JP2001266338A - ハードディスクドライブ用ダミーディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 歩留まりが上がり供給量が少なくなった記録
用メディアの不良製品や、コストの高い記録用メディア
の中間製品を、ダミーメディアとして利用することに代
わり、より低コストで信頼性が高く品質の優れた、ハー
ドディスクドライブ用ダミーディスクを提供する。 【解決手段】 ダミーメディア７とスペーサーリング６
とが一体として成形されていながら、従来の部品８との
慣性モーメント及び重量の差や、記録用メディア１５と
の熱膨張率の差が、一定範囲内に抑えられていて、円板
部分１７と記録用メディア１５とを平行にすることが出
来、円板部分１７の肉厚が均一で、更には円板部分１７
の平面平滑度の精度が高く、充分な強度を有しており、
尚且つ、記録用メディア１５に比べ円板部分１７の外径
が同等もしくはより短径で、厚みが同等もしくはより厚
いハードディスクドライブ用ダミーディスク１８の作製
による。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、コンピュータ等
の記録装置として用いられるハードディスクドライブ装
置を記録用メディアとともに構成するダミーディスクに
係り、更に詳細には、記録用メディアと平行して備わる
ダミーメディアと、記録用メディアとダミーメディアの
間に設けられるスペーサーリングとが、一体として成形
されているハードディスクドライブ用のダミーディスク
に関する。

【０００２】

【従来の技術】 近年になり、コンピュータ等の記録装
置として用いられるハードディスクドライブは、ますま
す小型化、高容量化、低コスト化が進んでいる。ハード
ディスクドライブの記録用メディアは、アルミニウムあ
るいはガラス等のディスクを基板として、これに磁性材
料をコーティングしたものが一般に用いられており、記
録用メディアへの情報の記録等を行うヘッドおよび駆動
装置等と共に密閉された筐体に納められる。近年、メデ
ィア一枚当りの記録密度が飛躍的に向上し、ニーズにあ
った容量を得る為に、一枚の記録メディアで充分な場合
がある。しかし、通常ハードディスクドライブの設計
は、メディアを最低でも２枚以上使用するものとなって
おり、一枚分のニーズに対応する為に、２枚使いのドラ
イブにおいて記録用メディア一枚とダミーメディア一枚
を搭載する事が多い。

【０００３】 図２（ａ）は、従来のハードディスクド
ライブのヘッド周辺の１部分の概略部品構成を示す断面
図である。記録用メディア５は、それと平行に備わるダ
ミーメディア７、及び記録メディア５とダミーメディア
７の間を平行に保持して接合するスペーサーリング６と
ともにハードディスク１として構成される。ヘッド９
は、ヘッドスライダー４に装着されていて、動作時には
サスペンション３を介してアクチュエータアーム２によ
り位置決めされる。ハードディスク１は高速回転し、ヘ
ッド９は直接には記録用メディア５に接触しないが、記
録用メディア５との間隔が非常に狭い位置で浮上してい
る。したがって、記録用メディア５に凸部が形成されて
いたり、付着物があったり、あるいは高速回転するハー
ドディスク１に微小なうねりが発生したりすると、記録
用メディア５とヘッド９との間隔が変わったり記録用メ
ディア５がヘッド９と接触して、記録装置としての信頼
性が低下してしまう。

【０００４】 こうした事故を防止し、記録密度および
装置の信頼性を維持するために、ハードディスク１の記
録用メディア５の基板となるディスクには、肉厚の均一
さと表面の平滑さが厳しく要求される。たとえば、現在
ではディスクの全面で、肉厚が基準値±５μｍ、平面度
が５μｍ以下、表面粗さ（Ｒａ）が２ｎｍ以下というデ
ィスクが用いられている。

【０００５】 このようなハードディスク１そのものの
品質向上とともに、記録密度および装置の信頼性を維持
するためには、装置動作時においても、高速回転するハ
ードディスク１に微小なうねりが発生して、記録用メデ
ィア５とヘッド９との間隔が微妙に変わったり、記録用
メディア５がヘッド９と接触して、記録装置としての信
頼性が低下することを防止する必要がある。

【０００６】 このため従来は、ダミーメディア７が、
スペーサーリング６と締結され、記録用メディア５と平
行に接着して設けられていた。ダミーメディア７によ
り、ハードディスク１として全体の重量バランスを取る
ことで、高速回転して遠心力が発生してもハードディス
ク１に微小のうねりも発生せず、記録用メディア５とヘ
ッド９との間隔が変わったり、ヘッド９に接触したりす
ることがない。

【０００７】 ダミーメディア７は情報を記録するディ
スクではないが、バランサーとしてハードディスクドラ
イブの部品の中で重要な役割を担っている。その役割か
ら慣性モーメントに係る重量と形状が記録用メディア５
と同じであることが好ましく、ダミーメディア７として
通常は、記録用メディア５の不良製品、若しくは製造過
程での中間製品が利用されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】 ところが最近、生産
技術の進歩から製品歩留まりが向上して、記録用メディ
アの不良品が安定して入手し難い状況になりつつあっ
た。又、製造過程での中間製品の利用は、記録用の磁性
材料を塗ることは省けても中間までの製造工程は記録用
メディアと同じであるため、ダミーメディアが記録媒体
として機能しない割に、高コストであるということが問
題になってきた。ダミーメディアがスペーサーリングと
締結され、更に記録用メディアとダミーメディアが平行
になるように締結するという工程で製作されることもコ
ストが膨らむ一因であり、低コスト化が進み、競争が激
しいハードディスクドライブ装置メーカーにおいては、
記録という中枢機能に関係しないダミーメディアについ
て、部品として、よりコストの削減が求められていた。

【０００９】 本発明は、上述した従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、
歩留まりが上がり供給量が少なくなった記録用メディア
の不良製品や、コストの高い記録用メディアの中間製品
をダミーメディアとして利用するよりも、より低コスト
で信頼性が高く品質の優れた、ハードディスクドライブ
用ダミーディスクを安定して供給することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】 本発明者らは、上記の
目的を達成するために種々検討した結果、ダミーメディ
アとスペーサーリングとが一体として成形されていなが
ら、従来の部品との慣性モーメント及び重量の差や、記
録用メディアとの熱膨張率の差が、一定範囲内に抑えら
れていて、円板部分と記録用メディアとが平行にするこ
とが出来、円板部分の肉厚が均一で、更には円板部分の
平面平滑度の精度が高く、充分な強度を有しており、尚
且つ記録用メディアに比べ円板部分の外径が同等もしく
はより短径で、厚みが同等もしくはより厚く作製し易い
ハードディスクドライブ用ダミーディスクの提供によ
り、上記の目的を達成できることを見出した。

【００１１】 即ち、本発明によれば、記録用メディア
とともにハードディスクドライブを構成する、ハードデ
ィスクドライブ用のダミーディスクであって、ダミーデ
ィスクは、記録用メディアと平行して備わるダミーメデ
ィアと、記録用メディアとダミーメディアの間に設けら
れるスペーサーリングとが、一体として成形されている
ハードディスクドライブ用のダミーディスクが提供され
る。

【００１２】 このような本発明のハードディスクドラ
イブ用のダミーディスクにおいては、記録用メディアよ
り、円板部分の外径が同等もしくはより短径で、厚みが
同等もしくはより厚くすることは、製造コストをより下
げる上で有利であり好ましい。

【００１３】 又、本発明によれば、ダミーディスクの
材料は、ガラス材料、セラミック材料、及び金属材料の
うち、いずれかの材料から成ることが好ましく、その材
料は、強度があり弾性率７０ＧＰａ以上で、記録用メデ
ィアとの熱膨張率の差は百万分の２以内であり、必要に
応じて導電性を有していることが好ましい。ダミーディ
スクに使用される材料のうち、セラミック材料は、アル
ミナ、ジルコニア、ステアタイト、アルティック、チタ
ン酸バリウム、サーメット及びフォルステライトのう
ち、いずれか一種を主相とすることが好ましく、金属材
料は、アルミニウム、ステンレス、及びチタン合金のう
ち、いずれかからなることが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態につ
いて説明するが、本発明が以下の実施の形態に限定され
るものでないことはいうまでもない。本発明は、従来の
ダミーメディアとスペーサーリングを締結したハードデ
ィスクドライブ用の部品を、一体化したダミーディスク
で置き換えるものである。ダミーディスクは、その円板
部が記録用メディアに平行になるように締結して備えら
れ、高速回転するハードディスクのうねりの発生を防止
し、記録装置としての信頼性保持に有用な役割を担う。

【００１５】 図１は、本発明におけるダミーディスク
１８の標準の形状である実施例を示した図で、図１
（ａ）は、斜視図で、図１（ｂ）は、正面断面図であ
る。円板に、それより径の小さい円柱が、上部に中心軸
を同じくして据え付けられ、中心軸から円柱の直径より
小さい径で刳り抜かれた形状である。この円柱部分の更
に上に記録用メディア５が取り付けられ、ハードディス
ク１が構成される。

【００１６】 ダミーディスクは、低コストであること
がより望ましい。従って作製が容易であるように、ダミ
ーディスクの円板部分が記録用メディアより短径で厚い
ほうが好ましい。外径が短くなれば、即ち円板部分の面
積が小さくなれば、円板部分の肉厚を均一に出来易く、
又、円板部分の平面平滑度の精度が高く出来易いため
に、製造コストが下がり、信頼性は向上する。又、必要
に応じて、欠け防止のために部品の各角部分に面取りを
施すことも好ましい。

【００１７】 しかしながら、ダミーディスクは、ダミ
ーメディアとスペーサーリングとが締結されている部品
を置き換えるものであるから、その役割は変わらず、ダ
ミーディスクの円板部分が短径で厚くなっても、慣性モ
ーメント及び重量の差が、一定範囲内であることが必要
で、より好ましくは、慣性モーメントの差は±２０％以
内（参考：２．５インチドライブの場合は±５ｇ・ｃｍ
²以内）であり、重量の差は±４０％以内（参考：２．
５インチドライブの場合は±２ｇ以内）である。

【００１８】 図２は、ハードディスクドライブのヘッ
ド周辺における一部の概略部品構成を示した図で、図２
（ａ）は、従来のハードディスクドライブの断面図、図
２（ｂ）は、本発明のダミーディスク１８を備えたハー
ドディスクドライブの断面図である。従来のハードディ
スクドライブは、アクチュエータアーム２、サスペンシ
ョン３、ヘッド９を含むヘッドスライダー４から成る、
情報の書換、読取を行うヘッドの位置決めを司るヘッド
サーボ機構１０と、記録用メディア５、スペーサーリン
グ６、ダミーメディア７から成るハードディスク１によ
って構成されている。本発明のダミーディスク１８を備
えたハードディスクドライブは、同じくアクチュエータ
アーム１２、サスペンション１３、ヘッド１９を含むヘ
ッドスライダー１４から成るヘッドサーボ機構２０と、
スペーサーリング６とダミーメディア７を一体化してダ
ミーディスク１８と、記録用メディア１５から成るハー
ドディスク１１によって構成されている。

【００１９】 ダミーディスク１８に使用される材料
は、ガラス材料、セラミック材料、及び金属材料などが
可能である。しかし、このうちアルミニウムやステンレ
ス等の金属材料は、製造工程及び使用途中において突起
状の不良が出やすいことから、歩留まり向上、即ち、よ
りコスト低減と長期間にわたる信頼性向上のためにはガ
ラス材料、又はセラミック材料がより好適である。セラ
ミック材料としてはアルミナ、ジルコニア、ステアタイ
ト、アルティック、チタン酸バリウム、サーメット及び
フォルステライト等が好適に用いられるが、以下の条件
に合えばこれらに限定されるものではない。

【００２０】 先ず、機械的に強度が優れている材料で
あることが必要である。ハードディスク１１は停止と非
常に高速な回転を頻繁に繰り返し、大きな遠心力が常に
かかる。このような状況下にあっても少しでも変形すれ
ば回転中の慣性モーメントのずれが生じ、これがハード
ディスク１１の回転に微小なうねりを引き起こし、ヘッ
ド１９が記録メディア１５に接触する等のトラブルに結
びつく。このため、より好ましくは弾性率７０ＧＰａ以
上である材料を選定することが必要である。

【００２１】 次いで、記録用メディアとの熱膨張率の
差が一定範囲内である材料であることが必要である。上
記のようにハードディスク１１はモーターにより高速回
転しているため、ハードディスクドライブ内は温度が上
昇することがある。この場合、記録用メディアとダミー
ディスクの熱膨張の差が大きいと記録用メディアに歪み
が生じる。従って、記録用メディア１５との熱膨張率の
差が小さく、より好ましくは熱膨張率の差が百万分の２
以内である材料を選定することが必要である。また近年
は、ヘッド１９にＭＲ素子が使用されているので、静電
気による破壊を防止するため、必要に応じて導電性材料
を採用し、アースの効果を持たせることが好ましい。

【００２２】 図３は、本発明におけるダミーディスク
の種々の形状を示す実施例を表す図である。図３（ａ）
は、従来の部品に最も近い形状で、円板部分をより短径
により厚くした標準の実施例の断面図であり最も作製し
やすい。しかし、ヘッドサーボ機構の慣性モーメントを
あわせるために、本発明のダミーディスクを備えたハー
ドディスクドライブにおいてもアクチュエータアームを
削除できないので、円板部分がアクチュエータアームの
一部と干渉する場合がある為，接触しないように留意し
て設計する必要がある。図３（ｂ）は、慣性モーメント
をあわせて、尚且つアクチュエータアームとの干渉部分
を切り欠いた実施例の断面図で、円板部分がアクチュエ
ータアームに接触する心配がない。

【００２３】 図３（ｃ）は、慣性モーメントをあわせ
て、尚且つ円板部分をその外周を除いて薄肉とした実施
例の断面図で、より軽量にすることができる。図３
（ｄ）は、円板部分の裏面を切り欠いた実施例の断面図
である。重量を合せる為の調整が出来る利点の他に、裏
面の面加工が円柱部分だけとなる為、平面度、表面粗さ
が出し易くなるという利点がある。

【００２４】 製造は従来と同じ方法により行われる。
即ち、セラミック材料の場合は、原料調合、乾燥造粒、
プレス成形、焼成、研磨等種々の加工を経て作製され
る。ガラス材料では、原料調合、溶融、型枠、研磨等種
々の加工を経て作製される場合と、セラミック材料の場
合と同じ工程、即ち原料調合、乾燥造粒、プレス成形、
焼成、研磨等種々の加工を経て作製される場合がある。
以下に、本発明を実施例によって説明するが、これらは
本発明を限定するものではない。

【００２５】

【実施例】（実施例１）ダミーディスクの実施例とし
て、２．５インチハードディスクドライブ装置への適用
を試みた。現行のドライブ設計の一例を表１に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】 表１より、ダミーメディアとスペーサー
リングの２つを合せた慣性モーメントと重量を計算で求
めると、慣性モーメントの合計は２６．９ｇ・ｃｍ²、
重量の合計は５．２ｇとなった。その結果より、慣性モ
ーメントの目標値を２７±１ｇ・ｃｍ²、重量の目標値
を５±２ｇとして、試作を行った。

【００２８】 原料として、主にＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、
ＣａＯからなる組成のガラス粉末を使用し、ガラス粉末
の平均粒径は、１０μｍ以下となる様にした。これを媒
体となる水、バインダーとなるポリビニルアルコール、
及び可塑剤と湿式混合してスラリーを得た。このスラリ
ーから、スプレードライヤーを用いて、平均粒径８０μ
ｍの造粒粉末を製造した。この造粒粉末をメカプレスを
用いて、金型プレス成形を行い、所望の円板状である成
形体を得た。

【００２９】 この成形体を、大気中で、最高温度が８
５０℃から９００℃であって、その最高温度の保持時間
が１時間から１０時間となる様に熱処理を行ない、焼結
体を得た。この焼結体の密度は、２．８ｇ／ｃｍ³であ
った。得られた焼結体は、適宜両面の研磨加工、内外径
の研磨加工を行い、又、各々のエッジの面取りを行っ
た。こうして得られたダミーディスクは、従来の部品の
ダミーメディアに相当する円板部分の寸法が、外径φ５
６．５ｍｍ、厚み０．９５ｍｍと従来の部品に比べて、
より短径に、より厚く出来るため、製造がより容易であ
った。又、反対に従来の部品のスペーサーリングに相当
する円柱部分の厚みは、従来の部品の１．７ｍｍから
１．３５ｍｍへとより薄く出来るので、これもより製造
し易いというメリットがあった。完成したダミーディス
クの慣性モーメントは２６．８ｇ・ｃｍ²、重量は６．
３ｇであり、目標値以内となった。

【００３０】（実施例２）ＭＲヘッドの場合等、静電破
壊防止が考慮されるべきケースでは導電性をもたせた材
料とすることが必要である。このような材料は、ガラス
粉末に導電性を発現できる様な酸化物、例えばＳｎＯ₂
を加える事により可能となる。本例では、実施例１で使
用したガラス粉末とＳｎＯ₂を重量比で７０：３０とな
る様に混合したものを使用した。この混合粉末から実施
例１と同様な手段によって焼結体を得た。この焼結体の
密度は、３．２ｇ／ｃｍ³であった。

【００３１】 この後、研磨、外径加工、内径加工等の
必要な処理を行い、得られたダミーディスクは、ディス
ク部寸法が外径φ５６ｍｍ、厚み０．８５ｍｍと、実施
例１と同様に従来の部品に比べて、より短径に、より厚
く出来た。完成したダミーディスクの慣性モーメントは
２６．５ｇ・ｃｍ²、重量は６．４ｇであり、目標値以
内とすることが出来た。

【００３２】

【発明の効果】 ダミーメディアとスペーサーリングと
を一体とすることで、部品点数が削減でき、これによっ
て部品コストそのものも低減できる上、部品管理が省力
化される。又、２つの部品の取扱いが一つで済む様にな
る為、製造工程が簡略化され、歩留まりが向上し、よっ
て製造コストが低減される。また、ダミーディスク自体
をとっても、ダミーディスクの円板部分を、従来の部品
に比べより短径により厚くする事が出来る為、製造が容
易となり、歩留まりが向上し、製造コストが低減出来
る。このように本発明によれば、供給の確保が不確実な
記録用メディアの不良製品や、コストの高い記録用メデ
ィアの中間製品をダミーメディアとして利用するより
も、より低コストで信頼性が高く品質の優れている、ハ
ードディスクドライブ用ダミーディスクを安定して供給
できるといった優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明におけるダミーディスクの標準の形状
である実施例を示す図で、図１（ａ）は、斜視図、図１
（ｂ）は、正面断面図である。

【図２】 ハードディスクドライブのヘッド周辺の一部
の概略部品構成を示す断面図で、図２（ａ）は、従来の
ハードディスクドライブの断面図、図２（ｂ）は、本発
明のダミーディスクを備えたハードディスクドライブの
断面図である。

【図３】 本発明におけるダミーディスクの外形の種々
の形状を示す実施例を表す図で、図３（ａ）は、従来の
部品に最も近い形状の実施例の断面図、図３（ｂ）は、
慣性モーメントをあわせて、尚且つアクチュエータアー
ムとの干渉部分を切り欠いた実施例の断面図、図３
（ｃ）は、慣性モーメントをあわせて、尚且つより軽量
になるように円板部分をその外周を除いて薄肉とした実
施例の断面図、図３（ｄ）は、加工面精度を出し易くす
る為に、円板部分の裏面を切り欠いた実施例の断面図で
ある。

【符号の説明】

１…ハードディスク（従来案）、１１…ハードディスク
（本発明案）、２，１２…アクチュエータアーム、３，
１３…サスペンション、４，１４…ヘッドスライダー、
５，１５…記録用メディア、６…スペーサーリング、７
…ダミーメディア、８…従来の部品（ダミーメディア＋
スペーサーリング）、１６…ダミーディスク円柱部分、
１７…ダミーディスク円板部分、１８，２１〜２４…ダ
ミーディスク、９，１９…ヘッド、１０，２０…ヘッド
サーボ機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 文雅 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 (72)発明者 赤井 八代 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 Ｆターム(参考） 5D112 AA02 AA26 BA03 BA04 BA05 GB04

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録用メディアとともにハードディスク
   ドライブを構成する、ハードディスクドライブ用のダミ
   ーディスクであって、 前記ダミーディスクは、前記記録用メディアと平行して
   備わるダミーメディアと、前記記録用メディアと前記ダ
   ミーメディアの間に設けられるスペーサーリングとが、
   一体として成形されていることを特徴とするハードディ
   スクドライブ用のダミーディスク。
2. 【請求項２】 前記ダミーディスクは、前記記録用メデ
   ィアより、円板部分の外径が同等もしくはより短径で、
   厚みが同等もしくはより厚いことを特徴とする請求項１
   に記載のハードディスクドライブ用のダミーディスク。
3. 【請求項３】 前記ダミーディスクの材料は、ガラス材
   料、セラミック材料、及び金属材料のうち、いずれかの
   材料から成ることを特徴とする請求項１に記載のハード
   ディスクドライブ用のダミーディスク。
4. 【請求項４】 前記ダミーディスクの材料は、弾性率７
   ０ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１〜３のい
   ずれか一項に記載のハードディスクドライブ用のダミー
   ディスク。
5. 【請求項５】 前記ダミーディスクの材料は、前記記録
   用メディアとの熱膨張率の差が、百万分の２以内である
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の
   ハードディスクドライブ用のダミーディスク。
6. 【請求項６】 前記ダミーディスクの材料は、導電性を
   有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一
   項に記載のハードディスクドライブ用のダミーディス
   ク。
7. 【請求項７】 前記セラミック材料が、アルミナ、ジル
   コニア、ステアタイト、アルティック、チタン酸バリウ
   ム、サーメット及びフォルステライトのうち、いずれか
   一種を主相とすることを特徴とする請求項３に記載のハ
   ードディスクドライブ用のダミーディスク。
8. 【請求項８】 前記金属材料が、アルミニウム、ステン
   レス、及びチタン合金のうち、いずれかからなることを
   特徴とする請求項３に記載のハードディスクドライブ用
   のダミーディスク。