JPH07240019A

JPH07240019A - 磁気記録媒体とその製造方法および製造装置

Info

Publication number: JPH07240019A
Application number: JP2958294A
Authority: JP
Inventors: Kiyokazu Toma; 清和東間; Kazuya Yoshimoto; 和也吉本; Ryuji Sugita; 龍二杉田; Tatsuro Ishida; 達朗石田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1994-02-28
Publication date: 1995-09-12

Abstract

(57)【要約】【目的】優れた記録再生特性を有する磁気記録媒体、
その製造方法および製造装置を実現する。【構成】コバルトと酸素を主成分とする磁性層からな
る薄膜型磁気記録媒体であって、磁性層の膜厚が０．０
５μｍ以上０．１２μｍ以下であり、磁性層が基板上に
形成された第１磁性層１０１と第１磁性層上に形成され
た第２磁性層１０２とからなり、第１磁性層および第２
磁性層を形成する柱状粒子が略同方向に傾斜しており、
第２磁性層の膜厚が磁性層の膜厚全体に占める割合が５
０％以上８０％以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高密度記録再生特性に
優れた磁気記録媒体、これを製造する磁気記録媒体の製
造方法および製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、磁気記録再生装置は小型化、高密
度化の傾向にあり、従来の塗布型媒体の高密度化の限界
を越えるものとして金属薄膜型媒体が注目されている。
これに関しては、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｏから成る金属薄膜型媒
体がＶＴＲ用の磁気テープとして実用化され、ＭＥテー
プとして知られている。薄膜型磁性層の製造方法として
は、生産性の観点から、斜方入射の真空蒸着法が採用さ
れている。

【０００３】以下、図面を参照しながら従来の斜方入射
真空蒸着法の一例について説明する。図３は従来の斜方
蒸着を行なう連続真空蒸着装置の概略を示す。高分子フ
ィルム基板１は、供給ロール３より巻き出され、回転す
る円筒状キャン２の周面に沿って走行し、最後に巻き取
りロール４に巻き取られる。１０はフリーローラーであ
り、高分子フィルム基板１が安定に走行するように適当
な場所に複数配置される。円筒状キャン２の周面に沿っ
て走行しつつある高分子フィルム基板１上に、遮蔽板７
および８の間の開口部を通過した蒸発源５からの蒸発原
子が堆積され、磁性層が形成される。蒸発源５には、Ｍ
Ｅテープの場合、Ｃｏ−Ｎｉ合金が充填される。６は蒸
発源５を加熱するための電子ビームである。蒸発源の加
熱手段としては、抵抗加熱や誘導加熱等の方法もある
が、Ｃｏ等の高融点金属を高い蒸発速度で蒸発させるた
めには、電子ビーム加熱が適している。蒸発原子の基板
に対する入射角は、蒸発原子と基板の法線との成す角度
で定義され、遮蔽板７によって初期入射角φ_iが、遮蔽
板８によって終期入射角φ_fが制御される。磁性層の磁
気特性は、入射角の範囲や酸素導入口９から導入される
酸素量により制御される。ＭＥテープの場合、初期入射
角は９０゜、終期入射角は３０゜前後が採用されてい
る。磁性層の構成としては単層型と多層型があり、磁性
層の膜厚はいずれの場合も０．２μｍ前後である。

【０００４】上記のようにして作製された磁性層は、柱
状構造を有しており、磁化容易軸が磁性膜の法線に対し
て傾斜している。すなわち、磁化容易軸が膜面内あるい
は膜面の法線方向にあるのではなく、蒸発原子の基板へ
の入射方向を含む法面内において、法線に対して斜めに
傾斜した方向にある。例えば、市販のＨｉ８方式ＶＴＲ
用ＭＥテープでは、磁化容易軸がテープの長手方向を含
む法面内において、膜面から約２０゜傾斜している。こ
こでテープの長手方向とは、テープの長さ方向のことで
あり、図３に示す製造装置においては、高分子フィルム
基板１の走行方向になる。磁気ヘッドにより記録された
磁化は、斜めに傾斜した磁化容易軸方向に残留し、従来
の長手記録とは異なった磁化モードを形成する。このよ
うな斜め磁化モードの形成により、従来の長手記録媒体
に比べて高記録密度特性が顕著に改善されている。

【０００５】薄膜型磁性層を有する磁気テープは、カメ
ラ一体型家庭用ＶＴＲ等の普及に大きく寄与し、さらに
次世代の家庭用小型ディジタルＶＴＲ、特にハイビジョ
ンディジタルＶＴＲに対応する磁気テープとしても応用
が期待されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】今後、磁気記録再生装
置はますます小型大容量化の方向にある。ＶＴＲの分野
においても、例えばハイビジョンディジタルＶＴＲを小
型磁気テープカセットで実現するためには、さらに線記
録密度およびトラック密度の向上がなされなければなら
ない。従って、磁気テープにおいては、従来にもまして
高Ｃ／Ｎ化、特に短波長領域における高Ｃ／Ｎ化を達成
することが要求される。しかしながら、現在実用化され
ている磁気テープが、上記要望を満足させる程充分に高
い記録密度特性を有しているとは言い難い。従って、デ
ィジタル記録に適した高性能な磁気テープの実現が大き
な課題となってている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記観点から
高密度記録再生特性に優れた磁気記録媒体とその製造方
法および製造装置を提供するものであり、第１の発明
は、ＣｏとＯを主成分とする磁性層からなる薄膜型磁気
記録媒体であって、磁性層の膜厚が０．０５μｍ以上
０．１２μｍ以下であり、その磁性層が基板上に形成さ
れた第１磁性層と前記第１磁性層上に形成された第２磁
性層とからなり、第１磁性層および第２磁性層を形成す
る柱状粒子が略同方向に傾斜しており、第２磁性層の膜
厚が磁性層の膜厚全体に占める割合が５０％以上８０％
以下であることを特徴とするものである。

【０００８】第２の発明は、円筒状キャンの周面に沿っ
て走行しつつある高分子フィルム基板上に、斜方蒸着法
により、ＣｏとＯを主成分とする第１磁性層および第２
磁性層を順次形成する磁気記録媒体の製造方法におい
て、高分子フィルム基板の法線と蒸発原子の入射方向と
の成す角を入射角と定義するとき、第１および第２磁性
層形成初期の入射角が形成終期の入射角より大であり、
かつ第１磁性層形成終期の入射角が第２磁性層形成終期
の入射角より大であり、かつ第１磁性層を形成する際の
（酸素導入量）／（膜堆積速度）の値が、第２磁性層を
形成する際の（酸素導入量）／（膜堆積速度）の値より
大であることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法であ
る。

【０００９】第３の発明は、円筒状キャンに沿って走行
しつつある高分子フィルム基板上に、真空蒸着法によっ
て磁性層を形成する磁気記録媒体の製造装置であって、
１個の円筒状キャンに対して高分子フィルム基板走行方
向に沿って第１および第２蒸発源を前記円筒状キャンの
中心を通る鉛直線に対して高分子フィルム基板走行上流
側の同じ側に配置し、円筒状キャンと第１および第２蒸
発源との間に、それぞれの蒸発源に対応した第１および
第２開口部を設定する遮蔽板を配置し、円筒状キャンの
中心を通る鉛直線と第１蒸発源の蒸発部の中心との距離
が、円筒状キャンの半径よりも長く、円筒状キャンの中
心を通る鉛直線と第２蒸発源の蒸発部の中心との距離
が、円筒状キャンの半径よりも短く、第１蒸発源が第２
開口部の水平位置より上方に配置されていることを特徴
とするものである。

【００１０】

【作用】ディジタル記録に適するように短波長領域にお
けるＣ／Ｎを高めるためには、磁性層の磁気的配向性を
高める必要がある。磁性層の磁気的配向性は、言い替え
れば、磁性層の磁気異方性である。磁性層の磁気異方性
は、形状磁気異方性にかかわるところの磁性層を構成す
る柱状粒子の形状及び方向性と、結晶磁気異方性にかか
わるところの柱状粒子の結晶性によってほぼ決定され
る。高性能な磁性層とするためには、所定の方向に磁化
容易軸を向け、形状磁気異方性と結晶磁気異方性の両方
の効果により、高い磁気異方性エネルギーを磁性層に与
えることが必要である。

【００１１】図１に本発明の磁気記録媒体の磁性層の概
略断面図を示す。高分子フィルム基板１００上に第１磁
性層１０１があり、第１磁性層１０１上に第２磁性層１
０２がある。すなわち、ふたつの磁性層が積層されて磁
気記録媒体の磁性層となっている。

【００１２】磁性材料の主成分はＣｏとＯである。Ｃｏ
は高い飽和磁化と高い結晶磁気異方性エネルギーを兼ね
備えた材料で薄膜型磁性層の材料として最適である。Ｃ
ｏとＯとの組み合わせは、Ｃｏの性質を引き出す点で最
適である。

【００１３】形状磁気異方性による磁性層の高エネルギ
ー化を図るために本発明では次の２点の方法を採用して
いる。１点目は、第１磁性層１０１および第２磁性層１
０２における柱状粒子の傾斜方向を揃えている。２点目
は、柱状粒子をできるだけ直線に近づけることである。
後述する製造方法からわかるが、円筒状キャンを用いる
方法では柱状粒子を直線にすることは困難であり、柱状
粒子は湾曲する。この湾曲を小さくすることが重要であ
る。湾曲の程度は１５゜以内が望ましい。また、記録再
生にリング型磁気ヘッドを使用することを考慮すると、
柱状粒子の傾斜は、基板面から２０゜以上３５゜以下に
することが、柱状粒子の形状磁気異方性を活かすことが
出来望ましい。

【００１４】結晶磁気異方性による磁性層の高エネルギ
ー化を図るために、本発明では、第１磁性層１０１を薄
くし、第２磁性層を厚くした構成としている。本発明の
ように、高分子フィルム基板１００上に直接磁性層を形
成すると、高い結晶性を得るのは困難である。これは高
分子表面近傍に存在するガスを含む種々の不純物が結晶
成長を阻害するためと考えられる。ただし、膜厚を厚く
して行けば、結晶の優先成長の性質から、結晶性が高ま
っていく。しかし、結晶粒も粗大化して行くのでノイズ
が高くなる。

【００１５】そこで本発明では、結晶学的に、第１磁性
層１０１を次に形成される第２磁性層１０２の下地層と
考え、第１磁性層の膜厚を薄く抑える構成とした。しか
し、第１磁性層１０１は、結晶磁気異方性の観点からは
磁性層としての寄与は小さいが、形状磁気異方性を有し
ているので磁性層として機能することはもちろんであ
る。また、第１磁性層を構成する結晶粒子は高分子表面
近傍に存在するガスを含む種々の不純物により結晶成長
が阻害されるために、結晶粒が小さくなりノイズが低く
抑えられる。第２磁性層１０２は、下地層たる第１磁性
層１０１上に形成されるので、膜形成初期から比較的高
い結晶性が得られる。第２磁性層１０２は、高い結晶磁
気異方性エネルギーと高い形状磁気異方性とをともに有
する優れた磁性層となる。ただし、結晶磁気異方性が強
い場合、その磁化容易方向が柱状粒子の方向と一致しな
い場合がある。本発明の場合には、それがほぼ一致する
ように、すなわち、磁性層の磁気異方性エネルギーが高
くなるようにふたつの磁性層を形成する際の入射角や酸
素導入量を許容範囲内で調整している。この際、記録再
生にリング型磁気ヘッドを使用することを考慮すると、
磁性層の磁化容易方向が基板面から１０゜以上２５゜以
下の範囲なるように調整することが望ましい。なお、こ
こで言う磁化容易方向は薄膜の形状異方性を含んだもの
である。薄膜形状の影響を取り除いたいわゆるイントリ
ンシック磁化容易方向は、ここで言う磁化容易方向より
さらに基板面より立ち上がった方向となる。磁性層の磁
化容易方向が基板面から１０゜より小さい場合には、磁
化の突き合わせによるジグザグ状の磁壁が原因と考えら
れるノイズが増加する。また、磁性層の磁化容易方向が
基板面から２５゜より大きい場合には、リング型磁気ヘ
ッドの記録磁界の垂直成分が小さいために記録効率が低
下し再生出力が低下するとともにスペーシングロスファ
クターが増加する。

【００１６】磁性層の膜厚について説明する。第１磁性
層１０１が第２磁性層１０２の下地として機能するため
には約０．０１μｍ以上が必要であり、約０．６μｍ以
上では、膜厚増加にともない粒径が増大しノイズが高く
なる。従って、第１磁性層１０１の膜厚は０．０１μｍ
以上０．６μｍ以下が好適となる。また、第１磁性層１
０１と第２磁性層１０２を合わせた磁性層の総膜厚の好
適な範囲は、０．０５μｍ以上０．１２μｍ以下であ
る。磁性層の総膜厚が約０．０５μｍ以下では、短波長
領域の再生出力もさることながら超波長領域の再生出力
が激減し、トラッキング調整が困難となり、約０．１２
μｍ以上ではノイズが高くなり、Ｃ／Ｎが低下する傾向
にある。磁性層の膜厚比および総膜厚は、使用するヘッ
ドによって最適値が異なる。これらは、ヘッドの書き込
み能力と磁性層の保磁力とが関係するからである。本発
明の上記磁性層の膜厚範囲において、第１磁性層の保磁
力は膜厚の増加にともない上昇する傾向にあり、第２磁
性層の保磁力は膜厚の減少にともない増加する傾向にあ
る。したがって、例えば、飽和磁化が小さくギャップ長
の広いフェライトリングヘッドの場合には、磁性層の総
膜厚は厚くし第２磁性層の膜厚比を高くして磁性層全体
の保磁力を低く設定する方が好ましく、飽和磁化が大き
くギャップ長の狭いメタルリングヘッドの場合には、磁
性層の総膜厚は薄くし第２磁性層の膜厚比を低くして磁
性層全体の保磁力を高く設定するする方が好ましいわけ
である。

【００１７】つぎに、図３を用いて本発明の磁気記録媒
体の製造方法について説明する。図３は従来例の説明で
用いたものであるので、図中の各要素についての説明は
ここでは省略する。

【００１８】上述したような高い磁気異方性エネルギー
を得るためには、磁性層の構成も重要であるが、その製
法ももちろん重要である。とりわけ、蒸発原子の基板に
対する入射角と導入酸素量が重要である。図３の装置を
用い、各磁性層の条件設定を行い、繰り返し蒸着するこ
とで本発明の磁性層が得られる。ただし、第１磁性層形
成後、巻き取ったロールを１回巻き直して第２磁性層を
形成する必要がある。

【００１９】入射角について説明する。入射角は、高分
子フィルム基板の法線と蒸発原子の入射方向とのなす角
で定義される。

【００２０】第１磁性層および第２磁性層を形成する
際、いずれの場合も、初期入射角φ_iを終期入射角φ_fよ
りも大きくする必要がある。この理由としては２点あ
る。１点目は、膜の機械的強度である。仮に、初期入射
角φ_iよりも終期入射各φ_fを大きくした場合、膜表面す
なわち磁性層表面の密度が低くなる。入射角が大きいと
自己陰影効果が大きくなり密度が低くなる。密度が低く
なると機械的強度が弱くなる。機械的強度が弱いと磁性
層表面が傷つきやすくなり不都合である。２点目は、結
晶成長の観点からである。Ｃｏの磁化容易方向であるｃ
軸は、本来基板に対して垂直に成長し、そして、後から
成長する結晶は結晶軸が揃うように成長する性質を持っ
ている。ｃ軸を傾斜させようとすると、入射角を大きく
する必要がある。ただし、入射角を大きくするとｃ軸の
分散は大きくなる。そして、できたｃ軸の傾斜は、分散
は大きいが、その後入射角が変化しても引き継がれる。
従って、初期入射角を大きくしないと磁化容易方向を傾
斜させることが出来ない。

【００２１】第１磁性層の入射角は第２磁性層の入射角
より大きくする。特に、終期入射角φ_fは大きくする。
これは、第１磁性層を純粋に下地層と考えると入射角は
重要でないが、磁性層として考えると、入射角を大きく
し形状磁気異方性を十分に誘起する必要があるからであ
る。また、第１磁性層は媒体の表面に出ないので、機械
的に十分に強固たる必要はない。なお、ふたつの磁性層
の初期入射角φ_iは同程度かもしくは第１磁性層の初期
入射角を大きくする方がよいが、いずれにしても８５゜
以下が望ましい。８５゜以上ではｃ軸の分散が極端に増
大するからである。入射角が８５゜以上の領域は、蒸発
原子が直進すると仮定した場合に、蒸発原子の軌跡が円
筒状キャン２の周面の接線となる領域であり、また付着
効率が０パーセントに近づく領域である。蒸発原子が残
留ガスとあるいは相互に衝突しながら進むとすると、蒸
発原子の基板への堆積形態は不安定になるものと考えら
れる。本発明では、制御性よく高性能な磁性層得るため
に入射角８５゜以上を使用しない。終期入射角φ_fは、
柱状粒子の傾斜を基板面から３５゜以下にするために
は、５０゜以上が必要である。

【００２２】磁性層形成時の酸素導入量は、磁性層の飽
和磁化を決定するものであり、磁性層を形成する上で重
要な因子の一つである。一般的には飽和磁化が大きい方
が再生出力は高くなるが、高いだけでは意味がない。飽
和磁化は磁性層の磁化容易方向を決定する一つの要因で
あるので、最適値がある。飽和磁化が大きいと磁化容易
方向は磁性層の膜面内方向に近づくので、飽和磁化が大
きすぎるとノイズの増大につながる。一方、飽和磁化が
小さすぎると磁性層の異方性エネルギーが小さくなり磁
性層として不都合となる。磁性層を構成する柱状粒子の
傾斜の範囲を入射角によって２０゜から３５゜とし、磁
化容易方向の範囲を酸素導入量を調整することによって
１０゜から２５゜となるようにすることが重要である。
なお、最適酸素導入量は、装置構成、装置規模あるいは
装置内の残留ガス圧や排気能力によって異なるため具体
的な数値で一義的に表現することは困難である。装置に
応じて最適な酸素導入量を決める必要がある。

【００２３】本発明の磁気記録媒体を製造する際には、
第１磁性層を形成する際の（酸素導入量）／（膜堆積速
度）の値が、第２磁性層を形成する際の（酸素導入量）
／（膜堆積速度）の値より大である必要がある。飽和磁
化で言えば、第１磁性層の飽和磁化は第２磁性層より小
である必要がある。第１磁性層には、第２磁性層の下地
という機能と本来の磁性層としての機能がある。第１磁
性層を下地と見るときには酸素導入量は大きな問題では
ないが、磁性層と見る場合には酸素導入量は重要であ
る。第１磁性層は上述したように、柱状粒子の形状磁気
異方性で磁性層の意味を持っているものである。従っ
て、第１磁性層は、自己陰影効果の大きい高入射角で形
成し、さらに酸素導入により柱状粒子間の磁気的分離を
促進する必要がある。そのため第２磁性層よりも（酸素
導入量）／（膜堆積速度）の値を大きくすることが必要
となり、飽和磁化も小さくなる。一方、第２磁性層は、
柱状粒子の形状磁気異方性とともに結晶磁気異方性も大
きく寄与している。一般的には、ガスを導入すると結晶
性が低下する。従って、第２磁性層を形成する際には、
結晶性低下を最小限に抑えることに主眼を置き、かつ必
要最低限の柱状粒子間の磁気的分離を確保し得るように
酸素導入量を最小限に抑えることが必要である。すなわ
ち（酸素導入量）／（膜堆積速度）の値をできるだけ小
さくする必要があるわけである。実際の磁性層形成の際
の酸素導入量の絶対量は、蒸発源に投入する電子ビーム
のパワーや入射角の範囲等の条件によって、第１磁性層
よりも第２磁性層形成時の方が多量になる場合もある
し、逆の場合もある。

【００２４】つぎに、図２を用いて本発明の磁気記録媒
体の製造装置について説明する。図２に示した装置によ
れば、１回の高分子フィルム基板の走行で本発明の磁気
記録媒体が得られ、生産性が大幅に向上する。

【００２５】図２において、１個の円筒状キャン２に対
して高分子フィルム基板１の走行方向に沿って２個の蒸
発源５１、５２が配設されている。第１蒸発源５１が第
１磁性層用、第２蒸発源５２が第２磁性層用である。第
１および第２蒸発源５１および５２と円筒状キャン２と
の間に、それぞれの蒸発源に対応した第１および第２開
口部１１１および１１２を設定する遮蔽板７１と８１お
よび７２と８２が配設されている。第１磁性層用の第１
開口部１１１において、遮蔽板７１が第１磁性層の初期
入射角φ_i1を遮蔽板８１が同じく第１磁性層の終期入射
角φ_f1を規定している。第２磁性層用の第２開口部１１
２において、遮蔽板７２が第２磁性層の初期入射角φ_i2
を遮蔽板８２が同じく第２磁性層の終期入射角φ_f2を規
定している。また、第１および第２蒸発源５１および５
２を円筒状キャン２の中心を通る鉛直線に対して高分子
フィルム基板１の走行上流側の同じ側に配置し、円筒状
キャン２の中心を通る鉛直線と第１蒸発源５１の蒸発部
の中心との距離が、円筒状キャン２の半径よりも長く、
円筒状キャン２の中心を通る鉛直線と第２蒸発源５２の
蒸発部の中心との距離が、円筒状キャン２の半径よりも
短く、第１蒸発源５１が第２開口部１１２の水平位置よ
り上方に配置されている。

【００２６】上記本発明の装置構成により、ふたつの磁
性層を同時に形成する工程において、高分子フィルム基
板１の走行速度以外のパラメータをすべてを独立に制御
することができる。また、真空蒸着法で重要である蒸着
部近傍の残留ガス圧を低くすることができるのも、本発
明の装置構成の大きな特徴である。仮に、第１蒸発源５
１が第２開口部１１２の水平位置より低い場合には、第
１蒸発源５１が第２開口部１１２近傍の残留ガスを排気
する際の妨げになるし、第１蒸発源５１からの蒸発原子
が第２開口部に到達しないように別に遮蔽板を配設すれ
ば、この遮蔽板も第２開口部１１２近傍の残留ガスを排
気する際の妨げになる。

【００２７】電子ビーム源としてピアス型電子銃を用い
た電子ビーム加熱が量産に適しているが、複数個設置す
ることは、装置の規模が大きくなるとともに、電子ビー
ム集束用に導入される不活性ガスの影響も大となり、開
口部近傍の残留ガス圧を高めることになる。従って、残
留ガス圧の低減および装置規模の縮小を考慮する場合に
は、１個の電子ビーム源からの電子ビームを磁場偏向し
て２個の蒸発源に差し向けることが望ましい。この際、
電子ビームを振り分ける割合を制御することによって、
各蒸発源に対する電子ビームの投入パワーを制御するこ
とが可能である。

【００２８】２個の蒸発源を電子ビーム６１および６２
で加熱する際、それぞれの蒸発源に対する電子ビーム
が、他の蒸発源から開口部に向かう蒸発原子流と交差し
ないようにする。例えば、図２において、第１蒸発源が
円筒状キャン２から離れて電子ビーム６２を越えた位置
に配置されたとすると、電子ビーム６２が第１蒸発源５
１から第１開口部１１１に向かう蒸発原子流と交差する
ことになるが、このような配置では生産性は低下する
し、余分な遮蔽板も必要となり大変不都合である。

【００２９】第２蒸発源５２よりも第１蒸発源５１を小
型にすると都合がよい。第１蒸発源５１を小型にし円筒
状キャン２に接近させることで、電子ビーム６２を第２
蒸発源５２に対してより鋭角に照射でき生産性、制御性
とも高くなる。この装置構成は、本発明の磁気記録媒体
の磁性層の構造上の特徴である第１磁性層が薄く第２磁
性層が厚いという点にかかわっている。第１磁性層用蒸
発源５１は、円筒状キャン２の下部より外側にあり、蒸
気密度の最も高い部分を成膜に供し得ない構造となる
が、円筒状キャン２に近接して配置されているため、膜
の堆積速度は実用上問題ない程度に高い。従って、第２
磁性層用蒸発源よりも小型でよく電子ビームの投入パワ
ーも低くてよい。蒸発源を２個装備しているが非常にコ
ンパクトな装置とすることができる。

【００３０】２個の蒸発源に対して、それぞれ１組ずつ
の開口部が配設されるとともに、各開口部に対して酸素
導入口が配設されいる。第１磁性層用として遮蔽板８１
と円筒状キャン２との間に配設されている酸素導入口９
１から酸素が導入され、第２磁性層用として遮蔽板８２
と円筒状キャン２との間に配設されている酸素導入口９
２から酸素が導入される。第１磁性層用として酸素導入
口９１から導入される酸素が第２開口部１１２に流れ込
むのを抑制することが重要であり、遮蔽板８１の終端部
を鍵型にするなどの工夫が必要である。

【００３１】

【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。

【００３２】図３に示した磁気記録媒体の製造装置を用
いて、Ｃｏ−Ｏ膜を磁性層として形成した。高分子フィ
ルム基板１として厚さ７μｍのポリエチレンテレフタレ
ートフィルムを用いた。円筒状キャン２の直径は１．５
ｍである。

【００３３】（実施例１）第１磁性層を入射角の範囲８
０゜から６０゜で形成した。蒸発源５にＣｏを仕込み５
０ｋＷの電子ビームによって溶解した。ガス導入ノズル
５から毎分０．９リットルの酸素を導入した。高分子フ
ィルム基板１の走行速度を変化させて膜厚が０．００５
μｍから０．２μｍの膜を形成した。第１磁性層形成
後、巻き取ったロールを１回巻き直してその上に第２磁
性層を入射角の範囲７０゜から５０゜で形成した。蒸発
源５にＣｏを仕込み６０ｋＷの電子ビームによって溶解
した。ガス導入ノズル５から毎分１．０リットルの酸素
を導入した。高分子フィルム基板１の走行速度を調整し
て膜厚が０．０６μｍの膜を形成した。

【００３４】出来たサンプルをテープ状にスリットし、
記録再生特性を調べた。記録再生特性はセンダストから
なるギャップ長０．１５μｍのリング型磁気ヘッドを用
いて測定した。なお、再生出力は記録波長０．４μｍで
の値、ノイズは記録波長０．４μｍの信号を記録した際
の、記録信号の周波数より１ＭＨｚ低い周波数における
ノイズである。結果を図４に示す。

【００３５】図４は再生出力およびノイズの第１磁性層
膜厚依存性である。第１磁性層膜厚の増加とともに再生
出力は増加し飽和している。これは、第１磁性層の下地
としての機能が膜厚とともに増加するためと考えられ
る。膜厚０．０１μｍ以上でその機能が充分に発揮され
ているとみなされる。また、ノイズも第１磁性層膜厚の
増加とともに増加している。膜厚０．０６μｍ以上では
急激にノイズが高くなっており、柱状粒子の粗大化の影
響が顕著に現れたものと考えられる。この傾向は第２磁
性層を他の膜厚に選んでも変わらない。ただし、ノイズ
絶対値は第２磁性層の膜厚増加とともに増大する。図４
から第１磁性層の膜厚の最適の範囲がわかる。

【００３６】（実施例２）実施例１と同様な方法で磁性
層を形成した。ただし、第１磁性層として、高分子フィ
ルム基板１の走行速度を調整して膜厚が０．０２μｍの
膜を形成し、第２磁性層として、高分子フィルム基板１
の走行速度を変化させて膜厚が０．０２μｍから０．２
μｍの膜を形成した。実施例１と同様に出来たサンプル
をテープ状にスリットし、記録再生特性を調べた。結果
を図５に示す。

【００３７】図５は再生出力およびノイズの第２磁性層
膜厚依存性である。第２磁性層膜厚の増加とともに再生
出力は増加し飽和している。これは、磁性層の総膜厚と
し０．０５μｍ以上が必要であることを示している。ま
た、ノイズも第２磁性層膜厚の増加とともに増加してい
る。膜厚０．１μｍ以上ではノイズがかなり高くなって
おり、柱状粒子の粗大化の影響が現れたものと考えられ
る。この傾向は第１磁性層を他の膜厚に選んでも変わら
ない。ただし、ノイズ絶対値は第１磁性層の膜厚増加と
ともに増大し、ノイズが急激に増加し始める第２磁性層
の膜厚が薄い方に移動する。これは、第２磁性層の柱状
粒子の粒径が第１磁性層の柱状粒子の粒径をある程度受
け継いでいるためと考えられる。すなわち、ノイズを低
く抑えるためには、第１磁性層が厚い場合には第２磁性
層を薄くする必要があるし、第１磁性層が薄い場合には
第２磁性層をある程度厚くしてもノイズを低く抑えるこ
とができるということである。

【００３８】実施例１および実施例２のような系統的な
検討を行うことから、磁性層の総膜厚の好適な範囲が、
０．０５μｍから０．１２μｍであり、第２磁性層の磁
性層の膜厚全体に占める割合が５０％以上８０％以下が
好適という判断ができる。さらに、再生出力およびＣ／
Ｎの観点から判断すると、磁性層の総膜厚の範囲が０．
０６μｍから０．１μｍであり、かつ第２磁性層の膜厚
全体に占める割合が６０％以上７５％以下であることが
より望ましい。

【００３９】（実施例３）実施例１と同様な方法で磁性
層を形成した。ただし、第１磁性層として、高分子フィ
ルム基板１の走行速度を調整して膜厚が０．０３μｍの
膜を形成し、第２磁性層として、高分子フィルム基板１
の走行速度を調整して膜厚が０．０７μｍの膜を形成し
た。また、第２磁性層を形成する際に、導入酸素量を変
化させた。実施例１と同様に出来たサンプルをテープ状
にスリットし、記録再生特性を調べた。結果を図６に示
す。

【００４０】図６は再生出力およびノイズの第２磁性層
形成時の酸素導入量依存性である。再生出力に対して導
入酸素量に最適値があることがわかる。また、最適値以
上の酸素導入量では再生出力が急激に低下する。これ
は、過剰酸素により柱状粒子の結晶性が著しく低下する
ためと考えられる。一方、ノイズは導入酸素量の増加と
ともに単調に低下する。これは、導入酸素量の増加に伴
う飽和磁化の低下と柱状粒子間の磁気的分離の促進が考
えられる。図６における導入酸素量が０．６リットル／
分から１．２リットル／分の間のサンプルの磁化容易方
向は基板面から１０゜以上２５゜以下の範囲にあった。
他方、０．４リットル／分のサンプルは７゜であり、
０．１４リットル／分のサンプルは３２゜であった。こ
のことから、導入酸素量による磁化容易方向の制御が重
要であることがわかる。また、図６からは、高いＣ／Ｎ
を得るための最適導入酸素量の範囲は狭く、導入酸素量
を厳しく制御する必要があることがわかる。

【００４１】つぎに、図２に示した本発明の磁気記録媒
体の製造装置を用いて、Ｃｏ−Ｏ膜を磁性層として形成
した。高分子フィルム基板１として厚さ７μｍのポリエ
チレンテレフタレートフィルムを用いた。円筒状キャン
２の直径は１．５ｍである。

【００４２】（実施例４）第１磁性層の入射角の範囲が
８５゜から７５゜となるように、また第２磁性層の入射
角の範囲が８０゜から５５゜となるように遮蔽板を設定
した。蒸発源５１および５２にＣｏを仕込んだ。蒸発源
５１へのＣｏの仕込み量は蒸発源５２の１／３とした。
電子ビームの投入パワーは、第１蒸発源に対して２０ｋ
Ｗ、第２蒸発源に対しては６０ｋＷとした。ガス導入ノ
ズル９１から毎分０．４リットルの酸素を、ガス導入ノ
ズル９２から毎分１．０リットルの酸素を導入した。高
分子フィルム基板１の走行速度を調整して磁性層の総膜
厚が０．９μｍの膜を形成した。

【００４３】出来たサンプルをテープ状にスリットし、
実施例１と同様にして記録再生特性を調べ、市販のＭＥ
テープと比較した。その結果、本実施例のテープは市販
のＭＥテープに対して再生出力で＋７ｄＢ以上、Ｃ／Ｎ
で＋６ｄＢ以上であった。

【００４４】このように本実施例のテープが優れた記録
再生特性を示すのは、磁性層の磁気異方性エネルギーが
高いためと考えられる。そこで、両者の磁気異方性エネ
ルギーＫ_uを調べた。その結果、市販のＭＥテープのＫ_u
が約１．４×１０⁶ｅｒｇ／ｃｃであるのに対し、本実
施例のテープのＫ_uは約２．７×１０⁶ｅｒｇ／ｃｃであ
った。本実施例のテープは、膜厚は薄いが以上のように
高エネルギーであるために優れた性能を示すものと言え
る。

【００４５】（比較例１）実施例４と同様な方法で磁性
層を形成した。ただし、第１磁性層の入射角の範囲を９
０゜から７５゜とした。できたサンプルをテープ状にス
リットして記録再生特性を調べたが、テープ表面に傷が
つきやすく測定が困難であった。これは、入射角を９０
゜まで拡大したために結晶粒が異常成長し、異常成長し
た結晶粒がヘッドとの摺動で破壊されやすいことが原因
と考えられる。また、異方性エネルギーＫ_uも約２．１
×１０⁶ｅｒｇ／ｃｃと低かった。

【００４６】（比較例２）実施例４と同様な方法で磁性
層を形成した。ただし、遮蔽板８１の後端部の鍵状部分
を除去し円筒状キャン２との間隔を広くした。できたサ
ンプルをテープ状にスリットして記録再生特性を調べた
が、実施例４におけるテープより再生出力およびＣ／Ｎ
とも３から４ｄＢ低かった。また、異方性エネルギーＫ
_uも約１．７×１０⁶ｅｒｇ／ｃｃと低かった。これは、
第１磁性層用に導入された酸素が第２磁性層の初期入射
側に侵入して、第２磁性層の結晶性を著しく低下させた
ためと考えられる。この結果から、導入酸素の管理が非
常に重要であることがわかる。余剰酸素の振る舞いを考
慮し、速やかに排気出来る構造が必要である。また、酸
素を膜の形成初期側から導入せずに、膜形成終期側から
導入する必要性があることもわかる。

【００４７】以上の実施例では、円筒状キャン２の直径
を１．５ｍとしたが他の大きさでもよい。また、高分子
フィルム基板１としは、ポリエチレンテレフタレート以
外の高分子材料からなるフィルムでもよい。入射角や膜
厚等の条件は、本発明で明示している範囲内であれば良
い。

【００４８】

【発明の効果】以上のように本発明の磁気記録媒体とそ
の製造方法によれば、磁性層の磁気異方性エネルギーを
高めることができるため、高Ｃ／Ｎ化を達成でき、ディ
ジタル機器に対応できる優れた記録再生特性を有する磁
気記録媒体を得ることが可能である。

【００４９】さらに本発明の製造装置を用いれば、上記
した磁気記録媒体を生産性よく得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気記録媒体の構造を示す概略断面図

【図２】本発明の磁気記録媒体の製造装置の内部の一例
を示す概略断面図

【図３】従来の磁気記録媒体の製造装置の内部の一例を
示す概略断面図

【図４】第１磁性層の膜厚に対する再生出力およびノイ
ズの関係を示す図

【図５】第２磁性層の膜厚に対する再生出力およびノイ
ズの関係を示す図

【図６】第２磁性層形成時の酸素導入量に対する再生出
力およびノイズの関係を示す図

【符号の説明】

１００高分子フィルム基板１０１第１磁性層１０２第２磁性層１高分子フィルム基板２円筒状キャン３供給ロール４巻き取りロール５蒸発源５１第１蒸発源５２第２蒸発源６電子ビーム６１電子ビーム６２電子ビーム７遮蔽板７１遮蔽板７２遮蔽板８遮蔽板８１遮蔽板８２遮蔽板９酸素導入口９１酸素導入口９２酸素導入口１０フリーローラー１１１第１開口部１１２第２開口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石田達朗大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コバルトと酸素を主成分とする磁性層から
なる薄膜型磁気記録媒体であって、前記磁性層の膜厚が
０．０５μｍ以上０．１２μｍ以下であり、前記磁性層
が基板上に形成された第１磁性層と前記第１磁性層上に
形成された第２磁性層とからなり、前記第１磁性層およ
び前記第２磁性層を形成する柱状粒子が略同方向に傾斜
しており、前記第２磁性層の膜厚が前記磁性層の膜厚全
体に占める割合が５０％以上８０％以下であることを特
徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】磁性層を形成する柱状粒子が基板面から２
０゜以上３５゜以下の範囲で傾斜しており、磁性層の磁
化容易方向が基板面から１０゜以上２５゜以下の範囲に
ある請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】円筒状キャンの周面に沿って走行しつつあ
る高分子フィルム基板上に、斜方蒸着法により、コバル
トと酸素を主成分とする第１磁性層および第２磁性層を
順次形成する磁気記録媒体の製造方法において、前記高
分子フィルム基板の法線と蒸発原子の入射方向との成す
角を入射角と定義するとき、前記第１および第２磁性層
形成初期の入射角が形成終期の入射角より大であり、か
つ前記第１磁性層形成終期の入射角が前記第２磁性層形
成終期の入射角より大であり、かつ前記第１磁性層を形
成する際の（酸素導入量）／（膜堆積速度）の値が、前
記第２磁性層を形成する際の（酸素導入量）／（膜堆積
速度）の値より大であることを特徴とする磁気記録媒体
の製造方法。
【請求項４】磁性層形成初期の入射角が８５゜以下であ
り、磁性層形成終期の入射角が５０゜以上である請求項
３記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】円筒状キャンに沿って走行しつつある高分
子フィルム基板上に、真空蒸着法によって磁性層を形成
する磁気記録媒体の製造装置であって、１個の円筒状キ
ャンに対して高分子フィルム基板走行方向に沿って第１
および第２蒸発源を前記円筒状キャンの中心を通る鉛直
線に対して前記高分子フィルム基板走行上流側の同じ側
に配置し、前記円筒状キャンと前記第１および第２蒸発
源との間に、それぞれの蒸発源に対応した第１および第
２開口部を設定する遮蔽板を配置し、前記円筒状キャン
の中心を通る鉛直線と前記第１蒸発源の蒸発部の中心と
の距離が、前記円筒状キャンの半径よりも長く、前記円
筒状キャンの中心を通る鉛直線と前記第２蒸発源の蒸発
部の中心との距離が、前記円筒状キャンの半径よりも短
く、前記第１蒸発源が前記第２開口部の水平位置より上
方に配置されていることを特徴とする磁気記録媒体の製
造装置。
【請求項６】１個の電子ビーム源から発生される電子ビ
ームを２個の蒸発源に振り分けて、前記２個の蒸発源を
加熱する請求項５記載の磁気記録媒体の製造装置。
【請求項７】２個の蒸発源の加熱手段が電子ビーム照射
であって、それぞれの蒸発源に差し向けられる電子ビー
ムが、他の蒸発源から開口部に向かう蒸発原子流と交差
しない請求項５記載の磁気記録媒体の製造装置。
【請求項８】第２蒸発源よりも第１蒸発源が小型である
請求項５記載の磁気記録媒体の製造装置。
【請求項９】２個の開口部のそれぞれに対して、高分子
フィルム基板走行上流側に向けて酸素を導入する酸素導
入口が、開口部の高分子フィルム基板走行下流側を設定
している遮蔽板近傍に配設されている請求項５記載の磁
気記録媒体の製造装置。