JP2006114104A - Magnetic transfer method, magnetic recording medium and magnetic recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気転写方法、磁気記録媒体、及び磁気記録装置に係り、特に、ハードディスク装置等に用いられる磁気ディスクに、マスターディスクからフォーマット情報等の磁気情報パターンを転写するのに好適な磁気転写方法、該方法により製造される磁気記録媒体、及び該磁気記録媒体を備える磁気記録装置に関する。 The present invention relates to a magnetic transfer method, a magnetic recording medium, and a magnetic recording apparatus, and more particularly, a magnetic transfer suitable for transferring a magnetic information pattern such as format information from a master disk to a magnetic disk used in a hard disk device or the like. The present invention relates to a method, a magnetic recording medium manufactured by the method, and a magnetic recording apparatus including the magnetic recording medium.
近年、急速に普及しているハードディスクドライブに使用される磁気ディスク(ハードディスク)は、磁気ディスクメーカーよりドライブメーカーに納入された後、ドライブに組み込まれる前に、フォーマット情報やアドレス情報が書き込まれるのが一般的である。この書き込みは、磁気ヘッドにより行うこともできるが、これらのフォーマット情報やアドレス情報が書き込まれているマスターディスクより一括転写する方法が効率的であり、好ましい。 In recent years, magnetic disks (hard disks) used in hard disk drives, which have been rapidly spreading, are written with format information and address information before being installed in the drive after being delivered to the drive manufacturer by the magnetic disk manufacturer. It is common. Although this writing can be performed by a magnetic head, a method of batch transfer from a master disk in which these format information and address information are written is efficient and preferable.
この磁気転写技術は、マスターディスクと被転写ディスク(スレーブディスク)とを密着させた状態で、片側又は両側に電磁石装置、永久磁石装置等の磁界生成手段を配設して転写用磁界を印加し、マスターディスクの有する情報(たとえばサーボ信号)に対応する磁化パターンの転写を行うものである。 This magnetic transfer technology applies a magnetic field for transfer by arranging magnetic field generating means such as an electromagnet device or a permanent magnet device on one side or both sides in a state where a master disk and a disk to be transferred (slave disk) are in close contact with each other. The magnetic pattern corresponding to the information (for example, servo signal) of the master disk is transferred.
従来、この種の磁気転写技術として各種の提案がなされている(たとえば、特許文献1等。)。この特許文献1の提案は、磁気転写を行う際に、転写用磁界の印加角度がスレーブディスク面に対して垂直方向で±30度以内とするものである。これにより、トラック方向に正確に転写用磁界を印加できる効果が得られるとされている。
ところで、上記磁気転写方法では、マスターディスクの磁性層に形成した磁化パターンを、被転写ディスク(スレーブディスク)の記録面に転写する精度を向上させるために、マスターディスクの情報担持面と被転写ディスクの表面との密着性を確保した状態で、トラック方向に正確に転写用磁界を印加する必要がある。 By the way, in the above magnetic transfer method, in order to improve the accuracy of transferring the magnetization pattern formed on the magnetic layer of the master disk to the recording surface of the transfer disk (slave disk), the information carrying surface of the master disk and the transfer disk It is necessary to apply a magnetic field for transfer accurately in the track direction in a state where adhesion to the surface of the film is ensured.
しかしながら、このような従来技術において、転写用磁界のディスク表面に対し垂直な磁界強度と水平な磁界強度との強度比が空間的に変化するため、磁界生成手段とディスクとの相対移動に伴ってこの強度比が時系列的に変化する。その結果、被転写ディスクの再生信号のC/N比を低下させるという問題がある。 However, in such a conventional technique, the strength ratio between the magnetic field strength perpendicular to the disk surface of the transfer magnetic field and the horizontal magnetic field strength spatially changes. This intensity ratio changes in time series. As a result, there is a problem that the C / N ratio of the reproduction signal of the transferred disk is lowered.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、磁気転写を行う際の、転写用磁界の印加方向の許容範囲を規定して正確な磁化パターンの転写が行えるようにした磁気転写方法、該方法により製造される磁気記録媒体、及び該磁気記録媒体を備える磁気記録装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a magnetic transfer method in which an allowable range in the direction of application of a magnetic field for transfer when performing magnetic transfer is specified and an accurate magnetization pattern can be transferred. An object of the present invention is to provide a magnetic recording medium manufactured by the method and a magnetic recording apparatus including the magnetic recording medium.
前記目的を達成するために、本発明は、被転写用ディスクの円周方向に磁界を加え、該被転写用ディスクを円周方向に初期直流磁化させる初期磁化工程と、初期直流磁化された前記被転写用ディスクと、その表面に形成された多数の突起状磁性層パターンであって、該磁性層の厚さtと該突起状パターンの円周方向長さbとの比t/bが0.5〜4.0である磁性層パターンを有するマスターディスクとを密着させる密着工程と、磁界生成手段を設け、前記被転写用ディスクと前記マスターディスクの円周方向に磁界を加え、前記マスターディスクの磁気パターンを前記被転写用ディスクに転写させる際に、前記円周方向の磁界のディスク表面に対し垂直な磁界強度Hvとディスク表面に対し水平な磁界強度Hhとの比Hv/Hhが0.629−0.0571×t/b以下になるようにして磁気転写を行う磁気転写工程と、を備えることを特徴とする磁気転写方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides an initial magnetization step in which a magnetic field is applied in a circumferential direction of a disk to be transferred, and initial DC magnetization is performed in the circumferential direction of the disk to be transferred, A disk to be transferred and a number of protruding magnetic layer patterns formed on the surface thereof, where the ratio t / b between the thickness t of the magnetic layer and the circumferential length b of the protruding pattern is 0. A master disk having a magnetic layer pattern of .5 to 4.0 and a magnetic field generating means, and applying a magnetic field in a circumferential direction of the transferred disk and the master disk, When the magnetic pattern is transferred to the disk to be transferred, the ratio Hv / Hh of the magnetic field strength Hv perpendicular to the disk surface of the circumferential magnetic field and the magnetic field strength Hh horizontal to the disk surface is 0. 62 Ensure a -0.0571 × t / b below provides a magnetic transfer method, characterized by comprising: a magnetic transfer step of performing magnetic transfer.
本発明者らは、円周方向の磁界の、ディスク表面に対し垂直な磁界強度Hvとディスク表面に対し水平な磁界強度Hhとの比Hv/Hhが0.629−0.0571×t/b以下になるようにして磁気転写を行うことにより、被転写ディスクの再生信号のC/N比を向上させるとともに、再生信号の波形を良好ならしめることを見出した。 The inventors of the present invention have a ratio Hv / Hh between the magnetic field strength Hv perpendicular to the disk surface and the magnetic field strength Hh horizontal to the disk surface of the circumferential magnetic field of 0.629-0.0571 × t / b. It has been found that by performing magnetic transfer in the following manner, the C / N ratio of the reproduction signal of the transferred disk is improved and the waveform of the reproduction signal is improved.
したがって、本発明によれば、転写信号のC/N比が向上し、転写信号波形が良好になり、その結果、トラッキング特性が良好になる。 Therefore, according to the present invention, the C / N ratio of the transfer signal is improved, the transfer signal waveform is improved, and as a result, the tracking characteristics are improved.
本発明の磁気記録方法において、前記磁界生成手段に対し密着状態にある前記被転写用ディスクと前記マスターディスクとを相対移動させながら磁気転写を行うことが好ましい。このように、磁界生成手段と磁気媒体とを相対移動させることにより、磁気転写効率が向上する。 In the magnetic recording method of the present invention, it is preferable to perform magnetic transfer while relatively moving the disk to be transferred and the master disk in close contact with the magnetic field generating means. Thus, the magnetic transfer efficiency is improved by relatively moving the magnetic field generating means and the magnetic medium.
また、本発明の磁気記録方法において、前記円周方向の磁界による、密着状態にある前記被転写用ディスクと前記マスターディスクとへの磁界印加を円周方向に1周以上行った後に、磁界強度を所定値まで減少させ、その後に前記磁界生成手段に対する密着状態にある前記被転写用ディスクと前記マスターディスクとの相対移動を停止させることが好ましい。 In the magnetic recording method of the present invention, the magnetic field strength is applied after the magnetic field is applied to the transfer target disk and the master disk in a close contact state by the circumferential magnetic field one or more times in the circumferential direction. Is preferably decreased to a predetermined value, and then the relative movement between the transfer-receiving disk and the master disk that is in close contact with the magnetic field generating means is stopped.
このように、円周方向に1周分の転写後に、磁界強度を所定値まで漸減させ、しかる後に相対移動を停止させるのであれば、転写精度が受ける影響はより少なくなり、再生信号のC/N比は良好になる。 In this way, if the magnetic field strength is gradually reduced to a predetermined value after one round of transfer in the circumferential direction and then the relative movement is stopped, the transfer accuracy is less affected, and the C / The N ratio becomes good.
また、本発明は、前記磁気転写方法によってサーボ情報を記録したことを特徴とする磁気記録媒体を提供する。このような磁気転写方法によれば、C/N比の良好な磁気記録媒体が得られる。 The present invention also provides a magnetic recording medium in which servo information is recorded by the magnetic transfer method. According to such a magnetic transfer method, a magnetic recording medium having a good C / N ratio can be obtained.
本発明の磁気記録媒体において、反強磁性結合を生じる磁性層を有することが好ましい。このような反強磁性結合を生じる磁性層を有する磁気記録媒体は、高密度記録が可能であるうえ、熱安定性が高いため、本発明の効果を一層発揮できる。 The magnetic recording medium of the present invention preferably has a magnetic layer that generates antiferromagnetic coupling. Since the magnetic recording medium having such a magnetic layer that generates antiferromagnetic coupling is capable of high density recording and has high thermal stability, the effects of the present invention can be further exhibited.
また、本発明は、前記の磁気記録媒体を備えたことを特徴とする磁気記録装置を提供する。このような磁気記録媒体を使用すれば、C/N比の良好な磁気記録装置(ハードディスクドライブ等)が得られる。 The present invention also provides a magnetic recording apparatus comprising the above magnetic recording medium. If such a magnetic recording medium is used, a magnetic recording apparatus (such as a hard disk drive) having a good C / N ratio can be obtained.
以上説明したように、本発明によれば、転写信号のC/N比が向上し、転写信号波形が良好になり、その結果、トラッキング特性が良好になる。 As described above, according to the present invention, the C / N ratio of the transfer signal is improved, the transfer signal waveform is improved, and as a result, the tracking characteristics are improved.
以下、添付図面に従って、本発明に係る磁気転写方法、磁気記録媒体、及び磁気記録装置の好ましい実施の形態について詳説する。図1は、本発明に係る磁気転写方法を実施するための磁気転写装置10の要部斜視図である。図2は、マスターディスク46の表面の微細な突起状パターンを示す部分拡大斜視図である。
Hereinafter, preferred embodiments of a magnetic transfer method, a magnetic recording medium, and a magnetic recording apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view of a main part of a
磁気転写装置10において、磁気転写時には、図6(a)に示される後述する初期直流磁化を行った後の、スレーブディスク(被転写用ディスク)40のスレーブ面(磁気記録面)を、マスターディスク46の情報担持面に接触させ、所定の押圧力で密着させることができるようになっている。そして、このスレーブディスク40とマスターディスク46との密着状態で、磁界生成手段30により転写用磁界を印加してサーボ信号等の磁化パターンを転写記録することができるようになっている。
In the
マスターディスク46は円盤状に形成され、図2に示されるように、基板47の片面に磁性層48による微細な突起状パターンが形成された転写情報担持面が形成されており、基板47の反対側の面が不図示の密着手段に保持されている。この微細な突起状パターンの形成は、後述するフォトファブリケーション法等によりなされる。このマスターディスク46の片面(転写情報担持面)は、スレーブディスク40と密着される。
The
微細な突起状パターンは、平面視で長方形であり、厚さtの磁性層48が形成された状態で、トラック方向(図中の太矢印方向)の長さbと、半径方向の長さlとよりなる。この長さbとlの最適値は、記録密度や記録信号波形等により異なるが、たとえば、長さbを80nmに、長さlを200nmにできる。
The fine protrusion pattern is rectangular in plan view, and in the state where the
この微細な突起状パターンはサーボ信号の場合は、半径方向に長く形成される。この場合、たとえば、半径方向の長さlが0.05〜20μm、トラック方向(円周方向)の長さが0.05〜5μmであることが好ましい。この範囲で半径方向の方が長いパターンを選ぶことが、サーボ信号の情報を担持するパターンとしては好ましい。 In the case of a servo signal, this fine projection pattern is formed long in the radial direction. In this case, for example, the length l in the radial direction is preferably 0.05 to 20 μm, and the length in the track direction (circumferential direction) is preferably 0.05 to 5 μm. It is preferable to select a pattern having a longer radial direction within this range as a pattern carrying servo signal information.
基板27表面の微細な突起状パターンの深さ(突起の高さ)は、80〜800nmの範囲が好ましく、100〜600nmの範囲がより好ましい。 The depth of the fine protrusion pattern (projection height) on the surface of the substrate 27 is preferably in the range of 80 to 800 nm, and more preferably in the range of 100 to 600 nm.
一方、磁性層48の厚さtと突起状パターンのトラック方向長さbとの比t/bは、0.5〜4.0の範囲にすることが求められる。比t/bがこの範囲を外れると、再生信号のC/N比が低下するからである。この詳細は、後述する実施例で示される。
On the other hand, the ratio t / b between the thickness t of the
マスターディスク46において、基板47がNi等を主体とした強磁性体の場合には、この基板47のみで磁気転写が可能であり、磁性層48は被覆しなくてもよいが、転写特性のよい磁性層48を設けることにより、より良好な磁気転写が行える。基板47が非磁性体の場合には、磁性層48を設けることが必要である。マスターディスク46の磁性層48は、保磁力Hcが48kA/m(≒600Oe)以下の軟磁性層であることが好ましい。
In the
マスターディスク46の基板47としては、ニッケル、シリコン、石英ガラス等各種組成のガラス、アルミニウム、合金、各種組成のセラミックス、合成樹脂等が使用できる。この基板47表面の凹凸パターンの形成は、フォトファブリケーション法や、フォトファブリケーション法等で形成した原盤によるスタンパー法、等によって行える。
As the
スタンパー法における原盤の形成は、たとえば、以下のように行える。表面が平滑なガラス板(又は石英ガラス板)の上にスピンコート法等によりフォトレジストの層を形成し、プレベーク後に、このガラス板を回転させながら、サーボ信号に対応して変調したレーザー光(又は電子ビーム)を照射し、フォトレジスト層の略全面に所定のパターン、たとえば各トラックに回転中心から半径方向に線状に延びるサーボ信号に相当するパターンを円周上の各フレームに対応する部分に露光する。 Formation of the master in the stamper method can be performed, for example, as follows. A photoresist layer is formed on a glass plate (or quartz glass plate) having a smooth surface by spin coating or the like, and after pre-baking, the laser plate is rotated in response to a servo signal while rotating the glass plate ( Or a portion corresponding to each frame on the circumference of a predetermined pattern, for example, a pattern corresponding to a servo signal extending linearly in the radial direction from the center of rotation to each track. To expose.
その後、フォトレジストの層を現像処理し、露光部分が除去されたフォトレジストの層により形成された凹凸形状を有するガラス原盤を得る。次いで、ガラス原盤の表面の凹凸パターンを基に、この表面にメッキ(電鋳)を施し所定厚さまで形成することにより、表面にポジ状の凹凸パターンを有するNi基板を作成する。そして、この基板をガラス原盤から剥離する。 Thereafter, the photoresist layer is developed to obtain a glass master having a concavo-convex shape formed by the photoresist layer from which the exposed portion has been removed. Next, based on the concavo-convex pattern on the surface of the glass master, the surface is plated (electroformed) to form a predetermined thickness, thereby creating a Ni substrate having a positive concavo-convex pattern on the surface. Then, the substrate is peeled from the glass master.
この基板をそのままプレス原盤とするか、凹凸パターン上に必要に応じて軟磁性層、保護膜等を被覆してプレス原盤とする。 This substrate is used as a press master as it is, or a soft master layer, a protective film, etc. are coated on the concavo-convex pattern as necessary to form a press master.
また、ガラス原盤にメッキを施して、電鋳により第2の原盤を作成し、この第2の原盤に更にメッキを施して、電鋳によりネガ状凹凸パターンを有する反転原盤を作成してもよい。更に、第2の原盤にメッキを施して電鋳を行うか、低粘度の樹脂を押し付けて硬化させるかした、第3の原盤を作成し、第3の原盤にメッキを施して電鋳を行い、ポジ状凹凸パターンを有する基板を作成してもよい。 Alternatively, the glass master may be plated to create a second master by electroforming, and the second master may be further plated to create a reversing master having a negative uneven pattern by electroforming. . Furthermore, the second master is plated and electroformed, or a low-viscosity resin is pressed and cured to create a third master, and the third master is plated and electroformed. A substrate having a positive uneven pattern may be formed.
基板の材料としては、金属ではNi又はNi合金を使用することができる。この基板を作成するメッキ法としては、無電解メッキ、電鋳、スパッタリング、イオンプレーティングを含む各種の金属成膜法等が適用できる。 As the material of the substrate, Ni or Ni alloy can be used as the metal. As a plating method for producing this substrate, various metal film forming methods including electroless plating, electroforming, sputtering, and ion plating can be applied.
磁性層48(軟磁性層)の形成は、磁性材料を真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の真空成膜手段、メッキ法などにより成膜する。磁性層48の磁性材料としては、Co、Co合金(CoNi、CoNiZr、CoNbTaZr等)、Fe、Fe合金(FeCo、FeCoNi、FeNiMo、FeAlSi、FeAl、FeTaN)、Ni、Ni合金(NiFe)を用いることができる。特に、FeCo、FeCoNiが好ましく用いることができる。磁性層48の厚さtは、50nm〜500nmの範囲が好ましく、100nm〜400nmの範囲が更に好ましい。
The magnetic layer 48 (soft magnetic layer) is formed by depositing a magnetic material by a vacuum film forming means such as a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a plating method, or the like. As a magnetic material of the
なお、磁性層48の上にダイヤモンドライクカーボン等の保護膜を設けることが好ましく、保護膜の上に更に潤滑剤層を設けてもよい。この場合、保護膜として厚さが5〜30nmのダイヤモンドライクカーボン膜と潤滑剤層とする構成が好ましい。また、磁性層48と保護膜との間に、Si等の密着強化層を設けてもよい。潤滑剤は、スレーブディスク40との接触過程で生じるずれを補正する際の、摩擦による傷の発生などの耐久性の劣化を改善する効果を有する。
A protective film such as diamond-like carbon is preferably provided on the
マスターディスク46として、前記のプレス原盤を用いて樹脂基板を作製し、その表面に磁性層を設けて形成してもよい。樹脂基板の樹脂材料としては、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体などの塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アモルファスポリオレフィン及びポリエステルなどが使用できる。
The
このうち、耐湿性、寸法安定性及び価格などの点からポリカーボネートが好ましい。成形品にばりがある場合は、これをバーニシュ又は研磨加工により除去する。また、紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂などを使用して、プレス原盤にスピンコート、バーコート等の塗布によりマスターディスク46を形成してもよい。樹脂基板のパターン突起の高さは、50〜1000nmの範囲が好ましく、100〜500nmの範囲が更に好ましい。
Of these, polycarbonate is preferable from the viewpoints of moisture resistance, dimensional stability, and price. If there is a flash in the molded product, it is removed by burnishing or polishing. Alternatively, the
この樹脂基板の表面の微細パターンの上に磁性層48を被覆しマスターディスク46を得る。磁性層48の形成は、磁性材料を真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の真空成膜方法、メッキ法などによる成膜方法で行える。
A
一方、マスターディスク46の形成方法の1種であるフォトファブリケーション法は、以下の手順で行う。先ず、たとえば、平板状の基板の平滑な表面にフォトレジストを塗布し、サーボ信号のパターンに応じたフォトマスクを用いた露光、現像処理により、情報に応じたパターンを形成させる。
On the other hand, the photofabrication method, which is one of the methods for forming the
次いで、エッチング工程により、パターンに応じて基板のエッチングを行い、磁性層48の厚さに相当する深さの穴を形成する。次いで、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の真空成膜方法、メッキ法等により、形成した穴に対応した厚さで基板の表面まで磁性材料を成膜する。
Next, in the etching process, the substrate is etched according to the pattern to form a hole having a depth corresponding to the thickness of the
次いで、フォトレジストをリフトオフ法で除去し、表面を研磨して、ばりがある場合には、これを取り除くとともに、表面を平滑化する。 Next, the photoresist is removed by a lift-off method, and the surface is polished to remove any flash, and the surface is smoothed.
次に、スレーブディスク40について説明する。スレーブディスク40は、両面又は片面に磁気記録層が形成されたハードディスク、フレキシブルディスク等の円盤状磁気記録媒体であり、マスターディスク46に密着させる以前に、グライドヘッド、研磨体などにより表面の微小突起又は付着塵埃を除去するクリーニング処理(バーニッシィング等)が必要に応じて施される。また、スレーブディスク40には予め初期磁化が施される。この詳細は後述する。
Next, the
スレーブディスク40としては、ハードディスク、高密度フレキシブルディスク等の円盤状磁気記録媒体が使用できる。スレーブディスク40の磁気記録層には、塗布型磁気記録層、メッキ型磁気記録層、又は金属薄膜型磁気記録層が採用できる。
As the
金属薄膜型磁気記録層の磁性材料としては、Co、Co合金(CoPtCr、CoCr、CoPtCrTa、CoPtCrNbTa、CoCrB、CoNi等)、Fe、Fe合金(FeCo、FePt、FeCoNi)を用いることができる。これらは、磁束密度が大きいこと、磁界印加方向と同じ方向(面内記録なら面内方向)の磁気異方性を有していることより、明瞭な転写が行えるため好ましい。 As the magnetic material of the metal thin film type magnetic recording layer, Co, Co alloy (CoPtCr, CoCr, CoPtCrTa, CoPtCrNbTa, CoCrB, CoNi, etc.), Fe, Fe alloy (FeCo, FePt, FeCoNi) can be used. These are preferable because clear transfer can be performed because of high magnetic flux density and magnetic anisotropy in the same direction as the magnetic field application direction (in-plane direction for in-plane recording).
そして磁性材料の下(支持体側)に必要な磁気異方性を付与するために、非磁性の下地層を設けることが好ましい。この下地層には、結晶構造と格子定数を磁性層48に合わすことが必要である。そのためには、Cr、CrTi、CoCr、CrTa、CrMo、NiAl、Ru等を用いることが好ましい。
In order to provide the necessary magnetic anisotropy under the magnetic material (on the support side), it is preferable to provide a nonmagnetic underlayer. This underlayer needs to match the crystal structure and lattice constant to the
マスターディスク46による磁気転写は、図1に示されるように、スレーブディスク40の片面にマスターディスク46を密着させて片面に逐次転写を行う場合と、スレーブディスク40の両面にそれぞれマスターディスク46、46を密着させて両面で同時転写を行う場合とがある。なお、マスターディスク46には、スレーブディスク40と密着させる前に、付着した塵埃を除去するクリーニング処理が必要に応じて施される。
As shown in FIG. 1, the magnetic transfer by the
転写用磁界を印加する磁界生成手段30は、密着手段に保持されたスレーブディスク40及びマスターディスク46の半径方向に延びるギャップ31を有するコア32にコイル33が巻き付けられた電磁石装置34、34が上下両側に配設されてなり、上下で同じ方向にトラック方向と平行な磁力線G(図3、図4参照)を有する転写用磁界を印加できるようになっている。この図3及び図4は、転写用磁界の印加方法を示す図であり、図3は平面図であり、図4は断面図である。
The magnetic field generating means 30 for applying the transfer magnetic field includes
磁界印加時には、スレーブディスク40及びマスターディスク46を一体に回転させつつ磁界生成手段30によって転写用磁界を印加し、マスターディスク46の転写情報をスレーブディスク40のスレーブ面に磁気的に転写記録できるように回転手段が設けられている。なお、この構成以外に、磁界生成手段30を回転移動させるように設ける構成も採用できる。
When a magnetic field is applied, a transfer magnetic field is applied by the magnetic field generating means 30 while rotating the
転写用磁界は、最適転写磁界強度範囲(スレーブディスク40の保磁力Hcの0.6〜1.3倍)の最大値を越える磁界強度がトラック方向のいずれにも存在せず、最適転写磁界強度範囲内の磁界強度となる部分が1つのトラック方向で少なくとも1カ所以上存在し、これと逆向きのトラック方向の磁界強度がいずれのトラック方向位置においても最適転写磁界強度範囲の最小値未満である磁界強度分布の磁界をトラック方向の一部分で発生させている。 The transfer magnetic field does not have any magnetic field strength exceeding the maximum value in the optimum transfer magnetic field strength range (0.6 to 1.3 times the coercive force Hc of the slave disk 40) in any of the track directions. There are at least one portion having a magnetic field strength within the range in one track direction, and the magnetic field strength in the opposite track direction is less than the minimum value of the optimum transfer magnetic field strength range at any track position. A magnetic field having a magnetic field strength distribution is generated in a part of the track direction.
磁界生成手段30は、図1の構成と異なり、スレーブディスク40の片側にのみ配設するように構成してもよい。また、磁界生成手段30としては、他の実施の形態として、図5(a)〜(c)に示されるような転写用磁界を生成する電磁石装置又は永久磁石装置を、スレーブディスク40の両側又は片側に配設してもよい。
Unlike the configuration of FIG. 1, the magnetic
図5(a)の磁界生成手段22は、スレーブディスク40の半径方向に延びる1つの電磁石90(又は永久磁石)のスレーブ面と平行な両側部が反対磁極に構成され、トラック方向に磁界を生成する。
The magnetic field generation means 22 in FIG. 5A is configured such that both sides parallel to the slave surface of one electromagnet 90 (or permanent magnet) extending in the radial direction of the
図5(b)の磁界生成手段24は、所定間隔でスレーブディスク40の半径方向に延びる2つの平行電磁石92、93(又は永久磁石)のスレーブ面に向かう端面が反対磁極に構成され、トラック方向に磁界を生成する。
In the magnetic field generating means 24 of FIG. 5B, the end faces of the two
図5(c)の磁界生成手段26は、断面U字状で半径方向に延びる永久磁石94(又は電磁石)のスレーブ面に向かう2つの平行端面が反対磁極に構成され、トラック方向に磁界を生成する。 The magnetic field generating means 26 in FIG. 5C is configured such that two parallel end faces toward the slave surface of a permanent magnet 94 (or electromagnet) extending in the radial direction with a U-shaped cross section are configured as opposite magnetic poles, and generate a magnetic field in the track direction. To do.
次に、上記のように構成された磁気転写装置10による磁気転写方法について説明する。
Next, a magnetic transfer method using the
図6は、磁気転写方法の基本工程を示す図である。図6のうち(a)は、磁場を一方向に印加してスレーブディスク40を初期直流磁化する工程を、(b)は、マスターディスク46とスレーブディスク40とを密着して反対方向に磁界を印加する工程を、(c)は、は磁気転写後の状態をそれぞれ示す。また、図7は、図6(b)における磁気転写の状態を説明する斜視図である。なお、各図は模式図であり各部の寸法は実際とは異なる比率で示している。
FIG. 6 is a diagram showing basic steps of the magnetic transfer method. 6A shows a process of applying a magnetic field in one direction to initially DC magnetize the
先ず、図6(a)に示されるように、スレーブディスク40に初期磁界Hiをトラック方向(円周方向)の一方向に印加して予め初期磁化(直流消磁)を行う。この初期磁化は、スレーブディスク40の保磁力Hc以上の磁界強度部分をトラック方向位置で少なくとも1カ所以上有する磁界、好ましくは、スレーブディスク40の保磁力Hc以上の磁界強度部分をトラック方向位置で一方向のみで有しており、逆方向の磁界強度はいずれのトラック方向位置でのスレーブディスク40の保磁力未満である磁界強度分布の磁界を使用する。この磁界を、トラック方向の一部分で発生させ、スレーブディスク40又は磁界をトラック方向に回転させることにより、全トラックの初期磁化(直流消磁)を行う。
First, as shown in FIG. 6A, initial magnetization (DC demagnetization) is performed in advance by applying an initial magnetic field Hi to the
次いで、図6(b)及び図7に示されるように、このスレーブディスク40のスレーブ面(磁気記録面)とマスターディスク46の基板47の微細凹凸パターンに磁性層48が被覆されてなる情報担持面とを密着させ、スレーブディスク40のトラック方向に初期磁界Hiとは逆方向に転写用磁界Hdを印加して磁気転写を行う。
Next, as shown in FIG. 6B and FIG. 7, the information carrier in which the
その結果、図6(c)に示されるように、スレーブディスク40のスレーブ面(トラック)にはマスターディスク46の情報担持面の磁性層48の密着凸部と凹部空間との形成パターンに応じた磁化パターンが転写記録される。
As a result, as shown in FIG. 6C, the slave surface (track) of the
なお、マスターディスク46の基板47の凹凸パターンが、図6のポジパターンと逆の凹凸形状のネガパターンの場合であっても、初期磁界Hiの方向及び転写用磁界Hdの方向をこれと逆方向にすることによって、同様の磁化パターンが転写記録できる。
Even if the concave / convex pattern of the
磁気転写の際に、重要であるのは、円周方向の転写用磁界Hdのうち、ディスク表面に対し垂直な磁界強度Hdvとディスク表面に対し水平な磁界強度Hdhとの比Hdv/Hdhを0.629−0.0571×t/b以下になるようにして磁気転写を行うことである。なお、t/bは既述したように、磁性層48の厚さtと突起状パターンのトラック方向(円周方向)長さbとの比であり、0.5〜4.0の範囲にあることが求められる。
In magnetic transfer, it is important that the ratio Hdv / Hdh between the magnetic field strength Hdv perpendicular to the disk surface and the magnetic field strength Hdh perpendicular to the disk surface of the circumferential transfer magnetic field Hd is 0. .629-0.0571 × t / b or less for magnetic transfer. As described above, t / b is the ratio of the thickness t of the
この条件を図により説明する。図8は、比Hdv/Hdhと比t/bの最適範囲を説明するグラフであり、比t/bをx軸に、比Hdv/Hdh(単位:%)をy軸にとってある。このグラフにおいて、比Hdv/Hdhと比t/bの最適範囲は、比t/bが0.5で比Hdv/Hdhが60%の点と比t/bが4で比Hdv/Hdhが40%の点とを結ぶ直線、すなわち、y=0.629−0.0571xの直線と、比t/bが0.5の直線と、比t/bが4の直線と、x軸(y=0の直線)の4本の直線で囲まれた斜線の範囲である。 This condition will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a graph for explaining the optimum ranges of the ratio Hdv / Hdh and the ratio t / b, where the ratio t / b is on the x axis and the ratio Hdv / Hdh (unit:%) is on the y axis. In this graph, the optimum range of the ratio Hdv / Hdh and the ratio t / b is such that the ratio t / b is 0.5 and the ratio Hdv / Hdh is 60%, the ratio t / b is 4, and the ratio Hdv / Hdh is 40. %, I.e., a straight line with y = 0.629-0.0571x, a straight line with a ratio t / b of 0.5, a straight line with a ratio t / b of 4, and an x-axis (y = This is a hatched area surrounded by four straight lines.
すなわち、転写用磁界Hdのディスク表面に対し垂直な磁界強度Hdvとディスク表面に対し水平な磁界強度Hdhは、電磁石装置34のコア32のギャップ31との相対位置によって変化する。既述の図4において、水平位置C(中央の円内)においてはHdv/Hdhは0であり、水平位置R(右の円内)及び水平位置L(左の円内)においてはHdv/Hdhは≠0である。
That is, the magnetic field strength Hdv perpendicular to the disk surface of the transfer magnetic field Hd and the magnetic field strength Hdh horizontal to the disk surface vary depending on the relative position of the
このように、磁石のN極とS極との中間位置では、水平磁界強度Hdhが最大であり、垂直磁界強度Hdvが0となる。これに対し、磁石のN極とS極との中間位置より離れるにしたがって、水平磁界強度Hdhが減少するとともに、垂直磁界強度Hdvが増加していく。 Thus, at the intermediate position between the N pole and S pole of the magnet, the horizontal magnetic field strength Hdh is maximum and the vertical magnetic field strength Hdv is zero. In contrast, the horizontal magnetic field strength Hdh decreases and the vertical magnetic field strength Hdv increases as the distance from the intermediate position between the N and S poles of the magnet increases.
したがって、円周方向の転写用磁界Hdの比Hdv/Hdhをマスターディスク46の比t/bに対応させて、図8の斜線範囲に入るように磁界生成手段30の各構成(電磁石装置34のギャップ31、コア32、コイル33)や、磁界生成手段30とディスク表面の距離等を最適に設定する必要がある。
Therefore, each configuration of the magnetic field generation means 30 (the
以上の構成によれば、磁界生成手段30とディスクとの相対移動に伴ってこの垂直と水平との強度比が時系列的に変化しても、転写精度が受ける影響は少ない。その結果、スレーブディスク40の再生信号のC/N比を低下させるということもない。
According to the above configuration, even if the vertical / horizontal intensity ratio changes in time series with relative movement of the magnetic field generating means 30 and the disk, the transfer accuracy is less affected. As a result, the C / N ratio of the reproduction signal of the
このスレーブディスク40は、磁気記録装置(ハードディスクドライブ)に組み込んで好適に使用できる。これに使用されるハードディスクドライブとしては、各ドライブメーカーより販売されている公知の各種装置を使用すればよい。
The
以上、本発明に係る磁気転写方法、磁気記録媒体、及び磁気記録装置の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。 The embodiments of the magnetic transfer method, the magnetic recording medium, and the magnetic recording apparatus according to the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various aspects can be adopted.
たとえば、上記実施形態においては、スレーブディスク40(密着したマスターディスク46も)を連続回転させながら、磁界生成手段30によりスレーブディスク40に磁気転写を行っているが、スレーブディスク40及びマスターディスク46への磁界印加を円周方向に1周以上行った後に、磁界強度を所定値まで減少させ、その後にスレーブディスク40及びマスターディスク46の回転を停止させる構成も採用できる。
For example, in the above embodiment, magnetic transfer is performed to the
このように、円周方向に1周分の転写後に、磁界強度を所定値まで漸減させ、しかる後に回転を停止させるのであれば、転写精度が受ける影響は非常に少なくなり、再生信号のC/N比は良好になる。 As described above, if the magnetic field strength is gradually reduced to a predetermined value after one round of transfer in the circumferential direction and then the rotation is stopped, the influence of the transfer accuracy is very small, and the C / The N ratio becomes good.
以下に説明する条件でスレーブディスク40及びマスターディスク46を作製し、磁界生成手段30を使用して磁気転写を行い、転写時の条件での垂直磁界強度Hdvと水平磁界強度Hdhとの比率を測定するとともに、各条件における転写後のスレーブディスク40の再生信号のC/N比を評価した。
The
マスターディスク46は、Niスタンパー法により作製した。先ず、円盤中心から半径方向20〜40mmの位置まで、幅0.5μmの等間隔放射状ラインで、ライン間隔が半径方向20mmの最内周位置で0.5μm間隔であるような、深さ0.2μmの円盤状パターンを有するNi基板を作成した。
The
この際、成膜後の磁性層48の厚さtと突起状パターンのトラック方向長さbとの比t/bが0.3〜5.0の範囲となるもの5種のNi基板を作成した。
At this time, five types of Ni substrates were prepared in which the ratio t / b between the thickness t of the
真空成膜装置を使用して、室温下で1.33×10-5Pa(10-7Torr)まで減圧した後に、アルゴンガスを導入して0.4Pa(3×10-3Torr)とした条件下で、Ni基盤上に厚さ200nmのFeCo膜(軟磁性層)を形成し、マスターディスク46とした。このマスターディスク46の保磁力Hcは8kA/m(100Oe)、磁束密度Msは28.9T(23000Gauss)であった。
After reducing the pressure to 1.33 × 10 −5 Pa (10 −7 Torr) at room temperature using a vacuum film forming apparatus, argon gas was introduced to obtain 0.4 Pa (3 × 10 −3 Torr). Under the conditions, a FeCo film (soft magnetic layer) having a thickness of 200 nm was formed on the Ni substrate to obtain a
スレーブディスク40は、薄膜のガラスハードディスクとした。真空成膜装置を使用して、室温下で1.33×10-5Pa(10-7Torr)まで減圧した後に、アルゴンガスを導入して0.4Pa(3×10-3Torr)とした条件下で、ガラス板を200℃に加熱し、CrTi60nm、CoCrPt25nm、磁束密度Msが5.7T(4500Gauss)、保磁力Hcが199kA/m(2500Oe)の外径95mm(3.5インチ型)のハードディスクを作製した。
The
磁気転写は、図1に示される構成で行った。先ず、ピーク磁界強度がスレーブディスク40の表面において、スレーブディスク40の保磁力Hcの2倍の398kA/m(5000Oe)となるように、リング型ヘッド電磁石装置34を配置して、スレーブディスク40の初期直流磁化を行った。
The magnetic transfer was performed with the configuration shown in FIG. First, the ring-type
次に、初期直流磁化したスレーブディスク40とマスターディスク46とを密着させて、ピーク磁界強度がスレーブディスク40の表面において207kA/m(2600Oe)となるように、電磁石装置34の電流を調整して配置した。
Next, the
このとき、垂直磁界強度Hdvと水平磁界強度Hdhとの比率が0.1〜0.9まで変化するように、密着状態のスレーブディスク40とマスターディスク46とを移動させて、電磁石装置34とのクリアランスを数段階に変化させた。そして、電磁石装置34により、初期直流磁化とは逆向きに転写磁界を印加して磁気転写を行った。なお、スレーブディスク40とマスターディスク46との密着は、ゴム板を挟んでアルミニウム板上から加圧した。
At this time, the
電磁変換特性測定装置(協同電子社製LS−90)によりスレーブディスク40の転写信号の評価を行った。ヘッドには、再生ヘッドギャップが0.06μm、再生トラック幅が0.14μm、記録ヘッドギャップが0.4μm、記録トラック幅が2.4μmであるMRヘッドを使用した。読み込んだ信号をスペクトロアナライザーで周波数分解し、1次信号のピーク強度Cと外挿した媒体ノイズNの差(C/N)を測定した。
The transfer signal of the
また、スレーブディスク40とマスターディスク46を取り外し、磁場測定端子を挿入し、端子と電磁石装置34とのクリアランスを数段階に変化させて、各条件における垂直磁界強度Hdvと水平磁界強度Hdhとをそれぞれ測定した。
In addition, the
実施例の結果を図9の表に示す。このC/N比(単位:dB)は、比t/bが0.5で比Hdv/Hdhが0.5のものの値を基準値0dBとして比較した結果である。 The results of the examples are shown in the table of FIG. The C / N ratio (unit: dB) is a result of comparison with a reference value of 0 dB when the ratio t / b is 0.5 and the ratio Hdv / Hdh is 0.5.
更に、図9の表(実施例の結果)を既述の図8の比Hdv/Hdhと比t/bの最適範囲を説明するグラフにプロットして図10とした。このグラフにおいて、各円内の数値がC/N比である。 Further, the table of FIG. 9 (result of the example) is plotted in FIG. 10 by plotting it on the graph for explaining the optimum range of the ratio Hdv / Hdh and the ratio t / b of FIG. In this graph, the numerical value in each circle is the C / N ratio.
図10に示されるように、本発明で規定する最適範囲(斜線の範囲)のC/N比は、いずれも良好な値を示しており、これ以外の範囲のC/N比は、いずれも劣っていることが読み取れる。これにより、本発明の効果が確認できた。 As shown in FIG. 10, the C / N ratio in the optimum range (shaded area) defined in the present invention is a good value, and the C / N ratio in the other ranges is all I can see that it is inferior. Thereby, the effect of the present invention was confirmed.
なお、本発明の範囲にある上記のスレーブディスク40を、ドライブメーカより販売されている磁気記録装置(ハードディスクドライブ)に組み込んで(既存のハードディスクと置き換えて)特性を評価したところ、良好なトラッキング特性が得られた。
When the above-mentioned
10…磁気転写装置、22、24、26…磁界生成手段、30…磁界生成手段、31…ギャップ、32…コア、33…コイル、34…電磁石装置、40…スレーブディスク(被転写用ディスク)、46…マスターディスク
DESCRIPTION OF
Claims (6)
初期直流磁化された前記被転写用ディスクと、その表面に形成された多数の突起状磁性層パターンであって、該磁性層の厚さtと該突起状パターンの円周方向長さbとの比t/bが0.5〜4.0である磁性層パターンを有するマスターディスクとを密着させる密着工程と、
磁界生成手段を設け、前記被転写用ディスクと前記マスターディスクの円周方向に磁界を加え、前記マスターディスクの磁気パターンを前記被転写用ディスクに転写させる際に、前記円周方向の磁界のディスク表面に対し垂直な磁界強度Hvとディスク表面に対し水平な磁界強度Hhとの比Hv/Hhが0.629−0.0571×t/b以下になるようにして磁気転写を行う磁気転写工程と、
を備えることを特徴とする磁気転写方法。 An initial magnetization step of applying a magnetic field in the circumferential direction of the disk to be transferred, and initial DC magnetization of the disk to be transferred in the circumferential direction;
An initial DC magnetized disk to be transferred, and a number of projecting magnetic layer patterns formed on the surface, wherein the thickness t of the magnetic layer and the circumferential length b of the projecting pattern An adhesion process in which a master disk having a magnetic layer pattern having a ratio t / b of 0.5 to 4.0 is adhered;
A magnetic field generating means for applying a magnetic field in a circumferential direction of the transferred disk and the master disk, and transferring the magnetic pattern of the master disk to the transferred disk; A magnetic transfer step of performing magnetic transfer so that a ratio Hv / Hh of a magnetic field strength Hv perpendicular to the surface to a magnetic field strength Hh horizontal to the disk surface is 0.629-0.0571 × t / b or less. ,
A magnetic transfer method comprising:
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