CN1209748C - 磁复制方法 - Google Patents

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Abstract

在使承载信息信号的主载体与从载体接触地施加磁复制磁场地进行磁复制的磁复制方法中，缩小由主载体与从载体之间的附着物引起的接触不良造成的信号遗漏区地提高信号质量。在使承载信息信号的主载体3与从载体2紧密接触地施加磁复制磁场地进行磁复制的磁复制方法中，在接触主载体3的从载体2的背面上，在按压支承件5的按压面5a之间设置了具有在施加接触压力时随着从载体2的表面形状变形的且在从主载体3上剥离从载体2时恢复到施加压力前的表面性能的弹性特性的材料。

Description

磁复制方法
技术领域
本发明涉及从承载信息的主载体向从载体进行磁复制的磁复制方法。
背景技术
磁复制方法是在使主载体紧密接触从载体的状态下施加磁复制磁场地进行对应于主载体所承载信息(如伺服信号)的磁性图形复制的方法。至于这种磁复制方法，如特开昭63-183623、特开平10-40544号公报及特开平10-269566号等公报已被公开了。
但是，当采用上述磁复制方法进行磁复制时，主载体与从载体之间存在附着物。当在附着物附近因主载体与从载体之间产生空间而存在接触不良时，产生了不能进行磁复制的区域。发生了不能进行磁复制与复制在从载体上的磁信息遗漏，因而降低了信号质量，在所记录的信号是伺服信号时，不能充分获得跟踪功能，因而存在着不可靠的问题。
具体地说，如图3中所示的，在磁复制时，使主载体3的信息承载面与从载体2的磁记录面紧密接触，在通过按压支承件5压接从载体2背面的状态下，通过未示出的磁场发生器施加复制磁场，由此磁复制记录下伺服信号信息。不过，如果在上述主载体3或从载体2的表面上附着有附着物P(颗粒)，则当在主载体3与从载体2之间施加接触压力时，由于按压支承件5的按压面5a是刚性体并且是平坦的，所以，在附着物P周围，在主载体3与从载体2之间产生了间隙，在因接触不良产生的以附着物P为中心的圆形信号遗漏区D内，不能对从载体2进行对应于由主载体3表面的磁性体形成的微细凹凸图形的磁图形复制，从而发生了复制不良、信号遗漏。尤其是，上述信号遗漏区D与附着物P大小(直径d)之比变得范围很广。事实表明，上述附着物P主要是由于在从载体2制造过程中发生的粉尘、尘埃附着在从载体表面上而引起的。
发明内容
鉴于这样的问题而制定了本发明，本发明的目的是提供一种缩小与磁复制有关的信号遗漏区并提高信号质量的磁复制方法。
为实现上述目的，本发明采用以下所述技术方案：本发明的磁复制方法是这样的，使所述从载体的磁记录面与主载体的信息承载面接触；在从载体的背面上，从载体背面与按压支承件的按压面之间设置具有在施加接触压力时随着从载体表面形状变形的且在从主载体上剥离从载体时恢复到施加压力前的具有表面弹性特性的材料。
所述具有弹性特性的材料的杨氏模量为5.0×10-5Pa以上且小于3.0×1010Pa。磁复制时施加到按压支承件按压面上的压强最好为9.8×10-5Pa以上且小于4.9×10-3Pa。所述具有弹性特性的材料的厚度为0.1毫米以上且小于6毫米。
此外，上述磁复制方法最好是这样的，即首先在磁迹方向上对从载体进行直流磁化，使从载体的磁记录面与主载体上形成的覆盖在对应于复制信息的微细凹凸图形的磁性层接触，再在从载体的磁迹方向上施加与初始直流磁化方向相反的磁复制磁场，从而进行磁复制。所述信息最好是伺服信号。
根据如上所述的本发明，当使承载信息信号的主载体与从载体接触后施加磁复制磁场进行磁复制时，在把从载体压在主载体上，并在按压支承件的按压面与从载体之间设置了具有在施加接触压力时随着从载体表面形状变形的且在从主载体上剥离从载体时恢复到施加压力前的具有表面弹性特性的材料，由此一来，具有弹性特性的材料在施加压力时变形为附着物的形状，从而能够缩小在附着物周围的主载体与从载体之间间隙的形成范围，从而能够缩小信号抽出发生的范围，提高复制信号质量。
具有所述弹性特性的材料的杨氏模量为5.0×10-5Pa以上且小于3.0×1010Pa，如果不到5.0×10-5Pa，则具有弹性特性的材料相对附着物变形，在除去负荷后无法使弹性特性材料的表面恢复，从而主载体和从载体以后就不能完全紧贴在一起。此外，如果杨氏模量超过3.0×1010Pa，则具有弹性特性的材料无法顺应附着物形状地变形，在附着物周围产生了空间。而且，从从载体的表面性能和主载体的耐久性能方面出发，也优选上述范围。
磁复制时，施加到按压支承件按压面上的压强最好为9.8×10-5Pa以上且小于4.9×10-3Pa。另外，具有所述弹性特性的材料的厚度最好为0.1毫米以上且小于6毫米。由此一来，能确保更好的磁复制特性。
附图说明
图1为本发明一个实施例的磁复制方法的附着物局部图。
图2为本发明实施例的磁复制方法的基本过程。
图3为对比实施例的磁复制方法的附着物局部图。
其中附图标号说明：
2--从载体；3--主载体；4--弹性件(具有弹性特性的材料)；5--按压支承件；5a--按压面；31--基板；32--磁性层。
具体实施方式
以下，详细说明本发明的实施例。图1表示本发明一个实施例的磁复制方法的复制状态。图2表示本发明实施例的磁复制方法的基本情况，(a)是单向施加磁场对从载体进行初始直流磁化的过程，(b)表示使主载体与从载体接触反向施加磁场的过程，(c)表示磁复制后的状态。各图是示意图，它按照图示厚度等与实际尺寸不同的比例来表示部件。
图1中，在磁复制时，使从载体2的磁记录面接触主载体3的信息承载面，在从载体2的背面，从载体2的背面与按压支承件5的按压面5a之间设置了由具有弹性特性的材料构成的弹性件4并施加接触压力，在主载体3与从载体2相互接触的状态下，通过未示出的磁场发生器施加复制磁场的磁复制记录伺服信号等。
弹性件材料4的杨氏模量为5.0×10-5Pa以上且小于3.0×1010Pa。所述材料具有在施加接触压力时随着从载体2的表面形状而变形并且在从主载体3上剥离从载体2时恢复到施加压力前的表面性能的特性。
此外，磁复制时施加到按压支承件按压面上的压强为9.8×10-5Pa(5.0kgf/cm2)以上且小于4.9×10-3Pa(0.1kgf/cm2)。为确保主载体3与从载体2紧密接触，提高作用在两者上的施加压力是有效的。如果施加到按压支承件按压面上的压强不到9.8×10-5Pa，则不能确保充分的紧密接触性，在很多地方发生了信号遗漏。尽管因提高压力而显著减少了信号遗漏，但如果施加超过4.9×10-3Pa的压强，则主载体3本身破损，或者从载体2因在主载体3与从载体2之间的附着物而塑性变形。
所述弹性特性件4的厚度为0.1毫米以上且小于6毫米。如果这个厚度不到0.1毫米，则不能吸收由附着物引起的变形，因此发生了信号遗漏。如果厚度超过6毫米，则弹性件4在施加压力时完全变形，恐怕会发生弹性件因这种变形而无法位于从载体上等不希望的变形。
因此，在附着物P(颗粒)附着在主载体3或从载体2的表面上的场合下，如图1所示，当在主载体3与从载体之间施加接触压力时，弹性件4按压从载体2的按压面变形成附着物P的形状，使从载体2顺着附着物P的形状而受压变形，从而能够缩小在附着物P周围的主载体3与从载体2之间的间隙范围，使在附着物P周围的主载体3与从载体2之间的接触不良引起的以附着物P为中心的信号遗漏区D缩小，从而能够提高复制信号的质量。信号遗漏区D相对附着物P直径d缩小了。
作为弹性件4的具体材料，能够使用硅胶、聚亚胺酯橡胶、氟化胶、聚丁橡胶、特氟龙橡胶、氟化橡胶等普通橡胶。
作为橡胶的硬度，能够采用10-100的硬度范围，最好是40-80。杨氏模量最好为5.0×10-5Pa以上且小于3.0×1010Pa，更好地为8.0×10-5Pa以上且小于4.1×104Pa，最佳地为1.2×10-4Pa以上且小于5.1×102Pa。
弹性件4接触从载体2接触面的形状为与主载体3平行的平面形状，或者在从载体2处形成凸形。优选圆弧形为凸形，但也可以是所谓的圆锥形。在成圆弧形或圆锥形的场合下，中心与边缘的高度差(凸起高度)与弹性件4的直径相比最好小于5％。
此外，加压机构的压力可以完全作用在弹性件4与从载体2相反的整个背面上，也可以在局部上设置足以能吸收弹性件4变形的间隙。例如，通过除中心位置附近外都受压地设置在弹性件4背面上的按压支承件5的按压面5a，从而弹性件4的中心附近的变形(凸起)发生在不接触按压面5a的部分上，从而能够防止应力集中在从载体2的中心部上。
磁复制方法的概况是这样的。首先，如图2(a)所示，在磁迹方向的一个方向上对从载体2施加初期磁场Hin，进行预直流磁化(直流消磁)。随后，如图2(b)所示地，使从载体2的磁复制面与在主载体3的基板31的微细凹凸图形上覆盖的磁性层32的信息承载面紧密接触，与所述初期磁场Hin相反地在从载体2的磁迹方向上施加复制磁场Hdu。结果，如图2(c)所示，在从载体2的磁复制面(磁道)上，磁复制记录下对应于由主载体3的信息承载面的磁性层32的接触凸起与凹部空间构成的图形的信息。至于这样的磁复制方法的细节，例如，参见特愿平11-117800号所述的内容。
当上述主载体3的基板31的凹凸图形是图2的凸图形与相反凹凸形状的凹图形时，通过使初期磁场Hin的方向及复制磁场Hdu的方向与上述情况相反，也能够磁复制记录下同样的信息。
在基板31是镍等强磁性体的情况下，只用基板31就可以进行磁复制，而不用涂覆磁性层32(软磁层)，但也可以通过设置复制特性良好的磁性层32来进行更好的磁复制。当基板31是非磁性体时，必须设置磁性层32。
当在由强磁性金属构成的基板31上覆盖磁性层32时，为了中断基板31的磁性影响，所以，最好在基板31与磁性层32之间设置非磁性层。此外，在最上层覆盖类金刚石碳(DLC)等保护膜，通过保护膜提高接触耐久性，从而可以进行多次磁复制。在DLC保护膜的下层上，可以通过溅射等方式形成硅膜。
当在从载体2的两面上进行磁复制时，通过不同的工序在每一面上进行磁复制。
接着，说明主载体3的制作。作为主载体3的基板31使用了镍、硅、石英、玻璃、铝、合成树脂等。凹凸图形的形成是通过冲压法、金属表面光刻法等进行的。
在冲压法中，在表面光滑的玻璃板(或石英板)上通过旋涂等方式形成光刻胶，一边使玻璃板转动，一边对应于伺服信号的照射调制激光(或电子束)。在整个光刻胶上，在对应于圆周上各结构的部分上对预定图形例如相当于在各磁道上从转动中心起沿半径成直线延伸的伺服信号的图形进行曝光，随后，对光刻胶进行显影处理，除去曝光部分并获得具有由光刻胶形成的凹凸形状的原盘。接着，在原盘表面的凹凸图形下，在该表面上进行镀覆(电铸)，制作出具有凸状凹凸图形的镍基板并与原盘剥离。仍然以基板为主载体，或者如果需要的话，则凹凸图形上涂覆非磁性层、软磁层、保护膜，从而形成主载体。
此外，对原盘进行镀覆制作出第二原盘，用第二原盘进行镀覆，制作出具有凹状凹凸图形的基板。接着，在第二原盘上进行镀覆或压射树脂液进行硬化，从而制成第三原盘，在第三原盘上进行镀覆，由此制成了具有凸状凹凸图形的基板。
另一方面，当在玻璃板上形成由光刻胶构成的图形后，蚀刻玻璃板，在其上形成了孔，除去光刻胶后，获得了原盘，随后，与上述一样地形成了基板。
作为金属基板的材料，能够使用镍或镍合金。包括无电解镀覆、电铸、溅射、离子电镀在内的各种金属成膜法都适用于制作基板的镀覆。基板的凹凸图形的深浅(凸起高度)最好为80nm-800nm并优选为150m-600nm。在凹凸图形是伺服信号的场合下，半径方向增长地形成所述图形。例如，半径方向上的长度为0.3μm-20μm，圆周方向上的长度最好为0.2μm-5μm，在这个范围内，半径方向长的图形最好被选用作承载伺服信号信息的图形。
所述磁性层(软磁层)是通过真空蒸镀磁性材料的方法、溅射方法、离子电镀法等真空成膜方式、镀覆法等而形成的。作为磁性层的磁性材料地，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。磁性层厚度最好为50nm-500nm并优选为150m-400nm。至于作为底层地设置在磁性层下层上的非磁性层材料，使用Cr、CrTi、CoCr、CrTa、CrMo、NiAl、Ru、C、Ti、Al、Mo、W、Ta、Nb等。非磁性层能够抑制基板是强磁体导致的信号质量降低。
此外，最好在磁性层上设置DLC等保护膜，也可以设置润滑剂层。作为护膜，最好是5nm-30nm的DLC膜，如果有润滑剂，则更好。此外，在磁性层与保护膜之间设置了硅等附着强化层。润滑剂改善了在补正产生于接触从载体过程中的错移时的摩擦损伤等的耐久性恶化。
用所述原盘制作树脂基板，在其面上设置了磁性层制成了主载体。作为树脂基板的树脂材料，可以使用聚碳酸酯·聚甲基丙烯酸酯等的丙烯基树脂、聚氯乙烯·氯乙烯共聚体等的氯化乙烯树脂、环氧树脂、非晶态聚烯烃及聚酯等。从耐湿性、尺寸稳定性及价格等方面考虑，优选聚碳酸酯。当在成品中存在飞边时，通过辊光或抛光除去飞边。树脂基板的图形凸起高度最好为50nm-1000nm并优选为200nm-500nm。
在树脂基板的表面的微细图形上涂覆磁性层获得了主载体。磁性层是通过真空镀覆磁性材料的方法、溅射法、离子电镀法等真空成膜方式、镀覆法等形成的。
另一方面，在金属表面光刻法中，例如在平板状基板的光滑表面上涂布光刻胶，利用对应于伺服信号图形的光掩模来曝光和显影，从而形成对应于信息的图形。接着，通过蚀刻步骤，对应于图形进行基板蚀刻，从而形成了相当于磁性层厚度的孔。接着，通过磁性材料真空蒸镀法、溅射法、离子电镀法等真空成膜方式或镀覆法，在基板表面上形成其厚度对应于孔的磁性膜。随后，用吹离(liftoff)方法除去光刻胶，研磨表面，在有飞边的时候，除去飞边，并且使表面光滑。
接着，描述从载体2。作为从载体使用了涂布型磁记录载体或金属薄膜型磁记录载体。涂布型磁记录载体例如是高密软盘等市场销售的载体。在金属薄膜型磁记录载体中，首先能够将Co、Co合金(CoPtCr、CoCr、CoPtCrTa、CoPtCrNbTa、CoCrB、CoNi等)、Fe、Fe合金(FeCo、FePt、FeCoNi)用作磁性材料。这些材料的磁力线密度大并且具有与主载体同方向(面内记录时的面内方面，垂直的垂直方向)的磁异向性，因此优选用于进行清楚的复制。而且，最好设置非磁性的底层，以便在磁性材料下方(支承体侧)获得必要的磁性异向性。结晶结构和晶格常数必须与磁性层匹配。为此，使用了Cr、CrTi、CoCr、CrTa、CrMo、Ru、NiAl等。
以下，表示出本发明的磁复制方法的实施例1-8与对比例1、2并且在表1中列出了其特性评估结果。
实施例1-8
实施例1的磁复制方法作为主载体使用了涂布型载体的商业高密软盘(Zip250)并且最大磁场强度为398kA/m(5000Oe：从载体Hc的两倍)地使用电磁铁装置来进行初期磁化(直流消磁)。利用如表1所示的由具有在各实施例中不同的杨氏模量及厚度的橡胶材料构成的弹性件使从载体与主载体紧密接触，在这个状态下，使用电磁铁装置并与初期磁场相反地施加199kA/m(2500Oe)，从而进行磁复制。如表1所示，按照在实施例中改变了施加压力。
通过冲压法制造出主载体。在具有凹凸图形的镍基板上，在25℃下形成了200nm厚的FeCo30at％软磁性层。所形成的图形中，在从圆盘中心开始沿半径方向有20毫米-40毫米的位置上，设置了宽5微米的等间隔放射线，线间隔在半径方向20毫米的最内圈位置上等于1.2微米。磁性层的成型使用了直流溅射法，制作温度为25℃，溅射氩气压力为1.5×10-4帕(1.08mTorr)，使用电功率为2.80W/cm2。
对比例1、2
对比例1、2的磁复制法使用了与实施例1-8一样的从载体及主载体，在对比例1中，弹性件的杨氏模量小，施加应力与厚度与实施例1一样。在对比例2中，弹性件的杨氏模量大，施加应力与厚度与实施例4一样。
在表1中，信号遗漏即紧密接触性的评估方法是这样的，把经过磁复制的从载体的磁显影液(シグマハイケミカル公司的シグマ-カQ)稀释10倍，将其滴在从载体上并烘干、显影，评估如此形成的磁复制信号端的变动量。在10视野内，用微分干涉型显微镜并以50倍放大倍率随机观察伺服信号部，观察存在于从载体上的信号遗漏。根据存在于各信号遗漏部上的附着物直径d与信号遗漏部直径D，计算出信号遗漏部的扩散率Drel(＝100×(D-d)/d)。如果平均Drel是不到10％的良好值，则标为○，如果是10％-20％的允许值，则标为△，如果是超过20％的不允许值，则标为X。
从载体表面性能评估是这样的，测定磁复制前的从载体表面粗糙度Ra(Ra1)。在各实施例和对比例的条件下，用相同的主载体与从载体反复1000次地进行接触、剥离，测定接触剥离后的从载体表面粗糙度Ra(Ra2)，计算出增加率Rin(＝100×(Ra2-Ra1)/Ra1)。如果Rin是小于2％的良好值，则标为○，如果是3％-5％的允许值，则标为△，如果是超过6％的不允许值，则标为X。
主载体耐久性的评估是这样的，在各实施例和对比例的条件下，在反复1000次地进行完接触剥离后，在50视野内，用微分干涉型显微镜并在480倍的放大倍率下随机观察主载体表面。在50视野中，磁性层磨损、龟裂部位如果是两处以下的良好值，则标为○，如果是3处以上的不允许值，则标为X。
如表1的结果所示，在弹性件的杨氏模量、厚度及施加压力在适用范围内的实施例1-8中，信号遗漏评估是○或△，复制在从载体上的信号质量良好。而从载体表面性能的评估也是良好的，除了施加压力高的实施例6外，主载体耐久性能也有良好的结果。尤其是，在实施例1-4中，获得了良好的结果。
相反地，在弹性件的杨氏模量过小的对比例1中，与厚度、压力相同的实施例1相比，出现了信号遗漏增大的不允许结果。从载体的表面粗糙度也略微变差。在弹性件的杨氏模量过大的对比例2中，与厚度、压力相同的实施例4相比，出现了信号遗漏增大的不允许结果，从载体的表面粗糙度也变差。
表1
实验材料 杨氏模量(Pa) 施加压力(Pa)   厚度(mm)   信号遗漏Drel  ％   表面性能Rin(％)   耐久性(处)
实施例1   6.0×10-5   1.0×10-4   5.7  3(○)  2(○)  0(○)
实施例2   1.2×10-0   2.3×10-4   3.1  6(○)  1(○)  0(○)
实施例3   4.8×10+5   3.9×10-3   2.0  7(○)  2(○)  0(○)
实施例4   2.9×10+10   4.6×10-3   0.5  9(○)  2(○)  1(○)
实施例5   4.8×10+5   6.2×10-4   2.0  13(△)  2(○)  0(○)
实施例6   4.8×10+5   5.1×10-3   2.0  6(○)  4(△)  4(×)
事实例7   4.8×10+5   3.9×10-3   0.05  17(△)  3(△)  2(○)
实施例8   4.8×10+5   3.9×u   8.0  6(○)  4(△)  1(○)
对比例1   4.3×10-5   1.0×10-4   5.7  21(×)  3(△)  0(○)
对比例2   4.3×10+10   4.6×10-3   0.5  23(×)  7(×)  0(○)

Claims (5)

1、一种使承载信息信号的主载体与从载体接触地施加磁复制磁场进行磁复制的磁复制方法，其特征在于：使所述从载体的磁记录面与主载体的信息承载面接触；在从载体的背面上，从载体背面与按压支承件的按压面之间设置具有在施加接触压力时随着从载体表面形状变形的且在从主载体上剥离从载体时恢复到施加压力前的具有表面弹性特性的材料。
2、如权利要求1所述的磁复制方法，其特征在于：所述具有弹性特性的材料的杨氏模量为5.0×10-5Pa以上且小于3.0×10-10Pa。
3、如权利要求1或2所述的磁复制方法，其特征在于：所述磁复制时施加到按压支承件按压面上的压强为9.8×10-5Pa以上且小于4.9×10-3Pa
4、如权利要求1或2所述的磁复制方法，其特征在于：所述具有弹性特性的材料的厚度为0.1毫米以上且小于6毫米。
5、如权利要求3所述的磁复制方法，其特征在于：所述具有弹性特性的材料的厚度为0.1毫米以上且小于6毫米。
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