專利名稱：磁記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過磁復(fù)制而形成磁化圖形的磁記錄介質(zhì)。
用于磁道定位用的伺服信號以及該磁道的地址信號、還原時鐘信號等伺服信息，在制造磁記錄介質(zhì)時，需作為預(yù)格式化，預(yù)先記錄在磁記錄介質(zhì)中。目前是使用專用的伺服記錄裝置(磁記寫入裝置)進(jìn)行預(yù)格式化。由現(xiàn)有伺服記錄裝置進(jìn)行的預(yù)格式化，由于需由磁頭分別記錄每張磁記錄介質(zhì)，因此頗費時間，存在著生產(chǎn)效率低的問題。
另一方面，作為準(zhǔn)確、更有效地實施預(yù)格式化的方法，在專利公告1～3中提出了將在主盤載體上形成的載持有伺服信息的圖形通過磁復(fù)制復(fù)制到磁記錄介質(zhì)上的方法。
磁復(fù)制是在將支撐應(yīng)復(fù)制信息的主盤載體與磁盤介質(zhì)等磁記錄介質(zhì)(從屬介質(zhì))密實結(jié)合狀態(tài)，通過外加復(fù)制用磁場將對應(yīng)于具有主盤載體的信息圖形的磁化圖形，磁復(fù)制在從屬介質(zhì)上的結(jié)構(gòu)，因此，具有在不使主盤載體與從屬介質(zhì)之間改變相對位置的情況下，可進(jìn)行靜態(tài)記錄，記錄正確的預(yù)置格式，且在記錄中所需要的時間極其短的優(yōu)點。
在專利公告2及3公開了使用具有將應(yīng)復(fù)制信息作為凹凸圖形的圖形主盤載體的磁復(fù)制方法。而且，作為采用同樣的圖形主盤載體的磁復(fù)制方法，本申請人在專利公告4中提出采用矯頑力小的軟磁性層作為在主盤載體基板的凹凸表面上形成的磁性層，使從屬介質(zhì)的磁性層預(yù)先在磁道的一定方向上直流勵磁后，通過在與主盤載體的軟磁性層密實結(jié)合的狀態(tài)下，在與從屬介質(zhì)的初始磁化方向的準(zhǔn)相反向上外加復(fù)制用磁場，復(fù)制磁化圖形的方法。
專利公告1特開昭63-183623號公報專利公告2特開平10-40544號公報專利公告3特開平10-269566號公報專利公告4特開平2001-14667號公報在磁記錄介質(zhì)中，為了實現(xiàn)高密度的記錄，則需要構(gòu)成記錄層的磁性體具有高的矯頑力Hc，并且要求減小該磁性體的顆粒體積。另一方面，在目前的磁頭技術(shù)中，在把磁化圖形記錄到磁記錄介質(zhì)的記錄層上時，對于大于規(guī)定的矯頑力Hc的記錄層，存在著難于進(jìn)行飽和磁性記錄的問題。而且，在通過磁頭記錄高頻信號圖形時，越來越希望實際的矯頑力大于當(dāng)前所達(dá)到的矯頑力。
關(guān)于磁記錄介質(zhì)的數(shù)據(jù)信號部分，即使未達(dá)到完全飽和的磁記錄，即構(gòu)成載持信息的磁化圖形的各個磁區(qū)未達(dá)到完全飽和，也可以通過PRML等的信號處理檢測出(讀出)信號。但是，對于伺服信號部分，為了進(jìn)行高精度的伺服跟隨，必須要獲得S/N比數(shù)據(jù)信號部分更高的高質(zhì)量的讀出信號，作為被飽和磁記錄的磁化圖形記錄伺服信號。
本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)是是一種通過在支撐體上依次設(shè)置非磁性層和把強(qiáng)磁性體微粉末分散在粘合劑中而形成的磁性層所構(gòu)成的軟磁性記錄介質(zhì)，其特征在于使用振動樣品型磁強(qiáng)計所測出的所述強(qiáng)磁性粉末的矯頑力Hc(VSM)為Hc(VSM)≥158kA/m、熱浮動參數(shù)KuV/kT(其中Ku為各向異性常數(shù)、V表示體積、K表示波茲曼常數(shù)、T表示絕對溫度)為KuV/kT≤100，通過采用磁復(fù)制方式在所述磁性層上形成對應(yīng)規(guī)定信息的磁化圖形而。
作為所述強(qiáng)磁性體微粉末，最好是強(qiáng)磁性微粉末或強(qiáng)磁性六方晶鐵氧體粉末。
另外，特別是當(dāng)Hc(VSM)≥278kA/m時，可實現(xiàn)理想的讀出專用型磁記錄介質(zhì)。
這里，規(guī)定使用振動樣品型磁強(qiáng)計測得的矯頑力Hc，是在該矯頑力附近進(jìn)行10秒種觀測的數(shù)值。
另外，理想的是所述磁性層的粗糙度Ra(中心面平均粗糙度)小于3nm。而且理想的是，所述磁性層的磁通密度×磁性層的厚度(Φm)小于5×10-2Tμm。
理想的是，所述強(qiáng)磁性體微顆粒粉末的體積V小于1×10-17cm3。而且，理想的是所述強(qiáng)磁性體微顆粒粉末的各向異性常數(shù)Ku大于1×104J/cm3。
所謂「非磁性層」不局限于完全是非磁性層，即使是具有磁性，只要是與「通過將強(qiáng)磁性粉末分散在粘合劑中所構(gòu)成的磁性層」比較非常小、無實際磁性便可。
另外，理想的是，在與在表面上具有對應(yīng)于信息的磁性層圖形的主盤載體密實結(jié)合的狀態(tài)下，通過外加復(fù)制用磁場，采用復(fù)制對應(yīng)于所述磁性層圖形的磁化圖形的磁復(fù)制方法，在磁記錄介質(zhì)上形成磁化圖形。所謂「對應(yīng)于信息的磁性層圖形」，包含由在表面上具有凹凸圖形的基板和至少在該基板上設(shè)置在凸部上的磁性層構(gòu)成的、由具有凹凸圖形的基板和被埋入在該基板凹部上的磁性層構(gòu)成的、平板基板及其上部形成的磁性層等各種形態(tài)的磁性層圖形。即，所述主盤載體不是由磁化圖形，而是由磁性層圖形載持信息，即所謂圖形化主盤載體。另外，作為主盤載體的磁性層，最好是軟磁性層。
另外，作為所述的“規(guī)定的信息”，理想的是使用伺服信號。
本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)由于是通過采用振動樣品型磁強(qiáng)計測量出在磁性層中包含的鐵磁性體微型粉末的Hc(VSM)Hc(VSM)≥158kA/m；作為熱浮動參數(shù)的KuV/kTKuV/kT≤100。因此在采用通常的磁頭寫入時的信號頻率中，由于有效矯頑力的上升，因此通常的磁頭中不能進(jìn)行寫入，但由于對應(yīng)規(guī)定信息的磁化圖形是通過想所述磁性層上的磁復(fù)制而形成，因此，作為該磁化圖形，可獲得被磁飽和記錄下的信息。
如文獻(xiàn)“IEEE TRANS.ON MAG-17，NO.6，NOV.1981pp3020～3022中記載的那樣，由于Hc的磁化翻轉(zhuǎn)對時間的依賴性，可由式1表示式1Hc(τ)=2KuMs×[1-kTKuV×ln(Aτ0.693)]]]>如果用Hc(VSM)進(jìn)行歸一化，則由于采用振動樣品型磁強(qiáng)計(VSM)在Hc附近進(jìn)行10秒鐘左右的測定，因此可用式2表示式2Hc(τ)/Hc(VSM)=[1-kTKuV×ln(Aτ0.693)]/[1-kTKuV×ln(A·100.693)]]]>而且，式中Ku各向異性常數(shù)；Ms飽和磁化；k波茲曼常數(shù)(1.38×10-16erg/K)；T絕對溫度；V體積；A自旋歲差頻率(2×109/ses)；τ磁化翻轉(zhuǎn)時間。例如在絕對溫度T＝300時，KuV/kT分別為75、100、150、200時，隨著Hc(τ)/Hc(VSM)的τ變化，KuV/kT如表1所示。表1

圖3是將表1描繪成圖形的圖形。如由圖3所示可知，當(dāng)τ變小時，任意項都增大了實質(zhì)矯頑力。而且在同一τ的情況下，KuV/kT越小，則實質(zhì)矯頑力越大。尤其是在KuV/kT小于100時，其實質(zhì)矯頑力的磁化翻轉(zhuǎn)對時間的依賴性增大，由磁頭寫入、刪除等時的現(xiàn)有信號頻率中的磁化翻轉(zhuǎn)時間在1×10-7～1×10-8，為Hc(τ)/Hc(VSM)的1.5倍以上。因此，如果Hc(τ)/Hc(VSM)為158kA/m以上、且KuV/kT為100以下，則如上述的那樣，由于在用磁頭進(jìn)行寫入時的信號頻率中的有效矯頑力非常大，所以使用目前的磁頭不能在磁記錄介質(zhì)上進(jìn)行磁飽和記錄。但是本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)由于是通過磁復(fù)制進(jìn)行寫入，進(jìn)行靜態(tài)的磁復(fù)制，所以即使在進(jìn)行寫入時，實際矯頑力也不會隨之上升，能夠施加充分大于磁記錄介質(zhì)的矯頑力Hc的復(fù)制磁場，因此，即使是對于使用磁頭不能進(jìn)行飽和磁記錄的磁記錄介質(zhì)，也可以使其具有被飽和磁記錄的信號(磁化圖形)。從而，只要通過磁復(fù)制被復(fù)制的磁化圖形與伺服信號與伺服信號相對應(yīng)，便可獲得良好的再生伺服信號，從而可獲得能夠進(jìn)行高精度的伺服跟隨的磁記錄介質(zhì)。
另外，由于是通過磁復(fù)制而形成所希望的磁化圖形，所以可提供降低成本的磁記錄介質(zhì)。而且，在作為規(guī)定的信息，通過磁復(fù)制不僅記錄伺服信號而且還記錄數(shù)據(jù)信號時，可廉價地制作出用于發(fā)行的磁記錄介質(zhì)。
另外，本發(fā)明者通過研究，結(jié)果查明在磁記錄介質(zhì)中，為了進(jìn)行1Gbit/inch2以上的高密度記錄，需要使用微顆粒的磁性體，形成平滑的磁性層面，并且形成薄的磁性層。具體是，如果磁性層面粗糙，則在記錄時由于發(fā)生面積丟失和調(diào)制噪聲而導(dǎo)致S/N的下降，當(dāng)磁性層的φm過于大時，由于自身減磁的輸出降低和波形干涉而導(dǎo)致S/N的下降，當(dāng)磁性顆粒過于大時，將導(dǎo)致噪聲的增加及當(dāng)各向異性常數(shù)過于小時，被記錄的磁化圖形將自行消失，因而導(dǎo)致S/N的下降。并且更具體地明確了當(dāng)磁性層的粗糙度Ra(中心面平均粗糙度)小于3nm，磁性層的磁通密度×磁性層的厚度(Φm)小于5×10-2Tμm，強(qiáng)磁性體微顆粒粉末的體積V小于1×10-17cm3，及/或強(qiáng)磁性體微顆粒粉末的各向異性常數(shù)Ku大于1×104J/cm3。時，可防止S/N的下降。
即，在本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)中，特別是只要使Ra、(Φm)、強(qiáng)磁性體微顆粒粉末的體積V及/或強(qiáng)磁性體微顆粒粉末的各向異性常數(shù)Ku滿足上述的要求范圍，便可獲得具有良好S/N的高密度磁記錄介質(zhì)。
圖2是表示磁復(fù)制方法的基本工藝流程圖。
圖3是表示表1的圖形的圖。
圖中2-磁復(fù)制用磁記錄介質(zhì)，2a-磁記錄介質(zhì)的基板，2b、2c-磁記錄介質(zhì)的磁記錄層，3、4-主盤載體磁復(fù)制用磁記錄介質(zhì)是一種如在雙面或單面形成磁記錄層的軟盤狀磁記錄介質(zhì)。

圖1中示出的磁記錄介質(zhì)是分別在圓盤型支撐體2a的兩面各形成磁記錄層2b、2c的結(jié)構(gòu)。更詳細(xì)地說是在支撐體2a上形成有效的非磁性的基底層，其上部形成由強(qiáng)磁性金屬微粉末或強(qiáng)磁性六方晶鐵氧體微粉末分散在粘合劑中構(gòu)成的磁性層。規(guī)定含在該磁性層中的強(qiáng)磁性金屬粉末或強(qiáng)磁性六方晶鐵氧體微粉末應(yīng)滿足通過使用振動樣品型磁強(qiáng)計測量的矯頑力Hc(VSM)Hc(VSM)≥158kA/m；作為熱浮動參數(shù)KuV/kT應(yīng)滿足KuV/kT≤100的條件。另外，理想的是，Ra(中心面平均粗糙度)小于3nm，磁性層的磁通密度×磁性層的厚度(Φm)小于5×10-2Tμm，強(qiáng)磁性體微顆粒粉末的體積V小于1×10-17cm3，強(qiáng)磁性體微顆粒粉末的各向異性常數(shù)Ku大于1×104J/cm3。
如圖1所示、主盤載體3、4形成在圓環(huán)狀盤上，包括在表面上形成有對應(yīng)于應(yīng)復(fù)制在作為從屬介質(zhì)的磁記錄介質(zhì)2的記錄還原層2b、2c上的信息(例如伺服信號)的凹凸圖形的基板3a、4a和沿該基板3a、4a的凹凸圖形而形成的軟磁性材料層3b、4b。另外，在主盤載體3、4上，分別在從屬介質(zhì)2的下側(cè)形成記錄層2b用凹凸圖形；在上側(cè)形成記錄圖形2c用凹凸圖形。若以主盤載體3為例，則在圖中點狀虛線包圍的環(huán)狀區(qū)內(nèi)形成凹凸圖形。
另外，主盤載體3、4不限于本實施形態(tài)的結(jié)構(gòu)，也可只在基板凹凸圖形的凹凸面的上面形成軟磁性層。并且，在平面狀基板的表面上形成由軟磁性材料層構(gòu)成的凸部形成圖形狀的凸部還可以由磁性層構(gòu)成。
作為主盤載體3的基板3a，可使用鎳、硅、石英板、玻璃、鋁、陶瓷、合成樹脂等。而且作為磁性層3b的磁性材料，可以使用Co、Co合金(Co-Ni、Co-Ni-Zr、Co-Nb-Ta、Zr等)、Fe、Fe-Co合金(Fe-Co、Fe-Co-Ni、Fe-Ni-Mo、Fe-Al-Si、Fe-Al、Fe-Ta-N)、Ni、Ni合金(Fe-Ni)；特別理想的是Fe-Co、Fe-Co-Ni。
主盤載體的凹凸圖形可采用沖模法、光刻蝕法進(jìn)行。
在基板的凹凸圖形上形成的軟磁性層3b，使磁性材料以采用真空鍍膜法、濺射法、離子涂敷法等真空鍍膜手段、電鍍法等方法進(jìn)行。軟磁性層的厚度在50～500nm的范圍是理想的，另外，最理想的是80～300nm。
另外，在該凹部表面的軟磁性層上，設(shè)置5～30nm金剛石同位素碳(DLC)等保護(hù)膜是理想的，另外，也可設(shè)置潤滑劑層。而且在軟磁性層與保護(hù)膜之間也可設(shè)置Si等密實強(qiáng)化層。由于潤滑劑的設(shè)置，在補償在與從屬介質(zhì)接觸過程中產(chǎn)生的偏置時，改善因磨擦產(chǎn)生傷痕等所導(dǎo)致的耐久性變差。
下面，參照圖2，說明使用磁復(fù)制用主盤載體將磁化圖形記錄到本發(fā)明磁記錄介質(zhì)上的磁復(fù)制方法的實施例。圖2(a)是將磁記錄介質(zhì)進(jìn)行初始直流磁化的工藝；(b)是主盤載體與磁記錄介質(zhì)密實結(jié)合，外加復(fù)制用磁場Hdu的工藝；(c)表示磁復(fù)制后的磁記錄介質(zhì)的磁化狀態(tài)、以及分別示出在磁道長度方向上的部分?jǐn)嗝鎴D。另外，在圖2中，有關(guān)磁記錄介質(zhì)2，僅示出了其下側(cè)記錄層2b側(cè)。
首先，如圖2(a)所示，通過沿磁道方向?qū)⒊跏贾绷鞔艌鯤in按定向預(yù)先加在磁記錄介質(zhì)2上、使磁記錄層2b的磁化進(jìn)行初期直流磁化。其后，如圖2(b)所示，使該記錄介質(zhì)2的記錄層2b側(cè)的面與主盤載體3的凸部表面的軟磁性層3b的面密切結(jié)合。所謂所述初始直流磁場Hin，是按逆向加復(fù)制用磁場Hdu，進(jìn)行磁復(fù)制。其結(jié)果，如圖2(c)所示，在磁記錄介質(zhì)2的磁記錄層2b上，以磁復(fù)制方式記錄著對應(yīng)于主盤載體3的凹部圖形的信息(例如伺服信號)。本發(fā)明書中說明了通過向磁記錄介質(zhì)2的下側(cè)記錄層2b的下側(cè)主盤載體3的磁復(fù)制。如圖1所示，有關(guān)從屬介質(zhì)2的上側(cè)記錄層2c，通過使其與所述主盤載體4密實結(jié)合，也可與下側(cè)記錄層相同，進(jìn)行磁復(fù)制。磁復(fù)制也可以在單面進(jìn)行，也可以在雙面同時進(jìn)行。
而且，主盤載體3的凹凸圖形即使為與圖2的陽性圖形相反的凹凸圖形的陰性圖形時，通過將初始磁場Hin的方向以及磁復(fù)制用磁場Hdu的方向與所述方向相反，也可用磁復(fù)制記錄同樣的信息。
另外，初始直流磁場以及復(fù)制用磁場需要采用將從屬介質(zhì)的矯頑力、主盤載體以及從屬載體的有效導(dǎo)磁率等進(jìn)行計算后所確定的值。
以下，說明本發(fā)明實施例及比較例。
使用Ba鐵氧體磁性粉末，在Hc、KuV/kT等的條件各不相同的情況下制作軟磁盤(實施例1～9及比較例1、2)，對各個磁盤通過磁頭記錄信號，然后對該讀出信號的S/N進(jìn)行測定。
使用振動樣品型磁強(qiáng)計(東英工業(yè)公司制造)測量了磁特性，最大外加磁場選定為10kOe(796kA/m)，Hc附近的觀測時間定為10秒。
使用東英工業(yè)公司制造的磁矩儀RTR-2測量了各向異性常數(shù)。對去磁的樣品，測量了從低磁場開始直至到10kOe(796Ka/m)為止的旋轉(zhuǎn)磁滯回線損耗Wr值。描繪了對外加磁場的倒數(shù)圖形，在高外加磁場側(cè)，通過外插Wr圖形的直線部分，求出Wr等于0的磁場，并設(shè)為Hk，由Ku＝Hk×Ms/2(Ms飽和磁化)求出。
關(guān)于S/N1的測定，使用Guzik公司制的RWA1601讀寫分析儀和協(xié)同電子系統(tǒng)公司制的旋轉(zhuǎn)臺LS90、記錄磁芯間隙的長度為0.4m、材質(zhì)為高導(dǎo)磁鐵鎳合金/屏蔽間隙長度為0.25m/再生磁道寬度為2m的電感/MR復(fù)合磁頭，在磁盤的半徑22mm的位置上，記錄波長為150kfci(flux changeper inch)的信號，然后使用ADOBAN TEST公司制的TR4171型頻譜分析儀測定磁頭放大器的再生輸出。
關(guān)于S/N2的測定，如上述的實施例那樣，通過磁復(fù)制記錄波長為150kfci的信號，使用Guzik公司制的RWA1601讀寫分析儀和協(xié)同電子系統(tǒng)公司制的旋轉(zhuǎn)臺LS90、記錄磁芯間隙的長度為0.4m、材質(zhì)為高導(dǎo)磁鐵鎳合金/屏蔽間隙長度為0.25m/再生磁道寬度為2m的電感/MR復(fù)合磁頭，在磁盤的半徑22mm的位置上，記錄波長為150kfci(flux change perinch)的信號，然后使用ADOBAN TEST公司制的TR4171型頻譜分析儀測定磁頭放大器的再生輸出。
作為實施例1～9準(zhǔn)備了滿足Hc(VSM)≥158kA/m、KuV/kT＜100的磁盤；另一方面，作為比較例1，準(zhǔn)備了滿足KuV/kT＜100、但Hc(VSM)比158kA/m還小的磁盤；作為比較例2，準(zhǔn)備了滿足Hc(VSM)≥158kA/m、但KuV/kT比100大的磁盤。各個實施例及比較例的磁性體微顆粒粉末的大小、矯頑力、熱波動參數(shù)KuV/kT等的條件及測定結(jié)果如表2所示。另外，這里把磁化圖形記錄前的各個磁盤稱為實施例及比較例。
結(jié)果示于表2。
表2

在表2中，板徑、板厚分別為與六方晶Ba鐵氧體晶粒的六角形直徑相對的頂點間距離(六角形板徑)及厚度。
在實施例1～9中，在用磁頭進(jìn)行記錄時的S/N1的測定值全部未達(dá)到20dB，而S/N2的測定值全部達(dá)到了20dB。只要SN比達(dá)到20dB以上，便可充分地作為伺服信號的再生信號。
另一方面，比較例1在用磁頭進(jìn)行記錄時的S/N1的測定值與通過磁復(fù)制記錄時的S/N2的測定值都未達(dá)到20dB，形成不能充分地讀出伺服信號的狀態(tài)。另外，比較例2在用磁頭進(jìn)行記錄時的S/N1的測定值為20dB，所以能夠用磁頭記錄伺服信號。
這樣，滿足本發(fā)明的Hc及Kuv/kT的條件的實施例1～9是，使用磁頭難于形成良好的磁化圖形，而通過磁復(fù)制則能夠形成良好的磁化圖形的磁記錄介質(zhì)。另一方面，未滿足本發(fā)明的條件的比較例1即使通過磁復(fù)制也不能形成良好的磁化圖形，所以是即不適宜用磁頭記錄信號也不適宜通過磁復(fù)制記錄信號的磁記錄介質(zhì)。另外，比較例2是即使用磁頭也能夠形成良好的磁化圖形，所以是不一定必須進(jìn)行磁復(fù)制的磁記錄介質(zhì)。
另外，在實施例1～9中，可以看到，滿足的條件的實施例1～5，特別是S/N2的測定值，比有未能滿足其中某些條件的實施例6～9的S/N2的測定值比較，其測定值高，更為理想。
權(quán)利要求
1.一種磁記錄介質(zhì)，是一種通過在支撐體上依次設(shè)置非磁性層和把強(qiáng)磁性體微粉末分散在粘合劑中而形成的磁性層所構(gòu)成的軟磁性記錄介質(zhì)，其特征在于使用振動樣品型磁強(qiáng)計所測出的所述強(qiáng)磁性粉末的矯頑力Hc(VSM)為Hc(VSM)≥158kA/m、熱浮動參數(shù)KuV/kT(其中Ku為各向異性常數(shù)、V表示體積、K表示波茲曼常數(shù)、T表示絕對溫度)為KuV/kT≤100，通過采用磁復(fù)制方式在所述磁性層上形成對應(yīng)規(guī)定信息的磁化圖形。
全文摘要
本發(fā)明能夠在使用通常的磁頭不能進(jìn)行飽和磁記錄的磁記錄介質(zhì)上進(jìn)行飽和磁記錄。在支撐體上依次設(shè)置非磁性層和通過把強(qiáng)磁性體微粉末分散在粘合劑中而構(gòu)成的磁性層，在由此構(gòu)成的軟磁性記錄介質(zhì)上設(shè)置磁化圖形，并且，在采用振動樣品型磁強(qiáng)計測定出的所述強(qiáng)磁性體微粉末的矯頑力Hc(VSM)為Hc(VSM)≥158kA/m、熱浮動參數(shù)KuV/kT為KuV/kT≤100的軟磁記錄介質(zhì)的磁性層上通過磁復(fù)制形成對應(yīng)規(guī)定的信息的磁化圖形。
文檔編號G11B5/70GK1435822SQ0310342
公開日2003年8月13日 申請日期2003年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月30日
發(fā)明者中三川順一, 西川正一 申請人:富士膠片株式會社