JP3309342B2 - 磁気ディスク - Google Patents

磁気ディスク

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JP3309342B2
JP3309342B2 JP31047092A JP31047092A JP3309342B2 JP 3309342 B2 JP3309342 B2 JP 3309342B2 JP 31047092 A JP31047092 A JP 31047092A JP 31047092 A JP31047092 A JP 31047092A JP 3309342 B2 JP3309342 B2 JP 3309342B2
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博次 児玉
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピューターなどの
データ記憶装置である磁気ディスク装置に用いられる磁
気ディスクに関するものである。
【0002】
【従来の技術】コンピューター等のデータ記憶手段とし
て、ハードディスクドライブ装置に用いられる記憶媒体
用基板としては、アルミ合金基板、ガラス基板またはプ
ラスチック基板等が使用されており、現在はアルミ合金
基板が主流である。このアルミ合金基板には、一般にア
ルミ合金基板上にNi−Pメッキ処理後ポリッシュ加工
を施し、その後、円周方向に基板表面を粗くするテクス
チャー加工が施されている。このテクスチャー加工を施
す目的は円周方向に磁気異方性を付け、しかも表面を粗
くすることにより磁気ヘッドと磁気ディスク接触時の接
触面積を減らし、摩擦摩耗特性、吸着特性を向上させる
ことにある。磁気ディスク装置は一般にコンタクト・ス
タート・ストップ方式(CSS)を採用しており、装置
停止時は磁気ヘッドと磁気ディスクとは接触状態であ
る。そして、起動時には磁気ヘッドと磁気ディスクが摺
動しながら浮上状態に入り、ある回転数に達した時点で
約0.2〜0.3μmの隙間を持って磁気ヘッドが磁気
ディスク上から浮上する。磁気ディスク装置は上記のよ
うな停止、起動を繰り返す。
【0003】しかし、このように繰り返し摺動すると、
摩擦摩耗特性が劣化し磁気ディスクに損傷を来す場合も
ある。このため、磁気ディスク表面に固体潤滑剤または
液体潤滑剤を被覆するなどの対策が行われている。しか
し、磁気ディスクに潤滑剤を塗布すると、磁気ヘッドと
磁気ディスクとが吸着し、装置スタート時にモーターが
回転せず磁気ヘッド、磁気ディスクに損傷を引き起こ
す。従って、CSSを繰り返しても摩擦摩耗が生じない
程度に潤滑剤を塗布し、磁気ヘッドと磁気ディスクとが
吸着しないような表面粗さを有するテクスチャー加工が
必要となる。
【0004】従来のテクスチャー加工はメカニカルテク
スチャー加工が主流であり、加工材には研磨砥粒をテー
プに固定保持したラッピングテープが用いられていた。
加工法としては、上記磁気ディスク基板を回転させなが
ら研磨テープを押し付け加工することが行われていた。
従来から半径方向のテクスチャー粗さを表わす標記法と
しては、図10に示すように中心線粗さRa(ここでR
aとはJISB0601に規定された定義を用い
る。)、中心線Oから最大凸部までの高さRp、中心線
Oから最大凹部まで深さRv、うねりの間隔T、うねり
の大きさP−Vなどがある。
【0005】図11に示すように従来のテクスチャーで
は、Raが約80〜100Å、Rp=200〜400
Å、Rv=300〜500Å、うねりの間隔Tは0〜5
0μm、うねりの大きさP−Vは0〜300Åである。
ところが近年、磁気ディスク装置は高密度化・大容量化
の要請が強く、そのため磁気ヘッドの浮上量が低下して
おり、現在では約0.1μm以下にまで達しようとして
いる。そのため磁気ディスクの表面粗さRaを極力小さ
くしても磁気ヘッドと磁気ディスクとが吸着することな
く、しかもCSS特性の良好なテクスチャーの開発が必
要となってきた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の技
術では、磁気ヘッド浮上量0.1μm以下の低浮上でC
SS試験を行った場合、磁気ヘッドの摺動時間と摺動距
離が増加し磁気ディスク表面が摩耗しヘッドクラッシュ
が生じてしまうという問題点があった。それに加え磁気
ヘッドの浮上量を0.1μm以下(例えば0.075μ
m(3μinch))で安定して浮上させるためには、磁気
ヘッドのシーク時のローリング、ピッチング方向の揺れ
を考慮した保証できる浮上量(以下、浮上保証とい
う。)を一般的には1μinchの余裕をもたせるため、
0.05μmにする必要がある。このように低浮上にな
るので磁気ディスクのテクスチャー粗さRaは極力小さ
くされており、従来技術ではCSS特性が劣化しないよ
うな潤滑膜厚では磁気ヘッドと磁気ディスクとが吸着し
装置が回転不可能になるという問題点があった。
【0007】本発明の目的は、上記問題点を改善するた
めに磁気ヘッド浮上量0.075μmの低浮上量におい
てもCSS特性が劣化せず、しかも浮上量0.05μm
の浮上保証可能及び吸着特性に優れた磁気ディスクを提
供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、テクスチャー加工を施した非磁性基板上に
少なくとも磁性層を設けた磁気ディスクであって、半径
方向50μmの範囲のテクスチャー粗さの形状を周波数
分析して波長が10μm以上のうねり成分を混合したう
ねりの隣あう凸部の間隔(うねりの間隔T)が10〜3
0μm範囲で、そのうねりの最大値から最小値までの距
離(うねりの大きさP−V)が100〜200Åである
磁気ディスクとした。
【0009】
【0010】
【作用】本発明では、基板に設けられたテクスチャーの
粗さとして、うねりの間隔Tを10〜30μmの範囲で
そのうねりの大きさP−Vを100〜200Åにするこ
とによりヘッドディスク間の接触ポイントを少なくし、
また接触点での圧力を小さくできる。
【0011】
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を示す。図1は本発明
に用いた磁気ディスク媒体の膜の構造を示す図である。
図1において、1は基板で、直径3.5インチのアルミ
合金基板2にラップ加工を施し、その上にNi−Pメッ
キ膜3を15〜20μm被覆させた構成となっている。
この基板1にポリッシュ加工を施し鏡面仕上した後、ダ
イアモンドスラリーによるバフ加工及びアルミナ砥粒が
塗布されたラッピングテープ加工により、円周方向に溝
を形成するテクスチャー加工を施した。その後、DCマ
グネトロンスパッタ法によりCr下地膜4、Co−Ni
−Cr磁性膜5、カーボン保護膜6を順次被着しさらに
潤滑膜7を被覆した。
【0013】図2、図3及び図4に本実施例のテクスチ
ャー作製装置を示す。図2は、本実施例の第1段目のテ
クスチャーを示す正面図、図3は、本実施例の第2段目
のテクスチャーを示す正面図、図4は、本実施例のテク
スチャーの側面図である。詳細なサンプル作製法を以下
に示す。
【0014】まず、1段目のテクスチャーでは基板1を
500〜800rpmの回転数で回転させながら各粒度
のダイアモンド砥粒を砥粒供給ノズル10よりバフテープ
8に垂らし、0〜50cm/sの揺動速度をもってディス
ク上にコンタクトロール9を介して0.5〜1.5Kg
/cm2 の圧力で15s間押し当て加工する。次に2段目
ではアルミナ砥粒の塗布された各粒度のラッピングテー
プ11を0〜50cm/sの揺動速度をもってディスク1上
にコンタクトロール9を介して0.5〜1.5Kg/cm
2 の圧力で30s間押し当て加工することにより作製し
た。
【0015】うねりの間隔T及び大きさP−Vの変化に
対しては1段目のダイアモンドスラリー粒度の変化や揺
動速度、回転数を変更させることにより、又、Rpを変
化させたサンプル及び中心線から100Å以上の凸部の
数を変化させたサンプルについては2段目のラッピング
テープの揺動速度と回転数を変化させることにより作製
した。テクスチャー粗さ測定に関しては、ランクテーラ
ーホブソン社製のタリステップにより測定を行った。測
定条件はスタイラス径:0.1*2.5μm、測定長:
50μm、カットオフ周波数:25Hzである。
【0016】先ず、信頼性試験として浮上試験を行った
結果を図5に示す。浮上試験としては、磁気ヘッドを浮
上保証の浮上量0.05μmで磁気ディスク上に浮上さ
せ半径20mm〜45mmまでシークさせた時のヘッド
ディスク間の接触をAE(アコースティックエミッショ
ン)センサーによって感知しコンピューターによりヒッ
ト数をカウントさせた。
【0017】図5はRpを変化させたサンプルを示し、
図6はうねりの間隔Tが0、10、20、30、50μ
mに対してうねりの大きさP−Vを変化させたサンプル
を示す。図5において、Rpが200Åを越えると急に
ヒット数が増加することが分かる。これはテクスチャー
凸部の最大値が小さいと、磁気ディスクが平坦で異常突
起がなく磁気ヘッドが低浮上している時ヘッドディスク
間の接触する確率が少ないので安定して浮上しシークで
きるからである。
【0018】また、図6においては、うねりの間隔Tが
0及び10μmの場合はうねりの大きさP−Vが250
Åを越える当りからAEヒット数が増加するが、うねり
の間隔Tが20、30μmではうねりの大きさP−Vが
200Åを越える当りから急激にAEヒット数が増加す
る。また、うねりの間隔Tが50μmになるとうねりの
大きさP−Vが100ÅからAEヒットが増加している
ことが分かる。これはうねりの間隔Tやうねりの大きさ
P−Vが大きくなることにより、浮上を発生させる面が
下がることになり実質的には浮上量が下がり、ヘッドデ
ィスク間の接触する確率が増えるのでAEヒット数も増
加するからである。これらのことより低浮上で安定して
シークするために、AEヒット数を10個以下に限定す
るならばうねりの間隔Tを0〜30μmの範囲としうね
りの大きさP−Vを200Å以下にする必要がある。
【0019】次にCSS試験を行った結果を図7、図8
に示す。CSS試験は周速9m/sで約0.075μm
のウインチェスターモノリシックマイクロスライダーを
使用して、半径25mm、回転数3600rpm、立ち
上がり10s、立ち下がり20sのパティCSS装置に
て2万回後の動摩擦係数μKの値を測定した。図7は、
うねりの大きさP−Vを50、100、200Åに対し
てうねりの間隔Tを変化させたサンプルを示す。
【0020】図8は、うねりの大きさP−Vが100、
200Åに対してうねりの間隔Tを20μmに固定し中
心線から100Å以上の凸部の数を変化させたサンプル
を示す。図7において、うねりの大きさP−Vが50Å
のものではうねりの間隔Tの値を変化させても動摩擦係
数μKはすべて0.3以上で摩擦特性が劣化しているこ
とが分かる、これはうねりの大きさP−Vが小さいと、
粗さが小さく平坦でヘッドディスク間の接触面積が大き
くなることによる摩擦特性の劣化が原因である。また、
うねりの大きさP−Vが100、200Åについては、
うねりの間隔Tが10〜30μmでは動摩擦係数μKは
0.3以下で良好だがそれ以外のポイントでは特性が悪
化している。これはうねりの間隔T<10μmの場合は
ヘッドディスク間の接触面積が大きくなるので、摩擦特
性が劣化するためと考えられ、また、うねりの間隔T>
30μmの場合はうねりの間隔が広くなりすぎ、ヘッド
ディスク間の接触ポイントは少なくなるが接触点での圧
力が大きくなり摩耗するためだと考えられる。そこでC
SS特性を満足するためには適当なうねりの間隔と大き
さが必要であり、うねりの大きさP−Vを100、20
0Åでうねりの間隔Tを10〜30μmとすることが望
ましい。
【0021】また、図8においては、100Å以上の凸
部の数が約50個以下ではうねりの大きさP−Vが10
0、200Å共に動摩擦係数μKが上昇している。これ
はヘッドディスク接触点での凸部の数が少ないとディス
クの表面積が小さいことになりヘッドディスク間の接触
面積が大きくなり摩擦特性が劣化するからである。そこ
で中心線から100Å以上の凸部の数を50個以上確保
することにより、磁気ヘッドの低浮上化におけるCSS
特性を満足することができる。
【0022】また、図9は、図7のうねりの大きさP−
Vが100、200Åのサンプルについて吸着試験を行
った結果を示す。吸着試験としては実際のハードディス
クドライブに磁気ディスク2枚、磁気ヘッド4個を組み
込むことにより測定を行った。試験環境は60℃、80
%RHの高温高湿環境下に24時間放置後の静止摩擦係
数の上昇δμsを測定した。
【0023】図9において、うねりの間隔Tが10μm
以下になるとδμsが上昇している。これはうねりの間
隔Tが小さくなるとヘッドディスク間の接触ポイントが
増え接触面積が増加することによる。また、うねりの大
きさP−Vが大きいと全体的に吸着しにくい傾向があ
る。これはうねりの大きさP−Vが大きいことは粗さが
全体的に大きいということになり、ヘッドディスク間の
接触面積が減少することによる。そこで吸着特性を向上
させるためには、うねりの間隔Tを10μm以上にする
必要である。
【0024】
【発明の効果】本発明では、テクスチャーのうねりの間
隔Tが10〜30μmの範囲でうねりの大きさP−Vを
100〜200Åにすることにより異常突起がなく深い
溝もないのでCSS特性および吸着特性を向上させるこ
とができる。
【0025】
【0026】すなわち、磁気ヘッドの低浮上化における
高信頼性のディスクが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】磁気ディスクの膜の構造を示す図
【図2】本実施例の第1段目のテクスチャーを示す正面
【図3】本実施例の第2段目のテクスチャーを示す正面
【図4】本実施例のテクスチャーの側面図
【図5】中心線粗さRpとAEヒット数との関係を示す
【図6】うねりの大きさP−VとAEヒット数との関係
を示す図
【図7】うねりの間隔Tと動摩擦係数μKとの関係を示
す図
【図8】100Å以上の凸部の数と動摩擦係数μKとの
関係を示す図
【図9】うねりの間隔Tと静止摩擦係数の上昇δμsと
の関係を示す図
【図10】テクスチャー粗さの標記法を示す図
【図11】従来のテクスチャーの半径方向のプロファイ
ルを示す図
【符号の説明】
1 基板 2 アルミ合金基板 3 Ni−Pメッキ膜 4 Cr下地膜 5 Co/Ni/Cr磁性膜 6 カーボン保護膜 7 潤滑膜
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−212714(JP,A) 特開 平3−141016(JP,A) 特開 平2−208826(JP,A) 特開 平1−286115(JP,A) 特開 平3−137823(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 テクスチャー加工を施した非磁性基板上
    に少なくとも磁性層を設けた磁気ディスクであって、半
    径方向50μmの範囲のテクスチャー粗さの形状を周波
    数分析して波長が10μm以上のうねり成分を混合した
    うねりの隣あう凸部の間隔(うねりの間隔T)が10〜
    30μm範囲で、そのうねりの最大値から最小値までの
    距離(うねりの大きさP−V)が100〜200Åであ
    ことを特徴とする磁気ディスク。
JP31047092A 1992-11-19 1992-11-19 磁気ディスク Expired - Lifetime JP3309342B2 (ja)

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JPH06162492A JPH06162492A (ja) 1994-06-10
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