JPS6050717A - 金属薄膜型磁気テ−プ - 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 本発明は短波長記録に適した強磁性金属薄膜を磁気記録
層とする金属薄膜型磁気テープに関するものである。

従来例の構成とその問題点 近年、短波長記録特性の優れた媒体として強磁性金属薄
膜を磁気記録層とする金属薄膜型磁気テープが注目され
ている。この金属薄膜型磁気テープは、回転磁気ヘッド
によるビデオテープレコーダ（以下Ｖ、Ｔ、　Ｒと呼ぶ
）による記録再生で、従来の塗布型媒体での記録密度の
約６倍の画質が得られることが確認されていることが報
告されている０ 以下図面を参照しながら、上述したような従来の金属薄
膜型磁気テープについて説明する。

第１図は従来の金属薄膜型磁気テープの断面図を示すも
のであり、高分子基板１上に直接又は図示せぬ非磁性層
或いは軟磁性層を介１〜て強磁性金属薄膜から成る磁気
記録層２を配し、その上に保護層３を配し、高分子基板
１のもう一方の面に走行性を改良するだめの背面塗布層
４を配したものである。

しかしながら上記のような構成において、本発明者等は
、Ｃｏ　−Ｎ　ｉ−０系の斜め蒸着膜、Ｃｏ−Ｎｉ−０
ｒ系の垂直磁化膜についてビデオ信号を記録し、長時間
の保存特性を調べたところ、予想以上の再生出力低下が
あることを見出した。

この原因として考えられることは、（イ）磁気記録層２
が金属であることから腐蝕してフラックスが減少したこ
と、（ロ）磁気テープとして巻回して保存するため背面
塗布層４から構成材料の一部又は分解生成物等が転写し
てスペース損失が生じたこと、３　′、−ゾ （ハ）前記（イ）と（ロ）の両者が同時に起ったことで
ある。

しかし以上の（イ）〜（−９のことを予測してひとつひ
とつ吟味したところ、再度記録すれば同一の出力が得ら
れることによって前述の（イ）から０９のいずれにも該
当しないことが明らかとなり、減磁と考えざるを得ない
ものである。この減磁は磁化単位となっている永久磁石
の一端又は両端の磁極が開放されていることによるもの
と考えられる問題であり、改良が望まれている。

発明の目的 本発明は短波長記録保存特性を改良した金属薄膜型磁気
テープを提供することを目的とする。

発明の構成 本発明の金属薄膜型磁気テープは高分子基板の一方の面
に強磁性金属薄膜から成る磁気記録層を配し、他方の面
に軟磁性層を配する構成であり、記録した状態で巻回さ
れると、記録された記録層と軟磁性層とは隣接すること
により、磁気記録層からの記録パターンの作る漏れ磁束
は軟磁性層で閉じられることにより、長期保存しても安
定に記特開昭ＧＯ−５０７１７（２） 録磁化量を維持できるものである。

実施例の説明 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第２図は本発明の実施例の金属薄膜型磁気テープの断面
図を示すものである。第２図において、６は高分子基板
で、高分子基板５−ヒに強磁性金属薄膜から成る磁気記
録層６を配し、その上に保護層７を配し、高分子基板６
のもう一方の而に軟磁性層８が配されて、金属薄膜型磁
気テープが構成されている。

他の構成として非磁性下地層、軟磁性下地層を磁気記録
層６と高分子基板６の間に配するもの、軟磁性層８の上
に保護層を配するものも当然考えられるが、本発明の作
用効果については第２図の構成で代表できるものである
。

磁気記録再生装置、例えばＶ、　Ｔ、　）ｔで本発明の
金属薄膜型磁気テープを利用する場合、記録した磁気テ
ープはカセットに巻き込まれた状態で保存される。この
時第２図の矢印Ａ　、　Ａ’で示された磁５ベーノ 気記録層６側の面と軟磁性層８の而は向い合う。

保護層７は、短波長記録でのスペーシングロスを減らす
ために高々１００人程度の厚みで構成されるものであり
、磁気記録層６の表面も平均粗さは１００Å以下と平滑
であるから、テープが巻回された状態において磁気記録
層６と軟磁性層８は２ｏ〇八〜へ０００人の範囲で隣接
することになり、磁気記録層６からの記録パターンの作
る漏れ磁束は軟磁性層８で閉じられエネルギー的に安定
し、保存時での減磁を改良できることになるのである。

更に本発明の構成の金属薄膜型磁気テープの高分子基板
５をエレクトレット化されたものを用いると保存時での
減磁がより少なくできることが実験的に確認できている
が、このメカニズムについては明らかにできていない０ 本発明の作用効果は高分子基板６の材質、厚み。

機械特性等には無関係であり、磁気記録層６の材料、製
造条件、厚み、保磁力、飽和磁束密度にあわせて軟磁性
層を設計すれば良い。

磁気記録層６の飽和磁束密度をＢｓ　［ガウス］。

厚みをδ［ｌ１ｍ］、保磁力をＨｃ〔エルステッド〕。

軟磁性層８の飽和磁束密度をＢ　ｓ　’　（ガウス〕、
厚みをδ米〔μｔｎｌ、保磁力をＨｃ　’　［エルステ
ッド〕とするとＢＴＰ・δ’／Ｂｓ・δは１以上で好ま
しくは２以上でＨｃ　／Ｈｃ米は６０以上、好ましくは
１００以上になるよう選べば良好な効果を得ることが出
来る。

本発明に用いられる高分子基板５は、ポリエチレン−７
Ｌ／フタレート、ポリエチレンナフタレート。

ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、等あるい
は、これら高分子基板６−ヒに非磁性下地層。

軟磁性下地層を配したものか、前記高分子基板６をエレ
クトレット化したもののいずれかである。

尚、非磁性下地層、軟磁性下地層の製法については特別
の限定はなく、公知の電子ビーノ・蒸着法。

スパッタリング法、イオンブレーティング法、湿式めっ
き法、湿式コーティング方法等が適宜用いられる。

又、高分子基板６のエレクトレット化手段、エレクトレ
ット化する時期についても適宜選択され７　で　・′ るもので熱エレクトレット、エレクトロエレクトレット
、メカノエレクトレフト等が良く知られるものであり、
本発明の実施には高エネルギー電子線の高分子基板への
注入が最も優れた効果を発揮できるものである。

本発明に用いられる磁気記録層６を形成する強磁性金属
薄膜の材料はＣｏ　、　Ｃｏ−Ｎｉ　、　Ｃｏ−Ｃｒ　
。

Ｃｏ−８ｉ　、Ｃｏ　−ＭＯ、Ｃｏ−Ｗ、Ｃｏ−Ｔｉ　
、Ｃｏ−Ｖ、Ｃｏ　−Ｃｅ　、Ｃｏ−Ｒｕ　、Ｃｏ−Ｎ
ｉ−０，Ｇｏ−Ｃｒ−０，Ｃｏ　−Ｍｏ　−０、Ｃｏ−
Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｍｎ−Ｍｇ等である。

前記した材料の強磁性金属薄膜を得る方法は、真空蒸着
法、スパッタリング法、イオンブレーティング法、湿式
めっき法等の中より適宜用いることができる。

本発明に用いることのできる軟磁性層８はＮ　ｉ　−Ｆ
ｅ　、Ｎｉ−Ｔｉ　−Ｆｅ　、Ｎｉ　−Ｍｎ−Ｅｉ　、
Ｎｉ　−Ｆｅ−０，等でＣｏ−Ｎｉ−○　でも製造条件
を工夫すれば本発明の作用効果を有する軟磁性層とする
ことができる。

前記軟磁性層８の製造は強磁性金属薄膜の製法と同類の
ものの中から選ぶことができる。

特開昭ＧＯ−５０７１７（３） 強磁性金属薄膜の形成と軟磁性層８の形成を連続して行
うか、別々の工程として行うかは経済性も含めて検討を
加え当業者であれば適宜選択されるものである。

本発明の磁気テープにより実用信頼性を高めるために軟
磁性層８の上に保護層を配することができるのは勿論で
あり、保護層の材料の種類や、厚み、製法等も当業者の
知識の範囲で実施できるものである。

以下本発明の実施例を図面に基すいてさらに詳細に説明
する。

第３図は第２図の構成の金属薄膜型磁気テープを得るた
めに用いた巻取り蒸着装置の要部構成図である。第３図
において、高分子基板９は回転支持体に沿って移動する
際蒸着を受けるよう構成されており、ここで回転支持体
は回転冷却ローラ１０゜１１と金属製エンドレスベルト
１２とで構成され、エンドレスベルト１２は矢印で示す
方向に一定速度で回転駆動されている。

又、エンドレスベルト１２の傾きは調節可能の構９べ一
゛ 成をとることもできるし、マスク１３の位置調整による
か、いずれかで蒸気流の入射角を調整することで所望の
磁気特性を得ることができる。

なお高分子基板９は送り出し軸１４よりエンドレスベル
ト１２に沿って巻き取シ軸１５へ移動するよう配設され
ている。高分子基板９と対向して。

前記蒸気流を発生する合金蒸発源が配設され、両者の中
間イオンブレーティングのだめの高周波コイル１６が配
設されている。合金蒸発源の蒸発源容器１７は２槽式で
Ａ元素１８とＢ元素１９がチャージされており、Ａ元素
１８とＢ元素１９をそれぞれ電子銃２０．２１からの電
子ビームで別々に衝撃加熱できるよう構成されている。

なお、Ａ元素１８とＢ元素１９は必ずしも単一元素でな
くても蒸気圧の近い元素で構成されている合金であれば
よく、別個の電子銃によらずに１ケの電子銃を走査方法
により、へ元素、Ｂ元素の蒸発量を調節しても良いのは
勿論である。

これらの系は、真空槽２２の内部に配設されており、真
空槽２２の内部は排気系２３によシ排気１ｏ　・−゛ され必要に応じて図示してないガス導入系よりガスを導
入できるよう構成される。２４は高周波電源、２６は絶
縁導入端子である。

〔実施例−１〕 第３図の装置でＡ元素１８をＣｒ　としＢ元素１９をＣ
Ｏとし高分子基板９としての厚さ１ｏｌ１ｍのポリエチ
レンテレフタレート上に高周波イオンブレーティングに
より厚さ０．２　／１　ｍのＣｏ　−Ｃｒ膜を得た。高
周波電力は６５０Ｗ投入し、蒸着速度はＣＯが８００人
／ｓｅｃ、Ｃｒが２０６人／就とした。

とのＣｏ　−Ｃｒ膜は垂直方向の保磁力が１Ｑ６０〔エ
ルステッド〕の垂直磁化膜である。

高分子基板９としてのポリエチレンテレフタレートのも
う一方の面に蒸着できるように第３図の装置で前記処理
を終えた高分子基板９を再び送り出し軸１４にかけ直し
て軟磁性層の形成を行った。

第３図の装置でＡ元素１８をＮｉ　としＢ元素１９をＦ
ｅとして蒸着速度をＮｉが８８０人／５（５）。

Ｆｅが２１０八／％として厚さが０．３μｍ　のＮ　ｉ
　−Ｆｅ膜を得た。

１１　゛　〜゛ このＮｉ−Ｆｅ膜の保磁力は０．６〔エルステッド〕で
あった。

尚、Ｃｏ−Ｃｒ膜の飽和磁束密度Ｂｓは３０００〔ガウ
ス］Ｎｉ−Ｆｅ膜の飽和磁束密度は６８００〔ガウス〕
でＣｏ−Ｃｒ膜の形成は真空槽内をあらかじめ１×１σ
６Ｔｏｒｒまで排気したのち、Ａｒを導入し７Ｘ１０−
”Ｔｏｒｒでイオンブレーティングすることで行ったが
、Ｎｉ−Ｆｅ膜の形成は、真空槽内をあらかじめ１×１
σ’Ｔｏｒｒに排気したのち酸素を導入し８　Ｘ　１０
−”　Ｔｏｒｒで電子ビームに蒸着した０電子分光分析
、Ｘ線電子分光分析の結果、Ｎｉ−Ｆｅ膜は柱状結晶か
らなり柱状結晶の表面はＦｅが偏析しＦｅ３Ｏ４膜の保
護膜が生成されていた。

本発明品としてＣｏ−Ｃｒ強磁性層とＮｉ−Ｆｅ軟磁性
層とを高分子基板９としてのポリエチレンテレフタレー
トの両面に各々配したものを８ｍｎ幅に裁断したものを
テープＡとし、Ｃｏ−Ｃｒ層、Ｎｉ−Ｆｅ層の上に夫々
メチルエチルケトンに溶かした３００ｐｐｍのミリスチ
ン酸溶液を厚さ１０μｍに塗布し、乾燥したものをテー
プＢとし、比較例と特開昭ＧＯ−５０７１７（４） してＮｉ−Ｆｅ層をもたないものでＣｏ−Ｃｒ層のみの
ものをテープＣ，Ｃｏ−Ｃｒ層上に前記したミリスチン
酸溶液を同量塗布したものをテープＤとした。

〔実施例−２〕 高分子基板９としてポリアミド基板（厚さ８μｍ）を、
あらかじめＸｅイオンボンバード処理、（Ｘｅイオン電
流密度１０　ｌｔ　Ａ／ｃｒｔｔ　、　Ｘ　ｅ＋イオン
エネルギーＩＫｅＶ）ｌ、、Ａ元素１８をＣｒ　としＢ
元素１９をＣ０８０％、Ｎｉ２Ｏ％（７）合金とし、蒸
着速度をＯｒは２００人／ｎ、ＣｏＮｉは７００人／渡
として、厚さが０．１８μｍのＣｏ−Ｎｉ−Ｃｒ膜を得
た。

このＣｏ−Ｎｉ−Ｃｒ膜は面内磁化膜で、面内の保磁力
が１２００　（エルステッド〕で飽和磁束密度Ｂ８は３
４００［ガウス〕であった。

蒸着時の真空度は酸素外ＩＥ　１．５　Ｘ　１０−５（
Ｔｏｒｙ、］。

水分圧ａ　ｘ　１ｏ−６（Ｔｏｒｒ、）、水素分圧７×
１σ６［Ｔａｒｔ）　、窒素分圧５　Ｘ　１０−’　（
Ｔｏ’ｒｒ）、他の残留ガス成分を含めてａ、ｓ　ｘ　
１ｏ−５［Ｔｏｒ　ｒ　］　であった。

１３ページ 次に、高分子基板９としてのポリアミド基板のもう一方
の面に蒸着できるように第３図の装置に装着し直して、
軟磁性層の形成を行った。

第３図の装置でへ元素１８をＭｎとしＢ元素１９をＮｉ
−Ｆｅ　（Ｎｉ８０％）として蒸着速度をＭｎが３６０
人／ｓｅｃ　、　Ｎｉ−Ｆｅが１１００八／ｓｅｃとし
て厚さが０．３１７ｚｍのＭｎ−Ｎｉ−Ｆｅ膜を得た。

このＭｎ　−Ｎ　ｉ　−Ｆ　ｅ膜の保磁力は０．３〔エ
ルステンド〕で飽和磁束密度Ｂｓは６０００〔ガウス〕
であった。

尚、Ｍｎ−Ｎｉ−Ｆｅ膜の形成時の真空度は２．５　Ｘ
　１０　［Ｔｏｒｒ〕　で酸素分圧が最大で１．８　Ｘ
　１０　［：Ｔｏｒｒ、］　の分圧で制御した。

電子分光分析、Ｘ線電子分光分析の結果、Ｍｎ　−Ｎｉ
−Ｆｅ膜は柱状結晶から成シ、その柱状結晶の表面はＭ
　ｎ　Ｏ２とＦｅ５ｏ４膜の混合層が約１２０人形成さ
れておｌ）　Ｍ　ｎ　Ｏ２とＦｅ３Ｏ４の比率はＭｎと
Ｆｅの元素比率で２：３であることがわかった。

両面に蒸着しただけの８喘幅のテープをテープＥとし、
Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ層、　Ｍｎ　−Ｎ　ｉ　−Ｆ　ｅ層の
表面に夫々トルエンに溶かしたステアリン酸ＩＩＦ鉛溶
液を厚みが１０　ｐｍに塗布し乾燥したものをテープＦ
とし、比較例としてＭｎ−Ｎｉ−Ｆｅ層をもたないもの
でＣｏ−ＮｉＣ１層のみのテープをテープＧ、同じ（Ｍ
ｎ　−Ｎ　ｉ　−Ｆ　ｅ層を形成しないでＣｏ−Ｎｉ　
−Ｃｒ層上に前記したステアリン酸亜鉛溶液を同量塗布
したものをテープＨとした。

以上述べたテープＡからテープＨまでの８種類のテープ
にギャップ長が０．３μｍ　のセンダストヘッドで記録
波長０．６６μｍを飽和記録した。

この記録レベルを記録直後に確昭した。即ち０．３μｍ
のギャップのフェライトヘッドで再生した時のヘッド出
力を夫々基準にし、特定の環境における１ケ月保存後の
再生出力を相対比較した。

その結果をデシベルで表示し、まとめたものを次表に示
した。

以下余白 １６ベ〜・ 上表から明らかなように本発明品はテープとして巻回し
て保存した時に記録レベルを安定に保持できるものであ
り、この効果は更に記録波長を短かくするとより顕著で
あり、例えばテープＢで０．４μｍを記録して保存環境
を前述した３環境で比較した時、記録レベルはそのまま
初期値を保持したのに対しテープＤでは６Ｃ）Ｃ６０％
ＲＨ，１ケ月後の出力はｅｄＢ減少していた。

特ＷＵ口ＨＧＯ−５０７１７（５） 本発明品は他の構成に比べて、前述した保存特性の出力
面での保存性の良好さと同時に、カッピングが両面金属
薄膜であることから変化しにくいことやくり返し使用で
のドロップアウトの異常増加がないなどの特長も併せ持
っている。

特にこの効果は酸素雰囲気で薄膜形成したため柱状構造
の結晶表面が酸化物で被覆され、硬くかつ、環境の影響
を受けにくいことによる効果と思われるものである。

他の実施例として実施例−１と実施例−２と同様のテー
プ試作をそれぞれの高分子基板を３゜ＫｅＶ、１２μＡ
／ｃｔＡの電子注入でエレクトレット化して比較した。

エレクトレット化した高分子基板について前述した保存
特性を詳細に検討したが、更に保存特性が改善されてい
た。

即ちテープＡとテープ八条件で高分子基板が前記条件で
エレクトレット化されたものを６ｏ℃６０％ＲＨに３ケ
月保存したところ、テープＡは、再生出力が約１ｄＢ低
下していたが、エレクトレ１７ページ ソト化された高分子基板による本発明の構成品は、初期
の再生出力が保持されていた。

この効果については再現性良く得ることができるが、エ
レクトレット化されることでの高分子基板内の空間電荷
分布が磁化された状態の保存にどう作用するかについて
はまだ明確に理解できない部分が多いので検討中である
。

尚、本発明の効果は保存期間が短かくても確認されてい
る。

発明の効果 以上のように本発明の金属薄膜型磁気テープによると、
高分子基板の一方の面に強磁性金属薄膜から成る磁気記
録層を配し、他方の面に軟磁性層を配する構成にしたた
め、記録した状態で巻き取られることにより、記録され
た記録層と軟磁性層が隣接するため、記録単位である永
久磁石の漏れ磁束が軟磁性層で効率よく閉じられるため
、外部磁界の影響を受けに＜＜、低温から高温捷での保
存環境に長期保存しても安定に記録磁化量を維持できる
効果を有するものである。

１８　′ この効果は短波長になる程大きいので、消去してくり返
し使用する用途でも若干改良されるが、記録として長期
保存する上で、より高密度記録が望まれる磁気記録分野
に於て、信頼性を確保できるものでその産業性は大きい
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の金属薄膜型磁気テープの断面図、第２図
は本発明の一実施例における金属薄膜型磁気テープの断
面図、第３図は第２図の金属薄膜型磁気テープを得るの
に用いた巻取蒸着装置の要部構成図である。 ５・・・・・・高分子基板、６・・・・・・磁気記録層
、８・・・・・・軟磁性層。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高分子基板の一方の而に強磁性金属薄膜から成る磁気記
   録層を配し、他方の面に軟磁性層を配したことを特徴と
   する金属薄膜型磁気テープ。