JP2008080482A - 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法および製造装置、磁気ディスク用ガラス基板、磁気ディスクの製造方法、ならびに磁気ディスク - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、少ない取代で高精度に面取部を鏡面研磨することにより、ナトリウムやカリウムの析出の発生を防止して信頼性と耐久性を向上させた磁気ディスク用のガラス基板および磁気ディスクの製造方法を提供することを目的としている。
【解決手段】外周部に面取部２ｂが設けられた磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、ガラス基板１の一面側の面取部２ｂの全周に亘って同時に当接しうる研磨布２１を用いて、一面側の外周部の面取部２ｂの全周に亘って同時に研磨布２１を押圧しつつ、研磨布２１とガラス基板１とを相対的に移動させることにより研磨することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンピュータ等の記録媒体として用いられる磁気ディスク用のガラス基板および磁気ディスク、およびこれらの製造方法に関するものである。

近年、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。磁気記録媒体のひとつであるＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の磁気記録媒体用基板としては、アルミニウム基板が広く用いられてきた。しかし磁気ディスクの小型化、薄板化、および高密度記録化に伴い、アルミニウム基板に比べ基板表面の平坦性および基板強度に優れたガラス基板に徐々に置き換わりつつある。

また、磁気記録技術の高密度化に伴い、磁気ヘッドの方も薄膜ヘッドから、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）へと推移してきていて、磁気ヘッドの基板からの浮上量が８ｎｍ程度にまで狭くなってきている。このような磁気抵抗効果型素子を搭載した磁気ヘッドは、固有の障害としてヘッドクラッシュやサーマルアスペリティ障害を引き起こす場合がある。サーマルアスペリティ障害とは、磁気ディスク面上の微小な凸形状あるいは凹形状上を磁気ヘッドが浮上飛行しながら通過するときに、空気の断熱圧縮または接触により磁気抵抗効果型素子が加熱されることにより、読み出しエラーを生じる障害である。したがって磁気抵抗型素子を搭載した磁気ヘッドに対しては、磁気ディスク表面は極めて高度な平滑度および平坦度が求められる。また塵埃や異物が付着したまま磁性層を形成すると凸部が形成されてしまうため、ガラス基板には、凹凸をなくすことによる発塵の防止と、異物を除去する高度な洗浄とが求められている。

上記のような状況において、従来からも、基板端面の平滑性についての重要性が認められていた。なかでも、ガラス基板の外周の端面を研磨する方法としては、特許文献１（特開２００３−１５９６３９号公報）に記されているような回転ブラシによる研磨方法が知られている。この従来の研磨方法は、図５（ａ）に示すように、円盤状のガラス基板１を積層して円柱状とし、内孔にて回転可能な締結具５１に固定する。そして回転ブラシ５０を外周に隣接させ、研磨液を供給しながらガラス基板１と回転ブラシ５０とをそれぞれ回転させることによって、外周端面を研磨するものである。
特開２００３−１５９６３９号公報 特開２００２−２１９６４２号公報

ところで近年は、携帯機器に大容量の磁気記録媒体を搭載すべく、基板のサイズは縮小化の傾向にある。このため従来の３．５インチ基板や２．５インチ基板から、１．８インチ基板、１インチ基板、もしくはさらに小さな基板が求められるようになってきている。これに伴い、ガラス基板からのナトリウムおよびカリウム等の物質が磁気ディスク表面に析出してしまうという問題が発生するようになってきた。

ナトリウムやカリウムはガラス基板から析出すると考えられる。これらの結晶が析出するとヘッドクラッシュやサーマルアスペリティの原因となり、読み出しエラーが増大する要因となる。ナトリウムやカリウムの析出は磁性層やその外側の保護層に不均一な部分があると発生する傾向にあり、保護層等の不均一な部分はガラス基板にクラックなどのキズがあると生じやすい。逆に、ガラス基板が十分に鏡面研磨された部位からは、ナトリウムやカリウムの析出は発生しにくいことがわかっている。

ナトリウムやカリウムの析出が問題となるようになってきた理由として、特に小径のディスクでは、面取部の鏡面化が困難である点にある。

具体的には、例えば図５（ｂ）に示すように、ガラス基板１の径の縮小化に伴ってその厚みも薄くなり、積層されたガラス基板１の隣接する面取部２ｂが形成する溝も幅が狭くなってきているという点がある。したがって従来のブラシ研磨では端面２ａは十分に鏡面研磨できるが、面取部２ｂの溝の奥まで十分に鏡面研磨することが難しくなっているという点である。そして面取部２ｂでナトリウムやカリウムの析出が発生すると、析出した結晶が主表面１ａへと移動し、読み出しエラーの原因となっている。他の理由としては、記録密度を向上させることができる垂直磁気記録方式の磁気ディスクは、面内磁気ディスクより基板性状の影響を受けやすいという点がある。

ここで図５（ｃ）に示すように、従来のブラシ研磨によって面取部２ｂを十分に鏡面研磨しようとすれば、端面２ａを従来以上に研磨して、取代を多くする必要が生じる。しかし加工時間が増大するために生産性が低下し、廉価に大量生産することが困難になってしまう。また端面２ａの形状が不安定となって真円度が悪くなったり、面取部２ｂの品質（寸法および形状）にばらつきを生じたりするおそれがある。さらに、取代を多くした場合には研磨範囲がダレてしまい、その影響が主表面１ａまで及ぶために記憶領域の減少を招きやすく、主表面１ａの面積が設計値よりも小さくなると磁気ディスクとして使用できなくなるおそれがある。

そこで本発明は、少ない取代で高精度に面取部を鏡面研磨することにより、ナトリウムやカリウムの析出の発生を防止して信頼性と耐久性を向上させた磁気ディスク用のガラス基板および磁気ディスク、およびこれらの製造方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明による、円盤状のガラス基板の外周部に設けられた面取部を研磨する端面研磨工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、ガラス基板の一面側の面取部の全周に亘って同時に当接しうる研磨布を用いて、端面研磨工程では、ガラス基板の一面側の面取部の全周に亘って同時に研磨布を押圧しつつ、研磨布とガラス基板とを相対的に移動させることにより研磨することを特徴とする。

これにより、一面側の面取部の全周を同時に研磨することができる、換言すると、面取部に対して面接触した状態で研磨を行なうことができるので、面取部の表面状態を鏡面化することができるとともに、面取部の粗さを均一にすることができる。また、面取部のみを研磨することができるため、従来のブラシで端面および面取部を同時に研磨する構成と比べて少ない取代で高精度に面取部を鏡面研磨することができる。ここで「相対的に移動」とは、研磨布とガラス基板との一方を駆動させてもよいし、双方を駆動させてもよい趣旨である。なお、本発明における研磨は、ガラス基板を積層するバッチ研磨（バッチ処理）ではなく、一枚ずつ研磨する枚葉式研磨である。

また、本発明による、円盤状のガラス基板の外周部に設けられた面取部を研磨する端面研磨工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、外周部を構成する円より小さな円形断面から大きな円形断面まで次第に円形断面が変化する回転体の内面の形状を、ガラス基板の一面側の面取部に接触する部分において有する研磨布を用いて、端面研磨工程では、ガラス基板の一面側の面取部の全周に亘って研磨布を押圧しつつ、研磨布とガラス基板とを相対的に移動させることにより研磨することを特徴とする。

すなわち、円形の断面が次第に大きくなる回転体、例えば円錐形、紡錘形、球形などの形状を有する研磨布を用いて、面取部を研磨する。これにより面取部のみを研磨することができるため、少ない取代で高精度に面取部を鏡面研磨することが可能となる。

研磨布の部分であってガラス基板の一面側の面取部と接触する部分は、球の内面を成す球形凹面であることが好ましい。これにより、ガラス基板の回転軸と研磨布の回転軸との相対位置を変化させても、研磨布は、ガラス基板の一面側の面取部の全周に亘って同時に当接した状態を維持することができる。なお、研磨布は面取部に接触する部分が球形凹面であればよく、例えば研磨布の回転軸に対する先端や後方が球形凹面である必要はない。

研磨布をガラス基板の一面側の面取部に押圧させた際に、面取部の法線は、球形凹面を一部とする球形状のほぼ中心を通ることが好ましい。面取部は、ガラス基板の主表面（もしくは回転軸）に対して所定の角度で設けられる。したがって、面取部の法線が研磨布の球形凹面を一部とする球形状の中心を通るとき、研磨布と面取部の接触面積を最も大きくすることができる。従って面取部を均等に研磨し、また研磨レートが向上するため、生産効率を向上させることが可能である。

また少なくとも研磨布を回転させ、ガラス基板の主表面の中心を通る垂線と、研磨布の回転軸とを、所定の角度を有して交差させてもよい。研磨布の回転は、研磨布自体を回転駆動させてもよいし、ガラス基板を回転させることにより研磨布を従動回転させてもよい。ガラス基板においては研磨布と接触するのは面取部のみであるが、上記構成によれば研磨布のうち、ガラス基板と接触可能な領域が広がる。従って研磨レートの低下を防止すると共に、研磨布の耐久性を向上させることができる。

また、研磨布の球形凹面を一部とする球形状の中心を、ガラス基板の主表面の中心を通る垂線が通り、かつ、研磨布がガラス基板の一面側の面取部の全周に亘って同時に当接した状態を維持したままで、ガラス基板と研磨布の少なくとも一方を移動させてもよい。すなわち回転軸の移動の軌跡は、球形状の中心を先端とする円錐形、もしくは扇形となる。本構成によっても、研磨布のうち、ガラス基板と接触可能な領域が広がり、研磨レートの低下を防止すると共に、研磨布の耐久性を向上させることができる。

ガラス基板と研磨布とを回転可能とし、一方の回転軸を含む平面内において、他方の回転軸を、研磨布の球形凹面を一部とする球形状の中心を通るように維持しつつ反復的に揺動させてもよい。これは回転軸の軌跡が扇形となる構成の例である。

ガラス基板と研磨布の一方を所定の負荷を有して回転自在に支持し、他方を回転駆動することにより、一方を他方に従動させつつ相対的に移動させてもよい。ガラス基板と研磨布との相対的な移動の構成例である。負荷により遅れながら従動回転することにより、相対的な移動で研磨しつつ、姿勢を変えることで均等に研磨することができる。

なお、本発明において、「ガラス基板と研磨布とを相対的に移動させる」とは、例えば、単にガラス基板と研磨布との少なくとも一方を回転させることであってもよく、上記両者の少なくとも一方を移動させることであってもよく、両者の少なくとも一方を回転させながら移動させることであってもよく、ガラス基板と研磨布との一方を回転させ、他方を移動させることであってもよい。また、上記「移動」とは、例えば、揺動も含む。

本発明に係り、円盤状のガラス基板の外周部の面取部を研磨する、磁気ディスク用ガラス基板の研磨装置は、ガラス基板を回転可能に支持する基板支持部と、球の内面を成しガラス基板の一面側の面取部の全周に亘って同時に当接しうる球形凹面を備えた研磨布と、研磨布を回転可能に支持する研磨布支持部と、ガラス基板の面取部を研磨する際に、当該面取部と研磨布との間に研磨砥粒を含む研磨液を供給する研磨液供給部とを備えたことを特徴とする。本発明によれば、面取部のみを研磨することができるため、少ない取代で高精度に面取部を鏡面研磨することができる。

本発明に係る、円盤状の磁気ディスク用ガラス基板は、ガラス基板の外周部の面取部が凸面をなすことを特徴とする。凸面の例としては、ガラス基板の一面側の面取部の全周に亘って同時に当接しうる球形状の内面に沿った形状としてよい。これによりラッチ（爪）などでガラス基板を把持する際に、保持性や確実性、位置精度などのハンドリング性を向上させることができる。

本発明に係る磁気ディスクの製造方法は、上記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。これにより、外周部の面取部におけるナトリウムやカリウムの析出の発生を抑えた磁気ディスクを製造することができる。

本発明に係る磁気ディスクは、円盤状のガラス基板に少なくとも磁性層を形成してなり、そのガラス基板の外周部の面取部は、ガラス基板の一面側の面取部の全周に亘って同時に当接しうる球形凹面に沿った凸面を成すことを特徴とする。これによりラッチ（爪）などでガラス基板を把持する際に、保持性や確実性、位置精度などのハンドリング性を向上させることができる。

本発明による、円盤状のガラス基板の外周部に設けられた面取部を研磨する端面研磨工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、ガラス基板の半径方向における面取部の主表面側の端から端面側の端までの全領域に亘って研磨可能な研磨布を用いて、研磨布とガラス基板とを相対的に移動させることにより前記面取部を研磨することを特徴とする。

これにより、１枚の円盤状のガラス基板の面取部の、外周の全周における表面粗さの差は、０．００１μｍ以下の範囲になる。面取部の鏡面化が、このように高い精度で均一に行われるため、ナトリウムやカリウムの析出の発生をより確実に防止できる。

本発明によれば、例えば、小サイズの基板であっても、少ない取代で高精度に面取部を鏡面研磨することができる。したがって、ナトリウムやカリウムの析出の発生を防止して信頼性と耐久性を向上させると共に、外周部の真円度と加工精度を向上させることができ、また歩留まりを減少させて生産性を向上させることができる。

本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板および磁気ディスクの製造方法の実施形態について、図を用いて説明する。図１は研磨装置を説明する図、図２は磁気ディスク用ガラス基板と研磨布の関係を説明する図である。

図１に示す研磨装置はガラス基板１を一枚ずつ研磨する枚葉式の研磨装置であって、基板支持部１０と研磨布支持部２０とから構成されている。また、上記研磨装置には、研磨液を供給してガラス基板を研磨する場合には、面取部と研磨布との間に研磨砥粒を含む上記研磨液を供給する研磨液供給部１４を備えていても良い。研磨剤である研磨砥粒としては、例えば、アルミナ、酸化セリウム、コロイダルシリカ等のガラス基板の研磨に使用される砥粒であれば特に限定されない。

研磨の対象となるガラス基板１は、図２（ａ）に示すように、中心に円形の内孔３を備え、外周部２も円形の、ドーナツ型の円盤状をなしている。外周部２は、ガラス基板１の主表面１ａに対してほぼ垂直な端面２ａと、その両側に設けられた面取部２ｂとから構成されている。面取部２ｂは、ガラス基板１の主表面１ａ（もしくは回転軸）に対して所定の角度（例えば４５°）をなし、外周部２の上下両側に設けられる。

基板支持部１０は、ガラス基板１を保持するホルダ１１と、アーム１３、および所定の負荷を有してホルダ１１とアーム１３とを回転自在に接続するトルクコンバータ１２を備えている。ホルダ１１は、デルリン（デュポン社の登録商標）などの硬質樹脂からなる基体にポリウレタンなどの発泡樹脂を貼り付けて構成している。この発泡樹脂に水などの液体をつけてガラス基板１を貼り合わせれば、ガラス基板１は表面張力によって剥がれることはなく、十分に強固に保持することができる。トルクコンバータ１２は、ホルダ１１を回転可能としつつも、回転方向に対して負荷を与えるものである。アーム１３はホルダ１１の回転に対しては固定であるが、全体として後述するように揺動可能となっている。

研磨布支持部２０は研磨布２１を回転可能に支持する。研磨布２１は、球の内面を成す球形凹面の形状を有していて、モータ２３によって回転駆動される。球形凹面の形状は、ガラス基板１に当接する部分のみに設ければよく、ガラス基板１に当接しない部分は、例えば図１においては研磨布支持部２０に支持されている平面部分２２のように、球面でなくてもよいし、研磨布を設けてなくてもよい。また研磨布２１の支持軸２４には高さ調節器２４ａが備えられていて、研磨布２１を基板支持部１０に対して離接可能となっている。研磨布２１の材質としては、ポリウレタンなどの発泡樹脂を利用することができる。後述するように、研磨布２１はガラス基板１の一面側の面取部２ｂの全周に亘って同時に当接する（図２（ｂ）参照）。

上記構成の研磨装置を用いて研磨を行なう場合について説明する。まずホルダ１１にガラス基板１を取り付けた後に、研磨布２１を上昇させる。すると研磨布の球形凹面２１が外周部２に当接し、一面側の面取部２ｂの全周に亘って押圧される。そして研磨液供給部１４から研磨液（スラリー）を供給しつつ、モータ２３を駆動させて研磨布の球形凹面２１を回転させることにより、面取部２ｂを研磨する。

このように、面取部２ｂのみを研磨することにより、少ない取代で面取部２ｂを十分に鏡面研磨することができる。したがってこのガラス基板１を用いて磁気ディスクを生産した場合には、面取部からのナトリウムやカリウムの析出の発生を防止することができる。また、例えば、ブラシを用いて研磨する場合に比べて、面取部２ｂを鏡面化するための取代が少ないことから加工時間を短くすることができ、生産性を向上させることができる。また球形凹面２１は面取部２ｂのみを研磨することができるため、端面２ａの真円度と加工精度に影響を及ぼすことがなく、面取部の研磨のためにこれらを低下させてしまうおそれがない。また面取部２ｂ自体の加工精度が高く、基板間でのばらつきが極めて少ない。さらには球形凹面２１による研磨面は、面取部２ｂのみに当接するため、従来のブラシ研磨のように面取部がダレてその影響が主表面１ａに及ぶようなことがない。これにより、面取部２ｂと主表面１ａとの稜線を明確にすることができる。したがって主表面１ａの記憶領域を浸食することなく、設計値通りの記憶容量を得られるばかりか、従来のブラシ研磨の場合より記憶領域を安定して確保、もしくは増大させることができる。

ガラス基板１が球形凹面２１に従動回転するとき、トルクコンバータ１２の作用によってガラス基板１は球形凹面２１に遅れて回転し、この遅れによって面取部２ｂが摺擦されて研磨される。すなわち、一つの駆動源で研磨布２１のみを回転駆動しているにもかかわらず、ガラス基板１の装置全体に対する姿勢（位相）をも変えることができ、一面側の面取部２ｂを全周に亘って均等に研磨することができる。

また研磨を行なう際には、ガラス基板１の主表面の中心を通る垂線が球形凹面２１の中心を通り、かつ研磨布２１が一面側の面取部２ｂの全周に亘って同時に当接した状態を維持したままで、ガラス基板１と研磨布２１の少なくとも一方を移動させる。例えば、アーム１３を揺動させることにより、ガラス基板１の回転軸と研磨布２１の回転軸との相対位置を変化させる。本実施例では、研磨布２１の回転軸を含む平面内において、ガラス基板１の回転軸を、研磨布の球形凹面２１の中心２７を通るように維持しつつ反復的に揺動させている。したがって、ガラス基板１の回転軸の軌跡は扇形となっている。詳しくは、ガラス基板１の外周部２と球形凹面２１との間で求心力が働くことから、必然的にガラス基板１の回転軸は球形凹面２１の中心２７を通るように調節される。したがって、アーム１３の姿勢までも制御する必要はなく、アーム１３を支持軸１３ａにて回転自在に軸支し、支持軸１３ａの移動軌跡が球形凹面２１と同心円上にある円弧を描くように揺動させることで足りる。

このとき、研磨布２１の面取部２ｂに接触する部分が、球の内面を成す球形凹面２１であることから、ガラス基板１の回転軸と研磨布２１の回転軸との相対位置を変化させても、常に研磨布２１が一面側の面取部２ｂの全周に亘って同時に当接した状態を維持することができる。なお、研磨布２１のうち、面取部２ｂに接触する部分が、球の内面を成す球形凹面であればよく、研磨布２１の回転軸の周囲は面取部２ｂに接触しないので平面部２２としてよい。また、研磨布２１は、図１に示すように、実質的に半球のお碗型の形状を有していればよく、面取部２ｂに接触しない部分まで球面を設ける必要はない。

このように、球形凹面２１において面取部２ｂが接触する面積を広げることにより、研磨レートの低下を防止し、生産性を向上させることができる。また研磨布２１（球形凹面）の耐久性が向上することから、生産コストの低減化を図ることができる。

ここで、図２（ｂ）を用いて、外周部２と球形凹面２１の関係について説明する。まず、球形凹面２１の円形断面の半径ｒ１を外周部２の半径ｒ０より大きく設定することにより、ガラス基板１の一面側の面取部２ｂの全周に亘って同時に当接させている。

さらに、研磨布２１を面取部２ｂに押圧させた際に、面取部２ｂの法線は、研磨布２１の球形凹面を一部とする球形状のほぼ中心２７を通る。面取部２ｂの表面を円錐台として近似すれば、面取部２ｂの法線が球形状の中心２７を通るとき、研磨布の球形凹面２１と面取部２ｂとの接触面積を最も大きくすることができる。これにより面取部２ｂを均等に研磨し、その取代を最小限とすることができるため、生産効率を向上させることができる。また接触面積が大きければ研磨レートも向上するため、この点においても生産効率を向上させることが可能である。

一方、ガラス基板１について見ると、研磨後の外周部２の面取部２ｂは、球形凹面２１の内面に沿った凸面となる。また、このガラス基板１に磁性層を形成してなる磁気ディスクにも、同様の形状の面取部が形成される。このように面取部２ｂが凸面を成すことにより、ラッチ（爪）などで把持しやすくなり、保持性や確実性、位置精度などのハンドリング性を向上させることができる。

図６は図２（ｂ）における研磨布２１とガラス基板１との接触部分の拡大図である。本実施形態にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法によれば、円盤（円板）状のガラス基板１の外周の端面（壁面）２ａと主表面１ｂ（主表面１ａの反対側の主表面）との間に形成された面取部２ｂを、外周の全周に亘り均一に研磨することが可能である。

具体的には、図６に示すように、ガラス基板１の半径方向における面取部２ｂの主表面１ｂ側の端３０から端面２ａ側の端３２までの全領域に亘って、研磨布２１は端面２１を研磨可能である。既に述べたように、研磨布２１は球形凹面の形状であるが、ガラス基板１の面取部２ｂに接触する部分を微視的に見れば、ほとんど平面状の研磨部材とみなすことができるからである。

このように本実施形態によれば、端面２ｂの端３０から端３２まで漏れなく研磨布２１を当接させつつ研磨を行うことができる。したがって、１枚のガラス基板の外周の端面における面取部の鏡面化は、高い精度で均一に行われるため、面取部からのナトリウムやカリウムの析出の発生をより確実に防止可能である。

［実施例１］
以下に、本発明を適用した磁気ディスク用ガラス基板および磁気ディスクの製造方法について実施例を説明する。この磁気ディスク用ガラス基板および磁気ディスクは、０．８インチ型ディスク（内径６ｍｍ、外径２１．６ｍｍ、板厚０．３８１ｍｍ）、１．０インチ型ディスク（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）などの所定の形状を有する磁気ディスクとして製造される。また、２．５インチ型ディスクや３．５インチ型ディスクとして製造してもよい。

（１）形状加工工程および第１ラッピング工程
まず、溶融させたアルミノシリケートガラスを上型、下型、胴型を用いたダイレクトプレスによりディスク形状に成型し、アモルファスの板状ガラスを得た。なお、アルミノシリケートガラスとしては、化学強化用のガラスを使用した。ダイレクトプレス以外に、ダウンドロー法やフロート法で形成したシートガラスから研削砥石で切り出して円盤状の磁気ディスク用ガラス基板を得てもよい。なお、アルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ_２：５８〜７５重量％、Ａｌ_２Ｏ_３：５〜２３重量％、Ｌｉ_２Ｏ：３〜１０重量％、Ｎａ_２Ｏ：４〜１３重量％を主成分として含有する化学強化ガラスを使用した。

次に、この板状ガラスの両主表面をラッピング加工し、ディスク状のガラス母材とした。このラッピング加工は、遊星歯車機構を利用した両面ラッピング装置により、アルミナ系遊離砥粒を用いて行った。具体的には、板状ガラスの両面に上下からラップ定盤を押圧させ、遊離砥粒を含む研削液を板状ガラスの主表面上に供給し、これらを相対的に移動させてラッピング加工を行った。このラッピング加工により、平坦な主表面を有するガラス母材を得た。

（２）切り出し工程（コアリング、フォーミング）
次に、ダイヤモンドカッタを用いてガラス母材を切断し、このガラス母材から円盤状のガラス基板を切り出した。次に、円筒状のダイヤモンドドリルを用いて、このガラス基板の中心部に内孔３を形成し、円環状のガラス基板とした（コアリング）。そして内周端面および外周端面をダイヤモンド砥石によって研削し、所定の面取り加工を施した（フォーミング）。

（３）第２ラッピング工程
次に、得られたガラス基板の両主表面について、第１ラッピング工程と同様に、第２ラッピング加工を行った。この第２ラッピング工程を行なうことにより、前工程である切り出し工程や端面研磨工程において主表面に形成された微細な凹凸形状を予め除去しておくことができ、後続の主表面に対する研磨工程を短時間で完了させることができるようになる。

（４）端面研磨工程
次に、ガラス基板の外周部２の端面研磨を行なう。まず端面２ａについては、面取部２ｂに先立ち、単独で研磨を行なう。研磨の方法は、例えば特許文献１に記載のように複数枚の基板を同時にブラシにて研磨する方法でもよいが、取代が多くなってしまう。そこで、例えば特許文献２（特開２００２−２１９６４２号公報）に記載の枚葉式の研磨方法を用いてよい。

続いて面取部２ｂについては、上述の研磨方法および研磨装置を用いて鏡面研磨を行った。これにより、１枚のガラス基板の面取部の、外周の全周における表面粗さの差は、０．００１μｍ以下の範囲になった。そして、端面研磨工程を終えたガラス基板を水洗浄した。この端面研磨工程により、ガラス基板の端面は、ナトリウムやカリウムの析出の発生を防止できる鏡面状態に加工された。

なお、本実施例では端面２ａの研磨を行った後に面取部２ｂの研磨を行なうよう説明した。しかしこの順序については任意であって、面取部２ｂの研磨を先に行ってから端面２ａの研磨を行ってもよい。

次に、内周端面については、特許文献１に記載のように、多数枚積層したガラス基板ブロックを形成し、面取りした内周端部をブラシロールにて同時に研磨してよい。このとき、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。

（５）主表面研磨工程
主表面研磨工程として、まず第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において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ものである。この第１研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、硬質樹脂ポリッシャを用いて、主表面の研磨を行った。研磨剤としては、酸化セリウム砥粒を用いた。

この第１研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。

次に、主表面研磨工程として、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。この第２研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、軟質発泡樹脂ポリッシャを用いて、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よりも微細な酸化セリウム砥粒を用いた。

この第２研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）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、前述のラッピング工程および研磨工程を終えたガラス基板に、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４００℃に加熱しておくとともに、洗浄済みのガラス基板を３００℃に予熱し、化学強化溶液中に約３時間浸漬することによって行った。この浸漬の際には、ガラス基板の表面全体が化学強化されるようにするため、複数のガラス基板が端面で保持されるように、ホルダ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、ガラス基板の表層のリチウムイオンおよび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およびカリウムイオンにそれぞれ置換され、ガラス基板が強化される。ガラス基板の表層に形成された圧縮応力層の厚さは、約１００μｍ乃至２００μｍであった。

化学強化処理を終えたガラス基板を、２０℃の水槽に浸漬して急冷し、約１０分間維持した。そして、急冷を終えたガラス基板を、約４０℃に加熱した濃硫酸に浸漬して洗浄を行った。さらに、硫酸洗浄を終えたガラス基板を純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）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。

上記の如く、第１ラッピング工程、切り出し工程、端面研磨工程、第２ラッピング工程、第１および第２研磨工程、ならびに化学強化工程を施すことにより、平坦で平滑な、高剛性の磁気ディスク用ガラス基板を得た。

（７）磁気ディスク製造工程
上述した工程を経て得られたガラス基板の両面に、ガラス基板の表面にＣｒ合金からなる付着層、ＣｏＴａＺｒ基合金からなる軟磁性層、Ｒｕからなる下地層、ＣｏＣｒＰｔ基合金からなる垂直磁気記録層、水素化炭素からなる保護層、パーフルオロポリエーテルからなる潤滑層を順次成膜することにより、垂直磁気記録ディスクを製造した。なお、本構成は垂直磁気ディスクの構成の一例であるが、面内磁気ディスクとして磁性層等を構成してもよい。

［評価］
上記実施例のように面取部を研磨布を用いて枚葉式研磨をした磁気ディスクと、背景技術の項で説明した従来技術のようにブラシ研磨した磁気ディスクとを作製し、加速試験を行った。加速試験の条件は、温度８５℃、湿度８５％、３０日間とした。すると、ブラシ研磨の場合にはナトリウムおよびカリウムの析出が検出され、本実施例の場合には検出されなかった。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による再生の誤動作は認められなかった。

上記実施例において、研磨布２１を回転駆動し、ガラス基板１が従動回転する構成として説明した。しかし、ガラス基板１のホルダ１１を回転駆動し、研磨布２１、２２が従動回転する構成としてもよい。この場合、トルクコンバータ１２は研磨布２１の支持軸に設けることができる。

［実施例２］
また上記実施例では研磨布２１のうちガラス基板１の面取部２ｂが接触する部分を球形凹面２１としたが、ガラス基板１の一面側の面取部２ｂの全周に亘って同時に面接触する構成であればよい。図３は研磨布の他の構成の例を説明する図である。図３（ａ）に示す研磨布２５は円錐形（回転体）であって、外周部２の半径ｒ０より小さな半径ｒ２の円断面から外周部２の半径ｒ０より大きな半径ｒ１の円断面へと次第に大きくなる形状を備えている。また図３（ｂ）に示す研磨布２６は紡錘形であって、同様の回転体形状の要件を備えている。このような研磨布を用いても、一面側の面取部の全周に亘って同時に面接触することができ、面取部のみを研磨することができるため、少ない取代で高精度に面取部を鏡面研磨することが可能となる。

図３（ａ）および（ｂ）の実施例においても、図６に示したように、端面２ｂの端３０から端３２まで漏れなく研磨布２１を当接させつつ研磨を行うことができる。したがって、１枚のガラス基板の外周の端面における面取部の鏡面化は、高い精度で均一に行われるため、面取部からのナトリウムやカリウムの析出の発生をより確実に防止可能である。

［実施例３］
図４は、研磨布のうち、面取部と接触可能な領域を広げるための他の構成を説明する図である。上記実施例ではアーム１３を揺動させることにより球形凹面２１において面取部２ｂに接触可能な領域が広がることを説明した。しかし図４（ａ）に示すように、ガラス基板１と研磨布２１のそれぞれの回転軸を、所定の角度を有して交差させてもよい。本構成によっても、球形凹面２１のうち、ガラス基板１と接触可能な領域が広がる。したがって研磨レートの低下を防止すると共に、研磨布の耐久性を向上させることができる。

さらに、上記実施例ではアーム１３をガラス基板１の回転軸の軌跡が扇形を描くように揺動するよう説明したが、ガラス基板１または研磨布２１の回転軸を、研磨布の球形凹面を一部とする球形状の中心を通るように維持しつつ移動させてよい。したがって例えば図４（ｂ）に示すように、ガラス基板１の回転軸の移動の軌跡が、球形凹面２１の中心を先端とする円錐形となるようにしてもよい。本構成によっても、研磨布のうち、ガラス基板と接触可能な領域が広がり、研磨レートの低下を防止すると共に、研磨布の耐久性を向上させることができる。

また、本実施の形態にかかる磁気ディスクの製造方法は、ガラス基板の外周側の面取部に略半球形状を有する研磨布を押し当て、上記研磨布とガラス基板との間に研磨材を供給し、研磨布とガラス基板とを相対的に移動させることにより前記面取部を研磨する構成としてもよい。

また、本実施の形態にかかる磁気ディスクの製造方法は、略半球形状の内面（凹球面（上記の説明では球形凹面として説明））を有する研磨布に対して、ガラス基板を変位させるように移動させることによって、上記ガラス基板の外周側の面取部を研磨することで、凹球面の研磨布の一つの場所のみに接触することなく、研磨布の広い領域で研磨できる構成としてもよい。

また、本実施の形態にかかる磁気ディスクの製造方法は、凹球面を有する研磨布に対してガラス基板が同一平面内で回転する以外の変位をするように、前記研磨布またはガラス基板の少なくとも一方を移動させることによって、上記ガラス基板の外周部の面取部を研磨することで、半球形状の研磨布の一つの場所のみに接触することなく、研磨布の広い領域で研磨できる構成としてもよい。

また、本実施の形態にかかる磁気ディスクの製造方法は、ガラス基板の外周部の面取部に、当該面取部に押し当てた際にこの面取部の面と一致する形状を有する研磨布を押し当て、上記研磨布とガラス基板との間に研磨材を供給し、研磨布またはガラス基板の少なくとも一方を回転させることにより研磨する構成としてもよい。

また、本実施の形態にかかる磁気ディスクの製造方法は、ガラス基板の外周部の面取部に略半球形状の内面を有する研磨布を、上記ガラス基板の一面側に形成された面取部の全周に亘って押し当て、上記研磨布とガラス基板との間に研磨材を供給し、研磨布とガラス基板とを相対的に移動させることにより、ガラス基板と研磨布とを面接触させながら上記内孔側の面取部を研磨する構成としてもよい。

本発明は、磁気ディスク用のガラス基板および磁気ディスクの製造方法として利用することができる。

研磨装置を説明する図である。 磁気ディスク用ガラス基板と研磨布の関係を説明する図である。 研磨布の他の構成の例を説明する図である。 研磨布のうち面取部に接触可能な領域を広げるための他の構成を説明する図である。 従来の外周端面研磨装置を説明する図である。 図２（ｂ）における研磨布とガラス基板との接触部分の拡大図である。

符号の説明

１ ガラス基板
１ａ 主表面
２ 外周部
２ａ 端面
２ｂ 面取部
１０ 基板支持部
１１ ホルダ
１２ トルクコンバータ
１３ アーム
１３ａ 支持軸
１４ 研磨液供給部
２０ 研磨布支持部
２１、２５、２６ 研磨布
２３ モータ
２４ 支持軸
２４ａ 高さ調節器
５０ 回転ブラシ

Claims (12)

1. 円盤状のガラス基板の外周部に設けられた面取部を研磨する端面研磨工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、
   ガラス基板の一面側の面取部の全周に亘って同時に当接しうる研磨布を用いて、
   前記端面研磨工程では、前記ガラス基板の一面側の面取部の全周に亘って同時に研磨布を押圧しつつ、該研磨布とガラス基板とを相対的に移動させることにより研磨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. 円盤状のガラス基板の外周部に設けられた面取部を研磨する端面研磨工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、
   前記外周部を構成する円より小さな円形断面から大きな円形断面まで次第に円形断面が変化する回転体の内面の形状を、ガラス基板の一面側の面取部に接触する部分において有する研磨布を用いて、
   前記端面研磨工程では、前記ガラス基板の一面側の面取部の全周に亘って前記研磨布を押圧しつつ、該研磨布とガラス基板とを相対的に移動させることにより研磨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。
3. 請求項１または２に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、
   前記研磨布の部分であってガラス基板の一面側の面取部と接触する部分は、球の内面を成す球形凹面であ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。
4. 請求項３に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、
   前記研磨布をガラス基板の一面側の面取部に押圧させた際に、該面取部の法線は、前記球形凹面を一部とする球形状のほぼ中心を通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。
5. 請求項３に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、
   少なくとも前記研磨布を回転させ、
   ガラス基板の主表面の中心を通る垂線と、前記研磨布の回転軸とを、所定の角度を有して交差させ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。
6. 請求項３に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、
   ガラス基板と研磨布とを回転可能とし、
   一方の回転軸を含む平面内において、他方の回転軸を、前記球形状の中心を通るように維持しつつ反復的に揺動させ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。
7. 請求項１または２に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、
   ガラス基板と研磨布の一方を所定の負荷を有して回転自在に支持し、他方を回転駆動することにより、一方が他方に従動しつつ相対的に移動させ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。
8. 円盤状のガラス基板の外周部の面取部を研磨する磁気ディスク用ガラス基板の研磨装置において、
   ガラス基板を回転可能に支持する基板支持部と、
   球の内面を成し前記ガラス基板の一面側の面取部の全周に亘って同時に当接しうる球形凹面を備えた研磨布と、
   前記研磨布を回転可能に支持する研磨布支持部と、
   前記ガラス基板の面取部を研磨する際に、当該面取部と研磨布との間に研磨砥粒を含む研磨液を供給する研磨液供給部とを備えたことを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の研磨装置。
9. 円盤状であって外周の面取部が凸面をなしている磁気ディスク用ガラス基板において、
   前記凸面は、前記ガラス基板の一面側の面取部の全周に亘って同時に当接しうる球形状の内面に沿った形状であることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。
10. 請求項１ないし７のいずれかに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。
11. 円盤状のガラス基板に少なくとも磁性層を形成してなる磁気ディスクにおいて、
    前記ガラス基板の外周部の面取部は、該ガラス基板の一面側の面取部の全周に亘って同時に当接しうる球形凹面に沿った凸面を成すことを特徴とする磁気ディスク。
12. 円盤状のガラス基板の外周部に設けられた面取部を研磨する端面研磨工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、
    ガラス基板の半径方向における面取部の主表面側の端から端面側の端までの全領域に亘って研磨可能な研磨布を用いて、
    前記研磨布とガラス基板とを相対的に移動させることにより前記面取部を研磨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。

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