(57)【要約】【課題】  落下などの衝撃が負荷されてもガラス磁気ディスクが損傷することがなく、且つ安価に得ることができる磁気ディスク用ガラス基板、及びその強化方法、並びにそれらを用いてなるハードディスクドライブを提供する。【解決手段】  ガラス磁気ディスク１０ａ、１０ｂのハードディスクドライブの固定部と接触する中心孔周辺の内縁部のみに、該個所のガラス表面または内部に異質相を形成させるか、風冷法またはイオン交換法を用いてガラス表面に圧縮応力を生じさせる、いずれかの強化処理方法を用いて、強化処理部分を設けることによって、応力集中が生じて損傷しやすい部分のみを集中的に強化処理することができ、全面を強化処理することなく、耐衝撃性に優れたガラス磁気ディスク１０ａ、１０ｂを得ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハードディスクドライブに用いるドーナツ状形状を有する磁気ディスク用ガラス基板であって、該磁気ディスク用ガラス基板の中心孔周辺の内縁部に、中心孔の内周端部から所定幅を有する強化処理部分を設けてなることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。
【請求項２】
前記強化処理部分は、少なくともハードディスクドライブに磁気ディスク用ガラス基板を固定する固定部材が接触する範囲以上の幅を有する、請求項１に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
【請求項３】
ハードディスクドライブに用いるドーナツ状形状を有する磁気ディスク用ガラス基板の強化方法であって、該磁気ディスク用ガラス基板の中心孔周辺の内縁部に、中心孔の内周端部から所定幅の範囲を強化処理することにより磁気ディスク用ガラス基板の衝撃強度を高めたことを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の強化方法。
【請求項４】
前記強化処理が、超短パルスレーザー光を集光照射して磁気ディスク用ガラス基板の表面および／または磁気ディスク用ガラス基板の内部に異質相を形成させて強化処理部分を設けることを特徴とする、請求項３に記載の磁気ディスク用ガラス基板の強化方法。
【請求項５】
前記強化処理が、イオン交換法を用いて磁気ディスク用ガラス基板の前記範囲の表面に圧縮応力を生じさせて強化処理部分を設けることを特徴とする、請求項３に記載の磁気ディスク用ガラス基板の強化方法。
【請求項６】
前記強化処理が、風冷法を用いて磁気ディスク用ガラス基板の前記範囲の表面に圧縮応力を生じさせて強化処理部分を設けることを特徴とする、請求項３に記載の磁気ディスク用ガラス基板の強化方法。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の磁気ディスク用ガラス基板を用いてなるハードディスクドライブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気ディスク用ガラス基板とその強化方法、及びそれを用いたハードディスクドライブに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスクドライブにおいては大容量化が求められており、ガラス製のディスク基板に磁性層および潤滑層を設けたガラス磁気ディスクが用いられるようになっている。しかし、ガラスは脆性材料であるので、ハードディスクドライブを製造する時の取り扱い、製品として流通したりコンピュータ部品として使用する際に落下するなどして過度の衝撃が負荷されると比較的容易に損傷してしまう。そのため、このような衝撃が負荷された際に損傷することのないように、ガラス磁気ディスクに用いるガラス基板を強化する対策が考えられ、一般的な板ガラスで実施されている風冷強化法、イオン交換を用いる化学強化処理法を用いて、ガラス表面に圧縮応力を付与する方法を用いた強化処理が行なわれている。これらの方法によるガラス磁気ディスクの強化処理は磁気ディスク用ガラス基板全面に行なっているが、ドーナツ状ガラス基板の内周端面の表面粗さを所定範囲にコントロールして強度向上を図るために、内周端面に化学処理を施すことが提案されている（特許文献１参照）。なお、ガラス材料の他の強化方法として、ガラス材料に超短パルスレーザー光を集光照射してガラス材料の表面あるいはガラス材料の内部に異質相を形成させる強化処理が提案されている（特許文献２参照）。
【０００３】
一方、ガラス磁気ディスクのハードディスクドライブへの固定は、従来図５に示すように、１枚のガラス磁気ディスク１０ａがスピンドルモータのハブ１１のフランジ部１２上に積層され、その上に環状のスペーサ１４を介してもう１枚のディスク１０ｂが積層され、その上から押え部が周状に形成されたディスク押え１３をあてがってスピンドルモータのハブの他端にビス１５などで固定して構成されている。スピンドルモータのハブ１１、スペーサ１４、およびディスク押え１３などのガラス磁気ディスク１０ａおよび１０ｂと接する部材は、ステンレス鋼などの剛性や硬度の高い金属で構成されている。そのため、ガラス磁気ディスクを装填したハードディスクドライブに落下などにより外部から衝撃が負荷された場合、ガラス磁気ディスクをハードディスクドライブに固定しているスピンドルモータのハブ、スペーサ、ディスク押えの周辺部に応力が集中し、損傷の大半はこの部分、すなわちドーナツ状の形状を有するガラス磁気ディスクの中心孔周辺の内縁部で発生している。
【特許文献１】特開平０７−２３０６２１号公報
【特許文献２】特開２００３−２８６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、従来のガラス磁気ディスクの強化処理は磁気ディスク用ガラス基板の全面に施すため、製造コストを高め、しかも化学強化処理は磁性層の形成には必ずしも有利でないという問題点がある。また、前記特許文献１に記載されたものは、中心孔面のみに化学強化処理が施されているので、ハードディスクドライブに固定した場合に応力が集中する個所が強化されず、衝撃が負荷された場合の損傷を防止するのが困難である。
そこで、本発明は、落下などの衝撃が負荷されてもガラス磁気ディスクが損傷することがなく、且つ安価に得ることができる磁気ディスク用ガラス基板、及びその強化方法、並びにそれらを用いてなるハードディスクドライブ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】
【０００５】
本発明者は，上記問題点を解決するために種々研究及び実験を重ねた結果、ガラス磁気ディスクの耐衝撃強度を向上させるには、必ずしも磁気ディスク用ガラス基板全面を強化処理を施す必要はなく、ガラス磁気ディスクがハードディスクドライブの固定部と接触している部分のみを強化処理することによって、全体の耐衝撃性が向上し、安価に強化処理でき、且つ磁性層形成にも有利であることを知得し本発明に至ったものである。
【０００６】
即ち、上記目的を達成する本発明の磁気ディスク用ガラス基板は、ハードディスクドライブに用いるドーナツ状形状を有する磁気ディスク用ガラス基板であって、該磁気ディスク用ガラス基板の中心孔周辺の内縁部に、中心孔の内周端部から所定幅を有する強化処理部分を設けてなることを特徴とするものである。前記強化処理部分は、少なくともハードディスクドライブに該磁気ディスク用ガラス基板を固定する固定部材が接触する範囲以上の幅を有することが望ましい。
【０００７】
また、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の強化方法は、ハードディスクドライブに用いるドーナツ状形状を有する磁気ディスク用ガラス基板の強化方法であって、磁気ディスク用ガラス基板の中心孔周辺の内縁部に、中心孔の内周端部から所定幅の範囲を強化処理することによりガラスディスク基板の衝撃強度を高めたことを特徴とするものである。前記強化処理方法として、超短パルスレーザー光を集光照射して磁気ディスク用ガラス基板の表面および／または磁気ディスク用ガラス基板の内部に異質相を形成させて強化処理部分を設けること、イオン交換法を用いて磁気ディスク用ガラス基板の前記範囲の表面に圧縮応力を生じさせて強化処理部分を設けること、風冷法を用いて磁気ディスク用ガラス基板の前記範囲の表面に圧縮応力を生じさせて強化処理部分を設けることの何れの手段を採用しても達成できる。
そして本発明のハードディスクドライブは、上記の何れかの磁気ディスク用ガラス基板を用いて構成したことを特徴とするハードディスクドライブである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板は、磁気ディスク用ガラス基板の全面にではなく中心孔周辺の内縁部のみに局部的に強化処理部分を設けるので、従来と比べて安価に強化処理することができ、安価な磁気ディスク用ガラス基板を提供できる。そして、本発明は、ガラス表面またはガラス内部に異質相を形成させるか、風冷法またはイオン交換法を用いてガラス表面に圧縮応力を生じさせる、いずれかの強化処理方法を用いて、応力集中が生じて損傷しやすい中心孔周辺の内縁部のみに確実に強化処理部分を設けることができ、落下などの衝撃が負荷された際に極めて損傷が生じにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る磁気ディスク用ガラス基板を用いたハードディスクドライブ装置の要部を示す概略図である。該図面において、前記図５に示す従来のハードディスクドライブ装置と同様な部材は同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
図１に示すハードディスクドライブに固定される本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板からなるガラス磁気ディスク１０は、図２に示すように、ドーナツ状の磁気ディスク用ガラス基板（ガラス磁気ディスク１０）の内周端部１６から幅Ｗの内縁部にハッチングで示す強化処理部分１０ｅを設けることを特徴とする。内縁部に内周端部１６から幅Ｗで設けるこの強化処理部分１０ｅは、図１に示すように、スピンドルモータのハブ１１、スペーサ１４、およびディスク押え１３などのハードディスクドライブにおけるガラス磁気ディスクの固定部材が接する面を全てカーバーするように、それぞれの端部位置に相当する位置まで設ける。好ましくは、図１及び３に示すように、前記ガラス磁気ディスクの固定部材のそれぞれの端部よりも外周側にはみ出すように、より好ましくは１ｍｍ以上はみ出すように設ける。強化処理部分１０ｅがガラス磁気ディスクの固定部材のそれぞれの端部以内に収まるように設けると、衝撃力が負荷された場合、非強化処理部分に衝撃力が集中してガラス磁気ディスクが損傷してしまう。
【００１０】
本発明のガラス磁気ディスクとなる磁気ディスク用ガラス基板に用いるガラス材料としては、通常の酸化物ガラスを用いることができるが、クラック発生が少ない組成のガラスを用いることが好ましい。このような組成のガラスとしては、５〜１５mass％のＮａ２Ｏ、０〜１０mass％のＬｉ２Ｏ、５〜１５mass％のＡｌ２Ｏ３、０〜６mass％のＣａＯ、２〜１０mass％のＴｉＯ２、５３〜７５mass％のＳｉＯ２、Ｎｂ酸化物および／またはＶ酸化物をＮｂ２Ｏ５換算またはＶ２Ｏ５換算で０．１〜１０mass％含有するガラス材料、５〜１５mass％のＮａ２Ｏ、０〜１０mass％のＬｉ２Ｏ、５〜１５mass％のＡｌ２Ｏ３、０〜６mass％のＣａＯ、２〜６mass％のＴｉＯ２、０〜５mass％のＺｒＯ２、５３〜７５mass％のＳｉＯ２、Ｎｂ酸化物および／またはＶ酸化物をＮｂ２Ｏ５換算またはＶ２Ｏ５換算で０．１〜１０mass％含有するガラス材料、あるいは５〜１５mass％のＮａ２Ｏ、０〜１０mass％のＬｉ２Ｏ、５〜１５mass％のＡｌ２Ｏ３、０．５〜６mass％のＣａＯ、２〜１０mass％のＴｉＯ２、０〜５mass％のＺｒＯ２、５３〜７５mass％のＳｉＯ２を含有し、かつ１〜１５％のＢ２Ｏ３と０〜５mass％のＫ２Ｏを含有するガラス材料、もしくは５〜１５mass％のＮａ２Ｏ、０〜１０mass％のＬｉ２Ｏ、５〜１５mass％のＡｌ２Ｏ３、０．５〜６mass％のＣａＯ、２〜１０mass％のＴｉＯ２、０〜５mass％のＺｒＯ２、５３〜７５mass％のＳｉＯ２を含有し、かつ０〜１５mass％のＢ２Ｏ３と０．５〜５mass％のＫ２Ｏを含有するガラス材料が望ましい。
【００１１】
磁気ディスク用ガラス基板の中心孔の内周端部から所定幅Ｗを有する強化処理部分を設ける方法としては、ガラス材料を強化するために行われている次の強化処理方法を用いることができる。例えば、数ｎｊ〜１ｍｊのエネルギーを有する１×１０−１５秒のオーダーのパルス幅、４００〜１０００ｎｍの超短波長のパルスレーザー光をレンズ等を用いて１００μｍ以下のスポット状に収斂し、収斂点をドーナツ状の磁気ディスク用ガラス基板の中心孔周辺の内縁部分の内部および／または表面において走査移動させ、中心孔周辺の内縁部分の内部および／または表面に周囲とは異質な相を形成させる。または、磁気ディスク用ガラス基板の中心孔周辺の両面の内縁部分に硝酸カリウムを塗布し、３００〜５００℃に加熱してガラス中のＮａイオンと硝酸カリウムのＫイオンを交換し、表面に圧縮応力を付与する。もしくは、加熱炉中で磁気ディスク用ガラス基板を加熱し、これらのいずれかの強化処理方法を用いて、磁気ディスク用ガラス基板の内縁部に強化処理部分を設けることができる。このように、強化処理は、磁気ディスク用ガラス基板の中心孔周辺の内縁部分の両面および／または内部まで行うことが望ましい。
【実施例】
【００１２】
以下、実施例にて本発明をさらに詳細に説明する。
（実施例１）
磁気ディスク用ガラス基板として、５．０mass％のＮａ２Ｏ、３．６mass％のＬｉ２Ｏ、１２．７mass％のＡｌ２Ｏ３、０．５mass％のＣａＯ、３．７mass％のＴｉＯ２、５７．３mass％のＳｉＯ２、７．６mass％のＢ２Ｏ３、１．８mass％のＫ２Ｏ、７．８mass％のＮｂ２Ｏ５からなる外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍのドーナツ状のガラス研磨基板を水平方向および高さ方向に移動自在のステージ上に置き、ガラス研磨基板の片側の表面に、チタンサファイアレーザーから発振された、パルス幅１．２×１０−１３秒、波長６００ｎｍの超短波長のパルスレーザー光をレンズ等を用いて３０μｍのスポット状に収斂して出力を５０ｍＷに調整した位置を固定した後、ステージをガラス研磨基板の中心孔と同心の２１ｍｍ径、２２ｍｍ径、２３ｍｍ径、２４ｍｍ径、２５ｍｍ径、２６ｍｍ径、２７ｍｍ径、２８ｍｍ径、２９ｍｍ径、３０ｍｍ径、３１ｍｍ径、３２ｍｍ径の１２列のそれぞれの周上を円状に移動させて、ガラス研磨基板の内周端部から約６ｍｍの内縁部表面に異質相を形成させた。次いで、ガラス研磨基板の他の側の表面に、上記と同様にして内周端部から約６ｍｍの内縁部表面に異質相を形成させた。このようにして内縁部に強化処理を施した磁気ディスク用ガラス基板からなるガラス磁気ディスクを準備した。
【００１３】
（実施例２）
磁気ディスク用ガラス基板として、実施例１と同様の組成および実施例１と同様の寸法形状を有するドーナツ状のガラス研磨基板の表裏の両面に、実施例１と同様にして異質相を形成させた後、パルスレーザー光の収斂する位置をガラス研磨基板面表面から０．２ｍｍの深さの位置に固定して、実施例１と同様にしてガラス研磨基板面の表裏両面から０．２ｍｍの深さの位置の内周端部から約６ｍｍの内縁部表面に異質相を形成させた。このようにして内周端部から約６ｍｍの内縁部表面、および内周端部から約６ｍｍの内縁部の表裏両面から深さ０．２ｍｍの位置に異質相を形成させた。このようにして内縁部の表面および内部に強化処理を施した磁気ディスク用ガラス基板からなるガラス磁気ディスクを準備した。
【００１４】
（実施例３）
磁気ディスク用ガラス基板として、５．０mass％のＮａ２Ｏ、５．０mass％のＬｉ２Ｏ、１３．０mass％のＡｌ２Ｏ３、０．５mass％のＣａＯ、３．０mass％のＴｉＯ２、６３．５mass％のＳｉＯ２、９．０mass％のＢ２Ｏ３、１．０mass％のＫ２Ｏ からなる実施例１と同様の寸法形状を有するドーナツ状のガラス研磨基板の内周端部から約７ｍｍの幅の内縁部表面に、カオリンに硝酸カリウムを含浸させたペーストを塗布して被覆した後、４００℃で１５時間加熱して表面に圧縮応力を付与した。このようにして内縁部に強化処理を施した磁気ディスク用ガラス基板からなるガラス磁気ディスクを準備した。
【００１５】
（実施例４）
磁気ディスク用ガラス基板として、実施例２と同様の組成および実施例１と同様の寸法形状を有するドーナツ状のガラス研磨基板の内周端部から約７ｍｍの幅の内縁部に、下記に示す条件で風冷強化処理を施した。すなわち、加熱炉中で磁気ディスク用ガラス基板を６００℃に加熱し、磁気ディスク用ガラス基板の中心孔周辺の両面側に下記のようにして周状に配設した複数のノズルから冷風ジェットを吹き付けて冷却し、表面に圧縮応力を付与した。このようにして中心孔の内周端部から所定幅Ｗの範囲に強化処理を施した磁気ディスク用ガラス基板からなるガラス磁気ディスクを準備した。
[風冷方法]
同心の２１ｍｍ径、２３ｍｍ径、２５ｍｍ径、２７ｍｍ径、２９ｍｍ径、３１ｍｍ径、３３ｍｍ径の７列のそれぞれの周上に、０．８ｍｍの間隔をあけて１．５ｍｍ径の孔をそれぞれ２８個、３１個、３４個、３６個、３９個、４２個、４５個、輪状に連続して穿設してなる７列の風冷ノズルを、磁気ディスク用ガラス基板の両側に平行に、かつ回転可能に配設し、ノズルを回転させながらこれらの孔から冷風ジェットを磁気ディスク用ガラス基板の内周端部から約７ｍｍの幅の内縁部に吹き付けて冷却した。
【００１６】
（比較例）
磁気ディスク用ガラス基板として、実施例１と同様の組成および実施例１と同様の寸法形状を有するドーナツ状の形状を有するガラス研磨基板からなるガラス磁気ディスクを準備した。
【００１７】
これらの実施例１〜４の内縁部に強化処理を施したガラス磁気ディスク、および比較例の内縁部に強化処理を施さないガラス磁気ディスクをそれぞれ２枚用いて、図１または図３に示す構成のハードディスクドライブを作成した。すなわち、ガラス磁気ディスクと接するフランジ部の外端部の径が２４ｍｍであるスピンドルモータのハブ上に１枚のガラス磁気ディスクを積層し、その上にガラス磁気ディスクと接する部分の外周端部の径が２４ｍｍであるスペーサを介して他の１枚のガラス磁気ディスクを積層し、その上からガラス磁気ディスクと周状に接する部分の径が２３ｍｍであるディスク押えで固定し、ハードディスクドライブを構成した。次いで、図４に示すように、ハードディスクドライブ１を３０ｃｍ×３０ｃｍ×１５ｍｍのステンレス鋼板６上にガラス磁気ディスクがステンレス鋼板６と平行になるようにして固定した。一方、コンクリート床面７上に上面に厚さ２ｍｍのシリコンゴム板９を貼付した厚さ３０ｍｍのステンレス鋼板８を設置しておき、その上にハードディスクドライブ１を固定したステンレス鋼板６を任意の高さＨから落下させ、ガラス磁気ディスクの少なくともどちらか一方が損傷する高さを測定した。この試験をガラス磁気ディスクを替えて５回実施して損傷する高さを測定し、その平均値を損傷落下高さとした。これらの落下試験による損傷落下高さを表１に示す。
【００１８】
【表１】
2006059463.tif 000003
【００１９】
表１に示すように、本発明の内縁部に強化部分を設けたガラス磁気ディスクを組み込んで構成したハードディスクドライブは、内縁部に強化部分を設けないガラス磁気ディスクを組み込んで構成したハードディスクドライブよりも高い位置から落下させてより大きな衝撃強度を負荷しても損傷が生じにくかった。したがって、本発明がガラス磁気ディスクの耐衝撃性を向上させるのに極めて顕著な効果があることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明による磁気ディスク用ガラス基板は、磁気ディスク用ガラス基板の全面にではなく中心孔周辺の内縁部のみに局部的に異質相を形成させるか又は圧縮応力を生じさせて強化処理部分を設けることによって、耐衝撃性を向上させる耐衝撃緩衝層を安価に形成したものであり、そして、該磁気ディスク用ガラス基板からなるガラス磁気ディスクを組み込んで構成したハードディスクドライブは、高所からの落下などの大きな衝撃強度が負荷してもガラス磁気ディスクに損傷を生じることがなく、ハードディスクドライブを製造する時の取り扱い、製品として流通したりコンピュータ部品として使用する際に落下などの衝撃が負荷されてもガラス磁気ディスクが損傷する可能性が極めて小さく、高信頼性のハードディスクドライブとして好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気ディスク用ガラス基板からなるガラス磁気ディスクを用いたハードディスクドライブの一例を示す要部断面概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る磁気ディスク用ガラス基板の強化部分を示す概略説明図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る磁気ディスク用ガラス基板からなるガラス磁気ディスクを用いたハードディスクドライブの一例を示す要部断面概略図である。
【図４】ハードディスクドライブ落下強度測定の説明図である。
【図５】従来のガラス磁気ディスクを用いたハードディスクドライブの要部断面概略図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  ハードディスクドライブ
６  ステンレス鋼板
７  コンクリート床面
８  ステンレス鋼板
９  シリコンゴム板
１０  ガラス磁気ディスク
１０ａ  ガラス磁気ディスク
１０ｂ  ガラス磁気ディスク
１０ｅ  磁気ディスク用ガラス基板の強化処理部分
１１  スピンドルモータのハブ
１２  フランジ部
１３  ディスク押え
１４  スペーサ
１５  固定手段
１６  内周端部
Ｈ  落下高さ
Ｗ  強化処理部分の幅
【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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