JP2001514430A - 不規則信号駆動変調器による記録媒体のレーザテクスチャ付け - Google Patents
不規則信号駆動変調器による記録媒体のレーザテクスチャ付けInfo
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Abstract
(57)【要約】
ディスクドライブに超低滑空アバランシェをもたらすためにデータ記憶表面にレーザテクスチャ付けするための方法および装置が、不規則に変調する連続波レーザ３２を使用する。不規則信号発生器３６が、音響光学変調器３４を制御する不規則信号を作る。音響光学変調器３４は、この不規則信号に従って、連続波レーザ３２のレーザビーム出力を変調する。制御可能、反復可能なパターンが、スライダ上の共振効果を避けるために、円周方向に制限されたrandomlessでレーザテクスチャ付けすることによって、データ記憶媒体表面上、例えば、ディスク４４の表面上に得られる。
Description
【０００１】 （関連出願） この出願は、１９９７年９月２日に提出した米国特許仮出願第６０／０５７，
３２３号からの優先権を主張し、その全開示を参考までにここに援用する。
３２３号からの優先権を主張し、その全開示を参考までにここに援用する。
【０００２】 （技術分野） 本発明は、一般的には、磁気記録媒体のレーザ・テクスチャ付け即ちレーザ・
テクスチャリング（laser texturing）に関する。本発明は、特に、磁気記録媒 体のデータ記憶媒体面上のパターンのレーザ支援超微細テクスチャ付けに適用で
きる。
テクスチャリング（laser texturing）に関する。本発明は、特に、磁気記録媒 体のデータ記憶媒体面上のパターンのレーザ支援超微細テクスチャ付けに適用で
きる。
【０００３】 （背景技術） 通常の磁気ディスク設計は、ディスクが回転し始めると、ヘッドがこのディス
クの表面を摺動し始めるときに始る、普通コンタクト・スタート・ストップ（Ｃ
ＳＳ）と称するシステムを含む。所定の高回転速度に達すると、このヘッドは、
ヘッドの摺動面とディスクの間に発生する空気流によって生ずる動圧効果のため
に、ディスク表面から所定の距離で空気中に浮動する。読取りおよび書込み作業
中、この変換器ヘッドは、ディスクが回転すると、記録面から被制御距離に維持
され、空気の軸受上に支持され、それでヘッドが円周方向と半径方向の両方に自
由に動き得て、データをディスクの表面の所望の位置に記録および検索できるよ
うにする。このディスクドライブの作動を終ると、ディスクの回転速度が減少し
、ヘッドが再びディスクの表面に摺動し始め、結局ディスクと接触して止ってデ
ィスクを押付ける。この様に、変換器ヘッドは、ディスクが静止しているとき、
停止から加速するとき、および完全停止直前の減速中は何時でも記録面と接触し
ている。このヘッドとディスク組立体を駆動する度毎に、ヘッドの摺動面は、停
止、ディスク表面への摺動、空気中の浮動、ディスク表面への摺動および停止か
ら成る周期的動作を繰返す。
クの表面を摺動し始めるときに始る、普通コンタクト・スタート・ストップ（Ｃ
ＳＳ）と称するシステムを含む。所定の高回転速度に達すると、このヘッドは、
ヘッドの摺動面とディスクの間に発生する空気流によって生ずる動圧効果のため
に、ディスク表面から所定の距離で空気中に浮動する。読取りおよび書込み作業
中、この変換器ヘッドは、ディスクが回転すると、記録面から被制御距離に維持
され、空気の軸受上に支持され、それでヘッドが円周方向と半径方向の両方に自
由に動き得て、データをディスクの表面の所望の位置に記録および検索できるよ
うにする。このディスクドライブの作動を終ると、ディスクの回転速度が減少し
、ヘッドが再びディスクの表面に摺動し始め、結局ディスクと接触して止ってデ
ィスクを押付ける。この様に、変換器ヘッドは、ディスクが静止しているとき、
停止から加速するとき、および完全停止直前の減速中は何時でも記録面と接触し
ている。このヘッドとディスク組立体を駆動する度毎に、ヘッドの摺動面は、停
止、ディスク表面への摺動、空気中の浮動、ディスク表面への摺動および停止か
ら成る周期的動作を繰返す。
【０００４】 読取りおよび書込み作業中、各変換器ヘッドをそれが関連する記録面に出来る
だけ近く維持すること、即ちヘッドの浮動高さを最小にすることが望ましいと考
えられる。それで、滑らかの記録面、並びに関連する変換器ヘッドの滑らかな対
向面が好ましく、それによってヘッドとディスクを近接して配置でき、付随して
ヘッドの空気軸受支持の予測可能性および挙動の一貫性が増す。しかし、もしヘ
ッド面および記録面が平坦過ぎると、これらの面の精密整合が、始動および停止
段階中に過剰なスティクション即ち固着および摩擦を生じ、それによってヘッド
および記録面に摩耗を生じ、結局“ヘッドクラッシュ即ちヘッド破壊”と呼ばれ
るものに繋がる。この様に、ヘッド／ディスク摩擦の減少と最小変換器浮動高さ
という目標が競合する。
だけ近く維持すること、即ちヘッドの浮動高さを最小にすることが望ましいと考
えられる。それで、滑らかの記録面、並びに関連する変換器ヘッドの滑らかな対
向面が好ましく、それによってヘッドとディスクを近接して配置でき、付随して
ヘッドの空気軸受支持の予測可能性および挙動の一貫性が増す。しかし、もしヘ
ッド面および記録面が平坦過ぎると、これらの面の精密整合が、始動および停止
段階中に過剰なスティクション即ち固着および摩擦を生じ、それによってヘッド
および記録面に摩耗を生じ、結局“ヘッドクラッシュ即ちヘッド破壊”と呼ばれ
るものに繋がる。この様に、ヘッド／ディスク摩擦の減少と最小変換器浮動高さ
という目標が競合する。
【０００５】 これらの明らかに競合する目的に取組むための従来のやり方は、一般的に“テ
クスチャ付け”と称する手法によってヘッド／ディスク摩擦を減少するために、
表面を荒した磁気ディスクを設えることを伴う。従来のテクスチャ付け手法は、
ディスク基板の表面を、それに下層、磁性体層、保護オーバコート、および潤滑
材トップコートのような層を堆積する前に、それにテクスチャを与えるために研
磨することを伴い、その場合、基板上のテクスチャ付けした表面は、後に堆積す
る層に実質的に複製されることを意図する。
クスチャ付け”と称する手法によってヘッド／ディスク摩擦を減少するために、
表面を荒した磁気ディスクを設えることを伴う。従来のテクスチャ付け手法は、
ディスク基板の表面を、それに下層、磁性体層、保護オーバコート、および潤滑
材トップコートのような層を堆積する前に、それにテクスチャを与えるために研
磨することを伴い、その場合、基板上のテクスチャ付けした表面は、後に堆積す
る層に実質的に複製されることを意図する。
【０００６】 高面積記録密度に対するエスカレートする要求は、保持力、スティクション、
方形性、低中ノイズおよび狭トラック記録性能の点で、薄膜磁気媒体に益々大き
な要求を課す。その上、益々高密度および大容量の磁気ディスクは、益々小さい
、浮動高さ、即ち、このＣＳＳドライブでヘッドがディスク表面上に浮動する距
離を要求する。ヘッドの浮動高さを更に減少するこの要求は、ヘッド破壊を避け
るための被制御テクスチャ付けに対する従来の技術の限界に挑戦する。
方形性、低中ノイズおよび狭トラック記録性能の点で、薄膜磁気媒体に益々大き
な要求を課す。その上、益々高密度および大容量の磁気ディスクは、益々小さい
、浮動高さ、即ち、このＣＳＳドライブでヘッドがディスク表面上に浮動する距
離を要求する。ヘッドの浮動高さを更に減少するこの要求は、ヘッド破壊を避け
るための被制御テクスチャ付けに対する従来の技術の限界に挑戦する。
【０００７】 ディスク基板にテクスチャ付きの表面を設けるための従来の技術は、研磨のよ
うな、機械的作業を含む。磁気記録媒体用基板にテクスチャ付けする際、従来の
方法は、実質的に滑らかな表面を有するデータ区域と、突起およびくぼみのよう
な、表面微細構造に特徴がある降着区域（landing zone）を設けるように表面を
機械的に研磨することを含む。例えば、ナカムラ外の米国特許第５，２０２，８
１０号参照。しかし、従来のテクスチャ付け技術には多数の欠点が伴う。例えば
、機械的摩耗によって出来るくずのために、清浄なテクスチャ付き表面を得るこ
とが極端に困難である。更に、この表面は、必然的に機械的作業中に引掻かれ、
それが低滑空特性および高欠陥の一因となる。引掻き傷およびくずを伴う、その
ような比較的粗雑な機械的研磨は、後に堆積した磁性体層の適正な結晶方向に対
する適当なデータ区域基板研磨を達成することを困難にする。その上、種々の望
ましい基板が機械的テクスチャ付けで処理することが困難である。この機械的テ
クスチャ付けを望ましくなく制限する側面は、多くの材料を基板として使うこと
を実質的に排除する。
うな、機械的作業を含む。磁気記録媒体用基板にテクスチャ付けする際、従来の
方法は、実質的に滑らかな表面を有するデータ区域と、突起およびくぼみのよう
な、表面微細構造に特徴がある降着区域（landing zone）を設けるように表面を
機械的に研磨することを含む。例えば、ナカムラ外の米国特許第５，２０２，８
１０号参照。しかし、従来のテクスチャ付け技術には多数の欠点が伴う。例えば
、機械的摩耗によって出来るくずのために、清浄なテクスチャ付き表面を得るこ
とが極端に困難である。更に、この表面は、必然的に機械的作業中に引掻かれ、
それが低滑空特性および高欠陥の一因となる。引掻き傷およびくずを伴う、その
ような比較的粗雑な機械的研磨は、後に堆積した磁性体層の適正な結晶方向に対
する適当なデータ区域基板研磨を達成することを困難にする。その上、種々の望
ましい基板が機械的テクスチャ付けで処理することが困難である。この機械的テ
クスチャ付けを望ましくなく制限する側面は、多くの材料を基板として使うこと
を実質的に排除する。
【０００８】 性能に影響する媒体表面の幾つかの重要なパラメータは、粗さレベル（Ｒａ）
と滑空アバランシェ（glide avalanche）である。粗さレベルは、表面の平均粗 さの尺度であり、滑空アバランシェは、浮動ヘッドが表面にどの位近く浮動でき
るかの尺度である。図１は、Ｒａ＝７．２Åの粗さレベルに機械的研磨技術によ
ってテクスチャ付けした媒体表面の例示的滑空試験輪郭を描く。この試験に基づ
くそのような表面の滑空アバランシェは０．０１５２μｍ以下（約０．０１４０
μｍ）である。
と滑空アバランシェ（glide avalanche）である。粗さレベルは、表面の平均粗 さの尺度であり、滑空アバランシェは、浮動ヘッドが表面にどの位近く浮動でき
るかの尺度である。図１は、Ｒａ＝７．２Åの粗さレベルに機械的研磨技術によ
ってテクスチャ付けした媒体表面の例示的滑空試験輪郭を描く。この試験に基づ
くそのような表面の滑空アバランシェは０．０１５２μｍ以下（約０．０１４０
μｍ）である。
【０００９】 ウインチェスタ型スライダの浮動性能は、粗さ分布の低周波部に近い微細表面
うねりによって主として影響される。図１の例示的表面形状の低周波分布を図２
に示す。この機械的テクスチャ付けによって出来た隆起は、大きさがディスクの
半径方向に２００μｍの範囲に亘って大きくばらつく。図２で最大の隆起は、高
さ５０Åで、他の隆起はそれより低い。この様に、この表面形状は、特定数のピ
ークがあるわけでなく、隆起の高さおよび谷の深さが規定されているわけでもな
く、比較的不規則な輪郭である。滑空アバランシェに影響する支配的要因は、表
面の低周波分布および最大全体高さであるので、機械的研磨によって生ずる低周
波分布の不規則性は、滑空アバランシェの予測不可能および浮動ヘッド性能の予
測不可能に繋がる。これは、全体の平均粗さが７．２Åでもそうである。何故な
ら、このパラメータは、平均を表し、必ずしも表面のピークおよび谷の程度およ
び数を反映しないからである。
うねりによって主として影響される。図１の例示的表面形状の低周波分布を図２
に示す。この機械的テクスチャ付けによって出来た隆起は、大きさがディスクの
半径方向に２００μｍの範囲に亘って大きくばらつく。図２で最大の隆起は、高
さ５０Åで、他の隆起はそれより低い。この様に、この表面形状は、特定数のピ
ークがあるわけでなく、隆起の高さおよび谷の深さが規定されているわけでもな
く、比較的不規則な輪郭である。滑空アバランシェに影響する支配的要因は、表
面の低周波分布および最大全体高さであるので、機械的研磨によって生ずる低周
波分布の不規則性は、滑空アバランシェの予測不可能および浮動ヘッド性能の予
測不可能に繋がる。これは、全体の平均粗さが７．２Åでもそうである。何故な
ら、このパラメータは、平均を表し、必ずしも表面のピークおよび谷の程度およ
び数を反映しないからである。
【００１０】 降着区域にテクスチャ付けするための機械的テクスチャ付けの代替技術は、非
磁性基板の上面に集束したレーザ光ビームを使うことを含む。例えば、ＮｉＰメ
ッキしたＡｌ基板を鏡面仕上げに研磨し、次に半径の限られた部分にパルス化し
たレーザエネルギーを向けながらディスクを回転し、データ区域の鏡面を残して
テクスチャ付き降着区域を得る方法を開示する、ランジャン外の米国特許第５，
０６２，０２１号参照。この降着区域は、実質的に円形の隆起したリムによって
囲まれた中央くぼみに特徴がある、複数の個々のレーザスポットを含む。
磁性基板の上面に集束したレーザ光ビームを使うことを含む。例えば、ＮｉＰメ
ッキしたＡｌ基板を鏡面仕上げに研磨し、次に半径の限られた部分にパルス化し
たレーザエネルギーを向けながらディスクを回転し、データ区域の鏡面を残して
テクスチャ付き降着区域を得る方法を開示する、ランジャン外の米国特許第５，
０６２，０２１号参照。この降着区域は、実質的に円形の隆起したリムによって
囲まれた中央くぼみに特徴がある、複数の個々のレーザスポットを含む。
【００１１】 もう一つのレーザテクスチャ付け技術は、バオムガルト外、“高性能磁気ディ
スクドライブ用新レーザテクスチャ付け技術”、ＩＥＥＥトランザクション・オ
ン・マグネティックス、３１巻、６号、ｐｐ．２９４６−２９５１、１９９５年
１１月に報告されている。米国特許第５，５５０，６９６号および第５，５９５
，７９１号も参照。
スクドライブ用新レーザテクスチャ付け技術”、ＩＥＥＥトランザクション・オ
ン・マグネティックス、３１巻、６号、ｐｐ．２９４６−２９５１、１９９５年
１１月に報告されている。米国特許第５，５５０，６９６号および第５，５９５
，７９１号も参照。
【００１２】 １９９６年６月２７日に提出した同時係属中の出願第０８／６６６，３７４号
に、出来る表面微細構造テクスチャの制御を改善するために複数のレンズ集束シ
ステムを使用する、レーザテクスチャ付け技術を開示する。１９９６年５月９に
提出した同時係属中の出願第０８／６４７，４０７号に、出来る突起の間の間隔
を制御するために、パルス化し、集束したレーザ光ビームを結晶材料に通す、レ
ーザテクスチャ付け技術を開示する。
に、出来る表面微細構造テクスチャの制御を改善するために複数のレンズ集束シ
ステムを使用する、レーザテクスチャ付け技術を開示する。１９９６年５月９に
提出した同時係属中の出願第０８／６４７，４０７号に、出来る突起の間の間隔
を制御するために、パルス化し、集束したレーザ光ビームを結晶材料に通す、レ
ーザテクスチャ付け技術を開示する。
【００１３】 同時係属中のＰＣＴ出願第０８／６６６，３７３号に、ＣＯ２レーザ源から導
出したレーザ光ビームを使う、ガラスまたはガラスセラミック基板にレーザテク
スチャ付けするための方法を開示する。このテクスチャ付けしたガラスまたはガ
ラスセラミック基板は、レーザテクスチャ付けした金属基板の特徴であるように
、実質的に基板の中へ伸びる谷を囲むことなく、基板表面の上に拡がる複数の突
起を含む。レーザテクスチャ付けしたガラスまたはガラスセラミック基板の突起
または隆起高さに対する、パルス幅、スポットサイズおよびパルスエネルギーの
ような、レーザパラメータ、および基板成分の影響が、１９９６年８月１９−２
１日の米国カリフォルニア州サンタクララの磁気記録会議（ＴＭＲＣ）に提出さ
れた、“ガラスおよびガラスセラミック基板上のレーザ区域テクスチャ付け”と
いう題の論文でクオ外によって報告されている。
出したレーザ光ビームを使う、ガラスまたはガラスセラミック基板にレーザテク
スチャ付けするための方法を開示する。このテクスチャ付けしたガラスまたはガ
ラスセラミック基板は、レーザテクスチャ付けした金属基板の特徴であるように
、実質的に基板の中へ伸びる谷を囲むことなく、基板表面の上に拡がる複数の突
起を含む。レーザテクスチャ付けしたガラスまたはガラスセラミック基板の突起
または隆起高さに対する、パルス幅、スポットサイズおよびパルスエネルギーの
ような、レーザパラメータ、および基板成分の影響が、１９９６年８月１９−２
１日の米国カリフォルニア州サンタクララの磁気記録会議（ＴＭＲＣ）に提出さ
れた、“ガラスおよびガラスセラミック基板上のレーザ区域テクスチャ付け”と
いう題の論文でクオ外によって報告されている。
【００１４】 １９９７年２月７日に提出した同時係属中の出願第０８／７９６，８３０号に
、レーザで作った突起の再凝固中に消光速度を制御することによって突起の高さ
を制御する、ガラスまたはガラスセラミック基板にレーザテクスチャ付けするた
めの方法を開示する。消光速度を制御するための開示された技術の一つは、例え
ば、第１レーザ光ビームに露出することによって、基板を予熱し、次にこの加熱
した基板を集束したレーザ光ビームに露出することを含む。
、レーザで作った突起の再凝固中に消光速度を制御することによって突起の高さ
を制御する、ガラスまたはガラスセラミック基板にレーザテクスチャ付けするた
めの方法を開示する。消光速度を制御するための開示された技術の一つは、例え
ば、第１レーザ光ビームに露出することによって、基板を予熱し、次にこの加熱
した基板を集束したレーザ光ビームに露出することを含む。
【００１５】 レーザテクスチャ付け技術が有利であることは分ったが、それらはこれまで、
全体の摩擦滑空性能を保証しながら、超低凹凸高さを有するように媒体表面上に
超微細パターンをテクスチャ付けするためには使われていない。摩擦滑空性能を
保証するためには、細長い気息音（aspirates）によって表される均一な波高が 必要である。
全体の摩擦滑空性能を保証しながら、超低凹凸高さを有するように媒体表面上に
超微細パターンをテクスチャ付けするためには使われていない。摩擦滑空性能を
保証するためには、細長い気息音（aspirates）によって表される均一な波高が 必要である。
【００１６】 （発明の概要） 軽負荷、低滑空スライダ用に超低滑空アバランシェをもたらすが、全体の摩擦
性能も保証する、データ記憶媒体表面をテクスチャ付けする方法に対する要求が
ある。
性能も保証する、データ記憶媒体表面をテクスチャ付けする方法に対する要求が
ある。
【００１７】 超低滑空および摩擦特性を備える媒体表面を有するデータ記憶媒体、およびそ
れを作るための装置に対する要求がある。
れを作るための装置に対する要求がある。
【００１８】 これおよびその他の要求が、レーザおよびこのレーザで表面上にテクスチャパ
ターンを作るための手段を含む装置を提供する本発明によって満足される。この
発明のある実施例では、このテクスチャパターンを作るための手段がこのレーザ
によるレーザエネルギーを変調する変調器、およびこの変調器によるレーザエネ
ルギー出力の変調を制御する不規則信号発生器を含む。
ターンを作るための手段を含む装置を提供する本発明によって満足される。この
発明のある実施例では、このテクスチャパターンを作るための手段がこのレーザ
によるレーザエネルギーを変調する変調器、およびこの変調器によるレーザエネ
ルギー出力の変調を制御する不規則信号発生器を含む。
【００１９】 本発明の利点の一つは、本発明のマイクロ加工装置が不規則に細長い凹凸を作
ることができることである。例えば、この凹凸高さを、円周方向に２００μｍの
サイクル間隔、半径方向に２００μｍ当りの多重サイクル、および平均水平対垂
直比４０００：１で、低く（例えば、高さ約５０Å）保つことができる。これら
の例示的パラメータは、現在のレーザテクスチャ付けした隆起のスケール比が約
１００：１であるのに比べて、非常に有利である。この媒体表面に深い谷が何も
ないので、乱気流が少なく、凹凸先端での潤滑が容易である。また、均一な波高
（または凹凸高さ）は、スライダがこの表面に載っているときのスライダと媒体
表面間のより均等な接触は勿論、浮動スライダの下により安定した空気軸受をも
たらす。従って、凹凸高さは低いが、全体の摩擦性能が軽負荷、低滑空スライダ
用に保証される。
ることができることである。例えば、この凹凸高さを、円周方向に２００μｍの
サイクル間隔、半径方向に２００μｍ当りの多重サイクル、および平均水平対垂
直比４０００：１で、低く（例えば、高さ約５０Å）保つことができる。これら
の例示的パラメータは、現在のレーザテクスチャ付けした隆起のスケール比が約
１００：１であるのに比べて、非常に有利である。この媒体表面に深い谷が何も
ないので、乱気流が少なく、凹凸先端での潤滑が容易である。また、均一な波高
（または凹凸高さ）は、スライダがこの表面に載っているときのスライダと媒体
表面間のより均等な接触は勿論、浮動スライダの下により安定した空気軸受をも
たらす。従って、凹凸高さは低いが、全体の摩擦性能が軽負荷、低滑空スライダ
用に保証される。
【００２０】 先に述べた要求は、超低滑空および摩擦特性のためにデータ記憶媒体表面上に
超微細テクスチャパターンを作る方法を提供する、本発明のもう一つに側面によ
って満足される。この方法では、レーザビームを不規則に変調し、データ記憶媒
体表面上に不規則に細長い凹凸を作るために、この媒体表面上に集束する。この
方法で、規則的凹凸高さ、媒体表面（例えば、ディスク）の半径方向の規則的な
間隔、および円周方向の制限された不規則性によって表される均一性を有する媒
体表面が作られる。
超微細テクスチャパターンを作る方法を提供する、本発明のもう一つに側面によ
って満足される。この方法では、レーザビームを不規則に変調し、データ記憶媒
体表面上に不規則に細長い凹凸を作るために、この媒体表面上に集束する。この
方法で、規則的凹凸高さ、媒体表面（例えば、ディスク）の半径方向の規則的な
間隔、および円周方向の制限された不規則性によって表される均一性を有する媒
体表面が作られる。
【００２１】 先に述べた要求は、テクスチャ付き表面を有する磁気記録媒体を提供する、本
発明のもう一つに側面によっても満足される。このテクスチャ付き表面に作られ
た隆起の平均水平対垂直比は、約４０００：１である。この発明のある実施例で
は、これらの隆起（または凹凸）の全体の高さが約５０Åで、円周方向に２００
μｍのサイクル間隔、半径方向に２００μｍ当りの多重サイクルがある。この表
面は、規則的凹凸高さ、媒体表面の半径方向の規則的な間隔、および円周方向の
制限された不規則性に特徴がある。
発明のもう一つに側面によっても満足される。このテクスチャ付き表面に作られ
た隆起の平均水平対垂直比は、約４０００：１である。この発明のある実施例で
は、これらの隆起（または凹凸）の全体の高さが約５０Åで、円周方向に２００
μｍのサイクル間隔、半径方向に２００μｍ当りの多重サイクルがある。この表
面は、規則的凹凸高さ、媒体表面の半径方向の規則的な間隔、および円周方向の
制限された不規則性に特徴がある。
【００２２】 本発明の前記およびぞの他の特徴、態様および利点は、添付の図面と共に本発
明の以下の詳細な説明を読めば明白となろう。
明の以下の詳細な説明を読めば明白となろう。
【００２３】 （発明の詳細な説明） 本発明は、磁気記録媒体表面のテクスチャを制御する問題に、超低滑空アバラ
ンシェ（例えば、０．０１５２μｍ以下）をもたらすが、制御可能且つ反復可能
な方法で、取組み且つ解決する。
ンシェ（例えば、０．０１５２μｍ以下）をもたらすが、制御可能且つ反復可能
な方法で、取組み且つ解決する。
【００２４】 図１は、ディスクのような磁気記録媒体の従来技術の機械的にテクスチャ付け
した超微細表面形状の２次元表現を描く。図１の表面形状に繋がる、基板の機械
的研磨は、非常に高いピークと非常に低い谷を有する、多くのピークおよび谷を
示す。このパターンは、この機械的研磨手順中にスラリーを使うために制御され
ない。この表面スペクトルの低周波分布を図２に用意する。これは、例えば、半
径方向に２００μｍの範囲内で高さおよび深さがばらつく五つのピーク１０と五
つの谷１２を示す。この２００μｍの範囲内の最高ピーク１０は５０Åである。
従って、機械的研磨で、平均粗さＲａが７．２Åおよび滑空アバランシェが０．
５５μ”の媒体表面が達成できるだろう。しかし、このパターンの不規則性のた
めに、浮動スライダの下の空気軸受は、ピーク１０の凹凸高さが不規則に変動す
るので、あまり安定でない。更に、このスライダが媒体表面に載っているときに
、スライダと媒体表面の間の接触が均等でない。もう一つの懸念は、谷１２の深
さの変動によって生じ、それはこれらの凹凸のピーク１０の潤滑に関する懸念を
生じさせる。また、深い谷１２は、スライダに対してより多くに乱気流を作る。
した超微細表面形状の２次元表現を描く。図１の表面形状に繋がる、基板の機械
的研磨は、非常に高いピークと非常に低い谷を有する、多くのピークおよび谷を
示す。このパターンは、この機械的研磨手順中にスラリーを使うために制御され
ない。この表面スペクトルの低周波分布を図２に用意する。これは、例えば、半
径方向に２００μｍの範囲内で高さおよび深さがばらつく五つのピーク１０と五
つの谷１２を示す。この２００μｍの範囲内の最高ピーク１０は５０Åである。
従って、機械的研磨で、平均粗さＲａが７．２Åおよび滑空アバランシェが０．
５５μ”の媒体表面が達成できるだろう。しかし、このパターンの不規則性のた
めに、浮動スライダの下の空気軸受は、ピーク１０の凹凸高さが不規則に変動す
るので、あまり安定でない。更に、このスライダが媒体表面に載っているときに
、スライダと媒体表面の間の接触が均等でない。もう一つの懸念は、谷１２の深
さの変動によって生じ、それはこれらの凹凸のピーク１０の潤滑に関する懸念を
生じさせる。また、深い谷１２は、スライダに対してより多くに乱気流を作る。
【００２５】 図３は、本発明に従ってレーザテクスチャ付けした、磁気記録媒体表面形状の
断面の２次元表現を描く。ピーク１４は、約５０Åの高さを有する。２００μｍ
の範囲に亘って、半径方向に、特定数のピークおよび谷がある。図３の実施例で
は、２００μｍのサイクル（または範囲）で、三つのピーク１４と二つの谷１６
がある。特に、この実施例では、ピーク１４が５０Åのほぼ均一な高さである。
ピーク１４の均一な波高または凹凸高さは、スライダがこの表面に載っていると
きのスライダと表面間のより均等な接触は勿論、浮動スライダの下に非常に安定
した空気軸受をもたらす。
断面の２次元表現を描く。ピーク１４は、約５０Åの高さを有する。２００μｍ
の範囲に亘って、半径方向に、特定数のピークおよび谷がある。図３の実施例で
は、２００μｍのサイクル（または範囲）で、三つのピーク１４と二つの谷１６
がある。特に、この実施例では、ピーク１４が５０Åのほぼ均一な高さである。
ピーク１４の均一な波高または凹凸高さは、スライダがこの表面に載っていると
きのスライダと表面間のより均等な接触は勿論、浮動スライダの下に非常に安定
した空気軸受をもたらす。
【００２６】 図３に描く表面形状の磁気記録媒体の低周波分布が明らかにするもう一つの特
徴は、谷１６のどれも非常に深くはないことである。深い谷がないことは、これ
らの凹凸のピーク１４での潤滑を比較的容易にする。また、低周波分布が深い谷
を示す、従来技術より乱気流の量が少ない。磁気記録媒体表面のレーザテクスチ
ャ付けは、超低滑空アバランシェをもたらす。例えば、図３の実施例では、媒体
表面が０．０１５２μｍまたは１５０Å以下の滑空アバランシェを有する。従来
の表面レーザテクスチャ付けは、滑空アバランシェが約２００Åに限られた。半
径方向に２００μｍの複数サイクルで、４，０００：０１の平均水平対垂直比を
達成する。これは、現在のレーザテクスチャ付け凹凸が達成する約１００：０１
の平均水平対垂直比に比べて非常に有利である。
徴は、谷１６のどれも非常に深くはないことである。深い谷がないことは、これ
らの凹凸のピーク１４での潤滑を比較的容易にする。また、低周波分布が深い谷
を示す、従来技術より乱気流の量が少ない。磁気記録媒体表面のレーザテクスチ
ャ付けは、超低滑空アバランシェをもたらす。例えば、図３の実施例では、媒体
表面が０．０１５２μｍまたは１５０Å以下の滑空アバランシェを有する。従来
の表面レーザテクスチャ付けは、滑空アバランシェが約２００Åに限られた。半
径方向に２００μｍの複数サイクルで、４，０００：０１の平均水平対垂直比を
達成する。これは、現在のレーザテクスチャ付け凹凸が達成する約１００：０１
の平均水平対垂直比に比べて非常に有利である。
【００２７】 図４は、本発明の実施例に従ってレーザテクスチャ付けした媒体表面形状の３
次元表現である。この表面も、約０．０１４０μｍの滑空アバランシェに達する
までテクスチャ付けした。図３の実施例同様、半径方向Ｒに２００μｍのサイク
ル１８がある。各サイクル１８内に、ピーク１４および谷１６を有する三つの凹
凸がある。これらのサイクル１８を半径方向Ｒに繰返す。円周方向（矢印Ｃ）の
サイクル間隔も、図４に示す実施例では２００μｍである。この円周方向Ｃのサ
イクル間隔を図４に参照数字２０で示す。規則的である、半径方向のサイクル間
隔１８と違って、円周方向Ｃのサイクル間隔２０は、より不規則に分布している
。
次元表現である。この表面も、約０．０１４０μｍの滑空アバランシェに達する
までテクスチャ付けした。図３の実施例同様、半径方向Ｒに２００μｍのサイク
ル１８がある。各サイクル１８内に、ピーク１４および谷１６を有する三つの凹
凸がある。これらのサイクル１８を半径方向Ｒに繰返す。円周方向（矢印Ｃ）の
サイクル間隔も、図４に示す実施例では２００μｍである。この円周方向Ｃのサ
イクル間隔を図４に参照数字２０で示す。規則的である、半径方向のサイクル間
隔１８と違って、円周方向Ｃのサイクル間隔２０は、より不規則に分布している
。
【００２８】 円周方向の不規則性の制限が有利である理由は、それが作動中の共振をなくす
ることである。ディスクを回転すると、円周方向Ｃの凹凸の不規則性は、共振振
動がスライダまたは浮動ヘッドに影響するのを防ぐ。共振は、ディスクの半径方
向にはそれ程重要なことではない。これは、ヘッドがディスクの表面に関して半
径方向に、このヘッドの下でディスクが円周方向に回転するのに近いほど速くは
移動しないからである。それで、媒体表面の半径方向のサイクル間隔１８は、規
則的間隔にしても良い。
ることである。ディスクを回転すると、円周方向Ｃの凹凸の不規則性は、共振振
動がスライダまたは浮動ヘッドに影響するのを防ぐ。共振は、ディスクの半径方
向にはそれ程重要なことではない。これは、ヘッドがディスクの表面に関して半
径方向に、このヘッドの下でディスクが円周方向に回転するのに近いほど速くは
移動しないからである。それで、媒体表面の半径方向のサイクル間隔１８は、規
則的間隔にしても良い。
【００２９】 図５は、例示的レーザテクスチャ付けした、円周方向Ｃに細長い凹凸２２の顕
微鏡写真である。この単一の細長い凹凸２２は、約５０Åの高さ、並びに長さＬ
およびウエハテクスチャ付け加工装置の適当な構成によって調整可能な幅Ｗを有
する。
微鏡写真である。この単一の細長い凹凸２２は、約５０Åの高さ、並びに長さＬ
およびウエハテクスチャ付け加工装置の適当な構成によって調整可能な幅Ｗを有
する。
【００３０】 図６は、超低滑空アバランシェ（ultra-low glide avalanche）媒体表面を得 るために表面をレーザテクスチャ付けするように構成したレーザ光学システムの
実施例である。このレーザ光学システム３０は、レーザ出力を生ずる連続波レー
ザ３２を含む。次に、この出力を変調器３４によって変調する。本発明の好適実
施例では、変調器３４がレーザ３２からのレーザビーム出力を変調するように作
動する音響光学変調器である。この変調は、多くの異なる方法で行ってもよいが
、本発明の好適実施例では、この変調を不規則的に行う。これを達成するために
、不規則信号発生器３６が変調器３６を制御することによってレーザビームの変
調を制御する。不規則信号発生器３６は、変調器３４に連続波レーザ３２が発生
したレーザビームを不規則な方法でパルス化させるように、時間の不規則点で制
御信号を出す。
実施例である。このレーザ光学システム３０は、レーザ出力を生ずる連続波レー
ザ３２を含む。次に、この出力を変調器３４によって変調する。本発明の好適実
施例では、変調器３４がレーザ３２からのレーザビーム出力を変調するように作
動する音響光学変調器である。この変調は、多くの異なる方法で行ってもよいが
、本発明の好適実施例では、この変調を不規則的に行う。これを達成するために
、不規則信号発生器３６が変調器３６を制御することによってレーザビームの変
調を制御する。不規則信号発生器３６は、変調器３４に連続波レーザ３２が発生
したレーザビームを不規則な方法でパルス化させるように、時間の不規則点で制
御信号を出す。
【００３１】 変調器３４が変調した不規則にパルス化したレーザビームをビーム拡大器３８
が受け、このレーザビームを拡大および平行にする。この拡大し、平行にしたレ
ーザビームを開口４０に通し、集束レンズ４２によってテクスチャ付けすべき表
面に集束する。
が受け、このレーザビームを拡大および平行にする。この拡大し、平行にしたレ
ーザビームを開口４０に通し、集束レンズ４２によってテクスチャ付けすべき表
面に集束する。
【００３２】 本発明のある好適実施例では、表面を仕上げるべき記録媒体が、磁気記録ディ
スク４４のような磁気記録媒体である。半径方向Ｒに規則的で円周方向Ｃに限ら
れた不規則性の間隔で凹凸を作るために、ディスク４４を二つの異なる方法で動
くスピンドル４６に取付ける。このスピンドル４６を図６に矢印Ｂで示すように
回転する。同時に、スピンドル４６を図６に矢印Ａによって示すように、垂直方
向にディスク４４の表面を並進するように動かす。容易に分るように、スピンド
ル４６およびディスク４４の矢印Ａの方向の運動は、半径方向に規則的な間隔を
与えるために時間を決めた方法で行ってもよい。円周方向Ｃの不規則性は、不規
則信号発生器３６および変調器３４の使用によるレーザビームのパルス化によっ
て作る。それで、ディスク４４が矢印Ｂの方向に回転するときにその表面に加え
るレーザビームエネルギーを不規則にパルス化した方法で加える。凹凸は、ディ
スク４４の表面上の単一円形トラックに沿って不規則に位置するだろう。先に述
べたように、この制限された不規則性は、ディスクドライブの作動中にスライダ
または浮動ヘッドに振動を生ずる共振が出来るのを避ける。
スク４４のような磁気記録媒体である。半径方向Ｒに規則的で円周方向Ｃに限ら
れた不規則性の間隔で凹凸を作るために、ディスク４４を二つの異なる方法で動
くスピンドル４６に取付ける。このスピンドル４６を図６に矢印Ｂで示すように
回転する。同時に、スピンドル４６を図６に矢印Ａによって示すように、垂直方
向にディスク４４の表面を並進するように動かす。容易に分るように、スピンド
ル４６およびディスク４４の矢印Ａの方向の運動は、半径方向に規則的な間隔を
与えるために時間を決めた方法で行ってもよい。円周方向Ｃの不規則性は、不規
則信号発生器３６および変調器３４の使用によるレーザビームのパルス化によっ
て作る。それで、ディスク４４が矢印Ｂの方向に回転するときにその表面に加え
るレーザビームエネルギーを不規則にパルス化した方法で加える。凹凸は、ディ
スク４４の表面上の単一円形トラックに沿って不規則に位置するだろう。先に述
べたように、この制限された不規則性は、ディスクドライブの作動中にスライダ
または浮動ヘッドに振動を生ずる共振が出来るのを避ける。
【００３３】 連続波レーザ３２によって生ずるレーザビームの波長は、熱膨張効果により、
テクスチャ付けすべき表面上に不規則に伸びた凹凸が出来るように選択すべきで
ある。例えば、テクスチャ付けすべき表面がニッケルメッキした基板であるとき
は、１０６４ｎｍの波長のレーザが適当である。もし、テクスチャ付けすべき表
面がガラスおよび／またはセラミック基板であるならば、１０ｍｍ波長のレーザ
が連続波レーザ３２として使うのに適当である。もし、他の種類の材料に使うな
らば、当業者の一人は、本発明に従って基板にテクスチャ付けするために適当な
波長のレーザ３２を選択するだろう。
テクスチャ付けすべき表面上に不規則に伸びた凹凸が出来るように選択すべきで
ある。例えば、テクスチャ付けすべき表面がニッケルメッキした基板であるとき
は、１０６４ｎｍの波長のレーザが適当である。もし、テクスチャ付けすべき表
面がガラスおよび／またはセラミック基板であるならば、１０ｍｍ波長のレーザ
が連続波レーザ３２として使うのに適当である。もし、他の種類の材料に使うな
らば、当業者の一人は、本発明に従って基板にテクスチャ付けするために適当な
波長のレーザ３２を選択するだろう。
【００３４】 本発明は、制御可能且つ反復可能なテクスチャパターンを有する、超低滑空ア
バランシェ媒体表面を作るための方法および装置を提供する。
バランシェ媒体表面を作るための方法および装置を提供する。
【００３５】 本発明の好適実施例だけとその多様性の僅かな例を本発明に図示し且つ説明す
る。本発明は、種々の他の組合せおよび環境で使用できること、およびここに表
現するこの発明の範囲内で変更または修整が出来ることを理解すべきである。
る。本発明は、種々の他の組合せおよび環境で使用できること、およびここに表
現するこの発明の範囲内で変更または修整が出来ることを理解すべきである。
【図１】 従来技術に従って機械的にテクスチャ付けした例示的磁気記録媒体表面の表面
形状である。
形状である。
【図２】 従来技術に従って機械的にテクスチャ付けした、図１の表面形状を有する磁気
記録媒体の表面の低周波分布である。
記録媒体の表面の低周波分布である。
【図３】 本発明の実施例に従って機械的にテクスチャ付けした例示的磁気記録媒体表面
の低周波分布である。
の低周波分布である。
【図４】 図３の磁気記録媒体表面の３次元表現である。
【図５】 本発明の実施例に従って作った細長い凹凸の３次元顕微鏡写真である。
【図６】 超低滑空アバランシェ媒体表面を作るために、磁気記録媒体にレーザテクスチ
ャ付けするための本発明の実施例による装置の概略線図である。
ャ付けするための本発明の実施例による装置の概略線図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年３月９日（２０００．３．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
Claims (20)
- 【請求項１】 装置であって： レーザ；および このレーザで表面上にテクスチャパターンを作るための手段を含む装置。
- 【請求項２】 請求項１の装置に於いて、このテクスチャパターンを作るた
めの手段がこのレーザによるレーザエネルギーを変調する変調器を含む装置。 - 【請求項３】 請求項２の装置に於いて、この変調器が音響光学変調器であ
る装置。 - 【請求項４】 請求項３の装置であって、更に、この音響光学変調器による
レーザエネルギー出力の変調を制御するために、この音響光学変調器に結合した
不規則信号発生器を含む装置。 - 【請求項５】 請求項４の装置であって、更に、この音響光学変調器から変
調したレーザエネルギー出力を受け且つ拡大するビーム拡大器を含む装置。 - 【請求項６】 請求項５の装置であって、更に、このビーム拡大器からの拡
大した変調レーザエネルギー出力をテクスチャ付けすべき表面上に集束する開口
および集束レンズを含む装置。 - 【請求項７】 請求項６の装置に於いて、このテクスチャ付けすべき表面が
データ記録ディスクの表面である装置。 - 【請求項８】 請求項７の装置であって、更に、テクスチャ付けすべきデー
タ記録ディスクを取付け且つ回転するスピンドルを含む装置。 - 【請求項９】 媒体表面にこの表面上に不規則に細長い凹凸を作るようにテ
クスチャ付けするための装置であって： レーザ出力を発生するレーザ； このレーザ出力を受け且つこのレーザ出力を変調するように設えた変調器； この変調器によるレーザ出力の変調を制御するために、この変調器に結合した
不規則信号発生器；および この変調したレーザ出力をこの表面上に集束する集束装置を含む装置。 - 【請求項１０】 請求項８の装置であって、更に、この変調器とこの集束装
置の間に配置し、この変調器からの変調したレーザ出力を拡大するビーム拡大器
を含む装置。 - 【請求項１１】 請求項９の装置に於いて、この変調器が音響光学変調器で
ある装置。 - 【請求項１２】 請求項１０の装置に於いて、このレーザが連続波レーザで
ある装置。 - 【請求項１３】 請求項１１の装置に於いて、この集束装置が開口および集
束レンズを含み、この開口をこのビーム拡大器とこの集束レンズの間に配置した
装置。 - 【請求項１４】 超低滑空および摩擦性能のためにデータ記憶媒体表面上に
超微細テクスチャパターンを作る方法であって： レーザビームを不規則に変調する工程；および このデータ記憶媒体表面上に不規則に細長い凹凸を作るために、この不規則に
変調したレーザビームをこのデータ記憶媒体表面上に集束する工程を含む方法。 - 【請求項１５】 請求項１４の方法であって、更に、このデータ記憶媒体表
面上のレーザビームの集束を、このデータ記憶媒体表面を横切る半径方向に動か
すように、このデータ記憶媒体表面のこの不規則に変調したレーザビームに関す
る相対位置を並進運動で変える工程を含む方法。 - 【請求項１６】 請求項１５の方法であって、更に、この不規則に変調した
レーザビームが不規則に細長い凹凸を作るように、このデータ記憶媒体表面をこ
のレーザビームの集束の下で回転する工程を含む方法。 - 【請求項１７】 請求項１４の方法に於いて、このレーザを不規則に変調す
る工程がこのレーザビームを音響光学的に変調する工程を含む方法。 - 【請求項１８】 請求項１７の方法に於いて、この不規則に変調する工程が
、このレーザビームの音響光学的変調を制御する、不規則信号を発生する工程を
含む方法。 - 【請求項１９】 請求項１８の方法に於いて、この不規則に変調する工程が
この不規則信号に従ってこのレーザビームを音響光学的にパルス化する工程を含
む方法。 - 【請求項２０】 請求項１４の方法であって、更に、このデータ記憶媒体表
面上にこの表面の一方向には規則的間隔でおよびこの表面のもう一つの方向には
制限された不規則性で凹凸を作るように、このデータ記憶媒体表面上のレーザビ
ームの相対位置を変える工程を含む方法。
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