JP2016058128A5 - 磁気ディスク用ガラス基板、ガラス基板、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

Description

本発明は、磁気ディスク用ガラス基板、ガラス基板、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。

そこで、本発明は、浮上距離が従来に比べて小さい記録再生素子の浮上条件においても、磁気ディスクの記録再生に支障が生じない磁気ディスク用ガラス基板、ガラス基板、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。

本発明の一態様は、アルカリ金属成分をガラス組成として含む磁気ディスク用ガラス基板、あるいは、アルカリ金属成分をガラス組成として含む磁気ディスク用ガラス基板の元となるガラス基板である。
前記磁気ディスク用ガラス基板、あるいは、前記磁気ディスク用ガラス基板の元となるガラス基板は、一対の主表面と、外周側端面とを有し、
前記外周側端面は、鏡面であり、
前記外周側端面は、前記外周側端面を２.５μｍエッチングした後の前記外周側端面の表面粗さを測定したときに得られる粗さ断面積の負荷率曲線において、粗さ断面積の負荷率が５０％であるときの粗さ百分率が４０％以上である面を備える。

前記外周側端面は、側壁面と、前記側壁面と前記主表面の間に設けられる面取り面を含み、
前記側壁面及び前記面取り面は、前記負荷率曲線において、前記粗さ断面積の負荷率が５０％であるときの前記粗さ百分率が４０％以上である面を備えることが好ましい。

前記外周側端面は、側壁面と、前記側壁面と前記主表面の間に設けられる面取り面を含み、前記磁気ディスク用ガラス基板、あるいは、前記磁気ディスク用ガラス基板の元となるガラス基板の、中心を基準として周方向に３０度ごとに測定点を設け、前記側壁面と前記面取り面との間の接続部分の断面形状の前記測定点における曲率半径を求めたときに、測定点間の前記曲率半径の差が０．０１ｍｍ以下であることが好ましい。

前記磁気ディスク用ガラス基板は、ＨＤＩ（Head Disc Interface）センサが搭載され、ＨＤＩセンサからの信号に基づいて記録素子及び再生素子の少なくとも一方の素子の突出量を制御できる磁気ヘッドとともにハードディスクドライブに搭載される磁気ディスク用のガラス基板であることが好ましい。あるいは、前記ガラス基板は、ＨＤＩ（Head Disc Interface）センサが搭載され、ＨＤＩセンサからの信号に基づいて記録素子及び再生素子の少なくとも一方の素子の突出量を制御できる磁気ヘッドとともにハードディスクドライブに搭載される磁気ディスク用のガラス基板の元となるガラス基板であることが好ましい。
また、前記磁気ディスク用ガラス基板、あるいは、前記磁気ディスク用のガラス基板の元となるガラス基板は、エネルギーアシスト磁気記録方式用の磁気ディスクに用いられることが好ましい。
また、前記磁気ディスク用ガラス基板、あるいは、前記磁気ディスク用のガラス基板の元となるガラス基板の、ガラスのガラス転移点は６００℃以上であることが好ましい。
また、前記磁気ディスク用ガラス基板の主表面の表面粗さＲａは０．１５ｎｍ以下であることが好ましい。
また、前記磁気ディスク用ガラス基板の主表面の微小うねりμＷａは０．１５ｎｍ以下であることが好ましい。
また、本発明の他の一態様は、前記磁気ディスク用ガラス基板の主表面に少なくとも磁性層を備える磁気ディスクである。

さらに、本発明の他の一態様は、前記磁気ディスク用ガラス基板の元となる前記ガラス基板の主表面を研磨する処理を含む、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法である。
本発明のさらに他の一態様は、前記磁気ディスク用ガラス基板の製造方法によって得られた磁気ディスク用ガラス基板の主表面に、磁性層を成膜する処理を含む、磁気ディスクの製造方法である。

上述の磁気ディスク用ガラス基板、ガラス基板、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よれば、ガラス基板の端面におけるコロージョンの発生を抑制することができる。この結果、記録再生素子の浮上距離が従来に比べて小さい浮上条件においても、磁気ディスクの記録再生に支障が生じず、再生信号のＳＮ比の低下を抑制することができる。

以下、本発明の磁気ディスク用ガラス基板、ガラス基板、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法について詳細に説明する。

図３に示す端面の表面形状の負荷率曲線に関して、負荷率曲線Ａでは、粗さ断面積の負荷率が５０％であるときの粗さ百分率は４０％以上であり、負荷率曲線Ｂでは、粗さ断面積の負荷率が５０％であるときの粗さ百分率は４０％未満である。このため、負荷率曲線Ａを示す端面の表面形状は、図４（ｂ）に示すような凹部と凸部が略同じ比率で含まれている表面形状に近く、負荷率曲線Ｂを示す表面形状は、図４（ｃ），（ｄ）に示すようなクラック等の凹部が間隔をあけて略一定の表面レベルから進展した表面形状に近い。
すなわち、要件２では、端面をウェットエッチングしても、顕在する潜在クラックが少ないことを意味する。したがって、要件１及び要件２を満足するガラス基板では、端面に微粒子が付着することは少なく、また、潜在クラックが少ないので、磁気ディスク製作時の成膜処理時の熱衝撃等により潜在クラックが広がって潜在クラックが顕在化しても顕在化したクラックは少ない。したがって、ガラス基板においてコロージョンの発生は抑制される。すなわち、本実施形態のガラス基板は、浮上距離を１ｎｍ以下とする記録素子あるいは再生素子の浮上条件において、記録再生の支障は少なく、信号のＳＮ比の低下を抑制することができる。
ガラス基板がアルカリ金属成分を含む場合、アルカリ金属成分がガラス基板の表面に溶出し易い。このようなアルカリ金属成分を含むアルカリ含有ガラスからなるガラス基板であっても、本実施形態のガラス基板は潜在クラックが少ないので、コロージョの発生を抑制することができる。

磁気機能性流体は、例えば磁気粘性流体に研磨砥粒を含ませたスラリである。この場合、磁気機能性流体の粘度は、上記磁気粘性流体の濃度調整により、室温（２０℃）で１０００〜２０００（ｍＰａ・秒）であることが、塊２０を形成させ、上記端面研磨を効率よく行う点で好ましい。粘度が低い（磁気粘性流体の濃度が低い）と塊２０を形成し難くなり、ガラス基板の端面に押圧された状態で相対運動させて研磨することは難しい。一方、磁気機能性流体の粘度が過度に高い場合、塊２０が研磨中にガラス基板の端部形状に沿って凹んだ形状となり、その形状から復元しにくくなり、塊２０にガラス基板の形が強く残ってしまうため、均一な押圧状態が形成し難い。また、磁気発生手段における磁束密度は、塊２０を形成させ、端面研磨を効率よく行う点で、０．３〜２[テスラ]であることが好ましい。
上記端面研磨を行う際、処理条件を適宜設定することにより、ガラス基板の側壁面及び／又は面取り面は、要件１及び要件２を満足することができる。処理条件には、例えば、磁気機能性流体の粘度、磁性粒子及び研磨砥粒の種類、研磨砥粒の粒子サイズ、磁磁性粒子及び研磨砥粒の含有量、磁石１２，１４の磁束密度、磁石１２，１４とガラス基板Ｇとの研磨位置における相対的速度、ガラス基板Ｇの塊２０への押し付け力を少なくとも含む。
なお、上述のヘリカル研削と磁気機能性流体を用いた研磨とを用いることが、ガラス基板Ｇの端面が要件１，２を満足する点から、好ましい。
また、端面研磨による研磨量（取代）は、表面からの深さが１０〜５０μｍ（ガラス基板の直径換算で２０〜１００μｍ）とすることが好ましい。１０μｍ未満の場合、形状加工による研削傷を十分に除去できないおそれがある。また５０μｍより大きくすると、加工時間がかかりすぎて生産性の悪化を招く恐れがある。なお、表面からの深さを２０μｍ（ガラス基板の直径換算で４０μｍ）以上とすると、研削加工により基板内部に生じたダメージ（潜傷）の深さまで除去することができるので好ましい。ただし、このとき、研磨処理によるダメージが新たに発生することに注意が必要である。

実施例１〜７及び比較例の端面研磨処理（磁性スラリ研磨１〜８）では、同じ組成の磁気機能性流体を用いて、図１１に示す方法でガラス基板の側壁面と面取り面を研磨した。
この研磨では、ガラス基板Ｇが磁気機能性流体の塊２０に押し付ける力が微小振動又は微小遥動するように、ガラス基板又は磁石の回転軸をお互いに向かう方向あるいは離れる方向に振動又は揺動させた。このとき、振動又は揺動の周波数は１〜５０Ｈｚ、振幅（変動の幅の半分）が０．２〜２ｍｍの範囲内で適宜周波数及び振幅を選択し、組み合わせた。こうすることで、ガラス基板と塊２０が接触してガラス基板が研磨する加工点において振動又は揺動を生じさせることが可能となる。なお、ガラス基板と磁石の両方の回転軸を振動または揺動してもよい。各条件は、以下の傾向を基に適宜設定した。すなわち、振動又は揺動の周波数を高くすると、粗さ百分率が大きくなる傾向にある。また、振動を大きくすると、粗さ百分率が大きくなる傾向にある。振幅又は揺動で研磨面の品質が改善するのは、円形に形成された磁場の強さが円周方向に沿って微視的に見たときに必ずしも均一ではないためと推察される。
この磁気機能性流体により側壁面及び面取り面の研磨の状態がわずかに変化し、これがガラス基板Ｇの端面の潜在クラックの形成に影響を与える。
一方、従来例１として、ガラス基板の側壁面と面取り面を、上記磁気機能性流体に用いた同じ種類、同じ平均粒径ｄ５０の研磨砥粒、すなわち、平均粒径ｄ５０が０．５μｍのジルコニア粒子を含んだ研磨スラリで研磨ブラシを用いて研磨した。
さらに、従来例２として、ガラス基板の側壁面と面取り面を、平均粒径ｄ５０が１．０μｍのセリア粒子の研磨砥粒を含んだ研磨スラリで研磨ブラシを用いて研磨した。従来例１、２のガラス基板のガラス組成及びサイズは、実施例１〜７、比較例、従来例１，２と同じであり、従来例１，２は、端面研磨以外実施例１〜７、比較例、従来例１，２と同じ処理を施した。
端面研磨による研磨量（取代）は、磁気機能性流体研磨とブラシ研磨ともに、形状加工による研削傷を十分に除去できるように表面からの深さ２０μｍ（ガラス基板の直径換算で４０μｍ）とした。
この端研磨処理によって得られた実施例１〜７、比較例、及び従来例１，２のガラス基板の端面（側壁面及び面取り面）に、フッ酸を含んだエッチング液に浸漬して端面の表面を２．５μｍエッチングした後、ガラス基板の端面の表面形状を計測した。さらに、この計測結果から、粗さ断面積の負荷率曲線の、粗さ断面積の負荷率が５０％における粗さ百分率の値を求めた。実施例１〜７の粗さ百分率の値は順番に４０％、４４％、５０％、５７％、６０％、６２％、６７％であった。一方、比較例のガラス基板の粗さ百分率の値は３４％であった。従来例１，２のガラス基板の粗さ百分率の値は３６％、２９％であった。
なお、本実験例において得られた磁気ディスク用ガラス基板の端面は、後述するものも含めて、外周側の側壁面及び面取り面ともに鏡面であった。また、内周側の側壁面及び面取り面についても同様に鏡面であった。また、端面の粗さについてはいずれも、算術平均粗さＲａは０．０１５μｍ以下、Ｒｚは０．１５μｍ以下であった。また、ガラス基板の主平面について算術平均粗さＲａを原子間力顕微鏡により測定し、微小うねり（μＷａ）を走査型白色干渉計により測定したところ、算術平均粗さＲａは全てのガラス基板において０．１５ｎｍ以下であり、微小うねり（μＷａ）は、全ての磁気記録媒体用ガラス基板において０．１５ｎｍ以下であった。

以上、本発明の磁気ディスク用ガラス基板、ガラス基板、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法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例等に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

Claims (21)

1. アルカリ金属成分をガラス組成として含む磁気ディスク用ガラス基板であって、
   前記磁気ディスク用ガラス基板は、一対の主表面と、外周側端面とを有し、
   前記外周側端面は、鏡面であり、
   前記外周側端面は、前記外周側端面を２.５μｍエッチングした後の前記外周側端面の表面粗さを測定したときに得られる粗さ断面積の負荷率曲線において、粗さ断面積の負荷率が５０％であるときの粗さ百分率が４０％以上である面を備える、
   ことを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。
2. 前記粗さ百分率は６０％以下である、請求項１に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
3. 前記外周側端面は、側壁面と、前記側壁面と前記主表面の間に設けられる面取り面を含み、
   前記側壁面及び前記面取り面は、前記負荷率曲線において、前記粗さ断面積の負荷率が５０％であるときの前記粗さ百分率が４０％以上である面を備える、請求項１または２に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
4. 前記鏡面における算術平均表面粗さは０．０１５μｍ以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
5. 前記外周側端面は、側壁面と、前記側壁面と前記主表面の間に設けられる面取り面を含み、
   前記磁気ディスク用ガラス基板の中心を基準として周方向に３０度ごとに測定点を設け、前記側壁面と前記面取り面との間の接続部分の断面形状の前記測定点における曲率半径を求めたときに、測定点間の前記曲率半径の差が０．０１ｍｍ以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載された磁気ディスク用ガラス基板。
6. 前記磁気ディスク用ガラス基板は、ＨＤＩ（Head Disc Interface）センサが搭載され、ＨＤＩセンサからの信号に基づいて記録素子及び再生素子の少なくとも一方の素子の突出量を制御できる磁気ヘッドとともにハードディスクドライブに搭載される磁気ディスク用のガラス基板である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
7. 前記磁気ディスク用ガラス基板は、エネルギーアシスト磁気記録方式用の磁気ディスクに用いられる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
8. 前記磁気ディスク用ガラス基板のガラスのガラス転移点は６００℃以上である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
9. 前記磁気ディスク用ガラス基板の主表面の表面粗さＲａは０．１５ｎｍ以下である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
10. 前記磁気ディスク用ガラス基板の主表面の微小うねりμＷａは０．１５ｎｍ以下である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の主表面に少なくとも磁性層を備える、磁気ディスク。
12. アルカリ金属成分をガラス組成として含む磁気ディスク用ガラス基板の元となるガラス基板であって、
    前記ガラス基板は、一対の主表面と、外周側端面とを有し、
    前記外周側端面は、鏡面であり、
    前記外周側端面は、前記外周側端面を２.５μｍエッチングした後の前記外周側端面の表面粗さを測定したときに得られる粗さ断面積の負荷率曲線において、粗さ断面積の負荷率が５０％であるときの粗さ百分率が４０％以上である面を備える、
    ことを特徴とするガラス基板。
13. 前記粗さ百分率は６０％以下である、請求項１２に記載のガラス基板。
14. 前記外周側端面は、側壁面と、前記側壁面と前記主表面の間に設けられる面取り面を含み、
    前記側壁面及び前記面取り面は、前記負荷率曲線において、前記粗さ断面積の負荷率が５０％であるときの前記粗さ百分率が４０％以上である面を備える、請求項１２または１３に記載のガラス基板。
15. 前記鏡面における算術平均表面粗さは０．０１５μｍ以下である、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のガラス基板。
16. 前記外周側端面は、側壁面と、前記側壁面と前記主表面の間に設けられる面取り面を含み、
    前記ガラス基板の中心を基準として周方向に３０度ごとに測定点を設け、前記側壁面と前記面取り面との間の接続部分の断面形状の前記測定点における曲率半径を求めたときに、測定点間の前記曲率半径の差が０．０１ｍｍ以下である、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載されたガラス基板。
17. 前記ガラス基板は、ＨＤＩ（Head Disc Interface）センサが搭載され、ＨＤＩセンサからの信号に基づいて記録素子及び再生素子の少なくとも一方の素子の突出量を制御できる磁気ヘッドとともにハードディスクドライブに搭載される磁気ディスク用のガラス基板の元となるガラス基板である、請求項１２〜１６のいずれか１項に記載のガラス基板。
18. 前記ガラス基板は、エネルギーアシスト磁気記録方式用の磁気ディスクに用いられる磁気ディスク用ガラス基板の元となるガラス基板である、請求項１２〜１７のいずれか１項に記載のガラス基板。
19. 前記ガラス基板のガラスのガラス転移点は６００℃以上である、請求項１２〜１８のいずれか１項に記載のガラス基板。
20. 請求項１２〜１９のいずれか１項に記載のガラス基板の主表面を研磨する処理を含む、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
21. 請求項２０に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法によって得られた磁気ディスク用ガラス基板の主表面に、磁性層を成膜する処理を含む、磁気ディスクの製造方法。