【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記憶装置に係り、特に、磁気ディスク表面の内周部のうねりを最小限に抑えた磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置において、回転する磁気ディスクとこの磁気ディスクに対して情報の記録再生を行う磁気ヘッドを搭載した磁気ヘッドスライダとの間隙が小さくなるほど、記録媒体である磁気ディスクに記録再生できる記録密度は高くなる。このため磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの間隙は狭小化の一途をたどっている。現在の磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの間隙は２０ｎｍを下回り、約１０ｎｍとした磁気ディスク装置も市場に出回っている。
【０００３】
磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの間隙を小さくするためには、通常動作時、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの接触を防止するため、磁気ディスク表面の平滑性を向上させるとともに、磁気ディスク表面のうねりを低減させる必要がある。特許文献１には、ガラス基板を化学強化後さらに精研磨することによって、磁気ディスク自体の表面の粗さやうねりを抑える技術が開示されている。しかし、磁気ディスク自体の粗さやうねりをどんなに小さく抑えても、磁気ディスク装置の組立の際に、ディスククランプの荷重による応力分布の不均一により磁気ディスク表面に微小うねりが発生してしまうことは避けられない。
【０００４】
磁気ディスク表面にうねりが発生すると、磁気ディスク表面に水平な方向に歪みが生じ、その結果、磁気ディスクに記録された信号が正円からずれる個所が生じ、磁気ヘッドの位置決め精度に問題が生じる。特許文献２には、ディスククランプの隣り合うネジ穴部間の円周方向の中間点に貫通穴部あるいは非貫通穴部を設け、ディスクのうねりに起因した回転同期振動を抑えて位置決め精度の劣化を防ぎ、ヘッドの浮上量変動を抑えてヘッドクラッシュ現象を低減可能なクランプ機構が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、磁気ディスクの間に配置されるスペーサリングの上下面の数ヵ所に、内外周に通じる凹所を設ける技術が開示されている。特許文献４には、スペーサの上下面に凹凸を設け、その凸状部をもってディスク相互間を保持することにより、スペーサ部の上下両平坦面相互の平行度および夫々の平面度を正確にする技術が開示されている。特許文献５には、スペーサのディスク対向面に所定の大きさの切り欠き溝を形成し、スペーサのひずみ及び初期変形を軽減しかつ、ディスクのクランプ力をディスク周方向で均一化する技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２０７７３３号公報（第３−４頁）
【特許文献２】
特開２００１−１４３３５０号公報（第４−５頁、図３）
【特許文献３】
特開昭６１−１９４６８６号公報（第３頁右上欄、図６）
【特許文献４】
特開平８−５０７８３号公報（第３頁、図２）
【特許文献５】
特開２００１−１１８３０６号公報（第３頁、図３、図４）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
今日のように磁気ヘッドスライダの浮上量が約１０ｎｍと非常に小さい場合、実質的な磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの間隙は５ｎｍとも６ｎｍとも言われている。今後、更にこの間隙が小さくなることが予想されており、磁気ディスク表面のわずかなうねりが原因で、磁気ヘッドスライダの浮上量に変化が生じ、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクが接触し、摺動する、という問題が生じる。
【０００８】
磁気ヘッドスライダの浮上量に影響を与える磁気ディスク表面の面粗さは、その波長により区別されて考えられてきた。波長とはうねりの山と山との距離、あるいは谷と谷との距離で表される。例えば波長がμｍオーダ以下の粗さは、磁気ヘッドスライダが追従できないため、面粗さの量がそのまま磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの間隙に対して損失となる。また、波長が数十ｍｍの粗さはうねり、ランナウト、あるいは平坦度などと呼ばれ、この波長には磁気ヘッドスライダが追従できるため、振幅が数μｍ程度であれば磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの間隙に対して大きな影響を与えない。
【０００９】
一方、波長が数ｍｍの粗さは微小うねりなどとよばれ、これまではあまり理解されていなかった。しかし、今日ではこの微小うねりの振幅が数ｎｍであっても磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの間隙に対して無視できない影響を与えることが分かってきた。微小うねりの振幅が十数ｎｍとすると、位置決め精度には十分であっても、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの間隙を一定に保てず、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクが接触し、摺動するという問題が発生する。
【００１０】
上記従来の技術では、微小うねりに対する対策が十分でなく、磁気ヘッドスライダの浮上量に変化が生じ、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの間隙を一定に保てず、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクが接触し、摺動する、という問題を解決することはできない。
【００１１】
本発明の目的は、磁気ディスク表面の微小うねりを最小限に抑えることができるディスククランプ構造を具備する磁気ディスク装置を提供することである。
【００１２】
【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磁気ディスク装置は、スピンドルハブと、スピンドルハブに装着された磁気ディスクと、磁気ディスクに荷重を掛けるディスククランプと、ピボットに揺動可能に装着されたキャリッジと、キャリッジに一端が取付けられ他端に磁気ヘッドスライダを保持するサスペンションとを有し、ｘを前記磁気ディスクの周方向の長さ、Ｌを前記磁気ヘッドスライダの長さ、ｆ（ｘ）を前記磁気ディスク表面の垂直方向の変位としたとき、前記磁気ディスクの内周部の周方向のうねりが全周にわたって下記（２）式を満たすことを特徴とする。
【００１３】
【数２】
上記目的を達成するために本発明の磁気ディスク装置は、スピンドルハブと、スピンドルハブに装着された磁気ディスクと、磁気ディスクの間に配置されたスペーサリングと、磁気ディスクに荷重を掛けるディスククランプと、ピボットに揺動可能に装着されたキャリッジと、キャリッジに一端が取付けられ他端に磁気ヘッドスライダを保持するサスペンションとを有し、前記スペーサリングの前記磁気ディスクと接触する面の表面粗さがＲａで５〜１０μｍ、Ｒｐで５〜２０μｍであることを特徴とする。
【００１４】
前記磁気ディスクとスペーサリングは接着剤で固定されていることを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するために本発明の磁気ディスク装置は、スピンドルハブと、スピンドルハブに装着された磁気ディスクと、磁気ディスクに前記スピンドルハブの方向へ荷重を掛けるディスククランプと、ピボットに揺動可能に装着されたキャリッジと、キャリッジに一端が取付けられ他端に磁気ヘッドスライダを保持するサスペンションとを有し、前記スピンドルハブの前記磁気ディスクと接触する面の表面粗さがＲａで５〜１０μｍ、Ｒｐで５〜２０μｍであることを特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成するために本発明の磁気ディスク装置は、スピンドルハブと、スピンドルハブに装着された磁気ディスクと、磁気ディスクに前記スピンドルハブの方向へ荷重を掛けるディスククランプと、ピボットに揺動可能に装着されたキャリッジと、キャリッジに一端が取付けられ他端に磁気ヘッドスライダを保持するサスペンションとを有し、前記ディスククランプの前記磁気ディスクと接触する面の表面粗さがＲａで５〜１０μｍ、Ｒｐで５〜２０μｍであることを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するために本発明の磁気ディスク装置は、スピンドルハブと、スピンドルハブに装着された磁気ディスクと、磁気ディスクの間に配置されたスペーサリングと、磁気ディスクに荷重を掛けるディスククランプと、ピボットに揺動可能に装着されたキャリッジと、キャリッジに一端が取付けられ他端に磁気ヘッドスライダを保持するサスペンションとを有し、前記スペーサリングの外周面に前記磁気ディスク表面に対して垂直方向に複数の溝を設けたことを特徴とする。
【００１８】
上記目的を達成するために本発明の磁気ディスク装置は、スピンドルハブと、スピンドルハブに装着された磁気ディスクと、磁気ディスクの間に配置されたスペーサリングと、磁気ディスクに荷重を掛けるディスククランプと、ピボットに揺動可能に装着されたキャリッジと、キャリッジに一端が取付けられ他端に磁気ヘッドスライダを保持するサスペンションとを有する磁気ディスク装置において、前記スピンドルハブと磁気ディスクの間及び前記磁気ディスクとスペーサリングの間にスペーサリングよりも柔らかい部材を配置することを特徴とする。
【００１９】
上記目的を達成するために本発明の磁気ディスク装置は、スピンドルハブと、スピンドルハブに装着された磁気ディスクと、スピンドルハブに装着され磁気ディスクに接着剤で固定されたスペーサリングと、ピボットに揺動可能に装着されたキャリッジと、キャリッジに一端が取付けられ他端に磁気ヘッドスライダを保持するサスペンションとを有することを特徴とする。
【００２０】
上記目的を達成するために本発明の磁気ディスク装置は、スピンドルハブと、スピンドルハブに装着された磁気ディスクと、磁気ディスクの間に配置されたスペーサリングと、磁気ディスクに荷重を掛けるディスククランプと、ピボットに揺動可能に装着されたキャリッジと、キャリッジに一端が取付けられ他端に磁気ヘッドスライダを保持するサスペンションとを有する磁気ディスク装置において、前記磁気ディスクと接触する部材の接触面の表面粗さがＲａで５〜１０μｍ、Ｒｐで５〜２０μｍであることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施例による磁気ディスク装置の構成を図１に、第１の実施例に用いられるスペーサリングを図２に示す。磁気ディスク装置２０は次のように構成される。図示しない基台（ベース）にスピンドルハブ２が取付けられ、スピンドルハブ２に磁気ディスク１が装着され、ディスククランプ１３により荷重がかけられ固定される。キャリッジ３はベースに取付けられたピボットに揺動可能に装着され、キャリッジ３の一端にはコイル（図示せず）が取付けられ、他端にはサスペンション４が取付けられる。サスペンション４の自由端には磁気ヘッドスライダ５（図４参照）が取付けられる。さらにベースには、磁気ヘッドスライダ５がアンロードのときに乗り上げるランプブロック６が取付けられ、キャリッジ３のコイルに作用し回転力を与えるボイス・コイル・モータ７が取付けられる。
【００２２】
磁気ディスク装置２０に複数枚の磁気ディスク１を搭載する場合、各々の磁気ディスク１をスピンドルハブ２の軸方向に沿って相互に間隔を隔てて所定の位置決めを行うため、スペーサリング８が用いられる。図２に示すように、スペーサリング８の磁気ディスク１と接する面９の全面に微小な凹凸１０を設けると、局所的に応力が集中して磁気ディスク表面にうねりが発生することを防止することが出来る。
【００２３】
因みに、従来のスペーサリングは図３に示すように単純な形状をしている。スペーサリング８の磁気ディスク１と接する面９は凹凸の無いように加工されるが、どんなに平坦に加工しても、局所的に微小な凹凸が発生することは避けられない。従って、ディスククランプによる締め付け荷重が周方向に一定であるとしても、磁気ディスク表面にうねりが発生してしまう。
【００２４】
また、スペーサリング８が磁気ディスク１と接する面９は、従来数μｍ程度の表面粗さＲａで加工されていた。しかし、この面粗さで加工すると、局所的に粗い面粗さの個所が発生する可能性があった。本実施例では従来よりもやや粗い面粗さ、例えばＲａで５〜１０μｍ、Ｒｐで５〜２０μｍ程度の面粗さで加工する。微小な凹凸がある場合、凸の部分はクランプ荷重によりつぶされ、磁気ディスク１とスペーサリング８の接触面積が大きくなり、周方向全長にわたり一様に応力を分散させることが可能となる。また、ゲル状の接着剤を併用してスペーサリング８と磁気ディスク１を固定すれば、応力分布をより一様にすることが可能である。
【００２５】
接着剤を用いてスペーサリング８と磁気ディスク１を固定する場合、従来のスペーサリング８を用い、クランプ荷重無しでスペーサリング８と磁気ディスク１を固定すれば、磁気ディスク１には接着剤のみを介して上部の磁気ディスク１及びスペーサリング８の重みが伝わるため、やはり周方向全長にわたり応力分布を一様にすることが可能である。
【００２６】
上記第１の実施例では、磁気ディスク１とスペーサリング８が接する構造であるが、例えば磁気ディスク１が１枚のみ使われるような磁気ディスク装置の場合は、スペーサリング８が使われないことが多い。また、複数枚の磁気ディスク１が使われる場合でも、磁気ディスク１の最上面は直接ディスククランプ１３に、最下面は直接スピンドルハブ２に接する場合がある。これらの場合は、スピンドルハブ２の磁気ディスク１と接する面、あるいはディスククランプ１３の磁気ディスク１と接する面に、第１の実施例と同様に、微小な凹凸を設ければよい。
【００２７】
ここで、磁気ヘッドスライダ５の平面度、特に長手方向の平面度について考察する。図４に示すように、磁気ヘッドスライダ５の長手方向の平面度はクラウンと呼ばれる。クラウンは磁気ヘッドスライダ／磁気ディスク間隙の制御に大きく影響するため、従来よりクラウンを一定に製造する技術が開発されてきた。磁気ディスク１の表面に微小うねりが発生している場合、磁気ヘッドスライダ５と磁気ディスク１表面の位置関係は実質的にクラウン量が変化することになる。このため、磁気ヘッドスライダ５と磁気ディスク１の間隙が局所的に小さくなり、この微小うねりの振幅が大きいと磁気ヘッドスライダ５と磁気ディスク１が接触し、両者が損傷するという問題が生じる。
【００２８】
従来は、磁気ヘッドスライダ５と磁気ディスク１表面の間隙が十分に大きく、このような問題が生じる可能性が少なかった。また、波長が数ｍｍの微小うねりが磁気ヘッドスライダ５と磁気ディスク１の間隙に与える影響について深く理解されていなかった。しかし、今日のように磁気ヘッドスライダ５と磁気ディスク１表面の間隙が１０ｎｍ程度となると、この微小うねりの問題が無視できなくなる。
【００２９】
この問題を解決するためには、ｍｍ単位の局所的な微小うねりが発生しない様、磁気ディスク表面を加工することはもちろんであるが、磁気ディスクとスペーサリングが接する面の応力分布を一様にする組立技術を開発する必要がある。図２に示すようなスペーサリング８を用いた場合、スペーサリング８の磁気ディスク１が接する面９が微小な凹凸１０で構成されており、周方向全長にわたり一様に応力を分布させることが可能となる。
【００３０】
ここで、図４に示す様な磁気ヘッドスライダ５と磁気ディスク１の間隙に影響を与える磁気ディスク１の微小うねりについて新たに定義し、定量化を試みる。磁気ディスク１表面のうねりの定量化の概念を図５に示す。横軸に磁気ディスク１の周方向の距離ｘ、縦軸にＬＤＶ（レーザードップラー振動計）で測定した磁気ディスク表面のうねりｆ（ｘ）を表す。磁気ヘッドスライダ５の長さをＬとし、Ａ点の縦軸の値をｆ（ｘ）とすると、Ｂ点、Ｃ点は、各々、ｆ（ｘ＋Ｌ／２）、ｆ（ｘ＋Ｌ）となる。ここで、磁気ヘッドスライダ５の平面度を表すクラウンと同じように磁気ディスク表面のうねりを表すと、下記（３）式となる。
【００３１】
【数３】
この値は磁気ヘッドスライダ長相当の波長のうねりなので、スライダ長ランナウトと定義する。スライダ長ランナウトはクラウンと等価であり、磁気ディスク一周にわたり値が小さく、安定しているほど、磁気ヘッドスライダ５と磁気ディスク１の間隙は一定に保たれる。
【００３２】
次に実際の磁気ディスク装置における、スライダ長ランナウトを算出する。図６に従来の磁気ディスク装置の、磁気ヘッドスライダが磁気ディスク表面を移動し得る最内周の半径位置の、磁気ディスク表面のうねり一周分をＬＤＶで測定した結果を示す。また、図７に上記第１の実施例による磁気ディスク装置２０の場合を示す。どちらも１０μｍ程度のランナウトで、一次成分が主である。一次成分は主にスピンドルハブ２の回転軸と磁気ディスク面の傾きにより発生する一周周期の高さ変動であり、磁気ディスク１のうねりではない。この成分には通常磁気ヘッドスライダ５は追従可能なので、ランナウトから一次成分を差し引いてスライダ長ランナウトを算出することにする。
【００３３】
図８に従来の磁気ディスク装置のランナウト、ランナウトの一次成分とその差分である二次以上の高次成分のランナウトを、図９に上記第１の実施例による磁気ディスク装置２０のランナウト、ランナウトの一次成分とその差分である二次以上の高次成分のランナウトを示す。一次成分の振幅はＬＤＶによるランナウト測定結果の周波数解析から求めるべきであるが、通常一次成分は最も大きく、簡単のためランナウトの振幅を代用しても大きな誤差は生じない。図８、図９から高次成分のランナウトはどちらも２μｍ程度で二次成分が主成分である事がわかる。この高次成分のランナウトから図５を参考にスライダ長ランナウトを算出する。
【００３４】
図１０は従来の磁気ディスク装置のスライダ長ランナウトを、図１１は第１の実施例による磁気ディスク装置２０のスライダ長ランナウトを示す。どちらも二次成分が主であるが、従来の磁気ディスク装置の場合、約３５°付近に、局所的に１０ｎｍを超えるスライダ長ランナウトが発生している。第１の実施例による磁気ディスク装置２０では、そのような局所的に大きなスライダ長ランナウトは発生せず、全周にわたり±５ｎｍ以下に抑えられたことが確認できる。
【００３５】
クラウン量が１ｎｍ変化したときに磁気ヘッドスライダ５の浮上量が変化する量を０．２ｎｍとすると、図１０に示すような従来の磁気ディスク装置では、磁気ヘッドスライダ５と磁気ディスク１の間隙が約２ｎｍ変化することになる。磁気ヘッドスライダ５と磁気ディスク１の実質的な間隙が５ｎｍとも６ｎｍとも言われている今日では、局所的に大きなスライダ長ランナウトにより、磁気ヘッドスライダ５の浮上量が約２ｎｍ変化するとなると、磁気ヘッドスライダ５と磁気ディスク１が接触し、摺動する原因となる。
【００３６】
理想的にはこの変化量を０にすることが望ましいが、現実にはスライダ長ランナウトを０にすることは難しい。図１１に示すように本発明の第１の実施例では、スライダ長ランナウトは±５ｎｍ以下に抑えられた。下記（４）式で表すことができる。
【００３７】
【数４】
この場合、磁気ヘッドスライダ５と磁気ディスク１の間隙の変化量は１ｎｍ以下に抑えられ、磁気ヘッドスライダ５と磁気ディスク１が接触し、摺動する、という問題を最小限に抑えることが可能である。
【００３８】
図１２に本発明の第２の実施例によるスペーサリング８を示す。図１２に示すように、スペーサリング８の磁気ディスク１と接しない外周面に、磁気ディスク表面に対し垂直となるような溝１１を複数設ける。この複数の溝１１によりクランプ荷重による応力分散を図り、上記第１の実施例と同様に磁気ディスク表面の微小うねりを抑えることが可能となる。
【００３９】
図１３に本発明の第３の実施例によるディスククランプ機構の組立例を示す。スペーサリング８と磁気ディスク１の間に、例えば厚さ１μｍのスペーサリング８よりも柔らかい薄板スペーサ１２を配置する。この実施例においても、クランプ荷重による応力を磁気ディスク１の周方向に一様に分散させることが可能である。この場合、磁気ディスクの垂直方向の組立精度が上記実施例よりも劣化するため、磁気ディスクを複数枚用いた磁気ディスク装置に適用するのは難しいが、磁気ディスクを１枚、あるいは２枚用いる程度の小型の磁気ディスク装置には十分適用可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明のとおり本発明によれば、磁気ディスク表面内周部の微小うねりを最小限に抑えることができる。また、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの間隙を一定に保つことができるので、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクが接触し、摺動する、という問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例による磁気ディスク装置の構成図である。
【図２】本発明の第１の実施例によるスペーサリングの構成図である。
【図３】従来のスペーサリングの構成図である。
【図４】磁気ヘッドスライダの側面図である。
【図５】磁気ディスク表面の微小うねりを定量化するスライダ長ランナウトの算出概念図である。
【図６】従来の磁気ディスク装置の磁気ディスク表面うねりの測定結果を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施例による磁気ディスク装置の磁気ディスク表面うねりの測定結果を示す図である。
【図８】従来の磁気ディスク装置の高次成分の磁気ディスク表面うねりを示す図である。
【図９】本発明の第１の実施例による磁気ディスク装置の高次成分の磁気ディスク表面うねりを示す図である。
【図１０】従来の磁気ディスク装置のスライダ長ランナウトを示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施例による磁気ディスク装置のスライダ長ランナウトを示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施例によるスペーサリングの構成図である。
【図１３】本発明の第３の実施例によるディスククランプ機構の組立図である。
【符号の説明】
１…磁気ディスク、２…スピンドルハブ、３…キャリッジ、４…サスペンション、５…磁気ヘッドスライダ、６…ランプブロック、７…ボイス・コイル・モータ、８…スペーサリング、９…スペーサリングの磁気ディスクと接する面、
１０…微小凹凸、１１…溝、１２…薄板スペーサ、１３…ディスククランプ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic storage device, and more particularly to a magnetic disk device that minimizes undulation on an inner peripheral portion of a magnetic disk surface.
[0002]
[Prior art]
In a magnetic disk device, the smaller the gap between a rotating magnetic disk and a magnetic head slider equipped with a magnetic head for recording and reproducing information on the magnetic disk, the smaller the recording density at which recording and reproduction can be performed on a magnetic disk as a recording medium. Get higher. For this reason, the gap between the magnetic head slider and the magnetic disk is ever narrowing. At present, the gap between the magnetic head slider and the magnetic disk is less than 20 nm, and a magnetic disk device having a thickness of about 10 nm is also on the market.
[0003]
To reduce the gap between the magnetic head slider and the magnetic disk, during normal operation, to prevent contact between the magnetic head slider and the magnetic disk, improve the smoothness of the magnetic disk surface and reduce the undulation of the magnetic disk surface Need to be done. Patent Literature 1 discloses a technique for suppressing the roughness and undulation of the surface of a magnetic disk itself by further polishing the glass substrate after chemical strengthening. However, no matter how small the roughness or waviness of the magnetic disk itself is, during the assembly of the magnetic disk drive, the waviness on the magnetic disk surface due to uneven stress distribution due to the load of the disk clamp should be avoided. I can't.
[0004]
When undulation occurs on the surface of the magnetic disk, distortion occurs in the horizontal direction on the surface of the magnetic disk. As a result, there are places where the signal recorded on the magnetic disk deviates from a perfect circle, causing a problem in the positioning accuracy of the magnetic head. Patent Document 2 discloses that a through hole or a non-through hole is provided at an intermediate point in the circumferential direction between adjacent screw holes of a disk clamp to suppress rotation synchronous vibration caused by undulation of the disk and to deteriorate positioning accuracy. There is disclosed a clamp mechanism capable of preventing head phenomena by suppressing fluctuations in the flying height of the head and reducing the head crash phenomenon.
[0005]
Patent Literature 3 discloses a technique in which concave portions communicating with the inner and outer peripheries are provided at several positions on the upper and lower surfaces of a spacer ring disposed between magnetic disks. Patent Literature 4 discloses a technique for providing parallelism between upper and lower flat surfaces of a spacer portion and each flatness by providing irregularities on the upper and lower surfaces of a spacer and holding the spaces between the disks with the convex portions. Is disclosed. Patent Literature 5 discloses a technique in which a notch groove of a predetermined size is formed on a disk-facing surface of a spacer to reduce distortion and initial deformation of the spacer and uniformize a disk clamping force in a disk circumferential direction. Have been.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-207733 (pages 3-4)
[Patent Document 2]
JP 2001-143350 A (page 4-5, FIG. 3)
[Patent Document 3]
JP-A-61-194686 (page 3, upper right column, FIG. 6)
[Patent Document 4]
JP-A-8-50783 (page 3, FIG. 2)
[Patent Document 5]
JP 2001-118306 A (Page 3, FIGS. 3 and 4)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
When the flying height of the magnetic head slider is as small as about 10 nm as in today, the substantial gap between the magnetic head slider and the magnetic disk is said to be 5 nm or 6 nm. In the future, it is expected that this gap will be further reduced, and a slight undulation on the surface of the magnetic disk causes a change in the flying height of the magnetic head slider, so that the magnetic head slider comes into contact with the magnetic disk and slides. Problem arises.
[0008]
The surface roughness of the magnetic disk surface, which affects the flying height of the magnetic head slider, has been considered to be distinguished by its wavelength. The wavelength is represented by the distance between the peaks of the undulations or the distance between the valleys. For example, a magnetic head slider cannot follow a roughness having a wavelength of the order of μm or less, and the amount of surface roughness is directly lost to the gap between the magnetic head slider and the magnetic disk. Roughness having a wavelength of several tens of millimeters is called undulation, runout, or flatness, and the magnetic head slider can follow this wavelength. Does not significantly affect the gap.
[0009]
On the other hand, roughness with a wavelength of several mm is called minute undulation, and has not been well understood until now. However, it has been found that even if the amplitude of the minute waviness is several nm, it has a considerable effect on the gap between the magnetic head slider and the magnetic disk. If the amplitude of the minute undulation is more than ten nm, the gap between the magnetic head slider and the magnetic disk cannot be kept constant even if the positioning accuracy is sufficient. Problems arise.
[0010]
In the above-mentioned conventional technology, the countermeasures against minute waviness are not sufficient, the flying height of the magnetic head slider changes, the gap between the magnetic head slider and the magnetic disk cannot be kept constant, and the magnetic head slider contacts the magnetic disk. The problem of sliding can not be solved.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a magnetic disk drive having a disk clamp structure capable of minimizing minute waviness on the surface of a magnetic disk.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a magnetic disk drive according to the present invention includes a spindle hub, a magnetic disk mounted on the spindle hub, a disk clamp for applying a load to the magnetic disk, and a carriage swingably mounted on a pivot. A suspension having one end attached to the carriage and holding the magnetic head slider at the other end, x represents the circumferential length of the magnetic disk, L represents the length of the magnetic head slider, and f (x) represents the length of the magnetic head slider. When the magnetic disk surface is displaced in the vertical direction, the circumferential undulation of the inner peripheral portion of the magnetic disk satisfies the following expression (2) over the entire circumference.
[0013]
(Equation 2)
In order to achieve the above object, a magnetic disk drive according to the present invention includes a spindle hub, a magnetic disk mounted on the spindle hub, a spacer ring disposed between the magnetic disks, and a disk clamp for applying a load to the magnetic disk. A carriage pivotally mounted on the pivot, and a suspension having one end attached to the carriage and holding the magnetic head slider at the other end, wherein the surface roughness of the surface of the spacer ring that contacts the magnetic disk is reduced. Ra is 5 to 10 μm, and Rp is 5 to 20 μm.
[0014]
The magnetic disk and the spacer ring are fixed with an adhesive.
[0015]
In order to achieve the above object, a magnetic disk drive according to the present invention includes a spindle hub, a magnetic disk mounted on the spindle hub, a disk clamp for applying a load to the magnetic disk in the direction of the spindle hub, and a pivotable rocker. And a suspension having one end attached to the carriage and holding the magnetic head slider at the other end, and the surface of the spindle hub contacting the magnetic disk has a surface roughness Ra of 5 to 10 μm, Rp is 5 to 20 μm.
[0016]
In order to achieve the above object, a magnetic disk drive according to the present invention includes a spindle hub, a magnetic disk mounted on the spindle hub, a disk clamp for applying a load to the magnetic disk in the direction of the spindle hub, and a pivotable rocker. And a suspension having one end attached to the carriage and holding the magnetic head slider at the other end, and the surface of the disk clamp that contacts the magnetic disk has a surface roughness Ra of 5 to 10 μm, Rp is 5 to 20 μm.
[0017]
In order to achieve the above object, a magnetic disk drive according to the present invention includes a spindle hub, a magnetic disk mounted on the spindle hub, a spacer ring disposed between the magnetic disks, and a disk clamp for applying a load to the magnetic disk. A carriage pivotally mounted on the pivot, and a suspension having one end attached to the carriage and holding the magnetic head slider at the other end, the outer surface of the spacer ring being perpendicular to the surface of the magnetic disk. Is provided with a plurality of grooves.
[0018]
In order to achieve the above object, a magnetic disk drive according to the present invention includes a spindle hub, a magnetic disk mounted on the spindle hub, a spacer ring disposed between the magnetic disks, and a disk clamp for applying a load to the magnetic disk. A magnetic disk drive having a carriage swingably mounted on a pivot, and a suspension having one end attached to the carriage and holding a magnetic head slider at the other end, wherein the magnetic disk drive is provided between the spindle hub and the magnetic disk. A member softer than the spacer ring is arranged between the spacer rings.
[0019]
In order to achieve the above object, a magnetic disk drive according to the present invention comprises a spindle hub, a magnetic disk mounted on the spindle hub, a spacer ring mounted on the spindle hub and fixed to the magnetic disk with an adhesive, and a pivot. It has a carriage movably mounted and a suspension having one end attached to the carriage and holding the magnetic head slider at the other end.
[0020]
In order to achieve the above object, a magnetic disk drive according to the present invention includes a spindle hub, a magnetic disk mounted on the spindle hub, a spacer ring disposed between the magnetic disks, and a disk clamp for applying a load to the magnetic disk. A magnetic disk drive having a carriage pivotally mounted on a pivot, and a suspension having one end attached to the carriage and holding a magnetic head slider at the other end, the surface roughness of a contact surface of a member contacting the magnetic disk; Is 5 to 10 μm in Ra and 5 to 20 μm in Rp.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a configuration of a magnetic disk drive according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a spacer ring used in the first embodiment. The magnetic disk drive 20 is configured as follows. The spindle hub 2 is mounted on a base (not shown), the magnetic disk 1 is mounted on the spindle hub 2, and a load is applied by a disk clamp 13 and fixed. The carriage 3 is swingably mounted on a pivot mounted on the base. A coil (not shown) is mounted on one end of the carriage 3 and a suspension 4 is mounted on the other end. A magnetic head slider 5 (see FIG. 4) is attached to a free end of the suspension 4. A ramp block 6 is mounted on the base when the magnetic head slider 5 is unloaded, and a voice coil motor 7 that acts on a coil of the carriage 3 to apply a rotational force is mounted.
[0022]
When a plurality of magnetic disks 1 are mounted on the magnetic disk device 20, a spacer ring 8 is used for positioning each magnetic disk 1 at predetermined intervals along the axial direction of the spindle hub 2. . As shown in FIG. 2, when minute irregularities 10 are provided on the entire surface 9 of the spacer ring 8 in contact with the magnetic disk 1, it is possible to prevent local concentration of stress and undulation on the magnetic disk surface. Can be done.
[0023]
Incidentally, the conventional spacer ring has a simple shape as shown in FIG. The surface 9 of the spacer ring 8 which is in contact with the magnetic disk 1 is processed so as to have no unevenness. However, no matter how flat the work is, it is inevitable that minute unevenness occurs locally. Therefore, even if the tightening load by the disk clamp is constant in the circumferential direction, undulation occurs on the surface of the magnetic disk.
[0024]
Further, the surface 9 where the spacer ring 8 is in contact with the magnetic disk 1 has been conventionally processed with a surface roughness Ra of about several μm. However, when processing is performed with this surface roughness, there is a possibility that a portion having a coarse surface roughness may be locally generated. In this embodiment, the surface is processed to have a slightly rougher surface roughness than the conventional one, for example, a surface roughness of about 5 to 10 μm for Ra and about 5 to 20 μm for Rp. When there are minute irregularities, the convex portions are crushed by the clamp load, the contact area between the magnetic disk 1 and the spacer ring 8 is increased, and the stress can be uniformly distributed over the entire length in the circumferential direction. If the spacer ring 8 and the magnetic disk 1 are fixed together with a gel adhesive, the stress distribution can be made more uniform.
[0025]
When the spacer ring 8 and the magnetic disk 1 are fixed using an adhesive, if the conventional spacer ring 8 is used and the spacer ring 8 and the magnetic disk 1 are fixed without clamping load, only the adhesive is applied to the magnetic disk 1. Since the weights of the upper magnetic disk 1 and the spacer ring 8 are transmitted via this, it is also possible to make the stress distribution uniform over the entire length in the circumferential direction.
[0026]
In the first embodiment, the magnetic disk 1 and the spacer ring 8 are in contact with each other. However, in the case of a magnetic disk device in which only one magnetic disk 1 is used, the spacer ring 8 may not be used. Many. Even when a plurality of magnetic disks 1 are used, the uppermost surface of the magnetic disk 1 may directly contact the disk clamp 13 and the lowermost surface may directly contact the spindle hub 2. In these cases, fine irregularities may be provided on the surface of the spindle hub 2 in contact with the magnetic disk 1 or on the surface of the disk clamp 13 in contact with the magnetic disk 1, as in the first embodiment.
[0027]
Here, the flatness of the magnetic head slider 5, particularly the flatness in the longitudinal direction, will be considered. As shown in FIG. 4, the flatness in the longitudinal direction of the magnetic head slider 5 is called a crown. Since the crown has a great influence on the control of the gap between the magnetic head slider and the magnetic disk, a technique for manufacturing the crown at a constant level has been developed. When a slight undulation occurs on the surface of the magnetic disk 1, the positional relationship between the magnetic head slider 5 and the surface of the magnetic disk 1 substantially changes the crown amount. For this reason, the gap between the magnetic head slider 5 and the magnetic disk 1 is locally reduced, and if the amplitude of the minute undulation is large, the magnetic head slider 5 and the magnetic disk 1 come into contact with each other, causing a problem that both are damaged.
[0028]
Conventionally, the gap between the magnetic head slider 5 and the surface of the magnetic disk 1 was sufficiently large, and the possibility of such a problem was small. Further, the influence of the minute undulations having a wavelength of several mm on the gap between the magnetic head slider 5 and the magnetic disk 1 has not been deeply understood. However, when the gap between the magnetic head slider 5 and the surface of the magnetic disk 1 is about 10 nm as in today, the problem of the minute waviness cannot be ignored.
[0029]
To solve this problem, of course, the surface of the magnetic disk should be machined so that local minute waviness in units of millimeters would not occur. It is necessary to develop an assembling technology. When the spacer ring 8 as shown in FIG. 2 is used, the surface 9 of the spacer ring 8 in contact with the magnetic disk 1 is formed of minute unevenness 10 so that stress can be distributed uniformly over the entire length in the circumferential direction. It becomes.
[0030]
Here, a minute undulation of the magnetic disk 1 which affects the gap between the magnetic head slider 5 and the magnetic disk 1 as shown in FIG. 4 is newly defined and quantification is attempted. FIG. 5 shows the concept of quantifying the waviness on the surface of the magnetic disk 1. The horizontal axis represents the distance x in the circumferential direction of the magnetic disk 1, and the vertical axis represents the undulation f (x) of the magnetic disk surface measured by an LDV (laser Doppler vibrometer). Assuming that the length of the magnetic head slider 5 is L and the value of the vertical axis at point A is f (x), points B and C are f (x + L / 2) and f (x + L), respectively. Here, if the undulation of the magnetic disk surface is represented in the same manner as the crown representing the flatness of the magnetic head slider 5, the following equation (3) is obtained.
[0031]
[Equation 3]
Since this value is a swell of a wavelength corresponding to the length of the magnetic head slider, it is defined as a slider length runout. The slider length runout is equivalent to a crown, and the smaller the value is over the circumference of the magnetic disk and the more stable, the more the gap between the magnetic head slider 5 and the magnetic disk 1 is kept.
[0032]
Next, the slider length runout in the actual magnetic disk drive is calculated. FIG. 6 shows a result obtained by measuring, using an LDV, one swell of the magnetic disk surface at the innermost radial position where the magnetic head slider can move on the magnetic disk surface in the conventional magnetic disk device. FIG. 7 shows a case of the magnetic disk drive 20 according to the first embodiment. Both are runouts of about 10 μm, and the primary components are mainly. The primary component is a height variation of one rotation cycle mainly generated by the inclination of the rotation axis of the spindle hub 2 and the magnetic disk surface, and is not a waviness of the magnetic disk 1. Since this component can be normally followed by the magnetic head slider 5, the linear component is subtracted from the runout to calculate the slider length runout.
[0033]
FIG. 8 shows a runout of a conventional magnetic disk drive, a primary component of the runout and a runout of a second-order or higher order component which is a difference between the primary components and FIG. The runout of the first-order component and the second-order or higher order component that is the difference between the first-order component and the second-order component is shown. The amplitude of the primary component should be obtained from the frequency analysis of the runout measurement result by the LDV. However, the primary component is usually the largest, and for simplicity, even if the amplitude of the runout is substituted, no large error occurs. FIGS. 8 and 9 show that the runout of the higher order component is about 2 μm in both cases, and the secondary component is the main component. The slider length runout is calculated from the runout of the higher order component with reference to FIG.
[0034]
FIG. 10 shows a slider length runout of the conventional magnetic disk drive, and FIG. 11 shows a slider length runout of the magnetic disk drive 20 according to the first embodiment. In both cases, the secondary components are mainly used. However, in the case of the conventional magnetic disk drive, a slider length runout exceeding 10 nm locally occurs at about 35 °. In the magnetic disk drive 20 according to the first embodiment, such a locally large slider length runout does not occur, and it can be confirmed that the slider runout is suppressed to ± 5 nm or less over the entire circumference.
[0035]
Assuming that the amount by which the flying height of the magnetic head slider 5 changes when the crown amount changes by 1 nm is 0.2 nm, the gap between the magnetic head slider 5 and the magnetic disk 1 in the conventional magnetic disk device as shown in FIG. It will change by about 2 nm. In today's world, where the substantial gap between the magnetic head slider 5 and the magnetic disk 1 is 5 nm or 6 nm, if the flying height of the magnetic head slider 5 changes by about 2 nm due to a locally large slider length runout, the magnetic head The slider 5 comes into contact with the magnetic disk 1 and causes sliding.
[0036]
Ideally, it is desirable to make this change amount zero, but it is actually difficult to make the slider length runout zero. As shown in FIG. 11, in the first embodiment of the present invention, the slider length runout was suppressed to ± 5 nm or less. It can be expressed by the following equation (4).
[0037]
(Equation 4)
In this case, the amount of change in the gap between the magnetic head slider 5 and the magnetic disk 1 is suppressed to 1 nm or less, and the problem that the magnetic head slider 5 and the magnetic disk 1 contact and slide can be minimized. is there.
[0038]
FIG. 12 shows a spacer ring 8 according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, a plurality of grooves 11 are provided on the outer peripheral surface of the spacer ring 8 which is not in contact with the magnetic disk 1 so as to be perpendicular to the surface of the magnetic disk. By the plurality of grooves 11, stress distribution due to the clamp load is achieved, and it is possible to suppress minute undulations on the surface of the magnetic disk as in the first embodiment.
[0039]
FIG. 13 shows an assembling example of the disk clamp mechanism according to the third embodiment of the present invention. A thin spacer 12 that is softer than the spacer ring 8 having a thickness of, for example, 1 μm is disposed between the spacer ring 8 and the magnetic disk 1. Also in this embodiment, the stress due to the clamp load can be uniformly distributed in the circumferential direction of the magnetic disk 1. In this case, the assembly accuracy in the vertical direction of the magnetic disk is lower than that in the above embodiment, and it is difficult to apply the magnetic disk device to a magnetic disk device using a plurality of magnetic disks. This is sufficiently applicable to the small magnetic disk device.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to minimize minute waviness on the inner peripheral portion of the magnetic disk surface. Further, since the gap between the magnetic head slider and the magnetic disk can be kept constant, the problem that the magnetic head slider and the magnetic disk contact and slide can be solved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a magnetic disk drive according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a spacer ring according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional spacer ring.
FIG. 4 is a side view of the magnetic head slider.
FIG. 5 is a conceptual diagram of calculating a slider length runout for quantifying minute waviness on a magnetic disk surface.
FIG. 6 is a diagram showing a measurement result of a magnetic disk surface waviness of a conventional magnetic disk device.
FIG. 7 is a diagram showing a measurement result of a magnetic disk surface waviness of the magnetic disk device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a magnetic disk surface undulation of a higher order component of a conventional magnetic disk device.
FIG. 9 is a diagram showing a magnetic disk surface undulation of a higher order component of the magnetic disk device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a slider length runout of a conventional magnetic disk drive.
FIG. 11 is a diagram showing a slider length runout of the magnetic disk drive according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a configuration diagram of a spacer ring according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an assembly view of a disc clamp mechanism according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic disk, 2 ... Spindle hub, 3 ... Carriage, 4 ... Suspension, 5 ... Magnetic head slider, 6 ... Ramp block, 7 ... Voice coil motor, 8 ... Spacer ring, 9 ... Spacer ring Touching surface,
10: micro unevenness, 11: groove, 12: thin plate spacer, 13: disk clamp.