JP2003123232A - 磁気ディスク装置およびその製造方法 - Google Patents
磁気ディスク装置およびその製造方法Info
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Abstract
価で簡単に組み立て可能な潤滑剤供給ヘッドディスクイ
ンターフェース方式を達成する。 【解決手段】 磁気ディスク装置内部品に供給用潤滑剤
を塗布・被覆し、稼動中の潤滑剤補給を装置自身の稼動
による発熱等を利用して効率的よく行う。
Description
において、潤滑剤を特定の潤滑剤供給源より磁気ディス
ク円板へ供給する潤滑剤供給ヘッドディスクインターフ
ェース方式を用いた、磁気ディスク装置、特に、特定範
囲の平均分子量を持つ潤滑剤が被覆された装置内部品を
潤滑剤供給源として長期間高い信頼性を確保した磁気デ
ィスク装置、およびその製造方法に関する。
に潤滑剤を供給する技術としては、潤滑剤を装置内の熱
気流を利用して供給するための潤滑剤供給機構をスピン
ドル下部のベース部分に特別に配備した技術が特公平1
−21557に開示されている。この場合、磁気ディス
ク装置の構造が複雑になること、装置の組立方法が複雑
になることなどでコストの高騰や生産性の低下問題とな
る。
ィスクに塗布した潤滑剤と同系の潤滑剤を、アクチュエ
ータの軸受け、ガイドレールまたはボルト結合部に塗布
したことを特徴とする磁気ディスク装置の提案が成され
ている。近年、磁気ディスク上に塗布される潤滑剤は末
端官能基を有するフッ素系潤滑剤が用いられており、そ
の潤滑剤は非常に高価である。磁気ディスク装置内の機
械摺動部分に磁気ディスクに塗布した潤滑剤と同系の潤
滑剤を使用するとなると、大量の潤滑剤が必要となり、
コストの上昇は避けられない。
給方式にとって、最も重要である潤滑剤の分子量の規定
はなされておらず、磁気ディスク装置として最も重要な
長期間での高い信頼性確保のためには不十分であった。
の潤滑剤量は装置の稼動時間と共に減少してゆく。その
主な原因としては、磁気ディスク回転に伴う空気の剪断
力、遠心力による飛散、装置環境内の温度上昇による蒸
発、磁気ヘッドとの接触による掻き取られ、などが挙げ
られる。磁気ディスク上の潤滑剤の役割は磁気ヘッドと
の直接接触によるクラッシュを抑制するのは勿論、磁気
ディスク上の表面エネルギーを低くし、装置環境内のコ
ンタミネーションを吸着しにくくできるので、磁気ヘッ
ドの安定な浮上を維持できる。かかる役割を持つ潤滑剤
が減少すると、上記の潤滑剤の作用が損なわれるので、
磁気ディスク装置として最も重要なデータ保存の信頼性
が失われ、大きな問題となる。
ざまである。特にノートパソコン等携帯端末に使用され
ている磁気ディスク装置では、装置のON/OFFが頻
繁に行われる。このような使用条件下では、装置環境温
度が十分に上昇せず、潤滑剤が蒸発しにくいので、上記
のような従来技術では高い信頼性を得ることができな
い。また、RAIDやサーバーに塔載されるような常時
稼動している磁気ディスク装置でも稼動初期では事故率
が高いという問題があり、装置環境温度が上昇する前の
摺動信頼性を確保する必要がある。
り、初期のパーフォーマンスを維持する必要がある。そ
こで、ある程度時間が過ぎた頃にも潤滑剤が十分に供給
できる潤滑剤供給機能を備える必要がある。
トの実現と複雑な構造を伴わない簡便な組み立て手段を
実現する必要がある。
動初期から長期にわたり、初期のパーフォーマンスを継
続維持可能な磁気ディスク装置を低コストで提供するこ
とにある。
に、本発明の磁気ディスク円板に潤滑剤を供給する方式
の磁気ディスク装置において、該磁気ディスク装置稼動
中の温度が該磁気ディスク装置のカバーあるいはベース
部よりも高温となる装置内部品の少なくともいずれかは
数平均分子量が900から2500の範囲内である潤滑
剤により被覆されているようにした。
内部品は前記磁気ディスク装置稼動中の温度が該磁気デ
ィスク装置のカバーあるいはベース部よりも10℃以上
高い装置内部品であることが望ましい。
トICユニット表面部乃至ボイスコイルモータ(VC
M)のマグネット表面部が低平均分子量の潤滑剤により
被覆されているようにした。
ディスク円板の回転中心からみて外側に位置する部品
の、磁気ディスク円板のデータ面に対して略垂直な面の
少なくともいずれかが補給用潤滑剤により被覆されてい
るようにした。
ース部、ピボット軸受け部、スピンドル部などのネジで
封止する為のネジ穴部が潤滑剤により被覆されているよ
うにした。
(1)式で表されるパーフルオロポリエーテル潤滑剤で
あるようにした。
剤を供給する方式の磁気ディスク装置の製造方法におい
て、潤滑剤の供給源となる磁気ディスク内部品への潤滑
剤被覆工程は、潤滑剤の浸漬塗布工程あるいは筆・スポ
ンジ・マーカによる塗布工程、あるいは該磁気ディスク
装置のカバー部をベースに取り付けるネジ穴を経由して
潤滑剤を滴下する工程の少なくともいずれか一つの工程
を含むようにした。
する。通常、磁気ディスク上に塗布する潤滑剤の数平均
分子量は3000から6000の範囲内である。本発明
で用いた磁気ディスク上に塗布した潤滑剤は式(1)に
示した両末端に水酸基を有するパーフルオロポリエーテ
ル潤滑剤であり、数平均分子量は3000である。本発
明においても、磁気ディスク円板上に塗布する潤滑剤と
しては上記の潤滑剤が用いられる。
スク装置内部品に被覆した潤滑剤、すなわち供給に用い
た潤滑剤について、本発明における検討の結果、潤滑剤
の供給されやすさを検討した結果、低分子量ほど供給さ
れやすく、平均分子量が900から2500の範囲にあ
る潤滑剤が供給用潤滑剤として好適であることを見出し
た。
にあらかじめ塗布する潤滑剤に比し明らかに低分子量
(数平均分子量は約2000)の式(1)に示した潤滑
剤を供給用潤滑剤として用いた例を示す。この潤滑剤は
両末端に水酸基を有するパーフルオロポリエーテルであ
る。潤滑剤の溶媒として3M社製ノベックHFE710
0を用いた。実施例は水酸基末端の潤滑剤を示している
が、式(1)の末端基が極性を有する潤滑剤であれば同
じような効果を得ることが可能である。
装置の構造を図1に示す。
5がスピンドルにスペーサとキャップ104で取り付け
られる。また、磁気ヘッド106はアームを介してマグ
ネット109とコイルを含むヘッドアッセンブリ111
より構成されるボイスコイルモータ(VCM)へ取り付
けられ、ベースに組み込まれる。ヘッドの位置決めはピ
ボット軸受け107を中心に行われる。
トIC108を通して処理される。最近ではロード・ア
ンロード機構としてヘッドを退避させるためのランプ1
10もベース部に取り付けられている。また、磁気ディ
スク装置内環境の清浄化のためにフィルター103が設
けてある。これらの部品を組み込んだ後、ベースカバー
部102でベース部を覆い密閉する。
を周辺温度24℃で稼動させ、5時間経過したときの装
置内各部品の温度を熱電対を用いて測定した(表1)。
装置稼動は、ランダムシークでのリードライトの繰り返
しを、磁気ディスクの回転数4200min-1、ヘッド
の浮上量約10nmで行った。
の表面温度を比較すると、リードライトICおよびVC
Mマグネット部の温度がベース部より10℃以上たかく
なっていることがわかる。
の磁気ディスク円板への潤滑剤供給効果を示すために、
磁気ディスク装置内部品であるリードライトIC表面、
VCMマグネット部表面、およびベース部(リードライ
トIC近傍)のいずれかに前記の供給用潤滑剤を被覆さ
せた磁気ディスク装置をあわせて3台作製した。潤滑剤
の被覆は潤滑剤の5wt%溶液をスポンジマーカーで手
塗りすることにより行った。ここで、磁気ディスク装置
に塔載されている磁気ディスク円板には潤滑剤は塗布さ
れていない。
ンダムシークでのリードライトの繰り返しを、磁気ディ
スクの回転数4200min-1、ヘッドの浮上量約10
nmで、5時間実行した。
ら、磁気ディスク円板を取り出し、磁気ディスク円板上
に供給された潤滑剤量を潤滑剤膜厚として測定した。そ
の結果を先に測定した部品表面温度とあわせて図2に示
す。
ードライトIC部に供給用潤滑剤を被覆させた場合の磁
気ディスク円板上への供給量がベース部に被覆した場合
よりも際立って多いことがわかる。付記するまでもない
が、磁気ディスク装置内部品に供給用潤滑剤が被覆され
ていない従来装置の場合は、このような潤滑剤供給の可
能性は皆無であることは自明である。
ち、ベース部よりも高温となる部品に供給用潤滑剤を被
覆することにより、磁気ディスク円板上への装置稼動中
の潤滑剤供給を効率よく実施できるということを示して
いる。
測定はフーリエ変換型赤外分光装置(FTIR)で行っ
た。
て、供給用潤滑剤をリードライトIC表面上に被覆し、
上記条件で1000時間稼動させたが、記録再生および
駆動系にはなんら問題も発生しないことを確認した。
るいはリードライトIC以外でも、稼動中に、表面温度
がベース部よりも高温となる磁気ディスク装置内部品に
供給用潤滑剤を被覆させれば、高温による同様の効果を
得ることができると判断される.特に、10℃以上高温
になればこの効果は顕著である。
るベース部のシュラウド(磁気ディスク円板の回転中心
からみて外側に位置する部品で磁気ディスク円板のデー
タ面に対して垂直な面を持つベース部の外壁)に前記の
供給用潤滑剤を被覆させた磁気ディスク装置を作製し
た。供給用潤滑剤の被覆は実施例1と同様に行った。こ
こで、磁気ディスク装置に塔載されている磁気ディスク
円板には潤滑剤は塗布されていない。
でのリードライトの繰り返しを、磁気ディスクの回転数
4200min-1、ヘッドの浮上量約10nmで、5時
間稼動させた。
ら、磁気ディスク円板を取り出し、磁気ディスク円板上
に供給された潤滑剤量を潤滑剤膜厚として測定した結果
は0.5nmであった。この結果から、本実施例におい
ては短時間の装置稼動においても磁気ディスク円板上へ
の潤滑剤供給が達成されていることがわかった。磁気デ
ィスク円板の外端近傍では、装置内で最も空気の流れが
速くなるので、補給用潤滑剤が蒸発しやすくなり、補給
が効率よく行われたものと考えられる。
て、供給用潤滑剤をベース部のシュラウドに被覆し、上
記条件で1000時間稼動させたが、記録再生および駆
動系にはなんら問題も発生しないことを確認した。
ジ用語辞典、日経BP社、2000年4月、10頁)な
ど磁気ディスク円板の回転中心からみて外側に位置する
部品で磁気ディスク円板のデータ面に対して垂直な面を
持つ部品への供給用潤滑剤被覆によっても同様の効果を
得ることが出来る。
のカバー部のVCM位置表面に、実施例1に記載の供給
用潤滑剤溶液を小筆、筆ペン、スポンジマーカをそれぞ
れ用いて供給用潤滑剤を手塗りしたのち装置を組み立て
た。また、前記溶液に低発塵タイプのポリウレタン製の
クリーニング用スティックを漬けたのち、装置のベース
部のVCM取り付け位置に手塗りしたのち、装置を組み
立てた。この供給用潤滑剤の塗布はベース部にスピンド
ルのみを取り付けた状態で行った。すなわち、本実施例
の供給用潤滑剤の装置内部品の塗布・被覆は通常の磁気
ディスク組み立て工程の途中で行うことが可能であり、
磁気ディスク装置の設計変更の必要もない。また、この
供給用潤滑剤の塗布・被覆に要する時間は一台当たり数
秒以内の短時間であり、磁気ディスク組み立て工程の量
産効率を犠牲にするまでには至らぬものである。
わない磁気ディスク装置を比較例1として作製した。
た構造で、平均分子量が3000の潤滑剤を2.0nm
塗布した磁気ディスク円板を搭載した。
気ディスク装置を1000時間、70℃で稼動させた
後、磁気ディスク円板上の潤滑膜厚およびヘッド汚れを
比較した。その結果を表2に示す。なお稼動中の磁気デ
ィスクの回転数は4200min-1、ヘッドの浮上量は
約10nmである。ヘッド汚れの観察は光学顕微鏡によ
り行った。その結果を表2に示す。
ディスク円板上の潤滑膜厚(2.0nm)をほぼ維持し
ていることがわかる。また、ヘッド汚れの発生も認めら
れなかった。これに対し、比較例1では、磁気ディスク
円板上の潤滑剤膜厚が1.3nmであり、稼動前の膜厚
より0.7nm減少しており、ヘッド汚れの発生も認め
られた。
装置は装置内部品に供給用潤滑剤の塗布・被覆のない比
較例1に比し、長時間稼動における信頼性維持において
優れていると結論付けることが出来る。
ンドスプレーやディスペンサーによる塗布など、安価に
実現できる塗布であれば、同様の効果を得ることが出来
る。
剤を、ランプを取り付けるネジ穴部113へベース部に
部品を取り付けた後注入、およびVCMのピボット軸受
けを固定するネジ穴部へカバー部でベース部に密閉した
状態で注入、その後ネジを固定して図1に示す磁気ディ
スク装置を製作した。ここで、補給用潤滑剤の注入はマ
イクロディスペンサーを使って、補給用潤滑剤の50w
t5溶液を2マイクロリットルネジ穴へ滴下することに
より行った。
じように、式(1)に示した構造で、平均分子量が30
00の潤滑剤を2.0nm塗布した磁気ディスク円板を
搭載した。
後、磁気ディスク円板上の潤滑膜厚およびヘッド汚れの
観察を行った。その結果は、表2に示すごとく、実施例
3と同様、潤滑膜厚はほぼ維持され、ヘッド汚れの発生
は認めらない事を確認した。潤滑剤をさらに、図1に示
す磁気ディスク装置のベース部のVCM取り付け位置
に、小筆、筆ペン、スポンジマーカをそれぞれ用いて供
給用潤滑剤を手塗りしたのち装置を組み立てた。
において、供給用潤滑剤をVCM部に手塗りした装置
(実施例5−1)およびランプを取り付けるネジ穴に実
施例4に記載のごとく注入した装置(実施例5−2)を
製作した。
動させ、1000時間までのある時間経過ごとに潤滑剤
が塗布されていない磁気ディスク円板を磁気ディスク装
置に組み込み・搭載し直し、24時間稼動させた後、磁
気ディスク円板を取り外し、磁気ディスク円板上の潤滑
膜厚の測定を行った。その結果を図3に示す。
用潤滑剤が磁気ディスク円板に供給され付着し始めるタ
イミングが実施例5−1より遅れており、潤滑剤供給に
遅延効果のあることがわかる。この遅延効果を組み合わ
せれば、長期間の装置寿命を必要とする磁気ディスク装
置における潤滑剤補給に対し、特に有効となる。
を磁気ディスク装置内にガスで供給する機構を有する磁
気ディスク装置において、装置稼働中に磁気ディスク装
置内に位置する部品の中で、カバー温度よりも高温とな
る部品、具体的には、リードライトIC部,ボイスコイ
ルモータ(VCM)、さらには、スピンドル周辺部など
の装置稼働時の通電によって、電気抵抗が生じ誘導的に
温度が上昇する部品に潤滑剤を滴下、または塗布するこ
とで、装置内の環境温度が上昇しなくても、潤滑剤を効
率的に蒸発させ、磁気ディスク円板上、またはヘッドデ
ィスクインターフェースに供給することが出来る。
対速度が最も速くなる磁気ディスクの外端近傍に位置す
る部品に潤滑剤を滴下、または塗布することで、装置内
の環境温度が上昇しなくても、潤滑剤を効率的に蒸発さ
せ、磁気ディスク円板上、またはヘッドディスクインタ
ーフェースに供給することが出来る。
に設けること無く、安価な磁気ディスク装置とすること
が可能である。また、組立も簡単である。さらに、装置
の稼働早期から効率的に潤滑剤を供給可能である。した
がって、信頼性の高い磁気ディスク装置を提供すること
が可能となる。
装置内部品の表面温度と磁気ディスク円板上への潤滑剤
供給量との関係を表す図である。
供給に要する時間を比較した図である。
タ、104…キャップ、105…磁気ディスク、106
…磁気ヘッド、107…ピボット軸受け部、108…リ
ードライトIC、109…VCMマグネット、110…
ランプ、111…ヘッドディスクアッセンブリ、112
…シュラウド、113…ランプ取り付けネジ。
Claims (7)
- 【請求項1】磁気ディスク円板に潤滑剤を供給する方式
の磁気ディスク装置において、該磁気ディスク装置稼動
中の温度が該磁気ディスク装置のカバーあるいはベース
部よりも高温となる装置内部品の少なくともいずれかは
数平均分子量が900から2500の範囲内である潤滑
剤により被覆されていることを特徴とする磁気ディスク
装置。 - 【請求項2】前記潤滑剤が被覆されている装置内部品は
前記磁気ディスク装置稼動中の温度が該磁気ディスク装
置のカバーあるいはベース部よりも10℃以上高い装置
内部品であることを特徴とする請求項1に記載の磁気デ
ィスク装置。 - 【請求項3】磁気ディスク円板に潤滑剤を供給する方式
の磁気ディスク装置において、該磁気ディスク装置内の
リードライトICユニット表面部乃至ボイスコイルモー
タ(VCM)のマグネット表面部の少なくともいずれか
が数平均分子量が900から2500の範囲内である潤
滑剤により被覆されていることを特徴とする磁気ディス
ク装置。 - 【請求項4】磁気ディスク円板に潤滑剤を供給する方式
の磁気ディスク装置において、該磁気ディスク装置内の
磁気ディスク円板の回転中心からみて外側に位置する部
品の、磁気ディスク円板のデータ面に対して略垂直な面
の少なくともいずれかが数平均分子量が900から25
00の範囲内である潤滑剤により被覆されていることを
特徴とする磁気ディスク装置。 - 【請求項5】磁気ディスク円板に潤滑剤を供給する方式
の磁気ディスク装置において、該磁気ディスク装置内の
カバー部、ベース部、ピボット軸受け部、スピンドル部
などのネジで封止する為のネジ穴部が数平均分子量が9
00から2500の範囲内である潤滑剤により被覆され
ていることを特徴とする磁気ディスク装置。 - 【請求項6】前記の被覆される潤滑剤が化学式(1)式
で表されるパーフルオロポリエーテル潤滑剤であること
を特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の
磁気ディスク装置。 CH2OH−CF2(OCF2CF2)m−(OCF2)n−CH2OH (mとnは整数) …化1 - 【請求項7】磁気ディスク装置内の磁気ディスク円板に
潤滑剤を供給する方式の磁気ディスク装置の製造方法に
おいて、潤滑剤の供給源となる磁気ディスク内部品への
潤滑剤被覆工程は、潤滑剤の浸漬塗布工程あるいは筆・
スポンジ・マーカによる塗布工程、あるいは該磁気ディ
スク装置のカバー部をベースに取り付けるネジ穴を経由
して潤滑剤を滴下する工程の少なくともいずれか一つの
工程を含むことを特徴とする磁気ディスク装置の製造方
法。
Priority Applications (2)
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