JP2010140525A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑剤の過剰供給を抑制することが可能な磁気ディスク装置を提供する。
【解決手段】本発明の磁気ディスク装置は、筐体内に磁気ディスクが収納され、筐体内の空間を、磁気ディスクが配置される第１の空間と、潤滑剤を保有する第２の空間とに隔て、第２の空間から第１の空間への潤滑剤の拡散を抑制する拡散抑制膜２１を備える。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、磁気ディスク装置に関し、特に、磁気ディスクに潤滑剤を供給する技術に関する。

磁気ディスク装置では、磁気ディスクの表面に、磁気ヘッドとの衝突による機械的損傷を抑制するための潤滑剤が塗布される。こうした磁気ディスク上の潤滑剤は経時的に減少していくことから、磁気ディスクに新たな潤滑剤を供給するための仕組みが求められる。

特許文献１には、筐体内の磁気ディスクとは別の箇所に潤滑剤を滴下しておくことで、気相の潤滑剤を磁気ディスクに供給する技術（いわゆる、気相供給方式）が開示されている。
特開２００２−８３４８４号公報

ところで、近年、磁気ヘッドの浮上量が非常に低減されていることから、磁気ディスクに塗布される潤滑剤にも薄層化が求められている。しかしながら、上記従来技術では、磁気ディスクに供給される潤滑剤が過剰気味となって、磁気ヘッドに潤滑剤が付着しやすくなる等の問題が生じることが判明した。

本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであり、潤滑剤の過剰供給を抑制することが可能な磁気ディスク装置を提供することを主な目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の磁気ディスク装置は、筐体内に磁気ディスクが収納された磁気ディスク装置であって、前記筐体内の空間を、前記磁気ディスクが配置される第１の空間と、潤滑剤を保有する第２の空間とに隔て、前記第２の空間から前記第１の空間への前記潤滑剤の拡散を抑制する拡散抑制膜を備える、ことを特徴とする。

また、本発明の一態様では、前記第２の空間には、前記潤滑剤を含浸する担体が配置される。

また、本発明の一態様では、前記拡散抑制膜と前記担体との間に介在するスペーサーを更に備える。

また、本発明の一態様では、前記第２の空間の、前記担体と前記拡散抑制膜との間に配置され、前記担体の側から前記拡散抑制膜の側への前記潤滑剤の拡散を抑制する拡散抑制部材を更に備える。

また、本発明の一態様では、外郭の少なくとも一部が前記拡散抑制膜で構成され、その内側に前記担体が収納された組立体が、前記筐体内に配置される。

また、この態様では、前記外郭には、前記担体に前記潤滑剤を供給するための供給孔が形成される。

また、本発明の一態様では、前記筐体の内壁に凹部が形成され、該凹部内に前記担体が収納されるとともに、該凹部が前記拡散抑制膜で覆われる。

また、本発明の一態様では、前記筐体の内壁に、前記担体を収納する凹部と、該凹部に一方の端部が接続された迂回溝部とが形成され、前記凹部および前記迂回溝部のうち、該迂回溝部の他方の端部が前記拡散抑制膜で覆われ、残部が前記潤滑剤を透過しない非透過部材で覆われる。

また、本発明の一態様では、前記潤滑剤は、前記磁気ディスクに塗布される潤滑剤よりも蒸気圧が高い。

また、本発明の一態様では、前記拡散抑制膜は、微細多孔性ポリマーフィルムである。

また、本発明の一態様では、前記担体は、多孔質体である。

また、本発明の一態様では、前記担体は、繊維状物質の集合体である。

本発明によれば、磁気ディスクが配置される第１の空間と、潤滑剤を保有する第２の空間とを隔てる拡散抑制膜が設けられているので、潤滑剤の過剰供給を抑制することができる。

本発明の磁気ディスク装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の平面図である。同図では、トップカバーの図示を省略している。磁気ディスク装置１の筐体９には、磁気ディスク２及びヘッドアッセンブリ４が収納されている。磁気ディスク２は、筐体９の底部に設けられたスピンドルモータ３に取り付けられている。ヘッドアッセンブリ４は、磁気ディスク２の隣で旋回可能に支承されている。このヘッドアッセンブリ４の先端側には、磁気ヘッド６を支持するサスペンションアーム５が設けられている。他方、ヘッドアッセンブリ４の後端側には、ボイスコイルモータ７が設けられている。ボイスコイルモータ７は、ヘッドアッセンブリ４を旋回駆動することで、磁気ヘッド６を磁気ディスク２上で略半径方向に移動させる。

また、磁気ディスク装置１の筐体９内には、磁気ディスク２に潤滑剤を気相供給する潤滑剤供給機構としての組立体１０が配置されている。以下、潤滑剤供給機構の各例について説明する。

［潤滑剤供給機構の第１例］
図２Ａ及び図２Ｂは、潤滑剤供給機構の第１例としての組立体１０Ａの平面図及び断面図である。この組立体１０Ａでは、外郭を構成する２枚の拡散抑制膜２１が縁部の全周に亘って接着材３２で接着されており、その内部に、液相の潤滑剤を含浸する担体１９が配置されている。担体１９に含浸された潤滑剤は、気相となって、組立体１０の内部（第２の空間）から拡散抑制膜２１を通じて外部（第１の空間）に拡散するが、その拡散量は、拡散抑制膜２１が無い場合と比して、抑制される。

拡散抑制膜２１は、例えば、微細多孔性ポリマーフィルムで構成される。具体的には、拡散抑制膜２１は、ポリテトラプルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエチレン共重合体、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリルニトリル、ポリイミド、又はポリフッ化ビニリデンからなる。または、これらの２種以上の積層物であってもよい。また、拡散抑制膜２１は、例えばフッ素系樹脂などの撥水性の高い材料であることが好ましい。また、拡散抑制膜２１は、例えば、平均細孔径が１μｍ以下の微細孔を有し、且つ、５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ以下の通気性（JIS L 1096A法による）を有することが好ましい。これを満たすとき、拡散抑制膜２１は、気相の潤滑剤を通すも、液相の潤滑剤を通し難くなる。

担体１９は、液相の潤滑剤を吸収し、保持する。こうした担体１９は、潤滑剤の蒸発を抑制することから、組立体１０Ａの外部への潤滑剤の拡散量を、拡散抑制膜２１と共に抑制する。この担体１９は、例えば、ヒドロキシ基、カルボシキル基、エーテル基、エステル結合基、アミノ基、スルホ基などの、潤滑剤が吸着しやすい官能基を有する繊維状物質の集合体であることが好ましい。また、担体１９は、例えば、カーボン、ゼオライト、炭化ジルコニウム、酸化ジルコニウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、多孔質ガラス、二酸化珪素、活性炭、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム等の、無機化合物からなる多孔質体であることが好ましい。

担体１９に含浸させる潤滑剤は、例えば、ＣＨ_２ＯＨ基を有するパーフロロポリエーテルであることが好ましい。担体１９に含浸させる潤滑剤には、担体１９から蒸発して磁気ディスク２に供給されることと、その後に磁気ディスク２上で留まることとの両立が求められる。こうした両立を図るには、担体１９に含浸させる潤滑剤の蒸気圧は、１×１０^−１〜１×１０^−３Ｐａであることが好ましい。他方、磁気ディスク２に塗布される潤滑剤には、磁気ディスク２上で留まることが求められ、蒸発することは求められない。このため、担体１９に含浸させる潤滑剤は、磁気ディスク２に塗布される潤滑剤よりも蒸気圧が高いことが好ましい。

［潤滑剤供給機構の第２例］
図３Ａ及び図３Ｂは、潤滑剤供給機構の第２例としての組立体１０Ｂの平面図及び断面図である。なお、上記の例と重複する構成については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。この組立体１０Ｂでは、担体１９を取り囲む円周状の基部材３４の各端面上に、中央部に貫通口３６ａを有する円板状のスペーサー３６が接着され、更にこのスペーサー３６上に、拡散抑制膜２１が接着されている。

このスペーサー３６は、例えばポリエチレンテレフタレート等の、潤滑剤を透過しない非透過材料からなり、拡散抑制膜２１と担体１９との間の一部に介在することで、拡散抑制膜２１と担体１９との間に隙間を形成し、これらを接触させないようにしている。担体１９に含浸された潤滑剤は、気相となって、スペーサー３６の貫通口３６ａを通って拡散抑制膜２１に至る。

このように、拡散抑制膜２１と担体１９との間に隙間を形成することで、拡散抑制膜２１の毛細管現象によって担体１９に含浸される液相の潤滑剤が組立体１０Ｂの外部に染み出すことを抑制できる。これによれば、拡散抑制膜２１の微細孔の大きさの制約が緩和されるので、拡散抑制膜２１の材料の選択の幅が広がる。

また、スペーサー３６を配置することで、担体１９から拡散抑制膜２１に至る経路が制限されるので、組立体１０Ｂの外部への潤滑剤の拡散量をさらに抑制することができる。

［潤滑剤供給機構の第３例］
図４Ａ及び図４Ｂは、潤滑剤供給機構の第３例としての組立体１０Ｃの平面図及び断面図である。なお、上記の例と重複する構成については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。この組立体１０Ｃでは、外郭を構成する非透過材料の椀状部材３８の開口が拡散抑制膜２１により閉塞されており、その内部に、担体１９と拡散抑制部材３９とが収容されている。

この拡散抑制部材３９は、担体１９に対応する形状の凹部３９ｄを有しており、椀状部材３８の底部に配置された担体１９を覆っている。この拡散抑制部材３９には、多孔質体などの、担体１９と同様の材料を適用できる。担体１９に含浸された潤滑剤は、気相となって、拡散抑制部材３９を通過した後、拡散抑制膜２１に至る。

このように、拡散抑制部材３９が担体１９と拡散抑制膜２１との間に介在することによって、担体１９の側から拡散抑制膜２１の側への潤滑剤の拡散が抑制されるので、組立体１０Ｃの外部への潤滑剤の拡散量をさらに抑制することができる。

椀状部材３８は、例えばアルミ等の金属や、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ＰＴＦＥ等のプラスチックなどの、潤滑剤を透過しない非透過材料からなる。この椀状部材３８の底部には、担体１９に潤滑剤を供給するための供給孔３８ａが形成されている。この供給孔３８ａは、金属シール等の閉塞部材４１で閉塞される。

［潤滑剤供給機構の第４例］
図５は、潤滑剤供給機構の第４例の断面図である。なお、上記の例と重複する構成については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。本例では、上記の例と異なり、筐体９の内壁に形成された凹部９ｄに担体１９が収容されると共に、この凹部９ｄの開口が拡散抑制膜２１により閉塞されている。担体１９に含浸された潤滑剤は、気相となって、凹部９ｄの内部（第２の空間）から拡散抑制膜２１を通じて外部（第１の空間）に拡散する。これによれば、部品点数を少なくしつつ、外部への潤滑剤の拡散量を抑制することができる。また、同図に示されるように、拡散抑制膜２１と担体１９との間に隙間を形成することが好ましい。

［潤滑剤供給機構の第５例］
図６Ａ及び図６Ｂは、潤滑剤供給機構の第５例の平面図及び断面図である。なお、上記の例と重複する構成については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。本例では、筐体９の内壁に、担体１９を収容する凹部９ｄと、この凹部９ｄに一方の端部が接続された迂回溝部９ｅが形成されている。この迂回溝部９ｅは、凹部９ｄの周囲を半周以上に亘って迂回するように形成されている。これら凹部９ｄ及び迂回溝部９ｅのうち、迂回溝部９ｅの他方の端部は拡散抑制膜２１で覆われ、残部は、金属カバー等の、潤滑剤を透過しない非透過部材で覆われている。

担体１９に含浸された潤滑剤は、気相となって、迂回溝部９ｅの一方の端部から他方の端部までを通って、拡散抑制膜２１に至る。このように、凹部９ｄと拡散抑制膜２１との間に迂回溝部９ｅが介在することで、担体１９から拡散抑制膜２１まで潤滑剤が到達するのに時間が掛かることから、外部への潤滑剤の拡散量をさらに抑制することができる。

以下、本発明の実施例の効果を確認するために行った試験について説明する。

［実施例１］
上記図２Ａ及び図２Ｂに示される第１例の組立体１０Ａを、次のように構成した。組立体１０の大きさは、１０ｍｍ×１５ｍｍ×３ｍｍとした。担体１９としては、平均細孔径が約２ｎｍのフェルト状の活性炭繊維を用いた。拡散抑制膜２１としては、平均細孔径が０．２μｍで、通気性が０．７ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃの延伸性のポリテトラフルオロエチレン（延伸ＰＴＦＥ）を用いた。接着材３２としては、ウレタン系の接着材を用いた。担体１９に含浸させる潤滑剤としては、官能基にＣＨ_２ＯＨ基を有し、蒸気圧が１×１０^−３Ｐａのパーフロロポリエーテルを用いた。他方、磁気ディスク２に塗布する潤滑剤としては、蒸気圧が１×１０^−６Ｐａのパーフロロポリエーテルを用いた。

（１）拡散抑制膜の通気性評価
JIS L 1096に規定されるフラジール型法に基づく測定を行った。通気性は、圧力１２．７ｍｍＨ_２Ｏ条件下で拡散抑制膜の試験片を透過する空気量を単位（ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ）で表した値である。

（２）磁気ディスクの潤滑膜厚変化評価
所定の温度条件で磁気ディスク装置を稼動させ、半径４３ｍｍ〜１９ｍｍの面においてランダムシーク動作を行った。回転数は７２００ｒｐｍとした。所定時間の経過後の磁気ディスクの潤滑膜厚の測定を行った。潤滑膜厚の測定は、フーリエ変換赤外分光光度計を用いた。初期膜厚に対する増加量をパーセントの値で表示し、経過時間との関係を評価し、１０００時間まで実施した。潤滑膜増加量の最大値をＭａｘ値とし、１０００時間経過後の潤滑膜増加量をＥｎｄ値とする。

（３）組立体の重量変化評価
上記（２）の評価において、磁気ディスク装置の筐体内に配置される組立体の重量を計測した。これによって、供給される潤滑剤の量を評価できる。潤滑剤を滴下した直後の組立体の初期重量を予め計測しておく。所定時間毎に組立体の重量を計測し、初期重量との比をパーセントの値で表示する。初期重量が半分になる（５０％になる）経過時間をＴ５０とする。得られたデータから最小２乗法により内挿して算出した。

（４）磁気ヘッドスライダＡＢＳの光学顕微鏡観察結果
１０００時間経過後の磁気ヘッドスライダのＡＢＳを光学顕微鏡で観察し、潤滑剤の付着の有無を判定した。

（５）記録／再生エラー試験
ランダムシーク試験と同じ条件で、磁気ディスクに対して記録・再生動作を繰り返し行い、再生出力信号のエラーの有無を評価した。エラーが有ると、磁気ヘッドスライダの浮上量に変動が生じたと推測される。

図７は、磁気ディスクの潤滑膜厚変化の計測の結果の一例である。図８は、組立体の重量変化の測定結果の一例である。

ここで、比較例１は、潤滑剤の供給手段を用いない場合である。比較例２は、筐体内の部品に潤滑剤を直接滴下した場合を模擬している。すなわち、取り外し可能なステンレス製でできたカップ容器を用意し、その中に実施例１と同量の潤滑剤を滴下して筐体内の同じ位置に配置した。潤滑剤を含んだカップ容器の重量を計測することで、供給潤滑剤重量変化がわかる。

図７から、比較例１では、磁気ディスク上の潤滑剤の減少が発生しているのに対して、実施例１及び比較例２では、時間とともに潤滑膜の増加が確認され、数十時間の時間経過後にピーク値が存在する。実施例１のＭａｘ値は２１％、Ｅｎｄ値は１１％であり、比較例２の場合のＭａｘ値は３３％、Ｅｎｄ値は１４％である。

図８から、供給潤滑剤重量が５０％になる時間（Ｔ５０）は、実施例１で３１時間であり、比較例２の場合は１１．８時間であることがわかる。

［実施例２］
ゼオライトからなる無機多孔質体の担体１９に潤滑剤を含浸させた。拡散抑制膜２１としては、平均細孔径が０．５μｍで、通気性が１ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃのｅ−ＰＴＦＥからなる微細多孔性ポリマーフィルムを用いた。

［実施例３］
ポリエステル繊維とＴｉＯ２繊維の複合不織布からなる担体１９に潤滑剤を含浸させた。拡散抑制膜２１としては、平均細孔径が０．１μｍで、通気性が０．４ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃのポリカーボネートからなる微細多孔性ポリマーフィルムを用いた。

［比較例３］
活性炭から出来た無機多孔質体の担体に潤滑剤を含浸させた。拡散抑制膜は用いずに、筐体内に配置した。

図９は、実施例および比較例の評価結果を表すテーブルである。

比較例１では、潤滑膜厚が初期膜厚に比べ、３０％も減少をおこしており、その結果、記録再生エラーの発生が起きている。

比較例２及び３では、記録再生エラーが発生していることがわかった。また、比較例２及び３では、回転飛散による磁気ディスクの潤滑膜の減少は見られないものの、潤滑膜厚のＭａｘ値が比較的高く、重量変化の結果のＴ５０値は小さいことがわかる。このことは、潤滑剤滴下後から短時間で磁気ディスクへ過剰に供給されて、供給速度が高いものと推察される。

これに対し、実施例１ないし３では、磁気ディスクへの潤滑膜厚増加のＭａｘ値が２１Ａ以下と小さく、過剰供給になっていない。また、Ｔ５０値が高く、供給速度が小さい。また、記録再生エラーの発生も無かった。さらに、１０００時間経過後の潤滑膜厚も初期値に比べ減少しておらず、回転による飛散や接触による潤滑膜の減少を防止していることがわかる。その結果、長時間の供給が可能であり、長期にわたって信頼性が高いものと推察される。

また、光学顕微鏡のＡＢＳ観察から、比較例２では、ドロップレットの潤滑剤が存在し、比較例３ではドロップレットの潤滑剤と供給担体である活性炭の微小異物が観察された。

これに対し、実施例１ないし３では、ドロップレットの潤滑剤や異物は観察されなかった。このことにより、拡散抑制膜は、磁気ディスクへの潤滑剤供給量を制御するばかりでなく、多孔質体から発生する塵埃を抑制する働きがあることがわかった。一般に無機多孔質体は脆性材料からできており、振動、衝撃、気圧変動、温度変化、風速等の外乱を受けると、塵埃が発生し、磁気ディスク装置に適用するには制限があった。しかしながら、拡散抑制膜によって塵埃の発生が抑えられるため、担体として適用する材料の選択の幅が広がった。

以上の結果から明らかなように、回転による飛散、接触による潤滑膜厚の減少を防止し、過剰供給の制限、供給速度の低減を兼ね備えるのは、実施例１〜３の組立体を有する磁気ディスク装置であった。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が当業者にとって可能であるのはもちろんである。例えば、上記第１例ないし第５例では、潤滑剤を含浸させた担体１９を用いていたが、これに限られず、拡散抑制膜２１により隔てられる第２の空間内に潤滑剤を滴下するようにしてもよい。

本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の平面図である。 潤滑剤供給機構の第１例の平面図である。 潤滑剤供給機構の第１例の断面図である。 潤滑剤供給機構の第２例の平面図である。 潤滑剤供給機構の第２例の断面図である。 潤滑剤供給機構の第３例の平面図である。 潤滑剤供給機構の第３例の断面図である。 潤滑剤供給機構の第４例の断面図である。 潤滑剤供給機構の第５例の平面図である。 潤滑剤供給機構の第５例の断面図である。 実施例の説明図である。 実施例の説明図である。 実施例の説明図である。

符号の説明

１ 磁気ディスク装置、２ 磁気ディスク、３ スピンドルモータ、４ ヘッドアッセンブリ、５ サスペンションアーム、６ 磁気ヘッド、７ ボイスコイルモータ、９ 筐体、９ｄ 凹部、９ｅ 迂回溝部、１０（１０Ａ〜１０Ｃ） 組立体、１９ 担体、２１ 拡散抑制膜、３２ 接着材、３４ 基部材、３６ スペーサー、３６ａ 貫通口、３８ 椀状部材、３８ａ 供給孔、３９ 拡散抑制部材、３９ｄ 凹部、４１ 閉塞部材、４３ 非透過部材。

Claims (12)

1. 筐体内に磁気ディスクが収納された磁気ディスク装置であって、
   前記筐体内の空間を、前記磁気ディスクが配置される第１の空間と、潤滑剤を保有する第２の空間とに隔て、前記第２の空間から前記第１の空間への前記潤滑剤の拡散を抑制する拡散抑制膜を備える、
   ことを特徴とする磁気ディスク装置。
2. 前記第２の空間には、前記潤滑剤を含浸する担体が配置される、
   請求項１に記載の磁気ディスク装置。
3. 前記拡散抑制膜と前記担体との間に介在するスペーサーを更に備える、
   請求項２に記載の磁気ディスク装置。
4. 前記第２の空間の、前記担体と前記拡散抑制膜との間に配置され、前記担体の側から前記拡散抑制膜の側への前記潤滑剤の拡散を抑制する拡散抑制部材を更に備える、
   請求項２に記載の磁気ディスク装置。
5. 外郭の少なくとも一部が前記拡散抑制膜で構成され、その内側に前記担体が収納された組立体が、前記筐体内に配置される、
   請求項２に記載の磁気ディスク装置。
6. 前記外郭には、前記担体に前記潤滑剤を供給するための供給孔が形成される、
   請求項２に記載の磁気ディスク装置。
7. 前記筐体の内壁に凹部が形成され、該凹部内に前記担体が収納されるとともに、該凹部が前記拡散抑制膜で覆われる、
   請求項２に記載の磁気ディスク装置。
8. 前記筐体の内壁に、前記担体を収納する凹部と、該凹部に一方の端部が接続された迂回溝部とが形成され、
   前記凹部および前記迂回溝部のうち、該迂回溝部の他方の端部が前記拡散抑制膜で覆われ、残部が前記潤滑剤を透過しない非透過部材で覆われる、
   請求項２に記載の磁気ディスク装置。
9. 前記潤滑剤は、前記磁気ディスクに塗布される潤滑剤よりも蒸気圧が高い、
   請求項１に記載の磁気ディスク装置。
10. 前記拡散抑制膜は、微細多孔性ポリマーフィルムである、
    請求項１に記載の磁気ディスク装置。
11. 前記担体は、多孔質体である、
    請求項２に記載の磁気ディスク装置。
12. 前記担体は、繊維状物質の集合体である、
    請求項２に記載の磁気ディスク装置。

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