JPH04325972A - 固定磁気ディスク装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固定磁気ディスク装置
に関し、特に固定磁気ディスク装置において、高密度化
しヘッド浮上量を小さくするのに好適なダイナミックロ
ーディング方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、固定磁気ディスク装置は、コンピ
ュータ用の外部記憶装置の１つとして、大型コンピュー
タ、オフィスコンピュータ、パーソナルコンピュータ等
のシステムで広く使用されている。

【０００３】これらのシステムで使用されている固定磁
気ディスク装置では、磁気ヘッドは記録媒体（磁気ディ
スク）との接触による損傷を避けるため、浮動ヘッドが
用いられている。また、磁気記録媒体は高密度記録化の
傾向に伴い、めっき、スパッタ法等で形成する薄膜媒体
が用いられるようになった。

【０００４】上述した浮動ヘッドは、ヘッドと記録媒体
が高速で相対的に移動する時に、空気の粘性によって発
生する動圧を利用して、トランスデューサであるヘッド
と記録媒体の間に微小なすき間（浮上量）を保たせる気
体潤滑によって記録媒体上を走行する。これらの浮動ヘ
ッドには動圧を発生させる部分（浮上面と呼ぶ）がトラ
ンスデューサの一部に形成されているモノリシックヘッ
ド（例えば、ウィンチェスタ型ヘッド）、浮上面を有す
るセラミック等の構造体にトランスデューサをガラスで
固着したコンポジットヘッドや、半導体製造技術と同様
のプロセスによってつくられた薄膜素子を、セラミック
構造体に形成させた薄膜ヘッドがある。一般に広く使用
されている固定磁気ディスク装置は、ヘッドとディスク
の組合せ（ヘッドディスクアセンブリ）を固定化し、こ
れを密閉容器（ディスクエンクロージャ）内に封入した
構造を採っている。これによりヘッドとディスク間に塵
埃が入りヘッドやディスクを破損（ヘッドクラッシュ）
することを防止し、ヘッド浮上量を低くすることを可能
としている。また、ヘッドディスクアセンブリ（ＨＤＡ
）を固定化したため、ヘッドとディスク間の位置補正が
不要となり、トラック密度も向上した。

【０００５】上記のようにＨＤＡを固定化するメリット
はあるが、このとき、ヘッドのロード／アンロードを考
えると、非常に複雑な機構が必要となっていた。このた
め、現在の固定磁気ディスク装置ではヘッドのディスク
面への押付け荷重を１５ｇ以下とし、ディスク停止中は
、ヘッドはディスクに接触しており、ディスクの回転数
が上がるにつれ浮上するコンタクト・スタート・スット
プ方式（以下、ＣＳＳ方式という）を採っている。この
ため、ディスク表面には固体潤滑層及び液体潤滑層を設
け、信頼性を向上させている。

【０００６】浮動ヘッドスライダを磁気ディスク媒体上
に接触させたまま装置の起動停止を行ういわゆるＣＳＳ
方式は、周知のごとく、ウィンチェスタ技術において導
入された画期的な技術であった。この技術により機構が
簡略化され磁気ディスク装置の信頼性は大きく向上した
。しかし最近の薄膜媒体の実用化、スライダの超低浮揚
化に伴い、逆に大きな問題点が顕著なものとなってきた
。それはＣＳＳ時における浮動ヘッドスライダと磁気デ
ィスク媒体との接触による摩擦、摩耗、および吸着の問
題である。特に吸着はヘッド・ディスク間距離、即ち浮
上量を小さくしようとすればするほどより顕著となる。 そのため平滑にした磁気ディスク媒体面にわざわざ粗さ
をつけるテクスチャリングが施される。

【０００７】最近、この矛盾した技術課題を解決するた
め、磁気ディスク媒体と非接触に浮動ヘッドスライダが
起動停止する方式が大きく注目されてきた。

【０００８】以上述べたような浮動ヘッドを磁気ディス
ク媒体と非接触状態で起動、停止を行う方法を以下では
ダイナミックローディング方式という。

【０００９】なお、関連する特許の例としては、特開昭
６１−１６０７９号公報、特開昭６３−２４７９８１号
公報等が挙げられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のダイナミックローディング方式では、磁気ヘッドを
磁気ディスク上に浮上させる際、磁気ヘッドが磁気ディ
スクに衝突ないし接触し、磁性層に傷が入ったり、場合
によってはヘッドクラッシュを発生する危険がある。

【００１１】そして、磁気ヘッドの低浮上量化がさらに
進み、ディスク最内周での浮上量が０．１μｍ以下の場
合には、より一層ヘッドックラッシュの発生が顕著にな
る。また、磁気ヘッドと磁気ディスクとの衝突等のため
、上記従来のダイナミックローディングにより浮上させ
た磁気ヘッドの姿勢や位置はすぐには安定しない。この
ため起動時からデータの読書きを行うまでの時間が長く
かかり、アクセス時間のロスが非常に問題となる。アク
セス時間を短縮するためには、磁気ディスクへの磁気ヘ
ッドの近接速度を増せばよいが、この場合、磁気ディス
クと磁気ヘッドとの衝突する確率が増大し、しかも衝突
時の衝撃がさらに大きくなり問題となる。

【００１２】本発明の目的は、このような従来の問題を
解決し、ヘッドクラッシュを防止可能とし、かつアクセ
ス速度も向上させる固定磁気ディスク装置のダイナミッ
クローディング方式を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
、本発明の固定磁気ディスク装置は、磁気ディスク媒体
に対して浮動磁気ヘッドが非接触状態でほぼ垂直にロー
ド／アンロードされる固定磁気ディスク装置において、
ローディング場所でのディスク相対速度をＶｒ（ｍ／ｓ
ｅｃ）、前記浮動磁気ヘッドを前記磁気ディスク媒体面
に対してほぼ垂直に近接させる近接速度をＶｄ　（ｍ／
ｓｅｃ）、ローディング場所での前記浮動磁気ヘッドの
浮上量をＦＨ（μｍ）とし、Ｖｄ　をＶｄ　≦２０×１
０−３ｍ／ｓｅｃ、Ｖｒ　をＶｒ　≦４０ｍ／ｓｅｃ、
Ｖｒ　・Ｖｄ　積をＶｒ　・Ｖｄ　≦１００（ｍ／ｓｅ
ｃ）２　の範囲内に設定し、ＦＨをＦＨ≦０．１５μｍ
になるように調整し、ダイナミックローディングを行う
ことに特徴がある。

【００１４】前記固定磁気ディスク装置において、前記
Ｖｒ　・Ｖｄ　積が１０（ｍ／ｓｅｃ）２　≦Ｖｒ　・
Ｖｄ≦５０（ｍ／ｓｅｃ）２　の範囲内であることに特
徴がある。

【００１５】

【作用】本発明においては、ローディング場所でのディ
スク相対速度をＶｒ　（ｍ／ｓｅｃ）、前記浮動磁気ヘ
ッドを前記磁気ディスク媒体面に対してほぼ垂直に近接
させる近接速度をＶｄ　（ｍ／ｓｅｃ）、ローディング
場所での前記浮動磁気ヘッドの浮上量をＦＨ（μｍ）と
し、Ｖｄ　をＶｄ　≦２０×１０−３ｍ／ｓｅｃ、Ｖｒ
　をＶｒ　≦４０ｍ／ｓｅｃ、Ｖｒ　・Ｖｄ　積をＶｒ
　・Ｖｄ　≦１００（ｍ／ｓｅｃ）２　の範囲内に設定
し、ＦＨをＦＨ≦０．１５μｍになるように調整し、ダ
イナミックローディングを行うことにより、ヘッドクラ
ッシュ防止とアクセス速度の向上が図れる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面により詳細
に説明する。図１は、本発明の一実施例を示す固定磁気
ディスク装置のダイナミックローデイング方式を説明す
るための図である。これは、磁気ディスク媒体に対して
浮動ヘッドがほぼ垂直にロード／アンロードされる機構
を有する固定磁気ディスク装置の例を示している。

【００１７】図１において、１は直径１３０ｍｍ、厚さ
１．２７ｍｍのガラス基板（例えば、表面強化ガラス）
上に、スパッタリング等の気相成膜法により形成された
表面粗さ２００オングストローム程度の金属磁性薄膜を
有する磁気ディスク媒体である。２は磁気ディスク媒体
１を固定し回転させるためのスピンドル軸であり、図面
には簡便のため磁気ディスク媒体１が１枚しか記載され
ていないが、通常複数枚取り付けられる。３はスライダ
を有し、磁気ディスク媒体１の回転による浮上力を受け
て非接触状態で磁気ディスク媒体１への記録または再生
を行う浮動ヘッドであり、例えばモノリシックヘッド、
コンポジットヘッド、薄膜ヘッドなどである。４は浮動
ヘッド３を取り付けたジンバル、６は浮動ヘッド３を直
線的に移動させるためのリニアアクチュエータ、７は浮
動ヘッド３をほぼ垂直に上下するためのリフタ、８はリ
フタ７を上下運動させるリフタ駆動装置である。

【００１８】以下、図１のダイナミックローディング方
式の動作について説明する。ディスク停止中は、リフタ
７の支持によって浮動ヘッド３は、ディスク面から引き
上げられており、固定磁気ディスク装置の電源を入れる
と、スピンドルモータ（図示せず）が回転し、スピンド
ルモータ（図示せず）に取り付けられたスピンドル軸２
を回転させ磁気ディスク媒体１が回転し始める。

【００１９】磁気ディスク媒体１が所望の回転数に達し
たとき、リフタ駆動装置８によって浮動ヘッド３を支持
しているジンバル４を支えていたリフタ７が下方向に動
き始め、ジンバル４の支持を解除する。このとき、浮動
ヘッド３は下降して、０．１０μｍの低浮上量で回転中
の磁気ディスク媒体１上に安定浮上しヘッドローディン
グを終了する。

【００２０】アンローディングは前記と逆であり、リフ
タ７により浮動ヘッド３を持ち上げた状態で磁気ディス
ク媒体１の回転を停止させる。

【００２１】本第１の実施例では、図１に示すような磁
気ディスク媒体１に対して浮動ヘッド３がほぼ垂直にロ
ード／アンロードされる固定磁気ディスク装置を用い、
ダイナミックローディング試験（ヘッドの起動・停止）
を３０万回行った後の浮動ヘッドの外観変化と電磁変換
特性変化を調べ、ローディング場所でのディスク相対速
度Ｖｒ　（ｍ／ｓｅｃ）と近接速度Ｖｄ　（×１０−３
ｍ／ｓｅｃ）との関係からヘッドクラッシュを防止でき
アクセス速度の向上を図れるダイナミックローディング
方式を実現している。また、固定磁気ディスク装置に取
り付けた浮動ヘッドとしてはＡｌ２　Ｏ３　−ＴｉＣの
薄膜ヘッドを用い、磁気ディスク媒体としては上述した
ような直径１３０ｍｍ、厚さ１．２７ｍｍのガラス基板
上に表面粗さＲｍａｘ＝２００オングストロームで金属
磁性薄膜を形成した薄膜媒体を用いた。

【００２２】図２は、本発明の実施例におけるダイナミ
ックローディング試験結果を示す図である。これは、浮
動ヘッドの浮上量（ＦＨ）をローディングする場所でＦ
Ｈ＝０．１μｍとなるように調整し、ローディング場所
でのディスク相対速度Ｖｒ　（ｍ／ｓｅｃ）とヘッドを
ディスク面に対してほぼ垂直に近接させる近接速度Ｖｄ
（×１０−３ｍ／ｓｅｃ）とを変化させてダイナミック
ローディング試験（ヘッドの起動・停止）を約３０万回
行い、その前後のヘッドの外観変化と電磁変換特性変化
（出力変化とＰＷ５０（孤立波の半値幅）変化）を示し
たものである。すなわち、ダイナミックローディング試
験を８回行い、第１回目はＶｒ　＝５ｍ／ｓｅｃ、Ｖｄ
　＝４×１０−３ｍ／ｓｅｃ、第２回目はＶｒ　＝１０
ｍ／ｓｅｃ、Ｖｄ　＝２×１０−３ｍ／ｓｅｃ、第３回
目はＶｒ　＝１０ｍ／ｓｅｃ、Ｖｄ　＝７×１０−３ｍ
／ｓｅｃ、第４回目はＶｒ　＝１０ｍ／ｓｅｃ、Ｖｄ　
＝１２×１０−３ｍ／ｓｅｃ、第５回目はＶｒ　＝２４
ｍ／ｓｅｃ、Ｖｄ　＝１×１０−３ｍ／ｓｅｃ、第６回
目はＶｒ　＝２４ｍ／ｓｅｃ、Ｖｄ　＝３×１０−３ｍ
／ｓｅｃ、第７回目はＶｒ　＝２４ｍ／ｓｅｃ、Ｖｄ　
＝５×１０−３ｍ／ｓｅｃ、第８回目はＶｒ　＝３５ｍ
／ｓｅｃ、Ｖｄ　＝２×１０−２ｍ／ｓｅｃと設定し、
ヘッド外観等を調べた。ここで、ヘッド外観は金属顕微
鏡を用いて１００倍の倍率で検査し、図３に示す評価基
準に基づいて５段階評価したものであり、数値が大きい
程良好状態を示しており、数値１はヘッドの損傷がかな
り大きいことを示す。出力変化はダイナミックローディ
ング３０万回前後での出力値の変化をパーセントで表し
たものである。ＰＷ５０変化はダイナミックローディン
グ３０万回前後での孤立波の半値幅の変化をパーセント
で表したものである。

【００２３】図４は、近接速度Ｖｄ　とダイナミックロ
ーディング場所でのディスク相対速度Ｖｒ　との関係を
示す図である。図４中、プロットされた記号（◎、○、
×）は図２の記号に対応している。縦軸は近接速度Ｖｄ
　（×１０−３ｍ／ｓｅｃ）を示し、横軸はローディン
グ場所でのディスク相対速度Ｖｒ　（ｍ／ｓｅｃ）を示
している。 また、図４中、点線はＶｒ　・Ｖｄ　＝１０（ｍ／ｓｅ
ｃ）２時の近接速度とディスク相対速度との関係を示し
、一点鎖線はＶｒ　・Ｖｄ　＝５０（ｍ／ｓｅｃ）２　
の時、破線はＶｒ　・Ｖｄ　＝１００（ｍ／ｓｅｃ）２
　の時の関係を示している。

【００２４】本実施例では、図２及び図４から明らかな
ように、Ｖｄ　≦２０×１０−３ｍ／ｓｅｃ、Ｖｒ　≦
４０ｍ／ｓｅｃ、１０（ｍ／ｓｅｃ）２　≦Ｖｒ　・Ｖ
ｄ　≦５０（ｍ／ｓｅｃ）２　の範囲内がヘッドクラッ
シュ及びアクセス速度の観点から最適と言える。上記実
施例では、ローディング場所でのヘッドの浮上量ＦＨが
０．１μｍになるように調整してダイナミックローディ
ング試験を行ったが、ＦＨ＝０．１５μｍ程度でも良く
、その場合はＶｄ　≦２０×１０−３ｍ／ｓｅｃ、Ｖｒ
　≦４０ｍ／ｓｅｃ、Ｖｒ　・Ｖｄ　≦１００（ｍ／ｓ
ｅｃ）２　の範囲内であれば実用上問題はないと言える
。

【００２５】このように、本実施例においては、近接速
度Ｖｄ　≦２０×１０−３ｍ／ｓｅｃ、ローディング場
所でのディスク相対速度Ｖｒ　≦４０ｍ／ｓｅｃ、Ｖｒ
　・Ｖｄ　≦１００（ｍ／ｓｅｃ）２　、ローディング
場所での浮上量ＦＨ≦０．１５μｍの範囲内に設定し、
ディスクに対してヘッドをほぼ垂直にロード／アンロー
ドする固定磁気ディスク装置のダイナミックローディン
グを行うことにより、ヘッドクラッシュ防止を図ること
がで、かつアクセス速度を向上できる。

【００２６】上記実施例では、浮動ヘッドとして薄膜ヘ
ッドを用いたが、通常のモノリシックヘッドやコンポジ
ットヘッドでも同様に本実施例を適用できることは言う
までもない。特にヘッド浮上量が０．１μｍより小さい
値を得るには薄膜ヘッドが適している。

【００２７】上記実施例では、表面粗さＲｍａｘ　＝２
００オングストロームの金属磁性薄膜媒体を使用したが
、これに限定されるものではなく、所望の浮上量に応じ
て変更することは可能である。

【００２８】上記実施例では、浮動ヘッドとしてＡｌ２
　Ｏ３　−ＴｉＣの薄膜ヘッドを用いたが、これに限定
されるものではない。

【００２９】上記実施例において、浮動ヘッドの浮上量
ＦＨの調整は、ヘッドスライダ幅やサスペンション（ジ
ンバル）荷重を変える等により行う。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
近接速度とローディング場所でのディスク相対速度との
関係に着目し、最適な速度範囲を設定し、ダイナミック
ローディングを行うことにより、浮上量が０．１５μｍ
以下（特に０．１μｍ以下）でもヘッドクラッシュを防
止しつつ、かつアクセス速度の向上も図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すダイナミックローディ
ング方式説明図である。

【図２】本発明の実施例におけるダイナミックローディ
ング試験結果を示す図である。

【図３】ヘッド外観の評価基準例を示す図である。

【図４】本発明の実施例における近接速度とディスク相
対速度との関係を示す図である。

【符号の説明】

１　　磁気ディスク媒体 ２　　スピンドル軸 ３　　浮動ヘッド ４　　ジンバル ６　　リニアアクチュエータ ７　　リフタ ８　　リフタ駆動装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　磁気ディスク媒体に対して浮動磁気ヘ
   ッドが非接触状態でほぼ垂直にロード／アンロードされ
   る固定磁気ディスク装置において、ローディング場所で
   のディスク相対速度をＶｒ　（ｍ／ｓｅｃ）、前記浮動
   磁気ヘッドを前記磁気ディスク媒体面に対してほぼ垂直
   に近接させる近接速度をＶｄ（ｍ／ｓｅｃ）、ローディ
   ング場所での前記浮動磁気ヘッドの浮上量をＦＨ（μｍ
   ）とし、Ｖｄ　をＶｄ　≦２０×１０−３ｍ／ｓｅｃ、
   Ｖｒ　をＶｒ　≦４０ｍ／ｓｅｃ、Ｖｒ　・Ｖｄ　積を
   Ｖｒ　・Ｖｄ　≦１００（ｍ／ｓｅｃ）２　の範囲内に
   設定し、ＦＨをＦＨ≦０．１５μｍになるように調整し
   、ダイナミックローディングを行うことを特徴とする固
   定磁気ディスク装置。
2. 【請求項２】　　前記Ｖｒ　・Ｖｄ　積が１０（ｍ／ｓ
   ｅｃ）２　≦Ｖｒ　・Ｖｄ　≦５０（ｍ／ｓｅｃ）２　
   の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の固定磁
   気ディスク装置。