(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスが円板状にプレス成形されてなる磁気ディスク用ガラス基板のプレス成形用金型の製造方法であって、金型母材のプレス成形面に切削加工層を形成し、この切削加工層全表面を超微細表面粗さに加工した後、この切削加工層上に保護膜を形成し、この保護膜全表面を表面粗さが中心線平均粗さＲａで０．３ｎｍ以上０．５ｎｍ以下の超微細表面粗さに加工した後、プレス成形面の中央部（プレス成形面の中心を中心としプレス成形後の基板の内径加工で除去される円形領域またはこの円形領域に含まれる部分に対応するプレス成形面領域）の保護膜表面を表面粗さが中心線平均粗さＲａで１．０ｎｍ以上５．０ｎｍ以下になるように粗面化する工程を含むことを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板のプレス成形用金型の製造方法。
【請求項２】
金型母材が超硬合金，鉄系合金，セラミックスのうちのいずれかからなり、切削加工層がＮｉおよびＰからなる無電解めっき層からなり、保護膜がタングステン（Ｗ），白金（Ｐｔ），パラジウム（Ｐｄ），イリジウム（Ｉｒ）のうちの少なくとも１種類以上の金属あるいは合金からなる薄膜からなることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク用ガラス基板のプレス成形用金型の製造方法。
【請求項３】
プレス成形面の中央部（プレス成形面の中心を中心としプレス成形後の基板の内径加工で除去される円形領域またはこの円形領域に含まれる部分に対応するプレス成形面領域）の表面が、機械研磨，ブラスト処理，エッチング，レーザー加工のうちのいずれかの方法で粗面化されることを特徴とする請求項１または２記載の磁気ディスク用ガラス基板のプレス成形用金型の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板のプレス成形用金型の製造方法により製造されたプレス成形用金型を用いてプレス成形したガラス円板に内径加工を行って、粗面化されている中央部である円形領域，または粗面化されている中央部を含む円形領域を除去す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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンピュータの外部記憶装置やその他のデジタルデータの各種磁気記録装置に搭載される磁気ディスク用ガラス基板の製造に用いられるプレス成形用金型の製造方法およびそのプレス成形用金型を用いる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種磁気記録装置の高記録密度化への要求が高まってきており、それに伴い磁気ヘッドの低浮上化が検討されている。そのため、磁気ディスクの平滑性に関しては極めて高い精度が要求されてきている。また、各種磁気記録装置の市場価格の急激な低下に伴い、高機能を維持したままで従来以上に安価な磁気ディスクを提供することが求められている。
【０００３】
従来、磁気ディスク用基板の材料としては、アルミニウム合金を主とする非磁性金属が使用されてきた。アルミニウム合金を用いた基板は、一般に、加熱溶融した材料を圧延，加熱焼鈍したのち、規定の寸法に加工されたブランク材が用いられる。ブランク材の内外径の加工が行われた後、表面精度向上のためのラッピング加工が行われ、続いて、表面硬度向上のためＮｉ−Ｐ無電解めっき層を形成し、その表面をポリッシュ加工して所定の表面粗さに仕上げて基板とする。
【０００４】
しかしながら、アルミニウム合金基板は、その表面硬度の観点から、従来以上に高精度な平滑面を得ることが困難となってきている。
このため、磁気ディスク基板材料としてガラスを用いることが広く検討され、一部では実用化されている。ガラス基板は剛性および硬度が高く、かつ、表面平滑化が比較的容易であり、磁気ディスクの高記録密度化，高信頼性化に極めて有利である。
【０００５】
従来、磁気ディスク用ガラス基板は、基板の表面を平滑化するために、ガラス板から所定の内外径寸法に切り抜いたガラス基板を一枚毎に精密研磨して製造されてきた。しかしながら、この研磨工程において高い精度が要求される上に工程数も多いという問題があった。
一方、レンズなどの光学ガラス素子分野では、形状付与が容易であり、かつ、生産性の高いプレス成形法が多く検討され、すでに実用化されている。
【０００６】
そこで、この技術を磁気ディスク用ガラス基板に適用することにより、生産性が高く安価でしかも表面平滑性の高いガラス基板を提供することが試みられている。その場合、通常、プレス成形でガラス円板を成形し内径加工を行って基板とする方法が採られる。
さらに、プレス成形用金型のプレス成形面に表面粗さの異なる複数の領域を形成し、このような金型を用いることにより、表面粗さの異なる複数の領域を有し、ＣＳＳ特性向上と磁気ヘッドの低浮上化の両方を同時に可能にする磁気ディスク用ガラス基板が安価に得られる技術も開示されており、金型のプレス成形面表面に表面粗さの異なる複数の領域を形成する方法としては、精密研磨されたプレス成形面表面またはその上に形成された中間層あるいは保護層の表面の一部領域を粗面化して形成する方法が示されている（特開平１１−６０２５４号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、磁気記録装置には２０ＧＢ／ｉｎ2 以上の高記録密度が要望されるようになり、磁気記録装置に搭載される磁気ディスクの記録面には、高精度の平滑性が要求され、超微細表面粗さ（中心線平均粗さＲa で０．５ｎｍ程度以下）が要求されるようになってきた。磁気ディスク用ガラス基板をプレス成形法で製造する場合、プレス成形用金型のプレス成形面は磁気ディスクの記録面と同等の超微細表面粗さに仕上げて、成形品であるガラス基板の記録面の表面粗さを磁気ディスクの記録面と同等の超微細表面粗さにすることが必要となる。
ところが、通常用いられる金型母材は加工が難しく、金型母材プレス成形面表面を要求される所要の超微細表面粗さに高精度に仕上げることは困難である。
【０００８】
また、金型母材プレス成形面表面をＲa で０．５ｎｍ程度以下と超微細表面粗さに仕上げた場合、プレス成形後成形品であるガラス基板の離型性が悪く、離型時に割れなどの不良が発生するという問題があった。
この発明は、上述の点に鑑みてなされたものであって、高記録密度磁気ディスクの記録面表面粗さに対応できるプレス成形面を有し、しかも、離型性が良くて割れなどの成形不良を発生させることのないプレス成形用金型とその製造方法を提供し、このような金型を用いて高記録密度磁気ディスクに好適な磁気ディスク用ガラス基板を生産性よく安価に提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、この発明よれば、ガラスが円板状にプレス成形されてなる磁気ディスク用ガラス基板のプレス成形用金型であって、金型のプレス成形面が金型母材上に切削加工層を介して保護膜が積層されてなり、このプレス成形面（すなわち保護膜表面）の中央部（プレス成形面の中心を中心としプレス成形後の基板の内径加工で除去される円形領域またはこの円形領域に含まれる部分に対応するプレス成形面領域）の表面粗さが中心線平均粗さＲa で１ｎｍ程度以上であり、プレス成形面の外周部（前記中央部の外側領域で基板の記録面に対応するプレス成形面領域）の表面粗さが０．５ｎｍ程度以下である磁気ディスク用ガラス基板のプレス成形用金型を製造し、この金型を用いてガラス基板をプレス成形することによって解決される。
【００１０】
プレス成形面の中央部とは、プレス成形後の成形品で内径加工で除去される円形領域に対応するプレス成形面に含まれる部分であればよく、除去される円形領域全面である必要はない。
このような金型は、金型母材のプレス成形面に切削加工層を形成し、この切削加工層全表面を超微細表面粗さに加工した後、この切削加工層上に薄膜の保護膜を形成し、この保護膜全表面を超微細表面粗さに加工した後、プレス成形面の中央部（プレス成形面の中心を中心としプレス成形後の基板の内径加工で除去される円形領域またはこの円形領域に含まれる部分に対応するプレス成形面領域）の保護膜表面を粗面化する工程を含む方法で製造される。
【００１１】
前述のように、通常用いられる金型母材は、その表面を超微細な表面粗さに加工することは至難である。金型母材のプレス成形面に加工の容易な切削加工層を形成し、その表面を超精密切削および超精密研磨して超微細表面粗さに加工した後、この超精密研磨を施された切削加工層上に薄膜の保護膜を形成し、保護膜表面を超精密研磨して超微細表面粗さに加工する（保護膜の下地となる切削加工層表面が超微細表面粗さとされているから薄膜の保護膜表面を超微細表面粗さに加工することは容易である）ことにより、Ｒａで０．５ｎｍ以下というような超微細な表面粗さの成形面を有する金型を作製することができる。しかし、金型のプレス成形面の表面粗さが１ｎｍ程度未満と超微細になると離型性が悪くなり、成形品の離型に際して割れなどの不良が発生する。金型のプレス成形面の外周部は超微細表面粗さのままとし、金型のプレス成形面の中央部の表面粗さのみを粗くすることにより、成形品であるガラス基板を割れなどの不良を発生することなく離型することが可能で、しかも、高記録密度磁気ディスクの記録面に対応できる記録面を有するガラス基板が成形できる金型が得られる。
【００１２】
金型のプレス成形面の中央部の表面の粗面化は、機械研磨，ブラスト処理，エッチング，レーザー加工のうちのいずれかの方法で行うと好適である。
金型のプレス成形面の中央部の表面粗さは、成形品を良好に離型させるためには中心線平均粗さＲa で少なくとも１．０ｎｍ以上に粗面化されることが必要であり、粗い程離型性はよいが、５．０ｎｍ程度で充分良好な離型性が得られる。粗面化加工工程なども考慮して、中央部の表面粗さはＲa で１．０ｎｍ以上５．０ｎｍ以下の範囲が好適である。また、プレス成形面の外周部（中央部の外側領域で基板の記録面に対応するプレス成形面領域）の表面粗さはＲa で少なくとも０．５ｎｍ以下とされることが必要であり微細である程良いが、加工は難しくなる。外周部の表面粗さは中心線平均粗さＲa で０．３ｎｍ以上０．５ｎｍ以下の範囲とされるとよい。
【００１３】
金型母材としては、超硬合金，鉄系合金，セラミックスのうちのいずれも好適に用いられる。
切削加工層としては、金型母材および保護膜との密着性が良く、かつ、繰り返し成形時でも保護膜の寿命を低下させないような材料からなり、安価に形成できることが望ましく、ＮｉおよびＰからなる無電解めっき層が好適である。
【００１４】
また、保護膜は、金型の耐久性を向上維持する材料からなることが望ましく、タングステン（Ｗ），白金（Ｐｔ），パラジウム（Ｐｄ）イリジウム（Ｉｒ）のうちの少なくとも１種類以上の金属あるいは合金からなる薄膜であると好適である。
このようにして作製された磁気ディスク用ガラス基板のプレス成形用金型を用いてプレス成形し、成形品であるガラス基板の外周部より粗面化されている領域である中央部，または粗面化されている領域を含む中央部を除去する内径加工を行うことにより、好記録密度の磁気ディスクに好適な磁気ディスク用ガラス基板が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態について説明する。
金型母材としては、繰り返し使用に耐えられるものが望ましく、超硬合金，鉄系合金，セラミックスなどのうちから選ばれて用いられる。成形品外径に合わせて設計され切削加工の施された金型母材のプレス成形面に膜厚数十μｍ〜１００μｍのＮｉとＰからなる切削加工層を無電解めっき，ＣＶＤなどで形成する。この切削加工層表面を表面粗さがＲa で０．３ｎｍ〜０．５ｎｍとなるように超精密切削および超精密研磨する。この超微細表面粗さに加工された切削加工層上に、膜厚数ｎｍ〜数十ｎｍのＷ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒのうちの少なくとも１種類以上の金属あるいは合金からなる保護膜をスパッタ法やＣＶＤ法で形成し、その表面を表面粗さがＲa で０．３ｎｍ〜０．５ｎｍとなるように再超精密研磨する。
【００１６】
続いて、このようにして表面が超微細表面粗さに仕上げられた保護膜，すなわち金型のプレス成形面の中央部（プレス成形面の中心を中心としプレス成形後のガラス基板の内径加工で除去される円形領域またはこの円形領域に含まれる部分領域に対応するプレス成形面領域）の表面を、機械研磨，ブラスト処理，エッチング，レーザー加工などの方法で粗面化して、Ｒa で１．０ｎｍ〜５ｎｍの表面粗さとし金型とする。
【００１７】
このようにして作製した金型を用いてプレス成形することにより、所要の外径のガラス円板を離型性良く成形でき、このガラス円板に内径加工を行って、粗面化されている中央部である円形領域，または粗面化されている中央部を含む円形領域を除去することにより、高記録密度の優れた磁気ディスク用ガラス基板を得ることができる。
【００１８】
【実施例】
以下、この発明の具体的な実施例について説明する。
実施例１
成形品外径が２．５インチとなるよう設計された金型母材のプレス成形面に、ＮｉとＰからなる電解めっき層を膜厚５０μｍとなるように形成した。このＮｉ−Ｐ層表面を、表面粗さＲa で０．５ｎｍとなるように切削および研磨を行った。この上に、スパッタ法により膜厚１０ｎｍのＷ保護膜を形成し、この保護膜すなわちプレス成形面の表面を研磨して、表面粗さをそれぞれＲa で５ｎｍ，１ｎｍ，０．５ｎｍ，０．３ｎｍとなるように仕上げ加工した。続いて、これらの金型の成形面中心から半径７．５ｍｍの範囲の表面をそれぞれ表面粗さＲa で５ｎｍ，１ｎｍ，０．５ｎｍとなるように粗面化加工して、プレス成形面の中央部と外周部（基板記録面に対応する部分）の表面粗さの組み合わせが異なる１２種類の金型を作製した。
【００１９】
これらの金型を用いてガラス円板のプレス成形を行い、離型性の中央部表面粗さ─外周部表面粗さの組み合わせに対する依存性を調べた。また、これらのガラス円板の内径加工を行ってガラス基板を作製し、これらのガラス基板を用いて磁気ディスクを作製し、外周部表面粗さが高記録密度磁気ディスクとしての記録面表面粗さ精度を満足するかどうかを調べた。その結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】
0004524515.tif 000002
表１において、○印は離型性，記録面表面粗さ精度ともに良好であったことを示し、●印は離型性は良好であったが記録面表面粗さ精度を満足しなかったことを示し、×印は離型性不良であったことを示す。
【００２１】
表１に見られるように、中央部表面粗さ─外周部表面粗さの組み合わせがＲa で０．５ｎｍ─０．５ｎｍおよび０．３ｎｍ─０．５ｎｍのとき離型不良が生じ、ガラス円板が割れたり取り出し不良となった。また、外周部表面粗さがＲa で５ｎｍおよび１ｎｍの場合は、離型性は良いが、外周部表面粗さが磁気ディスクとして要求される記録面表面粗さ精度を満足しない。
【００２２】
外周部表面粗さを磁気ディスクの記録面表面粗さとして要求されるＲa で０．３ｎｍおよびＲa で０．５ｎｍを満足する粗さとし中央部の表面粗さをＲa で１．０ｎｍ以上で外周部表面粗さよりも大きくした金型を用いることにより、離型性が良く高記録密度磁気ディスク用としても良好なガラス基板が得られることが判る。
【００２３】
【発明の効果】
この発明によれば、ガラスが円板状にプレス成形されてなる磁気ディスク用ガラス基板のプレス成形用金型を、金型母材のプレス成形面に切削加工層を形成し、この切削加工層全表面を超微細表面粗さに加工した後、この超微細表面粗さに加工された切削加工層表面に薄膜の保護膜を形成し、その表面を超微細表面粗さに加工した後、プレス成形面の中央部の保護膜表面を粗面化する工程を含む製造方法で作製することにより、高記録密度磁気ディスクの記録面に対応できるプレス成形面表面粗さを有し、しかも割れなどの離型不良の発生しないプレス成形金型が得られる。このプレス成形金型を用いることにより、高記録密度磁気ディスクに好適な磁気ディスク用ガラス基板を得ることが可能となる。