JPH04119525A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、Ｃｏ基の磁性膜が表面に微小突起を有する非
磁性基板上に形成された磁気記録媒体の製造方法に関す
る。

従来の技術 近年、磁気記録再生装置はますます小型化、高密度化の
傾向にあり、従来の塗布型磁気記録媒体の高密度化の限
界を越えるものとして金属薄膜型磁気記録媒体（以下金
属薄膜型媒体と称する）が注目されている。金属薄膜型
媒体を製造する方法には、メン手法、スパッタリング法
、真空蒸着法等があるが、量産性を考慮すると真空蒸着
法が最も優れている。真空薄着法によって生産性が高く
かつ安定に金属薄膜型媒体を形成するには、例えば第４
図に概略構成を示す装置を用いる。第４図において、６
は高分子材料等よりなる非磁性基板、７は蒸着用の円筒
状ローラ、８は非磁性基板６の供給ロール、９は同巻き
取りロール、１０はガイドローラ、１１は蒸発源、１２
は葺発源１１を加熱溶融するるつぼ、１３は蒸気の流れ
を規制するマスクである。上舵の装置において、高分子
材料よりなる基板６は蒸着用の円筒状ローラフの外周面
に巻回され矢印Ｂの方向に移動しながら、７発源１１か
ら蒸発する蒸気が付着し蒸着が行われる。

現在、上記の方法によりポリエチレンテレフタレ−）　
（ＰＥＴ）フィルム上にＣｏ−Ｎｉ−０が形成された金
属薄膜型媒体がＶＴＲ用磁気記録テーブとして実用化さ
れているほか、次世代の高密度金属ＩＩ膜梨型媒体して
Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−０などを主成分とする垂直磁気記録
媒体の研究が進められている。垂直磁気記録媒体に信号
を記録すると磁化は媒体の膜面に垂直な方向を向く。こ
のため、記録信号が短波長になるほど媒体内反磁界が減
少し高い再生出力が得られるので本質的に高密度記録に
適している。

上述した高密度金属磁気記録媒体の開発においては、媒
体の表面処理技術が非常に重要な位置を占めている０例
えばＶＴＲ用磁気記録テープとして使用する際には走行
系における金属ポストやシリンダー、磁気ヘッドなどと
の摺動において充分な走行性と耐久性が確保されなけれ
ばならない。

そこで現在の磁気記録媒体は、磁性膜の上にＣ２Ｃｏｏ
などを主成分とする保護膜を形成して表面強度を増す（
例えば、特開平２−９６９２３号公報参照）とともに、
表面に微小突起を形成することによって走行系各部との
摺動時における動摩擦係数を低下させている。この微小
突起の形成はＳｉＯ□などからなる微小粒子を非磁性基
板上に分散塗布するあるいは基板に内填する方法による
ほか、高分子基板のオリゴマーを利用するもの、イオン
エンチングによるものなど（例えば、特開平１−１５８
６１６号公報参照）がある。

発明が解決しようとする！１！題 しかしながら高記録密度化により記録波長が短くなるほ
ど記録再生時におけるスペーシングロスによる再生出力
の低下が深刻になるという問題が派生する。特に垂直磁
気記録媒体にリング磁気ヘッドを用いて記録再生する際
のスペーシングロスは長手記録媒体の場合に比べて大き
くなる傾向があり、保護層および微小突起によるヘッド
と媒体の記録層との間のスペーシングは極力小さくしな
ければならない、したがって走行性および耐久性を維持
しつついかにスペーシングを小さくするかが高密度磁気
記録媒体開発における課題であり、この意味から媒体の
表面処理技術が重要となっている。次世代の高密度ＶＴ
Ｒ用テープにおいてはスペーシングを２５ｎｍ以下、好
ましくは１０〜１５ｎｍ程度にする必要があると考えら
れる。

前述のＣｏ−Ｏを主成分とする磁性層を表面に有する金
属薄膜型媒体の場合、その表面には主にＣｏｏより成る
表面酸化層が形成され、実用に耐え得る表面強度が確保
されるため、特に保護層を形成せずに滑剤を塗布するだ
けで対応している例もある。この場合は、保護層要分の
スペーシングが割愛され、スペーシングロス低減という
観点からは好ましい、しかしながら、例えばＶＴＲ用テ
ープとして用いる際のスチル耐久性などの点でその強度
は充分であるとは言い難く、数分以上スチル再生状態を
続けた後には、磁気ヘッド摺動による媒体表面の削れが
観察される。

さらに、スペーシングを２５ｎｍ以下として媒体表面の
微小突起を設けようとした場合、従来の表面処理技術は
不十分であり、高さの揃った突起を十分な密度で、かつ
均一に形成することは困難であった。すなわち安定な走
行性、耐久性を確保するためには磁気ヘッド、シリンダ
ー、走行系各部などとの摩擦に関与する微小突起が１μ
ボ当り１０個程度以上の密度で必要であるが、従来の技
術によってこの密度で微小突起を形成すると突起高さが
不均一となり、平均突起高さよりも５ないし１０ｎｍ以
上も高い突起が多く存在する。これは、微小突起の形成
がＳｉＯ□などからなる微小粒子を非磁性基板上に分散
塗布するあるいは基板に内填する方法による場合を例に
とれば、微小粒子の分散性が悪いために凝集を起こすこ
とに起因する。このような突起は異常突起と呼ばれ、記
録再生時においてスペーシングを増大させて再生出力を
低下させたり、磁気へノどの偏摩耗の原因となるほか、
磁気ヘッド、シリンダー、走行系各部との間の動摩擦係
数μ、を増大させて走行性、耐久性を低下させる。異常
突起による走行性、耐久性の低下は、以下のメカニズム
によるものと考えられる。高さが均一な微小突起が十分
な密度で形成されている場合、磁気へノド、シリンダー
、走行系各部と実際に接触して摩擦に関与する突起（以
下、有効突起と称する。）の数が多いために、磁気ヘッ
ド、シリンダー、走行系各部から受ける荷重を多くの突
起に分散して受けることになる。

したがって、有効突起１個当りにかかる荷重は非常に小
さく、媒体全体としては動摩擦係数μイが低下し、走行
性、耐久性が確保される。一方、異常突起が存在する場
合には、磁気ヘッド、シリンダー、走行系各部からの荷
重は、すべてこの異常突起が受けることになる。すなわ
ち異常突起よりも高さの低い多くの突起は実際には磁気
ヘッド、シリンダー、走行系各部との摩擦には関与せず
有効突起の数が圧倒的に減少するのである。したがって
有効突起１個当りにかかる荷重が大きくなり、媒体全体
としては動摩擦係数μイが増大して走行性、耐久性も低
下する。

本発明は上記の課題を解決するもので、スペーシングを
さらに小さくした場合にも十分な表面強度を有し、高さ
の揃った微小突起が十分な密度で、かつ均一に形成され
た磁気記録媒体を実現するための表面処理技術を提供す
ることを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は上記の目的を実現するもので、表面にＣｏ−Ｏ
を主成分とする薄膜が形成された磁気記録媒体において
実現したもので、表面に微小突起を有する非磁性基板上
に直接にまたは下地層を介して　Ｃｏ基の磁性膜を形成
し、前記磁性膜の少なくとも表面にＣｏ−Ｏを主成分と
する薄膜を形成する磁気記録媒体の製造方法において、
前記Ｃｏ−Ｏを主成分とする薄膜の形成後に媒体の表面
研磨、加熱および滑剤塗布の３つの処理をこの順序で行
なうことを特徴とするものである。

作用 上記した手段によれば、まず表面研磨処理によって媒体
表面の異常突起が削られて突起高さが揃い、有効突起の
数が増加するのである。結果として磁気ヘッド、シリン
ダー、走行系各部との間の動摩擦係数μイが低下して走
行性、耐久性が確保されるほか、異常突起による磁気ヘ
ッドの偏摩耗、異常突起骨のスペーシングによる再生出
力の低下も防止することができる。このような表面研磨
処理は、例えば十分な硬度と加工精度を有するサファイ
ヤなどのブレードを媒体表面に接触させた状態でブレー
ドと媒体を相対移動させることにより実現できる。すな
わち固定されたブレードのエツジが媒体表面を擦るよう
、媒体の種類に応して、磁気テープならば走行、磁気デ
ィスクならば回転させればよい、また、ブレードの代わ
りにラフピングテープなどを用いてもよい。

真空蒸着法やスパッタ法によって作製されたＣｏ−Ｏを
主成分とする薄膜は、加熱処理を施すことによってその
表面強度をさらに高めることができる。これは、主にＣ
ｏｏよりなる表面酸化層がより化学的に安定になること
に起因すると考えられる。特に上記のような表面研磨処
理を施したＣｏ−０膜においては、研磨による削れによ
って表面に化学的に活性な部分が露出しているものと考
えられ、この加熱処理による効果は大きい、すなわち表
面強度を高めるほか、活性な面を化学的に安定化するこ
とによって磁気へノド、シリンダ、走行系各部との間の
動摩擦係数μ、も低下して走行性、耐久性を大幅に改善
することができる。

加熱処理は真空中で行なっても大気中で行なってもよい
、しかしながら大気中で行なう場合には処理条件によっ
ては表面酸化層が必要以上に成長してその層厚が増し、
記録再生時におけるスペーシングロスを増加させる原因
になり得る。したがって加熱処理の効果が得られる範囲
内でできる限り低温かつ短時間で行なうことが必要であ
る。

この媒体表面に滑剤を塗布することによって、さらに走
行性、耐久性を高めることができるほか、耐環境性の改
善が図れることは容易に理解できる。

本発明においては、これら３つの工程が行なわれる順序
が非常に重要である。加熱処理の後に表面研磨処理が行
なわれる場合、加熱処理によって表面強度が増大してい
るために表面研磨処理が効率的に行なわれない、すなわ
ち同程度の異常突起低減の効果を得るのに余分に時間を
要することになる。さらに加熱処理によって一度安定し
た表面酸化層を研磨することによって内部から再び活性
な部分が現われ、加熱処理によって得られた効果を損な
ってしまう、また滑剤塗布の後に加熱処理を行なった場
合には、滑剤の物性が変化して走行性、耐久性に悪影響
を及ぼす可能性が高い、したがって各処理工程の効果を
最大ならしめるためには、３つの処理が表面研磨、加熱
および滑薊塗布の順序で行なわれなければならない。

実施例 以下に、長尺の高分子基板上に連続蒸着法によりＣｏ−
Ｃｒ１ｌｌ、および保護層としてＣＯ−○膜を順次形成
した垂直磁気記録媒体を用いて本発明の方法を実施した
例について述べる。

第４図に示す連続蒸着装置を用いて上記の垂直磁気記録
媒体を作製する。まず蒸発ａｌｔとしてＣｏとＣｒの合
金をるつぼに充填し、加熱蒸発させて高分子基板６上に
直接Ｃｏ−Ｃｒ膜を形成する０次に蒸発源１１をＣＯに
入れ換えて、Ｃｏ−Ｃｒ膜上にＣｏ−０膜を作製する。

Ｃｏ−０膜は、蒸発１１１１近傍にガス導入パイプを配
し、これより酸素を導入して反応蒸着法によって形成す
る。

高分子基板６には、磁性層が形成される面に平均粒径１
５ｎｍの５ｉ０２粒子が分散塗布してあり、これによっ
て磁性層形成後の媒体表面には１μボ当り２０個程度以
上の密度で微小突起が形成される。

上記で得られた磁気記録テープに、サファイヤのブレー
ドを用いて表面研磨処理を施した。第１図に本実施例で
用いた表面研磨処理装置の概略構成を示す。第１図にお
いて、■は表面を研磨するためのサファイヤブレード、
２は磁気記録媒体、３は供給ロール、４は巻き取りロー
ル、５はガイドローラである０Ｍ！Ｌ気記録媒体２は供
給ロール３から引き出されて矢印Ａの方向に移動し、巻
き取りロール４に巻き取られるまでの間、走行系の途中
に設置されたサファイヤブレード１のエツジに接触して
走行する際表面研磨される。このブレード１は磁気記録
媒体２の種類や走行速度に応して走行系途中に複数個設
置して効率を上げることもできる０本実施例においては
、磁気記録媒体２の走行速度を７ｍ／分とし、同一のサ
ファイヤブレードｌを５個配した。

次に表面研磨処理の施された磁気記録媒体２を汎用性の
恒温槽内で加熱処理する。本実施例においては、大気中
、１００°Ｃで５０時間加熱処理した例を示すが、後に
述べるように表面酸化層厚の増加による記録再生時のス
ペーシングロスの増加は観察されなかった。

最後に、グラビアコーティングにより加熱処理後の磁気
記録媒体表面に滑剤を塗布する。

第２図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）に、各処理終了後に
測定された媒体表面の引掻強度、動摩擦係数μ３、およ
びリング磁気ヘッドによる波長０．５４μｍの再生出力
の変化を示す、ここで引掻強度は、ＪＩＳＫ６７１８に
準拠した引掻強度試験によって測定されたものである。

また動摩擦係数μ８は、ドローイング試験により測定さ
れた。この際の荷重は２０ｇ、テープの巻き付は角度は
１５０度、ポストは直径４■で材質は５ＵＳ３０３、Ｒ
＠１ａｌｌ　−０，６μｍの表面性を有する０図から明
らかなように、各処理工程を経る度に引掻強度は増加し
、動摩擦係数μえは低下する。すなわち本発明における
３つの処理工程を経た後には未処理時と比較して大幅に
テープの走行性、耐久性が向上していることがわかる。

再生出力については、表面研磨処理を経た後に若干増加
しており、これは異常突起の低減によりスペーシングが
小さくなったことに起因すると考えられ、本発明がスペ
ーシングロス低減という観点においても充分な効果を有
することを示すものである。なおこの再生出力は、加熱
処理後においてなんら減少する傾向を見せておらず、本
実施例においては大気中加熱処理によってスペーシング
ロスを増加させるほどの表面酸化層の成長が起こってい
ないことを示している。

ここで、比較例として表面研磨、加熱および滑削塗布の
３つの処理工程を本発明において指定した順序と逆の順
序で経た磁気記録媒体について、各処理終了後に測定さ
れた媒体表面の引掻強度、動摩擦係数μや、およびリン
グ磁気ヘッドによる波長０．５４μｍの再生出力の変化
を第３図（ａ）、　（ｂ）。

（Ｃ）に示す、用いた磁気記録媒体、各工程の処理条件
、および評価方法は実施例におけるものと同じである。

引掻強度、動摩擦係数μ８、および再生出力ともに若干
の改善はみられるものの、第２図（ａ）、　（ｂ）、　
（ｃ）に示した本発明の指定順序はどの効果はみられな
い。この他、本発明の指定順序以外の順序すべてについ
て同様の検討を行なったが、本発明の指定順序以上の効
果がみられたものはなかった。これは、作用の項におい
て述べた通りの理由によるものであり、各処理工程の効
果を最大にするためには、３つの処理工程が本発明にお
いて指定した順序、すなわち表面研磨、加熱および滑荊
塗布の順序で行なわれなければならないことが実験的に
証明されたことになる。

なお、上記と同様の検討において、加熱処理を真空中、
窒素雰囲気中で行なった場合、表面研磨処理手段として
ランピングテープを用いた場合についても前記と同様の
結果が得られた。

また磁気記録媒体としてＣｏ−Ｏを主成分とする単層ｒ
ＩＡ磁気記録媒体を用いた場合、同様の磁性膜を表面に
有する各種多層膜媒体を用いた際にも本発明の効果は上
記と同様に得られた。特に磁気記録媒体作製の際、Ｃｏ
−０膜中のＣＯを３０％以下の範囲でＮｉ、Ｆｅの少な
くとも一方に１換した場合においても上記と同様に本発
明の効果が得られた。

さらに高分子基板上に、Ｔｉ膜、Ｎｉ−Ｆｅ膜などの種
々の磁性または非磁性の下地層を介して磁性層を形成す
る場合についても検討したところ、上記の実施例と同様
に本発明の効果が得られた。

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明により、従来より
も磁気ヘッドと媒体の記録層の間のスペーシングをさら
に小さくした場合にも、十分な表面強度を有し、高さの
揃った微小突起が十分な密度で、かつ均一に形成された
磁気記録媒体を実現することができ、これにより表面に
Ｃｏ−Ｏを主成分とするＩＭが形成された磁気記録媒体
においてその走行性を損なうことなく、耐久性をより向
上させた上、再生出力を高めることができる。すでに述
べたようにＣｏ−０膜は優れた高密度垂直磁気記録媒体
として注目されており、本発明は今後の高密度垂直磁気
記録媒体の実現に大きく貢献できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例において用いた表面研磨装置
の概略構成図、第２図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）は本
実施例における媒体表面の引掻強度、動摩擦係数μ８、
および再生出力の各処理後の変化を示す図、第３図（ａ
）、ら）、　（Ｃ）は比較例における媒体表面の弓掻強
度、動摩擦係数μ８、および再生出力の各処理後の変化
を示す図、第４図は従来より用いられ本実施例において
も用いた連続蒸着装置の概略構成図である。 ■・・・・・・ブレード、２・・・・・・磁気記録媒体
。 代理人の氏名　弁理士小鍜治明　ほか２名第 図 ブＬ−ド゛ 一磁ｔし吉乙イさＡ廖８【体 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表面に微小突起を有する非磁性基板上に直接にまたは下
   地層を介してＣｏ基の磁性膜を形成し、前記磁性膜の少
   なくとも表面にＣｏ−Ｏを主成分とする薄膜を形成する
   磁気記録媒体の製造方法において、前記Ｃｏ−Ｏを主成
   分とする薄膜の形成後に媒体の表面研磨、加熱、および
   滑剤塗布の３つの処理をこの順序で行うことを特徴とす
   る磁気記録媒体の製造方法。