JP2006043842A - 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の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 磁気ディスク用ガラス基板の中心部の円孔を小径化しても、この円孔の内周端面部分、特に、その面取面を簡易かつ良好に研磨できる方法を提供し、安定した品質の磁気ディスク用ガラス基板を廉価に大量に提供できるようにするとともに、磁気ディスクにおけるサーマルアスペリティ障害やヘッドクラッシュを防止し、磁気ディスクにおける情報記録面密度の高密度化に資する。
【解決手段】 磁気ディスク用ガラス基板２の内周側の端面部分に、母粒子の表面に複数の研磨砥粒を有してなる遊離砥粒を含有する研磨液を供給し、この内周側の端面部分と、研磨ブラシ３、研磨パッド、または、研磨テープとを相対的に移動させることにより、内周側の端面部分を鏡面研磨する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの情報記録装置における記録媒体となる磁気ディスクに使用される磁気ディスク用ガラス基板の製造方法に関し、特に、磁気ディスク用ガラス基板の端面部分を好適に研磨できる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法に関する。

また、本発明は、前述の磁気ディスク用ガラス基板を用いて製造される磁気ディスクの製造方法に関する。

近年、情報化社会の高度化に伴って種々の情報処理装置が提案されており、また、これら情報処理装置において使用されるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの情報記録装置が提案されている。そして、このような情報記録装置においては、情報処理装置の小型化、高性能化のために、情報記録容量の大量化、記録密度の高密度化が求められている。

ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）において、情報記録密度を高密度化するためには、いわゆるスペーシングロスを低減させる必要があり、記録媒体となる磁気ディスクに対して記録再生を行なう磁気ヘッドの浮上量（グライド・ハイト）を少なくする必要がある。ところが、記録再生時には、磁気ディスクが高速回転されるため、磁気ヘッドの浮上量を少なくすると、磁気ヘッドが磁気ディスクの表面に接触し、破壊（クラッシュ）されてしまう虞れが大きくなる。このような磁気ヘッドの破壊を防止するためには、磁気ディスクの表面を、極めて平滑な面として仕上げておく必要がある。

このような磁気ディスクの表面の平滑性を実現するため、磁気ディスク用基板としては、従来広く用いられていた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いる。ガラス基板は、アルミニウム基板に比較して、表面の平坦性及び基板強度において優れているからである。なお、このようなガラス基板としては、基板強度を上げるために、化学強化されたガラス基板や、結晶化によって基板強度を上げた結晶化ガラス基板が用いられている。

しかしながら、磁気ディスク用基板の表面の平滑性が確保されても、さらに、磁気ディスク用基板の表面を異物の無い高清浄化された面としておく必要がある。磁気ディスク用基板の表面に異物が付着していると、この基板の表面上に形成される磁性薄膜の膜欠陥の原因となったり、磁性薄膜表面に凸部が生ずる原因となって、磁気ヘッドの適正な浮上量が得られなくなるという問題が招来されるからである。

また、磁気ヘッドとしては、記録再生時の信号強度を向上させるために、近年においては、従来広く用いられていた薄膜ヘッドに代えて、磁気抵抗効果型素子（ＭＲ素子）を用いた磁気抵抗型ヘッド（ＭＲヘッド）や大型磁気抵抗型ヘッド（ＧＭＲヘッド）が広く用いられるようになってきている。

このような磁気抵抗効果型素子を用いた磁気抵抗型ヘッドにおいては、磁気ディスクの表面に微小な凹凸があると、サーマルアスペリティ（Thermal Asperity）障害を生じ、再生に誤動作を生じたり、再生が不可能になる虞れがある。このサーマルアスペリティ障害の原因は、ガラス基板上の異物によって磁気ディスクの表面に形成された凸部が磁気ディスクの高速回転により磁気抵抗型ヘッドの近傍の空気の断熱圧縮及び断熱膨張を発生させ、磁気抵抗型ヘッドが発熱して磁気抵抗効果型素子の抵抗値が変動し、電磁変換が悪影響を受けることである。すなわち、このようなサーマルアスペリティ障害は、磁気ヘッドが磁気ディスクに接触しない場合においても発生し得る。

したがって、このようなサーマルアスペリティ障害を防止するためにも、磁気ディスクの表面は、極めて平滑で、かつ、異物の無い高清浄化された面に仕上げておく必要がある。

磁気ディスクの表面に異物が付着する原因としては、磁気ディスクの表面形状のみならず、磁気ディスク用基板の端面部分の表面形状が考えられる。すなわち、磁気ディスク用基板の端面部分の表面形状が平滑でないと、この端面部分が樹脂製ケースの壁面などを擦過し、この擦過によって樹脂やガラスの塵挨（パーティクル）が発生する。そして、このような塵挨や雰囲気中の塵挨は、磁気ディスク用基板の端面部分に捕捉され蓄積されてしまう。磁気ディスク用基板の端面部分に蓄積された塵挨は、後工程において、あるいは、ハードディスクドライブに搭載した後において、発塵源となり、磁気ディスク用基板の表面に異物が付着する原因となっているものと推定される。特に、磁気ディスク用基板の内周側の端面部分は、外周側の端面部分に比較して表面形状が粗いので、塵挨を補足しやすく、磁気ディスク用基板の表面の高清浄化の障害になっているものと考えられる。

本件出願人は、先に、このような磁気ディスク用基板の端面部分の表面形状に起因する障害を抑制する目的を以て、円板状の磁気ディスク用基板の端面部分に回転させた研磨ブラシ、または、研磨パッドを接触させて、磁気ディスク用基板の端面部分を研磨する方法を提案している。

一方、特許文献１には、加工物を鏡面加工する方法として、母粒子の表面に子粒子を融合させたメカノフュージョン研磨剤を用いて研磨する方法が記載されている。

また、特許文献２には、有機粒子と無機粒子とが熱接着された研磨粒子を含むスラリーを用いて、加工物を研磨する方法が記載されている。

特開平１１−２６７９５９号公報 特開２００２−３０２７１公報

ところで、近年において、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の磁気ディスクにおいては、１平方インチ当たり６０ギガビット（６０Ｇbit／inch^２）以上の情報記録面密度が実現できるようになってきている。

このような高い情報記録面密度が実現可能となったことにより、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）は、情報記録容量あたりの小型化が可能となった。したがって、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の用途は、従来のコンピュータ装置（パーソナルコンピュータやサーバ）への搭載という用途のみならず、カーナビゲーションシステム（Car Navigation System）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance：携帯情報端末）、携帯電話など、車載用器機や携帯用器機への搭載という、いわゆるモバイル用途に拡大しようとしている。

これら車載用器機や携帯用器機への搭載という用途においては、従来の用途と異なり、携帯（持運び）され、あるいは、車載環境で用いられるので、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の筐体が小型化、軽量化され、磁気ディスクのサイズ（外径）も小径化されることとなる。

磁気ディスクのサイズの小径化を図った場合、磁気ディスク用ガラス基板の中心部の円孔の内径も縮径する必要がある。また、磁気ディスクの外径については、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の筐体の縮小率に応じて設定されるのに対し、中心部の円孔の内径の縮径率については、外径の縮径率よりもさらに縮径させる必要がある場合もある。これは、可能な限り中心部の円孔の内径を縮径することにより、磁気ディスクの小径化に伴って減少してしまう記録再生用領域の面積の減少を幾分かでも緩和して記録再生用領域の面積を確保し、磁気ディスクの小径化による情報記録容量の減少を少なくするためである。

ところで、従来、磁気ディスク用ガラス基板の鏡面研磨には、酸化セリウム砥粒や、コロイダルシリカ砥粒が利用されてきた。しかし、これらの研磨砥粒では、曲面であるガラス基板の端面部分を所定の鏡面に仕上げることは困難であった。すなわち、ガラス表面の鏡面品質を向上させようとすれば、研磨時間を長大にする必要があり、廉価なガラス基板の大量供給が阻害されてしまう一方で、研磨時間を縮減しようとすれば、所望の鏡面品質が得られないというトレードオフに陥ることになるからである。特に、ディスク外径が５０ｍｍ以下、あるいは、３０ｍｍ以下、内径が７ｍｍ以下のような小型の磁気ディスクでは、前記のトレードオフが深刻なものとなった。

なぜなら、このような小型の磁気ディスクにおいては、研磨する対象が小型であるばかりか、端面部分の曲率半径も小さいので、鏡面研磨加工が難しいからである。また、このような小型の磁気ディスクの用途は、前述したように、主にモバイル用のハードディスクドライブ（ＨＤＤ）であるので、廉価、かつ、大量に提供できなければ採算が合わないという事情もあるからである。すなわち、小型化されたハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の用途については、コストダウン及び大量生産の要望が強く、磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクを廉価に大量に供給する必要がある。ここで、磁気ディスク用ガラス基板の端面部分の研磨が困難であると、大量の磁気ディスク用ガラス基板について端面部分の品質を保証することが困難となり、大量の磁気ディスクを安定して供給することが困難となるからである。

また、磁気ディスク用ガラス基板を廉価に大量に供給するには、多数枚の磁気ディスク用ガラス基板を積層させておき、これら磁気ディスク用ガラス基板の内周側の端面部分を同時に研磨することが必要となる。

しかしながら、磁気ディスク用ガラス基板の内周側の端面部分は、この端面部分の両側の稜部が面取りされ、側面と面取面とを含むものとなっている。したがって、多数枚の磁気ディスク用ガラス基板を積層させたときには、隣接する磁気ディスク用ガラス基板の面取面同士が、溝状の形状を形成することとなる。すなわち、磁気ディスク用ガラス基板の内周側の端面部分の研磨を良好に、かつ、効率よく行うには、このような、隣接する磁気ディスク用ガラス基板の面取面同士が形成する溝形状の内面部分を研磨しなければならず、従来の研磨方法によっては、このような面取面を所定の鏡面に仕上げることは困難であった。

そのため、このような中心部の円孔の内径が縮径された磁気ディスク用ガラス基板について、内周側の端面部分の研磨を良好に、かつ、効率よく行うことができる研磨方法が必要となっている。

そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、その第１の目的は、磁気ディスク用ガラス基板の中心部の円孔が小径化されても、少なくとも円孔の内周側の端面部分、特に、その面取面を簡易に鏡面状に研磨できる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供することによって、安定した品質の磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクを廉価に大量に提供することを可能とすることにある。

また、本発明の第２の目的は、磁気ディスク用ガラス基板の中心部の円孔が小径化されても、少なくとも円孔の内周側の端面部分、特に、その面取面を良好に鏡面状に研磨できる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供することによって、この磁気ディスク用ガラス基板を用いた磁気ディスクにおけるサーマルアスペリティ障害やヘッドクラッシュが防止されるようにして、磁気ディスクにおける情報記録面密度の高密度化に資することにある。

本発明者は、前記課題を解決すぺく研究を進めたところ、従来は磁気ディスク用ガラス基板の鏡面研磨に利用されていなかった特殊な研磨液を選択して利用することにより、前記課題を解決できること見出した。

すなわち、本発明者は、前述の課題を解決するために、幾多の研磨剤や研磨方法についで研究、探索したところ、後述するように、特殊な研磨液を選択して磁気ディスク用ガラス基板の鏡面研磨に応用すれば、課題解決が可能であることを発見し、本発明を完成させた。

本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、以下の構成のいずれかを備えるものである。

〔構成１〕
中心部に円孔を有するディスク状ガラス基板の端面部分を鏡面研磨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、母粒子の表面に複数の研磨砥粒を有してなる遊離砥粒を含有する研磨液をガラス基板の端面部分に供給し、ガラス基板の端面部分と、研磨ブラシ、研磨パッド、または、研磨テープとを相対的に移動させ、端面部分を鏡面研磨することを特徴とするものである。

〔構成２〕
構成１を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、遊離砥粒の母粒子は、弾性粒子であることを特徴とするものである。

〔構成３〕
構成１、または、構成２を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、遊離砥粒の母粒子は、樹脂材料からなる粒子であることを特徴とするものである。

〔構成４〕
構成１乃至構成３のいずれか一を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、遊離砥粒の研磨砥粒は、酸化セリウム砥粒であることを特徴とするものである。

〔構成５〕
構成１乃至構成４のいずれか一を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、ディスク状ガラス基板の内周端面部分を鏡面研磨することを特徴とするものである。

〔構成６〕
構成１乃至構成５のいずれか一を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、ディスク状ガラス基板の端面部分は、このディスク状ガラス基板の側面と、この側面及びディスク状ガラス基板の主面の間に設けられた面取面とを含み、少なくとも面取面を鏡面研磨することを特徴とするものである。

〔構成７〕
構成１乃至構成６のいずれか一を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、複数枚のディスク状ガラス基板を同心状に積層させておき、各ディスク状ガラス基板の端面部分を同時に鏡面研磨することを特徴とするものである。

また、本発明に係る磁気ディスクの製造方法は、以下の構成を備えるものである。

〔構成８〕
磁気ディスクの製造方法であって、構成１乃至構成７のいずれか一を有する磁気ディスク用ガラス基板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の主面部上に、少なくとも磁性層を形成することを特徴とするものである。

本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、相対的に大きな母粒子の周囲に、相対的に小さな研磨砥粒が配置された遊離砥粒を利用している。

本発明においては、小さな研磨砥粒による研磨であるので、優れた鏡面品質が得られる一方で、大きな遊離砥粒による研磨であるので、迅速な研磨が可能になる。したがって、前述したトレードオフの問題を好適に解決できるのである。

また、磁気ディスク用ガラス基板の端面部分の平滑性は、主面に要求される程の平滑性を求められない。したがって、本発明は、磁気ディスク用ガラス基板の端面部分の鏡面研磨として好適である。

なお、前記端面部分には、磁気ディスク用ガラス基板の内周端面部分及び／又は外周端面部分が含まれる。

構成１を有する本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、母粒子の表面に複数の研磨砥粒を有してなる遊離砥粒を含有する研磨液をガラス基板の端面部分に供給し、ガラス基板の端面部分と、研磨ブラシ、研磨パッド、または、研磨テープとを相対的に移動させ、端面部分を鏡面研磨することにより、研磨ブラシ、研磨パッド、または、研磨テープがガラス基板の端面部分に倣うので、この端面部分を良好に研磨することができる。

構成２を有する本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、構成１を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、遊離砥粒の母粒子は、弾性粒子であるので、研磨ブラシ、研磨パッド、または、研磨テープとガラス基板の端面部分との間で母粒子が適宜変形し、端面部分を良好に研磨することができる。

構成３を有する本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、構成１、または、構成２を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、遊離砥粒の母粒子は、樹脂材料からなる粒子であるので、母粒子の弾性を適切な状態に維持することができる。

構成４を有する本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、構成１乃至構成３のいずれか一を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、遊離砥粒の研磨砥粒は、酸化セリウム砥粒であるので、ガラスからなるガラス基板の端面部分を良好に研磨することができる。

構成５を有する本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、構成１乃至構成４のいずれか一を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、ディスク状ガラス基板の内周端面部分を鏡面研磨することにより、この内周端面部分が塵挨を補足することを防止し、磁気ディスク用基板の表面の高清浄化が阻害されないようにすることができる。

構成６を有する本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、構成１乃至構成５のいずれか一を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、ディスク状ガラス基板の端面部分は、このディスク状ガラス基板の側面と、この側面及びディスク状ガラス基板の主面の間に設けられた面取面とを含み、少なくとも面取面を鏡面研磨することにより、端面部分からの塵挨の発生や塵挨の補足を防止し、磁気ディスク用基板の表面の高清浄化が阻害されないようにすることができる。

構成７を有する本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、構成１乃至構成６のいずれか一を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、複数枚のディスク状ガラス基板を同心状に積層させておき、各ディスク状ガラス基板の端面部分を同時に鏡面研磨するので、大量のディスク状ガラス基板を効率よく製造することができる。

また、構成８を有する本発明に係る磁気ディスクの製造方法においては、構成１乃至構成７のいずれか一を有する磁気ディスク用ガラス基板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の主面部上に、少なくとも磁性層を形成するので、サーマルアスペリティ障害やヘッドクラッシュが防止され、情報記録面密度の高密度化が図られた磁気ディスクを提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法により製造される磁気ディスク用ガラス基板は、例えば、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等に搭載される磁気ディスクの基板として使用される。この磁気ディスクは、例えば、垂直磁気記録方式によって高密度の情報信号記録及び再生を行うことができる記録媒体である。

この磁気ディスク用ガラス基板は、外径１５ｍｍ乃至４８ｍｍ、内径５ｍｍ乃至１２ｍｍ、板厚０．３５ｍｍ乃至０．５ｍｍであり、例えば、「０．８インチ（inch）型磁気ディスク」（内径６ｍｍ、外径２１．６ｍｍ、板厚０．３８１ｍｍ）、「１．０インチ型磁気ディスク」（内径７ｍｍ、外径２７．４ｍｍ、板厚０．３８１ｍｍ）、「１．８インチ型磁気ディスク」（内径１２ｍｍ、外径４８ｍｍ、板厚０．５８１ｍｍ）などの所定の直径を有する磁気ディスクとして作製される。また、「２．５インチ型磁気ディスク」、「３．５インチ型磁気ディスク」など磁気ディスクとして作製されるものとしてもよい。なお、ここで、「内径」とは、基板の中心部の円孔の内径である。

なお、「１．０インチ型磁気ディスク」用の磁気ディスク用ガラス基板は、後述する円孔の内周側の端面部分を研磨する工程を実施するときには、外径が３０ｍｍ以下、中心部の円孔の内径が７ｍｍ以下、厚さが０．５０ｍｍ以下となっている。

また、「１．８インチ型磁気ディスク」用の磁気ディスク用ガラス基板は、円孔の内周側の端面部分を研磨する工程を実施するときには、外径が５０ｍｍ以下、中心部の円孔の内径が１２ｍｍ以下、厚さが０．６５ｍｍ以下となっている。

図１Ａは、本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法により製造される磁気ディスク用ガラス基板の構成を示す斜視図である。

本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、図１Ａに示すように、中心部に円孔１を有する磁気ディスク用ガラス基板２の少なくとも円孔１の内周側の端面部分を研磨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る。そして、この磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、円孔１の内周側の端面部分の研磨は、図１Ａ中矢印Ａで示すように、研磨ブラシ、研磨パッド、または、研磨テープ等の研磨具を円孔１内に略々垂直に挿入し、これら研磨ブラシの毛材の先端側部分等によって、遊離砥粒を含む研磨液を保持させ、これら研磨ブラシ等を円孔１の内周側の端面部分に対して移動させることにより、研磨液を円孔１の内周側の端面部分に対して移動させることによって行う。

図１Ｂは、前記磁気ディスク用ガラス基板２の円孔１の内周側の端面部分の形状を示す断面図である。

磁気ディスク用ガラス基板２の円孔１の内周側の端面部分は、図１Ｂに示すように、この内周側の端面部分から両側の主平面に向けて、面取面（Ｃ面）１ｂ，１ｂが形成された状態となっている。これら面取面１ｂ，１ｂの間の部分は、磁気ディスク用ガラス基板２の主平面に対して垂直面からなる側面（Ｔ面）１ａとなっている。前述の円孔１の内径とは、この側面１ａの内径のことである。

図２は、本発明において用いる研磨ブラシの構成の一例を示す側面図である。

本発明において、特に、小径化された円孔１の内周側の端面部分を研磨する場合には、図２に示すように、軸心をできるだけ細くして構成した研磨ブラシ３を用いることが望ましい。例えば、この研磨ブラシの軸心４としては、線径０．８ｍｍから２ｍｍの鉄製ワイヤ、好ましくは、防錆効果のあるＳＵＳ（ステンレス）製ワイヤからなる複数の芯線５，５を縒り合わせ互いに巻付けた構造のものを採用することができる。この研磨ブラシ３は、複数の芯線５，５の間に毛材６を挟み込んだ状態で、これら芯線５，５を互いに捻ることによって構成されている。この研磨ブラシ３においては、螺旋状となされて互いに巻付けられた複数の芯線５，５間には、多数の毛材６が挟まれており、これら毛材６は、複数の芯線５，５からなる軸心４に対して略々直交する方向に突設されている。なお、これら芯線５，５からなる軸心４の両端側には、クランプを可能とすべく、キャップ７，７が取付けられている。

この研磨ブラシ３における毛材６としては、人毛、獣毛、アラミド系繊維、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート：poly buthylene terephthalete）、ＰＰ（ポリプロピレン：polypropylene）などが挙げられるが、弾力性、湿潤下での機械的強度の低下防止、及び、耐久性の観点から、アラミド系繊維が好ましい。

そして、図２Ａ中θで示す研磨ブラシ３の軸心４のなす螺旋の進み角は、３０°乃至６０°程度であることが望ましい。研磨ブラシ３の軸心４のなす螺旋の進み角を３０°乃至６０°程度とすることにより、磁気ディスク用ガラス基板２の円孔１内に後述する研磨液を十分に引込むことができ、また、円孔１の内周端面部分に研磨ブラシ３を十分に作用させることができ、内周端面部分の真円度等の形状精度を維持しつつ、この端面部分の鏡面化を実現することができる。

また、研磨ブラシ３の外径寸法は、磁気ディスク用ガラス基板２の円孔１の内径に対して、０．５ｍｍ乃至４ｍｍの範囲、好ましくは、１ｍｍ乃至２ｍｍの範囲で大きく設定されている。研磨ブラシ３の外径寸法が円孔１の内径よりも大きいことにより、取代を得るための切込み圧力、すなわち、加工推進力が得られる。

なお、本発明においては、このような研磨ブラシ３に限らず、従来より使用されているいわゆる「チャンネルブラシ」や、研磨パッド、または、研磨テープを使用することとしてもよい。ただし、中心部の円孔の内径が１２ｍｍ以下である磁気ディスク用ガラス基板の製造においては、前述のような研磨ブラシ３を用いることが好ましい。すなわち、中心部の円孔の内径が１２ｍｍ以下である場合においては、従来の研磨ブラシや研磨パッド等を用いた研磨方法によっては、円孔の内周側の端面部分を研磨することが困難となるからである。

図３Ａは、本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において使用する研磨液に含有される遊離砥粒の構成を示す模式図である。

そして、本発明においては、磁気ディスク用ガラス基板の端面部分を研磨するための研磨液として、図３Ａに示すように、母粒子２１の表面に複数の研磨砥粒２２を有してなる遊離砥粒２３、いわゆるメカノフュージョン研磨剤を含有するものを用いる。すなわち、この研磨液は、メカノフュージョン研磨剤に、水（純水）などの液体を加えて遊離砥粒２３としたスラリーとして用いることが好ましい。この研磨液は、ガラス基板の端面部分に供給される。

本発明において、母粒子２１は、弾性粒子であるであることが望ましい。この母粒子２１は、弾性を有することが望ましく、例えば、ポリメチルメタクリレート（Polymethylmethacrylate）の如き樹脂材料からなる粒子であることが望ましい。この母粒子２１の粒径については、適宜選択することができるが、例えば、１μｍ乃至２０μｍ程度とすることが好ましい。

また、本発明において、遊離砥粒２３が有する研磨砥粒２２としては、磁気ディスク用ガラス基板に対して研磨能力を奏する研磨砥粒であれば、特に制限なく使用することができる。例えば、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）砥粒、コロイダルシリカ砥粒、アルミナ砥粒、ダイヤモンド砥粒などを挙げることができるが、なかでも、酸化セリウム研磨砥粒が好ましい。この研磨砥粒２２の粒径については、適宜選択することができるが、例えば、０．０１μｍ乃至５μｍ程度であって母粒子２１の粒径よりも小さな粒径とすることが好ましい。

図３Ｂは、前記研磨液に含有される遊離砥粒の製造方法を示す模式図である。

この遊離砥粒２３を製造するには、図３Ｂに示すように、まず、母粒子２１及び研磨砥粒２２を容器３１内に入れ、この容器３１を回転させることにより、遠心力によって、これら母粒子２１及び研磨砥粒２２を容器３１の内壁に固定させる。これら母粒子２１及び研磨砥粒２２は、容器３１の中心軸に固定されたインナーピース３２により、瞬間的に圧密される。このように圧密された母粒子２１及び研磨砥粒２２は、その後、スクレーバ３３によりかきとられる。これらの工程が高速で繰り返されることにより、圧密及び剪断作用が活用され、粒子複合化処理がなされて、メカノフュージョン現象により、母粒子２１及び研磨砥粒２２が熱接着した凝集体として遊離砥粒２３が得られる。

このようにして得られた遊離砥粒２３は、静電気的引力、または、ファンデルワース力により有機粒子と無機粒子とを一体化させた凝集体よりも、粒子間引力が強いものとなっている。この遊離砥粒２３の研磨時における荷重依存性を考えると、低荷重の場合には、母粒子２１が変形せず、研磨粒子２２の研磨対象物に対する作用は弱い。しかし、高荷重の場合には、母粒子２１が変形し、研磨粒子２２の研磨対象物に対する作用が強くなる。

そして、この遊離砥粒２３においては、母粒子２１と研磨砥粒２２とが熱接着により強く接着しているため、粒子間引力が大きく、高荷重をかけて研磨を行っても、この加重を研磨対象物に対して効率よく伝えることができる。

そして、磁気ディスク用ガラス基板は、ガラス基板であるため、鏡面研磨によって優れた平滑性を実現することができ、硬度が高く、また、剛性が高いので、耐衝撃性に優れている。特に、携帯（持運び）用、あるいは、車載用の情報器機に搭載されるハードディスクドライブに使用される磁気ディスクには、高い耐衝撃性が要求されるので、このような磁気ディスクにおいてガラス基板を用いることには有用性が高い。

ガラスは脆性材料であるが、化学強化や風冷強化などの強化処理、あるいは、結晶化の手段により、破壊強度を向上させることができる。このようなガラス基板の材料として好ましいガラスとしては、アルミノシリケートガラスを挙げることができる。アルミノシリケートガラスは、優れた平滑鏡面を実現することができるとともに、例えば、化学強化を行なうことによって、破壊強度を高めることができるからである。

アルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ_２：６２乃至７５重量％、Ａｌ_２Ｏ_３：５乃至１５重量％、Ｌｉ_２Ｏ：４乃至１０重量％、Ｎａ_２Ｏ：４乃至１２重量％、ＺｒＯ_２：５．５乃至１５重量％を主成分として含有するとともに、Ｎａ_２ＯとＺｒＯ_２との重量比が０．５乃至２．０、Ａｌ_２Ｏ_３とＺｒＯ_２との重量比が０．４乃至２．５である化学強化用ガラスが好ましい。

また、このようなガラス基板において、ＺｒＯ_２の未溶解物が原因で生じるガラス基板表面の突起をなくすためには、ＳｉＯ_２を５７乃至７４mol％、ＺｒＯ_２を０乃至２．８mol％、Ａｌ_２Ｏ_３を３乃至１５mol％、ＬｉＯ_２を７乃至１６mol％、Ｎａ_２Ｏを４乃至１４mol％含有する化学強化用ガラスを使用することが好ましい。このような組成のアルミノシリケートガラスは、化学強化することによって、抗折強度が増加し、圧縮応力層の深さも深く、ヌープ硬度にも優れている。

なお、本発明において使用するガラス基板をなす材料は、前述したものに限定されるわけではない。

また、本発明において、磁気ディスク用ガラス基板として、端面部分の両側の稜部が面取りされたものを用いることにより、破壊強度が高まるとともに、良好に研磨されることができる。端面部分の稜部が面取りされた磁気ディスク用ガラス基板においては、主表面部と側面部との間に、これら主表面部と側面部とに接して、円錐面状の面取面が形成されている。本発明についての説明においては、側面部と面取面とを合わせて、端面部分と言うこととしている。

そして、本発明においては、研磨を行なう磁気ディスク用ガラス基板の端面部分は、表面粗さが、Ｒａで０．５μｍ以下であることが好ましい。このような表面を研磨することにより、端面部分を平滑性の優れた鏡面に研磨することができる。本発明における研磨は、端面部分の表面粗さを、Ｒａで０．１μｍ以下、Ｒmaxで１μｍ以下の鏡面とするものであることが好ましい。なお、Ｒmax及びＲａの表記は、日本工業規格（ＪＩＳＢ０６０１）にしたがっている。このような鏡面が得られるように研磨することにより、この磁気ディスク用ガラス基板を用いて構成された磁気ディスクにおいて、ヘッドクラッシュやサーマルアスペリテイ障害の確実な防止を図ることができる。

次に、本発明において、磁気ディスク用ガラス基板の中心部の円孔の内周側の端面部分を研磨する手順について説明する。

図４は、本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において複数の磁気ディスク用ガラス基板について円孔の内周側の端面部分を研磨する工程を示す断面図である。

まず、図４に示すように、数十枚乃至数百枚程度の複数の磁気ディスク用ガラス基板２を同心状として積層させ、保持する。すなわち、本発明においては、円孔１の内周側の端面部分の研磨は、複数枚の磁気ディスク用ガラス基板２を同心状に積層させておき、各磁気ディスク用ガラス基板２の円孔の内周側の端面部分を同時に研磨する。

なお、各磁気ディスク用ガラス基板２は、前工程において、すでに、内外周の面取り加工等をなされている。

そして、積層された各磁気ディスク用ガラス基板２の中心部の円孔１内に十分な量の研磨液を供給する。研磨液は、これら円孔１のなす円柱状の空間内に、一端側からポンプにより圧送され、他端側から排出される。

また、積層された各磁気ディスク用ガラス基板２の中心部の円孔１内には、研磨ブラシ３が略々垂直に挿入され、この研磨ブラシ３の毛材６の先端側部分によって、遊離砥粒を含む研磨液が保持される。そして、この研磨ブラシ３を円孔内で回転させ、また、各磁気ディスク用ガラス基板２を研磨ブラシ３の回転方向の反対方向に回転させることにより、研磨液が円孔１の内周側の端面部分に対して移動され、この端面部分の研磨が行われる。

なお、各磁気ディスク用ガラス基板２の間には、隣接する磁気ディスク用ガラス基板２の面取面同士が形成する溝部への研磨ブラシの毛先の入り込みを助けるために、スペーサ８を設置するとよい。このスペーサ８は、厚みが０．１ｍｍ乃至０．３ｍｍ、外径は、研磨加工する磁気ディスク用ガラス基板２と同等、もしくは、２ｍｍ乃至４ｍｍ程度小径、内径は、研磨加工する磁気ディスク用ガラス基板２と同等、もしくは、２ｍｍ乃至４ｍｍ程度大径となっている。

このような研磨により、各磁気ディスク用ガラス基板の円孔の内周側の端面部分の表面粗さは、Ｒａで０．１μｍ以下、Ｒmaxで１μｍ以下の鏡面とされる。

このようにして円孔の内周側の端面部分を研磨された磁気ディスク用ガラス基板を用いて、この磁気ディスク用ガラス基板の主表面部上に少なくとも磁性層を形成することにより、ヘッドクラッシュやサーマルアスペリティー障害の防止が図られた磁気ディスクを構成することができる。

磁性層としては、高い異方性磁場（Ｈｋ）を備えるＣｏ−Ｐｔ系合金磁性層が好ましい。また、磁気ディスク用ガラス基板と磁性層との間には、磁性層の結晶配向性やグレインの均一化、微細化を図る観点から、適宜下地層を形成するようにしてもよい。これら下地層及び磁性層の成膜方法としては、例えば、ＤＣマグネトロンスパッタリング法を用いることができる。

また、磁性層上には、磁性層を保護するための保護層を設けることが好ましい。保護層の材料としては、炭素系保護層を挙げることができる。炭素系保護層としては水素化炭素、窒素化炭素を用いることができる。この保護層の形成には、プラズマＣＶＤ法、または、ＤＣマグネトロンスパッタリング法を用いることができる。

さらに、保護層上には、磁気ヘッドからの衝撃を緩和するための潤滑層を形成することが好ましい。潤滑層としては、パーフルオロポリエーテル系潤滑層を挙げることができる。特に、保護層との親和性に優れる水酸基を具備するアルコール変性パーフルオロポリエーテル潤滑層が好ましい。この潤滑層は、ディップ法を用いて形成することができる。

以下、本発明の実施例について、詳細に説明する。

この実施例１においては、以下の工程を経て磁気ディスク用ガラス基板を製造した。

（１）形状加工工程、ラッピング工程
溶融させたアルミノシリケートガラスをプレス加工によりディスク状に成型し、ガラス基板を得た。

なお、アルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ_２を５７乃至７４mol％、ＺｒＯ_２を０乃至２．８mol％、Ａｌ_２Ｏ_３を３乃至１５mol％、ＬｉＯ_２を７乃至１６mol％、Ｎａ_２Ｏを４乃至１４mol％を主成分として含有する化学強化用ガラスを使用した。

次に、得られたガラス基板の主表面をラッピング加工した。ラッピング加工では両面ラッピング装置とアルミナ砥粒を用いて加工を行い、ガラス基板の寸法精度と形状精度を所定とする。次いで、砥石を用いて研削することによりガラス基板の中心部に円孔を形成するとともに、外周側の端面部分及ぴ内周側の端面部分に所定の面取り加工を施した。

得られたガラス基板の内径は７ｍｍ、外径は２７．４ｍｍ、板厚は０．６ｍｍであり、主表面部の研磨加工後に、「１．０インチ型」磁気ディスク用ガラス基板の所定寸法となるガラス基板であることを確認した。

ガラス基板の表面の面形状を観察したところ、主表面の表面粗さはＲmaxで２μｍ、Ｒａで０．３μｍ程度であった。端面部分の表面粗さを観察したところ、Ｒmaxで１４μｍ、Ｒａで０．５μｍであった。

（２）端面部分鏡面研磨工程
まず、ガラス基板の外周側の端面部分について、研磨ブラシを用いた研磨方法により鏡面研磨を行った。このとき、研磨液として、母粒子の表面に複数の研磨砥粒を有してなる遊離砥粒、いわゆるメカノフュージョン研磨剤を含有するものを用いた。次に内周側の端面部分について、研磨ブラシを用いて鏡面研磨を行った。このとき、研磨液として、母粒子の表面に複数の研磨砥粒を有してなる遊離砥粒、いわゆるメカノフュージョン研磨剤を含有するものを用いた。ここで用いた遊離砥粒においては、ポリメチルメタクリレート（Polymethylmethacrylate）からなる母粒子の粒径が５μｍ程度、酸化セリウムからなる研磨砥粒の粒径が１μｍ程度であった。母粒子と研磨砥粒とを含む遊離砥粒の粒径は、６μｍ程度であった。

この遊離砥粒は、前述したように、母粒子及び研磨砥粒を容器内に入れ、この容器を回転させるとともに、これら母粒子及び研磨砥粒を、インナーピースにより瞬間的に圧密させ、スクレーバによりかきとることによって製造したものである。

なお、遊離砥粒における研磨砥粒の粒径としては、０．０１μｍ乃至５μｍ程度のものが使用できるが、鏡面性という点では、０．０１μｍ乃至２μｍ程度のものが望ましい。

この端面部分の研磨工程は、ガラス基板を重ね合わせて端面部分研磨する際にガラス基板の主表面にキズ等が付くことを避けるため、後述する第一研磨工程の前、あるいは、第二研磨工程の前後に行うことが好ましい。

そして、この端面部分研磨工程を終えたガラス基板を水洗浄した。

その後、ガラス基板の内径端面部分の寸法測定を行ったところ、研磨取代は、２０μｍ乃至２３μｍであった。また、端面部分の鏡面状態を確認したところ、端面部分の表面粗さは、Ｒａで０．０１μｍ乃至０．０２μｍ、Ｒmaxで０．３μｍ乃至０．４μｍであることが確認された。

（第１研磨工程）
次に、主表面研磨工程として、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で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。両面研磨装置と硬質樹脂ポリッシャとを用い、遊星歯車機構を用いて主表面研磨を行った。研磨剤としては酸化セリウム砥粒を用いた。

第一研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ＩＰＡ（蒸気乾燥）の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。

（第２研磨工程）
次に、主表面の鏡面研磨工程として、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。両面研磨装置と軟質発泡樹脂ポリッシャを用い、遊星歯車機構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に比ぺて微細な酸化セリウム砥粒を用いた。

第二研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、中性洗剤、純水、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ＩＰＡ（蒸気乾燥）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、前述の研削及び研磨工程を終えたガラス基板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°Ｃに加熱し、３００°Ｃに予熱された洗浄済みのガラス基板を約３時間浸漬して行った。この浸漬の際に、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部分で保持されるようにホルダー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、ガラス基板表層のリチウムイオン、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、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１００乃至２００μｍであった。

化学強化を終えたガラス基板を、２０°Ｃの水槽に浸漬して急冷し、約１０分間維持した。

急冷を終えたガラス基板を、約４０°Ｃ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、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ＩＰＡ（蒸気乾燥）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。

前述の工程を経て得られた磁気ディスク用ガラス基板の円孔の内周側の端面部分の表面粗さは、面取面Ｒmaxで０．４μｍ、Ｒａで０．０４μｍ、側壁部Ｒmaxで０．４μｍ、Ｒａで０．０５μｍであった。外周端面部分における表面粗さＲａは、面取部で０．０４μｍ、側壁部で、０．０７μｍであった。このように、内周側の端面部分は、外周側の端面部分と同様に、鏡面状に仕上がっていることを確認した。

また、ガラス基板の主表面部の表面粗さＲａは、０．３ｎｍ乃至０．７ｎｍ（ＡＦＭで測定）であった。電子顕微鏡（４０００倍）で端面部分表面を観察したところ、鏡面状態であった。また、円孔の内周側の端面部分に異物やクラックは認められず、ガラス基板の表面についても、異物やサーマルアスペリティの原因となるパーティクルは認められなかった。

さらに、抗折強度試験機（島津製作所製「ＡＧ−１」）を用いて抗折強度を測定したところ、４．３０〔ｋｇｆ〕乃至１４．８０〔ｋｇｆ〕であった。

なお、従来の酸化セリウム砥粒からなる遊離砥粒を用いた鏡面研磨方法により、同様に磁気ディスク用ガラス基板の端面部分の研磨を行ったところ、前述の実施例１と同様の鏡面品質を得るためには、実施例１の約２倍の研磨時間を要した。この状態で実際の生産を行うと、採算性が悪化することとなる。また、前述の実施例１と同じ研磨時間で研磨したところ、ガラス基板の端面部分は、クラック等が十分に除去されていなかったばかりか、鏡面状ではなく梨子地状の表面となった。

この実施例２では、前述の実施例１において作製された磁気ディスク用ガラス基板を用いて、以下の工程により、磁気ディスクを製造した。

前述の磁気ディスク用ガラス基板の両主表面に、静止対向型のＤＣマグネトロンスパッタリング装置を用いて、Ａｌ−Ｒｕ合金第１下地層、Ｃｒ−Ｍｏ合金第２下地層、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂ合金磁性層、水素化炭素保護層を順次成膜した。次に、アルコール変性パーフロロポリエーテル潤滑層をディップ法で成膜した。このようにして磁気ディスクを得た。

得られた磁気ディスクについて、異物により磁性層等の膜に欠陥が発生していないことを確認した。また、グライドテストを実施したところ、ヒット（ヘッドが磁気ディスク表面の突起にかすること）やクラッシュ（ヘッドが磁気ディスク表面の突起に衝突すること）は認められなかった。さらに、磁気抵抗型ヘッドで再生試験を行ったところ、サーマルアスペリティ障害による再生の誤動作は認められなかった。

なお、以上の試験は１平方インチ当たりの情報記録密度が４０ギガビット相当の磁気ディスク用の試験方法として行った。具体的には磁気ヘッドの浮上量は１０ｎｍとし、記録再生試験では情報線記録密度を７００ｆｃｉとした。

すなわち、本発明による磁気ディスクにおいては、ガラス基板表面の異物による問題が回避できており、磁気抵抗型ヘッドにとって良好な磁気ディスクとして作製されていることがわかった。

なお、前述のように開示される本発明は、以下の特徴を有していることとしてもよい。すなわち、本発明は、中心部に円孔を有する磁気ディスク用ガラス基板の端面部分を鏡面研磨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、母粒子の表面に複数の研磨砥粒を有してなる遊離砥粒を含有する研磨液を前記ガラス基板の端面部分に供給し、前記ガラス基板の端面部分と前記遊離砥粒とを相対的に移動させ、前記端面部分を鏡面研磨することを特徴とするものである。

また、本発明は、中心部に円孔を有する磁気ディスク用ガラス基板の端面部分を鏡面研磨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、母粒子の表面に複数の研磨砥粒を有してなる遊離砥粒を含有する研磨液を前記ガラス基板の端面部分に供給し、前記ガラス基板の端面部分と研磨具とを相対的に移動させ、前記端面部分を鏡面研磨することを特徴とするものである。

なお、ここで、研磨具とは、研磨ブラシ、研磨パッド、研磨テープ等の研磨具とすることができる。

さらに、本発明は、磁気ディスク用ガラス基板の表面を鏡面研磨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、母粒子の表面に複数の研磨砥粒を有してなる遊離砥粒を含有する研磨液を前記ガラス基板の表面に供給し、前記ガラス基板と前記遊離砥粒とを相対的に移動させ、前記ガラス基板の表面を鏡面研磨することを特徴とするものである。

本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び製造装置によって製造される磁気ディスク用ガラス基板の構成を示す斜視図である。 前記磁気ディスク用ガラス基板の円孔の内周側の端面部分の形状を示す断面図である。 本発明に係る研磨ブラシの構成を示す側面図である。 本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において使用する研磨液に含有される遊離砥粒の構成を示す模式図である。 前記研磨液に含有される遊離砥粒の製造方法を示す模式図である。 前記磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において複数の磁気ディスク用ガラス基板について円孔の内周側の端面部分を研磨する工程を示す断面図である。

符号の説明

１ 円孔
２ 磁気ディスク用ガラス基板
３ 研磨ブラシ
４ 軸心
５ 芯線
６ 毛材

Claims (8)

1. 中心部に円孔を有するディスク状ガラス基板の端面部分を鏡面研磨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、
   母粒子の表面に複数の研磨砥粒を有してなる遊離砥粒を含有する研磨液を前記ガラス基板の端面部分に供給し、
   前記ガラス基板の端面部分と、研磨ブラシ、研磨パッド、または、研磨テープとを相対的に移動させ、前記端面部分を鏡面研磨する
   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. 前記遊離砥粒の母粒子は、弾性粒子である
   ことを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
3. 前記遊離砥粒の母粒子は、樹脂材料からなる粒子である
   ことを特徴とする請求項１、または、請求項２記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
4. 前記遊離砥粒の研磨砥粒は、酸化セリウム砥粒である
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
5. 前記ディスク状ガラス基板の内周端面部分を鏡面研磨する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
6. 前記ディスク状ガラス基板の端面部分は、このディスク状ガラス基板の側面と、この側面及びディスク状ガラス基板の主面の間に設けられた面取面とを含み、
   少なくとも前記面取面を鏡面研磨する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
7. 複数枚の前記ディスク状ガラス基板を同心状に積層させておき、前記各ディスク状ガラス基板の端面部分を同時に鏡面研磨する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載の磁気ディスク用ガラス基板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の主面部上に、少なくとも磁性層を形成する
   ことを特徴とする磁気ディスクの製造方法。

Images