JPS6038718A - 垂直磁気記録媒体 - 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］ 本発明はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィル
ム等の非磁性の支持基板にＮｉ　Ｆｅ合合金薄情９の軟
磁性層とＣｏＣ’ｒ合金薄膜等の垂直磁気異方性層を順
次積にりした二円構造を右１°る垂直１１気記録媒体に
関し、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィ
ルム等の可撓性基板を用（１だフロッピーディスク等の
ディスク型記録媒体にａｈ適なものである。

［従来技術］ 従来の強磁性微粉末をバインダー樹脂中にｆＮＢｔせし
めた記録層を有する＠　イ１ｉ型磁気中己録媒体にＩＪ
ｓねり、近年、高密度記録への要望【こともな（１、垂
直磁気記録方式の媒体がさかん【こ研究さ才しており、
’ＩＨこフロッピーディスクｌ＼の馴ｕがＷＪ侍され、
４１でも上述の２層構造の垂直磁気記録媒４本力＜注目
されている。（特公昭５８−９１号１日経エレク１−〇
二クス　１９８２年１０月２５日号９．１４１等参照）
上述の垂直磁気記録媒体の基本構成【よ、＋１寺公昭５
８−’Ｉｔ号公報等で公知の通り、支持基板上にスノ＼
ツク等の手段で作製される磁束集中層として作用１」る
０、２〜１．０μｍ１１程度の厚さのＮｉ　Ｆｅ合金λ
９膜ｑからなる軟磁性層と記録層どして作用する０、１
〜０．７μｍｎ程度の厚さのＣｏ　Ｃｒ合金薄膜等から
なる垂直磁気異方性層を順次積層したもので、高５Ｊ、
度、高密度記録が可能Ｃある。

Ｆ問題点］ ところで前述の２層ＷＪ造の垂直磁気記録媒体は、支持
基板を回転させながら作製したフロッピーディスクぐは
問題とならなかったが、長尺のフィルムを連続的に送行
させながら作製しドーナツ状に１］抜いたフロッピーデ
ィスクぐは再生出力が同一１−ラック内の一周期で変化
することがわかり、それが軟磁性層の面内磁気異方性に
基づくものぐあることがわかった。

ずなわら、第１図に示した様な面内磁気異方性（ＭＤ１
３板移送板曲送方向Ｉ）：是板移送方向と直交する方向
）を右り−る軟磁性層と−する垂直磁気記録媒体のフロ
ッピーディスクにおいては、ヘッドがＴＤ力方向通過Ｊ
る時は出力電圧が高く、ＭＤ力方向通過りる時は出ノｊ
電圧が低くなり、ヘッドが１−ラックを一周する間に再
生比ツノのエンベロープに山が２つ、谷が２つ存在り−
ることか観察された。これは、ＪＩＳ　Ｃ６２９０のモ
ジュレーションが１０％以下という規定からも大きな問
題Ｃある。

本発明は、２層構造の垂直磁気記録媒体においてフロッ
ピーディスクに適した上記のにうな問題のない垂直磁気
記録媒体を目的としたもので、再生出力の変化が実用に
供し得る変化幅にある垂直磁気記録媒体を目的としたも
のである。

［光用の）７Ｍ成及び作用効果］ 上）ホの目的は、以下の本発明により達成される。

りなわら、本発明は、前述の非磁性の基板上に軟磁性層
と垂直磁気異方性層を形成した垂直磁気記録媒体にδ３
いて、前記軟磁性層がその面内方向の保磁力が１５１ル
スデツド（ＯＯ）以下であり、且つその面内方向の各方
向で測定した磁化曲線の増磁曲線の磁界軸どの交点にお
【ノる接線の勾配の最大値がその最小値の２．５倍以下
であることを特徴とする垂直磁気記録媒体である。

上述の本発明は軟磁性層が面内磁気異方性を有しつつも
、上述の特性具体的にはその磁化曲線、づなわらＭ−１
１ループが第２図に示り一様な特定の形状を有りる時に
は、再生出力の方向による変化がきわめて小さくモジュ
レーションが良好になり、実用上支障のなくなることを
見出しなされたものである。

以下、本発明に至った経緯と、本発明の詳細な説明りる
。

本発明者らは、後述の第８図に概略図を示した巻取式ス
パッタ装置を用い、基板の長尺のＰ　Ｅ　１−フィルム
を支持ロールに添って連続的に移送さμながらスパッタ
法によりＮｉＦｏＭｏ合金よりなる軟磁性層とＣｏ　Ｃ
ｒ合金よりなる垂直磁気異方性層の記録層を順次積層し
、２層構造の垂直磁気記録媒体を作製しできたが、得ら
れる軟磁性層のＭ　−１４ループの形状が、スパッタに
よる膜作製中Ｐ　Ｅ　Ｔフィルムの温度（支持キトン温
度）、張ツバ及びその他のスパッタ条件により大きく変
化づること、ぞして使用１゛るＰＥＴフィルムの物性（
厚さ、ヤング率、熱収縮率１等）によっても変化づるこ
とが判明した。またＰＥＴフィルム上にすでに形成され
た軟磁性層も、後で加熱すれば、その温度と張力と時間
等のある条件下でＭ−Ｈループが変化り−ることも判明
した。すなわち、軟磁性層上に記録層をスパッタする時
の温度どフィルム張力により軟磁性層の磁気特性が変化
Ｊ゛ることが十分に推察される。

実際に、ベースフィルムの表裏に各々軟磁性層と記録層
の２病を積層した両面フロッピーディスクにおいては、
表裏の計４層の積層順序によっても軟磁性層の面内磁気
異方性が変化することか観察された。

・りなわち、２層構造の垂直磁気記録媒体では下層の軟
磁性層の磁気特性は、上層の垂直磁気異方性層を製膜す
ることによって変化し、たとえ製膜条件が同じであって
も上層の有無で異なった値を示すことを見出した。従っ
て垂直磁気記録媒体としての電磁変換特性は垂直磁気異
方性層を形成したあとでの軟磁性層の磁気特性によって
規定される。

ところが、従来は、上）ホの軟磁性層の磁気特性は、垂
直磁気媒体の作’Ｎ詩と同条件で基板上に軟磁性層のみ
を形成した４ノンプル′ＣＭ　−１−１ループを測定し
、その測定値を用いていた。上）ホの点から、かかる従
来の測定方法では軟磁性層の２層１７４造での磁気特性
の正確な把１屋は困１１［である。

以上の理由ににす、２層媒イホにおりる軟磁性層の磁気
性↑４．特に面内磁気異方性の程度を正確に把握できる
測定方法を検関し、本発明者らは以下の測定方法を見出
した。その手順を１）〜３）に示り−０ １）表裏の両面に軟１．１目１層と記録層を形成した両
面媒体にＪ３いては、まずハ面に耐酸レジスＩ〜を塗布
し、片面を酸く塩化第２鉄と塩酸の混合水溶液。

等）で溶解し、基板の片面にのみ２層が形成された１層
成とりる。

２）以上の構成（ハ面２層媒体）の面内各り向のＭ　−
１−１ループを測定する。第３図にその代表的なＭ−１
４ループを示した。第３図は飽和さりに十分な磁界を加
えて測定したＭ−日ループの低磁界の所を拡大して示し
たものであり、実線はＭＤｈ向に測定したもので保磁力
が最大であり、点線はＴＤＤ方向測定したもので保磁力
が最小である。その他のｊｊ向はこの間にある。

ここでＭＤｈ向とは第４図（ａ）に示すごとく、連続的
に作製した試わ１の長手Ｉ）向（膜作製時の基板フィル
ムの送行方向）を云い、Ｔ　Ｄ方向とはＭ［）　方向に
直交する面内方向を云う。また周知の通り図の縦軸は磁
化Ｍ、横軸は磁界Ｈである。

３）第３図のＭ−１−１ループにおいて、チＡ・−ト上
で増磁曲線をＲ３／２だけ上方に平行移動し、減磁曲線
をＲ８／２だけ下方に平行移動し、第１図に示した軟磁
性層のみＭ−Ｈループを臂る。そしＣ１これを２層構造
での軟磁性層の磁化曲線とづる。なお、ＭＤｈ向と−１
−Ｄ方向ともにＲ８／２７どけ平行移動する為に、第１
図のＭＤｈ向がＰ、Ｑ点イ］近でも口が問いた形状とな
る。

上述の測定り法により２筋構造での軟磁性層の正確な磁
化曲線が得られたのは、次の理由による。

すなわら、手順２）で１！１られる２層構造の軟磁性層
のＭ−１１ループは一般にそのループが第３図のＰＱ、
Ｒ３の様に閉じないで口が開いた形状どなるが、これは
主に記録層の残留磁化にＪ、るものでぞの磁化分だり口
が開くことになる。これは、基板フィルムのハ面に記録
層のみを設【ノＩこものの面内のＭ−１−１ループを測
定すると、第５図に示すように、低磁界領域Ｃは図示の
ごとく磁化Ｍは磁界軸に平行に１ｖＦ、移づるのみで、
残留磁化の値で一定であり、その大きさＥＦは第３図の
Ｒ３と概略一致することから明らかである。従って、手
順３）により記録層の残留磁化分が補正され、２層４，
１１造の軟磁性層のＭ　−１−１ループが寄られる。

以上説明した本測定手法にＪこり、前）ホした従来方法
では不可能ぐあった２層構造の垂直磁気記録媒体の軟磁
性層の磁気特性、特に面内磁気界方性の程度を正確にめ
ることが可能どなった。

本発明の軟磁性層の磁気特性は全て上述の測定方法によ
り測定したデータに基づくものぐある。

次に前述の本発明の４１４成について説明する。

ところで、２層構造の垂直磁気媒体で前述した再生出力
のエンベロー１が変動するものの軟磁性層は、第１図に
示Ｊような磁気特性を承り。第１図の例においては、１
５〜２５０ｅ！！ｉ！度の外部磁界に対してＭ−１４ル
ープが閉じないＩｊ向はＭＤｈ向であり、図の如く明白
に磁化容易軸となっていることがわかる。そしＵ、Ｍ−
Ｈループが閉じるｌノ向はｒ　Ｄ方向であり、磁化困難
軸となつＣいる。それぞれの保磁力をｌ−１ｃｅ、トｌ
ｃｈとする。本例においてはＭＤｈ向、ＴＤ方向以外の
任が、の面内の他の方向で測定した保磁力はい一す゛れ
もｌ−１ｅｅとｌ−１ｃｔ＋の中間の値を示し、Ｈｃｅ
が最大値であり、１〜ＩＣ１１か最小値であった。

これに対して、実用上再生出力の変動が問題とならない
本発明の垂直磁気記録媒体は、その軟磁性層が第２図の
如さＭ−Ｈループをイｊりるしのである。以下、そのＭ
　−１−１ループを第２図の例についＣ説明Ｊる。第２
図は第１図Ｊ、り類推するなら実線のＭＤｈ向を磁化容
易軸とし、点線のＴＤＤ方向磁化困難軸とする若干の異
方性を有しつつも、第１図より、はるかに改善された等
方向な磁気特性をイ１している。そして、このＪ：うな
軟磁性層におい（は、第６図に示り−ごと＜　Ｍ−１−
１ループの増（６曲線Ａの磁界軸どの交点、具体的には
保磁力１−ＩＣを示り点にａハノる接Ｆｉｌ　Ｌの勾配
を面内の（■意の各方向でめた場合、これがいずれも似
た値を承り場合、再生出力が安定Ｊることがわかった。

そして、面内の任意の各方向で測定した接線ｌ−の勾配
の最大値１−ａと最小値Ｌｂとの比が２．５以下であれ
ば、再生出力の変動を実用上８′（容箱υ１１内とり゛
ることができる。具体的には前述のＪＩＳ規格をクリア
できる。

一方、大きな再生出力を得るためには、上述の軟磁性層
の保磁力１−１ｃは後述の通り１５０ｏ以１；であるこ
とが好ましい。な（１３、その膜ＪＦ；ｉは通常０．２
〜１．０μｎＬ程度である。第７図は本発明に特有な形
状のＭ−１−４ループを石りる電磁１１層の保磁力１−
ＩＣと再生出力（ＩＥＩＩ　）との関係を２　Ｋ　Ｆ　
ＲＰ　Ｉど４５Ｋ［ＲＰＩにおいて示したものであり、
保磁力１−ＩＣが小さい程再生出力が大きく良好どなる
。保磁力Ｈｃ１５０ｅ以下であれば」−分であるが、よ
り好ましくは１０００以下の方が良い。なお、第７図の
軟磁性層は厚さ約０．４４μｍｎのＮｉ　ＦｅＭｏ合金
薄膜であり、記録層のＣｏ　Ｃｒ合金薄膜（Ｃｒ　：２
０νｉｔ％）の特性と、電磁変換特性の測定条件をそれ
ぞれ表−１と表−２に示覆。なお表−１の八〇（７）は
Ｘ線回折の六方最密構造（ｈｃｐ）の（００２）面のロ
ッキング曲線の半ｆｉＱ中である。

（以下余白） 表−ｉ　：Ｃｏ　Ｑｒ合金薄膜の特性 表−２：電磁変換特性の測定条件 以上の通り本発明によれば前述の勾配を規定するのみＣ
再生出力に異方性がなく、且つ再生出力レベルも高い垂
直磁気記録媒体が実現される。

さらに、第２図のもので特徴的なことは１５〜２５Ｑｅ
程度の外部磁界においてＭ　−１−１ループの閉じる一
ＦＤ方向、換言り−れば磁化困ｆｆ１ｌＬ軸方向の保磁
力ｌ−１ｃｌ＋はＭ−Ｈループの閉じないＭＤ力方向Ｊ
９！言り一れば磁化容易軸方向の保磁ツノｌ−１ｃｃよ
り大きく、第１図の保磁力の関係りなわちＨｃｅ　＞　
ｌ−１ｃｈどは逆の関係をイボしていることである。す
なわら、異方性材料の一般的傾向であるｌ−Ｉ　ｃｅ＞
　１−１　ｃｔ＋なる明瞭な関係をこの軟磁性層はイｊ
していない。そして、トＩｃｅ＜　１，２Ｈｃｈにおい
て、再生出力の異方性による変動は低下しており、再生
出力の均一化により一層の好ましい結果を生じる。さら
に第２図の様にトＩＣｏ≦ト１ｃｈＦある方がより好ま
しい。

更に、面内の各方向で測定した保磁力１−ＩＣの最大値
と最小（＋ｆｊどの比を検ｉｊＬ、たところ、その比が
１．６以下のものでは前述のものにおい−Ｃより好まし
い結果が得られることがわかった。

ところＣ′、本発明の垂直磁気記録媒体は１￥公昭、５
８−９１号で開示されＣいる２層媒体であり、記録層は
通常ＣＩ・を１ｏ〜２５■量％含右りるＣｏ　Ｃｒ合金
薄膜が使用されるが、他にバ１戸ンムフｌライト薄膜や
Ｇｏ−１ｙｌｒメツキ膜やバ１戸シムフェライ［・微粉
末の塗布膜ＣあっＣもがよりない。又、軟磁性層は通常
ＮｉＦｅ系合金（一般にパーマロイといわれる）薄膜が
一般に用いられ、本発明におい（ム、ＩＪｌｉ　１ｌｌ
ｌｉな々Ａ　１１ぐあること、及びスパッタ用ターゲッ
１〜どして加工性にツぐれ経済的であることによりＮｉ
Ｆｅ系台金薄膜が好ましいが、他にＣＯ，ＦＱをｔ＼−
７，とし、７ｒ、Ｎｂ、１−ａ、Ｗ、　Ｂ、　ｓｉ等を
添加したア七ルノアス合金膜等も使用され得る。要は保
磁ツノの小さい材料（がっ、適当な飽和磁化Ｍｓ（！−
右りる）であればにり、更に）ｆｉ磁率の大ぎいものが
好ましく用いられる。

［実施例］ 特開昭５８−１５８３８０＠公報等で、公知の対向ター
グツ１へ式スパッタ法を用いた後述Ｊる第８図の巻取式
の対向ターグツ１〜スパツタ装置を用い、約０、ＡＡμ
ｍｎのＮｉ　Ｆｃ　Ｍ’ｏ　（Ｎｉ　ニア９．　Ｆｅ　
：１６゜ＭＯ；５重量％）合金薄膜の軟磁性層と、約０
．４５ａｍのＣＯＣｒ　（Ｃｒ　：　２Ｏｉ量％）合金
薄膜の記録層をＰＥＴフィルムの両面に形成した。用い
た２軸延伸ＰＥＴフイルムは５０μ７＋１厚さＣ中心線
平均粗ざＲａが０．０１μ？＋１の表面粗度のもの（Ａ
）と、７５ｔ１７ｎ厚さ′ｃＲａ　＝　０．００６μｍ
のもの（Ｂ）の２種類である。

ところで、巻取式の対向ターグツ１〜式スパッタ装置は
、良民の基板フィルムの両面に２層構造の垂直磁気記録
媒イホを）Ｗ続的に製造Ｃきるように第８図に示づ４１
１１成どなっている。す゛なわら、図の１１゜１２は温
度コンｌ−Ｌ：Ｉ−ル可能なキＩＩン、１３は巻出しロ
ール、１４は巻取ロール、１５はガイトロール、２０は
真空槽、２１はアルゴンガスシ９人系、２２は排気口ひ
ある。Ｆは基板フィルムであり、Ｐ１〜Ｐ４は３３０ｎ
ｍ＋　Ｗ　Ｘ　１．５Ｏｎ＋ｍＬのターゲット２枚を対
向させた対向ターゲット陰極ひ、遮蔽板Ｓにより不要部
への粒子飛散を防止しである。ＰＩ、Ｐ３はＮｉＦｅＭ
Ｏ合金ターゲッｌ−＋　Ｐ２　、ＰＪはＣ０Ｃｒ合金タ
ーグツｌ−を設置しである。なＪ５　Ｎ対向ターグツ１
一式スパッタ法は前述の通り公知であり、イ］帯設備の
真空ポンプ、ターグツ１〜冷ＩＩ水系統、ターゲットへ
の電力供給電源及び配線系統は図示省略しＩこ。又、そ
のスパッタ作用の説明も省略する。

イしく、この対向ターゲット式スパッタ法圃により、目
的の垂直磁気記録媒体を以下のように作成した。すなわ
ら、基板フィルムＦを巻出しロール１３にしットしたフ
ィルムロールより送り出し、巻取りｌ」−ル１４に巻取
る。この間にターゲットＰ１１−）３によりＮｉ　Ｆｃ
１ｙｊｏ薄膜を基板フィルムＦの両１ｎ１に形成した。

又は、まず片面にのみｌ’＋′Ｃ″Ｎｉ　ＦｃＭｏ薄膜
を形成し巻取りロール１４に巻取っ１、：後に、リベＣ
のキレン、ロールを逆転さｕ１１’３　Ｃ：Ｎ　ｉ　Ｆ
ＯＭＯ薄膜を他の面に形成しロール１３に巻取っＩｃ０
いずれにしでも、二１：Ｐン１１．１２の謁Ｉ哀を９０
℃どし、アルゴンガス圧０．５ｐａ　、平均１１１積速
痕０．３μｍ　／　ｍｉｎでＮｉＦｅＭｏ合金ターグツ
１〜のスパッタを行い、まず基板フィルムＦの両面にＮ
ｉＦｃＭｏ薄膜を形成し、しかる後に、同様の方法で、
キ１７ン１ｉ、　１２の温度を１５０℃とし、Ｃｏ　Ｑ
ｒ　薄膜を両面に形成した。このようにしく軟磁性層の
特性の異なる８種類の垂直磁気記録媒体を形成した。

そして、前述した測定方法通り、片面を酸で溶解し、片
面にのみ２層が積層されたザンブルを作製し、各方向の
軟磁性層の磁気特性を評価した。

また、第４図（ｂ）のにうにＭＤ力方向Ｔ　Ｄ方向Ｊ：
す０．５インヂＩ１１に切り出し、表−２の条（！＋で
再生出力を測定した。なお、Ｃｏ　Ｃｒ膜の垂直方向保
４１１力はいずれし３９５〜４９０ＱＯＴ”あった。

Ｍ　Ｄ方向と丁り方面の中間の方向の軟磁性層の１ｊｊ
性（１（１はりへ−（’　ｔｖｌ　Ｄ方向１ＪＩ竹１１
ｃｆと−「Ｄ方向ｆｊ性値の中間の値を示した為に、軟
磁性１１）ｊのＭＤプノ向とＩ−［）　方向の特性値の
み表−３に示した。そして再生出力値Ｅｐ　（ｌｌＶｏ
−ｐ　）どその変化率を表−４に示した。

変化率は（Ｆ　ｐｍａｘ−（三ｐｍｉｎ）　−ｒ　（ｌ
Ｅｐｍａｘ＋、　Ｅ　ｐｍｉｎ）　ｘ　ｉｏｏ％でめＩ
ｃ。

表〜３：軟１１計１層の■）１気特性 表−４：再生出力（’Ｅｐ　）とＭＤ／ＴＤ変化率表変
化率衣−４の実施例１〜４の結果から磁化曲線の増磁曲
線の磁界軸との交点に（１３ｆｊる接線の勾配の最大値
Ｉ−ａと最小値Ｌｂとの比Ｌａ　／Ｌｂが１．９以下で
あれば、再生出力の変化率は２　Ｋ　ＦｌくＰｌ及びｎ
５ＫＦＩＩＰｌにおいで６．３％以下となり、実用上全
く問題のない再生出力が胃られることがわかる。

なｄ３、再生出力の変化率はＪＩＳｐ格等から約１０％
程度よ？’　ｉ’ｒ容されるので、比較例６の結果等か
らもわかるように、前述の通り、比Ｌａ　／ｌ　ｂは２
．５以下Ｃ−あれば実用上問題ない。

更に実施例１．２Ｊ：り上述の条件下で、磁化容易軸方
向の保磁）Ｊｌ−１ｃｅど磁化困難軸方向の保磁力１（
ｃｌ＋どの比１−１　ｃｃ／　Ｉ−１ａｈが０．９以下
であれば、再生出力の変化率は両記録密痘で３．２％以
下となり、非゛７：（に均一な１［■生出力ｂ（得られ
る。

なお、前述の比Ｌａ／Ｌｂど（１１１！、実用上の前記
基準からは、１１０述の通り比１−１　ｃｃ／　ｌ−ｌ
　ｃｔ＋は１．２以下であれば十分である。

また、比較例８の結果から保磁力Ｈｃが１５Ｑ　Ｑを越
えると再生用］Ｊレベルの低下が大ぎく、前述の通り保
磁力ＨＣは１５０ｅ以下にする必要があることがわかる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は比較例の代表的な面内のＭ　−１−１ループの
グラフ、第２図は実施例の代表的な面内のＭ−（」ルー
プのグラフ、第３図は２層構造の垂直磁気記録媒体の面
内のＭ−Ｈループのグラフ、第４図は長尺フィルムのＭ
Ｄｈ向と−［Ｄ方向の説明図。 第５図は記録層のみの面内のＭ−Ｈループの±１５０ｅ
の部分を示したグラフ、第６図はＭ−１４ループの保磁
力を示り点にお（〕る接線りの説明図、第７図は転磁↑
１層の保磁力（１−１ｃ）と再生出力（Ｅｌ））との関
係を示リーグラフ、第８図は巻取式スパッタ装置の概略
図である。 １１、１２：ギ１７ン、１３：巻出しロール。 １４：巻取りロール、１〕１〜Ｐ４　：対抗ターゲット
陰極、２０：真空槽 オｌ酬 −〉 」 （０，） オ斗図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）非磁性の基板上に軟磁性層と垂直磁気異方性層を形
   成しＩ、：垂直磁気記録媒体において、前記軟磁性層が
   その面内方向の保磁力が１５エルステツド以下であり、
   且つその面内方向の磁化曲線の増磁曲線の磁界軸との交
   点における接線の勾配の最大値がその最小値の２．５倍
   以下であることを特徴とりる垂直磁気記録媒体。 ２）前記軟磁性層の磁化容易軸方向の保磁ツノが該方向
   に直交−りる磁化困難軸方向の保磁力の１．２倍以下で
   ある特許請求の範ｔｉ１１第１項記載の垂直磁気記録媒
   体。 ３）前記軟磁性層がＮｉとＦｅを主成分とした合金薄膜
   である特許請求の範囲第１項若しくは第２項記載の垂直
   磁気記録媒体。