JP2005078708A - 磁気ディスクおよびこれを備えた磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高密度記録および信頼性を両立することが可能な磁気ディスク、およびこれを備えた磁気ディスク装置を提供する。
【解決手段】 磁気ディスクは、基板５０上に周方向の磁気的配向性をつけるテクスチャー加工が施され周方向の磁気的異方性を有している。基板表面に下地膜、磁性記録膜６０、保護膜６２、および潤滑膜６４が積層されている。磁気ディスク表面は、表面粗さ負荷曲線において、接触比率が５０％となる高さを基準として、高さが１．０ｎｍ以上の接触比率値「ＢＨ１．０ｎｍ」が７％以上１５％以下に形成されている。
【選択図】 図３

Description

この発明は、高密度磁気記録が可能な磁気ディスク、およびこの情報記録媒体を搭載した磁気ディスク装置に係り、特に、磁気ヘッドの浮上量が１０．０ｎｍ以下で記録再生が可能な磁気ディスク及びこれを備えた磁気ディスク装置に関する。

一般に、磁気ディスク装置は、ケース内に配設された磁気ディスクと、磁気ディスクを支持および駆動するスピンドルモータと、磁気ディスクに対して情報のリード／ライトを行う磁気ヘッドを含んだヘッドサスペンションアッセンブリと、を備えている。

ヘッドサスペンションアッセンブリは、磁気ヘッドが形成されたスライダと、このスライダを支持したサスペンションと、このサスペンションを支持したアームと、を有している。ヘッドサスペンションアッセンブリは軸受組立体によって回動自在に支持され、ボイスコイルモータによってヘッドサスペンションアッセンブリを回動させることにより、磁気ヘッドは磁気ディスク上の任意の位置に移動することができる。

このような磁気ディスク装置では、磁気ヘッドと磁気ディスクとが不慮に接触した際のスライダ挙動変化を低減するため、磁気ディスク表面の粗さを多少大きくし、磁気ディスクに対するスライダの吸着性低減を図ることが必要である。従来の磁気ディスク装置において、磁気ヘッドの浮上量は１０．０ｎｍ以上となっている。そのため、ディスク表面の凸部の高さ（以下、突起高さと称する）が４．０ｎｍ以上の磁気ディスクを用いた場合でも、磁気ヘッドの浮上マージン、つまり、種々の変動要因を考慮した上での磁気ヘッド／磁気ディスク間最小距離、を確保することができ、磁気ヘッドの浮上安定性を維持することが可能であった。

しかしながら、近年、磁気ディスクの記録密度が７０ＧＢ／インチ^２に達し、磁気ヘッドの浮上量を１０．０ｎｍ以下にする必要が生じている。このような状況下では、磁気ディスク表面の突起高さが４．０ｎｍ以上であると、磁気ヘッドの浮上マージンがなくなり、その結果、サーマルアスペリティ（磁気ヘッドと突起との衝突の際に生じた熱により、磁気ヘッドのＭＲ（磁気抵抗センサー）出力が変動する現象）の発生や信頼性の低下を生じる。

また、近年、電磁気特性のＳＮ比向上を図るため、磁気ディスクの基板にテクスチャー加工を施し、磁気ディスクに磁気的異方性をつける試みがなされている。詳細に述べると、テクスチャー加工により磁気記録層であるＣｏ合金層の磁化容易軸が円周方向に配向し、円周方向の残留磁化や角形比が磁気ディスクの半径方向に対し相対的に高くなる。残留磁化にほぼ比例して再生出力が向上するため磁性層膜厚を低減することが可能となり、磁化遷移幅、ノイズやオーバーライト特性が改善する。すなわち、テクスチャー加工が施されたテクスチャーメディア（異方性メディア）は、分解能や半値幅、ＳＮ比を向上させることが可能であり、高記録密度メディアとして大きな利点を有する。従って、テクスチャーメディアを実用化することが高記録密度化への有力な手段となる。

しかしながら、このテクスチャー加工は同時にディスク表面の凸部（突起）も削り取るため、磁気ディスクの表面粗さが非常に小さくなる傾向にある。その結果、磁気ディスクに対する磁気ヘッドの吸着性が高くなる。従って、信頼性の高いテクスチャーメディアで信頼性を得るためには、表面粗さを厳しく制御し最適化する必要がある。

従来から表面粗さの指標として用いられている算術平均粗さＲａ（日本工業規格（JIS B 0601）記載）は表面高さの中心線から凹部、凸部までの深さ又は高さを積分平均化したものである。しかし、磁気ヘッドと磁気ディスクとが接触した時の摩擦力は、凸部が占める接触面積の寄与が大きく、凹部とは相関性が低い。そのため、Ｒａは、磁気ヘッドの浮上安定性との関連を示す表面粗さ指標として不十分となる。

他の指標として、メディア表面の高さ中心線と凸部最大高さとの差を示すＲｐが知られているが、これは、平均的な凸部の高さを示すものではない。従って、テクスチャーメディアのような平均粗さの低い表面では、たとえＲｐが大きくても、高い凸部が少なければ接触時の摩擦力を低減できないこともある。そのため、この指標Ｒｐと浮上安定性との相関は低い。

また、近年、表面粗さの指標として、負荷曲線における接触比率が０．０１％となる高さＢＨ[0.01％]と接触比率が５０％となる高さＢＨ[50％]との差
ΔＢＨ[0.01, 50]（＝｜ＢＨ[0.01％]- ＢＨ[50％]｜）を用い、この差が３．０ｎｍ以上６．０ｎｍ以下とした磁気ディスクが提案されている（例えば、特許文献１）。
また、表面凹凸の接触比率が５０％の場合を基準高さとしたとき、その表面凹凸の接触比率０．４％における高さが２．０〜７．０ｎｍである情報記録媒体用基板が提案されている（例えば、特許文献２）。
特開２００１−１６０２１４号公報 特開２００１−１４３２４６号公報

しかしながら、テクスチャーメディアに適用した場合、上述した粗さの指標では不十分であり、高記録密度および高信頼性の両立を図ることが難しい。
すなわち、上述した磁気ディスクでは、負荷曲線の面積比が５０％のところを高さの基準として粗さを定義しているが、最大突起高さではなく、接触面積比が０.０１％や０．４％の少数の突起の高さ、特に、５．０ｎｍ以上の高い突起に着目して粗さを定義している。しかし、テクスチャーメディアにおいては、最大突起高さが３．０ｎｍ以下であり、ヘッドスライダが磁気ディスク表面に接触した際、ディスク表面の突起は数ｎｍ押し込まれていると考えられる。そのため、実質的にスライダと磁気ディスク表面との吸着性を左右するのは、高さ１．０ｎｍ程度まで突起が押し込まれたときの接触面積である。従って、５．０ｎｍ以上の高い突起を議論しても意味がなく、上述の粗さの指標はテクスチャーメディアに対して不充分である。

また、特許文献１に開示されている磁気ディスクでは、突起の高さが４．０〜６．０ｎｍものも含まれることになるが、磁気ヘッドの浮上量が１０．０ｎｍ以下で且つ７０ＧＢ／インチ^２以上の記録密度を実現するためには、上述した突起高さでは高記録密度および高信頼性の両立を図ることが難しい。
また、特許文献２に開示されている磁気ディスクは、極低浮上記録を実現する上で重要な表面粗さの規定が無いに等しく、その表面形状も適当でない。

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、高密度記録および信頼性を両立することが可能な磁気ディスク、およびこれを備えた磁気ディスク装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、この発明の形態に係る磁気ディスクは、基板と、基板表面上に積層された下地膜、磁性記録膜、保護膜、および潤滑膜とを備え、上記基板表面上に周方向の磁気的配向性をつけるテクスチャー加工が施され、周方向の磁気的異方性を有した磁気ディスクにおいて、ディスク表面は、表面粗さ負荷曲線において接触比率が５０％となる高さを基準として、高さが１．０ｎｍ以上の領域における接触比率値「ＢＨ１．０ｎｍ」が７％以上１５％以下であることを特徴としている。

また、この発明の形態に係る磁気ディスク装置は、上記磁気ディスクと、この磁気ディスクを支持および駆動する駆動部と、上記磁気ディスクに対して情報の記録再生を行うとともに、上記磁気ディスクに対する浮上量が１０．０ｎｍ以下の磁気ヘッドと、上記磁気ヘッドを支持したヘッドサスペンションアッセンブリと、を備えたことを特徴としている。

上記磁気ディスクおよびこれを備えた磁気ディスク装置によれば、磁気ディスクの表面粗さの指標として「ＢＨ１．０ｎｍ」のを用いている。この「ＢＨ１．０ｎｍ」は原子間力顕微鏡（ＡＭＦ）より測定される表面粗さ負荷曲線において接触比率が５０％となる高さを基準として、高さが１．０ｎｍ以上の接触比率値を表している。

この「ＢＨ１．０ｎｍ」は、極低浮上領域での浮上安定性と相関が高く、「ＢＨ１．０ｎｍ」が７％から１５％となるように磁気ディスクの表面粗さを制御することにより、磁気ヘッドの浮上量が１０．０ｎｍ以下という極低浮上の場合でも、磁気ディスクの電磁変換特性の優位性を維持しつつ浮上安定性を確保できることができる。

この発明によれば、磁気ディスク表面の粗さについて新たな指標を設け、その指標に基づき粗さを最適化することにより、記録密度が７０ＧＢ／インチ^２以上で磁気ヘッドの浮上量が１０．０ｎｍ以下の場合でも、高い信頼性を有した磁気ディスク、およびこの磁気ディスクを搭載した磁気ディスク装置を提供することができる。

以下図面を参照しながら、この発明の実施の形態に係る磁気ディスクおよびこれを備えた磁気ディスク装置をハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤと称する）に適用した実施の形態について詳細に説明する。
図１に示すように、ＨＤＤは、上面の開口した矩形箱状のケース１２と、複数のねじによりケースにねじ止めされケースの上端開口を閉塞する図示しないトップカバーと、を備えている。

ケース１２内には、記録媒体としての２枚の磁気ディスク１６（一方のみ図示する）、磁気ディスクを支持および回転させる駆動部としてのスピンドルモータ１８、磁気ディスクに対して情報の書き込み、読み出しを行なう複数の磁気ヘッド、これらの磁気ヘッドを磁気ディスク１６に対して移動自在に支持したキャリッジアッセンブリ２２、キャリッジアッセンブリを回動および位置決めするボイスコイルモータ（以下ＶＣＭと称する）２４、磁気ヘッドが磁気ディスクの最外周に移動した際、磁気ヘッドを磁気ディスクから離間した退避位置に保持するランプロード機構２５、および記録再生信号の処理回路であるリードライトアンプ等を有した基板ユニット２１等が収納されている。

ケース１２の底壁外面には、基板ユニット２１を介してスピンドルモータ１８、ＶＣＭ２４、および磁気ヘッドの動作を制御する図示しないプリント回路基板がねじ止めされている。

各磁気ディスク１６は、上面および下面に磁気記録層を有している。２枚の磁気ディスク１６は、スピンドルモータ１８の図示しないハブの外周に嵌合されているとともに、クランプばね１７によってハブ上に固定支持されている。これにより、２枚の磁気ディスク１６は所定の隙間を置いて互いに同軸的に積層配置されている。そして、スピンドルモータ１８を駆動することにより、２枚の磁気ディスク１６は一体的に所定の速度、例えば、４２００ｒｐｍで矢印Ｂ方向に回転される。

キャリッジアッセンブリ２２は、ケース１２の底壁上に固定された軸受部２６と、軸受部から延出した複数のアーム３２と、を備えている。これらのアーム３２は、磁気ディスク１６の表面と平行に、かつ、互いに所定の間隔を置いて位置しているとともに、軸受部２６から同一の方向へ延出している。また、キャリッジアッセンブリ２２は、弾性変形可能な細長い板状のサスペンション３８を備えている。サスペンション３８は、板ばねにより構成され、その基端がスポット溶接あるいは接着によりアーム３２の先端に固定され、アームから延出している。なお、各サスペンション３８は対応するアーム３２と一体に形成されていてもよい。アーム３２およびサスペンション３８によりヘッドサスペンションを構成し、このヘッドサスペンションと磁気ヘッドとによりヘッドサスペンションアッセンブリを構成している。

図２に示すように、各磁気ヘッド４０は、ほぼ矩形状のスライダ４２とこのスライダの端面に形成された記録再生用のヘッド部４４とを有し、サスペンション３８の先端部に設けられたジンバルばね４１に固定されている。各磁気ヘッド４０は、サスペンション３８の弾性により、磁気ディスク１６の表面に向かうヘッド荷重Ｌが印加されている。作動時におけて、磁気ディスク１６に対する磁気ヘッド４０の浮上量は１０．０ｎｍ以下に設定されている。

図１に示すように、キャリッジアッセンブリ２２は、軸受部２６からアーム３２と反対の方向へ延出した支持枠４５を有し、この支持枠により、ＶＣＭ２４の一部を構成するボイスコイル４７が支持されている。支持枠４５は、合成樹脂によりボイスコイル４７の外周に一体的に成形されている。ボイスコイル４７は、ケース１２上に固定された一対のヨーク４９間に位置し、これらのヨーク、および一方のヨークに固定された図示しない磁石とともにＶＣＭ２４を構成している。そして、ボイスコイル４７に通電することにより、軸受部２６の回りでキャリッジアッセンブリ２２が回動し、磁気ヘッド４０は磁気ディスク１６の所望のトラック上に移動および位置決めされる。

ランプロード機構２５は、ケース１２の底壁に設けられているとともに磁気ディスク１６の外側に配置されたランプ５１と、各サスペンション３８の先端から延出したタブ５３と、を備えている。キャリッジアッセンブリ２２が、磁気ディスク１６の外側の退避位置まで回動する際、各タブ５３は、ランプ５１に形成されたランプ面と係合し、その後、ランプ面の傾斜によって引き上げられ、磁気ヘッドのアンロード動作を行う。

次に、ＨＤＤにおける磁気ディスク１６について詳細に説明する。
図３に示すように、磁気ディスク１６は、基板５０として、厚さ０．５ｍｍ、径１．８インチの結晶化ガラス基板を備え、基板５０の表面は酸化セリウムを含む研磨剤スラリーにより研磨加工が施されている。また、基板５０の表面は、ダイアモンドスラリーにより円周方向に沿ってテクスチャー加工（加工装置として米国ＥＤＣ社製１８００ＣＰを用いた）が施されている。これにより、磁気ディスク１６はいわゆるテクスチャーメディアとして構成されている。

基板５０の各表面上には、スパッタリングにより多層膜が形成されている。すなわち、基板５０の各表面上には、ＣｒＴｉからなる第１下地膜５２、Ｃｒ系合金からなる厚さ１０．０ｎｍの第２下地膜５４が形成されている。第２下地膜５４上には、ＣｏＣｒＰｔＢ合金からなる厚さ２ｎｍの安定化膜５６、Ｒｕからなる厚さ１ｎｍの中間膜５８、ＣｏＣｒＰｔＢ合金からなる厚さ５．０ｎｍの磁性記録膜６０、およびカーボンからなる厚さ３．０ｎｍの保護膜６２が順に形成されている。更に、保護膜６２上には、例えば、パーフルオロポリエーテルを主成分とする潤滑剤が塗布され、厚さ１．７ｎｍの潤滑膜６４が形成されている。

上記磁気ディスク１６において、各表面の粗さは新たな指標として、所定の範囲に形成されている。すなわち、磁気ディスク１６の各表面の粗さは、原子間力顕微鏡（ＡＦＦ）より測定される表面粗さ負荷曲線において、接触比率が５０％となる高さを基準として、高さが１．０ｎｍ以上の領域の接触比率値「ＢＨ１．０ｎｍ」が７％以上１５％以下の範囲となるように形成されている。図４に示すように、磁気ディスク１６の各表面は、磁気ディスク１６の表面と平行な断面において、ディスク表面凹凸の断面積が磁気ディスク全体の面積の５０％となる断面の高さ位置を中心線とし、この中心線からの高さが１．０ｎｍ以上の位置における断面の面積が測定範囲（１０μｍ×１０μｍ）の面積の７％〜１５％となるように形成されている。

磁気ディスク表面の突起は３．０ｎｍ程度で低く、磁気ヘッドとの接触時、突起は数ｎｍ押し込まれる。そのため、上記指標は、実質的に、磁気ヘッドのスライダと磁気ディスクとの吸着性を左右するのは突起が高さ１．０ｎｍ程度まで押し込まれたときのスライダと磁気ディスク表面との接触面積であるという考えに基づいて生み出されたものである。

上記のような磁気ディスク１６の表面形状の形成は、基板５０表面に機械加工あるいは化学表面処理等に加えてテクスチャー加工（円周方向に溝をつける）を施し磁気的異方性をつけることにより得られる。基板５０としてはアルミノシリケート、ソーダライム等のアモルファスガラスやリチウムシリケート等の結晶化ガラス、アルミニウム合金等を用いることができ、上記表面形状を形成できるものであれば特に限定するものではない。但し、結晶化ガラスは比較的凸部の先端曲率半径が大きいため、テクスチャー加工後も凸部が残りやすく粗さの制御が容易であり、基板５０として好ましい。結晶化ガラスの場合、基板の粗さは結晶化温度、研磨条件（スラリー種、研磨布種、加工圧、加工時間等）、テクスチャー条件（スラリー種、加工テープ種、加工荷重、加工時間等）で変化する。また、基板５０表面に成膜した後、下地層の材質、膜厚やテープバーニッシュ条件により、ディスク表面の粗さが変化する。

本発明者等は、磁気ディスクを製造する際、結晶化基板の研磨条件やテクスチャーの加工条件（スラリー種、加工荷重、加工時間等）を変更して、表面粗さの異なる種々のサンプル（「ＢＨ１．０ｎｍ」がおよそ４％から２０％）を作製し、比較試験を行った。この際、磁気ディスクの表面形状の測定には原子間力顕微鏡を用い、測定範囲は１０μｍ×１０μｍ、スキャンライン数は２５６本とした。測定データは負荷曲線の演算を行う前に、フィルター処理プレーンフィット（オーダー＝１、Ｘ、Ｙ両方）、フラットン（オーダー＝０）を行った。

磁気ディスクの吸着性を評価するため、各サンプルについてＴＤ−ＴＯ試験を行った。図５に示すように、ＴＤ−ＴＯ試験に用いる試験装置はチャンバ７０を備えている。チャンバ７０には排気ポンプ７２が接続され、チャンバ内部を０．３ａｔｍ程まで減圧することができる。チャンバ７０内にはステージ７４が配設され、このステージ上にはスピンドルモータ７５、および支持ポスト７６が設けられている。サンプルとしての磁気ディスク８０はスピンドルモータ７５に支持され、例えば、４２００ｒｐｍで回転される。支持ポスト７６には、アーム７７およびサスペンション７８が取付けられ、サスペンションの先端に試験用の磁気ヘッド８２が支持されている。アーム７７には、磁気ヘッド８２と磁気ディスク８０との接触の程度を検出するアコースティックエミッション（ＡＥ）センサ８４が設けられ、ＡＥセンサはオシロスコープ８５に接続されている。

ＴＤ−ＴＯ試験では、磁気ディスク８０をスピンドルモータ７５に装着し４２００ｒｐｍで回転する。この状態で、チャンバ７０内を徐々に減圧し、磁気ディスク表面に対する磁気ヘッド８２の浮上量を下げていく。この間、ＡＥセンサ８４の出力をオシロスコープ８５によりモニタする。図６に示すように、チャンバ７０内がある圧力に達した時点でＡＥセンサの出力が急激に増加する。これは磁気ヘッドが磁気ディスク表面に接触したことを示している。この時の圧力をタッチダウン（ＴＤ）圧力Ａとする。

その後、逆にチャンバ７０内の圧力を上げていくと、ＡＥ出力は大きい値のまましばらく変化せず、ある圧力で突然ノイズレベルまで低下する。これは、磁気ヘッドが再び磁気ディスク表面から浮上したことを示し、この時の圧力をテイクオフ（ＴＯ）圧力Ｂとする。また、ＴＯ圧力ＢとＴＤ圧力Ａとの差（Ｂ−Ａ）をΔ圧力Ｃとする。このようなＴＤ圧力Ａ、ＴＯ圧力Ｂ、Δ圧力Ｃを測定する試験をＴＯ−ＴＤ試験と称している。

複数のサンプルについて上述したＴＯ−ＴＤ試験を行った結果、Δ圧力Ｃが磁気ディスクの吸着性を示唆するものであり、また、ＴＯ圧力が０．７ａｔｍを超える磁気ディスクでは、実際の磁気ディスク装置のスペックである０．７ａｔｍで吸着の問題が発生しやすいことが判明した。

そこで、磁気ディスクの表面粗さの最適化を図るため、上述した種々のサンプルディスクおよび浮上量が１０．０ｎｍ以下の磁気ヘッドを用いて上記と同様のＴＤ−ＴＯ試験を行った。図７は「ＢＨ１．０ｎｍ」とＴＤ圧力ＡおよびＴＯ圧力Ｂとの関係を示し、図８は「ＢＨ１．０ｎｍ」とΔ圧力Ｃとの関係を示している。

図７から分かるように、データのバラツキも含めて、ＴＯ圧力が０．７ａｔｍ以下になるようにするためには、「ＢＨ１．０ｎｍ」が７％以上である必要がある。「ＢＨ１．０ｎｍ」が７％よりも小さいと、磁気ディスクの表面粗さが低くなってもＴＤ圧力が下がらない。また、図８から分かるように、Δ圧力Ｃが急増し、すなわち吸着性が増大する。その結果、０．７ａｔｍでも磁気ヘッドが磁気ディスク表面から浮上しないとういう現象が発生する。このように、「ＢＨ１．０ｎｍ」が７％より小さいと、磁気ディスク表面が過度に平坦となって吸着性が増大し、磁気ヘッドとの接触の際に生じる摩擦力が急増する。そのため、磁気ヘッドが振動し、記録再生が不安定となり、若しくは、磁気ヘッド、磁気ディスクの破壊に至る場合もある。

以上のことから、磁気ディスクの表面粗さとして「ＢＨ１．０ｎｍ」を７％以上にすることにより、磁気ヘッドの浮上量１０．０ｎｍ以下の極低浮上においても、０．７ａｔｍの減圧環境下で磁気ヘッドの浮上安定性を確保することできる。

次に、磁気ディスクの表面粗さが大きい場合に懸念される磁気ヘッドによる潤滑剤の拾い上げ（潤滑剤ピックアップ）の有無を調査するため、以下のロード、アンロード試験を行った。前述した試験と同様に、サンプルとして「ＢＨ１．０ｎｍ」の値が異なる２．５インチサイズの磁気ディスクを複数枚作成した。各磁気ディスクを１００００ｒｐｍで回転する磁気ディスク装置に組み込み、磁気ヘッドを磁気ディスク面内、面外にロード、アンロードさせる動作を繰り返し行った。試験環境は温度７０℃、湿度８０％ＲＨとし、ロードアンロードサイクルを５０万回行った。その後、磁気ディスク装置を分解して、磁気ヘッドへの潤滑剤の付着の有無を調査した。

ロード、アンロード試験結果を図９に示す。この図から分かるように、「ＢＨ１．０ｎｍ」が１５％よりも大きいと潤滑剤ピックアップが観察された。潤滑剤ピックアップ現象は磁気ヘッドと磁気ディスクとの接触頻度が多いほど発生しやすいと考えられ、潤滑剤ピックアップが発生することは、同時にサーマルアスペリティや静電破壊による磁気ヘッドの破壊が生じやすいとも言える。また、「ＢＨ１．０ｎｍ」が１５％よりも大きいと、磁気ディスク表面が粗くなるため、磁気ヘッドと磁気ディスクとのスペーシングを短縮することが困難となる。従って、７０ＧＢ／インチ^２を超える高記録密度が困難になるとともに、磁気ディスクおよび磁気ディスク装置の信頼性を確保することができない。

以上のことから、図１０に示すように、「ＢＨ１．０ｎｍ」が７％から１５％となるように磁気ディスクの表面粗さを制御することにより、磁気ヘッドの浮上量が１０．０ｎｍ以下という極低浮上の場合でも、磁気ディスクの電磁変換特性の優位性を維持しつつ、７０ＧＢ／インチ^２以上の高記録密度および磁気ヘッドの浮上安定性を確保することできる。

「ＢＨ１．０ｎｍ」が７％ないし１５％の磁気ディスクのＲｐ、つまり、ディスク表面の突起の高さ方向中心と突起最大高さとの差（磁気ディスクの表面粗さ曲線から求められる最大突起高さ）、を測定すると、２．０ｎｍないし３．９ｎｍであった。磁気ディスクの吸着性とＲｐ値とは相関が低いため下限については言及しないが、磁気ディスクの信頼性確保のため、磁気ディスク表面の粗さの上限として、Ｒｐは４．０ｎｍ以下であることが望ましい。４．０ｎｍよりも大きいと、磁気的スペーシングが大きくなることやサーマルアスペリティ、潤滑剤ピックアップの問題が発生しやすくなるため好ましくない。

磁気ディスクにおいて、データ記録領域を径方向に３等分割して内周部、中間周部、外周部とした場合、特にディスク表面の中間周部（２．５インチディスクの場合、半径２２ｍｍ付近、１．８インチディスクの場合、半径１６ｍｍ付近）での「ＢＨ１．０ｎｍ」が１０．０％以下であるような比較的吸着性の高い磁気ディスクでは、ディスク表面内周部（２．５インチディスクの場合、半径１５ｍｍ以内、１．８インチディスクの場合、半径１１ｍｍ以内）及び外周部（２．５インチディスクの場合、半径２９ｍｍ以上、１．８インチディスクの場合、半径２１ｍｍ以上）の「ＢＨ１．０ｎｍ」が、ディスク表面中間周部の「ＢＨ１．０ｎｍ」に比べて等しいか大きいことが望ましい。

磁気ディスクの内周部では、クランプの影響で磁気ディスクが変形しやすいため、磁気ヘッドと磁気ディスクとの接触頻度が増加し、より吸着に対し厳しくなる。また、吸着性が高く、大きな摩擦力が発生した結果、トルクの大きなディスク外周部では回転数が低下するという現象が発生する。磁気ディスクの回転数が低下すると、磁気ヘッドの浮上量が低下し、更に浮上安定性が悪化する。

表面形状のみが異なる複数の１．８インチ磁気ディスクを作成し、前述のＴＤ−ＴＯ試験を行った。ここでは、ディスク表面の「ＢＨ１．０ｎｍ」が１０．０％以下で、ディスク表面内周部と外周部とで粗さが変化している磁気ディスクと、ディスク表面内周部と外周部とで粗さがほぼ均一の磁気ディスクとを作製した。試験結果を図１１に示す。

本実施形態に係る磁気ディスクのように、ディスク表面内周部の粗さがディスク表面中間周部に比較して相対的に大きいと、磁気ディスクの変形等による影響でＴＤ圧力が大きくなってもＴＯ圧力は中間周部と変わっていない。しかしながら、比較例１に係る磁気ディスクのように、ディスク表面内周部の粗さが相対的に小さいと、内周部のＴＯ圧力が中間周部のＴＯ圧力よりも大きくなる。その結果、磁気ヘッドの浮上安定性のマージンが少なくなる。

また、比較例２に係る磁気ディスクのように、ディスク表面外周部の粗さが相対的に小さいと、磁気ディスクの回転数低下が発生し、ＴＯ圧力が急増する。「ＢＨ１．０ｎｍ」が７％以上の磁気ディスクでは回転数低下を発生していないが、比較例１からも明らかなように、ディスク表面外周部の方がディスク表面中間周部、内周部に比較してＴＯ圧力が大きい。そのため、ディスク表面外周部の粗さは大きい方が好ましい。

以上のことから、ディスク内周部の表面粗さをディスク中間周部より大きく、少なくとも同等とし、または、ディスク外周部の表面粗さをディスク中間周部より大きく、少なくとも同等とすることにより、磁気ディスク全面にわたって良好な磁気ヘッド浮上安定性を確保することができる。

上述した構成を有する磁気ディスクを図１に示した磁気ディスク装置に組み込み、０．７ａｔｍの減圧環境下で、ディスク全面に対してランダムシーク試験を行った。２４時間後の磁気ディスク装置のパフォーマンス変化（ディスク全面のリード／ライトに要する時間）を測定した。磁気ヘッド４０の浮上量は１０．０ｎｍ以下のものを使用した。その結果、パフォーマンス劣化したものはなく、７０ＧＢ／インチ^２以上の高記録密度かつ高信頼性を兼備した磁気ディスク装置を実現できた。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、磁気ディスクにおいて、下地膜、記録膜、中間膜、潤滑膜等の材質、膜厚等は上述した実施の形態に限定されることなく、必要に応じて種々選択可能である。また、磁気ディスク装置において、磁気ディスクは２枚に限らず、必要に応じて増減可能である。

この発明の実施形態に係るＨＤＤを示す平面図。 上記ＨＤＤにおける磁気ヘッド部分を拡大して示す側面図。 この発明の実施形態に係る磁気ディスクを示す断面図。 上記磁気ディスクの表面粗さの指標を説明するための図。 磁気ディスクのＴＤ−ＴＯ試験装置を概略的に示す断面図。 ＴＤ−ＴＯ試験における圧力とＡＥ出力との関係を示す図。 磁気ディスクの表面粗さとＴＤ圧力およびＴＯ圧力との関係を示す図。 磁気ディスクの表面粗さとΔ圧力との関係を示す図。 磁気ディスクの表面粗さに応じた潤滑剤ピックアップの有無を示す図。 上記磁気ディスク表面の突起高さと接触面積比率との関係を示す図。 ディスク内周部、中間周部、外周部の表面粗さに応じた、ＴＤ圧力、ＴＯ圧力、Δ圧力、回転数低下の有無を示す図。

符号の説明

１２…ケース、 １６…磁気ディスク、 １８…スピンドルモータ
２２…キャリッジアッセンブリ、 ２６…軸受部、 ３２…アーム、
３８…サスペンション、 ４０…磁気ヘッド、 ４２…スライダ、
５０…基板、 ５２…第１下地膜、 ５４…第２下地膜５４、
６０…磁性記録膜、 ６４…潤滑膜

Claims (5)

1. 基板と、基板表面上に積層された下地膜、磁性記録膜、保護膜、および潤滑膜とを備え、上記基板表面上に周方向の磁気的配向性をつけるテクスチャー加工が施され、周方向の磁気的異方性を有した磁気ディスクにおいて、
   ディスク表面は、表面粗さ負荷曲線において接触比率が５０％となる高さを基準として、高さが１．０ｎｍ以上の領域における接触比率値「ＢＨ１．０ｎｍ」が７％以上１５％以下であることを特徴とする磁気ディスク。
2. 上記ディスク表面は、表面粗さ曲線から求められる最大突起高さが４ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク。
3. 上記ディスク表面の内周部の接触比率値「ＢＨ１．０ｎｍ」が、上記ディスク表面の中間周部の接触比率値「ＢＨ１．０ｎｍ」以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気ディスク。
4. 上記ディスク表面の外周部の接触比率値「ＢＨ１．０ｎｍ」が、上記ディスク表面の中間周部の接触比率値「ＢＨ１．０ｎｍ」以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気ディスク。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の磁気ディスクと、
   上記磁気ディスクを支持および駆動する駆動部と、
   上記磁気ディスクに対して情報の記録再生を行うとともに、上記磁気ディスクに対する浮上量が１０．０ｎｍ以下の磁気ヘッドと、
   上記磁気ヘッドを支持したヘッドサスペンションアッセンブリと、
   を備えた磁気ディスク装置。

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