JPH11154325A - 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスク - Google Patents

磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスク

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JPH11154325A
JPH11154325A JP26990798A JP26990798A JPH11154325A JP H11154325 A JPH11154325 A JP H11154325A JP 26990798 A JP26990798 A JP 26990798A JP 26990798 A JP26990798 A JP 26990798A JP H11154325 A JPH11154325 A JP H11154325A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高密度記録が可能な程度に十分な平清度を有
し、かつ、記録エリアを周縁にまで拡大することを可能
とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供す
る。 【構成】 円板状ガラス基板の主表面に、研削、硬質ポ
リシャを使用する第1研磨及び軟質ポリシャを使用する
第2研磨を順次施して前記主表面を鏡面にする磁気ディ
スク用ガラス基板の製造方法において、少なくとも第2
研磨を、酸化セリウム、酸化ジルコン、コロイダルシリ
カから選ばれる研磨剤で研磨することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高密度記録を可能と
する磁気ディスクに用いる磁気ディスク用ガラス基板の
製造方法及びその製造方法によって製造された磁気ディ
スク用ガラス基板並びに該磁気ディスク用ガラス基板を
用いた磁気ディスクに関する。
【0002】
【従来の技術】ガラス基板を用いた磁気ディスクにおい
ても、記録容量の向上に対する要請は強く、高密度記録
化や記録エリアの拡大が急務となっている。
【0003】高密度の記録を可能にするためには、ガラ
ス基板の記録部となる表面(以下、主表面という)をで
きるだけ平滑にする必要があり、一方、記録エリアを拡
大するためにはこの平滑な領域をできるだけ広く確保す
る必要がある。
【0004】ところで、アルミニウム合金に金属メッキ
した基板や結晶化ガラス基板については、高密度記録を
可能とするためにその表面を高精度に平滑化する試みは
行われている(例えば、特開昭60−229234号公
報、特公昭62−40140号公報参照)が、ガラス基
板についてはそのような観点での表面平滑化は未だ行わ
れていないのが実情である。
【0005】
【発明が解決しようとする謀題】そこで、本発明者は、
円板状ガラス基板について基板全域に高密度記録を可能
とすべく高精度に平滑化する試みを行った。なお、よく
知られているように、ガラスの表面仕上げの工程は、大
きく分けて、(l)荒ずり(粗研削)、(2)砂掛け
(精研削)、(3)研磨の各工程からなる。このうち、
(2)の砂掛け工程は、いわゆるラッピングと呼ばれ、
加工物の寸法精度・形状精度の向上を目的とする。ま
た、(3)の研磨工程はポリシングと呼ばれ、面の平滑
さの向上(表面粗さの低減)と加工歪を小さくすること
を目的とする。そして、この(3)の研磨工程は通常さ
らに2工程に分かれ、硬質ポリシャを使用する第1研磨
工程と、軟質ポリシャを使用する第2研磨(ファイナル
研磨)工程とからなる。ここでは、第2研磨工程で考え
られる最高度に近い研磨を施した。
【0006】ところが、このような研磨仕上げを施した
場合、平滑度については十分な精度が得られるが、基板
の外周端部(基板周縁)に磁気ヘッドのフライングに有
害な隆起部が形成されることがわかった。
【0007】すなわち、表面形状測定器(RANK T
AYL0R H0BS0N社のTalysuff)を用
い、図9に示されるように、ガラス基板2の外周端部か
ら約10mm中心に向かった位置Aから外周端部Bまで
触針(stylus)を移動ざせてガラス基板1の直径
方向の真直精度を測定したところ、図10に示されるよ
うな結果が得られた。これによれば、ガラス基板の外周
端部近傍に隆起部(額縁)1cが形成され、この隆起部
1cから外周端面に移行する部位に縁だれが形成されて
いることが確認され、この隆起部1cの高さが高いた
め、磁気ヘッドのフライングに支障をきたすおそれがあ
ることが確認された。ここで、隆起部1Cの表面を以下
スキージャンプといい、また、縁だれの表面をロールオ
フということにする。また、この場合、平坦面を基準と
したスキージャンプの最大高さ(平坦面とスキージャン
プの頂点との距離)Sをスキージャンプの値といい、ま
た、スキージャンプの頂点から研磨面と面取面との境界
部までの距離Rをロールオフの値ということにする。そ
うすると、スキージャンプの値Sが0.45μmであっ
た。スキージャンプの値がこのように大きいと、磁気ヘ
ッドがこの部分をフライングすることができなくなるの
で、この部分を有効な記録部にすることはできない。そ
れゆえ、記録エリアがその分狭められてしまうという間
題があった。
【0008】そこで、本発明者がこの原因を究明したし
たところ、第2研磨(ファイナル研磨)工程の前の工程
である第1研磨工程を終了した段階においては、図11
に示されるように、スキージャンプの値Sが十分に小さ
い値を有していることが判明した。したがって、スキー
ジャンプの値Sが大きくなるのは第2研磨工程に原因が
あるということが判明した。
【0009】この発明は、上述の背景のもとでなされた
ものであり、高密度記録が可能な程度に十分な平滑度を
有し、かつ、記録エリアを周縁にまで拡大することを可
能とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及びその
製造方法によって製造された磁気ディスク用ガラス基板
並びに該磁気ディスク用ガラス基板を用いた磁気ディス
クを提供することを目的としたものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに第1の発明は、円板状ガラス基板の主表面に、研
削、硬質ポリシャを使用する第1研磨及び軟質ポリシャ
を使用する第2研磨を順次施して前記主表面を鏡面にす
る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、前記
第2研磨を、酸化セリウム、酸化ジルコン、コロイダル
シリカから選ばれる研磨剤で研磨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である。
【0011】第2の発明は、円板状ガラス基板の主表面
に、研削、硬質ポリシャを使用する第1研磨及び軟質ポ
リシャを使用する第2研磨を順次施して前記主表面を鏡
面にする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法におい
て、前記第1研磨及び第2研磨を、酸化セリウム、酸化
ジルコン、コロイダルシリカから選ばれる研磨剤で研磨
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
方法である。
【0012】第3の発明は、第1又は第2の発明にかか
る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法で製造されたこ
とを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板である。
【0013】第4の発明は、第3の発明にかかる磁気デ
ィスク用ガラス基板の主表面上に磁性膜を含む膜が形成
されてなることを特徴とする磁気ディスクである。
【0014】上述の発明の方法によれば、高密度記録が
可能な程度に十分な平滑度を有し、かつ、有効な記録エ
リアを周縁にまで拡大することを可能とする磁気ディス
ク用ガラス基板が得られることが確認された。この結果
は、本発明者が、上述の解明結果に基づき、従来のガラ
スの研磨工程の常識にこだわることなく広く研磨条件を
変えて種々実験した結果、はじめて得られたものであ
る。
【0015】
【実施例】(磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の一
実施例)図1は第1及び第2研磨工程説明図、図2は砂
掛け工程説明図、図3は研磨加工後の測定値及び評価を
示す図、図4及び図5は研磨加工後の主表面のプロフィ
ールの測定例を示す図、図6はスキージャンプと加工圧
力及び加工時間との関係を示す図、図7はロールオフと
加工圧力及び加工時間との関係を示す図、図8は磁気ヘ
ッドとの接触状態測定説明図である。以下、これらの図
面を参照にしながら一実施例にかかる磁気ディスク用ガ
ラス基板の製造方法を説明する。
【0016】この一実施例の方法の工程は、大きく分け
て、(l)荒ずり(粗研削)、(2)砂掛け(精研
削)、(3)第1研磨、(4)第2研磨(ファイナル研
磨)の各工程からなり、これらの工程の内、(4)第2
研磨(ファイナル研磨)が本発明の特徴点をなすもので
ある。以下、これら工程を詳細に説明する。
【0017】(1)荒ずり工程 まず、直径96mmφ、厚さ3mmの円板状にプレス成
形されたアルミノシリケートガラスからなるガラス基板
を、比較的粗いダイヤモンド砥石で研削加工して、直径
96mmφ、厚さ1.5mmに形成する。
【0018】次に、上記砥石より粒度の細かいダイヤモ
ンド砥石で上記ガラス基板の両面を片面ずつ研削加工す
る。このときの荷重は100Kg程度とする。これによ
り、両面の表面粗さをRmaxで10μ程度に仕上げ
る。
【0019】次いで、円筒状の砥石を用いてガラス基板
の中央部分に孔を開けるとともに、外周端面も研削して
直径を95mmφにした後、外周端面及び内周面に所定
の面取加工を施す。
【0020】(2)砂掛け工程 次に砂掛け加工を施す。この砂掛け加工は、図2にその
概略断面で示したような研磨装置を用いて行い、砥粒の
粒度を#400、#1000と変えて2回行う。
【0021】ここで、図2において、符号1はガラス基
板、符号2はガラス基板1より厚さのやや薄いキャリ
ア、符号10.11は鋳鉄からなるラップ盤、符号6は
内側ギア、符号7は外側ギア、符号9はアルミナ砥粒で
ある。
【0022】はじめに粒度#400のアルミナ砥粒を用
い、荷重Lを100Kg程度に設定して内側ギア6と外
側ギア7とを回転させることにより、キャリア2内に収
納したガラス基板1の両面を面精度0〜1μ、表面粗さ
Rmax 6μ程度にラッピングする。
【0023】次いで、アルミナ砥粒を#1000に変え
て面精度0〜1μ、表面粗さRmax2μ程度にラッピ
ングする。
【0024】(3)第1研磨工程 次に、第1研磨加工を施す。この第1研磨加工は、図1
にその概略断面で示したような研磨装置を用いて行い、
上述の砂掛け工程で残留したキズや歪みを除去するもの
である。ここで、図1に示される研磨装置は、図2に示
した研磨装置におけるラップ盤の代わりに内表面にポリ
シャ5を接着した定盤3,4を用いる点と、アルミナ砥
粒9を用いる代わりに、粒径1μmの酸化セリウムを水
で溶いた研磨液9aを用いる点のみが上記図2に示され
る場合と異なるほかは同じである。
【0025】この第1研磨工程では、ポリシャ5とし
て、硬質ポリシャ(スピードファム社製の商品名「セリ
ウムパッドMHC15」)を用い、以下の研磨条件で行
った。 研磨液一酸化セリウム+水 荷重…300g/cm2 (L=238Kg) 研磨時間…15分 除去量…30μ 下定盤回転数…40RPM 上定盤回転数…35RPM 内ギア回転数…14RPM 外ギア回転数…29RPM この第1研磨工程によって、ガラス基板1の表面粗さは
Rmax 100オングストローム、スクラッチ(クラ
ックを伴うキズ)は50個程度であった。なお、このと
きのガラス基板1の直径方向の真直精度を、上述の表面
形状測定器(RANK TAYL0R H0BS0N社
のTalysurf)を用い、同様にして測定したとこ
ろ、図11に示される場合と同様の結果が得られた。
【0026】(4)第2研磨工程 次に、第1研磨工程で用いた研磨装置(図1)を用い、
ポリシャ5を硬質ポリシャから軟質ポリシャ(スピード
ファム社製の商品名「ポリラックス」)に代えて第2研
磨加工を行った。この第2研磨工程では、加工圧力P
(g/cm2 )と加工時間t(min)との積であるP
tの値を、1000<Pt<15000の範囲になるよ
うに設定した。この点は本発明の特徴点である。Pt値
をこの範囲に設定することにより、第1研磨で残存した
スクラッチを高密度記録に十分に耐える程度に減少させ
ると同時に、ガラス基板1のスキージャンプの値(S)
とロールオフの値(r)とを、この近傍を磁気ヘッドが
支障なくフライングできる程度に小さくすることができ
た。なお、このときの他の研磨条件は第1研磨工程の場
合と同じである。
【0027】図3は、第2研磨加工における加工圧力P
(g/cm2 )と加工時間t(min)を種々変えて得
た各ガラス基板について、スキージャンプの値(s)と
ロールオフの値(r)とを実測し、また、各ガラス基板
について、磁気ヘッドによるフライングの可否を調べ、
さらには、各ガラス基板の表面に残存するスクラッチの
数を検査するとともに、これらの結果に基づく評価を示
したものである。また、図4及び図5はスキージャンプ
の値(s)とロールオフの値(r)との実測の際に求め
た主表面プロフィールの測定例を示したものであり、図
6及び図7はこの実測結果に基づいて、加工圧力をバラ
メータとして、加工時間とスキージャンプとの関係、並
びに、加工時間とロールオフとの関係をグラフに示した
ものである。なお、この場合、スキージャンプの値
(S)とロールオフの値(r)との実測は、上述の表面
形状測定器(RANK TAYL0R H0BS0N社
のTalysuff)を用い、図9に示される方法で図
10及び図11に示された結果を得た場合の測定方法と
同じ方法を用いた。
【0028】また、磁気ヘッドによるフライングの可否
については、図8に示されるように、ガラス基板1を回
転させた状態で、磁気ヘッド20の読取り面をガラス基
板1の主表面から0.1μm離して該磁気ヘッド20を
基板1の内周側から外周側に繰り返し10回移動させて
接触の有無を調べることによって行った。接触の有無
は、磁気ヘッドの読取り面に取り付けたピエゾ素子によ
って検出した。また、磁気ヘッド20は、該磁気ヘッド
20の外端部がガラス基板1の外周端面から1mm内側
に位置するところで静止させた。
【0029】さらに、スクラッチ(クラックを伴うキズ
と、伴わないキズの両者を含む)のの検査は、ガラス基
板1に透過光をあて、顕微鏡でガラス基板1の全領域中
に残存するスクラッチの数を数えることによって行っ
た。
【0030】そして、これらの結果の評価基準として
は、まず、磁気ヘッドによるフライングが4回以上でき
なかった場合は不適とした。また、スクラッチの数が1
1個以上観測されたものについても不適とした。図3で
は、この評価結果を下記の符号で示した。
【0031】「適」の評価 ◎……10回全てフライング可 スクラッチなし ○……10回全てフライング可 スクラッチ1〜5個あり △2 ……10回全てフライング可 スクラッチ5〜10個あり △1 ……10回中1〜3回フライング不可 スクラッチなし「不適」の評価 ×1 …・10回中4回以上フライング不可 スクラッチなし ×2 ……10回全てフライング可 スクラッチ11個以上あり 図3から、明らかなように、Ptの値が1000<Pt
<15000であれば、フライングに多少の不安が残
り、また、ガラス基板主表面にスクラッチが多少残存す
るが、実用的に問題ない範囲にあり、また、Ptの値が
3000<Pt<10000(◎の場合)のときは、ス
キージャンプの値が0.3μm以下で、ロールオフの値
も0.5μmとなり、スキージャンプの値が十分に低い
とともに、ロールオフの値が小さいことからそのスキー
ジャンプの頂点の位置も外周端部寄りに位置することに
なるので、フライングに支障をきたすおそれがさらに完
全になくなる。さらに、この場合には、スクラッチもほ
ぼ完全に除去されているので、高密度の記録を高品質で
行うことが可能となる。
【0032】(磁気ディスクの製造方法の一実施例)次
に、上述の一実施例にかかる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ガラス基板を用いて磁気デ
ィスクを製造する方法の一実施例を説明する。まず、上
述の一実施例にかかる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ガラス基板の表面を、イオン交換
によって表面部にあるNaイオンをKイオンに置換し、
化学強化する。
【0033】次に、上記ガラス基板の一主表面に、Cr
膜(厚さ;1800オングストローム)、CrーCoー
Ni合金膜(同1000オングストローム)、SiO2
膜(同1000オングストローム)を順次スパッタリン
グにより成膜して磁気ディスクを得る。
【0034】こうして得られた磁気ディスクにおいて、
CrーCoーNi合金膜が磁性膜であり、その下地層た
るCr膜は磁性膜の磁気特性を向上させる下地膜であ
り、さらに、SiO2 膜は保護膜である。
【0035】この磁気ディスクについて、上述の実施例
の場合と同様の磁気ヘッドのフライングテストを行った
ところ、磁気ヘッドと保護膜との接触は全く認められな
かった。
【0036】また、この実施例による磁気ディスクと、
図10に示されるような、従来の方法で製造した磁気デ
ィスク用ガラス基板を用いた磁気ディスクとでは、磁気
ヘッドがフライングできる距離が約1mm異なることに
なる。これによる記憶容量の違いは約4%程度に相当す
る。さらに、磁性膜の下地となるガラス基板の主表面の
スクラッチが少ないので、情報の記録または読み出しの
際に誤差が生ずるおそれを防止できる。
【0037】なお、上述の各実施例においては、ガラス
基板を構成するガラス素材としてアルミノシリケートガ
ラスを用いた例をかかげたが、これは、ソーダライムガ
ラス、石英ガラス等の他のガラス素材を用いてもよい。
【0038】また、磁気ディスクを製造する際の化学強
化は必ずしも施さなくてもよい。
【0039】さらに、第1研磨工程で使用する硬質ポリ
シャの硬度は80〜95(JlSK6301A 型)で
あり、第2研磨で使用する軟質ポリシャの硬度は60〜
80(JlS K6301 A型)季呈度が目安であ
り、軟質ポリシャとしては、スウェード、ベロアを素材
とするものが、また、硬質ポリシャとしては、硬質ベロ
ア、ウレタン発砲、ピッチ含浸スウェード等を使用する
ことができる。
【0040】また、第1及び第2研磨工程で使用できる
研磨剤としては、他に、酸化ジルコン、コロイダルシリ
カ等が使用できる。
【0041】研磨方法は、両面研磨でなく、片面研磨で
もよく、ピッチポリシングあるいはフロートポリシング
等の手法を用いてもよい。
【0042】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明にかかる磁
気ディスク用ガラス基板の製造方法は、円板状ガラス基
板の主表面に、研削、硬質ポリシャを使用する第1研磨
及び軟質ポリシャを使用する第2研磨を順次施して前記
主表面を鏡面にする磁気ディスク用ガラス基板の製造方
法において、少なくとも第2研磨を、酸化セリウム、酸
化ジルコン、コロイダルシリカから選ばれる研磨剤で研
磨することを特徴とするもので、これにより、高密度記
録が可能な程度に十分な平滑度を有し、かつ、記録エリ
アを周縁にまで拡大することを可能とする磁気ディスク
用ガラス基板を得ることを可能としたものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1及び第2研磨工程説明図である。
【図2】砂掛け加工工程説明図である。
【図3】研磨加工後の測定値及び評価示す図である。
【図4】研磨加工後の主表面のプロフィールの測定例を
示す図である。
【図5】研磨加工後の主表面のプロフィールの測定例を
示す図である。
【図6】スキージャンプと加工圧力及び加工時間との関
係を示す図である。
【図7】ロールオフと加工圧力及び加工時間との関係を
示す図である。
【図8】磁気ヘッドとの接触状態測定説明図である。
【図9】ガラス基板の直径方向の真直精度測定説明図で
ある。
【図10】従来の第2研磨工程後のガラス基板の周縁部
の測定結果を示す図である。
【図11】従来の第1研磨工程後のガラス基板の周縁部
の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
1…ガラス基板、2…キャリア、3…下側定盤、4…上
側定盤、5…ポリシャ、6…内側ギア、7…外側ギア、
9…アルミナ砥粒、9a…研磨液、10,11…ラップ
盤。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円板状ガラス基板の主表面に、研削、硬
    質ポリシャを使用する第1研磨及び軟質ポリシャを使用
    する第2研磨を順次施して前記主表面を鏡面にする磁気
    ディスク用ガラス基板の製造方法において、 前記第2研磨を、酸化セリウム、酸化ジルコン、コロイ
    ダルシリカから選ばれる研磨剤で研磨することを特徴と
    する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
  2. 【請求項2】 円板状ガラス基板の主表面に、研削、硬
    質ポリシャを使用する第1研磨及び軟質ポリシャを使用
    する第2研磨を順次施して前記主表面を鏡面にする磁気
    ディスク用ガラス基板の製造方法において、 前記第1研磨及び第2研磨を、酸化セリウム、酸化ジル
    コン、コロイダルシリカから選ばれる研磨剤で研磨する
    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. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の磁気ディスク用
    ガラス基板の製造方法で製造されたことを特徴とする磁
    気ディスク用ガラス基板。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の磁気ディスク用ガラス
    基板の主表面上に磁性膜を含む膜が形成されてなること
    を特徴とする磁気ディスク。
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