JP2000293843A - 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に形成した凹
凸形状のサーボマークの上方を移動する際の浮上量変動
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、プラスチ
ック成形品としてなるディスク基板１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、サーボゾーンの領域に形成し
た凹部の溝幅をＬ，溝深さをＷとしてＬ／Ｗ＜０．８に
設定し、サーボゾーンの上を移動する磁気ヘッドの凹凸
面に起因する浮上量の変動を低く抑えるようにする。

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
域内には先記したサーボマークに対応する凹部４ｃが存
在し、磁気ディスクの回転に伴い磁気ヘッドは相対的に
凹部４ｃの上方を周方向に横切るようにして通過するこ
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と凹凸状のサーボマー
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からサーボゾーン４に移行する
と、サーボゾーン４の領域に形成された凹凸部の影響を
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ＡＢＳ面に作用する圧力
が低下し、次の凸部の上に移動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で表すような浮上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トラッ
ク３ａ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の領域では凹部４ｃから次の凸状のサーボマーク４
ａ，４ｂ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に移行してその凹部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、浮上量を小さく設定した磁
気ヘッドでは前記の浮上量変動で磁気ディスクのディス
ク面に接触，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，
サーボゾーンの上を交互に通過する際にサーボゾーンの
凹部に起因する磁気ヘッド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、 (1) 第１の発明によれば、サーボゾーンの領域に形成し
た凹部の溝幅をＬ，溝深さをＷとして、Ｌ／Ｗ＜０．８
に設定する（請求項１）。

【００１３】上記のようにサーボゾーンに形成した凹部
の溝幅を狭めて溝深さの比率Ｌ／Ｗを小さく設定するこ
とにより、磁気ヘッドがサーボゾーンの上を通過する際
に磁気ヘッドの浮上力変動に及ぼす影響が小さくなり、
これにより浮上量の変動を低く抑えて安定した浮上走行
を維持できる。

【００１４】(2) 第２の発明によれば、サーボゾーンの
領域に形成した凹部のうち、少なくともデータゾーンと
の境に位置する凹部に対しその開口縁部に円弧状面を形
成し、かつ凹部の溝深さをＷ，円弧状面の水平投影長を
Ｍとして、Ｍ／Ｗ＞０．３に設定する（請求項２）。

【００１５】上記のように、データゾーンに形成したデ
ータトラックの端部に隣接するサーボゾーンの凹部の開
口縁部を円弧状面となすことで、磁気ヘッドがデータゾ
ーンからサーボゾーンへ移行する過程，あるいは逆にサ
ーボゾーンからデータゾーンに移行する過程で、磁気ヘ
ッドのＡＢＳ面に作用する圧力の変化が緩やかに推移す
るようになり、従来構造のように凹部における浮上隙間
ががステップ状に変化する場合と比べて磁気ヘッドの浮
上量変動に及ぼす影響を低く抑えて安定した浮上走行を
維持できる。

【００１６】(3) 第３の発明によれば、サーボゾーンの
領域に形成した凹部に磁気ディスクの表面に塗布する潤
滑剤を充填し、かつ凹部の容積をＶ，充填する潤滑剤の
充填量をＶ_L として、Ｖ_L ／Ｖ＞０．２に設定する（請
求項３）。

【００１７】上記のように、サーボゾーンに形成した凹
部に潤滑剤（本来は磁気ヘッドの起動，停止に伴う磁気
ディスクとの間の摺動摩擦，磨耗，および吸着を防ぐ目
的でディスクの表面に塗布するパーフルオロポリエーテ
ル（ＰＦＰＥ）系などの潤滑剤）を充填することによ
り、サーボゾーンへのサーボ情報の記録には悪影響を与
えることなく、磁気ヘッドがサーボゾーンの上を通過す
る際にＡＢＳ面に作用する圧力変化，したがって浮上量
の変動を低く抑えることができる。

【００１８】

【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。

【００１９】〔実施例１〕図１(a),(b) は請求項１に対
応する実施例を示すものであり、この実施例において
は、ディスク基板１のサーボゾーン４に形成した凹部４
ｃについて、その溝幅をＬ，溝深さをＷとして、溝幅Ｌ
と溝深さＷの比がＬ／Ｗ＜０．８となるように設定され
ている。このように凹部４ｃの溝幅を狭めて溝深さの比
率Ｌ／Ｗを小さく設定することにより、磁気ヘッドがサ
ーボゾーンの上を通過する際に磁気ヘッドの浮上力変動
（Δｈ／ｈ）に及ぼす影響が小さくなり、これにより浮
上量の変動を低く抑えて安定した浮上走行を維持でき
る。

【００２０】すなわち、図１(b) は上記した凹部４ｃの
溝幅，溝深さの比率Ｌ／Ｗが磁気ヘッドの浮上量変動に
及ぼす影響について発明者等が研究して得た特性図であ
り、この図から判るようにＬ／Ｗ＞０．８の条件では磁
気ヘッドの浮上量の変動割合（Δｈ／ｈ）が３０％にも
なるが、Ｌ／Ｗ値を０．８よりも小さく設定することで
浮上量の変動割合（Δｈ／ｈ）の減少効果が現れ、Ｌ／
Ｗ値をさらに低めることにより浮上量変動の低減効果は
より一層顕著に現れる。

【００２１】〔実施例２〕図２(a),(b) は請求項２に対
応する磁気ディスクを示すものであり、この実施例にお
いては、ディスク基板１のデータゾーン３とサーボゾー
ン４との境目でデータトラック３ａに接する凹部４ｃに
ついて、その開口縁部をデータトラック３ａに向けてＲ
状に湾曲した円弧状面４ｃ-1を形成するとともに、この
円弧状面４ｃ-1については凹部４ｃの溝深さをＷ，円弧
状面４ｃ-1の水平投影長をＭとして、Ｍ／Ｗ＞０．３と
なるように設定する。このように、データゾーン３に形
成したデータトラック３ａの端部に接するサーボゾーン
４の凹部４ｃの開口縁部に円弧状面４ｃ-1を形成するこ
とで、磁気ヘッドがデータゾーン３からサーボゾーン４
へ移行する過程，あるいは逆にサーボゾーン４からデー
タゾーン３に移行する過程で、磁気ヘッドのＡＢＳ面に
作用する圧力の変化が緩やかに推移するようになり、図
６で述べた従来構造のように凹部４ｃがステップ状に開
口している場合と比べて磁気ヘッドの浮上量変動に及ぼ
す影響を低く抑えて安定した浮上走行を維持できる。

【００２２】すなわち、図２(b) は上記した凹部４ｃの
開口縁の形状が磁気ヘッドの浮上量変動に及ぼす影響に
ついて発明者等が研究して得た特性図であり、この図か
ら判るように凹部４ｃの開口縁がエッジ状（Ｍ／Ｗ＝
０）を呈している場合には磁気ヘッドの浮上量の変動割
合（Δｈ／ｈ）が３０％にもなるが、Ｍ／Ｗ値を０．３
以上に設定することで浮上量の変動割合（Δｈ／ｈ）の
減少効果が現れ、Ｍ／Ｗ値をさらに大きくするこにより
浮上量変動の低減効果はより一層顕著になる。

【００２３】〔実施例３〕図３(a),(b) は請求項３に対
応する磁気ディスクを示すものであり、この実施例にお
いては、ディスク基板１のサーボゾーン４の領域内に形
成した凹部４ｃに潤滑剤６（本来は磁気ヘッドの起動，
停止に伴う磁気ディスクとの間の摺動摩擦，磨耗，およ
び吸着を防ぐ目的でディスクの表面に塗布するパーフル
オロポリエーテル（ＰＦＰＥ）系などの潤滑剤）を充填
するものとし、ここで凹部４ｃの容積をＶ，充填する潤
滑剤６の充填量（体積）をＶ_L として、Ｖ_L ／Ｖ＞０．
２に設定する。これにより、サーボゾーンへのサーボ情
報の記録には悪影響を与えることなく、磁気ヘッドがサ
ーボゾーンの上を通過する際にＡＢＳ面に作用する圧力
変化，したがって浮上量の変動を低く抑えることができ
る。

【００２４】すなわち、図３(b) は凹部４ｃに充填する
潤滑剤６の量が磁気ヘッドの浮上量変動に及ぼす影響に
ついて発明者等が研究して得た特性図であり、この図か
ら判るように凹部４ｃの容積Ｖに対する潤滑剤６の充填
量Ｖ_L が０．２以下（磁気ディスクの表面全域にスピン
コーティング法などで潤滑剤を塗布すると、極僅かな量
の潤滑剤が凹部４ｃの内部にも侵入して付着する）で
は、磁気ヘッドの浮上量の変動割合（Δｈ／ｈ）が３０
％にもなるが、意識的に潤滑剤６の充填量を増やしてＶ
_L ／Ｖ値を０．２以上に増やすと磁気ヘッドの浮上量変
動割合（Δｈ／ｈ）の減少効果が現れ、Ｖ_L ／Ｖ値をさ
らに大きくするこにより浮上量変動の低減効果はより一
層顕著になる。そして、Ｖ_L ／Ｖ≒１となるように凹部
４ｃに潤滑剤６を十分に満たすことにより、凹部４ｃが
磁気ヘッドの浮上量変動に殆ど影響を及ぼすことが無く
なる。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の構成によれ
ば、射出成形法などに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磁気ディスクにおい
て、 (1) 第１の発明では、サーボゾーンの領域に形成した凹
部の溝幅をＬ，溝深さをＷとして、Ｌ／Ｗ＜０．８に設
定する。

【００２６】(2) 第２の発明では、サーボゾーンの領域
に形成した凹部のうち、少なくともデータゾーンとの境
に位置する凹部に対しその開口縁部を円弧状面となし、
かつ凹部の溝深さをＷ，円弧状面の水平投影長をＭとし
て、Ｍ／Ｗ＞０．３に設定する。

【００２７】(3) 第３の発明では、サーボゾーンの領域
に形成した凹部に磁気ディスクの表面に塗布する潤滑剤
を充填し、かつ凹部の容積をＶ，充填する潤滑剤の充填
量をＶ_L として、Ｖ_L ／Ｖ＞０．２に設定する。

【００２８】上記の各発明により、浮動式磁気ヘッドが
磁気ディスクのデータゾーンと凹凸状のサーボマークを
形成したサーボゾーンとの間を交互に移動する際に磁気
ヘッドの浮上量変動を低く抑えて安定した浮上走行を維
持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に対応した構成，作用の説明
図であり、(a) は磁気ディスクのデータゾーンとサーボ
ゾーンの境界部の周方向に沿った断面を模式的に表した
展開図、(b) は(a) 図における凹部の断面形状（Ｌ／
Ｗ）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２】本発明の実施例２に対応した構成，作用の説明
図であり、(a) は磁気ディスクのデータゾーンとサーボ
ゾーンの境界部の周方向に沿った断面を模式的に表した
展開図、(b) は(a) 図における凹部の開口縁部に形成し
た円弧面の断面形状（Ｍ／Ｗ）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】本発明の実施例３に対応した構成，作用の説明
図であり、(a) は磁気ディスクのサーボゾーン領域に形
成した凹溝に潤滑剤を充填した状態の断面を模式的に表
した展開図、(b) は(a) 図における凹部の容積と潤滑剤
の充填量の比率（Ｖ_L ／Ｖ）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 ４ サーボゾーン ４ａ，４ｂ サーボマーク ４ｃ 凹部 ４ｃ-1 凹部の上縁開口部に形成した円弧状面 ５ 浮動式磁気ヘッド ６ 潤滑剤 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 Ｌ 凹部の溝幅 Ｗ 凹部の溝深さ Ｍ 円弧面の水平投影長 Ｖ 凹部の容積 Ｖ_L 凹部に充填した潤滑剤の充填量 Ｔ 磁気ヘッドの浮上軌跡

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、サーボゾーンの領域
   に形成した凹部の溝幅をＬ，溝深さをＷとして、Ｌ／Ｗ
   ＜０．８に設定したことを特徴とする磁気ディスク。
2. 【請求項２】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、サーボゾーンの領域
   に形成した凹部のうち、少なくともデータゾーンとの境
   に位置する凹部に対しその開口縁部を円弧状面となし、
   かつ凹部の溝深さをＷ，円弧状面の水平投影長をＭとし
   て、Ｍ／Ｗ＞０．３に設定したことを特徴とする磁気デ
   ィスク。
3. 【請求項３】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、サーボゾーンの領域
   に形成した凹部に磁気ディスクの表面に塗布する潤滑剤
   を充填し、かつ凹部の容積をＶ，充填する潤滑剤の充填
   量をＶ_L として、Ｖ_L ／Ｖ＞０．２に設定したことを特
   徴とする磁気ディスク。