JPH0315254B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気記憶装置に用いられる磁気デイス
ク、磁気ドラム等の磁気記録体に関するものであ
る。

近年、コンピユータ・システムにおける磁気デ
イスク等の外部記憶装置としての重要性が増大
し、高記録密度化に対する要求は益々高まりつつ
ある。磁気記憶装置は記録再生ヘツドおよび磁気
記録体の主構成部から構成され、磁気記録体は高
速で回転し記録再生ヘツドは磁気記録体より微小
間隔浮上している。磁気記憶装置の高性能化に伴
い、この浮上間隔を小さくする為に記録再生ヘツ
ドの荷重を小さくすると同時に接触始動・停止
（コンタクト・スタート・ストツプ）型ヘツド浮
揚システムが採用されている。磁気デイスクの高
記録密度化、高性能化を図るためには、記録媒体
の薄層化、均一一様化、磁気特性の改良（保磁
力、角形比の向上）、および低浮上量における安
定したヘツド浮揚状態を確保しヘツドとデイスク
の衝突（ヘツド・クラツシユ）を防止するためデ
イスク表面精度の向上、耐ヘツドクラツシユ性等
の向上が必要である。磁性媒体層の改良がなされ
ねばならないことはもちろんだが、現在では磁性
媒体層を支持する基板の品質の向上が重要となつ
てきている。

高密度記録に適する基板の条件としては機械的
平担性および表面粗さが良好であり、欠陥が小さ
くその数も少ないことがあげられるが、更に磁気
記録体製作完了後において基板が非磁性であるこ
とが必要とされた。即ち磁性媒体層を支持する基
板に磁性がある場合、磁気記録の際磁性媒体層お
よびこの下の基板にも記録され磁化遷移幅が増大
し、再生の際は磁性媒体層の磁化がこの下の基板
によつて閉じるために磁気記録体外部に生じる磁
束が減少しヘツド出力が低下する。この様に基板
に磁性を帯びる材料を用いることは記録再生特性
の著しい低下を招くため避けねばならなかつた。

主な磁気記録媒体の種類には、現在までその主
流にあるγ−Fe₂O₃微粒子塗布膜、塗布媒体に変
りうる高記録密度用新媒体としてめつき金属薄膜
および反応蒸着法、反応スパツタ法等によるフエ
ライト連続薄膜があるが、高密度記録の実用化に
対していずれもその基板に問題点をもつている。
塗布型デイスクは、機械加工されたアルミ合金基
板上にγ−Fe₂O₃微粒子を分散させた有機バイン
ダーを回転塗布し201℃前後で焼成後研磨して作
製されるが、高密度記録に適する表面精度のアル
ミ合金基板を得ることは容易でない。めつき磁気
デイスクは、アルミ合金等の金属を素板とし、こ
の素板上に非磁性金属層、めつき金属薄膜及び保
護膜を被覆して作製されている。この場合の基板
はアルミ合金素板上の非磁性金属層として無電解
Ni−Ｐめつき膜、Ni−Ｐ電気めつき膜等の研磨
性の良好な金属を厚くめつきした後機械加工が行
われるため表面精度が向上し、現在20000BPI以
上の高密度記録に適する表面精度が達成されてい
る。ところでめつき金属薄膜を記録媒体とする磁
気デイスクは、記録再生ヘツドとの摩擦による損
傷および周囲環境条件による腐食から記録媒体を
守るため保護膜を必要とする。現在実用上最も有
力な保護膜の作製法として珪酸モノマーをめつき
金属薄膜上に回転塗布後焼成硬化する方法があ
る。焼成温度を高くする程保護膜の性能が向上す
るという傾向があるが、基板のNi−Ｐめつき膜
の磁性発生温度が通常200℃前後であるため保護
膜を十分に硬化させることができないという問題
がある。反応スパツタ法によるフエライト膜デイ
スクは、膜厚２〜3μの薄膜アルマイト被覆した
アルミ合金を基板とし、Fe，α−Fe₂O₃等のター
ゲツトを用いて中性法（Ar中）、還元法（Ar＋
H₂）、酸化法（Ar＋O₂）等のスパツタ雰囲気で
スパツタリングを行い基板上にFe₂O₃膜を形成す
るか、Feのターゲツトを用いて酸化法（Ar＋
O₂）のスパツタリングを行い基板上にα−Fe₂O₃
膜を形成した後水素還元によりFe₂O₃膜を形成し
た後、これらFe₂O₃膜を大気中酸化工程を経てγ
−Fe₂O₃膜にすることにより作製している。これ
ら諸工程のうちスパツタリングの際の基板温度は
通常240℃前後であり、γ−Fe₂O₃化のための大
気中酸化工程では300℃以上で数時間の加熱を必
要とする。このためフエライト膜デイスクでは
200℃前後で磁性の発生するNi−Ｐめつき基板は
用いられず加熱により磁性の発生しないアルマイ
ト被覆アルミ合金基板が主として用いられてい
る。アルマイト被覆アルミ合金基板ではアルマイ
ト層表面の研磨が行えるために表面粗さを
Rnax0.02〜0.03μm程度にすることができるが、
Ni−Ｐめつき基板に比較すると表面精度が劣り、
特に表面欠陥数において著しく劣つているのが現
状である。

反応蒸着法によるフエライト膜デイスクは、軟
質ガラス板や前記アルマイト被覆アルミ合金基板
を基板とし、酸素雰囲気中で鉄を反応蒸着して
Fe₂O₃膜または中間酸化状態の（１−ｘ）
Fe₃O₄・ｘ（Fe₂O₃）膜を形成して作製する。ある
いはこれら反応蒸着膜を得た後大気中加熱処理に
より磁気特性の改善（保磁力および角形性の増
大）が行われる。これら諸工程のうち反応蒸着中
の基板温度は通常250℃前後であり、大気中加熱
処理は通常250℃以上で１時間以上行われるため
Ni−Ｐめつき基板は用いられない。ガラス板は
磁性発生の心配はないが、高速度回転における強
度上の問題があるため、主としてアルマイト被覆
アルミ合金基板が用いられるが、前記の様な表面
精度上の問題がある。

また、以前にはアルミ合金基板の表面上に形成
し、さらに表面を研磨した酸化けい素、酸化アル
ミニウム、酸化タンタルおよび酸化チタンからな
る群から選ばれた少なくとも１つの酸化物薄膜と
からなる高密度記録用磁気デイスク基板が提案さ
れたことがある（特開昭51−48302号公報）。この
基板、表面精度、硬度、耐摩耗性に加えて、耐熱
処理性に優れるため、鉄−アルミ合金を反応スパ
ツタ後高温で加熱還元することにより得られるア
ルミニウムの固溶したFe₂O₃磁性薄膜の基板など
に使用できるとされている。アルミニウム合金基
板の表面上酸化物薄膜はスパツタリング等の乾式
法によつて形成され、実施例では30分の形成時間
をかけて膜厚約0.6μmの酸化けい素膜を得たあ
と、わずかに表層をポリシングして精度が良く、
耐摩耗性にも好ましい基板が得られるとしてい
る。しかし、このような基板が工業的規模で安価
に得られるかというと極めて疑問である。

ニツケル合金めつき基板の己密度磁気デイスク
基板としての製作技術は、昭和47年から昭和51年
にかけて研究され、（磁気デイスク基板の製作技
術の研究、第１報から第10報、精機学会講演前
刷、昭和47年から昭和51年）、すでに工業的に技
術が確立されている。そこでは、アルミニウム合
金基板から加圧焼鈍、切削、ラツピング、ニツケ
ル合金めつき、ラツピング、ポリシングと工程が
進行するとともに外周たわみ、半径平行度および
半径うねりが向上しており、最終的に外周たわみ
18μm、半径平行度約3.5μm、半径うねり1μm、
表面租さ0.02Rmaxという高精度が達成されてい
る。これらの値は、ニツケル合金めつき前けでな
く、ニツケル合金めつき後においても大きく改善
されており、ニツケル合金を50μm程度に厚膜め
つきし、これらをラツピング、ポリシングによつ
て各々数μm研磨することによつて達成されてい
る。

このように高密度磁気デイスク基板を得るため
には、硬質膜を厚付けし、数〜10数μm研磨加工
することが必要であり、特開昭51−48302号公報
のように酸化物薄膜を形成後研磨しても各種機械
的精度を総合的に達成することは困難でる。もし
可能とすれば、酸化物薄膜を薄膜形成する前のア
ルミニウム合金基体が奇跡的に最終的な各種機械
的精度を満たしている場合であつて、アルミニウ
ム合金の機械加工技術として工業的に困難であ
る。酸化物薄膜を数10μmの膜厚までスパツタリ
ング等の乾式法によつて形成するには多大な時間
を要するのに対して、めつき法によつてニツケル
合金膜厚膜層を得る場合には、析出速度が１時間
に10数μmと高速であるほか多数枚一括処理でき
るためはるかに生産性が高い。このため実際に広
く実用に供せられたのはアルミニウム合金基板に
ニツケル合金を厚くめつきして研磨した基板であ
り、特開昭51−48302号公報の基板はほとんど実
用に供せられなかつた。即ち、高密度記録に適す
る表面精度及び機械的強度を満たす基板は現在の
とこのNi−Ｐめつき基板のみであるが、比較的
低温で磁性が発生するという問題がある。

本発明の目的は、これらの問題を改善して高密
度記録に適する表面精度及び機械的強度を満たす
が既に磁性をもつ金属基板か磁性媒体層または保
護膜の形成時の加熱温度が磁性発生温度以上であ
る金属基板を用いて磁気記録体を作製しても非磁
性基板を用いて作製した磁気記録体の記録再生特
性に遜色のない磁気記録体を提供することにあ
る。

本発明による磁気記録体は、アルミ合金素板上
にニツケル合金厚膜層が被覆された金属基板と、
この基板を被覆する非磁性下地層と、この非磁性
下地層を被覆する磁性媒体層または更にこの磁性
媒体層を被覆する保護膜とからなり、前記金属基
板のニツケル合金厚膜層は既に磁性をもつている
か磁性媒体層または保護膜の形成時の加熱により
磁性が発生するが、前記非磁性下地層は磁性媒体
層および保護膜形成時に加わる最高温度において
も磁性が出現しない薄膜層であることを特徴とし
ている。この非磁性下地層により、ニツケル合金
厚膜層が既に磁性をもつているか磁性を帯びるに
到つた場合でも記録再生特性の著しい低下を防ぐ
ことができる。

以下、本発明による磁気記録体の特長を比較例
および実施例により説明する。

比較例 １ 機械加工により表面を平坦かつ平滑に仕上げた
アルミ合金素板を熱矯正、熱処理などにより平担
性を更に向上させた後、アルミ合金上に一様な
Ni−Ｐめつきを行うに適した前処理を施し、無
電解Ni−Ｐめつき液（日本カニゼン社製、ブル
ーシユーマー）を用いて膜厚30μmのNi−Ｐめつ
き膜を形成した。こうして得たNi−Ｐめつき膜
は190℃以下の熱処理では磁性が出現することは
ない。この両面を機械加工により鏡面仕上げし、
Ni−Ｐめつき基板を得た。こうして得られた基
板は20000BPI以上の高密度記録に適する表面精
度を十分に満たしていた。次にこのNi−Ｐめつ
き基板表面にCo−Ni−Ｐ無電解めつき浴を用い
て膜厚0.08μmのめつき金属薄膜（磁性媒体層）
を形成した後、珪酸モノマーを磁性媒体層表面に
回転塗布し、185℃の温度で数時間焼成して膜厚
0.1μmの珪酸重合体を主成分とする保護膜を形成
した。

こうして得られた磁気記録体を下記の条件で記
録再生特性の測定を行つたところ、図の曲線１に
示す特性を得た。図は記録周波数に対する記録再
生特性を示すものである。

測定条件 デイスク回転数 3000rpm 使用トラツク 直径125.6mm 使用ヘツド トラツク幅303μm、ギヤツプ長
0.73μm、ギヤツプ深さ15.8μm ヘツド浮上量 0.2μm 記録電流 60mA 図によれば記録密度10000BPI（4.7MHz）にて
11mV、記録密度20000BPI（9.3MPH）にてmVの
再生出力があり、高記録密度において実用上十分
な再生出力が得られている。

比較例 ２ 比較例１と同様の手順で磁気記録体を作製した
が、本比較例では磁性媒体層形成の前にNi−Ｐ
めつき基板を250℃にて５時間熱処理を行つて磁
性を発生させた基板を用いた。こうして得られた
磁気記録体の記録再生特性を比較例１と同条件で
測定を行つたところ、図の曲線２に示す特性を示
した。非磁性基板を用いた比較例１の場合に比べ
て、再生出力が著しく減少していた。

実施例 比較例２と同様の手順で磁気記録体を作製した
が、本実施例では磁性を発生させたNi−Ｐ基板
と磁性媒体層との間に無電解めつき液（日本カニ
ゼン社製、ブルーシユーマー）を用いて膜厚
0.3μmの非磁性下地層を形成させた。こうして得
られた磁気記録体の記録再生特性を比較例１と同
条件で測定を行つたところ、図の曲線３に示す特
性を示した。非磁性基板上に直接磁性媒体層を形
成させた比較例１の場合にくらべて低記録密度
（低記録周波数）における再生出力はやや低いが、
高記録密度における再生出力は比較例１の場合と
殆ど遜色がなかつた。

以上、比較例及び実施例で示された様に本発明
によれば、磁性が発生した基板と磁性媒体層との
間に膜厚0.3μm程度の薄膜の非磁性下地層を形成
させることにより、非磁性基板を用いた磁気記録
体の記録再生特性と殆ど遜色のない磁気記録体が
得られる。この様な効果は、磁性が発生した基板
と磁性媒体層との間にはさまれた非磁性下地層に
よつて磁気記録の際基板に前録されることを妨
げ、再生の際は磁性媒体層の磁化が基板によつて
閉じ磁気記録体外部に生じる磁束が減少すること
を防ぐことによつている。従つてこの様な構造を
とれば、実施例で示しためつき磁気デイスクの場
合のみならず磁性基板、非磁性下地層及び磁性媒
体層が以下に示す様な物質によつて構成された磁
気記録体においても本発明による効果が期待でき
る。

磁性基板としては磁性媒体層若しくは保護膜の
形成時の加熱温度により磁性が発生する非磁性基
板又はすでに磁性を帯びている基板のいずれでも
よい。前者の例としては実施例で用いたアルミ合
金素板上に無電解Ni−Ｐめつき膜を形成した基
板の他にアルミ合金素板上に無電解Ni−Sn−Ｐ
めつき膜、無電解Ni−Cu−Ｐめつき膜またはNi
−Ｐ電気めつき膜などを形成した基板があり、後
者の例としてはアルミ合金素板上の無電解Ni−
Ｗ−Ｐめつき膜または無電解Ni−Ｂめつき膜な
どを形成した基板がある。

非磁性下地層は磁性媒体層および保護膜形成時
に加わる最高温度においても磁性が発生しない材
料で膜厚が0.3μm程度以上の薄膜層である必要が
ある。磁気記録媒体が反応蒸着法、反応スパツタ
法などによるフエライト連続薄膜の場合には、非
磁性下地層としてSiO₂ガラス、アルミナ、Crな
どのスパツタ膜、Cr、Auなどの蒸着膜、Cu，
Au，Rh，Sn，Znなどの電気めつき膜、Cu，Au
などの無電解めつき膜などを用いることができ
る。磁気記録体が酸化鉄微粒子塗布膜の場合には
フエライト連続薄膜の場合に用いうる前記非磁性
下地層のほかに、塗布膜焼成時に加える最高温度
（210℃前後）においても磁性が発生しない非磁性
下地層（ある種の無電解Ni−Sn−Ｐめつき膜、
無電解Ni−Cu−Ｐめつき膜、無電解Ni−Ｐめつ
き膜、Ni−Ｐ電気めつき膜など、例えば日本カ
ニゼン社製シユーマーＢ−Ｏ無電解Ni−Ｐめつ
き液を用いれば230℃まで磁性が発生しないNi−
Ｐめつき膜が得られる。）も用いることができる。
磁気記録媒体が電気めつき金属薄膜の場合には非
磁性下地層としては保護膜形成時に加える最高温
度においても磁性が発生しないことのほかに、そ
の上に電気めつきが可能なことが条件となる。こ
れにはフエライト連続薄膜の場合に用いうる前記
非磁性下地層のうちSiO₂、ガラス、アルミナ膜
などを除いたものを用いることができる。磁気記
録媒体が無電解めつき金属薄膜の場合には活性化
処理により不導体上にもめつき可能であるからフ
エライト連続薄膜の場合に用いうる前記非磁性下
地層の全てを用いることができる。めつき金属薄
膜の場合珪酸重合体保護膜の焼成温度が高い程硬
度が増し良好な保護膜が得られるから、非磁性下
地層として200℃前後で磁性の発生する前記ブル
ーシユーマー液によるNi−Ｐめつき膜より少し
でも磁性発生温度の高いめつき膜を用いればより
良好な磁気記録体が得られることはいうまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

図は磁気記録体の記録再生特性を示す図であ
り、曲線１は比較例１で、曲線２は比較例２で、
曲線３は実施例で作製した磁気記録体の記録再生
特性をそれぞれ表わす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アルミ合金素板上にニツケル合金厚膜層が被
   覆された金属基板と、この金属基板を被覆する非
   磁性下地層と、この非磁性下地層を被覆する磁性
   媒体層または更にこの磁性媒体層を被覆する保護
   膜とからなる磁気記録体において、前記金属基板
   のニツケル合金厚膜層は既に磁性をもつているか
   磁性媒体層または保護膜の形成時の加熱により磁
   性が発生するが、前記非磁性下地層は磁性媒体層
   形成時および保護膜形成時の最高加熱温度におい
   ても磁性を発生しない薄膜層であることを特徴と
   する磁気記録体。