(57)【要約】【課題】短時間で化学強化塩を溶融することで安価に化学強化を実行できるとともに、容器の腐食を抑えて化学強化時にガラス基板上に異物付着を少なくすることができる磁気ディスク用ガラス基板の化学強化装置を提供する。【解決手段】化学強化装置１００は、固体の化学強化塩１１０が投入される塩投入容器１２０と、塩投入容器１２０中の化学強化塩１１０を電磁波１７０で加熱して溶融する電磁波発生器１３０と、溶融された化学強化塩１４０が供給され、化学強化塩１４０に磁気ディスク用ガラス基板を接触させて化学強化する化学強化槽１５０とを含む。固体の化学強化塩１１０は、電磁波加熱室１６０内で電磁波発生器１３０を用いて溶融し、塩投入容器１１０から化学強化槽１５０へ供給管１８０を通して供給する。【選択図】図１
2008204521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体の化学強化塩を塩投入容器に投入する化学強化塩投入工程と、
前記塩投入容器中の化学強化塩を電磁波で加熱して溶融する溶融工程と、
前記溶融した化学強化塩を化学強化槽に供給する化学強化塩供給工程と、
前記溶融した化学強化塩中に磁気ディスク用ガラス基板を接触させて化学強化する化学強化工程とを含むことを特徴とする、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項２】
固体または液体の化学強化塩を化学強化槽に供給する工程と、
前記化学強化槽中の化学強化塩を電磁波で加熱する工程とを含むことを特徴とする、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記加熱する工程では、電磁波が透過する材質の前記化学強化槽中の化学強化塩を相異する複数の方向から電磁波で加熱することを特徴とする、請求項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】
固体の化学強化塩が投入される塩投入容器と、
前記塩投入容器中の化学強化塩を電磁波で加熱して溶融する第１の電磁波発生手段と、
前記溶融された化学強化塩が供給され、該化学強化塩に磁気ディスク用ガラス基板を接触させて化学強化する化学強化槽とを含むことを特徴とする、磁気ディスク用ガラス基板の化学強化装置。
【請求項５】
固体または液体の化学強化塩が供給される化学強化槽と、
前記化学強化槽中の化学強化塩を電磁波で加熱する第２の電磁波発生手段とを含むことを特徴とする、磁気ディスク用ガラス基板の化学強化装置。
【請求項６】
前記化学強化槽は、電磁波が透過する材質であり、第２の電磁波発生手段は複数存在し、前記化学強化槽中の化学強化塩を相異する複数の方向から電磁波で加熱することを特徴とする、請求項５に記載の磁気ディスク用ガラス基板の化学強化装置。
【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および化学強化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報化技術の高度化に伴い、情報記録技術、特に磁気記録技術は著しく進歩している。このような磁気記録媒体のひとつであるＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の磁気記録媒体用基板としては、アルミニウム基板が広く用いられてきた。しかし、磁気ディスクの小型化、薄板化、および高密度記録化に伴い、アルミニウム基板に比べ基板表面の平坦性及び基板強度に優れたガラス基板の需要が高まっている。
【０００３】
このような磁気ディスク用のガラス基板は、複数の工程を経由して形成される。まず、１枚のウェハを円板状に切削し、さらに内孔を開けてガラス基板の形を形成する。その後、切削したガラス基板の外周端面および内周端面の面取りを行い、両端面を研磨する。続いて、ガラス基板の主表面も研磨され、最後に研磨が完了したガラス基板に化学強化処理を施す。かかる化学強化処理は、ガラス基板の耐衝撃性や耐振動性を向上させることができ、衝撃や振動によってガラス基板が破損するのを防止できる。
【０００４】
化学強化塩（アルカリ塩）はその取り扱いやすさから、固体（粉末）で供給される。化学強化処理を施す化学強化工程では、一般的に、固体の化学強化塩を加熱溶融し、処理対象のガラス基板をガラス基板ホルダに収納した状態で溶融塩（化学強化処理液）中に浸漬し、ガラス基板と溶融塩とをイオン交換させることによって行われる。
【０００５】
上記の化学強化塩の加熱溶融は、従来、一般的に、固体の化学強化塩が投入された容器を、電気ヒータまたはガスヒータで加熱することによって行っている。このような加熱溶融は、まず、加熱された容器に接触している部分の化学強化塩が融点に達して溶融され、溶融された化学強化塩の熱が徐々に容器中央の化学強化塩に伝わり、やがて容器全体の化学強化塩が溶融されるという方法で行われてきた（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−２２０２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年ノート型コンピュータやハードディスク（以下ＨＤＤと略称する）を用いた携帯音楽プレーヤー等の普及により、ＨＤＤ用ガラス基板は、低コストで大量に製造する必要が生じているので、化学強化処理では、一度に大量の基板を処理するバッチ処理が主流となり、その分、化学強化塩量は多く必要となる。
【０００７】
特許文献１に記載のように、ガスヒータや電気ヒータによる加熱は、容器外部から容器を加熱することにより、容器内部の化学強化塩を間接的に加熱溶融する。したがって、容器壁に接触する部分の化学強化塩が最初に溶融され、容器壁から離れた中央部に投入されている化学強化塩に徐々に熱が伝播し、やがて化学強化塩全体が溶融される。
【０００８】
しかし、容器壁面に接触する化学強化塩は全体の一部であり、しかも粉末状であるため、熱伝導率は非常に悪い。したがって、従来の化学強化塩の溶融には時間が非常にかかっていて、製造コスト上昇の原因となっていた。
【０００９】
また容器外部から加熱する場合、化学強化塩の目標温度より容器の温度が高くなってしまうため、容器の腐食により、容器の寿命を縮める要因の１つとなっていた。化学強化槽は一般にステンレス鋼にて形成されるが、化学強化の温度は３００度以上であり、また化学強化塩は強い酸であるため、温度が高くなるほどに如実に腐食の影響が増大する。そして化学強化槽が腐食すれば異物（パーティクル）が発生し、これがガラス基板に付着して不良率を増大させてしまうことから、腐食し始めた化学強化槽は交換を余儀なくされる。すると化学強化槽自体のコスト、交換する化学強化塩のコスト、および一時的な生産能力の低下による損失など、低コスト化を著しく損ねる要因となってしまう。なお容器内部にヒータを設置することも考えられるが、ヒータから発生する不純物によっても、ヘッドクラッシュが発生してしまう。
【００１０】
これらの問題について、本願発明者らは鋭意検討し、実験した結果、電磁波を用いれば、化学強化塩を、容器を介した間接的な加熱でなく、直接に加熱できることを見出し、本発明を完成するに至った。電磁波による加熱は、水などの極性物質については家庭用の高周波加熱器（いわゆる電子レンジ）として一般的であるが、電磁波によって化学強化塩を加熱する方法については、一般に知られていない。
【００１１】
本発明は、より短時間で化学強化塩を溶融して化学強化を実行できるとともに、容器の腐食を抑えた安価な方法で、化学強化時にガラス基板上に異物付着を少なくすることができる化学強化装置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】
【００１２】
本発明による磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、上述の課題を解決するために、固体の化学強化塩を塩投入容器に投入する化学強化塩投入工程と、塩投入容器中の化学強化塩を電磁波で加熱して溶融する溶融工程と、溶融した化学強化塩を化学強化槽に供給する化学強化塩供給工程と、溶融した化学強化塩中に磁気ディスク用ガラス基板を接触させて化学強化する化学強化工程とを含むことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の別の観点によれば、本発明による磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、固体または液体の化学強化塩を化学強化槽に供給する工程と、化学強化槽中の化学強化塩を電磁波で加熱する工程とを含むことを特徴とする。
【００１４】
上述の加熱する工程では、電磁波が透過する材質の化学強化槽中の化学強化塩を相異する複数の方向から電磁波で加熱してもよい。
【００１５】
本発明による磁気ディスク用ガラス基板の化学強化装置は、上述の課題を解決するために、固体の化学強化塩が投入される塩投入容器と、塩投入容器中の化学強化塩を電磁波で加熱して溶融する第１の電磁波発生手段と、溶融された化学強化塩が供給され、化学強化塩に磁気ディスク用ガラス基板を接触させて化学強化する化学強化槽とを含むことを特徴とする。
【００１６】
以上の構成によれば、電磁波により、化学強化塩を直接かつ均一に加熱可能であるため、短時間に化学強化塩を溶融することが可能である。
【００１７】
本発明の別の観点によれば、本発明による磁気ディスク用ガラス基板の化学強化装置は、固体または液体の化学強化塩が供給される化学強化槽と、化学強化槽中の化学強化塩を電磁波で加熱する第２の電磁波発生手段とを含むことを特徴とする。
【００１８】
このように、第２の電磁波発生手段を設けることにより、直接に塩が加熱され、化学強化槽が過剰に加熱されることによる腐食を抑制することができ、化学強化槽からのパーティクルの発生を抑制することが可能である。
【００１９】
また、上述の化学強化槽を電磁波が透過する材質とすれば、第２の電磁波発生手段は複数存在してよく、化学強化槽中の化学強化塩を相異する複数の方向から電磁波で加熱してよい。このように化学強化槽が電磁波を透過する材質であれば、様々な方向からの電磁波によって化学強化塩を加熱することが可能である。また、かかる構成により、化学強化塩を満遍なく均一に加熱することができ、ガラス基板に対しても均一な化学強化を行うことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、電磁波により、化学強化塩を直接かつ均一に加熱可能であり、短時間に化学強化塩を溶融することが可能であるから、強化塩溶融時のダウンタイムが減少し、安価な磁気ディスク用ガラス基板を大量に供給することが可能となる。
【００２１】
また、ステンレス等の材質の化学強化槽を用いる場合、化学強化槽の底面や側壁で隔てられていない方向から電磁波を照射すれば、化学強化槽中の塩を直接に加熱できるため、化学強化槽の温度の上昇が抑制され、化学強化槽の腐食を防止できる。これにより、腐食に起因するパーティクルの発生を抑制することが可能である。その結果、化学強化された磁気ディスク用ガラス基板の表面へのパーティクルの付着が抑制され、かかるガラス基板を用いて製造した磁気ディスクには、サーマルアスペリティ障害やヘッドクラッシュ等が生じにくくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に添付図面を参照して本発明による磁気ディスク用ガラス基板の製造方法および化学強化装置の実施形態を詳細に説明する。図中、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。また、同様の要素は同一の参照符号によって表示する。
【００２３】
（化学強化装置の第１の実施形態）
図１は、本発明による化学強化装置の第１の実施形態を示す図である。磁気ディスク用ガラス基板の化学強化装置１００は、固体の化学強化塩１１０が投入される塩投入容器１２０と、塩投入容器１２０中の化学強化塩１１０を電磁波１７０で加熱して溶融する第１の電磁波発生器１３０と、溶融された化学強化塩１４０が供給され、この化学強化塩１４０に磁気ディスク用ガラス基板（図示は省略する）を接触させて化学強化する化学強化槽１５０とを含む。
【００２４】
また、化学強化装置１００は、電磁波の漏れを防ぐため、伝導性を有する金属で密閉された電磁波加熱室１６０を含む。電磁波加熱室１６０には、前述の塩投入容器１２０と電磁波発生器１３０とが設置されている。
【００２５】
化学強化塩１１０は、例えば硝酸カリウム（ＫＮＯ３）、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）、またはこれらの混合物としてよい。図２は図１の化学強化塩１１０として用いられる硝酸ナトリウム（図２（ａ））および硝酸カリウム（図２（ｂ））の構造式を示す図である。これら構造式によれば、化学強化塩の構造には、窒素Ｎと酸素Ｏとの二重結合が最も多く含まれている。
【００２６】
図１の塩投入容器１２０は、電磁波が透過する陶磁器（セラミック）とする。一方、化学強化槽１５０の材質は、典型的には、オーステナイト系ステンレス鋼またはマルテンサイト系ステンレス鋼としてよい。こうした金属容器には、電磁波によって誘導電流が発生し、容器の温度は上昇するが、一般に容器として用いられているオーステナイト系ステンレス鋼およびマルテンサイト系ステンレス鋼は電気抵抗が低いため、発熱しにくく、その温度上昇は、強化塩の温度上昇を下回ることとなる。
【００２７】
なお、化学強化槽１５０中の塩の加熱をも電磁波で行う場合には、化学強化槽１５０も、塩投入容器１２０と同様に、電磁波が透過する陶磁器（セラミック）とする。
【００２８】
化学強化槽１５０は５〜６トンの溶融した化学強化塩１４０を保持することができる。溶融した化学強化塩の比重は水の２倍であるため、６トンとすると、体積にして３ｍ３の化学強化塩１４０となる。通常、塩投入容器１２０には、２〜３回程度に分けて固体の化学強化塩１１０が投入され、各回にて溶融した化学強化塩１４０を化学強化槽１５０に供給する。
【００２９】
電磁波発生器１３０が発生する電磁波１７０は、少なくとも、化学強化塩としての硝酸塩を加熱することができる周波数であればよく、具体的には、例えば、１ＧＨｚ以上のマイクロ波とするのが好ましい。かかる周波数によれば、上述の化学強化塩中に最も多く含まれる窒素Ｎと酸素Ｏとの二重結合を励起させ、化学強化塩を加熱することができるからである。
【００３０】
あるいは、電磁波発生器１３０が発生する電磁波は、電子レンジで採用されている周波数２．４５ＧＨｚ帯（波長は約１２ｃｍ）のマイクロ波としてもよい。この周波数は、水分子の固有振動数に一致するため、化学強化塩に含まれる水分子を振動させ、これによって摩擦熱を発生させ、化学強化塩が加熱されることとなる。
【００３１】
本実施形態において、化学強化塩１１０を溶融する際には、図１に示すように、まず、固体の化学強化塩１１０を塩投入容器１２０に投入し、塩投入容器１２０中の化学強化塩１１０を電磁波１７０で加熱して溶融する。このとき、電磁波１７０による加熱は、化学強化塩１１０に含まれる元素同士の結合を励起したり、水分子を振動させたりすることにより、化学強化塩１１０に対して直接行われる。
【００３２】
一方、従来のヒータやバーナを用いる加熱方式（図示は省略）は、まず、固体の化学強化塩１１０が供給された化学強化槽１５０を加熱し、間接的に、化学強化槽１５０に接触している化学強化塩１１０を加熱する方式である。固体の化学強化塩は、粉末状であるため、熱伝導率は非常に悪い。したがって、本発明の実施形態と比較して、溶融された化学強化塩１４０の状態になるまで２倍の時間がかかるなど、長い加熱時間を必要とするものであった。
【００３３】
また、ニクロム線などの熱線を用いるヒータにて加熱する方式の場合、熱線の近傍は温度が高く、そうでないところは温度が低い。したがって、化学強化塩を投入する金属容器は、とりわけ熱線の近傍の部分において、長期収縮してしまい、極端な場合には、目視にて分かるほどに歪むことがある。
【００３４】
これに比較すると、本願発明の実施形態では、電磁波１７０により、化学強化塩１１０を直接かつ均一に加熱可能であるため、短時間に化学強化塩１１０を溶融することが可能である。
【００３５】
そして、溶融した化学強化塩１４０を、塩投入容器１１０から化学強化槽１５０へ供給管１８０を通して供給する。供給管１８０は、図１に模式的に示すように、塩投入容器１２０から水平に延伸する部分を有するため、固体（粉末状）の化学強化塩１１０は化学強化槽１５０には供給されず、溶融された化学強化塩１４０だけが、化学強化槽１５０に供給される構造となっている。これは化学強化塩の溶け残りを防止するためである。
【００３６】
そして、溶融した化学強化塩１４０中に磁気ディスク用ガラス基板（図示は省略）を接触させて化学強化を行う。
【００３７】
（化学強化装置の第２の実施形態）
図３は、本発明による化学強化装置の第２の実施形態を示す図である。図３では、図１と同様の電磁波加熱室１６０およびそれに含まれる要素については、図示を省略し、図１と異なる部分のみ図示する。図３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の化学強化装置２００は、電磁波加熱室２６０にて、化学強化槽１５０中の化学強化塩１４０を電磁波２１０で加熱する第２の電磁波発生器２２０を含んでいる。
【００３８】
このように、第２の電磁波発生器２００を設けることにより、化学強化槽１５０がステンレス等の材質であって過剰に加熱されると腐食するものであっても、その腐食を抑制することができ、化学強化槽１５０からのパーティクルの発生を抑制することが可能である。なお、本実施形態の場合、化学強化槽１５０がステンレス等の電磁波を透過させない材質であっても、図３のように、化学強化槽１５０の底面や側壁で隔てられていない方向から電磁波を照射すれば、化学強化槽１５０中の塩を直接に加熱できる。
【００３９】
なお、本実施形態では、第２の電磁波発生器２００は、化学強化槽１５０の上方に設置されているが、化学強化槽１５０が、電磁波を透過させる陶磁器（セラミック）などの材質であれば、化学強化槽１５０に対していかなる位置に設置してもよい。
【００４０】
（化学強化装置の第３の実施形態）
図４は、本発明による化学強化装置の第３の実施形態を示す図である。図４においても、図１と同様の電磁波加熱室１６０およびそれに含まれる要素については、図示を省略し、図１と異なる部分のみ図示する。図４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の化学強化装置３００は、電磁波加熱室３６０にて、化学強化槽１５０中の化学強化塩１４０を、相異する複数の方向から放射される電磁波２１０Ａ〜２１０Ｃで加熱する複数の第２の電磁波発生器２２０Ａ〜２２０Ｃを含んでいる。
【００４１】
本実施形態の場合、化学強化槽１５０は、電磁波を透過させる陶磁器（セラミック）とする。これにより、相異する複数の方向から放射される電磁波２１０Ａ〜２１０Ｃによって、化学強化塩１４０を直接加熱可能である。このように、複数の第２の電磁波発生器２００Ａ〜２２０Ｃを設けることにより、化学強化槽１５０中の化学強化塩１４０を効率的に加熱可能である。
【００４２】
［実施例］
以下に、本発明を適用した磁気ディスク用ガラス基板の製造方法および磁気ディスクの製造方法について実施例を説明する。この磁気ディスク用ガラス基板および磁気ディスクは、０．８インチ型ディスク（内径６ｍｍ、外径２１．６ｍｍ、板厚０．３８１ｍｍ）、１．０インチ型ディスク（内径７ｍｍ、外径２７．４ｍｍ、板厚０．３８１ｍｍ）、１．８インチ型磁気ディスク（内径１２ｍｍ、外径４８ｍｍ、板厚０．５０８ｍｍ）などの所定の形状を有する磁気ディスクとして製造される。また、２．５インチ型ディスクや３．５インチ型ディスクとして製造してもよい。
【００４３】
（１）形状加工工程および第１ラッピング工程
本実施例に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、まず、板状ガラスの表面をラッピング（研削）加工してガラス母材とし、このガラス母材を切断してガラスディスクを切り出す。板状ガラスとしては、様々な板状ガラスを用いることができる。この板状ガラスは、例えば、溶融ガラスを材料として、プレス法やフロート法、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法など、公知の製造方法を用いて製造することができる。これらのうち、プレス法を用いれば、板状ガラスを廉価に製造することができる。板状ガラスの材質としては、アモルファスガラスやガラスセラミクス（結晶化ガラス）を利用できる。板状ガラスの材料としては、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等を用いることができる。特にアモルファスガラスとしては、化学強化を施すことができ、また主表面の平坦性及び基板強度において優れた磁気ディスク用基板を供給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ましく用いることができる。
【００４４】
本実施例においては、溶融させたアルミノシリケートガラスを上型、下型、胴型を用いたダイレクトプレスによりディスク形状に成型し、アモルファスの板状ガラスを得た。なお、アルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ２：５８〜７５重量％、Ａｌ２Ｏ３：５〜２３重量％、Ｌｉ２Ｏ：３〜１０重量％、Ｎａ２Ｏ：４〜１３重量％を主成分として含有する化学強化ガラスを使用した。
【００４５】
次に、この板状ガラスの両主表面をラッピング加工し、ディスク状のガラス母材とした。このラッピング加工は、遊星歯車機構を利用した両面ラッピング装置により、アルミナ系遊離砥粒を用いて行った。具体的には、板状ガラスの両面に上下からラップ定盤を押圧させ、遊離砥粒を含む研削液を板状ガラスの主表面上に供給し、これらを相対的に移動させてラッピング加工を行った。このラッピング加工により、平坦な主表面を有するガラス母材を得た。
【００４６】
（２）切り出し工程（コアリング、フォーミング、チャンファリング）
次に、ダイヤモンドカッタを用いてガラス母材を切断し、このガラス母材から円盤状のガラス基板を切り出した。次に、円筒状のダイヤモンドドリルを用いて、このガラス基板の中心部に内孔を形成し、円環状のガラス基板とした（コアリング）。そして内周端面および外周端面をダイヤモンド砥石によって研削し、所定の面取り加工を施した（フォーミング、チャンファリング）。
【００４７】
（３）第２ラッピング工程
次に、得られたガラス基板の両主表面について、第１ラッピング工程と同様に、第２ラッピング加工を行った。この第２ラッピング工程を行うことにより、前工程である切り出し工程や端面研磨工程において主表面に形成された微細な凹凸形状を予め除去しておくことができ、後続の主表面に対する研磨工程を短時間で完了させることができるようになる。
【００４８】
（４）端面研磨工程
次に、ガラス基板の外周端面について、ブラシ研磨方法により、鏡面研磨を行った。このとき、研磨砥粒としては、酸化セリウム砥粒を含むスラリー（遊離砥粒）を用いた。
【００４９】
そして、端面研磨工程を終えたガラス基板を水洗浄した。この端面研磨工程により、ガラス基板の端面は、ナトリウムやカリウムの析出の発生を防止できる鏡面状態に加工された。特に内周端面は、２００〜３００枚ほどの多数枚を積層して研磨した場合であっても、内孔の公差や真円度が低下することなく良好な状態であった。
【００５０】
（５）主表面研磨工程
主表面研磨工程として、まず第１研磨工程を施した。この第１研磨工程は、前述のラッピング工程において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ものである。この第１研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、硬質樹脂ポリッシャを用いて、主表面の研磨を行った。研磨剤としては、酸化セリウム砥粒を用いた。
【００５１】
この第１研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。
【００５２】
次に、主表面研磨工程として、第２研磨工程を施した。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。この第２研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、軟質発泡樹脂ポリッシャを用いて、主表面の鏡面研磨を行った。研磨剤としては、第１研磨工程で用いた酸化セリウム砥粒よりも微細な酸化セリウム砥粒を用いた。
【００５３】
この第２研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）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。
【００５４】
（６）化学強化工程
図５は硝酸カリウム（ＫＮＯ３）１００ｇを磁器製の容器に投入し、電磁波加熱溶融した場合（点群４００）と電気ヒータ加熱した場合（点群４１０）とで昇温特性を比較したグラフである。図５に示すように、溶融した化学強化溶液を用いて化学強化に必要な４００℃まで加熱するのに要した時間は、電磁波加熱した場合で約３０分、電気ヒータで加熱した場合で約６０分である。このように、本発明の実施形態のごとく、電磁波加熱した場合は、従来のヒータを用いた場合と比較して、加熱時間が約半分という短時間で済むことが分かる。したがって、低コストで大量に磁気ディスク用ガラス基板を製造するのに、本発明は適している。
【００５５】
図６は、化学強化塩を投入していない、マルテンサイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ（Special Use Stainless steel）４０３製ビーカのみを電磁波加熱した場合に、ビーカの昇温特性を示すグラフである。ビーカの中身として化学強化塩が存在している図５の場合には、点群４００に示すように少なくとも４００℃まで温度が上昇するところ、図６では点群５００に示すように温度は２００℃までしか温度が上昇していない。
【００５６】
以上の実験結果から、以下のことが分かる。図５の化学強化塩が存在する場合に、仮に、容器が加熱されてその影響で化学強化塩が加熱されたとすれば、化学強化塩を４００℃まで昇温させた容器の温度は、少なくとも４００℃以上に加熱されているはずである。ところが図６に示すように、容器単独で加熱した場合には、温度は２００℃までしか上昇しない。このように、図６は、電磁波が容器ではなく、化学強化塩に直接作用して加熱溶融することの証左である。
【００５７】
上述の実験結果を踏まえ、ラッピング工程および研磨工程を終えたガラス基板に、化学強化を施した。化学強化は、まず硝酸カリウム（６０％）と硝酸ナトリウム（４０％）を混合した粉末状の化学強化塩を、固体の化学強化塩１１０として用意し、図１に示すように、塩投入容器１２０に投入して、電磁波発生器１３０によって加熱溶融した。
【００５８】
その結果、従来のヒータによる加熱溶融では約８時間程度の時間がかかっていたところ、半分の４時間で加熱溶融が完了し、化学強化槽１５０に、十分な量の溶融した化学強化塩１４０を満たすことができた。
【００５９】
続いて、図３または図４に示すように、化学強化槽１５０を電磁波発生器２２０または２２０Ａ〜２２０Ｃを用い、化学強化溶液１４０を４００℃に加熱しておくとともに、洗浄済みのガラス基板を３００℃に予熱し、化学強化溶液中に約３時間浸漬することによって行った。
【００６０】
このように、ガラス基板中のリチウムイオンおよび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およびカリウムイオンにそれぞれ置換され、ガラス基板が強化された。
【００６１】
また、化学強化槽１５０として稼動を開始してから半年後に、腐食によるパーティクルの検出率を以下の方法で比較した。すなわち、半年間使用した後の交換前の化学強化塩１ｋｇを水に溶解し、フィルタリングした後、フィルタ上に残留した粒子の量を比較した。すると、従来のヒータを用いた加熱溶融方法の場合、０．１％（１ｇ）のＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉ（ＳＵＳ系コンタミ）が検出されたが、本発明を使用した場合は、わずか２０ｐｐｍであった。
【００６２】
化学強化処理を終えたガラス基板を、２０℃の水槽に浸漬して急冷し、約１０分間維持した。そして、急冷を終えたガラス基板を、約４０℃に加熱した濃硫酸に浸漬して洗浄を行った。さらに、硫酸洗浄を終えたガラス基板を純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の各洗浄槽に順次浸漬して洗浄した。
【００６３】
上記の如く、第１ラッピング工程、切り出し工程、第２ラッピング工程、端面研磨工程、第１および第２研磨工程、ならびに化学強化工程を施すことにより、平坦、かつ、平滑な、高剛性の磁気ディスク用ガラス基板を得た。
【００６４】
（７）磁気ディスク製造工程
上述した工程を経て得られたガラス基板の両面に、ガラス基板の表面にＣｒ合金からなる付着層、ＣｏＴａＺｒ基合金からなる軟磁性層、Ｒｕからなる下地層、ＣｏＣｒＰｔ基合金からなる垂直磁気記録層、水素化炭素からなる保護層、パーフルオロポリエーテルからなる潤滑層を順次成膜することにより、垂直磁気記録ディスクを製造した。なお、本構成は垂直磁気ディスクの構成の一例であるが、面内磁気ディスクとして磁性層等を構成してもよい。
【００６５】
塩投入容器を加熱して間接的に塩を加熱する従来の方法と、本発明による電磁波で塩を直接に加熱する方法とを、半年間実行した。そして、それぞれのガラス基板から製造された磁気ディスクについて、グライドハイト６ｎｍという条件で、サーマルアスペリティ試験（ＴＡ試験）を行った。その結果、本発明による実施例では、ＴＡが発生しなかったが、従来の方法によるものにはＴＡが発生した。
【００６６】
これは、従来の方法では、塩投入容器を直接加熱しているため、腐食によるパーティクルが発生し、それが原因となってＴＡが発生したものと考えられる。
【００６７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法および化学強化装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明による化学強化装置の第１の実施形態を示す図である。
【図２】図１の化学強化塩として用いられる硝酸ナトリウムおよび硝酸カリウムの構造式を示す図である。
【図３】本発明による化学強化装置の第２の実施形態を示す図である。
【図４】本発明による化学強化装置の第３の実施形態を示す図である。
【図５】硝酸カリウムを電磁波加熱溶融した場合と電気ヒータ加熱した場合とで昇温特性を比較したグラフである。
【図６】空のマルテンサイト系ステンレス鋼製ビーカのみを電磁波加熱した場合に、ビーカの昇温特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７０】
１００、２００、３００  化学強化装置
１１０  固体の化学強化塩
１２０  塩投入容器
１３０  第１の電磁波発生器
１４０  溶融された化学強化塩
１５０  化学強化槽
１６０、２６０、３６０  電磁波加熱室
２２０、２２０Ａ、２２０Ｂ、２２０Ｃ  第２の電磁波発生器
【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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【図６】
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