(57)【要約】【課題】  磁気記録媒体表面の１０ｎｍ以下の突起の検出およびそれらの分布の把握を可能とする磁気記録媒体の表面品質評価方法を提供する。【手段】  潤滑剤層を有する磁気記録媒体を回転させ、回転している前記磁気記録媒体の表面に圧接テープを圧接し、前記圧接テープを磁気記録媒体の外周部と内周部との間を往復摺動させる表面処理して、磁気記録媒体表面の突起部に潤滑剤を移動集積させ、２００〜８００ｎｍのレーザ光を用いる光学式測定装置により磁気記録媒体表面を観察する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑剤層を有する磁気記録媒体を回転させ、回転している前記磁気記録媒体の表面に圧接テープを圧接し、前記圧接テープを磁気記録媒体の外周部と内周部との間を往復摺動させて表面処理し、磁気記録媒体表面の突起部に潤滑剤を移動集積させ、２００〜８００ｎｍのレーザ光を用いる光学式測定装置により磁気記録媒体表面を観察することを特徴とする磁気記録媒体の表面品質評価方法。
【請求項２】
前記圧接テープが、平均粒径が０．１μｍないし５０μｍの範囲のナイロン、ポリエステル、レーヨン、アラミド樹脂およびアクリル樹脂よりなる群から選択されるビーズを付着させた、６−６ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン、アラミド繊維、６ナイロン繊維、６−１０ナイロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ガラス繊維、炭素繊維およびそれらの複合繊維よりなる群から選択される繊維をシート基材とするテープからなることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の表面品質評価方法。
【請求項３】
前記磁気記録媒体の表面処理に続き、磁気記録媒体表面の潤滑剤層に波長２００〜８００ｎｍの範囲のレーザ光を照射し、照射レーザ光の潤滑剤層の表裏両面からの反射光の位相差を測定することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の表面品質評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体の表面品質評価方法に係り、さらに詳しくは、磁気記録媒体の表面状態を把握するための表面評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータのハード記録媒体などの外部記録装置に多用されている磁気記録媒体は、記録の書き込みおよび読み取りに際して、記録ヘッドと磁気記録媒体面との間隔、すなわち磁気ヘッドの浮上高さを一定に保持することが要求されているため、きわめて平滑な表面に仕上られている。
【０００３】
磁気記録媒体の記録容量の増大に従って、磁気ヘッドの浮上高さはより小さくなってきており、たとえば、６０Ｇｂｉｔ／ｉｎ２の記録密度を達成するためには、磁気ヘッドの浮上高さを１０ｎｍ以下に保持することが必要であると言われている。
【０００４】
高記録密度を有する磁気記録媒体として、典型的な例の磁気記録媒体は、図１に示すようにアルミ合金基板１１、該基板上に無電解めっきなどにより積層されたＮｉ−Ｐなどの表面硬化層１２を有する磁気記録媒体基板上に、ＤＣスパッタ法により順次積層されたＣｒなどの下地層１３、Ｃｏ合金などの磁性層１４およびカーボンなど保護層１５、ならびに該保護層上にディッピング法、スピンコート法などにより形成されたフッ素系潤滑層１６を有する。
【０００５】
前記磁気記録媒体基板の表面硬化層の表面は、所定の表面粗さを有するようにポリッシュ加工により研磨された面に、ダイヤモンドスラリーなどの研磨剤を用いるテクスチュアリング加工により微細な溝状の凹凸からなるテクスチャが形成されている。
【０００６】
前記の工程を経て製造される磁気記録媒体表面には、磁気記録媒体基板に形成されたテクスチャの凸部を越える突起が存在する可能性があり、これらの突起の高さが磁気ヘッドの浮上高さを越える場合、磁気ヘッドと磁気記録媒体の双方を損傷する可能性がある。
【０００７】
磁気記録媒体基板および磁気記録媒体の表面状態を把握する表面評価方法として、光学的な表面凹凸の確認方法、マイクロプローブを用いるＡＦＭ（原子間力顕微鏡）による表面凹凸の確認方法が一般に採用されている。
【０００８】
また、磁気記録媒体を回転させながら、検査ヘッドを浮上走行させ、検査ヘッドが備えるスライダーアームと突起との接触を検出する方法が提案されている（特許文献１）。
【０００９】
【特許文献１】特公平０５−０２９９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記したように磁気記録媒体の記録容量の増加に伴い、磁気ヘッドの浮上高さは１０ｎｍ以下にまで低減される現状において、磁気記録媒体表面に存在し得る突起の高さおよび分布を把握することが要求される。
【００１１】
前記光学的な表面凹凸の確認方法では、１０ｎｍ以下の凸部と凹部とを区別する評価機は存在しないか、極めて高価であるため、一般的な磁気記録媒体の表面状態の評価方法としての採用には不向きである。
【００１２】
ＡＦＭを用いる表面凹凸の確認方法では、凸部と凹部との区別は確認できるが、凸部と凹部の存在箇所を予め特定する他の評価方法を必要とし、また、評価可能な視野が極めて狭い範囲に限られているため、磁気記録媒体表面の全体像を把握するのが困難である。
【００１３】
接触的な表面凹凸の確認方法では、磁気記録媒体表面を損傷する可能性が皆無ではない。
【００１４】
本発明は、磁気記録媒体および磁気記録媒体基板の表面全体の１０ｎｍ以下の突起の検出および分布状態を把握可能な磁気記録媒体の表面品質評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者等は、上記目的を達成すべく鋭意研究した結果、回転している磁気記録媒体の表面に潤滑剤を存在させ、圧接テープを接触させて磁気記録媒体の外周部と内周部との間を往復させる表面処理により、潤滑剤が磁気記録媒体表面の線状凸部に集中的に移動して集積すること、および上記表面処理後の潤滑剤層にレーザ光を照射した時の、レーザ光の潤滑剤層の表面反射と裏面反射の位相差と、突起高さとの間に相関関係があることを見出し、本発明を完成した。
【００１６】
本発明の磁気記録媒体の表面品質評価方法は、潤滑剤層を有する磁気記録媒体を回転させ、回転している前記磁気記録媒体の表面に圧接テープを圧接し、前記圧接テープを磁気記録媒体の外周部と内周部との間を往復摺動させて表面処理し、磁気記録媒体表面の突起部に潤滑剤を移動集積させ、２００〜８００ｎｍのレーザ光を用いる光学式測定装置により磁気記録媒体表面を観察することを特徴とする。
【００１７】
本発明において、前記圧接テープは、平均粒径が０．１μｍないし５０μｍの範囲のナイロン、ポリエステル、レーヨン、アラミド樹脂およびアクリル樹脂よりなる群から選択されるビーズを付着させた、６−６ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン、アラミド繊維、６ナイロン繊維、６−１０ナイロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ガラス繊維、炭素繊維およびそれらの複合繊維よりなる群から選択される繊維をシート基材とするテープであることを特徴とする。
【００１８】
本発明において、前記磁気記録媒体の表面処理に続き、磁気記録媒体表面の潤滑剤層に波長２００〜８００ｎｍの範囲のレーザ光を照射し、照射レーザ光の潤滑剤層の表裏両面からの反射光の位相差を測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の方法によれば、潤滑剤による表面処理された磁気記録媒体表面の光学式測定装置による観察において、図４に示したように磁気記録媒体表面の線状凸部に移動集積した潤滑剤を容易に確認することができるので、磁気記録媒体表面全体にわたって突起の分布を把握することができる。また、前記表面処理に続くレーザ光の照射と照射レーザ光の潤滑剤層の表裏両面からの反射光の位相差測定により、反射光の位相差が、図７に示したように、ＡＦＭを用いて測定した突起高さとの間に相関関係を有することから、磁気記録媒体表面の１．８ｎｍ以上の突起を把握することができる。
【００２０】
したがって、本発明の方法は、磁気記録媒体表面に存在する微小突起の確認およびそれらの分布、ならびに突起高さを容易に把握できることから、磁気記録媒体の製品開発研究ならびに各製造工程の管理および製品管理に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明を、図１〜７に基づいて詳細に説明する。
本発明の磁気記録媒体の表面処理に用いることのできる表面処理装置の一例を図２に示す。図２において、２１は磁気記録媒体２２を装着し回転させるための回転軸、２２は表面に潤滑剤層を有する円盤状の磁気記録媒体、２３は圧接テープ２４を回転している磁気記録媒体２２の表面に圧接させるためのコンタクトローラー、２４は圧接テープであり、一般に、磁気記録媒体基板にＮｉ−Ｐなどの表面硬化層のポリッシュ加工やテクスチュアリング加工に使用されるコンタクト方式のテープバーニッシュ装置の研磨テープに代えて圧接テープを装着したものである。
【００２２】
磁気記録媒体の表面処理は、図１に示したような最上層に潤滑剤層１６を有する磁気記録媒体２２を回転軸２１に装着して回転させ、回転している磁気記録媒体２２の表面に圧接テープ２４をコンタクトローラー２３により圧接することにより行う。
【００２３】
磁気記録媒体の表面処理条件は、磁気記録媒体表面の潤滑剤層、圧接テープおよび表面処理装置によって異なるが、磁気記録媒体の回転速度５００〜６０００ｒｐｍ、テープ押し付け荷重１０〜２００ｇ、テープシーク速度５０〜１０００ｍｍ／分およびテープシーク回数１〜１００回である。
【００２４】
磁気記録媒体の表面処理には、前記テープバーニッシュ装置以外にも前記表面処理条件での表面処理が可能なテープコンタクト方式を採用する表面研磨装置であれば使用することができる。また、正確性が要求されない場合には、磁気ヘッドにより磁気記録媒体の表面処理を直接行うことも可能である。
【００２５】
表面処理対象の磁気記録媒体は、図１に示したように、最上層に潤滑剤層１６を有する磁気記録媒体であればよく、たとえば、アルミ合金などの非磁性金属基板１１および該非磁性金属基板上に無電解メッキなどにより積層されたＮｉ−Ｐ層などの表面硬化層１２からなる磁気記録媒体基板、該記録媒体基板上にスパッタ法により順次積層されたＣｒなどの下地層１３、Ｃｏ合金などの磁性層１４およびカーボンなどの保護層１５、ならびに該保護層上にディップコート法、スピンコート法などにより塗布された潤滑剤層１６からなる磁気記録媒体などである。前記磁気記録媒体基板の表面硬化層１２の表面には、通常、該表面のポリッシュ加工後のテクスチュアリング加工により、微細な凹凸からなるテクスチャが形成されている。
【００２６】
前記潤滑剤層１６の形成に用いられる潤滑剤は、流動性の潤滑剤であれば特に制限はなく、磁気記録媒体に一般的に使用されるフッ素系潤滑剤を用いることができる。また潤滑剤層の厚さは、一般に、磁気記録媒体に用いられている１〜５ｎｍの範囲であればよい。
【００２７】
前記圧接テープは、磁気記録媒体の表面を損傷しない大きさの柔軟な研磨粒子を、柔軟な繊維をシート基材とするテープ表面に付着させたテープである。前記研磨粒子として、平均粒径が０．１μｍ〜５０μｍの範囲、好ましくは０．５μｍ〜５μｍの範囲の合成樹脂製ビーズ、たとえば、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、レーヨン樹脂、アラミド樹脂、アクリル樹脂製のビーズを使用することができ、前記シート基材として、６−６ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン、アラミド繊維、６ナイロン繊維、６−１０ナイロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ガラス繊維、炭素繊維およびそれらの複合繊維を使用することができる。
【００２８】
前記表面処理後の磁気記録媒体表面を、波長２００〜８００ｎｍの範囲のレーザ光を用いる光学式測定装置を用いて観察し、表面処理により磁気記録媒体の突起部に移動集積した潤滑剤層を確認する。前記光学式測定装置として、たとえばＯＳＡ５１００（Ｃａｎｄｅｌａ社製）を好適に用いることができる。
【００２９】
前記表面処理前後の磁気記録媒体表面をＯＳＡ５１００で観察し撮影した写真を図３および図４に示す。図４に示す表面処理後の磁気記録媒体表面には、図３の表面処理前の磁気記録媒体表面には認められない、潤滑剤が移動集積した黒い筋を明確に認めることができる。図５および６は、図４に認められた潤滑剤が移動集積した黒い筋部を、ＡＭＦを用いて測定したチャートを示す。図５および６は、図４の筋部が線状突起であることを示す。
【００３０】
本発明は、前記磁気記録媒体の表面処理に続いて、表面処理された磁気記録媒体表面の潤滑剤に、波長２００〜８００ｎｍの範囲のレーザ光を照射し、照射レーザ光の潤滑剤層の表裏両面からの反射光の位相差を測定する工程を含む。
【００３１】
前記レーザ光の照射および潤滑剤層の表裏両面からの反射光の位相差の測定には、光学式測定装置（ＯＳＡ５１００、Ｃａｎｄｅｌａ社製）を好適に用いることができる。
【００３２】
図７は、ＯＳＡ５１００で測定される位相差と、ＡＦＭ測定による突起高さの関係を示す。図７に示したように、ＯＳＡ５１００で測定される位相差と、ＡＭＦ測定による突起高さとの間には相関関係が認められ、ＯＳＡ５１００を用いた磁気記録媒体表面の潤滑剤の分布状態の観察により、磁気記録媒体表面の突起の分布および突起高さを定量的に把握することができる。ＯＳＡ５１００により、ほぼ１．８ｎｍの高さの突起まで検出可能である。
【実施例１】
【００３３】
図２に示すテープバーニッシュ装置の回転軸２１に、最上層に潤滑剤層を有する外径９５ｍｍ、内径２５ｍｍ、厚さ１．２７ｍｍのドーナツ状の磁気記録媒体２２を装着し、該磁気記録媒体を３０００ｒｐｍの回転速度で回転させ、回転している磁気記録媒体の表面に平均粒径が３μｍのアクリルビーズを付着させたポリエステルをシート基材とした圧接テープ２４をコンタクトローラー２３によりテープ押し付け荷重１００ｇで圧接し、テープシーク速度５００ｍｍ／分の速度で磁気記録媒体の内周と外周との間を２０回往復（シーク）させた。
【００３４】
前記磁気記録媒体２２は、アル合金基板１１と該基板上の無電解メッキにより形成されたＮｉ−Ｐ層からなり、表面に平均粗さＲａ＝０．２ｎｍの溝状凹凸からなるテクスチャが周方向に形成されている表面硬化層１２とからなる磁気記録媒体基板、該磁気記録媒体基板上のＣｒとＣｒ合金との積層構造を有する下地層１３、該下地層１３上のＣｏ合金層からなる磁性層１４および厚さ４ｎｍのカーボン薄膜からなる保護層１５を有し、該保護層１５上に厚さ２ｎｍの液体状パーフルオロポリエーテル（Ｆｏｍｂｉｎ  Ｚ  ｔｅｔｏｒａｏ１２００Ｓ、ソルベイソレクシス社製）からなる潤滑剤層１６が塗布されており、図１に示す積層構造を有する。
【００３５】
前記表面処理された磁気記録媒体の表面の基板周方向９０度、半径方向ｒ３４〜ｒ３６．５の範囲を、波長５４０ｎｍのレーザ光を用いる光学式測定装置（ＯＳＡ５１００）で観察して撮影した写真を図４に示す。図４には、図３の表面処理前の磁気記録媒体表面の前記範囲を撮影した写真には認められない、左上から右下に向かう潤滑剤の移動集積に伴う黒い筋が確認された。観察視野を変えて同様の測定を複数回行った結果、いずれの視野にも同様の黒い筋が確認された。
【００３６】
図４で確認された黒い筋の部分のＡＦＭ（原子間力顕微鏡）測定を行った。測定結果を図５および６に示す。図５および６に示すＡＦＭ測定結果は、前記ＯＳＡにより確認された黒い筋は、線状突起であることを示した。
【００３７】
さらに、ＯＳＡ５１００により、表面処理された磁気記録媒体の表面に５４０ｎｍのレーザ光を照射し、レーザ光の潤滑剤層の表面反射と裏面反射との位相差を測定し、位相差が異なる箇所についてＡＦＭによる突起高さの測定を行った。測定結果をプロットしたグラフを図７に示す。
【００３８】
図７に示したように、レーザ光の位相差と突起高さとの間に相関関係が認められ、ＯＳＡ５１００を用いてレーザ光の位相差を測定することにより、１．８ｎｍの高さの微小突起を検出することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】表面品質評価対象の磁気記録媒体の積層構造を示す断面図。
【図２】コンタクトローラー方式のテープバーニッシュ装置の概念図。
【図３】ＯＳＡ５１００により撮影した表面処理前の磁気記録媒体表面の写真。
【図４】ＯＳＡ５１００により撮影した表面処理後の磁気記録媒体表面の写真。
【図５】ＡＦＭで測定した図４に認められる黒い筋状部のチャート。
【図６】図５のセクション解析チャート。
【図７】照射レーザ光の潤滑剤層の表裏両面からの反射光の位相差と、ＡＦＭで測定した突起高さの相関関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００４０】
１１  非磁性金属基板
１２  表面硬化層
１３  下地層
１４  磁性層
１５  保護層
１６  潤滑剤層
２１  回転軸
２２  磁気記録媒体
２３  コンタクトローラー
２４  圧接テープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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