JP3037702B2 - 磁気記録媒体および磁気記録再生方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、剛性基板上に垂直磁化膜を有するいわゆる
ハードタイプの垂直磁気記録媒体と、この垂直磁気記録
媒体を用いる磁気記録再生方法とに関する。

＜従来の技術＞ 計算機等に用いられる磁気ディスク記録再生装置で
は、剛性基板上に磁性層を設層したハードタイプの磁気
ディスクと浮上型磁気ヘッドとが用いられている。

ハードタイプの磁気ディスクには、通常、γ−Fe₂O₃
等の面内磁化膜が用いられている。

一方、面内磁化膜の記録密度の限界を乗り越えるため
に、Co−Cr合金の気相成長膜などから構成される垂直磁
化膜が提案されている。

垂直磁化膜は、原理的に記録密度を飛躍的に向上させ
ることが可能であるが、超高密度記録を行なうために
は、0.06μｍ以下の浮上量にて安定して使用できること
が必要である。

しかし、Al基板等のテクスチャリング工程を経るディ
スク基板では、表面粗度の均一なものが得られないた
め、0.06μｍ以下の浮上量とするとヘッドクラッシュを
起こし易い。

そこで、本発明者らはガラス基板を用いて検討を重ね
たところ、ガラス基板のR_maxと、垂直磁化膜側表面のR
_maxとをそれぞれ所定の値に制御すると、特に、臨界的
にCSS耐久性が向上することを見出し、また、0.06μｍ
以下の浮上量にて安定に記録再生が行なえ、垂直磁気記
録媒体に好適であることを見出した。

＜発明が解決しようとする課題＞ 本発明の主たる目的は、ヘッド浮上量が小さい場合で
も、浮上安定性が高く、ヘッド吸着も少なく、CSS耐久
性の高い垂直磁気記録媒体と、この垂直磁気記録媒体に
安定して高密度記録を行なうことができ、また、その再
生を行なうことのできる磁気記録再生方法とを提供する
ことにある。

＜課題を解決するための手段＞ このような目的は、下記（１）〜（３）の本発明によ
って達成される。

（１）基板上に軟磁性膜を有し、この軟磁性膜上に垂直
磁化膜を有し、この垂直磁化膜上に固体保護層を有し、
この固体保護層上に潤滑膜を有し、 前記基板がガラス製であって、その表面粗さR_maxが10
〜80Åであり、 前記軟磁性膜がNi−Fe系合金の気相成長膜であり、 前記垂直磁化膜がCo−Cr系合金の気相成長膜であり、 垂直磁化膜側の媒体表面の表面粗さR_maxが20〜100Å
であり、 前記固体保護層が、Ｒ（ただしＲは、Ｙを含む希土類
元素から選択される１種以上の元素を表わす。）を除く
金属または半金属から選択される１種以上の元素と、Ｏ
およびＮとを含有し、これらの元素100at％に対しさら
にＲを１〜10at％含有する磁気記録媒体。

（２）前記基板は、その表面の少なくとも一部が強化さ
れたものである上記（１）の磁気記録媒体。

（３）磁気ディスクを回転し、この磁気ディスク上に磁
気ヘッドを浮上させて記録再生を行う磁気記録再生方法
において、 前記磁気ディスクが上記（１）または（２）の磁気記
録媒体であり、前記磁気ヘッドが薄膜型垂直磁気ヘッド
であって、この薄膜型垂直磁気ヘッドの浮上量が０〜0.
06μｍである磁気記録再生方法。

＜作用＞ 本発明に従い、ガラス基板表面のR_maxと垂直磁化膜側
表面のR_maxとをそれぞれ所定の範囲に制御することによ
って、低浮上量駆動での高い浮上安定性と良好な吸着防
止能とを確保した上で、臨界的にCSS耐久性が向上す
る。

このような臨界的効果を与える本発明におけるガラス
基板および垂直磁化膜側表面のR_maxは、従来の特許およ
び文献には一切開示されていない範囲のものである。

本願出願人は、特願平１−110390号（本願出願後に公
開された特開平２−289919号）において、酸化鉄を主成
分とする磁性薄膜を有する長手方向記録媒体について、
ガラス基板の表面粗さと媒体表面の表面粗さとを限定す
る提案をしている。これに対し本発明は、垂直磁気記録
媒体に最適化した表面粗さを提案するものである。

なお、米国特許第4,608,283号明細書には、セラミッ
ク製基板を用い、この基板上にAl₂O₃等の50Å以下の表
面粗さの絶縁膜を形成し、この上に磁性薄膜を形成する
旨が示されているが、このものには、磁性薄膜の表面粗
さおよびそれに基づく吸着やCSS耐久性などについては
一切開示がない。

＜具体的構成＞ 以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。

第１図に、本発明の磁気記録媒体の好適実施例を示
す。

本発明の磁気記録媒体１は、基板２上に、軟磁性膜
３、垂直磁化膜４、固体保護層５および潤滑膜６を、こ
の順で有する。なお、磁気記録媒体１は、図示のように
基板２の両側に垂直磁化膜４を設けた両面記録型の媒体
であってもよく、基板２の一方の側だけに垂直磁化膜４
を設けた片面記録型の媒体であってもよい。

本発明で用いる基板は、下地層などを設層する必要が
なく製造工程が簡素になること、また、研磨が容易で表
面粗さの制御が簡単であることから、ガラスを用いる。

アルミ合金板上にNi−Ｐめっき層を設けた基板あるい
はアルマイト層を設けた基板では加熱温度に制約がある
が、ガラス基板では400℃程度までは充分に使用可能で
あるので、磁気特性向上のために加熱工程が必要な場合
は特に有効である。

ガラスとしては、強化ガラス、特に、化学強化法によ
る表面強化ガラスを用いることが好ましい。

一般的に、表面化学強化ガラスは、ガラス転移温度以
下の温度にて、ガラス表面付近のアルカリイオンを外部
から供給される他種のアルカリイオンに置換し、これら
のイオンの占有容積の差によりガラス表面に圧縮応力が
発生することを利用したものである。

イオンの置換は、アルカリイオンの溶融塩中にガラス
を浸漬することにより行なわれる。塩としては硝酸塩、
硫酸塩等が用いられ、溶融塩の温度は350〜650℃程度、
浸漬時間は１〜24時間程度である。

より詳細には、アルカリ溶融塩としてKNO₃を用い、Ｋ
イオンとガラス中のNaイオンと交換する方法や、NaNO₃
を用い、ガラス中のLiイオンと交換する方法等が挙げら
れる。また、ガラス中のNaイオンおよびLiイオンを同時
に交換してもよい。

このようにして得られる強化層、すなわち圧縮応力層
はガラス基板の表面付近だけに存在するため、表面強化
ガラスとなる。圧縮応力層の厚さは、10〜200μｍ、特
に50〜150μｍとすることが好ましい。

なお、このような表面強化ガラスは、米国特許第3,28
7,200号明細書、特開昭62−43819号公報、同63−175219
号公報に記載されている。

表面強化する部分としては、磁気ディスクで考える
と、内径縁部、内径縁部周辺、外径縁部、外径縁部周
辺、これらの適当な組合せ、全面などいずれであっても
よい。

本発明では、ガラス基板の表面粗さR_maxを10〜80Åと
する。

R_maxが上記範囲未満、および上記範囲を超えると、垂
直磁化膜側のR_maxを後述する範囲内に制御しても、低浮
上量としたときのCSS耐久性が臨界的に低下する。

この場合、ガラス基板のR_maxは、20〜60Åとなると、
より一層好ましい結果を得る。

なお、R_maxはJIS B 0601に従い測定すればよい。

このようなガラス基板の表面粗さは、例えば、特開昭
62−43819号公報、同63−175219号公報に記載されてい
るようなメカノケミカルポリッシングなどの各種ポリッ
シング条件を制御することにより得ることができる。ポ
リッシング後には基板を洗浄する。

ガラス基板の材質に特に制限はなく、ホウケイ酸ガラ
ス、アルミノケイ酸ガラス、石英ガラス、チタンケイ酸
ガラス等のガラスから適当に選択することができるが、
機械的強度が高いことから、特にアルミノケイ酸ガラス
を用いることが好ましい。

なお、ガラス基板の表面平滑化を、特開昭62−43819
号公報等に記載されているようなメカノケミカルポリッ
シングにより行なう場合、結晶質を含まないガラスを用
いることが好ましい。これは、メカノケミカルポリッシ
ングにより結晶粒界が比較的早く研磨されてしまい、上
記のようなR_maxが達成できないからである。

ガラス基板の形状および寸法に特に制限はないが、通
常、ディスク状とされ、厚さは0.5〜5mm程度、直径は25
〜300mm程度である。

基板２上には、軟磁性膜３が設けられる。

軟磁性膜３は、再生出力の向上のために設けられる。

軟磁性膜３の構成材質としては、Ni−Fe系合金を用い
る。

Ni−Fe系合金としては、Ni−Fe合金（パーマロイ）、
Ni−Fe−Mo合金、Ni−Fe−Cr合金、Ni−Fe−Nb合金、Ni
−Fe−Mn−Cu合金、Ni−Fe−Mo−Nb合金、Ni−Fe−Mo−
Cu合金、Ni−Fe−Si−Al合金等を好ましく用いることが
できる。

また、Ni−Fe系合金の他、Fe−Co−Ｖ系合金も好まし
く用いることができる。

なお、これら合金には、必要に応じ、Ti、Al、Si、M
n、Cu、Ta、Ｃ、Ｏ、Ｎ、Ar、Ca、Cr等が含有されてい
てもよい。

軟磁性膜３の面内方向の保磁力は、６〜20Oeであるこ
とが好ましい。保磁力がこの範囲内であると、高い再生
出力が得られると共にモジュレーションが20％以下に低
下する。保磁力が上記範囲未満となると再生出力は向上
するがモジュレーションが大きくなり、上記範囲を超え
るとモジュレーションは小さくなるが再生出力が低下し
てしまう。

軟磁性膜３の膜厚は0.3〜0.5μｍであることが好まし
い。膜厚がこの範囲未満であると生産性は向上するが十
分な再生出力が得られず、この範囲を超えると再生出力
は高くなるが、成膜に時間を要し生産性が低下する。

なお、軟磁性膜３は、気相成長法により形成される。
気相成長法としては、スパッタ法を用いることが好まし
い。

なお、軟磁性膜３と基板２との間には、下地層を設け
てもよい。下地層は、Cr、Ti、Ｗ、Ni−Fe系合金あるい
はNi−Ｐめっき膜等から構成すればよい。

軟磁性膜３上には、膜面と垂直方向に磁化容易軸を有
する垂直磁化膜４が設けられる。

垂直磁化膜の構成材質としては、Co−Cr系合金を用い
る。Co−Cr系合金としては、Co−Cr合金、Co−Cr−Ｂ合
金、Co−Cr−Mn合金、Co−Cr−Mn−Ｂ合金、Co−Cr−Ta
合金、Co−Cr−Si−Al合金等が好ましい。

なお、Co−Cr系合金中のCr含有率は、16〜23at％程度
であることが好ましい。

また、Co−Cr系合金の他、Co−Ｖ系合金も好ましく用
いることができる。

なお、これら合金には、必要に応じ、Ｏ、Ｎ、Si、A
l、Mn、Ar等が含有されていてもよい。

垂直磁化膜４の垂直方向保磁力は400 Oe以上である
ことが好ましい。垂直方向保磁力がこの範囲未満である
と、再生出力が不十分である。なお、垂直方向保磁力の
上限は特にないが、通常1500 Oe程度まで容易に製造す
ることができる。

垂直磁化膜４の厚さは0.05〜0.2μｍであることが好
ましい。厚さがこの範囲未満であると再生出力が低下
し、S/Nが低下する。また、この範囲を超えると記録密
度が低下し、例えば記録密度（D₅₀）が100KFRPIに達し
ない。

Co−Cr系合金の垂直磁化膜は、気相成長法により形成
される。気相成長法としては、スパッタ法を用いること
が好ましい。

固体保護層５は、Ｙを含む希土類元素（以下、Ｒと略
称する。）から選択される１種以上の元素と、Ｒを除く
金属または半金属から選択される１種以上の元素と、Ｏ
およびＮとを含有する。このような固体保護層は、通
常、非晶質状態にある。

本発明において、Ｒとは、Ｙ、ランタノイド元素およ
びアクチノイド元素を意味する。

Ｒとしては、Ｙおよびランタノイド元素が好ましい。

本発明では、保護層中に含有されるＲ以外の金属また
は半金属から選択される１種以上の元素と、ＯおよびＮ
との合計を100at％としたとき、この総量に対するＲの
含有量は１〜10at％、特に２〜8at％であることが好ま
しい。

このような含有率にてＲを含有することにより、耐久
性、耐候性および耐食性が向上し、特に耐久性は極めて
高いものとなる。

金属または半金属としては、Si、Al、Ti、ZnおよびＢ
が好ましく、これらのうちSiを必須とするかSiおよびAl
を必須として固体保護層５に含有させることが好まし
い。

また、これらの元素の他、Fe、Mg、Ca、Sr、Ba、Ar、
Mn等が全体の1at％以下程度含有されていてもよい。

さらに詳述すると、固体保護層５の組成は、下記の組
成Ｉまたは組成IIの範囲から選択することが好ましい。

組成Ｉ［金属または半金属がSiおよびAlを必須とするも
の］ この組成におけるＲとしては、Ｙ、La、Ce、Pr、Nd、
SmおよびEuからなる群から選ばれた元素の１種以上であ
ることが好ましく、特にＹを必須とすることが好まし
い。Ｒ中のＹの比率は、50％以上であることが好まし
い。

このとき耐久性、耐候性、耐食性等の面でより良好な
結果が得られる。

また、固体保護層５をスパッタ法により形成する際
に、用いるターゲットにこれらの元素を含有させること
により緻密なターゲットが得られ、その結果、ターゲッ
トの冷却効率が向上し、スパッタ時の輻射熱が抑えられ
る。

Ｒは、固体保護層５中にて元素単体あるいは化合物い
ずれの形で含有されてもよい。化合物として含有される
場合は、通常、酸化物の形で含有されることが好まし
い。

SiおよびAlは、通常、酸化物および窒化物の形で含有
される。

固体保護層５中の上記化合物は、その組成において化
学量論的な組成比を外れていてよい。

これらの元素と酸素および窒素とを含有することによ
り、耐食性が向上する。

組成Ｉにおける固体保護層５中の各元素の含有率は、
下記の範囲であることが好ましい。

Si:20〜80at％、 より好ましくは40〜70at％。

Al:1〜30at％、 より好ましくは２〜10at％。

O:2〜30at％、 より好ましくは２〜20at％。

N:5〜45at％、 より好ましくは15〜35at％。

組成II［金属または半金属がSiを必須とするもの］ この組成におけるＲとしては、少なくともLaおよびCe
のうち一種以上が含まれることが好ましい。

LaおよびCeは、通常、酸化物として含有される。これ
らの酸化物の化学量論組成はそれぞれLa₂O₃およびCeO₂
であるが、これから偏奇したものであってもよい。

CeおよびLaのはいずれか一方であってもよく、両者が
含有されてもよいが、両者が含有される場合、その量比
は任意である。

また、Laおよび／またはCeの他、Ｙを含む他の希土類
元素、例えばＹ、Er等が含有されていてもよいが、Ｒ中
のLaおよび／またはCeの比率は50％以上であることが好
ましい。

固体保護層５中には、希土類元素の酸化物に加え、Si
が含有される。

Siは、通常、酸化物および窒化物として含有される
が、化学量論組成から偏奇していてもよい。

組成IIにおける固体保護層５中の各元素の含有率は、
下記の範囲であることが好ましい（但し合計で100at％
を超えることはない）。

Si:10〜80at％、 より好ましくは20〜60at％。

O:10〜80at％、 より好ましくは15〜60at％。

N:2〜60at％、 より好ましくは３〜50at％。

固体保護層５中の各元素の含有率は、オージェ、ESC
A、SIMS等によって測定すればよい。

このような組成を有する固体保護層５の設層は気相成
膜法により行なうことが好ましく、特にスパッタ法を用
いることが好ましい。

スパッタ法としては、上記組成の焼結体をターゲット
として用いてもよく、また、２種以上のターゲットを用
いる多元スパッタを用いてもよい。さらに、反応性スパ
ッタを用いることもできる。

なお、希土類元素としてLaおよび／またはCeを含有さ
せる場合、スパッタターゲットの少なくとも一部とし
て、発火合金であるアウエルメタル、ヒューバーメタ
ル、ミッシュメタル、ウェルスバッハメタル等の酸化物
を用いることもできる。

また、固体保護層５の設層には、その他の気相成膜
法、例えばCVD法、蒸着法、イオンプレーティング法等
を適宜用いることも可能である。

固体保護層５は、十分な耐久性を確保するためにビッ
カース硬度が700以上であることが好ましいが、本発明
における上記したような組成を選択すれば、700以上の
ビッカース硬度が容易に得られ、1000以上のビッカース
硬度を得ることもできる。

固体保護層５の厚さは、30〜200Å、特に30〜100Åと
することが好ましい。厚さが上記範囲未満であると保護
効果が不十分であり、上記範囲を超えるとスペーシング
ロスが増加して記録密度を向上させることができない。

本発明において、固体保護層５表面は、水との接触角
が好ましくは80゜以下、より好ましくは60゜以下、さら
に好ましくは40゜以下とされる。

水との接触角をこのような範囲とすることにより、後
述する潤滑膜６の成膜を均一に行なうことができる。特
に、潤滑膜を構成する有機化合物が液状である場合や、
極性基、親水性基、親水性部分などを有する場合、この
ような効果はより顕著となる。なお、固体保護層５の水
との接触角は、通常８゜程度以上である。

水との接触角は、例えば、固体保護層表面に純水を滴
下して30秒後に測定すればよい。測定は、18〜23℃、40
〜60％RH程度の環境にて行なえばよい。

なお、このような接触角は、ArとN₂とを含む雰囲気、
あるいはこれらに加えさらにO₂を含む雰囲気中でスパッ
タを行なうことにより、容易に得ることができる。

このような固体保護層５上には、潤滑膜６が設けられ
る。

潤滑膜は有機化合物を含有することが好ましい。

用いる有機化合物に特に制限はなく、また、液体であ
っても固体であってもよく、フッ素系有機化合物、例え
ば欧州特許公開第0165650号およびその対応日本出願で
ある特開昭61−4727号公報、欧州特許公開第0165649号
およびその対応日本出願である特開昭61−155345号公報
等に記載されているようなパーフルオロポリエーテル、
あるいは公知の各種脂肪酸、各種エステル、各種アルコ
ール等から適当なものを選択すればよい。

潤滑膜の成膜方法に特に制限はなく、塗布法等を用い
ればよい。

潤滑膜の表面は、水との接触角が70゜以上、特に90゜
以上であることが好ましい。このような接触角を有する
ことにより、磁気ヘッドと磁気ディスクとの吸着が防止
され、高い走行安定性が得られる。

潤滑膜６の膜厚は５〜50Å、特に10〜40Åであること
が好ましい。膜厚がこの範囲未満であると潤滑効果が不
十分であり、この範囲を超えるとかえって摩擦を増加さ
せてしまう。

本発明では、磁気記録媒体の垂直磁化膜側の表面粗さ
R_maxを20〜100Åとする。なお、潤滑膜は極めて薄いた
め、媒体表面のR_maxは固体保護層表面のR_maxと同等であ
る。

垂直磁化膜側のR_maxを上記範囲内とすれば、媒体表面
と浮上型の垂直磁気ヘッドの浮揚面との距離（浮上量）
を例えば0.06μｍ以下としても、安定に記録再生を行な
うことができ、しかも浮上型の垂直磁気ヘッドと磁気記
録媒体との吸着が発生せず、高密度記録が可能となる。

この場合、ガラス基板のR_maxが前述した範囲内であっ
ても、垂直磁化膜側のR_maxが上記範囲未満あるいは上記
範囲を超えると、特に低浮上量でのCSS耐久性は臨界的
に低下してしまう。

なお、垂直磁化膜側のR_maxが20〜80Åとなると、より
一層好ましい結果を得る。

本発明の磁気記録媒体は、通常、磁気ディスクとして
使用される。そして、記録および再生は、浮上型の垂直
磁気ヘッドにより行なわれる。

本発明の磁気記録媒体の記録再生に用いる浮上型の垂
直磁気ヘッドに特に制限はないが、軟磁性材料からなる
リターンパス部を有し、主磁極およびコイルが薄膜で構
成されている薄膜型の主磁極励磁型単磁極ヘッドが好ま
しい。このような垂直磁気ヘッドを用いることにより、
0.06μｍ以下の浮上量が安定に実現する。

第２図に、このような垂直磁気ヘッドの好適例の部分
断面図を示す。

第２図において、垂直磁気ヘッド10は、基板11上に、
絶縁層15で被覆された第１磁性層12、第２磁性層13およ
びコイル層14を有し、第１磁性層12および第２磁性層13
が主磁極を構成している。絶縁層15上には、接着剤層17
により磁性体19が接着され、リターンパス部を構成して
いる。

このような浮上型の垂直磁気ヘッド10の少なくともフ
ロント面側（図中左側）、すなわち浮揚面側には、必要
に応じ、前記と同様の潤滑膜を設けることもできる。

なお、本発明では、垂直磁気ヘッドのフロント面のR
_maxは、200Å以下、特に50〜150Åであることが好まし
い。このようなR_maxを有する垂直磁気ヘッドと上記した
R_maxを有する磁気記録媒体とを組み合わせて使用するこ
とにより、本発明の効果はより一層向上する。

基板11は、ビッカース硬度1000以上、特に1000〜3000
程度のセラミックス材料から構成されることが好まし
い。このように構成することにより、本発明の効果はさ
らに顕著となる。

ビッカース硬度1000以上のセラミックス材料として
は、Al₂O₃−TiCを主成分とするセラミックス、ZrO₂を主
成分とするセラミックス、SiCを主成分とするセラミッ
クスまたはAlNが好適である。また、これらには、添加
物としてMg、Ｙ、ZrO₂、TiO₂等が含有されていてもよ
い。

これらのうち、本発明に特に好適なものは、Al₂O₃−T
iCを主成分とするセラミックス、SiCを主成分とするセ
ラミックスまたはAlNを主成分とするセラミックスであ
り、これらのうち最も好適なものは、Co−Cr系合金の垂
直磁化膜の硬度との関係が最適であることから、Al₂O₃
−TiCを主成分とするセラミックスである。

第１磁性層12および第２磁性層13の材料としては、従
来公知のものはいずれも使用可能であり、例えばパーマ
ロイ、センダスト、Co系非晶質磁性合金等を用いること
ができる。

コイル層14の材質に特に制限はなく、通常用いられる
Al、Cu等の金属を用いればよい。

コイル層14の巻回パターンや巻回密度についても制限
はなく、公知のものを適宜選択使用すればよい。例えば
巻回パターンについては図示のスパイラル型の他、積層
型、ジグザグ型等いずれであってもよい。

絶縁層15の材料としては従来公知のものはいずれも使
用可能であり、例えば、絶縁層15の形成をスパッタ法に
より行なうときには、SiO₂、ガラス、Al₂O₃等を用いる
ことができるが、耐摩耗性を向上させるために、ビッカ
ース硬度800以上のAl₂O₃を用いることが好ましい。

磁性体19は、図示のように、磁気記録媒体１側の端面
をフロント面より後退させることが好ましい。このよう
に構成することにより、ドロップインエラーが防止で
き、また、接着剤層17がにじみ出たり、接着剤層17にゴ
ミが付着した場合でも、フロント面への悪影響がなく、
走行性やヘッドタッチを悪化させることがない。

なお、接着剤層17は必ずしも設ける必要はなく、磁性
体19と絶縁層15とを機械的な手段により結合してもよ
い。

磁性体19を構成する軟磁性材料には、Mn−Zn系フェラ
イト、Ni−Zn系フェライト、パーマロイ等を用いればよ
い。

このような薄膜型の垂直磁気ヘッドの製造工程は、通
常、薄膜作成とパターン形成とから構成される。

第１磁性層12、第２磁性層13、コイル層14および絶縁
層15を構成する薄膜の作成には、従来公知の気相被着
法、例えば真空蒸着法、スパッタ法、あるいはメッキ法
等を用いればよい。

これら各層のパターン形成は、従来公知の選択エッチ
ングあるいは選択デポジションにより行なうことができ
る。エッチングとしてはウェットエッチングやドライエ
ッチングを用いることができる。

このような浮上型磁気ヘッドは、アーム等の従来公知
のアセンブリーと組み合わせて使用される。

本発明の磁気記録媒体、特に磁気ディスクを用いて記
録再生を行うには、ディスクを回転させながら、上記の
ような垂直磁気ヘッドを浮上させて記録再生を行う。

ディスク回転数は2000〜6000rpm程度、特に2000〜400
0rpmとする。

また、浮上量は0.06μｍ以下、さらに０〜0.03μｍと
することができ、このとき良好な浮上特性およびCSS耐
久性を得ることができる。

浮上量の調整は、スライダ巾や、ヘッド荷重をかえる
ことによって行う。

＜実施例＞ 以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

［実施例１］ 下記表１に示す磁気ディスクサンプルを作製した。

〈基板〉 外径130mm、内径40mm、厚さ1.9mmのアルミノケイ酸ガ
ラス基板を研磨し、さらに化学強化処理を施した。化学
強化処理は、450℃の溶融硝酸カリウムに10時間浸漬す
ることにより行なった。

次いで、このガラス基板表面をメカノケミカルポリッ
シングにより平滑化した。

メカノケミカルポリッシングには、コロイダルシリカ
を含む研磨液を用いた。

その後、ガラス基板を洗浄した。

〈軟磁性膜〉 上記ガラス基板上に、２％O₂を含む２×10^-1PaのAr雰
囲気中にてDCマグネトロンスパッタ法により80at％Ni−
Fe合金を厚さ0.45μｍに成膜して形成した。

軟磁性膜の面内方向の保磁力は、９ Oeであった。

〈垂直磁化膜〉 軟磁性膜上に、DCマグネトロンスパッタ法により20at
％Cr−Co合金を厚さ0.18μｍに成膜して形成した。成膜
時の雰囲気は、軟磁性膜形成の際と同様とした。

垂直磁化膜の垂直方向の保磁力は、720 Oeであっ
た。

〈固体保護層〉 Ar、O₂およびN₂を含む雰囲気中にて、RFマグネトロン
スパッタ法により垂直磁化膜上に成膜した。

組成は、53Si−7Al−100−3ON−3Y（ただし、数字は
原子比率を表わす。）、厚さは0.01μｍとした。

ターゲットには、固体保護層に対応する組成を有する
焼結体を用いた。

なお、Ar圧は１×10^-1Paとし、これにO₂およびN₂を合
計で１％加えた雰囲気とした。

この固体保護層の水との接触角は60゜であった。接触
角は、固体保護層表面に純水を滴下して30秒後に測定し
た。接触角測定の際の雰囲気は、20℃、55％RHとした。

また、固体保護層のビッカース硬度は、1050であっ
た。ビッカース硬度は、各磁気ディスクサンプルの固体
保護層と同条件で２μｍの厚さに形成した膜で測定し
た。

〈潤滑膜〉 下記式で表わされる化合物（パーフルオロエーテル；
商品名フォンブリンＺ−DOL）の0.1wt％溶液を用いて、
スピンコート法により厚さ20Åに成膜して形成した。こ
の潤滑膜表面の水との接触角（水を滴下して30秒後）
は、100゜であった。

（式） HOCH₂−CF₂−ＯC₂F₄−Ｏ_ｎCF₂−Ｏ_ｍ−CF₂−CH₂−OH （この化合物の分子量は、2000であった。） 各サンプルのガラス基板の表面粗さ（R_max）およびサ
ンプル表面のR_maxを、下記表１に示す。

各サンプルについて、下記の磁気ヘッドを使用して、
下記のCSS耐久性、吸着および浮上安定性の測定を行な
った。

（使用磁気ヘッド） 浮上型の垂直磁気ヘッドとして、第１図に示すような
主磁極励磁型の単磁極型垂直磁気ヘッドを用いた。

基板にはビッカース硬度2200のAl₂O₃−TiCを用い、こ
の基板上に薄膜磁気ヘッド素子を形成した後、磁気ヘッ
ド形状に加工し、支持バネ（ジンバル）に取りつけ、空
気ベアリング型の浮上型磁気ヘッドとした。

主磁極は、厚さ0.5μｍ、幅50μｍとした。また、浮
揚面のRmaxは130Åであった。

なお、浮上量は、スライダ幅、ジンバル荷重を調整す
ることにより変更した。

（１）CSS耐久性 上記磁気ヘッドを使用し、25℃、相対湿度50％にてCS
S試験を行なった。

CSSは第３図に示すサイクルの繰り返しで行なった。C
SS耐久性は、記録再生出力が初期の半分以下になるまで
のCSS回数で測定し、下記の３段階評価を行った。

○:2万回以上 △:1万回以上２万回未満 ×:1万回未満 （２）吸着 30℃、相対湿度70％にて、磁気ヘッドを媒体表面に載
置して放置後、媒体を起動して、吸着の状態を評価し
た。

評価は以下のとおりである。

○：吸着なし △：起動できたが、起動トルクが必要であった。

×：起動不能 （３）浮上安定性 アコースティックエミッション（AE）センサにて、磁
気ヘッドとサンプルとの衝突音を検出し、浮上安定性を
評価した。評価は下記のとおりである。

○：安定浮上、AE出力なし △:AE出力検出 ×:AE出力が測定レンジのスケールオーバー なお、上記各測定は、浮上量0.03μｍおよび0.06μｍ
のそれぞれについて行なった。

表１に示されるように、本発明のガラス基板および媒
体表面のR_maxを選択すると、浮上量が0.06μｍ以下であ
っても浮上安定性が確保され、しかも、吸着が発生せ
ず、さらに、きわめて高いCSS耐久性を示す。

また、サンプルNo.2を下記表２に示す各浮上量で使用
したとき、再生出力が半分になる記録密度D₅₀（KFCI/Ki
lo Flux Change per Inch）を下記表２に示す。

表２に示される結果から、浮上量を0.06μｍ以下にし
ないと記録密度D₅₀が小さくなり、垂直磁気記録媒体と
して満足することができないことがわかる。そして、上
記表１に示される結果から、このような高密度記録にお
いて、本発明はきわめて好ましい結果を与えることが明
らかである。

［実施例２］ 固体保護層の組成を下記表３に示されるものとし、そ
の他は上記サンプルNo.2と同様にして磁気ディスクサン
プルを作製した。

これらのサンプルについて、上記と同様なCSS耐久性
試験を浮上量0.03μｍにて行なった。

結果を表３に示す。

なお、他の元素の合計に対し、Ｙの原子比が１％未満
あるいは10％を超えた場合、CSS回数は低下した。

以上の実施例から、本発明の効果が明らかである。

＜発明の効果＞ 本発明によれば、低浮上量にて良好な浮上安定性が得
られ、また吸着の発生がなく、きわめて高いCSS耐久性
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の磁気記録媒体の部分断面図である。 第２図は、本発明に用いる垂直磁気ヘッドの部分断面図
である。 第３図は、CSS試験におけるCSS1サイクルのプロフィー
ルを示すグラフである。 符号の説明 １……磁気記録媒体 ２……基板 ３……軟磁性膜 ４……垂直磁化膜 ５……固体保護層 ６……潤滑膜 10……垂直磁気ヘッド 11……基板 12……第１磁性層 13……第２磁性層 14……コイル層 15……絶縁層 17……接着剤層 19……磁性体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−287028（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−57632（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−155345（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−15817（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−29925（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−26623（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−43819（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−55702（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−175219（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−276021（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−289919（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 5/72 G11B 5/73

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に軟磁性膜を有し、この軟磁性膜上
   に垂直磁化膜を有し、この垂直磁化膜上に固体保護層を
   有し、この固体保護層上に潤滑膜を有し、 前記基板がガラス製であって、その表面粗さR_maxが10〜
   80Åであり、 前記軟磁性膜がNi−Fe系合金の気相成長膜であり、 前記垂直磁化膜がCo−Cr系合金の気相成長膜であり、 垂直磁化膜側の媒体表面の表面粗さR_maxが20〜100Åで
   あり、 前記固体保護層が、Ｒ（ただしＲは、Ｙを含む希土類元
   素から選択される１種以上の元素を表わす。）を除く金
   属または半金属から選択される１種以上の元素と、Ｏお
   よびＮとを含有し、これらの元素100at％に対しさらに
   Ｒを１〜10at％含有する磁気記録媒体。
2. 【請求項２】前記基板は、その表面の少なくとも一部が
   強化されたものである請求項１の磁気記録媒体。
3. 【請求項３】磁気ディスクを回転し、この磁気ディスク
   上に磁気ヘッドを浮上させて記録再生を行う磁気記録再
   生方法において、 前記磁気ディスクが請求項１または２の磁気記録媒体で
   あり、前記磁気ヘッドが薄膜型垂直磁気ヘッドであっ
   て、この薄膜型垂直磁気ヘッドの浮上量が０〜0.06μｍ
   である磁気記録再生方法。