(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スレーブに密着された状態で磁界が印加されることによって前記スレーブに磁気転写を行う磁性膜、および前記磁性膜が片面に形成された基板を有する１枚または２枚の磁気転写用マスタと、
前記磁気転写用マスタの前記磁性膜が前記スレーブに密着するように前記磁気転写用マスタを押圧する押圧手段と、
前記磁界を前記磁性膜および前記スレーブに印加する磁界印加手段とを備え、
前記磁気転写用マスタのうち少なくとも１つは、前記押圧がない状態では、前記磁性膜が形成された面が前記スレーブに対して凸に湾曲しており、
前記押圧手段が、前記磁気転写用マスタの外縁部のみ、または前記磁気転写用マスタの外縁部と中心部のみを前記スレーブに向かって押圧することにより、前記磁性膜と前記スレーブとを密着させた状態で前記マスタの情報パターンを前記スレーブに磁気転写する、磁気転写装置。
【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やフロッピーディスク装置に用いられる磁気ディスク媒体をスレーブとして、情報信号を備えたマスターの情報をスレーブに転写する磁気転写装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、代表的な磁気ディスク装置であるハードディスクドライブは、すでに面記録密度が１Ｇｂｉｔ／ｓｑｉｎを越える物が商品化され、数年後には１０Ｇｂｉｔ／ｓｑｉｎの実用化が議論されるほどの急激な技術進歩が認められる。
【０００３】
このような高記録密度を可能とした技術的背景には、線記録密度の向上もさることながら、わずか数μｍのトラック幅の信号をＳＮ良く再生できる磁気抵抗素子型ヘッドに依るところが大である。
【０００４】
さて、ヘッドがこのような狭トラックを正確に走査するためにはヘッドのトラッキングサーボ技術が重要な役割を果たしている。このようなトラッキングサーボ技術を用いた、現在のハードディスクドライブでは、ディスクの１周中、一定の角度間隔でトラッキング用のサーボ信号やアドレス情報信号、再生クロック信号等が記録されている。ドライブ装置は、ヘッドから一定時間間隔で再生されるこれらの信号によりヘッドの位置を検出し修正して、ヘッドが正確にトラック上を走査することを可能にしている。
【０００５】
上述したサーボ信号、アドレス情報信号、再生クロック信号等はヘッドが正確にトラック上を走査するための基準信号となるものであるから、その書き込み（以下、フォーマティングと記す）には高い位置決め精度が必要である。現在のハードディスクドライブでは、光干渉を利用した高精度位置検出装置を組み込んだ専用のサーボ装置（以下サーボライタ）を用いて記録ヘッドを位置決めしてフォーマティングが行われている。
【０００６】
しかしながら、上記サーボライタによるフォーマティングは以下の課題が存在する。
【０００７】
まず第１の課題として、ヘッドを高精度に位置決めしながら多数のトラックにわたって信号を書き込むには多くの時間がかかる。生産性を上げるには多くのサーボライタを同時に稼働させなければならない。そこで第２の課題として、多くのサーボライタの導入、維持管理に多額のコストがかかる。これらの課題はトラック密度が向上しトラック数が多くなるほど深刻である。
【０００８】
そこで、フォーマティングをサーボライタではなく、予め全てのサーボ情報が書き込まれたマスタと呼ばれるディスクとフォーマティングすべき磁気ディスクを重ね合わせ外部から転写用のエネルギーを与えることによりマスタの情報を磁気ディスクに一括転写する方式が提案されている。この方式の重要な課題は、マスタとスレーブディスクとをいかにに隙間なく密着させるかである。この課題を解決する方法は、マスタとスレーブディスクの表面粗さやうねりを可能な限り小さくするとともに、マスタとスレーブディスクの間の空気を排出することである。
【０００９】
図１３は特開平７−７８３３７に示された磁気転写装置である。以下の説明で用いる符号は同公報に記述の物とは異なる符号を付している。同図において、２４は弾性体、２５は弾性体を押圧するためのアーム、２６は転写の磁界を印可する磁極である。同公報によれば、上下のアーム２５を矢印の方向に押圧する事により、上下の弾性体２４によって挟まれた磁気ディスク１とマスター２を全面的に密着させ、磁気転写を行うとしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報の磁気転写装置においては、弾性体２４によって均一な圧力をマスタ２に作用させても、磁気ディスク１とマスタ２の間に空気が閉じこめられ易く、一旦閉じこめられた空気は、排出が困難であり、マスタ２と磁気ディスク１が密着できない。
【００１１】
また、アーム２５による局部的な押圧力をマスタ２の全面に均一に分散させるためには弾性体の厚さを大きくする必要があり、転写の磁界を印可する磁極２６をマスタ１の表面に近づけることができず、十分な磁界が印可できないといった課題を有している。
【００１２】
本発明は、従来の磁気転写装置の有する上述した課題を考慮し、マスタとスレーブを密着させたとき、両者が緊密に密着し、転写の信頼性が高い磁気転写装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、スレーブに密着された状態で磁界が印加されることによって前記スレーブに磁気転写を行う磁性膜、および前記磁性膜が片面に形成された基板を有する１枚または２枚の磁気転写用マスタと、
前記磁気転写用マスタの前記磁性膜が前記スレーブに密着するように前記磁気転写用マスタを押圧する押圧手段と、
前記磁界を前記磁性膜および前記スレーブに印加する磁界印加手段とを備え、
前記磁気転写用マスタのうち少なくとも１つは、前記押圧がない状態では、前記磁性膜が形成された面が前記スレーブに対して凸に湾曲しており、
前記押圧手段が、前記磁気転写用マスタの外縁部のみ、または前記磁気転写用マスタの外縁部と中心部のみを前記スレーブに向かって押圧することにより、前記磁性膜と前記スレーブとを密着させた状態で前記マスタの情報パターンを前記スレーブに磁気転写する、磁気転写装置である。
【００１６】
すなわち、上記の磁気転写用マスタまたは磁気転写装置は、マスタとスレーブを密着させる過程で、マスタとスレーブの間の空気が効率的に排出されるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、従来例と同一の構成要素には同一の番号を施し、説明を省略する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図１〜図５を用いて本発明の第１の実施の形態における磁気転写用マスタおよび磁気転写装置について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態における磁気転写装置の斜視断面図であり、図２〜図５は、本発明の第１の実施の形態における磁気転写装置の動作を説明する断面図である。
【００１９】
これらの図において、１はスレーブディスクとしての磁気ディスク、２は磁気ディスク１に磁気パターンを転写するマスタ、３は転写パターンが形成されているマスタ２の転写面、４は磁気ディスク１とマスタ２とのセンタリングを行うためのスピンドル、５はマスタ２、磁気ディスク１の積層体を支持する下フランジ、６は同積層体を押圧する上フランジ、７は押圧力を発生するための重り、８はスピンドル４に勘合して上フランジ６のセンタリングを行うためのセンタリング孔、９は下フランジ５の中心軸、１０は中心軸９の軸方向に移動可能なスリーブ、１１はスリーブ１０の高さを決める高さ決めピン、１２はスリーブに取り付けられたベアリング、１３はベアリング１２を介して中心軸９の回りに回転する回転体、１４は回転体１３を回転駆動するための駆動ギア、１５は回転体１３に取り付けられたマグネット、１６は下フランジの外周部に設けられ同積層体の外周部を支持する凸部Ａ、１７は下フランジの中心部に設けられた同積層体の中心部を支持する凸部Ｂ、１８は上フランジの外周部に設けられた同積層体の外周部を押圧する凸部Ｃ、１９は上フランジの中心部に設けられた同積層体の中心部を支持する凸部Ｄである。
【００２０】
この磁気転写装置が磁気ディスク１にマスタのパターンを転写する動作は大きく３段階にわかれており、以下に説明する。
【００２１】
まず第１段階について図２を用いて説明する。上下のマスタ２はその転写面３を磁気ディスク１に向け、磁気ディスク１を挟んで積層され、スピンドル４によってセンタリングされている。上フランジ６は下フランジ５の上方に退避しており、同積層体を押圧していない。マスタ２は自然状態では転写面３が凸になるよう湾曲している。したがって、この状態では、上下のマスタ２はそれぞれ磁気ディスク１とその中心部のみが接触している。
【００２２】
次に第２段階を図３および図４を用いて説明する。図３に示すように、上フランジ６のセンタリング孔８を下フランジ５のスピンドル４に勘合させ、上フランジ６を下フランジ５に近づけていくと、マスタ２と磁気ディスク１の積層体は、上フランジの凸部Ｃ１８によって、その外周部が押圧され、上下のマスタ２は次第に平面に近づいてゆく。このとき、マスタ２と磁気ディスク１の接触面は中心部から外周部へと広がっていく。その結果、マスタ２と磁気ディスク１の間の空気は、中心部から外周部へと押し流されながら排出される。図４は上フランジ６が、重り７により同積層体を押圧している状態を示す。この状態では、磁気ディスク１とマスタ２の間の空気は全て排出され、両者は緊密に密着している。また、同積層体は、下フランジ５の凸部Ａ１６と上フランジ６の凸部Ｃ１８により外周部を圧接され、下フランジ５の凸部Ｂ１７と上フランジ６の凸部Ｄ１９により内周部を圧接されている。外周部と内周部以外の領域は圧接されていないが、マスタ２が湾曲状態に戻ろうとする弾性反発力により、マスタ２は磁気ディスク１に全領域にわたって密着する。
【００２３】
最後に、第３段階を図５を用いて説明する。マスタ２と磁気ディスク１の密着が完了したら、高さ決めピン１１によりスリーブ１０を持ち上げ、回転体１３とともにマグネット１５をマスタ２と磁気ディスク１の積層体に近づける。そして、駆動ギアを回転させることにより、回転体１３に取り付けられたマグネット１５を中心軸９の回りに回転させる。その結果、マスタ２の情報パターンが磁気ディスク１に転写される。
【００２４】
次に、マスタ２の構成について説明する。図６は、マスタ２の断面図であり、２０は基板、２１は転写パターンを形成する磁性膜、２２はマスタ２を湾曲させるための応力膜である。基板２０の材質は、研磨により表面の高い平坦性を確保するためガラスやシリコンを用いるのが適当である。応力膜２２は基板の材質より熱膨張係数の大きな材質の物を用いる。そして、応力膜２２をスパッタ等の方法により成膜するとき、基板の温度を常温より上げておく。成膜後、基板２０と応力膜２２の温度が常温になると、応力膜２２の温度膨張係数が大きいため、応力膜２２は大きく収縮し、基板２０の表面は応力膜２２により引っ張られ、図６に示すように応力膜２２の側が凹になるようにマスタ２が変形する。
【００２５】
さらに、マスタ２を湾曲させるための応力膜２２を非磁性の材質とすることにより、磁気ディスク１の磁化を強くできることを以下にしめす。
【００２６】
図７は、転写パターンを形成する磁性膜２１の近傍に磁性の応力膜２２を設けた場合の、磁束の流れを計算して図化したものであり、図８はその応力膜２２を非磁性とした場合の磁束の流れを計算して図化した物である。応力膜２２が磁性の場合、図７に示すように、ほとんどの磁束が応力膜２２の中を流れ、磁性膜２１と磁気ディスク１に流れる磁束が弱い。一方、応力膜２２を非磁性とした場合、図８に示すように、磁束は転写パターンを形成する磁性膜２１の中を流れて磁気ディスク１に流れない部分と、磁気ディスク１にも多く流れる部分とがあり、磁性膜２１のパターンに応じて磁気ディスク１が磁化されるのがわかる。このような検討の結果、磁気ディスク１を磁性膜２１のパターンに応じて強く磁化するには、マスタ２を湾曲させるための膜は非磁性がよいことがわかる。
【００２７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、マスタ２と磁気ディスク１の間の空気が溜まることなく排出され両者が緊密に密着する。また、中心部と外周部のみを圧接するだけでよいので、マグネット１５を積層体に十分に接近でき、十分強い磁界がマスタ２と磁気ディスク１の積層体に付与できる。さらに、マスタ２を湾曲させる応力膜２２を非磁性とすることにより、情報パターンを形成する磁性膜２１と磁気ディスクに流れる磁束を強くできる。その結果、転写の信頼性が極めて高くなる。
【００２８】
（第２の実施の形態）
図９および図１０を用いて、本発明の第２の実施の形態における磁気転写用マスタおよび磁気転写装置について説明する。本実施の形態における磁気転写装置は、磁気転写用マスタに関する点以外は、上述した第１の実施の形態における磁気転写装置と同様である。したがって、本実施の形態において、第１の実施の形態と同様の物については、同一符号を付与し、説明を省略する。また、特に説明のないものについては、第１の実施の形態と同じとする。
【００２９】
図９は、本発明の第２の実施の形態における磁気転写用マスタの平面図、図１０は同マスタの断面図をしめす。図９および図１０において、２３は放射状に並ぶ磁性膜２１の間に設けられたスリットである。図６に示すように、マスタ２は応力膜２２の収縮応力により、応力膜２２が成膜された面が凹になるよう湾曲しようとする。しかしながら、円盤がパラボラ状に変形する場合の曲げ剛性は一般的に高く、十分な変形が得られない。そこで、図９に示すようにマスタ２に放射状にスリットを入れることによりパラボラ状に変形する際の曲げ剛性を低下させることができ、十分な変形量を得ることができる。
【００３０】
本実施の形態では、マスタ２の湾曲変形を大きくすることができるので、磁気ディスク１とマスタ２とを密着させていく過程での、空気の排出が確実になり両者の密着度合いが高いので転写の信頼性が高い、という効果を有する。
【００３１】
また、図１１に示すように、磁性膜２１が直線状でなく、曲線であり、実質的に螺旋状に配列されている場合は、その間に同じ螺旋状のスリット２３を設けても、同様な効果が得られる。
【００３２】
（第３の実施の形態）
図１２を用いて、本発明の第３の実施の形態における磁気転写用マスタおよび磁気転写装置について説明する。本実施の形態における磁気転写装置も、磁気転写用マスタに関する点以外は、上述した第１の実施の形態における磁気転写装置と同様である。したがって、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の物については、同一符号を付与し、説明を省略する。また、特に説明のないものについては、第１の実施の形態と同じとする。
【００３３】
同磁気転写用マスタにおいては、図１２に示すように、マスタ２にｘ方向に並んだ帯状の応力膜２２が成膜されている。応力膜２２は、ｙ方向には分断されているので、マスタ２に作用する応力膜２２の収縮応力は、ｙ方向は弱くｘ方向は強くなる。その結果、マスタ２はｘ方向に曲がる。円盤がパラボラ状に湾曲する場合より、一方向に曲がる場合の方が曲げ剛性が低いので、マスタ２の変形量は大きい。本実施の形態では、一方向ではあるがマスタ２の湾曲変形を大きくすることができるので、磁気ディスク１とマスタ２とを密着させていく過程での、空気の排出が確実になり、両者の密着度合いが高くなるので、転写の信頼性が高くなる、という効果を有する。
【００３４】
なお、本発明の応力膜は、上述した第１〜第３の実施の形態においては、磁気転写用マスタの基板のスレーブと対向する面と反対側の面に形成され、前記基板より熱膨張係数の大きな材質のものであるとして説明したが、これに限らず、例えば、前記基板の前記スレーブと対向する面に形成され、前記基板より熱膨張係数の小さな材質のものであってもよい。要するに、自然状態でスレーブに対して凸になるように湾曲するような構成でありさえすればよい。
【００３６】
さらに、本発明の磁気転写装置に備えられている磁気転写用マスタは、上述した第１〜第３の実施の形態においては、スレーブの両面に相対するように２枚が備えられており、それぞれがスレーブに対して凸になるように湾曲しているとして説明したが、これに限らず、例えば、スレーブの片面のみに磁気転写を行う場合は、湾曲した磁気転写用マスタ１枚のみが備えられているとしてもよい、また、スレーブの両面に磁気転写を行う場合においては、どちらか一方の磁気転写用マスタのみが湾曲したものであるとしても、従来例に比し、転写の信頼性を高めるという効果はある。
【００３７】
また、本発明の押圧手段は、上述した第１〜第３の実施の形態においては、磁気転写用マスタの外縁部と中心部を押圧して磁性膜とスレーブとを密着させるとして説明したが、これに限らず、外縁部のみを押圧して磁性膜とスレーブとを密着させるとしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したところから明らかなように、本発明は、マスタとスレーブを密着させたとき、両者が緊密に密着し、転写の信頼性が高い磁気転写装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における磁気転写装置の斜視断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態における磁気転写装置の動作を説明する断面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態における磁気転写装置の動作を説明する断面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態における磁気転写装置の動作を説明する断面図。
【図５】本発明の第１の実施の形態における磁気転写装置の動作を説明する断面図。
【図６】本発明の第１の実施の形態における磁気転写用マスタの断面図。
【図７】本発明の第１の実施の形態における磁気転写装置の磁束の流れを説明する図。
【図８】本発明の第１の実施の形態における磁気転写装置の磁束の流れを説明する図。
【図９】本発明の第２の実施の形態における磁気転写用マスタの平面図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における磁気転写用マスタの斜視断面図。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における磁気転写用マスタの別の実施例の平面図。
【図１２】本発明の第３の実施の形態における磁気転写用マスタの平面図。
【図１３】従来の磁気転写装置の構成と動作を説明する図。
【符号の説明】
１  磁気ディスク
２  マスタ
３  転写面
４  スピンドル
５  下フランジ
６  上フランジ
７  重り
８  センタリング孔
９  中心軸
１０  スリーブ
１１  高さ決めピン
１２  ベアリング
１３  回転体
１４  駆動ギア
１５  マグネット
１６  凸部Ａ
１７  凸部Ｂ
１８  凸部Ｃ
１９  凸部Ｄ
２０  基板
２１  磁性膜
２２  応力膜
２３  スリット
２４  弾性体
２５  アーム
２６  磁極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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