DE2842609A1

DE2842609A1 - Magnetisches aufzeichnungsmedium fuer senkrechte signalaufzeichnung

Info

Publication number: DE2842609A1
Application number: DE19782842609
Authority: DE
Inventors: Shun-Ichi Iwasaki; Yoshihisa Nakamura
Original assignee: IWASAKI SHUN ICHI; Fujitsu Ltd; Sony Corp
Current assignee: IWASAKI SHUN ICHI; Fujitsu Ltd; Sony Corp
Priority date: 1977-09-30
Filing date: 1978-09-29
Publication date: 1979-04-12
Also published as: US4210946A; DE2842609C2; GB2006508A; FR2437667A1; JPS5451804A; NL7809950A; JPS5891B2; FR2437667B1; CA1112359A; NL187506C; GB2006508B; NL187506B

Description

Erfindungsgegenstand ist ein magnetisches Aufzeichnungsmedium. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, das sich zur Signalaufzeichnung mit sogenannter senkrechter Magnetisierung oder Vertikalmagnetxsierung eignet.

Bei der magnetischen Signalaufzeichnung, beispielsweise mittels eines Magnetbands oder einer Magnetplatte, -folie oder "Scheibe,werden die Ton-, Video- oder andere Signale auf einer magnetischen Aufzeichnungsschicht gespeichert, die auf einer nichtmagnetischen Unterlage oder Grundschicht aufgetragen ist. Die Magnetisierung dieser magnetisierbaren Schicht erfolgt in Längsrichtung, d. h. parallel zur Richtung der Relativbewegung des Magnetbands oder des Flächenaufzeichnungsträgers in bezug auf einen ringartigen magnetischen Wandler oder Aufzeichnungsmagnetkopf. Bei der Aufzeichnung in Längsmagnetisierung wird bei einer Erhöhung der Aufzeichnungsdichte, d. h. der pro Streckenabschnitt vorhandenen Signalmenge unvermeidbarerweise die Wellenlänge vermindert mit der Folge, daß sich das entmagnetisierende Feld in der magnetischen Aufzeichnungsschicht vergrößert.

Eine Vergrößerung des entmagnetisierenden Feldes jedoch verursacht eine Dämpfung und Verdrehung der Restmagnetisierung mit der Folge, daß sich bei der Wiedergabe der aufgezeichneten Signale diese nur mit vermindertem Ausgangspegel· gewinnen lassen.

Werden die Signale andererseits in Normalrichtung zur Oberfläche der magnetischen Aufzeichnungsschicht aufgezeichnet, d. h. in sog. Vertikalmagnetisxerung, so bewirkt die abnehmende Wellenlänge des aufgezeichneten Signals - etwa bei einer Erhöhung der Aufzeichnungsdichte - eine Verminderung

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des entmagnetisierenden Felds. Für die Aufzeichnung von Signalen mit kurzer Wellenlänge ist unter diesem Gesichtspunkt die Vertikalmagnetxsierung (im folgenden auch als "Vertikalaufzeichnung" bezeichnet) günstiger als die herkömmliche Art der Aufzeichnung mit Längsmagnetisierung (im folgenden auch als "Längsaufzeichnung" bezeichnet).

Obgleich für die Vertikalaufzeichnung eine Reihe von Aufzeichnungsmedien bekannt und andere vorgeschlagen worden sind, eignet sich - soweit bekannt - in der Praxis noch keines in voll befriedigendem Umfang, um die Vorteile der Vertikalaufzeichnung voll auszunützen. Ein für die Vertikalaufzeichnung geeignetes Aufzeichnungsmedium ist u.a. durch die Erfinder für den vorliegenden Erfindungsgegenstand vorgeschlagen worden (vgl. "Proceedings of the Seventh Annual Conference on Magnetics", Paper No. 4£A-7, 1975, Japan, und "Proceedings of the 1976 Annual Meeting of the Institute of Electronics and Communication Engineers of Japan", Paper No. 184, 1976, Japan). Insoweit ist auch auf den Vorschlag gemäß japanischer Patentanmeldung Nr. 51574/76 hinzuweisen,die als JP-OS 134,706/77 offengelegt ist. Solche für Vertikalaufzeichnung geeignete magnetische Aufzeichnungsmedien tragen eine magnetische Schicht, die in einer Richtung leichter zu magnetisieren ist, also eine magnetisierbare Vorzugsrichtung senkrecht zur Oberfläche der Aufzeichnungsschicht aufweisen,

d. h. in der Dickenrichtung dieser Schicht. Die magnetische Aufzeichnungsschicht mit magnetisierbarer Vorzugsrichtung senkrecht zur Oberfläche besteht aus einer Chrom-Cobalt-Legierung (Cr-Co-Legierung), die unmittelbar auf einenichtmagnetisierbare Grund- oder Trägerschicht mittels Kochfrequenzzerstäubung aufgebracht wird. Obgleich magnetische Aufzeichnungsschichten aus Chrom-Cobalt-Legierung magnetische Eigenschaften aufweisen, die die Signalaufzeichnung in senkrechter Magnetisierung begünstigen im Vergleich zur Längsmagnetisierung, erschwert die relativ hohe Koerzitivkraft der Chrom-Cobalt-Legierung die Signalaufzeichnung,

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bis die Schicht durch einen einpoligen Magnetwandler oder Magnetkopf, der für die senkrechte Aufzeichnung verwendet wird, die Sättigung erreicht. Daher wird bei der Aufzeichnung eine relativ große elektrische Leistung benötigt. 5

Um diese bisher mit der Vertikalaufzeichnung verbundenen Schwierigkeiten zu überwinden, die besonders dann auftreten, wenn die magnetische Aufzeichnungsschicht aus Chrom-Cobalt-Legierung auf einer nichtmagnetischen Grundlage aufgebracht wird, wurde durch die Erfinder des vorliegenden Erfindungsgegenstands außerdem ein Aufzeichnungsmagnetkopf vorgeschlagen (vgl. JP-OS 134706/77 und JP-OS 32009/78), mit dem sich eine Vertikalaufzeichnung bei relativ niedriger magneto-motorischer Kraft erreichen läßt. Dieser vorgeschlagene Magnetkopf erhält zusätzlich zum einpoligen Erregungsteil, der der Oberfläche der magnetischen Schicht des Aufzeichnungsmediums gegenübersteht, einen erregten HilfsMagnetpol, der auf die andere freie Oberflächenseite des nichtmagnetischen Trägermaterials des Aufzeichnungsmediums ausgerichtet ist. Obgleich diese Magnetköpfe für Vertikalaufzeichnung für einige Anwendungsfälle gut wirksam sind, beispielsweise wenn als Aufzeichnungsmedium ein Magnetband oder eine Folie mit einer dünnen nichtmagnetischen Grundlage verwendet wird, zeigen sich doch erhebliche Schwierigkeiten, solche Magnetköpfe für die Signalaufzeichnung, insbesondere auf magnetischen Scheiben oder Platten zu verwenden, also bei Aufzeichnungsmedien, die einen relativ dicken nichtmagnetischen Träger aufweisen.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium zu schaffen, das sich für Vertikalaufzeichnung in hoher Aufzeichnungsdichte, vorzugsweise mittels eines einpoligen Aufzeichnungsmagnetkopfs, eignet.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe gibt der Patentanspruch 1 in kurzer Zusammenfassung an.

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Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein magnetisches Aufzeichnungsmedium für Vertikalaufzeichnung mit erfindungsgemäßen Merkmalen weist eine magnetische Aufzeichnungsschicht aus Chrom-Cobalt-Legierung mit einer Vorzugs-Magnetisierungsrichtung auf, die im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der magnetischen Aufzeichnungsschicht liegt. Weiterhin ist eine Schicht aus einem Material mit niedriger Koerzitivkraft, vorzugsweise zwischen der magnetischen Aufzeichnungsschicht und einer nichtmagnetischen Unterlage oder Grundschicht vorhanden, die die magnetische Aufzeichnungsschicht und die Materialschicht mit geringer Koerzitivkraft als Trägerschicht hält. Die Dicke der magnetisierbaren Schicht soll nicht größer sein als 3,0 μΐη und die Koerzitivkraft der vorzugsweise zwischen der magnetisierbaren Schicht und der Trägerschicht aufgebrachten Zwischenschicht soll nicht größer sein als ein Fünftel der Koerzitivkraft der magnetischen Aufzeichnungsschicht und eine Dicke von mindestens 0,1 μΐη aufweisen. Der Chromgehalt der magnetisierbaren Schicht liegt im Bereich von 5 bis 25 Gew.-%.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung in beispielsweisen Ausführung s formen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in graphischer Darstellung die magnetischen Eigenschaften der magnetischen Aufzeichnungsschicht aus einer Chrom-Cobalt-Legierung;

Fig. 2 die vergrößerte Seitenansichtsdarstellung eines Abschnitts eines magnetischen Aufzeichnungsmediums gemäß der Erfindung;

Fig. 3, 4, 5 und 6 schematische Ansichten von magnetischen Aufzeichnungsköpfen, die sich für die Vertikalauf

zeichnung von Signalen auf einem Aufzeichnungsmedium

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gemäß der Erfindung eignen;

Fig. 7 in graphischer Darstellung die Eingangs-/Ausgangskennlinien verschiedener magnetischer Aufzeichnungsmedien mit erfindungsgemäßen Merkmalen im Vergleich zur Eingangs-/Ausgangskennlinie eines magnetischen

Aufzeichnungsmediums bekannter Art;

Fig. 8 den Verlauf eines aufzuzeichnenden Prüfsignals zur Bestimmung der Eingangs-/Ausgangskennlinien nach Fig. 7;

Fig. 9 in einer der Fig. 7 ähnlichen graphischen Darstellung die Eingangs-/Ausgangskennlinien für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung, wenn die Vertikalaufzeichnung mittels verschiedener magnetischer Aufzeichnungsmagnetköpfe erfolgt; Fig. 10 das Schaubild für Frequenzgänge verschiedener magnetischer Aufzeichnungsmedien gemäß der Erfindung im Vergleich zu den Frequenzgangen bekannter magnetischer Aufzeichnungsmedien und

Fig. 11 die vergrößerte Seitenansicht eines Abschnitts aus einer anderen Ausführungsform eines magnetischen

Aufzeichnungsmediums mit erfindungsgemäßen Merkmalen.

Aus der Fig. 1 ist ersichtlich, daß die auf eine nichtmagnetische Unterlage oder einen Träger mittels Hochfrequenzsprühverfahren aufgebrachte magnetische Aufzeichnungsschicht aus Chrom-Cobalt-Legierung magnetische Kennwerte aufweist, die, wie der Zusammenhang zwischen der magnetischen Feldstärke H und der Magnetisierung M erkennen läßt, eine Vorzugsrichtung bei senkrechter Magnetisierung (veranschaulicht durch die Kurve A in ausgezogener Linienführung) aufweist im Vergleich zur Kennlinie bei Längsmagnetisierung (wiedergegeben durch die Kurve B in gestrichelter Linienführung). Wie sich aus Fig. 1 ersehen läßt, liegt das Maximum der Restmagnetisierung bei Vertikalmagnetisierung beträchtlich höher als bei Längsmagnetisierung, woraus sich ersehen läßt,· daß für die hier vorgesehenen Anwendungszwecke die Kennlinie

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A für Vertikalmagnetisxerung zu bevorzugen ist. Bei Vertikalauf zeichnung mittels eines einpoligen Magnetkopfs jedoch, der beispielsweise den in den Fig. 3, 5 und 6 veranschaulichten konstruktiven Aufbau aufweisen kann, ist es ziemlich schwierig, die Vertikalaufzeichnung von Signalen in der Chrom-Cobalt-Schicht wegen der relativ hohen Koerzitivkraft zu erreichen, es sei denn, die Schicht wird durch den Magnetkopf bis zur Sättigung magnetisiert. Obgleich diese Sättigungsmagnetisierung und der damit verbundene relativ hohe Energiebedarf vermieden werden können, so daß eine Vertikalaufzeichnung mit relativ niedriger magnetomotorischer Kraft möglich ist, wenn - wie erwähnt ein einpoliger Magnetkopf in Verbindung mit einem Hilfsmagnetpol an der der magnetischen Aufzeichnungsschicht gegenüberliegenden Seite des Aufzeichnungsmediums verwendet wird, wie weiter unten noch unter Bezug auf Fig. 4 zu erläutern ist, eignet sich ein solcher Magnetkopf nicht oder nur unter Schwierigkeiten für die vertikale Signalaufzeichnung auf einer Magnetplatte oder dergleichen, bei der eine relativ dicke nichtmagnetische Grund- oder Trägerschicht als Unterlage für die Chrom-Cobalt-Legierung verwendet wird.

Das Beispiel der Fig. 2 läßt erkennen, daß bei einem erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedium 10 die aufgezeigten Schwierigkeiten dann vermieden werden können, wenn außer einer nichtmagnetischen Trägerschicht 11 und einer magnetischen Aufzeichnungsschicht 12 für Vertikalaufzeichnung eine dazwischenliegende Schicht 13 aus einem Material mit niedriger Koerzitivkraft verwendet wird. In einem solchen Aufzeichnungsmedium 10 wird - so scheint es - während der Vertikalaufzeichnung mittels eines einpoligen Magnetkopfs ein "Bild" der Kopfmagnetisierung in der Schicht 13 aus Material mit niedriger Koerzitivkraft erzeugt, das das durch den einpoligen Magnetkopf wiedergegebene aufzeichnende-Magnetfeld verstärkt. Es sieht weiterhin so aus, als ob die Materialschicht 13 mit niedriger Koerzitivkraft einen

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teilweise geschlossenen Magnetkreis auf der Rückseite der Chrom-Cobalt-Legierungsschicht 12 bildet, d. h. auf jener Seite der Schicht 12, die dem Magnetkopf abgewandt ist, und damit das entmagnetisierende Feld in der Aufzeichnungsmagnetschicht vermindert oder^ in anderen Worten die Restmagnetisierung dieser Schicht 12 vergrößert.

Bei einem magnetischen Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung besteht die magnetische Aufzeichnungsschicht 12 vorzugsweise aus einer Chrom-Cobalt-Legierung, die 5 bis 25 Gew.-% Chrom enthält. Die Dicke dieser Schicht ist nicht größer als 3,0 μια und liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 3,0 μπι. Der zu bevorzugende Dickenbereich für die Schicht 12 ist 0,5 bis 3,0 μΐη. Die Achse leichter Magnetisierbarkeit liegt bei der Schicht 12 senkrecht zur Oberfläche, und die Sättigungsmagnetisierung M wird im Bereich

von 0,01 bis 0,11 T (100 bis 1100 G) gewählt, während für die Koerzitivkraft H ein Bereit
(300 bis 2000 Oe) gewählt wird.

die Koerzitivkraft H ein Bereich von 2 3880 A/m bis 15 9200 A/m

Im Zusammenhang mit den erwähnten zu bevorzugenden Kennwerten für die magnetische Aufzeichnungsschicht 12 sei bemerkt, daß Cobalt eine große kristalline magnetische Anisotropiekonstante K aufweist. Wird dem Cobalt jedoch Chrom

ei

25 zugesetzt, so sinkt die Sattigungsmagnetisxerung M der

erhaltenen Legierung ab, und die Achse leichter Magnetisierung liegt im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Schicht. Liegt die Sättigungsmagnetisierung M der magnetischen Aufzeichnungsschicht unter 10 T (unter 100 G), also

30 unterhalb der Untergrenze des oben angegebenen Bereichs,

so zeigen die von der magnetisierbaren Schicht wiedergegebenen Ausgangssignale unbefriedigende Werte. Liegt anderer-

—2 seits die Sättigungsmagnetisierung M_ über 11 χ 10 T

(1100 G), so verschiebt sich die Achse leichter Magnetisierbarkeit der Chrom-Cobalt-Legierungsschicht im wesentlichen in die Längsrichtung, so daß sich keine befriedigende Vertikalmagnetisierung mehr erreichen läßt. Gute Ergebnisse

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lassen sich dagegen erzielen, wenn die Chrom-Cobalt-Legierung 5 bis 25 Gew.-% Chrom enthält und die daraus hergestellte Aufzeichnungsmagnetschicht 12 mit einer Sättigungsmagne-

—2 —2

tisierung M zwischen 1O und 11 χ 10 T betrieben wird, weil sich dann eine Achse guter Magnetisierbarkeit im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Schicht 12 zeigt, insbesondere wenn diese Schicht auf die Schicht 13 aus einem Material mit niedriger Koerzitivkraft aufgebracht wird. Wird die Sättigungsmagnetisierung M für die Schicht 12 inner-

-2 -2

halb des Bereichs von 10 bis 11 χ 10 T gewählt, so ergibt sich die Koerzitivkraft H dieser Schicht im oben angegebenen Bereich, d. h. im Bereich zwischen 23,9 kA/m und 159,2 kA/m.

Wird die Dicke der Chrom-Cobalt-Legierungsschicht 12 zu klein gewählt, ist es schwierig, eine Vertikalmagnetisierung zu erreichen, und es ergibt sich nur ein unbefriedigendes Ausgangssignal bei der Signalwiedergabe· Wie bereits erwähnt, sollte die minimale Stärke der magnetischen Aufzeichnungsschicht 12 mindestens 0,1 μΐη, vorzugsweise jedoch mindestens 0,5 μπι betragen. Wird andererseits die Dicke der magnetischen Aufzeichnungsschicht 12 zu groß, so wird es mit für die vorgesehenen Zwecke günstigen Aufzeichnungsmagnetfelder schwierig, die Schicht zu durchdringen, d. h. es wird dann bei der Aufzeichnung eine übermäßig große elektromotorische Kraft bzw. eine entsprechend große Leistung benötigt. Das Maximum der Dicke für die Aufzeichnungsschicht 12 sollte daher bei 3,0 μπι angesetzt werden.

Das Material der Schicht 13 ist hinsichtlich seiner Koerzitivkraft so gewählt, daß letztere nicht größer als ein Fünftel der Koerzitivkraft des Materials der magnetischen Aufzeichnungsschicht 12 und vorzusgweise also nicht größer als 23,9 kA/m (300 Oe) ist. Die Dicke der Schicht 13 beträgt mindestens 0,1 μΐη und liegt vorzugsweise über 0,5 μΐη, jedoch unter 3,0 μπι. Ist die Stärke der Schicht 13 zu gering, beispielsweise geringer als die zu bevorzugende Minimum-

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dicke von 0,5 μπι und insbesondere dünner als die Untergrenze von 0,1 μπι, so läßt sich keine nennenswerte Verbesserung in' der Aufzeichnungsempfindlichkeit oder in der Qualität des wiedergegebenen Signals erkennen. Ist die Schicht 13 dagegen dicker als 3,0 μΐη, so kann keine weitere Verbesserung der Aufzeichnungsempfindlichkeit und der Qualität des wiedergegebenen Ausgangssignals festgestellt werden; es steigen lediglich die gesamten Herstellungskosten und eine weitere Verstärkung der Schicht 13 bringt also nur höhere Kosten ohne erkennbare Vorteile.

Wird der Wert der Koerzitivkraft der Schicht 13 zu groß, beispielsweise größer als 23,9 kA/m (also größer als 300 Oe) oder größer als ein Fünftel der Koerzitivkraft der magnetischen Aufzeichnungsschicht 12, so wird die zuvor erwähnte Ausbildung eines Magnetisierungsbilds des einpoligen Magnetkopfs gestört und entsprechend sinkt die Aufzeichnungsempfindlichkeit ab, und es wird eine -höhere Leistung bei der Signalaufzeichnung erforderlich.

20

Die Schicht 13 aus einem Material geringer Koerzitivkraft läßt sich durch ein Hochfrequenzsprühverfahren aus einer Legierung aus Nickel, Eisen und Molybdän herstellen, bei der die Menge an Molybdän im Bereich von etwa 5 bis 8 Gew.-% liegt und der Rest der Legierung von Eisen und Nickel auf ein Gewichtsverhältnis von 1:4 eingestellt ist. Dazu alternativ kann die Schicht 13 auch aus einer wärmebehandelten Nickel-Phosphor-Legierung oder aus irgendeinem anderen geeigneten Material bestehen, beispielsweise aus Cobalt, das die speziellen physikalischen Kennwerte für diese Schicht 13 befriedigt, wie sie oben erläutert worden sind.

Die nichtmagnetische Grund- oder Trägerschicht 11 des magnetischen Aufzeichnungsmediums 10 kann aus einem synthetischen Kunstharzfilm, beispielsweise auf der Basis von

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Polyamid, Polyäthylen, Terephthalat, Polycarbonat und dergleichen bestehen. Dazu alternativ kann die nichtmagnetische Grundlage 11 auch aus einer steifen Platte oder einem Bahnmaterial bestehen, etwa aus AlUmInIUm₇ Kupfer, Glass oder dergleichen.

Die Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmedien mit erfindungsgemäßen Eigenschaften wird nachfolgend anhand eines spezifischen Beispiels erläutert. 10

Beispiel

Die nichtmagnetische Unterlage 11 des Aufzeichnungsmediums. 10 besteht aus einem Polyimid-Film, der zur Entfernung von Fettrückständen u. dgl. zunächst gewaschen und dann vor dem Aufbringen der Materialschicht 13 mit niedriger Koerzitivkraft getrocknet wird. Die Schicht 13 wird auf die Unterlageschicht 11 durch ein Sprühverfahren im Vakuum bei

— 7 —2

1,5 χ 10 Torr und einem Argondruck von 2,2 χ 10 Torr bei einer elektrischen Hochfrequenzenergie von 650 Watt aufgebracht, während die Temperatur der Unterlage 11 auf etwa 25O°C gehalten wird. Die so erzeugte Schicht 13 weist eine Koerzitivkraft H von etwa 398 A/m und eine Sättigungsmagnetisierung M von etwa 60 mT (600 G) auf. Die Dicke der Schicht 13 hängt von der Aufsprühdauer auf. Dauert der Aufsprühvorgang beispielsweise etwa 20 min, so ergibt sich eine Dicke von etwa 1 μΜ für die Schicht 13. Selbstverständlich kann die Stärke der Schicht 13 durch geeignete Änderung und Einstellung der Aufsprühzeit nach oben oder unten variiert werden. Die magnetische Aufzeichnungsschicht 12 wird aus Chrom-Cobalt-Legierung über der Schicht 13 ebenfalls durch ein Aufsprühverfahren aufgebracht. Auch in diesem Fall erfolgt das Aufsprühen in einem Vakuum von etwa 1,5 χ 10 Torr bei einem Argon-Schutzgasdruck von 2 χ 10 Torr und einer Hochfrequenzleistung von 200 Watt. Auch in diesem Fall ist die Dicke

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der Chrom-Cobalt-Legierungsschicht 12 bestimmt durch die Aufsprühdauer. Unter den angegebenen Bedingungen wird innerhalb etwa einer Stunde eine Dicke der Schicht 12 von etwa 1 μΐη erreicht.

Wie sich aus der nachfolgenden Tabelle I ersehen läßt, wurden entsprechend den oben erläuterten Verfahrensparametern Proben S₁ bis S_n. mit erfindungsgemäßen Merkmalen hergestellt, bei denen die magnetische Aufzeichnungsschicht 12 aus einer Legierung bestand, die unterschiedliche Anteile an Chrom und Cobalt enthielt,und die Schicht 13 aus einem Material mit niedriger Koerzitivkraft bestand aus der zuvor erwähnten Nickel-Eisen-Molybdän-Legierung mit-einem Anteil von 5 bis 8 Gew.-% an Molybdän, während der Anteil von Eisen und Nickel in einem Gewichtsverhältnis von etwa 1 bis 4 gewählt wurde. Die Dicke der Schicht 13 variierte entsprechend den Angaben in der Tabelle. Zusätzlich wurde eine Probe S, gemäß der Erfindung in ähnlicher Weise hergestellt, wobei jedoch die Schicht 13 aus einem Material mit niedriger Koerzitivkraft aus Cobalt bestand. In Tabelle 1 ist schließlich mit S die Probe eines Aufzeichnungsmediums bezeichnet, das in ähnlicher Weise hergestellt wurde, jedoch ohne die Materialschicht mit niedriger Koerzitivkraft, um anschauliche Vergleichsverhältnisse darstellen zu können.

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co

co co

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CD co

Tabelle I

Probe	Magnetische Aufzeichnungsschicht (12)	Dicke (pm)	Sättigungs- magnetisierung M_ . . '. (mT).	Koerzitiv kraft H . . (A/cm). ^c . . .:	Schicht 13 aus Material geringer ,,..'.'. Koerzitivkraft	Dicke (μΐη)	Sättigungs magnetisierung -.M₃..-..(HfC):... .	Koerzitiv kraft H .(A/cm). °.
^S1	Material (Gew.-%)	1,0	39	1194	Material	2,0	60	4
^S2	82Co-18Cr	1,0	39	1194	Ni-Fe-Mo	1,0	60	4
^S3	82Co-18Cr	1,0	39	1196	Ni-Fe-Mo	0,5	60	4
^S4	82Co-18Cr	1,0	100	668,6	Ni-Fe-Mo	1,0	60	4
^S5	95Co-5Cr	1,0	15	62Ί	Ni-Fe-Mo	1,0	60	4
^S6	78Co-22Cr	1,0	34	1035	Ni-Fe-Mo	0,9	140	79,6
^Sc	81Co-19Cr	1,0	39	1196	Co
82Co-18Cr

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Die senkrechte Aufzeichnung von Signalen auf dem erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedium läßt sich mit verschiedenen magnetischen Wandlerelementen oder Magnetköpfen bewirken, die einen singulären magnetischen Hauptpol aufweisen. Wie die Fig. 3 zeigt, kann ein für die vertikale Aufzeichnung von Signalen auf das Aufzeichnungsmedium 10 geeigneter magnetischer Wandler oder Magnetkopf 14 einen Kern 15, beispielsweise einen platierten Permalloyfilm mit einer Stärke t und einer Länge L umfassen, der einen magnetischen Hauptpol in der Mitte des Kopfs 14 erzeugt, und Kerne 16 und 17 beispielsweise aus Nickel-Zinkferrit oder Mangan-Zinkferrit mit einer Breite von T, die zu beiden Seiten des Kerns 15 angeordnet sind, um eine magnetische Sättigung des letzteren zu vermeiden. Im Fall des magnetischen Einzelpols 14 der Fig. 3 weisen die Kerne 16 und 17 gegen das Aufzeichnungsmedium 10 zu abgeschrägte Endflächen auf; sie sind in Längsrichtung so dimensioniert, daß der zentrale Kern oder magnetische Hauptpol 15 um einen Abstand 1 über die abgeschrägten Enden der Kerne 16 und 17 in Richtung auf das Aufzeichnungsmedium zu übersteht. Wie die Fig. 3 noch erkennen läßt, weist der Magnetkopf 14 eine Erregerwicklung 18 um die Kerne 15, 16 und 17 auf, die mit den aufzuzeichnenden Signalen gespeist wird.

25

Beim Vergleich des erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmediums, beispielsweise entsprechend den Proben S₁ bis S_fi, im Vergleich mit den Kennwerten eines bekannten magnetischen Aufzeichnungsmediums, beispielsweise der Probe S , wurde der Magnetkopf 14 gemäß Fig. .3 bei

der Aufzeichnung mit folgenden Abmessungen verwendet: L = 1,5 mm, 1 = 100 μπι, T = 700 μΐη, t = 1,6 μπι, Wicklung 18 mit Windungszahl = 100. Während der Aufzeichnung auf die einzelnen Proben des magnetischen Aufzeichnungsmediums wurde letzteres mit einer konstanten Relativgeschwindigkeit zum Magnetkopf von 9,5 cm/sec bewegt, und der Erre-

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gerwicklung 18 des Aufzeichnungskopfs wurde ein Rechtecksignal mit 200 BPI (200 Bit pro Inch = 78,74 Bit pro cm) verwendet, also mit der doppelten Anzahl von Zyklen pro Bandabschnitt im Vergleich zu Fig. 8. Nach der Vertikala ufzeichnung dieses Rechteckimpulssignals auf das magnetische Aufzeichnungsmedium mittels des erläuterten einpoligen Magnetkopfs 14 wurden die aufgezeichneten Signale wiederum mit einem gewöhnlichen Ring-Magnetkopf ausgelesen, der eine Spaltlänge von Ι,Ομχη aufwies, wobei wiederum die relative Auslesegeschwindigkeit 9,5 cm/sec betrug.

Die Eingangs-/Ausgangskennlinien für die verschiedenen Proben S₁ bis S, des Aufzeichnungsmediums gemäß der Erfindung und der Probe S eines bekannten Aufzeichnungsmediums sind im Schaubild der Fig. 7 zusammengestellt. Auf der Abszisse ist der Stromwert des Eingangssignals I (vgl. auch Fig. 8) aufgetragen, das aufgezeichnet und vom Nullpegel bis zum Spitzenpegel gemessen wird, während die Ordinate die Spannung E_ wiedergibt, gemessen vom Nullpegel bis zum Spitzenwert der wiedergegebenen Spannung, die sich nach Verstärkung um 60 dB des Ausgangssignals ergibt, das über einen Ring-Magnetkopf abgegriffen wird. Aus dem Vergleich der Kurven S₁ bis S_fi in Fig. 7 mit der Vergleichskurve S läßt sich ersehen, daß die Wiedergabekennwerte für die Proben S₁ bis S erheblich besser liegen als die

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der Vergleichsprobe S . Die Proben S₁ bis S_ß wiesen gemäß der Erfindung die oben erläuterte magnetische Aufzeichnungsschicht 12 über der Schicht 13 aus einem Material mit geringer Koerzitivkraft auf. Wie sich aus der Kurve S in Fig. 7 ersehen läßt, kann bei einem herkömmlichen magnetischen Auf zeichnungsmediuni/das die Schicht 13 aus einem Material mit geringer Koerzitivkraft nicht aufweist, keine Sättigung im reproduzierten Ausgangssignal erreicht werden, wenn dieses zuvor mit dem Magnetkopf 14 aufzeich-

35 ne-t worden ist.

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Wie ein Vergleich der Kurven S.., S₂ und S₃ in Fig. 7 zeigt, werden die Werte des wiedergegebenen Ausgangssignals mit ansteigender Dicke der Schicht 13 mindestens im Bereich von 0,5 μπι (Kurve S) über 1,0 μΐη (Kurve S₃) bis 2,0 μΐη (Kurve S.) besser. Wie bereits erwähnt, läßt sich jedoch bei einer Schichtstärke der Schicht 13 über 3,0 pm keine weitere Verbesserung oder ein weiteres Ansteigen der Ausgangskennlinie erzielen- Wird umgekehrt die Dicke der Schicht 13 aus Material mit geringer Koerzitivkraft kleiner als 0,1 μπι gewählt, so hat sie praktisch keinen Einfluß auf die Qualität des vom magnetischen Aufzeichnungsmedium abgreifbaren Ausgangssignals.

Obgleich die Fig. 7 die Eingangs-/Ausgangskennlinien für einzelne Proben von magnetischen Aufzeichnungsmedien mit erfindungsgemäßen Merkmalen zeigt, bei denen die Signalaufzeichnung mit einem Einzelpol-Magnetkopf gemäß Fig. vorgenommen wurde, lassen sich ähnlich bessere Eingangs-/ Ausgangskennlinien erzielen, wenn die Vertikalaufzeichnung mit anderen Typen von Magnetköpfen oder solchen mit anderen Abmessungen vorgenommen wird. In Fig. 9 entspricht die Kurve S₂ der Kurve S von Fig. 7 und verdeutlicht in analoger Weise die Eingangs-/Ausgangskennlinie der Probe S^ des magnetischen Aufzeichnungsmediums aus Tabelle I, wenn die Signalaufzeichnung mittels des einpoligen Magnetkopfs 14 vorgenommen wird. In ähnlicher Weise verdeutlichen die Kurven H₂ und H in Fig. 9 die Eingangs-/Ausgangskennlinien des gleichen magnetischen Aufzeichnungsmediums, also der Probe S- aus Tabelle I, wenn die Signalaufzeichnung mit einem einpoligen Magnetkopf 14a bzw. 14b vorgenommen wird, wie er in den Fig. 4 bzw. 5 veranschaulicht ist.

Der magnetische Aufzeichnungskopf 14a in Fig. 4 ist im wesentlichen ähnlich aufgebaut wie der zuvor beschriebene Magnetkopf 14; er unterscheidet sich lediglich darin,

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daß die Kerne 16a bzw. 17a aus Nickel-Zinkferrit oder Mangan-Zinkferrit an gegenüberliegenden Seiten des mittig angeordneten plattierten Permalloyfilms angeordnet sind, der als magnetischer Hauptpol 15a dient, und daß die genannten seitlichen Kerne an den Enden, also gegen das in Fig. 4 nicht gezeigte magnetische Aufzeichnungsmedium, nicht abgeschrägt sind. Im Falle des Magnetkopfs 14a weist der magnetische Hauptpol 15a in der Mitte des Kopfs eine Stärke von t = 1,6 μπι auf und steht um einen Abstand 1 = 500 μπι gegen das Magnetmedium über die angrenzenden unteren Enden der Kerne 16a bzw. 17a hinaus, die jeweils eine Dicke von T = 700 μπι aufweisen. Schließlich sind auch beim Magnetkopf 14a die Kerne 15a, 16a und 17a durch eine Erreger- oder Aufzeichnungswicklung 18a mit 100 Win-

15 düngen umgeben.

Beim in Fig. 5 dargestellten Magnetkopf 14b bildet wiederum ein plattierter Permalloyfilm mit einer Dicke von t = 1,6 μπι den magnetischen Hauptpol 15b, der am einen

20 Ende gegen das in Fig. 5 nicht gezeigte magnetische

Aufzeichnungsmedium zu um einen Abstand 1 = 500 μπι über das benachbarte Ende eines einzigen zusätzlichen Kerns 16b aus Nickel-Zinkferrit oder Mangan-Zinkferrit übersteht, der eine Dicke von T = 700 μΐη aufweist und dazu dient, eine magnetische Sättigung des magnetischen Hauptkerns oder -pols 15b zu verhindern. Der magnetische Hauptpol 15b und der zusätzliche einzelne Kern 16b sind wiederum durch eine Erreger- oder Aufzeichnungswicklung 18b umgeben, die ebenfalls 100 Windungen aufweist.

In Fig. 9 verdeutlichen die Kurven H. und H₅ die Eingangs-/ Ausgangskennlinie des erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmediums gemäß der oben erläuterten Probe S2, wenn die Signale mittels eines Magnetkopfs aufgezeichnet werden, der in Fig. 6 dargestellt und mit Bezugshinweis 14c bezeichnet ist. Diese Magnetkopfart enthält einen

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magnetischen Hauptpol 15c mit einer Dicke t, der auf einer Seite der Bewegungsbahn des Aufzeichnungsmediums 10 so angeordnet ist, daß er der magnetischen Aufzeichnungsschicht 12 gegenübersteht. Weiterhin ist ein magnetischer Hilfspol 16c vorhanden, der gegen den magnetischen Hauptpol 15c einen Abstand d aufweist und auf der gegenüberliegenden Seite des Aufzeichnungsmediums angeordnet ist und der die Erreger- oder Aufzeichnungswicklung 18c trägt. Die für die Eingangs-/Ausgangskennlinien entsprechend den Kurven H und H₁. in Fig. 9 verwendeten Aufzeichnungsmagnetköpfe sind insoweit ähnlich dimensioniert, als die Dicke T des magnetischen Hilfspols ebenfalls 700 μπι beträgt und die Erregerwicklung 18c 100 Windungen aufweist. Der Abstand d zwischen dem magnetischen Hilfspol 16c und dem magnetischen Hauptpol 15c beträgt 100 μπι. Der magnetische Aufzeichnungskopf 14c, der bei der zur Eingangs-/Ausgangskennlinie entsprechend Kurve H. führenden Messung verwendet wurde, wies eine Dicke t des magnetischen Hauptpols 15c von 1,6 μΐΗ auf, während der Magnetpol 15c für die Werte der Eingangs-/Ausgangskennlinie entsprechend Kurve H^ eine Dicke t von 3,2 μπι aufwies.

In Fig. 10 stellen die Kurven S', S¹ und S¹ die Freguenzgangkennlinien der vom magnetischen Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung abgreifbaren Ausgangssignale entsprechend den Proben S₁, S_? bzw. S_ in obiger Tabelle I dar. Zur Bestimmung der Frequenzgänge gemäß Fig. 10 wurde der einpolige Magnetkopf 14a gemäß Fig. 4 bei der Aufzeichnung und ein Ring-Magnetkopf mit einer Spaltlänge von 1,0 μπι bei der Signalwiedergabe verwendet. Auf der Abszisse ist die Aufzeichnungsdichte in KBPI, d. h. in 1000 Bits pro Inch aufgetragen, was selbstverständlich der Frequenz des aufgezeichneten Signals für den Fall entspricht, daß die Geschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums konstant ist, beispielsweise 9,5 cm/sec beträgt. Auf der Ordinate in Fig. 10 ist wiederum die abgreif-

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bare Ausgangsspannung E aufgetragen, die der Differenz zwischen dem Pegel Null und dem Spitzenwert der wiedergegebenen Spannung entspricht nach Verstärkung des Ausgangssignals des ringförmigen Wiedergabemagnetkopfs um 60 dB.

Zu Vergleichszwecken wurde auch in Fig. 10 eine Kurve S¹

aufgenommen, die den Frequenzgang eines bekannten magnetischen Aufzeichnungsmediums, also der Probe S in Tabelle I wiedergibt, d. h. eines Aufzeichnungsmediums, das die Schicht 13 aus einem Material mit niedriger Koerzitivkraft nicht aufweist. Fig. 10 enthält außerdem eine Kurve S" , die ebenfalls einer gemessenen Frequenzgangkennlinie eines bekannten magnetischen Aufzeichnungsmediums S ohne die Schicht 13 entspricht, jedoch für den Fall, daß die Signalaufzeichnung über den magnetischen Aufzeichnungskopf 14c der Fig. 6 erfolgt, der eine Dicke t des magnetischen Hauptpols 15c von 3,2 μΐη aufweist. Schließlich entspricht die Kurve S_ in Fig. 10 dem gemessenen Frequenzgang eines

20 herkömmlichen 7*-Fe „0_-Magnetbands.

Aus den Fig. 7, 9 und 10 ist ersichtlich, daß magnetische Aufzeichnungsmedien mit erfindungsgemäßen Merkmalen sich durch eine Aufzeichnungsempfindlichkeit und einen Frequenzgang der wiedergebbaren Ausgangssignale auszeichnen, die wesentlich besser sind als die entsprechenden Kennwerte von bekannten magnetischen Aufzeichnungsmedien.

Bei den oben in Einzelheiten erläuterten Proben eines erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmediums war die magnetische Aufzeichnungsschicht 12 direkt über der Schicht 13 aus einem Material niedriger Koerzitivkraft aufgebracht (vgl. Fig. 2). Fig. 11 dagegen zeigt ein magnetisches Aufzeichnungsmedium 10' - ebenfalls mit erfindungsgemäßen Merkmalen - bei dem eine Zwischenschicht 19 aus einem

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nichtmagnetxschen Material zwischen der magnetischen Aufzeichnungsschicht 12' und der auf die nichtmagnetische Unterlageschicht 11' aufgebrachten Schicht 13 aus einem Material mit niedriger Koerzitivkraft angeordnet ist. Bei diesem Aufzeichnungsmedium 10' kann durch die nichtmagnetische Zwischenschicht 19 die Adhäsion oder Haftung der magnetischen Schicht 12' verbessert werden, und außerdem wird eine Diffusion zwischen der Schicht 13' und der magnetischen Aufzeichnungsschicht 12' vermieden. Die nichtmagnetische Zwischenschicht 19 kann aus einem geeigneten Isoliermaterial bestehen, etwa aus SiO , TiO₃, Al O₃ und dergleichen, oder aus Metall, etwa aus Titan, Chrom, Aluminium, Molybdän, Wolfram, Kupfer, Silber und dergleichen.

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Claims

PATENTANWÄLTE

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER

D-80OO München 22 D-4800 Bielefeld

Triftstraße 4 Siekerwall 7

Case S78P8O 29. September 1978

SHUN-ICHI IWASAKI, 1-11-35, Kunimi, Sendai-shi, Miyagi-ken,

Japan

SONY CORPORATION, 7-35, Kitashinagawa 6-chome, Shinagawa-ku,

Tokyo, Japan

FUJITSU LIMITED

Magnetisches Aufzeichnungsmedium für senkrechte Signalaufzeichnung

Priorität: 30. September 1977, Japan, Nr. 118424/77

PATENTANSPRÜCHE

ή Magnetisches Aufzeichnungsmedium für senkrechte Signalaufzeichnung mittels eines einpoligen Aufzeichnungs-Magnetkopfs, gekennzeichnet durch - eine erste dem Magnetkopf (14) gegenüberstehende Oberflächenschicht (12) des Aufzeichnungsmediums (10),die aus einer Chrom-Cobalt-Legierung mit einem Gehalt von etwa 5 bis 20 Gew.-% Chrom besteht und eine Stärke von nicht mehr als 3,0 μΐη sowie eine im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche stehende, leicht magnetisierbare Vorzugsrichtung aufweist, und

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- eine auf der vom Magnetkopf abgekehrten Seite der ersten Schicht angeordnete zweite Schicht (13) mit einer Schichtstärke von mindestens 0,1 μπι aus einem Material geringer Koerzitivkraft, die nicht größer ist als ein Fünftel der Koerzitivkraft der ersten Schicht.
2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine nichtmagnetische Trägerschicht (11) auf der der ersten Schicht (12) abgekehrten Seite der zweiten Schicht (13).
3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine dritte Schicht
(19) aus nichtmagnetischem Material zwischen der ersten
und zweiten Schicht zur Verbesserung der Adhäsion der ersten Schicht und zur Verhinderung einer Diffusion zwischen der ersten und zweiten Schicht.
4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht eine Koerzitivkraft von
etwa 239 A/cm bis 1592 A/cm (300-2000 Oe) aufweist.
5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht eine Sättigungsmagnetisierung von 10 bis 110 mT (100-1100 Gauss) aufweist.
6. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht eine Stärke im Bereich von etwa 0,1 bis 0,3 μπι aufweist.

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7. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht eine Stärke im Bereich von etwa

0,5 bis 3,0 μπι aufweist.
8. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten und zweiten Schicht eine nichtmagnetische Schicht angeordnet ist.
9. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht mittels eines Zerstäubungsverfahrens aufgebracht worden ist.

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