JPS6158232B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明はスピン被覆処理により、被覆の厚さ及
び被覆プロフイールを制御しつつ固体のデイスク
基板に、接着剤中に磁性材料が液体分散されたも
のを付着させる事によつて極めて薄い磁性層を支
持する磁気デイスクの改良製造方法及び装置に関
する。 ［従来技術］ 回転するデイスクの形の磁気記録媒体は任意の
所望の位置に急速にアクセスし得るメモリとして
広く使用されている。この様なデイスク記憶に関
する２つの重要な因子は通常記録密度と呼ばれ、
ビツト／cm（もしくはインチ）で表わされる情報
量及び磁気デイスクの出力信号に影響を与える磁
気的性質である。達成可能な記憶密度は磁気被覆
の厚さに依存し、一般に被覆が薄くなれば、記録
密度を高めることができる。 現在、より高い記録密度を与え得る磁気デイス
クに対する要求が増大している。もしこれ等の極
めて薄い磁気被覆が使用されると磁気デイスク及
びヘツド間に存在する空気の層上を飛行するヘツ
ドは記録媒体に近くもたらせなければならない。
約１ミクロンの厚さの磁性層を有する磁気デイス
クの場合には、飛行ヘツドとデイスクの表面間の
距離（この距離はわずか0.2乃至0.6ミクロンであ
る）は非常に小さいので記録表面は極めて平坦で
なくてはならない。従来多年にわたつて、アルミ
ニウムのデイスク基板に硬化可能接着剤中に細か
く分散された磁化可能材料を含む液体分散媒を被
覆し、その後この被覆を乾燥及び／もしくは硬化
し、もし望むならばこれをバフ研摩及び／もしく
は鏡面仕上げ（ポリツシング）する事によつてデ
イスク記憶装置を製造する事が周知である。特に
明らかに成功した被覆技法はスピン被覆プロセス
である。この方法は例えば米国特許第3198657号
に開示されているように、デイスク基板が回転さ
れて、その上に被覆用混合物をし込むものであ
る。そして、薄い磁気層を与えるために使用され
た余分の分散体が回転により飛散される。 磁気デイスクのための磁気被覆の製造におい
て、１つの適切な方法は通常、約0.2乃至１ミク
ロンの粒子寸法を有する微細粉の磁性顔料（例え
ば、ガンマ酸化鉄マグネノタイトもしくは強磁性
金属）と、エポキシ樹脂、フエノリツク樹脂、ア
ミノ樹脂（aminoplast precondensates）、ポリ
エステル樹脂、ポリウレタンもしくはポリウレタ
ン形成化合物の如き接着剤、特に熱硬化性接着剤
もしくはこの様な接着剤どうしの混合物、もしく
はこの様な接着剤とポリカーボネイトもしくはビ
ニル重合体、例えば塩化ビニルもしくは塩化ビニ
リデン共重合体、もしくは熱硬化性アクリレート
もしくはメタクリート共重合体の如き他の接着剤
との混合物を含む分散体を注ぐ事である事がわか
つている。一般に、磁気分散体はノズルを通して
注入し得る分列体にするために、例えばテトラヒ
ドロフラン、トルエン、メチル、ケトン等の揮発
性溶媒を含んでいる。使用される溶媒はとりわけ
使用される接着剤に依存する。 ベースとなるデイスク基板を溶媒で清浄にした
後、磁性分散体がスピン被覆過程においてわずか
な圧力の下にノズルから注がれる。ここで余分の
磁性分散体がノズルから回転するデイスク基板上
に付着され、これはデイスク基板上の表面を半径
方向に平に移動する。ある方法では、この様な注
入中、ノズルはデイスクの内方縁から外方縁に、
好ましくは外方縁から内方縁に、次いで内方縁か
ら外方縁に戻る様に移動される。別の方法におい
ては、ノズルは何等分散体の注入を行なう事なく
基板の外方直径から内方直径に移動し、注入はノ
ズルが基板の内方直径に接近して始めて行われて
いる。この様なスピン被覆方法によつて作製され
るデイスクは被覆の厚さに固有のくさび形を通常
示し、厚さは内方直径（ID）から中央直径
（MD）を通つて外方直径（OD）に至るに従つて
増大する。 上述のように、より高い性能を有する磁気記録
デイスクに対する必要が絶えず存在し、この様な
高い性能は磁気記録媒体が次第に薄くなる事を意
味している。現在迄、より薄い媒体を作製するの
に使用された方法は被覆の粘性と溶媒のバランス
を調節し、デイスクをより大きなRPMの値でス
ピンさせ、バフ研摩動作中により多くの被覆部分
を研摩し去る事であつた。しかし、これ等の技法
のどれも従来より薄いデイスクを達成するための
効果的な方法とは思えない。くさび状の被覆の制
御は上述の技法ではほとんど不可能である。従来
においては、この事は主要な問題ではなかつた。
なんとなればスピン被覆動作中形成される25ミク
ロン以上の自然のくさび形状はむしろ、最終のデ
イスクにとつて必要なものであつたからである。
ところが、将来は平坦な記録媒体、即ちくさび状
をなさないデイスクが要求されることが考えられ
る。 スピン被覆サイクルのスピン分離部分中、磁性
酸化物が被覆されたデイスク上に空気流に対する
障壁を配置することによつて、被覆被覆の厚さが
30乃至50％だけ減少され得ることが発見された。
同様にこの方法は所望の任意のくさび状被覆を形
成するのに使用され得る事が発見された。 尚、当分野の従来技術文献として、米国特許第
4133911号及び第4201149号はスピン被覆磁気デイ
スクにおいて最終被膜デイスクにおいて発生され
る線条（streaking）の量を減少するのに使用さ
れる装置を示している。この装置は基板の両側に
おいて基板から離れた１対の平板部材を含む。こ
の特許の理論は平板部材がスピン被覆される被覆
上の空気の流れを減少し、これによつて被覆され
る空気の流れで誘導される線条を減少する事にあ
る。 しかしながら、これ等の特許のどれもスピン被
覆中に定常的な空気流障壁を使用する事、多数の
異なる方法で被覆されたデイスク上の空気流を制
御するためにこの様な障壁中に制御可能な形状の
開孔を使用する事を開示していない。さらに、こ
れ等の特許は本発明において有用である事が見出
されているよりもかなり大きな間隔を板部材と被
覆されるべき基板間に使用している。 ［発明が解決しようとする問題点］ この発明の目的は、デイスク上にきわめて薄く
且つ平坦なプロフイールの被覆を塗布することの
できるスピン被覆装置を提供することにある。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明のスピン被覆過程はスピン被覆動作の回
転流動サイクル中被覆デイスクに密接して、被覆
されるべき基板と略同一の直径の静止デイスクも
しくは板（空気障壁）を置く事を含む。空気障壁
は空気流を遮断する事によつて被覆を液体状に保
持し、溶媒の蒸発を遅延せしめる。これによつて
被覆は遠心力によつてより薄い、より均一な薄膜
になる。さらに、上記空気障壁は、半径方向の開
孔を有し、これにより、被覆のプロフイールが平
坦になるように制御される。 ［実施例］ 本発明は被覆された時点でのデイスク被覆の厚
さを減少し、磁性酸化物が被覆されたデイスク上
の被覆によるくさび及びくさび状プロフイールを
制御する方法に関する。空気障壁は被覆溶媒の損
失を遅らせる事によつてデイスクの回転流動中に
デイスク表面上の被覆（インク）粘度を制御す
る。遅らされた溶媒の損失は被覆を液状に保つて
通常のスピン被覆技法を使用する場合よりも薄い
より均一な薄膜になる様に流れる事を可能にす
る。被覆のくさび及びくさび状プロフイール（デ
イスクID、MD、ODの被覆の厚さの差）も同様
に空気障壁によつて制御され得る。空気障壁は被
覆されるデイスクよりも大きくない直径を有する
平坦な静止板であり、デイスクの回転流動サイク
ル中は被覆されたデイスクに密接して位置付けら
れる。デイスク被覆の厚さ、被覆くさび及び装覆
のくさび状のプロフイールの変化は空気障壁を使
用する時に次の様に達成される。 すなわち、バフ研摩されていない状態における
デイスクの磁性被覆の厚さは通常のスピン被覆も
しくは空気障壁スピン被覆のどちらが使用される
かに拘らず被覆の方法に依存する。空気障壁スピ
ン被覆はデイスクの回転流動サイクル中に溶媒の
損失の制御という第４の因子を追加する。この事
はデイスクのIDにおいて30％迄被覆の厚さを減
少し得る。この減少は空気の障壁が被覆されつつ
あるデイスクに近いという事実にのみ依存し、事
実0.0635cm乃至0.254cm間の空気障壁−デイスク
間隔とは独立している。被覆のくさび及びデイス
クのODの被覆の厚さは空気障壁のスペーシング
に依存する。この間隔が増大する時、被覆のくさ
びは増大する。現在の製品上の通常の被覆のくさ
びは25.4ミクロンと38.1ミクロンの間にあり、こ
れは将来の製品のためには望ましくなく、通常の
スピン被覆を使用しては制御され得ない。 本発明を実施するのに使用される空気障壁は任
意の適切な型のものでよく、被覆される基板の直
限に等しいか、これよりも大きい円板である事が
好ましい。板部材のための１つの特に有用な形
は、回転するデイスク基板上に、丁度スピン被覆
された磁気デイスク被覆中の磁性粒子を磁気的に
配向させるのに通常使用される円形の電磁石の形
で第１図に示されている。動作を説明すると、電
磁石の上部１１ａはデイスクから回転して離れる
様に蝶番になつており、他方磁気的分散体はこの
技術分野で周知の如く、基板１２上を半径方向に
移動可能であるノズル即ちガン１３から基板上に
注入される。基板１２は軸１６によつて表わされ
た手段によつて回転され、その下には磁場配向用
の電磁石の下方部材１１ｂを有する。当技術分野
で周知のように、電磁石の上方部材１１ａには４
つの間隔を隔てた電磁石部材が与えられ、付勢さ
れる時、下方の磁石部材１１ｂと磁気的に協同し
て、被覆１５中の磁気粒子を磁気的に整列させ、
結果の磁気デイスクの記録性能を改良する。 本発明を実施する際に使用される磁気被覆の処
法は米国再発行特許第28866号に開示されたよう
な任意の適切な型のものでもよい。 本発明に従い、ノズル１３が回転する基板１２
上に磁気被覆分散体の付着を完了し、基板の外方
直径を越えて引込まれた後、配向用磁石の上方部
材１１ａが第２図に示されているように、その上
に磁性被覆分散体の層１５を有する被覆デイスク
に密接して位置付けられるように急速に降下され
る。 本発明によれば、電磁石の上部部材１１ａに
は、第３図に示すように、基板１２の半径方向に
沿つて内方と外方の空気の流通をはかるための溝
１１ｃが形成されている。この部材１１ａが空気
障壁を形成し、基板１２上に塗布された被覆層１
５が流動状態にある内に、部材１１ａは被覆層１
５と密接に位置づけられる（第２照参照）。 さて、空気障壁の異なる間隔、スピン回転数
（RPM）に対する被覆層１５の厚さ及びプロフイ
ールのデータが第１表にリストされている。この
とき使用された空気障壁１１ａの直径はほぼ35.6
cmであり、その溝１１ｃ（第３図参照）の幅は
2.54cm、深さは0.254cmである。また、使用され
た磁性被覆の組成は現在製造されている磁気デイ
スクをスピン被覆するのに使用されているもので
ある。

【表】 第１表からは、障壁の間隔が異なると、、結果
の被覆の厚さが異なることが見てとれよう。すな
わち障壁の間隔がせまくなればなる程被覆の厚さ
が薄くなる。ここで上述の回転流動遅延とは空気
障壁がデイスク上にもたらされる数秒間の間の回
転数の事であり、この回転速度は被覆用の液体が
最初に基板に注がれる時の速度よりも遅く、又後
の回転流動回転時の速度よりも遅いものである。
この遅い回転は溶媒の蒸発を減少させる効果を有
する。スピン被覆に際し空気障壁を使用する事に
よつて達成される事柄を直接比較する手段とし
て、制御デイスクが作製された。上述の５つの空
気障壁の各々の場合に対して２つの制御デイスク
が作製された。この事は被覆の組成中に著しい変
化が生じない事を確かめるためのものである。制
御デイスクは実験用デイスクと同し3000及び
4000rpmで被覆された。障壁スペーシング及び回
転流動遅延の回転数（rpm）なる変数は制御デイ
スクでは使用されなかつた。これ等の制御の結果
は第２表に掲げられている。

【表】 第１表と第２表を対照することにより、空気障
壁が被覆層の厚さを減少する効果を有することが
見てとれよう。 デイスクのID及びCD間の被覆の厚さの差とし
て被覆のくさびを定義するのは完全ではない。こ
れはデイスクのID及びOD間の領域であるくさび
プロフイールについてはなにも語つていない。現
在のデイスクのスピン被覆過程は約3.05ミクロン
のくさびを生ずる。しかしながら、この様な被覆
は鋭い被覆の厚さの増大がデイスクIDからMDに
かけてみられ、MDからODにかけて平らにな
る。本発明の空気障壁はデイスクID−OD間の被
覆の厚さだけではなく、被覆のくさびのプロフイ
ールも改善するように制御される。それは、第３
図に示す溝１１ｃにより達成される。この溝１１
ｃの効果を調べるため、溝を有さない空気障壁
と、溝を有する空気障壁のそれぞれを用いて、被
覆層を形成してみた。その結果得られたデータを
第３表に示す。尚、このときのスピン回転数は
4000rpm、回転流動遅延は200rpm空気障壁の直
径はどちらもほぼ35.6cm、また溝のある空気障壁
の溝の幅は1.27cm、深さは0.254cm、さらに空気
障壁と基板との間隔はどちらの場合も0.113cmで
あつた。

【表】 表３からは、溝をもつ空気障壁の使用によつて
きわめて有効にくさび形プロフイールが解消さ
れ、ほぼ平坦なプロフイールが得られることが見
てとれよう。尚、溝のない空気障壁を使用した場
合にMDがID及びODよりも小さくなりやや凹ん
だプロフイールを与えることの理由は明確には解
明されていないが、基板１２（第２図参照）が、
空気障壁ときわめて近接して高速回転するこによ
つて生じる気流によるものと考えられる。従つ
て、溝をもつ空気障壁１１ａの溝１１ｃの働き
は、そのような気流を流すための通路を与え、以
て基板１２の半径方向の圧力を均一化するもので
あると考えられる。 さらに、本発明の空気障壁のスピン被覆適用性
を示すために、逆方向の被覆のくさび、即ちOD
側よりもID側で被覆が厚い被覆を有する特定の
デイスクがスピン被覆された。これはデイスクの
回転流動サイクル中空気障壁を通して空気が注入
される事によつて達成される。空気の量及び注入
される個所を変化する事によつて、逆方向被覆の
くさびプロフイールが制御され得、この様な逆方
向くさびはID領域の溶媒の蒸発がOD領域よりも
高くなる様にID領域の空気の量がOD領域よりも
多くなる様に空気が注入される事によつて形成さ
れる。これによれば、22.9ミクロン迄の逆方向く
さびを有するデイスクがスピン被覆され得る。 ［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、スピ
ン被覆装置において、被覆層を形成すべき基板表
面にきわめて近接して空気障壁板を配置するとと
もに、この障壁板に、基板の半径方向に延長され
た溝（開口）を設けたことにより、きわめて薄く
且つ厚さの均一な被覆層を形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う空気障壁を有するスピン
被覆装置の図である。第２図は被覆のスピン分離
中に被覆基板に密着して位置付けられる空気障壁
板を示した図である。第３図は空気障壁中の溝を
示した図である。 １１ａ…電磁石の上部、１１ｂ…電磁石の下
部、１２…回転基板、１３…ノズル、１５…被
覆。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板上に磁性被膜を形成するため、回転する
   円形基板上に揮発性の溶媒を含む液体の磁性分散
   体をスピン被覆するための装置であつて、 (a) 上記液体の磁性分散体が塗布されている状態
   で上記基板を回転するための駆動装置と、 (b) 上記揮発性の溶媒の蒸発を減少させるよう
   に、上記液体の磁性分散体が塗布された後に、
   上記基板の上記磁性分散体が塗布された面を覆
   うように該面に十分近接して位置付け可能であ
   り、該面上における上記基板の内方部分と外方
   部分の間の空気の流通をはかるように半径方向
   に延長された溝を形成された空気障壁板、 とを具備するスピン被覆装置。