熱アシスト記録媒体用ガラス基板
【課題】熱アシスト記録媒体用ガラス基板の割れを防止するとともに、記録層の成膜時にガラス成分が記録層に与える化学的影響を抑制する。
【解決手段】熱アシスト記録媒体用のガラス基板１Ｇは、略円形の外周を有する表主表面１４および裏主表面１５と、表主表面１４および裏主表面１５の外周に隣接し、表面粗さが２．５ｎｍ以下、かつ、最大表面粗さが１５０ｎｍ以下の自由曲面からなる外周端面１２とを備える。
【解決手段】熱アシスト記録媒体用のガラス基板１Ｇは、略円形の外周を有する表主表面１４および裏主表面１５と、表主表面１４および裏主表面１５の外周に隣接し、表面粗さが２．５ｎｍ以下、かつ、最大表面粗さが１５０ｎｍ以下の自由曲面からなる外周端面１２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱アシスト記録媒体用ガラス基板に関し、特に、ハードディスク（ＨＤＤ）等の情報記録媒体用の基板であって、熱アシスト記録媒体用の基板として適するガラス基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハードディスク（ＨＤＤ）等の情報記録媒体用の基板としては、アルミニウム合金が用いられていた。しかしながら、アルミニウム合金は、変形しやすく、また研磨後の基板表面の平滑性が十分ではない等の問題を有していたため、現在ではガラス基板が広く使用されている（たとえば、下記の特許文献１〜４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１６９１８４号公報
【特許文献２】特開２００７−１６１５５２号公報
【特許文献３】国際公開第２００９／０２８５７０号パンフレット
【特許文献４】特開２００３−６３８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
昨今、上記のような情報記録媒体においては、その情報記録量の増大に伴って記録密度を超高密度状態とすることが求められている。記録手段としては磁性方式が採用されているため、記録密度を高密度化すると記録の保持力が弱くなり、所謂「熱揺らぎ」として知られるように、記録中に発生する熱の影響により記録が消失してしまうという問題があった。
【０００５】
このような問題を解決する手段として、熱アシスト記録という方式の情報記録手段が注目されている。この熱アシスト記録は、レーザで記録媒体用の基板を加熱しながら情報記録を行なうことにより、上記のような問題を解決しようとするものである。このような熱アシスト記録方式の記録媒体は、基板としてガラス基板が用いられ、そのガラス基板上に複数の層からなる磁性記録層（以下単に「記録層」という。）を形成した構成を有するが、該記録層を緻密化させることを目的としてその形成時（成膜時）に５５０℃程度の極めて高い温度が適用されるという特殊性を有している。
【０００６】
このため、その成膜時においてガラス基板の割れを防止することに特に注意する必要がある。その中でも、ガラス基板の外周は、工具により把持される部分であるため、割れに対しては特段の注意が必要である。
【０００７】
また、上記とは異なる観点では、上記高温の成膜時において、基板のガラス成分が記録層に化学的な影響を与えることを防止する必要がある。
【０００８】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、熱アシスト記録媒体用ガラス基板の割れを防止するとともに、記録層の成膜時にガラス成分が記録層に与える化学的影響を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、熱アシスト記録媒体に用いられるものである。
【００１０】
１つの局面では、上記ガラス基板は、略円形の外周を有する主面と、主面の外周に隣接し、表面粗さが２．５ｎｍ以下、かつ、最大表面粗さが１５０ｎｍ以下の自由曲面からなる外周端面とを備える。
【００１１】
他の局面では、上記ガラス基板は、略円形の外周を有する主面と、主面の外周に隣接し、表面粗さが２．５ｎｍ以下、かつ、最大表面粗さが１５０ｎｍ以下の面取り部を含む外周端面とを備える。
【００１２】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板において、主面は、略円形の内周をさらに有し、ガラス基板は、主面の内周に隣接し、外周端面とは異なる形状を有する内周端面をさらに備え、内周端面の表面粗さは２．５ｎｍ以下、かつ、最大表面粗さは１５０ｎｍ以下である。
【００１３】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板において、主面は、略円径の内周をさらに有し、主面の外周は第１の径を有し、主面の内周は第２の径を有し、第２の径に対する第１の径の比は、２．０よりも大きく６５．０よりも小さい。
【００１４】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、
酸化物基準の質量％表示で、
ＳｉＯ2：５８〜６８％
Ａｌ2Ｏ3：０〜５％
Ｂ2Ｏ3：０〜２％
（ただしＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3＝５８〜６８％）
Ｎａ2Ｏ：１〜６％
Ｋ2Ｏ：７〜１５％
（ただしＮａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＝８〜２１％）
ＭｇＯ：２〜７％
ＣａＯ：７〜１５％
ＢａＯ：０〜５％
ＳｒＯ：０〜５％
ＺｎＯ：０〜５％
（ただしＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ＝９〜２２％）
ＺｒＯ2：６〜１２％
となる組成を有し、かつＬｉ2Ｏを含まない。
【００１５】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、ＴｉＯ2を含まない。
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、酸化物基準の質量％表示で、
Ｙ2Ｏ3：０〜５％
Ｌａ2Ｏ3：０〜５％
Ｇｄ2Ｏ3：０〜５％
ＣｅＯ2：０〜２％
ＴｉＯ2：０〜５％
ＨｆＯ2：０〜２％
Ｎｂ2Ｏ5：０〜５％
Ｔａ2Ｏ5：０〜５％
Ｓｂ2Ｏ3：０〜２％
となる任意成分を含む。
【００１６】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、ガラス転移点が６００℃以上である。
【００１７】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、２５〜１００℃での熱膨張係数αが５０×１０-7〜９０×１０-7／℃である。
【００１８】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、その表面の一部または全部が化学強化され、かつ圧縮応力が１．５〜１０ｋｇ／ｍｍ2である。
【００１９】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、その表面粗さＲａが０．１５ｎｍ以下である。
【００２０】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、ヤング率をＥ、比重をρとする場合、比弾性率Ｅ／ρが２９以上であり、ビッカース硬度Ｈｖが５５０〜６５０であり、アルカリ溶出量Ａが２．５インチディスクあたり２００ｐｐｂ以下であり、かつ破壊靭性値Ｋｃが０．８０ＭＰａ／ｍ1/2以上である。
【００２１】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、熱伝導率が１．０〜１．８Ｗ／ｍ・ｋである。
【００２２】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、表面抵抗が１０×１０13〜５００×１０13Ω／□である。
【００２３】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、液相温度が１３５０℃以下であり、液相温度における粘性が０．５〜１０ポアズである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、熱アシスト記録媒体用ガラス基板の割れを防止することができる。さらに、記録層の成膜時にガラス成分が記録層に与える化学的影響を抑制することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】熱アシスト磁気記録装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】熱アシスト磁気記録装置の概略構成を示す側面図である。
【図３】磁気ディスクに含まれるガラス基板を示す図である。
【図４】ガラス基板上に記録層を形成した磁気ディスクを示す図である。
【図５】記録層の変形例を示す断面図である。
【図６】本発明の１つの実施の形態に係るガラス基板を含むハードディスク用基板の製造方法を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の１つの実施の形態に係るガラス基板の製造工程におけるプレス工程を示す図（その１）である。
【図８】本発明の１つの実施の形態に係るガラス基板の製造工程におけるプレス工程を示す図（その２）である。
【図９】本発明の１つの実施の形態に係るガラス基板の外周端面の形状を示す図（その１）である。
【図１０】本発明の１つの実施の形態に係るガラス基板の外周端面の形状を示す図（その２）である。
【図１１】本発明の１つの実施の形態に係るガラス基板の外周端面の形状を示す図（その３）である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
【００２７】
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。
【００２８】
＜熱アシスト磁気記録装置＞
図１および図２を参照して、熱アシスト磁気記録装置２の概略構成の一例について説明する。なお、図１は、熱アシスト磁気記録装置２の概略構成を示す平面図、図２は、熱アシスト磁気記録装置２の概略構成を示す側面図である。
【００２９】
図１に示すように、熱アシスト磁気記録装置２は、矢印ＤＲ１方向に回転駆動される記録媒体である熱アシスト磁気記録用の磁気ディスク１に対して、磁気記録ヘッド２Ｄが対向配置されている。
【００３０】
磁気記録ヘッド２Ｄは、サスペンション２Ｃの先端部に搭載されている。サスペンション２Ｃは、支軸２Ａを支点として矢印ＤＲ２方向（トラッキング方向）に回動可能に設けられている。支軸２Ａには、トラッキング用アクチュエータ２Ｂが取り付けられている。
【００３１】
図２に示すように、磁気ディスク１を挟んで、磁気記録ヘッド２Ｄが対向する側には、レーザ光ＬＢが照射される。磁気ディスク１上に記録する部分をレーザ光ＬＢで瞬間的に加熱し、磁気ヘッド１５で磁気ディスク１にデータを記録する。
【００３２】
磁気ディスク１に形成された記録層の磁気粒子は、その温度が上昇すると保持力が低くなる。レーザ光ＬＢで記録層を加熱することで、常温では高い保持力を有する記録層でも、通常の磁気記録ヘッド２Ｄでの記録が可能となり、超高密度記録の実現を可能とする。
【００３３】
＜ガラス基板＞
本実施の形態のガラス基板は、円盤状の形状を有することが好ましく、これにより熱アシスト記録媒体用の基板として適したものとなる。なお、円盤状の形状とする場合、その大きさは特に限定されず、たとえば３．５インチ、２．５インチ、１．８インチ、あるいはそれ以下の小径ディスクとすることもでき、またその厚みは２ｍｍ、１ｍｍ、０．６３ｍｍ、あるいはそれ以下といった薄型とすることもできる。
【００３４】
＜熱アシスト記録媒体＞
次に、図３および図４を参照して、磁気ディスク１の構成について説明する。なお、図３は、磁気ディスク１に用いられるガラス基板１Ｇを示す斜視図、図４は、磁気ディスク１を示す斜視図である。
【００３５】
図３に示すように、磁気ディスク１に用いられるガラス基板１Ｇは、中心に孔５が形成された環状の円板形状を呈している。ガラス基板１Ｇは、外周端面１２、内周端面１３、表主表面１４、および裏主表面１５を有している。
【００３６】
図４に示すように、磁気ディスク１は、上記したガラス基板１Ｇの表主表面１４上に記録層２３が形成されている。図示では、表主表面１４上にのみ記録層２３が形成されているが、裏主表面１４上に記録層２３を設けることも可能である。
【００３７】
図５に、他の磁気ディスク１Ａの構成の一例を示す。図５は、他の磁気ディスク１Ａの部分拡大断面図である。この磁気ディスク１Ａは、ガラス基板１Ｇの上に複数層を有する記録層２０が形成されている。
【００３８】
記録層２０は、ガラス基板１Ｇの表主表面１４上に直接形成されるＡｌＮ等からなるシード（凹凸制御）層２１、シード（凹凸制御）層２１の上に形成される厚さ約６０ｎｍの下地層２２、下地層２２の上に形成される厚さ約３０ｎｍの記録層２３、記録層２３の上に形成される厚さ約１０ｎｍの保護層２４、および、保護層２４の上に形成される厚さ約０．８ｎｍの潤滑層２５を含んでいる。
【００３９】
なお、上記磁気ディスク１Ａの構成はあくまでも一例であり、磁気ディスク１Ａに要求される性能に応じて、ガラス基板１Ｇの大きさ、記録層２０の構成は適宜変更される。
【００４０】
ところで、熱アシスト記録媒体においては、記録層２０（磁性膜）を緻密化させる必要があることから、その形成温度は５５０℃程度の高温となる。すなわち、そのような高温におけるスパッタリングおよびアニーリングにより、５〜１００ｎｍ程度の磁性膜が形成される。
【００４１】
磁性膜に用いる磁性材料としては、特に限定はされないが高い保持力を得るためにＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ系膜、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｐｔ系膜またはＦｅ−Ｐｔ系膜を用いることが好ましい。
【００４２】
なお、磁気ヘッドの滑りをよくするために磁性膜の表面に潤滑剤を薄く（１ｎｍ程度）コーティングすることもできる。潤滑剤としては、たとえば液体潤滑剤であるパーフロロポリエーテル（ＰＦＰＥ）をフレオン系などの溶媒で希釈したものが挙げられる。
【００４３】
さらに必要により、磁性膜に対して下地層や保護層を設けることもできる。下地層は磁性膜の種類に応じて選択される。下地層の材料としては、たとえば、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｂ、Ａｌ、Ｎｉなどの非磁性金属から選ばれる少なくとも一種以上の材料が挙げられる。また、下地層は単層とは限らず、同一または異種の層を積層した複数層構造としてもよい。たとえば、Ｃｒ／Ｃｒ、Ｃｒ／ＣｒＭｏ、Ｃｒ／ＣｒＶ、ＮｉＡｌ／Ｃｒ、ＮｉＡｌ／ＣｒＭｏ、ＮｉＡｌ／ＣｒＶ等の多層下地層としてもよい。
【００４４】
また、磁性膜の摩耗や腐食を防止する保護層としては、たとえば、Ｃｒ層、Ｃｒ合金層、カーボン層、水素化カーボン層、ジルコニア層、シリカ層などが挙げられる。これらの保護層は、下地層、磁性膜などとともにインライン型スパッタ装置で連続して形成できる。また、これらの保護層は、単層としてもよく、あるいは、同一または異種の層からなる多層構成としてもよい。なお、上記保護層上に、または上記保護層に替えて、他の保護層を形成してもよい。たとえば、上記保護層に替えて、Ｃｒ層の上にテトラアルコキシランをアルコール系の溶媒で希釈した中に、コロイダルシリカ微粒子を分散して塗布し、さらに焼成して酸化ケイ素（ＳｉＯ2）層を形成してもよい。
【００４５】
上記の下地層は、３〜１０ｎｍ程度の厚みとすることができ、保護層は、３〜１０ｎｍ程度の厚みとすることができる。
【００４６】
＜熱アシスト記録媒体の製造方法＞
次に、図６のフローチャートおよび図７、図８を用いて、本実施の形態に係るガラス基板を含むハードディスク用基板（磁気ディスク１，１Ａ）の製造方法を説明する。
【００４７】
まず、ステップ１０（以下、「Ｓ１０」と略す。ステップ２０以降も同様。）の「ガラス溶融工程」において、基板を構成するガラス素材を溶融する。次に、Ｓ２０の「プレス成形工程」において、溶融ガラス１Ｇ０を下型２００上に流し込み（図７参照）、上型１００によってプレス成形してガラス基板１Ｇを成形する（図８参照）。Ｓ３０の「粗研磨工程」において、プレス成形されたガラス基板の表面が研磨加工され、ガラス基板の平坦度などが予備調整される。さらに、Ｓ４０の「精密研磨工程」において、ガラス基板に研磨加工が再度施され、平坦度などが微調整される。次に、Ｓ５０の「洗浄工程」において、ガラス基板は洗浄される。以上の工程により、ハードディスク用基板に適用可能なガラス基板が得られる。
【００４８】
さらに、Ｓ６０の「成膜工程」において、上記のガラス基板上に、記録層となる膜が形成される。最後に、Ｓ７０の「後熱処理工程」において、記録層が形成されたガラス基板に熱処理が施されることにより、ハードディスク用の基板が完成する。
【００４９】
＜ガラス基板の外周端面の形状＞
ガラス基板１Ｇは、略円形の外周を有する主面１０Ａと、主面１０Ａの外周に隣接する外周端面１０Ｂとを有する。
【００５０】
図９に示す例では、外周端面１２は、自由曲面とされている。ここでいう「自由曲面」とは、図８に示すプレス加工が施された状態のままの曲面であって、その後に加工が施されていないものを意味する。
【００５１】
図１０に示す例では、外周端面１２における表主表面１４および裏主表面１５に隣接する部分に、曲面状の面取り部１２Ａが形成されている。
【００５２】
図１１に示す例では、外周端面１２における表主表面１４および裏主表面１５に隣接する部分に、平面状の面取り部１２Ｂが形成されている。なお、面取りの角度（α）は、１０度以上８０度以下であることが好ましい。
【００５３】
図９の例において、自由曲面の表面粗さ（Ｒａ）は２．５ｎｍ以下であり、最大表面粗さ（Ｒｚ）は１５０ｎｍ以下である。
【００５４】
図１０、図１１の例において、面取り部１２Ａ，１２Ｂの表面粗さ（Ｒａ）は２．５ｎｍ以下であり、最大表面粗さ（Ｒｚ）は１５０ｎｍ以下である。
【００５５】
なお、上記「表面粗さ（Ｒａ）」は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１に基づく「算術平均粗さ」であり、「最大表面粗さ（Ｒｚ）」は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１に基づく「最大高さ」である。
【００５６】
＜ガラス基板の内周端面の形状＞
上述のとおり、ガラス基板１は、内周端面１３を有する。内周端面１２についても、外周端面１２と同様に、表主表面１４および裏主表面１５に隣接する部分に面取り部を有するように構成され、その面取り部の表面粗さ（Ｒａ）は２．５ｎｍ以下であり、最大表面粗さ（Ｒｚ）は１５０ｎｍ以下である。
【００５７】
内周端面１３の形状は、外周端面１２と異なっていてもよい。すなわち、内周端面１３は面取り形状を有し、外周端面１２は自由曲面であってもよい。
【００５８】
＜外周径と内周径との比＞
１つの例として、ガラス基板１Ｇの内周の径に対する外周の径の比は、２．０よりも大きく６５．０よりも小さい。このようにすることで、比較的広い面積を記録面（記録層を形成する面）として利用することが可能である。
【００５９】
＜外周端面の形状による作用効果＞
上記のように、外周端面１２の表面粗さ（Ｒａ）を２．５ｎｍ以下に設定し、最大表面粗さ（Ｒｚ）を１５０ｎｍ以下に設定することにより、ガラス基板１Ｇをキャッチングする時に、基板の割れを発生を抑制することが可能である。
【００６０】
さらに、本発明者は、上記のように、外周端面１２の表面粗さ（Ｒａ）を２．５ｎｍ以下に設定し、最大表面粗さ（Ｒｚ）を１５０ｎｍ以下に設定することにより、成膜時に５５０℃程度の高温が適用されても、ガラス基板１Ｇ中のガラス成分（特にアルカリ成分）が表主表面１４および裏主表面１５上に拡散しにくくなるという知見を得た。
【００６１】
他方、後述のとおり、本発明者の研究により、成膜時に適用される高温により記録層が劣化するのは、ガラス成分が記録層に拡散することに起因しているとの知見も得られた。
【００６２】
本実施の形態は、外周端面１２の形状を上記のとおりとすることで、上述の「割れ防止」効果に加えて、ガラス成分が表主表面１４および裏主表面１５上に拡散することを抑制し、その結果、成膜時に適用される高温により記録層が劣化することを抑制するという効果も示す。
【００６３】
＜ガラス基板の組成＞
本実施の形態のガラス基板は、酸化物基準の質量％表示で、
ＳｉＯ2：５８〜６８％
Ａｌ2Ｏ3：０〜５％
Ｂ2Ｏ3：０〜２％
（ただしＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3＝５８〜６８％）
Ｎａ2Ｏ：１〜６％
Ｋ2Ｏ：７〜１５％
（ただしＮａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＝８〜２１％）
ＭｇＯ：２〜７％
ＣａＯ：７〜１５％
ＢａＯ：０〜５％
ＳｒＯ：０〜５％
ＺｎＯ：０〜５％
（ただしＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ＝９〜２２％）
ＺｒＯ2：６〜１２％
となる組成を有し、かつＬｉ2Ｏを含まない、ことを特徴とする。なお、本実施の形態においては、ガラス組成に関し特に断らない限り「％」表示は「質量％」を示すものとする。また、便宜上、上記組成中、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3を「骨格成分」といい、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏを「アルカリ成分」といい、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＺｎＯを「２価金属成分」といい、ＺｒＯ2を「ジルコニウム成分」というものとする。
【００６４】
本実施の形態のガラス基板は、上記の通り、Ｌｉ2Ｏを含まないことを特徴とする。従来のガラス基板は、その溶融温度を低下させることを目的として上記アルカリ成分とともにＬｉ2Ｏを含んでいた。本発明者の研究によれば、熱アシスト記録媒体用の基板となるガラス基板において、成膜時に適用される高温により記録層が劣化するのは、溶融温度を低下させる目的で添加される成分がガラス基板から記録層中に拡散（侵食）することに起因しているとの知見が得られ、中でもＬｉ2Ｏが最も大きく影響していることが明らかとなった。本実施の形態は、この研究結果に基づき、Ｌｉ2Ｏを含まないことを特徴とするものである。しかも、本実施の形態のガラス基板は、Ｌｉ2Ｏを含まないことから、Ｌｉ2Ｏに起因して生成する炭酸リチウムの発生を防止することができるという利点をも有している。この炭酸リチウムは、ガラス基板の表面に突起状に形成されることが多いため、磁気ヘッドを破損する原因となっていたが、本実施の形態のガラス基板は、この点をも解決したものである。また、Ｌｉ2Ｏは、ガラス基板のガラス転移点（Ｔｇ）を低くする作用を有するが、本実施の形態のガラス基板においては、Ｌｉ2Ｏを含まないことからガラス転移点を高くすることができ、耐熱性にも優れるという効果を示す。
【００６５】
さらに、本実施の形態のガラス基板は、骨格成分となるＡｌ2Ｏ3が従来のガラス基板中の含有量に比し極めて少量であるか、あるいはそもそも含まれないという特徴を有する。このＡｌ2Ｏ3は、ガラス基板の硬度を高めるという作用を有するものであるが、Ａｌ2Ｏ3を多量に含有すると硬度が高くなりすぎることから表面研磨加工により表面粗さＲａを小さくすることが困難となり、以ってガラス基板の表面平滑性を悪化させることになる。したがって、本実施の形態のガラス基板は、Ａｌ2Ｏ3の含有量を上記の範囲とすることにより、ガラス基板の表面平滑性を極めて向上させたものである。これにより、熱アシスト記録のようにガラス基板と磁気ヘッドの距離が極めて近接する場合においても磁気ヘッドを破損することが抑制できるという極めて優れた効果を示す。
【００６６】
このように、本実施の形態のガラス基板は、上記の構成中、特にＬｉ2Ｏを含まないこと、およびＡｌ2Ｏ3の含有量を所定範囲としたことにより、記録層の劣化を防止するとともに表面平滑性を飛躍的に向上させ、以って情報のエラー発生率を低下させるとともに磁気ヘッドの破損を抑制することができるという優れた効果を有する。
【００６７】
また、本実施の形態のガラス基板は、成分にフッ素、塩素などのハロゲンおよびＳＯ3などの有害ガス成分や、また砒素、鉛などの有害成分を含んでいないため環境対応ガラスである。以下、本実施の形態のガラス基板の各成分についてさらに詳述する。
【００６８】
＜骨格成分＞
本実施の形態のガラス基板は、骨格成分としてＳｉＯ2を５８〜６８％、Ａｌ2Ｏ3を０〜５％、Ｂ2Ｏ3を０〜２％有し、かつＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3とＢ2Ｏ3との合計量が５８〜６８％であることを要する。なお、本実施の形態において「ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3＝５８〜６８％」との表記は、ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3とＢ2Ｏ3との合計量が５８〜６８％であることを示す（以下、同様の表記において同意とする）。
【００６９】
まず、ＳｉＯ2はガラスの骨格（マトリックス）を形成する成分である。その含有量が５８％未満では、ガラスの構造が不安定となり化学的耐久性が劣化するとともに、溶融時の粘性特性が悪くなり成形性に支障を来す。一方含有量が６８％を超えると、溶融性が悪くなり生産性が低下するとともに、十分な剛性が得られなくなる。そこで含有量を５８〜６８％の範囲とした。より好ましい範囲は５９〜６７％であり、さらに好ましい範囲は５９〜６６％である。
【００７０】
また、Ａｌ2Ｏ3もガラスの骨格を形成する成分であり、ガラスの耐久性向上や強度および表面硬度の向上に資するものである。しかし、それゆえガラス基板を表面研磨加工して表面粗さＲａを小さくする場合において、それを困難にする傾向を示す。このため、その含有量を５％以下にする必要があり、好ましくは３％以下である。また、Ａｌ2Ｏ3を含まない組成とすることも可能である。上記において、Ａｌ2Ｏ3の含有量０〜５％における０％とは、Ａｌ2Ｏ3を含まない態様を含み得ることを意味する。なお、本実施の形態のガラス組成における「０％」の表記は、これと同意であり、その成分を含まない態様を含み得ることを意味する。
【００７１】
また、Ｂ2Ｏ3は溶融性を改善し生産性を向上させるとともに、ガラスの骨格中に入りガラス構造を安定化させ、化学的耐久性を向上させる効果を奏する。しかしながら、Ｂ2Ｏ3は溶融時に揮発しやすく、ガラス成分比率が不安定になりやすい。また、強度を低下させるため硬度が低くなり、ガラス基板に傷が入りやすくなるとともに、破壊靭性値が小さくなり、基板が破損しやすい傾向を示す。このため、Ｂ2Ｏ3の含有量は、２％以下にする必要があり、好ましくは１．８％以下である。また、Ｂ2Ｏ3を含まない組成とすることもできる。
【００７２】
そして、ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3とＢ2Ｏ3との合計量が５８〜６８％であることを要する。これは、ガラスの構造を安定化させるためである。この合計量が５８％未満では、ガラス構造が不安定化し、また６８％を超えると、溶融時の粘性特性が悪化し生産性が低下する。より好ましい合計量は５９〜６７％の範囲であり、さらに好ましい範囲は６０〜６６％である。
【００７３】
＜アルカリ成分＞
本実施の形態のガラス基板は、アルカリ成分としてＮａ2Ｏを１〜６％、Ｋ2Ｏを７〜１５％有し、かつＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計量が８〜２１％であることを要する。
【００７４】
Ｎａ2Ｏは、ガラスの溶融温度を低下させる作用を有し、線膨張係数を増大させる効果を奏する。その含有量が１％未満では十分に溶融温度を低下させることができず、６％を超えると、その溶出量が増大し記録層に悪影響を及ぼす。より好ましい含有量は、１〜５％であり、さらに好ましくは１．１〜４．８％である。
【００７５】
Ｋ2Ｏは、上記Ｎａ2Ｏと同様の作用効果を有し、その含有量が７％未満では十分に溶融温度を低下させることができず、１５％を超えると、その溶出量が増大し記録層に悪影響を及ぼす。より好ましい含有量は、７〜１４％であり、さらに好ましくは７．２〜１３％である。
【００７６】
また、Ｎａ2ＯとＫ2Ｏとの合計量は８〜２１％であることを要する。その含有量が８％未満では十分に溶融温度を低下させることができず、２１％を超えると、その溶出量が増大し記録層に悪影響を及ぼす。より好ましい含有量は、８〜１９％であり、さらに好ましくは８．２〜１８％である。
【００７７】
＜２価金属成分＞
本実施の形態のガラス基板は、２価金属成分として、ＭｇＯを２〜７％、ＣａＯを７〜１５％、ＢａＯを０〜５％、ＳｒＯを０〜５％、ＺｎＯを０〜５％有し、かつＭｇＯとＣａＯとＢａＯとＳｒＯとＺｎＯとの合計量が９〜２２％であることを要する。
【００７８】
ＭｇＯは、剛性を上げるとともに溶融性を改善する効果を奏する。その含有量が２％未満では剛性の向上および溶融性の改善に対し十分な効果が奏されない。他方、含有量が７％を超えるとガラス構造が不安定となり、溶融生産性が低下するとともに化学的耐久性が低下する。より好ましい範囲は２〜６％であり、さらに好ましくは２．２〜５．８％である。
【００７９】
ＣａＯは、熱膨張係数および剛性を上げるとともに溶融性を改善する効果を奏する。その含有量が７％未満では熱膨張係数と剛性の向上および溶融性の改善に対し十分な効果が奏されない。他方、含有量が１５％を超えると、ガラス構造が不安定となり溶融生産性が低下するとともに化学的耐久性が低下する。より好ましい範囲は７〜１４％であり、さらに好ましくは７．２〜１３．２％である。
【００８０】
ＢａＯ、ＳｒＯ、ＺｎＯは、それぞれ主として溶融性を向上させる作用を奏するが、多量に含有するとガラス構造を不安定化させる。このため、その含有量は各々５％以下とすることを要し、より好ましくは各々４％以下である。これらを含まない組成とすることも可能である。
【００８１】
そして、ＭｇＯとＣａＯとＢａＯとＳｒＯとＺｎＯとの合計量が９〜２２％であることを要する。この合計量が９％未満では剛性を上げると共に溶融性を改善する効果が不十分となり、他方２２％を超えるとガラス構造が不安定となり溶融生産性が低下するとともに化学的耐久性が低下するからである。より好ましい合計量は９〜２０％である。
【００８２】
＜ジルコニウム成分＞
本実施の形態のガラス基板は、ジルコニウム成分としてＺｒＯ2を６〜１２％含有する。ＺｒＯ2は、ガラスの構造を強固にし剛性を向上させるとともに化学的耐久性を向上させる効果を奏する。その含有量が６％未満では剛性の向上および化学的耐久性の向上に対し十分な効果が奏されない。他方、含有量が１２％を超えると溶融性が低下し生産性を向上させることができない。より好ましい範囲は６〜１１％であり、さらに好ましくは６．２〜１０．１％である。
【００８３】
＜好適な組成＞
本実施の形態のガラス基板は、上記で説明したとおり、酸化物基準の質量％表示で、
ＳｉＯ2：５９〜６７％
Ａｌ2Ｏ3：０〜３％
Ｂ2Ｏ3：０〜２％
（ただしＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3＝５９〜６７％）
Ｎａ2Ｏ：１〜５％
Ｋ2Ｏ：７〜１４％
（ただしＮａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＝８〜１９％）
ＭｇＯ：２〜６％
ＣａＯ：７〜１４％
ＢａＯ：０〜５％
ＳｒＯ：０〜５％
ＺｎＯ：０〜５％
（ただしＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ＝９〜２０％）
ＺｒＯ2：６〜１１％
となる組成を有し、かつＬｉ2Ｏを含まない組成とすることがより好ましく、本発明の好適な実施態様とすることができる。
【００８４】
＜任意成分＞
本実施の形態のガラス基板は、酸化物基準の質量％表示で、
Ｙ2Ｏ3：０〜５％
Ｌａ2Ｏ3：０〜５％
Ｇｄ2Ｏ3：０〜５％
ＣｅＯ2：０〜２％
ＴｉＯ2：０〜５％
ＨｆＯ2：０〜２％
Ｎｂ2Ｏ5：０〜５％
Ｔａ2Ｏ5：０〜５％
Ｓｂ2Ｏ3：０〜２％
となる任意成分を含むことができる。これらの任意成分は、主としてガラスの構造を堅固にし剛性を向上させる効果を奏する。これらの任意成分は、各単独であるいは２種以上のものを使用できるが、２種以上のものを使用する場合は、特に限定はされないがその合計量を５．４％以下とすることが好ましい。５．４％を超えると、表面硬度が上昇し、表面粗さＲａを小さくすることが困難になるという不都合や、ガラス溶融時における液相温度の上昇を招くという不都合を生じる場合があるからである。なお、ＣｅＯ2およびＳｂ2Ｏ3は、ガラス溶融時において脱泡または消泡の効果を奏するため、上記の含有量の範囲内で含有することが好ましい。
【００８５】
なお、本実施の形態のガラス基板は、ＴｉＯ2を含まないことが好ましい。ＴｉＯ2は、一般にはガラス強度または硬度を向上させる作用を有するが、それゆえ研磨加工により表面粗さＲａを低くすることが困難となり、その結果としてガラス基板の表面平滑性を害する傾向を示すためである。
【００８６】
＜物性＞
本実施の形態のガラス基板は、以下のような所定のガラス物性を有していることが好ましい。
【００８７】
＜ガラス転移点＞
本実施の形態のガラス基板は、ガラス転移点（Ｔｇ）が６００℃以上であることが好ましい。熱アシスト記録媒体用の基板では、その記録層（たとえばＦｅ−Ｐｔ系記録膜）の成膜プロセスにおいて、膜の緻密化のために５５０℃程度の高温処理（アニーリング）が必要とされ、その際に基板形状が変化しないことを要するためである。このため、ガラス転移点は、より好ましくは６１０℃以上、さらに好ましくは６２０℃以上である。一方、その上限は特に限定されないが、ガラス溶融・形成における量産性、特に金型の高寿命化という観点から、７１０℃以下とすることが好ましい。
【００８８】
＜熱膨張係数＞
本実施の形態のガラス基板は、２５〜１００℃での熱膨張係数αが５０×１０-7〜９０×１０-7／℃であることが好ましい。熱膨張係数αをこの範囲と規定することにより、上記のような記録層の成膜時の加熱または冷却過程で生ずる熱応力を小さくすることができ、ガラス基板または記録層が割れにくくなるとともに記録層の剥離を抑制することができる。熱膨張係数αのより好ましい範囲は、５１×１０-7〜８６×１０-7／℃である。熱膨張係数αが５０×１０-7／℃未満では、ガラス基板と記録層が剥離する現象を示す場合が有り、９０×１０-7／℃を超えると、成膜時においてガラス基板が割れる現象を示す場合がある。
【００８９】
＜化学強化および圧縮応力＞
本実施の形態のガラス基板は、その表面の一部または全部が化学強化され、かつ圧縮応力が１．５〜１０ｋｇ／ｍｍ2であることが好ましい。ここで、化学強化とは、ガラス基板に含まれるナトリウムイオンやカリウムイオンなどの１価の金属イオンを、これらに対してイオン半径がより大きな１価の金属イオンに置き換える処理をいう。この処理は、ガラス基板を２００〜４００℃においてイオン半径がより大きな１価の金属イオンを含む処理液に浸漬することにより実行することができる。この化学強化処理により、ガラス基板の機械的強度向上という効果が奏される。
【００９０】
また、圧縮応力は、上記の範囲とすることが好ましく、より好ましくは１．６〜９．１ｋｇ／ｍｍ2である。圧縮応力が１．５ｋｇ／ｍｍ2より小さい（ただし絶対値基準）とガラス基板の強度を保つことができない場合があり、一方、圧縮応力が１０ｋｇ／ｍｍ2より大きくなる（ただし絶対値基準）と、ガラス基板の平面度が悪化するとともに成膜プロセスにおける高温処理時にガラス基板の反りの原因となる。
【００９１】
＜表面粗さＲａ＞
本実施の形態のガラス基板は、その表面粗さＲａが０．１５ｎｍ以下であることが好ましい。熱アシスト記録の場合、磁気ヘッドとガラス基板との距離が従来より接近するため、表面粗さＲａを小さくすることにより磁気ヘッドの破損を防止することができる。この観点から、該表面粗さＲａは０．１３ｎｍ以下とすることがより好ましく、０．１２ｎｍ以下とすることがさらに好ましい。また、該表面粗さＲａは小さくなればなるほど好ましいため、あえて下限値を規定する必要はない。
【００９２】
＜比弾性率、ビッカース硬度、アルカリ溶出量、破壊靭性値＞
本実施の形態のガラス基板は、ヤング率をＥ、比重をρとする場合、比弾性率Ｅ／ρが２９以上であり、ビッカース硬度Ｈｖが５５０〜６５０であり、アルカリ溶出量Ａが２．５インチディスクあたり２００ｐｐｂ以下であり、かつ破壊靭性値Ｋｃが０．８０ＭＰａ／ｍ1/2以上であることが好ましい。
【００９３】
比弾性率Ｅ／ρが２９未満では、フラッタリング特性が悪化する。このため比弾性率Ｅ／ρは、２９．６以上がより好ましく、２９．９以上がさらに好ましい。また、上限は特に限定されないが、ヤング率が高いガラス組成は低Ｒａ化（表面粗さの低減）が困難になる可能性があるという観点から３５．１以下とすることが好適である。
【００９４】
ビッカース硬度Ｈｖが５５０未満の場合、ガラス基板表面に傷が入りやすく、また６５０を超えると、硬くなりすぎることから加工効率が低下し経済的に不利となる。この観点から、ビッカース硬度Ｈｖは、より好ましくは５５５〜６４５、さらに好ましくは５６０〜６４０である。
【００９５】
アルカリ溶出量Ａが２．５インチディスクあたり２００ｐｐｂを超えると、アルカリ成分が記録層に対して悪影響を及ぼすことが顕著になる。このため、アルカリ溶出量Ａは、より好ましくは７０ｐｐｂ以下、さらに好ましくは４５ｐｐｂ以下である。また、該アルカリ溶出量Ａは小さくなればなるほど好ましいため、あえて下限値を規定する必要はない。
【００９６】
破壊靭性値Ｋｃが０．８０ＭＰａ／ｍ1/2未満の場合、ガラス基板の加工中に割れてしまったり、耐衝撃性が悪化する傾向を示す。このため、破壊靭性値Ｋｃは０．８１ＭＰａ／ｍ1/2以上とすることがより好ましく、０．８４ＭＰａ／ｍ1/2以上とすることがさらに好ましい。また、上限は特に限定されないが、ガラスの研磨加工効率という観点から１．２０ＭＰａ／ｍ1/2以下とすることが好適である。
【００９７】
＜熱伝導率＞
本実施の形態のガラス基板は、熱伝導率が１．０〜１．８Ｗ／（ｍ・ｋ）（単に「Ｗ／ｍ・ｋ」と記す）であることが好ましい。熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・ｋ未満であると、ガラス基板の高温処理時に熱が伝わりにくく不都合を生じる場合がある。また１．８Ｗ／ｍ・ｋを超えると、記録層の特性に悪影響を及ぼす場合がある。このため、熱伝導率のより好ましい範囲は１．１〜１．８Ｗ／ｍ・ｋであり、さらに好ましくは１．１〜１．６Ｗ／ｍ・ｋである。
【００９８】
＜表面抵抗＞
本実施の形態のガラス基板は、表面抵抗が１０×１０13〜５００×１０13Ω／□であることが好ましい。表面抵抗が１０×１０13Ω／□未満の場合、アルカリ成分が記録層へ拡散しやすくなり、記録層に悪影響を及ぼす場合がある。また５００×１０13Ω／□を超えると、記録層をスパッタリングにより形成する場合にチャージアップの原因となり、記録層が不均一になる場合がある。このため、表面抵抗のより好ましい範囲は１５×１０13〜４８０×１０13Ω／□であり、さらに好ましくは２００×１０13〜４００×１０13Ω／□である。
【００９９】
＜液相温度および粘性＞
本実施の形態のガラス基板は、液相温度が１３５０℃以下であり、液相温度における粘性が０．５〜１０ポアズであることが好ましい。液相温度が１３５０℃を超えると、ガラス基板の製造が困難となる場合がある。このため、液相温度は１３４０℃以下とすることが好ましく、１３００℃以下とすることがより好ましい。一方、液相温度の下限値は特に限定されないが、ガラスを安定化させる成分を適当量含有している、あるいは化学的耐久性がある程度保たれているという観点から１０５０℃以上とすることが好ましい。
【０１００】
また、液相温度における粘性が０．５ポアズ未満であると、ガラス基板を成形する際に適度なガラス滴とすることが困難となりガラス基板の成形に支障をきたす場合がある。また、１０ポアズを超えると、ガラス基板を成形する際にガラスが適度に流動せず、これまたガラス基板の成形に支障をきたす場合がある。このため、液相温度における粘性は、好ましくは０．６〜９．８ポアズであり、より好ましくは１．０〜９．０ポアズである。
【実施例】
【０１０１】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１０２】
＜実施例１〜２５および比較例１〜１０＞
表１〜４のガラス組成となるように、所定量の原料粉末を白金るつぼに秤量して入れ、混合したのち、電気炉中で１５５０℃で溶解した。原料が充分に溶解したのち、白金製の撹拌羽をガラス融液に挿入し、１時間撹拌した。その後、撹拌羽を取り出し、３０分間静置したのち、治具に融液を流しこむことによってガラスブロックを得た。その後、各ガラスのガラス転移点付近までガラスブロックを２時間保持した後、徐冷して歪取りを行なった。得られたガラスブロックを厚み約１.５ｍｍの２．５インチの円盤形状にスライスし、内周、外周を同心円としてカッターを用いて切り出した。そして、両面を粗研磨および研磨を行なうとともに、３００℃の硝酸カリウム（５０ｗｔ％）と硝酸ナトリウム（５０ｗｔ％）の混合溶液に１５分浸漬させることにより化学強化を行ない、その後洗浄を行なうことにより実施例および比較例のガラス基板を作製した。作製したガラス基板について下記物性評価を行なった。その結果を表５〜表８に示す。
【０１０３】
＜外周端面表面粗さＲａ＞
ＡＦＭ（原子間力顕微鏡、商品名：Ｄ３１００システム、デジタルインスツルメント社製）を用いて、測定領域を１０μｍ×１０μｍの視野で、測定点数は１サンプル当たり５個観察することにより、外周端面表面粗さを測定した。
【０１０４】
＜外周端面最大粗さＲｚ＞
ＡＦＭ（原子間力顕微鏡、商品名：Ｄ３１００システム、デジタルインスツルメント社製）を用いて、測定領域を１０μｍ×１０μｍの視野で、測定点数は１サンプル当たり５個観察することにより、外周端面最大粗さを測定した。
【０１０５】
＜ガラス転移点（Ｔｇ）＞
示差熱測定装置（商品名：ＥＸＳＴＡＲ６０００、セイコーインストルメンツ社製）を用いて、室温〜９００℃の温度範囲を１０℃／ｍｉｎの昇温速度で、粉末状に調整したガラス試料を加熱し測定することにより、ガラス転移点を測定した。
【０１０６】
＜熱膨張係数α＞
示差膨張測定装置（商品名：ＥＸＳＴＡＲ６０００、セイコーインストルメンツ社製）を用いて、荷重：５ｇ、温度範囲：２５〜１００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎの条件で測定することにより、熱膨張係数αを測定した。なお、表５〜８中、「α×１０-7」とは、各記載の数値に１０-7を乗じた数値が測定値であることを示す。
【０１０７】
＜圧縮応力＞
ハビネ補償板法を用いて、圧縮層の位相差を測定することにより、圧縮応力を測定した。
【０１０８】
＜表面粗さＲａ＞
研磨材として酸化セリウムを用いるとともに研磨パッドとして硬質ウレタンを用いて、サンプル表面を１時間研磨した。次に研磨後のサンプルをウエット状態のまま純水で超音波洗浄した。そしてサンプル表面をＡＦＭ（原子間力顕微鏡、商品名：Ｄ３１００システム、デジタルインスツルメント社製）を用いて観察し研磨工程後の表面粗さＲａを測定した。測定領域は１０μｍ×１０μｍの視野で、測定点数は１サンプル当たり５個とした。
【０１０９】
＜比弾性率Ｅ／ρ＞
ＪＩＳ Ｒ １６０２ファインセラミックスの弾性試験方法の動的弾性率試験方法に準じて、ヤング率Ｅを測定した。一方、アルキメデス法により、比重ρを測定した。そして、これらの測定値から、比弾性率Ｅ／ρを算出した。
【０１１０】
＜ビッカース硬度Ｈｖ＞
ビッカース硬度試験機（商品名：ＨＭ−１１２、アカシ社製）を用い荷重１００ｇ、負荷時間１５ｓｅｃの条件下にて、ビッカース硬度Ｈｖを測定した。
【０１１１】
＜アルカリ溶出量Ａ＞
ガラス基板（２．５インチディスク）の表面を酸化セリウムで研磨して、Ｒａ値が２ｎｍ以下の平滑面とした後その表面を洗浄し、８０℃の逆浸透膜水５０ｍｌ中に２４時間浸漬した後、ＩＣＰ発光分光分析装置（商品名：ＳＰＳ７８００、セイコーインストルメンツ社製）により溶出液を分析することにより、アルカリ溶出量Ａを算出した。
【０１１２】
＜破壊靭性値ｋｃ＞
ＪＩＳ Ｒ １６０７ ファインセラミックスの破壊靭性試験法を用いて、ビッカース硬度、圧痕のクラック長を測定することにより、破壊靭性値Ｋｃを測定した。
【０１１３】
＜熱伝導率＞
レーザーフレッシュ法を用いて、測定試料の片面にパルスレーザーを照射し、裏面の温度変化を測定することにより、熱伝導率を測定した。
【０１１４】
＜表面抵抗＞
３端子法を用いて、金を蒸着した測定試料の表裏面に電圧を印加し漏れ電流を測定することにより、表面抵抗を測定した。なお、表５〜８中、「×１０13」とは、各記載の数値に１０13を乗じた数値が測定値であることを示す。
【０１１５】
＜液相温度ＴＬ＞
測定試料を電気炉を用いて、１５５０℃で２時間溶融保持後、１３００℃で１０時間保持し、その後急冷した後、ガラスの表面および内部に失透物の発生の有無を観察し、失透物が観察されなかった温度を液相温度ＴＬとした。
【０１１６】
＜ＴＬにおける粘性＞
撹拌式粘性測定機（商品名：TVB-20H型粘度計、アドバンテスト社製）を用いて、溶融したガラスの粘性を測定し、液相温度ＴＬにおける粘性（ｌｏｇη）を測定した。
【０１１７】
【表１】
【０１１８】
【表２】
【０１１９】
【表３】
【０１２０】
【表４】
【０１２１】
【表５】
【０１２２】
【表６】
【０１２３】
【表７】
【０１２４】
【表８】
【０１２５】
上記において、アルカリ溶出量Ａはガラス基板から拡散されるアルカリ金属の量に相当すると考えられ、該数値が大きくなるほど、記録層を劣化する傾向（すなわち記録情報のエラー発生率が高まる傾向）が高まる。表５〜８より明らかなように、実施例１〜２５は、Ｌｉ2Ｏを含む比較例１、４〜６に比し、アルカリ溶出量が飛躍的に低下しており、記録層の劣化が防止されていることが分かる。
【０１２６】
また、主表面の表面粗さＲａが小さいものほど、磁気ヘッドの破損は防止される。表５〜８より明らかなように、実施例１〜２５は、Ａｌ2Ｏ3を上記実施の形態の数値を超えて含有する比較例１〜３、７、８に比し、主表面の表面粗さＲａが小さくなっており、磁気ヘッドの破損が防止されていることが分かる。
【０１２７】
同様に、外周端面の表面粗さＲａおよび外周端面の最大表面粗さＲｚが小さいものほど、ガラス基板外周面の割れは防止される。表５〜８より明らかなように、実施例１〜２５は、Ａｌ2Ｏ3を上記実施の形態の数値を超えて含有する比較例１〜３、７、８に比し、外周端面の表面粗さＲａおよび外周端面の最大表面粗さＲｚが小さくなっており、ガラス基板外周面の割れが防止されていることが分かる。
【０１２８】
また、破壊靭性値Ｋｃは、該数値が大きくなるほど、ガラス基板の強度が高くなることを示す。表５〜８より明らかなように、実施例１〜２５は、Ｂ2Ｏ3を上記実施の形態の数値を超えて含有する比較例９、１０に比し、破壊靭性値Ｋｃが大きくなっており、ガラス基板の強度が強化されていることが分かる。
【０１２９】
以上要するに、本発明のガラス基板が、情報のエラー発生率を低下させ、かつ磁気ヘッドの破損を抑制することができるという優れた効果を有していることは明らかである。
【０１３０】
なお、比較例１、比較例２、比較例３は、それぞれ特許文献１、特許文献２、特許文献３の追試に相当する。
【０１３１】
以上、本発明の実施の形態および実施例について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１３２】
１ 磁気ディスク、１Ｇ ガラス基板、１Ｇ０ 溶融ガラス、２ 熱アシスト磁気記録装置、２Ａ 支軸、２Ｂ トラッキング用アクチュエータ、２Ｃ サスペンション、２Ｄ 磁気記録ヘッド、５ 孔、１２ 外周端面、１２Ａ，１２Ｂ 面取り部、１３ 内周端面、１４ 表主表面、１５ 裏主表面、１００ 上型、２００ 下型。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱アシスト記録媒体用ガラス基板に関し、特に、ハードディスク（ＨＤＤ）等の情報記録媒体用の基板であって、熱アシスト記録媒体用の基板として適するガラス基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハードディスク（ＨＤＤ）等の情報記録媒体用の基板としては、アルミニウム合金が用いられていた。しかしながら、アルミニウム合金は、変形しやすく、また研磨後の基板表面の平滑性が十分ではない等の問題を有していたため、現在ではガラス基板が広く使用されている（たとえば、下記の特許文献１〜４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１６９１８４号公報
【特許文献２】特開２００７−１６１５５２号公報
【特許文献３】国際公開第２００９／０２８５７０号パンフレット
【特許文献４】特開２００３−６３８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
昨今、上記のような情報記録媒体においては、その情報記録量の増大に伴って記録密度を超高密度状態とすることが求められている。記録手段としては磁性方式が採用されているため、記録密度を高密度化すると記録の保持力が弱くなり、所謂「熱揺らぎ」として知られるように、記録中に発生する熱の影響により記録が消失してしまうという問題があった。
【０００５】
このような問題を解決する手段として、熱アシスト記録という方式の情報記録手段が注目されている。この熱アシスト記録は、レーザで記録媒体用の基板を加熱しながら情報記録を行なうことにより、上記のような問題を解決しようとするものである。このような熱アシスト記録方式の記録媒体は、基板としてガラス基板が用いられ、そのガラス基板上に複数の層からなる磁性記録層（以下単に「記録層」という。）を形成した構成を有するが、該記録層を緻密化させることを目的としてその形成時（成膜時）に５５０℃程度の極めて高い温度が適用されるという特殊性を有している。
【０００６】
このため、その成膜時においてガラス基板の割れを防止することに特に注意する必要がある。その中でも、ガラス基板の外周は、工具により把持される部分であるため、割れに対しては特段の注意が必要である。
【０００７】
また、上記とは異なる観点では、上記高温の成膜時において、基板のガラス成分が記録層に化学的な影響を与えることを防止する必要がある。
【０００８】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、熱アシスト記録媒体用ガラス基板の割れを防止するとともに、記録層の成膜時にガラス成分が記録層に与える化学的影響を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、熱アシスト記録媒体に用いられるものである。
【００１０】
１つの局面では、上記ガラス基板は、略円形の外周を有する主面と、主面の外周に隣接し、表面粗さが２．５ｎｍ以下、かつ、最大表面粗さが１５０ｎｍ以下の自由曲面からなる外周端面とを備える。
【００１１】
他の局面では、上記ガラス基板は、略円形の外周を有する主面と、主面の外周に隣接し、表面粗さが２．５ｎｍ以下、かつ、最大表面粗さが１５０ｎｍ以下の面取り部を含む外周端面とを備える。
【００１２】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板において、主面は、略円形の内周をさらに有し、ガラス基板は、主面の内周に隣接し、外周端面とは異なる形状を有する内周端面をさらに備え、内周端面の表面粗さは２．５ｎｍ以下、かつ、最大表面粗さは１５０ｎｍ以下である。
【００１３】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板において、主面は、略円径の内周をさらに有し、主面の外周は第１の径を有し、主面の内周は第２の径を有し、第２の径に対する第１の径の比は、２．０よりも大きく６５．０よりも小さい。
【００１４】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、
酸化物基準の質量％表示で、
ＳｉＯ2：５８〜６８％
Ａｌ2Ｏ3：０〜５％
Ｂ2Ｏ3：０〜２％
（ただしＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3＝５８〜６８％）
Ｎａ2Ｏ：１〜６％
Ｋ2Ｏ：７〜１５％
（ただしＮａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＝８〜２１％）
ＭｇＯ：２〜７％
ＣａＯ：７〜１５％
ＢａＯ：０〜５％
ＳｒＯ：０〜５％
ＺｎＯ：０〜５％
（ただしＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ＝９〜２２％）
ＺｒＯ2：６〜１２％
となる組成を有し、かつＬｉ2Ｏを含まない。
【００１５】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、ＴｉＯ2を含まない。
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、酸化物基準の質量％表示で、
Ｙ2Ｏ3：０〜５％
Ｌａ2Ｏ3：０〜５％
Ｇｄ2Ｏ3：０〜５％
ＣｅＯ2：０〜２％
ＴｉＯ2：０〜５％
ＨｆＯ2：０〜２％
Ｎｂ2Ｏ5：０〜５％
Ｔａ2Ｏ5：０〜５％
Ｓｂ2Ｏ3：０〜２％
となる任意成分を含む。
【００１６】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、ガラス転移点が６００℃以上である。
【００１７】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、２５〜１００℃での熱膨張係数αが５０×１０-7〜９０×１０-7／℃である。
【００１８】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、その表面の一部または全部が化学強化され、かつ圧縮応力が１．５〜１０ｋｇ／ｍｍ2である。
【００１９】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、その表面粗さＲａが０．１５ｎｍ以下である。
【００２０】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、ヤング率をＥ、比重をρとする場合、比弾性率Ｅ／ρが２９以上であり、ビッカース硬度Ｈｖが５５０〜６５０であり、アルカリ溶出量Ａが２．５インチディスクあたり２００ｐｐｂ以下であり、かつ破壊靭性値Ｋｃが０．８０ＭＰａ／ｍ1/2以上である。
【００２１】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、熱伝導率が１．０〜１．８Ｗ／ｍ・ｋである。
【００２２】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、表面抵抗が１０×１０13〜５００×１０13Ω／□である。
【００２３】
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、液相温度が１３５０℃以下であり、液相温度における粘性が０．５〜１０ポアズである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、熱アシスト記録媒体用ガラス基板の割れを防止することができる。さらに、記録層の成膜時にガラス成分が記録層に与える化学的影響を抑制することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】熱アシスト磁気記録装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】熱アシスト磁気記録装置の概略構成を示す側面図である。
【図３】磁気ディスクに含まれるガラス基板を示す図である。
【図４】ガラス基板上に記録層を形成した磁気ディスクを示す図である。
【図５】記録層の変形例を示す断面図である。
【図６】本発明の１つの実施の形態に係るガラス基板を含むハードディスク用基板の製造方法を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の１つの実施の形態に係るガラス基板の製造工程におけるプレス工程を示す図（その１）である。
【図８】本発明の１つの実施の形態に係るガラス基板の製造工程におけるプレス工程を示す図（その２）である。
【図９】本発明の１つの実施の形態に係るガラス基板の外周端面の形状を示す図（その１）である。
【図１０】本発明の１つの実施の形態に係るガラス基板の外周端面の形状を示す図（その２）である。
【図１１】本発明の１つの実施の形態に係るガラス基板の外周端面の形状を示す図（その３）である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
【００２７】
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。
【００２８】
＜熱アシスト磁気記録装置＞
図１および図２を参照して、熱アシスト磁気記録装置２の概略構成の一例について説明する。なお、図１は、熱アシスト磁気記録装置２の概略構成を示す平面図、図２は、熱アシスト磁気記録装置２の概略構成を示す側面図である。
【００２９】
図１に示すように、熱アシスト磁気記録装置２は、矢印ＤＲ１方向に回転駆動される記録媒体である熱アシスト磁気記録用の磁気ディスク１に対して、磁気記録ヘッド２Ｄが対向配置されている。
【００３０】
磁気記録ヘッド２Ｄは、サスペンション２Ｃの先端部に搭載されている。サスペンション２Ｃは、支軸２Ａを支点として矢印ＤＲ２方向（トラッキング方向）に回動可能に設けられている。支軸２Ａには、トラッキング用アクチュエータ２Ｂが取り付けられている。
【００３１】
図２に示すように、磁気ディスク１を挟んで、磁気記録ヘッド２Ｄが対向する側には、レーザ光ＬＢが照射される。磁気ディスク１上に記録する部分をレーザ光ＬＢで瞬間的に加熱し、磁気ヘッド１５で磁気ディスク１にデータを記録する。
【００３２】
磁気ディスク１に形成された記録層の磁気粒子は、その温度が上昇すると保持力が低くなる。レーザ光ＬＢで記録層を加熱することで、常温では高い保持力を有する記録層でも、通常の磁気記録ヘッド２Ｄでの記録が可能となり、超高密度記録の実現を可能とする。
【００３３】
＜ガラス基板＞
本実施の形態のガラス基板は、円盤状の形状を有することが好ましく、これにより熱アシスト記録媒体用の基板として適したものとなる。なお、円盤状の形状とする場合、その大きさは特に限定されず、たとえば３．５インチ、２．５インチ、１．８インチ、あるいはそれ以下の小径ディスクとすることもでき、またその厚みは２ｍｍ、１ｍｍ、０．６３ｍｍ、あるいはそれ以下といった薄型とすることもできる。
【００３４】
＜熱アシスト記録媒体＞
次に、図３および図４を参照して、磁気ディスク１の構成について説明する。なお、図３は、磁気ディスク１に用いられるガラス基板１Ｇを示す斜視図、図４は、磁気ディスク１を示す斜視図である。
【００３５】
図３に示すように、磁気ディスク１に用いられるガラス基板１Ｇは、中心に孔５が形成された環状の円板形状を呈している。ガラス基板１Ｇは、外周端面１２、内周端面１３、表主表面１４、および裏主表面１５を有している。
【００３６】
図４に示すように、磁気ディスク１は、上記したガラス基板１Ｇの表主表面１４上に記録層２３が形成されている。図示では、表主表面１４上にのみ記録層２３が形成されているが、裏主表面１４上に記録層２３を設けることも可能である。
【００３７】
図５に、他の磁気ディスク１Ａの構成の一例を示す。図５は、他の磁気ディスク１Ａの部分拡大断面図である。この磁気ディスク１Ａは、ガラス基板１Ｇの上に複数層を有する記録層２０が形成されている。
【００３８】
記録層２０は、ガラス基板１Ｇの表主表面１４上に直接形成されるＡｌＮ等からなるシード（凹凸制御）層２１、シード（凹凸制御）層２１の上に形成される厚さ約６０ｎｍの下地層２２、下地層２２の上に形成される厚さ約３０ｎｍの記録層２３、記録層２３の上に形成される厚さ約１０ｎｍの保護層２４、および、保護層２４の上に形成される厚さ約０．８ｎｍの潤滑層２５を含んでいる。
【００３９】
なお、上記磁気ディスク１Ａの構成はあくまでも一例であり、磁気ディスク１Ａに要求される性能に応じて、ガラス基板１Ｇの大きさ、記録層２０の構成は適宜変更される。
【００４０】
ところで、熱アシスト記録媒体においては、記録層２０（磁性膜）を緻密化させる必要があることから、その形成温度は５５０℃程度の高温となる。すなわち、そのような高温におけるスパッタリングおよびアニーリングにより、５〜１００ｎｍ程度の磁性膜が形成される。
【００４１】
磁性膜に用いる磁性材料としては、特に限定はされないが高い保持力を得るためにＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ系膜、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｐｔ系膜またはＦｅ−Ｐｔ系膜を用いることが好ましい。
【００４２】
なお、磁気ヘッドの滑りをよくするために磁性膜の表面に潤滑剤を薄く（１ｎｍ程度）コーティングすることもできる。潤滑剤としては、たとえば液体潤滑剤であるパーフロロポリエーテル（ＰＦＰＥ）をフレオン系などの溶媒で希釈したものが挙げられる。
【００４３】
さらに必要により、磁性膜に対して下地層や保護層を設けることもできる。下地層は磁性膜の種類に応じて選択される。下地層の材料としては、たとえば、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｂ、Ａｌ、Ｎｉなどの非磁性金属から選ばれる少なくとも一種以上の材料が挙げられる。また、下地層は単層とは限らず、同一または異種の層を積層した複数層構造としてもよい。たとえば、Ｃｒ／Ｃｒ、Ｃｒ／ＣｒＭｏ、Ｃｒ／ＣｒＶ、ＮｉＡｌ／Ｃｒ、ＮｉＡｌ／ＣｒＭｏ、ＮｉＡｌ／ＣｒＶ等の多層下地層としてもよい。
【００４４】
また、磁性膜の摩耗や腐食を防止する保護層としては、たとえば、Ｃｒ層、Ｃｒ合金層、カーボン層、水素化カーボン層、ジルコニア層、シリカ層などが挙げられる。これらの保護層は、下地層、磁性膜などとともにインライン型スパッタ装置で連続して形成できる。また、これらの保護層は、単層としてもよく、あるいは、同一または異種の層からなる多層構成としてもよい。なお、上記保護層上に、または上記保護層に替えて、他の保護層を形成してもよい。たとえば、上記保護層に替えて、Ｃｒ層の上にテトラアルコキシランをアルコール系の溶媒で希釈した中に、コロイダルシリカ微粒子を分散して塗布し、さらに焼成して酸化ケイ素（ＳｉＯ2）層を形成してもよい。
【００４５】
上記の下地層は、３〜１０ｎｍ程度の厚みとすることができ、保護層は、３〜１０ｎｍ程度の厚みとすることができる。
【００４６】
＜熱アシスト記録媒体の製造方法＞
次に、図６のフローチャートおよび図７、図８を用いて、本実施の形態に係るガラス基板を含むハードディスク用基板（磁気ディスク１，１Ａ）の製造方法を説明する。
【００４７】
まず、ステップ１０（以下、「Ｓ１０」と略す。ステップ２０以降も同様。）の「ガラス溶融工程」において、基板を構成するガラス素材を溶融する。次に、Ｓ２０の「プレス成形工程」において、溶融ガラス１Ｇ０を下型２００上に流し込み（図７参照）、上型１００によってプレス成形してガラス基板１Ｇを成形する（図８参照）。Ｓ３０の「粗研磨工程」において、プレス成形されたガラス基板の表面が研磨加工され、ガラス基板の平坦度などが予備調整される。さらに、Ｓ４０の「精密研磨工程」において、ガラス基板に研磨加工が再度施され、平坦度などが微調整される。次に、Ｓ５０の「洗浄工程」において、ガラス基板は洗浄される。以上の工程により、ハードディスク用基板に適用可能なガラス基板が得られる。
【００４８】
さらに、Ｓ６０の「成膜工程」において、上記のガラス基板上に、記録層となる膜が形成される。最後に、Ｓ７０の「後熱処理工程」において、記録層が形成されたガラス基板に熱処理が施されることにより、ハードディスク用の基板が完成する。
【００４９】
＜ガラス基板の外周端面の形状＞
ガラス基板１Ｇは、略円形の外周を有する主面１０Ａと、主面１０Ａの外周に隣接する外周端面１０Ｂとを有する。
【００５０】
図９に示す例では、外周端面１２は、自由曲面とされている。ここでいう「自由曲面」とは、図８に示すプレス加工が施された状態のままの曲面であって、その後に加工が施されていないものを意味する。
【００５１】
図１０に示す例では、外周端面１２における表主表面１４および裏主表面１５に隣接する部分に、曲面状の面取り部１２Ａが形成されている。
【００５２】
図１１に示す例では、外周端面１２における表主表面１４および裏主表面１５に隣接する部分に、平面状の面取り部１２Ｂが形成されている。なお、面取りの角度（α）は、１０度以上８０度以下であることが好ましい。
【００５３】
図９の例において、自由曲面の表面粗さ（Ｒａ）は２．５ｎｍ以下であり、最大表面粗さ（Ｒｚ）は１５０ｎｍ以下である。
【００５４】
図１０、図１１の例において、面取り部１２Ａ，１２Ｂの表面粗さ（Ｒａ）は２．５ｎｍ以下であり、最大表面粗さ（Ｒｚ）は１５０ｎｍ以下である。
【００５５】
なお、上記「表面粗さ（Ｒａ）」は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１に基づく「算術平均粗さ」であり、「最大表面粗さ（Ｒｚ）」は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１に基づく「最大高さ」である。
【００５６】
＜ガラス基板の内周端面の形状＞
上述のとおり、ガラス基板１は、内周端面１３を有する。内周端面１２についても、外周端面１２と同様に、表主表面１４および裏主表面１５に隣接する部分に面取り部を有するように構成され、その面取り部の表面粗さ（Ｒａ）は２．５ｎｍ以下であり、最大表面粗さ（Ｒｚ）は１５０ｎｍ以下である。
【００５７】
内周端面１３の形状は、外周端面１２と異なっていてもよい。すなわち、内周端面１３は面取り形状を有し、外周端面１２は自由曲面であってもよい。
【００５８】
＜外周径と内周径との比＞
１つの例として、ガラス基板１Ｇの内周の径に対する外周の径の比は、２．０よりも大きく６５．０よりも小さい。このようにすることで、比較的広い面積を記録面（記録層を形成する面）として利用することが可能である。
【００５９】
＜外周端面の形状による作用効果＞
上記のように、外周端面１２の表面粗さ（Ｒａ）を２．５ｎｍ以下に設定し、最大表面粗さ（Ｒｚ）を１５０ｎｍ以下に設定することにより、ガラス基板１Ｇをキャッチングする時に、基板の割れを発生を抑制することが可能である。
【００６０】
さらに、本発明者は、上記のように、外周端面１２の表面粗さ（Ｒａ）を２．５ｎｍ以下に設定し、最大表面粗さ（Ｒｚ）を１５０ｎｍ以下に設定することにより、成膜時に５５０℃程度の高温が適用されても、ガラス基板１Ｇ中のガラス成分（特にアルカリ成分）が表主表面１４および裏主表面１５上に拡散しにくくなるという知見を得た。
【００６１】
他方、後述のとおり、本発明者の研究により、成膜時に適用される高温により記録層が劣化するのは、ガラス成分が記録層に拡散することに起因しているとの知見も得られた。
【００６２】
本実施の形態は、外周端面１２の形状を上記のとおりとすることで、上述の「割れ防止」効果に加えて、ガラス成分が表主表面１４および裏主表面１５上に拡散することを抑制し、その結果、成膜時に適用される高温により記録層が劣化することを抑制するという効果も示す。
【００６３】
＜ガラス基板の組成＞
本実施の形態のガラス基板は、酸化物基準の質量％表示で、
ＳｉＯ2：５８〜６８％
Ａｌ2Ｏ3：０〜５％
Ｂ2Ｏ3：０〜２％
（ただしＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3＝５８〜６８％）
Ｎａ2Ｏ：１〜６％
Ｋ2Ｏ：７〜１５％
（ただしＮａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＝８〜２１％）
ＭｇＯ：２〜７％
ＣａＯ：７〜１５％
ＢａＯ：０〜５％
ＳｒＯ：０〜５％
ＺｎＯ：０〜５％
（ただしＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ＝９〜２２％）
ＺｒＯ2：６〜１２％
となる組成を有し、かつＬｉ2Ｏを含まない、ことを特徴とする。なお、本実施の形態においては、ガラス組成に関し特に断らない限り「％」表示は「質量％」を示すものとする。また、便宜上、上記組成中、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3を「骨格成分」といい、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏを「アルカリ成分」といい、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＺｎＯを「２価金属成分」といい、ＺｒＯ2を「ジルコニウム成分」というものとする。
【００６４】
本実施の形態のガラス基板は、上記の通り、Ｌｉ2Ｏを含まないことを特徴とする。従来のガラス基板は、その溶融温度を低下させることを目的として上記アルカリ成分とともにＬｉ2Ｏを含んでいた。本発明者の研究によれば、熱アシスト記録媒体用の基板となるガラス基板において、成膜時に適用される高温により記録層が劣化するのは、溶融温度を低下させる目的で添加される成分がガラス基板から記録層中に拡散（侵食）することに起因しているとの知見が得られ、中でもＬｉ2Ｏが最も大きく影響していることが明らかとなった。本実施の形態は、この研究結果に基づき、Ｌｉ2Ｏを含まないことを特徴とするものである。しかも、本実施の形態のガラス基板は、Ｌｉ2Ｏを含まないことから、Ｌｉ2Ｏに起因して生成する炭酸リチウムの発生を防止することができるという利点をも有している。この炭酸リチウムは、ガラス基板の表面に突起状に形成されることが多いため、磁気ヘッドを破損する原因となっていたが、本実施の形態のガラス基板は、この点をも解決したものである。また、Ｌｉ2Ｏは、ガラス基板のガラス転移点（Ｔｇ）を低くする作用を有するが、本実施の形態のガラス基板においては、Ｌｉ2Ｏを含まないことからガラス転移点を高くすることができ、耐熱性にも優れるという効果を示す。
【００６５】
さらに、本実施の形態のガラス基板は、骨格成分となるＡｌ2Ｏ3が従来のガラス基板中の含有量に比し極めて少量であるか、あるいはそもそも含まれないという特徴を有する。このＡｌ2Ｏ3は、ガラス基板の硬度を高めるという作用を有するものであるが、Ａｌ2Ｏ3を多量に含有すると硬度が高くなりすぎることから表面研磨加工により表面粗さＲａを小さくすることが困難となり、以ってガラス基板の表面平滑性を悪化させることになる。したがって、本実施の形態のガラス基板は、Ａｌ2Ｏ3の含有量を上記の範囲とすることにより、ガラス基板の表面平滑性を極めて向上させたものである。これにより、熱アシスト記録のようにガラス基板と磁気ヘッドの距離が極めて近接する場合においても磁気ヘッドを破損することが抑制できるという極めて優れた効果を示す。
【００６６】
このように、本実施の形態のガラス基板は、上記の構成中、特にＬｉ2Ｏを含まないこと、およびＡｌ2Ｏ3の含有量を所定範囲としたことにより、記録層の劣化を防止するとともに表面平滑性を飛躍的に向上させ、以って情報のエラー発生率を低下させるとともに磁気ヘッドの破損を抑制することができるという優れた効果を有する。
【００６７】
また、本実施の形態のガラス基板は、成分にフッ素、塩素などのハロゲンおよびＳＯ3などの有害ガス成分や、また砒素、鉛などの有害成分を含んでいないため環境対応ガラスである。以下、本実施の形態のガラス基板の各成分についてさらに詳述する。
【００６８】
＜骨格成分＞
本実施の形態のガラス基板は、骨格成分としてＳｉＯ2を５８〜６８％、Ａｌ2Ｏ3を０〜５％、Ｂ2Ｏ3を０〜２％有し、かつＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3とＢ2Ｏ3との合計量が５８〜６８％であることを要する。なお、本実施の形態において「ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3＝５８〜６８％」との表記は、ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3とＢ2Ｏ3との合計量が５８〜６８％であることを示す（以下、同様の表記において同意とする）。
【００６９】
まず、ＳｉＯ2はガラスの骨格（マトリックス）を形成する成分である。その含有量が５８％未満では、ガラスの構造が不安定となり化学的耐久性が劣化するとともに、溶融時の粘性特性が悪くなり成形性に支障を来す。一方含有量が６８％を超えると、溶融性が悪くなり生産性が低下するとともに、十分な剛性が得られなくなる。そこで含有量を５８〜６８％の範囲とした。より好ましい範囲は５９〜６７％であり、さらに好ましい範囲は５９〜６６％である。
【００７０】
また、Ａｌ2Ｏ3もガラスの骨格を形成する成分であり、ガラスの耐久性向上や強度および表面硬度の向上に資するものである。しかし、それゆえガラス基板を表面研磨加工して表面粗さＲａを小さくする場合において、それを困難にする傾向を示す。このため、その含有量を５％以下にする必要があり、好ましくは３％以下である。また、Ａｌ2Ｏ3を含まない組成とすることも可能である。上記において、Ａｌ2Ｏ3の含有量０〜５％における０％とは、Ａｌ2Ｏ3を含まない態様を含み得ることを意味する。なお、本実施の形態のガラス組成における「０％」の表記は、これと同意であり、その成分を含まない態様を含み得ることを意味する。
【００７１】
また、Ｂ2Ｏ3は溶融性を改善し生産性を向上させるとともに、ガラスの骨格中に入りガラス構造を安定化させ、化学的耐久性を向上させる効果を奏する。しかしながら、Ｂ2Ｏ3は溶融時に揮発しやすく、ガラス成分比率が不安定になりやすい。また、強度を低下させるため硬度が低くなり、ガラス基板に傷が入りやすくなるとともに、破壊靭性値が小さくなり、基板が破損しやすい傾向を示す。このため、Ｂ2Ｏ3の含有量は、２％以下にする必要があり、好ましくは１．８％以下である。また、Ｂ2Ｏ3を含まない組成とすることもできる。
【００７２】
そして、ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3とＢ2Ｏ3との合計量が５８〜６８％であることを要する。これは、ガラスの構造を安定化させるためである。この合計量が５８％未満では、ガラス構造が不安定化し、また６８％を超えると、溶融時の粘性特性が悪化し生産性が低下する。より好ましい合計量は５９〜６７％の範囲であり、さらに好ましい範囲は６０〜６６％である。
【００７３】
＜アルカリ成分＞
本実施の形態のガラス基板は、アルカリ成分としてＮａ2Ｏを１〜６％、Ｋ2Ｏを７〜１５％有し、かつＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計量が８〜２１％であることを要する。
【００７４】
Ｎａ2Ｏは、ガラスの溶融温度を低下させる作用を有し、線膨張係数を増大させる効果を奏する。その含有量が１％未満では十分に溶融温度を低下させることができず、６％を超えると、その溶出量が増大し記録層に悪影響を及ぼす。より好ましい含有量は、１〜５％であり、さらに好ましくは１．１〜４．８％である。
【００７５】
Ｋ2Ｏは、上記Ｎａ2Ｏと同様の作用効果を有し、その含有量が７％未満では十分に溶融温度を低下させることができず、１５％を超えると、その溶出量が増大し記録層に悪影響を及ぼす。より好ましい含有量は、７〜１４％であり、さらに好ましくは７．２〜１３％である。
【００７６】
また、Ｎａ2ＯとＫ2Ｏとの合計量は８〜２１％であることを要する。その含有量が８％未満では十分に溶融温度を低下させることができず、２１％を超えると、その溶出量が増大し記録層に悪影響を及ぼす。より好ましい含有量は、８〜１９％であり、さらに好ましくは８．２〜１８％である。
【００７７】
＜２価金属成分＞
本実施の形態のガラス基板は、２価金属成分として、ＭｇＯを２〜７％、ＣａＯを７〜１５％、ＢａＯを０〜５％、ＳｒＯを０〜５％、ＺｎＯを０〜５％有し、かつＭｇＯとＣａＯとＢａＯとＳｒＯとＺｎＯとの合計量が９〜２２％であることを要する。
【００７８】
ＭｇＯは、剛性を上げるとともに溶融性を改善する効果を奏する。その含有量が２％未満では剛性の向上および溶融性の改善に対し十分な効果が奏されない。他方、含有量が７％を超えるとガラス構造が不安定となり、溶融生産性が低下するとともに化学的耐久性が低下する。より好ましい範囲は２〜６％であり、さらに好ましくは２．２〜５．８％である。
【００７９】
ＣａＯは、熱膨張係数および剛性を上げるとともに溶融性を改善する効果を奏する。その含有量が７％未満では熱膨張係数と剛性の向上および溶融性の改善に対し十分な効果が奏されない。他方、含有量が１５％を超えると、ガラス構造が不安定となり溶融生産性が低下するとともに化学的耐久性が低下する。より好ましい範囲は７〜１４％であり、さらに好ましくは７．２〜１３．２％である。
【００８０】
ＢａＯ、ＳｒＯ、ＺｎＯは、それぞれ主として溶融性を向上させる作用を奏するが、多量に含有するとガラス構造を不安定化させる。このため、その含有量は各々５％以下とすることを要し、より好ましくは各々４％以下である。これらを含まない組成とすることも可能である。
【００８１】
そして、ＭｇＯとＣａＯとＢａＯとＳｒＯとＺｎＯとの合計量が９〜２２％であることを要する。この合計量が９％未満では剛性を上げると共に溶融性を改善する効果が不十分となり、他方２２％を超えるとガラス構造が不安定となり溶融生産性が低下するとともに化学的耐久性が低下するからである。より好ましい合計量は９〜２０％である。
【００８２】
＜ジルコニウム成分＞
本実施の形態のガラス基板は、ジルコニウム成分としてＺｒＯ2を６〜１２％含有する。ＺｒＯ2は、ガラスの構造を強固にし剛性を向上させるとともに化学的耐久性を向上させる効果を奏する。その含有量が６％未満では剛性の向上および化学的耐久性の向上に対し十分な効果が奏されない。他方、含有量が１２％を超えると溶融性が低下し生産性を向上させることができない。より好ましい範囲は６〜１１％であり、さらに好ましくは６．２〜１０．１％である。
【００８３】
＜好適な組成＞
本実施の形態のガラス基板は、上記で説明したとおり、酸化物基準の質量％表示で、
ＳｉＯ2：５９〜６７％
Ａｌ2Ｏ3：０〜３％
Ｂ2Ｏ3：０〜２％
（ただしＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3＝５９〜６７％）
Ｎａ2Ｏ：１〜５％
Ｋ2Ｏ：７〜１４％
（ただしＮａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＝８〜１９％）
ＭｇＯ：２〜６％
ＣａＯ：７〜１４％
ＢａＯ：０〜５％
ＳｒＯ：０〜５％
ＺｎＯ：０〜５％
（ただしＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ＝９〜２０％）
ＺｒＯ2：６〜１１％
となる組成を有し、かつＬｉ2Ｏを含まない組成とすることがより好ましく、本発明の好適な実施態様とすることができる。
【００８４】
＜任意成分＞
本実施の形態のガラス基板は、酸化物基準の質量％表示で、
Ｙ2Ｏ3：０〜５％
Ｌａ2Ｏ3：０〜５％
Ｇｄ2Ｏ3：０〜５％
ＣｅＯ2：０〜２％
ＴｉＯ2：０〜５％
ＨｆＯ2：０〜２％
Ｎｂ2Ｏ5：０〜５％
Ｔａ2Ｏ5：０〜５％
Ｓｂ2Ｏ3：０〜２％
となる任意成分を含むことができる。これらの任意成分は、主としてガラスの構造を堅固にし剛性を向上させる効果を奏する。これらの任意成分は、各単独であるいは２種以上のものを使用できるが、２種以上のものを使用する場合は、特に限定はされないがその合計量を５．４％以下とすることが好ましい。５．４％を超えると、表面硬度が上昇し、表面粗さＲａを小さくすることが困難になるという不都合や、ガラス溶融時における液相温度の上昇を招くという不都合を生じる場合があるからである。なお、ＣｅＯ2およびＳｂ2Ｏ3は、ガラス溶融時において脱泡または消泡の効果を奏するため、上記の含有量の範囲内で含有することが好ましい。
【００８５】
なお、本実施の形態のガラス基板は、ＴｉＯ2を含まないことが好ましい。ＴｉＯ2は、一般にはガラス強度または硬度を向上させる作用を有するが、それゆえ研磨加工により表面粗さＲａを低くすることが困難となり、その結果としてガラス基板の表面平滑性を害する傾向を示すためである。
【００８６】
＜物性＞
本実施の形態のガラス基板は、以下のような所定のガラス物性を有していることが好ましい。
【００８７】
＜ガラス転移点＞
本実施の形態のガラス基板は、ガラス転移点（Ｔｇ）が６００℃以上であることが好ましい。熱アシスト記録媒体用の基板では、その記録層（たとえばＦｅ−Ｐｔ系記録膜）の成膜プロセスにおいて、膜の緻密化のために５５０℃程度の高温処理（アニーリング）が必要とされ、その際に基板形状が変化しないことを要するためである。このため、ガラス転移点は、より好ましくは６１０℃以上、さらに好ましくは６２０℃以上である。一方、その上限は特に限定されないが、ガラス溶融・形成における量産性、特に金型の高寿命化という観点から、７１０℃以下とすることが好ましい。
【００８８】
＜熱膨張係数＞
本実施の形態のガラス基板は、２５〜１００℃での熱膨張係数αが５０×１０-7〜９０×１０-7／℃であることが好ましい。熱膨張係数αをこの範囲と規定することにより、上記のような記録層の成膜時の加熱または冷却過程で生ずる熱応力を小さくすることができ、ガラス基板または記録層が割れにくくなるとともに記録層の剥離を抑制することができる。熱膨張係数αのより好ましい範囲は、５１×１０-7〜８６×１０-7／℃である。熱膨張係数αが５０×１０-7／℃未満では、ガラス基板と記録層が剥離する現象を示す場合が有り、９０×１０-7／℃を超えると、成膜時においてガラス基板が割れる現象を示す場合がある。
【００８９】
＜化学強化および圧縮応力＞
本実施の形態のガラス基板は、その表面の一部または全部が化学強化され、かつ圧縮応力が１．５〜１０ｋｇ／ｍｍ2であることが好ましい。ここで、化学強化とは、ガラス基板に含まれるナトリウムイオンやカリウムイオンなどの１価の金属イオンを、これらに対してイオン半径がより大きな１価の金属イオンに置き換える処理をいう。この処理は、ガラス基板を２００〜４００℃においてイオン半径がより大きな１価の金属イオンを含む処理液に浸漬することにより実行することができる。この化学強化処理により、ガラス基板の機械的強度向上という効果が奏される。
【００９０】
また、圧縮応力は、上記の範囲とすることが好ましく、より好ましくは１．６〜９．１ｋｇ／ｍｍ2である。圧縮応力が１．５ｋｇ／ｍｍ2より小さい（ただし絶対値基準）とガラス基板の強度を保つことができない場合があり、一方、圧縮応力が１０ｋｇ／ｍｍ2より大きくなる（ただし絶対値基準）と、ガラス基板の平面度が悪化するとともに成膜プロセスにおける高温処理時にガラス基板の反りの原因となる。
【００９１】
＜表面粗さＲａ＞
本実施の形態のガラス基板は、その表面粗さＲａが０．１５ｎｍ以下であることが好ましい。熱アシスト記録の場合、磁気ヘッドとガラス基板との距離が従来より接近するため、表面粗さＲａを小さくすることにより磁気ヘッドの破損を防止することができる。この観点から、該表面粗さＲａは０．１３ｎｍ以下とすることがより好ましく、０．１２ｎｍ以下とすることがさらに好ましい。また、該表面粗さＲａは小さくなればなるほど好ましいため、あえて下限値を規定する必要はない。
【００９２】
＜比弾性率、ビッカース硬度、アルカリ溶出量、破壊靭性値＞
本実施の形態のガラス基板は、ヤング率をＥ、比重をρとする場合、比弾性率Ｅ／ρが２９以上であり、ビッカース硬度Ｈｖが５５０〜６５０であり、アルカリ溶出量Ａが２．５インチディスクあたり２００ｐｐｂ以下であり、かつ破壊靭性値Ｋｃが０．８０ＭＰａ／ｍ1/2以上であることが好ましい。
【００９３】
比弾性率Ｅ／ρが２９未満では、フラッタリング特性が悪化する。このため比弾性率Ｅ／ρは、２９．６以上がより好ましく、２９．９以上がさらに好ましい。また、上限は特に限定されないが、ヤング率が高いガラス組成は低Ｒａ化（表面粗さの低減）が困難になる可能性があるという観点から３５．１以下とすることが好適である。
【００９４】
ビッカース硬度Ｈｖが５５０未満の場合、ガラス基板表面に傷が入りやすく、また６５０を超えると、硬くなりすぎることから加工効率が低下し経済的に不利となる。この観点から、ビッカース硬度Ｈｖは、より好ましくは５５５〜６４５、さらに好ましくは５６０〜６４０である。
【００９５】
アルカリ溶出量Ａが２．５インチディスクあたり２００ｐｐｂを超えると、アルカリ成分が記録層に対して悪影響を及ぼすことが顕著になる。このため、アルカリ溶出量Ａは、より好ましくは７０ｐｐｂ以下、さらに好ましくは４５ｐｐｂ以下である。また、該アルカリ溶出量Ａは小さくなればなるほど好ましいため、あえて下限値を規定する必要はない。
【００９６】
破壊靭性値Ｋｃが０．８０ＭＰａ／ｍ1/2未満の場合、ガラス基板の加工中に割れてしまったり、耐衝撃性が悪化する傾向を示す。このため、破壊靭性値Ｋｃは０．８１ＭＰａ／ｍ1/2以上とすることがより好ましく、０．８４ＭＰａ／ｍ1/2以上とすることがさらに好ましい。また、上限は特に限定されないが、ガラスの研磨加工効率という観点から１．２０ＭＰａ／ｍ1/2以下とすることが好適である。
【００９７】
＜熱伝導率＞
本実施の形態のガラス基板は、熱伝導率が１．０〜１．８Ｗ／（ｍ・ｋ）（単に「Ｗ／ｍ・ｋ」と記す）であることが好ましい。熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・ｋ未満であると、ガラス基板の高温処理時に熱が伝わりにくく不都合を生じる場合がある。また１．８Ｗ／ｍ・ｋを超えると、記録層の特性に悪影響を及ぼす場合がある。このため、熱伝導率のより好ましい範囲は１．１〜１．８Ｗ／ｍ・ｋであり、さらに好ましくは１．１〜１．６Ｗ／ｍ・ｋである。
【００９８】
＜表面抵抗＞
本実施の形態のガラス基板は、表面抵抗が１０×１０13〜５００×１０13Ω／□であることが好ましい。表面抵抗が１０×１０13Ω／□未満の場合、アルカリ成分が記録層へ拡散しやすくなり、記録層に悪影響を及ぼす場合がある。また５００×１０13Ω／□を超えると、記録層をスパッタリングにより形成する場合にチャージアップの原因となり、記録層が不均一になる場合がある。このため、表面抵抗のより好ましい範囲は１５×１０13〜４８０×１０13Ω／□であり、さらに好ましくは２００×１０13〜４００×１０13Ω／□である。
【００９９】
＜液相温度および粘性＞
本実施の形態のガラス基板は、液相温度が１３５０℃以下であり、液相温度における粘性が０．５〜１０ポアズであることが好ましい。液相温度が１３５０℃を超えると、ガラス基板の製造が困難となる場合がある。このため、液相温度は１３４０℃以下とすることが好ましく、１３００℃以下とすることがより好ましい。一方、液相温度の下限値は特に限定されないが、ガラスを安定化させる成分を適当量含有している、あるいは化学的耐久性がある程度保たれているという観点から１０５０℃以上とすることが好ましい。
【０１００】
また、液相温度における粘性が０．５ポアズ未満であると、ガラス基板を成形する際に適度なガラス滴とすることが困難となりガラス基板の成形に支障をきたす場合がある。また、１０ポアズを超えると、ガラス基板を成形する際にガラスが適度に流動せず、これまたガラス基板の成形に支障をきたす場合がある。このため、液相温度における粘性は、好ましくは０．６〜９．８ポアズであり、より好ましくは１．０〜９．０ポアズである。
【実施例】
【０１０１】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１０２】
＜実施例１〜２５および比較例１〜１０＞
表１〜４のガラス組成となるように、所定量の原料粉末を白金るつぼに秤量して入れ、混合したのち、電気炉中で１５５０℃で溶解した。原料が充分に溶解したのち、白金製の撹拌羽をガラス融液に挿入し、１時間撹拌した。その後、撹拌羽を取り出し、３０分間静置したのち、治具に融液を流しこむことによってガラスブロックを得た。その後、各ガラスのガラス転移点付近までガラスブロックを２時間保持した後、徐冷して歪取りを行なった。得られたガラスブロックを厚み約１.５ｍｍの２．５インチの円盤形状にスライスし、内周、外周を同心円としてカッターを用いて切り出した。そして、両面を粗研磨および研磨を行なうとともに、３００℃の硝酸カリウム（５０ｗｔ％）と硝酸ナトリウム（５０ｗｔ％）の混合溶液に１５分浸漬させることにより化学強化を行ない、その後洗浄を行なうことにより実施例および比較例のガラス基板を作製した。作製したガラス基板について下記物性評価を行なった。その結果を表５〜表８に示す。
【０１０３】
＜外周端面表面粗さＲａ＞
ＡＦＭ（原子間力顕微鏡、商品名：Ｄ３１００システム、デジタルインスツルメント社製）を用いて、測定領域を１０μｍ×１０μｍの視野で、測定点数は１サンプル当たり５個観察することにより、外周端面表面粗さを測定した。
【０１０４】
＜外周端面最大粗さＲｚ＞
ＡＦＭ（原子間力顕微鏡、商品名：Ｄ３１００システム、デジタルインスツルメント社製）を用いて、測定領域を１０μｍ×１０μｍの視野で、測定点数は１サンプル当たり５個観察することにより、外周端面最大粗さを測定した。
【０１０５】
＜ガラス転移点（Ｔｇ）＞
示差熱測定装置（商品名：ＥＸＳＴＡＲ６０００、セイコーインストルメンツ社製）を用いて、室温〜９００℃の温度範囲を１０℃／ｍｉｎの昇温速度で、粉末状に調整したガラス試料を加熱し測定することにより、ガラス転移点を測定した。
【０１０６】
＜熱膨張係数α＞
示差膨張測定装置（商品名：ＥＸＳＴＡＲ６０００、セイコーインストルメンツ社製）を用いて、荷重：５ｇ、温度範囲：２５〜１００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎの条件で測定することにより、熱膨張係数αを測定した。なお、表５〜８中、「α×１０-7」とは、各記載の数値に１０-7を乗じた数値が測定値であることを示す。
【０１０７】
＜圧縮応力＞
ハビネ補償板法を用いて、圧縮層の位相差を測定することにより、圧縮応力を測定した。
【０１０８】
＜表面粗さＲａ＞
研磨材として酸化セリウムを用いるとともに研磨パッドとして硬質ウレタンを用いて、サンプル表面を１時間研磨した。次に研磨後のサンプルをウエット状態のまま純水で超音波洗浄した。そしてサンプル表面をＡＦＭ（原子間力顕微鏡、商品名：Ｄ３１００システム、デジタルインスツルメント社製）を用いて観察し研磨工程後の表面粗さＲａを測定した。測定領域は１０μｍ×１０μｍの視野で、測定点数は１サンプル当たり５個とした。
【０１０９】
＜比弾性率Ｅ／ρ＞
ＪＩＳ Ｒ １６０２ファインセラミックスの弾性試験方法の動的弾性率試験方法に準じて、ヤング率Ｅを測定した。一方、アルキメデス法により、比重ρを測定した。そして、これらの測定値から、比弾性率Ｅ／ρを算出した。
【０１１０】
＜ビッカース硬度Ｈｖ＞
ビッカース硬度試験機（商品名：ＨＭ−１１２、アカシ社製）を用い荷重１００ｇ、負荷時間１５ｓｅｃの条件下にて、ビッカース硬度Ｈｖを測定した。
【０１１１】
＜アルカリ溶出量Ａ＞
ガラス基板（２．５インチディスク）の表面を酸化セリウムで研磨して、Ｒａ値が２ｎｍ以下の平滑面とした後その表面を洗浄し、８０℃の逆浸透膜水５０ｍｌ中に２４時間浸漬した後、ＩＣＰ発光分光分析装置（商品名：ＳＰＳ７８００、セイコーインストルメンツ社製）により溶出液を分析することにより、アルカリ溶出量Ａを算出した。
【０１１２】
＜破壊靭性値ｋｃ＞
ＪＩＳ Ｒ １６０７ ファインセラミックスの破壊靭性試験法を用いて、ビッカース硬度、圧痕のクラック長を測定することにより、破壊靭性値Ｋｃを測定した。
【０１１３】
＜熱伝導率＞
レーザーフレッシュ法を用いて、測定試料の片面にパルスレーザーを照射し、裏面の温度変化を測定することにより、熱伝導率を測定した。
【０１１４】
＜表面抵抗＞
３端子法を用いて、金を蒸着した測定試料の表裏面に電圧を印加し漏れ電流を測定することにより、表面抵抗を測定した。なお、表５〜８中、「×１０13」とは、各記載の数値に１０13を乗じた数値が測定値であることを示す。
【０１１５】
＜液相温度ＴＬ＞
測定試料を電気炉を用いて、１５５０℃で２時間溶融保持後、１３００℃で１０時間保持し、その後急冷した後、ガラスの表面および内部に失透物の発生の有無を観察し、失透物が観察されなかった温度を液相温度ＴＬとした。
【０１１６】
＜ＴＬにおける粘性＞
撹拌式粘性測定機（商品名：TVB-20H型粘度計、アドバンテスト社製）を用いて、溶融したガラスの粘性を測定し、液相温度ＴＬにおける粘性（ｌｏｇη）を測定した。
【０１１７】
【表１】
【０１１８】
【表２】
【０１１９】
【表３】
【０１２０】
【表４】
【０１２１】
【表５】
【０１２２】
【表６】
【０１２３】
【表７】
【０１２４】
【表８】
【０１２５】
上記において、アルカリ溶出量Ａはガラス基板から拡散されるアルカリ金属の量に相当すると考えられ、該数値が大きくなるほど、記録層を劣化する傾向（すなわち記録情報のエラー発生率が高まる傾向）が高まる。表５〜８より明らかなように、実施例１〜２５は、Ｌｉ2Ｏを含む比較例１、４〜６に比し、アルカリ溶出量が飛躍的に低下しており、記録層の劣化が防止されていることが分かる。
【０１２６】
また、主表面の表面粗さＲａが小さいものほど、磁気ヘッドの破損は防止される。表５〜８より明らかなように、実施例１〜２５は、Ａｌ2Ｏ3を上記実施の形態の数値を超えて含有する比較例１〜３、７、８に比し、主表面の表面粗さＲａが小さくなっており、磁気ヘッドの破損が防止されていることが分かる。
【０１２７】
同様に、外周端面の表面粗さＲａおよび外周端面の最大表面粗さＲｚが小さいものほど、ガラス基板外周面の割れは防止される。表５〜８より明らかなように、実施例１〜２５は、Ａｌ2Ｏ3を上記実施の形態の数値を超えて含有する比較例１〜３、７、８に比し、外周端面の表面粗さＲａおよび外周端面の最大表面粗さＲｚが小さくなっており、ガラス基板外周面の割れが防止されていることが分かる。
【０１２８】
また、破壊靭性値Ｋｃは、該数値が大きくなるほど、ガラス基板の強度が高くなることを示す。表５〜８より明らかなように、実施例１〜２５は、Ｂ2Ｏ3を上記実施の形態の数値を超えて含有する比較例９、１０に比し、破壊靭性値Ｋｃが大きくなっており、ガラス基板の強度が強化されていることが分かる。
【０１２９】
以上要するに、本発明のガラス基板が、情報のエラー発生率を低下させ、かつ磁気ヘッドの破損を抑制することができるという優れた効果を有していることは明らかである。
【０１３０】
なお、比較例１、比較例２、比較例３は、それぞれ特許文献１、特許文献２、特許文献３の追試に相当する。
【０１３１】
以上、本発明の実施の形態および実施例について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１３２】
１ 磁気ディスク、１Ｇ ガラス基板、１Ｇ０ 溶融ガラス、２ 熱アシスト磁気記録装置、２Ａ 支軸、２Ｂ トラッキング用アクチュエータ、２Ｃ サスペンション、２Ｄ 磁気記録ヘッド、５ 孔、１２ 外周端面、１２Ａ，１２Ｂ 面取り部、１３ 内周端面、１４ 表主表面、１５ 裏主表面、１００ 上型、２００ 下型。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱アシスト記録媒体に用いるガラス基板であって、
略円形の外周を有する主面と、
前記主面の外周に隣接し、表面粗さが２．５ｎｍ以下、かつ、最大表面粗さが１５０ｎｍ以下の自由曲面からなる外周端面とを備えた、熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項２】
熱アシスト記録媒体に用いるガラス基板であって、
略円形の外周を有する主面と、
前記主面の外周に隣接し、表面粗さが２．５ｎｍ以下、かつ、最大表面粗さが１５０ｎｍ以下の面取り部を含む外周端面とを備えた、熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項３】
前記主面は、略円形の内周をさらに有し、
前記ガラス基板は、前記主面の内周に隣接し、前記外周端面とは異なる形状を有する内周端面をさらに備え、
前記内周端面の表面粗さは２．５ｎｍ以下、かつ、最大表面粗さは１５０ｎｍ以下である、請求項１または請求項２に記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項４】
前記主面は、略円径の内周をさらに有し、
前記主面の外周は第１の径を有し、前記主面の内周は第２の径を有し、
前記第２の径に対する前記第１の径の比は、２．０よりも大きく６５．０よりも小さい、請求項１または請求項２に記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項５】
酸化物基準の質量％表示で、
ＳｉＯ2：５８〜６８％
Ａｌ2Ｏ3：０〜５％
Ｂ2Ｏ3：０〜２％
（ただしＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3＝５８〜６８％）
Ｎａ2Ｏ：１〜６％
Ｋ2Ｏ：７〜１５％
（ただしＮａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＝８〜２１％）
ＭｇＯ：２〜７％
ＣａＯ：７〜１５％
ＢａＯ：０〜５％
ＳｒＯ：０〜５％
ＺｎＯ：０〜５％
（ただしＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ＝９〜２２％）
ＺｒＯ2：６〜１２％
となる組成を有し、かつＬｉ2Ｏを含まない、請求項１〜４のいずれかに記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項６】
前記ガラス基板は、ＴｉＯ2を含まない、請求項５に記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項７】
前記ガラス基板は、酸化物基準の質量％表示で、
Ｙ2Ｏ3：０〜５％
Ｌａ2Ｏ3：０〜５％
Ｇｄ2Ｏ3：０〜５％
ＣｅＯ2：０〜２％
ＴｉＯ2：０〜５％
ＨｆＯ2：０〜２％
Ｎｂ2Ｏ5：０〜５％
Ｔａ2Ｏ5：０〜５％
Ｓｂ2Ｏ3：０〜２％
となる任意成分を含む、請求項５に記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項８】
前記ガラス基板は、ガラス転移点が６００℃以上である、請求項１〜７のいずれかに記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項９】
前記ガラス基板は、２５〜１００℃での熱膨張係数αが５０×１０-7〜９０×１０-7／℃である、請求項１〜８のいずれかに記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項１０】
前記ガラス基板は、その表面の一部または全部が化学強化され、かつ圧縮応力が１．５〜１０ｋｇ／ｍｍ2である、請求項１〜９のいずれかに記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項１１】
前記ガラス基板は、その表面粗さＲａが０．１５ｎｍ以下である、請求項１〜１０のいずれかに記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項１２】
前記ガラス基板は、ヤング率をＥ、比重をρとする場合、比弾性率Ｅ／ρが２９以上であり、ビッカース硬度Ｈｖが５５０〜６５０であり、アルカリ溶出量Ａが２．５インチディスクあたり２００ｐｐｂ以下であり、かつ破壊靭性値Ｋｃが０．８０ＭＰａ／ｍ1/2以上である、請求項１〜１１のいずれかに記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項１３】
前記ガラス基板は、熱伝導率が１．０〜１．８Ｗ／ｍ・ｋである、請求項１〜１２のいずれかに記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項１４】
前記ガラス基板は、表面抵抗が１０×１０13〜５００×１０13Ω／□である、請求項１〜１３のいずれかに記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項１５】
前記ガラス基板は、液相温度が１３５０℃以下であり、液相温度における粘性が０．５〜１０ポアズである、請求項１〜１４のいずれかに記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項１】
熱アシスト記録媒体に用いるガラス基板であって、
略円形の外周を有する主面と、
前記主面の外周に隣接し、表面粗さが２．５ｎｍ以下、かつ、最大表面粗さが１５０ｎｍ以下の自由曲面からなる外周端面とを備えた、熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項２】
熱アシスト記録媒体に用いるガラス基板であって、
略円形の外周を有する主面と、
前記主面の外周に隣接し、表面粗さが２．５ｎｍ以下、かつ、最大表面粗さが１５０ｎｍ以下の面取り部を含む外周端面とを備えた、熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項３】
前記主面は、略円形の内周をさらに有し、
前記ガラス基板は、前記主面の内周に隣接し、前記外周端面とは異なる形状を有する内周端面をさらに備え、
前記内周端面の表面粗さは２．５ｎｍ以下、かつ、最大表面粗さは１５０ｎｍ以下である、請求項１または請求項２に記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項４】
前記主面は、略円径の内周をさらに有し、
前記主面の外周は第１の径を有し、前記主面の内周は第２の径を有し、
前記第２の径に対する前記第１の径の比は、２．０よりも大きく６５．０よりも小さい、請求項１または請求項２に記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項５】
酸化物基準の質量％表示で、
ＳｉＯ2：５８〜６８％
Ａｌ2Ｏ3：０〜５％
Ｂ2Ｏ3：０〜２％
（ただしＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3＝５８〜６８％）
Ｎａ2Ｏ：１〜６％
Ｋ2Ｏ：７〜１５％
（ただしＮａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＝８〜２１％）
ＭｇＯ：２〜７％
ＣａＯ：７〜１５％
ＢａＯ：０〜５％
ＳｒＯ：０〜５％
ＺｎＯ：０〜５％
（ただしＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ＝９〜２２％）
ＺｒＯ2：６〜１２％
となる組成を有し、かつＬｉ2Ｏを含まない、請求項１〜４のいずれかに記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項６】
前記ガラス基板は、ＴｉＯ2を含まない、請求項５に記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項７】
前記ガラス基板は、酸化物基準の質量％表示で、
Ｙ2Ｏ3：０〜５％
Ｌａ2Ｏ3：０〜５％
Ｇｄ2Ｏ3：０〜５％
ＣｅＯ2：０〜２％
ＴｉＯ2：０〜５％
ＨｆＯ2：０〜２％
Ｎｂ2Ｏ5：０〜５％
Ｔａ2Ｏ5：０〜５％
Ｓｂ2Ｏ3：０〜２％
となる任意成分を含む、請求項５に記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項８】
前記ガラス基板は、ガラス転移点が６００℃以上である、請求項１〜７のいずれかに記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項９】
前記ガラス基板は、２５〜１００℃での熱膨張係数αが５０×１０-7〜９０×１０-7／℃である、請求項１〜８のいずれかに記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項１０】
前記ガラス基板は、その表面の一部または全部が化学強化され、かつ圧縮応力が１．５〜１０ｋｇ／ｍｍ2である、請求項１〜９のいずれかに記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項１１】
前記ガラス基板は、その表面粗さＲａが０．１５ｎｍ以下である、請求項１〜１０のいずれかに記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項１２】
前記ガラス基板は、ヤング率をＥ、比重をρとする場合、比弾性率Ｅ／ρが２９以上であり、ビッカース硬度Ｈｖが５５０〜６５０であり、アルカリ溶出量Ａが２．５インチディスクあたり２００ｐｐｂ以下であり、かつ破壊靭性値Ｋｃが０．８０ＭＰａ／ｍ1/2以上である、請求項１〜１１のいずれかに記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項１３】
前記ガラス基板は、熱伝導率が１．０〜１．８Ｗ／ｍ・ｋである、請求項１〜１２のいずれかに記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項１４】
前記ガラス基板は、表面抵抗が１０×１０13〜５００×１０13Ω／□である、請求項１〜１３のいずれかに記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【請求項１５】
前記ガラス基板は、液相温度が１３５０℃以下であり、液相温度における粘性が０．５〜１０ポアズである、請求項１〜１４のいずれかに記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２５３５７５（Ｐ２０１１−２５３５７５Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２４５０１（Ｐ２０１０−１２４５０１）
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]