WO2011040431A1 - 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、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、及び、磁気ディスク Download PDF

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WO2011040431A1
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glass
circular hole
magnetic disk
main surface
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星一 崔
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Hoya株式会社
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    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/84—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
    • G11B5/8404—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers manufacturing base layers

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk mounted on a magnetic disk device such as an HDD (hard disk drive), and a magnetic disk.
  • a magnetic disk device such as an HDD (hard disk drive)
  • HDD hard disk drive
  • a magnetic disk used for an HDD which is one of magnetic recording media, has been rapidly reduced in size, thinned, and increased in recording density and access speed.
  • a magnetic disk having a magnetic layer on a disk-shaped substrate is rotated at high speed, and recording and reproduction are performed while a magnetic head is flying over the magnetic disk.
  • the magnetic head Since the rotation speed of the magnetic disk increases as the access speed increases, a higher substrate strength is required for the magnetic disk. As the recording density increases, the magnetic head is also changing from a thin film head to a magnetoresistive head (MR head) and a large magnetoresistive head (GMR head).
  • the flying height of the magnetic head from the magnetic disk Is narrowing to about 8 nm. For this reason, if there are irregularities on the surface of the magnetic disk, there may be a crash failure in which the magnetic head collides, or a thermal asperity failure that causes a read error due to adiabatic compression or contact of air. In order to suppress such troubles in the magnetic head, it is important to finish the main surface of the magnetic disk as a very smooth surface.
  • a glass substrate is used instead of a conventional aluminum substrate as a substrate for a magnetic disk. This is because a glass substrate made of glass that is a hard material is superior in flatness, substrate strength, and rigidity of the substrate surface compared to an aluminum substrate made of a metal that is a soft material.
  • the glass substrate used for these magnetic disks is a disk-shaped glass substrate provided with a circular hole from a glass base material as a base material, and this disk-shaped glass substrate is sequentially lapped (grinded). And a polishing (polishing) process or the like. Further, in order to effectively suppress thermal asperity failure, mirror polishing is performed on the inner and outer end faces (see, for example, Patent Document 1).
  • the inner peripheral end face is slanted, the inner peripheral end face is chamfered.
  • a load is applied in the polishing process, and accurate machining becomes difficult.
  • a minute crack occurs on the inner peripheral end face when a load is applied to the inner peripheral end face, when the magnetic disk glass substrate is used, for example, as a thermal assist magnetic disk, the magnetic layer Cracks grow due to rapid heating and cooling during film formation, and the magnetic disk is damaged. Therefore, when a circular hole is formed by punching a part of the glass substrate, the end of the circular hole is in an orthogonal direction substantially orthogonal to the main surface of the glass substrate, and cracks generated at the end of the circular hole It is desired to reduce chipping.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and in a method for manufacturing a magnetic disk substrate having a circular hole, a circle is formed by punching a punch line in an orthogonal direction substantially orthogonal to the main surface of the glass substrate.
  • One object is to suppress the occurrence of chipping in the vicinity of the circular hole of the glass substrate even when the hole is formed.
  • One aspect of the method for producing a glass substrate for a magnetic disk of the present invention is a method for producing a glass substrate for a magnetic disk having a step of forming a circular hole in the glass substrate, wherein the step of forming the circular hole comprises the step of forming the glass
  • a first step of forming a cut line that forms a peripheral edge of the region to be the circular hole with respect to one main surface of the substrate in an orthogonal direction substantially orthogonal to the main surface of the glass substrate A second step of reaching the other main surface of the substrate, and applying a force in the orthogonal direction by bringing the pressing body into contact with the glass portion separated from the glass substrate as much as possible from the one main surface side
  • the glass part To separate from the scan board.
  • the distance at which the pressing body applies a force in the orthogonal direction to the glass portion to be separated is smaller than the thickness of the glass substrate.
  • the biasing mechanism which controls the movement of the said press body to the distance which the said press body applies force in the said orthogonal direction with respect to the said glass part isolate
  • the urging mechanism may reverse the urging force acting on the pressing body between the time when the pressing body contacts the glass part to be separated and the time when the glass part is separated. preferable.
  • One aspect of the method for producing a glass substrate for a magnetic disk of the present invention is a method for producing a glass substrate for a magnetic disk having a step of forming a circular hole in the glass substrate, wherein the step of forming the circular hole comprises the step of forming the glass A first step of forming a cut line that forms a peripheral edge of the region to be the circular hole with respect to one main surface of the substrate in an orthogonal direction substantially orthogonal to the main surface of the glass substrate; The second step of reaching the other main surface of the substrate and the glass portion is separated by blowing a gas against the glass portion separated from the glass substrate as much as possible to apply a force in the orthogonal direction.
  • the direction in which the glass portion is separated from the glass substrate is preferably downward in the vertical direction.
  • the second step of causing the cut line to reach the other main surface of the glass substrate is a glass portion separated from the glass substrate as much as possible as the circular hole.
  • a step of heating the outside is preferable.
  • the second step of bringing the cut line to the other main surface of the glass substrate is a glass portion separated from the glass substrate as much as possible to form the circular hole. It is preferable that it is the process of cooling.
  • the glass substrate is preferably produced by a float process.
  • the method for producing a glass substrate for a magnetic disk of the present invention it is preferable to perform a step of chamfering the glass substrate after the step of forming a circular hole in the glass substrate.
  • the magnetic disk of the present invention is formed by forming at least a magnetic layer on the main surface of the magnetic disk glass substrate obtained by the above-described method for manufacturing a magnetic disk glass substrate.
  • the pressing body when punching is performed by applying a force by bringing the pressing body into contact with the glass portion as much as possible to form a circular hole in the glass substrate, the pressing body does not protrude from the other main surface. Further, by separating the glass portion from the glass substrate, it is possible to suppress chipping from occurring at the end of the circular hole.
  • a cut line 202 forming the periphery of the glass portion 201 to be separated as a circular hole is formed in the glass substrate 200, the glass substrate is kept horizontal,
  • the glass body 201 is punched by bringing the pressing body 203 into contact with the glass part 201 to be separated and applying a force in an orthogonal direction substantially orthogonal to the main surface of the glass substrate, the surface 211 with which the pressing body 203 is brought into contact. It was discovered that chipping is likely to occur at the end portion (inner peripheral end surface) of the circular hole 205 on the opposite surface 212 side (see FIGS. 8A to 8D).
  • the present inventor made a glass substrate by punching the glass substrate so that a strong force is not locally applied to the end portion of the circular hole when the glass portion to be separated falls as much as possible to become a circular hole.
  • the knowledge that chipping of the formed inner peripheral end face can be suppressed was obtained.
  • FIGS. 1 shows the top surface of the glass substrate
  • FIGS. 2 to 5 show cross sections of the central portion of the glass substrate.
  • a glass substrate 100 is prepared (see FIGS. 1A and 2A).
  • the glass substrate 100 may be processed into a disk shape in advance, or as shown in FIG.
  • the streak 123 and the cut streak 125 that forms the periphery of the glass portion 124 as much as possible to form a circular hole may be formed and processed into a disk shape.
  • the former will be described.
  • the glass substrate It is preferable that it was produced by the float glass process.
  • the glass type for example, aluminosilicate glass, soda lime glass, borosilicate glass, aluminum-magnesium alloy and the like can be used.
  • an aluminosilicate glass in that a glass substrate for a magnetic disk excellent in flatness of the main surface and substrate strength can be provided.
  • the aluminosilicate glass include SiO 2 : 58 to 75% by mass, Al 2 O 3 : 5 to 23% by mass, Li 2 O: 3 to 10% by mass, and Na 2 O: 4 to 13% by mass. It is preferable to consist of the glass contained as.
  • the composition of the glass is SiO 2 : 62 to 75% by mass, Al 2 O 3 : 5 to 15% by mass, Li 2 O: 4 to 10% by mass, Na 2 O: 4 to 12% by mass, ZrO 2 : 5.5 to 15 mass% as a main component, the mass ratio of Na 2 O / ZrO 2 is 0.5 to 2.0, and the mass ratio of Al 2 O 3 / ZrO 2 is 0.4 to 2 Aluminosilicate glass of .5 is preferred. Further, in order to eliminate protrusions on the surface of the glass substrate caused by the undissolved material of ZrO 2 , SiO 2 is 57 to 74%, ZrO 2 is 0 to 2.8%, Al 2 O 3 in terms of mol%. It is preferable to use a glass for chemical strengthening containing 3 to 15% of Li, 7 to 16% of LiO 2 and 4 to 14% of Na 2 O.
  • a cut line 102 that forms the periphery of the glass portion 101 as much as possible to form a circular hole is formed on one main surface of the glass substrate 100 (see FIGS. 1B and 2B).
  • the cut line 102 is formed in an orthogonal direction (straight in the thickness direction of the glass substrate 100) substantially orthogonal to the main surface of the glass substrate 100.
  • the orthogonal direction substantially orthogonal to the main surface of the glass substrate 100 does not need to be completely perpendicular (90 °) to the surface of the plate glass substrate 100, and the main surface of the plate glass substrate 100.
  • the angle formed by the cut line 102 is not less than 75 ° and not more than 90 °. However, it is possible to reduce the load of the subsequent chamfering step and the end surface polishing step, and the end surface shape is substantially as it is. Since it can be used as an end face of the substrate, it is particularly preferably 90 °.
  • the cut line 102 can be formed using a cemented carbide cutter such as a glass cutter or a diamond cutter.
  • the cut line 102 may be configured to be provided from one main surface side to an intermediate region of the sheet glass substrate 100.
  • the cut line is made to reach the other main surface of the glass substrate substantially vertically.
  • the method is not particularly limited. For example, a method of heating the outside of the glass portion separated as much as possible into the circular holes to about 250 to 400 ° C. (however, Tg or less) using a heating device such as an oven, For example, a method of cooling the glass portion separated as much as possible using a refrigerant such as dry ice can be used.
  • the glass portion 101 is separated from the glass substrate by applying a force in the orthogonal direction by bringing the pressing body 103 into contact with the glass portion 101 as much as possible from the one main surface side with respect to the circular portion of the glass substrate 100. Then, a circular hole 105 is formed in the glass substrate 100 (see FIGS. 1C and 2C to 3C).
  • the pressing body 103 is operated to perform punching so that the falling glass 104 does not strongly collide with the end of the circular hole 105. Specifically, the glass portion is separated from the glass substrate so that the pressing body does not protrude from the other main surface (FIG. 3B).
  • the pressing portion 103 pushes in the glass portion 101 as much as possible to become a circular hole.
  • the amount can be made smaller than the thickness of the glass substrate 100.
  • the pressing rod is a circle of the glass substrate 100.
  • the distance traveled after the pressing rod (pressing body 103) contacts the glass portion 101 as much as possible in the circular hole of the glass substrate 100 can be controlled using a spring or the like.
  • an urging mechanism for controlling the movement of the pressing body is provided, and the pressing amount of the pressing body is controlled by the urging mechanism.
  • punching is performed by providing an urging mechanism on the pressing body will be described with reference to FIG.
  • the pressing body 103 is brought into contact with the glass portion 101 as much as possible to form a circular hole in the glass substrate 100 on which the cut line 102 is formed (see FIG. 4A).
  • the movement of the pressing body 103 is controlled by the urging mechanism 107.
  • the urging mechanism 107 applies an urging force to the pressing body 103 in the pressing direction (downward in the drawing).
  • a pressing force is applied to the pressing body 103 in the pressing direction up to a certain pressing amount (see FIG. 4B).
  • the urging mechanism 107 applies an urging force to the pressing body 103 in the direction opposite to the pressing direction (upward in the drawing) (FIG. 4C )reference).
  • the pressing body 103 moves in the direction opposite to the pressing direction
  • the glass portion 101 moves in the pressing direction by the force applied to the pressing body 103
  • the pressing body 103 and the glass portion 101 are not in contact with each other (See FIG. 4D).
  • the biasing force acting on the pressing body 103 is reversed from the time when the pressing body 103 contacts the glass portion 101 as much as possible to the circular hole of the glass substrate 100 to the time when the glass portion 101 drops as much as possible to become the circular hole. Accordingly, when the glass portion 101 falls as far as possible to become a circular hole, the force applied to the glass portion 101 by the pressing body 103 as much as possible to become a circular hole can be reduced to zero.
  • the urging mechanism 107 a spring or the like may be used as described above.
  • the timing at which the glass portion 101 falls off as much as possible may be adjusted so as to be earlier than the timing at which the pressing body 103 passes through the circular hole 105 (see FIGS. 7A to 7D).
  • the urging mechanism 107 prevents the pressing body 103 from coming into contact with the glass part 101 as much as possible in the circular hole of the glass substrate 100 when the glass part 101 falls out as much as possible in the circular hole (see FIG. 7C). Can be controlled.
  • a method of applying a force by bringing the pressing body 103 into contact with the glass portion 101 as much as possible in the circular hole of the glass substrate 100 a method of blowing a gas such as air may be used (FIGS. 5A to 5D). )reference).
  • the circular holes of the glass substrate 100 are formed at the time when the glass portion 101 falls out as much as possible (see FIG. 5C).
  • the gas 106 should not be blown onto the glass portion 101 as much as possible (at the time when the glass portion is separated, the force applied to the glass portion 101 by the gas 106 to form a circular hole is reduced to 0).
  • the period during which the gas 106 is blown against the glass portion 101 is blown against the glass portion 101 as much as possible.
  • the period of time during which the gas 106 is blown onto the glass portion 101 as much as possible to be a circular hole and the period from when the blown gas 106 hits (touches) the glass portion 101 as much as a circular hole until the glass portion 101 falls out as much as possible to become a circular hole.
  • a shorter period may be used.
  • the gas 106 may be sprayed only on the glass portion 101 as much as possible in a circular hole of the glass substrate 100, or may be sprayed over a wide range of the glass substrate 100 including the glass portion 101 as much as possible in a circular hole.
  • the pressing body 103 by operating the pressing body 103 so that the force that the pressing body 103 applies to the glass portion 101 as much as possible to become the circular hole of the glass substrate 100 becomes 0 when the glass portion 101 falls as much as possible to become a circular hole, As much as possible, the glass portion 101 is punched straight along the cut line 102 in the vertical direction. Thereby, it is possible to avoid applying a strong force locally to the end portion of the circular hole 105 when the glass portion 101 falls out as much as possible to prevent the chipping from occurring at the end portion of the circular hole 105.
  • the present embodiment when punching is performed by bringing the pressing body 103 into contact with the plate glass substrate 100, it is preferable to perform the heating while heating the plate glass substrate 100. In this case, it is preferable to heat the glass substrate 100 so that the outer side of the glass portion 101 is selectively heated mainly as a circular hole. As a result, a difference in thermal expansion can be formed between the glass portion 101 of the portion to be punched and the glass of the other portion, and even if the pressing body 103 is not pushed in more than necessary and punched, the glass is formed as much as possible into a circular hole. Portion 101 can be punched out.
  • a glass material (thickness 1 mm) produced by the float process is cut to form a plate-like glass substrate 121 constituting a single magnetic disk (FIG. 6A).
  • the glass is not particularly limited, but an aluminosilicate glass is suitable.
  • SiO 2 58 to 75% by mass
  • Al 2 O 3 5 to 23% by mass
  • Na 2 O Glass containing 4 to 13% by mass as a main component can be used.
  • the surface in contact with the molten metal tin is referred to as the bottom surface, and the surface facing the bottom surface is referred to as the top surface.
  • a bottom surface is selected from both surfaces of the prepared plate-like float glass material, and a cutting line 123 is formed by pressing a diamond cutter against the bottom surface.
  • the cut line 123 is not allowed to reach the top surface which is the opposite surface.
  • a cutting line is formed by setting a force for pressing the blade of the cutter so that the depth is 50% of the plate thickness.
  • the glass material on which the cut lines 123 are formed is bent and bent, so that the cut lines are advanced from the bottom surface to the top surface which is the opposite surface to cut the square glass plate.
  • a large number of square glass plates can be produced from one glass material.
  • the produced glass plate has a rectangular shape with a length of 50 mm to 100 mm.
  • the plate-shaped glass substrate 121 is processed into a disk-shaped glass substrate, and a circular hole is formed at the center of the disk-shaped glass substrate.
  • a region located outside the cut line 123 that forms the periphery of the disc-like region 122 is selectively heated, so that the disk-like glass substrate 126 is changed from the plate-like glass substrate 121.
  • the angle formed between the main surface of the plate-like glass substrate 121 and the cut line 102 is preferably 75 ° or more and 90 ° or less, and particularly preferably 90 °.
  • the disk-shaped glass substrate 126 is kept horizontal, and a region located outside the cut line 125 that forms the periphery of the glass portion 124 as much as possible to be a circular hole is selectively heated, and the disk-shaped glass substrate 126 has a circular shape.
  • the pressing member is brought into contact with the glass portion 124 as much as possible to apply a force in an orthogonal direction substantially orthogonal to the main surface, particularly in a vertical downward direction, so that the glass portion 124 is formed as much as possible into the circular hole of the disk-shaped glass substrate 126.
  • a circular hole 127 is formed by punching (see FIG. 6D). Since the glass portion 124 is preferably as small as a circular hole, the glass portion 124 is heat-treated and punched using a pressing body.
  • the glass portion 124 When the glass portion 124 is punched as much as possible, as described above, the glass portion is separated from the glass substrate so that the pressing body does not protrude from the other main surface. Thereby, it is possible to avoid applying a strong force locally to the end portion of the circular hole 127 when the glass portion 124 falls out as much as possible to prevent the chipping from occurring at the end portion of the circular hole 127.
  • the first lapping step the main surface of the glass substrate 126 that has become a disk shape is lapped to adjust the surface shape of the glass substrate and adjust the plate thickness.
  • the first lapping step can be performed using alumina loose abrasive grains by a double-side grinding apparatus using a planetary gear mechanism. Specifically, the lapping platen is pressed on both sides of the disk-shaped glass substrate from above and below, a grinding liquid containing free abrasive grains is supplied onto the main surface of the glass substrate, and these are moved relative to each other for lapping. Do. By this lapping process, a disk-shaped glass substrate 126 having a flat main surface can be obtained.
  • chamfering step for forming a chamfered surface at the outer peripheral end and inner peripheral end (circular hole end)
  • chamfering is performed on the disk-shaped glass substrate 126.
  • the inner peripheral end and the outer peripheral end are ground with a diamond grindstone, and a predetermined chamfering process is performed on the glass substrate.
  • the chamfering process is simplified in the shape processing step because the end of the circular hole is substantially perpendicular to the main surface of the glass substrate and chipping of the circular hole can be reduced.
  • Second lapping step a second lapping process is performed on both main surfaces of the obtained glass substrate.
  • the fine uneven shape formed on the main surface of the glass substrate in the shape processing step, which is the previous step can be removed, and the polishing step for the subsequent main surface is completed in a short time. It becomes possible.
  • the second lapping step can be performed in the same manner as the first lapping process using a double-side grinding apparatus using a planetary gear mechanism.
  • End surface polishing step In the end surface polishing step, the outer peripheral end surface and the inner peripheral end surface of the glass substrate are mirror-polished by a brush polishing method. At this time, as the abrasive grains, for example, a slurry containing cerium oxide abrasive grains (free abrasive grains) can be used. By this end face polishing step, the end face of the glass substrate is in a mirror state that can prevent the precipitation of sodium and potassium.
  • abrasive grains for example, a slurry containing cerium oxide abrasive grains (free abrasive grains) can be used.
  • Main surface polishing step As the main surface polishing step, first, a first polishing step is performed.
  • the first polishing process is a process whose main purpose is to remove scratches and distortions remaining on both main surfaces in the lapping process described above.
  • both main surfaces are polished using a hard resin polisher by a double-side polishing apparatus having a planetary gear mechanism.
  • the abrasive cerium oxide abrasive grains can be used.
  • a pair of polishing cloth (a polishing pad of a hard resin polisher) can be attached to the main surface portion of the upper and lower surface plates.
  • a glass substrate can be installed between polishing cloths attached to the upper and lower surface plates, and one or both of the upper and lower surface plates can be moved to polish both main surfaces of the glass substrate. .
  • a glass substrate is immersed in a chemical strengthening liquid and a chemical strengthening process is performed.
  • the chemical strengthening solution used for the chemical strengthening treatment for example, a mixed solution of potassium nitrate (60 wt%) and sodium nitrate (40 wt%) can be used.
  • the chemical strengthening solution is heated to 300 ° C. to 400 ° C., the cleaned glass substrate is preheated to 200 ° C. to 300 ° C., and immersed in the chemical strengthening solution for 3 hours to 4 hours.
  • the immersion is preferably performed in a state of being accommodated in a holder so that the plurality of glass substrates are held at the end surfaces.
  • the lithium ions and sodium ions in the surface layer of the glass substrate are respectively replaced with sodium ions and potassium ions having a relatively large ion radius in the chemical strengthening solution.
  • the chemically strengthened glass substrate may be cleaned with sulfuric acid and then with pure water, IPA, or the like.
  • Main surface polishing step (final polishing step) As the final polishing step, a second polishing step is performed.
  • the second polishing step is a step aimed at finishing both main surfaces into a mirror shape.
  • both main surfaces are mirror-polished using a soft foam resin polisher by a double-side polishing apparatus having a planetary gear mechanism.
  • a double-side polishing apparatus using a planetary gear mechanism can be used in the same manner as in the first polishing step.
  • Magnetic disk manufacturing process (recording layer forming process) By sequentially forming, for example, an adhesion layer, a soft magnetic layer, a nonmagnetic underlayer, a perpendicular magnetic recording layer, a protective layer, and a lubricating layer on one main surface of the glass substrate obtained through the above-described steps, A perpendicular magnetic recording disk can be manufactured.
  • the material constituting the adhesion layer include a Cr alloy.
  • Examples of the material constituting the soft magnetic layer include a CoTaZr-based alloy.
  • Examples of the nonmagnetic underlayer include a granular nonmagnetic layer.
  • An example of the perpendicular magnetic recording layer is a granular magnetic layer.
  • Examples of the material constituting the protective layer include hydrogenated carbon.
  • Examples of the material constituting the lubrication layer include a fluororesin.
  • these recording layers and the like are more specifically formed by using an in-line sputtering apparatus on a glass substrate, a CrTi adhesion layer, a CoTaZr / Ru / CoTaZr soft magnetic layer, and a CoCrSiO 2 nonmagnetic granular material.
  • An underlayer, a CoCrPt—SiO 2 ⁇ TiO 2 granular magnetic layer, and a hydrogenated carbon protective film can be sequentially formed, and a perfluoropolyether lubricating layer can be formed by dipping.
  • Example 1 Material processing step A rectangular plate-like glass of 70 mm x 70 mm is formed by pressing a diamond cutter against the bottom surface of a glass material (thickness 1 mm) produced by the float process to form a cut line and then bending it. A substrate was produced.
  • glass materials SiO 2 : 58 wt% to 75 wt%, Al 2 O 3 : 5 wt% to 23 wt%, Li 2 O: 3 wt% to 10 wt%, Na 2 O: 4 wt% Aluminosilicate glass containing ⁇ 13% by weight as the main component was used.
  • a region located outside the cut line 125 forming the periphery of the glass portion 124 as much as possible in a circular hole is selectively heated to 250 ° C. with a heater, and the disk-shaped glass substrate
  • the glass portion 124 is punched out as much as possible to form a circular hole in the disk-like glass substrate 126 (FIG. 6). (See (D)).
  • the punching of the region to be a circular hole is performed by using an iron part having a conical tip as a pressing body, the pressure is about 4.0 kgf at the time of contact with the region to be a circular hole, and a spring as a biasing mechanism.
  • the pressing body was prevented from jumping out from the other main surface side when the glass portion was exactly punched from the top surface side (glass The force applied to the glass part as much as possible to make the pressing body a circular hole when the part was just punched from the top surface side was set to 0).
  • Example 2 In the shape processing step, instead of heating with a heater, the glass part is selectively cooled as much as possible with a coolant at the top surface at ⁇ 20 ° C., and an iron part having a conical tip is used as a pressing body.
  • the pressing body When the pressing body is brought into contact with the glass portion separated from the glass substrate as much as possible from the upper side of the main surface and a force is applied downward in the vertical direction, the pressing body does not protrude from the other main surface (lower side).
  • the glass substrate for magnetic disks was produced like Example 1 except having controlled the press body with the computer so that the glass part was isolate
  • the pressure at the time of making it contact with a glass part as much as possible was set to about 4.0 kgf.
  • the glass substrate on which chipping occurred was subjected to subsequent steps such as a lapping step and a polishing step to form a magnetic disk glass substrate, and a magnetic film was further formed to stabilize the head even as a magnetic disk. As a result, it was found that read / write failure occurred.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with appropriate modifications.

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Abstract

　ガラス基板に円孔を形成する工程を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記円孔を形成する工程は、前記ガラス基板の一方の主表面に対して、前記円孔となる領域の周縁をなす切り筋を前記ガラス基板の主表面と略直交する直交方向に形成する第１の工程と、前記切り筋を前記ガラス基板の他方の主表面まで到達させる第２の工程と、円孔となるべくガラス基板から分離されるガラス部分に対して前記一方の主表面側から押圧体を接触させて前記直交方向に力を加えることにより、前記ガラス部分を分離して前記ガラス基板に円孔を形成する第３の工程とを有し、前記第３の工程では、他方の主表面よりも前記押圧体が飛び出さないように前記ガラス部分をガラス基板から分離することを特徴とする。

Description

磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、及び、磁気ディスク
　本発明は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の磁気ディスク装置に搭載される磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、及び、磁気ディスクに関する。
　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。磁気記録媒体の一つであるＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等に用いられる磁気ディスクにおいては、急速な小型化、薄板化、及び記録密度の増加とアクセス速度の高速化が続けられている。ＨＤＤでは、円盤状の基板の上に磁性層を備えた磁気ディスクを高速回転し、この磁気ディスク上に磁気ヘッドを浮上飛行させながら記録と再生を行う。
　アクセス速度の高速化に伴って磁気ディスクの回転速度も速くなるため、磁気ディスクには、より高い基板強度が求められる。また、記録密度の増加に伴い、磁気ヘッドも薄膜ヘッドから、磁気抵抗型ヘッド（ＭＲヘッド）、大型磁気抵抗型ヘッド（ＧＭＲヘッド）へと推移しており、磁気ヘッドの磁気ディスクからの浮上量が８ｎｍ程度にまで狭くなってきている。このため磁気ディスク面上に凹凸形状があると、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。このような磁気ヘッドに生じる障害を抑制するには、磁気ディスクの主表面を極めて平滑な面として仕上げておくことが重要となる。
　そこで現在では、磁気ディスク用の基板として、従来のアルミニウム基板に代えて、ガラス基板が用いられるようになってきている。軟質材料である金属からなるアルミニウム基板に比べて、硬質材料であるガラスからなるガラス基板は、基板表面の平坦性、基板強度、および剛性に優れているためである。
　これらの磁気ディスクに用いられるガラス基板は、母材となるガラス基材から円孔が設けられたディスク状のガラス基板を作製し、このディスク状のガラス基板に対して、順次ラッピング（研削）工程及びポリッシング（研磨）工程等が施されることにより得られる。また、サーマルアスペリティ障害を効果的に抑制するために、内周、外周の端面を鏡面研磨することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
　ガラス基板に円孔を設ける方法としては、ガラス基板に切り込みを形成した後に、押圧棒を用いて打ち抜く方法がある（例えば、特許文献２参照）。円孔を形成した後に研磨等の工程を行うに際し、円孔形成時において円孔の端部のひびや欠けが極力少ないことが望まれる。
特開２００７－１９７２３５号公報 特開２００６－９９８５７号公報
　しかし、押圧棒等によりガラス基板の一部分を打ち抜いて円孔を形成する場合には、打ち抜かれる部分のガラスが抜け落ちる際に円孔の端部に強く接触することによりチッピングが発生するおそれがある（図８参照）。ガラス基板の表面に対して斜め方向に切り筋を入れて、打ち抜く場合には、チッピングをある程度抑制できるが、得られる円孔の端部も斜め形状となり、切り筋の角度によっては内孔の面取り加工、内周端面の研磨加工が煩雑になるという問題がある。
　特に、２．５インチの磁気ディスク用ガラス基板においては内孔の直径は約２０ｍｍと極めて小径であり、加工がしにくいところ、内周端面が斜め形状になっていると内周端面に対する面取り加工、研磨加工において負荷がかかるとともに精度よい加工が困難となる。また、内周端面に負荷がかかった際に内周端面に微小なクラックが発生してしまうと、磁気ディスク用ガラス基板を、例えば、熱アシスト用磁気ディスクとして用いた際には、磁性層の成膜の際の急激な加熱、冷却によりクラックが成長し、磁気ディスクが破損してしまうという問題も生じることとなる。
　そのため、ガラス基板の一部分を打ち抜いて円孔を形成した際に、円孔の端部がガラス基板の主表面に対して略直交する直交方向であり、かつ、円孔の端部に生じるひびや欠けを少なくすることが望まれている。
　本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、円孔を有する磁気ディスク用基板の製造方法において、ガラス基板の主表面に対して略直交する直交方向に切り筋を入れて打ち抜くことにより円孔を形成する場合であっても、ガラス基板の円孔近辺にチッピングが発生することを抑制することを目的の一とする。
　本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の一態様は、ガラス基板に円孔を形成する工程を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記円孔を形成する工程は、前記ガラス基板の一方の主表面に対して、前記円孔となる領域の周縁をなす切り筋を前記ガラス基板の主表面と略直交する直交方向に形成する第１の工程と、前記切り筋を前記ガラス基板の他方の主表面まで到達させる第２の工程と、円孔となるべくガラス基板から分離されるガラス部分に対して前記一方の主表面側から押圧体を接触させて前記直交方向に力を加えることにより、前記ガラス部分を分離して前記ガラス基板に円孔を形成する第３の工程とを有し、前記第３の工程では、他方の主表面よりも前記押圧体が飛び出さないように前記ガラス部分をガラス基板から分離する。
　本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の一態様において、前記押圧体が前記分離されるガラス部分に対して前記直交方向に力を加える距離を、前記ガラス基板の厚さより小さくすることが好ましい。
　本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の一態様において、前記押圧体が前記分離されるガラス部分に対して前記直交方向に力を加える距離を、前記押圧体の移動を制御する付勢機構により制御し、前記付勢機構は、前記押圧体が前記分離されるガラス部分に接触した時点から前記ガラス部分が分離される時点までの間に、前記押圧体に働く付勢力を反転させることが好ましい。
　本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の一態様は、ガラス基板に円孔を形成する工程を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記円孔を形成する工程は、前記ガラス基板の一方の主表面に対して、前記円孔となる領域の周縁をなす切り筋を前記ガラス基板の主表面と略直交する直交方向に形成する第１の工程と、前記切り筋を前記ガラス基板の他方の主表面まで到達させる第２の工程と、円孔となるべくガラス基板から分離されるガラス部分に対して気体を吹き付けて前記直交方向に力を加えることにより、前記ガラス部分を分離して前記ガラス基板に円孔を形成する第３の工程とを有し、前記分離されるガラス部分に対して前記気体を吹き付ける期間を、前記気体が前記円孔となる領域に触れてから前記円孔となるべくガラス部分が前記ガラス基板から分離されるまでの期間より短くする。
　本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の一態様は、前記第３の工程において、前記ガラス部分をガラス基板から分離させる方向が鉛直方向下向きであることが好ましい。
　本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の一態様において、前記切り筋を前記ガラス基板の他方の主表面まで到達させる第２の工程は、前記円孔となるべくガラス基板から分離されるガラス部分外を加熱する工程であることが好ましい。
　本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の一態様は、前記切り筋を前記ガラス基板の他方の主表面まで到達させる第２の工程は、前記円孔となるべくガラス基板から分離されるガラス部分を冷却する工程であることが好ましい。
　本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の一態様において、ガラス基板は、フロート法により作製されることが好ましい。
　本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の一態様において、ガラス基板に円孔を形成する工程の後、前記ガラス基板に対して面取り加工を行う工程を行うことが好ましい。
　また、本発明の磁気ディスクは、上記磁気ディスク用ガラス基板の製造方法により得られた磁気ディスク用ガラス基板の主表面に、少なくとも磁性層を形成してなるものである。
　本発明の一態様によれば、ガラス基板の円孔となるべくガラス部分に押圧体を接触させて力を加えることにより打ち抜きを行う場合に、他方の主表面よりも前記押圧体が飛び出さないように前記ガラス部分をガラス基板から分離することにより、円孔の端部にチッピングが生じることを抑制することができる。
本発明の実施の形態に係るガラス基板に円孔を形成する方法の一例を説明する図である。 本発明の実施の形態に係るガラス基板に円孔を形成する方法の一例を説明する図である。 本発明の実施の形態に係るガラス基板に円孔を形成する方法の一例を説明する図である。 本発明の実施の形態に係るガラス基板に付勢機構を設けた押圧体を用いて円孔を形成する方法の一例を説明する図である。 本発明の実施の形態に係るガラス基板に気体を吹き付けることにより円孔を形成する方法の一例を説明する図である。 本発明の実施の形態に係るガラス基板に円孔を形成する工程を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の一例を説明する図である。 本発明の実施の形態に係るガラス基板に付勢機構を設けた押圧体を用いて円孔を形成する方法の一例を説明する図である。 従来技術に係るガラス基板に円形を形成する方法を説明する図である。
　以下に、本発明の実施の形態を図、実施例等を使用して説明する。なお、これらの説明は本発明を例示するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。本発明の趣旨に合致する限り他の実施の形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。
　本発明者がガラス基板に円孔を形成する工程を行ったところ、ガラス基板２００に円孔となるべく分離されるガラス部分２０１の周縁をなす切り筋２０２を形成し、ガラス基板を水平に保ち、分離されるガラス部分２０１に対して押圧体２０３を接触させてガラス基板の主表面と略直交する直交方向に力を加えることにより当該ガラス部分２０１を打ち抜いた場合、押圧体２０３を接触させる面２１１と反対側の面２１２側の円孔２０５の端部（内周端面）にチッピングが生じやすいことを発見した（図８（Ａ）～（Ｄ）参照）。この問題についてさらに検討したところ、精度の問題上、抜ける円孔の完全な中点に加圧できないことから、押圧体２０３に押されて円孔となるべく分離されるガラス部分２０１が抜け落ちる際に、押圧体が抜ける円孔を後押しし傾けてしまい、ガラス基板の面２１２側の円孔２０５の端部に、まさに抜け落ちる円孔部のガラス基板が傾いた状態で接触し、チッピングが発生するという結論に至った。
　そこで、本発明者は、円孔となるべく、分離されるガラス部分が抜け落ちる際に、円孔の端部に局所的に強い力が加わらないようにガラス基板の打ち抜きを行うことにより、ガラス基板に形成される内周端面のチッピングを抑制できるとの知見を得た。以下に、ガラス基板に円孔を形成する工程（コアリング工程）について図１～図５を参照して説明する。なお、図１はガラス基板の上面を示し、図２～図５はガラス基板の中央部の断面を示している。
　まず、ガラス基板１００を用意する（図１（Ａ）、図２（Ａ）参照）。ガラス基板１００は、図１（Ａ）に示すように、あらかじめディスク状に加工しておいてもよいし、図６のように板状ガラス基板１２１にディスク状となる領域１２２の周縁をなす切り筋１２３と、円孔となるべくガラス部分１２４の周縁をなす切り筋１２５を形成し、ディスク状に加工してもよい。以下、前者について説明する。
　なお、上記ガラス基板に関しては特に限定されないが、フロート法により作製されたものであることが好ましい。また、ガラスの種類としては、例えば、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、アルミニウム－マグネシウム合金などを用いることができる。特に、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ガラス基板を提供することができるという点では、アルミノシリケートガラスを用いることが好ましい。
　アルミノシリケートガラスとしては、例えば、ＳｉＯ２：５８～７５質量％、Ａｌ２Ｏ３：５～２３質量％、Ｌｉ２Ｏ：３～１０質量％、Ｎａ２Ｏ：４～１３質量％を主成分として含有するガラスからなることが好ましい。更に、前記ガラスの組成を、ＳｉＯ２：６２～７５質量％、Ａｌ２Ｏ３：５～１５質量％、Ｌｉ２Ｏ：４～１０質量％、Ｎａ２Ｏ：４～１２質量％、ＺｒＯ２：５．５～１５質量％を主成分として含有するとともに、Ｎａ２Ｏ／ＺｒＯ２の質量比が０．５～２．０、Ａｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２の質量比が０．４～２．５であるアルミノシリケートガラスであることが好ましい。また、ＺｒＯ２の未溶解物が原因で生じるガラス基板表面の突起を無くすためには、モル％表示で、ＳｉＯ２を５７～７４％、ＺｒＯ２を０～２．８％、Ａｌ２Ｏ３を３～１５％、ＬｉＯ２を７～１６%、Ｎａ２Ｏを４～１４％含有する化学強化用ガラス等を使用することが好ましい。
　次に、ガラス基板１００の一方の主表面に対して、円孔となるべくガラス部分１０１の周縁をなす切り筋１０２を形成する（図１（Ｂ）、図２（Ｂ）参照）。切り筋１０２は、ガラス基板１００の主表面と略直交する直交方向（ガラス基板１００の板厚方向に真直ぐ）に形成する。ここで、前記ガラス基板１００の主表面と略直交する直交方向とは、板状ガラス基板１００の表面に対して完全に垂直（９０°）である必要はなく、板状ガラス基板１００の主表面と切り筋１０２とのなす角度が７５°以上９０°以下であることが好ましいが、後工程であるチャンファリング工程、端面研磨工程の負荷を減らすことができ、端面形状を略そのまま磁気ディスク用ガラス基板の端面として利用することができることから、９０°であることが特に好ましい。
　ここで、フロート法により製造された板状のガラス素板の場合、溶融スズに接触した面（ボトム面）と、その反対側の面（トップ面）とがある。上記円孔となるべくガラス部分１０１の周縁をなす切り筋１０２を形成する際には、チッピングの発生がより少ないことから、ボトム面を選択して切り筋を付与することが好ましい。
　切り筋１０２は、ガラスカッター、ダイヤモンドカッター等の超硬カッターを用いて形成することができる。なお、切り筋１０２は、一方の主表面側から板状ガラス基板１００の途中の領域まで設ける構成とすればよい。
　次に、前記切り筋を前記ガラス基板の他方の主表面まで略垂直に到達させる。該方法としては特に限定されないが、例えば、前記円孔となるべく分離されるガラス部分外をオーブン等の加熱装置を用いて２５０～４００℃程度（ただしＴｇ以下）に加熱する方法や、前記円孔となるべく分離されるガラス部分をドライアイス等の冷媒を用いて冷却する方法等が挙げられる。
　次に、ガラス基板１００の円孔となるべくガラス部分１０１に対して前記一方の主表面側から押圧体１０３を接触させて前記直交方向に力を加えることにより、前記ガラス部分１０１をガラス基板から分離させ、ガラス基板１００に円孔１０５を形成する（図１（Ｃ）、図２（Ｃ）～図３（Ｃ）参照）。
　この際、ガラス基板１００の円孔となるべくガラス部分１０１が抜け落ちる際に、抜け落ちるガラス１０４が円孔１０５の端部に強く衝突しないように押圧体１０３を動作させて打ち抜きを行う。具体的には、他方の主表面よりも前記押圧体が飛び出さないように前記ガラス部分をガラス基板から分離する（図３（Ｂ））。
　より具体的には、押圧体１０３がガラス基板１００の円孔となるべくガラス部分１０１と接触した時点（図２（Ｄ）参照）から、当該押圧体１０３が円孔となるべくガラス部分１０１を押込む量（前記押圧体が前記分離されるガラス部分に対して前記直交方向に力を加える距離）を、ガラス基板１００の厚さより小さくすることができる。
　例えば、板厚がＬであるガラス基板１００に対して、押圧体１０３として鉄、アルミニウム等で形成された押圧棒を用いて円孔１０５を形成する場合には、押圧棒がガラス基板１００の円孔となるべくガラス部分１０１に接触してから、押圧棒を押込む量ｔを０＜ｔ＜Ｌ（例えば、ｔ＝Ｌ／２）とすることができる（図２（Ｅ）、図３（Ａ）参照）。
　なお、押圧棒（押圧体１０３）がガラス基板１００の円孔となるべくガラス部分１０１と接触してから進む距離は、ばね等を用いて制御することができる。例えば、押圧体の移動を制御する付勢機構を設け、当該付勢機構により押圧体の押込み量を制御する。以下に、押圧体に付勢機構を設けて打ち抜きを行う場合について、図４を参照して説明する。
　まず、切り筋１０２が形成されたガラス基板１００の円孔となるべくガラス部分１０１に押圧体１０３を接触させて力を加える（図４（Ａ）参照）。押圧体１０３の移動は付勢機構１０７により制御され、図４（Ａ）では、付勢機構１０７によって押圧体１０３には押圧方向（紙面下方向）に付勢力が働いている。
　押圧体１０３をガラス基板１００の円孔となるべくガラス部分１０１に接触させた後、ある程度の押込み量まで、押圧体１０３に押圧方向に対して付勢力を働かせた後（図４（Ｂ）参照）、所定の押込み量ｔ（０＜ｔ＜Ｌ）に達した時点で、付勢機構１０７により押圧体１０３に押圧方向とは逆の方向（紙面上方向）に付勢力を働かせる（図４（Ｃ）参照）。これにより、押圧体１０３は押圧方向と逆の方向に移動し、ガラス部分１０１は押圧体１０３に加えられた力により押圧方向に移動して、押圧体１０３とガラス部分１０１は非接触となる（図４（Ｄ）参照）。
　このように、押圧体１０３がガラス基板１００の円孔となるべくガラス部分１０１に接触した時点から、円孔となるべくガラス部分１０１が抜け落ちる時点までの間に、押圧体１０３に働く付勢力を反転させることによって、円孔となるべくガラス部分１０１が抜け落ちる時点において、押圧体１０３が円孔となるべくガラス部分１０１に対して加える力を０にすることができる。なお、付勢機構１０７としては、上述したように、ばね等を用いればよい。
　また、上述したようにガラス基板の円孔となるべくガラス部分１０１がまさに抜け落ちる際に、押圧体１０３の移動方向を円孔となるべくガラス部分１０１の抜け落ちる方向と逆方向とする代わりに、円孔となるべくガラス部分１０１が抜け落ちるタイミングが、押圧体１０３が円孔１０５を抜けるタイミングよりも早くなるように調整してもよい（図７（Ａ）～（Ｄ）参照）。この場合には、円孔となるべくガラス部分１０１が抜け落ちる時点（図７（Ｃ）参照）において、ガラス基板１００の円孔となるべくガラス部分１０１に押圧体１０３が接触しないように、付勢機構１０７を制御すればよい。
　また、ガラス基板１００の円孔となるべくガラス部分１０１に対して押圧体１０３を接触させて力を加える方法として、空気等の気体を吹き付ける方法を用いてもよい（図５（Ａ）～（Ｄ）参照）。
　空気等の気体１０６を吹き付けてガラス基板１００に圧力を加えて打ち抜きを行う場合には、円孔となるべくガラス部分１０１が抜け落ちる時点（図５（Ｃ）参照）において、ガラス基板１００の円孔となるべくガラス部分１０１に気体１０６を吹き付けないようにすればよい（ガラス部分が分離される時点において、気体１０６により円孔となるべくガラス部分１０１に加えられる力を０にする）。
　このためには、円孔となるべくガラス部分１０１に対して気体１０６を吹き付ける期間を制御すればよい。具体的には、円孔となるべくガラス部分１０１に対する気体１０６の吹き付け期間を、吹き付けた気体１０６が円孔となるべくガラス部分１０１にあたって（触れて）から円孔となるべくガラス部分１０１が抜け落ちるまでの期間より短い期間とすればよい。なお、気体１０６は、ガラス基板１００の円孔となるべくガラス部分１０１にのみ吹き付けてもよいし、円孔となるべくガラス部分１０１を含むガラス基板１００の広範囲に渡って吹き付けてもよい。
　このように、円孔となるべくガラス部分１０１が抜け落ちる時点で、押圧体１０３がガラス基板１００の円孔となるべくガラス部分１０１に加える力が０となるように、押圧体１０３を動作させることにより、円孔となるべくガラス部分１０１が切り筋１０２に沿って鉛直方向に真っすぐに打ち抜かれる。これにより、円孔となるべくガラス部分１０１が抜け落ちる際に円孔１０５の端部に局所的に強い力が加わることを避け、円孔１０５の端部にチッピングが生じることを抑制することができる。
　また、本実施の形態では、上述したように板状ガラス基板１００に押圧体１０３を接触させて打ち抜きを行う際に、板状ガラス基板１００を加熱しながら行うことが好ましい。この場合、ガラス基板１００への加熱は、主に円孔となるべくガラス部分１０１よりも外側が選択的に加熱されるように行うことが好ましい。これにより、打ち抜きされる部分のガラス部分１０１とそれ以外の部分のガラスに熱膨張差を形成することができ、押圧体１０３を必要以上に押しこんで打ち抜きを行わなくでも、円孔となるべくガラス部分１０１を打ち抜くことができる。
　以下に、上述した方法を用いて円孔を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び当該磁気ディスク用ガラス基板を用いた磁気ディスクの製造工程について詳しく説明する。なお、各工程の順序は以下の記載に限定されず、適宜入れ替えることが可能である。
（１）素材加工工程
　素材加工工程では、フロート法により作製されたガラス素材（厚さ１ｍｍ）を切断して一枚分の磁気ディスクを構成する板状ガラス基板１２１を形成する（図６（Ａ））。ガラスとしては特に限定されないが、アルミノシリケートガラスが好適であり、例えば、ＳｉＯ２：５８～７５質量％、Ａｌ２Ｏ３：５～２３質量％、Ｌｉ２Ｏ：３～１０質量％、Ｎａ２Ｏ：４～１３質量％を主成分として含有するガラスを用いることができる。
　フロート成形に際して、溶融金属であるスズに接触した側の面をボトム面、このボトム面に対向する面をトップ面と呼称する。
　まず、準備された板状のフロートガラス素材の両面のうち、ボトム面を選択し、ボトム面にダイヤモンドカッターを押し当てて切り筋１２３を形成する。切り筋の形成工程においては、対向面であるトップ面に切り筋１２３を到達させないこととした。
　具体的には、板厚に対して５０％の深さとなるようにカッターの刃を押圧する力を設定して切り筋を形成する。
　次に、切り筋１２３が形成されたガラス素材を割り曲げることにより、この切り筋をボトム面から対向面であるトップ面に進行させて角型状のガラス板を切断する。複数の切り筋１２３を形成することで、１枚のガラス素材から多数の角型のガラス板を作製することができる。
　以上のようにして、１枚のガラス素材から、多数のガラス板を作製する。作製されたガラス板は縦横５０ｍｍ乃至１００ｍｍの矩形状である。
（２）形状加工工程
　形状加工工程では、板状ガラス基板１２１をディスク状のガラス基板に加工すると共に、ディスク状のガラス基板の中央部に円孔を形成する。以下に、形状加工工程の具体例について説明する。
　まず、板状ガラス基板１２１のボトム面にダイヤモンドカッターで、磁気ディスク用ガラス基板となされる領域の外周側の周縁をなす切り筋１２３と、円孔となるべくガラス部分１２４の周縁をなす切り筋１２５を形成する（図６（Ｂ）参照）。次に、板状ガラス基板１２１において、ディスク状となる領域１２２の周縁をなす切り筋１２３の外側に位置する領域を選択的に加熱することにより、板状ガラス基板１２１からディスク状のガラス基板１２６をとりだす（図６（Ｃ）参照）。ディスク状のガラス基板１２６は、ある程度の大きさを有しているため、加熱処理を行うことにより取り出すことができる。
　なお、板状ガラス基板１２１の主表面と切り筋１０２とのなす角度は７５°以上９０°以下であることが好ましく、９０°であることが特に好ましい。
　次に、ディスク状のガラス基板１２６を水平に保ち、円孔となるべくガラス部分１２４の周縁をなす切り筋１２５の外側に位置する領域を選択的に加熱すると共に、ディスク状のガラス基板１２６の円孔となるべくガラス部分１２４に対して押圧体を接触させて主表面と略直交する直交方向、特に鉛直方向下向きに力を加えることにより、ディスク状のガラス基板１２６の円孔となるべくガラス部分１２４を打ち抜いて円孔１２７を形成する（図６（Ｄ）参照）。円孔となるべくガラス部分１２４は、サイズが小さいため、加熱処理を行うと共に、押圧体を用いて打ち抜きを行う。円孔となるべくガラス部分１２４の打ち抜きの際には、上述したように、他方の主表面よりも前記押圧体が飛び出さないように前記ガラス部分をガラス基板から分離する。これにより、円孔となるべくガラス部分１２４が抜け落ちる際に円孔１２７の端部に局所的に強い力が加わることを避け、円孔１２７の端部にチッピングが生じることを抑制することができる。
（３）第１研削（ラッピング）工程
　第１ラッピング工程では、円盤状となったガラス基板１２６の主表面をラッピング加工し、ガラス基板の表面形状を整えるとともに、板厚を調整する。第１のラッピング工程は、遊星歯車機構を利用した両面研削装置により、アルミナ系遊離砥粒を用いて行うことができる。具体的には、円盤状ガラス基板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ガラス基板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う。このラッピング加工により、平坦な主表面を有するディスク状のガラス基板１２６を得ることができる。
（４）外周端部及び内周端部（円孔端部）に面取り面を形成するチャンファリング工程（面取り面形成工程））
　チャンファリング工程においては、ディスク状のガラス基板１２６に対して面取加工を行う。具体的には、内周端部及び外周端部をダイヤモンド砥石によって研削し、ガラス基板に所定の面取り加工を施す。なお、本実施の形態では、上記形状加工工程において、円孔の端部がガラス基板の主表面に対して略垂直方向であり、かつ、円孔のチッピングを低減できるため、チャンファリング工程を簡略化することができる。
（５）第２ラッピング工程
　第２ラッピング工程では、得られたガラス基板の両主表面について、第２ラッピング加工を行う。第２ラッピング工程を行うことにより、前工程である形状加工工程においてガラス基板の主表面に形成された微細な凹凸形状を除去することができ、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可能となる。なお、第２ラッピング工程は、遊星歯車機構を利用した両面研削装置を用いて上記第１ラッピング加工と同様に行うことができる。
（６）端面研磨工程
　端面研磨工程では、ガラス基板の外周端面及び内周端面について、ブラシ研磨方法により、鏡面研磨を行う。このとき、研磨砥粒としては、例えば、酸化セリウム砥粒を含むスラリー（遊離砥粒）を用いることができる。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なる。
（７）主表面研磨工程（第１研磨工程）
　主表面研磨工程として、まず第１研磨工程を施す。第１研磨工程は、前述のラッピング工程で両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工程である。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、両主表面の研磨を行う。研磨剤としては、酸化セリウム砥粒を用いることができる。また、第１研磨工程を終えたガラス基板は、中性洗剤、純水、ＩＰＡ等で洗浄することが好ましい。
　なお、両面研磨装置としては、上下側定盤の主表面部に、一対の研磨布（硬質樹脂ポリッシャの研磨パッド）を貼付して使用することができる。この両面研磨装置においては、上下側定盤に貼付された研磨布間にガラス基板を設置し、上下側定盤の一方又は双方を移動させて、ガラス基板の両主表面を研磨することができる。
（８）化学強化工程
　化学強化工程においては、ガラス基板を化学強化液に浸漬して化学強化処理を施す。化学強化処理に用いる化学強化液としては、例えば、硝酸カリウム（６０ｗｔ％）と硝酸ナトリウム（４０ｗｔ％）の混合溶液などを用いることができる。化学強化処理においては、化学強化液を３００℃～４００℃に加熱し、洗浄済みのガラス基板を２００℃～３００℃に予熱し、化学強化溶液中に３時間～４時間浸漬することによって行う。この浸漬の際には、ガラス基板の表面全体が化学強化されるようにするため、複数のガラス基板が端面で保持されるように、ホルダに収納した状態で行うことが好ましい。
　このように、化学強化溶液に浸漬処理することによって、ガラス基板の表層のリチウムイオン及びナトリウムイオンが、化学強化溶液中の相対的にイオン半径の大きなナトリウムイオン及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。なお、化学強化処理されたガラス基板は、硫酸で洗浄した後に、純水、ＩＰＡ等で洗浄すればよい。
（９）主表面研磨工程（最終研磨工程）
　最終研磨工程として、第２研磨工程を施す。第２研磨工程は、両主表面を鏡面状に仕上げることを目的とする工程である。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、両主表面の鏡面研磨を行う。スラリーとしては、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やコロイダルシリカなどを用いることがきる。この最終研磨工程において、遊星歯車機構を利用した両面研磨装置を用いて上記第１研磨工程と同様に行うことができる。
（１０）磁気ディスク製造工程（記録層等形成工程）
　上述した工程を経て得られたガラス基板の一方の主表面に、例えば、付着層、軟磁性層、非磁性下地層、垂直磁気記録層、保護層、及び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することができる。付着層を構成する材料としては、Ｃｒ合金などを挙げることができる。軟磁性層を構成する材料としては、ＣｏＴａＺｒ基合金などを挙げることができる。非磁性下地層としては、グラニュラー非磁性層などを挙げることができる。垂直磁気記録層としては、グラニュラー磁性層などを挙げることができる。保護層を構成する材料としては、水素化カーボンなどを挙げることができる。潤滑層を構成する材料としては、フッ素樹脂などを挙げることができる。例えば、これらの記録層等は、より具体的には、インライン型スパッタリング装置を用いて、ガラス基板の上に、ＣｒＴｉの付着層、ＣｏＴａＺｒ／Ｒｕ／ＣｏＴａＺｒの軟磁性層、ＣｏＣｒＳｉＯ２の非磁性グラニュラー下地層、ＣｏＣｒＰｔ－ＳｉＯ２・ＴｉＯ２のグラニュラー磁性層、水素化カーボン保護膜を順次成膜し、さらに、ディップ法によりパーフルオロポリエーテル潤滑層を成膜することができる。
　次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
（実施例１）
（１）素材加工工程
　フロート法により作製されたガラス素材（厚さ１ｍｍ）のボトム面にダイヤモンドカッターを押し当てて切り筋を形成し、割り曲げることにより、７０ｍｍ×７０ｍｍの矩形状の板状ガラス基板を作製した。なお、ガラス素材としては、ＳｉＯ２：５８重量％～７５重量％、Ａｌ２Ｏ３：５重量％～２３重量％、Ｌｉ２Ｏ：３重量％～１０重量％、Ｎａ２Ｏ：４重量％～１３重量％を主成分として含有するアルミノシリケートガラスを使用した。
（２）形状加工工程
　次に、板状ガラス基板１２１のボトム面にダイヤモンドカッターで、磁気ディスク用ガラス基板となされる領域１２２の外周側の周縁をなす切り筋１２３、円孔となるべく領域１２４の周縁をなす切り筋１２５を形成した（図６（Ｂ）参照）。次に、板状ガラス基板において、ディスク状となる領域の周縁をなす切り筋の外側に位置する領域を選択的にヒーターにて２５０℃に加熱することにより、板状ガラス基板からディスク状のガラス基板１２６をとりだした（図６（Ｃ）参照）。
　ここで、板状ガラス基板のボトム面と切り筋１０２とのなす角度は９０°とした。
　次に、ディスク状のガラス基板１２６において、円孔となるべくガラス部分１２４の周縁をなす切り筋１２５の外側に位置する領域を選択的にヒーターにて２５０℃に加熱すると共に、ディスク状のガラス基板１２６の円孔となるべくガラス部分１２４に対して押圧体を接触させて力を加えることにより、ディスク状のガラス基板１２６の円孔となるべくガラス部分１２４を打ち抜いて円孔１２７を形成した（図６（Ｄ）参照）。
　円孔となる領域の打ち抜きは、押圧体として先端が円錐形状となった鉄部品を用いて、円孔となる領域に接触させる時点で圧力を約４．０Ｋｇｆとし、また、付勢機構としてばね（ミスミ社製、ＵＨ１６－２０（１ｋｇｆ／ｍｍ）を用いることにより、ガラス部分がトップ面側からまさに打ち抜かれる時点において、前記押圧体が前記他方の主表面側から飛び出さないようにした（ガラス部分がトップ面側からまさに打ち抜かれる時点において、押圧体が円孔となるべくガラス部分に対して加える力が０となるようにした）。
（欠陥検査）
　ガラス基板に形成された円孔に対して、光学顕微鏡を用いてチッピングの有無について検査を行った。本実施例では、１００枚のガラス基板に円孔を形成して、チッピングの発生したガラスを測定したところ、１００枚中１枚チッピングが発生していた。
（実施例２）
　形状加工工程において、ヒーターで加熱する代わりに、円孔となるべくガラス部分を選択的に冷媒にてトップ面を－２０℃で冷却し、押圧体として先端が円錐形状となった鉄部品を用い、円孔となるべくガラス基板から分離されるガラス部分に対して主表面上側から押圧体を接触させて鉛直方向下向きに力を加える際に他方の主表面（下側）よりも押圧体が飛び出さないように押圧体をコンピューターにて制御することによりガラス部分をガラス基板から分離したこと以外は実施例１と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を作製した。なお、円孔となるべくガラス部分に接触させる時点での圧力を約４．０Ｋｇｆとした。
（欠陥検査）
　ガラス基板に形成された円孔に対して、光学顕微鏡を用いてチッピングの有無について検査を行った。本実施例では、１００枚のガラス基板に円孔を形成して、チッピングの発生したガラスを測定したところ、チッピングの発生はなかった。
（比較例）
　円孔の形成方法以外は実施例と同様に行ったガラス基板について、チッピングの有無について検査を行った。なお、比較例においては、上記図８に示したようにガラス基板を貫通させるように押圧体を接触させて力を加えることにより、ディスク状のガラス基板の円孔となる領域を打ち抜いて円孔を形成した。１００枚のガラス基板に円孔を形成して、チッピングの発生したガラスを測定したところ、比較例においては、１００枚中４枚チッピングが発生していた。
　なお、実施例、比較例ともにチッピングの発生したガラス基板についてラッピング工程、研磨工程等の後工程を行ない、磁気ディスク用ガラス基板とし、さらに磁性膜等を形成して磁気ディスクとしてもヘッドが安定して浮上せず、読み込み・書き込み不良となることが分かった。
　本発明は上記実施の形態に限定されず、適宜変更して実施することができる。
　なお、上記実施の形態における材料、サイズ、処理手順、検査方法などは一例であり、本発明の効果を発揮する範囲内において種々変更して実施することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
　本出願は、２００９年９月２９日出願の特願２００９－２２４２０１に基づく。この内容は全てここに含めておく。
 

Claims (10)

  1. 　ガラス基板に円孔を形成する工程を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
    　前記円孔を形成する工程は、前記ガラス基板の一方の主表面に対して、前記円孔となる領域の周縁をなす切り筋を前記ガラス基板の主表面と略直交する直交方向に形成する第１の工程と、
    　前記切り筋を前記ガラス基板の他方の主表面まで到達させる第２の工程と、
    　円孔となるべくガラス基板から分離されるガラス部分に対して前記一方の主表面側から押圧体を接触させて前記直交方向に力を加えることにより、前記ガラス部分を分離して前記ガラス基板に円孔を形成する第３の工程とを有し、
    　前記第３の工程では、他方の主表面よりも前記押圧体が飛び出さないように前記ガラス部分をガラス基板から分離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. 　前記押圧体が前記分離されるガラス部分に対して前記直交方向に力を加える距離を、前記ガラス基板の厚さより小さくす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. 　前記押圧体が前記分離されるガラス部分に対して前記直交方向に力を加える距離を、前記押圧体の移動を制御する付勢機構により制御し、
    　前記付勢機構は、前記押圧体が前記分離されるガラス部分に接触した時点から前記ガラス部分が分離される時点までの間に、前記押圧体に働く付勢力を反転させ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。
  4. 　ガラス基板に円孔を形成する工程を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
    　前記円孔を形成する工程は、前記ガラス基板の一方の主表面に対して、前記円孔となる領域の周縁をなす切り筋を前記ガラス基板の主表面と略直交する直交方向に形成する第１の工程と、
    　前記切り筋を前記ガラス基板の他方の主表面まで到達させる第２の工程と、
    　円孔となるべくガラス基板から分離されるガラス部分に対して気体を吹き付けて前記直交方向に力を加えることにより、前記ガラス部分を分離して前記ガラス基板に円孔を形成する第３の工程とを有し、
    　前記分離されるガラス部分に対して前記気体を吹き付ける期間を、前記気体が前記円孔となる領域に触れてから前記円孔となるべくガラス部分が前記ガラス基板から分離されるまでの期間より短く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。
  5. 　前記第３の工程において、前記ガラス部分をガラス基板から分離させる方向が鉛直方向下向きであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
  6. 　前記切り筋を前記ガラス基板の他方の主表面まで到達させる第２の工程は、前記円孔となるべくガラス基板から分離されるガラス部分外を加熱する工程であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
  7. 　前記切り筋を前記ガラス基板の他方の主表面まで到達させる第２の工程は、前記円孔となるべくガラス基板から分離されるガラス部分を冷却する工程であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
  8. 　ガラス基板は、フロート法により作製されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
  9. 　ガラス基板に円孔を形成する工程の後、前記ガラス基板に対して面取り加工を行う工程を行うことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
  10. 　請求項１から請求項９のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法により得られる磁気ディスク用ガラス基板の主表面に、少なくとも磁性層を形成してなることを特徴とする磁気ディスク。
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