特許 7058358 磁気ディスク装置および磁気ディスク装置を製造する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-13

(45)【発行日】2022-04-21

(54)【発明の名称】磁気ディスク装置および磁気ディスク装置を製造する方法

(51)【国際特許分類】

   G11B 33/14 20060101AFI20220414BHJP

   G11B 5/82 20060101ALI20220414BHJP

   G11B 33/02 20060101ALI20220414BHJP

   G11B 33/12 20060101ALI20220414BHJP

   G11B 23/00 20060101ALI20220414BHJP

【ＦＩ】

G11B33/14 501W

G11B5/82

G11B33/02 503Z

G11B33/12 313S

G11B23/00 601F

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021035203

(22)【出願日】2021-03-05

【審査請求日】2021-07-19

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000107538

【氏名又は名称】株式会社ＵＡＣＪ

(73)【特許権者】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(72)【発明者】

【氏名】北脇 高太郎

(72)【発明者】

【氏名】山田 涼平

(72)【発明者】

【氏名】東藤 慎平

(72)【発明者】

【氏名】畠山 英之

【審査官】中野 和彦

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００８／１３９５３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００６／０７５６３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１５６７１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２１１９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２６７３４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ１１Ｂ ３３／１４

Ｇ１１Ｂ ５／８２

Ｇ１１Ｂ ３３／０２

Ｇ１１Ｂ ３３／１２

Ｇ１１Ｂ ２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中央部に貫通孔を有する円盤形状の複数の磁気ディスクと、
前記磁気ディスクの間に配置され、中央部に貫通孔を有するスペーサと、
前記磁気ディスクおよび前記スペーサの貫通孔に挿入されるハブと、
前記磁気ディスクおよび前記スペーサを押し付け保持するクランプと、を備え、
前記磁気ディスクと前記スペーサまたは前記クランプとが接触する面において、前記スペーサまたは前記クランプの外周部に接する前記磁気ディスクの上面の平面高さが、前記スペーサまたは前記クランプの内周部に接する前記磁気ディスクの上面の平面高さよりも低く、
前記スペーサは、平坦である、
ことを特徴とする磁気ディスク装置。

【請求項2】

前記磁気ディスクと前記スペーサまたは前記クランプとが接触する面において、前記スペーサまたは前記クランプの外周部に接する前記磁気ディスクの平面高さと、前記スペーサまたは前記クランプの内周部に接する前記磁気ディスクの平面高さと、の差が－３．０μｍ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装置。

【請求項3】

少なくとも最上部に配置される前記磁気ディスクは、前記磁気ディスクと前記クランプとが接触する面において、前記クランプの外周部に接する前記磁気ディスクの上面の平面高さが、前記クランプの内周部に接する前記磁気ディスクの上面の平面高さよりも低い、
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装置。

【請求項4】

中央部に貫通孔を有する円盤形状の複数の磁気ディスクと、
前記磁気ディスクの間に配置され、中央部に貫通孔を有するスペーサと、
前記磁気ディスクおよび前記スペーサの貫通孔に挿入されるハブと、
前記磁気ディスクおよび前記スペーサを押し付け保持するクランプと、
を備える磁気ディスク装置を製造する方法であって、
前記スペーサまたは前記クランプの外周部に接する前記磁気ディスクの上面の平面高さと、前記スペーサまたは前記クランプの内周部に接する前記磁気ディスクの上面の平面高さと、を測定する工程と、
前記スペーサまたは前記クランプの外周部に接する前記磁気ディスクの上面の平面高さが、前記スペーサまたは前記クランプの内周部に接する前記磁気ディスクの上面の平面高さよりも低くなる配置で、前記磁気ディスクを前記ハブに挿入する工程と、
を備えることを特徴とする磁気ディスク装置を製造する方法。

【請求項5】

前記磁気ディスクと前記スペーサまたは前記クランプとが接触する面において、前記スペーサまたは前記クランプの外周部に接する前記磁気ディスクの平面高さと、前記スペーサまたは前記クランプの内周部に接する前記磁気ディスクの平面高さと、の差が－３．０μｍ以下である、
ことを特徴とする請求項４に記載の磁気ディスク装置を製造する方法。

【請求項6】

少なくとも最上部に配置される前記磁気ディスクは、前記磁気ディスクと前記クランプとが接触する面において、前記クランプの外周部に接する前記磁気ディスクの上面の平面高さが、前記クランプの内周部に接する前記磁気ディスクの上面の平面高さよりも低い、
ことを特徴とする請求項４または５に記載の磁気ディスク装置を製造する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気ディスク装置および磁気ディスク装置を製造する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

スマートフォンやスマート家電の普及により、各個人の使用するデータ量が増加している。これらの膨大なデータはインターネットを通じデータセンター内の磁気ディスク装置（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）に保存される。膨大なデータ量を記録するため、磁気ディスク装置の高容量化が求められている。

【0003】

例えば、引用文献１は、安定してＳＰＭ（スピンドルモータ）のハブに固定され、ＳＰＭが組み込まれた磁気ディスク記録装置に強い衝撃が加えられた場合であっても、破損しない情報記録媒体用ガラス基板を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５３９２０７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

磁気ディスク装置の高容量化を実現するための一例として、磁気ディスク装置に搭載する磁気ディスクの枚数を増やし、磁気ディスク装置１台あたりのデータ領域を拡大させるという技術動向がある。磁気ディスク装置はその寸法が規格で定められているため、搭載させる磁気ディスク枚数を増やすためには、磁気ディスクの厚さを薄くするなどの工夫が必要である。磁気ディスクの厚さを薄くすると、剛性が低下し、ＨＤＤを落下させたときなど衝撃が加わった時に、磁気ディスクが変形しやすくなるなど、耐衝撃性が低下する。すなわち、磁気ディスク装置の高容量化と、磁気ディスク装置の耐衝撃性は、ジレンマの関係にあり、優れた耐衝撃性および高いデータ容量を有する磁気ディスク装置が求められている。

【0006】

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、優れた耐衝撃性および高いデータ容量を有する磁気ディスク装置および磁気ディスク装置を製造する方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明の第１の側面に係る磁気ディスク装置は、
中央部に貫通孔を有する円盤形状の複数の磁気ディスクと、
前記磁気ディスクの間に配置され、中央部に貫通孔を有するスペーサと、
前記磁気ディスクおよび前記スペーサの貫通孔に挿入されるハブと、
前記磁気ディスクおよび前記スペーサを押し付け保持するクランプと、を備え、
前記磁気ディスクと前記スペーサまたは前記クランプとが接触する面において、前記スペーサまたは前記クランプの外周部に接する前記磁気ディスクの上面の平面高さが、前記スペーサまたは前記クランプの内周部に接する前記磁気ディスクの上面の平面高さよりも低く、
前記スペーサは、平坦である。

【0008】

前記磁気ディスクと前記スペーサまたは前記クランプとが接触する面において、前記スペーサまたは前記クランプの外周部に接する前記磁気ディスクの平面高さと、前記スペーサまたは前記クランプの内周部に接する前記磁気ディスクの平面高さと、の差が－３．０μｍ以下であるとよい。

【0009】

少なくとも最上部に配置される前記磁気ディスクは、前記磁気ディスクと前記クランプとが接触する面において、前記クランプの外周部に接する前記磁気ディスクの上面の平面高さが、前記クランプの内周部に接する前記磁気ディスクの上面の平面高さよりも低いとよい。

【0010】

上記目的を達成するために、本発明の第１の側面に係る磁気ディスク装置を製造する方法は、
中央部に貫通孔を有する円盤形状の複数の磁気ディスクと、
前記磁気ディスクの間に配置され、中央部に貫通孔を有するスペーサと、
前記磁気ディスクおよび前記スペーサの貫通孔に挿入されるハブと、
前記磁気ディスクおよび前記スペーサを押し付け保持するクランプと、
を備える磁気ディスク装置を製造する方法であって、
前記スペーサまたは前記クランプの外周部に接する前記磁気ディスクの上面の平面高さと、前記スペーサまたは前記クランプの内周部に接する前記磁気ディスクの上面の平面高さと、を測定する工程と、
前記スペーサまたは前記クランプの外周部に接する前記磁気ディスクの上面の平面高さが、前記スペーサの内周部に接する前記磁気ディスクの上面の平面高さよりも低くなる配置で、前記磁気ディスクを前記ハブに挿入する工程と、
を備える。
前記磁気ディスクと前記スペーサまたは前記クランプとが接触する面において、前記スペーサまたは前記クランプの外周部に接する前記磁気ディスクの平面高さと、前記スペーサまたは前記クランプの内周部に接する前記磁気ディスクの平面高さと、の差が－３．０μｍ以下であるとよい。
少なくとも最上部に配置される前記磁気ディスクは、前記磁気ディスクと前記クランプとが接触する面において、前記クランプの外周部に接する前記磁気ディスクの上面の平面高さが、前記クランプの内周部に接する前記磁気ディスクの上面の平面高さよりも低いとよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、優れた耐衝撃性および高いデータ容量を有する磁気ディスク装置および磁気ディスク装置を製造する方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】（Ａ）は、実施の形態に係る磁気ディスク装置を示す上面図であり、（Ｂ）は、磁気ディスク装置を示す側面図である。

【図2】実施の形態に係る磁気ディスク装置が備える磁気ディスクとスペーサを示す断面図である。

【図3】実施の形態に係る磁気ディスク装置が備える磁気ディスクとスペーサを示す拡大断面図である。

【図4】実施の形態に係る磁気ディスク装置が備える磁気ディスクに衝撃が加えられたことを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態の磁気ディスク装置（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）およびスペーサについて説明する。

【0014】

本実施の形態の磁気ディスク装置１００は、箱型の記録再生装置であり、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、筐体１０と、基台２０と、重ねて配置された複数の磁気ディスク３０と、ヘッドスタックアッセンブリ４０と、ボイスコイルモータ５０と、ランプロード６０と、クランプ７０と、図示しないスピンドルモータおよび回路基板等の必要部材と、を備える。また、磁気ディスク装置１００は、図２に示すように、複数の磁気ディスク３０の間に配置された複数のスペーサ８０と、回転軸Ｚを中心に複数の磁気ディスク３０を回転するハブ９０と、を備える。

【0015】

図１に戻って、磁気ディスク装置１００の寸法は共通規格で定められており、例えばデータセンター向けとして、ＳＦＦ－８３０１という規格に準拠した寸法の３．５インチ磁気ディスク装置が好適に用いられている。この規格では、筐体１０の高さＨは、２６．１ｍｍ、幅Ｗは、１０１．６ｍｍ、奥行Ｄは、１４７ｍｍと定められている。

【0016】

筐体１０は、一般的に金属製であり、一面が開放された立方体の箱形形状を有し、基台２０と、磁気ディスク３０と、ヘッドスタックアッセンブリ４０と、ボイスコイルモータ５０と、ランプロード６０と、クランプ７０と、スピンドルモータおよび回路基板等の必要部材と、を図示しないトップカバーにより密閉するものである。

【0017】

基台２０は、筐体１０の底に配置され、ボイスコイルモータ５０、スピンドルモータおよび回路基板等が実装される部分である。基台２０と筐体１０は一体型の場合が多い。

【0018】

磁気ディスク３０は、図２に示すように、磁気的に情報を記録するための中央部に貫通孔を有する円盤形状の媒体であり、基板、下地層、磁性層、保護層、潤滑層から構成され、回転軸Ｚを中心に回転する。磁気記録方式として、垂直磁気記録方式（ＰＭＲ：Perpendicular Magnetic Recording）や、瓦書き方式（ＳＭＲ：Shingled Magnetic Recording）のものが好適に用いられている。さらなる高容量化の実現のため、熱アシスト磁気記録方式（ＨＡＭＲ：Heat Assisted Magnetic Recording）やマイクロ波アシスト磁気記録方式（ＭＡＭＲ：Microwave Assisted Magnetic Recording）といった技術が開発されている。基板としては、アルミニウム合金基板またはガラス基板が好適に用いられている。アルミニウム合金基板およびガラス基板の詳細については、後述する。

【0019】

磁気ディスク３０の厚さＴｄは、好ましくは、０．２ｍｍ以上１．７５ｍｍ以下、より好ましくは、０．２ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下、さらに好ましくは、０．４８ｍｍ以下である。磁気ディスク３０の外径２×Ｒｄは、好ましくは９５ｍｍまたは９７ｍｍ、内径は２５ｍｍである。また、本実施の形態の磁気ディスク装置１００が備える磁気ディスク３０の枚数Ｎは、好ましくは、８枚以上１６枚以下である。磁気ディスク装置１００の高容量化を実現するための一例として、搭載する磁気ディスク３０の枚数を増やし、磁気ディスク装置１００一台あたりのデータ領域を拡大させるという技術がある。しかしながら前述の通り、磁気ディスク装置１００の寸法は規格で定められており、磁気ディスク３０を搭載する空間には制限がある。そのため、搭載させる磁気ディスク３０の枚数を増やすために、磁気ディスク３０の厚さを薄くしている。

【0020】

図１に戻って、ヘッドスタックアッセンブリ４０は、アーム４１とアーム４１の先端に取り付けられたヘッド部４２と有する。ＨＡＭＲにより記録する場合、ヘッド部４２にレーザ素子を、ＭＡＭＲにより記憶する場合、ヘッド部４２にマイクロ波発生素子を搭載する。

【0021】

ボイスコイルモータ５０は、ヘッドスタックアッセンブリ４０を回動させる駆動用モータである。

【0022】

ランプロード６０は、樹脂製の部品であり、磁気ディスク装置１００の非動作時にヘッド部４２を退避させることを目的に、磁気ディスク３０外周部側で磁気ディスク３０に最も接近した位置に搭載されたものである。

【0023】

クランプ７０は、図２に示すように、磁気ディスク３０の上面と対向する面に、磁気ディスク３０と接触する突起部７１を有し、複数の磁気ディスク３０およびスペーサ８０をハブ９０に押し付け保持して固定するものである。磁気ディスク３０の上面にクランプ７０の突起部７１を押圧接触させることにより、磁気ディスク３０はクランプ７０により固定状態となる。磁気ディスク３０の上面の内径側部分がこの突起部７１によりクランプ固定されることにより、高速回転させてデータ処理する際における磁気ディスク３０の離脱が防止される。クランプ７０は、締結部材７２によってハブ９０に固定される。締結部材７２は、例えば、ビスまたはＴ６～Ｔ８サイズのヘックスローブねじなどが使用される。なお、ボルト径はＭ２のものなどが使用される。

【0024】

スペーサ８０は、リング状の薄板であり、複数の磁気ディスク３０の間に配置される。複数の磁気ディスク３０の間にスペーサ８０が配置されることで、磁気ディスク３０は、スピンドルモータのハブ９０にクランプ７０で強固に固定される。スペーサ８０の役割は、複数の磁気ディスク３０同士の間隔を確保すること、および、磁気ディスク３０と接触・密着することで、ハブ９０またはクランプ７０と直接接触していない磁気ディスク３０へハブ９０の回転駆動力を伝えることである。このため、スペーサ８０の形状は、スペーサ８０両表面の平坦度が小さいものが望まれる。

【0025】

スペーサ８０の厚さＴｓに関して、磁気ディスク３０同士の間隔は狭いほど、限られた空間内に多くの磁気ディスク３０を搭載することができ好ましいが、磁気ディスク３０表面にはヘッドスタックアッセンブリ４０を稼働させる空間が必要である。特に、先述したＨＡＭＲおよびＭＡＭＲの高容量化技術において、ＨＡＭＲにより記録する場合、ヘッド部４２にレーザ素子を、ＭＡＭＲにより記憶する場合、ヘッド部４２にマイクロ波発生素子を搭載する必要があり、ヘッドスタックアッセンブリ４０の小型化は容易ではない。磁気ディスク３０同士の間隔、すなわちスペーサの厚さＴｓは、少なくとも１ｍｍ以上、好ましくは１．５ｍｍ、より好ましくは１．６ｍｍ以上が必要である。

【0026】

スペーサ８０は、図３に示すように、表面と内外周端面の境界（以下、スペーサ内外周部）にはバリ取りなどを目的に面取り部８１を有することが望ましい。磁気ディスク３０とスペーサ８０を積層する際に、スペーサ８０内外周部のバリが磁気ディスク３０に接触してキズを発生させる懸念があるからである。スペーサ８０の外半径をＲｓｏと、スペーサ８０の内半径をＲｓｉと、スペーサ８０外周部の面取り部８１の長さをＬｓｏと、スペーサ８０の内周部の面取り部８２の長さをＬｓｉと、スペーサ８０と磁気ディスクの接触部８３の外半径をＲｓｓｏと、スペーサ８０と磁気ディスク３０の接触部８３の内半径をＲｓｓｉとすると、Ｒｓｓｏ＝Ｒｓｏ－Ｌｓｏ、Ｒｓｓｉ＝Ｒｓｉ＋Ｌｓｉとなる。接触部８３の径方向における長さＲｓｔは、Ｒｓｔ＝Ｒｓｓｏ－Ｒｓｓｉとなる。接触部８３は、スペーサ８０と磁気ディスク３０とが接触する部分である。スペーサ８０の面取り部８１、８２は磁気ディスク３０との接触に寄与せず、磁気ディスク３０へハブ９０の回転駆動力を伝えるという役割に寄与しないため、スペーサ８０の面取り部８１、８２の長さＬｓｏ、Ｌｓｉ、はできる限り小さいほうが好ましく、具体的には０．１ｍｍ以下が好ましい。

【0027】

スペーサ８０を形成する材料は、スペーサ８０と磁気ディスク３０との熱膨張係数の差が小さくなる材料から選択されることが望ましい。両者の熱膨張係数差が大きいと、磁気ディスク３０装置動作時の環境温度が変化した場合に、スペーサ８０と磁気ディスク３０表面の位置ズレが発生し、読み書きエラーの原因となる。磁気ディスク３０がアルミニウム合金基板からなる場合、スペーサ８０はアルミニウムが好適に用いられる。磁気ディスク３０がガラス基板からなる場合、スペーサ８０はガラス、ステンレス、チタンなどが好適に用いられる。さらに、磁気ディスク３０やスペーサ８０への帯電防止を目的に、スペーサ８０は導電性を有することが望ましい。スペーサ８０にガラスを採用する場合は、ガラス製のスペーサ８０の表面と側面にＮｉ－Ｐめっき等の金属膜を備えることが望ましい。

【0028】

磁気ディスク装置１００内に磁気ディスク３０を複数枚搭載する場合について説明する。図２に示すように、磁気ディスクの外半径をＲｄと、磁気ディスクの厚さをＴｄと、スペーサの外半径をＲｓｏと、スペーサ８０の厚さをＴｓと、磁気ディスク３０とスペーサ８０の積層高さをＴとする。磁気ディスク３０の内径とスペーサ８０の内径は等しく、磁気ディスクの内半径＝スペーサの内半径Ｒｓｉである。磁気ディスク３０の内径とスペーサ８０の内径２×Ｒｓｉは、例えば２５ｍｍである。また、スペーサ８０の外径２×Ｒｓｏは、好ましくは、３２ｍｍ以上６５ｍｍ以下である。これにより、磁気ディスク装置１００の耐衝撃性および耐フラッタリング性を維持したまま、磁気ディスク装置１００内のデータ領域を拡大することができる。

【0029】

ここで、ＳＦＦ－８３０１に準拠した筐体１０の高さＨが２６．１ｍｍの磁気ディスク装置１００について考える。磁気ディスク装置１００に厚さＴｄの磁気ディスク３０をＮ枚と、厚さＴｓのスペーサ８０を（Ｎ－１）枚交互に積層した場合、その積層高さＴ＝Ｎ×Ｔｄ＋（Ｎ－１）×Ｔｓは２６．１ｍｍよりも低い必要がある。しかし、磁気ディスク装置１００は、磁気ディスク３０とスペーサ８０以外にも、基台２０、回路基板、スピンドルモータ、クランプ７０、ハブ９０、トップカバー等の部品が装置内の空間に搭載されるため、磁気ディスク３０とスペーサ８０の積層高さＴは２０ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１９ｍｍ以下である。先述した通り、磁気ディスク厚さＴｄの下限値は０．３ｍｍ、スペーサ８０の厚さＴｓの下限値は１ｍｍ、磁気ディスク３０とスペーサ８０の積層高さＴの上限値は２０ｍｍであることから、磁気ディスク３０の枚数Ｎの上限値は１６枚となる。また、磁気ディスク装置１００の高容量化を実現するため、磁気ディスク３０の枚数Ｎは、好ましくは、８枚以上である。

【0030】

ハブ９０は、アルミニウム合金等の強磁性体でない金属で作成され、円筒状の形状を有する小径部９１と大径部９２が回転軸Ｚの方向に接続された形状を有し、回転軸Ｚを中心軸としてスピンドルモータにより回転する。小径部９１の直径は、磁気ディスク３０の内径およびスペーサ８０の内径２Ｒｓｉと同一である。大径部９２は、クランプ７０と共に、磁気ディスク３０およびスペーサ８０を挟んで固定する。

【0031】

磁気ディスク３０は、上述したように、磁気的に情報を記録するための円盤状の媒体であり、基板、下地層、磁性層、保護層、潤滑層から構成される。基板は、アルミニウム合金基板またはガラス基板が好適に用いられている。

【0032】

（アルミニウム合金基板）
アルミニウム合金基板は、従来から使用されているＪＩＳ５０８６合金等のＡｌ－Ｍｇ系合金が、強度が強く好適に用いられる。あるいは、Ａｌ－Ｆｅ系合金が、剛性が高く好適に用いられる。

【0033】

具体的には、Ａｌ－Ｍｇ系合金は、Ｍｇ：１．０～６．５質量％を含有し、Ｃｕ：０．０７０質量％以下、Ｚｎ：０．６０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％以下、Ｓｉ：０．５０質量％以下、Ｃｒ：０．２０質量％以下、Ｍｎ：０．５０質量％以下、Ｚｒ：０．２０質量％以下の１種又は２種以上を更に含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物やその他の微量元素からなるアルミニウム合金である。

【0034】

Ａｌ－Ｆｅ系合金は、必須元素であるＦｅと、選択元素であるＭｎ及びＮｉのうち１種又は２種を含有し、これらＦｅ、Ｍｎ及びＮｉの含有量の合計が１．００～７．００質量％の関係を有し、更に、Ｓｉ：１４．０質量％以下、Ｚｎ：０．７質量％以下、Ｃｕ：１．０質量％以下、Ｍｇ：３．５質量％以下、Ｃｒ：０．３０質量％以下、Ｚｒ：０．２０質量％以下の１種又は２種以上を更に含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物やその他の微量元素からなるアルミニウム合金である。

【0035】

つぎに、アルミニウム合金基板の製造方法について説明する。

【0036】

まず、半連続鋳造法により鋳塊を作製し、それを熱間圧延および冷間圧延加工し、所望の厚さの板材を作製する。または、連続鋳造により板材を作製し、それを冷間圧延加工し、所望の厚さの板材を作製する。組織を均質化する目的で、鋳塊に熱処理を施してもよい。加工性を向上させる等の目的で、冷間圧延前、冷間圧延の途中、冷間圧延後の板材に熱処理を施してもよい。

【0037】

つぎに、前記の通り作製された板材を、プレス機で打抜き加工し、所望の内径寸法、外径寸法を有する円盤状のブランクを作製する。その後、ブランクの平坦度を小さくする目的で、ブランク同士を積層し、積層ブランクに荷重をかけ、加熱処理を行う。

【0038】

つぎに、ブランクの内径部、外径部を旋盤加工機で切削加工し、所望の内径寸法、外径寸法、および所望の長さの面取り部を有するＴサブを作製する。さらにブランク両面の表面を切削加工し、所望の厚さの板厚を有するＴサブとしてもよい。さらに切削加工により材料内部に発生した加工歪を取り除く目的で、Ｔサブに加熱処理を施してもよい。

【0039】

つぎに、Ｔサブ両面の表面を研削加工機で研削し、所望の厚さのＧサブを作製する。さらに研削加工により材料内部に発生した加工歪を取り除く目的で、Ｇサブに加熱処理を施してもよい。

【0040】

つぎに、Ｇサブの表面、側面、面取り面を含む全ての面に所望の厚さのめっきを成膜したＭサブを作製する。まずＧサブにめっき密着性向上を目的に、前処理を行う。次いでめっき処理を行う。めっきはＮｉ－Ｐ無電解めっきが好適に用いられる。さらにＮｉ－Ｐ無電解めっきの内部応力を取り除く目的で、Ｍサブに加熱処理を施してもよい。

【0041】

つぎに、Ｍサブ両面の表面を研磨加工機で研磨し、所望の厚さの基板、すなわちアルミニウム合金基板を作製する。この方法で作製されるアルミニウム合金基板の厚さの下限値は０．３ｍｍである。それは研磨加工機で研磨する際に、アルミニウム合金基板を保持するキャリアと呼ばれる部品の厚さに起因する。キャリアの厚さは被加工物であるアルミニウム合金基板の厚さ以上であれば任意に選択可能であるが、キャリアは薄すぎると強度が不足し研磨加工中に破損してしまう。キャリア強度の観点において、キャリアの厚さは０．３ｍｍ以上が好ましい。よって被加工物であるアルミニウム合金基板の厚さの下限値は０．３ｍｍとなる。なお、キャリアはアラミド樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂製のものが好適に用いられる。強度向上を目的に、炭素繊維やガラス繊維等の繊維状補強材を含有させることもある。

【0042】

つぎに、アルミニウム合金基板の表面に、下地層、磁性層、保護層、潤滑層を成膜する。これにより、磁気ディスク３０が得られる。

【0043】

（ガラス基板）
ガラス基板は、アルミノシリケートガラスが、硬度が強く好適に用いられる。具体的には、アルミノシリケートガラスは、ＳｉＯ_２：５５～７０質量％を主成分として、Ａｌ_２Ｏ_３：２５質量％以下、Ｌｉ_２Ｏ：１２質量％以下、Ｎａ_２Ｏ：１２質量％以下、Ｋ_２Ｏ：８質量％以下、ＭｇＯ：７質量％以下、ＣａＯ：１０質量％以下、ＺｒＯ_２：１０質量％以下、ＴｉＯ_２：１質量％以下の１種又は２種以上を含有し、残部が不可避不純物やその他の微量元素からなる。

【0044】

つぎに、ガラス基板の製造方法について説明する。

【0045】

まず、所定の化学成分に調製したガラス素材を溶解し、ダイレクトプレス法で、その溶融塊を両面からプレス成形して、所望の厚さを有するガラス元板を作製する。ガラス元板の作製は前記ダイレクトプレス法に限定されず、フロート法、フュージョン法、リドロー法などでも良い。

【0046】

つぎに、このガラス元板を円環状にコアリングし、さらに内径部と外径部を研磨加工し、所望の内径寸法、外径寸法、面取り長さを有する円環状ガラス板とする。

【0047】

つぎに、この円環状ガラス板両面の表面を、研削加工機で研削し、所望の板厚、平坦度を有する円環状ガラス基板とする。

【0048】

さらに、この円環状ガラス板両面の表面を、研磨加工機で研磨し、所望の厚さの基板、すなわちガラス基板を作製する。研磨加工の途中に、硝酸ナトリウム溶液や硝酸カリウム溶液等による化学強化処理を行ってもよい。

【0049】

この方法で作製されるガラス基板の厚さの下限値は０．３ｍｍである。それは研磨加工機で研磨する際に、ガラス基板を保持するキャリアと呼ばれる部品の厚さに起因する。キャリアの厚さは被加工物であるガラス基板の厚さ以上であれば任意に選択可能であるが、キャリアは薄すぎると強度が不足し研磨加工中に破損してしまう。キャリア強度の観点において、キャリアの厚さは０．３ｍｍ以上が好ましい。よって被加工物であるガラス基板の厚さの下限値は０．３ｍｍとなる。なお、キャリアはアラミド樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂製のものが好適に用いられる。強度向上を目的に、炭素繊維やガラス繊維等の繊維状補強材を含有させることもある。

【0050】

（耐衝撃性）
磁気ディスク装置１００が外部から衝撃を受けた場合、図４に示すように、磁気ディスク３０にたわみが生じ、磁気ディスク３０と例えばランプロード６０が衝突する。ランプロード６０は、上述したように、磁気ディスク装置１００の非動作時にヘッド部４２を退避させることを目的に、磁気ディスク３０外周部側で磁気ディスク３０に最も接近した位置に搭載される樹脂製の部品である。磁気ディスク３０とランプロード６０が衝突すると、ランプロード６０の一部が欠けて異物が発生したり、磁気ディスク３０にキズついたりし、故障の原因となる。磁気ディスク３０の剛性が高いほど、たわみ量は小さくなり、故障の発生確率は低減する。すなわち、磁気ディスク３０の剛性が高いほど、耐衝撃性が向上する。

【0051】

（耐フラッタリング性）
磁気ディスク装置１００の動作中に、磁気ディスク３０は高速回転する。その回転数は例えば７２００ｒｐｍである。磁気ディスク３０が高速回転すると磁気ディスク３０装置内の気体に乱流が生じ、磁気ディスク３０が振動する。この振動現象をフラッタリングと呼ぶ。磁気ディスク３０が振動すると、ヘッド部４２の位置精度が低下し、読み取りエラーの原因となる。磁気ディスク３０の剛性が高いほど、振動量は小さくなり、読み書きエラーの確率は低減する。すなわち、磁気ディスク３０の剛性が高いほど、耐フラッタリング性が向上する。なお、磁気ディスク装置１００内の気体の乱流を低減させる目的で、磁気ディスク装置１００内に空気に代わりヘリウムを充填する技術が知られている。

【0052】

（磁気ディスクの剛性）
磁気ディスク３０の耐衝撃性は、磁気ディスク３０が衝撃による加速度を受けた際の磁気ディスク３０のたわみ量の大小で示される。磁気ディスク３０の耐フラッタリング性は、磁気ディスク３０が高速回転することにより発生した気体の乱流を受けた際の磁気ディスク３０のたわみ量の大小で示される。すなわち、磁気ディスク３０の耐衝撃性と耐フラッタリング性は、磁気ディスク３０がたわみ易いか否かで決まる。

【0053】

（磁気ディスクの平面高さ）
磁気ディスク３０とスペーサ８０が接触する面において、図３に示すように、スペーサ８０の外周部に接する磁気ディスク３０の上面の平面高さＨ１が、スペーサ８０の内周部に接する磁気ディスク３０の上面の平面高さＨ２よりも低いこととする。平面高さＨ１および平面高さＨ２は、例えば、接触部８３を基準として計測される。なお、最上部に配置された磁気ディスク３０では、磁気ディスク３０とクランプ７０が接触する面において、クランプ７０の外周部に接する磁気ディスク３０の上面の平面高さＨ１が、クランプ７０の内周部に接する磁気ディスク３０の上面の平面高さＨ２よりも低いこととする。なお、磁気ディスク３０の上面は、クランプ７０に近い面をいう。好ましくは、少なくとも最上部に配置される磁気ディスク３０は、磁気ディスク３０とクランプ７０が接触する面において、平面高さＨ１が平面高さＨ２よりも低い。より好ましくは、搭載される磁気ディスク３０の総数の２分の１より多い枚数の磁気ディスク３０は、磁気ディスク３０とスペーサ８０が接触する面において、平面高さＨ１が平面高さＨ２よりも低い。さらに好ましくは、全ての磁気ディスク３０は、磁気ディスク３０とスペーサ８０が接触する面において、平面高さＨ１が平面高さＨ２よりも低い。磁気ディスク３０の上面の平面高さＨ１および平面高さＨ２を上記の通り規定することで、耐衝撃性を向上させることができる。スペーサ８０の外周部に接する磁気ディスク３０の平面高さＨ１が、スペーサ８０の内周部に接する磁気ディスク３０の平面高さＨ２よりも高い場合は、締結した際に、外周部のスペーサ８０と磁気ディスク３０の下面との隙間が大きくなる。この状態で、磁気ディスク装置１００に外部から下から上に衝撃が加わると、磁気ディスク３０が大きく変形するため、耐衝撃性が低下する。一方、スペーサ８０の外周部に接する磁気ディスクの平面高さＨ１が、スペーサ８０の内周部に接する磁気ディスク３０の平面高さＨ２よりも低い場合は、締結した際に、外周部のスペーサ８０と磁気ディスク３０の下面との隙間が小さくなる。この状態で、磁気ディスク装置１００に外部から下から上に衝撃が加わると、隙間が小さいため、磁気ディスク３０が直ぐにスペーサ８０に接触し、磁気ディスク３０が大きく変形するのを防ぐ効果を発揮し、耐衝撃性が向上する。なお、上面を上にして磁気ディスク装置１００を落下等した場合、磁気ディスク装置１００には、外部から下から上に衝撃が加わる。このため、磁気ディスク装置１００には、外部から上から下に衝撃が加わる確率より、外部から下から上に衝撃が加わる確率が高いと考えられる。従って、磁気ディスク３０の平面高さＨ１が、平面高さＨ２よりも低いことで、優れた耐衝撃性を得ることができる。スペーサ８０の外周部に接する磁気ディスクの平面高さＨ１と、スペーサ８０の内周部に接する磁気ディスクの平面高さＨ２の差（Ｈ１－Ｈ２）は、－３．０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、－４．０μｍ以下である。なお、下限値は特に設けないが、－１５μｍ程度である。

【0054】

（磁気ディスク装置を製造する方法）
磁気ディスク装置１００を製造する方法は、スペーサ８０の外周部に接する磁気ディスク３０の上面の平面高さＨ１と、スペーサ８０の内周部に接する磁気ディスク３０の上面の平面高さＨ２と、を測定する工程と、スペーサ８０の外周部に接する磁気ディスク３０の上面の平面高さＨ１が、スペーサ８０の内周部に接する磁気ディスク３０の上面の平面高さＨ２よりも低くなる配置で、磁気ディスク３０およびスペーサ８０をハブ９０に挿入する工程と、クランプ７０により磁気ディスク３０およびスペーサ８０をハブ９０に固定する工程と、備える。

【0055】

平面高さＨ１、Ｈ２を測定する工程は、以下のように実施する。なお、平面高さＨ１、Ｈ２とは、ある基準面（０μｍ）に対する磁気ディスク３０の表面全体の山高さと谷深さで表される。図３において、ある基準面として、下に配置されたスペーサ８０を基準として図示している。スペーサ８０の外周部に接する磁気ディスク３０の平面高さＨ１とは、基板全体の平面高さを測定したあとに、スペーサ８０の外周部に接する磁気ディスク３０の位置（例えば、外半径Ｒｓｓｏの位置）において円周方向に高低差を測定し、最大山高さまたは最大谷深さを算出したものである。スペーサ８０の内周部に接する磁気ディスクの平面高さＨ２とは、基板全体の平面高さを測定したあとに、スペーサ８０の内周部に接する磁気ディスク３０の位置（例えば、内半径Ｒｓｓｉの位置）において円周方向に高低差を測定し、最大山高さまたは最大谷深さを算出したものである。ここで、最大山高さは外周部または内周部における最も高い値であり、最大谷深さは外周部または内周部における最も低い値である。内周部の最大山高さが外周部の最大谷深さより大きい値の場合、Ｈ１（最大谷深さ）とＨ２（最大山高さ）の差はＨ１－Ｈ２で表され、その値が０μｍよりも小さい場合、スペーサ８０の外周部に接する磁気ディスク３０の平面高さＨ１が、スペーサ８０の内周部に接する磁気ディスク３０の平面高さＨ２よりも低いと定義している。外周部の最大山高さが内周部の最大谷深より大きい値の場合、Ｈ１（最大山高さ）とＨ２（最大谷深さ）の差はＨ１－Ｈ２で表され、スペーサ８０の外周部に接する磁気ディスク３０の平面高さＨ１が、スペーサ８０の内周部に接する磁気ディスク３０の平面高さＨ２よりも高いと定義している。平面高さＨ１が、平面高さＨ２よりも高い場合、磁気ディスク３０の厚みは一定であるため、裏返して測定すると、平面高さＨ１は、平面高さＨ２よりも低くなる。

【0056】

つぎに、磁気ディスク３０およびスペーサ８０をハブ９０に挿入する工程について説明する。平面高さＨ１、Ｈ２を測定する工程において、測定された平面高さＨ１が、平面高さＨ２よりも低い場合、そのままの状態で、磁気ディスク３０をハブ９０に挿入する。測定された平面高さＨ１が、平面高さＨ２よりも高い場合、磁気ディスク３０を裏返して、磁気ディスク３０をハブ９０に挿入する。その後、クランプ７０により磁気ディスク３０およびスペーサ８０をハブ９０に固定する。

【0057】

以上のように、本実施の形態の磁気ディスク装置１００によれば、スペーサ８０の外周部に接する磁気ディスク３０の上面の平面高さＨ１が、スペーサ８０の内周部に接する磁気ディスク３０の上面の平面高さＨ２よりも低いことで、記録領域を少なくすることなく、耐衝撃性を向上させることができ、優れた耐衝撃性および高いデータ容量を有する３．５インチ磁気ディスク装置を提供することができる。磁気ディスク装置１００をデータセンターに搭載することで、データセンターの高容量化に寄与することができる。また、スペーサ８０の外周部に接する磁気ディスク３０の上面の平面高さＨ１が、スペーサ８０の内周部に接する磁気ディスク３０の上面の平面高さＨ２よりも低いという本実施の形態の考え方は、３．５インチの磁気ディスク装置１００に限らず、あらゆるサイズの磁気ディスク装置１００に応用することができる。磁気ディスク３０の種類はアルミニウム合金基板およびガラス基板からなる磁気ディスク３０に限らず、あらゆる種類の磁気ディスク３０に応用することができる。

【0058】

（変形例）
上述の実施の形態では、磁気ディスク装置１００が３．５インチ磁気ディスク装置である例について説明したが、磁気ディスク装置１００は、３．５インチ以外の装置であってもよく、例えば、２．５インチ磁気ディスク装置であってもよい。

【実施例】

【0059】

以下に、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0060】

磁気ディスク用基板３１として、表１に示す組成のめっき付きアルミニウム合金基板と、表２に示す組成のガラス基板を作製した。磁気ディスク用基板３１のサイズは、内径：２５ｍｍ、外径：９７ｍｍ、板厚：０．５０ｍｍとした。磁気ディスク用基板３１のスペーサ８０の外周部に接する磁気ディスク用基板３１の平面高さＨ１と、スペーサ８０の内周部に接する磁気ディスク用基板３１の平面高さＨ２と、の差（Ｈ１－Ｈ２）について、実施例１～８および比較例１～８を表１、実施例９～１０および比較例９～１０を表２に示す。実施例１～１０について、Ｈ１とＨ２の測定は、図３に示すように、表面（面Ａ）にて実施した。Ｈ１はスペーサ８０と磁気ディスク用基板３１の接触部の外半径Ｒｓｓｏ＝１５．８（公差＋０、－０．５ｍｍ）にて測定を実施した。Ｈ２はスペーサ８０と磁気ディスク用基板３１の接触部の内半径Ｒｓｓｉ＝１２．７（公差＋０．５、－０ｍｍ）にて測定を実施した。平面高さＨ１およびＨ２の測定は、非接触平坦度測定機（ＭＥＳＡ）（ＺｙＧＯ社製）にて行った。

【0061】

【表1】

【0062】

【表2】

【0063】

つぎに、図４に示すように、例えば、磁気ディスク用基板３１の面Ａを上（Ｚ方向で図２に示すクランプ７０に近い方が上）にし、スペーサ８０とクランプ７０でハブ９０に固定し、磁気ディスク用基板３１の外周位置（基板中心からの距離ｒ１：４４．２ｍｍ）と、磁気ディスク用基板３１の内周位置（基板中心からの距離ｒ２：２３ｍｍ）と、の衝撃によるたわみ量を静電容量式距離センサにより、加速度５５～６０Ｇ、作用時間２．７～３．０ｍｓの衝撃を下から上に付与して実測した。スペーサ８０はアルミニウム製、外径３２ｍｍ、内径２５ｍｍ、厚さ１．７ｍｍのものを使用した。

【0064】

衝撃による磁気ディスク用基板３１の外周位置と内周位置でのたわみ量を実測し、外周位置と内周位置のたわみ量の差（「外周たわみ量」－「内周たわみ量」）を計算し、絶対値の最大値を加速度で除したもの（「たわみ量の差の絶対値の最大値」／「加速度」、以降、最大たわみ量と呼ぶ）を算出した。

【0065】

実施例１は、Ａ面を上にして測定した場合であり、比較例１は、実施例１と同じ磁気ディスク用基板３１の裏面である面Ｂを上にした場合である。実施例１および比較例１を各３回測定した。比較例２～１０は、それぞれ実施例２～１０と同じ磁気ディスク用基板３１の裏面である面Ｂを上にして測定した場合である。同様に実施例２～１０および比較例２～１０を各３回測定した。その後、実施例１および比較例１の計６回の最大たわみ量の平均値を算出し、この平均値を１００％として、実施例１の３回測定された最大たわみ量の相対値の平均値と、比較例１の３回測定された最大たわみ量の相対値の平均値と、をそれぞれ求めた。実施例２～１０についても、それぞれ実施例２～１０および比較例２～１０の平均値の最大たわみ量を１００％として、実施例２～１０の最大たわみ量の相対値と比較例２～１０の最大たわみ量の相対値とを求めた。なお、衝撃による磁気ディスク用基板３１の最大たわみ量が大きいと、磁気ディスク装置内の部品、例えばランプロードに強く衝突し、ランプロードの一部が欠けて異物が発生したり、磁気ディスクにキズついたりし、故障の原因となる。基板の最大たわみ量が小さいほど、耐衝撃性は良い。

【0066】

スペーサ８０の外周部に接する磁気ディスク用基板３１の平面高さＨ１が、スペーサ８０の内周部に接する磁気ディスク用基板３１の平面高さＨ２よりも低い場合、磁気ディスク用基板の最大たわみ量が小さく、耐衝撃性は良いことが分かった。また、特に、スペーサ８０の外周部に接する磁気ディスク用基板３１の平面高さＨ１と、スペーサ８０の内周部に接する磁気ディスク用基板３１の平面高さＨ２と、の差（Ｈ１－Ｈ２）が、－３．０μｍ以下である場合、耐衝撃性が更に良くなることが分かる。一方で、スペーサ８０の外周部に接する磁気ディスク用基板３１の平面高さＨ１が、スペーサ８０の内周部に接する磁気ディスク用基板３１の平面高さＨ２よりも高い場合の場合は、最大たわみ量が大きく、耐衝撃性に劣っていた。

【0067】

以上のように、スペーサ８０の外周部に接する磁気ディスク用基板３１の上面の平面高さＨ１が、スペーサ８０の内周部に接する磁気ディスク用基板３１の上面の平面高さＨ２よりも低いことで、磁気ディスク用基板３１の厚みをそのままにして、耐衝撃性を向上させることができることがわかった。なお、磁気ディスク用基板３１は、磁気ディスク３０と比較して、磁性層等を備えない点で異なるが、耐衝撃性等に関しては磁気ディスク３０と同等であると考えられる。

【0068】

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。

【符号の説明】

【0069】

１０ 筐体
２０ 基台
３０ 磁気ディスク
３１ 磁気ディスク用基板
４０ ヘッドスタックアッセンブリ
４１ アーム
４２ ヘッド部
５０ ボイスコイルモータ
６０ ランプロード
７０ クランプ
７１ 突起部
７２ 締結部材
８０ スペーサ
８１、８２ 面取り部
８３ 接触部
９０ ハブ
９１ 小径部
９２ 大径部
１００ 磁気ディスク装置
Ｄ 奥行
Ｗ 幅
Ｈ 高さ
Ｎ 枚数
Ｚ 回転軸
Ｒｄ 外半径
Ｔｄ、Ｔｓ 厚さ
Ｔ 積層高さ
Ｒｓｉ Ｒｓｓｉ 内半径
Ｒｓｏ Ｒｓｓｏ 外半径

【要約】

【課題】優れた耐衝撃性および高いデータ容量を有する磁気ディスク装置を提供することを目的とする。
【解決手段】磁気ディスク装置は、円盤形状の複数の磁気ディスク３０と、スペーサ８０と、ハブ９０と、クランプ７０と、を備える。磁気ディスク３０は、中央部に貫通孔を有する。スペーサ８０は、磁気ディスク３０の間に配置され、中央部に貫通孔を有する。ハブ９０は、磁気ディスク３０およびスペーサ８０の貫通孔に挿入される。クランプ７０は、磁気ディスク３０およびスペーサ８０を押し付け保持する。磁気ディスク３０とスペーサ８０またはクランプ７０とが接触する面において、スペーサ８０またはクランプ７０の外周部に接する磁気ディスク３０の上面の平面高さが、スペーサ８０またはクランプ７０の内周部に接する磁気ディスク３０の上面の平面高さよりも低い。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】