JP2011198429A - 磁気ディスク用ガラス基板およびその評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＨＤＤとしたときに、磁気ディスクに記録されているTrack情報を含むサーボ情報を安定に読み出すことを実現できる磁気記録媒体用ガラス基板を提供する。
【解決手段】本発明のガラス基板１は、外周形状のプロファイルと内周形状のプロファイルにおける凹凸形状の偏りを示すパラメータと、前記外周形状と内周形状の中心位置差とから規定される評価値が、所定の範囲内にある。
【選択図】 図８

Description

本発明は磁気ディスク用ガラス基板およびその評価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。

このような磁気記録技術のひとつであるＨＤＤ（ハードディスクドライブ）は、ディスク状の基板の表面に磁性体薄膜からなる磁気記録層を有した磁気ディスクと、磁気ディスクを高速で回転させるスピンドルモータと、スイングアームの先端に取り付けられ磁気ディスクの磁気記録層に磁気データを読み書きする磁気ヘッドと、磁気ヘッドを磁気ディスク上の半径方向に移動する位置決め装置とを主な構成要素としている（特許文献１）。

磁気ディスクの両主表面に形成された磁気記録層に対してそれぞれ磁気ヘッドが対向配置されるので、１つの磁気ディスクにつき２つの磁気ヘッドを備えているのが、一般的な構成である。ここで、磁気記録媒体用基板としては、かつてはアルミニウム基板が広く用いられてきた。

しかしながら、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、近年は、アルミニウム基板に比べ基板表面の平坦性及び基板強度に優れたガラス基板の需要が高まっている。

ガラス基板は、従来、例えば、特許文献２の段落〔０００４〕に示すように、ガラスを円盤状に形成して面取りを行い、端面および主表面を研磨し、その後に耐衝撃性や耐振動性を向上させるための化学強化処理を施すことにより製造されていた（特許文献２）。

このようにして製造されたガラス基板は、両面に磁性層等の記録層を設けることにより、磁気記録媒体として利用されてきた。

ここで、磁気ディスク用ガラス基板の場合、スピンドルモータに連結するために、円孔が設けられているが、回転の際のブレやＴＭＲ(Track Mis Resistration)を最小限にするため、円孔の中心と外周端の描く円の中心は、一致しているのが好ましい。

ただし、磁気ディスク用ガラス基板の場合、実際には外周端と円孔は真円を描いているわけではなく、凹凸形状を有する環状の形状となっているため、このような形状における中心の一致度を示す指標が必要となる。

この一致の程度を評価する指標としては同芯度（同軸度）がある。

同軸度とは、ＪＩＳ（日本工業規格）においては「共通の軸線をもつように配置された二つの機械部分の軸線が一致していない程度。二つの線又は二つの軸では、指定された長さの中の幾つかの点で測定したそれらの距離で表す。その距離が許容値を超えないとき、同軸である、一致している、又は心が合っている（アライメントが保たれている）と見なす。二つの軸の場合は、一方の軸に取り付けたテストインジケータを振り回して測定した場合の読みの最大差の１／２がこれに該当する。」と定義されている（非特許文献１）。

磁気ディスク用基板のような円板の場合、外径（外周）および内径（内周）部分の二つのプロファイルが存在するため、例えば外周プロファイルの最小二乗円中心と、内周プロファイルの最小二乗円中心との差分を同軸度とするのが一般的である。

なお、磁気ディスク用ガラス基板は通常、大量生産されるものであり、同軸度にバラつきが生じるため、バラつきが所定の数値範囲（寸法公差）に収まるように製造される。

特開２００１−２４３７３５号公報 特開２０００−０７６６５２号公報

ＪＩＳ Ｂ ０１８２：１９９３ 工作機械-試験及び検査用語

ここで、近年のＨＤＤにおける高記録密度化および高速回転化の加速により、従来よりもさらにＴＭＲの影響、すなわちディスクのFlatteringにより磁気ディスク上を浮上する磁気ヘッドが、その半径／トラック位置情報を記録しているTrack情報を含むサーボ情報を見失う現象が著しくなる傾向がある。

これは、記録密度向上による狭トラック幅化、そして高速回転によるディスクの機械的振動による読み取りエラーが主たる原因である。

そのため、磁気ディスク用ガラス基板には、磁気ディスクの狭トラック幅化、ＨＤＤの高速回転により、磁気ヘッドがTrack情報を含むサーボ情報を見失わないように、安定して回転できるよう、同軸度も、従来に比べてより中心の一致度が高いものが求められており、その要求は一般的に８０ＧＢ以上／５，４００ｒｐｍ以上の性能を有するＨＤＤにおいて顕著になってくる。

ところが、従来の同軸度の定義で寸法公差を管理して、磁気ディスク用ガラス基板を製造した場合であっても、このガラス基板を磁気ディスクとしＨＤＤを製造したときに、サーボ情報を見失う現象を完全に防止することができない場合があった。

即ち、同一の同軸度を有する磁気記録媒体用ガラス基板であっても、前記したようなＴＭＲの影響を排除できるものと、できないものが混在しており、これまでただ単に外径／内径プロファイル中心の中心間距離というパラメータだけでは、その良し悪しを明確に区分けができない場合が存在しており、ＴＭＲと平面形状との因果関係を明確にできなかった。

本発明は、このような問題点の改善の為になされたものであり、その目的は、ＨＤＤとしたときに、磁気ディスクに記録されているTrack情報を含むサーボ情報を安定に読み出すことを実現できる磁気記録媒体用ガラス基板を提供することにある。

本発明者は上記課題を解決するために鋭意検討した結果、従来の同軸度の定義は最小二乗円を用いて平均化したプロファイルどうしの中心間距離で表現されるのが一般的であり、内外周のプロファイルのばらつきが考慮されていないこと、またプロファイルの相対的な偏りが考慮されていない点に着目した。

即ち、従来の同軸度の定義では、内外周のうねり（凹凸）が特定の場所に偏っている場合でも、均等に存在する場合でも、最小二乗円が同じであれば、同軸度は同じ値として評価されているということに着目した。

そこで、本発明者はさらに検討を重ねた結果、同軸度を評価する指標として、従来の指標のみならず、内外周のプロファイルのばらつきや相対的な偏りをも考慮した指標を用いることにより、ＴＭＲとの因果関係を把握できることを見出し、本発明をするに至った。

具体的には、上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。

（構成１）内孔を有するガラス基板の外周形状のプロファイルと内周形状のプロファイルにおける凹凸形状の偏りを示すパラメータと、前記外周形状と内周形状の中心位置差とから規定される評価値が、所定の範囲内にあることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。

（構成２）前記パラメータは、外周形状のプロファイルと内周形状のプロファイルそれぞれと、各々の最小二乗円との径方向の差分を有することを特徴とする構成１記載の磁気ディスク用ガラス基板。

（構成３）前記差分は、前記外周形状のプロファイルと内周形状の前記プロファイルそれぞれの最小二乗円の中心から、各々の最小二乗円に対して引かれた垂線における、前記プロファイルと前記最小二乗円との間の差であることを特徴とする構成２に記載の磁気ディスク用ガラス基板。

（構成４）前記中心位置差は、外周形状のプロファイルと内周形状のプロファイルの最小二乗円の中心間の差であることを特徴とする構成１〜３のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板。

（構成５）前記パラメータは、前記差分のヒストグラムの分布状態を規定するスキューネスを有することを特徴とする構成４記載の磁気ディスク用ガラス基板。

（構成６）前記評価値は以下の式（１）（２）で表される式から求められる修正同軸度（Amendment Concentricity、ＡＣ）であることを特徴とする構成５記載の磁気ディスク用ガラス基板。

（構成７）前記所定の範囲は、前記評価値とディスクバランスまたはＴＭＲ（Track Mis Resistration）特性の相関により規定される範囲であることを特徴とする構成６記載の磁気ディスク用ガラス基板。

（構成８）前記所定の範囲は、前記修正同軸度とＴＭＲ特性を示すAxial Displacement３ｓの相関図において、Axial Displacement３ｓが一定値以下となる修正同軸度の範囲であることを特徴とする構成７記載の磁気ディスク用ガラス基板。

（構成９）構成１〜８のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板と、前記ガラス基板の主表面に設けられた下地層、磁性層、保護層、潤滑層と、を有することを特徴とする磁気記録媒体。

（構成１０）内孔を有するガラス基板の外周形状のプロファイルと内周形状のプロファイルを測定し、前記外周形状と前記内周形状のプロファイルにおける凹凸形状の偏りを示すパラメータと、前記外周形状と内周形状の中心位置差とから規定される評価値が、所定の範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。

（構成１１）前記パラメータは、外周形状のプロファイルと内周形状のプロファイルそれぞれと、各々の最小二乗円との径方向の差分を有することを特徴とする構成１０記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。

（構成１２）前記差分は、前記外周形状のプロファイルと内周形状の前記プロファイルそれぞれの最小二乗円の中心から、各々の最小二乗円に対して引かれた垂線における、前記プロファイルと前記最小二乗円との間の差であることを特徴とする構成１１に記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。

（構成１３）前記中心位置差は、外周形状のプロファイルと内周形状のプロファイルの最小二乗円の中心間の差であることを特徴とする構成１０〜１２のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。

（構成１４）前記パラメータは、前記差分のヒストグラムの分布状態を規定するスキューネスを有することを特徴とする構成１３記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。

（構成１５）前記評価値は以下の式（１）（２）で表される式から求められる修正同軸度（Amendment Concentricity、ＡＣ）であることを特徴とする構成１４記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。

（構成１６）前記所定の範囲は、前記評価値とディスクバランスまたはＴＭＲ（Track Mis Resistration）特性の相関により規定される範囲であることを特徴とする構成１５記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。

（構成１７）前記所定の範囲は、前記修正同軸度とＴＭＲ特性を示すAxial Displacement３ｓの相関図において、Axial Displacement３ｓが一定値以下となる修正同軸度の範囲であることを特徴とする構成１６記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。

本発明によれば、ＨＤＤとしたときに、磁気ディスクに記録されているTrack情報を含むサーボ情報を安定に読み出すことを実現できる磁気記録媒体用ガラス基板を提供することができる。

図１（ａ）はガラス基板１の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）は磁気記録媒体１００を示す断面図である。 ガラス基板１の製造方法の詳細を示すフローチャートである。 図２のステップ１０９の詳細を示すフローチャートである。 図２のステップ１０９を説明するための図である。 図２のステップ１０９を説明するための図である。 ＴＭＲ特性（Axial Displacement３ｓ）の測定システム５１を示す概念図である。 外周端面９および内周端面１１のスキューネス（Ｓｋ）とＴＭＲ特性の関係を示す図である。 スキューネス（Ｓｋ）とAxial Displacement３ｓの相関図である。 スキューネス（Ｓｋ）とAxial Displacement３ｓの相関図である。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を詳細に説明する。

まず、図１を参照して、本実施形態に係るガラス基板１の構造について簡単に説明する。

図１（ａ）に示すように、ガラス基板１は、円板形状を有する本体３を有し、本体３の中心には内孔５が形成されている。

図１（ｂ）に示すように、本体３は、実質的に平滑な主表面７ａ、７ｂを有している。

主表面７ａ、７ｂは、情報を記録再生するための層が形成される面であり、例えば図１（ｃ）に示すように、主表面７ａ、７ｂの一方または両方に、下地層１８ａ、磁性層１８ｂ、保護層１８ｃ、潤滑層１８ｄを設けることにより、ガラス基板１は、磁気記録媒体１００となる(少なくとも磁性層１８ｂは記録層として必要)。

また、図１（ｂ）に示すように、本体３は主表面７ａ、７ｂに対して直交している内周端面１１および外周端面９を有している。

なお、内周端面１１および外周端面９の形状は、外周端面９のプロファイルと内周端面１１のプロファイルにおける凹凸形状の偏りを示すパラメータと、外周端面９と内周端面１１の中心位置差とから規定される評価値が、所定の範囲内に収まるような形状となっているが、詳細は後述する。

内周端面１１および外周端面９は面取されており、それぞれ内周面取面１３および外周面取面１５が設けられている。

さらに、本体３は表面に化学強化層１７が形成されている。

化学強化層１７の詳細については後述するが、例えば、ガラス基板１の原料となるガラスのイオンの一部を、よりイオン半径の大きいイオンに置換し、圧縮応力層とした層である。

次に、図１〜図２を参照して、ガラス基板１の製造方法について説明する。

なお、以下の説明では、製造工程中におけるガラスを「ガラス基材１ａ」と称し、完成品を「ガラス基板１」と称することにする。

次に、具体的な製造方法についてより詳細に説明する。

まず、図２に示すように、原料となるガラスを円板状に成形してガラス基材１ａを製造する（ステップ１０１）。

原料となるガラスとしては例えばフロート法、ダウンドロー法、リドロー法又はプレス法で製造されたソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、ボロシリケートガラス、結晶化ガラス等が挙げられる。

なお、以下の実施形態ではプレス法で製造されたガラスを例に説明する。

次に、ガラス基材１ａの板厚調整のため、研削装置２１を用いて主表面７ａ、７ｂを研削（第１ラッピング）する（ステップ１０２）。

研削は、例えば両面ラッピング装置とアルミナ等の砥粒を用いて行う。

次に、図２に示すように、ガラス基材１ａの中心に内孔５（図１参照）を形成する（ステップ１０３）。

内孔５の形成は、例えばコアドリルを用いて行う。

なお、シートガラスを用いた場合は、ステップ１０１〜１０３は行わず、代わりに、カッターを用いてシート形状から円板形状にガラスを切り出し、さらに内孔５を切り出す工程（カッティング工程）を行う。

次に、図２に示すように、ガラス基材１ａの端面のクラックを除去するため、内周端面１１および外周端面９の面取を行う（ステップ１０４）。面取は、例えばダイヤモンド砥粒が付着した砥石を用いて行う。

なお、面取後に主表面７ａ、７ｂを研削（第２ラッピング）する工程を追加してもよい。これにより、内孔５の形成や面取によって生じた凹凸を研削でき、研磨の際の負担を軽減できる。

次に、図２に示すように、ガラス基材１ａの内周端面１１および外周端面９の研磨、即ち端面研磨を行う（ステップ１０５）。

端面研磨は例えば回転ブラシを用いて行う。

次に、図２に示すように、ガラス基材１ａに化学強化を行い、化学強化層１７を形成する（ステップ１０６）。

具体的には、化学強化液にガラスを浸漬し、化学強化液に含まれているイオンのうち、ガラスに含まれているイオンよりもイオン半径が大きいイオンを、ガラスに含まれている当該イオンとイオン交換して化学強化層１７を形成する。

次に、化学強化が終わると、ガラス基材１ａを洗浄して表面の化学強化液を除去した後、図２に示すように、ガラス基材１ａの主表面７ａ、７ｂの平坦度と表面粗さを調整する（実質的に平滑にする）ため、主表面７ａ、７ｂを研磨する（ステップ１０７）。

研磨は、例えば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。研磨液は、例えば、酸化セリウムや酸化ランタン等の砥粒を水に分散させてスラリーとしたものが用いられる。

研磨が終了すると、ガラス基材１ａを洗浄し、製造中に表面に付着した研磨剤や不純物を除去する（ステップ１０８）。

具体的にはスクラブ洗浄、超音波洗浄等の物理的な洗浄や、フッ化物、有機酸、過酸化水素、界面活性剤等を用いた薬液洗浄が挙げられる。

ここで、ステップ１０１〜１０８のうち、特にステップ１０１（ガラスを円板状に成形）、ステップ１０３（内孔の形成）、ステップ１０４（面取り工程）およびステップ１０５（端面研磨工程）においては、本願において着目しているディスク形状バランス／ＴＭＲ特性を左右する周方向の端部プロファイルのバラツキを発生させ易い工程である。そこで例えばステップ１０１および１０３においては、外周および内周の中心位置差が最も生じ易い工程であるため、１０１での加工後の外周中心位置と１０３加工前の内孔治工具中心位置のアライメント調整、また１０１と１０３工程を同時に実施する（回転中心が同一である、コンパス式の内外周加工など）のも内外周の中心位置差を低減するために有効である。またステップ１０４では内外周加工ダイヤモンド砥粒砥石の（１）装置へ取り付け時の中心位置／上下方向のアライメント、（２）ワークへの押し付け力の均一化（部分的な片あたりの低減）、そしてステップ１０５においては研磨ブラシの（１）ワークへの押し付け力の均一化、（２）またワークを重ねて加工するスタッキング方式においては、スタック位置に依存せずブラシのワーク押し付け力が一定になるような条件で加工を行う。

最後に、製品検査を行う（ステップ１０９）。

ここで、ステップ１０９の詳細について、図３〜図６を参照して説明する。

前述のように、ガラス基板１は、内周端面１１および外周端面９の形状は、外周端面９のプロファイルと内周端面１１のプロファイルにおける凹凸形状の偏りを示すパラメータと、外周端面９と内周端面１１の中心位置差とから規定される評価値が、所定の範囲内に収まるような形状となっているが、それを評価するために、内周端面１１および外周端面９のプロファイルを測定してパラメータを求め、パラメータが所定の範囲内にあるか否かを判定する。

具体的には、以下の手順で検査を行う。

まず、図３に示すように、公知の真円度／同軸度測定装置等を用いて、ガラス基板１の内周端面１１および外周端面９の形状を測定し、形状プロファイルを作成する（ステップ２０１）。

作成したプロファイルの例を図４（ａ）に示す、なお、図４（ａ）においては、参考のため、内周端面１１（外周端面９）の設計寸法および中心位置を点線で示す円と線で表している。

図４（ａ）に示すように、プロファイル２１は表面の凹凸形状が所定の倍率に拡大されており、凹んでいる部分（凹部２３）と突出している部分（凸部２５）が存在していることが分かる。

次に、図３に示すように、内周端面１１および外周端面９それぞれについて、作成したプロファイルの最小二乗円とその中心を求める（ステップ２０２）。

ステップ２０２の例を図４（ｂ）に示す。

なお、図４（ｂ）は最小二乗円２７およびその中心２９が表されているが、参考のため、プロファイルの最小点（最も凹んでいる部分）の外接円３１およびプロファイルの最大点（最も突出している部分）の内接円３３も図示している。

次に、図３に示すように、内周端面１１および外周端面９それぞれについて、最小二乗円２７の中心２９から最小二乗円２７に直線（垂線）を引き、直線上における最小二乗円とプロファイル２１との距離を差分Ｒとして求める（ステップ２０３）。

ステップ２０２の例を図４（ｃ）に示す。

図４（ｃ）に示すように、直線は、直線Ｌ１、Ｌ２・・・Ｌｎと示されているように、任意のサンプリング数ｎに相当する本数が引かれ、差分もＲ１、Ｒ２・・・Ｒｎと示されるようにサンプリング数ｎだけ取得される。

なお、サンプリング数や、直線同士の間隔（角度）は任意の数を設定可能である。

次に、内周端面１１および外周端面９それぞれについて、差分Ｒのヒストグラムを作成する（ステップ２０４）。

具体的には、例えば図５のように差分Ｒの値と、当該値を持つサンプリングポイントの数のヒストグラムを作成する。

次に、図３に示すように、内周端面１１および外周端面９それぞれについて、ヒストグラムの分布状態を元に、プロファイルの凹凸を偏りを示すSk（Skewness）を計算する。具体的には以下の式（イ）を用いて計算を行う（ステップ２０５）。

次に、図３に示すように、内周端面１１と外周端面９の中心間距離を測定する（ステップ２０６）。

具体的には、内周端面１１と外周端面９の形状プロファイルの最小二乗円の中心間距離、即ち、従来の同軸度の定義による同軸度Ｃを求める。

次に、図３に示すように、内周端面１１および外周端面９それぞれについてのスキューネスと同軸度Ｃの組み合わせである修正同軸度ＡＣを求める（ステップ２０７）。

具体的には、以下の式（ロ）を用い、スキューネスを加味した修正同軸度ＡＣ（Amendment Concentricity）を求める。

なお、式（ロ）において内周端面１１と外周端面９の形状プロファイルが完全な正規分布を取る場合（SK_OD/SK_IDが＋∞か−∞になる場合）はSK_OD/SK_IDは０とする。

次に、図３に示すように、修正同軸度ＡＣとディスクバランス／ＴＭＲ特性の相関から、ガラス基板１のディスクバランス／ＴＭＲ特性が所定の範囲内にあるか否かを判定し、範囲内にある場合は良品として扱い、範囲外の場合は不良品として扱う（ステップ２０８）。

具体的には、修正同軸度ＡＣと、ディスクバランス／ＴＭＲ特性を示すAxial Displacement３ｓとの関係（図８、図９参照）から、修正同軸度ＡＣが所定の範囲内にあるか否か、具体的には修正同軸度ＡＣが、Axial Displacement３ｓが所定の以下となる範囲にあるか否かを判定する。

なお、Axial Displacement３ｓとは、基板振動測定データ（振動波形）を回転数ごとにかつ周波数ごとに積分して平均値＋３ｓのトラック位置決め誤差量を求めたものであり、３ｓおよびｓ^２は例えば以下の式（ハ）（ニ）で求められる。

ここで、ディスクバランス／ＴＭＲ特性の評価に当たり、修正同軸度ＡＣを上記式（ロ）とした理由について簡単に説明する。

まず、本出願人は同軸度とディスクバランス／ＴＭＲ特性との関係について検討したところ、内周端面１１と外周端面９のスキューネスの絶対値および極性（プラスマイナス）の違いがディスクバランス／ＴＭＲ特性に影響しているのではないかと仮定した。

この仮定を元にさらに検討を重ねた結果、内周端面１１と外周端面９のスキューネスとディスクバランス／ＴＭＲ特性の間に図７に示すような関係が見出された。

即ち、図７に示すように、内周端面１１と外周端面９のスキューネスの極性が異なる場合（プラスとマイナスの符号が異なる場合）は、スキューネスがディスクバランス／ＴＭＲ特性に与える影響は相殺され、極性が一致する場合はディスクバランス／ＴＭＲ特性が悪化することを確認した。

そのため、上記知見をもとに、同軸度に内周端面１１と外周端面９のスキューネスの絶対値および極性を加味した修正同軸度ＡＣを導入すると、図８に示すように、修正同軸度ＡＣを用いた場合の方が同軸度Ｃを用いた場合よりもAxial Displacement３ｓ（ディスクバランス／ＴＭＲ特性）が急激に変化しており、高い相関が見られた。

以上の理由により、本発明では修正同軸度ＡＣを式（ロ）としている。

また、図８、９に示すようなスキューネスとAxial Displacement３ｓとの関係を求める方法について簡単に説明する。

まず、検査対象となるガラス基板１を所定の枚数分製造し、スキューネスを求める。

次に、ガラス基板１の表面に磁性層１８ｂ、保護層１８ｃ、潤滑層１８ｄを設けることにより、磁気記録媒体１００を製造し、図６に示す測定システム５１を用いて所定の回転数、所定の測定位置でAxial Displacement３ｓを求める。

測定システム５１について簡単に説明すると、測定システム５１はヘッド５３を備えたレーザードップラー速度計（ＬＤＶ）５５と、レーザードップラー速度計５５が測定したデータを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）する変換部５７を有している。

次に、スキューネスと、ディスクバランス／ＴＭＲ特性を示すAxial Displacement３ｓとの関係をプロットして図８、９に示すような相関図を作成する。

以上がステップ１０９の詳細である。

このように、本実施形態によれば、ガラス基板１は、内周端面１１および外周端面９それぞれについてのスキューネス／クルシトスと内周端面１１と外周端面９の中心間距離の組み合わせから求められる評価値が、ディスクバランス／ＴＭＲ特性の要求を満たす所定の範囲内にある。

そのため、ガラス基板１は、ＨＤＤとしたときに、磁気ディスクに記録されているTrack情報を含むサーボ情報を安定に読み出すことができる。

以下、実施例に基づき、本発明をさらに詳細に説明する。

（実施例）
以下の手順により65/0.635mmt の磁気ディスク用ガラス基板を製造して内孔の形状を測定し、内孔の形状とディスクバランス／ＴＭＲ特性の相関を求めた。

まず、以下の工程に従ってガラス基板１を１００枚製造した。

（１）形状加工工程及び第１ラッピング工程
本実施例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。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、ダウンドロー法、リドロー法、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。

本実施例においては、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、ＳｉＯ_２：５８重量％〜７５重量％、Ａｌ_２Ｏ_３：５重量％〜２３重量％、Ｌｉ_２Ｏ：３重量％〜１０重量％、Ｎａ_２Ｏ：４重量％〜１３重量％を主成分として含有するガラスを使用した。

次いで、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、チャンファリング）
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（チャンファリング）。

（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、ガラス基板の外周端面および内周端面について、ブラシ研磨方法により、鏡面研磨を行った。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。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。

（５）主表面研磨工程（第１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。

（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１０重量％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。

（７）主表面研磨工程（最終研磨工程）
次に、最終研磨工程として、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（平均粒子径０．８μｍ）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。

上記のように、第１ラッピング工程、切り出し工程、第２ラッピング工程、端面研磨工程、第１研磨工程、化学強化工程および第２研磨工程を施すことにより、平坦、かつ、平滑な、高剛性の磁気ディスク用基板を得た。

研磨が終了すると、ガラス基材１ａを洗浄し、製造中に表面に付着した研磨剤や不純物を除去し、１００枚のガラス基板１を完成させた。

次に、１００枚のガラス基板１の内孔と外孔の形状プロファイルをミツトヨ社製真円度測定装置ＲＡ−３２４を用いて測定し、Digital Metrology Solutions社製の真円度解析ソフトOmniRoundを用い、プロファイルをガウスフィルタでフィルタリング処理したのち、外接円３１とプロファイル２１との差分Ｒを求めた。

なお、サンプリングポイントの数は０．１度毎に３６００点とした。

次に、差分のヒストグラムを作成し、修正同軸度ＡＣを求めた。

次に、ガラス基板１の表面に磁性層１８ｂ、保護層１８ｃ、潤滑層１８ｄを設けることにより、磁気記録媒体１００を製造し、図６に示す測定システムを用いて回転数：５４００ｒｐｍ／測定位置ｒ：３０ｍｍの条件においてAxial Displacement３ｓを求めた。

次に、修正同軸度ＡＣと、ディスクバランス／ＴＭＲ特性を示すAxial Displacement３ｓとの関係をプロットした。

作成したヒストグラムを図５に、ガラス基板１の修正同軸度ＡＣとＴＭＲ特性（Axial Displacement３ｓ）の相関図をそれぞれ図９に示す。なお、図９には参考として、同軸度ＣとAxial Displacement３ｓの関係もプロットしている。

図９から明らかなように、修正同軸度ＡＣを用いた場合の方が同軸度Ｃを用いた場合よりもAxial Displacement３ｓが急激に変化しており、Axial Displacement３ｓとの間に高い相関が見られた。

即ち、例えば図９でAxial Displacement３ｓが０．６μｍ以下となるようなガラス基板１を得たい場合は、修正同軸度ＡＣが９．６μｍ以下のガラス基板１を良品と判断すればよい。

以上の結果より、本発明のパラメータである修正同軸度ＡＣを元にガラス基板１の内孔５の形状をディスクバランス／ＴＭＲ特性（Axial Displacement３ｓ）の要求を満たす形状にすることが可能であることが分かった。

上述した実施形態では、本発明を磁気記録媒体用のガラス基板１に適用した場合について説明したが、本発明は何らこれに限定されることなく、内孔の形状を規定する必要がある全てのディスク状の記録媒体に適用できる。

１……………ガラス基板
３……………本体
５……………内孔
７ａ…………主表面
１７…………化学強化層
１８ｂ………磁性層

Claims (17)

1. 内孔を有するガラス基板の外周形状のプロファイルと内周形状のプロファイルにおける凹凸形状の偏りを示すパラメータと、前記外周形状と内周形状の中心位置差とから規定される評価値が、所定の範囲内にあることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。
2. 前記パラメータは、
   外周形状のプロファイルと内周形状のプロファイルそれぞれと、各々の最小二乗円との径方向の差分を有す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。
3. 前記差分は、
   前記外周形状のプロファイルと内周形状の前記プロファイルそれぞれの最小二乗円の中心から、各々の最小二乗円に対して引かれた垂線における、前記プロファイルと前記最小二乗円との間の差であることを特徴とする請求項２に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
4. 前記中心位置差は、外周形状のプロファイルと内周形状のプロファイルの最小二乗円の中心間の差であることを特徴とする請求項２または３のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
5. 前記パラメータは、
   前記差分のヒストグラムの分布状態を規定するスキューネスを有することを特徴とする請求項４記載の磁気ディスク用ガラス基板。
6. 前記評価値は以下の式（１）（２）で表される式から求められる修正同軸度（Amendment Concentricity、ＡＣ）であることを特徴とする請求項５記載の磁気ディスク用ガラス基板。
   

   
7. 前記所定の範囲は、前記評価値とディスクバランスまたはＴＭＲ（Track Mis Resistration）特性の相関により規定される範囲であることを特徴とする請求項６記載の磁気ディスク用ガラス基板。
8. 前記所定の範囲は、前記修正同軸度とＴＭＲ特性を示すAxial Displacement３ｓの相関図において、Axial Displacement３ｓが一定値以下となる修正同軸度の範囲であることを特徴とする請求項７記載の磁気ディスク用ガラス基板。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板と、
   前記ガラス基板の主表面に設けられた下地層、磁性層、保護層、潤滑層と、
   を有することを特徴とする磁気記録媒体。
10. 内孔を有するガラス基板の外周形状のプロファイルと内周形状のプロファイルを測定し、前記外周形状と前記内周形状のプロファイルにおける凹凸形状の偏りを示すパラメータと、前記外周形状と内周形状の中心位置差とから規定される評価値が、所定の範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。
11. 前記パラメータは、
    外周形状のプロファイルと内周形状のプロファイルそれぞれと、各々の最小二乗円との径方向の差分を有することを特徴とする請求項１０記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。
12. 前記差分は、
    前記外周形状のプロファイルと内周形状の前記プロファイルそれぞれの最小二乗円の中心から、各々の最小二乗円に対して引かれた垂線における、前記プロファイルと前記最小二乗円との間の差であることを特徴とする請求項１１に記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。
13. 前記中心位置差は、外周形状のプロファイルと内周形状のプロファイルの最小二乗円の中心間の差であることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。
14. 前記パラメータは、
    前記差分のヒストグラムの分布状態を規定するスキューネスを有することを特徴とする請求項１３記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。
15. 前記評価値は以下の式（１）（２）で表される式から求められる修正同軸度（Amendment Concentricity、ＡＣ）であることを特徴とする請求項１４記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。
    

    
16. 前記所定の範囲は、前記評価値とディスクバランスまたはＴＭＲ（Track Mis Resistration）特性の相関により規定される範囲であることを特徴とする請求項１５記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。
17. 前記所定の範囲は、前記修正同軸度とＴＭＲ特性を示すAxial Displacement３ｓの相関図において、Axial Displacement３ｓが一定値以下となる修正同軸度の範囲であることを特徴とする請求項１６記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。

Images