JPH02189715A - 磁気ディスクとその製造方法および記録装置 - 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〕 本発明は磁気ディスク等の磁気記録媒体に係り。

特に耐摩耗性に優れた信頼性の高い磁気ディスクおよび
その製造法、ならびにそれを用いた高精度の位置決めが
可能な磁気ディスク記録装置に関する。

〔従来の技術〕

磁気ディスクの位置情報を、データ記録ディスクと同一
面に構造的に埋込んだ磁気ディスクに関連する従来技術
としては２例えば、高保磁力層を下層膜として設けて２
位置決めのサーボ情報を記録する磁気記録媒体（特公昭
４０−２３７４５号公報）。

磁性膜の特定部分を化学反応などによって非磁性化させ
、サーボ情報等に用いる方法（特開昭４８−１６６０４
号公報）、磁性膜の下層に、電気容量または光学的特性
により位置情報を与える物質を埋込んだ磁気記録媒体（
特開昭５９−２１３０７４号公報）、磁気記録媒体の基
板に、導電率または誘電率を部分的に変えたドーピング
パターンを形成し、容量性トラック追従サーボ信号とし
て用いる磁気記録媒体（特開昭６０−５０６２３号公報
）およびトラック間に凹部（分離溝）をもつディスク基
板上に磁性膜を形成し２分離溝を横切るときの信号の弱
まりを検出して位置決めをする磁気ディスク（特開昭６
１−２４０２１号公報）など、数多くの提案がなされて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

磁気ディスク装置などの高密度の記録が要求される磁気
記９装置においては、一般に閉ループ制御サーボ機構が
用いられている。このサーボ機構を大別すると、特定の
ディスク面をサーボディスクとして用い、このディスク
の一面にあらかじめ記録された位置信号をもとに、サー
ボディスクと共に積層された記録再生用のディスク（デ
ータディスク）の位置をアドレスする方式（サーボ面サ
ーボ方式）と、記録再生が行われる磁気ディスクそのも
のに位置信号が記録されており、その位置信号をもとに
感知器（ヘッド）の位置決めが行われる方式（データ面
サーボ方式）に分けることができる。位置決め精度の観
点からは、直接データ面に位置信号が記録されているデ
ータ面サーボ方式の方が望ましく、上述した従来例に示
すような種々の技術が提案され検討されてきた。

しかし、上記従来技術の磁気記録媒体においては、磁気
ディスクの耐久性ならびに信頼性等の配慮が十分になさ
れておらず、かつ生産性に問題があった。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、耐摩
耗性に優れた信頼性の高い磁気ディスクおよび上記磁気
ディスクを生産性よく製造する方法、さらには上記の磁
気ディスクを用いて高精度の位置決めが可能な磁気ディ
スク記録装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の磁気ディスクは、ディスク基板上に。

多数の同心円周状もしくはスパイラル状に、トラックを
分離する凸部と、トラック間が凹部になるようなトラッ
クパターンを有する非磁性膜を形成し、上記凹部に所定
の磁性膜を設けた構造を基本とするものであって、耐摺
動性（耐摩耗性）と位置信号を付与するために、上記ト
ラックパターンを形成した非磁性膜に対し、以下の工夫
を施していることを特徴とするものである。

まず２本発明の第１の構成手段として、非磁性膜が多孔
質で潤滑剤を含浸できる膜構造を有することである。最
も望ましい構造としては、トラックの凹部に形成された
磁性膜も多孔質で、非磁性膜と磁性膜の細孔が連結され
磁性膜表面にまで到達する細孔が形成され、含浸した潤
滑剤が非磁性膜および磁性膜表面の両者に常時供給され
る構造とすることが望ましい。

本発明の第２の構成手段としては、非磁性膜中に硬質の
フィラを含有させ、非磁性膜表面にフィラが突起してい
る構造とするものである。フィラとしては、硬質のα−
Ａｎ２０．ＢＮ＋　ＳｉＣ。

ダイヤモンド等が望ましい。磁性膜中にフィラを入れる
と、一般にＳ／Ｎ比が劣化するが２本発明のこの構成に
おいては、主として非磁性膜の中にフィラを含有させる
ため特に問題が生じることはない。そして、フィラによ
って形成される突起物が非磁性膜および磁性膜の摩耗を
防ぐ効果を有するものである。

本発明の第３の構成手段としては、磁性膜が導電性の場
合には、非磁性膜に絶縁性をもたせる構成とするもので
ある。この場合、ヘッドに磁気ディスク表面の電気的な
容量変化を感知させる構造を具備させる必要がある。

上記本発明の第１〜３の構成手段は２本発明の独立の構
成手段としても用いられるが、当然上記手段を組合せて
用いることもできる。特に２本発明の第３の構成手段は
、磁気ディスクに耐摩耗性をもたせるために、上記第１
および／または第２の本発明の構成手段と組合せて用い
ることが望ましい。

非磁性膜に設けられたトラックの凹部は、同心円周状あ
るいはスパイラル状に設けるのが望ましい。磁気ヘッド
により感知される信号は、上記凹部に形成された磁性膜
上に位置する場合には太きく、離れると小さくなるため
、特定のトラックを基準とし、この信号変化を検知する
ことにより。

トラックのアドレッシングを行うことができる。

なお、磁気的信号を用いる以外にも本発明の第３の構成
手段のように、記録媒体に電気的容量変化をもたせ２位
置決め信号として用いてもよい。なお、上記非磁性膜に
設けられたトラックの凹部の特定の区域にある凹部を除
き、インデックス信号として用いてもよい。

本発明の磁気ディスクは、以下に示す手段によって形成
される。非磁性膜に設ける凹凸のトラックパターンは、
フォトレジストにより微細パターンを形成し、非磁性膜
を直接エツチング液により所定量エツチングして形成さ
せることができる。

しかし、上記の方法などでトラックパターンを形成した
スタンバを用いて、そのトラックパターンを転写し、上
記スタンバを取り除くレプリカ法が量産性、経済性の点
で好ましい製造方法である。

すなわち、まずディスク基板上に、非磁性膜用の塗料を
用い未硬化の塗膜を塗布する。次に上記塗膜に、凹凸の
トラックパターンが形成されているスタンバを圧着して
、上記塗膜を硬化させ、スタンバに設けられたトラック
パターンを転写させることにより、容易に非磁性膜上に
凹凸のトラックパターンを形成させることができる。次
に、磁性膜を上記凹部の溝の中に形成させる方法につい
て述べる。磁性膜は、塗布、蒸着、スパッタ等の成膜手
段で形成できるが、上記凹部のみに磁性膜を残留させる
方法として、あらかじめトラックパターンの凸部に離型
処理を施した後、その上に磁性膜を形成させて、上記凹
部のみに磁性膜を残留させる方法、および表面全体に磁
性膜を形成させた後に、非磁性膜よりなるトラックパタ
ーンの凸部が露出するまで表面加工する方法が挙げられ
る。

蒸着、スパッタ等の物理蒸着手段を用いて磁性膜を上記
凹部に形成させる場合には前者が、そして磁性塗料を用
いて塗布法により磁性膜を上記凹部に形成させる場合に
は後者が好ましい。

上述した本発明の第１の構成手段によって、磁気ディス
ク、非磁性膜および磁性膜に潤滑剤を含浸させた磁気デ
ィスクを作製する方法の一例を挙げると以下のとおりで
ある。熱分解性物質が混合。

あるいは付加された結合剤を含む塗料を調製し。

これをディスク基板上に塗布して未硬化塗膜を形成し、
上述のレプリカ法によって、光硬化、熱硬化などにより
予備硬化させてトラックパターンを転写させ形成する。

次に、磁性粒子および熱分解性物質が付加、あるいは混
合された結合剤を含む磁性塗料を用いて、未硬化の磁性
塗膜を塗布法により形成し、その後、熱硬化させると同
時に熱分解性物質を分解させ、磁性塗膜および非磁性塗
膜内に２表面に連なる微細孔を多数形成させる。その後
、非磁性膜に形成されるトラックパターンの凸部まで２
表面加工を行い、トラックパターンの凹部に磁性膜を残
した磁性塗膜を形成させ、乾燥した後、潤滑剤を塗布し
て含浸させ、磁気ディスクを作製する。なお、非磁性膜
には非磁性粒子が含まれていてもよい。

次に９本発明の第２の構成手段による磁気ディスク、す
なわち、非磁性膜の表面に硬いフィラが突起している構
造の磁気ディスクは、非磁性塗膜形成用の塗料中に硬い
フィラを添加しておき、上記と同様の工程（必要に応じ
て熱分解性物質を加える）で非磁性膜を形成させて、そ
の後、磁性塗膜の塗布・硬化・加工によって非磁性膜の
凹部に磁性膜を形成させ、必要に応じて潤滑剤を塗布し
て作製される。

第１図に９本発明の磁気ディスクの基本的端成の一例を
示す。磁気ディスクは、アルミニウム合金基板のような
硬い基板１の上に、有機あるいは無機結合剤（顔料を含
んでもよい）により形成された凹部４を有する非磁性膜
２を形成し、その凹部４に磁性膜３を設けた構造になっ
ている。

第１図に示す基板１は可撓性のものでもよく。

特に導電性の材料である必要もない。また、その上に形
成される非磁性膜２は、必要に応じてセラミックあるい
は金属等の材料が使用できるが、レプリカ法を用いる場
合には結合剤を使用するのが望ましい。

第１図に示す磁性膜３の膜厚（ＴＩｌｌ）は、磁気記録
の線密度が向上するにしたがって薄くなることが望まし
いが、出力を保証するためには、ある程度の膜厚を必要
とする。磁性粒子を結合剤中に分散させた磁性塗料を塗
布して形成する塗布型の磁性膜３の場合は、約０．８μ
ｍ〜０．０５μｍの膜厚が望ましく、スパッタあるいは
蒸着などの物理蒸着法により形成される磁性膜３の場合
は約０．２〜０．０２μｍの膜厚が望ましい。基板１上
に形成された非磁性膜２の膜厚（Ｔｕ）は、潤滑剤の含
浸および形成の容易さ等から磁性膜の膜厚（Ｔｍ）の約
１．５倍より大きい方が望ましく、膜厚の大きい方は特
に限界はないが生産性などを考慮すると約５０μｍ以下
が好適である。ただし、レプリカ法による場合は、３〜
３０μｌの膜厚範囲が好ましい。

そして、磁性膜の膜厚（Ｔｍ）と非磁性膜２の凹部４の
深さ（Ｔｇ）は一致して、その表面が平坦になる方が磁
気ディスクの記録再生において、非磁性膜２の凸部５が
障害とならないので好ましく。

また磁性膜３だけが摩耗されることもないので耐摩耗性
に対する磁気ディスクの信頼性も向上することになる。

しかし、非磁性膜２で磁気ヘッドを支持して耐摩耗性を
もたせるために、記録再生の支障にならない範囲で非磁
性膜２の凸部５を磁性膜３より突出させても何ら問題に
はならない。

なお、磁性膜３の＠　（Ｗｍ）および非磁性膜２の凸部
５のｄｌｉ　（Ｗｇ）は、磁性膜３の物性および磁気ヘ
ッドの検出能力で決まり、磁気ディスク記録装置全体を
考慮に入れて最適の値にする必要があるが、上記（Ｗｇ
）は１〜４　μｒｏ、　　（Ｗｇ）＋（Ｗ＋ｎ）が１〜
８μｍ程度が好ましい。

本発明の磁気ディスクにおいて、用いられる磁性膜は、
塗布型の磁性膜においては、γ−Ｆｅ２０．。

Ｃｏ含有Ｆｅ、Ｏ，、Ｆｅ、Ｏ，、Ｃｏ含有Ｆｅ、０４
．　Ｂａフェライトなどの酸化物磁性粉を２体積含有率
で１５〜６５％、あるいは重量含有率で５０〜９０％含
有させた磁性膜が好ましく、スパッタや真空蒸着などの
物理蒸着法によって形成される金、＠薄膜型の磁性膜に
おいては、Ｇｏ、Ｆｅ、Ｎｉなどの単体金居もしくはこ
れらを主成分とする合金２例えばＣ。

−Ｎｉ系、Ｃｏ−Ｃｒ系、Ｃｏ−Ｆｅ系、Ｃｏ−Ｐ系合
金などの強磁性金属または合金を好適に用いることがで
きる。

〔作用〕

本発明の磁気ディスクは、ディスク基板上に設けられた
非磁性膜の凸部により磁気記録部分が分離されている。

このため、磁気的再生出力の強さ。

あるいは、磁性膜と非磁性膜の導電性などの差に起因す
る誘電率の変化などを感知して、トラックの位置決めが
できると同時に、非磁性膜の凸部に設けられた硬いフィ
ラによる突起、あるいは、磁性膜および非磁性膜中に含
浸された潤滑剤により磁気ディスクの耐摩耗性が一段と
向上し、磁気ディスクの高い信頼性が得られると同時に
、高精度の位置決めが可能な磁気ディスク記録装置を実
現することができる。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を挙げ、さらに詳細に説明する
。

（実施例１） まず２幅約３．０μｍ、深さ約０．２μｍ、トラックピ
ッチ約６．４μｍの凸部が円周方向に微細加工されて形
成されている透明なスタンパを準備した。次に。

光硬化性の結合剤エポキシアクリレートと結合剤に対し
て２０重量％の熱分解性添加物であるポリテトラメチレ
ンエーテルグルコール（ＰＴＭＥＧ）を含む塗料を調製
し、アルミニウム合金基板上に約５μｍの塗膜を形成し
た。その後、上記スタンパに塗膜を押し当て、光照射を
して硬化させた後。

スタンパを取り除いて、凹部状の溝をもつ非磁性塗膜を
形成させた。次に、あらかじめ磁性粒子（Ｃｏ被着のγ
−Ｆｅ２０．）をエポキシ／フェノール系結合剤に分散
させた塗料に、結合剤に対して２０重量％のＰＴＭＥＧ
を添加して調製した磁性塗料を用いて、上記非磁性膜上
に、平均膜厚が約０．３μｍとなるように磁性塗膜を形
成した。この磁性塗膜を、２３０℃の温度で加熱処理し
、熱分解性添加物を分解させ、磁性膜および非磁性膜中
に微細孔を形成させると同時に上記磁性塗膜を硬化させ
た。ついで９表面を研磨加工し、非磁性膜の凸部の上に
形成された磁性膜を除去し、約０．２μｍの膜厚の磁性
膜を凹部に残した。そして、膜表面に潤滑剤であるペル
フルオロアルキルポリエーテル（モンテフロス社製ｒ　
Ｆｏｍｂｌｉｎ　Ｚ２５Ｊ　）を塗布し。

塗膜中に含浸させて、磁気ディスクを作製した。

（比較例１） 非磁性塗膜および磁性塗膜の塗料に熱分解性添加物を加
えない以外は、実施例１と同様の方法で磁気ディスクを
作製した。

（実施例２） 非磁性塗膜形成用の塗料として、光硬化性結合剤に、約
５重量％のα−アルミナフィラ（粒径約０．５μｍ）を
添加・分散させた塗料を用いた他は。

実施例１と同様の方法で磁気ディスクを作製した。

本実施例において、非磁性塗膜の表面に最大突起高さＯ
，ＯＳμｍのα−ＡＱｚ○□フィラによる突起が形成さ
れていた。

（実施例３） 非磁性塗膜形成用の塗料として、光硬化性結合剤に、約
２０重量％の熱分解性添加物と約５重量％のα−アルミ
ナを添加・分散させたものを用いた他は、実施例１と同
様の方法で磁気ディスクを作製した。

（実施例４） 非磁性塗膜形成用の塗料として、実施例２の塗料を用い
２幅３．０μｍ、深さ約０．１μＩｎ、　トラックピッ
チ約６．４μｍの凸部をもつスタンパを使用し、実施例
１と同様に凹部状の溝をもつ非磁性塗膜を形成し、この
非磁性膜の凸部にフッ素系離型剤を印刷塗布した。次に
、約５０ｎｍのＧｏ−Ｎｉ−Ｐの磁性膜をスパッタリン
グにより形成させ、凹部の部分だけ残して１表面加工、
潤滑処理を行い、磁気ディスクを作製した。

以上の実施例１〜４および比較例１において作製した磁
気ディスクを、磁気記録装置にセットし。

Ｃ８，／ｓ　（コンタクトスタート／ス１−ツブ）試験
により磁気ディスク表面に疵が生じるまでの回数を調べ
、磁気ディスクの耐摩耗性（摺動強度）を評価した。そ
の結果を、第１表に示す。

第１表 第１表から明らかなごとく１本発明による磁気ディスク
はいずれにおいても摺動強度が大きく。

耐摩耗性に優れていることが分かる。なお、従来方式に
よる磁気ディスクのトラック密度（ＴＰＩ）は１５００
程度であるのに対し２本発明の方法により作製した磁気
ディスクのＴＰＩは４０００以上形成させることが可能
であり、高密度記録を達成することが可能である。

また、上記実施例１〜４および比較例１にお４Ｎで作製
した磁気ディスクを用い、磁気ヘッドを０．１５μｍ″
ｒ：浮上させて磁気記録再生を行ったところ、なんら支
障を生じることなく、磁性膜に対し記録再生を十分に行
うことができ、磁性膜の記録信号を位置決め信号として
用いることができ、高精度の位置決めを行うことができ
た。

（実施例５） 実施例４において作製した磁気ディスクを用い。

第２図に示す静電容量検知器８を備えた磁気記録装置に
セットして記録再生を行ったところ、絶縁性非磁性膜６
部と導電性磁性膜７部の静電容量の差から極めて正確に
ヘッドの位置決めを行うことができた。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したごとく２本発明の方法により作製し
た磁気ディスクは、磁気記録部が非磁性部で完全に分離
され、また耐摩耗性が良好で、かつ潤滑性に優れた構造
の磁気ディスクが得られるので、高精度のヘッドの位置
決めが可能であると共に、信頼性の高い磁気ディスクお
よびその記録装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例において作製した磁気ディスク
の断面構造の一例を示す模式図、第２図は本発明の実施
例において例示した磁気ディスク記録装置の構成の一例
を示す模式図である。 １・・・基板　　　　　　　２・・・非磁性膜３・・・
磁性膜　　　　　　４・・・凹部５・・・凸部　　　　
　　　６・・・絶縁性非磁性膜７・・・導電性磁性膜 ８・・・位置検出器（静電容量検知器）代理人弁理士　
　中　村　純之助 Ｗｇ　＋＋＋−ｄｋｍ４’！−購凸部Ｏ幅Ｗｍ−−−−
［４１１１１−’？ｉ 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、円形状をした基板上に、同心円周状もしくはスパイ
   ラル状に多数のトラック分離用の凸部と、該凸部と凸部
   の間が凹部を構成するトラックパターンを有する非磁性
   膜を形成し、上記トラックパターンの凹部に磁性膜を設
   けたことを特徴とする磁気ディスク。 ２、特許請求の範囲第１項記載の磁気ディスクにおいて
   、非磁性膜および磁性膜のいずれか一方もしくは両方が
   多孔質膜で構成され、かつ該多孔質膜には潤滑剤を含浸
   させたことを特徴とする磁気ディスク。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項記載の磁気ディ
   スクにおいて、非磁性膜および磁性膜が多孔質膜で構成
   され、上記磁性膜表面から下層の非磁性膜に連なる多数
   の微細孔を形成させ、該微細孔中に潤滑剤を含浸させた
   ことを特徴とする磁気ディスク。 ４、特許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の
   磁気ディスクにおいて、非磁性膜中に硬質のフィラを含
   有させ、該フィラが非磁性膜の表面に突起する構造とし
   たことを特徴とする磁気ディスク。 ５、特許請求の範囲第１項、第２項、第３項または第４
   項記載の磁気ディスクにおいて、磁性膜が導電性材料よ
   りなり、非磁性膜が絶縁性材料からなることを特徴とす
   る磁気ディスク。 ６、円形状をした基板上に、同心円周状もしくはスパイ
   ラル状に多数のトラック分離用の凸部と、該凸部と凸部
   の間が凹部を構成するトラックパターンを有する非磁性
   膜を形成し、上記トラックパターンの凹部に磁性膜を設
   けた磁気ディスクを製造する方法において、上記非磁性
   膜の形成は、上記基板上に非磁性膜の塗料を塗布して未
   硬化の非磁性膜の塗膜を形成し、次に上記凸部と凹部よ
   りなるトラックパターンが形成されているスタンパを用
   いて、上記未硬化の非磁性膜の塗膜上に圧着し、該塗膜
   を硬化させた後、上記スタンパを取り除いて、上記非磁
   性膜上にトラックパターンを転写して形成させる手段を
   用いることを特徴とする磁気ディスクの製造方法。 ７、特許請求の範囲第１項、第２項、第３項または第４
   項記載の磁気ディスクを用い、該磁気ディスクの非磁性
   膜の凸部により分離された磁性膜よりなる記録部の磁気
   信号を磁気ヘッドにより検出し、該検出した磁気信号を
   位置決めサーボ情報として用いる手段を有することを特
   徴とする磁気ディスク記録装置。 ８、特許請求の範囲第５項記載の磁気ディスクを用い、
   該磁気ディスクに設けられた絶縁性の非磁性膜の凸部と
   、上記絶縁性の非磁性膜の凹部に設けられた導電性の磁
   性膜よりなる磁気記録部との電気伝導性の違いに起因す
   る静電容量の変化を検出し、該検出した静電容量変化信
   号を位置決めサーボ情報として用いる手段を有すること
   を特徴とする磁気ディスク記録装置。