JP3884139B2 - Magnetic disk manufacturing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、コンピユ―タにおけるデ―タなどを記憶させる記録媒体として使用される磁気デイスクおよびその製造方法ならびに磁気記録再生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の磁気デイスクは、円板状の非磁性基板とこの基板の両面に形成された磁性層とを備えている。従来、たとえば、特開昭63−255816号公報に開示されているように、周知の光デイスクと同様のプラスチツクを基板材料とし、これを射出成形して基板を成形する方法が知られている。
【0003】
また、磁気デイスクの物理フオ―マツトの形成に際し、磁気ヘツドにより磁性層の全領域にフオ―マツト信号を記録するには、多くの時間が費やされる。これを回避するための新しい形態の磁気デイスクとして、特開平3−86912号公報に、サ―ボ信号を基板の凹凸状態であらかじめ一律に定めておき、射出成形などにより同一の凹凸をもつ基板を量産し、各基板の凹凸側に画一的に磁性層を形成して、この磁性層を一方向に強制的に磁化させ、この磁性層の凹凸から生じる漏洩磁界を磁気ヘツドで検出させて、サ―ボ信号の読み取りを行わせようとしたものが知られている。これは、物理フオ―マツトが形成された磁気デイスクを大量かつ安価に提供できる手段として、有望視されている。
【0004】
このような磁気デイスクは、コンピユ―タにおけるデ―タなどを記憶させる記録媒体として広く使用されている。この磁気デイスクを用いる磁気記録再生装置は、磁気ヘツドを磁気デイスクに対して浮上させる方式として、いわゆるウインチエスタ形と称されている。つまり、この磁気記録再生装置では、磁気ヘツドを磁気デイスクとの相対運動で発生する空気流により、この磁気デイスクの表面から50nm以下の微小間隔を保つように浮上させた状態として、磁気ヘツドと磁気デイスクの間で磁界を授受させることにより、デ―タなどの記録または再生を行わせるようになつている。
【0005】
ここで、磁気ヘツドを適正状態に浮上させるためには、磁気デイスクの面振れ量を小さく抑える必要がある。この面振れ量は、基板全体の平坦性を高めることにより、小さくすることが可能である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来の磁気デイスクでは、プラスチツク製の円板状の非磁性基板の両面が十分平滑となるように、同じ面粗さRaに設定しており、この面粗さRaが2nm以下では、前記面振れ量が大きくなるといつた問題があつた。
【0007】
そこで、上記の面粗さRaを可及的に大きくして面振れ量を抑制させることも考えられるが、この場合、記録再生のための良好な磁気特性が得られにくく、この点からすると、基板はできるだけ平滑面であるのが望ましい。しかしながら、上記基板の両面が鏡面のように平滑面であると、成形後に基板を金型から離型する際に、金型と基板両面との間に大きな摩擦力が作用し、この摩擦力によつて基板が変形し、基板全体の平坦性を確保できなかつた。
【0008】
本発明は、このような事情に照らし、金型から離型する際の円板状の非磁性基板の変形を少なくして、基板全体の平坦性を向上させ、面振れ量を小さくできる磁気デイスクを提供することを目的としている。また、本発明は、上記磁気デイスクを大量かつ安価に得ることができる磁気デイスクの製造方法を提供すること、さらには、上記の磁気デイスクを備えてデ―タの授受が適正に行える磁気記録再生装置を提供することを目的としている。
【0009】
【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、鋭意検討した結果、プラスチツクの射出成形または射出圧縮成形により形成される円板状の非磁性基板の一方の面の面粗さを小さく設定するとともに、他方の面の面粗さを大きく設定すれば、成形用の金型から離型する際に上記基板の変形が少なくなり、基板全体の平坦性が確保され、磁気デイスクの面振れを抑制できることを知り、本発明を完成するに至つたものである。
【0011】
すなわち、本発明は、円板状の非磁性基板の一方の面の面粗さに対応する面粗さが2nm以下の転写面を有する第1のスタンパと、上記基板の他方の面の面粗さに対応する面粗さが4nm以上の転写面を有する第2のスタンパとを、各転写面が対向する状態で射出成形または射出圧縮成形用の金型内に配置し、この金型内でプラスチツクを射出成形または射出圧縮成形して円板状の非磁性基板を形成すると同時に、上記各転写面の面粗さを上記基板に転写させ、これによりその後に上記金型から上記基板を離型する際の上記基板の変形を少なくして、基板の一方の面の面粗さが2nm以下、他方の面の面粗さが4nm以上で、基板全体の平坦性が確保された円板状の非磁性基板を作製し、この基板の両面に磁性層を設けて磁気デイスクを製造することを特徴とする磁気デイスクの製造方法に係るものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施の形態を、図面にしたがつて説明する。
図1は、本発明の磁気デイスクの一例を示す断面図、図2は、上記図1の一部を拡大して示す断面図である。
【0013】
図1および図2において、1は円板状の非磁性基板で、プラスチツクを射出成形または射出圧縮成形して形成されている。この基板1の両面1a,1bには、少なくとも磁性層2が形成されている。3は上記基板1に形成された被駆動用の中央孔である。上記基板1の一方の面1aの面粗さRaは、平滑性が高い2nm以下に設定され、他方の面1bの面粗さRaは、平滑性が低い4nm以上、好ましくは5nm以上(通常10nmまで)に設定されている。
【0014】
この磁気デイスクMの基板の作製には、射出成形(または射出圧縮成形)用の金型を使用する。この金型の構成を、図3で概略的に説明する。
図3において、この金型24は、射出成形機のノズル側に接続された固定型24Aと、この固定型24Aに対して白矢印方向に相対移動可能に設定された可動型24Bを備え、上記固定型24Aは、上記ノズルからの溶融プラスチツクを固定型24Aと可動型24Bとの間の室間Sに導く湯道241を有し、上記可動型24Bは、基板離型用のシリンダ機能を持つエジエクタ242と中央孔打ち抜き形成用のゲ―トカツタ243とを有している。
【0015】
固定型24A内には、内周側および外周側ホルダ244A,245Aを有する固定側コア246Aが設置される一方、可動型24B内には、内周側および外周側ホルダ244B,245Bを有する可動側コア246Bが設置されている。固定側コア246Aに、上記ホルダ244A,245Aを介して、基板1の一方の面1aを形成するための第1のスタンパ23Aを保持させる一方、可動側コア246Bに、上記ホルダ244B,245Bを介して、基板1の他方の面1bを形成するための第2のスタンパ23Bを保持させるようになつている。湯道241からのプラスチツクが両スタンパ23A,23B間の空間S内に注入される。なお、247A,247Bは、上記固定側および可動側コア246A,246Bにそれぞれ形成された冷却媒体用流通路である。
【0016】
つぎに、この磁気デイスクMの製造方法を、図4に基づいて説明する。
円板状の非磁性基板1を作製するまでの工程は、周知の光デイスクの基板製造工程と同様である。つまり、まず、図4(a)に示すように、ガラス製原盤21の表面にフオトレジスト層22をスピンコ―ト法で塗布して形成する。その際、基板1の一方の面1aの面粗さRaを得るために、上記原盤21の研磨工程でこの原盤21の面粗さRaを2nm以下に制御する。
【0017】
ついで、図4(b)に示すように、原盤21の表面にニツケルめつきし、第1のスタンパ23Aを作製する。この第1のスタンパ23Aには、面粗さRaが2nm以下の転写面23aが形成されている。同様にして、面粗さRaが4nm以上の転写面23bを有する第2のスタンパ23Bを作製する。
【0018】
このように作製したスタンパ23A,23Bを、図4(c)に示すように、射出成形(または射出圧縮成形)用の金型24(24A,24B)内に、各転写面23a,23bが対向する状態で配置する。これに基板材料であるプラスチツクを射出成形(または射出圧縮成形)して、円板状の非磁性基板1を作製すると、この基板1には、スタンパ23A,23Bの各転写面23a,23bの形態が転写される。つまり、これにより上記基板1の一方の面1aの面粗さRaが2nm以下、他方の面1bの面粗さRaが4nm以上となる。
【0019】
基板1の材料であるプラスチツクには、ポリエ―テルイミド、ポリエ―テルサルホン、ポリフエニレンサルフアイド、ポリアクリレ―ト、ポリエ―テルケトン、ポリメチルペンテン、ポリメチルメタアクリレ―ト、ポリカ―ボネ―ト、ノルボルネン系樹脂など、耐熱性や転写性にすぐれる樹脂が用いられる。プラスチツク材料に含まれるコンタミネ―シヨン(有害物質による汚染)を回避するには、ポリカ―ボネ―トやノルボルネン系樹脂がとくに好ましい。
【0020】
この成形後、金型24から上記基板1を取り出し、図4(d)に示すように、スパツタリング法により上記基板1の両面1a,1bに、磁性層2および保護層(図示せず)を順次、それぞれ形成する。磁性層2の構成材には、コバルト・白金合金、コバルト・クロム・白金合金、コバルト・パラジウム合金などがある。また、保護層の構成材には、カ―ボンや酸化ケイ素などがある。
【0021】
なお、磁性層2には、低温成膜でも高い保磁力が得られるように、クロムやモリブデンなどの下地層を形成しておくのがよい。また、上記基板1と磁性層2との熱膨張の差に起因する磁性層2の亀裂などを防止し、磁気特性の改善を目的として、上記下地層を形成するに先立つて、アルミニウム、チタン、アルミニウム・チタン合金、ケイ素、窒化ケイ素、酸化ケイ素などのアモルフアス、セラミツク材料を基板1に形成するようにしてもよい。
【0022】
磁性層2の形成後、保護層表面の微細な突起を除去するために、図4(e)に示すように、ブラシ25を用いてバ―ニツシング処理を行う。最後に、磁気ヘツド12(図13参照)の走行性を良くするために、図4(f)に示すように、潤滑剤26をスピンコ―ト法で塗布すると、プラスチツク製基板1を用いた磁気デイスクMが作製される。上記潤滑剤26としては、たとえば「Fomblin Z−DOL」(商品名)などが好適に使用される。
【0023】
このように、プラスチツクを射出成形または射出圧縮成形して、円板状の非磁性基板1を成形するため、上記基板1を大量かつ安価に製作できる。また、上記基板1の両面1a,1bにそれぞれ対応する面粗さの転写面を、あらかじめ金型24の内壁に直接形成してもよいが、この場合金型コストが高騰化するのは避けられない。これに対し、上記のように第1および第2のスタンパ23A,23Bを使用することにより、コスト高を招くことなく、基板成形と同時に、その両面1a,1bに所望の面粗さを付与させることができる。
【0024】
ここで、上記基板1の両面とも平滑性が高い(鏡面状である)場合、金型24から基板1を離型する際に、金型24と基板1との間に大きな摩擦力が働いて、基板1が変形しようとする。しかし、上記のように、基板1の一方の面1aの面粗さRaを2nm以下に設定し、他方の面1bの面粗さRaを4nm以上に設定しておくと、離型時に基板1の他方の面1bと金型24との摩擦力が小さくなり、基板1に無理な力が加わつて変形するのが抑制され、その結果、作製される上記基板1の全体の平坦性がうまく確保される。
【0025】
つぎに、本発明の第2の実施の形態を、図面にしたがつて説明する。
図5は、上記本発明の磁気デイスクを示す断面図、図6は、図5の一部を拡大して示す断面図である。これは基板の他方の面に物理的に凹凸部(プリピツト)を設けた構成のプリエンボス形磁気デイスクMを示したものである。
【0026】
両図において、11は円板状の非磁性基板で、プラスチツクを射出または射出圧縮成形して形成されている。この基板1の両面11a,11bには、少なくとも磁性層2が形成されている。3は上記基板11に形成された被駆動用の中央孔である。上記基板11の一方の面11aの面粗さRaは、平滑性が高い2nm以下に設定され、他方の面11bの面粗さRaは、平滑性が低い4nm以上に設定されており、とくに上記他方の面11bは、ガ―ドバンド溝や記録トラツクなどの凹凸部(プリエンボスパタ―ン)10により構成されている。
【0027】
図7は、上記プリエンボスパタ―ン10の外観を示したものである。
同図において、12は磁気ヘツドであり、磁気デイスクMの円周方向(矢印a方向)の軌跡に沿つて相対運動することにより、記録または再生の動作を行う。上記パタ―ン10として、基板11の他方の面11bには、上記基板11と同心状、つまり磁気ヘツド12の円周方向の運動軌跡に平行で、かつ円周方向で連続または断続した複数のガ―ドバンド溝13が半径方向(矢印b方向)で実質的に等間隔に設けられており、半径方向で隣り合うガ―ドバンド溝13の各間に記録トラツク14が円周方向で間欠的に設けられている。
【0028】
半径方向の複数のトラツク14により、デ―タ記録領域18が構成され、円周方向で隣り合うデ―タ記録領域18の各間にサ―ボ領域19が設けられている。サ―ボ領域19には、サ―ボピツト15の列、位相ピツト16の列およびクロツクピツト17の列が形成されている。サ―ボピツト15の列は、記録トラツク中心14aに対して半径方向および円周方向にずらして配設されており、磁気ヘツド12により検出された半径方向で隣り合うサ―ボピツト15からの磁気的な出力が等しくなるように、磁気ヘツド12の位置が制御される。これにより、磁気ヘツド12は常時、記録トラツク中心14aに位置決めされる。
【0029】
図8は、上記磁気デイスクMのトラツクフオ―マツトなどの一例である。
図8(a)において、トラツク14は、複数個のセクタ―(1〜M)で構成され、セクタ―は複数個のセグメント(1〜N)に分割され、各セグメントの前端にサ―ボマ―ク(SM)が形成されている。サ―ボマ―ク(SM)は、アクセスコ―ド、クロツクマ―クおよびフアインパタ―ンから構成されている。ヘツダ―は、セクタ―マ―ク、トラツクNo、セクタ―No、冗長度チエツク(CRC)および自動利得制御(AGC)からなる。
【0030】
図8(b)は上記サ―ボマ―クの平面形状を示している。アクセスコ―ドは、アクセス時に磁気ヘツド12の移動速度を調べるために使用され、クロツクマ―クは、磁気ヘツド12による記録や再生を行う際に、同期クロツクやサ―ボマ―ク位置のタイミングを得るために使用される。つまり、クロツクマ―クは、Nクロツクごとに連続して現れるように設定され、サ―ボ回路により処理される。また、フアインパタ―ンは、記録トラツク中心14aからの相対位置(位相)を示すためのパタ―ンであり、磁気ヘツド12からの位置情報を得てトラツキング動作が行われるようになつている。
【0031】
つぎに、この磁気デイスクMの製造方法を、図9にしたがつて説明する。
円板状の非磁性基板1を作製するまでの工程は、周知の光デイスクの基板製造工程と同じである。まず、図9(a)に示すように、ガラス製原盤21の表面にフオトレジスト層22をスピンコ―ト法で塗布する。このとき、基板11の一方の面11aの面粗さRaを調整するため、上記原盤21の研磨工程で原盤21の面粗さRaを2nm以下に制御する。また、上記同様にして、フオトレジスト層22を形成したのち、この層22に対して、パタ―ン短波長(λ=351nm)の光ピ―ムLにより、パタ―ンをカツテイングし、これを現像することにより、図9(b)に示すように、所望の凹凸パタ―ンを形成する。
【0032】
この後の工程は、前記第1の実施の形態と同様である。つまり、原盤21の表面にニツケルめつきして、面粗さが2nm以下の転写面23aを有する第1のスタンパ23Aを作製し、また図9(c)に示すように、上記同様にして第2のスタンパ23Bを作製する。このスタンパ23Bの表面には、基板11の他方の面11bの面粗さに対応して、凹凸状の転写面23bが形成される。
【0033】
この両スタンパ23A、23Bを、図9(d)に示すように、射出成形(または射出圧縮成形)用の金型24(24A、24B)内に各転写面23a、23bが対向する状態に配置する。これに基板材料であるプラスチツクを射出成形(または射出圧縮成形)して円板状の非磁性基板11を作製する。この基板11には、上記スタンパ23A、23Bの各転写面23a、23bの形態が転写される。これにより、基板11の一方の面11aの面粗さRaは2nm以下となり、他方の面11bは、上記ガ―ドバンド溝13などで構成される。このガ―ドバンド溝13などの深さは、フオトレジスト層22の塗布厚みにより制御でき、通常50〜200nmに設定される。
【0034】
上記成形後、基板11を金型24から取り出し、図9(e)に示すように、その両面11a,11bにスパツタリング法により、磁性層2および保護層(図示せず)を順次、それぞれ形成する。その後、保護層の微細突起を除去するため、図9(f)に示すように、ブラシ25でバ―ニツシング処理を行い、最後に、図9(g)に示すように、保護層上に潤滑剤26を塗布する。
【0035】
この形態の磁気デイスクMにおいても、プラスチツクを射出成形(または射出圧縮成形)して、円板状の非磁性基板11を成形するものであるため、上記基板11を大量かつ安価に製作できる。また、上記基板11の一方の面11aの面粗さRaを2nm以下に設定し、他方の面11bを前記ガ―ドバンド溝13を含む凹凸部10で構成したことにより、基板11を金型24から離型する際に、この基板11の他方の面11bとの摩擦力が小さく、前記と同様に基板11が変形しにくくなり、この基板11全体の平坦性が高められる。
【0036】
つぎに、上記磁気デイスクMの着磁方法を、図10を用いて、説明する。
まず、図10(a)に示すように、基板11の表面に形成された磁性層2を着磁用磁気ヘツド31により、強い磁場32Aで一方向(黒矢印方向)に飽和磁化させる。この後、図10(b)に示すように、上記磁気ヘツド31により、磁性層2に対し逆方向の弱い磁場32Bを印加し、上記基板11の表面の凸部33に対応する部分の磁性層2のみを磁化反転させる。この結果、図10(c)に示すように、上記基板11の表面の凹部34から漏洩磁束35が発生する。したがつて、上記漏洩磁束35を磁気ヘツド12で検出させることにより、図10(c)の下部に示すように、ピツトに応じた信号を検出することができる。
【0037】
図11および図12は、上記磁気デイスクMを備えた磁気記録再生装置Nを示している。両図において、ベ―ス41とこのベ―ス41に嵌着されるカバ―42とからなるケ―ス43内に、スピンドルモ―タ44が設置されており、このモ―タ44には、このモ―タ44の回転中心に対してほぼ同軸となるように1枚ないし複数枚の磁気デイスクMが装着できるように構成されている。
【0038】
45は、上記ケ―ス43内に配置された磁気ヘツド変移用のアクチユエ―タであり、たとえば、ボイスコイルモ―タからなる。このアクチユエ―タ45は、支持ばね46を介して磁気ヘツド12を磁気デイスクMに対して半径方向に位置決めするようになつている。上記スピンドルモ―タ44およびアクチユエ―タ45の各動作ならびに磁気ヘツド12の記録・再生動作は、上記ケ―ス43内に設けられたコントロ―ラ(図示せず)によつて制御される。なお、この例での磁気記録再生装置Nでは、上記の各磁気デイスクMの両面にそれぞれ対応して磁気ヘツド12を配設するようにしている。
【0039】
磁気ヘツド12は、図13に示すように、スライダ51を介して上記支持ばね46の先端側に支持されている。このような磁気ヘツド12およびスライダ51は、磁気デイスクMとの相対運動によつて発生する浮力と、また磁気ヘツド12およびスライダ51の重量と、さらに上記支持ばね46の支持力とにより、磁気デイスクMに対して20〜200nm、好ましくは50nm以下の微小間隔で浮上するように設定されている。
【0040】
上記の磁気記録再生装置Nにより、前記の各実施形態の磁気デイスクMを、磁気記録・再生する際に、各磁気デイスクMの全体の平坦化が保たれているため、これら磁気デイスクMの面振れを抑制することができ、磁気ヘツド12と磁気デイスクMとの微小間隔を適正に維持することができる。このため、上記磁気デイスクMの記録・再生動作を適正に行うことが可能となる。
【0041】
【実施例】
以下、本発明の磁気デイスクの実施例を記載して、より具体的に説明する。
【0042】
実施例1
前記第1の実施の形態として、基板1の一方の面1aの面粗さRaを1nmに固定し、他方の面1bの面粗さRaを1〜6nmに変化させて、図1,図2に示す磁気デイスクを作製した。この磁気デイスクを3,600rpmで回転させ、レ―ザを用いた変位計により、磁気デイスクの面振れ量を測定した。面振れ量は、磁気デイスクの外周部での1回転の変位の振幅をもつて表した。この結果は、図14に示されるとおりであつた。同図から明らかなように、基板1の他方の面1bの面粗さRaを4nm以上、好ましくは5nm以上と大きくすると、面振れを大きく抑制できるものであることがわかつた。なお、本実施例では、基板の両面に磁性層を形成した磁気デイスクを示したが、基板の片面のみに磁性層を設けた磁気デイスクにおいても、上記同様の効果を期待できる。
【0043】
なお、基板表面の面粗さは、位相差測定法を用いたWYKO社製の「TOPO−2D、3D」、非点収差法を用いた東京精密社製の「Sutcom920A」、デイジタル・インストルメント社製の「Nano ScopeII(原子力間顕微鏡)」などにより、測定することができる。ここでは、WYKO社製の「TOPO−2D、3D」を用い、上記面粗さRaを測定した。また、上記面粗さRaの定義は、JIS−B0601に基づくものである。面粗さRaの調整は、前記したガラス原盤の研磨を調整することで行つた。
【0044】
実施例2
前記第2の実施の形態として、図5,図6に示す磁気デイスクを作製した。この磁気デイスクについて、実施例1と同様の方法で面振れ量を測定した。結果は、図15に示されるとおりであつた。同図から、基板の一方の面の面粗さRaを2nm以下としても、面振れ量はほとんど増大しないことがわかつた。
【0045】
比較例
実施例1と同様にして、基板の両面とも同じ面粗さRaとした磁気デイスクを作製した。この磁気デイスクについて、実施例1と同様の方法で面振れ量を測定した。結果は、図16に示されるとおりであつた。この図から明らかなように、面粗さRaが2nm以下となると、面振れ量が急増することがわかつた。
【0046】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、プラスチツクを用いて射出成形または射出圧縮成形された円板状の非磁性基板の一方の面の面粗さを2nm以下、他方の面の面粗さを4nm以上に設定したことにより、成形用金型から離型する際の基板の変形が少なく、基板全体の平坦性を良好に保つことができ、これにより、磁気デイスクの面振れ量を効果的に減少させることができる。
【0047】
また、上記構成の磁気デイスクの作製にあたり、円板状の非磁性基板の両面の面粗さに対応する転写面を有する第1および第2のスタンパを、射出成形または射出圧縮成形用の金型内に配置し、プラスチツクを成形し上記基板を形成すると同時に、上記両スタンパの転写面を上記基板の両面側に転写させることにより、製作コストの大幅な上昇を招くことなく、所望の上記基板を大量かつ容易に得ることができる。さらにまた、上記構成の磁気デイスクを用いることにより、磁気ヘツドと磁気デイスクとの微小間隔が良好に保たれて、記録再生動作を適正に行える磁気記録再生装置を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の磁気デイスクを示す断面図である
【図2】図1のAの部分を拡大して示す断面図である
【図3】上記磁気デイスクの基板成形用金型の一例を示す断面図である。
【図4】上記磁気デイスクの製造方法を工程順に示す断面図である。
【図5】本発明の第2の実施形態の磁気デイスクを示す断面図である。
【図6】図5のAの部分を拡大して示す断面図である。
【図7】上記磁気デイスクの表面構造を示す斜視図である。
【図8】上記磁気デイスクのトラツクフオ―マツトの説明図である。
【図9】上記磁気デイスクの製造方法を工程順に示す断面図である。
【図10】上記磁気デイスクの磁性層に着磁する方法の説明図である。
【図11】本発明の磁気デイスクを備えた磁気記録再生装置をカバ―の取り外し状態で示す平面図である。
【図12】上記磁気記録再生装置の断面図である。
【図13】磁気ヘツドの浮上状態の説明図である。
【図14】実施例1の磁気デイスクの面振れ量の測定結果を示す特性図である。
【図15】実施例2の磁気デイスクの面振れ量の測定結果を示す特性図である。
【図16】比較例の磁気デイスクの面振れ量の測定結果を示す特性図である。
【符号の説明】
1,11 円板状の非磁性基板
1a,11a 基板の一方の面
1b,11b 基板の他方の面
2 磁性層
10 凹凸部
13 ガ―ドバンド溝
23A 第1のスタンパ
23a 第1のスタンパの転写面
23B 第2のスタンパ
23b 第2のスタンパの転写面
24 金型
a 円周方向[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic disk used as a recording medium for storing, for example, data in a computer, a manufacturing method thereof, and a magnetic recording / reproducing apparatus.
[0002]
[Prior art]
This type of magnetic disk includes a disk-shaped nonmagnetic substrate and magnetic layers formed on both sides of the substrate. Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-255816, a method is known in which a plastic similar to a known optical disk is used as a substrate material, and this is injection molded to mold the substrate.
[0003]
Further, when the physical format of the magnetic disk is formed, it takes a lot of time to record the format signal in the entire area of the magnetic layer by the magnetic head. As a new type of magnetic disk for avoiding this, Japanese Patent Laid-Open No. 3-86912 discloses that a servo signal is uniformly determined in advance in a substrate uneven state, and a substrate having the same unevenness by injection molding or the like is used. Mass production, magnetic layer is uniformly formed on the uneven side of each substrate, this magnetic layer is forcibly magnetized in one direction, and the leakage magnetic field resulting from the unevenness of this magnetic layer is detected by the magnetic head, A device that attempts to read a servo signal is known. This is promising as a means for providing a magnetic disk on which a physical format is formed in large quantities and at low cost.
[0004]
Such a magnetic disk is widely used as a recording medium for storing data and the like in a computer. A magnetic recording / reproducing apparatus using this magnetic disk is called a so-called winch-esta type as a system for floating the magnetic head with respect to the magnetic disk. In other words, in this magnetic recording / reproducing apparatus, the magnetic head and the magnetic head are placed in a state where the magnetic head is levitated by an air flow generated by the relative motion with the magnetic disk so as to maintain a minute interval of 50 nm or less from the surface of the magnetic disk. Data is recorded or reproduced by transferring magnetic fields between the disks.
[0005]
Here, in order to float the magnetic head to an appropriate state, it is necessary to keep the surface deflection of the magnetic disk small. This surface deflection amount can be reduced by increasing the flatness of the entire substrate.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional magnetic disk, the same surface roughness Ra is set so that both surfaces of the disk-shaped non-magnetic substrate made of plastics are sufficiently smooth, and when the surface roughness Ra is 2 nm or less, When the amount of runout increased, there was a problem.
[0007]
Therefore, it is conceivable to increase the surface roughness Ra as much as possible to suppress the surface shake amount. However, in this case, it is difficult to obtain good magnetic characteristics for recording and reproduction. It is desirable that the substrate be as smooth as possible. However, when both surfaces of the substrate are smooth surfaces such as mirror surfaces, a large frictional force acts between the mold and both surfaces of the substrate when the substrate is released from the mold after molding. Therefore, the substrate was deformed, and the flatness of the entire substrate could not be secured.
[0008]
In light of such circumstances, the present invention reduces the deformation of a disk-shaped nonmagnetic substrate when released from a mold, improves the flatness of the entire substrate, and reduces the amount of surface deflection. The purpose is to provide. The present invention also provides a method of manufacturing a magnetic disk capable of obtaining the above-mentioned magnetic disk in a large quantity and at a low cost, and further, magnetic recording / reproducing with the above-mentioned magnetic disk and capable of appropriately transferring data. The object is to provide a device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive investigations to achieve the above object, the present inventors set the surface roughness of one surface of a disk-like nonmagnetic substrate formed by plastic injection molding or injection compression molding to be small. In addition, if the surface roughness of the other surface is set large, the deformation of the substrate is reduced when releasing from the molding die, the flatness of the entire substrate is ensured, and the surface deflection of the magnetic disk is reduced. Knowing that it can be suppressed, the present invention has been completed.
[0011]
Ie The present invention , Corresponds to the surface roughness of one surface of a disk-shaped nonmagnetic substrate Surface roughness is 2nm or less Corresponds to the surface roughness of the first stamper having the transfer surface and the other surface of the substrate. Surface roughness is 4nm or more A second stamper having a transfer surface is disposed in a mold for injection molding or injection compression molding with the respective transfer surfaces facing each other. In this mold A plastic non-magnetic substrate is formed by injection molding or injection compression molding, and at the same time, the surface roughness of each transfer surface is transferred to the substrate. Then, the deformation of the substrate when the substrate is released from the mold is reduced so that the surface roughness of one surface of the substrate is 2 nm or less and the surface roughness of the other surface is 4 nm or more. A disk-shaped non-magnetic substrate in which the flatness of the entire substrate is ensured is manufactured, and a magnetic disk is manufactured by providing a magnetic layer on both sides of the substrate. Magnetic disk manufacturing method characterized in that In It is related.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the magnetic disk of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a part of FIG.
[0013]
1 and 2,
[0014]
For the production of the magnetic disk M substrate, a mold for injection molding (or injection compression molding) is used. The structure of this mold will be schematically described with reference to FIG.
In FIG. 3, the
[0015]
A fixed
[0016]
Next, a method for manufacturing the magnetic disk M will be described with reference to FIG.
The processes until the disk-shaped
[0017]
Next, as shown in FIG. 4B, the
[0018]
As shown in FIG. 4C, the
[0019]
Plastics that are materials of the
[0020]
After this molding, the
[0021]
The
[0022]
After the
[0023]
Thus, since the plastic is injection molded or injection compression molded to form the disk-shaped
[0024]
Here, when both surfaces of the
[0025]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is a sectional view showing the magnetic disk of the present invention, and FIG. 6 is an enlarged sectional view showing a part of FIG. This shows a pre-embossed magnetic disk M having a structure in which a concave and convex portion (prepit) is physically provided on the other surface of the substrate.
[0026]
In both figures,
[0027]
FIG. 7 shows the appearance of the
In the figure,
[0028]
A plurality of
[0029]
FIG. 8 shows an example of the track format of the magnetic disk M.
In FIG. 8A, the
[0030]
FIG. 8B shows the planar shape of the servo mark. The access code is used to check the moving speed of the
[0031]
Next, a method for manufacturing the magnetic disk M will be described with reference to FIG.
The process until the disk-shaped
[0032]
The subsequent steps are the same as those in the first embodiment. That is, the
[0033]
As shown in FIG. 9D, the
[0034]
After the molding, the
[0035]
Also in the magnetic disk M of this form, the
[0036]
Next, a method for magnetizing the magnetic disk M will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 10A, the
[0037]
FIG. 11 and FIG. 12 show a magnetic recording / reproducing apparatus N provided with the magnetic disk M. In both figures, a
[0038]
[0039]
As shown in FIG. 13, the
[0040]
When the magnetic disk M of each of the above-described embodiments is magnetically recorded / reproduced by the magnetic recording / reproducing apparatus N, the entire flatness of each magnetic disk M is maintained. The vibration can be suppressed, and the minute distance between the
[0041]
【Example】
Hereinafter, the embodiment of the magnetic disk of the present invention will be described in more detail.
[0042]
Example 1
As the first embodiment, the surface roughness Ra of one surface 1a of the
[0043]
In addition, the surface roughness of the substrate surface is “TOPO-2D, 3D” manufactured by WYKO using a phase difference measurement method, “Sutcom 920A” manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd. using an astigmatism method, Digital Instruments It can be measured by “Nano Scope II” (manufactured by atomic force microscope). Here, the surface roughness Ra was measured using “TOPO-2D, 3D” manufactured by WYKO. The definition of the surface roughness Ra is based on JIS-B0601. The surface roughness Ra was adjusted by adjusting the polishing of the glass master.
[0044]
Example 2
As the second embodiment, the magnetic disk shown in FIGS. 5 and 6 was produced. With respect to this magnetic disk, the surface runout amount was measured in the same manner as in Example 1. The result was as shown in FIG. From the figure, it was found that even if the surface roughness Ra of one surface of the substrate was 2 nm or less, the surface run-out amount hardly increased.
[0045]
Comparative example
In the same manner as in Example 1, a magnetic disk having the same surface roughness Ra on both surfaces of the substrate was produced. With respect to this magnetic disk, the surface runout amount was measured in the same manner as in Example 1. The result was as shown in FIG. As is apparent from this figure, it has been found that when the surface roughness Ra is 2 nm or less, the amount of surface deflection increases rapidly.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the surface roughness of one surface of a disk-like nonmagnetic substrate injection-molded or injection-compressed using a plastic is 2 nm or less, and the surface roughness of the other surface is reduced. By setting it to 4 nm or more, there is little deformation of the substrate when releasing from the molding die, and the flatness of the entire substrate can be kept good, thereby effectively reducing the surface deflection of the magnetic disk. Can be reduced.
[0047]
In manufacturing the magnetic disk having the above-described configuration, the first and second stampers having transfer surfaces corresponding to the surface roughness of both surfaces of a disk-shaped nonmagnetic substrate are formed by injection molding or injection compression molding. And forming the substrate by molding the plastic, and simultaneously transferring the transfer surfaces of the two stampers to both sides of the substrate, so that the desired substrate can be obtained without causing a significant increase in manufacturing cost. It can be easily obtained in large quantities. Furthermore, by using the magnetic disk having the above-described configuration, it is possible to easily obtain a magnetic recording / reproducing apparatus capable of appropriately performing a recording / reproducing operation while maintaining a fine interval between the magnetic head and the magnetic disk.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a magnetic disk according to a first embodiment of the present invention.
2 is an enlarged cross-sectional view of a portion A in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a substrate molding die for the magnetic disk.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the magnetic disk in the order of steps.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a magnetic disk according to a second embodiment of the present invention.
6 is an enlarged cross-sectional view of a portion A in FIG.
FIG. 7 is a perspective view showing a surface structure of the magnetic disk.
FIG. 8 is an explanatory diagram of the track format of the magnetic disk.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the magnetic disk in the order of steps.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a method of magnetizing the magnetic layer of the magnetic disk.
FIG. 11 is a plan view showing a magnetic recording / reproducing apparatus equipped with the magnetic disk of the present invention with a cover removed.
FIG. 12 is a sectional view of the magnetic recording / reproducing apparatus.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a floating state of the magnetic head.
FIG. 14 is a characteristic diagram showing the measurement results of the surface runout amount of the magnetic disk of Example 1.
15 is a characteristic diagram showing the measurement results of the surface runout amount of the magnetic disk of Example 2. FIG.
FIG. 16 is a characteristic diagram showing the measurement result of the surface runout amount of the magnetic disk of the comparative example.
[Explanation of symbols]
1,11 Disc-shaped non-magnetic substrate
1a, 11a One side of the substrate
1b, 11b The other side of the substrate
2 Magnetic layer
10 Concavity and convexity
13 Guard band groove
23A First stamper
23a First stamper transfer surface
23B Second stamper
23b Transfer surface of second stamper
24 mold
a Circumferential direction
Claims (1)
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JP26950997A JP3884139B2 (en) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | Magnetic disk manufacturing method |
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