(57)【要約】【課題】  高速データ転送が可能で、しかもディスクの軽量化、薄型化ならびにドライブ装置の省電力化が可能な情報記録媒体を提供する。【解決手段】  基板１上に情報記録層３を形成した情報記録媒体において、前記基板１がマグネシウムまたはマグネシウム基合金からなることを特徴とする。【選択図】      図１
2006185490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に情報記録層を形成した情報記録媒体において、前記基板がマグネシウムまたはマグネシウム基合金からなることを特徴とする情報記録媒体。
【請求項２】
基板上に情報記録層を形成した情報記録媒体の製造方法において、
マグネシウムまたはマグネシウム基合金を所定の厚さを有する薄板に圧延する工程と、
その圧延薄板から所定の基板形状に打ち抜く工程と、
その基板を陽極酸化処理する工程と、
陽極酸化皮膜の上に前記情報記録層を形成する工程と
を含むことを特徴とする情報記録媒体の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の情報記録媒体の製造方法において、前記マグネシウムまたはマグネシウム基合金を圧延する工程とその圧延薄板から所定の基板形状に打ち抜く工程との間に、
フラットな金型面を有し高温状態に維持されたプレス金型で前記圧延薄板を強圧する工程と、
その強圧工程の後にその圧延薄板を冷却する工程と
を含むことを特徴とする情報記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばハード磁気ディスクや光ディスクなどの情報記録媒体およびその製造方法に係り、特に記録媒体の基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハード磁気ディスクなどの情報記録媒体の大容量化の要望に応えるべく、単位面積当りの記録容量を増大し、ディスクとのデータ転送速度が向上するように、ディスク回転速度の高速化が求められている。
【０００３】
一方、パーソナルコンピュータやハンディタイプの端末機器の普及がめざましく、ハード磁気ディスクを含む記録・再生装置の小型化、軽量化、薄型化が進み、モータなどの駆動系の消費電力を抑えて、同じ電池を用いてもより長時間使用できる省エネタイプの要求が高まっている。
【０００４】
従来、ハード磁気ディスク用の基板としてアルミニウムやガラスなどが用いられていた。ハード磁気ディスクは記録・再生装置内に挿入されると、それの中央部分がクランプ手段によって挟持されて高速回転し、記録層と磁気ヘッドとの間で情報の記録・再生がなされる。
【０００５】
なお、ハード磁気ディスク用基板の製造方法に関しては、例えば下記のような特許文献を挙げることができる。
【特許文献１】特開平１−２２３６２９号公報
【特許文献２】特開平２−２４６０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところでディスクの基板としてアルミニウムやガラスなどを使用した場合、基板の反りや撓みに起因して、高速回転中に面振れが生じてヘッドとディスクとのコンタクトが悪くなり、所望のアクセス速度が得られないという問題があり、このことが単位面積当りの記録容量の増大化の阻害要因となっている。
【０００７】
高速回転中におけるディスクの撓みを少なくするため、基板の厚さを厚くしたり、補強部を設けるなどの対策が講じられているが、これらは何れもディスクの軽量化、薄型化、ならびにドライブ装置の省電力化の障害となっている。また、ガラス基板は割れや欠けを生じやすく、取り扱いに注意を要するという不便さがある。
【０００８】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、高速でのデータ転送が可能で、しかもディスクの軽量化、薄型化ならびにドライブ装置の省電力化が可能な情報記録媒体およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明の第１の手段は、基板上に情報記録層を形成した情報記録媒体において、前記基板がマグネシウムまたはマグネシウム基合金からなることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第２の手段は、基板上に情報記録層を形成した情報記録媒体の製造方法において、マグネシウムまたはマグネシウム基合金を所定の厚さを有する薄板に圧延する工程と、その圧延薄板から所定の基板形状に打ち抜く工程と、その基板を陽極酸化処理する工程と、陽極酸化皮膜の上に前記情報記録層を形成する工程とを含むことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第３の手段は前記第２の手段において、前記マグネシウムまたはマグネシウム基合金を圧延する工程とその圧延薄板から所定の基板形状に打ち抜く工程との間に、フラットな金型面を有し高温状態に維持されたプレス金型で前記圧延薄板を強圧する工程と、その強圧工程の後にその圧延薄板を冷却する工程とを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は前述のような構成になっており、マグネシウムまたはマグネシウム基合金（以下、マグネシウム材と略記する）はアルミニウムに比べて軽いため、記録媒体の回転時の立ち上がり性ならびに立ち下がり性が良好で高速データ転送に適応でき、しかも高速回転時におけるモータの消費電力が少なくて済む。
【００１３】
さらにマグネシウム材はアルミニウムに比べて引張強度、硬度、耐窪み性、比剛性の高さ、寸法安定性などの機械的特性が優れているため、基板の薄型化を図った際に、記録媒体の回転数を上げても高速回転中に記録媒体が撓むことはほとんどない。しかも振動吸収性に優れているため、高速回転中に面振れを生じることもほとんどない。その上、マグネシウム材はスプリングバックが起こり難いため、基板としての反りをアルミニウムなどに比べて少なくすることができる。それ故、基板の反りに起因する面振れが発生し難い。このようなことからヘッドとのコンタクトが常に良好で、所望のアクセス速度が得られ、単位面積当りの記録容量の増大化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次の本発明の実施形態を図とともに説明する。図１は実施形態に係るハード磁気ディスクの拡大断面図、図２はそのハード磁気ディスクの製造過程を説明するためのフローチャート、図３は圧延板からディスク基板をプレス加工する工程を説明するための概略構成図である。
【００１５】
本発明はディスク基板として、純度が９９．９重量％の純マグネシウムまたはマグネシウムを主体とするマグネシウム基合金を用いる。
【００１６】
マグネシウム基合金としては、例えばＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金、Ｍｇ−Ｚｎ−Ｚｒ系合金、Ｍｇ−Ａｌ系合金、Ｍｇ−希土類元素系合金、Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｒ系合金、Ｍｇ−Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ｍｇ−Ａｌ−希土類元素系合金などがある。
【００１７】
前記Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金としては、具体的にＡＺ２１、ＡＺ３１Ａ、Ｚ３１Ｂ、ＡＺ３１Ｃ、ＡＺ６１Ａ、ＡＺ８０Ａ、ＡＺ９１などがあり、固溶硬化と加工硬化で基板の強化が図れる。
【００１８】
前記Ｍｇ−Ｚｎ−Ｚｒ系合金としては、具体的にＺＫ１０、ＺＫ４０、ＺＫ６０などがあり、Ｚｒを微量添加することにより、結晶粒子の微細化が図れるとともに、温間加工性が向上する。この系の合金は、熱処理により耐力が高められ、そのために耐力／比重の比強度が大きくなる。
【００１９】
前記Ｍｇ−Ａｌ系合金としては、具体的にＡＭ１００Ａなどがあり、機械的性質が優れている。
【００２０】
前記Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金としては、具体的にＡＺ６３Ａ、ＡＺ８１Ａ、ＡＺ９１Ｅ、ＡＺ９２Ａなどがあり、機械的性質が優れており、特にＡＺ９１Ｅは耐食性に優れている。
【００２１】
前記Ｍｇ−希土類元素系合金としては、具体的にＥＺ３３Ａ、ＺＥ４１Ａ、ＱＥ２２Ａ、ＷＥ５４Ａ、ＷＥ４３Ａなどがある。希土類元素（ＲＥ：ミッシュメタルあるいはジジムとして添加、主にＣｅあるいはＮｂ）の添加により、粒界にＭｇ12ＲＥがネットワーク状に生成する。耐クリープ性、耐圧性に優れている。
【００２２】
前記Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｒ系合金としては、具体的にＺＫ１０、ＺＫ４０などがある。前記Ｍｇ−Ａｌ−Ｍｎ系合金としては、具体的にＡｍ６０、Ａｍ５０、Ａｍ２０などがある。前記Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ系合金としては、具体的にＡｓ４１、Ａｓ２１などがある。前記Ｍｇ−Ａｌ−希土類元素系合金としては、具体的にＡｓ４２などがある。
【００２３】
代表的なマグネシウム基合金の具体的な化学成分例を示せば、下記の通りである。  
ＡＺ９１：Ａｌ８．３〜９．７重量％、Ｚｎ０．３５〜１．０重量％、Ｍｎ０．
１５重量％以上、Ｍｎ０．１５重量％以上、Ｓｉ０．５重量％以上、
Ｃｕ０．１重量％以上、Ｍｇ残部
ＡＺ３１：Ａｌ２．５〜３．３重量％、Ｚｎ０．５〜１．５重量％、Ｍｎ０．５
重量％以上、Ｆｅ０．０１重量％以下、Ｓｉ０．１重量％以下、Ｃｕ
０．１重量％以下、Ｎｉ０．００５重量％以下、その他０．３重量％
以下、Ｍｇ残部
ＺＫ１０：Ｚｎ０．８〜１．５重量％、Ｚｒ０．４〜０．８重量％、Ｃｕ０．０
３重量％以下、Ｎｉ０．００５重量％以下、その他０．３重量％以下、
Ｍｇ残部
ＡＺ２１：Ａｌ１．５〜２．４重量％、Ｚｎ０．５〜１．５重量％、Ｍｎ０．０
５重量％以上、Ｆｅ０．０１重量％以下、Ｓｉ０．１重量％以下、Ｃ
ｕ０．1重量％以下、Ｎｉ０．００５重量％以下、その他０．３重量
％以下、Ｍｇ残部
図２は、ハード磁気ディスクの製造過程を説明するためのフローチャートである。同図に示されているようにマグネシウム材はステップ（以下、Ｓと略記する）１で圧延加工が施される。マグネシウムは最密六方晶金属であり、冷間圧延よりも温間圧延に適している。
【００２４】
この圧延加工は、粗圧延工程と、次の温間本圧延工程と、さらにその次の仕上圧延工程とからなっている。ＡＺ３１（Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金）の圧延条件の具体例を述べると、粗圧延工程の開始温度は４２５℃〜４５０℃、圧下率（％／加熱）は９０〜９５、圧下率（％／パス）は１０〜２０。温間本圧延工程の開始温度は３５０℃〜４４０℃、圧下率（％／加熱）は２５〜５０、圧下率（％／パス）は５〜２０。仕上圧延工程の開始温度は２５０℃以下、圧下率（％／加熱）は１５〜２５、圧下率（％／パス）は５である。なお、純マグネシウムあるいは低濃度合金の場合、前記仕上圧延工程は冷間圧延で行う場合もある。
【００２５】
温間圧延法には、ロールを加熱する加熱ロール法とロールを加熱しないコールドロール法とがある。前述のような圧延工程を経ることにより、六方晶の底面が圧延板面に平行に配列された加工集合組織が形成され、それによって機械的特性が更に向上する。
【００２６】
次にＳ２で前記圧延板材をプレス加工で打ち抜いて、所定の径を有するドーナツ状の基板を得る。図３は、圧延板からディスク基板を打ち抜くまでの工程を説明するための概略構成図である。
【００２７】
同図に示すようにロール状に巻かれた圧延板１１（例えば厚さ1ｍｍ）が送りロール対１２によって繰りで出され、基板として所定の平面度になるように、プレス金型によって平坦化加工される。一例として示されるプレス金型１３は、上面がフラットで固定された下金型１３ａと、下面がフラットで上下動可能な上金型１３ｂとから構成され、両金型１３ａ，１３ｂはヒータ１４を内蔵している。
【００２８】
繰り出された圧延板１１は加熱された両金型１３ａ，１３ｂで所定時間強圧され、２５０℃前後に加熱される。このプレス加工により、圧延板１１の厚さは例えば０．８ｍｍに圧下される。このプレス金型１３による強圧は１回もしくは複数回繰り返して行われ、圧延板１１が加工硬化する。
【００２９】
次に圧延板１１は冷却部１５に導かれて冷却される。焼き入れ効果を期待して、冷媒１６として例えば低温の窒素ガスあるいは水などの液体を用いてもよい。冷却された後、打ち抜き金型１７ａ，１７ｂによって所定の大きさのドーナツ状ディスク基板が連続的に打ち抜かれる。打ち抜かれたドーナツ状ディスク基板は、図示していないがタレット式平面研摩装置に装着されてバリ取りと平面研摩がなされる。
【００３０】
再び図２に戻って、Ｓ３で陽極酸化処理を行う。この陽極酸化処理は、前処理と酸化処理と後処理の３工程からなる。前処理は、ディスク基板の表面に付着している加工油などを除去する工程で、具体的にはアルカリ洗浄と酸洗浄がある。マグネシウムは耐アルカリ性なので、アルカリ度の高い洗浄液を使用して高温で効果的な洗浄が可能である。酸洗浄の場合は、ディスク基板の表面を傷めないような酸度の低い洗浄液を短時間使用するとよい。
【００３１】
前処理を行ったディスク基板を、例えば水酸化ナトリウム、エチレングリコール、シュウ酸ナトリウムの混合水溶液からなり、７５℃〜８０℃に維持された電解浴に浸漬し、所定の通電を行う。次に酸化処理した後、ディスク基板の水洗、湯洗い、乾燥の後処理を行う。この陽極酸化処理により、ディスク基板の全表面に緻密な陽極酸化皮膜が形成され、この陽極酸化皮膜は防食皮膜として機能する。
【００３２】
このディスク基板の片面にＳ４でニッケル−コバルト系の磁性薄膜をスパッタリングや蒸着などの薄膜形成手段で形成し、さらにＳ５で磁性薄膜の上にアモルファスカーボンなどからなる保護膜を形成して、ハード磁気ディスクを作製する。必要に応じてＰＦＰＥなどの潤滑剤をアモルファスカーボン膜上に塗布してもよい。
【００３３】
図１は、このようにして得られたハード磁気ディスクの一部拡大断面図である。図中の１はマグネシウム材からなるディスク基板で、その全表面が陽極酸化皮膜２によって覆われている。
【００３４】
ディスク基板１の一方の面にニッケル−コバルト系の磁性薄膜３が形成され、更にその磁性薄膜３の上にアモルファスカーボンなどからなる保護膜４が形成されている。なお、陽極酸化によって表面に適度の凹凸が発生するため、当該基板はテクスチャリング加工を特に必要としない。
【００３５】
図４は、純マグネシウム板、マグネシウム基合金板ならびにアルミニウム基合金板の振動減衰係数と引張強さとの関係を示す特性図である。振動減衰係数は、材料の０．２％永久歪に相当する引張応力の大きさをＸとし、その引張応力の大きさＸの１０分の１のせん断応力振幅を用いて測定したものである。
【００３６】
図中のＡは純マグネシウム、ＢはＺｒを０．６重量％含有したＭｇ−Ｚｒ合金、ＣはＡｌを８重量％、Ｚｎを１重量％含有したＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ合金、Ｄはアルミニウム基合金を示している。
【００３７】
重たい材料の方が振動減衰能が高いのが一般的な材料の特性であるが、図４の結果から明らかなように、マグネシウム材は軽量でしかも振動減衰能がアルミニウム基合金よりもはるかに高い。
【００３８】
マグネシウムの比重は１．７４でアルミニウム（比重：２．７４）の約３分の２と軽く、マグネシウムの引張強度は９８ＭＰａでアルミニウム（引張強度：８８ＭＰａ）よりも強く、マグネシウムの硬さは３０ＨＢでアルミニウム（硬さ：２３ＨＢ）よりも硬い。
【００３９】
またマグネシウム基合金の比重は１．７９〜１．８１程度でアルミニウム基合金（比重：２．８）よりも軽く、マグネシウム基合金の振動吸収性（損失係数）は０．００５でアルミニウム（損失係数：０．０００１）の５０倍、マグネシウム基合金の耐窪み性（錘落下エネルギー：２０ｆｔ・１ｂ）は０．１２でアルミニウム（０．１９）よりも優れており、またマグネシウム基合金の比剛性の高さ（剛性率／比重）は９．５６でアルミニウム（剛性率／比重：８．５８）よりも優れている。さらにマグネシウム基合金は高温（例えば１００〜１５０℃）で長時間放置してもほとんど変形は認められず、寸法安定性に優れている。
【００４０】
このようにマグネシウム材はアルミニウム（アルミニウム基合金）に比べて軽いため、ディスクの回転時の立ち上がり性ならびに立ち下がり性が良好で高速転送に適応でき、しかも高速回転時におけるモータの消費電力が少なくて済む。
【００４１】
またマグネシウム材はアルミニウム（アルミニウム基合金）に比べて引張強度、硬度、耐窪み性、比剛性の高さ、寸法安定性などの機械的特性が優れているため、基板の薄型化を図った際に、ディスクの回転数を上げても高速回転中にディスクが撓むことはほとんどない。しかも振動吸収性に優れているため、高速回転中に自励振動を生じることもほとんどない。その上、マグネシウム材はスプリングバックが起こり難いため、基板の反りをアルミニウムなどに比べて少なくすることができる。それ故、基板の反りに起因する面振れが発生し難い。このようなことからヘッドとのコンタクトが常に良好で、所望のアクセス速度が得られ、単位面積当りの記録容量の増大化が図れる。
【００４２】
前記実施形態ではハード磁気ディスクの場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、高速回転が要求される情報記録媒体のいずれについてもマグネシウム材からなる基板を用いても同様の効果が得られる。例えば読み取り専用の反射型光ディスクや書き込み専用の反射型光ディスクなどの光情報記録媒体にも適用可能である。書き込み専用の反射型光ディスクに適用する場合は、マグネシウムまたはマグネシウム基合金からなる基板の表面にプレスまたはエッチングにより信号ピットを形成し、その信号面に透明な保護膜を形成することによって得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態に係るハード磁気ディスクの一部拡大断面図である。
【図２】そのハード磁気ディスクの製造過程を説明するためのフローチャートである。
【図３】圧延板からディスク基板を打ち抜く工程までを説明するための概略構成図である。
【図４】純マグネシウム板、マグネシウム基合金板ならびにアルミニウム基合金板の振動減衰係数と引張強さとの関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００４４】
１：ディスク基板、２：陽極酸化皮膜、３：磁性薄膜、４：保護膜、１１：圧延板、１２：送りロール対、１３：プレス金型、１３ａ：下金型、１３ｂ：上金型、１４：ヒータ、１５：冷却部、１６：冷媒、１７ａ，１７ｂ：打ち抜き金型。
【図１】
2006185490.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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