(57)【要約】【課題】ディスク・ドライブ型データ記憶装置で使用するガラスまたはセラミック・ディスクの円周縁部を、好ましくは延性研削によって仕上げて、実質的に破砕部がなく、化学的に強化しない表面を形成する方法を提供すること。【解決手段】好ましくは、この材料はガラスであり、ディスクの内縁部および外縁部をともに仕上げる。好ましくは、縁部仕上げは、空気ベアリング・スピンドルを用いて研削ホイールおよび工作物を高速で回転させて、粗い研削および延性研削を行う２段階のプロセスで実現される。好ましくは、この研削ホイールは、円周縁部と平らなディスク表面の境界に丸みを与える形状になっている。【選択図】図８
2005502485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周縁部を有するセラミックまたはガラス・ディスク基板を準備する工程と、
前記ディスク基板を縁部仕上げ装置に装着する工程と、
前記縁部仕上げ装置を使用して、延性研削方式で前記ディスク基板の前記円周縁部を研削する工程とを含む、回転式ディスク・ドライブ型データ記憶装置用のガラスまたはセラミック・ディスク基板を製造する方法。
【請求項２】
前記ディスク・ドライブ型データ記憶装置が、回転式磁気ディスク・ドライブ型データ記憶装置であり、前記研削工程の後で、前記ディスク基板に磁気コーティングを被覆する、ガラスまたはセラミック・ディスク基板を製造する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
非延性モードで前記円周縁部を粗く研削する工程をさらに含み、非延性モードで前記円周縁部を粗く研削する前記工程を、延性研削方式で前記円周縁部を研削する前記工程の前に実施する、ガラスまたはセラミック・ディスク基板を製造する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ディスク基板が、その周辺部における外周縁部と、内周縁部を画定する中心開口とを含み、前記研削工程を、前記ディスク基板の前記外周縁部および前記内周縁部の両方に適用する、ガラスまたはセラミック・ディスク基板を製造する請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記研削工程が、前記円周縁部における縁部の丸みに従う成形研削器具で前記縁部を研削する工程を含む、ガラスまたはセラミック・ディスク基板を製造する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記研削工程が、前記円周縁部に前記縁部仕上げ装置の研削器具を接触させる工程と、前記研削器具と円周縁部の間で、毎秒約３０ｍ以上の相対的な動きを与える工程とを含む、ガラスまたはセラミック・ディスク基板を製造する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記縁部仕上げ装置が、約６ミクロン以下のダイヤモンド粒子を有する研削器具を備える、ガラスまたはセラミック・ディスク基板を製造する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ディスク基板を化学的に強化せずにディスク・ドライブ型データ記憶装置内に搭載することができるように、前記ガラスまたはセラミック・ディスク基板を仕上げる、ガラスまたはセラミック・ディスク基板を製造する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ガラスまたはセラミック・ディスク基板が、化学的に強化可能でない材料でできている、ガラスまたはセラミック・ディスク基板を製造する請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
ディスク・ドライブ型データ記憶装置内に搭載することができるように仕上げられたディスク形状のガラスまたはセラミック基板を含み、前記ディスク形状のガラスまたはセラミック基板を化学的に強化しない、回転式ディスク・ドライブ型データ記憶装置用のディスク。
【請求項１１】
化学的に強化可能でないガラスまたはセラミック材料製のディスク形状の基板を含む、回転式ディスク・ドライブ型データ記憶装置用のディスク。
【請求項１２】
前記ディスク形状の基板が、丸みを有する円周縁部を含む、請求項１０または１１に記載の回転式ディスク・ドライブ型データ記憶装置用のディスク。
【請求項１３】
前記ディスク形状の基板が、内周縁部半径を画定する中心開口を有し、前記ディスク形状の基板が、前記内周縁部における第１の円周縁部丸みと、前記基板の外周縁部における第２の円周縁部丸みとを有する、請求項１０または１１に記載の回転式ディスク・ドライブ型データ記憶装置用のディスク。
【請求項１４】
前記ディスクの少なくとも一方の表面上に、磁気的に符号化したデータを記録するための磁気層をさらに含む、請求項１０または１１に記載の回転式ディスク・ドライブ型データ記憶装置用のディスク。
【請求項１５】
前記ディスク形状の基板が、延性方式の研削プロセスによって仕上げられた円周縁部を含む、請求項１０または１１に記載の回転式ディスク・ドライブ型データ記憶装置用のディスク。
【請求項１６】
前記円周縁部の丸みが少なくとも０．１７５ｍｍである、請求項１２に記載の回転式ディスク・ドライブ型データ記憶装置用のディスク。
【請求項１７】
前記円周縁部の丸みが、前記ディスク形状の基板の円周縁部において、前記基板の幅の約半分であり、前記基板が、ほぼ半円を成すディスク軸平面内に縁部断面を有する、請求項１２に記載の回転式ディスク・ドライブ型データ記憶装置用のディスク。
【請求項１８】
ディスク・ドライブ用のベースと、
請求項１０ないし１７のいずれかに記載の少なくとも１つのディスクを備え、回転可能に装着されたディスクとスピンドル・アセンブリと、
前記少なくとも１つのディスクの前記少なくとも１つの表面上に記録されたデータにアクセスするための少なくとも１つのトランスデューサ機構とを備える、回転式ディスク・ドライブ型データ記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク・ドライブ型データ記憶装置に関し、より詳細には、ディスク・ドライブ型データ記憶装置で用いるガラスまたはセラミック・ディスクの製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
２０世紀後半、情報革命として知られる現象が生じた。情報革命は、いかなる単一の事象または機械よりも範囲の広い歴史的な発展であり、デジタル・コンピュータ以上に情報革命を象徴する装置は１つもない。コンピュータ・システムの発展は、間違いなく革命的である。年を追うごとに、コンピュータ・システムは、より高速になり、より多くのデータを記憶し、より多くの用途を利用者に提供している。
【０００３】
最新のコンピュータ・システムの大規模なデータ記憶では、大量のデータ用の大容量記憶装置が必要である。様々なデータ記憶技術が利用可能であるが、回転式磁気ハード・ディスク（rigid disk）・ドライブが、最も広く普及している。このようなディスク・ドライブ型データ記憶装置は、極めて複雑な１つの機械であり、精密機械部品、超平滑ディスク表面、高密度磁気符号化データおよびデータを符号化／復号化する高度な電子回路を含み、かつ駆動動作を制御する。したがって、各ディスク・ドライブは、それ自体で小さな世界であり、複数のシステムおよびサブシステムを含み、それぞれが正しい駆動動作に必要である。この複雑さにもかかわらず、回転式磁気ディスク・ドライブは、容量、性能およびコストに実績があり、そのため、広範な用途に選択される記憶装置となっている。
【０００４】
一般に、ディスク・ドライブは、共通の回転ハブまたはスピンドルに取り付けられた１つまたは複数のディスクを含む。各ディスクは、スピンドルのための中心開口（aperture）を有する薄く平らな部材である。データは、ディスクの平らな表面上に、通常は両面に記録される。トランスデューサ・ヘッド（transducinghead）が、回転するディスクの表面に隣接して位置決めされ、それによってデータの読取りおよび書込みを行う。ディスク表面上に書き込まれるデータ密度が増加すると、トランスデューサ（transducer）を表面に極めて近接させて位置決めする必要がある。理想的には、ディスク表面は極めて平坦かつ極めて滑らかである。表面粗さまたは「うねり（waviness）」（表面プロファイルの理想面からの偏差）があると、記録媒体からの理想的な距離を維持するトランスデューサ・ヘッドの能力が減少し、その結果、ディスク上に記憶できるデータ密度が減少する。
【０００５】
ディスクは、記録表面上にデータを記録するための磁気コーティングが被覆され、保護用の外部コーティングなどの追加の層も含み得る非磁気的なベース（基板）から製造する。従来、この基板に選択する材料はアルミニウムである。設計仕様の要求がより厳しくなっているので、アルミニウムを使用してそれらの仕様を満足するのはますます難しくなりつつあり、近年、他の材料、特にガラスに対する関心が非常に高くなっている。ガラスまたはセラミック材料は、いくつかの点でアルミニウムよりも優れている可能性があり、将来のより高度な設計仕様を満足する可能性を提示する。
【０００６】
ガラスまたはセラミック・ディスク基板を使用する際の主要な欠点の１つは、その製造コストである。現在、いくつかの市販のディスク・ドライブ設計にガラスが使用されているが、一般に、従来型のアルミニウムよりもコストが高い。典型的なガラス・ディスクの製造プロセスでは、初めに薄いガラス・シートでガラス・ベースの材料を形成する。次に、シートから複数のガラス・ディスクを切断する。円周縁部（circumferential edge）を仕上げるには、一般に、複数のプロセス工程が必要である。次に、広い平らなデータ記録表面を粗研磨して（lap）うねりを減らし、研磨して（polish）滑らかに仕上げる。この場合も、複数のプロセス工程が必要なことがある。次に、このように形成したガラス基板に、磁気記録層を被覆し、保護層などの他の層を被覆することができる。
【０００７】
最初にシートからガラス・ディスクを切断すると、ディスク外縁部および中心開口の内縁部ともに、粗い円周縁部が形成される。これらの円周縁部上にはデータは記録されないが、高精度の公差および十分な機械的強度が得られるように、これらの縁部を仕上げなければならない。従来方式では、この縁部仕上げには複数のプロセス工程が必要である。初めに、適当な寸法公差内の円形ディスクを得るために、比較的粗い研削機（grinder）でこれらの縁部を研削し、その後、これらを研磨する。最後に、このディスクを化学的強化プロセスにかける。これら各工程により、ディスクのコストが増加する。それでも、このように生成したガラス・ディスクは、いくつかの欠点を有する。たとえば、化学的強化プロセス中に注入されたイオンが、特定の条件下で浸出する恐れがあり、それによって装置の障害が生じる可能性がある。
【０００８】
現在、ガラス・ディスクは、従来型のアルミニウム・ディスクよりもかなり高価である。ガラス・ディスクの製造コストが実質的に下がらない限り、アルミニウムをガラスで代替し、ガラス・ディスクがもたらす潜在的利益を実現することは難しいであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の１つまたは複数の側面において、切断後、ガラスまたはセラミック・ディスクの円周縁部の仕上げ（finishing）に対して様々な改良された技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
好ましい実施形態では、後続の化学的強化の必要性を回避できるように仕上げを実施する。好ましくは、これは、延性研削方式（ductile grinding regime）で縁部を研削することによって実現され、研削プロセス中に破砕（fracture）部の生成を回避し、さらなる仕上げ工程を必要とせずに、実質的に破砕部のない表面を形成する。
【００１１】
１つの特定の態様において、回転式ディスク・ドライブ型データ記憶装置のためのガラスまたはセラミック・ディスク基板を製造する方法が提供される。この方法は、切断され、未仕上げの円周縁部を有する前記セラミックまたはガラス・ディスク基板を準備する工程であって、前記セラミックまたはガラス・ディスク基板は化学的に強化可能でない材料である工程と、前記ディスク基板の前記円周縁部を仕上げる工程であって、少なくとも１つの縁部仕上げ装置（apparatus）を用いてディスク・ドライブ型データ記憶装置での使用に適した仕上げ状態にする工程とを含む。前記ディスク基板の前記円周縁部を仕上げる工程は、好ましくは、延性研削方式で前記縁部を研削する工程を含む。
【００１２】
別の態様によれば、本発明は、回転式ディスク・ドライブ型データ記憶装置のためのガラスまたはセラミック・ディスク基板を製造する方法を提供する。この方法は、切断され、未仕上げの円周縁部を有するセラミックまたはガラス・ディスク基板を準備する工程と、前記ディスク基板の前記円周縁部を仕上げる工程であって、少なくとも１つの縁部仕上げ装置を用いて機械的な力を加えることによってディスク・ドライブ型データ記憶装置での使用に適した仕上げ状態にする工程とを含む。前記仕上げ工程は、前記ガラス・ディスク基板を化学的に強化せずに実施される。このディスク基板は、好ましくは、化学的に強化可能でない材料からなる。
【００１３】
好ましい実施形態では、この基板材料は、製造プロセスにおいて化学的強化処理にかけないガラスである。この基板は、化学的に強化可能でない材料、すなわち、化学的強化プロセスに有効なリチウムやナトリウムなどのイオン性不純物（significant ion impurities）を含まない材料であることがさらに好ましい。ビトリファイド・ダイヤモンド（vitrifieddiamond）研削ホイール（grinding wheel）を使用して、基板の内周縁部および外周縁部をともに研削する。高い寸法精度を得るために、工作物（workpiece）すなわちディスク基板および研削ホイールをともに空気ベアリング・スピンドルに取り付け、高速で回転させる。研削中、所定の終点に達するまで、研削ホイール装着機構によりディスク基板に一定の力が加えられる。
【００１４】
好ましい実施形態では、この研削ホイールは、平らなディスク表面と円周縁部の接合部（junction）に丸み（radius）をもたらす形状になっている。この丸みは、完全な丸みであることが好ましい。ディスク縁部に丸みをつけることにより、割れ（cracking）または欠け（chipping）に対する耐性が向上する。
【００１５】
好ましい実施形態では、ディスク縁部を、まず、約４０ミクロンのサイズのダイヤモンド粒子を有する比較的粗いビトリファイド・ダイヤモンド研削器具（appliance）で研削し、その後、約６ミクロンのサイズのダイヤモンド粒子を有する比較的細かいビトリファイド・ダイヤモンド研削器具を用いる延性方式で研削する。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態による延性方式縁部研削プロセスを用いることによって、従来方式の縁部仕上げプロセスにより生じる縁部破砕が減少する。縁部破砕の減少により、化学的強化処理を含めて追加のプロセス工程の必要がないほど、ディスク基板の機械的強度が実質的に増加する。したがって、プロセス工程数が減り、それによって製造コストが減少する。さらに、化学的に強化可能でないガラスからなるディスク基板は、高い耐熱性（temperature tolerance）を有し、イオン浸出による不良が生じにくいという点で、従来型の化学的強化したガラス・ディスク基板よりも優れている。たとえば、耐熱性がより高いという利点から、金属スパッタリング・プロセスの温度を上げることができ、それによって、スパッタ成膜を改良することができる。
【００１７】
本発明の詳細は、その構造および動作ともに、添付の図面を参照して最もよく理解することができよう。図面では、同じ参照数字は同じ部品を指す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
まず、図１を参照すると、本明細書で説明するディスクを搭載して使用する回転式磁気ディスク・ドライブ型記憶装置１００の主要構成部品の簡略化した図面が示されている。一般に、ディスク・ドライブ１００は、ベース１０４に装着された共通のスピンドルまたはハブ１０３に恒久的に取り付けられた１つまたは複数の滑らかで平らなディスク１０１を含む。２つ以上のディスクを使用する場合、スピンドル上に互いに平行に、かつ接触しないように離間させてディスクを積み重ねる。ディスクおよびスピンドルは、スピンドル・モータにより定速で同時に回転する。
【００１９】
一般に、このスピンドル・モータは、多相電磁ステータ（固定子）および永久磁石ロータを有するブラシレスＤＣモータである。駆動電流でステータの異なる相を順次、駆動してロータを回転させる。
【００２０】
各ディスク１０１は、中心にスピンドル用の穴を有し、固体ディスク形状のベースまたは基板からなる。以前は、一般に、この基板はアルミニウムであったが、他の材料も可能である。本発明によれば、ディスク基板にはガラスまたはセラミック材料を使用する。特に、好ましい実施形態によれば、ディスク基板材料としてガラスを使用する。この基板に磁化可能な材料の薄い層を被覆し、さらに、保護層を被覆することができる。
【００２１】
１つ（または複数）のディスク表面上の磁化可能な層にデータを記録する。これを行うには、磁化可能な層中にデータを表す微小な磁化パターンを形成する。通常、このデータ・パターンは、円形の同心円状トラックに配列されるが、らせん状トラックも可能である。各トラックは、複数のセクタにさらに分割される。したがって、各セクタは円弧を形成し、１つのトラックのすべてのセクタを合わせると円になる。
【００２２】
可動アクチュエータ１０５により、トランスデューサ・ヘッド１０９が表面上のデータに隣接して位置決めされて、データの読取りまたは書込みが行われる。このアクチュエータはレコード・プレーヤ（phonograph player）のトーン・アーム（tone arm）、ヘッドは再生用の針にたとえることができる。データを含む各ディスク表面ごとに、１つのトランスデューサ・ヘッドがある。このアクチュエータは、一般に、１つ（または複数）のディスクの回転軸に平行な軸の周りに旋回してヘッドの位置決めを行う。このアクチュエータは、通常、シャフトまたはベアリング（軸受け）１０６を取り囲み、ディスクに向かって延びる櫛状の（この理由から、「コーム（comb）」と称することがある）アームを有する固体ブロックと、アームに取り付けられた１組の薄いサスペンション１０８と、軸の反対側にある電磁モータ１０７とを含む。トランスデューサ・ヘッドは、コームと反対側のサスペンション端部に取り付けられ、各サスペンションごとに１つのヘッドがある。アクチュエータ用のモータにより、アクチュエータが回転して、所望のデータ・トラックの上にヘッドが位置決めされる（シーク動作）。トラックの上にヘッドが位置決めされると、ディスクが一定に回転しているので、最終的に所望のセクタがヘッドに隣接し、次いで、データの読取りまたは書込みを行うことができる。アクチュエータ用のモータは、一般に、アクチュエータのコーム上に装着された電磁コイルおよびベースまたはカバー上の静止位置に装着された１組の永久磁石であり、励磁されると、永久磁石によって生成される磁界に応答して、コイルによりコームにトルクが与えられる。
【００２３】
一般に、サーボ・フィードバック・システムを利用して、アクチュエータの位置決めを行う。データ・トラックを識別するサーボ・パターンが、少なくとも１つのディスク表面上に書き込まれる。トランスデューサは、周期的にこのサーボ・パターンを読み取って、所望の半径方向位置からの現在の偏差（current deviation）を確定し、フィードバック・システムが、アクチュエータの位置を調整して偏差を最小限に抑える。以前のディスク・ドライブ設計では、しばしば、サーボ・パターン専用のディスク表面を使用していた。一般に、比較的新しい設計では、埋込み型サーボ・パターンを使用する。すなわち、各ディスク表面の角度的に離間した部分にサーボ・パターンを記録し、サーボ・パターン間の領域は、データの記録に使用する。このサーボ・パターンは、一般に、同期部分と、トラック番号を識別するトラック識別部分と、トラック中心線を探し出すトラック・センタリング部分とを含む。
【００２４】
トランスデューサ・ヘッド１０９は、空気力学的な形状をした材料（一般に、セラミック）のブロックであり、その上に、読取り／書込み用磁気トランスデューサを装着する。ディスクが回転する際、このブロックすなわちスライダは、（「飛行高さ」と称する）極めて狭い間隔でディスク表面の上を飛行する。ディスク表面に対してこのように近接させることは、トランスデューサが、データ・パターンを磁化可能な層中から読み取り、あるいはそれに書き込むことを可能にするのに不可欠であり、したがって、滑らかで平らな（均一な）ディスク表面が求められる。いくつかの異なるトランスデューサ設計が用いられている。現在の多くのディスク・ドライブ設計では、薄膜誘導型書込みトランスデューサ要素および別の磁気抵抗型読取りトランスデューサ要素を使用する。実際には、サスペンションにより、トランスデューサ・ヘッドにディスク表面方向への力が加えられる。スライダの空気力学特性によりこの力と対抗し（counter）、スライダが、適切な間隔でディスク表面の上を飛行するのが可能となり、データにアクセスできる。
【００２５】
様々な電気構成部品が、ディスク・ドライブ１００の動作を制御する。図１に、これらの構成部品が回路カード１１２上に搭載されているところを示す。それら構成部分は、２枚以上の回路カード上に搭載することができるが、当該カードまたは複数枚のカードは別々に搭載することができる。
【００２６】
図１は、回転式磁気ディスク・ドライブを簡略化して示すためのものであり、好ましい実施形態に従って製造されるガラスまたはセラミック・ディスク基板を使用する適当な環境の単なる例示であることを理解されたい。この図は、このようなディスクに適した唯一の環境を必ずしも表わすものではない。
【００２７】
本発明の好ましい実施形態によれば、たとえば回転式磁気ディスク・ドライブ型データ記憶装置で使用するのに適したガラス・ディスク基板の円周縁部を、本明細書で説明するように仕上げる。本明細書では、現在、選択対象の材料であるガラス・ディスク基板に関して、ディスク基板を製造するプロセスを説明する。ただし、少なくともいくつかのセラミック材料またはガラス・セラミック材料も、ディスク・ドライブ型記憶装置の基板として使用するのに潜在的に適している可能性があり、本発明は、少なくともいくつかのこうしたセラミックまたはガラス・セラミック材料に適用可能である。ある種のセラミックまたはガラス・セラミック材料は、たとえば、強度や温度安定性がより高く、潜在的にガラスよりも優れた特性を有する。現在は、製造コストが高いので、こうした材料の使用がためらわれているが、将来、特に、製造コストを下げるプロセスを見つけることができた場合、こうした材料がディスク・ドライブに使用され得ると予測できる。本明細書で用いる場合、「ガラスまたはセラミック」は、ガラスまたはセラミックあるいはガラスとセラミックのある種の組合せである材料を含むものとする。
【００２８】
好ましい実施形態では、延性研削方式の研削によって縁部を仕上げる。延性研削は、金属仕上げ作業では周知のものであるが、比較的もろいガラスまたはセラミック材料に用いることは、あるとしてもまれである。従来方式のガラス研削は、研削材（abrasive）（一般に、ダイヤモンド）の加減によって材料の小片を削り取り、引きはがすプロセスである。このように削り取り、あるいは引きはがす処置により、表面が粗くなり、かつ脆性破砕部（もろい割れ）の形で表層部（表面下）に損傷が生じる。その後、酸化セリウム研磨材を用いて表面を研磨して鏡面に見えるまで仕上げをする場合でさえ、表層部の損傷が一部に残る。脆性材料では、小さな割れ（crack）および表面の不規則性が容易に広がることがあり、それによって、仕上げた部分の強度が実質的に減少する。
【００２９】
損傷の粗さおよび深さは、相対研削速度および研削材粒子サイズに関係する。研削材のサイズが大きく、かつ研削速度が遅いと、表層部の損傷がより深くなる。ダイヤモンド研削材のサイズが十分に小さく、かつ速度が十分に速い場合、基板上での研削材の作用は、一種の滑らかな条痕加工（streaking）またはシェービング加工（shaving）に変わり、表層部の破砕がほとんど残らない。これを、延性研削方式または延性研削モードと称する。本明細書で用いる場合、延性研削は、ときおり脆性亀裂が生じる場合でも、研削材の支配的な作用が延性的である任意のモードを含む。延性研削では、原子間力顕微鏡で測定される粗さが約５０ｎｍ  ｒｍｓ以下の極めて滑らかな表面が生成されることが期待できる。延性方式で縁部を研削する結果、縁部は自然に強化され、さらなる縁部仕上げ工程、具体的には、基板の化学的強化処理は必要ない。
【００３０】
したがって、縁部研削プロセスは、円周縁部が切断されているが未仕上げ状態であるディスク基板から始める。一般に、切断処理は、切込みを入れ、かつ破断することによって行われるが、他の技法も可能である。広い平らなディスク表面に先立って縁部を仕上げることが好ましいが、このような条件が必須ではない。一般に、縁部表面上にはデータを記録しないので、円筒形の薄い縁部の仕上げ基準は、広い平らな表面のものと異なる。一般に、極めて平坦かつ極めて滑らかなデータ記録表面を得るために、広い平らなディスク表面を仕上げるには、ラッピングおよび研磨など複数のプロセス工程が必要である。場合によっては、さらにこの表面をテクスチャ加工して（textured）、磁気記録特性を向上させる。平らな表面を仕上げる技術ならびにガラス・ディスク基板製造の他の態様は、当技術分野では周知であり、本発明の主題ではない。本明細書で説明する縁部仕上げ加工の前に、または後で、現在知られているか、あるいは今後開発される適当なプロセス工程を用いて、この未仕上げのディスク基板を製造することができる。
【００３１】
必ずしもガラス・ディスク基板を製作し得る唯一のプロセスではないが、典型的な従来技術の例として、下記の技術を簡単に説明する。ディスクは、まず、単一ディスクよりもはるかに大型の薄いガラス・シートを圧延すること（rolling）によって製造する。次いで、この薄いガラス・シートからディスクを切断する。シートからディスクを切断するのと同時に、ディスクからディスク中心開口を切り取る。切断により、ディスクの開口および外縁部に円筒形の粗い縁部が残る。さらに、最初のガラス製造プロセスにより、広い平らな表面上に、ある程度のうねりおよび表面粗さが残る。これらの状態を修正するには、様々な仕上げ工程が必要である。
【００３２】
広い平らな表面を仕上げるために、一般に、表面を粗研摩（lap）し、うねりを減らし、次いで、複数の工程で研磨（polishing）にかけて、粗研摩（lapping）によって残ったガラス中の薄い破砕層を除去し、それによって、記録表面に要求される表面粗さが得られる。好ましい実施形態では、広い平らな表面の粗研摩処理後、ただし研磨の前に、本明細書で説明するようにディスクの円周縁部を研削する。ただし、これらの工程を実施する順序は変更できることを理解すべきである。基板の広い平らな表面および円周縁部を仕上げた後で、スパッタリング工程で基板に磁化可能な層を被覆し、他のプロセス工程で追加の層を被覆することができる。さらに、様々な製造段階でディスクを清浄化して、プロセス残渣および遊離した材料を除去する。
【００３３】
ディスク基板は化学的に強化せず、基板材料が化学的に強化可能でないガラスであることが好ましい。化学的強化処理は、十分な機械的強度を与え、円周縁部付近で亀裂（割れ）が入りにくくするために、従来型のガラス・ディスク基板に対して一般に実施するプロセスである。典型的な化学的強化処理では、まず、ガラスに、リチウムまたはナトリウム・イオン不純物をドープすることが必要である。プロセス（縁部研削など）後、ディスク基板を、触媒条件下でドーパント・イオンがより大きいイオン（カリウムなど）に交換されるイオン交換プロセスにかける。この大きいイオンにより、ガラス基板中で内部圧縮応力が生成され、それによって強度が増す。特に、外部から力がかかったときに、より大きなイオンによって加えられた内部圧縮応力により、ガラス中の亀裂の成長が遅れる傾向があるので、ガラスの強度が増す。したがって、化学的に強化可能でないガラスは、化学的強化処理に必要で重要な必須イオン・ドーパントを欠いたガラスである。
【００３４】
図２に、好ましい実施形態による、仕上げが施されたディスク基板２００を示す。図には、平面およびディスク軸平面の断面を示す。説明の都合上、断面図では、ディスク基板の厚さはその直径に比べて強調してある。たとえば、外径（ＯＤ）９５ｍｍ、内径（ＩＤ）２５ｍｍの典型的なディスクでは、ガラス基板の公称厚さは約１．０５ｍｍとなるはずである。図に示すように、ディスクは平らな円形の部材であり、円形の中心穴２０１を有する。広い平らな表面２０２、２０３はデータを記録するのに使用し、一般に、ディスクの両面を使用するが、片面だけを使用することも可能である。ディスク周辺部は、外周縁部２０４を形成する。中心穴は、内周縁部２０５を形成する。本明細書で説明するように、外縁部および内縁部ともに、延性モードの研削で仕上げる。研削ホイールは、広い平らな表面と縁部の境界（juncture）で、丸み２０６を与える形状になっている。丸みにより、これらの境界のところで内部材料応力および亀裂の形成が減り、そのため、仕上げが施された製品の強度が向上する。強度を向上させるために、この丸み（半径Ｒ）は０．１７５ｍｍよりも大きいことが好ましい。具体的には、各丸みがほぼ完全な丸み、すなわち、丸みが基板の厚さの約半分であり、それによって、縁部のプロファイル（形状）が半円になることが好ましい。ただし、ディスクの厚さその他のファクタに応じてこれらの値を変更することができること、あるいは、本明細書で説明するように丸みの代わりに、面取りした縁部による境界とするか、またはなんらかの他の形のコーナ処理をするか、あるいはまったくコーナ処理をしないことによりディスクを生成できることを理解されたい。
【００３５】
図３〜７に、好ましい実施形態の一変形形態による、延性研削方式でガラス・ディスク基板の円周縁部を研削するための装置３００の様々な図を示す。図３〜７に示し、本明細書で説明する研削装置３００は、当技術分野で知られている従来型の数値制御型の機械であり、それに、延性研削方式でガラス製記録ディスク基板を研削するための特別に設計した構造体（fixture）が取り付けられている。
【００３６】
図３は、この機械を全体的に見た等角図である。研削機３００は、移動可能な水平テーブル３０５および取付け用垂直パネル３０４を搭載したフレーム３１０を備える。垂直パネル３０４は、フレーム３１０に固定され、移動しない。水平テーブル３０５は、数値制御位置決め機構３０６、３０７の制御下で、ｘ−ｙ方向（すなわち、床面に平行な任意の方向）に移動可能である。工作物（すなわち、ディスク基板）を保持し回転させる工作物搭載用構造体３０１は、テーブル３０５にしっかりと取り付けられる。１対の研削ホイール搭載用構造体３０２、３０３を垂直パネル３０４に取り付ける。位置決め機構３０６、３０７は、研削ホイール搭載用構造体３０２、３０３に対して工作物搭載用構造体３０１を精密に位置決めするのに使用することができる。
【００３７】
図４は、研削装置３００の部分拡大等角図である。図には、工作物搭載用構造体３０１および研削ホイール搭載用構造体３０２、３０３をより詳細に示す。研削ホイール用構造体３０２は、ディスク基板２００の外周縁部２０４を研削する比較的大径の研削ホイール４０１を支持する旋回アーム（pivoting arm）４０３を備える。研削ホイール用構造体３０３は、ディスク基板２００の内周縁部２０５を研削する比較的小径の研削ホイール４０２を支持する旋回アーム４０４を備える。
【００３８】
図５は、（図４と異なる角度から見た）工作物搭載用構造体３０１の拡大図である。工作物搭載用構造体は、テーブル３０５に堅く取り付けられ、かつ回転可能なシャフトを支持する空気ベアリング（air bearing）５０２を取り囲む固定式のＬ形ブラケット筐体（housing）５０１を含む。このシャフトは、テーブル３０５に平行で、垂直取付けパネル３０４に直交する軸を中心に回転する。筐体５０１の一方の側で、（図５では見えないが、図４で見えている）プーリ４１０をシャフトに取り付け、他方の側で、真空チャック５０３をシャフトに取り付ける。真空チャック５０３は、研削動作中に、真空によりディスク基板２００を固定する。テーブル３０５に別の電動モータ５０５を据え付ける。モータ５０５は、研削動作中に、プーリ４１０の周りに巻き付けたベルトを駆動して、シャフト、真空チャック５０３および基板２００を回転させる。
【００３９】
図６は、研削ホイール用構造体３０３の拡大図である。研削ホイール用構造体３０３は、垂直パネル３０４に堅く取り付けられたＬ形ブラケット６０１で全体が支持される。構造体３０３は、旋回可能なアーム４０４を含み、アーム４０４は、アーム４０４の中央付近にある（図６で少しだけ見えている）旋回用空気ベアリング６０２の周りで旋回する。旋回用空気ベアリング６０２は、Ｌ形ブラケット６０１に取り付けられる。アーム４０４の下端部には、電動モータ６０４で駆動する回転可能なシャフトを支持する研削ホイール用空気ベアリング６０３がある。モータ駆動シャフトおよびアーム４０４はともに、互いに平行で垂直パネル３０４に直交するそれぞれの軸の周りで旋回する。研削ホイール４０２は、電動モータ６０４で駆動するシャフトに取り付けられる。旋回可能なアーム４０４の上端部は、Ｌ形ブラケット６０１に堅く取り付けられ、かつそれから延長している部材６０５と６０６の間で旋回するように制約を受ける。距離指示器６０７が部材６０５に取り付けられ、定荷重シリンダ６０８が部材６０６に取り付けられる。距離指示器は、部材６０６の穴を貫通して延び、アーム４０４に接触する距離プローブの伸長を測定し、それによって、旋回可能なアーム４０４の位置を正確に測定することができる。定荷重シリンダ６０８は、空気圧によってピストン（図示せず）に定荷重を加える密閉シリンダ（enclosed cylinder）である。このピストンは、旋回可能なアーム４０４の上端部に連結される。外部圧縮空気源（図示せず）により、一定空気圧がシリンダ６０８に加えられ、それによって、アーム４０４の角度位置にかかわらず、ピストンに対する定荷重およびアーム４０４に対する一定トルクが維持される。ストッパ（stop）６０９、６１０により、旋回可能なアーム４０４の回転弧が制限され、それによって、所定の制限に達したときに、材料がさらに除去されるのを防止する。
【００４０】
研削ホイール用構造体３０２は、設計および動作上、研削ホイール用構造体３０３と類似しているが、より大型の研削ホイール４０１を支持し、旋回可能なアーム４０３の寸法はアーム４０４の寸法と異なる。すなわち、研削ホイール用構造体３０２は、同様に、垂直パネル３０４に取り付けられたＬ形ブラケット６０１に旋回軸が取り付けられた旋回可能なアーム４０３と、研削ホイール４０１が取り付けられるモータ駆動シャフトを支持する空気ベアリングと、Ｌ形ブラケット６０１から延び、旋回アーム４０３の動きを制約し、距離指示器、定荷重シリンダおよびストッパ機構を支持する部材とを含む。
【００４１】
本明細書では、回転真空チャックおよび工作物を支持するベアリング５０３、旋回アーム４０４を支持するベアリング６０２、および小型の（内径用）研削ホイール４０２を支持するベアリング６０３、ならびに大型の（外径用）研削ホイール４０１およびその旋回アーム４０３を支持する対応するベアリングを「空気ベアリング」として記載する。これらのベアリングは、外部の供給源（図示せず）から供給される圧縮空気によって荷重が支持される静圧空気ベアリングである。動圧流体ベアリングと異なり、このような静圧空気ベアリングは、支持する部材の回転スピードにかかわりなく、その部材が静止しているときでさえ荷重を支持する。摩擦が低いことに加えて、このようなベアリングは、回転部材の位置を高い寸法精度で維持し、ほとんど揺れ（wobble）や振動がない。
【００４２】
図７は、研削装置３００の動作中の様々な部品の動きを示す（原寸に比例していない）簡略化した図である。図７に示すように、動作中、研削ホイール４０１の円周縁部とディスク２００の外周縁部が接触点７０１で反対方向に移動するように、ディスク基板２００および研削ホイール４０１を同時に回転させる。同様に、研削ホイール４０２の円周縁部とディスク２００の内周縁部は、接触点７０２で反対方向に移動する。定荷重シリンダによって研削ホイール用構造体３０２の旋回アーム４０３に定荷重７０３が加えられる。定荷重７０３は、旋回アームによって、基板２００に対するほぼ半径方向の力として接触点７０１に伝えられる。同様に、対応する定荷重シリンダによって研削ホイール用構造体３０３の旋回アーム４０４に定荷重７０４が加えられ、旋回アームによって接触点７０２に伝えられる。したがって、動作中に、定荷重シリンダは、研削ホイールが工作物に対して制御された一定の荷重をかけるように維持する。研削の結果、旋回アームが十分な角度距離を移動すると、アームは上記ストッパ機構に当たり（図７には図示せず）、旋回アームのさらなる移動が阻止され、それによって、基板材料がさらに除去されるのを防止する。
【００４３】
図８は、ディスク基板の縁部を仕上げる際の様々なプロセス工程を示すプロセス・フロー図である。まず、真空チャック５０３を真空に引き、チャック上にディスク基板を載せることによって、縁部仕上げ装置３００に１枚のディスク基板２００を装着する（工程８０１）。旋回アーム４０３、４０４の端部で回転シャフトに大型および小型の研削ホイール４０１、４０２を取り付ける。この段階で装着された研削ホイールは、粗い（非延性）研削用のものであり、ディスク基板を公称の直径および同心度（concentricity）を得るのに十分な量の材料を除去する。具体的には、粗い研削に使用する大型の研削ホイール４０１は、ビトリファイド結合ダイヤモンドで形成された、かつ約４０ミクロンのサイズの多結晶ダイヤモンド粒子および約１５０ｍｍの直径を有する研削ホイールであり、粗い研削に使用する小型の研削ホイール４０２も、４０ミクロンの多結晶ダイヤモンドのビトリファイド・ダイヤモンド結合で形成された、約２３ｍｍの直径を有する研削ホイールであることが好ましい。金属、樹脂またはレジノイド結合剤（resinoidbond）を用いた研削ホイールも使用することができる。これらの研削ホイールを適切に成形するか、あるいはドレッシング加工を施して（dress）、上記の縁部の丸み２０６を形成する。
【００４４】
次いで、外縁部を粗く研削して、ディスク基板をほぼ公称の直径と真円度にする（工程８０２）。好ましくは、外径の粗い研削では、旋回アーム４０３の上部の定荷重シリンダに一定の空気圧を加えながら、ホイール４０１とディスク２００を同時に回転させる。この段階中、旋回アーム４０４を取り外して、内径では研削を行わない。好ましい実施形態では、回転数約４０００ｒｐｍでホイール４０１を回転させ、同時に、回転数約１００ｒｐｍでディスクを回転させる。空気圧を供給し、それによって、接触点で表面に垂直な（５ポンド（２．３ｋｇ）未満の）小さな研削力を与える。粗い研削動作中に、好ましくは、グリセリンまたはプロピレン・グリコールを低い割合（２０％以下の）で含む脱イオン水溶液中で、研削用スラリーを研削表面に供給する。十分な量の材料が除去されて旋回アーム４０３がストッパに当たり、それ以上回転してさらに材料を除去することができなくなるまで、ほぼ一定のパラメータで粗い研削を継続する。この時点で、研削力は実質上ゼロに下がり、研削機が停止する。好ましい実施形態では、外径の粗い研削にかかる時間は約１分以下であり、毎分約２５０ミクロンの割合で材料が除去されるが、研削工程の実際の終了は旋回アームの位置によって決まるので、これは単なる推定値であり、プロセス・パラメータではないことを理解されたい。
【００４５】
次いで、類似のプロセスを用いて、内周縁部を研削する（工程８０３）。すなわち、ホイール４０２とディスク２００を同時に回転させ、旋回アーム４０４の上部の定荷重シリンダに一定の空気圧を加える。この段階中、旋回アーム４０３を取り外して、外径では研削を行わない。好ましい実施形態では、回転数約２５，０００ｒｐｍでホイール４０２を回転させ、同時に、回転数約１００ｒｐｍでディスクを回転させる。空気シリンダにより、接触点において５ポンド（２．３ｋｇ）未満の研削力を加える。工程８０２で用いたものと同じスラリーを使用する。旋回アーム４０４がストッパに当たり、その時点で研削力が実質上ゼロに下がり、研削機が停止するまで、粗い研削を継続する。好ましい実施形態では、内径の粗い研削にかかる時間は約１分以下であり、毎分約２５０ミクロンの割合で材料が除去される。
【００４６】
次いで、ディスク基板２００をチャック内の定位置に残したまま、研削ホイールを交換する（工程８０４）。具体的には、粗い研削ホイールの代わりに、延性研削方式で縁部の精密研削を行うための延性研削ホイールを使用する。好ましい実施形態では、ディスク外径で延性研削に使用する大型の研削ホイール４０１は、ビトリファイド結合ダイヤモンドで形成された、約６ミクロン以下のサイズの多結晶ダイヤモンド粒子および約１５０ｍｍの直径を有する研削ホイールであり、内径で延性研削に使用する小型の研削ホイール４０２も、６ミクロン以下の多結晶ダイヤモンドのビトリファイド・ダイヤモンド結合で形成された、約２３ｍｍの直径を有する研削ホイールである。粗い研削ホイールの場合と同様に、縁部の丸み２０６に従うように、延性研削段階で使用するホイールに適切なドレッシング加工または成形処理を施す。
【００４７】
次いで、延性研削方式で縁部を研削する。延性研削の目的は、その前の粗い研削動作によって残された縁部近くにある小さな破砕部層の材料を除去することである。理想的には、延性研削は、縁部に破砕部を残さない。このような縁部は生来強く、所望の強度を得るために、さらに化学的強化を必要としない。
【００４８】
次いで、この場合も、空気シリンダによって旋回アーム４０３の上部に定荷重を加えながら、研削ホイール４０１と基板２００を同時に回転させることによって、延性研削方式で基板の外縁部を研削する（工程８０５）。好ましい実施形態では、回転数約４０００ｒｐｍでホイール４０１を回転させ、同時に、回転数約１００ｒｐｍでディスクを回転させる。それによって、研削ホイールとディスク縁部の間の接触点において毎秒約３０ｍの相対速度が得られる。空気圧により、接触点に垂直方向で５ポンド（２．３ｋｇ）未満の研削力が得られる。延性研削中、好ましくは、粗い研削で用いたスラリーと同じ研削用スラリーを研削表面に供給する。十分な量の材料が除去されて旋回アーム４０３がストッパに当たり、それ以上回転してさらに材料を除去することができなくなるまで、ほぼ一定のパラメータで延性研削を継続する。この時点で、研削力は実質上ゼロに下がり、研削機が停止する。延性研削方式では、厚さ約５０ミクロンの表面材料の薄い層を除去する。これは、粗い研削プロセスにより残されたほぼすべての破砕部を除去するのに十分な厚さである。好ましい実施形態では、外径の延性研削にかかる時間は約２分以下である。
【００４９】
次いで、同様な方法により、延性研削方式で基板の内縁部を研削する（工程８０６）。好ましい実施形態では、回転数約２５，０００ｒｐｍでホイール４０２を回転させ、同時に、回転数約１００ｒｐｍでディスクを回転させる。それによって、研削ホイールとディスク縁部の間の接触点において毎秒約３０ｍの相対速度が得られる。これは、外径を延性研削するのに用いるものとほぼ同じ相対速度である。接触点において５ポンド（２．３ｋｇ）未満の研削力が加えられる。外径の延性研削に用いたのと同じ研削用スラリーを、内径の延性研削に用いる。旋回アーム４０４がストッパに当たり、その時点で、研削力が実質上ゼロに下がり、研削機が停止するまで、内径の延性研削を継続する。延性研削によって内径で除去される材料の厚さは、外径で除去されるものとほぼ同じ、すなわち５０ミクロンである。好ましい実施形態では、内径の延性研削にかかる時間は約２分以下である。
【００５０】
好ましくは、接触点において相対速度が高い状態で延性研削を行う。理想的には、この相対速度は毎秒約３０ｍ以上である。ただし、たとえば、仕上げ装置がこのような速い回転数が可能でないなどいくつかの場合には、より遅い回転数を用いることが必要なことがあり、少なくともいくつかのプロセス・パラメータの組合せでは、毎秒２０ｍ以上の相対速度が、許容可能な仕上げ縁部を得るのに十分であると考えられることを理解されたい。あるいは、研削ホイールの速度がより低くても、工作物（ディスク）の速度を同時に増加することによって、このような速度を得ることができる。粗い研削段階では、より広範囲な研削速度を用いることができるが、好ましい実施形態では、比較的高い速度を用いて迅速に材料を除去する。
【００５１】
このようにディスクの縁部を仕上げた後で、研削機からディスクを取り外す（工程８０７）。
【００５２】
図８の特定の操作の順序は変更することができることを理解されたい。具体的には、工程８０２と８０３の順序を逆にし、工程８０５と８０６の順序を逆にすることができ、あるいは、一方の縁部の粗い研削および延性研削の両方を、他方の縁部に対する縁部仕上げ操作を行う前に実施できることを理解されたい。
【００５３】
図３〜７に示し、上記で説明した研削装置は、本発明の好ましい実施形態によるプロトタイプ・ディスクの少量の実験および生産用に設計されたものである。日常的な大量生産では、この研削装置に様々な改変を加え、依然として好ましい実施形態によるディスクを生産することができることを理解されたい。具体的には、大量生産では、縁部の研削動作中に、上記工程８０４で説明した粗い研削ホイールから精密研削ホイールに切り替える手動操作を回避することが好ましい。これは、単一の回転スピンドルを中心とする共通の軸の周りで回転する平行に整列された１対の研削ホイールを装着し、一方のホイールは粗い研削に使用し、他方は延性研削用とすることによって実現することができる。工作物（すなわち、ディスク）または研削ホイールのいずれかを軸方向に移動させて、研削ホイールのどちらか一方を選択的にディスク縁部に接触させる機構を設けることができるであろう。このような研削ホイール対を外径と内径で同じ構成（repeat）として、全部で４枚のホイールを用いる。これらの研削ホイールは、スピンドル上で結合する物理的に別々の部材とすることもできるし、あるいは、それぞれがそれ自体の粗さその他の表面特性を有する２つの異なる円周表面部分を有する共通のホイールとすることもできる。
【００５４】
図７には、各研削ホイールがディスク基板２００に同時に接触しているところを示すが、実際のプロトタイプの動作では、内縁部と外縁部の研削動作は、上記で説明し、かつ図８に示すように交互に実施される。このことにより、２つの研削ホイールが工作物に同時に接触しない。これは、一方の研削動作の振動その他の影響が、他方の研削動作の妨げにならないようにするためである。ただし、両方の動作を同時に実施し、許容可能な結果を得ることが可能であろう。すなわち、工程８０２と８０３の同時実施、および／または工程８０５と８０６の同時実施が可能であろう。それによって許容可能な結果が得られる場合、縁部仕上げ操作に必要な時間を短縮するので、生産形態において望ましい方法である。
【００５５】
上記の多くのプロセス・パラメータ間にある種のトレードオフが存在し、好ましい実施形態の一部として上記で説明したパラメータは、現在有効なコストの制約を想定すると、総プロセス・コストが比較的低くなると考えられる１組の可能なパラメータの一例であることが当業者には理解されよう。許容可能な程度に仕上げられたディスク基板を生成することができるが、総プロセス・コストの構成要素が変わることになる多くの変形形態が存在し得る。たとえば、粗い研削工程で用いる研削ホイールのタイプその他のパラメータを変更して、破砕部がより浅いより精密な表面を生成することができよう。これは、粗い研削段階で必要な時間その他のコスト要因を増加し得るが、同時に、延性研削段階で必要な時間その他のコスト要因を低減し得る。あるいは、最初にディスク基板を切断または形成するのに用いるプロセスにより、仕様に十分近い部品が得られる場合、粗い研削段階全体を実施しないことが可能であろう。さらに、様々な代替スラリー組成、研削ホイールのタイプなどを用いることができよう。
【００５６】
好ましい実施形態では、ガラス・シートを圧延し、シートからディスクを切断し、ディスクの縁部を仕上げ、広い平らなディスク表面を粗研摩してうねりを減らすことによって未仕上げのガラス・ディスクを形成する。これらの工程は、本明細書で説明した縁部の仕上げ加工の前に実施する。しかし、一方では、未仕上げのガラス・ディスクを、現在存在するか、あるいは今後開発される異なるプロセスで形成することができる。さらに、プロセス工程を実施する順序を変更することができる。
【００５７】
好ましい実施形態では、基板を化学的強化処理にかけない。また、基板材料は、化学的に強化可能でないガラスであることがさらに好ましい。本明細書で説明したように延性研削方式の研削によってディスク縁部を仕上げることにより、ディスク縁部には、ほとんどあるいはまったく破砕部が残らない。ガラスおよびセラミックなどの脆性材料中の小さな破砕部は、材料の破断強さに大きな影響を及ぼす。したがって、破砕部がほとんど生じない仕上げプロセスにより、はるかに強度の高いディスクが生成される。好ましい実施形態に従って生成されたディスクの強度は、化学的強化処理を必要とせずに、典型的なディスク・ドライブ型記憶装置に適用するのに十分であると考えられ、したがって、化学的強化処理なしで済ませられると言ってよいであろう。化学的強化処理がなくなると、いくつかの有益な効果が得られる。最も明らかなのは、処理工程（イオン交換工程および清浄化工程など）がなくなり、それにしたがって、製造コストが下がることである。それでも、優れた仕上げの製品が得られる潜在的な可能性がある。化学的に強化されたディスクまたは化学的に強化可能なガラス製のディスクは、イオン性不純物を有し、特定の条件下でイオン浸出が生じやすい。この浸出は、時間が経つと生じるものであり、一般に、製造時には検出されず、使用者のデータ処理システム内に搭載された後で、ディスク・ドライブの動作上の障害が生じるほど深刻なものであり得る。さらに、化学的に強化可能なガラス製のディスクは、高温条件下で急速にイオンが浸出し、それによって、後続のディスクのプロセス工程の温度が制限される。スパッタリング操作をより高温で行うと、より均一な磁化可能層が得られ、それによって、より高い記録密度および／または信頼性の向上をもたらすことが容易になり得ると考えられる理由がある。これらすべての理由から、好ましい実施形態では、化学的に強化可能でないガラスを用いる。ただし、一方では、化学的に強化可能な材料を用いて、本明細書で説明したようにディスクの円周縁部を仕上げ、この縁部仕上げの後で、基板を化学的に強化してさらに強度を増すことが可能であろう。さらに、（従来方式のディスク仕上げプロセスにおいて化学的強化処理が普及しているために、化学的に強化可能でない材料よりも容易に入手可能であり得る）化学的に強化可能な材料を用い、単に化学的強化処理工程を割愛することも可能であろう。
【００５８】
好ましい実施形態では、中心開口の内径縁部および外径縁部をともに、本明細書で説明した仕上げと同じように仕上げる。ただし、一方では、本発明に従って縁部の一方だけを仕上げることが可能であろう。たとえば、応力がより大きくなることが予想される外縁部だけを仕上げて、他方の縁部を、最初に縁部を形成するのに用いたプロセスに応じて、なんらかのおそらくはより精密でない他のプロセスで仕上げるか、あるいは他方の縁部にはまったく仕上げを施さないことが可能であろう。
【００５９】
好ましい実施形態では、延性方式で研削し、化学的強化工程を割愛することによって、縁部の丸みを有するガラスまたはセラミック・ディスクを生成する。ただし、本発明の一態様では、必ずしも延性研削を用いずに、あるいは化学的強化工程を割愛せずに、本明細書で説明した１つまたは複数の円周縁部の丸みを有するディスクを形成する。
【００６０】
前に述べたように、好ましい実施形態に従って形成したガラス・ディスク基板は、回転式磁気ディスク・ドライブ型データ記憶装置で使用するのに適している。しかし、このような応用例は、本発明に従って形成されたガラス・ディスク基板が使用され得る必ずしも唯一の応用例ではない。たとえば、現在知られているか、あるいは今後開発され、ガラスまたはセラミック・ディスク基板を必要とする他のデータ記録技術があり得る。たとえば、光学的に符号化した形またはなんらかの他の形でディスク表面上にデータを記録することができる。この場合、上記の形態と異なるディスク構造上のある種の変形形態、たとえば、磁化可能な層がない形態があり得る。さらに、現在知られているか、あるいは今後開発される本明細書で説明しない他の層があり得る。このような層は、本発明による基板の製造後、そのガラス・ディスク基板の上に被着させる。
【００６１】
本発明の特定の実施形態をある種の代替形態とともに開示したが、添付の特許請求の範囲の範囲内で、形態および細部に追加の変形を加えられることが当業者には理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の好ましい実施形態による、本明細書で説明したディスクを搭載して使用する回転式磁気ディスク・ドライブ型記憶装置を示す簡略図である。
【図２】好ましい実施形態による、仕上げが施されたディスク基板を示す平面図および断面図である。
【図３】好ましい実施形態によるディスク基板用の縁部研削装置を示す等角図である。
【図４】好ましい実施形態による図３の研削装置を示す部分拡大等角図である。
【図５】好ましい実施形態による図３の研削装置の工作物搭載用構造体を示す拡大図である。
【図６】好ましい実施形態による図３の研削装置の研削ホイール用構造体を示す拡大図である。
【図７】好ましい実施形態による図３の研削装置の動作中の様々な部品の動きを示す簡略図である。
【図８】好ましい実施形態による、ディスク基板の縁部を仕上げる際の様々なプロセス工程を示すプロセス・フロー図である。
【符号の説明】
【００６３】
１００  回転式磁気ディスク・ドライブ型記憶装置
１０１  ディスク
１０３  スピンドル、ハブ
１０４  ベース
１０５  アクチュエータ
１０６  ベアリング（軸受け）
１０７  電磁モータ
１０８  サスペンション
１０９  トランスデューサ・ヘッド
１１２  回路カード
２００  ディスク基板
２０１  中心穴
２０２  表面
２０３  表面
２０４  外周縁部
２０５  内周縁部
２０６  丸み
３００  研削装置
３０１  工作物搭載用構造体
３０２  研削ホイール搭載用構造体
３０３  研削ホイール搭載用構造体
３０４  据付け用垂直パネル
３０５  水平テーブル
３０６  数値制御位置決め機構
３０７  数値制御位置決め機構
３１０  フレーム
４０１  研削ホイール
４０２  研削ホイール
４０３  旋回アーム
４０４  旋回アーム
４１０  プーリ
５０１  筐体
５０２  空気ベアリング
５０３  真空チャック
５０５  電動モータ
６０１  Ｌ形ブラケット
６０２  旋回用空気ベアリング
６０３  研削ホイール用空気ベアリング
６０４  電動モータ
６０５  部材
６０６  部材
６０７  距離指示器
６０８  定荷重シリンダ
６０９  ストッパ
６１０  ストッパ
７０１  接触点
７０２  接触点
７０３  定荷重
７０４  定荷重
【図１】
2005502485.tif 000003
【図２】
2005502485.tif 000004
【図３】
2005502485.tif 000005
【図４】
2005502485.tif 000006
【図５】
2005502485.tif 000007
【図６】
2005502485.tif 000008
【図７】
2005502485.tif 000009
【図８】
2005502485.tif 000010
【国際公開パンフレット】
2005502485.tif 000011
2005502485.tif 000012
2005502485.tif 000013
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005502485.tif 000044
2005502485.tif 000045
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月4日(2003.9.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周縁部を有するセラミックまたはガラス・ディスク基板を準備する工程と、
前記ディスク基板を縁部仕上げ装置に装着する工程と、
前記縁部仕上げ装置を使用して、延性研削方式で前記ディスク基板の前記円周縁部を研削する工程とを含む、回転式ディスク・ドライブ型データ記憶装置用のガラスまたはセラミック・ディスク基板を製造する方法。
【請求項２】
前記ディスク・ドライブ型データ記憶装置が、回転式磁気ディスク・ドライブ型データ記憶装置であり、前記研削工程の後で、前記ディスク基板に磁気コーティングを被覆する、ガラスまたはセラミック・ディスク基板を製造する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
非延性モードで前記円周縁部を粗く研削する工程をさらに含み、非延性モードで前記円周縁部を粗く研削する前記工程を、延性研削方式で前記円周縁部を研削する前記工程の前に実施する、ガラスまたはセラミック・ディスク基板を製造する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ディスク基板が、その周辺部における外周縁部と、内周縁部を画定する中心開口とを含み、前記研削工程を、前記ディスク基板の前記外周縁部および前記内周縁部の両方に適用する、ガラスまたはセラミック・ディスク基板を製造する請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記研削工程が、前記円周縁部における縁部の丸みに従う成形研削器具で前記縁部を研削する工程を含む、ガラスまたはセラミック・ディスク基板を製造する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記研削工程が、前記円周縁部に前記縁部仕上げ装置の研削器具を接触させる工程と、前記研削器具と円周縁部の間で、毎秒約３０ｍ以上の相対的な動きを与える工程とを含む、ガラスまたはセラミック・ディスク基板を製造する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記縁部仕上げ装置が、約６ミクロン以下のダイヤモンド粒子を有する研削器具を備える、ガラスまたはセラミック・ディスク基板を製造する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ディスク基板を化学的に強化せずにディスク・ドライブ型データ記憶装置内に搭載することができるように、前記ガラスまたはセラミック・ディスク基板を仕上げる、ガラスまたはセラミック・ディスク基板を製造する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ガラスまたはセラミック・ディスク基板が、化学的に強化可能でない材料でできている、ガラスまたはセラミック・ディスク基板を製造する請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
ディスク・ドライブ型データ記憶装置内に搭載することができるように仕上げられたディスク形状のガラスまたはセラミック基板を含み、前記ディスク形状のガラスまたはセラミック基板を化学的に強化せず、前記ディスク形状の基板が、延性方式の研削プロセスによって仕上げられた円周縁部を有する、回転式ディスク・ドライブ型データ記憶装置用のディスク。
【請求項１１】
化学的に強化可能でないガラスまたはセラミック材料製のディスク形状の基板を含み、前記ディスク形状の基板が、延性方式の研削プロセスによって仕上げられた円周縁部を有する、回転式ディスク・ドライブ型データ記憶装置用のディスク。
【請求項１２】
前記ディスク形状の基板が、丸みを有する円周縁部を含む、請求項１０または１１に記載の回転式ディスク・ドライブ型データ記憶装置用のディスク。
【請求項１３】
前記ディスク形状の基板が、内周縁部半径を画定する中心開口を有し、前記ディスク形状の基板が、前記内周縁部における第１の円周縁部丸みと、前記基板の外周縁部における第２の円周縁部丸みとを有する、請求項１０または１１に記載の回転式ディスク・ドライブ型データ記憶装置用のディスク。
【請求項１４】
前記ディスクの少なくとも一方の表面上に、磁気的に符号化したデータを記録するための磁気層をさらに含む、請求項１０または１１に記載の回転式ディスク・ドライブ型データ記憶装置用のディスク。
【請求項１５】
前記円周縁部の丸みが少なくとも０．１７５ｍｍである、請求項１２に記載の回転式ディスク・ドライブ型データ記憶装置用のディスク。
【請求項１６】
前記円周縁部の丸みが、前記ディスク形状の基板の円周縁部において、前記基板の幅の約半分であり、前記基板が、ほぼ半円を成すディスク軸平面内に縁部断面を有する、請求項１２に記載の回転式ディスク・ドライブ型データ記憶装置用のディスク。
【請求項１７】
ディスク・ドライブ用のベースと、
請求項１０ないし１６のいずれかに記載の少なくとも１つのディスクを備え、回転可能に装着されたディスクとスピンドル・アセンブリと、
前記少なくとも１つのディスクの前記少なくとも１つの表面上に記録されたデータにアクセスするための少なくとも１つのトランスデューサ機構とを備える、回転式ディスク・ドライブ型データ記憶装置。
【国際調査報告】
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