(57)【要約】【課題】  主にハードディスクに用いる情報記録用ガラス基板の母材、情報記録用ガラス基板、その製造方法に、その情報記録用ガラス基板の表面に磁性膜を有する磁気記録媒体及びそれを組み込んだハードディスクに関する。【解決手段】  母材をプレス成形により成形した後、母材表面に１〜１０ＭＰａの最大圧縮応力を与えるように、母材の降温速度を調整しながら、冷却設備で徐冷して情報記録用ガラス基板の母材とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に１〜１０ＭＰａの最大圧縮応力を与えたことを特徴とする情報記録用ガラス基板の母材。  
【請求項２】
母材をプレス成形により成形した後、母材表面に１〜１０ＭＰａの最大圧縮応力を与えるように、母材の降温速度を調整しながら冷却設備で徐冷して製造してなる情報記録用ガラス基板の母材。
【請求項３】
前記降温速度が徐冷点と歪点との間において１．５〜５．５℃／分であることを特徴とする請求項２記載の情報記録用ガラス基板の母材。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか記載の情報記録用ガラス基板の母材を用いて、更に、研磨加工、外周加工及び内孔加工を施した情報記録用ガラス基板。
【請求項５】
母材をプレス成形により成形した後、母材表面に１〜１０ＭＰａの最大圧縮応力を与えるように、母材の降温速度を調整しながら冷却設備で徐冷することを特徴とする情報記録用ガラス基板の母材の製造方法。
【請求項６】
前記降温速度が徐冷点と歪点との間において１．５〜５．５℃／分であることを特徴とする請求項５記載の情報記録用ガラス基板の母材の製造方法。
【請求項７】
請求項５又は６の情報記録用ガラス基板の母材の製造方法で製造した母材に、更に研磨加工、外周加工及び内孔加工することを特徴とする情報記録用ガラス基板の製造方法。
【請求項８】
請求項４記載の情報記録用ガラス基板の表面に磁性膜を形成したことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項９】
請求項８記載の磁気記録媒体が組み込まれていることを特徴とするハードディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にハードディスクに用いる情報記録用ガラス基板の母材、情報記録用ガラス基板及びその製造方法に関する。更に、その情報記録用ガラス基板の表面に磁性膜を有する磁気記録媒体及びそれを組み込んだハードディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報記録用ガラス基板は、表面に磁性膜を形成するスパッタリング工程において、２００℃程度の温度差の熱衝撃が生じる関係で、耐熱衝撃性が要求されている。そのため、母材の研磨後にガラス表面のアルカリ金属イオン（例えばＬｉイオン）をより大きなイオン半径のアルカリ金属イオン（例えばＮａイオン、Ｋイオン）とイオン交換する、いわゆる化学強化が行われている（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
また、一般的な板ガラスやガラス食器においては、ガラス温度が徐冷点付近にあるときに表面に常温空気、ミスト混合常温空気、冷却空気などを吹き付けて急冷し表面に圧縮応力を付与する、いわゆる風冷強化が行われている（例えば特許文献２参照。）。
【０００４】
本出願に関する先行技術文献情報として次のものがある。
【特許文献１】特開平８−３２１０３４号公報
【特許文献２】特公平６−５３５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
情報記録用ガラス基板は、プレス成形、徐冷により母材を製造した後、この母材を研磨加工、外周加工、内孔加工して得られる。その後、基板表面にスパッタリングによって磁性膜を形成する。スパッタリングを完了した基板は急冷されて熱衝撃を受けるので、このときに基板が割れてしまうことがある。また、ハンドリング時や情報記録装置内での機械的衝撃によっても割れるおそれがある。基板の割れの原因としては、ガラス自体の強度不足と、研磨時にガラス表面に形成される非常に細く小さな傷（マイクロクラック）とがある。
【０００６】
上記の化学強化は、ガラス自体の強度を増して割れを防止するものであるが、母材を研磨した後に施されるものであるから、研磨工程で発生するマイクロクラックを防止する効果はなく、イオン交換処理浴による表面への汚れの付着、大きさの異なるイオン置き換えによる平滑性の悪化、更にイオン交換工程による工程数の増加に伴うコストアップという問題があった。
【０００７】
上記の風冷強化は、ガラス表面に非常に大きな圧縮応力（５０ＭＰａ以上）が発生し、内部歪みが大きくなるので、研磨などの後工程において反りや割れを生じやすく、高い平滑性が要求される情報記録用ガラス基板には不向きである。
【０００８】
本発明は、情報記録用ガラス基板の平滑性を悪化させることなく耐熱衝撃性及び耐機械的衝撃性を向上し、しかも低コストで容易に製造できるようにすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の情報記録用ガラス基板の母材は、表面に１〜１０ＭＰａの最大圧縮応力を与えたことを特徴とする。
請求項２記載の情報記録用ガラス基板の母材は  母材をプレス成形により成形した後、母材表面に１〜１０ＭＰａの最大圧縮応力を与えるように、母材の降温速度を調整しながら、冷却設備で徐冷して製造することを特徴とする。この場合、前記降温速度は徐冷点と歪点との間において１．５〜５．５℃／分であることが望ましい。
請求項４記載の情報記録用ガラス基板は、上記のいずれか記載の情報記録用ガラス基板の母材を用いて、更に、研磨加工、外周加工及び内孔加工を施すことを特徴とする。
請求項５記載の情報記録用ガラス基板の母材の製造方法は、母材をプレス成形により成形した後、母材表面に１〜１０ＭＰａの最大圧縮応力を与えるように、母材の降温速度を調整しながら、冷却設備で徐冷することを特徴とする。この場合、前記降温速度は徐冷点と歪点との間において１．５〜５．５℃／分であることが望ましい。
請求項７記載の情報記録用ガラス基板の製造方法は、前記の情報記録用ガラス基板の母材の製造方法で製造した母材を、更に研磨加工、外周加工及び内孔加工することを特徴とする。
請求項８記載の磁気記録媒体は、請求項４記載の情報記録用ガラス基板の表面に磁性膜を形成したことを特徴とする。
請求項９記載のハードディスクは、請求項８記載の磁気記録媒体が組み込まれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、耐熱衝撃性、耐機械的衝撃性に優れた安定した品質の情報記録用ガラス基板を、工程数を増やすことなく、容易かつ低コストで得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の情報記録用ガラス基板に用いられるガラスの種類としては、特に限定されるものではないが、例えば、アルカリ・アルミノ・シリケート系（Ｒ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２）やソーダ・ライム・シリケート系（Ｎａ２Ｏ・ＣａＯ・ＳｉＯ２）などのケイ酸塩系（Ｒ２Ｏ・ＲＯ・ＳｉＯ２系、Ｒ２Ｏ・ＰｂＯ・ＳｉＯ２系、Ｒ２Ｏ・Ｂ２Ｏ３・ＳｉＯ２系、ＲＯ・Ｂ２Ｏ３・ＳｉＯ２系、ＲＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２系、ＲＯ・ＴｉＯ２・ＳｉＯ２系、Ｒ２Ｏ・ＺｒＯ２・ＳｉＯ２系、ＲＯ・Ｐ２Ｏ５・ＳｉＯ２系、ＲＯ・ＳｉＯ２系）、非ケイ酸塩系（Ｒ２Ｏ・ＲＯ・Ｂ２Ｏ３系、ＲＯ・Ｒ２Ｏ３・Ｂ２Ｏ３系、Ｒ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・Ｐ２Ｏ５系、ＲＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｐ２Ｏ５系）に広く適用できる。厚みとしては、例えば０．２〜１．８ｍｍの範囲のものが適用できる。
【００１２】
図１に、母材表面の圧縮応力が母材の直径方向にどのように分布しているかを示す。図１より圧縮応力は母材１の中心から離れるほど大きくなる。すなわち、母材表面の最大圧縮応力は母材の外周部分に発生する。本発明では、母材表面に１〜１０ＭＰａの最大圧縮応力を与える。母材表面に１〜１０ＭＰａの最大圧縮応力を与える方法として、物理的方法（例えば、冷却により発生させる方法）であるか化学的方法でるかを問わないが、化学的方法によってこのような小さい最大圧縮応力を安定して発生させることは困難であり、物理的方法によることが望ましい。この小さい圧縮応力を与えることで、研磨加工によるマイクロクラックの発生を減少させることができる。また、研磨後もガラス基板表面に圧縮応力が残存するので、その相乗効果によりガラス基板の耐熱衝撃が向上する。１ＭＰａ未満では耐熱衝撃性の向上が十分でなく、１０ＭＰａを超えると反りや割れを生じるおそれがあるばかりでなく、冷却設備における降温速度の調整で製造することが困難となる。
【００１３】
冷却設備として、特に限定されるものではなく、公知の徐冷設備が適用できる。例えば、徐冷炉の他に風冷設備や、徐冷炉と風冷設備を組み合わせたものが適用できる。冷却設備の徐冷炉内では、雰囲気温度を調整し、母材の降温速度を調整することで母材表面に圧縮応力を付与するので、イオン交換などの他の工程を付加する必要がなく、短時間、低コストで製造でき、基板表面に汚れが付着することもない。また、一般に降温速度を早くするほど最大圧縮応力が大きくなるので、適切な降温速度を選択することで、所望の最大圧縮応力を母材の表面層に安定して付与することができる。また、徐冷炉内で徐々に降温するために、母材の厚み方向の応力変化が緩やかになり、研磨の際に割れやマイクロクラックが生じにくく、研磨後の基板の表面層に最適な圧縮応力を確実に残存できる。冷却速度として、降温速度が徐冷点と歪点との間において１．５〜５．５℃／分であることが望ましい。母材表面に発生する圧縮応力は、主に徐冷点と歪点との間における降温速度に影響されることを見いだした。本発明者らは、１．５〜５．５℃／分とすることで母材表面に１〜１０ＭＰａの最大圧縮応力を付加することを発見した。この範囲の最大圧縮応力であれば、基板の割れ率が非常に小さくなることを発見した。降温速度と発生する最大圧縮応力との関係は、ガラスの組成や母材の厚さなどで多少変動するが、一般的なガラスで、厚さが０．２〜１．８ｍｍ程度であれば、上記の降温速度の範囲が適当である。図２は本発明と従来の徐冷炉内における母材の表面温度と時間の関係を比較したものである。Ａが本発明の場合、Ｂが従来の場合を示している。本発明は従来に比べて徐冷点から歪点における降温速度が大きくなっている。
【００１４】
このようにして製造した母材は、その表面を研磨加工、外周加工及び内孔加工を施して、情報記録用ガラス基板とする。
【００１５】
次に、この情報記録用ガラス基板は、例えば下から順次、Ｃｒ層からなる下地層、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ等からなる記録層である磁性膜、保護層、潤滑層を形成して、磁気記録媒体とする。このガラス基板からなる磁気記録媒体をハードディスク組込む。
【実施例】
【００１６】
情報記録用ガラス基板に用いられる一般的なアルカリ・アルミノ・シリケート系ガラス（Ｒ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２）で直径８９ｍｍ、厚み１．６６ｍｍの円盤状の母材をプレス成形し、徐冷炉で徐冷する際、徐冷点と歪点との間の降温速度を１．４５℃／分、１．７５℃／分、２．９５℃／分の３種類とし、各種類のサンプルをそれぞれ３００枚ずつ作成した。各サンプルから１０枚ずつを選び、東芝硝子製歪検査機ＳＶＰ−１００を用いて外周部分に生じている最大圧縮応力を測定した。その測定値の平均は次の通りである。
降温速度＝１．４５℃／分のとき：最大圧縮応力＝０．５８ＭＰａ
降温速度＝１．７５℃／分のとき：最大圧縮応力＝１．７５ＭＰａ
降温速度＝２．９５℃／分のとき：最大圧縮応力＝２．９１ＭＰａ
【００１７】
次に、上記３種類のサンプル並びに種々の最大圧縮応力を与えたサンプル各３００枚のサンプルを研磨加工、外周加工及び内孔加工し、直径８５ｍｍ、内孔径２５ｍｍ、厚み１．２７ｍｍのガラス基板に仕上げた。この基板を電気炉で２００℃に加熱した後、水中へ投じて急冷して熱衝撃を与え、割れを生じる枚数を調べた。次に、このテストで割れなかったものについて、再度２４０℃に加熱してから水中に投じて更に強い熱衝撃を与え、割れを生じる枚数を調べた。その結果を図３に示す。同図から理解できるように、母材の最大圧縮応力が１ＭＰａ以上でかつ１０ＭＰａ以下の場合、基板の割れ率が急激に減少し、良好な耐熱衝撃性が付与されている。
【００１８】
図４は母材に与える最大圧縮応力と徐冷炉で徐冷中の母材の破損率の関係を示している。図４で明らかなように、最大圧縮応力が１０ＭＰａ以下の場合、徐冷炉での母材の破損率が極端に少なく、１０ＭＰａを越えると急激に大きくなることが判る。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明によれば、耐熱衝撃性に優れた安定した品質の情報記録用ガラス基板を、工程数を増やすことなく、容易かつ低コストで得ることができる。また、この情報記録用ガラス基板の表面に磁性膜を積層することにより、磁気記録媒体に適用でき、更に、ハードディスクに組み込むことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】母材表面の圧縮応力分布を示す概略図。
【図２】徐冷炉における母材の降温速度を示す図。
【図３】母材の最大圧縮応力と熱衝撃による基板の割れ率の関係を示す図。
【図４】母材の最大圧縮応力と徐冷炉での母材の破損率の関係を示す図。
【符号の説明】
【００２１】
１  母材  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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