説明

磁気記録媒体

【課題】 S/Nに優れた磁気記録媒体を提供することである。
【解決手段】 支持体上にFe−C−O系の磁性膜が設けられてなる磁気記録媒体であって、前記Fe−C−O系磁性膜は斜めコラム構造を有してなり、この磁気コラムの中心部より周辺部の方がO濃度は高い磁気記録媒体。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、Fe−C−O系磁性膜を有する磁気記録媒体に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】磁気テープ等の磁気記録媒体においては、高密度記録化の要請から、非磁性支持体上に設けられる磁性膜として、バインダ樹脂を用いた塗布型のものではなく、バインダ樹脂を用いない金属薄膜型のものが提案されている。すなわち、無電解メッキ等の湿式メッキ手段、真空蒸着、スパッタリングあるいはイオンプレーティング等の乾式メッキ手段により磁性膜を構成した磁気記録媒体が提案されている。そして、この種の磁気記録媒体は磁性体の充填密度が高いことから、高密度記録に適したものである。この種の金属薄膜型の磁気記録媒体における磁性材料としては、例えばCo−Cr合金やCo−Ni合金などの磁性金属が用いられている。しかし、Coは稀少物質であることから、多量に使用するとコストが高く付く。
【0003】そこで、非Co系金属磁性材料としてFeとNiが考えられるものの、Feは安価であり、かつ、環境汚染の問題も少なく、更には飽和磁化が大きいことから、金属薄膜型の磁気記録媒体の磁性材料としてFeが注目され始めた。しかし、Feは錆やすいことから、化学的に安定なものとする必要が有る。このような観点から、磁性膜をFex N(Fe−N)やFe−N−Oで構成することが提案された。そして、これらの磁性膜で構成した磁気記録媒体は、磁気特性が良好であり、高密度記録に優れたものであると謳われている。
【0004】しかし、最近においては、より高いS/Nが求められるようになった。従って、本発明の目的は、S/Nに優れた磁気記録媒体を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記本発明の目的は、支持体上にFe−C−O系の磁性膜が設けられてなる磁気記録媒体であって、前記Fe−C−O系磁性膜は斜めコラム構造を有してなり、この磁気コラムの中心部より周辺部の方がO濃度は高いことを特徴とする磁気記録媒体によって達成される。
【0006】又、支持体上にFe−C−O系の磁性膜が設けられてなる磁気記録媒体であって、前記Fe−C−O系磁性膜のオージェ電子分光分析(スパッタ方向が磁性膜に対して斜め方向)において、縦軸にFe量、C量、及びO量(Fe量+C量+O量=100%)を、横軸にスパッタ時間をとると、Fe量、及びO量が各々波打ったパターンを持つことを特徴とする磁気記録媒体によって達成される。
【0007】特に、支持体上にFe−C−O系の磁性膜が設けられてなる磁気記録媒体であって、前記Fe−C−O系磁性膜のオージェ電子分光分析(スパッタ方向が磁性膜に対して斜め方向)において、縦軸にFe量、C量、及びO量(Fe量+C量+O量=100%)を、横軸にスパッタ時間をとると、Fe量、及びO量が各々波打ったパターンを持ち、かつ、Fe量が山に対応する領域ではO量が谷に対応し、Fe量が谷に対応する領域ではO量が山に対応し、C量はほぼ一定であることを特徴とする磁気記録媒体によって達成される。
【0008】又、支持体上にFe−C−O系の磁性膜が設けられてなる磁気記録媒体であって、前記Fe−C−O系磁性膜は斜めコラム構造を有してなり、この磁気コラムの中心部より周辺部の方がO濃度は高く、前記Fe−C−O系磁性膜のオージェ電子分光分析(スパッタ方向が磁性膜に対して斜め方向)において、縦軸にFe量、C量、及びO量(Fe量+C量+O量=100%)を、横軸にスパッタ時間をとると、Fe量、及びO量が各々波打ったパターンを持つことを特徴とする磁気記録媒体によって達成される。
【0009】特に、支持体上にFe−C−O系の磁性膜が設けられてなる磁気記録媒体であって、前記Fe−C−O系磁性膜は斜めコラム構造を有してなり、この磁気コラムの中心部より周辺部の方がO濃度は高く、前記Fe−C−O系磁性膜のオージェ電子分光分析(スパッタ方向が磁性膜に対して斜め方向)において、縦軸にFe量、C量、及びO量(Fe量+C量+O量=100%)を、横軸にスパッタ時間をとると、Fe量、及びO量が各々波打ったパターンを持ち、かつ、Fe量が山に対応する領域ではO量が谷に対応し、Fe量が谷に対応する領域ではO量が山に対応し、C量はほぼ一定であることを特徴とする磁気記録媒体によって達成される。
【0010】又、Fe−C−O系磁性膜におけるFe量、C量、及びO量は50at.%≦Fe量≦90at.%5at.%≦C量≦35at.%5at.%≦O量≦35at.%を満たすことが好ましい。
【0011】特に、60at.%≦Fe量≦80at.%10at.%≦C量≦25at.%10at.%≦O量≦25at.%が好ましい。
【0012】又、本発明の磁気記録媒体にあっては、Fe−C−O系の磁性膜以外の磁性膜を持っていても良いが、Fe−C−O系磁性膜の上には記録再生に用いられる磁性膜がない、つまりFe−C−O系磁性膜が最上層にあるのが好ましい。特に、本発明が規定する内容のFe−C−O系磁性膜が最上層にあるのが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の磁気記録媒体は、支持体上にFe−C−O系の磁性膜が設けられてなる磁気記録媒体であって、前記Fe−C−O系磁性膜は斜めコラム構造を有してなり、この磁気コラムの中心部より周辺部の方がO濃度は高いものである。あるいは、支持体上にFe−C−O系の磁性膜が設けられてなる磁気記録媒体であって、前記Fe−C−O系磁性膜のオージェ電子分光分析(スパッタ方向が磁性膜に対して斜め方向)において、縦軸にFe量、C量、及びO量(Fe量+C量+O量=100%)を、横軸にスパッタ時間をとると、Fe量、及びO量が各々波打ったパターンを持つものである。特に、支持体上にFe−C−O系の磁性膜が設けられてなる磁気記録媒体であって、前記Fe−C−O系磁性膜のオージェ電子分光分析(スパッタ方向が磁性膜に対して斜め方向)において、縦軸にFe量、C量、及びO量(Fe量+C量+O量=100%)を、横軸にスパッタ時間をとると、Fe量、及びO量が各々波打ったパターンを持ち、かつ、Fe量が山に対応する領域ではO量が谷に対応し、Fe量が谷に対応する領域ではO量が山に対応し、C量はほぼ一定のものである。又は、支持体上にFe−C−O系の磁性膜が設けられてなる磁気記録媒体であって、前記Fe−C−O系磁性膜は斜めコラム構造を有してなり、この磁気コラムの中心部より周辺部の方がO濃度は高く、前記Fe−C−O系磁性膜のオージェ電子分光分析(スパッタ方向が磁性膜に対して斜め方向)において、縦軸にFe量、C量、及びO量(Fe量+C量+O量=100%)を、横軸にスパッタ時間をとると、Fe量、及びO量が各々波打ったパターンを持つものである。特に、支持体上にFe−C−O系の磁性膜が設けられてなる磁気記録媒体であって、前記Fe−C−O系磁性膜は斜めコラム構造を有してなり、この磁気コラムの中心部より周辺部の方がO濃度は高く、前記Fe−C−O系磁性膜のオージェ電子分光分析(スパッタ方向が磁性膜に対して斜め方向)において、縦軸にFe量、C量、及びO量(Fe量+C量+O量=100%)を、横軸にスパッタ時間をとると、Fe量、及びO量が各々波打ったパターンを持ち、かつ、Fe量が山に対応する領域ではO量が谷に対応し、Fe量が谷に対応する領域ではO量が山に対応し、C量はほぼ一定のものである。
【0014】そして、Fe−C−O系磁性膜におけるFe量、C量、及びO量は50at.%≦Fe量≦90at.%5at.%≦C量≦35at.%5at.%≦O量≦35at.%を満たすものである。
【0015】本発明の磁気記録媒体は、支持体上にイオンアシスト法により磁性膜を成膜して磁気記録媒体を製造する方法であって、蒸発源物質としてFeが用いられての蒸着工程と、炭素イオンを蒸着Fe膜に衝突させる衝突工程と、酸素イオンあるいは酸素ガス等の酸化性物質を蒸着Fe膜に衝突させる衝突工程とを具備し、前記酸化性物質を蒸着Fe膜に衝突させる酸化性物質の衝突具合や衝突量(酸化性物質の供給具合)を制御することによって得られる。例えば、図1に示す如く、走行する支持体に対して、走行方向とは逆の方向から斜めに酸素ガスを供給することにより、磁気コラムの中心部より周辺部の方がO濃度は高く、磁性膜のオージェ電子分光分析(スパッタ方向が磁性膜に対して斜め方向)において、縦軸にFe量、C量、及びO量(Fe量+C量+O量=100%)を、横軸にスパッタ時間をとると、Fe量、及びO量が各々波打ったパターンを持つFe−C−O系磁性膜が得られる。
【0016】尚、本明細書に言う波打ったパターンとは、初期ピークを除いて、その中心仮想線から約5%以上の振幅変動が認められるものを言う。従って、2〜3%程度の小さい振動の場合には、波打ったパターンとは見做さない。図1に、本発明で用いるイオンアシスト斜め蒸着装置を示す。図1中、11はガイド部材、12は支持体1の供給側ロール、13は支持体1の巻取側ロール、14は遮蔽板、15はルツボ、16はFe、17は電子銃、18は真空容器、19はイオン銃、20は酸素ガス供給ノズルである。図1では、酸素ガスを供給するタイプのものを示したが、酸素イオンを供給するようにしても良い。そして、イオン銃19による炭素イオンの供給、及び酸素ガス供給ノズル20による酸素ガスの供給を特定のものとした他は、通常のイオンアシスト斜め蒸着に準じて行わせることによって、本発明になる図3などのオージェプロファイルのFe−C−O系磁性膜が得られる。
【0017】このようにして得られた本発明になる磁気記録媒体を図2に示す。図2中、1は支持体である。この支持体1は磁性を有するものでも非磁性のものでも良いが、一般的には、非磁性のものである。例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルフォン、ポリカーボネート、ポリプロピレン等のオレフィン系の樹脂、セルロース系の樹脂、塩化ビニル系の樹脂といった高分子材料、ガラスやセラミック等の無機系材料、アルミニウム合金などの金属材料が用いられる。支持体1面上には磁性膜の密着性を向上させる為のアンダーコート層が必要に応じて設けられる。すなわち、表面の粗さを適度に粗すことにより乾式メッキで構成される磁性膜の密着性を向上させ、さらに磁気記録媒体表面の表面粗さを適度なものとして走行性を改善する為、例えばSiO2 等の粒子を含有させた厚さが0.01〜0.5μmの塗膜を設けることによってアンダーコート層が構成されている。
【0018】アンダーコート層の上には、図1に示したイオンアシスト斜め蒸着装置によって保磁力Hcが900〜1900Oe、飽和磁束密度Bsが3500〜7000G、Br/Bsが0.6〜0.99のFe−C−O系の金属薄膜型の磁性膜2が設けられる。例えば、10-4〜10-6Torr程度の真空雰囲気下でFeを抵抗加熱、高周波加熱、電子ビーム加熱などにより蒸発させ、支持体1のアンダーコート層面上に堆積(蒸着)させることにより、Fe−C−O系磁性膜2が500〜10000Å、特に1000〜4000Å厚形成される。斜め蒸着の際の入射角は30°〜80°、望ましくは約45°〜70°である。このFeの蒸着時には全般的に炭素イオンを蒸着Fe膜に衝突させる。かつ、酸素ガス(酸素イオン)も蒸着Fe膜に衝突させる。但し、酸素ガス(酸素イオン)を斜めに向けて供給する。前記炭素イオンや酸素ガス(酸素イオン)の供給は、Fe−C−O系磁性膜が上記に規定された内容のものになるよう制御される。
【0019】3は、Fe−C−O系磁性膜2の上に設けられた厚さが10〜200Å程度の保護膜である。この保護膜3は、例えばダイヤモンドライクカーボン、グラファイト等のカーボン膜、酸化珪素、炭化珪素などの含珪素膜などで構成される。これらの中でも、ダイヤモンドライクカーボンが好ましい。尚、図3のオージェプロファイルは、Fe−C−O系磁性膜の上にダイヤモンドライクカーボン膜や後述の潤滑剤膜が設けられた場合のものである。従って、図3のオージェプロファイルでは、スパッタ開始時にはCのみであって、FeやOが検出されていない。そして、スパッタが進むにつれてFeやOが検出されて行く。この為、磁性膜の表面がどこからかの決定は極めて困難なるも、磁性膜の表面がどこからかの決定は一般的な取扱いに従う。本実施例では、ダイヤモンドライクカーボン膜などのカーボン膜が設けられている場合においては、オージェプロファイルにおけるFe量とC量とが等しくなるポイントから磁性膜になると考える。同様に、磁性膜の下面(支持体側の界面)がどこからかの決定も一般的な取扱いに従う。本実施例では、支持体がCを含む支持体である場合においては、オージェプロファイルにおけるFe量とC量とが等しくなるポイントが界面と考える。
【0020】4は、保護膜3の上に設けられた潤滑剤層である。すなわち、炭化水素系の潤滑剤やパーフルオロポリエーテル等のフッ素系潤滑剤、特にフッ素系潤滑剤を含有させた塗料を所定の手段で塗布することにより、約2〜50Å、好ましくは約10〜30Å程度の厚さの潤滑剤層4が設けられる。5は、支持体1の他面に設けられたカーボンブラック等を含有させた厚さが0.1〜1μm程度のバックコート層である。尚、バックコート層5は、Al−Cu合金等の金属を蒸着させて形成したものであっても良い。
【0021】
【実施例1】図1に示されるイオンアシスト斜め蒸着装置に10μm厚のPETフィルム1を装着し、PETフィルム1が2m/分の走行速度で走行させられている。酸化マグネシウム製のルツボ15にFe16が入っており、30kWの電子銃17を作動させてFeを蒸発させ、PETフィルム1にFeを蒸着させると共に、メタンガスを出力400Wのイオン銃19に供給(メタンガス供給量は52sccm)し、PETフィルム1上のFe膜に向けて炭素イオンを照射する。又、酸素ガス供給ノズル20より酸素ガスを11sccm供給し、図2に示されるタイプの8mmVTR用磁気テープ(磁性膜の厚さ;1800Å、保磁力Hc;1350Oe、飽和磁束密度Bs;5200G、Br/Bs;0.82)を得た。
【0022】この磁気テープのオージェプロファイル(測定条件:電子銃;加速電圧10kV、エミッション電流10nA、倍率2000倍、エッチング条件;エッチングガスはアルゴン、加速電圧3kV、イオン電流300nA、30秒間毎にエッチング、スパッタ方向は金属磁性膜(コラム)に対して斜め方向)を図3に示す。このFe−C−O系磁性膜のオージェプロファイルにおいて、縦軸にFe量、C量、及びO量(M量+X量+O量=100%)を、横軸にスパッタ時間をとると、Fe量、及びO量が各々波打ったパターンを持つ。特に、Fe量、及びO量が各々波打ったパターンを持ち、Fe量が山に対応する領域ではO量が谷に対応し、Fe量が谷に対応する領域ではO量が山に対応し、C量はほぼ一定である。すなわち、Fe−C−O系磁性膜の斜めコラム構造にあっては、この磁気コラムの中心部より周辺部の方がO濃度は高いものである。そして、Fe−C−O系磁性膜におけるFe量は68at.%、C量は18at.%、O量は14at.%である。
【0023】
【実施例2】実施例1において、イオン銃19へのメタンガス供給量を45sccm、酸素ガス供給ノズル20より酸素ガスの供給量を10sccmとした以外は実施例1に準じて行い、図2に示されるタイプの8mmVTR用磁気テープ(磁性膜の厚さ;1900Å、保磁力Hc;1290Oe、飽和磁束密度Bs;5900G、Br/Bs;0.83)を得た。
【0024】この磁気テープのオージェプロファイルを図4に示す。このFe−C−O系磁性膜のオージェプロファイルにおいて、縦軸にFe量、C量、及びO量(M量+X量+O量=100%)を、横軸にスパッタ時間をとると、Fe量、及びO量が各々波打ったパターンを持つ。特に、Fe量、及びO量が各々波打ったパターンを持ち、Fe量が山に対応する領域ではO量が谷に対応し、Fe量が谷に対応する領域ではO量が山に対応し、C量はほぼ一定である。すなわち、Fe−C−O系磁性膜の斜めコラム構造にあっては、この磁気コラムの中心部より周辺部の方がO濃度は高いものである。そして、Fe−C−O系磁性膜におけるFe量は74at.%、C量は13at.%、O量は13at.%である。
【0025】
【実施例3】実施例1において、イオン銃19へのメタンガス供給量を25sccm、酸素ガス供給ノズル20より酸素ガスの供給量を25sccmとした以外は実施例1に準じて行い、図2に示されるタイプの8mmVTR用磁気テープ(磁性膜の厚さ;3400Å、保磁力Hc;1510Oe、飽和磁束密度Bs;4800G、Br/Bs;0.91)を得た。
【0026】この磁気テープのオージェプロファイルを図5に示す。このFe−C−O系磁性膜のオージェプロファイルにおいて、縦軸にFe量、C量、及びO量(M量+X量+O量=100%)を、横軸にスパッタ時間をとると、Fe量、及びO量が各々波打ったパターンを持つ。特に、Fe量、及びO量が各々波打ったパターンを持ち、Fe量が山に対応する領域ではO量が谷に対応し、Fe量が谷に対応する領域ではO量が山に対応し、C量はほぼ一定である。すなわち、Fe−C−O系磁性膜の斜めコラム構造にあっては、この磁気コラムの中心部より周辺部の方がO濃度は高いものである。そして、Fe−C−O系磁性膜におけるFe量は60at.%、C量は10at.%、O量は30at.%である。
【0027】
【実施例4】実施例1において、イオン銃19へのメタンガス供給量を30sccm、酸素ガス供給ノズル20より酸素ガスの供給量を15sccmとした以外は実施例1に準じて行い、図2に示されるタイプの8mmVTR用磁気テープ(磁性膜の厚さ;2300Å、保磁力Hc;1420Oe、飽和磁束密度Bs;5000G、Br/Bs;0.85)を得た。
【0028】この磁気テープのオージェプロファイルを図6に示す。このFe−C−O系磁性膜のオージェプロファイルにおいて、縦軸にFe量、C量、及びO量(M量+X量+O量=100%)を、横軸にスパッタ時間をとると、Fe量、及びO量が各々波打ったパターンを持つ。特に、Fe量、及びO量が各々波打ったパターンを持ち、Fe量が山に対応する領域ではO量が谷に対応し、Fe量が谷に対応する領域ではO量が山に対応し、C量はほぼ一定である。すなわち、Fe−C−O系磁性膜の斜めコラム構造にあっては、この磁気コラムの中心部より周辺部の方がO濃度は高いものである。そして、Fe−C−O系磁性膜におけるFe量は65at.%、C量は20at.%、O量は15at.%である。
【0029】
【比較例1】実施例1において、イオン銃19へのメタンガス供給量を50sccm、セット位置を変えた酸素ガス供給ノズルより酸素ガスの供給量を20sccmとした以外は実施例1に準じて行い、図2に示されるタイプの8mmVTR用磁気テープ(磁性膜の厚さ;1600Å、保磁力Hc;1320Oe、飽和磁束密度Bs;4700G、Br/Bs;0.83)を得た。
【0030】この磁気テープのオージェプロファイルを図7に示す。尚、このFe−C−O系磁性膜におけるFe量は61at.%、C量は14at.%、O量は25at.%である。
【0031】
【特性】上記各例の磁気テープをカセットに装填し、これをノイズメータにつないだVTRに装填してS/Nを調べたので、その結果を表−1に示す。
表−1 Y−S/N(dB) C−S/N(dB)
AM PM実施例1 +1.2 +1.1 +1.2実施例2 +0.8 +1.5 +1.3実施例3 +1.9 +1.0 +0.9実施例4 +1.3 +0.8 +1.1比較例1 0 0 0 *比較例1を基準(0dB)
【0032】
【発明の効果】S/Nに優れたものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】磁気記録媒体製造装置の概略図
【図2】磁気記録媒体の概略断面図
【図3】実施例1のFe−C−O系磁性膜のオージェプロファイル
【図4】実施例2のFe−C−O系磁性膜のオージェプロファイル
【図5】実施例3のFe−C−O系磁性膜のオージェプロファイル
【図6】実施例4のFe−C−O系磁性膜のオージェプロファイル
【図7】比較例1のFe−C−O系磁性膜のオージェプロファイル
【符号の説明】
1 支持体
2 磁性膜(Fe−C−O系磁性膜)
3 保護膜

【特許請求の範囲】
【請求項1】 支持体上にFe−C−O系の磁性膜が設けられてなる磁気記録媒体であって、前記Fe−C−O系磁性膜は斜めコラム構造を有してなり、この磁気コラムの中心部より周辺部の方がO濃度は高いことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項2】 支持体上にFe−C−O系の磁性膜が設けられてなる磁気記録媒体であって、前記Fe−C−O系磁性膜のオージェ電子分光分析(スパッタ方向が磁性膜に対して斜め方向)において、縦軸にFe量、C量、及びO量(Fe量+C量+O量=100%)を、横軸にスパッタ時間をとると、Fe量、及びO量が各々波打ったパターンを持つことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項3】 支持体上にFe−C−O系の磁性膜が設けられてなる磁気記録媒体であって、前記Fe−C−O系磁性膜は斜めコラム構造を有してなり、この磁気コラムの中心部より周辺部の方がO濃度は高く、前記Fe−C−O系磁性膜のオージェ電子分光分析(スパッタ方向が磁性膜に対して斜め方向)において、縦軸にFe量、C量、及びO量(Fe量+C量+O量=100%)を、横軸にスパッタ時間をとると、Fe量、及びO量が各々波打ったパターンを持つことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項4】 Fe−C−O系磁性膜のオージェ電子分光分析(スパッタ方向が磁性膜に対して斜め方向)において、縦軸にFe量、C量、及びO量(Fe量+C量+O量=100%)を、横軸にスパッタ時間をとると、Fe量、及びO量が各々波打ったパターンを持ち、Fe量が山に対応する領域ではO量が谷に対応し、Fe量が谷に対応する領域ではO量が山に対応し、C量はほぼ一定であることを特徴とする請求項2又は請求項3の磁気記録媒体。
【請求項5】 Fe−C−O系磁性膜におけるFe量、C量、及びO量は50at.%≦Fe量≦90at.%5at.%≦C量≦35at.%5at.%≦O量≦35at.%を満たすことを特徴とする請求項1〜請求項4いずれかの磁気記録媒体。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開平9−91665
【公開日】平成9年(1997)4月4日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平7−250430
【出願日】平成7年(1995)9月28日
【出願人】(000000918)花王株式会社 (8,290)