WO2011162279A1 - 磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

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magnetic
recording medium
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毅 遠藤
秀樹 河合
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コニカミノルタオプト株式会社
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    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/84Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/73Base layers, i.e. all non-magnetic layers lying under a lowermost magnetic recording layer, e.g. including any non-magnetic layer in between a first magnetic recording layer and either an underlying substrate or a soft magnetic underlayer
    • G11B5/739Magnetic recording media substrates
    • G11B5/73911Inorganic substrates
    • G11B5/73921Glass or ceramic substrates

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic recording medium suitable as a substrate for an information recording medium such as a hard disk (HDD), particularly a substrate for a heat-assisted recording medium, and a method for manufacturing the same.
  • HDD hard disk
  • an aluminum alloy has been used as a substrate for an information recording medium such as a hard disk (HDD).
  • HDD hard disk
  • glass substrates are now widely used (for example, Patent Documents 1 to 6). .
  • heat assist recording As a means for solving such a problem, an information recording means of a method called heat assist recording has been attracting attention.
  • This heat-assisted recording is intended to solve the above-mentioned problems by performing information recording while heating a substrate for a recording medium with a laser.
  • a glass substrate is used as a substrate (hereinafter also referred to as “substrate for heat-assisted recording medium”), and a magnetic magnetic recording layer comprising a plurality of layers on the glass substrate (Hereinafter simply referred to as “magnetic recording layer”), but for the purpose of densifying the magnetic recording layer, an extremely high temperature of about 550 ° C. is applied during the formation (during film formation).
  • Magnetic recording layer a magnetic recording layer comprising a plurality of layers on the glass substrate
  • a post-heating treatment of about 600 ° C. is performed for the purpose of improving the crystal magnetic anisotropy of the magnetic recording layer.
  • the present invention has been made in view of the current situation as described above, and an object of the present invention is to provide a magnetic recording medium capable of reducing the incidence of read errors and a method for manufacturing the same. is there.
  • a method of manufacturing a magnetic recording medium used for a heat-assisted recording method the step of preparing a glass substrate having an annular disk shape, and the glass substrate Rough polishing the two main surfaces of the glass substrate, forming a surface reinforcing layer on the two main surfaces of the rough polished glass substrate, polishing amount of the one surface reinforcing layer and the other of the above
  • the two surface enhancement layers By subjecting the two surface enhancement layers to a precise polishing treatment so that the polishing amount of the surface enhancement layer is different, the main surface side where the surface enhancement layer on the side with a smaller amount of polishing is located becomes concave.
  • the magnetic recording layer is formed on the main surface side where the surface enhancement layer on the side with a large amount of polishing where the glass substrate is convex is located.
  • the magnetic recording layer is formed on each of the two main surfaces.
  • a magnetic recording medium based on the present invention is a magnetic recording medium used for a thermally assisted recording method, and is a glass substrate having an annular disk shape and at least one of two main surfaces of the glass substrate.
  • a planar magnetic recording layer provided on the main surface, and the glass substrate provided with the magnetic recording layer has a concentrically curved shape toward one main surface.
  • the distance between the center portion and the edge portion of the glass substrate in the thickness direction of the glass substrate is 0.1 ⁇ m to 3.0 ⁇ m.
  • the total value of the distance from the least square plane to the highest point and the distance from the least square plane to the lowest point in one circumferential circumference at a position of 25 mm from the center of the glass substrate is 1. 0 ⁇ m or less.
  • the magnetic recording layer is provided on the main surface side where the glass substrate is convex.
  • the magnetic recording layer is provided on each of the two main surfaces.
  • the magnetic recording medium and the manufacturing method thereof based on the present invention it is possible to provide a magnetic recording medium and a manufacturing method thereof that can reduce the read error occurrence rate.
  • 1 is a plan view showing a schematic configuration of a thermally-assisted magnetic recording apparatus in an embodiment.
  • 1 is a side view showing a schematic configuration of a heat-assisted magnetic recording apparatus in an embodiment. It is a perspective view which shows the glass substrate used for the magnetic disc in embodiment.
  • 1 is a perspective view showing a magnetic disk in an embodiment. It is a partial expanded sectional view of the other magnetic disc in an embodiment.
  • 1 is a cross-sectional view of a magnetic disk in an embodiment. It is a flowchart which shows the manufacturing process of the magnetic disc in embodiment. It is a partial expanded sectional view of the glass substrate which shows the chemical strengthening process in the manufacturing process of the magnetic disc in embodiment.
  • FIGS. 1 is a plan view showing a schematic configuration of the thermally-assisted magnetic recording apparatus 2
  • FIG. 2 is a side view showing the schematic configuration of the thermally-assisted magnetic recording apparatus 2
  • FIG. 3 is a glass substrate used for the magnetic disk 1.
  • 1G is a perspective view showing the magnetic disk 1
  • FIG. 5 is a partially enlarged sectional view of another magnetic disk 1A
  • FIG. 6 is a sectional view of the magnetic disk 1A.
  • the heat-assisted magnetic recording apparatus 2 includes a magnetic recording head 2D disposed opposite to a magnetic disk 1 for heat-assisted magnetic recording that is a magnetic recording medium that is rotationally driven in the direction of arrow DR1. Yes.
  • the magnetic disk 1 will be described later with reference to FIG. 6, the magnetic disk 1 used in the present embodiment has a shape that is concentrically curved toward one main surface.
  • centimeter means that the height from the center of the magnetic disk 1 is substantially the same in the thickness direction of the substrate at a position where the distance from the center of the magnetic disk 1 is approximately equal (on the circle). It means a shape in which the height is higher than the center side as the distance from the center increases.
  • the magnetic recording head 2D is mounted on the tip of the suspension 2C.
  • the suspension 2C is provided so as to be rotatable in the direction of the arrow DR2 (tracking direction) with the support shaft 2A as a fulcrum.
  • a tracking actuator 2B is attached to the support shaft 2A.
  • the laser beam LB is irradiated on the side facing the magnetic recording head 2D with the magnetic disk 1 interposed therebetween. A portion to be recorded on the magnetic disk 1 is instantaneously heated by the laser beam LB, and data is recorded on the magnetic disk 1 by the magnetic recording head 2D.
  • the magnetic particles of the magnetic layer formed on the magnetic disk 1 have a lower holding force as the temperature rises.
  • the position of the magnetic recording head 2D and the irradiation position of the laser beam LB are configured to face the magnetic disk. However, in order to simplify the configuration and position control of the head, they are provided on the magnetic disk 1. Alternatively, they may be arranged on the same side. In particular, when both surfaces of the magnetic disk 1 are used as recording surfaces, they are arranged on the same side.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a glass substrate 1G used for the magnetic disk 1
  • FIG. 4 is a perspective view showing the magnetic disk 1. As shown in FIG.
  • the glass substrate 1G used for the magnetic disk 1 has an annular disk shape with a hole 11 formed in the center.
  • the glass substrate 1G has an outer peripheral end face 12, an inner peripheral end face 13, a front main surface 14, and a back main surface 15.
  • the outer diameter is about 64 mm
  • the inner diameter is about 20 mm
  • the thickness is about 0.8 mm.
  • a magnetic layer 23 is formed on the front main surface 14 of the glass substrate 1G.
  • the magnetic layer 23 is formed only on the front main surface 14, but it is also possible to provide the magnetic layer 23 on the back main surface 15 (see FIG. 11).
  • a conventionally known method can be used. For example, a method in which a thermosetting resin in which magnetic particles are dispersed is spin-coated on a substrate, or a method in which sputtering or electroless plating is used. A method is mentioned.
  • the film thickness by spin coating is about 0.3 to 1.2 ⁇ m
  • the film thickness by sputtering is about 0.04 to 0.08 ⁇ m
  • the film thickness by electroless plating is 0.05 to 0.1 ⁇ m. From the viewpoint of thinning and densification, film formation by sputtering and electroless plating is preferable.
  • the magnetic material used for the magnetic layer 23 is not particularly limited, and a conventionally known material can be used. However, in order to obtain a high coercive force, Co having high crystal anisotropy is basically used, and Ni is used for the purpose of adjusting the residual magnetic flux density. A Co-based alloy or the like to which Cr is added is suitable. In recent years, FePt-based materials have been used as magnetic layer materials suitable for heat-assisted recording.
  • a lubricant may be thinly coated on the surface of the magnetic layer 23 in order to improve the sliding of the magnetic recording head.
  • the lubricant include those obtained by diluting perfluoropolyether (PFPE), which is a liquid lubricant, with a freon-based solvent.
  • an underlayer or a protective layer may be provided.
  • the underlayer in the magnetic disk is selected according to the magnetic film.
  • the material for the underlayer include at least one material selected from nonmagnetic metals such as Cr, Mo, Ta, Ti, W, V, B, Al, and Ni.
  • the underlayer is not limited to a single layer, and may have a multi-layer structure in which the same or different layers are stacked.
  • a multilayer underlayer such as Cr / Cr, Cr / CrMo, Cr / CrV, NiAl / Cr, NiAl / CrMo, or NiAl / CrV may be used.
  • Examples of the protective layer for preventing wear and corrosion of the magnetic layer 23 include a Cr layer, a Cr alloy layer, a carbon layer, a hydrogenated carbon layer, a zirconia layer, and a silica layer. These protective layers can be formed continuously with an in-line type sputtering apparatus, such as an underlayer and a magnetic film. In addition, these protective layers may be a single layer, or may have a multilayer structure including the same or different layers.
  • a protective layer may be formed on the protective layer or instead of the protective layer.
  • colloidal silica fine particles are dispersed and coated on a Cr layer diluted with an alcohol-based solvent, and then fired to form a silicon oxide (SiO2) layer. May be.
  • FIG. 5 shows an example of the configuration of another magnetic disk 1A.
  • FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view of another magnetic disk 1A.
  • a magnetic recording layer 20 having a plurality of layers is formed on a glass substrate 1G.
  • the magnetic recording layer 20 has a seed (unevenness control) layer 21 made of AlN or the like directly formed on the front main surface 14 of the glass substrate 1G, and a thickness of about 60 nm formed on the seed (unevenness control) layer 21.
  • the underlayer 22, the magnetic layer 23 having a thickness of about 30 nm formed on the underlayer 22, the protective layer 24 having a thickness of about 10 nm formed on the magnetic layer 23, and the protective layer 24 are formed.
  • a lubricating layer 25 having a thickness of about 0.8 nm.
  • the configuration of the magnetic disk 1A is merely an example, and the size of the glass substrate 1G and the configuration of the magnetic recording layer 20 are appropriately changed according to the performance required for the magnetic disk 1A.
  • the glass substrate 1G on which the magnetic recording layer 20 is formed has a concentrically curved shape so as to be concave toward one main surface side.
  • “concentric” means that from the center of the glass substrate 1G in the thickness direction of the glass substrate 1G at a position where the distance from the center of the glass substrate 1G is substantially equal (on the circle). It means that the height is higher than the center side as the distance from the center increases.
  • the glass substrate 1G having a distance (h1) between the center portion and the edge portion of the glass substrate 1G in the thickness direction of the glass substrate 1G is 0.1 ⁇ m to 3.0 ⁇ m.
  • the glass substrate 1G is used in which the value of TIR (Total Indicator Runout) for one round in the circumferential direction of the glass substrate 1G is 1.0 ⁇ m or less. The TIR value will be described later.
  • the magnetic recording layer 20 is provided on the main surface side where the glass substrate 1G is convex.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the manufacturing process of the magnetic disk 1A
  • FIG. 8 is a partially enlarged sectional view of the glass substrate 1G showing the chemical strengthening process in the manufacturing process of the magnetic disk 1A
  • FIG. 10 is a partially enlarged sectional view of the glass substrate 1G in the precision polishing step in the manufacturing process
  • FIG. 10 is a partially enlarged sectional view of the glass substrate 1G after the precision polishing step in the manufacturing process of the magnetic disk 1A
  • FIG. It is sectional drawing of the magnetic disc 1B.
  • step 10 a “glass melting step” in step 10 (hereinafter abbreviated as “S10”, the same applies to step 20 and subsequent steps), the glass material constituting the substrate is melted.
  • step 20 the same applies to step 20 and subsequent steps
  • the molten glass is poured onto the lower mold and press molded with the upper mold.
  • the glass substrate 1G having an annular disk shape is prepared.
  • aluminosilicate glass soda lime glass, borosilicate glass, or the like can be used.
  • the surface of the press-molded glass substrate is polished and the flatness of the glass substrate is preliminarily adjusted.
  • surface reinforcing layers are formed on the two main surfaces of the glass substrate 1G.
  • a mixed solution of potassium nitrate (60%) and sodium nitrate (40%) is used as the chemical strengthening solution.
  • the chemical strengthening solution is heated to 300 ° C. or higher to preheat the glass substrate 1G and immersed in the chemical strengthening solution for about 3 hours to about 4 hours.
  • lithium ions and sodium ions in the surface layer of the glass substrate 1G are replaced with sodium ions and potassium ions having a relatively large ion radius in the chemical strengthening solution, respectively.
  • the surface of the substrate is strengthened.
  • the “chemical strengthening step (S40)” has surface reinforcing layers 101A and 101B each having a thickness (t1) of about 10 ⁇ m on the two main surfaces of the glass substrate 1G. It is formed.
  • t1 thickness of about 10 ⁇ m on the two main surfaces of the glass substrate 1G. It is formed.
  • an aluminosilicate glass for the glass substrate 1G.
  • the glass substrate 1G is polished.
  • a polishing step for adjusting the roughness of the main surface of the glass substrate 1G is performed, and as shown in FIG. 9, the polishing amount of the surface reinforcing layer 101A and the polishing amount of the surface reinforcing layer 101B The glass substrate 1G is polished so as to be different.
  • the polishing amount (t2) of the surface reinforcing layer 101A is about 2 ⁇ m (the remaining thickness (t3) is about 8 ⁇ m), and the polishing amount (t4) of the surface reinforcing layer 101B is about 5 ⁇ m (the remaining thickness ( t5) was about 5 ⁇ m).
  • the surface reinforcing layer 101A having a thicker remaining thickness is more suitable.
  • the compressive stress is different from that of the surface reinforcing layer 101B.
  • the glass substrate 1G is concentrically curved so that the main surface side where the surface reinforcing layer 101A on the side with a small amount of polishing is located is concave.
  • the degree of bending is appropriately determined depending on the polishing amount of the surface reinforcing layer 101A and the polishing amount of the surface reinforcing layer 101B.
  • the glass substrate is cleaned.
  • a glass substrate 1G applicable to a hard disk substrate is obtained.
  • the magnetic recording layer 20 is formed on the main surface side where the surface enhancement layer 101B on the side where the glass substrate 1G has a large amount of polishing becomes convex.
  • the “post heat treatment step” of S80 heat treatment for improving the crystal magnetic field anisotropy is performed.
  • the heating temperature is about 600 ° C.
  • the glass substrate 1G has a thickness of about 0.8 mm, whereas the magnetic recording layer 20 has a thickness of about 100 nm. Therefore, the magnetic recording layer 20 affects the curved state of the glass substrate 1G. None give.
  • the magnetic recording layer 20 is formed on the main surface side where the surface enhancement layer 101B on the side where the glass substrate 1G has a large amount of polishing becomes convex.
  • the magnetic disk 1B in which the magnetic recording layers 20 are formed on the two main surfaces of the glass substrate 1G as shown in FIG.
  • the glass substrate on which the magnetic recording layer is conventionally formed improves the crystal magnetic anisotropy of the magnetic recording layer after the magnetic recording layer is formed in the “film formation step”.
  • post-heating treatment of about 600 ° C. is performed, and it has been regarded as a problem that asymmetrical bowl-shaped or elliptical deformation occurs in the glass substrate.
  • the glass substrate 1G is concentrically curved toward the one main surface side with respect to the glass substrate 1G in advance before the “film formation step”. As a whole, the rigidity of the glass substrate increases, and even when the post-heating treatment in the “film formation step” is performed, it is possible to prevent the glass substrate from being asymmetrically deformed.
  • the surface of the magnetic disk can be obtained even when the magnetic disk is rotated at a high speed and recording / reproduction is performed by the magnetic head. Can rotate while maintaining a high flatness, so that it is possible to reduce the incidence of read errors in the magnetic head.
  • the shape of the magnetic disk was measured using an optical interferometer on these 20 magnetic disks in total. The results are shown in FIGS.
  • As the glass substrate a 2.5-inch glass substrate with a magnetic recording film formed on both surfaces of the glass substrate was used.
  • the shape of the magnetic disk can be roughly divided into three types as shown in FIG. FIG. 13A shows a shape called a saddle shape.
  • the lines indicated by dotted lines in the figure are at the same distance from the center of the magnetic disk when viewed in the direction of the height of the magnetic disk (height from the center of the glass substrate 1G in the thickness direction of the glass substrate 1G). A line connecting a certain position. So-called contour lines. In the case of a saddle type magnetic disk, a contour line appears such that the center is located on the edge side of the magnetic disk. In this case, the magnetic disk is in a wavy state.
  • FIG. 13B shows a shape called an elliptical shape.
  • contour lines appear in an elliptical shape when viewed from the center of the magnetic disk. In this case, the magnetic disk is in a state of being rounded into a cylindrical shape.
  • FIG. 13C shows a shape called a concentric circle. In the case of a concentric magnetic disk, contour lines appear concentrically with respect to the center of the magnetic disk. According to a general substrate processing process that does not control the internal stress state of the substrate, these shapes appear randomly depending on the distribution state of the internal stress accumulated in the processing process.
  • the bowl has a shallow bowl shape, and in the thickness direction of the substrate, at the same distance from the center of the glass substrate (on the circle), the center of the glass substrate The height from the center is the same, and the higher the distance from the center, the higher the height from the center side.
  • the ten magnetic disks of the example were all (C) concentric as a result of the measurement.
  • 10 magnetic disks of the comparative example were (A) saddle type, 4 (B) elliptical type, and (C) concentric type did not exist.
  • the values of (a) glass substrate flatness, (b) magnetic disk flatness, and (c) circumferential direction TIR are indices representing the flatness of the substrate, from the least-squares plane of the evaluation surface to the highest point. And the total value of the distance from the least square plane to the lowest point.
  • the circumferential direction TIR is preferably 1.0 ⁇ m or less. Among these, 0.5 ⁇ m or less is preferable.
  • the circumferential direction TIR and (b) flatness were measured by an optical interferometer.
  • the magnetic disk and the manufacturing method thereof in the present embodiment it is possible to provide the magnetic disk and the manufacturing method thereof that can reduce the error occurrence rate of information.

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Abstract

 磁気記録媒体の製造方法において、ガラス基板(1G)が一方の主表面側に向けて同心円的に湾曲した形状のまま、ガラス基板(1G)の少なくとも一方の主表面に磁気記録層(20)が形成される工程を含む。

Description

磁気記録媒体およびその製造方法
 本発明は、ハードディスク(HDD)等の情報記録媒体用の基板、特に熱アシスト記録媒体用の基板として適する磁気記録媒体およびその製造方法に関する。
 従来、ハードディスク(HDD)等の情報記録媒体用の基板としては、アルミニウム合金が用いられていた。しかしながら、アルミニウム合金は、変形しやすく、また研磨後の基板表面の平滑性が十分ではない等の問題を有していたため、現在ではガラス基板が広く使用されている(たとえば特許文献1~6)。
特開2010-080025号公報 特開2000-169184号公報 特開2006-327935号公報 特開2006-327936号公報 特開2007-161552号公報 国際公開第2009/028570号パンフレット
 昨今、上記のような情報記録媒体においては、その情報記録量の増大に伴って記録密度を超高密度状態とすることが求められている。記録手段としては磁性方式が採用されているため、記録密度を高密度化すると記録の保持力が弱くなり、所謂「熱揺らぎ」として知られるように、記録中に発生する熱の影響により記録が消失してしまうという問題があった。
 このような問題を解決する手段として、熱アシスト記録という方式の情報記録手段が注目されている。この熱アシスト記録は、レーザーで記録媒体用の基板を加熱しながら情報記録を行なうことにより、上記のような問題を解決しようとするものである。このような熱アシスト記録方式の記録媒体は、基板(以下、「熱アシスト記録媒体用の基板」ともいう)としてガラス基板が用いられ、そのガラス基板上に複数の層からなる磁性磁気記録層(以下単に「磁気記録層」という)を形成した構成を有するが、該磁気記録層を緻密化させることを目的としてその形成時(成膜時)に550℃程度の極めて高い温度が適用されるという特殊性を有している。
 さらに、磁気記録層を形成した後に、磁気記録層の結晶磁気異方性を向上させる目的から、約600℃程度の後加熱処理が行なわれている。
 このように高温の加熱処理を施した場合には、磁気記録媒体のガラス基板に非対称(後述する鞍型、楕円型)の変形が生じるおそれがある。その結果、磁気記録ヘッドを用いた記録情報の読出し時に磁気記録ヘッドがガラス基板に衝突し、リードエラーを発生させることが考えられる。
 本発明は、上記のような現状に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、リードエラーの発生率を低下させることを可能とする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。
 この発明に基づいた、磁気記録媒体の製造方法においては、熱アシスト記録方式に用いられる磁気記録媒体の製造方法であって、環状の円板形状を有するガラス基板を準備する工程と、上記ガラス基板の2つの主表面を粗研摩する工程と、粗研摩された上記ガラス基板の2つの上記主表面に対して表面強化層を形成する工程と、一方の上記表面強化層の研磨量と他方の上記表面強化層の研磨量とが異なるように、2つの上記表面強化層に対して精密研磨処理を施すことにより、研磨量が少ない側の上記表面強化層が位置する上記主表面側が凹面となるように同心円的に上記ガラス基板を湾曲させる工程と、上記ガラス基板が一方の主表面側に向けて同心円的に湾曲した形状のまま、上記ガラス基板の少なくとも一方の主表面に磁気記録層が形成される工程とを備える。
 他の形態では、上記磁気記録層は、上記ガラス基板が凸となる研磨量が多い側の上記表面強化層が位置する上記主表面側に形成される。
 他の形態では、2つの上記主表面上にそれぞれ上記磁気記録層が形成される。
 この発明に基づいた、磁気記録媒体においては、熱アシスト記録方式に用いられる磁気記録媒体であって、環状の円板形状を有するガラス基板と、上記ガラス基板の2つの主表面のうち少なくとも一方の主表面に設けられる平面形状が円形の磁気記録層と、を備え、上記磁気記録層が設けられた上記ガラス基板は、一方の主表面側に向けて同心円的に湾曲した形状を有する。
 他の形態では、上記ガラス基板の厚さ方向における、上記ガラス基板の中心部と縁部との距離は、0.1μm~3.0μmである。
 他の形態では、上記ガラス基板の中心から25mm位置における周方向の1周分における、最小二乗平面から最高点までの距離と最小二乗平面から最低点までの距離との合計の値が、1.0μm以下である。
 他の形態では、上記磁気記録層は、上記ガラス基板が凸となる上記主表面側に設けられる。
 他の形態では、2つの上記主表面上にそれぞれ上記磁気記録層が設けられる。
 この発明に基づいた磁気記録媒体およびその製造方法によれば、リードエラー発生率を低下させことを可能とする磁気記録媒体およびその製造方法を提供することが可能となる。
実施の形態における熱アシスト磁気記録装置の概略構成を示す平面図である。 実施の形態における熱アシスト磁気記録装置の概略構成を示す側面図である。 実施の形態における磁気ディスクに用いられるガラス基板を示す斜視図である。 実施の形態における磁気ディスクを示す斜視図である。 実施の形態における他の磁気ディスクの部分拡大断面図である。 実施の形態における磁気ディスクの断面図である。 実施の形態における磁気ディスクの製造工程を示すフロー図である。 実施の形態における磁気ディスクの製造工程における化学強化工程を示すガラス基板の部分拡大断面図である。 実施の形態における磁気ディスクの製造工程における精密研磨工程におけるガラス基板の部分拡大断面図である。 実施の形態における磁気ディスクの製造工程における精密研磨工程を施した後のガラス基板の部分拡大断面図である。 実施の形態における他の磁気ディスクの断面図である。 実施例および比較例において用いた磁気ディスクの種別を示す図である。 実施例において用いた磁気ディスクの、(A)鞍型の磁気ディスクの内部応力状態を示す模式図、(B)楕円型の磁気ディスクの内部応力状態を示す模式図、(C)楕円型の磁気ディスクの内部応力状態を示す模式図である。 比較例1~比較例2、および実施例1~実施例3における、「ガラス基板平坦度(μm)」、「磁気ディスク平坦度(μm)」、「周方向TIR(μm)」、および「リードエラー(%)(衝突によるもの)」の測定結果を示す図である。
 本発明に基づいた磁気記録媒体およびその製造方法について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。
 また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。また、各実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。
 (熱アシスト磁気記録装置2の概略構成)
 まず、図1から図6を参照して、熱アシスト磁気記録装置2の概略構成の一例について説明する。なお、図1は、熱アシスト磁気記録装置2の概略構成を示す平面図、図2は、熱アシスト磁気記録装置2の概略構成を示す側面図、図3は、磁気ディスク1に用いられるガラス基板1Gを示す斜視図、図4は、磁気ディスク1を示す斜視図、図5は、他の磁気ディスク1Aの部分拡大断面図、図6は、磁気ディスク1Aの断面図である。
 図1に示すように、熱アシスト磁気記録装置2は、矢印DR1方向に回転駆動される磁気記録媒体である熱アシスト磁気記録用の磁気ディスク1に対して、磁気記録ヘッド2Dが対向配置されている。なお、磁気ディスク1の形状については図6を用いて後述するが、本実施の形態において用いる磁気ディスク1は、同心円的に一方の主表面側に湾曲した形状を有している。
 なお、「同心円的」にとは、磁気ディスク1の中心部からの距離が略等しい位置(円上)においては、基板の厚さ方向において、磁気ディスク1の中心部からの高さが略同じであり、中心から離れるほど、その高さが中心側よりも高く設けられる形状を意味する。
 磁気記録ヘッド2Dは、サスペンション2Cの先端部に搭載されている。サスペンション2Cは、支軸2Aを支点として矢印DR2方向(トラッキング方向)に回動可能に設けられている。支軸2Aには、トラッキング用アクチュエーター2Bが取り付けられている。
 図2に示すように、磁気ディスク1を挟んで、磁気記録ヘッド2Dに対向する側には、レーザー光LBが照射される。磁気ディスク1上の記録する部分をレーザー光LBで瞬間的に加熱し、磁気記録ヘッド2Dで磁気ディスク1にデータを記録する。
 磁気ディスク1に形成された磁性層の磁気粒子は、その温度が上昇すると保持力が低くなる。レーザー光LBで磁性層を加熱することで、常温では高い保持力を有する磁性層でも、通常の磁気記録ヘッド2Dでの記録が可能となり、超高密度記録の実現を可能とする。
 なお、ここでは磁気記録ヘッド2Dの位置とレーザー光LBの照射位置とは磁気ディスクに対して対向する構成としているが、ヘッドの構成と位置制御を簡略化するためにはそれらを磁気ディスク1に対して同一の側に配置構成してもよい。とくに磁気ディスク1の両面を記録面として使用する際には同一の側に配置構成することとなる。
 (磁気ディスク1の構成)
 次に、図3および図4を参照して、磁気ディスク1の構成について説明する。なお、図3は、磁気ディスク1に用いられるガラス基板1Gを示す斜視図、図4は、磁気ディスク1を示す斜視図である。
 図3に示すように、磁気ディスク1に用いられるガラス基板1Gは、中心に孔11が形成された環状の円板形状を呈している。ガラス基板1Gは、外周端面12、内周端面13、表主表面14、および裏主表面15を有している。ガラス基板1Gの大きさの一例としては、外径約64mm、内径約20mm、厚さ約0.8mmである。
 図4に示すように、磁気ディスク1は、上記したガラス基板1Gの表主表面14上に磁性層23が形成されている。図示では、表主表面14上にのみ磁性層23が形成されているが、裏主表面15上に磁性層23を設けることも可能である(図11参照)。
 磁性層23の形成方法としては従来公知の方法を用いることができ、例えば磁性粒子を分散させた熱硬化性樹脂を基板上にスピンコートして形成する方法や、スパッタリング、無電解めっきにより形成する方法が挙げられる。
 スピンコート法での膜厚は約0.3~1.2μm程度、スパッタリング法での膜厚は0.04~0.08μm程度、無電解めっき法での膜厚は0.05~0.1μm程度であり、薄膜化および高密度化の観点からはスパッタリング法および無電解めっき法による膜形成が好ましい。
 磁性層23に用いる磁性材料としては、特に限定はなく従来公知のものが使用できるが、高い保持力を得るために結晶異方性の高いCoを基本とし、残留磁束密度を調整する目的でNiやCrを加えたCo系合金などが好適である。近年では、熱アシスト記録用に好適な磁性層材料として、FePt系の材料が用いられるようになってきている。
 また、磁気記録ヘッドの滑りをよくするために磁性層23の表面に潤滑剤を薄くコーティングしてもよい。潤滑剤としては、例えば液体潤滑剤であるパーフロロポリエーテル(PFPE)をフレオン系などの溶媒で希釈したものが挙げられる。
 さらに必要により下地層や保護層を設けてもよい。磁気ディスクにおける下地層は磁性膜に応じて選択される。下地層の材料としては、例えば、Cr、Mo、Ta、Ti、W、V、B、Al、Niなどの非磁性金属から選ばれる少なくとも一種以上の材料が挙げられる。
 また、下地層は単層とは限らず、同一又は異種の層を積層した複数層構造としても構わない。例えば、Cr/Cr、Cr/CrMo、Cr/CrV、NiAl/Cr、NiAl/CrMo、NiAl/CrV等の多層下地層としてもよい。
 磁性層23の摩耗や腐食を防止する保護層としては、例えば、Cr層、Cr合金層、カーボン層、水素化カーボン層、ジルコニア層、シリカ層などが挙げられる。これらの保護層は、下地層、磁性膜など共にインライン型スパッタ装置で連続して形成できる。また、これらの保護層は、単層としてもよく、あるいは、同一又は異種の層からなる多層構成としてもよい。
 なお、上記保護層上に、あるいは上記保護層に替えて、他の保護層を形成してもよい。例えば、上記保護層に替えて、Cr層の上にテトラアルコキシランをアルコール系の溶媒で希釈した中に、コロイダルシリカ微粒子を分散して塗布し、さらに焼成して酸化ケイ素(SiO2)層を形成してもよい。
 (磁気ディスク1A)
 図5に、他の磁気ディスク1Aの構成の一例を示す。図5は、他の磁気ディスク1Aの部分拡大断面図である。この磁気ディスク1Aは、ガラス基板1Gの上に複数層を有する磁気記録層20が形成されている。
 磁気記録層20は、ガラス基板1Gの表主表面14上に直接形成されるAlN等からなるシード(凹凸制御)層21、シード(凹凸制御)層21の上に形成される厚さ約60nmの下地層22、下地層22の上に形成される厚さ約30nmの磁性層23、磁性層23の上に形成される厚さ約10nmの保護層24、および、保護層24の上に形成される厚さ約0.8nmの潤滑層25を含んでいる。
 なお、上記磁気ディスク1Aの構成はあくまでも一例であり、磁気ディスク1Aに要求される性能に応じて、ガラス基板1Gの大きさ、磁気記録層20の構成は適宜変更される。
 (磁気ディスク1Aの詳細構造)
 次に、図5に示す磁気記録層20を採用した場合の磁気ディスク1Aの詳細構造について、図6を参照して説明する。なお、図4に示した、磁気記録層として磁性層23のみを形成した磁気ディスク1であっても同様である。
 本実施の形態における磁気ディスク1Aは、磁気記録層20が形成されたガラス基板1Gは、一方の主表面側に向けて凹面となるように同心円的に湾曲した形状を有している。ここで、上記したように、「同心円的」とは、ガラス基板1Gの中心部からの距離が略等しい位置(円上)では、ガラス基板1Gの厚さ方向において、ガラス基板1Gの中心部からの高さが略同じであり、中心から離れるほど、その高さが中心側よりも高く設けられることを意味する。
 本実施の形態では、ガラス基板1Gの厚さ方向における、ガラス基板1Gの中心部と縁部との距離(h1)は、0.1μm~3.0μmであるガラス基板1Gが用いられている。また、ガラス基板1Gの周方向1周分のTIR(Total Indicator Runout)の値が、1.0μm以下となる、ガラス基板1Gが用いられている。なお、TIR値については、後述する。また、磁気記録層20は、ガラス基板1Gが凸となる主表面側に設けられている。
 (ガラス基板1Gの製造工程)
 次に、図7から図11を参照して、本実施の形態に係るハードディスク用の磁気ディスク1Aの製造方法を説明する。なお、図7は、磁気ディスク1Aの製造工程を示すフロー図、図8は、磁気ディスク1Aの製造工程における化学強化工程を示すガラス基板1Gの部分拡大断面図、図9は、磁気ディスク1Aの製造工程における精密研磨工程におけるガラス基板1Gの部分拡大断面図、図10は、磁気ディスク1Aの製造工程における精密研磨工程を施した後のガラス基板1Gの部分拡大断面図、図11は、他の磁気ディスク1Bの断面図である。
 まず、ステップ10(以下、「S10」と略す。ステップ20以降も同様。)の「ガラス溶融工程」において、基板を構成するガラス素材を溶融する。次に、S20の「プレス成形工程」において、溶融ガラスを下型上に流し込み、上型によってプレス成形する。以上により、環状の円板形状を有するガラス基板1Gが準備される。
 ガラス素材としては、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、およびボロシリケートガラスなどを用いることができる。
 S30の「粗研磨工程」において、プレス成形されたガラス基板の表面が研磨加工され、ガラス基板の平坦度などが予備調整される。次にS40の「化学強化工程」において、ガラス基板1Gの2つの主表面に対して表面強化層が形成される。
 「化学強化工程」の具体的としては、化学強化液として、硝酸カリウム(60%)と硝酸ナトリウム(40%)との混合溶液などを用いる。化学強化液を300℃以上に加熱し、ガラス基板1Gを予熱し、化学強化溶の液中に約3時間~約4時間浸漬する。
 このように、化学強化溶液に浸漬処理することによって、ガラス基板1Gの表層のリチウムイオンおよびナトリウムイオンが、化学強化溶液中の相対的にイオン半径の大きなナトリウムイオンおよびカリウムイオンにそれぞれ置換され、ガラス基板の表面が強化される。
 図8の断面図に示すように、「化学強化工程(S40)」により、ガラス基板1Gの2つの主表面には、それぞれ厚さ(t1)が、約10μm程度の表面強化層101A,101Bが形成される。なお、ガラス基板1Gの主表面の平坦性および強度において優れた特性を得るには、ガラス基板1Gにはアルミノシリケートガラスを用いることが好ましい。
 次に、S50の「精密研磨工程」において、ガラス基板1Gに研磨加工が施される。この「精密研磨工程」においては、ガラス基板1Gの主表面の粗さを整える研磨工程を施するとともに、図9に示すように、表面強化層101Aの研磨量と、表面強化層101Bの研磨量とが異なるようにガラス基板1Gに対して研磨加工を施す。
 本実施の形態では、表面強化層101Aの研磨量(t2)を約2μm(残り厚さ(t3)は、約8μm)、表面強化層101Bの研磨量(t4)を約5μm(残り厚さ(t5)は、約5μm)とした。
 このように、表面強化層101Aの研磨量と、表面強化層101Bの研磨量とが異なるようにガラス基板1Gに対して研磨加工を施すことで、残り厚さが厚い表面強化層101Aの方が、表面強化層101Bに比べて圧縮応力が異なることとなる。
 その結果、図10に示すように、ガラス基板1Gは、研磨量が少ない側の表面強化層101Aが位置する主表面側が凹面となうように同心円的にガラス基板1Gが湾曲することになる。湾曲の程度は、表面強化層101Aの研磨量および表面強化層101Bの研磨量により適宜決定される。
 なお、S30の「粗研磨工程」とS40の「化学強化工程」との間に、主にガラス基板1Gの主表面の粗さを整える研磨工程を採用することも可能である。
 次に、S60の「洗浄工程」において、ガラス基板は洗浄される。以上の工程により、ハードディスク用基板に適用可能なガラス基板1Gが得られる。
 さらに、S70の「成膜工程」において、磁気記録層20が、ガラス基板1Gが凸となる研磨量が多い側の表面強化層101Bが位置する主表面側に形成される。最後に、S80の「後熱処理工程」において、結晶磁界異方性向上のための加熱処理を施す。加熱温度は、約600℃である。以上により、磁気ディスク(ハードディスク)1Aが完成する。
 なお、ガラス基板1Gは、厚さ約0.8mmであるのに対して、磁気記録層20は厚さが約100nmであることから、磁気記録層20が、ガラス基板1Gの湾曲状態に影響を与えることはない。
 また、上記実施の形態では、S70の「成膜工程」において、磁気記録層20が、ガラス基板1Gが凸となる研磨量が多い側の表面強化層101Bが位置する主表面側に形成される場合について説明したが、図11に示すように、ガラス基板1Gの2つの主表面上にそれぞれ磁気記録層20が形成された、磁気ディスク1Bを用いることも可能である。
 以上、冒頭に説明したように、従来、磁気記録層が形成されたガラス基板は、「成膜工程」においては、磁気記録層を形成した後に、磁気記録層の結晶磁気異方性を向上させる目的から、約600℃程度の後加熱処理が行なわれ、ガラス基板に非対称の鞍型や楕円型の変形が生じることが問題視されていた。
 しかし、本実施の形態においては、予め「成膜工程」の前に、ガラス基板1Gに対し、一方の主表面側に向けて同心円的にガラス基板1Gを湾曲させておくことで、ガラス基板1Gの全体としての剛性が高まり、「成膜工程」における後加熱処理が施された場合であっても、ガラス基板に非対称の変形を生じさせることを防止することが可能となる。
 さらに、ガラス基板1Gを一方の主表面側に向けて同心円的に湾曲させておくことで、この磁気ディスクを高速回転させて、磁気ヘッドによって記録・再生を実施した場合においても、磁気ディスクの表面は高い平坦度を維持した状態で回転することができるため、磁気ヘッドにおけるリードエラーの発生率を低下させることが可能となる。
 (実施例)
 次に、上述した実施の形態で示した製造方法で製造した磁気ディスクの実施例について説明する。上述した実施の形態で示した製造方法で製造した磁気ディスク(以下、実施例の磁気ディスクと称する。)10枚と、従来の製造方法で製造した磁気ディスク(以下、比較例の磁気ディスクと称する。)10枚とを準備した。
 これら合計20枚の磁気ディスクに対して、光学干渉計を用いて磁気ディスクの形状測定を行なった。その結果を図12および図13に示す。ガラス基板には、2.5インチのガラス基板を用い、ガラス基板の両面に磁気記録膜を成膜したものを用いた。
 磁気ディスクの形状は、図13に示すように、大別すると3種類に分けることができる。図13(A)は、鞍型と呼ばれる形状である。図中において点線で示すラインは、磁気ディスクの高さ(ガラス基板1Gの厚さ方向における、ガラス基板1Gの中心部からの高さ)方向で見た場合の、磁気ディスクの中心から同じ距離にある位置を結んだ線である。いわゆる、等高線である。鞍型の磁気ディスクの場合には、磁気ディスクの縁部側に中心が位置するような等高線が現れている。この場合、磁気ディスクは波打ったような状態となる。
 図13(B)は、楕円型と呼ばれる形状である。楕円型の磁気ディスクの場合には、磁気ディスクの中心から見て等高線が楕円状に現れている。この場合、磁気ディスクは円筒状に丸まったような状態となる。図13(C)は、同心円型と呼ばれる形状である。同心円型の磁気ディスクの場合には、磁気ディスクの中心に対して同心円的に等高線が現れている。基板の内部応力状態を制御しない一般的な基板加工プロセスによれば、これらの形状は加工プロセスで蓄積された内部応力の分布状態によってランダムに現れる。
 この同心円的に等高線が現れた場合には、底の浅いお椀形状を呈し、基板の厚さ方向において、ガラス基板の中心部からの距離が等しい位置(円上)においては、ガラス基板の中心部からの高さが同じであり、中心から離れるほど、その高さが中心側よりも高く設けられる形状となる。
 図12に示すように、実施例の磁気ディスク10枚は、測定の結果、全て(C)同心円型であった。一方、比較例の磁気ディスク10枚は、6枚が(A)鞍型、4枚が(B)楕円型であり、(C)同心円型は存在しなかった。
 次に、実施例の磁気ディスクと、比較例の磁気ディスクとの間で、リードエラーの発生状態の比較を行なった。その結果を図14に示す。
 比較例の磁気ディスクの中から、(A)鞍型1枚、(B)楕円型1枚を選んで下記の測定を実施した。(A)鞍型の磁気ディスクを比較例1、(B)楕円型の磁気ディスクを比較例2と称する。また、実施例の磁気ディスクの中から3枚を選んで下記の測定を実施した。これらの(C)同心円型の磁気ディスクを、実施例1~実施例3と称する。
 磁気ディスクの測定においては、(a)ガラス基板平坦度(μm)、(b)磁気ディスク平坦度、(c)周方向TIRの値(μm)、および(d)リードエラー(衝突によるもの)を測定した。なお、同心円型の判定には、(i)ディスクの中心に対して、等高線が同心であることと、(ii)中心から17mm位置、および中心から25mm位置での周方向の1周分のTIRの値が共に1.0μm以下であることとを条件とした。
 (a)ガラス基板平坦度は、磁気記録膜を成膜する前のガラス基板を測定したものである。(b)磁気ディスク平坦度および(c)周方向TIR(μm)は、磁気記録膜を成膜した後の磁気ディスクを測定したものである。
 こで、(a)ガラス基板平坦度、(b)磁気ディスク平坦度、および(c)周方向TIRの値は、基板の平坦度を表す指標であり、評価面の最小二乗平面から最高点までの距離と、最小二乗平面から最低点までの距離との合計の値である。
 (a)ガラス基板平坦度および(b)磁気ディスク平坦度は、基板の全面を測定するもので、最小二乗平面を基準とした最高点までの距離、最低点までの距離、の合計を評価面の全面にわたって測定した値である。(c)周方向TIRは、中心から25mmの位置における周方向1周分を測定した値である。
 周方向1周分のTIRを1.0μm以下にすると磁気ヘッドの低浮上化や高速回転への対応が容易になり、安定して記録・再生を行なうことができる。周方向TIRが1.0μmより大きいと、場合によっては磁気ヘッドと磁気ディスクとの衝突による記録・再生エラーが発生するおそれがある。よって、周方向TIRは1.0μm以下であることが好ましい。その中でも好ましくは0.5μm以下である。(c)周方向TIRと(b)平坦度とは、光学干渉計によって測定した。
 図14に示すように、比較例1での(d)リードエラーは「32%」、比較例2での(d)リードエラーは「18%」であるのに対して、実施例1での(d)リードエラーは「5%」、実施例2および3での(d)リードエラーは「2%」との測定結果が得られた。これにより、実施例1から3における磁気ディスクを用いた場合には、リードエラーの発生率を低下させることが可能であることが確認できた。
 なお、(a)ガラス基板平坦度および(b)磁気ディスク平坦度との間には、大きな変化がない。これは、「精密研磨工程」において、同心円型に形成されたガラス基板の形状が、磁気記録膜の成膜加熱処理においてもそのままの形状が維持されていることを意味している。
 以上、本実施の形態における磁気ディスクおよびその製造方法によれば、情報のエラー発生率を低下させことを可能とする磁気ディスクおよびその製造方法を提供することが可能となる。
 今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 1,1A,1B 磁気ディスク、1G ガラス基板、2 熱アシスト磁気記録装置、2A 支軸、2B トラッキング用アクチュエーター、2C サスペンション、2D 磁気記録ヘッド、11 孔、12 外周端面、13 内周端面、14 表主表面、15 裏主表面、20 磁気記録層、21 シード(凹凸制御)層、22 下地層、23 磁性層、24 保護層、25 潤滑層、101A,101B 表面強化層。

Claims (8)

  1.  熱アシスト記録方式に用いられる磁気記録媒体の製造方法であって、
     環状の円板形状を有するガラス基板(1G)を準備する工程(S10,S20)と、
     前記ガラス基板(1G)の2つの主表面を粗研摩する工程(S30)と、
     粗研摩された前記ガラス基板(1G)の2つの主表面に対して表面強化層(101A,101B)を形成する工程(S40)と、
     一方の前記表面強化層(101A)の研磨量と他方の前記表面強化層(101A)の研磨量とが異なるように、2つの前記表面強化層(101A,101B)に対して精密研磨処理(S50)を施すことにより、研磨量が少ない側の前記表面強化層(101A)が位置する前記主表面側が凹面となるように同心円的に前記ガラス基板(1G)を湾曲させる工程と、
     前記ガラス基板(1G)が一方の主表面側に向けて同心円的に湾曲した形状のまま、前記ガラス基板(1G)の少なくとも一方の主表面に磁気記録層(20)が形成される工程と、
    を備える、磁気記録媒体の製造方法。
  2.  前記磁気記録層(20)は、前記ガラス基板(1G)が凸となる研磨量が多い側の前記表面強化層(101B)が位置する前記主表面側に形成される、請求項1に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  3.  2つの前記主表面上にそれぞれ前記磁気記録層(20)が形成される、請求項1に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  4.  熱アシスト記録方式に用いられる磁気記録媒体であって、
     環状の円板形状を有するガラス基板(1G)と、
     前記ガラス基板(1G)の2つの主表面のうち少なくと一方の主表面に設けられる平面形状が円形の磁気記録層(20)と、を備え、
     前記磁気記録層が形成された前記ガラス基板は、一方の主表面側に向けて同心円的に湾曲した形状を有する、磁気記録媒体。
  5.  前記ガラス基板(1G)の厚さ方向における、前記ガラス基板(1G)の中心部と縁部との距離(h1)は、0.1μm~3.0μmである、請求項4に記載の磁気記録媒体。
  6.  前記ガラス基板(1G)の中心から25mm位置における周方向の1周分における、最小二乗平面から最高点までの距離と最小二乗平面から最低点までの距離との合計の値が、1.0μm以下である、請求項4に記載の磁気記録媒体。
  7.  前記磁気記録層(20)は、前記ガラス基板(1G)が凸となる前記主表面側に設けられる、請求項4に記載の磁気記録媒体。
  8.  2つの前記主表面上にそれぞれ前記磁気記録層(20)が設けられる、請求項4に記載の磁気記録媒体。
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