W)と勾配GL(L,W)の数値データマトリクスを整理し、高さZ(L,W)と勾配GL(L,W)の関係を示す表(図59参照)を作成する。但し、勾配GL(256,W)は存在しないため、作成された表中のデータ総数は、255×256=65,280個である。
図59、図60、図61は、高さZ(L,W)と勾配GL(L,W)と勾配GW(L,W)のデータの統計処理を説明するための図である。上記のようにして得られた高さZ(L,W)と勾配GL(L,W)の数値データマトリクスを整理し、高さZ(L,W)と勾配GL(L,W)の関係を示す表(図59参照)を作成する。但し、勾配GL(256,W)は存在しないため、作成された表中のデータ総数は、255×256=65,280個である。
また、高さZ(L,W)と勾配GW(L,W)の数値データマトリクスを整理し、高さZ(L,W)と勾配GW(L,W)の関係を示す表(図60参照)を作成する。但し、GW(L,256)は存在しないため、作成された表中のデータ総数は、256×255=65,280個である。
作成された2つの表の全てのデータ(すなわち130,560個=65,280+65,280)を集計し、図61に示すように、データ個数M(H,A)の数値データマトリクスを作成する。データ個数M(H,A)の数値データマトリクスの各セルの数値を全て足すと、総データ数である130,560となる。
図61では、データ個数M(H,A)の数値データマトリクスの列に並んで、高さZ(L,W)の範囲とその代表値Hが記載されている。また、データ個数M(H,A)の数値データマトリクスの行に並んで、勾配G(L,W)の範囲とその代表値Aが記載されている。なお、勾配GL(L,W)と勾配GW(L,W)を特に区別しない場合には、勾配GL(L,W)と勾配GW(L,W)を総称して勾配G(L,W)という。
データ個数M(H,A)の数値データマトリクスの各セルの数値(図61参照)は、規定の高さZ(L,W)の範囲に該当し、かつ、規定の勾配G(L,W)(具体的には勾配GL(L,W)または勾配GW(L,W))の範囲に該当するデータ個数M(H,A)を表す。例えば、Z(L,W)vs.GL(L,W)の表の1行目のデータは、M(H,A)中の(H,A)=(0.0,0.00)セルにカウントされる。また、Z(L,W)vs.GW(L,W)の表の65278番目のデータは、M(H,A)中の(H,A)=(-0.5,0.00)セルにカウントされる。
上記のようにして得られた数値データマトリクスM(H,A)(図61参照)を横軸A、縦軸Hの分布図として描くと、図62のようになる。
(E)高さ範囲ΔHの算出
図63、図64は、高さ範囲ΔHの算出方法を説明するための図である。高さ範囲ΔHの算出の際には、データ個数M(H,A)の数値データマトリクスのうち、0≦H、0.00≦A≦1.20の範囲の成分(セル)のみが用いられる。高さHに関しては0≦Hの範囲の成分のみが用いられるのは、磁性面の凸部のみを考慮するためである。すなわち、磁性面の凹部は、電磁変換特性や摩擦に影響しないと考えられるためである。一方、勾配Aに関しては0.00≦A≦1.20の範囲の成分のみが用いられるのは、この範囲さえ演算に用いれば、分布(図62参照)の大凡の輪郭を規定するのに十分であると考えられるためである。
図63、図64は、高さ範囲ΔHの算出方法を説明するための図である。高さ範囲ΔHの算出の際には、データ個数M(H,A)の数値データマトリクスのうち、0≦H、0.00≦A≦1.20の範囲の成分(セル)のみが用いられる。高さHに関しては0≦Hの範囲の成分のみが用いられるのは、磁性面の凸部のみを考慮するためである。すなわち、磁性面の凹部は、電磁変換特性や摩擦に影響しないと考えられるためである。一方、勾配Aに関しては0.00≦A≦1.20の範囲の成分のみが用いられるのは、この範囲さえ演算に用いれば、分布(図62参照)の大凡の輪郭を規定するのに十分であると考えられるためである。
図63に示すように、データ個数M(H,A)の数値データマトリクスの各行(高さH)における平均値をMave(H)とし、平均値Mave(0)から平均値Mave(40.0)へ向けて、順番に計算して行く。但し、平均値Mave(H)の算出には、列(角度A)は、0.00≦A≦1.20の範囲の列(角度A)の成・BR>ェのみが用いられる。
平均値Mave(H)が閾値(但し、閾値は“2”に設定される。)を初めて下回った際の高さHを高さHhighとし、その際の平均値Mave(H)を平均値Mave(Hhigh)とする。さらに、その一つ前の高さHを高さHlowとし、その際の平均値Mave(H)を平均値Mave(Hlow)とする。閾値を“1”に設定すると再現性が悪くなる。すなわち、偶然の要素が大きく影響する。したがって、再現性を確保できる最も少ない頻度である“2”を閾値とする。
図63の例では、高さHhigh、平均値Mave(Hhigh)、高さHlow、平均値Mave(Hlow)は、以下のとおりである。
Hhigh=11.5、Mave(Hhigh)=1.9
Hlow=11.0、Mave(Hlow)=4.2
Hhigh=11.5、Mave(Hhigh)=1.9
Hlow=11.0、Mave(Hlow)=4.2
図64に示すように、上記4つの値を用い、Mave(H)=閾値=2となる際の高さHを算出し、高さ範囲ΔHと定義する。なお、高さHの算出の際には、2点間直線近似が用いられる。
(F)勾配範囲ΔAの算出
図65、図66は、勾配範囲ΔAの算出方法を説明するための図である。勾配範囲ΔAの算出の際には、データ個数M(H,A)の数値データマトリクスのうち、0≦H≦ΔH、0.00≦A≦16.00の範囲の成分(セル)のみが用いられる。ΔHは、上記の“(5)高さ範囲ΔHの算出”にて求められた値が使用される。勾配Aに関しては0.00≦A≦16.00の範囲の成分のみが用いられるのは、通常、勾配Aは0.00≦A≦16.00であり、当該範囲さえ演算に用いれば十分であると考えられるためである。
図65、図66は、勾配範囲ΔAの算出方法を説明するための図である。勾配範囲ΔAの算出の際には、データ個数M(H,A)の数値データマトリクスのうち、0≦H≦ΔH、0.00≦A≦16.00の範囲の成分(セル)のみが用いられる。ΔHは、上記の“(5)高さ範囲ΔHの算出”にて求められた値が使用される。勾配Aに関しては0.00≦A≦16.00の範囲の成分のみが用いられるのは、通常、勾配Aは0.00≦A≦16.00であり、当該範囲さえ演算に用いれば十分であると考えられるためである。
図65に示すように、データ個数M(H,A)の数値データマトリクスの各列(角度A)におけるM(H,A)の平均値をMave(A)とし、平均値Mave(0)から平均値Mave(16.00)へ向けて、順番に計算して行く。但し、平均値Mave(A)の算出には、行(高さH)は、0.00≦H≦ΔHの範囲の行(高さH)の成分のみが用いられる。
高さ範囲ΔHが0.5の倍数でない場合には、平均値Mave(A)の算出には、高さ範囲ΔHの計算で使用した高さHlowまでの範囲の行(高さH)の成分が用いられる。例えば、図65に示すように、高さ範囲ΔHが11.0と11.5の間に存在するような場合には、0.00≦H≦11.0の範囲の行(高さH)の成分が用いられる。
平均値Mave(A)が閾値(但し、閾値は“2”に設定される。)を初めて下回った際のAをAhighとし、その際の平均値Mave(A)を平均値Mave(Ahigh)とする。さらに、その一つ前の角度Aを角度Alowとし、その際の平均値Mave(A)を平均値Mave(Alow)とする。平均値Mave(A)の閾値を“2”に設定する理由は、平均値Mave(H)の閾値を“2”に設定する理由と同様である。
図65の例では、Ahigh、Mave(Ahigh)、Alow、Mave(Alow)は、以下のとおりである。
Ahigh=3.5、Mave(Ahigh)=1.9
Alow=3.4、Mave(Alow)=2.2
Ahigh=3.5、Mave(Ahigh)=1.9
Alow=3.4、Mave(Alow)=2.2
図66に示すように、上記4つの値を用い、Mave(A)=閾値=2となる際の角度Aを算出し、勾配範囲ΔAと定義する。なお、角度Aの算出の際には、2点間直線近似が用いられる。
(3)磁気テープの製造方法
次に、上述の構成を有する磁気テープMTの製造方法について説明する。まず、非磁性粉及び結着剤などを溶剤に混練及び/又は分散させることにより、下地層形成用塗料を調製する。次に、磁性粉及び結着剤などを溶剤に混練及び/又は分散させることにより、磁性層形成用塗料を調製する。磁性層形成用塗料及び下地層形成用塗料の調製には、例えば、以下の溶剤、分散装置、及び混練装置を用いることができる。
上述の塗料調製に用いられる溶剤としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、及びシクロヘキサノンなどのケトン系溶媒;例えばメタノール、エタノール、及びプロパノールなどのアルコール系溶媒;例えば酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、乳酸エチル、及びエチレングリコールアセテートなどのエステル系溶媒;ジエチレングリコールジメチルエーテル、2-エトキシエタノール、テトラヒドロフラン、及びジオキサンなどのエーテル系溶媒;ベンゼン、トルエン、及びキシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒;並びに、メチレンクロライド、エチレンクロライド、四塩化炭素、クロロホルム、及びクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素系溶媒などが挙げられる。これらのうちの1つが用いられてもよく、又は、2以上の混合物が用いられてもよい。
上述の塗料調製に用いられる混練装置としては、例えば連続二軸混練機、多段階で希釈可能な連続二軸混練機、ニーダー、加圧ニーダー、及びロールニーダーなどの混練装置を用いることができるが、特にこれらの装置に限定されるものではない。また、上述の塗料調製に用いられる分散装置としては、例えばロールミル、ボールミル、横型サンドミル、縦型サンドミル、スパイクミル、ピンミル、タワーミル、パールミル(例えばアイリッヒ社製「DCPミル」など)、ホモジナイザー、及び超音波分散機などの分散装置を用いることができるが、特にこれらの装置に限定されるものではない。
次に、下地層形成用塗料をベース層41の一方の主面に塗布して乾燥させることにより、非磁性層(以下、下地層ともいう)42を形成する。続いて、この下地層42上に磁性層形成用塗料を塗布して乾燥させることにより、磁性層43を下地層42上に形成する。なお、乾燥の際に、例えばソレノイドコイルにより、磁性粉をベース層41の厚み方向に磁場配向させる。また、乾燥の際に、例えばソレノイドコイルにより、磁性粉をベース層41の長手方向(走行方向)に磁場配向させたのちに、ベース層41の厚み方向に磁場配向させるようにしてもよい。磁性層43の形成後、ベース層41の他方の主面にバック層44を形成する。これにより、磁気テープMTが得られる。
その後、得られた磁気テープMTを大径コアに巻き直し、硬化処理を行う。最後に、磁気テープMTに対してカレンダー処理を行った後、所定の幅(例えば1/2インチ幅)に裁断する。以上により、目的とする細長い長尺状の磁気記録テープMTが得られる。
(4)磁気テープのデータバンドおよびサーボバンドの説明
磁気テープMTにおいては、サーボ記録再生装置70(サーボ記録装置)(図17参照)が、データ記録再生装置50(データ記録装置)(図11参照)のデータライトヘッド60により正確に読み取ることが可能なサーボパターン47を磁気テープMT(図10参照)のサーボバンドs上に書き込むように構成されている。
データ記録再生装置50のデータライトヘッド60は、磁気テープMTの幅方向に対して傾斜して配置される(図12参照)。このため、本実施形態では、磁気テープの幅方向に対して非対称な第1のサーボパターン47a(「/」)及び第2のサーボパターン47b(「\」)がサーボバンドsに書き込まれる(図10参照)。
以下、データ記録再生装置50の構成、サーボ記録再生装置70の構成の順番で説明する。
[データバンドおよびサーボバンドの概要]
図9は、磁気テープMTを側方から見た模式図であり、図10は、磁気テープMTを上方(磁性層43側)からみた模式図である。図9及び図10に示すように、磁気テープMTは、長手方向(X軸方向)に長く、幅方向(Y軸方向)に短く、厚さ方向(Z軸方向)に薄いテープ状に構成されている。
図9は、磁気テープMTを側方から見た模式図であり、図10は、磁気テープMTを上方(磁性層43側)からみた模式図である。図9及び図10に示すように、磁気テープMTは、長手方向(X軸方向)に長く、幅方向(Y軸方向)に短く、厚さ方向(Z軸方向)に薄いテープ状に構成されている。
図10に示すように、磁性層43は、データが書き込まれる複数のデータバンドd(データバンドd0~d3)と、サーボパターン47が書き込まれる複数のサーボバンドs(サーボバンドs0~s4)とを有している。複数のデータバンドd及び複数のサーボバンドsは、それぞれ、長手方向(X軸方向)に長く、幅方向(Y軸方向)に短い形状を有している。サーボバンドsは、幅方向(Y軸方向)で各データバンドdを挟み込む位置に配置される。
図10に示す例では、データバンドdの本数が4本とされ、サーボバンドsの本数が5本とされた場合の例が示されている。なお、データバンドdの本数、サーボバンドsの本数は、5+4n(但し、nは0以上の整数である。)以上であり、好ましくは5以上、より好ましくは9以上である。サーボバンドsの本数が5以上であると、磁気テープMTの幅方向の寸法変化によるサーボ信号への影響を抑制し、よりオフトラックが少ない安定した記録再生特性を確保できる。サーボバンドSBの本数の上限値は特に限定されるものではないが、例えば33以下である。
サーボバンド幅の平均値の上限値は、高記録容量を確保する観点から、好ましくは98μm以下、より好ましくは60μm以下、さらにより好ましくは30μm以下である。サーボバンド幅WSBの平均値の下限値は、好ましくは10μm以上である。10μm未満のサーボバンド幅のサーボ信号を読み取り可能なヘッドユニット56は製造が困難である。
磁性層43の表面全体の面積に対するサーボバンドsの面積の比率は、例えば、4.0%以下とされる。なお、サーボバンドsの幅は、1/2インチのテープ幅で、例えば96μm以下とされる。磁性層43の表面全体の面積に対するサーボバンドsの面積の比率は、例えば、磁気テープMTを、フェリコロイド現像液等の現像液を用いて現像し、その後、現像した磁気テープMTを光学顕微鏡で観察することで測定することができる。
データバンドdは、長手方向に長く、幅方向に整列された複数の記録トラック46を含む。1本のデータバンドdに含まれる記録トラック46の本数は、例えば、1000本から2500本程度とされる。データは、この記録トラック46に沿って、記録トラック46内に記録される。データバンドdに記録されるデータにおける長手方向の1ビット長は、例えば、48nm以下とされる。
また、記録トラック46の幅(トラックピッチ:Y軸方向)は、例えば、2.0μm以下とされる。なお、このような記録トラック幅は、例えば、磁気テープMTの磁性層43を、フェリコロイド現像液等の現像液を用いて現像し、その後、現像した磁気テープMTの磁性層43を光学顕微鏡で観察することで測定することができる。
若しくは、記録トラック幅の測定方法として、データライトヘッド60(後述の図12参照)を利用した方法が用いられてもよい。この場合、磁気テープMT走行時の変動を無視するため、データライトヘッド60を記録及び再生状態とし、データライトヘッド60のアジマス角θを変化させた場合の出力変化から記録トラック幅を測定することができる。(IEEE_Sept1996_Crosstrack Profiles of Thin Film MR Tape Heads Using the Azimuth Displacement Method)
サーボバンドsは、後述するサーボ記録再生装置70(図17参照)によって記録される所定形状のサーボパターン47を含む。サーボパターン47は、第1のサーボパターン47a(「/」)及び第2のサーボパターン47b(「\」)を含む。
なお、本明細書中において、第1のサーボパターン47a及び第2のサーボパターン47bにおける、「/」、「\」の符号は、磁気テープMTを下方(バック層側)から見た場合のサーボパターンの傾斜方向を示す符号として用いられる。従って、第1のサーボパターン47a及び第2のサーボパターン47bにおける、「/」、「\」の符号は、図10において、磁性層側から見た場合とは逆になる。一方、後述の図18~図26等では、ヘッド摺動面において、第1のサーボパターン47a(「/」)を書き込む第1のサーボ素子82a(「/」)、第2のサーボパターン47b(「\」)を書き込む第2のサーボ素子82b(「\」)と、前記サーボ素子82a、82bによって磁性層に記録されるサーボパターン47a、47bとを、バック層側から見た様子として示している。
本実施形態において、第1のサーボパターン47a(「/」)及び第2のサーボパターン47b(「\」)は、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して非対称となるようにサーボバンドsに書き込まれている。なお、一般的なサーボパターンの場合、第1のサーボパターン47a(「/」)及び第2のサーボパターン47b(「\」)は、磁気テープMTの幅方向に対して対称(線対称)となるようにサーボバンドsに書き込まれている。
第1のサーボパターン47a(「/」)は、磁気テープMTの幅方向に対して第1の角度θs1で傾斜し、第2のサーボパターン47b(「\」)は、磁気テープMTの幅方向に対して、第1の角度θs1とは逆向きに、第1の角度θs1とは異なる第2の角度θs2で傾斜する(後述の図19、図21を参照)。
1群の第1のサーボパターン47a(「/」)及び1群の第2サーボパターン47b(「\」)は、磁気テープMTの長手方向で交互に配置される。1群の第1のサーボパターン47a(「/」)に含まれる第1のサーボパターン47a(「/」)の数は、典型的には、4本又は5本とされ、同様に、1群の第2のサーボパターン47b(「\」)に含まれる第2のサーボパターン47b(「\」)の数は、典型的には、4本又は5本とされる。
サーボパターン47の形状については、例えば、磁気テープMTの磁性層43を、フェリコロイド現像液等の現像液を用いて現像し、その後、現像した磁気テープMTの磁性層43を光学顕微鏡で観察することで測定することができる。
なお、第1のサーボパターン47a(「/」)及び第2のサーボパターン47b(「\」)の詳細については、このサーボパターン47を書き込むサーボ記録再生装置70のサーボライトヘッド80の説明箇所において説明する。
ここで、LTO規格の磁気テープMTは、世代ごとに記録トラック46の数が増加して記録容量が飛躍的に向上している。一例を挙げると、初代のLTO-1では記録トラック46の数が384本であったが、LTO-2からLTO-9では記録トラック46の数がそれぞれ順に、512本、704本、896本、1280本、2176本、3584本及び6656本、8960本である。データの記録容量についても同様に、LTO-1では100GB(ギガバイト)であったのが、LTO-2からLTO-9ではそれぞれ順に、200GB、400GB、800GB、1.5TB(テラバイト)、2.5TB、6.0TB、12TB、18TBである。
本実施形態では、記録トラック46の本数や記録容量は、特に限定されず、適宜変更可能である。但し、例えば、記録トラック46の本数や記録容量が多く(例えば、6656本以上、12TB以上:LTO8以降)、磁気テープMTの幅の変動の影響を受けやすいような磁気テープMTに本技術が適用されると有利である。
[データ記録再生装置]
図11は、データ記録再生装置50を示す図である。データ記録再生装置50は、磁気テープMTにデータを記録することが可能とされており、また、磁気テープMTに記録されたデータを再生することが可能とされている。
図11は、データ記録再生装置50を示す図である。データ記録再生装置50は、磁気テープMTにデータを記録することが可能とされており、また、磁気テープMTに記録されたデータを再生することが可能とされている。
データ記録再生装置50は、磁気記録カートリッジ10を装填可能に構成されている。磁気記録カートリッジ10は、巻回された磁気テープMTをその内部において回転可能に収容可能に構成されている。データ記録再生装置50は、1つの磁気記録カートリッジ10を装填可能に構成されていてもよいし、複数の磁気記録カートリッジ10を同時に装填可能に成されてもよい。
データ記録再生装置50は、スピンドル51と、巻取りリール52と、スピンドル駆動装置53と、リール駆動装置54と、データライトヘッド60と、制御装置55と、幅測定部56と、角度調整部57と、複数のガイドローラ58とを備えている。
スピンドル51は、その回転により、磁気記録カートリッジ10内部に収容された磁気テープMTを回転させることが可能に構成されている。スピンドル駆動装置53は、制御装置55からの指令に応じて、スピンドル51を回転させる。
巻取りリール52は、テープローディング機構(不図示)を介して磁気記録カートリッジ10から引き出された磁気テープMTの先端を固定可能に構成されている。リール駆動装置54は、制御装置55からの指令に応じて、巻取りリール52を回転させる。
複数のガイドローラ58は、磁気記録カートリッジ10と巻取りリール52との間に形成される搬送経路がデータライトヘッド60に対して所定の相対位置関係となるように磁気テープMTの走行をガイドする。
データライトヘッド60は、磁気テープMTがデータライトヘッド60の下側を通過するときに、制御装置55からの指令に応じて、磁気テープMTのデータバンドd(記録トラック46)に対して、データを記録することが可能に構成されており、また、記録したデータを再生することが可能に構成されている。
データライトヘッド60により磁気テープMTに対してデータの記録/再生が行われるとき、スピンドル駆動装置53及びリール駆動装置54により、スピンドル51及び巻取りリール52が回転し、磁気テープMTが走行する。磁気テープMTの走行方向は、図11において矢印A1で示す順方向(スピンドル51側から巻取りリール52側へ巻き出す方向)、及び、矢印A2で示す逆方向(巻取りリール52側からスピンドル51側へ巻き戻す方向)での往復が可能とされている。
データライトヘッド60は、磁気テープMTの順方向での走行及び逆方向での走行の両方向において、データの記録/再生が可能とされている。
特に、本実施形態では、データライトヘッド60は、データライトヘッド60の長手方向(Y'軸方向)が、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して、所定の角度θ(第1のヘッドアジマス角θ)傾斜して配置される(後述の図12参照)。
本実施形態の説明において、データライトヘッド60の長手方向(Y'軸方向)が、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して傾斜する角度を、データライトヘッド60のアジマス角θと呼ぶ。なお、データライトヘッド60の構成についての詳細は、図12等を参照して後述する。
幅測定部56は、幅測定部56の下側を磁気テープMTが通過するときの磁気テープMTの幅を測定することが可能に構成されている。つまり、幅測定部56は、データライトヘッド60が磁気テープMTに対してデータの記録/再生を行うときの磁気テープMTの幅を測定することが可能に構成されている。幅測定部56は、磁気テープMTの幅を測定して制御装置55へと送信する。
幅測定部56は、例えば、光センサ等のような各種のセンサにより構成される。幅測定部56は、磁気テープMTの幅を測定可能なセンサであればどのようなセンサが用いられてもよい。なお、磁気テープMTの幅は、それぞれ隣接するサーボパターン47を読み取り、位置信号の差分を求めることで、予測することもできる。この場合、幅測定部56は省略することができる。
角度調整部57は、データライトヘッド60を上下方向の軸(Z軸)周りに回動可能に保持することが可能に構成されている。角度調整部57は、制御装置55からの指令に応じて、データライトヘッド60のアジマス角θを調整することが可能に構成されている。
制御装置55は、例えば、制御部、記憶部、通信部などを含む。制御部は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等により構成されており、記憶部に記憶されたプログラムに従い、データ記録再生装置50の各部を統括的に制御する。
記憶部は、各種のデータや各種のプログラムが記録される不揮発性のメモリと、制御部の作業領域として用いられる揮発性のメモリとを含む。上記各種のプログラムは、光ディスク、半導体メモリ等の可搬性の記録媒体から読み取られてもよいし、ネットワーク上のサーバ装置からダウンロードされてもよい。通信部は、PC(Personal Computer)、サーバ装置等の他の装置との間で互いに通信可能に構成されている。
特に、本実施形態では、制御装置55(制御部)は、幅測定部56から磁気テープMTの幅の情報を取得し(あるいは、サーボ信号から磁気テープの幅を予測し)、磁気テープMTの幅の情報に基づいて、角度調整部57によりデータライトヘッド60のアジマス角θ(図12参照)を調整する。
本実施形態では、データライトヘッド60のアジマス角θを調整することで、磁気テープMTの幅の変動に対応している。典型的には、磁気テープMTの幅が相対的に広くなったとき、データライトヘッド60のアジマス角θは小さくされ、逆に、磁気テープMTの幅が相対的に狭くなったとき、データライトヘッド60のアジマス角θは大きくされる。
磁気テープMTの幅は、例えば、温度、湿度、磁気テープMTの長手方向に加えられるテンション等、様々な理由で変動する場合がある。
[データライトヘッド]
次に、データライトヘッド60の構成について詳細に説明する。図12は、データライトヘッド60を下方(バック層側)から見た概略図である。
次に、データライトヘッド60の構成について詳細に説明する。図12は、データライトヘッド60を下方(バック層側)から見た概略図である。
データライトヘッド60の説明では、データライトヘッド60の長手方向をY'軸方向とし、データライトヘッド60の幅方向をX'軸方向とし、データライトヘッド60の上下方向をZ'軸方向とする。また、磁気テープMTの長手方向(走行方向)をX軸方向とし、磁気テープMTの幅方向をY軸方向とし、磁気テープMTの厚さ方向をZ軸方向とする。なお、磁気テープMTの方向は、データライトヘッド60の下側を通過するときの磁気テープMTの方向が基準である。
図12に示すように、データライトヘッド60は、第1のデータライトヘッド60aと、第2のデータライトヘッド60bとを含む。なお、本明細書中の説明において、2つのデータライトヘッド60を特に区別しない場合には、これらをまとめて単にデータライトヘッド60と呼び、2つのデータライトヘッド60を特に区別する場合に、これらを第1のデータライトヘッド60a及び第2のデータライトヘッド60bと呼ぶ。
第1のデータライトヘッド60a及び第2のデータライトヘッド60bは、データライトヘッド60の幅方向(Y'軸方向)で対称に構成されているが、基本的に同様の構成である。第1のデータライトヘッド60a及び第2のデータライトヘッド60bは、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に一体的に移動可能とされており、これにより、全てのデータバンドd0~d3のうちいずれかのデータバンドdに対してデータを書き込むことができる。
第1のデータライトヘッド60aは、磁気テープMTが順方向(図11においてA1方向)に走行しているときに使用されるヘッドである。一方、第2のデータライトヘッド60bは、磁気テープMTが逆方向(図11においてA2方向)に走行しているときに使用されるヘッドである。
データライトヘッド60は、磁気テープMTに対向する対向面61を有している。対向面61は、データライトヘッド60の長手方向(Y'軸方向)に長くデータライトヘッド60の幅方向(X'軸方向)に短い形状を有している。対向面61には、2つのサーボリード部62と、複数のデータライト/リード部63が設けられている。
サーボリード部62は、データライトヘッド60の長手方向(Y'軸方向)の両端側にそれぞれ1つずつ設けられる。サーボリード部62は、磁気テープMTのサーボバンドsに記録されたサーボパターン47による磁界をMR素子(MR:Magneto Resistive effect)などにより読み取ることで、サーボ信号を再生可能に構成されている。
MR素子としては、例えば、異方性磁気抵抗効果素子(AMR:Anisotropic Magneto Resistive effect)、巨大磁気抵抗効果素子(GMR:Giant Magneto Resistive effect)、トンネル磁気抵抗効果素子(TMR:Tunnel Magneto Resistive effect)などが用いられる。
データライト/リード部63は、データライトヘッド60の長手方向(Y'軸方向)に沿って、等間隔に配置されている。また、データライト/リード部63は、2つのサーボリード部62に挟み込まれる位置に配置されている。データライト/リード部63の数は、例えば、20個~40個程度とされるが、この個数ついては特に限定されない。
データライト/リード部63は、データライト部64と、データリード部65とを含む。データライト部64は、磁気ギャップから発生する磁界によって、磁気テープMTのデータバンドdに対してデータを記録することが可能に構成されている。
また、データリード部65は、磁気テープMTのデータバンドdに記録されたデータによる磁界をMR素子などにより読み取ることで、データ信号を再生可能に構成されている。MR素子としては、異方性磁気抵抗効果素子(AMR)、巨大磁気抵抗効果素子(GMR)、トンネル磁気抵抗効果素子(TMR)などが用いられる。
第1のデータライトヘッド60aにおいては、データライト部64が、データリード部65の左側(磁気テープMTが順方向に流れる場合の上流側)に配置される。一方、第2のデータライトヘッド60bにおいては、データライト部64が、データリード部65の右側(磁気テープMTが逆方向に流れる場合の上流側)に配置される。
データリード部65は、そのデータリード部65と組とされるデータライト部64が磁気テープMTにデータを書き込んだ直後に、そのデータ信号を再生可能とされている。なお、上記に代えて、第1のデータライトヘッド60a及び第2のデータライトヘッド60bのうち、一方のデータライトヘッド60のデータライト部64で書き込まれたデータが他方のデータライトヘッド60のデータリード部65で再生されてもよい。
磁気テープMTは、順方向及び逆方向に走行方向が変えられて何往復もされながら、第1のデータライトヘッド60a及び第2のデータライトヘッド60bにより、記録トラック46に対してデータが記録される。
角度調整部57(図11参照)は、第1のデータライトヘッド60a及び第2のデータライトヘッド60bを上下方向の軸(Z'軸)回りに回動可能に保持することが可能とされている。また、角度調整部57は、第1のデータライトヘッド60a及び第2のデータライトヘッド60bを、上下方向の軸回りに個別に回動させることが可能とされている。
角度調整部57は、第1のデータライトヘッド60a及び第2のデータライトヘッド60bの長手方向が、磁気テープMTの幅方向に対して、アジマス角θ傾斜して配置されるように、第1のデータライトヘッド60a及び第2のデータライトヘッド60bの角度を調整する。
ここで、第1のデータライトヘッド60aのサーボリード部62及びデータライト/リード部63におけるY軸方向(磁気テープMTの幅方向)の位置と、第2のデータライトヘッド60bのサーボリード部62及びデータライト/リード部63のY軸方向の位置は、同じである。これらの位置関係は、第1のデータライトヘッド60a及び第2のデータライトヘッド60bがZ軸回りに回動しても変わらない。
つまり、角度調整部57は、第1のデータライトヘッド60aのサーボリード部62及びデータライト/リード部63におけるY軸方向(磁気テープMTの幅方向)の位置と、第2のデータライトヘッド60bのサーボリード部62及びデータライト/リード部63のY軸方向の位置とが同じとなるように、第1のデータライトヘッド60a及び第2のデータライトヘッド60bを個別に回動可能とされる。
本実施形態では、データライトヘッド60のアジマス角θに対して、基準となる基準角Refθが設定されており、また、データライトヘッド60のアジマス角θは、基準角Refθ±x°で表される角度範囲が設定されている。
図12に示す例では、基準角Refθが、磁気テープMTの幅方向に対して時計回り(下側:磁気テープMT側から見て)の方向に設定されている場合の一例が示されている。一方、基準角Refθは、磁気テープMTの幅方向に対して反時計回り(下側:磁気テープMT側から見て)の方向に設定されていてもよい。
[基準角Refθ及び角度範囲Refθ±x°等]
次に、データライトヘッド60のアジマス角θにおける基準角Refθ、並びに、データライトヘッド60のアジマス角θにおける角度範囲Refθ±x°について説明する。
次に、データライトヘッド60のアジマス角θにおける基準角Refθ、並びに、データライトヘッド60のアジマス角θにおける角度範囲Refθ±x°について説明する。
図13は、データライトヘッド60のアジマス角θの角度範囲Refθ±x°と、アジマス損失Lθとの関係を示す図である(記録波長:0.1μm)。図13において、横軸は、データライトヘッド60のアジマス角θの角度範囲Refθ±x°におけるxの値を示しており、縦軸は、アジマス損失Lθを示している。
アジマス損失Lθ[dB]は、以下の式により表される。
Lθ=-20Log10[sin{(πW/λ)tanθ}/(πW/λ)tanθ] 式中、Wは、再生トラック幅であり、λは、データの記録波長であり、θは、データライトヘッド60のアジマス角である。
Lθ=-20Log10[sin{(πW/λ)tanθ}/(πW/λ)tanθ] 式中、Wは、再生トラック幅であり、λは、データの記録波長であり、θは、データライトヘッド60のアジマス角である。
図13では、再生トラック幅Wが、それぞれ、0.8μm、0.5μm、0.4μm、0.3μm、0.2μmとされた場合の5つのグラフが示されている。図13では、記録波長λは、0.1μmとされた。ここで、再生トラック幅Wが0.8μmとされたグラフは、LTO-9に対応しており、再生トラック幅Wが0.5μm、0.4μm、0.3μm、0.2μmとされたグラフは、LTO-10以降(推定値)に対応している。
図13から理解されるように、データライトヘッド60のアジマス角θにおける角度範囲Refθ±x°が同じ場合、再生トラック幅Wが狭い方がアジマス損失Lθが小さいことが分かる。
これは、つまり、本実施形態のように、データライトヘッド60のアジマス角θの調整により、磁気テープMTの幅の変動に対処する形態の場合、アジマス損失Lθの観点からは記録トラック46の数が多く、再生トラック幅Wが狭い磁気テープMT(例えば、LTO-10以降)であるほど有利であることを意味している。
ここで、アジマス損失Lθを許容することができる値が、0.05[dB]以下であると仮定する。また、磁気テープMTにおける再生トラック幅Wが0.5μm以下であると仮定する(LTO-10以降(推定値))。
この場合、図13の点線で示されているように、データライトヘッド60のアジマス角θにおける角度範囲は、最大でRefθ±0.7°とされる。このため、本実施形態では、データライトヘッド60のアジマス角θにおける角度範囲において、Refθ±x°のxの値は、典型的には0.7°以下とされる。
図14は、データライトヘッド60のアジマス角θにおける角度範囲Refθ±x°と、磁気テープMTの幅変動に基づくサーボバンドピッチ差に対する補正量との関係を示す図である。
図14において、横軸は、データライトヘッド60のアジマス角θの角度範囲Refθ±x°におけるxの値を示しており、縦軸は、磁気テープMTの幅変動に基づくサーボバンドピッチ差に対する補正量を示している。
図15は、磁気テープMTの幅変動に基づくサーボバンドピッチ差に対する補正量を示す図である。図15に示すように、この補正量は、a-bで表される。
ここで、aの値は、データライトヘッド60のアジマス角θがRefθ-x°とされた場合における、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)での2つのサーボリード部62間の距離である。一方、bの値は、データライトヘッド60のアジマス角θがRefθ+x°とされた場合における、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)での2つのサーボリード部62間の距離である。
図14に戻り、図14では、データライトヘッド60のアジマス角θにおける基準角Refθが、2.5°、5°、7.5°、10°、12.5°、15°で変化された場合における6つのグラフが示されている。
図14から、角度範囲Refθ±x°が同じであれば、基準角Refθが大きくなるほど補正量が大きくなることが分かる。
ここで、上述のように、アジマス損失Lθが0.05[dB]以下であり、再生トラック幅Wが0.5μm以下であるとすると、データライトヘッド60のアジマス角θにおける角度範囲は、最大でRefθ±0.7°である(図14の縦の破線参照)。この条件に加えて、さらに、上記補正量が10μm以上であるとする(図14の横の破線参照)。
図14から理解されるように、これらの条件を満たすためには、データライトヘッド60の基準角Refθが7.5°では若干不足であり、基準角Refθが10°であれば十分であることが分かる。つまり、上記条件を満たすためには、基準角Refθは、8°以上とされる。
なお、ここでの説明は、本実施形態において、基準角Refθを8°以上にしなければならないといった趣旨ではない。つまり、本実施形態においては、基準角Refθは、2.5°以上、5°以上、7.5°以上、8°以上、10°以上、12.5°以上、15°以上等、適宜設定することができる。
図16は、データライトヘッド60のアジマス角θの角度範囲Refθ±x°と、アジマス損失Lθとの関係を示す図である(記録波長:0.07μm)。図16において、横軸は、データライトヘッド60のアジマス角θの角度範囲Refθ±x°におけるxの値を示しており、縦軸は、アジマス損失Lθを示している。図16では、データの記録波長λが、0.07μmとされた。
図13及び図16の違いは、図13では、データの記録波長λが0.1μmとされていたのに対して、図16では、データの記録波長λが0.07μmとされている点である。なお、LTO-10以降では、データの記録波長λは、0.1μm以下、0.07μm以下等とされることが推定される。
図13及び図16の比較から理解されるように、データの記録波長λが小さくなるほどアジマス損失は増加することが分かる。
図16において、再生トラック幅Wが0.5μmであるグラフに着目する。データの記録波長λが0.07μmであり、かつ、再生トラック幅Wが0.5μmである場合において、アジマス損失を0.05[dB]以下とするためには、データライトヘッド60のアジマス角θの角度範囲Refθ±x°におけるxの値を0.48°以下とすればよい。
図14において、データライトヘッド60のアジマス角θの角度範
囲Refθ±x°におけるxの値が0.48°である箇所に着目する(図14の横軸参照)。データライトヘッド60のアジマス角θの角度範囲が、Refθ±0.48°である場合において、上記補正量を10μm以上とする場合、基準角Refθを12.5°以上とすればよいことが分かる。
囲Refθ±x°におけるxの値が0.48°である箇所に着目する(図14の横軸参照)。データライトヘッド60のアジマス角θの角度範囲が、Refθ±0.48°である場合において、上記補正量を10μm以上とする場合、基準角Refθを12.5°以上とすればよいことが分かる。
また、図16において、再生トラック幅Wが0.4μmであるグラフに着目する。データの記録波長λが0.07μmであり、かつ、再生トラック幅Wが0.4μmである場合において、アジマス損失を0.05[dB]以下とするためには、データライトヘッド60のアジマス角θの角度範囲Refθ±x°におけるxの値を0.6°以下とすればよい。
図14において、データライトヘッド60のアジマス角θの角度範囲Refθ±x°におけるxの値が0.6°である箇所に着目する(図14の横軸参照)。データライトヘッド60のアジマス角θの角度範囲が、Refθ±0.6°である場合において、上記補正量を10μm以上とする場合、基準角Refθを10°以上とすればよいことが分かる。
なお、ここでの説明から理解されるように、データライトヘッド60のアジマス角θの角度範囲Refθ±x°は、データの記録波長λが小さくなるほど小さくなる。また、データライトヘッド60のアジマス角θの角度範囲Refθ±x°は、再生トラック幅Wが小さくなるほど大きくなる(図13、図16参照)。
また、データライトヘッド60のアジマス角θにおける基準角Refθは、データの記録波長λが小さくなるほど大きくなる。また、データライトヘッド60のアジマス角θにおける基準角Refθは、再生トラック幅Wが小さくなるほど小さくなる(図14参照)。
ここで、LTOの規格が、LTO-9からLTO-10、LTO-11、・・・と世代が進むに従って、データの記録波長λが順次小さくなることが予測され、また、再生トラック幅Wも順次小さくなることが予測される。これに応じて、データライトヘッド60のアジマス角θの角度範囲Refθ±x°におけるxの値を適切な値に設定し(例えば、0.7°以下、0.6°以下、0.5°以下、0.4°以下・・・等)、また、データライトヘッド60のアジマス角θの基準角Refθを適切な値に設定すればよい(例えば、2.5°以上、5°以上、7.5°以上、8°以上、10°以上、12.5°以上、15°以上・・・等)。
[サーボ記録再生装置]
次に、サーボ記録再生装置70について説明する。図17は、サーボ記録再生装置70を示す図である。
次に、サーボ記録再生装置70について説明する。図17は、サーボ記録再生装置70を示す図である。
図17に示すように、サーボ記録再生装置70は、送り出しローラ71、消磁部72、サーボライトヘッド80、サーボリードヘッド75、巻き取りローラ76及び4対のキャプスタンローラ77を備えている。
送り出しローラ71は、ロール状の磁気テープMTを回転可能に支持することが可能とされている。送り出しローラ71は、モータ等の駆動に応じて回転され、回転に応じて磁気テープMTを下流側に向けて送り出す。
巻き取りローラ76は、ロール状の磁気テープMTを回転可能に支持することが可能とされている。巻き取りローラ76は、モータ等の駆動に応じて回転し、回転に応じて磁気テープMTを巻き取っていく。
4対のキャプスタンローラ77は、それぞれ、磁気テープMTを上下方向の両側から挟み込むことが可能とされている。4対のキャプスタンローラ77は、モータ等の駆動に応じて回転し、回転に応じて磁気テープMTを搬送経路において搬送する。
送り出しローラ71、巻き取りローラ76及び4対のキャプスタンローラ77は、搬送経路内において磁気テープMTを一定の速度で搬送させることが可能とされている。
サーボライトヘッド80は、例えば、磁気テープMTの上方側(磁性層43側)に配置される。サーボライトヘッド80は、矩形波のパルス信号に応じて所定のタイミングでサーボバンドsに磁場を印加し、サーボバンドsにサーボパターン47を記録する。
サーボライトヘッド80は、サーボライトヘッド80の下側を磁気テープMTが通過するときに、全てのサーボバンドs(s0~s4)に対してそれぞれサーボパターン47を記録することが可能とされている。なお、サーボライトヘッド80の構成についての詳細は、図18~図23を参照して後述する。
消磁部72は、例えば、サーボライトヘッド80よりも上流側において、磁気テープMTの下側(ベース層41側)に配置される。消磁部72は、例えば、2つの永久磁石73、74により構成される。永久磁石73、74は、サーボライトヘッド80によってサーボパターン47が記録される前に、直流磁界によって磁性層43の全体に対して磁場を印加して、磁性層43の全体を消磁する。
サーボリードヘッド75は、サーボライトヘッド80よりも下流側において、磁気テープMTの上側(磁性層43側)に配置される。サーボリードヘッド75は、磁気テープMTに記録されたサーボパターン47から発生する磁界を読み取ることで、サーボパターン47の情報を再生可能に構成されている。
サーボリードヘッド75は、サーボリードヘッド75の下側を磁気テープMTが通過するときに、全てのサーボバンドs(s0~s4)からサーボパターン47を読み取ることが可能とされている。サーボリードヘッド75によって読み取られたサーボパターン47の情報は、サーボパターン47が正確に記録されたかどうかの確認のために用いられる。
サーボリードヘッド75のタイプは、例えば、インダクティブ型、MR型(Magneto Resistive)、GMR型(Giant Magneto Resistive)、TMR型(Tunnel Magneto Resistive)等である。
図示は省略しているが、サーボ記録再生装置70は、サーボ記録再生装置70の各部を統括的に制御する制御装置を備えている。
制御装置は、例えば、制御部、記憶部、通信部などを含む。制御部は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等により構成されており、記憶部に記憶されたプログラムに従い、サーボ記録再生装置70の各部を統括的に制御する。
記憶部は、各種のデータや各種のプログラムが記録される不揮発性のメモリと、制御部の作業領域として用いられる揮発性のメモリとを含む。上記各種のプログラムは、光ディスク、半導体メモリ等の可搬性の記録媒体から読み取られてもよいし、ネットワーク上のサーバ装置からダウンロードされてもよい。通信部は、例えば、PCやサーバ装置等の他の装置との間で互いに通信可能に構成されている。
[サーボライトヘッド]
次に、サーボライトヘッド80の構成について詳細に説明する。上述のように、データ記録再生装置50におけるデータライトヘッド60は、磁気テープMTの幅方向に対して傾いて配置される。従って、データライトヘッド60が正確にサーボパターン47を読み取ることができるように、第1のサーボパターン47a(「/」)及び第2のサーボパターン47b(「\」)は、磁気テープMTの幅方向に対して非対称となるように書き込まれる。この非対称のサーボパターン47の書き込みは、サーボライヘッド80により実行される。
次に、サーボライトヘッド80の構成について詳細に説明する。上述のように、データ記録再生装置50におけるデータライトヘッド60は、磁気テープMTの幅方向に対して傾いて配置される。従って、データライトヘッド60が正確にサーボパターン47を読み取ることができるように、第1のサーボパターン47a(「/」)及び第2のサーボパターン47b(「\」)は、磁気テープMTの幅方向に対して非対称となるように書き込まれる。この非対称のサーボパターン47の書き込みは、サーボライヘッド80により実行される。
サーボライトヘッド80の形態について、実施形態A及び実施形態Bの2種類が存在する。実施形態Aでは、サーボライトヘッド80aの長手方向(Y"軸方向)が、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して平行に配置される(後述の図18~図20参照)。一方、実施形態Bでは、サーボライトヘッド80bの長手方向(Y"軸方向)が、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して所定の角度傾斜して配置される(後述の図21~図23参照)。
(実施形態A)
まず、サーボライトヘッド80の実施形態Aについて説明する。図18は、サーボライトヘッド80aと、サーボライトヘッド80aに入力されるパルス信号とを示す図である。図19は、サーボライトヘッド80aが有するサーボ素子82の拡大図である。図20は、サーボライトヘッド80aにより磁気テープMTにサーボパターン47が書き込まれるときの様子を示す図である。なお、図18~図20では、サーボライトヘッド80aの磁気テープMTと対向する面が示されている。
まず、サーボライトヘッド80の実施形態Aについて説明する。図18は、サーボライトヘッド80aと、サーボライトヘッド80aに入力されるパルス信号とを示す図である。図19は、サーボライトヘッド80aが有するサーボ素子82の拡大図である。図20は、サーボライトヘッド80aにより磁気テープMTにサーボパターン47が書き込まれるときの様子を示す図である。なお、図18~図20では、サーボライトヘッド80aの磁気テープMTと対向する面が示されている。
これらの図に示すように、サーボライトヘッド80aは、長手方向(Y"軸方向)に長く、幅方向(X"軸方向)に短い形状を有している。なお、図18~図20では、サーボライトヘッド80aの長手方向がY"軸方向とされ、サーボライトヘッド80aの幅方向がX"軸方向とされ、サーボライトヘッド80aの上下方向がZ"軸方向とされている。また、磁気テープMTの長手方向(搬送方向)がX軸方向とされ、磁気テープMTの幅方向がY軸方向とされ、磁気テープMTの厚さ方向がZ軸方向とされている。なお、これについては、図21~図23においても同様である。
実施形態Aでは、サーボライトヘッド80aの長手方向(Y"軸方向)が磁気テープMTの方向(Y軸方向)に一致しており、サーボライトヘッド80aの幅方向(X"軸方向)が磁気テープMTの長手方向(X軸方向)に一致している。
サーボライトヘッド80aは、磁気テープMTに対向する対向面81を有している。対向面81は、長手方向(Y"軸方向)に長く、幅方向(X"軸方向)に短い形状を有している。
サーボライトヘッド80aは、対向面80a上において、5対のサーボ素子82(磁気ギャップ)を有している。5対のサーボ素子82は、サーボライトヘッド80aの長手方向(Y"軸方向)において、所定の間隔(サーボ素子ピッチ:SP)を開けて配置される。
サーボライトヘッド80aの長手方向(Y"軸方向)(磁気テープMTの幅方向:Y軸方向)において、互いに隣接する2対のサーボ素子82の間隔(サーボ素子ピッチ)は、例えば、2858.8±4.6μmとされる。なお、この値は、磁気テープMTにおいて、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)で互いに隣接する2本のサーボバンドsの間隔(サーボバンドピッチ:SP)に対応する。
一対のサーボ素子82は、サーボライトヘッド80aの長手方向(Y"軸方向)(磁気テープMTの幅方向:Y軸方向)に対して非対称に構成された第1のサーボ素子82a(「/」)及び第2のサーボ素子82b(「\」)を含む(特に、図19参照)。
第1のサーボ素子82a(「/」)は、サーボライトヘッド80aの長手方向(Y"軸方向)(磁気テープMTの幅方向:Y軸方向)に対して、第1の角度θs1で傾斜する。第2のサーボ素子82b(「\」)は、サーボライトヘッド80aの長手方向(Y"軸方向)(磁気テープMTの幅方向:Y軸方向)に対して、第1の角度θs1とは逆向きに第2の角度θs2で傾斜する。
第1の角度θs1及び第2の角度θs2は、データライトヘッド60の基準角Refθと関連しており、それぞれ以下の式により表される。
θs1=Refθ+θa
θs2=Refθ-θa
ここで、Refθは、データライトヘッド60の基準角Refθであり、θaは、サーボアジマス角である。
θs1=Refθ+θa
θs2=Refθ-θa
ここで、Refθは、データライトヘッド60の基準角Refθであり、θaは、サーボアジマス角である。
仮に、データライトヘッド60の基準角Refθが10°とされ、サーボアジマス角θaが12°とされた場合、第1のサーボ素子82a(「/」)の第1の角度θs1は、22°とされ、第2のサーボ素子82b(「\」)の第2の角度θs2は、2°とされる。
サーボライトヘッド80aの幅方向(X"軸方向)(磁気テープMTの長手方向:X軸方向)において、第1のサーボ素子82a(「/」)及び第2のサーボ素子82b(「\」)の間隔は、例えば、サーボ素子の長さの幅方向成分SLの1/2の位置において38μmとされる。
ここで、第1のサーボ素子82a(「/」)において、第1の角度θs1に沿う方向(磁気テープMTの幅方向に対して22°の方向)を第1のサーボ素子82a(「/」)の長手方向とする。また、第2のサーボ素子82b(「\」)において、第2の角度θs2に沿う方向(磁気テープMTの幅方向に対して-2°の方向)を第2のサーボ素子82b(「\」)の長手方向とする。
第1のサーボ素子82a(「/」)の長手方向における長さは、第2のサーボ素子82b(「\」)の長手方向における長さとは異なっており、ここでの例では、第1のサーボ素子82a(「/」)の長手方向での長さは、第2のサーボ素子82b(「\」)の長手方向での長さよりも長い。
一方、第1のサーボ素子82a(「/」)の長手方向の長さにおける、磁気テープMTの幅方向の成分SL(Y軸方向)と、第2のサーボ素子82b(「\」)の長手方向の長さにおける、磁気テープMTの幅方向の成分SL(Y軸方向)とは同じである。サーボ素子82の長さの幅方向成分SLは、例えば、96±3μmとされる。
図18には、5対のサーボ素子82に対してそれぞれ入力されるパルス信号が示されている。また、図20には、そのパルス信号が5対のサーボ素子82に入力されることにより、磁気テープMTのサーボバンドsに書き込まれたサーボパターン47が示されている。
ここで、上述のように、データライトヘッド60は、磁気テープMTの幅方向に対して、アジマス角θ傾斜して配置される。この場合において、5対のサーボ素子82に対して、同時刻に同位相のパルス信号が入力され、磁気テープMTの幅方向に平行な位置に同位相のサーボパターン47が書き込まれた場合を想定する。この場合、傾斜して配置されたデータライトヘッド60の2つのサーボリード部62により同時刻に読み取られるサーボパターン47の位相が異なってしまうことになる。
そこで、実施形態Aでは、5対のサーボ素子82に同時刻に入力されるパルス信号の位相を異ならせることで、同位相のサーボパターン47を磁気テープMTの幅方向に対して非平行に書き込むこととしている。
サーボライトヘッド80aの長手方向(Y"軸方向:磁気テープMTの幅方向)で互いに隣接する2対のサーボ素子82に対して入力されるパルス信号の位相差は、SP×tan(Refθ)に対応する。ここで、SP(サーボバンドピッチ=サーボ素子ピッチ)は、互いに隣接する2つのサーボバンドsにおける磁気テープMTの幅方向での間隔、または、互いに隣接する2対のサーボ素子82における磁気テープMTの幅方向での間隔である。また、Refθは、データライトヘッド60における基準角である。
仮に、SPの値が2858.8μmであるとし、データライトヘッド60における基準角Refθが10°であるとする。この場合、互いに隣接する2対のサーボ素子82に対して入力されるパルス信号の位相差は、2858.8μm×tan10°=504.08μmに対応する。
ここで、サーボバンドs4のサーボ素子82の入力パルスを基準としたサーボバンドs3、サーボバンドs2、サーボバンドs1、サーボバンドs0のサーボ素子82の入力パルスの位相差は、順番に、504.08μm、1008.17μm、1512.25μm、2016.33μmに対応する位相とされる。
5本のサーボバンドsに対応する5対のサーボ素子82に対して、同時刻に入力されるパルス信号の位相について、最も先に進んだ位相の入力パルスが入力されるのは、サーボバンドs0のサーボ素子82である。入力パルスの位相の順番は、次いで、サーボバンドs1のサーボ素子82、サーボバンドs2のサーボ素子82、サーボバンドs3のサーボ素子82、サーボバンドs4のサーボ素子82の順番である。
例えば、サーボバンドs0のサーボ素子82及びサーボバンドs1のサーボ素子82で説明すると、同時刻において、サーボバンドs0のサーボ素子82には、サーボバンドs1のサーボ素子82よりも504.08μmに対応する位相分、先の位相のパルス信号が入力される。
同様に、磁気テープMTの幅方向で互いに隣接する2つのサーボバンドsに書き込まれるサーボパターン47の、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)での位相差は、SP×tan(Refθ)で表される。
仮に、SPの値が2858.8μmであるとし、データライトヘッド60における基準角Refθが10°であるとする。この場合、互いに隣接する2つのサーボバンドsに書きこまれるサーボパターン47における、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)での位相差は、2858.8μm×tan10°=504.08μmに対応する。
サーボバンドs4のサーボパターン47を基準としたサーボバンドs3、サーボバンドs2、サーボバンドs1、サーボバンドs2のサーボパターン47の位相差は、順番に、504.08μm、1008.17μm、1512.25μm、2016.33μmに対応する位相とされる。
5本のサーボバンドsにそれぞれ書き込まれたサーボパターン47について、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)で、最も先に進んだ位相となるのは、サーボバンドs0のサーボパターン47である。位相の順番は、次いで、サーボバンドs1のサーボパターン47、サーボバンドs2、のサーボパターン47、サーボバンドs3のサーボパターン47、サーボバンドs4のサーボパターン47の順番である。
例えば、サーボバンドs0のサーボパターン47及びサーボバンドs1のサーボパターン47で説明すると、磁気テープMTの幅方向で、サーボバンドs0のサーボパターン47の位相は、サーボバンドs1のサーボパターン47よりも504.08μmに対応する位相分、先の位相とされる。
磁気テープMTにおいて、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対してデータライトヘッド60の基準角Refθ(10°)の方向では、5本のサーボバンドsに書きこまれたサーボパターン47の位相は、同位相とされる。
(実施形態B)
次に、サーボライトヘッド80の実施形態Bについて説明する。図21は、実施形態Bに係るサーボライトヘッド80b及びサーボライトヘッド80bが有するサーボ素子82の拡大図である。図22は、実施形態Bに係るサーボライトヘッド80bにより磁気テープMTにサーボパターン47が書き込まれるときの様子を示す図である。図21及び図22では、サーボライトヘッド80bの磁気テープMTと対向する面が示されている。なお、後述の図23~図26についても同様に、サーボライトヘッド80の磁気テープMTと対向する面が示されている。
次に、サーボライトヘッド80の実施形態Bについて説明する。図21は、実施形態Bに係るサーボライトヘッド80b及びサーボライトヘッド80bが有するサーボ素子82の拡大図である。図22は、実施形態Bに係るサーボライトヘッド80bにより磁気テープMTにサーボパターン47が書き込まれるときの様子を示す図である。図21及び図22では、サーボライトヘッド80bの磁気テープMTと対向する面が示されている。なお、後述の図23~図26についても同様に、サーボライトヘッド80の磁気テープMTと対向する面が示されている。
これらの図に示すように、サーボライトヘッド80bは、長手方向(Y"軸方向)に長く、幅方向(X"軸方向)に短い形状を有している。
実施形態Bでは、サーボライトヘッド80bの長手方向(Y"軸方向)が磁気テープMTの幅方向に対して所定の角度(第2のヘッドアジマス角)傾斜して配置される。サーボライトヘッド80bの長手方向(Y"軸方向)が磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して傾斜する角度は、データライトヘッド60の基準角Refθと関連しており、データライトヘッド60の基準角Refθと一致している(例えば、10°)。
サーボライトヘッド80bは、磁気テープMTに対向する対向面81を有している。対向面81は、長手方向(Y"軸方向)に長く、幅方向(X"軸方向)に短い形状を有している。
サーボライトヘッド80bは、対向面81上において、5対のサーボ素子82(磁気ギャップ)を有している。5対のサーボ素子82は、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)において、所定の間隔(サーボ素子ピッチ:SP1)を開けて配置される。
互いに隣接する2対のサーボ素子82における、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)での間隔(サーボ素子ピッチ:SP1)は、例えば、2858.8±4.6μmとされる。なお、この値は、磁気テープMTにおいて、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)で互いに隣接する2本のサーボバンドsの間隔(サーボバンドピッチ:SP1)に対応する。
また、互いに隣接する2対のサーボ素子82において、磁気テープMTの長手方向(X軸方向)での位置の差は、SP1×tan(Refθ)で表される。ここで、SP1(サーボバンドピッチ=サーボ素子ピッチ)は、互いに隣接する2つのサーボバンドsにおける磁気テープMTの幅方向での間隔、または、互いに隣接する2対のサーボ素子82における磁気テープMTの幅方向での間隔である。また、Refθは、データライトヘッド60における基準角である。
仮に、SP1の値が2858.8μmであるとし、データライトヘッド60における基準角Refθが10°であるとする。この場合、互いに隣接する2対のサーボ素子82において、磁気テープの長手方向(X軸方向)での位置の差は、2858.8μm×tan10°=504.08μmである。
一対のサーボ素子82は、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して非対称に構成された第1のサーボ素子82a(「/」)及び第2のサーボ素子82b(「\」)を含む(特に、図21の右側参照)。
第1のサーボ素子82a(「/」)は、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して、第1の角度θs1で傾斜する。第2のサーボ素子82b(「\」)は、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して、第1の角度θs1とは逆向きに第2の角度θs2で傾斜する。
第1の角度θs1及び第2の角度θs2は、データライトヘッド60の基準角Refθと関連しており、それぞれ以下の式により表される。
θs1=Refθ+θa
θs2=Refθ-θa
ここで、Refθは、データライトヘッド60の基準角Refθであり、θaは、サーボアジマス角である。
θs1=Refθ+θa
θs2=Refθ-θa
ここで、Refθは、データライトヘッド60の基準角Refθであり、θaは、サーボアジマス角である。
仮に、データライトヘッド60の基準角Refθが10°とされ、サーボアジマス角θaが12°とされた場合、第1のサーボ素子82a(「/」)の第1の角度θs1は、22°とされ、第2のサーボ素子82b(「\」)の第2の角度θs2は、2°とされる。
磁気テープMTの長手方向(X軸方向)において、第1のサーボ素子82a(「/」)及び第2のサーボ素子82b(「\」)の間隔は、例えば、サーボ素子82の長さの幅方向成分SLの1/2の位置において、38μmとされる。
ここで、第1のサーボ素子82a(「/」)において、第1の角度θs1に沿う方向(磁気テープMTの幅方向に対して22°の方向)を第1のサーボ素子82a(「/」)の長手方向とする。また、第2のサーボ素子82b(「\」)において、第2の角度θs2に沿う方向(磁気テープMTの幅方向に対して-2°の方向)を第2のサーボ素子82b(「\」)の長手方向とする。
第1のサーボ素子82a(「/」)の長手方向における長さは、第2のサーボ素子82b(「\」)の長手方向における長さとは異なっており、ここでの例では、第1のサーボ素子82a(「/」)の長手方向での長さは、第2のサーボ素子82b(「\」)の長手方向での長さよりも長い。
一方、第1のサーボ素子82a(「/」)の長手方向の長さにおける、磁気テープMTの幅方向の成分(Y軸方向)SL1と、第2のサーボ素子82b(「\」)の長手方向の長さにおける、磁気テープMTの幅方向の成分(Y軸方向)SL1とは同じである。サーボ素子82の長さの幅方向成分SL1は、例えば、96±3μmとされる。
図25は、図21の右側の図の拡大図であって、第1のサーボ素子82a(「/」)及び第2のサーボ素子82b(「\」)における具体的な寸法の一例を示す図である(XYZ座標系基準)。
図25に示すように、第1のサーボ素子82a(「/」)の長手方向における長さは、103.5393μm(=96μm/cos22°)とされる。また、第2のサーボ素子82b(「\」)の長手方向における長さは、96.0585μm(=96μm/cos2°)とされる。
また、第1のサーボ素子82aの上端部と、第2のサーボ素子82bの上端部との間の間隔(X軸方向)は、16.9306μm(=38μm-48μm×tan22°-48μm×tan2°=38μm-19.3932μm-1.6762μm)である。
また、第1のサーボ素子82aの下端部と、第2のサーボ素子82bの下端部との間の間隔(X軸方向)は、59.0695μm(=96μm×tan22°+16.9306μm+96μm×tan2°=38.7865μm+16.9306μm+3.3524μm)である。
ここで、上述の実施形態Aでは、5対のサーボ素子82に対してそれぞれ入力されるパルス信号に位相差が設定されていた。一方、実施形態Bにおいては、サーボライトヘッド80bが傾けて配置されているので、パルス信号に対して位相差を設定する必要はない。つまり、5対のサーボ素子82に対しては、同時刻に同位相に対応するパルス信号がそれぞれ入力される。
図22には、5対のサーボ素子82によって5本のサーボバンドsにそれぞれ書き込まれたサーボパターン47が示されている。
磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)で互いに隣接する2つのサーボバンドsに書き込まれるサーボパターン47の、磁気テープMTの幅方向での位相差は、SP1×tan(Refθ)で表される。
仮に、SP1の値が2858.8μmであるとし、データライトヘッド60における基準角Refθが10°であるとする。この場合、互いに隣接する2つのサーボバンドsに書きこまれるサーボパターン47の位相差は、2858.8μm×tan10°=504.08μmとされる。
なお、サーボバンドs4のサーボパターン47を基準としたサーボバンドs3、サーボバンドs2、サーボバンドs1、サーボバンドs1のサーボパターン47の位相差は、順番に、504.08μm、1008.17μm、1512.25μm、2016.33μmに対応する位相とされる。
5本のサーボバンドsにそれぞれ書き込まれたサーボパターン47について、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)で、最も先に進んだ位相となるのは、サーボバンドs0のサーボパターン47である。位相の順番は、次いで、サーボバンドs1のサーボパターン47、サーボバンドs2、のサーボパターン47、サーボバンドs3のサーボパターン47、サーボバンドs4のサーボパターン47の順番である。
例えば、サーボバンドs0のサーボパターン47及びサーボバンドs1のサーボパターン47で説明すると、磁気テープMTの幅方向で、サーボバンドs0のサーボパターン47の位相は、サーボバンドs1のサーボパターン47よりも504.08μmに対応する位相分、先の位相とされる。
磁気テープMTにおいて、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対してデータライトヘッド60の基準角Refθ(10°)の方向では、5本のサーボバンドsに書きこまれたサーボパターン47の位相は、同位相とされる。
以上の説明では、磁気テープMTの座標系(XYZ座標系)を基準したサーボライトヘッド80bの構成について説明した。以降では、サーボライトヘッド80bの座標系(X"Y"Z"座標系)を基準したサーボライトヘッド80bの構成について説明する。
図23は、実施形態Bにおいて、サーボライトヘッド80bの座標系を基準としてサーボライトヘッド80bを表した図である。
図23に示すように、5対のサーボ素子82は、サーボライトヘッド80bの長手方向(Y"軸方向)において、所定の間隔(サーボ素子ピッチ:SP2)を開けて配置される。サーボライトヘッド80bの長手方向(Y"軸方向)において、互いに隣接する2対の-1サーボ素子82の間隔(サーボ素子ピッチ:SP2)は、SP1×cos(Refθ)で表される。
例えば、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)において、互いに隣接する2対のサーボ素子82の間隔(サーボ素子ピッチ:SP1)が、2858.8μmであり、データライトヘッド60の基準角Refθが10°であるとする。この場合、サーボライトヘッド80bの長手方向(Y"軸方向)において、互いに隣接する2対のサーボ素子82の間隔(サーボ素子ピッチ:SP2)は、2902.9μmとなる。
ここで、上述の実施形態Aでは、第1のサーボ素子82a(「/」)及び第2のサーボ素子82b(「\」)の対称軸は、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に非平行とされており、サーボライトヘッド80bの長手方向(Y"軸方向)に対しても非平行とされていた。一方、実施形態Bでは、第1のサーボ素子82a(「/」)及び第2のサーボ素子82b(「\」)の対称軸は、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して非平行とされ、一方でサーボライトヘッド80bの長手方向(Y"軸方向)に対しては平行とされている。
第1のサーボ素子82a(「/」)は、サーボライトヘッド80bの長手方向(Y"軸方向)に対して、サーボアジマス角θaで傾斜する。一方、第2のサーボ素子82b(「\」)は、サーボライトヘッド80bの長手方向(Y"軸方向)に対して、第1のサーボ素子82a(「/」)とは逆向きに、第1のサーボ素子82a(「/」)と同じサーボアジマス角θaで傾斜する。
ここで、第1のサーボ素子82a(「/」)において、サーボアジマス角θaに沿う方向(サーボライトヘッド80bの長手方向に対して+12°の方向)を第1のサーボ素子82a(「/」)の長手方向とする。また、第2のサーボ素子82b(「\」)において、サーボアジマス角θaに沿う方向(サーボライトヘッド80bの長手方向に対して-12°の方向)を第2のサーボ素子82b(「\」)の長手方向とする。
第1のサーボ素子82a(「/」)の長手方向における長さは、第2のサーボ素子82b(「\」)の長手方向における長さとは異なっており、ここでの例では、第1のサーボ素子82a(「/」)の長手方向での長さは、第2のサーボ素子82b(「\」)の長手方向での長さよりも長い。
さらに、第1のサーボ素子82a(「/」)の長手方向の長さにおける、サーボライトヘッド80bの長手方向成分SL21(Y"軸方向)、及び、第2のサーボ素子82b(「\」)の長手方向の長さにおける、サーボライトヘッド80b長手方向成分SL22(Y"軸方向)も異なっている。
図26は、図23の右側の図の拡大図であって、第1のサーボ素子82a(「/」)及び第2のサーボ素子82b(「\」)における具体的な寸法の一例を示す図である(X"Y"Z"座標系基準)。
仮に、サーボ素子82の長さにおける、磁気テープMTの幅方向成分SL1(Y軸方向)が、96μmであり、データライトヘッド60の基準角Refθが10°であり、サーボアジマス角θaが12°であるとする。この場合、第1のサーボ素子82a(「/」)の長さにおける、サーボライトヘッド80bの長手方向成分SL21(Y"軸方向)は、101.2767μm(=103.5093μm×cos12°)である。また、この場合、第2のサーボ素子82b(「\」)の長さにおける、サーボライトヘッド80bの長手方向成分SL22(Y"軸方向)は、93.959μm(=96.0585μm×cos12°)である。
また、サーボライトヘッド80bの幅方向(X"軸方向)において、第1のサーボ素子82aの上端部と、第2のサーボ素子82bの上端部との間の間隔は、16.673μm(=16.9306μm×cos10°)である。また、サーボライトヘッド80bの長手方向(Y"軸方向)において、第1のサーボ素子82a(「/」)の上端部の位置と、第2のサーボ素子82b(「\」)の上端部の位置との差は、2.94μm(=16.9306μm×sin10°)である。
また、サーボライトヘッド80bの幅方向(X"軸方向)において、第1のサーボ素子82aの下端部と、第2のサーボ素子82bの下端部との間の間隔は、58.1721μm(=59.0695μm×cos10°)である。また、サーボライトヘッド80bの長手方向(Y"軸方向)において、第1のサーボ素子82a(「/」)の下端部の位置と、第2のサーボ素子82b(「\」)の下端部の位置との差は、10.2573μm(=59.0695μm×sin10°)である。
また、サーボライトヘッド80bの幅方向(X"軸方向)において、第1のサーボ素子82a(「/」)及び第2のサーボ素子82b(「\」)の間隔(中央)は、例えば、38.58628253μm(38μm×cos10°+(38μm×sin10°)×tan102°=37.4227μm+6.5986μm×tan102°=37.4227μm+1.16354026μm)である。
(実施形態A及び実施形態Bの比較)
次に、実施形態A及び実施形態Bの比較について説明する。
次に、実施形態A及び実施形態Bの比較について説明する。
図20の右側には、実施形態Aに係るサーボライトヘッド80aにより書き込まれたサーボパターン47を、データライトヘッド60の2つのサーボリード部62により読み取っているときの様子が示されている。
上述のように、実施形態Aに係るサーボライトヘッド80aでは、サーボライトヘッド80aを磁気テープMTの幅方向に対して傾けずに配置し、サーボ素子82に入力されるパルス信号の位相を調整することでサーボパターン47を書き込むといった方法が用いられている。
ここで、サーボライトヘッド80aによって磁気テープMTに対してサーボパターン47を書き込むとき、磁気テープMTが幅方向(Y軸方向に)に微動する場合がある。
仮に、実施形態Aのサーボライトヘッド80aにおいて、サーボバンドs0のサーボ素子82が、サーボバンドs0に対して、或る時刻t1に或る位相ph1のサーボパターン47を書き込んだとする。その後の時刻t2(磁気テープMTが搬送方向に504.08μm搬送された時刻)に、サーボバンドs1のサーボ素子82が、サーボバンドs1に対して、その位相ph1のサーボパターン47を書き込んだとする。
この場合において、時刻t1から時刻t2の間に、磁気テープMTが幅方向に微動してしまった場合を想定する。この場合、サーボバンドs0での位相ph1のサーボパターン47の位置と、サーボバンドs1での位相ph1のサーボパターン47の位置との間隔(基準角Refθ(10°)の方向)が、既定の値(2つのサーボリード部62の間隔:基準角Refθ(10°)の方向)とは異なってしまうことになる。
これが原因で誤差が生じ、データライトヘッド60がサーボパターン47を正確にサーボトレースできない場合がある。
一方、図22の右側には、実施形態Bに係るサーボライトヘッド80bにより書き込まれたサーボパターン47を、データライトヘッド60の2つのサーボリード部62により読み取っているときの様子が示されている。
実施形態Bに係るサーボライトヘッド80bでは、サーボライトヘッド80bを磁気テープMTの幅方向に対して・BR>Xけて配置し、サーボ素子82に入力されるパルス信号の位相を同位相としてサーボパターン47を書き込むといった方法が用いられている。
仮に、実施形態Bのサーボライトヘッド80bにおいて、サーボバンドs0のサーボ素子82及びサーボバンドs1のサーボ素子82が、サーボバンドs0及びサーボバンドs1に対して、同時刻t1に同位相ph1のサーボパターン47を書き込んだとする。
その後、サーボバンドs0のサーボ素子82及びサーボバンドs1のサーボ素子82が、サーボバンドs0及びサーボバンドs1に対して、同時刻t2に同位相ph2のサーボパターン47を書き込んだとする。
この場合において、時刻t1から時刻t2の間に、磁気テープMTが幅方向に微動してしまった場合を想定する。この場合、サーボバンドs0での位相ph1のサーボパターン47の位置と、サーボバンドs1での位相ph1のサーボパターン47の位置との間隔(基準角Refθ(10°)の方向)は、サーボバンドs0での位相ph2のサーボパターン47の位置と、サーボバンドs1での位相ph2のサーボパターン47の位置との間隔と同じである。これらの間隔は、既定の値(2つのサーボリード部62の間隔:基準角Refθ(10°)の方向)と同じであり、一定である。
つまり、実施形態Bでは、サーボパターン47書き込み時の磁気テープMTの幅方向への微動によらず、互いに隣接するサーボバンドsにおける同位相のサーボパターン47の間隔(基準角Refθの方向)を一定にすることができる。これにより、データライトヘッド60がサーボパターン47を正確にサーボトレースすることができる。
ここでの説明から理解されるように、サーボパターン47書き込み時の磁気テープMTの幅方向への微動の観点からは、実施形態Aよりも実施形態Bの方が有利である。但し、これは、実施形態Aによる方法を採用することができないといった趣旨ではなく、実施形態Aについても本技術の一例として含まれる。例えば、サーボパターン47書き込み時の磁気テープMTの幅方向への微動が無視できるレベルであったり、あるいは、サーボパターン47書き込み時の磁気テープMTの幅方向への微動を無視できる程度に抑制することができたりするのであれば、実施形態Aによる方法が採用されてもよい。
[作用等]
以上説明したように、本実施形態では、サーボライトヘッド80により、各サーボバンドs0~s4に対して、磁気テープMTの幅方向に対して非対称な第1のサーボパターン47a(「/」)及び第2のサーボパターン47b(「\」)をそれぞれ書き込むことができる。これにより、データライトヘッド60が磁気テープMTの幅方向に対して傾いて配置された場合に、そのデータライトヘッド60により、サーボパターン47を正確に読み取ることができる。
以上説明したように、本実施形態では、サーボライトヘッド80により、各サーボバンドs0~s4に対して、磁気テープMTの幅方向に対して非対称な第1のサーボパターン47a(「/」)及び第2のサーボパターン47b(「\」)をそれぞれ書き込むことができる。これにより、データライトヘッド60が磁気テープMTの幅方向に対して傾いて配置された場合に、そのデータライトヘッド60により、サーボパターン47を正確に読み取ることができる。
図24は、第1対照例、第2対照例及び第1の実施形態において、データライトヘッド60のサーボリード部62によりサーボパターン47を読み取ったときの様子を示す図である。
図24の左側を参照して、第1対照例では、磁気テープMTにおいて、第1のサーボパターン47a(「/」)及び第2のサーボパターン47b(「\」)は、磁気テープMTの幅方向に対して対称とされている。また、データライトヘッド60の長手方向は、磁気テープMTの幅方向に対して平行とされている。
第1対照例では、データライトヘッド60のサーボリード部62に対するサーボパターン47のアジマス損失は、サーボパターン47群毎に同じである。従って、サーボライトヘッド80のサーボリード部62によりそのサーボパターン47を読み取ったとき、そのサーボ信号の出力は、サーボパターン47群に対応するサーボバースト毎に同じとなる。
図24の中央を参照して、第2対照例では、磁気テープMTにおいて、第1のサーボパターン47a(「/」)及び第2のサーボパターン47b(「\」)は、磁気テープMTの幅方向に対して対称とされている。一方、データライトヘッド60の長手方向は、磁気テープMTの幅方向に対して傾斜して配置されている。
第2対照例では、データライトヘッド60のサーボリード部62に対するサーボパターン47のアジマス損失は、サーボパターン47群毎に異なる。従って、サーボライトヘッド80のサーボリード部62によりそのサーボパターン47を読み取ったとき、そのサーボ信号において、アジマス損失が少ないサーボパターン47群に対応するサーボバーストの出力は大きくなり、一方で、アジマス損失が大きいサーボパターン47群に対応するサーボバーストの出力は小さくなる。このため、トラッキング基準位置に誤差が生じてしまう可能性がある。
図24の右側を参照して、本実施形態では、磁気テープMTにおいて、第1のサーボパターン47a(「/」)及び第2のサーボパターン47b(「\」)は、磁気テープMTの幅方向に対して非対称とされている。また、データライトヘッド60の長手方向は、磁気テープMTの幅方向に対して非平行とされている。
第1の実施形態では、データライトヘッド60のサーボリード部62に対するサーボパターン47のアジマス損失は、サーボパターン47群毎に同じである。従って、サーボライトヘッド80のサーボリード部62によりそのサーボパターン47を読み取ったとき、そのサーボ信号の出力は、サーボパターン47群に対応するサーボバースト毎に同じとなる。
このように、第1の実施形態では、第1のサーボパターン47a(「/」)及び第2のサーボパターン47b(「\」)が磁気テープMTの幅方向に対して非対称とされているので、データライトヘッド60が磁気テープMTの幅方向に対して傾いて配置された場合に、そのデータライトヘッド60により、サーボパターン47を正確に読み取ることができる。
また、第1の実施形態では、データ記録再生装置50におけるデータライトヘッド60の長手方向が、磁気テープMTの幅方向に対してアジマス角θ傾斜して配置され、そのアジマス角θが調整される。これにより、磁気テープMTの幅の変動に対応することができる。
また、第1の実施形態では、データ記録再生装置50におけるデータライトヘッド60において、データライトヘッド60のアジマス角θは、基準角Refθ±x°の範囲で調整される。
このとき、xの値を0.7°以下とすることで、再生トラック幅Wが小さな磁気テープMT(例えば、0.5μm以下)に対応しつつ、アジマス損失Lθを小さくすることができる。また、このとき、基準角Refθを8°以上とすることで、上記補正量を大きくすることができる(例えば、10μm以上)。
また、第1の実施形態では、サーボ記録再生装置70において、第1のサーボ素子82a(「/」)及び第2のサーボ素子82b(「\」)は、磁気テープMTの幅方向に対して非対称となるようにサーボライトヘッド80に設けられる。これにより、第1のサーボ素子82a(「/」)及び第2のサーボ素子82b(「\」)により、磁気テープMTの幅方向に対して非対称なサーボパターン47を適切に書き込むことができる。
また、第1の実施形態では、第1のサーボ素子82a(「/」)は、磁気テープMTの幅方向に対して第1の角度θs1で傾斜し、第2のサーボ素子82b(「\」)は、磁気テープMTの幅方向に対して、第1の角度θs1とは逆向きに、第1の角度θs1とは異なる第2の角度θs2で傾斜する。
そして、第1の実施形態では、この第1の角度θs1及び第2の角度θs2が、データライトヘッド60の基準角Refθと関連している。これにより、第1のサーボ素子82a(「/」)及び第2のサーボ素子82b(「\」)により、データライトヘッド60が正確に読み取ることが可能な非対称なサーボパターン47を適切に書き込むことができる。
また、第1の実施形態では、第1のサーボ素子82a(「/」)の長手方向における長さと、第1のサーボ素子82a(「/」)の長手方向における長さとは異なっているが、第1のサーボ素子82a(「/」)の長さにおける磁気テープMTの幅方向の成分と、第2のサーボ素子82b(「\」)の長さにおける磁気テープMTの幅方向の成分とは同じである。これにより、第1のサーボ素子82a(「/」)及び第2のサーボ素子82b(「\」)により書き込まれる第1のサーボパターン47a(「/」)及び第2のサーボパターン47b(「\」)について、磁気テープMTの幅方向の長さを揃えることができる。
また、第1の実施形態おいて、サーボライトヘッド80の長手方向が、磁気テープMTの幅方向に対して所定の角度傾斜するように配置されてもよく(実施形態B参照)、この場合、サーボパターン47書き込み時における磁気テープMTの幅方向への微動に適切に対応することができる。
また、第1の実施形態において、サーボライトヘッド80の長手方向が、磁気テープMTの幅方向に対して傾斜する角度は、データライトヘッド60の基準角Refθと関連していてもよく、また、この角度は、データライトヘッド60の基準角Refθと一致していてもよい。これにより、傾斜して配置されたデータライトヘッド60が正確に読み取ることが可能な非対称なサーボパターン47を適切に書き込むことができる。
また、第1の実施形態に係る磁気テープMTでは、互いに隣接するサーボバンドsにおけるサーボパターン47の、磁気テープMTの幅方向での位相差が、サーボライトヘッド80の基準角Refθと関連しており、SP×tan(Refθ)で表される。これにより、傾斜して配置されたデータライトヘッド60により、サーボパターン47を正確に読み取ることができる。
[磁気テープがデータライトヘッド傾斜タイプのデータ記録再生装置に用いられる磁気テープであるかどうかの確認方法]
次に、磁気テープMTが、データライトヘッド60が磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して傾斜して配置されるタイプのデータ記録再生装置50に用いられる磁気テープMTであるかどうかを確認するための方法について説明する。
次に、磁気テープMTが、データライトヘッド60が磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して傾斜して配置されるタイプのデータ記録再生装置50に用いられる磁気テープMTであるかどうかを確認するための方法について説明する。
[確認方法:第1の例]
図27は、磁気テープMTがデータライトヘッド傾斜タイプのデータ記録再生装置50に用いられる磁気テープMTであるかどうかを確認する方法における第1の例を示す図である。第1の例では、第1のサーボパターン47a(「/」)が磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して傾斜する角度(第1の角度θs1)、及び、第2のサーボパターン47b(「\」)が磁気テープの幅方向に対して傾斜する角度(第2の角度θs2)等に基づいて、下記確認が行われる。
図27は、磁気テープMTがデータライトヘッド傾斜タイプのデータ記録再生装置50に用いられる磁気テープMTであるかどうかを確認する方法における第1の例を示す図である。第1の例では、第1のサーボパターン47a(「/」)が磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して傾斜する角度(第1の角度θs1)、及び、第2のサーボパターン47b(「\」)が磁気テープの幅方向に対して傾斜する角度(第2の角度θs2)等に基づいて、下記確認が行われる。
なお、図27では、磁気テープMTを上側(磁性層側)から見た様子が示されている(従って、第1のサーボパターン47a(「/」)、第2のサーボパターン47b(「\」)において、「/」「\」の符号は、見た目とは逆になる)。
図27に示すように、まず、磁気テープMTの磁性層43に対して、フェリコロイド現像液(例えば、シグマハイケミカル社製のシグマーカQ(登録商標))等の現像液を塗布して現像を行う。その後、現像した磁気テープMTの磁性層43を光学顕微鏡で観察することで、サーボパターン47の形状を確認する。
このとき、まず、第1のサーボパターン47a(「/」)の上端部及び下端部、並びに、第2のサーボパターン47b(「\」)の上端部及び下端部が測定点として測定される。そして、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)において、サーボパターン47の上端部と、下端部との間の距離a(サーボバンド幅に対応)が測定される。
また、磁気テープMTの長手方向(X軸方向)において、第1のサーボパターン47a(「/」)の上端部と、下端部との間の距離bが測定される。また、磁気テープMTの長手方向(X軸方向)において、第2のサーボパターン47b(「\」)の上端部と、下端部との間の距離cが測定される。
この場合、第1のサーボパターン47a(「/」)が、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して傾斜する角度(第1の角度θs1)は、tan-1(b/a)により求められる。また、第2のサーボパターン47b(「\」)が、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して傾斜する角度(第2の角度θs2)は、tan-1(c/a)により求められる。
例えば、aの値が96μmであり、bの値が39μmであり、cの値が3μmであったとする。この場合、第1のサーボパターン47a(「/」)が、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して傾斜する角度(第1の角度θs1)は、tan-1(39/96)=21.59°で、約22°である。また、第2のサーボパターン47b(「\」)が、磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して傾斜する角度(第2の角度θs2)は、tan-1(3/96)=1.79°で、約2°である。
次に、(第1のサーボパターン47a(「/」)の傾斜角(第1の角度θs1)-第2のサーボパターン47b(「\」)の傾斜角(第2の角度θs2))/2により、所定の角度を求める((22-2)/2=10°)。このとき求められる角度は、第1のサーボパターン47a及び第2のサーボパターン47bの対称軸が磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して傾斜する角度に対応する。
(第1の角度θs1-第2の角度θs2)/2により求められた角度が、データライトヘッド60が磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して傾斜する角度(基準角)と一致したとする(θs1-θs2)/2=refθ)(ある程度の誤差を含んでいてもよい)。
この場合、図24の右側を参照して既に説明したように、データライトヘッド60のサーボリード部62に対するサーボパターン47のアジマス損失が、サーボパターン47群毎に同じとなる。これにより、サーボライトヘッド80のサーボリード部62によりそのサーボパターン47を読み取ったとき、そのサーボ信号の出力は、サーボパターン47群に対応するサーボバースト毎に同じとなる。
従って、(θs1-θs2)/2により求められた角度が、データライトヘッド60が磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して傾斜する角度(基準角)と一致した場合、この磁気テープMTは、データライトヘッド60が磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して傾斜して配置されるタイプのデータ記録再生装置50に用いられる磁気テープMTであると見做すことができる。
[確認方法:第2の例]
図28は、磁気テープMTがデータライトヘッド傾斜タイプのデータ記録再生装置50に用いられる磁気テープMTであるかどうかを確認する方法における第2の例を示す図である。第2の例では、互いに隣接するサーボバンドにおけるサーボパターン47における位相差に基づいて、上記確認が行われる。
図28は、磁気テープMTがデータライトヘッド傾斜タイプのデータ記録再生装置50に用いられる磁気テープMTであるかどうかを確認する方法における第2の例を示す図である。第2の例では、互いに隣接するサーボバンドにおけるサーボパターン47における位相差に基づいて、上記確認が行われる。
この第2の例では、データ記録再生装置が用いられるが、このデータ記録再生装置では、データライトヘッド60が磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して平行に配置される。
まず、データライトヘッド60の2つのサーボリード部62により、互いに隣接するサーボバンドにおけるサーボパターン47がそれぞれ読み取られ、サーボ信号がそれぞれ再生される。
下側のサーボリード部62により再生されるサーボ信号の位相は、上側のサーボリード部62により再生されるサーボ信号の位相よりも先であり、位相差が生じる。このとき、下側のサーボリード部62により再生されるサーボ信号と、上側のサーボリード部62により再生されるサーボ信号との間で、同じLPOS(Longitudinal Position)情報を読み取った時刻の差が求められる。そして、この時刻の差が、距離に換算されて、磁気テープの長さ方向における位相差dが求められる(例えば、0.505μm)。
次に、求められた位相差d(例えば、0.505μm)と、サーボバンドピッチSP(既知)(例えば、2.8588μm)とに基づいて、tan-1(d/SP)により、所定の角度が求められる(tan-1(0.505/2.8588)=10.017°)。
このとき求められる角度は、一方のサーボバンドのサーボパターン47と、他方のサーボバンドのサーボパターン47とで同位相の情報が書き込まれた位置を結ぶ直線が、磁気テープの幅方向に対して成す角度に対応する。
tan-1(d/SP)により求められた角度が、データライトヘッド60が磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して傾斜する角度(基準角)と一致したとする(tan-1(d/SP)=refθ)(ある程度の誤差を含んでいてもよい)。この場合、この磁気テープMTは、データライトヘッド60が磁気テープMTの幅方向(Y軸方向)に対して傾斜して配置されるタイプのデータ記録再生装置50に用いられる磁気テープMTであると見做すことができる。
(5)作用効果
上記2.の(2)において説明したとおり、第1の実施形態に係る磁気テープMTでは、65℃で360時間保存後に磁気テープMTの全長にわたって磁気テープMTの幅変化量Δを測定したときに、前記磁気テープMTの巻外側の幅変化量Δoutの符号が前記磁気テープMTの巻内側の幅変化量Δinの符号と異なる。磁気テープMTの巻外側の幅変化量Δoutの符号が磁気テープMTの巻内側の幅変化量Δinの符号と異なることにより、高温環境下で保存を行っても優れた走行安定性を得ることができる。また、前記幅変化量Δが、前記磁気テープMTの全長を4等分して4つの領域に分割した場合の前記磁気テープMTの全長の中心線を挟む2つの領域のいずれかの位置において、0ppmである。これにより、高温環境下で保存を行っても優れた走行安定性を得ることができる。さらに、磁気テープの長手方向において、4つの領域のうちのいずれの領域においても幅変化量Δが300ppm以下であってもよい。これにより、磁気テープMTの幅が高温環境下で変化した場合にも、データライトヘッドのアジマス角θを調整することにより、温湿度変化による形状変化に対応することができる。
上記2.の(4)において説明したとおり、第1の実施形態に係る磁気テープMTは、前記磁気テープMTの幅方向に対して非対称な第1のサーボパターン47aおよび第2のサーボパターン47bを含むサーボパターン47がそれぞれ書き込まれた複数のサーボバンドsを有し、且つ、互いに隣接するサーボバンドsにおけるサーボパターン47は位相差を有していてもよい。そのため、第1の実施形態に係る磁気テープMTは、データライトヘッド60のアジマス角θを調整することにより磁気テープMTの幅変化に対応可能なデータ記録再生装置50において用いられうる。データ記録再生装置50において、典型的には、磁気テープMTの幅が相対的に広くなったとき、データライトヘッド60のアジマス角θは小さくされ、逆に、磁気テープMTの幅が相対的に狭くなったとき、データライトヘッド60のアジマス角θは大きくされる。これにより、磁気テープMTのサーボパターン47は、磁気テープMTの幅が変化した場合にも、正確に読み取られる。
したがって、磁気テープMTの幅が高温環境下で変化した場合にも、データライトヘッド60のアジマス角θを調整することにより、幅変化に対応することができる。
したがって、磁気テープMTの幅が高温環境下で変化した場合にも、データライトヘッド60のアジマス角θを調整することにより、幅変化に対応することができる。
以上述べたとおり、第1の実施形態に係る磁気テープMTによれば、高温環境下で起こりうる幅変化に対処可能である。したがって、第1の実施形態に係る磁気テープMTは、高温環境下での保存および走行に適している。
3.第2の実施形態(真空薄膜型の磁気テープを含む磁気記録カートリッジの例)
(1)磁気記録カートリッジの構成
本実施形態の磁気記録カートリッジは、塗布型の磁気テープMTの代わりに真空薄膜型の磁気テープMT1を含むこと以外は、上記2.の「(1)磁気カートリッジの構成」において述べた磁気記録カートリッジ10と同じである。以下で、真空薄膜型の磁気テープMT1について説明する。
(2)磁気テープの構成
上記の第1の実施形態では、磁気テープMTが、下地層および磁性層等が塗布工程(ウエットプロセス)により作製された塗布型の磁気テープである場合について説明したが、下地層および磁性層等がスパッタリング等の真空薄膜の作製技術(ドライプロセス)により作製される真空薄膜型の磁気テープであってもよい。
図29は、本技術の第2の実施形態に係る真空薄膜型の磁気テープMT1の構成の一例を示す断面図である。磁気テープMT1は、垂直記録型の磁気記録媒体であり、フィルム状のベース層111と、軟磁性裏打ち層(Soft magnetic underlayer、以下「SUL」という。)112と、第1のシード層113Aと、第2のシード層113Bと、第1の下地層114Aと、第2の下地層114Bと、記録層としての磁性層115とを備える。SUL112、第1、第2のシード層113A、113B、第1、第2の下地層114A、114Bおよび磁性層115は、例えば、スパッタ膜等の真空薄膜である。
SUL112、第1、第2のシード層113A、113Bおよび第1、第2の下地層114A、114Bは、ベース層111の一方の主面(以下「表面」という。)と磁性層115との間に設けられ、ベース層111から磁性層115の方向に向かってSUL112、第1のシード層113A、第2のシード層113B、第1の下地層114A、第2の下地層114Bの順序で積層されている。
磁気テープMT1が、必要に応じて、磁性層115上に設けられた保護層116と、保護層116上に設けられた潤滑層117とをさらに備えるようにしてもよい。また、磁気テープMT1が、必要に応じて、ベース層111の他方の主面(以下「裏面」という。)上に設けられたバック層118をさらに備えるようにしてもよい。
以下では、磁気テープMT1の長手方向(ベース層111の長手方向)をMD(Machine Direction、機械方向)方向という。ここで、MD方向とは、磁気テープMT1に対する記録および再生ヘッドの相対的な移動方向、すなわち記録再生時に磁気テープMT1が走行される方向を意味する。
第2の実施形態に係る磁気テープMT1は、今後ますます需要が高まることが期待されるデータアーカイブ用ストレージメディアとして用いて好適なものである。この磁気テープMT1は、例えば、現在のストレージ用塗布型磁気記録媒体の10倍以上の面記録密度、すなわち50Gb/in2以上の面記録密度を実現することが可能である。このような面記録密度を有する磁気テープMT1を用いて、一般のリニア記録方式のデータカートリッジを構成した場合には、データカートリッジ1巻当たり100TB以上の大容量記録が可能になる。
第2の実施形態に係る磁気テープMT1は、リング型の記録ヘッドと巨大磁気抵抗効果(Giant Magnetoresistive:GMR)型またはトンネル磁気抵抗効果(Tunneling Magnetoresistive:TMR)型の再生ヘッドとを有する記録再生装置(データを記録再生するための記録再生装置)に用いて好適なものである。また、第2の実施形態に係る磁気テープMT1は、サーボ信号書込ヘッドとしてリング型の記録ヘッドが用いられるものであることが好ましい。磁性層115には、例えばリング型の記録ヘッドによりデータ信号が垂直記録される。また、磁性層115には、例えばリング型の記録ヘッドによりサーボ信号が垂直記録される。
第2の実施形態における磁気テープMT1の平均厚みtT、幅変化量、およびベース層111の貯蔵弾性率、損失弾性率等は、第1の実施形態におけるものと同様である。
[ベース層]
ベース層111は、第1の実施形態におけるベース層41と同様である。
ベース層111は、第1の実施形態におけるベース層41と同様である。
[SUL]
SUL112は、アモルファス状態の軟磁性材料を含む。軟磁性材料は、例えば、Co系材料およびFe系材料のうちの少なくとも1種を含む。Co系材料は、例えば、CoZrNb、CoZrTaまたはCoZrTaNbを含む。Fe系材料は、例えば、FeCoB、FeCoZrまたはFeCoTaを含む。
SUL112は、アモルファス状態の軟磁性材料を含む。軟磁性材料は、例えば、Co系材料およびFe系材料のうちの少なくとも1種を含む。Co系材料は、例えば、CoZrNb、CoZrTaまたはCoZrTaNbを含む。Fe系材料は、例えば、FeCoB、FeCoZrまたはFeCoTaを含む。
SUL112は、単層のSULであり、ベース層111に直接設けられている。SUL112の平均厚みは、好ましくは10nm以上50nm以下、より好ましくは20nm以上30nm以下である。
SUL112の平均厚みは、第1の実施形態における磁性層43と同様にして求められる。なお、後述する、SUL112以外の層の平均厚み(すなわち、第1、第2のシード層113A、113B、第1、第2の下地層114A、114Bおよび磁性層115の平均厚み)も、第1の実施形態における磁性層43と同様にして求められる。但し、TEM像の倍率は、各層の厚みに応じて適宜調整される。
[第1、第2のシード層]
第1のシード層113Aは、TiおよびCrを含む合金を含み、アモルファス状態を有している。また、この合金には、O(酸素)がさらに含まれていてもよい。この酸素は、スパッタリング法等の成膜法で第1のシード層113Aを成膜する際に、第1のシード層113A内に微量に含まれる不純物酸素であってもよい。
第1のシード層113Aは、TiおよびCrを含む合金を含み、アモルファス状態を有している。また、この合金には、O(酸素)がさらに含まれていてもよい。この酸素は、スパッタリング法等の成膜法で第1のシード層113Aを成膜する際に、第1のシード層113A内に微量に含まれる不純物酸素であってもよい。
ここで、“合金”とは、TiおよびCrを含む固溶体、共晶体、および金属間化合物等の少なくとも一種を意味する。“アモルファス状態”とは、X線回折または電子線回折法等により、ハローが観測され、結晶構造を特定できないことを意味する。
第1のシード層113Aに含まれるTiおよびCrの総量に対するTiの原子比率は、好ましくは30原子%以上100原子%未満、より好ましくは50原子%以上100原子%未満の範囲内である。Tiの原子比率が30%未満であると、Crの体心立方格子(Body-Centered Cubic lattice:bcc)構造の(100)面が配向するようになり、第1のシード層113A上に形成される第1、第2の下地層114A、114Bの配向性が低下する虞がある。
上記Tiの原子比率は次のようにして求められる。磁性層115側から磁気テープMT1をイオンミリングしながら、オージェ電子分光法(Auger Electron Spectroscopy、以下「AES」という。)による第1のシード層113Aの深さ方向分析(デプスプロファイル測定)を行う。次に、得られたデプスプロファイルから、膜厚方向におけるTiおよびCrの平均組成(平均原子比率)を求める。次に、求めたTiおよびCrの平均組成を用いて、上記Tiの原子比率を求める。
第1のシード層113AがTi、CrおよびOを含む場合、第1のシード層113Aに含まれるTi、CrおよびOの総量に対するOの原子比率は、好ましくは15原子%以下、より好ましくは10原子%以下である。Oの原子比率が15原子%を超えると、TiO2結晶が生成することにより、第1のシード層113A上に形成される第1、第2の下地層114A、114Bの結晶核形成に影響を与えるようになり、第1、第2の下地層114A、114Bの配向性が低下する虞がある。上記Oの原子比率は、上記Tiの原子比率と同様の解析方法を用いて求められる。
第1のシード層113Aに含まれる合金が、TiおよびCr以外の元素を添加元素としてさらに含んでいてもよい。この添加元素としては、例えば、Nb、Ni、Mo、AlおよびW等からなる群より選ばれる1種以上の元素が挙げられる。
第1のシード層113Aの平均厚みは、好ましくは2nm以上15nm以下、より好ましくは3nm以上10nm以下である。
第2のシード層113Bは、例えば、NiWまたはTaを含み、結晶状態を有している。第2のシード層113Bの平均厚みは、好ましくは3nm以上20nm以下、より好ましくは5nm以上15nm以下である。
第1、第2のシード層113A、113Bは、第1、第2の下地層114A、114Bに類似した結晶構造を有し、結晶成長を目的として設けられるシード層ではなく、当該第1、第2のシード層113A、113Bのアモルファス状態によって第1、第2の下地層114A、114Bの垂直配向性を向上するシード層である。
[第1、第2の下地層]
第1、第2の下地層114A、114Bは、磁性層115と同様の結晶構造を有していることが好ましい。磁性層115がCo系合金を含む場合には、第1、第2の下地層114A、114Bは、Co系合金と同様の六方細密充填(hcp)構造を有する材料を含み、その構造のc軸が膜面に対して垂直方向(すなわち膜厚方向)に配向していることが好ましい。磁性層115の配向性を高め、かつ、第2の下地層114Bと磁性層115との格子定数のマッチングを比較的良好にできるからである。六方細密充填(hcp)構造を有する材料としては、Ruを含む材料を用いることが好ましく、具体的にはRu単体またはRu合金が好ましい。Ru合金としては、例えば、Ru-SiO2、Ru-TiO2またはRu-ZrO2等のRu合金酸化物が挙げられる。
第1、第2の下地層114A、114Bは、磁性層115と同様の結晶構造を有していることが好ましい。磁性層115がCo系合金を含む場合には、第1、第2の下地層114A、114Bは、Co系合金と同様の六方細密充填(hcp)構造を有する材料を含み、その構造のc軸が膜面に対して垂直方向(すなわち膜厚方向)に配向していることが好ましい。磁性層115の配向性を高め、かつ、第2の下地層114Bと磁性層115との格子定数のマッチングを比較的良好にできるからである。六方細密充填(hcp)構造を有する材料としては、Ruを含む材料を用いることが好ましく、具体的にはRu単体またはRu合金が好ましい。Ru合金としては、例えば、Ru-SiO2、Ru-TiO2またはRu-ZrO2等のRu合金酸化物が挙げられる。
上記のように、第1、第2の下地層114A、114Bの材料として同様のものを用いることができる。しかしながら、第1、第2の下地層114A、114Bそれぞれの目的とする効果が異なっている。具体的には、第2の下地層114Bについてはその上層となる磁性層115のグラニュラ構造を促進する膜構造であり、第1の下地層114Aについては結晶配向性の高い膜構造である。このような膜構造を得るためには、第1、第2の下地層114A、114Bそれぞれのスパッタ条件等の成膜条件を異なるものとすることが好ましい。
第1の下地層114Aの平均厚みは、好ましくは3nm以上15nm以下、より好ましくは5nm以上10nm以下である。第2の下地層114Bの平均厚みは、好ましくは7nm以上40nm以下、より好ましくは10nm以上25nm以下である。
[磁性層]
磁性層115は、磁性材料が垂直に配向した垂直磁気記録層である。磁性層115は、スパッタ膜等の真空薄膜であってもよい。磁性層115は、記録密度を向上する観点からすると、Co系合金を含むグラニュラ磁性層であることが好ましい。このグラニュラ磁性層は、Co系合金を含む強磁性結晶粒子と、この強磁性結晶粒子を取り巻く非磁性粒界(非磁性体)とから構成されている。より具体的には、このグラニュラ磁性層は、Co系合金を含むカラム(柱状結晶)と、このカラムを取り囲み、それぞれのカラムを磁気的に分離する非磁性粒界(例えばSiO2等の酸化物)とから構成されている。この構造では、それぞれのカラムが磁気的に分離した構造を有する磁性層115を構成することができる。
磁性層115は、磁性材料が垂直に配向した垂直磁気記録層である。磁性層115は、スパッタ膜等の真空薄膜であってもよい。磁性層115は、記録密度を向上する観点からすると、Co系合金を含むグラニュラ磁性層であることが好ましい。このグラニュラ磁性層は、Co系合金を含む強磁性結晶粒子と、この強磁性結晶粒子を取り巻く非磁性粒界(非磁性体)とから構成されている。より具体的には、このグラニュラ磁性層は、Co系合金を含むカラム(柱状結晶)と、このカラムを取り囲み、それぞれのカラムを磁気的に分離する非磁性粒界(例えばSiO2等の酸化物)とから構成されている。この構造では、それぞれのカラムが磁気的に分離した構造を有する磁性層115を構成することができる。
Co系合金は、六方細密充填(hcp)構造を有し、そのc軸が膜面に対して垂直方向(膜厚方向)に配向している。Co系合金としては、少なくともCo、CrおよびPtを含有するCoCrPt系合金を用いることが好ましい。CoCrPt系合金は、特に限定されるものではなく、CoCrPt合金がさらに添加元素を含んでいてもよい。添加元素としては、例えば、NiおよびTa等からなる群より選ばれる1種以上の元素が挙げられる。
強磁性結晶粒子を取り巻く非磁性粒界は、非磁性金属材料を含む。ここで、金属には半金属を含むものとする。非磁性金属材料としては、例えば、金属酸化物および金属窒化物のうちの少なくとも一方を用いることができ、グラニュラ構造をより安定に維持する観点からすると、金属酸化物を用いることが好ましい。金属酸化物としては、Si、Cr、Co、Al、Ti、Ta、Zr、Ce、YおよびHf等からなる群より選ばれる少なくとも1種以上の元素を含む金属酸化物が挙げられ、少なくともSi酸化物(すなわちSiO2)を含む金属酸化物が好ましい。金属酸化物の具体例としては、SiO2、Cr2O3、CoO、Al2O3、TiO2、Ta2O5、ZrO2またはHfO2等が挙げられる。金属窒化物としては、Si、Cr、Co、Al、Ti、Ta、Zr、Ce、YおよびHf等からなる群より選ばれる少なくとも1種以上の元素を含む金属窒化物が挙げられる。金属窒化物の具体例としては、SiN、TiNまたはAlN等が挙げられる。
強磁性結晶粒子に含まれるCoCrPt系合金と、非磁性粒界に含まれるSi酸化物とが、以下の式(5)に示す平均組成を有していることが好ましい。反磁界の影響を抑え、かつ、十分な再生出力を確保できる飽和磁化量Msを実現でき、これにより、記録再生特性の更なる向上を実現できるからである。
(CoxPtyCr100-x-y)100-z-(SiO2)z ・・・(5)
(但し、式(5)中において、x、y、zはそれぞれ、69≦X≦75、10≦y≦16、9≦Z≦12の範囲内の値である。)
(CoxPtyCr100-x-y)100-z-(SiO2)z ・・・(5)
(但し、式(5)中において、x、y、zはそれぞれ、69≦X≦75、10≦y≦16、9≦Z≦12の範囲内の値である。)
なお、上記組成は次のようにして求めることができる。磁性層115側から磁気テープMT1をイオンミリングしながら、AESによる磁性層115の深さ方向分析を行い、膜厚方向におけるCo、Pt、Cr、SiおよびOの平均組成(平均原子比率)を求める。
磁性層115の平均厚みの上限値は、例えば90nm以下、好ましくは80nm以下、より好ましくは70nm以下、さらにより好ましくは60nm以下、特に好ましくは50nm以下、20nm以下または15nm以下である。磁性層115の平均厚みの下限値は、好ましくは9nm以上である。磁性層115の平均厚みが9nm以上90nm以下であると、電磁変換特性を向上することができる。
磁性層115は、データが書き込まれる複数のデータバンドと、サーボパターンが書き込まれる複数のサーボバンドと、を有している。磁性層115のデータバンドおよびサーボバンドの詳細については、上記1.(2)において述べた第1の実施形態におけるデータバンドおよびサーボバンドに関する説明が当てはまる。そのため、磁性層115のデータバンドおよびサーボバンドについての説明は省略する。
[保護層]
保護層116は、例えば、炭素材料または二酸化ケイ素(SiO2)を含み、保護層116の膜強度の観点からすると、炭素材料を含むことが好ましい。炭素材料としては、例えば、グラファイト、ダイヤモンド状炭素(Diamond-Like Carbon:DLC)またはダイヤモンド等が挙げられる。
保護層116は、例えば、炭素材料または二酸化ケイ素(SiO2)を含み、保護層116の膜強度の観点からすると、炭素材料を含むことが好ましい。炭素材料としては、例えば、グラファイト、ダイヤモンド状炭素(Diamond-Like Carbon:DLC)またはダイヤモンド等が挙げられる。
[潤滑層]
潤滑層117は、少なくとも1種の潤滑剤を含む。潤滑層117は、必要に応じて各種添加剤、例えば防錆剤をさらに含んでいてもよい。潤滑剤としては、第1の実施形態における磁性層43と同様のものを例示することができる。
潤滑層117は、少なくとも1種の潤滑剤を含む。潤滑層117は、必要に応じて各種添加剤、例えば防錆剤をさらに含んでいてもよい。潤滑剤としては、第1の実施形態における磁性層43と同様のものを例示することができる。
なお、潤滑剤は、上記のように磁気テープMT1の表面に潤滑層117として保持されるのみならず、磁気テープMT1を構成する磁性層115および保護層116等の層に含まれ、保有されていてもよい。
[バック層]
バック層118は、第1の実施形態におけるバック層44と同様である。
バック層118は、第1の実施形態におけるバック層44と同様である。
(3)スパッタ装置の構成
以下、図30を参照して、第2の実施形態に係る磁気テープMT1の製造に用いられるスパッタ装置120の構成の一例について説明する。このスパッタ装置120は、SUL112、第1のシード層113A、第2のシード層113B、第1の下地層1
14A、第2の下地層114Bおよび磁性層115の成膜に用いられる連続巻取式スパッタ装置であり、成膜室121と、金属キャン(回転体)であるドラム122と、カソード123a~123fと、供給リール124と、巻き取りリール125と、複数のガイドロール127a~127c、128a~128cとを備える。スパッタ装置120は、例えばDC(直流)マグネトロンスパッタリング方式の装置であるが、スパッタリング方式はこの方式に限定されるものではない。
14A、第2の下地層114Bおよび磁性層115の成膜に用いられる連続巻取式スパッタ装置であり、成膜室121と、金属キャン(回転体)であるドラム122と、カソード123a~123fと、供給リール124と、巻き取りリール125と、複数のガイドロール127a~127c、128a~128cとを備える。スパッタ装置120は、例えばDC(直流)マグネトロンスパッタリング方式の装置であるが、スパッタリング方式はこの方式に限定されるものではない。
成膜室121は、排気口126を介して図示しない真空ポンプに接続され、この真空ポンプにより成膜室121内の雰囲気が所定の真空度に設定される。成膜室121の内部には、回転可能な構成を有するドラム122、供給リール124および巻き取りリール125が配置されている。成膜室121の内部には、供給リール124とドラム122との間におけるベース層111の搬送をガイドするための複数のガイドロール127a~127cが設けられていると共に、ドラム122と巻き取りリール125との間におけるベース層111の搬送をガイドするための複数のガイドロール128a~128cが設けられている。スパッタ時には、供給リール124から巻き出されたベース層111が、ガイドロール127a~127c、ドラム122およびガイドロール128a~128cを介して巻き取りリール125に巻き取られる。ドラム122は円柱状の形状を有し、長尺状のベース層111はドラム122の円柱面状の周面に沿わせて搬送される。ドラム122には、図示しない冷却機構が設けられており、スパッタ時には、例えば-20℃程度に冷却される。成膜室121の内部には、ドラム122の周面に対向して複数のカソード123a~123fが配置されている。これらのカソード123a~123fにはそれぞれターゲットがセットされている。具体的には、カソード123a、123b、123c、123d、123e、123fにはそれぞれ、SUL112、第1のシード層113A、第2のシード層113B、第1の下地層114A、第2の下地層114B、磁性層115を成膜するためのターゲットがセットされている。これらのカソード123a~123fにより複数の種類の膜、すなわちSUL112、第1のシード層113A、第2のシード層113B、第1の下地層114A、第2の下地層114Bおよび磁性層115が同時に成膜される。
上記の構成を有するスパッタ装置120では、SUL112、第1のシード層113A、第2のシード層113B、第1の下地層114A、第2の下地層114Bおよび磁性層115をRoll to Roll法により連続成膜することができる。
(4)磁気テープの製造方法
第2の実施形態に係る磁気テープMT1は、例えば、以下のようにして製造することができる。
まず、図30に示したスパッタ装置120を用いて、SUL112、第1のシード層113A、第2のシード層113B、第1の下地層114A、第2の下地層114Bおよび磁性層115をベース層111の表面上に順次成膜する。具体的には以下のようにして成膜する。まず、成膜室121を所定の圧力になるまで真空引きする。その後、成膜室121内にArガス等のプロセスガスを導入しながら、カソード123a~123fにセットされたターゲットをスパッタする。これにより、SUL112、第1のシード層113A、第2のシード層113B、第1の下地層114A、第2の下地層114Bおよび磁性層115が、走行するベース層111の表面に順次成膜される。
スパッタ時の成膜室121の雰囲気は、例えば、1×10-5Paから5×10-5Pa程度に設定される。SUL112、第1のシード層113A、第2のシード層113B、第1の下地層114A、第2の下地層114Bおよび磁性層115の膜厚および特性は、ベース層111を巻き取るテープライン速度、スパッタ時に導入するArガス等のプロセスガスの圧力(スパッタガス圧)、および投入電力等を調整することにより制御可能である。
次に、磁性層115上に保護層116を成膜する。保護層116の成膜方法としては、例えば化学気相成長(Chemical Vapor Deposition:CVD)法または物理蒸着(physical vapor deposition:PVD)法を用いることができる。
次に、結着剤、無機粒子および潤滑剤等を溶剤に混練、分散させることにより、バック層成膜用の塗料を調製する。次に、ベース層111の裏面上にバック層成膜用の塗料を塗布して乾燥させることにより、バック層118をベース層111の裏面上に成膜する。
次に、例えば潤滑剤を保護層116上に塗布し、潤滑層117を成膜する。潤滑剤の塗布方法としては、例えば、グラビアコーティング、ディップコーティング等の各種塗布方法を用いることができる。次に、必要に応じて、磁気テープMT1を所定の幅に裁断する。以上により、図29に示した磁気テープMT1が得られる。
(5)作用効果
上記2.の(5)において述べた作用効果に関する説明が、第2の実施形態についても当てはまる。すなわち、第1の実施形態と同様に、第2の実施形態に係る磁気テープMT1によれば、高温環境下で起こりうる幅変化に対処可能である。したがって、第2の実施形態に係る磁気テープMT1は、高温環境下での保存および走行に適している。
上記2.の(5)において述べた作用効果に関する説明が、第2の実施形態についても当てはまる。すなわち、第1の実施形態と同様に、第2の実施形態に係る磁気テープMT1によれば、高温環境下で起こりうる幅変化に対処可能である。したがって、第2の実施形態に係る磁気テープMT1は、高温環境下での保存および走行に適している。
4.第3の実施形態(真空薄膜型の磁気テープを含む磁気記録カートリッジの例)
(1)磁気記録カートリッジの構成
本実施形態の磁気記録カートリッジは、塗布型の磁気テープMTの代わりに真空薄膜型の磁気テープMT2を含むこと以外は、上記2.の「(1)磁気カートリッジの構成」において述べた磁気記録カートリッジ10と同じである。以下で、真空薄膜型の磁気テープMT2について説明する。
(2)磁気テープの構成
図31は、本技術の第3の実施形態に係る真空薄膜型の磁気テープMT2の構成の一例を示す断面図である。磁気テープMT2は、ベース層111と、SUL112と、シード層131と、第1の下地層132Aと、第2の下地層132Bと、磁性層115とを備える。なお、第3の実施形態において第2の実施形態と同様の箇所には同一の符号を付して説明を省略する。
SUL112、シード層131、第1、第2の下地層132A、132Bは、ベース層111の一方の主面と磁性層115との間に設けられ、ベース層111から磁性層115の方向に向かってSUL112、シード層131、第1の下地層132A、第2の下地層132Bの順序で積層されている。
[シード層]
シード層131は、Cr、NiおよびFeを含み、面心立方格子(fcc)構造を有し、この面心立方構造の(111)面がベース層111の表面に平行になるように優先配向している。ここで、優先配向とは、X線回折法のθ-2θスキャンにおいて面心立方格子構造の(111)面からの回折ピーク強度が他の結晶面からの回折ピークより大きい状態、またはX線回折法のθ-2θスキャンにおいて面心立方格子構造の(111)面からの回折ピーク強度のみが観察される状態を意味する。
シード層131は、Cr、NiおよびFeを含み、面心立方格子(fcc)構造を有し、この面心立方構造の(111)面がベース層111の表面に平行になるように優先配向している。ここで、優先配向とは、X線回折法のθ-2θスキャンにおいて面心立方格子構造の(111)面からの回折ピーク強度が他の結晶面からの回折ピークより大きい状態、またはX線回折法のθ-2θスキャンにおいて面心立方格子構造の(111)面からの回折ピーク強度のみが観察される状態を意味する。
シード層131のX線回折の強度比率は、SNRの向上の観点から、好ましくは60cps/nm以上、より好ましくは70cps/nm以上、さらにより好ましくは80cps/nm以上である。ここで、シード層131のX線回折の強度比率は、シード層131のX線回折の強度I(cps)をシード層131の平均厚みD(nm)で除算して求められる値(I/D(cps/nm))である。
シード層131に含まれるCr、NiおよびFeは、以下の式(6)で表される平均組成を有することが好ましい。
CrX(NiYFe100-Y)100-X ・・・(6)
(但し、式(6)中において、Xは10≦X≦45、Yは60≦Y≦90の範囲内である。)
Xが上記範囲内であると、Cr、Ni、Feの面心立方格子構造の(111)配向が向上し、より良好なSNRを得ることができる。同様にYが上記範囲内であると、Cr、Ni、Feの面心立方格子構造の(111)配向が向上し、より良好なSNRを得ることができる。
CrX(NiYFe100-Y)100-X ・・・(6)
(但し、式(6)中において、Xは10≦X≦45、Yは60≦Y≦90の範囲内である。)
Xが上記範囲内であると、Cr、Ni、Feの面心立方格子構造の(111)配向が向上し、より良好なSNRを得ることができる。同様にYが上記範囲内であると、Cr、Ni、Feの面心立方格子構造の(111)配向が向上し、より良好なSNRを得ることができる。
シード層131の平均厚みは、5nm以上40nm以下であることが好ましい。シード層131の平均厚みをこの範囲内にすることで、Cr、Ni、Feの面心立方格子構造の(111)配向を向上し、より良好なSNRを得ることができる。なお、シード層131の平均厚みは、第1の実施形態における磁性層43と同様にして求められる。但し、TEM像の倍率は、シード層131の厚みに応じて適宜調整される。
[第1、第2の下地層]
第1の下地層132Aは、面心立方格子構造を有するCoおよびOを含み、カラム(柱状結晶)構造を有している。CoおよびOを含む第1の下地層132Aでは、Ruを含む第2の下地層132Bとほぼ同様の効果(機能)が得られる。Coの平均原子濃度に対するOの平均原子濃度の濃度比((Oの平均原子濃度)/(Coの平均原子濃度))が1以上である。濃度比が1以上であると、第1の下地層132Aを設ける効果が向上し、より良好なSNRを得ることができる。
第1の下地層132Aは、面心立方格子構造を有するCoおよびOを含み、カラム(柱状結晶)構造を有している。CoおよびOを含む第1の下地層132Aでは、Ruを含む第2の下地層132Bとほぼ同様の効果(機能)が得られる。Coの平均原子濃度に対するOの平均原子濃度の濃度比((Oの平均原子濃度)/(Coの平均原子濃度))が1以上である。濃度比が1以上であると、第1の下地層132Aを設ける効果が向上し、より良好なSNRを得ることができる。
カラム構造は、SNR向上の観点から、傾斜していることが好ましい。その傾斜の方向は、長尺状の磁気テープMT2の長手方向であることが好ましい。このように長手方向が好ましいのは、以下の理由による。本実施形態に係る磁気テープMT2は、いわゆるリニア記録用の磁気記録媒体であり、記録トラックは磁気テープMT2の長手方向に平行となる。また、本実施形態に係る磁気テープMT2は、いわゆる垂直磁気記録媒体でもあり、記録特性の観点からすると、磁性層115の結晶配向軸が垂直方向であることが好ましいが、第1の下地層132Aのカラム構造の傾きの影響で、磁性層115の結晶配向軸に傾きが生じる場合がある。リニア記録用である磁気テープMT2においては、記録時のヘッド磁界との関係上、磁気テープMT2の長手方向に磁性層115の結晶配向軸が傾いている構成が、磁気テープMT2の幅方向に磁性層115の結晶配向軸が傾いている構成に比べて、結晶配向軸の傾きによる記録特性への影響を低減できる。磁気テープMT2の長手方向に磁性層115の結晶配向軸を傾かせるためには、上記のように第1の下地層132Aのカラム構造の傾斜方向を磁気テープMT2の長手方向とすることが好ましい。
カラム構造の傾斜角は、好ましくは0°より大きく60°以下であることが好ましい。傾斜角が0°より大きく60°以下の範囲では、第1の下地層132Aに含まれるカラムの先端形状の変化が大きくほぼ三角山状になるため、グラニュラ構造の効果が高まり、低ノイズ化し、SNRが向上する傾向がある。一方、傾斜角が60°を超えると、第1の下地層132Aに含まれるカラムの先端形状の変化が小さくほぼ三角山状とはなりにくいため、低ノイズ効果が薄れる傾向がある。
カラム構造の平均粒径は、3nm以上13nm以下である。平均粒径が3nm未満であると、磁性層115に含まれるカラム構造の平均粒径が小さくなるため、現在の磁性材料では記録を保持する能力が低下する虞がある。一方、平均粒径が13nm以下であると、ノイズを抑制し、より良好なSNRを得ることができる。
第1の下地層132Aの平均厚みは、10nm以上150nm以下であることが好ましい。第1の下地層132Aの平均厚みが10nm以上であると、第1の下地層132Aの面心立方格子構造の(111)配向が向上し、より良好なSNRを得ることができる。一方、第1の下地層132Aの平均厚みが150nm以下であると、カラムの粒径が大きくなることを抑制できる。したがって、ノイズを抑制し、より良好なSNRを得ることができる。なお、第1の下地層132Aの平均厚みは、第1の実施形態における磁性層43と同様にして求められる。但し、TEM像の倍率は、第1の下地層132Aの厚みに応じて適宜調整される。
第2の下地層132Bは、磁性層115と同様の結晶構造を有していることが好ましい。磁性層115がCo系合金を含む場合には、第2の下地層132Bは、Co系合金と同様の六方細密充填(hcp)構造を有する材料を含み、その構造のc軸が膜面に対して垂直方向(すなわち膜厚方向)に配向していることが好ましい。磁性層115の配向性を高め、かつ、第2の下地層132Bと磁性層115との格子定数のマッチングを比較的良好にできるからである。六方細密充填構造を有する材料としては、Ruを含む材料を用いることが好ましく、具体的にはRu単体またはRu合金が好ましい。Ru合金としては、例えば、Ru-SiO2、Ru-TiO2またはRu-ZrO2等のRu合金酸化物が挙げられる。
第2の下地層132Bの平均厚みは、一般的な磁気記録媒体における下地層(例えばRuを含む下地層)よりも薄くてもよく、例えば、1nm以上5nm以下とすることが可能である。第2の下地層132Bの下に上記の構成を有するシード層131および第1の下地層132Aを設けているので、第2の下地層132Bの平均厚みが上記のように薄くても良好なSNRが得られる。なお、第2の下地層132Bの平均厚みは、第1の実施形態における磁性層43と同様にして求められる。但し、TEM像の倍率は、第2の下地層132Bの厚みに応じて適宜調整される。
第3の実施形態における磁気テープMT2の平均厚みtT、幅変化量およびベース層111の損失弾性率等は、第1の実施形態におけるものと同様である。
第3の実施形態における磁性層115のデータバンドおよびサーボバンドは、第1の実施形態におけるものと同様である。すなわち、第3の実施形態における磁性層115のデータバンドおよびサーボバンドの詳細については、上記2.(2)において述べた説明が当てはまる。
(3)作用効果
上記2.の(5)において述べた作用効果に関する説明が、第3の実施形態についても当てはまる。すなわち、第1の実施形態と同様に、第3の実施形態に係る磁気テープMT2によれば、高温環境下で起こりうる幅変化に対処可能である。したがって、第3の実施形態に係る磁気テープMT2は、高温環境下での保存および走行に適している。
第3の実施形態に係る磁気テープMT2は、ベース層111と第2の下地層132Bとの間にシード層131および第1の下地層132Aを備えている。シード層131は、Cr、NiおよびFeを含み、面心立方格子構造を有し、この面心立方構造の(111)面がベース層111の表面に平行になるように優先配向している。第1の下地層132Aは、CoおよびOを含み、Coの平均原子濃度に対するOの平均原子濃度の比が1以上であり、平均粒径が3nm以上13nm以下であるカラム構造を有する。これにより、第2の下地層132Bの厚さを薄くして高価な材料であるRuをできるだけ使用せずに、良好な結晶配向を有し、かつ高い抗磁力を有する磁性層115を実現できる。
第2の下地層132Bに含まれるRuは、磁性層115の主成分であるCoと同じ六方稠密格子構造を有する。このため、Ruには、磁性層115の結晶配向性向上とグラニュラ性促進とを両立させる効果がある。また、第2の下地層132Bに含まれるRuの結晶配向を更に向上させるために、第2の下地層132Bの下に第1の下地層132Aおよびシード層131を設けている。第3の実施形態に係る磁気テープMT2においては、Ruを含む第2の下地層132Bとほぼ同様の効果(機能)を、面心立方格子構造を有する安価なCoOを含む第1の下地層132Aで実現している。このため、第2の下地層132Bの厚さを薄くできる。また、第1の下地層132Aの結晶配向を高めるために、Cr、NiおよびFeを含むシード層131を設けている。
5.変形例
[変形例1]
上記の第1の実施形態では、磁気テープカートリッジが、1リールタイプのカートリッジ10である場合について説明したが、2リールタイプのカートリッジであってもよい。
上記の第1の実施形態では、磁気テープカートリッジが、1リールタイプのカートリッジ10である場合について説明したが、2リールタイプのカートリッジであってもよい。
図32は、2リールタイプのカートリッジ321の構成の一例を示す分解斜視図である。カートリッジ321は、合成樹脂製の上ハーフ302と、上ハーフ302の上面に開口された窓部302aに嵌合されて固着される透明な窓部材323と、上ハーフ302の内側に固着されリール306、307の浮き上がりを防止するリールホルダー322と、上ハーフ302に対応する下ハーフ305と、上ハーフ302と下ハーフ305を組み合わせてできる空間に収納されるリール306、307と、リール306、307に巻かれた磁気テープMTと、上ハーフ302と下ハーフ305を組み合わせてできるフロント側開口部を閉蓋するフロントリッド309およびこのフロント側開口部に露出した磁気テープMTを保護するバックリッド309Aとを備える。
リール306、307は、磁気テープMTを巻くためのものである。リール306は、磁気テープMTが巻かれる円筒状のハブ部306aを中央部に有する下フランジ306bと、下フランジ306bとほぼ同じ大きさの上フランジ306cと、ハブ部306aと上フランジ306cの間に挟み込まれたリールプレート311とを備える。リール307はリール306と同様の構成を有している。
窓部材323には、リール306、307に対応した位置に、これらリールの浮き上がりを防止するリール保持手段であるリールホルダー322を組み付けるための取付孔323aが各々設けられている。磁気テープMTは、第1の実施形態における磁気テープMTと同様である。
[変形例2]
第2の実施形態に係る磁気テープMT1が、ベース層111とSUL112との間に下地層をさらに備えるようにしてもよい。SUL112はアモルファス状態を有するため、SUL112上に形成される層のエピタキシャル成長を促す役割を担わないが、SUL112の上に形成される第1、第2の下地層114A、114Bの結晶配向を乱さないことが求められる。そのためには、軟磁性材料がカラムを形成しない微細な構造を有していることが好ましいが、ベース層111からの水分等のデガスの影響が大きい場合、軟磁性材料が粗大化し、SUL112上に形成される第1、第2の下地層114A、114Bの結晶配向を乱してしまう虞がある。ベース層111からの水分等のデガスの影響を抑制するためには、上記のように、ベース層111とSUL112との間に、TiおよびCrを含む合金を含み、アモルファス状態を有する下地層を設けることが好ましい。この下地層の具体的な構成としては、第2の実施形態の第1のシード層113Aと同様の構成を採用することができる。
第2の実施形態に係る磁気テープMT1が、ベース層111とSUL112との間に下地層をさらに備えるようにしてもよい。SUL112はアモルファス状態を有するため、SUL112上に形成される層のエピタキシャル成長を促す役割を担わないが、SUL112の上に形成される第1、第2の下地層114A、114Bの結晶配向を乱さないことが求められる。そのためには、軟磁性材料がカラムを形成しない微細な構造を有していることが好ましいが、ベース層111からの水分等のデガスの影響が大きい場合、軟磁性材料が粗大化し、SUL112上に形成される第1、第2の下地層114A、114Bの結晶配向を乱してしまう虞がある。ベース層111からの水分等のデガスの影響を抑制するためには、上記のように、ベース層111とSUL112との間に、TiおよびCrを含む合金を含み、アモルファス状態を有する下地層を設けることが好ましい。この下地層の具体的な構成としては、第2の実施形態の第1のシード層113Aと同様の構成を採用することができる。
磁気テープMT1が、第2のシード層113Bおよび第2の下地層114Bのうちの少なくとも1つの層を備えていなくてもよい。但し、SNRの向上の観点からすると、第2のシード層113Bおよび第2の下地層114Bの両方の層を備えることがより好ましい。
磁気テープMT1が、単層のSULに代えて、APC-SUL(Antiparallel Coupled SUL)を備えるようにしてもよい。
6.実施例
以下、実施例により本技術を具体的に説明するが、本技術はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
以下の実施例及び比較例において、磁気テープのベース層の損失弾性率は、第1の実施形態にて説明した測定方法により求められた値である。
[幅変化量]
幅変化量を、第1の実施形態にて説明した測定方法により求めた。
幅変化量を、第1の実施形態にて説明した測定方法により求めた。
[傾斜して配置されたドライブヘッドの移動角度の算出方法]
図41は、傾斜して配置されたドライブヘッドの移動角度の算出方法を説明するための模式図である。当該移動角度は、高温環境での保存を想定した幅変化に対処するために必要なドライブヘッドの移動角度である。
図41の左側には、初期(幅変化前)の磁気テープにおける、ドライブヘッドの2つのサーボリードヘッドの間隔(h)、サーボバンドピッチ(SP) 、及びドライブヘッドの傾斜角度(10°)が示されている。図35の左側の場合において、Cos10°=SP/hである。
図41の右側には、サーボバンドピッチが狭くなった後(幅変化後)の磁気テープにおける、サーボバンドピッチ(SP-ΔSP)、ドライブヘッドの移動角度(α)、及びドライブヘッドの移動後の傾斜角度(10°+α)が示されている。図41の右側の場合において、Cos(10°+α)=(SP-ΔSP)/hである。この式から、ドライブヘッドの移動角度(α)は次のとおり算出される。
10°+α=Cos-1[(SP-ΔSP)/h]
α=Cos-1[(SP-ΔSP)/h]-10°
図41は、傾斜して配置されたドライブヘッドの移動角度の算出方法を説明するための模式図である。当該移動角度は、高温環境での保存を想定した幅変化に対処するために必要なドライブヘッドの移動角度である。
図41の左側には、初期(幅変化前)の磁気テープにおける、ドライブヘッドの2つのサーボリードヘッドの間隔(h)、サーボバンドピッチ(SP) 、及びドライブヘッドの傾斜角度(10°)が示されている。図35の左側の場合において、Cos10°=SP/hである。
図41の右側には、サーボバンドピッチが狭くなった後(幅変化後)の磁気テープにおける、サーボバンドピッチ(SP-ΔSP)、ドライブヘッドの移動角度(α)、及びドライブヘッドの移動後の傾斜角度(10°+α)が示されている。図41の右側の場合において、Cos(10°+α)=(SP-ΔSP)/hである。この式から、ドライブヘッドの移動角度(α)は次のとおり算出される。
10°+α=Cos-1[(SP-ΔSP)/h]
α=Cos-1[(SP-ΔSP)/h]-10°
[巻き直し長期間保存後の走行特性]
65℃、40RH%で磁気記録カートリッジを2週間保存後、磁気テープをデータ記録再生装置50の巻き取りリール52に巻き取った状態で巻き外巻き内を逆転させて、さらに2週間保存後、データ記録再生装置50を用いて磁気テープの全面記録再生を行い、走行特性について、下記3段階の基準に基づいて判定値をそれぞれ付与した。なお、評価「B、C」が望ましくない判定結果を示すものとした。磁気テープの全面記録再生を行うことができた場合、磁気テープの幅方向中央部のデータバンドの幅方向における保存前からの幅変化量を測定し、幅が最小になる部分と幅が最大になる部分の差を算出した。
A:何も異常が発生しない(Fail発生無し)。
B:数回走行後、サーボが読めず、システムエラーで停止する。
C:サーボが読めず、システムエラーで即時に停止する。
65℃、40RH%で磁気記録カートリッジを2週間保存後、磁気テープをデータ記録再生装置50の巻き取りリール52に巻き取った状態で巻き外巻き内を逆転させて、さらに2週間保存後、データ記録再生装置50を用いて磁気テープの全面記録再生を行い、走行特性について、下記3段階の基準に基づいて判定値をそれぞれ付与した。なお、評価「B、C」が望ましくない判定結果を示すものとした。磁気テープの全面記録再生を行うことができた場合、磁気テープの幅方向中央部のデータバンドの幅方向における保存前からの幅変化量を測定し、幅が最小になる部分と幅が最大になる部分の差を算出した。
A:何も異常が発生しない(Fail発生無し)。
B:数回走行後、サーボが読めず、システムエラーで停止する。
C:サーボが読めず、システムエラーで即時に停止する。
[実施例1]
(磁性層形成用塗料の調製工程)
磁性層形成用塗料を以下のようにして調製した。まず、下記配合の第1組成物をエクストルーダで混練した。次に、ディスパーを備えた攪拌タンクに、混練した第1組成物と、下記配合の第2組成物を加えて予備混合を行った。続いて、さらにダイノミル混合を行い、フィルター処理を行い、磁性層形成用塗料を調製した。
(磁性層形成用塗料の調製工程)
磁性層形成用塗料を以下のようにして調製した。まず、下記配合の第1組成物をエクストルーダで混練した。次に、ディスパーを備えた攪拌タンクに、混練した第1組成物と、下記配合の第2組成物を加えて予備混合を行った。続いて、さらにダイノミル混合を行い、フィルター処理を行い、磁性層形成用塗料を調製した。
(第1組成物)
バリウムフェライト(BaFe12O19)磁性粉(六角板状、平均アスペクト比3.0、平均粒子体積1600nm3):100質量部
塩化ビニル系樹脂(シクロヘキサノン溶液30質量%):35質量部
(塩化ビニル系樹脂:重合度300、数平均分子量Mn=10000、極性基としてOSO3K=0.07mmol/g、2級OH=0.3mmol/gを含有する。)
ポリウレタン樹脂(樹脂溶液:ポリウレタン樹脂の配合量30質量%、シクロヘキサノンの配合量70質量%):10質量部
(ポリウレタン樹脂:数平均分子量Mn=25000、ガラス転移温度Tg=110℃)酸化アルミニウム粉末:7.5質量部(α-Al2O3、平均粒径80μm)
バリウムフェライト(BaFe12O19)磁性粉(六角板状、平均アスペクト比3.0、平均粒子体積1600nm3):100質量部
塩化ビニル系樹脂(シクロヘキサノン溶液30質量%):35質量部
(塩化ビニル系樹脂:重合度300、数平均分子量Mn=10000、極性基としてOSO3K=0.07mmol/g、2級OH=0.3mmol/gを含有する。)
ポリウレタン樹脂(樹脂溶液:ポリウレタン樹脂の配合量30質量%、シクロヘキサノンの配合量70質量%):10質量部
(ポリウレタン樹脂:数平均分子量Mn=25000、ガラス転移温度Tg=110℃)酸化アルミニウム粉末:7.5質量部(α-Al2O3、平均粒径80μm)
(第2組成物)
カーボンブラック:2.0質量部(東海カーボン社製、商品名:シーストS、算術平均粒子径70nm)
ポリウレタン樹脂(樹脂溶液:ポリウレタン樹脂の配合量30質量%、シクロヘキサノンの配合量70質量%):5.0質量部
(ポリウレタン樹脂:数平均分子量Mn=25000、ガラス転移温度Tg=110℃)n-ブチルステアレート:2質量部
メチルエチルケトン:121.0質量部
トルエン:121.0質量部
シクロヘキサノン:116.0質量部
カーボンブラック:2.0質量部(東海カーボン社製、商品名:シーストS、算術平均粒子径70nm)
ポリウレタン樹脂(樹脂溶液:ポリウレタン樹脂の配合量30質量%、シクロヘキサノンの配合量70質量%):5.0質量部
(ポリウレタン樹脂:数平均分子量Mn=25000、ガラス転移温度Tg=110℃)n-ブチルステアレート:2質量部
メチルエチルケトン:121.0質量部
トルエン:121.0質量部
シクロヘキサノン:116.0質量部
上記のようにして調製した磁性層形成用塗料に、硬化剤として、ポリイソシアネート(商品名:コロネートL、東ソー株式会社製):3.3質量部と、ステアリン酸:2質量部とを添加した。
(下地層形成用塗料の調製工程)
下地層形成用塗料を以下のようにして調製した。まず、下記配合の第3組成物をエクストルーダで混練した。次に、ディスパーを備えた攪拌タンクに、混練した第3組成物と、下記配合の第4組成物を加えて予備混合を行った。続いて、さらにダイノミル混合を行い、フィルター処理を行い、下地層形成用塗料を調製した。
下地層形成用塗料を以下のようにして調製した。まず、下記配合の第3組成物をエクストルーダで混練した。次に、ディスパーを備えた攪拌タンクに、混練した第3組成物と、下記配合の第4組成物を加えて予備混合を行った。続いて、さらにダイノミル混合を行い、フィルター処理を行い、下地層形成用塗料を調製した。
(第3組成物)
針状酸化鉄粉末:100質量部
(α-Fe2O3、平均長軸長0.11μm)
塩化ビニル系樹脂(シクロヘキサノン溶液30質量%):46質量部
(塩化ビニル系樹脂:重合度300、数平均分子量Mn=10000、極性基としてOSO3K=0.07mmol/g、2級OH=0.3mmol/gを含有する。)
酸化アルミニウム粉末:3質量部(α-Al2O3、平均粒径0.1μm)
針状酸化鉄粉末:100質量部
(α-Fe2O3、平均長軸長0.11μm)
塩化ビニル系樹脂(シクロヘキサノン溶液30質量%):46質量部
(塩化ビニル系樹脂:重合度300、数平均分子量Mn=10000、極性基としてOSO3K=0.07mmol/g、2級OH=0.3mmol/gを含有する。)
酸化アルミニウム粉末:3質量部(α-Al2O3、平均粒径0.1μm)
(第4組成物)
カーボンブラック:30質量部(旭カーボン社製、商品名:#80)
ポリウレタン樹脂(樹脂溶液:ポリウレタン樹脂の配合量30質量%、シクロヘキサノンの配合量70質量%):40質量部
(ポリウレタン樹脂:数平均分子量Mn=25000、ガラス転移温度Tg=110℃)n-ブチルステアレート:2質量部
メチルエチルケトン:108.2質量部
トルエン:108.2質量部
シクロヘキサノン:100.0質量部
カーボンブラック:30質量部(旭カーボン社製、商品名:#80)
ポリウレタン樹脂(樹脂溶液:ポリウレタン樹脂の配合量30質量%、シクロヘキサノンの配合量70質量%):40質量部
(ポリウレタン樹脂:数平均分子量Mn=25000、ガラス転移温度Tg=110℃)n-ブチルステアレート:2質量部
メチルエチルケトン:108.2質量部
トルエン:108.2質量部
シクロヘキサノン:100.0質量部
上記のようにして調製した下地層形成用塗料に、硬化剤として、ポリイソシアネート(商品名:コロネートL、東ソー株式会社製):1.5質量部と、ステアリン酸:1.5質量部とを添加した。
(バック層形成用塗料の調製工程)
バック層形成用塗料を以下のようにして調製した。下記原料を、ディスパーを備えた攪拌タンクで混合を行い、フィルター処理を行うことで、バック層形成用塗料を調製した。カーボンブラック(旭カーボン株式会社製、商品名:#80):100質量部
ポリエステルポリウレタン:100質量部
(日本ポリウレタン社製、商品名:N-2304)
メチルエチルケトン:500質量部
トルエン:400質量部
シクロヘキサノン:100質量部
バック層形成用塗料を以下のようにして調製した。下記原料を、ディスパーを備えた攪拌タンクで混合を行い、フィルター処理を行うことで、バック層形成用塗料を調製した。カーボンブラック(旭カーボン株式会社製、商品名:#80):100質量部
ポリエステルポリウレタン:100質量部
(日本ポリウレタン社製、商品名:N-2304)
メチルエチルケトン:500質量部
トルエン:400質量部
シクロヘキサノン:100質量部
(成膜工程)
上記のようにして作製した塗料を用いて、非磁性支持体としての長尺の高分子フィルムの一方の主面上に下地層および磁性層を以下のようにして形成した。
上記のようにして作製した塗料を用いて、非磁性支持体としての長尺の高分子フィルムの一方の主面上に下地層および磁性層を以下のようにして形成した。
まず、ベース層となる高分子フィルム上に下地層形成用塗料を塗布し乾燥させることにより、下地層を形成した。この際、塗布条件は、カレンダー処理後の下地層の平均厚みが0.82μmとなるように調整された。高分子フィルムとしては、平均厚みが4.0μmの強化PET(商品名「SPALTAN」(登録商標)、東レ社製)を用いた。
次に、下地層上に、磁性層形成用塗料を塗布し、乾燥させることにより、下地層上に磁性層を形成した。この際、塗布条件は、カレンダー処理後の磁性層の平均厚みが0.08μmとなるように調整された。磁性層形成用塗料の乾燥の際に、ネオジム磁石により、磁性粉が高分子フィルムの厚み方向に磁場配向された。磁性層形成用塗料の乾燥条件(乾燥温度および乾燥時間)が調整され、長手方向における角形比が34%に設定された。
続いて、下地層および磁性層が形成された強化PETフィルムの他方の主面上にバック層形成用塗料を塗布し乾燥させることにより、バック層を形成した。この際、塗布条件は、カレンダー処理後のバック層の平均厚みが0.3μmとなるように調整された。以上により、磁気テープが得られた。
(硬化工程)
次に、磁気テープをロール状に巻き取ったのち、この状態で磁気テープに加熱処理を行うことにより、下地層および磁性層を硬化させた。
次に、磁気テープをロール状に巻き取ったのち、この状態で磁気テープに加熱処理を行うことにより、下地層および磁性層を硬化させた。
(カレンダー工程)
次に、得られた磁気テープにカレンダー処理を行い、磁性層の表面を平滑化した。
次に、得られた磁気テープにカレンダー処理を行い、磁性層の表面を平滑化した。
(裁断の工程)
上記のようにして得られた磁気テープを1/2インチ(12.65mm)幅に裁断した。これにより、目的とする長尺状の磁気テープ(平均厚み5.3μm)が得られた。以上のとおりにして得られた磁気テープは、表1及び表2に示す特性を有した。例えば、当該磁気テープのベース層の65℃における損失弾性率は0.07GPaであった。
上記のようにして得られた磁気テープを1/2インチ(12.65mm)幅に裁断した。これにより、目的とする長尺状の磁気テープ(平均厚み5.3μm)が得られた。以上のとおりにして得られた磁気テープは、表1及び表2に示す特性を有した。例えば、当該磁気テープのベース層の65℃における損失弾性率は0.07GPaであった。
(消磁工程およびサーボパターンの書き込み工程)
当該1/2インチ幅の磁気テープをカートリッジケース内に設けられたリールに巻き付けて、磁気記録カートリッジを得た。磁気テープの消磁を行ったのち、磁気テープにサーボパターンを書き込んだ。当該サーボパターンは、磁気テープの幅方向に対して非対称な第1のサーボパターンおよび第2のサーボパターンを含んでいた。また、互いに隣接するサーボバンドにおけるサーボパターンは位相差を有していた。磁気テープを0.55Nのテンションで磁気記録カートリッジに巻き込んだ状態で、65℃、40RH%、360時間保存後、磁気記録カートリッジ内に収容されている磁気テープを、磁気記録再生装置へと巻き込むように走行させながら(いわゆる順方向に走行させながら)サーボバンドピッチの測定を行った。また、保存前の初期状態にある磁気記録カートリッジ内に収容されている磁気テープについても同様に長手方向におけるサーボバンドピッチの測定を行い、保存後サーボバンドピッチと初期状態サーボバンドピッチの比で表される幅変化量を算出した。その結果を図34に示す。図34において、横軸は、磁気テープの長手方向における位置を示す。図34では、テープリールに巻回された磁気テープの外周側(巻外側)の端部(BOT)の位置を0とし、テープリールに巻回された磁気テープの内周側(巻内側)の端部(以下、EOTともいう)の位置を84とし、磁気テープ全長が84等分された。図34において、縦軸は、65℃、40RH%、360時間保存後の幅変化量を示し、保存後幅/保存前幅を示す。図34において、幅変化量が負の値を示す場合、保存前よりも保存後、磁気テープの幅が狭くなっていることを意味し、幅変化量が正の値を示す場合、保存前よりも保存後、磁気テープの幅が広くなっていることを意味する。なお、図35~40においても横軸及び縦軸については、図34の説明があてはまる。図34に示すように、位置0~20の巻外側の幅変化量は負の値であり、位置60~84の巻内側の幅変化量は正の値であり、位置55~56の間で、幅変化量が0ppmとなった。
当該1/2インチ幅の磁気テープをカートリッジケース内に設けられたリールに巻き付けて、磁気記録カートリッジを得た。磁気テープの消磁を行ったのち、磁気テープにサーボパターンを書き込んだ。当該サーボパターンは、磁気テープの幅方向に対して非対称な第1のサーボパターンおよび第2のサーボパターンを含んでいた。また、互いに隣接するサーボバンドにおけるサーボパターンは位相差を有していた。磁気テープを0.55Nのテンションで磁気記録カートリッジに巻き込んだ状態で、65℃、40RH%、360時間保存後、磁気記録カートリッジ内に収容されている磁気テープを、磁気記録再生装置へと巻き込むように走行させながら(いわゆる順方向に走行させながら)サーボバンドピッチの測定を行った。また、保存前の初期状態にある磁気記録カートリッジ内に収容されている磁気テープについても同様に長手方向におけるサーボバンドピッチの測定を行い、保存後サーボバンドピッチと初期状態サーボバンドピッチの比で表される幅変化量を算出した。その結果を図34に示す。図34において、横軸は、磁気テープの長手方向における位置を示す。図34では、テープリールに巻回された磁気テープの外周側(巻外側)の端部(BOT)の位置を0とし、テープリールに巻回された磁気テープの内周側(巻内側)の端部(以下、EOTともいう)の位置を84とし、磁気テープ全長が84等分された。図34において、縦軸は、65℃、40RH%、360時間保存後の幅変化量を示し、保存後幅/保存前幅を示す。図34において、幅変化量が負の値を示す場合、保存前よりも保存後、磁気テープの幅が狭くなっていることを意味し、幅変化量が正の値を示す場合、保存前よりも保存後、磁気テープの幅が広くなっていることを意味する。なお、図35~40においても横軸及び縦軸については、図34の説明があてはまる。図34に示すように、位置0~20の巻外側の幅変化量は負の値であり、位置60~84の巻内側の幅変化量は正の値であり、位置55~56の間で、幅変化量が0ppmとなった。
[実施例2a]
ベース層材料として、ポリエチレンナフタレートフィルム(以下「PENフィルム」という。)を用いる以外は実施例1と同じ方法で磁気テープを得た。実施例1と同じように、当該磁気テープを用いて磁気記録カートリッジを製造し、そして、当該磁気テープにサーボパターンを記録した。磁気テープ長手方向における幅変化量の結果を図35に示す。図35に示すように、位置0~20の巻外側の幅変化量は負の値であり、位置60~84の巻内側の幅変化量は正の値であり、位置59~60の間で、幅変化量が0ppmとなった。
ベース層材料として、ポリエチレンナフタレートフィルム(以下「PENフィルム」という。)を用いる以外は実施例1と同じ方法で磁気テープを得た。実施例1と同じように、当該磁気テープを用いて磁気記録カートリッジを製造し、そして、当該磁気テープにサーボパターンを記録した。磁気テープ長手方向における幅変化量の結果を図35に示す。図35に示すように、位置0~20の巻外側の幅変化量は負の値であり、位置60~84の巻内側の幅変化量は正の値であり、位置59~60の間で、幅変化量が0ppmとなった。
[実施例2b]
磁性層の酸化アルミニウム粉末の添加量を5.0質量部、カレンダー温度を実施例2aより10℃高くし処理した点以外は実施例2aと同じ方法で磁気テープを得た。実施例1と同じように、当該磁気テープを用いて磁気記録カートリッジを製造し、そして、当該磁気テープにサーボパターンを記録した。
磁性層の酸化アルミニウム粉末の添加量を5.0質量部、カレンダー温度を実施例2aより10℃高くし処理した点以外は実施例2aと同じ方法で磁気テープを得た。実施例1と同じように、当該磁気テープを用いて磁気記録カートリッジを製造し、そして、当該磁気テープにサーボパターンを記録した。
[実施例2c]
磁性層の酸化アルミニウム粉末のサイズを50nmにして、カレンダー温度を実施例2aより10℃高くし処理した点以外は実施例2aと同じ方法で磁気テープを得た。実施例1と同じように、当該磁気テープを用いて磁気記録カートリッジを製造し、そして、当該磁気テープにサーボパターンを記録した。
磁性層の酸化アルミニウム粉末のサイズを50nmにして、カレンダー温度を実施例2aより10℃高くし処理した点以外は実施例2aと同じ方法で磁気テープを得た。実施例1と同じように、当該磁気テープを用いて磁気記録カートリッジを製造し、そして、当該磁気テープにサーボパターンを記録した。
[実施例2d]
磁性層の酸化アルミニウム粉末の添加量を5.0質量部、カレンダー温度を比較例1aより5℃低くし処理した点以外は比較例1aと同じ方法で磁気テープを得た。実施例1と同じように、当該磁気テープを用いて磁気記録カートリッジを製造し、そして、当該磁気テープにサーボパターンを記録した。
磁性層の酸化アルミニウム粉末の添加量を5.0質量部、カレンダー温度を比較例1aより5℃低くし処理した点以外は比較例1aと同じ方法で磁気テープを得た。実施例1と同じように、当該磁気テープを用いて磁気記録カートリッジを製造し、そして、当該磁気テープにサーボパターンを記録した。
[実施例3]
ベース層材料として、ポリエーテルエーテルケトンフィルム(以下「PEEKフィルム」という。)を用い、バック層の平均厚みが0.4μmとし、平均全厚みを5.3μmとする点以外は実施例1と同じ方法で磁気テープを得た。実施例1と同じように、当該磁気テープを用いて磁気記録カートリッジを製造し、そして、当該磁気テープにサーボパターンを記録した。磁気テープ長手方向における幅変化量の結果を図36に示す。図36に示すように、位置0~20の巻外側の幅変化量は負の値であり、位置60~84の巻内側の幅変化量は正の値であり、位置37~38の間で、幅変化量が0ppmとなった。
ベース層材料として、ポリエーテルエーテルケトンフィルム(以下「PEEKフィルム」という。)を用い、バック層の平均厚みが0.4μmとし、平均全厚みを5.3μmとする点以外は実施例1と同じ方法で磁気テープを得た。実施例1と同じように、当該磁気テープを用いて磁気記録カートリッジを製造し、そして、当該磁気テープにサーボパターンを記録した。磁気テープ長手方向における幅変化量の結果を図36に示す。図36に示すように、位置0~20の巻外側の幅変化量は負の値であり、位置60~84の巻内側の幅変化量は正の値であり、位置37~38の間で、幅変化量が0ppmとなった。
[比較例1a]
磁性層の酸化アルミニウム粉末のサイズを50nmにして、カレンダー温度を比較例1より10℃低くし処理をした点以外は実施例2aと同じ方法でテープを得た。磁気テープ長手方向における幅変化量の結果を図37に示す。図37に示すように、位置0~20の巻外側の幅変化量は正の値であり、位置60~84の巻内側の幅変化量も正の値であった。
磁性層の酸化アルミニウム粉末のサイズを50nmにして、カレンダー温度を比較例1より10℃低くし処理をした点以外は実施例2aと同じ方法でテープを得た。磁気テープ長手方向における幅変化量の結果を図37に示す。図37に示すように、位置0~20の巻外側の幅変化量は正の値であり、位置60~84の巻内側の幅変化量も正の値であった。
[比較例1b]
磁性層の酸化アルミニウム粉末のサイズを50nmにして添加量を5.0質量部、カレンダー温度を比較例1aより5℃低くし処理をした点以外は比較例1aと同じ方法でテープを得た。
磁性層の酸化アルミニウム粉末のサイズを50nmにして添加量を5.0質量部、カレンダー温度を比較例1aより5℃低くし処理をした点以外は比較例1aと同じ方法でテープを得た。
[比較例2]
ベース層の平均厚みを4.0μm、磁性層と下地層の平均厚みを1.2μm、バック層の平均厚みを0.4μmとし、平均全厚みを5.6μmとし、磁性層形成用塗料と下地層形成用塗料に配合するポリウレタン系樹脂として、Tgが70℃のものを使用し、磁性層形成用塗料に硬化剤として、ポリイソシアネート(商品名:コロネートL、東ソー株式会社製)1.7質量部、下地層形成用塗料に硬化剤として、ポリイソシアネート(商品名:コロネートL、東ソー株式会社製)0.75質量部添加する以外は、実施例1と同じ方法で磁気テープを製造した。実施例1と同じように、当該磁気テープを用いて磁気記録カートリッジを製造し、そして、当該磁気テープにサーボパターンを記録した。磁気テープ長手方向における幅変化量の結果を図38に示す。図38に示すように、位置0~20の巻外側の幅変化量は正の値であり、位置60~84の巻内側の幅変化量も正の値であった。
ベース層の平均厚みを4.0μm、磁性層と下地層の平均厚みを1.2μm、バック層の平均厚みを0.4μmとし、平均全厚みを5.6μmとし、磁性層形成用塗料と下地層形成用塗料に配合するポリウレタン系樹脂として、Tgが70℃のものを使用し、磁性層形成用塗料に硬化剤として、ポリイソシアネート(商品名:コロネートL、東ソー株式会社製)1.7質量部、下地層形成用塗料に硬化剤として、ポリイソシアネート(商品名:コロネートL、東ソー株式会社製)0.75質量部添加する以外は、実施例1と同じ方法で磁気テープを製造した。実施例1と同じように、当該磁気テープを用いて磁気記録カートリッジを製造し、そして、当該磁気テープにサーボパターンを記録した。磁気テープ長手方向における幅変化量の結果を図38に示す。図38に示すように、位置0~20の巻外側の幅変化量は正の値であり、位置60~84の巻内側の幅変化量も正の値であった。
[比較例3]
磁性層形成用塗料と下地層形成用塗料に配合するポリウレタン系樹脂として、Tgが70℃のものを使用し、下地層形成用塗料に硬化剤としてポリイソシアネートを添加しない以外は、実施例2aと同じ方法で磁気テープを得た。実施例2aと同じように、当該磁気テープを用いて磁気記録カートリッジを製造し、そして、当該磁気テープにサーボパターンを記録した。磁気テープ長手方向における幅変化量の結果を図39に示す。図39に示すように、位置0~20の巻外側の幅変化量は負の値であり、位置60~84の巻内側の幅変化量も負の値であった。
磁性層形成用塗料と下地層形成用塗料に配合するポリウレタン系樹脂として、Tgが70℃のものを使用し、下地層形成用塗料に硬化剤としてポリイソシアネートを添加しない以外は、実施例2aと同じ方法で磁気テープを得た。実施例2aと同じように、当該磁気テープを用いて磁気記録カートリッジを製造し、そして、当該磁気テープにサーボパターンを記録した。磁気テープ長手方向における幅変化量の結果を図39に示す。図39に示すように、位置0~20の巻外側の幅変化量は負の値であり、位置60~84の巻内側の幅変化量も負の値であった。
[比較例4]
ベース層としてアラミドフィルム(以下「ARAMIDフィルム」という。)を用い、磁性層形成用塗料と下地層形成用塗料に配合するポリウレタン系樹脂として、Tgが70℃のものを使用し、下地層形成用塗料に硬化剤としてポリイソシアネートを添加しない以外は、実施例2aと同じ方法で磁気テープを得た。実施例2と同じように、当該磁気テープを用いて磁気記録カートリッジを製造し、そして、当該磁気テープにサーボパターンを記録した。磁気テープ長手方向における幅変化量の結果を図40に示す。
ベース層としてアラミドフィルム(以下「ARAMIDフィルム」という。)を用い、磁性層形成用塗料と下地層形成用塗料に配合するポリウレタン系樹脂として、Tgが70℃のものを使用し、下地層形成用塗料に硬化剤としてポリイソシアネートを添加しない以外は、実施例2aと同じ方法で磁気テープを得た。実施例2と同じように、当該磁気テープを用いて磁気記録カートリッジを製造し、そして、当該磁気テープにサーボパターンを記録した。磁気テープ長手方向における幅変化量の結果を図40に示す。
[比較例5]
ベース層の平均厚みを4.0μm、磁性層と下地層の平均厚みを1.2μm、バック層の平均厚みを0.4μmとし、平均全厚みを5.6μmとし、磁性層形成用塗料と下地層形成用塗料に配合するポリウレタ・BR>東N樹脂として、Tgが70℃のものを使用し、下地層形成用塗料に硬化剤としてポリイソシアネートを添加しない以外は、実施例2aと同じ方法で磁気テープを得た。実施例2と同じように、当該磁気テープを用いて磁気記録カートリッジを製造し、そして、当該磁気テープにサーボパターンを記録した。
ベース層の平均厚みを4.0μm、磁性層と下地層の平均厚みを1.2μm、バック層の平均厚みを0.4μmとし、平均全厚みを5.6μmとし、磁性層形成用塗料と下地層形成用塗料に配合するポリウレタ・BR>東N樹脂として、Tgが70℃のものを使用し、下地層形成用塗料に硬化剤としてポリイソシアネートを添加しない以外は、実施例2aと同じ方法で磁気テープを得た。実施例2と同じように、当該磁気テープを用いて磁気記録カートリッジを製造し、そして、当該磁気テープにサーボパターンを記録した。
表1及び表2は、実施例1~3及び比較例1a~5の磁気テープの構成及び評価結果を示す。また、図34~40は、実施例1~3及び比較例1a~4の磁気テープのそれぞれの長手方向における幅変化量を示す図である。
表1に示される結果より、以下のことが分かる。
実施例1~3の磁気テープはいずれも、65℃、40RH%環境下で2週間保存後、巻外、巻内を逆転させるようにまき直し、さらに前記環境下で2週間保存後、磁気記録再生装置で全面再生を行ったところ、走行特性の評価がAであり、Failが発生せず、良好な走行特性を示していた。よって、本技術に従う磁気記録カートリッジは、60℃以上の高温環境下での保存、使用に適していることがわかる。
実施例1及び比較例2aについての磁気テープの長手方向におけるテープ幅の変化量の結果より、巻外側の幅変化量Δoutの符号が巻内側の幅変化量Δinの符号と異なることによって、当該磁気テープは、前記まき直し長期間保存による走行特性を向上させることができることが分かる。
実施例2aと比較例3との比較から、65℃、360時間保存後の(磁気テープの巻内側の幅変化量Δin)-(磁気テープの巻外側の幅変化量Δout)が、800ppm以下であると前記まき直し長期間保存による走行特性を向上させることができることが分かる。
実施例1と比較例3との比較から、磁気テープの長手方向の全長を4等分して4つの領域に分割した場合の磁気テープの全長の中心線を挟む2つの領域であるC領域において、65℃で360時間保存後における前記磁気テープの幅変化量Δが0ppmであることにより、前記まき直し長期間保存による走行特性を向上させることができることが分かる。
実施例2aと比較例4との比較から、ベース層の65℃における損失弾性率が0.40GPa以下であることにより、前記まき直し長期間保存による走行特性を向上させることができることが分かる。
実施例2cと比較例1bとの比較から、高さ範囲ΔHが、3.00nm≦ΔH≦6.00nmであることにより、電磁変換特性に優れ、摩擦上昇を抑制できることが分かる。
実施例2aと比較例1aとの比較から、勾配範囲ΔAが、3.80度≦ΔA≦9.00度であることにより、電磁変換特性に優れ、摩擦上昇を抑制できることが分かる。
以上、本技術の実施形態及び実施例について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施形態及び実施例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料、及び数値等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料、及び数値等を用いてもよい。また、化合物等の化学式は代表的なものであって、同じ化合物の一般名称であれば、記載された価数等に限定されない。
また、上述の実施形態及び実施例の構成、方法、工程、形状、材料、及び数値等は、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
また、本明細書において、「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値または下限値は、他の段階の数値範囲の上限値または下限値に置き換えてもよい。本明細書に例示する材料は、特に断らない限り、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、本技術は、以下のような構成をとることもできる。
〔1〕
カートリッジケースと、
リールと、
前記リールに巻かれた状態で前記カートリッジケース内に収容された磁気記録媒体と、を有し、
前記磁気記録媒体が前記リールに巻かれた状態で、65℃で360時間保存後に全長にわたって前記磁気記録媒体の幅変化量を測定したときに、
前記磁気記録媒体の巻外側の幅変化量Δoutの符号が前記磁気記録媒体の巻内側の幅変化量Δinの符号と異なり、且つ、
前記幅変化量が、前記磁気記録媒体の全長を4等分して4つの領域に分割した場合の全長の中心線を挟む2つの領域のいずれかの位置において、0ppmであり、且つ、
前記磁気記録媒体は、磁性層を備え、
前記磁性層は、凹凸形状を磁性面に有し、
前記凹凸形状の高さの統計情報から求められた高さ範囲ΔHが、3.00nm≦ΔH≦6.00nmであり、
前記凹凸形状の勾配の統計情報から求められた勾配範囲ΔAが、3.80度≦ΔA≦9.00度であり、
前記磁気記録媒体は、65℃における損失弾性率が0.40GPa以下であるベース層を有する、
磁気記録カートリッジ。
〔2〕
前記磁気記録媒体の前記幅変化量Δinが正の値であり、且つ、前記磁気記録媒体の前記幅変化量Δoutが負の値である、〔1〕に記載の磁気記録カートリッジ。
〔3〕
前記磁気記録媒体の長手方向の全長を100%としたときに、前記磁気記録媒体の巻外側端部から25%~75%の位置において、65℃で360時間保存後における前記磁気記録媒体の幅変化量Δが0ppmである、〔1〕又は〔2〕に記載の磁気記録カートリッジ。
〔4〕
前記磁気記録媒体は、(前記磁気記録媒体の前記幅変化量Δin)-(前記磁気記録媒体の前記幅変化量Δout)が、800ppm以下である、〔1〕~〔3〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔5〕
前記ベース層の65℃における貯蔵弾性率が8.0GPa以下である、〔1〕~〔4〕のいずれか1つ請求項1に記載の磁気記録カートリッジ。
〔6〕
前記ベース層がPET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、又はPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)から形成されている、〔1〕~〔5〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔7〕
前記磁気記録媒体の平均厚みtTが5.4μm以下である、〔1〕~〔6〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔8〕
前記ベース層の平均厚みtBが4.6μm以下である、〔1〕~〔7〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔9〕
前記磁性層が磁性粉を含む、〔1〕~〔8〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔10〕
前記磁性層は、磁性粒子、導電性を有する第1粒子および研磨効果のある第2粒子を含み、前記凹凸形状は、前記第1粒子により形成された第1突起と、前記第2粒子により形成された第2突起とを含み、前記第1突起の平均高さH1と前記第2突起の平均高さH2の比H1/H2が、H1/H2≦2.3である、〔1〕~〔9〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔11〕
前記比H1/H2が、1.0≦H1/H2≦1.7以下である、〔10〕に記載の磁気記録カートリッジ。
〔12〕
前記高さ範囲ΔHが、3.00nm≦ΔH≦4.00nmである、〔1〕~〔11〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔13〕
前記第1突起の平均高さH1が、5.0nm以上12.0nm以下であり、前記第2突起の平均高さH2が、2.0nm以上7.0nm以下である、〔10〕~〔12〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔14〕
前記第1粒子が、カーボン粒子である、〔10〕~〔13〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔15〕
前記第2粒子が、アルミナ粒子である、〔10〕~〔14〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔16〕
前記磁性層の平均厚みは、80nm以下である、〔1〕~〔15〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔17〕
前記磁気記録媒体は、さらに、平均厚みが0.9μm以下である下地層を有する、〔1〕~〔16〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔18〕
前記磁性粒子の平均粒子体積が、1600nm3以下である、〔10〕~〔17〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔19〕
前記磁性層は、磁性粒子、カーボン粒子および研磨剤を含み、前記凹凸形状は、前記カーボン粒子により形成された第1突起と、前記研磨剤により形成された第2突起とを含み、前記第1突起の平均高さH1と前記第2突起の平均高さH2の比H1/H2が、H1/H2≦2.3である、〔1〕~〔18〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。〔20〕
磁気記録カートリッジのリールに巻かれた状態で当該磁気記録カートリッジのカートリッジケース内に収容された磁気記録媒体であって、
前記磁気記録媒体が前記リールに巻かれた状態で、65℃で360時間保存後に全長にわたって前記磁気記録媒体の幅変化量を測定したときに、
前記磁気記録媒体の巻外側の幅変化量Δoutの符号が前記磁気記録媒体の巻内側の幅変化量Δinの符号と異なり、且つ、
前記幅変化量が、前記磁気記録媒体の全長を4等分して4つの領域に分割した場合の全長の中心線を挟む2つの領域のいずれかの位置において、0ppmであり、且つ、
前記磁気記録媒体は、磁性層を備え、
前記磁性層は、凹凸形状を磁性面に有し、
前記凹凸形状の高さの統計情報から求められた高さ範囲ΔHが、3.00nm≦ΔH≦6.00nmであり、
前記凹凸形状の勾配の統計情報から求められた勾配範囲ΔAが、3.80度≦ΔA≦9.00度であり、
前記磁気記録媒体は、65℃における損失弾性率が0.40GPa以下であるベース層を有する、
磁気記録媒体。
〔1〕
カートリッジケースと、
リールと、
前記リールに巻かれた状態で前記カートリッジケース内に収容された磁気記録媒体と、を有し、
前記磁気記録媒体が前記リールに巻かれた状態で、65℃で360時間保存後に全長にわたって前記磁気記録媒体の幅変化量を測定したときに、
前記磁気記録媒体の巻外側の幅変化量Δoutの符号が前記磁気記録媒体の巻内側の幅変化量Δinの符号と異なり、且つ、
前記幅変化量が、前記磁気記録媒体の全長を4等分して4つの領域に分割した場合の全長の中心線を挟む2つの領域のいずれかの位置において、0ppmであり、且つ、
前記磁気記録媒体は、磁性層を備え、
前記磁性層は、凹凸形状を磁性面に有し、
前記凹凸形状の高さの統計情報から求められた高さ範囲ΔHが、3.00nm≦ΔH≦6.00nmであり、
前記凹凸形状の勾配の統計情報から求められた勾配範囲ΔAが、3.80度≦ΔA≦9.00度であり、
前記磁気記録媒体は、65℃における損失弾性率が0.40GPa以下であるベース層を有する、
磁気記録カートリッジ。
〔2〕
前記磁気記録媒体の前記幅変化量Δinが正の値であり、且つ、前記磁気記録媒体の前記幅変化量Δoutが負の値である、〔1〕に記載の磁気記録カートリッジ。
〔3〕
前記磁気記録媒体の長手方向の全長を100%としたときに、前記磁気記録媒体の巻外側端部から25%~75%の位置において、65℃で360時間保存後における前記磁気記録媒体の幅変化量Δが0ppmである、〔1〕又は〔2〕に記載の磁気記録カートリッジ。
〔4〕
前記磁気記録媒体は、(前記磁気記録媒体の前記幅変化量Δin)-(前記磁気記録媒体の前記幅変化量Δout)が、800ppm以下である、〔1〕~〔3〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔5〕
前記ベース層の65℃における貯蔵弾性率が8.0GPa以下である、〔1〕~〔4〕のいずれか1つ請求項1に記載の磁気記録カートリッジ。
〔6〕
前記ベース層がPET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、又はPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)から形成されている、〔1〕~〔5〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔7〕
前記磁気記録媒体の平均厚みtTが5.4μm以下である、〔1〕~〔6〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔8〕
前記ベース層の平均厚みtBが4.6μm以下である、〔1〕~〔7〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔9〕
前記磁性層が磁性粉を含む、〔1〕~〔8〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔10〕
前記磁性層は、磁性粒子、導電性を有する第1粒子および研磨効果のある第2粒子を含み、前記凹凸形状は、前記第1粒子により形成された第1突起と、前記第2粒子により形成された第2突起とを含み、前記第1突起の平均高さH1と前記第2突起の平均高さH2の比H1/H2が、H1/H2≦2.3である、〔1〕~〔9〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔11〕
前記比H1/H2が、1.0≦H1/H2≦1.7以下である、〔10〕に記載の磁気記録カートリッジ。
〔12〕
前記高さ範囲ΔHが、3.00nm≦ΔH≦4.00nmである、〔1〕~〔11〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔13〕
前記第1突起の平均高さH1が、5.0nm以上12.0nm以下であり、前記第2突起の平均高さH2が、2.0nm以上7.0nm以下である、〔10〕~〔12〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔14〕
前記第1粒子が、カーボン粒子である、〔10〕~〔13〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔15〕
前記第2粒子が、アルミナ粒子である、〔10〕~〔14〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔16〕
前記磁性層の平均厚みは、80nm以下である、〔1〕~〔15〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔17〕
前記磁気記録媒体は、さらに、平均厚みが0.9μm以下である下地層を有する、〔1〕~〔16〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔18〕
前記磁性粒子の平均粒子体積が、1600nm3以下である、〔10〕~〔17〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。
〔19〕
前記磁性層は、磁性粒子、カーボン粒子および研磨剤を含み、前記凹凸形状は、前記カーボン粒子により形成された第1突起と、前記研磨剤により形成された第2突起とを含み、前記第1突起の平均高さH1と前記第2突起の平均高さH2の比H1/H2が、H1/H2≦2.3である、〔1〕~〔18〕のいずれか1つに記載の磁気記録カートリッジ。〔20〕
磁気記録カートリッジのリールに巻かれた状態で当該磁気記録カートリッジのカートリッジケース内に収容された磁気記録媒体であって、
前記磁気記録媒体が前記リールに巻かれた状態で、65℃で360時間保存後に全長にわたって前記磁気記録媒体の幅変化量を測定したときに、
前記磁気記録媒体の巻外側の幅変化量Δoutの符号が前記磁気記録媒体の巻内側の幅変化量Δinの符号と異なり、且つ、
前記幅変化量が、前記磁気記録媒体の全長を4等分して4つの領域に分割した場合の全長の中心線を挟む2つの領域のいずれかの位置において、0ppmであり、且つ、
前記磁気記録媒体は、磁性層を備え、
前記磁性層は、凹凸形状を磁性面に有し、
前記凹凸形状の高さの統計情報から求められた高さ範囲ΔHが、3.00nm≦ΔH≦6.00nmであり、
前記凹凸形状の勾配の統計情報から求められた勾配範囲ΔAが、3.80度≦ΔA≦9.00度であり、
前記磁気記録媒体は、65℃における損失弾性率が0.40GPa以下であるベース層を有する、
磁気記録媒体。
MT 磁気テープ
10 磁気記録カートリッジ
13 リール
41 ベース層
42 下地層
43 磁性層
44 バック層
10 磁気記録カートリッジ
13 リール
41 ベース層
42 下地層
43 磁性層
44 バック層
Claims (20)
- カートリッジケースと、
リールと、
前記リールに巻かれた状態で前記カートリッジケース内に収容された磁気記録媒体と、を有し、
前記磁気記録媒体が前記リールに巻かれた状態で、65℃で360時間保存後に全長にわたって前記磁気記録媒体の幅変化量を測定したときに、
前記磁気記録媒体の巻外側の幅変化量Δoutの符号が前記磁気記録媒体の巻内側の幅変化量Δinの符号と異なり、且つ、
前記幅変化量が、前記磁気記録媒体の全長を4等分して4つの領域に分割した場合の全長の中心線を挟む2つの領域のいずれかの位置において、0ppmであり、且つ、
前記磁気記録媒体は、磁性層を備え、
前記磁性層は、凹凸形状を磁性面に有し、
前記凹凸形状の高さの統計情報から求められた高さ範囲ΔHが、3.00nm≦ΔH≦6.00nmであり、
前記凹凸形状の勾配の統計情報から求められた勾配範囲ΔAが、3.80度≦ΔA≦9.00度であり、
前記磁気記録媒体は、65℃における損失弾性率が0.40GPa以下であるベース層を有する、
磁気記録カートリッジ。 - 前記磁気記録媒体の前記幅変化量Δinが正の値であり、且つ、前記磁気記録媒体の前記幅変化量Δoutが負の値である、請求項1に記載の磁気記録カートリッジ。
- 前記磁気記録媒体の長手方向の全長を100%としたときに、前記磁気記録媒体の巻外側端部から25%~75%の位置において、65℃で360時間保存後における前記磁気記録媒体の幅変化量Δが0ppmである、請求項1に記載の磁気記録カートリッジ。
- 前記磁気記録媒体は、(前記磁気記録媒体の前記幅変化量Δin)-(前記磁気記録媒体の前記幅変化量Δout)が、800ppm以下である、請求項1に記載の磁気記録カートリッジ。
- 前記ベース層の65℃における貯蔵弾性率が8.0GPa以下である、請求項1に記載の磁気記録カートリッジ。
- 前記ベース層がPET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、又はPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)から形成されている、請求項1に記載の磁気記録カートリッジ。
- 前記磁気記録媒体の平均厚みtTが5.4μm以下である、請求項1に記載の磁気記録カートリッジ。
- 前記ベース層の平均厚みtBが4.6μm以下である、請求項1に記載の磁気記録カートリッジ。
- 前記磁性層が磁性粉を含む、請求項1に記載の磁気記録カートリッジ。
- 前記磁性層は、磁性粒子、導電性を有する第1粒子および研磨効果のある第2粒子を含み、前記凹凸形状は、前記第1粒子により形成された第1突起と、前記第2粒子により形成された第2突起とを含み、前記第1突起の平均高さH1と前記第2突起の平均高さH2の比H1/H2が、H1/H2≦2.3である、請求項1に記載の磁気記録カートリッジ。
- 前記比H1/H2が、1.0≦H1/H2≦1.7以下である、請求項10に記載の磁気記録カートリッジ。
- 前記高さ範囲ΔHが、3.00nm≦ΔH≦4.00nmである、請求項1に記載の磁気記録カートリッジ。
- 前記第1突起の平均高さH1が、5.0nm以上12.0nm以下であり、前記第2突起の平均高さH2が、2.0nm以上7.0nm以下である、請求項10に記載の磁気記録カートリッジ。
- 前記第1粒子が、カーボン粒子である、請求項10に記載の磁気記録カートリッジ。
- 前記第2粒子が、アルミナ粒子である、請求項10に記載の磁気記録カートリッジ。
- 前記磁性層の平均厚みは、80nm以下である、請求項1に記載の磁気記録カートリッジ。
- 前記磁気記録媒体は、さらに、平均厚みが0.9μm以下である下地層を有する、請求項1に記載の磁気記録カートリッジ。
- 前記磁性粒子の平均粒子体積が、1600nm3以下である、請求項10に記載の磁気記録カートリッジ。
- 前記磁性層は、磁性粒子、カーボン粒子および研磨剤を含み、前記凹凸形状は、前記カーボン粒子により形成された第1突起と、前記研磨剤により形成された第2突起とを含み、前記第1突起の平均高さH1と前記第2突起の平均高さH2の比H1/H2が、H1/H2≦2.3である、請求項1に記載の磁気記録カートリッジ。
- 磁気記録カートリッジのリールに巻かれた状態で当該磁気記録カートリッジのカートリッジケース内に収容された磁気記録媒体であって、
前記磁気記録媒体が前記リールに巻かれた状態で、65℃で360時間保存後に全長にわたって前記磁気記録媒体の幅変化量を測定したときに、
前記磁気記録媒体の巻外側の幅変化量Δoutの符号が前記磁気記録媒体の巻内側の幅変化量Δinの符号と異なり、且つ、
前記幅変化量が、前記磁気記録媒体の全長を4等分して4つの領域に分割した場合の全長の中心線を挟む2つの領域のいずれかの位置において、0ppmであり、且つ、
前記磁気記録媒体は、磁性層を備え、
前記磁性層は、凹凸形状を磁性面に有し、
前記凹凸形状の高さの統計情報から求められた高さ範囲ΔHが、3.00nm≦ΔH≦6.00nmであり、
前記凹凸形状の勾配の統計情報から求められた勾配範囲ΔAが、3.80度≦ΔA≦9.00度であり、
前記磁気記録媒体は、65℃における損失弾性率が0.40GPa以下であるベース層を有する、
磁気記録媒体。
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PCT/JP2023/037333 WO2024090258A1 (ja) | 2022-10-27 | 2023-10-16 | 磁気記録カートリッジ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2024090258A1 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10134340A (ja) * | 1996-10-24 | 1998-05-22 | Mitsubishi Chem Corp | 磁気記録媒体 |
JP2000285450A (ja) * | 1999-03-29 | 2000-10-13 | Fuji Photo Film Co Ltd | 磁気記録媒体の製造方法 |
JP2019179585A (ja) * | 2018-02-20 | 2019-10-17 | 富士フイルム株式会社 | 磁気テープカートリッジ |
JP2021064432A (ja) * | 2019-10-10 | 2021-04-22 | ソニー株式会社 | 磁気記録媒体 |
JP2022003605A (ja) * | 2020-01-21 | 2022-01-11 | ソニーグループ株式会社 | 磁気記録媒体およびカートリッジ |
-
2023
- 2023-10-16 WO PCT/JP2023/037333 patent/WO2024090258A1/ja unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH10134340A (ja) * | 1996-10-24 | 1998-05-22 | Mitsubishi Chem Corp | 磁気記録媒体 |
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