JPH09134515A - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JPH09134515A
JPH09134515A JP8007086A JP708696A JPH09134515A JP H09134515 A JPH09134515 A JP H09134515A JP 8007086 A JP8007086 A JP 8007086A JP 708696 A JP708696 A JP 708696A JP H09134515 A JPH09134515 A JP H09134515A
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JP
Japan
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magnetic recording
layer
magnetic
substrate
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Takeshi Sato
毅志 佐藤
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Kao Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 グライド高さが低く、CSS耐久性が向上し
た磁気記録媒体の提供。 【解決手段】 基板上に磁性層が設けられてなる本発明
の磁気記録媒体は、該磁気記録媒体の表面形状が下記の
条件(1)〜(6)を満たすことを特徴とする。 (1)最大突起高さから25Åの深さで切ったときの山
の数(PC25)が、5〜100本/mm。 (2)最大突起高さから50Åの深さで切ったときの山
の数(PC50)とPC25との比(PC50/PC2
5)が1〜3。 (3)平均線におけるハイスポットカウントとPC25
との比が1〜4。 (4)スキューネスが、Rsk=1〜5。 (5)最大突起高さが、Rp=60〜200Å。 (6)最大突起高さから50Åの深さでのベアリング比
が3%以下。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体に関
するものであり、更に詳しくは、媒体の表面形状をコン
トロールすることにより、グライド高さが低く、CSS
耐久性が向上した磁気記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】コンピ
ュータ等の外部記憶装置として用いられている固定ディ
スク等の磁気ディスクにおいては、その電磁変換特性を
向上させるための手段の一つとして、磁気ヘッドと磁気
ディスクとの間の距離、即ちグライド高さを小さくする
方法が用いられている。従って、一般に磁気ディスクの
表面は平滑であることが好ましいといえるが、あまりに
平滑過ぎると、磁気ヘッドが磁気ディスクに貼り付く、
いわゆるヘッド吸着の現象が起き、磁気ディスクや磁気
ヘッドが損傷するおそれがある。そこで、磁気ディスク
の表面を適度な粗さにするためのテクスチャ処理が一般
に行われている。
【0003】かかるテクスチャ処理としては、磁気ディ
スクの基板にテクスチャ処理を施す方法や、基板の上に
テクスチャ層を形成する方法が挙げられる。そして、基
板にテクスチャ処理を施す方法としては、基板の表面を
機械的又は化学的に研磨する方法や熱酸化する方法があ
る。一方、テクスチャ層を形成する方法としては、基板
上に低融点金属を真空蒸着させて凹凸形状を形成する方
法がある。
【0004】これらのテクスチャ処理によれば、適度な
凹凸形状が磁気記録媒体の表面に形成されるものの、そ
の表面プロフィールは、図3(a)に示すように、突起
が稠密に配置された形状である。従って、かかる磁気記
録媒体が磨耗すると、図3(b)に示すように、接触面
積が増大し、その結果CSS耐久性が低下する。特に低
グライド高さを実現しようとする場合には、粗さ全体を
低減する必要が有り〔図4(a)〕、それ故さらに接触
面積の増大が急激に進行し〔図4(b)〕、CSS耐久
性が著しく低下して、耐久性の確保が極めて困難とな
る。
【0005】従って、本発明の目的は、グライド高さが
低く、CSS耐久性が向上した磁気記録媒体を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明者らは鋭意検討したところ、磁気記録媒体の表面
プロフィールとして、突起が離散的に配置された表面形
状を用い、且つ該突起の高さを特定の範囲にコントロー
ルすることにより、磁気記録媒体の磨耗の際に、接触面
積の急激な増大を防止し得ることを知見した。
【0007】本発明は、上記知見に基づきなされたもの
であり、基板上に磁性層が設けられてなる磁気記録媒体
において、該磁気記録媒体の表面形状が下記の条件
(1)〜(6)を満たすことを特徴とする磁気記録媒体
を提供することにより、上記目的を達成したものであ
る。 (1)最大突起高さから25Åの深さで切ったときの山
の数(PC25)が、5〜100本/mm。 (2)最大突起高さから50Åの深さで切ったときの山
の数(PC50)と上記PC25との比(PC50/P
C25)が1〜3。 (3)平均線におけるハイスポットカウント(HSC)
と上記PC25との比(HSC/PC25)が1〜4。 (4)スキューネスが、1〜5。 (5)最大突起高さが、60〜200Å。 (6)最大突起高さから50Åの深さでのベアリング比
が3%以下。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の磁気記録媒体につ
いて、図面を参照して説明する。ここで、図1は、本発
明の磁気記録媒体の表面プロフィールを表す概略図であ
る。
【0009】上述の通り、本発明の磁気記録媒体におい
ては、その表面形状が上記の条件(1)〜(6)を満た
すことを特徴とするものである。かかる条件(1)〜
(6)を満たす本発明の磁気記録媒体においては、図1
(a)に示すように、その表面に鋭い(尖った)突起が
離散的に形成されている。従って、図1(b)に示すよ
うに、磁気記録媒体の表面が磨耗した場合にあっても、
接触面積は急激に増大しないので、磁気記録媒体のCS
S特性を向上させることができる。以下、これらの条件
(1)〜(6)についてそれぞれ説明する。
【0010】まず、上記(1)の条件について説明する
と、この条件は、最大突起高さ(Rp)から25Åの深
さで切ったときの山の数(PC25)が、5〜100本
/mmであることを規定するものである。ここで、「最
大突起高さ」とは、図1に示すように、測定長さL内で
の平均線から最高山頂までの値をいう。また、「平均
線」とは、測定された表面形状の最小自乗曲線から算出
される値である。本条件(1)は、本発明の磁気記録媒
体の表面に形成されている突起の離散の程度を表す指標
であり、本条件(1)において、PC25が5本/mm
に満たないと、磁気ヘッドを支えきれず、クラッシュの
原因となり、100本/mmを超えると摩耗進行時の摩
擦係数の増大が顕著となる。PC25は、10〜50本
/mmであることが好ましい。
【0011】次に、上記(2)の条件について説明する
と、この条件は、最大突起高さ(Rp)から50Åの深
さで切ったときの山の数(PC50)とPC25との比
(PC50/PC25)が1〜3であることを規定する
ものである。PC25の定義については、上記(1)の
条件で述べた通りであり、一方、PC50は、図1に示
すように、PC25における測定の深さを25Åから5
0Åに変更した場合の値である。そして、PC50/P
C25が1〜3であるということは、最大突起高さから
25Åの深さで切ったときの山の数と50Åの深さで切
ったときの山の数とが同数であるか、又は3倍までであ
ることを意味する。即ち、本発明の磁気記録媒体表面に
は多数の突起が形成されているわけであるが、かかる多
数の突起は、略同じ程度の高さのものであることを意味
する。従って、本条件(2)は、本発明の磁気記録媒体
の表面に形成されている突起の高さの分布を表す指標で
あり、本条件(2)において、PC50/PC25が3
を超えると深さ25Åの摩耗進行時に新たに発現する接
触面積が大きくなり摩擦係数の増大が顕著となる。PC
50/PC25は、1〜2であることが好ましい。
【0012】次に、上記(3)の条件について説明する
と、この条件は、平均線におけるハイスポットカウント
(HSC)とPC25との比(HSC/PC25)が1
〜4であることを規定するものである。PC25の定義
については、上記(1)の条件で述べた通りであり、一
方、平均線におけるハイスポットカウント(HSC)と
は、測定長Lの範囲内で、平均線より上に突出した突起
のピークの数(個)をいう。本条件(3)も、上記条件
(2)と同様に、本発明の磁気記録媒体の表面に形成さ
れている突起の高さの分布を表す指標であり、本条件
(3)において、HSC/PC25が4を超えると最大
突起高さ分の摩耗進行時における接触面積が非常に大き
くなり摩擦係数が大きくドライブの起動が困難となる。
HSC/PC25は、1〜3であることが好ましい。
【0013】次に、上記(4)の条件について説明する
と、この条件は、スキューネス(Rsk)が、1〜5で
あることを規定するものである。ここで、「スキューネ
ス(Rsk)」とは、平均線に対してのプロフィールの
対称性を示す値(無次元数)であり、下記式(1)から
算出される。
【0014】
【数1】
【0015】式中、Yiは、平均線から山頂又は谷底ま
での距離(山頂側を正の値とし、谷底側を負の値とす
る)を表し、Rqは自乗平均平方根(rms)粗さを表
し、nはデータの数を表す。本条件(4)において、R
skが上記範囲内にあると、低グライド高さ及び高CS
S耐久性を有する磁気記録媒体が得られやすい。Rsk
は、1〜3であることが好ましい。
【0016】次に、上記条件(5)について説明する
と、この条件は、最大突起高さ(Rp)が、60〜20
0Åであることを規定するものである。ここで、最大突
起高さの定義は、上記条件(1)の説明において述べた
通りである。本条件(5)は、本発明の磁気記録媒体の
表面に形成されている突起の高さを表す指標であり、本
条件(5)において、Rpが60Åに満たないと、摩耗
取り代が十分とれず耐久性が劣化したり、磁気ヘッドの
吸着現象が発生する。また、200Åを超えると低グラ
イド高さの達成が困難となる。Rpは、70〜160Å
であることが好ましい。
【0017】次に、上記条件(6)について説明する
と、この条件は、最大突起高さ(Rp)から50Åの深
さでのベアリング比(Tp50)が3%以下であること
を規定するものである。ここで「最大突起高さから50
Åの深さでのベアリング比」とは、最大突起高さから5
0Åの深さにおいて、平均線と平行な線を引き、この線
がプロフィールを横切る長さを比率化したものであり、
図1に示すように、各長さをb1 、b2 、b3 、・・・
n とした場合、下記式(2)から算出される値であ
る。
【0018】
【数2】
【0019】本条件(6)におけるベアリング比(Tp
50)は、本発明の磁気記録媒体の表面に形成されてい
る突起の鋭さを表す指標であり、Tp50が小さい程、
突起の形状は鋭くなる(尖ったものとなる)。そして、
本条件(6)において、Tp50が3%を超えると初期
摩擦係数値が大きくなると共に、摩耗進行による摩擦係
数の増大に対する余裕分も小さくなる。Tp50は、
2.0%以下であることが好ましい。
【0020】本発明においては、上述した条件(1)〜
(6)のすべてを満たすことにより、グライド高さが低
く、CSS耐久性が向上した磁気記録媒体を得ることが
でき、上記条件のうちの何れか一つが欠けても本発明の
効果を奏し得ない。
【0021】次に、本発明において、上記条件(1)〜
(6)を満たすような好ましい磁気記録媒体について説
明する。
【0022】本発明の磁気記録媒体は、基板上に磁性層
が設けられてなるものであり、かかる磁気記録媒体が上
記条件(1)〜(6)を満たすためには、例えば、磁気
記録媒体の製造において、上記基板をテクスチャ処理し
て、その表面に所望の凹凸形状を付与する方法等があ
る。特に好ましくは、下記に述べるように、上記基板と
上記磁性層との間に、Al−M−O系合金からなる層
(Mはカーバイド形成能を有する金属である)、800
℃以下で稠密六方格子構造をとる金属材料からなる層、
及び体心立方構造をとる金属材料からなる層を順次設
け、それにより発現する離散的な突起形状を用いること
によって、上記条件(1)〜(6)を満たす磁気記録媒
体を容易に得ることができる。以下、かかる好ましい磁
気記録媒体について図面を参照して説明する。ここで、
図2は、本発明の好ましい磁気記録媒体の構造を表す概
略図である。
【0023】図2に示す本発明の好ましい磁気記録媒体
10は、基板上12に磁性層14が設けられてなり、且
つ該基板12と該磁性層14との間にAl−M−O系合
金からなる層16(Mはカーバイド形成能を有する金属
である)、800℃以下で稠密六方格子構造をとる金属
材料からなる層18、及び体心立方構造をとる金属材料
からなる層20が順次形成されている。更に、上記磁性
層14上には保護層22及び潤滑剤層24が順次形成さ
れている。
【0024】そして、図2に示す磁気記録媒体において
は、上記基板12と上記磁性層14との間に、上記層1
6、18及び20を順次設け、それにより発現する離散
的な突起形状を用いることによって、上記条件(1)〜
(6)を満たす表面形状を容易に得ることができる。以
下、これらの層について説明する。
【0025】まず、上記層16について説明すると、該
層は、Al−M−O系合金からなる層である。ここで、
Mはカーバイド形成能を有する金属であり、Si、C
r、Ta、Ti、Zr、Y、Mo、W及びVが好ましく
用いられ、特に好ましくはSiが用いられる。この場
合、Mとしては、上記金属の1種又は2種以上を用いる
ことができる。特に、後述するように、基板としてカー
ボン基板を用いた場合には、該カーボン基板と該テクス
チャ層との密着性が極めて向上するので好ましい。上記
Al−M−O系合金における金属Mの濃度(重量基準)
は、使用する金属の種類にもよるが、1〜10%である
ことが好ましい。一方、Oの濃度は、1〜10%である
ことが好ましい。かかるAl−M−O系合金からなる層
は、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング
等の物理的気相成長法(PVD)で形成することがで
き、特にAl−M系合金を(Ar+O2 )ガス雰囲気下
でスパッタリングして形成することが好ましい。スパッ
タリングの条件としては、Arガスの圧力は、2〜30
mTorrであることが好ましく、O2 ガスの圧力は、
Arガス圧力の1〜50%であることが好ましい。ま
た、スパッタリング時の基板温度は、該Al−Si−O
系合金からなる層が稠密な凹凸形状を形成しないような
温度以下とすることが好ましく、具体的には室温〜15
0℃であることが好ましい。上記層16の厚さは、5〜
100nmであることが好ましい。
【0026】次に、上記層18について説明すると、該
層18は、800℃以下で稠密六方格子構造をとる金属
材料からなる。かかる金属材料としては、Ti、Zr、
Sc、Y、Zn及びCd並びにこれらの合金が好ましく
用いられ、特に好ましくはTi及びTi合金が用いられ
る。上記層18の厚さは、5〜200nmであることが
好ましい。また、上記層18は、公知の薄膜形成手段、
例えば、スパッタリング、真空蒸着及びイオンプレーテ
ィング等のPVDによって形成することができる。
【0027】更に、上記層20について説明すると、該
層20は、体心立方構造をとる金属材料からなる。かか
る金属材料としては、Cr、Mo、W、V、Nb及びT
a並びにこれらの合金が好ましく用いられ、特に好まし
くはCr又はCrを含む二元合金が用いられる。該Cr
を含む二元合金の例としては、CrTi、CrMo、C
rW、CrNb、CrSi、CrCo及びCrTa等を
挙げるこができる。上記層20の厚さは、5〜150n
mであることが好ましい。なお、上記層20は、上記層
18と同様に、PVD等を用いて形成することができ
る。
【0028】以上の通りの層16、18及び20が順次
形成されることにより、離散的な突起形状が発現する。
そして、層16、18及び20の何れか一層でも欠けた
場合には、このような突起形状は発現せず、上記条件
(1)〜(6)を満たす表面プロフィールを達成するこ
とはできない。
【0029】次に、図2に示す磁気記録媒体における上
記基板12及び上記磁性層14について説明すると、上
記基板12としては、磁性及び非磁性の基板の何れをも
用いることができるが、一般には非磁性基板が用いられ
る。該非磁性基板としては、例えば、Al基板、NiP
めっきAl合金基板、強化ガラス基板、結晶化ガラス基
板、セラミックス基板、Si合金基板、Ti基板、Ti
合金基板、プラスチック基板、カーボン基板、及びこれ
らの複合材料から成る基板等が使用できる。特に、カー
ボン基板、就中ガラス状カーボン基板は、小径/薄板化
に有利であり、耐熱性に優れ、しかも導電性も有してい
るので、本発明において好ましく用いられる。
【0030】一方、上記磁性層14について説明する
と、該磁性層としては、例えば、PVDにより形成され
た金属薄膜型の磁性層を挙げることができる。該金属薄
膜型の磁性膜を形成する材料としては、例えばCoC
r、CoNi、CoCrX(但し、X=Crを除く)、
CoCrPtX(但し、X=Cr及びPtを除く)、C
oSm、CoSmX(但し、X=Smを除く)、CoN
iX(但し、X=Niを除く)及びCoWX(但し、X
=Wを除く)(ここで、Xは、Ta、Pt、Au、T
i、V、Cr、Ni、W、La、Ce、Pr、Nd、P
m、Sm、Eu、Li、Si、B、Ca、As、Y、Z
r、Nb、Mo、Ru、Rh、Ag、Sb及びHf等か
らなる群より選ばれる1種又は2種以上の金属を示す)
等で表されるCoを主成分とするCo系の磁性合金等を
好ましく挙げることができる。使用に際しては、これら
を単独で又は2種以上組み合わせて用いることができ
る。上記磁性層の厚さは20〜50nmであることが好
ましい。
【0031】また、図2に示す磁気記録媒体において、
上記磁性層14上に順次設けられる保護層22及び潤滑
剤層24としては、通常の磁気記録媒体において用いら
れるものを特に制限無く用いることができる。例えば、
上記保護層22としては、耐磨耗性の点から硬度の高い
材料が用いられ、具体的にはAl、Si、Ti、Cr、
Zr、Nb、Mo、Ta、W等の金属の酸化物、窒化
物、炭化物や、ダイヤモンドライクカーボン等のカーボ
ンが好ましく用いられる。一方、上記潤滑剤層24は、
パーフルオロポリエーテル系の潤滑剤を塗布する方法
や、フッ化炭素系化合物と酸素とを気相重合(特に光C
VD)する方法(例えば、特願平6−286940号記
載の方法等)により形成することができる。
【0032】本発明の磁気記録媒体は、例えば、磁気ド
ラム、磁気テープ、磁気カード及び磁気ディスク等とし
て有用であり、特に固定ディスク等の磁気ディスクとし
て有用である。
【0033】以上、本発明の磁気記録媒体について詳細
に説明したが、上記の説明以外に特に詳述しなかった点
については、従来の磁気記録媒体に関する説明が適宜適
用される。
【0034】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明は、かかる実施例に限定されるものでは
ない。
【0035】〔実施例1〕図2に示す磁気ディスクを下
記の手順により作製した。即ち、密度1.5g/cm3
のガラス状カーボン製の支持体(サイズ1.8インチ、
厚さ25ミル)を研磨し、中心線平均粗さRaを0.8
nmにした。次いで、Al−Si(10wt%)ターゲ
ットを用いたAr+O2 (10%)の混合ガス雰囲気
(圧力10mTorr)中でのDCマグネトロンスパッ
タリングにより(支持体温度120℃)、厚さ80nm
のAl−Si−O系合金からなる層を形成した。次い
で、この層の上に、Arガス雰囲気(圧力10mTor
r)中でのDCマグネトロンスパッタリングにより(支
持体温度200℃)、厚さ30nmのTi層、及び厚さ
60nmのCr層を順次設けた。引き続き、上記Cr層
上に、Arガス雰囲気(圧力10mTorr)中でのD
Cマグネトロンスパッタリングにより(支持体温度20
0℃)、厚さ35nmのCoCrTa系磁性層及び厚さ
15nmのガラス状カーボン保護層を順次設けた。該保
護層上に、アオジモント社製フォンブリンAM2001
をディップコーティングして厚さ1.5nmの潤滑剤層
を設け、磁気ディスクを得た。
【0036】得られた磁気ディスクについて、表面粗さ
パラメータ、GHT及びCSS耐久性を下記の方法によ
り測定した。その結果を表2に示す。
【0037】<表面粗さパラメータ測定>触針式表面粗
さ計(TENCOR P2)により、次の条件で測定した。 触針径;0.6μm(針曲率半径)、触針押付け圧力;
7mg、測定長;250μm×8箇所、トレース速度;
2.5μm/秒、カットオフ;1.25μm(ローパス
フィルタ) この測定結果より各パラメータ値を算出した。
【0038】<GHT測定>PROQUIP社製MG1
50Tを用い、50%スライダヘッドを用いて行った。
1.0μインチの浮上高さで合格をPass、不合格を
NGで表わした。
【0039】<CSS耐久性測定>ヤマハ社製の薄膜ヘ
ッド(Al2 3 ・TiC製スライダヘッド)を用い、
ヘッド荷重3.5g、ヘッド浮上量2.8μインチ、4
500rpmで5秒間駆動、5秒間停止のサイクルを繰
り返して行い、静摩擦係数(μs)が0.6になるまで
の回数が50000回以上のものを“○”,それ未満の
ものを“×”とした。また、吸着とはCSS駆動できな
かったことを示す。
【0040】〔実施例2及び比較例1〜4〕表1に示す
方法にて磁気ディスクを作製した。得られた磁気ディス
クについて実施例1と同様の測定を行った。その結果を
表2に示す。
【0041】
【表1】
【0042】
【表2】
【0043】表2に示す結果から明らかなように、上記
条件(1)〜(6)を満たす表面プロフィールを有する
本発明の磁気記録媒体(実施例1及び2)では、グライ
ド高さ及びCSS耐久性共に優れていることが分かる。
これに対して、上記条件(1)〜(6)をすべて満たさ
ない磁気記録媒体(比較例1〜4)では、CSS耐久性
に劣り(比較例1〜3)、また低グライド高さを達成す
ることができない(比較例4)。
【0044】
【発明の効果】以上、詳述した通り、本発明の磁気記録
媒体においては、媒体の表面に離散的に突起を設けると
共に、該突起の高さをコントロールすることにより、磁
気記録媒体のグライド高さを低くし、CSS耐久性を向
上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁気記録媒体の表面プロフィールを示
す概略図である。
【図2】本発明の好ましい磁気記録媒体の構造を表す概
略図である。
【図3】従来の磁気記録媒体の表面プロフィールを示す
図である。
【図4】従来の磁気記録媒体の表面プロフィールを示す
図である。
【符号の説明】
10 磁気記録媒体 12 基板 14 磁性層 16 Al−M−O層 18 800℃以下で稠密六方格子構造をとる金属材料
からなる層 20 体心立方構造をとる金属材料からなる層 22 保護層 24 潤滑剤層

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に磁性層が設けられてなる磁気記
    録媒体において、該磁気記録媒体の表面形状が下記の条
    件(1)〜(6)を満たすことを特徴とする磁気記録媒
    体。 (1)最大突起高さから25Åの深さで切ったときの山
    の数(PC25)が、5〜100本/mm。 (2)最大突起高さから50Åの深さで切ったときの山
    の数(PC50)と上記PC25との比(PC50/P
    C25)が1〜3。 (3)平均線におけるハイスポットカウント(HSC)
    と上記PC25との比(HSC/PC25)が1〜4。 (4)スキューネスが、1〜5。 (5)最大突起高さが、60〜200Å。 (6)最大突起高さから50Åの深さでのベアリング比
    が3%以下。
  2. 【請求項2】 上記基板と上記磁性層との間に、Al−
    M−O系合金からなる層(Mはカーバイド形成能を有す
    る金属である)、800℃以下で稠密六方格子構造をと
    る金属材料からなる層、及び体心立方構造をとる金属材
    料からなる層を順次設けてなる、請求項1記載の磁気記
    録媒体。
  3. 【請求項3】 上記Al−M−O合金中のMが、Si、
    Cr、Ta、Ti、Zr、Y、Mo、W又はVであり、
    酸素の濃度が1〜10%である、請求項2記載の磁気記
    録媒体。
  4. 【請求項4】 上記稠密六方格子構造をとる金属材料
    が、Ti、Zr、Sc、Y、Zn又はCdであり、上記
    体心立方構造をとる金属材料がCr、Mo、W、V、N
    b又はTaである、請求項2記載の磁気記録媒体。
  5. 【請求項5】 上記基板がカーボン基板である、請求項
    1〜4の何れかに記載の磁気記録媒体。
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