JP2000030201A

JP2000030201A - 記録再生装置

Info

Publication number: JP2000030201A
Application number: JP10199027A
Authority: JP
Inventors: Kouji Tani; 谷　　弘詞; Hiroyuki Matsumoto; 浩之松本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-07-14
Filing date: 1998-07-14
Publication date: 2000-01-28

Abstract

(57)【要約】【課題】記録媒体の外周端側にロード・アンロード機
構を備えた記録再生装置で、ヘッドと記録媒体との接触
に起因するロード・アンロードの高い信頼性を得るこ
と。【解決手段】記録媒体と記録再生ヘッドと記録再生ヘ
ッドを記録再生する場所に位置決めする機構とを備えた
記録再生装置において、記録媒体の表面に液体潤滑剤を
塗布し、記録再生ヘッドを記録媒体上にローディングま
たはアンローディングさせるための機構を記録媒体の外
周端側に設け、記録媒体に記録再生する時の記録媒体の
回転数を５，０００ｒｐｍ以上とし、記録再生ヘッドの
ロードまたはアンロード位置に対応する記録媒体上の液
体潤滑剤の膜厚を、非回転時の記録媒体の膜厚に比べて
増加させること。液体潤滑剤が末端官能基を有し、液体
潤滑剤の動粘度が２０°ｃで１，０００ｃＳｔ以下であ
ること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンタクトスター
トストップ方式を用いないロード・アンロード機構を有
した記録再生装置におけるスピンドルモータ回転数の制
定に関する。また、記録再生装置に使用される記録媒体
に塗布すべき最適な液体潤滑剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術の例として、磁気ディスク装置
を例に挙げて以下説明を行う。ここにおいて、磁気ディ
スク装置を例に示すが、磁気ディスク装置と同様に記録
媒体が円板状であって回転し、潤滑剤を塗布することに
よりその耐摩耗性を向上しているものについては、同じ
効果が得られる。

【０００３】従来の磁気ディスク装置では、コンタクト
・スタート・ストップと呼ばれるスピンドルモータの起
動停止時に、磁気ディスクと磁気ヘッドが直接摺動する
方式が取られていた。しかし、近年の高記録密度化に伴
い、磁気ヘッドの低浮上化が進み、磁気ディスク表面の
面粗さが小さくなったため、磁気ヘッドと磁気ディスク
の間の摩擦力が大きくなり、コンタクト・スタート・ス
トップ方式では、スピンドルモータが、起動しなくなる
という問題が懸念されている。

【０００４】これに対し、スピンドルモータが回転して
いる状態で磁気ヘッドを磁気ディスク媒体上にロードさ
せるランプロード・アンロードといった機構（動作停止
時に、磁気媒体の最外周側に設けられたランプに磁気ヘ
ッドを乗り上げるようにさせることで磁気ヘッドが媒体
から大きく外れるようにするもの）が考えられ、一部消
費電力の関係で、スピンドルモータのトルクを大きくで
きない２．５”ドライブ等に採用されている。現状で
は、回転数が４，０００ｒｐｍ程度であり、ランプロー
ド・アンロード機構を備えたものが一般的である。

【０００５】また、磁気ディスクの内周側に、磁気ヘッ
ドの吸着を防止するための構造を形成したものとして
は、特開平９−３５４３５号公報に開示されたものもあ
る。また、特開平９−１６１３３８号公報に開示されて
いる様に、ランプロード・アンロード型等の機構は、一
般的なものとなっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このようなロード・ア
ンロード方式での装置の起動停止での問題点で、最も重
要なことは、磁気ヘッドをロードやアンロードした際
に、磁気ディスクと接触を起こし、磁気ディスクや磁気
ヘッドに、傷や摩耗を引き起こし、最終的にデータの破
壊につながる場合があることである。

【０００７】これは、一般的にロード・アンロードの位
置が、磁気ディスクの外周位置であるため、周速が速く
なり、より高速での接触が発生するためと考えられる。
このため、現状で実用化されている回転数としては、
５，０００ｒｐｍ未満としていた。

【０００８】すなわち、磁気ヘッドを磁気媒体にロード
またはアンロードする際に、磁気ヘッドが磁気媒体に接
触することが考えられ、ロード・アンロード位置が磁気
媒体の最外周（媒体の周速が最も速い）であることを考
慮して、例え、５，０００ｒｐｍ未満であったとして
も、前記接触による傷や摩耗を引き起こすという問題が
あった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は主として次のような構成を採用する。

【００１０】記録再生を行う円板状の記録媒体と、記録
再生ヘッドと、前記記録媒体を回転させるスピンドルモ
ータと、記録再生ヘッドを記録再生する場所に位置決め
する機構と、記録再生信号を処理する処理回路と、を備
えた記録再生装置において、前記記録再生ヘッドを前記
記録媒体上にローディングまたはアンローディングさせ
るための機構を、前記記録媒体の外周端側に設け、前記
記録媒体に記録再生する時の記録媒体の回転数を５，０
００ｒｐｍ以上とする記録再生装置。

【００１１】また、記録再生を行う円板状の記録媒体
と、記録再生ヘッドと、前記記録媒体を回転させるスピ
ンドルモータと、記録再生ヘッドを記録再生する場所に
位置決めする機構と、記録再生信号を処理する処理回路
と、を備えた記録再生装置において、前記記録媒体の表
面に液体潤滑剤を塗布し、前記記録再生ヘッドを前記記
録媒体上にローディングまたはアンローディングさせる
ための機構を、前記記録媒体の外周端側に設け、前記記
録媒体に記録再生する時の記録媒体の回転数を５，００
０ｒｐｍ以上とし、前記記録再生ヘッドのロードまたは
アンロード位置に対応する前記記録媒体上の前記液体潤
滑剤の膜厚を、非回転時の記録媒体の膜厚に比べて増加
させる記録再生装置。

【００１２】また、前記記録媒体に塗布された液体潤滑
剤が末端官能基を有しており、且つ前記液体潤滑剤の動
粘度が２０°ｃで１，０００ｃＳｔ以下である記録再生
装置。

【００１３】

【発明の実施の形態】まず、本発明の要旨を構成する、
磁気ディスクに塗布された液体潤滑剤の作用、機能につ
いて説明する。磁気ディスクに塗布されている液体潤滑
剤は、磁気ディスクの回転により飛散していくことが従
来から知られている。本発明においては、この回転によ
る液体潤滑剤の飛散の現象を詳細に調査、検討していく
ことで、磁気ヘッドと磁気ディスクにおける高速での接
触に対しての耐力を向上させるために、磁気ディスクの
回転数を十分高くすることによって、従来技術の問題点
を解決しようとするものである。

【００１４】液体潤滑剤の飛散、移動には３つの要素が
考えられる。すなわち、熱による液体潤滑剤の飛散と、
遠心力により液体潤滑剤が内周から外周側へと移動して
いくことであり、そして、３つ目の要素は、磁気ディス
クの回転により発生する空気の流れ、すなわち、特に磁
気ヘッドを取付けているアーム等の干渉により発生する
内周から外周に向かう様な空気の流れによって、磁気デ
ィスク媒体表面に剪断力が作用して、液体潤滑剤が外周
側に移動させられる場合である。ここにおいて、液体潤
滑剤は磁気ディスクに当初平坦状態に塗布されるのであ
るが、前述した外周側への液体潤滑剤の移動後に、磁気
ディスクの回転が無くなれば、時間は掛かるが元の平坦
状態に戻るようになる。

【００１５】４，０００ｒｐｍ程度の回転数では、特に
粘度が低い場合や末端官能基を持たない液体潤滑剤を除
き、空気の剪断による液体潤滑剤の移動は起こらず、熱
による飛散と遠心力による液体潤滑剤の移動が支配的で
ある。それ故、その飛散は、磁気ディスク面内で同様に
起こる。遠心力による液体潤滑剤の移動は、液体潤滑剤
の分子の質量が十分に小さいことから、この程度の回転
数としては、影響としては小さいため、熱飛散の影響が
支配的となり、磁気ディスクの内周側、外周側も同じよ
うに減少していく。

【００１６】しかしながら、磁気ディスクの回転数を上
げていくと、磁気ディスクのデータエリア内では、液体
潤滑剤の減少は、回転数の増加に比例して大きくなって
いくが、外周端近傍の液体潤滑剤の膜厚は、時間と共に
増加していく。これは、熱飛散が同じ効果で液体潤滑剤
を減少させるのに対し、回転数が上がるにつれて、遠心
力と空気の剪断による液体潤滑剤の移動の割合が、大き
くなっていくためである。ディスクの外周端近傍では、
ディスクの外側が広い空間になることで、空気の剪断力
は急激に小さくなる。外周端近傍の液体潤滑剤の増加と
減少を考えた時、磁気ディスクのデータ面の液体潤滑剤
は、遠心力と回転数の増加に伴う空気の剪断力で強力に
外周側に移動するが、一方、外周部に溜まった液体潤滑
剤は、空気の剪断があまり働かないために、液体潤滑剤
の減少は、熱と遠心力が支配的となる。

【００１７】しかし、遠心力は、液体潤滑剤を振り切る
程には強くないため、内周側から外周側へと移動した液
体潤滑剤が多くなり、必然的に外周端近傍にて液体潤滑
剤は、溜まっていくこととなる。

【００１８】空気の剪断力は、ヘッドアーム、ヘッドの
支持ばね等の円板間に配置させる構造物が生み出す空気
の流れで決定されるため、円板のサイズ等に関わらず、
磁気ディスクの回転数が支配的となる。この様なことか
ら、回転数の上限は存在せず、５，０００ｒｐｍ以上の
回転数であれば、外周側に液体潤滑剤が、溜まっていく
と考えられる。

【００１９】本発明の要旨は、この外周側での液体潤滑
剤の増加を引き起こすのに、十分な回転数とすること
で、外周端近傍のロード・アンロード位置の液体潤滑剤
を経時的に増加させることによりロ−ド・アンロードで
の接触に対する耐力を向上させるものである。

【００２０】また、外周端近傍に溜まる液体潤滑剤の量
を制御するために、回転数を上げることと同時に、液体
潤滑剤もそれに合わせた液体潤滑剤とすることで、より
効果的にその機能を引き出すことが可能である。すなわ
ち、磁気ディスクに塗布する液体潤滑剤が、末端官能基
を有しており、２０°Ｃでの動粘度が、１，０００ｃＳ
ｔ（センチストークス）以下とすることである。

【００２１】末端官能基が無い場合には、液体潤滑剤は
熱だけで飛散してしまい、外周端に溜まったとしても熱
で飛散してしまい、十分な膜厚増加は期待できない。動
粘度は、あまり高すぎると液体潤滑剤が内周から外周へ
と移動することがないため、この場合も外周に十分な液
体潤滑剤の溜まりを形成できない。したがって、前述し
たような特性を持つ液体潤滑剤を使用して、回転数を十
分早くすることでその効果を一層引き出すことが出来
る。

【００２２】次に、本発明の実施形態を磁気ディスク装
置に適用した例を示す。磁気ディスク装置は、図１に示
す様に、磁気記録媒体１と、磁気ヘッド３と、磁気記録
媒体１を回転させるスピンドルモータ２と、磁気ヘッド
３を位置決めする位置決め機構５と、磁気ヘッド３を媒
体上にロード／アンロードする機構７と、磁気ヘッド３
を支持する支持ばねとアーム８と、磁気ヘッド３の記録
再生回路４等から構成されている。

【００２３】本発明の実施形態が対象としているのは、
図１の磁気記録媒体１を駆動しているスピンドルモータ
２の回転数に関してである（スピンドルモータの回転軸
が直接に磁気記録媒体を回転駆動するものを前提として
いる）。

【００２４】本実施形態では磁気記録媒体１として、
２．５インチと３．５インチのものを用いた。磁気記録
媒体１は、カーボン保護膜上にＣＨ₂ＯＨよりなる末端
官能基をもつ、パーフルオロポリエーテルの液体潤滑剤
を浸漬塗布した。この液体潤滑剤の動粘度は、２０°Ｃ
で約９０ｃＳｔ（センチストークス）である。その後１
００°Ｃにて３０分熱処理を行い、潤滑膜厚の均一化を
図った。

【００２５】それぞれの磁気ディスクは、２．５イン
チ、３．５インチの磁気ディスク装置に組み込み、ロー
ドした後、データエリアをシークして、アンロードを行
う動作をを繰り返した時の耐久性と外周端の潤滑膜厚
（半径位置３０ｍｍ、４６ｍｍ）をフーリェ変換型赤外
分光装置により測定した。初期の潤滑膜厚は、２０オン
グストロームである。試験は、５５°Ｃ環境で行った。
磁気ディスク装置の回転数は、３，６００ｒｐｍ、
４，０００ｒｐｍ、４，８００ｒｐｍ、５，４００
ｒｐｍ、６，３００ｒｐｍとした。

【００２６】まず、最初に時間に対する液体潤滑剤の増
減を調べた結果を図２に示す。３．５インチについて
は、凡例に３．５”と記載してあり、２．５インチにつ
いては、凡例に３．５”と記載してないものである。

【００２７】図２を見やすくするために１，０００時間
経過したときの液体潤滑剤の増減を回転数に対して整理
し直し、また追試験を行って確認したものが図３であ
る。試験結果は、同一条件にて２度行っており、試験
１、試験２と記載してある。

【００２８】図３に示す実験結果から分かるように、回
転数が小さい場合、特に５，０００ｒｐｍ未満では、液
体潤滑剤は減少しており、５，０００ｒｐｍ以上では、
液体潤滑剤は増加している。すなわち、５，０００ｒｐ
ｍを臨界点としてこれ以上とすることで磁気ディスクの
外周端に液体潤滑剤を溜めることが出来る。これは、
２．５インチ、３．５インチ共に同じ傾向を示してい
る。この現象は、空気の剪断力による液体潤滑剤の外周
への移動が回転数に依存して行われていることによると
考えられる（ディスク外周に溜まった液体潤滑剤は、前
記剪断力によってはディスク外周から外部に殆ど飛散し
ない）。また、２．５インチと３．５インチのディスク
で同程度の膜厚であることを考えると、この回転数にお
ける外周への移動は遠心力（周速に依存する力）に起因
する移動が余り働いていないようにみえる。

【００２９】次に、ロード・アンロードの耐久性（クラ
ッシュするまでのロード・アンロードの回数）を調べた
結果を図４に示す。この結果から明らかな様に、回転数
が５，０００ｒｐｍを越えたところから、急激に耐久性
が増加している。これは、前記の液体潤滑剤の増加が、
関与している事を示している。このことから本実施形態
のロード・アンロード方式の磁気ディスク装置におい
て、回転数を５，０００ｒｐｍ以上とすることで、ロー
ド・アンロードの際における磁気ディスクと磁気ヘッド
の接触による傷害を回避することが出来、信頼性の高い
磁気ディスク装置とすることが出来る。

【００３０】次に、液体潤滑剤の種類の内で何が適して
いるかを調査、検討した。末端官能基（末端官能基は磁
気媒体の保護表面に吸着する機能を備えている）が無い
パーフルオロポリエーテル潤滑剤（フッ素系の潤滑剤の
一例）と、末端官能基を変化させて動粘度を大凡２０°
Ｃで６００ｃＳｔ、２，０００ｃＳｔ、１０，０００ｃ
Ｓｔの液体潤滑剤を同一の磁気ディスクに塗布したもの
で、液体潤滑剤の外周端での増加を回転数をパラメータ
として調査した。その結果を図５に示す。

【００３１】この結果から明らかな様に、液体潤滑剤は
末端官能基の有無、動粘度に依存しており、末端官能基
が無い場合は液体潤滑剤は増加しない（媒体から液体潤
滑剤が飛散するから増加しないと考えられる）。また、
２，０００ｃＳｔ、１０，０００ｃＳｔの液体潤滑剤
（６００ｃＳｔに比べて動粘度が高く、動きにくいも
の）は回転数の増加によってそれ程移動しないことが分
かる。また１，０００時間後の潤滑膜厚を動粘度で整理
すると図６の様になる。動粘度が１，０００ｃＳｔであ
れば、まだ外周端の潤滑膜厚は増加していることが判
る。

【００３２】以上の様に、磁気ディスク媒体表面に塗布
する液体潤滑剤も末端官能基を有しており、動粘度が
１，０００ｃＳｔ以下であることが、磁気ディスクの外
周端のロード・アンロードを行うエリアに液体潤滑剤を
溜める目的では適していることが判った。

【００３３】最後に、実験の結果として示した図３の延
長として、回転数に上限があるかどうかを確認するた
め、図３の結果を得た２．５インチの実施形態につい
て、回転数を１０，０００ｒｐｍ、１２，０００
ｒｐｍ、１５，０００ｒｐｍにて同じ試験を行った。
その結果を図７に示す。この結果から分かるように、十
分に高い回転数でも、同じ様に外周端の潤滑膜厚が増加
していることから、回転数は５，０００ｒｐｍ以上なら
同じ効果を期待できる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、ロード・アンロード方
式を有する磁気ディスク装置のロ−ド・アンロード耐力
を向上させることが出来て、高信頼性を確保することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る磁気ディスク装置を示
す図である。

【図２】媒体回転数を種々変化させた場合における、経
過時間に対する潤滑膜厚の増減を示すグラフである。

【図３】潤滑膜増減の媒体回転数依存性を示すグラフで
ある。

【図４】ロード・アンロード耐久性の比較を示すグラフ
である。

【図５】液体潤滑剤種類による比較を示すグラフであ
る。

【図６】液体潤滑剤の動粘度依存性を示すグラフであ
る。

【図７】回転数をさらに上げた場合の液体潤滑剤の増加
を示すグラフである。

【符号の説明】

１磁気記録媒体２スピンドルモータ３磁気ヘッド４記録再生回路５ヘッド位置決め機構６磁気ディスク装置筐体７ロード・アンロード機構８ヘッド支持ばねとアーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5D006 FA06 5D076 AA01 BB01 CC04 DD09 DD21 FF18 FF24 5D091 AA08 CC02 FF20 HH04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録再生を行う円板状の記録媒体と、記
録再生ヘッドと、前記記録媒体を回転させるスピンドル
モータと、記録再生ヘッドを記録再生する場所に位置決
めする機構と、記録再生信号を処理する処理回路と、を
備えた記録再生装置において、前記記録再生ヘッドを前記記録媒体上にローディングま
たはアンローディングさせるための機構を、前記記録媒
体の外周端側に設け、前記記録媒体に記録再生する時の記録媒体の回転数を
５，０００ｒｐｍ以上とすることを特徴とする記録再生
装置。
【請求項２】記録再生を行う円板状の記録媒体と、記
録再生ヘッドと、前記記録媒体を回転させるスピンドル
モータと、記録再生ヘッドを記録再生する場所に位置決
めする機構と、記録再生信号を処理する処理回路と、を
備えた記録再生装置において、前記記録媒体の表面に液体潤滑剤を塗布し、前記記録再生ヘッドを前記記録媒体上にローディングま
たはアンローディングさせるための機構を、前記記録媒
体の外周端側に設け、前記記録媒体に記録再生する時の記録媒体の回転数を
５，０００ｒｐｍ以上とし、前記記録再生ヘッドのロードまたはアンロード位置に対
応する前記記録媒体上の前記液体潤滑剤の膜厚を、非回
転時の記録媒体の膜厚に比べて増加させることを特徴と
する記録再生装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の記録再生装置
において、前記記録媒体に塗布された液体潤滑剤が末端官能基を有
しており、且つ前記液体潤滑剤の動粘度が２０°ｃで
１，０００ｃＳｔ以下であることを特徴とする記録再生
装置。