JPH11232636A - 情報記録媒体用基板及びその製造方法 - Google Patents

情報記録媒体用基板及びその製造方法

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JPH11232636A
JPH11232636A JP10295869A JP29586998A JPH11232636A JP H11232636 A JPH11232636 A JP H11232636A JP 10295869 A JP10295869 A JP 10295869A JP 29586998 A JP29586998 A JP 29586998A JP H11232636 A JPH11232636 A JP H11232636A
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modulus
young
glass
recording medium
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Gakuroku Suu
学禄 鄒
Hisayoshi Toratani
久良 虎溪
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Hoya Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面平滑性を損なわずに、アルミニウムに比
べ充分に高いヤング率を有する情報記録媒体用ディスク
基板を提供する。 【解決手段】情報記録媒体用ガラス基板において、下記
数１において表わせられるヤング率Ｅが９０を超えるよ
うに決められる。 【数１】 但し、Ｓi ＝２ＮA （Ｇi ／Ｍi）（４π／３）（ｍＲA
3＋ｎＲO 3）、ρi は成分ｉの密度、ＮA はアボガドロ
数、Ｇi は成分ｉの分子解離エネルギー、Ｍiは成分ｉ
の分子量、ＲA とＲO はＡｍＯｎで示される酸化物成分
ｉのカチオンＡとアニオンＯのイオン半径である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク（ハ
ードディスク）、光ディスク、光磁気ディスク等の情報
記録媒体に使用されるガラス製ディスク基板及び情報記
録媒体に係る。
【０００２】
【従来の技術】近年、サーバー等の高性能のハードディ
スクドライブは、高容量と共にデータの転送速度の高速
化が要求されている。ディスクの回転速度は１００００
ｒｐｍに達し、トラック密度はトラック間が１００００
ＴＰＩ又は２．５μｍとなりつつある。さらに、限られ
た大きさのドライブの中にできるだけ多くのディスクを
搭載するために、板厚の薄いディスクに対する要求があ
る。
【０００３】その結果、このようなディスクは、小さい
フライイングハイトのための表面平滑性と耐衝撃性のた
めの表面の硬度と共に、高い剛性、及び／又は大きいダ
ンピングが要求されてきている。
【０００４】現在、３．５インチのディスクドライブに
用いられているアルミニウム基板は、ヤング率が７２Ｇ
Ｐａ程度であり、高性能のディスクドライブに用いるに
は限界があることは明らかである。表面平滑性や耐衝撃
性に関しても改善が必要である。
【０００５】従来、ガラス基板は、携帯用パソコン用
２．５インチディスクドライブに搭載されてきた。この
場合は、ドライブはデスクトップ型パソコンに比べ、良
好な耐衝撃性が必要である。
【０００６】例えば、特開平５−３２４３１に記載され
た、重量％で、６２〜７５％のＳｉＯ2 、５〜１５％の
Ａｌ2 Ｏ3 、４〜１０％のＬｉ2 Ｏ、４〜１２％のＮａ
2 Ｏ、および５．５〜１５％のＺｒＯ2 を含有し、かつ
Ｎａ2 Ｏ／ＺｒＯ2 の重量比が０．５〜２．０であり、
さらにＡｌ2 Ｏ3 ／ＺｒＯ2 の重量比が０．４〜２．５
である化学強化用のガラスは、６００Ｇ以上の非常に耐
衝撃性の高いガラス基板であるが、ヤング率Ｅは８３Ｇ
Ｐａであり、アルミニウムと大差がない。
【０００７】さらに、例えば、米国特許５，３９１，５
２２に記載されているようなＳｉＯ2 を６５〜８３％、
Ｌｉ2 Ｏを８〜３２％、Ｋ2 Ｏを０〜７％、ＭｇＯを
０．５〜５．５％、ＺｎＯを０〜５％、ＰｂＯを０〜５
％、（但し、ＭｇＯ＋ＺｎＯ＋ＰｂＯを０．５〜５
％）、Ｐ2 Ｏ5 を１〜４％、Ａｌ2 Ｏ3 を０〜７％、Ａ
ｓ2Ｏ3 ＋Ｓｂ2 Ｏ3 を０〜２％含み、主結晶として微
細なＬｉ2 Ｏ・２ＳｉＯ2 結晶粒子を含む結晶化ガラス
基板もディスクドライブ市場に参入しつつある。このよ
うな結晶化ガラスの中には、高いヤング率を示すものが
あるが、結晶粒が大きく、表面を平滑化するのにコスト
がかかるという欠点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
ディスク基板は、サーバー等の高性能のハードディスク
ドライブ用として小さい表面平滑性、耐衝撃性、高い剛
性、及び／又は大きいダンピングを全てを満足するもの
ではなかった。
【０００９】従って、本発明の目的は、表面平滑性を損
なわずに、アルミニウムに比べ充分に高いヤング率を有
する情報記録媒体用ディスク基板を提供することにあ
る。
【００１０】さらに、本発明の別の目的は、上記ディス
クを用いた情報記録媒体を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、情報記録媒体用ガラス基板において、
下記数８において表わせられるヤング率Ｅが９０を超え
るように決められる。
【００１２】
【数８】 但し、Ｓi ＝２ＮA （Ｇi ／Ｍi）（４π／３）（ｍＲA
3＋ｎＲO 3）、ρi は成分ｉの密度、ＮA はアボガドロ
数、Ｇi は成分ｉの分子解離エネルギー、Ｍiは成分ｉ
の分子量、ＲA とＲO はＡｍＯｎで示される酸化物成分
ｉのカチオンＡとアニオンＯのイオン半径である。
【００１３】さらに、本発明の情報記録媒体では、情報
記録媒体用ガラス基板と、情報記録媒体用ガラス基板上
に形成された記録層とを有する。
【００１４】さらに、本発明の磁気ディスクでは、情報
記録媒体用ガラス基板と、情報記録媒体用ガラス基板上
に形成された磁気記録層とを有する。
【００１５】また、本発明の情報記録媒体用ガラス基板
の製造方法では、下記数９において表わせられるヤング
率Ｅが９０を超えるようにガラス組成を選定する工程を
含む。
【００１６】
【数９】 但し、Ｓi ＝２ＮA （Ｇi ／Ｍi）（４π／３）（ｍＲA
3＋ｎＲO 3）、ρi は成分ｉの密度、ＮA はアボガドロ
数、Ｇi は成分ｉの分子解離エネルギー、Ｍiは成分ｉ
の分子量、ＲA とＲO はＡｍＯｎで示される酸化物成分
ｉのカチオンＡとアニオンＯのイオン半径である。
【００１７】また、本発明では、情報記録媒体用ガラス
基板のヤング率Ｅを算出するためのヤング率の算出装置
において、パラメーターとして、ρi （成分ｉの密
度）、ＮA （アボガドロ数）、Ｇi （成分ｉの分子解離
エネルギー）、Ｍi（は成分ｉの分子量）、ＲA とＲO
（ＡｍＯｎで示される酸化物成分ｉのカチオンＡとアニ
オンＯのイオン半径）をそれぞれ入力するための入力手
段と、この入力手段から入力されたパラメータに基づい
て、下記数１０（但し、Ｓi＝２ＮA （Ｇi ／Ｍi）（４
π／３）（ｍＲA 3＋ｎＲO 3））を使用して、上記ガラス
のヤング率Ｅを求める算出手段と、
【数１０】 この算出手段により算出されたヤング率Ｅを出力する出
力手段とを有する。
【００１８】さらに、本発明では、情報記録媒体用ガラ
ス基板のヤング率Ｅを算出するためのヤング率の算出方
法において、パラメーターとして、ρi （成分ｉの密
度）、ＮA （アボガドロ数）、Ｇi （成分ｉの分子解離
エネルギー）、Ｍi（は成分ｉの分子量）、ＲA とＲO
（ＡｍＯｎで示される酸化物成分ｉのカチオンＡとアニ
オンＯのイオン半径）をそれぞれ入力するステップと、
この入力されたパラメータに基づいて、下記数１１（但
し、Ｓi ＝２ＮA （Ｇi ／Ｍi）（４π／３）（ｍＲA 3
＋ｎＲO 3））を使用して、上記ガラスのヤング率Ｅを算
出するステップと、
【数１１】 この算出されたヤング率Ｅを出力するステップとを有す
る。
【００１９】さらに、本発明では、情報記録媒体用ガラ
ス基板のヤング率Ｅを算出するためのプログラムであっ
て、パラメーターとして、ρi （成分ｉの密度）、ＮA
（アボガドロ数）、Ｇi （成分ｉの分子解離エネルギ
ー）、Ｍi（は成分ｉの分子量）、ＲA とＲO （ＡｍＯ
ｎで示される酸化物成分ｉのカチオンＡとアニオンＯの
イオン半径）をそれぞれ入力するステップと、この入力
されたパラメータに基づいて、下記数１２（但し、Ｓi
＝２ＮA （Ｇi ／Ｍ）（４π／３）（ｍＲA 3＋ｎ
ＲO 3））を使用して、上記ガラスのヤング率Ｅを算出す
るステップと、
【数１２】 この算出されたヤング率Ｅを出力するためのステップと
を実行させるようにコンピュータを制御するためのプロ
グラムを格納したコンピュータ読取可能な記録媒体を提
供する。
【００２０】さらに、本発明では、情報記録媒体用ガラ
ス基板のヤング率Ｅを、実際にガラス基板を製作するこ
となしに、かつ下記数１３において表わせられるヤング
率Ｅが９０を超えるように、下記数１３を使用してヤン
グ率Ｅを推定する。
【００２１】
【数１３】 但し、Ｓi ＝２ＮA （Ｇi ／Ｍi）（４π／３）（ｍＲA
3＋ｎＲO 3）、ρi は成分ｉの密度、ＮA はアボガドロ
数、Ｇi は成分ｉの分子解離エネルギー、Ｍiは成分ｉ
の分子量、ＲA とＲO はＡｍＯｎで示される酸化物成分
ｉのカチオンＡとアニオンＯのイオン半径である。
【００２２】さらに、本発明では、情報記録媒体用ガラ
ス基板のヤング率Ｅを、前記ガラス基板の比重を実際に
測定することなしに、かつ下記数１４において表わせら
れるヤング率Ｅが９０を超えるように、下記数１４を使
用してヤング率Ｅを推定する。
【００２３】
【数１４】 但し、Ｓi ＝２ＮA （Ｇi ／Ｍi）（４π／３）（ｍＲA
3＋ｎＲO 3）、ρi は成分ｉの密度、ＮA はアボガドロ
数、Ｇi は成分ｉの分子解離エネルギー、Ｍiは成分ｉ
の分子量、ＲA とＲO はＡｍＯｎで示される酸化物成分
ｉのカチオンＡとアニオンＯのイオン半径である。
【００２４】
【作用】以下に、上記数１式を導くための過程について
詳述する。
【００２５】高いヤング率（弾性率）と高い比剛性をも
つ新規なガラス組成を開発するためには、酸化物ガラス
のヤング率（弾性率）および／または比弾性率を、その
化学組成から決定するための理論的計算モデルを導き出
さねばならない。Ｇｉｌｍａｎにより提唱された理論に
よれば、イオン結晶のヤング率（弾性率）Ｅは次のよう
に概算される。
【００２６】間隔ｒ0 をもつ一対の異符号のイオンにつ
いて、引力の静電エネルギーＵはＵ＝−ｅ2 ／ｒ0 に等
しい。結晶内部のイオン間の多数の相互作用を勘案する
ために、この値に、マーデルング定数αを乗じ、マーデ
ルングエネルギーＵm ＝αＵを求める。イオン間のエネ
ルギーは、ｄＵm ／ｄｒとなり、従って、応力σは下記
数１５で与えられる。
【００２７】
【数１５】 ｒの変化に対する応力の変化はｄσ／ｄｒであり、従っ
て、
【数１６】 となる。しかし、これは、歪ｄε＝ｄｒ／ｒ0 の場合に
はちょうどＥｄεとなる。
【００２８】従って、
【数１７】 数１７式は、イオン結晶の弾性率が原子間隔ｒ0 の４乗
に反比例し、立方容積ｒ0 3 あたりのイオン対の結合エ
ネルギーαＵの２倍である。この関係は、多くのイオン
性の、さらに共有結合の結晶により確認されたが、酸化
物ガラスについてはまだ評価されていなかった。
【００２９】ガラスは不規則な構造をもつことから、結
晶酸化物についてと同様に、ガラスに対して、有意なマ
ーデルング定数を選定することは難しい。そこで、Ｍａ
ｋｉｓｈｉｍａならびにＭａｃｋｅｎｚｉｅは、単位立
方容積あたりのαＵを用いずに、ガラスについてのより
適切な結合エネルギーを、各種酸化物成分の単位容積あ
たりの解離エネルギーＧi と、ガラスの充填密度ＶD の
積により概算することを提案している。
【００３０】すなわち、
【数１８】 ここで、Ｘi は、ガラスの成分のモル分率である。解離
エネルギーは、Ｓｕｎにより、各種酸化物について決定
された。ＭａｋｉｓｈｉｍａとＭａｃｋｅｎｚｉｅは、
石英ガラスなどの単一成分ガラスの弾性率を、数１６式
を用いて計算し、計算値が実測値に十分に一致すること
を見出した。このことは、数１６式が、単一成分ガラス
系の弾性率を推定するのに十分であることを示す。
【００３１】複合成分ガラスが、成分ｉに相当するこの
ような「単一成分ガラス」系の混合物であると仮定すれ
ば、「単一成分ガラス」と考えられる成分ｉの弾性率
は、数１６から決定される。すなわち、
【数１９】 ここで、Ｖi は成分ｉの充填係数であり、ガラスが単一
成分系である場合にのみ、Ｖi に一致する。さらに、結
晶中またはガラス中に存在する酸化物に関係なく、酸化
物Ｍx Ｏy の一分子中のＭ−Ｏ結合エネルギーが同じで
あり、その配位数も同一であると仮定すると、充填係数
Ｖi は酸化物Ｍx Ｏy の基本的特性から次のとおり決定
される。
【００３２】
【数２０】 ここで、ρi は比重、Ｍi はＭx Ｏy のモル重量、ＲＭ
およびＲＯは元素ＭおよびＯのポーリングイオン半径で
ある。
【００３３】比弾性率（＝弾性率／比重）の基礎定義に
基づき、複合成分ガラス中の成分ｉの比弾性率Ｓi は、
次式で与えられる。
【００３４】
【数２１】 数１８式を数１９式に代入すると、比弾性率は次式のよ
うに書き換えられる。
【００３５】
【数２２】 次に、複合成分ガラスの比弾性率は、修正加成理論に基
づいて次式のとおり表現できる。
【００３６】
【数２３】 ここで、γは、修正係数である。数式２０は、酸化物Ｍ
x Ｏy が、結晶中あるいはガラス中に存在する酸化物に
関係なく、同一の配位数をもつという仮定のもとに構築
された。
【００３７】実際のところ、ガラス中の各種酸化物の局
部構造は、一般に、特に配位数について、結晶中のもの
とは異なっている。我々発明者は、このような相違が、
主に、ガラス中の酸化物成分の充填密度の変化によるも
のであることを、実験的に見出した。ガラス中に酸化物
を添加したときにその局部構造が変化しないのであれ
ば、ガラスの比重は、加成法則に基づいて、モル分率に
よって計量した対応する酸化物成分の比重を積算するこ
とにより、単純に算出される。
【００３８】しかしながら、実測された比重は、酸化物
の局部構造の変化のために、通常、計算値とは異なって
いる。言い換えれば、ガラスの実測された比重と計算さ
れた比重との相違は、ガラス中の酸化物成分の局部構造
の変化を反映している。修正係数γは、したがって、数
２４のとおり定義される。
【００３９】
【数２４】 ここで、ρm はガラスの実測比重である。そこで、ガラ
スの弾性率は次式のように定義される。
【００４０】
【数２５】 この数２５式は、高弾性率を有する新規なガラスを開発
するために非常に有用である（この数２５式は、上述の
本発明に係る数１式と一致する）。なぜなら、ガラス溶
融の前に、ガラスの実測パラメータを一切必要とするこ
となく、ガラス組成からその弾性率を計算できるからで
ある。
【００４１】係数Ｓi およびＥi を利用して、ガラスが
できるだけ高いヤング率（弾性率）と比弾性率をもつこ
とを可能にするような化学組成を予測することができ
る。ここで、高い弾性係数をもつ酸化物は、最高のヤン
グ率（弾性率）や最高の比弾性率をもつガラスを製造す
るための候補材料として期待される。これらの酸化物と
して、Ｌｉ2 Ｏ，ＭｇＯ，Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｙ2 Ｏ3 ，Ｔｉ
Ｏ2 などが挙げられる。
【００４２】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。
【００４３】まず、本発明の情報記録媒体用ガラス基板
について説明する。
【００４４】尚、本発明における「ガラス」とは、結晶
粒子を実質的に含んでいないアモルファスなものを意味
し、結晶粒子を含んでいわゆる「結晶化ガラス」又は
「ガラスセラミックス」とは本質的に異なる。
【００４５】本発明は、ヤング率Ｅが高い材料の必要性
に基づきなされたものである。ヤング率Ｅが高い材料の
必要性は、次のような事実に基づき説明することができ
る。
【００４６】ディスクの静的なたわみは力学的に求める
ことができる。外周部の最大たわみ量は下記数２６で求
められる（“Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅ
ｒ'ｓＨａｎｄｂｏｏｋ"，ＪＳＭＥ（１９８７）ｐｐ．
Ａ４−５７）。
【００４７】
【数２６】 ここで、Ｗmax は最大たわみ、Ｆはディスクに作用され
る力、ａはディスクの外周半径、Ｅはヤング率、ｈはデ
ィスクの厚さ、ｆ（ｖ）はポアソン比の関数であり、外
周と内周の半径のパラメータである。ディスクに作用す
る力Ｆは重力に等しく、即ち
【数２７】 ここでρはディスクの密度である。それ故、数２６式は
下記数２８のように書き直すことができる。
【００４８】
【数２８】 ここでＧは比弾性率である。比弾性率は静的なたわみに
とって重要な材料パラメータである。
【００４９】一方、ディスクが回転しているときに作用
する力は時間に依存し、その様子は非常に複雑である。
【００５０】図１は、基板１が回転したときの基板のた
わみの略図である。
【００５１】ドライブ内の気流の乱れが第１に働き、力
の関数Ｆは回転速度が増すに従って増加する。時間に依
存する最大たわみ量、即ち振動は、材料のパラメータで
あるヤング率Ｅによって主に決定される。
【００５２】ディスクの振動は、ディスク装置の固有周
波数が気流によって働く力の関数と一致すると増加す
る。ダンピングを有する矯正振動の単純な一次元モデル
では、共鳴した時の振幅は
【数２９】 ここでｃはダンピング定数、ωi は固有振動数である。
気流によって働く力の大きさは振動数に対して減少す
る。したがって、周波数の増加に伴って振動の大きさは
減少する。固有振動数は比弾性率の１／２乗に対して増
加することが知られている。このことは、より高い比弾
性率も重要なパラメータであるが、ヤング率Ｅよりも影
響の小さいことを示している。
【００５３】ダンピングファクターは重要なパラメータ
の一つであるが、ディスクの材料によらず、アルミやガ
ラス、結晶化ガラスなどの場合、個々のディスクとクラ
ンプアセンブリとの間の摩擦によるところが大きいと考
えられる。
【００５４】ヤング率Ｅは、ガラスの組成によって決ま
る。一般的には、モル体積が小さい程ヤング率Ｅは大き
い。ガラスのヤング率Ｅを計算するための式としては、
マキシマとマッケンジーによってなされたものがある。
（Ａ．Ｍａｋｉｓｈｉｍａａｎｄ Ｊ．Ｄ．Ｍａｃｋｅ
ｎｚｉｅ：Ｊ．Ｎｏｎ−ＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＳｏｌ
ｉｄｓ，１２（１９７３）３５−４５参照）。
【００５５】
【数３０】 但し、ρはガラスの密度、Ｍはガラスの分子量、ｘiは
成分ｉのモル分率、Ｇiは成分ｉの解離エネルギー、Ｖ
ｉは成分ｉの分子の最大充填密度、ＮA はアボガドロ
数、ＲA とＲO はＡｍＯｎで示される成分ｉのカチオン
ＡとアニオンＯのイオン半径である。
【００５６】測定されたヤング率とこのモデルにより計
算された計算値は、低い値のヤング率Ｅを有するガラス
では、ほぼ一致する。しかしながら、１００ＧＰａ以上
の高いヤング率Ｅを有するガラスについては、大きな不
一致が観察された。このような高いヤング率Ｅを有する
ガラスを開発するために、本発明者らは、上記数３０式
を下記数３１に修正した。
【００５７】
【数３１】 但し、ρはガラスの密度、ρｉは、成分ｉの密度、Δρ
は、特殊な成分の追加による密度増量、Ｍｉはガラスの
分子量、ｘiは 成分ｉのモル分率、Ｇi は成分ｉの解離
エネルギー、Ｖｉは成分ｉの分子の最大充填密度、ＮA
はアボガドロ数、ＲA とＲO はＡｍＯｎで示される成分
ｉのカチオンＡとアニオンＯのイオン半径である。
【００５８】しかし、この数３１式においては、補正係
数として、ガラス全体の比重ρが必要であるため、ヤン
グ率Ｅを計算するためには、一度、実際にガラスを作
り、比重を測定しなければならない。
【００５９】そこで、ガラスを作製しないでも、ヤング
率Ｅを求めることができる新たな計算式が必要となっ
た。この要求を満たす式が、上述の数１式である。つま
り、この数１式は、ヤング率Ｅを求める際に、比弾性率
から算出するという新規な方法を採用したことにより、
ガラス全体の比重ρを測定する必要なく、ヤング率Ｅを
求めることが可能になったのである。つまり、実際に、
ガラスを製作しなくても、容易にヤング率Ｅを求めるこ
とが可能になった。
【００６０】具体的には、Ｅｉ＝２ＶｉＧｉ，Ｖｉとし
て上記数３１式と同じ式を用いると、成分ｉの比弾性率
Ｓｉは、Ｓｉ＝Ｅｉ／ρ＝２ＧｉＶｉ／ρｉ＝２Ｎ
A （Ｇi ／Ｍｉ）（４π／３）（ｍＲA 3＋ｎＲO 3）とな
り、ρｉは消えてしまう。
【００６１】次に、ガラスの比弾性率をＳ＝γΣＳｉＸ
ｉとし、γ（比弾性率の補正係数）としては、γ＝（Σ
ρｉＸｉ）／ρとすると、ヤング率Ｅ＝（比重ρ）×
（比弾性率Ｓ）であるため、Ｅ＝ΣρｉＸｉΣＳｉＸｉ
となり、ここで、ρが消えることになる。
【００６２】従って、本発明の数１式によれば、ガラス
の比重を求めなくても、容易にガラスのヤング率を計算
することができる。
【００６３】さらに、上述のように、上記の数３０式で
計算されるヤング率は、低いヤング率において測定値と
近い値を示すが、ヤング率が９０ＧＰａ以上（好ましく
は、１００ＧＰａ以上）のガラスに関しては測定値と大
きなずれを示すものであった。同時に、実際にガラスを
製作して、その比重を測定しなければならないものであ
った。
【００６４】そこで、本発明者らは、本発明において用
いた数１式を用いた場合、ヤング率Ｅが９０ＧＰａ以上
（好ましくは、１００ＧＰａ以上）のガラスにおいても
実測のヤング率Ｅと近似した値が得られることを見出
し、本発明に至った。
【００６５】このように、本発明に係る数１式は、この
ような過程を経て導かれたものであり、単なる計算方法
を提示するものではない。本発明に係る数１式は、上述
のような顕著な効果を達成可能で、かつ「情報記録媒体
用基板」に特有の問題点を解決するためになされたもの
である。
【００６６】本発明は、高ヤング率酸化ガラスを対象と
したヤング率の算出方法であり、実際にガラスを製作し
なくてもガラスのヤング率Ｅを求めることが可能であ
る。これは、ガラスの材料設計に非常に役立つものであ
る。
【００６７】上述のように、従来のヤング率の算出方法
では、ヤング率の低い領域では、精度が高かったのであ
るが、情報記録媒体用のガラス基板に要求される高いヤ
ング率の領域（９０ＧＰａ以上）では精度が低かった。
【００６８】即ち、本発明においては、ＳｉＯ2 ，Ｂ2
Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＭｇＯ，ＣａＯ，Ｌｉ2 Ｏ，ＴｉＯ
2 ，ＺｎＯ，ＺｒＯ2 ，及びＹ2 Ｏ3 ，Ｌａ2 Ｏ3 ，Ｃ
ｅＯ2 ，Ｐｒ2 Ｏ3 ，Ｓｍ2 Ｏ3 ，Ｅｕ2 Ｏ3 ，Ｇａ2
Ｏ3 ，Ｔｂ2 Ｏ3 ，Ｄｙ2 Ｏ3 ，Ｈｏ2 Ｏ3 ，Ｅｒ2 Ｏ
3 ，Ｔｍ2 Ｏ3 ，Ｙｂ2 Ｏ3 等の希土類酸化物等を、本
発明の数１式においてＥ＞９０となるように適宜選択す
ることにより達成する。
【００６９】Ｅが９０よりも小さいと、実際のヤング率
Ｅの値とずれが生じ、所望の高ヤング率ガラスを得るこ
とができない。好ましくはＥ＞９５、さらに好ましくは
Ｅ＞１００である。尚、ヤング率Ｅは高ければ高い程好
ましいが、ガラスとして得られる範囲としては、１５０
ＧＰａ以下である。
【００７０】図２、本発明において用いた数１式を用い
て求められたヤング率Ｅの値とヤング率の実測値の関係
を示す。
【００７１】この図に示されるように、本発明において
用いた数１式を用いた結果、ヤング率９０ＧＰａにおい
て実測のヤング率Ｅに近似していることが示されてい
る。
【００７２】次に、本発明の情報記録媒体について説明
する。
【００７３】本発明の情報記録媒体は、本発明の情報記
録媒体用ガラス基板と、該ガラス基板上に形成された記
録層とを有することを特徴とする。ここで、「ガラス基
板上に形成された記録層」とは、ガラス基板表面に直接
または所望の層を介して形成された単層構造または複数
層構造の記録層を意味し、当該記録層の材料及び層構造
は、目的とする情報記録媒体の種類に応じて、磁気記録
層、光記録層、光磁気記録層等として機能するよう適宜
選択される。
【００７４】次に、本発明の磁気ディスクについて説明
する。
【００７５】本発明の磁気ディスクは、本発明の情報記
録媒体用ガラス基板と、該ガラス基板上に形成された磁
気記録層とを有することを特徴とする。
【００７６】上述した本発明のガラスからなる基板の主
表面に、少なくとも磁性層を形成した磁気ディスク（ハ
ードディスク）ものについて以下に説明する。
【００７７】磁性層以外の層としては、機能面から、下
地層、保護層、潤滑層、凹凸制御層などが挙げられ、必
要に応じて形成される。これらの各層の形成には各種薄
膜形成技術が利用される。
【００７８】磁性層の材料は特に制限されない。磁性層
としては、例えば、Ｃｏ系の他、フェライト系、鉄−希
土類系などが挙げられる。磁性層は、水平磁気記録、垂
直磁気記録のいずれの磁性層でもよい。
【００７９】磁性層としては、具体的には、例えば、Ｃ
ｏを主成分とするＣｏＰｔ、ＣｏＣｒ、ＣｏＮｉ、Ｃｏ
ＮｉＣｒ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＰｔＣｒやＣｏＮｉＣｒ
Ｐｔ、ＣｏＮｉＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒ
ＰｔＳｉＯなどの磁性薄膜が挙げられる。また、磁性層
を非磁性層で分割してノイズ低減を図った多層構成とし
てもよい。
【００８０】磁性層における下地層は、磁性層に応じて
選択される。下地層としては、例えば、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔ
ａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｂ、Ａｌなどの非磁性金属から選ば
れる少なくとも一種以上の材料、又はそれらの金属の酸
化物、窒化物、炭化物等からなる下地層等が挙げられ
る。Ｃｏを主成分とする磁性層の場合には、磁気特性向
上の観点からＣｒ単体やＣｒ合金であることが好まし
い。下地層は単層とは限らず、同一又は異種の層を積層
した複数層構造とすることもできる。例えば、Ａｌ／Ｃ
ｒ／ＣｒＭｏ、Ａｌ／Ｃｒ／Ｃｒ等の多層下地層等が挙
げられる。
【００８１】また、基板と磁性層の間又は磁性層の上部
に、磁気ヘッドと磁気ディスクが吸着することを防止す
るための凹凸制御層を設けてもよい。この凹凸制御層を
設けることによって、磁気ディスクの表面粗さは適度に
調整されるので、磁気ヘッドと磁気ディスクが吸着する
ことがなくなり、信頼性の高い磁気ディスクが得られ
る。
【００８２】凹凸制御層の材料及び形成方法は多種知ら
れており、特に制限されない。例えば、凹凸制御層の材
料としては、Ａｌ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｂｉ、Ｓ
ｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｐｄ、Ｓｂ、Ｇ
ｅ、Ｍｇなどから選ばれる少なくとも一種以上の金属、
又はそれらの合金、あるいは、それらの酸化物、窒化
物、炭化物等からなる下地層等が挙げられる。形成が容
易であるという観点からは、Ａｌ単体やＡｌ合金、酸化
Ａｌ、窒化ＡｌといったＡｌを主成分とする金属である
ことが望ましい。
【００８３】また、ヘッドスティクションを考慮する
と、凹凸形成層の表面粗さは、Ｒｍａｘ＝５０〜３００
Åであることが好ましい。より好ましい範囲は、Ｒｍａ
ｘ＝１００〜２００Åである。Ｒｍａｘが５０Å未満の
場合、磁気ディスク表面が平坦に近いため、磁気ヘッド
と磁気ディスクが吸着し、磁気ヘッドや磁気ディスクが
吸着し、磁気ヘッドや磁気ディスクが傷ついてしまった
り、吸着によるヘッドクラッシュを起こすので好ましく
ない。また、Ｒｍａｘが３００Åを超える場合、グライ
ド高さ（グライドハイト）が大きくなり記録密度の低下
を招くので好ましくない。
【００８４】尚、凹凸制御層を設けずに、ガラス基板表
面に、エッチング処理やレーザー光の照射等の手段で凹
凸を付け、テクスチャリング処理を施してもよい。
【００８５】保護層としては、例えば、Ｃｒ膜、Ｃｒ合
金膜、炭素膜、ジルコニア膜、シリカ膜等が挙げられ
る。これらの保護層は、下地層、磁性層等とともにイン
ライン型スパッタ装置等で連続して形成できる。また、
これらの保護膜は、単層としてもよく、あるいは、同一
又は異種の膜からなる多層構成としてもよい。
【００８６】上記保護層上に、あるいは上記保護膜に替
えて、他の保護層を形成してもよい。例えば、上記保護
層上にテトラアルコキシランをアルコール系の溶媒で希
釈した中に、コロイダルシリカ微粒子を分散して塗布
し、さらに焼成して酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）膜を形成し
てもよい。この場合、保護膜と凹凸制御層の両方の機能
を果たす。
【００８７】潤滑層としては多種多様な提案がなされて
いるが、一般的には、液体潤滑剤であるパーフルオロポ
リエーテルをフレオン系などを溶媒で希釈し、媒体表面
にディッピング法、スピンコート法、スプレイ法によっ
て塗布し、必要に応じて加熱処理を行って形成する。
【００８８】
【実施例】以下、本発明の実施例をさらに説明する。
【００８９】表１に、実施例１〜４及び比較例１のガラ
ス組成（モル％）及びそのガラス組成のヤング率Ｅの
値、実測のヤング率Ｅを示す。
【００９０】
【表１】 尚、表１中、ヤング率Ｅの値は数１式を用いて算出した
値であり、実測のヤング率は、２０×２０×１００ｍｍ
の試料を作製し、５ＭＨｚの超音波が前記試料中を伝播
する際の縦波速度（Ｖ1 ）と横波速度（ＶS ）とをシン
グアラウンド式音速測定装置（超音波工業社製のＵＶＭ
−２）を用いて測定した後、下記数３２によって求めた
値である。
【００９１】
【数３２】 まず、数１式を用いて、実施例１〜４のような、Ｅ＞９
０となるような組成を決定する。尚、比較のために、比
較例１においてＥ＜９０となるガラスも用意した。次
に、これらのガラスを実際に作成した。これらのガラス
を溶解する際の出発原料としては、ＳｉＯ2 ，Ｂ
2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＺｎＯ2 ，ＭｇＯ，ＣａＣＯ3 ，
Ｌｉ2 ＣＯ3 ，などを用いて、表１に示した所定の割合
に２５０〜３００ｇ秤量し、十分に混合して調合バッチ
と成し、これを白金るつぼに入れ、１５５０℃で空気中
３〜５時間ガラスの溶解を行った。
【００９２】熔融後、ガラス融液をサイズ１８０×１５
×２５ｍｍ或いはφ６７ｍｍ×５ｍｍのカーボンの金型
に流し、ガラスの転移点温度まで放冷してから直ちにア
ニール炉に入れ、ガラスの転移温度範囲で約１時間アニ
ールして炉内で室温まで放冷した。得られたガラスは顕
微鏡で観察できる結晶が析出しなかった。
【００９３】また、得られたガラスをディスク状に切断
し、主表面を酸化セリウムにてポリッシング加工するこ
とによって、外円半径９５ｍｍ、内円半径２５ｍｍ、厚
さ０．８ｍｍの磁気ディスク用基板を得た。
【００９４】（ディスク振動検査）１０００−１０００
０ｒｐｍで回転しているディスク基板の振動挙動を示す
ためにヘテロダイン変位計を用いた。ヘテロダイン変位
計の模式的な構成を図３に示す。
【００９５】Ｈｅ−Ｎｅレーザ２の出力を周波数シフタ
ー３で周波数変調し、８０ＭＨｚと８１ＭＨｚの２つの
ビームに分けた。一方のビームのビート信号はディスク
４から反射されたプローブ光の情報を持ち、もう一方の
ビームのビート信号を基準として、これらのビート信号
の位相差からディスク表面の変調された変位が時間の関
数として得られる。変調された信号の大きさを、信号処
理装置５により高速フーリエ変換することにより、振動
の周波数を関数とする振幅となる。
【００９６】１００００ｒｐｍで回転しているディスク
の動的なたわみは各振動波形の下の面積で見積れること
から、パワースペクトルに変換した。各ディスクの波形
を１５０〜２５００Ｈｚまで積分し、振幅の積分値を求
めた。
【００９７】図４は、実施例１〜４、比較例１の基板の
振幅の積分値とヤング率Ｅの値の関係をそれぞれ示した
ものである。
【００９８】この図に示されているように、本実施例の
ガラス基板は、振幅の積分値が小さいという結果がわか
る。
【００９９】尚、本発明に係るヤング率算出装置は、入
力装置（キーボード等）、算出手段（コンピュータ
等）、出力装置（プリンタ等）等からなる周知のコンピ
ータシステムにより容易に実現可能である。
【０１００】
【発明の効果】本発明の情報記録媒体用ガラス基板は、
高いヤング率を有するので、基板の高回転時においても
振動を少なくすることができ、特にサーバー等の高性能
のハードディスクドライブに用いられる基板として好的
に用いることができる。
【０１０１】また、本発明の情報記録媒体は、例えば、
高いヤング率を有する基板を用いるので、基板の高回転
時においても振動を少なくすることができ、特にサーバ
ー等の高性能のハードディスクドライブに好的に用いる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディスクの平面及び断面を、ディスクの振動と
の関係で示した概略図である。
【図２】ヤング率Ｅの実測値と計算値との関係を示すグ
ラフである。
【図３】ヘテロダイン変位計の構成を示す模式図であ
る。
【図４】ヤング率Ｅと振幅の積分値との関係を示す図で
ある。
【符号の説明】
１ 基板 ２ Ｈｅ−Ｎｅレーザ ３ 周波数シフター ４ ディスク ５ 信号処理装置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年１０月１９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４８】
【数２８】 ここでＧは比弾性率である。比弾性率は静的なたわみに
とって重要な材料パラメータである。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 情報記録媒体用ガラス基板において、下
    記数１において表わせられるヤング率Ｅが９０を超える
    ことを特徴とする情報記録媒体用基板。 【数１】 但し、Ｓi ＝２ＮA （Ｇi ／Ｍi）（４π／３）（ｍＲA
    3＋ｎＲO 3）、ρi は成分ｉの密度、ＮA はアボガドロ
    数、Ｇi は成分ｉの分子解離エネルギー、Ｍiは成分ｉ
    の分子量、ＲA とＲO はＡｍＯｎで示される酸化物成分
    ｉのカチオンＡとアニオンＯのイオン半径である。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の情報記録媒体用基板
    と、該情報記録媒体用ガラス基板上に形成された記録層
    とを有することを特徴とする情報記録媒体。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の情報記録媒体用基板
    と、該情報記録媒体用ガラス基板上に形成された磁気記
    録層とを有することを特徴とする磁気ディスク。
  4. 【請求項４】 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法に
    おいて、下記数２において表わせられるヤング率Ｅが９
    ０を超えるようにガラス組成を選定する工程を含むこと
    を特徴とする製造方法。 【数２】 但し、Ｓi ＝２ＮA （Ｇi ／Ｍi）（４π／３）（ｍＲA
    3＋ｎＲO 3）、ρi は成分ｉの密度、ＮA はアボガドロ
    数、Ｇi は成分ｉの分子解離エネルギー、Ｍiは成分ｉ
    の分子量、ＲA とＲO はＡｍＯｎで示される酸化物成分
    ｉのカチオンＡとアニオンＯのイオン半径である。
  5. 【請求項５】 情報記録媒体用ガラス基板のヤング率Ｅ
    を算出するためのヤング率の算出装置において、 パラメーターとして、ρi （成分ｉの密度）、ＮA （ア
    ボガドロ数）、Ｇi （成分ｉの分子解離エネルギー）、
    Ｍi（は成分ｉの分子量）、ＲA とＲO （ＡｍＯｎで示
    される酸化物成分ｉのカチオンＡとアニオンＯのイオン
    半径）をそれぞれ入力するための入力手段と、 この入力手段から入力されたパラメータに基づいて、下
    記数３（但し、Ｓi ＝２ＮA （Ｇi ／Ｍi）（４π／
    ３）（ｍＲA 3＋ｎＲO 3））を使用して、上記ガラスのヤ
    ング率Ｅを求める算出手段と、 【数３】 この算出手段により算出されたヤング率Ｅを出力する出
    力手段とを有することを特徴とするヤング率Ｅの算出装
    置。
  6. 【請求項６】 情報記録媒体用ガラス基板のヤング率Ｅ
    を算出するためのヤング率の算出方法において、 パラメーターとして、ρi （成分ｉの密度）、ＮA （ア
    ボガドロ数）、Ｇi （成分ｉの分子解離エネルギー）、
    Ｍi（は成分ｉの分子量）、ＲA とＲO （ＡｍＯｎで示
    される酸化物成分ｉのカチオンＡとアニオンＯのイオン
    半径）をそれぞれ入力するステップと、 この入力されたパラメータに基づいて、下記数４（但
    し、Ｓi ＝２ＮA （Ｇi／Ｍi）（４π／３）（ｍＲA 3＋
    ｎＲO 3））を使用して、上記ガラスのヤング率Ｅを算出
    するステップと、 【数４】 この算出されたヤング率Ｅを出力するステップとを有す
    ることを特徴とするヤング率Ｅの算出方法。
  7. 【請求項７】 情報記録媒体用ガラス基板のヤング率Ｅ
    を算出するためのプログラムであって、 パラメーターとして、ρi （成分ｉの密度）、ＮA （ア
    ボガドロ数）、Ｇi （成分ｉの分子解離エネルギー）、
    Ｍi（は成分ｉの分子量）、ＲA とＲO （ＡｍＯｎで示
    される酸化物成分ｉのカチオンＡとアニオンＯのイオン
    半径）をそれぞれ入力するステップと、 この入力されたパラメータに基づいて、下記数５（但
    し、Ｓi ＝２ＮA （Ｇi／Ｍ）（４π／３）（ｍＲA 3＋
    ｎＲO 3））を使用して、上記ガラスのヤング率Ｅを算出
    するステップと、 【数５】 この算出されたヤング率Ｅを出力するためのステップと
    を実行させるようにコンピュータを制御するためのプロ
    グラムを格納したコンピュータ読取可能な記録媒体。
  8. 【請求項８】 情報記録媒体用ガラス基板のヤング率Ｅ
    を、実際にガラス基板を製作することなしに、かつ下記
    数６において表わせられるヤング率Ｅが９０を超えるよ
    うに、下記数６を使用して求めるヤング率Ｅの推定方
    法。 【数６】 但し、Ｓi ＝２ＮA （Ｇi ／Ｍi）（４π／３）（ｍＲA
    3＋ｎＲO 3）、ρi は成分ｉの密度、ＮA はアボガドロ
    数、Ｇi は成分ｉの分子解離エネルギー、Ｍiは成分ｉ
    の分子量、ＲA とＲO はＡｍＯｎで示される酸化物成分
    ｉのカチオンＡとアニオンＯのイオン半径である。
  9. 【請求項９】 情報記録媒体用ガラス基板のヤング率Ｅ
    を、前記ガラス基板の比重を実際に測定することなし
    に、かつ下記数７において表わせられるヤング率Ｅが９
    ０を超えるように、下記数７を使用して求めるヤング率
    Ｅの推定方法。 【数７】 但し、Ｓi ＝２ＮA （Ｇi ／Ｍi）（４π／３）（ｍＲA
    3＋ｎＲO 3）、ρi は成分ｉの密度、ＮA はアボガドロ
    数、Ｇi は成分ｉの分子解離エネルギー、Ｍiは成分ｉ
    の分子量、ＲA とＲO はＡｍＯｎで示される酸化物成分
    ｉのカチオンＡとアニオンＯのイオン半径である。
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