JP5191137B2 - 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法に関するものである。

近年、磁気ディスクの記録密度はますます高まる傾向にある。高い記録密度を達成するため、磁気ディスクからその読み取りヘッドまでの浮上量は非常に小さい値となり、現在は１０ｎｍ以下の浮上量が要求されている。かかる浮上量を実現するには、磁気ディスク用のガラス基板の平滑性を向上させ、ガラス基板の主表面の欠陥を低減させるといった改善が必要である。

一方、磁気ディスクは、十分な強度を有していなければ、磁気記録装置によって記録等の処理が行われる際に、機能の維持や信頼性確保ができない。そのため、磁気ディスク用のガラス基板は化学強化され、強度を向上させている。ここで化学強化とは、化学強化処理液にガラス基板を接触させることにより、ガラス基板に含まれているイオンを、それより大きなイオン半径を有するイオンに交換することである。イオン交換された表面層には圧縮応力が発生し、強化ガラスとなる。
しかしながら、化学強化条件の設定に不備があると、圧縮応力の影響を受けて、磁気ディスク主表面上の微少な凹凸形状を生じ、磁気ヘッドが衝突するクラッシュ障害や、空気の断熱圧縮または接触により加熱して読み出しエラーを生じるサーマルアスペリティ障害を生じる場合がある。

ところで、磁気ディスク用ガラス基板のうち、化学強化がとりわけ必要とされる箇所は、まず主表面における内周端面側の端の領域（以下、「内側端部領域」と称する。また、外周端面側の端の領域を「外側端部領域」と称する）であると考えられる。ガラス基板から製造した磁気ディスクの内側端部領域は、磁気記録装置内のハブに接触してこれに保持される。そのため、スピンドルモータの回転によって磁気ディスクが回転する際に内側端部領域とハブとの接触部には力がかかる。したがって、ガラス基板のうち、最も強度が必要とされると考えられるからである。

また、本来、ガラス基板の化学強化は、特許文献２（段落０００７〜０００８）に記載のように、ドライブ組み込み時や、ガラス基板に磁性層を形成して磁気ディスクを製造する際のスパッタリング時のハンドリングにおける破損を防止するために行われる工程である。この場合の破損はすべて、ガラス基板の内外周端面からのクラック進行や接触による破損であり、主表面にオリジンが発生して破損するケースは少ない。したがって、破断が生じる内周・外周端面および主表面の内側・外側端部領域を強化しておくことが重要である。

つまり、ガラス基板の強化処理が必要な部分は、特に内外周端面および内側・外側端部領域にあるため、主表面の中央側の広い領域に関しては選択的に化学強化を行わず、内外周端面および内側・外側端部領域のみに化学強化を施せば、上記磁気ディスク主表面上の微少な凹凸形状を主表面に生じる危険も無く、強度と平滑性を両立して、近年の高い記録密度の要請を充足することが出来る。

これまでにも特許文献１に記載のように、磁気ディスク用ガラス基板の化学強化工程後に、ガラス基板主表面を再度研磨し、応力層を除去して主表面の圧縮応力を取り除く技術が提案されている。

また、特許文献２は、ガラス基板の表裏で圧縮応力を均衡させることにより、ガラス基板の反りなどの変形を防ぐ目的で、化学強化工程の事前に主表面にマスクをして主表面を強化させない方法を提案している。
特開２０００−２０７７３０号公報 特開２００３−８９５５１号公報

しかし、特許文献１のような方法では、化学強化後に除去する応力層は数十μｍから数百μｍと多いため、生産性が悪い。

その点、特許文献２のような主表面にマスクをする方法であれば、ガラス基板の主表面が化学強化されず、主表面の平滑性劣化も起こらず、また強化後の研磨工程にて数十μｍから数百μｍもの厚さの強化層を除去する処理も不要となる。

しかしながら、特許文献２のような方法では、化学強化工程の前に、ガラス基板主表面に１枚ずつマスクを施す必要があることに加え、化学強化工程後には、マスクを除去する工程も必要となり、作業が効率的でない。

本発明はこのような課題に鑑み、複数のガラス基板について、主表面以外の内外周端面および内側・外側端部領域を効率的に化学強化しつつ、主表面の平滑性を確保でき、さらにガラス基板の反りも生じない、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の代表的な構成は、円板形状であって、中央に円孔が形成された主表面と、内周端面と、外周端面とを備え、磁気記録装置のハブに接触してこれに保持される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製造方法において、ガラス基板の主表面を研磨する主表面研磨工程と、主表面を研磨した複数のガラス基板と、ガラス基板の主表面をほぼ被覆する円板形状のスペーサであってガラス基板の円孔よりも径の大きな円孔を有するスペーサとを交互に重ね合わせて、隣接するガラス基板とスペーサとの主表面を密着させた積層体を形成する密着工程と、積層体を化学強化処理液に接触させることにより、複数のガラス基板に含まれる一部のイオンを化学強化処理液中のイオンに置換して化学強化する化学強化工程とを含み、化学強化工程では、複数のガラス基板のうち、内周端面および外周端面を化学強化処理液に接触させることが可能な保持手段を用いてガラス基板を保持し、ガラス基板のうち、内周端面および外周端面を化学強化することを特徴とする。

上記の構成によれば、ガラス基板のうち強化しておくべき内外周端面の強度を選択的に向上させることができる。特に、スペーサ部材の円孔がガラス基板の円孔よりも大きな径に設定されているため、ガラス基板の主表面の内周端面側の領域である内側端部領域を効率よく化学強化することができる。さらには、ガラス基板同士を直接重ね合わせることにより主表面に生じ得るキズが、スペーサによって防止される。

上述の化学強化工程では、複数のガラス基板のうち、内周端面および外周端面を化学強化処理液に接触させることが可能な保持手段を用いてガラス基板を保持し、ガラス基板のうち、内周端面および外周端面を化学強化することとしてよい。

また上述の化学強化工程では、複数のガラス基板のうち、内周端面を化学強化処理液に接触させることが可能な保持手段を用いてガラス基板を保持し、ガラス基板のうち、内周端面を化学強化することとしてよい。

上記の内周端面および外周端面を化学強化処理液に接触させることが可能な保持手段、あるいは、内周端面を化学強化処理液に接触させることが可能な保持手段は、ガラス基板を重ね合わせた積層体のずれを防止するために、ガラス基板のみ、あるいはガラス基板とスペーサを交互に設置できる枠体、あるいは収容体としてよい。

上述のスペーサや積層体の両端を加圧する治具や枠体、あるいは収容体の材料は、化学強化塩に接触させても塩やガラス基板に悪影響を起こさない材質のものとするのが好ましい。例えば、チタンやステンレスとしてよい。

かかる方法で製造した磁気ディスクは、化学強化の行われていない平滑性に優れた主表面を有するガラス基板で作られているため、浮上量を小さくすることができ、高い記録密度を確保可能である。

本発明によれば、化学強化工程後のガラス基板の正確な研磨や、化学強化工程前後の主表面のマスク／マスク除去などの煩雑な工程を必要とせず、大量のガラス基板について、効率的な方法で、強度の必要な内外周端面および主表面の内側・外側端部領域を化学強化しつつ、主表面の中央側の広い領域については化学強化を原因とする平滑性の低下を防止できる。このように、主表面の広い領域については実質的に化学強化を行っていないため、上記磁気ディスク主表面上の微少な凹凸形状が発生しない。そして、かかるガラス基板を用いて製造した磁気ディスクは、主表面の平滑性に優れていて、反りも生じないことから、その浮上量をより小さくでき、高密度化の要請を充足できる。

次に添付図面を参照して本発明による磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の実施形態を詳細に説明する。図中、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。また、同様の要素は同一の参照符号によって表示する。

（磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の第１の実施形態）
図１は、本発明による磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の第１の実施形態を示す図である。本実施形態は、化学強化工程に特徴を有する。化学強化槽１００には化学強化溶液１１０が満たされ、その中に、複数のガラス基板１４０を重ね合わせた積層体１２０を、支持枠２００で支持して浸漬する。

図２は図１に示す積層体１２０を構成する円板状の磁気ディスク用ガラス基板の図である。ガラス基板１４０は磁気ディスク（図示省略）の基礎となる部材であって、中央に円孔１３０が形成された主表面１３２と、内周端面１３４と、外周端面１３６と、主表面１３２と内外周端面との間に設けられた面取面１３８とを備える。複数のかかるガラス基板１４０を重ね合わせて隣接するガラス基板１４０の主表面１３２同士を密着させることにより、図１の積層体１２０は形成されている。

そして、図１に示すように、積層体１２０を化学強化処理液１１０に浸漬することにより、複数のガラス基板１４０のうち内周端面１３４および外周端面１３６に含まれる一部のイオンを化学強化処理液中のイオンに置換して内周端面１３４および外周端面１３６を化学強化する。

このように、本発明の第１の実施形態によれば、ガラス基板１４０のうち強化しておくべき内外周端面１３４、１３６の強度を選択的に向上させることができる。これは、上述のように、隣接するガラス基板１４０の主表面１３２同士を密着させているため、主表面１３２に化学強化処理液１１０が接触しないからである。

図３は図１に示す積層体１２０と、その最外部にさらに密着させるダミー部材１５０Ａ、１５０Ｂとを示す図である。積層体１２０は主表面１３２同士を密着させたガラス基板１４０で構成され、積層体１２０の最外部に位置する主表面１３２を、中央に孔１４２Ａ、１４２Ｂが形成された板状のダミー部材１５０Ａ、１５０Ｂにさらに密着させている。

このように、ダミー部材１５０Ａ、１５０Ｂによって、最外部の主表面１３２も被覆され、化学強化から回避される。なお、ダミー部材１５０Ａ、１５０Ｂは、ガラス基板１４０の主表面１３２をほぼ被覆する形状、すなわち中央に円孔１４２Ａ、１４２Ｂが形成された円板形状であることが望ましい。ダミー部材１５０は、ガラス基板１４０の主表面１３２を被覆する役割を果たすからであり、また、ガラス基板１４０もろとも、中央の円孔１４２Ａ、１４２Ｂを用いてアライメントする際に便利だからである。

図４は、図１に示す積層体の変形例を示す図である。図４の積層体１６０は、複数のガラス基板１４０と、ガラス基板１４０の主表面１３２をほぼ被覆する、典型的には円板状のスペーサ１７０とを交互に重ね合わせて、隣接するガラス基板１４０とスペーサ１７０との主表面を密着させたものである。スペーサ１７０は中央に円孔を有していて、この円孔はガラス基板１４０の円孔１３０（図２参照）よりわずかに内径が大きい。また、スペーサ１７０の外径はガラス基板１４０の外径よりもわずかに小さいものとしてもよい。

図１の積層体１２０は上述の積層体１６０と置換してよい。その場合は、内外周端面１３４、１３６の強度を選択的に向上させることができる。さらには、スペーサ１７０の円孔がガラス基板１４０の円孔１３０（図２参照）よりわずかに大きく、またスペーサ１７０の外径がガラス基板１４０の外形よりもわずかに小さいために、主表面１３２の内周端面１３４側の内側端部領域、および外周端面１３６側の外側端部領域を化学強化することができる。特に、内側端部領域は、最終的に磁気ディスク（図示省略）が製造された後において、磁気記録装置内のハブに接触してこれに保持される領域である。したがって、内側端部領域はガラス基板１４０のうち最も強度が必要となる領域であって、これを化学強化することは非常に有効である。さらにこれらのことに加えて、ガラス基板１４０同士を直接重ね合わせることにより主表面１３２に生じ得るキズが、スペーサ１７０によって防止される。スペーサ１７０は例えばチタン製としてよい。

また、図４の積層体１６０も、最外部の主表面をダミー部材１５０Ａ、１５０Ｂで被覆されている点は図３と同様である。このとき、最外部に位置する主表面は、ガラス基板の主表面１３２であってもよいし、スペーサ１７０の主表面であってもよい。ダミー部材１５０Ａ、１５０Ｂは、本来、最外部に位置するガラス基板１４０の外側の主表面を被覆して化学強化を回避させるためのものであるが、スペーサ１７０の主表面をダミー部材１５０Ａ、１５０Ｂが被覆しても支障はない。

図５から図９までは、図１に示した積層体１２０を、化学強化用の支持枠２００にセットするプロセスを示す図である。支持枠２００は、雄ネジを切った３本の支柱２１０Ａ〜２１０Ｃと、積層体１２０に、ダミー部材１５０Ａ、１５０Ｂもろとも、軸方向の力を加えてガラス基板１４０の主表面１３２同士の密着を維持する２つの押圧板２２０Ａ、２２０Ｂとを含む。

なお、ここで言う維持すべき「密着」とは、上述のようにガラス基板１４０同士の密着であるが、スペーサ１７０が介在する図４の積層体１６０の場合は、ガラス基板１４０とスペーサ１７０との密着を意味する。また、ガラス基板１４０またはスペーサ１７０とダミー部材１５０Ａ、１５０Ｂとの密着も意味する。そして、加えるべき軸方向の力は、主表面１３２に垂直な方向である。

図５は図１に示す支持枠２００に積層体１２０をセットする前の初期状態を示す図である。一方の押圧板２２０Ｂに、３本の支柱２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃがそれぞれナット２３０Ｄ〜２３０Ｆによって固定されている。図５に示すように支持枠２００を縦長に置いた場合、押圧板２２０Ｂは、水平になるようにそれぞれのナット２３０Ｄ〜２３０Ｆによって調節されている。

図６は図５を下方から見た押圧板２２０Ｂの図である。押圧板２２０Ｂは中央に円孔２４０Ｂが設けられた円板形状であり、また、正三角形の各頂点に相当する位置にも孔が設けられていて、それぞれ、支柱２１０Ａ〜２１０Ｃを挿通させてナット２３０Ｄ〜２３０Ｆで固定する。この正三角形状に配列された各支柱２１０Ａ〜２１０Ｃは、後述するように、押圧板２２０Ｂの上面にセットされる積層体１２０のガラス基板１４０がずれないよう、力を加えた状態で保持する保持手段の役割を果たす。

なお、本実施形態では支柱の数は支柱２１０Ａ〜２１０Ｃの３本であるが、任意の複数本でよい。また、支柱の配置は、本実施形態のように正三角形状でなくてもよく、ガラス基板１４０を円柱状の積層体１２０となるように力を加えた状態で保持しておくことができるものであれば、いかなる態様で配置してもよい。

支持枠２００は、言い換えれば、ガラス基板１４０を、内周端面および外周端面を化学強化処理液に接触させることが可能な状態で保持する、保持手段である。支柱２１０Ａ〜２１０Ｃは積層体１２０の側面に接触していず、複数のガラス基板１４０の外周端面１３６は、実質的に露出している。したがって、ガラス基板１４０の内周端面１３４および外周端面１３６の両方が化学強化される。

図７は図５に示す支持枠２００にガラス基板１４０をセットした図である。図８は図７に示す円板形状の部材のセット方法および順序を示す図である。セットは、図８に示すように、センタシャフト２５０を用いて行う。センタシャフト２５０は、ガラス基板１４０の円孔１３０とほぼ等しい径を有する主軸部２５０Ａと、主軸部２５０Ａより径の太い基底部２５０Ｂとを備えている。そして基底部２５０Ｂに載せるように下方のダミー部材１５０Ｂ、所定枚数のガラス基板１４０の積層体１２０、上方のダミー部材１５０Ａを挿通して積層する。これにより、ガラス基板１４０の積層体１２０と上下のダミー部材１５０Ａ、１５０Ｂは、中心軸が一致するよう、アライメントされる。そして、初期状態の図５において既に固定されている下方の押圧部材２２０Ｂの上に、図８でアライメントされた各部材を載せ、さらに上方の押圧板２２０Ａを載せる。さらに図７に示すように、ナット２３０Ａ〜２３０Ｃを回転させながら各支柱２１０Ａ〜２１０Ｃに取り付け、仮止めしておく。

図９は図７に示すセットが完了した支持枠２００を押圧する治具３００を示す図である。支持枠２００は、上部の各ナット２３０Ａ〜２３０Ｃを締め付けることによってガラス基板１４０の積層体１２０を固定するのであるが、このとき図９に示す治具３００を用いる。

図９に示す治具３００は、枠体３１０の下部に支持枠２００を直立した状態で載置しうる架台３２０を備え、枠体３１０の上部に支持枠２００の上側押圧板２２０Ａを下側押圧板２２０Ｂに向かって押圧するプレス部３３０を備えている。ここで「直立」とは、支持枠２００の中心軸が架台３２０の載置面（上面）に対して垂直となっていることを意味している。

プレス部３３０はエアシリンダであって、プッシャー３４０を支持枠２００に対して進退可能となっている。プッシャー３４０は上側押圧板２２０Ａ、ダミー部材１５０Ａを介して積層体１２０を押圧する構成となっている。なおプレス部３３０による押圧方向（プッシャー３４０の移動方向）は、載置された支持枠２００の中心軸と一致している。

そして図９に示すように支持枠２００を架台３２０の上に載置し、プレス部３３０によって下方向に向かって押圧する。プッシャー３４０の下面と、これに当接する押圧板２２０Ａの上面とは、いずれも支持枠２００の中心軸に対して垂直となっている。したがってプッシャー３４０が押圧板２２０Ａを押圧するとき、ガラス基板１４０は均等に押圧される。この状態でナット２３０Ａ〜２３０Ｃを回して、上側押圧板２２０Ａを支持枠２００に締結固定する。

なお、ガラス基板１４０の間にスペーサ１７０を挟む図４の積層体１６０の場合も、上記の積層体１２０と同様に押圧を行ってよい。

図１０は図９に示す押圧が完了した支持枠２００を示す図である。図１０に示すように、積層体１２０は、これを構成する各ガラス基板１４０の円孔１３０で貫通されている。さらに上下のダミー部材１５０Ａ、１５０Ｂおよび押圧部材２２０Ａ、２２０Ｂには、それぞれ、孔１４２Ａ、１４２Ｂおよび２４０Ａ、２４０Ｂが設けられている。したがって、図１のように支持枠２００ごと化学強化槽１００に浸漬させても、ガラス基板１４０の内周端面１３４には化学強化液が接触し、化学強化が行われる。また、露出している外周端面１３６にも化学強化液が接触して化学強化が行われるのは言うまでもない。

一方、治具によって加えた力でガラス基板１４０相互の密着が維持され、積層体１２０のずれが防止されているため、ガラス基板１４０の主表面１３２には化学強化液が実質的に接触しない。

（磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の第２の実施形態）
図１１は、本発明による磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の第２の実施形態を示す図である。化学強化槽１００には化学強化溶液１１０が満たされ、その中に、複数のガラス基板を重ね合わせた積層体１２０を、円筒形の収容体４００で収容して浸漬する。

図１２は図１１に示す収容体４００の断面図であり、収容体４００は蓋部４１０を含む。図１３は図１２を上方から見た蓋部４１０の図である。蓋部４１０は中央に円孔４２０が設けられた円板形状であり、また、雌ネジを切った２つのネジ孔が設けられていて、それぞれ、ネジ４４０Ａ、４４０Ｂを挿通することによって、蓋部４１０を収容体本体４３０に固定する。

図１２に示すように積層体１２０は上下のダミー部材１５０Ａ、１５０Ｂで挟まれた状態で収容体本体４３０にセットされる。収容体本体４３０の内部は円柱状の空洞となっていて、収容体本体４３０の底部には円孔４５０が設けられている。この円孔４５０を通して、図８に示したセンタシャフト２５０（図１２では図示を省略している）を用いて積層体１２０をアライメントする。これによってガラス基板１４０は互いにずれることなく位置決めされる。その後、センタシャフト２５０を孔４５０から抜き取り、蓋部４１０をネジ４４０Ａ、４４０Ｂで固定することにより、ダミー部材１５０Ａを介して積層体１２０に力を加え、ガラス基板１４０同士の密着を維持する。

収容体４００は、言い換えれば、ガラス基板１４０を、内周端面を化学強化処理液に接触させることが可能な状態で保持する、保持手段である。図１２に示すように、収容体本体４３０の底部には円孔４５０が設けられている。そして積層体１２０は、これを構成する各ガラス基板１４０の円孔１３０で貫通されている。さらに上下のダミー部材１５０Ａ、１５０Ｂには、それぞれ、孔１４２Ａ、１４２Ｂが設けられている。したがって、図１１のように収容体４００ごと化学強化槽１００に浸漬させても、ガラス基板１４０の内周端面１３４には化学強化液が接触し、化学強化が行われる。

一方、上述のように、蓋部４１０からダミー部材１５０Ａに対して力がかけられているから、蓋部４１０とダミー部材１５０Ａとの間には隙間がなく、また、ダミー部材１５０Ｂと収容体本体４３０の底部との間にも隙間がない。したがって、複数のガラス基板１４０の外周端面１３６には、化学強化液は接触しない。したがって、ガラス基板１４０の内周端面１３４だけが選択的に化学強化される。

上記の収容体４００を用いる場合、化学強化槽１００に浸漬させず、蓋部４１０の中央の円孔４２０から本体４３０底部の円孔４５０に向かって化学強化液を流すという方法によって、内周端面１３４を化学強化してもよい。

以上のように、本実施形態によれば、ガラス基板１４０の内周端面１３４を選択的に化学強化できる一方、主表面１３２や外周端面１３６は化学強化液に接触せず、化学強化が行われない。

（磁気ディスクの製造方法）
本発明による磁気ディスク製造方法は、上述の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法によって製造したガラス基板上に、少なくとも磁性層を形成することを特徴とする。かかる方法で製造した磁気ディスクは、化学強化の行われていない平滑性に優れた主表面を有するガラス基板で作られているため、浮上量を小さくでき、高い記録密度を確保可能である。

［実施例］
以下に、本発明を適用した磁気ディスク用ガラス基板の製造方法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
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。板状ガラスの材質としては、アモルファスガラスやガラスセラミクス（結晶化ガラス）を利用できる。板状ガラスの材料としては、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ボロシリケートガラス等を用いることができる。特にアモルファスガラスとしては、化学強化を施すことができ、また主表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。

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_２：５８〜７５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、チャンファリング）
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、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。特に内周端面は、２００〜３００枚ほどの多数枚を積層して研磨した場合であっても、内孔の公差や真円度が低下することなく良好な状態であった。

（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。この浸漬は、本発明の実施形態で形成したガラス基板の積層体１２０および１６０を支持枠２００および収容体４００を用いて行った。

このように、化学強化溶液に浸漬処理することによって、支持枠２００を用いた場合にはガラス基板の内周端面および外周端面を化学強化し、収容体４００を用いた場合には、ガラス基板の内周端面を化学強化した。具体的には、これらの端面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、ガラス基板のうち主表明以外の部分が強化された。

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。

上記の如く、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、かつ、平滑な、高剛性の磁気ディスク用ガラス基板を得た。とりわけ、化学強化工程では、主表面を実質的に化学強化しないことにより、大量のガラス基板について、効率的に、強度の必要な内外周端面を化学強化しつつ、主表面については化学強化を原因とする平滑性の低下を防止できた。

（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。

上述のように、本発明の実施形態によって製造したガラス基板は、主表面を化学強化していないことから、その平滑性に優れている。また、表裏の主表面における化学強化の差などによって生じる反りも生じない。かかるガラス基板を用いて製造した磁気ディスクを試験したところ、従来と同等の抗折強度を達成し、磁気記録装置にて読み書き処理が問題なく可能であることが確認された。

また、上記の磁気ディスクについて、グライドハイト（Glide Height）は、グライドハイト試験で通常求められている８ｎｍ以下の基準を十分にクリアする６ｎｍを達成し、高密度化の要請を充足できることも確認されている。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、および、かかるガラス基板によって製造される磁気ディスクの製造方法に適用可能である。

本発明による磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の第１の実施形態を示す図である。 図１に示す積層体１２０を構成する円板状の磁気ディスク用ガラス基板の図である。 図１に示す積層体と、その最外部にさらに密着させるダミー部材とを示す図である。 図１に示す積層体の変形例を示す図である。 図１に示す支持枠に積層体をセットする前の初期状態を示す図である。 図５を下方から見た押圧板の図である。 図５に示す支持枠にガラス基板をセットした図である。 図７に示す円板形状の部材のセット順序を示す図である。 図７に示すセットが完了した支持枠を押圧する治具を示す図である。 図９に示す押圧が完了した支持枠を示す図である。 本発明による磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の第２の実施形態を示す図である。 図１１に示す収容体の断面図である。 図１２を上方から見た蓋部の図である。

符号の説明

１００ 化学強化槽
１２０、１６０ 積層体
１３２ 主表面
１３４ 内周端面
１３６ 外周端面
１４０ ガラス基板
１５０Ａ、１５０Ｂ ダミー部材
１７０ スペーサ
２００ 支持枠
２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃ 支柱
２２０Ａ、２２０Ｂ 押圧板
４００ 収容体
４１０ 蓋部

Claims (4)

1. 円板形状であって、中央に円孔が形成された主表面と、内周端面と、外周端面とを備え、磁気記録装置のハブに接触してこれに保持される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製造方法において、
   前記ガラス基板の主表面を研磨する主表面研磨工程と、
   前記主表面を研磨した複数の前記ガラス基板と、該ガラス基板の主表面をほぼ被覆する円板形状のスペーサであって該ガラス基板の円孔よりも径の大きな円孔を有するスペーサとを交互に重ね合わせて、隣接するガラス基板とスペーサとの主表面を密着させた積層体を形成する密着工程と、
   前記積層体を化学強化処理液に接触させることにより、前記複数のガラス基板に含まれる一部のイオンを該化学強化処理液中のイオンに置換して化学強化する化学強化工程とを含み、
   前記化学強化工程では、複数の前記ガラス基板のうち、内周端面および外周端面を化学強化処理液に接触させることが可能な保持手段を用いて前記ガラス基板を保持し、前記ガラス基板のうち、内周端面および外周端面を化学強化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. 円板形状であって、中央に円孔が形成された主表面と、内周端面と、外周端面とを備え、磁気記録装置のハブに接触してこれに保持される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製造方法において、
   前記ガラス基板の主表面を研磨する主表面研磨工程と、
   前記主表面を研磨した複数の前記ガラス基板と、該ガラス基板の主表面をほぼ被覆する円板形状のスペーサであって該ガラス基板の円孔よりも径の大きな円孔を有するスペーサとを交互に重ね合わせて、隣接するガラス基板とスペーサとの主表面を密着させた積層体を形成する密着工程と、
   前記積層体を化学強化処理液に接触させることにより、前記複数のガラス基板に含まれる一部のイオンを該化学強化処理液中のイオンに置換して化学強化する化学強化工程とを含み、
   前記化学強化工程では、複数の前記ガラス基板のうち、内周端面を化学強化処理液に接触させることが可能な保持手段を用いて前記ガラス基板を保持し、前記ガラス基板のうち、内周端面を化学強化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. 前記主表面研磨工程の前に前記ガラス基板の前記内周端面および外周端面を研磨する端面研磨工程を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
4. 前記スペーサは、材質がチタンまたはステンレスであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。

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