JPH03278301A - 界面成分検出素子及び方法 - 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］ この発明は、例えば磁気ディスク装置におけるヘッド及
びディスク間の微量水分等の界面成分を検出する素子及
び方法に関し、特に再現性及び精度の高い界面成分検出
素子及び方法に関するものである。

［従来の技術］ 近年、磁気ディスク装置においては、記録容量増大化及
び小形化の要求が大きくなっており、これに応じて高密
度記録が可能な記録媒体としてスパッタ薄膜ディスク等
が使用されるようになってきた。薄膜ディスクは、極め
て滑らかな平面分有しているのて言己録密度の増大に適
しているが、その反面、ヘッド及びディスク間の界面に
水分等が凝縮しゃずいという欠点を有している。このよ
うに水分等が凝縮すると、ヘッド及びディスク間の摩擦
力が増大してディスクが回転不能となり、粘着事故等の
原因の１つとなる。又、ヘッド及びディスク間の界面に
水分や各種イオン等が存在することは、ディスク面の腐
食を促進する一因にもなり得る。

以上の問題点を考慮して、不具合を未然に防ぐには、ｌ
＼ラッドびディスク間の界面成分を直接検出して、不具
合を発生する条件（即ち、界面成分の種類及びその量）
を明らかにし、事故発生前に異常停止させるなどの対策
をとる必要がある。

従来より、不具合発生条件に対応するヘッド及びディス
ク間の界面成分の測定手段として、例えば、「日本潤滑
学会、第３２期春季研究会予稿集（＋、９８８）Ｊの第
４４１頁「薄膜磁気ディスク表面の水分量検出く井上陽
−１田中勝之）」に記載されたように、静電容量形の結
露センサが提案されている。

第１０図は上記文献に記載された磁気ディスク装置にお
ける従来の界面成分検出素子を示す断面図である。

図において、（１）は磁気ヘッド（図示せず）が設けら
れたスライダからなる第１の固体部、（３）は第１の固
体部（１）のディスク＜１＆述する）対向側に設けられ
たＡｇスパッタ膜からなる第１の電極、（４）は第１の
に％（３）を被覆するＳ　＋　０２からなる絶縁膜であ
る。第１の電極（３）及び絶縁膜（４）はスライダ（１
）と一体に構成されている。

（５）はディスクからなる第２の固体部、（６）は第２
の固体部（５）のスライダ対向側に設けられた導電性カ
ーボン保護膜からなる第２の電極である。

第２の電極（６）は第２の固体部（５）と一体に構成さ
れている。

（８）及び（９）は一対の検出端子であり、一方の検出
端子（８）は第１の電極（３）に接続され、他方の検出
端子（９）は第２の電極（６）に接続されている。（１
０）は第１の同体部（１）と第２の固体部（５）との間
に発生ずる例えは水分からなる界面層である。

次に、第】０図に示した従来の界面成分検出素子の動作
について説明する。

まず、磁気ディスク装置のスライダ側を第１の固体部（
１）として、この第１の固体部（１）の表面にＡｇをコ
ーティングして第１の電極（３）を形成し、更に、５１
０２をコーティングして絶縁膜（４）を形成する。

一方、ディスク側を第２の固体部（５）として、この第
２の固体部（５）の表面にディスク状の導電性カーボン
保護膜を第２の電極（６）として形成する。そして、第
１及び第２の電極（３）及び（６）の間の水分即ち界面
層（１０）を、各検出端子（８）及び（９）の間で検出
される静電容量の変化に関係づけて検出する。

このような静電容量を用いた界面層（１０）の検出方法
は、第１の固体部（ヘッド）（１）と第２の固体部（デ
ィスク）（５）とが接触した状態で界面層（］０）の成
分が検出でき、且つ、自動測定が容易であるという点て
優れている。

しかし、各検出端子（８）及び（９）の間に印加される
電気信号の周波数の違いによって、検出される静電容量
が変動するので、界面層（１０）の水分に起因する静電
容量と界面層（１０）の成分以外に起因する静電容量と
の分類定量が困難である。特に、水分以外の極性を有す
るイオン又は分子が界面層（１０）の成分として含まれ
ている場合には、検出される静電容量に大きな影響を与
えるので、正確な水分量の測定が困難となる。

従って、水分凝縮により不具合が発生する場合の正確な
条件を求めることができず、結局、事故防止を達成する
ことはできなくなってしまう。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の界面成分検出素子及び方法は以上のように、静電
容量の変化に関係づけて界面層（１０）の成分を測定し
ているので、種々の要因によって静電容量が変動した場
合に、界面成分の検出が困難になるという問題点があっ
た。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、界面層の成分を直接検出することにより、正
確で再現性のある界面成分検出素子及び方法を得ること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明の第１の発明に係る界面成分検出素子は、第１
の固体部に設けられた第１の！極と、第１の電極を覆う
ように設けられて検出対象となる界面層に接触する固体
電解質層と、界面層を介して第１の固体部に対向配置さ
れた第２の固体部と、第２の固体部の界面層側に設けら
れた第２の電極と、第１及び第２の電極の電気信号を検
出する入出力装置とを備えたものである。

又、この発明の第２の発明に係る界面成分検出素子は、
第１の固体部に設けられた第１の電極と、第１の電極か
ら離間されて第１の固体部に設けられた第３の電極と、
第１及び第３の電極を覆うように設けられて検出対象と
なる界面層に接触する固体電解質層と、界面層を介して
第１の固体部に対向配置された第２の固体部と、第２の
固体部の界面層側に設けられた第２の電極と、第１乃至
第３の電極の電気信号を検出するための入出力装置とを
備ｌたものである。

又、この発明の第３の発明に係る界面成分検出素子は、
第１の固体部に設けられた第１の１極と、第１の電極か
ら離間されて第１の固体部に設けられた第３の電極と、
第１及び第３の電極を覆うように設けられて検出対象と
なる界面層に接触する固体電解質層と、第１及び第３の
電極の電気信号を検出するための入出力装置とを備えた
ものである。

又、この発明の第４の発明に係る界面成分検出素子は、
第１の固体部に、第１及び第３の電極の少なくとも一方
に接合する定活量層を更に設けたものである。

又、この発明の第５の発明に係る界面成分検出方法は、
第１及び第２の電極間、又は、第１及び第３の電極間に
異なる周波数の電気信号を印加し、電極間のインピーダ
ンスの周波数依存性に基づいて、電極間に存在する界面
層の成分を検出するようにしたものである。

又、この発明の第６の発明に係る界面成分検出方法は、
第１及び第２のＥ１間、又は、第１及び第３の電極間に
一定電圧の電気信号を印加し、電極間に存在する界面層
の電気分解のｔ流−時間特性に基づいて界面層の成分を
検出するようにしたものである。

又、この発明の第７の発明に係る界面成分検出方法は、
第１及び第２の電極間、又は、第１及び第３の電極間に
一定電流の電気信号を印加し、電極間に存在する界面層
の電気分解の電圧−時間特性に基づいて界面層の成分を
検出するようにしたものである。

又、この発明の第８の発明に係る界面成分検出方法は、
第１及び第２の電極間、又は、第１及び第３の電極間の
出力電圧に基づいて、電極間に存在する界面層の成分を
検出するようにしたものである。

［作用］ この発明においては、第１の電極と、固体電解質層と、
界面層と、第２又は第３の電極と、入出力装置とを結合
して電気回路を楕成し、第１及び第２の電極間、又は第
１及び第３の界面層の成分を、電気化学反応を用いて検
出し定量を行う。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示す断面図であり、（１）、
（３）、（５）、（６）、（８）〜（１０）は前述と同
様のものである。

（２）は水素吸蔵合金又は水素イオン導電性固体（例え
ば、ＫＨ２ＰＯ４）等からなる定活量層であり、第１の
電極（３）に接合するように第１の固体部（１）に設置
ヂられている。

（１１）は水素イオン導電性固体からなる固体電解質層
であり、例えば、酸化アンチモン（Ｖ）四水和物（Ｓ　
ｂ　２０３・４Ｈ２０）又はデュポン製のナフィオン１
１７からなり、第１の電極（３）を覆うように接合され
、且つ検出対象となる界面層（１０）に接触している。

（１４）は各検出端子（８）及び（９〉を介して第１及
び第２の電極〈３）及び（６）の電気信号を検出するた
めの入出力装置であり、第１の検出端子（８）に接続さ
れる第１の入出力端子（１５）と、第２の検出端子（９
）に接続される第２の入出力端子（１６）と、入出力の
みならず外部の参照電極（図示せず）にも接続され得る
入出力端子（１７）とを備えている。

次に、界面層（１０）が水分から形成されている場合を
例にとって、第１図に示したこの発明の一実施例の動作
について説明する。

まず、界面層＜１０）のインピーダンス特性を用いて界
面成分を検出する場合について説明する。

この場合、入出力装置（１４）の第１及び第２の入出力
端子（１５）及び（１６）を第１及び第２の検出端子（
８）及び（９）に接続し、各検出端子（８）及び（９）
の間に所定の周波数を有する電気信号を印加する。

そして、電気信号の周波数を適宜変化させたときの第１
及び第２の電極（３）及び（６）の間のインピーダンス
特性と測定する。

第２図は各電極（３）及び（６）の間のインピーダンス
特性を複素インピーダンスプロットにより示した特性図
である。

図において、横軸Ｚ′はイン・ビーダンスＺの実数部分
（抵抗成分Ｒに対応する）、縦軸Ｚ″はインピーダンス
Ｚの虚数部分（１／ωＣ）を表わす、但し、Ｃ［Ｆ　ａ
ｒａｄ］は各電極（３）及び（６）の間の静電容量であ
る。又、ωは電気信号の角周波数であり、周波数ｆ［Ｈ
ｚｌに対して。

ω＝２πｆ で表わされる。

又、各電極間のインピーダンスＺを等化回路で表わすと
、第２１Ｆ内に示したように、各要素毎のインピーダン
スＺｌ〜Ｚ、の直列回路で表わされる。

Ｚｌは界面層（］Ｏ）及び固体電解質層（１１）のイン
ピーダンス、Ｚ２は第１及び第２の電＆（３）及び（６
）のインピーダンス、Ｚ、は移動物質（例えば、水素イ
オン）のインピーダンスであり、各インピーダンス２１
〜２．は−それぞれ、静電容量成分Ｃ１〜Ｃ１と抵抗成
分Ｒ１〜Ｒ１との並列回路で構成されている。

ここで、電気信号の周波数ｆを高くすると、図中矢印の
ように特性曲線が変化し、例えば、周波数ｆを数１０１
−１ｚ〜数１００ｋＨｚの範囲で変化させると、図示し
たように、複素インピーダンスプロットに変曲点が表わ
れる。これら変曲点に対応する実数軸成分Ｒ，，Ｒ，及
びＲ１は、それぞれ、各部のインピーダンスＺ、〜Ｚ、
内の抵抗成分Ｒ１〜Ｒ２に対応し、虚数軸成分Ｚ″の値
は、静電容量Ｃ５〜Ｃ３（１／２πｆＣ）に対応する。

このとき、抵抗成分Ｒ３は界面層（１０）の水分の厚さ
に対応しているので、インピーダンス特性に基づいて、
実数軸成分Ｒ３の大きさを求めることにより、界面層（
１０）の厚さを求めることができる。

尚、このように、各電極間のインピーダンスＺの周波数
依存性に基づいて界面層〈１０）の成分を検出する場合
は、定活量層（２）は必要ではない。

次に、一定電圧印加による水の電気分解を用いて、ｔｉ
−時間特性から界面成分を検出する場合について説明す
る。

この場合、前述と同様に、各検出端子（８）及び（９）
を入出力端子〈１５）及び（１６）に接続し、入出力装
置（１４）を定電位電解装置として使用する。

まず、第１の電極（３）と第２の電極（６）との間に、
第１の電極（３）が陰極、第２の電極（６）が陽極とな
るように、水の分解電圧である１、２３Ｖ以上の電圧を
一定に印加する。

このとき、界面層（１０）の水分が存在している間は水
の電気分解が進行し、第１の電極（３）において、 ２　Ｈ’　＋２　ｅ　−→Ｈ２ の反応が起こり、第２の電極（６）において、Ｒ２０→
２Ｈ′″＋（ｉ　／　２　＞　０２　＋　２　ｅの反応
が起こる。又、第１の電極（３）上で生じた水素Ｈ２は
、定活量層（２）の水素吸蔵合金中に吸蔵される。

こうして、電気分解が進行すると、各電極（３）及び（
６）間の電流値ｉは、第３図のように時間ｔの経過と共
に減少し、ａ点において０となり、電気分解は終了する
。

ここで、電流値ｉを時間ｔについて積分し、通電電気量
を求めれば、１モルの水を電気分解するのに必要な電気
量が２フアラデイ（１９３００クーロン）であることか
ら、界面層（１０）の水分量を検出することができる。

このとき、電気量［クーロンコと水分の膜厚［人コとの
関係は、第４図のように一次相間するので、水分量を一
義的に求めることができる。

次に、一定電流供給による水の電気分解を用いて、電圧
−時間特性から界面成分を検出する場合について説明す
る。

この場合も、各検出端子（８）及び（９）と各入出力端
子（１５）及び（１６）との接続関係は前述と同様であ
り、入出力装置（１４）は定電流電解装置として使用さ
れる。

このとき、通電電流は一定値（数μＡ〜数ｍＡ）であり
、又、各電極（３）及び（６）で生じる電解反応は前述
と同様であるため、各検出端子（８）及び（９）間の電
圧■の特性は、第５図のようになる。

即ち、電圧Ｖは、界面層（１０）に水分が存在している
間は時間ｔに対してほぼ一定であり、電気分解が終了し
て水分が無くなった時点（ａ点）で急上昇する。

従って、前述と同様に、ａ点までの通電時間と通電電流
との積から通を電気量を求め、１モルの水の電気分解に
要する電気量が２フアラデイであることを用いて、第４
図の特性から界面層（１０〉の水分量を検出することが
できる。

次に、第１図の検出素子を電池として作用させ、各電極
（３）及び（６）の間の電圧に基づいて界面成分を検出
する場合について説明する。

ここでは、界面層（１０）の水分中に含まれる酸素濃度
を、定活Ｉ層（２）の水素活量が一定という条件下で検
出する場合を想定する。

この場合、第１の電極（３）は水素イオン及び電子の混
合導電体で形成され、入出力装置（１４）は電圧検出装
置として使用される。又、第１及び第２の検出端子（８
）及び（９）と第１及び第２の入出力端子（１５〉及び
（１６）とは前述と同様に接続され、第３の入出力端子
（１７）は外部の参照Ｔ＆極に接続される。

このとき、各検出端子（８）及び（９）の間で検出され
る出力電圧ｆ　ｍ　Ｖ　ｌは、第６図のように、界面層
（１０）中に溶存する酸素濃度（Ｄｅｓｏｌｖｅｄ　Ｏ
ｘｙｇｅｎ）［ＤＯ／ｐｐ＋ｍ］の対数に対して直線的
に変化する。従って、各電極（３）及び（６）間の出力
電圧を検出することにより、界面層（１０）中に溶存す
る酸素量を一義的に求めることができる。

尚、上記実施例では、第１の固体部（１）に第１の電極
〈３）のみを設けた場合を示したが、第７図のように、
第１の電極（３）から分離された第３の電極（１３）を
設けてもよい。

第７図において、第３の電極（１３）には第３の検出端
子（１８）が設けられ、第３の検出端子（１８）は入出
力装置（１４）の第３の入出力端子（１７）に接続され
ている。又、定活量層（２）が、第１の電極（３）及び
第３の電極（１３）の上に接合されているが、第１及び
第３の電極（３）及び（１３）の少なくとも一方に接合
されていればよい。

この場合も、前述と同様に、各電極間のインピーダンス
特性、定電圧電解によるＴ！：、流−時間特性、定電流
電解による電圧−時間特性、及び、出力電圧特性、等に
よって、界面成分を検出することができる。

又、第７図の場合、第１のｔ８ｉ（３）と第３の；極（
１３）との間の電位差を規則的に変化させたときの、第
１の電極（３）と第２の電極（６）との間に流れる電流
の応答特性を、界面層（１０）の水腹の電解前後で比較
することにより、電気分解に費やされる正味の通電電気
量を求めることができる。

このように第１及び第３のＫ　ａｉ　（３）及び（］３
）間の電位差を規則的に変化させたときの、第１及び第
３の電極（３）及び（１３）間の電位差と第１及び第２
の電極（３）及び（６）間の電流との関係は、第８図の
特性図のように示される。第８図において、横軸は基準
水素電極（Ｎｏｒｍａｌ　Ｈｙｄｒｏｇｅｎ　Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｄｅ）に対する電圧、縦軸は電流値であり、実線
で示すヒステリシス曲線Ａは電気分解前の電流−電位差
の応答特性、破線で示すヒステリシス曲＆ｌＢは電気分
解後の電流−電位差の応答特性である。

この場合、電流値か０［ｍＡ］以上の電解領域の面積部
分の電気量を求めることにより、水腹の量を換算するこ
とができる。このとき、第３の電極＜１３）と同様の電
極（図示せず）を固体電解質層（１１）上に更に設け、
これを参照電極として入出力装置（１４）の第４の入出
力端子（図示せず）に接続すれば、第１及び第３の電極
（３）及び＜１３）上の少なくとも一方の電気化学反応
を制御でき、検出成分の定性及び定量が可能であること
は言うまでもない。

次に、第７図において、第２の電極（６）か存在しない
場合、即ち、第１の固体部（１）＠の要素のみを用いて
界面成分を検出する場合について説明する。

まず、入出力装置（１４）を定電流電源として使用する
場合、第１及び第３の電極（３）及び（］３）の検出端
子（８）及び（１日）を、それぞれ第１及び第３の入出
力端子〈１５）及び（１７）に接続する。又、第１の電
極（３）はパラジウム、第３の電極（］３）は多孔性の
白金膜で形成されているものとする。

ここで、第１の電′！ｌｉ！（３）が陰極、且つ、第３
の電極（１３）が陽極となるように、入出力装置（１４
）から直流定電流を供給すると、界面層（１０）の水腹
は固体電解質層（１１）に吸湿され、吸湿された水分は
電気分解により除去される。このとき、第３の電！　（
１３）において、 Ｈ２Ｏ−２）］’＋（１／２＞０２＋２ｅの反応が起こ
り、発生した酸素０２は固体電解質層（１１）を透過し
て系外に拡散し、排出される。

一方、水素イオンＨ゛は、第３のｔ！（１３）から第１
の電＆（３）に向かって固体電解質層（］１）中を移動
し、第１の電極（３）において、 ２　Ｈ’　＋　２　ｅ　−→）（２ の反応により、水素ガスＨ２となる。こうして発生した
水素ガスは、固体電解質層（１１）を透過して系外に拡
散し、排出される。

以上の定電流電解は、界面層（１０）に水分が存在する
限り継続するが、水分が無くなると固体電解質層（１１
）の電気抵抗が増大するため、第５図中のａ点で示すよ
うに、第１及び第３の電極（３）及び（１３）間の電圧
が増大する。従って５日点までの経過時間と電流値との
積から通電電気量を求めることにより、界面層（１０）
中の水分量を算出することができる。

このような界面成分検出方法は、磁気ディスク装置にお
いて、ヘッドがディスク面から離間して移動する間の水
分検出等に適用することができる。

即ち、第１の固体部（１）と第２の固体部（５）とが離
間している場合、第１の固体部〈１）は、界面成分検出
のみならず、結露センナとしても作用する。

通常の結露センサは結露の有無を判定するのみであるが
、この場合は、上述したように、結露量の定量を行うこ
とができる。

又、例えば、第１及び第３の電極（３）及び（１３）間
のインピーダンスＺを測定できるように入出力装置（１
４）を結線すれば、第２図と同様の複素インピーダンス
プロットが得られ、これに基づいて結露センサとするこ
ともできる。

このとき、固体電解質層（１１）を形成しているナフィ
オン膜は、空気中の水蒸気圧と平衡する水分含有量を有
し、水分含有量に応じた抵抗値を有している。即ち、複
素インピーダンスプロットから、固体電解質層（１１）
の抵抗値を求めることにより、第１の固体部（１）が１
かれている環境の湿度を検出することができる。

このように、第１及び第３の電極（３）及び（１３）を
用いることにより、第１の固体部（１）と第２の固体部
（５）との間の界面層（１０）の成分を検出できるうえ
、環境の湿度センサとしての機能も有し、更に、検出成
分の定量も可能となる。

次に、定活量層（２）、各電極く３）、（６）、（１３
）及び固体電解質層（１１〉の材質を適当に組み合わせ
ることにより、水分以外の界面成分を検出する場合につ
いて説明する。

例えば、第１図において、第１の電極（３）が銀（Ａｇ
）であり、その量が予め既知量として成膜されているも
のとする。又、固体電解質層（１１）が銀イオン導電性
固体（例えば、Ａ　ｇｓ　Ｓ　Ｉ　＞がらなり、界面層
（１０）に塩素イオン（ＣＩ−）が存在しており、第２
のＴＩ：、極（６）が白金膜で形成されているものとす
る。

この場合、入出力装置（１４）を定電流電源として使用
し、第１の電極（３）が陽極、第２の電ａｉ（６）が陰
極となるように通電すると、通電方向に銀イオンＡｇ’
が移動する。そして、界面層（１０）と同体電解質層（
１１）との界面において、界面層（］Ｏ）中の塩素イオ
ンＣ１−と反応し、電気抵抗の大きい塩化銀（ＡｇＣ１
）層を形成する。このとき、塩素イオンＣＩ−の量が微
小な領域では、その塩素イオンＣ１−の量に対応した抵
抗の大きいＡｇＣ１層が形成される。

従って、第１及び第２の電極（３）及び（６）間の抵抗
値の増大の経時変化を測定することにより、ＡｇＣ１層
の形成の程度が分かるので１通電電気量を化学当量に換
算して、ＡｇＣ１層の量即ち塩素イオンＣＩ−の量を算
出することができる。

又、固体電解質層（１１）として、Ｎａイオン導電性固
体、Ｌｉイオン導電性固体、Ｃｕイオン導電性固体、Ｆ
−イオン導電性固体、ＤＨ−イオン導電性固体、等の適
当な材質を選択し、各を極を適当に入出力装置（１４）
に結線することにより、その固体電解質層〈１１）と化
学反応を起こす可能性のある界面成分を検出することが
できる。

更に、上記実施例では、第１の固体部（１）に１種類の
固体電解質層（１１）を設けて、１種類の界面成分を検
出する場合を示したが、第９図のように、２種類以上の
固体電解質層を設けると共に、それぞれに対応した複数
の電極を設け、複数の界面成分（腐食促進成分）を同時
に検出するようにしてもよい。

第９図において、（２１）は固体電解質層（１１）から
分割された別の固体電解質層であり、各固体電解質層（
１１）及び（２１）の間には絶縁層（１９）が介在され
ている。

ここでは、（１１）を第１の固体電解質層、（２１）を
第２の固体電解質層と称し、第１の固体電解質層（１１
）は銀イオン導電性固体であるＡ　ｇコＳ　Ｔ　、第２
の固体電解質層（２１）は水素イオン導電性固体である
ナフィオン１１７（デュポン製）から形成されているも
のとする。又、定活量層（２）は一定の水素活量を有す
るＫＨ，ＰＯ２、第１の電ｆ！（３）はパラジウム、第
２の電極（６）は導電性のカーボン保護膜、第３の電極
（１３）は銀、界面層（１０）は塩素イオン及び溶存酸
素を含有する水腹からなるものとする。

まず、界面層（］０）中の溶存酸素の検出について説明
する。

第６図に参照されるように、第１及び第２の電極（３）
及び（６）間に発生する出力電圧は、界面層（１０）に
溶存する酸素の濃度の対数に比例するので、溶存酸素濃
度−出力電圧の特性から酸素量を検出することができる
。

次に、界面層（１０）中の塩素イオンの検出について説
明する。

この場合、既知量の銀が成膜されている第３の電極（１
３）が陽極、第２の電極（６）が陰極となるように直流
電圧を印加する。このとき、第１の固体電解質１１（１
１）と界面層（１０）との界面において、Ａｇ”＋ＣＩ
−→ＡｇＣ＋ の反応が起こり、電気抵抗が比較的大きいＡｇＣｌ層か
形成される。従って、第３の電極（１３）と第２の電！
（６）との間の抵抗値の経時変化を測定することにより
、塩素イオンＣＩ−を検出することができる。

このようにして、１つの検出素子を用いて、界面層（１
０）中の２種類の腐食促進成分（ＣＩ−等）を同時に検
出することができる。従って、磁気ディスク装置のヘッ
ドとディスクが界面層（１０）の影響で固着してしまう
などの不具合を解消するための有力な条件（湿度管理等
）を提供することができるうえ、ディスク表面の腐食促
進因子の解明に対しても有力な情報を提供することがで
きる。

尚、固体電解質層と電極との組み合わせを、第１の固体
部（１）上に任意数だけ増設することにより、３種類以
上の成分の同時検出が可能であることは言うまでもない
。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明の第１の発明によれば、第１の固
体部に設けられた第１の電極と、第１の電極を覆うよう
に設けられて検出対象となる界面層に接触する固体電解
質層と、界面層を介して第１の固体部に対向配置された
第２の固体部と、第２の固体部の界面層側に設けられた
第２の電極と、第１及び第２の電極の電気信号を検出す
る入出力装置とを設け、第１及び第２の電極間の界面層
の成分を電気化学反応を用いて検出し定量を行うように
しためて、精度及び再現性の高い界面成分検出素子力（
得られる効果がある。

又、この発明の第２の発明によれは、第１の固体部に設
けられた第１の電極と、第１の電極から離間されて第１
の固体部に設けられた第３の電極と、第１及び第３の電
極を覆うように設けられて検出対象となる界面層に接触
する固体電解質層と、界面層を介して第１の固体部に対
向配置された第２の固体部と、第２の固体部の界面層側
に設けられた第２の電極と、第１乃至第３の＄極の電気
信号を検出するための入出力装置とを設け、第１及び第
２の電極間、又は、第１及び第３の電極間の界面層の成
分を電気化学反応を用いて検出するようにしたので、精
度及び再現性の高い界面成分検出素子が得られる効果が
ある。

又、この発明の第３の発明によれば、第１の固体部に設
けられた第１の電極と、第１の電極から離間されて第１
の固体部に設けられた第３の電極と、第１及び第３の電
極を覆うように設けられて検出対象となる界面層に接触
する固体電解質層と、第１及び第３の電極の電気信号を
検出するための入出力装置とを設け、第１及び第３の電
極間の界面層の成分を電気化学反応を用いて検出するよ
うにしたので、精度及び再現性の高い界面成分検出素子
が得られる効果がある。

又、この発明の第４の発明によれば、第１の固体部に、
第１及び第３の電極の少なくとも一方に接合する定活ｉ
層を更に設け、第１及び第２の電極間、又は、第１及び
第３の電極間の出力電圧を検出するようにしたので、精
度及び再現性の高い界面成分検出素子が得られる効果が
ある。

又、この発明の第５の発明によれば、第１及び第２の電
極間、又は、第１及び第３の電極間に異なる周波数の電
気信号を印加し、ｔｉ間のインピーダンスの周波数依存
性に基づいて、電ｉＩ？ｉに存在する界面層の成分を検
出するようにしたので、精度及び再現性の高い界面成分
検出方法が得られる効果がある。

又、この発明の第６の発明によれば、第１及び第２の電
極間、又は、第１及び第３の電極間に一定電圧の電気イ
ス号を印加し、＄極間に存在する界面層の電気分解の電
流−時間特性に基づいて界面層の成分を検出するように
したので、精度及び再現性の高い界面成分検出方法が得
られる効果がある。

又、この発明の第７の発明によれば、第１及び第２の電
極間、又は、第１及び第３の電極間に一定電流の電気信
号を印加し、を極間に存在する界面層の電気分解の電圧
−時間特性に基づいて界面層の成分を検出するようにし
たので、精度及び再現性の高い界面成分検出方法が得ら
れる効果がある。

又、この発明の第８の発明によれば、第１及び第２の電
極間、又は、第１及び第３の電極間の出力電圧に基づい
て、電極間に存在する界面層の成分を検出するようにし
たので、精度及び再現性の高い界面成分検出方法が得ら
れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１及び第４の発明による界面成分
検出素子の一実施例を示す断面図、第２図は第１１Ｚの
動作及びこの発明の第５の発明による界面成分検出方法
を説明するためのインピーダンス特性図、第３図は第１
図の動作及びこの発明の第６の発明による界面成分検出
方法を説明するための電流と時間との関係を示す特性図
、第４図は水膜厚と電気分解に要する電気量との関係を
示す特性図、第５図は第１図の動作及びこの発明の第７
の発明による界面成分検出方法を説明するための電圧と
時間との関係を示す特性図、第６区は第１図の動作及び
第８の発明による界面成分検出方法を説明するための出
力電圧と酸素濃度との関係を示す特性図、第７図はこの
発明の第２及び第３の発明による界面成分検出素子の一
実施例を示す断面図、第８図は第７図の動作を説明する
ための第１及び第２の電極間の電流値と第１及び第３の
電極間の電位差との関係を示す特性図、第９図はこの発
明の第３の発明による界面成分検出素子の他の実施例を
示す断面図、第１０図は従来の界面成分検出素子を示す
断面図である。 （］）・・第１の同体部　　（２）・・定活量層〈３）
・・・第１の電極　　　（５）・第２の同体部（６）・
・・第２の電極　　　（１０）・・・界面層（１１）・
・・固体電解質層　　（１３）・・第３の電極（１４）
・・・入出力装置　　　ｆ・・・周波数２１〜Ｚ３・・
・インピーダンス ｉ・・・電流値　　　　　　ｔ・・・時間■・・・電圧 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の固体部に設けられた第１の電極と、この第
   １の電極を覆うように設けられて検出対象となる界面層
   に接触する固体電解質層と、前記界面層を介して前記第
   １の固体部に対向配置された第２の固体部と、この第２
   の固体部の前記界面層側に設けられた第２の電極と、前
   記第１及び第２の電極の電気信号を検出する入出力装置
   と、を備えた界面成分検出素子。
2. （２）第１の固体部に設けられた第１の電極と、この第
   １の電極から離間されて前記第１の固体部に設けられた
   第３の電極と、 前記第１及び第３の電極を覆うように設けられて検出対
   象となる界面層に接触する固体電解質層と、 前記界面層を介して前記第１の固体部に対向配置された
   第２の固体部と、 この第２の固体部の前記界面層側に設けられた第２の電
   極と、 前記第１乃至第３の電極の電気信号を検出するための入
   出力装置と、 を備えた界面成分検出素子。
3. （３）第１の固体部に設けられた第１の電極と、この第
   １の電極から離間されて前記第１の固体部に設けられた
   第３の電極と、 前記第１及び第３の電極を覆うように設けられて検出対
   象となる界面層に接触する固体電解質層と、 前記第１及び第３の電極の電気信号を検出するための入
   出力装置と、 を備えた界面成分検出素子。
4. （４）第１の固体部に、第１及び第３の電極の少なくと
   も一方に接合する定活量層を更に設けたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の
   界面成分検出素子。
5. （５）第１及び第２の電極間、又は、第１及び第３の電
   極間に異なる周波数の電気信号を印加し、前記電極間の
   インピーダンスの周波数依存性に基づいて、前記電極間
   に存在する界面層の成分を検出することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の界面
   成分検出素子を用いた界面成分検出方法。
6. （６）第１及び第２の電極間、又は、第１及び第３の電
   極間に一定電圧の電気信号を印加し、前記電極間に存在
   する界面層の電気分解による電流−時間特性に基づいて
   、前記界面層の成分を検出することを特徴とする特許請
   求の範囲第４項記載の界面成分検出素子を用いた界面成
   分検出方法。
7. （７）第１及び第２の電極間、又は、第１及び第３の電
   極間に一定電流の電気信号を印加し、前記電極間に存在
   する界面層の電気分解による電圧−時間特性に基づいて
   、前記界面層の成分を検出することを特徴とする特許請
   求の範囲第４項記載の界面成分検出素子を用いた界面成
   分検出方法。
8. （８）第１及び第２の電極間、又は、第１及び第３の電
   極間の出力電圧に基づいて、前記電極間に存在する界面
   層の成分を検出することを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項記載の界面成分検出素子を用いた界面成分検出方法
   。