JPS6376108A - 磁気デイスク装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ファイル記憶装置として中核をなす磁気ディ
スク装置に係わり、特にコンタクト・スタート・ストッ
プ方式或いは接触走行方式を採用した磁気ディスク装置
に関する。

（従来の技術） 近年、磁気ディスク装置の分野では、記録密度を向上す
べく精力的な研究開発が進められている。特に、磁性層
の開発、磁気ヘッド走行時のヘッド・ディスク間のスペ
ーシングの微小化の開発は目覚ましい。前者では、スパ
ッタリング等により金属薄膜磁性層を形成する連続薄膜
媒体の製品化、後者では、ディスク・ヘッド表面の平面
度、表面粗さの微小化によりスペーシング０．２［μｍ
］以下の実現も可能となっている。

しかしながら、この種の磁気ディスク装置（金属薄膜磁
性層を形成した薄膜媒体を用いるもの）では、ディスク
・ヘッド両面とも平滑に仕上げられているため、磁気デ
ィスクの回転していない期間が長くなると、従来、塗布
型の記録媒体では生じていなかったが磁気ディスク面と
磁気ヘッドのスライダ面との間で水分による吸着が生じ
る。この場合、磁気ディスク面と磁気ヘッドのスライダ
面との間の静止摩擦係数が増加し、スピンドルモータが
起動不能となる。

これに対し従来、上記吸着を防止する方法として、次の
　（１）〜（３）のような対策が取られていた。

（１）磁気ディスクのスライダ走行面を、粗面化する。

（２）スライダ面を粗面化する。

（３）スライダ面を円筒面にする。

ところが、上記の対策には、以下のような問題がある。

即ち、（１）　（２）は吸着を生じる面を粗面化し、平
均的隙間を大きくすることにより吸着を防止しようとす
るものであるが、吸着を生じる面はコンタ・クト・スタ
ート・ストップ時或いは接触走行時の摺動面であり、第
７図に示す如く、摺動により表面粗さ形状突部の先端が
摩耗する。即ち、図中実線に示す如き表面形状であった
としても、摺動による摩耗によって、図中破線に示す如
く突出部の先端が平坦となる。このため、摺動距離の増
加と共に吸着現象が現れてくる。これを避けるために表
面粗さを太き（し過ぎると、（１）の場合はへラドコア
部が損傷し、（２）の場合はディスク磁性層が損傷する
。さらに、（２）の場合において、摩耗速度を小さくす
べくスライダを非常に硬い材料にした場合、ディスク磁
性層の損傷を招くので、根本的な解決策とはならない。

また、（３）の場合については、円筒面の加工が平面加
工に比べて非常に難しく、円筒面の曲率が大きくばらつ
く。この曲率のばらつきは、スライダ走行時の軸受作用
力のばらつき、つまり記録・再生時のスペーシングのば
らつきとなり、高密度磁気ディスク装置には適さない。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来装置では、磁気ディスクと磁気ヘッドの
スライダとの吸着により、スピンドルモータの起動不良
となる虞れがあった。また、従来の吸着防止法は、ヘッ
ド・ディスクの摺動に伴い防止効果のなくなるものや、
記録再生時のスペーシングのばらつきを与えるものであ
った。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、スペーシグのばらつき等を招くことな
く、長期に亙り磁気ディスクとスライダとの吸着に起因
する起動不能を確実に防止することができ、高密度化に
適した信頼性の高い磁気ディスク装置を提供することに
ある。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） 本発明の磁気ディスク装置においては、磁気ディスクの
水の接触角を０１、磁気ヘッドのスライダの水の接触角
を０２としたときにθ１＋θ２≧１２０°を満足する磁
気ディスクと磁気ヘッドのスライダを組合せて用いてい
る。

（作　用） 一般的に結露は相対湿度Ｐ／Ｐ　　（Ｐ：蒸気圧、Ｐ　
−飽和蒸気圧）１００％よる小さい値では生ヒないが、
微小すきま、例えば蒸気ディスクと磁気ヘッドのスライ
ダのすきま内では相対湿度１００％以下でも水膜が形成
される。この現象に対して本発明者等は、理論的な研究
を各種付ない以下の事実を見出した。

即ち、水分子の吸着は次ような過程で生じる。

まず、磁気ヘッドのスライダーと磁気ディスク２間の真
実接触部３近傍のすきま形状は第３図（ａ）に示す如く
であると仮定できる。空気中の水分子がスライダーと磁
気ディスク２それぞれに吸着し真実接触部３に水分子に
よる核４が形成される。

水と空気の界面の飽和蒸気圧は界面の曲率に依存し、曲
率半径ｒが小さいほど飽和蒸気圧が低下（後述する（１
）式による）するため、相対湿度に対応する曲率半径ま
で界面が移動し、第３図（ｂ）に示すように真実接触部
の周りに水膜５が形成する。これは毛管凝縮現象とよば
れている。磁気へラドのスライダーと磁気ディスク２間
の平均的なすきまｈが小さければ水膜５はすきま全体に
広がる。

上記毛管凝縮現象は次の（１）式に従う。

％式％（１） ただし、Ｐ　：曲率半径ｒを有する界面の飽和蒸気圧、
Ｐ　：平界面の飽和蒸気圧、Ｖ　：液体ｓ　　　　　　
　　　　　　　Ｌ の体積、γ：液体の表面張力、ｒ：界面の曲率半径（曲
率半径の中心が液体側にある場合を正とする）Ｒ：ガス
定数、Ｔ：絶体温度、α：修正係数；ここではり、　Ｒ
，Ｆｉｓｈｅｒ、Ｎａｔｕｒｅ　ｖｏｌ、２９０ｋ１６
　　°８１　　ｐ５７５の実験結果をもとにα−３，５
とした。

（１）式に基づいて相対湿度が１００％以下のときに、
できるだけ水膜５を形成させないためには界面の曲率半
径ｒを大きくするしかなく、一方晶率半径ｒは第４図に
示すようにすきまｈとそれぞれの表面に固有の値である
水の接触角θ１．θ２によって決まるものである。つま
り、曲率半径「はすきまり、接触角θｌ、θ２の関数と
して次の（２）式のように表される。

ｒ−ｆ’（θ１．θ２．ｈ）　　　　　　　　　（２）
同一すきまｈの場合は、接触角θ１．θ２が大きくなる
ほど、曲率半径ｒが大きくなり、水膜５が全体に広がり
にくくなる。

次に、それぞれの接触角θ１．θ２かどのような値であ
れば吸着が生じないかを以下のように求めた。磁気ディ
スク装置の使用環境条件としては、一般的に相対湿度９
５％以下と定められている場合が多く、第１の条件とし
て相対湿度９５％以下で水膜５が磁気ヘッドのスライダ
ー磁気ディスク２間のすきま全体に広がらないこととし
た。また、第２の条件としてスライダーと磁気ディスク
２間の平均的なすきまｈは、各種測定結果、それぞれの
平面度表面あらさを考慮すると、小さくとも０．０４μ
ｍである。

これら、２つの条件を基に（１）　、　（２）式を用い
て接触角θ１．θ２と曲率を有する界面の飽和蒸気圧Ｐ
″　との関係を求めると第１図に示すようになる。第１
図の結果より、相対湿度９５％以上でもθｌ＋θ２≧１
２０°であれば水膜は０．０４μｍ以上のすきままで広
がらない。

したがって、スライダー表面、磁気ディスク２表面の水
の接触角をそれぞれθｌ、θ２とすると、θ１＋θ２≧
１２０＠を満足する組合せの磁気ヘッド及び磁気ディス
クを使用すれば、通常の使用環境では吸着は生じず、磁
気ヘッドのスティックスリップ現象や磁気ディスク装置
のスピンドルモータ起動不能という不具合は発生せず磁
気ディスク装置の信頼性を大幅に向上できる。

（実施例） 以下、接触角θの測定法をも含めて本発明の詳細な説明
する。接触角θはぬれ現象に関する重要な量であり、接
触角θは液体、固体の表面張力をγ　、γ　界面張力γ
Ｌ８とすると７８−γＬｓＬ　　　　　　ｓ ＋γＬｃｏｓθを満足する値であり、その物質に固有の
値である。ただし、γＬは測定可能なものの、γ８．γ
Ｌ８の測定は非常に困難である。そこで通常は、第５図
に示すように表面あらさの小さい固体表面に液滴を滴下
したときの液間接点から固体の垂直内に引いた切線がな
す角で現わされる。しかしながら上記方法によると、固
体表面あらさ、滴下液量、温度、湿度、滴下から測定ま
での時間によりθの測定結果が変化するため、正確な水
の接触角θを測定するために以下のように測定条件を規
定した。滴下液量４±０．５ｄ、温度２５±１℃相対湿
度５０±５％、滴下１±　０．１分後に写真撮影若しく
は接触角測定機にて測定した。固体表面あらさＲ＜０．
０１μｔｓ　　（Ｒａは中心線平均あらさ）を測定条件
とし、滴下液が純水（不純物０．１％以下）であること
と測定面が汚れていないことは勿論である。

上記測定法にて実際使用されうるスライダ表面、ディス
ク表面の正確な水の接触角を測定した結果第２図に示す
ごとくの値が得られた。従来から使用されているアルミ
ナチタンカーバイドスライダ（通常アルチックと呼ばれ
ている）とカーボンコートディスクの組合せではθ１＋
θ２−８７℃（＜１２０’）であり、通常の使用条件で
も吸着が生じるが、例えば、本実施例のＭ−Ｚ　　フ工
ｎ　　　　　　　ｎ ライトスライダと高分子フィルムコートディスクの組合
せではθ１＋θ２−１３５°Ｃ（≧１２０°）であり、
吸着の問題は生じない。

第６図は一般的な金属薄膜を磁性層とする磁気ディスク
の一般的構成を示す模式図であり、第２図における記録
媒体の（フィルム）の表示は、第６図に示す保護、測置
層に対応する表示であり、（フィルム）の表示のないも
のは磁性層に対応する表示である。

上述のＭ　　−Ｚ　　フェライトスライダと高分子ｎ　
　　　　　　ｎ フィルムコートディスクの組合せ以外にもチタン酸カル
シウムスライダと高分子フィルムコートディスクの組合
せ若しくはフッ化黒鉛フィルムコートディスクを用いれ
ばスライダ側の材質は何であってもかまわない。

〔発明の効果〕

以上記述してきたように本発明によれば、スペーシング
のばらつきを生じること長期に亙り磁気ディスクとスラ
イダとの吸着に起因する起動不能やスティックスリップ
現象を確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る接触角θ１．θ２と曲率を有す
る界面の飽和蒸気圧Ｐ′　との関係を示す特性図、第２
図は、本発明に係る磁気ヘッドのスライダ及び磁気ディ
スクの水の接触角の測定結果を示す。第３図は、湿り空
気中でスライダ、磁気ディスク間の隙間に水膜が形成さ
れる様子を説明するための模式図、第４図は、接触角及
び界面の曲率半径を示す模式図、第５図は、接触角の測
定方法を示す模式図、第６図は、本発明に係る磁気ディ
スクの構造を示す模式図、第７図は、スライダと磁気デ
ィスクの摺動により粗面化した面が変化する様子を説明
するための模式図である。 １・・・スライダ ２・・・磁気ディスク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属薄膜を磁性層とする磁気ディスクと、スライダを有
   し前記磁気ディスクの回転によって前記磁気ディスク面
   上を走査して情報の記録再生を行なう磁気ヘッドとを具
   備し、少なくとも前記磁気ディスクの回転停止時には前
   記磁気ディスクと前記磁気ヘッドを接触させた状態に保
   持する磁気ディスク装置において、前記磁気ディスク表
   面の水の接触角をθ＿１、前記スライダ表面の水の接触
   角をθ＿２としたときに、θ＿１＋θ＿２≧１２０°を
   満足する前記磁気ディスクと、前記磁気ヘッドのスライ
   ダを組合せて用いることを特徴とする磁気ディスク装置
   。