JP2006018922A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】 ガラス基板の中央部に円孔を形成するときに、この円孔の内径端面における欠け、ひび、割れといった欠陥の発生を抑制し、十分な耐衝撃性が確保された磁気ディスク用ガラス基板を品質のばらつきなく安定して廉価に大量供給することができる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供する。
【解決手段】 ガラスディスク２の一方の主表面２ａ側より第１の外径ｄ１を有する第１のコアドリル３によって一方側凹部４を形成し、次に、このガラスディスク２の他方の主表面２ｂ側より第１の外径ｄ１よりも小径であって第１のコアドリル３の内径よりも大径である第２の外径ｄ０を有する第２のコアドリル５によって他方側凹部６を形成して、一方側凹部４に亘る貫通孔を穿設する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ハードディスクドライブ等の磁気ディスク装置に用いられる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。

今日、情報記録技術、特に、磁気記録技術は、いわゆるＩＴ産業の発達に伴って飛躍的な技術革新が要請されている。そして、コンピュータ用ストレージとして用いられるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の磁気ディスク装置に搭載される磁気ディスクにおいては、磁気テープやフレキシブルディスクなどの他の磁気記録媒体と異なり、急速な情報記録密度の増大化が続けられている。パーソナルコンピュータ装置に収納することのできる情報容量は、このような磁気ディスクの情報記録密度の増大に支えられて、飛躍的に増加している。
そして、磁気ディスク用の基板としては、ガラス製の基板を好適に用いることができる。ガラス基板においては、平滑な表面が得られるので、磁気ディスク上を飛行走行しながら記録再生を行う磁気ヘッドの浮上量を狭隘化することが可能だからである。すなわち、ガラス基板を用いることにより、高い情報記録密度の磁気ディスクを得ることができる。

通常、磁気ディスクの高記録密度化に資するガラス基板としては、まず、溶融ガラスから円板状にプレス成型されたガラスディスクを作成し、このガラスディスクに対して、順次、ラッピング（研削）加工及びポリッシング（研磨）加工等を施して製造されたものが使用されている。

また、このガラス基板においては、特許文献１に記載されているように、ダイヤモンドコアドリルを用いて、中央部分に円孔が穿設されている。この円孔は、ハードディスクドライブ等において、磁気ディスクがセンタースピンドル軸によって支持されるためのものである。なお、特許文献１においては、ダイヤモンドコアドリルを偏芯させたまま回転させることにより、ガラスディスクに貫通孔を形成することとしている。

特開平７−１０８５２３号公報

ところで、近年、磁気ディスクにおいては、情報記録密度が１平方インチ当り４０ギガビットを超えるまでに到っており、さらに、１平方インチ当り１００ギガビットを超えるような超高記録密度をも実現されようとしている。このように高い情報記録密度が実現できるようになった近年の磁気ディスクは、従来の磁気ディスクに比較してずっと小さなディスク面積であっても、実用上十分な情報量を収納できるという特徴を有している。

また、磁気ディスクは、他の情報記録媒体に比較して、情報の記録速度や再生速度（応答速度）が極めて敏速であり、情報の随時書き込み及び読み出しが可能であるという特徴も有している。

このような磁気ディスクの種々の特徴が注目された結果、近年においては、いわゆる携帯電話機、デジタルカメラ、「ＰＤＡ（personal digital assistant：パーソナルデジタルアシスタント）」などの携帯用情報機器、あるいは、いわゆる「カーナビゲーションシステム」などの車載用情報機器のように、パーソナルコンピュータ装置よりも筐体がずっと小さく、かつ、高い応答速度が求められる機器に搭載できる小型のハードディスクドライブが求められるようになってきている。

このような、携帯用や車載用のいわゆる「モバイル機器」において使用される小型のハードディスクドライブは、常に、落下や振動等による衝撃といった撃力に曝される。したがって、このような機器に使用されるハードディスクドライブに使用する磁気ディスクとしては、いっそうガラス基板を用いた磁気ディスクの有用性が着目される。すなわち、硬質材料であるガラスからなるガラス基板は、軟質材料である金属からなる基板に比較して、剛性が高いという特徴を有しているからである。また、ガラス基板は、化学強化処理等の手段により、所望の強度を得ることができるという特徴をも有しているからである。

例えば、外径が４８ｍｍ以下、内径が１２ｍｍ以下の「１．８インチ型ディスク」を始めとして、外径が２７．４ｍｍ以下、内径が７ｍｍ以下の「１インチ型ディスク」、もしくは、外径が２２ｍｍ以下、内径が６ｍｍ以下の「０．８５インチ型ディスク」等、従来のディスク寸法よりもさらに小径の磁気ディスクが提案されている。

しかしながら、例えば、前記特許文献１に記載された技術により、ガラス基板の中央部に円孔を形成することとした場合には、この円孔の周囲部分に、欠け、ひび、割れといった欠陥が発生し易いという問題が見出された。円孔の周囲部分にこのような欠陥が存在すると、化学強化処理を行っても、十分な基板強度が得られない虞れがある。このような基板状態では、磁気ディスクを保持している磁気ディスクの内径端面とセンタースピンドルとの接触箇所において、ディスク端面からのクラック発生の確率が大きくなり、ディスク基板の衝撃破壊に繋がることが予想される。

そこで、本発明は、前述のような実情に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は、ガラス基板の中央部に円孔を形成するときに、この円孔の内径端面における欠け、ひび、割れといった欠陥の発生を抑制し、十分な耐衝撃性が確保された磁気ディスク用ガラス基板を品質のばらつきなく安定して廉価に大量供給することができる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、ガラス基板の中央部に円孔を形成するときにこの円孔の内径端面における欠け、ひび、割れといった欠陥の発生を抑制することができる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供することによって、この磁気ディスク用ガラス基板を用いた磁気ディスクの耐衝撃性が向上されるようにし、携帯用のいわゆる「モバイル機器」において使用される小型のハードディスクドライブにおける使用に好適な磁気ディスクの供給を可能とすることにある。

本発明者は、前記課題を解決すべく研究を進めた結果、ガラスディスクの一方の主表面側より第１の外径を有する第１のコアドリルによって一方側凹部を形成し、次に、このガラスディスクの他方の主表面側より第１の外径よりも小径であって第１のコアドリルの内径よりも大径である第２の外径を有する第２のコアドリルによって他方側凹部を形成して、一方側凹部に亘る貫通孔を穿設することにより、前記課題が解決できることを見出した。

すなわち、本発明は以下の構成を有するものである。

〔構成１〕
本発明は、板状のガラスディスクの中央部に円形の孔を穿設する工程を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、ガラスディスクの一方の主表面側よりこのガラスディスクの中央部に対し第１の外径を有する第１のコアドリルを用いてこのガラスディスクの厚さに満たない深さの一方側凹部を形成する第１の工程と、ガラスディスクの他方の主表面側よりこのガラスディスクの中央部に対し第１の外径よりも小径であって第１のコアドリルの内径よりも大径である第２の外径を有する第２のコアドリルを用いて一方側凹部に向けてこの一方側凹部と略々同心状に他方側凹部を形成しこの他方側凹部の深さを深くしてゆくことによりこの他方側凹部から一方側凹部に亘る貫通孔を穿設する第２の工程とを有することを特徴とするものである。

〔構成２〕
本発明は、構成１を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、磁気ディスク用ガラス基板は、外径が６５ｍｍ以下であり、中心部の円孔の内径が２０ｍｍ以下であり、厚さが０．６３５ｍｍ以下であることを特徴とするものである。

〔構成３〕
本発明は、磁気ディスクの製造方法であって、構成１、または、構成２を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法により得られた磁気ディスク用ガラス基板の表面に、少なくとも磁性層を形成することを特徴とするものである。

構成１を有する本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、ガラスディスクの一方の主表面側より第１の外径を有する第１のコアドリルを用いて一方側凹部を形成し、次に、ガラスディスクの他方の主表面側より第１の外径よりも小径であって第１のコアドリルの内径よりも大径である第２の外径を有する第２のコアドリルを用いて他方側凹部を形成して、一方側凹部に亘る貫通孔を穿設する。

この磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、ガラスディスクの厚さに満たない深さの一方側凹部を形成するときに、この一方側凹部の周囲に若干のクラックが生じ得る場合があるが、このクラックは、一方側凹部の深さがガラスディスクの厚さに満たないことから、周囲への拡大は小さく抑えられる。そして、他方側凹部を形成するときには、この他方側凹部が一方側凹部に亘る貫通孔として形成されることから、この他方側凹部の周囲にクラックが生じ得る場合がある。しかし、この他方側凹部の周囲に発生するクラックは、この他方側凹部よりも大径である一方側凹部に向かって生ずるため、一方側凹部を越えてさらに外周側方向に拡大することはない。

すなわち、この磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、他方側凹部の形成に伴って発生するクラックの拡大が防止されるので、この貫通孔の内径端面における欠け、ひび、割れといった欠陥の発生が抑制される。

構成２を有する本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、構成１を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、磁気ディスク用ガラス基板は、外径が６５ｍｍ以下であり、中心部の円孔の内径が２０ｍｍ以下であり、厚さが０．６３５ｍｍ以下であるので、磁気ディスクの小径化に対応できる磁気ディスク用基板を供給することができる。

したがって、本発明においては、ガラス基板の中央部に円孔を形成するときに、この円孔の内径端面における欠け、ひび、割れといった欠陥の発生を抑制し、十分な耐衝撃性が確保された磁気ディスク用ガラス基板を品質のばらつきなく安定して廉価に大量供給することができる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供することができる。

構成３を有する本発明に係る磁気ディスクの製造方法においては、構成１、または、構成２を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法により得られた磁気ディスク用ガラス基板の表面に、少なくとも磁性層を形成するので、主表面部が極めて平滑で、かつ、十分な強度を有する磁気ディスクを得ることができる。

すなわち、本発明においては、ガラス基板の中央部に円孔を形成するときにこの円孔の内径端面における欠け、ひび、割れといった欠陥の発生を抑制することができる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供することによって、この磁気ディスク用ガラス基板を用いた磁気ディスクの耐衝撃性が向上されるようにし、携帯用のいわゆる「モバイル機器」において使用される小型のハードディスクドライブにおける使用に好適な磁気ディスクの供給が可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

本発明に係る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は、例えば、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等に搭載される磁気ディスクのディスク基板として使用される。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。

図１は、本発明に係る磁気ディスク用基板の製造方法により製造される磁気ディスク用基板の構成を示す斜視図である。

この磁気ディスク用ガラス基板は、外径１５ｍｍ乃至４８ｍｍ、内径５ｍｍ乃至１２ｍｍ、板厚０．３５ｍｍ乃至０．６ｍｍであり、例えば、「０．８インチ（inch）型磁気ディスク」（内径６ｍｍ、外径２１．６ｍｍ、板厚０．３８１ｍｍ）、「１．０インチ型磁気ディスク」（内径７ｍｍ、外径２７．４ｍｍ、板厚０．３８１ｍｍ）、「１．８インチ型磁気ディスク」（内径１２ｍｍ、外径４８ｍｍ、板厚０．５０８ｍｍ）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」や「３．５インチ型磁気ディスク」などの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、図１に示すように、ディスク基板の中心部の円孔１の内径である。

本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、まず、板状ガラスの表面をラッピング（研削）加工してガラス母材とし、このガラス母材を切断してガラスディスクを切り出す。本発明における板状ガラスとしては、様々な板状ガラスを用いることができる。この板状ガラスは、例えば、溶融ガラスを材料として、プレス法やフロート法、または、フュージョン法など、公知の製造方法を用いて製造することができる。これらのうち、プレス法を用いれば、板状ガラスを廉価に製造することができる。

この板状ガラスの形状は、矩形状であっても、ディスク状（円盤状）であってもよい。なお、ディスク状の板状ガラスは、従来の磁気ディスク用ガラス基板の製造において用いられているラッピング装置を用いてラッピング加工を行うことができ、信頼性の高い加工を安価にて行うことができる。

また、本発明で利用する板状ガラスの材料としては、アモルファスガラスやガラスセラミクス（結晶化ガラスともいう）を用いることができる。アモルファスガラスとしては、正面の平坦性及び基板強度において優れた磁気ディスク用基板を供給することができるという点で、アルミノシリケートガラスを好ましく用いることができる。

ラッピング加工は、板状ガラスの主表面の形状精度（例えば、平坦度）や寸法精度（例えば、板厚の精度）を向上させることを目的とする加工である。このラッピング加工は、板状ガラスの主表面に、砥石、あるいは、定盤を押圧させ、これら板状ガラス及び砥石または定盤を相対的に移動させることにより、板状ガラスの主表面を研削することにより行われる。このようなラッピング加工は、遊星歯車機構を利用した両面ラッピング装置を用いて行うことができる。

また、このラッピング加工においては、板状ガラスの主表面に研削液を供給することにより、スラッジ（研削屑）を研削面から洗い流し、また、研削面を冷却するとよい。さらに、この研削液に遊離砥粒を含有させたスラリーをワークの主表面に供給して研削してもよい。

ラッピング加工において用いる砥石としては、ダイヤモンド砥石を用いることができる。また、遊離砥粒としては、アルミナ砥粒やジルコニア砥粒、または、炭化珪素砥粒などの硬質砥粒を用いるとよい。

このラッピング加工により、板状ガラスの形状精度が向上し、主表面の形状が平坦化されるとともに板厚が所定の値となるまで削減されたガラス母材が形成される。ガラス母材の主表面をラッピング加工により平坦とし、また、板厚を削減することにより、欠け、ひび、割れといった欠陥の発生を防止しつつ、このガラス母材を切断して、このガラス母材からガラスディスクを切り出すことができる。

ガラス母材の板厚としては、２ｍｍ以下であることが好ましい。ガラス母材の板厚が２ｍｍを超えると、板厚が厚すぎるために精密な切り出しができない虞れがあり、また、ガラスディスクを切り出すときに、欠け、ひび、割れといった欠陥が発生する虞れがある。また、ガラス母材の板厚が０．２ｍｍ未満であると、ガラス母材自体が、ガラスディスクを切り出す工程における負荷に耐えられない虞れがあるので、ガラス母材の板厚は、０．２ｍｍ以上とすることが好ましい。

ガラス母材の切断は、ダイヤモンドカッタやダイヤモンドドリルなど、ガラスよりも硬質な物質を含む切刃や砥石を用いて行うことができる。また、ガラス母材の切断は、レーザカッタを用いて行ってもよい。

次に、ダイヤモンドドリルを用いて、このガラスディスクの中央部に円孔を形成し、ドーナツ状のガラスディスクとする。

図２は、本発明においてガラスディスクの中央部に円孔を形成する手順を示す工程図である。

本発明において、ガラスディスクの中央部への円孔の形成は、図２中の（ａ）に示すように、第１の工程として、ガラスディスク２の一方の主表面２ａ側より、このガラスディスク２の中央部に対し、第１の外径ｄ１を有する第１のコアドリル３を用いて、このガラスディスク２の厚さに満たない深さの一方側凹部４を形成する。この一方側凹部４の深さは、ガラスディスク２の厚さの３０％乃至５０％とすることが望ましい。

次に、図２中の（ｂ）に示すように、第２の工程として、ガラスディスク２の他方の主表面２ｂ側より、このガラスディスク２の中央部に対し、第１の外径ｄ１よりも小径であって第１のコアドリル３の内径よりも大径である第２の外径ｄ０を有する第２のコアドリル５を用いて、一方側凹部４に向けてこの一方側凹部４と略々同心状に他方側凹部６を形成する。

この他方側凹部６の深さを深くしてゆくことにより、図２中の（ｃ）に示すように、この他方側凹部６から一方側凹部４に亘る貫通孔を穿設する。

図３は、本発明においてガラスディスクの中央部に円孔を形成するときに生じ得るクラックの様子を示す断面図である。

これら第１及び第２の工程においては、ガラスディスク２の厚さに満たない深さの一方側凹部４を形成したときに、図３に示すように、この一方側凹部４の周囲に若干のクラック４ａが生じ得る場合があるが、このクラック４ａは、一方側凹部４の深さがガラスディスク２の厚さに満たないことから、周囲への拡大は小さく抑えられる。そして、他方側凹部６を形成するときには、この他方側凹部６が一方側凹部４に亘る貫通孔として形成されることから、この他方側凹部６の周囲にクラック６ａが生じ得る場合がある。しかし、この他方側凹部６の周囲に発生するクラック６ａは、図３に示すように、この他方側凹部６よりも大径である一方側凹部４に向かって生ずるため、一方側凹部４を越えてさらに外周側方向に拡大することはない。

なお、第１及び第２のコアドリル３，５は、砥石が円筒状に形成されたものである。これら第１及び第２のコアドリル３，５としては、ダイヤモンドコアドリルを用いることが望ましい。これらダイヤモンドコアドリルの目の粗さとしては、＃１５０乃至＃４００が好ましい。また、第１の外径ｄ１と第２の外径ｄ０との差は、０．２ｍｍ以下であることが望ましい。

これら第１及び第２の工程において、第１のコアドリル３と第２のコアドリル５とのガラスディスク２を基準とする偏心量は、０．１ｍｍ以下であることが望ましい。また、図２中の（ａ）及び（ｂ）においてθで示す第１及び第２のコアドリル３，５の中心軸のガラスディスク２の主表面部２ａ，２ｂの法線に対する角度は、０．１°以内であることが望ましい。

そして、第２の工程においては、ガラスディスク２の他方の主表面２ｂを上方側に向け、この他方の主表面２ｂに対して第２のコアドリル５により上方より他方側凹部６を形成することが望ましい。すなわち、この場合には、第２のコアドリル５により貫通孔が形成されたときに、ガラスディスク２より分離されてこの第２のコアドリル５内に残存するガラス片が下方に落下するので、作業性が良好となる。

なお、このように一方側凹部４及び他方側凹部４を形成する工程においては、各コアドリル３，５の内側の空間を通して、研削液を供給することにより、スラッジ（研削屑）を洗い流し、また、研削面を冷却するとよい。

これら第１及び第２の工程を通じて貫通孔を形成することにより、他方側凹部６の形成に伴って発生するクラックの拡大が防止される。

そして、図２中の（ｄ）に示すように、第３の工程として、貫通孔の内周端面を、両端側がテーパ状に拡径された円柱状の砥石７によって研削する。このとき、ガラスディスク２と砥石７とは、砥石７の周面がガラスディスク２の貫通孔の内周端面に接触した状態において、それぞれが軸回りに回転される。

このような円柱状の砥石７による研削によって、図２中の（ｅ）に示すように、所定の内径Ｄを有し両開口部縁が面取り部となされた円孔１を形成する。面取り部は、ガラスディスクの端面の稜部が面取りされることにより、主表面部と端面との間に、これら主表面部と端面とに接して、円錐面状の面として形成される。このように、ガラスディスクの端面の両側の稜部は、面取りしておくことが好ましい。ガラスディスクは、端面の稜部が面取りされていることにより、破壊強度が高まるとともに、良好に研磨されることができるからである。

また、前述の第１の工程において、一方側凹部４の形成に伴ってクラックが発生していたとしても、この第３の工程において、このクラックは除去される。

そして、このガラスディスクの外周側端面についても所定の面取り加工を施すとともに、少なくともポリッシング（研磨）加工を施し、このガラスディスクの主表面を鏡面化し、磁気ディスク用ガラス基板とする。このポリッシング加工は、ガラスディスクの主表面に、研磨パッドが貼り付けられた定盤を押圧させ、ガラスディスクの主表面に研磨剤を供給しながら、これらガラスディスク及び定盤を相対的に移動させることにより行われる。

このとき、研磨剤に含まれる研磨砥粒としては、磁気ディスク用ガラス基板に対して研磨能力を奏する研磨砥粒であれば、特に制限なく使用することができる。例えば、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）砥粒、コロイダルシリカ砥粒、アルミナ砥粒、ダイヤモンド砥粒などを挙げることができる。研磨砥粒の粒径については、適宜選択することができるが、例えば、０．５μｍ乃至３μｍ程度とすることが好ましい。また、研磨剤は、研磨砥粒を含む研磨剤に、水（純水）などの液体を加え、この研磨剤をスラリーとして用いることが好ましい。

また、ガラスディスクは、端面を鏡面研磨しておくことが好ましい。ガラスディスクの端面は切断形状となっているので、この端面を鏡面にポリッシングしておくことにより、パーティクルの発生を抑制することができ、この磁気ディスク用ガラス基板を用いて製造された磁気ディスクにおいて、いわゆるサーマルアスペリティ障害を良好に防止することができるからである。

このポリッシング加工を施すことにより、磁気ディスク用ガラス基板の主表面の表面粗さは、Ｒmaxで６ｎｍ以下、Ｒａで０．６ｎｍ以下となされる。磁気ディスク用ガラス基板の主表面がこのような鏡面となっていれば、この磁気ディスク用ガラス基板を用いて製造される磁気ディスクにおいて、磁気ヘッドの浮上量が、例えば、１０ｎｍである場合であっても、いわゆるクラッシュ障害やサーマルアスペリティ障害の発生を防止することができる。

そして、ガラスディスクのポリッシング工程の後には、化学強化や風冷強化などの強化処理、あるいは、結晶化処理を施すことにより、破壊強度を向上させることが好ましい。化学強化処理を行った場合には、磁気ディスク用ガラス基板の表面に高い圧縮応力を生じさせることができ、耐衝撃性を向上させることができる。

特に、ガラスディスクの材料としてアルミノシリケートガラスを用いている場合には、好適に化学強化処理を行うことができる。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、化学強化を行なうことによって、良好に破壊強度を高めることができるからである。アルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ_２：６２乃至７５重量％、Ａｌ_２Ｏ_３：５乃至１５重量％、Ｌｉ_２Ｏ：４乃至１０重量％、Ｎａ_２Ｏ：４乃至１２重量％、ＺｒＯ_２：５．５乃至１５重量％を主成分として含有するとともに、Ｎａ_２ＯとＺｒＯ_２との重量比が０．５乃至２．０、Ａｌ_２Ｏ_３とＺｒＯ_２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。

また、このようなガラス基板において、ＺｒＯ_２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、ＳｉＯ_２を５７乃至７４mol％、ＺｒＯ_２を０乃至２．８mol％、Ａｌ_２Ｏ_３を３乃至１５mol％、ＬｉＯ_２を７乃至１６mol％、Ｎａ_２Ｏを４乃至１４mol％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。

前述のようにして磁気ディスク用ガラス基板を製造する本発明は、「１インチ型ハードディスクドライブ」、または、「１インチ型」よりも小型のハードディスクドライブに搭載するための磁気ディスク用ガラス基板を製造する方法として特に好適である。なお、「１インチ型ハードディスクドライブ」に搭載する磁気ディスクを製造するための磁気ディスク用ガラス基板の直径は、約２７．４ｍｍである。また、「０．８５インチ型ハードディスクドライブ」に搭載する磁気ディスクを製造するための磁気ディスク用ガラス基板の直径は、約２１．６ｍｍである。

そして、本発明に係る磁気ディスクにおいて、磁気ディスク用ガラス基板４上に形成される磁性層としては、例えば、コバルト（Ｃｏ）系強磁性材料からなるものを用いることができる。特に、高い保磁力が得られるコバルト−プラチナ（Ｃｏ−Ｐｔ）系強磁性材料系からなる磁性層として形成することが好ましい。なお、磁性層の形成方法としては、ＤＣマグネトロンスパッタリング法を用いることができる。

以下、本発明の実施例について、詳細に説明する。

〔実施例１〕
この実施例１においては、以下の工程を経て磁気ディスク用基板を製造した。

（１）形状加工工程、ラッピング工程
溶融させたアルミノシリケートガラスをプレス加工によりディスク状に成型し、ガラスディスクを得た。

なお、アルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ_２を５７乃至７４mol％、ＺｒＯ_２を０乃至２．８mol％、Ａｌ_２Ｏ_３を３乃至１５mol％、ＬｉＯ_２を７乃至１６mol％、Ｎａ_２Ｏを４乃至１４mol％を主成分として含有する化学強化用ガラスを使用した。

この工程においては、まず、ラッピング加工により、ガラスディスクの厚さを０．６ｍｍ程度とした。

次に、ガラスディスクの中央部に円孔を形成した。

円孔の形成の第１の工程として、まず、ガラスディスクをステージ上に位置決めしてバキュームチャックし、このガラスディスク上に樹脂材料からなる円筒状（ドーナツ状）のクランプを載置してガラスディスクを固定し、バキュームチャックを解除する。次に、ガラスディスクの一方の主表面側より、このガラスディスクの中央部に対し、第１の外径を有する第１のダイヤモンドコアドリルを用いて、このガラスディスクの厚さの３０％乃至５０％の深さの一方側凹部を形成した。第１のダイヤモンドコアドリルの目の粗さは、＃１７０とした。

次に、円孔の形成の第２の工程として、ガラスディスクの他方の主表面側より、このガラスディスク２の中央部に対し、第１の外径よりも小径であって第１のコアドリルの内径よりも大径である第２の外径を有する第２のダイヤモンドコアドリルを用いて、一方側凹部に向けてこの一方側凹部と略々同心状に他方側凹部を形成した。第２のダイヤモンドコアドリルの目の粗さは、＃１７０とした。

第１の外径と第２の外径との差は、０．２ｍｍ以下とし、第１のダイヤモンドコアドリルと第２のダイヤモンドコアドリルとのガラスディスクを基準とする偏心量は、０．１ｍｍ以下とした。また、第１及び第２のダイヤモンドコアドリルの中心軸のガラスディスクの主表面部の法線に対する角度は、０．１°以内とした。

そして、他方側凹部の深さを深くしてゆくことにより、この他方側凹部から一方側凹部に亘る貫通孔を穿設した。

なお、第２の工程においては、ガラスディスクの他方の主表面を上方側に向け、この他方の主表面に対して第２のダイヤモンドコアドリルにより上方より他方側凹部を形成した。また、一方側凹部及び他方側凹部を形成する工程においては、各コアドリルの内側の空間を通して、研削液を供給し、スラッジ（研削屑）を洗い流し、また、研削面を冷却した。

そして、円孔の形成の第３の工程として、貫通孔の内周端面を、両端側がテーパ状に拡径された円柱状の砥石によって研削し、所定の内径を有し両開口部縁が面取り部となされた円孔を形成した。

次に、得られたガラスディスクの外周側端面に所定の面取り加工を施し、主表面をラッピング加工した。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、ガラス基板の寸法精度と形状精度を所定とする。

得られたガラスディスクの内径は７ｍｍ、外径は２７．４ｍｍ、板厚は０．４２７ｍｍであり、主表面部の研磨加工後に、「１．０インチ型」磁気ディスク用基板の所定寸法となるガラスディスクであることを確認した。

ガラスディスクの表面の面形状を観察したところ、主表面の表面粗さはＲmaxで３．０μｍ、Ｒａで０．３μｍ程度であった。端面の表面粗さを観察したところ、Ｒmaxで４．０μｍ、Ｒａで０．５μｍであった。

（２）端面鏡面研磨工程
まず、ガラスディスクを積層させて保持冶具の上に並べた後、円孔の中心部に、研磨ブラシを挿入して、円孔の内周面の研磨を行った。これらの研磨工程における研磨砥粒としては、酸化セリウム砥粒を含むスラリー（遊離砥粒）を用いた。

次に、ガラスディスクの外周側端面については、研磨ブラシを用いて鏡面研磨を行った。

なお、この端面研磨工程は、ガラス基板を重ね合わせて端面研磨する際にガラス基板の主表面にキズ等が付くことを避けるため、後述する第一研磨工程の前、あるいは、第二研磨工程の前後に行うことが好ましい。

そして、この端面研磨工程を終えたガラス基板をアルカリ性洗剤にて洗浄した。

その後、ガラスディスクの内径端面部分の寸法測定を行ったところ、研磨取代は、１０μｍ乃至２０μｍであった。また、端面部の鏡面状態を確認したところ、端面部の表面粗さは、Ｒａで０．０５μｍ乃至０．１０μｍ、Ｒmaxで０．３μｍ乃至１．０μｍであることが確認された。

（第１研磨工程）
次に、主表面研磨工程として、第１研磨工程を施した。この第１研磨工程は、前述のラッピング工程で主表面に残留したキズや歪みの除去を主たる目的とする。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主表面研磨を行った。研磨剤としては酸化セリウム砥粒を用いた。

第一研磨工程を終えたガラス基板を、アルカリ性洗剤にて洗浄した。

（第２研磨工程）
次に、主表面の鏡面研磨工程として、第２研磨工程を施した。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。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主表面の鏡面研磨を行った。研磨剤としては、第１研磨工程で用いた酸化セリウム砥粒に比ぺて微細な酸化セリウム砥粒を用いた。

第二研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、珪弗酸、純水、中性洗剤、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ＩＰＡ（蒸気乾燥）の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。なお、各洗浄槽には超音波を印加した。

（６）化学強化工程
次に、前述の研削及び研磨工程を終えたガラスディスクに化学強化を施した。化学強化は、硝酸カリウム（６０％）と硝酸ナトリウム（４０％）を混合した化学強化溶液を用意し、この化学強化溶液を３８０°Ｃに加熱し、３００°Ｃに予熱された洗浄済みのガラスディスクを約４時間浸漬して行った。この浸漬の際に、ガラスディスクの表面全体が化学強化されるようにするため、複数のガラスディスクが端面で保持されるようにホルダーに収納した状態で行った。

このように、化学強化溶液に浸漬処理することによって、ガラスディスク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、ガラスディスクが強化される。

ガラスディスクの表層に形成された圧縮応力層の厚さは、約１００乃至２００μｍであった。

化学強化を終えたガラスディスクを、２０°Ｃ乃至２５°Ｃの水槽に浸漬して急冷し、約３０分間維持した。

急冷を終えたガラスディスクを、純水、希硫酸、純水、中性洗剤、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ＩＰＡ（蒸気乾燥）の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。なお、各洗浄槽には超音波を印加した。

前述の工程を経て得られた磁気ディスク用基板の円孔の内周側端面の表面粗さは、面取り部Ｒmaxで０．４μｍ、Ｒａで０．０４μｍ、側壁部Ｒmaxで０．４μｍ、Ｒａで０．０５μｍであった。外周端面における表面粗さＲａは、面取部で０．０４μｍ、側壁部で、０．０７μｍであった。このように、内周側端面は、外周側端面と同様に、鏡面状に仕上がっていることを確認した。

また、ガラス基板の主表面部の表面粗さＲａは、０．３ｎｍ乃至０．７ｎｍ（ＡＦＭで測定）であった。電子顕微鏡（４０００倍）で端面表面を観察したところ、鏡面状態であった。また、円孔の内周側端面に異物やクラックは認められず、ガラス基板の表面についても、異物やサーマルアスペリティの原因となるパーティクルは認められなかった。

さらに、抗折強度試験機を用いて抗折強度を測定したところ、化学強化後の製品の抗折強度は、十分に高いという結果が得られた。

〔実施例２〕
この実施例２では、前述の実施例１において作製された磁気ディスク用基板を用いて、以下の工程により、磁気ディスクを製造した。

前述の磁気ディスク用基板の両主表面に、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、Ａｌ−Ｒｕ合金第１下地層、Ｃｒ−Ｍｏ合金第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した。次に、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で成膜した。このようにして磁気ディスクを得た。

得られた磁気ディスクについて、異物により磁性層等の膜に欠陥が発生していないことを確認した。また、グライドテストを実施したところ、ヒット（ヘッドが磁気ディスク表面の突起にかすること）やクラッシュ（ヘッドが磁気ディスク表面の突起に衝突すること）は認められなかった。さらに、磁気抵抗型ヘッドで再生試験を行ったところ、サーマルアスペリティ障害による再生の誤動作は認められなかった。

なお、以上の試験は１平方インチ当たりの情報記録密度が４０ギガビット相当の磁気ディスク用の試験方法として行った。具体的には磁気ヘッドの浮上量は１０ｎｍとし、記録再生試験では情報線記録密度を７００ｆｃｉとした。

すなわち、本発明による磁気ディスクにおいては、ガラス基板表面の異物による問題が回避できており、磁気抵抗型ヘッドにとって良好な磁気ディスクとして作製されていることがわかった。

なお、本発明においては、磁気ディスク用ガラス基板の直径（サイズ）については、特に限定されるものではない。しかし、本発明は、特に、小径の磁気ディスク用ガラス基板を製造する場合に優れた有用性を発揮する。

すなわち、小径の磁気ディスクは、いわゆる「カーナビゲーションシステム」などの車載用機器や、いわゆる「ＰＤＡ」や携帯電話端末装置などの携帯用機器における記憶装置において用いられ、固定されて使用される機器における通常の磁気ディスクに比較して、高い耐久性や耐衝撃性が要求されるからである。

なお、ここでいう小径とは、例えば、直径が３０ｍｍ以下の磁気ディスク用ガラス基板である。

本発明に係る磁気ディスク用基板の製造方法により製造される磁気ディスク用基板の構成を示す斜視図である。 本発明においてガラスディスクの中央部に円孔を形成する手順を示す工程図である。 本発明においてガラスディスクの中央部に円孔を形成するときに生じ得るクラックの様子を示す断面図である。

符号の説明

１ 円孔
２ ガラスディスク
２ａ 一方の主表面
２ｂ 他方の主表面
３ 第１のコアドリル
４ 一方側凹部
５ 第２のコアドリル
６ 他方側凹部
７ 砥石
ｄ１ 第１の外径
ｄ０ 第２の外径

Claims (3)

1. 板状のガラスディスクの中央部に円形の孔を穿設する工程を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
   前記ガラスディスクの一方の主表面側より、このガラスディスクの中央部に対し、第１の外径を有する第１のコアドリルを用いて、このガラスディスクの厚さに満たない深さの一方側凹部を形成する第１の工程と、
   前記ガラスディスクの他方の主表面側より、このガラスディスクの中央部に対し、前記第１の外径よりも小径であって前記第１のコアドリルの内径よりも大径である第２の外径を有する第２のコアドリルを用いて、前記一方側凹部に向けてこの一方側凹部と略々同心状に他方側凹部を形成し、この他方側凹部の深さを深くしてゆくことにより、この他方側凹部から前記一方側凹部に亘る貫通孔を穿設する第２の工程と
   を有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。
2. 前記磁気ディスク用ガラス基板は、外径が６５ｍｍ以下であり、中心部の円孔の内径が２０ｍｍ以下であり、厚さが０．６３５ｍｍ以下である
   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製造方法。
3. 請求項１、または、請求項２記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法により得られた磁気ディスク用ガラス基板の表面に、少なくとも磁性層を形成する
   ことを特徴とする磁気ディスクの製造方法。

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