JPH05189756A

JPH05189756A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH05189756A
Application number: JP20447092A
Authority: JP
Inventors: Motomichi Itou; 元通伊藤; Kohei Ito; 康平伊藤; Hajime Shinohara; 肇篠原
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1991-08-22
Filing date: 1992-07-08
Publication date: 1993-07-30

Abstract

(57)【要約】【目的】磁気記録媒体の表面の摩擦係数を小さくし、
磁気記録媒体として高い信頼性、良い耐久性を持たせる
様にした。【構成】表面にテクスチャを形成してなる磁気記録媒
体において、表面最高部から２０ｎｍ深さにおけるベア
リングレシオ（荷重負荷面積率）を２０％以下に形成
し、磁気記録媒体としてのＣＳＳ特性を良好にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば磁気ヘッドとの間
において情報の記録および再生を行なう磁気記録媒体に
関するものであり、特に表面にテクスチャと称する微細
な溝もしくは凹凸を設けた磁気記録媒体に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より磁気記録媒体上に情報を記録
し、もしくはこの媒体上に記録した情報を再生出力する
ために磁気ディスク装置が使用されているが、上記の記
録、再生を行なう場合には、磁気ヘッドと記録媒体とを
例えば０．２〜０．３μｍの微小間隙を介して対向配置
することが必要である。このため、磁気ヘッドと磁気記
録媒体との接触による摩擦、摩耗および／または両者の
衝突に伴なう損傷が生じないように、浮上型磁気ヘッド
が使用されている。すなわち磁気ヘッドコアを装着した
スライダと、回転駆動される磁気記録媒体との相対速度
により両者の間隙部に発生する流体力学的浮上力を利用
してスライダを浮上させ、両者の微小間隙を保持するよ
うに構成している。しかしながら磁気記録媒体が静止し
ている場合には、上記流体力学的浮上力が存在しないた
め、スライダは磁気記録媒体上に接触した状態で係止し
ている。

【０００３】一方、スライダおよび磁気記録媒体の表面
は極めて高い精度で形成されているため、上記静止もし
くは係止した状態ではスライダが磁気記録媒体に吸着し
てしまうことがある。このような吸着状態が発生する
と、磁気記録媒体の起動時において、極めて大なる起動
トルクを必要とし、起動不能となるか、もしくは両者の
接触摺動により摺動面を著しく損傷し、以後の使用が不
能となる等の問題点がある。

【０００４】上記のような吸着による問題を解決するた
め、磁気記録媒体の表面にテクスチャと称する微細な溝
若しくは凹凸を設け、スライダが磁気記録媒体上に係止
した場合においても平滑面同士が接触することに起因す
る吸着現象の発生を防止している。テクスチャを形成す
る方法としては、エッチングによって方向性の無い凹凸
を形成するテクスチャ加工も知られているが、通常、磁
気記録媒体用基板（以下単に「基板」と記述する）に円
板状の回転研磨部材を押圧させる方法や、基板を回転さ
せ、例えばゴム等の弾性材料からなる１対の加圧ロール
により、研磨テープを前記基板の表面に押圧させるよう
な加工方法等が使用されている。この結果得られるテク
スチャの形状としては、テクスチャの溝がある深さをも
って、基板の回転中心に対して略同心状に形成される。

【０００５】磁気ディスクのテクスチャ形状に関して
は、一部の例でテクスチャの表面粗度がある範囲以内に
規定されているもの（特開昭６２−２１９２２７、特開
昭６４−５５７３８、特開平１−２５１４２８、特開平
１−３０３６０１、特開平２−３１３２４、特開平３−
９５７２７の各公報）、テクスチャ筋の間隔（筋のピッ
チ）がある範囲に規定されているもの（特開昭６３−１
９７０３０号公報）、最大高さＲｐと最大深さＲｖがあ
る範囲に規定されているもの（特開昭６４−２３４１９
号公報）等がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来知られてい
るテクスチャの形成は、単に溝もしくは凹凸を設けるこ
とのみを主眼とした構成であるため、折角テクスチャを
基板の表面に加工しても、実際の使用時において磁気ヘ
ッドとの間の摩擦係数の低減が期待通りに得られず、磁
気記録媒体としてのＣＳＳ（ＣｏｎｔａｃｔＳｔａｒ
ｔａｎｄＳｔｏｐ）特性その他の特性において満足
できないことがある。また上記従来のようなテクスチャ
形状についての条件が知られているものの、製品である
磁気ディスクのＣＳＳ特性（代表例としてディスク表面
の摩擦係数）にばらつきが多く、これらの条件だけでは
磁気記録媒体の信頼性、耐久性は必ずしも満足され得な
かった。そこで本発明は、磁気記録媒体の表面の摩擦係
数を小さくし、磁気記録媒体として高い信頼性、良い耐
久性を持たせることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ベアリングレ
シオ（荷重負荷面積率）という新しいパラメータを導入
し、この値を規定することによって、確実かつ優れたＣ
ＳＳ特性を持つ磁気ディスクを提供するものである。本
発明では、このベアリングレシオに加え、従来より知ら
れている表面粗度（Ｒａ、Ｒｍａｘ）の値を同時に特定
の範囲とすることにより、より好ましい効果を得ること
ができる。また、ベアリングレシオと表面粗度（Ｒａ、
Ｒｍａｘ）とともに、テクスチャ溝の交差角度も規定す
ることにより、更に安定したＣＳＳ特性を持つ磁気ディ
スクを提供することができる。本発明におけるベアリン
グレシオとは、図１に示すように、ディスク表面に形成
されたテクスチャについて、ある深さ（ｄ）の所に仮想
した面ＷＸＹＺで切断したときの切断切口の面積の測定
領域全体の面積に対する割合を％で表示したものであ
り、テクスチャの最大高さの位置で０％、最大深さの位
置で１００％となる。図１の右側に切断面の深さ方向の
位置とベアリングレシオとの関係曲線の例を示した。

【０００８】本発明では、後述する理由によりベアリン
グレシオの値に関して、表面最高部から２０ｎｍ深さに
おける値が２０％以下である磁気記録媒体と規定した。
また上記ベアリングレシオの磁気記録媒体において、表
面粗さＲａが２ｎｍ〜１０ｎｍ、表面粗さＲｍａｘが１
０ｎｍ〜６０ｎｍの範囲になるように形成したり、テク
スチャ溝の交差角度を５〜４５ｄｅｇ．の範囲になるよ
うに形成することにより、さらに高い信頼性と耐久性を
得られるようにすることができる。

【０００９】本発明において、深さ２０ｎｍにおけるベ
アリングレシオ値で規定したのは、以下の理由による。
図２は種々の磁気記録媒体に係るベアリングレシオ曲線
を示したものであり、図中のＡとＢはＣＳＳ特性が良好
な磁気記録媒体のベアリングレシオ曲線を、ＣとＤはＣ
ＳＳ特性の悪かったもののベアリングレシオ曲線であ
る。なお、Ａ〜Ｄで示される磁気記録媒体の表面粗さＲ
ｍａｘはいずれも約６０ｎｍ程度のものである。この図
から判かるように例えば、深さ１０ｎｍの浅い領域での
ベアリングレシオは、曲線Ｄを除き各曲線ともベアリン
グレシオの変化量が小さい（深さ１０ｎｍで約１〜５
％）ためにＣＳＳ特性との対応が不明瞭である。一方、
５０ｎｍの深い領域でのベアリングレシオの変化量も少
なく（約９５〜１００％）、やはりＣＳＳ特性との対応
が不明瞭である。これに対し深さ２０ｎｍや３０ｎｍの
領域では、ＣＳＳ特性との対応があり、ＣＳＳ特性の良
好なＡとＢではベアリングレシオが小さな値を示し、Ｃ
ＳＳ特性の劣るＣとＤでは大きな値を示している。特に
深さ２０ｎｍでは、深さ３０ｎｍでの曲線の変化よりも
ＣＳＳ特性との相関性が明瞭に把握でき、ＣＳＳ特性の
評価には適当であることが判る。すなわち、深さ２０ｎ
ｍにおけるベアリングレシオが２０％以下のものがＣＳ
Ｓ特性が良好であることがわかる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図３から図６の図面
に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例におい
て、ベアリングレシオおよび表面粗度はＳＴＭ（トンネ
ル顕微鏡）を用いて測定した。（実施例１）約４ｗｔ％のＭｇを含む直径３．５インチ
のアルミニウム合金基板を研削加工し、その表面にＮｉ
Ｐ膜を１０〜１５μｍ形成した。そして、この基板を表
面粗度Ｒａ＜１ｎｍまで研磨し、遊離砥粒を使用したテ
クスチャ加工を行なった。図３はテクスチャリングの概
略図を示す。回転テーブル上にディスク基板１を固定
し、１２５ｒｐｍの速度で回転させた。このディスク基
板表面に遊離砥粒２を滴下しながら、回転しているクィ
ールパック３（下面に研磨用パットが貼り付けてある）
を一定の圧力で数十秒間押し付けた。クィールパックの
回転数を１０ｒｐｍで一定とし、クィールパックの押し
付け力を２０〜６７Ｎの範囲で変化させた。そして片面
の加工が完了した後、ディスク基板を反転し他面を加工
した。テクスチャ加工の後、ディスク基板には磁性膜と
カーボン潤滑膜をスパッタにより積層し、最後に液体潤
滑膜を塗布した。

【００１１】以上の過程で作成した３０枚の磁気記録媒
体の表面形状（ＣＳＳ試験領域）をＳＴＭ（トンネル顕
微鏡）で測定したところ、ＲａおよびＲｍａｘの値がそ
れぞれ１ｎｍ〜１５ｎｍ、１０ｎｍ〜１００ｎｍ、溝の
交差角度が約１０ｄｅｇ．、深さ２０ｎｍでのベアリン
グレシオの値が４〜５０％の範囲に分布していた。これ
らの磁気記録媒体についてＣＳＳ耐久試験を行い、４０
Ｋ回までのＣＳＳを行なったときの表面の潤滑特性（摩
擦係数）を調べた。図４にその結果を示す。図におい
て、潤滑特性は、Ｒａが１〜４ｎｍ、Ｒｍａｘが１０〜
３０ｎｍと粗さが比較的小さいグループＩ、Ｒａが８〜
１５ｎｍ、Ｒｍａｘが７０〜１００ｎｍと粗さが比較的
大きいグループII、およびI とIIの間で、Ｒａが４〜８
ｎｍ、Ｒｍａｘが３０〜７０ｎｍであるグループIII に
大別されることがわかった。すなわち粗さが比較的小さ
いグループI では、ベアリングレシオの変化に対する摩
擦係数の変化が大きく、ベアリングレシオが２０％を越
えるものでは吸着現象が顕著になり、ＣＳＳ特性が悪か
った。一方、粗さが比較的大きいグループIIのもので
は、ベアリングレシオの変化に対する摩擦係数の変化は
小さい傾向にあるが、ベアリングレシオが２０％を越え
るものではやはり吸着現象がみられＣＳＳ特性は悪かっ
た。グループIII のものはグループI およびIIの中間的
な傾向を示しているが、ベアリングレシオが２０％を越
えても吸着現象は少なかった。これらの結果から吸着現
象は、摩擦係数が約１．０を越えると発生し易くなると
考えられ、グループI 、II、 IIIのいずれでも深さ２０ｎ
ｍにおけるベアリングレシオが２０％以下のときは、吸
着現象がほとんど発生しないことが判る。特にＲａが４
〜８ｎｍ、Ｒｍａｘが３０〜７０ｎｍの範囲であるグル
ープIII の時には、ベアリングレシオが２０％のときで
も摩擦係数が０．８以下となり優れた特性を示した。

【００１２】図５は、図４のI 、II、III の各グループ
において、それぞれベアリングレシオが５〜１５％であ
る本発明磁気ディスク数枚について、４０Ｋ回までのＣ
ＳＳ耐久試験結果である。図５よりグループI およびII
のものはＣＳＳ回数の増加とともに摩擦係数も増大する
傾向にあるが、グループIII のものは摩擦係数の変化は
他のグループに比べて小さく、４０Ｋ回以上のＣＳＳ特
性にも十分耐えられ良好な特性を有することがわかる。

【００１３】（実施例２）実施例１のテクスチャ加工
（図３）においてクィールパックの押し付け力を３５Ｎ
で一定とし、クィールパックの回転数を８〜９０ｒｐｍ
の範囲で変化させた。以上の過程で作成した磁気記録媒
体の表面形状を、実施例１の場合と同様にＳＴＭ（トン
ネル顕微鏡）で測定したところ、Ｒａが約５ｎｍ、Ｒｍ
ａｘが約６０ｎｍ、表面最高部から深さ２０ｎｍにおけ
るベアリングレシオの値が５〜１５％、溝の交差角度が
０〜６０ｄｅｇ．の範囲に分布していた。そして、これ
らの磁気記録媒体をＣＳＳ耐久試験（ＣＳＳ４０Ｋ回）
したところ、いずれも吸着現象を生ずること無く良好な
特性を示した。次に、これらの磁気記録媒体について溝
の交差角度と表面の潤滑特性（摩擦係数）との関係を調
べたところ図６の結果が得られた。この結果が示すよう
に、溝の交差角度が５〜４５ｄｅｇ．の場合に摩擦係数
は１．０以下であり、潤滑性も良好であることがわか
る。特に１０〜４０ｄｅｇ．の範囲では摩擦係数が０．
６以下であり、４０Ｋ回以上のＣＳＳ耐久試験を行なっ
ても充分に優れた特性を維持できることが明らかであ
る。なお、上記実施例ではいずれも遊離砥粒を使用した
場合のテクスチャ加工のみを記載したが、テープを使用
した加工においても同様の結果を得ている。

【００１４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る表面最高部から２０ｎｍ深さにおけるベアリングレシ
オの値を２０％以下に形成した磁気記録媒体は、従来の
ものと比較して表面の摩擦係数が小さく、磁気記録媒体
に高い信頼性、良い耐久性を持たせることができるとい
う効果がある。また本発明において、ベアリングレシオ
と表面粗度（Ｒａ、Ｒｍａｘ）の値を同時に特定の範囲
に形成したり、更にこれらと溝の交差角度の値を規定し
たことを特徴とする磁気記録媒体は、より一層好ましい
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気記録媒体の表面形状に関するベアリングレ
シオの解説図である。

【図２】種々のＣＳＳ特性を有する磁気記録媒体におけ
るベアリングレシオを示す図である。

【図３】本発明の一実施例に関するテクスチャ加工の概
略図である。

【図４】本発明および従来の磁気記録媒体について行な
った、ＣＳＳ耐久試験によるベアリングレシオと摩擦係
数の関係図である。

【図５】本発明および従来の磁気記録媒体について行な
った、ＣＳＳ耐久試験による摩擦係数とＣＳＳ回数の関
係図である。

【図６】本発明および従来の磁気記録媒体について行な
った、ＣＳＳ耐久試験による摩擦係数と交差角度との関
係図である。

【符号の説明】

１ディスク基板２遊離砥粒３クィールパック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性の基板上に少なくとも磁気記録層
と、この磁気記録層を被覆する保護膜層とを設けると共
に、表面にテクスチャを形成してなる磁気記録媒体にお
いて、表面最高部から２０ｎｍ深さにおけるベアリング
レシオが２０％以下であることを特徴とする磁気記録媒
体。
【請求項２】表面粗さＲａが２ｎｍ〜１０ｎｍである
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】表面粗さＲｍａｘが１０ｎｍ〜６０ｎｍ
であることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記
録媒体。
【請求項４】テクスチャ溝の交差角度が５〜４５ｄｅ
ｇ．であることを特徴とする請求項１乃至３に記載の磁
気記録媒体。