CN1208761C - 磁复制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明要提供这样一种磁复制方法，即在磁复制用主载体接触从载体的情况下进行磁复制的方法中，没有发生复制信号的信号遗漏等现象。在使磁复制用主载体紧贴着从载体地施加复制磁场的磁复制方法中，它使用了从复制用主载体上被复制到从载体上的伺服区域与不复制的区域在同一平面内的磁复制用主载体。

Description

磁复制方法
技术领域
本发明涉及对大容量的高密磁记录重放装置用磁记录载体进行记录信息磁复制的方法，尤其是涉及被用于对大容量的高密磁记录载体进行伺服信号、地址信号、其它常见的影像信号、声频信号、数据信号等记录的磁复制方法。
背景技术
随着数字图象利用的发展，用个人电脑等获取的信息量正在飞速增加。随着信息量的增加，人们需要记录信息的容量大、廉价且记录读取时间短的磁记录载体。
在硬盘等高密记录载体和ZIP(Iomega公司)等大容量的可擦式磁记录载体中，与软盘相比，信息记录区是由窄磁道构成的，磁头正确地扫描窄磁道宽度，为了按照高S/N比进行信号的记录和重放，必须利用跟踪伺服技术来进行正确的扫描。
因此，在象硬盘、可擦式磁记录载体这样的大容量磁记录载体中，对每块盘片设置了按照一定角间隔记录下跟踪用伺服信号和地址信息信号、重放时钟信号等的区域。通过按照一定间隔重放这些信号，一边确定并修正磁头位置，磁头一边正确地扫描磁道。执行在制造磁记录载体时预先在磁记录载体上记录下这些信号的且被称为预格式化的方法。
由于在跟踪用伺服信号和地址信息信号、重放时钟信号等的记录中要求正确的定位精度，所以，在磁记录载体被组装到驱动器中后，通过使用专用伺服记录装置而严格控制位置的磁头来进行预格式化记录。
不过，在磁头的伺服信号与地址信息信号、重放时钟信号的预格式化记录中，为了一边用专用伺服记录装置严格控制磁头位置并一边进行记录，要一个个、一条条磁道地记录制作，因此，预格式化记录需要很长时间。此外，随着磁记录密度的增大，应预格式化记录的信号量增加，所以需要更长的时间。因此，在磁记录载体的制造中，伺服信号等的预格式化记录工作所需的费用占制造成本的比例增大，所以，人们希望该工序降低成本。
另一方面，也有人提出了这样的磁复制方式，即不在每条磁道上记录预格式化信息地从主载体上把预格式化信息磁复制到从载体上。例如，在特开昭63-183623、特开平10-40544号公报及特开平10-269566号公报中介绍了复制技术。
根据特开昭63-183623号公报与特开平10-40544号公报所述的方法，作为磁复制用主载体在基板表面上形成了对应于信息信号的凸凹形状，在凸凹形状的至少凸起表面上形成有强磁性薄膜的磁复制用主载体的表面接触含有强磁性薄膜或强磁粉的组成物的涂布层所形成的片状或盘片状磁记录载体的表面，或者还施加交流偏磁场或直流磁场地对构成凸起表面的强磁性材料进行励磁，由此一来，在磁记录载体上记录下对应于凸凹形状的磁化图形。
这种方法是这样的复制方法，即在使磁复制用主载体的凸起表面接触应预格式化的磁记录载体即从载体的同时，对构成凸起的强励磁性材料进行励磁，由此一来，在从载体上形成了所定的预格式化信息的记录，其特点是，能够不改变磁复制用主载体与从载体之间的相对位置地稳定地进行记录并且可以进行正确的预格式化记录，而且记录所需的时间也极短。
此外，由于磁复制方法是在磁复制用主载体与从载体都静止的状态下使其接触地进行复制的方式，所以，伺服信号记录工序中的磁复制用主载体和从载体一起很少发生破损，从而它是预期有高耐久性的方式。
但是，在磁复制方法中，在磁复制用主载体与从载体接触后，在反复进行施加磁场地进行磁复制的过程中，存在着复制信号的信号遗漏的场合并且记录在伺服区内的信号无法担负起伺服信号的作用，事实上，存在着它不能被用作磁记录载体的问题。
因此，对信号遗漏进行分析的结果表明，磁复制用原材料与从载体之间的接触不充分是信号遗漏的原因。
发明内容 
鉴于上述原因，本发明的目的是一种磁复制方法，即在从磁复制用主载体到从载体的磁复制中，为了将制成的从载体用作大容量的磁记录载体，在不可缺少的在从载体上形成伺服区的工序中，可以不会产生信号部分遗漏等现象地对从载体进行正确的伺服信号复制。
为实现上述目的，本发明采用以下所述技术方案：能够通过这样一种使磁复制用主载体紧贴着从载体地施加复制磁场的磁复制方法来解决本发明的问题，即它使用了从复制用主载体上被复制到从载体上的伺服区域与不复制的区域在同一平面内的磁复制用主载体。
此外，所述磁复制方法是这样的方法，即磁复制用主载体的数据区的表面平均粗糙度(Ra)为0.1nm以上到5nm以下。
上述磁复制方法是这样的方法，即在数据区内有沟槽。
通过采用本发明的磁复制用主载体的磁复制方法，能够在硬盘、大容量的可擦式盘片载体、大容量的柔软载体等盘片状载体上时间短、生产性优良地进行没有导致复制遗漏等质量下降地稳定了跟踪用伺服信号、地址信息信号、重放时钟信号等的预格式化记录的磁复制。
附图说明
图1是本发明磁复制方法所用的磁复制主载体的图。
图2是本发明磁复制方法所用的磁复制主载体的另一个例子的图。
图3是本发明磁复制方法所用的磁复制主载体的另一个例子的平面图。
其中附图标号表示为：
1-磁复制用主载体；2-伺服区；3-数据区；4-粗糙面；5-从载体；6-放射状沟槽；7-同心圆形沟槽；8-配合槽；
具体实施方式
本发明的磁复制方法是这样的方法，当磁复制用主载体与从载体紧密接触的地施加复制磁场并且伺服信号从磁复制用主载体被复制到从载体上时，防止了因接触不良引起的伺服信号遗漏等。
以下，参见附图来说明本发明。
图1是本发明磁复制方法所用的磁复制用主载体的视图，图1(A)是平面图，图1(B)是局剖视图，图1(C)是说明使磁复制用主载体与从载体紧密接触状态的截面图。
记录磁复制用主载体1的伺服信号的伺服区2有规则地设置在磁记录载体面上，伺服区一般相对磁记录载体的整个面积占到了10％以下的面积。当进行信号复制以便在从载体上形成伺服区时，如果磁复制用主载体的伺服区紧贴着从载体面，则没有必要使数据区紧贴着从载体。
因而，数据区可以成凹状或凸状，磁复制用主载体的数据区3占磁复制用主载体面积的90％以上。因此，数据区成凸状，即通过使数据区在伺服信号磁复制时接触从载体面，从而分散了在使磁复制用主载体与从载体紧密接触时作用的力，由此提高了磁复制用主载体的伺服区的磁性层的耐久性。
不过，尽管在数据区成凸状且伺服区同平面的情况下能够提高磁复制用主载体的数据区的耐久性，但在磁复制后，在成型于从载体上的伺服信号中出现了信号遗漏，存在着复制质量有问题的现象。
在检讨发生这样问题的原因时，我们发现，当磁复制用主载体的数据区成凸状且从载体同平面时，由于磁复制主载体与从载体的接触面积增大，所以，在磁复制用主载体与从载体之间出现了残留空气，两者的紧贴程度在局部降低，伺服信号区的紧贴程度也受到了影响，结果，造成了复制信号的信号遗漏的发生。另外，在没有出现空气残留的区域内，由于磁复制用主载体与从载体大面积接触，所以吸附力增大，在磁复制结束后，必须需要用很大的力把从载体剥离磁复制用主载体。
因而，与两者接触面大有关系，为了能够让空气顺利地出入，如在图1(B)中画出的磁复制用主载体局部截面那样，在数据区3的表面上形成表面粗糙的大粗糙面4，从而如图1(C)所示，在磁复制用主载体接触从载体5的场合下，降低从载体区的紧贴程度地并且不在两者之间发生空气残留地轻松地将两者剥离开。
在表面平均粗糙度(Ra)为0.2nm以上到5nm以下时，磁复制用主载体的数据区的表面粗糙度能够降低两者间的吸附力。此外，当Ra不到0.2nm时，吸附力增强，不能轻松地剥离从载体。而当超过5nm时，磁复制用主载体与从载体之间的距离过度增大，存在着发生伺服信号复制不良的情况。
图2是说明本发明磁复制方法所用的磁复制用主载体的另一个例子的视图，图2(A)是平面图，图2(B)是局剖视图。
图2所示的磁复制用主载体1是这样的，数据区3与伺服区2是同一个平面，在数据区的表面粗糙度取预定值的同时，在数据区3上开设了放射状沟槽6。通过形成沟槽，能够大幅度改善空气残留状况。另外，沟槽深度最好为50nm-800nm，沟槽宽度最好为10μm-100μm。
图3是说明本发明磁复制方法所用的磁复制用主载体的另一个例子的视图。
在图3(A)中，记录有磁复制用主载体的伺服信号的伺服区2与数据区3成型于同一个平面内，在数据区的表面粗糙度取预定值的同时，在数据磁复制用主载体的数据信号区内形成了同心圆状沟槽7，由此一来，在占磁复制用主载体面积的90％以上的数据信号区内，能够通过在接触时排出空气来防止空气残留的形成。
此外，如图3(B)所示，除了同心圆状沟槽7外，还设置了与同心圆状沟槽配合的配合槽8，由此一来，能够更顺利地在接触时排出空气。
本发明的磁复制用主载体能够采用这样的制作方法，即在基板上通过光刻法形成所述主载体的金属表面光刻法、在制作CD-ROM制造用冲压模时所用的方法即在通过激光器照射而形成图形上电铸上基板材料的方法。
在用金属表面光刻法制造的场合下，以硅、石英、玻璃、铝、合成树脂等的非磁性表面具有理想粗糙度的材料为基板地，能够通过在其上形成磁性层进行制作。基板的表面粗糙度调整能够通过使用研磨材料的研磨、利用氟氢酸等化学剂的处理等来进行。
具体地说，在基板上涂布光刻胶并且掩模曝光与通过磁复制形成的图形吻合的光刻胶图形，或者直接精细描绘出图形。
在掩模曝光的场合下，通过反应蚀刻或采用氩等离子体等的物理蚀刻或采用蚀刻液的化学蚀刻，在基板上形成了图形。
接着，通过溅射法将底层制成预定厚度的膜后，形成磁性材料膜地形成了磁性层。
随后，通过取下而除去光刻胶。此外，也可以利用金属表面光刻法只形成在磁复制时接触从载体的凸形磁性层。
在形成磁性层之前，最好在基板上形成非磁性底层以便形成所需的磁异向性，并且必须使结晶结构与晶格常数与磁性层一致。
能够将Cr、CrTi、CoCr、CrTa、CrMo、NiAl、Ru等用作非磁性底层。而非磁性底层的厚度最好为200nm以上且1000nm以下并最佳地为300nm以上且700nm以下。
另外，磁性层的优选厚度为50nm以上且800nm以下并最好为100nm以上且500nm以下。
具体地说，作为磁性层地，能够采用Co、Co合金(CoNi、CoNiZr、CoNbTaZr等)、Fe、Fe合金(FeCo、FeCoNi、FeNiMo、FeAlSi、FeAl、FeTaN)、Ni、Ni合金(NiFe)，其中优选FeCo、FeCoNi。
此外，最好在磁性层上设置类金刚石碳(DLC)等硬质碳素护膜，也可以在硬质碳素护膜上设置润滑剂层。
作为护膜，最好是5nm-30nm的类金刚石碳膜并最好设有润滑剂。
润滑剂承担了防止当在磁复制用主载体与从载体紧密接触时产生于接触过程中的错移时的摩擦损伤的作用。
此外，磁复制用主载体与CD-ROM制造用压模的制作一样地能够通过以下方式制成。
在表面粗糙度为预定值的石英、玻璃等圆板状基板上涂布光刻胶，在预焙光刻胶层上，一边使基板转动，一边对应于伺服信号地照射调制激光，在圆板整个面上的光刻胶上，在每个磁道中，在对应于圆周上的各伺服信号的部分上对相当于沿半径方向从转动中心起成放射状延伸的伺服信号的图形进行曝光显影，随后进行烘焙处理。
在形成沟槽的场合下，与伺服信号一样地用激光照射部分沟槽，从而能够形成伺服区和沟槽的图形。
在形成了理想图形的基板上，通过化学镀覆形成薄薄的镀银层，以镀银层为其中一个电极地在镀银层上电铸上镍，从基板上剥下镍层地制作出具有应形成的图形的金属盘片。
接着，在具有对应于信号的图形的金属盘片上，通过真空成膜技术形成磁性层。磁性层的形成能够通过真空镀覆法、溅射法、离子镀覆法等真空成膜技术来进行，尤其是最好采用溅射法来进行。
接着，也可以在磁性层上通过溅射等方式形成类金刚石碳等碳膜。
也可以以通过镍电铸形成的金属盘片为铸模地再次电铸镍并且以所获得的镍盘片为磁复制用主载体地形成磁性层。根据这样的方法，将在一次图形制作工序中获得的金属盘片制成母模并且可以形成多片磁复制用主载体。
此外，作为本发明磁复制方法所用的从载体，也能够使用采用刚性基体的硬盘用磁记录载体、采用挠性材料基体的软盘用磁记录载体，也能够使用强磁性金属颗粒分散在粘接剂中的涂布型磁记录载体或在基板上形成强磁性金属薄膜的金属薄膜型磁记录载体。
确切地说，作为涂布型磁记录载体地例举出是Zip(Iomega公司)用记录载体的Zip100、Zip250或被称为HiFD的高密软盘等磁记录载体。
至于金属薄膜型磁记录载体，能够将Co、Co合金(CoPtCr、CoCr、CoPtCrTa、CoPtCrNbTa、CoCrB、CoNi等)、Fe、Fe合金(FeCo、FePt、FeCoNi)用作磁性材料。最好是磁力线密度大并且与磁复制用主载体的磁性层同方向，即具有面内方向(如果是面内记录的话)的和垂直的垂直方向的磁异向性，以便进行清楚的复制。
此外，在磁性层的底部上即在基板侧上，最好设置非磁性底层以便形成必要的磁异向性，最好使结晶构造与结晶常数与磁性层一致。
实施例
以下，表示出实施例及对比例地说明本发明。
实施例1
在由表面粗糙度Ra为0.2nm的合成石英制成的3.7型圆板上旋涂上光刻胶，随后预烘焙。经过预烘焙的光刻胶厚200nm。一边使形成光刻胶的圆板转动，一边对应于伺服信号地照射调制激光，在圆板面的光刻胶上，在对应于圆周上的各伺服信号的部分上对相当于各磁道的从转动中心起沿半径方向成放射状延伸的伺服信号的图形进行曝光，并用碱显像液显像。
在这里，所形成的图形以10度为间隔地在0.3度区域内以从中心到沿半径方向20mm-40mm的位置的5微米宽的等间隔成放射状。在数据区上，在半径为20mm的位置上形成了放射状的100微米宽的沟槽。
光刻胶表面被洗净后，进行烘焙地制作出原盘。接着，在进行了化学镀银后，以镀银层为电极地电铸出300微米厚的镍层并从原盘上剥下镍层地制作出金属盘片，以这样的盘片为磁复制用主载体。
在25℃下，通过溅射在金属盘片上形成了软磁层FeCo层(原子比50∶50)。溅射压力为1.5×10-4帕(1.08mTorr)。使用电功率为2.80W/cm2。
接着，作为从载体地使用可在市场上买到的Zip250用涂布型磁记录载体(富士胶卷制)。从载体的保磁力Hc为199kA/m(2500Oe)。
最大磁场强度成为398kA/m(5000Oe：副Hc的两倍)地使用电磁铁装置，进行从载体的初期直流磁化，接着，使经过初期直流磁化的从载体与磁复制用主载体紧密接触，用电磁铁装置施加199kA/m(2500Oe)的磁场，由此进行磁复制。
通过以下方法对所获得的从载体进行评估并进行磁复制信息的评估，其结果列于表1中。
实施例2
除了使用表面粗糙度为2.0nm的基材外，与实施例1一样地制作磁复制用主载体并且与实施例1一样地进行评估，其结果列于表1中。
实施例3
除了使用表面粗糙度为4.6nm的基材外，与实施例1一样地制作磁复制用主载体并且与实施例1一样地进行评估，其结果列于表1中。
实施例4
除了不设置沟槽外，与实施例1一样地制作磁复制用主载体并且与实施例1一样地进行评估，其结果列于表1中。
实施例5
除了使用表面粗糙度为0.1nm的基材外，与实施例1一样地制作磁复制用主载体并且与实施例1一样地进行评估，其结果列于表1中。
对比例1
除了使用表面粗糙度为0.8nm的基材并且以按照实施例4所述方法制成的金属板为铸模地再次电铸镍并将其制成磁复制用主载体的基板外，与实施例1一样地制作磁复制用主载体并且与实施例1一样地进行评估，其结果列于表1中。
对比例2
除了使用表面粗糙度为7.6nm的基材并且以按照实施例4所述方法制成的金属板为铸模地再次电铸镍并将其制成磁复制用主载体的基板外，与实施例1一样地制作磁复制用主载体并且与实施例1一样地进行评估，其结果列于表1中。
(评估方法)
·表面粗糙度Ra
通过光干涉式表面粗糙度计(WYKO公司制的HD2000型)，采用了物镜：×50、中间透镜：×0.5并测量242μm×184μm的范围。
·耐久性测定
当磁复制用主载体与从载体之间的接触压力为490千帕(5kg/cm2)并且反复进行1000次接触分离时，用微分干涉型显微镜并以480倍放大率在50视野内随机观测磁复制用主载体表面。在50视野内，如果磁性层的磨损或龟裂处不到5个，认为是良好，达到5个以上，被认为是不良。
·空气残留评估法
至于在耐久性评估时制成的从载体，将磁性显像液(Sigma Hi-chemical
公司制的Sigmaker Q)稀释10倍，将其滴在从载体上并烘干、显像，评估如此形成的磁复制信号端的变动量。在100视野内，用微分干涉型显微镜并以50倍的放大率观察伺服区，信号遗漏两处以上的，被认为是不良的。
·拉伸力评估
测量进行磁复制用主载体与从载体的剥离时的拉伸力。
在测定中，在从载体上安装中心芯，在磁复制后，从中心芯上部起垂直上拉。用弹簧秤测量上拉时的力。如果拉伸力超过4.75牛顿(480gf)，在认为是不良的。
·信号质量评估
通过电磁转换特性测量装置(协同电子制：SS-60)来进行从载体磁复制信号的信号失真的评估。在磁头中使用了磁头间隙为0.23微米、磁道宽为3.0微米的感应磁头，测定重放信号(TAA)，如果获得0.85毫伏的重放输出电压，则认为是良好的。
表1
  有无沟槽     表面平均粗糙度(nm) 耐久性(个) 空气残留(个) 拉伸力(N)   信号质量(mV)
实施例1   有     0.8  2良好 0良好 3.2良好 0.92良好
实施例2   有     2.0  4良好 0良好 2.8良好 0.87良好
实施例3   有     4.6  3良好 0良好 1.6良好 0.88良好
实施例4   无     0.8  4良好 3不良 5.6良好 0.87良好
实施例5   有     0.1  4良好 1良好 7.3不良 0.87良好
对比例1   无     0.8  63不良 0良好 1.3良好 0.89良好
对比例2   无     7.6  62不良 0良好 0.6良好 0.74不良

Claims (3)

1.一种使磁复制用主载体紧贴着从载体地施加复制磁场的磁复制方法，其特征在于：它使用了从复制用主载体上被复制到从载体上的伺服区域与不复制的区域在同一平面内的磁复制用主载体。
2.如权利要求1所述的磁复制方法，其特征在于：磁复制用主载体的数据区的表面平均粗糙度为0.1nm以上到5nm以下。
3.如权利要求1或2所述的磁复制方法，其特征在于：在数据区内有沟槽。
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