JP2003288766A - 磁気ディスク基板用保持部材及びその製造方法 - Google Patents

磁気ディスク基板用保持部材及びその製造方法

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JP2003288766A
JP2003288766A JP2002092549A JP2002092549A JP2003288766A JP 2003288766 A JP2003288766 A JP 2003288766A JP 2002092549 A JP2002092549 A JP 2002092549A JP 2002092549 A JP2002092549 A JP 2002092549A JP 2003288766 A JP2003288766 A JP 2003288766A
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disk substrate
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ceramic sintered
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Masahiro Okumura
雅弘 奥村
Tetsuji Hayazaki
哲治 早崎
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Holding Or Fastening Of Disk On Rotational Shaft (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】セラミック焼結体表面のボイド又は研削傷中
に、研磨粉、研削粉、脱粒粉等の異物が入り込んでいな
い磁気ディスク基板用保持部材を提供する。 【解決手段】スペーサ11、シム、クランプ14等の磁気デ
ィスク基板用保持部材を、２ＭｇＯ・ＳｉＯ2を主結晶
層とし、副結晶層としてＭｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ
2Ｏ3の少なくとも１種の結晶を有するセラミック焼結体
により形成するとともに、熱処理を与えて上記セラミッ
ク焼結体外表面のＸ線回折におけるＭｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ
3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相が混在する２θ＝３５〜３６゜
付近のピーク強度を１００としたとき、Ｆｅ2Ｏ3の結晶
相２θ＝３３゜付近のピーク強度が１〜３０となるよう
にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク基板
を保持するのに用いる、スペーサ、シム、クランプ等の
磁気ディスク基板用保持部材及びその製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、コンピュータや家電の外部記録装
置として使用される磁気ディスク装置は、図6に示すよ
うに、回転軸4に固定されたハブ5に、磁気ディスク基板
6とスペーサ21とを交互に揮通し、最後にシム22を載せ
た後、クランプ23にて押さえ付け、クランプ23をハブ5
にネジ7で締め付けることにより磁気ディスク基板6を所
定の一定間隔に固定、保持するようになっていた。そし
て、上記回転軸4及び磁気ディスク基板6を回転させると
ともに、各磁気ディスク基板6上に磁気ヘッド8を非接触
状態で移動させることにより、各磁気ディスク基板6の
所定位置に情報を書き込んだり、所定位置から情報を読
み取るようになっていた。
【０００３】ところで、近年、情報の高密度化、大容量
化が要求されており、そのためには磁気ディスク基板6
の表面を高度に平滑化、平坦化するとともに、磁気ディ
スク基板6の変形や歪みを防ぎ、磁気ヘッド8と磁気ディ
スク基板6との距離をできるだけ小さくする必要がある
ことから、磁気ディスク基板6をセラミックスやガラス
等により形成するとともに、各磁気ディスク基板6を保
持するスペーサ21、シム22、クランプ23等の磁気ディス
ク基板用保持部材(以下、単に保持部材という)を、上記
磁気ディスク基板6との熱膨張差が小さく、温度変化に
よる変形や経時劣化が殆どなく、高精度に加工すること
が可能なフォルステライトを主成分とするセラミック焼
結体により形成することが提案されている。
【０００４】また、磁気ディスク基板6には静電気が発
生することがあり、この静電気によって磁気ディスク基
板6に記録されている情報が破壊される恐れがあること
から、上記フォルステライトを主成分とするセラミック
焼結体に酸化鉄を添加して半導電性を持たせ、磁気ディ
スク基板6に帯電した電荷を逃がし、記録情報が破壊さ
れるのを防止することが開示されている (特開平09-027
177号公報、特開平09-044969号公報、特開平07-098912
号公報参照)。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、セラミック
焼結体からなる保持部材を、磁気ヘッド8と磁気ディス
ク基板6との距離が０．１μm以下の磁気ディスク装置に
組み込んで使用すると、磁気ヘッド8と磁気ディスク基
板6との間に異物が噛み込んだり、磁気ヘッド8により異
物が磁気ディスク基板6に押し付けられ、磁気ヘッド8や
磁気ディスク基板6上の記録層を破壊し、情報の書き込
みや読み取りができなくなるといった課題があった。
【０００６】即ち、保持部材を形成するセラミック焼結
体は、セラミック原料を焼き固めた多結晶体であり、そ
の表面には多数のボイドが存在するとともに、所定形状
とするために研削加工が施されたセラミック焼結体の表
面には研削傷が形成されるのであるが、保持部材の製作
時に発生した研削粉や研磨粉あるいは脱粒粉等の異物が
保持部材表面のボイド中や研削傷中に入り込んでおり、
これらの異物が磁気ディスク装置の駆動時における振動
等によってボイドや研削傷からこぼれ落ち、磁気ディス
ク基板6上に落ちた異物が磁気ヘッド8により押し付けら
れたり、磁気ヘッド8との間に噛み込むことにより発生
していた。
【０００７】そこで、研削加工や研磨加工により所定の
寸法形状となるように形成された保持部材のボイドや研
削傷上に入り込んでいる研削粉、研磨粉、脱粒粉等の異
物を除去するため、紫外線やオゾンによる洗浄、界面活
性剤を使用した洗浄、バブル洗浄、超音波洗浄等のさま
ざま洗浄処理が行われているが、いずれの洗浄方法を用
いたとしても保持部材表面のボイドや研削傷上に入り込
んでいる異物までは除去することが難しく、前述した問
題は未だ解決されていなかった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、磁気ディスク基板を保持する保持部材を、２
ＭｇＯ・ＳｉＯ2を主結晶層とし、副結晶層としてＭｇ
Ｆｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3の少なくとも１種の結晶
を有するセラミック焼結体により形成するとともに、そ
の内部断面のＸ線回折におけるＭｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ
3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相が混在する２θ＝３５〜３６゜
付近のピーク強度を１００としたとき、Ｆｅ 2Ｏ3の結晶
相２θ＝３３゜付近のピーク強度が１未満であるととも
に、上記セラミック焼結体外表面のＸ線回折におけるＭ
ｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相が混在する２
θ＝３５〜３６゜付近のピーク強度を１００としたと
き、Ｆｅ 2Ｏ3の結晶相２θ＝３３゜付近のピーク強度が
１〜３０の範囲にあることを特徴とする。
【０００９】また、本発明は磁気ディスク基板用保持部
材を形成するセラミック焼結体の表面抵抗が１０4〜１
０7Ω・ｃｍ、上記セラミック焼結体の熱膨張係数が１
０×１０-6／℃以下であることを特徴とする。
【００１０】さらに、上記磁気ディスク基板用保持部材
を製作するにあたり、主成分であるフォルステライトに
対して副成分として酸化鉄を添加したセラミック原料を
所定形状に成形、焼成して、２ＭｇＯ・ＳｉＯ2を主結
晶層とし、副結晶層としてＭｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆ
ｅ2Ｏ3の少なくとも１種の結晶を有するセラミック焼結
体を製作した後、研削加工を施して保持部材の形状に仕
上げ、しかる後、大気雰囲気中にて４００〜９００℃の
温度範囲で熱処理を施すようにしたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図1は本発明に係る磁気ディスク基板用保持
部材の一例であるスペーサを示す図で、(a)はその斜視
図、(b)は(a)のX-X線断面図である。
【００１２】このスペーサ11は、２ＭｇＯ・ＳｉＯ2を
主結晶層とし、副結晶層としてＭｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ
3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3の少なくとも１種の結晶を有するセラミ
ック焼結体から成るリング状体12で、内外の各エッジに
はC面形状の面取り部12bを形成してあり、リング状体12
の上下面をそれぞれ磁気ディスク基板と接する当接面12
aとしてある。
【００１３】リング状体12の寸法は凡そ外径１０〜３５
mm、内径６〜２６mm、厚み０．５〜６．０mm程度で、磁
気ディスク基板と接する当接面12aは、それぞれ平坦度3
μm以下、算術平均粗さ(Ra)2.0μm以下の平坦でかつ平
滑な面としてある。
【００１４】また、リング状体12を形成するセラミック
焼結体は、その内部断面のＸ線回折におけるＭｇＦｅ2
Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相が混在する２θ＝３
５〜３６゜付近のピーク強度を１００としたとき、Ｆｅ
2Ｏ3の結晶相２θ＝３３゜付近のピーク強度が１未満で
あるとともに、上記セラミック焼結体外表面のＸ線回折
におけるＭｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相が
混在する２θ＝３５〜３６゜付近のピーク強度を１００
としたとき、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相２θ＝３３゜付近のピー
ク強度が１〜３０の範囲となるようにしてあり、スペー
サ11の外表面を形成するセラミック焼結体表面に存在す
るボイドや研削傷中には、研削粉、研磨粉、脱粒粉等の
異物が殆ど入り込んでいないものである。
【００１５】また、シムについては図示していないが、
スペーサ11より厚みが薄いだけで他の部分はスペーサ11
と同じであるため、ここでは説明を省略する。
【００１６】図2は、本発明に係る磁気ディスク用基板
保持部材の他の例であるクランプを示す図で、(a)はそ
の斜視図、(b)は(a)のY-Y線断面図である。このクラン
プ14は、２ＭｇＯ・ＳｉＯ2を主結晶層とし、副結晶層
としてＭｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3の少なくとも
１種の結晶を有するセラミック焼結体から成る円盤状体
15で、円盤状体15の下面には、ハブが嵌合される凹部15
cを有し、各エッジ部にはC面形状の面取り部15bを形成
してあり、円盤状体15の下面を磁気ディスク基板又はシ
ムと接する当接面15aとしてある。なお、16は円盤状体1
5の上面から凹部15cの底面まで貫通するネジ穴である。
【００１７】円盤状体15の寸法は凡そ外径１０〜３５m
m、内径６〜２６mm、厚み０．５〜６．０mm、凹部深さ
０．３〜１０mm程度で、磁気ディスク基板又はシムと接
する当接面15aは、平坦度３μm以下、算術平均粗さ(Ra)
２．０μm以下の平坦でかつ平滑な面としてある。
【００１８】また、円盤状体15を形成するセラミック焼
結体は、その内部断面のＸ線回折におけるＭｇＦｅ
2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相が混在する２θ＝３
５〜３６゜付近のピーク強度を１００としたとき、Ｆｅ
2Ｏ3の結晶相２θ＝３３゜付近のピーク強度が１未満で
あるとともに、上記セラミック焼結体外表面のＸ線回折
におけるＭｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相が
混在する２θ＝３５〜３６゜付近のピーク強度を１００
としたとき、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相２θ＝３３゜付近のピー
ク強度が１〜３０の範囲となるようにしてあり、クラン
プ14の外表面を形成するセラミック焼結体表面に存在す
るボイドや研削傷中には、研削粉、研磨粉、脱粒粉等の
異物が殆ど入り込んでいないものである。
【００１９】次に、これらのスペーサ11とクランプ14を
用いて複数の磁気ディスク基板を固定、保持した磁気デ
ィスク装置を図3に説明する。なお、従来例と同一部分
については同一符号で示す。
【００２０】この磁気ディスク装置は、回転軸4に結合
された金属製のハブ5のフランジ部5aに、ガラスやセラ
ミックスからなる複数の磁気ディスク基板6と、図1に示
すスペーサ11とを交互に挿入し、最上部の磁気ディスク
基板6上にスペーサ11を載せた後、図2に示すクランプ14
にて押さえ付け、クランプ14をハブ5にネジ7で締め付け
ることにより複数の磁気ディスク基板6を所定の一定間
隔に固定、保待してある。
【００２１】そして、不図示の駆動手段によって回転軸
4と一体化されたハブ5を回転させることにより磁気ディ
スク基板6を回転させ、この状態で磁気ディスク基板6上
を微小距離隔てて磁気ヘッド8を移動させることによ
り、磁気ディスク基板6の所定位置に情報を書き込んだ
り、所定位置から情報を読み読み取るようになってい
る。
【００２２】なお、図3の磁気ディスク装置10では、シ
ムを用いていないが、シムを用いる場合には、最上部の
磁気ディスク基板6とクランプ14との間に用いれば良
く、また、最上部の磁気ディスク基板6上にスペーサ11
やシムを介在させず、クランプ14により直接押さえ付け
るようにしても良い。さらに、ハブ5のフランジ部5aと
最下部の磁気ディスク基板6との間に介在させたスペー
サ11を取り除き、フランジ部5aと磁気ディスク基板6と
を直接当接させるようにしても良い。
【００２３】そして、本発明によれば、磁気ディスク基
板6を保持するスペーサ(シムを含む)11、クランプ14等
の磁気ディスク基板用保持部材を、２ＭｇＯ・ＳｉＯ2
を主結晶層として含むセラミック焼結体により形成した
ことから、ガラスやセラミックスからなる複数の磁気デ
ィスク基板6との熱膨張差を近似させることができると
ともに、温度変化による変形や経時劣化が殆どなく、高
精度に加工することが可能で、歪みを生じることなく磁
気ディスク基板6を保持することができる。その為、磁
気ヘッド8がクラッシュすることを防止し、情報の書き
込みや読み取りを安定して行うことができるため、信頼
性の高い磁気ディスク装置を提供することができる。
【００２４】また、保持部材を形成するセラミック焼結
体中には、副成分としてＭｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ
2Ｏ3の結晶相のいずれか一種以上を含有させ、導電性又
は半導電性を持たせてあることから、磁気ディスク基板
6上に静電気が発生し、電荷が帯電したとしても磁気デ
ィスク基板用保持部材を介してハブ5へ逃がし、磁気デ
ィスク基板6に電荷が帯電することを防止することがで
きる。なお、このような効果を効果的に達成するために
は体積固有抵抗値が１０4〜１０7Ω・cmであるものを用
いることが好ましく、このような範囲であれば十分な静
電除去効果が得られ、記録情報の破損防止に対する信頼
性を高めることができる。
【００２５】さらに、本発明の磁気ディスク基板用保持
部材は、保持部材を形成するセラミック焼結体の内部断
面のＸ線回折におけるＭｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2
Ｏ3の結晶相が混在する２θ＝３５〜３６゜付近のピー
ク強度を１００としたとき、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相２θ＝３
３゜付近のピーク強度が１未満であるとともに、保持部
材を形成するセラミック焼結体の外表面のＸ線回折にお
けるＭｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ 3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相が混在
する２θ＝３５〜３６゜付近のピーク強度を１００とし
たとき、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相２θ＝３３゜付近のピーク強
度が１〜３０としたことを特徴とする。
【００２６】即ち、セラミック焼結体はセラミック原料
を焼き固めた多結晶体であり、その表面には多数のボイ
ドが存在するとともに、所定形状とするために研削加工
や研磨加工が施されたセラミック焼結体の外表面には研
削傷が形成されており、保持部材の製作時に発生した研
削粉や研磨粉あるいは脱粒粉等の異物は、保持部材表面
のボイドや研削傷中に入り込んでいるため、洗浄作業を
行うことで異物を除去しようとするのであるが、表面上
に付着する異物はある程度除去することができても、ボ
イドや研削傷中に入り込んだ異物までは除去することが
できなかった。
【００２７】図５（ａ）（ｂ）に、主成分がフォルステ
ライトからなるセラミック焼結体を超音波洗浄した後の
表面状態を拡大したSEM(Scanning Electron Microscop
y)写真を示すように、ボイドＰ中に１〜５μm程度の粒
状の異物Sが多数入り込んでいることが判る。そして、
このようにボイドP中に異物Sが入り込んだ保持部材を磁
気ディスク装置に組み込んで使用すると、振動等によっ
てボイドP中の異物Sがこぼれ落ち、磁気ヘッド8や磁気
ディスク基板6上の磁性膜を破損させる原因となってい
た。
【００２８】そこで、本件発明者らは、保持部材を形成
するセラミック焼結体の外表面のボイドや研削傷中に入
り込んでいる異物を取り除くため、鋭意研究を重ねたと
ころ、熱処理を加えてセラミック焼結体の表面状態を改
質し、ボイドや研削傷中の異物がこぼれ落ち難くできな
いかを検討した。しかしながら、セラミック焼結体の表
面状態を大きく改質する程度まで加熱すると、保持部材
の寸法精度が劣化し易くなり、実用的ではなかった。
【００２９】ところが、セラミック焼結体の表面状態を
大きく改質する手前の温度で熱処理したところ、保持部
材の寸法精度を劣化させることなく、図４（ａ）（ｂ）
に示すように、ボイドＰ中に入り込んでいた１〜５μm
程度の粒状の異物Sを取り除くことができることを知見
した。
【００３０】しかも、研削加工や研磨加工が施されたセ
ラミック焼成体の外表面には微細なクラックが存在し、
衝撃が与えられるとこのクラックが進展してパーティク
ルの原因となる結晶粒の脱落を招く恐れがあるが、セラ
ミック焼結体の表面状態を大きく改質する手前の温度で
熱処理したところ、上記クラックを修復して小さくでき
ることを知見した。
【００３１】図７に、熱処理後のセラミック焼結体の表
面状態拡大したSEM(Scanning Electron Microscopy)写
真を、図８に、熱処理前のセラミック焼結体の表面状態
拡大したSEM(Scanning Electron Microscopy)写真をそ
れぞれ示すように、熱処理前に形成されていたクラック
の長さを熱処理後では大幅に短くできることが判る。こ
れは、熱処理によってセラミック焼結体中に含有するＦ
ｅ3Ｏ4が、密度が高く、構造的に安定したＦｅ2Ｏ3に価
数変化することで、Ｆｅ2Ｏ3の結晶内のクラックが修復
されたものと思われる。
【００３２】そして、本件発明者らは、このような効果
を得るための条件について研究したところ、セラミック
焼結体の外表面に存在するＦｅ2Ｏ3量を見ることで判断
できることを見出した。
【００３３】即ち、熱処理前のセラミック焼結体の内外
のＸ線回折におけるＭｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3
の結晶相が混在する２θ＝３５〜３６゜付近のピーク強
度を１００としたとき、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相２θ＝３３゜
付近のピーク強度は１未満であるが、セラミック焼結体
の表面状態を大きく改質する手前の温度で熱処理したと
ころ、セラミック焼結体の外表面に存在するＦｅ2Ｏ3量
が多くなっており、特に、セラミック焼結体外表面のＸ
線回折におけるＭｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ 2Ｏ3の結
晶相が混在する２θ＝３５〜３６゜付近のピーク強度を
１００としたとき、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相２θ＝３３゜付近
のピーク強度を１〜３０とする程度に熱処理を与えれば
良いことを見出した、本発明に至った。
【００３４】ここで、セラミック焼結体外表面のＸ線回
折におけるＭｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相
が混在する２θ＝３５〜３６゜付近のピーク強度を１０
０としたとき、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相２θ＝３３゜付近のピ
ーク強度を１〜３０としたのは、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相２θ
＝３３゜付近のピーク強度が１未満となると、クラック
の修復効果や、ボイドＰ又は研削傷中の異物Sを十分に
取り除く効果が得られないからであり、逆にＦｅ2Ｏ3の
結晶相２θ＝３３゜付近のピーク強度が３０を超える
と、保持部材の寸法精度を保つことができなくなるから
である。
【００３５】なお、熱処理を与えてもセラミック焼結体
の内部は、Ｘ線回折におけるＭｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、
Ｆｅ2Ｏ3の結晶相が混在する２θ＝３５〜３６゜付近の
ピーク強度を１００としたとき、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相２θ
＝３３゜付近のピーク強度は１未満のままであった。
【００３６】かくして、保持部材を形成するセラミック
焼結体の内部断面のＸ線回折におけるＭｇＦｅ2Ｏ4、Ｆ
ｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相が混在する２θ＝３５〜３６
゜付近のピーク強度を１００としたとき、Ｆｅ2Ｏ3の結
晶相２θ＝３３゜付近のピーク強度を１未満とするとと
もに、保持部材を形成するセラミック焼結体の外表面の
Ｘ線回折におけるＭｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3の
結晶相が混在する２θ＝３５〜３６゜付近のピーク強度
を１００としたとき、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相２θ＝３３゜付
近のピーク強度を１〜３０とすることにより、保持部材
の寸法精度を損なうことなく、ボイドＰや研削傷中に入
り込んでいた異物Ｓを除去できるとともに、研削加工や
研磨加工によって発生した微細なクラックを修復してセ
ラミック焼結体からの脱粒を抑えることができるため、
異物Ｓが磁気ヘッド８と磁気ディスク基板６との間に噛
み込むことによる磁気ヘッド８や磁気ディスク基板６の
破損を効果的に防止することができる。
【００３７】次に、本発明の磁気ディスク基板用保持部
材の製造方法について説明する。
【００３８】まず、出発原料として、主成分となるフォ
ルステライト粉末に対し、導電成分となる酸化鉄を添加
し、さらにバインダーを添加して混練乾燥し、造粒粉を
製作する。ここで、導電成分として酸化鉄を用いるの
は、フォルステライトに対して比較的均一に分散し易
く、セラミック焼結体とした時の体積固有抵抗値のバラ
ツキが小さくすることができ、さらには安価に入手する
ことができるからである。なお、必要に応じてフォルス
テライトに対して通常使用される焼結助剤を加えても構
わない。
【００３９】次に、造粒粉を所定形状の型内に充填し、
一軸加圧成形法により所定形状に成形する。この時、必
要に応じて切削加工を施しても構わない。
【００４０】次いで、得られた成形体を１２００〜１５
００℃の大気雰囲気中にて焼成し、セラミック焼結体を
得た後、研削加工や研磨加工を施して所定の形状及び表
面状態とし、しかる後、大気雰囲気にて熱処理を加える
のであるが、この時、熱処理温度は４００℃〜９００℃
とすることが好ましい。
【００４１】なぜなら、熱処理温度が４００℃より低い
と、セラミック焼結体の外表面に導電成分の凝集部Qが
できず、セラミック焼結体外表面のＸ線回折におけるＭ
ｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相が混在する２
θ＝３５〜３６゜付近のピーク強度を１００としたと
き、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相２θ＝３３゜付近のピーク強度が
１未満となり、熱処理をすることによる効果が得られな
いため、クラックの修復効果や、ボイドＰ又は研削傷中
の異物Sを十分に取り除く効果が得られないからであ
り、逆に、熱処理温度が９００℃を超えると、セラミッ
ク焼結体外表面の改質が激しく、保持部材に要求される
寸法精度を維持することができなくなるからである。
【００４２】このような条件にて熱処理を施した後、純
水による水洗い洗浄、界面活性剤を使用した洗浄、紫外
線やオゾンによる洗浄、超音波洗浄等を施すことで、本
発明の磁気ディスク基板用保持部材を得ることができ
る。
【００４３】そして、上記範囲内で熱処理を施すことに
より、微細なクラックからの脱粒を防止することがで
き、これまで洗浄作業だけでは取り除くことができなか
ったセラミック焼結体のボイドや研削傷中に入り込んで
いる異物をほぼ完全に除去することができ、品質、信頼
性の高い磁気ディスク基板用保持部材を提供することが
できる。
【００４４】なお、セラミック焼結体の軟化点及び転移
点はTG-DATA測定によって求めることができる。
【００４５】
【実施例】ここで、鉄を酸化鉄(Ｆｅ2Ｏ3)換算で３５重
量%添加したフォルステライト質のセラミック焼結体の
セラミック焼結体を用意し、このセラミック焼結体を外
径３０mm、内径２５mm、厚み３ｍmのリング状に研削加
工するとともに、その上下面に研磨加工を施して磁気デ
ィスク基板との当接面を形成することによりスペーサを
製作した。なお、スペーサ外周の真円度は３μm以内、
磁気ディスク基板との当接面の表面粗さを算術平均粗さ
(Ra)で０．１μm、平面度０．２〜０．４μmとした。
【００４６】この後、実験用試料として、上記スペーサ
に超音波洗浄のみを行ったものと、超音波洗浄を行った
後、熱処理を加えたものをそれぞれ準備した。また、熱
処理時には熱処理温度を異ならせたものも用意した。
【００４７】そして、得られた各試料の側面を走査電子
顕微鏡にて、加速電圧１５kV〜３０kV、高真空下、TILT
０゜、二次電子検出器で検出した条件(倍率１０００)で
撮影し、そのSEM写真のセラミック焼結体の表面に凝集
部があるか否かを確認した。また、Ｘ線回折にてその表
面の結晶構造の変化を調べ、更にマルチメーターにて体
積固有抵抗を測定した。
【００４８】さらに、熱処理後における当接面の平面度
が３μｍ以下で、熱処理前の平面度に対して０．１μｍ
以内、熱処理後における当接面の真円度が熱処理前の真
円度に対して５μｍ以内であったものを寸法変化なしと
判断し、それ以外のものは寸法変化があり、使用不可と
評価した。
【００４９】次に、各試料を２００ccの水中に別々に浸
漬させ、超音波振動を一定時間加えた後に発生する単位
容積当たりのパーティクル(径が２μm以上のもの)の個
数を液中パーティクルカウンターにて測定し、従来品を
基準とした時に比率で算出した。
【００５０】上記フォルステライト質のセラミック焼結
体からなるものの実験結果は表1に示す通りである。
【００５１】
【表１】
【００５２】この結果、熱処理を加え、セラミック焼結
体の表面にＦｅ2Ｏ3を生成したＮｏ．４〜９の試料に
て、セラミック焼結体外表面のＸ線回折におけるＭｇＦ
ｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相が混在する２θ＝
３５〜３６゜付近のピーク強度を１００としたとき、Ｆ
ｅ2Ｏ3の結晶相２θ＝３３゜付近のピーク強度が１〜３
０の範囲となり、セラミック焼結体のボイド又は研削傷
中に入り込んでいる研削粉、研磨粉、脱粒粉等の異物を
取り除くことができ、従来品と比較して３０%以上パー
ティクルの発生数を低減することができた。ただし、セ
ラミック焼結体の表面にＦｅ2Ｏ3を生成していないＮ
ｏ．１〜３は、セラミック焼結体外表面のＸ線回折にお
けるＭｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相が混在
する２θ＝３５〜３６゜付近のピーク強度を１００とし
たとき、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相２θ＝３３゜付近のピーク強
度が０で、パーティクルの発生数を従来品に較べ３０%
以上低減することができなかった。また、熱処理温度が
１０００℃のＮｏ．１０については、熱処理後における
当接面の平面度が熱処理前の平面度に対して０．１μm
以上、熱処理後における当接面の真円度が熱処理前の真
円度に対して５μm以上となり、熱処理前の寸法精度を
維持することが難しかった。
【００５３】このことから、熱処理温度は４００℃〜９
００とすることが良く、このような範囲で熱処理するこ
とにより、スペーサの寸法精度を大きく損なうことな
く、セラミック焼結体中の表面にＦｅ2Ｏ3を生成するこ
とができ、微細なクラックからの脱粒を防止することが
でき、ボイド又は研削傷中に含まれている異物を大幅に
除去することができることが判る。
【００５４】次に、表1の試料No．６のスペーサを、ガ
ラス製磁気ディスク基板を保持するのに用いて磁気ディ
スク装置を構成し、1万rpmの速度で１０００時間高速回
転させた後の磁気ディスク基板上に付着する２μm以上
のパーティクルを観察したが、いずれのスペーサもパー
ティクルは全く見られず、信頼性の高いスペーサを提供
できることが判った。
【００５５】また、本実施例結果より、導電成分として
酸化鉄を加えたことにより、セラミック焼結体の抵抗値
を１０4〜１０7Ω・ｃｍとできることが判る。
【００５６】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、磁気デ
ィスク基板用保持部材を２ＭｇＯ・ＳｉＯ2を主結晶層
とし、副結晶層としてＭｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2
Ｏ3の少なくとも１種の結晶を有する焼結体から成る磁
気ディスク基板を保持する保持部材において、その内部
断面のＸ線回折におけるＭｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ
2Ｏ3の結晶相が混在する２θ＝３５〜３６゜付近のピー
ク強度を１００としたとき、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相２θ＝３
３゜付近のピーク強度が１未満であるとともに、上記セ
ラミック焼結体外表面のＸ線回折におけるＭｇＦｅ
2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ 2Ｏ3の結晶相が混在する２θ＝３
５〜３６゜付近のピーク強度を１００としたとき、Ｆｅ
2Ｏ3の結晶相２θ＝３３゜付近のピーク強度が１〜３０
となるようにしたことによって、高精度に仕上げること
ができるとともに、温度変化による変形や経時劣化が殆
どなく、セラミック焼結体表面のボイド又は研削傷中に
は、研削粉、研磨粉、脱粒粉等の異物が殆ど入り込んで
いないため、振動等が加わったとしても異物がこぼれ落
ちることがないというように、信頼性の高い保持部材を
提供することができる。しかも、上記セラミック焼結体
中には導電成分を含有させ、導電性又は半導電性を持た
せることができるため、静電気除去効果を持たせること
もできる。
【００５７】その為、本発明の磁気ディスク基板用保持
部材を磁気ディスク装置に用いれば、磁気ディスク基板
を歪ませたりすることなく精度良く保持することがで
き、このような状態を温度変化に関係なく維持すること
ができるため、磁気ヘッドがハードクラッシュすること
を防止することができるとともに、磁気ディスク基板が
帯電したとしても保持部材を介して逃がすことができる
ため、情報の書き込みや読み取りを安定して行うことが
できるため、信頼性の高い磁気ディスク装置を提供する
ことができる。
【００５８】また、上記磁気ディスク基板用保持部材を
製作するにあたり、フォルステライト原料に酸化鉄を添
加したセラミック原料を所定形状に成形、焼成して、２
ＭｇＯ・ＳｉＯ2を主結晶層とし、副結晶層としてＭｇ
Ｆｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ 3の少なくとも１種の結晶
を有するセラミック焼結体を製作した後、研削加工を施
して保持部材の形状に仕上げ、しかる後、大気雰囲気中
にて４００〜９００℃の温度範囲で熱処理を施すように
したことから、保持部材表面に形成された研削傷を修復
し、欠けや割れを発生を抑えることができるとともに、
保持部材表面のボイドや研削傷中に入り込んでいた研削
粉、研磨粉、脱粒粉等の異物を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気ディスク基板用保持部材の一
例であるスペーサを示す図で、（ａ）はその斜視図、
（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【図２】本発明に係る磁気ディスク基板用保持部材の他
の例であるクランプを示す図で、（ａ）はその斜視図、
（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。
【図３】本発明に係る磁気ディスク装置の例を示す概略
図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は本発明に係る磁気ディスク基板
用保持部材の表面状態を示すSEM写臭である。
【図５】（ａ）（ｂ）は従来の磁気ディスク基板用保持
部材の表面状態を示すSEM写莫である。
【図６】従来の磁気ディスク装置を示す概略図である。
【図７】本発明に係る磁気ディスク基板用保持部材の表
面状態を示すＳＥＭ写真である。
【図８】熱処理前の本発明に係る磁気ディスク基板用保
持部材の表面状態を示すＳＥＭ写真である。
【符号の説明】
11,21:スペーサ12:リング状体12a:当接面12b:面取り部 13,23:シム14,24:クランプ15:円盤15a:当接面 15b:面取り部15c:凹部4:回転軸5:ハブ5a:フランジ部 6:磁気ディスク基板7:ネジ8:磁気ヘッド P:ボイドS:異物Q:凝集部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】磁気ディスク基板を保持する保持部材を、
    ２ＭｇＯ・ＳｉＯ2を主結晶層とし、副結晶層としてＭ
    ｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3の少なくとも１種の結
    晶を有するセラミック焼結体により形成するとともに、
    その内部断面のＸ線回折におけるＭｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ3
    Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相が混在する２θ＝３５〜３６゜
    付近のピーク強度を１００としたとき、Ｆｅ2Ｏ3の結晶
    相２θ＝３３゜付近のピーク強度が１未満であるととも
    に、上記セラミック焼結体外表面のＸ線回折におけるＭ
    ｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相が混在する２
    θ＝３５〜３６゜付近のピーク強度を１００としたと
    き、Ｆｅ2Ｏ3の結晶相２θ＝３３゜付近のピーク強度が
    １〜３０の範囲にあることを特徴とする磁気ディスク基
    板用保持部材。
  2. 【請求項２】上記磁気ディスク基板用保持部材を形成す
    るセラミック焼結体の表面抵抗が１０4〜１０7Ω・ｃ
    ｍ、上記セラミック焼結体の熱膨張係数が１０×１０-6
    ／℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の磁気
    ディスク基板用保持部材。
  3. 【請求項３】主成分であるフォルステライトに対して副
    成分として酸化鉄を添加したセラミック原料を所定形状
    に成形、焼成して、２ＭｇＯ・ＳｉＯ2を主結晶層と
    し、副結晶層としてＭｇＦｅ2Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3
    の少なくとも１種の結晶を有するセラミック焼結体を製
    作した後、研削加工を施して保持部材の形状に仕上げ、
    しかる後、大気雰囲気中にて４００〜９００℃の温度範
    囲で熱処理を施すようにしたことを特徴とする磁気ディ
    スク基板用保持部材の製造方法。
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