JPH08339536A - 磁気ディスク及び磁気ディスク装置 - Google Patents

磁気ディスク及び磁気ディスク装置

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JPH08339536A
JPH08339536A JP14756495A JP14756495A JPH08339536A JP H08339536 A JPH08339536 A JP H08339536A JP 14756495 A JP14756495 A JP 14756495A JP 14756495 A JP14756495 A JP 14756495A JP H08339536 A JPH08339536 A JP H08339536A
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JP
Japan
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magnetic
magnetic disk
substrate
disk
track
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JP14756495A
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English (en)
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Goro Kawasaki
悟朗 河▲崎▼
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 線膨張係数の小さい材料の基板に磁性被膜を
形成した磁気ディスク及びその磁気ディスクを備えた磁
気ディスク装置に関し、温度が変化してもオフトラック
の発生が防止できる磁気ディスク及び磁気ディスク装置
の提供を目的とする。 【構成】 線膨張係数が50×10-7/℃以下の材料で
成る円板状の基板5の表面に磁気記録層6を形成した構
成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク及び磁気
ディスク装置に係り、特に線膨張係数の小さい材料の基
板に磁性被膜を形成した磁気ディスク及びその磁気ディ
スクを備えた磁気ディスク装置に関するものである。
【0002】近来、磁気ディスク装置はコンピュータの
周辺装置として多用されており、磁気ディスクを連続回
転させ、磁気ヘッドを搭載したアクチュエータを駆動し
て、サーボ面の情報を基準として記録トラックに位置決
めすることで、磁気ディスク上に情報の記録/再生を行
っている。
【0003】近年の急速なコンピュータの記録容量の増
大等により、磁気ディスク装置等の情報記録再生装置に
対しても高記録密度の要求が大きい。磁気ディスクの記
録密度の進行によりトラックピッチが数μmになり、駆
動中の温度分布の変化に原因するオフトラックの問題が
深刻になってきた。
【0004】即ち、一般に磁気ディスクはアルミニウム
板が基板として使用されていたが、アルミニウムは線膨
張係数が大きいため、ディスク径が変化してオフトラッ
クが発生するので、ガラス板を使用することが試みられ
ている。しかしながら、ソーダライムガラス等の通常の
ガラスでは、温度変化による寸法への影響がトラックピ
ッチに比べてかなり大きく、オフトラックの原因にな
る。
【0005】そこで、温度変化によるオフトラックが防
止できる磁気ディスクが望まれている。
【0006】
【従来の技術】磁気ディスク装置については、本出願人
による特願平03−006055号に記載されている
が、以下図8及び図9により従来例を説明する。
【0007】図8(a) の平面図及び(b) の内部側断面図
に示すように、磁気ディスク装置は、ディスク組立部1
及びアクチュエータ部2で構成されている。ディスク組
立部1は、複数の磁気ディスク3a〜3fを下端にフランジ
部100 を有するスピンドルハブ10によりリング状のスペ
ーサ11a〜11eを介して等ピッチで積層して取り付け、
上端でクランプ12で押さえている。
【0008】またスピンドルハブ10はベアリング13a,13
b を介して軸14に支持され、モータM1の回転によるスピ
ンドルハブ10の駆動により磁気ディスク3a〜3fが回転す
る。また磁気ディスク3a〜3fの積層のほぼ中央位置の磁
気ディスク3cにサーボ用の面SDが設けられている。そ
の他の磁気ディスク面はデータ用である。
【0009】ここで、磁気ディスク3a〜3fは、円形のア
ルミニウム基板に磁気記録層が形成され、スピンドルハ
ブ10、クランプ12及びスペーサ11a〜11eは、アルミニ
ウム材で形成されている。
【0010】アクチュエータ部2は、等間隔に複数のア
ーム21a〜21gを有し、先端に磁気ヘッド4a〜4lを搭載
したスプリング20a〜20lの後端がアーム21a〜21gの
先端の上下面(但しアーム21a,21g は片面) に夫々固定
され、ベアリング22a,22b を介して軸23に支持されてい
る。また、軸23に対して磁気ヘッド4a〜4lの反対側に設
けられたボイスコイルモータ(VCM:以下揺動モータ
という)M2 の駆動により、軸23を中心として矢印方向に
揺動する。
【0011】また、磁気ヘッド4fは、サーボ用の磁気デ
ィスク3cの面SDに対応するサーボ用の磁気ヘッド4f
(SH)である。その他の磁気ヘッドはデータ用であ
る。ディスク組立部1とアクチュエータ部2は、磁気デ
ィスク3a〜3fの面に磁気ヘッド4a〜4lを対向させて組み
立てられている。磁気ヘッド4a〜4lは、磁気ディスク3a
〜3fが静止している時は、磁気ディスク3a〜3fの面に接
触し、磁気ディスク3a〜3fが回転すると、磁気ディスク
3a〜3fの面から僅か浮上する。
【0012】従って、アクチュエータ2が揺動モータM2
の駆動によって揺動し、アーム21a〜21gの先端の磁気
ヘッド4a〜4lが、回転する磁気ディスク3a〜3fの半径方
向に移動して、サーボ用磁気ディスク3cの面SDに磁気
ヘッド4f (SH) が位置決めされ、該当する磁気ヘッド
4a〜4l (但し4fを除く) が目的のトラックにシークされ
て、データの記録/再生が行われる。
【0013】また、磁気ディスク装置は、外部から塵埃
等の侵入を防止するため、筺体中に密閉して使用され
る。従って、磁気ディスク装置は使用により内部の温度
が上昇する。一般的な使用温度は、5〜40℃であるが、
温度許容値は60℃に設定されている。
【0014】また、モータM1が軸14の軸芯方向のほぼ中
央部に設けられていて、使用中の発熱により中央部から
両端方向へ熱が伝わり、しかも放熱量が上下端の磁気デ
ィスク3a,3f に近い程放熱が速いので、装置内の温度分
布は、磁気ディスク3a〜3fの積層方向の中央部の温度が
高く、上下端へ行く程温度が低くなり、サーボ用の面S
Dを有する磁気ディスク3cとデータ用の磁気ディスク3
a,3f の間に温度差(通常、5〜20℃)が生じる。
【0015】このため、近年の急速な記録密度の向上に
より、トラックピッチが5〜8μmになり、アルミニウ
ム材(線膨張係数α=240×10-7/℃)による磁気
ディスクでは、例えば、温度差10℃とした時に、例え
ば、2.5 インチサイズの磁気ディスクの半径に対して、
熱膨張量が7μm程度になり、トラックピッチの1/2
(2.5〜4μm)のずれの許容量を越え、図9に示すよ
うに、オフトラックの原因になっている。
【0016】即ち、サーボ面SDを有する磁気ディスク
3cと最上/最下端の磁気ディスク3a,3f の夫々の対応す
るトラックが温度差によってずれて半径Rs>半径Rd
の同心円状となり、もし半径Rsと半径Rdの差がトラ
ックピッチ/2を越えるとオフトラック発生の原因とな
る。
【0017】そこで、磁気ディスクをアルミニウム材の
基板に代えて、ガラス基板 (ソーダライムガラス、或い
はホワイトクラウンガラス:線膨張係数が90×10-7
/℃) を用いる方法が試みられている。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】上記従来方法によれ
ば、アルミニウム基板に比べて遙に線膨張係数の小さい
ソーダライムガラス等のガラス基板でも、線膨張係数α
は90×10-7/℃程度であり、近年における磁気ディ
スクの記録密度の向上でトラックピッチが小さくなって
くると、使用環境温度が0〜60℃に亙り、しかも装置
内で温度分布を持っているためオフトラックが発生す
る。
【0019】例えば、積層した磁気ディスクのサーボ面
(ほぼ中央部)と最上/最下部の磁気ディスク間に10
℃の温度差があると、図5に示すように、2.5 インチサ
イズの磁気ディスクで半径に対して2.6μmのずれを生
じ、更に温度差が5〜20℃程度になる可能性もあり、
トラックピッチの1/2(2.5〜4μm)に対して、オ
フトラックの発生を防止するには不十分である。また、
更に高密度化が進んでトラックピッチが狭くなる傾向に
あるが、これに対応できる余地がない。という問題点が
ある。
【0020】なお、磁気ディスクのガラス基板の厚さは
80〜100μmであるので、温度差による厚さ変化の
影響は殆どない。このようなオフトラックを防止する方
法の公知例として、特開昭63−124625号公報
「磁気記録媒体」が提案されている。
【0021】この方法では、基板を熱膨張係数がほぼ零
となる複合材料で形成することによって、オフトラック
を防止しようとするものであるが、複合材料の芯材と母
材で異なる各々の熱膨張係数(実施例に用いられている
カーボン繊維強化プラスチックは特に芯材と母材の熱膨
張係数が大きく異なる)により膨張の仕方に分布を持っ
てしまうので、トラックに歪みが生じたり、記録線密度
が変調したりする可能性がある。よって、上記問題点を
解決する手段とは成り得ない。
【0022】本発明は、温度が変化してもオフトラック
の発生が防止できる磁気ディスク及び磁気ディスク装置
を提供することを目的としている。
【0023】
【課題を解決するための手段】図1及び図2は本発明の
原理図で、図1は請求項1に対応する原理図、図2は請
求項2に対応する原理図である。
【0024】1)請求項1に対応する手段 図1において、5は線膨張係数が50×10-7/℃以下
の材料で成る円板状の基板、6は基板5の表面に形成さ
れた磁気記録層である。
【0025】2)請求項2に対応する手段 図2において、4は磁気ヘッド、5は線膨張係数が50
×10-7/℃以下の材料で成る円板状の基板、3は少な
くとも1枚設けられ、基板5の表面に磁気記録層6が形
成された磁気ディスク、従って、回転する磁気ディスク
3の面に対向する磁気ヘッド4を、磁気ディスク3の半
径方向に揺動させて情報記録位置に位置決めして、情報
の記録再生を行うように構成される。以下、請求項3及
び請求項4に対応する手段を説明する。
【0026】請求項3では、請求項1或いは請求項2に
おいて、基板5は、ガラス材料から成り、磁気記録層6
は、基板5上に形成され、粗面を有する強化層と、強化
層上に形成された下地層と、下地層上に形成された磁性
層と、磁性層上に形成された保護層とを有して成る構成
とする。
【0027】請求項4では、請求項1、請求項2或いは
請求項3において、基板5は、アルミナ珪酸ガラス、硼
珪酸ガラス或いは合成シリカガラスで形成された構成と
する。
【0028】
【作用】
1)請求項1に対応する作用 図1に示すように、磁気ディスク3は、線膨張係数が5
0×10-7/℃以下の材料で成る円板状の基板5の表面
に磁気記録層6が形成されているので、温度変化に対す
る膨張量が少なくなり、温度差によって生じる半径方向
の寸法差が減少し、高密度化に伴うトラックピッチの微
小化に対応することができ、使用時にオフトラックを防
止することができる。
【0029】2)請求項2に対応する作用 図2に示すように、磁気ディスク3が、線膨張係数が5
0×10-7/℃以下の材料で成る円板状の基板5の表面
に磁気記録層6が形成されているので、温度変化に対す
る膨張量が少なくなり、温度差によって生じる半径方向
の寸法差が減少し、高密度化に伴うトラックピッチの微
小化に対応することができ、磁気ヘッド4のオフトラッ
クを防止することができ、情報の記録再生の信頼性を高
めることができる。
【0030】以下、請求項3及び請求項4に対応する作
用を説明する。請求項3では、基板5をガラス材料と
し、磁気記録層6を、基板5上に、粗面を有する強化層
と、強化層上に形成された下地層と、下地層上に形成さ
れた磁性層と、磁性層上に形成された保護層とを形成し
たことにより、請求項1及び請求項2の効果を実現させ
ることができる。
【0031】請求項4では、基板5を、アルミナ珪酸ガ
ラス、硼珪酸ガラス或いは合成シリカガラスで形成した
ことにより、線膨張係数を50×10-7/℃以下にする
ことができ、請求項1或いは請求項2の効果を実現させ
ることができる。
【0032】
【実施例】以下、本発明の実施例を図3〜図7により説
明する。図3は本発明の実施例を示す平面図、図4は磁
気ディスクの一部を破断して示す側断面図、図5〜図7
は本発明による方法と従来方法の比較図である。全図を
通じて同一符号は同一対象物を示す。
【0033】図3に示すように、ディスク組立部1aは磁
気ディスク3A〜3Fを集積して構成されている。図4に示
すように、磁気ディスク3A (〜3F) は、アルミナ珪酸ガ
ラス(SiO2-Al2O2-B2O3系:線膨張係数α=40×10-7
/℃程度)で形成された基板5aの面に磁気記録層6aが形
成されている。
【0034】磁気記録層6aは、基板5a面に化学処理(ナ
トリウム〔Na〕塩溶液、カリウム〔K〕塩溶液、或い
はその混合液を処理液として、ガラス中のリチウム〔L
i〕イオンをNaイオン等に、NaイオンをKイオン等
に置換する処理)を施して強化層(100余Å)60 を形成
し、磁気ヘッド4a〜4lの吸着防止の面粗しのためのテク
スチャー処理 (熱処理による再結晶化、エッチング等の
方法) を行い、その上に、コバルト(Co)を蒸着 (数
100 Å) して下地層61を設けた後、コバルト合金(例え
ば、Co- Cr-Ta 合金、Co-Cr-Pt合金)のスパッタリング
により磁性層62 (数100 Å) を形成し、更に保護層63
(100 〜500 Å:カーボンスパッタ膜〔ダイヤモンドラ
イクカーボン膜:DLC〕やSiO2スパッタ膜等) を生成
したものである。下地層61は磁性層62の特性を向上させ
るために設けられている。
【0035】このような構成を有するので、磁気ディス
ク3A〜3Fの半径方向の線膨張係数は、従来方法で説明し
たソーダライムガラス等のガラス基板の線膨張係数(9
0×10-7/℃程度)に比べて著しく小さく、サーボ面
SHを有する磁気ディスク3Cと上下端部の磁気ディスク
3A,3F の間に温度差が生じても、熱膨張差が少なく、オ
フトラックの危険が軽減され、データの記録/再生の信
頼度を高めることができる。
【0036】また、オフトラックの危険を軽減すること
で、オフトラックマージンを減らすことができ、トラッ
クの密度の増に対応して磁気ディスク装置の記録面密度
を向上させることができる。
【0037】上記例では、磁気ディスク3A〜3Fの基板5a
として、アルミナ珪酸ガラスを使用する場合を説明した
が、線膨張係数α=50×10-7/℃以下の材料であれ
ば他の材料でも良く、磁気ディスクのザイズ或いは使用
時の温度差に応じて、硼珪酸ガラス(線膨張係数α=5
0×10-7/℃程度)或いは合成シリカガラス(太い破
線:α≦10×10-7/℃)等を用いることができ、更
に、磁気ディスクの一層の高密度化に対応することがで
きる。
【0038】即ち、図5〜図7に磁気ディスクのサイズ
(2.5、3.5、5.25インチ) 別に、基板材料をアルミニ
ウム(太い実線) 、ソーダライムガラス等の一般ガラス
(細い実線)、硼珪酸ガラス(1点鎖線)、アルミナ珪
酸ガラス(細い破線)及び合成シリカガラス(太い破
線)とした場合の軸方向の温度差によるトラックの位置
ずれ量(即ち、軸方向のほぼ中心にある磁気ディスク3C
のサーボ面SHのトラックと上下端部の磁気ディスク3
A,3F のトラックのずれ) を示している。
【0039】例えば、トラックピッチを5〜8μmと
し、温度差ΔT=10℃の時、図5の2.5インチサイズ
の場合には、 アルミニウム基板 :7μm 一般ガラス基板 :2.6μm 硼珪酸ガラス基板 :1.4μm アルミナ珪酸ガラス基板:1.2μm 合成シリカガラス基板 :0.3μm以下 となる。
【0040】図6の3.5インチサイズの場合には、 アルミニウム基板 :10.4μm、 一般ガラス基板 :3.9μm 硼珪酸ガラス基板 :2.1μm アルミナ珪酸ガラス基板:1.8μm 合成シリカガラス基板 :0.4μm以下 となる。
【0041】図7の5.25 インチサイズの場合には、 アルミニウム基板 :14μm 一般ガラス基板 :5.2μm 硼珪酸ガラス基板 :2.8μm アルミナ珪酸ガラス基板:2.4μm 合成シリカガラス基板 :0.6μm以下 となる。従って、温度差ΔT=10℃の場合には、トラ
ックピッチの1/2(ここでは、2.5〜4μm)に対し
て、2.5インチサイズ及び3.5インチサイズの磁気ディ
スクでは、硼珪酸ガラス基板或いはアルミナ珪酸ガラス
基板で対応でき、5.25 インチサイズの磁気ディスクで
は、アルミナ珪酸ガラス基板或いは合成シリカ基板で対
応することができる。
【0042】また、線膨張係数α=50×10-7/℃の
材料(硼珪酸ガラス基板相当)の基板を使用した場合
に、温度差ΔT=10℃でオフトラックが防止できるト
ラックピッチは、 2.5インチサイズの場合 :2.8μm以下 3.5インチサイズの場合 :4.4μm以下 5.25 インチサイズの場合:6.0μm以下 となる。従って、アルミナ珪酸ガラス基板を用いた場合
は上記の値の4/5以下、合成シリカガラス基板(線膨
張係数α≦10×10-7/℃)を用いた場合は、上記の
値の1/5以下となる。
【0043】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
温度変化に対する磁気ディスクの膨張量が少なくなり、
温度差によって生じる半径方向の寸法差が減少し、高密
度化に伴うトラックピッチの微小化に対応することがで
き、磁気ヘッドのオフトラックを防止することができ、
情報の記録再生の信頼性を高めることができるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の請求項1に対応する原理図
【図2】 本発明の請求項2に対応する原理図
【図3】 本発明の実施例を示す平面図
【図4】 実施例の磁気ディスクの一部を破断して示す
側断面図
【図5】 本発明による方法と従来方法の比較図(その
1)
【図6】 本発明による方法と従来方法の比較図(その
2)
【図7】 本発明による方法と従来方法の比較図(その
3)
【図8】 本発明が適用される磁気ディスク装置を示す
構成図
【図9】 オフトラック発生の説明図
【符号の説明】
3,3a 〜3f,3A 〜3Fは磁気ディスク、 4,4a
〜4lは磁気ヘッド、5,5a は基板、 6,6a は磁
気記録層、 60は強化層、61は下地層、 62は
磁性層、 63は保護層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 線膨張係数が50×10-7/℃以下の材
    料で成る円板状の基板の表面に磁気記録層が形成されて
    成ることを特徴とする磁気ディスク。
  2. 【請求項2】 少なくとも1枚の回転する磁気ディスク
    の面に対向する磁気ヘッドを該磁気ディスクの半径方向
    に揺動させて情報記録位置に位置決めして、情報の記録
    再生を行う装置であって、 前記磁気ディスクは、線膨張係数が50×10-7/℃以
    下の材料で成る円板状の基板の表面に磁気記録層が形成
    されて成ることを特徴とする磁気ディスク装置。
  3. 【請求項3】 前記基板は、ガラス材料から成り、 前記磁気記録層は、 前記基板上に形成され、粗面を有する強化層と、 強化層上に形成された下地層と、 下地層上に形成された磁性層と、 磁性層上に形成された保護層とを有して成ることを特徴
    とする請求項1の磁気ディスク或いは請求項2の磁気デ
    ィスク装置。
  4. 【請求項4】 前記基板は、アルミナ珪酸ガラス、硼珪
    酸ガラス或いは合成シリカガラスであることを特徴とす
    る請求項1の磁気ディスク、請求項2の磁気ディスク装
    置又は請求項3の磁気ディスク或いは磁気ディスク装
    置。
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