(57)【要約】【課題】一段と効率良く磁気ディスク用ガラス基板を製造し得る化学強化用塩浴炉、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法を提供すること。【解決手段】磁気ディスク用ガラス基板３の化学強化を行うための化学強化用塩浴炉１５において、化学強化を行うための化学強化液１４を貯留する貯留槽１１と、貯留槽１１の化学強化液１４を加熱する加熱手段１９と、化学強化液１４の液面１４ａの高さ位置において貯留槽１１の内壁面１１ａに沿って設けられ、化学強化液１４の液面１４ａの波を抑制する複数の波消し体２０とを具備することとした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスク用ガラス基板の化学強化を行うための化学強化用塩浴炉であって、
前記化学強化を行うための化学強化液を貯留する貯留槽と、
前記貯留槽の化学強化液を加熱する加熱手段と、
前記化学強化液の液面の高さ位置において前記貯留槽の内壁面に沿って設けられ、前記化学強化液の液面の波を抑制する複数の波消し体とを具備することを特徴とする化学強化用塩浴炉。
【請求項２】
前記波消し体は、前記貯留槽の内壁面に対して互いに異なる方向に４５°の角度で配置される複数の面部を具備することを特徴とする請求項１に記載の化学強化用塩浴炉。
【請求項３】
前記波消し体は、前記貯留槽の内壁面から間隙を隔て、かつ前記化学強化液の液面高さにおいて前記内壁面に沿って設けられた板状部材であり、該板状部材に複数の孔部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の化学強化用塩浴炉。
【請求項４】
前記孔部は、前記化学強化液の液面が静止状態での該液面の高さと、該液面に波が生じた場合に変化する高さの範囲とに複数形成されていることを特徴とする請求項３に記載の化学強化塩浴炉。
【請求項５】
前記波消し体は、ステンレス部材であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の化学強化用塩浴炉。
【請求項６】
磁気ディスク用ガラス基板の化学強化を行う化学強化処理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、
前記化学強化処理工程は、
前記化学強化を行うための化学強化液が貯留された貯留槽の前記化学強化液を加熱する工程と、
前記化学強化液に前記磁気ディスク用ガラス基板を浸漬させる工程と、
前記化学強化液に浸漬された前記磁気ディスク用ガラス基板を前記化学強化液から引き上げる工程とを含み、
前記化学強化液を加熱する工程、前記磁気ディスク用ガラス基板を浸漬させる工程及び前記磁気ディスク用ガラス基板を引き上げる工程において前記化学強化液の液面の波立ちを抑制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。
【請求項７】
磁気ディスク用ガラス基板の化学強化を行う化学強化処理工程と、磁気ディスク用ガラス基板の主表面に磁性体薄膜からなる磁気記録層を形成する磁気記録層形成工程とを含む磁気ディスクの製造方法であって、
前記化学強化処理工程は、
前記化学強化を行うための化学強化液が貯留された貯留槽の前記化学強化液を加熱する工程と、
前記化学強化液に前記磁気ディスク用ガラス基板を浸漬させる工程と、
前記化学強化液に浸漬された前記磁気ディスク用ガラス基板を前記化学強化液から引き上げる工程とを含み、
前記化学強化液を加熱する工程、前記磁気ディスク用ガラス基板を浸漬させる工程及び前記磁気ディスク用ガラス基板を引き上げる工程において前記化学強化液の液面の波立ちを抑制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、磁気ディスク用ガラス基板を製造する工程においてガラス基板を化学強化処理するために用いられる化学強化用塩浴炉、該化学強化用塩浴炉を用いた化学強化処理工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。磁気記録媒体の一つであるＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等に用いられる磁気ディスクにおいては、急速な小型化、薄板化、及び記録密度の増加とアクセス速度の高速化が続けられている。ＨＤＤでは、円盤状の基板の上に磁性層を備えた磁気ディスクを高速回転し、この磁気ディスク上に磁気ヘッドを浮上飛行させながら記録と再生を行う。
【０００３】
アクセス速度の高速化に伴って磁気ディスクの回転速度も速くなるため、磁気ディスクには、より高い基板強度が求められる。また記録密度の増加に伴い、磁気ヘッドも薄膜ヘッドから、磁気抵抗型ヘッド（ＭＲヘッド）、大型磁気抵抗型ヘッド（ＧＭＲヘッド）へと推移しており、磁気ヘッドの磁気ディスクからの浮上量が８ｎｍ程度にまで狭くなってきている。このため磁気ディスク面上に凹凸形状があると、磁気ヘッドが衝突するクラッシュ障害や、空気の断熱圧縮または接触により加熱して読み出しエラーを生じるサーマルアスペリティ障害を生じる場合がある。
【０００４】
そこで現在では、磁気ディスク用の基板として、従来のアルミニウム基板に代えて、ガラス基板が用いられるようになってきている。軟質材料である金属からなるアルミニウム基板に比べて、硬質材料であるガラスからなるガラス基板は、基板表面の平坦性、基板強度、および剛性に優れているためである。
【０００５】
しかしながら、ガラス基板は、脆性材料であるという側面も有している。そのため、従来から様々なガラス基板の強化方法が提案されている。例えば特許文献１には、４００℃程度に加熱した化学強化塩溶解液にガラス基板を浸漬し、ガラス基板表層のリチウムイオン、ナトリウムイオンを化学強化塩溶解液中のナトリウムイオン、カリウムイオンにそれぞれイオン交換することにより、ガラス基板の表層に圧縮応力層を形成して強化する構成が記載されている。
【特許文献１】特開２００２−１２１０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、化学強化塩溶解液は一般的に比重が２g/cm3程度あり、水などに比べてガラスを浸漬した際に発生する浮力が強い。また化学強化塩溶解液に浸漬するガラス基板についても密度が2.5g/cm3程度であるものが多い。この為、ガラス基板は非常に浮き易く、化学強化塩溶解液に大きな波が発生した場合、支持具より外れて他のガラス基板と接触してしまい歩留りを低下させる原因となっていた。
【０００７】
また、化学強化処理は300〜400℃程度の高温で行われる為、ガラスの保持具としては金属が用いられる。他のガラスに接触しないまでも、化学強化塩溶解液が波打つことでガラス基板が揺れ、結果金属製保持具に当たることになり、ガラス基板表面のキズ発生の原因となっていた。
【０００８】
また、この化学強化塩溶解液に発生する波はガラスを化学強化塩溶解液に浸漬させる際に発生する為、波を発生させないよう非常にゆっくりとした速度でガラスを浸漬する必要があり、ガラス強化工程におけるスループット悪化の原因となっていた。
【０００９】
さらには、化学強化塩溶解液の液面を見た場合、槽の内壁面は化学強化塩溶解液が波打つことで加熱と冷却を繰り返され、かつ大気に接触することで熱的な負荷と酸化が発生し、液面近傍のみ特異的に腐食され装置の寿命を短くしていた。
【００１０】
このように、従来の化学強化工程においては、化学強化塩溶解液に発生する波により、ガラス基板が倒れることによる不良の発生、処理時間の長時間化、及び腐食による装置劣化という問題があった。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、一段と効率良く磁気ディスク用ガラス基板を製造し得る化学強化用塩浴炉、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法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】
本発明の化学強化用塩浴炉は、磁気ディスク用ガラス基板の化学強化を行うための化学強化用塩浴炉であって、前記化学強化を行うための化学強化液を貯留する貯留槽と、前記貯留槽の化学強化液を加熱する加熱手段と、前記化学強化液の液面の高さ位置において前記貯留槽の内壁面に沿って設けられ、前記化学強化液の液面の波を抑制する複数の波消し体とを具備することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、磁気ディスク用ガラス基板を化学強化液に浸漬及び引き上げる際に発生する液面の波を抑制すると共に、化学強化液の加熱による対流によって発生する波を抑制することができる。化学強化液の液面に発生する波を抑制することができることにより、磁気ディスク用ガラス基板の揺動を抑制してその破損を防止することができると共に、加熱された化学強化液の波によって、貯留槽の内壁面が加熱、冷却を繰り返すことによる該内壁面の液面近傍の特異な腐食の進行を防止することができる。
【００１４】
また本発明は、上記化学強化用塩浴炉において、前記波消し体は、前記貯留槽の内壁面に対して互いに異なる方向に４５°の角度で配置される複数の面部を具備することが好ましい。この場合には、貯留槽の内壁面に向かって進行する波の方向を複数のの面部によって互いに異なる４５°の角度で反射させることにより、波の反射方向を変化させてこれを抑制することができる。
【００１５】
また本発明は、上記化学強化用塩浴炉において、前記波消し体は、前記貯留槽の内壁面から間隙を隔て、かつ前記化学強化液の液面高さにおいて前記内壁面に沿って設けられた板状部材であり、該板状部材に複数の孔部が形成されていることが好ましい。この場合には、波が孔部を通過することによって該波を抑制することができる。
【００１６】
また本発明は、上記化学強化用塩浴炉において、前記孔部は、前記化学強化液の液面が静止状態での該液面の高さと、該液面に波が生じた場合に変化する高さの範囲とに複数形成されていることが好ましい。この場合には、波が大きく発生した状態から小さく発生した状態においてこれを抑制することができる。
【００１７】
また本発明は、上記化学強化用塩浴炉において、前記波消し体は、ステンレス部材であることが好ましい。この場合には、耐食性の高い波消し体を用いることにより、波消し効果を長期間に亘って維持することができる。
【００１８】
また本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、磁気ディスク用ガラス基板の化学強化を行う化学強化処理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、前記化学強化処理工程は、前記化学強化を行うための化学強化液が貯留された貯留槽の前記化学強化液を加熱する工程と、前記化学強化液に前記磁気ディスク用ガラス基板を浸漬させる工程と、前記化学強化液に浸漬された前記磁気ディスク用ガラス基板を前記化学強化液から引き上げる工程とを含み、前記化学強化液を加熱する工程、前記磁気ディスク用ガラス基板を浸漬させる工程及び前記磁気ディスク用ガラス基板を引き上げる工程において前記化学強化液の液面の波立ちを抑制することを特徴とする。
【００１９】
この製造方法によれば、磁気ディスク用ガラス基板を化学強化液に浸漬及び引き上げる際に発生する液面の波を抑制すると共に、化学強化液の加熱による対流によって発生する波を抑制することができる。化学強化液の液面に発生する波を抑制することができることにより、磁気ディスク用ガラス基板の揺動を抑制してその破損を防止することができると共に、加熱された化学強化液の波によって、貯留槽の内壁面が加熱、冷却を繰り返すことによる該内壁面の液面近傍の特異な腐食の進行を防止することができる。化学強化処理工程において磁気ディスク用ガラス基板の破損を防止し得ることにより、磁気ディスク用ガラス基板の不良の発生確率を低減することができる。
【００２０】
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化学強化を行う化学強化処理工程と、磁気ディスク用ガラス基板の主表面に磁性体薄膜からなる磁気記録層を形成する磁気記録層形成工程とを含む磁気ディスクの製造方法であって、前記化学強化処理工程は、前記化学強化を行うための化学強化液が貯留された貯留槽の前記化学強化液を加熱する工程と、前記化学強化液に前記磁気ディスク用ガラス基板を浸漬させる工程と、前記化学強化液に浸漬された前記磁気ディスク用ガラス基板を前記化学強化液から引き上げる工程とを含み、前記化学強化液を加熱する工程、前記磁気ディスク用ガラス基板を浸漬させる工程及び前記磁気ディスク用ガラス基板を引き上げる工程において前記化学強化液の液面の波立ちを抑制することを特徴とする。
【００２１】
この製造方法によれば、磁気ディスク用ガラス基板を化学強化液に浸漬及び引き上げる際に発生する液面の波を抑制すると共に、化学強化液の加熱による対流によって発生する波を抑制することができる。化学強化液の液面に発生する波を抑制することができることにより、磁気ディスク用ガラス基板の揺動を抑制してその破損を防止することができると共に、加熱された化学強化液の波によって、貯留槽の内壁面が加熱、冷却を繰り返すことによる該内壁面の液面近傍の特異な腐食の進行を防止することができる。化学強化処理工程において磁気ディスク用ガラス基板の破損を防止し得ることにより、磁気ディスクの不良の発生確率を低減することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、一段と効率良く磁気ディスク用ガラス基板を製造し得る化学強化用塩浴炉、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスク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】
【００２３】
以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
本発明に係る化学強化用塩浴炉を用いた化学強化処理工程を含む磁気ディスクの製造装置及び磁気ディスクの製造方法は、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等に搭載される磁気ディスクを製造するものである。この磁気ディスクは、例えば、垂直磁気記録方式によって高密度の情報信号記録及び再生を行うことができる記録媒体である。また、本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造装置及び製造方法は、上記磁気ディスクに用いられるガラス基板を製造するものである。
【００２４】
この磁気ディスク用ガラス基板は、外径１５[mm]乃至３０[mm]、内径５[mm]乃至１２[mm]、板厚０．３５[mm]乃至０．５[mm]であり、例えば、「０．８インチ（inch）型磁気ディスク」（内径６[mm]、外径２１．６[mm]、板厚０．３８１[mm]）、「１．０インチ型磁気ディスク」（内径７[mm]、外径２７．４[mm]、板厚０．３８１[mm]）などの所定の直径を有する磁気ディスクとして作製される。また、「２．５インチ型磁気ディスク」、「３．５インチ型磁気ディスク」など磁気ディスクとして作製されるものとしてもよい。なお、ここで、「内径」とは、ガラス基板の中心部の円孔の内径である。
【００２５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明に係る化学強化用塩浴炉を用いた化学強化処理工程を含む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１（以下これを単にガラス基板と呼ぶ）の構成を示す斜視図である。
【００２６】
本発明に係るガラス基板１の製造方法は、図１に示すように、中心部に円孔（中心孔）２を有するガラス基板１を製造する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法である。このガラス基板１は、ガラスからなることにより、鏡面研磨によって優れた平滑性を実現することができ、硬度が高く、また、剛性が高いので、耐衝撃性に優れている。特に、携帯（持運び）用、あるいは、車載用の情報器機に搭載されるハードディスクドライブに使用される磁気ディスクには、高い耐衝撃性が要求されることにより、このような磁気ディスクにおいてガラス基板を用いることには有用性が高い。ガラスは脆性材料であるが、後述する化学強化等の強化処理により、破壊強度を向上させることができる。
【００２７】
このようなガラス基板１の材料として好ましいガラスとしては、アルミノシリケートガラスを挙げることができる。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、例えば、化学強化を行なうことによって、破壊強度を高めることができるからである。また、このようなガラス基板１の材料として好ましいガラスとしては、結晶化（アモルファス）ガラスを挙げることができる。
【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である化学強化用ガラスが好ましい。
【００２９】
また、このようなガラス基板１において、ＺｒＯ２の未溶解物が原因で生じるガラス基板表面の突起をなくすためには、ＳｉＯ２を５７乃至７４[mol％]、ＺｒＯ２を０乃至２．８[mol％]、Ａｌ２Ｏ３を３乃至１５[mol％]、ＬｉＯ２を７乃至１６[mol％]、Ｎａ２Ｏを４乃至１４[mol％]含有する化学強化用ガラスを使用することが好ましい。このような組成のアルミノシリケートガラスは、化学強化することによって、抗折強度が増加し、圧縮応力層の深さも深く、ヌープ硬度にも優れている。
【００３０】
また、本発明において製造するガラス基板１をなす材料は、前述したものに限定されるわけではない。すなわち、ガラス基板１の材質としては、前述したアルミノシリケートガラスの他に、例えば、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、または、結晶化ガラス等のガラスセラミックなどを挙げることができる。
【００３１】
図２は、本発明の実施の形態に係るガラス基板１の製造工程を含む磁気ディスクの製造工程示すフローチャートである。図２に示すように、本実施の形態に係るガラス基板１の製造方法においては、ステップＳＴ１１の素材形成工程において、プレス法またはガラス母材からのスライスなどによって中心孔２（図１）が開けられる前のガラス基板１を形成する。そして、ステップＳＴ１２のラッピング工程において、ガラス基板１の形状及び板厚を整えると共に、主表面をラッピング加工する。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を用いて加工を行い、ガラス基板１の寸法精度と形状精度を所定のものとする。
【００３２】
次に、ステップＳＴ１３において、ガラス基板１に対する形状加工工程を実行する。この形状加工工程では、ガラス基板１に中心孔２を開けるとともに、ディスク端面の面取り等を行い、ステップＳＴ１４において、ガラス基板１の主表面１ａ、１ｂをラッピング加工する。
【００３３】
次に、ステップＳＴ１５において、ガラス基板１の主表面研磨工程（ポリッシング工程）として、第１研磨工程を実行する。この第１研磨工程は、上述のラッピング工程で主表面１ａ、１ｂに残留した傷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。因みに、ガラス基板１の主表面１ａ、１ｂとは、ガラス基板１の表裏二面を意味する。
【００３４】
次に、ステップＳＴ１６において、ガラス基板１の主表面の鏡面研磨工程として、第２研磨工程を実行する。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微細な酸化セリウム砥粒を用いることが好ましい。
【００３５】
第２研磨工程（ステップＳＴ１６）が終了すると、ステップＳＴ１７の化学強化工程に進む。この化学強化工程においては、硝酸カリウムと硝酸ナトリウムとを所定比率で混合した化学強化溶液を用意し、この化学強化溶液を４００℃に加熱し、３００℃に予熱された洗浄済みのガラス基板１を約４〜５時間浸漬して行う。この浸漬の際に、ガラス基板１の表面全体が化学強化されるようにするため、複数のガラス基板１が端面で保持されるようにこれらをホルダに収納する。
【００３６】
このように、化学強化溶液に浸漬処理することによって、ガラス基板１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、ガラス基板１が強化される。化学強化を終えたガラス基板１を、２０℃の水槽に浸漬して急冷し、約１０分間維持する。
【００３７】
次に、急冷を終えたガラス基板１を、約４０℃に加熱した濃硫酸に浸漬して洗浄工程（ステップＳＴ１８）を行い、さらに、この硫酸洗浄を終えたガラス基板１を、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、蒸気乾燥の各洗浄槽に順次浸漬して洗浄を行う。なお、各洗浄槽には超音波を印加する。
【００３８】
以上の工程を経て得られたガラス基板１の表面に対して、ステップＳＴ１９の最終検査工程を実施する。この検査工程においては、ガラス基板１の表面粗さを、走査プローブ顕微鏡(Scanning Probe Microscope; SPM)の一種である原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope ; AFM)によって測定し、数値の算出は、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｂ０６０１に拠る。また、鏡面状態の確認は、電子顕微鏡による観察、光学顕微鏡による観察の双方によって行う。
【００３９】
以上説明した工程（ステップＳＴ１１乃至ステップＳＴ１９）によって磁気ディスク用のガラス基板１の製造が行われた後、製造されたガラス基板１に対して、ステップＳＴ２０における磁性体薄膜からなる磁気記録層を形成することにより、磁気ディスクを製造する。
【００４０】
ステップＳＴ２０における磁気記録層の形成工程の一例を述べる。上述のステップＳＴ１１乃至ステップＳＴ１９におけるガラス基板１の製造工程によって製造されたガラス基板１の両主表面に、静止対向型のＤＣマグネトロンスパッタリング装置を用いて、Ｎｉ−Ｔａ合金第１下地層、Ｒｕ第２下地層、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂ合金磁性層、水素化炭素保護層を順次成膜する。そして、アルコール変性パーフロロポリエーテル潤滑層をディップ法によって成膜する。このようにして、垂直磁気記録方式用の磁気ディスクを製造することができる。なお、磁気記録層の形成方法は、これに限られるものではなく、他の種々の方法や材質を適用することができる。
【００４１】
次に、上述の化学強化工程（ステップＳＴ１７）におけるガラス基板１の化学強化処理について説明する。図３に示すように、化学強化工程に用いられる化学強化処理装置１０は、内部に硝酸カリウム及び硝酸ナトリウムを混合した化学強化溶液１４を貯留する函形状の貯留槽１１及び該貯留槽１１を加熱することにより、化学強化液１４を加熱する加熱手段１９を有する化学強化用塩浴炉１５と、複数のガラス基板１を保持して、貯留槽１１の上部に形成された開口部１２から貯留槽内部にガラス基板１を出し入れすることにより、貯留槽１１に溜められた化学強化液１４にガラス基板１を浸漬させる搬送手段１３とを備える。
【００４２】
搬送手段１３は、金属材料によって構成され、板状の薄板を湾曲させ、突部が長手方向に波状に複数形成された保持部１３ａが設けられ、その保持部１３ａの突部間に形成されたＶ字溝部にはそれぞれ１枚ずつガラス基板１が保持される。そして、１回の化学強化で処理すべき全てのガラス基板１が配置された後、その搬送手段１３と共にガラス基板１が貯留槽１１に所定時間浸漬される。
【００４３】
このように、化学強化処理装置１０においては、化学強化液１４を加熱して化学強化処理するようになされていることにより、金属製の搬送手段１３を用いる必要がある。なお、搬送手段１３としてはガラス基板１の周縁部を保持する構成のものに限られず、例えば、ガラス基板１の中心に形成された円孔２に挿通されてガラス基板１を保持する構成のもの等、種々の構成のものを用いることができる。
【００４４】
図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、貯留槽１１は、その内壁面１１ａにおいて槽の底面から所定高さに波消し体２０が内壁面１１ａの全周に亘って設けられている。この波消し体２０は、ハステロイ(Hastelloy)（登録商標）やインコネル(Inconel)（登録商標）等の耐食性の高いステンレス材料によって形成されている。波消し体２０は、図５に示すように、槽の内壁面１１ａに対してθ＝４５°の角度で配置される面部２０ａ及び２０ｂによって構成されている。各波消し体２０は、貯留槽１０の内壁面１１ａから所定の間隙を隔てた位置に支持部２１（図４（Ａ））によってそれぞれ固定されている。また、隣接する波消し体２０の間には所定の間隙２５が形成されている。
【００４５】
波消し体２０の配置高さは、貯留槽１１に溜められる化学強化液１４の液面１４ａの高さと略一致するように設定されている。これにより、波消し体２０の面部２０ａ、２０ｂに液面１４ａが接する。この場合、各面部２０ａ、２０ｂは、貯留槽１１の内壁面１１ａに対して４５°の角度で設けられていることにより、液面１４ａに発生した波を異なる方向に反射させることができ、その結果、液面１４ａに生じる波を抑制するようになっている。また、化学強化液１４の液面１４ａに発生した波は、隣接する波消し体２０の間の隙間を通過する際にも抑制される。
【００４６】
かかる構成の化学強化装置を用いてガラス基板１の化学強化処理を行う場合、波消し体２０の高さまで化学強化液１４が溜められた貯留槽１１に対して、その上部から搬送手段１３によってガラス基板１を下降させて搬送手段１３にガラス基板１が支持された状態のまま、これを化学強化液１４に浸漬させる。
【００４７】
このとき、ガラス基板１の搬入動作によって化学強化液１４の液面１４ａに生じる波は、波消し体２０によって抑制され、その結果、化学強化液１４が波立つことで生じるガラス基板１の揺動が減少する。これにより、ガラス基板１と搬送手段１３の例えば金属製の保持部１３ａ（図３）等との接触が回避され、しいては、ガラス基板１が保持部１３ａから外れて、搬送手段１３に支持されている他のガラス基板１に接触することが防止される。かくして、ガラス基板１の破損が未然に防止される。このように、化学強化液１４の液面１４ａに発生する波が抑制されることにより、ガラス基板１を化学強化液１４に浸漬させる場合及び引き上げる場合の速度を大きくすることができ、その分、ガラス強化工程におけるスループットを向上させることができる。
【００４８】
また、化学強化用塩浴炉１５においては、波消し体２０が設けられていることにより、化学強化液１４の液面１４ａの変化が小さくなることにより、貯留槽１１の内壁面１１ａの特異な腐食の進行が抑制される。
【００４９】
因みに、波消し体２０は、高さ方向に一定の幅をもって形成されていることにより、搬送手段１３によってガラス基板１を化学強化液１４に浸漬させる前後において、いずれも波消し体２０の面部２０ａ、２０ｂに化学強化液１４の液面１４ａが触れるようになっている。また、波消し体２０の高さ方向の幅は、搬送手段１３によってガラス基板１を化学強化液１４に浸漬させる場合及び化学強化液１４から引き上げる場合に生じる大きな波の発生による液面１４ａの大きな変化よりも広い幅に形成されている。これによりガラス基板１の浸漬時、引き揚げ時において常に波消し体２０による波の抑制効果を得ることができる。
【００５０】
また、ガラス基板１を化学強化液１４に浸漬させている間においても加熱手段１９によって化学強化液１４を加熱するようになっており、この場合に化学強化液１４の加熱による対流により生じる波も波消し体２０によって抑制することができる。また、波消し体２０は耐食性の高いステンレス材料で構成されていることにより、波消し効果を長期間に亘って維持することができる。
【００５１】
かくして、本実施の形態の化学強化用塩浴炉１５を用いることにより、一段と効率良く磁気ディスク用のガラス基板１を製造することができる。また、化学強化液１４に発生する波立ちを抑制してガラス基板１の破損を防止し得ることにより、ガラス基板１の不良の発生確率を低減することができる。
【００５２】
図３及び図４に示した波消し体２０を用いた化学強化装置を用いて磁気ディスク用のガラス基板（ガラスディスク）を１０万枚化学強化し、化学強化後の歩留り及びガラス基板同士の接触等によって発生する傷不良の発生率を求め、波消し体２０を用いない従来の化学強化用塩浴炉を用いてガラス基板１を化学強化した場合の歩留り及び傷発生率を求め、これを比較した結果を図６（Ａ）に示す。図６（Ａ）に示すように、本実施の形態に係る波消し体２０を有する化学強化用塩浴炉１５によって化学強化を行った場合には、歩留り及び傷発生率の両方において、波消し体２０を用いない従来の化学強化処理に比べて、良好な結果が得られた。
【００５３】
また、図６（Ｂ）は、図３及び図４に示した波消し体２０を設けた化学強化用塩浴炉１５において、化学強化液１４に対して、上方からガラス基板１を所定の速度で浸漬させた際に発生する波の高さと、波消し体２０を用いない従来の化学強化用塩浴炉を用いて同様の速度でガラス基板１を化学強化液に浸漬させた際に発生する波の高さとを測定した結果である。図６（Ｂ）に示すように、本実施の形態に係る波消し体２０を有する化学強化用塩浴炉１５を用いた場合には、波消し体２０を用いない従来の化学強化用塩浴炉を用いた場合に比べて、化学強化液１４の液面１４ａに発生する波の高さが低くなる結果が得られた。
【００５４】
また、図６（Ｃ）は、図３及び図４に示した波消し体２０を設けた化学強化用塩浴炉１５において、上方からガラス基板１を浸漬させた場合に化学強化液１４の液面１４ａに発生する波の高さが所定の高さになるための浸漬時間（ガラス基板１を決められた所定の深さに浸漬させるまでの時間であり、浸漬速度は浸漬時間に反比例する）と、波消し体２０を用いない従来の化学強化用塩浴炉を用いた場合に同様の波の高さになるための浸漬時間とを測定した結果である。図６（Ｃ）に示すように、本実施の形態に係る波消し体２０を有する化学強化用塩浴炉１５を用いた場合には、波消し体２０を用いない従来の化学強化用塩浴炉を用いた場合に比べて、浸漬時間が約半分に短縮することが分かった。
【００５５】
また、図６（Ｄ）は、図３及び図４に示した波消し体２０を設けた化学強化用塩浴炉１５を１年間使用した場合の内壁面１１ａの液面１４ａが接する部分の腐食深さ（窪みの深さ）と、波消し体２０を用いない従来の化学強化用塩浴炉を１年間使用した場合の腐食深さとを測定した結果である。図６（Ｄ）に示すように、本実施の形態に係る波消し体２０を有する化学強化用塩浴炉１５を用いた場合には、波消し体２０を用いない場合に比べて、腐食の深さが半分程度に減ることが分かった。
【００５６】
なお、上述の第１の実施の形態においては、化学強化用塩浴炉１５の内壁面１１ａから所定の間隙を隔てて波消し体２０を支持する場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、内壁面１１ａから直接突状の波消し体２０を突設するようにしてもよい。
【００５７】
また、上述の第１の実施の形態においては、波消し体２０の面部２０ａ、２０ｂとして、化学強化用塩浴炉１５の内壁面１１ａから４５°の角度で形成する場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、要は波の反射方向をその到来方向とは異なる方向とする角度であれば種々の角度を適用することができる。
【００５８】
また、上述の第１の実施の形態においては、上方（開口部１２）から見て三角状に突出した波消し体２０を用いる場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、要は内壁面１１ａから突出した形状であればよい。
【００５９】
また、上述の第１の実施の形態においては、個別に形成された複数の波消し体２０をそれぞれ化学強化用塩浴炉１５の内壁面１１ａに固定する場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、板状の部材に複数の波消し体２０を順次並べて固定したものを、化学強化用塩浴炉１５の内壁面１１ａに固定するようにしてもよい。
【００６０】
（第２の実施の形態）
図７及び図８は、第２の実施の形態に係る化学強化用塩浴炉１１５を示し、この化学強化用塩浴炉１１５は、図３に示した化学強化用塩浴炉１５に比べて、波消し体１２０の構成が異なる。従って、図７及び図８においては、図３に示した化学強化用塩浴炉１５と同一の部分には同一符号を付して、重複した説明は省略する。
【００６１】
波消し体１２０は、複数の孔部１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃが形成された板状の部材であり、化学強化液１４の液面１４ａが静止している状態での高さ位置を中心として所定の高さ範囲において、貯留槽１１の内壁面１１ａから間隙を隔てて該内壁面１１ａに沿って設けられている。
【００６２】
複数の孔部１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃは、それぞれ化学強化液１４の液面１４ａに発生する波の大きさ（液面１４ａの上下の変化）の範囲内に分散した高さ位置に配置されている。すなわち、孔部１２０ａは、波の発生によって液面１４ａが最も高くなると想定される高さ位置に形成されており、孔部１２０ｃは、波の発生によって液面１４ａが最も低くなると想定される高さ位置に形成されており、孔部１２０ｂは、それらの中間の高さ位置に形成されている。これにより、波の発生によって液面１４ａの高さが変化しても、液面１４ａは常にいずれかの孔部１２０ａ、１２０ｂ又は１２０ｃのいずれかに接することになる。この孔部１２０ａ、１２０ｂ又は１２０ｃに液面１４ａが接することにより、波が抑制される。なお、本実施の形態においては、孔部１２０ａ〜１２０ｃの直径を５[cm]とするが、これに限られるものではない。
【００６３】
波消し体１２０は、ハステロイ(Hastelloy)（登録商標）やインコネル(Inconel)（登録商標）等の耐食性の高いステンレス材料によって形成されている。
【００６４】
かかる構成の化学強化用塩浴炉１１５に化学強化液１４を貯留した状態でこれを加熱し、搬送手段１３（図３）によってガラス基板１を化学強化液１４に浸漬させ、所定時間後に引き上げることにより、ガラス基板１が化学強化処理される。ガラス基板１を化学強化液１４に浸漬させる際、及び引き上げる際に液面１４ａに発生する波は、波消し体１２０の孔部１２０ａ〜１２０ｃによって抑制される。また、化学強化液１４の加熱による対流によって液面１４ａに発生する波も波消し体１２０の孔部１２０ａ〜１２０ｃによって抑制される。
【００６５】
その結果、化学強化液１４が波立つことで生じるガラス基板１の揺動が減少する。これにより、ガラス基板１と搬送手段１３の例えば金属製の保持部１３ａ（図３）等との接触が回避され、しいては、ガラス基板１が保持部１３ａから外れて、搬送手段１３に支持されている他のガラス基板１に接触することが防止される。かくして、ガラス基板１の破損が未然に防止される。このように、化学強化液１４の液面１４ａに発生する波が抑制されることにより、ガラス基板１を化学強化液１４に浸漬させる場合及び引き上げる場合の速度を大きくすることができ、その分、ガラス強化工程におけるスループットを向上させることができる。
【００６６】
また、化学強化用塩浴炉１１５においては、波消し体１２０が設けられていることにより、化学強化液１４の液面１４ａの変化が小さくなることにより、貯留槽１１の内壁面１１ａの特異な腐食の進行が抑制される。また、波消し体１２０は耐食性の高いステンレス材料で構成されていることにより、波消し効果を長期間に亘って維持することができる。
【００６７】
かくして、本実施の形態の化学強化用塩浴炉１１５を用いることにより、一段と効率良く磁気ディスク用のガラス基板１を製造することができる。また、化学強化液１４に発生する波立ちを抑制してガラス基板１の破損を防止し得ることにより、ガラス基板１の不良の発生確率を低減することができる。
【００６８】
図７及び図８に示した波消し体１２０を用いた化学強化装置を用いて磁気ディスク用のガラス基板（ガラスディスク）を１０万枚化学強化し、化学強化後の歩留り及びガラス基板同士の接触等によって発生する傷不良の発生率を求め、波消し体１２０を用いない従来の化学強化用塩浴炉を用いてガラス基板１を化学強化した場合の歩留り及び傷発生率を求め、これを比較例として比較した結果を図６（Ａ）に示す。図６（Ａ）に示すように、本実施の形態に係る波消し体１２０を有する化学強化用塩浴炉１１５によって化学強化を行った場合には、歩留り及び傷発生率の両方において、波消し体１２０を用いない従来の化学強化処理に比べて、良好な結果が得られた。
【００６９】
また、図６（Ｂ）は、図７及び図８に示した波消し体１２０を設けた化学強化用塩浴炉１１５において、化学強化液１４に対して、上方からガラス基板１を所定の速度で浸漬させた際に発生する波の高さと、波消し体１２０を用いない従来の化学強化用塩浴炉を用いて同様の速度でガラス基板１を化学強化液に浸漬させた際に発生する波の高さとを測定した結果である。図６（Ｂ）に示すように、本実施の形態に係る波消し体１２０を有する化学強化用塩浴炉１１５を用いた場合には、波消し体１２０を用いない従来の化学強化用塩浴炉を用いた場合に比べて、化学強化液１４の液面１４ａに発生する波の高さが低くなる結果が得られた。
【００７０】
また、図６（Ｃ）は、図７及び図８に示した波消し体１２０を設けた化学強化用塩浴炉１１５において、上方からガラス基板１を浸漬させた場合に化学強化液１４の液面１４ａに発生する波の高さが所定の高さになるための浸漬時間（ガラス基板１を決められた所定の深さに浸漬させるまでの時間であり、浸漬速度は浸漬時間に反比例する）と、波消し体１２０を用いない従来の化学強化用塩浴炉を用いた場合に同様の波の高さになるための浸漬時間とを測定した結果である。図６（Ｃ）に示すように、本実施の形態に係る波消し体１２０を有する化学強化用塩浴炉１１５を用いた場合には、波消し体１２０を用いない従来の化学強化用塩浴炉を用いた場合に比べて、浸漬時間が約半分に短縮することが分かった。
【００７１】
また、図６（Ｄ）は、図７及び図８に示した波消し体１２０を設けた化学強化用塩浴炉１１５を１年間使用した場合の内壁面１１ａの液面１４ａが接する部分の腐食深さ（窪みの深さ）と、波消し体１２０を用いない従来の化学強化用塩浴炉を１年間使用した場合の腐食深さとを測定した結果である。図６（Ｄ）に示すように、本実施の形態に係る波消し体１２０を有する化学強化用塩浴炉１１５を用いた場合には、波消し体１２０を用いない場合に比べて、腐食の深さが半分程度に減ることが分かった。
【００７２】
なお、上述の第２の実施の形態においては、波消し体１２０に円形の孔部１２０ａ〜１２０ｃを形成する場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、楕円形状の孔部を形成するようにしてもよい。
【００７３】
また、上述の第２の実施の形態においては、波消し体１２０に円形の孔部１２０ａ〜１２０ｃを形成する場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、四角形形状の孔部を形成するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、磁気ディスク用ガラス基板の製造工程におけるガラス基板の化学強化処理に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る化学強化用塩浴炉を用いて製造されるガラス基板（ガラスディスク）を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態に係る化学強化用塩浴炉を用いた化学強化処理工程を含む磁気ディスクの製造工程を示すフローチャート
【図３】図２の製造工程に用いられる化学強化処理装置を示す斜視図
【図４】図３の化学強化処理装置に用いられる化学強化用塩浴炉を示す平面図及び該平面図のＡ−Ａ線を断面にとって示す断面図
【図５】図３の化学強化処理装置に用いられる化学強化用塩浴炉の波消し体を示す部分的平面図
【図６】第１及び第２の実施の形態に係る化学強化用塩浴炉を用いた場合と従来例との比較を示す図表
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る化学強化用塩浴炉を示す斜視図
【図８】図７の化学強化用塩浴炉を示す平面図及び該平面図のＢ−Ｂ線を断面にとって示す断面図
【符号の説明】
【００７６】
１  ガラス基板（ガラスディスク）
２  中心孔
１０  化学強化処理装置
１１  貯留槽
１１ａ  内壁面
１２  開口部
１３  搬送手段
１３ａ  保持部
１４  化学強化液
１４ａ  液面
１５、１１５  化学強化用塩浴炉
１９  加熱手段
２０、１２０  波消し体
２０ａ、２０ｂ  面部
１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ  孔部
【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】
2009087397.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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