JP2864670B2 - 薄膜磁気記録ディスクおよび薄膜磁気記録ディスク駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は情報の磁気記録や再生に用いる薄膜磁気記録
ディスクおよび薄膜磁気記録ディスク駆動装置に関す
る。

従来の技術 近年、コンピュータの外部記憶装置に対する高容量化
および処理速度の高速化の要請は益々高まり、昔から使
われてきたフロッピー磁気記録ディスク駆動装置に代わ
って薄膜磁気記録ディスク駆動装置が急速に使用され始
めている。

以下に、従来の薄膜磁気記録ディスクおよび薄膜磁気
記録ディスク駆動装置について説明する。

第７図に示すように、ニッケル・リン膜10を被覆した
アルミニウム合金９等の基板の上に磁性金属合金または
磁性金属化物等の磁性膜11を形成し、その上に保護膜12
を形成し、更に潤滑剤13を塗布している。基板の表面に
はテクスチャと呼ばれる同心円状の溝が数多く円周方向
に沿って付けられている。テクスチャの半径方向のピッ
チは磁気ヘッドのトラック幅に比べて非常に小さく、ま
た、溝の幅や深さは均質ではなく、表面の中心線平均あ
らさRaが約50Åから200Åが一般的である。基板の上に
磁性膜11が、スパッタ法，蒸着法，メッキ法等により、
通常500Åから4000Åの厚みで成膜されるため、テクス
チャの溝に関係なく、基板の表面に均質にしかも連続に
成膜される。保護膜12としてはカーボンが良く使われ、
また外側の表面に有機材料から成る潤滑剤13が塗布され
る。

第８図に示すように、薄膜磁気記録ディスク駆動装置
はフロッピー磁気記録ディスク駆動装置と異なり、通
常、何枚かの薄膜磁気記録ディスク１を装置内部のモー
タスピンドル４に固定して外部環境から隔離した状態で
用いる構造になっている。２は磁気ヘッド、３はヘッド
アーム、５はモータ、６はキャリッジ、７は可動コイ
ル、８は永久磁石を示す。

第９図および第10図に示すように、磁気ヘッド２のス
ライダ19は、浮上面14と、トラック部15と、ギャップ16
と、コイル17を設けたヘッドコア18で構成されている。
矢印ａは、スライダ19を押し付ける力、矢印ｂは空気
流、矢印ｃは基板20の運動方向を示す。21は基板20の磁
性膜を示す。

以上のように構成された薄膜磁気記録ディスク駆動装
置について、以下の動作について説明する。

情報を記録再生するための磁気ヘッド２は、通常、浮
動ヘッドと呼ばれる磁気ヘッド２が用いられ、非動作時
は薄膜磁気記録ディスク１の表面に接触した状態で静止
しているが、起動時には薄膜磁気記録ディスク１の回転
開始と共に薄膜磁気記録ディスク１の面上を摺動しなが
ら浮上状態に至り、動作中は0.15ミクロンないし0.4ミ
クロンの浮上量で薄膜磁気記録ディスク１と接触するこ
となく飛行する。

また、停止時には、起動時と逆にディスクの回転速度
の低減と共に摺動しながら停止にいたる。このような、
方式を、コンタクト・スタート・ストップ（CSS）方式
と呼ぶ。

フロッピー磁気記録ディスクは磁性酸化鉄を混ぜ込ん
だ樹脂を数十ミクロン厚の柔軟なプラスチック基板上に
数ミクロンの厚さに塗布したものであり、しかも、上記
樹脂中に潤滑剤を含浸させているので、磁気ヘッドが常
にディスク表面を摺動している状態で記録再生の動作を
続けても問題は起こりにくい。しかしながら、薄膜磁気
記録ディスクでは、記録容量を増大させるために、強い
磁性を有する金属磁性材料を用いており、また記録再生
特性を向上させるため、磁膜は薄くしなくてはならず、
更に、記録密度を高めるためと、データの処理スピード
を迅速にするため、薄膜磁気記録ディスクと磁気ヘッド
との動作中における相対スピードがフロッピー磁気記録
ディスクの場合に比べて著しく速い。したがって、磁気
ヘッドによる摺動時あるいは浮上時の突発的な異物の噛
み込み等によりたやすく破損される。このような現象を
避けるため、薄膜磁気記録ディスクを用いる場合には、
記録再生の動作中は常に薄膜磁気記録ディスク上を浮上
する浮動ヘッドを用いなくてはならず、また起動および
停止の際の接触時の摩擦係数を低減させるために、基板
上のテクシュチャや、保護膜，潤滑剤等が必要となる。

記録再生の過程においては、ディスク表面の磁性膜の
全領域を用いるのではなく、複数個の同心円状のトラッ
クと称される離散する帯域に情報を書き込む。現在、使
われている薄膜磁気記録ディスクにおいては、トラック
の幅は約20ミクロンであり、トラックどうしの間隔は約
数ミクロンである。この場合、対応する磁気ヘッドの磁
界を発生させ、かつ、再生起電力を得るためのギャップ
部の幅が約20ミクロンとなる。動作中は磁気ヘッドがこ
のトラック上を浮上しつつ、ディスクが高速で回転して
おり、他の情報を記録再生したい時には、半径方向に、
磁気ヘッドが浮上しながら移動し、他のトラックに至
る。通常、均質で連続な磁性膜上でのトラック位置を正
確に検出するために、予め各トラック位置にサーボ情報
と呼ばれるデータを書き込んでおき、このデータを専用
に読み出すサーボヘッドと呼ばれる磁気ヘッドが用いら
れる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の従来の構成では、記録容量の高
容量化に伴い、記録再生の効率を高めるため、磁気ヘッ
ドの浮上量の低減が要望されており、従来0.15ミクロン
ないし0.4ミクロンの浮上量が0.1ミクロン以下で成ろう
としている。この場合、低浮上化になるにしたがって、
浮上中あるいは浮上しながらのトラック位置を探すため
のディスク半径方向への移動中に磁気ヘッドがディスク
と衝突する機会が増え、更に、CSS時に浮上に至るまで
の摺動の時間および停止に至るまでの摺動の時間が長く
なり、保護膜や磁性膜の破損の機会が増加するという問
題点を有していた。

また基板自体も磁気ヘッドの低浮上化に伴って、表面
の中心線平均粗さRaを更に小さくする必要があり、この
ような平坦な基板を用いた場合薄膜磁気記録ディスクと
磁気ヘッド間の静止摩擦係数や動摩擦係数が増大し、吸
着現象を起こしたり、カーボン膜の削れを起こすという
問題点を有していた。

さらに従来の薄膜磁気記録ディスクは、磁性膜が均質
で連続な磁性金属薄膜であるため、サーボシステムを用
いても、情報を書き込んだり読みだしたりする場合に完
全にトラック位置を一致させる事は不可能であり、前に
記録されたトラックの上に新しいデータを記録する場
合、前のデータを記録したトラックからわずかにずれた
薄膜磁気記録ディスク上の半径方向位置に記録されるこ
とがある。再生ヘッドがこのトラックから信号を読み取
る時、トラックの縁部では薄膜磁気記録ディスク上の前
に記録された信号も拾いあげることになる。このため、
通常オーバーライト特性と呼ばれる特性が劣化するとい
う問題点や記録過程において、記録ヘッドからの漏洩磁
界がトラックの縁に本来の情報とは無関係の好ましくな
い磁化パターンが形成され、再生過程において情報を読
み取る際にこの磁化パターンがノイズとなり、エラーの
原因となるという問題点を有していた。

以上のような問題点を軽減するため、平坦な基板を用
い、薄膜磁気記録ディスクの半径方向に磁性膜と非磁性
膜とを、交互に形成して、複数の同心円状の離散磁性膜
トラックを作製する方法がある（例えば特開平１−2794
21号公報）。この方法では磁性膜の分離は、リソグラフ
ィ法により実施されており、トラック間の領域には、基
板とは異なった材質の非磁性材料を充填している。また
磁気ヘッドとの組み合せによる使用法は、あくまで従来
の用い方を前提としており、動作中は磁気ヘッドはディ
スク面上を浮上する。この方法によれば、離散磁性膜ト
ラックにより、オーバーライト特性及び漏洩磁界による
ノイズの低減に関しては改善されているが、CSS特性や
磁気ヘッドの浮上特性に関してはほとんど改善されてお
らず、また、リソグラフィにより磁性膜をエッチングし
たあと、空隙を非磁性材料で充填する製造方法は非常に
煩雑であるという問題点を有していた。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、トラッ
ク位置信号を記録する必要がなく、専用のサーボヘッド
も用いずに、オーバーライト特性の向上とノイズの低減
ができ、高密度の記録再生が可能な信頼性の高い薄膜磁
気記録ディスクおよび薄膜磁気記録ディスク駆動装置を
提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の薄膜磁気記録ディ
スクおよび薄膜磁気記録ディスク駆動装置は、薄膜磁気
記録ディスクが、プラスチックからなるディスク状基板
と、基板の円周方向に沿った複数の同心円状の溝と、溝
と溝の間に位置する畝と、溝の中に成膜された磁性膜を
備えた構成、あるいは、 前記薄膜磁気記録ディスクの基板と溝と畝とが射出成
形によって形成されることを特徴とする構成、あるい
は、 前記薄膜磁気記録ディスクの溝の深さが50Å〜3000Å
であることを特徴とする構成、あるいは、 薄膜磁気記録ディスク駆動装置が、前記第１あるいは
第２の薄膜磁気記録ディスクと、磁気ヘッドと、を備
え、記録再生時に磁気ヘッドのスライダ面が畝上を摺動
することを特徴とする構成、あるいは、更に、磁気ヘッ
ドのギャップ部の幅が溝の幅より広いを有することを特
徴とする構成を有している。

作用 この構成によって、薄膜磁気記録ディスクの磁性膜の
表面は、磁性膜が成形されていない突出部の表面より低
い位置に形成されることになる。また記録再生の動作時
には、磁性膜が形成されていない突出部の上を磁気ヘッ
ドのスライダ面が摺動しながら常に薄膜磁気記録ディス
クとスライダ面とが接触された状態となる。

実 施 例 以下本発明の第１の実施例について、図面を参照しな
がら説明する。ポリエーテルイミドにより、溝加工を施
した金型を用いて射出成形したプラスチックの基板の形
状は、円周方向に複数個の同心円状の溝を有し、内周か
ら外周まで一定で、溝幅は５ミクロン，溝深さは3300
Å，溝中心ピッチは７ミクロンである。溝の深さは、記
録再生ヘッドと溝の中に形成される磁性膜との間隔が設
計上の電磁変換特性を得るために許される最大の間隔に
なるように決められる。即ち、ディスクの内周側と外周
側とで溝の深さを変えることも可能である。また溝の形
状は表面から深さ方向に垂直に切り立った形状とし、溝
の底面はできるだけ平坦に仕上げる。溝の側面は上記の
垂直面ではなく、高さ方向に上部に狭くなった斜めの面
でも良い。また、溝と溝との間の畝の部分の表面はでき
るだけ平坦であることが望ましい。

第２図に示すように、プラスチックの基板22を加熱
し、充分にガス出しを行った後、スパッタリング法を用
い順次金属薄膜を形成させる。金属薄膜は、膜厚2000Å
のクロミウム膜23,膜厚500Åのコバルト・ニッケル・ク
ロミウム合金膜24および膜厚300Åのクロミウム膜25の
順に形成する。上記の膜付けは、蒸着，メッキ,CVD等で
行っても良い。

ついで、第３図に示すように、セラミック製で高速な
周速でも浮上しないようにスライダ部に格子状に切込み
の入ったヘッド（ワッフル・ヘッド）を用い、高速で基
板22の表面の畝の部分を摺動し、畝の部分の表面の金属
薄膜を削り取り洗浄する。金属薄膜を除去するために、
砥粒の付着したラッピングテープで擦っても良い。つい
で、第４図に示すように、表面に膜厚200Åのカーボン
膜26を同じくスパッタ法を用いて形成する。

第５図に示すように、カーボン膜26でなく潤滑剤を塗
布して、膜厚20Åの潤滑膜27を形成させたり、第６図に
示すように、膜厚200Åのカーボン膜26の上にさらに潤
滑剤を塗布して膜厚20Åの潤滑膜27を形成させても良
い。この場合、磁気ヘッドのギャップ部の表面と磁性膜
トラック表面との間隔は720Åとなる。

以上のように本実施例によれば、基板に円周方向に沿
った複数の同心円の深さが50〜3000Åの溝を備え、この
溝の中のみに磁性膜を設けることにより、磁気ヘッドの
摺動面が薄膜磁気記録ディスクの突出部のみを常に摺動
することになるので薄膜磁気記録ディスクの磁性膜の破
損を無くすることができる。

以下本発明の第２の実施例について、図面を参照しな
がら説明する。

第１図に示すように、薄膜磁気記録ディスク１の溝の
部分に磁性膜28が形成されており、磁気ヘッド２のスラ
イダ面29と、薄膜磁気記録ディスク１の突出部を介して
接している。磁気ヘッドのギャップ部30の幅は、薄膜磁
気記録ディスク１の溝の中の磁性膜28の幅即ちトラック
の幅より広く設計されている。磁気ヘッド２のスライダ
面29及びギャップ部30が薄膜磁気記録ディスク１の円周
方向を摺動しながら記録再生の動作を行う時も、また半
径方向を摺動しながらトラック位置を検出する時も決し
て磁性膜28に接触しない構造になっている。

磁気ヘッド２は３レール型の形状とし、２つのスライ
ダ面29をポリエーテルイミドにより作製し、センターレ
ールのギャップ部30を挟む磁束の流れる部分のみをフェ
ライトで作製した。またセンターレールがスライダ面29
より突出しないように気をつけた。

磁気ヘッドとしては、現在用いられている浮動ヘッド
でもよいし、あるいは、フロッピーディスク用磁気ヘッ
ドのタイプでも良い。但し、磁気ヘッドのスライダ面の
材質は、摺動すべき薄膜磁気記録ディスクの材質によっ
て決められるべきであり、その材質がプラスチック材料
の場合には、磁気ヘッドのスライダ面の材質もプラスチ
ック材料で作る方が、一方が選択的に摩耗されることが
ないので望ましい。磁気ヘッドに掛ける加重は、走行中
に磁性膜面からの揚力が磁気ヘッドに働くので、薄膜磁
気記録ディスクの突出部の走行方向の変動に追従できる
程度の加重で良い。

以上のように本実施例によれば、基板が複数の同心円
の溝を有し、その溝の中にのみ磁性膜トラックが形成さ
れ、磁性膜トラックの間の領域を成す表面が磁性膜トラ
ックの表面より高くなっている薄膜磁気記録ディスクを
用い、磁気ヘッドのスライダ面が磁性膜トラックの間の
領域を摺動する構成により、記録再生の動作中に、磁性
膜が形成されていない薄膜磁気記録ディスクの突出部の
上を磁気ヘッドのスライダ面が高速で摺動しながら常に
薄膜磁気記録ディスクとスライダ面とが接触した状態で
用いることができる為、3000Å以下50Åに至るようない
かなる低浮上でも膜を痛めることなく、安定して高密度
で効率良く情報の記録再生を行うことができる。また磁
気ヘッドの静止時及び摺動時のディスクへの接触面積が
小さいので、静止摩擦係数及び動摩擦係数が小さくな
り、吸着現象や薄膜磁気記録ディスクの表面の破壊が起
こりにくい。更に、常時、磁気ヘッドが薄膜磁気記録デ
ィスクの突出部に接触しながら摺動するため、ごみなど
の噛み込みによる突発的な衝撃力が発生しない。また磁
気ヘッドのギャップ幅がディスクの磁性膜トラック幅よ
り広いため、記録および再生の際にトラックずれをおこ
さず、したがって、オーバーライト特性が向上する。さ
らに、記録ヘッドからの漏洩磁界がトラックの縁に及ぶ
ことがないので、このことによるノイズも軽減すること
がきる。

発明の効果 以上の実施例の説明からも明らかなように本発明は、
薄膜磁気記録ディスクを、プラスチックからなるディス
ク状基板と、基板の円周方向に沿った複数の同心円状の
溝と、溝と溝の間に位置する畝と、溝の中に成膜された
磁性膜を備えた構成、あるいは、 前記薄膜磁気記録ディスクの基板と溝と畝とが射出成
形によって形成されることを特徴とする構成、あるい
は、 前記薄膜磁気記録ディスクの溝の深さが50Å〜3000Å
であることを特徴とする構成、あるいは、 薄膜磁気記録ディスク駆動装置を、前記第１あるいは
第２の薄膜磁気記録ディスクと、磁気ヘッドと、を備
え、記録再生時に磁気ヘッドのスライダ面が畝上を摺動
することを特徴とする構成、あるいは、更に、磁気ヘッ
ドのギャップ部の幅が溝の幅より広いを有することを特
徴とする構成にすることにより、磁性膜の破損を防止で
き、トラック位置信号の記録を必要とせずまた専用のサ
ーボヘッドを用いる必要がなく、さらにオーバーライト
特性の向上とノイズ低減を図ることができ、高密度の記
録再生ができる優れた薄膜磁気記録ディスクおよび薄膜
磁気記録ディスク駆動装置を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第２の実施例の薄膜磁気記録ディスク
駆動装置の磁気ヘッドと薄膜磁気記録ディスクとの位置
関係を示す部分断面図、第２図ないし第６図は本発明の
第１の実施例の薄膜磁気記録ディスクの製造工程段階別
の磁性膜，カーボン膜および潤滑膜ならびにこれらの組
合せ膜の形成状態を示す断面図、第７図は従来の薄膜磁
気記録ディスクの部分断面図、第８図は従来の薄膜磁気
記録ディスク駆動装置の構成図、第９図は同浮動ヘッド
の構成を示す斜視図、第10図は同磁気ヘッドのスライダ
と薄膜磁気記録ディスクの動作時の状態を示す概念図で
ある。 １……薄膜磁気記録ディスク、２……磁気ヘッド、15…
…トラック部、18……ヘッドコア、19……スライダ、22
……基板、23,25……クロミウム膜、24……コバルト・
ニッケル・クロミウム合金膜、26……カーボン膜、27…
…潤滑膜、28……磁性膜、29……スライダ面、30……ギ
ャップ部。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラスチックからなるディスク状基板と、
   前記基板の円周方向に沿った複数の同心円状の溝と、前
   記溝と溝の間に位置する畝と、前記溝の中に成膜された
   磁性膜を備えた薄膜磁気記録ディスク。
2. 【請求項２】前記基板と前記溝と前記畝とが射出成形に
   よって形成されることを特徴とする請求項１記載の薄膜
   磁気記録ディスク。
3. 【請求項３】前記溝の深さが50Å〜3000Åであることを
   特徴とする請求項１記載の薄膜磁気記録ディスク。
4. 【請求項４】請求項１記載の薄膜磁気記録ディスクと、
   磁気ヘッドと、を備え、 記録再生時に前記磁気ヘッドのスライダ面が前記畝上を
   摺動することを特徴とする薄膜磁気記録ディスク駆動装
   置。
5. 【請求項５】請求項２記載の薄膜磁気記録ディスクと、
   磁気ヘッドと、を備え、 記録再生時に前記磁気ヘッドのスライダ面が前記畝上を
   摺動することを特徴とする薄膜磁気記録ディスク駆動装
   置。
6. 【請求項６】前記磁気ヘッドのギャップ部の幅が前記溝
   の幅より広いことを特徴とする請求項４記載の薄膜磁気
   記録ディスク駆動装置。
7. 【請求項７】前記磁気ヘッドのギャップ部の幅が前記溝
   の幅より広いことを特徴とする請求項５記載の薄膜磁気
   記録ディスク駆動装置。