JP2902521B2 - 磁気ディスクおよび磁気ヘッドならびに磁気記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ等の外部
記憶装置として用いられる磁気記録装置、ならびにそれ
に搭載され、相対移動により情報の記録・再生・消去等
を行なう磁気ディスクおよび磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、コンピュータ等の外部記憶装置
として、フレキシブルディスク装置（ＦＤＤ）あるいは
ハードディスク装置（ＨＤＤ）等の磁気記録装置が多用
されている。そして、これらのＦＤＤ、ＨＤＤ等には、
情報の記録・再生・消去等を行うための磁気ヘッドと、
この磁気ヘッドと相対移動して、所望の位置に所定の情
報が記憶される磁気ディスクが搭載されている。

【０００３】前記ＨＤＤについて説明すると、ＨＤＤの
非動作時には、磁気ディスクは停止状態とされ、磁気デ
ィスクと磁気ヘッドとは接触状態とされており、ＨＤＤ
に情報の記録・再生・消去等の情報処理を行う動作時に
は、磁気ディスクを回転させ、接触状態にある磁気ディ
スクと磁気ヘッドとを、この磁気ディスクの回転によ
り、磁気ディスクの表面から磁気ヘッドを所望量浮上さ
せ、磁気ヘッドを磁気ディスクの所定位置に移動させ、
磁気ヘッドから所定の信号を磁気ディスクに送出して所
望の情報処理を行う、いわゆるＣＳＳ（コンタクト・ス
タート・ストップ）とされている。

【０００４】また、前記磁気ディスクについて説明する
と、磁気ディスクはＮｉ−Ｐ鍍金されたアルミニウム、
ガラス等の適宜な非磁性素材により製せられた環状の基
板上に、適宜な下地層と、磁性層と、保護層と、潤滑層
とが順に形成されている。

【０００５】そして、磁気ディスクの半径方向内側の軸
心側の所定領域は、磁気ディスクと磁気ヘッドとが当接
されるＣＳＳ領域とされ、このＣＳＳ領域の径方向外側
に、磁気ヘッドが浮上走行して情報処理がなされる適宜
なデータ領域が形成されている。

【０００６】ここで、磁気ヘッドの停止状態と浮上走行
状態についてさらに説明する。

【０００７】磁気ディスクの停止時において、磁気ヘッ
ドはそれ自身を支持するジンバルプレートと称されるヘ
ッド支持部材のばね圧等により磁気ディスクの表面に所
定の当接力で当接されている。

【０００８】そして、ＨＤＤが稼働されると、磁気ディ
スクは磁気ヘッドと当接した状態で回転を開始する。さ
らに、磁気ディスクの回転速度の上昇に伴い、磁気ディ
スクの表面に生じる気流による揚力が増加し、この揚力
が磁気ヘッドの磁気ディスクに対する当接力より大きく
なると、磁気ヘッドは磁気ディスクの表面から緩やかに
浮上し、磁気ヘッドの形状と、当接力と、磁気ディスク
の周速等により決定される所望の浮上量を保持して磁気
ディスクに対して浮上走行する。

【０００９】すなわち、磁気ヘッドが磁気ディスクに対
して浮上開始する直前までは、磁気ヘッドが磁気ディス
クの表面を摺動して擦り付けることとなる。このため、
磁気ディスクの表面と、磁気ヘッドの磁気ディスクと当
接する媒体対向面との何れか、あるいは両者が摺動抵抗
により摩耗し、場合によっては磁気ディスクの表面破壊
（表面クラッシュ）を起こし、磁気ディスクの記録内容
を読み出すことができなくなることがあった。また、磁
気ヘッドと磁気ディスクとの摺動抵抗（摩擦力）が異常
に増加して磁気ディスクの回転トルク以上の値になる
と、磁気ディスクは回転しなくなり、ＨＤＤの故障につ
ながるという問題点があった。

【００１０】また、磁気ヘッドの磁気ディスクと当接す
る対向面は鏡面仕上げが施され、磁気ディスクの表面も
鏡面仕上げが施され、鏡面どうしの部分の接触により吸
着を生じ、磁気ヘッドが磁気ディスクに吸着して動かな
くなり、ＨＤＤの故障につながるという問題点もあっ
た。

【００１１】そこで、このような問題点を解決するため
に、従来から磁気ディスクの基板の表面にテクスチャー
と称する不均一な微細な凹凸を機械加工あるいはケミカ
ルエッチング等により設け、磁気ディスクと磁気ヘッド
との接触部の接触面積を減少させる磁気ディスクが提案
されている。

【００１２】前記テクスチャーにより磁気ディスクの基
板の表面に設けられた微細な凹凸は、表面形状のパラメ
ータとして表面あらさしかなく、しかも、この表面あら
さを所望の状態に制御することが極めて困難であるとと
もに、機械加工によるテクスチャーは、その断面が略三
角形となり、摩耗の進行にともない三角形の頂点から徐
々に消滅し、接触面積が徐々に増加するという形状的な
問題点があった。

【００１３】そこで、フォトリソグラフと称されるフォ
トエッチングを用いて磁気ディスクの基板の表面に微細
な突設部を形成し、前述した不都合を解決する磁気ディ
スクが提案されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のフォトエッチングを用いた磁気ディスクにおい
ては、磁気ディスクの表面に所定形状の突設部を精度良
く、かつ、突設部の面積が摩耗により変化することのな
い形状とすることはできるものの、いまだに磁気ディス
クと磁気ヘッドとの吸着および摺動抵抗に対する最適化
を図ることができないという問題点があった。

【００１５】なぜならば、従来例においては、各突設部
を具体的に、どのように形成すべきであるかが不明確で
あるからである。

【００１６】この磁気ディスクに設ける突設部の形状等
の規定について従来例を見ると、例えば、特開平３−９
１１１７号公報に記載されているように、突設部の面積
比を１％以下とするもの、特開平３−１７３９１７号公
報に記載されているように、突設部の面積比を０．００
１〜１％とし、かつ、その形状を断面矩形としたもの、
特開平３−２５０４２０号公報に記載されているよう
に、３００オングストローム以上の突設部の数を１平方
ミリメートル当たり１０個以内としたもの等のように、
突設部の面積比および数のみを規定しているにすぎな
い。

【００１７】しかし、従来の面積比および個数のみの形
状等の規定により形成された磁気ディスクでは、突設部
の密度の規定がなされず、前述した磁気ディスクと磁気
ヘッドとの吸着および摺動抵抗に対する最適化を図るこ
とができないという問題点があった。

【００１８】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、前述した従来のものにおける問題点を克服し、
磁気ヘッドと磁気ディスクとの吸着を確実に防止すると
ともに、摺動抵抗を少なくした最適の突設部を有する磁
気ディスクおよび磁気ヘッドならびに磁気記録装置を提
供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため請求項１に記載の本発明の磁気ディスクは、少なく
ともＣＳＳ領域に突設部を多数形成するとともに、前記
各突設部の高さを５ｎｍ以上とし、各突設部の高さをＨ
（ｍｍ）、１ｍｍ² 当たりの突設部の数をＮとしたとき
に、前記各突設部の平均面積Ａ（ｍｍ² ）が、 （１０^-5／Ｎ・Ｈ）² ≦Ａ≦１５×１０^-2／Ｎ の範囲内にあり、かつ、前記突設部の数が１１１個／ｍ
ｍ ² 以上であることを特徴としている。

【００２０】そして、請求項２に記載の本発明の磁気デ
ィスクは、請求項１において、前記突設部の数の上限値
が１６７００個／ｍｍ ² であることを特徴としている。

【００２１】さらに、請求項３に記載の本発明の磁気ヘ
ッドは、少なくとも磁気ディスクと対向するスライダの
摺動面の一部に突設部を多数形成するとともに、前記各
突設部の高さを５ｎｍ以上とし、前記各突設部の高さを
Ｈ（ｍｍ）、１ｍｍ² 当たりの突設部の数をＮとしたと
きに、前記各突設部の平均面積Ａ（ｍｍ² ）が、 （１０^-5／Ｎ・Ｈ）² ≦Ａ≦１５×１０^-2／Ｎ の範囲内にあることを特徴としている。

【００２２】また、請求項４に記載の本発明の磁気記録
装置は、請求項１に記載の磁気ディスクおよび請求項３
に記載の磁気ヘッドの一方、あるいは、両者を用いたこ
とを特徴としている。

【００２３】

【作用】請求項１に記載の本発明の磁気ディスクによれ
ば、磁気ディスクの少なくともＣＳＳ領域に所定形状の
突設部を、磁気ディスクと磁気ヘッドとの吸着および摺
動抵抗に対して、最適形状で、かつ、最適配置すること
ができる。

【００２４】請求項２に記載の本発明の磁気ディスクに
よれば、最大摩擦係数が１以下の部分を大きくすること
ができる。

【００２５】請求項３に記載の本発明の磁気ヘッドによ
れば、磁気ヘッドの少なくとも磁気ディスクと対向する
スライダの摺動面の一部に所定形状の突設部を、磁気デ
ィスクと磁気ヘッドとの吸着および摺動抵抗に対して、
最適形状で、かつ、最適配置することができる。

【００２６】請求項４に記載の本発明の磁気記録装置に
よれば、磁気ディスクと磁気ヘッドとの吸着および摺動
抵抗を低減させることができ、ＣＳＳによる耐久性を向
上させることができる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１から図１８につ
いて説明する。

【００２８】まず、本発明に係る磁気ディスクの実施例
について図１から図１４により説明する。

【００２９】図１は本発明の磁気ディスクの一実施例を
示す平面図であり、図２はＣＳＳ領域の一部を拡大した
部分拡大平面図である。

【００３０】本実施例の磁気ディスク１は、図１に示す
ように、従来と同様に適宜な厚さの環状に形成されてい
る。そして、径方向内側の所定範囲は図示しない磁気ヘ
ッドと当接状態とされる図中斜線で示すＣＳＳ領域２と
され、前記ＣＳＳ領域２の径方向外側の所定領域は図示
しない磁気ヘッドにより情報処理がなされるデータ領域
３とされている。

【００３１】また、この磁気ディスク１は、金属、ガラ
ス、樹脂、アルミ合金にＮｉ−Ｐ鍍金を施したもの等の
適宜な素材により環状に製せられた基板の一方の表面、
あるいは表裏両面に、適宜な下地層、磁性層、保護層、
潤滑層が所定の厚みで順に形成されている。これらの各
層はスパッタリング等の適宜な成膜法により、例えば下
地層としてクロム（Ｃｒ）を素材としたＣｒ層等が用い
られ、磁性層としてコバルト（Ｃｏ）合金を主とするＣ
ｏ合金系を素材としたＣｏ合金系の磁性層等が用いられ
ており、保護層としてはカーボン（Ｃ）を素材としたＣ
層等が用いられており、潤滑層としてはパーフルオロポ
リエーテル重合体等が素材として用いられている。

【００３２】また、前記磁気ディスク１の表面と裏面と
の少なくとも一方のＣＳＳ領域２には、所定形状、本実
施例では角柱状に形成された多数の突設部４、４、…が
磁気ディスク１の表面から軸方向外側に向かって突設さ
れている。そして、この各突設部４は、図２に示すよう
に、相互の間隔Ｌを同一とする正三角形形状に配置され
るとともに、その高さを５ｎｍ以上とされている。そし
て、各突設部４の高さをＨ（ｍｍ）、１ｍｍ² 当たりの
突設部４の数をＮとしたときに、各突設部４の平均面積
Ａ（ｍｍ² ）が、 （１０^-5／Ｎ・Ｈ）² ≦Ａ≦１５×１０^-2／Ｎ の範囲になるように形成されている。

【００３３】本実施例の磁気ディスクの表面に形成され
る突設部４について図３により説明する。

【００３４】図３は突設部の要部を示す拡大縦断面図で
ある。

【００３５】図３に示すように、本実施例の突設部４
は、環状の基板５にフォトレジストを塗工し、所定パタ
ーンのフォトマスクを用いて露光し、現像、エッチング
等を行い、フォトレジストを基板から除去するフォトエ
ッチングを施すことにより、角柱状の突部６を形成す
る。その後、この突部６を設けた基板５の表面に前述し
た下地層７、磁性層８、保護層９、潤滑層１０が所定の
厚みで順に形成されて、所定高さＨの突設部４が形成さ
れる。

【００３６】なお、本実施例においては、突設部４の形
状を角柱状としたが、円柱状等の高さ方向と直交する断
面積が一定ものだけに限られず、仕様により突設部４が
摩滅して高さが変化した場合に、図示しない磁気ヘッド
と当接する突設部４の平均面積Ａが前記式を満足するな
らば、高さ方向と直交する断面積が変化する、例えば円
錐台状、角錐台状等の適宜な形状でよく、特に、本実施
例に限定されるものではない。

【００３７】また、本実施例においては、突設部４をＣ
ＳＳ領域２に形成したが、データ領域に形成しても良
く、特に、本実施例に限定されるものではない。そし
て、突部６はフォトエッチングでなく、放電加工、レー
ザ加工等の適宜な加工方法により形成してもよく、特
に、本実施例に限定されるものではない。

【００３８】つぎに、本発明における突設部４の高さＨ
および突設部４の平均面積Ａについて、図４から図６に
ついて説明する。

【００３９】図４は理想的な突設部４の形状とそのベア
リングカーブとその振幅分布を示す図であり、図５は本
実施例の突設部４の形状とそのベアリングカーブとその
振幅分布と突設部４の上面の形状と突設部４の平均面積
を示す図であり、図６は比較のための従来のテクスチャ
ーの形状とそのベアリングカーブとその振幅分布を示す
図である。

【００４０】本発明における突設部４の高さＨおよび突
設部４の平均面積Ａは、図４のａに示す断面矩形の理想
的な突設部４を、図４のｂに示すベアリングカーブと、
図４のｃに示す振幅分布とにより表した場合に、振幅分
布のピーク間の距離、すなわち平均高さを突設部４の高
さＨとし、突設部４の上面を、平均高さにおける完全平
面としたときの面積を突設部４の平均面積Ａとし、突設
部４上のより微細な凹凸は突設部４の平均面積として考
慮しないこととする。

【００４１】この定義に従って、図５のａに実際の突設
部４の断面形状を示す本実施例についてみると、そのベ
アリングカーブおよび振幅分布は図５のｂおよびｃに示
す通りとなる。従って、本実施例における突設部４の高
さＨは、図５のｃにおける上下の振幅分布のピーク間の
距離Ｈとされる。また、突設部４の表面部分には、微細
な凸部が形成されているために、その表面は、図５のｄ
に斜線部で示される前記の微細な凸部部分のみとなるも
のであるが、前記定義に従って、図５のｅの斜線部に示
すように、平均高さＨにおける完全平面の面積を突設部
４の平均面積Ａとする。

【００４２】また、従来のテクスチャーを図６のａに、
図６のｂにそのベアリングカーブを、図６のｃにその振
幅分布を比較のため示す。なお、従来のテクスチャーは
図６のｃに示すように、振幅分布のピークが１つしかな
く、突設部４とみなされない。

【００４３】つぎに、前述した構成からなる本実施例の
作用について具体的な実験例を例示して説明する。

【００４４】実験例１ 磁気ディスク１としては、図２、図３および図４のａに
示すように、ガラス基板５にフォトエッチングを施して
角柱形状の突部６を、相互の間隔が等しくなるように正
三角形の配置で形成し、このガラス基板５上にＣｒを素
材とした下地層７、Ｃｏ合金系を素材とした磁性層８、
Ｃを素材とした保護層９を順に設け、さらに厚さ１ｎｍ
の潤滑層１０を形成し、平均面積９μｍ² （９×１０^-6
ｍｍ² ）の角柱形状の突設部４を形成するとともに、突
設部４の高さＨをパラメータとした。そして、磁気ヘッ
ドとしては、ミニモノリシックタイプのフェライトヘッ
ドを用いた。この磁気ディスク１と磁気ヘッドを用いて
ＨＤＤに実装してドライブ実装ＣＳＳ試験を行い、磁気
ディスク１と磁気ヘッドとの摺動抵抗の関係について、
突設部４の高さＨと摩擦係数の関係を調査する実験を行
った。

【００４５】図７に前記試験結果を示す。摩擦係数は、
静摩擦係数を磁気ディスク１の起動トルクを磁気ディス
ク１の半径で除して求め、動摩擦係数を磁気ディスク１
の回転立ち下がりプロファイルから慣性法により算出し
て求めた。そして、ＣＳＳ３万回を達成したものを”合
格”、しなかったものを”不合格”で表した。なお、本
実験に用いたＨＤＤのドライブ起動条件は、摩擦係数
１．２以下である。

【００４６】この試験結果からも明白なように、ＨＤＤ
のドライブ起動条件である摩擦係数１．２以下を満足
し、かつ、”合格”である突設部４の高さＨの下限は、
５ｎｍであり、この突設部４の高さＨが５ｎｍ以下では
突設部４として機能しないことが判明した。

【００４７】なお、突設部４の高さＨの上限は、電磁変
換特性を得るために必要な磁気ヘッドの浮上量の制約に
より決定される。

【００４８】実験例２ 磁気ディスク１としては、図２、図３および図４のａに
示すように、ガラス基板５にフォトエッチングを施して
角柱形状の突部６を、相互の間隔が等しくなるように正
三角形の配置で形成し、このガラス基板５上にＣｒを素
材とした下地層７、Ｃｏ合金系を素材とした磁性層８、
Ｃを素材とした保護層９を順に設け、さらに厚さ０．５
ｎｍの潤滑層１０を形成し、高さＨを８０ｎｍ（８０×
１０^-6ｍｍ），３０ｎｍ（３０×１０^-6ｍｍ）の２種類
とした角柱形状の突設部４を形成するとともに、突設部
４の数Ｎと平均面積Ａをパラメータとした。そして、磁
気ヘッドとしては、ミニモノリシックタイプのフェライ
トヘッドを用いた。この磁気ディスク１と磁気ヘッドを
用いて磁気ディスク１の突設部４の数Ｎと平均面積Ａと
吸着力との関係を調査する実験を行った。

【００４９】なお、吸着力とは、磁気ヘッドを磁気ディ
スク１から相互の当接面に対して直交する鉛直方向に離
間させるときの力と定義し、ＣＳＳを行う前の初期状態
での値とする。そして０．５ｇ以上を吸着力大とし、
０．５ｇ未満を吸着力小として評価した。

【００５０】図８に本実験に用いた吸着力の測定装置１
１を、図９に突設部４の高さＨを８０ｎｍとした場合の
突設部４の数Ｎと平均面積Ａと吸着力との関係の試験結
果を、図１０に突設部４の高さＨを３０ｎｍとした場合
の突設部４の数Ｎと平均面積Ａと吸着力との関係の試験
結果をそれぞれ示す。

【００５１】また、吸着力の測定装置１１による吸着力
の測定の概略を図８について説明すると、磁気ディスク
１は所定の試料台１２に装着されて固定される。そし
て、試料台１２に固定された磁気ディスク１のＣＳＳ領
域の所定位置に、荷重測定用のロードセルとワイヤ等の
適宜な接続部材により接続されている磁気ヘッド１３が
所定の当接力により当接させられる。この磁気ヘッド１
３と磁気ディスク１との当接力は、微動台１６に配設さ
れているマイクロメータヘッド等の微量送り１７を動作
させ、微動台１６の上下移動部材１８に固着させた荷重
付与部材１９を、図中両矢印Ｗで示す上下方向に移動さ
せることにより行われる。その後、荷重付与部材１９を
磁気ヘッド１３から離間させた後、この状態で、ロード
セル１４を図中矢印Ｖで示す方向へ移動させることによ
り、磁気ヘッド１３を磁気ディスク１から相互の当接面
に対して直交する鉛直方向に所定速度で離間させ、この
時の力を荷重−電圧変換器２０を介して記録計としての
ペンレコーダ２１に記録して吸着力を測定する。また、
ロードセル１４の上下移動は、モータ等の適宜な駆動手
段２２の回転駆動力を、所望の速度制御手段２３を用い
て制御した状態で親ネジ２４に伝達し、この親ネジ２４
を図中両矢印Ａで示す回転方向の所望方向に回転させる
ことにより、親ネジ２４に噛合させたナット２５を図中
両矢印Ｂで示す上下方向の所望方向に移動させ、このナ
ット２５に固着された支持部材２６を介して行われる。

【００５２】図９および図１０から明白なように、適正
な吸着力小の領域を挟んで吸着力大の領域が存在するこ
とが判明した。この吸着力大には、吸着力大（１）と吸
着力大（２）との２種類の領域がある。一方の吸着力大
（１）の領域では、磁気ヘッドと磁気ディスク１との接
触面積が大きいために吸着力が大きい。他方の吸着力大
（２）の領域では、磁気ディスク１が弾性変形し、磁気
ディスク１は磁気ヘッドと突設部４および突設部４以外
の部分でも当接し、このため接触面積が増加して吸着力
が大きくなる。そして、これらの吸着力の大きい各領域
においては、突設部４の機能が発揮されない。

【００５３】また、図９の試験結果と図１０の試験結果
とを比較すると、突設部４の高さＨの値により、吸着力
大（２）の領域が相違することが判る。そして、突設部
４の高さをＨ（ｍｍ）、１ｍｍ² 当たりの突設部４の数
をＮとすると、突設部４の平均面積Ａ（ｍｍ² ）は、 （１０^-5／Ｎ・Ｈ）² ≦Ａ≦１５×１０^-2／Ｎ の範囲内にある場合にのみ吸着力が小さくなることが判
明した。

【００５４】実験例３ 磁気ディスク１としては、図２、図３および図４のａに
示すように、ガラス基板５にフォトエッチングを施して
角柱形状の突部６を、相互の間隔が等しくなるように正
三角形の配置で形成し、このガラス基板５上にＣｒを素
材とした下地層７、Ｃｏ合金系を素材とした磁性層８、
Ｃを素材とした保護層９を順に設け、さらに厚さ１ｎｍ
の潤滑層１０を形成し、平均面積９μｍ² 、高さ３０ｎ
ｍの角柱形状の突設部４を形成するとともに、１ｍｍ²
当たりの突設部４の数Ｎをパラメータとした。そして、
磁気ヘッドとしては、ミニモノリシックタイプのフェラ
イトヘッドを用いた。この磁気ディスク１と磁気ヘッド
を用いてＣＳＳ試験を行い、磁気ディスク１の１ｍｍ²
当たりの突設部４の数Ｎと最大摩擦係数の関係を調査す
る実験を行った。

【００５５】なお、最大摩擦係数とは、所定回数のＣＳ
Ｓを行った後に、磁気ディスク１を１ｒｐｍの回転速度
で１回転させた時の摺動抵抗（摩擦力）を荷重としてロ
ードセルを用いて測定し、その最大荷重値を磁気ヘッド
のロード荷重で除することにより算出して求めた。そし
て、最大摩擦係数１を越えた場合を”不合格”とし、最
大摩擦係数１以下を”合格”として評価した。

【００５６】図１１に試験結果を示す。この試験結果か
ら明白なように、最大摩擦係数は、前述したのと同様
に、突設部４の高さをＨ（ｍｍ）、１ｍｍ² 当たりの突
設部４の数をＮとすると、突設部４の平均面積Ａ（１ｍ
ｍ² ）は、 （１０^-5／Ｎ・Ｈ）² ≦Ａ≦１５×１０^-2／Ｎ の範囲内にある場合にのみ最適範囲となることが判明し
た。また、図１１に示すように、１ｍｍ ² 当たりの突設
部４の数Ｎを１１１〜１６７００個の範囲内とすること
により、最大摩擦係数が１以下の部分を大きくすること
ができる。

【００５７】実験例４ 磁気ディスク１としては、図２、図３および図４のａに
示すように、ガラス基板５にフォトエッチングを施して
角柱形状の突部６を、相互の間隔が等しくなるように正
三角形の配置で５５６個／ｍｍ² で形成し、このガラス
基板５上にＣｒを素材とした下地層７、Ｃｏ合金系を素
材とした磁性層８、Ｃを素材とした保護層９、潤滑層１
０を順に設け、平均面積９μｍ² 、高さ６０ｎｍの角柱
形状の突設部４を形成するとともに、潤滑層１０の厚さ
をパラメータとした。そして、磁気ヘッドとしては、ミ
ニモノリシックタイプのフェライトヘッドを用いた。こ
の磁気ディスク１と磁気ヘッドとを用いて、潤滑層１０
の厚さとドラッグ試験における動摩擦係数の関係を調査
する試験を行った。

【００５８】なお、動摩擦係数は前述した実験例３の最
大摩擦係数と同様にして求めた。

【００５９】図１２に試験結果を示す。図中の動摩擦係
数の値は１０万パスまでの間の変動範囲で示して有る。
動摩擦係数の許容範囲を１．０以下とすると、潤滑層の
厚さは０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下が適正範囲であるこ
とが判明する。

【００６０】このように本実施例の磁気ディスク１によ
れば、ＣＳＳ特性および吸着性を従来の磁気ディスクに
比べて著しく向上させることができるとともに、磁気デ
ィスク１に形成する突設部４の設計パラメータを最適範
囲で確実に規定することができる。そして、この突設部
４の設計パラメータは、磁気ディスク１に突設部４を形
成する上で極めて実用的であり、突設部４を確実、かつ
明確に表示することができる。

【００６１】なお、本発明の磁気ディスク１の少なくと
もＣＳＳ領域に形成する突設部４は、図１３および図１
４に示すように種々の変更が可能である。

【００６２】図１３に示す所定高さＨの突設部４ａは、
凹凸の無い環状の基板５ａの表面に、前述した下地層
７、磁性層８、保護層９を形成し、この保護層９にフォ
トレジストを塗工し、所定パターンのフォトマスクを用
いて露光し、現像、エッチング等を行い、フォトレジス
トを基板から除去するフォトエッチングを施すことによ
り、所望形状の突部６ａを形成し、その後、この突部６
ａを設けた保護層９の表面に、前述した潤滑層１０を所
定の厚みに形成したものである。

【００６３】図１４に示す所定高さＨの突設部４ｂは、
保護層９と同一素材からなる基板５ｂを用い、この基板
５ｂにフォトレジストを塗工し、所定パターンのフォト
マスクを用いて露光し、現像、エッチング等を行い、フ
ォトレジストを基板から除去するフォトエッチングを施
すことにより、所望形状の突部６ｂを形成し、その後、
この突部６ａを設けた基板５ｂの表面に、前述した下地
層７、磁性層８を所定の厚みに形成し、その後、突部６
ｂ表面の下地層７、磁性層８を機械的化学適当の適宜な
方法により除去し、その後、前述した潤滑層１０を所定
の厚みに形成したものである。

【００６４】また、本発明は、磁気ディスク１の表面に
潤滑層１０を用いない磁気ディスクに適用することもで
きる。

【００６５】つぎに、本発明に係る磁気ヘッドの実施例
について図１５および図１６により説明する。

【００６６】図１５は本発明の磁気ヘッドを３レールモ
ノリシック型磁気ヘッドに適用した一実施例の全体を示
す斜視図であり、図１６は本発明の磁気ヘッドの摺動面
の一部を拡大した部分拡大平面図である。

【００６７】図１５に示すように、本発明の磁気ヘッド
２７は、熱間静水圧プレス処理をした多結晶Ｍｎ−Ｚｎ
フェライト等の焼結フェライトからなる高密度フェライ
トで形成した略矩形のスライダ２８を備えている。この
スライダ２８の図示しない磁気ディスクに対向する対向
面であるＡＢＳ（Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａ
ｃｅ）面とされる図中斜線部で示す摺動面２９に、磁気
ヘッド２７を磁気ディスクに対して浮上させるための２
本の負圧溝３０，３０を磁気ディスクに対する相対移動
方向と平行に凹設して、３本のレール３１が形成されて
いる。そして、図中中央の１本のレール３１と高密度フ
ェライトで形成した略コの字型のヘッドコア３２とが、
適宜なギャップ３３を介して図示しないガラス等により
接合されている。そして、この接合されたヘッドコア３
２とスライダ２８のレール３１の端部には、両者の幅方
向中心部にトラック幅に対応した狭幅の記録・再生部３
４が両者を削ることにより形成されており、この削り取
られた部分には図示しない補強ガラス等を接合して、記
録・再生部３４が補強されている。さらに、ヘッドコア
３２には、所望のコイル３５が巻回されている。また、
コイル３５に電流を流して、あるいは誘導電流を検出し
てギャップ３３の部分で情報の記録・再生を行なうよう
にされている。

【００６８】また、前記磁気ヘッド２７の摺動面２９を
構成する３本のレール３１には、所定形状、本実施例で
は前述した磁気ディスク１と同様の角柱状に形成された
多数の突設部４ｃ、４ｃ、…が外側に向かって突設され
ている。そして、この各突設部４ｃは、図１６に示すよ
うに、相互の間隔Ｌを同一とする正三角形形状に配置さ
れるとともに、その高さを５ｎｍ以上とされている。そ
して、各突設部４ｃの高さをＨ（ｍｍ）、１ｍｍ² 当た
りの突設部４ｃの数をＮとしたときに、各突設部４の平
均面積Ａ（ｍｍ² ）が、 （１０^-5／Ｎ・Ｈ）² ≦Ａ≦１５×１０^-2／Ｎ の範囲になるように形成されている。

【００６９】本実施例の磁気ヘッド２７の表面に形成さ
れる突設部４ｃは、スライダ２８の摺動面２９にフォト
レジストを塗工し、所定パターンのフォトマスクを用い
て露光し、現像、エッチング等を行い、フォトレジスト
を基板から除去するフォトエッチングを施すことによ
り、所定高さＨの突設部４ｃが形成される。

【００７０】なお、本実施例においては、突設部４ｃ形
状を角柱状としたが、円柱状等の高さ方向と直交する断
面積が一定ものだけに限られず、仕様により突設部４ｃ
が摩滅して高さが変化した場合に、図示しない磁気ディ
スクと当接する突設部４ｃの平均面積Ａが前記式を満足
するならば、高さ方向と直交する断面積が変化する、例
えば円錐台状、角錐台状等の適宜な形状でよく、特に、
本実施例に限定されるものではない。

【００７１】また、本実施例においては、突設部４ｃを
摺動面２９を構成する３本のレール３１のすべてに形成
したが、摺動面２９を構成する３本のレール３１の両側
のレール３１のみに形成しても良く、さらに、レール３
１の全表面でなく一部の表面にのみ形成しても良く、特
に、本実施例に限定されるものではない。そして、突設
部４ｃはフォトエッチングでなく、放電加工、レーザ加
工等の適宜な加工方法により形成してもよく、特に、本
実施例に限定されるものではない。

【００７２】また、本発明の磁気ヘッド２７における突
設部４ｃの高さＨおよび突設部４ｃの平均面積Ａの定義
は、前述した磁気ディスク１と同様である。

【００７３】つぎに、前述した構成からなる本実施例の
作用について具体的な実験例を例示して説明する。

【００７４】実験例５ 磁気ヘッド２７としては、多結晶Ｍｎ−Ｚｎフェライト
により製せられたテーパフラット・３レール・モノリシ
ック、７０％サイズ（いわゆるマイクロスライダ）を用
い、図示しない磁気ディスクの表面上を摺動するスライ
ダ２８の摺動面２９は、鏡面ラップ加工により表面粗さ
をＲａ０．５μｍ以下とした後、前述した実験例１と同
様にフォトエッチングを施して角柱形状の突設部４ｃを
形成した。

【００７５】また、エッチングには、Ａｒイオンによる
ドライプロセスを用い、エッチング量３０ｎｍとした。
エッチング面には、一般的に結晶方位によるエッチング
レートの差から凹凸が形成されるが、３０ｎｍ程度のエ
ッチングでは、その影響は微小であり、凹凸の段差は３
ｎｍ以下であった。

【００７６】なお、電磁変換をつかさどるギャップ３３
部分は、低融点ガラスにて接合されており、性能向上の
ためセンダスト等のメタル膜が形成されている場合もあ
る。このギャップ部分は、エッチングレートがフェライ
トよりも大きいので、電磁変換特性を確保するために、
エッチングされないように保護する必要がある。

【００７７】上述した突設部４ｃを形成した摺動面２９
を有する本実施例の磁気ヘッド２７と、突設部４ｃが形
成されてない（平滑な）摺動面を有する従来の磁気ヘッ
ドとを、従来の磁気ディスクを用いてＨＤＤに実装して
ドライブ実装ＣＳＳ試験を行なったところ、平滑な摺動
面を有する従来の磁気ヘッドは、１万回のＣＳＳによ
り、磁気ヘッドと磁気ディスクとが吸着し使用不能とな
った。これに対し、突設部４ｃを形成した摺動面２９を
有する本実施例の磁気ヘッド２７を用いたドライブ実装
ＣＳＳ試験では、１０万回のＣＳＳによっても異常なく
動作することが確認された。

【００７８】すなわち、前述した磁気ディスク１におけ
る、突設部４の高さと突設部４の数と各突設部４の平均
面積Ａとの関係は、磁気ヘッド２７の突設部４ｃの高さ
と突設部４ｃの数と各突設部４ｃの平均面積Ａとの関係
に適用できるとともに、同様の効果を奏することが明白
である。

【００７９】つぎに、本発明に係る磁気記録装置の実施
例について図１７および図１８により説明する。

【００８０】図１７は本発明の磁気記憶装置の一実施例
の要部を示す平面図であり、図１８は側面図である。

【００８１】図１７および図１８に示すように、本実施
例の磁気記憶装置３６は、磁気ヘッド３７が、支持装置
３８の弾性を有するアームの先端に取り付けられて磁気
媒体３９の上に吊持されている。そして、磁気媒体３９
を回転させることにより、磁気ヘッド３７を磁気媒体３
９より微小の隙間だけ浮上させる浮動式とされた磁気ヘ
ッド３７により、磁気媒体３９の表面を走査させて、記
録または再生を行うようにされている。

【００８２】前記支持装置３８は、ステンレス鋼等から
なるロードビーム４０と、このロードビーム４０の剛性
アーム部４１の取付け端４１ａ側にレーザ溶接等により
接合されたステンレス鋼等からなるマウント４２と、ロ
ードビーム４０の自由端にレーザ溶接等により溶接部４
３にて接合されたフレキシャ４４との３点の部品から形
成されている。なお、剛性アーム部４１の取付け端４１
ａは、図示しない適宜な作動装置に固着される。

【００８３】前記フレキシャ４４は、ロードビーム４０
との接合面４５側の光沢度が４００％前後で、その反対
側の面である磁気ヘッド３７との接合面４６側の光沢度
が９００％前後のステンレス鋼等を素材とし、磁気ヘッ
ド３７を支持する中央舌状部４７が形成されている。こ
の中央舌状部４７には、荷重用突起部４８が設けられて
いる。そして、ロードビーム４０の自由端先端部と荷重
用突起部４８との接触点が磁気ヘッド３７を磁気媒体３
９の回転に伴う磁気媒体３９の表面状態の変化に追随す
るように、ロール運動およびピッチ運動させるための支
点として作用する。

【００８４】また、磁気媒体３９の回転時には、磁気媒
体３９と磁気ヘッド３７との間に流れ込む空気により作
用する空気ばねが生じる。この空気ばねとの力のバラン
スを保つために必要な荷重を磁気ヘッド３７に負荷する
ため、ロードビーム４０はロードビーム４０の自由端先
端部でフレキシャ４４の荷重用突起部４８に接触して磁
気ヘッド３７を加圧している。

【００８５】また、前述したロール運動およびピッチ運
動を円滑に行なわせるため、フレキシャ４４は中央舌状
部４７を形成するのに溝部４９を設け、中央舌状部４７
との接続部５０には段差を設け、さらに中央舌状部４７
の中心付近に荷重用突起部４８を設けている。そして、
ロール運動およびピッチ運動が磁気媒体３９の変動に対
して、磁気ヘッド３７の姿勢を磁気媒体３９の表面に対
して一定の浮上量と一定の姿勢に保持するためには、前
述したロードビーム４０とマウント４２およびフレキシ
ャ４４の３部品をレーザ溶接等で接合した浮上式の磁気
ヘッド３７の支持装置３８は所定の寸法仕様を満足する
ものとされている。

【００８６】なお、磁気ヘッド３７とフレキシャ４４と
は、適宜な樹脂などにより接合されている。

【００８７】また、本実施例の磁気記録装置３６の磁気
ヘッド３７には、前述した摺動面２９に突設部４ｃを形
成した磁気ヘッド２７が用いられている。

【００８８】以上のように構成されている本実施例の磁
気記録装置３６によれば、前述したように、ＣＳＳ特性
および吸着性を著しく向上させることができるなお、磁
気記録装置３６の磁気ヘッド３７に、従来の磁気ヘッド
を用い、磁気媒体３９として、前述した磁気ディスク１
を用いることによっても同様の効果を奏することができ
る。

【００８９】すなわち、磁気記録装置３６の磁気ヘッド
３７あるいは磁気媒体３９のいずれか一方、あるいは両
者に本実施例の磁気ディスク１あるいは磁気ヘッド２７
を用いることにより、寿命が長く、安定した品質を長期
間に亘り保持させることができる。

【００９０】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、必要に応じて変更することができる。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の磁気ディス
クによれば、磁気ディスクに形成する突設部の設計パラ
メータを最適範囲で確実に、かつ、明確に表示できると
ともに、このような優れた技術的効果を有する磁気ディ
スクを品質を安定させ、精度良く、確実に製することが
できる等の極めて優れた効果を奏する。

【００９２】そして、本発明の磁気ヘッドによれば、磁
気ヘッドに形成する突設部の設計パラメータを最適範囲
で確実に、かつ、明確に表示できるとともに、このよう
な優れた技術的効果を有する磁気ヘッドを品質を安定さ
せ、精度良く、確実に製することができる等の極めて優
れた効果を奏する。

【００９３】さらに、本発明の磁気記録装置によれば、
寿命が長く、安定した品質を長期間に亘り保持させるこ
とができる等の極めて優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ディスクの一実施例を示す平面図

【図２】本発明の磁気ディスクのＣＳＳ領域の一部を拡
大した部分拡大平面図

【図３】本発明の磁気ディスク突設部の要部を示す拡大
縦断面図

【図４】ａは理想的な突設部の形状を示す断面図、ｂは
理想的な突設部の形状を示すベアリングカーブ、ｃは理
想的な突設部の形状を示す振幅分布

【図５】ａは本発明の磁気ディスクの突設部の形状を示
す断面図、ｂは本発明の磁気ディスクの突設部の形状を
示すベアリングカーブ、ｃは本発明の磁気ディスクの突
設部の形状を示す振幅分布、ｄは突設部の上面の形状を
示す平面図、ｅは突設部の平均面積を示す平面図

【図６】ａは従来のテクスチャーの形状を示す断面図、
ｂは従来のテクスチャーの形状を示すベアリングカー
ブ、ｃは従来のテクスチャーの形状を示す振幅分布

【図７】本発明の磁気ディスクの突設部の高さＨと摩擦
係数の関係の試験結果を示す図

【図８】吸着力の測定装置の要部の構成を示す説明図

【図９】突設部の高さＨを８０ｎｍとした場合の突設部
の数Ｎと平均面積Ａと吸着力との関係の試験結果を示す
図

【図１０】突設部の高さＨを３０ｎｍとした場合の突設
部の数Ｎと平均面積Ａと吸着力との関係の試験結果を示
す図

【図１１】突設部の高さＨと平均面積Ａと最大摩擦係数
の関係の試験結果を示す図

【図１２】潤滑層の厚さと動摩擦係数の関係の試験結果
を示す図

【図１３】磁気ディスク突設部の他の実施例の要部を示
す図３と同様の図

【図１４】磁気ディスク突設部のさらに他の実施例の要
部を示す図３と同様の図

【図１５】本発明の磁気ヘッドを３レールモノリシック
型磁気ヘッドに適用した一実施例の全体を示す斜視図

【図１６】本発明の磁気ヘッドの摺動面の一部を拡大し
た部分拡大平面図

【図１７】本発明の磁気記憶装置の一実施例の要部を示
す平面図

【図１８】図１７の側面図

【符号の説明】

１ 磁気ディスク ２ ＣＳＳ領域 ３ データ領域 ４、４ａ、４ｂ、４ｃ 突設部 ２７ 磁気ヘッド ２９ 摺動面 ３１ レール ３６ 磁気記録装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−20925（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−107363（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 5/82 G11B 21/21 101

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともＣＳＳ領域に突設部を多数形
   成するとともに、前記各突設部の高さを５ｎｍ以上と
   し、各突設部の高さをＨ（ｍｍ）、１ｍｍ² 当たりの突
   設部の数をＮとしたときに、前記各突設部の平均面積Ａ
   （ｍｍ² ）が、 （１０^-5 ／Ｎ・Ｈ）² ≦Ａ≦１５×１０^-2 ／Ｎ の範囲内にあり、かつ、前記突設部の数が１１１個／１
   ｍｍ ² 以上であることを特徴とする磁気ディスク。
2. 【請求項２】 前記突設部の数の上限値が１６７００個
   ／ｍｍ ² 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。
3. 【請求項３】 少なくとも磁気ディスクと対向するスラ
   イダの摺動面の一部に突設部を多数形成するとともに、
   前記各突設部の高さを５ｎｍ以上とし、前記各突設部の
   高さをＨ（ｍｍ）、１ｍｍ² 当たりの突設部の数をＮと
   したときに、前記各突設部の平均面積Ａ（ｍｍ² ）が、 （１０^-5／Ｎ・Ｈ）² ≦Ａ≦１５×１０^-2／Ｎ の範囲内にあることを特徴とする磁気ヘッド。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の磁気ディスクおよび請
   求項３に記載の磁気ヘッドの一方、あるいは、両者を用
   いたことを特徴とする磁気記録装置。