(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主成分となるフォルステライトと導電成分となる酸化鉄とを平均粒径が０．９μｍ以下となるように粉砕し焼成してなる、２ＭｇＯ・ＳｉＯ２を主結晶相とし、副結晶相としてＭｇＦｅ２Ｏ４、Ｆｅ３Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３の少なくとも１種の結晶のみを有するセラミック焼結体からなる磁気ディスク基板用保持部材であって、モース硬度が７を超える化合物の含有量が０．５重量％以下であるとともに、Ａｌ２Ｏ３の含有量がＺｒＯ２の含有量よりも少なく０．１重量％以下であることを特徴とする磁気ディスク基板用保持部材。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気ディスク基板用保持部材の製造方法であって、主成分であるフォルステライトと導電成分となる酸化鉄と水とを攪拌機にて混ぜてスラリー化させた原料をジルコニアビーズを用いたビーズミルで平均粒径が０．９μｍ以下となるように粉砕する工程と、粉砕後のスラリーにバインダを添加し噴霧乾燥して造粒粉を得る工程と、該造粒粉を加圧成形して焼成する工程とを含むことを特徴とする磁気ディスク基板用保持部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク基板を保持するのに用いるスペーサ等の磁気ディスク基板用保持部材及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンピュータや家電の外部記録装置として使用される磁気ディスク装置は、回転軸に固定されたハブに、磁気ディスク基板とスペーサとを交互に組み込み、締め付けることにより、磁気ディスク基板を一定間隔に固定して保持するようになっていた。そして、上記回転軸及び磁気ディスク基板を回転させるとともに、各磁気ディスク基板上に磁気ヘッドを非接触状態で移動させることにより、各磁気ディスク基板への情報の書き込みや、情報の読み取りを行なっていた。
【０００３】
ところで、近年、磁気ディスク基板の高密度化や磁気ディスク装置の大容量化が要求されており、そのためには磁気ディスク基板の表面を高度に平滑化および平坦化するとともに、磁気ディスク基板の変形や歪みを防ぎ、磁気ヘッドと磁気ディスク基板との距離をできるだけ小さくする必要がある。そのため、磁気ディスク基板をセラミックスやガラス等により形成するとともに、各磁気ディスク基板を保持するスペーサ等の磁気ディスク基板用保持部材（以下、単に保持部材という）を、上記磁気ディスク基板との熱膨張差が小さく、温度変化による変形や経時劣化が殆どなく、高精度に加工することが可能なフォルステライトを主成分とするセラミック焼結体により形成することが提案されている。
【０００４】
また、磁気ディスク基板には静電気が発生することがあり、この静電気によって磁気ディスク基板に記録されている情報が破壊されるおそれがあることから、上記フォルステライトを主成分とするセラミック焼結体に酸化鉄を添加して半導電性を持たせ、磁気ディスク基板に帯電した電荷を逃がし、記録情報が破壊されるのを防止することが示されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１９３６５９号公報
【特許文献２】
特開２００２−２３０９３３号公報
【特許文献３】
特開２００２−２１６４４９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
セラミック焼結体からなる保持部材を、磁気ヘッドと磁気ディスク基板との距離が０．１μm以下の磁気ディスク装置に組み込んで使用すると、磁気ヘッドと磁気ディスク基板との間に異物が噛み込んだり、磁気ヘッドにより異物が磁気ディスク基板に押し付けられ、磁気ヘッドや磁気ディスク基板上の記録層を破壊し、情報の書き込みや読み取りができなくなるといった課題があった。
【０００７】
即ち、保持部材を形成するセラミック焼結体は、セラミック原料を焼き固めた多結晶体であり、その表面には多数のボイドが存在するとともに、所定形状とするために研削加工が施されたセラミック焼結体の表面には研削傷が形成されるのであるが、保持部材の製作時に発生した研削粉や研磨粉あるいは脱粒粉等の異物が保持部材表面のボイド中や研削傷中に入り込んでおり、これらの異物が磁気ディスク装置の駆動時における振動等によってボイドや研削傷からこぼれ落ち、磁気ディスク基板上に落ちた異物が磁気ヘッドにより押し付けられたり、磁気ヘッドとの間に噛み込むことにより発生していた。
【０００８】
セラミック焼結体の製造工程において、原料の粉砕工程では図２に示すボールミルを用いる。この時、原料スラリー１２がアルミナ製の粉砕ボール１１で粉砕される際に異物が混入し、これらの異物がモース硬度７を越える非常に硬いものである場合、上記の問題は顕著に発生する。
【０００９】
そこで、研削加工や研磨加工により所定の寸法形状となるように形成された保持部材のボイドや研削傷上に入り込んでいる研削粉や研磨粉あるいは脱粒粉等の異物を除去するため、紫外線やオゾンによる洗浄、界面活性剤を使用した洗浄、バブル洗浄、超音波洗浄等のさまざまな洗浄処理が行なわれているが、いずれの洗浄方法を用いたとしても上記の異物を完全に除去することは難しい。
【００１０】
また、保持部材に熱処理を施したり、樹脂膜を被着することで上記異物の低減を図った提案もあるが、コストアップや膜剥れ等の問題もあり、信頼性の面で不安が残っている（特許文献２及び特許文献３参照。）。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上の課題を解決すべく種々検討を行なった結果、磁気ディスク基板用保持部材が、主成分となるフォルステライトと導電成分となる酸化鉄とを平均粒径が０．９μｍ以下となるように粉砕し焼成してなる、２ＭｇＯ・ＳｉＯ２を主結晶相とし、副結晶相としてＭｇＦｅ２Ｏ４、Ｆｅ３Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３の少なくとも１種の結晶のみを有するセラミック焼結体からなり、このセラミック焼結体は、モース硬度が７を超える化合物の含有量が０．５重量％以下であるとともに、化合物の中でも非常に硬く、磁気ディスク装置クラッシュの一因となる可能性の非常に高いＡｌ２Ｏ３の含有量がＺｒＯ２の含有量よりも少なく０．１重量％以下に抑えることによって、信頼性の高い保持部材を提供することができる。
【００１２】
また、モース硬度が７を超える化合物であるＡｌ２Ｏ３の混入量を０．１重量％以下に抑えた保持部材の構成とする製造方法としては、保持部材原料を粉砕する工程において、ジルコニアビーズを用いたビーズミルで粉砕することが、品質、設備投資の点からみても有効であることを見出した。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００１４】
本発明の磁気ディスク基板用保持部材は、磁気ディスク基板を一定間隔で保持するためのものである。そして、本発明の磁気ディスク基板用保持部材は、主成分となるフォルステライトと導電成分となる酸化鉄とを平均粒径が０．９μｍ以下となるように粉砕し焼成してなる、２ＭｇＯ・ＳｉＯ２を主結晶相とし、副結晶相としてＭｇＦｅ２Ｏ４、Ｆｅ３Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３の少なくとも１種の結晶のみを有するセラミック焼結体からなり、このセラミック焼結体は、モース硬度が７を超える非常に硬い化合物の含有量が０．５重量％以下であるとともに、Ａｌ２Ｏ３の含有量をＺｒＯ２の含有量よりも少なく０．１重量％以下としたものである。
【００１５】
例えばＡｌ２Ｏ３やＳｉＣのようにモース硬度７以上の化合物が存在していた場合、保持部材の研削傷やボイド中に入り込んだ研削粉や研磨粉あるいは脱粒粉等の異物の中にも、これらモース硬度７以上の化合物が存在することになり、このような異物が磁気ディスク装置起動時における振動等によって、ボイドや研削傷等から落下し、磁気ディスク装置のクラッシュの要因となる可能性は非常に高い。特にＡｌ２Ｏ３は保持部材原料の製造工程において、原料粉末粉砕用の粉砕ボールとしても一般的によく用いられ、粉砕時の粉砕ボールの磨耗により、保持部材中に存在していることが多く、しかも、モース硬度９と非常に硬いため、前述の磁気ディスク装置クラッシュの問題は顕著に発生する。従って、特にＡｌ２Ｏ３の含有量を０．１重量％以下とすることが重要である。本発明のように、モース硬度７以上の化合物を限りなく少なくすることは、磁気ディスク装置クラッシュの可能性が低くなるということであり、信頼性の高い保持部材を供給することにつながる。
【００１６】
以下、本発明の磁気ディスク基板用保持部材の製造方法について説明する。
まず、出発原料として主成分となるフォルステライトに導電成分となる酸化鉄を加えた粉末と水とを混合してスラリー化し、このスラリーの粉砕は図１のビーズミルで行なう。ビーズミルで用いる粉砕ビーズには、ジルコニアビーズを用いることとする。前述のスラリーはスラリー供給口２から供給され、回転ロータ３で攪袢されて、ジルコニア製の粉砕ビーズ１との磨砕により粉砕され、スクリーン４を通ってスラリー出口５より排出される。このスラリーを循環粉砕し、平均粒径が０．９μｍ以下に到達した時点で全スラリーを排出後、バインダを添加し、噴霧乾燥することにより、造粒粉を作製する。この造粒粉を約１ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で所定形状に成形後、１２００〜１５００℃の温度で焼成し、研削加工や研磨加工を施すことで、所定形状の磁気ディスク基板用保持部材を作製する。
【００１７】
以上の製造工程にて作製された磁気ディスク基板用保持部材は、主成分となるフォルステライトと導電成分となる酸化鉄とを平均粒径が０．９μｍ以下となるように粉砕し焼成してなる、２ＭｇＯ・ＳｉＯ２を主結晶相とし、副結晶相としてＭｇＦｅ２Ｏ４、Ｆｅ３Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３の少なくとも１種の結晶のみを有するセラミック焼結体からなり、このセラミック焼結体は、モース硬度が７を超える非常に硬い化合物の含有量が０．５重量％以下であるとともに、Ａｌ２Ｏ３の含有量がＺｒＯ２の含有量よりも少なく０．１重量％以下に抑えた保持部材となり得る。
【００１８】
即ち、主成分としてモース硬度７以下のフォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、酸化鉄を用い、ジルコニア製の粉砕ビーズを用いたビーズミルで粉砕することによって、モース硬度７を超える化合物の含有量を０．５重量％以下とすることができるとともに、Ａｌ２Ｏ３の含有量を０．１重量％以下とすることができる。
【００１９】
【実施例】
主成分となるフォルステライトに導電成分となる酸化鉄を加えた粉末と水とを攪拌機にて混ぜてスラリー化させた原料を、図１に示すビーズミル（本発明実施例）、図２に示すボールミル（比較例）の２種類の粉砕方式で平均粒径０．９μｍ以下を目標に粉砕し、実際の粒度分布を測定した。尚、粉砕条件は表１の通りである。次に、この粉砕後のスラリーにバインダを添加し噴霧乾燥して造粒粉を作製した。この造粒粉を１ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で所定形状に成形し、１２８０℃の温度で焼成して焼結体を得た。得られた焼結体については、ＩＣＰによる組成定量分析、見掛け比重、ボイド占有率を測定し、結果は表２に示す。表３は参考用として構成化合物のモース硬度を示す。
【００２０】
まず、表１において、目標の粒度を満足する為に、比較例であるボールミルでは粉砕時間が１６０時間と大幅に長くなっているが、本発明実施例であるビーズミルを用いたものは非常に短時間での粉砕が可能であった。また、両者の粒度分布を比較すると、ボールミルに比べビーズミルは非常にシャープな分布になっていることが判る。尚、図２に示すボールミルのライナーと粉砕ボール１１をジルコニア製にすることも考えられるが、粉砕時間の短縮は期待できず、ジルコニアが非常に高価であり設備投資金額が莫大となることが予想されることから有効な手法とは言い難い。
【００２１】
次に、表２において、ボールミルを用いた比較例ではライナーや粉砕ボールからの磨耗でＡｌ2Ｏ3が約２重量％混入しているが、ビーズミルを用いた本発明実施例ではＡｌ2Ｏ3の混入が出発原料の不純物レベルで０．０６重量％と非常に少ない。逆にビーズミルはＺｒＯ2の混入が０．１５重量％程度確認されたが、混入量も少なく、ＺｒＯ2はモース硬度７の材料であることから、磁気ディスク装置のクラッシュに及ぼす影響は小さい。見掛け比重とボイド占有率測定結果からは、ボールミル粉砕に比べ、ビーズミル粉砕の方が緻密化されており、ボイドも少なくなっていることが確認された。これはビーズミル粉砕で粒度分布が非常にシャープとなっているからであり、磁気ディスク装置クラッシュに悪影響を及ぼす異物が減少する効果も期待できる。
【００２２】
【表１】
0004549031.tif 000002
【００２３】
【表２】
0004549031.tif 000003
【００２４】
【表３】
0004549031.tif 000004
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、主成分となるフォルステライトと導電成分となる酸化鉄とを平均粒径が０．９μｍ以下となるように粉砕し焼成してなる、２ＭｇＯ・ＳｉＯ２を主結晶相とし、副結晶相としてＭｇＦｅ２Ｏ４、Ｆｅ３Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３の少なくとも１種の結晶のみを有する焼結体からなる磁気ディスク基板用保持部材であって、前記セラミック焼結体は、モース硬度が７を超える非常に硬い化合物の含有量が０．５重量％以下であるとともに、Ａｌ２Ｏ３の含有量がＺｒＯ２の含有量よりも少なく０．１重量％以下とすることによって、磁気ディスク基板との熱膨張差が小さく、高精度加工が可能であり、静電気除去効果を持ち合わせるとともに、磁気ディスク装置のクラッシュ要因となる高硬度の異物の含有量が少ないので、信頼性の高い保持部材を提供することができる。しかも、上記セラミック焼結体の製造工程において、ジルコニアビーズを用いたビーズミルで原料の粉砕、混合を行なうことで、磁気ディスク装置のクラッシュの要因となる高硬度の異物の混入量が少なく、粒度分布が非常にシャープな原料を比較的安価に製造できるので、見掛け比重が大きくてボイド占有率の低い、緻密化された信頼性の高い保持部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気ディスク基板用保持部材の製造工程で使用するビーズミルの模式図である。
【図２】一般的な原料粉末の粉砕に使用されるボールミルの模式図である。
【符号の説明】
１：粉砕ビーズ
２：スラリー供給口
３：回転ローター
４：スクリーン
５：スラリー出口
１１：粉砕ボール
１２：原料スラリー
【図１】
0004549031.tif 000005
【図２】
0004549031.tif 000006