(57)【要約】【課題】高速で回転する記録媒体上で浮上する読み書きヘッドとの摩擦を防ぐため記録媒体表面の潤滑層を低コストな装置を用いて均一に形成する。【解決手段】潤滑剤を活性化した潤滑層原料を基板上へ被膜すると同時に前記基板上で前記潤滑層原料を高分子化せしめて密着した記録媒体。前記潤滑層原料が潤滑剤を励起して生成される手段と前記潤滑層原料が励起した状態を維持しながら前記基板上でエネルギー線を照射して高分子化させる構成とを有する潤滑層形成装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑剤から気体状の潤滑層原料を生成する気化手段と、
前記潤滑層原料を被処理基板に噴出するノズルと、
前記気化手段から前記ノズルまでを接続し、キャリアガスと前記潤滑層原料とを搬送する供給手段と、
前記ノズルから前記潤滑層原料が噴出している時に、前記被処理基板の表面にエネルギー線を照射可能に構成したエネルギー線源と
を有する潤滑層形成装置。
【請求項２】
前記潤滑剤がフッ素系潤滑剤、シリコーン系潤滑剤、炭化水素系潤滑剤、表面撥水剤、界面活性剤、表面改質剤のいずれかを含むことを特徴とする請求項１に記載の潤滑層形成装置。
【請求項３】
前記キャリアガスの温度が１００℃以上で、尚且つ前記潤滑剤の分解温度以下であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑層形成装置。
【請求項４】
前記ノズルを補助加熱して前記潤滑層原料を前記基板へ吹き付けるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の潤滑層形成装置。
【請求項５】
基板表面にエネルギー線を照射しながら、該基板に潤滑剤から気化生成した気体状の潤滑層原料を噴出し、前記潤滑層原料を高分子化した被膜を前記基板表面に有する記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、潤滑層形成装置に関し、さらにこれを用いて製造することが好ましい磁気ディスク、光磁気ディスクを例とする記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスクドライブは、磁気記録媒体（ハードディスク）、磁気ヘッド、スピンドル、及び制御系を含んで構成される。ハードディスクドライブの動作時は、磁気ヘッドが高速回転する磁気記録媒体上に浮上し、情報の記録及び再生が行われる。記録密度の向上を図るために、磁気ヘッドと磁気記録媒体との隙間（浮上高さ）を狭くすることが必要である。現在、この隙間は十数ｎｍにまで狭くなっている。
【０００３】
磁気記録媒体の製造方法について、簡単に説明する。まず、非磁性基板上に下地層及び磁性層をスパッタリング等により順次積層する。磁性層の上に炭素化合物や珪素化合物からなる保護膜を形成する。保護膜の表面上に潤滑剤を回転塗布法によって被膜した潤滑層を形成する。
【０００４】
磁気ヘッドの浮上の高さが低くなると、磁気ヘッドと磁気記録媒体との接触の機会が増え、ヘッドクラッシュが発生しやすくなる。ヘッドクラッシュの発生を防止するために、潤滑剤が凝集状態にならず、保護膜の表面上に薄く濡れ拡がった状態となった潤滑層を形成する必要がある。
【０００５】
この凝集状態は潤滑剤の塗布時に引き起こされる場合が多く、通常は潤滑剤を回転塗布した後基板を加熱し潤滑剤の熱運動により濡れ広がることで回避している。しかし、凝集状態がひどい場合は液染みと表現されこの場合加熱による改善は不可能となる。
【０００６】
前記液染みは、溶剤に溶解した潤滑剤を磁気記録媒体へ塗布し、溶媒が乾燥する過程で凝集するため生じる。従って、溶媒を含まない潤滑剤を気相蒸着すればこのような問題が解決できる。（例えば特許文献１参照。）
【０００７】
【特許文献】特開平７−２７２２６８
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の気相蒸着の方法は減圧雰囲気を必要とするため特別なチャンバーを要するのみならず、減圧操作によるごみ発生の問題がある。
【０００９】
本発明は、減圧チャンバーを用いずとも気化した潤滑層原料から記録媒体上の潤滑層を形成する装置とこれによって製造された記録媒体を提供することを目的とする。
【００１０】
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以下本発明の原理説明図である潤滑層形成装置の構成を示す図１（模式断面図）を用いて説明する。
図１参照。
【００１２】
まず気化手段１は、輸送手段３によってキャリアガスが圧送されている配管４に備えられたオリフィス５と連結することで、潤滑剤を気化して潤滑層原料を生成する。配管４には、潤滑層原料を加熱するヒータ６を備え、潤滑層原料分子に吸収される波長を含んで分子運動を活発にさせる光源７を必要に応じて備えた加熱手段８を有する。さらに配管４の終端に潤滑層原料の液化を防止するように配管内の圧力を保つ機能を兼ねたノズル９を有して潤滑層原料を扇状に広げながら噴出する。基板１３は、回転機構１０を有する試料台１１に保持され適宜回転し、例えば紫外線を照射するエネルギー線源１２からエネルギーを受けながら潤滑層原料が被膜される。
【００１３】
配管４内の温度と圧力とを調整することにより、潤滑層を形成するに適切な気体状の潤滑層原料が得られる。この気体状とは準安定的に作られたものであり、潤滑層原料が気相から液相に変化しないようなエネルギーを有し、所望の膜厚を有した潤滑層が記録媒体上で得られる。
【００１４】
前記潤滑層原料は気体状でも潤滑剤１分子自身で凝集（安定化）し球状（毬状）になろうとする傾向がある。通常の潤滑剤は直鎖型であり、分子がひものように伸びればより薄い潤滑層が形成できる。そのためには、潤滑剤の分子運動を活発にすれば良い。本発明では、気体状にした潤滑剤（潤滑層原料）へ、赤外線を照射することを考案した。赤外線は潤滑層原料分子に効率よく吸収された後、分子の振動運動を生じさせ、潤滑層原料分子を球状（毬状）から直鎖状へと変形させる。
【００１５】
潤滑層原料が基板に付着してもその付着力（結合力）が弱いと所望の潤滑作用が発揮されない。特に磁気記録媒体においては媒体の回転に伴って付着力の弱い潤滑剤が消失するという問題がある。付着力を向上させるには（ａ）基板表面のコンタミを除去し表面を活性化させる。または、（ｂ）潤滑剤と基板とを選択的に結合させることが考えられる。
【００１６】
（ａ）本装置で用いるキャリアガスを加熱し１００℃以上とすればそのキャリアガスから基板表面への熱移動によりコンタミが蒸発する。
【００１７】
図２は、汚染物質を表面に有した基板が加熱されて発する物質を定性した分析結果である。測定は、真空中で基板を加熱して脱離した物質をマススペクトル分析装置（島津製作所製）でモニターした。横軸は温度で縦軸は検出したイオン強度を示す。ｍ／ｚ（比電荷）＝１６（図２（ａ））及び，  ｍ／ｚ＝１７，１８（図２（ｂ））をモニターした。これらの比電荷は順にメタン（及び酸素）、水酸基、水に相当する。これらの結果から基板を約１００℃以上に加熱すれば基板と潤滑層原料との接着を阻害する有機物や水分を蒸散させることができる。
【００１８】
（ｂ）潤滑層原料と基板との結合を促進させるには、潤滑層原料をラジカル化することが考えられる。ラジカル基の生成は、結果として潤滑層原料分子同士を重合させて基板との接着力を高める効果を生じさせる。潤滑層原料のラジカル化手法として、潤滑層原料の分子を部分的に切断し、分子の末端をラジカル基にすればよい。結合の切断には電子線や紫外線等のエネルギー線の照射が適する。紫外線についてはその照射波長を潤滑層原料の吸収波長に合わせればよい。
【００１９】
潤滑層原料の重合による高分子化（分子量増加）は摺動特性に都合のよい影響を与えるが、過度な重合を避けるためには潤滑層原料を希釈する添加剤を選んで加え潤滑層原料の濃度を希薄にして潤滑層原料分子間の衝突を避けるようにすればよい。
【００２０】
また、前記エネルギー線に紫外線を用いると、基板表面の有機汚染物質を酸化分解して活性な基板表面を露出させる効果も得る。
【００２１】
このように原料に用いた潤滑剤の分子量が増大して付着した被膜を有する記録媒体は、潤滑剤が凝集せず基板へ密着するため液染みを生じない潤滑層となる。
【００２２】
【実施例】
再び本発明の原理説明図である図１を流用して本発明による潤滑層形成装置の一実施例を示す。
【００２３】
潤滑剤１４はアウジモント社製フォンブリンＡＭ３００１を用いた。供給手段３によってＡｒガス（キャリアガス）を配管４（内径１／２インチのステンレス管）へ１〜２ｋｇ／ｃｍ２の圧力で毎分０．５リットル流し、２〜３ｍｍのオリフィス５を通過すると約５ＳＣＣＭ（標準状態で毎分５ｃｃ）の気体状潤滑剤（潤滑層原料）が生成されＡｒガスと混合する。さらに潤滑層原料は、１００℃に加熱されたヒータ６による熱交換と３０Ｗ／ｃｍ２の赤外線ランプ７（Ｐｈｉｌｉｐｓ社製、色温度２４５０℃）によって励起されながらノズル９（スプレーイングシステム社製、エアーアトマイジングノズル）より噴出し、基板１３へ到達する。
【００２４】
基板１３は、２インチのガラス基板上にＣｒを主体とする非磁性層とＣｏ合金を主体とした磁性層とをスパッタリングで積層した表面に、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）を蒸着してある。
【００２５】
基板１３の表面に到達した潤滑層原料は、それ自身が１００℃に加熱され、尚且つ赤外線の照射を受けて互いに凝集しないエネルギーを有しているため、基板１３上で一様に広がり、次いで１７２ｎｍの輝線を有するＸｅバリア放電ランプ（ウシオ電機社製）を有するエネルギー線源１２より発せられる紫外線によって分子末端部同士の結合が生じ、基板１３上で高分子化して密着する。
【００２６】
前記ノズル９より噴出した潤滑層原料は断熱膨張を起こすのでノズル９に補助加熱機能を設けると活性化している潤滑層原料の温度低下を回避できる。
【００２７】
Ａｒガスは、上記工程を経ても不活性で、潤滑剤のキャリアガスとして好適であるが、他のキャリアガスには潤滑剤に対して不活性な、窒素、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノンから選ぶことができる。キャリアガスの流量を多くしたい場合は、比熱の小さいガスを用いれば良く、流量を少なくしたい場合は比熱の大きなキャリアガスを用いると制御性が向上する。
【００２８】
基板１３の表面は、予め前記エネルギー線源１２によって活性化される。エネルギー線源１２と基板間との距離は３〜１５ｍｍ程度の間隔を維持するように可動でき、光線が基板間に存在する気体の吸収によって減衰する量を調整できる。
【００２９】
図３に潤滑剤（アウジモント社製フォンブリンＡＭ３００１）の吸収スペクトルを示した。この吸収スペクトルから波長２００  ｎｍの付近に吸収量（任意強度）のピークを有することがわかる。したがって、２００  ｎｍ付近の紫外線を照射すれば紫外線が効率よく吸収され、光化学反応が起きる。
【００３０】
さらに、紫外線照射の代わりに、潤滑剤を構成する分子の内核を励起するような電子線や放射線を用いても同様の効果を得る。
【００３１】
図４は潤滑剤が紫外線を吸収して高分子化することを示す分子量分布図である。前記潤滑剤に対して１８５  ｎｍの紫外線を１分間照射し、照射された前記潤滑剤をキシレンで溶解して分子量の変化をＧＰＣ（東ソー社製ゲル浸透クロマトグラフィー）により調べた。照射後において分子量の増大が確認された。これは紫外線照射により潤滑剤が一旦は低分子化するもののラジカル基の存在で結合反応を生じ、高分子化したためである。このように本発明による紫外線を例としたエネルギー線の照射は潤滑層原料の高分子化に有効となる。
【００３２】
尚、この装置では潤滑層の形成を主眼においているが、適宜添加剤で希釈された潤滑剤でも、或は表面撥水化のコーティング剤の皮膜形成であっても加熱手段８における加熱温度および、エネルギー線源１２の波長を選ぶことによって応用が可能となる。
【００３３】
さらには、加熱手段８またはエネルギー線源１２を用いずとも潤滑層を形成することもできる。潤滑剤の粘度が低い場合は加熱手段８を、或は潤滑剤に極性の高い官能基を有して付着力が十分となればエネルギー線源１２を用いずともよい。
【００３４】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではなく、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であり、以下の付記に示された発明が導出される。
【００３５】
（付記１）  潤滑剤から気体状の潤滑層原料を生成する気化手段と、
前記潤滑層原料を被処理基板に噴出するノズルと、
前記気化手段から前記ノズルまでを接続し、キャリアガスと前記潤滑層原料とを搬送する供給手段と、
前記ノズルから前記潤滑層原料が噴出している時に、前記被処理基板の表面にエネルギー線を照射可能に構成したエネルギー線源と
を有する潤滑層形成装置。（１）
（付記２）  前記潤滑剤がフッ素系潤滑剤、シリコーン系潤滑剤、炭化水素系潤滑剤、表面撥水剤、界面活性剤、表面改質剤のいずれかを含むことを特徴とする付記１に記載の潤滑層形成装置。（２）
（付記３）  前記キャリアガスの温度が１００℃以上で、尚且つ前記潤滑剤の分解温度以下であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑層形成装置。（３）
（付記４）  前記キャリアガスに窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンのいずれかを含むことを特徴とする付記３に記載潤滑層形成装置。
【００３６】
（付記５）  前記ノズルを補助加熱して前記潤滑層原料を前記基板へ吹き付けるようにしたことを特徴とする付記１に記載の潤滑層形成装置。（４）
（付記６）  前記光源の光線に紫外線、赤外線、電子線のいずれかを含むことを特徴とする付記１に記載の潤滑剤塗付装置。
【００３７】
（付記７）  基板表面にエネルギー線を照射しながら、該基板に潤滑剤から気化生成した気体状の潤滑層原料を噴出し、前記潤滑層原料を高分子化した被膜を前記基板表面に有する記録媒体。（５）
【００３８】
【発明の効果】
本発明の潤滑層形成装置によれば、薄膜であっても、基板吸着力が強く、尚且つ均一な潤滑層を形成できる。従って、例えば磁気記録媒体においては潤滑剤が凝集することなく、ハードディスクドライブとして組み込まれてもヘッドクラッシュを生じることがない。
【００３９】
さらに、理想的な潤滑を達成するために、潤滑層原料が被覆された基板へ紫外線照射などを行い、潤滑層と基板間との結合力を高めることや、潤滑層原料を高分子化する工程が一体となった潤滑層形成装置によって工数を低減できコストダウンを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理説明図。
【図２】基板上の汚染物質が加熱によって脱離した物質を示す質量分析図。
【図３】潤滑剤（アウジモント社製フォンブリンＡＭ３００１）の吸収スペクトル。
【図４】潤滑剤が紫外線を吸収して高分子化することを示す分子量分布図。
【符号の説明】
１          気化手段
２          タンク
３          供給手段
４          配管
５          オリフィス
６          ヒータ
７          光源
８          加熱手段
９          ノズル
１０        回転機構
１１        試料台
１２        エネルギー線源
１３        基板（潤滑剤塗布前の磁気記録媒体）
１４        潤滑剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004259327.tif 000006