JP4767476B2

JP4767476B2 - 磁気ディスク用アルミニウム基板の製造方法

Info

Publication number: JP4767476B2
Application number: JP2002307187A
Authority: JP
Inventors: 義恭寺島; 正秀林
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2022-10-22
Also published as: JP2004145928A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁気ディスク装置の記録媒体の基材として用いられる磁気ディスク用アルミニウム基板およびその製造方法、ならびに磁気ディスクに関する。
【０００２】
なお、この明細書において、「アルミニウム」の語はアルミニウムおよびその合金の両者を含む意味で用いられる。
【０００３】
【従来の技術】
上記アルミニウム基板としては、例えば図４（Ａ）（Ｂ）に示すような中心に孔部(10)が形成されたドーナツ状の円形基板（Ｓ’）がある。前記アルミニウム基板（Ｓ’）は、外周端面(11)および内周端面(12)において、基板（Ｓ’）の板厚方向の両縁が面取角度（θ）、面取長さ（Ｌ）で面取加工がなされ、それぞれ面取部(13)(14)が形成されている。面取加工は、例えばＮＣ旋盤による施削加工において、図５に示すように切削バイト（図示省略）を矢印の経路で移動させることによって実施されている。
【０００４】
このようにして面取加工されたアルミニウム基板（Ｓ’）は、磁気データを記憶させる記憶面(17)の平面研削、ニッケル−リンめっき処理、めっき層の表面平滑化を目的とする研磨加工といった複数の工程を経て磁気ディスクに加工される。
【０００５】
上述の製造過程における各工程間の基板（Ｓ’）の受け渡しは、図２（Ａ）に示すように、アルミニウム基板（Ｓ’）の周縁部を断面Ｖ字形の治具(20)でチャッキングして行われる。
【０００６】
なお、磁気ディスク基板の周端面の面取部に関する従来技術には次のようなものがある。例えば、面取部にＲを付けることによって記録再生時のエラーを防止する技術、面取部にＲを付けることによって記録再生機能の低下を防止する技術、面取部にＲを付けることによって皮膜の耐久性向上を図る技術に関するものである（特許文献１、２、３参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１０００３１号公報（請求項１等）
【０００８】
【特許文献２】
特開平１０−１５４３２１号公報（請求項８等）
【０００９】
【特許文献３】
特開平９−１０２１２２号公報（請求項１等）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図２（Ａ）（Ｂ）に示したように、断面Ｖ字形の治具(20)を用いてアルミニウム基板（Ｓ）の周縁部をチャッキングすると、面取部(13)の端面(11)側の角部(15')(15')が治具(20)と接触する。図２（Ａ）のようにアルミニウム基板（Ｓ’）の中心線（Ｐ１）と治具(20)の中心線（Ｐ２）とが一致する場合は、治具(20)における両方（図面において左右）の角部(15')(15')の受け面角度は等しい。
【００１１】
しかしながら、実際の操業下では、アルミニウム基板（Ｓ’）の配置位置や治具(20)のアプローチ姿勢の僅かなずれ等によって、図２（Ｂ）のように両者の中心線（Ｐ１）（Ｐ２）がずれることがある。そして、アルミニウム基板（Ｓ’）の中心線（Ｐ１）と治具(20)の中心線（Ｐ２）がずれると、左右の角部(15')(15')の受け面角度に差を生じ、端面側の角部(15')(15')を起点として記憶面(17)側の角部(18)(18)に微小なスクラッチ等のキズを生じることがある。
【００１２】
アルミニウム基板（Ｓ）あるいはニッケル−リンめっき仕上げ後の磁気ディスク基板にこのようなキズが存在していると、読み書き不能な欠陥部分が生じ、記憶容量の低下や読み書きヘッドのクラッシュの原因となるため、製品検査によって不良品とされる。
【００１３】
近時は磁気ディスク基板の記録容量の増大への要望が強く、記録密度が増大され、あるいは記憶領域として使用される領域が広くなっている。このため、従前では許容されていた微小なキズや、内外周部、特に外周部における微小なキズもを排除する必要があり、製品歩留まりの悪化がが問題となっている。
【００１４】
なお、図２ではアルミニウム基板（Ｓ’）の外周部におけるチャッキング状態を示しているが、内周部においても同様の治具(20)によってチャッキングされ、面取部(14)の周端面(12)側の角部(16')(16')で治具が接触し、記憶面(19)側の角部にキズが生じることがある。
【００１５】
上述したキズの発生は、チャッキング治具(20)が角部(15')(15')、(16')(16')に不均等な角度で接触することが一因であると推測される。アルミニウム基板（Ｓ’）の配置位置や治具(20)のアプローチ姿勢の僅かなずれを解消することも問題解決の一策であるが、アルミニウム基板（Ｓ’）の面取部側でキズの発生を抑制する方法が模索されている。上述した各特許文献はいずれも面取部にＲをつけるというものであるが、チャッキングによるキズとの関係を示すものではなく、基板材料もアルミニウム等の金属ではなくガラスである。
【００１６】
この発明は、上述の技術背景に鑑み、チャッキング治具に対する接触角度にばらつきが生じても面取部におけるキズの発生を抑制しうる磁気ディスク用アルミニウム基板およびその製造方法、さらにはこの基板を用いた磁気ディスクの提供を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の磁気ディスク用アルミニウム基板は下記の構成を有する。即ち、
（１）周端面が面取加工されたドーナツ状の磁気ディスク用アルミニウム基板であって、
外周端面、内周端面のうちの少なくとも一方の面取部において、周端面側の角部が曲面に形成されていることを特徴とする磁気ディスク用アルミニウム基板。
（２）前記曲面の曲率半径（ｒ）は０．０５〜０．２ｍｍである前項１に記載の磁気ディスク用アルミニウム基板。
（３）前記アルミニウム基板はＪＩＳＡ５０８６からなる前項１または２に記載の磁気ディスク用アルミニウム基板。
【００１８】
また、本発明の磁気ディスク用アルミニウム基板の製造方法は下記の構成を有する。即ち、
（４）ドーナツ状のアルミニウム基板の外周端面、内周端面の少なくとも一方において、基板の板厚方向の両縁に面取部を形成するとともに、該面取部の周端面側の角部を曲面に形成することを特徴とする磁気ディスク用アルミニウム基板の製造方法。
（５）前記面取部および角部の曲面の形成を施削加工によって行う前項４に記載の磁気ディスク用アルミニウム基板の製造方法。
（６）前記施削加工は、切削バイトの移動により面取部から周端面、あるいは周端面から面取部の加工を連続して行い、かつ面取部と周端面の間の角部で円弧状に切削バイトを移動させることによって曲面に形成する前項５に記載の磁気ディスク用アルミニウム基板の製造方法。
（７）前記曲面の曲率半径（ｒ）を０．０５〜０．２ｍｍに形成する前項４〜６のいずれかに記載の磁気ディスク用アルミニウム基板の製造方法。
【００１９】
また、本発明の磁気ディスクは下記の構成を有する。即ち、
（８）前項１〜３のいずれかに記載のアルミニウム基板の表面に、磁性層が形成されてなることを特徴とする磁気ディスク。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１に本発明にかかる磁気ディスク用アルミニウム基板の一実施形態を示す。
【００２１】
アルミニウム基板（Ｓ）は、中心に孔部(10)を有するドーナツ状の円形板であり（図４（Ａ）従来のアルミニウム基板（Ｓ’）の全体形状を参照）、外周端面(11)および内周端面(12)において、基板（Ｓ）の板厚方向の両縁に面取角度（θ）、面取長さ（Ｌ）の面取部(13)(14)が形成されている。これらの面取部(13)(14)は、周端面側の角部(15)(15)(16)(16)が曲率半径（ｒ）の曲面に形成されている。図中、(17)は磁気データが記憶される記憶面、(18)(19)は面取部(13)(14)の記憶面(17)側の角部である。
【００２２】
図２（Ａ）（Ｂ）および図３に示すように、前記アルミニウム基板（Ｓ）は断面Ｖ字形の治具(20)によって外周部をチャッキングされると、面取部(13)の周端面(11)側の角部(15)(15)で治具(20)と接触する。図２（Ａ）は、アルミニウム基板（Ｓ）の板厚方向の中心線（Ｐ１）と治具(20)の中心線（Ｐ２）が一致している状態を示し、治具(20)の開き角度を（β１）とすると、２つの角部(15)(15)における治具(20)の受け面角度は等しくβ１／２となる。一方、図２（Ｂ）はアルミニウム基板（Ｓ）の中心線（Ｐ１）が治具の中心線（Ｐ２）から角度（α）で傾斜してチャッキングされている状態を示し、２つの角部(15)(15)における受け面角度は傾斜角度（α）の分だけ差が生じる。なお、図２ではアルミニウム基板（Ｓ）の外周部におけるチャッキング状態を示しているが、内周部においても同様の治具(20)によってチャッキングされ、面取部(14)の周端面(12)側の角部(16)(16)で治具が接触する。
【００２３】
図３に、面取部(13)の一方の角部(15)と治具(20)との接触部分の模式的拡大図を示す。本図において、アルミニウム基板（Ｓ）の面取角度（θ）は２５°、治具(20)の開き角度（β１）は９０°である。また、実線はアルミニウム基板（Ｓ）と治具(20)の中心線（Ｐ１）（Ｐ２）が一致し、受け面角度（β２）がβ１／２＝４５°となる場合を示している。
【００２４】
前記アルミニウム基板（Ｓ）は面取部(13)(14)の周端面(11)(12)側の角部(15)(16)が曲面に形成されている。このため、従来の角張った角部(15')(16')よりも広い面積で治具(20)に接触し、応力集中が回避されて安定した接触状態が得られる。また、一点鎖線で示すように、両者の中心線（Ｐ１）（Ｐ２）がずれても接触部分が同一曲面上を移動するだけであり、やはり曲面で接触することで応力集中が回避されて安定した接触状態が得られる。図示例では、アルミニウム基板（Ｓ）の中心線（Ｐ１）が治具(20)の中心線（Ｐ２）から角度（α）で傾斜し、治具(20)の受け面角度（β３）がβ１／２−αとなるとともに、面取部(13)が治具(20)に接近する方向に回転移動し、接触部分が図面上の左方向にずれている。逆に、図示しない他方の角部(15)においては、受け面角度がβ１／２＋αとなり、面取部(13)が治具(20)から遠ざかる方向に回転移動して接触部分は左方向にずれ、同様にチャッキング時の応力集中が回避される。また、図示しない内周部の曲面状角部(16)においても同様に応力集中が回避される。これにより、面取部(13)(14)の周端面(11)(12)側の角部(15)(16)が曲面に形成された本発明のアルミニウム基板（Ｓ）では、接触部分における応力集中が回避され、記憶面(17)側の角部(18)(19)におけるスクラッチの発生が防止されあるいは抑制されるものと推測される。
【００２５】
曲面に形成された角部(15)(16)において、大きな傾斜角度（α）に対して安定した接触状態を得るためには曲面の円弧長さを長く設定することが有効である。
【００２６】
ここで、通常の製造工程において発生しうる傾斜角度に鑑み、安定したチャッキングが可能となる有効接触領域の円弧長さ（Ｍ）を半径（ｒ）の円における中心角４０°（±２０°）の円弧長さであると想定すると、円弧長さ（Ｍ）は半径（ｒ）の設定値に伴って後掲の表１に示す数値となる。表１に示すように、有効接触領域の円弧長さ（Ｍ）は曲率半径（ｒ）に比例して増大し、チャッキングの安定性が向上する。曲率半径（ｒ）が０．０５ｍｍ未満では円弧長さ（Ｍ）が短く、応力集中を回避する効果に乏しい。一方、曲率半径（ｒ）を大きくすると円弧長さ（Ｍ）は長くなり応力集中回避効果も向上するが、通常のアルミニウム基板（Ｓ）の板厚が０．６３５〜１．２７ｍｍ、面取角度（θ）が２０〜５０°、面取部(13)(14)の長さ（Ｌ）が０．１３〜０．２１ｍｍであることを考慮すると、０．２ｍｍを越える長さは現実的ではない。従って、前記角部(15)(16)における曲率半径（ｒ）は、０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍが好ましい。特に好ましい曲率半径（ｒ）は０．０８〜０．１５ｍｍである。
【００２７】
また、この発明のアルミニウム基板においては、チャッキング治具に接触する角部が曲面に形成されていれば足りる。従って、外周部または内周部の一方のみでチャッキングされるアルミニウム基板であれば、一方のみが曲面に形成されていれば良く、このようなアルミニウム基板も本発明に含まれる。
【００２８】
また、前記アルミニウム基板を構成するアルミニウムは限定されないが、ＪＩＳＡ５０８６を推奨できる。強度、めっき性、切削性等の点で優れた磁気ディスク基板となし得るからである。
【００２９】
上述の面取部(13)(14)および曲面に形成された角部(15)(16)は、例えば施削加工によって形成することができる。施削加工では、図５に示すように、切削バイト（図示省略）を矢印の経路（一方の面取部〜周端面〜他方の面取部）で移動させて面取部(13)(14)を形成する際に、角部(15)(16)で円弧を描くように移動させることによって曲面に形成することができる。即ち、周端面(11)(12)から面取部(13)(14)への移動経路、面取部(13)(14)から周端面(11)(12)への移動経路を円弧状とすることにより、これらの２面間の角部を曲面に形成することができる。この方法によれば、角部の曲面形成のために別工程を設ける必要がなく、本発明のアルミニウム基板を従来と同等の工数で製造することができる。
【００３０】
上述の方法で製造されたアルミニウム基板（Ｓ）は、記憶面(17)を平面研削した後、磁性層を形成して磁気ディスクとなされる。前記磁気ディスクは、基板としてキズのない、あるいはキズの数や大きさが抑制されたアルミニウム基板を用いることによって、磁性層における欠陥が抑制され、ひいては記録密度の増大や記憶領域の拡大に対応しうるものである。前記磁性層の種類は限定されず、ニッケル−リン等の磁性薄膜を例示できる。また形成方法はめっきを例示できる。また、本発明における磁性層には単層および複層の両方が含まれ、さらには下地層や表面保護層も含まれる。
【００３１】
【実施例】
ＪＩＳＡ５０８６相当のドーナツ状アルミニウム製ブランク材（外径：９５ｍｍ、孔部径：２５ｍｍ、厚さ：１．２７ｍｍ）を多数準備した。
【００３２】
前記ブランク材に対し、外周部および内周部において面取角度（θ）＝２５°、面取長さ（Ｌ）＝０．１９ｍｍの面取加工を施した。面取加工は、ＮＣ旋盤による切削バイトを用いた施削加工により行うものとし、図５に示すように、切削バイト（図示省略）を矢印の経路で移動させた。この面取加工において、切削バイトを円弧状に移動させることにより、面取部(13)(14)の端面(11)(12)側の角部(15)(15)(16)(16)を曲面状に加工した（図１参照）。角部(15)(16)の曲率半径（ｒ）は、０．０１ｍｍ、０．０５ｍｍ、０．１０ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２０ｍｍとし、異なる曲面状角部を有する５種類のアルミニウム基板（Ｓ）を製作した。但し、曲率半径（ｒ）：０．０１ｍｍとは、施削加工において角部(15)の曲率半径（ｒ）を設定せずとも不可避的に形成される極微小な曲面である。換言すれば、従来の面取加工によって形成された角張った面取部である。
【００３３】
製作した各アルミニウム基板（Ｓ）について、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、開き角度（β）が９０°のＶ字形の治具(20)を用いてチャッキング試験を行った。チャッキングは、アルミニウム基板（Ｓ）の外周部で３箇所（外周の三等分位置）、内周部で３箇所（内周上の三等分位置）の合計６箇所でチャッキングするものとした。そして、チャッキング−移動−離脱の一連の動作を１回とし、これを１５０回繰り返した。前記繰り返し回数は、記憶面(17)の平面研削、ニッケル−リンめっき処理、めっき層の研磨加工といった通常の磁気ディスク基板の製造工程で行われるチャッキング回数の５倍に相当する。そして、スクラッチ等のキズの発生状況により評価結果を表１に示す。
【００３４】
◎：キズは発生しなかった。
【００３５】
○：僅かにキズが発生したが、通常の製品検査において合格品であると判断される程度である。
【００３６】
×：通常の製品検査において不良品であると判断されるキズが発生した。
【００３７】
【表１】

【００３８】
表１の結果より、チャッキング治具に接触する面取部の角部を曲面に形成することによりキズの発生が抑制されることを確認した。
【００３９】
次に、表１の評価で◎または○と評価されたアルミニウム基板、即ち面取部の角部の曲率半径が本発明の範囲内に形成されたアルミニウム基板（Ｓ）に対し、記憶面(17)の平面研削を行った後、磁性層を形成して磁気ディスクを作製した。磁性層の形成は、常法により脱脂洗浄、エッチング、ジンケート処理を施した後、次亜りん酸塩を還元剤とした硫酸ニッケル浴にて、浴温９０℃、ｐＨ４．５、処理時間２．０時間の条件でニッケル−リンめっきし、湯洗後乾燥させ、加熱処理し、さらに仕上げ研磨を施すものとした。
【００４０】
上述の磁気ディスクについて、光干渉式形状測定装置にて記憶面の表面状態を観察したところ、いずれの磁気ディスクにおいても記録再生機能あるいは記憶容量を低下させるレベルのキズは発生していなかった。
【００４１】
【発明の効果】
以上の次第で、第１の発明によれば、チャッキング時に治具と基板との接触角度にばらつきが生じても角部への応力集中が回避されてキズの発生が防止または抑制される。
【００４２】
第２の発明によれば、特に角部への応力集中の回避効果が大きくキズの発生が防止または抑制される。
【００４３】
第３の発明によれば、強度、めっき性、切削性等の点で優れた磁気ディスク基板となし得る。
【００４４】
第４の発明によれば、角部への応力集中が回避され、チャッキング時のキズの発生を防止または抑制しうるアルミニウム基板を製造できる。
【００４５】
第５の発明によれば、角部への応力集中が回避され、チャッキング時のキズの発生を防止または抑制しうるアルミニウム基板を製造できる。
【００４６】
第６の発明によれば、チャッキング時のキズの発生を防止または抑制しうるアルミニウム基板を、従来の基板製造と同等の工数で製造することができる。
【００４７】
第７の発明によれば、特に角部への応力集中の回避効果が大きくキズの発生を防止または抑制しうるアルミニウム基板を製造できる。
【００４８】
第８の発明によれば、上記アルミニウム基板の使用によって磁性層における欠陥が抑制されたものであるから、記録密度の増大や記憶領域の拡大に対応しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の磁気ディスク用アルミニウム基板の一実施形態の要部断面図である。
【図２】（Ａ）（Ｂ）はアルミニウム基板のチャッキング状態を示す部分正面図である。
【図３】アルミニウム基板と治具の接触部分を示す模式図である。
【図４】従来の磁気ディスク用アルミニウム基板であり、（Ａ）は部分斜視図、（Ｂ）は要部断面図である。
【図５】面取部の施削加工工程を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｓ、Ｓ’…磁気ディスク用アルミニウム基板
θ…面取角度
ｒ…曲率半径
Ｌ…面取長さ
10…孔部
11…外周端面
12…内周端面
13,14…面取部
15,16…端面側の角部
17…記憶面
18,19…記憶面側の角部

Claims

ドーナツ状のアルミニウム基板の外周端面、内周端面のうちの少なくとも一方において、基板の板厚方向の両縁に面取部を形成するとともに、該面取部の周端面側の角部を曲率半径（ｒ）は０．０５〜０．２ｍｍの曲面に加工するに際し、前記面取部および角部の曲面の形成を施削加工によって行い、該曲面加工部をＶ字形の断面を有する治具によりチャッキングして次の加工工程に基板を受け渡すことを特徴とする磁気ディスク用アルミニウム基板の製造方法。
前記施削加工は、切削バイトの移動により面取部から周端面、あるいは周端面から面取部の加工を連続して行い、かつ面取部と周端面の間の角部で円弧状に切削バイトを移動させることによって曲面に形成する請求項１に記載の磁気ディスク用アルミニウム基板の製造方法。
前記アルミニウム基板はＪＩＳＡ５０８６からなる請求項１または２に記載の磁気ディスク用アルミニウム基板の製造方法。