JP2947863B2 - 磁気デイスク装置及び磁気記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気記録装置及びそれに用いられる磁気記録
媒体に関する。

〔従来の技術〕

近年、コンピユータシステムの外部記憶装置としての
磁気記録装置の重要度は益々高まり、その記録密度は年
々著しい向上が図られている。このような高記録密度化
に対応する磁気記録媒体として、従来の磁性粉とバイン
ダーを混練した磁性塗料を基板上に塗布した塗布型媒体
に代り、磁性薄膜を用いた薄膜磁気記録媒体が注目され
ている。

このような磁性薄膜を用いた薄膜磁気記録媒体（以
下、単に磁気記録媒体と称する）の一般的な構造は次の
様である。基板はアルミニウム合金円板と、その上に形
成された硬質の下地層より成る。アルミニウム合金の代
りにガラス等硬度の高い円板材料を用いた場合には下地
層が省略されることもある。基板の上には磁性層が形成
されるが、この両者の間には、密着性向上や磁性層の特
性向上を目的として中間層が形成される場合もある。磁
性層の上には保護層さらには必要に応じて潤滑層が形成
されて、磁気記録媒体が構成される。

磁気記録装置は、磁気記録媒体と記録再生磁気ヘツド
（以下、単にヘツドと称する）、磁気記録媒体の回転制
御機構、ヘツドの位置決め機構及び記録再生信号の処理
回路を主構成要素としている。その記録再生方法は、操
作開始前にはヘツドと磁気記録媒体が接触状態である
が、磁気記録媒体を回転させることによりヘツドと磁気
記録媒体の間に空間を作り、この状態で記録再生を行な
う。操作終了時には磁気記録媒体の回転が止まり、ヘツ
ドと磁気記録媒体は再び接触状態となる。これをコンタ
クト・スタート・ストツプ方式、以下CSS方式と称す
る。磁気記録装置の記録密度を向上させるためには、記
録再生時のヘツドの浮上量は小さいほど良く、その際の
ヘツドの浮上安定性を確保するために、磁気記録媒体の
表面はできるだけ平坦であることが要求される。

ところで、装置の起動時及び停止時においてヘツドと
磁気記録媒体の間に生ずる摩擦力は、両者の摩耗を引き
起こし、特性劣化の原因となる。さらに、磁気記録媒体
が静止している状態でヘツドと磁気記録媒体の間に水分
等が介在すると、両者が強固に吸着し、この状態で起動
するとヘツドと磁気記録媒体の間に大きな力が生じ、ヘ
ツドや磁気記録媒体の損傷を招く恐れがある。この様な
摩擦力や吸着力は、磁気記録媒体の表面が平坦であるほ
ど大きくなる傾向があり、前記した記録密度の向上に伴
うヘツドの浮上安定性に対する要求と相反する。

このような摩擦力や吸着力を低減するために、磁気記
録媒体の表面に微小凹凸を形成する方法が通常用いられ
る。

このような方法として、例えば、非磁性基板上に研磨
テープを用いて微小凹凸を形成する方法や保護層の表面
に微小凹凸を形成する方法が、従来より種々提案されて
いる。例えば、保護層を形成した磁気記録媒体の表面
に、気体イオンを照射して保護層の表面に凹凸を形成す
る方法が特開昭58−53026号に提案されている。また、
保護層を形成した磁気記録媒体の表面に、研磨、ウエツ
トエツチ又はドライエツチにより保護層の膜厚を超えな
い範囲の凹凸を形成する方法が特開昭62−22241号に提
案されている。さらに、磁気記録媒体を回転させながら
保護層表面を研磨して同心円状の凹凸を形成する方法が
特開昭64−13227号に提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、いずれも磁気記録媒体に対する磁気
ヘツドの摩擦力や吸着力を低減して磁気記録媒体に磁気
ヘツド支持用スライダーが吸着するのを防止することを
ねらつており、磁気ヘツドの浮上安定性を長期に亘つて
持続することについては、配慮していない。

本発明の目的は、磁気ヘツドの浮上安定性を長期に亘
つて持続できるようにした磁気記録媒体を提供すること
にある。

本発明の他の目的は、上記目的を達成する磁気記録媒
体を備えた磁気デイスク装置及びシステムを提供するこ
とにある。

本発明の更に他の目的は、磁気ヘツドの浮上量を0.15
μｍ以下にでき、なおかつ浮上安定性を長期に亘つて持
続することができる磁気デイスク装置、システム及びそ
のための磁気記録媒体を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の磁気デイスク装置は、本質的には、基板上に
磁性層と表面保護層を有する少なくとも一枚の磁気デイ
スク、回転中の前記磁気デイスクと微少間隙を持つて対
向し、スライダーによつて支持されている磁気ヘツド、
前記磁気デイスクを回転する回転手段、および前記磁気
ヘツドを前記磁気デイスク上の所定の位置に移動し、位
置決めする磁気ヘツド位置決め手段、を具備する磁気デ
イスク装置において、前記磁気デイスクの表面に下記
（イ）と（ロ）を具備する構造が形成されていることを
特徴とする。

（イ）連続または不連続溝を複数個具備し、該複数個の
溝によつて囲まれた部位が実質的に平坦な面を有してい
る。

（ロ）前記凸部形成領域内において、単位面積当たりの
前記凸部の丘の面積比率が0.5％以上90％以下で、かつ
前記凸部高さが5nmよりも高く40nmよりも低く、その範
囲内でほぼ一定の高さを有する。

本発明は、磁気記録媒体の表面に前記（イ），（ロ）
を具備させることによつて磁気ヘツドの浮上量を小さく
し、かつ浮上安定性を持続できるという事実の究明に基
づいている。

この（イ）と（ロ）に基づく効果により、磁気ヘツド
の浮上量を著しく小さく設定することが可能となり、し
かも磁気ヘツドの浮上量をほぼ一定に保持することがで
きるようになる。特に表面に形成する凸部の丘の面積比
率と高さの両者を一定の範囲内に制御することが重要で
あるが、従来技術のいずれにも丘の面積比率と高さの両
者に着目し、両者を規定値内に制御するという思想は述
べられていない。

上記技術の重要性は磁気デイスク装置の高記録密度化
のためのヘツドの浮上量を小さくするほど、例えば、浮
上量を0.15μｍ以下とした場合に特に顕著になる。

〔作用〕

本発明によれば、第一に、丘の部分のみがヘツドと直
接対向し、磁気記録媒体のヘツドと接触する面積比率を
小さくできるため、ヘツドとの摩擦力や吸着力を低くす
ることができる。第二に、形成される丘を規則的に配置
することにより、ヘツドの浮上量変動が少なく、磁気記
録媒体の全面に亘つてヘツドの浮上安定性を確保でき、
浮上量変動による出力変動を防止できる。

以上のように本発明によれば、ヘツドとの摩擦力や吸
着力を低くし、出力変動を防止し、ヘツドの安定浮上を
確保できるため、高い記録再生精度を有し、また高記録
密度化に伴うヘツドの低浮上量化に対応できる磁気記録
媒体及びそれを用いた磁気記録装置を得ることができ
る。

さらに第三に、形成される丘を、ヘツド又は磁気記録
媒体に付着した微小塵埃を速やかに除去しうるように規
則的に配置することにより、微小塵挨によるヘツドクラ
ツシユが起こりにくく、長期にわたつてヘツドの浮上安
定性を確保することができる。

以上のように本発明によれば、長期にわたるへツドの
安定浮上を確保できるため、高い記録再生精度を有し、
また高記録密度化に伴うヘツドの低浮上量化に対応で
き、かつ長期の耐久性を有する磁気記録媒体及びそれを
用いた磁気記録装置を得ることができる。

〔実施例〕

以下本発明を、詳細に説明する。

保護層あるいは非磁性基板表面に形成される丘は、規
則的に配置されていること、及びその高さ規定値内に制
御されていることが重要である。これにより、ヘツドと
対向する丘の面積比率を全面に亘つて任意に制御できる
ため、磁気記録媒体の全面においてヘツドの浮上量を安
定に制御でき、浮上量変動による出力変動を抑えること
ができる。特に、少なくとも磁気記録媒体の回転中心に
対する同一円周上の任意の点では、ヘツドスライダーの
大きさの範囲内で丘の面積比率がほぼ一定となるように
すれば、ヘツドをあるトラツク位置に静止して磁気記録
媒体を回転させた場合に、ヘツドはスライダーの大きさ
の範囲内で常にほぼ同一の面積比率で丘に対することに
なり、浮上量変動を低く抑えることができる。また、丘
形成部の全面にわたり、ヘツドスライダーの大きさの範
囲内で丘の面積比率がほぼ一定となるようにすれば、磁
気記録媒体を回転させてヘツドを移動させた場合でも、
ヘツドはスライダーの大きさの範囲内で常にほぼ同一の
面積比率で丘に対することになり、全面に亘つて浮上量
変動を低く抑えることができる。ただし、磁気記録媒体
の回転によつては、内周部と外周部では線速度が異なる
ため、必要に応じて内周側から外周側にかけて丘の面積
比率を連続的に少しずつ変化させてもよい。

また保護層表面および非磁性基体上に形成される丘
は、少なくとも磁気記録媒体の同一円周上で不連続であ
ることが望ましい。これは、ヘツドを静止して磁気記録
媒体を回転させた場合、ヘツドのある一点からみると断
続的に丘に対することになり、これによりヘツドに微小
塵埃が付着した場合でも容易に除去されるためである。

また保護層表面および非磁性基板上に形成される丘
は、不連続な線状またはピツト状であつて、丘のない部
分の少なくとも一部がヘツドの移動領域内において、磁
気記録媒体の内周から外周にかけてなめらかに連続して
いることが望ましい。これは、ヘツドと磁気記録媒体の
間に微小塵埃が侵入した場合でも、丘未形成部に沿つて
遠心力により微小塵埃が外周側に除去されやすいためで
ある。

上記のような条件を全て満足する、具体的な丘の配置
は以下のようなものである。例えば、磁気記録媒体の回
転中心又は回転中心から意図的にずらしたパターン中心
に対して同心円又はらせん状の円弧の一部よりなる線状
またはピツト状の丘を全面に亘つて規則的に配置したも
のであつて、丘のない部分の少なくとも一部がヘツドの
移動領域内において、磁気記録媒体の内周から外周にか
けてなめらかに連続するように丘を配置したものが好適
である。より具体的に例を述べれば、例えば幅１μm,ピ
ツチ20μｍで磁気記録媒体の回転中心に対してらせん状
に、例えば中心角で0.1度おきに中心角で0.05度分の円
弧状の丘を全面に形成したものである。上記らせん状の
円弧列は同心円に対して少なくとも４度以上ずれている
ことが望ましい。この理由は磁気記録トラツクと重複し
て記録再生信号に影響を与えないようにするためであ
る。

ここで示した丘の配置パターンの例を模式的に第１図
に示す。この具体例では、丘の切り裂き部分が磁気記録
媒体の内周から外周にかけて直線的に連続するため、ヘ
ツドと磁気記録媒体の間に微小塵埃が侵入した場合で
も、遠心力により微小塵埃が外周側に除去されやすい。
なお、第１図では図を見やすくするため、その縮尺は実
際と異なり、実際には第１図のような円弧状の丘が全面
に多数配置された形状をとる。上記の配置のうち、らせ
ん状又は回転中心から意図的にずらしたパターン中心に
対して同心円状の円弧の一部よりなる線状またはピツト
状の丘を全面に亘つて規則的に配置した場合には、ヘツ
ドを静止して磁気記録媒体を回転させた場合、ヘツドの
ある一点からみると丘があたかもワイパーのように作用
して、ヘツドに付着した微小塵埃を除去する効果が大き
いため特に望ましい。また、らせん形状は上記具体例の
ように一重のものでも良いが、多重らせん構造とすれ
ば、形成する丘の円弧と回転中心に対する円周との角度
がより大きくなり、ヘツドに付着した微小塵埃を除去す
る効果がより大きくなる。

また他の例としては、規則的な格子模様の項点に対応
する部分にピツト状の丘を全面に亘つて規則的に配置し
たものが好適である。より具体的に例を述べれば、例え
ば10μｍピツチの四角格子の交点に対応する部分に、例
えば直径２μｍのピツト状の丘を全面に配置したもので
ある。

ここで示した丘の配置パターンの例を模式的に第２図
に示す。なお、第２図では図を見やすくするため、その
縮尺は実際と異なり、実際には第２図のようなピツト状
の丘が全面に多数配置された形状をとる。ここで用いら
れる格子模様としては、上記したような四角格子の他に
三角格子，六角格子等規則的に描かれるものであれば良
い。このように丘を配置した場合には、ヘツドを静止し
て磁気記録媒体を回転させた場合、ヘツドのある一点か
らみると丘が断続的に現われて、ヘツドに付着した微小
塵埃を除去する効果が大きい。またこの例の場合には、
格子の頂点に形成された丘の間のすきまは、磁気記録媒
体の内周から外周にかけて直線的に連続するため、ヘツ
ドと磁気記録媒体の間に微小塵埃が侵入した場合でも、
遠心力により微小塵埃が外周側に除去されやすい。

なお、上記以外でも、磁気ヘツドに付着した微小塵埃
を除去する作用及び磁気記録媒体と磁気ヘツドの間に介
在する微小塵埃を磁気記録媒体の外周方向に排除する作
用を有するように規則的に配置された丘であれば、他の
配置でもかまわない。

上記に示したパターン状に形成される丘の高さは、5n
m以上50nm以下、望ましくは10nm以上40nm以下、の範囲
でほぼ一定であることが望ましい。丘の高さが5nm以下
だとヘツドと磁気記録媒体の摩擦力及び吸着力低減の効
果が小さくなつてくる。丘の高さが50nm以上だと記録再
生時にヘツドと磁性層との距離が大きくなるため出力が
低下し、またヘツドの浮上安定性が損なわれてくる。ま
た、丘の高さが不均一であると高い部分が突起となるた
め好ましくない。

また、形成される丘の半径方向での幅は0.1μｍ以上1
0μｍ以下、好ましくは0.3μｍ以上３μｍ以下が望まし
い。丘の幅が0.3μｍ以下だと丘形成時の精度が得られ
にくくなる。丘の幅が３μｍ以上であると、ヘツドと磁
気記録媒体の摩擦力及び吸着力低減の効果が小さくなつ
てくる。

形成される丘の面積比率は、0.5％以上90％以下、好
ましくは10％以上80％以下が望ましい。丘の面積比率が
0.5％以下だと、僅かな面積でヘツドを支えることにな
るため丘の部分が摩耗しやすく、長期にわたる摺動耐久
性が低下する。丘の面積比率が90％以上だと、ヘツドと
磁気記録媒体の摩擦力及び吸着力低減の効果が小さくな
つてくる。

ここで、強調しなければならない点は、形成される丘
の面積比率と共に丘の高さの両者を上記規定値内に制御
することが重要なことである。

第３図には形成した丘の面積比率と磁気ヘツドの最低
浮上周速（磁気記録媒体上の突起部分に磁気ヘツドが接
触しない最低浮上周速）との関係を示す。この結果は磁
気記録媒体面に形成する丘の面積比率が小さい場合に
は、ヘツドの最低浮上周速が大きい、すなわちヘツドと
磁気記録媒体間のスペーシングを小さくして、ヘツドを
安定に浮上させるのが困難になることを示している。

さらに、第４図には磁気記録媒体面に形成する丘の面
積比率を一定にして溝の深さを変えたサンプルについ
て、耐摺動試験としてCSS試験を行なつた場合の摩擦力
の違いを示す。この結果は摩擦力を小さくして、耐摺動
性能を上げるためには溝深さ、すなわち丘の高さをある
範囲に制御しなければならないことを示している。

上記に示したように、丘の面積比率と丘の高さの両者
を規定値内に制御することにより、ヘツド浮上量が小さ
くなつた場合にもヘツドの浮上安定性と粘着力低減の両
者を良好に保つことが可能となり、高性能で信頼性の高
い磁気デイスク装置となる。

表面に丘を形成する範囲は、磁気記録媒体の全面とし
てもよいが、磁気記録媒体が組み込まれる磁気記録装置
の仕様により、CSSゾーンが専用に設けられる場合に
は、その部分のみに形成してもよい。その理由は、これ
まで述べたようなヘツドとの摩擦力や吸着力，微小塵埃
の影響等は、主に磁気記録装置の起動，停止時に問題と
なるもので、ヘツドが安定に浮上している状態では丘を
形成する効果が少ないためである。

また、磁気ヘツドの位置決めを専用の磁気記録媒体面
で行うシステムにおいては、その面にのみ本発明の形状
を形成することも可能である。

本発明による磁気記録媒体を形成する具体的な方法は
以下の通りである。鏡面加工された非磁性円板上、ある
いは保護層の表面に丘を形成する方法としてはリソグラ
フイー技術により、非磁性円板上あるいは保護層表面に
所望のマスクパターンを形成した後、エツチングを行な
い、マスクパターンで覆われなかつた部分のみを選択的
に均一にエツチングして、一定深さまで除いた後、マス
クパターンを除去する方法が好ましい。ここで用いられ
るエツチング方法は、イオンミリングや反応性プラズマ
処理等のドライエツチングや湿式のエツチング等の中か
ら選択される。

丘を形成する他の方法としては、非磁性円板上あるい
は保護層の表面に光、レーザー又は荷電粒子のビーム照
射により硬化しうる物質を膜状に形成し、この膜面に
光、レーザー又は荷電粒子のビームを所望の位置に規則
的に照射して部分的に硬化させた後、未硬化部を除去す
ることによつても同様に形成できる。

なお、上記方法以外でも、最終的に得られる丘の形状
が所望のものであれば、他の方法を用いても構わない。
例えば、鏡面加工された非磁性円板上に磁性層及び保護
層を形成したのち、光分解性の有機金属ガスを導入し
て、レーザービームを周期的規則的に照射して、選択的
に金属を析出させる方法（レーザーCVD法）等によつて
も同様な形状の丘を形成することができる。

第５図に磁気デイスク装置の概略を示す。磁気デイス
ク装置は第５図に示す符号８〜15の構成要素及びボイス
コイルモータ制御回路を含む。符号11はべース、符号12
はスピンドルである。一つのスピンドルに図のように複
数枚の円板状の磁気デイスク14が取付けられる。第５図
では一つのスピンドルに５枚の磁気デイスク14を設けた
例が示されているが、５枚に限定されることはない。ま
た、このように一つのスピンドル12に複数枚の磁気デイ
スク14を設けたものを複数個設置してもよい。符号13は
スピンドル12を駆動し、磁気デイスクを回転するための
モータ、すなわち磁気デイスク回転制御手段である。符
号15はデータ用磁気ヘツドを示し、符号15aは位置決め
用磁気ヘツドを示している。符号16はキヤリジ、符号17
はボイスコイル、符号18はマグネツトである。ボイスコ
イル17とマグネツト18によりボイスコイルモータが構成
される。そして、符号16,符号17,符号18の要素によりヘ
ツドの位置決めがなされる。従つて、符号16,17,18を含
めて磁気ヘツド位置決め機構と総称する。ボイスコイル
17と磁気ヘツド15及び15aとは、ボイスコイルモータ制
御回路を介して接続されている。

第５図において、上位装置とは例えばコンピユータシ
ステムを示し、磁気デイスク装置に記録された情報を処
理する機能を有するものである。その記録再生方法は、
操作開始前には磁気ヘツドと磁気記録媒体が接触状態で
あるが、磁気記録媒体を回転させることにより磁気ヘツ
ドと磁気記録媒体の間に空間を作り、この状態で記録再
生を行う。操作終了時には磁気記録媒体の回転が止ま
り、磁気ヘツドと磁気記録媒体は再び接触状態となる。
これをコンタクト・スタート・ストツプ方式、（CSS方
式）と呼ぶ。

以下より具体的な実施例により、本発明をさらに詳細
に説明する。

＜実施例１＞ 外径5.25インチのアルミニウム合金円板の表面に無電
解めつき法によりNi−Ｐ下地膜を15μｍ厚さに形成し、
下地膜を10μｍまで研磨して、触針式表面粗さ計で測定
した平均粗さ（Ra）4nm、最大粗さ（R_max）10nm以下に
なるように鏡面加工した。

こうして得られた基板上に、スパツタ法によりCr中間
層を0.2μｍ、Co−Ni磁性層を40nm、Ｃ保護層を20nm厚
さに形成した。Ｃ保護層の表面にポジ型レジスト（東京
応化製、OFPR800）を約0.5μｍ塗布し、第１図に示した
形状で丘の部分のみ光が透過しないように形成したフォ
トマスクを密着させて露光した後現像し、Ｃ保護層の表
面に、第１図に示した形状で丘の部分のみレジストが残
つているマスクパターンを形成した。

この円板を、イオンミリング装置を用いてアルゴンイ
オンビームを30秒間全面に照射して、マスクパターンを
形成していない部分を均一にエツチングした後、レジス
ト除去液によりマスクパターンを除去して、保護層表面
に規則的に配置された丘を形成した。

こうして得られた円板の表面に、潤滑層としてパーフ
ルオロポリエーテル系の潤滑剤を約5nm厚さに塗布して
磁気記録媒体を作製した。形成した丘の高さを、磁気記
録媒体表面の任意の10点で、STM（走査型トンネル顕微
鏡）及び触針式表面粗さ計により測定した結果、いずれ
の測定点でも丘の高さは10nmであつた。オージエ電子分
光法により、磁気記録媒体の表面を測定したところ、Co
及びNiは検出されず、磁性層の露出部分のないことを確
認した。

本実施例の磁気記録媒体の、半径方向での断面構造の
模式図を第６図に示す。なお本実施例では、丘の面積比
率は全面にわたり2.5％である。

＜実施例２＞ Ｃ保護層の厚さを30nmとし、丘を形成するためのイオ
ンミリングによるエツチング時間を１分としたほかは、
実施例１と同様な方法で磁気記録媒体を作製した。STM
及び触針式表面粗さ計により磁気記録媒体表面の任意の
10点で丘の高さを測定した結果、いずれの測定点でも丘
の高さは20nmであった。

＜実施例３＞ フオトマスクとして、第２図に示した形状で丘の部分
のみ光が透過しないように形成した物を用いた他は実施
例１と同様な方法で磁気記録媒体を作製した。STM及び
触針式表面粗さ計により磁気記録媒体表面の任意の10点
で丘の高さを測定した結果、いずれの測定点でも、丘の
高さは10nmであった。

本実施例の磁気記録媒体の、半径方向での断面構造の
横式図を第７図に示す。なお本実施例では、丘の面積比
率は全面にわたり3.1％である。

＜実施例４＞ 保護層としてSiCをスパツタ法で20nm形成し、丘を形
成するためのイオンミリングによるエツチング時間を20
秒としたほかは、実施例１と同様な方法で磁気記録媒体
を作製した。触針式表面粗さ計により磁気記録媒体表面
の任意の10点で丘の高さを測定した結果、いずれの測定
点でも丘の高さは10nmであつた。

＜実施例５＞ 保護層として、メタンー水素混合ガスを原料としたプ
ラズマCVD法で20nm厚さに形成したＣ膜（いわゆるｉ−
Ｃ）を用い、丘を形成するためのイオンミリングによる
エツチング時間を１分としたほかは、実施例１と同様な
方法で磁気記録媒体を作製した。触針式表面粗さ計によ
り磁気記録媒体表面の任意の10点で丘の高さを測定した
結果、いずれの測定点でも丘の高さは10nmであつた。

＜実施例６＞ 外径5.25インチのアルミニウム合金円板の表面に無電
解めつき法によりNi−Ｐ下地膜を15μｍ形成し、下地膜
を10μｍまで研磨して、触針式表面粗さ計で測定した平
均粗さ（Ra）4nm以下、最大粗さ（R_max）10nm以下にな
るように鏡面加工した。

こうして得られた基板のNi−Ｐ表面のポジ型レジスト
（東京応化製、OFPR800）を約0.5μｍ厚さに塗布し、第
１図に示した形状で丘の部分のみ光が透過しないように
形成したフォトマスクを密着させて露光した後現象し、
Ｃ保護層の表面に、第１図に示した形状で丘の部分のみ
レジストが残つているマスクパターンを形成した。

この円板を、イオンミリング装置を用いてアルゴンイ
オンビームを30秒間全面に照射して、マスクパターンを
形成していない部分を均一にエツチングした後、レジス
ト除去液によりマスクパターンを除去して、NiP表面に
規則的に配置された丘を形成した。

次に、上記のNiP面にスパツタ法によりCr中間層を0.2
μｍ、Co−Ni磁性層を40nm、Ｃ保護層を20nm形成した
後、潤滑層としてパーフルオロポリエーテル系の潤滑剤
を約5nm厚さに塗布して磁気記録媒体を作製した。形成
した丘の高さを、磁気記録媒体表面の任意の10点で、ST
M（走査型トンネル顕微鏡）及び触針式表面粗さ計によ
り測定した結果、いずれの測定点でも丘の高さは10nmで
あつた。

本実施例の磁気記録媒体の半径方向での断面の模式図
を第８図に示す。

＜実施例７＞ 基板として、触針式表面粗さ計で測定した平均粗さ
（Ra）3nm以下、最大粗さ（R_max）8nm以下になるように
鏡面加工した外径5.25インチの強化ガラス円板を用いた
ほかは、実施例１と同様な方法で磁気記録媒体を作製し
た。触針式表面粗さ計により磁気記録媒体表面の任意の
10点で丘の高さを測定した結果、いずれの測定点でも丘
の高さは10nmであつた。

＜実施例８＞ フォトマスクとして、幅１μｍピツチ40μｍの同心円
状の部分で光の透過しないように形成した物を用いた他
は実施例１と同様な方法で磁気記録媒体を作製した。磁
気記録媒体表面を電子顕微鏡により観察して、幅１μm,
ピツチ40μｍの同心円状の丘が全面に形成されているこ
とを確認した。STM及び触針式表面粗さ計により磁気記
録媒体表面の任意の10点で丘の高さを測定した結果、い
ずれの測定点でも、丘の高さは10nmであつた。

なお本実施例では、丘の面積比率は全面にわたり2.5
％である。

＜比較例１＞ 実施例１と同様の基板上に、実施例１と同様な方法で
中間層，磁性層，保護層をスパツタ法で形成し、保護層
の上にそのまま潤滑層としてパーフルオロポリエーテル
系の潤滑剤を約5nm厚さに塗布して磁気記録媒体を作製
した。

＜比較例２＞ 実施例１と同様の基板を回転させながら、研磨砥粒を
含ませたバフを押しつけて研磨し、ほぼ円周方向に沿つ
た溝を形成した。こうして得られた基板表面は、触針式
表面粗さ計で測定して平均粗さ（Ra）10nm、最大粗さ
（R_max）35nmであつた。

この基板上に、実施例１と同様な方法で中間層，磁性
層，保護層をスパツタ法で形成し、保護層の上にそのま
ま潤滑剤としてパーフルオロポリエーテル系の潤滑剤を
約5nm厚さに塗布して磁気記録媒体を作製した。

＜比較例３＞ 実施例１と同様の基板上に、スパツタ法によりCr中間
層を0.2μｍ、Co−Ni磁性層を40nm、保護層としてＣを4
0nm厚さに形成した。この円板を回転させながら、研磨
砥粒を含ませたバフを押しつけてＣ保護層を約10nm研磨
し、ほぼ円周方向に沿つた溝を形成した。こうして得ら
れた円板の表面に、潤滑層としてパーフルオロポリエー
テル系の潤滑剤を約5nm厚さに塗布して磁気記録媒体を
作製した。

こうして得られた磁気記録媒体表面は、触針式表面粗
さ計で測定して平均粗さ（Ra）10nm、最大粗さ（R_max）
30nmであつた。

以上の実施例及び比較例により得られた磁気記録媒体
について、Mn−Znフエライトヘツドを用いて磁気記録装
置を構成し、CSS試験30,000回前後でCSS領域内での外
観検査、ヘツドとの吸着力，摩擦力の測定、ヘツド
浮上時のへツドと磁気記録媒体との接触カウント試験、
記録再生試験を行つた。なお定常回転時のヘツドの浮
上量は、0.1μｍで行つた。試験結果を表１に示す。

表１に示すように、凹凸を形成していない比較例１で
は、初期の吸着力，摩擦力が大きく、CSS後の増加も大
きい。このためCSS後に表面に線状の摺動痕が発生して
おり、この損傷により接触カウント試験及び記録再生試
験での特性劣化が著しい。

基板上に研磨法で凹凸を形成した比較例２では、比較
例１に比べればCSS後の特性劣化は小さいが依然として
特性劣化がかなりあり、初期にもヘツドとの接触、エラ
ーが発生している。これは、比較例２においては研磨過
程で局部的突起を生成しやすいためと考えられ、この部
分がCSS後のピツト状の剥離を引き起こしたと考えられ
る。また比較例２では、基板上に凹凸を形成しているた
め、上に形成される磁性層も凹凸を有し、初期でもS/N
比が低い。

保護層上に研磨法で凹凸を形成した比較例３では、比
較例２と同様に研磨過程での局部的突起によると考えら
れるヘツドとの接触、エラーが初期にも発生している。
比較例３では、磁性層はほぼ平坦のため、比較例２に比
べれば初期のS/N比が高いが、それでも不十分である。
これは保護層に形成した凹凸の形状が不均一であるた
め、ヘツドの浮上安定性が十分でないためである。また
CSS後の特性劣化も大きく、これは剥離部等の発生によ
りヘツドの浮上安定性がさらに損なわれるためと考えら
れる。

これに対し本実施例による磁気記録媒体は、CSS前に
良好な特性を示し、CSS後の特性劣化も小さい。これ
は、本実施例で形成した規則的丘による凹凸形状が、局
部的突起を持たないため、ヘツドの浮上安定性が良好な
ためである。

特に、平坦な基板上に中間層，磁性層及び保護層を形
成し、保護層の表面にヘツド又は磁気記録媒体に付着し
た微小塵埃を速やかに除去しうるように規則的に配置さ
れた丘よりなる微小凹凸形状を与え、保護層上に潤滑層
を形成した場合には、ヘツドとの摩擦力や吸着力が低
く、出力変動が小さく、ヘツドの浮上安定性を保証し、
長期に亘つて特性劣化の小さい磁気記録媒体を得ること
ができる。

また、同心円状の規則的な丘を形成した場合でも、CS
S後の特性劣化は比較例に比べて小さい。同心円状の規
則的な丘の場合には、ヘツド又は磁気記録媒体に付着し
た微小塵埃を速やかに除去する作用はないが、丘が規則
的に配置されていることにより、ヘツドの浮上安定性が
優れているため、ヘツド又は磁気記録媒体が摩耗しにく
く、摩耗粉自体の発生が抑えられるため、特性劣化が小
さくなつている。

上記した様に本実施例によれば、ヘツドとの摩擦力や
吸着力が低く、出力変動が小さく、ヘツドの浮上安定性
を保証し、長期に亘つて特性劣化の小さい磁気記録媒体
を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ヘツドとの摩擦力や吸着力が低く、
出力変動が小さく、低浮上量においてもヘツドの浮上安
定性を保証し、長期に亘つて特性劣化の小さい磁気記録
媒体を再現性良く提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明の一実施例の保護層上ある
いは非磁性基板上に形成する丘の配置を示す模式図、第
３図はヘツドの最低浮上周速と丘面積比率との関係を示
す図、第４図は摩擦力と溝深さとの関係を示す図、第５
図は磁気デイスク装置を示す図、第６図，第７図，第８
図は本発明の一実施例による磁気記録媒体の、半径方向
での断面構造の模式図である。 １……アルミニウム合金円板、２……下地層、３……中
間層、４……磁性層、５……保護層、６……潤滑層、７
……形成した丘、11……べース、12……スピンドル、13
……モータ、14……磁気記録媒体（磁気デイスク）、15
……磁気ヘツド、16……キヤリツジ、17……ボイスコイ
ル、18……マグネツト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大浦 正樹 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所小田原工場内 (72)発明者 三宅 芳彦 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所小田原工場内 (72)発明者 加藤 義喜 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所小田原工場内 (72)発明者 宇多 克夫 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所小田原工場内 (56)参考文献 特開 昭57−20925（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−55702（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−222435（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−191322（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−56727（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 5/82

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に磁性層と表面保護層を有する少な
   くとも一枚の磁気ディスク、回転中の前記磁気ディスク
   と微小間隔をもって対向し、スライダーによって支持さ
   れている磁気ヘッド、前記磁気ディスクを回転する回転
   手段、および、前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク上の
   所定位置に移動し、位置決めする磁気ヘッド位置決め手
   段、を具備する磁気ディスク装置において、前記磁気デ
   ィスクの表面の少なくとも一部領域に下記（イ）と
   （ロ）を具備する形状を有することを特徴とする磁気デ
   ィスク装置。 （イ）連続または不連続溝を複数個具備し、該複数個の
   溝によって囲まれた突出部分である凸部が平坦な面を有
   している。 （ロ）前記凸部形成領域内において、単位面積当たりの
   前記凸部の占有面積である丘の面積比率が0.5％以上90
   ％以下であって、該丘の面積比率が前記磁気ディスクの
   外周から内周に向けて変化しており、かつ前記凸部高さ
   が5nmよりも高く40nmより低く、その範囲内で一定の高
   さを有する。
2. 【請求項２】アルミニウム合金基板上に硬質下地層、中
   間層、磁性層、保護層及び潤滑層を順次有する磁気記録
   媒体において、前記硬質下地層表面の少なくとも一部領
   域に下記（イ）と（ロ）を具備する形状を有することを
   特徴とする磁気記録媒体。 （イ）連続または不連続溝を複数個具備し、該複数個の
   溝によって囲まれた突出部分である凸部が平坦な面を有
   している。 （ロ）前記凸部形成領域内において、単位面積当たりの
   前記凸部の占有面積である丘の面積比率が0.5％以上90
   ％以下であって、該丘の面積比率が前記磁気ディスクの
   外周から内周に向けて変化しており、かつ前記凸部高さ
   が5nmよりも高く40nmより低く、その範囲内で一定の高
   さを有する。
3. 【請求項３】ガラスあるいはセラミックスからなる非磁
   性基板上に中間層、磁性層、保護層及び潤滑層を順次有
   する磁気記録媒体において、前記非磁性基板の表面の少
   なくとも一部領域に下記（イ）と（ロ）を具備する形状
   を有することを特徴とする磁気記録媒体。 （イ）連続または不連続溝を複数個具備し、該複数個の
   溝によって囲まれた突出部分である凸部が平坦な面を有
   している。 （ロ）前記凸部形成領域内において、単位面積当たりの
   前記凸部の占有面積である丘の面積比率が0.5％以上90
   ％以下であって、該丘の面積比率が前記磁気ディスクの
   外周から内周に向けて変化しており、かつ前記凸部高さ
   が5nmよりも高く40nmより低く、その範囲内で一定の高
   さを有する。