JPH0877554A - 磁気記録媒体および基板 - Google Patents

磁気記録媒体および基板

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JPH0877554A
JPH0877554A JP16861495A JP16861495A JPH0877554A JP H0877554 A JPH0877554 A JP H0877554A JP 16861495 A JP16861495 A JP 16861495A JP 16861495 A JP16861495 A JP 16861495A JP H0877554 A JPH0877554 A JP H0877554A
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JP
Japan
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magnetic
recording medium
substrate
magnetic recording
head
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JP16861495A
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English (en)
Inventor
Yoji Arita
陽二 有田
Yuzo Seo
雄三 瀬尾
Junichi Kozu
順一 神津
Toshihiko Kuriyama
俊彦 栗山
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 CSS時の摩擦が充分に小さく、また、ヘッ
ドの媒体表面へのステッキングを抑制でき、ヘッドが安
定して浮上することが可能な磁気記録媒体および基板を
提供する。 【構成】 非磁性基板上に、少なくとも、非磁性体から
なる下地層、磁性層を有する磁気記録媒体であって、下
地層の磁性層側表面に高さが5〜100nmの突起を1
mm2あたり103〜108個有し、好ましくは突起が環
状の凹部で囲まれており、半球状の頂部を有する形状で
あることを特徴とする磁気記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録媒体および基
板に関し、詳しくは磁気ディスク装置に使用されるハー
ドディスクなどの磁気記録媒体およびそのための基板に
関するものである。特に、良好なCSS(コンタクトス
タートアンドストップ)特性およびヘッドの媒体表面へ
のスティッキング特性とヘッドの低浮上化を同時に可能
にする薄膜型の磁気記録媒体ならびにその基板に関す
る。
【0002】
【従来の技術】通常、ハードディスクはその使用に際し
高速で回転して磁気ヘッドを浮上させ、ハードディスク
への書き込み/読み出し等をこの磁気ヘッドを介して行
っている。ハードディスクは、その磁気特性の向上のた
め、ディスクの基板面あるいは基板面上に設けられたN
iPメッキ等の非磁性体からなる下地層上に、磁気ディ
スクの円周方向にほぼ同心円状に機械的研磨を行って加
工痕を残す加工(以下、機械的テキスチャという)が行
われている。
【0003】近年の情報量の増大と装置の小型軽量化の
要求により、線記録密度及びトラック密度が高くなり、
1ビット当りの面積が小さくなってくると、従来のよう
な機械的テキスチャによるスクラッチ傷は情報読み出し
の際にエラーとなる確率が高くなる。また、内周部にあ
るCSSゾーンのみに機械的テキスチャを施しデータ記
録領域はそのままにする方法もあるが、データ記録領域
の面がCSSゾーンの面の高さよりも高くなり、ヘッド
がシークする時にクラッシュするという問題があった。
【0004】また、装置の小型化により、ディスクを回
転させるモーターのトルクも低下しており、ヘッドと媒
体との接触面積が大きいと、ヘッドがディスクに張り付
いて(スティッキング)、装置が正常に起動しないとい
う問題が発生しやすい。しかし、機械的テキスチャでは
加工痕の形状制御が困難であるため、再現性の良いステ
ッィキングの防止も困難であるという問題があった。
【0005】また、こうした機械的テキスチャに代え
て、レーザでテキスチャパターンを作る方法も提案され
ている。このようなレーザによるテキスチャ方法の例
は、米国特許第5,062,021号、同5,108,
781号に開示されており、パルス幅が非常に狭く、エ
ネルギー密度の高いNd−YAGのQスイッチレーザビ
ームによりNiP層を局所的に溶融し、図3に示すよう
に、溶融して形成された凹状の穴部3とその周囲に溶融
したNiPが表面張力で盛り上がって固化したリム部4
からなるクレータ状の凹凸を多数作り、円環状の凸状リ
ムによってヘッドとのCSS特性を改善する試みが提案
されている。しかし、この方法によるヘッド下面と凸状
リムとの接触面積の低減は不十分であり、ヘッドとディ
スクとのスティッキングの問題は、依然として未解決で
ある。
【0006】また、フォトリソグラフィを使って、突起
を形成する方法も提案されている。例えば、日本潤滑学
会トライボロジー予稿集(1991−5,A−11)、
(1992−10,B−6)には、ディスクの全表面に
対する面積比が0.1〜5%の同心円状の突起をフォト
リソグラフィによって形成したディスクのCSSテスト
結果が示されている。しかしながら、この方法は工業化
が困難な上、形成される突起の頂部が平らなため、ヘッ
ドとの接触面積が大きく、摩擦力の経時的な増加、上述
のスティッキングに係る問題等を有している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】したがって、CSSゾ
ーンでは、突起先端の面積を小さくしてヘッドとのステ
ィッキングを防止するとともに、CSSゾーンのみに突
起を設けた場合には、ヘッドをデータゾーン、CSSゾ
ーン間でシークした時にヘッドの安定浮上高さの変動が
少なく、ヘッドクラッシュが起こらない磁気記録媒体が
望まれている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明はこうした高密度
磁気記録用の媒体に対してなされたもので、その要旨
は、非磁性基板上に、少なくとも、非磁性体からなる下
地層、磁性層を有する磁気記録媒体であって、下地層の
磁性層側表面に高さが5〜100nmの突起を1mm2
あたり103〜108個有することを特徴とする磁気記録
媒体、に存する。
【0009】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて、非磁性体からなる下地層がその磁性層側表面に
有する突起は、好ましくは、環状の凹部で囲まれてお
り、半球状の頂部を有する形状である。また、本発明に
おける突起の高さは、JIS表面粗さ(B0601−1
982)により規定される、粗さ曲線の中心線を基準と
した場合の突起の高さを表す。この突起の高さは、5〜
100nm、好ましくは10〜60nmであり、100
nmを超えるとCSS特性は良いがヘッドの安定浮上高
さは下げられず、1nm未満では基板が元来有する細か
な凹凸に埋もれてしまい所望の効果は得られない。
【0010】また、突起は下地層の磁性層側表面に1m
2あたり103〜108個存在 する。103個未満では
基板のうねり等によりヘッド下面を突起のみで支えるの
は難しく、また108 個を超えた突起を作ろうとすると
突起の高さをそろえるのが難しくなる。好ましい存在密
度は1mm2あたり103〜106個である。 ここで突起
の密度は媒体全体での平均密度ではなく、突起存在部で
の単位面積当たりの密度をいう。
【0011】なお、必要な突起密度は、磁気記録媒体の
表面性に依存し、例えば非磁性基板として平滑度の高い
ガラス基板を用いた場合には、比較的小さな突起密度で
も本発明の効果が得られる。また、本発明において、突
起の頂部は平坦ではなく、適度な曲率を有するが、突起
の、磁気記録媒体の表面に平行な断面がほぼ円形である
ことが好ましい。このような突起により、磁気ヘッド下
面と磁気記録媒体表面との接触面積が少なく、CSS時
の摩擦力が著しく減少すると共に、スティッキングも防
止できる。
【0012】本発明の媒体の好ましい態様として、突起
は磁気ヘッドがCSS(コンタクトスタートアンドスト
ップ)を行なう領域のみに存在し、データ記録領域には
存在しない磁気記録媒体が挙げられる。このような構成
にすることにより、データ記録領域においては磁性層表
面を平滑にすることができるため、従来のようなスクラ
ッチ傷によるエラーを減少させることができる。
【0013】また、さらに好ましい態様として、突起が
磁気ヘッドがCSSを行なう領域のみに存在しデータ記
録領域には存在せず、かつその突起の高さがデータ記録
領域に向かって減少している磁気記録媒体、または、そ
の突起の密度がデータ記録領域に向かって減少している
磁気記録媒体が挙げられる。突起高さをデータ記録領域
に向かって減少させることにより、データ記録領域から
CSSゾーンあるいは逆の方向にヘッドを安定にシーク
することができる。また、突起の密度をデータ記録領域
に向かって減少させることにより、突起高さを順次変化
させた場合と同様な効果を得ることができる。また、突
起の高さおよび密度の両方をデータ記録領域に向かって
減少させることも好ましい方法である。
【0014】本発明の磁気記録媒体を製造するための好
ましい方法としては、基板上にNiP等の非磁性体から
なる下地層を設けた磁気記録媒体用基板を回転させなが
ら、その表面に円周方向に沿って、出力を精度良く制御
したパルスレーザ等を照射して表面に突起を形成する方
法等が挙げられる。
【0015】突起の生成機構は未だ十分解明されていな
いが、次のように考えられる。パルスレーザが照射され
た下地層の局所的に過熱されたスポット部は膨張する
が、その回りは冷えていて変形しにくいため、過熱され
て膨張した部分は上部に飛び出す形となるが、その部分
は外気ですぐに冷やされ、図1及び図2の突起(1)と
して示すようにその形はそのまま残る。そして、完全に
冷えた状態では、図2に示すように前記突起(1)の周
辺には熱収縮による凹み(2)ができる。そのため、本
発明の磁気記録媒体或いはその基板が有する突起は、好
ましくは、環状の凹部で囲まれた円錐状の中心部を有す
る形状である。
【0016】また、突起高さはレーザの強度とその平均
照射時間、及びディスクの線速度を調節することによっ
て自由に制御され、突起の密度は、1周当たりの突起の
個数、パルスレーザの半径方向の照射間隔、及び上記の
突起の高さを制御する条件を調節することにより自由に
制御される。通常、レーザの強度は50〜500mW、
平均照射時間は0.05〜100μsec、レーザーの
スポット径は0.2〜4μm、基板の線速度は0.8〜
15m/secが好ましい。ここで、レーザの平均照射
時間とは、1つの突起を形成させるのにレーザーを下地
層表面に照射した時間を、スポット径とは、0.82×
λ/NA(ただし、λはレーザの波長を、NAは対物レ
ンズの開口率)または1/e2(eは自然定数の底)の
強さで定義される値を夫々示す。
【0017】本発明において、非磁性基板としては通常
アルミニウム合金板が用いられるが、銅、チタン等の金
属基板、ガラス基板、セラミック基板または樹脂基板等
を用いることもできる。非磁性体からなる下地層は好ま
しくはNiP合金層であり、通常無電解メッキ法または
スパッタ法により形成される。またその厚みはレーザ照
射による発熱と熱伝導による放熱の関係から重要であ
り、好ましくは50〜20,000nm、特に好ましく
は100〜15,000nmである。
【0018】下地層の上にはCr層、あるいはCu層等
の中間層を磁性層との間に設けるのが好ましく、その膜
厚は通常20〜200nm、好ましくは50〜100n
mである。下地層上または中間層上に設ける磁気記録層
は、無電解メッキ、電気メッキ、スパッタ、蒸着等の方
法によって形成され、Co−P、Co−Ni−P、Co
−Ni−Cr、Co−Ni−Pt、Co−Cr−Ta、
Co−Cr−Pt、Co−Cr−Ta−Pt系合金等の
強磁性合金薄膜が形成され、その膜厚は通常30から7
0nm程度である。
【0019】この磁気記録層上には保護層が設けられる
が、保護層としては蒸着、スパッタ、プラズマCVD、
イオンプレーティング、湿式法等の方法により、炭素
膜、水素化カーボン膜、TiC、SiC等の炭化物膜、
SiN、TiN等の窒化膜等、SiO、AlO、ZrO
等の酸化物膜等が成膜される。これらのうち特に好まし
くは、炭素膜、水素化カーボン膜である。又、保護層上
には通常、潤滑剤層が設けられる。
【0020】
【実施例】次に、実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施
例によって限定されるものではない。 実施例1〜5、比較例1〜6 直径95mmのディスク状Al合金基板上に膜厚10〜
20μmのNiPメッキを施した後、表面粗さRaが1
nm以下になるように表面研磨を行ってNiP基板を得
た。次に、表−1に記載した強度に精度良く制御された
アルゴンパルスレーザーを、表−1に記載した条件下で
NiP基板上に照射して突起を形成させ、磁気ディスク
用基板を得た。
【0021】図1は実施例と同様の方法により得られた
NiP基板の表面形状を、レーザ干渉による表面形状測
定装置(米国ザイゴ社製「ZYGO」)で観察した結果
を表す図である。図2は図1の突起の断面図であり、1
は突起、2はその周囲を囲む円環状の凹部をしめす。本
発明の突起は図1および図2に示すような形状を示し、
その孤立した突起形状の頂部は半球状であり、平坦では
なく適度な曲率を有している。なお、レーザービームが
基板表面上を相対的に走査するため、突起を囲む凹部の
形状は図2のように走査方向に非対称となり、条件によ
っては突起の片側にのみ凹部を有することもある。
【0022】次いで,スパッタ法により,上記NiP基
板上に、順次、Cr中間層(100nm)、Co−Cr
−Ta合金磁性膜(50nm)及びカーボン保護膜を
(20nm)を形成し、その後、浸漬法によりフッ素系
液体潤滑剤(モンテエジソン社製「DOL−200
0」)を2nm塗布して、磁気記録媒体を作製した。表
−1に実施例1〜5および比較例1〜4の基板の線速
度、レーザーの強度、レーザーの平均照射時間、平均突
起密度および突起16個の平均突起高さを示す。
【0023】
【表1】
【0024】また、比較例5は1.5Wの高いパワーの
レーザーを線速度429mm/secで回転するNiP基板に
照射して平均突起密度90個/mm2でクレータ状の凹
凸を施した基板であり、また、比較例6は従来の機械的
テキスチャ法で、Raが約7nmの粗さのテキスチャを
施した基板を用いた。各々、スパッタ以降は実施例1と
同様のプロセスで作製した。
【0025】表−2にこれらのディスクのCSSテスト
前の静止摩擦係数(初期スティクション)及びCSS2
万回後の摩擦力を示した。CSSテストはヘッド浮上量
2μインチ、ロードグラム6gfの薄膜ヘッド(スライ
ダ材質Al23TiC)を用いた。また、ヘッドの浮上
安定高さは、データゾーンとCSSゾーン間のシーク時
のヘッドの浮上安定性をグライドテスターを用いて評価
した。実施例1〜3においてCSSゾーンの安定浮上高
さはすべて1.5μインチであった。
【0026】
【表2】
【0027】図4は、実施例1および比較例6のCSS
2000回毎の摩擦力を測定した結果を示す図である。
縦軸は摩擦力、横軸はCSS回数を示す。図4より本発
明の媒体がCSS時の摩擦が極端に小さく、またその性
能の持続性が優れることが分かる。
【0028】
【発明の効果】本発明による磁気記録媒体または基板
は、高さと先端形状が均一で、かつCSSに好適な形状
および密度に制御された突起を有するため、磁気ヘッド
下面と磁気記録媒体の表面との接触面積が少なく、CS
S時の摩擦が著しく低減されるほか、ヘッドのスティッ
キングも全く発生しなくなる。また、ヘッドのCSSゾ
ーンのみにこうした突起を作った場合、平均的な面の高
さは、ほとんど変わらないため、ヘッドをデータゾー
ン、CSSゾーン間でシークした時にヘッドの安定浮上
高さの変動が少なく、ヘッドクラッシュが起こらない。
更に、この突起の高さや密度をデータゾーンに近付くに
したがって制御することもできるため、ヘッドのデータ
ゾーン、CSSゾーン間でのシークは極めて滑らかに行
なうことができる。この場合データゾーンでは、従来の
ような機械的テキスチャによる表面の傷を作る必要がな
いので、ヘッドの安定浮上高さを小さくでき、また、前
記傷によるデータのエラーも減少するため高密度の磁気
記録媒体の製造が可能となり、工業的な意義は極めて大
きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】表面形状装置により観察した本発明のNiP基
板表面の突起の形状を示す図である。
【図2】図1の突起の断面図である。
【図3】従来の方法による媒体表面の形状を示す斜視図
である。
【図4】実施例1および比較例6のCSSテストの結果
を示す図である。
【符号の説明】
1:突起 2:突起を囲む凹部 3:凹状の穴部 4:リム部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗山 俊彦 神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地 三菱化学株式会社横浜総合研究所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性基板上に、少なくとも、非磁性体
    からなる下地層、磁性層を有する磁気記録媒体であっ
    て、下地層の磁性層側表面に高さが5〜100nmの突
    起を1mm2あたり103〜108個有することを特徴と
    する磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】 突起が、環状の凹部で囲まれており、半
    球状の頂部を有する形状である請求項1に記載の磁気記
    録媒体。
  3. 【請求項3】 突起が、磁気ヘッドがCSS(コンタク
    トスタートアンドストップ)を行なう領域のみに存在す
    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。
  4. 【請求項4】 突起の高さがデータ記録領域に向かって
    減少していることを特徴とする請求項3に記載の磁気記
    録媒体。
  5. 【請求項5】 突起の密度がデータ領域に向かって減少
    していることを特徴とする請求項3又は4に記載の磁気
    記録媒体。
  6. 【請求項6】 非磁性基板上に非磁性体からなる下地層
    を有する磁気記録媒体用基板であって、下地層の磁性層
    側表面に高さが5〜100nmの突起を1mm2あたり
    103〜108個有することを特徴とする磁気記録媒体用
    基板。
JP16861495A 1994-07-04 1995-07-04 磁気記録媒体および基板 Pending JPH0877554A (ja)

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JP16861495A JPH0877554A (ja) 1994-07-04 1995-07-04 磁気記録媒体および基板

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JP6-152131 1994-07-04
JP15213194 1994-07-04
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6510126B1 (en) 1998-10-12 2003-01-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical disc having textured structure, and a method of manufacturing the optical disc
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