JPH02108234A - 磁気ディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えば磁気ディスク装置に使用される磁気
ディスクに関するものである。

〔従来の技術〕

近年、コンピュータシステムにおける磁気ディスク装置
などの外部記憶装置の重要性が増大し、高記録密度に対
する要求がますます高まっている。

磁気ディスク装置は記録再生ヘッドおよび磁気ディスク
の主構成部から構成され、磁気ディスクは高速で回転し
記録再生ヘッドすなわち、磁気ヘッドは［気ディスクよ
り微小間隔浮上している。磁気ディスクの高記録密度化
、高性能化を図るためには、磁気記録媒体の薄層化、均
−一様化、磁気特性の改良（保磁力、角形比の向上）、
磁気ヘッドの低浮上化などが挙げられる。

これまで磁気ディスクは塗布形といい、バインダーなと
の高分子材料とγ−Ｆｅ２０３磁気記録媒体粒子を混合
して塗布して製作していた。この方法では、磁気記録媒
体の薄層化、均−一様化に限界がある。このため最近で
は、磁気記録媒体をスパッタリングなどの方法により連
続薄膜として基材上に設けるようになってきた。γ−Ｆ
ｅ２Ｏ３を連続薄膜媒体として用いた磁気ディスクの構
成の一例を第１１図に示す。第１１図は例えば電電公社
研究実用化報告第３１巻第９号の１７３１〜１７４４頁
に報告された薄膜磁気ディスクの断面を示す図である。

図において、（１）はディスク状のアルミニウム合金基
板、（２）はアルマイトから成る磁気記録媒体の下地層
、（３）は磁気記録媒体層のγ−Ｆｅ２０３薄膜である
。

現在、磁気ディスク装置では、起動および停止時Ｃ，：
磁気ディスクと磁気ヘットが１８触するコンタケト・ス
タート・ストップ（Ｃ８Ｓ）方式を採用しており、起動
および停止時には磁気ヘッドと磁気ヂ、・スフ表面が接
触したまま回転する。この接触摩擁状態における磁気ヘ
ッドと磁気ディスクの間じ生しるＲ振力は、磁気へ・ラ
ドと磁気ディスク表面を摩耗させ、ついには磁気、ヘッ
トおよび磁気記録媒体膜に傷を作ることがある。磁気記
録媒体に連続薄膜を用いた場合、わずかな傷であっても
記録媒体のケ′如となり、記録信号の消失につながる−
　このことは、磁気ディスク装置の外部記憶装置と１．
ての■８頼性に関わる小人な問題である。

このため、磁気ディスクの表面に、磁気ヘッド５８１λ
記録媒体との接触Ｎ擦および接触破壊から待′λ記録媒
体をＩ＾ｊずろために、５ｉ０２膜、力−ホ７ソ膜、へ
ｌ　＋、　０３膜のような保護膜を設けることが考案さ
れている（例えは、Ｉ（１子章男ら、第８回目本応用磁
気学会学術講演概要隼（＋９８４）、２２２頁；木町良
弘ら、昭和６１年度電子通１３学会総合全国大会予稿集
（＋９８６）、１１６６頁：　刈木博保ら、日本潤滑学
会第３０期春ｌｌ１１研究発表会そ稿集（１９８６）１
４１頁なとに発表されている。）。また、磁気記録媒体
が金属の場合−この保護膜は金属膜の腐食を防ぐ保護も
兼ねる役目がある。

一方、磁気、ヘッドの低浮丘化も進められている。

低７７　ｋ、　ｌにおける安定したヘッド浮１状態を確
保し、磁気ヘッドと＠気ディスクの衝突（ヘッドクラッ
シュ）を防止するためのディスク表面精度の向上、耐ヘ
ツドクラツシユ性の向上が検討されている。特にディス
ク表面精度の向上は著しく、従来のディスクのＲｒａａ
ｘは２０００Å以上あったのが、現在ではＲｍａｘが１
００人前後と１桁以上小さくなっている。このようにデ
ィスクの表面精度が年々向上するので、磁気ヘッドが磁
気ディスク表面に吸青し、磁気：１−１′ス′ｉが回転
を始めても磁気ヘットが浮りできず磁気ハ、ットなとが
破損する問題が起きてきたく例えば、Ｅ　−Ｍ　、　Ｒ
ｏｓｓｉ他、ジャーナル・オプ・アプライド・フィジッ
クス（Ｊ　、　　Ａ　ｐｐｌ。

Ｐ　ｔ＋ｙｓ、）５５巻、　６号、２２５４頁）。　こ
のため、　−旦鏡面のように仕上げられた基板表面ζこ
微粉末を塗イσする、再度研磨あるいはエツチングして
微小な突起を表面に設けるといった手法が考えられてい
る（例えば特開昭５９−１１７７３５．６　（１−３８
７２０，６０−４０５２８、旧−２９４１８，６１−２
０３２５９，６１２６１８２０号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題］ 保護膜として酸化膜を設ける例に簡便な方法とＬノで、
溶液から成膜することが知られている。ゾルゲル法なと
のように溶液から５１０２膜、Ａｌ２０１膜などを成膜
ずろ場合熱処理を行うが、磁気記録媒体の特性を変質さ
せない程度の熱処理（約４００°Ｃ以下）では、十分ガ
ラス化せず、通常のセラミックに比べて硬度、強度など
がかなり劣る（柳沢雅弘、日本潤滑学会創立３０周年記
念全国大会予稿集（１９８５）、４５頁）。例えば、金
属アルコキシドからガラスを合成する場合、金属アルコ
キシドを加水分解させたゲルをガラス化させるのに必要
な熱処理温度は６００〜１０００℃であり、溶融法によ
るシリカガラスと同一の性質を示すのは９００〜１００
０℃の熱処理をした場合であると言われている（作花済
夫「ガラス非晶質の科学」、内田老鶴圃（１９８３）、
１４７〜１６４頁）。このため、溶ｉ夜から作成した酸
化膜では硬度、強度共に上針ではなかった。

この点では、スパッタリングなどによって成膜される酸
化膜やカーボン膜は、上記ゾルゲル膜に比べて強度的に
は優れたものができる（例えば、本町良弘ら、昭和６１
年度電子通信学会総合全国大会予稿集（１９８６）、ｌ
−１６６頁）。しかし、現在のように表面に微小な突起
を設けである基材においては、多くの学会発表例にみら
れろような　５ｉ０２膜、Ａｌ２Ｏ３膜、カーボン膜な
どの保護膜では硬いが脆いという欠点があった。すなわ
ち、微小な突起の上を磁気ヘッドが接触するため、突起
部に相当する７護膜部が脆いために折れて削り取られて
しまう。この性質については、薄膜酸化物であってもバ
ルクのセラミックと同様である。また、磁気記録媒体層
にまで損傷が及ばなくとも、表面の微小な突起が消失す
るために磁気ヘッドが吸着して。

磁気ヘッドが浮上できなくなるという問題点が生じた。

この発明は上記のような問題点を解決するためのなされ
たもので磁気ヘッドによる磁気ディスクへの損傷を防ぎ
、保護膜の剥離を防止して、磁気ヘッドの磁気ディスク
に対する吸着を防止し、信頼性の高い磁気ディスクを得
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明の磁気ディスクは保護膜として酸化ジルコニウ
ムを含む酸化アルミニウムの膜を設けたものである。

［作用１ この発明の磁気ディスクにおける保護膜は、硬度と靭性
に富む酸化ジルコニウムを含む酸化アルミニウム膜を用
いているので、その耐久性が従来の酸化アルミニウムな
ど酸化物膜やカーボン膜に比へ格段に強化され、信頼性
が増加する。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例の磁気ディスクを示す断面図で
、図において（１）はＡ　Ｉ　−Ｍｇ合金基板、（２）
は磁気記録媒体層の下地層で、この実施例では基材はＡ
ｌ−Ｍｇ合金基板（１）と下地層（２）から構成される
。（３）は磁気記録媒体層、（４）は保護膜の酸化ジル
コニウムを含む酸化アルミニウム膜である。

以下、実施例を挙げてこの発明を具体的に説明する。

実施例１ Ａ　ｌ−Ｍｇ合金基板の表面にＮ１−ＰあるいはＮ１−
Ｃｕ−Ｐメツキ膜を成膜し鏡面加工しである基材に対し
て、テープ研ＭＩＩを用い、ラッピングテープＷ　Ａ　
＃　６０００、押し圧１　ｋ　ｇ、基板回転数２００ｒ
ｐｍ、テープ送り速度２０ｍｍ／ｗｉｎの条件でテクス
チャ加工を行った。これによりＲｍａｘ５００人程度の
基材が得られる。この基材上に磁気記録媒体層としてγ
−Ｆｅ２Ｏ３をスパッタリングにより成膜した。

この磁気記録媒体層の上に部分安定化（単斜晶、正方品
、立方晶の混合物）酸化ジルコニウム２０＋ｎｏ　Ｉ％
金含有酸化アルミニウムのターゲットを用い、スパッタ
リングにより保護膜を成膜し、磁気ディスク得た。スパ
ッタ条件はＲＦパワー３００Ｗ　／８イシｆ、Ａｒ圧力
３　ｍＴｏｒｒで基板加熱は行わなかった。この部分安
定化酸化ジルコニウムを含む酸化アルミニウム保護膜の
膜厚は５００人であった。

実施例２ 実施例１と同様にして得た基材上に磁気記録媒体層とし
てＣｏ−Ｎｉ−Ｃｒをスパッタリングにより成膜した。

この磁気記録媒体層の上に部分安定化（単斜晶、正方晶
、立方晶の混合物）酸化ジルコニウム２０ｍ０１％含有
の酸化アルミニウムのターゲットを用い、電子ビーム蒸
着により保護膜を成膜し、磁気ディスクを得た。蒸着条
件は加速電圧１０ｋＶ、電流１００ｍＡ、　　基板温度
１５０℃、酸素圧力１　ｍＴｏｒｒにした。この部分安
定化酸化ジルコニウムを含む酸化アルミニウム保護膜の
膜厚は６００人であった。

実施例３ 実施例１と同様にして作製した８１気デイスク上に、フ
ッソ系液体潤滑剤（例えばＫＲＹＴＯＸ：デュポン社製
商品名、デムナム：ダイキン社製商品名など）を、この
場合はＫＲＹＴＯＸをスピンコードした。

実施例４ 実施例１と同様にして作製した磁気ディスク上に、シラ
ンカップリング剤あるいはアルミカップリング剤をスピ
ンコードして、その上に極性基を持つフッソ系液体潤滑
剤、この場合はＫＲＹＴＯＸ　１５７（デュポン社製商
品名）をスピンコードした。

比較例１ 実施例１と同様にして磁気記録媒体層としてγＦｅ２Ｏ
３を成膜した。

この磁気記録媒体層の上に保護膜として含有成分のない
酸化アルミニウム膜をスパッタにより成膜した。スパッ
タ条件はほぼ実施例１と同様である。酸化アルミニウム
保護膜の膜厚は５００人にした。

比較例２ 比較例１と同様にして作製した磁気ディスクＬに、フッ
ソ系液体潤滑剤、この場合はＫＲＹＴＯＸをスピンコー
ドした。

これらの比較例を含めた磁気ディスクの初期特性を以下
に示す。

実施例１による磁気ディスクの表面粗さを触針式表面粗
さ計て測定した結果を第２図の特性図に示した。実施例
２、実施例３、実施例へ、比較例Ｉ、比較例２ども同様
の特性を示したので、それらの特性図は省略する。図に
おいて縦軸はディスクの表面粗さを、横軸は長さを表わ
している。ディスクの表面には微小な凹凸が認められた
。

実施例１〜ｌ↓の磁電ディスクと比較例１．２の磁気デ
ィスクの表面に、３３７０形フエライトヘツドを接触さ
せ静Ｒ凍係数を測定した。実施例１の磁気ディスクでは
０．２４、実施例２の磁気ディスクでは０．２２、実施
例３の磁気ティヌクでは０．１９、実施例４の磁気ディ
スクでは０．１８、比較例１の磁気ディスクでは０．２
４、比較例２の磁気ディスクでは０゜１９であった。す
べて良好な特性を示した。

ここで、磁気ディスクの耐久試験であるＣ８Ｓ試験を行
った。ヘッドと１ノではスライダ材料がフェライトであ
る３３７０形ヘツドを使用した。第３図は（’１　丁、
’　Ｓ試験を行った結果を示す特性図であり、縦軸は切
開再生出力を１とした規格化自ｔ１骨）ｋ力、横軸はＣ
８Ｓ回数（ＸＩＯ’）を表わしている。［゛４中Ｏ印を
結ぶ線はこの発明の実施例１〜４のディスクの特性曲線
、Ｘ印を結ぶ線は較例１の：ｆ゛イスクヌク性曲線、Δ
印を結ぶ線は比較例２の子、ヌクの特性曲線をボしてい
る。

この発明の実施例１〜４のディスクの場合には、ＣＳ　
Ｓ　２０００回においても再生出力の低下は認められな
かった。これに対し、比較例１．２では当初再生出力の
低Ｔ−’は認められないものの、比較例３てはＣＳ　Ｓ
　５０００回前後から次第に再生出力が低下し始め、に
　Ｓ　Ｓ　　１００００回前後でヘッドクラッシュを起
こした。比較例２ではｌ＼ラッドラッシュを起こさなか
−たが、再生出力の低下が大きくＣ３Ｓ１２０００回で
は初期の５０％になった。

ＣＳ　Ｓ　５０００回を行った磁気ディスクの表面粗さ
を触釘弐表面■ざ計で測定した。第・］し１は実施例１
の磁気デイ・ヌクの表面粗さの測定結里冬・示す特性図
、第５図は実施例２の磁気ティヌクの表面■さの測定結
果を示す特性図、第〔５図は実施例３の磁気ディスクの
表面粗さの測定結果を示す特性図、第７１図は実施例４
の磁気ディスクの表面粗さの測定結果を示す特性図、第
８図は比較例１の磁気ディスクの表面粗さの測定結果を
示す特性図、第９図は比較例２の磁気ディスクの表面粗
さの測定結果を示す特性図である。図中の（１１）は磁
気ヘッドかコンタクト・スタート・ストップにより磁気
ディスクに接触した領域を表す２．１Ｓ１辺の粗さとの
比較から実施例１〜４の磁気ディスクでは初期の表面粗
ざを保っていることが分かる。これに対して、比較例１
．２の磁気ディスクでは微小突起部に相当する部分が削
り取られていることが分かる。

また、このＣＳ　５５０００回を行フた磁気ディスク表
面にヘッドを接触させ６０℃、８５％の状態で８時間放
置し、静摩擦係数を測定した。実施例１の磁気ディスク
では０．２６、実施例２の磁気ディスクでは０，２８、
実施例３の磁気ディスクでは０．２２、実施例１Ｌの８
１気デイスクでは０６２４、比較例１．２の磁気ディス
クでは０．９を越えており吸折現象が認めろれた。

実施例１．２の磁気ディスクのＣ８Ｓを行った磁気ヘッ
ドの摺動面を観察すると、摺動方向にイｋが認められた
。一方、実施例３、・↓の磁気ディスクのＣ８Ｓを行フ
た磁気ヘッドの摺動面には傷がまったく認められなかっ
た。液体潤滑剤の効果があったと考えられる。潤滑剤が
ない場合であってもＣ８Ｓ試験に対して十分耐久性が認
められるが、ヘッドζＪ対する（ｋ付き性を考慮すると
潤滑Ｍを付与した方がよりいい。

また、実施例３．４の磁気ディスクの試験閏始面とＣＳ
　Ｓ　２００００回終Ｙ後の潤滑剤膜厚を１ゴーＩＲに
よって測定した。ＣＳ　Ｓ　２００００回終ｒ後の潤滑
剤膜厚は実施例３は試験開始前の８８％、実施例４は９
４％であった。　中間層としてカップリンク剤を７１布
すると、磁気ディスク回転に対する潤滑剤の保持に効果
かあったと考えられる（この効Ｗについては星野光利ら
により、昭ｆ１１６１年度ホ１′−通伝学会総合全国大
会講演集（１９８６）、　！−１６７頁にも発表されて
いる）。しかし、実用的には実施例３のディスりであっ
ても差し支えないことは結果より明白である。

第１０図にこの発明に係わる酸化ジルコニウムを含む酸
化アルミニウムの硬度・靭性値（曲げ強度）と部分安定
化酸化ジルコニウムの添加量との関係を表わす特性図を
示す。縦軸に硬度（ＨＲ１１）と曲げ強度、に８ｆ／ｆ
ｆ１ｌ＋２）横軸に酸化ジルコニウムの添加量（ｍｏ１
％）をとっており、図中Ｏ印を結ぶ線は酸化ジルコニウ
ムの添加量と曲げ強度の関係を表わす特性曲線、０印を
結ぶ線は酸化ジルコニウムの添加量と硬度の関係を表わ
す特性曲線を示している。

図より酸化ジルコニウムを添加することにより、酸化ア
ルミニウムの硬度、靭性値が増加していくことが分かる
。５〜４０ｍｏ　１％において酸化アルミニウムの硬度
、靭性値が極大値を示している。その中でも比較的高い
値を示している酸化ジルコニウムの添加量はｌＯ〜３０
ｍｏ　Ｉ％である。

従って部分安定化酸化ジルコニウムの添加量としては、
５〜４０ｍｏ１％が適当で、１０〜３０　ｍｏ１％がよ
り望ましい。

なお、酸化ジルコニウムを含む酸化アルミニウムの膜厚
は１００Å以下では均一な膜にはなっておらず、１００
０Å以上では磁気ヘッドと磁気ディスクの磁気記録媒体
層までの距離が広がり再生出力が低下するという悪影響
が出てくる。このため、酸化アルミニウム膜は１００〜
ｔｏｏｏ人が適している。

成膜のしやすさ、均一性、再生出力からは３００〜８０
０人が望ましい。

上記実施例では磁気記録媒体層がγ−Ｆｅ２Ｏ３の場合
について説明したが、他のＣｒＯ２のような金属酸化物
媒体であってもよく上記実施例と同様の効果を奏する。

また、上記実施例では磁気記録媒体がＣｏ−Ｎｉ−Ｃｒ
の場合について説明・したが、他のＣｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−
Ｃｒ、Ｆｅなどの合金媒体、金属媒体であってもよくＬ
記実施例と同様の効果を奏する。

また、上記実施例では液体潤滑剤の場合について説明し
たが、他の固体面滑剤であってもよく上記実施例と同様
の効果を奏する。

ざらに、上記実施例ではＮ１−Ｐメツキ膜、Ｎ１−Ｃｕ
−Ｐメツキ膜の場合について説明したが、他のアルマイ
ト膜などであってもよく上記実施例と同様の効果を奏す
る。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれは、磁気記録媒体層を覆
いイ呆護する保護膜を酸化ジルコニラ１１を含む酸化ア
ルミニウムで形成することにより、磁気記録媒体と磁気
ヘッド間の摩擦力、吸着力が小さく、優れた耐久性を有
する信頼性の高い磁気ディスクが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の磁気ディスクを示す断面
図、第２図は表面粗さ計による磁気ディスクの期間の表
面粗さ測定結果を示す特性図、第３図はこの発明の実施
例の磁気ディスクのＣ８Ｓ回数と再生出力の関係を比較
例とともに示す特性図、第４〜９図は各々ＣＳ　Ｓ　５
０００回後の実施例１〜４及び比較実施例１．　２の磁
気ディスクの表面粗さ計による表面粗さ測定結果を示す
特性図、第１０図はこの発明に係わる酸化ジルコニウム
を含む酸化アルミニウムの硬度・靭性値とを酸化ジルコ
ニウムの添加量を表わす特性図、第１１図は従来の薄膜
磁気ディスクを示す断面図である。 （＋）・・・Ａｔ−Ｍｇ合金基板、（２）・・・磁気記
録媒体層の下地層、基材はＡ　ｌ−Ｍｇ合金基板（１）
と下地！　（２）で構成される。（３）・・・磁気記録
媒体層、（４）・・・酸化ジルコニウムを含む酸化アル
ミニウムからなる保護膜である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基材、この基材に形成された磁気記録媒体層、及びこの
   磁気記録媒体層を覆う酸化ジルコニウムを含む酸化アル
   ミニウムからなる保護膜を備えた磁気ディスク。