JPH04251436A - テクスチャーを有する磁気ディスク媒体用基板およびその加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータの外部記
憶装置等に使用される磁気ディスク媒体用基板、および
その加工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の磁気ディスク媒体の基板加工は、
ディスク媒体の基板であるＡ１−Ｍｇ系合金基板をＮｉ
−Ｐメッキする工程、その基板に平面ポリッシと呼ばれ
る鏡面研磨加工を行う工程、同基板表面にテクスチャー
テープと呼ばれる研磨テープを用い、同心円状の微小な
凹凸であるテクスチャーを形成する工程、テクスチャー
を形成された基板を精密洗浄し、Ｃｒ中間層、Ｃｏ合金
層、Ｃ保護層をスパッタ法で連続成膜する工程、さらに
場合によっては基板にＦ−Ｃ系液体潤滑剤を塗布する工
程にて成り立つ。

【０００３】上記テクスチャーは、磁気特性の円周方向
の配向性を高め、良好な記録再生特性を実現すること、
スライダーヘッドとディスク媒体との摩擦および固着と
いった不具合防止のため良好な潤滑特性を持たせること
、さらにスライダーヘッドの浮上走行の障害となる不規
則な突起を無くすこと、を主眼として形成される。例え
ば、従来のＭｎ−Ｚｎフェライト・スライダーヘッドを
使用した記憶装置に使用されている、テクスチャーを有
する磁気ディスク媒体の浮上保証高さは０．２μｍ程度
である。また、テクスチャー形成の工程は、上記基板表
面に同心円状の凹凸を付ける前段工程と、この凹凸中よ
り規定以上の突起を削り落とす後段工程の２段階に別れ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、小型固定磁気デ
ィスク装置の大容量化に伴い、これに使用される磁気デ
ィスク媒体および磁気ヘッドは、記録密度の増大および
記録転送速度の向上を要求されている。この要求に対応
するため、従来のＭｎ−Ｚｎフェライトスライダーヘッ
ドはＣａＴｉＯ３　製のスライダーヘッド（コンポジッ
トヘッド）、またはＡｌ２　Ｏ３　−ＴｉＣ製のスライ
ダーヘッド（薄膜磁気ヘッド）等の高硬度材料製スライ
ダーヘッドに替わりつつある。さらに、磁気ディスク媒
体においても、高硬度材の磁気ヘッドに対応した潤滑特
性の改善、加えて、線記録密度の増大に対応した磁気ヘ
ッドの浮上保証高さの減少が要求されている。

【０００５】しかし、従来の基板表面のテクスチャー加
工では、基板表面の潤滑性能を改善するため表面粗さを
大きくすると、不規則な突起の密度が増加し磁気ヘッド
の浮上保証高さを増加させてしまう。逆に、ヘッドの浮
上保証高さを低減するために、不規則な突起を削り落と
し、突起の密度を低下させると、媒体表面の潤滑特性が
劣化し、さらに磁気特性の円周方向の配向性も劣化する
。以上のように、従来の磁気ディスク媒体表面形状は潤
滑特性を高めると浮上保証高さが上がってしまい、逆に
浮上保証高さを低くすると潤滑特性が悪化する問題点を
持っている。この問題点を図２の従来のテクスチャー表
面の模式図にて説明すると、図２（ａ）および（ｃ）の
断面図に示すように、前段工程のテクスチャー加工後の
基板表面１の凹凸は比較的ピッチの長いまた振幅の大き
な凹凸２１と、ピッチの短くまた振幅の小さな凹凸２２
により合成された形状をなしていると言える。図２（ｃ
）に示すように、中心線平均粗さを小さくした場合は、
比較的ピッチの長いまた振幅の大きな凹凸２１のピッチ
は相対的に短くなるが、凹凸の基本的形状に変化はない
。しかしながら、この場合、比較的ピッチの長いまた振
幅の大きな凹凸２１の密度の増加により、不規則な突起
の密度は増大すると言える。この不規則な突起を削除し
、浮上保証高さを守るため、不規則な突起を除去する後
段工程のテクスチャーをかける必要がある。この後段工
程のテクスチャーをかけた後は、図２（ｂ）および（ｄ
）に示すように、図２（ａ）および（ｃ）に示す１点破
線より上の部分を削除した形状となる。後段工程のテク
スチャー加工により最終的に得られる基板表面の相手材
との接触面２３は、図２（ｂ）および（ｄ）の平面部分
であり、この接触面２３の面積は、表面粗さを小さくし
た場合に増大する不規則な突起の密度に従い、増加する
傾向にある。この接触面２３の増加は実際にヘッドと接
触する面積の増大を招き、擬着摩擦による摩擦係数の増
加の原因となる。また磁気ディスク媒体表面と磁気ヘッ
ド間に液状物質が介在する場合は、上記接触面２３上の
液状物質の膜厚が限度を超えてしまうこともあり、この
場合、磁気ディスク媒体と磁気ヘッドの吸着と言う致命
的な損傷を引き起こす。一方、上記の不具合を避けるた
めに、軽微な後段工程テクスチャー加工を行う場合は、
不規則な突起を完全には除去できず、その結果ヘッドの
浮上保証高さが高まる。

【０００６】そこで本発明は、上記問題点を解決する磁
気ディスク媒体用基板のテクスチャーの形状を見出し、
高記憶密度かつ高転送速度に対応して、潤滑特性と浮上
保証高さの双方の要求を満たす磁気ディスク媒体用基板
と、その加工方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明において、まずテクスチャーの形状を検討し、
その解決策としてのテクスチャー形状として、Ｐｃ２（
０．０１）は１００以上であり、Ｐｃ２（０．０３５）
は０である形状を採用した。この指標Ｐｃ２（Ｘ）は、
テクスチャーの粗さ曲線の中心線より高さＸμｍ以上の
凹凸の、該粗さ曲線２５００μｍ当たりの数であり、テ
クスチャー形状を規定するための所定振幅を備えた凹凸
の密度に相当するものである。即ち、本発明におけるテ
クスチャーは、表面の粗さ曲線の中心線より０．０３５
μｍ未満の高さの凹凸のみで形成されるテクスチャーで
あって、この中心線よりの高さが０．０１μｍ以上であ
る凹凸を、この中心線２５００μｍ当たり少なくとも１
００個含むことを示す。なお、上記の粗さ曲線の中心線
とは、基板表面をその表面に直角な平面で切断したとき
、切り口に現れる断面曲線より、その表面うねりのよう
なピッチの大きい成分を削除した粗さ曲線において、こ
の粗さ曲線の平均線と平行な直線で、この直線と粗さ曲
線で囲まれる面積がこの直線の両側で等しくなる直線を
示す。

【０００８】次に、上記のテクスチャー形状に磁気ディ
スク媒体用基板の表面を加工する方法として本発明が採
用した手段は、従来使用されている、所定速度で送られ
るテクスチャーテープを磁気ディスク媒体用基板面に圧
接し、前記磁気ディスク媒体用基板自体を回転させ、同
心円上のテクスチャー加工を行う圧接研磨の際に、テク
スチャーテープを磁気ディスク媒体用基板面の半径方向
に往復させるオシレーション動作を付加するものである
。

【０００９】

【作用】上記のＰｃ２（０．０１）は１００以上であり
、Ｐｃ２（０．０３５）は０である形状のテクスチャー
において、Ｐｃ（０．０１）は潤滑性能に係わり、この
数値は１００以上であれば良好な潤滑特性を持つ。さら
に、この状態において、Ｐｃ２（０．０３５）が０であ
る不規則な突起の要素のない、即ち、浮上保証高さの低
い形状が実現されている。この形状のテクスチャーは、
凸状部分が密集して存在している状態と考えられ、この
テクスチャーを有する基板によるディスク媒体表面のヘ
ッドと実際に接触する面積は小さくなる。この様な表面
では、凝着摩擦を起こす確率も少なく、これに伴う摩擦
係数の上昇も少ない。さらに、ディスク媒体表面とヘッ
ド表面間の液状物質の限度を越えた膜厚増による吸着障
害も起こりにくい。従って高い潤滑特性と低浮上保証高
さを兼ね備えたテクスチャーである。

【００１０】一方、上記のテクスチャー形状に磁気ディ
スク媒体用基板の表面を加工するために、従来のテクス
チャー加工方法である圧接研磨に加え、テクスチャーテ
ープを媒体用基板面の半径方向に往復させるオシレーシ
ョン動作を取り入れる。この加工方法では、テクスチャ
ーテープを圧接させた状態で基板自体を一定速度で回転
させることによる同心円状の加工動作と、これに付加さ
れたオシレーションの半径方向の加工動作とにより、テ
クスチャーがよりランダムに形成される。

【００１１】

【実施例】以下に本発明による実施例を示す。以下にお
ける磁気ディスク媒体用基板はＮｉ−Ｐメッキ製であり
、その基板に対し下に示す表１の条件の前段工程および
後段工程によりテクスチャー加工を行う。表１のＡ、Ｂ
およびＣは従来のテクスチャー形状の加工条件であり、
Ａ’、Ｂ’およびＣ’は本発明に係わるテクスチャー形
状に加工する加工条件である。

【００１２】

【表１】

【００１３】次いで、上記加工条件にて加工した基板表
面のテクスチャー形状における表面粗さおよび凹凸の密
度（Ｐｃ２（０．０１）、およびＰｃ２（０．０３５）
）を、以下の表２に示す２種類の測定条件で測定する。

【００１４】

【表２】

【００１５】上記測定結果の内、図３ないし図６に従来
のテクスチャーの加工条件Ｃ、および本発明に係るテク
スチャーの加工条件Ｃ’により加工された基板表面のテ
クスチャー形状の測定結果を示し、さらに図７に上記条
件の測定結果である従来の条件、および本発明の条件に
よるテクスチャー形状のＰｃ２（０．０１）、およびＰ
ｃ２（０．０３５）を纏める。図７より、本発明により
テクスチャー加工された基板は、従来の基板に比べ、中
心線平均粗さＲａが同等の場合、微小な突起であるＰｃ
２（０．０１）は大きいにも関わらず、不規則な突起の
要因であるＰｃ２（０．０３５）は０であるテクスチャ
ー形状を持つことが分かる。

【００１６】さらに、上記各条件にてテクスチャー加工
された基板を洗浄後、Ｃｒ中間層（平均１２００Å）、
Ｃｏ合金磁性層（平均８００Å）、Ｃ保護層（平均２５
０Å）の各層を連続スパッタにて形成し、次いで表面に
Ｆ−Ｃ系液体潤滑剤（モンテジソン社製フォンブリンＡ
Ｍ２００１）を平均２０Å塗布し磁気ディスク媒体とす
る。この媒体の表面について、スライディング・コンタ
クト・テスタを用い潤滑特性を測定し、さらにグライド
・ハイト・テスタを用い浮上保証高さを測定する。図８
に浮上保証高さと、潤滑特性として最大摩擦係数とを、
Ｐｃ２（０．０３５）とＰｃ２（０．０１）とに対し示
す。潤滑特性は以下の条件における最大摩擦係数にて評
価している。

【００１７】（注）潤滑特性の測定条件ヘッド　　　　
　　　　Ａｌ２　Ｏ３　−ＴｉＣスライダ（荷重６ｇｆ
） 回転数　　　　　　　　１００ｒｐｍ 測定位置　　　　　　Ｒ＝２１．５ｍｍ最大摩擦係数　
　６０分摺動後

【００１８】図８により、微小な突起数を示すＰｃ２（
０．０１）が大きい程、最大摩擦係数は小さく潤滑特性
は良く、また、不規則な突起の要因であるＰｃ２（０．
０３５）が大きい程ヘッドの浮上保証高さが高いことが
分かる。さらに、図７、および図８により、本発明によ
るテクスチャー加工された基板は、Ｐｃ２（０．０１）
は大きく、Ｐｃ２（０．０３５）は０、であり、良好な
潤滑特性と低浮上保証高さを合わせ持つ基板であること
が分かる。

【００１９】このように、Ｐｃ２（０．０１）は１００
以上であり、Ｐｃ２（０．０３５）は０である形状の本
実施例におけるテクスチャーは、図７に示す、Ｐｃ２（
０．０１）およびＰｃ２（０．０３５）の両者ともが、
中心線平均粗さの増加に従い増大する従来のテクスチャ
ーとは異なり、Ｐｃ２（０．０１）は中心線平均粗さの
増加に従い増大するが、Ｐｃ２（０．０３５）は中心線
粗さの如何に関わらず０となる形状のテクスチャーとな
る。図８にて分かるように、上記従来のテクスチャーは
Ｐｃ２（０．０１）が増加すると、Ｐｃ２（０．０３５
）も増加するため、高い潤滑特性を目指したテクスチャ
ーとした場合、低浮上保証高さは実現できないが、本実
施例におけるテクスチャーの形状においては、Ｐｃ２（
０．０１）は１００以上であっても、Ｐｃ２（０．０３
５）は０であり、このテクスチャーを持つ基板による磁
気記録媒体においては、本発明の課題である高潤滑特性
と、低浮上保証高さとが同時に実現される。

【００２０】上記のような特性を持つ本実施例の形状の
テクスチャーは、図１（ａ）および（ｃ）に示す模式的
な断面をなしていると考えよれる。図１（ａ）または（
ｃ）の本発明のテクスチャーと、図２に示す従来の基板
断面とを比較すると、前段工程のテクスチャー加工を行
った後の基板表面１の各凹凸のピッチは従来のテクスチ
ャーにおける凹凸と比較し、相対的に狭く、凸状部分が
密集して存在しているといえる。即ち、従来のテクスチ
ャーにおける不規則な突起の原因となっていた比較的ピ
ッチの長いまた振幅の大きな凹凸の成分が除去され、ピ
ッチの相対的に短くまた振幅の小さな凹凸２２のみによ
りテクスチャーが形成されている。後段工程のテクスチ
ャー加工を行った後の断面は、図１（ｂ）および（ｄ）
に示すように、不規則な突起が除去されているが、加工
後の表面には多数の凹凸が残っており、相手材との接触
面２３は少なく、実際にヘッドと接触する面積は小さい
。この様な表面では、凝着摩擦を起こす確率も少なく、
これに伴う摩擦係数の上昇も少ない。さらに、ディスク
媒体表面とヘッド表面間の液状物質の限度を越えた膜厚
増による吸着障害も起こりにくい。従って高い潤滑特性
と低浮上保証高さを兼ね備えるテクスチャーとなる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、Ｐｃ２
（０．０１）で表される微小な凹凸のみによって構成さ
れた、不規則な突起を持たないテクスチャー構造を有す
る磁気ディスク媒体用の基板、およびそのテクスチャー
加工方法であり、以下の効果を奏す。

【００２２】従来のテクスチャーの構造では、基板表面
の潤滑性能を改善するため、表面粗さを大きくすると、
微小な凹凸の密度と同時に不規則な突起の密度も増加し
、低浮上保証高さを実現できず、逆に浮上保証高さを減
少させると媒体表面の潤滑特性が劣化し、最近の記憶装
置に要求される高記録密度、高記録転送速度に対応する
、潤滑特性の良い、また磁気ヘッドの浮上保証高さの低
い磁気ディスク媒体が実現できない。

【００２３】そこで、本発明においてテクスチャーの形
状の分析を行い、テクスチャーが微小な凹凸のみにより
構成される場合に、要求される高潤滑特性と低浮上保証
高さを同時に実現しうることを見出し、そのテクスチャ
ーを構成する凹凸の形状を特定する。さらに、この高潤
滑特性と低浮上保証高さを同時にもつテクスチャーの加
工方法を提供する。

【００２４】このように、本発明によるテクスチャーを
有する磁気ディスク媒体用の基板は、そのテクスチャー
の構造より最大摩擦係数が低く、潤滑特性の良い、同時
に低浮上保証高さを合わせ持つことが可能となる。さら
に本発明による基板により、新しい記憶装置用に要求さ
れる高記録密度、高記録転送速度をもった磁気ディスク
媒体を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例におけるテクスチャーを有する磁気デ
ィスク媒体用基板の模式的な断面図である。

【図２】従来例のテクスチャーを有する磁気ディスク媒
体用基板の模式的な断面図である。

【図３】従来のテクスチャーの加工条件Ｃで加工した表
面を測定条件１にて測定した結果を示す図である。

【図４】従来のテクスチャーの加工条件Ｃで加工した表
面を測定条件２にて測定した結果を示す図である。

【図５】本発明の実施例によるテクスチャーの加工条件
Ｃ’で加工した表面を測定条件１にて測定した結果を示
す図である。

【図６】本発明の実施例によるテクスチャーの加工条件
Ｃ’で加工した表面を測定条件２にて測定した結果を示
す図である。

【図７】本発明の実施例および従来例におけるＰｃ２（
０．０１）、およびＰｃ２（０．０３５）の中心線平均
粗さに対する依存性を示すグラフ図である。

【図８】本発明の実施例および従来例におけるヘッド浮
上保証高さおよび最大摩擦係数の、Ｐｃ２（０．０３５
）およびＰｃ２（０．０１）に対する依存性を示すグラ
フ図である。

【符号の説明】

１　　　　　　　　　　　　　　基板表面２１　　　　
　　　　　　　　比較的ピッチの長いまた振幅の大きな
凹凸 ２２　　　　　　　　　　　　比較的ピッチの短いまた
振幅の小さな凹凸 ２３　　　　　　　　　　　　接触面 Ｒａ　　　　　　　　　　　　中心線平均粗さＰｃ２（
Ｘ）　　　　粗さ曲面の中心線と平行なピークカウント
レベルを、中心線上にＸμｍの高さで設定し、この中心
線と曲線が交差する２点間において、ピークカウントレ
ベルと曲線が交差する点が１回以上存在する部分を１山
として、この山数を基準長さ２５００μｍ間において求
めた数値 Ｐｃ３（Ｘ）　　　　粗さ曲面の中心線と平行なピーク
カウントレベルを、該中心線下にＸμｍの距離で設定し
、ピークカウントレベルと曲線が交差する２点間におい
て、中心線と曲線が交差する点が１回以上存在する部分
を１山として、この山数を基準長さ２５００μｍ間にお
いて求めた数値

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】テクスチャーの粗さ曲線の中心線を基準と
   した高さＸμｍ以上の凹凸の、該粗さ曲線２５００μｍ
   当たりの数をＰｃ２（Ｘ）とした場合、Ｐｃ２（０．０
   １）は１００以上で、かつＰｃ２（０．０３５）は０で
   あることを特徴とするテクスチャーを有する磁気ディス
   ク媒体用基板。
2. 【請求項２】請求項１において、前記Ｐｃ２（０．０１
   ）は１５０以上であることを特徴とするテクスチャーを
   有する磁気ディスク媒体用基板。
3. 【請求項３】磁気ディスク媒体用基板の加工方法であっ
   て、所定速度で送られるテクスチャーテープにより、回
   転する前記磁気ディスク媒体用基板面を圧接研磨する磁
   気ディスク媒体用基板のテクスチャー加工方法において
   、前記圧接研磨には、前記テクスチャーテープを前記磁
   気ディスク媒体用基板面の半径方向に往復させるオシレ
   ーション動作が付加されることを特徴とする請求項第１
   項又は第２項記載の磁気ディスク媒体用基板の加工方法
   。