专利名称：磁复制用主载体的制作方法
技术领域：
本发明涉及向大容量、高记录密度的磁记录再生装置用磁记录媒体复制记录信息所用磁复制用主载体，特别是涉及向大容量、高记录密度的磁记录媒体记录伺服信号、地址信号，其它通常图像信号、声音信号、数据信号等所用磁复制用主载体。
由于数码图像利用的进展等，个人电脑等所处理的信息量正在飞跃增加。随着信息量的增加，要求有能以因容量大而价廉，并在短时间内能记录和解读进行信息记录的磁记录媒体。
硬盘等高密度记录媒体、ZID(Iomega公司)等的大容量可消除型磁记录媒体的信息记录范围比软盘的磁道窄，能在窄的磁道宽度内以磁头进行准确扫描，由于信号的记录与再生要在高S/N比下进行，所以须要使用跟踪伺服技术以进行准确的扫描。
像硬盘、可消除型磁记录媒体那样的大容量磁记录媒体，圆盘的每周要在一定角度间隔设置跟踪用伺服信号、地址信息信号、再生时间脉冲信号等记录领域。磁头在一定间隔内通过对这些信号的再生确认其位置，来修正以准确扫描磁道。这些信号在制作磁记录媒体时，已有所称的予格式化记录在磁记录媒体上。
跟踪用伺服信号及地址信息信号、再生时间脉冲信号等的记录，其位置的确定要求精度高，所以将磁记录媒体装入驱动机构后，要使用专用伺服式化记录装置，通过严格控制位置的磁头进行予格化记录。
然而，在用磁头进行伺服信号及地址信息信号、再生时间脉冲信号的予格式化记录时，要使用专用伺服记录装置，通过磁头的严格位置控制进行予格式化记录，所以需要很长时间。随着磁记录密度的增加，予格式化记录所用的信息量必然增加，所需时间要更长。
由于磁头与磁记录媒体间的空隙损失，及磁记录磁头形状所引起的记录磁场的扩大，在所记录的予格式化磁道端部的磁化迁移会产生陡峭性欠缺。
在用磁复制用主载体进行复制时，为了不使在外部磁场激磁下对磁复制用主载体的磁性产生消磁作用，要求它的保磁力(Hc)要比被复制记录媒体的保磁力大3倍以上。
对平面状磁体进行部分磁化时，高密度记录的被复制记录媒体所用磁体的抗磁力为159.1KA/m(20000e)，磁复制用主载体的保磁力要在477.5KA/m(60000e)以上，为此，事实上以磁头进行精密磁化是不可能的。
为此，为解决这些由来已久的记录方法上的问题，特开平10-40544公报中提出了在基体表面上制成与信息信号对应的凹凸形状，至少凹凸形状的凸部表面覆有强磁性薄膜的磁复制用主载体表面，与强磁性薄膜或由强磁性粉涂布层所形成的片状或圆盘状磁记录媒体表面接触，或者通过外加交流偏磁场，或直流磁场对构成凸部表面的强磁性材料进行激磁，将与凹凸形状对应的磁化图形记录到磁记录媒体上的方法。
此方法是将磁复制用主载体的凸部表面与被予格式化的磁记录媒体即从属媒体紧密压着的同时，通过对构成凸部强磁性材料的激磁，在从属媒体上通过复制形成所定的予格式化的方法。由于使磁复制用主载体与从属媒体间的相对位置固定不变，可在静态下记录，从而具有可能准确记录予格式化的特征。而且又具有需要极短的记录时间的特征。也是说以前述磁头进行记录的方法通常需要几分钟到数十分钟，并且随记录容量的增加而会更长的时间，因而存在记录时间更会长的问题，而用本磁复制法则与记录容量和记录密度无关，在1秒以内即可完成复制。
用上述记录方法进行复制时，会有信息信号质量不高，或因有些部位不同产生信号不匀等问题。
本发明的目的是实现一种磁复制主载体。将磁复制用主载体与从属媒体紧密压着，通过外加外部磁场复制予格式化图形制作从属媒体，以防止所复制的从属媒体因复制图形质量降低所引起的伺服动作不准确等问题。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案通过在基板表面制成与复制用记录信息对应的磁性层作为磁复制用主载体，该磁复制用主载体与接受复制磁记录的从属媒体接触，且以外加复制用磁场进行复制的方法中，磁复制用主载体的磁性层选用的比透磁率在10-1000。
本发明是基于发现磁复制用主载体磁性层的比透磁率影响被复制磁信号的质量这点而构思的。
下面结合附图进行详细说明图1是本发明的由磁复制用主载体向从属媒体复制方法的说明图。
图2是本发明的磁复制用主载体的制造方法的一例且按工艺顺序的说明图。
如图1所示，磁复制用主载体1上的强磁性膜2表面有经予格式化的凸部3，它与从属媒体4的表面紧密压着后，施以激磁磁场5则凸部3顺其方向被磁化。在从属媒体4上，对应于磁复制用主载体凸部3的磁化7形成记录磁场8而被予格式化。探讨了此磁复制方法对从属媒体产生复制不佳的原因，发现磁复制用主载体磁化层的比透磁率大是影响复制不良的关键所在。
这是因为在撤除外加复制用磁场后，当磁复制用主载体与从属媒体分开时，由于比透磁率高，来自从属媒体图形的磁场致使磁复制用主载体有部分被磁化，它又反过来磁化从属媒体。
为防止此现象发生，主载体磁性层的比透磁性层的比透磁率须在1000以下，当比透磁率在1000以下时，不发生磁性层上的磁化，可发生与复制用磁场相同方向的磁化。
当比透磁率过小时，由于复制用磁场不被主载体所吸收，从属媒体在复制时，其从属媒体上的任意部分都产生相同磁场，从而不能进行与主载体图形相对应的复制。
为此，主载体磁性层的比透磁率应在10-1000，最好在50-500。
下面参照
本发明中磁复制用主载体的制作方法。图2是本发明磁复制用主载体制作方法的一例且按工艺顺序的说明图。
如图2(A)所示，在表面平滑的基板21上涂以光致抗蚀剂22。基板21可以是硅，石英、玻璃、铝等非磁性金属或合金，陶瓷，合成树脂等表面平滑的板状体，并能耐刻蚀、成膜工艺下的温度等处理环境。
光致抗蚀剂可根据刻蚀等工艺而任意选择。
如图2(B)所示，可根据予格式化的图形，使用光罩栅23进行曝光24。
下面如图2(C)所示，先在光致抗蚀剂22上显像形成与予格式化信息相应的图形25。
接着是刻蚀工艺，如图2(D)所示，根据适用于基板的刻蚀手段，选用反应性刻蚀、物理刻蚀、刻蚀液体等对应图形在基板上形成所定深度刻穴26。
刻穴的深度，应与复制信息记录部磁性层的厚度相当，在20nm-1000nm之间，过厚则会增加磁场的扩展宽度，不利于复制，刻穴的底面应和基板平面平行，其深度要均匀一致。
关于刻穴孔形状为垂直于面的磁道方向之断面应为长方形。
然后如图2(E)所示，将磁性材料以真空蒸着法，喷镀法，离子注入法等真空成膜手段，通过镀金属法在所形成的刻穴上以与其相应的厚度将基板表面用磁性材料27成膜之。复制信息记录部的磁特性要求抗磁力(Hc)为198.9KA/m(2500 Oe)以下，最好在0.397KA/m-119.4KA/m(5-1500 Oe)饱和磁束密度(Bs)为0.3T(3000高斯)以上，最好在0.5T(5000高斯)以上。
下一步如图2(F)所示，以剥离法(eift-off)除去光致抗蚀剂，研磨表面，有毛刺时可剃除使表面平滑。
上面描述了在基板上形成刻穴，然后对所形成的刻穴用磁性材料成膜的方法进行说明。也可以在基板上所定的位置上，以磁性材料成膜且形成的复制信息记录凸部之后，在凸部之间用非磁性材料成膜或填充，使复制信息记录部与非磁性材料部的表面保持同一平面。
本发明用作复制信息记录部的磁性材料，比透磁率应在10-1000，有铁、铬、钴合金等。具体可举出，CoPtCr、CoCr、CoPtCrTa、CoPtCrNbTa、CoCrB、CoNi、Fe、FeCo、FePt、FeNi、FeNiMo、CoNb、CoNbZr、FeSiAl、FeTaN等。
其中，以FeCo(70∶30)、FeNi、FeNiMo(75∶20∶5)、CoNb、CoNbZr、FeSiAl、FeTaN为好。
为使磁性材料具有磁异向性，优选设有非磁性底层，其晶体结构和晶格常数须与磁性层相同。具体底层可用Cr、CrTi、CoCr、CrTa、CrMo、NiAl、Ru等以喷镀法成膜。
为不产生本发明磁复制用主载体及从属媒体对复制信息记录部10的损伤，应在复制信息记录部上形成金刚石状碳保护膜以赋与足够的硬度，其硬度应在10GPa以上，最好在20GPa以上，当小于10GPa时，其耐久性差。
磁复制用主载体磁性层表面上的金刚石状结构碳保护膜，是将甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等烷烃，或乙烯，丙烯等烯烃，或乙炔等炔烃为代表的含碳化合物为原料，以等离子体CVD处理制作，此时对基板上要外加50-400V的负电压。
碳保护膜的厚度应在3-30nm，最好在5-10nm，碳保护膜上最好设有润滑剂，润滑剂可用含全氟烷基的有机氟化合物等，润滑剂厚度最好在1-10nm。
设有润滑剂则可防止磁复制用主载体与从属媒体密着时因磨擦所致的耐久性降低。
通过防止磁复制用主载体表面附着尘土以及被复制磁记录媒体表面的损伤所引起两者间的空隙，可以准确进行记录信息的复制。
使用以只有凸部有强磁性层的磁复制用主载体向从属媒体复制时，可以得到准确不乱的磁化图形，但是，反复进行复制操作时发现，在复制图形上会出现缺口的缺陷。
此问题归咎于磁复制用主载体与从属媒体反复接触等所产生的静电从周围吸附尘埃所致。
磁复制用主载体多用光平版印刷手法来制作，所以磁复制用主载体的基板，常用像玻璃、石英、硅等的适宜于刻蚀，真空下能成膜的物质。
上述物质的导电性低，从属媒体一般也是在合成树脂基板上制成，其导电性也差，为此，当磁复制用主载体向与从属媒体多次接触时，能使磁复制用主载体带电，大气中的尘埃因静电而附着在磁复制用主载体的凸部，使磁复制用主载体与从属媒体之间产生空隙，或者磁复制主载体与从属媒体接触时所附着的尘埃，损伤其凸部，或伤及从属媒体。
其结果是，凸部角部的磁化不能准确复制，或者被复制磁化的角部不整，或者所附着的固形物使凸部与从属媒体间的距离增大而导致从属媒体的记录缺损。
用于本发明从属媒体的基材最好是合成树脂膜片，具体可列举聚对苯二甲酸乙二酯，聚萘二酸乙二酯，聚芳胺，聚酰亚胺，聚亚苯基苯并双噁唑等。
从属媒体上的磁性层，用强磁性金属薄膜最好，它可制得高记录密度的磁记录媒体。也可以将强磁性金属粉末分散在结合剂中，涂布该组合物得到的磁性层。这时，通过调节混合于构成磁性层组合物中的研磨剂种类或量，可以得到所定硬度的磁性层。
从属媒体的强磁性金属薄膜时，磁性层表面覆以金刚石结构碳保护膜，其上再敷以润滑剂层为宜。
由磁复制用主载体向从属媒体复制磁记录信息时，磁记录用主载体与从属媒体要严紧密着，密着是用橡胶板将它们夹住，通过铝板等非磁性物体施压为宜。减压抽掉磁复制用主载体与从属媒体叠合间隙中的空气，使它们紧密压着也是有效的方法。
本发明的磁复制用主载体，不只是能对硬盘、大容量可消除型磁记录媒体等圆盘型磁记录媒复制磁记录信息，也可以用于向卡型磁记录媒体、带型磁记录媒体复制磁记录信息。
本发明以由磁复制用主载体向从属媒体以予格式化磁复制为例作了说明，但并不限于予格式化，也适用于任何磁记录信息的复制，并且能在短时间内准确复制大量磁记录信息。
磁复制用主载体与从属媒体在复制时的位置关系无论是任何一方在上或在下皆可，两者间的密着方法是，可将从属媒体放置于固定着的磁复制用主载体上，然后再以按压的方法；或者用抽空气吸引密着的方法等。下面以实施例来说明本发明实施例1-1-1-5及比较例1-1-1-3(主载体的制作)在氩气氛下，对玻璃基板以表1所记述的压力，以喷镀法按表1的组成制作厚度为180nm的磁性层，然后，以光刻加工法沿圆周方向刻出3um线宽和空隙的一列线条，在面内方向进行直流磁化，得到不同比透磁率的磁复制用主载体A-G。
(磁复制方法)将所制作的磁复制用主载体A-G与从属媒体(富士胶卷制ZIP100用磁记录媒体)叠合，在圆周方向以318.3KA/m(4000 Oe)进行初期直流磁化后，再在与从属媒体磁化方向相反方向印加159.2KA/m(2000 Oe)的激磁磁场，由磁复制用主载体将磁记录信息复制至入从属媒体，按下述评价方法测定最大再生强度和误差率，其结果示于表2。
实施例2-1-2-5及比较例2-1-2-3。
除从属媒体用ZIP250用磁记录媒体(富士胶卷制)，复制用的激磁磁场强度为222.8KA/m(2800 Oe)外，与实施例1-1同样进行磁复制及评价，其结果示于表3。
评价方法(1)最大再生强度用电磁特性测定装置(共同电子制SS-60)评价从属媒体的复制信号。使用的探头是，探头空隙为0.4um，再生磁道宽度为3.5um的诱导磁头。
所读取的信号用光谱分析仪进行频率分解，以一次信号的峰强，与比透磁率为50的试样对照相对评价。
(2)误差率对于上述最大再生强度，凡是信号未达到其70％强度者作为误差，对全体信号的比率作为误差率。
表1
主载体比透磁率 材料 基板温度(℃) 压力(Pa)A 2 CoCr(85∶15) 200 1.07B 5 CoCr(85∶15) 150 0.40C 10 CoCr(85∶15) 250.13D 50 FeCo(70∶30) 250.40E 200 FeCo(70∶30) 250.13F 1000FeNiMo(75∶20∶5)250.40G 1600FeNiMo(75∶20∶5)250.13表2主载体 比透磁率 最大再生强度比误差率(％)A2 0.3100B5 0.5100C10 0.82D50 1 0E200 1 0F10001 0G16001 30表3主载体 比透磁率 最大再生强度比误差率(％)A2 0.2100B5 0.4100C10 0.84D50 1 0E200 1 0F10001 0G16001 30[发明的效果]用本发明的磁复制用主载体，对硬盘、大容量可消除盘状媒体，大容量软性媒体等圆盘状媒体，在短时间内，能以良好稳定的生产性，进行高质量跟踪用伺服信号及地址及息信号，再生时间脉冲信号等的予格式化记录。[图1]
图1是本发明的由磁复制用主载体向从属媒体复制方法的说明图[图2]图2是本发明磁复制用主载体的制作方法的一例且按工艺顺序的说明图[符号说明]1、磁复制用主载体2、强磁性薄膜3、凸部 4、从属媒体5、激磁磁场 7、磁化 8记录磁场 21、基板22、光致抗蚀剂 23、光罩栅 24、曝光 25、图形26、刻穴 27、磁性材料
权利要求
1.一种磁复制用主载体，其特征在于该磁复制用主载体是在基板表面上有与复制用记录信息对应的磁性层所构成，在该磁复制用主载体与能接受复制磁记录的从属媒体接触、且通过外加复制用磁场的复制方法中，所用磁复制用主载体的磁性层的比透磁率为10-1000。
全文摘要
本发明公开了一种磁复制主载体,通过磁复制,由主载体向从属媒体复制高质量的图形。在基板面上有对于复制用记录信息的磁性层所构成的磁复制用主载体,与能接受磁记录的从属媒体接触,以外加复制用磁场进行复制的方法中,该磁复制用主载体上磁性层的比透磁率为10－1000。
文档编号G11B5/596GK1369878SQ0110392
公开日2002年9月18日 申请日期2001年2月14日 优先权日1999年11月25日
发明者长尾信, 杉田龙二, 西川正一 申请人:富士胶片株式会社, 杉田龙二