特許7290792ガラススペーサの製造方法、ガラススペーサ、及びハードディスクドライブ装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-06-05
(45)【発行日】2023-06-13
(54)【発明の名称】ガラススペーサの製造方法、ガラススペーサ、及びハードディスクドライブ装置
(51)【国際特許分類】
G11B 5/84 20060101AFI20230606BHJP
G11B 17/038 20060101ALI20230606BHJP
C03C 17/25 20060101ALI20230606BHJP
【ＦＩ】
G11B5/84 Z
G11B17/038
C03C17/25 A
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2022504489
(86)(22)【出願日】2021-03-08
(86)【国際出願番号】 JP2021008935
(87)【国際公開番号】W WO2021177468
(87)【国際公開日】2021-09-10
【審査請求日】2023-03-03
(31)【優先権主張番号】62/986,005
(32)【優先日】2020-03-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000113263
【氏名又は名称】ＨＯＹＡ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000165
【氏名又は名称】弁理士法人グローバル・アイピー東京
(72)【発明者】
【氏名】三浦 正文
(72)【発明者】
【氏名】橋本 和明
(72)【発明者】
【氏名】樋口 直之
【審査官】中野 和彦
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１９／１５１４５９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１９／２２１１０２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００９－１０８４１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１２５４１３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ１１Ｂ ５／８４
Ｇ１１Ｂ １７／０３８
Ｃ０３Ｃ １７／２５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハードディスクドライブ装置内において磁気ディスクに接するように設けられるリング形状のガラススペーサの製造方法であって、前記ガラススペーサは、ガラススペーサ本体に膜を形成して構成され、
前記ガラススペーサ本体の表面に前記膜を形成する処理を含み、
前記処理は、前記ガラススペーサ本体の外周端面を周方向に回転させながら、前記膜の成分の噴霧状態の場所を通過させることにより前記膜を形成する、ことを特徴とするガラススペーサの製造方法。
【請求項2】
前記リング形状の前記ガラススペーサ本体の穴に対して遊嵌する回転シャフトを前記穴に通して前記穴の内周端面の一部と前記回転シャフトを接触させて前記回転シャフトを回転させることにより、前記外周端面を回転させる、請求項１に記載のガラススペーサの製造方法。【請求項3】
前記回転シャフトは、回転しながら、一方向に移動するように移動機構上に設けられている、請求項２に記載のガラススペーサの製造方法。【請求項4】
前記噴霧状態の場所は、前記膜の成分を、前記ガラススペーサ本体の搬送経路の両側からミスト散布することにより形成される、請求項１～３のいずれか１項に記載のガラススペーサの製造方法。【請求項5】
前記処理は、前記ガラススペーサ本体に形成された前記膜を加熱することを含む、請求項１～４のいずれか１項に記載のガラススペーサの製造方法。【請求項6】
前記膜の表面の算術平均粗さＲａは、１μｍ以下である、請求項１～５のいずれか１項に記載のガラススペーサの製造方法。【請求項7】
前記膜の、２２[℃]における表面抵抗率は、１０－４～１０６［Ω／ｓｑ］である、請求項１～６のいずれか１項に記載のガラススペーサの製造方法。【請求項8】
前記膜は、酸化スズ、酸化亜鉛、及び酸化チタンのいずれか１つを含む、請求項１～７のいずれか１項に記載のガラススペーサの製造方法。【請求項9】
少なくとも駆動モータと、噴霧口と、を備え、一対の移動機構に回転シャフトを架け渡したスペーサ搬送手段を内蔵した筐体を含む、ハードディスクドライブ装置用スペーサの表面に膜を形成するための装置。【請求項10】
ハードディスクドライブ装置内において磁気ディスクに接するように設けられるリング形状のガラススペーサであって、前記ガラススペーサの主表面と端面とを含む全表面は、酸化スズ、酸化亜鉛、及び酸化チタンのいずれか１つを含む膜で覆われており、
前記ガラススペーサの前記端面における前記膜の厚さは、前記ガラススペーサの前記主表面における前記膜の厚さよりも厚い、ことを特徴とするガラススペーサ。
【請求項11】
前記ガラススペーサの全表面における前記膜の最大膜厚と最小膜厚との差は、前記最大膜厚の半分未満である、請求項１０に記載のガラススペーサ。【請求項12】
前記ガラススペーサの全表面は、厚さ１００ｎｍ未満の前記膜で覆われていることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載のガラススペーサ。【請求項13】
前記ガラススペーサの端面における算術平均粗さＲａは、前記ガラススペーサの主表面における算術平均粗さＲａよりも大きい、請求項１０～１２のいずれか１項に記載のガラススペーサ。【請求項14】
前記膜の、２２[℃]における表面抵抗率は、１０－４～１０６［Ω／ｓｑ］である、請求項１０～１３のいずれか１項に記載のガラススペーサ。【請求項15】
請求項１０～１４のいずれか１項に記載のガラススペーサと前記磁気ディスクを含むハードディスクドライブ装置。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ハードディスクドライブ装置内において磁気ディスクに接するように設けられるリング形状のガラススペーサの製造方法、ガラススペーサ、及びこのガラススペーサを備えるハードディスクドライブ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年のクラウドコンピューティングの隆盛に伴って、クラウド向けのデータセンターでは記憶容量の大容量化のために多くのハードディスクドライブ装置（以下、ＨＤＤ装置ともいう）が用いられている。
【0003】
ＨＤＤ装置には、ＨＤＤ装置内の磁気ディスク同士の間に、磁気ディスク同士を離間させて保持するためのリング状のスペーサが設けられている。このスペーサは、磁気ディスク同士が接触せず、磁気ディスク同士が精度高く所定の位置に離間して配置されるように機能する。このスペーサの材料としては、従来、製造コストの低い金属材料が用いられてきた。
ところで、磁気ディスク用の基板としてガラス基板を用いる場合、スペーサと磁気ディスクとは互いに接触しているので、ＨＤＤ装置内の温度の変化に伴って金属製スペーサとガラス製磁気ディスクとの間で熱膨張に差が出て磁気ディスクに撓みが生じ、この結果、磁気ヘッドの浮上性が悪化する。磁気ヘッドの浮上性が悪化することは、ハードディスク装置の読み取り、書き込みの点から好ましくない。このため、近年、磁気ディスク用基板としてガラス基板を用いる場合に対応させて、ガラス製スペーサ（以下、ガラススペーサという）を用いることが検討されている。
しかし、ガラスは一般的に絶縁体であるので、高速回転する磁気ディスク及びガラススペーサと空気との摩擦等により磁気ディスクあるいはガラススペーサ上に静電気が溜まり易い。磁気ディスクやスペーサが帯電すると異物や微粒子を吸着し易くなるほか、溜まった静電気の磁気ヘッドへの放電によって、磁気ヘッドの記録素子や再生素子が破壊されることがあるので好ましくない。
ところで、磁気ディスク用の基板としてガラス基板を用いる場合、スペーサと磁気ディスクとは互いに接触しているので、ＨＤＤ装置内の温度の変化に伴って金属製スペーサとガラス製磁気ディスクとの間で熱膨張に差が出て磁気ディスクに撓みが生じ、この結果、磁気ヘッドの浮上性が悪化する。磁気ヘッドの浮上性が悪化することは、ハードディスク装置の読み取り、書き込みの点から好ましくない。このため、近年、磁気ディスク用基板としてガラス基板を用いる場合に対応させて、ガラス製スペーサ（以下、ガラススペーサという）を用いることが検討されている。
しかし、ガラスは一般的に絶縁体であるので、高速回転する磁気ディスク及びガラススペーサと空気との摩擦等により磁気ディスクあるいはガラススペーサ上に静電気が溜まり易い。磁気ディスクやスペーサが帯電すると異物や微粒子を吸着し易くなるほか、溜まった静電気の磁気ヘッドへの放電によって、磁気ヘッドの記録素子や再生素子が破壊されることがあるので好ましくない。
【0004】
これに対して、ガラススペーサの少なくとも磁気ディスクとの当接面及び内周面に、膜厚０．１～３μｍの導電性セラミック膜を被覆したガラススペーサが知られている（特許文献１）。
これにより、磁気ディスクに帯電した静電気を効率よく逃がすことができ、当接面をほとんど摩耗させることがない、とされている。
これにより、磁気ディスクに帯電した静電気を効率よく逃がすことができ、当接面をほとんど摩耗させることがない、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開平９－４４９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、スペーサ本体の材料としてガラスやセラミックス等の脆性材料を用いた場合、スペーサ本体の表面に導電性の被膜を形成しても、スペーサ本体の脆性材料の一部が微粒子となって発塵が発生するケースがあった。
【0007】
そこで、本発明は、ＨＤＤ装置内における磁気ディスクに帯電した磁気ヘッドの静電気の放電を抑制するために磁気ディスクやガラススペーサの帯電を抑制することができ、さらに、発塵を抑制するガラススペーサ、このガラススペーサを用いたハードディスクドライブ装置、及びガラススペーサの製造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】
【0008】
本発明の一態様は、ハードディスクドライブ装置内において磁気ディスクに接するように設けられるリング形状のガラススペーサの製造方法である。
前記ガラススペーサは、ガラススペーサ本体に膜を形成して構成される。
当該製造方法は、前記ガラススペーサ本体の表面に前記膜を形成する処理を含み、
前記処理は、前記ガラススペーサ本体の外周端面を周方向に回転させながら、前記膜の成分の噴霧状態の場所を通過させることにより前記膜を形成する。
前記ガラススペーサは、ガラススペーサ本体に膜を形成して構成される。
当該製造方法は、前記ガラススペーサ本体の表面に前記膜を形成する処理を含み、
前記処理は、前記ガラススペーサ本体の外周端面を周方向に回転させながら、前記膜の成分の噴霧状態の場所を通過させることにより前記膜を形成する。
【0009】
前記リング形状の前記ガラススペーサ本体の穴に対して遊嵌する回転シャフトを前記穴に通して前記穴の内周端面の一部と前記回転シャフトを接触させて前記回転シャフトを回転させることにより、前記外周端面を回転させる、ことが好ましい。
【0010】
前記回転シャフトは、回転しながら、一方向に移動するように移動機構上に設けられている、ことが好ましい。
【0011】
前記噴霧状態の場所は、前記膜の成分を、前記ガラススペーサ本体の搬送経路の両側からミスト散布することにより形成される、ことが好ましい。
【0012】
前記処理は、前記ガラススペーサ本体に形成された前記膜を加熱することを含む、ことが好ましい。
【0013】
前記膜の表面の算術平均粗さＲａは、１μｍ以下である、ことが好ましい。
【0014】
前記膜の、２２[℃]における表面抵抗率は、１０－４～１０６［Ω／ｓｑ］である、ことが好ましい。
【0015】
前記膜は、例えば、酸化スズ、酸化亜鉛、及び酸化チタンのいずれか１つを含む。
【0016】
本発明の他の一態様は、少なくとも駆動モータと、噴霧口と、を備え、一対の移動機構に回転シャフトを架け渡したスペーサ搬送手段を内蔵した筐体を含む、ハードディスクドライブ装置用スペーサの表面に膜を形成するための装置である。
【0017】
本発明の他の一態様も、ハードディスクドライブ装置内において磁気ディスクに接するように設けられるリング形状のガラススペーサである。当該ガラススペーサの主表面と端面とを含む全表面は、酸化スズ、酸化亜鉛、及び酸化チタンのいずれか１つを含む膜で覆われており、前記ガラススペーサの前記端面における前記膜の厚さは、前記ガラススペーサの前記主表面における前記膜の厚さよりも厚い。
【0018】
前記ガラススペーサの全表面における前記膜の最大膜厚と最小膜厚との差は、前記最大膜厚の半分未満であることが好ましい。
【0019】
前記ガラススペーサの全表面は、厚さ１００ｎｍ未満の前記膜で覆われていることが好ましい。
【0020】
前記ガラススペーサの端面における算術平均粗さＲａは、前記ガラススペーサの主表面における算術平均粗さＲａよりも大きい、ことが好ましい。
【0021】
前記膜の、２２[℃]における表面抵抗率は、１０－４～１０６［Ω／ｓｑ］である、ことが好ましい。
【0022】
本発明の他の一態様は、前記ガラススペーサと前記磁気ディスクを含むハードディスクドライブ装置である。
【発明の効果】
【0023】
上述のガラススペーサ、ハードディスクドライブ装置、及びガラススペーサの製造方法によれば、磁気ディスクやガラススペーサの帯電を抑制し、発塵を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】一実施形態のスペーサの外観斜視図である。
【図2】一実施形態のスペーサと磁気ディスクとの配置を説明する図である。
【図3】一実施形態のスペーサが組み込まれるＨＤＤ装置の構造の一例を説明する要部断面図である。
【図4】一実施形態のガラススペーサの一例の断面図である。
【図5】一実施形態のガラススペーサの製造方法における膜の形成の一例を説明する図である。
【図6】一実施形態のガラススペーサの製造方法で用いるスペーサ搬送手段の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、本発明のガラススペーサ、ハードディスクドライブ装置、及びガラススペーサの製造方法について詳細に説明する。
図１は、一実施形態のガラススペーサ（以下、単にスペーサということがある）１の外観斜視図であり、図２は、スペーサ１と磁気ディスク５との配置を説明する図である。図３は、スペーサ１が組み込まれるＨＤＤ装置の構造の一例を説明する要部断面図である。図４は、スペーサ１の一例の断面図である。
図１は、一実施形態のガラススペーサ（以下、単にスペーサということがある）１の外観斜視図であり、図２は、スペーサ１と磁気ディスク５との配置を説明する図である。図３は、スペーサ１が組み込まれるＨＤＤ装置の構造の一例を説明する要部断面図である。図４は、スペーサ１の一例の断面図である。
【0026】
スペーサ１は、図２に示すように、磁気ディスク５とスペーサ１が交互に重ねられてＨＤＤ装置に組み込まれる。図３に示すように、複数枚の磁気ディスク５は、モータ１２に接続して回転するスピンドル１４にスペーサ１を介して嵌挿され、さらにその上にトップクランプ１６を介してネジによって固定することにより、所定間隔をもって取付けられる。
図２に示すように、スペーサ１は、２つの磁気ディスク５の間に位置するように、スペーサ１と磁気ディスク５が交互に配置され、隣り合う磁気ディスク５間の隙間を所定の距離に保持する。なお、以下の実施形態で説明するスペーサ１は、２つの磁気ディスク５の間に磁気ディスク５に接するように設けられるスペーサを対象とするが、本発明の対象とするスペーサは、最上層あるいは最下層の磁気ディスク５のみと接するスペーサをも含む。なお、ＨＤＤ装置の仕様によっては、最上層あるいは最下層の磁気ディスク５のみと接するスペーサ１が設けられない場合もある。
図２に示すように、スペーサ１は、２つの磁気ディスク５の間に位置するように、スペーサ１と磁気ディスク５が交互に配置され、隣り合う磁気ディスク５間の隙間を所定の距離に保持する。なお、以下の実施形態で説明するスペーサ１は、２つの磁気ディスク５の間に磁気ディスク５に接するように設けられるスペーサを対象とするが、本発明の対象とするスペーサは、最上層あるいは最下層の磁気ディスク５のみと接するスペーサをも含む。なお、ＨＤＤ装置の仕様によっては、最上層あるいは最下層の磁気ディスク５のみと接するスペーサ１が設けられない場合もある。
【0027】
スペーサ１は、図１に示すように、リング形状を成しており、外周端面２、内周端面３、及び互いに対向する主表面４を備える。
内周端面３は、スピンドル１４と接する面であり、スピンドル１４の外径よりもわずかに大きい内径の孔を囲む壁面である。
円環形状のスペーサ１の寸法は、搭載されるＨＤＤの仕様によって適宜変更すればよいが、公称３．５インチ型のＨＤＤ装置向けであれば、外径は例えば３０～３４ｍｍであり、内径は例えば２４～２６ｍｍであり、半径方向の幅は例えば２～５ｍｍであり、厚さは例えば０．５～３ｍｍである。また、外周端面２及び内周端面３と主表面４との接続部に適宜面取面を設けてもよい。面取面は断面形状において直線形状でも円弧形状でもよい。面取面の寸法は、半径方向・板厚方向の幅が例えば０．０１～０．５ｍｍである。
内周端面３は、スピンドル１４と接する面であり、スピンドル１４の外径よりもわずかに大きい内径の孔を囲む壁面である。
円環形状のスペーサ１の寸法は、搭載されるＨＤＤの仕様によって適宜変更すればよいが、公称３．５インチ型のＨＤＤ装置向けであれば、外径は例えば３０～３４ｍｍであり、内径は例えば２４～２６ｍｍであり、半径方向の幅は例えば２～５ｍｍであり、厚さは例えば０．５～３ｍｍである。また、外周端面２及び内周端面３と主表面４との接続部に適宜面取面を設けてもよい。面取面は断面形状において直線形状でも円弧形状でもよい。面取面の寸法は、半径方向・板厚方向の幅が例えば０．０１～０．５ｍｍである。
【0028】
主表面４は、磁気ディスク５と接する互いに平行な２つの面である。スペーサ１は磁気ディスク５と密着し摩擦力によって磁気ディスク５を固定する。このように、スペーサ１と磁気ディスク５とは互いに接触しているので、ＨＤＤ装置内の温度の変化に伴ってスペーサ１と磁気ディスク５との間で熱膨張に差が出て位置ずれが生じて擦れる。これにより、絶縁体であるガラスに静電気が生じ易い。また、高速回転するスペーサ１と空気との摩擦によりスペーサ１上に静電気が生じ易い。このような静電気がスペーサ１に生じ、スペーサ１が帯電すると異物や微粒子を吸着し易くなるほか、溜まった静電気の磁気ヘッドへの放電によって、磁気ヘッドの記録素子や再生素子が破壊されることがあるので静電気は好ましくない。 また、スペーサ１の表面から、ガラスの一部が微粒子となって発塵する場合もある。発塵により、ＨＤＤ装置の密閉された空間内に微粒子が浮遊し、磁気ディスク５の主表面に付着して、磁気ヘッドによる磁気ディスク５からの読み出し、磁気ディスク５への書き込みの障害となることから、発塵は好ましくない。このような発塵は、スペーサ１の外周端面から特に発生しやすい。外周端面は、ＨＤＤ装置の稼働中、常に暴露されているうえ、磁気ディスク５の主表面に近いからである。また、スペーサ１の内周端面は、スペーサ１をスピンドルに装着する際に擦れて発塵を発生させる場合がある。これらの発塵は、磁気ディスク５を取り換える作業であるリワークの際に磁気ディスク５の主表面に移着する恐れがあるので好ましくない。
【0029】
このため、静電気が溜まり難くし、発塵を防ぐために、スペーサ１の全表面は、酸化スズ又は酸化亜鉛を含む導電性の膜２２で覆われる。すなわち、スペーサ１は、図４に示すように、リング形状をしたガラススペーサ本体（以降、スペーサ本体という）２０と、膜２２と、を有する。膜２２は、例えば、酸化スズ（ＳｎＯ２）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む導電膜とすることができる。また、膜２２は、酸化チタンを含む膜であってもよい。酸化スズにフッ素をドープしたＦＴＯや、酸化亜鉛に酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）をドープしたＡＺＯでもよい。スペーサ１の全表面を覆う膜２２の厚さは、１００ｎｍ未満であることが好ましい。
従来より、成膜には、スパッタリング法等のＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)、あるいは、スプレー法等が用いられる。しかし、これらの成膜方法を一般的な方法で用いる場合、スペーサを保持する保持部材（支持部材）がスペーサと接触する部分については根本的に成膜できないという問題がある。このため、保持部材による保持のためにスペーサの表面の一部が成膜できず露出することになるので、露出部分からガラスの欠片が微粒子となって発塵する場合があった。また、露出部分を完全に無くすために、保持部材で保持しつつ成膜したスペーサを成膜装置から取り出し、成膜された領域を保持部材で保持させた状態で二度目の成膜を行うことも可能ではある。しかし、２度の成膜を行うので、保持部材と接触した場所とそれ以外の場所とで約２倍の膜厚ムラが生じてしまう上に、成膜工程が煩雑になり、コストが増加するという問題があった。
本実施形態では、上記したような従来の保持部材を用いることなく、スペーサ１の全表面を、酸化スズを含む膜２２で覆う。
従来より、成膜には、スパッタリング法等のＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)、あるいは、スプレー法等が用いられる。しかし、これらの成膜方法を一般的な方法で用いる場合、スペーサを保持する保持部材（支持部材）がスペーサと接触する部分については根本的に成膜できないという問題がある。このため、保持部材による保持のためにスペーサの表面の一部が成膜できず露出することになるので、露出部分からガラスの欠片が微粒子となって発塵する場合があった。また、露出部分を完全に無くすために、保持部材で保持しつつ成膜したスペーサを成膜装置から取り出し、成膜された領域を保持部材で保持させた状態で二度目の成膜を行うことも可能ではある。しかし、２度の成膜を行うので、保持部材と接触した場所とそれ以外の場所とで約２倍の膜厚ムラが生じてしまう上に、成膜工程が煩雑になり、コストが増加するという問題があった。
本実施形態では、上記したような従来の保持部材を用いることなく、スペーサ１の全表面を、酸化スズを含む膜２２で覆う。
【0030】
スペーサ１の全表面を覆う膜２２の厚さは、２００ｎｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ未満であるとさらに好ましい。厚さ２００ｎｍを超えると、製造コストが過大になるおそれがある。また、厚さ１００ｎｍ以上になると、膜２２の表面凹凸が大きくなり、膜２２の凸部分が磁気ディスク５と接触した際に押圧され、この凸部の一部が膜２２の表面から離脱して微粒子となり発塵するおそれがある。発生した微粒子は、リワークの際に磁気ディスクの主表面に移着する恐れがあるので好ましくない。
また、スペーサ１の外周端面２及び内周端面３における膜２２の厚さは、スペーサ１の主表面４における膜２２の厚さよりも厚いことが好ましい。外周端面２における膜２２は、ＨＤＤ装置の密閉空間に露出するので外周端面２からの発塵は抑制しなければならない。このため、スペーサ本体２０のガラスが密閉空間に露出しないように、外周端面２における膜２２の厚さを、スペーサ１の主表面４における膜２２の厚さよりも厚くする。一方、内周端面３における膜２２は、スピンドル１４と擦れるので発塵し易い。このため、内周端面３における膜２２の厚さを、スペーサ１の主表面４における膜２２の厚さよりも厚くする。例えば、スペーサ１の主表面４における膜２２の厚さは、３０ｎｍ以上１９０ｎｍ以下とすることができるが、３０ｎｍ以上９０ｎｍ以下とするとより好ましい。また、外周端面２及び内周端面３における膜２２の厚さは、例えば４０ｎｍ以上２００ｎｍ以下とすることができるが、４０ｎｍ以上１００ｎｍ未満とするとより好ましい。
また、スペーサ１の外周端面２及び内周端面３における膜２２の厚さは、スペーサ１の主表面４における膜２２の厚さよりも厚いことが好ましい。外周端面２における膜２２は、ＨＤＤ装置の密閉空間に露出するので外周端面２からの発塵は抑制しなければならない。このため、スペーサ本体２０のガラスが密閉空間に露出しないように、外周端面２における膜２２の厚さを、スペーサ１の主表面４における膜２２の厚さよりも厚くする。一方、内周端面３における膜２２は、スピンドル１４と擦れるので発塵し易い。このため、内周端面３における膜２２の厚さを、スペーサ１の主表面４における膜２２の厚さよりも厚くする。例えば、スペーサ１の主表面４における膜２２の厚さは、３０ｎｍ以上１９０ｎｍ以下とすることができるが、３０ｎｍ以上９０ｎｍ以下とするとより好ましい。また、外周端面２及び内周端面３における膜２２の厚さは、例えば４０ｎｍ以上２００ｎｍ以下とすることができるが、４０ｎｍ以上１００ｎｍ未満とするとより好ましい。
【0031】
一実施形態によれば、スペーサ１の外周端面２及び内周端面３における算術平均粗さＲａは、スペーサ１の主表面４における算術平均粗さＲａよりも大きいことが好ましい。スペーサ１の外周端面２及び内周端面３における算術平均粗さＲａを大きくすることで、膜２２の密着性を向上させることができる。こうすることで、端面における膜２２の膜厚を主表面のよりも厚くしても、膜の応力による膜剥がれが起きにくくなる。例えば、膜を形成する前のスペーサ１の主表面４を研磨することにより、スペーサ１の主表面４における算術平均粗さＲａを外周端面２や内周端面３よりも小さくすることができる。スペーサ１の主表面４における算術平均粗さＲａは１．０μｍ以下とすることが好ましい。また、スペーサ１の外周端面２及び内周端面３における算術平均粗さＲａは０．５μｍ以上とすることが好ましい。
また、一実施形態によれば、スペーサ１の全表面における膜２２の最大膜厚と最小膜厚との差は、最大膜厚の半分未満である、ことが好ましい。また、当該差は、前記最大膜厚の４分の１未満であるとより好ましい。スペーサ１の表面に、保持治具等による保持により膜２２の膜厚が極端に薄い場所が存在しない場合、当該差は、スペーサ１の主表面、内周端面及び外周端面のそれぞれの面の膜厚から算出することができる。各面の膜厚は、例えば各面の中央部における膜厚とすることができる。こうすることで、スペーサ１の全表面における膜２２の膜厚のバラツキを小さくできるため、所定の膜厚を形成した際に表面の一部において膜厚が極端に薄くなり発塵を抑制できなくなることを防止できる。
また、一実施形態によれば、スペーサ１の全表面における膜２２の最大膜厚と最小膜厚との差は、最大膜厚の半分未満である、ことが好ましい。また、当該差は、前記最大膜厚の４分の１未満であるとより好ましい。スペーサ１の表面に、保持治具等による保持により膜２２の膜厚が極端に薄い場所が存在しない場合、当該差は、スペーサ１の主表面、内周端面及び外周端面のそれぞれの面の膜厚から算出することができる。各面の膜厚は、例えば各面の中央部における膜厚とすることができる。こうすることで、スペーサ１の全表面における膜２２の膜厚のバラツキを小さくできるため、所定の膜厚を形成した際に表面の一部において膜厚が極端に薄くなり発塵を抑制できなくなることを防止できる。
【0032】
このような膜２２を備えるスペーサ１の製造は、スペーサ１の素となるリング形状のスペーサ本体２０の表面に膜２２を形成する処理を含む。このときの処理は、スペーサ本体２０の外周端面２を周方向に回転させながら、膜２２の成分の噴霧状態の場所を通過させることにより膜２２を形成する。図５は、一実施形態のスペーサ１の製造方法における膜の形成の一例を説明する図である。
このように、スペーサ本体２０の外周端面２を周方向に回転させながら、膜２２の成分の噴霧状態２３の場所を通過させることにより、スペーサ本体２０の全表面を効率よくムラなく膜２２を形成することができる。従来、スペーサ本体２０の外側端面を保持部材で保持した場合、保持部分に膜２２は形成されない。膜２２を形成したのち、保持部分を別の場所に変えて２度目の膜２２の形成をすることもできるが、膜２２の厚さにムラができる。他方、本発明の膜の形成方法では、保持部材を持ち変える必要がないし、１度の成膜処理でムラなく膜２２を形成することができる。
このように、スペーサ本体２０の外周端面２を周方向に回転させながら、膜２２の成分の噴霧状態２３の場所を通過させることにより、スペーサ本体２０の全表面を効率よくムラなく膜２２を形成することができる。従来、スペーサ本体２０の外側端面を保持部材で保持した場合、保持部分に膜２２は形成されない。膜２２を形成したのち、保持部分を別の場所に変えて２度目の膜２２の形成をすることもできるが、膜２２の厚さにムラができる。他方、本発明の膜の形成方法では、保持部材を持ち変える必要がないし、１度の成膜処理でムラなく膜２２を形成することができる。
【0033】
膜２２の形成方法の一実施形態として、リング形状のスペーサ本体２０の穴に対して遊嵌する（loose fit）、すなわち、穴の内径に対して外径が小さい回転シャフト５０を穴に通して穴の内周面（スペーサ本体２０の内周端面）の一部と回転シャフト５０を接触させて回転シャフト５０を回転させることにより、外周端面２を回転させることが好ましい。この方法では、回転シャフト５０の回転による連れまわりによってスペーサ本体２０を回転させる。したがって、回転シャフト５０とスペーサ本体２０の内周端面とが適度な摩擦を生じるように、回転シャフト５０の表面粗さや材料を適宜設計すればよい。また、連れまわり中に回転シャフトの軸方向に位置がずれないように、回転シャフト５０の表面に凹部（溝）や凸部を設けてもよい。凹部や凸部を設けることで、1本の回転シャフトに装着するリング状スペーサ本体の数を増やしやすくなるため、生産効率を向上させることができる。噴霧状態２３の中でスペーサ本体２０を回転させることにより、スペーサ本体２０の表面全体（主表面４、外周端面２、及び内周端面３）に膜２２の成分を効率よく付着させることができる。
【0034】
一実施形態によれば、回転シャフト５０は、回転しながら、一方向に移動するように移動機構５２上に設けられていることが好ましい。このスペーサ搬送手段により、スペーサ本体２０を、噴霧状態２３の中を回転及び搬送させながら、スペーサ本体２０の表面全体に膜２２を形成することができる。
移動機構５２は、例えば、図６に示すように、らせん状に巻きまわした一対の回転部材５４と、図示されない駆動モータとを備える。図６は、一実施形態のガラススペーサの製造方法で用いるスペーサ搬送手段の一例を説明する図である。
図６に示す回転部材５４が駆動モータの駆動により回転することで、両側の回転部材５４にかけ渡された回転シャフト５０が回転しながらＸ方向に移動する。したがって、回転部材５４は、スペーサ本体２０の搬送経路に沿って配置される。
一実施形態によれば、噴霧状態２３の場所を複数箇所設け、スペーサ本体２０を移動機構５２で搬送させながら、噴霧状態２３の各場所を通過させることにより、膜２２をスペーサ本体２０の表面全体に確実に形成することができる。
移動機構５２は、例えば、図６に示すように、らせん状に巻きまわした一対の回転部材５４と、図示されない駆動モータとを備える。図６は、一実施形態のガラススペーサの製造方法で用いるスペーサ搬送手段の一例を説明する図である。
図６に示す回転部材５４が駆動モータの駆動により回転することで、両側の回転部材５４にかけ渡された回転シャフト５０が回転しながらＸ方向に移動する。したがって、回転部材５４は、スペーサ本体２０の搬送経路に沿って配置される。
一実施形態によれば、噴霧状態２３の場所を複数箇所設け、スペーサ本体２０を移動機構５２で搬送させながら、噴霧状態２３の各場所を通過させることにより、膜２２をスペーサ本体２０の表面全体に確実に形成することができる。
【0035】
一実施形態によれば、噴霧状態２３の場所は、膜２２の成分を、スペーサ本体２０の搬送経路を囲むように設けた複数の噴霧口からミスト散布することにより形成される、ことが好ましい。例えば、複数の噴霧口は、搬送経路の両側、左右、上下、上下左右などに設けることができる。また、複数の噴霧口は、スペーサ本体２０の搬送経路に沿って設けてもよい。これらを適宜組み合わせることにより、膜２２の厚さムラを抑制することができる。
【0036】
膜２２を形成する処理は、膜２２の形成中及び／又は形成後に、スペーサ本体２０に形成された膜２２を加熱手段を用いて加熱することを含んでいても良い。なお、膜２２の形成前にスペーサ本体２０を加熱しておき、その余熱で膜２２を加熱してもよい。すなわち、膜２２の形成前、形成中、形成後の加熱を適宜組み合わせて膜２２を加熱することができる。例えば、微小液滴が飛散する噴霧状態２３の中で、スペーサ本体２０の表面に微小液滴が付着して、液体状態の膜２２を形成した場合、この膜２２を加熱処理することにより、化学反応を引き起こして膜２２を固化させる。膜２２は、導電性の酸化物又はセラミックスである、ことが好ましい。例えば、酸化スズを膜２２として形成する場合、エタノール等の溶剤にジブチルスズ・ジアセテートやジメチルスズジクロリド等のスズ有機化合物を溶解した液体の噴霧状態２３を形成し、この噴霧状態２３でスペーサ本体２０の表面に膜２２を形成し、この後、例えば、４００～６００℃で加熱し、酸化スズを形成させる。なお、上記のとおり、スペーサ本体２０を加熱してから及び／又は加熱しながら上記噴霧を行ってもよい。加熱手段としては、各種ヒーターや加熱プレート等、従来公知の加熱装置を用いることができる。
なお、例として図６に示されたようなスペーサ搬送手段は、ガラス製スペーサに限らず、いかなるスペーサの表面の膜形成にも利用可能である。したがって、図６に例示されたスペーサ搬送手段を、少なくとも駆動モータと噴霧口と場合により加熱手段とを備えた筐体内に内蔵した膜を形成するための装置は、いかなる材料で製造されたハードディスクドライブ装置用スペーサの表面にも膜を形成することができる。
なお、例として図６に示されたようなスペーサ搬送手段は、ガラス製スペーサに限らず、いかなるスペーサの表面の膜形成にも利用可能である。したがって、図６に例示されたスペーサ搬送手段を、少なくとも駆動モータと噴霧口と場合により加熱手段とを備えた筐体内に内蔵した膜を形成するための装置は、いかなる材料で製造されたハードディスクドライブ装置用スペーサの表面にも膜を形成することができる。
【0037】
膜２２の表面の算術平均粗さＲａは、１μｍ以下である、ことが好ましい。
膜２２の、２２[℃]における表面抵抗率は、１０－４～１０６［Ω／ｓｑ］であることが好ましい。このような材料を用いることで、スペーサ１あるいは磁気ディスク５が帯電しても、スペーサ１の表面抵抗率が小さいので、スペーサ１からスピンドル１４を経由して、あるいは磁気ディスク５からスペーサ１及びスピンドル１４を経由して、スペーサ１及び磁気ディスク５の外部へ電荷を流すことができ、スペーサ１及び磁気ディスク５の帯電を抑制することができる。表面抵抗率は、例えば、四探針法の抵抗率計を用いて測定することができる。
膜２２の、２２[℃]における表面抵抗率は、１０－４～１０６［Ω／ｓｑ］であることが好ましい。このような材料を用いることで、スペーサ１あるいは磁気ディスク５が帯電しても、スペーサ１の表面抵抗率が小さいので、スペーサ１からスピンドル１４を経由して、あるいは磁気ディスク５からスペーサ１及びスピンドル１４を経由して、スペーサ１及び磁気ディスク５の外部へ電荷を流すことができ、スペーサ１及び磁気ディスク５の帯電を抑制することができる。表面抵抗率は、例えば、四探針法の抵抗率計を用いて測定することができる。
【0038】
膜２２の材料は、例えば、酸化スズを含むスズ含有セラミックス、あるいは、酸化亜鉛を含む亜鉛含有セラミックスである。また、酸化チタンを含む材料を用いてもよい。さらに、これらの物質にフッ素や酸化アルミニウムをドープした材料を用いてもよい。これらの材料で形成した膜２２は導電性を有するため、膜２２を有するスペーサ１の、２２[℃]における表面抵抗率を、１０－４～１０６［Ω／ｓｑ］とすることができる。
【0039】
このように、スペーサ１の製造方法では、スペーサ本体２０の外周端面を周方向に回転させながら、膜２２の成分の噴霧状態２３の場所を通過させることにより膜２２を形成する。これにより、スペーサ本体２０の表面全体に膜２２を形成でき、ムラなく膜２２を形成することができる。また、膜２２により表面全体が覆われるのでガラスが露出する部分がなくなり発塵を抑えることができる。さらに、大気圧下で処理できるため、ＰＶＤ、ＣＶＤ等に比べて低コストで膜２２を形成することができる。
【0040】
なお、上述したスペーサ１の製造方法は、上述したスペーサ本体２０の外周端面を周方向に回転させながら噴霧状態２３の場所を通過させて、膜２２を形成する方法に限定されず、他の製造方法を用いることもできる。例えば、スペーサ本体２０を加熱プレートなどの台上に載置し、載せ方や噴霧の仕方を適宜変えながら複数回の噴霧を行うことで全表面に膜２２を形成してもよい。
【0041】
［実施例１］
外径３２ｍｍ、内径２５ｍｍ、厚さ２ｍｍのガラス製スペーサを用意した。ガラス製スペーサの主表面、内周端面、および外周端面の算術平均粗さＲａは、それぞれ、０．３μｍ、０．８μｍ、０．８μｍとした。
膜の形成装置は、回転シャフトと駆動モータを備えた一対の回転部材（らせん状）を内蔵した直方体型の筐体（チャンバー）構造であり、上下面に噴霧ノズルとランプヒーターが所定間隔で複数設けられている。噴霧ノズルとランプヒーターは、ガラス製スペーサが搬送されても十分成膜が可能となるように設けた。筐体内の回転シャフトにガラス製スペーサを通し、回転シャフトを一対の回転部材上に架け渡した。ガラス製スペーサが４００℃に加熱されるようにランプヒーターの出力を設定し、筐体内の特定の領域に５秒間おきにジブチルスズ・ジアセテートのエタノール溶液を噴霧して、筐体内の一部に噴霧状態を形成した。次いでガラス製スペーサのＸ方向（図６参照）の搬送速度を１０cm／分、ワークが３ｒｐｍで回転するように駆動モータなどの条件を設定した。すると回転シャフトは回転部材上を回転しながら移動して噴霧状態の中を通過した。このようにガラス製スペーサを噴霧状態中で加熱・搬送しつつその表面に膜を形成させた。ガラス製スペーサの主表面、内周端面、および外周端面上に形成された酸化スズの膜の厚さは、それぞれ、７０ｎｍ、８２ｎｍ、９０ｎｍであった。ここで、端面の膜厚の方が主表面の膜厚より厚くなった。また、最大膜厚と最小膜厚の差は２０ｎｍ、最大膜厚は９０ｎｍであるから、スペーサ１の全表面における膜２２の最大膜厚と最小膜厚との差は最大膜厚の半分未満及び１／４未満を満たしており、膜厚バラツキが非常に小さいことがわかった。またこれらの面の算術平均粗さＲａは、それぞれ、０．３μｍ、０．８μｍ、０．８μｍであった。酸化スズ膜形成後のガラス製スペーサの表面抵抗率は、２２[℃]において１０－４～１０６［Ω／ｓｑ］の範囲内であった。
外径３２ｍｍ、内径２５ｍｍ、厚さ２ｍｍのガラス製スペーサを用意した。ガラス製スペーサの主表面、内周端面、および外周端面の算術平均粗さＲａは、それぞれ、０．３μｍ、０．８μｍ、０．８μｍとした。
膜の形成装置は、回転シャフトと駆動モータを備えた一対の回転部材（らせん状）を内蔵した直方体型の筐体（チャンバー）構造であり、上下面に噴霧ノズルとランプヒーターが所定間隔で複数設けられている。噴霧ノズルとランプヒーターは、ガラス製スペーサが搬送されても十分成膜が可能となるように設けた。筐体内の回転シャフトにガラス製スペーサを通し、回転シャフトを一対の回転部材上に架け渡した。ガラス製スペーサが４００℃に加熱されるようにランプヒーターの出力を設定し、筐体内の特定の領域に５秒間おきにジブチルスズ・ジアセテートのエタノール溶液を噴霧して、筐体内の一部に噴霧状態を形成した。次いでガラス製スペーサのＸ方向（図６参照）の搬送速度を１０cm／分、ワークが３ｒｐｍで回転するように駆動モータなどの条件を設定した。すると回転シャフトは回転部材上を回転しながら移動して噴霧状態の中を通過した。このようにガラス製スペーサを噴霧状態中で加熱・搬送しつつその表面に膜を形成させた。ガラス製スペーサの主表面、内周端面、および外周端面上に形成された酸化スズの膜の厚さは、それぞれ、７０ｎｍ、８２ｎｍ、９０ｎｍであった。ここで、端面の膜厚の方が主表面の膜厚より厚くなった。また、最大膜厚と最小膜厚の差は２０ｎｍ、最大膜厚は９０ｎｍであるから、スペーサ１の全表面における膜２２の最大膜厚と最小膜厚との差は最大膜厚の半分未満及び１／４未満を満たしており、膜厚バラツキが非常に小さいことがわかった。またこれらの面の算術平均粗さＲａは、それぞれ、０．３μｍ、０．８μｍ、０．８μｍであった。酸化スズ膜形成後のガラス製スペーサの表面抵抗率は、２２[℃]において１０－４～１０６［Ω／ｓｑ］の範囲内であった。
【0042】
［実施例２］
上記と同じ大きさのガラス製スペーサを用い、上記と同様にガラス製スペーサ上への膜の形成を繰り返した。噴霧状態の中のＸ方向の搬送速度を小さくすることにより、実施例１よりも厚さの大きい膜を形成させた。ガラス製スペーサの主表面、内周端面、および外周端面上に形成された酸化スズの膜の厚さは、それぞれ、１４０ｎｍ、１７０ｎｍ、１８８ｎｍであった。ここで、端面の膜厚の方が主表面の膜厚より厚くなった。また、スペーサ１の全表面における膜２２の最大膜厚と最小膜厚との差は最大膜厚の半分未満を満たしており、膜厚バラツキが小さいことがわかった。またこれらの面の算術平均粗さＲａは、それぞれ、０．４μｍ、０．９μｍ、１．０μｍであった。
上記と同じ大きさのガラス製スペーサを用い、上記と同様にガラス製スペーサ上への膜の形成を繰り返した。噴霧状態の中のＸ方向の搬送速度を小さくすることにより、実施例１よりも厚さの大きい膜を形成させた。ガラス製スペーサの主表面、内周端面、および外周端面上に形成された酸化スズの膜の厚さは、それぞれ、１４０ｎｍ、１７０ｎｍ、１８８ｎｍであった。ここで、端面の膜厚の方が主表面の膜厚より厚くなった。また、スペーサ１の全表面における膜２２の最大膜厚と最小膜厚との差は最大膜厚の半分未満を満たしており、膜厚バラツキが小さいことがわかった。またこれらの面の算術平均粗さＲａは、それぞれ、０．４μｍ、０．９μｍ、１．０μｍであった。
【0043】
［実施例３］
上記と同じ大きさのガラス製スペーサを用い、上記と同様にガラス製スペーサ上への膜の形成を繰り返した。噴霧状態の中のＸ方向の搬送速度を大きくすることにより、実施例１よりも厚さの小さい膜を形成させた。ガラス製スペーサの主表面、内周端面、および外周端面上に形成された酸化スズの膜の厚さは、それぞれ、４０ｎｍ、４７ｎｍ、５１ｎｍであった。ここで、端面の膜厚の方が主表面の膜厚より厚くなった。また、スペーサ１の全表面における膜２２の最大膜厚と最小膜厚との差は最大膜厚の半分未満及び１／４未満を満たしており、膜厚バラツキが非常に小さいことがわかった。またこれらの面の算術平均粗さＲａは、それぞれ、０．３μｍ、０．８μｍ、０．８μｍであった。
上記と同じ大きさのガラス製スペーサを用い、上記と同様にガラス製スペーサ上への膜の形成を繰り返した。噴霧状態の中のＸ方向の搬送速度を大きくすることにより、実施例１よりも厚さの小さい膜を形成させた。ガラス製スペーサの主表面、内周端面、および外周端面上に形成された酸化スズの膜の厚さは、それぞれ、４０ｎｍ、４７ｎｍ、５１ｎｍであった。ここで、端面の膜厚の方が主表面の膜厚より厚くなった。また、スペーサ１の全表面における膜２２の最大膜厚と最小膜厚との差は最大膜厚の半分未満及び１／４未満を満たしており、膜厚バラツキが非常に小さいことがわかった。またこれらの面の算術平均粗さＲａは、それぞれ、０．３μｍ、０．８μｍ、０．８μｍであった。
【0044】
［参考例］
実施例１と同じガラス製スペーサを加熱プレート上に載置し、４００℃に昇温した。その温度を維持したまま、上方からジブチルスズ・ジアセテートのエタノール溶液を主表面の膜厚が７０ｎｍとなるように噴霧した。次いでガラス製スペーサを裏返して加熱プレート上に載置し、４００℃に昇温した後、同様にジブチルスズ・ジアセテートのエタノール溶液を噴霧した。得られたガラス製スペーサの主表面、内周端面、および外周端面上に形成された酸化スズの膜の厚さは、それぞれ、７０ｎｍ、１４０ｎｍ、１４０ｎｍであり、端面の膜厚の方が主表面の膜厚より厚くなったものの、最大膜厚と最小膜厚との差は最大膜厚の半分未満を満たさなかった。すなわち、スペーサ１の全表面における膜２２の膜厚バラツキが非常に大きいことがわかった。またこれらの面の算術平均粗さＲａは、それぞれ、０．３μｍ、０．９μｍ、０．９μｍであった。
実施例１と同じガラス製スペーサを加熱プレート上に載置し、４００℃に昇温した。その温度を維持したまま、上方からジブチルスズ・ジアセテートのエタノール溶液を主表面の膜厚が７０ｎｍとなるように噴霧した。次いでガラス製スペーサを裏返して加熱プレート上に載置し、４００℃に昇温した後、同様にジブチルスズ・ジアセテートのエタノール溶液を噴霧した。得られたガラス製スペーサの主表面、内周端面、および外周端面上に形成された酸化スズの膜の厚さは、それぞれ、７０ｎｍ、１４０ｎｍ、１４０ｎｍであり、端面の膜厚の方が主表面の膜厚より厚くなったものの、最大膜厚と最小膜厚との差は最大膜厚の半分未満を満たさなかった。すなわち、スペーサ１の全表面における膜２２の膜厚バラツキが非常に大きいことがわかった。またこれらの面の算術平均粗さＲａは、それぞれ、０．３μｍ、０．９μｍ、０．９μｍであった。
【表1】
【0045】
実施例１で作製したスペーサ２つを、図３に示すように３枚の磁気ディスク（主表面粗さＲａは０．３ｎｍ以下）の間に挟んでＨＤＤ装置を作製し、磁気ヘッドによる信号の記録再生等の動作確認を行ったところ、特に問題は見られなかった。また、実施例２、３および参考例で作製したスペーサについても同様にＨＤＤ装置を作製して動作確認を行ったところ特に問題は見られなかった。
【0046】
以上、本発明のガラススペーサ、ハードディスクドライブ装置、及びガラススペーサの製造方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態及に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【0047】
１ スペーサ
２ 外周端面
３ 内周端面
４ 主表面
５ 磁気ディスク
１０ ハードディスクドライブ装置
１２ モータ
１４ スピンドル
１６ トップクランプ
２０ スペーサ本体
２２ 膜
２３ 噴霧状態
５０ 回転シャフト
５２ 移動機構
５４ 回転部材
２ 外周端面
３ 内周端面
４ 主表面
５ 磁気ディスク
１０ ハードディスクドライブ装置
１２ モータ
１４ スピンドル
１６ トップクランプ
２０ スペーサ本体
２２ 膜
２３ 噴霧状態
５０ 回転シャフト
５２ 移動機構
５４ 回転部材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】