JP5361185B2 - 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法 - Google Patents

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ガラス基板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、従来用いられていたアルミニウム基板と比して小型化、薄板化、および高密度記録化が達成でき、基板表面の平坦性および基板強度に優れたガラス基板が採用されている。

また、ＨＤＤ等に用いられる磁気ディスクにおいて高記録密度を達成するために、近年、垂直磁気記録方式の磁気ディスク（垂直磁気記録ディスク）が提案されている。このような情報記録密度の増加に伴い、円周方向の線記録密度（ＢＰＩ:Bit Per Inch）、半径方向のトラック記録密度（ＴＰＩ:Track Per Inch）のいずれも増加の一途を辿っている。さらに、磁気ディスクの磁性層と、磁気ヘッドの記録再生素子との間隙（磁気的スペーシング）を狭くしてＳ／Ｎ比を向上させる技術も検討されている。近年望まれる磁気ヘッドの浮上量は８ｎｍから６ｎｍ程度である。

さらに、上述したような記録密度向上に伴って読み出し速度の高速化が求められており、これに対処するため、読み出し時における回転数が増加する傾向にあり、近年では７２００ｒｐｍ以上の回転数が求められている。

上記のような状況において、従来からも、ガラス基板の面取り加工に関し、特許文献１（特開平１１−２６７９７５号公報）に記載されているように、プーリー状の回転砥石を用いてガラス基板の端面を研削する構成が記載されている。特許文献１では、ガラス基板の表面に対する砥石入射角を特定し、また研削面に微細な冷却水吐出穴を複数配置することにより、ガラス基板端部のチッピングあるいはクラックの進行を抑制し、さらに砥石の寿命を延長することができるとしている。

ガラス基板に面取り加工を行うのは、基板端部を平滑にすることにより、欠けや異物の発生を防止するためである。ガラス基板の端面の表面状態が平滑でないと、この端面が樹脂製ケースの壁面と擦過して発生する樹脂やガラスのパーティクルや、ガラス基板の内周端面及び外周端面に捕捉されるその他のパーティクルが、後に基板の主表面に付着するおそれがある。パーティクルがガラス基板の主表面に付着したまま磁性層を形成すると、膜欠陥の原因となったり、磁気ディスク表面に凸部が形成されて適正なグライド・ハイトが得られず、またサーマルアスペリティ障害を引き起こす原因となる。

また端部が欠けることにより、ガラス基板の強度が低下したり、同心度の精度が低下してしまうおそれがある。すなわち基板端部の研削は、欠けの発生率を低下させて生産効率を向上し、製造コストを低下させるために、大きな課題となっている。

一方、ガラス基板の主表面の研磨は、太陽ギヤと内歯歯車に噛合して遊星歯車運動をするキャリヤに複数の小孔を設け、この小孔にガラス基板を装着した状態で上下から研磨パッドを押圧して研磨を行っている（例えば特許文献２）。これにより複数枚のガラス基板を一度に研磨することができると共に、基板に研磨痕や偏りが発生しないように満遍なく研磨することができる。
特開平１１−２６７９７５号公報 特開２０００−２８０１７１号公報

しかし、特許文献１に記載されたようにプーリー状の回転砥石を用いてガラス基板の端面を研削する場合、外周端面に一定間隔の波長を持った凹凸（うねり）が形成される。図６は従来のガラス基板の外周端面に形成されたうねりを説明する図であって、理解の容易のためにうねりを強調して表現している。図に示すように、ガラス基板１００の外周端面１３０には、周期的なうねりが形成されている。この外周端面のうねりは外観検査にて発見することができるが、外周端面には磁気ヘッドが走行しないこと、および外周端面も鏡面研磨することから、従来は問題視されていなかった。

しかし、外周端面の研磨をした後に、特許文献２に記載されたように主表面の研磨が行われる。このときガラス基板はキャリヤの小孔に装着されており、外周端面はキャリヤと擦れ合うことになる。このため外周端面にうねりがあると、うねりの頂点がより多くキャリヤの小孔の内周面と擦れ合うため、頂点にマダラなキズ（擦り傷）が発生してしまう。

このような損傷はパーティクル発生の原因となり、発生したパーティクルが主表面に吸着すると磁気ディスクにした後に凸状欠陥を招き、サーマルアスペリティ障害やヘッドクラッシュの原因となる。またこのような損傷箇所からはガラス基板に含まれた金属イオンが溶出しやすく、磁気ディスクの表面に析出するコロージョンを招く原因になる。

これらの問題は、今後のさらなる大容量化、高記録密度化に向けて大きな課題となっている。また、充分な時間をかけて研削を行えばうねりを解消できることはわかっているが、ガラス基板は安価に大量生産する必要があるため、うねりを解消するに充分な加工時間を確保することは難しい。

そこで本発明は、短い加工時間でガラス基板の外周端面のうねりを解消し、高い真円度を得ることが可能な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している。

上記課題を解決するために発明者らが鋭意検討したところ、外周端面のうねりは装置の固有振動、基板回転時の振動、砥石（切り刃）の回転数、その他副資材が発生する振動の共振により発生することに着目した。そして形成されたうねりとは異なるうねりを意図的に形成し、最終的には形成されたうねりに対して反位相となるうねりをもってこれを解消することにより、外周端面を平滑にすることができることを見出し、本発明を完成するに到った。

すなわち本発明の代表的な構成は、円板状の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、当該ガラス基板を回転させつつ外周端面に、ガラス基板よりも速く回転する回転砥石を押圧することによって外周側の端部を成形するフォーミング工程を含み、かつ、フォーミング工程は、第１条件で加工を行う第１工程と、第１工程で形成される第１のうねりの数が実測可能な場合に、該第１のうねりの数の実測値に基づいて該第１のうねりを解消すべく定めた第２条件によって、回転砥石の回転速度を第１工程から変化させることなくガラス基板の回転速度を第１工程から変化させて加工を行う第２工程とを有することを特徴とする。

上記構成によれば、ガラス基板の外周端面に形成される第１のうねりを、第２のうねりによって解消することができる。したがって短い加工時間でガラス基板の外周端面のうねりを解消することができ、高い真円度を得ることができる。これによりパーティクルの発生を防止し、かつ磁気ディスクにおいて外周端面からのコロージョンの発生を抑制することができる。
例えば第２条件は、第１工程によって形成されるうねりの波と反位相の関係となる波のうねりを形成する条件とすることができる。これにより、好適に第１のうねりを第２のうねりによって解消することができる。

第１条件または第２条件は、ガラス基板または回転砥石の回転数であってもよい。端面研削工程の条件は多岐にわたるが、ガラス基板または回転砥石の回転数を調節することにより、第１のうねりと第２のうねりを作り出す第１条件と第２条件を設定することができる。

第１条件または第２条件は、ガラス基板または回転砥石のうち、回転が遅い方の回転数であってもよい。回転の速いものはギヤ比が大きく微調整が難しいため、回転が遅い方の回転数を制御することにより、より正確に第１のうねりを解消する第２のうねりを形成することができる。
前記第１条件による加工はガラス基板の外周端面に面取部を形成するための加工であり、第２条件による加工は砥石を進入させないで行うことが好ましい。これにより第２条件による研磨は短時間で完了することができる。

フォーミング工程において、第１条件を用いて第１工程を行い、回転砥石をガラス基板に押圧したままで第２条件に変更して第２工程を行ってもよい。このように連続的に加工を行うことにより、加工時間の短縮を図ることができる。また、第１条件および第２条件が回転数である場合には、特に連続的に条件変更が可能である。

フォーミング工程において、砥石の回転数を基板の回転数で割った値を回転数比とするとき、第１条件は回転数比の小数点第１位が５となるように設定してもよい。これにより、まず第１工程において高い真円を得ることができる。
フォーミング工程において、第２条件におけるガラス基板の回転数Ｂ２（ｒｐｍ）は、第１条件におけるガラス基板の回転数をＢ１（ｒｐｍ）、第１のうねりの数をＣ個とし、（Ｂ１／Ｂ２）×Ｃの演算結果の小数点第２位を四捨五入したときの小数点第１位の値が５になる回転数であってもよい。このように第２条件を設定することにより、第１条件によって形成された第１のうねりの波に対して第２のうねりの波を反位相の関係とすることができ、第１のうねりを確実に解消して平滑な外周端面を得ることができる。
所定回数の第１加工および第２加工を行うごとに、第２条件の算出をやり直すことが好ましい。これにより、常に実情に即した最適な第２条件を用いることができる。

本発明によれば、短い加工時間でガラス基板の外周端面のうねりを解消することができ高い真円度を得ることが可能な磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供することができる。これにより、磁気ディスクにおいてパーティクルの発生を防止し、かつ磁気ディスクにおいて外周端面からのコロージョンの発生を抑制することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１はガラス基板の端面（外周端面および内周端面）の研削および面取り加工を施すフォーミング工程を説明する図である。図１（ａ）はフォーミング工程を施す前のガラス基板の断面図である。図に示すように、フォーミング工程は、円板状のガラス基板の中心に内孔１０２を形成した円環状のガラス基板１００に対して施される。

図１（ｂ）は端面研削装置２００を模式的に示す図である。図に示す端面研削装置２００は、ガラス基板１００の外側に研削手段の例としての外側砥石２１０を配置し、内孔１０２にも研削手段の例としての内側砥石２２０を挿通している。外側砥石２１０と内側砥石２２０の軸２１２、２２２は移動可能であって、不図示の加圧手段によりガラス基板１００を半径方向に挟み込むように加圧される。外側砥石２１０および内側砥石２２０はプーリー状の回転砥石であって、外周面に研削面（中央平坦部および傾斜部）を備えている。ガラス基板１００、外側砥石２１０および内側砥石２２０はそれぞれ駆動手段の例としてのモータ２１４、２２４によって回転駆動され、その回転方向はそれぞれの接点でガラス基板の回転方向に対向する方向となるように設定している。モータ２１４、２２４の回転数は、回転制御部２３０によって制御される。なお、図１においてガラス基板１００の支持機構および回転駆動機構は省略している。

そして図１（ｃ）に示すように、ガラス基板１００の内周端面１２０および外周端面１３０を研削することにより、あわせてそれぞれに面取部１２０ａ、１３０ａを形成する。

上記構成の端面研削装置２００を用いたフォーミング工程について説明する。フォーミング工程においては、ガラス基板を回転させつつ、外周端面１３０および内周端面１２０にそれぞれ外側砥石２１０、内側砥石２２０を押圧して回転することによって、外周端面１３０および内周端面１２０の研削（成形加工）を行う。このとき、冷却液（クーラント）をかけながら研削を行うことが望ましい。

図２はフォーミング工程を説明するフローチャートである。フォーミング工程において、まず所定の条件を用いて研削を行う（Ｓ１００）。ここで所定の条件とは外周端面を形成するための主たる加工を行うための条件であり、外側砥石２１０および内側砥石２２０の回転数、外側砥石２１０および内側砥石２２０の粗さ、ガラス基板１００の回転数、圧力などを含む。ここで外周端面は円形に研削されるが、第１のうねりを生じる。本実施形態においては、このときの外周端面１３０に形成されるうねりを第１のうねりとし、所定の条件のうち特にガラス基板１００の回転数を第１条件と称する。

次に、外周端面１３０に形成された第１のうねりを測定する（Ｓ１０２）。外周端面１３０のうねりは、例えば針を用いた接触式の微細輪郭形状測定器を用いて測定することができる。また外観検査によってうねりの波長や振幅、頂点の個数などを測定することでもよい。

そして、第１のうねりと波長の異なる第２のうねりを形成する第２条件を算出する（Ｓ１０４）。第２のうねりの波は、第１のうねりの波と反位相の関係であればよい。これにより、ガラス基板の外周端面に形成される第１のうねりを、第２のうねりによって解消することができる。ただし、第２のうねりの波長が第１のうねりの整数倍である場合を除く。この場合は、うねりのピークが重なってしまうために解消することができないためである。

本実施形態において第２条件は、第１条件と同様にガラス基板の回転数である。すなわち、端面研削工程の条件は多岐にわたるが、ガラス基板の回転数を変えることにより、第１のうねりの波に対して第２のうねりの波を反位相とする第１条件と第２条件を設定することができる。

なお第１条件および第２条件を、ガラス基板の回転数ではなく、回転砥石の回転数としてもよい。ただし回転の速いものはギヤ比が大きく微調整が難しいため、回転が遅い方の回転数を制御することにより、より正確に第１のうねりを解消する第２のうねりを形成することができる。本実施形態においては後述するようにガラス基板のほうが回転砥石よりも回転数が低いため、ガラス基板の回転数を条件に用いている。

さらに確実に第１のうねりを解消しうる第２のうねりを形成するために、第２条件を下記のようにして、第１条件と、Ｓ１０２で測定した実際の第１のうねりから求めることができる。

回転砥石の回転数をＡ（ｒｐｍ）、第１条件におけるガラス基板の回転数をＢ１（ｒｐｍ）、第１のうねりの数をＣ個とし、第２条件におけるガラス基板の回転数Ｂ２（ｒｐｍ）を求める。ここでうねりの数Ｃは実測値であるため信頼性の高い値、ガラス基板の回転数Ｂ１は低速であるため信頼性の高い値、回転砥石の回転数Ａは高速であるため信頼性の低い値である。

ここで次式のように、砥石の回転数を基板の回転数で割った値を、回転数比Ｎとする。

１／ｊ＝０のとき、ガラス基板の表面にはｉ個の山が形成される。１／ｊ＝０．５のとき研削面粗さ及びピッチの長さは半分になり、山数はＮの２倍（２ｉ＋１）となるため、高い真円を得ることができる。

そこでまず、第１条件を設定するにあたり、第１条件における回転数比Ｎ１の小数点第１位が５となるように設定する。理論的にはこの状態で高い真円を得ることができるが、実際には軸のぶれや振動、精度、摩耗など様々な阻害要因がからむためにバランスが崩れ、外周端面に粗いうねりが形成される。このときの関係を次式のように表すことができる。次式においてガラス基板の回転数Ｂ１およびうねりの数Ｃは、上記したように精度が高い値であるため、正しいものと仮定する。

次に、上記のうねりを解消する第２のうねりを形成するために、第２条件におけるガラス基板の回転数Ｂ２を設定する。うねりの波が反位相の関係であるときに第１のうねりを第２のうねりによって解消することができるため、第２条件における回転数比Ｎ２の小数点第１位が５となるように、第２条件における基板の回転数Ｂ２を求める。

式３から式２を用いて「実際の砥石の回転数Ａ’」を消去すれば、次式のように表すことができる。

すなわち、（Ｂ１／Ｂ２）×Ｃの演算結果（第２条件における回転数比Ｎ２）の小数点第２位を四捨五入したときの小数点第１位の値が５となるように、基板の回転数Ｂ２を求める。このように第２条件を設定することにより、第１条件によって形成された第１のうねりの波と第２のうねりの波を反位相の関係とすることができ、これを確実に解消して平滑な外周端面を得ることができる。

上記のようにして第２条件を算出した後に（Ｓ１０４）、生産にかかるフォーミング工程を行う。まず第１条件でバッチ研削する第１工程を行い（Ｓ１０６）、回転砥石をガラス基板に押圧したままで（ガラス基板を装置にセットしたままで）研削条件を第２条件に変更して加工する第２工程を行う（Ｓ１０８）。第１条件による研磨は取代を見込んでいるが、第２条件による研磨は砥石を進入させない、いわゆるゼロカットによってうねりを解消することのみを目的として行う。従って第２条件による研磨は短時間でよく、例えば１０秒程度（４回転程度）であってもよい。このように連続的に加工を行うことにより、加工時間の短縮を図ることができる。また、第１条件および第２条件が回転数であることにより、特に連続的に条件変更が可能である。

しかし外側砥石２１０および内側砥石２２０は、バッチ処理の回数を重ねれば摩耗していく。また外側砥石２１０および内側砥石２２０は複数の研削面を有し、摩耗すれば段を切り換えて新たな研削面で加工を行う。このように状況（実際の回転数Ｄなど）が変化してしまうとＳ１０４で求めた第２条件は適用できなくなってしまう。そこで所定回数のバッチ処理を行ったか否かを判断し（Ｓ１１０）、行っていなければ次のバッチ処理を行い（Ｓ１０６）、行っていればＳ１００に戻って第２条件の算出をやりなおす。このように、所定回数の第１加工および第２加工を行うごとに第２条件の算出をやり直すことにより、常に実情に即した最適な第２条件を用いることができる。

上記構成によれば、ひとつの研削条件によってうねりを解消するに充分な加工時間を待つことなく、短い加工時間でガラス基板の外周端面のうねりを解消することができる。従って大量生産を行うことができ、生産コストの低減を図ることができる。

図３はガラス基板の主表面を研磨するための両面研磨装置の説明図である。図３に示す両面研磨装置３００はそれぞれ所定の回転比率で回転駆動される太陽ギヤ３３０及び内歯歯車（以下、「インターナルギヤ３４０」という。）を有するキャリヤ装着部と、このキャリヤ装着部を挟んで互いに逆回転駆動される上定盤３５０及び下定盤３６０とを有する。上定盤３５０および下定盤３６０のガラス基板１００と対向する面にはそれぞれ研磨パッド３１０が貼り付けられている。

外周にギヤを有するキャリヤ３７０は太陽ギヤ３３０及びインターナルギヤ３４０に噛合され、太陽ギヤ３３０とインターナルギヤ３４０が相対的に回転することによって遊星歯車運動をする。キャリヤ３７０にはそれぞれ複数の小孔が設けられており、この小孔にガラス基板１００が保持されている。

下定盤３６０は固定的に設置されており、上定盤３５０は上下移動可能に構成されて、キャリヤ３７０に保持されたガラス基板１００を研磨パッド３１０で挟んで押圧することができる。遊離砥粒を含む研磨液（スラリー）を供給しながらキャリヤ３７０を遊星歯車運動させることにより、ガラス基板１００の表裏の主表面が研磨される。

上記装置を用いた主表面研磨工程は、後述のように、外周端面を鏡面研磨した後に行われる。そのときガラス基板１００はキャリヤ３７０の小孔に装着されて研磨されるが、本実施形態にかかるガラス基板１００では外周端面１３０のうねりを解消して円滑にすることができるために、うねりの頂点にキャリヤとの摺擦によるマダラなキズを発生することがない。従って外周端面から生じるパーティクルの発生を効果的に防止し、かつ磁気ディスクにした後も外周端面からのコロージョンの発生を抑制することができる。

［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について実施例を説明する。

（１）形状加工工程および第１ラッピング工程
本実施形態においてガラス基板の材質としては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が、中でもアルミノシリケートガラスが好適である。アルミノシリケートガラスは、平滑かつ高剛性が得られるので、磁気的スペーシング、特に、磁気ヘッドの浮上量をより安定して低減できる。また、アルミノシリケートガラスは化学強化により、高い剛性強度を得ることができる。

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板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板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１００とした（コアリング）。

次に、上述したフォーミング工程を行うことによりガラス基板の端面（外周端面および内周端面）の研削および面取り加工を行った。

図４は実施例にかかる研削条件と外周端面のうねりを説明する図である。外周端面の研削にあたり、まず、第１条件を設定する。第１条件においては回転数比Ｎ１の小数点第１位が５となるように設定する。本実施例において砥石の回転数Ａ＝２，４１２、第１条件における基板の回転数Ｂ１＝２４とする。このとき回転数比Ｎは、２，４１２／２４＝１００．５である。理論的にはこの状態で高い真円を得ることができるが、実際には軸のぶれや振動、精度、摩耗など様々な阻害要因がからむためにバランスが崩れ、外周端面にうねりが形成される。本実施例において測定したうねりの数Ｃ＝１１４であった。そして第１のうねりを解消する第２のうねりを形成するために、上記の（式４）に値を代入し、第２条件における基板の回転数Ｂ２を求める。

２７３６／Ｂ２により求まる回転数比Ｎ２の小数点第１位が５になる値を算出すると、Ｂ２が２３．９（ｒｐｍ）のとき回転数比Ｎ２＝１１４．５（１１４．４７）、Ｂ２が２４．１（ｒｐｍ）のとき回転数比Ｎ２＝１１３．５（１１３．５２）と算出することができる。従って、第２条件としての基板の回転数Ｂ２は、２３．９や２４．１などに設定することができる。なおＢ１とＢ２とが１以上の差を有していてもよく、端数（小数点第１位）が５であれば反位相とすることが可能となる。

上記の第１条件および第２条件を用いることにより、第１のうねりを第２のうねりによって解消することができ、短い加工時間でガラス基板の外周端面のうねりを解消して円滑に加工することができた。

図５は実施例と比較例を対比する図である。上述したように、第１条件のみで研削したとしても、加工時間を長く取れば所望の表面粗さに仕上げることができる。しかし図５（ａ）に示すように、同程度の粗さ（例えばＲａ＝約２００ｎｍ＝約０．２μｍ）に仕上げるためには、第１条件のみでは約１２０秒間必要であったのに対し、実施例のように第１条件の後に第２条件で研削した場合には、約６０秒間で達成することができた。このことから、加工時間を短縮しつつ早期に外周端面のうねりを解消することができることがわかる。

また、同じ加工時間で処理をした場合には、外周端面のうねりに差が生じる。これに起因して、パーティクルの発生やコロージョンの発生の程度に差が生じる。すなわち図５（ｂ）に示すように、比較例においてはうねり高さが約１μｍ、ピッチが約１．３ｍｍであった。これに対し実施例においてはうねり高さが約０．５μｍ、ピッチが約１．３ｍｍとなり、うねり高さがきわめて低く抑えられていることがわかる。

（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１００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１００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１００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１００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１００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１００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１００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１００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１００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１００を得た。また、外周端面も平滑で真円度の高いガラス基板１００を得ることができた。

（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１００の両面に、ガラス基板１００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。

得られた磁気ディスクも外周端面が平滑で真円度が高かった。これにより、パーティクルによる膜欠陥や凸状欠陥が極めて少なく、また外周端面から生じるコロージョンも抑制された磁気ディスクを得ることができた。

本発明は、磁気ディスク用のガラス基板の製造方法として利用することができる。

フォーミング工程を説明する図である。 フォーミング工程を説明するフローチャートである。 ガラス基板の主表面を研磨するための両面研磨装置の説明図である。 実施例にかかる研削条件と外周端面のうねりを説明する図である。 実施例と比較例を対比する図である。 従来のガラス基板の外周端面に形成されたうねりを説明する図である。

符号の説明

１００ …ガラス基板
１０２ …内孔
１２０ …内周端面
１２０ａ …面取部
１３０ …外周端面
１３０ａ …面取部
２００ …端面研削装置
２１０ …外側砥石
２１２ …軸
２１４ …モータ
２２０ …内側砥石
２２２ …軸
２２４ …モータ
２３０ …回転制御部
３１０ …研磨パッド
３３０ …太陽ギヤ
３４０ …インターナルギヤ
３５０ …上定盤
３６０ …下定盤
３７０ …キャリヤ

Claims (7)

1. 円板状の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、
   当該ガラス基板を回転させつつ外周端面に、前記ガラス基板よりも速く回転する回転砥石を押圧することによって外周側の端部を成形するフォーミング工程を含み、
   かつ、前記フォーミング工程は、
   第１条件で加工を行う第１工程と、
   前記第１工程で形成される第１のうねりの数が実測可能な場合に、該第１のうねりの数の実測値に基づいて該第１のうねりを解消すべく定めた第２条件によって、前記回転砥石の回転速度を前記第１工程から変化させることなく前記ガラス基板の回転速度を前記第１工程から変化させて加工を行う第２工程とを有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. 前記第２条件は、前記第１工程によって形成されるうねりの波と反位相の関係となるうねりの波を形成する条件であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
3. 前記第１条件による加工はガラス基板の外周端面に面取部を形成するための加工であり、
   前記第２条件による加工は砥石を進入させないで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. 前記フォーミング工程において、第１条件を用いて第１工程を行い、前記回転砥石を前記ガラス基板に押圧したままで第２条件に変更して第２工程を行う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。
5. 前記フォーミング工程において、砥石の回転数を基板の回転数で割った値を回転数比とするとき、前記第１条件は前記回転数比の小数点第１位が５となるように設定することを特徴とする請求項１から４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。
6. 前記フォーミング工程において、前記第２条件におけるガラス基板の回転数Ｂ２（ｒｐｍ）は、
   前記第１条件におけるガラス基板の回転数をＢ１（ｒｐｍ）、第１のうねりの数をＣ個とし、（Ｂ１／Ｂ２）×Ｃの演算結果の小数点第２位を四捨五入したときの小数点第１位の値が５になる回転数であることを特徴とする請求項１から５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。
7. 所定回数の第１加工および第２加工を行うごとに、前記第２条件の算出をやり直すことを特徴とする請求項１から６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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