JPH11144236A

JPH11144236A - 磁気記録媒体及びその製造方法並びに磁気記録再生装置

Info

Publication number: JPH11144236A
Application number: JP30869997A
Authority: JP
Inventors: Satoru Kobayashi; 哲小林
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1997-11-11
Filing date: 1997-11-11
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気記録媒体上に異常突起があっても、該異
常突起と磁気ヘッドとの衝突接触を防止し、衝突接触に
よる磁気記録の破壊および磁気記録媒体ならびに磁気ヘ
ッドの劣化を防止すること。【解決手段】磁気記録媒体１５の保護層１４をエレク
トレットとするとともに、磁気ヘッド２１の表面（下
面）の薄膜２４をエレクトレットとし、エレクトレット
対の静電的な斥力により磁気ヘッド２１を磁気記録媒体
１５上に浮上させる。

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及びそ
の製造方法並びに磁気記録再生装置に係り、特に磁気ヘ
ッドの浮上方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、絶縁性の基板上に強磁性磁気記録
部材を設けた磁気記録媒体においては、例えばアメリカ
合衆国特許第４２７７５４０号、第４６４７４９４号あ
るいは第４７６１３３４号に開示されているように、磁
気記録部材上に非磁性の金属化合物膜、半導体化合物膜
あるいは高分子化合物膜を前記強磁性磁気記録部材表面
の保護膜として形成する方法が考えられている。また、
例えばＩＥＥＥトランザクションズ・オン・マグネティ
ックス誌１９９０年第２６巻２６７０頁、日本応用磁気
学会誌１９９７年第２１巻第４２号２７３頁に開示され
るように、磁気記録媒体に対して磁気記録及び読み取り
を行う磁気ヘッド面に、前述と同様な金属化合物膜、半
導体化合物膜あるいは高分子化合物膜等を保護膜として
形成することも行われている。この場合、これら保護膜
は、磁気記録及び読み取り時に生じる磁気記録媒体及び
磁気ヘッド間の摺動摩擦による磁気記録の破壊及び磁気
記録媒体、磁気ヘッドの劣化を防止する目的で形成され
る。

【０００３】一方、前述のような磁気記録媒体及び磁気
ヘッド間に生じる摺動摩擦の発生を回避するための従来
技術として、例えばＩＥＥＥトランザクションズ・オン
・マグネティックス誌１９８８年第２４巻第６号２７５
１頁に開示されるように、磁気ヘッド面を磁気記録媒体
の移動方向に対して微小角度をなすように配置すること
によって、該磁気ヘッドと記録媒体間に空気等の流体の
流れを形成し、間隙を生じさせる、すなわち磁気ヘッド
を磁気記録媒体記録面から浮上させる技術が知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、磁気記録媒
体の回転、並進等の定常的な移動及び／あるいは磁気ヘ
ッドの移動に伴う流体の粘弾性を利用して磁気ヘッドを
磁気記録媒体記録面から浮上させる上記従来技術では、
磁気記録媒体上に存在する特異的に高い表面突起部（以
下、異常突起と表記する）に対しては磁気ヘッドの浮上
が不充分で、磁気ヘッドが異常突起に衝突接触するとい
う問題点があった。この点を詳述すると、磁気記録媒体
上には必然的に特異的に高い表面突起部、すなわち異常
突起が存在する。従来技術による、磁気ヘッドとの界面
近傍に存在する粘弾性流体の移動に付随する磁気ヘッド
の相対的な浮上力は、磁気記録媒体表面の平均的高さに
対して得られる。すなわち、磁気ヘッドの磁気記録媒体
に対する浮上距離は、前述の浮上力と磁気ヘッドの受け
る磁気記録媒体方向に対する押し付け力の釣り合いで決
定し、磁気記録媒体の平均的高さに対して一定となる。
したがって、磁気記録媒体上に存在する、平均的高さか
ら特異的に高い異常突起に対しては磁気ヘッドの浮上距
離が不足し、磁気ヘッド表面は異常突起に衝突接触する
こととなる。この磁気記録及び読み取り時に生じる磁気
記録媒体及び磁気ヘッド間の衝突接触は、高硬度の、高
潤滑性のあるいは低摩擦係数を有する表面保護膜を記録
媒体上に設けた場合にも同様に生じ、磁気記録の破壊及
び磁気記録媒体、磁気ヘッドの劣化を発生させることに
なる。本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであ
り、磁気記録媒体上に異常突起があっても、該異常突起
と磁気ヘッドとの衝突接触を防止できる磁気記録媒体及
びその製造方法並びに磁気記録再生装置を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、基板上に少なくとも磁性層と保護層とを
有する磁気記録媒体において、前記保護層は、エレクト
レットを形成する誘電体材料からなることを特徴とする
磁気記録媒体とする。また、本発明は、基板主表面上に
磁性層を形成する工程と、前記磁性層上に誘電体材料か
らなる保護層を形成する工程と、前記保護層に前記基板
主表面に対し垂直方向に分極を形成させる工程とを有す
ることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法とする。こ
の製造方法において、前記保護層はディップ法またはス
プレイ法またはスピンコート法によって形成することが
できる。また、本発明は、基板上に少なくとも磁性層と
保護層とを有し、前記保護層はエレクトレットを形成す
る誘電体材料からなる磁気記録媒体と、前記磁気記録媒
体上に設けられ、前記磁気記録媒体と対向する面部にエ
レクトレットを形成する誘電体材料からなる薄膜が形成
された磁気ヘッドとを具備することを特徴とする磁気記
録再生装置とする。

【０００６】上記のような本発明によれば、磁気記録媒
体の表面およびその表面に対峙する磁気ヘッドの表面に
エレクトレット対を有し、このエレクトレット対間に生
じる静電的な斥力によって磁気ヘッドが磁気記録媒体表
面に対して浮上する。ここで、エレクトレットの分極に
よる静電荷は熱的に平衡な分子構造によって決定してい
るために、一定温度下においては、該エレクトレット対
間に作用する静電斥力はエレクトレット間距離の２乗に
反比例する。したがって、従来技術による流体の流れに
より発生する定常的な浮上力とは異なり、本発明による
エレクトレットの静電斥力による浮上の場合は、異常突
起により磁気記録媒体と磁気ヘッド間の距離が接近した
場合は、斥力が増加し、磁気ヘッドは磁気記録媒体上に
より多く浮上するようになり、その結果、磁気ヘッドが
異常突起に衝突接触せず、異常突起上を通過することに
なる。このとき、静電斥力の応力はエレクトレット対に
作用するが、この応力は磁気ヘッド面全体およびそれに
近接する磁気記録媒体上のエレクトレットの構成する面
間の相互作用であるために単位面積当たりの圧力は低
く、局所的な構造破壊は生じない。一方、従来技術によ
る、磁気記録媒体、磁気ヘッド間に生じる衝突接触の場
合には衝突個所のみにおいて応力を受けるために極めて
大きな圧力が生じ、容易に研削的な構造破壊が生じる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
実施の形態を詳細に説明する。図２は本発明の実施の形
態としての磁気記録媒体を示す外観斜視図、図３は同磁
気記録媒体の一部断面図である。この磁気記録媒体は、
外径１３０ｍｍ、内径（中央に穿設された穴の直径）４
０ｍｍおよび厚さ１．９ｍｍの円板形状のシリカ（石
英）ガラス板を基板１１に用いている。そして、このシ
リカ（石英）ガラス基板１１上に、膜厚２００ｎｍのク
ロム（Ｃｒ）の下地層１２、膜厚７０ｎｍのコバルトニ
ッケル（ＣｏＮｉ）合金膜の磁性層１３、膜厚１５ｎｍ
の保護層１４を順次に積層して磁気記録媒体１５が構成
されている。ここで、保護層１４は、分子量１０²〜１
０⁴のポリフッ化ビニリデン -（ＣＨ₂ＣＦ₂）ｎ- な
どのような誘電体材料からなる。また、この誘電体材料
（保護層１４）は、図１に示すように、表面側がプラ
ス、裏面側（下面側）がマイナスで分極を発生してお
り、エレクトレットを構成している。

【０００８】図４は、上記磁気記録媒体１５に対して磁
気記録および読み取りを行う本発明に係る磁気ヘッドの
斜視図である。この磁気ヘッド２１は誘導型磁気ヘッド
であり、下面がヘッド表面を構成する幅（Ｗ）３ｍｍ、
長さ（Ｌ）３．５ｍｍの低比抵抗の炭化珪素製スライダ
２２と、このスライダ２２に固定された磁気ギャップ幅
０．５μｍのリング型の磁気コア２３で構成される。ま
た、スライダ２２の、ヘッド表面を構成する下面には、
薄膜２４が形成される。この薄膜２４は、上述磁気記録
媒体１５の保護層１４と同様な誘電体材料からなり、保
護層１４と同様に分極を起こし、エレクトレットを構成
している。ただし、薄膜２４は、図１に示すように、磁
気記録媒体１５のエレクトレット（保護層１４）と同極
同士が対峙するように、下面側がプラス、上面側がマイ
ナスに分極している。

【０００９】このような磁気ヘッド２１は、図１に示す
ように磁気記録媒体１５上に位置して該磁気記録媒体１
５に対して磁気記録および読み取りを行うわけである
が、このとき、磁気ヘッド２１の薄膜２４と磁気記録媒
体１５の保護層１４で構成されるエレクトレット対の同
極同士が対峙した構造となる。したがって、磁気記録媒
体１５と磁気ヘッド２１間には、エレクトレットの同極
によって静電的な斥力が発生するものであり、この静電
的な斥力により磁気ヘッド２１は磁気記録媒体１５上に
浮上する。

【００１０】エレクトレット対間に作用する静電斥力は
エレクトレット間距離の２乗に反比例する。したがっ
て、上記のようにエレクトレットの静電斥力により磁気
ヘッド２１を浮上させる方法では、異常突起により磁気
記録媒体１５と磁気ヘッド２１間の距離が接近した場合
（異常突起を覆っている保護層１４と、薄膜２４が接近
した場合）は、斥力が増加し、磁気ヘッド２１は磁気記
録媒体１５上により多く浮上するようになり、その結
果、磁気ヘッド２１が異常突起に衝突接触せず、異常突
起上を通過することになる。

【００１１】図２および図３に示した磁気記録媒体１５
は、次のようにして製造される。まず、外径１３０ｍ
ｍ、内径（中央に穿設された穴の直径）４０ｍｍ及び厚
さ１．９ｍｍの円板形状のシリカ（石英）ガラス板を基
板１１として用意する。次に、このシリカ（石英）ガラ
ス基板１１上に２００ｎｍの膜厚のクロム（Ｃｒ）膜を
下地層１２として、また７０ｎｍの膜厚を有するコバル
トニッケル（ＣｏＮｉ）合金膜を磁性層１３としてそれ
ぞれアルゴン（Ａｒ）ガス中において直流グロー放電を
用いたスパッタリングによって順次成膜する。

【００１２】次に、磁性層１３上に、分子量１０²〜１
０⁴のポリフッ化ビニリデン−（ＣＨ₂ＣＦ₂）_n−
（以下、ＰＶＤＦと表記する）をイソプロパノール（以
下、ＩＰＡと表記する）等の高沸点溶媒中に分散した溶
液（１〜１０ｗｔ％）をスピンコートする。そして、Ｉ
ＰＡが乾燥する過程において、静止するＰＶＤＦ塗布面
（保護層１４）に対し、回転するナイロン製パッド等を
圧接させるラビング処理を施す。このラビング処理は、
ＰＶＤＦをα型からβ型に相転移させて、後のエレクト
レット化を容易にするために行う。尚、このラビング処
理中に、α型からβ型への相転移を容易にするため、磁
気記録媒体を５０〜２００℃程度の温度域で加熱しても
よい。その後、前述のラビング処理によってβ型に相転
移したＰＶＤＦ（保護層１４）に対して、そのガラス転
移温度域である１２０〜２５０℃に加熱した状態下にお
いて、エレクトレット化処理を行う。

【００１３】このエレクトレット化処理は、具体的に
は、ＰＶＤＦ保護層１４、磁性層１３および下地層１２
を形成したシリカ（石英）ガラス基板１１を１２０〜２
５０℃に加熱した状態において、図５に示すように、磁
性層１３であるＣｏＮｉ合金層を陽極とするとともに、
保護層１４に平行な位置に、金をメッキした銅製平板を
接地対極３１として設置し、ＰＶＤＦ保護層１４に直流
電源３２により１０⁴〜１０⁶Ｖ／ｃｍの平行電界を印
加する。そして、電界を印加した状態を保持したまま、
ＰＶＤＦ保護層１４、磁性層１３および下地層１２を形
成したガラス基板１１を室温まで徐冷する。その結果、
ＰＶＤＦ保護層１４中のメチル基−ＣＨ₂−とフッ化エ
チル基−ＣＦ₂−がそれぞれ印加電界方向及びその逆方
向（ガラス基板１１面に対し垂直方向）に分極し、エレ
クトレット膜が得られる。ここで、エレクトレット膜
（保護層１４）は、ＰＶＤＦ分散液のスピンコート条件
などを制御して１５ｎｍの厚さに形成する。ここで、保
護層１４の厚さは、２〜１００ｎｍの範囲で調整され
る。なお、高密度記録化のためには、厚さが２〜３０ｎ
ｍであることが好ましい。この保護層１４の厚さが薄い
方が磁性層１３と磁気ヘッドの間隔を小さくできるの
で、高密度記録が可能となるからである。厚さが２ｎｍ
未満の場合、磁気記録媒体と、磁気ヘッドとの間で十分
な斥力が働かないので、磁気記録媒体上に異常突起があ
った場合、磁気ヘッドとの衝突を防止できないので好ま
しくない。

【００１４】図４の磁気ヘッド２１のエレクトレット
（薄膜２４）も上記磁気記録媒体１５のエレクトレット
と同様にして製造することができる。まず、スライダ２
２と磁気コア２３からなる誘導型磁気ヘッドを上述のＰ
ＶＤＦ分散液に浸漬（ディップ）する。次に、該磁気ヘ
ッドを低速の上昇速度で前記ＰＶＤＦ分散液面から引き
上げる。そして、ＩＰＡの乾燥過程中に磁気コアギャッ
プに沿った方向と垂直な方向（矢印ａ方向）に、ナイロ
ン製パッドを用いてスライダ２２の下面のラビング処理
を行い、該スライダ２２下面に形成されるＰＶＤＦ薄膜
２４をβ型に転移させる。その後、ＰＶＤＦ薄膜２４を
含む磁気ヘッドを１２０〜２５０℃に加熱した状態にお
いて、該磁気ヘッドを陽極とするとともに、ＰＶＤＦ薄
膜２４に対向して接地対極を設けて、ＰＶＤＦ薄膜２４
に対して１０⁴〜１０⁶Ｖ／ｃｍの電界を印加する。そ
の後、印加電界を維持した状態において、ＰＶＤＦ薄膜
２４を含む磁気ヘッドを室温まで徐冷し、ＰＶＤＦ薄膜
２４に分極を発生させて、２〜１５ｎｍの厚さを有する
エレクトレット層とする。

【００１５】このようにして製造された図４の磁気ヘッ
ドに０．５ｇｗｆの荷重を掛けて、該磁気ヘッドを静止
中の図２および図３の磁気記録媒体の表面に接近させ
た。その状態で、磁気記録媒体を３０００ｒｐｍで定速
回転させ、さらにその定速回転を、磁気ヘッドに荷重を
印加した状態で２４時間維持した。その後、磁気記録媒
体の表面を走査型電子顕微鏡を用いて観察した。磁気記
録媒体表面には、磁気ヘッドとの摺動あるいは接触によ
る痕跡は認められなかった。

【００１６】一方、比較例として、ガラス基板上に順次
スパッタ法により形成されたアルミニウム（Ａｌ）から
なる凹凸形成層（平均膜厚：３０ｎｍ、表面粗さＲａ：
１２ｎｍ）、クロム（Ｃｒ）下地層（膜厚：２００ｎ
ｍ）、コバルトニッケル（ＣｏＮｉ）磁性層（膜厚：７
０ｎｍ）、カーボン保護層（膜厚：２０ｎｍ）、パーフ
ルオロポリエーテル液体潤滑層（膜厚：１．５ｎｍ）の
６層構成の磁気記録媒体と、ＭＲヘッドを使用して上記
と同様の２４時間動作を行った後、磁気記録媒体の表面
を観察したところ、磁気記録媒体の表面に磁気ヘッドに
よる摺動痕が観察された。

【００１７】以上、本発明の実施の形態を詳細に説明し
た。この実施の形態では、エレクトレットを形成する誘
電体材料としてＰＶＤＦを用いたが、４フッ化エレチン
６フッ化プロピレン共重合体、ヨウ化ポリ酢酸ビニル、
ポリ塩化ビニル等あるいは、これらの高分子中にＰＺＴ
等の強誘電体を分散したものを用いることもできる。こ
れらの誘電体材料を用いた場合も、前述の実施の形態と
同様の工程を経て、磁気記録媒体および磁気ヘッドにエ
レクトレットを形成することができる。さらに、これら
の誘電体材料を溶解あるいは分散させる溶媒としては、
種々のアルコール、アセトン、炭化水素、ハロゲン化炭
化水素の類が使用できる。さらに、誘電体材料を磁性層
の表面およびスライダの下面に付着させる方法として、
実施の形態ではスピンコート法およびディップ法を用い
たが、スプレイ法やＣＶＤ法または分子線蒸着（ＭＢ
Ｅ）法などを使用することができる。さらに、ディップ
法は、実施の形態では磁気ヘッドに適用したが、磁気記
録媒体にも適用できる。なお、誘電体材料を磁性層の表
面およびスライダの下面に付着させる方法としては、簡
便さ、製造コストの点からディップ法またはスプレイ法
またはスピンコート法が好ましい。

【００１８】また、磁気記録媒体および磁気ヘッドの詳
細構造は本発明では図２ないし図４の構造に限定される
ものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、磁
気記録媒体用基板として石英ガラスを用いた例を挙げた
が、これに限らず、アルミノシリケートガラスやソーダ
ライムガラス等の化学強化用のガラスや、結晶化ガラ
ス、セラミックであってもよい。また、シリコンやカー
ボンの非磁性基板や、アルミニウム、チタン等の金属基
板であってもかまわない。また、上記の実施の形態で
は、下地層としてＣｒ膜、磁性層としてＣｏＮｉ合金膜
を用いた例を挙げたが、一般に下地層は保持力を向上さ
せる効果があり、磁性層の組成によって適宜選択され
る。たとえば、磁性層の材料としては、ＣｏＰｔ，Ｃｏ
Ｃｒ，ＣｏＰｔＣｒ，ＣｏＣｒＴａ，ＣｏＮｉＰｔ，Ｃ
ｏＮｉＣｒ，ＣｏＰｔＣｒＴａ，ＣｏＰｔＣｒＮｉ等が
挙げられる。下地層としては、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ａ
ｌ，Ｎｂ，Ｖ，Ｗ，Ｚｒ，Ｎｉから選ばれた少なくとも
１種以上の材料から構成される。また、必要に応じて下
地層を省略しても構わない。

【００１９】また、記録方式としては、面内型でも、垂
直型でもよい。また、磁気記録媒体の媒体表面に適度の
粗さを有するように、基板にテクスチャを設けたり、テ
クスチャ層を介在させたり、微粒子を含有させた層を介
在させたものであってもよく、この場合、通常、磁気ヘ
ッドとしては積極的に浮上力が働くようなヘッド構造や
形状にするが、このような磁気ヘッドに対しても有用で
ある。この方式の磁気記録媒体と磁気ヘッドとの間で
は、磁気ヘッドの浮上力と、上述した斥力が磁気記録媒
体と磁気ヘッドの間で働くことになるので好ましい。ま
た、磁気ヘッドとしては、薄膜型磁気ヘッド、ＭＲヘッ
ド、ＧＭＲヘッドでも構わない。

【００２０】また、上記の実施の形態では、誘電体材料
からなる保護層を形成した後、エレクトレット化処理を
行う例を挙げたが、可能であれば、誘電体材料からなる
保護層を形成すると同時にエレクトレット化処理を行っ
てもよい。さらに、エレクトレット対による静電的な斥
力は、エレクトレット対のマイナス同士を対峙させて発
生させることができることも勿論である。

【００２１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、エレクトレットの静電的な斥力により磁気ヘッドを
磁気記録媒体上に浮上させるようにしたので、磁気記録
媒体上に異常突起があっても、該異常突起と磁気ヘッド
との衝突接触を防止でき、衝突接触による磁気記録の破
壊および磁気記録媒体ならびに磁気ヘッドの劣化を防止
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態としての磁気記録再生装置
を概略的に示す図。

【図２】本発明の実施の形態としての磁気記録媒体を示
す外観斜視図。

【図３】図２の磁気記録媒体の一部断面図。

【図４】本発明の実施の形態としての磁気ヘッドを示す
斜視図。

【図５】図２および図３の磁気記録媒体の保護層のエレ
クトレット化処理を示す概略図。

【符号の説明】

１１シリカ（石英）ガラス基板１２下地層１３磁性層１４保護層１５磁気記録媒体２１磁気ヘッド２２スライダ２３磁気コア２４薄膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に少なくとも磁性層と保護層とを
有する磁気記録媒体において、前記保護層は、エレクトレットを形成する誘電体材料か
らなることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】基板主表面上に磁性層を形成する工程
と、前記磁性層上に誘電体材料からなる保護層を形成する工
程と、前記保護層に前記基板主表面に対し垂直方向に分極を形
成させる工程とを有することを特徴とする磁気記録媒体
の製造方法。
【請求項３】前記保護層はディップ法またはスプレイ
法またはスピンコート法によって形成することを特徴と
する請求項２記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】基板上に少なくとも磁性層と保護層とを
有し、前記保護層はエレクトレットを形成する誘電体材
料からなる磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体上に設けられ、前記磁気記録媒体と対
向する面部にエレクトレットを形成する誘電体材料から
なる薄膜が形成された磁気ヘッドとを具備することを特
徴とする磁気記録再生装置。