(57)【要約】【課題】表面平滑性および平坦度に優れた磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクを提供する。【解決手段】端面を面取りしたドーナツ状ガラス板の少なくとも、前記ガラス板の端面部分を化学強化する化学強化工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記化学強化工程が複数枚の前記ドーナツ状ガラス板の主表面を合わせて積層し、前記主表面を加圧状態で、化学強化処理を行うものである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、端面を面取りしたドーナツ状ガラス板の少なくとも前記ガラス板の端面部分を化学強化する磁気ディスク用ガラス基板の化学強化装置であって、複数枚の前記ドーナツ状ガラス板の主表面を合わせて積層してなるガラス板積層体を、前記ドーナツ状ガラス板の主表面の垂直軸方向に移動可能な押し付け板を介して、加圧する加圧手段を有することを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の化学強化装置及び該ガラス基板を用いる磁気ディスクの製造方法。【選択図】図３
2008226407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端面を面取りしたドーナツ状ガラス板の少なくとも、前記ガラス板の端面部分を化学強化する化学強化工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記化学強化工程が複数枚の前記ドーナツ状ガラス板の主表面を合わせて積層し、前記主表面を加圧状態で、化学強化処理を行うものである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】
化学強化前の前記ドーナツ状ガラス板の主表面の表面粗さＲａが、０．５μｍ以下であり、Ｒmaxが８μｍ以下であることを特徴とする請求項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】
化学強化前の前記ドーナツ状ガラス板の平坦度が、６μｍ以下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】
前記ドーナツ状ガラス基板の積層が、複数枚のドーナツ状ガラス板をドーナツ状のスペーサーと交互に各主表面を合わせて積層することであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項５】
前記スペーサーの外径の寸法が、前記ドーナツ状ガラス板の外径の寸法以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項６】
端面を面取りしたドーナツ状ガラス板の少なくとも前記ガラス板の端面部分を化学強化する磁気ディスク用ガラス基板の化学強化装置であって、複数枚の前記ドーナツ状ガラス板の主表面を合わせて積層してなるガラス板積層体を、前記ドーナツ状ガラス板の主表面の垂直軸方向に移動可能な押し付け板を介して、加圧する加圧手段を有することを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の化学強化装置。
【請求項７】
前記加圧手段が、積層したガラス板の主表面の垂直軸方向に移動可能な重しの重力によって加圧する手段であることを特徴とする請求項６に記載の磁気ディスク用ガラス基板の化学強化装置。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法によって製造された磁気ディスク用ガラス基板の主表面上に、少なくとも磁性層を形成する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、磁気ディスク用基板の製造方法および磁気ディスク用基板の化学強化装置ならびに磁気ディスクの製造方法に関する。この磁気ディスク用基板は、コンピュータの外部記憶装置をはじめとする各種磁気記録装置に搭載される磁気記録媒体に用いられる。
更に詳細には、本発明は、端面部分を強化し、かつ、表面平滑性および平坦度に優れた磁気ディスク用ガラス基板を効率よく生産できる製造方法および化学強化装置に関し、さらに、この製造方法により得られた磁気ディスク用ガラス基板を用いた磁気ディスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の磁気ディスクの高密度記録化に伴い、ディジタル信号を記録する磁性層の性能向上だけでなく、記録の読み出しを行う磁気ヘッドおよび基板といった様々な構成要素の性能向上も要求されている。このような要求に向けた検討の中で、基板については、従来から使用されていたアルミニウム基板に代わり、ガラス基板が注目されるようになってきている。
【０００３】
即ち、ガラス基板は、小型・高密度化に要求される基板の薄板化が容易であること、磁気ヘッドの低浮上量化を可能とする基板表面の平坦度の確保が、容易であること、ガラス基板の表面硬度が高く、またヤング率が大きいためモバイル用途には適していることなどから、高密度磁気ディスクの基板として注目され始めている。
【０００４】
ガラス基板には大別すると結晶化ガラス基板とアモルファスガラス基板がある。以前は、結晶化ガラス基板も使われてきたが、最近の磁気記録密度の上昇に伴い、より平滑な表面が実現できるアモルファスガラス基板が主流となっている。
【０００５】
高密度記録が実現可能となったガラス基板を用いることによって、ハードディスクドライブは、小型の磁気ディスクを用いたものでも十分な情報量を格納できるようになってきた。このようなハードディスクドライブは、据置型パソコンなどに搭載されるもののみならず、持ち運び可能なノート型パソコンなどにも、広く搭載されるようになって来た。
【０００６】
このような持ち運び用途に使用される小型ハードディスクドライブは、持ち運び中、または、使用中において落下する危険性があり、強い衝撃力に曝されることがあるので、用いられる磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクは、高い耐衝撃性が要求される。
【０００７】
一方、ガラス材料の欠点として、破壊強度が低いことが挙げられる。
これは、ガラス板からドーナツ状基板に加工する工程中や、その後工程のラップ・ポリッシュ、洗浄、成膜工程等で加えられる応力によって微小クラックが誘起され、これを起点としてクラックが伸展し、破壊に至るためである。
【０００８】
ハードディスク用ガラス基板の破壊強度の指標として円環抗折強度がある。ハードディスク用ガラス基板の破壊強度（円環抗折強度）はガラス基板への強化処理によって改善されてきている。この強化処理としては、一般的には、化学強化処理が行われている。
【０００９】
磁気ディスク用ガラス基板は、一般的には、プレス法によって溶融ガラスから直接的に板状のガラスディスクを成形し、作製されたガラスディスクの端面及び主表面を研磨し、化学強化等の強化処理を行うことで、製造される。
【００１０】
一方、最近の高密度記録化の動きによって、磁気ヘッドには、磁気抵抗効果型素子や大型磁気抵抗効果型素子が搭載されたものが使用されるようになっている。
【００１１】
磁気抵抗効果型素子や大型磁気抵抗効果型素子を搭載した磁気ヘッドは、従来の薄膜型素子により情報が再生される磁気ディスクに比較して、表面が十分に平滑、かつ、清浄であることが要求される。
【００１２】
一方、磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクに求められる主表面の平滑性及び清浄度の向上を阻害する因子の一つが、化学強化工程におけるガラスディスクの主表面に対する異物の付着である。
【００１３】
即ち、化学強化工程においては、３００℃を越える高温下での処理となる。しかし、このような高温化での処理を行うと、ガラスディスクの主表面に異物が付着しやすくなるという問題がある。
【００１４】
このような問題を解決するため、特許文献１には、化学強化工程の後に、ガラスディスクの主表面を研磨するようにした磁気ディスク用ガラス基板が提案されている。また、特許文献２には、ガラスディスクの端面のみに化学強化剤を選択的に塗布して、化学強化処理を行うようにした磁気ディスク用ガラス基板が提案されている。
【００１５】
また、特許文献３には、円柱状のガラス母材に中心穴をあけた後、得られた円筒状のガラス母材の側面の研磨、または、鏡面加工を行い、その後、ガラス母材の側面の化学強化処理を行ってから、切断処理を行うようにした磁気ディスク用ガラス基板が提案されている。また、特許文献４には、端面を面取りした磁気記録媒体用ドーナツ状ガラス基板を、スペーサーを介して複数枚積層した状態で内外周端面を研磨することが提案されている。
【特許文献１】特開平７−１３４８２３号公報
【特許文献２】特開平９−２７１５０号公報
【特許文献３】特開２００６−２７７７９８号公報
【特許文献４】特開２００１−１６２５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、特許文献１に記載の提案では、化学強化工程による強化効果を損なうことなく表面を平坦化させなければならず、そのため、研磨取り代（研磨量）を精密に管理する必要があり、磁気ディスク用ガラス基板の製造を困難としている。
【００１７】
また、特許文献２に記載された磁気ディスク用ガラス基板においては、化学強化液が塗布された箇所が化学強化処理されるため、化学強化がなされる箇所を正確に規定することが困難であり、安定した品質の磁気ディスク用ガラス基板の製造が困難となる。
【００１８】
また、特許文献３に記載された磁気ディスク用ガラス基板においては、長い円柱の内面を精度よく加工することは困難であり、安定した品質の磁気ディスク用ガラス基板の製造が困難となる。
【００１９】
また、特許文献４に記載された磁気記録媒体用ガラス基板においては、端面のみを研磨する方法を提案しているものであり、化学強化工程におけるガラスディスクの主表面に対する異物の付着については、何の対策も施されていない。
【００２０】
また、ハードディスクドライブについては、コストダウン及び大量生産の要望が強く、磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクを廉価に大量に供給する必要があるが、これら特許文献１，２,３，４に記載された磁気ディスク用ガラス基板においては、耐衝撃性及び主表面の平滑性、清浄度および平坦度を満足させつつ精度よく大量の製品を供給することは困難であり、品質のばらつきのない大量の磁気ディスクを安定して製造することが困難となっている。
【００２１】
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、本発明の第１の目的は、化学強化工程における主表面に対する異物の付着の影響を確実に防止し、表面平滑性、特に外周部付近の表面平滑性および平坦度に優れた磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクを提供することにあり、かつ、このような磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクを製造の困難化やコスト上昇を招くことなく、したがって廉価に、かつ、大量に提供できる磁気ディスク用ガラス基板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】
【００２２】
即ち、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、端面を面取りしたドーナツ状ガラス板の少なくとも、前記ガラス板の端面部分を化学強化する化学強化工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記化学強化工程が複数枚の前記ドーナツ状ガラス板の主表面を合わせて積層し、前記主表面を加圧状態で、化学強化処理を行うものであることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の化学強化装置は、端面を面取りしたドーナツ状ガラス板の少なくとも前記ガラス板の端面部分を化学強化する磁気ディスク用ガラス基板の化学強化装置であって、複数枚の前記ドーナツ状ガラス板の主表面を合わせて積層してなるガラス板積層体を、前記ドーナツ状ガラス板の主表面の垂直軸方向に移動可能な押し付け板を介して、加圧する加圧手段を有することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の磁気ディスクの製造方法は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法によって製造された磁気ディスク用ガラス基板の主表面上に、少なくとも磁性層を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法によれば、主表面への化学強化を防止することにより、化学強化処理における主表面への影響、更には残存する異物の付着による影響を防止して表面平滑性、特に外周部付近の表面平滑性および平坦度に優れた磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクを提供することができるという特徴を有する。また、この製造方法によれば、このような磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクを製造の困難化やコスト上昇を招くことなく、したがって廉価に、かつ、大量に提供できる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、本発明について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法により製造される磁気ディスク用ガラス基板の構成を示す斜視図である。図１に示すように、磁気ディスク用ガラス基板１の中心部に内孔２を有する。
【００２７】
本発明に用いるガラス基板の材料としては、化学強化処理により、破壊強度を向上させることができるガラスであればどのようなガラスをも用いることができるが、アルミノシリケートガラスを用いることが好ましい。アルミノシリケートガラスは、優れた平滑鏡面を実現することができるとともに、化学強化を行うことによって、破壊強度を高めることができる。
【００２８】
アルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ２：６２乃至７５重量％、Ａｌ２Ｏ３：５乃至１５重量％、Ｌｉ２Ｏ：４乃至１０重量％、Ｎａ２Ｏ：４乃至１２重量％、ＺｒＯ２：５．５乃至１５重量％を主成分として含有するとともに、Ｎａ２ＯとＺｒＯ２との重量比が０．５乃至２．０、Ａｌ２Ｏ３とＺｒＯ２との重量比が０．４乃至２．５であるものが好ましく用いられる。
【００２９】
図２は、前記磁気ディスク用ガラス基板１の端面部分の形状を示す断面図である。
本発明により製造される磁気ディスク用ガラス基板は、端面部分の両側の稜部が面取りされたものである。すなわち、この磁気ディスク用ガラス基板１の外周側端面部分及び内孔２の内周側端面部分は、図２に示すように、この内周側端面部分から両側の主平面に向けて、面取り部（Ｃ面）３，３が形成されており、また、この磁気ディスク用ガラス基板１の外周側端面部分も、この外周側端面部分から両側の主平面に向けて、面取り部（Ｃ面）が形成された状態となっている。
【００３０】
この磁気ディスク用ガラス基板１の内周側端面部分における面取り部３，３の間の部分は、磁気ディスク用ガラス基板１の主平面に対して垂直面からなる円筒状の側面４となっている。
【００３１】
また、この磁気ディスク用ガラス基板１の外周側端面部分においても、面取り部の間の部分は、磁気ディスク用ガラス基板1の主平面に対して垂直面からなる円筒状の側面となっている。
【００３２】
磁気ディスク用ガラス基板は、端面部分の稜部が面取りされていることにより、破壊強度が高まる。なお、本発明における端面部分とは、側面と面取り面とを合わせた部分を指す。
【００３３】
このドーナツ状ガラス基板の主表面の表面粗さＲａ（中心線表面粗さ）は０．５μｍ以下であることが好ましい。この表面粗さＲａが０．５μｍより大きくなると化学強化処理時に化学強化処理液が主表面側に回り込んでき易くなり、化学強化処理により平坦度が悪化するおそれがある。また、表面粗さＲｍａｘ（最大高さ）は８μｍ以下であることが好ましい。この表面粗さＲｍａｘが８μｍより大きくなるとＲａの場合と同様に、化学強化処理時に化学強化処理液が主表面側に回り込んでき易くなり、化学強化処理により平坦度が悪化するおそれがある。
また、このドーナツ状ガラス基板の主表面の平坦度が６μｍ以下であることが好ましい。平坦度が６μｍを超えて大きくなった場合も化学強化処理時に化学強化処理液が主表面側に回り込んでき易くなり、化学強化処理によりさらに平坦度が悪化するおそれがある。
【００３４】
磁気ディスク用ガラス基板は、その一例として、以下の工程により製造することができる。
（１）第１ラッピング工程
（２）穴あけ工程
（３）第２ラッピング工程
（４）面取り工程
（５）化学強化工程
（６）第１研磨工程
（７）第２研磨工程
（８）洗浄工程
この工程例では化学強化工程を面取り工程と第１研磨工程の間に設けているが、化学強化工程は面取り工程の後であればよく、第１研磨工程と第２研磨工程の間に設けてもよい。
【００３５】
（１）第１ラッピング工程
ラッピングとは、遊離砥粒（研磨剤）をふくんだ状態で摺動運動（すりあわせ）を行い、加工物を微少切削しながら研磨することによって、加工物をより平坦に仕上げていく遊離砥粒加工を意味し、ここでは、溶融ガラスをプレス成形して得られた円板状のガラスプレス材の主表面を比較的粗めの砥粒を用い所定の厚みまでラッピング加工し、ガラスディスクの平行度、平坦度を所定のものとする。ラッピング加工は、両面ラッピング装置とアルミナ砥粒、シリコンカーバイド砥粒などを用いて行われる。
【００３６】
（２）穴あけ工程
この工程では、このガラス板の中心軸にそって、所定の大きさの中心孔を形成する。この中心孔は、磁気ディスク用ガラス基板における中心孔となるものであり、磁気ディスク用ガラス基板の中心孔として予定している内径よりもやや小径の内径の孔を形成する。この穴あけ工程は、例えば、ダイヤモンド砥石を用いたコアドリルにより実施することができる。
【００３７】
（３）第２ラッピング工程
穴あけ加工したドーナツ状のガラス板の主表面をラッピング加工する工程であり、第１ラッピング工程と同様に両面ラッピング装置とアルミナ砥粒、シリコンカーバイド砥粒などを用いて加工を行う。第２ラッピング工程では、第１ラッピング工程よりも細かい砥粒を用い所定の厚みまで加工し、平行度、平坦度の向上を行うと共に、表面粗さを所定レベルまで低減させる。
【００３８】
（４）面取り工程
この工程では、ドーナツ状のガラス板の内周と外周の面取り(Ｃ面)加工を行う。面取り加工は、面取り形状を転写した形状の砥石を用い、研削加工により、面取りを行うと共に、所定の製造する磁気ディスク用ガラス基板の内径、外径の寸法を得る。
【００３９】
この工程では、更に、内外周の側面（周面）を研磨し、鏡面加工する。この工程における研磨は、研磨剤を用いて、ブラシ等により行う。この工程において使用する研磨剤に含まれる研磨砥粒としては、ガラス板に対して研磨能力を奏する研磨砥粒であれば、特に制限なく使用することができる。例えば、酸化セリウム（ＣｅＯ２）砥粒、コロイダルシリカ砥粒、アルミナ砥粒、ダイヤモンド砥粒などを挙げることができ、特に、酸化セリウム研磨砥粒が好ましい。研磨砥粒の粒径については、適宜選択することができるが、例えば、０．５μｍ乃至３μｍ程度とすることが好ましい。また、研磨剤は、研磨砥粒を含む通常の研磨剤に、水（純水）などの液体を加え、スラリー状の研磨剤として用いることが好ましい。
【００４０】
（５）化学強化工程
ハードディスクドライブに磁気ディスクをセットする場合、スピンドルモータのハブをガラス磁気ディスクの内孔２に挿入し、その上から、ディスク押えによって固定される。
ハードディスクドライブに衝撃力が印加された場合、内径の端面部分に衝撃力が集中するので、端面部分にクラックが発生し、ガラス磁気ディスクが損傷してしまう。そこで、少なくとも端面部分を強化すれば、ガラス磁気ディスクが損傷を防止することが出来る。
【００４１】
化学強化処理は、加熱した化学強化処理液にガラス基板を浸漬し、ガラス基板表層のイオンを化学強化処理液中のイオンでイオン交換してガラス基板を化学強化するものである。
本発明のガラス基板の製造方法においては、ドーナツ状のガラス板の端面部分に化学強化を施す。
【００４２】
通常、イオン交換は、ガラスの転移温度（Ｔｇ）以下の温度域で、ガラス中のアルカリイオンを、それよりもイオン半径の大きいアルカリイオンと置換し、置換によるイオン交換部の容積増加によってガラス表層に強い圧縮応力を発生させてガラス表面を強化する。
【００４３】
化学強化処理液としては、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）などの塩や、これらの塩を混合したもの（例えば、ＫＮＯ３＋ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３＋Ｋ２ＣＯ３など）の塩、あるいは、これらの塩にＣｕ、Ａｇ、Ｒｂ、Ｃｓなどのイオンの塩を混合したものの塩等が挙げられる。
【００４４】
加熱温度は、処理するガラスのガラス転移点によって変化するが、２５０℃〜６５０℃、特に３５０℃〜５００℃、さらには３５０℃〜４５０℃であることが好ましい。
【００４５】
浸漬時間は、抗折強度と圧縮応力層の観点から、１時間〜２０時間程度とすることが好ましい。ガラス基板表層に形成する圧縮応力層の厚さは、耐衝撃性を高めるという観点から、６０〜３００μｍ程度とすることが好ましい。
なお、ガラス基板を化学強化処理液に浸漬する前に、ガラス基板の割れやひびを防止するため、ガラス基板を２００〜４５０℃に予熱しておくことが好ましい。
【００４６】
本発明のガラス基板の製造方法においては、この化学強化処理は、複数枚の前記ドーナツ状ガラス板の主表面を合わせて積層し、主表面に圧力をかけた状態（加圧状態）で行われる。ドーナツ状ガラス板の積層方法としては、複数枚のドーナツ状ガラス板をドーナツ状のスペーサーと交互に各主表面を合わせて積層する方法を採用することが好ましい。
【００４７】
スペーサーは、特に限定するものではないが、耐熱性、耐食性のよいものが望ましい。例えばステンレススチールなどの素材からなり、厚さ０．１〜０．５ｍｍのドーナツ状のものが好ましく用いられる。０．５ｍｍより大きい場合にはスペース効率が悪く、０．１ｍｍより小さい場合には耐久性が低下する。スペーサーの外径寸法は、前記ドーナツ状ガラス板の外径の寸法以上である、即ち、スペーサーの外径が前記ドーナツ状ガラス板の外径と同じであるか、それより大きいことが好ましい。このような寸法にすることにより、前記ドーナツ状ガラス板とスペーサーとの積層体の加圧状態での化学強化処理時に、ガラス板の主表面を化学強化処理液にさらすことなく、ガラス板の側面のみを化学強化処理することができる。
【００４８】
前記ドーナツ状ガラス板とスペーサーとの積層体の加圧方法としては、積層したガラス板の主表面の垂直軸方向に移動可能な押し付け板を用い、この押し付け板で積層体を主表面の垂直軸方向に押圧する方法を採用できる。この押し付け板の押圧は機械的に行ってもよいが、積層したガラス板の主表面の垂直軸方向に移動可能な重しの重力によって行ってもよい。
【００４９】
このように、化学強化溶液に浸漬処理することによって、ガラス母材側面の表層のリチウムイオン、ナトリウムイオンが、化学強化溶液中のナトリウムイオン、カリウムイオンにそれぞれ置換され、ガラス板が強化される。
【００５０】
化学強化の後、化学強化処理液からガラス基板を引き上げ、熱歪みの発生を抑えることができるように所定温度まで徐冷することが好ましい。このように徐冷することにより、熱歪みによるダメージを回避できる。
【００５１】
ガラス基板を徐冷する速度は、２℃／分〜１００℃／分、特に５℃／分〜６０℃／分、さらには１０℃／分〜５０℃／分であることが好ましい。
【００５２】
徐冷は、例えば、第一、第二徐冷室を用いて順次徐冷する二段階徐冷を行うことが好ましい。まず、化学強化処理液からガラス基板を引き上げ、例えば、３００℃に加熱されている第一徐冷室に移送し、この中で約１０分間保持して３００℃にガラス基板を徐冷する。ついで、第一徐冷室から例えば、２００℃に加熱されている第二徐冷室にガラス基板を移送し、３００℃から２００℃までガラス基板を徐冷する。このように二段階に分けて徐冷することにより、熱歪みによるダメージからガラス基板を開放できる。
【００５３】
次いで、塩の結晶物を除去するために洗浄を行う。洗浄は、水または温水等に浸漬することによって行う。温水は、通常の水でも良いが、パーティクルの付着を抑えるため純水が好ましい。また、温水としては、８０℃程度に加温したものが好ましく用いられる。尚、塩の結晶物は、析出溶融塩である硝酸塩と塩化物等である。
【００５４】
塩の結晶物を効果的に除去するために、水または温水等に浸漬するだけでなく、超音波を伝播させる方法を付加した洗浄にしても良い。又、塩の結晶物だけではなく他のパーティクル等の汚れも併せて除去しても良い。この場合、パーティクル等の汚れを落とす洗浄剤を混合して異なった異物を一括して洗浄しても良い。
【００５５】
（６）第１研磨工程
次に、主表面研磨工程として、第１研磨工程を施す。この第１研磨工程は、前述のラッピング工程で主表面に残留したキズや歪みの除去を主たる目的とする。この工程は、両面研磨装置と硬質樹脂ポリッシャとを用い、遊星歯車機構を用いて行うことができる。研磨剤としては酸化セリウム砥粒を用いることが好ましい。
【００５６】
（７）第２研磨工程
次に、主表面の鏡面研磨工程として、第２研磨工程を施す。この第２研磨工程は、主表面を鏡面状に仕上げることを目的とする。この工程は、両面研磨装置と軟質発泡樹脂ポリッシャを用い、遊星歯車機構を用いて行うことができる。研磨剤としては、第１研磨工程で用いる酸化セリウム砥粒に比べてより微細なコロイダルシリカ砥粒を用いることが好ましい。
【００５７】
（８）洗浄工程
第２研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、中性洗剤、純水、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ＩＰＡ（蒸気乾燥）の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄する。すなわち、２槽の中性洗剤洗浄槽、２槽の純水洗浄槽で順次浸漬洗浄し、次いでＩＰＡ洗浄槽で浸漬洗浄した後、ＩＰＡ蒸気乾燥槽に入れて蒸気乾燥を行う。なお、各洗浄槽には、超音波を印加することが好ましい。
【００５８】
次に、本発明の化学強化装置につき説明する。
図３は、本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法に用いる化学強化装置の外観を示す図である。
図３ａは、本発明の化学強化装置にドーナツ状のガラス板１を複数枚積層して設置した状態を示している。この状態で、溶融塩の中に浸漬し、化学強化処理を行う。このドーナツ状のガラス板１はそれぞれスペーサー（図示せず）を介して積層されていることが好ましい。
【００５９】
まず、図３ｅには、２本の支柱６，６を立てたベース板５が示されている。この２本の支柱６，６を立てたベース板５を傾けて設置しておき、この支柱６，６とベース板５で支えるように、好ましくはスペーサーを介して複数枚積層したドーナツ状のガラス板１を設置する。その際、ガラス板１が支柱に直接接触せず、図示していない支柱側スペーサーを介して接触するように、支柱側スペーサーを設置しておく。このようにすることで、図３ｄに示すように、容易に積層したドーナツ状のガラス板１を整列させることが出来る。なお、図３ａに示すように固定した後、支柱側スペーサーを取り外すことによって、ガラス板１と支柱６との間に間隙を設けることが出来、支柱との接触による化学強化のムラ、または、摺動によるダメージやパーティクルの発生を防止することが出来る。
【００６０】
次に、図３ｃに示すように、３本目の支柱６を設置し、ベース板５を下にして置く。次に、図３ｂに示すように、３本の支柱６，６，６に沿って稼動可能なように、支柱径よりも大きな孔１２を設けた押し付け板８を上から載せ、図３ａに示すように、ガラス板の主表面を加圧するような状態でナット１０を用いて固定する。このような状態にすることで、これを化学強化処理液に浸漬してもガラス板の主表面には化学強化処理液が進入することなく、化学強化処理液に浸漬可能な状態となる。
【００６１】
化学強化処理液中に浸漬すると、ベース板５と押し付け板８の中心部には、設置するドーナツ状のガラス板１の内孔２に位置合わせして孔９、１１が設けられており、また、ベース板には、台となる突起７を設けているので、化学強化処理液が積層したガラス板の内孔部分にも入り込み、内径の端面部分も化学強化処理を行うことが出来る。
【００６２】
なお、押し付け板８の厚みを調節することによって、ガラス板の主表面に掛かる圧力を調整することが出来る。すなわち、この図３の場合は、押し付け板８は重しの役割も兼ねている。
【００６３】
一回の処理枚数を増やすには、支柱６を長くし、押し付け板の上に稼動可能な孔と化学強化処理液が入る孔を設けた重しを追加するだけで、処理枚数を増やすことが出来る。
すなわち、処理するガラス板の厚みとベース板の厚みと押し付け板の厚みと重しの厚みだけで済むため、例えば、１００枚積層して処理する場合には厚み２０ｃｍとなり、従来のホルダーで処理する場合の約７０ｃｍ比較して、３分の１以下であり、スペース効率を約３倍上げることが出来る。
【００６４】
次に本発明の磁気ディスクの製造方法に付き説明する。
前述の（１）〜（８）の工程により製造された磁気ディスク用ガラス基板を用いて、以下に示す工程により磁気ディスクを製造する。
【００６５】
（９）磁性層形成工程
磁性層形成工程においては、磁気ディスク用ガラス基板の主表面の上に少なくとも磁性層を形成する。磁性層としては、Ｃｏ−Ｐｔ系合金磁性層が好ましい。また、磁気ディスク用ガラス基板と磁性層との間には、磁性層の結晶配向性やグレインの制御、微細化を図る観点から、適宜下地層を形成するようにしてもよい。これら下地層及び磁性層の成膜方法としては、例えば、ＤＣマグネトロンスパッタリング法を用いることができる。下地層としては、Ｃｒ合金からなる下地層が好ましい。
なお、磁性層形成工程で形成された磁性層の上に磁性層を保護するための保護層を設ける保護層形成工程、保護層形成工程で形成された保護層の上に磁気ヘッドからの衝撃を緩和するための潤滑層を形成する潤滑層形成工程を設けることが好ましい。
【００６６】
(１０)保護層形成工程
保護層形成工程においては、磁性層形成工程で形成された磁性層の上に磁性層を保護するための保護層を設ける。保護層の材料としては、炭素系保護層を挙げることができる。炭素系保護層としては水素化炭素、窒素化炭素を用いることができる。この保護層の形成には、プラズマＣＶＤ法、または、ＤＣマグネトロンスパッタリング法を用いることができる。
【００６７】
（１１）潤滑層形成工程
潤滑層形成工程においては、保護層形成工程で形成された保護層の上に磁気ヘッドからの衝撃を緩和するための潤滑層を形成する。潤滑層としては、パーフルオロポリエーテル系潤滑層を挙げることができる。特に、保護層との親和性に優れる水酸基を具備するアルコール変性パーフルオロポリエーテル潤滑層が好ましい。この潤滑層は、ディップ法を用いて形成することができる。
【実施例】
【００６８】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
＜実施例１＞
磁気ディスク用ガラス基板製造用材料として、溶融プレス法によって形成されたアルミノシリケートガラスからなる直径６６ｍｍ、厚み１．３ｍｍの円板状ガラス板を用いた。
アルミノシリケートガラスとしては、モル％表示で、ＳｉＯ２を５７〜７４％、Ａｌ２Ｏ３を３〜１５％、ＬｉＯ２を７〜１６％、Ｎａ２Ｏを４〜１４％主成分として含有する化学強化用ガラスを使用した。
【００６９】
１０００枚の円板状ガラス板に対し両面ラッピング装置とアルミナ砥粒（粒径４５μｍ）を用いて第１のラッピング加工を行い、厚み０．８９〜０．９０ｍｍのガラス板を得た。
次に、ダイヤモンド砥石のコアドリルによって、このガラス板の中心軸にそって、所定の大きさの中心孔を形成し、ドーナツ状のガラス板を得た。
【００７０】
続いて、穴あけ加工したドーナツ状のガラス板の主表面に対し第２のラッピング加工を行った。第２のラッピング加工では、両面ラッピング装置とアルミナ砥粒（粒径６μｍ）を用いて加工を行い、厚み０．６６〜０．６８ｍｍのドーナツ状のガラス板を得た。得られたガラス板の平坦度と表面粗さ（Ｒａ：０．３３〜０．４８μｍおよびＲｍａｘ：４．１〜７．７μｍ）、平坦度は０〜１０μｍであった。これら基板を、平坦度０〜４μｍのガラス基板、平坦度４〜６μｍのガラス基板、平坦度６μｍより大きいガラス基板に分類した。平坦度０〜１０μｍのガラス基板１００枚を選び出し、面取りを実施した。
【００７１】
次に、前述の面取り工程を終えたドーナツ状のガラス板の端面部分に化学強化処理を施した。図３に示す化学強化装置に１００枚のドーナツ状のガラス板を積層し、３００℃に予熱した後、化学強化処理液に浸漬した。なお、図３の押し付け板８の厚みを調整し、ガラス板の間隙がなくなるように、ガラス板に加わる加重を調整した。化学強化処理は、３８０℃に加熱した硝酸カリウム（６０％）と硝酸ナトリウム（４０％）を混合した化学強化処理液に３時間浸漬して行った。化学強化処理液は重ね合わせたガラス板の間に入り込むことはなく、ガラス板の主表面は化学強化処理されなかった。
【００７２】
化学強化を終えた化学強化装置を、化学強化処理液からガラス基板を引き上げ、３００℃に加熱されている第１徐冷室に移送し、この中で約３０分間保持して３００℃に徐冷する。ついで、第１徐冷室から２００℃に加熱されている第２徐冷室に移送し、３００℃から２００℃までガラス基板を徐冷した。
徐冷した化学強化装置を８０℃に加熱した純水に浸漬して洗浄を行い、さらに、純水に浸漬して、洗浄した。なお、各洗浄槽には、超音波を印加した。
【００７３】
次に、両面研磨装置と硬質樹脂ポリッシャとを用い、酸化セリウム砥粒を研磨剤としては用い、第１研磨を行った。次に、第２研磨として、両面研磨装置と軟質発泡樹脂ポリッシャを用い、遊星歯車機構を用い、研磨剤としては、コロイダルシリカ砥粒を用い、精密研磨し、表面を鏡面仕上げした。
第２研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、中性洗剤、純水、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ＩＰＡ（蒸気乾燥）の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。なお、各洗浄槽には、超音波を印加した。
このようにして磁気ディスク用ガラス基板を製造した。
【００７４】
磁気ディスク用ガラス基板を、光学式の表面欠陥検査装置で表面の欠陥を検査した。また、光学式の平坦度測定装置によって、平坦度を測定した。更に、円環抗折強度を測定した。その結果を表１に示す。
【００７５】
得られた磁気ディスク用ガラス基板の両面にＣｒ下地層、ＣｏＰｔＣｒ磁性層、カーボン保護層をマグネトロンスパッタリング法によりこの順に成膜し、その上にパーフルオロポリエーテル系潤滑層をディップ法を用いて形成することにより、磁気記録媒体を作製し、電磁変換特性を評価した。
【００７６】
＜実施例２＞
実施例１で分類した平坦度４〜６μｍのガラス基板から１００枚を抜き取り、実施例１と同様に面取り、化学強化処理、洗浄、第１研磨、第２研磨、洗浄を行って磁気ディスク用ガラス基板を製造した。得られた磁気ディスク用ガラス基板を実施例１と同様にして表面欠陥、平坦度、円環抗折強度を測定した。その結果を表１に示す。
また、実施例２で得た磁気ディスク用ガラス基板についても実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製し、電磁変換特性を評価した。
【００７７】
＜実施例３＞
実施例１で分類した平坦度６μｍより大きなガラス基板から１００枚を抜き取り、実施例１と同様に面取り、化学強化処理、洗浄、第１研磨、第２研磨、洗浄を行って磁気ディスク用ガラス基板を製造した。得られた磁気ディスク用ガラス基板を実施例１と同様にして表面欠陥、平坦度、円環抗折強度を測定した。その結果を表１に示す。
【００７８】
＜実施例４＞
第２のラッピング加工で、アルミナ砥粒（粒径１０μｍ）を用いて加工した以外実施例１と同様にして、加工を行い、厚み０．６６〜０．６８ｍｍのドーナツ状のガラス板を得た。得られたガラス板の表面粗さ（Ｒａ０．５１〜０．７５μｍおよびＲｍａｘ８．３〜１２．８μｍ）、平坦度は０〜９μｍであった。これら基板から平坦度１〜４μｍのガラス基板１００枚を選び出し、実施例１と同様に面取り、化学強化処理、洗浄、第１研磨、第２研磨、洗浄を行って磁気ディスク用ガラス基板を製造した。得られた磁気ディスク用ガラス基板を実施例１と同様にして表面欠陥、平坦度、円環抗折強度を測定した。その結果を表１に示す。
【００７９】
＜実施例５＞
実施例１で分類した平坦度１〜４μｍのガラス基板から１００枚を抜き取り、実施例１と同様に面取り、化学強化処理、洗浄、第１研磨、第２研磨、洗浄を行って磁気ディスク用ガラス基板を製造した。
ただし、強化処理は図３に示す化学強化装置に１００枚のドーナツ状のガラス板を積層し、図３の押し付け板８を載せ、ガラス板の間隙がなくなるように、ナット１０を締め込みガラス板に加わる加重を調整し固定した以外は、実施例１と同様である。
得られた磁気ディスク用ガラス基板を実施例１と同様にして表面欠陥、平坦度、円環抗折強度を測定した。その結果を表１に示す。
【００８０】
＜実施例６＞
実施例１で分類した平坦度１〜４μｍのガラス基板から１００枚を抜き取り、このガラス板と同寸法の外径、内径を有する厚み０．２ｍｍのＳＵＳ３０４製のスペーサーとガラス板とを交互に主表面を合わせて積層した積層体を実施例１と同様にして図３に示す化学強化装置にセットしこれを用いた以外は実施例１と同様にして化学強化処理を行い、以下、実施例１と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を製造した。得られた磁気ディスク用ガラス基板を実施例１と同様にして表面欠陥、平坦度、円環抗折強度を測定した。その結果を表１に示す。
実施例６で得た磁気ディスク用ガラス基板についても実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製し、電磁変換特性を評価した。
【００８１】
＜比較例１＞
実施例１で分類した平坦度１〜４μｍのガラス基板から１００枚を抜き取り、従来用いられている化学強化処理条件に変更した。すなわち、面取り工程の後、第１研磨工程、第２研磨工程、洗浄工程を経た後、ガラス基板を１枚ずつホルダーに入れて、化学強化処理を行い、他は同様にしてガラス基板製造した。化学強化処理液としては、実施例１で用いたと同様の処理液を用いた。この場合、ガラス基板全体が化学強化されている。得られた磁気ディスク用ガラス基板を実施例１と同様にして表面欠陥、平坦度、円環抗折強度を測定した。その結果を表１に示す。
得られた磁気ディスク用ガラス基板についても実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製し、電磁変換特性を評価した。
【００８２】
【表１】
2008226407.tif 000003
【００８３】
表１から明らかなように、比較例１で得られた磁気ディスク用ガラス基板は化学強化による平坦度の悪化は見られないものの化学強化処理工程による表面欠陥が多いものであった。これに比べて、実施例１〜６で得られた磁気ディスク用ガラス基板はいずれも欠陥数が少なく、本発明のガラス基板の製造方法によれば、化学強化処理液によりガラス基板の主表面があらされることによる欠陥の発生がないことが推測される。
【００８４】
また、実施例１、２と実施例３の比較から、平坦度が平均３μｍの実施例１、平均５μｍの実施例２（いずれも平坦度は６μｍ以下である）では化学強化処理による平坦度悪化は見られないが、平坦度の平均が９μｍである実施例３では化学強化処理後にさらに平坦度が低下するため、第２ラッピング後のガラス板の平坦度は６μｍ以下であることが好ましい。
【００８５】
また、実施例１、２と実施例４の比較から、Ｒａが０．５μｍ以下、Ｒｍａｘが８μｍ以下である実施例１、２では化学強化処理による平坦度悪化は見られないが、Ｒａが０．５μｍより大きく、Ｒｍａｘも８μｍより大きい実施例４では平坦度が低下するため、第２ラッピング後のガラス板のＲａは０．５μｍ以下であることが好ましく、Ｒｍａｘが８μｍ以下であることが好ましい。
【００８６】
また、実施例１、２と実施例５の比較から、移動可能な重しによって加圧された実施例１、実施例２では化学強化処理による平坦度悪化は見られないが、押し付け板８をナットで締め付け加圧された実施例５では化学強化処理後平坦度が低下した。これは、支柱６が、化学強化処理における加熱のため熱膨張し、加圧力が低下したものと推定する。実施例１、２のように移動可能な重しによる加圧は、加熱中も加圧力が低下せず、好ましい。
【００８７】
スペーサーを用いて製造した実施例６の場合も、実施例１、２の場合と同様に、平坦度低下は見られなかった。また、ガラス基板１００枚のロールオフ値を測定したところ、実施例６の場合、５０μｍ以下の範囲に分布していたのに対し、実施例１のロールオフ値は、１００μｍ以下の範囲に分布していた。実施例６では、スペーサーにより主表面への化学強化処理液の回り込みの防止効果が向上し、ロールオフ値のバラツキが小さくなっている。ここで、ロールオフ値とは、主表面の平坦面を基準とした時の外径端部の基準位置での平坦面からのズレを言う。ロールオフ値が大きいと、磁気ヘッドがこの部分をフライングすることが出来なくなり、記録部の減少となる。
【００８８】
実施例１、２、６および比較例１の磁気ディスク用基板を用いて作製した磁気記録媒体の電磁変換特性を評価した結果、従来基板である比較例１の磁気記録媒体に比較して、本発明の磁気ディスク用ガラス基板である実施例１，２、６で製造した磁気記録媒体のエラーレイトは、一桁以上低く、優れた特性を示す磁気記録媒体であった。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明によれば破壊強度が高く、表面欠陥が少なく、優れた平坦性を持つ磁気ディスク用ガラス基板を廉価にかつ大量に得ることができ、この磁気ディスク用ガラス基板を用いて得られる磁気記録ディスクはエラーレイトが、一桁以上低く、優れた特性を示すという特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法で製造した磁気ディスク用ガラス基板の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の端面部分の形状を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態の化学強化装置へのガラス板セット手順を示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１  磁気ディスク用ガラス基板    ２  内孔
３  面取り部                    ４  側面
５  ベース板                    ６  支柱
７  突起                        ８  押し付け板
９，１１  中心孔              １０  ナット
１２  孔
【図１】
2008226407.tif 000004
【図２】
2008226407.tif 000005
【図３】
2008226407.tif 000006