JP4238341B2 - 磁気記録媒体の製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンピュータなどの情報処理機器の情報記憶装置や民生機器に搭載される記憶装置（特にハードディスク装置）に用いられる磁気記録媒体の製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータなど情報処理機器の取り扱う情報量の増加や機器の小型化に伴い、情報記憶装置の記憶容量の増大を図られ、情報記憶装置に使用される磁気記録媒体（以下、単に磁気ディスクとも称する）の記録容量は増加の一途をたどっている。また、その記憶容量の増加とともにデータ転送速度を向上させることを目的として磁気ディスクの回転数はより高回転化し、最近では１５，０００ｒｐｍの機種も存在している。
【０００３】
高回転化することの問題として、回転による基板の固有振動があげられる。この回転による振動により磁気ヘッドの安定な浮上が妨げられ、信頼性を著しく低下させられる。これらの対策の１つとして、最近は高回転の機種には剛性の高いガラス基板が用いられている。しかし、現状のガラス基板は高価であり、ＨＤＤ装置（ハードディスク装置）全体のコストアップにつながることから、比較的廉価なアルミ基板で高回転を実現することが必要となっている。
【０００４】
そこで、近年のアルミ基板は、その剛性を高める為に、板厚を０．８ｍｍから１．０ｍｍへ、更には１．２７ｍｍというように厚くしていくことで、固有振動を許容内に抑えている。最近では１．６ｍｍという厚板のものまで考えられている。
【０００５】
これらの磁気ディスクは通常、アルミ基板の上に積層した非磁性金属下地層の上に、磁性層、保護層をスパッタ方式やＣＶＤ（化学気相堆積）方式などの工法で順次成膜した後、潤滑剤を塗布している。この潤滑剤の塗布方法は、量産性と装置の簡便さから、液体潤滑剤の原液を所望の膜厚に応じて溶剤（例えば、フロロカーボン系の有機溶剤）で適当な濃度に希釈した液槽に媒体を一定時間浸した後、この媒体を一定速度で引上げる（ディッピング法）ことにより、溶剤を蒸発させると同時に、媒体上に残った潤滑剤成分を保護層の上に吸着させ、これにより保護層上に薄膜化した潤滑層を形成する方法が多く用いられている。他に、スピンコート法、スプレー法などがある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００３−６８４９号公報
【０００７】
【特許文献２】
特公平７−５８５４５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、潤滑剤塗布時の磁気ディスクの引上げの過程で、特に引上げ上下方向の端面に潤滑剤が多量に溜まってしまい、それら潤滑剤が時間とともに面内の外周部に拡散してくるという現象がおこることが判明した。図６に示す、矢印Ａが磁気ディスクの引き上げ方向であり、磁気ディスク面内の色の濃い部分が潤滑剤拡散部分を示している。
【０００９】
このような潤滑剤の拡散現象は、特に磁気ディスクの板厚の厚いものほど、その面積に比例して端面に付着する潤滑量が多い為、面内外周部分に拡散してくる潤滑剤の絶対量も大きくなる。そして、この潤滑剤が拡散したディスク外周部分を磁気ヘッドが浮上することで、ヘッドスライダー部への潤滑剤の移着がおこりやすく、その結果、ヘッド浮上が不安定になり、電磁変換特性やヘッドシーク（揺れ）耐久性に悪影響を及ぼす。現在のヘッド浮上量は１０ｎｍ程度であるが、将来実用化が予想される垂直磁気記録方式では更にヘッド浮上量が下がることが予定されており、これらの潤滑剤拡散の問題が更に露呈することが予定される。
【００１０】
従前では、端面に付着する潤滑剤の量は制御の対象外であったことに加え、媒体の板厚が０．８ｍｍ以下と薄かったこと、およびヘッド浮上量が１５−２０ｎｍ程度と現在よりも比較的に高かった為に、この種の潤滑剤拡散の問題は表面化しなかったものである。
【００１１】
現在は、潤滑剤の拡散現象に対して、潤滑剤液濃度の最適化や使用する希釈溶剤の選択、引上げ速度の最適化で対処しているが、潤滑剤の拡散を完全に防止することができないのが現状である。
【００１２】
一方、潤滑剤を塗付した表面にワイパーやバフを押し当てることで潤滑剤の分布を均一化し、表面を平坦化しようという提案が特許文献１、特許文献２に開示されているが、これら提案は、いずれもワイピング処理やバフ処理を施される部分が磁気記録媒体の面内（即ち、ヘッド浮上領域、記録領域）に限られており、またＣＳＳ（コンタクトスタートストップ）特性等の摩擦特性改善およびヘッドの吸着防止を目的としているにすぎず、上述のような媒体端面に付着した潤滑剤が時間の経過とともに媒体面内に拡散してくる課題の解決手段とはならない。
【００１３】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、その目的は、磁気記録媒体の面内への拡散が予想される端面に付着している潤滑剤の流動成分を、紫外線照射により固定して流動を押さえることで、磁気記録媒体端面に付着した潤滑剤が面内に拡散してくる課題を解決した、磁気記録媒体の製造方法および製造装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の本発明は、磁性層上に保護層を形成し、この保護層の上に液体潤滑層を塗付して形成される磁気記録媒体の製造方法であって、前記液体潤滑層を塗付された後に、円盤状の磁気記録媒体を回転させながら、該磁気記録媒体の端面に紫外線を照射して、該磁気記録媒体の端面に塗付されている液体潤滑層の潤滑剤流動成分を固定することを特徴とする。
【００１６】
ここで、前記端面とは、厚みをもった円盤状の磁気記録媒体のチャンファー部を含む側面部分を指し、少なくとも磁気ヘッド浮上領域は含まないことを特徴とすることができる。
【００１７】
上記目的を達成するため、請求項３の本発明は、磁性層上に保護層を形成し、この保護層の上に液体潤滑層を塗付して形成される磁気記録媒体の製造装置であって、前記液体潤滑層を塗付された後に、円盤状の磁気記録媒体を回転させながら、該磁気記録媒体の端面に紫外線を照射して、該磁気記録媒体の端面に塗付されている液体潤滑層の潤滑剤流動成分を固定する手段を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明で、上記のように、処理部分を端面に限定する理由は、ＵＶ照射は潤滑剤の流動成分を固定してしまう為、加工面の潤滑性を劣化させることがあるからである。これが仮にヘッド浮上領域とすると、現行のヘッドの浮上量１０ｎｍ程度でもハードディスクドライブ装置内の発ガスや塵埃等の劣悪な環境によっては間欠的な媒体とヘッドとの接触が想定され、最悪の場合ヘッドクラッシュを引き起こす可能性があるため、これを防止するため潤滑剤の流動成分は通常のまま残しておく必要があるためである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
（製造方法と装置構成）
図１は、本発明の一実施形態における、磁気記録媒体の端面に湿式ワイプ処理、紫外線照射処理を行う製造装置の概略構成を示す。図１において、１１は潤滑剤塗付後の磁気記録媒体、Ｒはワーク回転方向である。１２は端面湿式ワイプユニット、１３はワイピングテープ、１４はパッド、１５は溶剤スプレ噴射、１６は１５に溶剤を供給する溶剤タンクである。１７は端面ＵＶ（紫外線）照射ユニット、１８はＵＶランプ、１９は遮蔽版、２０はスリット（細長い孔）である。ここでは、説明の便宜上、湿式ワイプ処理のユニット１２と紫外線照射処理のユニット１７を同一画面中に一緒に描いているが、別々の独立の装置でもよいのは勿論である。
【００２０】
端面湿式ワイプユニット１２を使用して加工する場合は、液体潤滑層を塗付された後の磁気記録媒体１１を一定のＲ方向に回転させながら、溶剤はワイピングテープ１３の送り側にてスプレー式で噴射１５し、加工毎にテープ１３を送り、加工中はテープ１３の送りを停止する。そして溶剤スプレ噴射１５で溶剤が含有された湿ったワイピングテープ１３をパッド１４の押し当てによる一定の押し付け面圧で押し当てて、磁気記録媒１１体の端面に塗付されている液体潤滑層をワイピングテープ１３で拭取る。なお、ワイピングテープ１３の近くに図示されている矢印は、ワイピングテープ１３が巻き取られて進行する方向を表わしている。
【００２１】
他方、端面ＵＶ照射ユニット１７を使用して加工する場合は、液体潤滑層を塗付された後の磁気記録媒体１１を一定方向のＲ方向に回転させながら、ＵＶランプ１８から遮蔽板１９に開口したスリット２０を通して磁気記録媒体１１の端面に紫外線を照射して、該磁気記録媒体の端面に塗付されている液体潤滑層の潤滑剤流動成分を固定する。なお、スリット２０のサイズは例えば２ｍｍ幅×５ｍｍ長である。
【００２２】
（媒体の構造）
図２は図１の装置で加工処理される対象の磁気記録媒体（磁気ディスク）の断面構造の一例を示す。この磁気記録媒体は、アルミ基板（板厚１．２７ｍｍ）２１の上に、非磁性金属下地層２２を形成し、その上に磁性層２３、保護層２４をスパッタ方式やＣＶＤ方式などで順次成膜した後、液体潤滑層２５を例えば従来技術で説明したディッピング法で塗布している。なお、２１はプラスチック基板等の他の非磁性基板でも適用可能である。
【００２３】
（加工領域）
図３は、本発明が意図している端面の最大領域を示す。３１は媒体の側面、３２はチャンファー部、３３はヘッド浮上領域、３４は本発明が意図している端面の最大領域である。本発明でいう端面とは、符号３４で示すように、厚みをもった円盤状の磁気記録媒体１１のチャンファー部３２を含む側面部分全体を指し、少なくとも磁気ヘッド浮上領域３３は含まない。
【００２４】
（実験の一例）
図２に示すような磁気ディスクを用い、
（Ａ）潤滑剤塗布後に処理を施さなかったもの、
（Ｂ）図１に示す装置の端面湿式ワイプユニット１２から溶剤スプレ噴射１５を取り除いたものを用いて、乾式のワイパーで端面拭取りを施したもの、
（Ｃ）図１に示す装置の端面湿式ワイプユニット１２を用いて、溶剤を浸した湿式ワイパーにより端面拭取りを施したもの、
（Ｄ）図１に示す装置の端面ＵＶ照射ユニット１７を用いて、磁気ディスク端面に紫外線を照射したもの
の計４種を作製し、１週間常温常湿放置した後、それぞれの磁気ディスク面内の様子を後述のようにＯＳＡ（オプティカル・サーフェス・アナライザー）にて観察した。
【００２５】
上記（Ｂ），（Ｃ）の加工処理で使用したワイパー（ワイパーテープあるいはワイピングテープともいう）は東レ株式会社のＴＯＲＡＹＳＥＥ（登録商標）５３２０３ＴＲ（製品名）であり、上記（Ｃ）の加工処理で使用した溶剤はデュポン社のバートレル（登録商標）ＸＦ（製品名）である。使用溶剤は潤滑剤を溶解する働きがあれば特に種類を問わないが、当該磁気ディスクにおいて潤滑剤を塗布するときに使用しているものと同一のものにすることが望ましい。さらに、使用するワイパーは上記（Ｃ）の加工処理で使用する溶剤に対して耐性があることが望ましい。
【００２６】
端面ワイパー装置は、図１に示すような出願人が社内用に製作したものを用いた。溶剤はワイピングテープ１３の送り側にてスプレー式で噴射１５し、加工毎にテープ１３を送り、加工中はテープ１３の送りを停止する。そして湿ったテープ１３を硬度６０°のパッド１４にて押し当て加工する。ここで、パッド１４の硬度を極端に低いものを用いると、ディスク１１の外周がパッド１４に食い込み、最外周部面内のヘッド浮上領域３３（図３参照）まで加工してしまう恐れがあるので望ましくない。処理時のディスク回転数は２００ｒｐｍ、押し付け圧力は０．５ｋｇ／ｃｍ^２、処理時間は１０秒である。
【００２７】
上記（Ｄ）の加工処理で用いたＵＶランプ１８は、波長１８５ｎｍと２５４ｎｍの合成光であって、磁気ディスク１１の基板端面からの最短距離を１０ｍｍに設定し、強度１０ｍＷ／ｃｍ^２〜１５ｍＷ／ｃｍ^２（Ｗはワット）の量で、１０秒間だけ処理を行った。このときディスク１１は回転させ、その端面だけを選択的に照射する為に、ＵＶランプ１８を遮蔽板１９で覆い、その遮蔽板１０の一部に２ｍｍ幅×５ｍｍ長のスリット２０を開けて、この開口部分をディスク１１の端面に最も接近させるようにすることで、紫外線（ＵＶ）を磁気ディスクの端面だけに照射した。
【００２８】
（実験の結果）
以上のようにして、上記（Ａ）〜（Ｄ）の計４種を作製し、１週間常温常湿放置した後、それぞれの磁気ディスク面内の様子をＯＳＡにて観察したが、その観察で使用したＯＳＡは、Candela社（キャンデラ コーポレーション）のＯＳＡ５１００（製品名）である。ＯＳＡとはＰ偏光波（縦波）やＳ偏光波（横波）のレーザー光を媒体面に対して斜めから照射し、反射光の位相差を検知することで反射物質上（例えば、磁性層やカーボン層）の物質（カーボンや潤滑剤、他コンタミネーション類）の状態を定量する装置である。今回は潤滑剤の状態を詳細に観察する為、Ｐ・Ｓ波単体よりも感度の高いＱ偏光波というＰ偏光波とＳ偏光波の位相差の変化（入射光と反射光のＰ−Ｓ波間位相差の差分）を利用している。
【００２９】
図４は上記ＯＳＡにより得られた磁気ディスクの表面の様子を示すＯＳＡ画像の模式図であり、同図の（Ａ）〜（Ｄ）の図は上記（Ａ）〜（Ｄ）の処理にそれぞれ対応している。なお、図４の元になる原稿はカラー写真であるが、複写機等でそのままハーフトーンの白黒表示に変換すると、分かり難くなるため、後述の画像上濃く（暗く）表示される部分が良く分かるように、コントラストを強調して描写している。
【００３０】
図４から分かるように、図４の（Ｃ）の湿式ワイパー処理のものと、図４の（Ｄ）の端面紫外線照射処理のものが、面内への拡散が防止されているのが確認できた。（Ｂ）の乾式ワイプ処理は効果がなかった。
【００３１】
ＯＳＡでの判定法は、画像処理にて潤滑剤膜厚のコントラストのレンジ幅を５Å程度に調整したとき、画像上濃く（暗く）表示される部分が存在しないことで効果を確認する。この色の濃い（暗い）部分が潤滑剤膜厚の増大部（端面からの拡散部）を示す。
【００３２】
潤滑剤の膜厚は、ＦＴＩＲ（フーリエ変換赤外分光計）で測定することができるが、ＦＴＩＲは測定に時間が掛かるため、本発明の効果は、上述のとおり、図４に示すＯＳＡ画像で判定した。本発明の効果をＯＳＡ画像で判定できることは、次のとおり確認した。
すなわち、ＯＳＡ画像の色の濃い(暗い)部分を有する任意のサンプル１〜３についてＦＴＩＲで潤滑剤の膜厚測定を行った結果を図５に示す。図５の横軸は磁気ディスク面の基準位置からの角度位置、縦軸は潤滑剤の膜厚を示している。図５で周辺部より膜厚が厚くなっている部分（例えば、サンプル１の角度１５度近傍部分、角度１８０度近傍部分）はＯＳＡで画像上濃く（暗く）表示される部分である。ＯＳＡで画像上濃く（暗く）表示される部分はＦＴＩＲ膜厚測定によっても、他の部分よりも潤滑剤の膜厚が０．５ｎｍ（５Å）程度厚くなっていることから、ＯＳＡ画像で本発明の効果を判定できることを確認した。
【００３３】
（他の実施形態）
以上、本発明の好適な実施形態例と実験例を説明したが、本発明はこれに限定されず、請求項の記載の範囲内であれば、その数値等の変更、類似の方法や材質のものとの置換、周知技術との組み合わせ等の変形は本発明の実施形態に含まれる。例えば、本発明による端面湿式ワイプ工程と端面ＵＶ照射工程との組み合わせも本発明の実施形態に含まれる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液体潤滑層を有する磁気ディスクにおいて、磁気ディスクの端面に付着している潤滑剤の流動成分を、磁気ディスクの端面に紫外線照射を行うことによって固定するようにしているので、磁気ディスクの面内への潤滑剤の拡散を防止でき、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における、磁気記録媒体の端面に湿式ワイプ処理、紫外線照射処理を行う製造装置の概略構成を示す概念図である。
【図２】本発明の一実施形態で加工処理される磁気記録媒体（磁気ディスク）の断面構造例を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明が意図している端面の最大領域を模式的に示す模式図である。
【図４】ＯＳＡ（オプティカル・サーフェス・アナライザー）により得られた磁気ディスクの表面の様子を示すＯＳＡ画像の模式図であり、（Ａ）は従来と同様に潤滑剤塗布後に処理を施さなかったもの、（Ｂ）は比較例として乾式のワイパーで端面拭取りを施したもの、（Ｃ）は本発明に従う溶剤を浸した湿式ワイパーにより端面拭取りを施したもの、（Ｄ）は本発明に従う磁気ディスク端面に紫外線を照射したものをそれぞれ示す図である。
【図５】磁気ディスクの面内の潤滑剤拡散部分は他の部分よりも５Å程度厚くなっていることを表わすＦＴＩＲ（フーリエ変換赤外分光計）膜厚測定結果を示す特性図である。
【図６】従来技法による磁気ディスク面内の潤滑剤拡散部分を示す平面図である。
【符号の説明】
１１ 潤滑剤塗付後の磁気記録媒体
１２ 端面湿式ワイプユニット
１３ ワイピングテープ
１４ パッド
１５ 溶剤スプレ噴射
１６ 溶剤タンク
１７ 端面ＵＶ（紫外線）照射ユニット
１８ ＵＶランプ
１９ 遮蔽版
２０ スリット（細長い孔）
２１ アルミ基板
２２ 非磁性金属下地層
２３ 磁性層
２４ 保護層
２５ 液体潤滑層
３１ 媒体の側面
３２ チャンファー部
３３ ヘッド浮上領域
３４ 本発明が意図している端面の最大領域

Claims (3)

1. 磁性層上に保護層を形成し、この保護層の上に液体潤滑層を塗付して形成される磁気記録媒体の製造方法であって、
   前記液体潤滑層を塗付された後に、円盤状の磁気記録媒体を回転させながら、該磁気記録媒体の端面に紫外線を照射して、該磁気記録媒体の端面に塗付されている液体潤滑層の潤滑剤流動成分を固定することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
2. 前記端面とは、厚みをもった円盤状の磁気記録媒体のチャンファー部を含む側面部分を指し、少なくとも磁気ヘッド浮上領域は含まないことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
3. 磁性層上に保護層を形成し、この保護層の上に液体潤滑層を塗付して形成される磁気記録媒体の製造装置であって、
   前記液体潤滑層を塗付された後に、円盤状の磁気記録媒体を回転させながら、該磁気記録媒体の端面に紫外線を照射して、該磁気記録媒体の端面に塗付されている液体潤滑層の潤滑剤流動成分を固定する手段を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造装置。

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