JPH06111292A

JPH06111292A - 磁気ディスクおよび磁気記録装置

Info

Publication number: JPH06111292A
Application number: JP33654292A
Authority: JP
Inventors: Akio Kishimoto; 昭夫岸本; Yoshiaki Shimizu; 善明清水
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1992-09-26
Filing date: 1992-09-26
Publication date: 1994-04-22

Abstract

(57)【要約】【目的】磁気ディスクの信頼性を向上させることを目
的とする。【構成】磁気ヘッドによって情報の読み書きがなさ
れ、回転駆動される磁気ディスクにおいて、表面あるい
は裏面の少なくとも一方の、ＣＳＳ領域には液体潤滑
剤、データ領域には固体潤滑剤を用いて潤滑層を形成し
た磁気ディスクとしたものである。【効果】ＣＳＳ領域だけでなくデータ領域についても
優れた耐久性が得られるとともに、そのような優れた技
術効果を有する磁気ディスクの品質を安定させ、信頼性
を高める等の極めて優れた効果を発揮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ等の外部
記憶装置として用いられる磁気記録装置、ならびにそれ
に搭載され、磁気ヘッドとの相対移動により情報の記録
・再生・消去等を行う磁気ディスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、コンピュータ等の外部記憶装置
として、フレキシブルディスク装置（ＦＤＤ）あるいは
ハードディスク装置（ＨＤＤ）等の磁気記録装置が多用
されている。そして、これらのＦＤＤ、ＨＤＤ等には、
情報の記録・再生・消去等を行うための磁気ヘッドと、
この磁気ヘッドと相対移動して、所望の位置に所定の情
報が記憶される磁気ディスクが搭載されている。

【０００３】前記ＨＤＤについて、以下に説明する。Ｈ
ＤＤの非動作時には磁気ディスクは停止状態にあり、磁
気ヘッドは磁気ディスクに当接している。ＨＤＤに情報
の記録・再生・消去等の情報処理を行う動作時には、磁
気ディスクを回転させた時に発生する揚力によって、磁
気ヘッドは磁気ディスクの表面から浮上し、磁気ディス
クの所望の位置に移動して情報処理を行う。この方式
は、ＣＳＳ（コンタクト・スタート・ストップ）と呼ば
れている。

【０００４】また、前記磁気ディスクについて説明す
る。磁気ディスクはＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウ
ム、ガラス等の非磁性素材から成る環状の基板上に、適
宜な下地層と、磁性層と、保護層と、潤滑層とが順に形
成されている。磁気ディスクの径方向内側の軸心側の所
定領域は、磁気ディスクと磁気ヘッドが当接するＣＳＳ
領域とされ、このＣＳＳ領域の径方向外側に、磁気ヘッ
ドが浮上走行して情報処理がなされるデータ領域が形成
されている。

【０００５】ここで、磁気ヘッドの停止状態と浮上走行
状態についてさらに説明する。磁気ディスクの停止時に
おいて、磁気ヘッドはそれ自身を支持するジンバルサス
ペンションと称されるヘッド支持部材のばね圧等によ
り、磁気ディスクの表面に所定の当接力で当接されてい
る。そして、ＨＤＤが起動されると、磁気ディスクは磁
気ヘッドと当接した状態で回転を開始する。さらに、磁
気ディスクの回転速度の上昇に伴い、磁気ディスクの表
面に生じる気流による揚力が増加し、この揚力が磁気ヘ
ッドの磁気ディスクに対する当接力より大きくなると、
磁気ヘッドは磁気ディスクの表面から緩やかに浮上し、
磁気ヘッドの形状と、当接力と、磁気ディスクの周速等
により決定される所望の浮上量を保持して磁気ディスク
に対して浮上走行する。すなわち、磁気ヘッドが磁気デ
ィスクに対して浮上開始する直前までは、磁気ヘッドが
磁気ディスクの表面を摺動して擦り付けることになる。
このため、磁気ディスクの表面と、磁気ヘッドの媒体対
抗面との何れか、あるいは両者が摺動抵抗により摩耗
し、場合によっては磁気ディスクの表面破壊（クラッシ
ュ）を起こし、磁気ディスクの記録内容を読み出すこと
ができなくなることがあった。また、磁気ヘッドと磁気
ディスクとの摩擦力（摺動抵抗）が増加して、磁気ディ
スクの回転トルクを越えると磁気ディスクは回転しなく
なり、ＨＤＤの故障につながるという問題点があった。
磁気ディスクの表面と磁気ヘッドの媒体対抗面は鏡面仕
上げが施され、鏡面同士の接触により吸着を生じ、磁気
ディスクは回転しなくなり、ＨＤＤの故障につながると
いう問題点もあった。

【０００６】このような問題点を解決するために、従来
から磁気ディスク基板の表面にテクスチャーと称する微
細な凹凸を機械加工あるいはケミカルエッチング等によ
り設け、磁気ディスクと磁気ヘッドとの接触面積を減少
させる磁気ディスクが用いられている。前記テクスチャ
ーにより磁気ディスクの表面に設けられた微細な凹凸
は、表面形状のパラメータとして表面粗さが主とされ、
その表面粗さを所望の状態に安定かつ再現性良く制御す
ることが極めて困難であるとともに、機械加工によるテ
クスチャーは、その断面が略三角形になり、摩耗の進行
に伴い三角形の頂点から徐々に消滅し、接触面積が増加
するという形状的な問題点があった。

【０００７】そこで、フォトリソプロセスによって磁気
ディスクの基板表面に微細な突設部を形成し、前述した
不都合を解決する磁気ディスクが提案されている。フォ
トリソプロセスを用いた磁気ディスクにおいては、磁気
ディスクの表面に所定形状の突設部を精度良く、かつ再
現性良く形成することができ、突設部の面積が摩耗によ
り変化することのない形状とすることができる。

【０００８】磁気ヘッドと磁気ディスクの摩擦力を低減
し、摩耗を防止するために、潤滑層が形成され、潤滑層
としては、一般に、フッ素系の液体潤滑剤が使用されて
いる。しかし、そのような液体潤滑剤を使用する場合、
潤滑層が薄すぎると磁気ヘッドと保護層との直接接触を
起こし、摩擦力が上昇する問題があった。また、潤滑層
が厚すぎると、磁気ヘッドが磁気ディスクに吸着し、長
時間にわたり安定して動作させることができなかった。
したがって、液体潤滑剤を使用して潤滑層を形成する際
には、潤滑層の厚さを精度良く制御しなければならなか
った。

【０００９】一方、潤滑層として、ＺｒＯ₂，Ｍｏ
Ｓ₂，グラファイト等の固体潤滑剤も使用される。磁気
ヘッドと磁気ディスクとの摩擦力の低減および吸着防止
に対しては、前述した液体潤滑剤より優れるが、耐久性
の点で実用に難点があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】磁気記録装置の記録密
度を上げる手段の一つとして、情報の記録・再生・消去
等を行う際に、磁気ヘッドと磁気ディスクの間隙をより
狭くする、すなわち磁気ヘッドの低浮上を達成する必要
がある。そのためには、磁気ディスクの表面はさらに平
滑になる方向にあり、従来のように液体潤滑剤だけで潤
滑層を形成した磁気ディスクでは、磁気ヘッドの吸着を
回避することは非常に困難である。特にデータ領域に磁
気ヘッドが接触し、停止するような事態が生じた場合、
磁気ヘッドが磁気ディスクに吸着し、磁気記録装置が起
動不能となる可能性は極めて高い。

【００１１】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、前述した従来のものにおける問題点を克服し、
磁気ヘッドと磁気ディスクの吸着を確実に防止した信頼
性の高い磁気ディスクおよび磁気記録装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため、請求項１に記載の本発明の磁気ディスクは、ＣＳ
Ｓ領域には液体潤滑剤、データ領域には固体潤滑剤を用
いて潤滑層を形成したことを特徴としている。

【００１３】そして、請求項２に記載の本発明の磁気記
録装置は、請求項１に記載の磁気ディスクを用いたこと
を特徴としている。

【００１４】

【作用】請求項１に記載の磁気ディスクによれば、ＣＳ
Ｓ領域に対しては液体潤滑剤を用いて潤滑層を形成して
いるので、磁気ヘッドとの摩擦力の低減および吸着の防
止に加え、特に耐久性の要求にも応えることができる。
また、データ領域に対しては固体潤滑剤を用いて潤滑層
を形成しているので、吸着を完全に回避し、しかも、磁
気ヘッドの低浮上を実現することができる。

【００１５】さらに、請求項２に記載の本発明の磁気記
録装置によれば、磁気ヘッドと磁気ディスクとの摩擦力
を低減し、吸着を回避することができ、信頼性の高い情
報処理を行うことができる。しかも、磁気ヘッドの低浮
上を実現できるため、記録密度を高めることができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１から図６を用い
て説明する。

【００１７】図１は本発明の磁気ディスクの一実施例を
示す平面図であり、図２はＣＳＳ領域の一部を拡大した
部分平面図である。本発明の磁気ディスク１は、図１に
示すように、従来と同様に適宜な厚さの環状に形成され
ている。そして、径方向内側の所定範囲は図示しない磁
気ヘッドと当接状態とされる図中斜線で示すＣＳＳ領域
２とされ、前記ＣＳＳ領域２の径方向外側の所定領域は
図示しない磁気ヘッドにより情報処理がなされるデータ
領域３とされている。

【００１８】この磁気ディスク１は、金属、ガラス、樹
脂、アルミニウム合金にＮｉ−Ｐメッキを施したもの等
の適宜な素材から成る環状の基板の一方の表面あるいは
表裏両面に、適宜な下地層、磁性層、固体潤滑層、液体
潤滑層が所定の厚みで順に形成されている。これらの各
層はスパッタリング等の適宜な成膜方法により、例えば
下地層としてＣｒ層等が用いられ、磁性層としてＣｏ合
金系の磁性層等が用いられ、固体潤滑層としてはＺｒＯ
₂、ＭｏＳ₂層などが用いられている。また、液体潤滑
層は、浸漬法等の適宜な方法により、例えばパーフルオ
ロポリエーテル重合体等が用いられる。

【００１９】まず、ＣＳＳ領域２の構成について以下に
説明する。

【００２０】前記磁気ディスク１の表面と裏面の少なく
とも一方のＣＳＳ領域２には、所定形状、本実施例では
角柱状に形成された多数の突設部４、４、…が磁気ディ
スク１の表面から軸方向外側に向かって突設されてい
る。そして、この各突設部４は、図２に示すように、相
互の間隔Ｌを同一とする正三角形状に配置されている。

【００２１】図３はＣＳＳ領域２の表面の要部を示す拡
大断面図である。図３に示すように、本実施例の突設部
４は、環状の基板５にフォトレジストを塗布し、所定パ
ターンのフォトマスクを用いて露光し、現像、エッチン
グ等を行い、フォトレジストを基板５から除去するフォ
トリソプロセス加工を施すことにより、角柱状の突設部
６を形成する。その後、この突設部６を設けた基板５の
表面に前述した下地層７、磁性層８、固体潤滑層９、液
体潤滑層１０が所定の厚みで順に形成されて、所定高さ
Ｈの突設部４が形成される。

【００２２】なお、本実施例においては、突設部４の形
状を角柱状としたが、例えば円柱状などの適宜な形状で
もよく、特に、本実施例に限定されるものではない。ま
た、突設部６はフォトリソプロセスでなく、放電加工、
レーザ加工等の適宜な加工方法により形成してもよく、
特に、本実施例に限定されるものではない。

【００２３】次に、データ領域３の構成について説明す
る。

【００２４】図４はデータ領域３の表面の要部を示す拡
大断面図である。前記ＣＳＳ領域２に示したような、特
別な突設部を形成せずに、前記環状の基板５の表面に前
述した下地層７、磁性層８、固体潤滑層９が所定の厚み
で順に形成されている。本実施例では、ＣＳＳ領域２と
ともにデータ領域３にも液体潤滑層１０が、浸漬法によ
り一旦形成されるが、その後データ領域３の液体潤滑層
１０だけを、例えばフロン系の溶媒等を用いて除去し
た。したがって、データ領域３には、液体潤滑層１０が
形成されていない磁気ディスク１とすることができる。

【００２５】なお、本実施例においては、突設部４をＣ
ＳＳ領域２に形成したが、データ領域３に形成してもよ
く、特に、本実施例に限定されるものではない。

【００２６】以上に述べた構成からなる本実施例の作用
について、具体的な実験例を例示して説明する。

【００２７】磁気ディスク１としては、図２、図３に示
すように、アルミニウム合金にＮｉ−Ｐメッキを施した
基板５のＣＳＳ領域２に、フォトリソプロセスによって
平均面積９μｍ2 、高さ３０ｎｍ角柱状の突設部６を、
相互の間隔が５０μｍとなるように正三角形の配置で形
成し、この基板５上にＣｒを素材とした厚さ９０ｎｍの
下地層７、Ｃｏ合金系を素材とした厚さ６０ｎｍの磁性
層８、ＺｒＯ₂を素材とした厚さ２０ｎｍの固体潤滑層
９、パーフルオロポリエーテルを素材とした厚さ２ｎｍ
の液体潤滑層１０を順に設け、さらに、図４に示すよう
に、データ領域３の液体潤滑層１０だけをフロン系の溶
媒で除去したものを作製した。

【００２８】なお、図５に示すように、比較例として、
上記した磁気ディスク１において、固体潤滑層９の代わ
りに、一般に用いられるカーボンを素材とした厚さ３０
ｎｍの保護層１１を形成したものを作製した。

【００２９】また、磁気ヘッドとしては、ミニモノリシ
ックタイプのフェライトヘッドを用いた。

【００３０】この磁気ディスク１と磁気ヘッドを用い
て、ＣＳＳ領域２とデータ領域３についてのＣＳＳ試験
を行い、ＣＳＳ回数と摩擦係数の関係を調査する実験を
行った。なお、ここで言う摩擦係数とは、所定回数のＣ
ＳＳを行った後に、磁気ディスク１を回転させるのに必
要なトルクを測定し、そのトルクをＣＳＳ試験を行った
半径およびヘッドのロード荷重で除して求めた。

【００３１】図６に試験結果を示す。ＣＳＳ領域２の摩
擦係数は、本実施例および比較例ともに約０．５であ
り、ほとんど上昇が認められず、いずれも良好な耐久性
を示す。一方、データ領域３については、本実施例の場
合には、摩擦係数は約０．３と低く推移していたもの
の、ＣＳＳ回数が約２万回でクラッシュを起こした。し
かし、比較例の場合には、摩擦係数が急激に上昇し、わ
ずか数回で吸着を起こし、試験続行が不可能となった。

【００３２】このように本実施例の磁気ディスク１によ
れば、ＣＳＳ領域２の耐久性は液体潤滑層１０を形成す
ることで従来の磁気ディスクに比べて著しく向上させる
ことができる。また、データ領域３に磁気ヘッドが接
触、停止する事態が生じたとしても、固体潤滑層９を形
成していることにより、従来の磁気ディスクに比べて吸
着が無く、著しく耐久性を向上することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の磁気ディス
クによれば、ＣＳＳ領域だけでなくデータ領域について
も優れた耐久性が得られるとともに、そのような優れた
技術効果を有する磁気ディスクの品質を安定させ、信頼
性を高める等の極めて優れた効果を発揮する。

【００３４】さらに、本発明の磁気記録装置によれば、
長時間に渡り安定して動作し、記録密度を高めることが
できる等の極めて優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ディスクの一実施例を示す平面
図。

【図２】本発明の磁気ディスクのＣＳＳ領域の一部を拡
大した部分平面図。

【図３】本発明の磁気ディスクのＣＳＳ領域の要部を示
す拡大縦断面図。

【図４】本発明の磁気ディスクのデータ領域の要部を示
す拡大縦断面図。

【図５】従来の磁気ディスクのデータ領域の要部を示す
拡大縦断面図。

【図６】本発明の磁気ディスクと従来の磁気ディスク
の、ＣＳＳ回数と摩擦係数の関係の試験結果。

【符号の説明】

１磁気ディスク２ＣＳＳ領域３データ領域４、６突設部５基板７下地層８磁性層９固体潤滑層１０液体潤滑層１１保護層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気ヘッドによって情報の読み書きがな
され、回転駆動される磁気ディスクにおいて、表面ある
いは裏面の少なくとも一方の、ＣＳＳ領域には液体潤滑
剤、データ領域には固体潤滑剤を用いて潤滑層を形成し
たことを特徴とする磁気ディスク。
【請求項２】請求項１に記載の磁気ディスクを用いた
ことを特徴とする磁気記録装置。