JPH0830965A - 磁気ディスク及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板の材料によらず、機械的テクスチャを施
さなくても摩擦力が小さい面を得ることができ、高記録
密度化が可能であると共に、テクスチャー領域と非テク
スチャー領域との間に磁気ヘッドの移動を阻害する段差
が存在せず、更に記録再生領域にもテクスチャーを形成
することができる磁気ディスク及びその製造方法を提供
する。 【構成】 磁気ディスクは、表面研磨された基板と、こ
の基板の上に配置された磁性合金からなる記録層１４
と、カーボンからなる保護膜１３とを有する。この保護
膜１３は、パルスレーザーの照射により表面のカーボン
保護膜を酸化気化又はスパッタリングさせ、パルスレー
ザーの照射部分を選択的に除去して形成した凹形状のく
ぼみ１１を有する。

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等の磁気
ディスク装置に組み込まれる磁気ディスク及びその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置においては、停止時は
磁気ヘッドと磁気ディスクが接触し、動作時は磁気ヘッ
ドが回転する磁気ディスク上をその回転空気圧により浮
上するというコンタクトスタートストップ方式（Contac
t Start Stop方式、以下ＣＳＳと略す）が採用されてい
る。

【０００３】この方式では磁気ディスク装置の停止時
に、磁気ヘッドと磁気ディスクとの間で吸着が生じ、磁
気ディスク装置の停止時から動作時に移る際に、磁気デ
ィスクの回転が妨げられることがある。また、磁気ヘッ
ドと磁気ディスクとの接触時の摩擦力により、磁気ディ
スク装置の停止から動作に移る時、又は動作から停止に
移る時に、磁気ディスクの回転が妨げられることがあ
る。

【０００４】このような吸着を防止し、摩擦力を低減さ
せるために、磁気ディスク用基板には表面を鏡面仕上げ
した後、適当な表面粗さに調整する表面加工が行われて
いる。これはテクスチャリング（texturing）といわ
れ、また、このように加工された表面はテクスチャー
（texture）といわれる。

【０００５】従来、磁気ディスクには、アルミニウム合
金板にニッケルリンメッキを施し、表面を研磨した基板
が使用されてきた。この磁気ディスク基板のテクスチャ
ー方法としては、回転する磁気ディスク基板に研磨テー
プを押し付けて条痕を形成する機械式テクスチャーと呼
ばれる方法が一般的に実施されてきた。

【０００６】また、ニッケルリンメッキ層にパルスレー
ザーを照射して、表面に凹凸を形成する方法も提案され
ている（ヨーロッパ特許出願EP 447025、USP 5,062,02
1、USP5,108,781）。

【０００７】一方、本出願人は、先に、磁気ディスク用
カーボン基板のテクスチャー形成方法として、パルスレ
ーザーを照射して表面に窪みを形成するようにした方法
を提案した（特願平5-078279号）。この方法は、パルス
レーザーを照射することにより、カーボンが酸化又はス
パッタリングされて取り除かれる性質を利用して、パル
スレーザー照射部分に窪みを形成している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】磁気ディスク装置の記
録密度の増加のためには、記録再生時の磁気ヘッドと磁
気ディスクの浮上高さを小さくする必要がある。この浮
上高さを小さくするには、基板の表面粗さを小さくする
必要がある。しかし、基板の表面粗さを小さくし過ぎる
と、磁気ヘッドと磁気ディスクの接触面積が増大し、Ｃ
ＳＳ時に磁気ヘッドと磁気ディスクの間の吸着による摩
擦力が増大するという難点がある。特に、従来、多用さ
れている機械式テクスチャー方式は、摩擦力を小さくす
ると共に、表面粗さを小さくするということが困難であ
る。

【０００９】一方、ニッケルリンメッキ層にパルスレー
ザーを照射して表面に凹凸を形成する方法は、パルスレ
ーザーをスポット照射し、レーザーのエネルギでニッケ
ルリンメッキ層を加熱溶解させ、クレーター状の凹凸を
形成するものである。この方法により表面に凹凸を形成
したテクスチャー領域では、磁気ヘッドと磁気ディスク
の接触面積を低減することが可能である。

【００１０】しかし、この方法で形成したテクスチャー
領域とテクスチャー非形成領域との間には段差が生じる
という難点がある。このため、テクスチャー非形成領域
からテクスチャー領域に磁気ヘッドが移動する際に、磁
気ヘッドとテクスチャー領域の凸部とが接触する可能性
があり、ヘッドクラッシュを引き起こす可能性がある。
このように、テクスチャー領域に形成された凹凸部とテ
クスチャー非形成領域との間に段差が生じるのは、パル
スレーザーにより溶解したニッケルリン合金が周辺部に
押しやられ、凹凸部ができるためである。

【００１１】また、カーボン基板にパルスレーザーを照
射して窪みを形成する方法は、パルスレーザーを照射す
ることにより、カーボンが酸化又はスパッタリングされ
て取り除かれる性質を利用したものであるから、ニッケ
ルリンメッキを施したアルミニウム基板のように、レー
ザ照射により形成された凹形状の窪みの周辺部は盛り上
がらず、テクスチャー領域と非テクスチャー領域との間
に段差が生じない。しかし、この方法は、一般に磁気デ
ィスク基板として多用されているニッケルリンメッキの
アルミニウム基板には使用できないという難点がある。

【００１２】更に、いずれの方法においても、テクスチ
ャーを形成した領域は、記録再生には使用することがで
きない。

【００１３】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、基板の材料によらず、機械的テクスチャを
施さなくても摩擦力が小さい面を得ることができ、高記
録密度化が可能であると共に、テクスチャー領域と非テ
クスチャー領域との間に磁気ヘッドの移動を阻害する段
差が存在せず、更に記録再生領域にもテクスチャーを形
成することができる磁気ディスク及びその製造方法を提
供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る磁気ディス
クは、表面研磨された基板と、この基板の上に配置され
た磁性合金からなる記録層と、カーボンからなる保護膜
と、を有する磁気ディスクにおいて、前記保護膜は、パ
ルスレーザーの照射により表面のカーボン保護膜を酸化
気化又はスパッタリングさせ、パルスレーザーの照射部
分を選択的に除去して形成した凹形状のくぼみを有する
ことを特徴とする。

【００１５】また、本発明に係る磁気ディスクの製造方
法は、表面研磨された基板に、磁性合金からなる記録層
を形成する工程と、カーボンからなる保護膜を形成する
工程と、前記保護膜にパルスレーザーを照射して表面の
カーボン保護膜を酸化気化又はスパッタリングさせ、パ
ルスレーザーの照射部分のカーボン保護膜を選択的に取
り除き、凹形状のくぼみを形成する工程とを有すること
を特徴とする。

【００１６】なお、前記くぼみは、磁気ヘッドと磁気デ
ィスクとが接触する領域に形成する。

【００１７】

【作用】本発明においては、記録層として磁性合金膜を
形成した後、保護膜としてカーボン膜を形成した磁気デ
ィスクにパルスレーザを照射する。そうすると、カーボ
ン保護膜の温度が上昇し、カーボン保護膜が酸化気化又
はスパッタリングされるが、下地の磁性金属記録層は金
属で形成されているので、酸化気化及びスパッタリング
されない。

【００１８】この結果、下地の磁性合金膜を変形させず
に、パルスレーザ照射部分のカーボン保護膜のみを選択
的に取り除くことが可能である。

【００１９】このようにして、パルスレーザが照射され
た部分に、凹部状のくぼみが形成され、磁気ヘッドとの
接触面積が低減される。このくぼみの深さ、面積、くぼ
み形成部分の存在密度及び存在パターンは、照射するパ
ルスレーザーのエネルギ、ビーム径、照射領域及び照射
パターンを制御することにより可能である。

【００２０】カーボン保護膜は酸化気化又はスパッタリ
ングの作用で選択的に取り除かれるので、ニッケルリン
メッキ層にパルスレーザーを照射した場合とは異なり、
カーボン保護膜にパルスレーザーを照射した場合は、レ
ーザー照射により形成された凹形状のくぼみの周辺部は
盛り上がらない。この結果、くぼみが形成されたテクス
チャー領域と非テクスチャー領域の間には段差が発生せ
ず、磁気ヘッドが非テクスチャー領域からテクスチャー
領域に移動するときに、磁気ヘッドと磁気ディスクとの
接触が生じない。

【００２１】また、磁気ディスクの最表面のカーボン保
護膜にテクスチャーを形成するので、ディスク基板の材
質によらず、磁気ディスクにテクスチャーを形成するこ
とが可能である。

【００２２】更に、このように酸化又はスパッタリング
の作用でカーボン保護膜を選択的に取り除くと、下地の
磁性膜には何も損傷を与えないので、非テクスチャー形
成領域と同様に、テクスチャー形成領域でも記録再生が
可能である。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例について、添付の図面
を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の実施例に
係る磁気ディスクの製造方法について説明し、併せて本
実施例の磁気ディスクの構造について説明する。

【００２４】アルミニウム合金板にニッケルリンメッキ
を施し、表面を研磨したハードディスク基板に、スパッ
タリングにより、例えば、下地層としてクロム層を０．
０５μｍの厚さに形成し、磁性記録層としてコバルト合
金層を０．０３μｍの厚さに形成し、更に保護膜として
カーボン膜を０．０３μｍの厚さに形成し、これらの下
地層、磁性記録層及び保護膜を順次形成する。

【００２５】このようにして形成された磁気ディスク１
を、図１に示すように、クランプ３によりスピンドル２
に固定して取り付け、磁気ディスク１を回転させながら
パルスレーザーを磁気ディスク１の表面に垂直に照射す
る。即ち、電源及び光源８から発光した光をライトガイ
ド７によりＱスイッチ結晶６（高出力の単パルス光に変
換するための光学素子）に導き、この結晶６から、パル
スレーザー９を出射させる。このパルスレーザー９は、
ビームエキスパンダ５によりビーム径を大きくした後、
集光レンズ４により集束されて磁気ディスク１の表面上
に照射される。上述の方法では、レーザー照射系は固定
し、スピンドル２に取り付けられた磁気ディスク１を回
転させつつパルスレーザーを照射するので、図２（ａ）
及びその一部拡大図である図２（ｂ）に示すように、基
板表面のリング状の領域１０に微小孔１１が形成され
る。なお、レーザ照射点は、図１に示すように、基板１
の半径方向に移動させ、これにより、リング状の所定の
幅を有する領域にパルスレーザビームを照射する。

【００２６】この磁気ディスク表面の領域１０に形成し
た孔１１は、領域１０の拡大模式的平面図である図３
（ａ）に示すように、パルスレーザーのビーム径に対応
する直径を有する孔１１が相互に近接して２次元的に配
置されたものとなっている。なお、この孔１１は相互に
接触して設けることもできる。このパルスレーザビーム
の照射領域１０（テクスチャー形成部）と、パルスレー
ザビームを照射しない領域１２（非テクスチャー形成
部）との断面構造は図３（ｂ）に示すものとなってい
る。即ち、磁性記録層１４と、その上に形成されたカー
ボン保護膜１３とが、孔形成領域１０（テクスチャー形
成部）においては、図３（ｂ）に示すように、磁気ディ
スクの最上面にあるカーボン保護膜１３の一部が取り除
かれて、くぼみ１１が形成されている。一方、パルスレ
ーザを照射しない領域１２（非テクスチャー形成部）に
おいては、カーボン保護膜１３の表面は平坦である。

【００２７】更に、パルスレーザーのパワーを増加させ
ると、図３（ｃ）に示すように、パルスレーザーが照射
された部分のカーボン保護膜１３は全て取り除かれる
が、下地の磁性記録層１４は金属であるので、この磁性
記録層１４には何の影響も与えない。従って、図３
（ｃ）に示すような形状のカーボン保護膜１３を挿通し
たくぼみ１１が形成される。

【００２８】この場合に、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に
示したテクスチャー形成部（領域１０）の頂点高さと、
非テクスチャー形成部（領域１２）との面高さが同じで
あるので、磁気ディスクが回転して磁気ヘッドが所定の
間隔を有して浮上している間は、磁気ヘッドがテクスチ
ャー非形成部（領域１２）とテクスチャー形成部（領域
１０）との間を移動しても、磁気ヘッドと磁気ディスク
との間には接触は生じない。このため、磁気ディスクの
損傷を防止することができる。

【００２９】実際に、上記各条件で磁気ディスクを作成
し、波長が５２３ｎｍで、パワーが０．５２Ｗ、パルス
周期が１０００Ｈｚのレーザーを使用して凹形状の窪み
を形成し、テクスチャリングした結果、図３（ｂ）に示
すような、直径が約２０μｍ、深さが０．０１５μｍの
凹形のくぼみ１１が形成された。これは、厚さ０．０３
μｍのカーボン保護膜の半分が取り除かれたことにな
る。また、このようなくぼみ１１は間隔３０μｍで均一
に形成された。

【００３０】また、パワーを０．５５Ｗでくぼみを形成
すると、図３（ｃ）に示すように、深さがカーボン保護
膜の厚さと等しい３００Åのくぼみ１１が形成された。
この場合は、厚さ０．０３μｍのカーボン保護膜１３が
その照射部分で全て取り除かれたことになる。また、下
地のコバルト合金磁性層１４には、何ら損傷が認められ
なかった。

【００３１】更に、パワーを０．６Ｗに上げてくぼみを
形成すると、同じく深さが３００Åの窪みが形成され
た。このときも、０．５５Ｗのパワーの場合と同じく、
厚さが０．０３μｍのカーボン保護膜がその照射部分で
全て取り除かれたことになる。しかし、この場合には下
地のコバルト合金磁性層１４に損傷が見られた。従っ
て、パルスレーザビームの照射エネルギは、この条件の
場合には、０．５５Ｗ以下にする必要がある。

【００３２】このようにして形成した基板に、潤滑膜と
してＰＴＦＥ（パーフルオロポリティルエーテル）をス
ピンコート法により２０Åの厚さに形成した。

【００３３】この磁気ディスクと、磁気ヘッドとの間の
吸着の有無を調査したところ、吸着は発生しなかった。
更に、ＣＳＳ時の摩擦係数の低下が観察された。

【００３４】また、ディスク回転中にテクスチャー非形
成領域１２から形成領域１０にヘッドをシークさせた場
合も、磁気ヘッドと磁気ディスクとの間の接触は観測さ
れなかった。更に、上述の磁気ディスクは、微小孔中に
潤滑剤が保持されるので、回転する磁気ディスクから潤
滑膜が飛散することによる潤滑膜の減少を抑制すること
ができた。

【００３５】更に、テクスチャー形成領域１０で、磁気
ヘッドによる記録再生を行ったところ、再生出力が測定
され、この領域も記録再生に使用することができた。

【００３６】また、ハードディスク基板として、カーボ
ン基板、ガラス基板及びセラミック基板を使用した場合
でも、ニッケルリンメッキ基板と同様の優れた効果が得
られた。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、磁気ディスク基板にお
ける磁気ヘッドが起動停止する領域に、パルスレーザー
の照射により、カーボン保護膜を酸化気化又はスパッタ
リングさせて凹形状のくぼみを形成し、パルスレーザー
のビーム径、出力エネルギと出力パターンを制御するこ
とにより、磁気ヘッドと磁気ディスクの接触面積を制御
することができる。

【００３８】また、本発明のカーボン保護膜に凹形状の
くぼみを形成することにより、テクスチャー領域と非テ
クスチャー領域との間の段差がなく、磁気ヘッドが両者
の境界を通過する際に磁気ディスクとの接触が発生せ
ず、ヘッドクラッシュを防止することができる。

【００３９】更に、このテクスチャー処理において、下
地の磁性層には何ら損傷を与えないようにすることがで
きるので、非テクスチャー領域と同様にテクスチャー形
成領域でも記録再生が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る磁気ディスクのレーザテ
クスチャー処理方法を示す模式図である。

【図２】同じくそのレーザテクスチャー処理方法により
形成したテクスチャー領域を示す模式図である。

【図３】（ａ）はテクスチャー形成部の微小孔（くぼみ
１１）を示す模式的平面図、（ｂ）、（ｃ）は同じくそ
のくぼみ１１の形状を示す模式的断面図である。

【符号の説明】

１：磁気ディスク ２：スピンドル ３：クランプ ４：集光レンズ ５：ビームエキスパンダ ６：スイッチ結晶 ７：ライトガイド ８：光源 １０：くぼみ形成領域（テクスチャー形成部） １１：くぼみ １２：くぼみ非形成部（非テクスチャー形成部）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面研磨された基板と、この基板の上に
   配置された磁性合金からなる記録層と、カーボンからな
   る保護膜と、を有する磁気ディスクにおいて、前記保護
   膜は、パルスレーザーの照射により表面のカーボン保護
   膜を酸化気化又はスパッタリングさせ、パルスレーザー
   の照射部分のカーボン保護膜を選択的に除去して形成し
   た凹形状のくぼみを有することを特徴とする磁気ディス
   ク。
2. 【請求項２】 前記くぼみは、磁気ヘッドと磁気ディス
   クとが接触する領域に形成したことを特徴とする請求項
   １に記載の磁気ディスク。
3. 【請求項３】 表面研磨された基板に、磁性合金からな
   る記録層を形成する工程と、カーボンからなる保護膜を
   形成する工程と、前記保護膜にパルスレーザーを照射し
   て表面のカーボン保護膜を酸化気化又はスパッタリング
   させ、パルスレーザーの照射部分のカーボン保護膜を選
   択的に取り除き、凹形状のくぼみを形成する工程とを有
   することを特徴とする磁気ディスクの製造方法。
4. 【請求項４】 前記くぼみを、磁気ヘッドと磁気ディス
   クとが接触する領域に形成することを特徴とする請求項
   ３記載の磁気ディスクの製造方法。