JPH08212539A - 磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】摺動信頼性に優れ、高記録密度を持つ磁気記録
媒体の製造方法を提供すること。 【構成】アルミニウム合金基板１上に、ニッケル−リン
膜２、クロム下地膜３を介して磁性膜４と保護膜５を形
成し、保護膜５上に、フラーレンのクラスタ或はダイヤ
モンドのクラスタを分散させ、ドライエッチングによ
り、保護膜表面に凹凸を形成する磁気記録媒体の製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータシステム
の外部記録装置等に用いられる磁気記録媒体の製造方法
及び磁気記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の情報量の増大に伴い、コンピュー
タシステムの外部記録装置としての磁気記録装置の重要
度は益々高まり、その記録容量に対しては、より一層の
高密度化が要求されている。以下、磁気記録装置の一例
である磁気ディスク装置について説明する。磁気ディス
ク装置は、磁気ディスクと磁気ヘッド（以下、ヘッドと
略する）を主構成要素とし、磁気ディスクの回転制御機
構、ヘッドの位置決め機構及び記録再生信号の処理回路
等から構成されている。一般に磁気ディスクは、同心円
状又はらせん状に多数設けられたトラックに情報が記録
されている。ここで記録密度を向上させるためには、ト
ラック内の円周方向の情報密度（線記録密度）を大きく
することが必要となって来る。

【０００３】線記録密度は、磁気ディスクの磁性膜の特
性（保磁力、膜厚等）、ヘッド特性（周波数特性、ギャ
ップ長等）及び磁気ディスクの磁性膜とヘッドの間の間
隔等に依存している。近年このヘッドと磁気ディスクの
間隔（以下、浮上量と称する）は急激に小さくなってき
ており、例えば、０．０５〜０．１μｍが通常となって
いる。

【０００４】一般の磁気ディスク装置は、浮上量が極め
て小さい、或は磁気ディスクとヘッドが直接接触するよ
うな、いわゆるニアコンタクト、コンタクトの状態で
は、ヘッドと磁気ディスクの摩耗により、クラッシュと
言われる磁気ディスクに記録されたデータが再生できな
いような破壊又はそれに類した不具合が生じる。

【０００５】このようなクラッシュを引き起こさないた
めには、磁気ディスクの表面とヘッドが接触しないよう
に、浮上量を大きくすればよいが、それでは記録密度を
大きくすることが困難である。また、ヘッドと磁気ディ
スクが接触しないように磁気ディスクの表面を平滑にす
ると、ヘッドと磁気ディスクの摩擦力が上昇し、耐摩耗
性が劣化したり、ヘッドが磁気ディスクに吸着し、磁気
ディスク装置が起動できないようになる。そこで特開平
３−１１９５１７には、基板に比較的均一に微細な突起
を形成した磁気記録媒体が開示されている。基板上に形
成される膜は、この微細な突起の形状をそのまま維持し
ている。これによって吸着等の現象を防止することがで
きる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、磁気
記録媒体の摺動信頼性や高記録密度化のために必要なヘ
ッドの低浮上化に対して十分な配慮がなされていなかっ
た。特開平３−１１９５１７に記載の技術は、ステアリ
ン酸のような有機物結晶、固体シリカ又は金属微細粒子
等を基板表面上に均一に分散させてエッチング処理し、
基板表面に微細な凹凸を設けるものである。基板に微細
な凹凸を形成した場合、その上の磁性膜表面も、さらに
その上の保護膜表面も、基板表面と同様な凹凸が形成さ
れる。そのため保護膜の上部に位置するヘッドの記録再
生素子と磁性膜との距離は、磁性膜表面の凹凸形状に対
応して変化する。上記従来技術は、この距離の変化によ
って記録再生信号の品質が劣化し、或はエラーを起こす
可能性があるという問題があった。

【０００７】仮に、磁性膜表面が平滑で、保護膜表面に
凹凸がある磁気記録媒体であれば、このような問題が避
けられる可能性がある。しかし、平滑な表面の磁性膜と
平滑な表面の保護膜を形成し、特開平３−１１９５１７
に記載された方法で、保護膜表面に微細結晶を均一に分
散させ、エッチングにより保護膜表面に微細な凹凸を形
成しようとすると、つぎのような問題が生じる。

【０００８】すなわち、保護膜がカーボンであった場合
には、ステアリン酸、固体シリカ又は金属微細粒子等
は、気相中でのエッチングにより、保護膜表面や膜中に
不純物として取り込まれ、それにより保護膜の耐摩耗性
が劣化することがある。また、保護膜表面に固着したま
ま残る微細粒子により、ヘッドの浮上安定性を劣化させ
ることがある。また、液相でエッチングすると、カーボ
ン保護膜は非常に薄く、またポーラスなため、保護膜の
下の磁性膜を同時にエッチングしてしまい、磁気特性を
劣化させることがある。それ故、特開平３−１１９５１
７に示されているような方法によって、磁気記録媒体の
保護膜表面にのみ凹凸を設けることは適切ではない。

【０００９】本発明の第１の目的は、摺動信頼性に優
れ、高記録密度を持つ磁気記録媒体の製造方法を提供す
ることにある。本発明の第２の目的は、摺動信頼性に優
れ、高記録密度を持つ磁気記録媒体を有する磁気記録・
再生装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、非磁性
基板上に、磁性膜を形成し、この磁性膜上にカーボンか
らなる保護膜を形成し、ついで、フラーレンのクラスタ
及びダイヤモンドのクラスタの内の少なくとも１種のク
ラスタを保護膜上に分散させ、ドライエッチングによ
り、保護膜表面に凹凸を形成するようにしたものであ
る。

【００１１】保護膜表面に均一に分散されるクラスタ
は、平均粒径が１ｎｍから５０ｎｍの範囲であることが
好ましい。このような大きさのクラスタは、保護膜の表
面のグレインのサイズと同程度であり、グレイン間の凹
部に粒子が均一に分散されるため、優れた分散性を示
す。また、ヘッドのスライダ面積に対して十分な凸部の
数を形成できるため、ヘッドとの接触安定性を高めるこ
とが可能となる。保護膜表面上にクラスタを均一分散さ
せる方法としては、スプレー法、スピンコート法、浸漬
法等が適している。また、凸部の高さは、小さすぎると
ヘッドと磁気記録媒体の摩擦力が大きくなり好ましくな
く、大きすぎてもヘッドの浮上安定性を阻害するため好
ましくないので、１０〜３０ｎｍの範囲にすることが望
ましい。

【００１２】また、上記第２の目的を達成するために、
本発明の磁気記録再生装置は、非磁性基板上に設けられ
た磁性膜及びこの磁性膜上に設けられた保護膜とを有す
る磁気記録媒体と、磁気記録媒体に対向して配置された
磁気ヘッドと、磁気記録媒体と磁気ヘッドとの相対的位
置を移動させるための制御機構と、磁気ヘッドの位置決
め機構と、記録再生信号の処理回路とからなり、保護膜
の表面に凹凸を設け、凹凸の凸部の数を磁気ヘッドのス
ライダ面に対し、１００００個以上にしたものである。
この磁気記録再生装置の磁気記録媒体としては、上記い
ずれかの磁気記録媒体を用いることが好ましい。

【００１３】

【作用】本発明の磁気記録媒体の製造方法によれば、磁
性層表面が実質的に平滑で、カーボン保護膜に微細な凹
凸を有する磁気記録媒体が得られ、この磁気記録媒体に
対向して配置されるヘッドと磁性膜との距離が一定であ
るので、記録再生信号のエラー、信号品質の劣化がな
い。

【００１４】フラーレン、ダイヤモンドのクラスタは、
その粒径が小さく、５０ｎｍ以下、１ｎｍ以上のものが
容易に得られる。このような粒径のクラスタは、液中で
の凝集、沈殿が少なく、スプレー法、スピンコート法、
浸漬法等により、保護膜表面上に容易に均一分散させる
ことができる。さらに、このような大きさのクラスタ
は、保護膜の表面のグレインのサイズと同程度であり、
グレイン間の凹部に粒子が均一に分散されるため、優れ
た分散性を示す。また、フラーレンのクラスタ、ダイヤ
モンドのクラスタは、その粒度分布が狭い範囲にあるた
め、これらを均一分散させた後にエッチングすることに
より、凸部の大きさを比較的均一にできる。

【００１５】さらにまた、前述したエッチングの際にこ
れらのクラスタが保護膜中に混入し、保護膜表面に粒子
が残ったとしても、保護膜と同様なカーボンよりなる粒
子であるため、それが耐摩耗性を阻害することがない。

【００１６】また、保護膜表面の凹凸の凸部の数を１０
０００個／スライダ面以上とすることで磁気記録媒体の
保護膜表面の表面積は、凹凸がない場合に比較して凸部
の側面の面積分だけ増加し、凹凸がない場合よりおよそ
数１０％増加する。これにより潤滑剤の付着する面積が
増加することとなり、耐摩耗性を向上させることができ
る。このような凸部の数を実現するには十分に小さい径
の凸部である必要があり、直径が６０ｎｍ以下、１ｎｍ
の範囲であることが好ましい。

【００１７】

【実施例】

〈実施例１〉図１に本実施例で製造した磁気ディスクの
断面模式図を示す。外径３．５インチのアルミニウム合
金基板１の表面に、無電解めっき法によりニッケル−リ
ン膜２を厚さ約１５ｎｍ形成する。この表面を研磨した
後、スパッタ法により、表面にクロム下地膜３を厚さ約
２５ｎｍ形成し、さらにその上にコバルト合金の磁性膜
４を厚さ約１０ｎｍ形成し、さらにその上にアモルファ
スカーボンの保護膜５を厚さ３０ｎｍ形成した。クロム
下地膜、磁性膜、保護膜のスパッタ成膜は基板温度２０
０度、アルゴンガス圧５ｍＴｏｒｒにより行なった。

【００１８】この磁気ディスクを純水に沈め、純水表面
にベンゼン溶液中のフラーレンＣ６０、Ｃ７０のクラス
タを滴下し、表面圧５０ｍＮ／ｍのもとで磁気ディスク
を引き上げ、その表面にフラーレンのクラスタを分散さ
せた。その後、Ａｒガス中でスパッタエッチングを行な
い、保護膜５をエッチングした。その後テープクリーニ
ングを行ない、極性基を持つ液体潤滑剤を浸漬法により
約１．５ｎｍの厚さに塗布した。なお、フラーレンのク
ラスタは、平均粒径約２０ｎｍ、フラーレン純度９７〜
９８％、つまり製造時に残ったカーボンの微細粒子を微
量含むものを用いた。こうして製造した磁気ディスク表
面をＡＦＭ（アトミックフォースマイクロスコープ）に
より形状測定し、表面の凹凸のサイズと高さを調べた。
結果を表１に示す。

【００１９】〈実施例２〉実施例１と同じように、磁気
ディスクを保護膜まで形成した。一方、表面がグラファ
イトで被覆されたダイヤモンドのクラスタを炭化水素系
ハロゲン溶液の中に、それぞれ２ｗｔ．％、６ｗｔ．
％、１０ｗｔ．％、１２ｗｔ．％の割合で分散させた。
その中にそれぞれ磁気記録媒体を浸漬し、ダイヤモンド
のクラスタを保護膜表面に付着させた。さらに、Ａｒガ
ス中でスパッタエッチングを行ない、保護膜をエッチン
グした。このときダイヤモンドクラスタの濃度が２ｗ
ｔ．％のものを用いた試料については、エッチングの時
間を変化させ、５種類の凸部の高さを持つ磁気ディスク
を作成した。

【００２０】その後テープクリーニングを行ない、極性
基を持つ液体潤滑剤を浸漬法により約１．５ｎｍの厚さ
に塗布した。こうして製造した磁気ディスク表面を実施
例１と同様にＡＦＭにより形状測定し、得られた表面の
凹凸のサイズと高さを調べた。結果を表１に示す。な
お、用いたダイヤモンドクラスタの平均粒径は約１５〜
２０ｎｍであり、高濃度のときはこれがさらに凝集し
て、さらに大きな粒子となっている。

【００２１】

【表１】

【００２２】〈比較例１〉実施例１と同様な成膜条件で
磁気ディスクを保護膜まで形成した。ステアリン酸をエ
タノール中に飽和させ、その中に磁気ディスクを浸漬し
て引き上げ、その表面にステアリン酸粒子を分散させた
後、Ａｒスパッタエッチングを行ない、以下、実施例１
と同様に処理した。こうして製造した磁気ディスク表面
を実施例１と同様にＡＦＭにより形状測定し、表面の凹
凸のサイズと高さを調べた。結果を表１に示す。

【００２３】〈実施例３〉上記の磁気ディスクの耐摩耗
性を調べるため、アルミナ−チタン−カーバイド（Ａｌ
−ＴｉＣ）よりなるヘッドで、表２に示したようにスラ
イダの表面積が異なるヘッドを準備し、相対速度１０ｍ
／ｓの条件で摺動させる摺動試験を行なった。１０００
ｋ回パス試験後の磁気ディスクの摩耗量を図２に示す。

【００２４】

【表２】

【００２５】その結果、実施例１の磁気ディスクは、表
２に示したすべてのヘッドで摩耗量が小さく耐摩耗性が
優れていた。また、実施例２の磁気ディスクのうち、凸
部の高さが異なる磁気記録媒体の試験結果をみると、凸
部の高さが１０ｎｍ未満、３０ｎｍ以上ではどちらも摩
耗量が比較的大きいことから、凸部の高さは１０ｎｍ〜
３０ｎｍの範囲が好ましいことが分かった。

【００２６】さらに凸部のサイズと摩耗量の関係をみる
と、凸部のサイズが大きくなっている方が摩耗量が大き
くなっており、これはヘッドのスライダ表面積が小さい
方が顕著である。すなわち、凸部の面積が増加してヘッ
ドとの摩擦力が増加すること、またヘッドのスライダ表
面積当たりの凸部の数が少なくなるため、接触が安定し
ないためだと考えられる。

【００２７】ヘッドスライダの表面積当たりの凸部の数
によりこの試験結果を整理したのが図３である。図３に
示した結果をみると、凸部の数を少なくすると摩耗量は
増加しており、摩耗がほとんどない領域としては、１
０，０００個／スライダ以上であることが分かった。ま
た、凸部の数をあまりに多くすることは、１個当たりの
凸部の大きさが小さくなるので、２００，０００個／ス
ライダ程度以下とすることが望ましい。

【００２８】また、比較例の磁気ディスクは、凸部のサ
イズ、高さは実施例と同程度であるにも関わらず摩耗量
が大きく、耐摩耗性が劣っていることが分かる。なお、
上記の実施例は、フラーレンのクラスタ、ダイヤモンド
のクラスタをそれぞれ独立に用いた例を示したが、これ
らの混合物を用いても同様な結果が得られた。

【００２９】

【発明の効果】本発明の磁気記録媒体の製造方法によれ
ば、高記録密度で耐摩耗性の優れた磁気記録媒体を得る
ことができた。また、本発明によれば、摺動信頼性に優
れ、高記録密度の磁気記録再生装置が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の磁気ディスクの断面構造の
模式図。

【図２】実施例及び比較例の摩耗量を示す図。

【図３】ヘッドスライダ面積当たりの凸部の数と摩耗量
の関系を示す図。

【符号の説明】

１…アルミニウム合金基板 ２…ニッケル−リン膜 ３…クロム下地膜 ４…磁性膜 ５…保護膜

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性基板上に、記録再生を行なうための
   磁性膜を形成する工程、磁性膜上にカーボンの保護膜を
   形成する工程及びフラーレンのクラスタ及びダイヤモン
   ドのクラスタからなる群から選ばれた少なくとも１種の
   クラスタを保護膜上に分散させ、ドライエッチングによ
   り、保護膜表面に凹凸を形成する工程を有することを特
   徴とする磁気記録媒体の製造方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の磁気記録媒体の製造方法に
   おいて、上記ドライエッチングは、凹凸の凸部の高さが
   １０ｎｍ以上３０ｎｍ以下になるように行なうことを特
   徴とする磁気記録媒体の製造方法。
3. 【請求項３】非磁性基板上に設けられた、記録再生を行
   なうための磁性膜と、該磁性膜上に設けられた保護膜と
   を有する磁気記録媒体、磁気記録媒体に対向して配置さ
   れた磁気ヘッド、磁気記録媒体と磁気ヘッドとの相対的
   位置を移動させるための制御機構、磁気ヘッドの位置決
   め機構及び記録再生信号の処理回路からなる磁気記録再
   生装置において、上記保護膜はその表面に凹凸を有し、
   該凹凸の凸部の数は、上記磁気ヘッドのスライダ面に対
   し、１００００個以上であることを特徴とする磁気記録
   再生装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の磁気記録再生装置におい
   て、上記磁気記録媒体は、請求項１又は２記載の磁気記
   録媒体であることを特徴とする磁気記録再生装置。