JP4927900B2 - 磁気記録ディスク用洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハードディスクドライブ（HDD）などの磁気ディスク装置に搭載される磁気記録ディスク用の洗浄装置に関する。

近年の情報処理の大容量化に伴い、各種の情報記録技術が開発されている。特に磁気記録技術を用いたＨＤＤ（ハードディスクドライブ）の面記録密度は年率１００％程度の割合で増加し続けている。最近では、ＨＤＤ等に用いられる２．５インチ径磁気ディスクにして、１枚当り２５０Ｇバイトを超える情報記録容量が求められるようになってきており、このような所要に応えるためには１平方インチ当り４００Ｇビットを超える情報記録密度を実現することが求められる。ＨＤＤ等に用いられる磁気ディスクにおいて高記録密度を達成するためには、情報信号の記録を担う磁気記録層を構成する磁性結晶粒子を微細化すると共に、その層厚を低減していく必要があった。ところが、従来より商業化されている面内磁気記録方式（長手磁気記録方式、水平磁気記録方式とも呼称される）の磁気ディスクの場合、磁性結晶粒子の微細化が進展した結果、超常磁性現象により記録信号の熱的安定性が損なわれ、記録信号が消失してしまう、熱揺らぎ現象が発生するようになり、磁気ディスクの高記録密度化への阻害要因となっていた。

この阻害要因を解決するために、近年、垂直磁気記録方式用の磁気記録媒体が提案されている。垂直磁気記録方式の場合では、面内磁気記録方式の場合とは異なり、磁気記録層の磁化容易軸は基板面に対して垂直方向に配向するよう調整されている。垂直磁気記録方式は面内磁気記録方式に比べて、熱揺らぎ現象を抑制することができるので、高記録密度化に対して好適である。このような垂直磁気記録媒体としては、例えば特許文献１に記載されたような、基板上に軟磁性体からなる軟磁性下地層と、硬磁性体からなる垂直磁気記録層を備える、いわゆる二層型垂直磁気記録ディスクが知られている。

上述したように、最近のＨＤＤでは４００Gbit／inch^２以上の情報記録密度が要求されるようになってきた。このような状況の下で情報記録密度を向上させるためには、磁気ヘッドの浮上量を低減させることにより、スペーシングロスを限りなく低減する必要がある。１平方インチ当り４００Ｇビット以上の情報記録密度を達成するためには、磁気ヘッドの浮上量は少なくとも５ｎｍ以下にする必要がある。

このように最近の磁気ヘッド浮上量の一段の低下により、５ｎｍ以下の超低浮上量においても、磁気ディスクが安定して動作することが求められるようになってきた。したがって、磁気ディスクの表面に微小な凸状欠陥などが存在すると、フライングスティクション障害等を発生し、ＨＤＤの安定性、信頼性を損うことになる。

従来から、磁気ディスク製造の際の成膜工程の前に、磁気ディスク基板の洗浄工程が行われていた。洗浄方法としては、ディスク表面に回転するブラシ等を当接させてディスク表面を擦るスクラブ洗浄が一般的である。また、このようなスクラブ洗浄方法で数ポジションの洗浄を行うため、この各ポジション間のディスク搬送を行う機構として、例えば、クランプ機構を利用して、上昇（下降）→左右（前後）移動→下降（上昇）を行い次のポジションへ搬送する方法、チェーンコンベア等を用いてディスクをステージごと左右（前後）移動させて次のポジションへ搬送する方法、さらには、特許文献２に記載されているような、回転する樹脂製の２枚のスポンジ間にディスクを挿入し、搬送及び洗浄を行う方法等が知られている。

特開２００２−７４６４８号公報 特開２００１−７０８９５号公報

図５は、従来の一般的なスクラブ洗浄方法を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
スクラブ洗浄する際には、ディスク１を回転させながら、その両面から回転するブラシ等の洗浄部材２を押し当ててディスク１の表面を擦る。従来は、同図（ａ）に示す双方のブラシ回転方向によりディスク１に下方向の力が加わるため、ディスク１の下側にディスク回転駆動用ローラ３を配置し、ディスク１の回転駆動を付与していた。

また、この場合のディスクを次のポジションに搬送する方法としては、複数の駆動機構を使用して、図６に示すような搬送工程を行っていた。すなわち、クランプ機構６を使用して、（１）ディスククランプ→（２）上昇→（３）左右移動→（４）下降→（５）ディスクアンクランプという一連の動作によりディスク搬送を行っていた。なお、ここで上昇及び下降動作が必要な理由は、左右移動だけであると、ディスク回転駆動用ローラ３に干渉して搬送することができないためである。
このような搬送機構の場合、複数の駆動機構を使用するため、例えばディスクをクランプするための機構からの発塵、搬送機を上下左右にそれぞれ真直ぐに動かすためのガイドからの摺動（擦れ）による発塵が、ディスクに付着してしまう可能性がある。

また、図７に示すようなチェーンコンベアによる搬送方法があるが、この搬送方法だと、搬送機構はチェーン８の回転動作だけであるが、ディスク１を保持するパーツ７がチェーン８に固定されているため、常に回転しているチェーン８からの発塵が起こり、異物がディスクに付着しやすいという問題点がある。
また、特許文献２に記載されたようなディスクの搬送・洗浄方法においても、駆動機構による摺動箇所からの発塵の可能性がある。

最近の超低浮上量の下では、従来は然程問題とされなかったような微小サイズの表面欠陥があっても、ＨＤＤの重大な故障を引き起こす恐れがでてきた。したがって、磁気ディスクの洗浄工程においても、発塵による異物付着等はできるだけ低減する必要がある。

本発明は以上の課題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、洗浄工程での発塵を大幅に低減することができる磁気記録ディスク用洗浄装置を提供することにある。

本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討の結果、本発明を完成した。
すなわち、本発明は以下の構成を有する発明である。
（構成１）
磁気記録ディスクの両面にそれぞれ回転するブラシ等の洗浄部材を当接させて洗浄を行うスクラブ洗浄機構と、前記磁気記録ディスクを一つの洗浄ポジションから次の洗浄ポジションへ搬送する搬送機構とを備えた磁気記録ディスク用洗浄装置であって、前記磁気記録ディスクの下側にディスク移載用のホルダーを配置し、該ホルダーの円弧運動により、該ホルダーに収納された前記磁気記録ディスクを一つの洗浄ポジションから次の洗浄ポジションへ搬送する搬送機構を備えたことを特徴とする磁気記録ディスク用洗浄装置。

（構成２）
複数の前記ホルダーを１本のステージ上に設け、該ステージの円弧運動により、複数の前記ホルダーに収納された前記磁気記録ディスクを同時に搬送することを特徴とする構成１に記載の磁気記録ディスク用洗浄装置。

（構成３）
前記スクラブ洗浄機構において、前記磁気記録ディスクはそのディスク面がほぼ鉛直方向となるように保持され、前記磁気記録ディスクの回転駆動用ローラを該ディスクの上側に配置することを特徴とする構成１又は２に記載の磁気記録ディスク用洗浄装置。

（構成４）
前記スクラブ洗浄機構において、前記磁気記録ディスクの両面にそれぞれ配置された前記洗浄部材の回転方向は、双方の洗浄部材回転により前記磁気記録ディスクに上方向の力が加わるような回転方向とすることを特徴とする構成１乃至３のいずれか一項に記載の磁気記録ディスク用洗浄装置。

本発明によれば、洗浄工程での発塵を大幅に低減することができる。そのため、洗浄後のディスクの清浄度を保てるので、洗浄工程後の成膜工程、検査工程での異物混入による不良が低減され、結果、磁気記録ディスクの製造歩留まり向上、生産コスト低減、製品の信頼性向上を達成することが可能になる。

本発明の洗浄装置におけるスクラブ洗浄方法を示す、（ａ）側面図と（ｂ）正面図である。 本発明の洗浄装置におけるディスク搬送機構の一実施の形態を示す要部正面図である。 本発明の洗浄装置におけるディスク搬送機構の他の実施の形態を示す要部正面図である。 本発明と従来の洗浄評価結果を示すグラフである。 従来のスクラブ洗浄方法を示す、（ａ）側面図と（ｂ）正面図である。 従来のディスク搬送機構の一例を示す図である。 従来のディスク搬送機構の他の例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳述する。
本発明は、構成１の発明にあるように、磁気記録ディスクの両面にそれぞれ回転するブラシ等の洗浄部材を当接させて洗浄を行うスクラブ洗浄機構と、前記磁気記録ディスクを一つの洗浄ポジションから次の洗浄ポジションへ搬送する搬送機構とを備えた磁気記録ディスク用洗浄装置であって、前記磁気記録ディスクの下側にディスク移載用のホルダーを配置し、該ホルダーの円弧運動により、該ホルダーに収納された前記磁気記録ディスクを一つの洗浄ポジションから次の洗浄ポジションへ搬送する搬送機構を備えたことを特徴とする磁気記録ディスク用洗浄装置である。

本発明において、上記磁気記録ディスクは、主に成膜工程を施す前のディスク（基板）の意味で用いるが、これに制限するわけではなく、ディスクに成膜工程を施して製造される磁気記録ディスク（メディア）も含むものとする。なお、上記磁気記録ディスクを、以下では適宜、単に「ディスク」と呼ぶ。

図１は、本発明の洗浄装置におけるスクラブ洗浄方法を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。また、図２は、本発明の洗浄装置におけるディスク搬送機構の一実施の形態を示す要部正面図である。
本発明の洗浄装置においても、スクラブ洗浄方法としては、ディスク１はそのディスク面がほぼ鉛直方向となるように保持され、ディスク１を所定方向に回転させながら、その両面から回転するブラシ等の洗浄部材２を押し当ててディスク１の表面を擦る方法を採用している。そして、本発明において特徴的な構成は、ディスク１の上側にディスク回転駆動用ローラ３を配置し、これによってディスク１の所定方向への回転駆動を付与していることである。また、図１（ａ）に示す双方のブラシ回転方向によりディスク１を持ち上げるような上方向の力が加わるような回転方向としている。

また、本発明の洗浄装置においては、ディスク１を一つの洗浄ポジションから次の洗浄ポジションへ搬送する搬送機構として、ディスクの下側にディスク移載用のディスクホルダー４を配置し、該ホルダー４を一つの支点で支持させ、該ホルダー４の円弧運動を利用している。つまり、図示するＡ（図２を参照）を支点とする該ホルダー４の円弧運動により、該ホルダー４に収納されたディスク１を一つの洗浄ポジション（I）から、途中のポジションIIを経て、次の洗浄ポジション（III）へ搬送する搬送機構である。上記ホルダー４の円弧運動により、ディスク１の上下動及び左右移動が同時に行われ、次の洗浄ポジションに搬送される。搬送のための駆動機構が回転動作であるため、しかも搬送に際して摺動部分が無いので、発塵を非常に少なく抑えることができる。なお、上記ホルダー４は、ディスク１を縦に並べて複数枚を収納できるようになっている。

また、上述したように、ディスク１を回転させるためのディスク回転駆動用ローラ３がディスク１の上側に配置されているため、ディスク搬送の妨げにはならないようにしている。

また、上記ディスクホルダー４がサイクル運動で次のディスクを受け取りにいく際に、ディスクが落下してしまうのを防止するため、上述したように、ブラシ等の洗浄部材２の回転方向は、双方の部材回転方向によりディスク１を持ち上げるような上方向の力が加わるような回転方向としている。これによって、ディスク１の下側にガイドが無くてもディスクの落下を防止でき、しかもディスク１の上側に配置したディスク回転駆動用ローラ３にディスクを接触させてディスクを良好に回転させることができる構造としている。

また、図３は、本発明の洗浄装置におけるディスク搬送機構の他の実施の形態を示す要部正面図である。
図３に示すように、複数の前記ディスクホルダー、例えばここでは２個のディスクホルダーを１本のステージ５上に設け、該ステージ５を支点１（例えば駆動側）と支点２（例えば従動側）の２点で支持させ、これら２点を支点とする該ステージ５の円弧運動により、該ステージ５上のディスクホルダーに収納されたディスク１を一つの洗浄ポジション（I）から、途中のポジションIIを経て、次の洗浄ポジション（III）へ搬送することができ、この場合は、複数のディスクホルダーに収納された非常に多数枚のディスクを同時に搬送することができる。

以上説明したように、本発明によれば、洗浄工程での発塵を大幅に低減することができる。そのため、洗浄後のディスクの清浄度を保てるので、洗浄工程後の成膜工程、検査工程での異物混入による不良が低減される。

次に、本発明方法と従来方法との洗浄評価結果を図４に示す。成膜工程前のディスクを本発明方法（図１及び図２に示す本発明洗浄装置を用いて洗浄）と従来方法（図５及び図６に示す従来洗浄装置を用いて洗浄）とによって洗浄し、各１００枚について洗浄後の表面異物数を測定した結果が図４の（ａ）である。また、これら洗浄後の基板に成膜工程、検査工程を行い、磁気ディスク製作後の歩留まりの結果が同図の（ｂ）である。

本発明によれば、洗浄工程での発塵が大幅に減少するため、洗浄後のディスク表面の異物数が従来と比べて大幅に減少（約６割減）した。そのため、洗浄工程後の成膜工程、検査工程での異物混入による不良が低減され、磁気記録ディスクの製造歩留まり向上、生産コスト低減、製品の信頼性向上を達成することができた。製造歩留まりは、従来と比べて約３割向上した。

１ ディスク
２ ブラシ等の洗浄部材
３ ディスク回転駆動用ローラ
４，５ ディスクホルダー
６ クランプ機構
７ ディスク保持パーツ
８ チェーン

Claims (4)

1. 磁気記録ディスクの両面にそれぞれ回転する洗浄部材を当接させて洗浄を行うスクラブ洗浄機構と、前記磁気記録ディスクを一つの洗浄ポジションから次の洗浄ポジションへ搬送する搬送機構とを備えた磁気記録ディスク用洗浄装置であって、
   前記スクラブ洗浄機構において、前記磁気記録ディスクはそのディスク面が鉛直方向となるように保持され、前記磁気記録ディスクの回転駆動用ローラを該ディスクの上側に配置し、
   前記磁気記録ディスクの両面にそれぞれ配置された前記洗浄部材の回転方向は、双方の洗浄部材回転により前記磁気記録ディスクに上方向の力が加わるような回転方向とし、
   前記磁気記録ディスクの下側にディスク移載用のホルダーを配置し、該ホルダーを下方向に円弧を描くように円弧運動させることにより、該ホルダーに収納された前記磁気記録ディスクを一つの洗浄ポジションから次の洗浄ポジションへ搬送する搬送機構を備えたことを特徴とする磁気記録ディスク用洗浄装置。
2. 複数の前記ホルダーを１本のステージ上に設け、該ステージを下方向に円弧を描くように円弧運動させることにより、複数の前記ホルダーに収納された前記磁気記録ディスクを同時に搬送することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録ディスク用洗浄装置。
3. 支点を中心とした振り子状の運動によって前記円弧運動をさせることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録ディスク用洗浄装置。
4. 前記磁気記録ディスクは、磁気記録ディスク用基板であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気記録ディスク用洗浄装置。

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