JPH0628650A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヘッド・ディスク・アッセンブリが小型化し
ても、ひくいコストでもって、浮上信頼性と記録および
再生性能を満足させることができるようにさせることに
ある。 【構成】 ディスクが表面に溝を形成され、溝によって
ディスクとスライダとの浮上間隔を制御して、浮上半径
位置にかかわりなく、記録および再生をおこなえかつヘ
ッドクラッシュをおこさない浮上間隔をディスクとのあ
いだに形成することができるようにして、浮上半径位置
にかわりなく記録および再生をおこなえかつヘッドクラ
ッシュをおこさない浮上間隔をスライダとディスクとの
あいだに形成させている。 【効果】 ヘッドの変位などの複雑な制御を必要とせ
ず、スライダが小型化しても簡単にかつひくいコストで
もって、浮上信頼性を損なうことなしに記録および再生
性能を満足させることができる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、磁気ディスク装置に
係り、さらに詳しくは、スライダとディスクとの浮上間
隔を制御することができるディスクを具備する磁気ディ
スク装置に関している。

【０００２】

【従来の技術】近年の磁気ディスク装置は、高速化、大
容量化、省スペース化、それに、省エネルギー化を要求
され、それにともなって、最小単位であるヘッド・ディ
スク・アッセンブリが小型化する傾向にある。記憶容量
を同等以上に維持しつつ、ヘッド・ディスク・アッセン
ブリを小型化するためには、高記録密度化することが必
要であり、必然的に磁性層の保磁力の増大、スライダと
ディスク間隔の狭小化をまねくことになる。

【０００３】しかしながら、スライダとディスクとの間
隔の狭小化は、スライダとディスクとの直接接触あるい
は間接接触にもとづく記録情報の消失、いわゆるヘッド
クラッシュの確率を増大させるため、浮上の信頼性を確
保するという観点から、適当な間隔以上にたもつ必要が
ある。他方、記録および再生の観点からみると、磁性層
の保磁力の増大にともなって、再書き込みあるいは消去
が不十分にならないようにするためには、スライダとデ
ィスクとあいだの間隔を小さくしなければならない。磁
気ディスク装置ではこのように二律背反の問題をつねに
抱えている。さらに、磁気ディスク装置では、ヘッドを
直線移動させて位置決めをおこなうリニア方式のもの、
ディスクの外側にある一点を中心にしてディスク上にて
ヘッドを揺動させることによってヘッドの位置決めをお
こなうスイングアーム方式のもののいずれにおいても、
スライダの静的浮上量が浮上半径位置によってある勾配
をもって変化するため、この勾配も考慮にいれる必要が
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の磁気ディスク装
置は、このように、浮上半径に応じた静的浮上量の変動
をまったく制御できないため、静的浮上量が最小になる
浮上半径位置において浮上の信頼性と記録および再生性
能とをバランスさせざるを得ない。このため、磁性層が
高保磁力化されると、静的浮上量がより高くなる浮上半
径位置において磁性層にたいする再書き込みおよび消去
を十分におこなえないなどの問題が発生する。

【０００５】このような問題を解決する技術として、特
開昭６２−２５０５７号公報、特開昭６３−１２９５１
５号公報などがある。これらでは、ヘッドを変位させる
圧電振動子をスライダに組み込み、スライダとディスク
との浮上間隔と独立して、圧電振動子によってヘッドと
ディスクとの間隔を制御している。しかし、浮上の信頼
性と記録および再生性能とをディスクの全面において両
立させることができても、きわめて小型化なりつつある
スライダにこの機構を組み込まなければならないばかり
か、制御もかなり複雑になっているため、実施にかなり
のコストを必須とする。

【０００６】本発明の目的は、浮上の信頼性と記録およ
び再生性能とを両立させることができ、しかも、特別な
制御を必要とせずに、より簡単な構造でもって、これを
達成することができる、磁気ディスク装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ディスクと、
ディスクを支持しかつ回転させる機構と、ディスクにた
いするデータの記録および再生をおこなうヘッドおよび
ヘッドをディスク表面から浮上させるスライダを含むヘ
ッド組立体と、ヘッド組立体を支持しかつヘッドをディ
スク上を移動させる機構とを具備している磁気ディスク
装置において、ディスクが表面にスライダとの浮上間隔
を制御する溝を具備していることを特徴とする。

【０００８】

【作用】溝あるいはへこみがディスク表面に形成される
と、これがディスク表面にない場合にくらべて、スライ
ダの静的浮上量が低下する。溝をディスク表面に不連続
に形成し、溝密度、溝幅あるいは溝深さを変化させるこ
とによって、溝をディスク表面に連続し、溝巾および溝
深さを浮上半径位置に応じて変化させることによって、
浮上半径位置に応じてスライダの浮上量を制御すること
ができる。したがって、前述のように磁性層がたかい磁
気保持力をもつものから構成されいる場合にも、たとえ
ば、溝をディスクの表面に不連続に設け、ディスクの外
周にむかうほど、溝密度、溝巾および溝深さのうち少な
くともひとつをしだいに大きくすることによって、ディ
スク外周においても磁性層にたいする記録および再生を
おこなえかつヘッドクラッシュを発生しないスライダ浮
上量を得られる。そして、スライダがかなり小形化され
ても、スライダとはかかわりなく浮上信頼性と記録およ
び再生性能との双方を満足させることができるため、ス
ライダにヘッドを変位させる機構を組み込んでいる従来
の磁気ディスク装置に比較して、装置の製作および組立
をはるかに簡単にかつ低コストでおこなえる。

【０００９】

【実施例】本発明の磁気ディスク装置の実施例は、以下
に、図面を参照して説明する。

【００１０】この磁気ディスク装置は、ディスク、ディ
スクを回転させる機構、ディスクにたいするデータの記
録および再生をおこなうヘッドおよびヘッドをディスク
表面から浮上させるスライダを含むヘッド組立体、それ
に、ヘッド組立体を支持しかつヘッドの位置決めをおこ
なう機構とを具備している。が、本発明において、ディ
スクは、たとえば図２に示すように、多数の溝２０がデ
ィスク表面に設けられていて、これらの溝の密度、幅あ
るいは深さを浮上半径位置に応じて変化させることによ
って、浮上半径位置における静的浮上量を制御して、浮
上の信頼性と記録および再生性能とを確保している。詳
しく説明する。

【００１１】磁気ディスク装置のディスクは、外周に近
くなるほど周速が大きい、つまり、ディスクの接線方向
の速度が大きいため、スライダの静的浮上量がディスク
の外周にむかうほど高くなっている。

【００１２】リニア方式のヘッド位置決め機構をもつ従
来の磁気ディスク装置におけるスライダの浮上特性は、
たとえば、図５において参照符号Ａで示すラインのよう
になっている。従来の磁気ディスク装置では、図から明
らかなように、ディスクの最内周における浮上半径位置
Ｂにおいて必要とするスライダの静的浮上量が浮上量下
限値Ｃよりもたかいため、浮上信頼性の観点からみた条
件を満たしている。しかし、ディスクの最外周となる浮
上半径位置Ｄの付近では、ディスクの周速が大きいた
め、スライダの静的浮上量がここにおける記録および再
生をおこなえる浮上量の上限値Ｅを超える記録再生不良
領域Ｆを生じ、記録および再生を正確におこなえない。
この不良領域Ｆをなくすように、スライダの静的浮上量
を減少させることはできても、そうすると、浮上量の下
限値Ｃよりも低い浮上量の領域があらたに発生し、ヘッ
ドクラッシュを生じる危険がある。

【００１３】図６は、リニア方式のヘッド位置決め機構
をもつ磁気ディスク装置における、ディスクの周速、ス
ライダの浮上面の巾、それに、ディスクの円周方向にお
ける溝密度（つまり、同一円周上における溝長さｓと円
周長との比率）を一定にさせて、溝巾ｗおよび溝深さｄ
のみを変化させたときのスライダの浮上量の変化を示し
ている。図７は図６から溝巾ｗと浮上量との関係のみ
を、図８は溝深さｄと浮上量との関係のみをぬきだして
示している。これらの図から明らかなように、溝深さｄ
が一定の場合には溝巾ｗおよび浮上量が反比例的な関係
にあり、溝巾ｗが一定であると、静的浮上量が溝深さｄ
に比例して減少している。したがって、図５における従
来の浮上特性をあらわすラインＡをラインＧのように変
更することによって、たとえば、ディスクの内周側にあ
る同心円上の溝からディスクの外周側にある同心円上の
溝にむかうほど、各々同心円にある溝の巾ｗのみをしだ
いに大きく、あるいは、溝の深さｄのみをしだいに大き
く、もしくは、溝巾ｗおよび溝深さｄの双方をしだいに
大きくさせて、ディスク外周における浮上半径位置での
浮上量を減少させることによって、ディスク全面におい
てヘッドクラッシュを発生せず、しかも、記録および再
生を確実におこなえるスライダ浮上間隔を得られる。

【００１４】溝の決定は、まず、最内周浮上半径位置Ｂ
における周速、溝長さ、溝巾ｗ、溝深さｄおよびスライ
ダの浮上面巾を勘案して、最内周浮上半径位置Ｂでの浮
上量を決定し（溝密度は仮に一定としておく）、つぎ
に、決定したスライダの浮上面巾でもって、図６の曲面
を周速ごとに求め、それから、求めた曲面群から目的と
する浮上特性に対応する溝巾ｗ、溝深さｄの組を選び、
適当する溝巾ｗ、溝深さｄの組が存在しなければ、溝長
さを変更して、図６の曲面を再度求めることによってお
こなえる。このときに、浮上の信頼性と記録および再生
特性との両立、とくに記録および再生不良領域の解消の
ためには、浮上量の最大値と最小値との比は１．３以下
であることが望ましい。

【００１５】以上は、リニア方式のヘッド位置決め機構
をもつ磁気ディスク装置についてであるが、スイングア
ーム方式であっても、ディスクに溝を設けることによっ
て、同様に浮上量の制御をおこなえる。スイングアーム
方式のヘッド位置決め機構では、構造上、ヨー角がスラ
イダに存在している、つまりスライダの長手方向中心線
とディスクの接線とがなす角度がスライダに付与される
ため、浮上特性が図９において参照符号Ｈによって示す
ような太鼓橋状のラインとなるが、溝の形状、密度およ
び溝深さを選択することによって、浮上特性をラインＩ
のようにさせることもできれば、浮上特性を図５におけ
るリニア方式のヘッド位置決め機構のような浮上特性に
させることも可能である。

【００１６】図１はこのようなディスクをもっている磁
気ディスク装置の具体的構成を示している。ディスク１
０は一定間隔をおいて配置され、スピンドル１１に挿入
されている。スピンドルは容器１２にある軸受に保持さ
れ、モータ１３によって回転されている。ヘッド組立体
１４はヘッドをもつスライダ１４ａ、ジンバル、スプリ
ングアームなどを含むもので、ディスク１０の両面に配
置されていると共に、移動台１６に固定されている。移
動台は軸受を介在して容器１７に固定されたレール１８
に取り付けられ、移動台に取り付けられたコイル１９ａ
および容器１２に固定されたマグネット１７を含むボイ
スコイルモータによって直線移動させられている。ディ
スク１０にたいする記録および再生は、モータ１３によ
ってスピンドル１１を回転させ、スライダ１４ａをディ
スク１０から浮上させると共に、ボイスコイルモータに
よって移動台１６をうごかし、スライダ１４ａをディス
クの半径方向に直線移動させて、スライダ上のヘッドの
位置決めをおこなうことによってなされている。

【００１７】ディスク１０は、アルミニュウムなどから
なるサブストレートと、サブストレート上に形成された
下地層と、下地層に磁性材をスパッタ加工することによ
って形成された磁性層と、磁性層上に形成された保護
層、保護層上に形成された潤滑層とをもつものからなっ
ている。

【００１８】ディスク１０の表面には、図２に示すよう
に、ディスク１０の回転中心軸と中心を共有する多数の
同心円の各々に連続して、あるいは、図に示すように不
連続に設けられた、へこみあるいは溝２０を具備してい
る。これらの溝２０は、同心円の各々において同一の溝
長ｓ、溝幅ｗおよび溝深さｄをもっている。が、図３に
示すように、ディスク１０の内周側に配置されている同
心円から外周側に配置されている同心円にむかうほど、
溝巾ｗのみがしだいに大きくなるように形成され、ある
いは、溝巾ｗのみが図３に示すようにディスク１０の内
周側にある同心円から外周にある同心円にむかうほどし
だいに大きく形成され、もしくは、溝巾ｗおよび溝深さ
ｄがディスク１０の内周側にある同心円から外周にある
同心円にむかうにつれてしだいに大きくなるように形成
され、ディスクの外周における磁性層にたいして記録お
よび再生をおこなえかつこれとディスククラッシュをお
こさない浮上間隔をスライダとディスクとのあいだあた
えて、スライダがディスク全面にわたって記録および再
生を確実におこなえかつヘッドクラッシュをおこさない
浮上間隔をディスクとのあいだに形成するようにさせて
いる。

【００１９】溝２０の形成は、エッチング加工によって
ディスク基板にあらかじめ下地層、磁性層および保護層
の厚みを考慮した深さの溝２０を形成しておき、ディス
ク基板の表面および溝２０のそれに下地層、磁性層およ
び保護層をスパッタ加工することによって、あるいは、
下地層、磁性層および保護層をディスク基板に形成した
あと、エッチング加工によって保護層のみにあるいは保
護層および磁性層にわたって必要とする深さの溝２０を
設けることによってなされる。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、ディス
ク表面に形成された溝によって、ディスク全面における
ディスクとスライダとの浮上間隔を制御することができ
るようにさせているので、スライダにヘッドを変位させ
る手段をもつ従来の装置に比較して、ヘッドの変位制御
を特別に必要とせず、ヘッド・ディスク・アッセンブリ
が小型化しても、はるかに簡単にかつひくいコストでも
って、浮上信頼性を損なうことなしに記録および再生性
能を満足させる磁気ディスク装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ディスク装置の一実施例を示す断
面図である。

【図２】ディスクの平面図である。

【図３】図２に示すディスク表面の拡大断面図である。

【図４】他のディスクのディスク表面の拡大断面図であ
る。

【図５】リニア方式のヘッド位置決め機構における、浮
上半径位置と浮上量との関係を説明するための図であ
る。

【図６】溝深さと溝巾と浮上量との関係を示す図であ
る。

【図７】溝巾と浮上量との関係を示す図である。

【図８】溝深さと浮上量との関係を示す図である。

【図９】スイングアーム方式のヘッド位置決め機構にお
ける、スライダの浮上半径位置と浮上量との関係を示す
図である。

【符号の説明】

１０…ディスク、１１…ディスク回転機構、１４…ヘッ
ド組立体、１４ａ…スライダ、１５〜１７…ヘッド位置
決め機構、２０…溝。

フロントページの続き (72)発明者 海老原 進 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内 (72)発明者 本田 正信 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクと、ディスクを回転させる機構
   と、ディスクにたいするデータの記録および再生をおこ
   なうヘッドおよびヘッドをディスク表面から浮上させる
   スライダを含むヘッド組立体と、ヘッド組立体を支持し
   かつヘッドの位置決めをおこなう機構とを具備している
   磁気ディスク装置において、ディスクが表面にスライダ
   との浮上間隔を制御する溝を設けられていることを特徴
   とする磁気ディスク装置。