JPH05166183A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リング型磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装
置に適する磁気記録媒体の製造方法において、再生出力
の高いものが得られる製造方法を提供する。 【構成】 円筒状キャン３の円周面上を走行する非磁性
基板１上にＣｏ−Ｏ膜を連続蒸着法で形成する際、酸素
導入管９より酸素を蒸発原子７の入射方向と平行に導入
し、窒素導入管１０より窒素を円筒状キャン３の円周方
向と平行な方向に導入することにより、非磁性基板１の
垂直方向から傾斜した方向に磁化容易軸方向を有するＣ
ｏ−Ｏ膜が得られ、リング型磁気ヘッドを用いたとき高
い再生出力が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リング型磁気ヘッド
（以下リングヘッドと記す）を用いた磁気記録再生装置
に使用する磁気記録媒体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｃｏ−ＯおよびＣｏ−Ｎｉ−Ｏ蒸着テー
プは、磁気記録媒体として研究されている。すでにＣｏ
−Ｎｉ−Ｏ蒸着テープはハイバンド８ミリ用テープとし
て実用化されるに至っている。Ｃｏ−Ｏ蒸着テープは、
蒸発原子の基板への入射角を基板面に対して垂直になる
ようにして作製すると、強い垂直磁気異方性を示すＣｏ
−Ｏ膜の作製が可能となる。真空蒸着法でＣｏ−Ｏ膜を
作製する際、酸素だけでなく窒素を導入すると、大きな
垂直磁気異方性磁界（Ｈｋ）を有し、かつ垂直方向の保
磁力（Ｈｃ⊥）の大きなＣｏ−Ｏ膜が得られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来Ｃ
ｏ−Ｏを作製する際、窒素を導入すると、ＨｋおよびＨ
ｃ⊥の大きなＣｏ−Ｏ膜が得られたが、リングヘッドを
用いて記録再生した場合、十分高い再生出力を示す磁気
記録媒体が得られなかった。

【０００４】本発明はリングヘッドの使用時に高い再生
出力が得られる磁気記録媒体の製造方法を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、非磁性基板上またはその非磁性基板上に形
成された磁性層上にＣｏおよび酸素を主成分とする磁性
膜を連続蒸着法により形成する際、酸素ガスを蒸発原子
の終期入射側近傍から蒸発原子の入射方向とほぼ平行な
方向に導入し、窒素、Ａｒのうち少なくとも一種類のガ
スを終期入社側近傍から円筒状キャンの円周方向とほぼ
平行な方向に導入することを特徴とする磁気記録媒体の
製造方法とする。

【０００６】

【作用】この構成により、Ｃｏおよび酸素を主成分とす
る磁性膜、例えばＣｏ−Ｏ膜を作製する際、ほぼ蒸気流
の方向に酸素を導入すると、酸素は蒸発してきたＣｏ原
子の運動を妨げず、Ｃｏ原子は高いエネルギーのまま酸
素原子と結合し、非磁性基板に到達することができる。
また、できたＣｏ−Ｏ膜の深さ方向に比較的均一に酸素
が分布し、磁気異方性の強いＣｏ−Ｏ膜を作製すること
ができる。

【０００７】Ｃｏ−Ｏ膜を真空蒸着法で作製する際、窒
素を導入すると、形成されたＣｏ−Ｏ膜の柱状結晶粒間
の空間的な分離が促進される。このためにＣｏ−Ｏ膜は
大きなＨｋを示すとともにＨｃ⊥も大きくなる。しか
し、従来の方法のように、非磁性基板に対して垂直に近
い角度で窒素を導入すると、柱状結晶粒が非磁性基板に
対して垂直に近い角度で成長するために磁化容易軸方向
が非磁性基板に対して垂直に近い方向を向いてしまう。
このような磁気記録媒体にリングヘッドを用いて記録再
生する場合には、高出力は得られない。この原因はリン
グヘッドから漏れる磁束は垂直成分が弱いためである。
また窒素を酸素の４倍以上導入したり、蒸着部近傍の真
空度が、３．０×１０^-4Ｔｏｒｒを超えて悪くなると、
窒素とＣｏ粒子とが衝突する機会が増えるために、柱状
結晶粒が非磁性基板に対して垂直の方向に成長し、高出
力のＣｏ−Ｏ膜ができない。

【０００８】リングヘッドで高出力を示すＣｏ−Ｏ膜を
作製するためには、磁化容易軸方向が垂直方向から傾斜
し、かつ磁気異方性の大きなＣｏ−Ｏ膜を作製する必要
がある。そのため本発明においては、窒素を非磁性基板
の表面に対してほぼ平行に導入するので、柱状結晶粒が
垂直方向から傾斜した状態で成長するのを妨げない。ま
た、この導入方法だと窒素の導入量が最小限ですむの
で、残留ガス分子によるＣｏ原子の散乱を最小限にする
ことができる。このためにＣｏ−Ｏ膜の磁化容易軸方向
が垂直方向から傾斜する。さらに柱状結晶粒の成長方向
を非磁性基板の垂直方向から傾斜させるために、蒸発原
子の非磁性基板への初期入射角は６０°以上、終期入射
角は４０°以上とするのがよい。ただし、初期入射角と
はＣｏ−Ｏ膜の初期形成時における蒸発原子の入射方向
と非磁性基板に対する垂直方向とのなす角度であり、終
期入射角とはＣｏ−Ｏ膜の終期形成時における同様の角
度のことである。以上のようにしてＣｏ−Ｏ膜を作製す
ると、Ｃｏ−Ｏ膜の磁化容易軸方向が垂直方向から傾斜
しており、かつ磁気異方性エネルギーの大きなＣｏ−Ｏ
膜が得られる。このため、リングヘッドを用いて記録再
生した際、高い再生出力が得られる。

【０００９】

【実施例】以下に、本発明の一実施例における磁気記録
媒体の製造方法を図面に基づいて説明する。

【００１０】図１は本発明の磁気記録媒体の製造装置の
一例を示す図である。図１において、非磁性基板として
の高分子基板１は、巻出しロール２から巻出されて矢印
Ａの向きに円筒状キャン３の周面上に沿って走行し、巻
取りロール４に巻取られる。この間、円筒状キャン３の
周面上で、坩堝５に入った蒸発源６より飛来した蒸発原
子７が高分子基板１の表面に付着してＣｏ−Ｏ膜が形成
される。そして蒸発原子７の高分子基板１への入射角
は、仕切り板８により、初期入射角φｉから終期入射角
φｆまで連続的に変化する。

【００１１】９は酸素導入管であり、Ｂは酸素の導入さ
れる方向を示している。酸素の導入方向Ｂとしては、蒸
発原子７の運動方向を阻害しないように、ほぼ蒸気流の
方向と一致しているのが望ましい。しかし実際には、蒸
発原子７と反応させるためには、３０°を超えない範囲
で、平均の蒸気流の方向に対して図１の導入方向Ｂに示
すように傾斜させてやる必要がある。また、１０は窒素
導入管であり、Ｃは窒素の導入方向を示している。窒素
は円筒状キャン３の周面の方向に吹き出される。これら
の各導入管９，１０のガス吹き出し口は、レーザー加工
により開けられた０．１mmφの穴となっており、酸素お
よび窒素は、吹き出し口からそれぞれ図１のＢおよびＣ
の方向へ勢い良く吹き出される。吹き出し口の径はガス
の吹き出される方向を制御するためになるべく小さいも
のが望ましく、１mm以下のものが良い。また、１１は排
気管である。

【００１２】窒素を導入管１０により導入するとき、窒
素量は多い方がＣｏ−Ｏ膜の柱状結晶粒間に多くの間隙
を形成し、より磁気異方性の大きなＣｏ−Ｏ膜を形成可
能にする。しかし窒素量が多いと、蒸着部近傍の真空度
が低下し、そのためＣｏ原子の衝突が増加し、柱状結晶
粒が垂直方向に成長してしまう。柱状結晶粒を垂直方向
から傾斜させつつ成長させるには、蒸着開始部近傍を図
１に示すように排気管１１により排気してやるのが有効
である。

【００１３】（実施例Ｉ）次に、図１に示す製造装置を
用いたＣｏ−Ｏ膜の製造方法の具体例について説明す
る。まず、本実施例１のＣｏ−Ｏ膜を次のようにして作
製した。円筒状キャン３の直径が５０cmのものを用い、
円筒状キャン３の温度は１００℃とした。円筒状キャン
３の温度を１００℃とするのは、室温とするより保磁力
のより大きいＣｏ−Ｏ膜が得られるためである。高分子
基板１としては厚さ１０μｍ、幅５００mmのポリエチレ
ンナフタレート（ＰＥＮ）基板を用いた。蒸発源６とし
てはＣｏを用い、初期入射角φｉは８０°、終期入射角
φｆは４０°とした。真空装置内部全体を３．０×１０
^-5Ｔｏｒｒ以下に排気した後、酸素を０．６１／ｍｉ
ｎ、窒素を０．３１／ｍｉｎ導入したところ、真空度は
２．０×１０^-4Ｔｏｒｒ程度であった。高分子基板１の
搬送速度を２０ｍ／ｍｉｎとし、蒸着速度は１μｍ／ｓ
ｅｃで膜厚約０．２μｍのＣｏ−Ｏ膜を作製した。

【００１４】次に、上記本実施例１と同様の方法で本実
施例１とは酸素および窒素の導入量を変えて本実施例２
〜４および比較例１〜３のＣｏ−Ｏ膜を作製した。ただ
し、比較例２は窒素を導入しないもの、比較例３は酸素
導入管から酸素と窒素とを導入したものである。

【００１５】以上のようにして作製したＣｏ−Ｏ膜の磁
気特性を振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いて測定し
た。ＶＳＭにより求めたＨｃ⊥、Ｈｃ‖（膜面内の磁化
容易軸方向の保磁力）およびＭｒ‖／Ｍｓ（膜面内の磁
化容易軸方向における磁化曲線の残留磁化と飽和磁化と
の比）を（表１）に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】本実施例１の飽和磁化は５００ｅｍｕ／cc
であった。本実施例１のＣｏ−Ｏ膜はＨｃ⊥、Ｈｃ‖が
ともに大きく、かつＭｒ‖／Ｍｓの値が大きい。これは
磁化用軸方向が垂直方向から傾斜しており、かつ傾斜し
た方向の磁気異方性が大きいことを示している。したが
ってリングヘッドを用いて記録再生する場合には大きな
再生出力が得られる。

【００１８】また、本実施例２〜４のように、導入する
窒素量を次第に増加させても、本実施例１とほぼ同様の
磁気特性が得られる。しかし、比較例１のように窒素量
を酸素の４倍まで増やすとＨｃ‖およびＭｒ‖／Ｍｓが
小さくなり、磁化容易軸方向が垂直的となる。このよう
なＣｏ−Ｏ膜はリングヘッドでは高い再生出力が得られ
ない。リングヘッドで高い再生出力を得るためには、窒
素の導入量を酸素の約３倍以下にするのが望ましい。ま
た本実施例１〜４において酸素導入管９より導入した酸
素を窒素導入管１０より導入した場合にはＨｃ⊥、Ｈｃ
‖ともに低下したが、窒素導入管１０から導入した酸素
が酸素導入管９から導入した酸素の２０％以下であれ
ば、Ｈｃ⊥およびＨｃ‖の低下はほとんどなかった。

【００１９】比較例２は窒素導入しない場合であるが、
この場合は窒素による柱状結晶粒間の分離がないので、
Ｈｃ⊥およびＨｃ‖は小さい。したがって、磁化容易軸
方向の磁気異方性は弱いと考えられ、優れた磁気記録媒
体とはならない。比較例３は、酸素導入管９から酸素お
よび窒素を導入した場合であるが、この場合には、Ｈｃ
⊥は大きいが、Ｈｃ‖およびＭｒ‖／Ｍｓは低下する。
すなわち強い垂直磁気異方性を有するＣｏ−Ｏ膜が形成
されるため、リングヘッドを用いた記録に適さない。な
お比較例１および比較例３の場合の成膜中の蒸着部近傍
の真空度は、５．０×１０^-4Ｔｏｒｒ程度であった。

【００２０】なお、ここで従来例との比較のため、従来
法によるＣｏ−Ｏ膜について述べる。図２は従来のＣｏ
−Ｏ膜の製造装置の一例を示す。ただし図２において図
１と同様のものは図１と同一符号を付してある。図２は
図１とほぼ同様であるが、蒸発原子の高分子基板１への
入射角はほぼ高分子基板１の法線方向であり、また酸素
と窒素はともにガス導入口１２よりＤの方向へ導入され
る。図２の製造装置で本実施例１と同様にしてＣｏ−Ｏ
膜を作製すると、Ｈｃ⊥は２０００Ｏｅ、Ｈｃ‖は６０
０Ｏｅ、Ｍｒ‖／Ｍｓは０．２のＣｏ−Ｏ膜が作製され
た。このＣｏ−Ｏ膜は垂直磁気異方性が強くリングヘッ
ドを用いた記録再生には適さない。

【００２１】次に本実施例１のＣｏ−Ｏ膜による磁気記
録媒体を８mm幅にスリットして、市販のハイバンド８ミ
リデッキを用い輝度信号Ｓ／Ｎの評価を行った。その結
果、本実施例１のＣｏ−Ｏ膜を用いた磁気記録媒体は、
市販の金属蒸着テープ（ＭＥテープ）に比べて５ｄＢ高
いＳ／Ｎを有することがわかった。これは本実施例１の
Ｃｏ−Ｏ膜が市販の金属蒸着テープに比べて斜め方向に
高い磁気異方性を有しているためと考えられる。

【００２２】（実施例II）次に、排気管１１よりターボ
分子ポンプを用いて排気する他は、比較例１と全く同じ
条件で本実施例５のＣｏ−Ｏ膜を作製した。（表２）に
その磁気特性を示す。

【００２３】

【表２】

【００２４】この場合は真空度が２．０×１０^-4Ｔｏｒ
ｒまで改善されたために、Ｍｒ‖／Ｍｓは大幅に改善さ
れている。本実施例５のＣｏ−Ｏ膜はＨｃ⊥、Ｈｃ‖が
ともに大きく、リングヘッドで記録再生するのに適した
Ｃｏ−Ｏ膜である。

【００２５】（実施例III）高分子基板１として厚さ１
０μｍ、幅５００mmのポリイミド基板を用いて、第１の
磁性層としてＣｏ−Ｃｒ膜、第２の磁性層としてＣｏ−
Ｏ膜を積層した磁気テープを作製した。Ｃｏ−Ｃｒ膜の
上にＣｏ−Ｏ膜を形成するのは、Ｃｏ−Ｃｒ膜の耐久
性、走行性を向上させ、かつ異った２種類の材料の持つ
優れた記録再生特性を利用するためである。実施例Ｉで
使用したのと同じ真空蒸着装置を用い、まず、蒸発源６
としてＣｏ−Ｃｒ合金を使用して０．１μｍの膜厚でＣ
ｏ−Ｃｒ膜を作製した。この時円筒状キャン３の温度は
２５０℃とした。この後、巻取りロール４に巻取られた
Ｃｏ−Ｃｒ膜を矢印Ａと反対の方向に走行させて、巻出
しロール２に巻直した。そして今度は蒸発源６にＣｏを
用い、酸素および窒素を実施例１と全く同様の方法で導
入して、０．１μｍの膜厚のＣｏ−Ｏ膜を作製した。

【００２６】以上のようにして作製した磁気記録媒体の
輝度信号のＳ／Ｎ比を実施例１と同じ方法で評価したと
ころ、市販の金属蒸着テープに比べて約６ｄＢ高いＳ／
Ｎ比が得られた。一方比較例２と同様の方法でＣｏ−Ｃ
ｒ膜の上にＣｏ−Ｏ膜を上記と同じ方法で作製しても、
金属蒸着テープに比べて＋３ｄＢの再生出力しか得られ
なかった。本実施例IIIの方法で第２の磁性層としてＣ
ｏ−Ｏ膜を作製した場合は、（表１）に示すような高い
保磁力を有するため、２層の磁性層からなる磁気記録媒
体の再生出力を増加させる効果があると考えられる。

【００２７】以上の実施例Ｉ〜IIIでは窒素を用いる場
合について述べたが、窒素の代りに窒素導入管１０から
Ａｒなどの不活性ガスを用いても実施例Ｉ〜IIIと同様
の効果がある。また実施例Ｉ〜IIIでは、Ｃｏ−Ｏ膜を
作製する場合について説明したが、Ｃｏ−Ｏ膜の代りに
Ｃｏ−Ｎｉ−Ｏ膜としてもＣｏ−Ｏ膜の場合とほぼ同様
に有効である。高分子基板１としてはポリエチレンナフ
タレート基板を用いる場合について説明したが、ポリエ
チレンテレフタレート基板、ポリアミド基板またはポリ
イミド基板を用いても有効である。

【００２８】また、実施例Ｉ，IIにおいては、Ｃｏ−Ｏ
膜を１層だけ形成する場合について説明したが、実施例
IIIに示したように磁性層を２層以上積層する場合、１
層以上に本発明の製造方法を適用すれば、Ｃｏ−Ｏ膜ま
たはＣｏ−Ｎｉ−Ｏ膜の特性を改善する効果がある。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の磁気記録媒体の製造方法は、蒸発原子の終期入射側近
傍から特定の方向に酸素と窒素またはＡｒガスを導入す
るもので、これにより磁性膜の垂直方向から傾斜した方
向に大きな磁気異方性を有する磁性膜を作製することが
できる。このため、本発明の製造方法により作製した磁
気記録媒体はリングヘッドを用いて記録再生する際に高
い再生出力および優れたＳ／Ｎ比が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における磁気記録媒体の製造
方法を実施する製造装置の概略図

【図２】従来の磁気記録媒体の製造装置の概略図

【符号の説明】

１ 高分子基板（非磁性基板） ３ 円筒状キャン ７ 蒸発原子 ９ 酸素導入管 １０ 窒素導入管 １１ 排気管 φｉ 初期入射角 φｆ 終期入射角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 達朗 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒状キャンの円周面上を走行する非磁性
   基板上またはその非磁性基板上に形成された磁性層上に
   Ｃｏおよび酸素を主成分とする磁性膜を連続蒸着法によ
   り形成する際、蒸着部における蒸発原子の終期入射側近
   傍からその蒸発原子の入射方向とほぼ平行な方向に酸素
   ガスを導入し、窒素、Ａｒのうち少なくとも一種類のガ
   スを終期入射側近傍から前記円筒状キャンの円周方向と
   ほぼ平行な方向に導入することを特徴とする磁気記録媒
   体の製造方法。
2. 【請求項２】蒸着部近傍の真空度が３．０×１０^-4Ｔｏ
   ｒｒ以下であることを特徴とする請求項１記載の磁気記
   録媒体の製造方法。
3. 【請求項３】磁性膜の初期形成時における蒸発原子の入
   射方向が非磁性基板の垂直方向から６０°以上傾斜し、
   終期形成時における入射方向が垂直方向から４０°以上
   傾斜していることを特徴とする請求項１または２記載の
   磁気記録媒体の製造方法。
4. 【請求項４】蒸着部における蒸発原子の初期入射側近傍
   に排気口を設けてガスを排気することを特徴とする請求
   項１，２または３記載の磁気記録媒体の製造方法。