JPH04121818A - 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、メツキ法、スパッタリング法
、真空蕪着法等があるが、量産性を考慮すると真空蒸着
法が最も優れている。真空蒸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３
図に概略構成を示す装置を用いる。第３図において、１
２は高分子材料等からなる非磁性基板、１３は蒸着用の
円筒状ローラ、１４は非磁性基板１２の供給ロール、１
５は同巻き取りロール、１６はガイドローラ、１７は蒸
発源、１８は蒸発源１７を加熱溶融するるつぼ、１９は
蒸気の流れを規制するマスクである。上記の装置におい
て、高分子材料よりなる基板１２は蒸着用の円筒状ロー
ラ１３の外周面に巻回され矢印Ｂの方向に移動しながら
、蒸発源１７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ート
（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用磁気記録テープとして実用化さ
れているほか、次世代の高密度金属薄膜型媒体としてＣ
０−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。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０５Ｃｏｏ
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Ｓ　ｉＯ２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１−１５
８６１６号公報参照）がある。

発明が解決しようとする課題 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
ＶＴＲ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。

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では不十分
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イ当り
１０個程度以上、好ましくは２０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（存在する。こ
れは、微小突起の形成が５ｉ０２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、磁気ヘッドの偏摩
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、磁気ヘッド、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、を効突起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、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μ８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、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Ｃ
Ｏ基の磁性膜を形成する磁気記録媒体の製造方法におい
て、前記ＣＯ基の磁性膜の形成後に表面研磨処理を行う
ことにより媒体表面の基準長さＬ＝１．２５μｍにおけ
る十点平均粗さＲ２を１０ｎｍ以上、２５ｎｍ以下とし
、かつ最大高さＲ１１ａＸをＲ２＋５ｎｍ以下とするこ
とを特徴とするものである。

作用 上記した手段によれば、表面研磨処理によって媒体表面
の異常突起が削れて突起高さが揃い、有効突起の数が増
加するのである。結果として磁気へンド、シリンダー、
走行系各部との間の動摩擦係数μ、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。

ここで重要なのは表面研磨処理後の媒体表面が、「基準
長さＬ＝１．２５μｍにおける十点平均粗さＲ２を１０
ｎｍ以上、２５ｎｍ以下とし、かつ最大高さＲＩＩｍＷ
をＲ２＋５ｎｍ以下とする」表面粗さ（用語はＪＩＳ　
　ＢＯ６０１準拠）を有するように、従来技術による微
小突起の形成条件および表面研磨処理条件を定めること
である。このことについて第２図を用いて説明する。第
２図は、走査型トンネル電子顕微鏡（ＳＴＭ）を用いて
測定された、本発明の製造方法による磁気記録媒体表面
の断面曲線の一例を示したものである。第２図より十点
平均粗さＲ２は、（Ｒ２＋Ｒ４＋Ｒ６十Ｒ８＋Ｒ１ｏ−
Ｒ，−Ｒ３−Ｒ５−Ｒ７−Ｒｏ）１５により求まり、ま
た最大高さＲｓａＸは、（Ｒ６−Ｒ，） により求まる。まず、基準長さ１１をＬ　＝、１．２５
μｍとしたことは、微小突起の密度を規定するという点
で重要である。前述したように、磁気記録媒体の安定な
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１
μが当り１０個程度以上、好ましくは２０個程度以上の
密度で必要である。「基準長さＬ＝１．２５μｍにおけ
る十点平均粗さＲ２を１０ｎｍ以上、２５ｎｍ以下」と
するためには基準長さ１．２５μｍの断面曲線において
十点平均粗さＲ２に対応する大きさの断面曲線の山６と
谷７を少なくとも５個ずつ以上持つ必要がある。このこ
とが、２次元的には１μボ当り１０個程度以上の微小突
起を有することに対応することになる１次に、最大高さ
Ｒａ＊ｘをＲ２＋５ｎｍ以下とすることは、微小突起の
高さを揃えて異常突起の発生を抑制し、有効突起の数を
増やすことを意味する。実験によれば、突起高さがＲ２
＋５ｎｍを超える突起は異常突起となる可能性を持ち、
前述したように再生出力の低下、走行性、耐久性の低下
といった悪影響をもたらす。逆に、最大高さＲ１１＋１
１１をＲ２＋５ｎｍ以下に抑えておけば、このような異
常突起による悪影響は観察されない。以上に述べたよう
に、高さの揃った突起を十分な密度で、かつ均一に形成
することを前提にして、十点平均粗さＲ２を１０ｎｍ以
上、２５ｎｍ以下とすることが必要である。十点平均粗
さＲ２が２５ｎｍを超える場合には、本発明における表
面研磨処理を用いずとも、従来の技術において達成し得
る。しかしこの場合にはスペーシングロスによる再生出
力の低下が大きく、前述した次世代の高密度磁気記録媒
体に要求されるレヘルを満たしていない。従来技術によ
って媒体表面に形成された微小突起に表面研磨処理を施
すことによりはしめて、十点平均粗さＲ２が２５ｎｍ以
下が達成されるのである。一方、十点平均粗さＲ２を１
０ｎｍ未満とすると、再生出力に不安定を生じたり、動
摩擦係数μ８が増大して走行性、耐久性を低下させたり
する。この原因は以下のように考えられる。いかに理想
的な表面性を確保しようとも、磁気ヘッドと媒体が接触
して摺動する限り磁気へンドあるいは媒体の摩耗粉の発
生は防げるものではない。

この摩擦粉は通常は断面曲線における谷７の部分を浮遊
し特に悪影響を及ぼすことは少ない。しかしながら、十
点平均粗さＲ２を１０ｎｍ未満とするような突起高さが
低い場合には、この摩耗粉が断面曲線における山６の部
分にも頻度高く現れて磁気ヘッドと媒体との間で相互摩
擦を起こし、磁気ヘッドの目詰まりを起こしたり、さら
に突起を削って、微小突起による動摩擦係数低減の効果
をなくしているのである。

以上述べたように、本発明における表面研磨処理は、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のに極めて有効な表面処理
技術であるが、この技術を用いて、磁気記録媒体表面を
請求項に限定した表面粗さとすることによって初めてそ
の効果を最大限に発揮し、次世代の高密度磁気記録媒体
開発に寄与する有効な技術となり得るのである。

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−
Ｃｒ膜、および保護層としてＣｏ−０＃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現した例に
ついて従来例２比較例を交え、さらに図および表を用い
て説明する。

第３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。まず蒸発源１７としてＣＯとＣｒの合
金をるつぼ１８に充填し、加熱算発させて高分子基板１
２上に直接Ｃｏ−Ｃｒ膜を作製する０次に蒸発源１７を
Ｃｏに入れ換えて、Ｃｏ−Ｃｒ膜上にＣｏ−０膜を作製
する。Ｃ００膜は、蒸発′ａ１７近傍にガス供給パイプ
を配し、これより酸素を供給して反応蒸着法によって形
成する。

高分子基板１２には、磁性層が形成される面に平均粒径
１５ｎｍの５ｉ０２粒子があらかじめ分散塗布してあり
、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、１はサファイヤブレード、２は磁気記録媒体、３
は磁気記録媒体の供給ロール、４は巻き取りロール、５
はガイドローラである。第１図に示す装置において、磁
気記録媒体２は、供給ロール３から巻き出されて矢印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に表面が研磨される。こ
のブレード１は磁気記録媒体２０種類や走行速度に応じ
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１を５個配し
た。

サファイヤブレードの代りにラッピングテープなどを用
いてもよい。

（比較例１） 実施例において連続蒸着法によって作製された磁気記録
媒体に表面研磨処理を施さなかった。

（比較例２） 実施例と同様に、長尺の高分子基板上に連続ｙ着法によ
りＣｏ−Ｃｒ膜、および保護層としてＣ０−０膜を順次
形成した垂直磁気記録媒体を作製した。

高分子基板１２には、磁性層が形成される面に平均粒径
１２ｎｍのＳＩＯ□粒子があらがしめ分散塗布してあり
、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、実施例と同様にサフ
ァイヤのブレードを用いて表面研磨処理を施した。磁気
記録媒体２の走行速度は７ｍ／分とし、同一のサファイ
ヤブレード１を７個配した。

（従来例） 実施例と同様に、長尺の高分子基板上に連続蒸着法によ
りＣｏ−Ｃｒｌｌ、および保護層としてＣ０−０膜を順
次形成した垂直磁気記録媒体を作成した。

高分子基板１２には、磁性層が形成される面に平均粒径
２８ｎｍの５ｉ０２粒子があらかしめ分散塗布してあり
、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。表面研
磨処理は施さなかった。

次の表に、本実流側、比較例１．２および従来例におい
て作製された磁気記録媒体をテープ状にスリットして各
種の評価を行った結果をまとめて示す。なお表中、十点
平均粗さＲ２および最大高さＲ１，８は走査型トンネル
電子顕微鏡により測定し、ｎｍ単位で示したものである
。出力は、リング磁気ヘッドによる波長０．５４μｍの
再生出力を従来例に対する相対値としてｄＢ表示した。

また動摩擦係数μ、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、ポストの直径は４ｍｍでその材質は５ＵＳ３
０３であり、Ｒｗａｘ　＝０．６　μｍの表面性を有す
る。

上記の表により、本実施例において本発明の製造方法に
よって作製された磁気記録テープが、磁気ヘッドと媒体
記録層との間のスペーシングを低減することにより従来
例よりも大幅な再生出力の増加がみられる一方で、従来
例と同等の走行性。

耐久性を有していることがわかる。比較例１の場合は、
本実施例と同じ平均粒径１５ｎｍの５ｉ０２粒子が１μ
ボ当り２０個程度以上の密度で分散塗布された高分子基
板１２を用いたにもかかわらず、表面研磨処理を行わな
かったために、最大高さＲＩＩＩＩＩＸが十点平均粗さ
Ｒ２よりも９ｎｍも大きくなっており、異常突起が存在
してを効突起数が減っていることがわかる。この異常突
起の存在により、磁気ヘッドと媒体記録層との間のスペ
ーシングが大きくなり、実施例においてみられたほどの
再生出力の増加は観察されない。また作用の項において
述べたように、動摩擦係数μえの値が本実流側、従来例
に比べて大きいことや、磁気ヘッドの偏摩耗が観察され
ることも異常突起の存在に起因するものである。比較例
２の場合は、本実施例とは高分子基板１２上に分散塗布
された５ｉ０２粒子の平均粒径と表面研磨処理条件を変
え、スペーシングをさらに小さくした場合にも高さの揃
った微小突起が十分な密度で、かつ均一に形成された磁
気記録媒体が実現された例であり、スペーシングの低減
による再生出力の増加という観点では本実施例よりも大
きな効果を上げている。しかしながら、この場合は、十
点平均粗さＲ２が１０ｎｍ未満となっているため、磁気
ヘッドと媒体の間に存在する摩耗粉により、磁気ヘッド
の目詰まりを起こしたり、さらに突起を削って、微小突
起による動摩擦係数低減の効果をなくしており、磁気記
録媒体としての実用に耐え得るものではなくなっている
。

以上述べたように本発明の方法により、本実施例におい
て作製された磁気記録媒体が、再生出力。

走行性、耐久性を考慮した高密度磁気記録媒体の総合性
能において、非常に優れた特性を有していることが理解
される。

なお、磁気記録媒体としてＣｏ−０，またはＣ。

−Ｃｒを主成分とする単層膜磁気記録媒体を用いた場合
、同様のＣｏ基の磁性膜を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−〇膜またはＣｏ−Ｃｒ＠中
のＣｏを３０％以下の範囲でＮｉ、Ｆｅの少なくとも一
方に置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
も磁気へラ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、適正な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Ｃｏ基の磁性膜が形成さ
れた磁気記録媒体において、その走行性および耐久性を
損なうことなく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、Ｃｏ−Ｃｒ膜に代表されるＣ
ｏ基の磁性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
の開発に大きく貢献できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例において用いた表面研磨処理装
置の概略構成図、第２図は本発明の製造方法による磁気
記録媒体の表面の断面曲線の一例を示す図、第３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。 １・・・・・・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基筒 図 １−一−ブし−ｙ ２−礁″ｉＬ都−■（体

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基の磁性膜を形成する磁気記録媒体の
   製造方法において、前記Ｃｏ基の磁性膜の形成後に表面
   研磨処理を行うことにより媒体表面の基準長さＬ＝１．
   ２５μｍにおける十点平均粗さＲ＿２を１０ｎｍ以上、
   ２５ｎｍ以下とし、かつ最大高さＲ＿ｍ＿ａ＿ｘをＲ＿
   ２＋５ｎｍ以下とすることを特徴とする磁気記録媒体の
   製造方法。