JP4193489B2

JP4193489B2 - 磁気ディスク用ガラス基板及びそれを用いた磁気ディスク

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Publication number: JP4193489B2
Application number: JP2002371271A
Authority: JP
Inventors: 素之宮田; 孝内藤; 浩貴山本; 広幸赤田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2022-12-24
Also published as: JP2004206741A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク用ガラス基板に係わり、特に熱膨脹係数及び機械的特性が適正で、さらに、量産性が良好な高密度記録に適した磁気ディスク用ガラス基板及びそれを用いた磁気ディスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、汎用大型コンピューターやパーソナルコンピューター用の記録媒体として、さらにはデジタル信号で配信される映像を一時的に保管する家庭用のサーバーとして、磁気ディスク装置が用いられている。従来はこの磁気ディスク用の基板として汎用向けやデスクトップ型のパーソナルコンピューター用途には3.5″ サイズのアルミニウム基板が、また持ち運び可能なノート型のパーソナルコンピューター用には主に２.５″ のガラス基板が用いられてきた。
【０００３】
このガラス基板はアルミニウム基板に比べ硬くて変形し難く、かつ、表面平滑度が優れているため、前記汎用型の３.５″ あるいは３″サイズの基板にも適用されるようになってきている。さらには１.８″ ，１″といった小型携帯端末用の記録装置にもこのガラス基板が適用されようとしている。
【０００４】
こうした小型化の他、磁気ディスク装置に対する大容量化の要請が強まっており、近年では年率１００％の割合でその記憶容量が増大している。これに対応するには記録部の磁気ヘッドの浮上量をより低減させる必要があるため、より平滑な記録面を持つ磁気ディスクの開発が必要である。
【０００５】
現在では、化学強化ガラス基板や、結晶化ガラス基板を用いることにより、ガラス本来の持つ割れの問題を克服している。しかしながら、化学強化された非晶質のガラス基板では、化学強化の工程の際、アルカリイオンの置換によって強化するために表面が荒れ、将来のヘッド低浮上化に対応することが難しい。さらに上記のような使用環境下では、化学強化ガラスの表面は、置換されたイオン半径の大きいアルカリイオンが化学的に不安定であるため、生産工程中の洗浄工程や成膜工程における加熱過程の際、あるいは長期間の使用や高温多湿といった環境のもとでこのアルカリイオンが基板表面に移動，析出し、磁性膜の磁気特性の劣化，膜の剥がれや粘着などの不良を生ずることが懸念される。
【０００６】
一方、結晶化ガラス基板は、非晶質なガラスの中に結晶質の微粒子が生成しているが、この非晶質部分と結晶部分の硬度差により研磨速度が異なり、磁気ディスクに求められている更なる高密度化に対応できる十分な平滑性を持った記録面が作り難いという問題があった。
【０００７】
上記のような問題を克服するため、発明者らは、特開平１０−０８３５３１号公報に記載のように、ガラス基板に希土類イオンを含有させることにより機械的強度を高め、この問題を解決している。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−０８３５３１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平１０−０８３５３１号公報では、基板の機械的強度は高いガラス基板は得られるものの、磁気ディスク用ガラス基板として必要な特性である熱膨張係数の適正化や量産性が十分に考慮されているとは言いがたかった。そのため、熱衝撃などの熱的環境試験においてガラス基板とそれを支持する磁気ディスクドライブ装置部材との熱膨張特性の不整合によるクラックの発生による上記ドライブ装置の高速回転時に生じるトラックずれが発生することが考えられる。これは、今後の大容量化に伴い、より厳しい課題となるものと思われる。
【００１０】
そこで本発明では、特に熱膨張係数および機械的特性が適正で、さらに、量産性が良好な高密度記録に適した磁気ディスク用ガラス基板及びそれを用いた磁気ディスクを得ることを目的とした。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の磁気ディスク用ガラス基板は、重量百分率で
ＳｉＯ₂：５５％〜７０％、
Ａｌ₂Ｏ₃：１０％〜１７％、
Ｂ₂Ｏ₃：０％〜８％、
Ｒ₂Ｏ：１３％〜１７％（Ｒはアルカリ金属元素を表す）、
ＺｎＯ：０％〜１０％、
の酸化物換算で示される酸化物を含有し、さらに下記の酸化物換算の重量百分率でＰｒ₂Ｏ₃またはＮｄ₂Ｏ₃を１％〜７％、またはＳｍ₂Ｏ₃を２.５％〜９％、またはＥｕ₂Ｏ₃を２.５％〜８％を含有し、前記Ｒ₂Ｏ（Ｒはアルカリ金属元素を表す）が、Ｌｉ₂Ｏ，Ｎａ₂Ｏ，Ｋ₂Ｏからなり、かつＬｉ₂ＯとＮａ₂Ｏの割合がＬｉ₂Ｏ／Ｎａ₂Ｏの比で０.６１以上，６.００以下であり、３０℃〜１００℃の温度範囲における熱膨張係数が６５×１０^-7／℃以上，９０×１０^-7／℃以下である。
【００１２】
さらに本発明の磁気ディスク用ガラス基板は、厚さ０.６３５mm において、波長３００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光における透過率が５０％以上９０％以下であり、かつ１ｋＯｅの磁界を印加したときの磁化が３×１０^-3ｅｍｕ／cc以下である。
【００１３】
また本発明の磁気ディスクは、磁気ディスク用ガラス基板と、この基板上に直接又は他の層を介して形成された磁性層を有する磁気ディスクであって、上記ガラス基板は重量百分率で
ＳｉＯ₂：５５％〜７０％、
Ａｌ₂Ｏ₃：１０％〜１７％、
Ｂ₂Ｏ₃：０％〜８％、
Ｒ₂Ｏ：１３％〜１７％（Ｒはアルカリ金属元素を表す）、
ＺｎＯ：０％〜１０％
の酸化物換算で示される酸化物を含有し、さらに下記の酸化物換算の重量百分率でＰｒ₂Ｏ₃またはＮｄ₂Ｏ₃を１％〜７％、またはＳｍ₂Ｏ₃を２.５％〜９％、またはＥｕ₂Ｏ₃を２.５％〜８％を含有し、前記Ｒ₂Ｏ（Ｒはアルカリ金属元素を表す）が、Ｌｉ₂Ｏ，Ｎａ₂Ｏ，Ｋ₂Ｏからなり、かつＬｉ₂ＯとＮａ₂Ｏの割合がＬｉ₂Ｏ／Ｎａ₂Ｏの比で０.６１以上，６.００以下であり、３０℃〜１００℃の温度範囲における熱膨張係数が６５×１０^-7／℃以上，９０×１０^-7／℃以下である。
【００１４】
また本発明の磁気ディスクは、少なくともガラス基板と、その表面上に直接または他の層を介して形成される磁性膜とを有する磁気ディスクであって、厚さ０.６３５mm のガラス基板の波長３００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光における透過率が５０％以上９０％以下であり、かつこのガラス基板に１ｋＯｅの磁界を印加したときの磁化が３×１０^-3ｅｍｕ／cc以下である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
【実施例１】
図１に、本発明による磁気ディスク基板の平面図を示す。本発明では磁気ディスク用ガラス基板１として直径６５mmφ，厚さ０.６３５mmの２.５″型ガラス基板を作製した。なお、この基板は内周チャックのための直径２０mmφの丸穴２が形成されている。また、この内周，外周部は、チャンファー部３が形成されている。このチャンファーは、基板エッジ部に両面４５°の面取りがなされている。
【００１７】
この磁気ディスク用ガラス基板の作製は、以下のようにして行った。まず、目的のガラス組成になるように定められた量の原料粉末を秤量して混合し、白金製の坩堝に入れて、電気炉中で１６００℃で溶解した。原料が十分に溶解した後、攪拌羽をガラス融液に挿入し、約４時間攪拌した。その後、攪拌羽を取り出し、３０分間静置した後、鋳型に融液を流し込むことによって直径約７０mmφ，厚さ約１mmのガラスブロックを得た。その後、このガラスのガラス転移点付近までガラスブロックを再加熱し、徐冷して歪み取りを行った。
【００１８】
次いで、歪み取りされたガラスブロックを内周，外周を同心円としてコアドリルを用いて切り出した。さらに、内外周をダイヤモンド砥石を用いてチャンファー部の面取り加工を行った。その後、両面を粗研磨し、次いでポリッシングを行い、さらに洗浄剤，純水で基板を洗浄し、磁気ディスク用ガラス基板とした。以上のように本発明の磁気ディスク用ガラス基板では、化学強化処理のような特別な強化処理を施していない。
【００１９】
本基板上に磁性膜を成膜し、磁気ディスクを作製した。図２に、本発明で作製した磁気記録媒体の断面構造の概略図を示す。図２において１は本発明で作製したガラス基板、４は磁性膜の粒径を制御するための粒径制御層、５は磁性膜の配向を制御するための配向制御層、６は磁性膜、７は保護膜、８は潤滑膜である。本発明では４の粒径制御層としてＮｉＡｌ系の合金膜を２０ｎｍ成膜した。また５の配向制御層としてＣｒＭｏ系合金薄膜を１０ｎｍ、さらに６の磁性膜としてＣｏＣｒＰｒＢ系磁性膜を２０ｎｍ成膜した。また保護膜にはＣを４ｎｍ成膜した。これらの薄膜はすべてスパッタリング法を用いて成膜した。また潤滑膜はスパッタ終了後、塗布法によって形成した。
【００２０】
以上のようにして作製した磁気ディスク用ガラス基板、及びそれに磁性膜を形成した磁気ディスクの特性，量産性を評価し、ガラス組成の検討を行った。
【００２１】
まず、添加する希土類元素の種類に着目し、色々な組成のガラスを作製した。表１に、本発明で作製したガラスの組成、及びそれらのガラス基板及び磁気ディスクの特性を示す。
【００２２】
【表１】

【００２３】
表１において、希土類元素以外の母ガラス組成は、同一組成のアルミノホウケイ酸ガラスとした。含有させる希土類酸化物の量はいずれも３重量％と一定にした。ガラス基板の特性として、マイクロビッカース硬さ，可視光の透過率、及び着色性及びガラス基板の歩留まりを評価した。マイクロビッカース硬さは荷重５００ｇ，荷重印加時間１５秒の条件で荷重を印加し、１０点の平均値として求めた。可視光の透過率は、分光光度計を用いて３００ｎｍから７００ｎｍまでの波長の分光透過率曲線より透過率スペクトルを測定し、この波長範囲の光の全透過率の積分値として求めた。着色性は目視により着色の程度を評価し、無色のものは×、着色しているものは○とした。歩留まりの評価は、ガラス基板をレーザー光照射による散乱光により異物数を検査する装置により評価し、気泡，研磨傷，かけ，表面異物等の不良がディスク片面当たり２０個以上のものを不良としてカウントし、不良でないものの割合を評価した。
【００２４】
また磁気ディスクの特性として磁化、及び磁化の標準偏差，記録再生特性及び磁気ディスクの歩留まりを評価した。また基板加工前のブロック作製から磁気ディスク作製にいたるまでの総合歩留まりを評価した。磁化及び磁化の標準偏差は、Ｂ−Ｈ曲線を振動試料型磁力計（ＶＳＭ）によって測定し、磁性膜のヒステリシスループのバックグラウンド成分を基板からの磁性とし、そのバックグラウンド成分の大きさを評価した。表には磁界として１ｋＯｅ印加したときのバックグラウンドの磁化の大きさを掲載した。
【００２５】
またこの磁気ディスクの記録再生特性を評価した。図３に、本発明で作製した記録再生特性評価用の磁気ディスクドライブを示す。図３において、９は磁気ディスク、１０はスピンドル、１１は磁気ヘッド、１２は磁気ヘッドのアーム、１３はヘッドを駆動するためのボイスコイルモーター、１４は全体を支える筐体である。なお、この図では記されていないが、磁気ディスク９の下部にはスピンドルモーターが設置されており、ディスク全体を回転させる。図３の磁気ディスクドライブに各磁気ディスクを搭載し、２０Ｇｂ／ｉｎ² に相当する磁気信号を記録し、磁気記録再生特性を評価した。この評価を１５０枚のディスクに対して行い、十分な記録再生特性が得られたものの割合を磁気ディスク歩留まりとして表記した。
【００２６】
さらに上記のガラス基板歩留まりと磁気ディスク歩留まりより総合歩留まりを評価した。総合での歩留まりが８０％未満のものを×、８０％以上９０％未満のものを○、９０％以上のものを◎とした。
【００２７】
表１の基板特性のマイクロビッカース硬さはいずれの基板でも６４０以上が得られており、良好であることが分かった。また可視光の透過率は、いずれの基板でも８０％以上であった。これらのうちＮｄ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｈｏ，Ｅｒは可視光域に希土類のｆ−ｆ遷移に起因するシャープな吸収が見られた。このため、他の元素に比べて透過率は若干低下しており、８５％以下であった。しかしながらこの鋭い吸収のため、ガラス基板に明確な着色が見られた。白熱灯下での目視観察による評価では、Ｐｒは黄緑、Ｎｄは紫色、Ｓｍ，Ｅｕは非常に淡いがそれぞれ黄色と桃色に着色しているのが見られた。また、Ｅｒ，Ｈｏも桃色に着色していた。
【００２８】
そのほかの希土類元素を含有させた基板は無色であり、透過率はいずれも８５％を超え、着色は見られなかった。
【００２９】
これらの基板に対するガラス基板の歩留まりを評価すると、明瞭な着色の見られたＰｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｈｏ，Ｅｒでは加工による不良、特に傷不良が着色していないものに比べて少なく、歩留まりが９５％以上となった。これは、基板加工工程，洗浄工程において基板が可視であるため、取扱いが容易なことから歩留まりが向上したと考えられる。
【００３０】
また比較例として酸化ニッケル（ＮｉＯ）を含有する着色性の高いガラス基板について評価した。この基板は透過率が４７％と低く、ガラス中に存在する気泡、あるいは熔融時のるつぼを構成する成分のガラス中への溶損を発見することが難しく、基板表面にこれらが残存することから歩留まりが低下していた。また若干ＮｉＯ含有量を低下させ、透過率を５０％以下としたガラス基板では、基板を光が透過して、基板内部を観察可能であることが分かった。このため、気泡などによる不良が減少し、歩留まりが向上した。
【００３１】
以上のことから、透過率と磁気ディスクの歩留まりとの間に明瞭な相関関係が見られた。ガラス基板の透過率が５０％以上９０％以下のとき着色性が良好で、歩留まりが良好なガラス基板が得られた。透過率が５０％未満となると基板中に残存する気泡，炉材混入が発見し難く、歩留まり低下の要因となった。また基板の透過率が９０％をこえると、基板取扱いが難しくなり、傷などの加工不良が増加していたため、好ましいといえなかった。
【００３２】
また上記の光学的な特性を達成するため、添加する元素はＰｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｅｒ又はＨｏが良好であることが分かった。このうち、Ｐｒ，Ｎｄ，Ｅｒ又はＨｏであれば着色が顕著であり、より好ましかった。
【００３３】
次に、磁気ディスクの磁気特性について評価した。Ｓｃ，Ｙ，Ｌａを含有した磁気ディスクでは、基板の磁化の大きさが１０^-4ｅｍｕ／ccのオーダーであり、きわめて小さい磁化量であった。Ｓｍを用いたときは、磁化は反磁性的な挙動を示しており、−４×１０^-4ｅｍｕ／ccとなった。またＰｒ，Ｎｄ，Ｅｕでは１〜３×１０^-3ｅｍｕ／ccのオーダーであったが、Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂでは５×１０^-3〜２×１０^-2ｅｍｕ／ccと、磁化の値が大きくなっていた。
【００３４】
磁化の固体差を示す磁化の標準偏差を評価したところ、磁化の大きさの大きいものほど大きくなっており、基板によるばらつきが大きくなっていた。特に磁化の大きさが３×１０^-3を超えるＧｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂでは、磁化の標準偏差が１×１０^-3ｅｍｕ／cc以上となり、基板による磁気特性のばらつきが大きくなった。
【００３５】
磁気記録再生特性による磁気ディスク歩留まりを見ると、磁化が３×１０^-3ｅｍｕ／cc以下で、磁化の標準偏差が１×１０^-3ｅｍｕ／cc未満の試料では、良好な磁気特性の得られる磁気ディスクが９０％以上と良好であったが、磁化が３×１０^-3ｅｍｕ／ccを超え、かつ磁化の標準偏差が１×１０^-3ｅｍｕ／cc以上となる試料では、歩留まりが８０％以下と急激に低下していることが分かった。これは、基板に含有される希土類元素の若干の固体差により基板の磁気特性が変化し、そのために標準偏差が大きくなるため、記録する際の磁界を一定にした場合の記録にばらつきが生じたためと考えられる。
【００３６】
以上より、基板の磁化に与える影響が小さい希土類元素としてＳｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕが良好であった。また、磁化の大きさが３×１０^-3ｅｍｕ／cc以下であれば磁気記録再生のばらつきが小さい磁気記録媒体が得られた。磁化の大きさが３×１０^-3ｅｍｕ／ccを超えると磁気記録再生特性に基板ごとのばらつきが大きくなるため、好ましいとはいえなかった。
【００３７】
上記の光学的な特性が及ぼすガラス基板の歩留まりに与える影響、及び磁気的な特性が記録再生特性に及ぼす影響を考慮して総合歩留まりを評価した。その結果、両者とも良好なＰｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕを用いたガラス基板の場合、総合歩留まりが８０％以上となり、良好であった。これに対してその他の希土類を添加した場合には、総合歩留まりが８０％以下となるため、良好といえなかった。
【００３８】
また、特に希土類元素としてＰｒを用いると、総合歩留まりが９０％となり、さらに良好な結果が得られた。
【００３９】
次に、希土類酸化物の種類と添加量の関係について詳細に調べた。着色については、表１で透明であったものについては含有量を増減させても透過率に変化は見られなかった。このため、着色した元素のうち、Ｐｒ，Ｅｒ，Ｓｍについて、その含有量を変化させたガラス基板を作製し、表１と同様の検討を行った。表２に、検討した結果を示す。
【００４０】
【表２】

【００４１】
Ｐｒの含有量を変化させていったところ、試料Ｎo.１７のＰｒ₂Ｏ₃を０.７重量％含有するガラス基板では、マイクロビッカース硬さが低く、そのためガラスの機械的強度が低いためにガラス基板歩留まりが８２％と低かった。１％の試料Ｎo.１６、及び１.５％〜７％の実施例１８〜２１では、マイクロビッカース硬さも高い値を示しており、着色，磁気特性とも良好であった。この事から総合歩留まりも８０％を超えており、良好な結果となった。
【００４２】
一方、試料Ｎo.２２のようにＰｒ₂Ｏ₃含有量が７％を超えるものでは着色に関しては問題無かったものの、磁気ディスクの磁化が３×１０^-3ｅｍｕ／ccを超える値となった。このため、磁化のばらつきが大きくなり、磁気ディスク歩留まりが８０％を下回り、好ましい結果とは言えなかった。さらに実施例２３のガラス基板ではガラス中の希土類元素が均一にガラス中に溶解せず、不良品数が多く、歩留まりが１５％と低かった。このため、ガラス基板材料としては好ましくなかった。
【００４３】
さらに希土類元素をＥｒに変えた場合の実施例をみると、Ｅｒ含有量が０.５％の試料Ｎo.２５では含有量が少なく、マイクロビッカース硬さが小さいため、歩留まりが悪かった。またこのとき磁気ディスクの磁化の値が３.１ ×１０^-3ｅｍｕ／ccと高く、磁気ディスクとしての歩留まりも低下していた。またＥｒ含有量が１％からＥｒ含有量を増加させていくと、マイクロビッカース硬さも高くなり、透過率は低くなって基板歩留まりは上昇するものの、磁化が依然として３×１０^-3ｅｍｕ／ccを超えるため、基板としての歩留まりが低下していた。以上より、希土類元素としてＥｒを用いた場合では、基板の硬さ，光学特性，磁気特性の両者を同時に満たす組成範囲が存在しないことが分かった。
【００４４】
Ｓｍについてみると、光学的特性については２.５重量％以上であると透過率が８５％以下で適正な範囲となった。磁気特性は１０重量％含有させても適正であったが、１０重量％を超えるとＰｒの時と同様にガラス中に残存原料が残り、好ましくなかった。
【００４５】
同様にＮｄ，Ｅｕ，Ｈｏについて検討を行ったところ、Ｎｄ，Ｅｕについては、８重量％を超える場合に磁気特性が良好でなかったものの、Ｓｍと同様の結果が得られた。ＨｏについてはＥｒと同じく、光学的特性と磁気特性の両者を同時に満たす組成範囲が存在しなかったたため、好ましい結果が得られなかった。
【００４６】
以上より、光学的特性，磁気特性の双方で好ましい組成範囲をとる希土類元素としてＰｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕが良好であると判断できた。その中でもＰｒ，Ｎｄを用いれば１重量％〜７重量％の組成範囲で良好な組成範囲をとることができた。またＳｍの場合では２.５〜９重量％、Ｅｕの場合では２.５〜８重量％で良好な特性を得ることができた。またＰｒを１.５重量％〜５.２重量％含有させた場合については、総合歩留まりが９０％以上となり、非常に良好な結果が得られた。
【００４７】
これらの希土類の含有量が少ないと、マイクロビッカース硬さなどの機械的強度が低かったり、透過率が高かったりし、ガラス基板の歩留まりが低下するため好ましくなかった。また希土類含有量が多いと、基板の磁化の値が大きくなるため、磁気特性が良好でなくなった。また、さらに多量に添加するとガラス中に原料が残存するため、好ましくなかった。
【００４８】
【実施例２】
次に、磁気ディスク用ガラス基板として適切なガラス組成範囲について検討した。表３に、本発明で作製したガラス基板の実施例を示す。添加する希土類としては実施例１で良好な結果が得られたＰｒを用いた。表のガラス組成の中で、Ｒ₂ＯとはＬｉ₂Ｏ，Ｎａ₂Ｏ，Ｋ₂Ｏのトータルのアルカリ金属酸化物含有量を示す。
【００４９】
【表３】

【００５０】
各試料について、磁気ディスク用ガラス基板作製の際のガラスの安定性，ガラス材の熱膨張係数，ガラス基板表面のマイクロビッカース硬さ，円環強度を示した。
【００５１】
ここで、熱膨張係数は各ガラスのブロックを作製し、１５mm×４mm×４mmの熱膨張測定用試験片を切り出し、熱膨張測定装置を用いて測定した。測定温度範囲は、３０℃〜１００℃とした。
【００５２】
マイクロビッカース硬さは、ダイヤモンド圧子をガラス基板の表面に荷重500ｇ，荷重印加時間１５秒の条件で印加し、１０点の平均値として求めた。
【００５３】
また得られた基板より実施例１と同様に磁気ディスクを作製し、これを図３に示した磁気ディスクドライブに搭載してドライブの熱衝撃試験を実施した。熱衝撃試験によりガラスにクラックや割れ，トラックずれによる読み取りエラーなどの問題が生じなかった場合は○を、生じた場合を×とした。熱衝撃試験は−４０℃で２時間保持後、８０℃まで急速加熱させ、８０℃で２時間保持後、−４０℃まで急冷する。これを５回繰り返し、その間で上記した問題が生じるか否かを判定した。
【００５４】
ガラスの安定性では、ガラス溶解後ガラス基板中に見られる気泡，脈理，異物などが顕著に見られたものは×とし、そのような物が見られず、清澄なガラスが得られた場合は○とした。
【００５５】
また、円環強度は以下のようにして求めた。２.５″ 基板の内周部の上部に、外径２２mmφの円環を載せ、また内径６３mmφ，外径６５mmφの円環の基板の下部に設置した後、円環に荷重をかけて破壊強度を測定した。
【００５６】
まず、Ｌｉ₂Ｏ，Ｎａ₂Ｏ，Ｋ₂Ｏのトータルのアルカリ酸化物量（表中のＲ₂Ｏ）を変化させた試料を表３のＮo.４２〜４９に示す。
【００５７】
Ｎo.４３，Ｎo.４４のようにアルカリ金属酸化物含有量が１３％未満のガラスを用いた場合、熱衝撃試験でガラスにクラックが生じた。また、逆にＮo.４９のようにアルカリ金属酸化物の含有量が１７重量％を超えるような場合には、熱衝撃試験ではトラックずれによるエラーが生じ、また高速回転試験では回転歪が生じやすくなるため、トラックずれによるエラーが生じるため好ましくなかった。Ｎo.４２，４５〜４８のガラスのようにアルカリ金属酸化物の合計の含有量が１３重量％〜１７重量％の場合、熱衝撃試験で良好な結果が得られ、好ましい結果となった。
【００５８】
これらのガラスの熱膨張係数に着目すると、表３よりＮo.４３，Ｎo.４４のガラスはそれぞれ５９×１０^-7／℃，６１×１０^-7／℃とドライブ装置部材の熱膨張係数である７０×１０^-7／℃〜８０×１０^-7／℃よりもかなり小さくなっていた。これらのガラスでは、他の装置部材との熱膨張の差異により熱衝撃試験においてクラックが発生したりトラックずれが生じたりしたため、好ましいとは言えなかった。
【００５９】
Ｎo.４２，４５〜４８のガラスに示すように、熱膨張係数が６５×１０^-7／℃以上，９０×１０^-7／℃以下であれば熱衝撃試験で良好な結果が得られた。以上より、適正な熱膨張係数は６５×１０^-7／℃以上，９０×１０^-7／℃以下であった。
【００６０】
つぎに、Ｎo.５０〜５５においてＳｉＯ₂ 含有量について検討した。ＳｉＯ₂ 含有量が５４重量％のＮo.５２のガラスでは、円環強度が十分でなく、磁気ディスク用ガラス基板として適切ではなかった。またＮo.５５のようにＳｉＯ₂ 量が７０重量％を超えると、ガラス溶解時に気泡などの発生が顕著になり、好ましくなかった。以上より、ＳｉＯ₂ 含有量は５５重量％以上７０重量％以下であると磁気ディスク用ガラス基板として良好な結果が得られた。
【００６１】
次にＡｌ₂Ｏ₃含有量について検討した。Ｎ o. ５７のＡｌ ₂ Ｏ ₃ 含有量が１８重量％であるガラスでは、ガラスの熔融温度が高くなりすぎ、１６００℃の熔融ではガラスの原料が残存したため、好ましくなかった。Ａｌ₂Ｏ₃含有量が１０重量％のＮo.５８に記載のガラスでは、安定したガラスが得られ、磁気ディスク用ガラス基板としても良好な結果が得られたが、Ａｌ₂Ｏ₃含有量が９.５重量％のＮo.５９ガラスでは、ガラス中に脈理等の不均一が生じた。以上より、Ａｌ₂Ｏ₃の含有量が１０重量％以上，１７重量％以下のとき良好なガラスが得られた。
【００６２】
さらにＢ₂Ｏ₃含有量について検討した。Ｂ₂Ｏ₃含有量が増加するに伴い、円環強度は向上したが、Ｎo.６０に示すように、９重量％であるガラスでは熱衝撃試験でガラスにクラックが生じた。以上より、Ｂ₂Ｏ₃含有量が８重量％以下であれば良好なガラスが得られた。
【００６３】
ＺｎＯに関しては、Ｎo.７２に示すように、添加量が１０重量％を超えるとガラス中に結晶の析出が著しくなり、安定なガラスを得ることが難しかった。１０重量％ではこのような結晶の析出は認められなかった。従って、ＺｎＯ含有量は、１０重量％以下であることが好ましかった。
【００６４】
次に、アルカリ金属酸化物のうち、Ｌｉ₂Ｏ含有量とＮａ₂Ｏ含有量に着目して、組成比について検討した。Ｌｉ₂Ｏ／Ｎａ₂Ｏ比が０.６０のＮo.６５のガラスおよび６.１５のＮo.６７のガラスでは熱衝撃試験においてガラスにクラックが発生し、また円環強度も低下しており、Ｌｉ₂Ｏ／Ｎａ₂Ｏ比としては、0.61以上，６.００以下であることが好ましかった。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板は、基板が着色しており、磁界印加時の磁化が小さいため、量産性に優れた磁気ディスク用ガラス基板、及びそれを用いた磁気ディスクが作製できる。さらに本発明の磁気ディスク用ガラス基板は熱膨張係数が６５〜９０×１０^-7／℃であるため磁気ディスクドライブ装置部材の熱膨張係数と整合性が良好なため、熱衝撃試験等によるガラスのクラック発生やトラックずれなどの問題が少ないため、高記録密度，高信頼性が要求される磁気ディスクの基板材料として最適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気ディスク用ガラス基板の平面図。
【図２】本発明の磁気ディスク用ガラス基板を用いた磁気ディスクの断面図。
【図３】本発明で作製した磁気ディスク装置の概略図。
【符号の説明】
１…磁気ディスク用ガラス基板、２…内周チャック用穴、３…チャンファー部、４…粒径制御層、５…配向制御層、６…磁性膜、７…保護膜、８…潤滑膜、９…磁気ディスク、１０…スピンドル、１１…磁気ヘッド、１２…磁気ヘッドのアーム、１３…ボイスコイルモーター、１４…筐体。

Claims

重量百分率で
ＳｉＯ₂：５５％〜７０％、
Ａｌ₂Ｏ₃：１０〜１７％、
Ｂ₂Ｏ₃：０％〜８％、
Ｒ₂Ｏ：１３％〜１７％（Ｒはアルカリ金属元素を表す）、
ＺｎＯ：０％〜１０％、
の酸化物換算で示される酸化物を含有し、さらに下記の酸化物換算の重量百分率でＰｒ₂Ｏ₃またはＮｄ₂Ｏ₃を１％〜７％、またはＳｍ₂Ｏ₃を２.５％〜９％、またはＥｕ₂Ｏ₃を２.５％〜８％を含有し、前記Ｒ₂Ｏ（Ｒはアルカリ金属元素を表す）が、Ｌｉ₂Ｏ，Ｎａ₂Ｏ，Ｋ₂Ｏからなり、かつＬｉ₂ＯとＮａ₂Ｏの割合がＬｉ₂Ｏ／Ｎａ₂Ｏの比で０.６１以上，６.００以下であり、３０℃〜１００℃の温度範囲における熱膨張係数が６５×１０^-7／℃以上，９０×１０^-7／℃以下であることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。
厚さ０.６３５mmにおいて、波長３００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光における透過率が５０％以上９０％以下であり、かつ１ｋＯｅの磁界を印加したときの磁化が３×１０^-3ｅｍｕ／cc以下であることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。
磁気ディスク用ガラス基板と、この基板上に直接又は他の層を介して形成された磁性層を有する磁気ディスクであって、上記ガラス基板は重量百分率で
ＳｉＯ₂：５５％〜７０％、
Ａｌ₂Ｏ₃：１０％〜１７％、
Ｂ₂Ｏ₃：０％〜８％、
Ｒ₂Ｏ：１３％〜１７％（Ｒはアルカリ金属元素を表す）、
ＺｎＯ：０％〜１０％、
の酸化物換算で示される酸化物を含有し、さらに下記の酸化物換算の重量百分率でＰｒ₂Ｏ₃またはＮｄ₂Ｏ₃を１％〜７％、またはＳｍ₂Ｏ₃を２.５％〜９％、またはＥｕ₂Ｏ₃を２.５％〜８％を含有し、前記Ｒ₂Ｏ（Ｒはアルカリ金属元素を表す）が、Ｌｉ₂Ｏ，Ｎａ₂Ｏ，Ｋ₂Ｏからなり、かつＬｉ₂ＯとＮａ₂Ｏの割合がＬｉ₂Ｏ／Ｎａ₂Ｏの比で０.６１以上，６.００以下であり、３０℃〜１００℃の温度範囲における熱膨張係数が６５×１０^-7／℃以上，９０×１０^-7／℃以下であることを特徴とする磁気ディスク。
少なくともガラス基板と、その表面上に直接または他の層を介して形成される磁性膜とを有する磁気ディスクであって、厚さ０.６３５mmのガラス基板の波長３００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光における透過率が５０％以上９０％以下であり、かつこのガラス基板に１ｋＯｅの磁界を印加したときの磁化が３×１０^-3ｅｍｕ／cc以下であることを特徴とする磁気ディスク。