JP2002150546A - 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法、及び該製造方法により製造された情報記録媒体用ガラス基板、並びに情報記録媒体 - Google Patents
情報記録媒体用ガラス基板の製造方法、及び該製造方法により製造された情報記録媒体用ガラス基板、並びに情報記録媒体Info
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Abstract
コストで容易に滑らかにすることができる情報記録媒体
用ガラス基板の製造方法、及び該製造方法により製造さ
れた情報記録媒体用ガラス基板、並びに情報記録媒体を
提供する。 【解決手段】 厚さ1.0mmのガラス素板を準備し、
このガラス素板から外径84mmφ、内径25mmφの
ドーナツ状ガラス円盤に割断する。割断方法としては、
レーザビームを割断線に沿って照射して歪みを生じさせ
るか、ホイールカッタで割断線を入れた後割断する。次
いで、ガラス円盤の内外周端面の研削により外周側及び
内周側の寸法を調整し、これらのガラス円盤の外周端面
及び内周端面の双方にレーザ光照射装置によりレーザ光
を照射する。さらに、ガラス円盤を化学強化処理により
強化し、最後に、温水、又はアルカリ洗浄水若しくは純
水によりガラス円盤に付着した異物等を洗浄する。
Description
ラス基板の製造方法、及び該製造方法により製造された
情報記録媒体用ガラス基板、並びに情報記録媒体に関す
る。
ディスク及び光ディスクを含み、例えば、磁気ディスク
は、中心に孔があけられたドーナツ状を呈し、データ記
録媒体として主表面に磁性膜が被覆されたディスクであ
る。この磁気ディスクには、磁気の強弱によりデータが
記録される。
以下の述べる製造工程によって製造される。
の製造工程図である。
し(工程P1)、このガラス素板から外径84mmφ、
内径25mmφのドーナツ状のガラス円盤に割断する
(工程P2)。割断方法としては、レーザ光を割断線に
沿って照射して歪みを生じさせるか、ホイールカッタで
割断線を入れた後割断する。この割断線は、ガラス円盤
の外周、内周に沿って、夫々0.5〜1.0mm外側、
内側に設定される。
び内周側の割断面を研削及び面取りにより外周側及び内
周側の寸法を調整する。研削後の平均粗さRaは、例え
ばRa=0.3〜0.4μm、最大粗さRmaxは、R
max=3〜4μmである。この研削及び面取りとして
は、ダイヤモンド砥石を使用して、ガラス円盤1枚ずつ
に対して第1段研削として#324砥石(粗)、次に第
2段研削として#500砥石(細)により2段研削が行
われる。面取りは、45度の角度で0.15mmずつ行
う。
0枚を積層した状態でガラス円盤の外周端面を研磨(ポ
リッシング)する(工程P4)と共に、内周端面研磨機
により100枚を積層した状態でガラス円盤の内周端面
を研磨(ポリッシング)する(工程P5)。これらの研
磨は、回転する積層ガラス円盤の該当研磨面に酸化セリ
ウムスラリーを散布しながら回転ブラシを当てることに
より行う。研磨後の平均粗さRaは、例えばRa=0.
05〜0.4μm、最大粗さRmaxは、Rmax=
0.3〜2.5μmである。
盤の主表面を2つの酸化セリウムスラリー含浸パッドで
挟むことにより研磨する。次いで、温水、又はアルカリ
洗浄水若しくは純水によりガラス円盤に付着した研磨砥
粒等を洗浄し(工程P7)、さらに、ガラス円盤を化学
強化処理により強化し(工程P8)、最後に、温水、又
はアルカリ洗浄水若しくは純水によりガラス円盤にまだ
付着している塩や異物等を再度洗浄する(工程P9)。
の記録面としては使用されないが、上記製造工程中の工
程P3〜P5で、ガラス円盤の内外周端面に研削及び研
磨が施されるのは、工程P2で割断されたガラス円盤の
内外周側の割断面にはクラックや凹凸が必然的に残って
おり、このクラックがガラス円盤破損の原因になるこ
と、また、凹凸の窪みに該ガラス円盤の製造工程中に発
生する研磨砥粒等がたまったり、磁気ディスクとして高
速回転使用中に異物等が飛び出し、記録面に影響を与え
ることがあるからである。
来の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法では、以下に
述べる問題がある。 (1)工程P3〜P5の研削及び面取り工程や研磨工程
に時間を要するばかりでなく、コストがかかり、加えて
ガラス円盤間の表面粗さのばらつきや、場所による表面
粗さのばらつきが生じる。 (2)ガラス円盤のセットを内周端面研磨機及び外周端
面研磨機毎に行わなければならないため、多くのオペレ
ータを必要とし、コストがかかる。 (3)内周端面研磨機で、例えば100枚、外周端面研
磨機で、例えば30枚のガラス円盤を加工能率向上のた
めに重ねて研磨するので、ガラス円盤の主表面同士が擦
れて傷がつく。 (4)工程P3〜P5の研削及び面取り工程や研磨工程
を経ても、例えば深さ1〜60μmのこまかいクラック
が残留する場合があり、ガラスの強度が低下する。さら
に、ガラス円盤の内外周端面にクラック等の傷が存在す
ると、化学強化処理を行ってもその強化度が十分に上が
らない。 (5)工程P3の研削加工時に発生する大粒のガラス粉
がガラス円盤の主表面に付着、固着して傷がつく。 (6)特に、工程P5では、回転するブラシを積層する
ガラス円盤に均等に当たらないことから生じる研磨ムラ
が生じ、ガラス円盤間に研磨の程度にばらつきが生じる
という問題が生じていた。
板の内外周端面を低コストで容易に滑らかにすることが
できる情報記録媒体用ガラス基板の製造方法、及び該製
造方法により製造された情報記録媒体用ガラス基板、並
びに情報記録媒体を提供することにある。
に、請求項1記載の製造方法は、ドーナツ状の情報記録
媒体用ガラス円盤の外周端面及び内周端面の少なくとも
一方をレーザ光照射によりガラスの軟化点以上の温度に
溶融加熱することにより滑面化する滑面化処理工程を有
することを特徴する。
ツ状の情報記録媒体用ガラス円盤の外周端面及び内周端
面の少なくとも一方をレーザ光照射によりガラスの軟化
点以上の温度に溶融加熱することにより滑面化するの
で、ガラス円盤の外周端面及び内周端面の少なくとも一
方のエッジが丸くなり、もって従来の方法における研磨
工程を省くことができることはもとより、研削工程にお
いて面取りを省くことができる。
の製造方法において、前記滑面化処理工程に先だってガ
ラス母材から前記ガラス円盤を円形に加工する加工工程
を有することを特徴とする。
ス母材から円形に加工する方法としては、ガラス素板か
ら所定形状よりも若干大きな外径と所定形状よりも若干
小さな内径を有するドーナツ状の円を描くようにガラス
表面にカッターラインを入れ、その後カッターラインに
沿ってガラス素板を割断する円形加工法を採用すること
ができる。また、溶融ガラスを型枠内に流し込んで円形
に加工し、その後内周端面加工を施してドーナツ状にす
る円形加工法、又は溶融ガラスから直接内外周端面を有
するドーナツ状円盤となるように円形加工する方法を採
用することができる。
の製造方法において、前記円形に加工されたガラス円盤
の外周端面を砥石を用いて研削する研削工程を有するこ
とを特徴とする。
番程度の粗さのダイヤモンド砥粒を円盤回転砥石の端面
に貼り付け、その砥石を回転させながらガラス円盤の内
外周端面に押し当てて研削し、内径及び外径の寸法を所
定寸法にする。
の製造方法において、前記研削工程の後で前記ガラス円
盤の外周端面を所定形状に面取り加工する面取り加工工
程を有することを特徴とする。
#600程度のダイヤモンド砥粒を用いる研磨が用いら
れる。この面取り加工により、ガラスの端面部分は、研
削により生じる凹凸の程度が小さくなり、ガラス粉や空
気中に浮遊する異物、研削砥粒が凹部に嵌り込んで、後
の洗浄などの工程を受けても除去されないということが
一層ないようにする。この面取り加工は、内周端面、外
周端面、又は両端面について行う。
4のいずれか1項に記載の製造方法において、前記滑面
化処理工程で前記外周端面及び前記内周端面の双方を溶
融加熱することを特徴とする。
分離するときに生じるガラスの割断面、ダイヤモンド砥
粒を用いて研削されたガラスの研削面、ガラスの研削の
後、さらに所定形状に面取り加工された面に施される。
とりわけ研削面は、微小な凹凸が1000倍程度の走査
型顕微鏡で観察すると多数存在し、凹部に研削粉、空気
中の浮遊塵埃、研削ガラス粉などが固着し易く、固着し
た異物は、その後ガラスが受ける記録面の研削や研磨の
工程、硝酸カリウムを含む溶融塩を用いる化学強化処
理、洗浄工程を経ると、脱落分離させることが容易でな
い。本発明のガラス円盤の端面のレーザ光照射による滑
面化処理は、ガラス円盤の内外周端面の全部又は一部を
加熱溶融によりガラスの流動を起こさせて滑らかにする
ので、ガラスを異物の付着や固着を生じることなく平滑
化することができる。
の製造方法において、前記滑面化処理工程で、前記レー
ザ光を単一のレーザ発振器から出射し、当該出射したレ
ーザ光を前記内周端面及び前記外周端面に交互に照射す
ることを特徴とする。
の製造方法において、前記滑面化処理工程で、前記レー
ザ光を単一のレーザ発振器から出射すると共に当該レー
ザ光を2つに分割し、当該分割されたレーザ光を前記内
周端面及び前記外周端面の双方に同時に照射することを
特徴とする。
の製造方法において、前記滑面化処理工程で、前記レー
ザ光を2つのレーザ発振器から夫々出射し、前記レーザ
発振器の一方から出射されたレーザ光を前記内周端面に
照射し、前記レーザ発振器の他方から発振されたレーザ
光を前記外周端面に照射することを特徴とする。
8のいずれか1項に記載の製造方法において、前記レー
ザ光が発散光であることを特徴とする。
光が発散光であるので、レーザ光がガラス円盤の主表面
に照射されてその面を溶融するのを確実に防止すること
ができる。
至9のいずれか1項に記載の製造方法において、前記滑
面化処理工程で前記レーザ光に対する前記内周端面の相
対速度が0.02〜5.0m/分となるように前記ガラ
ス円盤を回転させることを特徴とする。
せる場合(即ち、ワンショット溶融)の場合は、周速を
0.2〜1.0m/分とするのが好ましく、多数回の回
転を通してガラスを溶融滑面化する場合は、0.4〜5
m/分とするのがよい。
記載の製造方法において、前記内周端面への前記レーザ
光のエネルギ密度に対する前記外周端面への前記レーザ
光のエネルギ密度の比が1より大きいことを特徴とす
る。
記載の製造方法において、前記内周端面への前記レーザ
光のエネルギ密度に対する前記外周端面への前記レーザ
光のエネルギ密度の比が2〜5であることを特徴とす
る。
至12のいずれか1項に記載の製造方法において、前記
滑面化処理の前又は前記滑面化処理時に、前記ガラス円
盤の全部又は一部を抵抗加熱ヒータにより加熱すること
を特徴とする。
至13のいずれか1項に記載の製造方法において、前記
滑面化処理工程の後で前記ガラス円盤の主表面を研削且
つ研磨することを特徴とする。
報の記録面、読み出し面として用いられるので、記録面
は平滑な面に仕上げられる。とりわけ、磁気記録媒体用
のガラス基板としては、ガラス円盤の主表面はダイヤモ
ンド固定砥粒により研削で厚みを所定厚みに調整され、
その後の酸化セリウム部粉末を含有する懸濁液を用いる
精密研磨により平滑にされる。このような砥粒や研磨用
の微粉末を用いる加工処理を受けても、本発明の溶融加
熱を伴う滑面化処理が施されたガラス円盤の端面は、そ
れらの残滓や研削や研磨により生じるガラス微粉が残
留、付着又は固着することが著しく抑制される。
記載の製造方法において、前記ガラス円盤は、母ガラス
がアルカリ酸化物成分としてLi2O及びNa2Oのいず
れか一方を含有するシリケートガラスから成り、前記滑
面化処理されたガラス円盤の表面層のアルカリ成分を前
記アルカリ酸化物成分より大きなイオン半径を有するア
ルカリ成分に置換するガラスの化学強化処理工程をさら
に有することを特徴とする。
ス円盤は、母ガラスがアルカリ酸化物成分としてLi2
O及びNa2Oのいずれか一方を含有するシリケートガ
ラスから成り、滑面化処理されたガラス円盤の表面層を
アルカリ成分をアルカリ酸化物成分より大きなイオン半
径を有するアルカリ成分に置換するので、ガラス円盤の
強度を向上させることができる。
板は、請求項1乃至15のいずれか1項に記載の製造方
法によって製造されたことを特徴とする。
板は、請求項16記載の情報記録媒体用ガラス基板にお
いて、前記内周端面及び前記外周端面の少なくとも一方
の面の平均粗さRaが0.001〜0.3μmであるこ
とを特徴とする。
板は、請求項16又は17記載の情報記録媒体用ガラス
基板において、前記内周端面及び前記外周端面の少なく
とも一方の面の最大表面粗さRmaxが0.01〜2μ
mであることを特徴とする。
16乃至18のいずれか1項に記載の情報記録媒体用ガ
ラス基板の主表面に情報記録膜が被覆形成されているこ
とを特徴とする。
面の片面又は両面に磁気記録膜、光磁気記録膜、及び光
記録膜を含む情報記録膜を被覆形成することにより情報
記録媒体が得られる。
19記載の情報記録媒体において、前記情報記録膜が磁
気記録膜であることを特徴とする。
面とのわずかな距離を置いて磁気読み取りヘッドが走行
するので、記録面に微小な異物が存在することは磁気ヘ
ッドのクラッシュの発生の原因となる。このため、異物
付着のないガラス基板が強く要請される。
録媒体用のガラス基板の主表面に、クロム又はクロム合
金などの下地膜、合金記録膜、保護膜、潤滑層を含む積
層体を被覆したものを例示できる。とりわけ、磁気記録
膜は、磁気抵抗型ヘッド(MRヘッド)又は大型磁気抵
抗型ヘッド(GMRヘッド)で書き込み読み出しされる
白金含有金属磁気膜を磁気膜とするのに好適に用いられ
る。
情報記録媒体用ガラス基板の製造方法を図面を参照して
説明する。
録媒体用ガラス基板の製造工程図である。
する(工程P11)。このガラス素板は、母ガラスが、
アルカリ等の化学的耐久性や剛性を有するシリケートガ
ラスや、シリケートガラスを熱処理により結晶化した結
晶化ガラスから成る。
用の窓ガラスに用いられるソーダライムシリケートガラ
ス、アルミノシリケートガラス、硼珪酸シリケートガラ
ス、易化学強化ガラス等が例示できる。易化学強化ガラ
スは、硝酸カリウム溶融塩にガラスを接触させてガラス
中のリチウム成分やナトリウム成分をイオン半径がより
大きなカリウムイオンに交換したり、またガラスを硝酸
ナトリウム溶融塩に接触させてガラス中のリチウムイオ
ンをイオン半径がより大きなナトリウムイオンに交換す
ることにより、表面層(約50〜200μm)に圧縮応
力を形成したものである。このようなガラスとしては、
主成分として質量%でSiO2:60〜65%、Al2O
3:10〜20%、MgO:0〜5%、CaO:0〜5
%、Li 2O:2〜10%、Na2O:5〜15%を含有
するものが例示できる。また、結晶化ガラスは、SiO
2、Al2O3、Li2O、MgO、P2O3、ZrO、Ce
O 2、TiO2、Na2O、K2Oから選択された成分を主
成分とするものである。
成が限定されていないが、例えば質量%でSiO2:7
0〜80%、Al2O3:2〜8%、K2O:1〜7%、
Li2O:5〜15%、P2O5:1〜5%を含有する結
晶化ガラスは、レーザ光照射熱割れを生じることなく端
面の滑面化処理をすることができる。
法、ダウンドロー製造法などにより板状に成形される。
25mmφのドーナツ状ガラス円盤を割断する(工程P
12)。割断方法としては、レーザ光を割断線に沿って
照射して歪みを生じさせるか、ホイールカッタで割断線
を入れた後割断する。この割断線は、ガラス円盤の外
周、内周に沿って、夫々0.5〜1.0mm外側、内側
に設定される。
及び内周側の割断面を研削及び面取りにより外周側及び
内周側の寸法を調整する。研削後の表面粗さRaは、例
えばRa=0.3〜0.4μm、Rmax=3〜4μm
である。この研削としては、ダイヤモンド砥石を使用し
て、ガラス円盤1枚ずつに対して第1段研削として#3
24砥石(粗)で行い、次に第2段研削として#500
砥石(細)で第2段研削が行われる。
ラス円盤の内周端面及び外周端面の双方にレーザ光を照
射してガラスの軟化点以上の温度、例えば750℃以
上、例えば1000℃近傍に加熱することにより内外周
端面を溶融により滑面化する(工程P14)。これによ
り、内外周端面上に傷や微細なクラックのない圧縮層を
形成することができ、もってガラス円盤の機械的強度を
向上させることができる。
盤の主表面(情報記録面)をダイヤモンド砥石を用いる
研削及び酸化セリウムの懸濁液を用いる精密研磨により
ガラス円盤の厚みを所定の厚みにすると共に、その表面
を滑面化する(工程P15)。そして、研磨砥粒などを
除去するための洗浄を行う(工程P16)。
よりさらに強化し、高速回転使用時の強度をより確実に
確保する(工程P17)。この化学強化処理は、ガラス
円盤を強化するためにガラス円盤表面層中のアルカリ成
分をイオン半径がより大きいものに置き換えるものであ
る。具体的には、ガラス円盤を400〜450℃硝酸カ
リウム(KNO3)と硝酸ナトリウム(NaNo3)の場
合、溶融塩に2〜5時間ガラス円盤を浸漬することによ
り、ガラス円盤表面層中のナトリウムイオンをカリウム
イオンに、リチウムイオンをナトリウムイオン上に置換
することによりガラス円盤を強化することができる。
円盤を温水、又はアルカリ洗浄水若しくは純水により、
ガラス円盤に付着した塩や異物等を洗浄する(工程P1
8)。
ーザ光照射装置の一例の部分断面図である。
ーブル11は垂直軸12に接続しており、図示しないモ
ータによって鉛直軸12の回りに回転する。ワークテー
ブル11の上面上には、環状の2つの座13を介して磁
気ディスク用ガラス円盤14が載置され、ワークテーブ
ル11と共に回転する。このガラス円盤14は、上記工
程P11〜P13において、ガラス素板から割断される
と共に、その内外周端面15,16が研削されたもので
ある。
ークテーブル11と同軸的に環状の溝17が形成されて
いる。溝17の側壁及び底壁には断熱材18が配され、
その中にはガラス円盤14を加熱するための電気ヒータ
ー19が嵌め込まれている。この電気ヒータ19は、ガ
ラス円盤14をガラスを予熱するためのものである。
器20を有している。レーザ発振器20は、水平方向に
レーザ光を出射発振し、この出射されたレーザ光はコリ
メータ21によって平行なレーザ光22となる。レーザ
光22は、ガルバノスキャンミラー23によって、水平
方向のレーザ光24と、鉛直方向下方のレーザ光25と
に交互に振り分けられる。レーザ光24は、2つの静止
ミラー26,27によりガラス円盤14の内周端面15
に照射され、レーザ光25は、1つの静止ミラー28に
よりガラス円盤14の外周端面16に照射される。
テーブル1の回転速度は、ガラス円盤14の内周端面1
9の周速が0.02〜5.0mm/分になるように設定
される。
でも炭酸ガスレーザでもよいが、特に炭酸ガスレーザが
吸収率の点から好ましい。
〜20,000nmであるのがよく、より好ましくは9
00〜12,000nmであるのがよい。
ーザ光24,25のエネルギ密度は、エネルギ密度を高
くしてもガラス表面の熔解速度は上昇を期待できず、一
方、エネルギ密度が低い場合はガラスの温度を十分に上
昇させることができないので、エネルギ密度は、1〜2
0W/mm2であるのが好ましく、より好ましくは、1
〜10W/mm2であるのがよい。
ては、0.7〜100Wであるのが好ましい。さらに、
レーザ光24のエネルギ密度に対するレーザ光25のエ
ネルギ密度の比が1より大きいのが望ましく、ガラス円
盤の内径に対する外径の比に等しいのが好ましい。これ
により、ガラス円盤の内外周端面の単位長さ当たりのレ
ーザ光照射量を内外周端面で等しくすることができる。
具体的には、表1に示すような磁気ディスク公称サイズ
に対する外径/内径比は2.8〜4.0であることか
ら、上記エネルギ密度の比は2〜5であるのが好まし
い。
ンミラー23の各位置の停止時間を調整することにより
実現することができる。
スキャンミラー23に代えて、図3に示すようなモータ
30によって回転される半円板状ミラー(チョッパ)3
1によってレーザ光22をレーザ光24,25に交互に
振り分けてもよく、図示しない静止ハーフミラーを用い
てレーザ光22を2つのレーザ光24,25に分光する
ことにより、レーザ光24をガラス円盤14の内周端面
15に、レーザ光25をガラス円盤14の外周端面16
に同時に照射してもよい。ハーフミラーによりレーザ光
の分光を行う場合はレーザ光24のパワーに対するレー
ザ光25のパワーの比の変更はハーフミラーの反射率を
変えることにより実現することができる。
に凸面状であるのが好ましい。これにより、ガラス円盤
14の内外周端面15,16へのレーザ光24,25を
発散光29とすることができ、レーザ光24,25がガ
ラス円盤14の主表面に照射されるのを防止してその面
が溶融するのを確実に防止することができる。この場合
の発散光の開き角度は、例えば1〜3度が好ましい。こ
のレーザ光24,25の発散光化は、凸面状のミラー2
7,28を用いずに、レーザ光をコリメータ21により
平行化を完全に行わないで発散光化することにより実現
してもよいことは言うまでもない。
ーザ光照射装置の変形例の部分断面図である。
ーブル41は、椀状部42を介して垂直軸43に接続し
ており、図示しないモータによって鉛直軸の回りに回転
する。ワークテーブル41上の上面上には、環状の2つ
の座44を介して磁気ディスク用ガラス円盤46が載置
され、ワークテーブル41と共に回転する。
ス円盤14と同様に作製されたものであり、内周端面4
7及び外周端面48を有する。また、ワークテーブル4
1の上面には、図2におけるワークテーブル11と同様
にヒータ並びにそれに付随する溝や断熱材が設けられて
いるが、本図ではそれらを省略している。
外周端面48用のレーザ発振器50と、同内周端面47
用のレーザ発振器51とを備える。レーザ発振器50か
ら出射されたレーザ光は、コリメータ52を介して平行
レーザ光53となり、ミラー54を介してガラス円盤4
6の外周端面48に照射される。一方、レーザ発振器5
1から出射されたレーザ光はコリーメータ55で平行な
レーザ光56となり、ガラス円盤46と同レベルに配置
されたガルバノスキャンミラー57により、ガラス円盤
46の上方と下方とに交互に振り分けられる。これらの
振り分けられたレーザ光60,61は、夫々ミラー5
8,59を介してガラス円盤46の内周端面47に交互
に照射される。なお、椀形部42には、レーザ光61の
障害にならないように適宜に開口部62が設けられてい
る。この開口部62の位置は、ガルバノスキャナミラー
57の動作速度及びワークテーブル41の回転速度との
関係から計算設定することができる。
スキャンミラー57に代えて、モータによって回動する
半円板状ミラーや静止ハーフミラーを用いてもよいこと
は、図2のレーザ光照射装置と同様であり、また、レー
ザ光62,61のエネルギ密度に対するレーザ光53の
エネルギ密度の比の設定、ミラー54,57,58の凸
面状化等についても図2のレーザ光照射装置と同様であ
ることは言うまでもない。
4,46の内外周端面の双方がレーザ光照射されている
が、レーザ光照射されるのが内外周端面のいずれか一方
のみであってもよい。
円盤14,46のサイズは、外径84mm、内径25m
m、厚さ1.0mmとしているが、これら外径、内径、
厚さはこれらの寸法以外の全ての寸法を含むことは言う
までもない。
は、ガラス円盤14,46の内外周端面に図6(a)に
示すようにダイヤモンド砥石の粗さ相当分が残っている
が、レーザ光照射後は、該周面が滑らかになっていると
共に、エッジが丸くなっている(図6(b))。つま
り、従来の方法における研磨工程P4,P5を省くこと
ができることはもとより、研削工程P3において面取り
を省くことができる。
又は溶融を伴う滑面化処理工程による内外周端面の滑面
化は、ガラスの凸部と同時に凹部についてもガラスの溶
融、流動が生じるものと考えられる。凸部のガラスは、
凹部に流動し、迅速に表面の滑面化が行われる。滑面化
が研削砥粒や酸化セリウムなどの金属酸化物微粒子を用
いることなく行われる本発明は、ガラス円盤と接触する
ものはレーザ光線のみであるので、即ちドライ状態で行
われるので、ガラスの滑面化処理工程でガラスが汚れ
ず、異物の付着も生じない。また、ガラス円盤の内外周
端面にレーザ光のエネルギを集中させることにより、短
時間で滑面化処理を行うことができる。
み合わせた滑面化処理工程による内外周端面の滑面化
は、凸部を上から順番に削っていき、その研削面が凹部
の底のレベルまで行う必要があり、これを工業的な加工
の生産性を確保しながら行うには、研削速度が大きい粗
い砥粒を用いるのがよいが、滑面化するには限界があ
る。そのため研削スピードと滑面化をバランスよく行う
ために、通常異なる大きさの砥粒による研削を多段に組
み合わせることが行われるが、設備を複数設置しなけれ
ばならないという設備コストや、加工処理時間が長くな
るなどの問題がある。本発明の滑面化は、上記従来の技
術が有する欠点をもたない特徴がある。
について以下の実験を行った。
m、厚さ0.8mmの磁気記録媒体用ガラス基板のサン
プルを下記の工程1)から順次工程8)を経ることによ
り作製した。
O3:16.3%、K2O:0.4%、MgO:1.9
%、CaO:3.8%、Li2O3:3.7%、Na
2O:10.6%のアルミニウムのシリケートガラスを
フロートガラス製造方法で板状に成形したものをガラス
素板とした。
小さな寸法にダイヤモンドカッタで割断線をガラス素板
表面に入れ、外力を加えて割断線に沿ってガラス円盤に
割断し、500枚のガラス円盤を作製した。
イヤモンド砥粒を固着した回転砥粒をガラス端面に当て
つけて、所定の内径及び外径寸法になるまで研削した。
イヤモンド砥粒を固着した回転砥石をガラス端面に当て
つけて、端面の粗さをさらに細かくし、その後水洗いに
よりガラス円盤を洗浄した。
重ねて固定し、図7に示すように、積層ガラス円盤1の
内周端面2及び外周端面3に回転する樹脂製の円筒状回
転ブラシ4,5を押し当てると共に、酸化セリウムの微
粉末を含有する懸濁液を供給管6,7により供給して、
内外周端面(いずれも端面及びエッジ部)の精密研磨を
行い、その後水洗いによりガラス円盤を洗浄した。
面について1枚ずつレーザ光照射により滑面化処理を行
った。滑面化処理条件は、図2に示すレーザ光照射装置
により下記の条件で行った。 (1)レーザ発振器 炭酸ガスレーザ(最大定格40W) (2)照射レーザビーム径 直径3mmの円 (3)レーザパワー密度 4W/mm2 (4)レーザ光照射方法 端面各部に1回の走査(レンズにより発散光に 調整) (5)ガラス円盤の外周速度 0.5mm/分 (6)ガラスの加熱 半径方向中央部を約200℃にニクロム電熱ヒ ータにより加熱 工程5)主表面(情報記録面)の研削・研磨 ガラス円盤の外径よりも若干大きな内径の穴を複数有す
る樹脂製のキャリア内にレーザ光照射したガラス円盤を
セットし、ガラス円盤を#500粗さのダイヤモンド砥
粒を固着させた上定盤及び下定盤で挟んで押圧し、定盤
を回転させながらガラス円盤の主表面を湿式研削した。
さらに、ダイヤモンド砥石に代えて定盤に樹脂パッドを
固着した定盤を有する研磨機を用いて、#1000粗さ
の酸化セリウム微粉末をガラス円盤の主表面に供給しな
がら研削の後段として精密研磨を行った。
いにより洗浄した。
に3時間浸漬してガラス表面近傍にカリウムイオンのナ
トリウムイオン及びリチウムイオンとの置換に基づく圧
縮層を形成する化学強化処理を行った。
板の実施例サンプル1を得た。500枚の実施例サンプ
ル1について、内外周端面について触診式粗さ計で端面
の粗さをチャートに記録し、JISに規定する方法に準
じて平均粗さRa及び最大粗さRmaxを算出した。そ
の結果を表2の実施例サンプル1の欄に示す。
と小さく、且つその値のバラツキの範囲は小さいもので
あった。得られた平均粗さ及びその範囲は、磁気抵抗式
ヘッド(MRヘッド又はGMRヘッド)を用いる高密度
記録対応の磁気記録媒体用ガラス基板に好ましいものと
して要求される値である0.1μmを越えないレベルに
あった。さらに、最大粗さRmaxは0.2〜0.5μ
mであり、Rmaxの最大の値が1μmを越えるもので
はなく、高密度記録に対応できる特性を備えるものであ
った。
工程を経て製造され、工程を経るたびに、通常水、アル
カリ水、酸性水、洗浄水などにより洗浄が行われる。し
かしながら、洗浄によっても端面のとりわけ凹部に固着
する異物(研削又は研磨により生ずるガラス屑の残滓、
砥粒の残滓、空気中の塵埃、設備機械から生じる金属摩
耗粉など)を完全に除去することは容易ではない。これ
らの付着物は、情報記録メディアとしてハードディスク
内に装填され高速回転されて使用されるときに、遠心力
を受けて情報記録メディアの表面から飛び出し、情報記
録面に付着してしまう確率を高める。このことは、磁気
ヘッドのクラッシュの発生に至る危険性を高める。
洗浄を強力に行うと共に、洗浄し易く付着が生じにくい
ように端面の凹凸の粗さを小さくすることの両者から通
常対応がとられる。表2に示す実施例サンプル1は、作
製したすべてのガラス基板について、平均粗さRaが
0.06μm以下であり、最大粗さRmaxが0.5μ
m以下であり、良好な端面加工が行われたと言える。
て、実施例1と同じようにして、500枚の情報記録媒
体用ガラス基板の実施例サンプル2を作製した。このサ
ンプルロットの平均粗さの範囲及び最大粗さの範囲は、
表2に示すように実施例サンプル1とほぼ同じであっ
た。
行わなかったことを除いて、実施例1と同じようにし
て、500枚の情報記録媒体用ガラス基板のサンプル3
を作製した。このサンプルロットの平均粗さの範囲及び
最大粗さの範囲は、表2に示すように実施例サンプル1
より若干大きい値にシフトしていたが満足のできるもの
であった。
代えて結晶化ガラス(質量%でSiO2:75%、Al2
O3:3%、K2O:4%、Li2O:12%、MgO:
2%、P2O5:3%、ZnO:1%)を用いたことを除
いて、実施例2と同じようにして、500枚の情報記録
媒体用ガラス基板の実施例サンプル4を作製した。この
実施例サンプル4の平均粗さ及び最大粗さの範囲は、実
施例サンプル2と同じレベルであった。
用ガラス基板の比較例サンプル1を500枚作製した。
比較例サンプル1は、工程3Cの精密研磨、及び工程4
のレーザ光照射を行わなかったことを除いて、実施例1
と同じようにして作製した。得られたサンプルロットの
平均粗さは0.6〜1.3μmであって、実施例に比較
して一桁大きな粗さを有する端面しか得られなかった。
また、最大粗さについては、0,3μmと小さいものが
得られたが、5.0μmと大きなものが含まれていた。
このように最大粗さが大きいサンプルが存在すること
は、上記の異物付着の可能性が高い情報記録媒体用ガラ
ス基板が製造ロット中に存在する可能性が高くなること
を意味し、信頼性の高い情報記録メディアとすることが
できないという懸念が生じる。
及び最大粗さを小さくするために、比較例1で実施した
湿式処理工程を工程3A)の第1段研削、及び工程3
B)の第2段研削に引き続いて工程3C)の精密研磨を
追加したことを除いて、比較例1と同じようにして比較
サンプル2を作製した。得られた500枚の比較サンプ
ル2の平均粗さは、表2に示すように、比較例1に比べ
て小さくなった。平均粗さは、0.05μmと小さいサ
ンプルも得られたが、平均粗さ0.4μmのサンプルも
あり、平均粗さの数値は、10倍以上の広い範囲でばら
ついていた。また、最大粗さについても、2.5μmと
いう大きな最数値を有するものが含まれていた。
ルロッドは平均粗さ及び最大粗さについて、その範囲が
狭いものであったが、比較例により得られるサンプルロ
ットは平均粗さ及び最大粗さは、広い範囲で分布してい
ることが分かった。
を行う前の湿式処理は、外径及び内径寸法を所定寸法に
調整する第1段研削のみで、平均粗さと最大粗さについ
てその値を小さく且つ範囲が小さいものとすることがで
きる。即ち、工程数の削減が可能であった。
られた500枚のサンプルロットの平均粗さRaについ
ての頻度の分布を示すグラフである。実施例サンプル2
は、狭い範囲に粗さが分布しているのに対し、比較例サ
ンプル2は、粗さが約8倍にばらついている。比較例サ
ンプル2のような分布を有する磁気記録媒体用ガラス基
板を用いて作製されるハードディスクドライブは、粗さ
の大きなものによる上記のような不具合が生じる確率が
より大きなものと予想される。
載の製造方法によれば、ドーナツ状の情報記録媒体用ガ
ラス円盤の外周端面及び内周端面の少なくとも一方をレ
ーザ光照射によりガラスの軟化点以上の温度に溶融加熱
することにより滑面化するので、ガラス円盤の外周端面
及び内周端面の少なくとも一方のエッジが丸くなり、も
って従来の方法における研磨工程を省くことができるこ
とはもとより、研削工程において面取りを省くことがで
きる。
処理工程で外周端面及び内周端面の双方を溶融加熱する
ので、作業効率を向上させることができる。
光が発散光であるので、レーザ光がガラス円盤の主表面
に照射されてその面を溶融するのを確実に防止すること
ができる。
端面へのレーザ光のエネルギ密度に対する外周端面への
前記レーザ光のエネルギ密度の比が1より大きいので、
内周端面と外周端面の単位面積当たりのエネルギ密度の
差を小さくすることができ、もって平滑度の差を小さく
することができる。
端面へのレーザ光のエネルギ密度に対する外周端面への
レーザ光のエネルギ密度の比が2〜5であるので、内周
端面と外周端面の単位面積当たりのエネルギ密度の差を
ほぼ等しくすることができ請求項15記載の製造方法に
よれば、ガラス円盤は、母ガラスがアルカリ酸化物成分
としてLi2O及びNa2Oのいずれか一方を含有するシ
リケートガラスから成り、滑面化処理されたガラス円盤
の表面層をアルカリ成分をアルカリ酸化物成分より大き
なイオン半径を有するアルカリ成分に置換するので、ガ
ラス円盤の強度を向上させることができる。
板によれば、ガラス基板が請求項1乃至15のいずれか
1項に記載の製造方法によって製造されるので、内周端
面及び外周端面の少なくとも一方が滑らかなガラス基板
を得ることができる。
請求項16乃至18のいずれか1項に記載の情報記録媒
体用ガラス基板の主表面に情報記録膜が被覆形成されて
いるので、主表面上に異物付着のない情報記録媒体を得
ることができる。ことを特徴とする。
面の片面又は両面に磁気記録膜、光磁気記録膜、及び光
記録膜を含む情報記録膜を被覆形成することにより情報
記録媒体が得られる。
19記載の情報記録媒体において、前記情報記録膜が磁
気記録膜であることを特徴とする。
体用ガラス基板の製造工程図である。
置の一例の部分断面図である。
ラーの斜視図である。
例の説明図である。
置の変形例の部分断面図である。
(a)は研削工程で研削された後のものを示し、(b)
は処理工程でレーザ光照射された後のものを示す。
の内外周端面の精密研磨装置の概要の説明図である。
枚のサンプルロットの平均粗さRaについての頻度の分
布を示すグラフである。
である。
Claims (20)
- 【請求項1】 ドーナツ状の情報記録媒体用ガラス円盤
の外周端面及び内周端面の少なくとも一方をレーザ光照
射によりガラスの軟化点以上の温度に溶融加熱すること
により滑面化する滑面化処理工程を有することを特徴す
る情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。 - 【請求項2】 前記滑面化処理工程に先だってガラス母
材から前記ガラス円盤を円形に加工する加工工程を有す
ることを特徴とする請求項1記載の製造方法。 - 【請求項3】 前記円形に加工されたガラス円盤の外周
端面を砥石を用いて研削する研削工程を有することを特
徴とする請求項2記載の製造方法。 - 【請求項4】 前記研削工程の後で前記ガラス円盤の外
周端面を所定形状に面取り加工する面取り加工工程を有
することを特徴とする請求項3記載の製造方法。 - 【請求項5】 前記滑面化処理工程で前記外周端面及び
前記内周端面の双方を溶融加熱することを特徴とする請
求項1乃至4のいずれか1項に記載の製造方法。 - 【請求項6】 前記滑面化処理工程で、前記レーザ光を
単一のレーザ発振器から出射し、当該出射したレーザ光
を前記内周端面及び前記外周端面に交互に照射すること
を特徴とする請求項5記載の情報記録媒体用ガラス基板
の製造方法。 - 【請求項7】 前記滑面化処理工程で、前記レーザ光を
単一のレーザ発振器から出射すると共に当該レーザ光を
2つに分割し、当該分割されたレーザ光を前記内周端面
及び前記外周端面の双方に同時に照射することを特徴と
する請求項6記載の製造方法。 - 【請求項8】 前記滑面化処理工程で、前記レーザ光を
2つのレーザ発振器から夫々出射し、前記レーザ発振器
の一方から出射されたレーザ光を前記内周端面に照射
し、前記レーザ発振器の他方から発振されたレーザ光を
前記外周端面に照射することを特徴とする請求項5記載
の製造方法。 - 【請求項9】 前記レーザ光が発散光であることを特徴
とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の製造方
法。 - 【請求項10】 前記滑面化処理工程で前記レーザ光に
対する前記内周端面の相対速度が0.02〜5.0m/
分となるように前記ガラス円盤を回転させることを特徴
とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の製造方
法。 - 【請求項11】 前記内周端面への前記レーザ光のエネ
ルギ密度に対する前記外周端面への前記レーザ光のエネ
ルギ密度の比が1より大きいことを特徴とする請求項1
0項記載の製造方法。 - 【請求項12】 前記内周端面への前記レーザ光のエネ
ルギ密度に対する前記外周端面への前記レーザ光のエネ
ルギ密度の比が2〜5であることを特徴とする請求項1
1記載の製造方法。 - 【請求項13】 前記滑面化処理の前又は前記滑面化処
理時に、前記ガラス円盤の全部又は一部を抵抗加熱ヒー
タにより加熱することを特徴とする請求項1乃至12の
いずれか1項に記載の製造方法。 - 【請求項14】 前記滑面化処理工程の後で前記ガラス
円盤の主表面を研削且つ研磨することを特徴とする請求
項1乃至13のいずれか1項に記載の製造方法。 - 【請求項15】 前記ガラス円盤は、母ガラスがアルカ
リ酸化物成分としてLi2O及びNa2Oのいずれか一方
を含有するシリケートガラスから成り、前記主表面が研
削且つ研磨されたガラス円盤の表面層のアルカリ成分を
前記アルカリ酸化物成分より大きなイオン半径を有する
アルカリ成分に置換するガラスの化学強化処理工程をさ
らに有することを特徴とする請求項14記載の製造方
法。 - 【請求項16】 請求項1乃至15のいずれか1項に記
載の製造方法によって製造されたことを特徴とする情報
記録媒体用ガラス基板。 - 【請求項17】 前記内周端面及び前記外周端面の少な
くとも一方の面の平均粗さRaが0.001〜0.3μ
mであることを特徴とする請求項16記載の情報記録媒
体用ガラス基板。 - 【請求項18】 前記内周端面及び前記外周端面の少な
くとも一方の面の最大表面粗さRmaxが0.01〜2
μmであることを特徴とする請求項16又は17記載の
情報記録媒体用ガラス基板。 - 【請求項19】 請求項16乃至18のいずれか1項に
記載の情報記録媒体用ガラス基板の主表面に情報記録膜
が被覆形成されていることを特徴とする情報記録媒体。 - 【請求項20】 前記情報記録膜が磁気記録膜であるこ
とを特徴とする請求項19記載の情報記録媒体。
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