JPH0833995B2

JPH0833995B2 - 磁気記録媒体の製造方法

Info

Publication number: JPH0833995B2
Application number: JP1172220A
Authority: JP
Inventors: 喜代司高橋; 幹夫村居; 優小田桐
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-07-04
Filing date: 1989-07-04
Publication date: 1996-03-29
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: JPH0337826A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、強磁性金属薄膜型磁気記録媒体に関し、特
に磁性層形成後に実用性能向上のため設ける保護層の欠
陥を大幅に減少せしめる磁気記録媒体の製造方法に関す
るものである。

従来の技術 Co,Ni,Feまたはそれらを主成分とする合金を、真空蒸
着法，スパッタリング法，イオンプレーティング等の真
空中での成膜法により、ポリイミドフィルム等の高分子
フィルムや非磁性金属などからなる基板上に形成した強
磁性金属薄膜型磁気記録媒体は、従来の塗布型磁気記録
媒体に比して記録密度を飛躍的に向上せしめることが可
能である。ところで、この高記録密度化のための条件と
しては、記録再生欠陥を極力減少させるとともに、磁気
ヘッド、磁気記録媒体間のスペーシングロスを極力減少
せしめることが重要である。また磁気記録としては耐久
性をも兼ね備えていることが必要である。従来これらの
条件を満足するために、磁性層形成後に保護層としてダ
イヤモンド状炭素膜および潤剤層を設けることが知られ
ている。またダイヤモンド状炭素膜形成直前にアルゴン
のグロー放電処理により、表面汚染を除去する方法があ
る。第５図は従来のプラズマCVD法による保護層と湿式
塗布法による滑剤層を形成した磁気記録媒体を示し、１
は基板、２は真空成膜法により形成された強磁性金属薄
膜層、３はバックコーティング層、４はプラズマCVD法
により形成されたダイヤモンド状炭素膜５は湿式塗布法
により形成された滑剤層である。以下第５図および第６
図を参照しながら上述した従来の磁気記録媒体の製造方
法の一例を説明する。まず第６図に基づいて、従来のア
ルゴンクロー処理後プラズマCVD法によるダイヤモンド
状炭素膜４を形成する装置について説明する。10aはダ
イヤモンド状炭素膜形成前の磁気記録媒体であり、繰り
出しローラ11に巻かれている。12,14はパスローラであ
り、磁気記録媒体10の強磁性薄膜層２と接触し回転して
いる。13は装置全体と絶縁されたメインローラで、前記
強磁性金属薄膜層２との間に電圧を印加し密着させなが
ら搬送するものである。15は巻き取りローラで、ダイヤ
モンド状炭素膜形成済の磁気記録媒体10bを連続的に巻
き取っている。16はアルゴングロー処理用ノズル、17は
電極、18はアルゴンガス導入口、19はグロー処理用電源
であり、これら各種構成要素10〜19でアルゴングロー処
理ユニットを構成する。また20はプラズマCVD用ノズ
ル、21は電極、22はガス導入口、23はプラズマ用電源で
ありこれら各種構成要素20〜23でダイヤモンド状炭素膜
形成用のプラズマCVD処理ユニットを構成する。24はバ
イアス用電源でありメインローラ13と磁気記録媒体10の
強磁性薄膜層２との間に電圧を印加しており、グロー処
理用電源19およびプラズマ用電源23とともに真空槽外に
設けられている。続いて以上のように構成された装置を
用いた従来のプラズマCVD法による磁気記録媒体の製造
方法について説明する。繰り出しローラ11から繰り出さ
れたダイヤモンド状炭素膜４形成前の磁気記録媒体10a
はバスローラ12を経たのち、メインローラ13と強磁性薄
膜層２の間にバイアス電源24により電圧を印加した状態
で、メインローラ13に密着して連続的に送られる。一
方、ダイヤモンド状炭素膜形成前にアルゴンガス導入口
18より流入したアルゴンガスとアルゴングロー用電極1
7、電源19の作用によってアルゴングロー放電がノズル1
6より発生し、磁気記録媒体10aの表面磁性層上の汚染物
質が除去され、その直後にプラズマのイオン電流がガス
導入口22より流入した反応ガスと、プラズマ発生用電極
21、プラズマ用電源23からの印加電圧の作用により発生
し、プラズマ用ノズル20より送られ、磁気記録媒体10a
の強磁性金属薄膜層２に到達し、ダイヤモンド状炭素膜
４が形成される、そしてこのダイヤモンド状炭素膜４が
形成された磁気記録媒体10bはパスローラ14を経て、巻
き取りローラ15に巻きとられていく。

発明が解決しようとする課題しかしながら上記従来の方法では、ダイヤモンド状炭
素膜形成前のアルゴングロー処理では磁性層表面の汚染
物質を除去するばかりでなく、グロー放電時のアルゴン
のイオン電流により磁性層表面の酸化層を還元したりイ
オンダメージを与え、ビデオテーブレコーダでの実用性
能としてのスチル耐久性および耐食性の低下を招き、実
用性を欠くことになる。本発明は上記課題に鑑み、保護
形成直前にマイルドな条件で汚染物質を除去し、プラズ
マCVD法によるダイヤモンド状炭素膜の効果を最大限に
生かすため、熱源によりガス出しを行うことにより、ビ
デオテーブレコーダでの実用性能として、スチル耐久性
および、耐食性を大巾に向上させる磁気記録媒体の製造
方法および製造装置を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段上記課題を解決するため本発明の磁気記録媒体の製造
方法は、非磁性基板上に強磁性金属薄膜層を形成した磁
気記録媒体を真空中で一定方向に走行させ、熱源により
前記磁気記録媒体を加熱し、その直後にプラズマおよび
反応ガスの拡散を防止するノズルを設けたプラズマCVD
法により前記強磁性金属薄膜上に保護層としてダイヤモ
ンド状炭素膜を形成し、後から滑剤層を設けることを特
徴とする。

また、熱源として、ハロゲンランプ又は赤外線ヒータ
を用いて加熱し、かつ同一ローラ上でダイヤモンド状炭
素膜を形成すること、および少なくとも一個以上の熱ロ
ーラを用いて加熱することを特徴とする。

さらには、滑剤層に用いる滑剤が官能基を有すること
を特徴とする。

作用本発明によれば磁気記録媒体の強磁性金属薄膜層表面
を加熱してガス出しを行い、その直後にプラズマおよび
反応ガスの拡散を防止するノズルを設けたプラズマCVD
法によってダイヤモンド状炭素膜を設けることにより、
磁気記録媒体の強磁性金属薄膜層上の汚染物質が除去さ
れ、ダイヤモンド状炭素膜が形成され、ダイヤモンド状
炭素膜形成時に、汚染物のプラズマによる強磁性金属薄
膜層表面の酸化層を還元することが最小限に抑えられる
ため、強磁性金属薄膜層表面に強固に結合される。さら
に未反応ガスおよびプラズマの拡散が少なく、極めて清
浄な表面のダイヤモンド状炭素膜が得られるとともに、
後から設けられる滑剤の官能基が磁気ヘッド、シリンダ
ー等に反応して磁気記録媒体の摩擦係数を下げ走行性を
向上させる。従って、スチル耐久性および耐食性が大巾
に向上する。

実施例以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。第１図は本発明の第１実施例における装置構成
の概要を示す。本実施例で製造する磁気記録媒体30の基
本構造は第５図に示す従来のものと同一であり、３〜20
μｍのPETフィルムを基板１とし表面に0.1〜0.2μｍのC
o−Ni合金の斜方蒸着により強磁性金属薄膜層２を形成
し、走行性改善のため、裏面に樹脂とカーボンの混合体
からなるバックコーティング層３を形成した磁気記録媒
体であり、前記強磁性金属薄膜層２上にダイヤモンド状
炭素膜４及び滑剤層５が形成される。第１図において30
aはダイヤモンド状炭素膜４の形成前の磁気記録媒体で
あり、繰り出しローラ31に巻かれるとともに、この繰り
出しローラ21からその張力が500mm幅換算で、0.5〜2kgf
に制御され送り出されている。32、34はパスローラであ
り、磁気記録媒体30と密着して回転する。33はメインロ
ーラであり、表面に誘電体膜が設けられている。また前
記メインローラ33は、その本体へバイアス電源44よりDC
-0.05〜3KUの電圧が印加されている一方、磁気記録媒体
30を一定速度（0.1〜200m/分）で搬送するよう回転制御
されている。35はダイヤモンド状炭素膜４形成後の磁気
記録媒体30bを連続的に巻き取る巻き取りローラであ
り、張力は500mm幅換算で0.5〜20kgfに制御され、張力
の制御も可能である。36はハロゲンランプまたは赤外線
ヒータで、電源38と接続されており、37は反射板であ
る。このハロゲンランプ36、反射板37、電極38で加熱、
ガス出し処理ユニットを構成する。また、40はダイヤモ
ンド状炭素膜形成用プラズマノズルで、41はプラズマ発
生用電極であり、プラズマ発生用電源43と接続されてい
る。この電源43はDC,ACあるいはそれにの重畳で実効値
0.05〜5KVの電圧を印加できる。42はガス導入口でH₂,A
r,CH系等の反応性ガスあるいは、ケトン系、アルコール
系等の気化したガスを0.5〜0.001Torrの分圧で導入して
いる。以上のように構成された磁気記録媒体の製造方法
について第１図を参照して説明する。ダイヤモンド状炭
素膜形成前の磁気記録媒体30aは、バイアス電源44より
電圧が印加されたメインローラ33に強磁性金属薄膜層２
の背面において密着し、繰り出しローラ31から巻き取り
ローラ35に向けて連続的に搬送されている。一方ガス出
し用の熱源としてのハロゲンランプあるいは赤外線ヒー
タ36は、電源38より電圧が印加され、点灯し、反射板37
により平行光線となり、磁気記録媒体30a強磁性金属薄
膜層２の表面を照射し表面温度を上昇させる、このため
大気中で付着した水をはじめとする汚染物が温度の上昇
によりガスとして真空中に放出され、強磁性金属薄膜層
２の表面がクリーンな状態になり、ダイヤモンド状炭素
膜形成域に搬送される。一方ダイヤモンド状炭素膜形成
用のプラズマのイオン電流は、ガス導入口42からの反応
ガスとプラズマ用電源43から印加された電圧により発生
し、ダイヤモンド状炭素膜形成用プラズマノズル40に対
向位置する磁気記録媒体30aの強磁性金属薄膜層２に到
達して、ダイヤモンド状炭素膜４が形成される。このと
き強磁性体金属薄膜層４上には表面がクリーンな状態で
ダイヤモンド状炭素膜が形成され、汚染物がプラズマに
よる分解で、強磁性金属薄膜層２の表面酸化層を還元す
ることなく、強磁性金属薄膜層２上に強固に化学結合す
ることが可能となる。また磁気記録媒体30にとって、実
用耐久性としてのスチル耐久性、耐食性は著しく改善さ
れる。

次にダイヤモンド状炭素膜４を形成する直前に熱源に
よるガス出し法として熱ローラを用いる本発明の第２実
施例について第２図を参照しながら説明する。第２図に
示した本実施例の製造方法が第１実施例と異なるのはガ
ス出し用の熱源として上記のハロゲンランプ、赤外線ラ
ンプのかわりに磁気記録媒体30aの背面に密着し回転す
る熱ローラ50を設けた点である。他の構成は第１実施例
と同一であるから、対応する各構成要素に同一符号を付
するに止どめ詳細な説明については省略する。以下、本
実施例の製造方法をその動作とともに説明する。ダイヤ
モンド状炭素膜４形成前の磁気記録媒体30aは繰り出し
ローラ31から繰り出され、パスローラ32および熱ローラ
50に密着して搬送される。前記磁気記録媒体30aが熱ロ
ーラ50に達すると、熱ローラ50の熱により、温度が上昇
し、大気中で付着した水をはじめとする汚染物が真空中
にガスとして放出され、表面がクリーンな状態でダイヤ
モンド状炭素膜４形成域に搬送され、第１実施例と同様
にプラズマのイオン電流が発生し強磁性金属薄膜層２に
到達しダイヤモンド状炭素膜４が形成される。この場
合、磁気記録媒体30の背面より加熱されるため、表面の
みならず深さ方向の汚染物も放出されるためさらに付着
力の向上が図られ、特に耐食性に対する効果が大きい。
次に前述した実施例の効果について第３図および第４図
を用いて説明する。第３図、第４図とも、本発明および
従来例の方法により保護層４として約100Åの厚さのダ
イヤモンド状炭素膜と滑剤層５としてステアリン酸を約
30Åの厚さに設けた磁気記録媒体10、30について、ビデ
オテーブレコーダを用いてのスチル寿命と、耐食性につ
いて示したものである。

なお、スチル寿命測定の条件としては、8mm幅の磁気
記録媒体10、30を約14mm/秒で走行させ相対速度3.8m/秒
トラックピッチ約20μｍで映像信号を、突出が約30μｍ
のヘッドを２対搭載した径40mmの回転シリンダ型ビデオ
テーブレコーダにて記録し、通常走行時の張力の約３倍
の荷重を負荷し測定したもので寿命は磁気記録媒体10、
30の強磁性薄膜層２まで傷が入り出力が全く出なくなっ
た時点とした。また耐食性については、スチル寿命測定
時と全く同一のビデオテーブレコーダで記録した磁気記
録媒体10、30をそのままの状態で40℃90％の環境に放置
し、一週間毎にスチル寿命を約２倍の荷重で測定したも
のである。第３図より、初期のスチル寿命は第１および
第２実施例とも、従来の方法により製作された磁気記録
媒体の２倍以上であり、実用限界を余裕をもってクリア
することが確認された。また第１の実施例の方法で作製
した磁気記録媒体の方が、強磁性金属薄膜層２の表面の
汚染物質が選択的に除去されるため、この初期スチル寿
命の伸長が著るしい。第４図より、耐食性は第１および
第２実施例とも、４週間以上、２倍荷重で60分以上であ
り、従来の方法で作製した磁気記録媒体の４倍以上の保
存が可能となる。また第２の実施例の方法で作成した磁
気記録媒体の方が、強磁性金属薄膜層の表面のみならず
深さ方向および基板もガスの放出が行なわれ、40℃90％
放置中も深さ方向および基板からの汚染物の放出が少な
いと考えられるため耐食性の向上が著るしい。なお第３
図、第４図に従来例（２）としてArのグロー放電の前処
理のない場合について示し、Arのグロー放電処理を行っ
た従来例（１）に対しスチル寿命が向上するが、耐食性
が低下する傾向にあることがわかる。なお、第１実施例
は、１個のローラに対応する位置に、加熱ガス出し工程
及びプラズマCVD工程を実施した場合について説明した
が、ローラを使用しない場合および２個のローラを使用
した場合についても同様の結果が得られた。第２実施例
については１個の熱ローラと１個のローラに対応する位
置にプラズマCVD工程を実施した場合について説明した
が、複数の熱ローラを用いるとさらに耐食性が向上し、
またプラズマCVD工程をローラのない位置で実施した場
合も全く同様の結果が得られている。またローラを使用
した方がローラへの密着により、熱負けによる欠陥、特
に金属薄膜媒体においては、薄膜自体にクラックが発生
するのを防止することができる。

発明の効果以上のように本発明によれば、磁気記録媒体の金属薄
膜形成後、強磁性体金属薄膜上のガス出し直後に未反応
ガスとプラズマが拡散するのを防止するプラズマCVD法
でダイヤモンド状炭素膜を形成することにより、強磁性
体金属薄膜層上およびその内部の汚染物が除去され、ダ
イヤモンド状炭素膜と強磁性金属薄膜層の強固な結合が
得られ、ビデオテーブレコーダでのスチル寿命の向上お
よび耐食性の向上が図られ、十分実用に耐え得る磁気記
録媒体となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例としてガス出し法にハロゲ
ンランプ、赤外線ヒータを熱源として用いた場合の製造
方法を示す装置構成の概略図、第２図は本発明の第２実
施例として熱ローラを熱源として用いた場合の製造方法
を示す装置構成の概略図、第３図は第１および第２実施
例における方法で作製した磁気記録媒体と従来例の方法
で作製した磁気記録媒体とのスチル寿命の比較図、第４
図は、第３図と同様に作製した各磁気記録媒体について
の耐食性の比較図である。第５図は磁気記録媒体の基本
構造を示す断面図、第６図は従来の方法による磁気記録
媒体の製造方法を示す装置構成の概略図である。 20……磁気記録媒体、21……繰り出しローラ、32……パ
スローラ、33……メインローラ、34……パスローラ、35
……巻取りローラ、36……熱源、37……反射板、38……
電源、40……プラズマノズル、41……電極、42……ガス
導入口、43……プラズマ用電源、44……バイアス電源、
50……熱ローラ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性基板上に強磁性金属薄膜層を形成す
ることにより構成した磁気記録媒体を、真空中で一定方
向に走行させつつ、熱源により前記磁気記録媒体を加熱
し、その直後にプラズマおよび反応ガスの拡散を防止す
るノズルを設けたプラズマCVD法により前記強磁性金属
薄膜上に保護層としてダイヤモンド状炭素膜を形成し、
後から滑剤層を設けることを特徴とする磁気記録媒体の
製造方法。
【請求項２】熱源として、ハロゲンランプ又は赤外線ヒ
ータを用いてローラ上の磁気記録媒体を加熱し、かつ同
一ローラ上でダイヤモンド状炭素膜を形成することを特
徴とする請求項１記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】熱源として、少なくとも一個以上の熱ロー
ラを用いて、加熱す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。
【請求項４】滑剤層に用いる滑剤が官能基を有すること
を特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体の製造方法。