JPH0729164A - 磁気ディスク用非晶質炭素基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 停止及び起動時に生じやすい磁気ディスクの
表面とヘッドとの吸着を防止できると共に、高記録密度
を実現でき、ヘッドの浮上高さも低くでき、信頼性が高
く高性能の磁気ディスクを得ることができる非晶質炭素
基板を提供する。 【構成】 非晶質炭素基板全体の平面度を１０μｍ以下
にすると共に、基板の中心線上での平均表面粗さＲａ₁
を１ｎｍ以下、磁気ディスク装置の起動及び停止時にお
けるヘッドとの接触領域の表面粗さＲａ₂を２ｎｍ以上
に粗面化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ヘッド浮揚面と磁
気ディスク表面との間に吸着現象が発生することを防止
するためにゾーンテクスチャー（Zone Texture）処理を
施した磁気ディスク用非晶質炭素基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気ディスク用基板には、Ｎｉ-
Ｐ（ニッケルリン）合金メッキを施したＡｌ（アルミニ
ウム）基板が広く使用されている。しかし、磁気ディス
クの小型化及び高記録密度化が進むにつれて、従来のＡ
ｌ基板ではこれに対応できなくなっている。磁気ディス
クの小型化に伴い、携帯用の装置の中にも磁気ディスク
が組み込まれるようになり、磁気ディスク用基板として
は、高い耐衝撃性といった新たな特性が要求されるよう
になってきている。そこで、Ａｌ基板に代替するものと
して、強化ガラス、セラミックス及び非晶質炭素等の新
しい基板が開発されている。特に、非晶質炭素基板は、
軽量且つ高強度であると共に、耐熱性、耐衝撃性、表面
平滑性及び表面硬さに影響される耐摩耗性等が優れてお
り、Ａｌ基板を凌ぐものである。このため、非晶質炭素
基板の実用化が要望されている。

【０００３】ところで、一般に、磁気ディスク用基板に
は、基板表面を一旦平滑に研磨等で仕上げた後、微細に
粗面化するテクスチャー処理が施されている。これは、
磁気ディスク記録再生装置において、停止時にディスク
表面へのヘッドの吸着を防止したり、起動及び停止時に
生じる磁気ディスク表面とヘッドとの摩擦を低減するた
めである。従来の非晶質炭素基板は、固定砥粒研磨（テ
ープ研磨）又は遊離砥粒研磨等の機械式研磨法及び気体
酸素による表面酸化法等の化学的処理法により基板表面
全体にわたって均一にテクスチャー処理が施されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基板表
面へのヘッドの吸着防止及びヘッドと基板表面との摩擦
の低減のために、基板表面にテクスチャー処理を施す
と、基板の表面平滑性が低下するため、高記録密度化が
困難になるという難点がある。また、表面に微細な凹凸
をつけるために、ヘッドの浮上高さを低くできなくなる
と共に、ビットエラーが生じやすくなるという問題点も
ある。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、磁気ディスク表面及びヘッドとの吸着を防
止できると共に、高記録密度を実現でき、ヘッドの浮上
高さも低くでき、信頼性が高く高性能の磁気ディスクを
得ることができる磁気ディスク用非晶質炭素基板を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る磁気ディス
ク用非晶質炭素基板は、基板全体の平面度が１０μｍ以
下であると共に、基板の中心線上での平均表面粗さＲａ
₁が１ｎｍ以下、磁気ディスク装置の起動及び停止時に
おけるヘッドとの接触領域の表面粗さＲａ₂が２ｎｍ以
上である表面粗度を有することを特徴とする。

【０００７】なお、平面度とは基板表面全体において、
その最高位置と最低位置との間の高低差である。

【０００８】

【作用】非晶質炭素材料は、前述したように、軽量且つ
高強度であると共に、表面硬さが硬く、更に耐熱性、耐
衝撃性及び表面平滑性等が優れているという特長を有す
るが、磁気ディスク用基板として非晶質材料を活用する
ためには、基板全体の平面性を高めることが必要であ
る。

【０００９】基板の回転及びヘッドの基板表面上での移
動に際し、ヘッドの浮上高さを安定に保つためには基板
全体の平面度を１０μｍ以下にする必要がある。基板全
体の平面性が悪いと、基板の回転及びヘッドの基板表面
上での移動時にヘッド全体が上下運動するため、浮上高
さが不安定になる。

【００１０】また、高密度での記録再生をおこなう磁気
ディスクにおいては、基板の表面粗度Ｒａ₁を１ｎｍ以
下にする必要がある。基板表面の平滑性は、ヘッドの浮
上高さ及び記録再生信号の強度の変動に大きく影響す
る。高記録密度を実現するためには、ヘッドの浮上高さ
を低くすると共に、基板表面の凹凸に起因する記録再生
信号の変動を小さくする必要がある。これらの要求を満
たすためには、基板の表面粗さＲａ₁を１ｎｍ以下にす
る必要がある。

【００１１】一方、基板表面全体に亘って表面粗さＲａ
₁を１ｎｍ以下という高い平滑度にすると、信号の記録
再生にとっては好都合であるが、磁気ディスク装置の停
止時にヘッドがディスク表面に吸着したり、又は、停止
及び起動時にヘッドとディスク表面との摩擦が大きくな
る。このため、ディスクの駆動に多大なエネルギーが必
要となるだけでなく、ヘッド及びディスク表面を破壊す
る虞れがある。このため、停止及び起動時にヘッドが接
触する接触領域は、表面粗度Ｒａ₂が２ｎｍ以上になる
ようにする。この表面粗度Ｒａ₂が２ｎｍ以上の領域を
専ら磁気ディスク装置の起動及び停止時におけるヘッド
及びディスク表面との接触領域とすることにより、ヘッ
ドとディスク表面との実効的な接触面積を低減すること
ができ、停止時におけるヘッドのディスク表面への吸着
を防止することができる。

【００１２】また、記録再生領域においては、基板の平
滑性を確保する必要上、基板中心線上での平均表面粗さ
Ｒａ₁は１ｎｍ以下にする。なお、本発明において、基
板中心線上での平均表面粗さＲａ₁とは、前記接触領域
を除く記録再生領域の表面粗さを測定しその平均値を求
めたものである。

【００１３】こうすることにより、磁気ディスクの停止
及び起動時のヘッドとディスク表面との摩擦を小さくで
きると共に、信号の記録密度が高い磁気ディスクを得る
ことができる。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。先
ず、本実施例の非晶質炭素基板の製造方法について説明
する。上述の如く構成された非晶質炭素基板は、種々の
方法により製造することができる。非晶質炭素は、これ
らの原料である３次元編み目構造を有する熱硬化性樹
脂、例えばフェノール樹脂、フラン樹脂及びポリイミド
樹脂等を不活性雰囲気中で８００乃至２７００℃に熱処
理することにより得ることができる。そこで、これらの
原料樹脂を磁気ディスクの形状に成形した後、この成形
体を上述のような条件で熱処理することにより、ディス
ク形状の非晶質炭素焼成体を得ることができる。

【００１５】次に、この焼成体に所定の端面加工及び表
面研磨を施すことにより、表面粗度Ｒａ₁が１ｎｍ以下
の非晶質炭素ディスクに仕上げる。このようにして製造
した非晶質炭素ディスクは、その表面全体に亘って平滑
性が高いので、その表面の一部を以下に示すいずれかの
方法で粗面化することにより、本発明の非晶質炭素基板
を得ることができる。

【００１６】即ち、第１の方法においては、図１に示す
ように、全面が１ｎｍ以下の表面粗度を有する非晶質炭
素ディスク１を、酸素を含有する雰囲気中にて、その内
周部のリング状の部分２をミクロバーナー、放電、又は
赤外線等の照射手段により局所的に加熱し、その加熱部
分のみを表面酸化して表面粗さＲａ₂が２ｎｍ以上に粗
面化する。非晶質炭素は、制御された条件のもとでは、
研磨による加工応力が残留する部分が選択的に酸化され
るので、図２に示すように、ディスク１の平滑な研磨面
と粗面化部分２との間に段差を生じさせることなく表面
を粗面化することができる。

【００１７】次に、第２の方法においては、非晶質炭素
ディスク１を回転させながら、その内周部の部分２に研
磨テープを接触させることにより、この接触部分２のみ
の表面粗さＲａ₂を２ｎｍ以上に粗面化する。この際、
研磨テープを基板に押しつける圧力及び加工時間を最適
化することにより、平滑な研磨面との段差を実用上支障
のない範囲内に制御することができる。また、部分２の
テープ研磨した面がディスク１の平滑な面より低くなっ
ても、図３の上下図に示すように、ディスク１の平滑な
研磨面と粗面化部分２との間を滑らかな傾斜を有する部
分でつなげることにより、ヘッドの移動を支障なくおこ
なうことができる。

【００１８】第３の方法においては、非晶質炭素ディス
ク１の内周の一部の領域に、レーザー光を集光して照射
し、基板表面に微細な穴を多数あけ、これにより表面粗
さＲａ₂を２ｎｍ以上にする。炭素材料は、Ａｌ又はガ
ラスと異なり、熱により溶融又は軟化することはない。
従って、レーザー光を照射した部分２の周辺部にかえり
又はもりあがりが生じることはない。このため、レーザ
ー光により粗面化した部分２の表面は、図４に示すよう
に、ディスク１の平滑な研磨面との段差がない。

【００１９】このようにして本発明の実施例に係る磁気
ディスク用非晶質炭素基板を製造することができる。得
られた非晶質炭素基板は記録再生領域においては平滑性
が高いため、磁気ディスクの記録密度を高めることがで
きると共に、磁気ヘッドの浮上高さを小さくすることが
できる。このため、高性能の磁気ディスクを得ることが
できる。一方、ヘッドが接触する領域は表面粗さＲａ₂
を２ｎｍ以上に粗面化してあるため、ヘッドの吸着を防
止することができる。

【００２０】なお、一般に高密度非晶質炭素とは、ガラ
ス質炭素に超高温ＨＩＰ（熱間静水圧加圧）処理を施す
ことにより、気孔を殆ど消失させて密度を１．８０ｇ／
ｃｍ³以上と高くしたものをいうが、本発明における非
晶質炭素はＨＩＰ処理条件における温度及び圧力を下げ
てＨＩＰ処理することより密度が１．８０ｇ／ｃｍ³に
満たないようにしたものをも含み、その特性をグラファ
イトに近づけた非晶質炭素も含む。

【００２１】次に、本発明の実施例に係る磁気ディスク
用非晶質炭素基板を実際に製造し、その特性を比較例と
比較した結果について説明する。

【００２２】先ず、フェノールホルムアルデヒド樹脂を
磁気ディスクの形状に成形した後、窒素雰囲気中で約１
５００℃まで加熱処理することにより、非晶質炭素ディ
スクを得た。次に、このディスクを外径６５ｍｍ、内径
２０ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍに加工した。その後、両
面研磨機で、非晶質炭素ディスクの表面粗さＲａ₁が
０．７ｎｍになるように表面を研磨した。

【００２３】次に、上記ディスクを回転させながら、内
周部の幅が約４ｍｍの領域をミクロバーナーで加熱し、
カーボン基板の表面を軽度に酸化した。加熱時間を変え
ることにより、加熱処理部分の表面粗さＲａ₂を１．５
乃至８．０ｎｍまで変化させることができた。なお、表
面粗さは、非接触表面粗さ計（ＴＯＰＯ３Ｄ；ＷＹＫＯ
社製）を用いて測定した。

【００２４】次に、上述の如くして製造した各ディスク
用非晶質炭素基板を精密洗浄した後、この非晶質炭素基
板上にＣｒの下地層、ＣｏＮｉＣｒからなるメディア層
（磁性膜）及びカーボン保護膜とを順次蒸着成膜し、更
にその表面に潤滑剤を塗布して磁気ディスクを作製し
た。

【００２５】なお、比較例として、全くテクスチャー処
理を施さずに、研磨したままの基板と、基板の表面全体
に亘り均一にテクスチャー処理した基板とを用意し、こ
れらの基板の上に上述のメディア層等を形成した。

【００２６】これらの実施例１乃至４及び比較例５乃至
７に係る磁気ディスクについて、ヘッド吸着又はヘッド
クラッシュの発生状況試験及び記録再生エラー試験を実
施した。その結果を下記表１に示す。

【００２７】なお、表１において実施例１乃至４及び比
較例５は研磨後、内周部のみを酸化することにより表面
粗度を粗くしたものであり、研磨面の粗度はいずれの基
板も表面粗さＲａが０．７ｎｍである。

【００２８】比較例６は、研磨後、表面全体にわたって
テクスチャー処理を施したものであり、比較例７は、研
磨しただけのものである。

【００２９】各基板において、粗面化した部分の表面粗
さＲａ₂は表１に記載した。

【００３０】

【表１】

【００３１】この表１から明かなように、実施例１乃至
４に係る磁気ディスクはいずれもヘッドの吸着及びヘッ
ドクラッシュが発生することはなかった。また、実施例
１乃至４に係る磁気ディスクは記録再生特性が優れてい
た。

【００３２】一方、比較例５は記録再生特性は優れてい
るものの、表面粗さＲａ₂が１．５ｎｍと小さいので、
粗面化が不足し、ヘッド吸着及びヘッドクラッシュが発
生した。全面にわたってテクスチャー処理を施した比較
例６では、ヘッドの吸着及びヘッドクラッシュは発生し
なかったが、記録再生エラーの特性は悪化している。ま
た、研磨したままでテクスチャー処理を施していない比
較例７は、記録再生エラーは少ないが、ヘッドの吸着及
びヘッドクラッシュが発生している。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板全体の平面度が１０μｍ以下であり、基板表面の内周
部のみにゾーンテクスチャー処理を施し、中心線平均表
面粗さＲａ₁は１ｎｍ以下と平滑性を有すると共に、磁
気ディスク装置の起動及び停止時におけるヘッドとの接
触領域の表面粗さＲａ₂は２ｎｍ以上に粗面化したの
で、磁気ディスク表面とヘッドの吸着を防止できると共
に、高記録密度を実現でき、ヘッドの浮上高さも低くで
き、信頼性が高く高性能の磁気ディスク用非晶質炭素基
板を得ることができる。

【００３４】従って、本発明に係る磁気ディスク用非晶
質炭素基板は、高性能の磁気ディスク用の基板として好
適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る非晶質炭素基板において
ゾーンテクスチャー処理部分を示す平面図である。

【図２】ミクロバーナー、放電及び赤外線照射等による
表面酸化法によりゾーンテクスチャー処理を施した本発
明の実施例に係る非晶質炭素基板を示す断面図である。

【図３】テープ研磨によりゾーンテクスチャー処理を施
した本発明の実施例に係る非晶質炭素基板を示す断面図
である。

【図４】レーザー光照射によるゾーンテクスチャー処理
を施した本発明の実施例に係る非晶質炭素基板を示す断
面図である。

【符号の説明】 １；非晶質炭素ディスク ２；部分

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板全体の平面度が１０μｍ以下である
   と共に、基板の中心線上での平均表面粗さＲａ₁が１ｎ
   ｍ以下、磁気ディスク装置の起動及び停止時におけるヘ
   ッドとの接触領域の表面粗さＲａ₂が２ｎｍ以上である
   表面粗度を有することを特徴とする磁気ディスク用非晶
   質炭素基板。