JPH03127327A - 磁気デイスクとその製造法及び磁気デイスク装置 - 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及びその製造方法並びに磁気ディ
スク装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、コンピュータシステムの外部記憶装置としての磁
気ディスク装置の重要度は益々高まり、その記録密度は
年々著しい向上が図られている。

このような高記録密度化に対応する磁気ディスクとして
、従来の磁性粉とバインダーを混練した磁性塗料を基板
上に塗布した塗布型媒体に代り、磁性薄膜を用いた薄膜
磁気ディスクが注目されている。

磁性薄膜を用いた薄膜磁気ディスク（以下、単に磁気デ
ィスクと称する）の−殻内な構造は次の様である。基板
はアルミニウム合金円板と、その上に形成された下地層
より戊る。アルミニウム合金の代りにガラス等硬度の高
い円板材料を用いた場合には下地層が省略されることも
ある。基板の上には磁性層が形成されるが、この両者の
間には、密着性向上や磁性層の特性向上を目的として中
間層が形成される場合もある。磁性層の上には保護層さ
らには必要に応じて潤滑層が形成されて、磁気ディスク
が構成される。

磁気ディスク装置は、磁気ディスクと記録再生磁気ヘッ
ド（以下、単にヘッドと称する）を主構成要素としてい
る。その記録再生方法は、操作開始前にはヘッドと磁気
ディスクとが接触状態であるが、磁気ディスクを回転さ
せることにより磁気ヘッドと磁気ディスクとの間に空間
を作り、この状態で記録再生を行なう。操作終了時には
磁気ディスクの回転が止まり、ヘッドと磁気ディスクと
は再び接触状態となる（コンタクト・スタート・ストッ
プ方式、以下Ｃ８Ｓ方式と称する）。磁気ディスク装置
の記録密度を向上させるためには、記録再生時のヘッド
の浮上量は小さいほど良く。

その際のヘッドの浮上安定性を確保するために、磁気デ
ィスクの表面はできるだけ平坦であることが要求される
。

ところで、磁気ディスク装置の起動時及び停止時におい
て磁気ヘッドと磁気ディスクとの間に生ずる摩擦力は、
両者の摩耗を引き起こし、特性劣化の原因となる。さら
に、磁気ディスクが静止している状態で磁気ヘッドと磁
気ディスクの間に水分等が介在すると、両者が強固に吸
着し、この状態で起動するとヘッドと磁気ディスクの間
に大きな力が生じ、ヘッドや磁気ディスクの損傷を招く
恐れがある。この様な摩擦力や吸着力は、磁気ディスク
の表面が平坦であるほど大きくなる傾向があり、前記し
た記録密度の向上に伴うヘッドの浮上安定性に対する要
求と相反する。

このような摩擦力や吸着力の低減を目的として、基板表
面を適度に加工して微細な凹凸を形成する方法が種々提
案されている。例えば、基板表面を適度に研磨加工して
微細な凹凸を形成する方法が特開昭５９−８２６２６号
公報（以下公知例１と称する）に提案されている。また
、研磨粒子の粒径を変えて二段階で基板表面を研磨加工
することにより。

−段目の加工で基板表面に微細な凹凸を形成し、形成さ
れた突起の先端部のみを二段目の加工で削り落して突起
を除く方法が特開昭６２−２４８１３３号公報（以下公
知例２と称する）に提案されている。

さらに、研磨加工を円周方向に行うことにより、円周状
の溝を形成する方法が特開昭６２−１４６４３４号公報
（以下公知例３と称する）に提案されている。

また、上記したような機械的研磨加工の他に、レーザー
ビームを基板表面に局部的に照射して凹凸を形成する方
法（特開昭６０−１１９３６５号公報：以下公知例４と
称する）や、基板を回転させながら電子ビームを照射し
て同心円状の周期的溝を形成する方法（特開昭６０−１
９１４３２号公報：以下公知例５と称する）等が提案さ
れている。

これらの従来技術によれば、基板表面に微細な凹凸を形
成することにより、磁気ディスクとヘッドとの間に生じ
る摩擦力や吸着力を低減できるとされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、磁気ディスクとヘッドとの間に生じ
る摩擦力や吸着力を低減することを主眼としている。磁
気ディスクが有すべきヘッドの浮上安定性については配
慮がなされていない。

公知例１及び３の場合のように単なる機械的研磨加工に
よっては、形成される凹凸の形状が不均一になり、また
鋭い突起も生成しやすいため、記録再生時にヘッドと磁
気ディスクが接触する可能性が高く、最悪の場合磁気記
録媒体又はヘッドの破損を引き起こす恐れがある。公知
例２のように二段階で基板表面を研磨加工する方法では
、突起の生成はある程度抑えられるものの、凹凸の形状
、特に凹部の幅及び深さが不均一になることが避けられ
ない。このような凹凸形状の不均一は、記録再生時のヘ
ッドの浮上安定性に影響し、仮にヘッドと磁気記録媒体
が接触しなくとも、浮上量が変動することにより記録再
生の精度が低下し、最悪の場合にはエラーを生ずるとい
う問題点がある。

また公知例２では、凹凸の形成方向や大きさについて規
定されておらず、前記したように高記録密度化に伴って
ヘッドの浮上量が小さくなった場合゛にヘッドの浮上安
定性を十分に確保出来ない。

公知例４及び５のような研磨法以外の方法では、鋭い突
起は生威しにくい。しかしいずれの場合もヘッドの浮上
安定性を確保するために磁気ディスクが有すべき凹凸の
形状について配慮がなされていない。

以上のように上記従来技術では、ヘッドと磁気ディスク
の摩擦力や吸着力の低減に主眼が置かれているだけで、
記録再生時のヘッドの浮上安定性について配慮がなされ
ていない。

本発明の目的は、上記問題点を解決すべくなされたもの
であり、ヘッドとの摩擦力や吸着力が低く、記録再生時
にヘッドの浮上安定性を確保できる磁気ディスク及び磁
気ディスク装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、うラドとの摩擦力や吸着力が低く
、記録再生時にヘッドの浮上安定性を確保できる磁気デ
ィスクの製造方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を解決するため、発明者らは種々の凹凸形状に
ついて検討を行った結果、ヘッドとの摩擦力や吸着力を
低くシ、ヘッドの浮上安定性を確保するためには、凹凸
の形状を環状或はスパイラル状のように円周方向の溝と
して、かつ溝の幅が全面にわたってほぼ均一であり、さ
らに溝間の突起部上面が平坦であることが重要であるこ
とを見出した。

本発明は、非磁性基板上に磁性層を有する磁気ディスク
において、実質的に平坦な面からなるディスク表面に、
ほぼ一定幅の円弧状をした連続溝又は不連続溝を複数個
具備し、該溝の底面から溝と溝とによって囲まれた部位
まで磁性層を連続して設けたものである。

溝の形状は、同心円状或はほぼ同心円状の環状溝或はら
せん状の溝が望ましい。溝は円周方向に連続しているこ
とが望ましいが５円周方向のところどころで分断した不
連続であってもよい。但し不連続溝の場合には、同一円
周方向で見たときに規則的或いはほぼ規則的に並んでい
ることが望ましい。

溝はディスクの半径方向に規則的或は一定間隔で設けら
れていることが望ましい。ディスク半径方向に一定間隔
或はほぼ一定間隔で溝を設けることにより、摩擦力及び
吸着力を面内でほぼ一定にできる効果がある。

溝間突起部上面の最大粗さ（Ｒｍａｘ）は溝深さ以下に
することが望ましい。

本発明の磁気ディスク装置は、 情報を記録する少なくとも１枚以上の磁気ディスクと、 該磁気ディスクに対して情報の書き込み及び読み出しを
行う薄膜磁気ヘッドと、 前記磁気ディスクを回転させる手段と、前記薄膜磁気ヘ
ッドの位置決め手段とを有する磁気ディスク装置におい
て、 一面当りの記憶容量が１．５〜３　ギガバイトの前記磁
気ディスクおよび前記磁気ヘッドを０．０５〜０．２　
μｍの範囲内で浮上できる前記磁気ディスク回転制御手
段を有し、 前記ディスク表面にほぼ一定溝幅の円弧状をした連続又
は不連続溝を同心円的に複数個具備し、該複数個の溝に
よって囲まれた部位に実質的に平坦な面を有し、 前記溝の底面から溝と溝とによって囲まれた実質的に平
坦な面まで連続している前記磁性層を有することを特徴
とする。

本発明の磁気ディスクを備えることによって。

磁気ヘッドの浮上量を０．２μｍ以下０．０５μｍ程度
まで小さくすることができる。この結果として磁気ディ
スク−衝当たりの記憶容量を１．５〜３ギガバイトと著
しく高めることが可能となり、高記録密度化を達成でき
るようになる。

本発明の他の目的は、実質的に平坦な面を有する非磁性
円板状基板又は磁気記録媒体構成層の内−ｍの表面或い
は一定深さのほぼ円周方向に沿った溝を形成するに先立
って、該非磁性円板状基板又は磁気記録媒体構成層の内
一層の表面の最大粗さ（Ｒｍａｘ　）を、前記溝の深さ
以下となるように平坦に加工した面に、ほぼ一定幅の溝
を形成することにより達成される。

ほぼ一定幅の溝の形成方法としては、溝を形成すべき表
面に同心円状又はらせん状をしたほぼ一定幅のマスクパ
ターンを形成してエツチングを行うことが望ましい。

溝を形成すべき面に可塑性薄膜を形成し、同心円状或い
はらせん状の突起を形成した型を圧接してその形状を転
写し、これをマスクパターンとしてエツチングを行うこ
とも可能であり、望ましい方法の１つである。

本発明によれば、現在の磁気ディスク装置の磁気ヘッド
浮上量が最小でも０．２μｍより大であったのを０．０
５μｍ程度まで狭めることができる。

〔作用〕

本発明によれば、ヘッドと対向する磁気ディスクの溝間
突起部の上面が平坦となっており、鋭い突起が存在しな
いため、記録再生時ヘッドが浮上している際に、ヘッド
と磁気ディスクが接触するのを防止できヘッド浮上量を
小さくできる。またほぼ一定深さの円周方向に沿った溝
が存在するため、ヘッドと対向する磁気ディスクの面形
状が、磁気ディスクを回転させた場合にもほぼ一定とな
り、ヘッドの浮上量変動が少なく、全面にわたってほぼ
一定の浮上量を保持できる。

以上のように本発明によれば、ヘッドの安定浮上を確保
できるため、記録再生精度を高くすることができ、高記
録密度化に伴う低浮上量化に対応することができる。

また、磁気ディスクが停止している状態では、ヘッドと
磁気ディスクは上記溝間の突起部と面で接しているが、
各々の突起部の間には突起部上面の最大粗さ（Ｒｍａｘ
　）より大きい深さの溝が存在するため、ヘッドと磁気
記録媒体の間には必ず空隙が存在し、両者の摩擦力及び
吸着力を小さくすることができる。

〔実施例〕

以下本発明の詳細な説明する。

磁気ディスクに形成されるほぼ一定幅の溝のパターンは
、ほぼ円周方向に沿っていることが重要であり、望まし
くは同心円又はらせん状が好ましい、これは、ヘッドと
対向する磁気ディスクの面形状が、磁気ディスクを回転
させた場合にもほぼ一定となり、ヘッドの安定浮上が確
保されやすいためである。ただし、同心円又はらせん状
以外でも、例えば楕円状や多角形状等ほぼ円周方向に沿
ったものであればほぼ同様な効果が期待できる。

また、ほぼ円周方向に沿った溝は周方向に完全に連続的
である必要はなく、実際に形成される講が、ほぼ円周方
向に沿った溝の一部のみであっても同様な効果が得られ
る。但しこの場合ほぼ円周方向に沿った溝が平均５０％
以上欠落していると、この効果は小さくなる。また、ほ
ぼ円周方向に沿った溝の他に、必要に応じてヘッドの浮
上安定性を損なわない範囲で、他の形状の溝を付加して
も構わない。例えば、磁気ディスク装置内において磁気
ディスクに付着する微小な塵埃を除去しやすくするため
に、ほぼ円周方向に沿った溝に放射状に溝を付加しても
良い。

ほぼ円周方向に沿って形成される溝の深さ及びピッチは
、磁気ディスクの全面にわたって制御されていることが
望ましい。特にピッチは目視で先の回折模様が見える程
度に制御されていることが望ましい。これにより、ヘッ
ドの浮上安定性、ヘッドと磁気ディスクの摩擦力及び吸
着力を磁気ディスクの全面にわたって任意に制御するこ
とができ、また磁気ディスクのロット間において均一と
することができる。このように溝の深さ及びピッチを制
御して形成した場合には、磁気ディスク表面での光の回
折による回折模様が観察され、従来の磁気ディスクとは
外見上際立った違いを示す。

溝の幅、深さ及びピッチを磁気ディスクの全面にわたっ
て各々ほぼ一定とすれば、ヘッドと磁気ディスクの摩擦
力及び吸着力を面内で各々ほぼ一定とすることができる
。ただし、磁気ディスクが一定回転数で回転した場合、
内周付近と外周付近ではヘッドと磁気ディスクの相対速
度が異なるため、溝の輻及びピッチを磁気ディスクの全
面にわたって各々一定とした場合には、内周付近と外周
付近ではヘッドの浮上量がわずかに異なってくるおそれ
がある。

ヘッドの浮上量を磁気ディスクの全面にわたって一定と
したい場合には、溝の幅又はピッチを半径方向で連続的
にわずかに変化させれば良い。

磁気ディスクにおいて、半径方向でＣ８Ｓ領域と記録再
生領域を分離する場合、あるいはヘッドを複数配置して
各々の記録再生領域を分離する場合などには、形成する
溝の幅及びピッチを各領域で異なるようにしても良い。

例えば前者の場合には、Ｃ８Ｓ領域においてはヘッドと
の摩擦力や吸着力が最少となるような溝の幅及びピッチ
とし、記録再生領域においてはヘッドの浮上安定性が最
適となるような溝の幅及びピッチとしてもよい。

本発明で、ほぼ円周方向に沿って形成される溝の深さは
、数ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくはｌｏｎｍ以上
１１００ｎ以下が望ましい。溝の深さが１０ｎｍ以下だ
とヘッドと磁気ディスクの摩擦力及び吸着力低減の効果
が小さくなってくる。

溝の深さが１１００ｎ以上だと記録再生時にヘッドと溝
の底部との距離が大きくなるため出力が低下し、またヘ
ッドの浮上安定性が損なわれてくる。

溝の底面を記録面とするためには、溝の深さを最大２０
０ｎｍに押えることが望ましい。

形成される溝の幅及びピッチは、以下の範囲が好適であ
る。溝の幅は０．１μｍ以上１０μｍ以下、好ましくは
０．３μｍ以上３μｍ以下が望ましい、溝の幅が０．３
μｍ以下だと溝形成時の精度が得られにくくなりやすい
。溝の幅が３μｍ以上であると、ヘッドと磁気ディスク
の摩擦力及び吸着力低減の効果が小さくなってくる。溝
のピッチは０．２μｍ以上１５μｍ以下、好ましくは０
．５μｍ以上５μｍ以下が良い。溝のピッチが０．５μ
ｍ以下であると溝形成時の精度に問題が生ずるおそれが
ある。溝のピッチが５μｍ以上だと、ヘッドと磁気ディ
スクの摩擦力及び吸着力低減の効果が小さくなってくる
。

ただし上記した溝の深さ、＠、ピッチが、ヘッドと磁気
ディスクの摩擦力及び吸着力やヘッドの浮上安定性に与
える影響は、互いに密接に関係していることは勿論であ
る。

磁気ディスクの構成要素のうち、一定深さのほぼ円周方
向に沿った溝を形成する部位は、非磁性円板状基板表面
が最も好ましい。これは基板上に形成される磁気ディス
クの構成層は、真空容器中で連続的に形成される場合が
多く、基板表面に清を形成することが加工プロセス上置
も単純となるためである。またほぼ円周方向に沿った溝
を非磁性円板状基板表面に形成すれば、基板上に形成さ
れる磁気ディスクの構成層はほぼ平坦に積層されるため
、基板表面の溝形状は磁気ディスクの表面までほぼ同一
に維持される。これによりヘッドとの摩擦力や吸着力が
低く、記録再生時にヘッドの浮上安定性が良好である磁
気ディスクを得ることができる。

ただし、基板表面以外１例えば磁性層、保護層の表面に
ほぼ円周方向９講った溝を形成した場合でも、本発明の
効果が損なわれることがないのは明らかである。磁性層
または保護層の表面にほぼ円周方向に沿った溝を形成し
た場合の効果としては、基板表面に溝を形成した場合に
比べて、最終的な磁気ディスクの表面形状が形成した溝
の形状により近くなるということがある。

本発明によるほぼ円周方向に沿った溝を形成する具体的
な方法は以下の通りである。溝を形成する表面を、最大
粗さ（Ｒｍａｘ　）で形成する溝の深さを越えない範囲
まで平坦に加工し、この表面をほぼ円周方向に沿って選
択的にエツチングすることにより溝を形成する。ここで
溝を形成する表面が、既に上記の範囲で平坦である場合
には、上記加工は不要となる。溝を形成する上記選択的
エツチングの方法としては、リソグラフィー技術により
、溝を形成する表面にほぼ円周方向に沿った所望のマス
クパターンを形成した後、エツチングを行ない、マスク
パターンで覆われなかった部分のみを選択的に均一エツ
チングして一定深さの溝を形成後、マスクパターンを除
去する方法が最も好ましい、上記マスクパターンを形成
する他の方法としては、溝を形成する表面に可塑性薄膜
を形成し、ほぼ円周方向に沿った所望のパターンを有す
る型を圧接して、その形状を可塑性薄膜に転写しても良
い。ここで用いられるエツチング法は、酸等による湿式
エツチングやイオンミリング等による乾式エツチングの
いずれも用いることができる。

形成される溝の深さは、エツチング時間により任意に制
御できる。これにより、一定深さのほぼ円周方向に沿っ
た溝を形成することができる。

なお、上記方法以外でも選択的エツチングにより溝を形
成する方法であれば、他の方法を用いても構わない。例
えば公知例５と類似の方法で、非磁性合金状円板を回転
させながら、レーザービーム、イオンビーム、電子ビー
ム等を局所的に照射して選択的エツチングを行っても良
い。ただし本発明では公知例５と異なり、溝を形成する
に先立って基板表面を十分平坦に加工し、かつ形成され
る溝の深さが全面にわたって一定となるようにビーム出
力、基板の回転速度等を十分制御することが重要である
。さらに選択的エツチング以外の方法でも、最終的に得
られる溝の形状が所望のものであれば、他の方法を用い
ても構わない。例えば平坦に加工した非磁性合金状円板
を回転させながら、光分解性の有機金属ガスを導入して
、レーザービームを基板上に局所的に照射して、選択的
に金属を析出させること（レーザーＣＶＤ法）によって
も同様な形状の溝を形成することができる。

円周方向に沿った溝のピッチ（Ｐｇ　）と記録再生時の
トラックピッチ（Ｐｔ　）の比（Ｐ　ｔ／　Ｐ　ｉ）を
適当に選択すれば、トラック間にかならず溝を存在させ
ることができる。磁性層の磁区構造は。

溝の部分で分離されやすくなるため、この方法によれば
トラック間の磁気的な相互作用が小さくなり、ノイズを
小さくすることができる。ここで（Ｐｔ／Ｐｇ）は、１
以上１００以下の範囲が望ましい、（Ｐｔ／Ｐｇ）がｌ
以下では、トラック間の全てに溝を存在させることが出
来ない。また（Ｐｔ／Ｐｇ）が１００以上の場合溝形成
時の精度に問題が生ずる。

以下具体的な実施例により、本発明をさらに詳細に説明
する。

〈実施例１〉 外径５．２５　インチのアルミニウム合金円板の表面に
無電解めっき法によりＮ１−Ｐ下地膜を１５μｍ形威し
、下地膜を１０μｍまで研磨して、触針式表面粗さ計で
測定した平均粗さ（Ｒ＆　）　５ｎｍ以下、最大粗さ（
Ｒｍａｘ　）１０ｎｍ以下になるように鏡面加工した。

こうして得られた基板上にポジ型レジスト（東京応化、
０ＦＰＲ８００）を約０．５　μｍ塗布し、全面にわた
り光透過部の幅１μｍ、ピッチ２μｍ一定のらせん状の
パターンを形成したフォトマスクを密着させて露光した
後現像し、基板上に幅１μｍ、ピッチ２μｍのらせん状
のマスクパターンを形成した。この基板を、イオンミリ
ング装置を用いてアルゴンイオンビームを３０秒間全面
に照。

射してエツチングを行ない、マスクパターンに従った溝
を形成した後、酸素プラズマアッシャ−によりマスクパ
ターンを除去した。

第２図にこうして得られた基板の表面形状を、ＳＴＭ（
走査型トンネル顕微鏡）により測定した結果の一例を示
す。基板表面の任意の１０点で測定した結果、いずれも
溝の幅は１μｍ、ピッチは２μｍ、深さは２０ｎｍであ
った。また溝間の突起部上面の最大粗さ（Ｒｍａｘ）は
５ｎｍであった。

この基板上にスパッタ法によりクロム（Ｃｒ）中間層を
０．２μｍ、コバルト−ニッケル（Ｃｏ　−Ｎｉ）磁性
層を５０ｎｍ、カーボン（Ｃ）保護層を４０ｎｍ形威し
た後、潤滑層としてパーフルオロポリエーテル系の潤滑
剤を約２ｎｍ塗布して磁気ディスクを作製した。第３図
にこうして得られた磁気ディスクの表面形状を、ＳＴＭ
により測定した結果の一例を示す。磁気ディスク表面の
任意の１０点で測定した結果、いずれも溝の幅は１μｍ
、ピッチは２μｍ、深さは２０ｎｍであり、溝間の突起
部上面の最大粗さ（Ｒｍａｘ　）は１２ｎｍであった。

基板上に上記各層を形成したことにより溝間の突起部上
面の最大粗さが大きくなっている以外は、基板上に形成
した溝形状がほぼ維持されている事がわかった。

本実施例の磁気ディスクの、半径方向での断面構造の模
式図を第１図に示す。第１図において、符号１はアルミ
ニウム合金円板、２は下地層、３は中間層、４は磁性層
、５は保護層、６は潤滑層を示す。

〈実施例２〉 フォトマスクとして、全面にわたり光透過部の＄に１μ
ｍ、ピッチ２μｍ一定の同心円状のパターンを形威した
物を用いた他は実施例１と同様な方法で磁気ディスクを
作製した。

〈実施例３〉 溝を形成するためのイオンミリングによるエツチング時
間を１分としたほかは、実施例１と同様な方法で磁気デ
ィスクを作製した。ＳＴＭにより磁気ディスク表面の任
意の１０点で形状を測定した結果、いずれも溝の幅は１
μｍ、ピッチは２μｍ、深さは４０ｎｍであり、溝間の
突起部上面の最大粗さ（Ｒｍａｘ）は１２ｎｍであった
。

〈実施例４〉 基板として触針式表面粗さ計で測定した平均粗さ（Ｒａ
）５ｎｍ以下、最大粗さ（Ｒｍａｘ　）　１０ｎｍ以下
になるように鏡面加工したガラス円板を用いた他は、実
施例１と同様な方法でガラス基板上に深さ２０ｎｍのら
せん状の溝を形威した後、上層を形成することにより磁
気ディスクを作製した。

〈実施例５〉 フォトマスクとして、溝形成領域の内周側７ｍｍ幅に光
透過部の＠１μｍ、ピッチ２μｍ一定の同心円状のパタ
ーンを形威し、その他の部分に光透過部の幅１μｍ、ピ
ッチ３μｍ一定の同心円状のパターンを形成した物を用
いた他は実施例１と同様な方法で磁気ディスクを作製し
た。ＳＴＭにより磁気ディスク表面の任意の１０点で形
状を測定した結果、内周側’！ｍの範囲では、いずれも
溝の幅は１μｍ、ピッチは２μｍ、深さは２０ｎｍであ
り、その他の範囲では、いずれも溝の幅は１μｍ、ピッ
チは３μｍ、深さは２０ｎｍであり、溝間の突起部上面
の最大粗さ（Ｒｍａｘ　）は全ての測定点で１２ｎｍで
あった。

〈実施例６〉 フォトマスクとして、溝形成領域の最内周で光透過部の
＠１μｍ、ピッチ３μｍ、最外周で光透過部の幅１μｍ
、ピッチ２μｍとし、その間でピッチを連続的に変化さ
せた同心円状のパターンを形成した物を用いた他は実施
例１と同様な方法で磁気ディスクを作製した。ＳＴＭに
より磁気ディスク表面の最内周と最外周で形状を測定し
た結果、最内周では、溝の幅は１μｍ、ピッチは３μｍ
、深さは２０ｎｍであり、最外周では溝の幅は１μｍ、
ピッチは２μｍ、深さは２０ｎｍであり、溝間の突起部
上面の最大粗さ（Ｒｍａｘ　）はいずれも１２ｎｍであ
った。

〈実施例７〉 外径５．２５インチのアルミニウム合金円板の表面に無
電解めっき法によりＮ１−Ｐ下地膜を０．５　　μｍ形
成し、下地膜を１０μｍまで研磨して、触針式表面粗さ
計で測定した平均粗さ（Ｒａ）５ｎｍ以下、最大粗さ（
Ｒｍａｘ　）１０ｎｍ以下になるように鏡面加工した。

こうして得られた基板上に可塑性樹脂のヘキサン溶液を
スピンコードして可塑性樹脂膜を約０．５μｍ形成した
。この表面に、全面にわたり幅１μｍ、ピッチ２μｍの
らせん状の突起を形成した型を圧接して、可塑性樹脂膜
にその形状を転写しマスクパターンとした。

この基板に、実施例１と同様な方法で深さ２０ｎｍの溝
を形成した後マスクパターンを除去し、上層を形成して
磁気ディスクを作製した。

〈実施例８〉 外径５．２５　インチのアルミニウム合金円板の表面に
無電解めっき法によりＮ１−Ｐ下地膜を１５μｍ形成し
、下地膜を１０μｍまで研磨して、触針式表面粗さ計で
測定した平均粗さ（Ｒａ　）　５ｎｍ以下、最大粗さ（
Ｒｍａｘ　）１０ｎｍ以下になるように鏡面加工した。

この基板上に、実施例１と同様な方法で中間層。

磁性層、保護層を形成した。保護層表面の最大粗さ（Ｒ
ｓ＋ａｘ　）は、触針式表面粗さ計で測定して１２ｎｍ
であった。この保護層上に、実施例１と同様な方法でら
せん状の溝を深さ２０ｎｍで形成した。このような魂を
形成した保護膜の表面に、潤滑層としてパーフルオロポ
リエーテル系の潤滑剤を約２ｎｍ塗布して磁気ディスク
を作製した。

本実施例の磁気ディスクの、半径方向での断面構造の模
式図を第４図に示す。

〈実施例９〉 フォトマスクとして、全面にわたり光透過部の［２μｍ
、ピッチ５μｍ一定の同心円状のパターンを形成した物
を用いた他は実施例上と同様な方法で磁気ディスクを作
製した。

〈比較例１〉１′ 外径５．２５　インチのアルミニウム合金円板の表面に
無電解めっき法によりＮ１−Ｐ下地膜を１５μｍ形成し
、下地膜を１０μｍまで研磨して、触針式表面粗さ計で
測定した平均粗さ（Ｒａ　）　５ｎｍ以下、最大粗さ（
Ｒ＋ｏａｘ　）　１０ｎｍ以下になるように鏡面加工し
た。

この基板上に、実施例１と同様な方法で中間層。

磁性層、保護層、潤滑層を形成して磁気ディスクを作製
した。

〈比較例２〉 外径５．２５　インチのアルミニウム合金円板の表面に
無電解めっき法によりＮ１−Ｐ下地膜を１５μｍ形威し
、下地膜を１０μｍまで研磨して、触針式表面粗さ計で
測定した平均粗さ（Ｒａ　）　５ｎｍ以下、最大粗さ（
Ｒｍａｘ　）１０ｎｍ以下になるように鏡面加工した。

この基板を回転させながら、ラッピングテープを押しつ
けて研磨し、ほぼ円周方向に沿った溝を形成した。こう
して得られた基板表面は、触針式表面粗さ計で測定して
平均粗さ（Ｒａ　）ｌｏｎｍ。

最大粗さ（ＲＩｌａｘ　）　５５ｎｍであった。第５図
にこうして得られた基板の表面形状をＳＴＭにより測定
した結果の一例を示す。

この基板上に、実施例１と同様な方法で中間層。

磁性層、保護層、潤滑層を形成して磁気ディスクを作製
した。

〈比較例３〉 外径５．２５　インチのアルミニウム合金円板の表面に
無電解めっき法によりＮ１−Ｐ下地膜を１５μｍ形成し
、下地膜を１０ｐｍまで研磨して、触針式表面粗さ計で
測定した平均粗さ（Ｒａ　）　５ｎｍ以下、最大粗さ（
ＲＩＩｌａｘ　）　１０　ｎｍ以下になるように鏡面加
工した。

この基板を比較例２と同様な方法で研磨加工した後、基
板を回転させながらポリッシングテープと遊離砥粒を用
いてポリッシュ加工した。こうして得られた基板表面は
、触針式表面粗さ計で測定して平均粗さ（Ｒａ）８ｎｍ
、最大粗さ（Ｒｍａｘ）４０ｎｍであった。

この基板上に、実施例１と同様な方法で中間層。

磁性層、保護層、潤滑層を形成して磁気ディスクを作製
した。

以上の実施例１〜９及び比較例１〜３により得られた磁
気ディスクについて、ヘッドとの吸着力。

摩擦力の測定、ヘッドと圧電素子を用いてヘッド浮上時
のヘッドと磁気記録媒体との接触カウント試験、ＣＳＳ
試験２円周方向と半径方向での保磁力の測定を行った。

ただし、実施例５では吸着力。

摩擦力、ＣＳＳ試験は内周側７ｍの範囲内で、接触カウ
ント試験は外周側の領域で測定した。また、その他の磁
気ディスクではいずれの試験も中央付近で行った。測定
結果を表１に示す。

表１に示すように、本実施例による磁気ディスクは、溝
を形成していない比較例１に比べ吸着力。

摩擦力とも小さくなっており、優れた耐Ｃ８Ｓ性を有す
る。また溝の効果により円周方向の磁気異方性も有して
いることがわかる６但し、実施例５の場合には溝を保護
層状に形成したため、円周方向の磁気異方性に対しては
効果がなかった。

また本実施例による磁気ディスクは、研磨加工により溝
を形成した比較例２と比べ、ヘッドとの接触が見られず
、耐Ｃ８Ｓ性も良好である。これは、比較例２において
は研磨過程で突起を生成しやすいためである。さらの研
磨加工後にポリッシュ加工してできるだけ突起を除いた
比較例３においても、上記比較例２の問題点が緩和され
てはいるものの、充分に除かれていない。

上記した様に本実施例によれば、一定幅及び深さのほぼ
円周方向に沿った溝を有し、溝間突起上面がほぼ平坦な
磁気ディスクを得ることができる。

このため、ヘッドとの摩擦力や吸着力が低く、耐Ｃ８Ｓ
性、ヘツドの浮上安定性が優れる。さらに磁性層より下
層に溝を形成した場合には磁性層の円周方向での磁気異
方性を有する磁気ディスクを得ることができる。

次に実施例２．６．９及び比較例３の磁気ディスクを用
い、第６図に示す磁気ディスク装置に組み込んでの記録
再生試験を行った。記録再生時のトラック幅は１２μｍ
、トラックピッチは１５μｍ、ヘッド浮上量０．１μｍ
で行った。

第６図は１本発明の一実施例による磁気ディスク装置の
構成を示す概略図である。

磁気ディスク装置は、第６図に示す符号１１〜１８の構
成要素°及びボイスコイルモータ制御回路を含むＨＤＡ
を有する。

符号１１はベース、符号１２はスピンドルである。

一つのスピンドルに図のように複数枚の円板状の磁気デ
ィスク４が取り付けられる。

第６図では、１つのスピンドルに五枚の磁気ディスクを
設けた例が示されているが、五枚に限るものではない。

また、このように一つのスピンドルに複数枚の磁気ディ
スクを設けたものを複数個設置してもよい。

符号１３はスピンドル１２を駆動し、磁気ディスクを回
転するためのモータすなわち磁気ディスク回転制御手段
である。

符号１５はデータ用磁気ヘッドを示し、符号１５ａは位
置決め用磁気ヘッドを示している。

符号１６はキャリッジ、符号１７はボイスコイル、符号
１８はマグネットである。

ボイスコイル１７とマグネット１８によりボイスコイル
モータが構成される。

そして符号１６．符号１７．符号１８の要素によりヘッ
ドの位置決めがなされる。従って符号１６．１７．１８
を含めて磁気ヘッド位置決め機構と総称する。

ボイスコイル１７と磁気ヘッド１５及び１５ａとは、ボ
イスコイルモータ制御回路を介して接続されている。

第６図において、上位装置とは例えばコンピュータシス
テムを示し、磁気ディスク装置に記録された情報を処理
する機能を有するものである。再生出力試験は内周側と
外周側で各々行った。また実施例９の磁気記録媒体では
、トラック間に溝がくるように記録再生の位置決めをし
た場合と、トラック間に溝がこないように記録再生の位
置決めをした場合の２通りで試験を行った。なお、実施
例２及び９の場合には、トラックの配置と形成した溝の
ピッチとの関係よりトラック間には常に溝が存在してい
ることがわかる。試験結果を表２に示す。

表 本実施例による磁気ディスクは、比較例３に比べて、エ
ラー数、ＳＮ比とも優れている。これは、比較例３にお
いては、溝の形状が不均一なためにヘッドの浮上安定性
が不十分となり、記録再生時のエラー及びノイズの原因
となるためである。これに対し本実施例では、ヘッドの
浮上安定性が確保されるため、エラーおよびノイズの少
ない磁気ディスク装置を得ることが出来る。

ところで実施例９において、トラック間に溝を配した場
合は、溝を配しない場合に比べてノイズが少なくなって
いる。これは、トラック間の溝がノイズ低減に有効であ
ることを示す。

また実施例６の場合には、他の例に比べ内周側と外周側
での再生出力がほぼ同一となっている。

これは内周側から外周側にかけて溝のピッチを連続的に
減少させたことにより、一定速度で磁気ディスクを回転
させたときに、ヘッドと磁気ディスクの相対速度が内周
側と外周側で異なることによるヘッド浮上量の変動が補
正されたためと考えられる。また、内周側から外周側に
かけて溝のピッチを連続的に減少させたことにより、１
ビツトの記録領域における溝間突起部上面の面積の違い
が。

内周側と外周側゛で少なくなったことも原因の一つと考
えられる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ヘッドとの摩擦力や吸着力が低く、記
録再生時にヘッドの浮上安定性を保証する磁気ディスク
並びに磁気ディスク装置を提供することができる効果が
ある。

また、本発明によれば、ヘッドとの摩擦力や吸着力が低
く、記録再生時にヘッドの浮上安定性を保証する磁気デ
ィスクを再現性良く製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第４図は本発明の一実施例による磁気ディス
クの半径方向での断面構造の模式図、第２図は本発明の
一実施例により溝を形成した基板表面のＳＴＭ（走査型
トンネル顕微鏡）像を示す概略図、第３図は第２図に示
した基板を用いて作製した磁気記録媒体表面のＳＴＭ像
を示す概略図、第５図は比較例２による基板表面のＳＴ
Ｍ像を示す概略図、第６図は本発明の一実施例による磁
気ディスク装置の概略構成図である。 １・・・アルミニウム合金円板、２・・・下地層２３・
・・中第 図 第 図 （ｎｍ） 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に磁性層を有する磁気ディスクにおいて、 ディスク表面にほぼ一定溝幅の円弧状をした連続又は不
   連続溝を同心円的に複数個具備し、該複数個の溝によつ
   て囲まれた部位に実質的に平坦な面を有し、 前記溝の底面から溝と溝とによつて囲まれた実質的に平
   坦な面まで連続して前記磁性層が設けられていることを
   特徴とする磁気ディスク。 ２、基板上に磁性層を有する磁気ディスクにおいて、 磁気ヘッドと接触する表面が、ほぼ一定の溝幅を有しデ
   ィスク回転軸に対して同心円状でほぼ規則的に配列して
   いる連続又は不連続の溝と、該溝によつて囲まれた実質
   的に平坦な磁気ヘッド接触面とから構成されており、 前記溝の底面から溝によつて囲まれた前記実質的に平坦
   な磁気ヘッド接触面まで前記磁性層が連続して設けられ
   ていることを特徴とする磁気ディスク。 ３、円板状の非磁性基板、該基板上に直接或は他の層を
   間に介して設けられた磁性層、該磁性層の上面に設けら
   れた保護層とを具備する磁気ディスクにおいて、 実質的に平坦な前記ディスク表面に、同心円状或はらせ
   ん状を有し円周方向に沿つて連続又は不連続であり、ほ
   ぼ一定の溝幅を持つ溝がほぼ一定間隔で設けられており
   、 前記溝の底面から溝と溝とによつて囲まれた実質的に平
   坦な面まで前記磁性層が連続して設けられており途切れ
   ていないことを特徴とする磁気ディスク。 ４、円板状の非磁性基板、該基板上に直接或は他の層を
   間に介して設けられた磁性層、該磁性層上に設けられた
   保護層とを具備する磁気ディスクにおいて、 実質的に平坦なディスク表面に、ほぼ一定の溝幅を有す
   る環状の溝をディスク回転中心に対して同心円状に複数
   個具備し、 前記環状溝の底面から該環状溝によつて囲まれた実質的
   に平坦な面まで前記磁性層が連続して設けられ記録面を
   構成していることを特徴とする磁気ディスク。 ５、円板状の非磁性基板、該基板上に直接或は他の層を
   間に介して設けられた磁性層、該磁性層上に設けられた
   保護層とを具備する磁気ディスクにおいて、 実質的に平坦なディスク表面に、同心円状或はらせん状
   を有し、円周方向に沿つて連続又は不連続であり、ほぼ
   一定幅を有する溝を具備し、前記溝の底面から溝と溝と
   によつて囲まれた実質的に平坦な面まで前記磁性層及び
   前記保護層が連続して設けられており、該溝の底面まで
   記録面となつていることを特徴とする磁気ディスク。 ６、請求項１において、前記溝が同一円周上で規則的或
   いはほぼ規則的に設けられていることを特徴とする磁気
   ディスク。 ７、アルミニウム板上に、硬質下地層、中間層、磁性層
   、保護層及び潤滑層を順次有する磁気ディスクにおいて
   、 前記硬質下地層表面に同心円状或はらせん状のほぼ一定
   幅を有する溝を有し、 該硬質下地層の上部に位置する層がいずれも該硬質下地
   層の表面形状を実質的に維持していることを特徴とする
   磁気ディスク。 ８、請求項７において、前記硬質下地層表面に形成され
   た同心円状或はらせん状の溝が円周方向に連続或は不連
   続であることを特徴とする磁気ディスク。 ９、ガラス或はセラミックスからなる非磁性基板上に、
   中間層、磁性層、保護層及び潤滑層を順次有する磁気デ
   ィスクにおいて、 前記非磁性基板表面に同心円状或はらせん状のほぼ一定
   幅を有し円周方向に連続又は不連続の溝を有し、 該非磁性基板の上部に位置する層がいずれも該非磁性基
   板の表面形状を実質的に維持していることを特徴とする
   磁気ディスク。 １０、請求項７において、前記硬質下地層表面に形成さ
   れた溝深さがディスク表面まで実質的に維持されている
   ことを特徴とする磁気ディスク。 １１、請求項７において、前記硬質下地層表面に形成さ
   れた溝深さが前記保護層まで実質的に維持されているこ
   とを特徴とする磁気ディスク。 １２、請求項１において、前記溝の深さが数ｎｍ〜２０
   ０ｎｍの範囲内にあり、ほぼ一定深さを有することを特
   徴とする磁気ディスク。 １３、非磁性基板上に中間層を有し、該中間層上に磁性
   層、保護層及び潤滑層を順次有する磁気ディスクにおい
   て、 前記磁気ディスク構成層のいずれか一層の表面に同心円
   状或はらせん状を有し円周方向に沿って連続或いは不連
   続でほぼ一定幅を有する溝を具備し、 該溝を有する層の上部に位置する層がいずれも該溝を有
   する層の表面形状を実質的に維持していることを特徴と
   する磁気ディスク。 １４、請求項７において、前記硬質下地層がニッケル−
   リン下地層、前記中間層がクロム層よりなることを特徴
   とする磁気ディスク。 １５、請求項１において、前記円弧状を有する連続又は
   不連続溝が０．１〜１０μｍの範囲内でほぼ一定の溝幅
   を有することを特徴とする磁気ディスク。 １６、請求項１において、前記ディスク表面に同心円的
   に設けられた複数個の溝のピッチが０．２〜１５μｍの
   範囲内にあることを特徴とする磁気ディスク。 １７、基板上に磁性層と該磁性層の保護層を具備する磁
   気ディスクにおいて、 前記ディスク表面にほぼ一定溝幅の円弧状をした連続或
   いは不連続の溝を同心円的に複数個有し、同心円的に並
   んだ複数個の該溝が目視で光の回折模様が見える程度に
   制御されたピッチを有し、 該複数個の溝によつて囲まれた部位の表面が実質的に平
   坦な面を有し、 前記溝の底部から溝と溝とによつて囲まれた部位まで前
   記磁性層及び前記保護層が連続して設けられており、 前記溝が底部まで記録できる深さを有することを特徴と
   する磁気ディスク。 １８、請求項１７において、前記溝及び該溝によつて囲
   まれた平坦な部位が、同一円周上で見たときにほぼ規則
   的に配列していることを特徴とする磁気ディスク。 １９、非磁性基板上に中間層、磁性層、保護層及び潤滑
   層を順次形成する磁気ディスク製造法において、 実質的に平坦な面を有する前記非磁性基板表面に同心円
   状又はらせん状をしたほぼ一定幅のマスクパターンを形
   成してエッチングを行うことにより溝を形成し、 その後、該溝を有する非磁性基板の表面形状を有するよ
   うにその上の層を順次形成していくことを特徴とする磁
   気ディスクの製造方法。 ２０、請求項１８において、前記非磁性基板が硬質下地
   層を具備し、該硬質下地層表面に前記マスクパターンを
   形成してエッチングを行い同心円状或いはらせん状をし
   たほぼ一定幅の連続或いは不連続溝を形成することを特
   徴とする磁気ディスクの製造方法。 ２１、非磁性円板状基板又は磁気ディスクの構成層の内
   一層の表面に可塑性薄膜を形成し、同心円状或いはらせ
   ん状の突起を形成した型を圧接してその形状を転写し、
   これをマスクパターンとしてエッチングを行なうことに
   より、前記非磁性円板状基板又は磁気ディスクの構成層
   の内一層の表面を選択的にエッチングして、一定深さの
   ほぼ同周方向に沿つた溝を形成することを特徴とする磁
   気ディスクの製造方法。 ２２、磁気ディスク、該磁気ディスクを回転させるため
   の回転制御手段、前記磁気ディスクに記録再生を行うた
   めの磁気ヘッド及び該磁気ヘッドの位置決め機構を具備
   する磁気ディスク装置において、 前記ディスク表面にほぼ一定溝幅の円弧状をした連続又
   は不連続溝を同心円的に複数個具備し、 該複数個の溝によつて囲まれた部位に実質的に平坦な面
   を有し、 前記溝の底面から溝と溝とによつて囲まれた実質的に平
   坦な面まで連続している前記磁性層を有し、前記磁気ヘ
   ッドを０．０５〜０．２μｍの範囲内で浮上できる前記
   磁気ディスク回転制御手段を有することを特徴とする磁
   気ディスク装置。 ２３、磁気ディスクの表面に形成された溝のピッチ（Ｐ
   ＿ｇ）と記録、再生時のトラックピッチ（Ｐ＿ｔ）との
   比（Ｐ＿ｔ／Ｐ＿ｇ）が１以上１００以下の範囲である
   ことを特徴とする請求項２１に記載の磁気ディスク装置
   。 ２４、記録、再生時のトラック幅（Ｗ＿ｔ）内において
   、磁気ディスクの表面に形成された溝間の突起部上面平
   坦部の幅の総延長（Ｓ＿ｗ）とトラック幅との比（Ｓ＿
   ｗ／Ｗ＿ｔ）が、０．１以上０．９以下の範囲であつて
   、当該比が磁気ディスクの内周から外周に向かう半径方
   向で一定又は連続的に減少していることを特徴とする請
   求項２１に記載の磁気ディスク装置。 ２５、情報を記録する少なくとも１枚以上の磁気ディス
   クと、 該磁気ディスクに対して情報の書き込み及び読み出しを
   行う薄膜磁気ヘッドと、 前記磁気ディスクを回転させる手段と、 前記薄膜磁気ヘッドの位置決め手段とを有する磁気ディ
   スク装置において、 一面当りの記憶容量が１．５〜３ギガバイトの前記磁気
   ディスクおよび前記磁気ヘッドを０．０５〜０．２μｍ
   の範囲内で浮上できる前記磁気ディスク回転制御手段を
   有し、 前記ディスク表面にほぼ一定溝幅の円弧状をした連続又
   は不連続溝を同心円的に複数個具備し、 該複数個の溝によつて囲まれた部位に実質的に平坦な面
   を有し、 前記溝の底面から溝と溝とによつて囲まれた実質的に平
   坦な面まで連続している前記磁性層を有することを特徴
   とする磁気ディスク装置。