JPH0696441A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気ヘッドと磁気記録媒体との接触によって
も磁気記録媒体の表面が摩耗されにくく、またスティッ
クによって損傷されにくい寿命の長い摩擦抵抗の少ない
保護層からなる磁気記録媒体を提供する。 【構成】 磁性層が保護層に被覆されてなる磁気記録媒
体において、前記保護層の少なくとも磁気ヘッドが接触
している部分が、前記磁気ヘッドの圧力によって、固体
から液体に可逆的に変化することを特徴とする。また、
前記保護層と磁性層の間に少なくとも一層以上の非磁性
材料層を有する保護層からなる磁気記録媒体である。こ
の保護層により、磁気ヘッドと磁気記録媒体表面の液相
部で接触することになるので摩擦が少なく、寿命の長い
磁気記録媒体を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気記録再生用の磁気記
録媒体に関し、特に情報の記録される磁性層を保護する
保護層に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の磁気記録媒体（以下、磁気ディス
クという）は、図３または図４に示すように基板１、下
地層２、磁性層３、保護層４、潤滑層５の順序で配置さ
れている。基板にはアルミニュウム、アルミニュウム合
金、セラミックスまたはガラスといった材質が用いら
れ、さらに基板の軟質さ、および耐蝕性を強化するた
め、ＮｉＰがメッキされている。その上に磁性層の配向
をコントロールするためスパッタリングによりＣｒ膜が
下地層として形成される。磁性層はＣｏＮｉＣｒ、Ｃｏ
ＣｒＴａ、ＣｏＰｔなどの強磁性薄膜がメッキ、または
スパッタリングにより形成され用いられている。

【０００３】保護層は磁気ヘッドの接触による摩耗や損
傷から磁性層を保護するもので、また潤滑層とともに磁
気ヘッドの接触を滑らかにする作用を有する。従来、保
護層としては、炭素質膜が硬質で良好な潤滑性を有する
ものとして代表的である。潤滑層は、液体潤滑剤である
フッ素系潤滑剤によって形成されている。

【０００４】近年、情報量の増大に伴い、スペーシング
ロスを減少するため、質量の小さな磁気ヘッドの開発が
進められており、ミニスライダー、マイクロスライダー
およびナノスライダーなどの磁気ヘッドが発表されてい
る。これらは質量を減らしてディスクと磁気ヘッドの衝
突エネルギーを小さくし、ディスクの損傷を抑え込もう
とするものでる。この思想の延長線上のものとして、ス
ペーシングロスをゼロとし、磁気ヘッドをディスクに接
触させる図３に示すようなコンタクト方式が考案されて
いる。

【０００５】このコンタクト記録方式に使用するコンタ
クトヘッドの試作例は、Ｈamilton,H. らが、IEEE Tran
s.MAG.,MAG-27, 6 (1991) 4921 に示しており、質量を
小さくするとともにディスクとの接触面積も小さくし
て、接触面上で生じる摩擦力学的現象を最小限に抑える
工夫をしている。しかし、摩擦係数、摩耗量などの基本
的特性に関するデータは未だ示されていない。特に、コ
ンタクト記録に適した磁気ディスクの新しい概念は考案
されておらず、図４に示す従来の浮上型磁気記録方式に
用いられている磁気ディスクをそのまま使用している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した磁気ディスク
を用いたコンタクト記録方式では、磁気ヘッドが常時磁
気ディスクと接触しているため、摩擦力が大きく、摩耗
量が大きく、磁気ヘッド及び磁気ディスクの損傷が大き
く寿命が短い。また、液体潤滑剤が使用されている場合
は、磁気ディスクの回転による遠心力で外周部へと液体
潤滑剤の移動がおこり、潤滑剤量が部分的に減少、不均
一となったり、またフッソ系潤滑剤が摩擦熱により揮
発、分解するなどして潤滑層が消耗したりするという問
題点があった。また、コンタクトヘッドに限らず従来の
浮上型磁気ヘッドの場合でも、磁気ヘッドと磁気ディス
クの摩擦および磨耗は十分低いものではなく、特に磁気
ディスクの回転開始または停止のくり返しによって磁気
ディスクの表面が損傷され、その寿命は十分なものとは
言えなかった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のは、磁性層が保
護層に被覆されてなる磁気記録媒体において、磁気ヘッ
ドの圧力によって前記保護層の少なくとも磁気ヘッドが
接触している部分が固体から液体に可逆的に変化するこ
とを特徴とする磁気記録媒体であり、また前記保護層と
磁性層の間に少なくとも一層以上の非磁性材料層を有し
てなる磁気記録媒体である。

【０００８】以下、本発明についてさらに詳細に説明す
る。効果が最も顕著であるコンタクトヘッドの場合につ
いて説明するが、従来の浮上型磁気ヘッドの場合につい
ても同様の効果をもたらすのでコンタクトヘッドに限定
されるものではない（いずれの場合についても磁気ヘッ
ドの言葉を使用する）。本発明の保護層に使用する材料
は加圧により液相に転移するものでなければならない。
一般に、材料の液相における比重が固相における比重よ
りも大きいものは圧力の印可により液相に転移する。た
とえば、アイススケートの例にみられるように氷に圧力
をかけると水に転移するため、摩擦力を小さくすること
ができる。 本発明の保護層用の材料として使用するた
めには、この転移が室温において、実際に実現可能な比
較的低い圧力により、スムースに起こるものであればよ
い。また、揮発による保護層の消耗を起こさせないため
に、蒸気圧の十分に低いものであることが好ましい。以
上の特性を持つ材料であれば、特に好ましくない他の特
性を有しない限り、本発明の保護層として使用できる。

【０００９】例えば、ガリウムは温度 20 度のとき固体
であって比重 5.9であるが、液体となったときの比重は
6.1である。また、20度において 8 t/cm²程度の圧力を
印可することにより液体に転移し、その蒸気圧はきわめ
て低い。以上の特性を持つため、ガリウムは本発明の保
護層用材料として使用できる。ガリウムに適当な添加物
を加えて、以上の特性を改善して用いてもよい。加圧に
より液相に転移する物質であればガリウムに限定される
ものではない。

【００１０】基板、下地及び磁性層からなる磁気ディス
ク上にガリウムの保護層を形成するには、蒸着法または
スパッタリング法などを用いることができる。層厚が不
均一であると磁気ヘッドをさす）と磁性層までの距離が
不均一になり、十分な磁気記録特性を発現しなくなるた
め、均一な層を形成しなければならない。

【００１１】本発明の磁気ディスク上に磁気ヘッドが接
触した場合の模式図を図１または図２に示す。保護層は
通常固相であるが、磁気ヘッドの圧力により少なくとも
磁気ヘッドの接触部周辺８が液相に転移する。このため
アイスケートのようにコンタクトヘッドはスムースに磁
気ディスク上を走ることができる。

【００１２】ガリウム保護層の少なくとも一部を液相と
するために、磁気ヘッドとガリウム層との接触面に８t/
cm² 以上の圧力をかける必要がある。このとき、図１ま
たは図２に示したようにガリウム保護層の一部の表面だ
けを液相とし、磁気ヘッドが層上に浮くようにしなけれ
ばならない。磁気ヘッドがガリウム液相中に沈み、磁性
層と接触すると磁性層の劣化の原因となるので、ガリウ
ム層の表面だけが液相となるような適当な層厚を選ばな
ければならない。またガリウムの接触面から上部にかけ
て断面積が大きくなる磁気ヘッドを用い、一定の荷重を
かけるようにすることによっても上記の問題を回避する
ことができる。すなわち、磁気ヘッドがガリウム液相中
に沈むに連れて接触断面積が大きくなり、ある点以上で
接触面にかかる圧力が８ t/cm²以下となり、それより上
部の保護層は固相となるからである。

【００１３】また、図２に示すようにガリウム保護層と
磁性層の間に非磁性材料層を形成した構造とすれば、磁
気ヘッドが磁性層と直接に接触する恐れを除くことがで
きるので上記の問題を回避することができる。非磁性材
料としては炭素の他にSiO₂、ZrO₂、Si₃N₄ 、ガラスその
他のセラミックが使用できる。

【００１４】

【作用】本発明を構成する保護層は磁性層を均一に覆う
層であり、磁気ヘッドによる圧力が存在する時に少なく
とも磁気ヘッドと接触する部分が液相となるため、保護
層と同時に潤滑層として作用する。磁気ヘッドによる圧
力が存在しないときは固相であるため、ディスク回転に
伴う潤滑層のマイグレーションが抑えらる。潤滑剤とし
て、フッ素系潤滑剤を使用しないので、揮発、分解など
による潤滑相の消耗が起こらないので磁気ディスク保護
層として好適である。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例の一例について図を用
いて具体的に説明する。図２に本発明の磁気記録媒体の
一例の断面図を示す。アルミニウム合金基板１の表面
に、NiP 無電解メッキ層 (層厚７μm)を形成し、表面を
ポリッシュしたあと、テキスチャ処理し、ついで直流マ
グネトロンスパッタリング( 雰囲気 : 0.7x10^-2 Torr
、Arガス) により、下地層２として Cr 層（500 Å)
および記録層として Co₇₀Ni₂₀Cr₁₀ 磁性層３ (層厚 700
Å) をこの順に積層形成した( ディスクａ) 。更に、デ
ィスクａの上に非磁性材料層６として炭素膜からなる保
護層(250Å) を形成し、ガリウム層の接着性を向上させ
るため、この上に若干量の Taをスパッタリングした(
ディスクｂ）。次に、蒸着用真空容器中にディスクを固
定し、アルミナるつぼ中にガリウムのインゴット( 純度
99.9 % 、フルウチ化学) をいれ、980 ℃に加熱してデ
ィスクａおよびｂ上にそれぞれガリウムを蒸着し、500
Å厚の均一な保護層７を形成し、ディスクａから磁気デ
ィスクＡを、またディスクｂから磁気ディスクＢを作製
した。

【００１６】摺動試験を行うため、先端が r =３μm の
曲率半径を持つ円錐となった直径 1mm の円筒形チップ
( 電気化学工業社製) を市販のIBM 3440型AlTiC 製ヘッ
ドの先端に接着し、簡易なコンタクトヘッドを作製し
た。図５にその斜視図を示す。このヘッドを摺動試験機
に取り付け、ディスクの中心から 30mm の位置に固定し
た。次に、垂直方向に9.5 g の荷重をかけ、上記により
作製した磁気ディスクＡの摺動試験を行って摩擦係数を
求めた。摩擦係数は、ディスクを 0.003 m/sの速度で回
転させ、ヘッドにとりつけた圧力変換器により横方向に
かかる荷重を測定し、垂直方向の荷重で除して算出し
た。周速 0.3 m/sにおいて１時間摺動を続けたのちの見
かけの摩擦係数は 0.05 であった。また、磁気ディスク
Ｂについて同様の実験を行ったところ、１時間摺動を続
けた後の見かけの摩擦係数は 0.08 であった。さらに、
周速 0.3 m/sにおいて 24 時間摺動を続けても、ディス
クＡおよびＢはクラッシュしなかった。

【００１７】実施例１において作製したディスクｂの表
面にフッ素樹脂系潤滑層を形成するため、市販の潤滑剤
である AM-2001をディップコートし、磁気ディスクＣを
作製した。潤滑剤の層厚をエリプソメーターにより測定
したところ40Åであった。実施例１で用いた摺動試験器
に市販のIBM 3440型 AlTiC製ヘッドをディスクの中心か
ら 30mm の位置に取付け、9.5 g の荷重をかけた。磁気
ディスクを周速 0.3 m/sで摺動実験を継続したところ、
２時間10分経過した段階で、磁気ディスクがクラッシュ
した。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればコ
ンタクトヘッドと磁気ディスクの摺動による摩耗がない
ので経時的に安定した耐久性を有する磁気記録媒体が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る保護層を有する磁気ディ
スクと磁気ヘッドの関係を示す断面図である。

【図２】本発明の実施例に係る保護層を有する磁気ディ
スクと磁気ヘッドの関係を示す断面図である。

【図３】従来の磁気記録媒体の構造の断面図およびコン
タクトヘッドの模式図を示す。

【図４】従来の磁気記録媒体の構造の断面図および浮上
型磁気ヘッドの模式図を示す。

【図５】本発明の実施例の摺動試験に用いた簡易なコン
タクトヘッドの斜視図を示す。

【符号の説明】

１： 基板 ２： 下地層 ３： 磁性層 ４： 従来の保護層 ５： 潤滑層 ６： 非磁性材料層 ７： 固相−液相可逆可能な保護層 ８： 液相 ９： 磁気ヘッド 10： コンタクトヘッド 11： 浮上型磁気ヘッド 12： 簡易なコンタクトヘッド 13： タングステンカーバイドチップ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性層が保護層に被覆されてなる磁気記
   録媒体において、磁気ヘッドの圧力によって前記保護層
   の少なくとも磁気ヘッドが接触している部分が、固体か
   ら液体に可逆的に変化することを特徴とする磁気記録媒
   体。
2. 【請求項２】 請求項１記載の保護層と磁性層の間に少
   なくとも一層以上の非磁性材料層を有してなることを特
   徴とする磁気記録媒体。