JP2005267730A - 磁気転写用マスター担体および磁気転写装置並びに磁気転写方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 磁気転写時におけるスレーブ媒体との良好な密着状態を得て、位置ずれ、傷付き、剥離不良等が発生せず、密着位置合わせも良好に行えるようにした磁気転写用マスター担体を提供する。
【解決手段】 転写情報に対応した同心円状の転写パターンを有する円盤状の磁気転写用マスター担体１であって、このマスター担体１とスレーブ媒体２とを接触面積Ａで均一に密着させ、垂直荷重Ｐを加えて密着させ、面方向に引っ張った際の最大静止摩擦力Ｆを測定したとき、擦特性値Ｆ／Ｐ・Ａが１７３〜２４／ｃｍ²の範囲、好ましくは１１２〜４５／ｃｍ²の範囲である表面性状に形成してなる。マスター担体１の表面にＤＬＣ膜による硬質保護膜13を形成するか、必要に応じて硬質保護膜表面に潤滑剤を付与するのが好ましい。
【選択図】 図２

Description

本発明は、転写情報が担持されたマスター担体と転写を受けるスレーブ媒体とを密着させて磁気転写する磁気転写方法に使用する磁気転写用マスター担体および磁気転写装置並びに磁気転写方法に関するものである。

本発明の対象とする磁気転写は、少なくとも表層に磁性層を有するサーボ信号等の転写パターンが凹凸形状で形成されたマスター担体（パターンドマスター）を、磁気記録部を有するスレーブ媒体と密着させた状態で、転写用磁界を印加してマスター担体に担持した情報に対応する磁化パターンをスレーブ媒体に転写記録するものである。

上記スレーブ媒体がハードディスクまたは高密度フレキシブルディスクのような円盤状媒体の場合には、前記マスター担体も円盤状で、同心円状に形成された転写パターンを有し、スレーブ媒体の片面または両面にこのマスター担体を密着させた状態で、その片側または両側に電磁石装置、永久磁石装置による磁界印加装置を配設して転写用磁界を印加する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１４６６７号公報

ところで、上記磁気転写における転写品質を高めるためには、マスター担体とスレーブ媒体との面間隔を一様なものとする必要があり、そのため両者を密着させるようにしている。この密着時においても全面で均等に密着させると共に、両者の密着位置ずれが発生しないようにしなければならない。

マスター担体とスレーブ媒体とを密着させる際に相対的に滑るように移動すると、規定位置に所望の信号が転写記録できず、記録した信号がサーボの場合にはトラッキング機能が十分に得られずに信頼性が低下するとともに、密着力が作用しつつ滑って摩擦することに伴い、マスター担体が汚染されたり、マスター担体およびスレーブ媒体の表面に傷付きが発生することにもなる。

一方で、磁気転写終了後には、マスター担体とスレーブ媒体との密着を解除して両者を剥離させるが、マスター担体とスレーブ媒体との密着度が大きすぎると、この剥離時にマスター担体やスレーブ媒体に負担がかかり、場合によっては損傷することがある。つまり、マスター担体はスレーブ媒体との密着において滑って位置ずれが起きることは避けなければならないが、全く滑らないような密着状態では剥離時に問題がある。

本発明が対象とするマスター担体は、表面に磁性体による凹凸パターンを有するものであるが、その凹凸の程度、その他の表面性状に応じてスレーブ媒体との密着摩擦態様が異なり、現実的にどのような表面性状とすれば、スレーブ媒体との好適な密着状態が得られるかが不明である。

本発明はこのような点に鑑みなされたもので、磁気転写時におけるスレーブ媒体との良好な密着状態を得て、位置ずれ、傷付き、剥離不良等が発生せず、密着位置合わせも良好に行えるようにした磁気転写用マスター担体および磁気転写装置並びに磁気転写方法を提供することを目的とするものである。

本発明の磁気転写用マスター担体は、転写情報に対応した同心円状の転写パターンを有する円盤状の磁気転写用マスター担体であって、該マスター担体とスレーブ媒体を接触面積Ａで均一に密着させ、垂直荷重Ｐを加えて面方向に引っ張った際の最大静止摩擦力をＦとしたとき、摩擦特性値Ｆ／Ｐ・Ａが１７３〜２４／ｃｍ²の範囲である表面性状に形成されたことを特徴とするものである。

前記摩擦特性値Ｆ／Ｐ・Ａは、好ましくは、１１２〜４５／ｃｍ²の範囲である。

前記マスター担体の表面にＤＬＣ膜による硬質保護膜を形成するのが好ましい。さらに、前記ＤＬＣ膜による硬質保護膜表面に潤滑剤が付与されているのが好ましい。

本発明の磁気転写装置は、本発明の磁気転写用マスター担体を用いて、該マスター担体の表面とスレーブ媒体である磁気記録媒体と密着させた状態で、転写用磁界を印加して前記情報を前記磁気記録媒体に転写することを特徴とするものである。

本発明の磁気転写方法は、本発明の磁気転写用マスター担体および磁気転写装置を用いて、スレーブ媒体である磁気記録媒体と前記マスター担体とを密着させた状態で、転写用磁界を印加して前記情報を前記磁気記録媒体に転写することを特徴とするものである。

上記のような本発明によれば、接触面積：Ａ、垂直荷重：Ｐ、最大静止摩擦力：Ｆとしたとき、摩擦特性値Ｆ／Ｐ・Ａが１７３〜２４／ｃｍ²の範囲であるマスター担体を用いることにより、磁気転写を行うためにスレーブ媒体と密着させた際に位置ずれによる傷付きが発生することなく、正確な位置決めが得られ、また転写後のスレーブ媒体との剥離が良好に行える。

すなわち、摩擦特性値Ｆ／Ｐ・Ａが２４／ｃｍ²より小さいと位置ずれが発生し、傷付きの問題、すなわち、スレーブ媒体では耐久性が劣化し、スレーブ媒体では不良品が発生し、信頼性の低下を招く。また、摩擦特性値Ｆ／Ｐ・Ａが１７３／ｃｍ²より大きいと、スレーブ媒体との密着力が高く、密着力を印加した磁気転写後の状態においてマスター担体とスレーブ媒体とを剥離する際に障害となり、ダメージを受ける恐れがあり、生産性向上の障害ともなる。

また、マスター担体の設計変更を行う場合においても、硬質保護膜、潤滑剤などを適宜設定し、摩擦特性値Ｆ／Ｐ・Ａを前述の範囲に設定することにより、より磁気転写に適したマスター担体の設計を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の一つの実施形態に係る磁気転写用マスター担体およびスレーブ媒体の平面図、図２はスレーブ媒体との密着状態におけるマスター担体の部分断面図、図３は摩擦係数計測装置の概略斜視図である。なお、図は模式図であり、実際の寸法とは異なる比率で示している。

図１に示すように、マスター担体１は中心孔１ａおよび外径部１ｂを有する円盤状に形成され、片面（情報担持面）の内周部および外周部を除く円環状領域に転写パターン１０が形成されている。

上記転写パターン１０は、転写情報がサーボ信号の場合は、マスター担体１の中心部から等間隔でほぼ放射方向（図示の場合は、若干湾曲している）に延びる細幅の領域に同心円状にサーボパターンが形成されてなる。

スレーブ媒体２は、中心孔２ａを有する円盤状であり、内周部および外周部を除く円環状領域が記録再生を行う記録領域２ｃに設定され、ヘッド可動領域となり、この記録領域２ｃに前記転写パターン１０が密着されて対応する磁化パターンが転写記録される。

マスター担体１は、図２に示すように、Ｎｉ電鋳等により表面に凹凸パターンが形成されたマスター基板１１を備え、このマスター基板１１の凹凸パターンの表面に磁性層１２が成膜されている。さらに表面には硬質保護膜１３、例えばＤＬＣ膜またはスパッタカーボン膜が被覆され、必要に応じて潤滑剤が付与されて、スレーブ媒体２との密着における摩擦係数が調整される。

そして、上記のようなマスター担体１とスレーブ媒体２とを、接触面積Ａで均一に密着させ、垂直荷重Ｐを加えて面方向に引っ張った際の最大静止摩擦力Ｆを測定したとき、最大静止摩擦力Ｆを垂直荷重Ｐと接触面積Ａの積で割ってなる摩擦特性値Ｆ／Ｐ・Ａが１７３〜２４／ｃｍ²の範囲、好ましくは、１１２〜４５／ｃｍ²の範囲である表面性状に形成されたことを特徴とするものである。

上記摩擦特性値Ｆ／Ｐ・Ａの計測は、図３に示すように行う。この計測は、平坦面５１上にマスター担体１を保持する支持軸５２を有するステージ５を備え、この支持軸５２にマスター担体１の中心孔１ａを挿入して保持し、マスター担体１を固定する。

一方、上記マスター担体１上に、スレーブ媒体２の一部を接触面積Ａで摺動可能に重ね合わせ、垂直荷重Ｐを印加して均一に密着させた状態で、密着面と平行な面方向へ引っ張り、徐々に引っ張り荷重を増大させて、スレーブ媒体２が移動し始めた時点の最大静止摩擦力Ｆを計測し、摩擦特性値Ｆ／Ｐ・Ａを求める。

具体的には、スレーブ媒体２に、ロッド６（またはワイヤ）の先端を固定具７を用いて固着して連結する。ロッド６の他端は引っ張り荷重が計測可能な不図示の引っ張り機構に接続し、ステージ５とは非接触状態で密着面（ディスク面）と平行な方向に引っ張るようにセットし、一定の速度（例えば０．４ｍｍ／ｓｅｃ）で引っ張り荷重を印加する。

実際の計測は、図示のように、支持軸５２に保持したマスター担体１の表面に、支持軸５２に干渉しないように中心位置をずらせてスレーブ媒体２を重ねる。この場合、マスター担体１の外径とスレーブ媒体２の外径とで囲まれた両者の接触面積Ａ（クロスハッチング領域）は、７．１ｃｍ²であった。そして、両者の接触部分に例えば重量が３０．７４ｇの重りを乗せて、垂直荷重Ｐを印加する。この垂直荷重Ｐは０．３０Ｎであり、密着圧力は４１．９ｍＮ／ｃｍ²である。

上記と逆にスレーブ媒体２をステージ５に固定し、マスター担体１を引っ張るようにして計測してもよい。

上記条件で本発明実施例のマスター担体１の摩擦特性値Ｆ／Ｐ・Ａを測定した結果を、表１に示す。この表１には、最大静止摩擦力Ｆの測定値および摩擦特性値Ｆ／Ｐ・Ａを示すとともに、測定後のスレーブ媒体２の表面状態を観察してスレーブ媒体１との滑りに伴う摩擦による傷付きの評価と、各サンプル１〜１２とスレーブ媒体２とを所定の密着力で密着させた後の剥離性を評価した結果も示す。その評価は○が「良」、△が「可」である。

サンプル１〜４は、凹凸パターンが形成された基板１１の表面にＦｅＣｏ磁性層１２が被覆されたマスター担体１と、ハードディスクによるスレーブ媒体２とを使用している。

サンプル５〜８は、凹凸パターンが形成された基板１１の表面にＦｅＣｏ磁性層１２が被覆され、さらにその表面にＤＬＣ膜による硬質保護膜１３が付与されたマスター担体１と、ハードディスクによるスレーブ媒体２とを使用している。

サンプル９〜１２は、凹凸パターンが形成された基板１１の表面にＦｅＣｏ磁性層１２が被覆され、さらにその表面にスパッタカーボン膜による硬質保護膜１３が付与されたマスター担体１と、ハードディスクによるスレーブ媒体２とを使用している。

サンプル１３〜１６は、凹凸パターンが形成された基板１１の表面にＦｅＣｏ磁性層１２が被覆され、さらにその表面にＤＬＣ膜による硬質保護膜１３と共に潤滑剤（ＰＦＰＥ、厚さ１ｎｍ）が付与されたマスター担体１と、ハードディスクによるスレーブ媒体２とを使用している。

サンプル１〜１６の磁性層１２の成膜条件は、膜厚：１７５ｎｍ（Ｌ／Ｓ＝１００ｎｍの場合）、ターゲットと基板距離ｔｓ：２００ｍｍ、ＤＣパワー：１．５ｋＶ、圧力：０．０８Ｐａ（Ａｒ＝１２ｓｃｃｍ）である。またサンプル５〜１２のＤＬＣ膜の成膜条件は、プロセスガス（Ａｒ：２４ｓｃｃｍ，ＨＣＥＳＡｒ：７ｓｃｃｍ，エチレン：５ｓｃｃｍ）、加速電圧：９５Ｖ、アノード電流：７．０Ａ、マグネット電流：６．５Ａ、膜厚：〜１０ｎｍである。

表１の結果、マスター担体の表面性状は、マスター担体１とスレーブ媒体２とを垂直荷重Ｐを加えて接触面積Ａで均一に密着させ、面方向に最大静止摩擦力Ｆで引っ張った際の、摩擦特性値Ｆ／Ｐ・Ａが１７３〜２４／ｃｍ²の範囲となるように形成したものが好適である。さらに好ましくは、１１２〜４５／ｃｍ²の範囲である。

摩擦特性値Ｆ／Ｐ・Ａが２４／ｃｍ²（好ましくは４５／ｃｍ²）より小さいと位置ずれによる傷付きが発生し、スレーブ媒体では耐久性が劣化し、スレーブ媒体では不良品が発生することになる。また、この摩擦特性値Ｆ／Ｐ・Ａが１７３／ｃｍ²（好ましくは１１２／ｃｍ²）より大きいと、スレーブ媒体との密着力が高く、密着後の剥離に困難性が伴う。

なお、マスター担体１は、基板１１としては、ニッケル、シリコン、石英板、ガラス、アルミニウム、合金、セラミックス、合成樹脂等を使用する。凹凸パターンの形成は、スタンパー法等によって行われる。磁性層１２の形成は、磁性材料を真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の真空成膜手段、メッキ法などにより成膜する。面内記録と垂直記録とで、ほぼ同様のマスター担体１が使用される。

スレーブ媒体２は、両面または片面に磁性層１２が形成されたハードディスク、高密度フレキシブルディスクなどの円盤状磁気記録媒体が使用される。その磁性層１２は塗布型磁気記録層あるいは金属薄膜型磁気記録層で構成される。

上記マスター担体１を使用して磁気転写を行う不図示の磁気転写装置は、接離移動可能なベースホルダーと押圧ホルダーとによるチャンバー状の転写ホルダーを備え、その内部に密閉形成される内部空間に、スレーブ媒体２の両側にマスター担体１を収容配置して相互に密着させ、転写用磁界を印加して磁気転写を行う。ベースホルダーおよび押圧ホルダーの背面の中心位置には、それぞれ支持軸が突設され、装置本体に支持され、回転機構に連係されて磁気転写時に回転駆動される。

また、転写ホルダーの内部空間は、密着時には所定の真空度に減圧されて、スレーブ媒体２とマスター担体１との密着力を得るととともに、密着面のエア抜きを行って密着性を高めるとともに、大気開放時および剥離時には圧縮空気の導入が行われる。また、密着力の印加のために、真空吸引に加えて、転写ホルダーを外部から機械的に加圧してもよい。

転写用磁界を印加する磁界印加装置は、面内記録の場合には、例えば、半径方向に延びるギャップを有するコアにコイルが巻き付けられたリング型ヘッド電磁石が転写ホルダーの両側に配設されてなり、両側で同じ方向にトラック方向と平行に発生させた転写用磁界（図２に矢印で示す）を印加する。転写ホルダーを回転させて、スレーブ媒体２とマスター担体１の全面に転写用磁界を印加する。磁界印加装置を回転移動させるように設けてもよい。磁界印加装置は、片側にのみ配設するようにしてもよく、永久磁石装置を両側または片側に配設してもよい。また、垂直記録の場合の磁界印加装置は、極性の異なる電磁石または永久磁石を転写ホルダーの両側に配置し、垂直方向に転写用磁界を発生させて印加する。部分的に磁界を印加するものでは、転写ホルダーを移動させるか磁界を移動させて全面の磁気転写を行う。

磁気転写方法は、同じマスター担体１により複数のスレーブ媒体２に対する磁気転写を連続的に行うものであり、転写ホルダーにマスター担体１を位置決め保持しておく。この転写ホルダーを離間した開状態で、予め面内方向または垂直方向の一方に初期磁化したスレーブ媒体２を中心位置を合わせてセットした後、転写ホルダーを閉作動する。そして、転写ホルダーの内部空間を閉じて、スレーブ媒体２とマスター担体１とに均一に密着力を加え密着させる。

その後、転写ホルダーに磁界印加装置を接近させ、転写ホルダーを回転させつつ磁界印加装置によって初期磁化とほぼ反対方向に転写用磁界を印加する。印加された転写用磁界（図２参照）は、マスター担体１の転写パターンにおけるスレーブ媒体２と密着した磁性体による凸部パターンに吸い込まれ、面内記録の場合にはこの部分の初期磁化は反転せずその他の部分の初期磁化が反転し、垂直記録の場合にはこの部分の初期磁化が反転しその他の部分の初期磁化は反転しない結果、スレーブ媒体２にはマスター担体１の転写パターンに応じた磁化パターンが転写記録される。磁気転写後に転写ホルダーを開作動し、磁気転写後のスレーブ媒体２を取り出して搬出し、次の新しいスレーブ媒体２を供給し、以下同様の磁気転写を繰り返し行う。

本発明の一つの実施形態に係る磁気転写用マスター担体およびスレーブ媒体の平面図 スレーブ媒体との密着状態におけるマスター担体の部分断面図 摩擦係数計測装置の概略斜視図

符号の説明

１ マスター担体
２ スレーブ媒体
10 転写パターン
11 マスター基板
12 磁性層
13 硬質保護膜

Claims (6)

1. 転写情報に対応した同心円状の転写パターンを有する円盤状の磁気転写用マスター担体であって、
   該マスター担体とスレーブ媒体を接触面積Ａで均一に密着させ、垂直荷重Ｐを加えて面方向に引っ張った際の最大静止摩擦力をＦとしたとき、摩擦特性値Ｆ／Ｐ・Ａが１７３〜２４／ｃｍ²の範囲である表面性状に形成されたことを特徴とする磁気転写用マスター担体。
2. 前記摩擦特性値Ｆ／Ｐ・Ａが１１２〜４５／ｃｍ²の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の磁気転写用マスター担体。
3. 前記マスター担体の表面にＤＬＣ膜による硬質保護膜が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気転写用マスター担体。
4. 前記ＤＬＣ膜による硬質保護膜表面に潤滑剤が付与されていることを特徴とする請求項１，２または３に記載の磁気転写用マスター担体。
5. 請求項１〜４いずれか１項記載の磁気転写用マスター担体を用いて、該マスター担体の表面とスレーブ媒体である磁気記録媒体と密着させた状態で、転写用磁界を印加して前記情報を前記磁気記録媒体に転写することを特徴とする磁気転写装置。
6. 請求項１〜４いずれか１項記載の磁気転写用マスター担体と請求項５に記載の磁気転写装置を用いて、スレーブ媒体である磁気記録媒体と前記マスター担体とを密着させた状態で、転写用磁界を印加して前記情報を前記磁気記録媒体に転写することを特徴とする磁気転写方法。

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