JP2000293839A - 磁気ディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】浮動式磁気ヘッドが磁気ディスクのデータゾー
ンからサーボゾーンに移行する過程での浮上量変動を低
く抑えて浮上走行の安定化を図る。 【解決手段】浮動式磁気ヘッド５と組合せてディジタル
情報を記録，再生する磁気ディスクであって、そのディ
スク基板１がプラスチック成形品としてなり、かつ基板
の表面に多数条のデータトラック３ａが同心円に並ぶデ
ータゾーン３，および前記データトラックを横切ってデ
ィスクの半径方向に凹凸形状のサーボマークが延在する
をサーボゾーン４を形成したものにおいて、データゾー
ンからサーボゾーンの領域に移行する箇所で、各データ
トラックの端部に磁気ヘッドとの間の浮上隙間に高圧力
の場を生成するダミーバンプ３ｂを形成するものとし、
ここでダミーバンプを断面半円形になる枕状の突起と
し、その曲率半径をＲ，サーボゾーンの凹部４ｃの溝幅
をＬとして、Ｒ／Ｌ＞０.1に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浮動式磁気ヘッド
と組合せて固定磁気ディスク装置（ハードディスク装
置）に組み込んだ磁気記録媒体としての磁気ディスクに
関し、特にそのディスク基板がプラスチック成形品とし
てなるものに係わる。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、頭記した磁気ディスク
は、非磁性のディスク基板上に金属下地層，磁性層，カ
ーボン保護層を順に積層形成し、さらにその上に潤滑剤
層を被覆して形成されたものである。また、ディスク基
板として、従来では鏡面に研磨を施したアルミニウム基
板，あるいはガラス基板が一般に使われているが、最近
になり製造コストの低減，生産性の向上を狙いに、アル
ミニウム，ガラスに代えてプラスチックをディスク基板
の材料に使用し、射出成形法などにより成形したディス
ク基板の開発が進められており、そのプラスチック製デ
ィスク基板が特開平７−１５３０６０号公報などで公知
である。

【０００３】図４(a) 〜(c) は前記した固定磁気ディス
ク装置に用いる磁気ディスクの構成図であり、図におい
て、１はプラスチック成形品として作られたドーナツ形
のディスク基板、２はその内周側のクランプ部であり、
ディスク基板１にはデータゾーン３，およびデータゾー
ン３の各セクター間にサーボゾーン４がパターン形成さ
れており、この上に成層した磁性層に磁気ヘッド（浮動
式磁気ヘッド）を介して各種のディジタル情報を記録・
再生するようにしている。

【０００４】ここで、図４(b),(c) の拡大図で示すよう
に、データゾーン３の領域には同心円に並ぶ多数条のデ
ータトラック３ａが形成されている。一方、サーボゾー
ン４は前記のデータトラック３ａの各セクター間を横切
って半径方向に延在するようにディスク基板上に分散形
成されており、そのゾーン領域にはサーボ情報を書き込
むアドレスマーク４ａ，ファインマーク４ｂなどのサー
ボマークが凹凸形に形成されており、この凹凸サーボマ
ークにデータゾーン３のディスクフォーマットに対応し
た基準クロック，トラックアドレスなどの情報が記録さ
れる。

【０００５】また、図５のようにディスク基板１をデー
タトラック３ａに沿って周方向（ディスクの回転方向）
の断面で表すと、データゾーン３のデータトラック３ａ
とサーボゾーン４との境界，およびサーボゾーン４の領
域には先記したサーボマークに対応する凹部４ｃが存在
することになる。なお、図中で５は磁気ディスクの上面
側に配したスライダ付きの浮上式磁気ヘッドであり、矢
印Ｐは磁気ディスクの回転方向を表している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来の磁気ディスクに浮動式磁気ヘッドを組合せてデータ
の記録・再生を行う際に、次記のような問題点が発生す
る。すなわち、磁気ディスクの回転に伴い、磁気ヘッド
は磁気ディスクのデータゾーン３と凹凸形のサーボマー
クが形成されているサーボゾーン４とを交互に通過する
ことになる。

【０００７】一方、浮動式磁気ヘッドの浮上原理は周知
の通りであり、磁気ディスクの回転に伴いディスク面上
の空気はその粘性によりディスク面に引かれて境界層を
形成し、ディスク面の近傍では空気がディスクの走行速
度とほぼ等しい速度で移動する。ここで、磁気ディスク
の上面側にディスク面との間にくさび状の隙間を形成す
るようにスライダ付きの浮動式磁気ヘッドを置くと、圧
縮性を有する空気はくさび状の隙間に押し込まれて隙間
内に圧力を発生し、この圧力が磁気ヘッドのＡＢＳ（Ai
r Bearing Slider) 面に働いて磁気ヘッドがディスク面
から浮上する。この浮上力は磁気ディスクの回転周速度
を同じとすれば、磁気ヘッドのＡＢＳ面と磁気ディスク
の表面との間の隙間が小さいほど大きく、磁気ヘッドの
浮上量は基本的に前記の浮上力と磁気ヘッドに加える荷
重とのバランス条件で決まり、一般には高い記録密度と
高分解能を確保する面から磁気ヘッドの浮上隙間（浮上
量）をサブμｍオーダー以下に保持するようにしてい
る。

【０００８】また、磁気ディスクが全面に亘って平坦あ
れば、磁気ヘッドの浮上量へ変動しないが、ディスク基
板の面上に凹凸が存在すると、走行中に磁気ヘッドとの
間の隙間が変化して隙間内に発生する圧力，したがって
磁気ヘッドに作用する浮上力が増減変化する。

【０００９】このことから、図６で示すように磁気ヘッ
ドが磁気ディスクのデータゾーン３のデータトラック３
ａに沿ってそのセクター終端から次のサーボゾーン４に
移行する過程では、サーボゾーン４の領域に形成された
凹部４ｃの影響を受けて磁気ヘッドの浮上量が変動す
る。すなわち、磁気ヘッドが凹部４ｃの上方を通過する
際には、ディスク面と磁気ヘッドとの間の隙間がステッ
プ状に増加するために、この部分では磁気ヘッドのＡＢ
Ｓ面に作用する圧力が低下し、次の凸部の上に移行する
と再び浮上隙間が狭くなって圧力が高まる。この結果、
磁気ヘッドは図中に点線Ｔで表すような走行軌跡を辿っ
てその浮上量が変動する。つまり、磁気ヘッドがディス
ク面のデータゾーン３の領域からサーボゾーン４の領域
に移行する過程でその直前に保持していた浮上量が低下
し、サーボゾーン４の領域を通過する途上で凹部４ｃか
ら次の凸状のサーボマークに移動する過程では逆に浮上
量が増加する。

【００１０】ここで、磁気ヘッドがデータトラック３ａ
の上を移動する行程で保持していた浮上量をｈ，データ
ゾーン３からサーボゾーン４に移行する過程でその境目
に位置する凹部４ａの上を通過する際に下降する浮上変
動量をΔｈとすると、その浮上変動量Δｈは凹部４ａの
溝深さ，溝幅などによって異なるが、凡その浮上量変動
割合Δｈ／ｈは３０％にも及ぶことが確認されている。
このために磁気ヘッドの浮上走行が不安定となり、あら
かじめ浮上量を低く設定した場合には磁気ヘッドが磁気
ディスクのディスク面に接触，ないし衝突するおそれが
ある。

【００１１】本発明は上記の点に鑑みなされたものであ
り、浮動式磁気ヘッドが磁気ディスクのデータゾーンか
ら次のサーボゾーンに移行する直前の位置でディスク面
との間の浮上隙間に高圧力の場を生成して磁気ヘッドに
作用する浮上力を増加させ、磁気ヘッドが次のサーボゾ
ーンの凹部の上を通過する際の浮上量変動を低く抑えて
浮上走行の安定化が図れるように改良した磁気ディスク
を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、浮動式磁気ヘッドと組合せてディ
ジタル情報を記録，再生する磁気ディスクであり、射出
成形法などにより作成されたプラスチック製ディスク基
板の表面に、多数条のデータトラックが同心円に並ぶデ
ータゾーン，および前記データトラックを横切ってディ
スクの半径方向に凹凸形状のサーボマークが延在するを
サーボゾーンをパターン形成したものにおいて、データ
ゾーンからサーボゾーンの領域に移行する箇所で、各デ
ータトラックごとにそのセクター終端部に磁気ヘッドと
の間の浮上隙間に高圧力の場を生成するダミーバンプを
形成する（請求項１）ものとし、具体的には次記のよう
な態様で実施するものとする。

【００１３】(1) ダミーバンプをデータトラックの上に
膨出した断面半円状になる枕形の突起となし、かつ該突
起の曲率半径をＲ，データゾーンとの境に接するサーボ
ゾーンの凹部の溝幅をＬとして、Ｒ／Ｌ＞０.1に設定す
る（請求項２）。(2) ダミーバンプを断面が多角形，な
いし扇形になる異形断面形状の枕形突起として形成する
（請求項３）。

【００１４】上記構成によれば、磁気ヘッドが磁気ディ
スクのデータゾーンのデータトラックに沿ってそのセク
ター終端から次のサーボゾーンに移行する途上でデータ
トラックの終端部に形成したダミーバンプの位置にさし
かかると、磁気ヘッドとのダミーバンプとの間の隙間が
狭まり、この部分の空気が圧縮されて高圧力の場を生成
する。これにより、磁気ヘッドのＡＢＳ面に作用する浮
上力が高まって浮上量が増加する。また、この位置から
磁気ヘッドが次のサーボゾーンとの境目に形成されてい
る凹部の上に移動（この位置では磁気ヘッドのスライダ
がダミーバンプと凹部の双方に跨がって浮上した状態に
ある）すると、この部分では凹部と磁気ヘッドとの間の
隙間がステップ状に増加するために、磁気ヘッドに作用
する浮上力が低下するが、この浮上力低下分は前記した
ダミーバンプによる浮上力の増加分で相殺されるので、
結果的に磁気ヘッドの大幅な浮上量の減少が抑えられて
ディスクとの接触，衝突を防止する。

【００１５】この場合に、発明者等の研究によれば、ダ
ミーバンプをデータトラック上に膨出する断面半円状の
枕形突起となし、かつその突起の曲率半径をＲ，データ
ゾーンに接するサーボゾーンの凹部の溝幅をＬとして、
Ｒ／Ｌ＞０.1に設定することにより、ダミーバンプによ
る磁気ヘッドの浮上量変動を軽減する効果が発揮できる
ことが確認されている。また、ダミーバンプは断面半円
状の突起に限定されるものではなく、それ以外の異形断
面を有する突起として形成しても略同等な効果を奏する
ことができる。

【００１６】なお、ダミーバンプは、磁気ディスク基板
をプラスチック製として射出成形法などにより成形する
際に、あらかじめ成形金型にダミーバンプに相応したキ
ャビティを形成しておくことで同時に成形することがで
きる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
ないし図３に示す実施例に基づいて説明する。なお、実
施例の図中で図４，図５に対応する同一部材には同じ符
号を付してその説明は省略する。

【００１８】図１(a),(b) は本発明の実施例に係わる磁
気ディスクのディスク基板におけるデータゾーン３のセ
クター終端部と、これに続く次のサーボゾーン４との境
界部分の構造を表した図であり、図示のようにデータゾ
ーン３からサーボゾーン４に移行するセクター終端部に
おいて、各データトラック３ａごとにその終端部の上面
には断面半円状を呈する枕形の突起としてなるダミーバ
ンプ３ｂが形成されている。

【００１９】かかる構成の磁気ディスクを浮動形磁気ヘ
ッドと組合せ固定磁気ディスク装置の動作時に、図１
(a) のように磁気ヘッド５がデータトラック３ａに沿っ
てデータゾーン３の領域から次のサーボゾーン４の領域
に移行する過程で前記のダミーバンプ３ｂに差しかかる
と、ダミーバンプ３ｂと磁気ヘッド５との間の浮上隙間
が狭くなってこの部分に高圧力の場Ｐ_H が発生し、これ
により空気が圧縮されて磁気ヘッド５のＡＢＳ面に作用
する浮上力が高まる。

【００２０】また、この位置から磁気ディスクの回転が
進んで磁気ヘッド５がデータゾーン３に続くサーボゾー
ン４の凹部４ｃの上に移動（磁気ヘッド５はダミーバン
プ３ｂと凹部４ｃの双方に跨がった浮上走行の状態にあ
る）すると、凹部４ｃと磁気ヘッド５との間の隙間がス
テップ状に拡大するために、この部分が低圧力の場Ｐ _L
となって磁気ヘッドのＡＢＳ面に作用する浮上力が減少
するが、この浮上力減少分を前記したダミーバンプ３ｂ
によに生成した高圧力の場Ｐ_H による浮上力の増加で相
殺し合うことから、結果として磁気ヘッド５は浮上量の
大きな低下を伴うことなく凹部４ｃの上方を安定した浮
上量を維持して通過するようになる。

【００２１】この場合に、発明者の研究によれば、前記
したダミーバンプ３ｂの曲率半径をＲ、データトラック
３ｂのセクター終端に続く次のサーボゾーン４の最初の
凹部４ｃの溝幅をＬとして、Ｒ／Ｌ＞０.1に設定するこ
とにより、図６で述べた磁気ヘッド５の移動に伴う浮上
量の変動割合Δｈ／ｈを低く抑えることかできる。

【００２２】すなわち、図２はダミーバンプ３ｂの大き
さ（Ｒ／Ｌ）を様々に変えた供試試料について行ったテ
スト結果を基に、Ｒ／Ｌ値と磁気ヘッドの浮上量変動割
合Δｈ／ｈとの関係を表した動作特性図である。この図
から判るように、ダミーバンプ３ｂを設けない場合には
磁気ヘッドの浮上量が３０％適度変動するのに対して、
ダミーバンプ３ｂを設けた上で、そのＲ／Ｌ値を０.1以
上に設定することにより浮上量変動の軽減効果が現れ、
Ｒ／Ｌ値を０.1からさらに高めていくとその効果はより
一層高まるようになる。

【００２３】次に、ダミーバンプ３ｂの形状についての
本発明によるいくつかの応用実施例を図３(a) 〜(e) に
示す。すなわち、(a) 図の実施例ではダミーバンプ３ｂ
の断面形状が二等辺三角形の突起である。これに対し
て、(b) 図の実施例はバンプ前面を傾斜面，後面を垂直
面とした断面直角三角形の突起、(c) 図の実施例は断面
四角形の突起、(d) 図の実施例はバンプ前面を傾斜面，
後面を垂直面とした断面梯形の突起、(e) 図の実施例は
バンプ前面を傾斜面，後面を円弧面とした断面扇形の突
起としてなる。いずれの応用実施例でも図１に示した断
面半円形状の突起と略同等な効果が得られることが確認
されている。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の構成によれ
ば、プラスチック製のディスク基板に形成したデータゾ
ーンのセクターから次のサーボゾーンの領域に移行する
箇所で、各データトラックの終端部に磁気ヘッドとの間
の浮上隙間に高圧力の場を生成するダミーバンプを形成
したことより、浮動式磁気ヘッドが磁気ディスクのデー
タゾーンから凹凸状のサーボマークを形成したサーボゾ
ーンに移行する過程で発生する磁気ヘッドの浮上量の変
動を低く抑えて安定した浮上走行が得られる。

【００２５】また、特にダミーバンプの形状，大きさを
請求項２のように断面半円状になる枕形の突起とし、か
つ該突起の曲率半径をＲ，データゾーンとの境に接する
サーボゾーンの凹部の溝幅をＬとして、Ｒ／Ｌ＞０.1に
設定したことにより、磁気ヘッドの浮上量変動に対して
高い低減効果が発揮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わる磁気ディスクのデータ
ゾーンとサーボゾーンの境界部分の構造図であり、(a)
はディスク基板の周方向に沿った断面を模式的に表した
展開図、(b) は外形斜視図

【図２】図１におけるダミーバンプの大きさ（Ｒ／Ｌ）
と磁気ヘッドの浮上量変動割合（Δｈ／ｈ）との関係を
表す特性図

【図３】ダミーバンプの形状に関する本発明の応用実施
例を示す図であり、(a) 〜(e)はそれぞれ異なる実施例
のダミーバンプの断面形状を模式的に表した図

【図４】本発明の実施対象となるディスク基板がプラス
チック製になる磁気ディスクの従来例の構成図であり、
(a) は磁気ディスク全体の平面図、(b) は(a) の一部拡
大図、(c) は(b) におけるサーボゾーンをさらに拡大し
たサーボマークのパターン図

【図５】図４に示したディスク基板の周方向に沿った断
面を模式的に表した展開図

【図６】従来の磁気ディスクに浮動形磁気ヘッドを組合
せて磁気ディスクを回転した際の磁気ヘッドがデータゾ
ーンから次のサーボゾーンに移行する際の浮上移動軌跡
を表す説明図

【符号の説明】

１ 磁気ディスクのプラスチック製ディスク基板 ３ データゾーン ３ａ データトラック ３ｂ ダミーバンプ ４ サーボゾーン ４ａ，４ｂ サーボマーク ４ｃ 凹部 ５ 浮動式磁気ヘッド ｈ 磁気ヘッドの浮上量 Δｈ 磁気ヘッドがサーボゾーンの凹部を通過する際
の浮上変動量 Ｒ ダミーバンプ（断面半円形）の曲率半径 Ｌ 凹部の溝幅

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】浮動式磁気ヘッドと組合せてディジタル情
   報を記録，再生する磁気ディスクであり、射出成形法な
   どにより作成されたプラスチック製ディスク基板の表面
   に、多数条のデータトラックが同心円に並ぶデータゾー
   ン，および前記データトラックを横切ってディスクの半
   径方向に凹凸形状のサーボマークが延在するをサーボゾ
   ーンをパターン形成したものにおいて、データゾーンか
   らサーボゾーンの領域に移行する箇所で、各データトラ
   ックごとにそのセクター終端部に磁気ヘッドとの間の浮
   上隙間に高圧力の場を生成するダミーバンプを形成した
   ことを特徴とする磁気ディスク。
2. 【請求項２】請求項１記載の磁気ディスクにおいて、ダ
   ミーバンプがデータトラックの上に膨出した断面半円状
   になる枕形の突起であり、かつ該突起の曲率半径をＲ，
   データゾーンとの境に接するサーボゾーンの凹部の溝幅
   をＬとして、Ｒ／Ｌ＞０.1に設定したことを特徴とする
   磁気ディスク。
3. 【請求項３】請求項１記載の磁気ディスクにおいて、ダ
   ミーバンプが断面多角形，ないし扇形になる異形断面形
   状の枕形突起であることを特徴とする磁気ディスク。