JPH01166330A

JPH01166330A - 金属薄膜型磁気記録媒体の製造方法

Info

Publication number: JPH01166330A
Application number: JP62323760A
Authority: JP
Inventors: Fumio Kishi; 岸　文夫; Takayuki Yagi; 隆行八木; Kenji Suzuki; 謙二鈴木; Hirotsugu Takagi; 高木　博嗣
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-12-23
Filing date: 1987-12-23
Publication date: 1989-06-30
Also published as: US5000995A

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〕本発明は金属薄ＩＩ５！型磁気記録媒体の製造方法に関
する。

（従来の技術）近年、磁気記録の高密度化に対する要求が強くなってき
ており、種々の媒体の製造方法の研究開発が進められて
いる。金属薄膜の記録層を用いる方法もその一つである
。

この金属薄膜記録層の形成方法としては、メツキによる
湿式法と、真空蒸着、スパッタリングなどによる物理蒸
着法が研究されているが、湿式法においては、メツキ浴
の管理が煩雑で連続成膜に向かないことや、排液処理に
あたワて厳格な管理を必要とすることなど難題が多く、
物理蒸着法を用いる方法が最近では主流となっている。

物理蒸着による方法としては、Ｃｏ−Ｎｉ合金を用いた
斜蒸着による方法が広く研究されているほか、垂直記録
方式による磁気記録の一層の高密度化を目毒して、Ｃｏ
系合金（主にはＣｏ−Ｃｒ合金）を記録層材料として使
用し、垂直入射方式により記録層を形成する方法も研究
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の垂直入射方式の物理蒸着法による記録層
の製造方法においては、多くの場合、所望の磁気特性を
得るために、非磁性基体を加熱しながら成膜することが
必要であり、加熱により、基体の剛性が室温の場合に比
べて著しく低下する。そのため、真空成膜装置内部での
基体の搬送が困難となり、「しわ」などの欠陥が発生し
やすい。成膜部では、入射粒子束が運んで来るエネルギ
ーが加わり温度が更に上昇するため、特に「しわ」の発
生が起りやすく、この傾向は基体の厚さが薄くなると一
段と強くなる。

垂直記録方式は、一般にはデジタル記録に適したものと
されており、その場合、高密度記録特性を良くするため
には、巨視的に見た場合の磁気特性が強い垂直異方性を
持つこと（このことは、微視的に見た場合、磁性体の個
々の微結晶の磁化容易軸の、媒体法線方向からの分散が
小さいことに対応している。）が必要と考えられている
。そのため、Ｃｏ系合金のり、ｃ、ｐ、構造のＣ軸を法
線方向に良く配向させるために、成膜時、特に合金膜の
成長の初期段階で、入射粒子束が基体に垂直に入射する
ように粒子束の入射方向を制限している。

このように粒子束を制限することは、粒子束の密度の最
も大きなところから成膜が始まることになり、上述の「
しわ」の発生を助長する要因ともなっている。

また、このような媒体を、広帯域のアナログ記録、例え
ばＶＴＲに用いる場合は、別の問題が生ずる。すなわち
、垂直異方性の強い媒体では低周波数成分の再生出力が
低くなり、広い帯域のシグナルを必要とする記録では不
都合となる。例えばＶＴＲでは、トラッキング信号や色
差信号等は、ＩＭＩＩｚ以下の帯域を使用しており、こ
の周波数帯域での出力低下はトラッキング不良や、色の
［にごり」などの現象の原因となる。

他方、金属薄膜の記録層が、直接ヘッドと摺動すると、
相手方が激しく摩耗するためそのままでは実用に供する
ことはできない。このため記録層の上にＣＯ系酸化物や
Ｓ　ｉ　０２などの保護層を設け、更にフッ素系樹脂な
どよりなる拐滑層を設けるなどして、耐久性の向上が図
られている。しかしながら、使用目的によっては、耐久
性はいまだ不十分であり、保護層、潤滑層のほか、記録
層の機械的強度についても検討が必要となっている。

本発明は、これら従来技術の問題点を改善し、薄い基体
を用いた場合においても、「しわＪが発生せず、かつ、
リングヘッドを用いた広帯域のアナログ記録に適し、し
かも耐久性の秀れた磁気記録媒体を形成する金属薄膜型
磁気記録媒体の製造方法を提供しようとするものである
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の金属薄膜型磁気記録媒体の製造方法は、柔軟性
の非磁性基体の少くとも一方の側に、餌記基体の温度を
８０℃以上に保持しながら、物理蒸着法により連続的に
記録層を形成する際に、蒸着粒子束の前記非磁性基体に
対する入射方向が、前記基体上の成膜開始端部において
は、前記基体の面の法線方向から基体搬送方向前方へ傾
斜し、その傾斜角が６０度以上であり、成膜終了端部に
おいては、前記基体面の法線方向から基体搬送方向に対
し後方へ傾斜し、その傾斜角が４５度以下である。

〔作用〕

このようにして、成膜開始時の蒸着金属の入射粒子束の
傾斜角を特定の角度以上にすることにより、基体の熱に
よる変形が一箇所に集中せず分散され、しわの発生が防
止される。また成膜終了時の入射粒子束の入射角の傾斜
を特定の角度以下とすることにより、蒸着記録層の機械
的強度の劣化が防止される。

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の金属薄膜型磁気記録媒体の製造方法の
実施例の装置の模式断面図、第２図は成膜部付近の粒子
束の状態を示す断面図である。

非磁性基体３は、巻出しロール４から中間フリーローラ
ー５を経て加熱キャン６へ導びかれ、そこで遮蔽板１０
の開口部１４を通って入射する合金ターゲット（あるい
は蒸着源）１１からの粒子束を受けて、その基体上に金
属膜が形成され、再び中間フリーローラー５を経て巻取
りロール７に到達し巻取られる。

成膜開始時入射角８は、入射粒子束の入射方向（合金タ
ーゲット１１の基体搬送方向前方端と遮蔽板１０の開口
部１４の同方向に対し後方の端を結ぶ線）の法線１５か
ら基体搬送方向への傾斜角を示し、θｉで表わす。成膜
終了時入射角９は粒子束入射方向（合金ターゲット１１
の後方端と開口部１４の前方端を結ぶｌ）の法線１６か
らの基体搬送方向に対し後方への傾斜角で、θｆで表わ
す。θｉ、θｆは遮蔽板１０の位置を適当に設定するこ
とにより調整される。

ここでθｉは、記録層形成の際、初期の結晶成長の方向
を決めるパラメータで、同時に記録層全体の磁気特性を
支配する重要な因子であることが知られている。（例え
ば、第７回　日本応用磁気学会　学術講演概要集　ＰＰ
７　　杉田他　等参照）第３図（ａ）　、　（ｂ）は媒
体の磁化曲線図である。同図において、実線１７は膜面
垂直方向に磁場を印加した場合の磁化曲線、破１ｉ１Ｂ
は膜面内方向に磁場を印加した場合の磁化曲線を示す。

θｉが小さい場合には、第３図（ａ）のように、面内方
向での残留磁化が小さく、垂直方向の角型比が１に近い
（垂直配向性の良い）磁化曲線が得られる。θｉが大き
い場合には同図（ｂ）のように、面内方向での磁化が大
きくなり垂直方向の角型比が低下する。このような特性
は、デジタル記録方式の場合、高密度記録の特性を損う
ものとされている。

しかしながら、前述のように、広い周波数帯域にわたっ
て信号の帯域がある場合には、第３図（ａ）のような特
性では低周波数帯域での再生出力が低くなり、実用上の
不都合がある。このため、全帯域でバランス良く出力が
得られるように、θｉを適正な値に決めることが必要で
ある。

そこで、θｉを変えて、いくつかのサンプルを作製し、
重版のＶＴＲデツキおよびスチルビデオプレーヤーを一
部改造した測定器を用いて周波数特性を調べた。この結
果、このようなシステムにおいては、高周波数領域では
、θｉが異っても再生出力には余り大きな変化はなく、
中間から低周波領域においては、θｉが大、すなわち磁
化の面内方向成分が大きい方が再生出力が高くなること
が見いだされた。

この場合、使用できる記録層の材質としては、ｈ、ｃ、
ｐ、構造をとるＣＯ系合金で、Ｃ軸の方向が磁化容易方
向となり、その異方性がある程度大きなもので、Ｃ軸が
膜面のほぼ垂直方向に成長するものであり、後に示す実
施例に限定されるものではない。すなわち、本発明の製
造方法によって形成される金属薄膜型磁気記録媒体の記
録層の材質としては、Ｃｏ−Ｃｒ合金のほかに、Ｃｏ−
Ｖ、Ｃｏ−Ｍｏ、Ｃｏ−Ｗ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｄ、Ｃ。

−Ｃｒ−Ｍｏ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｒｈ合金およびそれらに若
干の添加物が加えられた合金が使用できる。

また、θｉを大きくすることは、成膜時の「しわ」の発
生を抑制する効果があることが同時に確認された。その
理由は次のように推定される。

「しわ」が発生する過程は次のように考えられる。成膜
時、蒸着粒子の入射により基体が加熱され、熱膨張によ
る寸法変化が生ずるが、θｉが小さいときはこの寸法変
化がうまく分散、緩和されずに一ケ所に集中すると、「
しわ」が発生する。

−旦「しわ」が発生すると、その部分は加熱キャン６か
ら浮き上り、熱の流出路が断たれるため、温度が更に上
昇し、基体が熱変形を起こして大きな「しわ」となって
残る。

これに反して、θｉを大きくすると、蒸着粒子の入射に
よる熱の流入は基体の搬送とともに徐々に大きくなり、
したがって温度の上昇も徐々に進行する。またこの間に
、基体への金属膜の堆積が進行するため、膜全体の剛性
も徐々に上昇するので基体の熱による寸法変化が一箇所
に集中せず分故されやすくなり、「しわ」の発生が防止
される。

一方ｏｆについては、磁気特性に声まり影響を与えない
ことから、物理蒸着の収率を増すため、大きくすること
が望ましいが、検討の結果、θｆがある程度以上大きく
なると、媒体の耐摩耗性に悪影響を及ぼすことが判明し
た。この原因は次のように推定される。

ｏｆが大きい場合、記録媒体とヘッドを慴動させた後、
ヘッドの慴動面を観察すると、粉状の異物か付着してい
ることがある。これは、記録層の表面の一部が削られた
ものと思われ、保護層も同時に失われるため耐摩耗性が
劣化するからであろう。このように表面が削られやすく
なるのは、ｏｆが大きいときは、記録層が斜後方からの
入射粒子により形成されるので、その上層部の機械的強
度が劣るためと考えられる。

以上の諸点について検討の結果、θｉは６０度以上が望
ましく、さらに好ましくは７０度以上、ｏｆは４５度以
下が望ましいことが明らかとなつた。

、以下実施例にもとづいて本発明を説明する。

実施例１非磁性基体として、厚さ１０ｕｌのポリイミド樹脂フィ
ルムを用い、第１図に示した高周波スパッタリング装置
により、厚さ約０．４牌のＣｏ８□Ｃｒ、８合金の記録
層を形成し、更に反応スパッタリング法により、厚さ約
１００人のＣｏ酸化物よりなる保護層を形成した。

記録層の成膜条件は、到達圧力５Ｘ１０−’Ｐａ以下、
役人電力密度１０　Ｗ　７ｃｍ２、アルゴンガス圧力０
．３Ｐａ、加熱キャン温度１５０℃、θ１＝７５°、ｏ
ｆ＝３０°である。

保護層の形成は第１図の装置とほぼ同様な装置で、アル
ゴンと同時に酸素を導入し、Ｃｏターゲットを用いて、
反応スパッタリング法により行った。成膜条件は、到達
圧力５Ｘ１０−’Ｐａ、投入電力密度は２．５Ｗ／ｃｍ
２、酸素導入量２．０ｃｃ／ｍｉｎ、（Ａｒ＋０２）ガ
ス圧力０．３Ｐａ、加熱キャン温度：室温。

実施例２実施例１と同様の構成、工程で、記録層形成時θ１＝６
５°、他は同条件。

実施例３実施例１と同様の構成、工程で、記録層形成時ｏｆ＝４
０°、他は同条件。

実施例４実施例１と同じ構成で、記録層の形成方法が、電子ビー
ム蒸着法によるもの。記録層の成膜条件は、到達圧力５
　Ｘ　１０−’Ｐａ以下、成膜レート２０００人／秒、
加熱キャン温度２３０℃、θ１＝７５”、ｏｆ＝３０°
である。

実施例５実施例４と同様の構成、工程で、記録層形成時θ１＝６
５°、他は同条件。

実施例６実施例４と同様の構成、工程で、記録層形成時ｏｆ＝４
０°、他は同条件。

実施例７非磁性基体として厚さ３０μのアラミドフィルムを用い
、加熱キャン温度は１２０℃、他は実施例１と同様。

実施例８非磁性基体として厚さ３０μのアラミドフィルムを用い
、加熱キャン温度は１２０℃、他は実施例２と同様。

実施例９非磁性基体として厚さ３０鱗のアラミドフィルムを用い
、加熱キャン温度は１２０℃、他は実施例３と同様。

上記実施例に対する比較例を次に示す。

比較例１実施例１と同様の構成、工程で、記録層形成のとき（９
ｉ　＝５５°、他は同条件。

比較例２実施例１と同様の構成、工程で、記録層形成のときθｆ
−５０°、他は同条件。

比較例３実施例４と同様の構成、工程で、記録層形成時θ１＝５
５°、他は同条件。

比較例４実施例４と同様の構成、工程で、記録層形成時θｆ＝５
０”、他は同条件。

比較例５実施例７と同様の構成、工程で、記録層形成時θ１＝５
５′″、他は同条件。

比較例６実施例７と同様の構成、工程で、記録層形成時θｆ＝５
０°、他は同条件。

以上の方法で作成した磁気記録媒体層のサンプルについ
て、全幅（８０ｍｍ）に生じた「しわ」の本数を調べた
。結果は第１表及び第２表に、別途行った耐久試験の結
果と併せて示す。

さらに実施例１〜６及び比較例１〜４については、８ｍ
ｍ幅に裁断してテープ状とし、市販の８ｍｍＶＴＲデツ
キを一部改造した測定器により、周波数特性の測定及び
耐久性試験を行フた。耐久性試験の方法は、テストパタ
ーンを記録した後くり返し再生を行い、ヘッド出力およ
びドロップアウト数のパス回数による変化を調べた。耐
久性の判定基準は次のとおりである。くり返し再生２０
０バス目の出力の低下が初期の出力に対して３ｄＢ以内
をＡ、３ｄＢ以上をＢ、また、２００バスに達する前に
ドロップアウトの数が２００個／分を越えたものはＣと
した。なお、ドロップアウトの数え方は平均出力より１
６ｄＢ以上の出力低下が１５μ秒以上続いたときに１個
と数えた。周波数特性の測定結果を第４図に、耐久性試
験の結果を第１表に示す。

実施例７〜９および比較例５．６は、４７ｍｍ径の円盤
状に打ち抜き、センターコアとカートリッジを装着して
ビデオフロッピーディスクの体裁を整えた。これについ
て、市販のスチルビデオプレーヤーを一部改造した測定
器を用いて、周波数特性の測定及び耐久性試験を行った
。周波数特性の測定では、第２５トラツクを使用し、記
録電流は、サンプルごと、各測定周波数ごとに最適値を
求め、その電流値を用いた。耐久性試験は、７ＭＨｚの
正弦波を記録した後くり返し再生を行い、３００万パス
走行後の出力の低下が、初期出力と比較して、３ｄＢ以
内をＡ、３ｄＢ以上をＢとした。

周波数特性の測定結果を第５図に、耐久性試験の結果を
第２表に示す。

第１表第２表〔発明の効果〕以Ｅ説明したように、本発明はθｉ、ｏｆを上記のよう
に制限することにより、記録層成膜時における「しわ」
の発生が防止され、かつ媒体の耐久性を向上させる効果
があるのみならず、低周波から高周波まで広い周波数帯
域にわたってスペクトルの分布している信号の記録に対
し、より適した金属薄膜型磁気記録媒体を得ることがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の金属薄膜型磁気記録媒体の製造に用い
る装置の一例を示す模式断面図、第２図は成膜部付近の
粒子束の状態を示す断面図、第３図（ａ）　、　（ｂ）
は磁気記録媒体の磁化曲線図、第４図（ａ）、（ｂ）　
、第５図は再生出力の周波数特性図である。１・・・真空槽、　　　　　　２・・・排気装置、３・
・・非磁性基体、　　　４・・・巻出しロール、５・・
・中間フリーローラー、６・・・加熱キャン、７・・・
巻取りロール、８・・・成膜開始詩人射角、９・・・成膜終了時入射角、　ＩＯ・・・遮蔽板、ｌｌ
・・・合金ターゲット、　　１２・・・防着板、１３・
・・アルゴン導入パイプ、１４・・・開口部、１５、１
６−・・法線、１７・・・東向方向に磁場を印加した場合の磁化曲線、１８・・・面内方向に磁場を印加した場合の磁化曲線、１９−・・実施例１，３．比較例２の周波数特性、２０
・・・実施例２の周波数特性、２１−・・比較例１の周波数特性、２２・・・実施例４，６．比較例４の周波数特性、２３
・・・実施例５の周波数特性、２４・・・比較例３の周波数特性、２５・・・実施例７，９．比較例６の周波数特性、２６
・・・実施例８の周波数特性、２７・・・比較例５の周波数特性。特許出願人　　キャノン株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

１．柔軟性の非磁性基体の少くとも一方の側に、前記基
体の温度を８０℃以上に保持しながら、物理蒸着法によ
り連続的に記録層を形成する金属薄膜型磁気記録媒体の
製造方法において、前記記録層を形成する際に、蒸着粒
子束の前記非磁性基体に対する入射方向が、前記基体上
の成膜開始端部においては、前記基体の面の法線方向か
ら基体搬送方向前方へ傾斜し、その傾斜角が６０度以上
であり、成膜終了端部においては、前記基体面の法線方
向から基体搬送方向に対し後方へ傾斜し、その傾斜角が
４５度以下であることを特徴とする金属薄膜型磁気記録
媒体の製造方法。
２．形成される記録層が、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｖ、Ｃｏ
−Ｍｏ、Ｃｏ−Ｗ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｄ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍ
ｏ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｒｈの中から選ばれる一つの合金、又
は、その合金に添加物を加えた合金よりなる特許請求の
範囲第１項記載の金属薄膜型磁気記録媒体の製造方法。