(57)【要約】【課題】高密度記録用の媒体に微細な磁化パターンを効率よく形成する方法を提供し、より高密度な記録が可能な磁気記録媒体及び磁気記録装置を短時間かつ安価に提供する。【解決手段】磁性層を有してなる磁気記録媒体に対し、第１の外部磁界を印加し磁性層を所望の方向に均一に磁化したのち、磁性層を局所的に加熱すると同時に第２の外部磁界を印加し加熱部を該所望の方向とは逆向きに磁化することにより磁化パターンを形成する方法であって、第２の外部磁界がパルス状の磁界成分を有する磁化パターン形成方法。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性層を有してなる磁気記録媒体に対し、第１の外部磁界を印加し磁性層を所望の方向に均一に磁化したのち、磁性層を局所的に加熱すると同時に第２の外部磁界を印加し加熱部を該所望の方向とは逆向きに磁化することにより磁化パターンを形成する方法であって、
第２の外部磁界がパルス状の磁界成分を有することを特徴とする磁化パターン形成方法。
【請求項２】
前記第２外部磁界のパルス状磁界成分のパルス幅が１００ｍｓｅｃ以下である、請求項１に記載の磁化パターン形成方法。
【請求項３】
前記第２外部磁界のパルス状磁界成分のパルス幅が１０ｍｓｅｃ以下である、請求項１に記載の磁化パターン形成方法。
【請求項４】
エネルギー線により磁性層を局所的に加熱する、請求項１乃至３のいずれかに記載の磁化パターン形成方法。
【請求項５】
前記エネルギー線がマスクを介して磁性層に照射される、請求項４に記載の磁化パターン形成方法。
【請求項６】
前記マスクが前記磁気記録媒体の少なくとも一部と接触した状態でエネルギー線が照射される、請求項５に記載の磁化パターン形成方法。
【請求項７】
前記エネルギー線がパルス状エネルギー線である、請求項４乃至６のいずれかに記載の磁化パターン形成方法。
【請求項８】
前記パルス状エネルギー線の照射周期に対して、前記第２外部磁界のパルス幅が１／２倍以下である、請求項７に記載の磁化パターン形成方法。
【請求項９】
前記パルス状エネルギー線のパルス幅が１μｓｅｃ以下である、請求項７又は８に記載の磁化パターン形成方法。
【請求項１０】
前記媒体がディスク状磁気記録媒体であり、第１及び第２の外部磁界の方向が媒体の周方向、半径方向または板面に対して垂直方向であり、かつ第１及び第２の外部磁界の方向が互いに逆である、請求項１乃至９のいずれかに記載の磁化パターン形成方法。
【請求項１１】
前記媒体の全面に同時に第２の外部磁界を印加し、磁化パターンを形成する請求項１乃至１０のいずれかに記載の磁化パターン形成方法。
【請求項１２】
前記媒体が直径が２．５インチ以下のディスク状磁気記録媒体である、請求項１１に記載の磁化パターン形成方法。
【請求項１３】
前記第２外部磁界の最大強度が磁気記録媒体の室温での静的な保磁力の２／３以上である、請求項１乃至１２のいずれかに記載の磁化パターン形成方法。
【請求項１４】
前記媒体は磁性層を少なくとも２層有してなる、請求項１乃至１３のいずれかに記載の磁化パターン形成方法。
【請求項１５】
前記第２の外部磁界の印加が、少なくとも電磁石により行われる、請求項１乃至１４のいずれかに記載の磁化パターン形成方法。
【請求項１６】
前記第２の外部磁界の印加が、永久磁石又は電磁石による静磁界の印加と電磁石によるパルス状磁界印加の組合せにより行われる、請求項１５に記載の磁化パターン形成方法。
【請求項１７】
前記永久磁石による磁界の強度が、磁気記録媒体の室温での静的な保磁力より小さい、請求項１６に記載の磁化パターン形成方法。
【請求項１８】
前記永久磁石による磁界の強度が、磁気記録媒体の加熱部における核発生磁界Ｈｎより小さい、請求項１６に記載の磁化パターン形成方法。
【請求項１９】
磁化パターンが、記録再生用磁気ヘッドの制御用情報を持つ制御用パターンである、請求項１乃至１８のいずれかに記載の磁化パターン形成方法。
【請求項２０】
制御用パターンが、記録再生用磁気ヘッドの位置制御を行うためのサーボパターン又はサーボパターン記録用の基準パターンを含む、請求項１９に記載の磁化パターン形成方法。
【請求項２１】
前記媒体が面内磁気記録媒体であって、該磁性層の片側又は両側に導電コイルを磁性層と平行に配し、該導電コイルに電流をパルス状に印加することにより前記第２の外部磁界が印加される、請求項１５乃至１８のいずれかに記載の磁化パターン形成方法。
【請求項２２】
前記媒体が面内磁気記録媒体であって、前記磁性層の片側に導電コイルを磁性層と平行に配し、逆側に導体板を磁性層と平行に配し、該導電コイルに電流をパルス状に印加することにより前記第２の外部磁界が印加される、請求項１５乃至１８のいずれかに記載の磁化パターン形成方法。
【請求項２３】
前記媒体が垂直磁気記録媒体であって、該磁性層の両側に導電コイルを磁性層と平行に配し、該導電コイルに電流をパルス状に印加することにより前記第２の外部磁界が印加される、請求項１５乃至１８のいずれかに記載の磁化パターン形成方法。
【請求項２４】
前記媒体が中心孔を有するディスク状垂直磁気記録媒体であって、該中心孔を貫通させつつ該媒体の垂直方向に導電体を配し、該導電体に電流を流すことにより、前記第２の外部磁界が該媒体の円周方向に印加される、請求項１１又は１２に記載の磁化パターン形成方法。
【請求項２５】
前記磁性層の加熱部の加熱温度が磁性層のキュリー温度以下である、請求項１乃至２４のいずれかに記載の磁化パターン形成方法。
【請求項２６】
前記磁気記録媒体が磁性層の上に潤滑層を有する磁気記録媒体であって、前記磁性層の加熱部の加熱温度が、前記潤滑層の熱分解温度以下である、請求項１乃至２５のいずれかに記載の磁化パターン形成方法。
【請求項２７】
前記第２外部磁界の最大強度が、下記（１）及び（２）を満たす、請求項１乃至２６のいずれかに記載の磁化パターン形成方法。
（１）前記第２の外部磁界を印加された際に磁性層の室温領域が所望の方向の磁化を保持し、その大きさが飽和磁化の０．７０倍以上であり、
（２）前記第２の外部磁界を印加することにより磁性層の加熱部が前記所望の方向とは逆向きに磁化され、その大きさが飽和磁化の０．７０倍以上である。
【請求項２８】
請求項１乃至２７のいずれかに記載の磁化パターン形成方法により磁化パターンが形成されてなることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２９】
請求項１乃至２８のいずれかに記載の磁化パターン形成方法により磁化パターンが形成されてなる磁気記録媒体と、磁気記録媒体を記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対移動させる手段と、磁気ヘッドへの記録信号入力と磁気ヘッドからの再生信号出力を行うための記録再生信号処理手段を有することを特徴とする磁気記録装置。
【請求項３０】
磁気記録媒体を前記装置に組みこんだ後、前記磁化パターンを磁気ヘッドにより再生し信号を得、前記信号を基準としてサーボバースト信号を磁気ヘッドにより記録してなる、請求項２９に記載の磁気記録装置。
【請求項３１】
基板上に磁性層、保護層及び潤滑層を順次有し、磁性層に磁化パターンが形成されてなる磁気記録媒体の製造方法であって、基板上に磁性層及び保護層を成膜する工程と、保護層上に潤滑層を形成する工程と、第１の外部磁界を印加し磁性層を所望の方向に均一に磁化したのち、磁性層を局所的に加熱すると同時にパルス状磁界成分を有する第２の外部磁界を印加し加熱部を該所望の方向とは逆向きに磁化することにより磁化パターンを形成する工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３２】
前記磁化パターンが、記録再生用磁気ヘッドの制御用情報を持つ制御用パターンである、請求項３１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３３】
請求項３１又は３２に記載の製造方法により製造されてなることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項３４】
請求項３１又は３２に記載の方法により製造されてなる磁気記録媒体と、磁気記録媒体を記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対移動させる手段と、磁気ヘッドへの記録信号入力と磁気ヘッドからの再生信号出力を行うための記録再生信号処理手段を有することを特徴とする磁気記録装置。
【請求項３５】
磁気記録媒体を前記装置に組みこんだ後、前記磁化パターンを磁気ヘッドにより再生し信号を得、前記信号を基準としてサーボバースト信号を磁気ヘッドにより記録してなる、請求項３４に記載の磁気記録装置。
【請求項３６】
磁気記録媒体に磁化パターンを形成する装置であって、
磁気記録媒体を保持する手段と、エネルギー線を出射するエネルギー線源と、エネルギー線源より出射したエネルギー線を前記磁気記録媒体に投影照射する投影手段と、前記磁気記録媒体に磁界を印加するための磁界発生手段とを有してなり、
前記磁界発生手段がパルス状の磁界成分を有する磁界を発生させることができることを特徴とする磁化パターン形成装置。
【請求項３７】
前記エネルギー線源と磁気記録媒体の間に、エネルギー線の強度分布を、形成すべき磁化パターンに応じて変化させるマスクを備えてなる、請求項３６に記載の磁化パターン形成装置。
【請求項３８】
前記磁界発生手段が電磁石を有する請求項３６又は３７に記載の磁化パターン形成装置。
【請求項３９】
前記磁界発生手段が永久磁石と電磁石の組み合わせからなる請求項３８に記載の磁化パターン形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録装置に用いられる磁気記録媒体の磁化パターン形成方法及び製造方法、磁化パターン形成装置、磁気記録媒体、並びに磁気記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置（ハードディスクドライブ）に代表される磁気記録装置はコンピュータなどの情報処理装置の外部記憶装置として広く用いられ、近年は動画像の録画装置やセットトップボックスのための記録装置としても使用されつつある。
磁気ディスク装置は、通常、１枚或いは複数枚の磁気ディスクと記録再生用ヘッドとを内蔵する。記録再生用ヘッドは通常浮上型ヘッドで、磁気ディスク上を一定の浮上量で移動するように設けられる。また、浮上型ヘッドの他に媒体との距離をより縮めるために、コンタクトヘッド（接触型ヘッド）の使用も提案されている。
【０００３】
磁気ディスクなどの磁気記録媒体は、一般に、アルミニウム合金基板などの表面にＮｉＰ層、金属下地層、磁性層（記録層）、保護層、潤滑層などが順次積層されてなる。あるいは、ガラス基板などの表面に金属下地層、磁性層（記録層）、保護層、潤滑層などが順次積層されてなる。また、磁気記録媒体には面内磁気記録媒体と垂直磁気記録媒体とがある。面内磁気記録媒体は、通常、長手記録が行われる。
磁気ディスクの高密度化は年々その速度を増しており、これを実現する技術として例えば情報記録トラックの間隔を狭くしてトラック数を増加させることが試みられている。例えば１００Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ２を実現するには、トラック密度は１００ｋｔｐｉ以上が必要とされる。
【０００４】
各トラックには、記録再生用磁気ヘッドの位置制御や同期制御を行うための制御用パターンが形成されており、トラックの間隔を狭めると磁気ヘッドの位置制御に用いる磁化パターン（以下、「サーボパターン」と言うことがある。）もディスクの半径方向に対して密に、すなわちより多く設けて精密な制御を行えるようにしなければならない。
また、データ記録に用いる以外の領域、即ちサーボパターンに用いる領域や該サーボ領域とデータ記録領域の間のギャップ部を小さくしてデータ記録領域を広くし、データ記録容量を上げたいとの要請も大きい。このためにはサーボパターンの出力を上げたり同期精度を上げる必要がある。
【０００５】
従来はドライブ（磁気記録装置）のヘッドアクチュエータ近傍に穴を開け、その部分にエンコーダ付きのピンを挿入し、該ピンでアクチュエータを係合し、ヘッドを正確な位置に駆動してサーボパターンを記録する方法が広く用いられていた。しかし、位置決め機構とアクチュエータの重心が異なる位置にあるため高精度のトラック位置制御ができず、サーボパターンを正確に記録するのが困難であった。
一方、レーザビームを磁気ディスクに照射してディスク表面を局所的に変形させ物理的な凹凸を形成することで、凹凸サーボパターンを形成する技術も提案されている。しかし、凹凸により浮上ヘッドが不安定となり記録再生に悪影響を及ぼす、凹凸を形成するために大きなパワーをもつレーザビームを用いる必要がありコストがかかる、凹凸を１ずつ形成するために時間がかかる、といった問題があった。
【０００６】
このため新しいサーボパターン形成法が提案されている。
一例は、高保磁力の磁性層を持つマスターディスクにサーボパターンを形成し、マスターディスクを磁気ディスクに密着させるとともに、外部から補助磁界をかけて磁化パターンを転写する方法である（ＵＳＰ５，９９１，１０４号）。
【０００７】
他の例は、磁気ディスクを予め一方向に磁化しておき、マスターディスクに高透磁率で低保磁力の軟磁性層などをパターニングし、マスターディスクを磁気ディスクに密着させるとともに外部磁界をかける方法である。軟磁性層がシールドとして働き、シールドされていない領域に磁化パターンが転写される（ＵＳＰ３、８６９、７１１号、ＥＰ９１５４５６号、”Ｒｅａｄｂａｃｋ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｎｏｖｅｌ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｃｏｎｔａｃｔ　Ｄｕｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｉｇｎａｌｓ　ｗｉｔｈ　Ｈｉｇｈ　Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ　Ｄｅｎｓｉｔｙ　ＦＤ”（Ｓｕｇｉｔａ，Ｒ　ｅｔ．ａｌ，　Ｄｉｇｅｓｔ　ｏｆ　ＩｎｔｅｒＭａｇ　２０００，　ＧＰ−０６，　ＩＥＥＥ発行）参照）。
本技術はマスターディスクを用い、強力な磁界によって磁化パターンを磁気ディスクに形成している。
【０００８】
一般に磁界の強度は距離に依存するので、磁界によって磁化パターンを記録する際には、漏れ磁界によってパターン境界が不明瞭になりやすい。そこで、漏れ磁界を最小にするためにマスターディスクと磁気ディスクを密着させることが不可欠である。そしてパターンが微細になるほど、隙間なく完全に密着させる必要があり、通常、両者は真空吸着などにより圧着される。
また、磁気ディスクの保磁力が高くなるほど転写に用いる磁界も大きくなり、漏れ磁界も大きくなるため、更に完全に密着させる必要がある。
【０００９】
従って上記技術は、保磁力の低い磁気ディスクや圧着しやすい可撓性のフロッピー（登録商標）ディスクには適用しやすいが、硬質基板を用いた、高密度記録用の保磁力が３０００Ｏｅ以上もあるような磁気ディスクへの適用が非常に難しい。即ち、硬質基板の磁気ディスクは、密着の際に微小なゴミ等を挟み込み磁気ディスクに欠陥が生じたり、或いは高価なマスターディスクを痛めてしまう恐れがあった。特にガラス基板の場合、ゴミの挟み込みで密着が不十分になり磁気転写できなかったり、磁気ディスクにクラックが発生したりするという問題があった。
【００１０】
これに対して、特願２０００−１３４６０８号及び特願２０００−１３４６１１号の明細書に記載された技術は、局所加熱と外部磁界印加を組み合わせて磁気記録媒体に磁化パターンを形成する。例えば、媒体を予め一方向に磁化しておき、パターニングされたマスクを介してパルス状エネルギー線等を照射し局所的に加熱し、該加熱領域の保磁力を下げつつ外部磁界を印加し、加熱領域に外部磁界による記録を行い、磁化パターンを形成する。
本技術によれば、加熱により保磁力を下げているので比較的弱い外部磁界で記録ができる。そして、記録される領域が加熱領域に限定され、加熱領域以外には磁界が印加されても記録されないので、媒体にマスク等を密着させなくても明瞭な磁化パターンが記録できる。このため圧着によって媒体やマスクを傷つけることなく、媒体の欠陥を増加させることもない。また、本技術では従来作りにくかった斜めの磁化パターンも良好に形成できる。
このように本技術は、各種の微細な磁化パターンを効率よく精度よく形成でき、しかも媒体やマスクを傷つけることなく媒体の欠陥を増加させることもない優れた技術である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近の磁気記録媒体は、高密度で記録されるため１つ１つの記録磁区が小さく、熱や磁界の変化などによって意図しない反転が起こりやすく、記録安定性が低下する傾向にある。
これを防ぐためには記録層の結晶粒子を小さくし媒体を高保磁力化、高Ｓ／Ｎ化する必要がある。しかし結晶粒子を小さくすると動的な保磁力が大きくなる傾向がある。
また最近、磁区の熱安定性を高めるためにＡＦＣ（Ａｎｔｉ−Ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｃｏｕｐｌｅｄ）媒体が提案されている。数オングストローム厚のＲｕ層等を介して２層以上の磁性層（主磁性層と下引き磁性層）を積層し、Ｒｕ層の上下で磁気的にカップリングさせて主磁性層の熱的安定性を高めた媒体である。この媒体は見かけ上の保磁力が大きくなり、磁化の反転には大きな磁界が必要となる。
一般に保磁力と呼ばれているのは、数十秒単位の長い時間に亘って磁界を掃引した場合に描かれるＢ−Ｈループ（ヒステリシスループ）から測定される保磁力であって、静的保磁力のことである。一方、動的保磁力とは、磁気ヘッドの走査で与えられるようなごく短時間の磁界の掃引に対しての保磁力であって、通常、磁界強度を１秒以下の短時間で変化させたときの保磁力を指す。
一般に動的保磁力は静的保磁力より大きい。また動的保磁力は、その磁界を変化させる時間幅によって大きく異なり、時間幅が短いほど大きな値を示す。例えば通常、磁界を１秒印加したときの動的保磁力より、磁界を１００ミリ秒印加したときの動的保磁力は大きい。
【００１２】
前述のごとく、高密度化には高Ｓ／Ｎ化が必須であるため、これからの高密度磁気記録媒体の動的保磁力は大きくならざるを得ず、例えば記録密度が３０〜４０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ２クラスの媒体では、動的保磁力が静的保磁力の２倍以上に達する。こうした媒体は、磁気ヘッドで書き込む場合でも書き込み能力の高いヘッドが必要である。
【００１３】
そして、このような媒体は前述の磁化パターン形成技術において、パルス状エネルギー線で磁性層を数十ナノ秒の非常に短い時間だけ加熱しつつ磁化する場合には、動的保磁力が支配的に関与する。つまり、加熱時の静的保磁力以上の磁界を印加しても、磁界強度が不十分で、十分な信号出力を持った磁化パターンが形成できないことがある。そこで加熱時の動的保磁力に打ち勝って磁化できる外部磁界を印加する必要がある。
特に、マスクと媒体の距離が均一でないなどの理由で、媒体上に非同心円状の干渉縞が生ずる様な場合、同心円上において光が強めあう明るい領域と光が弱め合う暗い領域とが生じ、暗い領域では磁性層の保磁力が下がりきらず、磁化するために必要な外部磁界がより大きくなる。
しかし、永久磁石など常に磁力を発生する磁石によって、大きい外部磁界を印加すると、加熱領域以外までも磁化してしまう虞が大きくなり、所望の磁化パターンが得られなかったり、事前に一様に磁化した領域にノイズが発生したり、一旦形成した磁化パターンを消去してしまったりする可能性があった。
そこで本発明は、局所加熱と外部磁界印加を組み合わせて磁気記録媒体に磁化パターンを形成する技術において、動的保磁力の高い媒体についてより有効な外部磁界の印加方法を提供する。ひいては、さらに高密度記録用の媒体やＡＦＣ媒体等にも微細な磁化パターンを効率よく形成する方法及び装置を提供し、より高密度な記録が可能な磁気記録媒体及び磁気記録装置を短時間かつ安価に提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の要旨は、磁性層を有してなる磁気記録媒体に対し、第１の外部磁界を印加し磁性層を所望の方向に均一に磁化したのち、磁性層を局所的に加熱すると同時に第２の外部磁界を印加し加熱部を該所望の方向とは逆向きに磁化することにより磁化パターンを形成する方法であって、第２の外部磁界がパルス状の磁界成分を有することを特徴とする磁化パターン形成方法に存する。
本発明の第２の要旨は、前記の磁化パターン形成方法により磁化パターンが形成されてなることを特徴とする磁気記録媒体に存する。
【００１５】
本発明の第３の要旨は、前記の磁化パターン形成方法により磁化パターンが形成されてなる磁気記録媒体と、磁気記録媒体を記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対移動させる手段と、磁気ヘッドへの記録信号入力と磁気ヘッドからの再生信号出力を行うための記録再生信号処理手段を有することを特徴とする磁気記録装置に存する。
本発明の第４の要旨は、基板上に磁性層、保護層及び潤滑層を順次有し、磁性層に磁化パターンが形成されてなる磁気記録媒体の製造方法であって、基板上に磁性層及び保護層を成膜する工程と、保護層上に潤滑層を形成する工程と、第１の外部磁界を印加し磁性層を所望の方向に均一に磁化したのち、磁性層を局所的に加熱すると同時にパルス状磁界成分を有する第２の外部磁界を印加し加熱部を該所望の方向とは逆向きに磁化することにより磁化パターンを形成する工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法に存する。
【００１６】
本発明の第５の要旨は、前記の製造方法により製造されてなることを特徴とする磁気記録媒体に存する。
本発明の第６の要旨は、前記の方法により製造されてなる磁気記録媒体と、磁気記録媒体を記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対移動させる手段と、磁気ヘッドへの記録信号入力と磁気ヘッドからの再生信号出力を行うための記録再生信号処理手段を有することを特徴とする磁気記録装置に存する。
本発明の第７の要旨は、磁気記録媒体に磁化パターンを形成する装置であって、磁気記録媒体を保持する手段と、エネルギー線を出射するエネルギー線源と、エネルギー線源より出射したエネルギー線を前記磁気記録媒体に投影照射する投影手段と、前記磁気記録媒体に磁界を印加するための磁界発生手段とを有してなり、前記磁界発生手段がパルス状の磁界成分を有する磁界を発生させることができることを特徴とする磁化パターン形成装置に存する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明では、磁性層を有してなる磁気記録媒体に対し、第１の外部磁界を印加し磁性層を所望の方向に均一に磁化したのち、磁性層を局所的に加熱すると同時に第２の外部磁界を印加し加熱部を該所望の方向とは逆向きに磁化することにより磁化パターンを形成する技術において、パルス状の磁界成分を有する第２の外部磁界を印加することを特徴とする。つまり第２外部磁界において、大きな磁界をごく短時間、動的に与える。
これにより、動的保磁力の大きい媒体について、静的保磁力に近いか或いはそれより大きな磁界を印加できる。大きな磁界を与えても短時間であるため加熱領域以外には影響を与えることなく加熱時の動的保磁力に打ち勝つ外部磁界を印加でき、良好な磁化パターンを形成することができる。
【００１８】
動的保磁力は静的保磁力よりもかなり大きいので、加熱された領域で動的保磁力が比較的小さくなったとしても、依然として周囲の非加熱領域の静的保磁力より大きい場合がある。この場合、動的保磁力に打ち勝つ第２外部磁界を常時（静的に）印加すると、非加熱領域までもが磁化されてしまうのである。
これに対して本発明によれば、パルス状磁界成分を有する第２の外部磁界を印加するので、譬え室温の静的保磁力より大きい磁界であっても、周囲の非加熱領域に影響を与えることがない。かつ加熱領域は加熱時間中に十分大きな磁界が印加できるので良好に磁化することができる。事前に一様に磁化した領域にノイズが発生したり、一旦形成した磁化パターンを消去してしまったりすることが無い。
そして、高密度記録に用いられる動的保磁力の大きい媒体にも微細な磁化パターンを効率よく形成できる。
【００１９】
また本法によれば、所望の磁化パターンが正確に形成され、ノイズの発生が抑えられ、しかも再生信号出力が高く、従ってＳ／Ｎ、Ｃ／Ｎの高い優れた高密度記録用磁気記録媒体が得られる。
本発明によれば、譬え干渉縞が生じ、磁性層の保磁力が下がりきらない暗い領域ができても、それに打ち勝つ強い外部磁界を印加することができるので、そのような領域でも十分な再生信号出力を持った磁化パターンを形成でき、従来のようなモジュレーションの悪化（増加）が抑えられる。
更に、従来、媒体上に干渉縞が生ずると、暗い領域は磁性層の保磁力が下がりきらず、磁化パターンの形成が不十分となるため、再生信号出力が高い領域と低い領域ができてしまい、モジュレーションが悪化する傾向があった。
ここで、モジュレーション（Ｍｏｄ）とは、同一パターン領域の平均再生信号出力をＴＡＡ（トータルアベレージアンプリチュード）、その領域内の最大値と最小値をそれぞれ、ＡＭＰｍａｘ、ＡＭＰｍｉｎとしたとき、Ｍｏｄ＝（ＡＭＰｍａｘ−ＡＭＰｍｉｎ）／ＴＡＡ×１００で表される。ただし、ＴＡＡ、ＡＭＰｍａｘ、ＡＭＰｍｉｎ共にピークｔｏピークの値である。モジュレーションの値は、サーボトラッキング精度を考え、好ましくは３０％以下、更に好ましくは２０％以下である。
本発明についてより詳細に説明する。
まず、本発明の、局所加熱と外部磁界印加を組み合わせて磁気記録媒体に磁化パターンを形成する技術について説明する。
本発明の磁化パターン形成方法においては、第１の外部磁界を印加し磁性層を予め所望の方向に均一に磁化したのち、磁性層を局所的に加熱すると同時にパルス状磁界成分を有する第２の外部磁界を印加し加熱部を該所望の方向とは逆方向に磁化して磁化パターンを形成する。これにより、互いに逆向きの磁区が明りょうに形成されるので、信号強度が強くＣ／Ｎ及びＳ／Ｎが良好な磁化パターンが得られる。
なお、本発明において局所的に加熱するとは、磁気記録媒体の磁性層全体を加熱するのではなく、磁気記録媒体の磁性層の一部分を加熱することを言う。
【００２０】
まず、磁気記録媒体に強い第１外部磁界を印加して、磁性層全体を所望の磁化方向に均一に磁化する。第１外部磁界を印加する手段は、磁気ヘッドを用いてもよいし、電磁石または永久磁石を、所望の磁化方向に磁界が生じるよう配置して用いてもよい。更にそれら手段を組み合わせて使用してもよい。
なお、所望の磁化方向とは、磁化容易軸が面内方向にある媒体の場合には、データの記録／再生ヘッドの走行方向（媒体とヘッドの相対移動方向）と同一又は逆方向であり、磁化容易軸が面内方向に垂直にある場合には、垂直方向のいずれか（上向き、下向き）である。従ってそのように磁化されるように、第１外部磁界を印加する。
【００２１】
また、磁性層全体を所望の方向に均一に磁化するとは、磁性層の全部をほぼ同一方向に磁化することを言うが、厳密に全部ではなく、少なくとも磁化パターンを形成すべき領域が同一方向に磁化されていればよい。
第１外部磁界の強さは磁気記録媒体の保磁力に合わせて設定すればよいが、磁性層の室温での静的な保磁力の２倍以上の磁界によって磁化することが好ましい。これより弱いと磁化が不十分となる可能性がある。ただし、通常、磁界印加に用いる着磁装置の能力上、磁性層の室温での静的な保磁力の５倍以下程度である。室温とは例えば２５℃である。また磁気記録媒体の保磁力は、磁性層（記録層）の保磁力とほぼ同じである。
【００２２】
局所加熱については、磁性層の動的な保磁力の低下が見られる温度まで加熱できればよいが、例えば磁性層の磁化消失温度、キュリー温度近傍まで加熱することができる。好ましくは１００℃以上に加熱する。加熱温度が１００℃未満で外部磁界の影響を受ける磁性層は、室温での磁区の安定性が低い傾向がある。
ただし、加熱温度は所望の保磁力の低下が得られる範囲で低いことが望ましい。加熱温度が高すぎると加熱したい領域以外への熱拡散が起こりやすく、パターンがぼやけてしまう虞がある。また、磁性層が変形してしまう可能性がある。更に、通常、磁気記録媒体の表面には潤滑剤からなる潤滑層が形成されており、加熱による潤滑剤の劣化等の悪影響を防止するためにも、加熱温度は低いほど好ましい。加熱により潤滑剤が分解などの劣化を起こしたり気化して減少したりする虞があるほか、特に近接露光の場合には気化した潤滑剤がマスク等に付着する虞もある。従って加熱温度はできるだけ低いことが望ましく、またこうすることにより本発明の磁化パターン形成法を、潤滑層を備えた磁気記録媒体に工業的に適用することが可能となる。
このため加熱温度は磁性層のキュリー温度以下とするのが好ましい。
また、磁気記録媒体に設けられた潤滑層の熱分解による悪影響を考慮して、加熱温度は潤滑層の熱分解温度以下とするのが好ましい。よって、エネルギー線の照射による潤滑層の加熱温度は２５０℃程度に抑えておくのが好ましい。なお、潤滑層の熱分解温度とは、潤滑層に含まれるいずれか一つの成分が、エネルギー線からの熱を原因として変性を起こす最も低い温度のことを言う。
本発明によれば第２外部磁界の最大強度を大きくできるため、このような比較的低い温度での磁化パターン形成に非常に適している。
加熱と同時に印加する第２の外部磁界の方向は、一般に、第１外部磁界と逆方向である。
第２外部磁界はパルス状磁界成分のみであってもよく、パルス状磁界成分と静磁界成分の組合せであってもよい。例えば前者では、電磁石などでパルス状磁界を発生する。例えば後者では、永久磁石または電磁石によって、ある程度の大きさの静磁界を与えておいて、それ以上の磁界を電磁石でパルス状に印加する。後者では、パルス状磁界成分と静磁界成分の合計を第２外部磁界の強度とする。
或いはパルス状磁界は、常時磁界を発生する磁石を短時間のみ磁気記録媒体に接近させる方式によって印加することもできる。例えば、磁気記録媒体の一部に永久磁石によって磁界を印加しつつ、媒体を所定以上の速度で回転させればよい。
また、以下では第２外部磁界のパルス状磁界成分のパルス幅を、単に第２外部磁界のパルス幅と称する。ここで、磁界のパルス幅とは半値幅を指す。
【００２３】
第２外部磁界の最大強度は、強いほど磁化パターンが形成しやすく、磁気記録媒体の磁性層の特性によって異なるが、室温の静的保磁力の２／３以上であることが望ましい。あまり弱いと加熱領域が良好に磁化されない虞がある。さらに好ましくは室温の静的保磁力の３／４以上である。室温の静的保磁力より強い磁界をかけてもよい。
ただし磁性層の室温での動的保磁力より小さい磁界とする。第２外部磁界がこれより大きいと、非加熱領域の磁化に影響を与えてしまうからである。なお、第２外部磁界のパルス幅を短くするほど印加できる磁界の上限値が大きくなる。動的保磁力の値は磁界の印加時間によって変化し、第２外部磁界のパルス幅を短くするほど磁性層の室温での動的保磁力が大きくなるからである。
なお本発明において、磁界強度の値Ｈ（Ｏｅ）は磁束密度の値Ｂ（Ｇａｕｓｓ）でそのまま代用できる。一般にＢ＝μＨ（ただし、μは透磁率を表す）の関係があるが、通常磁化パターンの形成は空気中で行われるため、透磁率は１であって、Ｂ＝Ｈの関係が成り立つからである。
ここで局所加熱の温度と加熱時間、及び第２外部磁界の最大強度と印加時間との関係について図を用いて説明する。図７の上図は、磁性層の室温における飽和磁化曲線、下図は同磁性層の加熱領域の温度における飽和磁化曲線の模式図であり、横軸は外部磁界強度Ｈ、縦軸はその時の磁性層の磁化Ｍである。
このとき第２外部磁界の最大強度の好ましい範囲は、図に示した範囲である。すなわち上図から、第２外部磁界の最大強度は、室温にある磁性層が減磁（磁化が弱くなること）を起こしたり逆方向に磁化されない程度（室温にある磁性層の磁化がＭｈ１以上を保つ程度）に弱くなければならない。ただし下図から、加熱領域の温度にある磁性層が逆方向に磁化される程度（加熱領域の温度にある磁性層の磁化がＭｈ２より負方向に大きくなる程度）に強くなければならない。
飽和磁化をＭｓとすると、Ｍｈ１は０．７０Ｍｓ以上であるのが好ましく、より好ましくは０．８５Ｍｓ以上である。その原理から上限はＭｓに制限される。一方Ｍｈ２は−０．７０Ｍｓ以下であるのが好ましく、より好ましくは−０．８５Ｍｓ以下である。その原理から下限は−Ｍｓに制限される。
図８は減磁または逆方向磁化されるに必要な磁界強度の、処理時間との関係を表す片対数グラフである。上側のグラフはいわゆる室温特性を示し、室温で磁性層が減磁を起こしてしまう磁界強度が磁界印加時間（処理時間）により変化することを模式的に示している。磁界印加時間が短いほど、磁性層が減磁を起こすに必要な磁界強度は大きくなる。
下側のグラフはいわゆる加熱温度特性を示し、加熱領域の温度における磁性層が逆方向に磁化されるために必要な磁界強度が、加熱時間（処理時間）により変化することを模式的に示している。つまり加熱時間（処理時間）が長くなるほど加熱領域の温度が高くなり、保磁力が低下するので、逆方向磁化に必要な磁界強度は小さくなる。
この図から、加熱時間と第２の外部磁界印加時間が決まれば、第２の外部磁界の最大強度の好ましい範囲が決まる（図８のｍｉｎとｍａｘの間）。
【００２４】
第２外部磁界のパルス幅は通常１００ｍｓｅｃ以下とする。好ましくは１０ｍｓｅｃ以下とする。第２外部磁界のパルス幅を短くするほど印加できる磁界の上限値が大きくなる。動的保磁力の値は磁界の印加時間によって変化し、第２外部磁界のパルス幅を短くするほど磁性層の室温での動的保磁力が大きくなるからである。より好ましくは１ｍｓｅｃ以下とする。
【００２５】
ただし好ましくは１０ｎｓｅｃ以上とする。あまり短いとそれだけ動的保磁力が大きくなるため、加熱領域を磁化するために必要な第２外部磁界が大きくなってしまう。また、磁界の大きさにもよるが、電磁石の特性上磁界の立上がり、立下がりには時間を要するので、パルス幅を短くするのには限界がある。より好ましくは１００ｎｓｅｃ以上とする。ここで、磁界のパルス幅は半値幅を指す。
局所加熱にパルス状エネルギー線を使用する場合は、第２外部磁界のパルス幅はパルス状エネルギー線のパルス幅以上とする。これ以下であると、局所加熱中に磁界が変化してしまうので磁化パターンが良好に形成されないためである。
またパルス状エネルギー線とパルス状の第２外部磁界を同期させ、同時に印加するのが好ましい。この様に印加することにより、エネルギー線で加熱され、一旦保磁力の低下した領域が冷却され保磁力が回復する前に、効果的に逆方向磁化に必要な磁界を印加することができるからである。
通常、エネルギー線のパルス幅より磁界のパルス幅のほうが長いと考えられるため、磁界パルスを印加中にエネルギー線パルスを印加すればよい。中でも第２外部磁界のパルスを印加し、磁界が最大になる前、または最大になる時にエネルギー線パルスを印加するのがより効果的で好ましい。但し、エネルギー線パルス印加があまり早いと、磁界パルスが最大強度になる前に加熱領域の温度が下がり、保磁力が回復してしまう虞があるため、エネルギー線の照射時と磁界が最大になる時の時間差が３０μｓｅｃ以下であるのが好ましい。最も好ましくは、第２外部磁界のパルスを印加し、磁界が最大になるところでエネルギー線のパルスが印加されるよう制御する。
さらに、磁界が最大になる時とエネルギー線の照射による照射領域の温度が最も高くなる時が同時であると好ましい。
一つの磁気記録媒体に対して、複数回にわたりエネルギー線パルスを照射して磁化パターン形成を行う場合には、エネルギー線パルスの照射周期に対して、第２外部磁界のパルス幅は通常１／２倍以下が好ましい。より好ましくは１／１０倍以下、さらに好ましくは１／１００倍以下とする。
この様な関係を満たすことにより、印加できる第２外部磁界の強度に余裕を持たせることが出来、加熱領域以外の領域に影響を与えることなくより強い磁界が印加でき、良好に磁化パターンを形成することが出来るからである。図８を用いて説明する。
図８は前述したように、減磁または逆方向磁化されるに必要な磁界強度の、処理時間との関係を表す片対数グラフである。例えばエネルギー線の照射周期を１００ｍｓｅｃとした時、印加する第２外部磁界のパルス幅を同じ１００ｍｓｅｃで印加した場合には、印加できる第２外部磁界の強さの範囲（マージン）は約１／３目盛分しかない。しかし、エネルギー照射周期の１／１００倍のパルス幅である１ｍｓｅｃの第２外部磁界を印加した場合には、印加できる第２外部磁界の強さの範囲（マージン）は約１目盛分に広がる。これにより、第２外部磁界の強さに多少の誤差が生じても、非加熱領域の磁化方向に影響を与える虞が少なく、安定して良好な磁化パターンの形成を行うことが出来る。
【００２６】
本発明は、動的保磁力を高めた磁気記録媒体やＡＦＣ媒体に適用すると特に効果が高い。
例えば、記録用の磁性層とともに熱的に安定性を保つための安定化磁性層を有する、２層の磁性層を備えた磁気記録媒体が挙げられる。安定化磁性層が記録用磁性層の瞬時の磁化反転を抑えるように働くため、動的保磁力が高く、従来法では磁化パターンが形成しにくい。このような媒体に静的保磁力近傍或いはそれ以上の外部磁界を、パルス状に与えると良好な磁化パターンが形成できる。
本発明は、記録再生用磁気ヘッドを制御するための制御用情報を持つ磁化パターンの形成に好適である。例えばヘッドの位置に対応した信号を発生するパターンである。
【００２７】
制御用情報は、その情報を用いて磁気ヘッドなどの記録再生手段を制御するものであるが、例えば、磁気ヘッドをデータトラックに位置決めするためのサーボ情報や、媒体上での磁気ヘッドの位置を示すアドレス情報、磁気ヘッドによる記録再生速度を制御するための同期情報などが含まれる。或いは、サーボ情報を後で書込むための、基準情報も含まれる。
これら制御用磁化パターンは高精度で形成される必要があり、特にサーボパターンは、データトラックの位置制御用パターンであるため、サーボパターンの精度が悪いとヘッドの位置制御も粗くなるため、サーボパターン以上に高い位置精度をもったデータパターンは理論的に記録できず、従って媒体の記録密度が高くなるほどサーボパターンは高精度に形成される必要がある。
【００２８】
本発明では精度の高いサーボパターン又は基準パターンが得られるため、特にトラック密度が４０ｋＴＰＩ以上であるような高密度記録用の磁気記録媒体に適用すると効果が高い。
第２の外部磁界についてより詳しく説明する。
媒体がディスク形状である場合、外部磁界の印加方向は、周方向、半径方向、板面に垂直方向のいずれかをとるのが好ましい。
第２外部磁界は例えば電磁石によってパルス状に印加することができる。また、永久磁石と電磁石を組み合わせてもよい。ある程度の磁界を永久磁石で常に（静的に）印加しつつ、それに加えて電磁石でパルス状の磁界を印加するのである。インダクタンスの小さな空芯コイルを用いると、パルス幅を狭くでき磁界印加時間を短くできるため好ましい。また、永久磁石のかわりに他のヨーク型などの電磁石を用いてもよい。
【００２９】
前者に比べて後者はパルス状に印加する磁界を小さくすることができる。一般に電磁石は磁界が大きくなるほどパルス幅を短くすることが困難になるので、後者ではそれだけパルス幅を短くしやすい。
また、第２外部磁界が静磁界とパルス状磁界の組み合わせの場合は、静磁界の磁界強度を磁性層の室温での静的保磁力より小さくする。好ましくは静的保磁力の２／３以下とし、より好ましくは１／２倍以下とする。あまり大きいと、形成した磁化パターンに影響を与えてしまい出力が落ちるだけでなく、モジュレーションが悪化する。下限は特にないが、あまり弱いと静磁界を用いる意味が小さくなるので、例えば磁性層の室温での静的保磁力の１／８以上とする。
ここで、特に断らない限り、本願においては磁界の強度は符号を付けない絶対値で論じている。ところで、一方向に磁化された領域に逆方向に外部磁界をかけ、ゼロからだんだん強くしていくと、徐々に反転磁区が形成され始める。最初に反転磁区が発生する外部磁界強度を核発生磁界（強度）Ｈｎと言う。Ｂ−Ｈループにおいては、このＨｎは屈曲点（ＢｅｎｄｉｎｇＰｏｉｎｔ）として示される。
図７においては、均一磁化方向をプラス、反転磁化方向をマイナスと表したときに、第２外部磁界印加方向はマイナスで表される。この時、図７のごとく、核発生磁界Ｈｎがマイナス側にある磁気記録媒体に対しては、静磁界はマイナス方向かつ磁界強度（絶対値）を核発生磁界Ｈｎより小さくするのが好ましい。静磁界が核発生磁界Ｈｎより小さい強度であれば、予め均一化された磁化方向に影響を与えないため、より精度良く磁化パターンの形成ができる。
逆も同様である。均一磁化方向をマイナス、反転磁化方向をプラスで表したときに、第２外部磁界印加方向はプラスで表される。このとき核発生磁界Ｈｎがプラス側にある媒体に対しては、静磁界はプラス方向かつ、磁界強度（絶対値）を核発生磁界Ｈｎ（絶対値）より小さくするのが好ましい。
また、本実施形態では第２外部磁界の強度は、静磁界とパルス状磁界の和であるから、静磁界の強度を決定すれば、磁化反転に必要なパルス状磁界の強度も同時に決定できる。
電磁石は必要な強度のパルス状磁界を発生できる範囲で、パワーを最小限に設計するのが好ましい。これにより、磁化反転に必要な強度のパルス状磁界を発生できる電磁石の大きさを決定でき、電磁石のインダクタンスを必要最小限に抑えることができるため、パルス幅を短くすることができる。電磁石の最大強度とインダクタンスは関連し、最大強度が小さいほどインダクタンスが小さくなる。従って、より短いパルス幅の磁界を発生できるようになる。磁界のパルス幅が短いと、加熱と同時に磁界を印加した際に熱伝導で加熱部が不必要に広がってしまう前に、パルス状磁界印加を終了できるので、所望通りのパターンが得られやすい。ひいてはより微細な磁化パターンを正確に形成できる利点がある。
ここで、磁気記録媒体の角形比が良いほど、核発生磁界Ｈｎが相対的に大きいので、印加可能な静磁界も大きい。従って、磁化反転に必要な第２外部磁界に対する静磁界の強度を大きくできるため、それだけパルス状磁界の強度を小さく抑えることができる。即ち、よりパワーの小さな電磁石で済むため、パルス幅をより短くでき、更に微細な磁化パターンの形成が可能となる。微細な磁化パターンを形成する上で、好ましくは、角形比が０．８以上の磁気記録媒体であり、さらに好ましくは０．９以上の磁気記録媒体である。一般に垂直磁気記録媒体は角形比が良く、本目的に適している。
【００３０】
永久磁石としては、高密度記録に適した高保磁力媒体を効率よく磁化するためには、フェライト磁石、ネオジム系希土類磁石、サマリウムコバルト系希土類磁石などの永久磁石が好適である。
永久磁石の端部では磁界強度が弱くなってしまう為、永久磁石の端部に鉄等の強磁性体からなるチップなどをつけたり、永久磁石端部の形状を変化させるなどすることも好ましい。これにより、永久磁石端部付近の磁界強度を強めることができ、装置の構造上永久磁石の端部付近を使って磁化パターンの形成を行うような場合でも、パターン形成領域全域にわたって、印加する磁界の強度を均一にすることができる。
第２の外部磁界は、外部磁界も該加熱された広い領域に亘って印加することで、複数の磁化パターンを一度に形成することができる。
局所加熱が磁気記録媒体全面に一度に行える場合は、加熱と同時に第２の外部磁界も媒体全面に印加し磁化パターンを形成することが望ましい。これにより、より短時間での磁化パターン形成が可能となり大きくコストを削減できる。また、磁界を媒体の一部分にのみ印加するには、それ以外の領域への磁界が及ばないよう磁石配置を工夫したり特定の手段を講じることが多いが、全面に印加する場合はその必要がない。なおかつ、回転機構或いは移動機構が不要となるので、装置構成も簡単になり磁気記録媒体が安価に得られる。
例えば、媒体が直径が２．５インチ以下の小径のディスク状磁気記録媒体であると、簡単な配置や手段によってディスク全面へのエネルギー線照射、磁界印加が行え好ましい。より好ましくは直径１インチ以下である。
また、ディスク状磁気記録媒体に対し、円周方向に磁界を印加したい場合は、媒体の中心に垂直方向の大きなパルス電流を流すことによって、簡便に円周方向の磁界を発生させることができる。これは特に、直径１インチ以下の小径のディスク状磁気記録媒体に適用すると好ましい。
【００３１】
次に、本発明の磁化パターン形成装置について説明する。
本発明の磁化パターン形成装置は、磁気記録媒体を保持する手段と、エネルギー線を出射するエネルギー線源と、エネルギー線源より出射したエネルギー線を磁気記録媒体に投影照射する投影手段と、磁気記録媒体にパルス状の磁界成分を印加するための磁界発生手段を有してなる。
先ず、予め一方向に磁化された磁気記録媒体を保持手段により固定する。磁界発生手段により磁気記録媒体にパルス状の磁界を印加する。同時にエネルギー線源より出射したエネルギー線が投影手段により、固定された磁気記録媒体に照射され、磁気記録媒体を局所的に加熱する。その結果、加熱により保磁力の下がった領域の磁化方向を反転させる。この際、エネルギー線源と磁気記録媒体の間にマスクを配し、エネルギー線の強度分布を形成すべき磁化パターンに応じて変化させると、複数の加熱領域が一度に形成されるので好ましい。また、磁界発生手段として電磁石を利用すると、パルス状の磁界成分を持つ磁界を容易に印加でき好ましい。さらに永久磁石と電磁石を組み合わせて利用すると、強度の大きいパルス磁界を印加しやすく好ましい。
以下、本発明の実施の形態により具体的に説明する。但し、その要旨の範囲を越えない限り本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００３２】
以下、本発明の磁化パターン形成装置について図を用いて説明する。
図１は本発明の磁化パターン形成装置の一例を示す概略的な断面図、図２は同概略的な透視斜視図である。
パターンが刻まれた非透過層２Ａが透明基材２Ｂに形成されたフォトマスク２と磁気記録媒体１はスペーサー１Ａによって任意の距離を保ちモーター６の軸に固定される。モーター６の軸中には真空ライン６Ａが設けられており、磁気記録媒体１とフォトマスク２は同時に真空チャックされるようになっているため、モーター６が回転すると磁気記録媒体１とフォトマスク２も同時に回転する。モーターの動作は、任意の角度づつ回転停止を繰返す断続動作でも、一様に回転する連続動作でも構わない。
図１及び図２ではスピンドルモーター６は磁気記録媒体１側に配置されているが、フォトマスク２側に配置されても構わない。後者の配置の方が大量生産の場合、磁気記録媒体１のみを交換すれば良いので好ましい構造である。
エネルギー線発生手段（エネルギー線源）９から照射されたエネルギー線８はホモジナイザー７によってエネルギー密度の均一化が施される。均一化されたエネルギー線は遮光板３にある任意の形状の開口部４を通り、フォトマスク２上の非透過層２Ａ間のパターン開口部を通ったものだけが磁気記録媒体１表面に到達し、このエネルギー線８が到達した部分の磁気記録媒体１の表面だけが加熱される。
この図では磁気記録媒体に磁界を印加するための磁界発生手段５はフォトマスク２と遮光板３との間に配置されているが、遮光板３に固定された状態でも、そうでない状態でも構わない。この磁界発生手段５は磁気記録媒体１の裏面側のみに配置されても構わないし、両方に配置されても構わない。スピンドルモーター６、遮光板３、ホモジナイザー７、エネルギー線発生手段（エネルギー線源）９は支持台１０に固定されている。上述の如く、遮光板３には扇形の開口部４がありこの扇形の開口部４を通過した扇形面積をもったエネルギー線がフォトマスク２に到達する。フォトマスク２と磁気記録媒体１はスピンドルモーター６の軸に固定された状態で同時に扇形の照射部毎に回転移動し、磁気記録媒体１の全面に亘ってエネルギー線８が照射される。
良好な磁化パターンを形成するためには、マスクと磁気記録媒体の間隔は同心円上においては均一であるのが好ましい。このため、図示していないが、磁気記録媒体上に発生する干渉縞を観察するモニタリング装置を設けておくことも好ましい。マスクと磁気記録媒体の間隔が同心円上において均一であった場合には、磁気記録媒体上に同心円状の干渉縞が発生する。しかし、マスクと磁気記録媒体の間隔が同心円上において不均一であった場合には、磁気記録媒体上に非同心円状の干渉縞が発生する。よって、モニタリング装置を設け、干渉縞を観察することにより、マスクと磁気記録媒体の間隔が同心円上において均一となるように容易に調整することが可能となる。
【００３３】
次に、本発明に係る磁界発生手段とこれを用いた磁化パターン形成方法について説明する。
図３は本発明の第１の実施の形態に係る磁化パターン形成方法を示す（ａ）平面図と（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図である。
面内磁気記録媒体２１上にスペーサ２７を介してフォトマスク２４が載置され、その上方に遮光板２３が配され、開口部２３ａを通してエネルギー線２５が照射されるようになっている。フォトマスク２４には、形成すべき磁化パターンに応じて透過部、非透過部が形成されている。
遮光板２３には開口部２３ａの両側に永久磁石２２ａ（Ｎ極）、２２ｂ（Ｓ極）が取り付けられるとともに、コイルがループ状に複数回巻かれた空芯コイル（電磁石）２８ａ、２８ｂが該永久磁石２２ａ、２２ｂに沿って配されている。また磁気記録媒体２１の逆の面にも永久磁石２２ｃ（Ｎ極）、２２ｄ（Ｓ極）が取り付けられるとともに、コイルがループ状に複数回巻かれた空芯コイル（電磁石）２８ａ、２８ｂが該永久磁石２２ｃ、２２ｄに沿って配されている。
空芯コイル２８ａ、２８ｂは互いに導線でつながれるとともに、両端が図示するように直流電源３１，コンデンサ３２，サイリスタ３３につながれている。また、磁気記録媒体２１の装脱着がしやすいように、空芯コイル２８ａ、２８ｂはそれぞれくの字型に曲げられている。
この際、空芯コイルの周りにステンレスなどの非磁性体からなるカバーを付けておくことも好ましい。空芯コイルに通電した場合、空芯コイルが振動し粉塵が発生することがある。大気中に舞った粉塵は、磁気記録媒体或いはマスクに付着してしまい、プリント不良となる恐れがある。このため、空芯コイル周りにカバーを付けておくことにより、粉塵の磁気記録媒体への付着を防ぐ。更に、カバー内部のエアーを吸引して、粉塵自体を吸引するようにすることも好ましい。
【００３４】
磁気記録媒体２１は、例えば室温での静的保磁力が３０００Ｏｅ、動的保磁力が８０００Ｏｅであって、予め１０ｋＯｅ程度の電磁石により所定方向に均一磁化されている。ここに永久磁石２２ａ〜２２ｄによって、均一磁化とは逆方向に１５００〜２０００Ｏｅ程度の磁界が常に印加されている。
パルス状外部磁界を印加するには、まず直流電源３１によってコンデンサ３２に、例えば数百ボルト程度の電位差を持たせる。次に、外部磁界を印加したいタイミングに応じてトリガー装置３４からトリガー信号を発生し、サイリスタ３３のゲート端子に入力させると、コンデンサ３２に蓄積されていた電位差によって空芯コイル２８ａ、２８ｂに電流が一気に流れる。このパルス状電流によりコイルの周囲に、例えばパルス幅２００μｓｅｃ、最大強度１０００Ｏｅ程度のパルス状磁界が発生する。
【００３５】
図３（ｂ）に示すように、空芯コイル２８ａ、２８ｂによる磁界は永久磁石２２ａ〜２２ｄによる磁界を補助するように働くので、合計で最大強度３０００Ｏｅ程度のパルス状磁界が印加される。
一方、トリガー装置３４からのトリガー信号は遅延装置（ディレイ）３５を経てエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）などのエネルギー線源３６に入力され、これによりパルス状エネルギー線が発生する。エネルギー線は、図示しないプログラマブルシャッター、ビームエキスパンダ、プリズムアレイなどを経た後、例えばパルス幅数十ｎｓｅｃ、エネルギー密度１００〜２００ｍＪ／ｃｍ２のパルス状エネルギー線２５として照射される。
通常、電磁石の特性上磁界の立上がり、立下がりには時間を要するので、磁界強度が最大になるときにちょうどエネルギー線２５が照射されるように、遅延装置（ディレイ）３５によってエネルギー線の出射時間を調節する。
これによりエネルギー線２５の照射と同時に、合計３０００Ｏｅ程度のパルス状磁界が印加される。磁気記録媒体２１の加熱領域の動的保磁力は３０００Ｏｅ以下にまで低下しているので、加熱領域のみがパルス状磁界によって反転磁化され、磁化パターンが形成される。
なお、コンデンサ等を使用せず、直流電源から直接パルス状電流を流してもよい。
【００３６】
図４は本発明の第２の実施の形態に係る磁化パターン形成方法を示す（ａ）平面図と（ｂ）Ｃ−Ｃ断面図である。第１の実施形態では空芯コイル２８ａ、２８ｂを用いていたのに対し、本実施形態では空芯コイル２９ａ〜２９ｄを用いる点が異なる。
面内磁気記録媒体２１上にスペーサ２７を介してフォトマスク２４が載置され、その上方に遮光板２３が配され、開口部２３ａを通してエネルギー線２５が照射されるようになっている。フォトマスク２４には、形成すべき磁化パターンに応じて透過部、非透過部が形成されている。
遮光板２３には開口部２３ａの両側に永久磁石２２ａ（Ｎ極）、２２ｂ（Ｓ極）が取り付けられるとともに、コイルがループ状に複数回巻かれた空芯コイル（電磁石）２９ａ、２９ｂが該永久磁石２２ａ、２２ｂに沿って配されている。また磁気記録媒体２１の逆の面にも永久磁石２２ｃ（Ｎ極）、２２ｄ（Ｓ極）が取り付けられるとともに、コイルがループ状に複数回巻かれた空芯コイル（電磁石）２９ｃ、２９ｄが該永久磁石２２ｃ、２２ｄに沿って配されている。
【００３７】
空芯コイル２９ａ〜２９ｄは互いに導線でつながれるとともに、図示しないが両端が図３と同様に直流電源，コンデンサ，サイリスタ等につながれている。
磁気記録媒体２１の構成、パルス状外部磁界及びパルス状エネルギー線の印加方法等は第１実施形態と同じである。
第１の実施形態では空芯コイル２８ａ、２８ｂは媒体の上下にまたがって配されていたが、本実施形態では媒体の上側に空芯コイル２９ａ、２９ｂが、媒体の下側に空芯コイル２９ｃ、２９ｄがそれぞれ別に配されているので、第１実施形態よりも媒体の装脱着が容易である。
【００３８】
図５は本発明の第３の実施の形態に係る磁化パターン形成方法を示す（ａ）平面図と（ｂ）Ｄ−Ｄ断面図である。第２の実施形態と比べて、媒体の上側にのみ永久磁石２２ａ、２２ｂ、空芯コイル２９ａ、２９ｂが配されてなる点が異なる。
面内磁気記録媒体２１上にスペーサ２７を介してフォトマスク２４が載置され、その上方に遮光板２３が配され、開口部２３ａを通してエネルギー線２５が照射されるようになっている。フォトマスク２４には、形成すべき磁化パターンに応じて透過部、非透過部が形成されている。
【００３９】
遮光板２３には開口部２３ａの両側に永久磁石２２ａ（Ｎ極）、２２ｂ（Ｓ極）が取り付けられるとともに、コイルがループ状に複数回巻かれた空芯コイル（電磁石）２９ａ、２９ｂが該永久磁石２２ａ、２２ｂに沿って配されている。
空芯コイル２９ａ、２９ｂは互いに導線でつながれるとともに、図示しないが両端が図３と同様に直流電源，コンデンサ，サイリスタ等につながれている。
磁気記録媒体２１の構成は第１実施形態と同様であり、予め１０ｋＯｅ程度の電磁石により所定方向に均一磁化されている。ここに永久磁石２２ａ、２２ｂによって、均一磁化とは逆方向に１５００〜２０００Ｏｅ程度の磁界が常に印加されている。
ここに第１実施形態と同様にパルス状外部磁界及びパルス状エネルギー線を印加する。コイルの周囲には、例えばパルス幅２００μｓｅｃ、最大強度１０００Ｏｅ程度のパルス状磁界が発生する。
【００４０】
図５（ｂ）に示すように、空芯コイル２９ａ、２９ｂによる磁界は永久磁石２２ａ、２２ｂによる磁界を補助するように働くので、合計で最大強度３０００Ｏｅ程度のパルス状磁界が印加される。
このとき、パルス幅１秒以下の短いパルス状磁界を印加することで、磁気記録媒体２１の内部に空芯コイル２９ａ、２９ｂに流れる電流と逆方向の渦電流が発生する。渦電流はコイルによる磁界の垂直成分を打ち消すような磁界を発生する。同時に、渦電流による磁界の水平成分はコイルによる磁界の水平成分と同方向であるため、双方が第２外部磁界として有効に働く。
磁性層の片側にコイルを配し、逆側に導体板を配することでこのような現象を起こすことができるが、媒体の基板が例えばアルミニウム合金などの導電性基板であれば、これが導体板の代用をするので同様の現象が起こる。
【００４１】
本実施形態によれば、媒体の片側のみに第２外部磁界印加手段を有するので、装置構成が簡単である。
ただし、本実施形態では渦電流によって媒体が振動する虞がある。媒体の振動が悪影響を及ぼす懸念がある場合は第２実施形態を用いるのが好ましい。第２実施形態によれば、媒体の両側に磁石があるので、媒体内部に起こる渦電流が打ち消され、媒体が振動を起こす虞がない。
なお、図３〜図５に図示する空芯コイルの位置は例示であり、永久磁石の磁界と組み合わせて磁界を印加できるのであればその位置は特に限定されない。
また、巻き数の異なるコイルなどを複数用いて、パルス幅の長いパルス状磁界成分とパルス幅の短いパルス状磁界成分を組み合わせてパルス状磁界を印加してもよい。これにより、実際に磁化反転に用いるパルス状磁界成分をより短くすることができる。
次に第４の実施形態について説明する。
本実施形態は中心孔を有するディスク状面内磁気記録媒体に適用できる。媒体は第１実施形態と同様の構成であって、予め所定方向に均一磁化されている。中心孔を貫通するように導電コイルなどの導電体を配する。このとき導電コイルは媒体の面に対して垂直方向に延びるようにする。導電コイルは第１実施形態と同様に直流電源、コンデンサ、サイリスタ等につながれており、第１実施形態と同様にパルス状外部磁界及びパルス状エネルギー線を印加する。
該導電体にパルス状電流が流れることにより周囲にパルス状磁界が発生し、媒体の円周方向に印加される。
本実施形態によれば、媒体の全面に同時に第２外部磁界を印加できる。従って直径２．５インチ以下の媒体に適用するのが好ましい。
【００４２】
次に、本発明における磁性層の局所的な加熱の方法について詳しく説明する。
加熱手段は、磁性層表面を部分的に加熱できる機能を備えていればよいが、不要な部分への熱拡散防止やコントロール性を考えると、パワーコントロール、加熱する部位の大きさが制御しやすいレーザ等のエネルギー線を利用したものが好適である。
このとき、マスクを併用するのが好ましい。エネルギー線をマスクを介して照射することで複数の磁化パターンを一度に形成することができるため、磁化パターン形成工程が短時間となりかつ簡便である。
また、エネルギー線は連続照射よりもパルス状にして加熱部位の制御や加熱温度の制御を行うのが好ましい。
特にパルスレーザ光源の使用が好適である。パルスレーザ光源はレーザをパルス状に断続的に発振するものであり、連続レーザを音響光学素子（ＡＯ）や電気光学素子（ＥＯ）などの光学部品で断続させパルス化するのに比して、パワー尖頭値の高いレーザをごく短時間に照射することができ熱の蓄積が起こりにくく非常に好ましい。
連続レーザを光学部品によりパルス化した場合、パルス内ではそのパルス幅に亘ってほぼ同じパワーを持つ。一方パルスレーザ光源は、例えば光源内で共振によりエネルギーをためて、パルスとしてレーザを一度に放出するため、パルス内では尖頭のパワーが非常に大きく、その後小さくなっていく。本発明では、コントラストが高く精度の高い磁化パターンを形成するために、ごく短時間に急激に加熱しその後急冷させるのが好ましいため、パルスレーザ光源の使用が適している。
【００４３】
磁化パターンが形成される媒体面は、パルス状エネルギー線の照射時と非照射時で温度差が大きい方が、パターンのコントラストを上げ、或いは記録密度を上げるために好ましい。従ってパルス状エネルギー線の非照射時には室温以下程度になっているのが好ましい。室温とは２５℃程度である。
パルス状エネルギー線のパルス幅は、１μｓｅｃ以下であることが望ましい。これよりパルス幅が広いと該磁気記録媒体にパルス状エネルギー線にて与えたエネルギーによる発熱が分散して、分解能が低下しやすい。１パルス当たりのパワーが同じである場合、パルス幅を短くし一度に強いエネルギーを照射した方が、熱拡散が小さく磁化パターンの分解能が高くなる傾向にある。より好ましくは１００ｎｓｅｃ以下である。この領域であるとＡｌなど金属の比較的熱拡散の大きな基板を用いた場合でも分解能の高い磁化パターンが形成しやすい。最小幅が２μｍ以下のパターンを形成する際には、パルス幅を２５ｎｓｅｃ以下とするのがよい。即ち、分解能を重視すれば、パルス幅は短いほど良い。また、パルス幅は１ｎｓｅｃ以上であるのが好ましい。磁性層の磁化反転が完了するまでの時間、加熱を保持しておくのが好ましいからである。
【００４４】
なお、パルス状レーザの一種として、モードロックレーザのようにピコ秒、フェムト秒レベルの超短パルスを高周波で発生できるレーザがある。超短パルスを高周波で照射している期間においては、各々の超短パルス間のごく短い時間はレーザが照射されないが非常に短い時間であるため加熱部はほとんど冷却されない。すなわち、一旦キュリー温度以上に昇温された領域はキュリー温度以上に保たれる。
【００４５】
従ってこのような場合、連続照射期間（超短パルス間のレーザが照射されない時間も含めた連続照射期間）を１パルスとする。また連続照射期間の照射エネルギー量の積分値を１パルス当たりのパワー（ｍＪ／ｃｍ２）とする。
【００４６】
エネルギー線のパワーは、外部磁界の大きさによって最適な値を選べばよいが、パルス状エネルギー線の１パルス当たりのパワーは１０００ｍＪ／ｃｍ２以下とすることが好ましい。これより大きなパワーをかけると、パルス状エネルギー線によって該磁気記録媒体表面が損傷を受け変形を起こす可能性がある。変形により粗度やうねりが大きくなると、浮上型／接触型ヘッドの走行に支障を来すおそれがある。
【００４７】
より好ましくは５００ｍＪ／ｃｍ２以下であり、更に好ましくは２００ｍＪ／ｃｍ２以下である。この領域であると比較的熱拡散の大きな基板を用いた場合でも分解能の高い磁化パターンが形成しやすい。また、パワーは１０ｍＪ／ｃｍ２以上とするのが好ましい。これより小さいと、磁性層の温度が上がりにくく磁気転写が起こりにくい。なお、エネルギー線のディフラクションの影響がパターン幅により変わるので、パターン幅に応じて最適なパワーも変化する。また、エネルギー線の波長が短いほど、印加可能なパワーの上限値は低下する傾向にある。
【００４８】
本発明に用いる基板がＡｌ等の金属又は合金である場合は、熱伝導率が大きいことから、局所に与えた熱が所望の部位以外にも広がってしまい磁化パターンを歪ませることが無いよう、また、過剰なエネルギーによって基板に物理的な損傷が起きないよう、該パワーは３０〜１２０ｍＪ／ｃｍ２の範囲であることが好ましい。
なお、実際にはエネルギー線の多くはマスクの非透過部で遮られ、透過部を通過したエネルギー線のみが媒体に照射されるので、そのパワーは小さくなる傾向がある。形成すべき磁化パターンの幅が狭くなりマスクの透過部が狭くなるにつれて、エネルギー線が透過部を通過しにくくなり、実際に照射されるパワーは更に小さくなる傾向がある。
【００４９】
基板がガラス等のセラミックスである場合はＡｌ等に比して熱伝導が少なく、パルス状エネルギー線照射部位での熱の蓄積が多いことから、該パワーは１０〜１００ｍＪ／ｃｍ２の範囲であることが好ましい。
基板がポリカーボネイト等の樹脂である場合は、パルス状エネルギー線照射部位での熱の蓄積が多くガラス等に比して融点が低いことから、該パワーは１０〜８０ｍＪ／ｃｍ２の範囲であることが好ましい。
なお、好ましいパワーの範囲はエネルギー線のパルスが照射したいパワーに到達するまでの時間、つまりパルスの立ち上がり時間にも影響される。上記記載の好ましいパワーの範囲は立ち上がり時間が５ｎｓｅｃにおいての値である。
【００５０】
また、エネルギー線による磁性層、保護層、潤滑層の損傷が心配される場合は、パルス状エネルギー線のパワーを小さくして、該パルス状エネルギー線と同時に印加される磁界強度を上げるといった手段を取ることもできる。例えば、許容される範囲でできるだけ大きな磁界をかけ、照射エネルギーを下げる。
【００５１】
なお、保護層と潤滑層を介してエネルギー線を照射するにあたり、潤滑剤の受けるダメージ（分解、重合）等も考慮し、照射後に再塗布するなどの必要がある場合がある。
【００５２】
エネルギー線の波長は、１１００ｎｍ以下であることが好ましい。これより波長が短いと回折作用が小さく分解能が上がるため、微細な磁化パターンを形成しやすい。更に好ましくは、６００ｎｍ以下の波長である。高分解能であるだけでなく、回折が小さいため間隙によるマスクと磁気記録媒体のスペーシングも広くとれハンドリングがしやすく、磁化パターン形成装置が構成しやすくなるという利点が生まれる。また、波長は１５０ｎｍ以上であるのが好ましい。１５０ｎｍ未満では、マスクに用いる合成石英の吸収が大きくなり、加熱が不十分となりやすい。波長を３５０ｎｍ以上とすれば、光学ガラスをマスクとして使用することもできる。
具体的には、エキシマレーザ（１５７，１９３，２４８，３０８，３５１ｎｍ）、ＹＡＧのＱスイッチレーザ（１０６４ｎｍ）の２倍波（５３２ｎｍ）、３倍波（３５５ｎｍ）、或いは４倍波（２６６ｎｍ）、Ａｒレーザ（４８８ｎｍ、５１４ｎｍ）、ルビーレーザ（６９４ｎｍ）などである。
【００５３】
好ましくは、エネルギー線に予め強度分布の均一化処理をなす。照射した領域の加熱状態の分布を小さく抑えることができ、磁化パターンの磁気的強さの分布を小さく抑えることができる。従って、磁気ヘッドを使用して信号強度を読み取る際に、信号強度の均一性の高い磁化パターンを形成することができる。
強度分布の均一化処理としては、例えば以下のような処理が挙げられる。ホモジナイザやコンデンサレンズを用いて均一化したり、遮光板やスリットなどでエネルギー線の強度分布の小さい部分だけを透過し必要に応じて拡大する、などである。
【００５４】
本発明において、好ましくはマスクを介してエネルギー線を照射し局所加熱する。一旦マスクを形成すれば、どのような形状の磁化パターンも媒体上に形成できるため、複雑なパターンや従来法では作りにくかった特殊なパターンも容易に形成できる。
例えば、磁気ディスクの位相サーボ方式には、内周から外周に、半径及びトラックに対して斜めに直線的に延びる磁化パターンが用いられる。このような、半径方向に連続したパターンや半径に斜めのパターンは従来作りにくかった。
ディスクを回転させながら１トラックずつサーボ信号を記録する方法では複雑な計算や複雑な装置構成が必要であった。
【００５５】
また、ＵＳＰ３、８６９、７１１号に記載されたような技術では、磁気ディスクのトラック方向に対して斜めの角度を有した磁化パターンは、形成は可能だが信号強度の弱いパターンしかできなかった。
保磁力が２０００〜２５００Ｏｅ以上の高保磁力の磁気ディスクに対しては、転写の磁界強度を確保するために、マスターディスクのパターン用強磁性体（シールド材）は、パーマロイあるいはセンダスト等の飽和磁束密度の大きい軟磁性体を使わざるを得ない。しかし、斜めのパターンでは、磁化反転の磁界はマスターディスクの強磁性層が作るギャップに垂直方向となってしまい所望の方向に磁化を傾けることができない。
【００５６】
その結果、磁界の一部が強磁性層に逃げてしまい磁気転写の際に所望の部位に十分な磁界がかかりにくく、十分な磁化反転パターンを形成できず高い信号強度が得にくくなってしまう。こうした斜めの磁化パターンは、再生信号出力が、トラックに垂直のパターンに対してアジマスロス以上に大きく減ってしまう。
本発明によれば、マスターディスクの軟磁性体によって外部磁界をシールドする必要がないため、このような斜めの磁化パターンも良好に形成できる。しかも複雑な計算や複雑な装置構成も必要とせず、一度の照射で簡便かつ短時間に形成できる。
【００５７】
マスクは磁気ディスク全面を覆うものでなくても、磁化パターンの繰り返し単位を含む大きさでよく、それを移動させて使用することができるため、マスクも簡便かつ安価に作成できる。
マスクは、エネルギー線の強度分布を形成すべき磁化パターンに対応して変化させ、磁気ディスク面上にエネルギー線の濃淡（強度分布）を形成するものであればよい。例えば、パターンに応じてエネルギー線を透過する透過部を有するフォトマスクや、特定のパターンを媒体上に結像するホログラムが記録されたホログラムマスクである。これにより、複数又は広い面積の磁化パターンを一度に形成することができるため、磁化パターン形成工程が短時間かつ簡便なものとなる。ホログラムマスクによればマスクと媒体の距離を十分離してもシャープで明瞭なパターンが形成しやすく好ましいが、フォトマスクは簡単かつ安価に作成できる点で好ましい。
【００５８】
また、マスクの材質は限定されないが、本発明においてマスクを非磁性材料で構成すると、どのようなパターン形状でも均一な明瞭さで磁化パターンが形成でき、均一で強い再生信号が得られる。
強磁性体を含むマスクを使用した場合は、磁化で磁界分布が乱されるため好ましくない。強磁性の性質上、磁気ディスクの半径方向或いは、半径方向に延びた円弧状のパターンから斜傾したパターン形状の場合は、磁化遷移部分で磁区が互いに十分対抗しないので良質の信号が得にくい。
【００５９】
マスクはエネルギー線の光源と磁気記録媒体の間に配置する。磁化パターンの精度を重視するならば、マスクの全部又は一部を媒体に接触させるのが好ましい。レーザ光の回折の影響を極力少なくでき、高い分解能を持った磁化パターンを形成できる。例えばマスクを媒体上に静置した場合は、媒体表面の数μｍ程度のうねりにより、媒体と接触する部分としない部分ができる。ただし、媒体に圧痕を形成したり損傷することのないよう、マスクと媒体に対する加圧は６０ｋＰａ以下とし、より好ましくは９．８ｋＰａ（１００ｇ／ｃｍ２）以下である。
より微細な磁化パターンを形成するには、磁化パターン形成領域においてマスクと媒体を意識的に接触させ、マスクと媒体を密着し隙間を無くして磁化パターンの形成を行うこともできる。エネルギー線は狭い間隔を通過するほど大きく回折するため、狭いパターン線幅の磁化パターンを形成する時ほど回折の影響を受け、線幅が広がりやすい。よって、狭いパターン線幅の磁化パターンを形成するときは、エネルギー線の回折による影響を極力少なくするために、マスクと媒体を意識的に接触させて磁化パターンの形成を行うことも好ましい。これにより、磁化パターンのパターン線幅が０．５μｍ以下の信号をより容易に書き込むことができる。
また、これによればエネルギー線の回折に伴うエネルギー密度の低下を抑えることもできるため、より低いエネルギー密度で磁化パターンの形成を行うことができる。つまり、マスクと媒体に隙間を設けて磁化パターン形成した場合、エネルギー線の回折の影響により、マスク透過時のエネルギー線の照射面積と比べて媒体上でのエネルギー線の照射面積は広がる。しかし、エネルギー線の持つパワー自体は回折により広がる前と変わらないため、媒体上でのエネルギー密度は結果として低下することになる。しかし、マスクとディスクを接触させて磁化パターンの形成を行った場合、エネルギー線の回折による照射面積の広がりを抑えることができるため、エネルギー密度の低下は発生しないからである。
さらに、マスクと媒体の間に隙間がないので、エネルギー線の干渉を主な原因とする再生信号出力が不十分なパルス（サブパルス）の発生を最小限に抑えることができる。マスクと媒体の間に隙間があると、エネルギー線が干渉を起こしてしまい、媒体上に干渉縞が生じる場合がある。干渉縞には光が強めあう明るい領域と光が弱めあう暗い領域とが存在するため、干渉縞の程度が強い場合や形成される位置によっては、暗い領域で磁性層の保磁力が十分に下がりきらず、再生信号出力の小さな磁化パターンを形成することとなるためサブパルスが発生することがある。
一般に、サブパルスはサブパルス発生率で評価される。ここで、サブパルス発生率とは、同一パターン領域の平均再生信号をＴＡＡとし、その２０％以上の出力を持つ信号の数をＴＡＡ２０％、ＴＡＡの５０％以上の出力を持つ信号の数をＴＡＡ５０％としたときに、サブパルス発生率（％）＝（ＴＡＡ２０％−ＴＡＡ５０％）／ＴＡＡ５０％×１００で表される。サブパルス発生率の値は、良好な磁化パターンを持つ媒体においては平均１０〜１５％程度であり、干渉の影響が大きく形成された磁化パターンにばらつきがある場合には例えば２０％以上の値となる。
【００６０】
ただし、欠陥や傷を少なくすることを重視した場合、少なくとも媒体の磁化パターンを形成する領域では、マスクと媒体とのあいだに間隙を設けるのが好ましい。ゴミ等の挟み込みによる媒体やマスクの傷つき、欠陥発生を抑えることができる。
また、磁化パターン形成前に潤滑層が設けられている場合は、特に、マスクと媒体とのあいだに間隙を設けるのが好ましい。マスクに潤滑剤が付着するのを最小限にするためである。また、潤滑層が設けられたディスクとマスクを接触させた状態で大パワーのエネルギー線を照射すると潤滑剤の急激な気化により爆発状態となり、潤滑剤が飛散したり、更にはマスクが破損したりする虞があるためである。
マスクとディスクを接触させて磁化パターンの形成を行う場合は、潤滑層を形成する前のディスクに対して磁化パターンの形成を行っても良い。これにより、潤滑剤の飛散やマスクへの付着などの影響を受けることがないため、微細な磁化パターンを精度良く形成することができる。
【００６１】
磁気記録媒体の磁化パターン形成領域とマスクの間隙を保つ方法は、両者を一定距離に保てればよい。例えばマスクと媒体とを特定の装置により保持して一定距離を保っても良い。また、両者のあいだの、磁化パターン形成領域以外の場所にスペーサを挿入してもよい。マスク自体に、スペーサを一体形成しても良い。マスクと磁気記録媒体とのあいだに、媒体の磁化パターン形成領域の外周部又は／及び内周部にスペーサを設けると磁気記録媒体表面のうねりを矯正する効果が生まれるので磁化パターン形成の精度が上がるのでよい。
また、マスクと磁気記録媒体の間に負圧を供給することにより、マスクと磁気記録媒体を意識的に接触させて磁化パターンの形成を行う場合、磁気記録媒体の外周部などに突起状のスペーサを少なくとも一つ設けておくことは好ましい。マスクと磁気記録媒体間の負圧供給停止後、マスクの外周部等にスペーサを設けておくことにより、突起状スペーサ周辺部に生じる隙間よりエアーが進入するため、容易にマスクと磁気記録媒体を引き剥がすことが可能となるからである。
さらに、マスク外周部等にエッチング処理等を行い、エアーの進入路となる細い溝を設けることはより好ましい。突起状スペーサを設けた場合、突起部分だけでなく、突起周辺部に空間が生じてしまうため、どうしてもマスクと磁気記録媒体の密着度が低下してしまう。しかし、マスク自体に細い溝を設けた場合、空間が生じるのはその溝の部分だけであり、マスクと磁気記録媒体の密着度を向上させることができるからである。溝はエネルギー線の照射パターンに影響を与えないならば、透光部に限らず遮光部に設けても良い。
【００６２】
フォトマスクは、所望の磁化パターンに相当する透過部と非透過部を備えているマスクであればよいが、石英ガラス、ソーダライムガラス等の透明原盤上にＣｒ等の金属をスパッタリング形成し、その上にフォトレジストを塗布し、エッチング等によって、所望の透過部と非透過部を作成することができる。この場合は原盤上にＣｒ層を有する部分がエネルギー線非透過部、原盤のみの部分が透過部となる。
このように形成したマスクは通常凹凸を有しており、凸部がエネルギー線に対して非透過で、凸部を媒体に近接させ、或いは略接触させる。或いはまた、このようなマスクを形成した後に凹部にエネルギー線に透明である材料を埋め込み、媒体との略接触面を平坦にして使用することもできる。また、透明原盤自体をエッチングした後に、そのエッチング部にＣｒ等の金属を埋め込み、非透過部を形成しても良い。
スペーサの材質は硬質のものが良い。また、パターン形成に外部磁界を用いるので磁化されないものが良い。好ましくは、ステンレス、銅、クロムなどの金属や、ポリイミドなどの樹脂である。高さは任意だが、通常、数μｍ〜数百μｍである。
フォトマスクは、前述の如く透明基材にエネルギー線の非透過層を形成することにより、透過部と非透過部とを設けたものが用いられる。透明基材としては、エネルギー線を十分透過するものであれば良いが、石英を主とする材料で構成されているのが好ましい。石英ガラスは比較的高価ではあるが、紫外域のエネルギー線に対して透過性が高いため、特に微細加工がしやすい３００ｎｍ以下の短波長のエネルギー線を使用することができるという利点がある。これより長い波長のエネルギー線を使用する場合は、コストの点から光学ガラスを使うのがよい。
透明基材の厚さは制限されないが基材のたわみが生じず、安定的に平坦度をだすためには、通常１〜１０ｍｍ程度が好ましい。
また、フォトマスクの非透過層は、クロム層と酸化クロム層との積層膜であることが好ましく、石英ガラス基材上に、クロム層と酸化クロム層を形成して非透過層を形成したフォトマスクとするのが好ましい。即ち、透過部の石英ガラスは反射率は概ね５％程度であり、一方でクロムは非常に反射率が高いので、その表面を反射率の低い他の層で覆うのが好ましい。例えば、非透過部表面を反射率約１６％の酸化クロムで覆う。媒体面で反射したエネルギー線が再度マスク面で反射して媒体に戻ることを防止することができ好ましい。酸化クロム層は反射率が低い上にクロムを酸化させるのみで形成することができ、また、クロム層への密着性にも優れる点においても好ましい。
このようなフォトマスクの製造法の一例としては、石英などのマスク基材の上に、まずクロムを成膜し、その上に酸化クロムを成膜する。クロムの成膜方法としては、スパッター、蒸着、塗布などの方法がある。ただし、緻密な膜を形成するという観点からは、スパッター法が好ましい。また、酸化クロムの成膜方法も同様の手法が用いられるが、クロムを酸化させるために酸素と反応させながら成膜する方法も好ましく採用することができる。
次いで、クロム、酸化クロムの積層膜上に、フォトレジストをスピンコート等により塗布し、所望のパターンに露光する。露光後、そのパターンに従い、クロム、酸化クロムをエッチングして除去することにより、非透過層を形成してフォトマスクを得ることができる。
なお、クロムと酸化クロムとの積層膜で形成される非透過層の各膜の膜厚は、十分な非透過性（エネルギー線の遮光性）と所望の反射率、エネルギー線耐久性が得られる程度であれば良く、膜の緻密性、即ち成膜方法によっても異なるが、概ね４０ｎｍ以上が好ましい。エネルギー線耐久性を重視すれば厚いほど好ましく、例えば１６０ｎｍ以上が好ましく、より好ましくは２００ｎｍ以上である。但しあまり厚いと成膜時間が長くなりすぎるため、５００ｎｍ以下が好ましい。クロム膜と酸化クロム膜の両方を付ける場合には、クロム膜の膜厚が２０〜２００ｎｍ、酸化クロム膜の膜厚が２０〜２００ｎｍの範囲であることが好ましい。
このようにして非透過層を形成したフォトマスクは、この非透過層による凸部が形成されたものとなる。このフォトマスクは一般に非透過層の形成面が磁気ディスクに対面するように配置する。なお、非透過層間の凹部に、エネルギー線を透過する材料を埋め込み、フォトマスクの非透過層の形成面を平坦にして使用しても良い。
磁気記録媒体の潤滑剤としてフッ素系潤滑剤を用いる場合には、非透過層の材質としてシリコンを主成分とするものを用いることも好ましい。
フッ素系潤滑剤を用いた場合、エネルギー線の照射によって潤滑剤が分解し、フッ酸が発生する事がある。フッ酸は腐食作用を持つため、フォトマスクの非透過層を腐食する恐れがある。しかし、シリコンは化学的に非常に安定であり、フッ酸に対する耐性が強いため、フッ酸による腐食を防止できる。さらに、シリコンはマスク基材であるガラス基板との密着性にも優れるため、剥離が起こりにくい。
特に好ましい材質としては、シリコンを９０原子％以上含むものである。しかし、例えば結晶を微細化するという他目的のために他の元素を含んでいても良い。ここでいう他の元素としては例えば、水素、酸素、窒素、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｍｇ、Ｓｅ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｗ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｐｂ、Ｐｏ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｂなどから選ばれる１種以上が挙げられる。また、スパッタリング法等で作製する場合はアルゴン等のスパッタリングガスが膜中に混入することもある。
更に効果的にフッ酸による腐食を防止するには、添加元素はＰｔ、Ａｕ、Ｒｈ等の貴金属、あるいは酸素、水素、窒素が好ましい。これら他の元素は１種類でもよいが、２種類以上を用いても良い。含有量は通常、１０原子％以下程度が好ましい。
非透過層の作製法は特に限定されずスパッタリング、電子ビーム蒸着、熱蒸着、ＣＶＤ等の成膜方法を取ることが可能であるが、膜が緻密であり熱衝撃等に対しても剥離しにくいことや成膜の高速性の点からスパッタリング法が好ましい。
なお、必要に応じて非透過層は２層以上の複数層としてもよい。或いは、非透過層の上に他の層を設けても良い。例えば、非透過層表面の反射率を下げるために酸化クロムなどの層を設けることがありうる。
非透過層の膜厚は、十分な非透過性（エネルギー線の遮光性）と所望の反射率、エネルギー線耐久性が得られる程度であれば良く、膜の緻密性、即ち成膜方法によっても異なるが、概ね３０ｎｍ以上が好ましい。エネルギー線耐久性を重視すれば熱容量が大きくなるように５０ｎｍ以上が好ましく、より好ましくは７０ｎｍ以上である。但しあまり厚いとエネルギー線の透過率が低下すること、及び成膜時間が長くなりすぎるため、５００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは４００ｎｍ以下であり、特に好ましくは３００ｎｍ以下である。
本発明においては、非透過部の最外層（媒体に対向する側）にエネルギー線に対して透明な誘電体層を形成するのが好ましい。この目的の一つは、遮光部の媒体側の反射率を低下させることである。この面の反射率が高いと媒体から反射された光が再度媒体に向かうために、本来記録を行わない媒体の遮光部直下の温度が上がり、転写信号が乱れてしまう。
ここで用いられる誘電体層としては酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン等が挙げられるが、フッ酸への耐久性の観点、及びガラス基体との密着性の観点から酸化シリコンが好ましい。
スパッタリングで作製した酸化シリコンは特に緻密であり、同じ酸化シリコンである基体の石英ガラスよりもフッ酸への耐久性に優れているため、透過部にも遮光部と同様にスパッタリングによる酸化シリコンが設けられていることが好ましい。これにより石英ガラスの耐腐食性をも向上できる。
非透過部のみに誘電体層を設ける場合は、最初の基体への成膜段階で遮光用のシリコン含有層と誘電体層を連続して作製することができる。非透過部と透過部の両方に誘電体を設ける場合は透過部と非透過部のパターンを作製した後、全面に酸化シリコンのスパッタリングを行うという手法で作製できる。
誘電体層の作製方法としては金属ターゲットを酸素、窒素などで反応性スパッタリングすると、反応性ガスの分圧や成膜パワーで膜質を制御可能である。従って十分透明な膜質を得る上で、また成膜速度の点からも反応性スパッタリングを用いることが好ましい。誘電体の厚みは２０ｎｍ以上であることが好ましい。また厚すぎると成膜時間が長くなる上、光学的な影響も生じるので３００ｎｍ以下であることが好ましい。
但し、マスクの磁気記録媒体に対する面であっても、磁化パターン形成領域に対応する領域以外は、最外層に誘電体層を形成する必要はない。
以上説明したマスクは、磁化パターン形成法に限られず、光記録媒体のパターン形成のほか、半導体、液晶など広くレーザ加工一般用のマスクとしても好適に用いることができる。特に、フッ酸を発生しうる対象物に対してレーザ加工を行う場合に適している。
【００６３】
磁気記録媒体は媒体の主両面に磁性層が形成されている場合があるが、その場合、本発明の磁化パターン形成は片面づつ、逐次に行ってもよいし、マスク、エネルギー照射系および外部磁界を印加する手段を媒体の両面に設置して、両面同時に磁化パターン形成を行うこともできる。
一面に二層以上の記録用磁性層が形成されており、それぞれに異なるパターンを形成したい場合は、照射するエネルギー線の焦点を各層に合わせることにより、各層を個別に加熱し、個別のパターンを形成できる。
磁化パターンを形成する際には、エネルギー線の光源とマスクとの間、又はマスクと該媒体との間の照射をしたくない領域に、エネルギー線を部分的に遮光可能な遮光板を設けて、エネルギー線の再照射を防ぐ構造とするのが好ましい。
【００６４】
遮光板としては、使用するエネルギー線の波長を透過しないものであればよく、エネルギー線を反射又は吸収すればよい。ただし、エネルギー線を吸収すると加熱し磁化パターンに影響を与えやすいため、熱伝導率がよく反射率の高いものが好ましい。例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ｆｅなどの金属板である。
【００６５】
また好ましくは光学系に縮小結像技術を用いる。形成すべき磁化パターンに応じた強度分布を有するパターン化エネルギー線を縮小して媒体表面に結像させる。これによれば、エネルギー線を対物レンズで絞った後マスクを介する場合、すなわち近接露光の場合に比較して、マスクのパターニング精度やアライメント精度により磁化パターンの精度が制限されることがなく、より微細な磁化パターンを精度良く形成することができる。また、マスクと媒体が離間しているため、媒体上のゴミの影響も受けにくい。以下、本技術を縮小結像技術（結像光学系）と称することがある。
光源から出射したエネルギー線は、マスクを介して強度分布を変化させ、結像レンズなどの結像手段を通して媒体表面に縮小結像させる。なお、結像レンズは投影レンズと、縮小結像を縮小投影と称することもある。
【００６６】
次に、本発明に適した磁気記録媒体の構成について説明する。
本発明の磁気記録媒体の基板としては、高速記録再生時に高速回転させても振動しない必要があり、通常、硬質基板が用いられる。振動しない十分な剛性を得るため、基板厚みは一般に０．３ｍｍ以上が好ましい。但し厚いと磁気記録装置の薄型化に不利なため、３ｍｍ以下が好ましい。例えば、Ａｌを主成分とした例えばＡｌ−Ｍｇ合金等のＡｌ合金基板や、Ｍｇを主成分とした例えばＭｇ−Ｚｎ合金等のＭｇ合金基板、通常のソーダガラス、アルミノシリケート系ガラス、非結晶ガラス類、シリコン、チタン、セラミックス、各種樹脂のいずれかからなる基板やそれらを組み合わせた基板などを用いることができる。中でもＡｌ合金基板や強度の点では結晶化ガラス等のガラス製基板、コストの点では樹脂製基板を用いることが好ましい。また、ガラス基板を用いると、熱伝導度が小さいため、エネルギー線の照射による加熱領域が広がりにくく、より微細な磁化パターンを書くことができる。
さらに、硬度が高い基板を用いると、マスクと磁気記録媒体の間にゴミ等を挟み込んでも、磁気記録媒体に傷や凹みなどの欠陥を生じにくい。よって、マスクと磁気記録媒体を接触させて磁化パターンの形成を行う場合は、硬度の高い基板からなる磁気記録媒体を用いるのが好ましい。
【００６７】
本発明は硬質基板を有する媒体に適用すると効果が高い。従来の磁気転写法では硬質基板を有する媒体はマスター（マスターディスク）との密着が不十分になり傷や欠陥が発生したり転写された磁区の境界が不明確でＰＷ５０が広がりやすい傾向があったが本発明ではマスクと媒体とを圧着しないのでそのような問題がない。特に、ガラス製基板のようにクラックの入りやすい基板を有する媒体には効果的である。
【００６８】
磁気記録媒体の製造工程においては、各層の密着性を確保する見地から、通常、基板の洗浄・乾燥が行われる。
本発明の磁気記録媒体の製造に際しては、基板表面にＮｉＰ、ＮｉＡｌ等の金属層を形成してもよい。
金属層の形成法としては、無電解めっき法、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法など薄膜形成に用いられる方法を利用することができる。導電性の材料からなる基板の場合であれば電解めっきを使用することが可能である。金属層の膜厚は５０ｎｍ以上が好ましい。ただし、磁気記録媒体の生産性などを考慮すると２０μｍ以下であることが好ましい。さらに好ましくは１０μｍ以下である。
【００６９】
また、金属層を成膜する領域は基板表面全域が望ましいが、一部だけ、例えばテキスチャリングを施す領域のみでも実施可能である。
また、基板表面、又は基板に金属層が形成された表面に同心状テキスチャリングを施してもよい。本発明において同心状テキスチャリングとは、例えば遊離砥粒とテキスチャーテープを使用した機械式テキスチャリングやレーザ光線などを利用したテキスチャリング、又はこれらを併用することによって、円周方向に研磨することによって基板円周方向に微小溝を多数形成した状態を指称する。
一般に、機械式テキスチャリングは磁性層の面内異方性を出すために行われる。面内等方性の磁性層としたい場合は施す必要はない。
また一般に、レーザ光線などを利用したテキスチャリングは、ＣＳＳ（コンタクト・スタート・アンド・ストップ）特性を良好にするために行われる。磁気記録装置が、非駆動時にヘッドを磁気記録媒体の外に待避させる方式（ロード・アンロード方式）などの場合は施す必要はない。
【００７０】
機械的テキスチャリングに用いられる砥粒としてはアルミナ砥粒が広く用いられているが、特にテキスチャリング溝に沿って磁化容易軸を配向させるという面内配向媒体の観点から考えるとダイアモンド砥粒が極めて良い性能を発揮する。中でも表面がグラファイト化処理されているものが最も好ましい。
【００７１】
ヘッド浮上量ができるだけ小さいことが高密度磁気記録の実現には有効であり、またこれら基板の特長のひとつが優れた表面平滑性にあることから、基板表面の粗度Ｒａは２ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは１ｎｍ以下である。特に０．５ｎｍ以下が好ましい。なお、基板表面粗度Ｒａは、触針式表面粗さ計を用いて測定長４００μｍで測定後、ＪＩＳ　Ｂ０６０１に則って算出した値である。このとき測定用の針の先端は半径０．２μｍ程度の大きさのものが使用される。
【００７２】
次に基板上には、磁性層との間に下地層等を形成してもよい。下地層は、結晶を微細化し、かつその結晶面の配向を制御することを目的とし、Ｃｒを主成分とするものが好ましく用いられる。
Ｃｒを主成分とする下地層の材料としては、純Ｃｒのほか、記録層との結晶マッチングなどの目的で、ＣｒにＶ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｇｅ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｂから選ばれる１又は２以上の元素を添加した合金や酸化Ｃｒなども含む。
【００７３】
中でも純Ｃｒ、又はＣｒにＴｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｚｒ及びＨｆから選ばれる１又は２以上の元素を添加した合金が好ましい。これら第二、第三元素の含有量はそれぞれの元素によって最適な量が異なるが、一般には１原子％〜５０原子％が好ましく、より好ましくは５原子％〜３０原子％、さらに好ましくは５原子％〜２０原子％の範囲である。
【００７４】
下地層の膜厚はこの異方性を発現させ得るに十分なものであればよいが、好ましくは０．１〜５０ｎｍであり、より好ましくは０．３〜３０ｎｍ、さらに好ましくは０．５〜１０ｎｍである。Ｃｒを主成分とする下地層の成膜時は基板加熱を行っても行わなくてもよい。
下地層の上には、記録層との間に、場合により軟磁性層を設けても良い。特に磁化遷移ノイズの少ないキーパー媒体、或いは磁区が媒体の面内に対して垂直方向にある垂直記録媒体には、効果が大きく、好適に用いられる。
【００７５】
軟磁性層は透磁率が比較的高く損失の少ないものであればよいが、ＮｉＦｅや、それに第３元素としてＭｏ等を添加した合金が好適に用いられる。最適な透磁率は、データの記録に利用されるヘッドや記録層の特性によっても大きく変わるが、概して、最大透磁率が１０〜１００００００（Ｈ／ｍ）程度であることが好ましい。
【００７６】
或いはまた、Ｃｒを主成分とする下地層上に必要に応じ中間層を設けてもよい。例えばＣｏＣｒ系中間層を設けると、磁性層の結晶配向が制御しやすく好ましい。
次に記録層（磁性層）を形成するが、記録層と軟磁性層の間には下地層と同一材料の層又は他の非磁性材料が挿入されていてもよい。記録層の成膜時は、基板加熱を行っても行わなくてもよい。記録層としては、Ｃｏ合金磁性層、ＴｂＦｅＣｏを代表とする希土類系磁性層、ＣｏとＰｄの積層膜を代表とする遷移金属と貴金属系の積層膜等が好ましく用いられる。
【００７７】
Ｃｏ合金磁性層としては、通常、純ＣｏやＣｏＮｉ、ＣｏＳｍ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＮｉＣｒ、ＣｏＣｒＰｔなどの磁性材料として一般に用いられるＣｏ合金磁性材料を用いうる。これらのＣｏ合金に更にＮｉ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｗ、Ｂなどの元素やＳｉＯ２等の化合物を加えたものでも良い。例えばＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＮｉＰｔ、ＣｏＮｉＣｒＰｔＢ等が挙げられる。Ｃｏ合金磁性層の膜厚は任意であるが、好ましくは５ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上である。また、好ましくは５０ｎｍ以下、より好ましくは３０ｎｍ以下である。また、本記録層は、適当な非磁性の中間層を介して、或いは直接２層以上積層してもよい。その時、積層される磁性材料の組成は、同じであっても異なっていてもよい。
【００７８】
希土類系磁性層としては、磁性材料として一般的なものを用いうるが、例えばＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＦｅなどが挙げられる。これらの希土類合金にＴｂ、Ｄｙ、Ｈｏなどを添加してもよい。酸化劣化防止の目的からＴｉ、Ａｌ、Ｐｔが添加されていてもよい。希土類系磁性層の膜厚は、任意であるが、通常５〜１００ｎｍ程度である。また、本記録層は、適当な非磁性の中間層を介して、或いは直接２層以上積層してもよい。その時、積層される磁性材料の組成は、同じであっても異なっていてもよい。特に希土類系磁性層は、アモルファス構造膜であり、かつメディア面内に対して垂直方向に磁化を持つため高記録密度記録に適し、高密度かつ高精度に磁化パターンを形成できる本発明の方法がより効果的に適用できる。
【００７９】
同様に垂直磁気記録が行える、遷移金属と貴金属系の積層膜としては、磁性材料として一般的なものを用いうるが、例えばＣｏ／Ｐｄ、Ｃｏ／Ｐｔ、Ｆｅ／Ｐｔ、Ｆｅ／Ａｕ、Ｆｅ／Ａｇなどが挙げられる。これらの積層膜材料の遷移金属、貴金属は、特に純粋なものでなくてもよく、それらを主とする合金であってもよい。積層膜の膜厚は、任意であるが、通常５〜１０００ｎｍ程度である。また、必要に応じて３種以上の材料の積層であってもよい。
本発明においては、記録層は薄い方が好ましい。記録層が厚いと、記録層を加熱したときの膜厚方向の熱の伝わりが悪く、良好に磁化されないおそれがあるためである。このため記録層膜厚は２００ｎｍ以下が好ましい。ただし、磁化を保持するために、記録層膜厚は５ｎｍ以上が好ましい。
【００８０】
本発明において、記録層としての磁性層は、室温において磁化を保持し、加熱と同時に外部磁界を印加されて消磁されるか逆方向に磁化される。
磁性層は室温において磁化を保持する必要があり、磁性層の室温での静的保磁力を２０００Ｏｅ以上とするのが好ましい。小さな磁区が保持でき高密度記録に適した媒体が得られる。より好ましくは３０００Ｏｅ以上である。　ただし、好ましくは室温での静的保磁力を２０ｋＯｅ以下とする。２０ｋＯｅを超えると、第１外部磁界による均一磁化のために大きな磁界強度が必要となり、また通常の磁気記録が困難となる可能性がある。より好ましくは１５ｋＯｅ以下とし、更に好ましくは１５ｋＯｅとする。
磁性層の静的保磁力と局所加熱温度、第２外部磁界強度について説明すると、例えば室温において静的保磁力が３５００〜４０００Ｏｅの媒体は、通常、温度上昇に伴い、１０〜１５Ｏｅ／℃の割合で保磁力が線形に減少し、例えば１５０℃で２０００Ｏｅ程度になる。３０００Ｏｅ程度であれば外部磁界印加手段で容易に発生させることができるので、１５０℃程度の加熱でも十分に磁化パターンが形成できる。
動的な保磁力は、高密度に記録した情報を安定に保持するためには大きいものとなる。動的保磁力は通常、磁界強度を１ｓｅｃ以下の短時間で変化させたときに測定される保磁力、つまりパルス幅が１ｓｅｃ以下の磁界に対する保磁力である。但しその値は磁界や熱の印加時間によって変わる。
好ましくは、１ｓｅｃでの動的保磁力が静的保磁力の２倍以上である。但し、あまり大きいと第２外部磁界による磁化のために大きな磁界強度が必要になるので２０ｋＯｅ以下が好ましい。
【００８１】
以下に、磁気記録媒体の動的保磁力（記録層としての磁性層の保磁力）の測定手順の一例を示す。
１．印加時間ｔ＝１０ｓｅｃにおける媒体の保磁力を求める。
１．１　最大磁界強度（２０ｋＯｅ）まで磁界を印加し，媒体を飽和させる。
１．２　負の方向（飽和方向と反対向き）に所定強度の磁界Ｈ１を印加する。
１．３　その磁界下で１０ｓｅｃ保持する。
１．４　磁界をゼロに戻す。
１．５　１．４の時の磁化値を読みとると、残留磁化値Ｍ１が得られる。
１．６　１．２とは少し印加磁界強度を変えて同じ測定（１．１〜１．５）
を繰り返す。合計４点の磁界強度Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４での残留磁化値Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４が得られる。
１．７　この４点から残留磁化Ｍが０となる印加磁界強度Ｈを求める。これが印加時間ｔ＝１０ｓｅｃにおける媒体の保磁力となる。
２．印加時間ｔを６０ｓｅｃ、１００ｓｅｃ、６００ｓｅｃについて同じ測定を行い、それぞれの印加時間での保磁力を求める。
３．以上で得られた１０ｓｅｃ、６０ｓｅｃ、１００ｓｅｃ、６００ｓｅｃでの保磁力の値から外挿して、より短い印加時間での保磁力を求めることができる。
例えば印加時間１ｎｓｅｃでの動的保磁力も求められる。
【００８２】
磁性層は、室温において磁化を保持しつつ、適当な加熱温度では弱い外部磁界で磁化されるものである必要がある。また室温と磁化消失温度との差が大きい方が磁化パターンの磁区が明瞭に形成しやすい。このため磁化消失温度は高いほうが好ましく、１００℃以上が好ましくより好ましくは１５０℃以上である。例えば、キュリー温度近傍（キュリー温度のやや下）や補償温度近傍に磁化消失温度がある。
【００８３】
キュリー温度は、好ましくは１００℃以上である。１００℃未満では、室温での磁区の安定性が低い傾向がある。より好ましくは１５０℃以上である。また好ましくは７００℃以下である。磁性層をあまり高温に加熱すると、変形してしまう可能性があるためである。
なお、本発明においては、ＡＦＣ（Ａｎｔｉ−Ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｃｏｕｐｌｅｄ）媒体のキュリー温度とは、主磁性層のキュリー温度ではなく媒体全体の見かけ上のキュリー温度を言う。
磁気記録媒体が面内磁気記録媒体である場合、高密度用の高い保磁力を持った磁気記録媒体に対しては従来の磁気転写法では飽和記録が難しく、磁界強度の高い磁化パターン生成が困難となり、半値幅も広がってしまう。このような高記録密度に適した面内記録媒体でも、本方法によれば良好な磁化パターン形成が可能となる。特に、該磁性層の飽和磁化が５０ｅｍｕ／ｃｃ以上である場合は、反磁界の影響が大きいので本発明を適用する効果が大きい。
【００８４】
１００ｅｍｕ／ｃｃ以上だとより効果が高い。ただしあまり大きいと磁化パターンの形成がしにくいため、５００ｅｍｕ／ｃｃ以下が好ましい。
磁気記録媒体が垂直磁気記録媒体であり、磁化パターンが比較的大きく１磁区の単位体積が大きい場合は、飽和磁化が大きくなり、磁気的な減磁作用で磁化反転が起こりやすいためそれがノイズとなり半値幅を悪化させる。しかし、本発明では、軟磁性を使用した下地層の併用で、これらの媒体にも良好な記録が可能となる。
【００８５】
本発明においては、磁性層上に保護層を形成するのが好ましい。すなわち、媒体の最表面を硬質の保護層により覆う。保護層はヘッドや衝突や塵埃・ゴミ等のマスクとの挟み込みによる磁性層の損傷を防ぐ働きをする。本発明のようにマスクを用いた磁化パターン形成法を適用する際には、マスクとの接触から媒体を保護する働きもある。
また、本発明において保護層は、加熱された磁性層の酸化を防止する効果もある。磁性層は一般に酸化されやすく、加熱されると更に酸化されやすい。本発明では磁性層をエネルギー線などで局所的に加熱するため、酸化を防ぐための保護層を磁性層上に予め形成しておくのが望ましい。
磁性層が複数層ある場合には、最表面に近い磁性層の上に保護層を設ければよい。保護層は磁性層上に直接設けても良いし、必要に応じて間に他の働きをする層をはさんでも良い。
【００８６】
エネルギー線の一部は保護層でも吸収され、熱伝導によって磁性層を局所的に加熱する働きをする。このため保護層が厚すぎると横方向への熱伝導により磁化パターンがぼやけてしまう可能性があるので、膜厚は薄い方が好ましい。また記録再生時の磁性層とヘッドとの距離を小さくするためにも薄い方が好ましい。従って５０ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは３０ｎｍ以下、さらに好ましくは２０ｎｍ以下である。ただし、充分な耐久性を得るためには０．１ｎｍ以上が好ましく、より好ましくは１ｎｍ以上である。
【００８７】
保護層としては、硬質で酸化に強い性質を有していればよい。一般にカーボン、水素化カーボン、窒素化カーボン、アモルファスカーボン、ＳｉＣ等の炭素質層やＳｉＯ２、Ｚｒ２Ｏ３、ＳｉＮ、ＴｉＮなどが用いられる。保護層が磁性を有する材料であっても良い。
特にヘッドと磁性層の距離を極限まで近づけるためには、非常に硬質の保護層を薄く設けることが好ましい。従って耐衝撃性及び潤滑性の点で炭素質保護膜が好ましく、特にダイヤモンドライクカーボンが好ましい。エネルギー線による磁性層の損傷防止の役割を果たすだけでなく、ヘッドによる磁性層の損傷にも極めて強くなる。本発明の磁化パターン形成法は、炭素質保護層のような不透明な保護層に対しても適用できる。
また、保護層が２層以上の層から構成されていてもよい。磁性層の直上の保護層としてＣｒを主成分とする層を設けると、磁性層への酸素透過を防ぐ効果が高く好ましい。
【００８８】
更に保護層上には潤滑層を形成するのが好ましい。媒体のマスク及び磁気ヘッドによる損傷を防ぐ機能を持つ。潤滑層に用いる潤滑剤としては、フッ素系潤滑剤、炭化水素系潤滑剤及びこれらの混合物等が挙げられ、ディップ法、スピンコート法などの常法で塗布することができる。蒸着法で成膜してもよい。磁化パターン形成の妨げとならないために潤滑層は薄い方が好ましく、１０ｎｍ以下が好ましい。より好ましくは４ｎｍ以下である。十分な潤滑性能を得るためには０．５ｎｍ以上が好ましい。より好ましくは１ｎｍ以上である。
潤滑層上からエネルギー線を照射する場合には、潤滑剤のダメージ（分解、重合）等を考慮し、再塗布などを行ってもよい。
また、以上の層構成には他の層を必要に応じて加えても良い。
【００８９】
浮上型／接触型ヘッドの走行安定性を損なわないよう、磁化パターン形成後の該媒体の表面粗度Ｒａは３ｎｍ以下に保つのが好ましい。なお、媒体表面粗度Ｒａとは潤滑層を含まない媒体表面の粗度であって、触針式表面粗さ計（機種名：Ｔｅｎｃｏｒ　Ｐ−１２　ｄｉｓｋ　ｐｒｏｆｉｌｅｒ（ＫＬＡ　Ｔｅｎｃｏｒ社製））を用いて測定長４００μｍで測定後、ＪＩＳ　Ｂ０６０１に則って算出した値である。より好ましくは１．５ｎｍ以下とする。
望ましくは磁化パターン形成後の該媒体の表面うねりＷａを５ｎｍ以下に保つ。Ｗａは潤滑層を含まない媒体表面のうねりであって、触針式表面粗さ計（機種名：Ｔｅｎｃｏｒ　Ｐ−１２　ｄｉｓｋ　ｐｒｏｆｉｌｅｒ（ＫＬＡ　Ｔｅｎｃｏｒ社製））を用いて測定長２ｍｍで測定後、Ｒａ算出に準じて算出した値である。より好ましくは３ｎｍ以下とする。
ところで、このように構成される磁気記録媒体への磁化パターンの形成は、記録層（磁性層）に対して行う。記録層上に保護層や潤滑層などを形成した後に記述のいずれかの方法で行うのが好ましいが、記録層の酸化のおそれが無い場合は記録層の成膜直後に行っても良い。
【００９０】
磁気記録媒体の各層を形成する成膜方法としては各種の方法が採りうるが、例えば直流（マグネトロン）スパッタリング法、高周波（マグネトロン）スパッタリング法、ＥＣＲスパッタリング法、真空蒸着法などの物理的蒸着法が挙げられる。
また、成膜時の条件としては、得るべき媒体の特性に応じて、到達真空度、基板加熱の方式と基板温度、スパッタリングガス圧、バイアス電圧等を適宜決定する。例えば、スパッタリング成膜では、通常の場合、到達真空度は５×１０−６Ｔｏｒｒ以下、基板温度は室温〜４００℃、スパッタリングガス圧は１×１０−３〜２０×１０−３Ｔｏｒｒ、バイアス電圧は０〜−５００Ｖが好ましい。
【００９１】
基板を加熱する場合は下地層形成前から加熱しても良い。或いは、熱吸収率が低い透明な基板を使用する場合には、熱吸収率を高くするため、Ｃｒを主成分とする種子層又はＢ２結晶構造を有する下地層を形成してから基板を加熱し、しかる後に記録層等を形成しても良い。
記録層が、希土類系の磁性層の場合には、腐食・酸化防止の見地から、ディスク状磁気記録媒体の最内周部及び最外周部を最初マスクして、記録層まで成膜、続く保護層の成膜の際にマスクを外し、記録層を保護層で完全に覆う方法や、保護層が２層の場合には、記録層と第１の保護層までをマスクしたまま成膜し、第２の保護層を成膜する際にマスクを外し、やはり記録層を第２の保護層で完全に覆うようにすると希土類系磁性層の腐食、酸化が防げて好適である。
【００９２】
次に、本発明の磁気記録装置について説明する。
本発明の磁気記録装置は、上述の方法で磁化パターンを形成した磁気記録媒体と、磁気記録媒体を記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対移動させる手段と、磁気ヘッドへの記録信号入力と磁気ヘッドからの再生信号出力を行うための記録再生信号処理手段を有する。磁気ヘッドとしては、高密度記録を行うため、通常は浮上型／接触型磁気ヘッドを用いる。
【００９３】
本発明の方法により再生信号出力が高くかつノイズが少なく、Ｓ／Ｎ、Ｃ／Ｎが高くモジュレーションの小さい、微細で高精度なサーボパターン等の磁化パターンが形成された磁気記録媒体を用いることで、上記磁気記録装置は高密度記録が可能となる。また、媒体に傷がなく欠陥も少ないため、エラーの少ない記録を行うことができる。
また、磁気記録媒体を装置に組みこんだ後、上記磁化パターンを磁気ヘッドにより再生し信号を得、該信号を基準としてサーボバースト信号を該磁気ヘッドにより記録してなる磁気記録装置に用いることで、簡易に精密なサーボ信号を得ることができる。
【００９４】
また、磁気ヘッドでのサーボバースト信号記録後にも、ユーザデータ領域として用いられない領域には本発明により磁化パターンとして記録した信号が残っていると何らかの外乱により磁気ヘッドの位置ずれが起きたときにも所望の位置に復帰させやすいので、両者の書き込み方法による信号が存在する磁気記録装置は、信頼性が高い。
【００９５】
磁気記録装置として代表的な、磁気ディスク装置を例に説明する。
磁気ディスク装置は、通常、磁気ディスクを１枚或いは複数枚を串刺し状に固定するシャフトと、該シャフトにベアリングを介して接合された磁気ディスクを回転させるモータと、記録及び／又は再生に用いる磁気ヘッドと、該ヘッドが取り付けられたアームと、ヘッドアームを介してヘッドを磁気記録媒体上の任意の位置に移動させることのできるアクチュエータとからなり、記録再生用ヘッドが磁気記録媒体上を一定の浮上量で移動している。記録情報は、信号処理手段を経て記録信号に変換されて磁気ヘッドにより記録される。また、磁気ヘッドにより読み取られた再生信号は同信号処理手段を経て逆変換され、再生情報が得られる。
【００９６】
ディスク上には、情報信号が同心円状のトラックに沿って、セクター単位で記録される。サーボパターンは通常、セクター間に記録される。磁気ヘッドは該パターンからサーボ信号を読み取り、これによりトラックの中心に正確にトラッキングを行い、そのセクターの情報信号を読み取る。記録時も同様にトラッキングを行う。
【００９７】
前述の通り、サーボ信号を発生するサーボパターンは、情報を記録する際のトラッキングに使用するという性質上、特に高精度が要求される。また現在多く使用されているサーボパターンは、１トラックあたり、互いに１／２ピッチずれた２組のパターンからなるため、情報信号の１／２のピッチ毎に形成する必要があり、２倍の精度が要求される。
【００９８】
しかしながら、従来のサーボパターン形成方法では、外部ピンとアクチュエータの重心が異なることから生じる振動の影響でライトトラック幅で０．２〜０．３μｍ程度が限界であり、トラック密度の増加にサーボパターンの精度が追いつかず、磁気記録装置の記録密度向上及びコストダウンの妨げとなりつつある。
本発明によれば、再生信号出力が高くノイズが低く、Ｓ／Ｎ、Ｃ／Ｎが高く、モジュレーションが小さい磁化パターンを効率よく形成することができるので、従来のサーボパターン形成方法に比べて格段に低コスト、短時間で精度良くサーボパターンを形成でき、例えば４０ｋＴＰＩ以上に媒体のトラック密度を高めることができる。従って本媒体を用いた磁気記録装置は高密度での記録が可能となる。
【００９９】
また、位相サーボ方式を用いると連続的に変化するサーボ信号が得られるのでよりトラック密度を上げることができ、０．１μｍ幅以下でのトラッキングも可能となり、より高密度記録が可能である。
前述のように、位相サーボ方式には、例えば、内周から外周に、半径に対して斜めに直線的に延びる磁化パターンが用いられる。このような、半径方向に連続したパターンや斜めのパターンは、ディスクを回転させながら１トラックずつサーボ信号を記録する従来のサーボパターン形成方法では作りにくく、複雑な計算や構成が必要であった。
【０１００】
しかし本発明によれば、該形状に応じたマスクを一旦作成すれば、マスクを介してエネルギー線を照射するだけで当該パターンを容易に形成できるため、位相サーボ方式に用いる媒体を簡単かつ短時間、安価に作成することができる。ひいては、高密度記録が可能な、位相サーボ方式の磁気記録装置を提供できる。
さて、従来主流のサーボパターン形成方法は、媒体を磁気記録装置（ドライブ）に組み込んだのちに、クリーンルーム内で専用のサーボライターを用いて行う。
【０１０１】
各ドライブをサーボライターに装着し、ドライブ表面あるいは裏面のいずれかにある孔よりサーボライターのピンを差し入れ磁気ヘッドを機械的に動かしながら、トラックに沿って１パターンずつ記録を行う。このためドライブ一台あたり１５〜２０分程度と非常に時間がかかる。専用のサーボライターを用い、またドライブに孔を開けるためこれら作業はクリーンルーム内で行う必要があり、工程上も煩雑でコストアップの要因であった。
【０１０２】
本発明では、予めパターンを記録したマスクを介してエネルギー線を照射することで、サーボパターン或いはサーボパターン記録用基準パターンを一括して記録でき、非常に簡便かつ短時間で媒体にサーボパターンを形成できる。このようにしてサーボパターンを形成した媒体を組み込んだ磁気記録装置は、上記サーボパターン書込み工程は不要となる。
【０１０３】
或いはサーボパターン記録用基準パターンを形成した媒体を組み込んだ磁気記録装置は、該基準パターンをもとにして装置内で所望のサーボパターンを書込むことができ、上記のサーボライターは不要であり、クリーンルーム内での作業も必要ない。
また、磁気記録装置の裏側に孔を開ける必要がなく耐久性や安全性の上でも好ましい。
【０１０４】
さらに、本発明においてはマスクと媒体との間を密着させなくてよいので、磁気記録媒体と他の構成部材との接触による損傷や、微小な塵埃やゴミの挟み込みによる媒体の損傷を防ぎ、欠陥の発生を防ぐことができる。
以上のように、本発明によれば高密度記録が可能な磁気記録装置を、簡便な工程で安価に得ることができる。
【０１０５】
磁気ヘッドとしては、薄膜ヘッド、ＭＲヘッド、ＧＭＲヘッド、ＴＭＲヘッドなど各種のものを用いることができる。磁気ヘッドの再生部をＭＲヘッドで構成することにより、高記録密度においても十分な信号強度を得ることができ、より高記録密度の磁気記録装置を実現することができる。
【０１０６】
また磁気ヘッドを、浮上量が０．００１μｍ以上、０．０５μｍ未満と、低い高さで浮上させると、出力が向上して高い装置Ｓ／Ｎが得られ、大容量で高信頼性の磁気記録装置を提供することができる。
また、最尤復号法による信号処理回路を組み合わせるとさらに記録密度を向上でき、例えば、トラック密度１３ｋＴＰＩ以上、線記録密度２５０ｋＦＣＩ以上、１平方インチ当たり３Ｇビット以上の記録密度で記録・再生する場合にも十分なＳ／Ｎが得られる。
【０１０７】
さらに磁気ヘッドの再生部を、互いの磁化方向が外部磁界によって相対的に変化することによって大きな抵抗変化を生じる複数の導電性磁性層と、その導電性磁性層の間に配置された導電性非磁性層からなるＧＭＲヘッド、あるいはスピン・バルブ効果を利用したＧＭＲヘッドとすることにより、信号強度をさらに高めることができ、１平方インチ当たり１０Ｇビット以上、３５０ｋＦＣＩ以上の線記録密度を持った信頼性の高い磁気記録装置の実現が可能となる。
【０１０８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。但し、その要旨の範囲を越えない限り本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
３．５インチ径のＮｉＰメッキ付きアルミニウム合金基板を洗浄、乾燥し、その上に到達真空度：１×１０−７Ｔｏｒｒ、基板温度：３５０℃、バイアス電圧：−２００Ｖ、スパッタリングガス：Ａｒ、ガス圧：３×１０−３Ｔｏｒｒの条件下で、ＮｉＡｌを６０ｎｍ、Ｃｒ９０Ｍｏ１０を１０ｎｍ、記録層としてＣｏ６４Ｃｒ１６Ｐｔ１２Ｂ８を１２ｎｍ、保護層としてカーボン（ダイヤモンドライクカーボン）を５ｎｍ成膜した。
【０１０９】
その上には潤滑層としてフッ素系潤滑剤を０．５ｎｍの厚さに塗布し、１００℃で４０分焼成し、室温での静的保磁力３６００Ｏｅ、飽和磁化３１０ｅｍｕ／ｃｃの面内記録用磁気ディスクを得た。
このディスクに、永久磁石の磁界方向がディスクの回転方向と同じとなるように構成して、約１０ｋＯｅ（約１０ｋガウス）の強度で印加して、ディスク面を一様に（均一に）磁化した。
【０１１０】
フォトマスクは１２７ｍｍ×１２７ｍｍの正方形、２．３ｍｍ厚の石英ガラスを基材とし、ディスクに対する面側に、クロムを７５ｎｍ、酸化クロムを２５ｎｍの膜厚で順次に成膜し、エッチング領域（パターン領域）をパターン最小幅０．８μｍ（ライン、スペースとも０．８μｍ）にエッチングし、非透過部を形成した。なお、エッチング領域（パターン領域）以外の領域は全てクロム層と酸化クロム層が形成された非透過部である。得られたフォトマスクの、波長２４８ｎｍのエキシマパルスレーザに対する反射率は非透過部で１６％、透過部で５％であった。
【０１１１】
この後、フォトマスクに非感光性ポリイミド樹脂を２．５μｍの厚さで均一に塗布し、さらにフォトレジストを０．２μｍの厚さに塗布した。ここに、突起形成用マスクを介して高圧水銀ランプの光を照射しブロードバンド露光を行い、アルカリ液により現像及びエッチングを行ったのち残ったフォトレジスト層を除去し、突起を形成した。続いて３５０℃で１５分間ベーク（焼成）を行い、ポリイミド樹脂からなる突起を硬化させた。
【０１１２】
突起形成用マスクは、直径約３．５インチのディスク状で、半径４７〜４８ｍｍの領域に、直径５０μｍの非円形透過部が１００μｍ間隔に並んでいる。
以上により、パターン領域が半径１８〜４５ｍｍに形成され、パターン領域の周縁部、つまりパターン領域以外の外周である半径約４７〜４８ｍｍの範囲に、高さ２．５μｍ、直径５０μｍの略円形の突起（スペーサ）が１００μｍ間隔で形成されたフォトマスクを得た。
【０１１３】
このフォトマスクと磁気ディスクを一体として、３．２秒間で１回転の速度で回転させた。ここに波長２４８ｎｍのエキシマパルスレーザをパルス幅：２５ｎｓｅｃ、パワー（エネルギー密度）：１６０ｍＪ／ｃｍ２、ビーム形状：１０ｍｍ×３０ｍｍ（ピークエネルギーの１／ｅ２となる径）に制御しレーザ照射口にビーム形状を角度１２°の扇形に整形する遮光板を設置して、繰り返し周波数１０Ｈｚ（照射周期１００ｍｓｅｃ）で３２パルス照射し、同時に図３に示す磁界印加手段を用いて磁界を印加し、磁化パターンの転写を試みた。シミュレーションにより加熱温度を求めたところ、約１７０℃〜２００℃であった。
即ち、永久磁石２２ａ〜２２ｄによって、磁気ディスクの円周方向で均一磁化とは逆方向に、ディスク内周域（半径２１ｍｍの位置）で約１．７ｋガウス、ディスク外周域（半径４６．５ｍｍの位置）で約１．９ｋガウス程度の磁界が常に印加された。
同時に、空芯コイル２８ａ、２８ｂに７００Ｖのパルス状電流を流してコイルの周囲に、パルス幅３５０μｓｅｃであって、ディスク内周域（半径２１ｍｍの位置）で約１．７ｋガウス、ディスク外周域（半径４６．５ｍｍの位置）で約１．９ｋガウス程度のパルス状磁界が発生した。
このときのエネルギー線の照射周期に対する第２外部磁界のパルス幅の値は３５／１００００倍であった。
図３（ｂ）に示すように、空芯コイル２８ａ、２８ｂによる磁界は永久磁石２２ａ〜２２ｄによる磁界を補助するように働くので、合計で、ディスク内周域（半径２１ｍｍの位置）で約３．４ｋガウス、ディスク外周域（半径４６．５ｍｍの位置）で約３．８ｋガウス程度の最大磁界が印加された。
図６に、実施例１における、磁界パルスとレーザ光用トリガーパルスの時間的関係を示す。なお、レーザ光用トリガーパルスが出された約４μｓｅｃ後にエキシマパルスレーザが照射された。図６から分かるように、磁界強度がほぼ最大となるときにちょうどパルスレーザが照射されるようにタイミングを合わせた。
【０１１４】
なお、ここで用いた、レーザ照射のための光学系の構成は以下のとおりである。エキシマパルスレーザ光源から発振したパルスレーザはプログラマブルシャッターを通過する。プログラマブルシャッターは光源から所望のパルスのみ取り出す役目をする。
プログラマブルシャッターで選択されたレーザは、所望のパワーに出力調整され次いで、レーザは短軸方向を３分割するためのプリズムアレイと、長軸方向を７分割するためのプリズムアレイを通過し、投影レンズに至る。プリズムアレイは、レーザを分割し重ね合わせ、エネルギー強度分布を均一にする機能を有する。これらをホモジナイザと称することもある。さらに、レーザは必要に応じて遮光板を通して所望のビーム形状とし、フォトマスクにより強度分布を磁化パターンに応じて変化させたのち、ディスクに投影される。
【０１１５】
（比較例１）
実施例１と同様に磁気ディスクを作成した。
このディスクに、永久磁石の磁界方向がディスクの回転方向と同じとなるように構成して、約１０ｋＯｅ（約１０ｋガウス）の強度で印加して、ディスク面を一様に磁化した。
続いて、永久磁石のみによって、磁気ディスクの円周方向で均一磁化とは逆方向に、ディスク内周域（半径２１ｍｍの位置）で約２．１ｋガウス、ディスク外周域（半径４６．５ｍｍの位置）で約２．７ｋガウスの磁界を印加した以外は、実施例１と同様にしてマスクパターンの転写を行った。
［評価］
実施例１及び比較例１で得られた磁気ディスクについて、再生素子幅０．４μｍのハードディスク用ＭＲヘッドで磁化パターンを再生し、そのＣ／Ｎ、再生信号のモジュレーションを測定した結果を表−１に示す。
【表１】
2004005874.tif 000003
【０１１６】
（実施例２）
２．５インチ径のＮｉＰメッキ付きアルミノシリケイトガラス基板に対し、実施例１と同様の手順で記録層等を作成して２．５インチ径の磁気ディスクを得た。
【０１１７】
その上には潤滑層としてフッ素系潤滑剤を０．５ｎｍの厚さに塗布し、１００℃で４０分焼成し、室温での静的保磁力３８００Ｏｅ、飽和磁化３１０ｅｍｕ／ｃｃの面内記録用磁気ディスクを得た。
このディスクに、永久磁石の磁界方向がディスクの回転方向と同じとなるように構成して、約１０ｋＯｅ（約１０ｋガウス）の強度で印加して、ディスク面を一様に（均一に）磁化した。
【０１１８】
フォトマスクは外径９５ｍｍ、内径１０ｍｍのドーナツ型、２．３ｍｍ厚の石英ガラスを基材とし、ディスクに対する面側に、シリコンを１００ｎｍ、ＳｉＯ２を３０ｎｍの膜厚で順次に成膜し、エッチング領域（パターン領域）をパターン最小幅０．３３μｍ（ライン、スペースとも０．３３μｍ）にエッチングし、非透過部を形成した。なお、エッチング領域（パターン領域）以外の領域は全てシリコン層とＳｉＯ２層が形成された非透過部である。得られたフォトマスクの、波長２４８ｎｍのエキシマパルスレーザに対する反射率は非透過部で３０％、透過部で５％であった。
【０１１９】
この後、パターン領域の周縁部に、リフトオフ法によりＣｒ層からなるスペーサを設けた。即ち、パターン領域外の外周部である半径約３２．３〜３２．５ｍｍの範囲には、高さ０．５μｍ、直径５０μｍの略円形の突起（スペーサ）が１００μｍ間隔に形成されたマスクを得た。
【０１２０】
このフォトマスクと磁気ディスクを重ね合わせた後、真空圧−４０ｋＰａでフォトマスクと磁気ディスク間のエアーを吸引し、フォトマスクと磁気ディスクを密着させ一体とし、３．２秒間で１回転の速度で回転させた。ここに波長２４８ｎｍのエキシマパルスレーザをパルス幅：２５ｎｓｅｃ、パワー（エネルギー密度）：５３ｍＪ／ｃｍ２、ビーム形状：５ｍｍ×３０ｍｍ（ピークエネルギーの１／ｅ２となる径）に制御しレーザ照射口にビーム形状を角度６°の扇形に整形する遮光板を設置して、繰り返し周波数２０Ｈｚ（照射周期５０ｍｓｅｃ）で６４パルス照射し、同時に図３に示す磁界印加手段を用いて磁界を印加し、磁化パターンの転写を試みた。シミュレーションにより加熱温度を求めたところ、約１７０℃〜２００℃であった。
即ち、永久磁石２２ａ〜２２ｄによって、磁気ディスクの円周方向で均一磁化とは逆方向に、ディスク内周域（半径１７ｍｍの位置）で約１．４ｋガウス、ディスク外周域（半径３０ｍｍの位置）で約１．４ｋガウス程度の磁界が常に印加された。
同時に、空芯コイル２８ａ、２８ｂに９００Ｖのパルス状電流を流してコイルの周囲に、パルス幅９０μｓｅｃであって、ディスク内周域（半径１７ｍｍの位置）で約２．４ｋガウス、ディスク外周域（半径３０ｍｍの位置）で約２．５ｋガウス程度のパルス状磁界が発生した。
このときのエネルギー線の照射周期に対する第２外部磁界のパルス幅の値は９／５０００倍であった。
図３（ｂ）に示すように、空芯コイル２８ａ、２８ｂによる磁界は永久磁石２２ａ〜２２ｄによる磁界を補助するように働くので、合計で、ディスク内周域（半径１７ｍｍの位置）で約３．８ｋガウス、ディスク外周域（半径３２ｍｍの位置）で約３．９ｋガウス程度の最大磁界が印加された。
なお、磁界パルスとレーザ光用トリガーパルスの時間的関係は実施例１と同じであり、用いた光学系の構成も実施例１と同じである。
（比較例２）
実施例２と同様に磁気ディスクを作成した。
この磁気ディスクとマスクの間のエアーを吸引せずに、磁気ディスクとマスクのスペースを０．５μｍに保ちつつ、レーザーパワーを６３ｍＪ／ｃｍ２した以外は、実施例２と同様にしてマスクパターンの転写を行った。
［評価］
実施例２及び比較例２で得られた磁気ディスクについて、再生素子幅０．４μｍのハードディスク用ＭＲヘッドで磁化パターンを再生し、サブパルス発生率の測定を行った。実施例２においては、サブパルス発生率＝１２％であり、比較例２においてはサブパルス発生率＝２２％であった。これにより実施例２においてはサブパルスの発生が抑えられていることが確認できた。
【発明の効果】
本発明によれば、第２の外部磁界がパルス状の磁界成分を有するので、譬え室温の静的保磁力より大きい磁界であっても、周囲の非加熱領域に影響を与えることなく、かつ加熱領域は良好に磁化することができる。事前に一様に磁化した領域にノイズが発生したり、一旦形成した磁化パターンを消去してしまったりすることが無い。
そして、高密度記録に用いられる動的保磁力の大きい媒体にも再生信号出力が高くＳ／Ｎ、Ｃ／Ｎが高く、モジュレーションの小さい微細な磁化パターンを効率よく形成できる。ひいてはより高密度記録が可能な磁気記録媒体及び磁気記録装置を短時間かつ安価に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁化パターン形成装置の実施の形態を示す概略的な断面図である。
【図２】本発明の磁化パターン形成装置の実施の形態を示す概略的な透視斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る磁化パターン形成方法を示す平面図と断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る磁化パターン形成方法を示す平面図と断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る磁化パターン形成方法を示す平面図と断面図である。
【図６】本発明の実施例における、磁界パルスとレーザ光用トリガーパルスの時間的関係を示す図である。
【図７】上図は、磁性層の室温における飽和磁化曲線、下図は同磁性層の加熱領域の温度における飽和磁化曲線の模式図である。
【図８】減磁または逆方向磁化されるに必要な磁界強度の処理時間との関係を表す片対数グラフである。
【符号の説明】
１　磁気記録媒体
１Ａ　スペーサ
２　フォトマスク
２Ａ　非透過層
３　遮光板
４　開口部
５　磁界発生手段
６　スピンドルモーター
６Ａ　真空ライン
７　ホモジナイザー
８　エネルギー線
９　エネルギー線発生手段
１０　支持台
２１　　磁気記録媒体
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ　　永久磁石
２３　　遮光板
２３ａ　開口部
２４　　マスク
２５　　エネルギー線
２７　　スペーサ
２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ　　空芯コイル（電磁石）
３１　直流電源
３２　コンデンサ
３３　サイリスタ
３４　トリガー発生装置
３５　遅延装置（ディレイ）
３６　エネルギー線源
【図１】
2004005874.tif 000004
【図２】
2004005874.tif 000005
【図３】
2004005874.tif 000006
【図４】
2004005874.tif 000007
【図５】
2004005874.tif 000008
【図６】
2004005874.tif 000009
【図７】
2004005874.tif 000010
【図８】
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