JPH0823936B2 - 磁気記録装置に用いられるハードデイスク基板の表面と裏面をテクスチヤリングする装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はハードデイスクの表面に織り目（テクスチヤ
リング）をつけ、かつ仕上げを行うための電子−機械的
な装置の分野に関するものである。

〔従来の技術〕

今日のデータ処理装置においては、最短時間でアクセ
スできる大容量のメモリを備えることが望ましい。デー
タ処理の分野において広く採用されている１つの種類の
メモリは磁気媒体デイスクメモリである。

一般に、デイスクメモリは、スピンドル組立体に積重
ねられた状態で取付けられ、高速で回転させられる１枚
または複数枚の磁気媒体デイスクを使用することを特徴
とするものである。各デイスクは複数の同心「トラツ
ク」に分割される。各トラツクはメモリアレイのアドレ
ス可能な領域である。個々のトラツクは、薄い空気層を
介してデイスクの上に浮いている磁気「ヘツド」を介し
てアクセスされる。典型的には、デイスクには２つの面
があり、ヘツドが各面をアクセスする。動作時には、そ
れらの磁気記録ヘツドは、媒体上に書かれている磁束反
転を検出することにより、記録されている媒体からデジ
タル情報を回復する。ハードデイスク記録装置における
狭い間隔と小さい許容誤差のために、進歩した媒体にお
いて必要とされる最も重要な性質は全体として機械的な
性質のものである。ノイズを減少し、ヘツドと媒体の間
隔を狭くするために、基板の表面と被覆の表面は滑らか
でなければならない。機械的な耐摩耗性と磁気の一様性
はあらゆる種類の媒体にとつて非常に重要であるが、薄
膜または薄い特定の被覆に対してはとくにそうである。
このことは、デイスクの表面に一様で微細な溝を形成す
るテクスチヤリング法が、情密度が高い磁気記録装置に
とつて重大であることを意味する。

テクスチヤリングは磁気ハードデイスクの性質をいく
つかのやり方で改善する。まず、テクスチヤリングは、
記録ヘツドとデイスク表面の間に起るヨハンソンブロツ
ク効果の可能性を除去する。ヨハンソンブロツク効果と
いうのは、磁気記録ヘツドと完全に平らな基板表面の間
に形成された相対的な真空のために、磁気ヘツドがその
基板表面に付着する傾向を部分的に指すものである。溝
は空気分子がヘツド／デイスクの境界に入ることができ
るようにすることによつて、真空が生ずることを阻止す
るものである。したがつて、デイスクとヘツドが密着す
ることを避けるのに重要である。デイスクとヘツドが密
着すると駆動スピンドルが停止から回転することを阻止
されることがある。

微細な溝は自由な粒子状有機物質の保持部としても作
用する。それらの有機物質はデイスクの表面に移動しよ
うとすることがある。このようにして、溝はデイスク表
面から汚染物質を排出させるための溝として機能する。
デイスクの表面においてはそれらの物質はヘツドと媒体
の境界を物理的または電気的に妨げることがある。

磁気デイスクの製造においては、基板に約0.013〜0.0
25mm（約1000分の0.5〜1000分の1.0インチ）の厚さにニ
ツケルめつきし、それから鏡面研磨する。ハードデイス
ク記録媒体用の標準的な基板材料は高純度アルミニウム
およびアルミニウム（４〜５％）とマグネシウムの合金
を含む。それらの基板材料は滑らかで一様な表面を構成
する。その表面により、基板がひき起すノイズを減少す
ることに加えて、ヘツドと表面の間隔を狭くできる。

次の製造工程はデイスク表面の実際のテクスチヤリン
グを含む。テクスチヤリングの目的は、上記のように、
記録面の物理的特性と磁気特性を改善することである。
テクスチヤリング法においては、固定研磨媒体または自
由研磨媒体を用いてデイスク表面の周面に無数の微細溝
が切られる。一般に、溝の寸法は約0.025×0.025μｍ
（約12×12マイクロインチ）である。各溝は隣の溝から
約20〜30ミクロンだけ離される。（実際には、溝はデイ
スクの真の円面には設けられない。それよりも、溝はク
ロスハツチされる、互いに約10度の角度で交差する。） ほとんどのテクスチヤリング装置は溝を切るためにシ
リコンカーバイドまたは酸化アルミニウムのような研磨
性鉱物を利用する。その鉱物はマイラーで裏打ちされた
テープに接合され、そのテープは円筒形の負荷ローラー
の上を通される。テープは負荷ローラーによつてデイス
クの表面に機械的に押しつけられる。一般に、表面と裏
面に同時に溝を切るために、２個の負荷ローラーの組立
体が横に並べて位置させられる。このプロセスを容易に
するために、ハードデイスク基板はテープに対して高速
で、テープ／ローラー系に抗してしばしば回転させられ
る。

この基本的なプロセスに対して数多くの変形例が存在
する。たとえば、溝切り作業中にデイスク表面の潤滑と
冷却の少くとも一方を行うために、テープとデイスクの
境界に液体がしばしば供給される。デイスクの半径を横
切つて、たとえば内径から外径へ、ローラーを機械的に
振動させることによつて溝のクロスハツチングが行われ
る。当業者ならわかるように、従来の技術ではあまり制
御されなかつた非常に多くのプロセス変数に極端に依存
して、微細な溝の質は保たれていた。

ハードデイスクの表面に溝が切られた後で、デイスク
の表面に薄い磁性膜が付着される。その薄い磁性膜は実
際の記録媒体を構成する。ほとんどの磁性膜はニツケル
−コバルト合金であつて、電気めつき、化学めつき、蒸
着またはスパツタリングにより付着される。それらの膜
の厚さは一定ではないが、典型的には0.051〜0.076μｍ
（２〜３マイクロインチ）である。

磁性膜材料の付着に続いて、基板表面に保護膜（ある
種の炭素化合物が典型的である）がスパツタされる。そ
の保護膜は磁性膜の後で付着されて、記録ヘツドに対す
る摩耗性を持たせる。保護膜のバフ磨きでハードデイス
クの処理が終る。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のテクスチヤリング装置にはいくつかの欠点があ
る。たとえば、デイスクがそれの正常な回転静止平面か
ら少しずらされることになることは普通でないことはな
い。そうすると、負荷ローラーを介して基板表面へ加え
られる力が大幅に変化することがある。加えられる力が
変化すると溝の品質と一様性が変化する結果となる。従
来の力管理装置はデイスクの移動を適切に補償するため
に使用できなかつた。

更に、デイスクの円周は内側より外側の方が大きいか
ら、デイスクの表面全体にわたる溝の一様性は変化させ
られる。いいかえると、デイスクの外側より内側の方が
より多く溝が切られる。この円周方向の違いを補償する
ために、溝切りにデイスクの外側に加える力を内側に加
える力よりも大きくしなければならない。いいかえる
と、加えられた力を研磨テープの幅方向に指定されたや
り方で精密に分布させるために、負荷支持ローラーをね
じらなければならない。精密に制御されるねじれ力は従
来のテクスチヤリング装置においては問題があることが
判明している。

従来の装置の更に別の問題は、研磨テープをデイスク
表面へ初めにどのようにして接触させるかということを
含む。過去においては、油圧手段と空気圧手段の少くと
も一方を用いて、デイスクの表面へ負荷ローラーを押し
つけることが普通であつた。この技術では、負荷ローラ
ーが最初に接触した時に、「スキツドマーク」と一般に
呼ばれる深い溝がデイスク面に形成される結果となるこ
とが一般的である。スキツドマークの存在がハードデイ
スク媒体の全体の表面の質に悪影響を及ぼすことは明ら
かである。

〔課題を解決するための手段〕

後でわかるように、デイスク面へ加えられる力がデイ
スクの移動または位置とは独立であるような、デジタル
磁気記録デイスクの表面をテクスチヤリングする装置を
提供するものである。本発明によりデイスクの表面と裏
面に同じ大きさの力が加えられ、加えられた力は回転す
るデイスクの半径を横切つて同一に分布される（すなわ
ち、同一のねじれ）。また、本発明により、研磨テープ
が無視できる初期力でデイスク面に接触させられ、それ
により、従来の多くの装置の特徴であるスキツドマーク
をなくす。

この明細書では、磁気記録に用いられるハードデイス
クの基板の表面と裏面をテクスチヤリングする装置を説
明する。一実施例においては、本発明の装置は、静止平
面内で基板を回転させる手段と、第１の機械的組立体
と、第２の機械的組立体とを有する。各組立体は研磨テ
ープと、負荷支持ローラー部材と、このローラー部材の
上で前記テープを動かすための手段とを含む。各組立体
は、テープを基板面へ押しつけるために各ローラー部材
に直接力成分を加える手段も有する。力を加える手段は
各ローラー部材へねじれ力を加えて、研磨テープ表面の
幅にわたつて直接力を分配させることもできる。

本発明の装置は、基板の表面へ加えられる直接力とね
じれ力が、基板の裏面へ加えられる直接力とねじれ力が
等しいようにして、各組立体を一緒に機械的に結合する
ための力結合ネツトワークも含む。全く、加えられた合
計の力が基板の位置または変位とは独立であるようにし
て、本発明は機能する。

この明細書においては、デジタル磁気記録装置に用い
られるハードデイスクの表面をテクスチヤリングする装
置を開示するものである。本発明を完全に理解できるよ
うにするために、以下の説明においては、寸法、材料等
のような特定の事項の詳細について数多く述べてある。
しかし、そのような特定の詳細事項なしに本発明を実施
できることが当業者には明らかであろう。その他の場合
には、本発明を不必要に詳しく説明して本発明をあいま
いにしないようにするために、スプリング、ゲージ、軸
受等のような周知の機械的要素は詳しくは説明しない。

〔実施例〕

まず、本発明の電気機械的なテクスチヤリング装置の
テープ送り機構の正面図が示されている第１図に示され
ている。このテクスチヤリング装置10は対称的な組立体
対を含む。それらの組立体の機能は、ハードデイスクの
表面と裏面に同時にテクスチヤするために協力して作用
する。加工物ともしばしば呼ぶことにする基板は、スピ
ンドルに通常取付けられ、比較的高い速度で回転させら
れる。それから研磨テープが負荷ローラー組立体により
加工物の表面と裏面に押しつけられて、デイスクの面に
微細な溝を切る。

各組立体は研磨テープ16を含む。この研磨テープは酸
化アルミニウムその他の類似の研磨剤を混合された結合
剤を、たわみ可能なマイラー（登録商標）テープに付着
したもので構成される。研磨テープ16は元来は供給リー
ル11に巻かれる。その供給リールから研磨テープは繰り
出され、複数のテープガイド12と負荷ローラー20を通つ
てから最後に巻取りリール17に巻取られる。各巻取りリ
ール17はテープモータに取付けられる。テープモータは
研磨テープ16を一定の速さで巻き上げる。好適な実施例
においては、モータ（第１図には示されていない）は、
１分間に約18cm（約７インチ）の研磨テープが負荷ロー
ラー20の周囲を通されるような速度で回転する。ハード
デイスクすなわち加工物のテクチヤリング中に、研磨テ
ープ16の一部一長さが約100〜200m（数百フイート）の
ことがある−が供給リール11から巻取りリール17へ移さ
れる。テープガイド12と、各供給リール11に取付けられ
ているブレーキ（ブレーキも第１図には示されていな
い）によつて、テクスチヤリング中にテープ16に適切な
張力が加えられる。第１図に示されている矢印は処理中
に研磨テープが動く向きを示す。

第１図の各負荷ローラーはブラケツト21に設けられ
る。ブラケツト21はなるべくＬ形にし、ブラケツト21の
一端は円筒形の負荷ローラー20の端部に取付けることが
好ましい。他の実施例においては、本発明の要旨と範囲
を逸脱することなしに他の種類のブラケツトを使用でき
ることがわかる。第１図に示すように、ブラケツト21は
ピボツトブロツク22へ取付けられ、このピボツトブロツ
ク自体はシヤシー15へ取付けられる。要素20、21、22と
15の間の結合の詳細についてはまもなく説明する。

テクスチヤリング装置10の負荷ローラー組立体の拡大
図が第２図に示されている。負荷ローラー20と、Ｌ形ブ
ラケツト21と、ピボツトブロツク22を示すことに加え
て、第２図はテクスチヤリング中の基板30の位置を示
す。基板のテクスチヤリング中は、負荷ローラー20は研
磨テープ16を回転しているデイスク基板の表面と裏面に
押しつける。

また、Ｌ形ブラケツト21をピボツトブロツク22へ取付
けるために用いられる横棒23も第２図に示されている。
この横棒23へ加えられる任意の回転モーメントがブラケ
ツト24へ直接伝えられるように、横棒23の一端がブラケ
ツト21へ強固に結合される。横棒23の他端はブロツク22
を通つてドラム24に終端する。組立てられると、横棒23
はピボツトブロツク22の内部に設けられている軸受装置
により自由に回転する。後で明らかになるように、横棒
23はねじれモーメントを負荷ローラー20へ加えるために
用いられる。

次に、テクスチヤリング装置10の部分35が示されてい
る第３図を参照する。この部分35は、負荷ローラーを基
板の表面と裏面に非常に接近して位置させるために用い
られる一対の向き合う機械的組立体を含む。部分35は、
シヤシー15に取付けられたプーリ取付け台50と、負荷ロ
ーラーに加えられる力の種々の成分を加え、かつ制御す
る手段を構成するプーリ装置とをも含む。

各負荷ローラー20は円筒形のドラムを有する。このド
ラムの外面はゴムその他の類似の材料で覆われる。好適
な実施例においては、被覆の厚さは約9.5mm（約８分の
３インチ）である。負荷ローラーが基板面に押しつけら
れると、ゴム被覆は圧縮されてニツプと呼ばれる平らな
接触領域を形成する。負荷ローラーがデイスクに対して
圧縮される程度（すなわち、ニツプの長さ）は全体とし
て約１万分の2.5mm（10万分の１インチ）より短い。

負荷ローラーは軸40に沿つてブラケツト21に取付けら
れる。軸40はブラケツト21へ固定され、負荷ローラー20
の中心を貫通する。負荷ローラー20の内部の軸受装置に
より負荷ローラー20は軸40を中心として自由に回転でき
る。これによつて負荷ローラーはテクスチヤリング中は
研磨テープの速さで回転できる。

ブラケツト21は第３図には強固なＬ形部材として示さ
れている。しかし、負荷ローラー20の外面がデイスク基
板面にほぼ平行となるような位置に負荷ローラーを取付
けることを可能とする任意の形をブラケツト21はとるこ
とができる。ブラケツト21は、軸40が固定される垂直部
と、負荷ローラー20の上を延長する水平部とを更に含
む。Ｌ形ブラケツト21の上部に横軸23が取付けられる。

前記のように、横軸23の一端がブラケツト21に固定さ
れ、他端はピボツトブロツク22の内部を貫通し、ドラム
24に終端する。ドラム24は通常は円筒形の金属ドラムで
構成され、それの周囲に鋼帯41が掛けられる。ドラム24
の周囲に鋼帯41の位置を保持させるために、ドラム24に
は溝またはフランジを含む。好適な実施例においては、
鋼帯41をドラム24にねじ止めして、鋼帯41とドラム24を
確実に固定する。

ドラム24へ加えられた回転力が軸23へ直接伝えられる
ように、ドラム24は横軸23へも直接固定される。軸23
は、回転運動のみ可能であるようピボットブロック22内
の軸受装置により支持される。軸23はブラケツト21とド
ラム24へ固定されているから、それら３個の要素（すな
わち、ブラケツト21と、軸23と、ドラム24）は連係して
作用する。いいかえると、ドラム24へ加えられた回転モ
ーメントはＬ形ブラケツト21したがつて負荷ローラ20へ
直接伝えられる。

第３図は前方ピボツトブロツク22が縦軸42へ固定され
ている様子も示す。シヤシー15の一部を貫通して延びる
縦軸42は後方ピボツトブロツク45へも固定される。縦軸
42はシヤシー15内の軸受装置によつて受けられる。その
軸受装置により縦軸42は自由に回転運動できる。このこ
とは、後方ピボツトブロツク45へ加えられる回転モーメ
ントが前方ピボツトブロツク22へ直接伝えられることを
意味する。したがつて、縦軸42を中心とする後方ピボツ
トブロツク45へ加えられた回転運動は、負荷ローラー20
をハードデイスクの基板面へ向かう向き、またはその基
板面から離れる向きに動かす。

ブロツク22と45、シヤシー15およびブラケツト21は任
意の材料または任意の形で構成できることを理解すべき
である。たとえば、種々の形で製作されるプラスチツク
ス、木または金属で十分である。要求されることの全て
は、加えられる力の成分に耐えるのに十分な弾性と密度
を材料が有することである。ブラケツト21と、ブロツク
22、45と、シヤシー15とはアルミニウムで構成すること
が好ましい。シヤシー15はまつすぐな形に機械加工され
る。

後方ピボツトブロツク45内には第２の横軸44（第４
図）が回転できるようにして取付けられる。ブロツク22
内の横軸23と同様に、横軸44もブロツク45内の軸受装置
により受けられる。こうすることにより横軸44はブロツ
ク45の内部で自由に回転できる。ブロツク45の上方でド
ラム46が横軸44の上部へ取付けられる。ドラム46はあら
ゆる面でドラム24と基本的に同一である。第２の横軸44
が固定具43（第４図）によりブロツク45の内部に固定さ
れる。

ドラム24と46の周囲に鋼帯41がぴんと張つて掛けられ
る。鋼帯41の目的は横軸44へ加えられた回転モーメント
を横軸23へ直接伝えることである。たとえば、鋼帯41が
ドラム24と46へ正しく掛けられると、横軸44が時計回り
に回されると、横軸23は同じ向きに同じ角度だけ回転さ
せられる。

鋼帯41は鋼鉄以外の材料で製作できることを認識すべ
きである。回転運動を軸44から軸23へ直接伝えるという
機能を果す限りは、他の材料を使用できることがわか
る。いいかえると、帯41を構成する材料は、含まれる力
に耐え、かつドラム46と24に対する滑りを避けるために
十分強くなければならない。材料は非弾性でもなくては
ならない。というのは、帯41に弾性があると、横軸44と
23の間の機械的な結合強度が減少させられることがある
からである。

全体としてみると、ピボツトブロツク22と45または横
軸44と23へ力が加えられない時に、負荷ローラー20がハ
ードデイスクの基板面へ非常に接近（好適な実施例では
約0.76mm（約0.030インチ））させられるように、上記
の各組立体は位置させられる。

力を加え、かつ力を制御する装置は、取付け台50と、
プーリ60〜63と、翼部材47と、ワイヤケーブル55、56
と、上部プーリ51、52と、ばね68、69とを含む機械的な
結合ネツトワークを有する。プーリ取付け台50は長方形
のトレーであつて、各プーリ60〜63を取付ける軸49の取
付け場所を提供する。各プーリ60〜63はプーリ取付け台
50の４つの隅の１つの近くに位置させられ、そこで軸を
中心として自由に回転する。

プーリ取付け台50が翼部材47の真上にくるように、プ
ーリ取付け台50はシヤシー15に取付けられる。各翼部材
47は細長い棒であつて、それの中心部がドラム46の頂部
へ固定される。したがつて、翼部材47の回転運動がドラ
ム46へ直結される。各翼部材48の端部に切り込み48が設
けられる。それらの切り込みはケーブル55と56の端部を
取付けるために用いられる。

ケーブル55と56は通常は鋼製ケーブルであつて、それ
の直径は約１万分の5mm（約５万分の１インチ）であ
る。各ケーブルは１つの翼部材の端部の切れ目から１つ
のプーリと、上部プーリと、別のプーリとを通つて反対
側の翼部材の端部へ固定される。ケーブル55は翼部材の
端部へヘツド57により固定される。たとえば、第３図に
は、ケーブル55がプーリ61,60と上部プーリ51により案
内されている様子が示されている。同様に、ケーブル56
もプーリ62、63と上部プーリ52により案内される。上部
プーリ51と52はブラケツト66、67へそれぞれ取付けられ
る。

各ブラケツト66と67の頂部にばね69、68がそれぞれ取
付けられる。プーリを上下させるために用いられる別々
のステツピングモータに各ばねが結合される。上部プー
リが独立して、または連係して上昇できるように各ステ
ツピングモータは別々に制御される。ステツピングモー
タの機構については後で詳しく説明する。

力の２つの異なる成分を、第３図に示されている機械
的な結合ネツトワークに従つて、負荷ローラーへ、した
がつてハードデイスク面へ加えることができる。両方の
上部プーリ51と52が等しい高さだけ一致して上昇させら
れる場合について考える。各プーリ60〜63は取付け台50
の固定された場所に取付けられるから、上昇する上部プ
ーリ51、52は翼部材47を互いに引き離す向きに動かす。
（実際には、翼部材47は縦軸42により形成された軸線を
中心として、互いに離れる向きに回転する。）別のやり
方では、各端部部分48はそれらに関連するプーリへ向つ
て引かれる。

上部プーリ51と52の変位が等しい限りは、翼部材57へ
はトルクは加えられない。このことは、横軸44へは回転
モーメントは伝えられず、したがつて横軸23またはＬ形
ブラケツト21へ回転モーメントは加えられない。組立体
へ加えられる力の唯一の成分はブロツク45と22を縦軸42
を中心として回転させるように作用する力である。この
力のことを直接力と呼ぶことができる。

上記のようにピボツトブロツク45、22と負荷ローラー
20の間の結合のために、直接力成分は負荷ローラー20の
外面をハードデイスクの基板面に押しつけるように作用
する。直接力の向きは、基板面により形成された静止面
に対して垂直方向、内向きである。研磨テープと基板の
境界における直接力の大きさは、翼部材47へ加えられる
力と、翼部材47と縦軸42および軸40の間の距離との関数
である。本発明の好適な実施例においては、直接成分の
大きさは０〜約2.7kg（０〜６ポンド）の圧力である。

ねじれ力が負荷ローラー20へ加えられて、一方の上部
プーリを他方より高くしたり、低くしたりする。たとえ
ば、上部プーリ51が上部プーリ52より高くされると、回
転力すなわちトルクが各翼部材47へ加えられる。この回
転力は軸44へ伝えられ、鋼帯41により行われる機械的結
合により、横軸23へ伝えられる。それに従つて負荷ロー
ラー20は回転させられる。この作用が第5B図に示されて
いる。したがつて、翼部材47に加えられた回転ねじれ力
によつて、負荷ローラー20が縦軸23を中心として回され
る結果となる。そのねじれ力は直接力成分を研磨テープ
16の幅に沿つて不均一に分布させるようにも作用する。

再び第３図を参照して、負荷棒65がプーリ取付け台50
の中心の穴58を通つている様子が示されている。負荷棒
65の上端部がステツピングモータ組立体へ結合され、下
端部は特殊にされた案内部材へ結合される。その案内部
材によつて、負荷ローラーが零、または無視できる程度
の慣性力で基板面に力を加えたり、基板面に加えられて
いる力をなくすことができる。本発明のこの面について
は後で詳しく説明する。

次に第４図を参照する。この図には部分35（第３図）
の側面図が示されている。前記した各要素に加えて、第
４図は負荷ローラー20とハードデイスク基板30の関係も
示す。この図からわかるように、負荷ローラー20は基板
30の半径よりわずかに長い。実際には、本発明の装置
は、直径が65〜130mmの数多くの寸法のハードデイスク
を使用できる。本発明により力が精密に制御されるか
ら、従来の装置と比較して、より広い幅の研磨テープと
負荷ローラーを使用でき、それにより効率が高くなる。
前記したように基板30はスピンドル29へ取付けられる。
そのスピンドルは、基板30を高速回転させるモータの軸
へ結合される。（第４図において、負荷棒65が省かれて
いることに注目されたい。） 次に、回転モーメントを負荷ローラー20へどのように
して加えることができるかを示す第5A図と第5B図を参照
する。第5A図においては、上部プーリ52が上部プーリ51
よりも高く上昇させられている。そうするとケーブル56
が引かれて、翼部材47の前端部がプーリ62と63へ向つて
引かれる。これとは対照的に、翼部材47の後端部は互い
に接近する向きに引かれる。いいかえると、翼部材47は
関連するプーリ61と60から離れる向きに引かれる。翼部
材47のこの回転運動はドラム46と軸44へ直接伝えられ
る。上記の機械的結合の性質のために、ドラム46が回転
すると鋼帯41と、ドラム24と、軸23と、ブラケツト21
と、負荷ローラー20とが回転させられて図示の向きに動
かす。

基板30の内径の近くでは外径よりも一層多く研磨され
る（円周の差のために）から、テクスチヤリング作業中
に負荷ローラー20へ加えられ合力をねじることが望まし
い。通常は、このためにデイスクの内径部分よりも面積
が広い外径部分により大きい力を加えることを求められ
る。これを行うために、上部プーリ52は上部プーリ51よ
り高く上昇させられる。そうすると、内径から外径へか
けて一様にテクスチヤされた表面が形成されるように、
基板へ加えられる全体の力が分布させられる。この種の
ねじれが第5A図に示されている。

第5A図と第5B図においては図示を明確にするために、
負荷ローラー20の動きが誇張されていることに注目され
たい。実際には、処理中に負荷ローラーに加えられるね
じれの量は全体としてプラスマイナス１度である。ま
た、負荷をかけられた位置においてねじれ力だけが加え
られる限りは、ピボツトブロツク22と45は静止したまま
であることにも第5A図と第5B図において注目されたい。
しかし、直接力成分とともにねじれ力が加えられるもの
とすると、ピボツトブロツク22と45はそれに従つて回転
する。

本発明の重要な面は、各機械的組立体が、上記機械的
結合ネツトワークを介して互いにどのようにして機能的
に統合されるかである。結合ネツトワークは力の成分を
等しくそれぞれの負荷ローラーへ加えるから、基板の各
側面へ同一の力が加えられることが保証される。加えら
れる全体の力（直接力成分とねじれ力成分の和により表
される）は基板の各側面で同一であることが保証され
る。また、基板に接触している研磨テープの長さにわた
つた加えられる力の分布は、ハードデイスクの表面と裏
面において同一であることも保証される。

更に、基板の位置の変化とは独立に、基板の各側面へ
加えられる力は同一に保たれる。たとえば、基板をそれ
の正常な回転平面から動かされたものとすると−１つの
負荷ローラーへ向つて、またはその負荷ローラーから離
れて−、基板の表面と裏面へ加えられた力の合計は等し
く、一定に保たれる。両方の機械的な負荷ローラー組立
体は上記プーリ系により一緒に結合されているから、デ
イスクの一方の側面に加えられる力は他方の側面へ加え
られる動きと鏡像関係にある。したがつて、前記電気機
械系は正確で等しいかを、基板の変位と位置とは独立に
基板の各側面へ加えることができる。同じ理由から、基
板の両側面に加えられる力の分布（すなわち、ねじれ）
も変位および位置とは独立している。

次に、上部プーリ51と52を上下させるステツピングモ
ータ装置が示されている第７図を参照する。このステツ
ピングモータ装置はステツピングモータ84と85を有す
る。それらのステツピングモータは台83に取付けられ
る。この台83はテクスチヤリング装置のシヤシー15（第
７図には示されていない）へ取付けられる。ステツピン
グモータ装置はねじ軸77、78と滑り案内レール75、76も
含む。それらの滑り案内レール75、76は取付け台83の底
に固定される。それらの滑り案内レール75、76はブラケ
ツト部材81と82を案内するように作用する。ブラケツト
部材81、82はステツピングモータ85と84の動作に従つて
滑り案内レール75、76に沿つて上または下に滑る。ブラ
ケツト部材81、82はばね69、68へそれぞれ結合される。

ねじ軸77と78をモータ85、84により上下させることに
より上部プーリ51と52は上下させられる。周知のよう
に、ステツピングモータが始動させられると、ねじ軸は
ステツピングモータのハウジングの中心を通つて（印加
電圧の極性に応じて）上昇または下降させられる。各ね
じ軸77、78はブラケツト部材81と82へそれぞれ固定され
ているから、ねじ軸が上昇および下降すると上部プーリ
は対応する動きを行う。これが第７図に矢印で示され、
破線はブラケツト81と上部プーリ51の２つの異なる位置
を示す。第７図（および第5A図と第5B図）に示されてい
る動きは図示のために誇張してあることを理解された
い。実際には、デイスクに負荷をかけるために上部プー
リだけが動く。それ以上は、上部プーリは静止したまま
で、ばね68と69は伸ばされて種々の力を加える。

各上部プーリに加えられる力（したがつてそれぞれの
負荷ローラーへ加えられる力）はばねの伸びと、ばね定
数との関数である。したがつて、加えられる力Ｆは式Ｆ
＝kXで与えられる。ここに、ｋはばねのばね定数、Ｘは
ばねの伸びである。ばね定数が既知であれば、研磨テー
プと基板の境界面へ加えられる力は、各ねじ軸の動いた
距離を近似することにより計算できる。

第６図は、負荷ローラーしたがつて基板面へ加えられ
た直接力成分とねじれ力成分を、より正確なやり方で測
定する方法を示す。第６図には、Ｌ形ブラケツト部材21
の上面と側面にそれぞれ沿う空洞26と25をブラケツトが
有する様子が示されている。空洞26と25の内側面に歪み
計31、32がそれぞれ取付けられる。各歪み計は、取付け
られているブラケツト21のそれぞれの部分における張力
または応力の変化を電気的に検出する複数の細い線を有
する。ブラケツト21の各部分で検出される張力または応
力の大きさは、負荷ローラー20を介して基板へ加えられ
る力の大きさを示す。

たとえば、横軸23が回転させられるにつれて、Ｌ形ブ
ラケツト21の上側の水平部分に張力が生ずる。これは基
板面へ加えられるねじれ力に対応する。ねじれ力は歪み
計31により検出される。ねじれ力を検出した歪み計は電
気信号をケーブル28を通じてメータその他類似の測定器
または制御器へ送る。

同様にして、ブラケツト21の垂直部分に沿つて取付け
られた歪み計32は、基板面に対して垂直に加えられた直
接力成分を測定するのに有用である。歪み計32により発
生された電気信号はケーブル27を介して測定器または制
御器へ送られる。各力成分をユーザーが正確にプログラ
ムできるようにするためには、マイクロプロセツサを使
用することが理想的である。

ブラケツト21の水平部分と垂直部分に沿つてそれぞれ
歪み計31と32を適切に設けることにより、ほぼ使用点
（すなわち、研磨テープとデイスク基板面の境界面）に
おいて加えられた力を測定できる。すなわち、Ｌ形ブラ
ケツト21に歪み計を取付けても基本的な測定を妨害する
ことはほとんどない。たとえばピボツトブロツク45また
は翼部材48の背後に歪み計31、32を取付けたとすると、
間の機械要素に関連する引つぱり力のために不確定さが
導入される。また、基板面の両側では直接力成分とねじ
れ力成分は同じであるから、１つの取付けブラケツト21
にただ１対の歪み計を採用する必要があることもわか
る。

次に、負荷ローラー20が無視できる力で基板面に接触
し、および基板面との接触を断つための機構を含むテク
スチヤリング装置の背面図が示されている第８図と第９
図を参照する。この機構はそれの底端部に棒65と、Ｖ形
ブロツク部材92と、ホイール91と、垂直ブラケット部材
90とを有する。負荷棒65の上端部（後で詳しく説明す
る）が部材81と82へ結合されて、ステツピングモータ84
と85が部材を一致して上昇または下降させる時に、負荷
棒65が常に上昇または下降させられるようにする。Ｖ形
ブロツク部材92は負荷棒65の下端部へ固定される。

負荷棒65が（たとえば、負荷ローラーをハードデイス
ク面から離している間に）下降させられると、Ｖ形ブロ
ツク部材の平らな面93がＶ形ブロツク部材90のホイール
91に接触する。各Ｖ形ブロツク部材90はピボツトブロツ
ク45の頂部に固定されることに注目されたい。ホイール
９に接触した後は、負荷棒65を更に下げるとホイール91
はブロツク92の中心へ向つて押される。これが第８図に
破線で示されている。

Ｖ形ブロツク部材90とピボツトブロツク45が固着され
ているから、ブロツク部材92の平らな面93に沿うホイー
ル91の動きにより、ピボツトブロツク45は軸42を中心と
して回される。この回転の向きは負荷ローラー20を基板
30の面から引き離す向きである。もちろん、対応する機
械的組立体から力が（上部プーリ51と52を下げることに
より）除かれたと同時に、負荷ローラー20が基板30の面
から離されるように、ブロツク部材92は位置させられる
ことに注目すべきである。

負荷棒65が下げられると、基板30の面に力が徐々に加
えられるまで、ホイール91は傾斜している平らな面93に
沿つて滑り降りる。このようにして、負荷ローラー20を
無視できる初期力で基板面に接触させたり、基板面から
離したりできる。前記したように、負荷棒65はプーリ取
付け台50の穴58の中を滑り動く。好適な実施例において
は、負荷棒の横方向の動きを最小にするために、穴58の
中にブツシングが含まされる。第８図には、基板30を回
転させるためにモータ（図示せず）から延びるスピンド
ル棒34も示されている。基板30は拡張コレツト29により
スピンドル34に保持される。

第９図をとくに参照して、負荷棒65の上側部分は軸点
100で台部材88へちようつがいで連結される。台部材88
は負荷棒65の頂部の軸点100を中心として比較的自由に
回る。それの回る範囲はばね87と86の圧縮強度により制
限される。ばね86と87は台部材88の下側で、シヤシーブ
ロツク14の上部側の切れ目の中にはめこむことが好まし
い。台部材88がシヤシーブロツク14へ向つて押し下げら
れた時に、それらのばね87と86は台部材88へ圧縮抵抗を
常に供給する。図示のように、負荷棒65はシヤシーブロ
ツク14の穴89の中を滑る。シヤシーブロツク14は通常は
テクスチヤリング装置のシヤシーの一体部分であつて、
負荷棒65の動きの垂直方向を強固に定める。

負荷ローラー20の接触および引き離しの間は、台部材
88は一種の機械的アンドゲートとして機能する。第９図
の機械的アンドゲート組立体の動作を良く理解するため
に、部材81と82がステツピングモータ85、84により一致
して下降させられる場合について考えてみる。部材81と
82が下がるにつれて、台部材88の頂部の両端にそれらの
部材81と82は接触する。（好適な実施例における実際の
接触点は、部材81と82にねじこまれる雄ねじ94と95を介
する点である。他の実施例では、それらの雄ねじは、基
本的な動作を損なうことなしに、省いたり、交換したり
できる。）部材81と82が下がり続けると、台部材88はば
ね87と86の抵抗に抗してシヤシーブロツク14へ向つて下
げられる。部材81と82が完全に連係しているならば、台
部材88の上面はシヤシーブロツク14とほぼ平行である。
台部材88が下降すると負荷棒65は穴89と58を通つて下げ
られ、上記のようにして負荷ローラーを引き離す。

ただ１つのステツピングモータが回転しているか、一
方のステツピングモータが他方のステツピングモータよ
り先に始動させられた場合には、上記とは異なる結果が
生ずる。部材81が部材82より先に動き、部材82が台部材
88に接触するよりも十分前に部材81が台部材88に接触す
ると仮定する（第９図に破線で示されている）。負荷棒
65は台部材88へちようつがいで連結されているから、部
材82による下向きの圧力は、負荷棒65に下向きの力を加
えることなしに、台部材88を傾けるだけである。台部材
88が傾いている間はばね87は圧縮されるが、ばね86は台
部材88またはシヤシーブロツク14により力を受けないか
ら、そのばね86は何の作用も受けない。（ばね87と86は
台部材88とシヤシーブロツク14の切れ目すなわちスロツ
トの中に入つているだけであることを思い出された
い。） したがつて、ブロツク92と、負荷棒65と、上記アンド
ゲート組立体との正味の衝撃は、無視できる初期力で負
荷ローラーを基板面へ接触させたり、基板面との接触を
断つことである。これを行うために、この機構は負荷ロ
ーラーを基本的に捕え、それらの負荷ローラーを、接触
または接触解除の前に、空間内で基板面に対する既知の
位置に置くことである。これによりデイスクとローラー
の間の許容誤差を比較的小さく（たとえば約１万分の8.
4m（３万分の１インチ））にできる。

以上の説明を読んだ当業者は本発明の多くの変更が疑
いもなく明らかになろうが、例として述べた特定の実施
例は限定するものと考えることを決して意図するもので
はない。たとえば、この開示では、シヤシーに取付けら
れている一対のピボツトブロツクを用いて負荷ローラー
へ力を伝える特定のやり方を示したが、他のやり方も可
能である。たとえば、ただ１つのピボツトブロツクと、
シヤシーの一方の側に取付けられた１本の横軸を用いて
本発明を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適な実施例の研磨テープ送り機構の
正面図、第２図は負荷ローラー組立体に対するハードデ
イスク基板の位置を示す、第１図の一部の拡大図、第３
図は好適な実施例の各負荷ローラー組立体を互いに機械
的に結合して、ハードデイスク基板の両面に同一の力が
加えられるようにする結合ネツトワークと、前記負荷ロ
ーラー組立体を示し、第４図は第３図に示す組立体の側
面図、第5A図は結合ネツトワークの上部プーリの一方を
他方に対して上昇させることにより、ねじれ力を１つの
向きで負荷ローラーへ加えるやり方を示し、第5B図は第
5A図に示す向きとは逆の向きのねじれ力を負荷ローラー
へどのようにして加えることができるかを示し、第６図
は研磨テープへ加えられた力を測定するために歪み計を
負荷ローラーブラケツトへどのようにして取付けられる
かを示し、第７図は結合ネツトワークの上部プーリを上
昇または下降させる機構を示し、第８図および第９図は
負荷ローラーを回転しているハードデイスクの基板面へ
無視できる初期力で接触させるために用いる機構を示
す。 10……テクスチヤリング装置、16……研磨テープ、20…
…負荷ローラー、21……Ｌ形ブラケツト、22,45……ピ
ボツトブロツク、23,44……横軸、42……縦軸、46……
ドラム、47……翼部材、50……取付け台、51,52……上
部プーリ、55,56……ケーブル、65……負荷棒、75,76…
…滑り案内レール、77,78……ねじ軸、84,85……ステツ
ピングモータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・エイ・スミス アメリカ合衆国 94708 カリフオルニア 州・バークレイ・ユークリツド・アヴエニ ユウ ナンバー２・1561 (56)参考文献 特開 昭64−66820（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−86320（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−19529（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気記録装置に用いるハードディスク用基
   板の表面および裏面をテクスチャリングする装置であっ
   て、 前記基板を静止平面内で回転させる手段と、 研磨テープと、負荷をかけるローラー部材と、このロー
   ラー部材を経由させて前記研磨テープを移動させる手段
   とをそれぞれ含む第１および第２の負荷ローラー組立体
   と、 前記研磨テープが前記基板の面に向けて押圧されるよう
   前記各ローラー部材に直進力を加えるとともに、この直
   進力が前記基板の表面に沿って配分されるよう前記各ロ
   ーラー部材に斜めの力を加える手段と、 前記基板の表面に加わる前記直進力および前記斜めの力
   と、前記基板の裏面に加わる前記直進力および前記斜め
   の力とが等しくなるよう、前記第１および第２の負荷ロ
   ーラー組立体を機械的に結合する結合ネットワークと を備える、磁気記録装置に用いるハードディスク用基板
   の表面および裏面をテクスチャリングする装置。
2. 【請求項２】磁気記録装置に用いるハードディスク用基
   板の面をテクスチャリングする装置であって、 シャーシと、 前記シャーシに対して静止した平面内で前記基板を回転
   させる手段と、 前記シャーシに取付られた一対の機械的組立体にして、
   一対の基板面にそれぞれ対応しており、 研磨テープと、 この研磨テープを前記基板面に押しつける手段にして、
   前記基板面ほぼ垂直な直進力と、この直進力を前記研磨
   テープの横断方向に沿って配分するための斜めの力とを
   与える、押しつけ手段と、 押しつけられている研磨テープを、前記基板面上で動か
   し、前記基板面に研磨による微細な溝を形成する手段と を有する一対の機械的組立体と、 前記一対の機械的組立体に結合されて、一対の基板面の
   それぞれに加わる、前記直進力と斜めの力との和である
   合力を、相互に等しくさせる力制御手段とを備える、磁
   気記録装置に用いるハードディスク用基板の面をテクス
   チャリングする装置。
3. 【請求項３】磁気記録装置に用いるハードディスク用基
   板の面をテクスチャリングするために、シャーシと、前
   記シャーシに対して静止した平面内で前記基板を回転さ
   せる手段と、前記基板の面をテクスチャリングする一対
   の組立体とを備えた、磁気記録装置に用いるハードディ
   スク用基板の面をテクスチャリングする装置において、 前記一対の組立体それぞれには、 研磨面を有するテープと、 ２つの端部、回転軸、円筒形状の外面を有する負荷ロー
   ラーと、 前記テープを前記負荷ローラーと前記基板の間に通す手
   段と、 前記負荷ローラーを前記回転軸を中心に回転自在に支持
   して前記シャーシに取付け、前記負荷ローラーの前記外
   面を基板面に近接して位置させる取付け手段であって、
   前記負荷ローラーに、その前記外面により前記テープが
   前記基板面に押しつけられ得るよう、前記静止した平面
   に対してほぼ垂直な向きの第１の動きを与えることがで
   き、かつ、前記負荷ローラーに、その一方の端部の方が
   他方の端部よりも大きな力で前記テープを前記基板面に
   押しつけ得るよう、他の回転軸を中心とする回動的な第
   ２の動きを与えることができる取付け手段と が備えられており、 前記一対の組立体に結合され、前記各負荷ローラに前記
   静止した平面に対してほぼ垂直な向きに沿って直進力を
   与えるとともに、前記各負荷ローラに前記回動的な第２
   の動きのための斜めの力を与え、直進力と斜めの力との
   和の力は前記基板面に円周状の溝を施すのに十分であ
   り、前記基板面の一方のための直進力，斜めの力，和の
   力が、前記基板面の他方のための直進力，斜めの力，和
   の力とそれぞれ等しくなるようにした、力を与える手段 を備えたことを特徴とする、磁気記録装置に用いるハー
   ドディスク用基板の面をテクスチャリングする装置。