JPH09180180A - 磁気ディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 識別記号の形成に伴って惹起されていた磁気
ディスク駆動時のヘッドの不安定飛行、ヘッドクラッシ
ュ等の問題を解決し、高記録密度化に適した磁気ディス
クを提供すること。 【解決手段】 基板上に、順次、下地層、磁性層、保護
層を形成して成り、非記録領域に識別記号が施された磁
気ディスクにおいて、前記識別記号が突起の高さが１〜
１００ｎｍの範囲内であり、突起の頂点から１ｎｍ下の
高さにおける等高線で囲まれた図形の面積の平均値が２
μｍ² 以下であって、非磁性基板上、下地層上、磁性層
上あるいは保護層上のいずれかに形成された突起からな
ることを特徴とする磁気ディスク。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスクに関
するものであり、詳しくは、非記録領領域に識別記号が
施された磁気ディスクであって、斯かる識別記号の形成
に伴って惹起されていた磁気ディスク駆動時のヘッドの
不安定飛行、ヘッドクラッシュ等の問題を解決した磁気
ディスクに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、磁気ディスクにおいては、相互の
識別のため、データ領域の内周側の非記録領領域に識別
記号（例えば番号）が記入されており、斯かる識別記号
は、一般的には、パワーの強いレーザ、インクジェッ
ト、罫書き等の手段により書き込みされる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、磁気
ディスクの高記録密度化に伴い、磁気ディスクと磁気ヘ
ッドとの間隔（ヘッド浮上高）は、益々小さくなってお
り、０．１５μｍ以下が要求されるに至っている。その
結果、従来方法により識別記号を記入した磁気ディスク
においては、次の様な問題が惹起される。

【０００４】すなわち、ドライブに磁気ディスクを装填
した際、識別記号を施す際に生じた凹凸の押圧により磁
気ディスクに歪みが発生する。その結果、磁気ディスク
駆動時にヘッドが不安定飛行を惹起して電気的エラーを
発生させ、更には、ヘッドクラシュ等の問題を惹起す
る。特に、パワーの強いレーザによって識別記号を施し
た磁気ディスクの場合、熱応力により、磁気ディスクの
歪みは、更に助長される。

【０００５】本発明は、斯かる実情に鑑みなされたもの
であり、その目的は、識別記号の形成に伴って惹起され
ていた磁気ディスク駆動時のヘッドの不安定飛行、ヘッ
ドクラッシュ等の問題を解決し、高記録密度化に適した
磁気ディスクを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的は、
基板上に、順次、下地層、磁性層、保護層を形成して成
り、非記録領域に識別記号が施された磁気ディスクにお
いて、前記識別記号が突起の高さが１〜１００ｎｍの範
囲内であり、突起の頂点から１ｎｍ下の高さにおける等
高線で囲まれた図形の面積の平均値が２μｍ² 以下であ
って、非磁性基板上、下地層上、磁性層上あるいは保護
層上のいずれかに形成された突起から形成されることを
特徴とする磁気ディスクによって容易に達成される。

【０００７】

【発明の実施の態様】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の磁気ディスクは、従来公知の磁気ディスクと同
様に、相互の識別のため、非記録領域に識別記号が施さ
れている。図１は、本発明の磁気ディスクにおける識別
記号を施す位置を示す説明図である。識別記号が施され
る非記録領域としては、円盤状に形成される記録領域
（１）の内側（２）又は外側（３）の何れであってもよ
いが、記録領域の内側（２）が好ましく、更にその内側
に位置するＣＳＳゾーン（４）の内側（５）が一層好ま
しい。

【０００８】本発明において、識別記号は、非磁性基板
上、下地層上、磁性層上あるいは保護層上のいずれか
に、突起の高さが１〜１００ｎｍの範囲であり、突起の
頂点から１ｎｍ下の高さにおける等高線で囲まれた図形
の面積の平均値が２μｍ² 以下である突起を用いて記録
する。

【０００９】本発明において、突起の高さは、ＪＩＳ表
面粗さ（Ｂ０６０１）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、好ましくは１〜１００ｎｍ、更に好ましくは１
０〜６０ｎｍである。

【００１０】また、本発明における突起は、その頂点か
ら１ｎｍ下の高さにおける等高線で囲まれた図形の面積
の平均値（以下、等高線面積という）が２μｍ² 以下で
あり、好ましくは、０．００１〜１．０μｍ² 、より好
ましくは０．００１〜０．５μｍ² 、更に好ましくは
０．００１〜０．２μｍ² の範囲の値を有する。

【００１１】２μｍ² を超えるとヘッドとの間にスティ
ッキングが発生することがある。なお、この等高線面積
は、レーザ干渉による表面形状測定装置、例えば、米国
ザイゴ社製〔ＺＹＧＯ〕で測定が可能である。図２に、
本発明における突起の一例を表す概略図を示す。

【００１２】該突起は、例えば、各磁気ディスク毎に識
別記号用突起の数を変える、拡大した際に文字として判
別できるように記録する等、磁気ディスクの識別ができ
るように形成されていればよい。さらに、本発明の磁気
ディスクは、非磁性基板上、下地層上、磁性層上あるい
は保護層上のＣＳＳゾーンに突起を有していてもよい。

【００１３】この突起の高さは、好ましくは１〜１００
ｎｍ、更に好ましくは１０〜６０ｎｍであり、１００ｎ
ｍ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優れたＣＳＳ特性とヘッドの低浮
上化を同時に可能にする効果は得られない。

【００１４】また、ＣＳＳゾーンにおいては、このよう
な突起を１ｍｍ² あたり１０〜１０ ⁸個有する。１０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
とすると互いに干渉しあって突起の高さをそろえるのが
難しくなり、その好ましい存在密度は１ｍｍ² あたり１
０³〜１０⁶個である。ここで突起の存在密度は媒体全体
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。

【００１５】また、これらの各突起は、その頂点から１
ｎｍ下の高さにおける等高線で囲まれた図形の面積の平
均値（以下、等高線面積という）が２μｍ² 以下であ
り、好ましくは、０．００１〜１．０μｍ² 、より好ま
しくは０．００１〜０．５μｍ ² 、更に好ましくは０．
００１〜０．２μｍ² の範囲の値を有する。２μｍ² を
超えるとヘッドとの間にスティッキングが発生しやすく
なり、ＣＳＳが困難となる。

【００１６】さらに好ましい態様として、ＣＳＳゾーン
の突起の高さがデータゾーン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ゾーンに
向かって減少している磁気記録媒体が挙げられる。突起
高さをデータゾーンに向かって減少させることにより、
ヘッドの飛行安定性が増し、データゾーンから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ゾーンに向かって
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ゾーンに向かって減少させるこ
とも好ましい方法である。

【００１７】本発明において、識別記号用突起またはＣ
ＳＳゾーンの突起を形成するための好ましい方法として
は、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エネルギー
ビームを照射して表面に突起を形成する方法等が挙げら
れる。エネルギービームとしては、パルスレーザ、電子
線、Ｘ線などが挙げられ、中でもパルスレーザを用いる
ことが好ましく、以下、パルスレーザを用いた場合を例
として本発明を説明する。また以下、基板上にＮｉＰ等
の下地層を設けた磁気記録媒体用基板を用いた場合を例
として本発明を説明する。

【００１８】本発明において、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。図３は
突起の予想される生成機構を示す概念図である。図３
(ａ）で、パルスレーザ６が照射された下地層７の局所
的に過熱されたスポット部８は一部溶融し、基板の回転
（方向を矢印で示す）、またはレーザビームの走査によ
って溶融部分が移動する。図３ (ｂ）に示すように最初
にビームが当った部分はその後、温度が下がり温度勾配
が生ずる。

【００１９】一般に、溶融液体においては、低温側の方
が表面張力が大きく、この表面張力の差により、最初に
ビームで照射され溶融しその後低温になった部分が、後
から溶融した部分の液体を取り込み盛り上がる。したが
って、図３ (ｃ）に示すように、最初に溶融した部分に
は突起９ができ、レーザビームの走査方向に対して突起
の後部に凹部１０を有することとなる。つまり、突起の
中心を通り、レーザビームの走査方向を含む垂直断面形
状が、突起底部の片側部分に凹部を有することとなる。

【００２０】本発明において、レーザビームの走査方向
とは、静止したディスク上でレーザビームが走査する方
向のみならず、レーザビームは静止させておき、ディス
クを回転させた状態で照射する場合のディスクの回転方
向をも示す。

【００２１】レーザビームの走査あるいは基板の回転が
遅いか、あるいはレーザビームのパワーが大きい等の条
件によっては、熱収縮により突起底部の周囲に凹部がで
きる場合もある。この現象の解明は十分ではないが、局
所的に加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、膨張した部分は外気です
ぐに冷やされ突起として残る。そして突起の周囲は、熱
収縮による凹みができる。また、突起の頂部は平坦では
なく、適度な曲率を有する半球状である。

【００２２】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
制御させる。通常、レーザの強度は２０〜５００ｍＷ、
平均照射時間は０．０５〜１００μｓｅｃ、レーザのス
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を照射し
た時間を示す。

【００２３】レーザビームの照射面積を変えるには、通
常、対物レンズの開口率を変えればよく、開口率が０．
１〜０．９５の対物レンズを用いることにより、ビーム
の照射径は０．７〜６μｍ程度まで制御できる。

【００２４】本発明において、レーザ照射は、基板上の
下地層（Ｎｉ−Ｐ層）に施すのが好ましいが、略同一の
条件で保護層までの任意の各層の表面に施しても所望の
突起を形成することが出来る。勿論、最終段階の磁気記
録媒体の表面に突起形成を施すことも出来る。

【００２５】また、識別信号用突起及びＣＳＳゾーンの
突起はどちらを先に形成してもよく、識別信号用突起の
形成に引き続いてＣＳＳゾーンの突起を形成しても、Ｃ
ＳＳゾーンの突起の形成に引き続いて形成してもよい。
さらに、両突起の形成工程の間に他の工程が含まれてい
てもよい。特に好ましくは、ＣＳＳゾーンの外周側から
内周側へ向かってスパイラル状に突起を形成した後、引
き続いてＣＳＳゾーンの内側に識別用記号を形成するの
がよい。

【００２６】本発明の磁気ディスクにおいては、基板と
しては、アルミニウム合金基板、ガラス基板またはケイ
素基板が好適に使用されるが、銅、チタン等のその他の
金属基板、カーボン基板、セラミック基板、シリコン基
板等の樹脂基板を使用することも出来る。上記のケイ素
基板は、純ケイ素基板の他、ケイ素に強度増加のための
微量元素を添加したケイ素合金基板を使用することが出
来る。

【００２７】本発明の磁気ディスクの製法においては、
基板の表面に直接に磁性層を形成して磁気ディスクを構
成することも出来るが、通常、基板の表面に下地層を形
成し、当該下地層を介して磁性層を形成する。下地層と
しては、Ｎｉ−Ｐ合金から成る非磁性下地層が好適であ
り、斯かる下地層は、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。下地層の厚さは、通常５０〜
２０，０００ｎｍ、好ましくは１００〜１５，０００ｎ
ｍである。

【００２８】基板は、通常、鏡面加工（ポリッシュ加
工）を施して使用される。そして、下地層（例えばＮｉ
−Ｐ下地層）を施した基板を使用する場合は、下地層の
表面に鏡面加工が施される。また、これらの基板を使用
する場合、レーザ光の照射による突起の形成に先立ち、
予め、基板全面に軽度の機械的テキスチャを施して高さ
の低い突起を形成することも出来る。斯かる機械的テキ
スチャは、次の様な効果を発揮する。

【００２９】すなわち、レーザ光の照射により形成する
突起の高さや密度が小さい場合、すなわち、磁気ディス
クと磁気ヘッドが部分的に接触するような状況において
も、単純に鏡面加工基板を使用する場合と比較して、ス
ティッキングが起こり難く、また、摩擦係数も小さくな
る。また、突起形成条件も広範にすることが出来るた
め、特に大量生産に好ましい。

【００３０】基板または下地層と磁性層との間には、Ｃ
ｒ層、Ｃｕ層などの中間層を設けるのが好ましい。中間
層の厚さは、通常２０〜２００ｎｍ、好ましくは５０〜
１００ｎｍである。磁性層（磁気記録層）は、Ｃｏ−
Ｐ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｎｉ−
Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃ
ｒ−Ｔａ−Ｐｔ系合金等の強磁性合金薄膜によって構成
され、無電解メッキ、電気メッキ、スパッタ、蒸着など
の方法によって形成される。磁気記録層の厚さは、通常
３０〜７０ｎｍ程度である。

【００３１】通常、上記の磁気記録層の表面には保護層
が設けられる。保護層は、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、ＳｉＯ、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＺｒＯ等の酸化物膜などで構
成され、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形成される。保護層
としては、炭素膜または水素化カーボン膜が特に好まし
い。

【００３２】また、通常、上記の保護層の表面には潤滑
層が設けられる。ただし、スライダー面にダイヤモンド
状カーボンの層を有する磁気ヘッドを使用する場合は、
当該磁気ヘッドと磁気ディスクとのトライポロジ的な性
質が改善されるため、必ずしも保護層を設ける必要はな
い。潤滑剤としては、例えば、フッ素系液体潤滑剤が好
適に使用され、潤滑層は、通常、浸漬法などにより保護
層の表面に形成される。

【００３３】

【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）無電解メッキ法により厚さ約１５μｍのＮ
ｉ−Ｐ合金をを表面に被覆したアルミニウム合金ディス
ク基板を表面粗さＲａが１ｎｍに表面研磨した円盤状基
板を用いた。

【００３４】ＣＳＳゾーン（内周端から１７〜２０ｍｍ
の位置）に、精度良く制御された波長５１４．５ｎｍの
アルゴンパルスレーザを基板の線速１７１４ｍｍ／ｓｅ
ｃ、レーザ強度５０ｍＷ、平均レーザ照射時間１．２５
μｓｅｃ、レーザの集光に用いた対物レンズの開口率
０．６の条件でＮｉＰ層に照射し、突起を形成した。引
き続いて、ＣＳＳゾーンの内周部に、上記と同じ条件で
識別記号用突起を形成した。

【００３５】形成された各突起の平均突起高さは１８ｎ
ｍ、各突起の頂点から１ｎｍ下の高さにおける等高線で
囲まれた図形の面積の平均値は０．０９μｍ² であり、
ＣＳＳゾーンの平均突起密度は９２６０個／ｍｍ² であ
った。

【００３６】次いで、スパッタ法により、上記基板のＮ
ｉＰ下地層上に、順次、Ｃｒ中間層（１００ｎｍ）、Ｃ
ｏ−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商品名ＤＯＬ−
２０００）を２ｎｍ塗布して、磁気ディスクを完成し
た。

【００３７】識別記号として、一番目の磁気ディスクに
は１個、２番目の磁気ディスクには２個…というように
個数を変えて、突起をＣＳＳゾーンの内周部に形成し
た。この突起は倍率１００倍の顕微鏡を用いて突起を確
認することができた。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、非記録領領域に識別記
号が施された磁気ディスクであって、識別記号を施す際
に、凹凸が生じることがなく、また、熱応力によって磁
気ディスクが歪むこともなく、磁気ディスク駆動時のヘ
ッドの不安定飛行、ヘッドクラシュ等の問題を解決し、
高記録密度化に適した磁気ディスクが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ディスクにおける識別記号を施す
位置を示す説明図である。

【図２】本発明の磁気ディスクにおける識別記号用突起
の一例を示す概略図である。

【図３】本発明の突起の予想される生成機構を示す概念
図である。

【符号の説明】

１：記録領域 ２：記録領域の内側 ３：記録領域の外側 ４：ＣＳＳゾーン ５：ＣＳＳゾーンの内側 ６：パルスレーザ ７：下地層 ８：スポット部 ９：突起 １０：凹部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に、順次、下地層、磁性層、保護
   層を形成して成り、非記録領域に識別記号が施された磁
   気ディスクにおいて、前記識別記号が突起の高さが１〜
   １００ｎｍの範囲内であり、突起の頂点から１ｎｍ下の
   高さにおける等高線で囲まれた図形の面積の平均値が２
   μｍ² 以下であって、非磁性基板上、下地層上、磁性層
   上あるいは保護層上のいずれかに形成された突起からな
   ることを特徴とする磁気ディスク。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の磁気ディスクにおい
   て、非磁性基板上、下地層上、磁性層上あるいは保護層
   上の磁気ヘッドがＣＳＳ（コンタクトスタートアンドス
   トップ）を行なう領域（ＣＳＳゾーンと称す）に、突起
   の高さが１〜１００ｎｍの範囲内であり、突起密度が１
   ｍｍ² あたり１０〜１０⁸個であり、且つ、各突起の頂
   点から１ｎｍ下の高さにおける等高線で囲まれた図形の
   面積の平均値が２μｍ² 以下である突起群が形成された
   磁気記録媒体。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の磁気記録媒体に
   おいて、突起が、エネルギービーム照射により形成され
   てなることを特徴とする磁気記録媒体。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の磁気記録媒体におい
   て、突起の中心を通り、エネルギービームの走査方向を
   含む垂直断面形状が、突起底部の片側部分に凹部を有す
   ることを特徴とする磁気記録媒体。