WO2019066086A1 - ガラススペーサ及びハードディスクドライブ装置 - Google Patents

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WO2019066086A1
WO2019066086A1 PCT/JP2018/036747 JP2018036747W WO2019066086A1 WO 2019066086 A1 WO2019066086 A1 WO 2019066086A1 JP 2018036747 W JP2018036747 W JP 2018036747W WO 2019066086 A1 WO2019066086 A1 WO 2019066086A1
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WO
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spacer
magnetic disk
main surface
glass
magnetic
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/036747
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English (en)
French (fr)
Inventor
正夫 高野
伸二 江田
Original Assignee
Hoya株式会社
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Publication date
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Priority to US16/634,128 priority patent/US10783921B2/en
Priority to JP2019508270A priority patent/JP6505959B1/ja
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Priority to PH12019502614A priority patent/PH12019502614A1/en
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    • G—PHYSICS
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    • G11B23/02—Containers; Storing means both adapted to cooperate with the recording or reproducing means
    • G11B23/03—Containers for flat record carriers
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    • G—PHYSICS
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    • G11B25/00—Apparatus characterised by the shape of record carrier employed but not specific to the method of recording or reproducing, e.g. dictating apparatus; Combinations of such apparatus
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    • G11B25/043—Apparatus characterised by the shape of record carrier employed but not specific to the method of recording or reproducing, e.g. dictating apparatus; Combinations of such apparatus using flat record carriers, e.g. disc, card using rotating discs

Definitions

  • the present invention relates to a ring-shaped glass spacer provided to be in contact with a magnetic disk in a hard disk drive for magnetic recording, and a hard disk drive using the glass spacer.
  • HDD devices hard disk drive devices
  • each HDD apparatus is desired to increase the storage capacity as compared to the conventional one.
  • the floating distance between the magnetic head and the magnetic disk has been narrowed or the recording density has been improved by the miniaturization of the magnetic particles on the magnetic disk, but in recent years the above-mentioned measures are approaching the physical limit. Therefore, it has not been possible to sufficiently cope with the increase in storage capacity of the HDD device. Therefore, it is conceivable to increase the number of magnetic disks mounted on the HDD device.
  • a ring-shaped magnetic disk spacer is provided between the magnetic disks in the HDD device to separate and hold the magnetic disks.
  • the spacer functions so that the magnetic disks are not in contact with each other, and the magnetic disks are accurately spaced from each other at predetermined positions.
  • foreign matter such as fine particles may be generated from the spacer due to the relative displacement between the magnetic disk and the spacer due to the contact. In this case, the long-term reliability of the HDD apparatus is easily lost due to the generated particles. For this reason, it is desirable to reduce the particles generated from the spacer.
  • Patent Document 1 a glass spacer having an average surface roughness of 0.001 to 0.005 ⁇ m in a portion (main surface of the spacer) in contact with a substrate is known (Patent Document 1).
  • Patent 4136268 gazette
  • the surface roughness of the main surface is small, the generation of fine particles can be suppressed.
  • the surface roughness of the main surface of the spacer is reduced, the adhesion between the spacer and the magnetic disk may be increased, which may cause the following problems.
  • the spacer and magnetic disk made of glass are alternately inserted into the spindle of the HDD device and stacked when the magnetic disk and spacer inner disk are assembled to the HDD device, and then pressed from the spindle axial direction to Assembled to A test such as a performance test is performed on the assembled HDD device.
  • a test such as a performance test is performed on the assembled HDD device.
  • stacked magnetic disks and spacers are sequentially removed from the spindle in order to remove the defective magnetic disk.
  • the spacer and the magnetic disk may be in close contact with each other and may not be separated.
  • the adhesion between the magnetic disk and the spacer As this reason, it is preferable to suppress the adhesion between the magnetic disk and the spacer as much as possible.
  • the number of magnetic disks mounted on the HDD device is large, the number of spacers between the magnetic disks also increases, and the possibility of the adhesion between the magnetic disks and the spacers becoming higher becomes higher.
  • the surface roughness of the main surface of the magnetic disk has become smaller in order to improve the recording density, and thus the above-mentioned adhesion problem becomes larger.
  • One embodiment of the present invention is a ring-shaped glass spacer provided in contact with a magnetic disk in a hard disk drive,
  • the surface roughness Ra of the main surface of the glass spacer in contact with the magnetic disk is 1.0 ⁇ m or less, and the average slope R ⁇ a of the main surface obtained using the following formula (1) is 0.02 or more .
  • dzi / dX is expressed by the following equation (2), ⁇ X is a data interval of measurement data of surface roughness [ ⁇ m], z i (i is a natural number) is the i-th measurement data It is.
  • the surface roughness Ra is preferably 0.5 ⁇ m or less.
  • the surface roughness Ra is preferably 0.01 ⁇ m or more.
  • a metal film is formed on at least the main surface of the glass spacer.
  • Another aspect of the present invention is a hard disk drive including the glass spacer and the magnetic disk.
  • the magnetic disk is a disk in which a magnetic film is formed on a glass substrate.
  • the surface roughness Ra of the main surface of the magnetic disk is preferably 0.3 nm or less.
  • the hard disk drive mounts eight or more magnetic disks.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a magnetic disk spacer according to an embodiment. It is a figure explaining arrangement of a spacer of one embodiment, and a magnetic disc.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of an essential part for explaining an example of the structure of an HDD apparatus in which the spacer of one embodiment is incorporated.
  • (A) is a figure which illustrates typically an example of the uneven
  • (b) demonstrates an example of uneven
  • FIG. 1 is an external perspective view of a magnetic disk spacer according to an embodiment. It is a figure explaining arrangement of a spacer of one embodiment, and a magnetic disc.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of an essential part for explaining an example of the structure of an HDD apparatus in which the spacer of one embodiment is incorporated.
  • (A) is a figure which illustrates typically an example of the uneven
  • FIG. 1 is an external perspective view of a glass spacer (hereinafter simply referred to as a spacer) 1 according to an embodiment
  • FIG. 2 is a view for explaining the arrangement of the spacer 1 and the magnetic disk 5.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of an essential part for explaining an example of the structure of the HDD apparatus in which the spacer 1 is incorporated.
  • the magnetic disk 5 and the spacer 1 are alternately stacked and incorporated into the HDD.
  • a plurality of magnetic disks 5 are inserted into the spindle 14 that is connected to the motor 12 for rotation via the spacer 1 and further pressed from above with a screw via the top clamp 16 thereon. And fixed to the spindle 14 so as to be mounted at a predetermined interval.
  • the spacers 1 and the magnetic disks 5 are alternately arranged so that the spacers 1 are positioned between the two magnetic disks 5, and the gap between the adjacent magnetic disks 5 is maintained at a predetermined distance.
  • the spacer 1 described in the following embodiment is directed to a spacer provided so as to be in contact with the magnetic disk 5 between the two magnetic disks 5, but the spacer targeted by the present invention is the uppermost layer or the uppermost layer. It also includes a spacer in contact with only the lower magnetic disk 5.
  • the spacer 1 has a ring shape, and includes an outer peripheral end surface 2, an inner peripheral end surface 3, and main surfaces 4 opposed to each other.
  • a chamfered surface (not shown) may be provided on the surface of the spacer 1.
  • the inner peripheral end surface 3 is a surface in contact with the spindle 14 and is a wall surface surrounding a hole of an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the spindle 14.
  • the main surfaces 4 are two parallel surfaces in contact with the magnetic disk 5.
  • the spacer 1 contacts the main surface of the magnetic disk 5 and fixes the magnetic disk 5 by the frictional force. For this reason, the surface roughness Ra (arithmetic mean roughness) of the main surface 4 in contact with the magnetic disk 5 and the average slope R ⁇ a are determined as described later.
  • Ra absolute mean roughness
  • Rz maximum height
  • surface roughness conforms to JIS B 0601-2001 (ISO 4287-1997).
  • the average slope R ⁇ a conforms to ASME B46-1995.
  • measurement / calculation parameters are, for example, measurement length 400 ⁇ m, measurement resolution (pitch: ⁇ X) 0.1 ⁇ m, scan speed 0.1 mm / sec, low-pass filter cutoff value (Ls) 2.5 ⁇ m, The cutoff value (Lc) of the high pass filter is 80 ⁇ m.
  • the surface roughness Ra of the main surface 4 of the spacer 1 in contact with the magnetic disk 5 is 1.0 ⁇ m or less.
  • the spacer 1 is made of glass which is a brittle material, so that the tip of the convex portion of the surface unevenness of the main surface 4 is broken when contacting the magnetic disk 5.
  • the surface roughness Ra is 1.0 ⁇ m or less.
  • average inclination R (DELTA) a obtained by using the following formula (1) of the main surface 4 is 0.02 or more.
  • Equation (2) is an equation used in the Savitzky-Golay filter.
  • preliminary measurement data preliminarily measured as a portion adjacent to the outside of the measurement range is used, and the corresponding preliminary measurement data is z ⁇ 2 , z ⁇ 1 , z It is used as 0 , z n +1 , z n +2 , z n +3 .
  • the surface roughness Ra is preferably 0.7 ⁇ m or less, and more preferably 0.5 ⁇ m or less.
  • the adhesion to the magnetic disk 5 increases. However, when the adhesion is excessive, when the magnetic disk 5 and the spacer 1 are removed from the HDD, separation of the intimate magnetic disk 5 and the spacer 1 may be difficult.
  • inspections such as performance tests are performed on the assembled HDD device.
  • the stacked magnetic disks 5 and the spacer 11 are sequentially removed from the spindle 14 in order to remove the defective magnetic disk 5.
  • separation of the spacer 1 may fail or foreign matter may be generated when the spacer 1 is separated and foreign matter of fine particles may adhere to the surface of the magnetic disk 5.
  • Such fine particles cause a reduction in the long-term reliability of the HDD device.
  • the average slope R ⁇ a is set to 0.02 or more while the surface roughness Ra is set to 1.0 ⁇ m or less so that the magnetic disk 5 and the spacer 1 are not in close contact with each other.
  • the average slope R ⁇ a is preferably 0.05 or more, and more preferably 0.10 or more.
  • the upper limit of the average slope R ⁇ a is not necessarily required, but may be, for example, 0.3. If the average slope R ⁇ a exceeds 0.3, the surface of the magnetic disk 5 may be damaged. When the magnetic disk 5 and the spacer 1 are in close contact with each other, since the magnetic disk 5 and the spacer 1 in close contact are separated by a strong force, part of the surface of the magnetic disk 5 may be separated as fine particles.
  • Such fine particles are not preferable because they are transferred to the magnetic disk to cause a reduction in the long-term reliability of the HDD device.
  • the adhesion between the magnetic disk 5 and the spacer 1 can be suppressed by setting the surface roughness Ra to 1.0 ⁇ m or less and the average slope R ⁇ a to 0.02 or more, so the number of particles can be suppressed. .
  • Fig.4 (a) is a figure which illustrates typically an example of the uneven
  • (b) is an example of the uneven
  • the average slope R ⁇ a in the concavo-convex shape having irregularities with short cycles is larger than the average slope R ⁇ a in the concavo-convex shape with irregularities with long cycles. Since the main surface 4 has such short irregularities on the main surface 4, it is difficult for the magnetic disk 5 and the spacer 1 to be in close contact with each other.
  • ⁇ X shown in the above equation (2) which defines the average inclined surface R ⁇ a is preferably 0.05 to 0.2 ⁇ m, ⁇ X is preferably 0.08 to 0.12 ⁇ m, and in particular, ⁇ X Is preferably 0.1 ⁇ m. It is preferable that the average inclined surface R ⁇ a is 0.02 or more within the above range of ⁇ X.
  • the surface roughness Ra of the spacer 1 is preferably 0.01 ⁇ m or more. If the surface roughness Ra is less than 0.01 ⁇ m, it is possible to prevent the magnetic disk 5 from being scratched, but when the spindle 14 is rotated, the contact surfaces of the magnetic disk 5 and the spacer 1 may slip and shift. This is due to the influence of the lubricant provided on the surface of the magnetic disk 5. Since the lubricant is a liquid, it moves so as to fill the gap of the contact surface, and is slippery in the direction parallel to the main surface of the spacer 1 or the magnetic disk 5, and separates the magnetic disk 5 and the spacer 1 ( That is, the direction perpendicular to the main surface 4 has an effect of enhancing the adhesion.
  • a film of a lubricant having a film thickness of about 1 nm is generally provided on the surface of the magnetic disk 5, this lubricating film is transferred to the surface on the spacer 1 side, and the irregularities on the main surface 4 of the spacer 1
  • the spacer 1 or the magnetic disk 5 becomes more slippery in the direction parallel to the main surface of the spacer 1 or the magnetic disk 5, and the spacer 1 in the direction perpendicular to the main surface 4.
  • the adhesion between the magnetic disk 5 and the magnetic disk 5 may be further increased. This phenomenon is considered to be the influence of the meniscus force of the lubricant, and the thicker the film thickness of the lubricant, the more likely it occurs.
  • the adhesion between the magnetic disk 5 and the spacer 1 is reduced by setting the surface roughness Ra to 0.01 ⁇ m or more and 1.0 ⁇ m or less and setting the average slope R ⁇ a to 0.02 or more.
  • the surface roughness Ra is preferably 0.05 ⁇ m or more, more preferably 0.1 ⁇ m or more, and 0 Even more preferably, it is 0.3 ⁇ m or more.
  • a metal film is preferably formed on the main surface 4 of the spacer 1 in contact with at least the magnetic disk 5.
  • the spacer 1 is made of glass and is an insulator, static electricity is easily accumulated in the magnetic disk 5 and the spacer 1.
  • the magnetic disk 5 and the spacer 1 are charged, foreign particles and particles are easily adsorbed, and the discharge of the accumulated static electricity to the magnetic head may destroy the recording element and the reproducing element of the magnetic head, which is not preferable. Therefore, in order to provide the spacer 1 with electrical conductivity in order to remove static electricity, it is preferable to form a metal film which is a conductive film on the surface of the spacer 1.
  • the metal film is formed by an immersion method, an evaporation method, a sputtering method, or the like used for plating such as electroless plating.
  • the component of the metal film can be, for example, chromium, titanium, tantalum, tungsten, an alloy containing these metals, or a nickel alloy such as NiP (nickel phosphorus) or NiW (nickel tungsten).
  • the nickel alloy is preferably nonmagnetic.
  • the metal film is formed on the outer peripheral end surface 2 and the inner peripheral end surface 3 in addition to the main surface 4.
  • metal films are formed on the upper and lower main surfaces 4 of the spacer 1 in contact with the magnetic disk 5, at least the outer peripheral end surface 2 and the inner peripheral end surface 3 can conduct metal films on the upper and lower main surfaces 4.
  • the metal film may be formed on either one of them, for example, it may be formed only on the inner peripheral end face 3. By doing this, the electrical conductivity is enhanced and the static electricity removing capability is enhanced. For the above reasons, it is most preferable to form a metal film on the entire surface of the spacer 1.
  • the thickness of the metal film may be such that it has electrical conductivity capable of releasing the static electricity to the outside, and is, for example, 0.01 to 10 ⁇ m, for example. Even when such a metal film is formed on the main surface 4, the numerical range of the surface roughness Ra of the main surface 4 and the average slope R ⁇ a is in the above range.
  • the spacer 1 is formed of conductive glass, the metal film may not be provided because static electricity charged on the magnetic disk 5 can be released to the outside directly through the spacer 1.
  • Such a spacer 1 is suitable for an HDD apparatus on which eight or more magnetic disks 5 are mounted.
  • the magnetic disk 5 is mounted on the HDD device more than the usual six or eight or more, it is necessary to press the magnetic disk 5 and the spacer 1 more firmly by the top clamp 16 (clamping).
  • the pressing pressure needs to be increased.
  • the adhesion between the spacer 1 assembled to the HDD apparatus and the magnetic disk 5 is increased, so that the removal failure tends to increase when the spacer 1 is removed from the magnetic disk 5.
  • the spacer 1 since the surface roughness Ra and the average inclination R ⁇ a are limited to the above-mentioned numerical range even if the pressing pressure increases, adhesion between the spacer 1 and the magnetic disk 5 hardly occurs, and the spacer is easily 1 and the magnetic disk 5 can be separated. Thus, the spacer 1 which can suppress the failure of extraction is suitable.
  • the spacer 1 according to the embodiment is more preferably used in an HDD apparatus on which nine or more magnetic disks 5 are mounted, and more preferably in an HDD apparatus on which ten or more magnetic disks 5 are mounted. .
  • the magnetic disk 5 is preferably a disk in which a magnetic film is formed on an aluminum alloy substrate or a glass substrate.
  • the surface roughness Ra of the magnetic disk 5 is 0.3 nm or less, adhesion with the spacer 1 is apt to occur, and when it is 0.2 nm or less, it is particularly likely to occur.
  • the spacer 1 of the present embodiment has a high adhesion suppressing effect, the adhesion of the magnetic disk 5 can be suitably suppressed in any of the above-mentioned cases. That is, the spacer 1 is suitable for use with a magnetic disk 5 having a surface roughness Ra of 0.3 nm or less, and is particularly suitable for use with a magnetic disk 5 having a surface roughness Ra of 0.2 nm or less.
  • the surface roughness Rz (maximum height) of the outer peripheral end face 2 of the spacer 1 is preferably 1.5 to 20 ⁇ m. Removing the defective magnetic disk from the assembled HDD device When removing the spacer 1 during rework work by gripping the outer peripheral end face 2 of the spacer 1, the surface roughness Rz (maximum height) is less than 1.5 ⁇ m Then, the spacer 1 may slip off from the holding jig holding the outer peripheral end face 2 of the spacer 1. When the surface roughness Rz (maximum height) is larger than 20 ⁇ m, the spacer 1 may scrape the surface of the holding jig and a minute foreign matter may be generated.
  • the material of the spacer 1 is not particularly limited, and examples thereof include aluminosilicate glass, soda lime glass, soda aluminosilicate glass, aluminoboronsilicate glass, boron silicate glass, quartz glass, crystallized glass, and the like.
  • Aluminosilicate glass for example, silicon dioxide (SiO 2 ): 59 to 63% by mass, aluminum oxide (Al 2 O 3 ): 5 to 16% by mass, lithium oxide (Li 2 O): 2 to 10% by mass, sodium oxide (Na 2 O): Glass having 2 to 12% by mass and zirconium oxide (ZrO 2 ): 0 to 5% by mass can be used.
  • This glass is suitable for the spacer 1 in terms of high rigidity and low thermal expansion coefficient.
  • Soda lime glass is, for example, SiO 2 : 65 to 75% by mass, Al 2 O 3 : 1 to 6% by mass, CaO: 2 to 7% by mass, Na 2 O: 5 to 17% by mass, ZrO 2 : 0 to 5 It is possible to use glass whose component is mass%. Since this glass is relatively soft and easy to grind and polish, it is suitable for the spacer 1 in that it is easy to enhance the surface smoothness.
  • the spacer 1 made of glass is preferably combined with a disk in which the magnetic disk 5 has a magnetic film formed on a glass substrate.
  • the thermal expansion coefficients of the spacer 1 and the magnetic disk 5 can be made equal to each other, and even if the temperature change in the HDD apparatus occurs, the relative expansion of the spacer 1 and the magnetic disk 5 is caused by the difference in thermal expansion due to the temperature change. It is possible to reduce the displacement and the rubbing due to the change of the position, and to suppress the generation of the reading error of the recording signal due to the displacement and the generation of the particles due to the rubbing.
  • the spacer 1 which is made of glass, is formed by cutting out a plate-like glass manufactured by the float method or down draw method into a ring, molding the molten glass by the press method, or a glass tube manufactured by the tube drawing method. It can be used as the material by any method such as sliced to length.
  • the outer peripheral end face 2, the inner peripheral end face 3 and the main surface 4 of the ring-shaped glass thus formed are subjected to shape processing such as chamfering, grinding, polishing, etching, etc., as required.
  • Ru In the grinding of the main surface 4, for example, a lapping process using free abrasive grains or a grinding process using a planetary gear system using fixed abrasive grains (diamond pads) of diamond can be performed.
  • the polishing of the main surface 4 for example, it is possible to perform a polishing process by a planetary gear system using a polishing solution containing fine particles of cerium oxide or silicon dioxide.
  • a polishing solution containing fine particles of cerium oxide or silicon dioxide for example, one particle may be used as fixed abrasives, or an aggregate formed by bonding a plurality of particles by vitrification or the like is fixed. You may use as an abrasive grain.
  • fixed abrasive containing diamond is suitable for increasing the average slope R ⁇ a in the surface shape because it has a good sharpness to glass.
  • the fixed abrasive is, for example, dispersed and fixed in a resin.
  • the average particle size (D50) of the fixed abrasive is preferably 5 to 100 ⁇ m.
  • the average particle diameter (D50) of the particles is preferably 0.5 to 15 ⁇ m,
  • the average particle diameter (D50) of the above is preferably in the range of 5 to 100 ⁇ m.
  • the average particle diameter (D50) refers to the particle diameter at the point where the cumulative curve becomes 50% when the cumulative curve is determined with the total volume of the powder group in the particle size distribution measured by the light scattering method as 100%. .
  • the apparatus used for grinding and polishing the main surface 4 is a double-side grinding apparatus (or polishing apparatus) which has upper and lower surface plates and can simultaneously grind (or polish) two main surfaces of a work by planetary gear movement. Can be used. And, for example, sizes of free abrasives and fixed abrasives, pressure of upper and lower surface plates (load on work), how to change pressure (such as change of pressure in multiple stages), grinding or polishing treatment
  • the surface roughness Ra and the average slope R ⁇ a can be adjusted by adjusting the time or the like. For example, when the main surface is ground using a diamond pad, the surface roughness Ra and / or the average slope R ⁇ a can be increased by increasing the size of the fixed abrasive.
  • the surface roughness Ra and / or the average slope R ⁇ a can be appropriately adjusted.
  • the pressure of the upper and lower surface plates is increased, the surface roughness Ra and / or the average slope R ⁇ a can be increased.
  • chemical polishing etching treatment
  • the surface roughness Ra and / or the average slope R ⁇ a can be changed by adjusting the components of the etching solution, the concentration of the etching solution, the processing time, and the like.
  • a polishing process may be further performed.
  • the surface roughness Ra and / or the average slope R ⁇ a can be reduced.
  • An etching process may be performed after the polishing process.
  • the main surface 4 having a desired surface shape can be formed by appropriately combining the grinding method and the grinding method. It is preferable to grind and / or polish the outer peripheral end surface 2 and the inner peripheral end surface 3 of the spacer 1 and subsequently to grind and / or polish the main surface 4.
  • the dimensions of the spacer 1 may be appropriately changed according to the specification of the HDD to be mounted, but for a nominal 3.5-inch HDD device, the outer diameter (diameter of the outer peripheral end face 2) is, for example, 31 to 33 mm.
  • the inner diameter (diameter of the inner peripheral end face 3) is, for example, 25 mm, and the thickness is, for example, 1 to 4 mm.
  • the end portion on the inner peripheral side or the outer peripheral side of the main surface 4 may be chamfered as appropriate to provide a chamfered surface.
  • samples 1 to 30 spacers having variously modified surface irregularities on the main surface were produced (Samples 1 to 30).
  • the inner diameter of the produced spacer is 25 mm
  • the outer diameter is 32 mm
  • the thickness is 2 mm.
  • the angle of the chamfered surface was 45 degrees
  • the radial width of the chamfered surface was 150 ⁇ m
  • the specifications of the chamfered surface were all the same.
  • grinding of the main surface was performed using a double-side grinding apparatus of a planetary gear system in which grinding pads having fixed particles obtained by bonding fine particles of diamond fine particles by vitrified are bonded to upper and lower plates.
  • the fixed abrasive size, the platen load, the grinding time, etc. in the grinding pad were changed.
  • the surface roughness Rz at the outer peripheral end surface and the inner peripheral end surface was equalized to 5 ⁇ m, and the surface roughness Ra and the average inclination R ⁇ a at the main surface 4 were changed.
  • the lapping of the main surface by a loose abrasive, the grinding process, or the etching process was performed combining.
  • the manufactured spacer is incorporated into a test device that simulates an HDD device using three magnetic disks and four spacers, and is held down by a top clamp 16 to form a magnetic disk (rough surface of main surface After assembling Ra, 0.2 nm), it was left for 30 minutes, and then the magnetic disk and the spacer were taken out separately again.
  • the magnetic disk used was a magnetic film or the like formed on a magnetic disk glass substrate of nominal 3.5 inches with an outer diameter of 95 mm, an inner diameter of 25 mm and a plate thickness of 0.635 mm, and a lubricant having a thickness of 1 nm was formed on the outermost surface. It is provided.
  • the magnetic disk used was a magnetic film or the like formed on a magnetic disk glass substrate of nominal 3.5 inches with an outer diameter of 95 mm, an inner diameter of 25 mm and a plate thickness of 0.635 mm, and a lubricant having a thickness of 1 nm was formed on the outermost surface. It is provided. Unlike the three magnetic disks shown in FIG. 3 and the four spacers shown in FIG.
  • the manufactured spacer is incorporated into a testing device that simulates an HDD device using eight magnetic disks and nine spacers, and is held down by the top clamp
  • assembling the magnetic disk surface roughness Ra: 0.2 nm
  • an operation was performed to separate the magnetic disk and the spacer.
  • the lubricant is a liquid, part of the lubricant may be transferred to the recess of the spacer surface by the influence of the meniscus force. Transfer marks indicate that the film thickness of the lubricant is uneven. If transfer occurs, when the above assembly and separation operations are performed twice or more, the transferred lubricant fills a part of the uneven groove portion of the main surface of the spacer and the possibility of close contact increases. Not so desirable.
  • the transfer of lubricant was judged and evaluated based on the following criteria. Level 1: Less than 1 magnetic disk with transfer marks, Level 2: Two to three magnetic disks with transfer marks, Level 3: Four or more magnetic disks with transfer marks.
  • a uniform metal film with a thickness of 1 ⁇ m, specifically, a Ni-P alloy (P: 10 mass%, balance Ni) on the outer peripheral end surface 2, the inner peripheral end surface 3 and the main surface 4 of the spacer 1 of sample 7 Metal film was formed by electroless plating.
  • the spacer 1 on which the metal film was formed was incorporated into the HDD 10 shown in FIG. At this time, for all the magnetic disks 5 and the spacers 1, continuity with the spindle 14 could be confirmed by a tester. That is, by forming the metal film on the spacer 1, it can be said that static electricity is less likely to be accumulated on the magnetic disk 5 and the spacer 1 and an effect such as adsorption of foreign matter and particles to the magnetic disk 5 and the spacer 1 is reduced. . From this, the effect of the present embodiment is clear.
  • Such a spacer 1 can be manufactured as follows. That is, one embodiment is a method of manufacturing the ring-shaped spacer 1 provided to be in contact with the magnetic disk 5 in the hard disk drive.
  • This manufacturing method is the grinding of the main surface of the ring-shaped glass base plate which becomes the element of the spacer 1 using the double-side grinding device of the planetary gear system in which the grinding pad of fixed abrasive containing diamond fine particles is stuck on upper and lower plates.
  • the fixed abrasive preferably comprises an aggregate in which diamond fine particles are bound by vitrification.

Abstract

磁気ディスクとスペーサが組みつけられたハードディスクドライブ装置から、磁気ディスク及びスペーサを抜き取るとき、磁気ディスクとスペーサの密着を生じにくくするために、ハードディスクドライブ装置内の、磁気ディスクに接するように設けられるリング状のガラススペーサの磁気ディスクと接する主表面の表面粗さＲａを１．０μｍ以下にし、前記主表面の平均傾斜ＲΔａを０．０２以上にする。

Description

ガラススペーサ及びハードディスクドライブ装置
　本発明は、磁気記録用ハードディスクドライブ装置内の磁気ディスクに接するように設けられるリング状のガラススペーサ及びこのガラススペーサを用いたハードディスクドライブ装置に関する。
　近年のクラウドコンピューティングの隆盛に伴って、クラウド向けのデータセンターでは記憶容量の大容量化のために多くのハードディスクドライブ装置（以下、ＨＤＤ装置という）が用いられている。これに伴って、各ＨＤＤ装置にも従来に比べて記憶容量の大容量化が望まれている。
　従来のＨＤＤ装置では、磁気ヘッドと磁気ディスク間の浮上間隔を狭小化したり、磁気ディスク上の磁性粒子の微細化によって記録密度を向上させてきたが、近年上記対応が物理的限界に近づきつつあるため、上記ＨＤＤ装置の記憶容量の大容量化には十分対応できていない。このため、ＨＤＤ装置に搭載される磁気ディスクの枚数を増加することが考えられる。
　ところで、ＨＤＤ装置には、ＨＤＤ装置内の磁気ディスク同士の間に、磁気ディスク同士を離間させて保持するためのリング状の磁気ディスク用スペーサが設けられている。このスペーサは、磁気ディスクが接触せず、磁気ディスク同士が精度高く所定の位置に離間して配置されるように機能する。一方、スペーサは磁気ディスクと接触するので、この接触による磁気ディスクとスペーサの相対的な位置ずれ等によるこすれによってスペーサから微粒子等の異物が発生する場合がある。この場合、発生した微粒子によってＨＤＤ装置の長期信頼性が失われやすくなる。このため、スペーサから発生する微粒子を低減するとが望まれている。
　このようなスペーサとして、基板に接する部分（スペーサの主表面）の平均表面粗さが０．００１～０．００５μｍであるガラススペーサが知られている（特許文献１）。
特許第４１３６２６８号公報
　上記スペーサでは、主表面の表面粗さは小さいので、微粒子の発生を抑制することができる。しかし、スペーサの主表面の表面粗さを小さくすると、スペーサと磁気ディスクの密着力が高くなり以下に述べる不都合が生じる場合がある。
　ガラス製のスペーサと磁気ディスクは、ＨＤＤ装置への組み付け時、磁気ディスクとスペーサの内孔がＨＤＤ装置のスピンドルに交互に差し込まれて積層された後、スピンドル軸方向から押さえつけられて、ＨＤＤ装置内に組み付けられる。
　組み付けられたＨＤＤ装置については、性能試験等の検査が行われる。性能試験等において不具合の発見されたＨＤＤ装置では、不具合のある磁気ディスクを抜き取るために、積層された磁気ディスク及びスペーサが順番にスピンドルから抜き取られる。このとき、スペーサと磁気ディスクはスピンドル軸方向に強く押さえつけられて接触しているので、スペーサと磁気ディスクが密着してしまい剥がせなくなる場合がある。このため、磁気ディスクとスペーサの密着力は可能な限り抑えることが好ましい。
　特に、ＨＤＤ装置に搭載する磁気ディスクの搭載枚数が多い場合、磁気ディスク間のスペーサの数も多くなるため、磁気ディスクとスペーサの密着が発生する可能性はますます高くなる。
　近年、記録密度向上のために、磁気ディスクの主表面の表面粗さはいっそう小さくなっているので、上記密着の問題はより大きくなっている。
　そこで、本発明は、磁気ディスクとスペーサが組みつけられたＨＤＤ装置から、磁気ディスク及びスペーサを抜き取るとき、磁気ディスクとスペーサの密着を生じにくくすることができるガラススペーサ及びＨＤＤ装置を提供することを目的とする。
　本発明の一態様は、ハードディスクドライブ装置内において磁気ディスクに接するように設けられるリング状のガラススペーサであって、
　前記ガラススペーサの前記磁気ディスクと接する主表面の表面粗さＲａは、１．０μｍ以下であり、前記主表面の下記式（１）を用いて得られる平均傾斜ＲΔａは、０．０２以上である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 　ここで、ｄｚｉ/ｄＸは、以下の式（２）で表され、ΔＸは、表面粗さの計測データのデータ間隔［μｍ］であり、ｚi（iは自然数）は、i番目の計測データである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　前記表面粗さＲａは、０．５μｍ以下である、ことが好ましい。
　前記表面粗さＲａは、０．０１μｍ以上である、ことが好ましい。
　前記ガラススペーサの、少なくとも前記主表面上に金属膜が形成されている、ことが好ましい。
　本発明の他の一態様は、前記ガラススペーサと前記磁気ディスクを含むハードディスクドライブ装置である。
　前記ハードディスクドライブ装置において、前記磁気ディスクがガラス基板に磁性膜が形成されたディスクである、ことが好ましい。
　また、ハードディスクドライブ装置において、前記磁気ディスクの主表面の表面粗さＲａは、０．３ｎｍ以下である、ことが好ましい。
　前記ハードディスクドライブ装置は、前記磁気ディスクを８枚以上搭載する、ことが好ましい。
　上述のガラススペーサ及びＨＤＤ装置によれば、ＨＤＤ装置から、磁気ディスク及びスペーサを抜き取るとき、磁気ディスクとスペーサの密着を生じにくくすることができる。
一実施形態の磁気ディスク用スペーサの外観斜視図である。 一実施形態のスペーサと磁気ディスクとの配置を説明する図である。 一実施形態のスペーサが組み込まれるＨＤＤ装置の構造の一例を説明する要部断面図である。 （ａ）は、一実施形態のスペーサの主表面の凹凸形状の一例を模式的に説明する図であり、（ｂ）は、従来のスペーサの主表面の凹凸形状の一例を模式的に説明する図である。
　以下、本発明のガラススペーサについて詳細に説明する。
　図１は、一実施形態のガラススペーサ（以下、単にスペーサという）１の外観斜視図であり、図２は、スペーサ１と磁気ディスク５との配置を説明する図である。図３は、スペーサ１が組み込まれるＨＤＤ装置の構造の一例を説明する要部断面図である。
　スペーサ１は、図２に示すように、磁気ディスク５とスペーサ１が交互に重ねられてＨＤＤ装置に組み込まれる。図３に示すように、複数枚の磁気ディスク５は、モーター１２に接続して回転するスピンドル１４にスペーサ１を介して嵌挿され、さらにその上のトップクランプ１６を介してネジで上方から押さえられてスピンドル１４に固定されることにより、所定間隔をもって取付けられる。
　図２に示すように、スペーサ１は２つの磁気ディスク５の間に位置するように、スペーサ１と磁気ディスク５が交互に配置され、隣り合う磁気ディスク５間の隙間を所定の距離に保持する。なお、以下の実施形態で説明するスペーサ１は、２つの磁気ディスク５の間に磁気ディスク５に接するように設けられるスペーサを対象とするが、本発明の対象とするスペーサは、最上層あるいは最下層の磁気ディスク５のみと接するスペーサをも含む。
　スペーサ１は、図１に示すように、リング形状を成しており、外周端面２、内周端面３、及び互いに対向する主表面４を備える。スペーサ１の表面には、適宜、面取面（図示せず）を設けてもよい。
　内周端面３は、スピンドル１４と接する面であり、スピンドル１４の外径よりもわずかに大きい内径の孔を囲む壁面である。
　主表面４は、磁気ディスク５と接する互いに平行な２つの面である。スペーサ１は磁気ディスク５の主表面と接触し摩擦力によって磁気ディスク５を固定する。
　このため、磁気ディスク５と接触する主表面４の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）及び平均傾斜ＲΔａは、後述するように定められている。
　ここで、以降表面粗さとして説明するＲａ（算術平均粗さ）やＲｚ（最大高さ）は、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１－２００１（ＩＳＯ　４２８７－１９９７）に準拠する。また、平均傾斜ＲΔａは、ＡＳＭＥ　Ｂ４６－１９９５に準拠する。これらのパラメータは、例えば、スタイラスを用いる触針式の表面粗さ計を用いて計測されたデータから算出される。使用するスタイラスは、例えば、先端曲率半径が２μｍ、円錐のテーパ角度が６０°のものを用いる。その他の測定・算出パラメータは、例えば、測定長を４００μｍ、測定分解能（ピッチ：ΔＸ）を０．１μｍ、スキャン速度を０．１ｍｍ／ｓｅｃ、ローパスフィルタのカットオフ値（Ｌｓ）を２．５μｍ、ハイパスフィルタのカットオフ値（Ｌｃ）を８０μｍとする。
　具体的には、スペーサ１の磁気ディスク５と接する主表面４の表面粗さＲａは、１．０μｍ以下である。上記表面粗さＲａが１．０μｍ超の場合、スペーサ１は脆性材料であるガラス製であるので、磁気ディスク５と接触した際に主表面４の表面凹凸の凸部の先端が割れるなどして、スペーサ１から微粒子等の異物が発生し、ＨＤＤ装置の長期信頼性が低下する。したがって、上記表面粗さＲａは１．０μｍ以下である。また、主表面４の下記式（１）を用いて得られる平均傾斜ＲΔａは、０．０２以上である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 　ここで、ｄｚｉ/ｄＸは、下記の式（２）で表され、ΔＸは、表面粗さの計測データのデータ間隔［μｍ］であり、上記例では測定分解能（ピッチ）０．１μｍに対応し、ｚi（iは自然数）は、i番目の計測データである。ｎは、計測データの総数（ｎ＞６）である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 　式（２）は、サビツキー－ゴーレイフィルタで用いる式である。なお、ｄｚi／ｄＸにおけるｉが１、２、３、（ｎ－２）、（ｎ－１）、あるいはｎであるとき、式（２）の右辺中にｚ-2、ｚ-1、ｚ0、ｚn+1、ｚn+2、ｚn+3が現れるが、これらは、総数ｎの計測データとして存在しない。この場合、総数ｎの計測データを計測する前後において、計測範囲の外側に隣接した部分として予備的に計測した予備計測データを利用し、該当する予備計測データをｚ-2、ｚ-1、ｚ0、ｚn+1、ｚn+2、ｚn+3として用いる。
　このように、表面粗さＲａを１．０μｍ以下とすることにより、スペーサ１の凹凸が小さくなるので発生する微粒子の数は少なくなる。また、スペーサ１が、主表面４の凹凸により磁気ディスク５の表面への傷をつき難くする効果も期待できる。同様の観点から、表面粗さＲａは０．７μｍ以下であると好ましく、０．５μｍ以下であるとより好ましい。
　一方、スペーサ１の主表面４の表面粗さＲａが小さくなるほど磁気ディスク５との密着力が増大する。しかし、密着力が過度になると、磁気ディスク５とスペーサ１をＨＤＤ装置から抜き取る場合、密着した磁気ディスク５とスペーサ１の分離が困難になる場合がある。
　上述したように、組みつけられたＨＤＤ装置については、性能試験等の検査が行われる。性能試験等において不具合の発見されたＨＤＤ装置では、不具合のある磁気ディスク５を抜き取るために、積層された磁気ディスク５及びスペーサ１１が順番にスピンドル１４から抜き取られる。このとき、磁気ディスク５とスペーサ１が密着していると、スペーサ１の分離に失敗したり、分離するときに異物が発生して磁気ディスク５の表面に微粒子の異物が付着する場合がある。このような微粒子は、ＨＤＤ装置の長期信頼性の低下の要因となる。
　このため、本実施形態では、磁気ディスク５とスペーサ１が密着を抑制するように、表面粗さＲａを１．０μｍ以下としつつ、平均傾斜ＲΔａを０．０２以上とする。同様の観点から、平均傾斜ＲΔａを０．０５以上とすることが好ましく、０．１０以上であることがより好ましい。平均傾斜ＲΔａの上限は必ずしも設ける必要はないが、例えば０．３としてもよい。平均傾斜ＲΔａが０．３を超えると、磁気ディスク５の表面を傷つける恐れがある。
　磁気ディスク５とスペーサ１が密着した場合、密着した磁気ディスク５とスペーサ１を強い力で分離することになるので、磁気ディスク５の表面の一部が微粒子となって離脱する場合がある。このような微粒子は、磁気ディスクに移着してＨＤＤ装置の長期信頼性の低下の要因となるので好ましくない。表面粗さＲａを１．０μｍ以下とし、平均傾斜ＲΔａを０．０２以上とすることで、磁気ディスク５とスペーサ１の密着を抑制することができるので、微粒子の発生数も抑制することができる。
　主表面４の表面粗さＲａが同じであっても、表面の凹凸形状は様々に変化する。図４（ａ）は、一実施形態のスペーサの主表面の凹凸形状の一例を模式的に説明する図であり、（ｂ）は、従来のスペーサの主表面の凹凸形状の一例を模式的に説明する図である。表面粗さＲａが同じであっても、図４（ａ）,（ｂ）に示すように、周期の短い凹凸がある場合と、周期の長い凹凸がある場合とでは、平均傾斜ＲΔａは異なる。周期の短い凹凸がある凹凸形状における平均傾斜ＲΔａは、周期の長い凹凸がある凹凸形状における平均傾斜ＲΔａに比べて大きい。このような周期の短い凹凸が主表面４にあるので、磁気ディスク５とスペーサ１は密着し難い。
　なお、平均傾斜面ＲΔａを定める上記式（２）に示すΔＸは、０．０５～０．２μｍであることが好ましく、ΔＸは、０．０８～０．１２μｍであることが好ましく、特に、ΔＸは０．１μｍであることが好ましい。ΔＸが上記範囲内で平均傾斜面ＲΔａが０．０２以上であることが好ましい。
　一実施形態によれば、スペーサ１の表面粗さＲａは、０．０１μｍ以上であることが好ましい。表面粗さＲａが０．０１μｍ未満の場合、磁気ディスク５へ傷をつき難くできるが、スピンドル１４を回転させた時に磁気ディスク５とスペーサ１の接触面同士が滑ってズレを生じる恐れがある。これは、磁気ディスク５の表面に設けられている潤滑剤の影響による。潤滑剤は液体であるため、接触面の隙間を埋めるように移動して、スペーサ１又は磁気ディスク５の主表面に平行な方向には滑りやすく、磁気ディスク５とスペーサ１とを分離する方向（即ち、主表面４に垂直な方向）には密着力を高める作用がある。特に、磁気ディスク５の表面には、通常膜厚１ｎｍ程度の潤滑剤の膜が設けられているが、この潤滑膜がスペーサ１側の表面に移着して、スペーサ１の主表面４の凹凸形状の溝部の一部を埋めてしまうと、スペーサ１又は磁気ディスク５の主表面に平行な方向ではスペーサ１又は磁気ディスク５がお互いに一層滑りやすくなり、主表面４に垂直な方向ではスペーサ１と磁気ディスク５との密着力が一層高まる恐れがある。この現象は、潤滑剤のメニスカス力の影響と考えられ、潤滑剤の膜厚が厚いほど発生しやすくなる。
　上記を考慮した場合、表面粗さＲａを０．０１μｍ以上１．０μｍ以下とし、平均傾斜ＲΔａを０．０２以上とすることにより、磁気ディスク５とスペーサ１との間の密着力を低下させることができる。磁気ディスク５とスペーサ１との密着力を、より確実に低下させるためには、表面粗さＲａは０．０５μｍ以上であることが好ましく、０．１μｍ以上であることが一層好ましく、さらに、０．３μｍ以上であることがより一層好ましい。
　一実施形態によれば、スペーサ１の、少なくとも磁気ディスク５と接する主表面４上に金属膜が形成されていることが好ましい。特に、スペーサ１はガラスで構成され絶縁体であるので、静電気が磁気ディスク５やスペーサ１に溜まり易い。磁気ディスク５やスペーサ１が帯電すると異物や微粒子が吸着され易くなるほか、溜まった静電気の磁気ヘッドへの放電によって、磁気ヘッドの記録素子や再生素子が破壊されることがあるので好ましくない。したがって、静電気を除去するため、スペーサ１に電気伝導性を付与するために、スペーサ１の表面に導電膜である金属膜を形成することが好ましい。金属膜は、無電解メッキ等のメッキ処理に用いる浸漬法、蒸着法またはスパッタリング法などにより形成される。金属膜の成分は、例えばクロム、チタン、タンタル、タングステン、これらの金属を含む合金、ＮｉＰ（ニッケルリン）やＮｉＷ（ニッケルタングステン）などのニッケル合金、とすることができる。ニッケル合金は非磁性とすることが好ましい。
　一実施形態によれば、主表面４の他に外周端面２及び内周端面３にも上記金属膜が形成されることも好ましい。磁気ディスク５と接触するスペーサ１の上下の主表面４に金属膜が形成されている場合、外周端面２と内周端面３については、上下の主表面４上の金属膜を導通できるように少なくともいずれか一方に金属膜が形成されていればよく、例えば内周端面３にだけに形成することもできる。このようにすることで電気伝導性がより高まり静電気除去能力が高まる。上記理由により、スペーサ１の全面に金属膜を形成するのが最も好ましい。金属膜の厚さは、上記静電気を外部に逃がすことができる電気伝導性を有する程度でよく、例えば例えば０．０１～１０μｍである。このような金属膜を主表面４に形成した場合においても、主表面４の表面粗さＲａ及び平均傾斜ＲΔａの数値範囲は上記範囲である。
　なお、スペーサ１が導電性のガラスから形成されているときには、直接スペーサ１を通して磁気ディスク５に帯電する静電気を外部に逃がすことができるので、金属膜は設けなくてもよい。
　このようなスペーサ１は、磁気ディスク５を８枚以上搭載するＨＤＤ装置において好適である。磁気ディスク５がＨＤＤ装置に通常の６枚より多く８枚以上搭載されると、トップクランプ１６により磁気ディスク５とスペーサ１をよりしっかりと押し付ける（クランプする）ことが必要になり、トップクランプ１６による押圧圧力を大きくする必要がある。これにより、ＨＤＤ装置に組み付けたスペーサ１と磁気ディスク５との密着力は増えるので、スペーサ１を磁気ディスク５から外す際に抜き取りの失敗が増大し易くなる。しかし、スペーサ１では、押圧圧力が大きくなっても、表面粗さＲａ及び平均傾斜ＲΔａを上述した数値範囲に限定しているので、スペーサ１と磁気ディスク５の密着は生じ難く、容易に、スペーサ１と磁気ディスク５を分離することができる。このように抜き取りの失敗を抑制できるスペーサ１は好適である。同様の理由から、実施形態のスペーサ１は、磁気ディスク５を９枚以上搭載するＨＤＤ装置に用いるとより好適であり、磁気ディスク５を１０枚以上搭載するＨＤＤ装置に用いるとより一層好適である。
　磁気ディスク５は、アルミ合金基板又はガラス基板に磁性膜が形成されたディスクであることが好ましい。ここで、磁気ディスク５の表面粗さＲａが０．３ｎｍ以下になるとスペーサ１との密着が発生しやすくなり、０．２ｎｍ以下になると特に発生しやすい。しかし、本実施形態のスペーサ１は高い密着抑制効果を有するため、磁気ディスク５の表面粗さが上記いずれの場合においても好適に密着を抑制することができる。すなわち、スペーサ１は表面粗さＲａが０．３ｎｍ以下の磁気ディスク５とともに用いる場合に好適であり、表面粗さＲａが０．２ｎｍ以下の磁気ディスク５とともに用いる場合に特に好適である。
　一実施形態によれば、スペーサ１の外周端面２の表面粗さＲｚ（最大高さ）は１．５～２０μｍであることが好ましい。組み付けられたＨＤＤ装置から不具合のある磁気ディスクを抜き取るリワーク作業中のスペーサ１を抜き取る作業をスペーサ１の外周端面２の把持によって行う場合に、表面粗さＲｚ（最大高さ）を１．５μｍ未満とすると、スペーサ１の外周端面２を把持した把持治具からスペーサ１が滑り落ちてしまう場合がある。表面粗さＲｚ（最大高さ）が２０μｍより大きい場合、スペーサ１が把持治具の表面を削ってしまい微小異物が発生する場合がある。
　スペーサ１の材質は、特に限定されるものではなく、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロンシリケートガラス、ボロンシリケートガラス、石英ガラスまたは結晶化ガラスなどが挙げられる。アルミノシリケートガラスは例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）：５９～６３質量％、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）：５～１６質量％、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）：２～１０質量％、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）：２～１２質量％、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）：０～５質量％を成分とするガラスを用いることができる。このガラスは、剛性が高く、熱膨張係数が低い点で、スペーサ１に好適である。ソーダライムガラスは例えば、ＳｉＯ２：６５～７５質量％、Ａｌ２Ｏ３：１～６質量％、ＣａＯ：２～７質量％、Ｎａ２Ｏ：５～１７質量％、ＺｒＯ２：０～５質量％を成分とするガラスを用いることができる。このガラスは、比較的柔らかく研削や研磨が容易であるので、表面平滑度を高め易い点で、スペーサ１に適している。
　ガラス製であるスペーサ１は、磁気ディスク５がガラス基板に磁性膜が形成されたディスクと組み合わせることが好ましい。これにより、スペーサ１と磁気ディスク５の熱膨張率を同程度に揃えることができ、ＨＤＤ装置内の温度変化が生じても温度変化により熱膨張の差によってスペーサ１と磁気ディスク５の相対的な位置の変化によるズレや擦れが少なく、ズレによる記録信号の読み取りエラーや擦れによる微粒子の発生を抑制することができる。
　ガラス製であるスペーサ１は、フロート法やダウンドロー法などにより製造した板状ガラスをリング状に切り出したもの、プレス法で熔融ガラスを成型したもの、管引き法で製造したガラス管を適当な長さにスライスしたものなどいずれの方法によるものでも素材として用いることができる。このように成形されたリング状ガラスの外周端面２、内周端面３、及び主表面４に対し、面取等の形状加工、研削、研磨、エッチング処理等が必要に応じて選択して施される。主表面４の研削では、例えば、遊離砥粒を用いたラッピング処理や、ダイヤモンドの固定砥粒（ダイヤモンドパッド）などを用いた遊星歯車方式による研削処理を行うことができる。主表面４の研磨では、例えば、酸化セリウムや二酸化ケイ素の微粒子を含む研磨液を用いた遊星歯車方式による研磨処理を行うことができる。
　主表面４の研削処理において、ダイヤモンド砥粒などを固定砥粒として用いる場合、１つの粒子を固定砥粒として用いてもよいし、複数の粒子をビトリファイド等で結合させて形成した凝集体を固定砥粒として用いてもよい。特にダイヤモンドを含む固定砥粒はガラスに対する切れ味がよいため、表面形状における平均傾斜ＲΔａを大きくする上で好適である。固定砥粒は、例えば樹脂の中に分散されるとともに固定されている。
　固定砥粒の平均粒径（Ｄ５０）は、５～１００μｍであることが好ましい。また、複数の粒子をビトリファイド等で結合させて形成した凝集体を１つの固定砥粒とする場合、上記粒子の平均粒径（Ｄ５０）は０．５～１５μｍであることが好ましく、上記凝集体の平均粒径（Ｄ５０）は５～１００μｍの範囲内であることが好ましい。平均粒径（Ｄ５０）は、光散乱法により測定された粒度分布における粉体の集団の全体積を１００％として累積カーブを求めたとき、その累積カーブが５０％となる点の粒径を言う。
　上記主表面４の研削や研磨に用いる装置としては、上下の定盤を備え、遊星歯車運動によってワークの２つの主表面を同時に研削（又は研磨）することが可能な両面研削装置（又は研磨装置）を用いることができる。
　そして、例えば、遊離砥粒や固定砥粒のサイズ、上下定盤の圧力（被加工物への荷重）、圧力の変化のさせ方（多段階での圧力の変化など）、研削あるいは研磨の処理時間などを調整することにより、表面粗さＲａ及び平均傾斜ＲΔａを調整することができる。例えば、ダイヤモンドパッドを用いて主表面を研削処理する場合、固定砥粒のサイズを大きくすることで、表面粗さＲａ及び／又は平均傾斜ＲΔａを大きくすることができる。ここで、固定砥粒として凝集体を用いる場合、凝集体自体のサイズの他、それに含まれる粒子のサイズによって傾向が異なるので適宜表面粗さＲａ及び／又は平均傾斜ＲΔａを調整することができる。また、上下定盤の圧力を高めると、表面粗さＲａ及び／又は平均傾斜ＲΔａを大きくすることができる。
　上記処理後さらに、フッ酸やケイフッ酸を含むエッチング液を用いて化学的に研磨（エッチング処理）してもよい。エッチング液の成分、エッチング液の濃度、処理時間などを調節することで、表面粗さＲａ及び／又は平均傾斜ＲΔａを変化させることができる。研削処理及び／又はエッチング処理の後、さらに研磨処理を行ってもよい。研磨処理を行うと、表面粗さＲａ及び／又は平均傾斜ＲΔａを小さくすることができる。研磨処理の後にエッチング処理を行ってもよい。これらの研削方法及び研磨方法を適宜組み合わせることで所望の表面形状の主表面４を形成することができる。スペーサ１の外周端面２及び内周端面３を研削及び／又は研磨し、つづいて主表面４の研削及び／又は研磨をすることが好ましい。
　スペーサ１の寸法は、搭載されるＨＤＤの仕様によって適宜変更すればよいが、公称３．５インチ型のＨＤＤ装置向けであれば、外径（外周端面２の直径）は例えば３１～３３ｍｍであり、内径（内周端面３の直径）は例えば２５ｍｍであり、厚さは例えば１～４ｍｍである。主表面４の内周側又は外周側の末端部を、適宜面取加工して、面取面を設けてもよい。
（実験例）
　スペーサ１の効果を確認するために、主表面の表面凹凸を種々変更したスペーサを作製した（サンプル１～３０）。作製したスペーサの内径は２５ｍｍ、外径は３２ｍｍ、厚さは２ｍｍである。面取面の角度は４５度であり、面取面の半径方向の幅は１５０μｍであり、面取面の仕様は全て同じとした。まず、板状ガラスをリング状に切り出したガラス素材に対し、外周端部及び内周端部を、総形砥石を用いて研削し、外周端面、内周端面、及び面取面を形成した。次に、ダイヤモンド微粒子をビトリファイドで結合させた凝集体を固定砥粒とする研削パッドを上下の定盤に張り付けた遊星歯車方式の両面研削装置を用いて主表面の研削を行った。主表面における種々の表面凹凸の形態を作るために、研削パッドにおける固定砥粒サイズ、定盤荷重、研削処理時間等を変えた。外周端面及び内周端面における表面粗さＲｚは５μｍに揃え、主表面４における表面粗さＲａと平均傾斜ＲΔａを変更した。なお上記固定砥粒の研削パッドによる研削処理後、必要に応じて、適宜、遊離砥粒による主表面のラッピング、研磨処理、あるいはエッチング処理を組み合わせて行った。
（密着性の評価）
　作製したスペーサを、図３に示すように、３枚の磁気ディスクと４枚のスペーサを用いてＨＤＤ装置を模擬した試験装置に組み込んで、トップクランプ１６で押さえつけて磁気ディスク（主表面の表面粗さＲａは０．２ｎｍ）を組みつけた後、３０分間放置してから、再度磁気ディスクとスペーサをばらばらに取り出す作業を行った。使用した磁気ディスクは、外径９５ｍｍ、内径２５ｍｍ、板厚０．６３５ｍｍの公称３．５インチの磁気ディスク用ガラス基板に磁性膜等を成膜し、その最表面に膜厚１ｎｍの潤滑剤を設けたものである。具体的には、スペーサの主表面のほぼ全面を吸着するタイプのリング状の吸着部を有する真空吸着治具（磁気ディスク５を取り外す場合は主表面の最内周側が吸着される）を用いて密着（分離不可）の発生の有/無を調査した。
（潤滑剤の移着の評価）
　磁気ディスクとスペーサとの密着の可能性を評価するために、磁気ディスクとスペーサを組み付けた後の磁気ディスクに設けられた潤滑剤の移着痕について評価を行った。使用した磁気ディスクは、外径９５ｍｍ、内径２５ｍｍ、板厚０．６３５ｍｍの公称３．５インチの磁気ディスク用ガラス基板に磁性膜等を成膜し、その最表面に膜厚１ｎｍの潤滑剤を設けたものである。作製したスペーサを、図３に示す３枚の磁気ディスクと４枚のスペーサと異なり、８枚の磁気ディスクと９枚のスペーサを用いてＨＤＤ装置を模擬した試験装置に組み込んで、トップクランプで押さえつけて磁気ディスク（表面粗さＲａは０．２ｎｍ）を組みつけた後、６０分間放置してから、磁気ディスクとスペーサをばらばらに取り出す作業（組み付けと分離の作業）を行った。上記作業後の磁気ディスクの主表面の内周端面側の、スペーサの主表面と接触した部分について暗室中で集光ランプを当てながら目視検査を行って、潤滑剤の移着痕を調べた。潤滑剤は液体であるため、潤滑剤の一部がメニスカス力の影響によってスペーサ表面の凹部に移着することがある。移着痕は、潤滑剤の膜厚にムラがあることを示す。移着が発生すると、上記組み付けと分離の作業を２回以上行ったとき、移着した潤滑剤がスペーサの主表面の凹凸形状の溝部の一部を埋めて密着が発生する可能性が高くなるので好ましくない。潤滑剤の移着について以下の基準に基づいて判定して評価した。
レベル１：移着痕が発生した磁気ディスクが１枚以下、
レベル２：移着痕が発生した磁気ディスクが２～３枚、
レベル３：移着痕が発生した磁気ディスクが４枚以上。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　上記表１のサンプル１～３０によると、主表面の表面粗さＲａを１．０μｍ以下、平均傾斜ＲΔａを０．０２以上とすることにより、密着力が低下して密着が抑制されることがわかる。
　また、潤滑剤の移着の評価結果より、平均傾斜ＲΔａを０．０５以上にすることにより潤滑剤の移着が減り、平均傾斜ＲΔａを０．１０以上にすることによりさらに移着が減ることがわかる。このため、平均傾斜ＲΔａを０．０５以上、さらには０．１０以上とすることにより、磁気ディスクとスペーサの組み付けと分離の作業を２回以上行っても密着の可能性は生じにくい。
　なお、サンプル７のスペーサ１の外周端面２、内周端面３、及び主表面４に、厚さ１μｍの均一の金属膜、具体的にはＮｉ－Ｐ合金（Ｐ：１０質量％、残部Ｎｉ）の金属膜を無電解メッキにより形成した。この金属膜が形成されたスペーサ１を図３に示すＨＤＤ装置１０に組み込んだ。このとき、全ての磁気ディスク５及びスペーサ１について、スピンドル１４との間の導通をテスターによって確認することができた。すなわち、スペーサ１に金属膜を形成することにより、静電気が磁気ディスク５やスペーサ１に溜まり難くなり、磁気ディスク５やスペーサ１への異物や微粒子の吸着が少なくなるなどの効果が得られるといえる。
　これより、本実施形態の効果は明らかである。
　このようなスペーサ１は、以下のように製造することができる。すなわち、一実施形態は、ハードディスクドライブ装置内において磁気ディスク５に接するように設けられるリング状のスペーサ１の製造方法である。
　この製造方法は、ダイヤモンド微粒子を含む固定砥粒の研削パッドを上下の定盤に張り付けた遊星歯車方式の両面研削装置を用いてスペーサ１の素となるリング状のガラス素板の主表面の研削を行う研削処理を含む、ことを特徴とする。
　一実施形態によれば、固定砥粒は、ダイヤモンド微粒子をビトリファイドで結合させた凝集体を含むことが好ましい。
　この製造方法の研削処理により、スペーサの磁気ディスクと接する主表面の表面粗さＲａを、１．０μｍ以下とし、スペーサの主表面の平均傾斜ＲΔａを、０．０２以上とすることができる。
　以上、本発明のガラススペーサ及びハードディスクドライブ装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例等に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
１　ガラススペーサ
２　外周端面
３　内周端面
４　主表面
５　磁気ディスク
１０　ハードディスクドライブ装置
１２　モーター
１４　スピンドル
１６　トップクランプ

Claims (7)

  1. 　ハードディスクドライブ装置内において磁気ディスクに接するように設けられるリング状のガラススペーサであって、
    　前記ガラススペーサの前記磁気ディスクと接する主表面の表面粗さＲａは、１．０μｍ以下であり、前記主表面の下記式（１）を用いて得られる平均傾斜ＲΔａは、０．０２以上である、ことを特徴とするガラススペーサ。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
     　ここで、ｄｚｉ/ｄＸは、以下の式（２）で表され、ΔＸは、表面粗さの計測データのデータ間隔［μｍ］であり、ｚi（iは自然数）は、i番目の計測データであり、ｎは、計測データの総数（ｎ＞６）である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
  2. 　前記表面粗さＲａは、０．５μｍ以下である、請求項１に記載のガラススペーサ。
  3. 　前記ガラススペーサの、少なくとも前記主表面上に金属膜が形成されている、請求項１または２に記載のガラススペーサ。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載のガラススペーサと前記磁気ディスクを含むハードディスクドライブ装置。
  5. 　前記磁気ディスクは、ガラス基板に磁性膜が形成されたディスクである、請求項４に記載のハードディスクドライブ装置。
  6. 　前記磁気ディスクの主表面の表面粗さＲａは、０．３ｎｍ以下である、請求項５に記載のハードディスクドライブ装置。
  7. 　前記磁気ディスクを８枚以上搭載する、請求項４～６のいずれか１項に記載のハードディスクドライブ装置。
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