JPH11120545A - 磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

磁気記録媒体およびその製造方法

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JPH11120545A
JPH11120545A JP27694697A JP27694697A JPH11120545A JP H11120545 A JPH11120545 A JP H11120545A JP 27694697 A JP27694697 A JP 27694697A JP 27694697 A JP27694697 A JP 27694697A JP H11120545 A JPH11120545 A JP H11120545A
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magnetic
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magnetic recording
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Hideo Okada
英夫 岡田
Atsushi Saiki
淳 齋木
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス基板と密着性の高いNiP無電解メッ
キ層を有する磁気記録媒体用基板を提供する。 【解決手段】 非磁性基板上に、少なくとも非磁性金属
メッキ層及び磁性層を有する磁気記録媒体であって、非
磁性基板のヴィッカーズ硬度が厚さ方向に均一で650
kg/mm2 以上であり、かつCSSゾーンの非磁性金
属メッキ層表面にはレーザービームの照射による突起が
形成され、データゾーンの非磁性金属メッキ層表面には
機械的テキスチャーによる同心円状加工痕が形成されて
い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】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気ディスク装置な
どに使用される磁気記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁気記録媒体は、例えば、NiP無電解
メッキを施したAl−Mg系合金製の基板上に、スパッ
タリング法によりCr下地膜、Co系磁性膜、Cなどを
主成分とする保護膜を順次成膜して製造されている。磁
気ディスク装置においては、記録再生用ヘッドが磁気記
録媒体上を一定の浮上量で移動しているが、近年、磁気
記録媒体の面記録密度の急激な増加に伴って、この浮上
量が極めて小さい値になってきている。また記録密度増
大に伴い、磁気記録読み出し速度の向上も求められ、高
速回転領域で基板の微細振動の低減が要求されている。
これらに対応するためには、媒体の剛性を増大し、表面
の平滑性及び表面粗さを小さくしなければならない。そ
こで、媒体の剛性を増大し且つ、表面平滑性向上の見地
から、ガラス基板が使用され始めている。
【0003】ガラス基板を用いて安定した特性を有する
磁気記録媒体を得るために、ガラスを含む代替基板上に
NiP無電解メッキ膜を形成し、機械研磨によるテキス
チャリング処理することが提案されている。(特開平7
−272263号公報等。) しかし、これだけでは近年の厳しい磁気記録媒体の使用
環境に適応するに十分とはいえない。十分な耐久性、C
SS特性を得るためにはデータゾーンを含む表面に同心
円方向に機械的にテキスチャーを付与した上に、CSS
ゾーンの粗さを精密に制御することによって、媒体とヘ
ッドスライダとの間の摩擦力を低減することが必要であ
る。
【0004】近年では磁気ディスク装置作動時のヘッド
の浮上量が著しく小さくなっていることに伴い、CSS
ゾーンにおいて、研磨によるテキスチャーに代えてレー
ザービーム照射によるテキスチャー、すなわちレーザー
ビーム照射により突起を形成することが試みられてい
る。しかしながら、CSS方式においては、スタート・
ストップ時にヘッドが突起に衝突するために、ガラス基
板とNiP無電解メッキ層との密着性が悪いと、ヘッド
衝突時に突起が剥がれてしまう。そのために、レーザー
ビーム照射により突起を形成する場合は、機械テキスチ
ャーを施す以上に、ガラス基板とNiPメッキ層とのよ
り強固な密着性が要求される。
【0005】更に、モービルコンピューター用ハードデ
ィスクドライブでは、パーキング時にヘッドがCSSゾ
ーンに強く衝突する場合がある。このヘッドと基板の衝
突により、基板自身のヴィカーズ硬度が小さい場合に
は、基板が凹む場合がある。通常NiPメッキ層は、ヴ
ィカーズ硬度500kg/mm2 程度の硬さを有する
が、特に、基板としてアルミニウム合金を使用した場合
には、ヴィカーズ硬度70kg/mm2 程度と柔らかい
ため凹みが生じ、耐久性が問題となる。すなわち、ヘッ
ドがCSSゾーンに衝突した際の衝撃が大きい場合に
は、柔らかいアルミニウム基板にまで衝突痕が到達す
る。このため、基板としてガラス、セラッミックス等の
高硬度な基板の使用が検討されている。しかし、CSS
ゾーンにレーザー突起を形成した場合、ヘッドの衝撃力
を一部のレーザー突起頂上部で受けるため、従来の機械
テキスチャーでヘッド衝撃力を全面で受ける場合に比べ
て接触基板表面に加わる衝撃力が大きくなる。そのた
め、、レーザーテキスチャーの場合、基板の硬度を更に
高める必要がある。
【0006】特開平7−272257号公報には、ガラ
ス基板上に下地層、磁性層及び保護層を順次形成したの
ち、レーザービームを照射することが記載されている。
しかしながら、この方法ではレーザービームにより保護
層に微小な欠落部位を生じ、ここから保護層の下の磁性
層や下地層の金属が磁気記録媒体の表面に湧出してきて
腐蝕が起り易いという問題がある。また、保護層には主
にカーボンが用いられるが、レーザービームによりカー
ボン保護膜に一定の形状の突起を形成するのは極めて困
難である。これらの理由により、この方法では十分なC
SS特性は得られない。
【0007】また、特開平8−153324号公報に
は、NiP無電解メッキを施したアルミニウム基板上
に、同心円方向に機械テキスチャーを付与した後、CS
Sゾーンにレーザービームにより突起を形成することが
記載されている。しかしながら、アルミニウム基板と異
なり、ガラス等の絶縁性基板にレーザービームにより直
接突起を形成することは極めて困難である。
【0008】一方、特開平8−129749号公報に
は、スパッタ法によりガラス基板上に、100〜150
nm厚のNiP層を設けた後、レーザービームにより突
起を形成することが記載されている。しかしながら、工
業的な生産において、スパッタ法ではNiP膜を200
nm以上厚く設けることは困難である。また、150n
m程度のNiP膜では、レーザー照射により突起を形成
する際に、ガラス基板の熱伝導性が低いために、畜熱効
果によりレーザー突起が細く尖った形状になる。その結
果、突起高さのバラツキが大きくなり、グライド特性が
悪化したり、耐久性が劣化することになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑
みなされたものであり、その目的は、ガラス基板を用い
た磁気記録媒体の製造において、従来のNiPメッキを
施したAl−Mg合金の場合と同様なレーザービームに
よる突起形成と機械的テキスチャリング加工を施すこと
により、ガラス基板の優れた特徴を活かし、しかも、十
分な耐衝撃性、摩擦特性、耐久性、電磁変換特性を確保
した磁気記録媒体およびその製造方法を提供することに
ある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記事情
に鑑み鋭意検討した結果、特定の硬度を有する非磁性基
板に無電解メッキ層を設け、レーザービームによる突起
形成と機械的テキスチャリング加工を施すことにより、
電磁変換特性および記録再生用ヘッドとの摩擦特性が良
好で、かつ良好な耐衝撃性を有し、耐久性に富む磁気記
録媒体を製造することができることを見いだし、本発明
に到達した。すなわち、本発明の要旨は、ヴィッカーズ
硬度が650kg/mm2 以上の非磁性基板上に、少な
くとも非磁性金属メッキ層及び磁性層を有する磁気記録
媒体であって、CSSゾーンの非磁性金属メッキ層表面
にはレーザービームの照射による突起が形成され、デー
タゾーンの非磁性金属メッキ層表面には機械的テキスチ
ャーによる同心円状加工痕が形成されていることを特徴
とする磁気記録媒体に存する。
【0011】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
磁気記録媒体は、高硬度の非磁性基板上に、少なくとも
非磁性金属メッキ層、磁性層を順次設けた磁気記録媒体
であり、優れた耐久性を示し且つ耐衝撃性に優れる。
【0012】本発明の非磁性基板は、ヴィッカーズ硬度
が650kg/mm2 以上、好ましくは、690kg/
mm2 以上の優れた高剛性を有する基板からなる。ヴィ
ッカーズ硬度が650kg/mm2 未満であると、ヘッ
ドの衝撃によりレーザー突起部分が変形したり、ひどい
場合にはレーザー突起が破壊する。ヴィカーズ硬度は、
非磁性基板表面に応力を集中させないため、厚さ方向に
均一であることが必要である。なお、使用される非磁性
基板は、予めその表面が研磨処理により鏡面仕上げされ
ていてもされていなくても良い。
【0013】非磁性基板の材質としては、特に限定され
ないが、例えば、結晶化ガラスやZrO2 、TiO2
の添加により硬度を増したアルミノシリケートガラス、
SiC、AlBC等のセラミックス等などが好ましく使
用される。中でも結晶化ガラスが好ましく、特には、S
iO2 −Li2 O系結晶化ガラスが好適である。非磁性
基板上には、非磁性金属メッキ層、特には無電解メッキ
法による非磁性金属メッキ層が設けられるが、該メッキ
層との密着性を確保するため、基板表面に微細な凹部を
有するガラス基板を用いることが好適である。より具体
的には、凹部の最大幅が、20μm以下、更に好ましく
は10μm以下、特に好ましくは5μm以下の微細な凹
部が好適に使用される。
【0014】ガラス基板の表面の微細な凹部は、例え
ば、結晶化ガラス基板においては、フッ酸、フッ化カリ
ウム、フッ化アンモニウム等のフッ酸系のエッチング剤
を使用して、化学エッチング処理を行うことにより、形
成することができる。これは、結晶化ガラスを用いる
と、化学エッチングを基板表面のアモルファス領域を選
択的にエッチングできるため、表面の平滑性をある程度
損なうことなく、適切に凹部を形成でき、好適である。
凹部の大きさは、エッチング液の濃度、処理温度、処理
時間などを適宜選択することにより制御することが可能
である。また、高硬度アルミノシリケート基板において
は、遊離砥粒や研削処理により加工することにより、微
細な凹部を形成することができる。
【0015】本発明の磁気記録媒体は、上記の微細な凹
みを有する非磁性基板を、洗浄して表面を清浄にした
後、NiP、NiAl等の非磁性金属被覆層を無電解メ
ッキ法で形成する。非磁性金属メッキ層は、少くとも5
0nmの厚さであることが好ましい。これよりも薄い
と、次工程でレーザー照射により所望の形状の突起を形
成するのが困難である。非磁性金属メッキ層の厚さの上
限は限定されないが、工業的な生産性などの点から、2
0,000nm以下が好適である。非磁性金属メッキ層
の特に好ましい範囲は1,000〜10,000nmで
ある。無電解メッキは、公知の方法により施され、具体
的には、感受性化工程、活性化工程および無電解メッキ
工程を通じて製造される。そして、通常は、感受性化処
理の前には、脱脂処理が設けられる。
【0016】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、上記の非磁性金属メッキ層を設け
た磁気記録媒体用基板の全面に表面粗さを下げるため、
機械的テキスチャーにより同心円状の研磨加工を施し、
次いで、その表面のCSSゾーンにレーザービームを照
射して突起を形成する方法等が挙げられる。機械的テキ
スチャーは、通常、回転している基板表面に遊離砥粒を
供給しテープで研磨する方法又は、研磨砥粒が固定され
た研磨テープで回転している基板を研磨する方法等の公
知の方法が用いられる。遊離砥粒を用いる場合には、粒
径1μm以下のダイアモンド砥粒を用いることが最も好
ましい。グライド特性から、テキスチャー研磨後の表面
粗さは、平均表面粗さ(Ra)15Å以下、最大表面粗
さ(Rmax)60Å以下が好ましい。
【0017】次いで、CSSゾーンの非磁性金属被覆膜
にレーザービームの照射を行い、非磁性金属被覆膜を部
分的に溶融させ、この部分に突起を形成する。照射は基
板に対し任意の方向に行うことができる。例えば、円周
方向や平行方向に行うことができ、また所望ならば相互
に交差する方向に行ったり、さらには何らの規則性を持
たずに不規則な方向に行うこともできる。
【0018】レーザービームとしては金属被覆膜に溶融
により突起を形成しうるものであれば、任意のものを用
いることができる。例えば、パルスレーザー等が使用さ
れる。レーザービームの照射により形成される突起の平
均高さは、通常、5〜100nmであれば良い。また、
突起の密度は、103 〜108 個/mm2 が好ましい。
突起の配列は上述の照射の方向により定まるが、規則的
であっても不規則であってもよい。レーザービームの照
射により突起が形成された非磁性金属被覆膜上には、次
いで少くとも磁性層を含む磁気記録層を形成する。な
お、所望ならば、磁気記録層の形成に先立ち、基板の洗
浄を行ってもよい。洗浄は例えば超純水を用いた超音波
洗浄、スクラブ洗浄等が使用される。
【0019】次いで、常法に従って磁気記録層を形成す
る。通常はスパッタ法によりCr下地層、磁性層、保護
層及び潤滑層の順に各層が積層されるように形成する。
Cr下地層の膜厚は、磁気記録媒体に所望の磁気特性に
合わせて設定するが、通常は100〜1000Åであ
る。Cr下地層は通常は純Crで形成するが、合計で2
0原子%程度までの他の元素を含有させてもよい。Cr
下地層は通常は1層であるが、所望ならば複数の層から
なる多層膜とすることもできる。磁性層は通常はCo系
合金、例えばCoNiCr,CoCr,CoCrTa,
CoCrPt,CoCrPtTa,CoCrPtB,C
oNiPt,CoNiCrBTa,CoSmなどで形成
する。磁性層の膜厚は通常100〜500Åである。磁
性層も1層であっても多層であってもよい。
【0020】保護層は通常はアモルファスカーボン、水
素化カーボンなどの炭素材料や、シリカ、ジルコニアな
どの金属酸化物で形成され、その膜厚は通常30〜50
0Å、好ましくは30〜200Åである。保護層も1層
であっても多層であってもよい。潤滑層はフッ素系液体
潤滑剤などを保護層に塗布することにより形成される。
なお、保護層と潤滑層とは、磁気記録媒体として不可欠
ではないが、磁気記録媒体の耐久性や記録再生用ヘッド
との摩擦特性などからして、この両層を設けておくのが
極めて望ましい。
【0021】下地層、磁性層及び保護層の形成は、直流
スパッタリング法、高周波スパッタリング法、真空蒸着
法など、常法により行うことができる。この際、基板に
対して一定の電圧を印加しておいてもよい。基板バイア
ス電圧は直流、交流のいずれでもよい。またその大きさ
は目的とする磁気記録媒体の特性に合せて任意に設定で
きるが、直流の場合で通常は数百ボルト程度である。各
層の形成は、成膜装置の真空室内で、下地層、磁性層、
保護層の順に連続して行うのが好ましいが、所望ならば
例えば下地層を形成したのち大気中に取出し、次いで再
び成膜装置に挿入して磁性層を形成するようにすること
もできる。なお、磁気記録層の形成に際しては、基板を
加熱することが優れた磁気特性を発現させるのに好まし
いことが多い。
【0022】
【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、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施
例に限定されるものではない。
【0023】実施例1 ヴィカーズ硬度690kg/mm2 のSiO2 −Li2
O系結晶化ガラスからなる直径95mmの円盤状ポリッ
シュ基板をフッ酸系水溶液で表面エッチングした。表面
をSEMで3万倍で観察したところ、サブミクロンの微
細な凹凸が確認できた。次に、ガラス基板を、市販の
0.05g/lのSnCl2 水溶液に室温で2分間浸漬
し、水洗を行い、感受性化処理を行った。その後、市販
の0.05g/lのPdCl2 水溶液に室温で2分間浸
漬し、水洗を行い活性化処理を行った。次いで、無電解
メッキ法を用いて厚さ8μmのNiP層を形成し、アル
ミナ砥粒で2μm研磨することにより、平均表面粗さ
(Ra)15Å、厚さ6μmのNiP被覆膜とした。次
いで、データ面の平滑化と配向制御のため、このNiP
被覆膜を粒径0.5μのダイヤ砥粒で研磨を行い、同心
円状に溝のあるテキスチャー加工を施した。テキスチャ
ー加工後の平均表面粗さ(Ra)は10Å、最大表面粗
さ(Rmax)は40Åであった。これを超純水を用い
てスクラブ洗浄により砥粒と研削粉を洗浄後乾燥した。
【0024】続いて、CSSゾーンである半径17〜2
1mmのドーナツ状の領域に、基板線速度857mm/
s、レーザー強度300mW、平均照射時間2.5μ・
secでアルゴンパルスレーザーを照射して突起を形成
させた。突起が形成された領域を触針式表面粗さ計で測
定したところ、平均突起密度は4120/mm2 、平均
突起高さは37nmであった。なお、粗さ測定は、先端
が半径0.2μmの針を用いて行った。上記の数値は、
この測定の場所を6ケ所変えて、それぞれの場所の平均
表面粗さを算出し、これを更に6ケ所で平均したもので
ある。
【0025】突起を形成した基板は超純水を用いて洗浄
後乾燥したのち、下地層、磁性層及び保護層を順次成膜
した。成膜は基板にバイアス電圧を印加せずに直流スパ
ッタリング法を用いて行った。成膜に際しては、先ず真
空室を4×10-8torrまで排気し、この状態でラン
プヒーターを用いて基板を250℃まで加熱した。成膜
はCr下地層200Å、76Co−15Cr−2Ta−
6Pt−1W(原子%)の磁性層170Å、C保護層1
00Åの順に行い、さらに保護層の上にフッ素系の液体
潤滑剤(モンテエジソン社製、商品名DOL−200
0)を塗布した。
【0026】この磁気記録媒体の静磁気特性、電磁変換
特性、耐久性、耐衝撃性を評価した。VSM(試料振動
型磁力計)を用いて静磁気特性を測定した結果、Hc
(磁気記録媒体の面内方向の保磁力)2600 Oe、
Brt(残留磁束密度)60Gμmであった。コンタク
ト・スタート・ストップ試験(CSS試験)により耐久
性を評価した結果、65℃、10%R.H.下で1万回
CSSを行っても、スティクションは増加することな
く、良好な性能を示した。用いたヘッドはDLC付き5
0%スライダーを有し、荷重は6.5gfである。ま
た、3.5インチの市販のドライブにヘッドと共に組み
込み、ヘッドをCSSゾーンにパーキング後、そのドラ
イブを衝撃試験装置(吉田精機製 落下式衝撃試験機S
DST−300、高加速度発生装置HGP−20付き)
に組み込むことにより行った。印可した衝撃力と作用時
間はそれぞれ、800Gと2msである。このドライブ
への衝撃により、ヘッドがディスク基板に衝突する。こ
の衝撃により、スライダー端面がディスク基板に衝突し
た際のキズは残ったが、スライダー平坦部においてはデ
ィスク基板に大きな凹みは全く発生しなかった。
【0027】実施例2 ヴィカーズ硬度670kg/mm2 のSiO2 −Li2
O系の結晶化ガラスからなる直径95mmの円盤状の基
板を用い、フジミインコーポレーティッド社製人造研削
剤F0(複合人造エメリー、比重3.90以上、Al2
03;45重量%以上、TiO:2.0重量%以下、Z
rSiO49重量%以下)の粒度区分#1000(最大
粒子径 27μm以下)でラッピング処理を行った。
【0028】次いで、フッ酸系水溶液で表面をエッチン
グし、無電解メッキ法を用いて厚さ12μmのNiP層
を形成し、アルミナ砥粒で5μm研磨することにより、
平均表面粗さ15Å、厚さ7μmのNiP被覆膜とした
以外は実施例1と同様の方法で磁気記録媒体を作成し
た。この磁気記録媒体を実施例1と同様に評価した。静
磁気特性は、Hcが2600 Oe、Brtが60Gμ
mと良好であった。またCSS試験の結果、65℃、1
0%R.H.下で1万回CSSを行っても、スティクシ
ョンは増加することなく、良好な性能を示した。更に市
販のドライブを用いて衝撃試験を行った結果、ヘッドス
ライダーの端面のキズは残ったが、大きな凹みは全く発
生しなかった。
【0029】比較例1 基板表面のヴィカーズ硬度620kg/mm2 の強化系
アルミノシリケートガラス製の直径95mmの円盤状の
ポリッシュ基板をフッ酸系水溶液で表面をエッチングし
た後に、無電解メッキ法を用いて厚さ8μmのNiP層
を形成しアルミナ砥粒で2μm研磨することにより、平
均表面粗さ15Åの金属被覆膜とした以外は実施例1と
同様の方法で磁気記録媒体を作成した。この磁気記録媒
体を実施例1と同様に評価した。静磁気特性は、Hcが
2600 Oe、Brtが60Gμmと良好であった。
またCSS試験の結果、65℃、10%R.H.下で1
万回CSSを行っても、スティクションは増加すること
なく、良好な性能を示した。しかし、市販のドライブを
用いて衝撃試験を行った結果、ヘッドスライダーの端面
のキズから、NiP膜の剥離が発生した。その個所を光
学顕微鏡で観察すると、強化層が剥離していることが分
かった。
【0030】比較例2 レーザー照射によるテキスチャー処理を施さなかった以
外は実施例1と同様の方法で磁気記録媒体を作成した。
この磁気記録媒体を実施例1と同様に評価した。静磁気
特性は、Hcが2600 Oe、Brtが60Gμmと
良好であった。またCSS試験の結果、65℃、10%
R.H.下で100回以下のCSSで、スティクション
が増加し、ヘッドがディスクに吸着してヘッドクラッシ
ュを引き起こした。しかし、市販のドライブを用いて衝
撃試験を行った結果、ヘッドスライダーの端面のキズは
見られたが、大きな凹みは見られなかった。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば代替基板を用いた磁気記
録媒体において、磁気特性、電磁変換特性、耐久性、摩
擦特性、耐衝撃性に優れた磁気記録媒体を作成すること
ができる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性基板上に、少なくとも非磁性金属
    メッキ層及び磁性層を有する磁気記録媒体であって、非
    磁性基板のヴィッカーズ硬度が厚さ方向に均一で650
    kg/mm2 以上であり、かつCSSゾーンの非磁性金
    属メッキ層表面にはレーザービームの照射による突起が
    形成され、データゾーンの非磁性金属メッキ層表面には
    機械的テキスチャーによる同心円状加工痕が形成されて
    いることを特徴とする磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】 非磁性基板が、SiO2 −Li2 O系結
    晶化ガラスからなることを特徴とする請求項1記載の磁
    気記録媒体。
  3. 【請求項3】 レーザービームの照射により形成された
    突起の平均高さが5〜100nmであり、かつその数が
    103 〜108 個/mm2 であることを特徴とする請求
    項1または2記載の磁気記録媒体。
  4. 【請求項4】 非磁性金属メッキ層が、NiP無電解メ
    ッキ層であることを特徴とする請求項1ないし3記載の
    磁気記録媒体。
  5. 【請求項5】 機械的テキスチャーが、ダイヤモンド砥
    粒を用いて施されたものであることを特徴とする請求項
    1ないし4記載の磁気記録媒体。
  6. 【請求項6】 ヴィッカーズ硬度が厚さ方向に均一で6
    50kg/mm2 以上の非磁性基板上に、無電解メッキ
    法により非磁性金属層を形成し、該非磁性金属メッキ層
    表面に機械的テキスチャーを施すことにより同心円状加
    工痕を形成した後、その表面のCSSゾーンにレーザー
    ビームを照射することにより突起を形成し、次いで少な
    くとも磁性層を設けることを特徴とする磁気記録媒体の
    製造方法。
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