JP2768047B2 - 磁気ディスク装置 - Google Patents
磁気ディスク装置Info
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
- G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B5/60—Fluid-dynamic spacing of heads from record-carriers
- G11B5/6005—Specially adapted for spacing from a rotating disc using a fluid cushion
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B25/00—Apparatus characterised by the shape of record carrier employed but not specific to the method of recording or reproducing, e.g. dictating apparatus; Combinations of such apparatus
- G11B25/04—Apparatus characterised by the shape of record carrier employed but not specific to the method of recording or reproducing, e.g. dictating apparatus; Combinations of such apparatus using flat record carriers, e.g. disc, card
- G11B25/043—Apparatus characterised by the shape of record carrier employed but not specific to the method of recording or reproducing, e.g. dictating apparatus; Combinations of such apparatus using flat record carriers, e.g. disc, card using rotating discs
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- Magnetic Record Carriers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気体軸受け方式による
スペーシング制御方式を採用した磁気ディスク装置に関
する。
スペーシング制御方式を採用した磁気ディスク装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、磁気記憶装置に対して小型・大容
量化の要求が益々高まっている。この要求を解決する手
段は高記録密度の実現であり、従来の長手記録に代わる
垂直記録方式による磁気ディスク装置の実用化も指向さ
れている。高密度磁気記録を達成するための技術的な課
題は、磁気ヘッド／磁性媒体間の分離長の低減であり、
分離長が０．１μｍ以下にならない限り、前述した垂直
記録方式の有効性が発揮されないことが知られている。
すなわち、磁気ヘッドスライダの低浮上量化と、磁気デ
ィスクの磁性媒体や保護膜の薄膜化が高記録密度達成の
ための重要な技術課題となっている。
量化の要求が益々高まっている。この要求を解決する手
段は高記録密度の実現であり、従来の長手記録に代わる
垂直記録方式による磁気ディスク装置の実用化も指向さ
れている。高密度磁気記録を達成するための技術的な課
題は、磁気ヘッド／磁性媒体間の分離長の低減であり、
分離長が０．１μｍ以下にならない限り、前述した垂直
記録方式の有効性が発揮されないことが知られている。
すなわち、磁気ヘッドスライダの低浮上量化と、磁気デ
ィスクの磁性媒体や保護膜の薄膜化が高記録密度達成の
ための重要な技術課題となっている。
【０００３】スライダの低浮上量化に関しては、現在の
気体軸受け方式でも０．０５μｍ浮上が可能である。ま
た、磁性媒体の薄膜化はその磁気特性によって自ずから
制限を受けるが、保護膜は磁性媒体を機械的な損傷と化
学的な腐食から保護できさえすれば、その膜厚はなんら
制限を受けない。
気体軸受け方式でも０．０５μｍ浮上が可能である。ま
た、磁性媒体の薄膜化はその磁気特性によって自ずから
制限を受けるが、保護膜は磁性媒体を機械的な損傷と化
学的な腐食から保護できさえすれば、その膜厚はなんら
制限を受けない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上、現在の磁気ディ
スク装置に採用されている気体軸受け方式においても磁
気ヘッドスライダの浮上量が０．０５μｍ程度までは可
能であること、磁気ディスク上の保護膜の薄膜化も原理
的には可能であることを述べた。しかし、以下に述べる
ような問題点がスライダの低浮上量と、保護膜の薄膜化
を阻んでいるのが現状である。
スク装置に採用されている気体軸受け方式においても磁
気ヘッドスライダの浮上量が０．０５μｍ程度までは可
能であること、磁気ディスク上の保護膜の薄膜化も原理
的には可能であることを述べた。しかし、以下に述べる
ような問題点がスライダの低浮上量と、保護膜の薄膜化
を阻んでいるのが現状である。
【０００５】１）現在の磁気ディスク装置ではコンタク
ト・スタート・ストップ（以下、ＣＳＳと略す。）と呼
ばれる起動方式が採用されており、これはディスクの回
転起動時にはスライダとディスクが接触しており、スラ
イダが完全浮上状態となるまでスライダと磁気ディスク
表面は接触摺動状態となる。この接触摺動状態における
機械的損傷から磁性媒体を保護するために保護膜や潤滑
膜が設けられており、１０万回のＣＳＳに耐えるために
は、現在の技術では保護膜の膜厚は３０ｎｍ以上、潤滑
剤膜厚２ｎｍ以上を必要とされており、これで分離長は
０．０３２μｍである。
ト・スタート・ストップ（以下、ＣＳＳと略す。）と呼
ばれる起動方式が採用されており、これはディスクの回
転起動時にはスライダとディスクが接触しており、スラ
イダが完全浮上状態となるまでスライダと磁気ディスク
表面は接触摺動状態となる。この接触摺動状態における
機械的損傷から磁性媒体を保護するために保護膜や潤滑
膜が設けられており、１０万回のＣＳＳに耐えるために
は、現在の技術では保護膜の膜厚は３０ｎｍ以上、潤滑
剤膜厚２ｎｍ以上を必要とされており、これで分離長は
０．０３２μｍである。
【０００６】２）ＣＳＳ方式の磁気ディスク装置の装置
停止時ヘッドとディスクが接触状態にある。この停止接
触時にスライダとディスクとが吸着し、ディスクが起動
回転しない、もしくは起動時にスライダを支持するジン
バルばねが変形し、記録再生不能の状態に陥る。スライ
ダとディスクの吸着を防止するために、ディスク表面に
はテクスチャと呼ばれる深さ数１０ｎｍの傷が設けられ
ており、この傷が実効的な分離長の増加を促す。一般に
テクスチャの傷深さは６０ｎｍ、テクスチャ形成のため
の研磨処理によってディスクの全体的な表面の粗さは平
均粗さで１０ｎｍである。後者の粗さ、１０ｎｍが実効
的な分離長に寄与するとされていることから、１）項と
２）項で分離長は０．０４２μｍとなる。
停止時ヘッドとディスクが接触状態にある。この停止接
触時にスライダとディスクとが吸着し、ディスクが起動
回転しない、もしくは起動時にスライダを支持するジン
バルばねが変形し、記録再生不能の状態に陥る。スライ
ダとディスクの吸着を防止するために、ディスク表面に
はテクスチャと呼ばれる深さ数１０ｎｍの傷が設けられ
ており、この傷が実効的な分離長の増加を促す。一般に
テクスチャの傷深さは６０ｎｍ、テクスチャ形成のため
の研磨処理によってディスクの全体的な表面の粗さは平
均粗さで１０ｎｍである。後者の粗さ、１０ｎｍが実効
的な分離長に寄与するとされていることから、１）項と
２）項で分離長は０．０４２μｍとなる。
【０００７】３）１）の接触摺動状態での機械的損傷を
押さえるためにロード・アンロード方式と呼ばれるスペ
ーシング制御方式を採用した磁気ディスク装置が実用化
されつつある。ロード・アンロード方式とは接触摺動が
生じる低速回転時スライダとディスクを非接触状態に保
持し、定常浮上状態となる高速回転時にスライダとディ
スクを接近させ、気体軸受け方式の浮上を行わせるもの
である。しかし、ロード・アンロード方式においてもス
ライダとディスクを接近させた時に、スライダを支持す
るシンバルばね系の振動によりディスクとスライダが高
速で接触することが報告されており、１）に示したと同
様の保護膜膜厚と潤滑膜厚を必要とする。この場合の磁
気ディスク表面の平均粗さは５ｎｍディスクあるから、
分離長は０．０３７μｍとなる。
押さえるためにロード・アンロード方式と呼ばれるスペ
ーシング制御方式を採用した磁気ディスク装置が実用化
されつつある。ロード・アンロード方式とは接触摺動が
生じる低速回転時スライダとディスクを非接触状態に保
持し、定常浮上状態となる高速回転時にスライダとディ
スクを接近させ、気体軸受け方式の浮上を行わせるもの
である。しかし、ロード・アンロード方式においてもス
ライダとディスクを接近させた時に、スライダを支持す
るシンバルばね系の振動によりディスクとスライダが高
速で接触することが報告されており、１）に示したと同
様の保護膜膜厚と潤滑膜厚を必要とする。この場合の磁
気ディスク表面の平均粗さは５ｎｍディスクあるから、
分離長は０．０３７μｍとなる。
【０００８】４）スライダが完全浮上状態となっても、
記録再生時のトラッキングの際に、スライダはシーク動
作（ディスクの径方向に移動する）を受ける。このシー
ク時にスライダはローリングやピッチングと呼ばれる微
小振動を受け、この微小な振動がスライダとディスクの
接触をもたらす。このため、気体軸受け方式の浮上量が
原理的には０．０５μｍが可能であっても、事実上大き
な制限を受ける。磁気ディスク装置としての信頼性を確
保するうえで、実現可能な浮上量は現在の技術レベルで
０．１μｍである。
記録再生時のトラッキングの際に、スライダはシーク動
作（ディスクの径方向に移動する）を受ける。このシー
ク時にスライダはローリングやピッチングと呼ばれる微
小振動を受け、この微小な振動がスライダとディスクの
接触をもたらす。このため、気体軸受け方式の浮上量が
原理的には０．０５μｍが可能であっても、事実上大き
な制限を受ける。磁気ディスク装置としての信頼性を確
保するうえで、実現可能な浮上量は現在の技術レベルで
０．１μｍである。
【０００９】以上述べてきた制約から、ヘッド媒体間の
分離長は０．１３７〜０．１４２μｍとなる。また、媒
体膜厚の１／２が分離長に加算され、現在の磁性媒体の
磁気特性では膜厚を５０ｎｍにすることが不可能である
ことから、現在実現可能な分離長は０．１６２〜０．１
６７μｍということになる。この分離長でさえ、現在実
用化されている磁気ディスク装置においても実際に達成
されていないレベルであり、実用段階の分離長は最高水
準で０．２μｍである。分離長の制限項のなかで最大の
ものはスライダ浮上量であり、この値０．１μｍをいか
にして原理的に可能な値０．０５μｍに近づけるかが最
も重要な課題ということになる。
分離長は０．１３７〜０．１４２μｍとなる。また、媒
体膜厚の１／２が分離長に加算され、現在の磁性媒体の
磁気特性では膜厚を５０ｎｍにすることが不可能である
ことから、現在実現可能な分離長は０．１６２〜０．１
６７μｍということになる。この分離長でさえ、現在実
用化されている磁気ディスク装置においても実際に達成
されていないレベルであり、実用段階の分離長は最高水
準で０．２μｍである。分離長の制限項のなかで最大の
ものはスライダ浮上量であり、この値０．１μｍをいか
にして原理的に可能な値０．０５μｍに近づけるかが最
も重要な課題ということになる。
【００１０】本発明の目的は、このような課題を解決し
た磁気ディスク装置を提供することにある。
た磁気ディスク装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、気体軸受け方
式による磁気ディスク／磁気ヘッド間のスペーシング制
御方式をとる磁気ディスク装置において、表面に同種の
電離イオン気体分子を吸着させた磁気ディスクと磁気ヘ
ッドスライダを備え、吸着イオン気体分子間の反発力に
より磁気ディスクと磁気ヘッドスライダ間の接触を防止
もしくは緩和することを特徴とする。
式による磁気ディスク／磁気ヘッド間のスペーシング制
御方式をとる磁気ディスク装置において、表面に同種の
電離イオン気体分子を吸着させた磁気ディスクと磁気ヘ
ッドスライダを備え、吸着イオン気体分子間の反発力に
より磁気ディスクと磁気ヘッドスライダ間の接触を防止
もしくは緩和することを特徴とする。
【００１２】
【作用】磁気ディスクとスライダに吸着したイオン気体
分子が、スライダを浮上させる程の斥力を生じることは
不可能であるが、イオン気体分子が発揮する反発力は以
下の点で効果がある。
分子が、スライダを浮上させる程の斥力を生じることは
不可能であるが、イオン気体分子が発揮する反発力は以
下の点で効果がある。
【００１３】１）装置停止時の接触状態において、スラ
イダ／ディスク間に押付け力を若干緩和する斥力が作用
すること、斥力場の存在が液体潤滑剤や水蒸気分子のス
ライダ／ディスク界面への侵入を抑制するため、スライ
ダ／ディスクの吸着力を著しく低下させることの２つの
効果により、ディスク表面にテクスチャ傷を設ける必要
がなく、磁気ディスク全面に５ｎｍの平均粗さを設ける
だけで十分である。
イダ／ディスク間に押付け力を若干緩和する斥力が作用
すること、斥力場の存在が液体潤滑剤や水蒸気分子のス
ライダ／ディスク界面への侵入を抑制するため、スライ
ダ／ディスクの吸着力を著しく低下させることの２つの
効果により、ディスク表面にテクスチャ傷を設ける必要
がなく、磁気ディスク全面に５ｎｍの平均粗さを設ける
だけで十分である。
【００１４】２）斥力が吸着気体分子間の距離の２乗に
反比例すること、斥力の発生には緩和時間がない、すな
わち距離の変化に対して応答性よく、斥力が変化するこ
と（斥力発生に緩和時間があると、スライダとディスク
の接触を阻止する効力を有さないことになる。）スライ
ダの浮上時やシーク時に生じる不安定浮上姿勢や微小振
動に起因するスライダとディスクの異常接近と接触を著
しく緩和、かつ低減する。これにより、磁気ディスク装
置の機械的耐久性の向上だけではなく、スライダの浮上
量低減を図ることができる。
反比例すること、斥力の発生には緩和時間がない、すな
わち距離の変化に対して応答性よく、斥力が変化するこ
と（斥力発生に緩和時間があると、スライダとディスク
の接触を阻止する効力を有さないことになる。）スライ
ダの浮上時やシーク時に生じる不安定浮上姿勢や微小振
動に起因するスライダとディスクの異常接近と接触を著
しく緩和、かつ低減する。これにより、磁気ディスク装
置の機械的耐久性の向上だけではなく、スライダの浮上
量低減を図ることができる。
【００１５】
【実施例】図１は本発明の一実施例である８インチ磁気
ディスク４枚を内蔵した磁気ディスク装置である。
ディスク４枚を内蔵した磁気ディスク装置である。
【００１６】インダクティブ薄膜磁気ヘッドを設けた磁
気スライダ１は、Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣセラミック焼結体製
の正圧式テーパフラット型スライダであり、その浮上量
は５０ｎｍである。
気スライダ１は、Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣセラミック焼結体製
の正圧式テーパフラット型スライダであり、その浮上量
は５０ｎｍである。
【００１７】磁気ディスク２は、強化ガラス基板上にス
パッタ法によりＣｒ膜を５００ｎｍ成膜した後、膜厚５
０ｎｍのスパッタＣｏＮｉ磁性媒体を設けた。磁性媒体
上の保護膜は膜厚２０ｎｍのスパッタカーボン膜であ
る。カーボン膜成膜後、磁気ディスク上にさらに潤滑膜
としてパーフロロアルキルポリエーテルを１ｎｍ被覆し
た。
パッタ法によりＣｒ膜を５００ｎｍ成膜した後、膜厚５
０ｎｍのスパッタＣｏＮｉ磁性媒体を設けた。磁性媒体
上の保護膜は膜厚２０ｎｍのスパッタカーボン膜であ
る。カーボン膜成膜後、磁気ディスク上にさらに潤滑膜
としてパーフロロアルキルポリエーテルを１ｎｍ被覆し
た。
【００１８】このような磁気ヘッドスライダ１と潤滑膜
を被覆した磁気ディスク２に下記の方法で気体イオン分
子吸着処理を施した。
を被覆した磁気ディスク２に下記の方法で気体イオン分
子吸着処理を施した。
【００１９】ディスクとスライダを真空装置を兼ねたオ
ゾン発生装置に装入する。はじめに、真空度１×１０-7
ｔｏｒｒ，温度１００℃で１時間の真空アニール処理を
ディスクとスライダに施し、大気中でディスクとスライ
ダ表面に吸着した気体や汚染物を除去する。真空アニー
ル処理後、オゾンを処理装置内に導入し、＋に帯電した
オゾンをディスクとスライダの表面に吸着させる。な
お、オゾン吸着処理後の最終的な磁気ディスク表面の平
均あらさは５ｎｍである。
ゾン発生装置に装入する。はじめに、真空度１×１０-7
ｔｏｒｒ，温度１００℃で１時間の真空アニール処理を
ディスクとスライダに施し、大気中でディスクとスライ
ダ表面に吸着した気体や汚染物を除去する。真空アニー
ル処理後、オゾンを処理装置内に導入し、＋に帯電した
オゾンをディスクとスライダの表面に吸着させる。な
お、オゾン吸着処理後の最終的な磁気ディスク表面の平
均あらさは５ｎｍである。
【００２０】以上述べてきた磁気ディスクの膜構成とス
ライダの浮上量で計算すると、本実施例の磁気ディスク
装置における媒体／ヘッド間の分離長は０．０５（浮上
量）＋０．００６（平均あらさ）＋０．００１（潤滑膜
厚）＋０．０２（保護膜膜厚）＋０．０２５（媒体膜厚
／２）＝０．１０２μｍである。また、この磁気ディス
ク装置における線記録密度は７０ｋｂＰＩ、トラック密
度は２５００ＴＰＩである。この記録密度は実用レベル
の磁気ディスク装置としては最高水準の値である。
ライダの浮上量で計算すると、本実施例の磁気ディスク
装置における媒体／ヘッド間の分離長は０．０５（浮上
量）＋０．００６（平均あらさ）＋０．００１（潤滑膜
厚）＋０．０２（保護膜膜厚）＋０．０２５（媒体膜厚
／２）＝０．１０２μｍである。また、この磁気ディス
ク装置における線記録密度は７０ｋｂＰＩ、トラック密
度は２５００ＴＰＩである。この記録密度は実用レベル
の磁気ディスク装置としては最高水準の値である。
【００２１】磁気ディスクの回転用モーターは、ブラシ
レスの直流パルスモーターであり、最大回転速度３６０
０ｒｐｍである。ヘッドのサーボ機構部はボイスコイル
モーターを駆動系としたスイングアーム機構を採用して
おり、サーボ方式はデータ面サーボである。
レスの直流パルスモーターであり、最大回転速度３６０
０ｒｐｍである。ヘッドのサーボ機構部はボイスコイル
モーターを駆動系としたスイングアーム機構を採用して
おり、サーボ方式はデータ面サーボである。
【００２２】以上のディスク回転系、サーボ系およびそ
の方式は従来の磁気ディスク装置で採用されていたもの
と同一である。その他、磁気ディスク装置の容器形状、
外気呼吸口形状やそこに設けられたフィルタなどもすべ
て従来の磁気ディスク装置と同様である。
の方式は従来の磁気ディスク装置で採用されていたもの
と同一である。その他、磁気ディスク装置の容器形状、
外気呼吸口形状やそこに設けられたフィルタなどもすべ
て従来の磁気ディスク装置と同様である。
【００２３】また、比較例としてオゾン吸着処理を施さ
なかった以外、実施例とすべて同一な構成，形状を有し
た磁気ディスクと磁気ヘッドスライダを用意し、磁気デ
ィスク装置を作製した。
なかった以外、実施例とすべて同一な構成，形状を有し
た磁気ディスクと磁気ヘッドスライダを用意し、磁気デ
ィスク装置を作製した。
【００２４】以上の実施例と比較例について、同一軌跡
上で起動停止を繰り返した（ＣＳＳ試験に相当する。）
ところ、比較例の磁気ディスク装置ではわずか１５００
回の起動停止の繰り返しでクラッシュし、記録再生不能
となったのに対して、本発明による磁気ディスク装置は
５万回以上の起動停止に耐え、記録再生状態にもなんら
問題がなかった。また、シーク動作に対しても本発明の
磁気ディスク装置は極めて高い耐久性を有し、やはり５
万回以上のシーク動作後も記録再生状態になんら変化が
認められなかった。
上で起動停止を繰り返した（ＣＳＳ試験に相当する。）
ところ、比較例の磁気ディスク装置ではわずか１５００
回の起動停止の繰り返しでクラッシュし、記録再生不能
となったのに対して、本発明による磁気ディスク装置は
５万回以上の起動停止に耐え、記録再生状態にもなんら
問題がなかった。また、シーク動作に対しても本発明の
磁気ディスク装置は極めて高い耐久性を有し、やはり５
万回以上のシーク動作後も記録再生状態になんら変化が
認められなかった。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、本発明の磁気ディスク装
置は、従来の磁気ディスク装置に比較して高記録密度化
に有利なヘッド／媒体間の分離長の低減が達成されると
同時に、０．１μｍレベルの低分離長のもとでも良好な
耐久性を発揮することがわかる。
置は、従来の磁気ディスク装置に比較して高記録密度化
に有利なヘッド／媒体間の分離長の低減が達成されると
同時に、０．１μｍレベルの低分離長のもとでも良好な
耐久性を発揮することがわかる。
【図１】本発明の実施例である磁気ディスク装置の斜視
図である。
図である。
１ 磁気ヘッドスライダ ２ 磁気ディスク
Claims (1)
- 【請求項１】気体軸受け方式による磁気ディスク／磁気
ヘッド間のスペーシング制御方式をとる磁気ディスク装
置において、表面に同種の電離イオン気体分子を吸着さ
せた磁気ディスクと磁気ヘッドスライダを備え、吸着イ
オン気体分子間の反発力により磁気ディスクと磁気ヘッ
ドスライダ間の接触を防止もしくは緩和することを特徴
とする磁気ディスク装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3119541A JP2768047B2 (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | 磁気ディスク装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3119541A JP2768047B2 (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | 磁気ディスク装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04278266A JPH04278266A (ja) | 1992-10-02 |
| JP2768047B2 true JP2768047B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=14763849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3119541A Expired - Fee Related JP2768047B2 (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | 磁気ディスク装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2768047B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-05 JP JP3119541A patent/JP2768047B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04278266A (ja) | 1992-10-02 |
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