JP2006260662A - 磁気転写用マスターディスクの製造方法及び磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】マスター基板の打ち抜き時に発生するバリの大きさを極力低減し、スレーブディスクとの密着性を損なわない磁気転写用マスターディスクの製造方法を提供するとともに、良好な情報が磁気転写された磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【解決手段】マスター基板１１の打ち抜き加工では、固定側ダイ４２と移動側ダイ４５とからなる打ち抜き工具４０を用い、打ち抜き工具の中心孔用固定刃４２ａと中心孔用移動刃４５ａとのクリアランスを１μｍ〜１５μｍとするとともに、外周用固定刃４２ｂと外周用移動刃４５ｂとのクリアランスを２μｍ〜３０μｍに設定し、金属盤１８を所定形状のマスター基板１１に打ち抜くようにした。
【選択図】 図６

Description

本発明は、磁気転写用マスターディスクの製造方法及び磁気記録媒体に係り、特にハードディスク装置等に用いられる磁気ディスクにフォーマット情報等の磁気情報を転写するのに好適な磁気転写用マスターディスクの製造方法及び磁気記録媒体に関する。

近年、急速に普及しているハードディスクドライブに使用される磁気ディスク（ハードディスク）は、磁気ディスクメーカーよりドライブメーカーに納入された後、ドライブに組み込まれる前に、フォーマット情報やアドレス情報がプリフォーマット情報として書き込まれるのが一般的である。この書き込みは、磁気ヘッドにより行うこともできるが、フォーマット情報やアドレス情報が書き込まれたマスターディスクより一括転写する方法が効率的であり、好ましい。

この一括転写する磁気転写方法は、磁気転写用マスターディスク（以下、マスターディスクとのみ称することがある）と被転写用ディスク（以下、磁気記録媒体又はスレーブディスクと称することがある）とを密着させた状態で、片面又は両面に電磁石装置、永久磁石装置等の磁界生成手段を配設して転写用磁界を印加することにより、マスターディスクの有する情報（例えばサーボ信号）をスレーブディスクに磁気転写する。そして、磁気転写を精度良く行うには、マスターディスクとスレーブディスクとを均一に隙間なく密着させることが極めて重要である。

ところで、この磁気転写方法に使用されるマスターディスクとしては、マスター基板の表面に情報信号に対応する凹凸パターンを形成し、この凹凸パターンの表面に磁性層を被覆したものが通常使用されている。この磁気転写用のマスターディスクは、情報を凹凸パターンで形成した原盤上に電鋳を施して、電鋳層から成る金属盤を原盤上に積層して該金属盤面に凹凸パターンを転写する電鋳工程、金属盤を原盤上から剥離する剥離工程、剥離した金属盤を所定サイズに打ち抜きする打ち抜き工程を経た後、凹凸パターンの面に磁性層を被覆することにより製造されるのが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−２５６６４４号公報

ところで、前述の打ち抜き工程では、固定刃と移動刃とが一対となった打ち抜き工具で金属盤の中心孔の穿孔及び外周の打ち抜きを行うが、この中心孔及び外周の打ち抜き部分にバリが生じる。

一般に金属板のプレス抜き加工においては、打ち抜き工具による打ち抜き部分に形成されるバリの高さがおおむね０．１ｍｍ以下であれば品質良好とされているが、磁気転写用マスターディスクのマスター基板としては、５μｍ程度のバリであっても、磁気転写時のスレーブディスクとの密着性が悪化し、マスターディスクとスレーブディスクとの間のスペーシングのため転写された信号強度が低くなり、良好な転写が行われないという問題があった。

マスターディスクとスレーブディスクとの密着性を高めるには、密着圧力を高める方法が考えられるが、密着圧力を高めることはマスターディスクに形成された凹凸パターンを破損したり変形を発生させる可能性があり、マスターディスクの耐久性能を低下させる原因になる。

このため、マスターディスクとスレーブディスクとの密着性を損なうマスター基板のバリの発生率及びバリ高さを極限まで低減させることが厳格に要求される。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、情報信号に対応する凹凸パターンを有した金属盤を打ち抜いて所定形状のマスター基板を製造する磁気転写用マスターディスクの製造方法において、打ち抜き時に発生するバリの大きさを極力低減し、スレーブディスクとの密着性を損なわない磁気転写用マスターディスクの製造方法を提供するとともに、良好なプリフォーマット情報が磁気転写された磁気記録媒体を提供することを目的とする。

本発明の請求項１は前記目的を達成するために、転写情報に応じた凹凸パターンが形成された原盤に、電鋳等により所定厚さの金属盤を積層し、前記原盤より剥離した前記金属盤に中心孔及び円形外周の打ち抜き加工を施してマスター基板とし、該マスター基板の凹凸パターン上に磁性層を成膜する磁気転写用マスターディスクの製造方法において、前記マスター基板の凹凸パターンの最小パターンサイズが１００ｎｍ以下であり、前記打ち抜き加工は、中心孔用固定刃と外周用固定刃とを有する固定側ダイ、及び中心孔用移動刃と外周用移動刃とを有する移動側ダイからなる打ち抜き工具を用い、前記中心孔用固定刃と前記中心孔用移動刃とのクリアランス（半径差）を１μｍ〜１５μｍとするとともに、前記外周用固定刃と前記外周用移動刃とのクリアランス（半径差）を２μｍ〜３０μｍとすることを特徴とする。

最小パターンサイズが１００ｎｍ以下の凹凸パターンを有するマスター基板からなるマスターディスクでは、磁気転写するスレーブディスクとの位置決め精度及び密着性が極めて重要になる。そのためマスター基板の打ち抜き工程では寸法精度と打ち抜き時のバリの大きさの管理が特に重要である。

ところで、打ち抜き工具の固定刃と移動刃とのクリアランスが小さすぎると打ち抜き部分に発生するバリの高さが高くなり、クリアランスが大きすぎると寸法精度が悪化するが、請求項１の発明によれば、打ち抜き工具の中心孔用固定刃と中心孔用移動刃とのクリアランスを１μｍ〜１５μｍとするとともに、外周用固定刃と外周用移動刃とのクリアランスを２μｍ〜３０μｍに設定しているので、マスター基板に形成されるバリの大きさを低減することができるとともに打ち抜きの寸法精度が高い。

本発明の請求項２は、請求項１の発明において、前記打ち抜き工具の前記固定側ダイの側又は前記移動側ダイの側に前記金属盤を載置する載置台を設け、前記固定側ダイ又は前記移動側ダイの前記金属盤と接する面と前記載置台の載置面との段差を±０．２ｍｍ以内とするとともに、前記固定側ダイ又は前記移動側ダイの周方向の前記段差のばらつきを０．０５ｍｍ以内とすることを特徴とする。

固定側ダイ又は移動側ダイの金属盤と接する面と載置台の載置面とは同一面内にあることが好ましいが、請求項２の発明によれば、固定側ダイ又は移動側ダイの金属盤と接する面と載置台の載置面との段差を±０．２ｍｍ以内に抑え、周方向の前記段差のばらつきを０．０５ｍｍ以内に抑えているので、良好な打ち抜きを行うことができる。

本発明の請求項３は、請求項１又は請求項２の発明において、前記打ち抜き加工では、前記固定側ダイ又は前記移動側ダイが前記金属盤に当接する位置から打ち抜き方向への前記金属盤との相対的移動距離を打ち抜きストロークとし、前記金属盤の厚さをｔとしたときに、前記マスター基板の外径寸法が２１．５〜２２．５ｍｍの場合は前記打ち抜きストロークをｔ＋１．０ｍｍ〜ｔ＋３．０ｍｍの範囲に設定し、前記マスター基板の外径寸法が２７．０〜２８．０ｍｍの場合は前記打ち抜きストロークをｔ＋１．０ｍｍ〜ｔ＋３．５ｍｍの範囲に設定し、前記マスター基板の外径寸法が４７．０〜４９．０ｍｍの場合は前記打ち抜きストロークをｔ＋１．０ｍｍ〜ｔ＋４．０ｍｍの範囲に設定し、前記マスター基板の外径寸法が６４．０〜６６．０ｍｍの場合は前記打ち抜きストロークをｔ＋１．０ｍｍ〜ｔ＋４．５ｍｍの範囲に設定し、前記マスター基板の外径寸法が８４．０〜８６．０ｍｍの場合は前記打ち抜きストロークをｔ＋１．０ｍｍ〜ｔ＋５．０ｍｍの範囲に設定することを特徴とする。

一般的にプレス打ち抜き加工において、打ち抜き部に発生するバリを小さくするためには、打ち抜きストローク（ワークへの切刃の押し込み量）をワークが裁断されるギリギリに設定するのが好ましいが、請求項３の発明によれば、マスター基板の寸法に応じて打ち抜きストロークを最適に設定しているので、打ち抜き部に発生するバリを低減することができる。

また、本発明の請求項４に記載の磁気記録媒体は、外径呼称寸法が１０ｍｍ〜６５ｍｍの磁気記録媒体であって、前記請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の磁気転写用マスターディスクの製造方法によって製造された磁気転写用マスターディスクを用い、プリフォーマット情報が磁気転写されたことを特徴とする磁気記録媒体である。

外径呼称寸法が１０ｍｍ〜６５ｍｍの磁気記録媒体においては、情報信号のビット長が極めて短いが、請求項４の発明によれば、密着性に優れた磁気転写用マスターディスクを用いて情報が正確に磁気転写されているので、良好なプリフォーマット情報信号を得ることができる。

以上説明したように、本発明に係る磁気転写用マスターディスクの製造方法及び磁気記録媒体によれば、転写用情報に対応した凹凸パターンを有する金属盤を打ち抜いて磁気転写用マスターディスクのマスター基板を製造するにあたり、打ち抜き工具の固定刃と移動刃とのクリアランスを最適に設定しているので、マスター基板の裏面に形成されるバリの大きさを低減することができるとともに打ち抜きの寸法精度が高い。

また、磁気記録媒体はこの製造方法によって製造された磁気転写用マスターディスクを用いてプリフォーマット情報が磁気記録されるので、良好なプリフォーマット情報信号が得られる。

以下、添付図面に従って、本発明に係る磁気転写用マスターディスクの製造方法及び磁気記録媒体の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は磁気転写用マスターディスク１０（以下、単にマスターディスク１０と称する場合がある）の部分斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、磁気記録媒体である被転写用ディスク（スレーブディスク１４）を想像線で示したものである。

図１及び図２に示すように、マスターディスク１０は、金属製のマスター基板１１と磁性層１２とで構成され、マスター基板１１の表面に転写情報に対応する微細な凹凸パターンＰ（例えばサーボ情報パターン）を有すると共にその凹凸パターンＰに磁性層１２が被覆されている。

これにより、マスター基板１１の片面に磁性層１２が被覆された微細な凹凸パターンＰを有する情報担持面１３が形成される。図１から分かるように、この微細な凹凸パターンＰは、平面視で長方形であり、磁性層１２が形成された状態でトラック方向（図の矢印方向）の長さｐと、半径方向の長さＬとによりなる。

この長さｐと長さＬとの最適値は、記録密度や記録信号波形により異なるが、例えば長さｐを８０ｎｍ、長さＬを２００ｎｍにできる。この微細な凹凸パターンＰはサーボ信号の場合は、半径方向に長く形成される。この場合、例えば半径方向の長さＬが０．０５〜２０μｍ、トラック方向（円周方向）の長さｐが０．０１〜５μｍであることが好ましい。

この範囲で半径方向の方が長い凹凸パターンＰを選ぶことがサーボ信号を担持するパターンとして好ましい。凹凸パターンＰの深さｈ（突起の高さ）は、３０〜８００ｎｍの範囲が好ましく、５０〜３００ｎｍの範囲がより好ましい。

マスター基板１１は、電鋳により作製され、図３に示すように、中心孔１１Ｇ及び円形外周１１Ｈを有する円盤状に形成され、片面の（情報担持面１３）の内周部１１Ｄ及び外周部１１Ｅを除く円環状領域１１Ｆに凹凸パターンＰが形成される。

このマスター基板１１の製造の詳細は後述するが、主に、情報を凹凸パターンＰで形成した原盤上に電鋳を施して、電鋳層から成る金属盤を原盤上に形成して該金属盤に凹凸パターンＰを転写する電鋳工程と、金属盤を原盤上から剥離する剥離工程と、剥離された金属盤を所定形状に打ち抜く打ち抜き工程とにより製造される。

本発明において、電鋳層としては各種金属や合金類を使用できるが、本実施の形態では好ましい一例として、Ｎｉ電鋳層の例で以下に説明する。このＮｉ電鋳層は柔軟性をもたせるため、所定の結晶構造を有するように、電鋳時の電流密度を制御しながら電鋳する。

次に、上記の如く構成される本発明のマスターディスク１０の製造方法を詳細に説明する。図４はマスターディスク１０を製造するステップを示す工程図である。先ず、図４（ａ）に示すように、表面が平滑且つ清浄なシリコーンウエハーによる原板１５（ガラス板、石英板でもよい）の上に、密着層形成等の前処理を行い、電子線レジスト液をスピンコート等で塗布してレジスト膜１６を形成し、ベーキングする。

そして、高精度な回転ステージ又はＸ−Ｙステージを備えた電子ビーム露光装置（図示せず）にて、そのステージに搭載した原板１５にサーボ信号等に対応して変調した電子ビームＢを照射し、レジスト膜１６に所望の凹凸パターンＰ' を描画露光する。

次に、図４（ｂ）に示すように、レジスト膜１６を現像処理し、露光部分を除去して残ったレジスト膜１６によって所望の凹凸パターンＰ' を形成する。この凹凸パターンＰ' 上に例えばスタッパリングによりＮｉ導電膜（図示せず）を付与し、電鋳可能な原盤１７を作製する。

次に、この原盤１７を図４（ｃ）に示すように、原盤１７の全面に電鋳装置で電鋳処理を施し、Ｎｉ金属による所望厚みの金属盤１８（Ｎｉ電鋳層）を積層する。Ｎｉは面心立方格子の結晶構造を有しており、電鋳時の電流密度を制御して所定の結晶構造となるように電鋳する。

本発明では、電鋳処理による金属盤１８の積層において、結晶構造を規定して柔軟性のあるＮｉ電鋳層が形成されるようにした。即ち、Ｎｉ導電膜が付与された原盤１７を、Ｎｉ電鋳浴に浸漬させて５０〜１５０ｒｐｍの回転速度で回転させながらＮｉ電鋳浴中に通電する電流の電流密度を変えることにより所望の結晶構造を有する電鋳層を形成する。

通常、マスターディスク１０に使用される金属はニッケル（Ｎｉ）であるが、マスターディスク１０を電鋳で製造する場合には、応力の小さなマスター基板１１が得られ易いスルファミン酸ニッケル浴を使用することが好ましい。

スルファミン酸ニッケル浴は、例えば、スルファミン酸ニッケルを４００〜８００ｇ／Ｌ、ホウ酸を２０〜５０ｇ／Ｌ（過飽和）をベースとして界面活性剤（例えばラウリル硫酸ナトリウム）等の添加物を必要に応じて添加したものである。メッキ浴の浴温度は４０〜６０°Ｃが好適である。電鋳時の対極にはチタンケースに入れたニッケルボールを使用することが好ましい。

次に、金属盤１８を原盤１７から剥離し、残留するレジスト膜１６を除去・洗浄する。これにより、図４（ｄ）に示すように、反転した凹凸パターンＰを有し、且つ所定サイズに打ち抜く前の外径Ｄを有するマスター基板１１の原板１１' が得られる。

この原板１１' を打ち抜いて、図４（ｅ）に示す外径ｄの所定サイズのマスター基板１１が得られる。このマスター基板１１の凹凸パターン面に磁性層１２を成膜することでマスターディスク１０を製造することができる。

尚、マスターディスク１０の他の製造工程としては、原盤１７に電鋳を施して第２原盤を作製する。そして、この第２原盤を使用して電鋳を行い、反転した凹凸パターンＰを有する金属盤を作製し、所定サイズに打ち抜いてマスター基板１１としてもよい。

更には、第２原盤に電鋳を行うか、樹脂液を押しつけて硬化を行って第３原盤を作製し、この第３原盤に電鋳を行って金属盤１８を作製し、更に反転した凹凸パターンＰを有する金属盤１８を剥離して所定サイズに打ち抜き、マスター基板１１としてもよい。第２原盤又は第３原盤を繰り返し使用し、複数の金属盤１８を作製することができる。

また、原盤の作製において、レジスト膜を露光・現像処理した後、エッチング処理を行って、原盤の表面にエッチングによる凹凸パターンＰ’を形成してからレジスト膜を除去してもよい。

金属盤１８からなる原板１１’の打ち抜き工程では、打ち抜き部分にバリが生ずるので、このバリをいかに小さくするかが重要な課題である。図５に、本発明の磁気転写用マスターディスクの製造方法で使用する打ち抜き工具を示す。

打ち抜き工具４０は、図５に示すように、固定側ダイセット４０Ａと移動側ダイセット４０Ｂとで構成されている。固定側ダイセット４０Ａは打ち抜き時に位置が固定のダイセットで、移動側ダイセット４０Ｂは打ち抜き時に原板１１’対して移動するダイセットである。

固定側ダイセット４０Ａは、ベース４１、ベース４１の上面にねじで固定されたリング状の固定側ダイ４２、固定側ダイ４２の外周部を囲んでベース４１にリング状のスペーサ４４を介してねじで固定されたリング状の載置台４３、とからなっている。

固定側ダイ４２の上面の内周エッジ部が中心孔用固定刃４２ａとして機能し、外周エッジ部が外周用固定刃４２ｂとして機能する。また、ベース４１の中心部には、マスター基板１１の中心孔１１Ｇを打ち抜いたときの打ち抜かれた廃材が落下する孔４１ａが形成されている。

移動側ダイセット４０Ｂは、移動側ダイ４５、ノックアウトプレート４６等からなっている。移動側ダイ４５は、円盤状で下面に中心部及び外周周辺部を残して円周溝４５Ｇが形成され、円周溝４５Ｇの上面内側エッジ部が中心孔用移動刃４５ａとして機能し、上面外側エッジ部が外周用移動刃４５ｂとして機能する。

また、ノックアウトプレート４６はリング形状で、円周上に３個設けられた段付ガイドピン４７、４７、４７によって案内されて円周溝４５Ｇ内を上下移動可能に支持されている。また、ノックアウトプレート４６は円周上に３個設けられた圧縮コイルバネ４８、４８、４８によって下方に押圧されている。

マスター基板１１の打ち抜きにおいては、マスター基板１１の原板１１' の凹凸パターンＰが形成されている表面側を上にし裏面側を下にして載置台４３の上面に載置し、固定側ダイ４２の面内に埋め込まれた図示しない複数のマグネットで固定する。これにより、原板１１' の凹凸パターンＰがある表面側から下面側に向かって打ち抜かれるので、打ち抜き部分に発生するバリを裏面側に形成することができる。

本発明においては、固定刃と移動刃とのクリアランスを調整してバリの大きさを小さくする。このクリアランスは大きすぎても小さすぎてもバリが小さくならない。具体的には、中心孔用固定刃４２ａの内径寸法ｄ２と中心孔用移動刃４５ａの外径寸法ｄ４との差の１／２（中心孔用固定刃４２ａと中心孔用移動刃４５ａとのクリアランス）を１〜１５μｍ、好ましくは５〜１０μｍになるように固定側ダイ４２及び移動側ダイ４５を作成する。

中心孔用固定刃４２ａと中心孔用移動刃４５ａとのクリアランスが１μｍに満たないと、中心孔用移動刃４５ａと中心孔用固定刃４２ａとの嵌合がきつすぎてうまく挿入できない。また挿入できたとしても極めて薄くて長いバリが発生する。また、中心孔用固定刃４２ａと中心孔用移動刃４５ａとのクリアランスが１５μｍを超えた場合は、打ち抜かれたマスター基板１１の中心孔１１Ｇの寸法精度が悪くなる。

図６は、マスター基板１１の原板１１' の中心孔１１Ｇを打ち抜く様子を概念的に表してたものである。図６に示すように、中心孔用移動刃４５ａが原板１１' の表面側から押し込まれて中心孔１１Ｇを打ち抜く。このとき、原板１１' の表面側には塑性変形ダレ部ＤＡが形成され、裏面側には塑性破壊によってバリＢＡが発生する。なお、図６はバリＢＡを説明するための概念図であるため、バリＢＡを分かり易く表現するために原板１１' と移動側ダイ４５との上下方向の位置関係をわざとずらして記載してある。

塑性変形ダレ部ＤＡ及びバリＢＡの大きさは、中心孔用固定刃４２ａと中心孔用移動刃４５ａとのクリアランスＣの値に左右される。このクリアランスＣの値は小さいほどよい訳ではなく、小さすぎるとバリＢＡの高さが高くなる。

また、外周用移動刃４５ｂの内径寸法ｄ３と外周用固定刃４２ｂの外径寸法ｄ１との差の１／２（外周用移動刃４５ｂと外周用固定刃４２ｂとのクリアランスＣ）を２〜３０μｍ、好ましくは５〜２０μｍになるように固定側ダイ４２及び移動側ダイ４５を作成する。

外周用移動刃４５ｂと外周用固定刃４２ｂとのクリアランスＣが２μｍに満たないと、外周用移動刃４５ｂと外周用固定刃４２ｂとの嵌合がきつすぎてうまく挿入できない。また挿入できたとしても極めて薄くて長いバリが発生する。また、外周用移動刃４５ｂと外周用固定刃４２ｂとのクリアランスＣが３０μｍを超えた場合は、打ち抜かれたマスター基板１１の外周１１Ｈの寸法精度、即ちマスター基板１１の外径寸法精度が悪くなる。

また、本発明においては、固定側ダイ４２の上面と載置台４３の上面との段差を±０．５ｍｍ以内、好ましくは±０．２ｍｍ以内に調整する。また、固定側ダイ４２の周方向でのこの段差の分布を０．０５ｍｍ以内に調整する。この調整は載置台４３の下面に敷設したスペーサ４４の厚さを調整して行う。段差がこの範囲を超えると精度のよいうち抜きができない。

また、本発明においては、移動側ダイ４５の打ち抜きストローク（中心孔用移動刃４５ａ及び外周用移動刃４５ｂがマスター基板１１の原板１１' に当接した位置を０としたときの、そこからの移動側ダイ４５の押し込み量）を、マスター基板１１の寸法に応じて最適に規定している。

即ち、原板１１' の厚さ（金属盤１８の厚さ）をｔとしたときに、マスター基板１１の外径寸法が２１．５〜２２．５ｍｍの場合は打ち抜きストロークをｔ＋１．０ｍｍ〜ｔ＋３．０ｍｍの範囲に設定し、マスター基板１１の外径寸法が２７．０〜２８．０ｍｍの場合は打ち抜きストロークをｔ＋１．０ｍｍ〜ｔ＋３．５ｍｍの範囲に設定し、マスター基板１１の外径寸法が４７．０〜４９．０ｍｍの場合は打ち抜きストロークをｔ＋１．０ｍｍ〜ｔ＋４．０ｍｍの範囲に設定し、マスター基板１１の外径寸法が６４．０〜６６．０ｍｍの場合は打ち抜きストロークをｔ＋１．０ｍｍ〜ｔ＋４．５ｍｍの範囲に設定し、マスター基板１１の外径寸法が８４．０〜８６．０ｍｍの場合は打ち抜きストロークをｔ＋１．０ｍｍ〜ｔ＋５．０ｍｍの範囲に設定する。

一般的にプレス打ち抜き加工において、打ち抜き部に発生するバリＢＡを小さくするためには、打ち抜きストローク（ワークへの切刃の押し込み量）をワークが裁断されるギリギリに設定するのが好ましいが、本発明者は、マスター基板１１の寸法に応じて最適な打ち抜きストロークを実験により求め、前記のような最適な打ち抜きストロークを設定し、打ち抜き部に発生するバリを低減するようにした。

打ち抜きストロークが前記の設定値に満たないとマスター基板１１が完全に裁断されない。また、打ち抜きストロークが前記の設定値を超えた場合は、打ち抜き部に発生するバリＢＡが大きく、スレーブディスク１４との密着性が悪化し、良好な磁気転写が行われない。

マスター基板１１の原板１１' の打ち抜きにあたっては、最初に原板１１' の凹凸パターンＰが形成された表面側に保護シートを貼付して、原板１１' の凹凸パターンＰが形成された表面を保護する。保護シートとしては、トライレイナ社製の商品名シリテクト、日東電工社製の商品名ＫＬシート等が用いられる。

次に、原板１１' を保護シート側を上にして固定側ダイ４２及び載置台４３に載置し、マグネットで固定する。次に移動側ダイ４５が下降してきて、最初にノックアウトプレート４６が原板１１' のマスター基板１１となる部分に当接し、次いで中心孔用移動刃４５ａ及び外周用移動刃４５ｂが原板１１' に接触して押し込まれ、原板１１' からマスター基板１１を打ち抜く。このとき、ノックアウトプレート４６は圧縮コイルバネ４８の力によって原板１１' を押圧している。

以上の打ち抜き工程によって、図４（ｄ）に示すマスター基板１１の原板１１' から図４（ｅ）に示す表面に凹凸パターンＰを有するマスター基板１１が形成される。この打ち抜き工程においては、マスター基板１１の原板１１' の凹凸パターンＰが形成された表面側から裏面側に打ち抜くので、打ち抜き部分のバリＢＡはマスター基板１１の裏面側に発生し、表面側には塑性変形ダレ部ＤＡが形成される。また、固定刃と移動刃とのクリアランスＣを適切な値に設定するとともに、打ち抜きストロークもマスター基板１１の寸法に応じて適切な値に設定するので、打ち抜き部分のバリＢＡも小さい。

打ち抜き工程によって中心孔１１Ｇと外周１１Ｈが所定寸法に打ち抜かれたマスター基板１１は、次に凹凸パターンＰ側に貼付されていた保護シートが剥離され、次いで凹凸パターンＰに磁性層１２が形成される。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、あるいはメッキ法、塗布法等により成膜する。

磁性層の磁性材料としては、Ｃｏ、Ｃｏ合金（ＣｏＮｉ、ＣｏＮｉＺｒ、ＣｏＮｂＴａＺｒ等）、Ｆｅ、Ｆｅ合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌ、ＦｅＴａＮ等）、Ｎｉ、Ｎｉ合金（ＮｉＦｅ等）、を用いることができる。特にＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮｉを好ましく使用することができる。磁性層１２の厚みは５０〜５００ｎｍの範囲が好ましく、１００〜４００ｎｍの範囲が更に好ましい。

尚、磁性層１２の上に、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、スパッタカーボン等の保護膜を設けることが好ましく、保護膜の上に更に潤滑剤層を設けても良い。この場合、保護膜として厚さが３〜３０ｎｍのＤＬＣ膜と潤滑剤層とする構成が好ましい。

また、磁性層と保護膜との間に、Ｓｉ等の密着強化層を設けるようにしても良い。潤滑剤はスレーブディスク１４との接触過程で生じるずれを補正する際の、摩擦による傷の発生などの耐久性の劣化を改善する効果を有する。以上の工程によって、裏面に発生するバリＢＡが小さいマスターディスク１０が製造される。

次に、上記の如く製造したマスターディスク１０の凹凸パターンＰをスレーブディスク１４に転写する磁気転写方法について説明する。図８は本発明に係るマスターディスク１０を使用して磁気転写を行うための磁気転写装置２０の要部斜視図である。

磁気転写時には図１０（ａ）に示される後記する初期直流磁化を行った後のスレーブディスク１４のスレーブ面（磁気記録面）を、マスターディスク１０の情報担持面１３に接触させ、所定の押圧力で密着させる。そして、このスレーブディスク１４とマスターディスク１０との密着状態で、磁界生成手段３０により転写用磁界を印加して、マスターディスク１０の凹凸パターンＰをスレーブディスク１４に転写する。

スレーブディスク１４は、両面又は片面に磁気記録層が形成されたハードディスク、フレキシブルディスク等の円盤状記録媒体であり、マスターディスク１０に密着させる以前に、グライドヘッド、研磨体などにより表面の微小突起及び付着塵埃を除去するクリーニング処理（バーニッシィング等）が必要に応じて施される。

スレーブディスク１４の磁気記録層には、塗布型磁気記録層、メッキ型磁気記録層、又は金属薄膜型磁気記録層を採用できる。金属薄膜型磁気記録層の磁性材料としては、Ｃｏ、Ｃｏ合金（ＣｏＰｔＣｒ、ＣｏＣｒ、ＣｏＰｔＣｒＴａ、ＣｏＰｔＣｒＮｂＴａ、ＣｏＣｒＢ、ＣｏＮｉ等）、Ｆｅ、Ｆｅ合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＰｔ、ＦｅＣｏＮｉ等）、Ｎｉ、Ｎｉ合金（ＮｉＦｅ等）、を用いることができる。

これらは磁束密度が大きいこと、磁界印加方向と同じ方向（面内記録なら面内方向）の磁界異方性を有していることにより、明瞭な転写を行えるため好ましい。そして、磁性材料の下（支持体側）に必要な磁気異方性を付与するために、非磁性の下地層を設けることが好ましい。この下地層には、結晶構造と格子定数を磁性層１２に合わすことが必要である。その為には、Ｃｒ、ＣｒＴｉ、ＣｏＣｒ、ＣｒＴａ、ＣｒＭｏ、ＮｉＡｌ、Ｒｕ等を用いることが好ましい。

マスターディスク１０による磁気転写は、スレーブディスク１４の片面にマスターディスク１０を密着させて片面に転写を行う場合と、図示しないが、スレーブディスク１４の両面に一対のマスターディスク１０を密着させて両面で同時転写を行う場合とがある。

転写用磁界を印加する磁界生成手段３０は、密着保持されたスレーブディスク１４とマスターディスク１０の半径方向に延びるギャップ３１を有するコア３２にコイル３３が巻き付けられた電磁石装置３４、３４が上下両側に配設されており、上下で同じ方向にトラック方向と平行な磁力線Ｇ（図９参照）を有する転写用磁界を印加する。図９は、円周トラック１４Ａ、１４Ａ…と磁力線Ｇとの関係を示したものである。

磁界印加時には、スレーブディスク１４とマスターディスク１０とを一体的に回転させつつ磁界生成手段３０によって転写用磁界を印加させ、マスターディスク１０の凹凸パターンＰをスレーブディスク１４のスレーブ面に磁気的に転写する。尚、この構成以外に磁界生成手段の方を回転移動させるようにしてもよい。

転写用磁界は、最適転写磁界強度範囲（スレーブディスク１４の保磁力Ｈｃの０．６〜１．３倍）の最大値を超える磁界強度がトラック方向のいずれにも存在せず、最適転写磁界強度範囲内の磁界強度となる部分が１つのトラック方向で少なくとも１カ所以上存在し、これと逆向きのトラック方向の磁界強度が何れのトラック方向位置においても最適転写磁界強度範囲内の最小値未満である磁界強度分布の磁界をトラック方向の一部分で発生させている。

図１０は、面内記録による磁気転写方法の基本工程を説明する説明図である。先ず、図１０（ａ) に示すように、予めスレーブディスク１４に初期磁界Ｈi をトラック方向の一方向に印加して初期磁化( 直流消磁) を施しておく。

次に、図１０（ｂ) に示すように、このスレーブディスク１４の記録面（磁気記録部）とマスターディスク１０の凹凸パターンＰが形成された情報担持面１３とを密着させ、スレーブディスク１４のトラック方向に初期磁界Ｈi とは逆方向に転写用磁界Ｈd を印加して磁気転写を行う。転写用磁界Ｈd が凹凸パターンＰの凸部の磁性層１２に吸い込まれてこの部分の磁化は反転せず、その他の部分の磁界が反転する結果、図１０（ｃ) に示すように、スレーブディスク１４の磁気記録面にはマスターディスク１０の凹凸パターンＰが磁気的に転写記録される。

かかる磁気転写において、スレーブディスク１４とマスターディスク１０とを良好に密着させることが高精度な転写を行う上で重要であるが、本発明の磁気転写用マスターディスクの製造方法によって製造されたバリＢＡの小さなマスターディスク１０を使用することにより、良好な密着を行うことができ、良質な磁気記録媒体１４を得ることができる。

次に、実施例について説明する。外径寸法が２２．０ｍｍ、２７．５ｍｍ、４８ｍｍ、６５ｍｍ、８５ｍｍの５種類のマスターディスク１０を製造した。夫々のマスターディスク１０に対して、先ず図４（ａ）から図４（ｄ）に示す工程を経て夫々の外径寸法に応じたマスター基板１１の原板１１’を作成した。

原板１１’の厚さｔは、０．０５ｍｍ〜０．４ｍｍの中で外径寸法に応じて適宜の厚さとした。これらの原板１１’に対して打ち抜き加工を施し、図４（ｅ）に示すマスター基板１１を作成した。

マスター基板１１の打ち抜き工程においては、打ち抜き工具４０の固定側ダイ４２の上面と載置台４３の上面との段差を±０．２ｍｍ以内に調整し、固定側ダイ４２の周方向でのこの段差の分布を０．０５ｍｍ以内に調整した。

また、中心孔用固定刃４２ａと中心孔用移動刃４５ａとのクリアランスＣを５〜１０μｍの範囲とし、外周用移動刃４５ｂと外周用固定刃４２ｂとのクリアランスＣを５〜２０μｍの範囲になるようにした。

５種類の外径寸法のマスターディスク１０に対して、夫々打ち抜きストロークをパラメータとして変化させ打ち抜きを行った。外径２２．０ｍｍのマスター基板１１に対しては、打ち抜きストロークをｔ＋０．８ｍｍ、ｔ＋１．０ｍｍ、ｔ＋３．０ｍｍ、ｔ＋３．２ｍｍの４種類に変化させた。

また、外径２７．５ｍｍのマスター基板１１に対しては、打ち抜きストロークをｔ＋０．８ｍｍ、ｔ＋１．０ｍｍ、ｔ＋３．５ｍｍ、ｔ＋３．７ｍｍの４種類に変化させた。また、外径４８ｍｍのマスター基板１１に対しては、打ち抜きストロークをｔ＋０．８ｍｍ、ｔ＋１．０ｍｍ、ｔ＋４．０ｍｍ、ｔ＋４．２ｍｍの４種類に変化させた。

また、外径６５ｍｍのマスター基板１１に対しては、打ち抜きストロークをｔ＋０．８ｍｍ、ｔ＋１．０ｍｍ、ｔ＋４．５ｍｍ、ｔ＋４．７ｍｍの４種類に変化さ、外径８５ｍｍのマスター基板１１に対しては、打ち抜きストロークをｔ＋０．８ｍｍ、ｔ＋１．０ｍｍ、ｔ＋５．０ｍｍ、ｔ＋５．２ｍｍの４種類に変化させた。

このようにして打ち抜かれた夫々のマスター基板１１の凹凸パターンＰ上に磁性層１２を成膜してマスターディスク１０を製造した。

これら全てのマスターディスク１０を用いて、スレーブディスク１４にトラッキング用フォーマット情報を磁気転写し、転写されたスレーブディスク１４によってマスターディスク１０の評価を行った。

評価方法は、スレーブディスク１４のトラッキングを行ったときの読み取りヘッドの位置ズレ量をトラックの周方向で測定し、測定値のオシログラフ上の波形の振幅の大きさで評価した。

なお、測定開始の半径位置は、各マスターディスク１０の外径毎に一定の半径位置に統一した。また、評価の判定は、読み取りヘッドの位置ズレ量２００ｎｍ未満を示す振幅の場合にＯＫとし、位置ズレ量２００ｎｍ以上を示す振幅の場合にＮＧとした。

図７にこの実施例の評価結果を一覧表で示す。この結果から判るように、打ち抜きストロークがｔ＋０．８ｍｍの場合は全ての外径のマスター基板１１に対しても外周端が形成されず、即ち完全に打ち抜きが行われず、スレーブディスク１４への転写が不能であった。

また、外径２２．０ｍｍのマスター基板１１に対して、打ち抜きストロークがｔ＋１．０ｍｍ、ｔ＋３．０ｍｍがＯＫであり、ｔ＋３．２ｍｍがＮＧであった。外径２７．５ｍｍのマスター基板１１に対しては、打ち抜きストロークがｔ＋１．０ｍｍ、ｔ＋３．５ｍｍがＯＫ、ｔ＋３．７ｍｍがＮＧであり、外径４８ｍｍのマスター基板１１に対しては、打ち抜きストロークがｔ＋１．０ｍｍ、ｔ＋４．０ｍｍがＯＫ、ｔ＋４．２ｍｍがＮＧであった。

また、外径６５ｍｍのマスター基板１１に対しては、打ち抜きストロークがｔ＋１．０ｍｍ、ｔ＋４．５ｍｍがＯＫ、ｔ＋４．７ｍｍがＮＧであり、外径８５ｍｍのマスター基板１１に対しては、打ち抜きストロークがｔ＋１．０ｍｍ、ｔ＋５．０ｍｍがＯＫ、ｔ＋５．２ｍｍがＮＧであった。

以上説明したように、本発明の磁気転写用マスターディスクの製造方法では、中心孔用固定刃４２ａと中心孔用移動刃４５ａとのクリアランスを１〜１５μｍ（好ましくは５〜１０μｍ）の範囲とし、外周用移動刃４５ｂと外周用固定刃４２ｂとのクリアランスＣを２〜３０μｍ（好ましくは５〜２０μｍ）の範囲になるようにする。

また、マスター基板１１の打ち抜き工程において、打ち抜き工具４０の固定側ダイ４２の上面と載置台４３の上面との段差を±０．２ｍｍ以内に調整し、固定側ダイ４２の周方向でのこの段差の分布を０．０５ｍｍ以内に調整する。

更に、外径２２．０ｍｍのマスター基板１１に対しては、打ち抜きストロークをｔ＋１．０ｍｍ〜ｔ＋３．０ｍｍの範囲に設定し、外径２７．５ｍｍのマスター基板１１に対しては、打ち抜きストロークをｔ＋１．０ｍｍ〜ｔ＋３．５ｍｍの範囲に設定し、外径４８ｍｍのマスター基板１１に対しては、打ち抜きストロークをｔ＋１．０ｍｍ〜ｔ＋４．０ｍｍの範囲に設定し、外径６５ｍｍのマスター基板１１に対しては、打ち抜きストロークをｔ＋１．０ｍｍ〜ｔ＋４．５ｍｍの範囲に設定し、外径８５ｍｍのマスター基板１１に対しては、打ち抜きストロークをｔ＋１．０ｍｍ〜ｔ＋５．０ｍｍの範囲に設定する。

これらによって、打ち抜き時のバリＢＡを小さくするとともに、寸法精度の高いマスター基板１１を作成することができ、良好な磁気転写を行うことのできるマスターディスク１０を得ることができる。また、このマスターディスク１０によって高品質の磁気記録媒体を安価に得ることができる。

なお、前述した実施の形態では、原板１１' の打ち抜き工程において、固定された原板１１' に対して移動側ダイ４５が移動して打ち抜き加工を行ったが、本発明はこれに限らず、原板１１' が移動側ダイ４５に向かって移動してもよく、ダイと原板１１' とが相対的に移動して原板１１' の表面側（凹凸パターンＰ側）から裏面に向けて打ち抜く方法であれば、種々の変形が適用できる。

マスターディスクの部分斜視図 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図 マスター基板の平面図 マスターディスクの製造方法を示す工程図 本発明の磁気転写用マスターディスクの製造方法で用いる打ち抜き工具を示す断面図 バリの発生を説明する概念図 実施例の結果を示す一覧表 磁気転写装置の要部斜視図 転写用磁界の印加方法を示す平面図 磁気転写方法の基本工程を示す工程図

符号の説明

１０…マスターディスク（磁気転写用マスターディスク）、１１…マスター基板、１１’…原板、１１Ｇ…中心孔、１１Ｈ…円形外周、１２…磁性層、１４…スレーブディスク（磁気記録媒体）、１７…原盤、１８…金属盤、４０…打ち抜き工具、４２…固定側ダイ、４２ａ…中心孔用固定刃、４２ｂ…外収用固定刃、４３…載置台、４５…移動側ダイ、４５ａ…中心孔用移動刃、４５ｂ…外周用移動刃、ＢＡ…バリ、Ｃ…クリアランス、Ｐ・Ｐ’…凹凸パターン、ｔ…原板（金属盤）の厚さ

Claims (4)

1. 転写情報に応じた凹凸パターンが形成された原盤に、電鋳等により所定厚さの金属盤を積層し、前記原盤より剥離した前記金属盤に中心孔及び円形外周の打ち抜き加工を施してマスター基板とし、該マスター基板の凹凸パターン上に磁性層を成膜する磁気転写用マスターディスクの製造方法において、
   前記マスター基板の凹凸パターンの最小パターンサイズが１００ｎｍ以下であり、
   前記打ち抜き加工は、
   中心孔用固定刃と外周用固定刃とを有する固定側ダイ、及び中心孔用移動刃と外周用移動刃とを有する移動側ダイからなる打ち抜き工具を用い、
   前記中心孔用固定刃と前記中心孔用移動刃とのクリアランス（半径差）を１μｍ〜１５μｍとするとともに、前記外周用固定刃と前記外周用移動刃とのクリアランス（半径差）を２μｍ〜３０μｍとすることを特徴とする磁気転写用マスターディスクの製造方法。
2. 前記打ち抜き工具の前記固定側ダイの側又は前記移動側ダイの側に前記金属盤を載置する載置台を設け、
   前記固定側ダイ又は前記移動側ダイの前記金属盤と接する面と前記載置台の載置面との段差を±０．２ｍｍ以内とするとともに、前記固定側ダイ又は前記移動側ダイの周方向の前記段差のばらつきを０．０５ｍｍ以内とす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ディスクの製造方法。
3. 前記打ち抜き加工において、
   前記固定側ダイ又は前記移動側ダイが前記金属盤に当接する位置から打ち抜き方向への前記金属盤との相対的移動距離を打ち抜きストロークとし、前記金属盤の厚さをｔとしたときに、前記マスター基板の外径寸法が２１．５〜２２．５ｍｍの場合は前記打ち抜きストロークをｔ＋１．０ｍｍ〜ｔ＋３．０ｍｍの範囲に設定し、前記マスター基板の外径寸法が２７．０〜２８．０ｍｍの場合は前記打ち抜きストロークをｔ＋１．０ｍｍ〜ｔ＋３．５ｍｍの範囲に設定し、前記マスター基板の外径寸法が４７．０〜４９．０ｍｍの場合は前記打ち抜きストロークをｔ＋１．０ｍｍ〜ｔ＋４．０ｍｍの範囲に設定し、前記マスター基板の外径寸法が６４．０〜６６．０ｍｍの場合は前記打ち抜きストロークをｔ＋１．０ｍｍ〜ｔ＋４．５ｍｍの範囲に設定し、前記マスター基板の外径寸法が８４．０〜８６．０ｍｍの場合は前記打ち抜きストロークをｔ＋１．０ｍｍ〜ｔ＋５．０ｍｍの範囲に設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の磁気転写用マスターディスクの製造方法。
4. 外径呼称寸法が１０ｍｍ〜６５ｍｍの磁気記録媒体であって、
   前記請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の磁気転写用マスターディスクの製造方法によって製造された磁気転写用マスターディスクを用い、プリフォーマット情報が磁気転写されたことを特徴とする磁気記録媒体。

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