(57)【要約】【課題】線記録密度２５０ＫＦＣＩ以上の高記録密度で長期保存特性に優れたフレキシブルディスク状の磁気記録媒体を提供する。【解決手段】厚みが１１０μｍ以上、２００μｍ以下のプラスチックディスク上にコバルト含有マグヘマイト薄膜からなる磁性層を備える。【選択図】        図１
2004272942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みが１１０μｍ以上のプラスチックディスク上にコバルト含有マグヘマイト薄膜からなる磁性層を備えたことを特徴とするフレキシブルディスク状の磁気記録媒体。
【請求項２】
前記プラスチックディスクの厚みが２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルディスク状の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記プラスチックディスクがポリイミドフィルムからなることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルディスク状の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記磁性層がプラスチックディスク両面に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルディスク状の磁気記録媒体。
【請求項５】
前記磁性層がスパッタリング法にて形成されたコバルト含有マグネタイト薄膜が熱処理されたものであることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルディスク状の磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレキシブルディスク状の磁気記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ほとんどのデータがデジタル化されてオーディオや画像鑑賞、あるいは情報処理などに利用されており、それらのデータは各種の記録媒体に保存されるようになっている。とくに最近では情報量の大小に関わらずコンピュータ装置等に内蔵あるいは周辺機器として付属されている記録媒体であるハードディスクに保存され、必要に応じて磁気テープなどにバックアップ保存されている。
【０００３】
その一方で、手軽に持ち運びができ、安価な記録媒体であるフレキシブルディスクは一時的なデータ保存、データ整理、データの携帯、データを記録したフレキシブルディスクの相手方への郵送等依然として広く使用されており、その利用価値は失われてはいない。ここでフレキシブルディスクとは、針状の磁性粉末、結合剤及び各種添加剤等を有機溶媒に分散、混練して調製される磁性層の塗料を非磁性支持体上に塗布、硬化させることにより形成されたディスクがプラスチックケースに収納された塗布型磁気記録媒体である。なお、非磁性支持体は耐衝撃性の観点から高分子プラスチックディスクが好ましいとされる。
【０００４】
このフレキシブルディスクは、最近の情報量の増大に伴い２ＨＤ（高密度倍トラック）クラスでも記録容量が不充分なことが多いという欠点があったが、その問題に対応する１００ＭＢオーダーの高記録密度の上位互換フレキシブルディスクが開発され提供されている。
【０００５】
また、フレキシブルディスクの磁性層を構成する磁性粉末は表面活性が高く、酸化されやすい特性を有していることからデータを長期保存できないという欠点があったが、非磁性支持体と磁性層との間に防錆剤を含有させた非磁性層を形成することによって保存安定性を高めた磁気記録媒体が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３６７１５１号公報（［００１５］〜［００１９］、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、情報量が１００ＭＢ超のデータもめずらしくない今日において、フレキシブルディスクの上位互換ディスクでも記録容量として不充分な状況となってきている。
また、データの長期保存性に関して防錆剤添加により従来よりも磁性層の性能は維持され保存性は改善されるが、防錆剤がなくなればその効果もなくなることから長期保存性の根本的な解決には至っていない。
【０００８】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、線記録密度２５０ＫＦＣＩ以上の高記録密度で長期保存特性に優れたフレキシブルディスク状の磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために提供する請求項１の発明に係るフレキシブルディスク状の磁気記録媒体は、厚みが１１０μｍ以上のプラスチックディスク上にコバルト含有マグヘマイト薄膜からなる磁性層を備えたことを特徴とする。
【００１０】
これにより、線記録密度２５０ＫＦＣＩ以上の高記録密度の磁性薄膜を有し安定したデータの記録読出が可能なフレキシブルディスクとすることができる。また、磁性層を構成する磁性薄膜が酸化物となることで、従来の金属磁性粉末よりも格段に耐久性が向上し長期保存特性の確保が可能となる。
プラスチックディスクの厚みを１１０μｍ以上としたのは、記録媒体としての実用的な剛性を確保するためである。
プラスチックディスクを構成する材料としては、コバルト含有マグヘマイト薄膜を形成するための熱処理によってもディスク形状がくずれない耐熱性と、フレキシブルディスクとして書込読出しされる際の磁気ヘッドとの当りの安定性を確保するための剛性を有していることが好ましい。
また、プラスチックディスクとコバルト含有マグヘマイト薄膜からなる磁性層との間に酸化ニッケル層を設けると静磁気特性を向上させることができるため、好ましい。
なお、記録信号の再生には磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＭＲヘッド）を使用するとよい。
【００１１】
前記課題を解決するために提供する請求項２の発明に係るフレキシブルディスク状の磁気記録媒体は、請求項１において、前記プラスチックディスクの厚みが２００μｍ以下であることを特徴とする。
これにより、安定したデータの記録読出が可能なフレキシブルディスクを得ることができる。
プラスチックディスクの厚みを２００μｍ以下としたのは、フレキシブルディスクとして単位体積当たりの記録密度を高めるためである。
【００１２】
前記課題を解決するために提供する請求項３の発明に係るフレキシブルディスク状の磁気記録媒体は、請求項１において、前記プラスチックディスクがポリイミドフィルムからなることを特徴とする。
これにより、線記録密度２５０ＫＦＣＩ以上の高記録密度を有する酸化物からなる磁性薄膜とすることが可能となり、ひいては、従来の金属磁性粉末よりも格段に耐久性が向上し長期に渡って信号品質の劣化を起こすことなく保存が可能となる。
【００１３】
前記課題を解決するために提供する請求項４の発明に係るフレキシブルディスク状の磁気記録媒体は、請求項１において、前記磁性層がプラスチックディスク両面に形成されたことを特徴とする。
これにより、磁気記録媒体として最大の記録密度を確保することが可能となる。
【００１４】
前記課題を解決するために提供する請求項５の発明に係るフレキシブルディスク状の磁気記録媒体は、請求項１において、前記磁性層がスパッタリング法にて形成されたコバルト含有マグネタイト薄膜が熱処理されたものであることを特徴とする。
これにより、高記録密度の磁性薄膜であるコバルト含有マグヘマイトが形成される。
なお、スパッタリング法での成膜には、Ｆｅ単体ターゲットとＣｏ単体ターゲットとを酸素・アルゴン雰囲気中で同時にスパッタリングすることにより、プラスチックディスク上で所定の合金薄膜を形成してもよいが、ＦｅとＣｏとの合金ターゲットを用いて酸素・アルゴン雰囲気中でスパッタリングすることにより成膜を形成してもよい。膜中へのＣｏ添加量はＦｅに対して１〜１０ａｔ％とすることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るフレキシブルディスク状の磁気記録媒体の一実施の形態における構成について図面を参照して説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
図１は、本発明に係るフレキシブルディスク状の磁気記録媒体の一実施の形態における構成を示す断面図である。
図１に示すように、フレキシブルディスク状の磁気記録媒体１０は、基体１１の上に、下地層１２、磁性層１３、保護層１４、及び潤滑剤層１５が順次形成されてなる構成を有している。
【００１６】
基体１１は、ガラス転移温度Ｔｇ３５０〜４５０℃で耐熱性に非常に優れ、ヤング率１０ＧＰａ以上の特性を有する所定の高分子プラスチックであり、図２に示すようなディスク形状を有している。上記特性を有する高分子プラスチックであれば特に制限されるものではないが、ポリイミドフィルムが好適である。
耐熱性を３００℃以上のものとすることにより、後述する磁性層１３としてＣｏ含有マグヘマイト層を形成する際の熱処理によってもディスク形状が維持され、安定したデータ信号の記録読出しが可能となる。また、ヤング率を１０ＧＰａ以上とすることにより、基材として要求される剛性が確保できる。
また、磁気ヘッドとの安定した当りを確保するために、基体１１の表面はできるだけ平滑である方が好ましい。
さらに、基体１１の厚みは１１０μｍ以上、２００μｍ以下の範囲にあることが必要である。１１０μｍ以上とするのは、記録媒体としての実用的な剛性を確保するためであり、２００μｍ以下とするのは、磁気記録媒体１０の単位体積当たりの記録密度を高めるためである。なお、厚みを１３０ｍｍ程度にすると、現行のフレキシブルディスクとの互換性を確保することが可能である。
【００１７】
下地層１２は、例えば反応性スパッタ法により、酸素、アルゴン雰囲気下でニッケル金属ターゲットを用いてスパッタリングして、基体１１上に酸化ニッケル（ＮｉＯ）を膜として析出させて形成することができる。これにより、該下地層１２の上に形成される磁性層１３の静磁気特性を向上させることが可能である。
【００１８】
磁性層１３は、上記の下地層１２形成後に、酸素、アルゴン雰囲気下で、Ｃｏ含有磁性金属合金をターゲットとして用いてスパッタリングし、Ｃｏを含有するマグネタイト層を形成し、ついで、熱処理を行いＣｏ含有マグヘマイト層とすることによって形成することができる。
磁性層１３を例えばＦｅとＣｏとの合金をターゲットとして成膜した場合には、Ｃｏ含有マグヘマイト層中のＣｏの含有量はＦｅに対して１〜１０ａｔ％とすることが望ましい。Ｃｏ含有量を増加させるとフレキシブルディスク状の磁気記録媒体１０の保磁力を高くすることができるが、Ｃｏ含有量が１０ａｔ％を超えるとフレキシブルディスク状の磁気記録媒体１０の経時的安定性が低下する。
【００１９】
磁性層１３を構成するＣｏ含有マグヘマイト層の面内方向の保磁力は、２０００〜４０００Ｏｅ（１５８０００〜３１６０００Ａ／ｍ）であることが好ましい。フレキシブルディスク状の磁気記録媒体の低ノイズ、高分解能を実現するためには２０００Ｏｅ（１５８０００Ａ／ｍ）以上であることが必要である。一方、面内方向の保磁力が４０００Ｏｅ（３１６０００Ａ／ｍ）を超えると十分な記録を行うことができなくなり、再生出力が低下する。
【００２０】
磁性層１３の厚みは１０〜５０ｎｍが好適である。磁性層の厚みが１０ｎｍ未満になると十分な保磁力を得ることができない場合があり、一方５０ｎｍを超えると保持力は高くなるが、膜を形成する粒子が大きくなってしまうため、ノイズが増加し、さらにはＭＲヘッドが飽和してしまい、再生出力に歪が生じるという問題があるためである。
なお、図１においては片面に磁性層が形成されるものを示したが、基体の両面に磁性層を形成してもよい。
【００２１】
保護層１４は、ＰＶＤ法あるいはＣＶＤ法により形成されるカーボン薄膜であり、耐摩耗性等を高めるものである。
ＣＶＤ法により形成する場合には、真空容器中に炭化水素ガス、あるいは炭化水素ガスと不活性ガスとの混合ガスを導入し、１０〜１００Ｐａ程度の圧力に保持した状態で、真空容器中の放電により炭化水素ガスのプラズマを発生させ、磁性層１３上にカーボン薄膜を形成させる。また、基体１１側の電極に０〜−３ｋＶの電圧を印加することにより、保護層１４の硬度の増大及び密着性を向上させることができる。上記炭化水素ガスとしては、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、エチレン、アセチレン、プロペン、ブテン、ペンテン、ベンゼン等を適用できる。
【００２２】
また、スパッタリング法によれば磁性層１３形成時のＦｅ−Ｃｏ合金ターゲットからカーボンターゲットに変更するだけで保護層１４の形成が可能である。例えば、全圧０．２Ｐａ、アルゴン流量２０ｓｃｃｍで厚み１０ｎｍのカーボン薄膜を形成する。
保護層１４は、フレキシブルディスク状の磁気記録媒体１０のスペーシングや製品としての特性に影響を与えない厚み範囲で形成することが望ましい。
【００２３】
潤滑剤層１５は、走行耐久性や耐食性を改善するために任意の炭化水素系潤滑剤、フッ素系潤滑剤などが塗布されて形成された層であり、一般的にフッ素系潤滑剤の１種であるパーフルオロポリエーテル系の潤滑剤が使用される。
【００２４】
つぎに、本発明に係るフレキシブルディスク状の磁気記録媒体の一実施の形態における製造方法について以下に説明する。
まず、所定厚みの高分子プラスチックフィルムを円盤状に切り抜き、図２に示すようなディスク形状の基体１１とする。このときの高分子プラスチックフィルムの標準条件は、厚み１２０μｍのポリイミドフィルム（宇部興産製、商品名ユーピレックス）である。なお、このポリイミドフィルムのヤング率は１０ＧＰａであった。
【００２５】
その基体１１をスパッタリング装置に装着した後、加熱手段により所定の基板温度まで加熱し、アルゴンと酸素とからなる雰囲気中で、反応性スパッタ法により、Ｎｉ金属ターゲットをスパッタリングして下地層１２としてＮｉＯ膜を形成する。このときのスパッタの標準条件は、基板温度は２００℃、全圧０．５Ｐａ（酸素１０ｓｃｃｍ／アルゴン２０ｓｃｃｍ）、ＮｉＯ厚さ５０ｎｍである。
【００２６】
つぎに、下地層１２上に磁性層１３を形成する。具体的には、前記下地層１２（ＮｉＯ膜）形成後、引き続き反応性スパッタ法により、所定の基板温度、所定の圧力としたアルゴンと酸素とからなる雰囲気中で、所定組成のＦｅ−Ｃｏ合金ターゲットを用いてスパッタリングし、Ｃｏを含有するマグネタイト膜を形成する。このときのスパッタの標準条件は、基板温度は２００℃、投入パワー３ｋＷ、全圧０．３Ｐａ（酸素流量３０ｓｃｃｍ）、ターゲット組成Ｆｅ−４ａｔ％Ｃｏ、Ｃｏ含有マグネタイト膜の厚さ１５ｎｍである。
ついで、上記Ｃｏ含有マグネタイト膜形成後の基体１１を大気中所定温度に加熱したオーブンへ、送りベルトに搭載して搬送し熱処理を行うことにより、Ｃｏ含有マグヘマイト膜からなる磁性層１３を形成する。このときの熱処理の標準条件は、オーブン温度３００℃で、熱処理時間はベルトの送り速度で調整される。
【００２７】
つぎに、上記磁性層１３の上にスパッタ法によりダイヤモンドライクカーボン膜からなる保護層１４を形成する。さらに、その保護層１４上にパーフルオロエーテル系潤滑剤を塗布して潤滑剤層１５を形成して目的とするフレキシブルディスク状の磁気記録媒体１０を作製した。なお、このフレキシブルディスク状の磁気記録媒体１０を所定のプラスチックケースからなるシェルに収納してもよい。
【００２８】
【実施例】
（実施例１）
上記製造方法に従い、実際にフレキシブルディスク状の磁気記録媒体を作製した。このとき、上記製造方法で示した標準条件により作製した試料を実施例１とし、実施例２以降はその標準条件のうち、所定の条件を下記のように変更し、それ以外の条件は標準条件と同様として作製した。
（実施例２）
ポリイミドからなる基体１１の厚みを１１０μｍとし、その上に形成される磁性膜１３の厚みを２０ｎｍとした。
（実施例３）
ポリイミドからなる基体１１の厚みを１４０μｍとし、その上に形成される磁性膜１３の厚みを３０ｎｍとした。
（実施例４）
ポリイミドからなる基体１１の厚みを２００μｍとし、その上に形成される磁性膜１３の厚みを３０ｎｍとした。
【００２９】
（試験例１）
ポリイミドからなる基体１１の厚みを１００μｍとした。
（試験例２）
ポリイミドからなる基体１１の厚みを２５０μｍとした。
（試験例３）
基体１１を厚み１２０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とし、下地層１２上に厚み２０ｎｍのＣｏ含有マグネタイト膜を形成した。
（試験例４）
基体１１を厚み１４０μｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）とし、下地層１２上に厚み２０ｎｍのＣｏ含有マグネタイト膜を形成した。
【００３０】
（評価）
上記実施例１〜４及び試験例１〜４における作製過程のうち、熱処理工程におけるディスク形状の外観を観察し、かつ形成された磁性層をＸ線回折により同定することにより熱処理結果の良否を評価した。
【００３１】
また、上記作製された試料について、ＧＭＲヘッドを有するスピンスタンド装置を用いて、５〜７５ＭＨｚにおける周波数特性を測定し、その結果から求められるＳ／Ｎ比に基づいて記録密度を推定し、評価した。
【００３２】
具体的には、次の手順により行った。
（１）５〜７５ＭＨｚの範囲内で５ＭＨｚ刻み（５・１０・１５・２０…）の各帯域での周波数特性（出力レベル）を測定する。
（２）ＰＲ  ｃｌａｓｓ４（パーシャルレスポンス  クラス４）に等化するための変調方式をイコライザーの計算値で求める。
（３）そのイコライザーで等化されたノイズ（Ｎｏｉｓｅ）の積分値と、使用する帯域の半分にあたる周波数での出力レベル（２Ｔ）とによりＳ／Ｎ比を計算する。
（４）計算したＳ／Ｎ比が１４ｄＢを上回るか否かで線記録密度２５０ＫＦＣＩが達成されているかを判定する。
【００３３】
以上の評価結果を表１に示す。
なお、熱処理結果として、ディスクの変形がなく、Ｃｏ含有マグヘマイト層の形成が確認された試料を評価○とし、熱処理の昇温過程でディスクが変形し所定の温度（３００℃）まで加熱できなかった試料を評価×とした。
【００３４】
総合評価として、線記録密度２５０ＫＦＣＩのフレキシブルディスク状の磁気記録媒体となっている試料を評価○とし、その記録密度が達成できなかった試料を評価×とした。
【００３５】
【表１】
2004272942.tif 000003
【００３６】
上記表１に示す通り、厚み１１０μｍ以上、２００μｍ以下のポリイミドからなる基体上に、厚みが１５〜３０ｎｍのＣｏ含有マグヘマイト膜からなる磁性層が形成された実施例１〜４のフレキシブルディスク状の磁気記録媒体は、基体が３００℃以上の耐熱性があるためにディスク形状がくずれることなく正常に磁性層が形成され、線記録密度２５０ＫＦＣＩが達成されることを裏付ける結果が得られた。さらに、磁性層が耐久性の有るＣｏ含有マグヘマイト膜となっていることから、従来よりも長期保存特性の確保が可能である。
【００３７】
一方、ポリイミドからなる基体の厚みを１００μｍとした試験例１の試料においては、最終工程まで完了しフレキシブルディスクの形態とすることはできたが、周波数特性測定時にＧＭＲヘッドの走行に伴いディスクが剛性不足により変形し、ＧＭＲヘッドとの当りが十分にとれずに測定不能となった。
また、ポリイミドからなる基体の厚みを２５０μｍとした試験例２の試料においては、最終工程まで完了しフレキシブルディスクの形態とすることはできたが、熱処理によってディスク主面の歪みが大きくなり、ＧＭＲヘッドとの当りが十分にとれずに測定不能となった。
さらに、基体がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる試験例３の試料、基体がポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）からなる試験例４の試料においては、Ｃｏ含有マグネタイト膜の形成はできたが、基体の耐熱性が不充分なために熱処理の段階でディスク形状がくずれてしまい３００℃まで昇温することができず、最終的なフレキシブルディスク状の磁気記録媒体を得ることができなかった。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、厚み１１０μｍ以上のプラスチックディスク上にＣｏ含有マグヘマイト層を形成することにより、線記録密度２５０ＫＦＣＩ以上の高記録密度の磁性薄膜を有し安定したデータの記録読出が可能なフレキシブルディスクとすることができ、従来の金属磁性粉末よりも格段に耐久性を向上させ長期保存特性を確保することができる。
請求項２の発明によれば、プラスチックディスクを所定厚みに規定することにより、安定したデータの記録読出ができる。
請求項３の発明によれば、プラスチックディスクとしてポリイミドフィルムを使用することにより、線記録密度２５０ＫＦＣＩ以上の高記録密度を有する酸化物からなる磁性薄膜とすることができ、ひいては、従来の金属磁性粉末よりも格段に耐久性が向上し長期に渡って信号品質の劣化を起こすことなく保存できる。
請求項４の発明によれば、プラスチックディスク両面に磁性層を形成することにより、フレキシブルディスク状の磁気記録媒体として最大の記録密度が確保できる。
請求項５の発明によれば、高記録密度の磁性薄膜であるコバルト含有マグヘマイトとすることにより、線記録密度２５０ＫＦＣＩ以上の高記録密度とすることができ、従来の金属磁性粉末よりも格段に耐久性を向上させ長期保存特性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフレキシブルディスク状の磁気記録媒体の一実施の形態における構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係るフレキシブルディスク状の磁気記録媒体を構成するポリイミドディスクの外観図である。
【符号の説明】
１０…フレキシブルディスク状の磁気記録媒体、１１…基体、１２…下地層、１３…磁性層、１４…保護層、１５…潤滑剤層
【図１】
2004272942.tif 000004
【図２】
2004272942.tif 000005