JPH08180401A

JPH08180401A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH08180401A
Application number: JP32588494A
Authority: JP
Inventors: Fumiaki Yokoyama; 文明横山; Junichi Kozu; 順一神津
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1994-12-27
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 1996-07-12

Abstract

(57)【要約】【構成】非磁性基板上に、必要により下地層を介し
て、磁性層を有する磁気記録媒体であって、非磁性基板
又は下地層の磁性層側表面の磁気ヘッドがＣＳＳ（コン
タクトスタートアンドストップ）を行う領域（ＣＳＳ領
域）に突起が形成されており、データ記録領域の磁性層
表面に該表面の０．１〜４０％を覆う状態で非磁性材質
の突起が形成されていることを特徴とする磁気記録媒
体。【効果】好な信号波形が得られるように充分平滑化し
た磁性層を有し、且つＣＳＳ耐久性が良好であり、さら
にドライブ組立時、サーボクロック書き込み時、不測時
等に磁気ヘッドがデータ記録領域に着陸した場合におい
ても磁気ヘッドの吸着が起こらない磁気記録媒体を提供
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録媒体に関し、
詳しくは、磁気ディスクドライブ等に使用されるハード
ディスク等の磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、ハードディスクドライブはその使
用に際し、ディスクを高速で回転して磁気ヘッドを浮上
させ、記録媒体であるハードディスクへの書き込み／読
み出しをこの磁気ヘッドを介して行っている。近年、記
録媒体の高記録密度化の要求のため、ハードディスクは
その線記録密度及びトラック密度が高くなり、１ビット
当たりの面積が小さくなっている。また、このような高
記録密度下で良好な磁気記録再生を行うためには、磁気
ヘッドと記録媒体との浮上隙間は記録密度の向上に併せ
て小さくする必要がある。

【０００３】通常、ハードディスクは、磁気ヘッドの離
着陸の際の摩擦摩耗現象による損傷を低減するため、デ
ィスクの周方向にほぼ同心円状に機械研磨による加工
痕、いわゆるテキスチャ（以下、機械的テキスチャとい
うことがある。）が設けられている。この機械的テキス
チャはディスク全面にほぼ均一に設けられている。しか
し、高密度化に伴い磁性層の膜厚が薄くなり、また、信
号出力が小さくなりつつあるため、この機械的テキスチ
ャによるデータ記録領域の凹凸、又は不規則なバリや深
い溝が、信号品質に悪影響を及ぼす確率が格段に高くな
ってきている。

【０００４】信号品質への悪影響を除くためには、デー
タ記録領域は凹凸がなく、平滑であることが望ましい。
そのために、磁気ヘッドが離着陸するＣＳＳ領域にのみ
テキスチャを施すことが提案されている。しかし、デー
タ記録領域が平滑すぎると、ドライブを組み立てる際に
ディスク外周に一時的に置いた磁気ヘッドが吸着した
り、ディスク組立時にサーボクロック信号を書き込むサ
ーボヘッドを外周で離着陸させるときにサーボヘッドが
吸着したりするという問題が生じることがある。また、
回路系の故障から、磁気ヘッドがデータ記録領域に着陸
するような不測時にも磁気ヘッドが吸着するという問題
が発生することもある。

【０００５】また、磁気ヘッドの離着陸の際の摩擦摩耗
現象による損傷を低減するために、磁性層上に、スパッ
タリングにより突起を設ける方法や硬質粒子を含んだ金
属酸化物の保護膜を設ける方法（特開平２−１３７１２
０号公報参照）も提案されている。この場合、磁性層自
体は平滑であるため機械的テキスチャと比較して信号品
質への悪影響は除くことが出来るものの、耐摩擦摩耗性
向上のために突起等はある程度の高さが必要であり、磁
気ヘッドと記録媒体との浮上隙間を十分小さくすること
が出来ない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、良好な信号
波形が得られるように充分平滑化した磁性層を有し、且
つＣＳＳ耐久性が良好であり、さらにドライブ組立時、
サーボクロック書き込み時、不測時等に磁気ヘッドがデ
ータ記録領域に着陸した場合においても磁気ヘッドの吸
着が起こらない磁気記録媒体を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】データ記録領域において
は、ＣＳＳ領域と異なり数万回以上のＣＳＳ耐久性は必
要でなく、前述したような場合のみ磁気ヘッドが記録媒
体と吸着を生じなければ良い。本発明者らは鋭意検討し
た結果、ＣＳＳ領域においては、非磁性基板の磁性層側
表面にＣＳＳ耐久性に優れたテキスチャを施し、データ
記録領域においては、磁性層の上に磁気ヘッドの吸着防
止を主眼とした突起を設けることにより、優れた信号品
質を得られる磁性層を有しながら、ドライブ組立時、サ
ーボクロック書き込み時、不測時等のデータ記録領域へ
の磁気ヘッドの吸着問題を回避できることを見出し、本
発明に到達した。

【０００８】即ち、本発明の要旨は、非磁性基板上に、
必要により下地層を介して、磁性層を有する磁気記録媒
体であって、非磁性基板又は下地層の磁性層側表面の磁
気ヘッドがＣＳＳ（コンタクトスタートアンドストッ
プ）を行う領域（ＣＳＳ領域）に突起が形成されてお
り、データ記録領域の磁性層表面に該表面の０．１〜４
０％を覆う状態で非磁性材質の突起が形成されているこ
とを特徴とする磁気記録媒体、に存する。

【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて、非磁性基板又は下地層の磁性層側表面のＣＳＳ
領域に突起を形成する手段としては、パルスレーザ等の
エネルギービームを用いる方法が挙げられる。例えば、
非磁性基板上にＮｉＰ等の非磁性体からなる下地層を設
けた磁気記録媒体用基板を回転させながら、その表面に
円周方向に沿って、出力を精度良く制御したパルスレー
ザ等を照射して表面に突起を形成する方法等が挙げられ
る。また、磁気記録媒体基板を回転する代わりにパルス
レーザを静止した磁気記録媒体基板上に走査してもよ
い。

【００１０】上記の突起の生成機構は未だ十分解明され
ていないが、次のように考えられる。パルスレーザが照
射され、局所的に過熱された基板あるいは下地層上のス
ポット部は一部溶融し、基板の回転又はエネルギービー
ムの走査によって溶融部分が移動する。最初にエネルギ
ービームが照射された部分は、その後温度が下がるため
溶融部分に温度勾配が生ずる。一般に、溶融液体におい
ては低温側の方が表面張力が大きいため、高温側と低温
側の表面張力のの差により、最初にビームで照射され溶
融しその後低温になった部分が、後から溶融した部分の
液体を取り込み盛り上がる。したがって、最後に溶融し
た部分には、大きな凹部ができる。即ち、この場合形成
された突起は、エネルギービームの走査方向に対して突
起の後部に凹部を有することとなる。

【００１１】また、エネルギービームの走査速度が遅
い、基板の回転が遅い、あるいはエネルギービームのパ
ワーが大きい等の条件によっては、熱収縮により突起の
周囲には凹部ができる場合もある。この現象の解明は十
分ではないが、局所的に加熱されたスポット部は膨張す
るが、その回りは冷えていて変形しにくいため、膨張し
た部分は外気ですぐに冷やされ突起として残り、突起の
周囲は、熱収縮により凹みができるものと考えられる。

【００１２】突起の高さはレーザの強度とその平均照射
時間、ディスクの線速度等を調節することによって制御
することができ、突起の密度は、１周当たりの突起の個
数、パルスレーザの半径方向の照射間隔、及び上記の突
起の高さを制御する条件を調節することにより制御する
ことができる。通常、レーザの強度は２０〜５００ｍ
Ｗ、平均照射時間は０．０５〜１００μｓｅｃ、レーザ
のスポット径は０．２〜４μｍ、基板の線速度は０．８
〜１５ｍ／ｓｅｃが好ましい。ここで、レーザの平均照
射時間とは、１つの突起を形成させるのにレーザを基板
あるいは下地層表面に照射した時間を示す。レーザの照
射面積を変えるには、通常、対物レンズの開口率を変え
ればよく、例えば、開口率の値が０．１〜０．９５の対
物レンズを用いることにより、レーザの照射径は、６〜
０．７μｍ程度まで制御することができる。

【００１３】非磁性基板又は下地層の磁性層側表面のＣ
ＳＳ領域に形成される突起の好ましい形状は以下の如く
である。突起の高さは、好ましくは１〜６０ｎｍ、更に
好ましくは１０〜４０ｎｍであり、６０ｎｍを超えると
ＣＳＳ耐久性特性は良いが磁気ヘッドの安定浮上高さを
下げることが困難となり、１ｎｍ未満では基板が元来有
する細かな凹凸に埋もれてしまい所望の効果を得ること
が困難となる。また、突起の数は、高さ１〜６０ｎｍの
突起を、通常、非磁性基板又は下地層の磁性層側表面１
ｍｍ²当たり１０²〜１０⁸個有するのが好ましい。１
０²個未満では基板のうねり等により磁気ヘッド下面を
突起のみで支えるのは難しく、また１０ ⁸個を超えた突
起を作ろうとすると互いに干渉しあって突起の高さを揃
えるのが難しくなる。その好ましい存在密度は１ｍｍ²
当たり１０²〜１０⁶個である。

【００１４】また、突起は、その頂点から１ｎｍ下の高
さにおける等高線で囲まれた図形の面積の平均値（以
下、等高線面積という）が２μｍ²以下であるのが好ま
しく、さらには、０．００１〜１．０μｍ²、より好ま
しくは０．００１〜０．５μｍ ²、特に好ましくは０．
００１〜０．２μｍ²の範囲の値を有する。該等高線面
積が２μｍ²を超えると磁気ヘッドとの間にスティッキ
ング（吸着）が発生し易くなる。なお、この等高線面積
はレーザ干渉による表面形状測定装置、例えば米国ザイ
ゴ社製ザイゴ「ＺＹＧＯ」で測定可能である。

【００１５】また、本発明においては、磁性層を形成し
た後、磁性層のデータ記録領域上に非磁性材質の突起を
設けるが、該突起を形成させる方法としては、好ましく
は以下のような塗布法、スパッタリング法等が挙げられ
る。例えば、磁性層上に、γ−アルミナ微粒子、シリカ
微粒子等の硬質微粒子を含有した金属アルコキシドを塗
布した後、通常、１００〜３００℃に焼成して、硬質微
粒子を含有した金属酸化物保護膜を設ける方法が挙げら
れる。この場合、硬質微粒子の部分が突起となる。

【００１６】また、スパッタリング法により突起を形成
する場合は、Ａｌ、Ｐｂ、Ｇａ等の低融点金属、Ａｇ又
はそれらの合金、例えばＡｌ−Ｓｉ合金、Ａｌ−Ｃｕ合
金、Ａｌ−Ｍｇ合金等を基板を加熱した状態において、
磁性層の上に、スパッタリング法により形成する。この
場合、基板の温度を１００〜３００℃に加熱することに
より、薄膜ではなく突起が形成される。また、スパッタ
リング時間としては、膜厚２０ｎｍ以下の薄膜を成膜す
る場合と同じスパッタリング時間を採用する。

【００１７】磁性層をスパッタリング法により形成する
場合には、真空装置内で連続して成膜することが可能と
なるため、生産工程上から磁性層のデータ記録領域上の
突起もスパッタリング法により形成することが好まし
い。さらに、磁性層上に突起を形成した後、必要に応じ
て、保護膜、潤滑剤層を設けることができる。

【００１８】データ記録領域の磁性層表面に形成される
突起は、ＣＳＳ耐久性に優れる必要はなく、磁気ヘッド
の吸着を回避できるものであれば良い。該突起の高さと
しては、データ記録領域における磁気ヘッド浮上高さを
小さくできることが好ましく、通常、１〜４０ｎｍ、好
ましくは５〜３０ｎｍ、特に好ましくは５〜２５ｎｍで
ある。該突起の高さが、１ｎｍ未満の場合は磁気ヘッド
の吸着が起こり易くなることがあり、４０ｎｍを超える
と磁気ヘッドと磁気記録媒体の浮上隙間が大きいため、
高い信号出力が得られなくることがあり、今後の高密度
化の要求には不十分となる可能性が高い。

【００１９】また、該突起の底部の面積は、好ましくは
１μｍ²以下、特に好ましくは０．００１〜０．１μｍ
²であることが望ましい。データ記録領域の磁性層表面
において、該表面に突起が占める割合は、通常、データ
記録領域の面積の０．１〜４０％の範囲であり、好まし
くは０．５〜３０％である。

【００２０】本発明において、非磁性基板又は下地層の
磁性層側表面のＣＳＳ領域に形成される突起の高さ及び
データ記録領域の磁性層表面に形成される突起の高さと
は、いずれもＪＩＳ表面粗さ（Ｂ０６０１−１９８２）
により規定される、粗さ曲線の中心線を基準とした場合
の突起の高さを表す。また、突起の存在密度は媒体全体
での平均密度ではなく、突起存在部での単位面積当たり
の密度をいう。

【００２１】本発明において用いられる非磁性基板とし
ては、アルミニウム合金基板が好ましいが、シリコン基
板、チタン基板等の金属基板、セラミック基板、カーボ
ン基板、ガラス基板又は樹脂基板等を用いることも出来
る。必要に応じて、基板上に非磁性の下地層を設けるこ
とができる。下地層は、通常、非磁性体からなり、好ま
しくはＮｉＰ合金層であり、通常無電解メッキ法又はス
パッタリング法により形成される。下地層の厚みは、好
ましくは５０〜２０，０００ｎｍ、特に好ましくは１０
０〜１５，０００ｎｍである。下地層の上にはＣｒ層、
あるいはＣｕ層等の中間層を磁性層との間に設けるのが
好ましく、その膜厚は、通常、２０〜２００ｎｍ、好ま
しくは５０〜１００ｎｍである。また、エネルギービー
ムを用い、基板又は下地層表面のＣＳＳ領域に突起を形
成する場合は、エネルギービーム照射による発熱と熱伝
導による放熱の関係から、基板又は基板上の下地層（非
磁性被覆層）表面の反射率が小さく、また、熱拡散率が
小さなものが好ましい。

【００２２】磁性層は、基板又下地層等の上に、ＣｏＮ
ｉＣｒ、ＣｏＮｉＰｔ、ＣｏＮｉＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴ
ａ、ＣｏＣｒＴａＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＮｉＣｒＢ
Ｔａ等の強磁性合金薄膜を無電解メッキ、電気メッキ、
スパッタリング、蒸着等の方法によって成膜することに
より形成される。また、磁性層は単層構造でも多層構造
でも良い。磁性層の膜厚は、通常、３０〜７０ｎｍ程度
である。

【００２３】データ記録領域の磁性層表面に突起を形成
したあと、必要に応じて、保護層が設けられるが、保護
層としては蒸着、スパッタリング、プラズマＣＶＤ、イ
オンプレーティング、湿式法等の方法により、炭素膜、
水素化カーボン膜、ＴｉＣ、ＳｉＣ等の炭化物膜、Ｓｉ
Ｎ、ＴｉＮ等の窒化膜等、ＳｉＯ、ＡｌＯ、ＺｒＯ等の
酸化物膜等が成膜される。これらのうち特に好ましく
は、炭素膜、水素化カーボン膜が挙げられる。また、保
護層上には、通常、潤滑剤層が設けられる。

【００２４】磁気記録装置の駆動時において、磁気記録
媒体のデータ記録領域で、磁気ヘッドのシークが行われ
ていない時は、電源異常等の緊急時に備え、磁気ヘッド
はＣＳＳ領域で待機することが望ましい。

【００２５】

【実施例】以下、実施例により、本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の
実施例によって限定されるものではない。実施例１〜３、比較例１無電解メッキ法によりＮｉＰメッキ被覆した直径９５ｍ
ｍのアルミニウム合金ディスク基板を、表面粗さＲａが
１ｎｍになるように表面研磨したものを基板として用い
た。ＮｉＰメッキ下地層の厚みは約１５μｍであった。
この基板のＮｉＰ下地層の磁気ヘッドがＣＳＳを行う領
域、即ち半径１５．８ｍｍ〜２０．１ｍｍの範囲に表−
１に記載した強度に精度良く制御された波長λ＝５１
４．５ｎｍのアルゴンパルスレーザを、基板の線速１７
１４ｍｍ／ｓｅｃ、レーザ照射時間２．５μｓｅｃでレ
ーザ強度を変えて照射し、表−１に記載したような突起
を形成した。

【００２６】洗浄後、上記基板をスパッタリング装置に
入れ、真空排気後、約２２０℃に加熱し、５ｍＴｏｒｒ
のアルゴンガス雰囲気において、ＤＣスパッタリング法
によりＣｒ下地層を８００ｎｍ、続いてＣｏＣｒＴａ合
金磁性層を５０ｎｍの膜厚に成膜した。次に、基板を約
２２０℃に加熱した状態のままで、データ記録領域の磁
性層表面に、膜厚３ｎｍの薄膜を成膜する場合と同じス
パッタリング時間、アルミニウムをスパッタリングし、
突起を形成した。

【００２７】更に、基板全面にカーボン保護膜を２０ｎ
ｍの膜厚にスパッタ成膜した。その後、浸漬法にてフッ
素系液体潤滑剤（アウジモンド社製、商品名Ｚ−Ｄｏｌ
−２０００）を２ｎｍの厚さに塗布して、磁気記録媒体
を製造した。実施例２は、膜厚６ｎｍの薄膜を成膜する
場合と同じスパッタリング時間、アルミニウムをスパッ
タリングし、実施例３は、アルミニウムスパッタリング
時の基板温度を１８０℃とし、膜厚３ｎｍの薄膜を成膜
する場合と同じスパッタリング時間、アルミニウムをス
パッタリングし、突起を形成した。

【００２８】

【表１】

【００２９】これらの、磁気記録媒体の２万回ＣＳＳテ
スト後の静止摩擦係数とデータ記録領域での静止摩擦係
数の測定値を表−２に示す。ＣＳＳテスト及びデータ記
録領域での静止摩擦係数の測定は、磁気ヘッド浮上量５
０ｎｍ、荷重６ｇｆの薄膜ヘッド（スライダー材質Ａｌ
ＴｉＣ）を用いた。なお、データ記録領域の磁性層表面
に、アルミニウムの突起を形成しなかった場合を比較例
１として表−２に併せて記載する。

【００３０】

【表２】表−２ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− ＣＳＳ２万回後のデータ記録領域の摩擦係数摩擦係数 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 実施例１０．２４０．３２実施例２０．２４０．３４実施例３０．２８０．４０比較例１０．２４３．２５ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

【００３１】表−１及び表−２から、データ記録領域に
本発明のような島状の不連続突起を設けることにより、
静止摩擦係数が著しく小さくなることが分かる。通常、
静止摩擦係数の許容範囲としては、１．０以下とされて
いる。また、この実施例の磁気記録媒体の電磁気特性
を、浮上量５０ｎｍ、ギャップ長０．２４μｍ、ギャッ
プ幅５μｍの薄膜ヘッドで測定したところ、機械テキス
チャのバリとか深い傷に基づく好ましくない信号波形は
なく、良好な信号出力波形が得られた。

【００３２】

【発明の効果】磁性層のデータ記録領域の下側に、機械
的テキスチャ処理を施さないことにより、機械的テキス
チャによる出力変動、エラー等が発生することなく、し
かも、少なくともデータ記録領域の磁性層表面に突起を
設けることにより、データ記録領域での磁気ヘッドの吸
着防止を計ることができ、ドライブ組立上ないし不測の
制御エラー時のデータ記録領域での磁気ヘッドの吸着問
題を回避でき、生産、実用上非常に意義が大きい。

【００３３】また、データ記録領域の磁性層表面に形成
する突起は、長期のＣＳＳ耐久性を保証する形状は必要
でなく、単に磁気ヘッドの吸着を回避するに十分の粗さ
があれば良いので、製造管理が簡単である。また、非磁
性基板又は下地層の磁性層側表面のＣＳＳ領域は先端形
状及び高さが制御された突起を、その存在密度とともに
容易に制御して形成しているため、磁気ヘッド下面との
接触面積が少なくＣＳＳ時の摩擦が極端に小さく、ま
た、データ記録領域及びＣＳＳ領域間での磁気ヘッドの
シークを極めて滑らかに行うことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性基板上に、必要により下地層を介
して、磁性層を有する磁気記録媒体であって、非磁性基
板又は下地層の磁性層側表面の磁気ヘッドがＣＳＳ（コ
ンタクトスタートアンドストップ）を行う領域（ＣＳＳ
領域）に突起が形成されており、データ記録領域の磁性
層表面に該表面の０．１〜４０％を覆う状態で非磁性材
質の突起が形成されていることを特徴とする磁気記録媒
体。
【請求項２】データ記録領域の磁性層表面に形成され
ている突起の高さが４０ｎｍ以下である請求項１に記載
の磁気記録媒体。
【請求項３】非磁性基板又は下地層の磁性層側表面の
ＣＳＳ領域に、高さ１〜６０ｎｍであり、且つ、突起の
頂点から１ｎｍ下の高さにおける等高線で囲まれた図形
の面積の平均値が２μｍ²以下である突起が、１ｍｍ²
当たり１０²〜１０⁸個形成されている請求項１又は２
に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】非磁性基板又は下地層の磁性層側表面の
ＣＳＳ領域に形成されている突起が、その底部周辺に凹
部を有する形状である請求項１ないし３のいずれか１項
に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】非磁性基板又は下地層の磁性層側表面の
ＣＳＳ領域に形成されている突起の高さが、データ記録
領域に向かって減少している請求項１ないし４のいずれ
か１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】非磁性基板又は下地層の磁性層側表面の
ＣＳＳ領域に形成されている突起の密度が、データ記録
領域に向かって減少している請求項１ないし５のいずれ
か１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】非磁性基板又は下地層の磁性層側表面の
ＣＳＳ領域に形成されている突起が、エネルギービーム
照射により形成されたものである請求項１ないし６のい
ずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項８】データ記録領域の磁性層表面に形成され
ている突起が、スパッタリング法で形成されたものであ
る請求項１ないし７のいずれか１項に記載の磁気記録媒
体。
【請求項９】データ記録領域の磁性層表面に形成され
ている突起の上に保護膜を有する請求項１ないし８のい
ずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１０】データ記録領域の磁性層表面に形成さ
れている突起が、アルミニウム又はアルミニム合金から
なるものである請求項１ないし９のいずれか１項に記載
の磁気記録媒体。
【請求項１１】データ記録領域の磁性層表面に形成さ
れている突起が、硬質無機粒子を含む金属酸化物の膜か
らなるものである請求項１ないし９のいずれか１項に記
載の磁気記録媒体。