CN1277251C - 磁记录介质 - Google Patents

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Abstract

本发明能够在使用通常的磁头不能进行饱和磁记录的磁记录介质上进行饱和磁记录。在支撑体上依次设置非磁性层和通过把强磁性体微粉末分散在粘合剂中而构成的磁性层，在由此构成的软磁性记录介质上设置磁化图形，并且，在采用振动样品型磁强计测定出的所述强磁性体微粉末的矫顽力Hc(VSM)为Hc(VSM)≥158kA/m、热浮动参数KuV/kT为KuV/kT≤100的软磁记录介质的磁性层上通过磁复制形成对应规定的信息的磁化图形。

Description

磁记录介质
技术领域
本发明涉及通过磁复制而形成磁化图形的磁记录介质。
背景技术
在磁记录介质中，一般需要一种因信息量的增加而记录大量信息的大容量、廉价、且在短时间内能够从必要的位置读出信息的，即所谓可进行高速存取的介质。作为其一例、由硬磁盘、ZIP(AIOMEGA公司)等软磁盘构成的高密度磁记录介质是众所周知的。这些高密度磁记录介质以窄磁道的形式构成信息记录区。为了使窄磁道宽度受到磁头的准确扫描，以高S/N还原信号，所谓跟踪伺服技术发挥了重大的作用。
用于磁道定位用的伺服信号以及该磁道的地址信号、还原时钟信号等伺服信息，在制造磁记录介质时，需作为预格式化，预先记录在磁记录介质中。目前是使用专用的伺服记录装置(磁记写入装置)进行预格式化。由现有伺服记录装置进行的预格式化，由于需由磁头分别记录每张磁记录介质，因此颇费时间，存在着生产效率低的问题。
另一方面，作为准确、更有效地实施预格式化的方法，在专利公告1～3中提出了将在主盘载体上形成的载持有伺服信息的图形通过磁复制复制到磁记录介质上的方法。
磁复制是在将支撑应复制信息的主盘载体与磁盘介质等磁记录介质(从属介质)密实结合状态，通过外加复制用磁场将对应于具有主盘载体的信息图形的磁化图形，磁复制在从属介质上的结构，因此，具有在不使主盘载体与从属介质之间改变相对位置的情况下，可进行静态记录，记录正确的预置格式，且在记录中所需要的时间极其短的优点。
在专利公告2及3公开了使用具有将应复制信息作为凹凸图形的图形主盘载体的磁复制方法。而且，作为采用同样的图形主盘载体的磁复制方法，本申请人在专利公告4中提出采用矫顽力小的软磁性层作为在主盘载体基板的凹凸表面上形成的磁性层，使从属介质的磁性层预先在磁道的一定方向上直流励磁后，通过在与主盘载体的软磁性层密实结合的状态下，在与从属介质的初始磁化方向的准相反向上外加复制用磁场，复制磁化图形的方法。
专利公告1：特开昭63-183623号公报
专利公告2：特开平10-40544号公报
专利公告3：特开平10-269566号公报
专利公告4：特开平2001-14667号公报
在磁记录介质中，为了实现高密度的记录，则需要构成记录层的磁性体具有高的矫顽力Hc，并且要求减小该磁性体的颗粒体积。另一方面，在目前的磁头技术中，在把磁化图形记录到磁记录介质的记录层上时，对于大于规定的矫顽力Hc的记录层，存在着难于进行饱和磁性记录的问题。而且，在通过磁头记录高频信号图形时，越来越希望实际的矫顽力大于当前所达到的矫顽力。
关于磁记录介质的数据信号部分，即使未达到完全饱和的磁记录，即构成载持信息的磁化图形的各个磁区未达到完全饱和，也可以通过PRML等的信号处理检测出(读出)信号。但是，对于伺服信号部分，为了进行高精度的伺服跟随，必须要获得S/N比数据信号部分更高的高质量的读出信号，作为被饱和磁记录的磁化图形记录伺服信号。
发明内容
本发明就是为了解决上述的问题，目的在于提供一种用磁头不能进行饱和磁记录的，具有被饱和磁记录的磁化图形的磁记录介质。
本发明的磁记录介质是一种通过在支撑体上依次设置非磁性层和把强磁性体微粉末分散在粘合剂中而形成的磁性层所构成的软磁性记录介质，其特征在于：使用振动样品型磁强计所测出的所述强磁性粉末的矫顽力Hc(VSM)为Hc(VSM)≥198kA/m且热浮动参数KuV/kT为KuV/kT≤64或者86≤KuV/kT≤93，其中Ku为各向异性常数，V表示体积，K表示波兹曼常数，T表示绝对温度，并且通过采用磁复制方式在所述磁性层上形成对应规定信息的磁化图形。
作为所述强磁性体微粉末，最好是强磁性微粉末或强磁性六方晶铁氧体粉末。
另外，特别是当Hc(VSM)≥278kA/m时，可实现理想的读出专用型磁记录介质。
这里，规定使用振动样品型磁强计测得的矫顽力Hc，是在该矫顽力附近进行10秒种观测的数值。
另外，理想的是所述磁性层的粗糙度Ra(中心面平均粗糙度)小于3nm。而且理想的是，所述磁性层的磁通密度×磁性层的厚度(Φm)小于5×10-2T·μm。
理想的是，所述强磁性体微颗粒粉末的体积V小于1×10-17cm3。而且，理想的是所述强磁性体微颗粒粉末的各向异性常数Ku大于1×104J/cm3。
所谓「非磁性层」不局限于完全是非磁性层，即使是具有磁性，只要是与「通过将强磁性粉末分散在粘合剂中所构成的磁性层」比较非常小、无实际磁性便可。
另外，理想的是，在与在表面上具有对应于信息的磁性层图形的主盘载体密实结合的状态下，通过外加复制用磁场，采用复制对应于所述磁性层图形的磁化图形的磁复制方法，在磁记录介质上形成磁化图形。所谓「对应于信息的磁性层图形」，包含由在表面上具有凹凸图形的基板和至少在该基板上设置在凸部上的磁性层构成的、由具有凹凸图形的基板和被埋入在该基板凹部上的磁性层构成的、平板基板及其上部形成的磁性层等各种形态的磁性层图形。即，所述主盘载体不是由磁化图形，而是由磁性层图形载持信息，即：所谓图形化主盘载体。另外，作为主盘载体的磁性层，最好是软磁性层。
另外，作为所述的“规定的信息”，理想的是使用伺服信号。
本发明的磁记录介质由于是通过采用振动样品型磁强计测量出在磁性层中包含的铁磁性体微型粉末的Hc(VSM)：Hc(VSM)≥158kA/m；作为热浮动参数的KuV/kT：KuV/kT≤100。因此在采用通常的磁头写入时的信号频率中，由于有效矫顽力的上升，因此通常的磁头中不能进行写入，但由于对应规定信息的磁化图形是通过想所述磁性层上的磁复制而形成，因此，作为该磁化图形，可获得被磁饱和记录下的信息。
如文献“IEEE TRANS.ON MAG-17，NO.6，NOV.1981pp3020～3022中记载的那样，由于Hc的磁化翻转对时间的依赖性，可由式1表示式1：
Hc ( τ ) = 2 Ku Ms × [ 1 - kT KuV × ln ( Aτ 0.693 ) ]
如果用Hc(VSM)进行归一化，则由于采用振动样品型磁强计(VSM)在Hc附近进行10秒钟左右的测定，因此可用式2表示：
式2：
Hc ( τ ) / Hc ( VSM ) = [ 1 - kT KuV × ln ( Aτ 0.693 ) ] / [ 1 - kT KuV × ln ( A · 10 0.693 ) ]
而且，式中：Ku：各向异性常数；Ms：饱和磁化；k：波兹曼常数(1.38×10-16erg/K)；T：绝对温度；V：体积；A：自旋岁差频率(2×109/ses)；τ：磁化翻转时间。
例如：在绝对温度T＝300时，KuV/kT分别为75、100、150、200时，随着Hc(τ)/Hc(VSM)的τ变化，KuV/kT如表1所示。
表1
                            Hc(τ)/Hc(VSM)
  KuV/kT 10 1 1.E-01 1.E-02 1.E-03 1.E-04 1.E-05 1.E-06 1.E-07 1.E-08
  75   1.00   1.06   1.13   1.20   1.28   1.36   1.45   1.56   1.67   1.82
  100   1.00   1.05   1.10   1.15   1.21   1.27   1.33   1.41   1.50   1.60
  150   1.00   1.03   1.07   1.10   1.14   1.19   1.23   1.28   1.34   1.42
  200   1.00   1.03   1.05   1.08   1.11   1.15   1.18   1.23   1.27   1.33
图3是将表1描绘成图形的图形。如由图3所示可知，当τ变小时，任意项都增大了实质矫顽力。而且在同一τ的情况下，KuV/kT越小，则实质矫顽力越大。尤其是在KuV/kT小于100时，其实质矫顽力的磁化翻转对时间的依赖性增大，由磁头写入、删除等时的现有信号频率中的磁化翻转时间在1×10-7～1×10-8，为Hc(τ)/Hc(VSM)的1.5倍以上。因此，如果Hc(τ)/Hc(VSM)为158kA/m以上、且KuV/kT为100以下，则如上述的那样，由于在用磁头进行写入时的信号频率中的有效矫顽力非常大，所以使用目前的磁头不能在磁记录介质上进行磁饱和记录。但是本发明的磁记录介质由于是通过磁复制进行写入，进行静态的磁复制，所以即使在进行写入时，实际矫顽力也不会随之上升，能够施加充分大于磁记录介质的矫顽力Hc的复制磁场，因此，即使是对于使用磁头不能进行饱和磁记录的磁记录介质，也可以使其具有被饱和磁记录的信号(磁化图形)。从而，只要通过磁复制被复制的磁化图形与伺服信号与伺服信号相对应，便可获得良好的再生伺服信号，从而可获得能够进行高精度的伺服跟随的磁记录介质。
另外，由于是通过磁复制而形成所希望的磁化图形，所以可提供降低成本的磁记录介质。而且，在作为规定的信息，通过磁复制不仅记录伺服信号而且还记录数据信号时，可廉价地制作出用于发行的磁记录介质。
另外，本发明者通过研究，结果查明在磁记录介质中，为了进行1Gbit/inch2以上的高密度记录，需要使用微颗粒的磁性体，形成平滑的磁性层面，并且形成薄的磁性层。具体是，如果磁性层面粗糙，则在记录时由于发生面积丢失和调制噪声而导致S/N的下降，当磁性层的φm过于大时，由于自身减磁的输出降低和波形干涉而导致S/N的下降，当磁性颗粒过于大时，将导致噪声的增加及当各向异性常数过于小时，被记录的磁化图形将自行消失，因而导致S/N的下降。并且更具体地明确了当磁性层的粗糙度Ra(中心面平均粗糙度)小于3nm，磁性层的磁通密度×磁性层的厚度(Φm)小于5×10-2Tμm，强磁性体微颗粒粉末的体积V小于1×10-17cm3，及/或强磁性体微颗粒粉末的各向异性常数Ku大于1×104J/cm3。时，可防止S/N的下降。
即，在本发明的磁记录介质中，特别是只要使Ra、(Φm)、强磁性体微颗粒粉末的体积V及/或强磁性体微颗粒粉末的各向异性常数Ku满足上述的要求范围，便可获得具有良好S/N的高密度磁记录介质。
附图说明
图1是表示从属介质与主盘介质的立体图。
图2是表示磁复制方法的基本工艺流程图。
图3是表示表1的图形的图。
图中：2-磁复制用磁记录介质，2a-磁记录介质的基板，2b、2c-磁记录介质的磁记录层，3、4-主盘载体
具体实施方式
以下，详细地说明本发明的实施例。图1是表示为将信息写入本发明的磁复制用磁记录介质2与该磁记录介质2上的主盘载体3、4的立体图。而且图2是为说明本磁复制用磁记录介质2上的磁复制基本工艺图。
磁复制用磁记录介质是一种如在双面或单面形成磁记录层的软盘状磁记录介质。图1中示出的磁记录介质是分别在圆盘型支撑体2a的两面各形成磁记录层2b、2c的结构。更详细地说是在支撑体2a上形成有效的非磁性的基底层，其上部形成由强磁性金属微粉末或强磁性六方晶铁氧体微粉末分散在粘合剂中构成的磁性层。规定含在该磁性层中的强磁性金属粉末或强磁性六方晶铁氧体微粉末应满足通过使用振动样品型磁强计测量的矫顽力Hc(VSM)：Hc(VSM)≥158kA/m；作为热浮动参数KuV/kT应满足：KuV/kT≤100的条件。另外，理想的是，Ra(中心面平均粗糙度)小于3nm，磁性层的磁通密度×磁性层的厚度(Φm)小于5×10-2Tμm，强磁性体微颗粒粉末的体积V小于1×10-17cm3，强磁性体微颗粒粉末的各向异性常数Ku大于1×104J/cm3。
如图1所示、主盘载体3、4形成在圆环状盘上，包括：在表面上形成有对应于应复制在作为从属介质的磁记录介质2的记录还原层2b、2c上的信息(例如伺服信号)的凹凸图形的基板3a、4a和沿该基板3a、4a的凹凸图形而形成的软磁性材料层3b、4b。另外，在主盘载体3、4上，分别在从属介质2的下侧形成记录层2b用凹凸图形；在上侧形成记录图形2c用凹凸图形。若以主盘载体3为例，则在图中点状虚线包围的环状区内形成凹凸图形。
另外，主盘载体3、4不限于本实施形态的结构，也可只在基板凹凸图形的凹凸面的上面形成软磁性层。并且，在平面状基板的表面上形成由软磁性材料层构成的凸部形成图形状的凸部还可以由磁性层构成。
作为主盘载体3的基板3a，可使用镍、硅、石英板、玻璃、铝、陶瓷、合成树脂等。而且作为磁性层3b的磁性材料，可以使用Co、Co合金(Co-Ni、Co-Ni-Zr、Co-Nb-Ta、Zr等)、Fe、Fe-Co合金(Fe-Co、Fe-Co-Ni、Fe-Ni-Mo、Fe-Al-Si、Fe-Al、Fe-Ta-N)、Ni、Ni合金(Fe-Ni)；特别理想的是Fe-Co、Fe-Co-Ni。
主盘载体的凹凸图形可采用冲模法、光刻蚀法进行。
在基板的凹凸图形上形成的软磁性层3b，使磁性材料以采用真空镀膜法、溅射法、离子涂敷法等真空镀膜手段、电镀法等方法进行。软磁性层的厚度在50～500nm的范围是理想的，另外，最理想的是80～300nm。
另外，在该凹部表面的软磁性层上，设置5～30nm金刚石同位素碳(DLC)等保护膜是理想的，另外，也可设置润滑剂层。而且在软磁性层与保护膜之间也可设置Si等密实强化层。由于润滑剂的设置，在补偿在与从属介质接触过程中产生的偏置时，改善因磨擦产生伤痕等所导致的耐久性变差。
下面，参照图2，说明使用磁复制用主盘载体将磁化图形记录到本发明磁记录介质上的磁复制方法的实施例。图2(a)是将磁记录介质进行初始直流磁化的工艺；(b)是主盘载体与磁记录介质密实结合，外加复制用磁场Hdu的工艺；(c)表示磁复制后的磁记录介质的磁化状态、以及分别示出在磁道长度方向上的部分断面图。另外，在图2中，有关磁记录介质2，仅示出了其下侧记录层2b侧。
首先，如图2(a)所示，通过沿磁道方向将初始直流磁场Hin按定向预先加在磁记录介质2上、使磁记录层2b的磁化进行初期直流磁化。其后，如图2(b)所示，使该记录介质2的记录层2b侧的面与主盘载体3的凸部表面的软磁性层3b的面密切结合。所谓所述初始直流磁场Hin，是按逆向加复制用磁场Hdu，进行磁复制。其结果，如图2(c)所示，在磁记录介质2的磁记录层2b上，以磁复制方式记录着对应于主盘载体3的凹部图形的信息(例如：伺服信号)。本发明书中说明了通过向磁记录介质2的下侧记录层2b的下侧主盘载体3的磁复制。如图1所示，有关从属介质2的上侧记录层2c，通过使其与所述主盘载体4密实结合，也可与下侧记录层相同，进行磁复制。磁复制也可以在单面进行，也可以在双面同时进行。
而且，主盘载体3的凹凸图形即使为与图2的阳性图形相反的凹凸图形的阴性图形时，通过将初始磁场Hin的方向以及磁复制用磁场Hdu的方向与所述方向相反，也可用磁复制记录同样的信息。
另外，初始直流磁场以及复制用磁场需要采用将从属介质的矫顽力、主盘载体以及从属载体的有效导磁率等进行计算后所确定的值。
以下，说明本发明实施例及比较例。
使用Ba铁氧体磁性粉末，在Hc、KuV/kT等的条件各不相同的情况下制作软磁盘(实施例1～9及比较例1、2)，对各个磁盘通过磁头记录信号，然后对该读出信号的S/N进行测定。
使用振动样品型磁强计(东英工业公司制造)测量了磁特性，最大外加磁场选定为10kOe(796kA/m)，Hc附近的观测时间定为10秒。
使用东英工业公司制造的磁矩仪RTR-2测量了各向异性常数。对去磁的样品，测量了从低磁场开始直至到10kOe(796Ka/m)为止的旋转磁滞回线损耗Wr值。描绘了对外加磁场的倒数图形，在高外加磁场侧，通过外插Wr图形的直线部分，求出Wr等于0的磁场，并设为Hk，由Ku＝Hk×Ms/2(Ms：饱和磁化)求出。
关于S/N1的测定，使用Guzik公司制的RWA1601读写分析仪和协同电子系统公司制的旋转台LS90、记录磁芯间隙的长度为0.4m、材质为高导磁铁镍合金/屏蔽间隙长度为0.25m/再生磁道宽度为2m的电感/MR复合磁头，在磁盘的半径22mm的位置上，记录波长为150kfci(flux changeper inch)的信号，然后使用ADOBAN TEST公司制的TR4171型频谱分析仪测定磁头放大器的再生输出。
关于S/N2的测定，如上述的实施例那样，通过磁复制记录波长为150kfci的信号，使用Guzik公司制的RWA1601读写分析仪和协同电子系统公司制的旋转台LS90、记录磁芯间隙的长度为0.4m、材质为高导磁铁镍合金/屏蔽间隙长度为0.25m/再生磁道宽度为2m的电感/MR复合磁头，在磁盘的半径22mm的位置上，记录波长为150kfci(flux change perinch)的信号，然后使用ADOBAN TEST公司制的TR4171型频谱分析仪测定磁头放大器的再生输出。
作为实施例1～9准备了满足Hc(VSM)≥158kA/m、KuV/kT＜100的磁盘；另一方面，作为比较例1，准备了满足KuV/kT＜100、但Hc(VSM)比158kA/m还小的磁盘；作为比较例2，准备了满足Hc(VSM)≥158kA/m、但KuV/kT比100大的磁盘。各个实施例及比较例的磁性体微颗粒粉末的大小、矫顽力、热波动参数KuV/kT等的条件及测定结果如表2所示。另外，这里把磁化图形记录前的各个磁盘称为实施例及比较例。
结果示于表2。
表2
  板径nm   板厚nm 体积cm3 HcKA/m KuJ/m3   KuV/Kt   Ranm ΦmT·μm   S/N1dB   S/N2DB
  实施例1   30   9   5.3×10-18   198   6.8×104   86   2.5   2.5×10-2   15   25
  实施例2   26   8   3.5×10-18   200   7.5×104   64   2.0   2×10-2   14   27
  实施例3   30   9   5.3×10-18   198   6.8×104   86   2.8   2.4×10-2   14   24
  实施例4   30   9   5.3×10-18   198   6.8×104   86   2.7   1.2×10-2   16   25
  实施例5   30   9   5.3×10-18   198   6.8×104   86   2.0   4.5×10-2   15   24
  实施例6   30   9   5.3×10-18   198   6.8×104   86   3.2   2.5×10-2   13   20
  实施例7   30   9   5.3×10-18   198   6.8×104   86   1.8   5.3×10-2   14   21
  实施例8   42   10   1.1×10-18   210   3.5×104   93   2.1   2.5×10-2   14   20
  实施例9   35   10   8.0×10-18   276   0.9×104   17   2.0   2.5×10-2   9   20
  比较例1   30   9   5.3×10-18   142   6.0×104   76   2.4   2.6×10-2   14   17
  比较例2   35   10   8.0×10-18   201   6.2×104   119   2.8   2.5×10-2   20   23
在表2中，板径、板厚分别为与六方晶Ba铁氧体晶粒的六角形直径相对的顶点间距离(六角形板径)及厚度。
在实施例1～9中，在用磁头进行记录时的S/N1的测定值全部未达到20dB，而S/N2的测定值全部达到了20dB。只要SN比达到20dB以上，便可充分地作为伺服信号的再生信号。
另一方面，比较例1在用磁头进行记录时的S/N1的测定值与通过磁复制记录时的S/N2的测定值都未达到20dB，形成不能充分地读出伺服信号的状态。另外，比较例2在用磁头进行记录时的S/N1的测定值为20dB，所以能够用磁头记录伺服信号。
这样，满足本发明的Hc及Kuv/kT的条件的实施例1～9是，使用磁头难于形成良好的磁化图形，而通过磁复制则能够形成良好的磁化图形的磁记录介质。另一方面，未满足本发明的条件的比较例1即使通过磁复制也不能形成良好的磁化图形，所以是即不适宜用磁头记录信号也不适宜通过磁复制记录信号的磁记录介质。另外，比较例2是即使用磁头也能够形成良好的磁化图形，所以是不一定必须进行磁复制的磁记录介质。
另外，在实施例1～9中，可以看到，满足的条件的实施例1～5，特别是S/N2的测定值，比有未能满足其中某些条件的实施例6～9的S/N2的测定值比较，其测定值高，更为理想。

Claims (1)

1.一种磁记录介质，是一种通过在支撑体上依次设置非磁性层和把强磁性体微粉末分散在粘合剂中而形成的磁性层所构成的软磁性记录介质，其特征在于：
使用振动样品型磁强计所测出的所述强磁性粉末的矫顽力Hc(VSM)为Hc(VSM)≥198kA/m且热浮动参数KuV/kT为KuV/kT≤64或者86≤KuV/kT≤93，其中Ku为各向异性常数，V表示体积，K表示波兹曼常数，T表示绝对温度，并且通过采用磁复制方式在所述磁性层上形成对应规定信息的磁化图形。
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