【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナルコンピュータなどの外部記憶装置として用いられる磁気ディスク装置およびその記憶媒体である磁気ディスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁気ディスク装置の記録媒体である磁気ディスクとしては、中心部に取り付けのための穴があるドーナツ形状をした、アルミニウムやガラスなどの非磁性基材に所要の磁性体を形成したディスクが用いられていた。また、磁気ディスクを回転させるスピンドルモータにはディスクの内径に嵌合させるためのハブが設けられ、クランパなどによってディスクを固定し回転できるように構成されていた。そして、このディスクに対して磁気ヘッドによりデータを記録再生するように構成されていた。また、磁気ディスク装置の高密度化対応に必要な磁気ヘッドの浮上量の低減を実現するために、ディスクのうねりの低減が行なわれてきた。さらに、磁気ディスク装置の小型化に対応するために、ディスクの非磁性基材としては、基材の剛性の向上に好適なガラスがアルミニウムよりも多用されてきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の磁気ディスクにおいては、ディスクの平面性を向上させるために通常、平面研削盤等により両面を高精度に研磨していた。また、磁気ディスク装置の小型・薄型化に伴ってディスクの基材自身も薄くする必要があるが、剛性の低下によってディスクのうねりが発生しヘッドの浮上量が低減できなくなり、面記録密度を上げられないという問題があった。さらに、磁気ディスク装置においてデータの転送レートは高いのが望ましく、このためにディスクの回転数を高める必要があった。
【０００４】
本発明は、従来のこれらの相反する課題を解決するためになされたもので、うねりの少ない磁気ディスクを提供することを目的とする。
【０００５】
また、本発明は、うねりの少ない磁気ディスクを低コストで製造することのできる磁気ディスクの製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
さらに、本発明は、うねりの少ない磁気ディスクを具備することでヘッドの浮上量を低減し、高密度記録と薄型化が可能な磁気ディスク装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気ディスクは、ガラスを基材とする磁気ディスクであって、前記基材は外周に近づくに従って剛性が高くなるように化学的に強化されていることを特徴とする。この構成により、磁気ディスクの回転に伴い発生するうねりを低減することができる。
【０００８】
本発明の磁気ディスクの製造方法は、磁気ディスクの基材となるガラスを溶融する第１の手順と、前記溶融されたガラスを所要のキャビティーを有する金型に充填する第２の手順と、前記基材の外周に近づくに従って剛性が高くなるように前記ガラスを強化するために前記ガラスを所定の雰囲気中に配置する第３の手順とを具備することを特徴とする。この構成により、外周に近づくに従って剛性が高くなるように強化されている磁気ディスクの基材が成形によって実現できるので、機械加工の工程が省略できる。これによって、工数の削減が可能となりコストの低減が可能となる。また、化学的処理を用いているので、歪みの発生を防止することができる。
【０００９】
本発明の磁気ディスク装置は、ガラスを基材とする磁気ディスクと、前記磁気ディスクを回転させるモータと、前記磁気ディスクに対して記録再生を行う磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを所要トラックに移動するボイスコイルモータとを有する磁気ディスク装置において、前記基材は外周に近づくに従って剛性が高くなることを特徴とする。この構成により、磁気ディスクの回転に伴い発生するうねりを低減することができるので、ヘッドの浮上量を下げることができ、高密度記録が実現できる。また、同じ厚さの基材に対してより高速で回転させてもうねりを同等にできるので、ヘッドの浮上量を下げることができる。逆にいえば、同程度の記録密度を実現するための基材厚さを薄くできることによって、装置全体の薄型化が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施の形態の磁気ディスクの斜視図、図２は、本発明の実施の形態の磁気ディスクにおける半径方向とカリウムイオン濃度との関係を示す図、図３は、本発明の実施の形態の磁気ディスクの製造方法のフロー図、図４は、本発明の実施の形態の磁気ディスク装置（以下、ＨＤＤという）の要部平面図である。
【００１１】
まず、図１を用いて磁気ディスク（以下、ディスクという）の構成を説明する。図１において、ディスクの主面１は、直径が約２０ｍｍ（０．８インチ）で厚さが約０．３ｍｍのケイ酸塩ガラス基材で、中央部に同じ材質にて直径が約４．ｍｍで長さが０．８ｍｍの軸２が設けられている。主面１には、磁気記録するためにＣｏ−Ｃｒ 系などの磁性材をスパッタリングなどにより付着させ、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ ）などによる保護膜など形成し、さらにその上にフッ素系などを主成分とする潤滑材を形成した磁気記録層３が設けられている。磁気記録層３の構成については、使用するディスクの面記録密度や、ヘッドの浮上量によって適宜決められる。本実施の形態における浮上量としてのＦｌｙ Ｈｅｉｇｈｔは１５〜２５ｎｍ程度としてあり、面記録密度は３０Ｇｂｐｓｉ（Ｇｉｇａ Ｂｉｔ Ｐｅｒ Ｓｑｕａｒｅ Ｉｎｃｈ）としてある。また、軸２を付加してディスク全体の重心が、軸２の部分へ移動するようにしてある。
【００１２】
ガラスの強化方法には、急冷して物理的に応力を与える方法や化学的に処理する方法が知られている。本実施の形態においては、歪が発生しないように化学的な強化を行った。ケイ酸塩ガラス基材のナトリウムイオンを、これよりイオン半径が大きく周期律表で同じ・Ａ族にあるカリウムイオンにより、表面から２０〜８０μｍ程度の深さに対して置換した。
【００１３】
図２に示すように、半径方向に対してカリウムイオン濃度をディスクの外周に近づくほど高くなるようにした。この構成によれば、ディスクの外周に近づくに従ってガラスの強度が増す。つまり、外周に近づくに従って剛性を高めることができる。これによって、外周側で発生しやすいディスクのうねりの低減が可能となる。
【００１４】
本実施の形態における化学的な強化は、ナトリウムイオンのイオン半径が０．１ｎｍ程度であるのに対して、カリウムイオンでは０．１３ｎｍ程度と大きいことを利用するものである。この半径の差によって、ガラス表面において圧縮応力を発生させ、ガラスを強化している。
【００１５】
このようにして、ディスクの回転に伴ううねりを低減することが可能となる。これによると、同程度のうねりが許容される記録密度や浮上量の条件においては、ガラス基材の厚さを低減することが可能になる。つまり軽量化と薄型化とが実現できることになる。また、逆に言うと、同じ厚さのディスクに対しては、より浮上量の低減が可能となり、スペースロスの低減が可能となることにより、記録密度の向上が実現可能となることを意味している。
【００１６】
さて、次にディスクに軸２が一体で設けられている点についての説明を行う。この軸２については、ガラスで一体成形により作成しても良いが、別に作成した後に一体化しても良い。材質については線膨張係数がガラスと同程度であれば、適宜選択することが可能である。
【００１７】
通常、従来のディスクはドーナツ型をしており、内径をスピンドルモータに設けられた、内径部分と嵌合する円筒形のハブと呼ばれる部分に挿入し、クランパと呼ばれるリングなどを用いて固定することが知られている。しかしながら、記録密度が高まるにつれて、トラックピッチも高密度化する。このため、トラックの位置を検出するためのサーボ信号の記録には、自己サーボライトすることが行われていた。詳細は、特開２００１−２４３７３３ 号公報などに記載されるように、磁気転写などによるマスターパターンに対して実際に使用するトラックに対するサーボパターンを書き込んで行く。この構成では、装置に組み込んだ時に発生するハブと内径部分とによる芯ずれ、およびスピンドルモータの軸振れとその位相ズレなどによって、ＲＲＯ（Ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ Ｒｕｎ−Ｏｕｔ）が発生してしまうものである。しかし、本発明によれば、ディスクに一体で設けた軸２をスピンドルモータの軸そのものとすることができるために、ＲＲＯの発生を低減することができ、高密度化したトラックピッチにおいても容易にしかも良好なサーボパターンを書き込むことが可能となる。さらに、クランパも不要とすることができるので、コストの低減や、ＨＤＤの薄型化・軽量化も可能となる。
【００１８】
次に、図３により本発明の実施の形態におけるディスクの製造方法のフローを説明する。ここで、図３の手順を行う際、事前に所要の調合・調整を行ったガラス材料をカレットにしておく。
【００１９】
まず、ガラス材料を溶融する（手順Ｓ１）。加熱温度については、粘度を考慮しながら軟化点よりも高い温度を適宜選定しておく。条件としては、成形時間・成形性・成形機の能力等を考慮して決めることが好適である。
【００２０】
次にガラスが成形できるように溶融したものを、所要の形状のキャビティーを有する金型に充填することにより成形する（手順Ｓ２）。金型の材質（ＳｉＣやＺｒＯ２など）や、表面の処理、コーティングなどは、使用するガラスなどによりＴｉＣやＴｉＮなど適切な物を選択することが望ましい。本実施の形態においては、軸２も同時に成形するようにした。
【００２１】
次に、徐冷し、金型より取り出したディスク基材を化学的に強化する。この際、ディスク外周側の方に行くに従ってカリウムイオンが高濃度になるようにナトリウムイオンを置換する（手順Ｓ３、Ｓ４）。具体的には、硝酸カリウムの溶液内に浸漬し、外周に行くに従って反応速度が速くなるように温度を高めるようにしてある。モル濃度などについては、温度と時間などを考慮して設定されている。別な形態の方法を用いても良いが、外周側ほど高いカリウムイオン濃度になるように置換できることに配慮することが必要である。
【００２２】
その後、ガラス基板に対して洗浄などの処理を行い、スパッタによりＣｏ−Ｃｒ系磁性膜を成膜し（手順Ｓ５）、保護膜としてのＤＬＣ、潤滑膜を形成する（手順Ｓ５Ａ）ことによりディスクが完成する。成膜については、真空度、Ａｒガスの密度、ターゲットの条件また、磁性層の形成においての下地層やシード層などを適宜選択することにより良好な磁気特性のディスクが得られる。
【００２３】
次に図４により、本発明の実施の形態におけるＨＤＤの説明を行う。図４において、図示しない回路部分を除くＨＤＤは、以下ＨＤＡ（Ｈｅａｄ Ｄｉｓｋ Ａｓｓｅｍｂｌｅ）と略す。ＨＤＡ１０は、概矩形箱状をしたアルミニウム製などのシャーシ１１と、シャーシ１１を塞ぐカバー（図示せず）とを有している。また、ＨＤＡ１０内には、ガラスからなる非磁性基材上にＣｏ−Ｃｒ系などの磁性材をスパッタリングなどにより付着させ、所要の潤滑材や保護膜など形成した磁気記録媒体としてのディスク１３が配置されている。本実施の形態においては、ディスク１３の直径が約２０ｍｍ（０．８インチ）という小径のものが用いられている。スピンドルモータ１４は、ディスク１３を一定速度で回転させる。スピンドルモータ１４の軸受け１５には、へリングボーン型のグルーブを有する流体軸受けが用いられており、モータの形態は周対向型のＤＤモータである。また、ディスク１３に設けられた軸２をそのままスピンドルモータの軸とした。また、前述のようにディスク１３の重心が軸の部分になるように構成されているので、スピンドルモータ１４はディスク１３を高い回転精度で回転させ、ＲＲＯ、ＮＲＲＯ（Ｎｏｎ Ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ Ｒｕｎ−Ｏｕｔ）などで規定される半径方向の振れを高精度で実現している。
【００２４】
ディスク１３に対して情報の記録再生を行う磁気ヘッド１７は、磁気ヘッド１７を支持するサスペンション１６の先に、ジンバルばね（図示せず）に取り付けられ、ロードビーム（図示せず）により付勢力が伝達されるように構成されている。磁気ヘッド１７は、スライダー（図示せず）に書き込み用の薄膜ヘッドと、読出し用のＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ）ヘッドとが取り付けられている。また、スライダーは、所要の形状を持たせたＡＢＳ（Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ ）面を持つ負圧スライダーとした。
【００２５】
サスペンション１６は、ピボット軸受け１８によりディスク１３のトラック方向（半径方向）に対して回動自在に支持されている。アクチュエータは、サスペンション１６とコイルアーム１９とで構成されている。アクチュエータは、ボイスコイルモータにより回動および位置決めされ、磁気ヘッド１７を所要のトラック方向に移動または、位置決めするようになされている。ディスク１３の外周側には、アクチュエータの待避位置にランプ（退避部材）２１が設けられており、サスペンション１６の先端部に設けられたタブ２２と協働してＨＤＤの動作停止の際にアクチュエータを待避位置にアンロードし、ＨＤＤの非動作時にアクチュエータを待避位置に保持する。
【００２６】
シャーシ１１の下面には、図示していない、モータなどの動作等を制御する駆動回路や、Ｒ／Ｗ（Ｒｅａｄ／Ｗｒｉｔｅ ）回路、ＨＤＣ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）などが実装された回路基板が固定されＨＤＤとなる。このＨＤＤは、ロード／アンロード機構の形態をとっている。ディスク１３の表面には、図示しないデータおよびサーボ情報が記録されたトラックが同心円状に配置されている。このサーボ情報については、前述のように磁気転写した後に自己サーボライトによって書かれている。トラックは、更に細かな、５１２バイト単位などのセクターに分割されている。また、トラック位置によって線記録密度がほぼ一定になるようにゾーンビット記録を行うようになされている。本実施の形態においては８ゾーンに分割されている。
【００２７】
本実施の形態におけるＨＤＡは、１プラッター１ヘッドと称され、ディスク１３の上面のみを記録面とし、１つの磁気ヘッド１７を用いる形態としている。磁気ヘッド１７は、図示しない回路基板からデータをディスク１３に記録、またディスク１３に記録されたデータの読み出しを行う。記録については、１６−１７の変調方式（１６ビットのデータを１７ビットに変換して記録する）を用いてバイト単位でコードの変換を行い、記憶容量の向上と記録再生特性の向上を実現している。これらの信号は、ヘッドアンプに接続されている、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などを介して磁気ヘッド１７との間で授受される。
【００２８】
磁気ヘッド１７は、サスペンション１６により与えられる付勢力によりディスク１３に付勢されスライダーのＡＢＳ面と、ディスク１３の回転により発生する空気流の流入により、所要の正、負圧を生じ非常に僅かな浮上量で安定して浮動するようになっている。
【００２９】
ボイスコイルモータは、コイル２０と、図示しない上ヨーク、下ヨーク、およびマグネット２３などから構成されている。アクチュエータのコイルアーム１９に固定されたコイル２０の下端面には、所定の空隙を介してマグネット２３が対向配置されている。この構成により磁気回路を形成し、コイルアーム１９を、上ヨークとマグネット２３とに挟まれた空間に配置してあり、コイル２０が回動可能となっている。マグネット２３には、エネルギー積の高いＮｄ−Ｆｅ系の焼結製のもので、表面にＮｉなどによる防錆処理をし、一つの面内に２極を有するように着磁したものを用いている。
【００３０】
ランプ２１は、図示しないが、タブ２２に対応する斜面、平面などから形成される複合平面を有しており、アンロード時のサスペンション揺動に伴うタブ２２の運動方向、すなわちディスク１３の径方向外側に向けて、上記複合平面が配置され、シャーシ１１に固定されている。なお、アクチュエータとボイスコイルモータとランプ２１とで、ロード／アンロード機構を構成している。
【００３１】
次にＨＤＤについて、その動作を説明する。回路基板により、スピンドルモータ１４が駆動され、ディスク１３が所定の回転速度で回転する。本実施の形態においては、５０Ｓ−１（３，０００ｒｐｍ）とした。ランプ２１に退避していた磁気ヘッド１７がボイスコイルモータによりピボット軸１８を中心に回動し、磁気ヘッド１７をディスク１３の表面へとロードする。ディスク１３の回転により発生した空気流、サスペンション１６の付勢力、およびスライダーのＡＢＳの作用によって、ディスク１３との間で非常に僅かな浮上量（１５〜２５ｎｍ程度）にて安定に浮動する。これにより、磁気ヘッド１７のロードが完了する。続いて、トラック情報などが読み取られ、アクワイヤーと呼ばれるトラック認識などの一連の動作が行なわれる。ボイスコイルモータはコイル２０に通電されると、マグネットからの磁束とコイル２０の電流とにより推力が発生する。コイルは、マグネットが固定されているのでその反作用として推力を発生し、アクチュエータをピボット軸１８に対して回動させる。これにより、アクチュエータはコイル２０への通電量に応じた角度回動する。サスペンション１６に支持された磁気ヘッド１７は、ディスク１３の半径方向に沿って、ディスク１３上を浮上状態で移動し、所望のトラックに位置決めされ、ディスク１３に対して記録、再生が行なわれる。
【００３２】
本実施の形態によるＨＤＤにおいては、ディスク１３の剛性がスピンドル軸より離れるに従って高めてあるために、回転時における外周側でのうねりが低減されているので、安定した浮上量にて浮動することができた。剛性を高めるのには前述のようにナトリウムイオンをカリウムイオンで置換した。また、軸２をスピンドルモータ１４の軸と共用化することにより、クランパが廃止でき薄型化とコストの低減が可能となった。回転数についても、４，０００ｒｐｍまで上昇させてみたが、うねりの上昇が殆どなく良好な結果が得られた。これによれば、さらに基材の厚さを低減することが可能であることが理解できる。したがって、本実施の形態によれば、ＨＤＤの薄型化・軽量化と、高密度化がコストを低減しても可能であることが理解されよう。
【００３３】
また、本実施の形態によるディスク１３によれば、ディスク１３の中央部に軸２を一体で設け、直交する主面１に磁気記録層３を付加したので、軸２を基準に磁気パターンの転写が可能となり、穴基準と比べて精度が向上でき、精度の高い自己サーボライトが可能となる。
【００３４】
さらに、本実施の形態によるディスクの製造方法は、ナトリウムイオンを有するケイ酸塩ガラスを溶融する手順と、溶融したガラスを金型に充填する手順と、ナトリウムイオンの一部をカリウムイオンにより置換する手順であって、前記置換するカリウムイオン濃度を前記ガラス基板の外周に近づくほど高めた雰囲気中に配置する手順とを有することにより、外周に近づくに従って剛性が高くなるように強化されている磁気ディスクの基材が成形によって実現できるので、機械加工の工程が省略できる。これによって、工数の削減が可能となりコストの低減が可能となる。また、化学的処理を用いているので、歪みの発生を防止することができる。
【００３５】
なお、本発明は以上説明した実施の形態に対して、本発明の思想の範囲内で適宜変更が可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明のディスクによれば、ガラスを基材とするディスクにおいて、前記基材の剛性を外周に近づくに従って高くなるように化学的に強化したことにより、ディスクの回転に伴い発生するうねりを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のＨＤＤの斜視図、
【図２】本発明の実施の形態のディスクにおける半径方向とカリウムイオン濃度との関係を示す図、
【図３】本発明の実施の形態のディスクの製造方法のフロー図、
【図４】本発明の実施の形態のＨＤＤの要部平面図である。
【符号の説明】
１ ディスクの主面
２ 軸
３ 磁気記録層
１０ ＨＤＡ
１１ シャーシ
１３ ディスク
１４ スピンドルモータ
１５ 流体軸受け
１６ サスペンション
１７ 磁気ヘッド
１８ ピボット軸受け
１９ コイルアーム
２０ コイル
２１ ランプ
２２ タブ
２３ マグネット
Ｓ１〜Ｓ５ 手順[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic disk device used as an external storage device such as a personal computer and a magnetic disk as a storage medium for the magnetic disk device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a magnetic disk which is a recording medium of a magnetic disk device, a disk in which a required magnetic material is formed on a non-magnetic base material such as aluminum or glass, which has a donut shape with a hole for mounting in the center, is used. Had been. Further, a spindle motor for rotating the magnetic disk is provided with a hub for fitting to the inner diameter of the disk, so that the disk can be fixed and rotated by a clamper or the like. Then, data is recorded on and reproduced from the disk by a magnetic head. In addition, in order to reduce the flying height of a magnetic head required for high-density magnetic disk devices, the undulation of a disk has been reduced. Further, in order to cope with the miniaturization of the magnetic disk drive, glass suitable for improving the rigidity of the base material has been used more frequently than aluminum as the non-magnetic base material of the disk.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a conventional magnetic disk, both surfaces are usually polished with high precision using a surface grinder or the like in order to improve the flatness of the disk. In addition, as the size and thickness of the magnetic disk drive have become smaller and thinner, the base material of the disk itself needs to be thinner. There was a problem that can not be. Further, it is desirable that the data transfer rate in the magnetic disk device be high, and therefore, it is necessary to increase the rotation speed of the disk.
[0004]
The present invention has been made in order to solve these conventional contradictory problems, and has as its object to provide a magnetic disk with less undulation.
[0005]
It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a magnetic disk capable of manufacturing a magnetic disk with little undulation at low cost.
[0006]
Still another object of the present invention is to provide a magnetic disk drive capable of reducing the flying height of a head by providing a magnetic disk with less undulation and capable of high-density recording and thinning.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The magnetic disk of the present invention is a magnetic disk having glass as a base material, wherein the base material is chemically strengthened so as to increase in rigidity as approaching the outer periphery. With this configuration, it is possible to reduce the undulation generated due to the rotation of the magnetic disk.
[0008]
The method of manufacturing a magnetic disk according to the present invention includes a first procedure of melting glass serving as a base material of the magnetic disk, a second procedure of filling the molten glass into a mold having a required cavity, A third step of arranging the glass in a predetermined atmosphere to strengthen the glass so as to increase rigidity as approaching the outer periphery of the base material. With this configuration, the base material of the magnetic disk, which is strengthened so as to have higher rigidity as approaching the outer periphery, can be realized by molding, so that the machining process can be omitted. As a result, the number of steps can be reduced and the cost can be reduced. Further, since a chemical treatment is used, the occurrence of distortion can be prevented.
[0009]
The magnetic disk drive of the present invention includes a magnetic disk having glass as a base material, a motor for rotating the magnetic disk, a magnetic head for performing recording and reproduction on the magnetic disk, and moving the magnetic head to a required track. In a magnetic disk drive having a voice coil motor, the rigidity of the substrate increases as it approaches the outer periphery. With this configuration, it is possible to reduce the waviness generated due to the rotation of the magnetic disk, so that the flying height of the head can be reduced, and high-density recording can be realized. In addition, since the waviness can be made equal by rotating the base material having the same thickness at a higher speed, the flying height of the head can be reduced. Conversely, the thickness of the base material for realizing the same recording density can be reduced, so that the entire apparatus can be made thinner.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a magnetic disk according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a radial direction and a potassium ion concentration in the magnetic disk of the embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a plan view of a main part of a magnetic disk device (hereinafter, referred to as an HDD) according to an embodiment of the present invention.
[0011]
First, the configuration of a magnetic disk (hereinafter, referred to as a disk) will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the main surface 1 of the disk is a silicate glass substrate having a diameter of about 20 mm (0.8 inch) and a thickness of about 0.3 mm, and is made of the same material at the center and having a diameter of about 4. A shaft 2 having a length of 0.8 mm and a length of 0.8 mm is provided. On the main surface 1, a magnetic material such as a Co-Cr system is deposited by sputtering or the like for magnetic recording, and a protective film such as a DLC (Diamond Like Carbon) is formed thereon. The magnetic recording layer 3 having a lubricant formed thereon is provided. The configuration of the magnetic recording layer 3 is appropriately determined according to the surface recording density of the disk used and the flying height of the head. The Fly Height as the flying height in the present embodiment is about 15 to 25 nm, and the areal recording density is 30 Gbpsi (Giga Bit Per Square Inch). The shaft 2 is added so that the center of gravity of the entire disk moves to the shaft 2 portion.
[0012]
As a method for strengthening glass, a method of applying physical stress by quenching and a method of chemically treating the glass are known. In the present embodiment, chemical strengthening was performed so as not to generate distortion. Sodium ions of the silicate glass substrate were replaced with potassium ions having a larger ionic radius and belonging to the same group A in the periodic table at a depth of about 20 to 80 μm from the surface.
[0013]
As shown in FIG. 2, the potassium ion concentration in the radial direction was made higher as approaching the outer periphery of the disk. According to this configuration, the strength of the glass increases as approaching the outer periphery of the disk. That is, rigidity can be increased as approaching the outer periphery. Thus, it is possible to reduce the waviness of the disk, which is likely to occur on the outer peripheral side.
[0014]
The chemical strengthening in the present embodiment utilizes the fact that the ion radius of sodium ions is about 0.1 nm, whereas that of potassium ions is as large as about 0.13 nm. Due to the difference in the radius, a compressive stress is generated on the glass surface to strengthen the glass.
[0015]
In this way, it is possible to reduce the undulation caused by the rotation of the disk. According to this, it is possible to reduce the thickness of the glass substrate under the conditions of the recording density and the flying height where the same level of undulation is allowed. That is, weight reduction and thickness reduction can be realized. Conversely, for a disk of the same thickness, the flying height can be further reduced, and the space loss can be reduced, which means that the recording density can be improved. ing.
[0016]
Now, a description will be given of the point that the shaft 2 is provided integrally with the disk. The shaft 2 may be integrally formed of glass, or may be separately formed and then integrated. The material can be appropriately selected as long as the linear expansion coefficient is substantially the same as that of glass.
[0017]
Normally, conventional discs have a donut shape, and the inner diameter is inserted into a cylindrical hub, which is provided on the spindle motor, that fits into the inner diameter part, and is fixed using a ring called a clamper. It has been known. However, as the recording density increases, the track pitch also increases. For this reason, self-servo writing has been performed for recording a servo signal for detecting a track position. For details, as described in JP-A-2001-243733 and the like, a servo pattern for a track actually used is written on a master pattern by magnetic transfer or the like. In this configuration, RRO (Repeatable Run-Out) is generated due to misalignment between the hub and the inner diameter portion that occurs when the hub is incorporated in the apparatus, shaft runout of the spindle motor and phase shift thereof. However, according to the present invention, the shaft 2 integrally provided on the disk can be used as the shaft of the spindle motor itself, so that the occurrence of RRO can be reduced, and even at a high-density track pitch, it can be easily performed. Moreover, it becomes possible to write a good servo pattern. Furthermore, since a clamper can be dispensed with, the cost can be reduced, and the thickness and weight of the HDD can be reduced.
[0018]
Next, a flow of a method of manufacturing a disk according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, when the procedure of FIG. 3 is performed, a glass material that has been subjected to necessary blending and adjustment in advance is used as a cullet.
[0019]
First, a glass material is melted (procedure S1). Regarding the heating temperature, a temperature higher than the softening point is appropriately selected in consideration of the viscosity. It is preferable that the conditions are determined in consideration of the molding time, moldability, ability of the molding machine, and the like.
[0020]
Next, the glass melted so as to be formed is filled into a mold having a cavity having a required shape to form the glass (step S2). It is desirable to select an appropriate material such as TiC or TiN for the material of the mold (such as SiC or ZrO 2), the surface treatment, and the coating depending on the glass used. In the present embodiment, the shaft 2 is formed at the same time.
[0021]
Next, the disc base material is gradually cooled and chemically strengthened from the mold. At this time, sodium ions are replaced so that potassium ions become higher in concentration toward the outer periphery of the disk (steps S3 and S4). Specifically, it is immersed in a solution of potassium nitrate, and the temperature is raised so that the reaction rate becomes faster toward the outer periphery. The molar concentration and the like are set in consideration of the temperature and time. Although another method may be used, it is necessary to consider that the substitution can be performed so that the potassium ion concentration becomes higher toward the outer peripheral side.
[0022]
Thereafter, a process such as cleaning is performed on the glass substrate, a Co—Cr-based magnetic film is formed by sputtering (step S5), and a DLC and a lubricating film are formed as a protective film (step S5A). Complete. Regarding film formation, a disk having good magnetic properties can be obtained by appropriately selecting the degree of vacuum, the density of Ar gas, the conditions of the target, and the underlayer and seed layer in forming the magnetic layer.
[0023]
Next, the HDD according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 4, an HDD excluding a circuit portion (not shown) is hereinafter abbreviated as HDA (Head Disk Assemble). The HDA 10 has an approximately rectangular box-shaped chassis 11 made of aluminum or the like, and a cover (not shown) for closing the chassis 11. Also, in the HDA 10, a disk 13 as a magnetic recording medium in which a magnetic material such as Co—Cr is deposited on a non-magnetic base material made of glass by sputtering or the like and a required lubricating material and a protective film are formed is disposed. Have been. In the present embodiment, a disk 13 having a small diameter of about 20 mm (0.8 inches) is used. The spindle motor 14 rotates the disk 13 at a constant speed. As the bearing 15 of the spindle motor 14, a fluid bearing having a herringbone type groove is used, and the form of the motor is a circumferentially opposed DD motor. The shaft 2 provided on the disk 13 was used as the shaft of the spindle motor. Further, since the center of gravity of the disk 13 is configured to be the axis as described above, the spindle motor 14 rotates the disk 13 with high rotational accuracy and performs RRO, NRRO (Non-Repeatable Run-Out) or the like. The specified radial deflection is realized with high accuracy.
[0024]
A magnetic head 17 for recording / reproducing information on / from the disk 13 is attached to a gimbal spring (not shown) in front of a suspension 16 supporting the magnetic head 17, and a biasing force is applied by a load beam (not shown). It is configured to be transmitted. The magnetic head 17 has a slider (not shown) on which a thin film head for writing and a GMR (Giant Magneto Resistance) head for reading are attached. The slider was a negative pressure slider having an ABS (Air Bearing Surface) surface having a required shape.
[0025]
The suspension 16 is supported by a pivot bearing 18 so as to be rotatable in the track direction (radial direction) of the disk 13. The actuator includes a suspension 16 and a coil arm 19. The actuator is rotated and positioned by a voice coil motor, and moves or positions the magnetic head 17 in a required track direction. A ramp (evacuation member) 21 is provided on the outer peripheral side of the disk 13 at a retracted position of the actuator, and cooperates with a tab 22 provided at the tip of the suspension 16 to operate the actuator when the operation of the HDD is stopped. The actuator is unloaded to the standby position, and holds the actuator at the standby position when the HDD is not operating.
[0026]
On the lower surface of the chassis 11, a circuit board (not shown) on which a drive circuit for controlling the operation of a motor or the like, an R / W (Read / Write) circuit, a HDC (Hard Disk Controller) and the like are fixed. HDD. This HDD takes the form of a load / unload mechanism. Tracks on which data and servo information (not shown) are recorded are concentrically arranged on the surface of the disk 13. This servo information is written by self-servo writing after magnetic transfer as described above. The track is divided into smaller sectors, such as in units of 512 bytes. Further, zone bit recording is performed so that the linear recording density becomes substantially constant depending on the track position. In the present embodiment, it is divided into eight zones.
[0027]
The HDA according to the present embodiment is referred to as one platter and one head, in which only the upper surface of the disk 13 is used as a recording surface and one magnetic head 17 is used. The magnetic head 17 records data on the disk 13 from a circuit board (not shown) and reads data recorded on the disk 13. For recording, code conversion is performed on a byte-by-byte basis using a 16-17 modulation method (16-bit data is converted into 17-bit data and recorded), thereby improving storage capacity and recording / reproducing characteristics. ing. These signals are transmitted to and received from the magnetic head 17 via an FPC (Flexible Printed Circuit) connected to the head amplifier.
[0028]
The magnetic head 17 is urged against the disk 13 by the urging force given by the suspension 16 and generates the required positive and negative pressures due to the ABS surface of the slider and the inflow of the air flow generated by the rotation of the disk 13. It floats stably with the flying height.
[0029]
The voice coil motor includes a coil 20, an upper yoke (not shown), a lower yoke (not shown), a magnet 23, and the like. A magnet 23 is opposed to a lower end surface of the coil 20 fixed to the coil arm 19 of the actuator with a predetermined gap therebetween. With this configuration, a magnetic circuit is formed, the coil arm 19 is arranged in a space between the upper yoke and the magnet 23, and the coil 20 is rotatable. The magnet 23 is made of an Nd-Fe-based sintered material having a high energy product, the surface of which is rust-proofed with Ni or the like and magnetized so as to have two poles in one plane. I have.
[0030]
Although not shown, the ramp 21 has a compound plane formed by a slope, a plane, and the like corresponding to the tab 22, and the movement direction of the tab 22 accompanying the swing of the suspension at the time of unloading, that is, the radial direction of the disk 13. The composite plane is arranged outward and is fixed to the chassis 11. The load / unload mechanism is composed of the actuator, the voice coil motor, and the lamp 21.
[0031]
Next, the operation of the HDD will be described. The spindle motor 14 is driven by the circuit board, and the disk 13 rotates at a predetermined rotation speed. In the present embodiment, it is set to 50S -1 (3,000 rpm). The magnetic head 17 retracted to the ramp 21 rotates around the pivot shaft 18 by the voice coil motor, and loads the magnetic head 17 onto the surface of the disk 13. Due to the air flow generated by the rotation of the disk 13, the urging force of the suspension 16, and the action of the ABS of the slider, the disk 13 stably floats with a very small flying height (about 15 to 25 nm). Thus, the loading of the magnetic head 17 is completed. Subsequently, track information and the like are read, and a series of operations such as track recognition called “acquire” are performed. When the coil 20 is energized, the voice coil motor generates a thrust by the magnetic flux from the magnet and the current of the coil 20. The coil generates a thrust as a reaction because the magnet is fixed, and rotates the actuator with respect to the pivot shaft 18. As a result, the actuator rotates at an angle corresponding to the amount of current supplied to the coil 20. The magnetic head 17 supported by the suspension 16 moves in a floating state on the disk 13 along the radial direction of the disk 13, is positioned on a desired track, and performs recording and reproduction on the disk 13.
[0032]
In the HDD according to the present embodiment, since the rigidity of the disk 13 increases as the distance from the spindle shaft increases, the swell on the outer peripheral side during rotation is reduced, so that the disk 13 can float at a stable flying height. did it. To increase rigidity, sodium ions were replaced with potassium ions as described above. Further, by sharing the shaft 2 with the shaft of the spindle motor 14, the clamper can be eliminated and the thickness can be reduced and the cost can be reduced. The number of revolutions was also increased to 4,000 rpm, and good results were obtained with almost no increase in swell. According to this, it can be understood that the thickness of the base material can be further reduced. Therefore, according to the present embodiment, it can be understood that thinning and lightening of the HDD and high density can be achieved even if the cost is reduced.
[0033]
In addition, according to the disk 13 of the present embodiment, the shaft 2 is provided integrally at the center of the disk 13 and the magnetic recording layer 3 is added to the orthogonal main surface 1, so that the magnetic pattern can be transferred with reference to the shaft 2. The accuracy can be improved as compared with the hole reference, and highly accurate self-servo writing can be performed.
[0034]
Further, the method of manufacturing a disk according to the present embodiment includes a procedure of melting a silicate glass having sodium ions, a procedure of filling a molten glass into a mold, and replacing a part of sodium ions with potassium ions. A step of arranging in an atmosphere in which the concentration of the potassium ions to be replaced is increased as approaching the outer periphery of the glass substrate, whereby the rigidity is increased so as to approach the outer periphery. Since the base material can be realized by molding, the machining step can be omitted. As a result, the number of steps can be reduced and the cost can be reduced. In addition, since a chemical treatment is used, generation of distortion can be prevented.
[0035]
It should be noted that the present invention can be appropriately modified from the above-described embodiments within the scope of the concept of the present invention.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the disk of the present invention, in a disk made of glass as a base material, the rigidity of the base material is chemically strengthened so as to increase as approaching the outer periphery, so that the disk is generated as the disk rotates. The undulation can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an HDD according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a radial direction and a potassium ion concentration in the disk according to the embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a flowchart of a disk manufacturing method according to an embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a plan view of a main part of the HDD according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Main surface of disk 2 Axis 3 Magnetic recording layer 10 HDA
11 Chassis 13 Disk 14 Spindle Motor 15 Fluid Bearing 16 Suspension 17 Magnetic Head 18 Pivot Bearing 19 Coil Arm 20 Coil 21 Lamp 22 Tab 23 Magnet S1 to S5 Procedure
