(57)【要約】【課題】  磁気記録媒体、ヘッドスライダ、及び、磁気記録装置に関し、磁気ディスク装置の潤滑剤として使用するフラーレン分子の摩耗を低減する。【解決手段】  最表面１の少なくとも一部に、固体潤滑性を有する材質からなる平均粒径が０．５３ｎｍ乃至１．０５ｎｍのナノサイズ粒子３とナノサイズ粒子３を含有する保持剤４からなる潤滑層２を設ける。【選択図】          図１
2008140445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
最表面の少なくとも一部に、固体潤滑性を有する材質からなる平均粒径が０．５３ｎｍ乃至１．０５ｎｍのナノサイズ粒子と前記ナノサイズ粒子を含有する保持剤からなる潤滑層を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
上記ナノサイズ粒子が、フラーレンの分子或いはフラーレン誘導体の分子のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
上記保持剤のＦｏｗｋｅｅ式から求めた表面自由エネルギーをγR 、上記潤滑層の下地層のＦｏｗｋｅｅ式から求めた表面自由エネルギーをγS とした場合、
４０ｍＮ／ｍ≦γR ＜γS 
の関係を有することを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
磁気ヘッドを備えたヘッドスライダであって、前記ヘッドスライダの表面の少なくとも一部に固体潤滑性を有する材質からなる平均粒径が０．５３ｎｍ乃至１．０５ｎｍのナノサイズ粒子と前記ナノサイズ粒子を含有する保持剤からなる潤滑層を有することを特徴とするヘッドスライダ。
【請求項５】
上記保持剤のＦｏｗｋｅｅ式から求めた表面自由エネルギーをγR 、上記ヘッドスライダの表面のＦｏｗｋｅｅ式から求めた表面自由エネルギーをγH とした場合、
４０ｍＮ／ｍ≦γR ＜γH 
の関係を有することを特徴とする請求項４記載のヘッドスライダ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体と請求項４または請求項５に記載のヘッドスライダの少なくとも一方を搭載したことを特徴とする磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気記録媒体、磁気ヘッド、及び、磁気記録装置に関するものであり、特に、フラーレン分子を保護層或いは潤滑剤層として用いた磁気記録媒体或いは磁気ヘッドにおける摩耗を低減するための構成に特徴のある磁気記録媒体、磁気ヘッド、及び、磁気記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ディスクや磁気テープドライブに代表される磁気記憶装置に対する高記録密度化の要求は、いやがうえにも高まっているが、磁気記憶装置の高記録密度化の実現のためには、磁気ヘッドと磁気記録媒体間の磁気的隙間の低減が必要となる。
【０００３】
そのため、例えば、磁気ディスク装置において、従来は、磁気ヘッドの担体であるヘッドスライダの「浮上量」を漸減させることが多く行われてきた。
即ち、ヘッドスライダは、磁気記録媒体の回転に伴って生じる空気流を利用し、あたかも凧のように磁気媒体表面直上を浮上（≒飛行）するが、この際の浮上高さを「浮上量」と称しており、この高さは最近の製品では、1 μｍをはるかに下回り、例えば、１０ｎｍ（＝０．０１μｍ）前後の値として設計されるに至っている。
【０００４】
このように、浮上量が低減すると、磁気ヘッドと磁気記録媒体が接触・摺動する可能性が増大するため、磁気ヘッド或いは磁気記録媒体を保護する潤滑剤層の耐摩擦性を高める必要がある。
【０００５】
そこで、例えば、従来の浮上型の磁気ディスク装置において、フラーレンと総称される球状の炭素クラスターを使用することが提案されている（例えば、特許文献１乃至特許文献４参照）。
【０００６】
この内、特許文献１は、フラーレンを磁気媒体の保護膜として、または、固体潤滑層として使用することを提案しているが、いずれの場合も、フラーレン分子は、下地となる磁性膜または磁性膜の熱酸化層に対して固着していると考えられる。
【０００７】
また、特許文献２では、下地層の表面清浄化を行った上で、フラーレンを堆積させている。
この場合、フラーレンの脱離温度により表面との結合強度を推定可能としていることから、フラーレン分子は、下地に対して固着していると考えられる。
【０００８】
また、特許文献３においては、フラーレン分子を昇華によりディスク上に付着させているが、この場合のフラーレン分子も、下地に対して固着していると考えられる。
また、磁性層上にスピンコート法で沈着させた単層の１／３量相当のフラーレン分子の上に無定形炭素膜を積み重ね、その上に更にＰＦＰＥ潤滑剤を付与することも併せて提案されているが、この場合のフラーレン分子はカーボン保護膜中に取り込まれている。
なお、この特許文献３では、「潤滑膜をフラーレン分子を含むエマルジョン液又は溶液として付与する」ことについて「当業者が想起できることは明らか」とのみ言及しているだけであり、具体的構成については全く開示がなされていない。
【０００９】
また、特許文献４においては、フラーレン分子の直径とディスクのテクスチャ粗さの関係、フラーレン分子の直径と装置の浮上量の関係を論じているが、フラーレン分子はテクスチャの溝部に位置し動かない前提で記述されており、したがって、この場合もフラーレン分子は、下地に対して、事実上固着していると考えられる。
【００１０】
また、現在よりも更に浮上量を低減させるために、ヘッドスライダの浮上をあきらめ、ヘッドスライダと磁気媒体間の接触を許容した設計に今後速やかに移行する必要があると叫ばれている。
【００１１】
例えば、コンタクト方式の磁気ディスク装置において中空ナノカーボン、即ち、フラーレン分子を潤滑用途で使用することが提案されている（例えば、特許文献５参照）。
ここでは、フラーレンを疎水基で修飾し疎水化してから単独で使用することと、フッ素系合成油とフラーレンを併用することの２つが開示されている。
【００１２】
さらに、フラーレンに「欠陥」、即ち、ダングリングボンドを形成し、下地層に固着させることも開示されているが、「この固定は永久的なものではなく、結合力より大きな力が加わった時にはボンドは外れ、中空ナノカーボンは保護層の上を移動する。移動先の停止位置で再度ボンドして固定される」との記述がある。
ダングリングボンドの結合とは一般に共有結合性の比較的強い結合であり、この強いボンドを外すためには、かなり強い外力が必要であると推定されるため、この場合も、フラーレン分子は、事実上、下地に対して「固着している」状態に近いものと考えられる。
【００１３】
なお、磁気ヘッドと磁気記録媒体が常に接触・摺動している磁気テープ媒体においては、プラズマ重合法により生成したフラーレン堆積層を磁気テープ媒体の保護に使用することが提案されている（例えば、特許文献６参照）。
【００１４】
この場合、プラズマ重合法により生成したフラーレン堆積層は、機械的強度に優れ、また、π電子の効果によりグラファイトと同様に潤滑性にも優れるとされており、フラーレンを固体潤滑層として使用していると推定され、したがって、この場合もフラーレン分子は、下地に対して固着していると考えられる。
【特許文献１】特許第２８１７５０２号
【特許文献２】特開２００４−５１９８００号公報
【特許文献３】特開平０７−２３５０４５号公報
【特許文献４】特開２００５−１３５５６５号公報
【特許文献５】特開２００１−０６７６４４号公報
【特許文献６】特開平１０−０４９８５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、上述のように、フラーレン分子が下地に対して「固着している」状態に近い場合、ヘッドスライダと磁気記録媒体間の面間すべりの発生する点は、フラーレン分子内の固定した点に限定されてしまい、その結果、フラーレン分子の摩耗、即ち、分子の破壊に起因するディスク装置の劣化・ヘッド汚れなどが懸念されるという問題がある。
【００１６】
したがって、本発明は、磁気ディスク装置、特に、コンタクト方式の磁気ディスク装置において、潤滑剤として使用するフラーレン分子の摩耗を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
図１は本発明の原理的構成図であり、ここで図１を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明する。
なお、図における符号５は、保持剤の分子である。
図１参照
上記の課題を解決するために、本発明は、磁気記録媒体において、最表面１の少なくとも一部に、固体潤滑性を有する材質からなる平均粒径が０．５３ｎｍ乃至１．０５ｎｍのナノサイズ粒子３とナノサイズ粒子３を含有する保持剤４からなる潤滑層２を有することを特徴とする。
【００１８】
コンタクト方式の磁気ディスク装置において、ナノサイズ粒子３とナノサイズ粒子３を含有する保持剤４からなる潤滑層２を用いることによって、ナノサイズ粒子３を潤滑用途で使用するときに、ナノサイズ粒子３を下地層となる最表面１に「固着」させない形態で使用し、その際に保持剤４はナノサイズ粒子３の脱離を防止する機能を有することが可能になる。
【００１９】
このような、薄膜保持剤を利用した方法は、物理吸着現象を利用した方法なので、ダングリングボンドを用いた上述の特許文献６に記載された脱離防止法に比べて、ナノサイズ粒子３の転動性は、著しく改善し、その結果、ナノサイズ粒子３のベアリング効果が発揮される。
なお、本発明における「磁気記録媒体」は、磁気ディスクに限られるものではなく、磁気テープも含むものである。
【００２０】
この場合のナノサイズ粒子３とは、典型的にはフラーレンの分子或いはフラーレン誘導体の分子のいずれかであり、また、フラーレンとしてはＣ６０が典型的なものであり、フラーレン誘導体の分子とはフラーレンの分子に水素或いはアルキル基等が結合した分子、或いは、フラーレンの分子の内部に金属原子を含有した分子を意味する。
【００２１】
この場合、潤滑層２を構成するナノサイズ粒子３及び保持剤４を構成する有機物質分子のいずれもが、磁気記録媒体の表面の少なくとも一部に付着していることが、ナノサイズ粒子３の転動性のために重要になる。
【００２２】
また、ナノサイズ粒子３の表面自由エネルギーをγN 、保持剤４の表面自由エネルギーをγR 、潤滑層２の下地層の表面自由エネルギーをγS とした場合、
γN ≦γR ＜γS 
の関係を有することが望ましく、γN ＞γR の場合にはナノサイズ粒子３同士の凝集が発生して転動性が失われ、一方、γR ≧γS の場合には、保持剤４が凝集して表面被覆性が低下する。
【００２３】
なお、本願における表面自由エネルギーγは、下記の式（１）及び式（２）で表されるＦｏｗｋｅｅ式によって求めたものである。
γ＝γd ＋γh     ・・・（１）
【数１】
2008140445.tif 000003
但し、γ＝γ1 d ＋γ1 h 及びγ＝γ2 d ＋γ2 h は夫々水の表面自由エネルギー及びジヨードメタンの表面自由エネルギーで、例えば、γ1 d ＝２１．８ｍＮ／ｍ、γ1 h ＝５１．０ｍＮ／ｍ、γ2 d ＝４９．５ｍＮ／ｍ、及び、γ2 h ＝１．３ｍＮ／ｍという値を用いて計算する。
なお、θ1 は保持剤厚膜面、磁気記録媒体面、或いは、ヘッドスライダ面に対する水の接触角であり、また、θ2 は保持剤厚膜面、磁気記録媒体面、或いは、ヘッドスライダ面に対するジヨードメタンの接触角であり、この場合の厚膜とは、測定に際して下地の固体の影響を受けない程に厚く塗布した状態を意味する。
【００２４】
したがって、ナノサイズ粒子３の表面自由エネルギーγN は、ナノサイズ粒子３の表面に対する水とジヨードメタンの接触角を計ることによって上記式（２）から求められ、また、保持剤４の表面自由エネルギーγR は、保持剤４の表面に対する水とジヨードメタンの接触角を計ることによって上記式（２）から求められ、さらに、潤滑層２の下地層の表面自由エネルギーγS は、潤滑層２の表面に対する水とジヨードメタンの接触角を計ることによって上記式（２）から求められる。
【００２５】
また、ナノサイズ粒子３がフラーレン分子である場合、その表面自由エネルギーをγN は４０ｍＮ／ｍ程度と推定されるので、
４０ｍＮ／ｍ≦γR ＜γS 
の関係を有することが望ましい。
【００２６】
また、上述の保持剤４としては、炭化水素系油剤、環状炭化水素系油剤、或いは、フッ化炭素系油剤が望ましく、また、それらの一部に、不飽和炭化水素、芳香環構造、水酸基、或いは、アミン系構造を有しても良い。
さらには、上述の条件に叶う保持剤４としては、アミン塩或いはリチウム塩がある。
【００２７】
また、保持剤４の付着厚さは、ナノサイズ粒子３の単粒子膜厚の３倍を超えないことが望ましく、３倍を超えると潤滑層の薄膜としての構造が不安定になるために、より好適にはナノサイズ粒子３の単粒子膜厚の２倍を超えないことが望まれる。
【００２８】
また、保持剤４の付着厚さの下限としては、ナノサイズ粒子３の単粒子膜厚の１／２以上であることが望ましく、ナノサイズ粒子３の単粒子膜厚の１／２未満の場合には保持剤４がナノサイズ粒子３を充分に濡らすことが困難になる。
【００２９】
また、本発明は、磁気ヘッドを備えたヘッドスライダにおいて、ヘッドスライダの表面の少なくとも一部に固体潤滑性を有する材質からなる平均粒径が０．５３ｎｍ乃至１．０５ｎｍのナノサイズ粒子３とナノサイズ粒子３を含有する保持剤４からなる潤滑層２を有することを特徴とする。
【００３０】
ヘッドスライダにおいても、ナノサイズ粒子３とナノサイズ粒子３を含有する保持剤４からなる潤滑層２を用いることによって、ナノサイズ粒子３を下地層となる最表面１に「固着」させない形態で使用することができ、その際に保持剤４はナノサイズ粒子３の脱離を防止する機能を有する。
【００３１】
なお、この場合のナノサイズ粒子３及び保持剤４の組成や、表面自由エネルギーの関係、或いは、膜厚等は上述の磁気記録媒体の場合と同じである。
【００３２】
また、上述の磁気記録媒体及び上述のヘッドスライダの少なくとも一方を搭載にすることによって、高記録密度化に対応した信頼性の高い磁気記録装置、特に、コンタクト型の磁気記録装置を実現することができる。
なお、本発明における「磁気記録装置」は、磁気ディスク装置に限られるものではなく、磁気テープ装置も含むものである。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、薄膜保持剤を利用しているので、物理吸着現象を利用した方法となり、従来のフラーレン分子を用いた固体潤滑剤に比べてフラーレン分子の転動性が著しく改善され、その結果、フラーレン分子のベアリング効果が効果的に発揮される。
【００３４】
一方、フラーレン分子の摩耗、即ち、分子の破壊に起因する磁気記録装置の劣化やヘッド汚れなどを効果的に抑制することができ、それによって、磁気ディスク装置をはじめとする磁気記録装置の信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明は、非磁性基板上に下地層、中間層等を介して磁気記録層を設け、その上にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボ）膜等のカーボン膜を保護膜として設けた磁気記録媒体の最表面である保護膜の表面に、固体潤滑性を有する材質からなるとともに平均粒径が０．５３ｎｍ（Ｃ６０の単分子膜厚の０．７５倍）乃至１．０５ｎｍ（Ｃ６０の単分子膜厚の１．５倍）のナノサイズ粒子、典型的には、フラーレンの分子或いはフラーレン誘導体の分子のいずれかを含有する保持剤からなる潤滑層を設けたものである。
【００３６】
この場合のフラーレンとしてはＣ６０が典型的なものであるが、純粋なＣ６０である必要はなく、Ｃ７０等の他のフラーレンを個数比で１０％未満含んでいても良いものである。
また、フラーレン誘導体の分子としては、フラーレンの分子に水素或いはアルキル基等が結合した分子、或いは、フラーレンの分子の内部に金属原子を含有した分子が挙げられる。                                                                            
【００３７】
また、フラーレンは複数のフラーレンが単軸方向に重合した重合フラーレンでも良く、さらには、フラーレンではなく、カーボンナノチューブを用いても良く、これらの場合には、ボールベアリングとしてではなく、ローラベアリング的に作用する。
【００３８】
なお、潤滑層を構成するナノサイズ粒子及び保持剤を構成する有機物質分子のいずれもが、磁気記録媒体の表面の少なくとも一部に付着していることが、ナノサイズ粒子の転動性のために重要になる。
【００３９】
また、ナノサイズ粒子の表面自由エネルギーをγN 、保持剤の表面自由エネルギーをγR 、潤滑層の下地層の表面自由エネルギーをγS とした場合、
γN ≦γR ＜γS 
の関係を満たすようにし、特に、ナノサイズ粒子３がフラーレン分子である場合、その表面自由エネルギーをγN は４０ｍＮ／ｍ程度と推定されるので、
４０ｍＮ／ｍ≦γR ＜γS 
の関係を満たすようにする。
なお、各表面自由エネルギーは、上述のＦｏｗｋｅｅ式から求めるものである。
【００４０】
また、保持剤としては、炭化水素系油剤、環状炭化水素系油剤、或いは、フッ化炭素系油剤が望ましい。
この場合、炭化水素系油剤としては、典型的にはステアリン酸誘導体、ラウリルアルコール誘導体、環状炭化水素系油剤としては、典型的には多環縮合ナフテン誘導体、ＭＡＣ（ｍｕｌｔｉｐｌｙ  ａｌｋｙｌａｔｅｄ  ｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｎｅ）誘導体、フッ化炭素系油剤としては、典型的にはパーフルオロアルカン誘導体、パーフルオロポリエーテル誘導体が挙げられる。誘導体分子中には水酸基やアミノ基が複数個含まれるような化学構造が好ましい。
【００４１】
また、炭化水素系油剤、環状炭化水素系油剤、或いは、フッ化炭素系油剤それらの一部に不飽和炭化水素、芳香環構造、水酸基、或いは、アミン系構造を有しても良い。
この場合、不飽和炭化水素を含んだものとしては、典型的にはオレイン酸誘導体、オレイルアミン誘導体、硫化オレフィン誘導体、芳香環構造を含んだものとしては、典型的にはベンゾチオヘン誘導体、カルバゾール誘導体、水酸基を含んだものとしては、典型的にはグリコール誘導体、グリセロール誘導体、アミン系構造を含んだものとしては、典型的にはエチレンジアミン誘導体、アニリン誘導体が挙げられる。
【００４２】
さらには、保持剤としては、アミン塩、典型的にはりん酸ジラウリルアルキルアミン塩誘導体、パルミチン酸アルキルアミン誘導体或いはリチウム塩、典型的にはステアリン酸リチウム塩誘導体、アジピン酸リチウム塩誘導体を用いても良いものである。
【００４３】
また、保持剤の付着厚さｔR は、ナノサイズ粒子の単粒子膜厚をｔc とした場合、
ｔc ／２≦ｔR ≦３ｔc 
とすることが望ましく、より好適には、                                              ｔc ／２≦ｔR ≦２ｔc 
とすることが望ましく、ナノサイズ粒子がＣ６０の場合にはｔc ≒０．７ｎｍとなる。
【００４４】
また、磁気ヘッドを備えたヘッドスライダとしても、ヘッドスライダの表面の少なくとも一部に固体潤滑性を有する材質からなる平均粒径が０．５３ｎｍ乃至１．０５ｎｍのナノサイズ粒子を含有する保持剤からなる潤滑層を設けたものである。
なお、この場合のナノサイズ粒子及び保持剤の組成や、表面自由エネルギーの関係、或いは、膜厚等は上述の磁気記録媒体の場合と同じである。
【００４５】
また、画像・音声・数値・文字などのデータを保存し、かつ／または、検索し、かつ／または、出力することを目的とし、データを保存するための磁気記録媒体と、磁気記録媒体に信号を磁気的に書込み、また、読み出すための磁気ヘッドと、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して位置決めするためのヘッドスライダと、ヘッドスライダを磁気記録媒体の所定の位置まで送り位置決めするためのアクチュエータと、アクチュエータを駆動するための制御回路と、情報信号を磁気ヘッドを用いて書込み、また、読み出すための信号処理回路を備えた磁気記憶装置としては、磁気記録媒体として、固体潤滑性を有する材質からなるナノサイズ粒子を含有する保持剤からなる潤滑層をその表面の一部に付着した磁気記録媒体を搭載し、ヘッドスライダとして固体潤滑性を有する材質からなるナノサイズ粒子を含有する保持剤からなる潤滑層をその表面の一部に付着したヘッドスライダを搭載したものである。
【実施例１】
【００４６】
ここで、図２及び図３を参照して、本発明の実施例１の磁気ディスクを説明する。
図２参照  
まず、ガラス基板１１上にＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、厚さが５〜１０ｎｍのＴａ下地層１２、厚さが、例えば、２００ｎｍのＣｏＺｒＮｂ裏打層１３、厚さが、例えば、１５ｎｍのＲｕ中間層１４、及び、厚さが、例えば、１５ｎｍのＣｏＣｒＰｔ磁気記録層１５を順次堆積させる。
【００４７】
次いで、Ｎ2 ガスを混入した雰囲気ガス中でプラズマＣＶＤを行うことによって厚さが、例えば、４ｎｍのＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）からなる保護膜１６を堆積させる。
この時の保護膜１６の表面自由エネルギーγS は例えば、６２ｍＮ／ｍであり、プラズマＣＶＤ中の雰囲気におけるＮ濃度やプラズマ出力を制御することによって表面自由エネルギーを任意に制御することができる。
なお、Ｎ濃度が増加すると表面エネルギーが増大し、また、プラズマ出力を増大すると表面エネルギーはやはり増大する。
【００４８】
次いで、フラーレン分子１８と保持剤１９との混合物を保護膜１６上に塗布して潤滑層１７を、保持剤１９の付着厚さをｔR 、フラーレン分子１８の単粒子膜厚をｔc とした場合、
ｔc ／２≦ｔR ≦３ｔc 
より好適には、
ｔc ／２≦ｔR ≦２ｔc 
の厚さに形成する。
【００４９】
この場合のｔR の下限（ｔc ／２）は、保持剤１９がフラーレン分子１８を充分に濡らすための条件であり、また、ｔR の上限（３ｔc ）は、フラーレン分子１８の少なくとも一部が保持剤１９の液面から出て、相手面、典型的にはヘッドスライダの表面に接触できるようにするための条件である。
なお、ｔR が３ｔc を超えると、フラーレン分子１８が４層構造となる場合があり膜構造が不安定になるとともに、磁気記録層と磁気ヘッドとの間隔が大きくなりすぎる。
【００５０】
この実施例１の場合、フラーレン分子１８としてはＣ６０を用いるが、このＣ６０の単粒子膜厚ｔc はｔc ≒０．７ｎｍとなるので、保持剤１９の付着厚さｔR を０．３５ｎｍ〜２．１ｎｍ、例えば、０．６ｎｍ程度とすることによって、本発明の実施例１の磁気ディスク１０の基本構成が完成する。
また、ここでは、保持剤１９として、フッ化炭素系潤滑剤の一種であり表面自由エネルギーγR が４７．０ｍＮ／ｍのテトラオール〔Ｚ−ｔｅｔｒａｏｌ（フォンブリン社製商品名）〕を用いる。
なお、各膜の塗布厚さは、例えばＦＴＩＲ装置により測定する。
【００５１】
この場合、Ｃ６０の表面自由エネルギーγF はほぼ同じ分子構造を有するグラファイトのＣ面と同じであると推定されるので、ここでは４０ｍＮ／ｍとする。
したがって、フラーレン分子１８、保持剤１９、及び、保護膜１６の表面自由エネルギーの関係は、
γF （＝４０ｍＮ／ｍ）＜γR （＝４２ｍＮ／ｍ）＜γS （＝６２ｍＮ／ｍ）
となる。
なお、表面自由エネルギーは、純水を保護膜１６の表面に滴下した場合の接触角で評価する。
【００５２】
このような関係において、γR ＜γS であるので、保持剤１９が、保護膜１６の表面上に薄く濡れ拡がり、且つ、γF ＜γR であるのでＣ６０同士が凝集することがないので保持剤１９中にフラーレン分子１８が分散した状態で、薄膜状の潤滑層１７として形成される。
【００５３】
その結果、フラーレン分子１８が摺動面間に安定して存在することになるので、フラーレン分子１８のもつベアリング効果を充分に得ることができ、低摩擦・低摩耗が実現される。
また、γF ＜γR であるのでＣ６０同士が凝集してクラスターを形成することがなく、また、摩擦振動も発生しないのでコンタクト方式に好適となる。
【００５４】
なお、実施例１の効果の確認のために、表面自由エネルギーの関係が異なる５つの比較例を説明する。
（比較例１）
比較例１においては、保護膜として実施例１と成膜条件を変えてγS ＝４２ｍＮ／ｍのＤＬＣ膜を用い、保持剤としてフッ化炭素系潤滑剤の一種であり表面自由エネルギーγR が２７．４ｍＮ／ｍのＡＭ３００１（アウジモント社製商品名）を用いる。
この場合、フラーレン分子、保持剤及び保護膜の表面自由エネルギーの関係は、
γR （＝２７．４ｍＮ／ｍ）≪γF （＝４０ｍＮ／ｍ）＜γS （＝４２ｍＮ／ｍ）
となる。
【００５５】
ここで、γR ≪γF であるので、フラーレン分子１８の保持剤１９に対する濡れ性が低く、フラーレン分子１８同士が凝集しやすく、クラスターを形成したりするので、その結果、フラーレン分子のもつベアリング効果を効果的に得ることができず、振動を伴う高摩擦・高摩耗となる。
【００５６】
この振動は、フラーレン分子１８同士の凝集により形成され、偏在する、フラーレン分子１８のクラスターに、ヘッドスライダが不定期に乗り上げることにより発生する。
また、フラーレン分子１８同士の凝集・クラスターの形成により、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間の磁気的隙間の低減が妨げられる作用があるために、コンタクト方式には不適当な組合せとなる。
【００５７】
（比較例２）
比較例２においては、保護膜として実施例１と成膜条件を変えてγS ＝４２ｍＮ／ｍのＤＬＣ膜を用い、保持剤としてフッ化炭素系潤滑剤の一種であるＺ−ｄｏｌ（フォンブリン社製商品名）とＺ−ｔｅｔｒａｏｌ（フォンブリン社製商品名）と容量比で１：１に混合した混合保持剤を用いる。
【００５８】
この場合、フラーレン分子、保持剤及び保護膜の表面自由エネルギーの関係は、
γR （＝３８．５ｍＮ／ｍ）≒γF （＝４０ｍＮ／ｍ）＜γS （＝４２ｍＮ／ｍ）
となる。
この場合、γR ≒γF であるが、程度の差こそあれ、比較例１と同様の傾向になる。
【００５９】
（比較例３）
比較例３においては、保護膜として実施例１と成膜条件を変えてγS ＝４２ｍＮ／ｍのＤＬＣ膜を用い、保持剤として実施例１と同じＺ−ｔｅｔｒａｏｌ（フォンブリン社製商品名）を用いる。
この場合、フラーレン分子、保持剤及び保護膜の表面自由エネルギーの関係は、
γF （＝４０ｍＮ／ｍ）＜γS （＝４２ｍＮ／ｍ）＜γR （＝４７．０ｍＮ／ｍ）
となる。
【００６０】
ここで、γR ＞γS の関係になるので、即ち、保持剤１９の表面自由エネルギーγR が保護膜１６の表面の表面自由エネルギーγS より大きくなるので、保持剤１９の保護膜１６に対する濡れ性が悪くなるので保持剤１９が局所的に凝集しやすくなり、保持剤１９が保護膜１６の表面上を薄く濡れ拡がることができない。
【００６１】
その結果、フラーレン分子１８のもつベアリング効果を効果的に得ることができず、激しい振動を伴う高摩擦かつ高摩耗となる。
これは、保持剤１９が保護膜１６の表面上をまだらに覆う形となるために、局所的に摩擦の高い箇所と摩擦の低い箇所が発生し、その結果、ヘッドスライダが激しい摩擦振動を発生してしまうためである。
【００６２】
また、この激しい振動に派生して、ヘッドスライダの姿勢も振動的に変化してしまうため、結果的に磁気ヘッドと磁気記録媒体間の磁気的隙間の低減を妨げる作用をもってしまうために、この組合せもコンタクト記録には不適当になる。
【００６３】
（比較例４）
比較例４においては、保護膜として実施例１と同じγS ＝６２ｍＮ／ｍのＤＬＣ膜を用い、保持剤として比較例１と同じＡＭ３００１（アウジモント社製商品名）を用いる。
この場合、フラーレン分子、保持剤及び保護膜の表面自由エネルギーの関係は、
γR （＝２７．４ｍＮ／ｍ）≪γF （＝４０ｍＮ／ｍ）≪γS （＝６２ｍＮ／ｍ）
となる。
【００６４】
ここでは、γR ≪γF の関係になるので、フラーレン分子１８同士の凝集が発生してフラーレン分子１８のもつベアリング効果が得られなくなる。
【００６５】
（比較例５）
比較例５においては、保護膜として実施例１と同じγS ＝６２ｍＮ／ｍのＤＬＣ膜を用い、保持剤として実施例２と同じＺ−ｄｏｌ（フォンブリン社製商品名）とＺ−ｔｅｔｒａｏｌ（フォンブリン社製商品名）と容量比で１：１に混合した混合保持剤を用いる。
【００６６】
この場合、フラーレン分子、保持剤及び保護膜の表面自由エネルギーの関係は、
γR （＝３８．５ｍＮ／ｍ）≒γF （＝４０ｍＮ／ｍ）＜γS （＝６２ｍＮ／ｍ）
となる。
この場合、γR ≒γF であり、比較例２と同様に、程度の差こそあれ比較例１と同様の傾向になる。
【００６７】
図３参照  
図３は以上の比較結果を纏めたものであり、比較結果からは、フラーレン分子、保持剤及び保護膜の表面自由エネルギーの間に、
γF ＜γR ＜γS 
の関係を有することが重要であることが分かる。
なお、実施例１を含めて比較例１乃至比較例５に用いた保持剤は全てフッ化炭素系潤滑剤であり、これらは末端官能基の違いにより、表面自由エネルギーの大きさを調整することができる。
【００６８】
以上、説明したように、本発明の実施例１においては、フラーレン分子、保持剤及び保護膜の表面自由エネルギーの間に、
γF ＜γR ＜γS 
の関係を満たすようなフラーレン分子を保持剤中に分散した潤滑剤を用いて潤滑層を形成するので、フラーレン分子の有するベアリング効果を効果的に発揮することができ、コンタクト方式の磁気ディスク装置において、潤滑層の劣化を抑制して磁気ディスク装置の劣化・ヘッド汚れ等を防止することができる。
【実施例２】
【００６９】
次に、図４を参照して、本発明の実施例２のヘッドスライダを説明するが、ここでは、低浮上性或いはほとんど浮上しないヘッドスライダとして説明する。
図４参照  
図４の上図は本発明の実施例２のヘッドスライダのＡＢＳ（Ａｉｒ  Ｂｅａｒ  Ｓｕｒｆａｃｅ）面の概略的平面図であり、ヘッドスライダ２０は、例えば、１ｍｍ×１．２５ｍｍのサイズでＡｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ（ＡｌＴｉＣ）からなるスライダ本体部２１の流入側にステップ部２２を介して正圧パッド２３を設けているとともに、流出側にも正圧を発生させるセンターパッド２４とその両側にサイドレール２５，２６を設けている。
なお、正圧パッド２３及びセンターパッド２４の高さは同一である。
また、センターパッド２４の後端部には溝部２８が設けられており、この溝部２８に磁気ヘッドが設けられている。
【００７０】
また、正圧パッド２３より例えば、０．１９５μｍ低いステップ部２２は中央部において正圧パッド２３より例えば３．６μｍ低い深溝部２７によって「コ」字型になっており、流入端側で正圧を与えるきっかけを作り、また、「コ」字型部で負圧を作っている。
以上のパッド配置で低浮上を図っている。
【００７１】
また、図４の下図は上図におけるＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った流出側端部近傍の要部概略的断面図であり、スライダ本体部２１の流出側端部には、Ａｌ2 Ｏ3 膜３１、下部磁気シールド層３２、下部ギャップ層３３、磁気抵抗効果素子３４、上部ギャップ層３５、上部磁気シールド層３６、Ａｌ2 Ｏ3 膜３７、主磁極３８、層間絶縁膜３９、ライトコイル４０、補助磁極４１、及び、Ａｌ2 Ｏ3 膜４２からなる薄膜磁気ヘッドが設けられている。
【００７２】
また、正圧パッド２３及びセンターパッド２４の表面と、薄膜磁気ヘッドの端面にはＤＬＣ膜からなる保護膜４３が設けられている。
なお、この時の保護膜４３の表面自由エネルギーγH は例えば、６２ｍＮ／ｍとする。
【００７３】
この様な構成のヘッドスライダ２０を、上述の実施例１と全く同様のフラーレン分子１８と保持剤１９分散させた溶媒溶液中に浸漬したのち引き上げるＤｉｐ法によりヘッドスライダ２０の表面にフラーレン分子１８を含む潤滑層４４を形成する。
なお、保持剤１９として実施例１と同様にＺ−ｔｅｔｒａｏｌ（フォンブリン社製商品名）を用いる。
この時、ＤＬＣ膜からなる保護膜４３が設けられていない領域においては、溶媒溶液が付着せず、したがって、フラーレン分子１８を含む潤滑層４４が形成されない。
【００７４】
また、この場合のフラーレン分子１８の密度は１．５ｇ／ｃｍ3 程度であるので溶液の比重を１．３〜２．１ｇ／ｃｍ3 にすることで、フラーレン分子１８の溶液中に対する分散性を高めることができ、均一な塗布状態を実現できる。
なお、フッ素系溶媒は一般的に密度が１より大きいので、分散溶液として他の有機溶媒、例えば、メタノールやイソプロピルアルコールと混合すれば溶媒の密度を小さくする方向に、必要に応じて調整ができる。
【００７５】
この場合も、保持剤１９の付着厚さをｔR は、フラーレン分子１８の単粒子膜厚をｔc とした場合、
ｔc ／２≦ｔR ≦３ｔc 
より好適には、
ｔc ／２≦ｔR ≦２ｔc 
の厚さに形成する。
【００７６】
また、この場合のフラーレン分子１８、保持剤１９、及び、保護膜４３の表面自由エネルギー（γH ）の関係は、
γF （＝４０ｍＮ／ｍ）＜γR （＝４２ｍＮ／ｍ）＜γH （＝６２ｍＮ／ｍ）
となるので、上記の実施例１と  全く同様に保持剤１９が、ヘッドスライダの最表面である保護膜４３の表面上に薄く濡れ拡がり、且つ、γF ＜γR であるのでＣ６０同士が凝集することがないので保持剤１９中にフラーレン分子１８が分散した状態で、薄膜状の潤滑層４４として形成され、その結果、フラーレン分子１８のベアリング効果が効率的に発揮されることになる。
【実施例３】
【００７７】
次に、図５を参照して、本発明の実施例３の磁気ディスク装置を説明する。
図５参照  
図５は、本発明の実施例３の磁気ディスク装置の概念的平面図であり、実施例１のフラーレン分子を含む潤滑層を設けた磁気ディスク１０は、スピンドルモータ５１の回転軸に取り付けられるとともに、ディスククランプリング５２によって固定される。
【００７８】
また、ヘッドアーム５３の先端部にはサスペンション５４を介して上記の実施例２のフラーレン分子を含む潤滑層を設けた磁気ヘッドスライダ２０が取付けられており、磁気ディスク１０の放射方向にシーク動作を行う。
【００７９】
以上、本発明の各実施例を説明したが、本発明は各実施例に示した構成、条件、数値に限られるものではなく、各種の変更が可能であり、例えば、上記の実施例１においては潤滑層を塗布法により形成しているが、上記の実施例２のようにＤｉｐ法で形成しても良いものである。
また、逆に、上記の実施例２においては、潤滑層をＤｉｐ法によって形成しているが、上記の実施例１と同様に塗布法によって形成しても良いものである。
【００８０】
また、上記の実施例２においては、潤滑層をＤｉｐ法によって形成する際に、メタノール等の有機溶媒を用いて分散性を高めているが、有機溶媒を用いずに、ホモジェナイザーを用い、外力により分散させても良いものである。
【００８１】
また、上記の実施例３においては、磁気ディスク及びヘッドスライダとして表面の少なくとも一部がフラーレン分子を含有する潤滑層で被覆された磁気ディスク及びヘッドスライダを用いているが、このような構成は必須ではなく、磁気ディスク或いはヘッドスライダの少なくとも一方がフラーレン分子を含有する潤滑層で被覆されていれば良い。
【００８２】
ここで、再び図１を参照して、改めて、本発明の詳細な特徴を説明する。
再び、図１参照  
（付記１）  最表面１の少なくとも一部に、固体潤滑性を有する材質からなる平均粒径が０．５３ｎｍ乃至１．０５ｎｍのナノサイズ粒子３と前記をナノサイズ粒子３を含有する保持剤４からなる潤滑層２を有することを特徴とする磁気記録媒体。
（付記２）  上記ナノサイズ粒子３が、フラーレンの分子或いはフラーレン誘導体の分子のいずれかであることを特徴とする付記１記載の磁気記録媒体。
（付記３）  上記潤滑層２を構成する上記ナノサイズ粒子３及び保持剤４を構成する有機物質分子の双方が、上記磁気記録媒体の表面の少なくとも一部に付着していることを特徴とする付記１または２に記載の磁気記録媒体。
（付記４）  上記ナノサイズ粒子３のＦｏｗｋｅｅ式から求めた表面自由エネルギーをγN 、上記保持剤４のＦｏｗｋｅｅ式から求めた表面自由エネルギーをγR 、上記潤滑層２の下地層のＦｏｗｋｅｅ式から求めた表面自由エネルギーをγS とした場合、  γN ≦γR ＜γS 
の関係を有することを特徴とする付記１乃至３のいずれか１に記載の磁気記録媒体。
（付記５）  上記保持剤４のＦｏｗｋｅｅ式から求めた表面自由エネルギーをγR 、上記潤滑層２の下地層のＦｏｗｋｅｅ式から求めた表面自由エネルギーをγS とした場合、  ４０ｍＮ／ｍ≦γR ＜γS 
の関係を有することを特徴とする付記１乃至３のいずれか１に記載の磁気記録媒体。
（付記６）  上記保持剤４が、炭化水素系油剤であることを特徴とする付記１乃至５のいずれか１に記載の磁気記録媒体。
（付記７）  上記保持剤４が、環状炭化水素系油剤であることを特徴とする付記１乃至５のいずれか１に記載の磁気記録媒体。
（付記８）  上記保持剤４が、フッ化炭素系油剤であることを特徴とする付記１乃至５のいずれか１に記載の磁気記録媒体。
（付記９）  上記保持剤４が、その一部に不飽和炭化水素を有することを特徴とする付記６乃至８のいずれか１に記載の磁気記録媒体。
（付記１０）  上記保持剤４が、その一部に芳香環構造を有することを特徴とする付記６乃至９のいずれか１に記載の磁気記録媒体。
（付記１１）  上記保持剤４が、その一部に水酸基を有することを特徴とする付記６乃至９のいずれか１に記載の磁気記録媒体。
（付記１２）  上記保持剤４が、その一部にアミン系構造を有することを特徴とする付記６乃至９のいずれか１に記載の磁気記録媒体。
（付記１３）  上記保持剤４が、アミン塩であることを特徴とする付記６乃至９のいずれか１に記載の磁気記録媒体。
（付記１４）  上記保持剤４が、リチウム塩であることを特徴とする付記６乃至９のいずれか１に記載の磁気記録媒体。
（付記１５）  上記保持剤４の付着厚さが、上記ナノサイズ粒子３の単粒子膜厚の３倍を超えないことを特徴とする付記１乃至付記１４のいずれか１に記載の磁気記録媒体。
（付記１６）  上記保持剤４の付着厚さが、上記ナノサイズ粒子３の単粒子膜厚の２倍を超えないことを特徴とする付記１５記載の磁気記録媒体。
（付記１７）  上記保持剤４の付着厚さが、上記ナノサイズ粒子３の単粒子膜厚の１／２以上であることを特徴とする付記１乃至付記１６のいずれか１に記載の磁気記録媒体。
（付記１８）  磁気ヘッドを備えたヘッドスライダであって、前記ヘッドスライダの表面の少なくとも一部に固体潤滑性を有する材質からなる平均粒径が０．５３ｎｍ乃至１．０５ｎｍのナノサイズ粒子３と前記ナノサイズ粒子３を含有する保持剤４からなる潤滑層２を有することを特徴とするヘッドスライダ。
（付記１９）  上記ナノサイズ粒子３が、フラーレンの分子或いはフラーレン誘導体の分子のいずれかであることを特徴とする付記１８記載のヘッドスライダ。
（付記２０）  上記潤滑層２を構成する上記ナノサイズ粒子３及び保持剤４を構成する有機物質分子の双方が、上記ヘッドスライダの表面の少なくとも一部に付着していることを特徴とする付記１８または１９に記載のヘッドスライダ。
（付記２１）  上記ナノサイズ粒子３のＦｏｗｋｅｅ式から求めた表面自由エネルギーをγN 、上記保持剤４のＦｏｗｋｅｅ式から求めた表面自由エネルギーをγR 、上記ヘッドスライダの表面のＦｏｗｋｅｅ式から求めた表面自由エネルギーをγH とした場合、
γN ≦γR ＜γH 
の関係を有することを特徴とする付記１８乃至２０のいずれか１に記載のヘッドスライダ。
（付記２２）  上記保持剤４のＦｏｗｋｅｅ式から求めた表面自由エネルギーをγR 、上記ヘッドスライダの表面のＦｏｗｋｅｅ式から求めた表面自由エネルギーをγH とした場合、
４０ｍＮ／ｍ≦γR ＜γH 
の関係を有することを特徴とする付記１８乃至２０のいずれか１に記載のヘッドスライダ。
（付記２３）  上記保持剤４が、炭化水素系油剤であることを特徴とする付記１８乃至２２のいずれか１に記載のヘッドスライダ。
（付記２４）  上記保持剤４が、環状炭化水素系油剤であることを特徴とする付記１８乃至２２のいずれか１に記載のヘッドスライダ。
（付記２５）  上記保持剤４が、フッ化炭素系油剤であることを特徴とする付記１８乃至２２のいずれか１に記載のヘッドスライダ。
（付記２６）  上記保持剤４が、その一部に不飽和炭化水素を有することを特徴とする付記２３乃至２５のいずれか１に記載のヘッドスライダ。
（付記２７）  上記保持剤４が、その一部に芳香環構造を有することを特徴とする付記２３乃至２６のいずれか１に記載のヘッドスライダ。
（付記２８）  上記保持剤４が、その一部に水酸基を有することを特徴とする付記２３乃至２６のいずれか１に記載のヘッドスライダ。
（付記２９）  上記保持剤４が、その一部にアミン系構造を有することを特徴とする付記２３乃至２６のいずれか１に記載のヘッドスライダ。
（付記３０）  上記保持剤４が、アミン塩であることを特徴とする付記２３乃至２６のいずれか１に記載のヘッドスライダ。
（付記３１）  上記保持剤４が、リチウム塩であることを特徴とする付記２３乃至２６のいずれか１に記載のヘッドスライダ。
（付記３２）  上記保持剤４の付着厚さが、上記ナノサイズ粒子３の単粒子膜厚の３倍を超えないことを特徴とする付記１８乃至付記３１のいずれか１に記載のヘッドスライダ。
（付記３３）  上記保持剤４の付着厚さが、上記ナノサイズ粒子３の単粒子膜厚の２倍を超えないことを特徴とする付記３２記載のヘッドスライダ。
（付記３４）  上記保持剤４の付着厚さが、上記ナノサイズ粒子３の単粒子膜厚の１／２以上であることを特徴とする付記１８乃至付記３３のいずれか１に記載のヘッドスライダ。
（付記３５）  付記１乃至付記１７のいずれか１に記載の磁気記録媒体を搭載したことを特徴とする磁気記録装置。
（付記３６）  付記１８乃至付記３４のいずれか１に記載のヘッドスライダタを搭載したことを特徴とする磁気記録装置。
（付記３７）  付記１乃至付記１７のいずれか１に記載の磁気記録媒体と付記１８乃至付記３４のいずれか１に記載のヘッドスライダタを搭載したことを特徴とする磁気記録装置。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明の活用例としては、高記録密度化に対応する垂直磁気記録型の磁気ディスク装置に搭載する磁気ディスク媒体及びヘッドスライダの潤滑剤層が典型的なものであるが、面内磁化を利用した面内磁気記録型の磁気ディスク装置に搭載する磁気ディスク媒体及びヘッドスライダにも適用されるものであり、さらには、磁気テープ装置に搭載する磁気テープ或いは磁気ヘッドの潤滑剤層にも適用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の実施例１の磁気ディスクの概略的要部断面図である。
【図３】フラーレン分子、保持剤及び保護膜の表面自由エネルギーの関係の説明図である。
【図４】本発明の実施例２のヘッドスライダの説明図である。
【図５】本発明の実施例３の磁気ディスク装置の概念的平面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１  最表面
２  潤滑層
３  ナノサイズ粒子
４  保持剤
５  保持剤の分子
１０  磁気ディスク
１１  ガラス基板
１２  Ｔａ下地層
１３  ＣｏＺｒＮｂ裏打層
１４  Ｒｕ中間層
１５  ＣｏＣｒＰｔ磁気記録層
１６  保護膜
１７  潤滑層
１８  フラーレン分子
１９  保持剤
２０  ヘッドスライダ
２１  スライダ本体部
２２  ステップ部
２３  正圧パッド
２４  センターパッド
２５  サイドレール
２６  サイドレール
２７  深溝部
２８  溝部
３１  Ａｌ2 Ｏ3 膜
３２  下部磁気シールド層
３３  下部ギャップ層
３４  磁気抵抗効果素子
３５  上部ギャップ層
３６  上部磁気シールド層
３７  Ａｌ2 Ｏ3 膜
３８  主磁極
３９  層間絶縁膜
４０  ライトコイル
４１  補助磁極
４２  Ａｌ2 Ｏ3 膜
４３  保護膜
４４  潤滑層
５１  スピンドルモータ
５２  ディスククランプリング
５３  ヘッドアーム
５４  サスペンション
【図１】
2008140445.tif 000004
【図２】
2008140445.tif 000005
【図３】
2008140445.tif 000006
【図４】
2008140445.tif 000007
【図５】
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