JPH04186502A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気ディスク装置に係り、特に、磁気ディスク
装置の耐摺動信頼性向上のために好適な、磁気ディスク
保護膜材料と磁気ヘッド材料の組み合わせに関する。

〔従来の技術〕

磁気ディスク装置の分野で、記録密度を向上させるため
、磁気ヘッドの低浮上化と、磁気ディスクの潤滑膜およ
び保護膜の薄膜化による磁気ヘッドから磁気記録膜まで
の実効的な距離の低減、磁気記録膜の高保磁力化などが
行われている。特に、前者の磁気ヘッドから磁気記録膜
までの実効的距離の低減によって、磁気ディスク保護膜
および磁気ヘッドを耐摺動特性に優れたものにする必要
がある。

最近の磁気ディスク装置ではカーボン保護膜ディスクと
、アルミナ・チタンカーバイドのような酸化物（フェラ
イト）からなる磁気ヘッドを組み合わせた磁気ディスク
装置が主流となっている（トライボロシスト、　３５．
３　（１９９０）　１５７）。この材料構成の磁気ディ
スク装置では、磁気ヘッドと磁気ディスクの摺動時に、
磁気ヘッドが磁気ディスク保護膜を機械的に摩耗させ、
発生する摩擦熱によってカーボン保護膜が燃焼して磁気
ディスク表面が著しく損傷する欠点がある。

特開昭６１−１１０３０１号公報に記載されているよう
に、酸化物保護膜を形成した磁気ディスクと、酸化物（
アルミナセラミックス）からなる磁気ヘッドの組み合わ
せでは、高硬度の材料どうしが接触・摺動するため著し
い摩耗を生じ、最悪の場合にはクラッシュが起こるため
、装置の寿命が短いという欠点がある。

〔発明が解決しようとする課題］ このように従来の磁気ディスク装置では、磁気ディスク
と磁気ヘッドの摺動時に磁気ディスク表面が著しく損傷
し、磁気ディスク装置としての十分な耐摺動信頼性が確
保できない問題があった。

本発明はこの問題を解決するため、摺動による磁気ディ
スク表面の摩耗損傷が少ない磁気ディスク装置を提供す
ることを目的としている。すなわち、磁気ディスク表面
が摩耗する前に磁気ヘッドが先に摩耗し、しかも、摩耗
する際に摩耗粉が発生することのない、磁気ディスク保
護膜材料と磁気ヘッド材料とを組み合わせて作成した磁
気ディスク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〕

上記目的は、前述のジルコニウム（Ｚｒ）、シリコン（
Ｓｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａ［）の少
なくとも一つを含む金属あるいは合金の酸化物、すなわ
ちＨｖ（ビッカース硬度）が］０００〜３０００程度の
酸化物を主成分とする材料で保護膜を形成した磁気ディ
スクと非晶質カーボンを主成分とする材料で形成された
薄膜磁気ヘッド、あるいは磁気ディスクと摺動する表面
（以降「磁気ヘッドの摺動面」と記述する）が非晶質カ
ーボンを主成分とする材料で形成された磁気ヘッドおよ
びこれらを駆動する機構系などからなる磁気ディスク装
置を作成することにより達成できる。

この際、酸化物を主成分とする保護膜の形成には（１）
スパッタリング法、（２）真空蒸着法、（３）ＣＶＤ法
、（４）イオンブレーティング法・イオンビームスパッ
タリング法、（５）成膜後酸化する方法などを用いるこ
とができる。また、磁気ヘッド構成材料である非晶質カ
ーボンの形成は、（１）スパッタリング法、（２）ＣＶ
Ｄ法などを用いることができる。

〔作用〕

本発明は、高硬度の酸化物を主成分とする材料で保護膜
を形成した磁気ディスクと、非晶質カーボンを主成分と
する材料で形成した薄膜磁気ヘッド、あるいは摺動面を
非晶質カーボンを主成分とする材料で形成した磁気ヘッ
ドと、これらを駆動する機構系から磁気ディスク装置を
作成する。機構系は主に、磁気ディスクの支持・回転機
構、磁気ヘッドの支持・移動・位置決め機構、及びこれ
ら全体の駆動機構などからなる。本発明の磁気ディスク
装置では摺動時に、磁気ディスク表面が摩耗損傷する前
に、主成分が非晶質カーボンである磁気ヘッド摺動面が
先に摩耗する。しかも、摩耗する際の摩擦熱が、磁気ヘ
ッド摺動面の非晶質カーボンを下式に示す燃焼反応によ
り消失させて摩耗粉の発生を防止する。

（Ｃ＋Ｏ，→ＣＯ，） 〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の磁気ディスク装置の説明図を示す。１
は磁気ディスク、２は磁気ヘッド、３はこれらを駆動す
る機構系である。第１図中の円Ａにおける磁気ディスク
の断面構造を第２図に示す。

本発明の磁気ディスクは、非磁性体基盤４上に下地膜５
．磁気記録膜６．酸化物材料を主成分とする保護膜７．
ＩＲ滑模膜８順次、形成して完成させる。第３図は、本
発明の磁気ヘッドの概略を示す。

第３図（ａ）は非晶質カーボンを主成分とする材料でヘ
ッドスライダ全体を形成した磁気ヘッド、第３図（ｂ）
はスライダ表面に好適な膜厚の非晶質カーボンを主成分
とする膜を形成した磁気ヘッドを示す。

以下に記述した実施例、及び、比較例の条件で作成した
磁気ディスク、及び、磁気ヘッドを用いて作成した磁気
ディスク装置についてＣ８Ｓ強度を測定し、耐摺動性を
評価した結果を表１及び表２に示す。

以下余白 ＊　ｃ　ｓ　ｓ　　旦ｏｎｔａｃｔ　　ｓ　ｔａｒｔ＆
　ｓ　ｔｏｐ＊　　ＣＳ　　Ｓ　　：　　Ｃｏｎｔａｃ
ｔ　　　旦ｔａｒｔ＆　　Ｓ　　ｔ、ｏｐ〔実施例１〕 φ５．２５”アルミニウムーマグネシウム合金基板上に
ニッケルーリン膜をめっき後、クロム下地膜を形成し、
その表面上にコバルト−ニッケル磁気記録膜を形成した
。さらに、スパッタリング法によって酸化物を主成分と
する保護膜を形成した後、パーフロロポリエーテルより
なる潤滑膜を形成して磁気ディスクを完成した。なお、
実験番号１では酸化ジルコニウム、実験番号２ではシリ
コン酸化物、実験番号３ではニッケル酸化物、実験番号
４では、酸化アルミニウムを用いて、膜厚３０ｎｍの保
護膜を形成した。

磁気ヘッドは、スパッタリング法で非晶質カーボンを主
成分とする材料を形成した薄膜磁気ヘッド（表１中バル
ク材と表示した）を用い、磁気ディスクと組み合わせて
磁気ディスク装置を完成した。

以上のように作成した磁気ディスク装置について測定し
たＣ８Ｓ強度は、表１に示すように、すべて２０に回以
上であった。

〔実施例２〕 上記実施例１と同様に磁気記録膜まで形成後、実施例１
と同じ方法で酸化物を主成分とする保護膜を形成し、さ
らに実施例１と同様の潤滑膜を形成して磁気ディスクを
完成した。なお実験番号１２〜１４では酸化ジルコニウ
ムを用いて、膜厚３０ｎｍの保護膜を形成した。

磁気ヘッドは、実施例１と同じ方法で摺動面の膜厚１１
００ｎ〜１０μｍを非晶質カーボンを主成分とする材料
で形成し、磁気ディスクと組み合わせて磁気ディスク装
置を完成した。

このように作成した磁気ディスク装置について測定した
Ｃ８Ｓ強度は、表２に示すように２０に回以上であった
。

（比較例１） 実施例１と同様に、磁気記録膜まで形成後、実施例１と
同様の方法によって非晶質カーボンを主成分とする保護
膜（膜厚３０ｎｍ）を形成し、さらに実施例１と同様の
潤滑膜を形成して磁気ディスクを完成した。

磁気ヘッドは、実施例１と同様の非晶質カーボンを主成
分とする材料で形成した薄膜ヘッドを用い、磁気ディス
クと組み合わせて磁気ディスク装置を完成した。

このように作成した磁気ディスク装置について測定した
Ｃ８Ｓ強度は実験番号５（表１）に示すように５に回以
下であった。

（比較例２） 実施例１と同様に磁気記録膜まで形成後、実施例１と同
様の方法によって酸化物を主成分とする保護膜を形成し
、さらに実施例１と同様の潤滑膜を形成して磁気ディス
クを完成した。実験番号６は酸化ジルコニウム、実験番
号７はシリコン酸化物、実験番号８はニッケル酸化物、
実験番号９は酸化アルミニウムを用いて、膜厚３０ｎｍ
の保護膜を形成した。

磁気ヘッドは、アルミナ−チタンカーバイド（Ｔｉｃ　
　Ａ１ｚ０３）で形成したものを用い、磁気ディスクと
組み合わせて磁気ディスク装置を完成した。

このように作成した磁気ディスク装置について測定した
Ｃ８Ｓ強度は表１に示すように６に回以下であった。

（比較例３） 実施例１−と同様に磁気記録膜まで形成後、比較例１と
同様の非晶質カーボンを主成分とする膜厚３０ｎｍの保
護膜を形成し、さらに実施例１と同様の潤滑膜を形成し
て磁気ディスクを完成した。

磁気ヘッドは、比較例２と同様のアルミナ−チタンカー
バイドを主成分とする材料で形成した磁気ヘッドを用い
、磁気ディスクと組み合わせて磁気ディスク装置を完成
した。

このように作成した磁気ディスク装置について測定した
Ｃ８Ｓ強度は、表１（実験番号１０）に示すように１０
に回以下であった。

（比較例４） 実施例１と同様に磁気記録膜まで形成後、実施例１と同
様の酸化物を主成分とする保護膜を形成し、さらに実施
例１と同様の潤滑膜を形成して磁気ディスクを完成した
。実験番号１１では酸化ジルコニウムを用い、膜厚３０
ｎｍの保護膜を形成した。

磁気ヘッドは、実施例２と同様の方法で摺動面に膜厚５
０ｎｍの非晶質カーボンを主成分とする膜を形成し、磁
気ディスクと組み合わせて磁気ディスク装置を完成した
。

このように作成した磁気ディスク装置について測定した
Ｃ８Ｓ強度は、表２に示すとおり５に回以下であった。

以上の実施例及び比較例に記述したように、磁気記録膜
上に酸化物を主成分とする保護膜を形成した磁気ディス
クと、非晶質カーボンを主成分とする材料で形成した薄
膜磁気ヘッド、あるいは、摺動面の１００ｎ１００ｎμ
ｍを非晶質カーボンを主成分とする材料で形成した磁気
ヘッドを組み合わせて作成した実験番号１〜４（実施例
１）及び実験番号１２〜１４（実施例２）の磁気ディス
ク装置は、Ｃ８Ｓ強度が２０に回以下であった。

これに対し、比較例１〜３に記述したように、〔磁気デ
ィスク保護膜材料−磁気ヘッド摺動面材料〕の組み合わ
せが、 〔非晶質カーボン−非晶質カーボン〕 （比較例１；実験番号５） Ｊ酸化物−酸化物〕 （比較例２：実験番号６〜９） 〔非晶質カーボン−酸化物〕 （比較例３；実験番号１０） では、Ｃ８Ｓ強度が１０に回以下であった。

比較例１．２では、同種材料どうしの摺動、いわゆる共
摺れ現象となり、著しい摩耗を生じてＣＣ８強度が小さ
くなると考えられる。

比較例３は現在主流の組み合わせの磁気ディスク装置で
あり、摺動時に磁気ヘッドが磁気ディスク表面を機械的
に摩耗させ、発生する摩擦熱によってカーボン保護膜が
燃焼して磁気ディスク表面が摩耗し、Ｃ８Ｓ強度が小さ
くなる。

また、比較例４（実験番号１１）に記述したように、酸
化物を主成分とする保護膜を形成した磁気ディスクと、
摺動面を非晶質カーボンを主成分とする材料で形成した
磁気ヘッドを組み合わせた磁気ディスク装置でも、非晶
質カーボン膜の膜厚が前述の好適範囲１００　ｎ　ｍ〜
１０μｍよりも薄い場合には、摺動時にカーボンが燃焼
することによって磁気ディスクの摩耗損傷を防止する本
発明の効果が持続しないためにＣ８Ｓ強度が小さくなる
と考えられる。逆に、摺動時の摩耗が１μｍ程度である
と考えられる磁気ヘッド摺動面の非晶質カーボン膜は、
コスト的にも１０μｍ以下の膜厚で十分である。

なお、上述の実施例及び比較例に記述した以外に、以下
に記述するような変更も可能である。

（１）上記した以外のサイズ、例えば、φ２．５”。

φ３．５”、φ８°゛などの磁気ディスクを用いる。

（２）非磁性体基盤として、表面にアルマイト処理を施
したアルミニウム基板、ガラス基板などを用いる。

（３）磁気記録膜材料としてコバルト、鉄、ニラナルの
単独あるいは複数の合金；これらの単独の酸化物あるい
は複数の酸化物の合金、あるいは前述のすべての材料に
クロムや白金などその他の元素を含有する合金を用いる
。

（４）磁気ディスクの保護膜材料として上記した元素の
他にタンタル（Ｔａ）他を用いる。

（５）磁気ディスク保護膜材料として、前述のジルコニ
ウム、シリコン、ニッケル、アルミニウムの酸化物に好
適な濃度の他の元素、例えば、窒素、はう素などを混入
させる。

（６）磁気ディスク保護膜を前述の真空蒸着法、イオン
ブレーティング法、イオンビームスパッタ法、あるいは
成膜後酸化する方法で形成する。

（７）磁気ヘッドの構成材料として、非晶質カーボンに
好適な濃度の他の元素、例えば窒素、はう素などを混入
させる。

（８）磁気ヘッド構成材料の非晶質カーボンをＣＶＩ）
法で形成する。

（９）潤滑膜材料として脂肪酸他を用いる。

（１０）上記した基板、下地膜、磁気記録膜、保護膜。

潤滑膜を所望の膜厚とする。

〔発明の効果〕

本発明によれば、酸化物を主成分とする材料で好適な膜
厚の保護膜を形成した磁気ディスクと、非晶質カーボン
を主成分とする材料で形成した薄膜磁気ヘッド、あるい
は同材料で摺動面１１００ｎ〜１０μｍの膜を形成した
磁気ヘッドとを組み合わせることによって、磁気ディス
ク表面が摩耗損傷する前に、磁気ヘッド摺動面が先に摩
耗し、しがも摩擦熱によって磁気ヘッド摺動面のカーボ
ンが燃焼消失して摩耗粉の発生を防ぎ、耐摺動性に優れ
た磁気ディスク装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の磁気ディスク装置の説明図
、第２図は本発明の磁気ディスクの断面図、第３図は本
発明の磁気ヘッドの断面図である。 １・・・磁気ディスク　　２・・・磁気ヘッド３・・・
機構系　　　　　４・・・非磁性体基板５・・・下地膜
　　　　　６・・・磁気記録膜７・・・酸化物材料を主
成分とする保護膜８・・・潤滑膜 ９・・・非晶質カーボンを特徴とする特許第１目 ９：井晶勧−ｆ＞１生成分と３るオオ料第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁気記録膜上に保護膜を形成した磁気ディスク、記
   録再生を行う磁気ヘッドおよびこれらを駆動する機構系
   よりなる磁気ディスク装置において、 前記保護膜を酸化物を主成分とする材料で形成し、前記
   磁気ヘッドの少なくとも前記磁気ディスクと摺動する面
   を非晶質カーボンを主成分とする材料で形成することを
   特徴とする磁気ディスク装置。 ２、請求項１において、前記磁気ディスクの保護膜がジ
   ルコニウム、シリコン、ニッケル、アルミニウムの少な
   くとも一つを含む金属あるいは合金の酸化物を主成分と
   する磁気ディスク装置。 ３、請求項１において、前記磁気ヘッドが、スライダ全
   体を非晶質カーボンを主成分とする材料で形成した磁気
   ヘッドであること、あるいは磁気ディスクと摺動するス
   ライダ表面が非晶質カーボンを主成分とする材料で構成
   される磁気ディスク装置。 ４、請求項３において、前記磁気ヘッドの前記磁気ディ
   スクと摺動する表面に形成する非晶質カーボン膜の膜厚
   が１００ｎｍから１０μｍの範囲内である磁気ディスク
   装置。