JP2002083484A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】磁気ディスク表面の潤滑膜厚の減少が小さく、
磁気ヘッドと磁気ディスク表面との間の摺動信頼性に優
れる磁気ディスク装置を提供する。 【解決手段】サスペンションの表面にパーフロロポリエ
ーテルを付着させるか、フィルターにパーフロロポリエ
ーテルを含浸させるかして、磁気ディスク装置内の熱と
気流を使ってパーフロロポリエーテルを磁気ディスク表
面に供給する。パーフロロポリエーテルは分子量４００
０以下の成分を４０％以上含む。 【効果】磁気ディスク表面の潤滑膜厚の減少が小さく、
磁気ヘッドと磁気ディスク表面との間の摺動信頼性に優
れる磁気ディスク装置が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気ディスク装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク表面に塗布された潤滑剤の
膜厚減少は、磁気ヘッド・スライダーによる掻き取り、
磁気ディスクの回転に伴って生じる遠心力や気流の剪断
力，装置内部の温度上昇による飛散などが原因で発生す
る。磁気ディスクと磁気ヘッド・スライダーとの間での
摺動耐久性の確保のために、磁気ディスク表面に潤滑剤
を塗布する以外に、潤滑剤をディスク表面に供給するこ
とが行われている。磁気ディスク装置内で潤滑剤をディ
スク表面に供給する方法が、特開昭５９−218668号，特
開昭６０−２３９９２１号，特開平８−４５２３８号，
特開平１０−３１２６６０号，特開平８−４５２３９
号，特開平６−２９５５７９号，特許番号 第２７９６
８５２号等に提案されている。

【０００３】特開昭５９−２１８６６８号は磁気ディス
クの回転によって発生する熱空気流により装置下部に設
けた潤滑剤含浸部材から潤滑剤蒸気を発生させ、ハブ中
心の通気穴より磁気ディスク表面に潤滑剤を供給する。
特開昭６０−２３９９２１号はミリスチン酸を含浸させ
た部材に熱風を入射させて蒸発したミリスチン酸蒸気を
磁気ディスク表面に付着させ潤滑膜を形成する。特開平
８−４５２３８号は、アームもしくはサスペンションに
液体潤滑剤からなる潤滑膜を形成し、ディスク回転に伴
う気流によってディスク表面に潤滑剤を供給する。特開
平１０−312660号，特開平８−４５２３９号，登録第２
７９６８５２号は、ウィック材に低粘度の液体潤滑剤を
含浸させてディスクの近傍に取り付け、ディスク表面に
液体潤滑剤を供給する。特開平６−２９５５７９号は、
加熱素子を内蔵したリザーバーから潤滑剤を供給するこ
とを記載する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】掻き取りおよび飛散に
よって減少する潤滑剤の量と、熱や気流によって供給さ
れる潤滑剤の量とのバランスが釣り合った状態ではディ
スク表面の潤滑膜厚は一定となり、磁気ディスクと磁気
ヘッド・スライダーとの間の摺動耐久性は確保される。
しかし、バランスが崩れると潤滑膜厚の減少が続いた
り、逆に潤滑膜厚が厚くなりすぎたりして、潤滑性能が
低下する。さらに、潤滑性能が低下する他の原因として
は装置内外からもたらされるコンタミによるヘッド・ス
ライダーに付着する汚れも挙げられる。

【０００５】これらの課題を潤滑剤供給によって解決す
るには、潤滑剤の分子構造や分子量などの物性および磁
気ディスク装置内に保持される潤滑剤の量を詳細に検討
し、適用しなければならない。上記の従来技術には、熱
や気流によって供給される潤滑剤の量の最適化やヘッド
・スライダーに付着する汚れを低減するために、潤滑剤
の分子構造や分子量などの物性および磁気ディスク装置
内に保持される潤滑剤の量についての具体的な検討や提
示がされておらず、現行では潤滑剤を熱や気流によって
安定に供給することができない。

【０００６】さらに、磁気ディスク装置の動作方式や構
造も考慮しなければならない。例えば、特開昭５９−２
１８６６８号等に記載されているＣＳＳ（Contact Star
tStop）方式では、潤滑膜厚が厚くなるとヘッド・スラ
イダーと磁気ディスク間で強い吸着が発生し、磁気ディ
スクが起動できなくなる等の障害が発生する。このた
め、潤滑剤を供給するにはＬ／ＵＬ（Load／Unload）方
式が望ましいと言える。

【０００７】本発明の目的は、磁気ディスク表面の潤滑
膜厚の減少が小さく、磁気ヘッドと磁気ディスク表面と
の間の摺動信頼性に優れる磁気ディスク装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の発明者等は、磁
気ディスク表面の潤滑膜厚の減少を少なくするために、
磁気ディスク装置内の熱とディスク回転による気流を利
用して、潤滑剤を保持する部品から磁気ディスク表面に
供給される潤滑剤について、最適な分子量と分子構造を
見出した。また、潤滑剤を保持する部品についても検討
し、これを最適化した。

【０００９】熱や気流によって潤滑剤を供給する場合、
供給潤滑剤を保持する部品の材料，その設置位置の気流
の方向・強さ，温度等によって、供給される潤滑剤の量
が大きく異なる。磁気ディスク装置の容積，ディスクの
回転数，搭載される磁気ディスクの枚数によって、必要
な潤滑剤の量も異なる。また、分子量や分子構造によっ
て潤滑剤の物性が異なるため、潤滑剤の供給量を最適化
するためには、これらも特定する必要がある。

【００１０】磁気ディスク用潤滑剤であるパーフロロポ
リエーテルは、一般的な産業機械で使用される鉱油等の
炭化水素系潤滑材料と比較して、蒸発しにくい潤滑剤で
ある。分子量が高くなるとより蒸発しにくくなる。従っ
て、熱と気流によってパーフロロポリエーテルをディス
ク表面に供給するには、蒸発しやすい比較的低分子量成
分が必要となる。

【００１１】また、パーフロロポリエーテル分子の末端
基の構造によって、潤滑剤を保持する部品との吸着力や
潤滑剤分子同士の相互作用が大きく異なるので、供給量
を最適にするためには、末端基の構造を特定する必要が
ある。潤滑剤を保持する部品と潤滑剤との吸着力は潤滑
剤の供給され易さに影響し、潤滑剤分子同士の相互作用
はディスク表面の潤滑膜の修復に影響する。

【００１２】また、磁気ディスク装置の外部から入った
ガスや装置内で発生したガス，摩耗粉，塵埃などがスラ
イダーの摺動部やヘッド素子部に付着するのを可能な限
り軽減できる潤滑剤を選定するとよい。

【００１３】本発明の特徴は、磁気ディスク表面以外か
ら磁気ディスク表面へ潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段
が、磁気ディスク装置の内部に設けられていて、潤滑剤
供給手段が供給する潤滑剤は、構造式１〜５のうち少な
くとも１つを含み、含まれるパーフロロポリエーテルの
分子量４０００以下の成分である、更に望ましくは分子
量１０００以上であって分子量４０００以下の成分が４
０％以上含まれていることにある。

【００１４】

【化１】

【００１５】潤滑剤供給手段を、潤滑剤を塗布したサス
ペンションもしくはアームとしてもよい。

【００１６】潤滑剤供給手段として、潤滑剤を保持する
潤滑剤保持手段を用いてもよい。この場合、潤滑剤は構
造式１〜５のパーフロロポリエーテルを含むとよい。潤
滑剤保持手段は、フィルター，ウィック材など、潤滑剤
を液垂れせずに保持できる材料がよい。

【００１７】前記潤滑剤保持手段は構造式１〜５のパー
フロロポリエーテルを含浸させたフィルターであるとよ
い。この場合、前記磁気ヘッド・スライダーの浮上面へ
の付着物を低減するには構造式１〜５のパーフロロポリ
エーテルを０.１５ μリットル以上含浸させるとよい。

【００１８】前記磁気ヘッド・スライダーの浮上面への
付着物を低減し、さらに潤滑膜厚の減少も低減するには
構造式１〜５のパーフロロポリエーテルを０.５ μリッ
トル以上含浸させるとよい。尚、フィルタに含浸させる
量は、液垂れ等の装置の動作上不都合を生じない範囲に
おいて特に制限は無く、潤滑膜の補修効果を考慮して定
める。

【００１９】磁気ディスクに形成された潤滑膜が、構造
式１〜５のパーフロロポリエーテルのうち少なくとも１
つを含むと、潤滑剤供給手段から供給された潤滑剤が磁
気ディスク表面の潤滑膜に付着しやすく、潤滑膜の補修
効果が高い。

【００２０】潤滑剤供給手段を有する磁気ディスク装置
の動作方式としては、従来のＣＳＳ(Contact Start Sto
p)方式でもヘッドクラッシュ等を防止する上で効果があ
るが、磁気ヘッド・スライダーが磁気ディスク回転時の
み該磁気ディスクの面上にあり，該磁気ディスク停止時
には磁気ディスクの外周側の面外に退避するＬ／ＵＬ
（Load／Unload）方式の方が吸着等の問題が発生しない
点でより有利である。

【００２１】以上のように潤滑剤を潤滑剤供給手段から
供給することにより、磁気ディスクと磁気ヘッド・スラ
イダーとの間の摺動耐久性を確保することができる。ま
た、潤滑剤を安定に供給でき、大幅な装置の設計変更や
部品数の増加が不要である。

【００２２】

【発明の実施の形態】（１）潤滑剤の供給源 本発明では、磁気ディスク装置内の熱とディスク回転に
よる気流によって潤滑剤を供給するために、以下のよう
にして潤滑剤の供給源を磁気ディスク装置内に設けた。

【００２３】サスペンション上、アーム上の表面に潤
滑剤を塗布する。または 潤滑剤保持手段（フィルター，ウィック材など）に潤
滑剤を含浸させて、磁気ディスク装置内に内蔵する。

【００２４】ディスクが回転して装置内の温度が上昇す
ると、供給源から潤滑剤が蒸発しディスク表面に供給さ
れる。なお、潤滑剤を含浸させたフィルターは、装置内
の気流を効果的に利用できるよう配置した。

【００２５】（２）潤滑剤の構成 本発明では、供給用潤滑剤としてパーフロロポリエーテ
ルを用いる。安定供給が可能で、かつヘッドによる掻き
取りに対して十分な修復機能を達成するために、吸着性
の極性基を有するパーフロロポリエーテルを使用する。
そして、パーフロロポリエーテルの分子量を、磁気ディ
スク装置内の温度で蒸発し、気流によって供給できるに
十分な値に規定した。具体的なパーフロロポリエーテル
としては以下のものが挙げられる。

【００２６】

【化１】

【００２７】これらの潤滑剤はパーフロロポリエーテル
鎖の両端に極性基を有しており、ディスク表面に吸着し
やすく、潤滑膜の修復効果が高い。また、塗布若しくは
含浸させる潤滑剤の量は、装置筐体の構造と容積に応じ
て調整した。

【００２８】（３）本発明の磁気ディスクの構成 磁気ディスクは、基板上に下地膜，磁性層，カーボンを
主体とする保護膜、更にその上にパーフロロポリエーテ
ルからなる潤滑膜を最外層として形成する構成である。
潤滑膜はパーフロロポリエーテルで構成されている。具
体的には構造式１〜４の潤滑剤が挙げられるが、本発明
はこれらに限定されるものではない。

【００２９】（４）本発明の磁気ディスク装置の用途 本発明に記載の磁気ディスク装置の用途としては、電子
計算機，ワードプロセッサー等の外部メモリー（具体的
にはハードディスク装置等）が挙げられる。またモーバ
イルコンピューター，ナビゲーションシステム，ゲー
ム，携帯電話，ＰＨＳ等の各種情報機器等にも適用可能
である。

【００３０】以下、実施例により本発明を更に具体的に
説明する。

【００３１】（実施例１）本実施例では、サスペンショ
ン１５に潤滑剤の供給源を設けた場合と、潤滑剤の供給
源を設けなかった場合とで、潤滑膜厚の変化を測定する
ことにより潤滑剤供給の効果を検証した。

【００３２】図１に本実施例で使用した試験装置１を示
す。試験装置１は実際の磁気ディスク装置をベースにし
ており、実機の動作での評価が可能である。磁気ヘッド
・スライダー２はサスペンション１５の先端に取り付け
られており、サスペンション１５はアーム部３で支持さ
れている。アーム部３には歪みゲージが内蔵されてお
り、ヘッド／ディスク間の摩擦力測定が可能である。ス
ピンドル部とボイスコイルモーター部は、ディスク回転
数やシークの周波数を変えられるよう改良している。ま
た、装置内部の温度をコントロールするために装置のカ
バー５にはコードヒータ６が取り付けられており、室温
から８０℃まで温度を変化させることが可能である。さ
らに、潤滑剤を保持し加熱が可能なバーヒータ７とフィ
ルター８も内蔵している。装置の内容積は４５０ｍｌで
ある。磁気ディスク４は、直径63.5mm(２.５インチ）の
ガラス基板上にＣｒ合金からなる下地膜，ＣｏＣｒＴａ
Ｐｔの磁性層，カーボン保護膜を順に成膜して形成され
ている。カーボン保護膜は、Ａｒ／Ｎ₂ ガス雰囲気下で
成膜して硬度を高めており、膜厚は５ｎｍである。

【００３３】カーボン保護膜の上に構造式１のパーフロ
ロポリエーテル(数平均分子量3000)からなる潤滑膜２ｎ
ｍを形成した磁気ディスク４を用意した。膜厚はＦＴ−
ＩＲによって測定した。

【００３４】構造式１のパーフロロポリエーテルをＨＰ
ＬＣ（High Pressure LiquidChromatography）にて分子
量分画した。図２に、パーフロロポリエーテルを８領域
に分子量分画した結果を示す。分子量分画したパーフロ
ロポリエーテルの中から、試料１〜５を作成した。

【００３５】試料１：分子量１３４０ 試料２：分子量２１８０ 試料３：分子量３０６０ 試料４：分子量４６４０ 試料５：分子量７１００ これらのパーフロロポリエーテルをサスペンション１５
の磁気ディスク４と対向する面で、磁気ヘッド・スライ
ダー２から１０mmの位置１６に１.０ μリットル滴下し
て、サスペンション１５を試験装置１に装着した。

【００３６】６５℃環境下で、磁気ディスク４の半径１
６mmから２８mmの面をランダムシーク（ランダムシーク
試験）させた。磁気ディスク４の回転数は５４００rpm
である。本実施例の試験では磁気ヘッド・スライダー２
と磁気ディスク４が接触に近い状態で摺動させ、加速実
験を行うために磁気ヘッド・スライダー２の荷重を通常
（２５ｍＮ）の約１.５倍となる３７.５ｍＮで実施し
た。

【００３７】図３に測定時間に対する磁気ディスク４表
面の潤滑膜厚の変化を示す。パーフロロポリエーテルを
サスペンションに滴下しなかった場合を比較例１として
示す。

【００３８】比較例１では１２０時間後には０.３ｎｍ
にまで低下しているのに対し、試料１〜５のパーフロロ
ポリエーテルを滴下した場合は、潤滑膜厚の減少が小さ
い。またこの結果は、分子量が小さいほど潤滑膜厚の減
少が小さいという傾向を示している。

【００３９】比較例１の結果から、ディスク表面以外か
ら潤滑剤が供給されない場合には、潤滑膜厚が平均０.
３ｎｍ／２４ｈ で減少する。実施例１での潤滑剤供給
率は図３の結果から、分子量が１３４０のとき０.３４
ｎｍ／２４ｈ,分子量が２１８０のとき０.３ｎｍ／２４
ｈ，分子量が３０６０のとき０.２６ｎｍ／２４ｈ，分
子量が４６４０のとき０.１９ｎｍ／２４ｈ，分子量が
７１００のとき０.０８ｎｍ／２４ｈであると計算でき
る。十分な膜厚を保持し装置の信頼性を得るには、少な
くとも潤滑剤供給率を約０.２ｎｍ／２４ｈ 以上にする
必要があるが、以上のように分子量が約４０００以下の
パーフロロポリエーテルを用いることで、磁気ヘッド・
スライダー２によって磁気ディスク４表面の潤滑剤が掻
き取られた場合であっても、サスペンション１５から潤
滑剤が熱と気流によって供給されるため、磁気ディスク
４表面の潤滑膜厚の減少を大幅に低減することができ
る。

【００４０】実施例１は潤滑剤の分子量と供給量の関係
を明らかにするためにＨＰＬＣによって分子量を分画し
た潤滑剤を使用した。しかし、実際に装置で使用する場
合、市販されている潤滑剤を使用した方がコスト的には
有利である。比較例１の結果から潤滑剤が供給されない
場合には潤滑膜厚が平均０.３ｎｍ／２４ｈ で減少する
ことから市販潤滑剤が数平均分子量４０００以上であっ
ても潤滑剤の供給量から計算すると数平均分子量が４０
００以下が全体に対して４０％以上あれば、潤滑膜厚の
減少を軽減できる。

【００４１】以上より分子量４０００以下の成分が全体
に対して４０％以上含むパーフロロポリエーテルの使用
であれば、熱と気流によって安定に潤滑剤を磁気ディス
ク表面に供給でき、潤滑膜厚の減少を軽減することがで
きる。

【００４２】次に先ほどＨＰＬＣで分子量分画した試料
１〜５を塗布した磁気ディスク４を磁気ヘッド・スライ
ダー２と磁気ディスク４を完全な接触状態で摺動させた
ときの摺動耐久性を評価した。試験は磁気ヘッド・スラ
イダー２と磁気ディスク４を回転数１５０rpm，荷重１
１.７６ｍＮで連続接触摺動させディスククラッシュが
発生するまでの摺動回数で評価した。なお、試験は最高
で１００ｋ回まで実施し、実際の磁気ディスク装置での
摺動耐力の目標値として５０ｋ回以上を目安とした。図
４に結果を示す。なお、ここでは実施例１と同じパーフ
ロロポリエーテルをＨＰＬＣによって分子量分画した分
子量８５０のパーフロロポリエーテルを塗布した磁気デ
ィスク４を同様の条件で試験した結果と比較検討した
（試料１５）。試料１５では、摺動回数７ｋ回でディス
ククラッシュするのに対し、実施例１の他の試料は何れ
も５０ｋ回以上の摺動耐力を示している。このことか
ら、十分な摺動耐力を確保するには供給する潤滑剤（パ
ーフロロポリエーテル）は少なくとも分子量が１０００
以上であることが望ましいといえる。但し、図３の結果
を考慮する限りにおいて、分子量が１０００以下であっ
ても、潤滑膜厚の減少の防止できるという有効な効果が
否定されるわけではないことには留意すべきである。

【００４３】以上の結果より分子量４０００以下の成分
が全体に対して４０％以上含むパーフロロポリエーテル
を使用すれば、熱と気流によって安定に潤滑剤を磁気デ
ィスク表面に供給することで潤滑膜厚の減少を軽減で
き、さらに少なくとも分子量が１０００以上分子量４０
００以下の成分を４０％以上含む潤滑剤（パーフロロポ
リエーテル）を使用することとすれば、熱と気流によっ
て安定に潤滑剤を磁気ディスク表面に供給でき、潤滑膜
厚の減少だけでなく、優れた摺動信頼性をも確保するこ
とができる。

【００４４】（実施例２）実施例１ではサスペンション
１５に潤滑剤の供給源を設けたが、実施例２では潤滑剤
をフィルター８に含浸させ、潤滑剤の供給源として磁気
ディスク装置内に設置した。使用したフィルター８は縦
１０mm×横２０mm×厚さ２mmのシート状である。設置個
所の例を図１に示す。

【００４５】試料１〜５のパーフロロポリエーテルをフ
ッ素系溶媒（ＨＦＥ７１００）に４０ｗｔ％溶解させ、
マイクロピペットによりフィルター８に２０μリットル
滴下し、実施例１と同条件でランダムシーク試験を行っ
た。図５に試験結果を示す。パーフロロポリエーテルを
用いなかった場合を比較例１として示す。

【００４６】比較例１と比較して、パーフロロポリエー
テルを含浸させたフィルター８を設置した場合は、潤滑
膜厚の減少が小さく、潤滑剤供給による摺動耐久性が優
れている。実施例１の結果と同様、分子量が４０００以
下では潤滑膜厚がほとんど一定である。したがって、分
子量４０００以下の成分を４０％以上含むパーフロロポ
リエーテルを用いることにより、フィルター８から潤滑
剤が熱と気流によって供給されるため、磁気ディスク４
表面の潤滑膜厚の減少を大幅に低減することができる。

【００４７】（実施例３）実施例３では、試験装置１内
に試料６〜１１のパーフロロポリエーテルを含浸させた
フィルター８を設置し、磁気ディスク表面に潤滑剤がど
の程度供給されるかを調べた。試料６〜８は構造式１、
試料９は構造式２、試料１０は構造式３、試料１１は構
造式５、試料１６は構造式４のパーフロロポリエーテル
をそれぞれ分子量分画したものである。試料６〜１６の
パーフロロポリエーテルをフッ素系溶媒（ＨＦＥ７１０
０）に４０ｗｔ％溶解させた溶液を作り、フィルター８
に２０μリットル含浸させた。

【００４８】試料６：分子量２０００ 試料７：分子量４０００ 試料８：分子量６０００ 試料９：分子量２０００ 試料１０：分子量２０００ 試料１１：分子量２０００ 試料１６：分子量２０００ 潤滑剤を塗布しない磁気ディスク４（無潤滑）を回転さ
せ、２４ｈ回転させた後のディスク表面の潤滑膜を測定
する。回転数は５４００rpm である。試験装置１には磁
気ヘッド・スライダー２とアーム部３を装着しない。回
転中はコードヒータ６によって試験装置１内部を６５℃
に加熱した。

【００４９】図６に結果を示す。実施例３の評価におい
て試料６，７，９，１０，１１，１６の潤滑剤は２４ｈ
後に潤滑膜厚が０.３ｎｍ 以上である。これに対し、試
料８の潤滑剤は、潤滑膜厚が０.１５ｎｍ 以下であり、
潤滑剤の供給が非常に少ないことがわかる。

【００５０】ディスク表面以外から潤滑剤を供給しない
とき（比較例１）に潤滑膜厚の減少は２４時間で０.３
ｎｍ であるから、試料６，７，９，１０，１１，１６
の潤滑剤をフィルターに含浸させて潤滑剤供給源に用い
れば、熱と気流によってディスク表面に潤滑剤を安定に
供給することができる。

【００５１】（実施例４）図７に磁気ディスク装置１４
の上面模式図及び側面模式図を示す。磁気ディスク装置
１４は直径６３.５mm（２.５インチ）の磁気ディスク
４，筐体１０，スピンドルモーター９，アクチュエータ
ー１２，磁気ヘッド・スライダー２，サスペンション１
５，制御回路１３を備える。磁気ディスク４の表面に
は、構造式１のパーフロロポリエーテルで数平均分子量
３０００の潤滑剤を膜厚２ｎｍで塗布した。この磁気デ
ィスク装置１４はLoad／Unload機構を有する。磁気ディ
スク装置１４は、磁気ディスク４を２枚装着しており、
装置内部の容積は３０.０ｍｌ である。試料６（分子量
２０００）と下記構造式の潤滑剤（分子量４０００）を
フッ素系溶媒（ＨＦＥ７１００）に４０ｗｔ％溶解させ
た溶液１.２５ μリットル（パーフロロポリエーテル
０.５ μリットル含有）をそれぞれ作製し、フィルター
８に含浸させた。

【００５２】

【化２】

【００５３】なお、上記構造式の潤滑剤を含浸させたも
のを比較例２とする。磁気ディスク装置１４を半径１６
mmから２８mmの面を６５℃環境下で１０００ｈランダム
シーク（ランダムシーク試験）させた。また、比較例３
として潤滑剤を供給しない場合も同様に試験した。磁気
ヘッド・スライダー２の荷重は２５ｍＮで、磁気ディス
ク４の回転数は４５００rpm である。

【００５４】図８に装置稼動時間に対する膜厚の変化を
示す。１０００ｈでの膜厚の減少が試料６では約０.１
８ｎｍ 、比較例２では約０.３７ｎｍ である。これに
対し、潤滑剤を供給しない比較例３では１０００ｈでの
膜厚の減少が約１.２ｎｍ であった。試料６並びに比較
例２では潤滑剤の供給により膜厚の減少が大幅に低減さ
れている。これは先述のとおり、分子量の制御による効
果である。なお、磁気ディスクを３枚搭載した場合で
も、同じ傾向の結果が得られている。

【００５５】次に、前記ランダムシーク試験１０００ｈ
後の磁気ヘッド・スライダー２の浮上面を写真撮影し
た。図９に結果を示す。

【００５６】比較例２と比較例３（潤滑剤供給無し）で
は浮上面に汚れが付着しているのが目立つが、試料６で
は汚れが全くといってよいほど付着していない。つま
り、比較例３は潤滑剤の供給（膜厚の減少の防止）とい
う有用な効果があるものの、浮上面への汚れ付着防止に
は効果が少ないことを意味する。試料６と比較例２の構
造上の差異は分子の末端近傍に存在する極性基の有無で
ある。これは極性基を有する分子の方が浮上面とより強
く作用するため、比較例３で示されるような無極性潤滑
剤よりも汚れ付着防止に効果を奏するものと考えられ
る。

【００５７】以上、分子中に極性ある有機基を有する試
料６等の潤滑剤を供給すれば磁気ヘッド・スライダーの
浮上面への汚れをも防止できるようになる。

【００５８】（実施例５）実施例５では、磁気ディスク
４の表面に下記構造の潤滑剤を膜厚２ｎｍで塗布した。

【００５９】

【化３】

【００６０】そして試料６，７，８の潤滑剤（パーフロ
ロポリエーテル）を磁気ヘッド・スライダー２を支持し
ているサスペンションの磁気ディスク４と対向する面で
磁気ヘッド・スライダー２から１０mmの箇所にそれぞれ
１.０μリットル滴下した。

【００６１】この磁気ヘッド・スライダー２を実施例４
に記載の磁気ディスク装置１４に装着し、実施例４と同
条件で１０００ｈランダムシーク（ランダムシーク試
験）させ、装置稼動時間に対する潤滑膜厚の変化の測定
を行った。また、測定終了後（１０００ｈ終了後）の磁
気ヘッド・スライダー２の摺動部に付着した異物を光学
顕微鏡で観察した。

【００６２】図１０に装置可動時間に対する潤滑膜厚の
変化を示す。実施例５と同じ磁気ディスク装置１４でサ
スペンションに潤滑剤を滴下せずに（供給無し）同様の
試験を実施した場合を比較例４とする。また、分子量が
８５０で実施例５と同じ分子構造の潤滑剤を同様にサス
ペンションに滴下した場合を比較例５とする。比較例４
では、１０００ｈでの膜厚の減少が約１.１ｎｍ であっ
た。比較例５では、１０００ｈで膜厚の減少が約０.９
ｎｍ であった。このことは、本装置の実験においてで
はあるが、比較例５の潤滑剤は分子量が４０００以下で
あり、膜厚の減少という効果を有し得るものの、摺動耐
久性が低いためにディスク表面に供給される潤滑剤の量
よりも、磁気ヘッド・スライダー２によって容易に掻き
取られる量の方が多かったためであると考えられる。ま
た、試料８では１０００ｈで比較例４より潤滑膜厚の減
少が少ないものの、試料６，７と比較して潤滑膜厚の減
少量が２倍以上であり潤滑剤供給の効果が小さい。これ
に対し試料６，試料７は、潤滑膜厚の減少が１０００ｈ
でも０.２５ｎｍ 以下であり、潤滑剤の供給による効果
が大きく磁気ディスク装置として信頼性に優れると言え
る。また、比較例４，５では磁気ヘッド・スライダー２
の摺動面に汚れが付着していたのに対し、試料６，７で
は磁気ヘッド・スライダー２の摺動面に汚れの付着は見
られなかった。

【００６３】以上の結果より、分子量が１０００以上で
あって分子量４０００以下の成分を４０％以上含む潤滑
剤（パーフロロポリエーテル）であれば、潤滑剤の安定
供給が可能であり、かつ摺動耐力に優れ、正常な動作を
維持できる信頼性に優れる磁気ディスク装置を得ること
ができる。

【００６４】（実施例６）実施例６では、サスペンショ
ン１５に試料６〜８および比較例２のパーフロロポリエ
ーテルを滴下し、実施例３と同様にランダムシーク試験
を行い、装置可動時間に対する潤滑膜厚の変化を測定
し、また１０００ｈ終了後の磁気ヘッド・スライダー２
の浮上面に付着した汚れを光学顕微鏡で観察した。

【００６５】磁気ディスク装置は実施例４と同じ図７の
装置を使用した。磁気ディスク４の表面には、構造式１
のパーフロロポリエーテルで数平均分子量３０００の潤
滑剤を膜厚２ｎｍで塗布した。ディスク表面以外の潤滑
剤供給源として、サスペンション１５の磁気ディスク４
と対向する面で磁気ヘッド・スライダー２から１０mmの
箇所に、実施例３で用いた試料６〜８と比較例２のパー
フロロポリエーテルを１.０ μリットル滴下した。比較
例２のパーフロロポリエーテルを滴下したものを比較例
６とする。

【００６６】図１１に装置可動時間に対する潤滑膜厚の
変化を示す。潤滑剤供給無しの場合（比較例３）では、
１０００ｈで潤滑膜厚が０.８ｎｍ 程度にまで減少して
いる。また、試料８では１０００ｈで比較例３より潤滑
膜厚の減少が小さいものの、試料６，７と比較して潤滑
膜厚の減少が２倍以上であり潤滑剤供給の効果が小さ
い。これに対し試料６，試料７は、潤滑膜厚の減少量が
１０００ｈ経過後でも０.３ｎｍ 以下であり、潤滑剤の
供給による効果が大きく磁気ディスク装置としての信頼
性に優れると言える。

【００６７】なお、比較例３と比較例６では磁気ヘッド
・スライダー２の浮上面に汚れが付着していたのに対
し、試料６，７，８では磁気ヘッド・スライダー２の浮
上面に汚れの付着は見られなかった。

【００６８】以上の結果から、分子量４０００以下の成
分を、より望ましくは分子量が1000以下であって４００
０以下の成分を、４０％以上含むパーフロロポリエーテ
ルを用いることにより、フィルター８から潤滑剤が熱と
気流によって供給されるため、磁気ディスク４表面の潤
滑膜厚の減少を大幅に低減することができる。

【００６９】さらに、極性基を有する潤滑剤（パーフロ
ロポリエーテル）を供給すれば磁気ヘッド・スライダー
２の浮上面への汚れの付着も防止でき、信頼性に優れる
磁気ディスク装置を得ることができる。

【００７０】（実施例７）試料６の潤滑剤を磁気ディス
ク４と対向するサスペンション表面上で磁気ヘッド・ス
ライダー２のヘッド素子部から８mm（試料１２），１５
mm（試料１３），２０mm（試料１４）の箇所にそれぞれ
１.０ μリットル滴下した。これらの磁気ヘッド・スラ
イダー２を磁気ディスク装置１４に装着し実施例４と同
条件で試験を実施した。

【００７１】図１２に装置可動時間に対する潤滑膜厚の
変化を示す。磁気ヘッド・スライダー２のヘッド素子部
から３０mmの個所に試料６の潤滑剤を滴下した比較例７
では潤滑膜厚の減少が多く、潤滑剤を十分に供給できな
いのに対し、実施例７では潤滑膜厚の減少が少ない。一
方、磁気ヘッド・スライダー２のヘッド素子部から３.
０mm の個所に試料６の潤滑剤を滴下した比較例８で
は、潤滑膜厚の減少は殆ど見られない。しかし、１００
０ｈの試験終了後に磁気ヘッド・スライダー２の摺動面
を観察した結果、磁気ヘッド・スライダー２のヘッド素
子部側の摺動面に汚れの付着が確認された。また、比較
例７でも異物の付着が確認された。これに対し、試料１
２，１３，１４では汚れの付着は少なく、特に試料１
２，１３では汚れの付着は全く観察されなかった。比較
例８で観察された摺動面の汚れの付着は、潤滑剤を滴下
する位置が素子部に近すぎるために潤滑剤がヘッド素子
部に滲んだためである。また、ヘッド素子部から３０mm
の個所に試料６の潤滑剤を滴下した比較例７では潤滑剤
を滴下する位置が素子部に遠すぎるめに潤滑剤を十分に
供給するための気流の力が弱いためと考えられる。

【００７２】以上の結果から潤滑剤を滴下するサスペン
ションの表面はヘッド素子部から５.０mm 以上２５mm以
下程度が望ましい。

【００７３】（実施例８）図１３に磁気ディスク装置１
７の上面模式図及び側面模式図を示す。磁気ディスク装
置１７は７６.２mm（３.０インチ）の磁気ディスク１
８，筐体１０，スピンドルモーター９，アクチュエータ
ー１２，磁気ヘッド・スライダー２，制御回路１３を備
える。この磁気ディスク装置１７は、磁気ディスク装置
１４と同様にLoad／Unload機構を有する。磁気ディスク
装置１７は、磁気ディスク１８を５枚装着しており、装
置内部の容積は１２０ｍｌである。磁気ディスク１８に
は構造式１のパーフロロポリエーテル（数平均分子量６
０００）からなる潤滑膜２ｎｍを形成した。

【００７４】試料６と下記構造式の潤滑剤（分子量４０
００）をフッ素系溶媒(ＨＦＥ7100)に４０ｗｔ％溶解さ
せた溶液２.５ μリットル（パーフロロポリエーテル
１.０μリットル含有）作製し、フィルター８に含浸さ
せた。

【００７５】

【化２】

【００７６】上記構造式の潤滑剤を含浸させたものを比
較例９とする。これらのフィルター８を磁気ディスク装
置１７に装着し、ディスク回転数１００００rpm でラン
ダムシーク試験を１０００ｈまで行った。また、比較例
１０として潤滑剤を供給しない場合も同様に試験した。

【００７７】図１４に装置可動時間に対する膜厚の変化
を示す。１０００ｈでの膜厚の減少は試料６では約０.
２２ｎｍ、比較例９では約０.４６ｎｍである。これに
対し、潤滑剤を供給しない比較例１０では１０００ｈで
の膜厚の減少が約１.３５ｎｍであった。試料６並びに
比較例９では潤滑剤の供給により膜厚の減少が大幅に低
減される。

【００７８】また、１０００ｈ終了後の磁気ヘッド・ス
ライダー２の摺動面を観察した結果、図９の結果と同
様、比較例９と潤滑剤供給無しの比較例１０では摺動面
に汚れが付着したのに対し、試料６では磁気ヘッド・ス
ライダー２の浮上面に汚れの付着は見られなかった。

【００７９】以上の結果より３.０ インチ対応の磁気デ
ィスク装置においても潤滑剤（パーフロロポリエーテ
ル）の供給により膜厚減少の低減効果が発現する。さら
に試料６のような極性基を有する潤滑剤（パーフロロポ
リエーテル）を供給すれば磁気ヘッド・スライダー２の
浮上面への汚れの付着も防止でき、信頼性に優れる磁気
ディスク装置を得ることができる。

【００８０】（実施例９）実施例９では、フィルター８
に滴下する試料６のパーフロロポリエーテルの量を変え
た場合の装置稼動時間に対する潤滑膜厚の変化を測定し
た。また、1000ｈ終了後の磁気ヘッド・スライダー２の
浮上面に付着した汚れをも比較した。

【００８１】試験は、実施例４と同じ図７の装置を使用
し、ランダムシーク試験を行った。

【００８２】磁気ディスク４の表面には、構造式１のパ
ーフロロポリエーテルで数平均分子量３０００の潤滑剤
を膜厚２ｎｍで塗布した。フィルター８に滴下する試料
６のパーフロロポリエーテルの量は以下の通りである。

【００８３】０.１μリットル（パーフロロポリエーテ
ル０.０４μリットル含有） ０.２５μリットル（パーフロロポリエーテル０.１μリ
ットル含有） ０.３７５μリットル（パーフロロポリエーテル０.１５
μリットル含有） ０.７μリットル（パーフロロポリエーテル０.２８μリ
ットル含有） １.２５μリットル（パーフロロポリエーテル０.５μリ
ットル含有） ２.５μリットル（パーフロロポリエーテル１.０μリッ
トル含有） 図１５に装置可動時間に対する潤滑膜厚の変化を示す。
潤滑剤供給無しの場合（比較例３）では、１０００ｈで
潤滑膜厚が０.７ｎｍ 程度にまで減少している。これに
対し、パーフロロポリエーテルを０.１５ μリットル以
上含有すれば膜厚の減少を低減することができ、さらに
０.５ μリットル以上含有すれば膜厚の減少を０.３ｎ
ｍ 以下に抑えること即ち、膜厚の減少を大幅に抑制す
ることができる。なお、含浸する潤滑剤の量は装置容積
や搭載する磁気ディスクの枚数によって調整することは
有用であり、この際、装置筐体の構造によって気流の流
れ等を考慮することも有用であろう。

【００８４】図１６に磁気ヘッド・スライダー２の浮上
面への汚れ付着を観察した結果を示す。図９にも示した
とおり、比較例３（潤滑剤供給無し）の磁気ヘッド・ス
ライダー２の浮上面には多量の汚れが付着していた。ま
た、パーフロロポリエーテル０.１ μリットル含有では
比較例３（潤滑剤供給無し）よりは少ないものの、磁気
ヘッド・スライダー２の浮上面に若干の汚れが付着して
いるのが確認された。これに対し、パーフロロポリエー
テル０.１５ μリットル含有と０.５ μリットル含有で
は汚れの付着は見られなかった。

【００８５】以上の結果から、装置内の様様な部品から
発生する微量なガスやミスト等の要因による多少の変動
はありうるが、フィルター８に滴下する試料６のパーフ
ロロポリエーテルの量が０.１５ μリットル以上である
ときは磁気ヘッド・スライダー２の浮上面への汚れ付着
を防止でき、さらに、０.５ μリットル以上であれば潤
滑膜厚の減少の大幅な抑制という効果をも得ることがで
きる。

【００８６】（実施例１０）実施例１０では磁気ディス
ク装置の動作方式に対する潤滑剤供給の効果を検証し
た。実施例１０では、アルミ基板表面上にＮｉＰ膜，Ｃ
ｒ膜からなる下地膜，ＣｏＣｒＴａＰｔの磁性層，カー
ボン保護膜を順に形成した磁気ディスクを使用した。な
お、ＮｉＰ膜にはレーザーにより半径１０mm〜２０mmの
範囲にバンプ状の突起を形成しているため、カーボン保
護膜表面にも同じ半径位置にバンプ状の突起が帯状（レ
ーザーゾーン）に形成されている。通常この様な形態の
磁気ディスクはＣＳＳ（Contact Start Stop）方式の磁
気ディスク装置で使用される。なお、カーボン保護膜表
面には、構造式１のパーフロロポリエーテル（数平均分
子量３０００）からなる潤滑膜２ｎｍを形成した。ま
ず、上記磁気ディスクを図１の試験装置に装着し、実施
例２と同様に１２０ｈまでランダムシーク試験を行っ
た。シークはレーザーゾーン以外の平滑な面で行った。
フィルター８には、試料２のパーフロロポリエーテルを
フッ素系溶媒（ＨＦＥ７１００）に４０ｗｔ％溶解させ
た溶液を、マイクロピペットにより２０μリットル滴下
している。１２０ｈのランダムシーク試験後、磁気ディ
スクの回転を停止すると同時に、レーザーゾーン上に磁
気ヘッド・スライダー２を退避させ、接触状態で２４ｈ
放置した。２４ｈ放置後に磁気ディスクを再度回転さ
せ、その際に発生するスティクションと１２０ｈシーク
した磁気ディスク表面の潤滑膜厚を測定した。

【００８７】潤滑膜厚の測定では、初期の膜厚に対して
膜厚の減少が約０.６ｎｍ であり、実施例２の試料２と
ほぼ同程度の結果が得られた。つまり、潤滑剤供給によ
り膜厚の減少が大幅に軽減されることがわかった。しか
し、スティクションは７.８ｇｆとなり、非常に高い値
を示した。即ち、ＣＳＳ方式では潤滑剤を供給すると磁
気ディスクと磁気ヘッド・スライダー間での吸着が発生
し易くなる。このため、ＣＳＳ方式において潤滑剤を供
給して膜厚減少を防止する効果を得るには、吸着の防止
として磁気ヘッド・スライダーの浮上面に突起を形成す
る等の対策が必要となる。これに対し、磁気ヘッド・ス
ライダーが磁気ディスク停止時には、必ず磁気ディスク
の外周側の面外に退避するロード／アンロード方式で
は、磁気ディスクと磁気ヘッド・スライダー間での吸着
は考慮する必要が無く、潤滑剤供給において有利と言え
る。

【００８８】なお、上記した各実施例は、潤滑剤の供給
源として、潤滑剤を含浸させたフィルター８を用いた
が、液垂れを起こさずに潤滑剤を保持でき、磁気ディス
ク装置内の温度と気流によって潤滑剤が容易に移動でき
るような手段に潤滑剤を含浸させてもよい。例えば、ガ
ス吸着フィルター，ウィック材，不織布，紙などを用い
ることができる。また、サスペンションへの塗布や含浸
させる潤滑剤の量は、装置容積に応じて変えることによ
り同様の効果が得ることができる。例えば、直径４５.
７２mm（１.８インチ），３３.０２mm（１.３イン
チ），２５.４mm（１.０インチ）等のより小径の磁気デ
ィスクを搭載した小形磁気ディスク装置においても十分
に対応可能である。

【００８９】

【発明の効果】本発明により、磁気ディスク表面の潤滑
膜厚の減少が小さく、磁気ヘッドと磁気ディスク表面と
の間の摺動信頼性に優れる磁気ディスク装置が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の試験装置の上面模式図と側面模式図
である。

【図２】パーフロロポリエーテルを８領域に分子量分画
した結果を示す図である。

【図３】実施例１のランダムシーク試験の時間に対する
潤滑膜厚変化を示す図である。

【図４】実施例１で実施した潤滑剤の分子量と摺動特性
との関係を評価した結果である。

【図５】実施例２のランダムシーク試験の時間に対する
潤滑膜厚変化を示す図である。

【図６】実施例３の潤滑剤の分子構造と潤滑剤供給量と
の関係を示す図である。

【図７】実施例４の磁気ディスク装置１４の上面模式図
と側面模式図である。

【図８】実施例４の装置可動時間に対する潤滑膜厚の変
化を示す図である。

【図９】実施例４の装置評価試験（図８）１０００ｈ後
の磁気ヘッド・スライダー２の浮上面を写真撮影した図
である。

【図１０】実施例５及び比較例４，５の装置稼動時間に
対する潤滑膜厚の変化を示す図である。

【図１１】実施例６及び比較例６の装置稼動時間に対す
る潤滑膜厚の変化を示す図である。

【図１２】実施例７及び比較例７，８の装置稼動時間に
対する潤滑膜厚の変化を示す図である。

【図１３】実施例８の磁気ディスク装置１７の上面模式
図と側面模式図である。

【図１４】実施例８及び比較例９の装置稼動時間に対す
る潤滑膜厚の変化を示す図である。

【図１５】実施例９及び比較例３の装置稼動時間に対す
る潤滑膜厚の変化を示す図である。

【図１６】実施例９の装置評価試験（図１５）１０００
ｈ後の磁気ヘッド・スライダー２の浮上面を写真撮影し
た図である。

【符号の説明】

１…試験装置、２…磁気ヘッド・スライダー、３…アー
ム、４…磁気ディスク、５…カバー、６…コードヒータ
ー、７…バーヒータ、８…フィルター、９…スピンドル
モーター、１０…筐体、１１…ランプ、１２…アクチュ
エーター、１３…制御回路、１４，１７…磁気ディスク
装置、１５…サスペンション、１６…潤滑剤滴下位置、
１８…磁気ディスク（３インチ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１０Ｎ 40:18 Ｃ１０Ｎ 40:18 (72)発明者 伊藤 豊 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 松本 浩之 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 谷 弘詞 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 Ｆターム(参考） 4H104 CD04A PA16 5D006 AA01 5D076 AA01 BB01 CC05 EE01 FF09 FF18 GG20

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気ディスクと、前記磁気ディスクを回転
   させるスピンドルモーターと、前記磁気ディスクにデー
   タを記録するもしくは再生する磁気ヘッド・スライダー
   と、筐体と、を有する磁気ディスク装置であって、 前記磁気ディスク装置は、 前記ヘッド・スライダーが前記磁気ディスクが回転して
   いる場合には該磁気ディスクの面上にあるように、該磁
   気ディスクが停止している場合には前記磁気ディスクの
   面外に退避するように、前記ヘッド・スライダーを制御
   する制御回路部と、前記磁気ディスクの表面に潤滑剤を
   供給する潤滑剤供給手段と、を有し、 該潤滑剤供給手段は、潤滑剤として下記構造式１〜５の
   パーフロロポリエーテルうちの少なくとも１つを含み、
   かつ、前記潤滑剤は分子量が４０００以下の前記パーフ
   ロロポリエーテルを含むことを特徴とする磁気ディスク
   装置。 【化１】
2. 【請求項２】磁気ディスクと、前記磁気ディスクを回転
   させるスピンドルモーターと、前記磁気ディスクにデー
   タを記録するもしくは再生する磁気ヘッド・スライダー
   と、筐体と、を有する磁気ディスク装置であって、 前記磁気ディスク装置は、 前記ヘッド・スライダーが前記磁気ディスクが回転して
   いる場合には該磁気ディスクの面上にあるように、該磁
   気ディスクが停止している場合には前記磁気ディスクの
   面外に退避するように、前記ヘッド・スライダーを制御
   する制御回路部と、前記磁気ディスクの表面に潤滑剤を
   供給する潤滑剤供給手段と、を有し、 該潤滑剤供給手段は、潤滑剤として下記構造式１〜５の
   パーフロロポリエーテルうちの少なくとも１つを含み、
   かつ、前記潤滑剤は分子量が４０００以下の前記パーフ
   ロロポリエーテルを４０％以上含むことを特徴とする磁
   気ディスク装置。 【化１】
3. 【請求項３】磁気ディスクと、前記磁気ディスクを回転
   させるスピンドルモーターと、前記磁気ディスクにデー
   タを記録するもしくは再生する磁気ヘッド・スライダー
   と、筐体と、を有する磁気ディスク装置であって、 前記磁気ディスク装置は、 前記ヘッド・スライダーが前記磁気ディスクが回転して
   いる場合には該磁気ディスクの面上にあるように、該磁
   気ディスクが停止している場合には前記磁気ディスクの
   面外に退避するように、前記ヘッド・スライダーを制御
   する制御回路部と、前記磁気ディスクの表面に潤滑剤を
   供給する潤滑剤供給手段と、を有し、 該潤滑剤供給手段は、潤滑剤として下記構造式１〜５の
   パーフロロポリエーテルうちの少なくとも１つを含み、
   かつ、前記潤滑剤は分子量が１０００以上であって４０
   ００以下である前記パーフロロポリエーテルを４０％以
   上含むことを特徴とする磁気ディスク装置。 【化１】
4. 【請求項４】前記潤滑剤は構造式１のパーフロロポリエ
   ーテルを含み、前記潤滑剤供給手段は、前記潤滑剤を塗
   布したサスペンションまたはアームであることを特徴と
   する請求項１記載の磁気ディスク装置。
5. 【請求項５】前記潤滑剤供給手段は、前記潤滑剤を保持
   する潤滑剤保持手段を含む、請求項１記載の磁気ディス
   ク装置。
6. 【請求項６】前記潤滑剤保持手段は、前記パーフロロポ
   リエーテルを０.５ μリットル以上含浸させたフィルタ
   ーであることを特徴とする請求項５記載の磁気ディスク
   装置。
7. 【請求項７】前記潤滑剤保持手段は、構造式１乃至５の
   うちいずれかのパーフロロポリエーテルを０.１５ μリ
   ットル以上含浸させたフィルターであり、前記磁気ヘッ
   ド・スライダーの浮上面への付着物が少ないことを特徴
   とする請求項５記載の磁気ディスク装置。
8. 【請求項８】前記磁気ディスクの潤滑膜が構造式１〜４
   のパーフロロポリエーテルのうち少なくとも１つを含む
   ことを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。