JPH035917A - 磁気デイスク、およびその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は磁気ディスクに係わり、とくに磁気ヘッドと磁
気ディスク間の浮上特性や耐摺動特性を向上させた磁気
ディスクとその製造方法に関する［従来の技術］ 磁気ディスク記録面に微細な凹凸を形成する従来の加工
方法としては特開昭５４−２３２９４号公報、あるいは
特開昭６２−２３６６６４号公報に記載のような方法が
用いられていた。これらの従来方法では、例えば第６図
に示すように、走行するポリッシングテープ（研磨用テ
ープ）９を介し弾性コンタクトローラ１０を回転するデ
ィスク１に圧接し、ディスク１の半径方向に往復摺動す
ると同時にポリッシングテープ９を巻き取って。

ディスク１の円周方向に微細な凹凸を形成するようにし
ていた。さらに、上記の加工法を第１工程とし、第１工
程よりも平均粒径が小さな砥粒を固着したポリッシング
テープによる第２工程を追加して上記凹凸部の高さを揃
えるようにしていた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術は、記録面の微細な形状精度について配慮
が足りず、記録面上の微細な凹凸の間隔や高さ等が場所
により異なるという問題を含んでいた。さらに、ポリッ
シングテープの砥粒が不均一であるため、ディスクとヘ
ッド間の浮上特性や耐摺動特性を満足するに必要なディ
スク表面の凹凸の高さやピッチ等が得られないという問
題があった。例えば発明者らの実験によると、第１０図
に示すような、表面粗さ２〜３０ｍＲａの外径１３０　
ｍ　ｔｎ、内径４０ｍｍ、板厚２ｍｍのアルミニウム製
ディスク１７に第６図の方法で５粒径３μｍの酸化アル
ミニウムの砥粒を固着したポリエステルフィルムのポリ
ッシングチーブ９により、加工条件として加圧力１ＯＮ
、ディスク回転数４００ｒｐｍ、弾性コンタクトローラ
送り速度１００ｍｍ／ｍｉｎ、ポリッシングテープ送り
速度１００ｍｍ／ｍｉｎでディスク１の表面に凹凸を形
成すると、第１３図に示すような凸部と凹部の高さが著
しく不均一な断面形状が得られた。第１３し１の横軸は
磁気ディスクの半径方向、縦軸は凹凸の高さ方向である
。磁気ディスク装置によりこの磁気ディスク上に磁気ヘ
ッドを浮上させると、磁気ヘッドが安定して浮上しない
ばかりか、磁気ヘッドと磁気ディスク表面の凸部が接触
する、いオ〕ゆるヘッドクラッシュにより磁気ヘッドが
損傷したり、また、１０００回程度の磁気ヘッド摺動回
数で磁気ディスク上に設けた潤滑膜や保護膜等が破壊し
、さらに磁気ヘッドの接線力が第９図の１０１に示すよ
うに磁気ヘッド摺動回数に比例して増加し、１００００
回で略、０．ＩＮに達して、磁気ディスクが回転不能と
いう事態になった。このため、従来は第２工程として粒
度の細かい砥粒を用いたポリッシングテープにより再度
、上記ディスク面を研磨し、表面を平準化するようにし
ていた。しかし、第１３図に示すような著しく不揃いな
凹凸の凸部を第２工程により若干、研磨しても上記した
問題は余り改心されないのである。

本発明の目的は、上記したディスクとヘッド間の浮上特
性や耐摺動特性を改善するため、ディスク表面全域に高
さやピッチ等が均一に揃った凹凸面を有する磁気ディス
クとその加工法および、加工工具等を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記の目的を達成するために１円筒形、太鼓形
１球形、あるいは円錐形等の形状を有し、その表面に微
細な溝が形成された塑性加工用工具により磁気ディスク
基板の記録面上に微細な溝を精度高く、規則的に形成す
るようにする。

さらに、上記記録面上の微細な溝の凸部の頂部を電解研
磨法、ボリッシャ（研磨布）を貼りつけた定盤と砥粒液
による摺り合わせ研磨法、ポリッシングテープを弾性体
ローラを介し、または空気圧等により押圧しつつ摺り合
わせる０１磨法等により研磨するようにする。

さらに、上記の方法で作った磁気ディスク基板を原盤に
して作られたＰｉ製型により、プラスチック製磁気ディ
スク基板、あるいはプラスチック材を表面１こコーティ
ングした磁気ディスク基板、その他、成形加工可能な材
質の基板等の記録面上に上記微細な溝を精度高く、規則
的に複写するよにする。

［作用］ 本発明の加工法では、上記塑性加工用工具に均一な微小
圧力を加えて、その加工面に高精度に設けた微細な溝を
磁気ディスク基板の記録面上に塑性変形により転写でき
るので、磁気へラドスライダと磁気ディスク記録面間の
起動時の接触磨耗特性および、浮上特性の改善に必要な
ピッチと高低の精度を有する規則的な凹凸面を備えた磁
気ディスク基板が得られる。

さらに、上記転写面を研磨することにより上記微細な溝
の凸部を精度よく平準化した磁気ディスク基板が得られ
る。

さらに、このようにして作られた磁気ディスク基根の記
録面に、あるいは、上記磁気ディスク基板の記録面を転
写して複製された磁気ディスク基板等の記録面上に磁気
記録媒体膜を形成した磁気ディスクが得られる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は本発明の第１工程で用いる磁気ディスク基板の
加工装置の構成を示す図、第２図は上記第１工程で用い
る塑性加工工具の加工面を拡大した図、第３図は第１図
の上面図である。まず、上記第１工程を第１〜３図によ
り説明する。

磁気ディスク基板ｌは保持具により保持され、モータに
より回転される。塑性加工工具２は磁気ディスク基板１
の半径方向の軸上に回転自在に支持され、その円筒面に
は第２図に示すような微細な溝が設けられている。塑性
加工工具２は平行板バネ３により支持され、その上に貼
付さオした歪ゲージ４の出力により動作する圧電アクチ
ュエータ５により一定の加圧力が加えられる。実際には
塑性加工工具２は第３図の２１と２２に示すように２ケ
用いられ、回転する磁気ディスク基板１の表面な両側か
ら挟みつけて微小な一定圧力で押圧し、塑性加工工具２
表面の微細な凹凸を磁気ディスク基板に塑性変形により
転写する。

次に第２工程につき第４〜６図により説明する。第４〜
６図はそれぞれ、第２工程の別個の手法に対応し、第４
図は両面同時研磨加工、第５図は電解研磨による微小突
起部の選択研磨加工に対応する。第６図はポリッシング
チーブ９を用いたテープ研磨加工の場合で、これは前述
の従来加工法と同じである。

第４図に示した両面同時研磨加工では、キャリア６に保
持された磁気ディスク基板１をポリッシングパッドを貼
りつけた上下定盤１２で挟みっけ、例えば平均粒径０．
３μｍの酸化アルミニウムの砥粒液を供給しながら相対
運動をさせ、磁気ディスク基板１表面の微小突起部のみ
を研磨する。

第５図に示した１に解研磨加工では１例えば硫酸、リン
酸、クエン酸等の混合液８を満たした１［解槽（陰電極
）７の中に磁気ディスク基板１を浸し、磁気ディスク基
板１と電解槽７　＋１１１に１「流を流すことにより磁
気ディスク基板［表面の微小突起部のみを選択的に研磨
する。

第６図に示すポリッシングテープ９を用いたテープ研磨
加工は回転する磁気ディスク基板１に、例えばポリエス
テルフィルム上に平均粒径０．３μｍの酸化アルミニウ
ムの砥粒を固着したポリッシングテープ９を弾性コンタ
クトローラ１０により押圧し、ポリッシングテープ９を
巻き取ると同時に半径方向に往復摺動させて磁気ディス
ク基板１表面の微小突起部を研磨する。

以下、上記した本発明の方法により磁気ディスク基板１
を加工した実験結果につき説明する。

（実施結果１） 第７図は、外径３０ｍｍ、幅１０ｍｒｎで！気ディスク
基板ｌとの接触面が球形状の超硬合金を第２図に示す形
状に旋削し熱処理した塑性加工工具２を用い、加圧力５
Ｎ、仝送り速度２　ｍ　ｍ　／　ｍ　ｉ口、磁気ディス
ク基板回転数５Ｑｒｐｍの加工条件で、第１０図に示す
ような、表面粗さ２〜３「１ｍＲａの外径１３０ｍｒｎ
、内径４０ｍｍ、板厚２ｍｍのアルミニウム製ディスク
１７上に設けた厚さ１０μｍのＮ１−Ｐメツキ層１６を
加工した結果である。これは第１図〜第２３図にて説明
した第１工程によるディスク表面粗さの測定結果例に相
当する。第７図より、磁気ディスク基板１の表面には円
１Ｍ方向に約１μＩｎのピッチで高さが約１００　ｎ　
ｒｎの凹凸が規則的に形成されていることがわかる。第
７図を第１３図に示す従来の第１工程による断面図と比
較すれば、ピッチ、高さ等の揃い具合において本発明の
方が格段に均等化されていることが理解できる。この結
果、第１３図の断面を有する従来の磁気ディスクでは前
記のヘッドクラッシュにより、磁気ディスク、磁気ヘッ
ドの双方が損傷されるのに対し、第７図の断面形状を有
する本発明の磁気ディスクの場合は上記損傷の度合いが
格段に少なくなるのである。

第８図はｆＩ７図の断面を有する磁気ディスク店板１に
第４図にて説明した第２工程を施した場合の新面形状の
測定結果例である。第７図と比べてディスク１表面の凸
部の高さが明らかに均一化されている。ここで用いた砥
粒液の粒径は平均０゜３μｒｎである。前述のように、
第７図の断面形状でも実用的な磁気ディスクが得られる
のであるが、これに上記のような第２工程を施せばさら
に伶才した実用性能が得られるのである。

第９図の１００は、上記の第１工程と第２工程を経た磁
気ディスク基板に第１０図に示すような厚さ約３００μ
ｍのＣｒ等の非磁性金属膜１３、および厚さ約５　Ｑ　
μｒｎのＣｏ−Ｎ１Ａａ性媒体１４、厚さ約５０μｍの
カーボン保護／潤滑膜■５を形成して制作された磁気デ
ィスクのＣ８Ｓ試験結果である。Ｃ８Ｓ試験とは　磁気
ディスクに磁気ヘッドを接触させ、磁気ディスクを回転
させ、ついで回転を停止させる行程を繰り返すコンタク
ト・スタート・ストップ試験のことである。第９図の測
定特性１００より、本発明ではＣ８Ｓ回数が１万回を越
えても０．０４Ｎのヘッド接線力が増加しないことがｈ
かる。また、この磁気ディスク基板上に磁気ヘッドを０
．１μｍの距離で浮上させたところ、磁気ヘッドは安定
して浮上した。

これに対し、第９図に併せて示した従来ディスクの接線
力持性１０１はＣ８Ｓ回数が約１００回を越えるころよ
り増加しはじめることがわかる。

この増加が前述のヘッドクラッシュ増加のひとつの誘因
となるのである。

（実施結果２） 第１１図は上記の第１工程を施したディスクに第２工程
として第５図に示した電解研磨法を適用した場合のディ
スク表面粗さの測定結果例である。電解液としては硫ａ
　５４　ｗ　ｔ％、リン＠４５ｗＬ％、クエンＷＲ１ｗ
　ｔ％の混合液を用い、その液温を３０℃として電流密
度４　、５　Ａ／　ｃ　ｍ’の電流を１分間通電した。

第１１図より明らかに凸部が選択的に研磨され、均一化
されていることがわかる。また、第１０図に示した表面
処理を施して試作した磁気ディスクから第９図の１００
と同様なＣ８Ｓ試験結果が得られた。

（実施結果３） 上記の第一工程を施したディスクに第２工程として第６
図に示したポリッシングテープ法を適用すると第８図と
同程度のディスク表面粗さが得られ、その結果、第９図
の１００と同じＣＳ　Ｓ　１１１定結果が得られた。こ
こで使用したポリッシングテープは粒径０．５μｍの酸
化アルミニュウム粉をポリエステルフィルムに固着した
ものである。

（実施結果４） 第２工程として、上記の第一工程を施したディスク１に
第１２図に示すように、ノズル１８より吹き出される空
気流によりポリッシングテープ９を押圧し、これを巻取
りながら半径方向に往復慴動させると、第８図と同様な
ディスク表面粗さを得ることができ、その結果、第９図
の１００と同じｃ　ｓ　Ｓ　１１（ｌ定結果が得られた
。ここで使用したポリッシングテープは粒径１μｍの酸
化アルミニュウム粉をポリエステルフィルムに固着した
ものである。

以上の説明は単一の磁気ディスクの加工法に関するもの
であった。しかし、上記した本発明の加工法によって得
られた磁気ディスクを原型にしてその複製を量産的に製
造することも可能である。

例えば第１４図に模型的に示すように、上記第１工程、
或いは上記第１工程と第２工程とにより作られた磁気デ
ィスク１の記録面上にニッケル等を電気めっきして上記
記録面のめす型５０を作り、これを金型とし、あるいは
さらに硬度の高いめす型の金型を作り、これらの金型を
用いてコンプレッションプレスにより上記記録面形状が
転写されたプラスチック磁気ディスク原板を作ることが
できる。また、プラスチック材を表面にコーテングした
アルミニウム製原板等の表面に熱塑性加工等により、上
記金型の記録面形状を転写して磁気ディスク原板をつく
ることもできる。

上記した金型による複製法は第１３図に示したような断
面形状の従来の磁気ディスク原板には次のような理由で
適用困難である。第一の理由は第１３図の断面形状が鋭
すぎる切れこみゃオーバーハング（凸部が凹部に覆いか
ぶさること）を有するランダムな形状であるため、￥ｊ
ｉ製仮を金型から剥離する際に部分的なちぎれが生じる
からである。第２の理由は、量産に用いる金型には複製
よりも数等厳しい精度が要求されるので、第１３図のよ
うな断面形状では金型精度の良否が判定できないからで
ある。したがって、上記した金型による′ｌｊ１製法は
本発明のように形状を十分に精度良く管理できる工具に
より原盤を作る場合に可能なのである。

さらに、上記原盤の加工法には、必ずしも第２図に示し
たような塑性加工工具を用いる必要はなく、通常の精密
工作機械、あるいは光の回折格子等の制作に用いられる
機械などを用いてもよいことは勿論である。本発明が第
７図、第８図に示したような、規則的で精度の高い凹凸
形状を磁気ディスクの記録面上に与えることを骨子とし
ているからである。

［発明の効果］ 以上詳述したように１本発明を適用すると、従来の加工
法の第１工程で発生していたディスク表面のピッチの粗
い不規則な凹凸をきめ細かく均一な凹凸に変えることが
でき、さらに第二工程による凸部のすり合わせを効果的
に行なうことが出来るので、磁気ヘッドの面圧が下がり
、安定した磁気ヘッド浮上刃が得られ、その結果、１万
回をゆうに超える磁気ヘッドとディスクのコンタクト・
スタート・ストップ試験結果を達成することができ、磁
気ディスク装置の寿命、および信頼性を著しく向上させ
ることができる。

さらに、上記第一工程に用いる加工工具を任意に作り、
磁気ディスク表面のピッチ、凹凸の深さ等を自在に設定
出来るので、種々の形状、用途の磁気ディスクのすべて
に、本発明を適用でき、同様の効果を挙げることが出来
る。

さらに、磁気ヘッドをディスクからＯ，１μｍより短い
距離に浮上させても、磁気ヘッドとディスクは接触せず
、安定した浮上特性を得ることが出来るので、磁気ディ
スク装置の記録および再生感度を向上でき、その結果、
磁気ディスクの記録密度等を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１工程に用いる加工装置の構成図、
第２図は第１図の加工装置に用いる本発明の塑性加工工
具の形状を示す図、第３図は第１図の加工装置の上面図
、第４図は本発明の第２工程に用いる両面研磨装置の構
成図、第５図は本発明の第２工程に用いる電解研磨法の
解説図、第６図は本発明の第２工程に用いるポリッシン
グテープ研磨装置の構成図、第７図は本発明の第１工程
によって得られた磁気ディスク基板の記録面の断面形状
測定結果を示す図、第８図、第１１図は本発明の第２工
程によって得られた磁気ディスク基板の記録面の新面形
状測定結果を示す図、第９図は本発明によって得られた
磁気ディスクと、従来の磁気ディスクの磁気ヘッド摺動
試験結果を比較して示す図、第１０図は磁気ディスク表
面の構造を示す図、第１２図は本発明の第２工程に用い
るポリッシングテープ研磨装置の１実施例図、第１３図
は従来の第１工程によって得られた磁気ディスク基板の
記録面の断面形状測定結果を示す図、第１４図は本発明
の磁気ディスク基板から複製用の金型を制作する図であ
る。 １・・・磁気ディスク基板、２．２１．２２・・・塑性
加工工具、３・・・平行板バネ、４・・・歪ゲージ、５
・・・圧電アクチュエータ、６・・・キャリア、７・・
・電解槽、８・・・電解液、９・・・ポリッシングテー
プ、１０・・・弾性コンタクトローラ、１１・・・リー
ル、１２・・・定盤、１３・・・非磁性金属膜、１４・
・・磁性媒体、１５・・・カーボン膜、１６・・・メツ
キ層、１７・・・アルミニウムディスク、１８・・・ノ
ズル、５０・・・金型、１０１．１０２・・・Ｃ８Ｃ試
験特性。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、記録面上に円周方向に沿って規則的な凹凸の溝を設
   けたことを特徴とする磁気ディスク。 ２、請求項１において、上記規則的な凹凸の溝を塑性加
   工により形成したことを特徴とする磁気ディスク。 ３、請求項１または２記載の磁気ディスクの上記規則的
   な凹凸の溝の凸部の頂部を研磨したことを特徴とする磁
   気ディスク。 ４、請求項１または２または３記載の磁気ディスク用の
   基板を原盤にして作られた複製型により、該磁気ディス
   ク用の基板から転写された記録面を有することを特徴と
   する磁気ディスク。 ５、中心軸回りに回転可能な円筒形、太鼓形、球形、あ
   るいは円錐形等の形状を有し、その表面に円周方向に沿
   って微細な溝が形成されたことを特徴とする磁気ディス
   ク基板表面の塑性加工用工具。 ６、請求項３記載の磁気ディスクの製造方法において、
   前記記録面上の微細な溝の凸部の頂部を電解研磨法によ
   り研磨したことを特徴とする磁気ディスクの製造方法。 ７、請求項３に記載の磁気ディスクの製造方法において
   、前記磁気ディスク用の基板の記録面に研磨布を貼りつ
   けた定磐を砥粒液を供給しつつ摺り合わせて、前記微細
   な溝の凸部の頂部を研磨することを特徴とする磁気ディ
   スクの製造方法。 ８、請求項３記載の磁気ディスクの製造方法において、
   前記磁気ディスクの基板の記録面に研磨用テープを弾性
   体ローラを介し、または空気圧等の圧力により押圧しつ
   つ摺り合わせて、前記微細な溝の凸部の頂部を研磨する
   ことを特徴とする磁気ディスクの製造方法。９、請求項
   １または２または３または４に記載の磁気ディスクを記
   録媒体として備えたことを特徴とする磁気ディスク装置
   。