JP2001521666A - ランダムに位置したテクスチュア形状を備えた磁気媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 磁気データ記憶媒体は主としてディスクが静止しているときエアベアリングスライダと係合するための専用変換ヘッドの接触ゾーンを含む。接触ゾーンは概ね周方向螺旋状の軌道を形成する不規則な順序の離隔したノジュールでテクスチュアリングされる。螺旋状軌道は均一な半径方向ピッチを画成する多数の巻きを含む。周方向ピッチは不規則であり、より好ましくは実際の間隔が公称間隔に対比し得るが、一般にそれより小さい範囲にわたって公称間隔のあたりで変動する擬似ランダム関数に従って決められる。擬似ランダム配列は接触ゾーンに集光されたレーザビームを導くことを含むテクスチャリング方法によって形成可能である。ディスクはレーザに対して一定の周速度を保つように回転され、また所望の半径方向軌道を提供するように半径方向に並進される。レーザは連続波モードで作動し、レーザとディスクとの間の音響―光学変調器は一連のレーザ露出の間の時間間隔を擬似ランダムに変動するように作動する。

Description

【発明の詳細な説明】 ランダムに位置したテクスチュア形状を備えた磁気媒体 本出願は1997年3月18日に出願された「ヘッドの離陸、着地および（または） 浮動の間のヘッドとディスクとの共鳴を低減するための擬似ランダムレーザテク スチュア」（“Pseudo-Random Laser Texture to Reduce Head-Disc Resonance during Take-off，Landing and／or Flying of the Head”）という名称の仮出 願番号第60／041,067号の恩典を請求するものである。 発明の背景 本発明は磁気データ記憶媒体のテクスチュアリングに関し、特にシステムの共 鳴を最小化するためにそのような媒体の専用の変換ヘッド接触ゾーンをテクスチ ュアリングすることに関する。 特に、データ変換ヘッドと接触するように構成された領域にわたって、磁気デ ィスクをレーザでテクスチュアリングすることは機械的にテクスチュアリングし たディスクと比較して摩擦を低減し、摩耗特性を向上させることが知られている 。従来のレーザテクスチュアリングはレーザビームを多数の位置においてディス ク基板の面上に集光し、各位置において、例えば米国特許第5,062,021号（ラン ジャン−Ranjan）および同第5,108,781号（ランジャン−Ranjan）に記載のよう な隆起したリムによって囲まれたくぼみを形成すること含む。例えば国際特許第 WO97／07931号および同第WO97／43079号に記載の代替案ではリムを形成するので はなくむしろドームすなわちノジュールを形成するためにレーザビームを使用し ている。形状は円形あるいは長円形の外形となりうる。 集約して、テクスチュア形状はヘッドの接触ゾーンにわたってテクスチュアの パターンすなわち分布を形成する。特に好適なパターンはレーザをディスクに対 して半径方向に運動させながら制御した角速度でディスクを回転させることによ って形成される螺旋形のものである。レーザは個々のテクスチュア形状を形成す るようにパルス化される。例えば、ディスクは毎秒約1メートルの周速度を提供 するように回転可能である。そうすると、毎秒50,000パルスでレーザを作用させ る ことにより20ミクロンの周方向ピッチ、すなわち隣接するテクスチュア形状間の 距離を提供する。レーザの半径方向速度によってこれも約20ミクロンとなりうる 半径方向ピッチ、すなわち螺旋の隣接する巻きの間の間隔を提供する。 この方法は動的摩擦の低減および専用の変換ヘッドの接触ゾーンの摩耗特性の 向上に関して極めて成功したが、レーザテクスチュアの形状の規則的で繰返し性 のパターンは高次元の調波を含む周方向ピッチの基本周波数に基づく強力な入力 励起を発生させる。励起周波数がスライダあるいはそのジンバルおよび支持シス テムの自然周波数と一致すると、共鳴が起こり、その結果高振幅の音響エネルギ 信号を発生させ、これが滑空電子雪崩破壊点（ディスク／変換ヘッドの間隔値） を益々決めにくくし、ディスクが滑空試験に失敗したことの虚偽の指示を与える 可能性がある。 規則的に離隔したテクスチュア形状はそれらの共鳴作用に加えて、ディスクの 加速および減速の間データ変換ヘッドとテクスチュア形状の尖端が間欠的に接触 することにより変換ヘッドの外乱を起因させるものと考えられている。また、テ クスチュア形状は加速および減速の一部の間変換ヘッドスライダを支持している エアベアリングを乱すように作用する。ヘッドが非接触で近接すると、エアベア リングの圧力変調によりヘッドの共鳴を誘導する可能性がある。 先に提案された数種の媒体をテクスチュアリングする代替案はある程度これら の問題を指向している。例えば、前述の国際特許公告番号第WO97／43079号は、 レーザでテクスチュアリングしたディスクと比較して機械的にテクスチュアリン グしたディスクはヘッドの離陸および着地の間に発生する音響エネルギが少ない との観察を含んでいる。そこでは、ノイズを低減するテクスチュアリング代替案 が論じられており、すなわち同公告の図15に示されているように、リムの列がそ れらの端で相互に接続されている。1998年3月13日に出願された「磁気媒体の低 共鳴テクスチュアリング」（“Low Resonance Texturing of Magnetic Media” ）という名称の米国特許願第―号においては、共鳴を低減するテクスチュアリン グが細長い周方向の隆起の形態、最も顕著には変換ヘッドの接触領域にわたって 螺旋の形態の連続した隆起の形態で示されている。これらの代替案の双方共ヘッ ドの離陸および着地の間じゅうノイズを著しく低減するが、隣接するテクスチュ ア形状の間に顕著な間隔をつけてノイズを低減するテクスチュアを配置させる必 要性が残っている。このような配置は製造コストを下げ、かつヘッドの接触ゾー ンにわたっての粗さを均一にするより大きな可能性があるため好ましいことが多 い。 従って、本発明の目的は望ましくない共鳴周波数作用を最小する一方で、磁気 記録媒体専用の変換ヘッドの接触ゾーンに望ましい表面粗さ付与するようにされ たテクチュア形状配列を提供することである。 本発明の別な目的は、ヘッド接触ゾーンが少なくとも記憶媒体の選択された方 向において隣接するテクスチュア形状の間の間隔が不規則である擬似ランダム配 列の多数のテクスチュア形状から構成される形態を有する磁気記録媒体を提供す ることである。 本発明の更に別な目的は、隣接するテクスチュア形状の間の間隔を不規則にす るために一連の露出の間じゅうタイミング間隔の擬似ランダム順序に従って記憶 媒体を間欠的に露出することによりデータ記憶媒体をレーザでテクスチュアリン グする方法を提供することである。 本発明の更に別な目的は、レーザでテクスチュアリングした媒体の極めて良好 な動的摩擦と摩耗特性とを示し、更にヘッドの離陸と着地の間じゅう変換ヘッド とそれらの支持構造体とに対する低い共鳴相互作用を示す磁気データ記憶媒体を 提供することである。 発明の要約 前述の目的およびその他の目的を達成するために、磁気データ記憶媒体が提供 される。前記媒体は非磁性材料から形成された基板本体と該基板本体の上に配置 された磁性膜とを含む。記録媒体は磁気データ変換ヘッドに対して所定方向にお ける記録媒体の加速および減速の間じゅう磁気データ変換ヘッドと面係合するよ うにされた接触領域を含む概ね平坦な面を有する。前記接触領域において多数の テクスチュア形状が形成されている。前記形状は概ね平坦な面の公称平面から外 方に突出し、相互に協働して接触面の面粗さを画成する。テクスチュア形状は相 互から離隔し、所定方向で隣接するテクスチュア形状の間で不規則な間隔を画成 するように配置されている。 テクスチュア形状は所定密度（すなわち密度の許容範囲）を保持し、かつ不規 則な間隔を提供するように配置されていることが好ましい。この目的に対して、 テクスチュア形状は隣接する形状間の実際の間隔が公称間隔のあたりで変動し、 更に公称間隔以下の範囲（最大間隔から最小間隔を差し引いたもの）のあたりで 変動するような順序で形成することが可能である。公称間隔は所望の形状密度を 念頭において選択するとよい。最も好ましい配置では、間隔が許容範囲にわたっ てランダムに画成される。 典型的には、記録媒体は環状の接触領域を備えた磁気ディスクである。そして 、所定方向はディスクに対して周方向であり、不規則な間隔は周方向のピッチで ある。ヘッドの接触領域にわたっての擬似ランダムテクスチュアのパターンはテ クスチュア形状の単一の螺旋状に順次あるものとして形成可能である。螺旋は基 本的に隣接する巻きの間の半径方向ピッチが選択され、好ましくは一定である周 方向の巻きを提供する。 テクスチュア形状は通常水平方向の公称平面の上方の高さに関して考えれば公 称平面から離れる方向の延長の度合いが概ね均一であることが好ましい。このた め接触領域にわたって面粗さに関して所望の均一性を提供する。テクスチュア形 状はレーザノジュールあるいはバンプとして形成されると丸みが付けられ、鋭い 縁部が概ね無くて、約5―30ｎｍの範囲の高さを有する。 更に、本発明によると、 ａ．磁気記憶媒体に向って可干渉エネルギビームを導き、 ｂ．複数の異なる位置において記憶媒体の選択した面に可干渉エネルギビーム を衝突させ、選択された面に沿った少なくとも一つの所定方向において隣接する テクスチャ形状の間で不規則な間隔を提供するように位置を選択しながら、テク スチュア形状を形成することにより各位置において選択された面の形態を変える ことを含む、磁気データ記憶媒体を面テクスチュアリングする方法が提供される 。 データ記憶媒体が磁気ディスクである場合、テクスチュアリングすることはデ ィスクを回転させ、レーザ露出の割合すなわち周波数を制御することに同調した 周速度を提供することを含む。適当な一方法はレーザ自体あるいはレーザおよび ディスクに対して中間の光学要素を制御することによりレーザエネルギの露出エ ピソードのタイミングを変更しながら一定の周速度を保つようにディスクを回転 することを含む。 一好適テクスチュアリング装置においては、ＣＷ（連続波）モードで作動する レーザは擬似ランダムパルス発生器によって制御される音響―光学変調器を通し て導かれるビームを提供する。その結果レーザ露出の擬似ランダムタイミングに 対応する擬似ランダム順序のテクスチュア形状が提供される。例えばランダムに 変動するディスク回転のようなその他の代替案も考えられるが、ディスク運動よ りむしろレーザ露出タイミングを変更することによって可成り良好な精度が可能 にされる。 好ましい組み合わせと比較すると精度は下がると考えられるが、ＣＷレーザお よび音響―光学変調器の組み合わせの代わりにランダムに起動させたパルスレー ザが使用可能である。 このように、本発明によると、磁気データ記憶媒体の変換ヘッド接触ゾーンは 優れた摩耗および摩擦特性を提供する多数の離隔したバンプすなわちノジュール を形成するようにレーザでテクスチュアリング可能であり、しかも変換ヘッドの 離陸および着地の間じゅう望ましくない共鳴作用を発生させない。媒体／ヘッド の相対運動方向における隣接するテクスチュア形状間の間隔を擬似ランダムに変 動させると基本周波数とそれらの高調波に基づく入力励起を低減させる上で特に 効果的であり、媒体の性能を向上させる。 図面の説明 前述およびその他の特徴や利点を更に認識するために以下の詳細説明と図面と を参照する。 図1は本発明による擬似ランダム配列のテクスチュアを有する磁気データ記憶 ディスクと該ディスクに対して全体的に半径方向に運動するように支持されたデ ータ変換ヘッドとの平面図、 図2は図1に示す磁気ディスクの拡大した部分断面図、 図3は従来のレーザテクチュアリング法による断続したノジュールのテクスチ ュアパターンを備えた磁気データ記憶ディスクの部分的な平面図、 図4は周方向で見た図3に示す接触ゾーンの面外形を示す概略図、 図5は図3に示すディスクに対する周波数の関数としての励起振幅を示すグラフ 、 図6はテクスチュアリングした変換ヘッドの接触ゾーンを示す、図1と図2とに 示すデータ記憶ディスクの拡大した部分平面図、 図7は周方向に見た、図6に示す変換ヘッドの接触ゾーンの面外形を示す概略図 、 図8は図6に示す変換ヘッドの接触ゾーンに対する、周波数の関数としての励起 振幅を示すチャート、 図9は図6に示す擬似ランダムテクスチュアを形成するテクスチュアリングシス テムの概略図、 図10は本発明によってテクスチュアリングした代替的なデータ記憶ディスクの 部分平面図、 図11は図10に示すディスクの断面図、 図12はテクスチュアリング装置の代替実施例の概略図である。 好適実施例の詳細説明 図面を参照すると、図1および図2には特に垂直軸の周りを回転可能で、概ね平 坦な水平な上面18を有する磁気ディスク16である磁気データを読み取り、かつ記 録する媒体が示されている。回転アクチュエータ（図示せず）が片持式に変換ヘ ッド支持アーム20を担持している。（磁気変換器とエアベアリングスライダとを 含む）磁気データ変換ヘッドがサスペンション24を介して支持アームの自由端に 装着されており、前記サスペンションはヘッドのジンバル作用すなわち縦揺れお よび横揺れ軸線の周りの限定された垂直方向の移動および回転を可能にする。回 転アクチュエータと支持アームとはディスクに対して全体的に半径方向である円 弧軌道においてヘッド22を運動させるように枢動する。 ディスク22の中央には、ディスクを回転させるために使用するディスク駆動ス ピンドル26を収容する開口が設けられている。前記開口とディスクの外周縁28と の間で、上面18は3個の環状の領域すなわちゾーン、ディスクをスピンドルに緊 締するために使用される半径方向内方のゾーン30、専用の変換ヘッド接触ゾーン 32、および磁気データを記録したり、読み取るための領域として作用するデータ 記憶ゾーン34に分割している。 ディスクが休止しているか、あるいは通常の作動範囲より著しく下回る速度で 回転していると、ヘッド22は上面18と接触する。ディスクが通常の作動範囲を含 むより高い速度で回転すると、エアバッグ即ちクッションがディスクの回転方向 においてヘッドと上面18との間で流れる空気によって形成される。エアバッグは 上面の上方でヘッドを支持する。典型的にはヘッドの「浮動高さ」として知られて いるヘッド22の平坦な底面36と上面18との間の距離は約10ミクロンインチ（254 ｎｍ）以下である。 データ記録および読み取り作動に対して、ディスクの回転と支持アームの枢動 とはデータゾーン34内の所望位置の近傍で変換ヘッド22を選択的に位置させるよ うに同調して制御される。データ作動に続いて、ディスクは減速され、支持アー ム20は接触ゾーン32に向って半径方向内方に運動する。ヘッド／ディスクの接触 を許容するのに十分にディスクが減速する時までにヘッドは接触ゾーンの上方に 位置している。このように、ヘッドがディスク面の他の領域と接触することが避 けられる。次のデータ作動の前に、ディスクは先ずヘッド22を接触ゾーン内でデ ィスク16と係合させた状態で加速される。支持アーム20はヘッドが接触ゾーンの 上方でエアベアリングによって支持されるまでは枢動しない。 磁気ディスク16は概ね平坦な上面を提供するようにアルミニュームの基板ディ スク38を機械的に仕上げることによって形成される。典型的には、約2―12ミク ロンの範囲の均一な厚さの非磁性層40を提供するように基板ディスクの上面にニ ッケル−リン合金がメッキされてきた。メッキに続いて、Ｎｉ−Ｐ合金の層の露 出された上面42が約0.1ミクロンインチ（2.54ｎｍ）以下の粗さまで研磨される 。 機械的な仕上げの後、少なくとも接触ゾーン32に沿った基板の面42は所望の面 粗さを提供するようにレーザでテクスチュアリングされる。レーザテクスチュア リングは以下詳細に説明するように、面42において、かつその近傍で基板ディス クを溶融してテクスチュア形状を形成することを含む。 ディスク16の製作はテクスチュアリングの後に数層を付与することを含む。こ れら層の第1の層は典型的な厚さが約10―100ｎｍであるクロームの下層44である 。次の層はデータが記憶され、厚さが典型的には約10―50ｎｍである磁性薄膜の 記録層46である。最後の層は厚さが5―30ｎｍの範囲である保護用の炭素層48で あ る。層44、46および48は厚さが概ね均一であり、基板面42のテクスチュアを模写 する。 レーザテクスチュアリングは面42において基板ディスクで断続したノジュール （バンプあるいはドームとも称される）を形成することを含む。ノジュールの大 きさと形状は面42に衝突するレーザビームのエネルギレベルによって決まる。典 型的には、ノジュールはディスクの回転速度とテクスチュアリングの間のレーザ パルス間隔によって決まる周方向ピッチを有する螺旋状軌道に形成される。半径 方向ピッチ、すなわち螺旋状軌道の連続した巻きの間の半径方向距離はディスク の回転とディスクに対するレーザの半径方向シフト速度とによって決まる。図3 から分かるように、従来のレーザテクスチュアリングの結果周方向ピッチが均一 な、すなわち連続したノジュール49間の間隔すなわち距離が均一なテクスチュア リングしたヘッド接触ゾーンを有するディスク47が得られる。ノジュールは典型 的には約5―30ｎｍの範囲の高さ（ノジュールの尖端とディスクの公称平面との 間の距離）の高度な均一さで形成可能である。このため、接触ゾーンに概ねわた って均一な面粗さを提供する。図４に示す面輪郭は周方向ピッチを示す。 しかしながら、この均一性は均一な周方向ピッチと組み合わされると変換ヘッ ドに対するディスクの周速度と共に直線方向に変動する入力励起周波数を提供す る。変換ヘッドの離陸および着地の間、これらの入力励起周波数すなわちそれら の高調波は相互に対して垂直方向の縦揺れおよび横揺れ軸線の周りのヘッドの方 向性の調整を可能にするジンバル装置を含む変換ヘッドあるいはヘッド支持構造 体の自然共鳴周波数と一致する可能がある。滑空電子雪崩測定の間共鳴作用が発 生し、ディスクが滑空試験に失敗したとの誤った指示を与え、滑空電子雪崩破壊 点の検出を困難にしうる。図5に示すチャート、すなわち周波数に対する振幅（ ｄＢ）のプロットはスパイクの大きさが周波数が高くなるにつれて減少する、基 本的な周波数と高調波における高度の励起振幅を示している。 図6はディスク16の接触ゾーン32の拡大部分を示している。連続した螺旋の一 部として実際に形成されているノジュール48は周方向に対応する一連の水平方向 の列として見える。従って、周方向ピッチは隣接するノジュール48間の水平方向 の距離として示されている。離隔間隔が広範囲に亘り、かつランダムであること が直ちに明らかである。図示例においては、擬似ランダムテクスチュアは公称の 周方向ピッチは45ミクロンで、半径方向のピッチは２５ミクロンである。 図7においては、一連のノジュールに沿って周方向に見た面輪郭はノジュール の離隔間隔の不規則性を示すためにミクロン単位の目盛りの近傍に位置して示し ている。 隣接するノジュールの間の間隔はノジュールの大きさ（例えばモジュアル径は 5ミクロン）と比較して大きいが、周方向および半径方向双方のノジュール間の 間隔は、典型的にはミリで表現される変換ヘッドの寸法と比較して微小である。 しかしながら、スチクション（stiction）と動的摩擦とに関して一貫した性能を 保つには、ノジュール48の密度を図3に示す均一なピッチ配置におけるノジュー ル49の密度と少なくとも同様に保つことが望ましい。 この目的のため、離隔間隔は公称値の周りでランダムに変動する。一例によれ ば、公称の周方向ピッチは50ミクロンであって、間隔は30ミクロンから70ミクロ ンの範囲、すなわち40ミクロンの範囲にわたってランダムに変動する。この範囲 は公称間隔と比較すると顕著であるが、公称間隔以下である。 連続したノジュール間のランダムあるいは不規則である間隔は入力励起の振幅 を著しく低減する。均一なノジュール間隔に関しては図5に示すチャートと直接 対比しうる図8に示すチャートから分かるように、ランダムな間隔は30ｋＨｚに おいて低振幅のスパイクを発生させる。さもなければ、周波数は拡張されるか、 あるいはスミアリングされ、即ち周波数の範囲にわたって概ね均等に分配される 。このように、周方向間隔をランダムにすることは入力励起を効果的に最小にす る。 図9は本発明により擬似ランダム配列のテクスチュア形状を形成するレーザテ クスチュアリング装置50を示す。前記装置50はＣＷ（連続波）モードで作動する Ｎｄ：ＹＶＯ₄ダイオードレーザ52を含む。レーザ52によって発生したビーム54 は、ランダムパルス発生器58によって制御される音響―光学変調器56に提供され る。パルス発生器は任意の波形発生器（テクトロニック／ソニーＡＷＧ2040）お よびパルス発生器（ＨＰ8116Ａ）から構成されている。変調器56を越えてビーム 54はレンズ60、62、および64で代表されるビームコラムネーテイングおよび集光 光学装置を通して進行する。レンズ64から出てくるビームは、典型的には円形で あるが、代替的に長円形あるいはその他の選択された輪郭でよいビーム衝突領域 においてディスク16の面422集光される。ビーム衝突領域の直径は該当する用途 および光学要素によって変わることがある。 レーザエネルギを基板ディスクの金属面上に集中させることは、該面を著しく 局所化して溶融させる。当該材料は急速に再固化するが、外方あるいは図9から 見て左方へ公称面から突出したノジュールを形成するのに十分な材料の流れはあ る。 所望のテクスチュアパターンすなわち配列はスピンドル66を使用してディスク 16を回転させ、例えばシャフト70において作動して図から見て上方および下方へ スピンドル66の非回転部分を動かすモータ68によってレーザビームに対してディ スクを半径方向に並進させることにより形成される。好ましい螺旋状軌道を辿っ て、ディスクの回転と半径方向並進とが同時に発生する。ディスクの回転に対す る半径方向の並進の度合いが螺旋状軌道の隣接する巻きの間の半径方向ピッチす なわち距離を決定する。 前述のシステムから顕著に逸脱する点はディスクのレーザエネルギに対する一 連の露出、すなわち一連のノジュール形成エピソードが調時される態様である。 従来のレーザテクスチュアリングは、一定のディスクの周速度を保ちながら、 レーザを均等の速度、すなわち周波数、例えば毎秒50,000パルスでパルス化し、 その結果均一な周方向ピッチを提供することを含む。 対照的に、変調器56は一連のエピソード間の実際の間隔が公称間隔のあたりで 変動するノジュール形成エピソードの擬似ランダム周波数を提供するように制御 される。例えば、エピソード（レーザ露出）間の間隔は20マイクロ秒である公称 間隔のあたりで15マイクロ秒から25マイクロ秒の範囲にわたって変動しうる。 露出間の間隔は変調器56によって制御される。特に、パルス発生器58によって 制御され、変調器56はコラムネーテイングおよび集光光学装置を通してビーム54 を導くか、あるいは54（ａ）で指示するようにビームを分岐させる。このように 、変調器はレーザの露出を交互に許容したり阻止するシャッタとして作用する。 この装置によりタイミング間隔に亘り正確な制御を可能にし、供された範囲にわ たって時間間隔のランダムな変動性を向上させる。前述のように、露出の擬似ラ ン ダム変動が好ましい。これは擬似ランダムタイミングに対してパルス発生器をプ ログラム化するようにパーソナルコンピュータを使用することにより達成される 。 図10と図11はデータ記憶媒体72の代替実施例、特にガラス基板上にスパッタリ ングあるいはその他の方法で蒸着した金属層76、例えばクロームを設けたガラス セラミック基板74を示す。金属層は、基板と金属層が回転し、半径方向に並進し て前述のように螺旋状軌道に沿ってテクスチュアを形成している間に変調器によ ってパルス化されたＣＷレーザビームに露出される。局所化したマイクロ加工に よるよりもむしろノジュール形成によって形態が確実に決まるようにするために 、金属層76は厚さが少なくとも約100ｎｍであるべきである。 図12は擬似ランダムテクスチュアパターンを形成するための代替実施例78を示 す。システム78は擬似ランダムパルス発生器（図示せず）からのトリガ信号82に よって制御されるパルス化されたダイオードレーザを含む。各トリガに応答して 、レーザ80はビーム84を発生させ、該ビーム84はコラムネーテイングおよび集光 光学装置86を通してディスク88まで進行し、該ディスクは前述のように回転し、 半径方向に並進する。このシステムは音響―光学変調器を必要とはしないが、図 9で示すシステムと同じ精度での制御は可能でない。 図9に示すシステムが採用されるか、図12に示すシステムが採用されるかには 無関係に、ヘッド全体の接触ゾーンのテクスチュアリングは一回の連続した作動 において完了可能であるので、好ましい方法は螺旋状軌道において一連のノジュ ールを形成することである。しかしながら、いずれかのシステムを使用してもテ クスチュア形状のその他の擬似ランダム配置、例えば半径方向のピッチが均等で あり、リング内の周方向ピッチがランダムに変動する一連の同心状リングを形成 することは可能である。 このように、本発明によると、データ記憶ディスクの変換ヘッドの接触ゾーン は動的摩擦および摩耗特性を向上させ、しかもまたヘッドスライダの離陸および 着地の間じゅう過度に高い音響エネルギ信号を発生させる入力励起周波数の問題 を事実上排除する面粗さを向上させるようにテクチュアリングされる。このよう な結果は特に隣接するノジュール間の間隔が周方向に変動する順序の、擬似ラン ダムあるいは不規則なノジュール配列あるいはその他のテクスチュア形状を提供 することによって達成される。ノジュールは非常にランダムな配列で配置しうる が、しかも媒体の性能を著しく向上させるような好ましいスチックションおよび 摩擦特性のための望ましい密度を保持することが可能である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年１０月１９日（１９９８．１０．１９） 【補正内容】 最後の層は厚さが5―30ｎｍの範囲である保護用の炭素層48である。層44、46お よび48は厚さが概ね均一であり、基板面42のテクスチュアを模写する。 レーザテクスチュアリングは面42において基板ディスクで断続したノジュール （バンプあるいはドームとも称される）を形成することを含む。ノジュールの大 きさと形状は面42に衝突するレーザビームのエネルギレベルによって決まる。典 型的には、ノジュールはディスクの回転速度とテクスチュアリングの間のレーザ パルス間隔によって決まる周方向ピッチを有する螺旋状軌道に形成される。半径 方向ピッチ、すなわち螺旋状軌道の連続した巻きの間の半径方向距離はディスク の回転とディスクに対するレーザの半径方向シフト速度とによって決まる。図3 から分かるように、従来のレーザテクスチュアリングの結果周方向ピッチが均一 な、すなわち連続したノジュール49間の間隔すなわち距離が均一なテクスチュア リングしたヘッド接触ゾーンを有するディスク47が得られる。ノジュールは典型 的には約5―30ｎｍの範囲の高さ（ノジュールの尖端とディスクの公称平面との 間の距離）の高度な均一さで形成可能である。このため、接触ゾーンに概ねわた って均一な面粗さを提供する。図４に示す面輪郭は周方向ピッチを示す。 しかしながら、この均一性は均一な周方向ピッチと組み合わされると変換ヘッ ドに対するディスクの周速度と共に直線方向に変動する入力励起周波数を提供す る。変換ヘッドの離陸および着地の間、これらの入力励起周波数すなわちそれら の高調波は相互に対して垂直方向の縦揺れおよび横揺れ軸線の周りのヘッドの方 向性の調整を可能にするジンバル装置を含む変換ヘッドあるいはヘッド支持構造 体の自然共鳴周波数と一致する可能がある。滑空電子雪崩測定の間共鳴作用が発 生し、ディスクが滑空試験に失敗したとの誤った指示を与え、滑空電子雪崩破壊 点の検出を困難にしうる。図5に示すチャート、すなわち周波数に対する振幅（ ｄＢ）のプロットはスパイクの大きさが周波数が高くなるにつれて減少する、基 本的な周波数と高調波における高度の励起振幅を示している。 図6はディスク16の接触ゾーン32の拡大部分を示している。連続した螺旋の一 部として実際に形成されているノジュール51は周方向に対応する一連の水平方向 の列として見える。従って、周方向ピッチは隣接するノジュール51間の水平方向 の距離として示されている。離隔間隔が広範囲に亘り、かつランダムであること が直ちに明らかである。図示例においては、擬似ランダムテクスチュアは公称の 周方向ピッチは45ミクロンで、半径方向のピッチは25ミクロンである。 図7においては、一連のノジュールに沿って周方向に見た面輪郭はノジュール の離隔間隔の不規則性を示すためにミクロン単位の目盛りの近傍に位置して示し ている。 隣接するノジュールの間の間隔はノジュールの大きさ（例えばモジュアル径は5 ミクロン）と比較して大きいが、周方向および半径方向双方のノジュール間の間 隔は、典型的にはミリで表現される変換ヘッドの寸法と比較して微小である。し かしながら、スチクション(stiction)と動的摩擦とに関して一貫した性能を保つ には、ノジュール48の密度を図3に示す均一なピッチ配置におけるノジュール49 の密度と少なくとも同様に保つことが望ましい。 この目的のため、離隔間隔は公称値の周りでランダムに変動する。一例によれ ば、公称の周方向ピッチは50ミクロンであって、間隔は30ミクロンから70ミクロ ンの範囲、すなわち40ミクロンの範囲にわたってランダムに変動する。この範囲 は公称間隔と比較すると顕著であるが、公称間隔以下である。 連続したノジュール間のランダムあるいは不規則である間隔は入力励起の振幅 を著しく低減する。均一なノジュール間隔に関しては図5に示すチャートと直接 対比しうる図8に示すチャートから分かるように、ランダムな間隔は30ｋＨｚに おいて低振幅のスパイクを発生させる。さもなければ、周波数は拡張されるか、 あるいはスミアリングされ、即ち周波数の範囲にわたって概ね均等に分配される 。このように、周方向間隔をランダムにすることは入力励起を効果的に最小にす る。 図９は本発明により擬似ランダム配列のテクスチュア形状を形成するレーザテ クスチュアリング装置50を示す。前記装置50はＣＷ(連続波)モードで作動するＮ ｄ：ＹＶＯ₄ダイオードレーザ52を含む。レーザ52によって発生したビーム54は 、ランダムパルス発生器58によって制御される音響―光学変調器56に提供される 。パルス発生器は任意の波形発生器（テクトロニック／ソニーＡＷＧ2040）およ びパルス発生器（ＨＰ8116Ａ）から構成されている。 【図６】 【図７】 【図８】【図９】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 基板本体の上に溶着された非磁性および磁性の膜から形成された基板本体 であって、記録媒体が変換ヘッドに対して所定方向において記録媒体の加速およ び減速の間じゅう磁気データと面係合するようにされた接触領域を含む概ね平坦 な面を有する基板本体と、 前記面の公称面から外方に突出し、協働して前記接触領域の面粗さを画定する 前記接触領域における多数のテクスチュア形状であって、相互に対して離隔し、 前記所定方向において隣接するテクスチュア形状の間で不規則な間隔を画成する ように配置されているテクスチュア形状とを含むことを特徴とする磁気データ記 憶媒体。 2. 前記磁気記録媒体が形状付けられディスクであり、前記接触領域が環状で あり、前記所定方向が前記記録媒体に対して周方向であることを特徴とする請求 項1に記載の記憶媒体装置。 3. 前記テクスチュア形状が公称面の上方の高さが概ね均等であることを特徴 とする請求項1に記載の記憶媒体。 4. 前記テクスチュア形状の前記公称面より上方の高さが約5―30ｎｍの範囲 であることを特徴とする請求項1に記載の記憶媒体。 5. 前記テクスチュア形状が丸みを付けられており、鋭い縁部が概ね無いこと を特徴とする請求項1に記載の記憶媒体。 6. 前記テクスチュアパターンが基本的に、螺旋状軌道に沿った隣接する形状 の間の間隔がランダムに変動する単一の螺旋状軌道に形成されたテクスチュア形 状から構成されていることを特徴とする請求項2に記載の記憶媒体。 7. テクスチュアパターンが相互から半径方向に離隔したテクスチュア形状の 周方向の多数のリングから形成され、各リングにおける隣接する形状の間の周方 向間隔がランダムに変動することを特徴とする請求項2に記載の記憶媒体。 8. 前記テクスチュアパターンが並列した列のテクスチュア形状から構成され 、各列は所定方向に延びており、所定方向における隣接するテクスチュア形状の 間の間隔が公称間隔のあたりで変動することを特徴とする請求項1に記載の記憶 媒 体。 9. 前記多数のテクスチュア形状が公称間隔のあたりで、かつある範囲の間隔 にわたって前記間隔の擬似ランダム変動に従って相互から離隔し、前記範囲の大 きさが公称間隔の大きさ以下であることを特徴とする請求項1に記載の記憶媒体 。 10．前記公称間隔が約10の因数だけテクスチュア形状の公称寸法よりも大きい ことを特徴とする請求項9に記載の記憶媒体。 11．磁気データ記憶媒体を面テクスチュアリングする方法において、 磁気データ記憶媒体に向って可干渉エネルギビームを導き、可干渉エネルギビ ームを複数の位置において前記データ記憶媒体の選択した面に衝突させ、テクス チュア形状を形成することによって前記位置の各々において選択された面の形態 を変更し、選択された面に沿って少なくとも一つの所定方向において隣接するテ クスチュア形状の間の不規則な間隔を提供するように前記位置を選択することを 含むことを特徴とする磁気データ記憶媒体を面テクスチュアリングする方法。 12．前記磁気データ記憶媒体が形状付けられたディスクであり、前記選択され た面が環状であり、前記所定方向が概ね周方向であることを特徴とする請求項11 に記載の方法。 13．可干渉エネルギビームを選択した面に衝突させる段階がデータ記憶媒体を 所定方向において可干渉エネルギビームに対して並進させることを含むことを特 徴とする請求項11に記載の方法。 14．前記並進させることが記憶媒体を一定の速度で動かすことを含み、可干渉 エネルギビームを導くことがビームをランダムに変動する速度で選択的に分岐さ せることを含むことを特徴とする請求項13に記載の方法。 15．可干渉エネルギビームをＣＷ（連続波）モードで発生することを更に含み 、可干渉エネルギビームを選択的に分岐させることがビームを音響―光学変調器 を通して導き、擬似ランダムパルス発生器により変調器を制御することを含むこ とを特徴とする請求項11に記載の方法。 16．磁気データ記憶媒体において面テクスチュアリングを実行するシステムに おいて、 可干渉エネルギビームを発生させる手段と、 可干渉エネルギビームを複数位置においてデータ記憶媒体の選択された面に衝 突させ、テクスチュア形状を形成することにより前記位置の各々において選択し た面の形態を変える手段と、 選択された面に沿って少なくとも一つの所定方向において隣接するテクスチュ ア形状の間で不規則な間隔を提供するように前記位置を選択する手段とを含むこ とを特徴とする磁気データ記憶媒体に面テクスチュアリングを実行するシステム 。 17．可干渉エネルギビームを選択された面に衝突させる前記手段が可干渉エネ ルギビームに対する所定方向においてデータ記憶媒体を並進させる手段と、選択 された時間の間に選択された面に可干渉エネルギビームが衝突しないように間欠 的に阻止するとによって選択された面が可干渉エネルギに対して露出される間に 一連のエピソード間の間隔をランダムに変更する手段とを含むことを特徴とする 請求項16に記載のシステム。 18．前記ビームが選択された面に衝突しないように間欠的に阻止する手段がビ ームの軌道における音響―光学変調器と前記音響―光学変調器に作動結合された ランダム信号発生器とを含むことを特徴とする請求項17に記載のシステム。