JPH1131317A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気特性を向上させ、電磁変換特性に優れた
高出力の磁気記録媒体を提供する。 【解決手段】 非磁性支持体１上に、金属磁性薄膜より
なる磁性層２が形成されてなる。そして、上記磁性層２
は、少なくともＣｏを含む金属磁性材料と酸素とを含有
し、非磁性支持体側に磁性層２よりも酸素の多い酸素リ
ッチ層３を有し、上記酸素リッチ層３のコバルトに対す
る酸素含有量が、原子比（Ｏ／Ｃｏ）で０．５〜１．５
であり、上記酸素リッチ層３の厚みが、１０〜５０ｎｍ
であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非磁性支持体上
に、磁性層として強磁性金属薄膜が成膜された、いわゆ
る金属薄膜型磁気記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録の分野においては、記録する情
報量の増大に伴って、年々高密度記録化が強く要求され
ている。これに伴い、磁気記録媒体としては、従来の、
磁性粒子をバインダー中に分散させて塗布する、いわゆ
る塗布型磁気記録媒体に代わって、強磁性金属をメッキ
や真空薄膜形成手段（真空蒸着法、スパッタ法、イオン
プレーティング法）により成膜した、いわゆる金属薄膜
型磁気記録媒体が主流になりつつある。

【０００３】金属薄膜型磁気記録媒体は、抗磁力や角形
比等に優れ、短波長での電磁変換特性に優れるばかりで
はなく、磁性層の厚みを極めて薄くできることが可能で
あるため、記録減磁や再生時の厚み損失を著しく小さく
できること、また、磁性層中に非磁性材である有機バイ
ンダーを混入する必要がないため、磁性材料の充電密度
を高めることができること等、数々の利点を有してい
る。

【０００４】このような金属薄膜型磁気記録媒体の磁性
層は、移動走行する非磁性支持体に対して斜め方向から
真空蒸着法により磁性金属を蒸着させる、いわゆる斜方
蒸着法により成膜されるのが好適である。斜方蒸着法に
より成膜された磁性層は、磁性粒子が非磁性支持体に対
して斜めに配向しており、磁性粒子を長手方向に配向さ
せた従来の磁性層に対して、高密度記録が可能となる。

【０００５】ところで、このような磁気記録媒体におけ
る電磁変換特性は、一般に残留磁束密度や飽和磁化、保
磁力等の磁気特性に大きな関係があることが知られてい
る。金属薄膜型磁気記録媒体においては、蒸着時に酸素
ガスを導入し、金属蒸気の一部を酸化させて非磁性にす
ることで磁気特性をコントロールする手法が一般的であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したようにして酸
素ガスを導入しながら斜方蒸着を行うと、磁気記録媒体
の磁気特性を向上させることができるが、更なる高密度
記録を実現するには未だ不十分である。

【０００７】本発明は、上述のような課題を解決しよう
とするものであり、保磁力等の磁気特性をさらに向上さ
せ、電磁変換特性に優れた高出力の磁気記録媒体を得る
ことを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らが鋭意研究を
重ねた結果、Ｃｏ−Ｏ系の磁性層の非磁性支持体側に磁
性層よりも酸素の多い酸素リッチ層を設けることによ
り、磁性層の磁気特性、特に保磁力が大きく増加するこ
とを見いだした。

【０００９】すなわち、本発明に係る磁気記録媒体は、
非磁性支持体上に、金属磁性薄膜よりなる磁性層が形成
されてなる。そして、上記磁性層は、少なくともコバル
トを含む金属磁性材料と酸素とを含有し、非磁性支持体
側に磁性層よりも酸素の多い酸素リッチ層を有し、上記
酸素リッチ層のコバルトに対する酸素含有量が、原子比
（Ｏ／Ｃｏ）で０．５〜１．５であり、上記酸素リッチ
層の厚みが、１０〜５０ｎｍであることを特徴とする。

【００１０】このとき、上記酸素リッチ層は、磁性層の
成膜工程と同一工程で成膜される磁性層成長初期膜であ
っても、磁性層の成膜工程と別工程で成膜される下地膜
であってもよい。

【００１１】このように、磁性層の非磁性支持体側に、
酸素リッチ層を設けることにより、磁性層の結晶配向性
が向上し、その結果、保磁力を大きく向上させることが
できる。また、この保磁力の増加によって、全記録波長
領域において、再生出力が増加し、特に短波長での再生
出力が大きく増加する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る磁気記録媒体
について詳細に説明する。

【００１３】本発明に係る磁気記録媒体は、非磁性支持
体上にコバルトを含有する金属磁性薄膜よりなる磁性層
が形成されてなる。

【００１４】本発明の磁性層は、非磁性支持体表面に対
して斜め方向に傾いた磁化容易軸を有して形成される。
このような磁化容易軸を有する磁性層は、例えば、移動
走行する非磁性支持体上に酸素ガスを吹き付けながら、
斜め方向から金属磁性材料を粒子を蒸着せしめる、斜方
蒸着法によって成膜される。

【００１５】斜法蒸着法により成膜を行う場合には、磁
性層の磁化容易軸の傾き角は、非磁性支持体表面に対し
て２０°〜６０°であることが好ましい。この磁性層の
磁化容易軸の傾き角は、磁性層を蒸着形成するに際し
て、非磁性支持体に対する蒸着粒子の入射角を変化させ
る事により制御することができる。

【００１６】また、上記磁性層は、上述したように、酸
素が導入されて、磁性粒子（例えば、α−Ｃｏ）と、非
磁性粒子（例えば、Ｃｏ−Ｏ）とが混在する構造とされ
ている。磁性層は、コバルトに対する酸素含有量が原子
比（Ｏ／Ｃｏ）で０．２５〜０．３５ｎｍとされるのが
好ましい。ここで、酸素を導入するのは、結晶粒を微細
化することにより媒体ノイズを低減するとともに、磁性
層を柱状構造とすることで斜め方向の形状異方性を増大
させるためである。

【００１７】なお、磁性層を形成するための金属磁性材
料としては、Ｃｏの他に、Ｎｉ等の金属磁性材料を含有
していてもよい。

【００１８】さらに、本発明に係る磁気記録媒体は、磁
性層の非磁性支持体側に、磁性層よりも酸素が多い酸素
リッチ層が設けられている。この酸素リッチ層のコバル
トに対する酸素含有量は、原子比（Ｏ／Ｃｏ）で０．５
〜１．５とされ、厚みが１０ｎｍ〜５０ｎｍとされる。

【００１９】この酸素リッチ層は、磁性層成膜工程と同
一工程で成膜される磁性層成長初期膜でもよいし、磁性
層成膜工程とは別の工程で成膜される下地膜であっても
よい。

【００２０】酸素リッチ層を磁性層と同一の工程で成膜
する場合には、蒸着領域の低入射側と高入射側の両方よ
り、酸素ガスを導入するとよい。これにより、磁性層成
長初期膜が、酸素リッチ層となる。

【００２１】また、酸素リッチ層を磁性層成膜工程とは
別の工程で成膜する場合には、低入射側より酸素ガスを
Ｃｏ−Ｏ系磁性粒子が非磁性になるまで大量に導入する
とよい。これにより、磁性層の下地膜として、酸素リッ
チ層が成膜される。

【００２２】このように、磁性層の非磁性支持体側に酸
素リッチ層を設けることにより、磁気特性、特に保磁力
が大きく向上する。これは、酸素リッチ層を設けること
により、Ｃｏ−Ｏ系磁性層の結晶粒子の配向性が改善さ
れるためだと考えられる。また、この磁気特性の向上に
伴って、電磁変換特性が向上する。特に、短波長での再
生出力が大きく向上する。これは、短波長ほど自己減磁
界が大きくなるため、保磁力の大きい磁性層の方が自己
減磁界に対抗して大きな残留磁化を残せるためである。

【００２３】なお、この酸素リッチ層の酸素含有量は、
上述したように、原子比（Ｏ／Ｃｏ）で０．５〜１．５
である。酸素リッチ層の酸素含有量が０．５未満では、
酸素リッチ層による磁気特性の向上効果が得られない。

【００２４】酸素リッチ層の厚みは、１０〜５０ｎｍで
ある。酸素リッチ層の厚みが１０ｎｍ未満では、酸素リ
ッチ層による磁気特性の向上効果が得られない。また、
酸素リッチ層による磁気特性向上効果は、５０ｎｍ以上
でほとんど飽和する。体積記録密度の観点から磁気記録
媒体自体の厚みはできるだけ薄い方が好ましいことか
ら、酸素リッチ層の厚みは、５０ｎｍ以下が好ましい。

【００２５】以上が本発明の基本的な構成であるが、本
発明の磁気記録媒体においては、通常の磁気記録媒体と
同様に、磁性層上に保護膜やトップコート層、また、磁
性層を形成した側とは反対側の面にバックコート層を形
成してもよく、従来公知のものをいずれも使用すること
ができる。

【００２６】例えば、非磁性支持体としては、ポリエス
テル類、ポリオレフィン類、セルロース誘導体、ビニル
系樹脂、ポリイミド類、ポリアミド類、ポリカーボネー
ト等に代表されるような高分子材料により形成される高
分子支持体が挙げられる。

【００２７】保護膜としては、カーボン、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｔ
ｉ−Ｎ、Ｍｏ−Ｃ、Ｃｒ−Ｃ、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂、Ｓｉ
−Ｎ等が挙げられる。

【００２８】トップコート層は、防錆剤、或いは潤滑剤
よりなるものであり、バックコート層は、帯電防止材と
結合剤とを主体としてなるものである。このトップコー
ト層及びバックコート層に用いられる材料も、通常この
種の磁気記録媒体において使用されるものをいずれも使
用することができる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明を実験結果に基づいて具体的に
説明する。

【００３０】＜酸素リッチ層の検討＞実施例１ ここで用いる磁気テープは、図１に示すように、非磁性
支持体となるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）か
らなるベースフィルム１上に、Ｃｏ斜方蒸着膜からなる
磁性層２が真空蒸着法によって成膜されている。

【００３１】すなわち、この磁気テープは、図２に示す
蒸着装置により磁性層を成膜する。この蒸着装置は、図
示しない排気口によって内部が２×１０^-3Ｐａ程度の真
空とされた真空室１０内に、巻だしロール１１と巻取り
ロール１２と、冷却キャン１３のよりなる走行系と、蒸
着源１４であるコバルト（Ｃｏ₁₀₀）が収納されたルツ
ボ１５と、蒸着源１４を加熱蒸発する電子銃とが配置さ
れてなる。

【００３２】このとき、ルツボ１５と冷却キャン１３と
の間には、冷却キャン１３の周面を定速走行するベース
フィルム１６の所定の領域を覆う形で、低入射側と、高
入射側にそれぞれマスク１７，１８が配設されている。
したがって、ベースフィルム１６には、金属磁性粒子が
所定の角度範囲（４５°〜９０°）で入射し、金属磁性
粒子がベースフィルム１６の表面に対して斜めに配向し
て磁性層が形成される。なお、磁性層の磁化容易軸の配
向角度は、面内方向からおよそ２０°立ち上がった方向
であった。

【００３３】さらに、このような蒸着に際し、蒸着領域
の低入射側と高入射側に酸素ガス導入管１９，２０が配
設されている。この酸素ガス導入口１９，２０からベー
スフィルム１６に向かって酸素ガスが導入される。な
お、低入射側の酸素導入量は０．５５リットル／分、高
入射側の酸素導入量は０．５リットル／分とする。

【００３４】これにより、酸素含有量が原子比（Ｏ／Ｃ
ｏ）で０．９〜１．０である酸素リッチ層３と、酸素含
有量が原子比で（Ｏ／Ｃｏ）で０．３である磁性層２と
が蒸着された。また、酸素リッチ層３の厚みは、３０ｎ
ｍ程度であり、酸素リッチ層３と磁性層２とを合わせた
厚みは、１５０ｎｍであった。

【００３５】さらに、磁性層２上にカーボンよりなる膜
厚８［ｎｍ］の保護膜４を形成し、保護膜４上にフッ素
系潤滑剤を主成分とする厚さ数ｎｍのトップコート層５
を形成し、非磁性支持体の磁性層形成面とは反対側の面
に、カーボンを主原料とする厚さ０．５μｍ程度のバッ
クコート層６を形成した。そして、磁気テープ原反を所
定のテープ幅に裁断し、磁気テープを作製した。

【００３６】比較例１ 図２で示される蒸着装置において、高入射側から酸素を
導入せずに、通常の方法で磁性層を成膜した。すなわ
ち、図３に示すように、酸素リッチ層３を形成せずに、
磁性層２を成膜した。これ以外は、実施例１と同様にし
て磁気テープを作製した。

【００３７】特性評価 実施例１及び比較例１の磁気テープに対して、飽和磁化
量（Ｍｓ）、保磁力（Ｈｃ_//）、角形比（Ｓ）、保磁力
角形比（Ｓ’）を測定した。なお、これら磁気特性は、
いずれも膜面内方向で測定した。その結果を表１に示
す。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１の結果から、実施例１の磁気テープ
は、飽和磁化量（Ｍｓ）がほとんど変化せずに、角形比
（Ｓ）、保磁力角形比（Ｓ’）が増大し、特に保磁力
（Ｈｃ_//）が大きく増大していることがわかる。このこ
とから、酸素リッチ層３を設けることが、保磁力を向上
させる上で、たいへん有効であることがわかる。

【００４０】また、実施例１及び比較例１の磁気テープ
に対して、磁気テープの相対速度を３．８ｍ／秒、ヘッ
ドのギャップ長を０．２μｍ、記録波長λを１μｍ及び
３μｍとした条件で、記録再生した際の再生出力、ノイ
ズ、Ｃ／Ｎ比を調べた。なお、比較例１を基準として０
［ｄＢ］としている。その結果を表２に示す。

【００４１】

【表２】

【００４２】表２の結果から、実施例１の磁気テープ
は、比較例１の磁気テープと比べて電磁変換特性が向上
していることがわかる。このような電磁変換特性の向上
は、酸素リッチ層３を設けることにより、保磁力が大幅
に向上したためであると考えられる。保磁力の大小は、
短波長出力に大きく影響するので、特に短波長での向上
が顕著に見られるのもこのためである。

【００４３】＜酸素リッチ層の最適層厚の検討＞酸素リ
ッチ層３の厚みを表３に示すように、０〜１００ｎｍに
変更した以外は、実施例１と同様にして磁気テープを作
製した。酸素リッチ層３の厚みは、高入射側からの酸素
導入量を変化させることにより制御した。

【００４４】そして、それぞれの磁気テープの保磁力
（Ｈｃ_//）と、記録波長０．３μｍにおける再生出力を
調べた。その結果を表３に併せて示す。

【００４５】

【表３】

【００４６】表３の結果から、酸素リッチ層３の厚み
は、１０〜５０ｎｍが好ましいことがわかる。保磁力
は、酸素リッチ層３の厚みの増加とともに増大するが、
酸素リッチ層３の厚みが５０ｎｍ以上になるとほとんど
変化しなくなる。一般に、磁気テープの厚みは、磁気特
性が向上する範囲で、できるだけ薄いことが好ましい。
したがって、酸素リッチ層３の厚みは、５０ｎｍ程度ま
でとすべきである。

【００４７】＜酸素リッチ層の酸素含有量の検討＞酸素
リッチ層３の酸素含有量（Ｏ／Ｃｏ）を表４に示すよう
に、０．３〜１．５に変更した以外は、実施例１と同様
にして磁気テープを作製した。酸素リッチ層３の酸素含
有量は、高入射側の酸素導入量を変化させることにより
制御した。また、膜厚方向の酸素含有量（組成）は、オ
ージェ電子分光分析により行った。

【００４８】そして、それぞれの磁気テープの保磁力
（Ｈｃ_//）と、記録波長０．３μｍにおける再生出力を
測定した。その結果を表４に併せて示す。

【００４９】

【表４】

【００５０】表４の結果から、酸素リッチ層３の酸素含
有量（Ｏ／Ｃｏ）は、０．５〜１．５が好ましいことが
わかる。酸素リッチ層３の酸素含有量（Ｏ／Ｃｏ）が
０．３では、酸素リッチ層３による磁気特性向上効果が
得られない。また、酸素含有量が１．５を越える酸素リ
ッチ層３の成膜は困難であった。

【００５１】以上の結果からわかるように、磁性層２の
非磁性支持体１側に酸素リッチ層３を設けることによ
り、磁性層の磁気特性、特に保磁力を向上させ、再生出
力を大きく増大させることができる。そして、酸素リッ
チ層３の酸素含有量は、原子比（Ｏ／Ｃｏ）で０．５〜
１．５が好ましく、その厚みは、１０〜５０ｎｍが好ま
しいことがわかる。

【００５２】なお、本実施例では、磁性層の成膜工程と
同一の工程により酸素リッチ層を成膜する磁気記録媒体
について説明したが、磁性層の成膜工程とは別の工程で
酸素リッチ層を成膜する磁気記録媒体についても、同様
の効果を得られることが確認された。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る磁気記録媒体は、磁性層の非磁性支持体側に磁
性層より酸素の多い酸素リッチ層を有してなることか
ら、保磁力等の磁気特性を向上させることができ、再生
出力の増大を図ることができる。その結果、高密度記録
も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した磁気テープの構成を示す断面
図である。

【図２】本発明を適用した磁気テープを作製する蒸着装
置を示す模式図である。

【図３】比較例１の磁気テープの構成を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 非磁性支持体、２ 磁性層、３ 酸素リッチ層、４
保護膜、５ トップコート層、６ バックコート層、
１０ 真空室、１１ 巻き出しロール、１２ 巻き取り
ロール、１３ 冷却キャン、１４ 蒸着源、１５ ルツ
ボ、１６ ベースフィルム、１７，１８ マスク、１
９，２０ 酸素導入管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性支持体上に、金属磁性薄膜よりな
   る磁性層が形成されてなる磁気記録媒体において、 上記磁性層は、少なくともコバルトを含む金属磁性材料
   と酸素とを含有し、非磁性支持体側に磁性層よりも酸素
   の多い酸素リッチ層を有し、 上記酸素リッチ層のコバルトに対する酸素含有量が、原
   子比（Ｏ／Ｃｏ）で０．５〜１．５であり、 上記酸素リッチ層の厚みが、１０〜５０ｎｍであること
   を特徴とする磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 上記酸素リッチ層は、磁性層の成膜工程
   と同一工程で成膜される磁性層成長初期膜であることを
   特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
3. 【請求項３】 上記酸素リッチ層は、磁性層の成膜工程
   と別工程で成膜される下地膜であることを特徴する請求
   項１記載の磁気記録媒体。