(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板と前記非磁性基板の表面上にあるいは表面部分にプリフォーマット情報に対応するパターンを有し、ライン状の周期的領域に埋め込まれている互いに孤立した複数の軟磁性材料とを有するマスターディスクを、垂直磁気記録媒体上に密着または近接させた状態で外部から磁場を印加することによって、前記プリフォーマット情報を前記垂直磁気記録媒体の磁性記録層に磁気的に転写する磁気転写方法であって、
前記垂直磁気記録媒体に対して、前記垂直磁気記録媒体の表面に垂直な方向の磁界を印加して垂直磁気記録媒体全面の磁化の向きを媒体表面に対して垂直な一方向に揃える初期化工程と、
前記マスターディスクを前記垂直磁気記録媒体の一方の表面または両面に密着または近接させた状態で前記マスターディスクと前記垂直磁気記録媒体の双方に長手方向の磁界を印加する磁気転写工程とを具え、
前記初期化工程において、垂直磁気記録媒体に対して、単磁極ヘッドを用いて該媒体の垂直方向の磁界を印加し、
前記磁気転写工程において、ギャップを有するリングヘッド２個を垂直方向の磁界を相殺するように対向させて配置し、前記２個のリングヘッドのギャップの間の中央部に、前記垂直磁気記録媒体および前記マスターディスクを配置して、前記垂直磁気記録媒体および前記マスターディスクに長手方向の磁界を印加する
ことを特徴とする垂直磁気記録媒体に対する磁気転写方法。
【請求項２】
非磁性基板と前記非磁性基板の表面上にあるいは表面部分にプリフォーマット情報に対応するパターンを有し、ライン状の周期的領域に埋め込まれている互いに孤立した複数の軟磁性材料とを有するマスターディスクを、垂直磁気記録媒体上に密着または近接させた状態で外部から磁場を印加することによって、前記プリフォーマット情報を前記垂直磁気記録媒体の磁性記録層に磁気的に転写する磁気転写方法であって、
前記垂直磁気記録媒体として製造工程から得られた直後の未初期化の垂直磁気記録媒体を準備する工程と、
前記マスターディスクを前記垂直磁気記録媒体の一方の表面または両面に密着または近接させた状態で前記マスターディスクと前記垂直磁気記録媒体の双方に長手方向の磁界を印加する磁気転写工程とを具え、
前記磁気転写工程において、ギャップを有するリングヘッド２個を垂直方向の磁界を相殺するように対向させて配置し、前記２個のリングヘッドのギャップの間の中央部に、前記垂直磁気記録媒体および前記マスターディスクを配置して、前記垂直磁気記録媒体および前記マスターディスクに長手方向の磁界を印加する
ことを特徴とする垂直磁気記録媒体に対する磁気転写方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現在コンピュータの外部記憶装置として主流となっている磁性膜を記録材料として用いるハードディスクドライブ（以下ＨＤＤと略記）において、磁気記録ディスク表面へ書込まれているデータ書込み／読み出しヘッドの位置決め用サーボ信号を磁気的な転写技術を用いて書込む方法に関する。本発明はここで、特に記録される磁化の向きが媒体面に垂直な方向にある、いわゆる垂直磁気記録媒体に対する磁気転写技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＨＤＤ装置に用いられる磁気記録媒体は、現在の開発段階において記録密度が２０Ｇｂｉｔ／平方インチに達しており、また記録容量は年率６０％の割合で増加している。このような記録密度の増大に伴い、１ビットあたりの磁性体の大きさはますます微小なものとなってきており、記録される磁化の向きが磁気記録媒体の面内（長手方向）にあるいわゆる長手磁気記録方式では、データの記録／再生が困難になってきている。これに対して、記録される磁化の向きが磁気記録媒体表面に垂直な方向にあるいわゆる垂直記録媒体が提案されてきている。垂直磁気記録媒体は、硬質磁性（硬磁性）材料の磁気記録層と、この記録層への記録に用いられる磁気ヘッドが発生する磁束を集中させる役割を担う軟磁性材料の裏打ち層から構成される。
【０００３】
一般的なＨＤＤ装置においては、磁気ヘッドがスライダーと呼ばれる浮上機構によって、回転している円環形の磁気記録媒体の表面上を数十ｎｍの浮上距離を保って浮上しながら、データの記録および再生が行われる。磁気記録媒体上のビット情報は、磁気記録媒体上に同心円状に配置されているデータトラックに格納されている。データの記録／再生時には、データ記録／再生用ヘッドが、目的とするデータトラックの上方に高速で移動し、位置決めされる。磁気記録媒体の記録面には、ヘッドとデータトラックとの相対位置を検出するためのトラッキング用サーボ信号、アドレス信号または再生クロック信号等のプリフォーマット情報が、設けられている。１つのデータトラックに対応するプリフォーマット情報は、該データトラックと同心円上で一定の角度間隔で記録されており、磁気記録媒体全体としては図１１に示すように、プリフォーマット情報は一定の角度間隔で設けられた扇形状（ライン状）のプリフォーマット領域に記録されている。このプリフォーマット信号の中心が磁気記録媒体の中心またはデータ記録／再生用ヘッドの軌道の中心から偏心しないように、プリフォーマット情報は、ＨＤＤに磁気記録媒体を組み込んだ後にサーボスライダーと呼ばれる専用の書込み装置を用いて記録されてきた。
【０００４】
一方、前述のような記録密度の増大に伴って、プリフォーマット情報の記録密度も必然的に上昇しており、このプリフォーマット情報を書き込むための時間が増加し、ひいてはＨＤＤの生産効率低下およびコスト増加をもたらす切実な要因となってきている。
【０００５】
最近、サーボスライダーの信号書込みヘッドによってトラック毎に線書込みする代りに、プリフォーマット情報を担持するマスターディスクを用い、磁気転写技術によって磁気記録媒体に対してプリフォーマット情報を面書込みする方法が提案されており、たとえば凹凸形状を有するマスターディスクであって、その凸部が強磁性材料により構成されているマスターディスクを用いて、長手磁気記録媒体に対してプリフォーマット情報を転写する方法が特開平１０−４０５４４号公報に開示されている。さらに、磁気転写時にマスターディスクと磁気記録媒体を密着させる方法に関して、マスターディスクに設けられた溝に対する給排気を用いる方法が特開平１１−２５４５５号公報に記載されている。しかし、上記いずれの文献においても垂直磁気記録媒体に対する磁気転写方法は開示されていない。
【０００６】
これに対して、垂直磁気記録媒体（記録される磁化の向きが媒体表面に垂直な方向にある媒体）を用いた磁気転写技術も考案されている。図３は既に考案されている垂直記録媒体への磁気転写方法の初期化工程と転写工程を表わしたものである。用いられるマスターディスクの構造は長手磁気記録媒体の場合と同じである。垂直磁気記録媒体の初期化工程では、図に表わすとおり単磁極ヘッドを用いて磁気記録媒体表面に垂直な磁界が印加される。２つの単磁極ヘッドの反対の磁極が媒体を挟んで対抗するように対称に配置されているのは、（１）１つの単磁極ヘッドだけを使用した場合に比較して長手方向への磁界の広がりを小さくできること、（２）磁界の垂直成分のみを媒体に印加するためである。転写工程においては、マスターディスクが媒体に密着された状態で、同じように２つの単磁極ヘッドの反対の磁極が媒体を挟んで対抗するように対称に配置される。ただし、初期化工程と転写工程の磁界の向きとは反対である。
【０００７】
図４も従来技術であり、この場合はヨークを備えた単磁極ヘッドを１個使用し、媒体の反対側には単磁極ヘッドに代えてバックポールと呼ばれる軟磁性体からなる厚板を配置している。このような配置を取ることによって、永久磁石の発生する磁束はヨークおよびバックポールによって媒体面に垂直になるように導かれる。
【０００８】
図５は、垂直磁気記録媒体を用いた磁気転写の原理を表わしている。図５（Ｂ）は、マスターディスクと磁気記録媒体を密着させたものに対して、面に垂直な方向の磁界が印加した場合の磁束の分布を、磁気力線とその磁束の垂直成分の分布に関するグラフを用いて表わしたものである。均一な垂直方向の磁界がマスターディスクへ印加されると、均一な磁束は透磁率の高いマスターディスクの軟磁性埋込み層に集束される。このため、図５（Ｂ）に表わすように、軟磁性パターンのある位置での磁束密度（磁界強度）は高くなり、軟磁性パターンのないスペースの位置の磁束密度（磁界強度）は低くなる。したがって、適当な保磁力  Ｈｃの垂直磁気記録媒体を用いると、軟磁性パターンの下に位置する初期化工程での磁化の向きが、転写工程によって磁化反転される（図５（Ａ）においては、上向きから下向きに反転されている）。一方、軟磁性パターンのないスペースの位置の下においては、磁化反転されず、磁化の向きは保持される。図５（Ａ）は、以上述べた内容と垂直磁気記録媒体へ転写された磁化を読み出した時の信号強度の分布を表わしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図５で述べた垂直磁気記録媒体を用いた磁気転写の原理に基づけば、軟磁性パターンのある位置での磁束密度（磁界強度）と軟磁性パターンのないスペースの位置の磁束密度（磁界強度）の差が大きければ大きいほど、別の表現では、軟磁性パターンに磁束のほとんどが集束され、軟磁性パターンのある位置での磁束密度（磁界強度）が大きく、一方軟磁性パターンのないスペースの位置の磁束密度（磁界強度）がほとんどゼロであるならば、軟磁性パターンの下の記録層の磁化のみが反転され、軟磁性パターンのないスペースの下の記録層の初期磁化は保存されるという理想的な磁気転写が可能となる。
【００１０】
軟磁性パターンにより多くの磁束を集束するためには、軟磁性体の透磁率を高める他に、軟磁性埋込み層の厚さを厚くする必要がある。現在軟磁性層の厚さは３００ｎｍ〜５００ｎｍである。軟磁性埋め込み層のパターンの長手方向の線幅またはスペース幅は１μｍである。今後さらなる高密度のサーボ情報を磁気転写によって書き込むためには、軟磁性パターンの磁気記録媒体周方向に沿った長さをさらに微細化していくことが求められる。しかし、微細化のためには軟磁性層の厚さを薄くしていく必要があるため、パターンの微細化と理想的な磁気転写とを両立させることは困難である。
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、軟磁性層の膜厚を現在よりも厚くすることなく垂直磁気記録媒体に十分な磁気転写を行う方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様である垂直磁気記録媒体に対する磁気転写方法は、非磁性基板と前記非磁性基板の表面上にあるいは表面部分にプリフォーマット情報に対応するパターンを有し、ライン（線）状の周期的領域に埋め込まれている互いに孤立した複数の軟磁性材料とを有するマスターディスクを、垂直磁気記録媒体上に密着または近接させた状態で外部から磁場を印加することによって、前記プリフォーマット情報を前記垂直磁気記録媒体の磁性記録層に磁気的に転写する磁気転写方法であって、
（１）  前記垂直磁気記録媒体に対して、前記垂直磁気記録媒体の表面に垂直な方向の磁界を印加して垂直磁気記録媒体全面の磁化の向きを媒体表面に対して垂直な一方向に揃える初期化工程と、
（２）  前記マスターディスクを前記垂直磁気記録媒体の一方の表面または両面に密着または近接させた状態で前記マスターディスクと前記垂直磁気記録媒体の双方に長手方向の磁界を印加する磁気転写工程と
を具え、
前記初期化工程において、垂直磁気記録媒体に対して、単磁極ヘッドを用いて該媒体の垂直方向の磁界を印加し、
前記磁気転写工程において、ギャップを有するリングヘッド２個を垂直方向の磁界を相殺するように対向させて配置し、前記２個のリングヘッドのギャップの間の中央部に、前記垂直磁気記録媒体および前記マスターディスクを配置して、前記垂直磁気記録媒体および前記マスターディスクに長手方向の磁界を印加する
ことを特徴とする。
【００１４】
本発明の第２の実施態様である垂直磁気記録媒体に対する磁気転写方法は、非磁性基板と前記非磁性基板の表面上にあるいは表面部分にプリフォーマット情報に対応するパターンを有し、ライン（線）状の周期的領域に埋め込まれている互いに孤立した複数の軟磁性材料とを有するマスターディスクを、垂直磁気記録媒体上に密着または近接させた状態で外部から磁場を印加することによって、前記プリフォーマット情報を前記垂直磁気記録媒体の磁性記録層に磁気的に転写する磁気転写方法であって、
（１）  前記垂直磁気記録媒体として製造工程から得られた直後の未初期化の垂直磁気記録媒体を準備する工程と、
（２）  前記マスターディスクを前記垂直磁気記録媒体の一方の表面または両面に密着または近接させた状態で前記マスターディスクと前記垂直磁気記録媒体の双方に長手方向の磁界を印加する磁気転写工程と
を具え、
前記磁気転写工程において、ギャップを有するリングヘッド２個を垂直方向の磁界を相殺するように対向させて配置し、前記２個のリングヘッドのギャップの間の中央部に、前記垂直磁気記録媒体および前記マスターディスクを配置して、前記垂直磁気記録媒体および前記マスターディスクに長手方向の磁界を印加する
ことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明において用いられる垂直磁気記録媒体は、非磁性基体４１上に少なくとも軟磁性層４２、磁気記録層４４が順に形成された構造を有しており、さらにその上に保護膜４５および／または液体潤滑剤層４６が形成されていてもよい。典型的な垂直磁気記録媒体の構造を、図１２に示す。
【００２０】
非磁性基体としては、通常の長手磁気記録媒体に用いられる円環状（中心部に円形の孔を有する円形を意味する）の、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金や強化ガラス、結晶化ガラス等を用いることができる。軟磁性層４２としては、ＮｉＦｅ合金、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金等を用いることが出来るが、非晶質のＣｏ合金を用いることが好ましい。Ｃｏに対して、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｔｉ、および／またはＷを添加することにより非晶質のＣｏ合金を得ることができる。磁気記録層４４は少なくともＣｏとＣｒを含む合金の強磁性材料が好適に用いられる。垂直磁気記録媒体として用いるためには、該強磁性材料の六方最密充填構造のｃ軸が磁気記録媒体の記録面に垂直方向に配向していること、すなわち強磁性材料の磁化容易軸が該記録面に垂直な方向にあることが必要である。また、磁気記録層４４の材料としては、垂直方向の保磁力が長手方向の保磁力よりも著しく大きいことが重要である。磁気記録層４４の結晶配向性や結晶粒径を好ましく制御するために、軟磁性層４２と磁気記録層４４との間に、例えばＴｉやＴｉＣｒ合金からなる下地層４３を設けることもできる。保護膜４５は、例えばカーボンを主体とする薄膜が用いられる。また液体潤滑剤層４６は、例えばパーフルオロポリエーテル系の潤滑剤をもちいることができる。
【００２１】
本発明において用いられるマスターディスク３３は、図１０に示すような従来の長手磁気記録媒体に用いられるものを用いることができる。マスターディスクは非磁性基板３２と前記非磁性基板の表面上にあるいは表面部分にプリフォーマット情報に対応するパターンを有して、ライン(線)状の周期的領域３１に埋め込まれている互いに孤立した複数の軟磁性材料とを有する。
【００２２】
「プリフォーマット情報に対応するパターン」とは、それを用いて磁気記録媒体に対して磁気転写を行った際に、該磁気記録媒体にプリフォーマット情報が転写されるパターンを意味する。そのパターンは、ＨＤＤ装置の仕様などに依存するものであり、従来の長手磁気記録媒体に用いられるものも使用できる。一般的には、そのパターンは、図９に示すように、マスターディスクの径方向に伸びるライン状の領域３１内に設けられ、および該領域は一定角度毎に周期的に設けられる。
【００２３】
マスターディスクの非磁性基板３２は、軟磁性材料のパターンを形成するための方法にも依存するが、ガラス、シリコン、樹脂などの材料を用いて形成することができる。非磁性基板は、転写される磁気記録媒体に対応する大きさのものを用いることができ、好ましくは、該磁気記録媒体と同一の形状および大きさを有する。また非磁性基板の厚さは、使用される磁気記録媒体、磁界強度等の製造条件に依存するが、好ましくは０．２〜０．５ｍｍである。
【００２４】
マスターディスクの軟磁性材料は、磁気記録媒体の磁気記録層の長手方向の透磁率とは大きく異なる透磁率を有すること（比透磁率１００以上）が好ましい。そのような材料を選択することによって、後述するように磁気転写用ヘッドにより長手方向の磁界を印加したときに、磁気記録媒体の磁気記録層の垂直方向により大きな磁界を発生させることが可能となる。軟磁性材料として好ましいものは、純Ｃｏを含む。前述のように、軟磁性材料の厚さは、磁束の集中の観点からは厚い方が好ましいが、しかしプリフォーマット情報の高密度化のためにはより薄くすることが必要である。したがって、その厚さには最適値が存在し、好ましくは２００〜５００ｎｍ、より好ましくは２５０〜３５０ｎｍ、最も好ましくは３００ｎｍである。マスターディスクの軟磁性材料は、非磁性基板３２の表面上に、あるいは表面部分に設けてもよい。表面上に設けるとは、非磁性基板の表面に軟磁性材料をパターン状に付着することを意味する。また表面部分に設けるとは、例えば、非磁性基板表面に所望のパターンを有する凹部を配置し、該凹部に軟磁性材料を埋め込むことを意味する。
【００２５】
本発明の初期化工程は、従来用いられている方法と同様に、垂直磁気記録媒体に対してその表面に垂直な磁界を印加することによって行われる。たとえば、図３（Ａ）に示すように、２つの対向する単磁極ヘッドを用いてもよいし、図４（Ａ）に示すように、ヨークを有するヘッドとバックポールを用いてもよい。初期化工程において印加される磁界は、垂直磁気記録媒体の磁気記録層の垂直方向の保磁力よりも大きいことが必要であり、一般的には０．４〜１Ｔ（テスラ）の磁界強度を有する磁界が用いられる。また、その磁界は、垂直磁気記録媒体長手方向の成分を有してもよいが、その強度は、該垂直記録媒体の磁気記録層の長手方向の保磁力よりも小さいことが好ましい。
【００２６】
本発明の磁気転写工程は、垂直磁気記録媒体の一方の表面または両表面に対してマスターディスクを密着もしくは近接させた状態で、磁気ヘッドにより垂直磁気記録媒体の長手方向の磁界を印加することによって行われる。図１に垂直磁気記録媒体の一方の表面にマスターディスクを配置する場合を、また図２に垂直磁気記録媒体の両方の表面にマスターディスクを配置する場合を示す。
【００２７】
本発明の磁気転写工程において、長手方向の磁界を印加するための磁気ヘッドとして、図１に示すような永久磁石４の両極にヨーク３を取り付けたリングヘッドを用いることができる。リングヘッドのヨーク先端にはギャップが形成されており、そのギャップがマスターディスクに対向するようにして用いられる。リングヘッドのギャップの幅は、用いられるマスターディスクおよび磁気記録媒体にも依存するが、好ましくは３〜６ｍｍである。なお、永久磁石を用いたリングヘッドが図示されているが、その永久磁石を適当な大きさを有するソレノイドコイル等、当業者によく知られているものに変更できることはいうまでもない。本発明の磁気転写工程において、磁気ヘッドは磁気記録媒体の長手方向の磁界を発生する。その磁界強度は、磁気記録媒体の磁気記録層の保磁力および透磁率（垂直方向および長手方向の双方を含む）、マスターディスクの軟磁性層の透磁率、磁気ヘッドの形状等に依存するが、好ましくは０．４〜１Ｔである。
【００２８】
マスターディスクは、垂直磁気記録媒体に対して密着もしくは近接させて配置される。このとき、マスターディスクの垂直磁気記録媒体に対向する表面は、プリフォーマット情報を担持している軟磁性材料を有している表面である。マスターディスクを近接させて配置するとは、マスターディスク表面とそれに対向する垂直磁気記録媒体表面との距離を１ｍｍ以下にすることを意味する。
【００２９】
本発明の磁気転写工程において、２つのリングヘッドを対向して配置し、垂直磁気記録媒体の長手方向の磁界を発生させることが好ましい。２つのリングヘッドは、その物理的形状および発生する磁界の強度分布が同一であるべきである。図１に示すように垂直磁気記録媒体の一方の表面にマスターディスクを配置する場合には、垂直磁気記録媒体のマスターディスクに密着もしくは近接している表面が２つのリングヘッド（より詳細にはそのギャップ部分）の中央に位置する。言い換えると、垂直磁気記録媒体のマスターディスクに密着もしくは近接している表面に関して、２つのリングヘッドが対称的な位置にある。また、図２に示すような垂直磁気記録媒体の両方の表面にマスターディスクを配置する場合においては、垂直磁気記録媒体の中心面（該磁気記録媒体の両表面から等距離にある面）が２つのリングヘッドの中央に位置する。
【００３０】
これらの配置の重要な点は、２つのリングヘッドが発生する磁界の極性および強度分布が、磁気記録媒体のマスターディスクに面している表面または垂直磁気記録媒体の中心面に対して対称な位置関係にあることである。図９（Ａ）に示すように、単一のリングヘッドの発生する磁界には、長手方向の磁界の他に垂直方向の磁界も含まれている。図１および図２のようにリングヘッドを対称的に配置することによって、垂直磁気記録媒体の表面付近またはマスターディスクの軟磁性埋め込みパターンのある面の付近で、この垂直方向の磁界を相殺することができる。したがって、このような配置にすることによって、長手方向の磁界のみを垂直磁気記録媒体のマスターディスクに面している表面に印加することが可能となる。
【００３１】
垂直磁気記録媒体のマスターディスクに面している表面とリングヘッドのギャップの媒体側の面との距離Ｄｍ、および垂直磁気記録媒体の中心面とリングヘッドのギャップの媒体側の面との距離Ｄｍ’は、リングヘッドの発生する磁界の強度、マスターディスクの軟磁性パターンの形状、軟磁性層の材質、および磁気記録媒体の磁気特性に依存し、最適化される必要がある。ＤｍおよびＤｍ’の好ましい範囲は、１〜４ｍｍである。
【００３２】
本発明の磁気転写工程は、上述のように配置されたリングヘッドをプリフォーマット情報を記録すべき部位に移動することによって行われる。リングヘッドの移動方向は、該リングヘッドの発生する長手方向の磁界に沿って行うことが必要である。また、この際に、リングヘッドを、発生磁界のＮ極からＳ極の方向に移動してもよいし、逆にＳ極からＮ極の方向に移動させてもよい。具体的には、リングヘッドのギャップがプリフォーマット情報が転写される垂直磁気記録媒体の径方向に平行になるようにリングヘッドを配置し、そして該媒体を回転させるかあるいは該リングヘッドを該媒体の周方向に移動させながら、該リングヘッドに磁界を発生させることで行うことができる。
【００３３】
上記の初期化工程および磁気転写工程を用いることにより、マスターディスクのプリフォーマット情報が垂直磁気記録媒体に転写される。例えば、図９に示した構造を有するマスターディスクからプリフォーマット情報が転写された垂直磁気記録媒体は、図１１に示すように、磁気記録媒体３４の径方向に伸びるライン状の領域３５内にプリフォーマット情報が記録され、および該領域は一定角度毎に周期的に設けられる。
【００３４】
なお、上記の方法においては、磁気転写工程を行う前に初期化工程を行っているが、本発明の第２の態様においては、初期化工程を行うことなく、媒体製造工程から得られた（すなわち、初期化されていない）磁気記録媒体を直ちに用いて磁気転写工程を行うことも可能である。詳細は後述するが図８（Ｃ）に示すように、本発明の長手方向磁界を用いる磁気転写工程においては、マスターディスクに印加された長手方向磁界によって発生する垂直方向の転写磁界が、軟磁性パターンの両端において強いピークを有し、その方向が互いに反対向きになるからである。したがって、初期化を行うことなしに、転写工程のみで磁化遷移のパターンを磁気記録媒体に記録することができる。
【００３５】
あるいはまた、上記の方法の磁気転写工程において２つのリングヘッドを対向させる配置を中心に記載したが、本発明においては、１つのリングヘッドを用いて転写を行うことも可能である。１つのリングヘッドを用いて転写を行う場合の配置を図１３および図１４に示す。１つのリングヘッドを用いて転写を行う場合にも、前述と同様のギャップ幅および磁界強度の条件を用いることができる。また、１つのリングヘッドを用いて垂直磁気記録媒体に対して所望の磁界を印加するために、ＤｍおよびＤｍ’は、０．６〜２．４ｍｍの範囲内であることが好ましい。さらに、該リングヘッドはマスターディスク側に配置しても、磁気記録媒体側に配置してもよい。１つのリングヘッドを用いることは、転写装置の複雑化およびコストアップを回避することにおいて有用である。
【００３６】
（作用）
以下に本発明の磁気転写工程において２つの対向するリングヘッドを用いることの利点を、１つの単磁極ヘッドを用いる場合と比較して述べる。なお、以下の説明に用いる垂直磁気記録媒体は、初期化工程によって、図中で上向きに一様に磁化されているものする。
【００３７】
図６は、１つの単磁極ヘッドを用いる磁気転写工程における磁気記録媒体、マスターディスクおよび単磁極ヘッドの配置を示す図である。この磁気記録媒体を用いて図に示す配置で磁気転写を行った場合について考える。この実験では、磁気記録媒体は固定し、転写磁石に対して相対的に動かさない。このため、磁気転写は転写磁石の下または近傍の付近のみで行われる。また１つの単磁極ヘッドだけを用いているために、発生される磁界は図中に描いた磁気力線のように長手方向に広がりを持ち、長手方向の成分と垂直方向の成分を含んでいる。
【００３８】
図７（Ａ）は、使用した単磁極ヘッドの幅とそれが発生する磁界の磁気力線を示す図であり、図７（Ｂ）は、単磁極ヘッドが発生する磁界の磁気記録媒体表面における長手方向成分の強度分布を示すグラフであり、および図７（Ｃ）は図６の配置で転写を行った場合の転写信号を示すグラフである。転写信号には線対称的な信号強度の２つのピークが存在し、このピーク間の距離は１１．８ｍｍ〜１３．５ｍｍの範囲にある。一方、単磁極ヘッドの発生する媒体表面位置での長手方向成分の磁界強度分布を見ると、単磁極ヘッドの端部分に当たる位置に磁界強度のピークがあり、この位置は信号強度の二つのピーク位置にほぼ一致する。
【００３９】
図９（Ｂ）は単磁極ヘッド単体の発生する磁界の長手成分および垂直成分を示した図である。単磁極ヘッドの磁界強度分布は、長手成分（Ｘ軸方向）では磁石の幅に当たる位置に二つのピーク（図９（Ｂ）Ｘ軸方向）が存在し、垂直成分（Ｙ軸方向）では磁石の中心に当たる位置に１つのピークが存在する。長手成分および垂直成分それぞれのピーク位置における磁界強度は、同程度である。図７（Ｃ）の転写信号強度の分布から、転写信号が強く記録された二つのピークは、長手方向の二つの磁界強度のピークに対応しており、この転写信号がマスターディスクに印加されたことによって発生される垂直方向の磁界によって記録されたものであることを示す。また、磁石中心の磁界の垂直成分のピーク（磁界強度は長手方向と同程度）においては効率的な転写が行われていない。この結果は、長手方向磁界がマスターディスクに印加されたことによって発生される垂直方向の転写磁界の方が、マスターディスクに印加された垂直方向磁界が作る垂直方向の転写磁界よりも効率的に磁気転写を行うことができることを表わしている。
【００４０】
図８（Ａ）は、２個のリングヘッドにより垂直磁気記録媒体とマスターディスクとの積層体の長手方向に印加される磁界とそれによる転写信号を示す図である。ここで「垂直磁気記録媒体とマスターディスクとの積層体」とは、密着または近接した状態にある垂直磁気記録媒体とマスターディスクとを意味する。また、図８（Ｂ）は、その長手方向磁界の磁気力線および長手方向磁界により発生する垂直方向の磁界成分を示す図である。マスターディスクの軟磁性パターン近傍に印加された磁界は、透磁率の高い軟磁性材料に集束され、軟磁性材料のないスペース部分では洩れ磁界となる。この軟磁性材料に対して収束される磁界および漏れ磁界は、積層体の垂直方向の成分を有するため、垂直方向の磁界が発生し、転写信号が記録される。発生する垂直方向の磁界はパターンの両端で強度のピークを持ち、その向きは反対向きになっている。垂直磁気記録媒体の初期化によって、磁気記録媒体が一様に図中上向きに磁化されている場合を考えると、転写工程によって軟磁性材料の右端付近は下向きの垂直磁界成分が発生しているために磁化反転を受ける。一方、軟磁性材料の左端は、同じ上向きの磁界を受けるので磁化反転されずに初期磁化の方向が保持される。
【００４１】
転写信号の記録に関与する垂直方向磁界の強度を増大させるためには、軟磁性材料中の磁束密度が大きいことが必要である。軟磁性材料中の磁束密度が大きければ大きいほど軟磁性パターンのないスペース部分での洩れ磁界を大きくすることができ、十分な転写信号を書き込むことが可能となる。磁界が軟磁性材料を含む積層体に印加された場合、軟磁性体の透磁率が高いほど、また印加する磁界方向に沿ったパターンの寸法（磁気記録媒体周方向に沿った長さ）が大きいほど、磁束は軟磁性パターンに集束されるため軟磁性パターン中の磁束密度は大きくなる。この結果、軟磁性パターンからの洩れ磁界（転写をおこなうための洩れ磁界）も大きくなる。マスターディスクに長手方向または垂直方向の磁界を印加する場合を考えると、厚い軟磁性層に微細なパターンを加工することは困難であるため、軟磁性パターンの垂直方向の厚さを今以上に厚くすることはできない。長手方向のパターン寸法（磁気記録媒体周方向に沿った長さ）を増加させる方が容易である。したがって、同じ強度の磁界をマスターディスクに印加した場合、本発明の長手方向の磁界を印加した方が従来の垂直方向の磁界を印加した場合に比べ、より大きな転写用の垂直磁界を発生することが可能となる。
【００４２】
さらに以下では、図５（Ｃ）と図８（Ｃ）で示した磁気記録媒体に印加される垂直方向磁界の分布の違いに基づき、垂直磁気記録媒体への転写において、垂直方向磁界を用いる場合に対する長手方向磁界を用いることの優位性について述べる。
【００４３】
前述したように、軟磁性パターンに垂直方向磁界を印加した場合には、磁界は軟磁性パターンが有る位置では軟磁性パターンに集束され、軟磁性パターンの無い位置では漏れ磁界となる。このため、軟磁性パターンの有る部分と無い部分とで、垂直磁気記録媒体に印加される磁界強度は周期的な強弱を有するものとなる。しかし、ここでは軟磁性パターンの有る部分および無い部分の双方において、印加磁界の向きは同一であるため、磁気転写は、単純に軟磁性パターンにより発生した垂直方向磁界の磁界強度の大きさにより行われるのではなく、軟磁性パターンの有る部分と無い部分とにおける磁界強度の差によって行われる。すなわち、垂直磁気記録媒体の垂直方向の保磁力Ｈｃが軟磁性パターンのない部分の磁界強度よりも小さい場合には、軟磁性パターンの有る部分でも無い部分でも初期化の磁化の向きが反転されてしまい、信号の転写が行われないことになる。したがって、垂直磁気記録媒体、具体的にはその磁性記録層の垂直方向の保磁力Ｈｃに、軟磁性パターンのある部分の印加磁界強度より小さく、かつ軟磁性パターンの無い部分の印加磁界強度より大きくなければならないという制約が課されることになる。別の言い方をすれば、単純に大きな磁界強度の磁界を印加しても、軟磁性パターンのある部分と無い部分とにおいて磁界強度に大きな差が生じなければ、信号の磁気転写を効率的に行うことができないということである。
【００４４】
これに対して、軟磁性パターンに長手方向磁界を印加した場合に発生する、垂直成分の磁界は、軟磁性パターンの右端と左端とではその向きが反対になる。したがって、長手方向磁界の印加により発生する垂直成分の磁界が、垂直磁気記録媒体の保磁力よりも大きな磁界強度を有しさえすれば、初期化の磁化の向きを反転すること（すなわち軟磁性パターンに対応する信号を転写すること）が可能である。すなわち、軟磁性パターンのある部分と無い部分とにおける磁界強度の差によってではなく、単純に発生する垂直成分の磁界の磁界強度の大きさによって、磁気転写が行われる。このことは、前述した垂直方向磁界を印加して磁気転写を行う場合に垂直磁気記録媒体の磁性記録層に課される制約を不要とし、磁性記録層の材料の選択範囲をも拡大するものである。
【００４５】
以上の記載が、垂直方向磁界で転写を行った場合に比較して、長手方向磁界で転写を行った方が、大きな転写信号が容易に得られるという実験結果を説明する根拠である。
【００４６】
（実施例１）
ＮｉＰメッキを施したアルミニウム製基板上に、ＮｉＦｅ合金からなる厚さ３０ｎｍの軟磁性層、Ｔｉ合金からなる厚さ１０ｎｍの下地層、ＣｏＣｒ合金からなる厚さ３０ｎｍの磁性記録層、カーボンからなる厚さ１０ｎｍの保護層、および厚さ１ｎｍのパーフルオロポリエーテル系潤滑剤からなる液体潤滑剤層を設けた垂直磁気記録媒体を準備した。厚さ５００μｍのシリコン基板表面上に、所望のプリフォーマット情報に対応するパターンを有する軟磁性材料（厚さ５００ｎｍ）を配置して、マスターディスクとした。軟磁性材料のパターンは、図１０に示すような径方向に伸びるライン状の領域内に設けられている。
【００４７】
最初に、前記磁気記録媒体に、２つの対向する単磁極ヘッドを用いて強度０．５Ｔの該媒体表面に垂直な一様な磁界を上向きに印加し、磁気記録媒体の磁性記録層の磁化を上向きに揃えて、初期化した。
【００４８】
次に、初期化された垂直磁気記録媒体の一方の表面上に、その表面に軟磁性材料が配置されている面を対向させるようにマスターディスクを密着させた。この垂直磁気記録媒体とマスターディスクの積層体を、２個の対向するリングヘッドの間に配置した。リングヘッドは、その先端に幅５ｍｍのギャップを有した。また、該リングヘッドのそれぞれは、そのギャップが垂直磁気記録媒体の径方向に平行になるように垂直磁気記録媒体とマスターディスクとの接触面から１．５ｍｍの距離で、該接触面に対して対称的に、およびそのギャップが垂直磁気記録媒体の径方向に平行になるように配置され、該リングヘッドの発生する磁界強度は０．５Ｔであった。該積層体の該接触面とリングヘッドとの距離および位置関係を保持したままで、垂直磁気記録媒体の全面にわたってリングヘッドをその発生する長手方向の磁界に沿って（すなわち、垂直磁気記録媒体の周方向に）移動させ、磁気転写を行った。
【００４９】
得られた垂直磁気記録媒体には、プリフォーマット情報が所定の位置に転写されていた。
【００５０】
（実施例２）
実施例１で用いた非磁性基板の両表面上に、軟磁性層、磁性記録層、保護層、および液体潤滑剤層をこの順に設けた垂直磁気記録媒体を準備した。各層の材質および厚さは実施例１と同様であった。また実施例１で用いたマスターディスクを２つ準備した。
【００５１】
初期化工程は、実施例１と同様に行った。磁気転写工程は、実施例１で用いた２つのリングヘッドを用いた。ただし、該リングヘッドを垂直磁気記録媒体の中心面から１．５ｍｍの位置に配置した。該リングヘッドの位置以外は実施例１と同様にして磁気転写を行った。
【００５２】
得られた垂直磁気記録媒体には、両面ともにプリフォーマット情報が所定の位置に転写されていた。
【００５３】
（実施例３）
媒体製造工程から得られた直後の未初期化の垂直磁気記録媒体を用いたこと、および初期化工程を行なわなかったことを除いて、実施例１と同様に磁気転写を実施した。得られた垂直磁気記録媒体には、プリフォーマット情報が所定の位置に転写されていた。
【００５４】
（実施例４）
実施例１のマスターディスク側の片方のリングヘッドのみを用いたこと、およびリングヘッドのギャップが垂直磁気記録媒体とマスターディスクとの接触面から１ｍｍの距離になるようにリングヘッドを配置したことを除いて、実施例１と同様に磁気転写を実施した。得られた垂直磁気記録媒体には、プリフォーマット情報が所定の位置に転写されていた。
【００５５】
【発明の効果】
本発明の方法により、垂直磁気記録媒体に対して、プリフォーマット情報を担持しているマスターディスクを用いる磁気転写により、容易にプリフォーマット情報を記録することができる。また、本発明の方法においては、従来用いられていた垂直方向の磁界に代えて、長手方向の磁界を印加することにより磁気転写が行われる。このことにより、マスターディスク内のプリフォーマット情報に対応する軟磁性材料の厚さを厚くする必要がないので、プリフォーマット情報の高密度化に対応して、軟磁性材料のパターンの微細化すなわち高密度化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施形態の例における転写工程を表す図である。
【図２】本発明の１つの実施形態の例における転写工程を表す図である。
【図３】単磁極ヘッドを用いる従来の垂直磁気記録媒体に対する磁気転写方法を説明する図であり、（Ａ）は初期化工程を示す図であり、および（Ｂ）は転写工程を示す図である。
【図４】軟磁性ヨークを有する単磁極ヘッドを用いる従来の垂直磁気記録媒体に対する磁気転写方法を説明する図であり、（Ａ）は初期化工程を示す図であり、および（Ｂ）は転写工程を示す図である。
【図５】従来の垂直磁気記録媒体に対する磁気転写方法を説明する図であり、（Ａ）は転写信号と軟磁性材料との位置関係を示す図であり、（Ｂ）は垂直磁気記録媒体およびマスターディスクにおける磁気力線を示す図である、（Ｃ）は垂直磁気記録媒体表面における磁束の垂直成分の密度分布を示すグラフである。
【図６】単磁極ヘッドを用いて磁気転写を行う場合の磁気力線を示す図である。
【図７】単磁極ヘッドを用いて磁気転写を行う場合の磁気力線、磁気記録媒体表面における磁束の垂直成分、および転写信号を示す図であり、（Ａ）は単磁極ヘッド近傍の磁気力線を示す図であり、（Ｂ）は磁気記録媒体表面における磁束の長手方向成分を示すグラフであり、（Ｃ）は転写信号を示す図である。
【図８】本発明の垂直磁気記録媒体に対する磁気転写方法を説明する図であり、（Ａ）は転写信号と軟磁性材料との位置関係を示す図であり、（Ｂ）は垂直磁気記録媒体およびマスターディスクにおける磁気力線を示す図であり、（Ｃ）は垂直磁気記録媒体表面における磁束の垂直成分の密度分布を示すグラフである。
【図９】リングヘッドおよび単磁極ヘッドを用いた場合の磁気記録媒体表面における磁束の垂直成分および長手方向成分を示す図であり、（Ａ）はリングヘッドを用いた場合を示す図であり、（Ｂ）は単磁極ヘッドを用いた場合の図である。
【図１０】本発明において用いられるマスターディスクの上面図である。
【図１１】本発明の磁気転写工程により製造される磁気記録媒体の上面図である。
【図１２】本発明において用いられる磁気記録媒体の斜視断面図である。
【図１３】本発明の１つの実施形態の例における転写工程を表す図である。
【図１４】本発明の１つの実施形態の例における転写工程を表す図である。
【符号の説明】
１  垂直記録用の磁気記録媒体
２  マスターディスク
３  リングヘッド用の軟磁性ヨーク
４  永久磁石
５  転写用磁石の移動方向
６  プリフォーマット情報を担持する軟磁性埋込み層
７  単磁極ヘッド用の軟磁性ヨーク
８  バックポール
９  磁束の流れの向き
ｌ０  印加磁界の向き
１１  等磁界線
１２  磁性膜の磁化の向き
１３  磁気力線
１６  単磁極ヘッド
１７  リングヘッドのギャップ部分の形状
１８  単磁極ヘッドの発生する磁界の長手方向成分
１９  単磁極ヘッドの発生する磁界の垂直方向成分
２０  リングヘッドの発生する磁界の長手方向成分
２１  リングヘッドの発生する磁界の垂直方向成分
３１  プリフォーマット情報に対応する軟磁性材料のパターンを有する領域
３２  非磁性基板
３３  マスターディスク
３４  プリフォーマット領域
３５  垂直磁気記録媒体
４１  非磁性基板
４２  軟磁性裏打ち層
４３  下地層
４４  磁性記録層
４５  保護層
４６  液体潤滑剤層
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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