JPH05234072A - 磁気ディスク媒体の評価方法、磁気ディスク媒体及び磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】表面が潤滑膜で被覆されている磁気ディスク媒
体において、潤滑剤による媒体と磁気ヘッドとの粘着が
起こらない磁気ディスク媒体の評価方法と、潤滑剤によ
る媒体と磁気ヘッドとの粘着が起こらない磁気ディスク
媒体と、該磁気ディスク媒体を備えた磁気ディスク装置
を提供すること。 【構成】 媒体表面に形成される潤滑膜として、その原
子間力顕微鏡で測定した吸着力が潤滑膜を形成する前の
吸着力の１．５倍を超えるか否かで評価する。１．５倍
を越えない場合には、潤滑膜厚に無関係に粘着力が小さ
くなり、磁気ヘッドとの粘着は生じない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク媒体の評
価方法、磁気ディスク媒体及び磁気ディスク装置にかか
り、特に磁気ディスク媒体の表面に磁気ヘッドと粘着し
ない良好な潤滑膜を備えているか否かを適切に評価する
のに好適な磁気ディスク媒体の評価方法と、表面に磁気
ヘッドと粘着しない良好な潤滑膜を備えている磁気ディ
スク媒体と、該良好な潤滑膜を備えている磁気ディスク
媒体を備えた磁気ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク媒体は、読み書きの動作を
行う磁気ヘッドとの摺動による媒体の損傷を防止するた
め、磁性膜の上にカーボンなどの硬質の保護膜を形成
し、さらにその上に摩擦力を低減するために潤滑膜を形
成しているのが一般的である。潤滑膜を厚くすれば摺動
に対する信頼性が著しく向上することは公知であるが、
一方潤滑剤をたくさん付着させると磁気ヘッドが媒体表
面に強く吸着し、装置を起動させるために、磁気ディス
ク媒体を回転させてもヘッドが浮上せず、結果としてヘ
ッドあるいは磁気ディスク媒体を傷めてしまうことにな
る。特に、高記録密度での読み書きに有利な薄膜媒体で
は、磁気ヘッドと媒体の間隔を極端に小さくする必要が
あり、媒体の表面は非常に平滑に作られ、潤滑剤を厚く
塗布することはできないとされている。

【０００３】例えば、特開平２−２６０１２６号公報に
開示された発明は、媒体表面粗さに応じて潤滑膜厚を制
御する必要性を述べている。しかし、これでは薄膜媒体
のように、磁気ヘッドと媒体の間隔が小さくなるほど磁
気ヘッドとの摺動による媒体の損傷の機会が増えるの
に、潤滑膜厚は厚く出来ないという矛盾が生じてくる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、上記従来技術
では媒体表面が平滑になった場合の摺動に対する信頼性
を保証できる潤滑膜を得ることが出来ないという問題点
があった。

【０００５】本発明の第１の目的は、磁気ディスク媒体
が、潤滑剤の種類、潤滑膜の形成法などに依らず、平滑
な表面に対しても摺動や吸着に対する信頼性を保証する
に足る良好な潤滑膜を備えているか否かを確実に検査す
ることが可能な磁気ディスク媒体の評価方法を提供する
ことにある。

【０００６】また、本発明の第２の目的は、上記磁気デ
ィスク媒体の評価方法により良好な潤滑膜を備えている
と評価される磁気記録媒体を提供することにある。

【０００７】また、本発明の第３の目的は、上記検査方
法により良好な潤滑膜を備えていると評価された磁気デ
ィスク媒体を備えた磁気ディスク装置を提供することに
あり、これは上記評価方法が磁気ヘッドと磁気ディスク
媒体の組合せからなる磁気記録再生装置においてその有
用性が発揮されるものであるので、必然的に磁気ヘッド
と磁気ディスク媒体との間隔を小さくして用いられる磁
気ディスク装置の信頼性を高めることにつながるもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気ディスク媒
体の評価方法は、潤滑膜形成後における磁気ディスク媒
体表面における探針の垂直方向吸着力が、潤滑膜形成前
の磁気ディスク媒体表面の垂直方向吸着力の１．５倍を
超えるか否かを判定し、１．５倍を越えない場合に該磁
気ディスク媒体を良品と判定するものである。

【０００９】また、本発明の磁気ディスク媒体は、潤滑
膜形成後における磁気ディスク媒体表面における探針の
垂直方向吸着力が、潤滑膜形成前の磁気ディスク媒体表
面の垂直方向吸着力の１．５倍を超えないことを特徴と
するものである。

【００１０】また、本発明の磁気ディスク装置は、潤滑
膜形成後における磁気ディスク媒体表面における探針の
垂直方向吸着力が、潤滑膜形成前の磁気ディスク媒体表
面の垂直方向吸着力の１．５倍を超えない磁気ディスク
媒体を搭載したことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】次に、本発明の原理について説明する。発明者
らは磁気ディスク媒体表面における吸着力を詳細に検討
し、その吸着力がある条件を満足していれば、潤滑剤の
種類や潤滑膜の形成法に依存せず、一定の良好な粘着特
性が得られ、磁気ディスク媒体の表面が平滑でも、必要
な量の潤滑剤を塗布できることを明らかにした。上記吸
着力の測定は原子間力顕微鏡（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃ
ｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；以下「ＡＦＭ」と略称す
る。）を用いて行われた。これは、微細な探針の先端が
磁気ディスク媒体の表面にｎｍオーダで接近した状態で
の吸着力を計測するもので、表面に存在する物質の性質
や存在する形態によって異なる吸着力を示すと考えられ
ている。一方、従来技術では、特開平２−２６０１２６
号公報に開示されているように、磁気ディスク媒体の表
面とヘッドとの粘着力については、主として表面の形状
と関連していると考えられ、上述したような吸着力との
関連については言及されることはなかった。

【００１２】発明者らは、吸着力と磁気ディスク媒体の
表面とヘッドとの粘着力の関係を詳細に検討し、その結
果に基づいて潤滑膜を形成した後のＡＦＭによる吸着力
が潤滑膜を形成する前のＡＦＭによる吸着力の１．５倍
を超えなければ潤滑膜厚を厚くしても媒体表面とヘッド
との間に大きな粘着力を発生することはなく、実用し得
る磁気ディスク媒体、ひいては磁気ディスク装置を提供
できることを見出したものである。

【００１３】本発明によって、実質的に従来よりも潤滑
剤を多く表面に付着させ、ヘッドとの摺動に強い媒体と
するとともに、ヘッドとの組合せにおいて装置起動時の
粘着力が小さく、起動に支障を来すことのない磁気ディ
スク装置を実現できる。

【００１４】

【実施例】以下、添付の図面を用いて、本発明の実施例
について説明する。 （磁気ディスク媒体の構造）図１は、本発明が適用され
る磁気ディスク媒体の膜構成を示す部分断面図である。
図中、基板１は、Ａｌ−Ｍｇ合金にメッキ処理を施し、
ＮｉＰ膜を被覆したものである。基板１としては、非磁
性の硬質材料であれば良いので、特に限定せずに他の材
料、例えばＴｉ合金、強化ガラスなども使用できる。

【００１５】下地膜２は、スパッタ法で形成されたＣｒ
膜からなり、５０−３００ｎｍの厚さで形成されてい
る。下地膜２としては、Ｃｒ合金膜が用いられることも
あり、時には下地膜２を全く形成しない場合もありう
る。

【００１６】磁性膜３は、スパッタ法で形成されたＣｏ
系の合金膜であるが、これも通常用いられる他の磁性膜
のいずれも用いることが可能である。

【００１７】保護膜４は、スパッタ法によって形成され
たアモルファスカーボン膜であるが、他に、酸化シリコ
ン、酸化ジルコニューム、酸化タンタルなどの金属酸化
物、シリコンカーバイド、タングステンカーバイドなど
の炭化物を用いても良い。

【００１８】保護膜４は、潤滑剤との結合性を高めるた
めに、表面を清浄化するなどの前処理を行うこともあ
る。

【００１９】潤滑膜５は、分子構造の主成分がパーフロ
ロポリエーテル構造から成る潤滑剤を薄膜状に形成した
ものである。本発明の目的を高度に達成するためには、
分子の末端に少なくとも１個以上の保護膜と作用して媒
体表面に対する付着力を高める構造（一般に「極性基」
と総称される構造）を有する潤滑剤が効果的である。例
えば、エステル基、アミン塩構造、芳香族環構造などが
挙げられる。

【００２０】下地膜２、磁性膜３、保護膜４は真空チャ
ンバ内でスパッタ法によって連続して形成される。

【００２１】（吸着力の定義及び測定方法）磁気ディス
ク媒体表面における吸着力測定は、米国デジタル・イン
ストルメント社製のＡＦＭを用いて行った。図２と図３
は、吸着力を測定する装置構造の一例を示す図であり、
図２は側面図、図３は底面図を示している。図示するよ
うに、微小バネ６の先端部に探針７（高さ３．６μｍ、
最大径５．１μｍ）が設けられ、この探針７を磁気ディ
スク媒体の表面に接触させることにより、吸着力測定を
行う。ただし、微小バネ６と探針７は駆動される事な
く、磁気ディスク媒体を３次元方向に応答できるピエゾ
素子を備えた試料台上に載置し、該ピエゾ素子に加える
電圧を変化させることにより、磁気ディスク媒体を探針
７に近づけたり、遠ざけたりする（図示せず）。

【００２２】図４は、吸着力測定の際における試料（磁
気ディスク媒体）と探針７の間の距離と微小バネ６の変
形量の関係を示す図である。図中に矢印Ｙ１で示すよう
に、探針７の先端を媒体の表面に近づけていくと、媒体
表面と探針７が接触する手前のある点Ａにおいて吸着力
（引力）が作用し、矢印Ｙ２で示すように、探針７が媒
体表面に引きつけられる。このため、微小バネ６は、点
Ａから点Ｂに変位し、大きく変形する。この状態から、
矢印Ｙ３に示すように、さらに探針７と媒体表面を近づ
ける方向にピエゾ素子を操作すると、探針７と媒体表面
の間には微小バネ６の斥力が働くようになる。

【００２３】さらに、この状態から、今度は矢印Ｙ４，
Ｙ５で示すように、探針７と媒体表面を近づけて行く
と、探針７と媒体表面の吸着力と微小バネ６による引力
が均衡するまでは、微小バネ６が変形し、点Ｃにおいて
探針７が媒体表面からはずれ、微小バネ６の変形はゼロ
に戻る。

【００２４】図４において、点Ａは、吸着力によって微
小バネ６が変形した点であり、この時の微小バネ６の変
形量δが吸着力に比例する量になる。

【００２５】上記変形量δの測定を潤滑膜がない場合
と、潤滑膜がある場合とで測定し、それぞれの微小バネ
６の変形量δをδ０、δ１とし吸着力の代わりに用い
た。

【００２６】測定は、それぞれ実施例、比較例ごとに、
磁気ディスク媒体表面の任意の２０から３０の点につい
て行われた。

【００２７】（実施例１）図１に示す保護膜４まで形成
した媒体を、酸素プラズマ雰囲気で処理した後、モンテ
フロース社製潤滑剤（Ｆｏｍｂｌｉｎ ＡＭ２００１
（登録商標））の０．１〜１ｗｔ％溶液（溶剤；デュポ
ン社製のフロン１１３）に１０分間浸漬して潤滑剤を塗
布し、そのあとフロン１１３に３分間浸漬して潤滑剤の
一部を洗い流し、所定の潤滑膜を形成した。以後、この
潤滑膜の形成方法を潤滑膜形成方法Ａと称する。

【００２８】（比較例）図１に示す保護膜４まで形成し
た媒体を、そのままモンテフロース社製潤滑剤（Ｆｏｍ
ｂｌｉｎ ＡＭ２００１（登録商標））の０．１〜１ｗ
ｔ％溶液（溶剤；デュポン社製のフロン１１３）に１０
分間浸漬して潤滑膜を形成した。以後、この潤滑膜の形
成方法を潤滑膜形成方法Ｂ等称する。

【００２９】図５は、上記実施例１と比較例における吸
着力の変化率（δ１／δ０）と潤滑膜厚の関係を示す図
である。

【００３０】また、図６は、対応する媒体の潤滑膜形成
後の粘着力と潤滑膜厚の関係を示す図である。ここで、
粘着力は、磁気ヘッドを磁気ディスク媒体の表面に垂直
加重１０グラムで静置し、８０℃、８０％相対湿度の雰
囲気中に７２時間放置し、その後磁気ヘッドを磁気ディ
スク媒体の接線方向に引いたときの最大接線力（Ｓ）で
ある。

【００３１】実施例１では、図５から明らかなように、
吸着力の変化率（δ１／δ０）は潤滑膜厚が厚くなって
も変化せず、小さい値（約１．０）を保持している。ま
た、図６から明らかなように、実施例１では潤滑膜厚の
厚さに無関係に、粘着力が小さい値（約２．０）を保持
している。したがって、実施例１の磁気ディスク媒体
は、潤滑膜厚を厚くしても粘着力が小さな値を保持して
変化せず、良好な潤滑膜が形成されていることがわか
る。

【００３２】これに対して、比較例は、図５から明らか
なように、吸着力の変化率（δ１／δ０）が潤滑膜厚４
ｎｍ位から大きくなり、また図６から明らかなように、
粘着力も潤滑膜厚４ｎｍ位から大きくなる。比較例にお
いては、図５から明らかなように、潤滑膜厚４ｎｍ程度
における吸着力の変化率（δ１／δ０）は１．５であ
る。

【００３３】このように、潤滑膜の微細な構造は不明で
あっても、吸着力の変化率（δ１／δ０）を指標にする
ことにより、潤滑膜の良否を判定できることが明らかに
なる。すなわち、実施例１と比較例から明らかなよう
に、吸着力の変化率（δ１／δ０）が１．５以下である
磁気ディスク媒体は、粘着力が潤滑膜厚に無関係に一定
になり、良好な潤滑膜を備えていると判定できる。

【００３４】（実施例２〜６）潤滑剤の種類、潤滑膜形
成方法をかえて実験した例についての結果をまとめて表
１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１は、実施例１と比較例を含めて、潤滑
剤の種類、潤滑膜の形成方法、潤滑膜厚、吸着力変化
率、粘着力を明記している。

【００３７】これらの実施例１〜６においては、いづれ
も吸着力の変化率（δ１／δ０）が１．５を超えておら
ず、粘着力が小さい媒体を実現している。

【００３８】なお、上記した吸着力の変化率（δ１／δ
０）が１．５を越えない潤滑膜を形成しやすい潤滑剤と
しては、表１に示すように、分子末端に極性基を有する
パーフロロポリエーテル化合物を主成分とするものや、
分子末端にアミン塩構造を有するパーフロロポリエーテ
ル化合物を主成分とするものがある。

【００３９】なお、これらの実施例１〜６は、既に述べ
たように本発明の要件を達成し得る手段の実例を列挙し
たのみであり、従って本発明を実現する手段を限定する
ものではない。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、表面に潤滑膜が形成されてなる磁気ディスク
媒体において、ＡＦＭで測定される吸着力が潤滑膜のな
い媒体に比べ１．５倍を超えるか否かによって、良好な
潤滑膜か否かを判定でき、１．５倍を越えないように潤
滑膜を形成すれば、潤滑膜厚が厚くても粘着を起こさな
い磁気ディスク媒体を得ることができ、さらには粘着を
起こさないで記録再生を行うことができる磁気ディスク
装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される磁気ディスク媒体の膜構成
を示す部分断面図。

【図２】吸着力測定に用いた原子間力顕微鏡の探針付き
微小バネの構造を示す側面説明図。

【図３】吸着力測定に用いた原子間力顕微鏡の探針付き
微小バネの構造を示す底面説明図。

【図４】吸着力測定の際における試料（磁気ディスク媒
体）と探針間の距離と微小バネの変形量の関係を示す図

【図５】実施例１及び比較例の吸着力変化率の潤滑膜厚
依存性を示す図。

【図６】実施例１及び比較例の粘着力の潤滑膜厚依存性
を示す図。

【符号の説明】 １…基板、２…下地膜、３…磁性膜、４…保護膜、５…
潤滑膜、６…微小バネ、７…探針。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 文雄 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に少なくとも磁気的に記録再生可能
   な磁性膜を有し、最表面に潤滑膜を有する磁気ディスク
   媒体の評価方法において、 潤滑膜形成後における磁気ディスク媒体表面における探
   針の垂直方向吸着力が、潤滑膜形成前の磁気ディスク媒
   体表面の深針の垂直方向吸着力の１．５倍を超えるか否
   かを判定し、１．５倍を越えない場合に該磁気ディスク
   媒体を良品と判定することを特徴とする磁気ディスク媒
   体の評価方法。
2. 【請求項２】基板上に少なくとも磁気的に記録再生可能
   な磁性膜を有し、最表面に潤滑膜を有する磁気ディスク
   媒体において、 潤滑膜形成後における磁気ディスク媒体表面における探
   針の垂直方向吸着力が、潤滑膜形成前の磁気ディスク媒
   体表面の探針の垂直方向吸着力の１．５倍を超えないこ
   とを特徴とする磁気ディスク媒体。
3. 【請求項３】上記潤滑膜は、分子末端に極性基を有する
   パーフロロポリエーテル化合物を主成分とすることを特
   徴とする請求項２記載の磁気ディスク媒体。
4. 【請求項４】上記潤滑膜は、分子末端にアミン塩構造を
   有するパーフロロポリエーテル化合物を主成分とするこ
   とを特徴とする請求項２記載の磁気ディスク媒体。
5. 【請求項５】基板上に少なくとも磁気的に記録再生可能
   な磁性膜を有し、最表面に潤滑膜を有する磁気ディスク
   媒体であって、潤滑膜形成後における磁気ディスク媒体
   表面における探針の垂直方向吸着力が、潤滑膜形成前の
   磁気ディスク媒体表面の探針の垂直方向吸着力の１．５
   倍を超えない磁気ディスク媒体を搭載したことを特徴と
   する磁気ディスク装置。