JP2001269850A - 磁気ディスク媒体の表面研磨加工方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】研摩テープを常に一定した荷重でディスクの表
面に押しつけて精度の高い表面研摩加工が行えるように
磁気ディスク媒体の表面研摩加工方法および装置を改良
する。 【解決手段】スピンドル４ａに装着して回転するディス
ク１の表面に当てがった研磨テープ２を背後から加圧パ
ット３により押圧して研摩加工を行う磁気ディスク媒体
の表面研磨加工装置において、加圧パットを撓み性のあ
る支持アーム６の先端に取付け、かつ該支持アームをリ
ニアモータ９に連結したスライドブロック５ａに取付け
て加圧パットをテープ押圧方向に駆動するようにすると
ともに、支持アームに歪みゲージ１０を取付けて加圧パ
ットの荷重を検出し、この検出値を制御部１１に取り込
んで加圧パットの押圧荷重を加圧設定値に保つようにリ
ニアモータの出力をフィードバック制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスク装
置の磁気記録媒体を対象とした磁気ディスク媒体の表面
研磨加工方法，および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】頭記の磁気ディスク媒体は、アルミニウ
ム合金，あるいはガラス，プラスチックなどを材質とす
るディスクを基体として、その表面にニッケル−りん
（Ｎｉ−Ｐ）めっき膜を成層して基板とし、その表面に
下地層としてクロム層，コバルト合金磁性層をスパッタ
リングにより連続成膜し、さらにその表面にカーボン系
保護層を被覆し、最外表面にはフロロカーボン系の液体
潤滑層が塗布される。

【０００３】また、前記の磁気ディスク媒体の製造工程
では、Ｎｉ−Ｐめっき層の表面に微細な粗さを付与する
テクスチャ処理，保護層を被覆した後のディスク表面に
残る突起，異物を除去するバーニッシュ処理，および最
表面に塗布した液体潤滑剤に対するワイピング処理な
ど、研磨テープを用いた各種の表面研磨加工工程があ
る。この表面研磨工程では、回転するディスクの表面に
それぞれの加工工程に適した研磨テープを当てがった上
で、研磨テープを背後から加圧パットなどによりディス
ク表面に押圧して加工を行うようにしている。

【０００４】ここで、前記したバーニッシュ処理を例
に、従来におけるテープバーニッシュ装置の構成，およ
び加工方法を図５(a),(b) で説明する。図において、１
は磁気ディスク媒体のディスク、２は研磨テープ（バー
ニッシュテープ）、３は研磨テープ２を背後からディス
ク１の表面に押圧するゴム製の加圧パットであって、デ
ィスク１は駆動モータ４のスピンドル４ａにチャックし
て回転駆動される。一方、研磨テープ２およびその駆動
機構、加圧パット３は加工テーブル５に搭載装備されて
おり、ここで加圧パット３はテーブル５上のレールに案
内支持されたスライドブロック５から起立する支持アー
ム６の先端に取付けて研磨テープ２の背面に対峙させて
おり、かつスライドブロック５にはワイヤ７ａを介して
重り７を繋ぎ、加工時にはこの重り７の荷重Ｗを受けた
加圧パット３が研磨テープ２をディスク１に押しつける
ようにしている。なお、図示してないが、加工テーブル
５は昇降機構によりディスク１の半径方向に移動操作
し、またスライドブロック５はエアシリンダなどに連結
してロード位置とアンロード位置との間で往復移動操作
するようにしている。

【０００５】かかる構成で、ディスク１のバーニッシュ
加工時には、加工テーブル５を待機位置から上昇操作し
て研磨テープ２をディスク１のロード開始位置ＩＤ（デ
ィスクの内周端）に移した上で、スライドブロック５ａ
をロード位置に前進させ、重り７の荷重Ｗを受けた加圧
パット３が研摩テープ２をディスク１の表面に加圧（荷
重：例えば２０ｇ）し、研摩テープ２を送り込みながら
バーニッシュ加工を開始する。また、この動作と並行し
て加工テーブル５をロード開始位置ＩＤから下降して研
摩テープ２，および加圧パット３をディスク１の半径方
向に沿いロード終了位置ＯＤ（ディスクの外周端）に向
けて移動しながらディスク１の各面域の研摩を行い、ロ
ード終了位置ＯＤに到達すると加圧パット３をシリンダ
操作により後退させてアンロードした後、さらに下降テ
ーブル５を待機位置に下降して１回のバーニッシュ加工
工程が終了する。なお、図示例には研摩テープ２がディ
スク１の片面側にのみ描かれているが、実際にはディス
ク１の表裏両側に研摩テープ２，加圧パット３を配して
ディスク両面を同時加工するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来の表面研摩加工装置では、加工精度，品質管理面で次
記のような問題点がある。すなわち、スライドブロック
５ａに重り７を繋ぎ、重り７の荷重を加圧パット３に加
えて研摩テープ２をディスク１の表面に押しつけるよう
にした従来方式では、ディスク１の表面状態（うね
り），スピンドル４ａに保持して回転する際のディスク
１の面振れ、および加工テーブル５のレール上に案内支
持されたスライドブロック５，重り７のワイヤ７ａを張
架する滑車などの磨耗，潤滑剤劣化などに起因する抵抗
変化などがあると、ディスク１の表面に押し当てた研摩
テープ２の加圧力（数十ｇオーダー）を一定に保つこと
が極めて困難である。

【０００７】そのために、図４(b) に示す実機の実測デ
ータで表すように、従来の方法では研摩テープ２，加圧
パット３をディスク１のロード開始位置ＩＤからロード
終了位置ＯＤに移動する加工途上で荷重のバラツキが大
きく発生し、このことが表面加工精度を低め、磁気ディ
スク媒体の品質維持を妨げる一要因となっている。本発
明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前
記課題を解決し、研摩テープを常に一定した荷重でディ
スクの表面に押しつけて精度の高い表面研摩加工が行え
るように改良した磁気ディスク媒体の表面研摩加工方法
および装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の加工方法によれば、回転するディスクの表
面に当てがった研磨テープを背後から加圧パットにより
ディスクに押し付けて研磨加工を行う磁気ディスク媒体
の表面研磨加工方法において、前記加圧パットを撓み性
のある支持アームの先端に取付け、かつ該支持アームを
モータ（好ましくはリニアモータ）に連結して加圧パッ
トをテープ押圧方向に駆動するとともに、前記支持アー
ムに歪みゲージを取付けて加圧パットの押圧荷重を検出
し、該歪みゲージの検出値を基に前記モータの出力をフ
ィードバック制御して加圧パットの押圧荷重を設定値に
保持するようにする（請求項１）。

【０００９】また、前記加工方法の実施に用いる本発明
の表面研磨加工装置は、磁気ディスク媒体のディスクを
保持して回転駆動するスピンドルと、研磨テープ，およ
び加圧パットを搭載装備した加工ユニットからなり、加
工ユニットは、ディスクの半径方向に移動するテーブル
と、該テーブル上に搭載してモータ（好ましくはリニア
モータ）に連結したスライドブロックと、スライドブロ
ックに起立装着してその先端に前記加圧パットを取付け
た撓み性を有する支持アームと、該支持アームに付設し
て加圧パットの押圧荷重を検出する歪みゲージと、該歪
みゲージの検出信号を基に加圧設定値と対比して前記モ
ータの出力をフィードバック制御する制御部とから構成
するものとする（請求項２）。

【００１０】上記の加工方法，装置によれば、ディスク
の表面状態，スピンドルに保持して回転する際のディス
クの面振れ、およびテーブル上に搭載して案内支持され
たスライドブロックの可動部に抵抗変化などがあっても
これ等の影響を直接受けることなく、ディスクに対する
加ロード開始からロード終了までの各位置で加圧パット
を介して研摩テープをディスク表面に押しつける押圧荷
重を応答性よく一定に保つことができ、これにより高い
研摩加工精度，並びに磁気ディスク媒体の安定した品質
管理が確保できる。また、本発明の加工方法および装置
は、保護層を被覆した後のディスク表面のバーニッシュ
処理により好適に用いることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図５
に対応する部材には同じ符号を付してその説明は省略す
る。まず、図１に本発明の実施例によるテープバーニッ
シュ装置としての表面研摩加工装置の全体構成を示す。
図において、研摩テープ２，加圧パット３およびその駆
動機構を搭載した加工ユニット５は、その昇降テーブル
５ｂに昇降機構８を付設してスピンドル４ａに装着した
カーボン系保護層を被覆したディスク１の半径方向に昇
降移動するようにしている。なお、８ａは駆動モータ、
８ｂはボールねじである。

【００１２】ここで、昇降テーブル５ｂの上にはレール
に沿ってスライド可能に案内された左右一対のスライド
ブロック５ａを備えており、各スライドブロック５ａご
とに上方に起立してその先端に加圧パット３を取付けた
支持アーム６を設けるとともに、各スライドブロック５
ａが個々にリニアモータ９に連結されている。また、前
記の支持アーム６は、撓み性を付与するように例えば板
厚１mm程度のアルミ板などで作られており、その板面に
は歪みゲージ１０を取付けて加圧パット３の押圧荷重を
検出するようにしている。

【００１３】一方、リニアモータ９は、図２に示すよう
に筒形の鉄心９ａの内周に磁石９ｂを設けた固定子と、
鉄心内に挿入した可動子コイル９ｃと、連結軸９ｄとか
らなるボイスコイルモータが採用されており、前記連結
軸９ｄにスライドブロック５ａが連結されている。な
お、かかるリニアモータの動作原理は周知であり、可動
子コイル９ｂに電流（直流）を流すことにより電流の向
きに対応した軸方向の駆動力が発生し、その駆動出力は
コイル９ｂに通電する電流に比例する。また、モータ本
体には接触，磨耗する部分がないので、長期間使用して
も安定した出力特性が得られる。

【００１４】そして、図示実施例では、研摩加工中に前
記歪みゲージ１０の検出信号を制御部１１に取り込み、
あらかじめテープ加工の内容に合わせて設定した荷重設
定値と対比してリニアモータ９の出力をフィードバック
制御し、スライドブロック５ａ，支持アーム６を介して
加圧パット３に加える荷重，つまり研摩テープ２をディ
スク１に押しつける加圧力を一定（設定値）に保持する
ようにしている。

【００１５】次に、前記構成の加工装置によるディスク
１の研摩加工工程，および動作を図３に示すフローチャ
ートに基づいて説明する。まず、加工待機時には加工ユ
ニット５の昇降テーブル５ｂが下降位置に後退し、また
一対のスライドブロック５ａは左右に分かれて後退した
待機位置に停止している。ここで、ディスク１をスピン
ドル４ａにチャックして回転させると、昇降テーブル５
ｂが待機位置から上昇して研摩テープ２，および加圧パ
ット３を図４(a) のロード開始位置ＩＤに対応するディ
スク１の内周端に移動した後、リニアモータ９の操作に
よりスライドブロック５ａを左右から昇降テーブル上の
中央へ寄せるように移動する。これにより、ディスク１
を挟んでその両面に対峙している研摩テープ２を背後か
ら加圧パット３がディスク表面に押圧（パットロード）
するとともに、研摩テープ２によるディスク１の表面研
摩加工を開始する。また、この加工動作と並行して研摩
テープ２，加圧パット３を図４(a) のロード終了位置Ｏ
Ｄに向けて移動するように昇降テーブル５ｂを下降さ
せ、ロード終了位置ＯＤに到達するとリニアモータ９の
電流を反転させてスライドブロック５ａを待機位置に後
退移動させて加圧パット３を研摩テープ２から引き離し
（パットアンロード）た上で、さらに加工ユニット５を
待機位置に戻す。

【００１６】また、前記したテープ２による研摩加工中
は、歪みゲージ１０で検出した加圧パット３の荷重を制
御部１１に取り込んで加圧設定値（例えば２０ｇ）と比
較し、ここで押圧荷重が設定値と一致（ＯＫ）していれ
ば補正なしに研摩加工をそのまま継続し、加圧設定値か
ら外れた場合（ＮＧ）には、加圧パット３に加える荷重
を補正するようにリニアモータ９の出力をフィードバッ
ク制御する。

【００１７】なお、発明者等が実際に行った実機テスト
の測定結果からも、図４(c) で表すようにディスクに対
するロード開始からロード終了までの各位置で殆どばら
つき無しに加圧パットの押圧荷重を一定値に保ってディ
スクを加工精度よく研摩できることが確認されている。
また、バーニッシュ処理は、保護層の上に液体潤滑層を
塗布形成した後に行うこともできる。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の加工方法，
および装置によれば次記の効果を奏する。 (1) 回転する磁気ディスク媒体のディスク表面に当てが
った研摩テープを加圧パットにより背後から押圧しなが
らテープをディスクの半径方向に移動する研摩工程で、
ディスクの表面状態，面振れ，および加圧パットを装着
したスライドブロックの抵抗変化などの影響を直接受け
ることなしに、加圧力を応答性よく一定に保つことがで
き、これにより高い加工精度と併せて磁気ディスク媒体
の品質安定化が図れる。

【００１９】(2) また、加工ユニットの長期間使用によ
るスライドブロックの磨耗，潤滑剤の劣化などで可動部
の抵抗が変化しても、従来の重り荷重方式のように研摩
テープをディスクに押しつける力の変動することがな
く、これにより加工装置の信頼性向上とともにメンテナ
ンスの省力化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による磁気ディスク媒体の表面
研摩加工装置の構成図

【図２】図１の装置に採用したリニアモータの構成略図

【図３】図１の装置による磁気ディスク媒体の表面研摩
加工工程，およびその制御動作を表すフローチャート

【図４】磁気ディスク媒体の研摩加工工程での加圧パッ
トの荷重変化を表す図であり、(a) はディスクに対する
ロード開始，終了位置を模式的に表した図、(b),(c) は
それぞれ従来の重り荷重方式，および本発明のモータ荷
重方式にによるロード開始からロード終了までの荷重変
化の推移を表す図

【図５】テープバーニッシュ装置を例示した従来におけ
る表面研摩加工装置の構成図であり、(a) は装置の構成
概要図、(b) は研摩加工の状態を表す斜視図

【符号の説明】

１ 磁気ディスク媒体のディスク ２ 研摩テープ ３ 加圧パット ４ スピンドルモータ ４ａ スピンドル ５ 加工ユニット ５ａ スライドブロック ５ｂ 昇降テーブル ６ 支持アーム ９ リニアモータ １０ 歪みゲージ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白川 祐二 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 原 彰英 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 財津 靖史 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3C058 AA05 AA11 AA12 AA14 AA16 AA18 AB04 AC02 BA05 BB01 BB09 CA01 CB01 5D112 AA24 GA13 GA16

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転するディスクの表面に当てがった研磨
   テープを背後から加圧パットによりディスクに押し付け
   て加工を行う磁気ディスク媒体の表面研磨加工方法にお
   いて、前記加圧パットを撓み性のある支持アームの先端
   に取付け、かつ該支持アームをモータに連結して加圧パ
   ットをテープ押圧方向に駆動するとともに、前記支持ア
   ームに歪みゲージを取付けて加圧パットの押圧荷重を検
   出し、該歪みゲージの検出値を基に前記モータの出力を
   フィードバック制御して加圧パットの押圧荷重を設定値
   に保持するようにしたことを特徴とする磁気ディスク媒
   体の表面研磨加工方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の表面研磨加工方法の実施に
   用いる表面研磨加工装置であって、磁気ディスク媒体の
   ディスクを保持して回転駆動するスピンドルと、研磨テ
   ープ，および加圧パットを装備した加工ユニットからな
   り、加工ユニットは、ディスクの半径方向に移動するテ
   ーブルと、該テーブル上に搭載してモータに連結したス
   ライドブロックと、スライドブロックに起立装着してそ
   の先端に前記加圧パットを取付けた撓み性を有する支持
   アームと、該支持アームに付設して加圧パットの押圧荷
   重を検出する歪みゲージと、該歪みゲージの検出信号を
   基に加圧設定値と対比して前記モータの出力をフィード
   バック制御する制御部とから構成したことを特徴とする
   磁気ディスク媒体の表面研磨加工装置。