JPH076360A - 磁気記録媒体及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高密度記録に対応するため、磁気記録媒体の
摩擦特性及び摩耗特性を向上させること。 【構成】 アルミ合金の基板にＮｉ−Ｐの非磁性体をプ
レーティングしてディスク基板１とする。ディスク基板
１をテクスチャー作成装置に固定し、バフテープ、コン
タクトロール，砥粒を用いてディスク表面に格子状の溝
を形成する。次に強磁性金属薄膜２を塗膜し、更にその
上にカーボン保護膜３をスパッタ法で形成する。そして
有機潤滑材４を塗膜し、ハードディスクを仕上げる。こ
うすると磁気ヘッドがコンタクト・スタート・ストップ
の動作をしたとき、ディスク表面との間隙を小さくて
も、突起物に当たりにくくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はハードディスク装置に用
いられる磁気記録媒体及びその製造方法に関わり、特に
磁気ヘッドに対して耐摩擦性及び耐摩耗性を向上した磁
気記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録装置（ハードディスク装置）で
は、情報の高密度記録に伴い耐摩耗性及び耐摩擦性を向
上させることが要求されている。図１はハードディスク
の代表的な構造を示す断面図である。最下部に示す基板
には例えばアルミ合金基板，ガラス基板、又はプラスチ
ック基板が用いられる。現在は主にアルミ基板が用いら
れる。基板上に非磁性支持体であるＮｉ−Ｐを１０〜２
０μｍの厚みでプレーティングし、その後ポリッシュ加
工を施してディスク基板を形成する。

【０００３】従来の磁気記録媒体（ハードディスク）の
製造方法では、非磁性支持体をプレーティングしたディ
スク基板に対してテクスチャー加工を行い、円周方向に
浅い溝を形成する。図２は従来のテクスチャー加工を施
した状態を示すディスク基板の平面図である。テクスチ
ャー加工の目的はディスクの円周方向に磁気異方性を付
け、しかもその表面を粗くすることにより磁気ヘッドと
ハードディスクとの接触面積を減らし、摩擦性及び摩耗
特性と吸着特性を夫々向上させることにある。

【０００４】テクスチャー加工の方法として、研磨砥粒
をテープに付着させたラッピングテープを用いてディス
ク基板をラッピングする方法、又はアルミナＡｌ₂ Ｏ₃
やダイヤモンド等の遊離砥粒をバフテープに垂らしなが
らディスク基板をラッピングする方法がある。このとき
砥粒の大きさ又はディスク基板の回転速度等の条件を変
化させると、ディスク表面の粗さも異なったものとな
る。又このような条件により製造されたハードディスク
において、コンタクト・スタート・ストップ（以下ＣＣ
Ｓという）方式で磁気ヘッド（以下ヘッドという）を動
作させることからディスク表面はヘッドの浮上量との関
係で適切な粗さが求められる。

【０００５】例えばディスク表面の粗さが大きすぎると
大きな突起物（ばり）が突発的に発生する。この突起成
分がヘッドの浮上量より大きい場合、ヘッドはその突起
物に衝突し、ヘッドクラッシュを発生させる。このため
ディスク表面の粗さはより均一で異常な突起成分がない
状態に仕上げなければならない。現状のハードディスク
では、ヘッド浮上量が0.15μｍの場合、ディスク表面の
粗さは約６〜８ｎｍ程度である。

【０００６】このように作成されたディスク基板に対
し、強磁性金属薄膜（Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ）を３０〜５０
ｎｍ、カーボン保護膜を２０〜３０ｎｍ、スパッタリン
グ法で形成する。最後に潤滑油（パーフルオロアルキル
ポリエーテル等）をディッピング法やスピンコート法に
より１〜２ｎｍコーテンィグする。この場合ハードディ
スクの最終表面の粗さはディスク基板の粗さとほぼ対応
したものとなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】浮上型磁気ヘッドを用
いたハードディスク装置の場合、起動停止方式として現
在ＣＳＳ方式が主として用いられている。ＣＳＳ方式で
はハードディスクの起動停止時にヘッドが磁気記録媒体
面上で摺動する。このためディスク表面に大きな突起物
があると、磁気記録媒体に損傷が生じるという問題点が
あった。

【０００８】又最近では情報の高密度記録化に伴い、ヘ
ッド材料もフェライト（モノシリクヘッド）からチタン
酸カルシウム（コンポジットヘッド）やアルチック（薄
膜ヘッド）に移行している。アルチックはフェライトよ
りも３倍程度硬く、ヘッドが仮に磁気記録媒体で摺動す
ると、磁気記録媒体表面に磨耗が生じる。又これに伴い
ヘッドと磁気記録媒体間の接触面積がより増加して摩耗
係数が上昇するというトラブルがあった。又極端な場合
は磁気記録媒体の磁性層の破壊（クラッシュ）か発生す
るという事故もある。

【０００９】更なる情報の高密度記録化に伴い、ハード
ディスクの磁性層とヘッドとのスペーシングをより小さ
くする必要がある。このためディスク基板の表面粗さは
より小さくしなければならない。しかしハードディスク
装置が非動作の場合ヘッドがハードディスクの表面に接
触しており、ディスク表面粗さが小さくなるとヘッドが
潤滑油及び大気中の水蒸気の滞在により吸着現象（張り
付き現象）を起こすという問題があった。この状態でハ
ードディスク装置が動作を開始すると、ヘッドが張りつ
いたままとなり、ハードディスクが回転しなくなる。こ
のようにディスク表面の摩擦及び摩耗特性と吸着特性を
夫々改善するためには、ハードディスクの表面形状が大
きく関与していることがわかる。

【００１０】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、高密度記録のために磁気ヘッド
の浮上量を少なくしたり、磁気ヘッド材料に高硬度のも
のを使用しても、耐摩擦性及び耐摩耗性や、吸着特性に
優れた磁気記録媒体及びその製造方法を実現することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明は
ハードディスク装置に用いられる磁気記録媒体であっ
て、記録媒体の表面に直線状のテクスチャー溝を形成し
たことを特徴とするものである。

【００１２】本願の請求項２の発明はハードディスク装
置に用いられる磁気記録媒体であって、記録媒体の表面
に格子状のテクスチャー溝を形成したことを特徴とする
ものである。

【００１３】本願の請求項３の発明はハードディスク装
置に用いられる磁気記録媒体の製造方法であって、ディ
スク基板を第１位置に固定し、ディスク基板の表面にテ
クスチャー溝を加工するラッピング装置を押圧してラッ
ピング装置を送り方向へ走査させることにより第１の直
線溝を形成し、ディスク基板を第１位置より一定角度回
転した第２位置に固定し、ラッピング装置を送り方向へ
走査させることにより第２の直線溝を形成することを特
徴とするものである。

【００１４】

【作用】このような特徴を有する本発明によれば、ディ
スク基板に直線状又は格子状のテクスチャー溝を設ける
ことにより、テクスチャー溝の突起部の分布が同心円状
にならなくなる。このため磁気ヘッドがコンタクト・ス
タート・ストップの動作モードで磁気記録媒体を走査し
た場合、突起物に接近又は接触する機会が単発的とな
る。又テクスチャー溝のばり成分が摩耗しても、磁気ヘ
ッドの走査方向からみ見て摩耗粉が分散してテクスチャ
ー溝にたまる。このため記録媒体の摩耗を最小限に抑え
ることができ、磁気記録媒体の信頼性が向上する。又第
１，第２の位置で夫々テクスチャー加工することにより
テクスチャー溝の交差角を任意につけることができるの
で、交差角のばらつきがなくなる。

【００１５】

【実施例】本発明の一実施例における磁気記録媒体及び
その製造方法について図面を参照しつつ説明する。図１
は本発明の一実施例における磁気記録媒体の構造を示す
一部切欠き断面図である。本図においてディスク基板１
はアルミ合金の基板に非磁性支持体１ａとしてＮｉ−Ｐ
を１０〜２０μｍプレーティングし、後述するテクスチ
ャー加工を施したディスク基板である。

【００１６】ディスク基板１の上に強磁性金属薄膜２と
してＣｏ−Ｃｒ−Ｔａを４５ｎｍ塗膜する。次に強磁性
金属薄膜２の表面に、カーボン保護膜３としてカーボン
を塗膜する。これらの層はＤＣマグネトロンスパッタ法
で形成される。最後にカーボン保護膜３の表面に、潤滑
層４としてパーフルオロアルキルポリエーテル等をディ
ッピング法で１．５ｎｍ塗膜する。

【００１７】次にディスク基板１のテクスチャー作成方
法について図４〜図６を参照しつつ説明する。図４はテ
クスチャー作成方法の第１段階を示した正面図、図５は
第２段階を示した正面図、図６はテクスチャー作成装置
の構造を示す側面図である。

【００１８】まず第１段階としてＮｉ−Ｐがプレーティ
ングされたディスク基板１を平均粗さ１ｎｍになるよう
ポリッシング加工を施す。そしてこのディスク基板１を
テクスチャー作成装置に固定する。次にコンタクトロー
ル５に例えば１００ｍｍ幅のバフテープ６を回巻する。
次に砥粒供給ノズル７よりダイヤモンド砥粒をバフテー
プ６に噴射する。このとき図６に示す位置からコンタク
トロール５をディスク基板１の内周部に下ろし、0.1 〜
2.0 Ｋｇ／ｃｍ² 程度の圧力を加える。そしてディスク
基板１を回転しない状態にロックし、コンタクトロール
５を回転させる。次にコンタクトロール５を５〜５０ｃ
ｍ／ｓ程度の速度で図６の矢印方向に沿って５〜３０秒
間程度往復運動させる。こうすると互いに平行な直線溝
８ａがディスク基板１に形成される。

【００１９】尚、砥粒としてダイヤモンド砥粒を用いた
が、アルミナや二酸化珪素でもよい。又ここでは砥粒供
給ノズル７から遊離砥粒を噴射させたが、砥粒を予め塗
布したラッピングテープを用いて溝を形成しても良い。
このようにテクスチャー加工すると、砥粒の大きさ（粒
径分布）、圧力、加工時間によって任意の表面粗さが実
現できる。

【００２０】次に第２段階のテクスチャー作成方法につ
いて説明する。図５に示すようにディスク基板１を特定
の角度に回転させて再び固定する。次に第１段階の作成
工程と同様、バフテープ６を回巻したコンタクトロール
５を回転させ、砥粒供給ノズル７からダイヤモンド砥粒
を噴射する。そしてコンタクトロール５をディスク基板
１に押圧し、第１段階と同一条件で溝８ｂを形成する。

【００２１】図３はこのような製造方法でテクスチャー
作成されたディスク基板１の平面図である。図３の拡大
部に示すように第１段階で形成した直線上の溝８ａと第
２段階の溝８ｂの角度を交差角と呼ぶ。図４，図５に示
すような方法で加工すると、交差角は０〜９０°の範囲
で任意に設定できる。

【００２２】さてディスク基板１を回転させ、砥粒付の
バフテープ又はラッピングテープを半径方向に揺動させ
る従来の加工方法では、交差角度がディスク基板１の各
部分で一定していなかった。しかし本実施例の方法では
図３に示すようにディスク基板１の全面に渡って一定の
交差角を任意の値で実現することができる。

【００２３】交差角と表面粗さを２つのパラメータと
し、ディスク基板１に対して数種類のテクスチャー加工
を行った。この結果を表１に示す。

【表１】 ここでは交差角を５〜９０°、表面粗さ（平均）で４ｎ
ｍ〜６ｎｍで変化させ、ハードディスクとヘッドとの信
頼性試験を行った。又本実施例との比較として従来方法
による結果を表の下部に示す。

【００２４】信頼性試験の条件として磁気ヘッドを薄膜
ヘッドとし、９．５ｇの荷重を与え、浮上量を０．１０
μｍとした。又図４，５に示すテクスチャー作成装置に
おいて、コンタクトロール５をディスク基板１の中心よ
り２１．０ｍｍのところから外周に向かって１０秒間で
ヘッドを立上がらさせ、更に１０秒経過してからヘッド
を下げた。このようなＣＳＳ試験を２万回まで行い、そ
のときの摩擦係数を歪みゲージを用いて測定した。尚、
表面粗さはタリステップ装置を用い、０．１μｍの触針
で測定している。

【００２５】表１に示すように従来の同心円タイプのテ
クスチャー形状に対し、本実施例の格子タイプのテクス
チャー形状では、ＣＳＳ試験２万回後の摩擦係数が小さ
い値に止まっていることがわかる。例えば実施例６と比
較例３を比較すると、ディスク基板１の表面粗さ，交差
角が夫々同一であっても、格子状タイプのテクスチャー
形状の方が優れていることがわかる。又比較例１，２に
示すように従来の同心円状タイプのテクスチャーでは、
高密度記録に伴いヘッドの浮上量を少なくするためディ
スク基板の表面粗さを小さくする。こうすると試験後の
摩擦係数がやや増加することがわかる。

【００２６】これに対して表１の実施例２，４，６に示
すように、表面粗さが小さくても格子状タイプのテクス
チャーであれば、試験後の摩擦係数が信頼性が保てる程
度の範囲に小さく収まっていることがわかる。

【００２７】従来の同心円状タイプのテクスチャーであ
れば、同心円上にテクスチャーのばり成分がディスク基
板１に発生し易い。このばり成分でヘッドが摺動すると
摩耗が生じ、且つ接触面積が増加し、摩擦係数が上昇す
る。従ってこの状態で動作を続けると最終的に磁性層の
破壊にまで至ってしまう。しかし本実施例の格子状タイ
プのテクスチャーでは、ばりが同心円上に発生しない。
仮にばりがあったとしてもヘッドとハードディスクが点
接触であり、ハードディスクの摩耗も最小限に抑えるこ
とができる。又表面粗さが小さくなるとヘッドとの接触
面積が大きくなるが、格子状タイプのテクスチャーでは
点接触であるため接触面積が途中で増加せず、摩擦係数
の上昇を抑えることができる。

【００２８】次にディスク基板１の表面粗さが小さくな
ると、ヘッドとハードディスクとの微小隙間に潤滑油及
び大気中の水蒸気が毛細管現象で夫々凝縮され、ヘッド
吸着現象が生じる。このような状態の加速試験として、
例えば６５°、８０％ＲＨ、２４時間の高温高湿状態で
信頼性試験を行なった。この結果を表２に示す。

【００２９】表２に示すように交差角を５〜９０°、表
面粗さ（平均）を４ｎｍとしてテクスチャー加工を行っ
た。又比較例としてラッピングテープを用いて同心円状
のテクスチャー加工を行った。ＣＳＳ試験の前後におけ
る静止摩擦係数の差をとると、表２の右側に示すような
状態となる。

【表２】 表面粗さ４ｎｍの格子状のテクスチャーと、同心円状の
テクスチャーで比較したところ、格子状のテクスチャー
は摩擦係数に大きな変化がみられず、同心円状のディス
クでは若干の増加がみられる。このような結果からも格
子状テクスチャーの効果が裏付けられる。尚、ヘッドの
浮上量は0.075 μｍで、安定に浮上していることが実験
で確認された。

【００３０】尚、本実施例では一定の交差角が形成され
るよう、テクスチャー溝を２種類設けたが、直線状のテ
クスチャー溝だけでもよい。又テクスチャー加工する際
の砥粒を小さくすることにより、格子の単位面積当たり
の数を更に殖やすことができる。こうするとディスク表
面と磁気ヘッドとの接触面積が減少し、摩擦係数の上昇
を抑えることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、ディスク基板の表面形状であるテクスチャー溝を直
線状又は格子状に形成する。特に格子状の場合、同心円
状のテクスチャー溝に比べ一定の任意の交差角を付ける
ことができ、更に表面粗さを小さくしても磁気ヘッドの
安定した接触状態と浮上状態が得られる。更に磁気ヘッ
ドの吸着特性にも若干の効果が見られた。更に磁気ヘッ
ドに硬い材料を使用しても、今後の低浮上化に伴い表面
粗さの低下しても、テクスチャー溝によって安定した情
報の記録再生特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例及び従来例における磁気記録媒体の要
部構成を示す拡大断面図である。

【図２】従来例の磁気記録媒体におけるテクスチャー構
造を示す平面図である。

【図３】本実施例の磁気記録媒体におけるテクスチャー
構造を示す平面図である。

【図４】本実施例の磁気記録媒体の製造方法に用いられ
るテクスチャー作成装置（第１段階）の構造を示す平面
図である。

【図５】本実施例の磁気記録媒体の製造方法に用いられ
るテクスチャー作成装置（第２段階）の構造を示す平面
図である。

【図６】本実施例の磁気記録媒体の製造方法に用いられ
るテクスチャー作成装置の構造を示す側面図である。

【符号の説明】

１ ディスク基板 １ａ 非磁性支持体 ２ 強磁性金属薄膜 ３ カーボン保護膜 ４ 潤滑層 ５ コンタクトロール ６ バフテープ ７ 砥粒供給ノズル ８ａ，８ｂ 溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハードディスク装置に用いられる磁気記
   録媒体であって、 記録媒体の表面に直線状のテクスチャー溝を形成したこ
   とを特徴とする磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 ハードディスク装置に用いられる磁気記
   録媒体であって、 記録媒体の表面に格子状のテクスチャー溝を形成したこ
   とを特徴とする磁気記録媒体。
3. 【請求項３】 ハードディスク装置に用いられる磁気記
   録媒体の製造方法であって、 ディスク基板を第１位置に固定し、 前記ディスク基板の表面にテクスチャー溝を加工するラ
   ッピング装置を押圧して前記ラッピング装置を送り方向
   へ走査させることにより第１の直線溝を形成し、 前記ディスク基板を前記第１位置より一定角度回転した
   第２位置に固定し、 前記ラッピング装置を送り方向へ走査させることにより
   第２の直線溝を形成することを特徴とする磁気記録媒体
   の製造方法。