JPH07254146A

JPH07254146A - 磁気ディスク、その製造方法及び磁気ディスク装置

Info

Publication number: JPH07254146A
Application number: JP4627294A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Kokado; 雄一小角; Masayoshi Otake; 正義大竹; Masamichi Terakado; 正倫寺門; Hiroshi Matsumoto; 洋松本; Takao Nakamura; 孝雄中村; Kiju Endo; 喜重遠藤; Heigo Ishihara; 平吾石原; Keigo Iechika; 啓吾家近
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-03-17
Filing date: 1994-03-17
Publication date: 1995-10-03

Abstract

(57)【要約】【目的】記録密度と耐摺動信頼性を向上させた磁気ディ
スクを提供すること。【構成】非磁性基板上に設けられた強磁性体からなる磁
気記録層と、磁気記録層上に設けられた、裾をひいた多
角錐形の微細な突起６を持つ非磁性層とから構成した磁
気ディスク。この突起６は、コンタクトスタートストッ
プ領域のみに設けられていてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ等の記憶
装置に用いられる磁気ディスク、その製造方法及び磁気
ディスク装置に係り、特に高記録密度に適する磁気ディ
スク、そのような磁気ディスクの製造方法及びそのよう
な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】コンピュータやワークステーション等の
記憶装置に用いられる磁気ディスクについては近年益々
小型化大容量化のニーズが高まってきており、これに対
応するため記録密度の飛躍的な向上が必須となってい
る。このための第１の条件は記録再生のための磁気ヘッ
ドと磁気ディスクの記録層との間隔をつめることであ
り、具体的には磁気ヘッドの浮上高さを低くすること、
記録層を保護する保護層の厚さを薄くすること、磁気デ
ィスク表面を平滑にすること等が必要である。しかし、
保護層の厚さを薄くすると、強度低下のためにヘッドク
ラッシュの原因となる。また、表面の平滑化は応々にし
て磁気ディスクと磁気ヘッドの接触面積を大きくし、潤
滑剤等の貼り付きによる粘着といった障害を起こすこと
になる。これによって耐摺動性が劣下し、ヘッドクラッ
シュを生じる恐れがあるため、同時に磁気ディスクの強
度向上も計る必要がある。

【０００３】現在用いられている磁気ディスクは、上記
の粘着を防ぐため基板表面に機械加工によりテクスチャ
処理という粗面化処理がなされている。しかし、このよ
うな基板面の凹凸は磁気ヘッド素子面と記録層の間隔の
ばらつきを大きくしてしまい、結果として記録再生信号
のノイズ成分を増加させ高密度記録を阻害している。記
録再生の面からみたら記録層の表面は出来る限り平滑平
坦であるべきである。このような、平滑記録層と低粘着
表面を同時に満たすために凹凸を有する保護膜が提案さ
れており、このための製造方法も多く提案されている。
例えば特開昭６２−２２２４１には保護膜がその膜厚を
超えない範囲でその表面に凹凸を有する磁気ディスクが
開示されており、凹凸を設ける手段としてサンドペーパ
ー等による研磨法、ウエットエッチング法、スパッタエ
ッチ法、斜め蒸着法等が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、保護
膜面の凹凸によって低粘着化に効果があるが、記録密度
のさらなる向上に対して保護膜膜厚をより薄くし、磁気
ヘッドと記録層間隔をさらにつめることが困難であると
いう問題があった。極薄い保護膜で粘着を回避できる構
造を形成するためには、凹凸の間隔をできる限り狭く、
例えば、隣合う突起の間隔を１ミクロン以下にする方が
よい。このようにするとヘッドとの接触点の数は増える
ので、個々の接触点の面積を合計した真の磁気ヘッド、
磁気ディスク間接触面積をできる限り小さくする必要が
ある。

【０００５】しかし、単に接触点個々の面積を小さくす
るのならば従来技術の延長で可能であるが、一方で磁気
ヘッド自身の面積も小さくなるという問題がある。すな
わち、従来に比べ低いヘッド浮上量で動作させると、磁
気ヘッドと磁気ディスクの接触は避けられず、このとき
の衝撃を小さくするために、磁気ヘッドは低荷重とする
必要がある。磁気ヘッドは空気抵抗により浮上力をうけ
るために、低荷重の磁気ヘッドは、スライダー面の面積
が大きいと浮き上がってしまう。従って、例えば空気浮
上タイプでも１ｍｍ²以下、好ましくは０．１ｍｍ²以
下、コンタクトタイプでは０．０１ｍｍ²以下、好まし
くは０．００１ｍｍ²程度の面積であることが必要であ
る。このような微小面積に均一に接触するためには、デ
ィスク面の突起の分布が非常に密とならねばならず、突
起間の平均間隔が１ミクロンかそれ以下で、かつ分布が
非常に均一であって、間隔の空いたところや密なところ
がないものでなければならない。上記従来技術ではこの
ような形状を得ることができないという問題があった。

【０００６】本発明の第１の目的は、記録密度と耐摺動
信頼性を向上させた磁気ディスクを提供することにあ
る。本発明の第２の目的は、そのような磁気ディスクの
製造方法を提供することにある。本発明の第３の目的
は、記録密度と耐摺動信頼性を向上させた磁気ディスク
を有する磁気ディスク装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明の磁気ディスクは、非磁性基板と、非
磁性基板上に設けられた強磁性体からなる磁気記録層
と、磁気記録層上に設けられた、裾をひいた実質的に多
角錐形の微細な突起を持つ非磁性層とから構成したもの
である。

【０００８】微細な突起を持つ非磁性層は、磁気記録層
上に直接設けられていてもよく、また磁気記録層上に表
面が平滑な非磁性層を設け、その上に設けられていても
よい。突起は、隣接する相互の間隔が１００ｎｍから１
ミクロンの範囲であることが好ましい。また、突起は磁
気記録層上の所望の領域のみに設けられていてもよい。

【０００９】突起は、前述のように１つ１つのその大き
さ、高さ及びその分布が問題となるが、極めて小さな突
起を密に並べる場合には、突起の形状にも好ましい形状
がある。すなわち、平坦な突起の場合は、頂点部分の接
触面積が大きくなり、合計の接触面積が増大して粘着を
抑えられなくなる。従ってこの点では鋭い突起のほうが
よいが、そうすると突起個々の強度が弱くなり破壊して
しまう。この破壊したかけらは異物となってクラッシュ
の原因となる。すなわち、裾はある程度広く、頂点が鋭
角な突起が最も好ましい。また、その分布は疎らなとこ
ろや密なところがあると磁気ヘッドの走行が不安定にな
るため、均一に分布していることが好ましく、さらに規
則的に分布していることがより好ましい。ただし、規則
的といっても周方向に規則的ではヘッドの一定部分が選
択的に摺動してしまい寿命低下が生じるため、周方向に
はランダムであるほうが好ましい。また、その頂点の高
さにばらつきがあるとヘッドの走行性能からみて突起と
感じてしまうため、均一な高さのほうが好ましい。

【００１０】非磁性基板は、例えば、直径１から１０イ
ンチの基板が用いられ、その材質はＮｉＰメッキアル
ミ、ガラス、カーボン、プラスチック等であり、材質に
はよらない。しかし、平坦化加工の容易性、耐衝撃強
度、軽さ等の点からガラスやカーボンを用いることが好
ましい。平滑性は、重要な要点であり、基板表面粗さが
できるかぎり平滑で、うねりの小さいものが好ましい。
これは粗い基板やうねりのある基板だと、突起の凹凸の
効果が相殺されてしまうためである。少なくとも中心線
平均粗さは微小突起の高さ以下であることが必要であ
り、好ましくは５ｎｍ以下、より好ましくは１ｎｍ以下
とするのがよい。中心線平均粗さの下限は、とくにな
く、ゼロでもよいが、実用上は０．１ｎｍ以上のものが
用いられる。

【００１１】非磁性基板上には、下地層を設け、さらに
その上に磁気記録層が設けられるのが好ましい。磁気記
録層としては、強磁性体の合金薄膜が用いられ、例えば
ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＶ、
ＣｏＣｒＭｏ等のＣｏＣｒ合金、ＣｏＮｉ、ＣｏＮｉＺ
ｒ等のＣｏＮｉ系合金、或いはさらにこれらに第４の元
素、例えば、Ｓｉ、Ｐ、Ｔａ等を加えた４元系合金等が
用いられる。本発明はこれら下地層、磁気記録層の材質
に依存するものではなく、何れの材料も用いることがで
きるが、その表面粗さは影響し、基板と同じくできるだ
け平滑なほうがよい。具体的にはやはり突起の高さより
小さな粗さであることが必要であり、中心線平均粗さで
０．１ｎｍから５ｎｍの範囲であることが好ましく、
０．１ｎｍから１ｎｍの範囲であることがより好まし
い。

【００１２】磁気記録層の上の表面が平滑な非磁性層
は、上述のように、設けなくてもよいが、薄くても磁気
記録層の腐食を防ぐ効果があるので設けた方がよい。そ
の材質は、磁気記録層の腐食を防ぎ、磁気ヘッドの接触
に対する強度が大きいものを選ぶのがよく、アモルファ
スカーボン、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂等の酸化物、
ＳｉＣ、ＴｉＣ等の炭化物等から選ぶことができる。特
に耐久性及び潤滑性も合わせ持つことからカーボン系の
材料が好ましく、カーボン系のなかでもダイヤモンド状
カーボンと呼ばれるものが緻密で耐久性も高く、絶縁性
で防食効果が高いことから最も好ましい。

【００１３】また、上記第２の目的を達成するために、
本発明の磁気ディスクの製造方法は、非磁性基板上に、
強磁性体からなる磁気記録層を少なくとも設け、磁気記
録層の上に、実質的に互いに密着した粒子により構成さ
れる粒子層を形成し、この粒子層をマスクとして、少な
くとも所望の領域に突起を持つ非磁性層を形成し、次
に、粒子層を除去するようにしたものである。前述のよ
うに、表面が平滑な非磁性層が設けられることが好まし
く、そのため磁気記録層を設けた後、磁気記録層の上の
全面に、表面が平滑な非磁性層を形成し、その後粒子層
を形成するのが好ましい。

【００１４】以下、この製造方法について、好ましい具
体的な工程を示して説明する。また、この各行程におけ
る非磁性基板の断面構造を図１に示す。最終的に得られ
る磁気ディスクの形状を図２に示す。工程１：平滑な非磁性基板１を準備し、洗浄により汚染
物、異物を除去する工程（図１（ａ））。工程２：非磁性基板１に、下地層２、磁気記録層３、平
滑な表面の非磁性層４を形成する工程（図１（ｂ））。工程３：上記平滑な非磁性層４表面に、所望のサイズの
粒子５を均一に付着させる工程（図１（ｃ））。工程４：粒子の付着した非磁性層表面に、同じ又は他の
材料からなり、突起６を持つ非磁性層を堆積させる工程
（図１（ｄ））。工程５：上記粒子を除去する工程（図１（ｅ））。工程６：非磁性層面上に、滑性を有する材料を塗布又は
付着させ、潤滑層７を形成する工程（図１（ｆ））。必要によっては、工程５又は６の後に、異常な突起を除
去する工程を追加してもよい。

【００１５】この基板面に存在する突起の断面形状は、
図３（ａ）、（ｂ）に正面図と側面図を示すように、裾
を引いた三角錐状である。そのため、突起と磁気ヘッド
との接触面積を非常に小さくできると共に、突起は横方
向からの力に対して高い強度を示す。この形状は粒子マ
スクのすき間の形状や成膜手法によっては、図３（ｃ）
に示すような四角錐又はそれ以上の頂点数の多角錐にな
る場合もある。また、その分布は粒子の並び方に依存す
るが、球状の粒子が最密充填した場合は図２の拡大図の
ように正六角形の頂点の位置に規則的に突起が並ぶこと
になり、最も好ましい配列となる。

【００１６】工程１に用いられる非磁性基板について
は、前述の通りである。洗浄は異物や汚染の存在による
エラーや摺動事故、腐食等を防ぐためのもので、具体的
な方法は基板材料により異なるが、例えば、洗剤による
スクラブ洗浄、超音波洗浄、スプレー洗浄、純水による
仕上げ洗浄、乾燥等の工程を組み合わせて行う。

【００１７】工程２は、インライン連続成膜装置を用い
て行うのがよく、非磁性基板を１枚づつ搬送して成膜す
る枚葉式成膜装置又はホルダーに多数枚の非磁性基板を
並べて１度に成膜する方式のいずれかを用いることがで
きる。成膜直前には基板加熱工程とプラズマ処理等によ
る表面の酸化膜除去又は吸着水除去工程を入れることも
できる。この工程は一方だけ行ってもよい。成膜時の基
板加熱は、下地層及び磁気記録層の結晶成長を制御する
ために行うもので、用いる材料によって適する温度に設
定すべきである。

【００１８】下地層は磁性膜の結晶成長のしかたを制御
するもので、Ｃｒまたはその合金がよく用いられる。ま
た、磁気記録層、平滑な表面の非磁性層の材質等につい
ては前述の通りである。平滑な表面の非磁性層のは、バ
イアスプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法、イオンビー
ムデポジション、イオンビームスパッタ等で形成するこ
とができるが、生産性の面から容易であり膜厚均一性も
よいプラズマＣＶＤ法が適している。この場合、主とし
て炭化水素等の原料ガスを真空容器に導入し、プラズマ
に対し基板側が大きな負の電位となる条件で成膜するこ
とにより所望の膜質が得られる。この膜を基板両面に同
時に成膜するためには、例えば特開昭６３−２０６４７
１に記載されているような電極を用いればよい。ガスの
種類は炭素を含む硬質保護被膜を形成できるようなガス
であればなんでもよく、例えば下記のものから選ぶこと
ができる。

【００１９】メタン、エタン、プロパン、ブタン等の飽
和炭化水素類。エチレン、アセチレン、プロピレン、ブ
テン等の不飽和炭化水素類。ベンゼン、トルエン、キシ
レン等の芳香族炭化水素類。メタノール、エタノール、
アセトン、エチルエーテル等の含酸素炭化水素類。アセ
トニトリル、メチルアミン等の含窒素炭化水素類。ＣＦ
₄、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₂Ｆ₄、Ｃ₆Ｆ₆等のフッ化炭素類。ＣＨ
₃Ｆ、Ｃ₂Ｈ₂Ｆ₂等のフッ化炭化水素類。上記のガスから
選ばれる２種以上の混合ガス。上記のガスとＡｒ、Ｈ
ｅ、Ｎｅ、Ｘｅ等の不活性ガスあるいは酸素、窒素、水
素等との混合ガス。工程３に用いる粒子はできるだけ一
定サイズ、一定形状のものが好ましく、特に形状は球形
であるものが並べた時に均一になりやすく好ましい、サ
イズはあまり大きいと粒子間の隙間が大きく、この上か
ら突起を構成する非磁性材料を堆積させたとき、頂点が
平らになってしまうので平均粒径にして１ミクロン以下
が好ましい。ただし、あまり小さすぎると表面に吸着し
て除去しにくくなり、かつこの上に突起を構成する非磁
性材料を堆積させたときに埋め込まれてしまうので、下
限は１００ｎｍ程度である。最も好ましいのは２００か
ら５００ｎｍであり、このとき頂点が鋭角に尖った突起
が形成される。

【００２０】粒子の材質としてはＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃等
の酸化物、テフロンやポリプロピレン等のプラスチック
が好適であるが、このほかの材料でも適切な大きさの球
形粒子が得られるものであれば何でもよい。ただしこの
粒子はあとで洗浄により取り除くので非磁性層面に強く
吸着するものは避けたほうがよい。

【００２１】粒子の層の形成方法は、粒子を溶媒に分散
させたものに基板を浸し、一定速度で引き上げるディッ
プ法や上記分散液を霧状に吹き付けるスプレー法、粒子
にアーク放電等で電荷を与え、静電気により基板面に引
き付けて付着させる静電塗付法等を用いることができ
る。

【００２２】工程４は、スパッタリング、プラズマＣＶ
Ｄ、蒸着、イオンビームデポジション、ＥＣＲＣＶＤ等
種々の手法で行うことが可能であるが、突起としては耐
摩耗性が高く潤滑性を持ち、かつ緻密であることが望ま
しく、スパッタリングやプラズマＣＶＤで形成されるア
モルファスカーボン層が良い性能を示す。この形成には
行程２のところで開示したのと同じ手法と原料を用いる
ことができる。

【００２３】このような方法で裾を引いた形状の突起が
得られるのは粒子のシャドウ効果による。上記のような
被膜堆積法では基板面に種々の立体角で原子、分子、イ
オン等が入射するが、球状又はそれに近い形状の粒子が
密に並んだ隙間を通して成膜するとエネルギーを持って
入射する成分のうち基板面に垂直に入射する成分は効率
よく堆積し、角度を持った成分は粒子にぶつかり基板に
到達しない。一方拡散により基板に到達する成分は粒子
の下側まで回り込み裾を引いた形状に堆積する。これら
が合成されて裾を引き頂点が鋭い形状の突起となるわけ
である。この形状はもちろん成膜手法によって微妙に異
なり、バイアスプラズマＣＶＤ法のような基板に対し垂
直成分が多い成膜手法ではスパッタ法等拡散成分の多い
ものに比べ裾のひろがりは若干狭くなる。

【００２４】この工程でコンタクトスタートストップ領
域のみに成膜すると、図４に示すように、磁気ヘッドと
摺動する部分は、非磁性層と突起部を合わせた膜厚が厚
くなり、かつ適度な凹凸が存在するため耐久性が高く、
ヘッド粘着もしないのに対しデータ面では保護膜である
非磁性層の厚さを極限まで薄くでき、リードライト時の
磁気ヘッドと磁気記録層の間隔をつめられることにな
り、記録密度向上に大きな効果がある。

【００２５】また、図４のような形状では、磁気ヘッド
の浮上量は、図の点線の平面を基準として、磁気ヘッド
の形状と相対速度及び支持系の力学的計算から得られる
浮上量分だけ浮いた形になるが、この磁気ヘッドをデー
タ面にシークすると浮上基準面は平滑な非磁性膜面とな
り、コンタクトスタートストップ部の突起高さよりデー
タ面での浮上高さを低くすることができる。従って記録
密度向上に非常に大きな効果がある。

【００２６】上記のような部分成膜は例えば必要部分以
外をマスクして成膜する方法で形成できる。また、ＥＣ
Ｒプラズマ等で必要部分のプラズマ密度を高くしてもよ
いし、イオンビームデポジション法でビームをしぼる方
法も用いることができる。

【００２７】工程５では使用する粒子の種類や突起の性
状等によって適切な洗浄方法を選ぶ必要がある。用いる
ことができる方法としては、例えば純水又は溶剤による
超音波洗浄やジェットスプレー洗浄、スクラブ洗浄等が
ある。

【００２８】工程６は、潤滑剤の溶液にディスク基板を
浸し一定速度で引き上げるディップ法や、潤滑剤溶液を
霧状に吹き付けるスプレー法、ディスク基板に潤滑剤溶
液を滴下し、基板を回転させるスピンコート法等を用い
ることができる。また、潤滑剤分子を真空中で蒸着する
等の乾式法でもよい。

【００２９】潤滑層の材料はフッ素化ポリエーテル系の
高分子がよく、分子量２０００〜１００００のものが好
適に用いられる。本発明は潤滑層の種類に依存するもの
ではないが、磁気ディスクとしての耐摺動特性を向上さ
せるには特定の潤滑層としたほうがよく、とくに末端に
エステル、カルボキシル基、アミド基、アミン基、アミ
ン塩、アジド基等極性基を持つものや保護層表面に反応
して固着する様なものが好ましい。

【００３０】さらにまた、上記第３の目的を達成するた
めに、本発明の磁気記録装置は、上記のいずれかの磁気
ディスクと、磁気ディスクを保持するための保持具と、
磁気ディスクの磁気記録層上に配置され、情報を記録、
再生するための磁気ヘッドと、磁気ヘッドと磁気ディス
クの相対的位置を移動させるための移動手段と、これら
を制御するための制御手段から構成したものである。

【００３１】

【作用】本発明の磁気ディスクが高記録密度であるこ
と、またそのような磁気ディスクが製造できる理由は、
すでに行った説明から明らかであるが、まとめると次の
ようになる。（１）突起が密にかつ規則的に並んでいるので、微小磁
気ヘッドに対しても均一な接触が実現できる。（２）接触部のヘッド面と突起斜面のなす角が鋭角であ
るので、潤滑層のメニスカス効果を小さくでき、粘着防
止に効果がある。（３）突起部の裾が広く、磁気ヘッドと衝突した場合の
突起破壊が起こりにくい。（４）突起以外の部分は平滑な平面であり、かつこの平
面部の面積が大きな部分を占めるので、突起の存在によ
るヘッドの浮上姿勢変動を防ぎ、浮上限界高さを低くで
きる。（５）突起をコンタクトスタートストップ領域のみに設
けた場合、データ面でのヘッド浮上高さを突起の高さよ
り低くできる。

【００３２】また、上記製造方法は、粒子層を形成し、
それをマスクにして突起を形成するので、高さがほぼ同
じで上記した形状の突起を容易に製造することができ
る。また、上記磁気ディスク装置は、突起がコンタクト
スタートストップ領域のみに設けられているので、デー
タ面でのヘッド浮上高さを突起の高さより低くでき、そ
のため磁気ヘッドと磁気記録層をより近づけことができ
る。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００３４】〈実施例１〉直径１．８インチの強化ガラ
ス製ディスク基板を洗浄し、真空インライン連続成膜装
置でＣｒ下地膜５０ｎｍ、記録層としてＣｏＣｒＴａ磁
性膜３０ｎｍ、保護膜となる非磁性層としてカーボン膜
１０ｎｍを順次形成した。次に、平均直径３００ｎｍの
ＳｉＯ₂の超微粒子を分散させたアルコール溶液にこの
基板を浸し、一定速度で引き上げることにより全面に一
層の粒子層を形成した。この基板を乾燥したのち別の真
空成膜装置に入れ、バイアスプラズマＣＶＤ法によりダ
イヤモンド状炭素からなる突起を持つ膜を形成した。つ
ぎにこの基板を洗浄して超微粒子を取り去ったところ、
最大高さ１０ｎｍの裾をひいた三角錘形突起が全面に形
成された。さらにこの基板をパーフルオロポリエーテル
潤滑剤の溶液に浸し一定速度で引き上げることにより、
平均厚さ１ｎｍの潤滑層を形成した。

【００３５】上記のようにして製造した磁気ディスク基
板にスライダ部の長さ１ｍｍの磁気ヘッドを荷重２ｇｆ
でセットし、磁気ディスクと磁気ヘッドの相対速度が２
ｍ／ｓとなるように磁気ディスクを回転させた（ドラッ
グ試験）。５，０００，０００回転まで回転を保持した
ところで回転をとめ、磁気ディスク表面及びヘッドスラ
イダ面を観察したところ。いずれも損傷及び汚れの付着
はなく、また動摩擦係数の変化も、図６にａとして示す
ように、低いままで安定であった。また、同じ磁気ディ
スクと磁気ヘッドの組み合わせで限界浮上高さを測定し
たところ、１５ｎｍであった。

【００３６】さらに同じ組み合わせで磁気ディスクの起
動停止を繰り返すコンタクトスタートストップ（ＣＳ
Ｓ）試験を行ったところ、１００，０００回のＣＳＳ後
も摩擦係数は０．２程度であり、磁気ディスク、磁気ヘ
ッド双方とも損傷はなかった。この後ヘッドを置いたま
ま２４時間放置し、その後の磁気ディスク回転開始時の
摩擦力（粘着力）を測定したところ１ｇｆ以下であり、
粘着していないことが分かった。

【００３７】〈比較例１〉基板面に平均粗さ１０ｎｍの
凹凸をもつ結晶化ガラス基板を用い、実施例１と同じプ
ロセスで同じ膜厚だけ下地層、磁性膜、カーボン膜を設
けた後、パーフルオロポリエーテル潤滑剤の溶液に浸し
一定速度で引き上げることにより平均厚さ１ｎｍの潤滑
層を形成した。

【００３８】このようにして製造した磁気ディスク円板
について実施例１と同じ評価を行ったところ、ドラッグ
試験では２００，０００回転でクラッシュした。また、
そのときの摩擦係数は、図６にｂとして示すように、回
転後早い時期から磁気ディスク表面の摩耗により接触面
積が増えるために増加しはじめ、クラッシュ直前には１
近くまで増加した。また、このディスクの限界浮上高さ
は３０ｎｍであった。ＣＳＳ試験においても１，５００
回でクラッシュし、動摩擦係数の変動も大きかった。

【００３９】〈実施例２〜９〉実施例１と同様にして、
ただし付着させる粒子の直径、材質、突起の高さを変え
て磁気ディスクを製造し、同じ評価を行った。結果を表
１にまとめて示す。実施例２、３、４は三角錐の大きさ
は異なるが、その高さは同じにした。また、実施例５、
６、７はバイアスプラズマＣＶＤの処理時間を変えるこ
とにより、突起高さを変えた。いずれも良好な特性を示
した。

【００４０】

【表１】

【００４１】〈比較例２、３〉実施例１と同様にして、
ただし付着させる粒子の大きさを極端に大きくしたり小
さくして磁気ディスクを製造し、実施例１と同じ評価を
行った。結果は表１にローマ数字のII、IIIで示す。こ
のように粒子が大きいと粘着が起こり、粒子が小さいと
クラッシュした。後者の場合は粒子が洗浄されにくくな
るためである。

【００４２】〈比較例４〉実施例１と同様に、同じ厚さ
の下地膜、磁性膜を設けた後、２０ｎｍの厚さのカーボ
ン膜を形成し、次に、粒子層を用いないで、ダイヤモン
ド研磨剤による機械研磨で表面に傷をつけ、微細な凹凸
を形成した。潤滑剤塗布後、実施例１と同じ評価を行っ
た。結果は瞬間的にクラッシュし、初期的な摩擦係数も
０．５程度と非常に大きかった。

【００４３】〈実施例１０〉実施例１と同様にして、突
起を持つ膜の形成手法をスパッタリング、反応性スパッ
タリングに変えて磁気ディスクを製造し、突起の形状を
電子顕微鏡で観察し、実施例１と同じ評価を行った。突
起の形状は実施例１とほぼ同様であり、結果はいずれも
実施例１と同様良好であった。

【００４４】〈実施例１１〉実施例１と同様にして、た
だし内周部のみが開いた形のマスクを通してプラズマＣ
ＶＤを行うことにより、内周部のみに高さ２０ｎｍの突
起を設けた磁気ディスクを製造した。この内周部をＣＳ
Ｓ領域とする。図７は、このような磁気ディスクを用い
る磁気記録装置の一実施例の模式図である。磁気ディス
ク７１は、モータにより回転する保持具により保持さ
れ、それぞれの各磁性膜に対応して情報の書き込み、読
み出しのための磁気ヘッド７２が配置されている。この
磁気ヘッド７２の磁気ディスク７１に対する位置をアク
チュエータ７３とボイスコイルモータ７４により移動さ
せる。さらにこれらを制御するために記録再生回路７
５、位置決め回路７６、制御回路７７が設けられてい
る。

【００４５】この制御回路により、磁気ヘッド７２を磁
気ディスク７１のＣＳＳ領域に停止させる。そして、磁
気ヘッド７２を浮上させると、ＣＳＳ領域上でのヘッド
浮上高さは突起の先端から５ｎｍであった。この状態で
磁気ヘッドをシークしてデータ面に移動させた後、ヘッ
ド浮上高さを測定したところ、１４ｎｍであった。この
条件でＣＳＳとシークを繰り返したところ、１００、０
００回の繰り返しでもクラッシュはなく、正常に信号の
読み書きができた。

【００４６】〈実施例１２〉実施例１と同様にして、た
だし付着させる粒子のサイズを１００ｎｍとし、これを
マスクとして１０ｎｍの高さの突起を設けた磁気ディス
クを製造した。一方、側面に薄膜磁気ヘッドの素子を形
成し、底面を半径１０ｍｍの球面状に研磨したＡｌＴｉ
Ｃ製のブロックを支持バネに固定し、上記のディスクに
のせて、荷重を０．１ｇｆとし、相対速度１０ｍ／ｓで
回転させた。１０００時間の回転の後、ディスクとヘッ
ドを観察したところ、ディスク面にうっすらと摺動痕は
あったが、損傷はなく、この間の摩擦係数も０．１５以
下であった。また、この間に信号の読み書きを行い正常
に動作することが確認できた。従って、本発明の磁気デ
ィスクは、コンタクトレコーディングにも適用できるこ
とが分かった。なお、この磁気ディスクをコンタクトレ
コーディングに適用したときの模式図を図５に示す。〈比較例５〉比較例１で用いた磁気ディスク円板を、実
施例１２で用いた磁気ヘッドと組み合わせ、実施例１２
と同じコンタクトレコーディングの条件で試験を行った
ところ、１５時間の回転で摩擦係数が０．５まで増加
し、出力信号が正常に得られなくなった。この磁気ディ
スクと磁気ヘッドを観察したところ、ヘッド面には目視
で傷が観察され、ディスク面を光学顕微鏡で調べると多
くの摩耗痕や付着物が見られた。

【００４７】なお、以上の各実施例では、１．８インチ
ディスク基板を例に説明したが、１、１．３、２．５、
３．５インチ等他のサイズの基板や、ＮｉＰメッキアル
ミ基板、カーボン基板、プラスチック基板、Ｔｉ、Ｓ
ｉ、その他のセラミックス基板等他の材質の基板でも同
様に効果があることはいうまでもない。また、突起を持
つ膜の形成は、カーボン膜の上に形成したが、カーボン
膜を形成することなく磁性膜の上に直接形成することも
できる。この場合も、限界浮上高さやＣＳＳ回数、粘着
量等は良好であった。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、本発明によると、低い突
起でも低粘着な表面を実現することができ、さらに磁気
記録層の面を平滑にすることで記録再生時のノイズを低
減できるので磁気ディスクの高記録密度化に大きな効果
がある。さらに、このような磁気ディスクは、粒子層を
マスクとして用いることにより容易に製造することがで
きる。さらに、突起をコンタクトスタートストップゾー
ンにのみ設け、データ面は平滑にした磁気ディスクを用
いた磁気ディスク装置は、データ面で磁気記録層と磁気
ヘッドの距離をより近づけることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の磁気ディスクの製造方法の
各行程における磁気ディスクの断面図である。

【図２】本発明の一実施例の磁気ディスクの表面斜視図
である。

【図３】本発明の一実施例の磁気ディスクの突起の形状
を示す断面図及び斜視図である。

【図４】本発明の一実施例のコンタクトスタートストッ
プ領域のみに突起を設けた磁気ディスクと磁気ヘッドと
の位置関係を示す模式図である。

【図５】本発明の一実施例の磁気ディスクとコンタクト
レコーディング用磁気ヘッドとを組み合わせた例の模式
図である。

【図６】本発明の一実施例の磁気ディスクと従来の磁気
ディスクのドラッグ試験を説明するための摩擦係数変化
を示す図である。

【図７】本発明の一実施例の磁気ディスク装置の模式図
である。

【符号の説明】

１…非磁性基板２…下地層３…磁気記録層４…非磁性層５…粒子６…突起７…潤滑層１２、７２…磁気ヘッド１３…素子７１…磁気ディスク７３…アクチュエータ７４…ボイスコイルモータ７５…記録再生回路７６…位置決め回路７７…制御回路

フロントページの続き (72)発明者松本洋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)発明者中村孝雄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)発明者遠藤喜重茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者石原平吾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)発明者家近啓吾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】非磁性基板上に、強磁性体からなる磁気記
録層を少なくとも設ける第１の工程、該磁気記録層の上
に、実質的に互いに密着した粒子により構成される粒子
層を形成する第２の工程、該粒子層をマスクとして、少
なくとも所望の領域に突起を持つ非磁性層を形成する第
３の工程、該粒子層を除去する第４の工程を有すること
を特徴とする磁気ディスクの製造方法。
【請求項２】請求項１記載の磁気ディスクの製造方法に
おいて、上記第１の工程の後、第２の工程の前に、上記
磁気記録層の上の全面に、表面が平滑な非磁性層を形成
する工程を有することを特徴とする磁気ディスクの製造
方法。
【請求項３】非磁性基板と、該非磁性基板上に設けられ
た強磁性体からなる磁気記録層と、該磁気記録層上に、
直接又は表面が平滑な非磁性層を介して設けられた裾を
ひいた実質的に多角錐形の微細な突起を持つ非磁性層と
からなることを特徴とする磁気ディスク。
【請求項４】請求項３記載の磁気ディスクにおいて、上
記突起は、隣接する相互の間隔が１００ｎｍから１ミク
ロンの範囲であることを特徴とする磁気ディスク。
【請求項５】請求項３又は４記載の磁気ディスク、磁気
ディスクを保持するための保持具、磁気ディスクの磁気
記録層上に配置され、情報を記録、再生するための磁気
ヘッド、磁気ヘッドと磁気ディスクの相対的位置を移動
させるための移動手段及びこれらを制御するための制御
手段を有することを特徴とする磁気記録装置。