JP2011023073A - 磁気記録媒体用基板の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂材料により形成されたハードディスク用の基板において表面精度を確保する。
【解決手段】可動金型と固定金型から構成される成形金型の内部に熱可塑性樹脂を射出し、前記可動金型、前記固定金型の少なくとも一方に装着されたスタンパを用いて磁気記録媒体用基板を製造する磁気記録媒体用基板の製造装置であって、スタンパ３１Ｓ、３２Ｓの表面粗さＲａが１ｎｍ以下であり、可動金型３１の成形面３１Ｓａより固定金型３２の成形面３２Ｓａの方が離型性が高い。
【選択図】図３

Description

本発明は、磁気記録媒体用基板の製造装置に関するものである。

従来より、コンピュータ等に接続又は搭載される磁気記録装置の磁気記録媒体用基板（以下、単に「基板」という。）の材料として、一般にアルミニウム合金やガラスが用いられてきた。

一方で、アルミニウム合金やガラスを用いる場合に必要であった研磨工程を不要とすることやコスト削減を目的として、樹脂材料を射出成形して基板を形成することも各種提案されている。

アルミニウム合金やガラスで形成される基板と同様に、樹脂材料で形成される基板も高いレベルの表面精度（平滑性、平坦度等）が要求される。従って、従来より、樹脂材料で形成される基板において高いレベルの表面精度を確保する技術が各種提案されている。

特許文献１に記載の技術では、基板（特許文献１では非磁性基板）の一方の面の面粗さを２ｎｍ以下、他方の面の面粗さが４ｎｍ以上と設定し、基板の表面粗さを規定している。

また、特許文献２に記載の技術では、成形金型におけるキャビティを画成する部材の少なくとも一部に予め離型剤を成膜しており、成形金型に対する基板の離型性を高め、基板における平坦度を高く維持出来るようにしている。

特開平１１−１１０７４９号公報 特開平１１−１１０８３５号公報

ところで、ハードディスクは記録密度の向上のために磁気記録媒体上数十ｎｍの高さを磁気ヘッドが浮上移動するため、低い平坦度（劣悪な表面精度）を有する基板を用いると、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間の所定の距離を維持することが出来ず、最悪の場合には磁気ヘッドが浮上せず、実際の読み書きを行うことが出来ない。従って、ハードディスク用の基板はＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）に比較して高いレベルの表面精度が要求される。

当該観点において検討すると、特許文献１に記載の技術では基板の粗さが規定されているが、規定された粗さの全範囲においてハードディスク用の基板の性能を十分に確保することが出来ない。

また、成形金型は可動金型と固定金型により構成され、射出成形した基板を成形金型から取り外す場合、まず基板を固定金型から離し、その後で可動金型から離すようになっている。特許文献２に記載の技術では、成形金型に対する基板の離型性が考慮されているが、成形金型において射出成形された基板がどこから離れることになるのか考慮されておらず、ハードディスク用の基板における平坦度が十分に確保出来ない可能性がある。

そこで、本発明の目的は、樹脂材料により形成されたハードディスク用の基板において表面精度を確保することが出来る磁気記録媒体用基板の製造装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る磁気記録媒体用基板の製造装置は、
可動金型と固定金型から構成される成形金型の内部に熱可塑性樹脂を射出し、前記可動金型、前記固定金型の少なくとも一方に装着されたスタンパを用いて磁気記録媒体用基板を製造する磁気記録媒体用基板の製造装置であって、
前記スタンパの表面粗さＲａが１ｎｍ以下であり、
前記可動金型の成形面より前記固定金型の成形面の方が離型性が高いことを特徴とするものである。

本発明に係る磁気記録媒体用基板の製造装置によれば、樹脂材料により形成されたハードディスク用の基板において表面精度を確保することが出来る。

磁気記録装置の概略図である。 磁気ディスクの基板を製造する射出成形装置の一例を示す図である。 磁気ディスクの基板を製造する手順を示すフローチャート図である。 図２に示す成形金型の拡大断面図である。 図２に示す成形金型の拡大断面図である。

［磁気記録装置の概要］
図１は、磁気記録装置の概略図である。

図１に示すように、コンピュータ等に付設される磁気記録装置１は、主に筐体ＣＡと、磁気ディスク１０と、磁気ヘッド１２と、ヘッド位置決め機構１４と、入出力制御部１６と、クランプ部１８により構成されている。

磁気ディスク（磁気記憶媒体）１０は、例えば、厚さ１．２７ｍｍであって３．５インチ規格サイズの記録用ディスクである（磁気ディスク１０のサイズはこれに限るものでない）。磁気ディスク１０は、樹脂材料、例えば、ポリカーボネートで成形された円盤状の基板（磁気記録媒体用基板）と、基板の一対の表層部にそれぞれ記録面として形成される磁性層及び保護層により構成されている。磁気ディスク１０の各記録面には、情報が記録されるトラックが同心円上に形成されている。

磁気ヘッド１２は、磁気ディスク１０の記録面に記録された情報を再生するとともに、記録面に情報を記録するものであり、磁気ディスク１０の双方の記録面にそれぞれ対向して配設されている。

ヘッド位置決め機構１４は、磁気ディスク１０のトラックに対する磁気ヘッド１２の位置決め制御を行う。ヘッド位置決め機構１４は、主に磁気ヘッド１２を支持する弾性体からなるアーム部材と、アーム部材の基端を所定の角度範囲内で回動させるアクチュエータにより構成されている。

入出力制御部１６は、ヘッド位置決め機構１４の動作制御及び磁気ヘッド１２の記録再生制御を行うものである。入出力制御部１６は、不図示のインタフェース回路を通じて接続されている制御部からの制御データ群、記録されるべきデータ群等が供給される。

クランプ部１８は、不図示のスピンドルモータの出力軸に連結され、磁気ディスク１０の中央部を支持する。

［射出成形装置の概要］
図２は、磁気ディスク１０の基板を製造する射出成形装置の一例を示す図である。

図２に示す射出成形装置（磁気記録媒体用基板の製造装置）２は、インラインスクリュー式射出成形装置である。射出成形装置２は、射出部２０と、成形金型３０と、金型駆動部４０により構成されている。

射出部２０は、樹脂の溶融、計量及び射出を行うスクリュー２１と、スクリュー２１の計量及び射出駆動を行うスクリュー駆動部２２と、スクリュー２１とスクリュー駆動部２２を内部に有する加熱シリンダ２３と、加熱シリンダ２３を加熱する加熱部２４と、スクリュー２１に対して樹脂を供給する樹脂供給部２５と、射出口２６を備えている。

成形金型３０は、分離可能な２つの部分である可動金型３１と固定金型３２により構成されており、可動金型３１は金型駆動部４０により移動することが可能である。

可動金型３１には可動側スタンパ３１Ｓが装着されてり、固定金型３２には固定側スタンパ３２Ｓが装着されている。可動側スタンパ３１Ｓと固定側スタンパ３２Ｓの表面は鏡面となっている（可動側スタンパ３１Ｓと固定側スタンパ３２Ｓは、その表面にパターンを有するものであってもよい）。

［磁気ディスクの基板の製造］
次に射出成形装置２を使用した磁気ディスク１０の基板を製造する手順について説明する。

図３は、磁気ディスク１０の基板を製造する手順を示すフローチャート図である。図４は、図２に示す成形金型３０の拡大断面図であり、成形金型３０を閉じた状態を示す。図５は成形金型３０の拡大断面図であり、成形金型３０を開けた状態を示す。

以下、図３のフローチャート図に従いつつ、適宜、図４、図５を参照して説明する。

まず、成形金型３０において型締めが行われる（ステップＳ１０１）。すなわち、図４に示すように、金型駆動部４０（図２参照）により可動金型３１が固定金型３２の方向に移動し、可動金型３１と固定金型３２に所定の圧力が加えられる。

そして、加熱シリンダ２３（図２参照）において予め計量された溶融樹脂が、スプルー部Ｙとなる部位を介してゲート３３からキャビティ３４内に充填される。その後、充填された溶融樹脂を冷却硬化させ、磁気ディスク１０の基板を成形する（ステップＳ１０２）。この冷却硬化の時間中にスクリュー駆動部２２（図２参照）が動作し、次の成形に備えた樹脂の溶融と計量を行う。

本実施形態における磁気ディスク１０の基板に用いられる熱可塑性樹脂は、一般的に光磁気ディスク基板に使用されているポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリオレフィン系樹脂等である。特に、高耐熱性でありかつ低吸湿性である剛直構造のポリオレフィン系樹脂、例えばノルボルネン系ポリシクロオレフィン樹脂を用いることが好ましい。

図４に示すように、可動金型３１には可動側スタンパ３１Ｓが装着されており、固定金型３２には固定側スタンパ３２Ｓが装着されている。従って、キャビティ３４内に充填されて成形された基板の両面は鏡面として仕上げられ、両面とも磁気ディスク１０の記録面用として使用される。

磁気ディスク１０の基板が成形された後、図４に示すパンチ３５を図４に示す位置から図４の右側に移動させて、スプルー部Ｙをキャビティ３４内の基板Ｘ（図５参照。基板Ｘは磁気ディスク１０の基板である）から切断する。更に冷却硬化させた後、金型駆動部４０を駆動して可動金型３１を移動させ、型開きが行われる（ステップＳ１０３）。

図５に成形金型３０が開いた状態を示すが、パンチ３５の切断動作により、基板Ｘとスプルー部Ｙとは分離されている。基板Ｘは固定金型３２から離れ、可動側スタンパ３１Ｓに付着して可動金型３１とともに移動し、スプルー部Ｙは固定金型３２から離れ、中央金型３６に付着して可動金型３１とともに移動する。

そして、図５に示す状態から、エジェクタ３７が図５に示す位置から図５の右側に移動し、基板Ｘが可動側スタンパ３１Ｓから離れ、基板Ｘの取り出しが完了する（ステップＳ１０４）。なお、スプルー部Ｙは不図示のキャッチ部により可動金型３１から取り除かれる。

以上の製造手順に沿って、両面が磁気ディスク１０の記録面用として使用される基板Ｘが製造される。基板Ｘの製造後、基板Ｘの両面には磁性層及び保護層により形成され、磁気ディスク１０が形成されることになる。

磁気記録装置１では磁気ディスク１０の上数十ｎｍの高さを磁気ヘッド１２が浮上移動するため、磁気ディスク１０の記録面において平滑性が必要であり、そのためにも磁気ディスク１０に使用される基板Ｘの両面も平滑性が必要である。そこで、基板Ｘの両面における平滑性を確保するため、基板Ｘの両面を成形することとなる可動側スタンパ３１Ｓと固定側スタンパ３２Ｓの表面粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１）が１ｎｍ以下となっている。

また、前述したように基板Ｘを成形する際は、まず基板Ｘが固定金型３２から離れ、その後で基板Ｘが可動金型３１から離れる手順となっており、この手順で適正に基板Ｘが成形金型３０から離れるように、可動金型３１の成形面３１Ｓａより固定金型３２の成形面３２Ｓａの方が離型性が高くなっている。その結果、基板Ｘの平坦度（平坦度とは、基板表面の最も高い部分と最も低い部分との上下方向（表面に垂直な方向）の距離（高低差））を高精度にすることができ、磁気ディスク１０用の基板として性能を確保することが出来る。

この点について詳しく説明すると、本実施形態において、可動金型３１の成形面３１Ｓａと固定金型３２の成形面３２Ｓａにおける離型性は、成形面に付与する離型剤の被膜の厚さを異ならせることにより調整している。

成形面３１Ｓａと成形面３２Ｓａには、同じ離型剤であるオプツールＤＳＸ（商品名、ダイキン工業株式会社製）が付与されている。具体的にはオプツールＤＳＸをデムナムソルベント（商品名、ダイキン工業株式会社製）により０．１質量％に希釈し、当該液体に対して成形面３１Ｓａと成形面３２Ｓａをディッピングした後、デムナムソルベントを用いて成形面３１Ｓａと成形面３２Ｓａを濯ぎ、成形面３１Ｓａと成形面３２Ｓａに離型剤皮膜を付与する。当初、成形面３１Ｓａと成形面３２ＳａにおいてオプツールＤＳＸ被膜の厚さは３ｎｍとなっているが、成形面３１Ｓａの離型性を低下させるために、成形面３１ＳａをＵＶオゾン洗浄し、オプツールＤＳＸ被膜の厚さを１．５ｎｍとする。これにより、可動金型３１の成形面３１Ｓａより固定金型３２の成形面３２Ｓａの方が離型性が高くなっている。

また、離型性の調整として、成形面３１Ｓａと成形面３２Ｓａに異なる離型剤を付与する方法もある。成形面３２Ｓａには前述したようにオプツールＤＳＸをデムナムソルベントにより０．１質量％に希釈し、当該液体に成形面３２Ｓａをディッピングした後、デムナムソルベントを用いて濯ぐ。一方、成形面３１ＳａにはノベックＥＧＣ１７２０（商品名、住友スリーエム株式会社製）をノベックＨＦＥ７１００（商品名、住友スリーエム株式会社製）により０．１質量％に希釈し、当該液体に成形面３１Ｓａをディッピングした後、ノベックＨＦＥ７１００を用いて濯ぐ。オプツールＤＳＸはノベックＥＧＣ１７２０より離型性が高いため、可動金型３１の成形面３１Ｓａより固定金型３２の成形面３２Ｓａの方が離型性が高くなる。

ちなみに、離型剤被膜の厚さにより離型性を調整する方法では１万回まで、離型剤自体を異ならせることにより離型性を調整する方法では８千回まで、可動金型３１の成形面３１Ｓａと固定金型３２の成形面３２Ｓａとの離型性の関係を維持することが出来た。

以上説明したように、可動側スタンパ３１Ｓと固定側スタンパ３２Ｓの表面粗さＲａを１ｎｍ以下とし、可動金型３１の成形面３１Ｓａより固定金型３２の成形面３２Ｓａの方が離型性が高いため、樹脂材料により形成された磁気ディスク１０用の基板において、表面精度を確保すること出来る。

本発明は当該実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。本実施形態では、可動金型３１と固定金型３２の双方にスタンパを装着しているが、少なくとも何れか一方にスタンパが装着されている形態であれば良い。

１ 磁気記録装置
２ 射出成形装置
１０ 磁気ディスク
１２ 磁気ヘッド
１４ ヘッド位置決め機構
１６ 入出力制御部
１８ クランプ部
２１ スクリュー
２２ スクリュー駆動部
２３ 加熱シリンダ
２４ 加熱部
２５ 樹脂供給部
２６ 射出口
３０ 成形金型
３１ 可動金型
３１Ｓ 可動側スタンパ
３２ 固定金型
３２Ｓ 固定側スタンパ
３３ ゲート
３４ キャビティ
３５ パンチ
３６ 中央金型
３７ エジェクタ
４０ 金型駆動部
Ｘ 基板
Ｙ スプルー部

Claims (4)

1. 可動金型と固定金型から構成される成形金型の内部に熱可塑性樹脂を射出し、前記可動金型、前記固定金型の少なくとも一方に装着されたスタンパを用いて磁気記録媒体用基板を製造する磁気記録媒体用基板の製造装置であって、
   前記スタンパの表面粗さＲａが１ｎｍ以下であり、
   前記可動金型の成形面より前記固定金型の成形面の方が離型性が高いことを特徴とする磁気記録媒体用基板の製造装置。
2. 前記可動金型の成形面に形成された離型剤被膜の厚さより前記固定金型の成形面に形成された離型剤被膜の厚さの方が厚いことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体用基板の製造装置。
3. 前記可動金型の成形面に付与された離型剤と前記固定金型の成形面に付与された離型剤が異なることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体用基板の製造装置。
4. ハードディスク用基板を製造することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の磁気記録媒体用基板の製造装置。

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