JP4534906B2 - 磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、情報処理装置の外部記憶装置として用いられる固定磁気ディスク装置等に搭載される磁気ディスク等の磁気記録媒体ならびにその製造方法に関し、より詳細には、磁気記録媒体の表面形状を改善し、磁気ヘッドの低浮上化を可能とする磁気記録媒体ならびにその製造方法に関する。

コンピュータなどの情報処理装置の外部記憶装置として固定磁気ディスク装置が多く用いられており、近年では携帯電話やＭＰ３プレーヤなどの小型の記憶装置用としても利用され始めている。
この固定磁気ディスク装置に搭載される磁気記録媒体は、情報を磁気的に記録するための部品であり、一般的には基板上に下地層、磁気記録層、保護層が積層され、さらに液体潤滑層が塗布されている。基板は、ディスク状の非磁性材料、例えばアルミニウム合金やガラスが用いられ、表面に無電解メッキ法等でＮｉ−Ｐ膜からなる非磁性金属膜を形成する場合もある。非磁性基板にはテクスチャー加工が施され、その上に磁気的な特性を向上させるためにＣｒ等からなる非磁性金属下地層をスパッタ法等で形成し、さらに情報を記録するＣｏ合金等からなる磁気記録層をスパッタ法等で形成する。更に、磁気記録層を保護するために、潤滑性に優れ摩耗し難いダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）と呼ばれる硬いアモルファスカーボン保護膜をスパッタ法やプラズマＣＶＤ法で形成し、その上に液体潤滑剤を塗布している。液体潤滑層の塗布法としては、量産性と装置の簡便さを考慮して浸漬塗布法（ディッピング法）が多く用いられる。これは、液体潤滑剤の原液を所望の膜厚に応じてフルオロカーボン系の溶剤で適当な濃度に希釈した塗布液に、基板を一定時間浸漬させた後、一定の速度で基板を引き上げるか又は塗布液を引き下げ、溶剤を蒸発させると同時に、基板上に残った潤滑剤成分を保護膜の上に吸着させる方法である。他の塗布方法としては、スピンコート法、スプレー法、蒸着法も用いられる。保護層の上に塗布される液体潤滑層は、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）が主に用いられる。

近年、コンピュータの情報処理の高速化に伴って、磁気記録媒体の記録容量の更なる増大が求められている状況にある。磁気記録媒体の記録容量は、磁気ヘッドの浮上量（即ち、磁気ヘッドと磁気記録媒体表面との間の距離）を小さくすることによって増大できるため、ヘッド浮上量は益々小さくなり、最近では０．４μインチ以下での安定飛行が要求されている。磁気ヘッドの浮上量が低下すると、磁気ヘッドと磁気記録媒体の接触機会が増加するが、それに伴って磁気ヘッドへ潤滑剤が移着し易くなることから、磁気ヘッドの浮上が不安定になり、記録再生特性やヘッドシーク耐久性を劣化させる悪影響が顕著になってきている。
特開２００３−６８４９号公報 特公平７−５８５４５号公報 特開２００４−３２６８８０号公報

潤滑層を塗布する場合、潤滑剤は必ずしも均一に塗布されるわけではなく膜厚の分布が生じることは従来から認識されており、これを解決するために、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する提案がこれまでもなされている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。これらの方法は、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データ面内（即ち、ヘッド浮上領域、記録領域）を対象とするものである。しかしながら、磁気ヘッドの浮上量が低減するに伴い、従来問題とされなかったヘッド浮上領域外での局部的な潤滑剤の異常塗布がヘッドの浮上特性に悪影響を与えることが判明した。図９は浸漬塗布法において生じる問題を説明するための模式図であり、分かり易さのために誇張して描写している。浸漬塗布法は重力を利用して塗布液を塗布表面上で流下させることから、図９ａ）に示す如く、磁気記録媒体２０の下側外周部に、塗布液溜まり２１が形成されて、溶剤が蒸発した後には図９ｂ）に示す如く磁気記録媒体外周の端面に残存潤滑剤２２が生じることになる。磁気記録媒体端面は磁気ヘッドの浮上領域外であり、磁気ヘッドと直接対向するわけではないが、残存した潤滑剤は時間の経過とともに磁気記録媒体表面上に拡散し、磁気ヘッドの浮上に悪影響を与えることが判明している。潤滑剤の端面への残存は浸漬塗布法に限らない。スピン塗布法においては塗布時の遠心力が重力と同様に働いて類似の現象を生じる。

この現象を解決するために端面にワイピングテープを押し当てて潤滑剤を除去する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。しかしながら、発明者らが検討した結果、単に端面にワイピングテープを押し当てる方法では、磁気記録媒体に使用される基板が薄くなるに伴い、新たな問題が生じることが明らかになった。即ち、磁気記録媒体の端面に流下する潤滑剤塗布液の量はほぼ磁気記録媒体の表面積により左右されて板厚には依存しない。しかしながら、磁気記録媒体の板厚が薄くなるに伴い、磁気記録媒体端面の面積は板厚が減少する分は減少することとなるから、端面の単位面積あたりに流下する塗布液の量が増大することになる。この結果、従来であれば端面に残存していた潤滑剤が磁気記録媒体の端面近傍の磁気記録媒体表面にも残存することとなる。基板が特に薄い磁気記録媒体においては、潤滑剤塗布直後から、データ面側の外周部に潤滑剤の溜まりが確認される。この潤滑剤の溜まりに磁気ヘッドが接触すると磁気ヘッドへの潤滑剤移着が起こり、磁気ヘッドの浮上が不安定になって、記録再生特性やヘッドシーク耐久性に悪影響を及ぼすこととなる。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、非磁性基板、磁気記録層、保護層および潤滑層を備えた磁気記録媒体の製造方法であって、該保護層の上に液体潤滑剤を塗布した後に、前記磁気記録媒体を回転させながら、溶剤を含有した加工テープを前記磁気記録媒体の端面及びデータ面の外周部にコの字型に同時に押し当てて前記液体潤滑剤を拭き取ることを特徴とする。
前記加工テープをガイドローラーで円弧状の形状にすることが好ましい。
前記非磁性基板の厚みは０．６３５ｍｍ以下であることが好ましい。
また、前記液体潤滑剤を塗布した後、さらに加熱処理を施した後に、前記加工テープによる拭取りを行うことが好ましい。
また、前記加工テープの荷重が１５ｇ以上、４０ｇ以下であることが好ましい。
また、前記液体潤滑剤を拭取った後、前記加工テープの押し当て圧を維持した状態で該加工テープを前記磁気記録媒体から引抜くことが好ましい。

また、本発明の磁気記録媒体は、上述のいずれかの製造方法によって製造されることを特徴とする。

本発明によると、磁気記録媒体端面の潤滑剤及び磁気記録媒体データ面の最外周部の潤滑剤溜まりを効果的に低減することができ、磁気ヘッドへの潤滑剤移着を抑制し、また、低浮上の磁気ヘッドでも安定飛行できる磁気ディスク表面を形成することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態を説明するためのもので、潤滑層が形成されている磁気記録媒体２０の端面及びデータ面の外周部を拭取り加工する機構の模式図である。図６は、磁気記録媒体２０の端部を拡大して示した模式図で、端面２５およびデータ面２６の外周部が対象となる加工領域である。
液体潤滑層を塗布した磁気記録媒体２０を矢印方向に１０００〜３０００ＲＰＭで回転させながら、溶剤を含有させた加工テープ１１をテープ押し当て具１６により磁気記録媒体に押し当てる。加工テープ１１はテープの供給リール１２から供給され、加工テープ近傍に図示された矢印方向に送り出される。溶剤供給ノズル１５から潤滑剤の溶剤が供給されて、加工テープ１１は溶剤を含有した後に、磁気記録媒体に押し当てられて拭取り加工を行う。加工後はテープの巻取りリール１３に収容される。加工テープとしてはナイロンポリエステルの織布が好ましい。これは使用する溶剤の含浸性はあるが溶けず、パーティクルなどのコンタミが少ないためである。また、使用する溶剤として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、イソプロピルアルコールあるいはパーフルオロカーボンが好ましい。これは潤滑剤に対して適度な溶解性がある。また、溶剤供給ノズル１５からの溶剤の滴下量は０．０１〜０．１０ｍｌ／分が好ましい。

図２は、テープ押し当て具１６と磁気記録媒体２０との接触部を拡大して示した模式図で、図２ａは磁気記録媒体を装着後で拭取り加工を行う前、図２ｂは加工中、図２ｃは加工後の状態を示している。テープ押し当て具１６は、パッド１７とパッド保持具１８から構成されており、パッド保持具１８は磁気記録媒体を挟む方向に開閉可能となっている。図中の矢印は、パッド保持具１８の移動方向を表している。
図２ａは、テープ押し当て具１６を磁気記録媒体に押し当てる直前の状態であるが、パッド保持具１８は開の状態とする。ここで、開の状態とは、磁気記録媒体方向にテープ押し当て具１６を移動したときに、パッド１７およびその間に挟まる加工テープ１１が磁気記録媒体のデータ面に接触しない間隙に設定されていることを意味している。加工テープ１１は図示されるように円弧状（あるいは山形）に保持することが好ましい。図３は加工テープを円弧状に保持するための方法の例を説明するためのもので、ガイドローラー１４として中央が凸の樽状のローラーを用い、２個のガイドローラー１４の間で加工テープに適度なテンションを付与することにより、円弧状の形状を保持することができる。このようにすることで、加工時にテープの端が磁気記録媒体の表面に触れないようにすることができ、意図しない加工傷やパーティクル発生を抑制することができる。

加工時には、パッド保持具１８を閉の状態とし、溶剤が含有され湿った加工テープ１１をパッド１７により磁気記録媒体に所望の面圧で押し当てる。この時、図２ｂに示すように加工テープ１１はコの字型として、磁気記録媒体の端面２５とデータ面２６の外周部の処理を行う。データ面と端面を個別に処理する方法では、加工時間が増加する。同時に加工することにより、加工装置の数、テープの使用量の点からコスト的にも有利となる。パッド１７は磁気記録媒体垂直方向の荷重で１５〜４０ｇで押し当てることが好ましい。これは荷重が低過ぎると拭き取り効果が無く、高過ぎるとテープと磁気記録媒体の間の摩擦力が高くなりテープから発塵が生じるためである。
拭取り加工終了後は、パッド保持具１８が閉の状態で、即ち、加工テープ押し当て圧を印加したまま、テープがコの字型になっている状態で、図２ｃのように磁気記録媒体からテープ押し当て具１６を引き抜く。これは、拭き取った潤滑剤が磁気記録媒体に残らないようにするためである。

本発明による磁気記録媒体の構成ならびに各層の材料および成膜条件などは特に限定されるものではない。先に示した所定の工程によって液体潤滑層の処理を行うことを除き、当技術分野における慣用の技術を適用することが可能である。
図５は、磁気記録媒体の構成の一例を示す断面模式図で、非磁性基板３１の上に、下地層３２を形成し、その上に磁気記録層３３、保護層３４をスパッタ方式やＣＶＤ方式などで順次成膜した後、潤滑層３５を例えば浸漬塗布法で塗布している。必要に応じて配向制御層、中間層、軟磁性裏打ち層などの追加の層を設けてもよい。
非磁性基板３１は、アルミ合金、化学強化ガラス、結晶化ガラス、セラミック、シリコン、ポリカーボネート、高分子樹脂などの材料からなる基板であってよく、特に限定されるものではない。その大きさは特に限定されるものではないが、直径が０．８５インチないし２．５インチで、厚さが０．６３５ｍｍ以下の磁気記録媒体に適用するときに特に効果が得られる。

下地層３２は、慣用のいかなる成分から形成されてもよく、特に限定されない。例えば、Ｃｒ、Ｃｒ−Ｗ、Ｃｒ−Ｖ、Ｃｒ−Ｍｏ、Ｃｒ−Ｓｉ、Ｎｉ−Ａｌ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔなどを用いることができる。膜厚は２０ｎｍ以下が好ましく、特に好ましくは１０〜２０ｎｍである。
磁気記録層３３は、慣用の磁性材料を用いることができ、例えば、ＣｏＣｒＴａＰｔ、ＣｏＣｒＴａＰ−Ｃｒ_２０_３、ＣｏＣｒＴａＰｔ−ＳｉＯ_２、ＣｏＣｒＴａＰｔ−ＺｒＯ_２、ＣｏＣｒＴａＰｔ−ＴｉＯ_２、ＣｏＣｒＴａＰｔ−ＡＩ_２０_３等を成分とする磁気記録層を用いることができる。膜厚は２０ｎｍ以下が好ましく、特に好ましくは１０〜２０ｎｍである。磁気記録層を複数用いて多層構造の記録層としてもよい。
保護層３４は、磁気記録層を磁気ヘッドの衝撃、外界の腐食生物質などの腐食から保護する機能を有し、例えばアモルファスカーボン、ダイヤモンドライクカーボンや窒素添加アモルファスカーボンなどを用いることができる。保護層の厚さは５．０ｎｍ以下が好ましく、特に好ましくは２．０〜４．０ｎｍである。

潤滑層３５を形成する潤滑剤はパーフルオロポリエーテルが好ましく、例えばＺ−ｄｏｌ、Ｚ−ｔｅｔｒａｏｌ、Ｚ−ｄｏｌＴＸ、ＡＭ系、フォスファゼン系などを用いることができる。所望により２種以上を混合した潤滑剤であってもよい。膜厚は２．０ｎｍ以下が好ましく、特に好ましくは１．０〜１．５ｎｍである。
以下、実施例を用いてさらに詳細に説明する。

Ｚ−ｔｅｔｒａｏｌを潤滑層とした図５の構成の磁気記録媒体を作製して端部の拭取り加工を行った例について説明する。
非磁性基板３１として、外径２．５インチ、板厚０．６３５ｍｍのガラス基板を用いた。基板をよく洗浄した後、スパッタ装置に導入し、Ｃｒ系の積層下地層３２を合計膜厚２５ｎｍにて形成した。引き続き、Ｃｏ系磁気記録層３３を１５ｎｍにて形成し、引き続き窒素添加カーボン保護層３４を膜厚４ｎｍにて形成した後、スパッタ装置から取り出し、浸漬塗布法にて潤滑層３５を形成した。潤滑剤は、Ｚ−ｔｅｔｒａｏｌを用い、これを０．０３ｗｔ％となるようにフッ素カーボン系溶剤で希釈し、引抜き速度１．０ｍｍ／ｓｅｃにて成膜し、潤滑層を基板の中周の膜厚で１．２ｎｍ塗布した。引き続き７０℃にて３５分加熱後に、端部の拭取り加工を行った。

端部の拭取り加工装置は、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。加工テープ１１はカネボウ製ＮＣ−３１０を用い、溶剤はイソプロピルアルコールを用い、パッド１７は厚さ１．５ｍｍ、幅５ｍｍのネオプレンゴムを用いた。基板回転数は２０００ｒｐｍ、基板に垂直方向のパッド押し当て荷重は２０ｇで３秒間端部加工を行った。また、テープ押し当て具１６の加工前の位置から加工位置への移動量は、加工テープが磁気記録媒体外周部に接してからさらに５ｍｍ内周側へ移動した。このときの移動速度は１．０ｍｍ／ｓｅｃである。
（比較例１）
端部の拭取り加工を行わなかったことを除き、実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製して比較例１とした。

（比較例２）
端部の拭取り加工装置の加工テープ押し当て具１６として、図４に示す円筒状のローラーを用いたこと以外は実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製して比較例２とした。

これらの試料を用いて潤滑層の膜厚分布を測定した。測定はカンデラ社（Ｃａｎｄｅｌａ社）製ＯＳＡ５１００で行った。ＯＳＡは、Ｐ偏光波（縦波）やＳ偏光波（横波）のレーザー光を磁気記録媒体の表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、磁気記録層や保護層上）の物質（カーボンや潤滑剤）を定量する装置である。今回は潤滑層の状態を詳細に検知するため、Ｐ、Ｓ偏光波単体よりも感度の高いＱ偏光波とＳ偏光波の位相差の変化を使用した。

図７は、実施例１と比較例１の磁気記録媒体の潤滑層膜厚分布を示すもので、端部の拭取り加工前の時点で基板表面外周部に潤滑剤溜まりのある箇所を含んだ半径位置での測定値を示している。半径位置は、磁気記録媒体の中心からの距離を示す。図７を参照すれば、磁気記録媒体外周部の潤滑層の厚膜箇所と磁気記録媒体内周部の潤滑層膜厚の差において、拭取り加工処理無しの比較例１は、膜厚が約０．６ｎｍ厚いのに対して、拭取り加工を実施した実施例１は厚膜部が約０．２ｎｍ厚いだけに留まり、拭取り加工処理により磁気記録媒体外周部の潤滑剤溜まりの高さが低滅していることが分かる。
図８は、実施例１と比較例２の磁気記録媒体の潤滑層膜厚分布を示すもので、測定位置は図７と同様である。図７と同様に膜厚の差を比較すれば、テープ押し当て具１６をローラー状とした比較例２は、膜厚が約０．５ｎｍ厚く、実施例１の方が潤滑剤溜りを効果的に低減していることが分かる。

以上のように、磁気記録媒体外周部を積極的に拭取り加工することにより、磁気記録媒体外周部の潤滑剤溜まりの高さが低滅し、磁気ヘッドへの潤滑剤移着を低減して、低浮上でも安定飛行できる磁気記録媒体表面を形成することができる。

本発明の磁気記録媒体外周部の拭取り加工方法の一例を示す模式図である。 本発明のテープ押し当て具の構成例および押し当て方法の例を示す模式図である。 本発明のガイドローラーの構成例を示す模式図である。 本発明の比較例２の拭取り加工方法を示す模式図である。 本発明の磁気記録媒体の構成例を示す断面模式図である。 本発明の磁気記録媒体の外周部を説明するための断面模式図である。 実施例１および比較例１の磁気記録媒体の外周部の膜厚分布を示すグラフである。 実施例１および比較例２の磁気記録媒体の外周部の膜厚分布を示すグラフである。 磁気記録媒体の潤滑剤溜りを説明するための模式図である。

符号の説明

１１ 加工テープ
１２ テープの供給リール
１３ テープの巻取りリール
１４ ガイドローラー
１５ 溶剤供給ノズル
１６ テープ押し当て具
１７ パッド
１８ パッド保持具
２０ 磁気記録媒体
２１ 塗布液溜り
２２ 残存潤滑剤
２５ 磁気記録媒体の端面
２６ 磁気記録媒体のデータ面
３１ 非磁性基板
３２ 下地層
３３ 磁気記録層
３４ 保護層
３５ 潤滑層

Claims (7)

1. 非磁性基板、磁気記録層、保護層および潤滑層を備えた磁気記録媒体の製造方法であって、
   該保護層の上に液体潤滑剤を塗布した後に、前記磁気記録媒体を回転させながら、溶剤を含有した加工テープを前記磁気記録媒体の端面及びデータ面の外周部にコの字型に同時に押し当てて前記液体潤滑剤を拭き取ることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
2. 前記加工テープをガイドローラーで円弧状の形状にする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. 前記非磁性基板の厚みが０．６３５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
4. 前記液体潤滑剤を塗布した後、さらに加熱処理を施した後に、前記加工テープによる拭取りを行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
5. 前記加工テープの荷重が１５ｇ以上４０ｇ以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
6. 前記液体潤滑剤を拭取った後、前記加工テープの押し当て圧を印加した状態で該加工テープを前記磁気記録媒体から引抜くことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする磁気記録媒体。

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