(57)【要約】【課題】磁気抵抗効果型磁気ヘッドを用いた信号の再生に適し、磁性層を薄層化しても高い電磁変換特性が得られる磁気記録媒体を提供する。【解決手段】非磁性支持体上に真空薄膜形成技術により膜厚３０〜５５ｎｍで形成された磁性層と、磁性層の非磁性支持体側の一部であり、酸素原子濃度Ａとコバルト原子濃度Ｂの比である酸化度Ａ／Ｂが０．４５以上で厚みが１０ｎｍ以上の界面酸化層と、磁性層の非磁性支持体と反対側の一部であり、酸化度が０．４５以上で厚みが１０ｎｍ以下の表面酸化層と、界面酸化層と表面酸化層の間の酸化度０．４５未満の領域とを有し、界面酸化層の厚みの上限は磁性層の残留磁化Ｍｒと膜厚ｔとの積Ｍｒ・ｔが３ｍＡ以上３０ｍＡ未満となる範囲内の値である磁気記録媒体。【選択図】  図１
2004220707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性支持体と、
前記非磁性支持体の一主面に真空薄膜形成技術によって膜厚３０ｎｍ以上５５ｎｍ以下で形成された、コバルト原子と酸素原子を含む磁性層と、
前記磁性層の前記非磁性支持体側の一部であり、酸素原子濃度をＡ、コバルト原子濃度をＢとしたときにＡ／Ｂで定義される酸化度が０．４５以上となる界面酸化層であって、厚みが１０ｎｍ以上である前記界面酸化層と、
前記磁性層の前記非磁性支持体と反対側の一部であり、前記酸化度が０．４５以上となる表面酸化層であって、厚みが１０ｎｍ以下である前記表面酸化層と、前記界面酸化層と前記表面酸化層の間の部分の前記磁性層であって、前記酸化度が０．４５未満となる低酸化度領域とを有する磁気記録媒体。
【請求項２】
前記界面酸化層の厚みの上限は、前記磁性層の残留磁化Ｍｒと膜厚ｔとの積Ｍｒ・ｔが３ｍＡ以上３０ｍＡ未満となる範囲内の値である請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記Ｍｒ・ｔが１２ｍＡ以上３０ｍＡ未満であり、記録された信号が磁気抵抗効果型磁気ヘッドの摺動により再生される請求項２記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記Ｍｒ・ｔが３ｍＡ以上１２ｍＡ未満であり、記録された信号が巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッドの摺動により再生される請求項２記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
非磁性支持体と、
前記非磁性支持体の一主面に真空薄膜形成技術によって形成された、金属原子と酸素原子を含む磁性層と、
前記磁性層の前記非磁性支持体側の一部であり、酸素原子濃度をＡ、金属原子濃度をＢとしたときにＡ／Ｂで定義される酸化度が所定値以上となる界面酸化層であって、厚みが第１の厚み以上である前記界面酸化層と、
前記磁性層の前記非磁性支持体と反対側の一部であり、前記酸化度が前記所定値以上となる表面酸化層であって、厚みが第２の厚み以下である前記表面酸化層と、
前記界面酸化層と前記表面酸化層の間の部分の前記磁性層であって、前記酸化度が前記所定値未満となる低酸化度領域とを有し、
前記磁性層の膜厚、前記第１の厚みおよび前記第２の厚みは、前記磁性層の残留磁化Ｍｒと膜厚ｔとの積Ｍｒ・ｔが３ｍＡ以上３０ｍＡ未満となる範囲内の値である磁気記録媒体。
【請求項６】
前記磁性層は２種以上の金属原子を含み、前記金属原子濃度Ｂは２種以上の金属原子濃度の合計である請求項５記載の磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高密度磁気記録媒体に関し、特に、磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＭＲヘッド）もしくは巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＧＭＲヘッド）を用いたシステムにおいて、信号の再生がなされる磁気記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ビデオテープレコーダー等の分野における磁気記録媒体としては、さらなる高画質化および高記録密度化を達成するために、直接非磁性支持体上に磁性金属材料、Ｃｏ−Ｎｉ系合金、Ｃｏ−Ｃｒ系合金、Ｃｏ−ＣｏＯ系金属酸化物等の各種磁性材料を真空薄膜形成技術により被着させて磁性層を形成した構成の、いわゆる金属薄膜型の磁気記録媒体が適用されている。
【０００３】
さらに、上記のような磁気記録媒体の電磁変換特性を向上させ、より大きな出力が得られるようにするため、磁気記録媒体の磁性層を形成するに際し、磁性層を斜方に蒸着する、いわゆる斜方蒸着が提案されている。この方法によって磁性層が形成された磁気記録媒体は、ハイバンド８ｍｍビデオテープレコーダー、デジタルビデオテープレコーダー用の蒸着テープとして実用化されている。
【０００４】
上述したような金属薄膜型の磁気記録媒体は、保磁力や角型比に優れ、また磁性層を極めて薄層に形成できることから、短波長領域での電磁変換特性に優れ、記録減磁や再生時の厚み損失が著しく小さい。また、磁性粉を結合剤に分散させた磁性塗料を非磁性支持体に塗布して磁性層を形成するいわゆる塗布型の磁気記録媒体と異なり、磁性層中に非磁性材料である結合剤が混入しないので、強磁性金属材料の充填密度が高められ、高記録密度化を図る際に有利である。
【０００５】
また、斜方蒸着による磁気テープは、例えば長尺状の非磁性支持体を長手方向に走行させ、走行状態で非磁性支持体の一主面側に磁性材料を堆積させて磁性層を形成する方法によって作製され、高い生産性と優れた磁気特性が確保できる。
【０００６】
一方、磁気テープ等の磁気記録媒体のデータストリーマーとしての需要が高まるに伴い、さらなる磁気記録媒体の高記録密度化が要求されてきている。さらに、記録情報の再生を行う際に用いる磁気ヘッドとして、従来の誘導型ヘッドに代わり磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＭＲヘッド）が適用されるようになってきている。このＭＲヘッドは磁性層からの微小な漏洩磁束を高感度に検出することができるので、記録密度の向上を図るために有効である。
【０００７】
ところでＭＲヘッドは、漏洩磁束に対する感度が飽和する検知限界があり、ＭＲヘッドの設計以上に大きな漏洩磁束を検出することができない。したがって、磁気記録媒体の磁性層膜厚を薄層化することにより、漏洩磁束を最適化する必要がある。
【０００８】
【非特許文献１】
「磁気抵抗ヘッド−基礎と応用  林和彦  訳」丸善株式会社発行
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような斜方蒸着を用いて磁性層が形成された磁気テープにおいては、高密度記録化の要請に伴って磁性層の膜厚が３０ｎｍ以下となると、保磁力が急激に低下し、磁気記録媒体として好適な磁気特性を持たなくなることが明らかになった（図４参照）。
【００１０】
非磁性支持体上に磁性層が形成される際には、厚さ１０ｎｍ程度の初期成長層が生成する。磁性層の膜厚を薄くした場合、初期成長層の影響が大きくなるため、保磁力の急激な低下が起こる。磁性層の初期成長層部分では、形成される膜中に含まれる磁気微粒子の結晶成長が十分でなく、保磁力の小さい部分が発生する。
【００１１】
図５に、磁性層が斜方蒸着によって形成される磁気テープの断面図の一例を示す。図５に示すように、非磁性支持体１０１上に下地層１０２を介して磁性層１０３が形成されている。磁性層１０３と下地層１０２との界面近傍の磁性層１０３は、保磁力が小さい厚さ１０ｎｍ程度の初期成長層１０３ａとなっている。
【００１２】
磁性層１０３の上層には保護層１０４が形成され、保護層１０４の上層に必要に応じて潤滑剤層１０５が形成される。非磁性支持体１０１の磁性層１０３が形成されている側の面と反対側の面には、バックコート層１０６が形成されることが多い。
【００１３】
磁気記録媒体に対する再生用磁気ヘッドとしてＭＲヘッドに代わり、より再生感度が高く、高周波用として高密度記録に好適である巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＧＭＲヘッド）を適用した場合には、磁性層の膜厚をより薄層化して、ヘッドの飽和を防止する必要がある。したがって、磁性層の初期成長層の影響により保磁力が低下するという問題は、さらに深刻となる。
【００１４】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、したがって本発明は、薄層化しても高い電磁変換特性が得られ、磁気抵抗効果型磁気ヘッドまたは巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッドを用いた再生に適し、より高記録密度で記録再生を行うことが可能である磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体と、前記非磁性支持体の一主面に真空薄膜形成技術によって膜厚３０ｎｍ以上５５ｎｍ以下で形成された、コバルト原子と酸素原子を含む磁性層と、前記磁性層の前記非磁性支持体側の一部であり、酸素原子濃度をＡ、コバルト原子濃度をＢとしたときにＡ／Ｂで定義される酸化度が０．４５以上となる界面酸化層であって、厚みが１０ｎｍ以上である前記界面酸化層と、前記磁性層の前記非磁性支持体と反対側の一部であり、前記酸化度が０．４５以上となる表面酸化層であって、厚みが１０ｎｍ以下である前記表面酸化層と、前記界面酸化層と前記表面酸化層の間の部分の前記磁性層であって、前記酸化度が０．４５未満となる低酸化度領域とを有することを特徴とする。
【００１６】
好適には、前記界面酸化層の厚みの上限は、前記磁性層の残留磁化Ｍｒと膜厚ｔとの積Ｍｒ・ｔが３ｍＡ以上３０ｍＡ未満となる範囲内の値である。Ｍｒ・ｔが１２ｍＡ以上３０ｍＡ未満となる磁気記録媒体は、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを用いた再生に好適であり、Ｍｒ・ｔが３ｍＡ以上１２ｍＡ未満となる磁気記録媒体は巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッドを用いた再生に好適である。
【００１７】
これにより、磁性層の初期成長層の影響による保磁力の低下と、それに起因する電磁変換特性の低下を防止することが可能となる。上記の条件で界面酸化層を形成することにより、初期成長層に起因する電磁変換特性の低下が防止される。
また、表面酸化層が上記の厚みより厚い場合、表面酸化層が磁気的なスペーシングとなり、出力特性が低下するが、表面酸化層の厚みを上記の範囲とすることにより、十分な出力特性が得られる。また、磁性層の膜厚を上記の範囲とすることにより、再生時のヘッドの飽和を防止できるだけでなく、磁性層表面の凹凸に起因するノイズを低減できる。
【００１８】
また、上記の目的を達成するため、本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体と、前記非磁性支持体の一主面に真空薄膜形成技術によって形成された、金属原子と酸素原子を含む磁性層と、前記磁性層の前記非磁性支持体側の一部であり、酸素原子濃度をＡ、金属原子濃度をＢとしたときにＡ／Ｂで定義される酸化度が所定値以上となる界面酸化層であって、厚みが第１の厚み以上である前記界面酸化層と、前記磁性層の前記非磁性支持体と反対側の一部であり、前記酸化度が前記所定値以上となる表面酸化層であって、厚みが第２の厚み以下である前記表面酸化層と、前記界面酸化層と前記表面酸化層の間の部分の前記磁性層であって、前記酸化度が前記所定値未満となる低酸化度領域とを有し、前記磁性層の膜厚、前記第１の厚みおよび前記第２の厚みは、前記磁性層の残留磁化Ｍｒと膜厚ｔとの積Ｍｒ・ｔが３ｍＡ以上３０ｍＡ未満となる範囲内の値であることを特徴とする。なお、前記磁性層は２種以上の金属原子を含んでもよい。
【００１９】
これにより、磁性層の初期成長層の影響による保磁力の低下と、それに起因する電磁変換特性の低下を防止することが可能となる。本発明の磁気記録媒体は、Ｃｏ−ＣｏＯ系以外の磁性層を有する磁気記録媒体であってもよい。磁性層の下地との界面近傍の磁性層に酸化度の高い界面酸化層を、上記のＭｒ・ｔについての条件を満たすような所定の厚みで形成することにより、磁気記録媒体の電磁変換特性を高くすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の磁気記録媒体の実施の形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態の磁気記録媒体は、真空薄膜形成技術によって形成されたＣｏ−ＣｏＯ系の磁性層を有し、酸素原子濃度をＡ、コバルト原子濃度をＢとしたときにＡ／Ｂで定義される酸化度が、磁性層の膜厚方向において所定の分布を有する。
【００２１】
図１は、本実施形態の磁気記録媒体における磁性層の酸化度分布の一例を示す図である。図１の横軸は磁性層の膜厚方向における位置を、磁性層表面からの距離で示したものである。図１の横軸０ｎｍの位置は、磁性層表面に対応する。図１は磁性層の膜厚が５０ｎｍの例であり、横軸５０ｎｍの位置は磁性層と下地との界面に対応する。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態の磁気記録媒体によれば、磁性層と下地との界面近傍に、酸化度０．４５以上となる界面酸化層が１０ｎｍ以上の厚みで形成される。図１のａは界面酸化層の厚みを示す。一方、磁性層の表面近傍には酸化度０．４５以上となる表面酸化層が１０ｎｍ以下の厚みで形成される。図１のｂは表面酸化層の厚みを示す。
【００２３】
本実施形態の磁気記録媒体によれば、磁性層を構成する磁性微粒子の結晶成長が良好でない初期成長部分を非磁性の酸化層とすることで、媒体のノイズの低減と、電磁変換特性の向上が図られている。本実施形態の磁気記録媒体によれば、磁性層の膜厚を３０ｎｍ以上５５ｎｍ以下とすることで、ＭＲヘッドまたはＧＭＲヘッドでの再生に適した漏洩磁束が得られる。
【００２４】
再生感度の高いＭＲヘッドまたはＧＭＲヘッドと本実施形態の磁気記録媒体との組み合わせにより、高記録密度の磁気記録再生システムを実現できる。本実施形態の磁気記録媒体は、例えばテープストリーマー用途を始めとした各種磁気記録テープシステムに好適である。
【００２５】
本発明の磁気記録媒体の具体的な実施形態について説明するが、本発明は以下の例に限定されない。
図２は、本発明の磁気記録媒体の一例を示す断面図である。磁気記録媒体１０は、長尺状の非磁性支持体１上に下地層２、磁性層３および保護層４が順次形成されてなる構成を有している。磁性層３は下地層２との界面近傍に界面酸化層３ａを有し、保護層４側との界面近傍に表面酸化層３ｂを有する。
【００２６】
界面酸化層３ａおよび表面酸化層３ｂの酸化度は０．４５以上であり、界面酸化層３ａと表面酸化層３ｂとの間の磁性層は酸化度０．４５未満の低酸化度領域である。なお、保護層４上に所定の潤滑剤によって潤滑剤層５を形成してもよく、非磁性支持体１の磁性層３が形成されている側の面と反対側の面にバックコート層６を形成してもよい。
【００２７】
次に、上記の磁気記録媒体１０を構成する各層について詳細に説明する。
非磁性支持体１としては、従来の磁気テープにおいて用いられている公知の材料をいずれも適用できる。例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル類、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、セルローストリアセテート等のセルロース誘導体、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等のプラスチック類等が挙げられる。
【００２８】
最終的に得られる磁気記録媒体１０の耐久性や走行性、および磁気テープ成膜時のハンドリング性を向上させるために、バインダー樹脂、フィラーおよび界面活性剤等を含有する塗料により下地層２を形成して、表面に微細な凹凸を付加したり、機械的な強度を高めたりしてもよい。
【００２９】
下地層２を形成するバインダー樹脂としては、例えば水性ポリエステル樹脂、水性アクリル樹脂、水性ポリウレタン樹脂等が挙げられる。フィラーとしては、耐熱性ポリマーからなる粒子、二酸化珪素、炭酸カルシウム等の粒子が挙げられる。
【００３０】
下地層２を構成するフィラーの平均粒径は５〜３０ｎｍ、フィラーによって形成される表面突起の密度は５０万〜３０００万個／ｍｍ２程度とすることが好ましい。これにより、最終的に得られる磁気記録媒体１０において、より良好な走行耐久性と電磁変換特性を実現できる。
【００３１】
下地層２を構成するフィラーの平均粒径や、フィラーによって形成される表面突起の密度は、最終的に得られる磁気記録媒体１０の走行耐久性と電磁変換特性が良好となるように適宜設定できる。あるいは、リソグラフィー技術によって非磁性支持体１上に人工的に凹凸を形成したり、メッキや真空薄膜形成技術によって金属、無機化合物または有機高分子からなる微小突起を形成したりしてもよい。
【００３２】
磁性層３は、真空下で強磁性金属材料を加熱蒸発させて被着させる真空蒸着法によって形成する。長尺状の非磁性支持体１を長手方向に走行させ、走行する非磁性支持体１の一主面側に磁性微粒子を堆積させて磁性層を形成する斜方蒸着の製法は、成膜性が良好で、生産性が高く、操作も容易であるという利点を有している。
【００３３】
磁性層３を形成する真空蒸着装置としては、図３に示すような連続巻き取り式の真空蒸着装置２０を適用することができる。真空蒸着装置２０の真空室２１は斜方蒸着用として構成され、内部が例えば１×１０−３Ｐａ程度の真空にされる。
真空室２１内には冷却キャン２２と蒸着源２３が配置されている。冷却キャン２２は例えば−２０℃程度に冷却され、図中矢印Ａで示す方向に回転する。蒸着源２３は冷却キャン２２と対向するように配置されている。
【００３４】
真空室２１内には供給ロール２４と、巻き取りロール２５が配設されている。
下地層２（図２参照）が形成された後の非磁性支持体１は、供給ロール２４から図中矢印Ｂで示す方向に繰り出され、冷却キャン２２の周面に沿って走行した後、巻き取りロール２５に巻き取られる。
【００３５】
なお、供給ロール２４と冷却キャン２２との間、及び冷却キャン２２と巻き取りロール２５との間にはそれぞれガイドローラー２７、２８が配置されている。
ガイドローラー２７は供給ロール２４から冷却キャン２２に走行する非磁性支持体の張力を調節する。ガイドローラー２８は冷却キャン２２から巻き取りロール２５に走行する非磁性支持体１の張力を調節する。これにより、非磁性支持体１が円滑に走行する。
【００３６】
蒸着源２３は坩堝等の容器にＣｏ等の強磁性金属材料が収容されたものであり、真空蒸着装置２０には蒸着源２３の強磁性金属材料を加熱、蒸発させるための電子ビーム発生源２９が配設されている。電子ビーム発生源２９から電子ビーム３０を蒸着源２３の強磁性金属材料に加速照射することにより、蒸着源２３の強磁性金属材料が図中矢印Ｃで示すように蒸発する。強磁性金属材料は蒸着源２３と対向する冷却キャン２２の周面に沿って走行する非磁性支持体１上に被着し、強磁性金属薄膜が形成される。
【００３７】
蒸着源２３と冷却キャン２２との間には、第１のシャッタ３１と第２のシャッタ３２が設けられている。第１のシャッタ３１は走行する非磁性支持体１の前段側に位置し、第２のシャッタ３２は走行する非磁性支持体１の後段側に位置する。第１のシャッタ３１と第２のシャッタ３２は、冷却キャン２２の周面に沿って走行する非磁性支持体１のうちの所定領域のみを外方（強磁性金属材料が蒸発している雰囲気）に露出させる。すなわち、第１のシャッタ３１と第２のシャッタ３２は、非磁性支持体１に対する強磁性金属材料気体の入射角度を制限する。
【００３８】
強磁性金属薄膜の蒸着に際しては、非磁性支持体１の表面近傍で、かつ強磁性金属材料が入射する部分に、図示しない酸素ガス導入口を介して酸素ガスを供給する。これにより、成膜される磁性層に酸素が導入される。磁性層の酸化を適切に制御することにより、強磁性金属薄膜の磁気特性、耐久性および耐候性などを向上させることができる。また、蒸着源の加熱には上記のような電子ビームによる加熱手段の他、例えば抵抗加熱手段、高周波加熱手段、レーザ加熱手段等の公知の手段を使用できる。
【００３９】
上記の構成の真空蒸着装置２０においては、蒸着源２３から強磁性金属材料を蒸発させるとともに冷却キャン２２の周面に非磁性支持体１を走行させる。蒸発した強磁性金属材料は、第１のシャッタ３１と第２のシャッタ３２の間から外方に露出した部分にのみ堆積する。
【００４０】
真空蒸着装置２０は第１のシャッタ３１側から第２のシャッタ３２側に向かって非磁性支持体１を走行させるため、蒸発した強磁性金属材料は、まず第１のシャッタ３１側の非磁性支持体１上に堆積する。第１のシャッタ３１側から第２のシャッタ３２側に向かって非磁性支持体１が走行するにつれて、蒸発した強磁性金属材料が順次堆積する。したがって、強磁性金属材料は、まず最大入射角で非磁性支持体１に入射して堆積し始め、最終的には最小入射角で入射して堆積し終わる。
【００４１】
蒸発した強磁性金属材料を酸素と反応させるには、通常、第１のシャッタ３１および／または第２のシャッタ３２に付随させた酸素ガス導入口から酸素を導入する。第１のシャッタ３１と冷却キャン２２の間、または第２のシャッタ３２と冷却キャン２２の間に酸素ガス導入口を設けることにより、強磁性金属材料が堆積する部分の非磁性支持体１に酸素ガスを所望の流量で導入できる。
【００４２】
上記のように、強磁性金属材料が堆積する部分に酸素を導入しながら磁性層を堆積させた場合、磁性層中の酸素濃度は磁性層とその下地との界面近傍と、磁性層の表面近傍で高くなる。また、酸素濃度の高い部分の厚みは、導入する酸素ガスの流量に比例して厚くなる。
【００４３】
磁性層としてＣｏ−ＣｏＯ系合金の薄膜を斜方蒸着により形成する場合、酸素原子濃度をＡ、コバルト原子濃度をＢとすると、Ａ／Ｂ≧０．４５の部分では強磁性金属材料が完全に酸化しており強磁性特性を示さない。導入ガス量を調整することによって、磁性層のうちの強磁性特性を示さない部分の厚みを変えることが可能である。本実施形態の磁気記録媒体では、下地との界面近傍の磁性層で、Ａ／Ｂ≧０．４５となる部分を界面酸化層とする。
【００４４】
一方、Ａ／Ｂ≧０．４５であって強磁性特性を示さない部分は、磁性層の磁気ヘッドと摺動する側の面である磁性層表面の近傍にも形成される。本実施形態の磁気記録媒体では、磁性層表面の近傍でＡ／Ｂ≧０．４５となる部分を表面酸化層とする。表面酸化層は磁気的なスペーシングとなり、出力特性の低下をもたらす。特に、表面酸化層の厚みが１０ｎｍ以上となると、電磁変換特性が著しく低下する。
【００４５】
また、本発明の磁気記録媒体は、ＭＲヘッドやＧＭＲヘッドを有する記録再生装置に適用するものであって、ノイズの低減化を図り、Ｃ／Ｎの向上を図るために、磁性層３は適度に薄層に形成することが望ましい。特に、磁性層の膜厚を５５ｎｍ以下とすることが好適である。
【００４６】
磁性層３を膜厚５５ｎｍよりも厚く形成すると、磁性膜の表面形状の凸凹が大きくなってノイズ発生の要因となり、ＭＲヘッドもしくはＧＭＲヘッドを適用した場合に所望の記録密度を達成できないことがある。また、磁性層３を膜厚５５ｎｍより厚く形成すると、漏洩磁束が大きくなり過ぎ、ＭＲヘッドやＧＭＲヘッドが飽和するため、信号の正確な再生ができなくなる。
【００４７】
一方、磁性層の膜厚が３０ｎｍ以下となると、図４に示したように保磁力が急激に低下し、磁気記録媒体として好適な磁気特性を持たなくなる。したがって、磁性層３は膜厚３０ｎｍ以上で形成する。
【００４８】
磁性層３を形成する強磁性金属材料としては、この種の磁気記録媒体の作製に通常用いられる従来公知の金属材料や磁性合金の酸化物をいずれも適用可能である。例えばＣｏ、Ｎｉ等の強磁性金属、Ｃｏ−Ｎｉ系合金、Ｃｏ−Ｆｅ系合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅ系合金、Ｃｏ−Ｃｒ系合金、Ｃｏ−Ｐｔ系合金、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｂ系合金、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ系合金、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｔａ系合金等の各種材料を酸素雰囲気中で成膜し、膜中に酸素を含有させたもの、またはこれらの酸化物に一種または２種以上のその他の元素を含有させたものが磁性層３の材料として挙げられる。
【００４９】
本発明の磁気記録媒体１０においては、磁性層３と非磁性支持体１との間に下地層２の他にも、磁性層３の結晶粒子の微細化と配向性向上を目的として、真空薄膜形成技術を用いて中間層（図示せず）を形成してもよい。
【００５０】
真空薄膜形成技術としては、真空下で所定の材料を加熱蒸発させて被処理体に被着させる真空蒸着法、所定の材料の蒸発を放電中で行うイオンプレーティング法、およびアルゴンを主成分とする雰囲気中でグロー放電を起こし、生じたアルゴンイオンでターゲットの表面原子をたたき出すスパッタリング法等のいわゆる物理的成膜法（ＰＶＤ法）等が挙げられる。
【００５１】
中間層を構成する材料としては、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｔａ、Ｗ、Ａｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ等の金属材料の他、これらの任意の２種類以上を組み合わせた合金、またはこれらの金属材料と酸素や窒素との化合物、酸化ケイ素、窒化ケイ素、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｒＯ等の化合物、カーボン、ダイヤモンドライクカーボン等が挙げられる。
【００５２】
磁性層３上には、良好な走行耐久性および耐食性を確保するためにダイヤモンドライクカーボン等からなる保護層４が形成されることが望ましい。保護層４は、例えばプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）連続膜形成装置を用いて、ＣＶＤ法によって形成することができる。
【００５３】
ＣＶＤ方式としては、メッシュ電極ＤＣプラズマ方式、電子ビーム励起プラズマソース方式、冷陰極イオンソース方式、イオン化蒸着方式、触媒ＣＶＤ方式等の従来公知の方式をいずれも使用することができる。ＣＶＤ方式に使用する炭素化合物としては、炭化水素系、ケトン系、アルコール系等の従来公知の材料をいずれも使用することができる。また、プラズマ生成時には、炭素化合物の分化を促進するためのガスとして、Ａｒ、Ｈ２等が導入されていてもよい。
【００５４】
保護層４上には、走行性を良好にするために、例えば任意のパーフルオロポリエーテル系の潤滑剤を塗布して潤滑剤層５を形成してもよい。また、非磁性支持体１の磁性層３が形成されている側の面と反対側の面には、走行性の向上や帯電防止等を目的としてバックコート層６を形成することが望ましい。
【００５５】
バックコート層６は膜厚０．２〜０．７μｍ程度であることが好適である。バックコート層６は、例えば無機顔料等の固体粒子を結合剤中に分散させ、結合剤の種類に応じた有機溶剤とともに混練してバックコート層用塗料を調製し、これを非磁性支持体１の裏面側に塗布して形成される。さらに、バックコート層６の表面にも所定の潤滑剤を塗布することが望ましい。
【００５６】
上述のようにして作製される本実施形態の磁気記録媒体１０は、ＭＲヘッドを用いたヘリカルスキャン方式の磁気記録システム用の磁気記録媒体として好適である。ここで、ＭＲヘッドとは、磁気抵抗効果を利用して磁気記録媒体からの信号を検出する再生専用の磁気ヘッドである。一般にＭＲヘッドは、電磁誘導を利用して記録再生を行うインダクティブ型磁気ヘッドよりも感度が高く、再生出力が大きいので、高密度記録の磁気記録媒体に好適である。
【００５７】
ＭＲヘッドは、例えばＮｉ−Ｚｎ多結晶フェライトのような軟磁性材料からなる一対の磁気シールドに絶縁体を介して挟持された略矩形状のＭＲ素子部を備える。なお、ＭＲ素子部の両端からは一対の端子が導出されており、これらの端子を介してＭＲ素子部にセンス電流を供給できるようになっている。
【００５８】
ＭＲヘッドを用いて磁気記録媒体からの信号を再生する際には、磁気記録媒体にＭＲ素子部を摺動させる。そして、この状態でＭＲ素子部の両端に接続された端子を介して、ＭＲ素子部にセンス電流を供給し、このセンス電流の電圧変化を検出する。
【００５９】
磁気記録媒体にＭＲ素子部を摺動させた状態でＭＲ素子部にセンス電流を供給すると、磁気記録媒体からの磁界に応じて、ＭＲ素子部の磁化方向が変化し、ＭＲ素子部に供給されたセンス電流と磁化方向との相対角度が変化する。そして、ＭＲ素子部の磁化方向とセンス電流の方向とがなす相対角度に依存して抵抗値が変化する。
【００６０】
このため、ＭＲ素子部に供給するセンス電流の値を一定にすることにより、センス電流に電圧変化が生じることになる。このセンス電流の電圧変化を検出することにより、磁気記録媒体からの信号磁界が検出され、磁気記録媒体に記録されている信号が再生される。なお、再生用磁気ヘッドとしては、いわゆる巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＧＭＲヘッド）も適用可能である。
【００６１】
ＭＲ素子にバイアス磁界を印加する手法は、ＳＡＬ（ｓｏｆｔ  ａｄｊａｃｅｎｔ  ｌａｙｅｒ）バイアス方式の他、例えば永久磁石バイアス方式、シャント電流バイアス方式、自己バイアス方式、交換バイアス方式、バーバーポール方式、分割素子方式、サーボバイアス方式等、種々の手法が適用可能である。なお、巨大磁気抵抗効果素子や各種バイアス方式については、例えば非特許文献１に詳細に記載されている。
【００６２】
【実施例】
以下、本発明の磁気記録媒体の具体的な実施例を説明する。磁気記録媒体を構成する各層の符号は、図２の符号とする。
〔実施例１〕
非磁性支持体１として、膜厚６．３μｍ、幅１５０ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用意した。
【００６３】
この非磁性支持体１の磁性層形成面側に膜厚５ｎｍの下地層２を形成した。下地層２は、アクリルエステルを主成分とする水溶性ラテックスにシリカ粒子を分散させた塗料を、非磁性支持体１上に塗布して形成した。シリカ粒子は直径１０ｎｍのものを用い、非磁性支持体１上でシリカ粒子の密度が１×１０７個／ｍｍ２程度となるようにした。
【００６４】
次に、図３に示した真空蒸着装置２０を用いて磁性層３を形成した。原料である金属磁性材料をＣｏとし、第１のシャッタ３１に付随した酸素ガス導入管から酸素を２．０×１０−４ｍ３／ｍｉｎ導入し、第２のシャッタ３２に付随した酸素ガス導入管から酸素を６．０×１０−４ｍ３／ｍｉｎ導入し、電子ビーム発生源２９から電子ビーム３０を照射して加熱し、反応性真空蒸着によりＣｏ−ＣｏＯ系磁性層を３１ｎｍの膜厚に形成した。
【００６５】
次に、上述のようにして形成した磁性層３上に、ダイヤモンドライクカーボン膜からなる保護層４をプラズマＣＶＤ法によって膜厚１０ｎｍで形成した。さらに、保護層４上にパーフルオロポリエーテル系潤滑剤を塗布して膜厚２ｎｍの潤滑剤層５を形成した。
【００６６】
また、非磁性支持体１の磁性層３が形成されている側の面と反対側の面に、カーボン粒子とウレタン樹脂を含むバックコート用塗料を塗布して、膜厚０．５μｍのバックコート層６を形成した。カーボン粒子は平均粒径２０ｎｍのものを用いた。バックコート用塗料の塗布には、ダイレクトグラビア法による塗布装置を用いた。以上の工程により、目的とする磁気記録媒体１０の原反を得た後、原反を８ｍｍ幅に裁断して、サンプルの磁気テープを得た。
【００６７】
［実施例２］
磁性層３の膜厚を５４ｎｍとし、第１のシャッタ３１に付随した酸素ガス導入管から酸素を４．０×１０−４ｍ３／ｍｉｎ導入し、第２のシャッタ３２に付随した酸素ガス導入管から酸素を５．０×１０−４ｍ３／ｍｉｎ導入した。その他の条件は実施例１と同様にして磁気テープを作製した。
【００６８】
［実施例３］
磁性層３の膜厚を４５ｎｍとし、第１のシャッタ３１に付随した酸素ガス導入管から酸素を１．０×１０−４ｍ３／ｍｉｎ導入し、第２のシャッタ３２に付随した酸素ガス導入管から酸素を６．０×１０−４ｍ３／ｍｉｎ導入した。その他の条件は実施例１と同様にして磁気テープを作製した。
【００６９】
［比較例１］
磁性層３の膜厚を３１ｎｍとし、第１のシャッタ３１に付随した酸素ガス導入管からは酸素を導入せず、第２のシャッタ３２に付随した酸素ガス導入管から酸素を６．０×１０−４ｍ３／ｍｉｎ導入した。その他の条件は実施例１と同様にして磁気テープを作製した。
【００７０】
［比較例２］
磁性層３の膜厚を５６ｎｍとし、第１のシャッタ３１に付随した酸素ガス導入管からは酸素を導入せず、第２のシャッタ３２に付随した酸素ガス導入管から酸素を６．０×１０−４ｍ３／ｍｉｎ導入した。その他の条件は実施例１と同様にして磁気テープを作製した。
【００７１】
［比較例３］
磁性層３の膜厚を５２ｎｍとし、第１のシャッタ３１に付随した酸素ガス導入管からは酸素を導入せず、第２のシャッタ３２に付随した酸素ガス導入管から酸素を７．０×１０−４ｍ３／ｍｉｎ導入した。その他の条件は実施例１と同様にして磁気テープを作製した。
【００７２】
［比較例４］
磁性層３の膜厚を５２ｎｍとし、第１のシャッタ３１に付随した酸素ガス導入管からは酸素を導入せず、第２のシャッタ３２に付随した酸素ガス導入管から酸素を８．０×１０−４ｍ３／ｍｉｎ導入した。その他の条件は実施例１と同様にして磁気テープを作製した。
【００７３】
［比較例５］
磁性層３の膜厚を２８ｎｍとし、第１のシャッタ３１に付随した酸素ガス導入管から酸素を４．０×１０−４ｍ３／ｍｉｎ導入し、第２のシャッタ３２に付随した酸素ガス導入管から酸素を６．０×１０−４ｍ３／ｍｉｎ導入した。その他の条件は実施例１と同様にして磁気テープを作製した。
【００７４】
［比較例６］
磁性層３の膜厚を４５ｎｍとし、第１のシャッタ３１に付随した酸素ガス導入管から酸素を１０．０×１０−４ｍ３／ｍｉｎ導入し、第２のシャッタ３２に付随した酸素ガス導入管から酸素を６．０×１０−４ｍ３／ｍｉｎ導入した。その他の条件は実施例１と同様にして磁気テープを作製した。
【００７５】
上述のようにして作製した各サンプル磁気テープに対して、以下に示す方法を用いて磁性層膜厚方向の酸化度分布と、電磁変換特性の評価を行った。
具体的には、磁性層膜厚方向の酸化度分布は、オージェ電子分光分析装置（日本電子株式会社製  ＪＡＭＰ−３０）を用いて評価した。
【００７６】
磁性層の膜厚方向の組成分析を行って、酸素原子濃度Ａとコバルト原子濃度Ｂの分布を測定した。酸化度Ａ／Ｂの分布をマッピングし、磁性層膜厚方向の酸化度分布を見積もった。図１に示すように、磁性層と下地層との界面近傍で酸化度Ａ／Ｂ≧０．４５となる部分の厚みを、界面酸化層の厚みａとした。また、磁性層表面近傍でＡ／Ｂ≧０．４５となる部分の厚みを、表面酸化層の厚みｂとした。磁性層の残留磁化Ｍｒと膜厚ｔとの積Ｍｒ・ｔは汎用の磁化測定装置で測定した。
【００７７】
一方、上述のようにして作製したサンプルについて、電磁変換特性の評価を行った。記録ヘッドはギャップ長０．２２μｍ、トラック幅２０μｍのＭＩＧヘッドを使用した。電磁変換特性は、ＭＩＧヘッドで記録波長０．３μｍにて記録し、トラック幅５μｍのＮｉＦｅＭＲヘッドを用いて再生することにより測定した。キャリア出力と媒体ノイズの比（Ｃ／Ｎ比）について、実施例１を基準（０．０ｄＢ）とし、実施例１との差が−０．８ｄＢ以内のものを許容範囲と評価した。なお、磁気テープとＭＲヘッドとの相対速度は７ｍ／ｓｅｃとした。
【００７８】
実施例１〜３および比較例１〜６について界面酸化層の厚み（ｎｍ）、表面酸化層の厚み（ｎｍ）および電磁変換特性（Ｃ／Ｎ比）の評価結果を表１に示す。
【００７９】
【表１】
2004220707.tif 000003
【００８０】
表１に示すように、実施例１〜３では電磁変換特性が−０．８ｄＢ以上である。実施例１〜３の磁性層膜厚は３０ｎｍ以上５５ｎｍ以下であり、界面酸化膜の厚みが１０ｎｍ以上、表面酸化層の厚みが１０ｎｍ以下である。また、実施例１〜３のＭｒ・ｔは３ｍＡ以上３０ｍＡ未満の範囲にある。
【００８１】
比較例１は、磁性層膜厚および表面酸化層の厚みが実施例１と同じであり、Ｍｒ・ｔも３ｍＡ以上３０ｍＡ未満の範囲にあるが、界面酸化層の厚みが１０ｎｍ未満である。このとき、電磁変換特性は−１．１ｄＢに悪化し、許容されなくなる。
【００８２】
比較例２は、磁性層膜厚が５５ｎｍを超え、界面酸化層の厚みが１０ｎｍ未満である。表面酸化層の厚みは１０ｎｍ以下であり、Ｍｒ・ｔは３ｍＡ以上３０ｍＡ未満の範囲にあるが、電磁変換特性が−２．０ｄＢに悪化し、許容されなくなる。
【００８３】
比較例３は、界面酸化層の厚みが１０ｎｍ未満であり、表面酸化層の厚みが１０ｎｍを超えている。磁性層膜厚は５５ｎｍ以下であり、Ｍｒ・ｔは３ｍＡ以上３０ｍＡ未満の範囲にあるが、電磁変換特性が−２．６ｄＢに悪化し、許容されなくなる。
【００８４】
比較例４は、表面酸化層の厚みが１０ｎｍを超えている。磁性層膜厚は５５ｎｍ以下であり、界面酸化層の厚みは１０ｎｍ以上であり、Ｍｒ・ｔは３ｍＡ以上３０ｍＡ未満の範囲にあるが、電磁変換特性が−２．１ｄＢに悪化し、許容されなくなる。
【００８５】
比較例５は、磁性層膜厚が３０ｎｍ未満である。界面酸化層の厚みは１０ｎｍ以上であり、表面酸化層の厚みは１０ｎｍ以下であり、Ｍｒ・ｔは３ｍＡ以上３０ｍＡ未満の範囲にあるが、電磁変換特性が−１．２ｄＢに悪化し、許容されなくなる。
【００８６】
比較例６は、磁性層膜厚および表面酸化層の厚みが実施例３と同じであるが、界面酸化層が過剰に厚く、Ｍｒ・ｔが３ｍＡ未満である。このとき、信号出力が低く、再生出力の正確な測定ができなかった。
【００８７】
以上の結果から、磁性層膜厚を３０ｎｍ以上５５ｎｍ以下、界面酸化層の厚みを１０ｎｍ以上、表面酸化層を１０ｎｍ以下として、界面酸化膜の厚みの上限をＭｒ・ｔが３ｍＡ以上となる範囲内の値とすることにより、良好な電磁変換特性が得られることが明らかになった。
【００８８】
上記の本発明の実施形態の磁気記録媒体によれば、磁性層の初期成長層の影響による保磁力の低下が防止され、良好な電磁変換特性が得られる。また、本発明の実施形態の磁気記録媒体は低ノイズであり、再生感度の高いＭＲヘッドあるいはＧＭＲヘッドとの組み合わせにより、従来よりも高記録密度で記録再生を行うことが可能となる。本発明の実施形態の磁気記録媒体はテープストリーマー用途を始めとした各種磁気テープシステムに好適である。
【００８９】
本発明の磁気記録媒体の実施形態は、上記の説明に限定されない。例えば、磁性層の材料をＣｏ−ＣｏＯ系以外の材料とした場合も、酸化度が所定値以上となる界面酸化層を、ＭＲヘッドまたはＧＭＲヘッドでの再生に適したＭｒ・ｔが得られるような厚みで形成することにより、磁性層の初期成長層の影響を抑制し、電磁変換特性を向上させることができる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００９０】
【発明の効果】
本発明の磁気記録媒体によれば、薄層化しても高い電磁変換特性が得られ、磁気抵抗効果型磁気ヘッドまたは巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッドを用いて信号を再生でき、より高記録密度で記録再生を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の磁気記録媒体の磁性層の膜厚方向における酸化度分布の一例を示す図である。
【図２】図２は本発明の磁気記録媒体の一例を示す断面図である。
【図３】図３は本発明の磁気記録媒体の磁性層を形成するための真空蒸着装置を示す概略図である。
【図４】図４は磁性層の膜厚と保磁力との関係を示す図である。
【図５】図５は従来の磁気記録媒体の断面図である。
【符号の説明】
１…非磁性支持体、２…下地層、３…磁性層、３ａ…界面酸化層、３ｂ…表面酸化層、４…保護層、５…潤滑剤層、６…バックコート層、２０…真空蒸着装置、２１…真空室、２２…冷却キャン、２３…蒸着源、２４…供給ロール、２５…巻き取りロール、２７、２８…ガイドローラー、２９…電子ビーム発生源、３０…電子ビーム、３１…第１のシャッタ、３２…第２のシャッタ、１０１…非磁性支持体、１０２…下地層、１０３…磁性層、１０３ａ…初期成長層、１０４…保護層、１０５…潤滑剤層、１０６…バックコート層。
【図１】
2004220707.tif 000004
【図２】
2004220707.tif 000005
【図３】
2004220707.tif 000006
【図４】
2004220707.tif 000007
【図５】
2004220707.tif 000008