JPH0567327A - 磁気デイスクとそれを用いた磁気デイスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は磁気ディスクとそれを用いた磁気デ
ィスク装置に関し、回転する磁気ディスクの内周部と外
周部で磁気ヘッドの浮上間隔が異なることに起因する基
板再生特性の変化を最小限に抑え、ディスク全面にわた
り優れた高密度記録と高い再生出力を得ることを目的と
する。 【構成】 ディスク基板上の内周領域に軟磁性膜を介在
した垂直記録膜と外周領域に非磁性膜と下地膜を介在し
た水平記録膜が形成され、これらの表面を同一平面とし
た磁気ディスク37を構成し、かかる磁気ディスク37の内
周領域に垂直磁気ヘッド素子を付設した垂直磁気ヘッド
スライダ44と、外周領域に水平磁気ヘッド素子を付設し
た水平磁気ヘッドスライダ45を対応させて情報の記録再
生を行うように構成する。または垂直磁気ヘッド素子と
水平磁気ヘッド素子とを一体に組込んだ複合ヘッドスラ
イダを用いて同様に情報の記録再生を行うように構成す
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とそれを用
いた磁気ディスク装置に係り、特に高密度記録化に好適
な磁気ディスクとそれを用いた磁気ディスク装置に関す
るものである。

【０００２】近年、コンピュータシステムにおける情報
処理量の増大により、そのシステムの外部記憶装置とし
て用いられている磁気ディスク装置への記録情報も増加
し、該装置の小型化と大容量化が進められ、高密度記録
化が要求されている。

【０００３】それに伴って磁気ディスクにおけるトラッ
ク密度や線記録密度を高めることが盛んに行われている
が、これらトラック密度の向上をより効果的に実現でき
る磁気ディスクと磁気ヘッドとを組み合わせた構成の磁
気ディスク装置が必要とされている。

【０００４】

【従来の技術】従来の磁気ディスク装置では、非磁性な
ディスク基板上にバインダと混錬したγ-Fe₂O₃からなる
磁性粉材を塗布・焼成することにより磁性記録膜を形成
した塗布型磁気ディスクが広く用いられていたが、その
後、図９に示すようにNiＰめっき処理等を表面に施した
アルミニウム円板等からなる非磁性のディスク基板11上
にスパッタリング法等により0.2 μｍの膜厚のCr下地層
12と、0.07μｍの膜厚のCo-Cr-Taからなる水平記録用の
磁性膜13を連続的に積層形成した高密度記録が可能な水
平磁気ディスクが実用化されている。

【０００５】しかし、そのような水平磁気ディスクでは
磁性記録薄膜内の水平方向に情報を磁化記録する水平記
録方式であるため、その記録密度が高くなると記録磁化
の自己減磁の影響が強くなって再生出力が低下する問題
がある。

【０００６】そこでそのような問題を解決し高密度記録
化を可能にするために、図10に示すようにNiＰめっき処
理等を表面に施したアルミニウム円板等からなる非磁性
のディスク基板11上にスパッタリング法等により１μｍ
の膜厚の Ni-Feからなる高透磁率な軟磁性膜22と、0.15
μｍの膜厚の Co-Crからなる垂直記録用の磁性膜23を連
続的に積層形成した垂直記録方式の磁気ディスクが提案
され、実用化されつつある。

【０００７】かかる垂直磁気ディスクは、高記録密度に
おいても自己減磁がなく垂直記録用の磁性膜23内の垂直
方向に情報を磁化記録することにより、前記水平磁気デ
ィスクよりも極めて高密度な記録を可能にしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した垂
直磁気ディスクを用いた磁気ディスク装置においては優
れた垂直記録特性を得るために、該垂直磁気ディスクに
対して浮上する磁気ヘッドの間隔を狭めることが要求さ
れている。

【０００９】しかし、回転中の前記磁気ディスクの半径
方向の各位置における周速度が内周部より外周部に向か
って必然的に高くなり、この周速度の変化に比例して該
磁気ディスク上に浮上する磁気ヘッドの浮上間隔も磁気
ディスクの内周部より外周部に向かって大きくなること
から、ディスク全面にわたって均一な高密度記録と高い
再生出力が得られ難い傾向にある。

【００１０】従って、優れた記録再生特性が得られない
という問題があり、磁気ディスク装置の小型、大容量化
を困難にしている。本発明は上記した従来の問題点に鑑
み、磁気ヘッドの浮上間隔が磁気ディスクの内周部と外
周部で異なることに起因する記録再生特性の変化を最小
限に抑え、ディスク全面にわたって優れた高密度記録と
高い再生出力が得られる新規な磁気ディスクとそれを用
いた磁気ディスク装置を提供することを目的とするもの
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、請求項１の発明による磁気ディスクは、
ディスク基板上の内周領域に垂直磁気記録面、外周領域
に水平磁気記録面を設けた構成とする。

【００１２】また、請求項１の発明による磁気ディスク
において、前記内周領域に設けた垂直磁気記録面が軟磁
性膜と Co-Cr系の金属膜とをこの順に積層した二層膜か
ら形成され、前記外周領域に設けた水平磁気記録面が非
磁性膜とCrの下地層とCo合金系の金属膜とをこの順に積
層した三層膜から形成され、最上層の Co-Cr系の金属膜
及びCo合金系の金属膜の表面を同一平面となるように構
成する。

【００１３】更に、請求項３の発明による磁気ディスク
は、ディスク基板上の内周領域に垂直磁気記録面、外周
領域に水平磁気記録面を設けてなる磁気ディスクと、該
磁気ディスクの内周領域上を移動して記録再生する垂直
磁気ヘッドスライダと、前記磁気ディスクの外周領域上
を移動して記録再生する水平磁気ヘッドスライダとを設
けた構成とする。

【００１４】更に、請求項３の発明による磁気ディスク
装置において、前記垂直磁気ヘッドスライダと水平磁気
ヘッドスライダとが、一つの浮上スライダ上に垂直磁気
ヘッド素子と水平磁気ヘッド素子とを一体的に組み込ん
だ複合型のヘッドスライダからなる構成とする。

【００１５】更に、請求項３、または請求項４の発明に
よる磁気ディスク装置において、前記磁気ディスクの隣
接する垂直・水平磁気記録面の境界位置を示す位置情報
をあらかじめヘッド位置決め情報を記録するディスクサ
ーボ面に記録しておき、この境界位置情報の読出しに基
づいて前記垂直磁気ヘッドスライダと水平磁気ヘッドス
ライダ、または複合型のヘッドスライダの垂直・水平磁
気ヘッド素子を選択切替え制御するように構成する。

【００１６】

【作用】本発明の磁気ディスクは、非磁性なディスク基
板上の周速度及びヘッド浮上量の小さい内周領域に高透
磁率な軟磁性膜と Co-Cr系の金属膜からなる垂直記録膜
を積層した垂直磁気記録用の二層膜と、周速度及びヘッ
ド浮上量の大きい外周領域に非磁性膜と下地層及びCo合
金系の金属膜からなる水平記録膜を積層した水平磁気記
録用の三層膜が形成され、それらの最上層である Co-Cr
系の金属膜からなる垂直記録膜及びCo合金系の金属膜か
らなる水平記録膜の表面を同一平面となるように構成し
て、ヘッド浮上動作に支障が生じないようにしている。

【００１７】また、かかる磁気ディスクを用いた磁気デ
ィスク装置では、ヘッド位置決め機構に連結されたヘッ
ドアームに、該磁気ディスクの内周領域上を移動して記
録再生を行う垂直磁気ヘッドスライダと、前記磁気ディ
スクの外周領域上を移動して記録再生を行う水平磁気ヘ
ッドスライダをそれぞれ支持した装置構成とする。

【００１８】そして回転する前記磁気ディスクの内周領
域と外周領域に対して、それぞれ対応する垂直磁気ヘッ
ドスライダと水平磁気ヘッドスライダを浮上させ、情報
の記録・再生を行う。

【００１９】或いは、上記した垂直磁気ヘッドスライダ
と水平磁気ヘッドスライダの代わりに、一つの浮上スラ
イダに、前記磁気ディスクの内周領域に情報の記録再生
を行う垂直磁気ヘッド素子と該磁気ディスクの外周領域
に情報の記録再生を行う水平磁気ヘッド素子とを一体的
に組み込んだ複合ヘッドスライダを用い、該磁気ディス
クの内周領域には複合ヘッドスライダにおける垂直磁気
ヘッド素子により、また外周領域には水平磁気ヘッド素
子により情報の記録・再生を行うように切替え制御する
ことによって、前記磁気ディスク面の各半径方向位置で
のヘッド浮上量の変化に起因する記録再生特性の変化が
最小限に制御され、ディスク全面にわたって優れた高密
度記録と高い再生出力が得られる。

【００２０】更に、上記磁気ディスクの内周領域と外周
領域への情報の記録再生を行う垂直磁気ヘッドスライ
ダ、水平磁気ヘッドスライダ、或いは複合型のヘッドス
ライダの垂直・水平磁気ヘッド素子を切換え制御するに
は、前磁気ディスクの内周領域と外周領域とが隣接する
垂直・水平磁気記録面の境界位置を示す位置情報をあら
かじめヘッド位置決め情報を記録するディスクサーボ面
に記録しておき、この境界位置情報の読出しに基づいて
前記垂直・水平磁気ヘッド素子を選択的に切替えること
で容易に制御することができる。

【００２１】

【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例について詳
細に説明する。図１(a) 及び(b) は本発明に係る磁気デ
ィスクの一実施例を示す図であり、図(a) は一部を切除
した概略斜視図、図(b) は図(a) に示す切除部分Ｓの要
部断面図である。

【００２２】これら両図において、11はNiＰめっき処理
等を表面に施したアルミニウム円板等からなる非磁性の
ディスク基板であり、該ディスク基板11上の回転周速度
及びヘッド浮上量が比較的小さい内周領域11a に１μｍ
の膜厚の Ni-Feからなる高透磁率な軟磁性膜32と、0.15
μｍの膜厚の Co-Cr等からなる垂直記録膜33が積層状に
設けられ、またその回転周速度及びヘッド浮上量が比較
的大きい外周領域11bには0.2 μｍの膜厚のCr下地層35
と、0.07μｍの膜厚のCo-Cr-Ta等からなる水平記録膜36
が積層状に設けられている。

【００２３】このようなディスク構造では、前記ディス
ク基板11上の内周領域11a に設けた全積層膜の膜厚に対
して外周領域11b に設けた全積層膜の膜厚は当然小さく
差が生じるため、該ディスク基板11上の外周領域11b に
Cr下地層35を設ける前に、前記内周領域11a に設けた全
積層膜の膜厚に対する外周領域11b に設けた全積層膜の
膜厚の差に相当する膜厚の、例えばTi膜34等からなる非
磁性膜をあらかじめ成膜しておくことにより、当該磁気
ディスクの内・外周領域11a, 11bに設けた各記録膜33,
36の表面が段差のない同一平面となり、ヘッド浮上動作
に支障が生じることはない。

【００２４】また、前記磁気ディスクの内周領域11a と
外周領域11b との境界の設定としては、水平磁気ディス
ク及び垂直磁気ディスクの再生出力のヘッド浮上量依存
性を示す図２においてヘッド浮上量が小さい領域で大き
い再生出力が得られる垂直磁気ディスクの特性曲線Ｂ
と、ヘッド浮上量が大きい領域で垂直磁気ディスクより
大きい再生出力が得られる水平磁気ディスクの特性曲線
Ｃとが交差するクロスポイントとなるヘッド浮上量に相
当するディスク半径間の位置ｐが境目となるように定め
る。

【００２５】更に、このような構成の磁気ディスクを形
成する方法としては、例えば前記NiＰめっき処理等を表
面に施したアルミニウム円板等からなる非磁性のディス
ク基板11表面の前記境界ｐより外側の外周領域11b をフ
ォトレジスト膜等によりマスクした後、かかるディスク
基板11上にスパッタリング法によって１μｍの膜厚のNi
-Feからなる高透磁率な軟磁性膜32と、0.15μｍの膜厚
の Co-Cr等からなる垂直記録膜33を連続的に積層形成す
る。

【００２６】次に、前記レジストマスクを溶解除去する
ことにより、前記境界ｐより内側の内周領域11a 上に前
記高透磁率な軟磁性膜32と垂直記録膜33の積層膜を残置
させると共に、該レジストマスク上に積層した前記軟磁
性膜32部分及び垂直記録膜33部分を同時に除去してディ
スク基板11の外周領域11b を露出させた後、前記内周領
域11a 上に設けた垂直記録膜33の表面をフォトレジスト
膜等によりマスクした後、かかるディスク基板11上にス
パッタリング法によって0.88μｍの膜厚のTi膜34等から
なる非磁性膜と、0.2 μｍの膜厚のCr下地層35及び0.07
μｍの膜厚のCo-Cr-Ta等からなる水平記録膜36とを連続
的に積層形成する。

【００２７】その後、前記レジストマスクを溶解除去す
ることにより、内周領域11a 及び外周領域11b に前記各
記録膜33, 36の表面が段差のない同一平面に形成された
目的とする所望の磁気ディスク37を得ることができる。

【００２８】また、このように構成した複合媒体型の磁
気ディスク37を図３の概略構成図に示すように磁気ディ
スク装置の回転機構41に装着すると共に、揺動型のヘッ
ド位置決め機構42に連結されたヘッドアーム43に前記磁
気ディスク37の内周領域11a（図１参照）上に対応する
ように、例えば図４の概略構成図に示すように Mn-Znフ
ェライト等からなる浮上スライダ51の気流流出端面に層
間絶縁膜により被包されたコイル53を介して主磁極54を
備えた垂直磁気記録用の単磁極型の薄膜磁気ヘッド素子
（以下、垂直磁気ヘッド素子）52を付設したヘッドスラ
イダ (以下、垂直磁気ヘッドスライダ) 44と、外周領域
11b （図１参照）上に対応するように、例えば図５の概
略構成図に示すようにセラミック等からなる浮上スライ
ダ61の気流流出端面に下部磁極63と、該下部磁極63上に
ギャップ層と層間絶縁膜により被包されたコイル64を介
して上部磁極65を備えた水平磁気記録用の薄膜磁気ヘッ
ド素子（以下、水平磁気ヘッド素子）62を付設したヘッ
ドスライダ (以下、水平磁気ヘッドスライダ) 45とをそ
れぞれ支持した装置構成とする。

【００２９】更に、前記磁気ディスク37における内周領
域(11a) と外周領域(11b) の隣接する垂直記録膜33と水
平記録膜36の各面の境界位置を示す位置情報を、あらか
じめヘッド位置決め情報を記録する磁気ディスク37の所
定サーボ面に記録しておき、この境界位置情報の読出し
信号に基づいて前記垂直・水平磁気ヘッド素子52, 62に
よる記録・再生を選択的に切換え制御するように構成す
る。

【００３０】しかして、前記磁気ディスク37を回転させ
てその内周領域11a と外周領域11bに対してそれぞれ対
応する垂直磁気ヘッドスライダ44と水平磁気ヘッドスラ
イダ45を浮上させ、該磁気ディスク37の内周領域11a に
は前記垂直磁気ヘッド素子52により、また外周領域には
水平磁気ヘッド素子62により切替え制御してそれぞれ情
報の記録・再生を行うことによって、前記磁気ディスク
面の各半径方向位置でのヘッド浮上量の変化に対しても
記録再生特性の変化が最小限に制御され、かつディスク
全面にわたって優れた高密度記録と図２の特性曲線Ａで
示すように高い再生出力が得られる。

【００３１】更に、図６は本発明の磁気ディスクを用い
た磁気ディスク装置の他の実施例を示す概略構成図であ
り、図３と同等部分には同一符号を付している。この図
で示す実施例が図３の実施例と異なる点は、揺動型のヘ
ッド位置決め機構42に連結されたヘッドアーム43に、例
えば図７の概略構成図に示すように Mn-Znフェライト等
からなる浮上スライダ72の気流流出端面に層間絶縁膜に
より被包されたコイル73を介して主磁極74を備えた垂直
磁気記録用の単磁極型の薄膜磁気ヘッド素子（以下、垂
直磁気ヘッド素子）75と、下部磁極76上にギャップ層と
層間絶縁膜により被包されたコイル77を介して上部磁極
78を備えた水平磁気記録用の薄膜磁気ヘッド素子（以
下、水平磁気ヘッド素子）79を付設した複合型のヘッド
スライダ71を支持した装置構成としている。

【００３２】そして、前記内周領域11a 及び外周領域11
b に前記垂直記録膜33と水平記録膜36が同一平面に形成
された複合媒体型の磁気ディスク37（図１参照）を回転
し、その磁気ディスク37上に前記複合型のヘッドスライ
ダ71を浮上させ、該磁気ディスク37の内周領域11a には
前記ヘッドスライダ71における垂直磁気ヘッド素子75に
より、また外周領域11b には水平磁気ヘッド素子79によ
り前記実施例と同様な選択的な切替え制御方法によって
それぞれ情報の記録・再生を行うようにしたことであ
る。

【００３３】このような実施例の構成によっても前記図
３の実施例と同様な効果が得られ、然も、ヘッド移動距
離の比較的少ない小型の磁気ディスク装置に好適であ
る。なお、上記した磁気ディスク装置では回転する前記
磁気ディスク37における内周領域11a に比べて外周領域
11b の周速度が必然的に早くなるため、再生出力も高く
なることから該外周領域11b における水平記録膜36での
トラック幅を狭くすることができるので、例えば図６の
実施例で用いた図７に示す複合型のヘッドスライダ71に
おける水平磁気ヘッド素子79の下部磁極76及び上部磁極
78の先端幅Waを、図８のディスク側から見た磁極露出面
の平面図に示すように垂直磁気ヘッド素子75の主磁極74
の先端幅Wbよりも狭めることにより、前記磁気ディスク
37の内周領域11a における垂直記録膜33でのトラック密
度に比べて外周領域11b における水平記録膜36でのトラ
ック密度が高められ大容量化が可能となる。

【００３４】従って、上記した磁極幅の構成は、前記図
３の実施例で用いた水平磁気ヘッドスライダ45における
水平磁気ヘッド素子62の下部磁極63と上部磁極65にも適
用可能なことは勿論であり、同様な効果が得られる。

【００３５】更に、以上の実施例では薄膜製の垂直・水
平磁気ヘッド素子を用いた場合の例について説明した
が、従来より用いられているフェライトヘッド、或いは
ＭＩＧ（メタルインギャップ）ヘッドなどを適用できる
ことはいうまでもなく、また磁気ディスクにおける記録
用の磁性膜も、Co-Cr-Ta膜、 Co-Cr膜に限定されるもの
ではなく、例えばCo-Cr-Pt膜、Co-Ni-Cr膜なども用いる
ことができる。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る磁気ディスクとそれを用いた磁気ディスク装置に
よれば、ディスク基板上の内周領域に垂直記録用の磁性
膜と外周領域に水平記録用の磁性膜とをこれらの表面を
同一平面状に設けた複合磁気ディスクに対して、その内
周領域には垂直磁気ヘッド素子、外周領域には水平磁気
ヘッド素子を用いて情報の記録・再生を行う構成とする
ことにより、前記磁気ディスク面の各半径方向位置での
ヘッド浮上量の変化に対しても該磁気ディスク全面にわ
たって優れた高密度記録と高い再生出力が得られる。

【００３７】従って、より高密度記録で小型、大容量の
磁気ディスク装置を実現することが可能となる優れた利
点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る磁気ディスクの一実施例を示す
図である。

【図２】 本発明に係る磁気ディスクと従来の水平、垂
直磁気ディスクの再生出力のヘッド浮上量依存性を示す
図である。

【図３】 本発明に係る磁気ディスク装置の一実施例を
示す概略構成図である。

【図４】 本発明に係る磁気ディスク装置に適用する垂
直磁気ヘッドスライダの一実施例を示す概略構成図であ
る。

【図５】 本発明に係る磁気ディスク装置に適用する水
平磁気ヘッドスライダの一実施例を示す概略構成図であ
る。

【図６】 本発明に係る磁気ディスク装置の他の実施例
を示す概略構成図である。

【図７】 本発明に係る磁気ディスク装置の他の実施例
に適用する複合型のヘッドスライダの一実施例を示す概
略構成図である。

【図８】 本発明に係る複合型のヘッドスライダの他の
実施例を説明するためのディスク側から見た磁極露出面
を示す平面図である。

【図９】 従来の水平磁気ディスクを説明するための要
部断面図である。

【図10】 従来の垂直磁気ディスクを説明するための要
部断面図である。

【符号の説明】

１１ ディスク基板 １１ａ 内周領域 １１ｂ 外周領域 ３２ 軟磁性膜 ３３ 垂直記録膜 ３４ Ｔｉ膜 ３５ Ｃｒ下地層 ３６ 水平記録膜 ３７ 磁気ディスク ４１ 回転機構 ４２ ヘッド位置決め機構 ４３ ヘッドアーム ４４ 垂直磁気ヘッドスライダ ４５ 水平磁気ヘッドスライダ ５１，６１，７２ 浮上スライダ ５２，７５ 垂直磁気ヘッド素子 ５３，６４，７３，７７ コイル ５４，７４ 主磁極 ６２，７９ 水平磁気ヘッド素子 ６３，７６ 下部磁極 ６５，７８ 上部磁極 ７１ 複合型のヘッドスライダ ７４ａ 主磁極先端 ７６ａ 下部磁極先端 ７８ａ 上部磁極先端

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相良 泰之 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスク基板(11)上の内周領域(11a) に
   垂直磁気記録面、外周領域(11b) に水平磁気記録面を設
   けてなることを特徴とする磁気ディスク。
2. 【請求項２】 前記内周領域(11a) に設けた垂直磁気記
   録面が軟磁性膜(32)と Co-Cr系の金属膜(33)とをこの順
   に積層した二層膜から形成され、前記外周領域(11b) に
   設けた水平磁気記録面が非磁性膜(34)とCrの下地層(35)
   とCo合金系の金属膜(36)とをこの順に積層した三層膜か
   ら形成され、最上層の Co-Cr系の金属膜(33)及びCo合金
   系の金属膜(36)の表面を同一平面としたことを特徴とす
   る請求項１の磁気ディスク。
3. 【請求項３】 ディスク基板(11)上の内周領域(11a) に
   垂直磁気記録面、外周領域(11b) に水平磁気記録面を設
   けてなる磁気ディスク(37)と、該磁気ディスク(37)の内
   周領域(11a) 上を移動して記録再生する垂直磁気ヘッド
   スライダ(44)と、前記磁気ディスク(37)の外周領域(11
   b) 上を移動して記録再生する水平磁気ヘッドスライダ
   (45)とを設けてなることを特徴とする磁気ディスク装
   置。
4. 【請求項４】 前記垂直磁気ヘッドスライダ(44)と水平
   磁気ヘッドスライダ(45)とが、一つの浮上スライダ(72)
   上に垂直磁気ヘッド素子(75)と水平磁気ヘッド素子(79)
   とを一体的に組み込んだ複合型のヘッドスライダ(71)か
   らなることを特徴とする請求項３の磁気ディスク装置。
5. 【請求項５】 前記磁気ディスク(37)の隣接する垂直・
   水平磁気記録面の境界位置を示す位置情報をあらかじめ
   ヘッド位置決め情報を記録するディスクサーボ面に記録
   しておき、この境界位置情報の読出しに基づいて前記垂
   直磁気ヘッドスライダ(44)と水平磁気ヘッドスライダ(4
   5)、または複合型のヘッドスライダ(71)の垂直・水平磁
   気ヘッド素子(52, 62)、(75, 79)を選択切替え制御する
   ようにしたことを特徴とする請求項３、または４の磁気
   ディスク装置。