JP2705302B2 - 磁気ディスク装置 - Google Patents

磁気ディスク装置

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JP2705302B2
JP2705302B2 JP2306547A JP30654790A JP2705302B2 JP 2705302 B2 JP2705302 B2 JP 2705302B2 JP 2306547 A JP2306547 A JP 2306547A JP 30654790 A JP30654790 A JP 30654790A JP 2705302 B2 JP2705302 B2 JP 2705302B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は情報記憶に用いられる磁気ディスク装置に関
し、特にヘッド・ディスク・アセンブリ内の湿度を常に
適正状態に保つ磁気ディスク装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種の磁気ディスク装置では、コンタクト・
スタート・ストップ(C.S.S.)方式が広く使用されてい
る。この方式では、ディスク媒体の停止状態で、情報の
記録再生のためのヘッドと、この媒体とが、接触されて
おり、ディスク媒体の回転に伴ない、発生する空気の流
れにより、媒体とヘッドとの間に空気膜(エアーベアリ
ング)ができ、ヘッドが浮上して記録再生が行われる。
この方式ではヘッドの浮上特性向上、およびヘッドクラ
ッシュの低減のため、ヘッドの表面および媒体の表面は
極めてフラットであることが要求される。
しかし、ヘッドの表面と媒体の表面とが接触した状態
でヘッド・ディスク・アセンブリ(以下H.D.A.)内部の
湿度が高いとヘッドと媒体とが吸着しやくすくなる。こ
の現象は日本潤滑学会第33期春季研究発表会予稿集(19
89)安藤,宮本“磁気ディスクとスライダの摩擦特性に
及ぼす湿度の影響”に詳細に述べられている。
このため、従来ではH.D.A.内部に乾燥剤が入れられ、
H.D.A.内部の水分を取り除くことによってこの吸着を防
止する手段が用いられている。
〔発明が解決しようとする課題〕
一方、近年、媒体の摩耗や損傷の発生とH.D.A.内部の
湿度との関係が注目されている(日本潤滑学会第33期春
季研究発表会予稿集(1989)神津,山口“磁気ディスク
の寿命に及ぼすテスト環境の影響”、日本潤滑学会第34
期全国大会(富山)予稿集(1989)葛野,上田,田中
“磁気ディスクの摩耗と損傷(5)”)。これらによれ
ば媒体の摩耗や損傷という観点から見るとH.D.A.内部は
高湿度の方がよいことが実証されている。つまり過度の
乾燥状態は媒体の摩耗や損傷の原因となる。
ここで上述の従来の磁気ディスク装置では、吸着が問
題となる停止状態でH.D.A.内部が最適な湿度の状態であ
ったとしても、H.D.A.が動作を開始し、内部温度が上昇
すると内部の相対湿度は下がり、媒体の摩耗や損傷にお
いて危険な状態になる。
さらに、ここでH.D.A.が動作を停止すると、内部の温
度が高い(相対湿度が低い)ままで、コンタクト・スト
ップが実行される。つまり従来の磁気ディスク装置では
相対湿度が極めて低い状態でヘッドと媒体とは接触し、
摩耗や損傷が発生し易くなるという問題点がある。
第4図を参照して、この現象を定性的に説明する。
第4図は密閉状態にある空気の相対湿度が温度と共に
どう変化するかが示されていう。つまりこの密閉状態
は、乾燥剤を持たず吸気口を持たない密閉型H.D.A.を想
定している。
この図によれば常温(25℃)で40%RHの空気はH.D.A.
の動作温度(仮に55℃)では7.5%RHの非常に乾燥した
空気となる。常温で60%RHの空気であっても動作温度で
は13%RHを割り、かなり乾燥した状態となる。しかもこ
の空気は15℃では結露するため使用は不可能である。し
たがって結露をさけるために、常温で20%以下とする
と、動作温度では5%RH未満の過度に乾燥した空気とな
り、明らかに危険な状態である。実際の装置(H.D.A.)
では、外気と通気のために呼吸フィルタと前述の乾燥剤
とを備えているが呼吸フィルタの通気量は密閉型H.D.A.
の内部と外部との気圧差を調整する程度であるため、即
座にこの乾燥状態を穏和できるものではない。また乾燥
剤がこの乾燥を促進してしまうことは言うまでもない。
〔課題を解決するための手段〕
上述の問題点を解決するため本発明の磁気ディスク装
置は密閉型H.D.A.内の湿度が設定湿度より上昇すると水
分を吸収し設定湿度より下昇すると水分を放出する調室
手段を有している。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
第1図を参照すると、箱形に形成されているベースプ
レート1は、小さな穴を持つ呼吸フィルタ7を有し、こ
の呼吸フィルタによってのみ外部と内部との通気を行な
う。H.D.A.は、このベースプレート1内部に形成され
る。
スピンドル2は磁気ディスク3を積層して保持し、磁
気ディスク3を回転させる。
アーム4に保持された磁気ヘッド5はキャリッジ6に
よってアーム4を介して駆動され、磁気ディスク3上を
移動し、記録再生を行なう。このH.D.A.と、同一空間内
に調湿剤9を収納した調湿剤ケース8を有しており、こ
の調湿剤9は調湿剤ケース8に設けられた通気口10とフ
ィルタ11とを介してH.D.A.内部の湿度コントロールを行
なう。
本実施例では、調湿剤9としてシリカゲルを用い、さ
らに、このシリカゲルに予め所望の水分を含ませてお
く。この含水シリカゲルを使用することで、H.D.A.内部
は、常に一定の相対湿度が維持される。つまり、この含
水シリカゲルは所定の相対湿度において平衡状態を形成
する。従って所定の相対湿度を境にこの含水シリカゲル
は湿度が上昇すればその差分の水分を吸収して平衡状態
を形成し、湿度が下降すると逆に水分を放出して平衡状
態を形成する。この平衡状態はH.D.A.内の相対湿度とシ
リカゲルの含水率との間で形成されるが、このシリカゲ
ルの含水率とは、シリカゲルに含まれる水分の重量とシ
リカゲルが乾燥状態にある時の重量との比であり、一般
的にH.D.A.内の容量とシリカゲルの含水率から考案する
と、シリカゲルに含まれる水分量はH.D.A.内空間に含ま
れる水分量に比べ著しく大きく、H.D.A.内は常に定湿度
環境を維持することができる。
しかし、この理想的な作用は、この含水シリカゲルの
水分の吸収および放出が極めて速やかに行なわれること
が条件となる。つまり、この作用が瞬時に行なわれれば
H.D.A.内部に急激な温度変化を生じても相対湿度は一定
に保たれる。以下では、この差分の水分を放出または吸
収して平衡状態に達するまでの時間概念を応答性と呼ぶ
ことにする。実際には、シリカゲルは物質特有の応答性
があり、またシリカゲルの搭載条件によっても応答性は
変わる。第1図のように、シリカゲルが密な状態で搭載
されている場合は、この吸収と放出は、ゆるやかに行な
われる。つまり応答性は悪くなる。
このために、H.D.A.内部で温度変化が生じると相対湿
度も変化するが、この変化に含水シリカゲルの調整作用
が追いつかず、結果的にH.D.A.内部はある程度の幅を持
って湿度制御が行なわれる。したがって使用する調湿剤
および調湿剤の搭載状態から決定される応答性から発生
するこの湿度の変化する幅(レンジ)を考慮してシリカ
ゲルの適正な含水率を決定する必要がある。
第2図は調湿剤としてJIS規格A型のシリカゲルに17
%の含水率で水分を含ませたものを使用して実際のH.D.
A.内部での湿度及び湿度の変化を測定したものである。
初めに25℃前後であったH.D.A.は動作を開始するとデ
ィスク媒体は回転を始め、H.D.A.内の湿度を上昇させ
る。H.D.A.内部は密閉度が高いため、外部との水分のや
りとりはほとんどない。この測定では調湿剤ケース8の
通気口10の大きさを変えることで通気性を変え、応答性
に違いを持たせた2つの例についてのデータをとってい
る。
第2図(a)は、H.D.A.の動作開始から内部が一定温
度になるまでの経時変化の測定結果である。
実施例Aは前記通気口10として内径20mmの穴を1つ設
けた例の測定結果である。この実施例Aによれば湿度は
温度上昇に伴なってゆるやかに減少し、温度上昇が少な
くなりそしてなくなると、今度は上昇しほぼもとの湿度
に戻る。つまり、この実施例A程度の応答性であると、
この測定における温度上昇に完全に追従してはいないが
過度の乾燥や極めて高湿度になるのは防止されている。
一方、比較例Bは前記通気口とて内径0.6mmの穴を1
つ設けた例の測定結果である。この比較例Bは応答性が
悪く長時間放置しても、十分には元の湿度に復元しな
い。
第2図(b)は、H.D.A.停止からの経時変化の測定結
果である。これについても同様に実施例Aはゆるやかで
はあるが応答性は現われており、最終的には30%RH程度
を維持している。一方比較例Bは、調整作用により湿度
変化を緩やかにする程度の作用しかしていない。
この測定結果は通気口が大きい方が応答性がよくなる
ことを明確に示している。つまり応答性のためには通気
口を大きくすればよい。しかし、応答性の改善だけを考
慮して通気口を広げすぎたり、数を増やすと、シリカゲ
ルから発生する塵埃がH.D.A.内に悪影響を及ぼす危険性
がある。
従って、実際にH.D.A.での使用を考慮すると通気口は
塵埃発生が許される範囲で広く設定する。本実施例の通
気口(20mm)はこの塵埃対策を考慮し、かつ広く設定し
たものである。以下はこの実現できる範囲で応答性に優
れた実施例Aについて説明する。
さて、媒体とヘッドとの状態は、大きく分けて、停止
時、摺動時および浮上時の3つの状態がある。前述のよ
うに、停止時には吸着しないようになるべく低い湿度が
理想的である。そして、摺動時と浮上時は摩耗や損傷の
防止のため高湿度が理想的である。
これらを第2図との対比により考察すると起動時(第
2図(a))においては、停止,摺動,浮上と状態は移
行する。この時点ではH.D.A.内部は定常状態にあると考
えてよい。従って、シリカゲルの含水量で湿度は決定さ
れる。この設定湿度はこの湿度下で三つの状態が全て現
われるため、吸着の危険がなくかつなるべく高い湿度が
よい。次に、H.D.A.の動作により内部温度は上昇しそれ
に伴ない乾燥剤の応答性の悪さ故若干湿度は低下して下
のピークが出る。この状態では浮上状態であるが、ここ
でH.D.A.が停止する場合も考えられる。従ってこの下の
ピークの湿度も吸着の危険がなくかつなるべく高い湿度
がよい。
そしてH.D.A.の動作を停止すると、内部温度は下降
し、ここでも乾燥剤の応答が悪いため、湿度は上昇し、
上のピークがでる。この上のピークがでる頃はH.D.A.が
停止してからかなり時間がたっているため、当然ヘッド
は媒体と接触している。この接触だけを考慮すればこの
時は吸着をさけるためなるべく乾燥している方がよい
が、この状態でH.D.A.が起動することもある。従ってや
はりこの時も吸着がなく、なるべく高い湿度に保持する
のが理想的である。
以下総合するとH.D.A.内はどのタイミングでも吸着の
危険がなくかつなるべく高い湿度に設定されるのが理想
的である。
ここで発明者が実際の媒体上でヘッドとの吸着状態を
測定した結果を第3図に示す。これは媒体の回転を停止
してすぐ測定した静摩擦係数と停止して24時間放置後に
測定した静摩擦係数と相対湿度との関係を示している。
これによれば、相対湿度50%〜70%の間から静摩擦係
数μsは増加している。プロットされた点の配置からす
れば60%程度以下であれば吸着の危険は少ない。
実施例Aによれば最も湿度の高くなる時はH.D.A.が停
止して温度が下降している時(第2図(b))である。
この湿度のピークを60%以下に設定できればよい。測定
結果ではこのピークは55%RHになっており、吸着危険湿
度は回避されている。
一方、湿度の最低値はH.D.A.の動作時(第2図
(a))であり、20%RH程度である。またH.D.A.の外気
の状態の変化分を考慮してさらに5%RH低い15%RHとし
てもこれは、従来の10%RH以下の乾燥と比較すると大幅
な改善と言ってよい。
以上は通気口の大きさによって応答性が変化すること
について考察したが、前にも述べたように調湿剤の特性
によっても応答性は変化する。例えばシリカゲルにも多
くの種類があり、実施例Aとして用いているのは、JIS
規格でA型として規格されているシリカゲル(以下シリ
カゲルA)である。このシリカゲルの種類によっても応
答性は変化する。
第5図にはシリカゲルAと、これと同様にJIS規格の
B型として規格されているシリカゲルBとの2種類のシ
リカゲルの相対湿度に対する含水率を示している。
第2図の実施例Aの湿度変化を参照すると、H.D.A.内
の温度が上昇する時(H.D.A.動作開始時)と下降する時
(H.D.A.動作停止時)とでは温度の変化分はほぼ同一で
あるにもかかわらず、相対湿度の変化分は異なってい
る。
ここで第5図を参照するとシリカゲルAは高相対湿度
領域により低相対湿度領域の方が相対湿度の変化に対す
る含水率の変化が大きい。つまり、定常状態で17%の含
水率の含水シリカゲルAでは相対湿度が低く変化した場
合の放出する水分より、同じだけ相対湿度が高く変化し
た場合の吸収する水分の方が少ない。従って第2図の相
対湿度の変化はこのシリカゲルAの特性を考慮すれば説
明できるのである。
一方、シリカゲルBの特性はこれと逆である。つま
り、高相対湿度領域での応答性に優れている。
特に、本発明では過度の乾燥を特に防止することを目
的としているため、低相対湿度時での応答性のよいシリ
カゲルAが適切である。
シリカゲル自体の応答性はこれらのシリカゲルを混合
させたり、併用したすることで調整が可能である。
以上述べたようにシリカゲルの最適含水率は、外的条
件によって決定されなければならない。H.D.A.が使用さ
れる環境(温度,湿度)、H.D.A.の熱容量,シリカゲル
の搭載状態及び調湿剤ケースの形態,使用媒体とヘッド
の吸着危険湿度等がパラメータとなる。要するにこれら
のパラメータの関係で最高湿度になる状況で吸着しにく
い湿度であり、その他はなるべく高い湿度に保持される
ように含水率を設定する。例えば前述の実施例の外的条
件からすれば湿度変化は20%RH〜55%RHの約35%RHの変
化分が考慮される。これに対し、使用する媒体とヘッド
とにより吸着危険湿度が60%RHと決定される。これから
シリカゲルの平衡状態での湿度は30%RHが適切となり、
この30%RHの湿度の時平衡状態となる含水率を有するシ
リカゲル(JIS規格A型シリカゲルでは約17%の含水
率)が適切であると決定される。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は磁気ディスク装置のH.D.
A.内の湿度を一定に保つ調湿手段を備えたことにより、
吸着の危険が少なく、媒体の耐摩耗性に優れた磁気ディ
スク装置を提供することができるという効果がある。
また、調湿手段として水分を予め含ませたシリカゲル
を用いることで簡単に有効な調湿作用を得ることができ
るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のH.D.A.の正面部分断面図、
第2図はH.D.A.の動作に伴なうH.D.A.内部の温度と湿度
の時間変化を表わすグラフ、第3図は媒体とヘッドとの
接触時における静止摩擦係数と相対湿度との関係を表わ
すグラフ、第4図は密閉状態の空気の相対湿度と温度と
の相関グラフ、第5図はシリカゲルの含水特性を示すグ
ラフである。 1……ベースプレート、2……スピンドル、3……磁気
ディスク、4……アーム、5……磁気ヘッド、6……キ
ャリッジ、7……呼吸フィルタ、8……調湿剤ケース、
9……調湿剤、10……通気口、11……フィルタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 春山 洋之 東京都港区芝5丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 安田 登志夫 東京都港区芝5丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−70467(JP,A) 特開 昭63−113887(JP,A) 特開 昭63−28427(JP,A) 実開 昭64−28599(JP,U)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】密閉型のヘッド・ディスク・アッセンブリ
    を有する磁気ディスク装置において、前記磁気ディスク
    装置内に収容する前に一定量の水分を含ませた固体調湿
    剤が収容されており、前記固体調湿剤は所定の相対湿度
    より湿度が高ければその湿度差に見合う水分を物理吸着
    して平衡状態を形成し、前記所定の相対湿度より湿度が
    低ければ逆に水分を放出して平衡状態を形成することに
    より湿度調節を特徴とする磁気ディスク装置。
  2. 【請求項2】前記固体調湿剤は、磁気ディスク装置内に
    収容する前に前記一定量の水分を含ませたシリカゲルで
    ある請求項1に記載の磁気ディスク装置。
  3. 【請求項3】前記シリカゲルの収容時の水分の含有量
    を、前記磁気ディスク装置の動作時に前記磁気ディスク
    装置内の相対湿度を15%RH以上となるように設定したこ
    とを特徴とする請求項2に記載の磁気ディスク装置。
  4. 【請求項4】前記固体調湿剤は、磁気ディスク装置内に
    収容する前に前記一定量の水分を含ませた少なくとも2
    種類のシリカゲルであり、これら少なくとも2種類のシ
    リカゲルは、互いに特性が異な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。
JP2306547A 1990-01-19 1990-11-13 磁気ディスク装置 Expired - Lifetime JP2705302B2 (ja)

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