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第58回「HDDの磁気ヘッドと磁石」の巻

ヘッドとディスクの微妙な関係

高度数mmで飛行するジャンボ機に匹敵

忍者は濡らした紙を床に敷き詰め、その上を走る訓練を積みました。

紙は濡れると柔らかくなり、普通に走っては簡単に破れてしまいます。紙を破らないようにするには、床とのよけいな摩擦を少なくし、おろした足をすぐに上げるようにしなければなりません。また、速く走れば走るほど、紙は破れにくくなります。空気の浮力をできるだけ利用して、紙への圧力を弱めるのです。この訓練の結果、足音も立てずに疾走する独特の忍者走りが身につきます。

パソコンのHDD(ハードディスクドライブ)の磁気ヘッドでは、この忍法に似た浮上技術がたくみに利用されます。

磁気テープやフロッピーディスクにおいては、ヘッドとテープ面・ディスク面は接触状態で記録・再生します。一方、HDDの磁気ヘッド先端のスライダと呼ばれる部分は、起動・停止以外のとき、ディスクとの間に10数nm(ナノメートル)という微小なギャップを保ちます。これをCSS(コンタクト・スタート・ストップ)方式といいます。

この技術によって、HDDならではの高速・高密度の磁気記録が可能となります。しかし、10数nmという微小ギャップを保つのは、凹凸のある滑走路上を、ジャンボ機がわずか数mm程度の高度を維持して飛行することに匹敵するといわれます。HDD駆動時に叩いたり、揺らしたりしてはいけないといわれるのは、スライダとディスクが接触すると、データエラーなどが起きてしまうからです。

HDDのヘッドとディスクとの微小ギャップの維持にも、空気の浮力が利用されます。空気の浮力が重いジャンボ機を持ち上げるように、スライダと回転するディスクの間には空気が流入して、スライダを浮上させようとする圧力が働きます。また、ディスクの回転数が高まるほどスライダを持ち上げる圧力は大きくなります。そこで、回転数に応じてスライダに逆向きの力を加えるように工夫して、一定の微小ギャップを保っているのです。

HDDの基本構造

図1 HDDの基本構造

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