(57)【要約】【課題】ハードディスクの記録層構成をテープ状の磁気記録媒体に応用し、高密度記録を実現可能なテープ状の磁気記録媒体を提供する。【解決手段】長尺状の非磁性支持体１上に、スパッタ法により成膜されてなる下地層３、磁性層４、及び保護層５が順次形成されてなり、下地層３はＲｕ膜よりなり、磁性層４は、強磁性を有する結晶粒と、それを取り巻く非磁性粒界からなるグラニュラー構造を有しているテープ状の磁気記録媒体を提供する。【選択図】図１
2005216411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状の高分子フィルムよりなる非磁性支持体上に、少なくとも、スパッタ法により成膜されてなる下地層、磁性層、及び保護層が順次形成されてなり、
前記下地層は、Ｒｕよりなり、
前記磁性層は、強磁性を有する結晶粒と、それを取り巻く非磁性粒界からなるグラニュラー構造を有してなるものであることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記磁性層は、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒを主体とし、Ｓｉ酸化物を含有してなるものであり、前記Ｓｉ酸化物の含有量が、前記Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒに対して、Ｓｉ原子に換算して、８原子％以上２０原子％以下であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記磁性層において、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒと、前記Ｓｉ酸化物におけるＳｉとの総和を１００原子％としたとき、
Ｐｔが１２原子％〜２０原子％であり、
Ｃｒが１０原子％以下であり、
Ｓｉが８原子％以上２０原子％以下であり、
残部がＣｏであることを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記非磁性支持体と、前記下地層との間に、Ｔｉ、あるいはＴｉＷよりなる機能層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
前記非磁性支持体は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミドのいずれかよりなり、
前記磁性層形成面側に、高さ５ｎｍ〜３０ｎｍの微小突起が、５×１０6〜３×１０7／ｍｍ2の割合で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高密度記録型の磁気記録媒体に関するものであり、特に、再生用磁気ヘッドとして、磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＭＲヘッド）や、巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＧＭＲヘッド）のような、高感度型の磁気ヘッドを用いたシステムに好適なテープ状の磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気記録媒体においては、大容量のデータを取り扱うために、高密度記録化への要求が益々高まってきている。最近では、さらなる高密度記録化を達成するために、記録信号の再生を行う際に用いる磁気ヘッドについて、従来の誘導型ヘッドに代わり、高感度型の磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＭＲヘッド）や、巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＧＭＲヘッド）が適用されるようになってきており、ハードディスクだけではなく、いわゆる磁気テープに対しても適用されるようになってきている。
【０００３】
上記のような高密度記録型の磁気テープ媒体としては、従来、真空蒸着法によって磁気記録層が形成された、いわゆるＣｏＯ−Ｏ蒸着テープが主に知られているが、さらなる高密度記録化への要望に応じるべく、磁気記録媒体の薄層化が進み、同時に良好な磁気特性をも確保するべく、研究が進められたが、これらの特性を両立させることは、技術的に限界に近づいていると言える。
【０００４】
一方、基板上にＣｏＰｔ系やＣｏＣｒ系の金属薄膜をスパッタリング法によって形成した構成を有するハードディスク（例えば、特許文献１〜４参照。）の分野においても、現在、飛躍的な高密度記録化が進んでいる。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−５７２３６号公報
【特許文献２】特開平７−７３４３３号公報
【特許文献３】特開平９−１９８６４１号公報
【特許文献４】特開２００３−１２３２４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したような従来の現状に鑑み、ハードディスクの記録層構成を磁気テープの記録層に応用させる技術に関する検討がなされた。
しかしながら、ハードディスクの製造工程において、記録層をスパッタリング法によって基板上に成膜する際には通常３００℃以上の加熱処理を施すため、基板は極めて高い耐熱性を有する材料よりなるものである必要とされている。
【０００７】
すなわち、従来のハードディスクの記録層構成をテープ状の磁気記録媒体に応用することを考えると、加熱温度に耐えられる材料として、ポリイミド等の極めて耐熱性に優れた材料が用いることが必要となり、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のいわゆる汎用性の高いプラスチックフィルムを適用できないため、実用上コスト高になり現実的ではないと考えられてきた。
【０００８】
上述したような問題を検討すると、高温加熱処理工程を必要とせず、室温程度の低温でも成膜可能なＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒを主体としてＳｉ酸化物を含有する元素構成の磁性層を磁気テープ媒体の記録層として応用することが考えられる（例えば、上記特許文献４参照）が、プラスチックフィルム上にこのような磁性層を成膜した場合、格子のミスマッチにより、結晶配向が乱れ、著しく媒体ノイズが高くなるという問題が生じた。
【０００９】
そこで本発明においては、上述したようなハードディスクの記録層構成をテープ状の磁気記録媒体に応用するための問題点の解決を図り、従来にない高密度記録を実現可能なテープ状の磁気記録媒体を提供することとした。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明においては、長尺状の高分子フィルムよりなる非磁性支持体上に、少なくとも、スパッタ法により成膜されてなる下地層、磁性層、及び保護層が順次形成されてなり、下地層はＲｕよりなり、磁性層は強磁性を有する結晶粒と、それを取り巻く非磁性粒界からなるグラニュラー構造を有している磁気記録媒体を提供する。
【００１１】
非磁性支持体（プラスチックフィルム）上にＲｕ膜よりなる下地層を形成したことにより、磁性層との格子間ミスマッチが抑制される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、非磁性支持体（プラスチックフィルム）上にＲｕ膜よりなる下地層を形成したことにより、格子間ミスマッチに関し、その上層に形成される磁性層の結晶配向性の改善が図られ、ハードディスクの記録層構成をテープ状の磁気記録媒体に応用された、高保磁力で低ノイズの従来にない高密度記録型のテープ状磁気記録媒体が得られた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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るものではない。
図１に、本発明の磁気記録媒体の概略断面図を示す。磁気記録媒体１０は、長尺状の非磁性支持体１上に、機能層２、下地層３、磁性層４、及び保護層５が順次形成された構成のテープ状の磁気記録媒体である。以下、各層について説明する。
【００１４】
非磁性支持体１としては、例えば厚さ３μｍ〜１０μｍの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）、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド等からなる高分子フィルムを適用できる。
非磁性支持体１の磁性層形成面には、高さ５〜３０ｎｍの微小突起が、５×１０6〜３×１０7／ｍｍ2の割合で形成され、表面粗度（ＳＲａ）が０．５〜３．０ｎｍ、更には０．５〜１．５ｎｍ程度となることが好ましい。表面粗度ＳＲａが０．５ｎｍ未満とすると、表面が平滑過ぎ、磁気ヘッドと接触走行させた際に磁気テープの表面が削れやすくなり、一方、３．０ｎｍを超えると表面突起高さのスペーシングロスのために出力が低下するためである。
【００１５】
表面に粗度を付加する方法としては、例えば内部又は表面に所定の粒径を有する微粒子を含有させて凹凸を形成する方法が挙げられる。微粒子としては、例えばシリカ、炭酸カルシウム、二酸化チタン、アルミナ、カオリン、タルク、グラファイト、長石、二酸化モリブデン、カーボンブラック、硝酸バリウム等の無機質系粒子、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレート共重合体、メチルメタクリレート共重合体の架橋体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルデンフルオライド、ポリアクリロニトリル、ベンゾグアナミン樹脂等の有機質系粒子等が挙げられるが、特に真球状粒子が得やすいコロイダルシリカや架橋高分子による粒子が好適である。また、水溶性高分子と微小粒子を主体とする連続被膜を設けることにより形成してもよい。
【００１６】
機能層２は、Ｔｉ又はＴｉＷ合金よりなるものとする。機能層２がＴｉＷ膜よりなるときには、Ｗの含有量は５０原子％程度とする。機能層２を形成することにより、非磁性支持体１の表面に吸着し、あるいは内部から放出されるＯ2やＨ2Ｏのゲッタリング効果が得られ、後述する磁性層の結晶配向性が改善され、最終的に得られる磁気記録媒体のＣ／Ｎの向上が図られる。
【００１７】
下地層３は、Ｒｕ膜よりなるものとする。
Ｒｕは、後述する磁性層４の主成分であるＣｏと同じ六方最密構造をとるものであり、またＣｏと、ａ軸が約８％、ｃ軸が約５％異なるのみであるほぼ同様の結晶構造となるものである。
このことから、Ｒｕ膜よりなる下地層３を磁性層４の下層に形成してｃ軸が面内に配向した構造、望ましくは（１００）配向、あるいは（１１０）配向とすることにより上層に形成される磁性層４の面内配向性が高められ、最終的に得られる磁気記録媒体において、良好な磁気特性及び電磁変換特性が得られる。
下地層３の膜厚は１０ｎｍ〜１００ｎｍとすることが好ましく、特に１５ｎｍ〜５０ｎｍが望ましい。下地層５の膜厚が１０ｎｍ未満であると、良好な配向性が得られなくなり、磁気記録媒体の保磁力Ｈｃ及びＣ／Ｎの劣化が顕著となる。一方、膜厚が１００ｎｍを超えると、結晶成長が過度になり、最終的に得られる磁気記録媒体の表面粗度が大きくなりすぎノイズの増大の原因となる。
【００１８】
磁性層４は、Ｃｏを主成分とする強磁性の結晶粒と、それを取り巻く非磁性粒界からなるグラニュラー構造を有しているものとし、例えば、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒの結晶粒間に、Ｓｉ酸化物が島状に分散した構造となっている。これにより、磁化遷移部分の磁化のばらつきに起因するノイズの低減化を図ることができ、同時に、各結晶粒が磁気的に孤立化することによって磁化の回転が一斉回転型になり保磁力Ｈｃが大きくなる。
【００１９】
磁性層４におけるＳｉ酸化物の含有量は、Ｓｉ原子に換算して前記Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒに対して８原子％以上２０原子％以下とすることが好適である。Ｓｉ原子の含有量が８原子％未満である場合、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒの結晶粒を取り囲んで孤立化させる効果が不充分となり、低ノイズ化及び高保磁力化の効果が得られなくなる。一方、含有量が２０原子％を超えると、磁性層４中のＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ含有量が相対的に減少するため、高ノイズ化及び保磁力の低下を招来する。充分な保磁力Ｈｃを確保するためには磁性層４中のＣｏ含有量を５５重量％以上とすることが必要である。
【００２０】
また、磁性層４を構成するＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒと、Ｓｉ酸化物のＳｉ原子との総和を１００原子％としたとき、Ｐｔの含有量が１２原子％以上２０原子％以下、Ｃｒの含有量が１０原子％以下、Ｓｉ酸化物を構成するＳｉ原子の含有量が８原子％以上２０原子％以下とし残部がＣｏとすることが好適である。これにより高保磁力化及び低ノイズ化が図られる。磁性層４を構成する元素の組成比を上記範囲に特定することにより、優れた保磁力Ｈｃが得られ、かつ低ノイズ化が図られ、良好なＣ／Ｎ特性が得られる。
【００２１】
磁性層４は、例えばＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ合金に、Ｓｉ酸化物が添加されてなる材料をターゲットとし、従来公知のスパッタリング法によって成膜することができる。
【００２２】
保護層５は、例えばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、グラファイトライクカーボン、アモルファスカーボン、ＣＮ、ＢＮ、ＷＣ、ＷＭｏＣ、ＺｒＮｂＮ、Ｂ4Ｃ、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2等により形成することができるが、ダイヤモンドライクカーボンが特に好ましく、従来公知のＣＶＤ法、ＰＶＤ法等により形成できる。
保護層５の膜厚は２ｎｍ〜２０ｎｍが好適であり、さらには５ｎｍ〜１０ｎｍが望ましい。保護層５の膜厚を２ｎｍ未満とすると充分な表面保護機能が得られなくなり、一方、２０ｎｍを超えるとスペーシングロスにより出力低下の原因となる。
【００２３】
保護層５上には、例えば炭化水素系もしくはフッ素系の潤滑剤を塗布し潤滑剤層（図示せず）を形成してもよく、これにより走行性の向上を図ることができる。
また、磁性層形成面とは反対側の面に、バック層（図示せず）を設けてもよい。なおバック層は、例えばカーボンを主成分とするものとすることができ、従来公知のウエットプロセスあるいはドライプロセスのいずれの方法によって形成してもよい。
【００２４】
本発明の磁気記録媒体１０は、特にＭＲヘッドやＧＭＲヘッドのような高感度型の再生用磁気ヘッドを搭載した磁気記録テープシステム用の磁気記録媒体として好適である。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明の磁気記録媒体について、具体的な実験例を挙げて説明するが、本発明は以下に示す例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜従来公知の構成を置換したり追加したりすることができるものとする。
【００２６】
〔実験例１〕
非磁性支持体１として、幅１２７ｍｍ、長さ５００ｍ、膜厚６．４μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを用意した。
非磁性支持体１の表面粗度ＳＲａ（磁性層形成面における中心面平均粗さ）を、デジタルインスツルメンタル社製「Nanoscope III」を用いて、５μｍ×５μｍのエリアを測定することにより求めたところ、ＳＲａ＝１．０ｎｍであった。
【００２７】
次に、公知のスパッタ装置を用いて非磁性支持体１を１．５ｍ／ｍｉｎの速度で搬送させ、下記に示す条件により、機能層２、下地層３、磁性層４を順次形成し、その後従来公知のＣＶＤ装置を用いて保護層５を形成し、さらにバック層及び潤滑剤層を形成した。
【００２８】
（機能層：ＴｉＷ膜）
Ｔｉ５０原子％−Ｗ５０原子％からなる合金ターゲットのカソードに直流スパッタリング電源より４Ｗ／ｃｍ2の投入電力を印加し、ガス圧はアルゴン雰囲気中０．５Ｐａとした。この条件でスパッタ成膜を行い、膜厚１０ｎｍのＴｉＷ膜よりなる機能層２を形成した。
（下地層：Ｒｕ膜）
Ｒｕ金属ターゲットのカソードに直流スパッタリング電源より７Ｗ／ｃｍ2の投入電力を印加し、ガス圧はアルゴン雰囲気中９Ｐａとした。この条件でスパッタ成膜を行い、膜厚３０ｎｍのＲｕ膜よりなる下地層３を形成した。
【００２９】
（磁性層：Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒ（ＳｉＯ2））
Ｃｏ６０原子％−Ｐｔ８原子％−Ｃｒ１６原子％、ＳｉＯ2−１６原子％からなる焼結ターゲットのカソードに、ＲＦスパッタリング電源より３Ｗ／ｃｍ2の投入電力を印加し、ガス圧をアルゴン１００％雰囲気中１．３Ｐａとした。この条件でスパッタ成膜を行い、膜厚１３ｎｍの磁性層４を形成した。
（保護層：ＤＬＣ膜）
反応ガスをトルエン、反応ガス圧を１０Ｐａとし、印加電力を１．５ｋＶとした。この条件下でＣＶＤ法により膜厚１０ｎｍのＤＬＣ膜よりなる保護層５を形成した。
（バック層）
磁性層形成面とは反対側の面に、カーボンとウレタン樹脂を主成分とする塗料を塗布して膜厚０．６μｍのバック層を形成した。
【００３０】
その後、８ｍｍ幅に裁断し、磁性層形成面側にパーフルオロポリエーテル系潤滑剤を塗布して潤滑剤層を形成し、サンプル磁気テープを作製した。
このようにして作製した磁気テープの保磁力Ｈｃは２３００Ｏｅ（１８３ｋＡ／ｍ）であった。
【００３１】
〔実験例２〜１３〕
機能層２（ＴｉＷ膜）の膜厚、下地層３（Ｒｕ膜）の膜厚、磁性層４の材料組成及び磁性層成膜時におけるアルゴンガス中の酸素濃度を制御して各種サンプル磁気テープを作製した。
【００３２】
実験例１〜１３のサンプル磁気テープについて、保磁力Ｈｃ及びＣ／Ｎについての評価を行った。
（保磁力Ｈｃ）
磁気テープの磁気特性は「振動試料型磁力計  ＶＳＭ」を用いて測定した。このとき最大印加磁界を１５ｋＯｅ（１１９４ｋＡ／ｍ）とした。保磁力Ｈｃは２０００Ｏｅ（１５９ｋＡ／ｍ）以上であれば実用上充分な値であるものと判断した。
（Ｃ／Ｎ）
ＡＩＴドライブを改造したものを用いて、各サンプル磁気テープに記録波長０．３μｍにて情報信号を記録した後、ＭＲヘッドにより再生出力とノイズを測定してＣ／Ｎを算出した。
なお、Ｃ／Ｎの評価は、上記実験例１の磁気テープの値を基準値（０ｄＢ）とし、これとの相対評価を行い、基準値と比較して−１．０ｄＢ以上であれば実用上良好なものとして許容（○）とした。
【００３３】
実験例１〜１３の磁気テープの構成、及び保磁力Ｈｃ、Ｃ／Ｎの評価について下記表１に示した。
【００３４】
【表１】
2005216411.tif 000003
【００３５】
表１に示すように、非磁性支持体１と磁性層４との間にＲｕ膜よりなる下地層３を形成し、かつ磁性層４が、Ｓｉ酸化物の含有量をＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒに対してＳｉ原子に換算して８原子％以上２０原子％以下であるグラニュラー構造を有するものとした実験例１〜９の磁気テープにおいては、いずれも実用上充分な保磁力Ｈｃ、及びＣ／Ｎの評価が得られた。
このことからＲｕ膜よりなる下地層３を磁性層４の下層に形成することにより、磁性層４の面内配向性が高められ、また、磁性層中のＳｉ酸化物の含有量を上記範囲としたことにより、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒの結晶粒を取り囲んで孤立化でき、低ノイズ化及び高保磁力化の効果が得られることが確かめられた。
【００３６】
また、表１に示すように、実験例３〜９は実験例１、２に比較してさらに保磁力Ｈｃが高くなっている。
このことから、磁性層構成において、Ｐｔの含有量を１２原子％以上２０原子％以下、Ｃｒの含有量を１０原子％以下、Ｓｉ酸化物を構成するＳｉ原子の含有量を８原子％以上２０原子％以下とし残部がＣｏとすることが好適であることが確かめられた。
【００３７】
なお、実験例６、９は、非磁性支持体１と下地層３との間にＴｉＷ膜よりなる機能層２を形成しなかったため、他の実験例よりやや媒体ノイズが高くなった。
このことから、機能層２を形成することにより、非磁性支持体１の表面に吸着し、あるいは内部から放出されるＯ2やＨ2Ｏのゲッタリング効果が得られ、磁性層４の結晶配向性の改善が図られ、ノイズを低減化できることが確かめられた。
【００３８】
実験例１０においては、磁性層４中のＳｉ酸化物の含有量を０としたため、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒの結晶粒を取り囲んで孤立化させる効果が得られず、保磁力Ｈｃ、Ｃ／Ｎのいずれにおいても良好な評価が得られなかった。
【００３９】
実験例１１においては、磁性層４中のＳｉ酸化物の含有量が過剰であるため、磁性層４中のＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ含有量が少なくなり、充分な保磁力Ｈｃが得られず、また出力が低下し、Ｃ／Ｎ特性も実用上良好な値が得られなかった。
【００４０】
実験例１２、１３においては、いずれも磁性層４中のＳｉ酸化物の含有量が少ないため、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒの結晶粒を取り囲んで孤立化させる効果が充分に得られず、ノイズが高くなり、Ｃ／Ｎが劣化した。特にＣｒの含有量が高い実験例１２においては、保磁力Ｈｃが低下した。
【００４１】
〔実験例１４〜１８〕
次に、非磁性支持体１の磁性層形成面における微小突起の高さと密度、及び磁性層の膜厚を変化させて表面特性について制御し、各サンプル磁気テープを作製した。これらの磁気テープについて、下記に示す条件により、耐久性と磁気ヘッド磨耗についての評価を行った。
【００４２】
（耐久性）
４０℃８０％ＲＨの環境条件に制御された恒温槽中で、ＡＩＴドライブを改造したものを用い、１８０ｍの長さのサンプル磁気テープを組み込み、１分間信号記録を行った後、巻き戻しを行い、１分間信号再生を行い、その時の出力を初期出力とした。その後、１回全長記録を行い、繰り返し再生を行い、出力をモニタリングしながら走行させ、上記初期出力に対し、出力が半分（−６ｄＢ）になる走行繰り返し回数（パス回数）を測定した。５０パス以上であれば、実用上良好な耐久性を有しているものと判断した。
（磁気ヘッド磨耗）
記録再生操作前の初期の磁気ヘッドの高さと、６０分間の再生を５０回繰り返した後の磁気ヘッドの高さとの差を磨耗量とした。この磨耗量が１μｍ以下であれば、実用上良好であるものと判断した。
【００４３】
実験例１４〜１８のサンプル磁気テープの非磁性支持体１の磁性層形成面における微小突起の高さと密度、磁性層４の膜厚、及び上記耐久性と磁気ヘッド磨耗の評価結果を下記表２に示した。
【００４４】
【表２】
2005216411.tif 000004
【００４５】
表２に示すように、非磁性支持体の磁性層形成面側に、高さ５〜３０ｎｍの微小突起が、５×１０6〜３×１０7／ｍｍ2の割合で形成されている実験例１４〜１６の磁気テープにおいては、耐久性及び磁気ヘッド磨耗のいずれにおいても実用上良好な評価が得られた。
一方、実験例１７においては、微小突起の密度が高すぎるため、摺動により磁気ヘッドの磨耗量が大きくなり耐久性が劣化した。またノイズが高くなりＣ／Ｎが劣化した。
実験例１８においては、微小突起が高すぎるため、摺動により磁気ヘッドの磨耗量が大きくなり耐久性が劣化した。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の磁気記録媒体の一例の概略断面図を示す。
【符号の説明】
【００４７】
１……非磁性支持体、２……機能層、３……下地層、４……磁性層、５……保護層、１０……磁気記録媒体
【図１】
2005216411.tif 000005