JPH07244947A

JPH07244947A - 磁気ディスク装置、磁気ディスクおよび磁気ディスクの製造方法

Info

Publication number: JPH07244947A
Application number: JP3672394A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Akamatsu; 潔赤松; Takao Nakamura; 孝雄中村; Hiroaki Hagimae; 広明萩前; Kenji Furusawa; 賢司古澤; Kouji Tani; 谷　　弘詞
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-03-08
Filing date: 1994-03-08
Publication date: 1995-09-19

Abstract

(57)【要約】【目的】磁気ディスクの表面に微小な凸部を形成して、
ＣＳＳ動作及び磁気ヘッドスライダの浮上状態を良好に
保ち、高記録密度・高信頼性の磁気ディスク装置を提供
する。【構成】磁気ディスク基板である結晶化ガラス、もしく
は磁性層、保護層等を形成した磁気ディスクの任意の層
上に設けた結晶化ガラス膜の表面を、硬質パッドと微細
粒子の組合せにより機械的な研磨加工方法と、軟質パッ
ドと微細粒子の組合せを用いた機械的化学的な研磨方法
により、結晶粒子の非晶質部分からの突出し量をナノメ
−タオ−ダで制御された磁気ディスクと、磁気ヘッドス
ライダとを有する磁気ディスク装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高記録密度に適応した
磁気ディスク装置に係わり、特に、磁気ディスクの表面
性状に関し、磁気ディスクのヘッド浮上特性やＣＳＳ特
性、ヘッド粘着などの耐摺動特性を向上させることにつ
いて好適な表面性状の磁気ディスクを有する磁気ディス
ク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、薄膜磁気ディスクにはアルミニウ
ム合金表面にＮｉ−Ｐめっきを施し、その表面は砥粒を
用いたテクスチャ加工により凹凸形成している。

【０００３】さらに、従来技術の結晶化ガラスについ
て、特開平２−１８７９２２号公報に記載されているよ
うに、結晶相と非晶質相の混合相を用い、表面に微小な
凸部を形成する方法が示されている。

【０００４】一方、磁気ディスク装置の記録容量を増大
させるため、磁気ヘッドの浮上高さは非常に小さくな
り、１００ｎｍより狭くなることが要求されている。こ
のため、テクスチャ加工したディスクの基板表面の粗さ
は、表面凹凸が小さい研磨した加工面の表面粗さに近い
表面状態になる。したがって、浮上高さを小さくするた
めには、テクスチャ加工した面の表面粗さを小さくする
必要がある。このような基板形状の磁気ディスクでは、
磁気ヘッド及び磁気ヘッドスライダとの接触部が増大す
ることにより摩擦力が増大し、一時静止後の磁気ヘッド
が磁気ディスク表面に粘着し、磁気ディスク装置の始動
時にヘッド支持系の破損やディスク駆動用モ−タが回転
しないなどの問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、磁気デ
ィスク用基板はアルミニウム合金表面にニッケル−リン
をめっきした基板を用い、その基板面に砥粒を用いたテ
クスチャ加工により凹凸形成している。この凹凸形状は
基板に対して主として同心円上に形成され、凸部は連続
した尾根状になっている。そのため、磁気ヘッドと磁気
ディスクとの対向面での接触は線状になり、接触面の比
率（負荷比率）が大きくなる。この接触面の比率を小さ
くするには、凹凸をさらに大きくする方法があるが、磁
気ヘッドの低浮上化に適さない。したがって、凹凸を小
さくしかも磁気ヘッドと磁気ディスクとの接触面積を小
さくするには、凸部をアイランド状（島状）とする課題
が生じた。

【０００６】結晶化ガラスに関する従来技術は、特開平
２−１８７９２２号公報に記載されているように、結晶
相を凸形成する方法が示されている。しかしながら、結
晶相全体が凸部を形成しているにとどまり、結晶相中の
核と核を包含する周辺部との関係に関して述べられてお
らず、凸部を結晶相の微粒子より小さくすることができ
ない。

【０００７】そこで、本発明は、磁気ディスク装置にお
ける磁気ディスクと磁気ヘッドとの接触面積を小さくし
て、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクとの低浮上性お
よび耐摺動性が向上した磁気ディスク装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】また、本発明の他の目的は、磁気ディスク
装置に適用される磁気ディスクにおいて、磁気ヘッドも
しくは磁気ヘッドスライダとの低浮上性および耐摺動性
に関して優れた表面性状を有する磁気ディスクを提供す
ることである。

【０００９】更に、本発明の他の目的は、磁気ディスク
装置に適用される磁気ディスクにおいて、磁気ヘッドも
しくは磁気ヘッドスライダとの低浮上性および耐摺動性
に関して優れた表面性状を有する磁気ディスクの形成方
法に関する。

【００１０】さらに、本発明の他の目的としては、発明
が適用される磁気ディスク装置において、該装置の稼働
時に磁気ヘッドスライダと磁気ディスクとの接触による
影響を低減する機構であって、基板上に少なくとも磁性
層、保護層、及び潤滑層を有する磁気ディスクの磁気デ
ィスク基板もしくは磁気ディスク上の金属膜の表面形状
に関する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、中心部に核を有しかつ核を包含する外周部
からなる微粒子が、磁気ディスク基板もしくは磁気ディ
スクの表面においてアイランド状に点在し、微粒子の形
成面より突出した部分を有し、その微粒子の中心部の核
によって突起部を形成し、核を包含する外周部が平滑面
を形成した磁気ディスクと、磁気ディスクに対して記録
／再生を行う磁気ヘッドを有する磁気ヘッドスライダと
を少なくとも磁気ディスク装置に有する。この時、本発
明が適用された磁気ディスクは、微粒子の外形より小さ
い凸部を有し、磁気ディスクの表面粗さを平滑に保ち且
つ微小突起を有することができるので、磁気ヘッドスラ
イダ及び磁気ヘッドとの低浮上性および耐摺動性が向上
する。

【００１２】磁気ディスク基板に結晶化ガラス基板を用
いる場合について説明する。結晶化ガラス基板は、結晶
核を中心に結晶粒子を形成し、それぞれの結晶粒子の間
は非晶質層に取り囲まれている。従来の基板製造法で
は、基板のプレス成型、端面加工、平行出しラップ加
工、表面粗さを平滑にする研磨加工を行っている。最終
工程となる研磨加工において、従来、酸化セリウム入り
の硬質発泡ポリウレタンパッド上で、酸化セリウム水溶
液を介して、ガラスを研磨する方法が採られている。ま
た加工時間を短くするため、大きな研磨剤粒子が用いら
れていた。このため、研磨剤の酸化セリウムの機械的引
っかき作用により、１０から４０ナノメ−タの表面粗さ
であった。

【００１３】結晶化ガラス基板が結晶粒子の核部分とそ
の核を包含する外周部と非晶質部分から構成されている
ことを利用して、ガラス基板表面に微小凹凸を形成する
方法を考えた。結晶粒子の核部分とその核を包含する外
周部と非晶質部分において加工特性が異なる加工状態に
することにより、結晶粒子の核部分のみを凸形状とする
加工法を行い、核を包含する外周部と非晶質部分を平滑
面とし、高密度で微細な凸部を有するアイランド状の磁
気ディスク基板にできる。

【００１４】磁気ディスク２０は、図１９に示すよう
に、上記の磁気ディスク基板３０の表面にＣｒ等の下地
膜３１、Ｃｏ合金の磁性膜３２、カ−ボン等の保護膜３
３さらにフッ素系潤滑膜３４を形成して得られる。磁気
ディスク基板に磁性膜や保護膜を形成した後の磁気ディ
スクの表面形状は、成膜前の基板形状が残り、変化しな
い。したがって、基板形状の凸部が磁性膜や保護膜など
を成膜する前の磁気ディスク基板に形成されると、磁気
ディスクの表面上の凸部形状が規定される。ここで、上
記の磁気ディスクを図２０に示すように、磁気ヘッド８
１を磁気ディスク８０面上に設置し、磁気ディスクを数
枚積み重ね、あるいは１枚の磁気ディスクを組み立てて
磁気ディスク装置を構成する。この磁気ディスク装置に
おいて、装置が稼働すると、磁気ヘッドは図２１に示す
ようにディスク面上を摺動し、ディスク表面とヘッドス
ライダ８２面（図２２に示す）との間に介入する空気の
流れによって浮上し、また装置が停止すると磁気ヘッド
はディスク表面上に静止する状態となる。この動作を一
般にＣｏｎｔａｃｔ−Ｓｔａｒｔ−Ｓｔｏｐ（ＣＳＳ）
特性と呼ぶ。本発明では、このＣＳＳ時での磁気ヘッド
がディスク面上を浮上する状態での磁気ヘッドの低浮上
化、また磁気ヘッドがディスク面上に静止状態でのヘッ
ド粘着回避、さらに、磁気ヘッドと磁気ディスク面上を
摺動している状態での磁気ヘッドと磁気ディスクとの接
触力の低減を達成できる。

【００１５】結晶化ガラス以外の磁気ディスク基板にお
いても、微粒子の突起制御法により高密度で微細な凸部
を有するアイランド状の表面形状を有する磁気ディスク
基板に磁性膜、保護膜、潤滑膜を形成した磁気ディスク
にできる。具体的には、基板上にもしくは基板の上部に
設けた各層上へ中心部に核を有しかつ核を包含する外周
部からなる微粒子を設け、結晶粒子の核部分とその核を
包含する外周部と非晶質部分において加工特性が異なる
加工状態にすることにより、結晶粒子の核部分のみを凸
形状とする加工法を行い、核を包含する外周部と非晶質
部分を平滑面とし、高密度で微細な凸部を有するアイラ
ンド状の磁気ディスクを得ることができる。

【００１６】

【作用】結晶質部分と非晶質部分への研磨剤砥粒の押し
込みに注目する。被加工物への砥粒の押し込みにより砥
粒のひっかき跡が基板形状として転写され、表面粗さ形
状が形成される。研磨剤となる砥粒の機械的作用は、砥
粒の粒子径や押し込み圧力や材質の影響を受けると考え
られる。結晶粒子に比べ微細な砥粒の押し込み圧力は研
磨布全体の負荷荷重のみで決められず、微視的に見れば
砥粒を支持する研磨布の硬さにより決まる。

【００１７】さらに、結晶粒子の核部分とその核を包含
する外周部部分との加工性に注目する。結晶粒子の核と
その核を包含する外周部の機械的化学的研磨作用の差に
よる加工量差を設定することにより、結晶粒子の核部を
凸部に形成可能となる。

【００１８】したがって、ディスク基板の材質、研磨剤
の砥粒および研磨布を選定し、その加工特性を制御する
ことにより、ディスク基板上にナノメ−タオ−ダ−の加
工量差を設け、アイランド状の高密度かつ微細な凸部形
状を形成することが可能となる。

【００１９】

【実施例】本発明の一実施例を図を用いて説明する。

【００２０】図１を用いて磁気ディスク基板の形状形成
の加工方法について説明する。加工工程１では、両面研
磨装置の上定盤１、下定盤２に、硬度７０度から８０度
の硬質な研磨パッド、略して硬質パッド３を装着してい
る。加工工程２では、両面研磨装置の上下定盤１、２に
は、硬度２０度の軟質な研磨パッド、略して軟質パッド
４を装着している。磁気ディスク基板５は上下定盤１、
２の間にキャリア６を介して保持されている。加工工程
１および加工工程２はともに、研磨剤として二酸化けい
素の微粉末を用いる。それぞれディスク基板５に研磨用
硬質パッド３、軟質パッド４を押し付け研磨圧力を負荷
して、研磨剤を介して相対摺動させて研磨加工をする。

【００２１】本発明による磁気ディスク基板の表面形状
の形成モデルを図２を用いて説明する。磁気ディスク基
板に結晶化ガラス基板を用いる場合について説明する。
従来のガラス基板の研磨加工法は、酸化セリウムを用い
ている。この方法によれば、酸化セリウムを含浸した発
泡ポリウレタンによるセリウムパッドを研磨布とし、研
磨剤として酸化セリウムの微粉末を用いている。酸化セ
リウムの砥粒がガラス基板に機械的作用を主にしてはた
らき、酸化セリウムの砥粒径に応じて、ガラス基板の表
面が形成され、平均砥粒径が１から３μｍの酸化セリウ
ムを用いる研磨法では、ガラス基板はなだらかな（Ａ）
形状に形成され、その表面粗さは10から40ｎｍＲｍａｘ
になる。結晶化ガラス基板では、結晶粒子７が凸形状、
非晶質部８が凹形状となり、凹凸面を形成している。酸
化セリウムの平均砥粒径が１から３μｍであり、0.1μ
ｍ以下の砥粒を用いる磁気ディスク用ガラス基板の加工
法について、加工面のナノメ−タオ−ダの形状形成は明
らかになされていなかった。本発明による加工工程１に
よる平滑化加工により、（Ｂ）形状となる。結晶粒子７
を構成する核２１と核２１を包含する外周部２２と非晶
質部８が平滑面を形成する。さらに、機械的化学的研磨
法を用いる加工法により、（Ｃ）形状となる。（Ｃ）形
状では、結晶粒子７の中心部の核２１が核２１を包含す
る外周部２２に比べに突起に形成されている。結晶粒子
の中心部の核２１が微小な凸形状を形成し、結晶粒子の
中心部を包含する外周部分２２と非晶質部８が平滑面を
形成することにより、結晶粒子より小さい凸部が形成さ
れる。

【００２２】図３に、本発明による加工面形状の表面粗
さ計による形状を示す。酸化セリウムを用いた従来加工
法による断面形状は（Ｄ）となり、なだらか形状で、表
面粗さは２０ｎｍＲｍａｘの加工面である。本発明によ
る図２（Ｂ）の平滑化加工面を断面形状（Ｅ）に示すよ
うに、３ｎｍＲｍａｘの平滑面になっている。さらに、
本発明による図２（Ｃ）の機械的化学的研磨法によるテ
クスチャ加工面は断面形状（Ｆ）に示すように、１５か
ら２０ｎｍＲｍａｘのアイランド状の凸部を形成してい
る。

【００２３】本発明による磁気ディスク基板の原子間力
顕微鏡による表面形状を図４に示す。図４は、従来加工
法によるなだらかな研磨面を示している。図５に、本発
明による加工面を示している。原子間力顕微鏡による測
定結果に示されるように、１ｍｍ平方の領域に本発明に
よる凸部がアイランド状に４×１０⁶個形成されてい
る。

【００２４】図６に、図５の形状の電子顕微鏡による観
察結果を示す。断面写真図６（Ａ）によれば、結晶粒子
の中央部に微小突起があり、結晶粒子の大きさは約１μ
ｍ、その突起の大きさは約０．１μｍでありその突起高
さは２０から３０ｎｍであり、その突起の大きさは結晶
粒子のほぼ１／１０であり、結晶粒子より小さくなって
いる。結晶粒子の核部分を除いた核を包含する部分と非
晶質部分が平滑面を形成している。平面観察によれば
（図６（Ｂ））、突起密度は４．４×１０⁶個／１ｍｍ²
である。

【００２５】図７に、研磨剤の砥粒径の微細化によるガ
ラス基板の平滑化効果を示す。従来加工法である研磨剤
に酸化セリウムを用いた場合、平均砥粒径が１．３μｍ
から２．５μｍであり、図３（Ｄ）に示すようになり、
１０ｎｍＲｐ前後のなだらかな形状になる。本発明によ
る硬質の発泡ポリウレタンの研磨パッドを研磨布とし
て、研磨剤として酸化けい素の微粉末を用いることによ
り、酸化セリウムを用いたときに比べ、１０ｎｍＲｐか
ら２ｎｍＲｐとなり、図３（Ｅ）の断面曲線に示すよう
に平滑化できる。

【００２６】図８に、研磨パッドの硬度と研磨剤の砥粒
径の組合せによるガラス基板の表面粗さ形状への影響を
示す。微細な酸化けい素を研磨剤として用いた場合を７
−１、研磨剤に酸化セリウム平均砥粒径１．３μｍ、
２．５μｍを用いた場合を７−２、７−３に示す。発泡
ポリウレタンの研磨パッドを研磨布に用い、研磨剤に酸
化セリウムを用いると、研磨パッドの硬度が２０から８
０度では、結晶化ガラス基板の表面粗さ形状への影響は
小さい。これは、酸化セリウムの粒子径が大きく、その
機械的研磨作用が研磨面の表面形状形成の主要因となっ
ているためである。平均砥粒径２０ｎｍの微細な酸化け
い素を研磨剤として用いる場合、研磨パッドの硬さによ
って、結晶化ガラス基板の表面粗さ形状が変化する。す
なわち、硬度が７０から８０度の硬質な研磨パッドと微
細な酸化けい素の組合せによって、機械的研磨作用によ
り、結晶化ガラス基板の表面粗さ形状はより平滑にな
る。さらに、硬度が２０度の軟質な研磨パッドと微細な
酸化けい素の組合せによって、機械的化学的研磨作用に
より、その表面形状の微小凸部がアイランド状に高密度
に点在することを示している。

【００２７】図９に、本発明による結晶化ガラス基板の
加工面に関して、軟質な研磨パッドと微細な酸化けい素
を研磨剤として用いる場合の表面粗さへの加工時間の影
響を示す。加工時間とともに非晶質部分が除去され、結
晶質部分が凸部を形成し、その突出し量が大きくなり、
表面粗さが大きくなることを示している。加工速度３０
ｍ／ｍｉｎ、加工圧力１０ｋＰａの加工条件において、
加工時間２分から４分において、表面粗さＲｐが２０か
ら２５ｎｍとなり、ナノメ−タオ−ダ−で突起形状を制
御できることを示している。

【００２８】図１０に、本発明による結晶化ガラス基板
の加工面の表面粗さと負荷比率の関係を示す。断面形状
の突起部から５ｎｍ下がった高さにある波形の面積比率
を負荷比率５ｎｍと呼び、図中ａで示し、突起部から１
０ｎｍ下がった高さにある波形の面積比率を負荷比率１
０ｎｍと呼び、図中ｂで示す。従来のガラス基板の酸化
セリウムを用いる研磨加工法では、表面粗さ１０ｎｍＲ
ｐであるが、負荷比率５ｎｍが８％以上となり粘着力の
増大が心配される。軟質な研磨パッドと微細な酸化けい
素を研磨剤として用いる場合、結晶粒子が凸部を形成
し、表面粗さ２０ｎｍＲｐで、負荷比率５ｎｍが０．２
％を得られる。

【００２９】図１１に、上記の微細な凸部を形成した結
晶化ガラス基板にＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ磁性膜を膜厚３０ｎ
ｍ、カ−ボンの保護膜を膜厚３０ｎｍ、フッ素系潤滑剤
を膜厚５ｎｍ形成した磁気ディスクに対して、磁気ヘッ
ドの浮上性を調べた結果を説明する。磁気ヘッドの浮上
量は、磁気ディスクの表面粗さ形状と相関があり、粗さ
が小さいほど、すなわち、平滑面であるほど浮上量を小
さくできる。従来法に比べ、本発明による磁気ディスク
基板は、例えば、表面粗さＲｐが２０ｎｍの場合、従来
法ではヘッド浮上量は５０ｎｍであるが、本発明では３
２ｎｍに低減できた。

【００３０】図１２に、本発明による磁気ディスクと磁
気ヘッドとの摩擦係数について説明する。従来法による
基板形状では、表面を平滑にし、表面粗さＲｐが２０ｎ
ｍ以下になると、磁気ヘッドと磁気ディスクとの摩擦係
数が急激に増大し、磁気ヘッドが磁気ディスクに粘着す
る。本発明による、凸部を有する磁気ディスク基板に薄
膜形成した磁気ディスクでは、表面粗さＲｐが２０ｎｍ
以下においても摩擦係数の増大を押さえ、磁気ヘッドが
磁気ディスクに粘着することを回避できる。したがっ
て、本発明による磁気ディスク基板を用いた磁気ディス
クから成る磁気ディスク装置において、高記録密度およ
び、装置の高い信頼性を達成するために必須である磁気
ヘッドの低浮上化とヘッド粘着防止を同時に達成でき、
著しい効果を得ることが確認された。

【００３１】図１３に、本発明の一実施例における加工
プロセスと形状モデル図を示す。図１３−（Ａ）に示す
ように、平滑な磁気ディスク基板９に微細粒子１０を分
散付着させる。この微細粒子１０は、中心部に核２１と
核２１を包含する外周部２２により構成されている。図
１３−（Ｂ）に示すように、その微細粒子１０を核にし
て膜成長を行い、非晶質部１１を形成する。さらに、図
１３−（Ｃ）に示すように、軟質パッドと微細粒子の組
合せによる機械的化学的な研磨方法により、微細粒子１
０の中心の核２１が凸部となり、核２１を包含する外周
部２２と非晶質部１１が平滑面を形成し、微細凸部がア
イランド状に点在する磁気ディスク基板を形成する。

【００３２】図１４に、本発明による他の実施例におけ
る加工プロセスと形状モデル図を示す。図１４−（Ａ）
に示すように、平滑な磁気ディスク基板９上の磁性膜１
２に微細粒子１０を分散付着させる。図１４−（Ｂ）に
示すように、その微細粒子１０を核にして膜成長を行
い、非晶質部１１を形成する。非晶質部１１を形成する
ためにはデポジションにより最適な条件を揃えてガラス
質材料を膜形成すれば良い。この時膜厚を数ｎｍに制御
する必要があり、デポジションによる成膜が望ましいが
この方法により限定されるものではない。

【００３３】さらに、図１４−（Ｃ）に示すように、基
板形状に追従する軟質パッドと微細粒子の組合せによる
機械的化学的な研磨方法により、微細粒子１０の中心の
核２１が凸部となり、核２１を包含する外周部２２と非
晶質部１１が平滑面を形成し、本願発明の目的とする微
細な凸部がアイランド状に点在する磁気ディスク基板を
形成する。

【００３４】図１５に、本発明による磁気ディスクの他
の加工方法として、磁気ディスク基板の内周側と外周側
の表面形状を異なるものとする方法について説明する。
プロセス１では、硬質パッド３と微細砥粒の組合せによ
り基板全面に平滑形状を形成し、次に、基板の内周側の
みに加工面とする軟質パッドを貼付た加圧装置１３によ
り部分凸形状加工を行う。プロセス２では、軟質パッド
４と微細砥粒の組合せにより基板全面に凸部形状を形成
し、次に、基板の外周側のみに加工するような硬質パッ
ドを貼付た加圧装置１４により平滑化形状加工を行う。

【００３５】図１６に、部分凸部形成法と部分平滑化法
に用いる加工装置の概要を示す。プロセス１では、磁気
ディスク基板５はガイドロ−ラ１５によって支持されて
いる。同時に、磁気ディスク基板５の内周側のみに軟質
パッドを貼付た加圧装置１３に両側から押し付けられ加
工する。プロセス２では、磁気ディスク基板５は内周部
の保持治具１６により支持されている。同時に、磁気デ
ィスク基板５の外周側のみに硬質パッドを貼付た加圧装
置１４に両側から押し付けられ加工する。

【００３６】図１７により、磁気ディスク基板５の加工
領域について説明する。基板５の内周部は磁気ディスク
装置において、磁気ヘッドが磁気ディスク上を浮上し、
磁気記録を読み込み、書き取りする領域であるデ−タゾ
−ン１７である。磁気ヘッドが磁気ディスク上を浮上、
停止する領域、Ｃｏｎｔａｃｔ−Ｓｔａｒｔ−Ｓｔｏｐ
（ＣＳＳ）と呼んでいる、領域１８である。

【００３７】図１８に、請求項１２と請求項１３に記載
した結晶化ガラス基板形状を示す。結晶化ガラス基板を
対象に、図１３に示す加工プロセスを適用した場合の加
工形状のモデル図を示している。プロセス１では、デ−
タゾ−ン１７の平均面が、ＣＳＳゾ−ン１８の平均面に
比べナノメ−タオ−ダで相対的に高い位置関係になる。
また、プロセス２では、デ−タゾ−ン１７の平均面が、
ＣＳＳゾ−ン１８の平均面に比べナノメ−タオ−ダで相
対的に低い位置関係になる。

【００３８】以上、本発明における実施例によれば、磁
気ディスク用基板の表面にアイランド状の微小凸部を形
成することにより、磁気ディスク用基板の表面粗さ形状
をナノメ−タオ−ダで制御でき、しかも、その凸部を均
一な分布とすることができる。このため、磁気ディスク
装置において、磁気ディスクに対する磁気ヘッドの浮上
量をより小さくでき、しかも突起を分散させ、その接触
面積を小さくすることにより磁気ディスクと磁気ヘッド
との粘着力を小さくすることができるので、高記録密度
・高信頼性の磁気ディスクを得られる。

【００３９】さらに、平滑化工程と凸部形成加工法を組
み合わせることによって、磁気ディスクのＣＳＳゾ−ン
の凸量を大きくすることによって、磁気ディスクと磁気
ヘッドとの粘着力を小さくすることができ、デ−タの読
み書きする領域では、より平滑な加工面とすることがで
きるので、磁気ディスクと磁気ヘッドとのすきまを狭め
ることができるので、高記録密度な磁気ディスクが得ら
れる。

【００４０】このようにいくつかの実施例によって得ら
れた磁気ディスクは、図２０の如くの磁気ディスク装置
に適用され、磁気ヘッドスライダ８１によってＣＳＳ動
作、及び情報の記録／再生を行うことによって、磁気ヘ
ッドスライダの磁気ディスクへの粘着防止、磁気ディス
ク駆動モータへの負荷の低減、及び磁気ヘッドスライダ
又は磁気ヘッドの浮上量の低浮上か及び安定化を達する
ことができ、磁気ディスク装置の高記録密度化及び高信
頼性化を有する事ができる、

【００４１】

【発明の効果】本発明によると、高密度で微細な凸部を
有するアイランド状の表面形状を有する磁気ディスク
と、その磁気ディスクへ情報を記録／再生を行う磁気ヘ
ッドスライダとを良好な状態にすることができ、高記録
密度、及び高信頼性を有する磁気ディスク装置を得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気ディスク基板の形状加工法の
説明図。

【図２】本発明による磁気ディスク基板の表面形状の形
成モデル図。

【図３】本発明による磁気ディスク基板の触針式表面粗
さ計による断面形状を示すグラフ。

【図４】従来加工法による磁気ディスク基板の表面形状
を原子力顕微鏡によって測定した結果を示す図。

【図５】本発明における磁気ディスク基板の表面形状を
原子力顕微鏡によって測定した結果を示す図。

【図６】本発明による磁気ディスク基板の表面形状を走
査型電子顕微鏡によって測定した結果を示す図。

【図７】研磨剤の砥粒径の微細化によるガラス基板の平
滑化の効果を示す図。

【図８】研磨パッドの硬度と研磨剤の砥粒径の組合せに
よるガラス基板の表面粗さ形状への影響を示す図。

【図９】本発明による結晶化ガラス基板の加工面に関し
て、軟質な研磨パッドと微細な酸化けい素を研磨剤とし
て用いる場合の表面粗さへの加工時間の影響を示す図。

【図１０】本発明による結晶化ガラス基板の加工面の表
面粗さと負荷比率の関係を示す図。

【図１１】本発明による結晶化ガラス基板の加工面の表
面粗さと浮上性の関係を示す図。

【図１２】本発明による結晶化ガラス基板の加工面の表
面粗さと磁気ヘッドとの摩擦係数の関係を示す図。

【図１３】本発明の一実施例における加工プロセスと形
状モデル図を示す図。

【図１４】本発明による他の実施例における加工プロセ
スと形状モデルを示す図。

【図１５】本発明による一実施例における磁気ディスク
基板の内周側と外周側の表面形状を異なるものとする方
法の説明図。

【図１６】部分凸形成法と部分平滑化法に用いる加工装
置の概要を示す図。

【図１７】磁気ディスク基板の部分凸形成法と部分平滑
化法の加工領域について説明する説明図。

【図１８】結晶化ガラス基板を対象にし、図１５に示す
加工プロセスを適用した場合の加工形状のモデル図。

【図１９】本発明を適用する磁気ディスクの構成を示す
図。

【図２０】本発明を適用する磁気ディスク装置の構成を
示す図。

【図２１】磁気デイスクと磁気ヘッドの摺動状態を示す
図。

【図２２】本発明による磁気ディスクの特性評価に用い
た磁気ヘッドの形状を示す図。

【符号の説明】

１両面研磨装置の上定盤２両面研磨装置の下定盤３硬質な研磨パッド４軟質な研磨パッド５磁気ディスク基板７結晶化ガラス基板の結晶粒子８結晶化ガラス基板の非晶質部分１０微粒子１３基板の内周側のみに加工するような軟質パッドを
貼付た加圧装置１４磁気ディスク基板５の外周側のみに硬質パッドを
貼付た加圧装置１５ガイドロ−ラ１６磁気ディスク基板の内周部の保持治具２０磁気ディスク２１結晶粒子の中心部の核２２結晶粒子の中心部の核を包含する外周部８０磁気ディスク８１磁気ヘッドスライダ８５磁気ディスク装置

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【手続補正書】

【提出日】平成６年７月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】従来加工法による磁気ディスク基板の表面形状
を原子間力顕微鏡によって測定した結果を示す写真。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図５】本発明における磁気ディスク基板の表面形状を
原子間力顕微鏡によって測定した結果を示す写真。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図６】本発明による磁気ディスク基板の表面形状を走
査型電子顕微鏡によって測定した結果を示す写真。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古澤賢司神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者谷弘詞神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気ディスク基板の表面形状に関し、中心
部に核を有しかつ核を包含する外周部からなる微粒子が
磁気ディスク基板表面にアイランド状に点在し、微粒子
の中心部の核が突起部を形成し、核を包含する外周部と
微粒子を保持する非晶質部が平滑面を形成し、微粒子の
中心部の核が微粒子の外形より小さい凸部を形成し、微
粒子の核の微小凸部と、核を包含する外周部および微粒
子を保持する非晶質部が平滑面を形成する表面形状を有
する磁気ディスク基板の表面に磁性膜、保護膜、潤滑剤
の薄膜を形成した磁気ディスクから成り、磁気ヘッドの
低浮上性および耐摺動性を向上できることを特徴とする
磁気ディスク装置。
【請求項２】磁気ディスク基板の表面形状に関し、その
表面形状の微小凸部がアイランド状に点在し、その微小
凸部密度が１×１０⁶〜１×１０⁸個／１ｍｍ²であり、
その表面形状である微小凸部の高さを表わすＲｐが５〜
３０ｎｍであり、特許請求項１に記載の特徴を有する磁
気ディスク基板の表面に磁性膜、保護膜、潤滑剤の薄膜
を形成したことを特徴とする磁気ディスク。
【請求項３】結晶化ガラス基板の表面に関し、結晶粒子
および非晶質部に一様に機械的研磨作用が働き、結晶粒
子の結晶核と結晶核を包含する粒子部と結晶粒子を包含
する非晶質部の機械的化学的研磨作用に差を生じさせる
ことにより、結晶核の加工能率を小さくし、結晶核を包
含する外周部および非晶質部の加工能率を大きくする機
械的化学的な研磨加工方法により、特許請求項１に記載
の特徴を有し、この磁気ディスク基板に磁性膜、保護
膜、潤滑膜を形成したことを特徴とする磁気ディスク。
【請求項４】結晶化ガラス基板の表面に関し、結晶粒子
および非晶質部への研磨圧力を一様に付加するために、
基板形状に追従する軟質な研磨パッドと、結晶化ガラス
基板の結晶粒子より微細な粒子との組合せを用いて機械
的化学的な研磨加工方法により、結晶核の加工能率を小
さくし、結晶核を包含する粒子部と結晶粒子を包含する
非晶質部との加工能率を大きくし、特許請求項１に記載
の特徴を有し、この磁気ディスク基板に磁性膜、保護
膜、潤滑膜を形成したことを特徴とする磁気ディスク。
【請求項５】結晶化ガラス基板の表面に関し、結晶粒子
および非晶質部より構成される基板形状に追従せず結晶
粒子の凸部に選択的に研磨圧を付加する機械的な研磨加
工方法で、その基板表面形状を平滑研磨し、次に、機械
的化学的な研磨加工方法により、特許請求項１に記載の
特徴を有し、この磁気ディスク基板に磁性膜、保護膜、
潤滑膜を形成したことを特徴とする磁気ディスク。
【請求項６】結晶化ガラス基板の表面を、結晶粒子およ
び非晶質部より構成される基板形状に追従せず結晶粒子
の凸部に選択的に研磨圧を付加するため硬質な研磨パッ
ドと結晶化ガラス基板の結晶粒子より小さい微細粒子の
組合せの機械的な研磨加工方法で、その基板表面形状を
平滑に研磨し、次に、結晶粒子および非晶質部への研磨
圧力を一様に付加する基板形状に追従する軟質な研磨パ
ッドと結晶化ガラス基板の結晶粒子より小さい微細粒子
の組合せを用いて機械的化学的な研磨加工方法により、
特許請求項１に記載の特徴を有し、この磁気ディスク基
板に磁性膜、保護膜、潤滑膜を形成したことを特徴とす
る磁気ディスク。
【請求項７】非晶質の化学強化ガラス基板やシリコン等
の単結晶基板の平滑面に、微粒子を点在させてその粒子
を核に膜成長を行い、機械的化学的な研磨方法により、
特許請求項１に記載の特徴を有し、この磁気ディスク基
板に磁性膜、保護膜、潤滑膜を形成したことを特徴とす
る磁気ディスク。
【請求項８】非晶質の化学強化ガラス基板やシリコン等
の単結晶基板の平滑面に、微粒子を点在させてその粒子
を核に膜成長を行い、軟質な研磨パッドと微細粒子の組
合せを用いて機械的化学的な研磨方法により、特許請求
項１に記載の特徴を有し、この磁気ディスク基板に磁性
膜、保護膜、潤滑膜を形成したことを特徴とする磁気デ
ィスク。
【請求項９】ガラス基板やシリコン等の単結晶基板や、
カ−ボンやセラミックス等の焼結基板の平滑面を基板材
料として、その表面に磁性膜、保護膜、潤滑膜を形成し
た磁気ディスクに関し、微細粒子を磁性膜あるいは保護
膜上に点在させて、その粒子を核に膜成長を行い、軟質
な研磨パッドと微細粒子の組合せを用いて機械的化学的
な研磨加工方法により、特許請求項１に記載の特徴を有
する磁気ディスク。
【請求項１０】結晶化ガラス基板の表面に、硬質な研磨
パッドと微細粒子の組合せにより機械的な研磨加工方法
で、その基板表面形状を平滑研磨し、次に、磁気ヘッド
の摺動面と接する磁気ディスク接触面の内周側部分にの
み、軟質な研磨パッドと微細粒子の組合せを用いて機械
的化学的な研磨方法により、特許請求項１に記載の特徴
を有し、しかも凹凸形成面の外周側は平滑な表面形状を
有する磁気ディスク基板に磁性膜、保護膜、潤滑膜を形
成したことを特徴とする磁気ディスク。
【請求項１１】結晶化ガラス基板の表面に、軟質な研磨
パッドと微細粒子の組合せを用いて機械的化学的な研磨
加工方法により、特許請求項１に記載の特徴を有し、次
に、凹凸形成面の外周側は硬質な研磨パッドと微細粒子
の組合せにより機械的な研磨加工方法で、その基板表面
形状を平滑研磨し、磁気ヘッドの摺動面と接する磁気デ
ィスク接触面の内周側部分にのみ凹凸面を形成し、それ
よりも外周側は平滑な表面形状を有する磁気ディスク基
板に磁性膜、保護膜、潤滑膜を形成したことを特徴とす
る磁気ディスク。
【請求項１２】磁気ディスクの下地基板である結晶化ガ
ラス基板の表面に関し、磁気記録のデ−タを読み書きす
るデ−タゾ−ンに形成した表面凹凸の平均面が、磁気ヘ
ッドが停止、浮上を行うＣＳＳゾ−ンに形成した表面凹
凸の平均面との相対的位置関係において、デ−タゾ−ン
の平均面がＣＳＳゾ−ンの平均面より相対的に高い位置
関係にあり、これらの表面に磁性膜、保護膜、潤滑膜を
形成したことを特徴とする磁気ディスク。
【請求項１３】結晶化ガラス基板の表面に関し、磁気記
録のデ−タを読み書きするデ−タゾ−ンに形成した表面
凹凸の平均面が、磁気ヘッドが停止、浮上を行うＣＳＳ
ゾ−ンに形成した表面凹凸の平均面との相対的位置関係
において、デ−タゾ−ンがＣＳＳゾ−ンより相対的に低
い位置関係にあり、これらの表面に磁性膜、保護膜、潤
滑膜を形成したことを特徴とする磁気ディスク。
【請求項１４】結晶化ガラス基板の表面に関し、結晶粒
子および非晶質部への研磨圧力を一様に付加する基板形
状に追従する軟質な研磨パッドと、結晶核を包含する粒
子部と結晶粒子を包含する非晶質部との機械的化学的研
磨作用を大きくする結晶化ガラス基板の結晶粒子より微
細な粒子との組合せを用いて機械的化学的な研磨加工方
法に関し、両面同時研磨装置を用い、研磨工具となる加
工面に軟質な研磨パッドを装着し、微細な粒子を研磨剤
として用い、軟質な研磨パッドで結晶化ガラス基板の両
面を同時に研磨することによって、特許請求項１に記載
の特徴を有する磁気ディスク基板に磁性膜、保護膜、潤
滑膜を形成したことを特徴とする磁気ディスクの製造方
法。
【請求項１５】結晶化ガラス基板の表面に関し、結晶粒
子および非晶質部より構成される基板形状に追従せず、
結晶粒子の凸部に選択的に研磨圧を付加するため、硬質
な研磨パッドと結晶化ガラス基板の結晶粒子より小さい
微細粒子の組合せの機械的な研磨加工方法で、その基板
表面形状を平滑に研磨し、次に、結晶粒子および非晶質
部への研磨圧力を一様に付加する基板形状に追従する軟
質な研磨パッドと結晶化ガラス基板の結晶粒子より小さ
い微細粒子の組合せを用いて機械的化学的な研磨加工方
法に関し、両面同時研磨装置を用い、第１工程では研磨
工具となる加工面に軟質な研磨パッドを装着し、微細な
粒子を研磨剤として用い、軟質な研磨パッドで結晶化ガ
ラス基板の両面を同時に研磨することによって、さら
に、第２工程では研磨工具となる加工面に硬質な研磨パ
ッドを装着し、微細な粒子を研磨剤として用い、硬質な
研磨パッドで結晶化ガラス基板の両面を同時に研磨する
ことによって、特許請求項１に記載の特徴を有する磁気
ディスク基板に磁性膜、保護膜、潤滑膜を形成したこと
を特徴とする磁気ディスクの製造方法。
【請求項１６】非晶質の化学強化ガラス基板やシリコン
等の単結晶基板の平滑面に、微粒子を点在させてその粒
子を核に膜成長を行い、軟質な研磨パッドと微細粒子の
組合せを用いて機械的化学的な研磨方法により、特許請
求項１に記載の特徴を有する磁気ディスク基板に磁性
膜、保護膜、潤滑膜を形成したことを特徴とする磁気デ
ィスクの製造方法。
【請求項１７】ガラス基板やシリコン等の単結晶基板
や、カ−ボンやセラミックス等の焼結基板どの平滑面を
基板材料として、その表面に磁性膜、保護膜、潤滑膜を
形成した磁気ディスクに関し、微細粒子を磁性膜あるい
は保護膜上に点在させて、その粒子を核に膜成長を行
い、軟質な研磨パッドと微細粒子の組合せを用いて機械
的化学的な研磨加工方法により、特許請求項１に記載の
特徴を有する磁気ディスクの製造方法。
【請求項１８】結晶化ガラス基板の表面に、硬質な研磨
パッドと微細粒子の組合せにより機械的な研磨加工方法
で、その基板表面形状を平滑研磨し、次に、磁気ヘッド
の摺動面と接する磁気ディスク接触面の内周側部分にの
み、軟質な研磨パッドと微細粒子の組合せを用いて機械
的化学的な研磨方法により、特許請求項１に記載の特徴
を有し、しかも凹凸形成面の外周側は平滑な表面形状を
有する磁気ディスク基板に磁性膜、保護膜、潤滑膜を形
成したことを特徴とする磁気ディスクの製造方法。
【請求項１９】結晶化ガラス基板の表面に、軟質な研磨
パッドと微細粒子の組合せを用いて機械的化学的な研磨
加工方法により、特許請求項１に記載の特徴を有し、次
に、凹凸形成面の外周側は硬質な研磨パッドと微細粒子
の組合せにより機械的な研磨加工方法で、その基板表面
形状を平滑研磨し、磁気ヘッドの摺動面と接する磁気デ
ィスク接触面の内周側部分にのみ凹凸面を形成し、それ
よりも外周側は平滑な表面形状を有する磁気ディスク基
板に磁性膜、保護膜、潤滑膜を形成したことを特徴とす
る磁気ディスクの製造方法。
【請求項２０】結晶化ガラス基板の表面に関し、磁気記
録のデ−タを読み書きするデ−タゾ−ンに形成した表面
凹凸の平均面が、磁気ヘッドが停止、浮上を行うＣＳＳ
ゾ−ンに形成した表面凹凸の平均面との相対的位置関係
において、デ−タゾ−ンの平均面がＣＳＳゾ−ンの平均
面より相対的に高い位置関係にあり、これらの表面に磁
性膜、保護膜、潤滑膜を形成したことを特徴とする磁気
ディスクの製造方法。
【請求項２１】結晶化ガラス基板の表面に関し、磁気記
録のデ−タを読み書きするデ−タゾ−ンに形成した表面
凹凸の平均面が、磁気ヘッドが停止、浮上を行うＣＳＳ
ゾ−ンに形成した表面凹凸の平均面との相対的位置関係
において、デ−タゾ−ンの平均面がＣＳＳゾ−ンの平均
面より相対的に低い位置関係にあり、これらの表面に磁
性膜、保護膜、潤滑膜を形成したことを特徴とする磁気
ディスクの製造方法。