(57)【要約】【課題】磁気ディスク用ガラス基板を製造する過程において円板状のガラス基板の端面を研削するときに、良好な端面品質を確保しつつ一対の面取面の面取り形状を線対称形状に近づける。【解決手段】ガラス基板と前記研削砥石とを回転させ、かつ、研削砥石の回転軸を、前記ガラス基板の主表面と直交する軸に対して傾斜させて、ガラス基板の側壁面と面取面とを同時に研削する。研削砥石は、ガラス基板の側壁面を研削する側壁面研削領域と、ガラス基板の面取面を研削する一対の面取面研削領域とを有する溝形状を有する。この端面研削処理を複数のガラス基板に対して行うために前記端面研削処理を繰り返し行うとき、前記研削砥石及び前記ガラス基板それぞれの回転方向を、直前の端面研磨処理における回転方向に対して逆方向にする操作を行う。【選択図】図２
2015069675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に円孔が形成され、側壁面および主表面と側壁面との間に形成された面取面とを有する円板状ガラス基板の端面に対して研削砥石を用いて端面研削処理を行う磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
前記端面研削処理は、前記ガラス基板と前記研削砥石とを回転させ、かつ、前記研削砥石の回転軸を、前記ガラス基板の主表面と直交する軸に対して傾斜させて、前記ガラス基板の前記側壁面と前記面取面とを同時に研削する処理であり、
前記研削砥石は、前記ガラス基板の前記側壁面を研削する側壁面研削領域と、前記ガラス基板の前記面取面を研削する一対の面取面研削領域とを有する溝形状を有し、
前記端面研削処理を複数のガラス基板に対して行うために前記端面研削処理を繰り返し行うとき、
前記研削砥石及び前記ガラス基板それぞれの回転方向を、直前の端面研磨処理における前記回転方向に対して逆方向にすることにより、あるいは、前記ガラス基板の主表面と直交する軸に対する前記研削砥石の回転軸の傾斜方向を、直前の端面研磨処理における前記傾斜方向に対して逆方向にする操作を行うことにより、前記端面研削処理を行う、ことを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記端面研削処理を繰り返し行うとき、研削対象のガラス基板を変更するごとに、前記操作を行う、請求項１に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項３】
上記磁気ディスク用ガラス基板は結晶化ガラスであることを特徴とする、請求項１または２に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項４】
中心に円孔が形成され、側壁面および主表面と側壁面との間に形成された面取面とを有する円板状ガラス基板の端面に対して研削砥石を用いて端面研削処理を行う磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
前記端面研削処理は、前記ガラス基板と前記研削砥石とを回転させ、かつ、前記研削砥石の回転軸を、前記ガラス基板の主表面と直交する軸に対して傾斜させて、前記ガラス基板の前記側壁面と前記面取面とを同時に研削する処理であり、
前記研削砥石は、前記ガラス基板の前記側壁面を研削する側壁面研削領域と、前記ガラス基板の前記面取面を研削する一対の面取面研削領域とを有する溝形状を有し、
前記端面研削処理を前記ガラス基板に対して行うとき、研削途中で、前記研削砥石及び前記ガラス基板それぞれの回転方向を、逆方向にすることにより、あるいは、前記ガラス基板の主表面と直交する軸に対する前記研削砥石の回転軸の傾斜方向を逆方向にする操作を行うことにより、前記端面研削処理を行う、ことを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載された磁気ディスク用ガラス基板の製造方法によって作製された磁気ディスク用ガラス基板の主表面上に、磁性層を形成する処理を備えた、ことを特徴とする磁気ディスクの製造方法。
【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の製造方法及び磁気ディスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、パーソナルコンピュータ、あるいはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）記録装置等には、データ記録のためにハードディスク装置(ＨＤＤ：Hard Disk Drive)が内蔵されている。特に、ノート型パーソナルコンピュータ等の可搬性を前提とした機器に用いられるハードディスク装置では、ガラス基板に磁性層が設けられた磁気ディスクが用いられ、磁気ディスクの面上を僅かに浮上させた磁気ヘッドで磁性層に磁気記録情報が記録され、あるいは読み取られる。この磁気ディスクの基板として、金属基板（アルミニウム基板）等に比べて塑性変形し難い性質を持つことから、ガラス基板が好適に用いられる。
【０００３】
また、ハードディスク装置における記憶容量の増大の要請を受けて、磁気記録の高密度化が図られている。例えば、磁性層における磁化方向を基板の面に対して垂直方向にする垂直磁気記録方式を用いて、磁気記録情報エリア（記録ビット）の微細化が行われている。これにより、１枚のディスク基板における記憶容量を増大させることができる。さらに、記憶容量の一層の増大化のために、磁気ヘッドの記録再生素子部をさらに突き出すことによって磁気記録層との距離を極めて短くして、情報の記録再生の精度をより高める（Ｓ／Ｎ比を向上させる）ことも行われている。なお、このような磁気ヘッドの記録再生素子部の制御はＤＦＨ（Dynamic Flying Height)制御機構と呼ばれ、この制御機構を搭載した磁気ヘッドはＤＦＨヘッドと呼ばれている。このようなＤＦＨヘッドと組み合わされてＨＤＤに用いられる磁気ディスク用ガラス基板の主表面は、磁気ヘッドやそこからさらに突き出された記録再生素子部との衝突や接触を避けるために、極めて平滑な表面となるように作製されている。
【０００４】
磁気ディスク用ガラス基板を製造するときには、内孔が空けられた円板状のガラス基板の内周端部および外周端部に対して面取り加工が施される。すなわち、ガラス基板の主表面と側壁面との間に介在する面取面が形成される。面取面を形成することで、ガラス基板からの異物の発生を防止し、製造した磁気ディスクをＨＤＤに組み込んだときのヘッドクラッシュ障害やサーマルアスペリティ障害等の不具合の不具合を抑制できる。
円板状のガラス基板の端面研削方法として、外周部に溝部が形成された砥石を、回転する被加工物の回転軸に対して傾斜した回転軸の回りに回転駆動し、砥石の溝部を被加工物の外周部あるいは内周部に押圧することにより、被加工物の外周部あるいは内周部の端面研削を行う方法が知られている（下記特許文献１）。この端面研削方法によれば、面接触の状態で端面の研削が行われ、衝撃的に被加工物の外周部あるいは内周部に接触するのが緩和されるので、効率良く良好な表面品質が得られる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１６７７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、本願の発明者らが上記特許文献１に記載された端面研削方法に基づいて、中心に内孔が空けられた円板状のガラス基板の端面研削を行ったところ、端面の表面品質が向上することが確認された一方で、一対の面取面（例えば外周側端面の場合、外周の側壁面と一対の主表面との間にそれぞれ介在する面取面；内周側端面も同様）の面取り形状が側壁面を中心として対称形状となっておらず非対称形状になるという問題が生じることがわかった。磁気ディスク用ガラス基板の一対の面取面の形状が互いに異なると、磁気ディスクをＨＤＤに組み込んで回転させたときにＨＤＤの筐体内の気流の乱れが発生してフラッタリングが生ずる原因となり好ましくない。また、ガラス基板上に成膜するために磁気ディスク用ガラス基板の外周側端面を把持するときに、外周側の一対の面取面の面取り形状が側壁面を中心にして線対称形状でない場合には、精度良く把持できないことに起因して膜厚の制御の精度が低下する虞もある。
【０００７】
そこで、本発明は、磁気ディスク用ガラス基板を製造する過程において円板状のガラス基板の端面を研削するとき、良好な端面品質を確保しつつ一対の面取面の面取り形状を線対称形状に近づけることを可能とした、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、及び、磁気ディスクの製造方法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】
【０００８】
本願発明者らは、溝部が形成された砥石を、ガラス基板の回転軸に対して傾斜した回転軸の回りに回転駆動し、砥石の溝部をガラス基板の外周部あるいは内周部に押圧することによりガラス基板を端面研削するとき、側壁面を挟む両側の面取面と側壁面との間の角部が砥石と接触するときの接触状態が、両側の面取面で異なることを見出した。具体的には、ガラス基板の側壁面が砥石と接触を開始する前に砥石と接触を開始する面取面、すなわち接触開始側面取面と、ガラス基板の側壁面が砥石と接触を終了した後に砥石との接触を終了する接触終了側面取面との間で、上記角部の接触状態が異なることにより、両側の面取面の形状が異なることを知見した。より具体的には、接触開始側面取面と側壁面との間の角部は角形状を維持する一方、接触終了側面取面の角部は丸まり、面取り形状が丸くなることを知見した。
この知見に基づいて、本願発明者は以下の態様の発明を想到するに至った。
【０００９】
本発明の一態様は、中心に円孔が形成され、側壁面および主表面と側壁面との間に形成された面取面とを有する円板状ガラス基板の端面に対して研削砥石を用いて端面研削処理を行う磁気ディスク用ガラス基板の製造方法である。
前記端面研削処理は、前記ガラス基板と前記研削砥石とを回転させ、かつ、前記研削砥石の回転軸を、前記ガラス基板の主表面と直交する軸に対して傾斜させて、前記ガラス基板の前記側壁面と前記面取面とを同時に研削する処理であり、
前記研削砥石は、前記ガラス基板の前記側壁面を研削する側壁面研削領域と、前記ガラス基板の前記面取面を研削する一対の面取面研削領域とを有する溝形状を有する。
前記端面研削処理を複数のガラス基板に対して行うために前記端面研削処理を繰り返し行うとき、
前記研削砥石及び前記ガラス基板それぞれの回転方向を、直前の端面研磨処理における前記回転方向に対して逆方向にすることにより、あるいは、前記ガラス基板の主表面と直交する軸に対する前記研削砥石の回転軸の傾斜方向を、直前の端面研磨処理における前記傾斜方向に対して逆方向にする操作を行うことにより、前記端面研削処理を行う。
【００１０】
また、前記端面研削処理を繰り返し行うとき、研削対象のガラス基板を変更するごとに、前記操作を行う、ことが好ましい。
【００１１】
さらに、前記磁気ディスク用ガラス基板は結晶化ガラスであることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の一態様は、中心に円孔が形成され、側壁面および主表面と側壁面との間に形成された面取面とを有する円板状ガラス基板の端面に対して研削砥石を用いて端面研削処理を行う磁気ディスク用ガラス基板の製造方法である。
前記端面研削処理は、前記ガラス基板と前記研削砥石とを回転させ、かつ、前記研削砥石の回転軸を、前記ガラス基板の主表面と直交する軸に対して傾斜させて、前記ガラス基板の前記側壁面と前記面取面とを同時に研削する処理であり、
前記研削砥石は、前記ガラス基板の前記側壁面を研削する側壁面研削領域と、前記ガラス基板の前記面取面を研削する一対の面取面研削領域とを有する溝形状を有し、
前記端面研削処理を前記ガラス基板に対して行うとき、研削途中で、前記研削砥石及び前記ガラス基板それぞれの回転方向を、逆方向にすることにより、あるいは、前記ガラス基板の主表面と直交する軸に対する前記研削砥石の回転軸の傾斜方向を逆方向にする操作を行うことにより、前記端面研削処理を行う。
【００１３】
さらに本発明のさらに他の一態様は、前記磁気ディスク用ガラス基板の製造方法によって作製された磁気ディスク用ガラス基板の主表面上に、磁性層を形成する処理を備えた、ことを特徴とする  磁気ディスクの製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
上述した磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法によれば、磁気ディスク用ガラス基板を製造する過程において円板状のガラス基板の端面を研削するときに、良好な端面品質を確保しつつ一対の面取面の面取り形状を線対称形状に近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ），（ｂ）は、実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の外観形状を示す図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、実施形態の円板状のガラス基板の内周側端面の研削処理について説明する図である。
【図３】実施形態の円板状のガラス基板の外周側端面の研削処理について説明する図である。
【図４】ガラス基板の面取面の形状測定の処理方法を説明する図である。
【図５】実施例の研削による面取面の形状の測定結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について詳細に説明する。
【００１７】
［磁気ディスク用ガラス基板］
本実施形態における磁気ディスク用ガラス基板の材料として、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ボロシリケートガラスなどを用いることができる。特に、化学強化を施すことができ、また主表面の平坦度および基板の強度において優れた磁気ディスク用ガラス基板を作製することができるという点で、アルミノシリケートガラスを好適に用いることができる。
【００１８】
本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板に用いられるガラス材料の組成を限定するものではないが、本実施形態のガラス基板は好ましくは、必須成分として、ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ならびに、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯからなる群から選ばれる一種以上のアルカリ土類金属酸化物を含み、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量に対するＣａＯの含有量のモル比（ＣａＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ））が０．２０以下であって、ガラス転移温度が６５０℃以上であるアモルファスのアルミノシリケートガラスであってもよい。
また、酸化物基準の質量％で、ＳｉＯ２：４５．６０〜６０％、およびＡｌ２Ｏ３：７〜２０％、およびＢ２Ｏ３：１．００〜８％未満、およびＰ２Ｏ５：０．５０〜７％、およびＴｉＯ２：１〜１５％、およびＲＯの合計量：５〜３５％（ただしＲはＺｎおよびＭｇ）の各成分を含有し、ＣａＯの含有量が３．００％以下、ＢａＯの含有量が４％以下であり、ＰｂＯ成分、Ａｓ２Ｏ３成分およびＳｂ２Ｏ３成分およびＣｌ−、ＮＯ−、ＳＯ２−、Ｆ−成分を含有せず、主結晶相としてＲＡｌ２Ｏ４、Ｒ２ＴｉＯ４、（ただしＲはＺｎ、Ｍｇから選択される１種類以上）から選ばれる一種以上を含有し、主結晶相の結晶粒径が０．５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲であり、結晶化度が１５％以下であり、比重が２．９５以下であることを特徴とする結晶化ガラスであってもよい。
【００１９】
図１に、実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の外観形状を示す。図１（ａ）に示すように、本実施形態における磁気ディスク用ガラス基板（以下、ガラス基板という）１は、ガラス基板１の中心に内孔２が形成された、ドーナツ型の薄板のガラス基板である。磁気ディスク用ガラス基板のサイズは問わないが、例えば、公称直径２．５インチの磁気ディスク用ガラス基板に好適である。
図１（ｂ）は、実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の外周側の端部の断面を拡大して示す図である。図１（ｂ）に示すように、磁気ディスク用ガラス基板は、一対の主表面１ｐと、一対の主表面１ｐに対して直交する方向に沿って配置された側壁面１ｔと、一対の主表面１ｐと側壁面１ｔとの間に配置された一対の面取面１ｃとを有する。図示しないが、磁気ディスク用ガラス基板の内周側の端部についても同様に、側壁面と面取面が形成されている。側壁面１ｔを基準として各面取面１ｃのなす角度（面取り角）は同一であり、例えば４０〜５０度である。面取り角は典型的には図示するように４５度である。すなわち、図１（ｂ）に示す断面において、面取面１ｃは、側壁面１ｔの中心を通る主表面１ｐに平行な直線に対して線対称形状となっている。以降では、この線対称形状のことを、側壁面１ｔを中心とする線対称形状、あるいは単に線対称形状という。なお、面取面は、断面視において円弧状に形成されていてもよい。
【００２０】
本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の板厚は、特に限定されるものではないが、例えば、公称２．５インチの磁気ディスク用ガラス基板の場合には、例えば０．８ｍｍ、０．６３５ｍｍであり、公称３．５インチの磁気ディスク用ガラス基板の場合には、例えば０．５ｍｍである。なお、磁気ディスク用ガラス基板は、一般には磁気ディスクに用いられた場合に、板厚が薄くなるほど回転時にバタつきやすく、フラッタリングが生じやすくなる。しかし、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板は、後述するように、一対の面取面が同一の角度となるように作製されるため、外周端部での気流の乱れが抑えられ、板厚を薄くした場合でもフラッタリングが抑制される。すなわち、本発明の効果がより発揮される観点から、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の板厚は、０．６３５ｍｍより小さいことが好ましく、０．５ｍｍ以下であるとより好ましい。
【００２１】
［磁気ディスク用ガラス基板の製造方法］
以下、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について、処理毎に説明する。ただし、各処理の順番は適宜入れ替えてもよい。
【００２２】
（１）板状ガラスの成形および粗研削処理
例えばフロート法によって板状ガラスを形成した後、この板状ガラスから、磁気ディスク用ガラス基板の元となる所定形状のガラス素板が切り出される。フロート法の代わりに、例えば上型と下型を用いたプレス成形によってガラス素板を成形してもよい。なお、ガラス素板は、これらの方法に限らず、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法などの公知の製造方法を用いて製造することもできる。
なお、ガラス素板の両主表面に対して、必要に応じて、粗研削処理を行ってもよい。
【００２３】
（２）形状加工処理
次に、形状加工処理が行われる。形状加工処理では、ガラスブランクの成形処理後、公知の加工方法を用いて円孔を形成することにより、中心に円孔があいた円板状のガラス基板を得る。次いで、ガラス基板の端面研削処理を実施して所望の形状の面取面を形成する。つまり、ガラス基板１の端部において、側壁面１ｔと主表面１ｐを繋ぐ面取面１ｃが形成される。端面研削処理の詳細は後述する。
【００２４】
（３）端面研磨処理
次にガラス基板の端面研磨処理が行われる。端面研磨処理は、研磨ブラシとガラス基板１の端面との間に遊離砥粒を含む研磨液を供給して研磨ブラシとガラス基板１とを相対的に移動させることにより研磨を行う処理である。端面研磨では、ガラス基板１の内周側端面および外周側端面を研磨対象とし、内周側端面および外周側端面を鏡面状態にする。このとき、例えば酸化セリウム等の微粒子を遊離砥粒として含む研磨液が用いられる。端面研磨を行うことにより、ガラス基板１の端面での塵等の異物粒子が付着した汚染、ダメージあるいはキズ等の損傷の除去を行うことができる。これにより、このガラス基板を用いて磁気ディスクを製造した場合であっても、サーマルアスペリティの発生を防止することができる。
【００２５】
（４）精研削処理
精研削処理では、遊星歯車機構を備えた両面研削装置を用いて円板状のガラス基板１の主表面１ｐに対して研削加工を行う。両面研削装置は、上下一対の定盤（上定盤および下定盤）を有しており、上定盤および下定盤の間に、キャリアに装着された円板状のガラス基板１が狭持される。そして、上定盤または下定盤のいずれか一方、または、双方を移動操作することにより、ガラス基板１と各定盤とを相対的に移動させることで、ガラス基板１の両主表面１ｐを研削することができる。
【００２６】
（５）第１研磨（主表面研磨）処理
次に、ガラス基板１の主表面１ｐに第１研磨処理が施される。第１研磨処理では、遊星歯車機構を備えた両面研磨装置を用いてガラス基板１の両側の主表面１ｐに対して研磨を行う。第１研磨処理では、例えば、酸化セリウム砥粒、あるいはジルコニア砥粒などの遊離砥粒と、樹脂ポリッシャが用いられる。第１研磨によって、例えば精研削処理を行った場合に主表面に残留したクラックや歪みを除去する。
【００２７】
（６）化学強化処理
ガラス基板１は適宜化学強化することができる。化学強化液として、例えば硝酸カリウム，硝酸ナトリウム、またはそれらの混合物を加熱して得られる溶融液を用いることができる。そして、ガラス基板を化学強化液に浸漬することによって、ガラス基板１の表層にあるガラス組成中のリチウムイオンやナトリウムイオンが、それぞれ化学強化液中のイオン半径が相対的に大きいナトリウムイオンやカリウムイオンにそれぞれ置換されることで表層部分に圧縮応力層が形成され、ガラス基板１が強化される。
化学強化処理を行うタイミングは、適宜決定することができるが、化学強化処理の後に研磨処理を行うようにすると、表面の平滑化とともに化学強化処理によってガラス基板１の表面に固着した異物を取り除くことができるので特に好ましい。また、化学強化処理は、必要に応じて行われればよく、行われなくてもよい。
【００２８】
（７）第２研磨（最終研磨）処理
次に、化学強化処理後のガラス基板１に第２研磨が施される。第２研磨は、主表面１ｐの鏡面研磨を目的とする。第２研磨においても、第１研磨に用いる両面研磨装置と同様の構成を有する両面研磨装置が用いられる。第２研磨処理では、第１研磨処理よりも、遊離砥粒の粒子サイズと研磨パッドの樹脂ポリッシャの硬度を小さくすることが好ましい。このようにすることで、ガラス基板１の表面粗さを極めて小さくすることができる。
【００２９】
第２研磨処理に用いる遊離砥粒として、例えばコロイダルシリカ等の微粒子が用いられる。
第２研磨処理は、必ずしも必須な処理ではないが、ガラス基板１の主表面１ｐの表面凹凸のレベルをさらに良好なものとすることができる点で実施することが好ましい。この後、洗浄を行うことによって、磁気ディスク用ガラス基板となる。
なお、第２研磨処理後のガラス基板１の表面粗さの算術平均粗さＲａが０．１５ｎｍ以下となるようにガラス基板が研磨されることが、表面粗さの小さい磁気ディスク用ガラス基板を作製する点で好ましい。
【００３０】
なお、結晶化ガラスを作製する場合には、上述した各処理の途中で結晶化処理を行う。例えば、結晶化処理では、ガラス基板１のそれぞれのガラス基板１間にディスク状のセッターと呼ばれる板を挟んで、加熱炉に入れて熱処理を行う。セッターはセラミックス製としてもよい。熱処理では、例えば核形成温度で所定時間保持し、その後結晶成長温度で所定時間保持することによりガラス基板を結晶化させる。核形成温度および結晶成長の温度や時間は、ガラス基板１のガラス組成によって適宜設定すればよい。加熱後の冷却では、ガラス基板１に歪みや撓みが発生しないように、徐冷速度を調整することが好ましい。
結晶化したガラス基板１は、例えば、粉末Ｘ線回折法で得られた回折強度分布を用いて結晶化の有無を判定することができる。なお、結晶相の平均結晶粒径は１０ｎｍ以下の結晶を析出させることが、ガラス基板１の主表面の表面粗さを小さくして主表面を鏡面化させる点で好ましい。
結晶相は硬いため、研磨では加工し難い。平均結晶粒径が１０ｎｍを超えると、ガラス基板１の主表面の研磨による加工時間が長くなり、また、研磨で取りきれない結晶相により表面粗さは無視できない大きさになる。また、結晶化処理後で、第２研磨処理前のガラス基板の表面粗さの算術平均粗さＲａは１ｎｍ以下であることが、第２研磨処理で取代量を小さくすることができる点で好ましい。
結晶化されたガラス（以降、結晶化ガラスという）１は、非晶質のガラスを加熱することでガラス内部に結晶を析出させた構成の材料であり、非晶質のガラスとは区別され得る。
結晶化ガラスは、内部に分散する結晶により、非晶質のガラスでは得られない特性を発揮する。例えば、ビッカース硬度、ヤング率、破壊靱性等の機械的強度、耐エッチング特性、熱膨張係数等の熱的特性について、結晶化ガラスは、非晶質ガラスでは実現しえない特性を発揮する。勿論、結晶化ガラスは紛体を焼結した構成のセラミックスとは異なる特性を発揮する。結晶化ガラスは、セラミックスと比較して、空孔が極めて少なく、緻密な構成を有する。
【００３１】
本実施形態においては、前記結晶化処理後のガラス基板１のヤング率としては、１００ＧＰａ以上、より好ましくは１２０ＧＰａ以上であることが好ましい。こうすることで、抗折強度や耐衝撃性が高いガラス基板とすることができる。結晶化処理後のガラス基板１の抗折強度は、耐衝撃性を向上させる観点から７ｋｇｆ以上であることが好ましく、特に８ｋｇｆ以上であることが好ましい。こうすることで、１００００ｒｐｍ以上の高速回転のＨＤＤ向けとして好適な磁気ディスク用ガラス基板とすることができる。
【００３２】
（端面研削処理の詳細説明）
以下、ガラス基板１の内周側端面の端面研削処理について、図２および図３を参照して説明する。本実施形態の端面研削処理では、総形砥石による研削に加えて、あるいは総形砥石による研削を経ずに、ガラス基板１の端面に当接する砥石の軌跡が一定とならないように、ガラス基板の端面と砥石とを接触させる端面研削によって行われる。図２（ａ）は、ガラス基板１の内周側端面の研削処理について示す図である。図２（ｂ）は、砥石の溝を説明する図である。図３は、ガラス基板１の外周側端面の研削について示す図である。
【００３３】
図２（ａ）に示すように、ガラス基板１の内周側端面の研削加工に用いる研削砥石５は、全体が円柱状の回転体からなり、外周上に溝５０が形成されている。溝５０は、ガラス基板１の内周側の側壁面１ｔと面取面１ｃを同時に研削加工できるように形成されており、具体的には、溝５０は、図２（ｂ）に示すように、側壁面研削領域５０ｔ及びその両側に存在する面取面研削領域５０ａ，５０ｂが周方向に設けられている。
ガラス基板１の内周側端面の加工では、研削砥石５に形成された溝５０の溝方向に対してガラス基板１を傾けた状態、つまり研削砥石５の回転軸Ｌ５に対してガラス基板１の回転軸Ｌ１を角度α（α＞０）だけ傾けた状態で、ガラス基板１の内周側端面に研削砥石５の溝５０を接触させながら、ガラス基板１と研削砥石５の両方を回転させて研削を行う。すなわち、研削砥石５の溝５０とガラス基板１がねじれの位置の関係となるように、ガラス基板１に対して研削砥石５を傾斜させて研削加工を行う。これによって、ガラス基板１の内周側端面に当接する研削砥石５の溝５０の軌跡が一定とはならないで、研削砥石５の砥粒が基板端面に対してランダムな位置に当接、作用するため、深掘れなどによる基板へのダメージが少なく、研削加工面の表面粗さやその面内ばらつきも小さくなり、研削加工面をより高平滑に、すなわちより高い品質要求に応えられるレベルの品位に仕上げることができる。さらには砥石寿命の向上効果も有する。
【００３４】
また、図２（ａ）に示すように、ガラス基板１の内周側端面の研削では、ガラス基板１の側壁面１ｔ（図１（ｂ）参照）と２つの面取面１ｃ（図１（ｂ）参照）とを同時に研削する。このとき、研削加工中において研削砥石５の溝５０とガラス基板１の端面は面接触状態となる。そのため、ガラス基板１に対する研削砥石５の接触長さ（切れ刃長さ）を伸ばして、砥粒の切れ味を持続させることができる。したがって、加工面品位にとって有利な微細砥粒砥石を用いて研削を行った場合にも安定した研削性を確保でき、塑性モード主体の研削加工による良好な研削面品位（鏡面品位）を安定的に得ることができる。しかも、研削砥石の切れ味を持続させ、塑性モードを実現する研削性を安定的に確保することで、ガラス基板の内周側端面の面取り加工による良好な寸法形状精度を確保することができる。
【００３５】
このとき、ガラス基板１が、図２（ａ）に示すように、研削砥石５に対して右側に倒れる方向に傾斜したとき、ガラス基板１の図中右側に位置する面取面１ｃは、側壁面１ｔが研削砥石５と接触を開始する前に面接触を開始する。この面取面１ｃを切り込み側面取面という。一方、図中左側に位置する面取面１ｃは、側壁面１ｔが研削砥石５と接触を終了した後に面接触を終了する。この面取面１ｃを逃げ側面取面という。このようなガラス基板１の研削砥石５に対する傾斜によって面取面は２つに分けられる。
本願発明者は、２つの面取面の内、切り込み側面取面では、切り込み側面取面と側壁面１ｔとの接続部分が角形状を成すが、逃げ側面取面では、逃げ側面取面と側壁面１ｔとの接続部分の角部が丸まりやすく、逃げ側面取り面の形状が曲率を持って丸くなった面形状を成すことを見出した。このような面取面１ｃの形状は、磁気ディスクに用いる場合に、上述したように不都合が生じる。特に、図２（ａ）に示すように、複数のガラス基板を研削砥石５に対して同じ方向に傾斜させて端面研削を連続加工すると、研削砥石５の面取面研削領域５０ａ，５０ｂ間の摩耗及び研削力に差が生じ、逃げ側面取面の面取り形状はより一層丸くなり、切り込み側面取面の形状と大きく異なり非対称形状が顕著になる。
【００３６】
このため、本実施形態では、端面研削処理を複数のガラス基板に対して行うために端面研削処理を繰り返し行うとき、研削砥石５及びガラス基板１それぞれの回転方向を、直前の端面研磨処理における回転方向に対して逆方向にする操作を行う。図２（ａ）に示す例では、実線の矢印の方向を点線の矢印の方向にする。このように、上記操作前の逃げ側面取面は、上記操作後、切り込み側面取り面となり、上記操作前の切り込み側面取面は、上記操作後、逃げ側面取面となる。このような回転方向を逆方向にする操作は、ガラス基板を１枚ずつ研削するごとに行うことが、研削砥石５の面取面研削領域５０ａ，５０ｂ間の摩耗や研削力の差を小さくして、切り込み側面取面の形状と逃げ側面取面との面取り形状差を小さくする点で好ましい。また、ガラス基板１枚ずつ回転方向を逆方向にする操作の他に、ガラス基板複数枚ごとに回転方向を逆方向にする操作も好ましい。
【００３７】
また、研削砥石５及びガラス基板１の回転方向を図２（ａ）に示すように逆方向にする代わりに、研削砥石５及びガラス基板１の回転方向を維持したまま、ガラス基板１の回転軸Ｌ１に対する研削砥石５の回転軸Ｌ５の傾斜方向を、直前の端面研磨処理における傾斜方向に対して逆方向にすることにより、端面研削処理を行うこともできる。すなわち、研削砥石５に対するガラス基板１の傾斜方向を逆方向にする操作を行うことにより、この操作を行う前の逃げ側面取面は、上記操作後、切り込み側面取り面とし、上記操作前の切り込み側面取面は、上記操作後、逃げ側面取面とすることができる。このような傾斜方向を逆方向にする（傾斜角度をαから−αにする）操作は、ガラス基板を１枚ずつ研削するごとに行うことが、研削砥石５の面取面研削領域５０ａ，５０ｂ間の摩耗や研削力の差を小さくして、切り込み側面取面の形状と逃げ側面取面との面取り形状差を小さくする点で好ましい。また、ガラス基板１を１枚ずつ傾斜方向を逆方向にする操作の他に、ガラス基板１を複数枚ごとに回転方向を逆方向にする操作も好ましい。
このような操作を行うことにより、複数のガラス基板１の面取面１ｃの形状は、側壁面１ｔを中心とした線対称形状にはならないが、形状の線対称性を許容範囲内に維持することができる。
【００３８】
なお、上述の操作は、複数のガラス基板１に対して面取面１ｃの形状を許容範囲内に維持することを目的とするが、１つのガラス基板１において、両側の面取面１ｃを線対称形状にするには、１枚のガラス基板１を端面研削するとき、研削の途中で、上記回転方向あるいは傾斜方向を逆方向にする操作を行うこともできる。
【００３９】
上述の研削砥石５の回転軸Ｌ５に対するガラス基板１の回転軸Ｌ１の傾斜角度αは任意に設定することができるが、上述の作用効果をより良く発揮させるためには、例えば１〜１５度の範囲内とすることが好ましい。
上記端面研削加工で用いる研削砥石５としては、粗研削加工用には、例えば高剛性砥石であるダイヤモンド砥粒を電着ボンドで固めた所謂電着ボンド砥石が好適である。また、仕上げの精密研削加工用には、砥粒同士を結合するバインダーが例えばフェノール樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂等の樹脂材料であるレジンボンド砥石や、バインダーが例えば銅系合金、鋳鉄系合金、チタン系合金等の金属質結合剤であるメタルボンド砥石、バインダーがガラス質結合材であるビトリファイド砥石などが好適である。この中でも、砥石の硬度の調整が比較的容易なレジンボンド砥石が特に好適である。
また、砥粒の粒径としては、粗さを維持しながら砥石寿命に亘って研削性能を維持できるためには、例えば平均粒子径３０μｍ以下の砥粒が好適であるが、特に精密研削加工用には、平均粒子径３〜１５μｍの範囲内の砥粒が好適である。砥粒としては、例えばダイヤモンド砥粒が好適である。砥粒の粒径は、例えば電気抵抗試験法で測定することが可能である。
研削砥石５の周速度の好ましい例は、５００〜３０００ｍ／分、ガラス基板１の周速度は、１〜３０ｍ／分程度である。また、ガラス基板１の周速度に対する研削砥石５の周速度の比（周速度比）は、５０〜３００の範囲内であることが好ましい。
【００４０】
ガラス基板１の外周側端面の端面研削処理についても、内周側端面と同様にして行うことができる。図３は、ガラス基板１の外周側端面の研削処理について示す図である。図３に示すように、外周側端面の端面研削処理に使用される研削砥石７は、円筒状の回転体からなり、その内周上に溝が形成されている。溝には側壁面研削領域及びその両側に存在する面取面研削領域が周方向に設けられている。図３に示すように、ガラス基板１の外周側端面の研削処理においても、内周側端面の研削処理と同様に、研削砥石７の溝７０とガラス基板１がねじれの位置の関係となるように、ガラス基板１に対して研削砥石７を傾斜させて（ガラス基板１の回転軸Ｌ１に対して研削砥石７の回転軸Ｌ７を傾斜させて）研削を行う。また、ガラス基板１の外周側端面の研削においても、内周側端面の研削と同様に、ガラス基板１の側壁面１ｔと２つの面取面１ｃとを同時に研削する。研削砥石７の溝方向に対するガラス基板１の傾斜角度αについては、内周側端面の研削と同様に、例えば１〜１５度の範囲内とすることが好ましい。
外周側端面の研削においても、複数のガラス基板に対して研削を行うために端面研削処理を繰り返し行うとき、研削砥石７及びガラス基板１それぞれの回転方向を、直前の端面研磨処理における回転方向に対して逆方向にする操作を行う。図３に示す例では、実線の矢印の方向を点線の矢印の方向にする。これにより、上記操作前の逃げ側面取面は、上記操作後、切り込み側面取り面となり、上記操作前の切り込み側面取面は、上記操作後、逃げ側面取面となる。このような回転方向を逆方向にする操作は、ガラス基板１を１枚ずつ研削するごとに行うことが、研削砥石７の面取面研削領域の摩耗や研削力の差を小さくして、切り込み側面取面の形状と逃げ側面取面との面取り形状差を小さくする点で好ましい。また、ガラス基板１を１枚ずつ回転方向を逆方向にする操作の他に、ガラス基板１を複数枚ごとに回転方向を逆方向にする操作も好ましい。
【００４１】
また、研削砥石７及びガラス基板１の回転方向を図３に示すように逆方向にする代わりに、研削砥石７の回転軸Ｌ７の、ガラス基板１の主表面と直交する回転軸Ｌ１に対する傾斜方向を、直前の端面研磨処理における傾斜方向に対して逆方向にする操作を行うことにより、端面研削処理を行うこともできる。すなわち、研削砥石７及びガラス基板１の回転方向を維持したまま、研削砥石７に対するガラス基板１の傾斜方向を逆方向にすることにより、上記操作前の逃げ側面取面は、上記操作後、切り込み側面取り面とし、上記操作前に切り込み側面取面は、上記操作後、逃げ側面取面とすることができる。このような傾斜方向を逆方向にする（傾斜角度をαから−αにする）操作は、ガラス基板１を１枚ずつ研削するごとに行うことが、研削砥石７の面取面研削領域５０ａ，５０ｂ間の摩耗や研削力の差を小さくして、切り込み側面取面の形状と逃げ側面取面との面取り形状差を小さくする点で好ましい。また、ガラス基板１を１枚ずつ傾斜方向を逆方向にする操作の他に、ガラス基板１を複数枚ごとに回転方向を逆方向にする操作も好ましい。
このような操作を行うことにより、複数のガラス基板１の面取面１ｃの形状は、側壁面１ｔを中心とした線対称形状にはならないが、形状の線対称性を許容範囲内に維持することができる。
【００４２】
［磁気ディスク］
磁気ディスクは、磁気ディスク用ガラス基板を用いて以下のようにして得られる。
磁気ディスクは、例えば磁気ディスク用ガラス基板（以下、単に「基板」という。）の主表面上に、主表面に近いほうから順に、少なくとも付着層、下地層、磁性層（磁気記録層）、保護層、潤滑層が積層された構成になっている。
例えば基板を、真空引きを行った成膜装置内に導入し、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にてＡｒ雰囲気中で、基板の主表面上に付着層から磁性層まで順次成膜する。付着層としては例えばＣｒＴｉ、下地層としては例えばＣｒＲｕを用いることができる。磁性層としては、例えばＣｏＰｔ系合金を用いることができる。また、Ｌ１０規則構造のＣｏＰｔ系合金やＦｅＰｔ系合金を形成して熱アシスト磁気記録用の磁性層とすることもできる。上記成膜後、例えばＣＶＤ法によりＣ２Ｈ４を用いて保護層を成膜し、続いて表面に窒素を導入する窒化処理を行うことにより、磁気記録媒体を形成することができる。その後、例えばＰＦＰＥ（パーフルオロポリエーテル）をディップコート法により保護層上に塗布することにより、潤滑層を形成することができる。
作製された磁気ディスクは、好ましくは、ＤＦＨ(Dynamic Flying Height)コントロール機構を搭載した磁気ヘッドと、磁気ディスクを固定するためのスピンドルとを備えた、磁気記録再生装置としての磁気ディスクドライブ装置（ＨＤＤ(Hard Disk Drive)）に組み込まれる。
【００４３】
［実験例］
本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の効果を確認した。使用したガラスの組成は、下記の通りである。
【００４４】
［ガラスの組成］
質量％表示で、ＳｉＯ２を６５．０８％、Ａｌ２Ｏ３を１５．１４％、Ｌｉ２Ｏを３．６１％、Ｎａ２Ｏを１０．６８％、Ｋ２Ｏを０．３５％、ＭｇＯを０．９９％、ＣａＯを２．０７％、ＺｒＯ２を１．９８％、Ｆｅ２Ｏ３を０．１０％、有する組成からなるアモルファスのアルミノシリケートガラスであり、ガラス転移温度が５１０℃である。
【００４５】
［実施例、比較例のガラス基板の作製］
実施例、比較例の磁気ディスク用ガラス基板については、上記製造方法の各処理を順序通りに行うことで、内径が２０ｍｍ、外径が６５ｍｍ、厚さが０．８ｍｍの公称２．５インチサイズの磁気ディスク用ガラス基板を作製した。このとき、形状加工では、ガラス素板を切断し、円形の内孔（内径：２０ｍｍ）と円形の外形（外径：６６ｍｍ）を備えたドーナツ状の円板状ガラス基板を得た。このガラス基板の外周側端面に対して、図３に示した端面研削加工を施して、外周側端面の面取面を形成した。このとき、傾斜角度αを１０度とし、円柱型メタル研削砥石（粒度＃１０００の電着ダイヤモンド砥石）を使用した。溝７０の深さは１ｍｍ、溝底幅は０．８ｍｍとした。この研削によりガラス基板１の外径を６６ｍｍから６５ｍｍにした。ガラス基板１の回転数は１００ｒｐｍとし、研削砥石７の回転数は３００００ｒｐｍとし、図３に示すように、ガラス基板１の回転方向と研削砥石７の回転方向を逆にした。このような研削条件で、下記実施例及び比較例のそれぞれにおいてガラス基板１を１０００枚連続して研削した。
実施例では、１枚のガラス基板１を研削するたびにガラス基板１の回転方向及び研削砥石７の回転方向のそれぞれを、直前の研削における回転方向に対して逆方向にする（図３に示す実線の矢印から点線の矢印にする、あるいは点線の矢印から実線の矢印にする）操作を行った。
比較例では、上記回転方向を逆にする操作をせず、図３に示す実線の矢印の方向に固定した。
【００４６】
１０００枚のガラス基板を研削後、１０００枚目のガラス基板１の外周側端面の形状測定を行った。形状測定は、周知の輪郭形状測定器を用いた。測定によって得られた形状を図４に示す処理を行って形状を数値化した。図４は、ガラス基板１の面取面１ｃの形状測定結果の処理方法を説明する図である。面取面１ｃは、側壁面１ｔ及び主表面１ｐに対して４５度傾斜することを目標としているため、ガラス基板１の主表面を２２．５度傾斜させて、面取面の最大高さを有する点Ｐ１を求め、この点Ｐ１を中心にして半径０．０３ｍｍの円Ｃ１を作成した。さらに、円Ｃ１と面取面１ｃの交点Ｐ２，Ｐ３を求め、この交点Ｐ２，Ｐ３を用いて、交点Ｐ２，Ｐ３を通り、面取面１ｃ及び側壁面１ｔに内接する円Ｃ２の半径を求めた。この円Ｃ２の半径を面取面１ｃの形状を表す曲率半径とした。
【００４７】
図５は、実施例のガラス基板の逃げ側面取面の形状を示す図である。図５に示す逃げ側面取面の曲率半径（円Ｃ２の半径）は０．１２２ｍｍであった。またこの実施例のガラス基板の切り込み側面取面の極率半径は０．１３１ｍｍであった。一方、比較例のガラス基板の逃げ側面取面の曲率半径は、０．１９４ｍｍであり、切り込み側面取面の極率半径は０．０４５ｍｍであった。このように、比較例における逃げ側面取面の曲率半径と切り込み側面取面の曲率半径は大きく異なるのに対し、実施例における逃げ側面取面と切り込み側面取面の曲率半径は略同じであった。これより、実施例における面取り面は線対称形状に近いことがわかる。これより、本実施形態の効果は明らかである。
【００４８】
以上、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのは勿論である。
【符号の説明】
【００４９】
１  磁気ディスク用ガラス基板
１ｃ  面取面
１ｔ  側壁面
１ｐ  主表面
２  内孔
５，７  研削砥石
５０，７０  溝
５０ｔ  側壁面研削領域
５０ａ，５０ｂ  面取面研削領域
【図１】
2015069675.tif 000003
【図２】
2015069675.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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