(57)【要約】【課題】  熱膨張係数が８．０〜９．５×１０-6／℃程度の磁気ディスク用スペーサを提供する。【解決手段】  本発明に係る磁気ディスク用スペーサは、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＣ、及び、ＭｇＯを含む焼結体を有し、焼結体はＡｌ2Ｏ3、ＴｉＣ、及び、ＭｇＯの全重量に対して、ＭｇＯを３５〜５５重量％含む。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＣ、及び、ＭｇＯを含む焼結体を有し、前記焼結体はＡｌ2Ｏ3、ＴｉＣ、及び、ＭｇＯの全重量に対して、ＭｇＯを３５〜５５重量％含む、磁気ディスク用スペーサ。
【請求項２】
前記焼結体は、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＣ、及び、ＭｇＯの全重量に対して、ＴｉＣを２０〜３０重量％含む請求項１に記載の磁気ディスク用スペーサ。
【請求項３】
前記焼結体は、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＣ、及び、ＭｇＯの全重量に対して、ＭｇＯを４０〜５０重量％含む請求項１又は２に記載の磁気ディスク用スペーサ。
【請求項４】
前記焼結体の外形形状が円環であることを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の磁気ディスク用スペーサ。
【請求項５】
ガラス基板上に磁気記録層が形成された複数の磁気ディスクと、
前記磁気ディスク間に介在される磁気ディスク用スペーサと、
前記磁気ディスクを回転させるモータと、
前記磁気ディスクの磁気記録層への情報の書き込み及び前記磁気ディスクの磁気記録層からの情報の読みとりの少なくとも一方を行う磁気ヘッドと、
を備え、
前記磁気ディスク用スペーサは、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＣ、及び、ＭｇＯを含む焼結体を有し、前記焼結体はＡｌ2Ｏ3、ＴｉＣ、及び、ＭｇＯの全重量に対して、ＭｇＯを３５〜５５重量％含む、ハードディスク装置。
【請求項６】
前記磁気ディスク用スペーサの焼結体は、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＣ、及び、ＭｇＯの全重量に対して、ＴｉＣを２０〜３０重量％含む請求項５に記載のハードディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク装置（ＨＤＤ）内において、磁気ディスク間に介在される磁気ディスク用スペーサ及びこれを用いたハードディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、円板上に磁気記録層が形成された複数の磁気ディスクと、磁気ディスク間に介在され磁気ディスク同士を所定の間隔に離間させる磁気ディスク用スペーサと、磁気ディスクを回転させるモータと、磁気ディスクの磁気記録層への情報の書き込み及び磁気記録層からの情報の読み出しの少なくとも一方を行う磁気ヘッドと、を備えるハードディスク装置（ＨＤＤ）が知られている。
【０００３】
近年では、磁気ディスクの基板としてガラス材料が用いられるようになっており、磁気ディスク用スペーサとして、軽量で強度の高いセラミック材料を使うことが試みられている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２４７３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述のセラミック材料の熱膨張係数は７×１０-6／℃程度であり、磁気ディスクの基板の材料であるガラス材料の熱膨張係数８．５〜９．３×１０-6／℃との差が大きい。このため、ハードディスク装置の許容環境温度とされる−３０〜５０℃の範囲でハードディスク装置における磁気ディスクや磁気ディスク用スペーサの温度が変動した場合に、磁気ディスクと磁気ディスク用スペーサとの膨張度合いが大きく異なるために、磁気ディスクにひずみ等を生じ、読みとり書き込み等の性能に影響を及ぼす可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされた物であり、ガラス材料の磁気ディスクの熱膨張係数とほぼ等しい、熱膨張係数が８．０〜９．５×１０-6／℃程度のセラミック製の磁気ディスク用スペーサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者らは鋭意検討した結果、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）とＴｉＣ（炭化珪素）を含むアルティック材料にＭｇＯを所定の割合添加することにより、熱膨張係数８．０〜９．５×１０-6／℃程度のセラミック材料が得られることを見いだし、本発明に想到するに至った。
【０００７】
本発明に係る磁気ディスク用スペーサは、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＣ、及び、ＭｇＯを含む焼結体を有し、前記焼結体はＡｌ2Ｏ3、ＴｉＣ、及び、ＭｇＯの全重量に対して、ＭｇＯを３５〜５５重量％含む。
【０００８】
本発明に係るハードディスク装置は、ガラス基板上に磁気記録層が形成された複数の磁気ディスクと、磁気ディスク間に介在される磁気ディスク用スペーサと、磁気ディスクを回転させるモータと、磁気ディスクの磁気記録層への情報の書き込み及び磁気ディスクの磁気記録層からの情報の読みとりの少なくとも一方を行う磁気ヘッドと、を備え、磁気ディスク用スペーサは、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＣ、及び、ＭｇＯを含む焼結体を有し、焼結体はＡｌ2Ｏ3、ＴｉＣ、及び、ＭｇＯの全重量に対して、ＭｇＯを３５〜５５重量％含む。
【０００９】
本発明によれば、熱膨張係数が約８．０〜９．５×１０-6／℃程度のセラミック製の磁気ディスク用スペーサが得られる。このため、磁気ディスク用スペーサの熱膨張係数を、ガラス基板を含む磁気ディスクの熱膨張係数に十分に近づけることができる。これにより、ハードディスク装置における磁気ディスクと及びスペーサの温度が変動しても、熱膨張の割合が互いに同程度となるので磁気ディスクに不要なひずみ等が発生しにくくなる。
【００１０】
ここで、焼結体は、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＣ、及び、ＭｇＯの全重量に対して、ＴｉＣを２０〜３０重量％含むことが好ましい。
【００１１】
これにより、十分な強度を持ち、かつ、十分に焼結がなされた磁気ディスク用スペーサが得られる。ここで、ＴｉＣの量が２０重量％を下回ると、剛性が低下してスペーサの強度が低くなる傾向がある。また、ＴｉＣの量が３０重量％を超えると、焼結しにくくなり、脆くなって再び強度が低下する傾向がある。
【００１２】
また、焼結体は、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＣ、及び、ＭｇＯの全重量に対して、ＭｇＯを４０〜５０重量％含むことが好ましく、これにより、８．５〜９．０×１０-6／℃程度の熱膨張係数の磁気ディスク用スペーサが得られ、より好適である。
【００１３】
また、焼結体の外形形状が円環であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ハードディスク装置の信頼性が高められ、記録密度の向上が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
まず、本実施形態に係るハードディスク装置（ＨＤＤ）について説明する。
【００１６】
本実施形態に係るハードディスク装置１００は、主として、図１に示すように、表面に磁気記録層２５が形成された複数の磁気ディスク２４と、複数の磁気ディスク２４の回転軸となるスピンドル７０と、磁気ディスク２４間に各々介在されたスペーサ（磁気ディスク用スペーサに対応）１０と、磁気ディスク２４を回転させるモータ２０と、磁気ディスク２４の磁気記録層２５と対向する磁気ヘッド１８と、を有する。
【００１７】
磁気ディスク２４は、ガラス材料の円板２３と、円板２３の両面に形成された磁気記録層２５とを有する。また、磁気ディスク２４は、中央部に表裏に貫通する貫通孔２４ａを有している。
【００１８】
磁気ディスク２４のガラス材料としては、例えば、強化ガラス、化学強化ガラスが挙げられ、これらの熱膨張係数は概ね８．５〜９．３×１０-6／℃程度である。例えば、強化ガラスとしては、ＨＯＹＡ（登録商標）のＮ５ガラス、ソーダライムガラス等が挙げられ、化学強化ガラスとしては、ＨＯＹＡ（登録商標）のＮ１０ガラスが挙げられる。Ｎ５ガラスの熱膨張係数は、約９．１×１０-6／℃、ソーダライムガラスの熱膨張係数は、約９．１×１０-6／℃、Ｎ１０ガラスの熱膨張係数は、約８．７×１０-6／℃である。
【００１９】
スピンドル７０は、円柱部７０ａを有し、その円柱部７０ａの外径は磁気ディスク２４の貫通孔２４ａの内径と同程度とされている。
【００２０】
スペーサ１０は、図２に示すように、外径形状が円環状の複合セラミック焼結体である。具体的には、例えば、内径が２０ｍｍ程度、外径が２４ｍｍ程度、高さが２ｍｍ程度である。スペーサ１０の内径は磁気ディスク２４の貫通孔２４ａの内径と同程度である。スペーサ１０の材料については後述する。
【００２１】
そして、これらの磁気ディスク２４とスペーサ１０は、磁気ディスク２４，２４間にスペーサ１０を各々挟むようにして、スピンドル７０の円柱部７０ａに対して嵌め込まれている。また、スピンドル７０の端部は、クランプ２１によって固定され、磁気ディスク２４とスペーサ１０とがスピンドル７０に対して固定されている。
【００２２】
スペーサ１０は、磁気ディスク２４，２４同士の間隔を所定の間隔に維持する。
【００２３】
モータ２０は、スピンドル７０をスピンドル７０の軸回りに回転させることにより、磁気ディスク２４を回転させる。
【００２４】
磁気ヘッド１８は、磁気ディスク２４の磁気記録層２５の表面に対して平行に移動可能とされ、磁気記録層２５の所望の部分に対して情報の記録を行うと共に、磁気記録層２５の所望の部分から情報の読み出しを行う。
【００２５】
そして、本実施形態における磁気ディスク用スペーサ１０は、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）、ＴｉＣ（炭化チタン）、及び、ＭｇＯ（マグネシア）を含有し、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＣ、及び、ＭｇＯの全重量に対してＭｇＯを３５〜５５重量％含む複合セラミクス焼結体から形成されている。
【００２６】
このようなスペーサ１０は、熱膨張係数が約８．０〜９．５×１０-6／℃程度となる。このため、スペーサ１０の熱膨張係数を、主としてガラス材料の円板２３により形成される磁気ディスク２４の熱膨張係数８．５〜９．３×１０-6／℃に十分に近づけることができる。
【００２７】
これにより、ハードディスク装置１００の磁気ディスク２４及びスペーサ１０の温度が変動しても、各々の熱膨張の割合が同程度となるので磁気ディスク２４に不要なひずみ等を発生させにくくなる。
【００２８】
このため、このようなスペーサ１０を磁気ディスク２４のスペーサ１０として用いると、ハードディスク装置１００の信頼性が向上すると共に、記録密度の向上を図ることができる。
【００２９】
ここで、ＭｇＯの含有量が３５重量％を下回ると、熱膨張係数が８．０×１０-6／℃より低くなる。一方、ＭｇＯの含有量が５５重量％を超えると、熱膨張係数が９．５×１０-6／℃より高くなる。
【００３０】
そして、例えば、熱膨張係数が９．５×１０-6／℃を超えたり、８．０×１０-6／℃を下回ると、ガラス材料の磁気ディスク２４との熱膨張係数の差が大きくなり、温度変化に伴って磁気ディスク２４等に歪み等が発生する場合がある。
【００３１】
なお、Ａｌ2Ｏ3及びＴｉＣ以外に他の物質をほとんど含まない焼結体からなるスペーサ１０の熱膨張係数は、７．３×１０-6／℃であり、ＭｇＯを添加することにより熱膨張係数が下げられている。また、Ａｌ2Ｏ3とＴｉＣとの含有比率は、熱膨張係数自体にほとんど影響を与えない。
【００３２】
ここで、特に、ＭｇＯの含有量をＡｌ2Ｏ3、ＴｉＣ、及び、ＭｇＯの全重量に対して４０〜５０重量％とすることが好ましい。これによれば、スペーサ１０の熱膨張係数を、８．５〜９．０×１０-6／℃程度とすることができ、好都合である。この場合は、特に、ソーダライムガラスを含む磁気ディスク２４やＮ１０ガラスを含む磁気ディスク２４に対して好適である。また、ＭｇＯの含有量をＡｌ2Ｏ3、ＴｉＣ、及び、ＭｇＯの全重量に対して４３〜４７重量％とすることがさらに好ましい。
【００３３】
また、ＴｉＣの量は、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＣ、及び、ＭｇＯの全重量に対して、２０〜３０重量％であることが好ましい。これにより、十分な強度を持ち、かつ、十分に焼結がなされたスペーサ１０が得られる。また、ＴｉＣの含有量が２３〜２７重量％であることがさらに好ましい。ここで、ＴｉＣの量が２０重量％を下回ると、剛性が低下してスペーサの強度が低くなる傾向がある。また、ＴｉＣの量が３０重量％を超えると、焼結しにくくなり、脆くなって再び強度が低下する傾向がある。
【００３４】
さらに、このようなスペーサ１０は、ＴｉＣとＡｌ2Ｏ3とを含む複合セラミクス焼結体であるので高硬度の導電性セラミクスであるアルティック（ＡｌＴｉＣ）の性質を示し、高い強度を有している。このため、磁気ディスクのスペーサとして用いると、磁気ディスク間を所定の間隔に維持することができる。また、このようなスペーサ１０は、１〜１×１０4Ω・ｍ程度の比抵抗を呈して導電性であるので、静電気等がたまりにくくされている。
【００３５】
次に、このようなスペーサの製造方法について説明する。
【００３６】
このようなスペーサ１０は、Ａｌ2Ｏ3粉末、ＴｉＣ粉末、及び、ＭｇＯの粉末を混合し、リング状に成形し、成形体を所定の温度で焼成し、放冷することにより得られる。
【００３７】
以下に、本実施形態に係るスペーサの製造方法について詳しく説明する。まず、原料となる、Ａｌ2Ｏ3粉末、ＴｉＣ粉末、及び、ＭｇＯ粉末を用意する。ここで、原料のＡｌ2Ｏ3粉末は、微粉であることが好ましく、平均粒子径が０．１〜１μｍ、特に０．４〜０．６μｍであることが好ましい。またＴｉＣ粉末は、微粉であることが好ましく、平均粒子径が０．１〜３μｍ、特に０．５〜１．５μｍであることが好ましい。また、ＭｇＯ粉末は、微粉であることが好ましく、平均粒子径が０．１〜３μｍ、特に０．５〜１μｍであることが好ましい。
【００３８】
そして、これらの粉末を混合し、混合粉末を得る。ここで、Ａｌ2Ｏ3粉末、ＴｉＣ粉末、及び、ＭｇＯ粉末の全重量に対してＭｇＯ粉末が３５〜５５重量％含まれるようにこれらの粉末を混合する。
【００３９】
好ましくは、ＴｉＣが２０〜３０重量％含まれるようにこれらの粉末を混合する。また、好ましくは、ＭｇＯが４０〜５０重量％含まれるようにこれらの粉末を混合する。
【００４０】
ここで、粉末の混合は、ボールミルやアトライター中で行うことが好ましい。また、好適に混合すべく、水以外の、例えば、エタノール、ＩＰＡ、９５％変性エタノール等を溶剤として用いることが好ましい。また、これらの粉末を１０〜１００時間程度混合することが好ましい。なお、ボールミルやアトライター中の混合メディアとしては、例えば、直径１〜２０ｍｍ程度の、アルミナボールや、ジルコニアボールを使用することが好ましい。
【００４１】
次に、混合された混合粉末を、スプレー造粒する。ここでは、例えば、酸素をほとんど含まない窒素やアルゴン等の不活性ガスの、６０〜２００℃程度の温風中で噴霧乾燥すればよく、これによって、上記の組成の混合粉末の造粒物が得られる。ここで、例えば、造粒物の粒径は、５０μｍ〜２００μｍ程度が好ましい。
【００４２】
次に、必要に応じて溶剤等を添加して造粒物の液体含有量の調節を行い、０．１〜１０重量％程度、造粒物中に溶剤が含まれるようにする。
【００４３】
次に、この造粒物を所定の型内に充填し、冷間プレスにより一次成形を行ってリング状の成形体を得る。ここでは、例えば、内径１５０ｍｍの円板形成用の金属製あるいはカーボン製の型内に造粒物を充填し、例えば、５〜１５ＭＰａ（５０〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ2）程度の圧力で冷間プレスすればよい。
【００４４】
続いて、一次成形された成形体をホットプレスし焼結体を得る。ここで、例えば、焼成温度を１２００〜１７００℃、圧力を１０〜５０ＭＰａ（１００〜５００ＭＰａ）、雰囲気を真空、窒素、アルゴン中とすることが好ましい。なお、非酸化性雰囲気とするのは、ＴｉＣの酸化を防ぐためである。また、カーボン製の型を用いることが好ましい。焼結時間は１〜３時間程度が好ましい。
【００４５】
そして、外観等を検査した後に、ダイヤモンド砥石等によって、上下面、内周面、及び、外周面の機械仕上げ加工を行い、磁気ディスク用スペーサ１０が完成する。
【００４６】
さらに、このようなスペーサ１０を公知の方法で、磁気ディスク２４間に介在させてスピンドル７０に組み付けることにより、図１のようなハードディスク装置を製造できる。
【実施例】
【００４７】
次に、本実施形態に係るスペーサの実施例について説明する。
【００４８】
（実施例１）
まず、Ａｌ2Ｏ3粉末（平均粒径０．５μｍ、純度９９．９％）、ＴｉＣ粉末（平均粒径０．５μｍ、純度９９％、炭素含有量１９％以上でその１％以下は遊離黒鉛である）、及び、ＭｇＯ粉末（平均粒径０．１μｍ）を所定量秤量し、ボールミル中でエタノールと共に３０分粉砕混合し、窒素中で１５０℃でスプレー造粒し造粒物を得た。ここで、Ａｌ2Ｏ3粉末、ＴｉＣ粉末、及び、ＭｇＯ粉末を合わせた全重量に対して、ＭｇＯ粉末の含有量が３５重量％、ＴｉＣ粉末の含有量が２５重量％、Ａｌ2Ｏ3粉末の含有量が４０重量％となるように造粒物の組成を調製した。
【００４９】
続いて、これらの造粒物を各々約０．５ＭＰａ（５０ｋｇｆ／ｃｍ2）でリング状に一次成形し、ホットプレス法によって真空雰囲気で１時間、焼結温度１６００℃、プレス圧力約３０ＭＰａ（約３００ｋｇｆ／ｃｍ2）で焼成し実施例１についてのスペーサを得た。
【００５０】
（実施例２〜５）
ＭｇＯの含有量を４０重量％、Ａｌ2Ｏ3の含有量を３５重量％とする以外は、実施例１と同様にして、実施例２のスペーサを得た。また、ＭｇＯの含有量を４５重量％、Ａｌ2Ｏ3の含有量を３０重量％とする以外は、実施例１と同様にして、実施例３のスペーサを得た。また、ＭｇＯの含有量を５０重量％、Ａｌ2Ｏ3の含有量を２５重量％とする以外は、実施例１と同様にして、実施例４のスペーサを得た。また、ＭｇＯの含有量を５５重量％、Ａｌ2Ｏ3の含有量を２０重量％とする以外は、実施例１と同様にして、実施例５のスペーサを得た。
【００５１】
（比較例１、比較例２）
ＭｇＯの含有量を３０重量％、Ａｌ2Ｏ3の含有量を４５重量％とする以外は、実施例１と同様にして、比較例１のスペーサを得た。また、ＭｇＯの含有量を６０重量％、Ａｌ2Ｏ3の含有量を１５重量％とする以外は、実施例１と同様にして、比較例２のスペーサを得た。
【００５２】
（実施例６〜実施例９）
ＴｉＣ粉末の含有量を１５重量％、Ａｌ2Ｏ3の含有量を４０重量％とする以外は、実施例３と同様にして、実施例６のスペーサを得た。また、ＴｉＣ粉末の含有量を２０重量％、Ａｌ2Ｏ3の含有量を３５重量％とする以外は、実施例３と同様にして、実施例７のスペーサを得た。また、ＴｉＣ粉末の含有量を３０重量％、Ａｌ2Ｏ3の含有量を２５重量％とする以外は、実施例３と同様にして、実施例８のスペーサを得た。さらに、ＴｉＣ粉末の含有量を３５重量％、Ａｌ2Ｏ3の含有量を２０重量％とする以外は、実施例３と同様にして、実施例９のスペーサを得た。
【００５３】
これらの実施例１〜９と、比較例１〜２における各成分の組成について図３の表に示す。また、このようにして得られた各スペーサについて、熱膨張係数と、３点曲げ強度、焼結性について図３の表に各々示す。さらに、ＭｇＯの添加量と熱膨張率との関係を図４に示す。なお、３点曲げ強度は、スパン間距離３０mm、クロスヘッドスピード０．１ mm/minとし、島津製作所製オートグラフ材料試験機で測定した。
【００５４】
図４より明らかなように、実施例１〜９のようにＭｇＯの含有量が３５〜５５重量％であると、熱膨張係数が８．０〜９．５×１０-6／℃程度となる。また、実施例３、６〜９からわかるように、Ａｌ2Ｏ3とＴｉＣの重量比は、熱膨張係数にほとんど影響を及ぼさない。また、通常好ましいとされる４００ＭＰａ以上の強度のスペーサを得るためには、ＴｉＣの含有量を２０％以上３０％以下とすることが好ましいことが確認された。なお、ＴｉＣの重量比が多くなりすぎると、焼結性が低下して強度が低下するものと考えられる。
【００５５】
さらに、上述のスペーサの強度は、アルミナの３点曲げ強度３２４ＭＰａよりも十分強く、スペーサとして好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施形態に係るハードディスク装置を示す概略構成図である。
【図２】図１のスペーサを示す斜視図である。
【図３】実施例１〜９及び比較例１〜２の組成、熱膨張係数、３点曲げ強度を示す表である。
【図４】熱膨張率と、ＭｇＯの添加量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５７】
１０…スペーサ（磁気ディスク用スペーサ）、２３…ガラス基板、２４…磁気ディスク、２５…磁気記録層、２０…モータ、１８…磁気ヘッド、１００…ハードディスク装置。
【図１】
2005050436.tif 000002
【図２】
2005050436.tif 000003
【図３】
2005050436.tif 000004
【図４】
2005050436.tif 000005