JPH04132019A - 磁気ディスク用基盤およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は磁気ディスクの構成要素として用いられる基盤
およびその製造方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、磁気ディスクとしては、柔軟性の少ないリジッド
な材料からなる基盤を有するリジッド磁気ディスクが一
般的に用いられていた。

リジッド型磁気ディスクの基盤としては、通常、アルミ
ラム盤（例えばＪＩＳ　Ａ３０８Ｂ　）が使用されてい
る。

このようなリジッド磁気ディスクは、一般に、旋盤によ
りアルミニウムを旋削し、ヘッドとディスクのスペーシ
ングを小さくし、高密度記録ゐ（行えるようにディスク
表面の研磨を行った後に、蒸着、スピン塗布等によって
磁性層を設けることによって製造されている。この場合
、高密度記録再、生のためにはディスクの表面は平滑で
あるほど好ましいが、中心線平均粗さＲａが０．１μｍ
以下の表面を得ることは従来のアルミニウム基盤を有す
る磁気ディスクでは困難であった。また、基盤が柔軟性
を欠くため、磁性層を設ける際、ウェブパス等に制約を
受けて連続的に塗布することができない等、取扱いが著
しく面倒であった。さらに、表面に付着するごみが高密
度記録に大きな影響を与えるため、ごみが付着しないよ
うにディスクを製造せねばならず、ただでさえ手間のか
かる工程がより面倒かつ複雑で巨額の設備投資を必要と
するものになっていた。

また、アルミニウムに代表されるような従来のリジッド
な基盤は柔軟性がないため、ヘッドがディスクの磁性層
上をトレースする際には非接触とする必要があるが、ヘ
ッドと磁性層との間の間隙を狭いままに維持することは
困難であり、信号のエラーが生じやすく、今後さらに記
録密度を上げるためにヘッドと磁性層との間の間隙を狭
くすることは極めて困難であった。一方、ヘッドがディ
スク表面に接触するようなことが起こると、基盤がリジ
ッドなため、ヘッドと磁性層の接触した表面に摺動摩擦
力によって大きな衝撃力が集中しやすく、表面破壊を起
こし、ディスクの寿命を短くすることがあった。

さらに、このような研磨したアルミニウム基盤自体が高
価であるという欠点もあった。

これに対して最近、第３図に示すように、円盤状の基盤
１の内周部１ａと外周部１ｂとの間の張出し部１ｃに環
状凹部３を設け、磁性層を有するフレキシブルディスク
シート２を該磁性層が表面に配されるように前記基盤１
の少なくとも一方の面に貼付し、前記環状凹部３によっ
て基盤１とフレキシブルディスクシート２との間に間隙
を形成した磁気ディスクが提案されている。

この種の磁気ディスクは磁気記録面が柔軟性を有してい
るため、たまたまヘッドが磁気記録面に接触しても、あ
るいはヘッドを磁気記録面に接触させ、より高い記録密
度で記録を行うような時にも、基盤が破損されにくいと
いう利点を有している。また、フレキシブルディスクシ
ートの技術をそのまま応用することができ、表面が平滑
であり、かつ耐久性のある磁性層を磁気ディスク用の磁
性層として用いることができるという利点も有している
。このため、この種の磁気ディスクは従来のリジッド磁
気ディスクの欠点を解消できるものとして注目されてい
る。

この種の磁気ディスクにおける基盤１に要求される事項
としては、熱処理工程で熱変形が生じないこと、および
大量生産ができて安価であることが挙げられる。第３図
に示すように、環状凹部３によって基盤１とフレキシブ
ルディスクシート２との間には間隙が形成されるため、
磁性層は基盤１の表面粗さに影響を受けない。したがっ
て、アルミニウム等の金属を基盤１に用いても、研磨の
精度はさほど要求されず、研磨等に要する費用は大きな
ものにはならない。しかしながら、さらに基盤の素材自
体のコストを下げようとすれば、エンジニアリングプラ
スチックスと呼ばれる種々のポリマーを射出成形するこ
とがより有利であり、その研究が各方面で行われている
。特に基盤の精度や寸法安定性を高めるための技術とし
ては以下のようなものが知られている。

特開昭８２−１１９７３０号においては、基盤の内孔周
縁にウェルドラインを生じせしめることなく射出成形を
行うため、内孔周縁に環状溝を設け、これによって溶融
樹脂材料が半径方向の外方に均一に流出するようにして
いる。しかしながら、その目的は主としてピンゲート周
辺に生じるウェルドラインの形成の防止にあり、ビンゲ
ート外周付近における溶融ポリマーの流れを均一化する
ことを開示するものに過ぎない。

実開昭６２−８５９２４号は、熱膨張率の高い外周部と
熱膨張率の低い内周部とを組み合わせて基盤を形成し、
たるみを防止することを開示している。

実開昭６３−４０８０９号は基盤に複数のリブを設ける
ことを開示している。

（発明が解決しようとする課題） 磁気ディスクを大容量のものにするためには、基盤の剛
性および寸法安定性が高いことが必要であり、このため
に基盤の主原料に成形圧縮率が小さく、熱変形温度が高
く、剛性の高いものを用いることや、さらにガラス繊維
やカーボン繊維等のフィラーを混入して基盤を強化する
ことが行われているが、高い剛性および寸法安定性を同
時に満たすことは困難であり、特にフィラーを混入した
場合に寸法安定性の低下が生じやすかった。上述のよう
に基盤の精度や寸法安定性を高めるための様々な試みも
なされているが、大容量の磁気ディスクの製造に適した
基盤を得ることは困難であった。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、大容量
の磁気ディスクの製造に適した高い剛性および寸法安定
性を有する基盤およびこのような基盤を容易かつ効率的
に製造するための製造方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を重ね
た結果、従来の磁気ディスク用基盤は半径方向と円周方
向との間で熱膨張係数の差異が大きく、このような基盤
を有する磁気ディスクが通常５０〜６０℃に昇温される
ディスクドライブ内で繰返し使用されると熱変形を起こ
しやすいことを見出した。

そして、円周方向の熱膨張係数／半径方向の熱膨張係数
の比が１〜１．５の範囲となるようにすると熱変形の少
ない基盤が得られることを見出し、本発明に至った。

すなわち、本発明の円盤状磁気ディス“り用基盤は、フ
レキシブルディスクシートを固定するための外周部と内
周部との間に環状凹部を有しており、円周方向の熱膨張
係数／半径方向の熱膨張係数の比が１〜１．５の範囲に
あることを特徴とするものである。

また、本発明者が明らかにしたところによれば、従来の
磁気ディスク用基盤における半径方向と円周方向との間
の熱膨張係数の差異は、第４図に示すように、中心から
の一部ゲートによって射出成形を行うとランナースプー
ル５から矢印方向に溶融ポリマーが流れ、この結果、第
３図に示す張出し部１ｃにおいてポリマー分子が半径方
向に配向するためである。

そこで、本発明者は、一点ゲート金型のセンターゲート
から射出された溶融ポリマーの流れを非放射状に蛇行も
しくは分散させた後、円盤状に成形することにより、円
周方向の熱膨張係数／半径方向の熱膨張係数の比が１〜
１．５の範囲にある基盤を製造した。

すなわち、本発明の磁気ディスク用基盤の製造方法は一
部ゲート金型のセンターゲートから溶融ポリマーを射出
し、該溶融ポリマーの流れの少なくとも一部を非放射状
に蛇行もしくは分散させて、円盤状に成形することを特
徴とする。

（作　　　用） 本発明の磁気ディスク用基盤は半径方向と円周方向との
間の熱膨張係数の差異が小さいため、熱変形が起こりに
くく、高い剛性および寸法安定性を有するものである。

また、本発明の製造方法によれば、一点ゲート金型のセ
ンターゲートから射出された溶融ポリマーの流れを非放
射状に蛇行もしくは分散させることにより、ポリマー分
子が半径方向に配向することを防止し、半径方向と円周
方向との間の熱膨張係数の差異が小さい基盤を容易に得
ることができる。

このような基盤を有する磁気ディスクは温度安定性が高
く、優れた磁気特性を有し、大容量・高密度記録用に特
に適したものとなる。

（実　施　態　様） 以下、図面を参照して本発明の実施態様を説明する。

第１Ａ図は本発明の好ましい一実施態様による磁気ディ
スク用基盤を示す平面図、第１Ｂ図はその縦断面図であ
る。なお、前述の第３図および第４図に記載された部材
と同等の部材には同じ参照番号を付す。

第１Ａ、Ｂ図に示す基盤１は成形時の金型に設けられた
邪魔板に対応する邪魔板ホール６を有している。すなわ
ち、この基盤１の射出成形工程においては中央ゲートか
らランナースプールまでの溶融ポリマーの流れは第一４
図と同様であるが、その後、溶融ポリマーの流れは金型
の半径方向に交互に設けられた邪魔板に衝突して蛇行も
しくは分散する。この結果、ポリマー分子は基盤の半径
方向に配向しにくくなり、この結果、基盤の半径方向の
熱膨張係数と円周方向の熱膨張係数との差は小さくする
ことができ、円周方向の熱膨張係数／半径方向の熱膨張
係数の比を１〜１．５の範囲とすることができる。

邪魔板ホール６は突抜は穴であっても凹部であってもよ
いが、凹部の場合はその深さが張出し部ｌｃの厚さの７
０％以上であることが好ましい。また、基盤強度の観点
から邪魔板ホール６の幅は極力小さくすることが好まし
い。邪魔板を形成する金型の凸部を可動式とし、射出後
、ポリマーが固化する前に該凸部を引込めれば、邪魔板
ホールをなくしてしまうこともできる。この凸部のサイ
ズおよび密度があまり大きくなると流動抵抗の増大を招
き、副作用を伴うので、その幅は好ましくは０．１〜３
．０關、より好ましくは０．２〜２．０１１１１．その
長さは２〜２ｈ＋ｍ、より好ましくは４〜１５ｍｍ、そ
の密度は好ましくは１０〜１００個／枚、より好ましく
は２０〜７５個／枚程度とする。

第２Ａ図は他の一実施態様による磁気ディスク用基盤を
示す平面図、第２Ｂ図はその縦断面図である。ここでも
、第１Ａ、Ｂ図と同様に、前述の第３図および第４図に
記載された部材と同等の部材には同じ参照番号を付す。

第２Ａ、Ｂ図に示す基盤１は成形時の金型に設けられた
凸部に対応する穴８が形成された網目構造を有している
。この実施態様においては、溶融ポリマーの流れの大部
分が基盤の半径方向と円周方向との中間の方向に向かう
ようになっている。

しかしながら、網目の交差点において２つのポリマーの
流れがぶつかり、方向を変える場合がかなりあるため、
半径方向から見れば、ポリマーの流れは蛇行することに
なる。なお、前述の実施態様と同様、網目構造中の穴８
は突抜は穴でも凹部であってもよいが、凹部の場合は片
面あるいは表裏両面からの凹部でその深さの和が張出し
部ＩＣの厚さの７０％以上であることが好ましい。また
、この穴８の長径は好ましくは２〜２０＋ｕ、より好ま
しくは５〜１５１１１１％その密度は好ましくは４０〜
２００個／枚、より好ましくは５０〜１５０個／枚程度
とするが、その形状は特に限定されない。

なお、本発明の製造方法はこれらの実施態様に限定され
るものではなく、射出成形時のポリマーの流れを蛇行も
しくは分散させることによって基盤の円周方向の熱膨張
係数／半径方向の熱膨張係数の比を１〜１．５の範囲と
するものであれば、いかなるものであってもよい。

本発明に用いられる基盤の材料としては、エンジニアリ
ングプラスチックスと呼ばれるポリマーが好ましく、ポ
リエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリサル
フォン、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイド
、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンエーテル、
ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリエーテ
ルエーテルケトン等が使用されるが、ポリマー単独では
強度が弱いため、強化ガラス繊維、カーボン繊維をはじ
め、各種無機微粉体を含有させた強化品の方がより好ま
しい。

本発明で用いるフレキシブルディスクシート２としでは
、いわゆるフロッピーディスクとして用いられている材
料を用いることができる。フレキシブルディスクシート
２の磁性層を設ける支持体としては、ポリエチレンテレ
フタレート等のプラスチックフィルムが用いられ、なか
でも２軸配向のポリエチレンテレフタレートフィルム（
ＰＥＴ）が好ましい。また、支持体としては、少なくと
も前記磁性層を設ける側の面のＲａ　　（中心線平均粗
さ）が０．１μｍ以下であることが好ましく、このよう
な前記非磁性支持体を用いることによって最終製品であ
る磁気ディスクの記録密度を高くすることができる。

フレキシブルディスクシート２において、一般に支持体
の両面を平滑にすると摩擦が大きくなり、貼り付き易く
なって、工程での取扱いが困難となり、また、このよう
な支持体は高価になる。一方、支持体の面が粗であると
、磁性層を設けた際、般にスペーシングが大きくなり、
高密度記録には適さなくなる。したがって、一方の面が
平滑であり、他方の面が粗である支持体の平滑な面に磁
性層を投げることが好ましい。

磁性層としては、磁性酸化鉄や強磁性合金粉末等の強磁
性粉末をバインダーと共に塗布したもののみならず、真
空蒸着、スパッタリング、イオンブレーティング等のペ
ーパーデポジション法、メツキ法等によって形成したも
のであってもよい。

環状凹部３は、ヘッドとフレキシブルディスクシート２
の表面の磁性層とが接触する際の摩擦力を分散して両者
の耐久性を高め、また、磁性層がヘッドに適当に接触で
きるようにし、磁性層とヘッド間のスペーシングを狭く
し、高密度記録を可能にする目的で設けられている。こ
のため、環状凹部３の深さｄは磁気ディスクの使用状態
等を考慮して０．１５ｍ以上とすることが好ましい。

通常、本発明の基盤１の厚さは１〜５１１１％フレキシ
ブルディスクシート２の厚さは１０〜１００μｍである
。

フレキシブルディスクシート２は接着剤で基盤１の内周
部１ａと外周部１ｂのテーバ面に接着する。

接着剤としては、熱硬化型接着剤、電子線や紫外線等の
照射によって硬化する放射線硬化型接着剤等、種々のも
のを用いることができる。接着を容易にするため、接着
させる面の一方もしくは両方にポリエステル、ポリカー
ボネート等のポリマーによる下引処理もしくはコロナ放
電、グロー放電、火焔処理等の物理的表面処理を施して
おくことが好ましい。

（実　施　例） 基盤用ポリマーとして強化ポリエーテルイミド（日本ジ
−イープラスチックス社製ｒＵＬＴＥＭ−Ｄ３４５１Ｊ
）を用い、第１Ａ、Ｂ図に記載された実施態様（邪魔板
ホール６の幅は１ｍｍ、長さは１０〜１５＋ａｍ）　、
第２Ａ、Ｂ図に記載された実施態様、および第４図に記
載された従来例に従って磁気ディスク用基盤を製造した
。なお、内径および外径は３．５インチフロッピーディ
スクの規格に合わせた。これら基盤に３．５インチフロ
ッピーディスクシート（富士写真フィルム社製ｒＭＦ２
ＨＤＪ）をエポキシ系接着剤（セメダイン社製「セメダ
インハイス−パー」）で貼り付けた。総厚はいずれも約
２ｍｌであった。

第１Ａ、Ｂ図に記載された実施態様に従って製造された
基盤を有するものを実施例１、第２Ａ。

Ｂ図に記載された実施態様に従って製造された基盤を有
するものを実施例２、第４図に記載された従来例に従っ
て製造された基盤を有するものを比較例１として、面ブ
レおよび再生出力エンベロープ平坦度を測定した結果を
下表に示す。

面ブレは半径３０關の点においてディスク表面に垂直な
方向の変位をレーザー変位計（キーエンス社製ＬＳ−２
５１０）を用いて測定した。

再生出力エンベロープ平坦度の測定においては、浮上型
磁気ヘッドで記録し、再生した際にＣＲＴ上から読み取
った出力波形のエンベロニブにおける最小幅／最大幅比
を平坦度とした。

（発明の効果） 実施例から明らかなように、本発明の基盤を有する磁気
ディスクは高温使用時における面ブレが顕著に抑制され
ており、安定した再生出力が得られるものである。

このように優れた磁気ディスク用基盤が得られる本発明
はその産業上の利用価値が極めて高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明の好ましい一実施態様による磁気ディ
スク用基盤を示す平面図、 第１Ｂ図はその縦断面図、 第２Ａ図は他の一実施態様による磁気ディスク用基盤を
示す平面図、 第２Ｂ図はその縦断面図、 第３図は本発明の基盤を使用することのできる磁気ディ
スクを示す縦断面図、 第４図は従来技術による基盤の射出成形時における溶融
ポリマーの流れを示す模式図である。 １・・・基盤 １ａ・・・内周部、１ｂ・・・外周部、ｌｃ・・・張出
し部２・・・フレキシブルディスクシート ３・・・環状凹部 ５・・・ランナースプール ６・・・邪魔板ホール、８・・・穴 第２Ａ図 平成０３年　１０　月 １．　事件の表示 平成０２年特許願　　第２５０．８８２号２、　発明の
名称 磁気ディスク用基盤およびその製造方法補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）フレキシブルディスクシートを固定するための外周
   部と内周部との間に環状凹部を有する円盤状の磁気ディ
   スク用基盤において、円周方向の熱膨張係数／半径方向
   の熱膨張係数の比が１〜１．５の範囲にあることを特徴
   とする磁気ディスク用基盤。 ２）一点ゲート金型のセンターゲートから溶融ポリマー
   を射出し、該溶融ポリマーの流れの少なくとも一部を非
   放射状に蛇行もしくは分散させて、円盤状に成形するこ
   とからなる請求項１記載の磁気ディスク用基盤の製造方
   法。