磁気記録媒体用基板及びその製造方法並びに磁気記録媒体及び磁気記録再生装置
【課題】 リチウムが含有されているアモルファスガラス製の磁気記録媒体用基板において、リチウムイオンの移動による磁性膜、保護膜などへの突起物の生成を防止する。
【解決手段】 Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ系のアモルファスガラス製の磁気記録媒体用基板であって、基板の外周側または内周側の端面と主面との間に面取り部が形成されており、前記内外周側端面の表面領域および前記面取り部の表面領域におけるナトリウム及びカリウムの含有量が、該磁気記録媒体用基板の平均のナトリウム及びカリウムの含有量よりも多い磁気記録媒体用基板とする。
【解決手段】 Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ系のアモルファスガラス製の磁気記録媒体用基板であって、基板の外周側または内周側の端面と主面との間に面取り部が形成されており、前記内外周側端面の表面領域および前記面取り部の表面領域におけるナトリウム及びカリウムの含有量が、該磁気記録媒体用基板の平均のナトリウム及びカリウムの含有量よりも多い磁気記録媒体用基板とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク装置などに用いられる磁気記録媒体用基板及びその製造方法、並びに磁気記録媒体とそれを使用した磁気記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録再生装置の１種であるハ−ドディスク装置（磁気記録再生装置またはＨＤＤ）は、近年、記録密度の向上が著しく、現在では量産されているものでも記録密度が８０Ｇｂｐｓｉ（ギガビット／平方インチ）まで達している。このような磁気記録再生装置においては、磁気ヘッドは磁気記録媒体が回転しているときには、一定の浮上量で飛行するように設計されている。すなわち、磁気ヘッドはリード／ライト時には、磁気記録媒体上を一定の浮上量で飛行しており、磁気ヘッドと磁気記録媒体は直接接触することが無く、このために磁気記録再生装置の信頼性を向上させている。
最近では、記録密度の上昇と共に浮上量は低下してきており、現状では浮上量が１０ｎｍ程度まで下がってきている。
【０００３】
ヘッド浮上量を小さくするためには、磁気記録媒体表面の平滑性（突起物がないこと）が重要である。特にＭＲヘッド、ＧＭＲヘッドにおいては、その特性から、磁気記録媒体表面の突起物に触れることによって生じる瞬間的な温度上昇によって、信号を読み取ることができなくなる（サーマル・アスピリティー）現象が知られており、サーマル・アスピリティーに対する対策として、磁気記録媒体表面の平滑性が特に重視されている。
【０００４】
このような平滑な磁気記録媒体表面を実現するために、近年では磁気記録媒体用の磁気記録媒体用基板には、アルミニウム合金に代って化学強化ガラスや結晶化ガラス等のガラス基板が使用されている。アルミニウム合金は研磨加工等の機械的処理の過程においてその材料特性から塑性変形を伴うので、先に述べたような平滑性を得ることは困難である。
それに対してガラス基板は表面の硬度が高く、研磨加工等の処理を施しても塑性変形を伴わないため、平滑な面を得易い利点がある。これらの理由から記録密度の高いハードディスクには、磁気記録媒体用基板としてガラスを使用したハードディスクが増加しつつある。
【０００５】
しかし、ガラス製の磁気記録媒体用基板には、次のような問題点がある。
磁気記録媒体用基板に使用されているガラスには、主なアルカリ金属として強化ガラスにはナトリウムが、結晶化ガラスにはリチウムが含まれている。これらの金属イオンは、そのイオン半径が小さいことから移動し易く、特に高温高湿下では移動し易い。そのメカニズムは明確になっていないが、磁気記録媒体の表面に移動してきたナトリウムイオンやリチウムイオンが周囲の物質と反応して、水酸化物や炭酸塩等のさまざまな化合物を形成し、磁気記録媒体表面に突起物を形成するので、浮上中のヘッドと衝突してヘッドクラッシュを起こす可能性がある。また、磁性膜を腐食することにより磁性膜の特性を劣化させ、記録・再生時にエラーを発生したり、この結果としてヘッドクラッシュを起こす可能性が指摘されている。更に、これらのアルカリ金属イオンがヘッド側に付着することにより、磁気ヘッド素子自体を腐食させる可能性や、ヘッドクラッシュを起こす可能性も指摘されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−２３１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、リチウムが含有されているアモルファスガラス製の磁気記録媒体用基板において、リチウムイオンの移動による磁性膜、保護膜などへの突起物の生成を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明者らは鋭意研究した結果本発明に到達した。
すなわち、本発明は以下の発明を提供するものである。
（１） リチウムを含むアモルファスガラス製の磁気記録媒体用基板であって、Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ系のアモルファスガラスからなり、基板の外周側または内周側の端面と主面との間に面取り部が形成されており、前記内外周側端面の表面領域および前記面取り部の表面領域におけるナトリウム及びカリウムの含有量が、該磁気記録媒体用基板の平均のナトリウム及びカリウムの含有量よりも多い磁気記録媒体用基板、
（２） 気記録媒体用基板の平均の酸化ナトリウム及び酸化カリウム含有量が合計で３．０〜７．０質量％である（１）に記載の磁気記録媒体用基板、
【０００８】
（３） Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ系のアモルファスガラス基板をナトリウムまたはカリウムを含む溶融塩中に浸漬して表面処理を行う工程を含む磁気記録媒体用基板の製造方法、
（４） ナトリウムまたはカリウムを含む溶融塩が硝酸ナトリウムもしくは硝酸カリウムである（３）に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法、
（５） 表面処理を施す温度を３００〜４５０℃でとする（３）または（４）に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法、
【０００９】
（６） 上記（３）から（５）に記載した本発明の磁気記録媒体用基板の製造方法で製造した磁気記録媒体用基板、
（７） 上記（１）、（２）または（６）に記載した本発明の磁気記録媒体用基板を使用して、その表面に少なくとも磁性膜を形成した磁気記録媒体、
（８） 上記（７）に記載の磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドを備えたことを特徴とする磁気記録再生装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、磁気記録媒体用基板上に、スパッタリング法またはＣＶＤ法で磁性膜等を形成して作製した磁気記録媒体の高温高湿下での信頼性を高めることができ、信頼性の高い磁気記録媒体を提供することができる。その磁気記録媒体を使用した磁気記録再生装置は性能の安定化が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、リチウムが含有されているアモルファスガラス製の磁気記録媒体用基板であって、磁気記録媒体用基板の内外周側の端面と主面との間に面取り部が形成されており、内外周側端面の表面領域および前記面取り部の表面領域におけるナトリウムの含有量が、この磁気記録媒体用基板におけるナトリウムの含有量の平均値よりも多いことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明で使用する基板用ガラスは、リチウムが含有されているアモルファスガラスである。リチウムが含有されているアモルファスガラスとしては、例えば、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ系やＢ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ系のアモルファスガラスがあり、特にＢ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ系のアモルファスガラスが好ましい。Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ系のアモルファスガラスは、骨格成分としてＢ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２を合計で８０〜９５質量％含み、アルカリ成分としてＬｉ２Ｏを５〜７質量％程度含むものである。本発明で基板ガラスに含まれているリチウムの量は、基板に積極的に添加されているリチウムの他、不可避的に含有される不純物も含む量である。アルカリ成分としてはＬｉ２Ｏの他に、５質量％程度のＮａ２Ｏと２質量％程度のＫ２Ｏが、（Ｎａ＋Ｋ）の合計で４質量％程度含まれている。
磁気記録媒体用のガラス基板としては、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ系やＢ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ系の結晶化ガラスが広く用いられているが、本発明ではアモルファスガラスを使用する。
これはアモルファスガラスと結晶化ガラスを用意し、同時にイオン交換処理を施してイオン交換深さ、リチウムイオン溶出量、磁性膜上のコロージョンについて比較したところ、アモルファスガラスでは顕著なコロージョン低減効果が得られたのに対して、結晶化ガラスでは同様の効果は得られなかった結果から導かれたものである。これは、結晶化ガラス内ではリチウムとナトリウム間で効果的なイオン交換ができないために、リチウムの溶出量を減らすことができなかったことによるものと思われる。
【００１３】
本発明者らは、先に述べたリチウムイオンの移動に起因すると考える突起物を解析している中で、この突起物が磁気記録媒体の内外周部に多いこと、そして特に内外周部の面取り部に多いことを見いだした。一方、磁気記録媒体用基板の面取り部の近傍以外では、リチウムイオンの移動に起因すると見られる突起物は、ごく僅かしか観測されなかった。
【００１４】
この原因は、磁気記録媒体用基板の内外周側端面の形態の特異性にあるものと思われる。すなわち、磁気記録媒体用基板の外周側端面および内周側端面は、面取り加工した後酸化セリウム等のスラリーを用いて鏡面にポリッシュ加工される。この面取り加工後には端面に欠けやピット等が多く観察され、機構は明らかではないが、これらの欠陥が磁気記録媒体においてリチウムイオンの移動を引き起し、突起物を生成させる起点となるものと考えられる。
【００１５】
本発明者らは、面取り加工後にポリッシュ加工を施して鏡面とし、端面の欠陥を減少させることによりリチウムイオンの移動量を少なくすることを試みたが、それによっても突起物の生成を十分に防ぐことはできなかった。これは面取り部や内周側および外周側端面は、主面に比べてスパッタリング等による磁性膜や保護膜が付きにくいため、その膜厚が薄くなっていることも原因の一つと考えられる。
【００１６】
そこで本発明者らは、内外径加工と内周側および外周側端面の面取り加工をしてポリッシュした後に、基板ガラスをナトリウムまたはカリウムを含む溶融塩中に浸漬してリチウムイオンとナトリウム又はカリウムイオンのイオン交換を行い、磁気記録媒体用基板ガラスの表面部からリチウムを除去する表面処理を行うことを試みた。
リチウムイオンとナトリウムイオン又はカリウムイオンとの交換は、少なくとも面取り部と内周側端面および外周側端面とに施されていれば、リチウムイオンの移動に起因するものと考えられる突起物の生成を効果的に抑制することができる。例えば、内径および外径加工後にリチウムイオンとナトリウムイオン又はカリウムイオンとの交換を行う場合、イオン交換された領域の深さが少なくとも内周側端面、外周側端面の面取り加工と内周側端面予備外周側端面のポリッシュ加工とにおける除去量以上あれば良く、イオン交換された領域の深さが、主面の粗ラップ、精密ラップ、ポリッシュ等の加工除去量以上なくてもその効果を得ることができる。
【００１７】
したがって、表面処理作業は内周側および外周側端面を面取り加工してポリッシュした後に、基板ガラスをナトリウム又はカリウムを含む溶融塩中に浸漬して一定時間保持ことにより行うことができる。表面処理作業はリチウムイオンとナトリウムイオン又はカリウムイオンと置換した層の厚さを厚く維持するという観点から、最終のポリッシュ加工直前に行うのが最も効果的である。外周端面のポリッシュ量は片側２５μｍ程度必要なため、表面処理後に端面ポリッシュをすると外周側の表面処理部分が除去されてしまう恐れがあるからである。
使用する溶融塩としては、比較的融点の低い例えば硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３、融点：３０８℃）が利用できる。 また、カリウムを含む塩としては硝酸カリウム（ＫＮＯ３、融点：３８７℃）が利用できる。
基板ガラスをこれらの溶融塩中に浸漬して、３００から４５０℃の温度で１０〜６０分間保持すれば、内周側および外周側端面の面取り加工部のリチウムイオンがナトリウムイオン又はカリウムイオンにイオン交換されたカラス基板が得られる。この場合、リチウムイオンとの交換速度および交換深さは、処理する温度が高いほど、また処理する時間が長いほど大きくなる。イオン交換される深さは表面から１０μｍ程度で飽和してくるが、表面処理される深さが１０μｍ有れば充分である。
このガラス基板をさらにポリッシュ仕上げして、磁気記録媒体用の基板とする。
【００１８】
上記のような表面処理を施した後のガラス基板では、内周側および外周側端面の面取り加工部のリチウムイオンがナトリウムイオン又はカリウムイオンによって置換され、リチウム濃度はガラス基板の平均値よりも低くなり、ナトリウムイオン及びカリウムイオンの合計量は、ガラス基板の平均値よりも高くなる。表面処理を施していない基板ガラスと表面処理を施した基板ガラスを８０℃、５０ｍｌの純水中に２４時間浸漬して、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ各イオンの溶出量をイオンクロマトグラフィーにより調べてみると、前者のＬｉ，Ｎａ，Ｋ各イオンの溶出量はそれぞれ１２７，１７，０ｐｐｂであるのに対して、後者のＬｉ，Ｎａ，Ｋ各イオンの溶出量はそれぞれ２１，１００，１３ｐｐｂとなり、ガラス基板表面でＬｉ濃度が減少して、ＮａとＫ濃度が増加していることが判る。
ガラス基板表面のＬｉ，Ｎａ，Ｋ各イオンの挙動は、このほかにＳＩＭＳを利用して深さ方向のＬｉ，Ｎａ，Ｋ各元素のプロファイルを測定することでも知ることができる。
【実施例】
【００１９】
（実施例）
骨格成分として（Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）を９０質量％とＬｉ２Ｏを７質量％含み、残部がＮａ２ＯとＫ２Ｏの組成を有するアモルファスガラスを用いた磁気記録媒体用基板を作製した。
先ず上記組成の原料ガラスを溶融してプレス成形して板状ガラスを得た。この板状ガラスにドリルを用いて内径孔を形成した。次いで基板の主面を粗ラップ加工および精密ラップ加工の２段ラップ加工し、基板の厚さを調節した。次いで、この基板材の内径孔に面する内周側端面と外周側の端面とをそれぞれ面取り加工して面取り部を形成した。図１にこの磁気記録媒体用基板１の断面図を模式的に示す。図において２は内周面、３は外周面、４は面取り部である。
【００２０】
次に、面取り加工を施した基板ガラスをポリッシュした後、溶融した硝酸ナトリウム浴中に浸漬し、３０分間保持してイオン交換させるための表面処理を行った。この表面処理を行った結果、内径孔に面する内周側端面と外周側の面取り加工を施した部分のリチウムイオン成分は、深さ１０μｍにおいてリチウムイオンが減少しており、代わりにナトリウムイオンが増加していた。
また、面取り加工を施こさなかった主面はリチウムイオン成分に変動はなく、ナトリウムイオン及びカリウムイオンも増加していなかった。
【００２１】
以上のように処理したガラス基板の内周側端面および外周側端面を鏡面にポリッシュ加工した後、さらに基板材の主面を鏡面に最終的なポリッシュ加工を施して磁気記録媒体用基板を得た。
この磁気記録媒体用基板を、スパッタリング装置内に投入する前に、基板の主面の中心線平均表面粗さを測定した結果、４オングストロームであった。
【００２２】
この磁気記録媒体用基板をスパッタリング装置に装填し、Ｃｒ合金からなる下地膜とＣｏ合金からなる磁性膜をスパッタリングにより形成し、その上にＣＶＤ法によりダイヤモンドライクカーボン膜を形成し、更にその上に潤滑剤としてＦｏｎｂｌｉｎ Ｚ−Ｔｅｔｒａｏｌ（Ｓｏｌｖａｙ Ｓｏｌｅｘｉｓ社製）をコーティングし、磁気記録媒体を作製した。スパッタリングによって形成した膜の合計厚さは９０ｎｍであり、ＣＶＤで形成した膜の厚さは１０ｎｍである。
磁気記録媒体は２５枚作製した。各磁気記録媒体を、温度８５℃、湿度９０％の恒温恒湿槽中に２４０時間放置した後、磁気記録媒体の表面に発生する突起物の有無を、ハロゲンランプの下で目視によって観察したが、内外周の端面および面取り部においても突起物は観察されなかった。
【００２３】
この磁気記録媒体を用いて磁気記録再生装置を製造した。製造した磁気記録再生装置は、磁気記録媒体と、磁気記録媒体を回転駆動させる媒体駆動部と、磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドと、ヘッド駆動部と、記録再生信号処理系とを備えた構成とし、記録再生処理系は入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッドに送ったり、磁気ヘッドからの再生信号を処理してデータを処理する構成とした。
【００２４】
（比較例）
ＳｉＯ２：７５質量％、Ａｌ２Ｏ３：１５質量％、Ｌｉ２Ｏ：１０質量％の組成を有する結晶化ガラスを用いた磁気記録媒体用基板を作製した。この磁気記録媒体用基板については実施例と同様な方法で実施例と同様な寸法の面取り加工を施してポリッシュしたが、表面処理は何ら施さなかった。
その結果、得られた基板ガラスの内径孔に面する内周側端面と外周側の面取り加工を施した部分のリチウムイオン成分は、基板ガラスの平均値と同じであった。この磁気記録媒体用基板を用いて実施例と同様の条件でスパッタリングとＣＶＤ成膜を行って磁気記録媒体を製造し、実施例と同様の方法で表面に発生する突起物を観察した。その結果、内外周の端面において突起物が観察され、突起物の組成分析を行ったところリチウムの化合物であった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例の磁気記録媒体用基板の断面図を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１・・・・・・磁気記録媒体用基板、２・・・・・・内周面、３・・・・・・外周面、４・・・・・・面取り部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク装置などに用いられる磁気記録媒体用基板及びその製造方法、並びに磁気記録媒体とそれを使用した磁気記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録再生装置の１種であるハ−ドディスク装置（磁気記録再生装置またはＨＤＤ）は、近年、記録密度の向上が著しく、現在では量産されているものでも記録密度が８０Ｇｂｐｓｉ（ギガビット／平方インチ）まで達している。このような磁気記録再生装置においては、磁気ヘッドは磁気記録媒体が回転しているときには、一定の浮上量で飛行するように設計されている。すなわち、磁気ヘッドはリード／ライト時には、磁気記録媒体上を一定の浮上量で飛行しており、磁気ヘッドと磁気記録媒体は直接接触することが無く、このために磁気記録再生装置の信頼性を向上させている。
最近では、記録密度の上昇と共に浮上量は低下してきており、現状では浮上量が１０ｎｍ程度まで下がってきている。
【０００３】
ヘッド浮上量を小さくするためには、磁気記録媒体表面の平滑性（突起物がないこと）が重要である。特にＭＲヘッド、ＧＭＲヘッドにおいては、その特性から、磁気記録媒体表面の突起物に触れることによって生じる瞬間的な温度上昇によって、信号を読み取ることができなくなる（サーマル・アスピリティー）現象が知られており、サーマル・アスピリティーに対する対策として、磁気記録媒体表面の平滑性が特に重視されている。
【０００４】
このような平滑な磁気記録媒体表面を実現するために、近年では磁気記録媒体用の磁気記録媒体用基板には、アルミニウム合金に代って化学強化ガラスや結晶化ガラス等のガラス基板が使用されている。アルミニウム合金は研磨加工等の機械的処理の過程においてその材料特性から塑性変形を伴うので、先に述べたような平滑性を得ることは困難である。
それに対してガラス基板は表面の硬度が高く、研磨加工等の処理を施しても塑性変形を伴わないため、平滑な面を得易い利点がある。これらの理由から記録密度の高いハードディスクには、磁気記録媒体用基板としてガラスを使用したハードディスクが増加しつつある。
【０００５】
しかし、ガラス製の磁気記録媒体用基板には、次のような問題点がある。
磁気記録媒体用基板に使用されているガラスには、主なアルカリ金属として強化ガラスにはナトリウムが、結晶化ガラスにはリチウムが含まれている。これらの金属イオンは、そのイオン半径が小さいことから移動し易く、特に高温高湿下では移動し易い。そのメカニズムは明確になっていないが、磁気記録媒体の表面に移動してきたナトリウムイオンやリチウムイオンが周囲の物質と反応して、水酸化物や炭酸塩等のさまざまな化合物を形成し、磁気記録媒体表面に突起物を形成するので、浮上中のヘッドと衝突してヘッドクラッシュを起こす可能性がある。また、磁性膜を腐食することにより磁性膜の特性を劣化させ、記録・再生時にエラーを発生したり、この結果としてヘッドクラッシュを起こす可能性が指摘されている。更に、これらのアルカリ金属イオンがヘッド側に付着することにより、磁気ヘッド素子自体を腐食させる可能性や、ヘッドクラッシュを起こす可能性も指摘されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−２３１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、リチウムが含有されているアモルファスガラス製の磁気記録媒体用基板において、リチウムイオンの移動による磁性膜、保護膜などへの突起物の生成を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明者らは鋭意研究した結果本発明に到達した。
すなわち、本発明は以下の発明を提供するものである。
（１） リチウムを含むアモルファスガラス製の磁気記録媒体用基板であって、Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ系のアモルファスガラスからなり、基板の外周側または内周側の端面と主面との間に面取り部が形成されており、前記内外周側端面の表面領域および前記面取り部の表面領域におけるナトリウム及びカリウムの含有量が、該磁気記録媒体用基板の平均のナトリウム及びカリウムの含有量よりも多い磁気記録媒体用基板、
（２） 気記録媒体用基板の平均の酸化ナトリウム及び酸化カリウム含有量が合計で３．０〜７．０質量％である（１）に記載の磁気記録媒体用基板、
【０００８】
（３） Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ系のアモルファスガラス基板をナトリウムまたはカリウムを含む溶融塩中に浸漬して表面処理を行う工程を含む磁気記録媒体用基板の製造方法、
（４） ナトリウムまたはカリウムを含む溶融塩が硝酸ナトリウムもしくは硝酸カリウムである（３）に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法、
（５） 表面処理を施す温度を３００〜４５０℃でとする（３）または（４）に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法、
【０００９】
（６） 上記（３）から（５）に記載した本発明の磁気記録媒体用基板の製造方法で製造した磁気記録媒体用基板、
（７） 上記（１）、（２）または（６）に記載した本発明の磁気記録媒体用基板を使用して、その表面に少なくとも磁性膜を形成した磁気記録媒体、
（８） 上記（７）に記載の磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドを備えたことを特徴とする磁気記録再生装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、磁気記録媒体用基板上に、スパッタリング法またはＣＶＤ法で磁性膜等を形成して作製した磁気記録媒体の高温高湿下での信頼性を高めることができ、信頼性の高い磁気記録媒体を提供することができる。その磁気記録媒体を使用した磁気記録再生装置は性能の安定化が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、リチウムが含有されているアモルファスガラス製の磁気記録媒体用基板であって、磁気記録媒体用基板の内外周側の端面と主面との間に面取り部が形成されており、内外周側端面の表面領域および前記面取り部の表面領域におけるナトリウムの含有量が、この磁気記録媒体用基板におけるナトリウムの含有量の平均値よりも多いことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明で使用する基板用ガラスは、リチウムが含有されているアモルファスガラスである。リチウムが含有されているアモルファスガラスとしては、例えば、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ系やＢ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ系のアモルファスガラスがあり、特にＢ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ系のアモルファスガラスが好ましい。Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ系のアモルファスガラスは、骨格成分としてＢ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２を合計で８０〜９５質量％含み、アルカリ成分としてＬｉ２Ｏを５〜７質量％程度含むものである。本発明で基板ガラスに含まれているリチウムの量は、基板に積極的に添加されているリチウムの他、不可避的に含有される不純物も含む量である。アルカリ成分としてはＬｉ２Ｏの他に、５質量％程度のＮａ２Ｏと２質量％程度のＫ２Ｏが、（Ｎａ＋Ｋ）の合計で４質量％程度含まれている。
磁気記録媒体用のガラス基板としては、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ系やＢ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ系の結晶化ガラスが広く用いられているが、本発明ではアモルファスガラスを使用する。
これはアモルファスガラスと結晶化ガラスを用意し、同時にイオン交換処理を施してイオン交換深さ、リチウムイオン溶出量、磁性膜上のコロージョンについて比較したところ、アモルファスガラスでは顕著なコロージョン低減効果が得られたのに対して、結晶化ガラスでは同様の効果は得られなかった結果から導かれたものである。これは、結晶化ガラス内ではリチウムとナトリウム間で効果的なイオン交換ができないために、リチウムの溶出量を減らすことができなかったことによるものと思われる。
【００１３】
本発明者らは、先に述べたリチウムイオンの移動に起因すると考える突起物を解析している中で、この突起物が磁気記録媒体の内外周部に多いこと、そして特に内外周部の面取り部に多いことを見いだした。一方、磁気記録媒体用基板の面取り部の近傍以外では、リチウムイオンの移動に起因すると見られる突起物は、ごく僅かしか観測されなかった。
【００１４】
この原因は、磁気記録媒体用基板の内外周側端面の形態の特異性にあるものと思われる。すなわち、磁気記録媒体用基板の外周側端面および内周側端面は、面取り加工した後酸化セリウム等のスラリーを用いて鏡面にポリッシュ加工される。この面取り加工後には端面に欠けやピット等が多く観察され、機構は明らかではないが、これらの欠陥が磁気記録媒体においてリチウムイオンの移動を引き起し、突起物を生成させる起点となるものと考えられる。
【００１５】
本発明者らは、面取り加工後にポリッシュ加工を施して鏡面とし、端面の欠陥を減少させることによりリチウムイオンの移動量を少なくすることを試みたが、それによっても突起物の生成を十分に防ぐことはできなかった。これは面取り部や内周側および外周側端面は、主面に比べてスパッタリング等による磁性膜や保護膜が付きにくいため、その膜厚が薄くなっていることも原因の一つと考えられる。
【００１６】
そこで本発明者らは、内外径加工と内周側および外周側端面の面取り加工をしてポリッシュした後に、基板ガラスをナトリウムまたはカリウムを含む溶融塩中に浸漬してリチウムイオンとナトリウム又はカリウムイオンのイオン交換を行い、磁気記録媒体用基板ガラスの表面部からリチウムを除去する表面処理を行うことを試みた。
リチウムイオンとナトリウムイオン又はカリウムイオンとの交換は、少なくとも面取り部と内周側端面および外周側端面とに施されていれば、リチウムイオンの移動に起因するものと考えられる突起物の生成を効果的に抑制することができる。例えば、内径および外径加工後にリチウムイオンとナトリウムイオン又はカリウムイオンとの交換を行う場合、イオン交換された領域の深さが少なくとも内周側端面、外周側端面の面取り加工と内周側端面予備外周側端面のポリッシュ加工とにおける除去量以上あれば良く、イオン交換された領域の深さが、主面の粗ラップ、精密ラップ、ポリッシュ等の加工除去量以上なくてもその効果を得ることができる。
【００１７】
したがって、表面処理作業は内周側および外周側端面を面取り加工してポリッシュした後に、基板ガラスをナトリウム又はカリウムを含む溶融塩中に浸漬して一定時間保持ことにより行うことができる。表面処理作業はリチウムイオンとナトリウムイオン又はカリウムイオンと置換した層の厚さを厚く維持するという観点から、最終のポリッシュ加工直前に行うのが最も効果的である。外周端面のポリッシュ量は片側２５μｍ程度必要なため、表面処理後に端面ポリッシュをすると外周側の表面処理部分が除去されてしまう恐れがあるからである。
使用する溶融塩としては、比較的融点の低い例えば硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３、融点：３０８℃）が利用できる。 また、カリウムを含む塩としては硝酸カリウム（ＫＮＯ３、融点：３８７℃）が利用できる。
基板ガラスをこれらの溶融塩中に浸漬して、３００から４５０℃の温度で１０〜６０分間保持すれば、内周側および外周側端面の面取り加工部のリチウムイオンがナトリウムイオン又はカリウムイオンにイオン交換されたカラス基板が得られる。この場合、リチウムイオンとの交換速度および交換深さは、処理する温度が高いほど、また処理する時間が長いほど大きくなる。イオン交換される深さは表面から１０μｍ程度で飽和してくるが、表面処理される深さが１０μｍ有れば充分である。
このガラス基板をさらにポリッシュ仕上げして、磁気記録媒体用の基板とする。
【００１８】
上記のような表面処理を施した後のガラス基板では、内周側および外周側端面の面取り加工部のリチウムイオンがナトリウムイオン又はカリウムイオンによって置換され、リチウム濃度はガラス基板の平均値よりも低くなり、ナトリウムイオン及びカリウムイオンの合計量は、ガラス基板の平均値よりも高くなる。表面処理を施していない基板ガラスと表面処理を施した基板ガラスを８０℃、５０ｍｌの純水中に２４時間浸漬して、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ各イオンの溶出量をイオンクロマトグラフィーにより調べてみると、前者のＬｉ，Ｎａ，Ｋ各イオンの溶出量はそれぞれ１２７，１７，０ｐｐｂであるのに対して、後者のＬｉ，Ｎａ，Ｋ各イオンの溶出量はそれぞれ２１，１００，１３ｐｐｂとなり、ガラス基板表面でＬｉ濃度が減少して、ＮａとＫ濃度が増加していることが判る。
ガラス基板表面のＬｉ，Ｎａ，Ｋ各イオンの挙動は、このほかにＳＩＭＳを利用して深さ方向のＬｉ，Ｎａ，Ｋ各元素のプロファイルを測定することでも知ることができる。
【実施例】
【００１９】
（実施例）
骨格成分として（Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）を９０質量％とＬｉ２Ｏを７質量％含み、残部がＮａ２ＯとＫ２Ｏの組成を有するアモルファスガラスを用いた磁気記録媒体用基板を作製した。
先ず上記組成の原料ガラスを溶融してプレス成形して板状ガラスを得た。この板状ガラスにドリルを用いて内径孔を形成した。次いで基板の主面を粗ラップ加工および精密ラップ加工の２段ラップ加工し、基板の厚さを調節した。次いで、この基板材の内径孔に面する内周側端面と外周側の端面とをそれぞれ面取り加工して面取り部を形成した。図１にこの磁気記録媒体用基板１の断面図を模式的に示す。図において２は内周面、３は外周面、４は面取り部である。
【００２０】
次に、面取り加工を施した基板ガラスをポリッシュした後、溶融した硝酸ナトリウム浴中に浸漬し、３０分間保持してイオン交換させるための表面処理を行った。この表面処理を行った結果、内径孔に面する内周側端面と外周側の面取り加工を施した部分のリチウムイオン成分は、深さ１０μｍにおいてリチウムイオンが減少しており、代わりにナトリウムイオンが増加していた。
また、面取り加工を施こさなかった主面はリチウムイオン成分に変動はなく、ナトリウムイオン及びカリウムイオンも増加していなかった。
【００２１】
以上のように処理したガラス基板の内周側端面および外周側端面を鏡面にポリッシュ加工した後、さらに基板材の主面を鏡面に最終的なポリッシュ加工を施して磁気記録媒体用基板を得た。
この磁気記録媒体用基板を、スパッタリング装置内に投入する前に、基板の主面の中心線平均表面粗さを測定した結果、４オングストロームであった。
【００２２】
この磁気記録媒体用基板をスパッタリング装置に装填し、Ｃｒ合金からなる下地膜とＣｏ合金からなる磁性膜をスパッタリングにより形成し、その上にＣＶＤ法によりダイヤモンドライクカーボン膜を形成し、更にその上に潤滑剤としてＦｏｎｂｌｉｎ Ｚ−Ｔｅｔｒａｏｌ（Ｓｏｌｖａｙ Ｓｏｌｅｘｉｓ社製）をコーティングし、磁気記録媒体を作製した。スパッタリングによって形成した膜の合計厚さは９０ｎｍであり、ＣＶＤで形成した膜の厚さは１０ｎｍである。
磁気記録媒体は２５枚作製した。各磁気記録媒体を、温度８５℃、湿度９０％の恒温恒湿槽中に２４０時間放置した後、磁気記録媒体の表面に発生する突起物の有無を、ハロゲンランプの下で目視によって観察したが、内外周の端面および面取り部においても突起物は観察されなかった。
【００２３】
この磁気記録媒体を用いて磁気記録再生装置を製造した。製造した磁気記録再生装置は、磁気記録媒体と、磁気記録媒体を回転駆動させる媒体駆動部と、磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドと、ヘッド駆動部と、記録再生信号処理系とを備えた構成とし、記録再生処理系は入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッドに送ったり、磁気ヘッドからの再生信号を処理してデータを処理する構成とした。
【００２４】
（比較例）
ＳｉＯ２：７５質量％、Ａｌ２Ｏ３：１５質量％、Ｌｉ２Ｏ：１０質量％の組成を有する結晶化ガラスを用いた磁気記録媒体用基板を作製した。この磁気記録媒体用基板については実施例と同様な方法で実施例と同様な寸法の面取り加工を施してポリッシュしたが、表面処理は何ら施さなかった。
その結果、得られた基板ガラスの内径孔に面する内周側端面と外周側の面取り加工を施した部分のリチウムイオン成分は、基板ガラスの平均値と同じであった。この磁気記録媒体用基板を用いて実施例と同様の条件でスパッタリングとＣＶＤ成膜を行って磁気記録媒体を製造し、実施例と同様の方法で表面に発生する突起物を観察した。その結果、内外周の端面において突起物が観察され、突起物の組成分析を行ったところリチウムの化合物であった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例の磁気記録媒体用基板の断面図を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１・・・・・・磁気記録媒体用基板、２・・・・・・内周面、３・・・・・・外周面、４・・・・・・面取り部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムを含むアモルファスガラス製の磁気記録媒体用基板であって、Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ系のアモルファスガラスからなり、基板の外周側または内周側の端面と主面との間に面取り部が形成されており、前記内外周側端面の表面領域及び前記面取り部の表面領域におけるナトリウム及びカリウムの含有量が、該磁気記録媒体用基板の平均のナトリウム及びカリウムの含有量よりも多いことを特徴とする磁気記録媒体用基板。
【請求項２】
前記磁気記録媒体用基板の平均の酸化ナトリウム及び酸化カリウムの含有量が合計で３〜７質量％であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体用基板。
【請求項３】
Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２ −Ｌｉ２Ｏ系のアモルファスガラス基板をナトリウムまたはカリウムを含む溶融塩中に浸漬して表面処理を行う工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項４】
前記ナトリウムまたはカリウムを含む溶融塩が硝酸ナトリウムもしくは硝酸カリウムであることを特徴とする請求項３に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項５】
前記表面処理を施す温度が３００〜４５０℃であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項６】
請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法で製造した磁気記録媒体用基板。
【請求項７】
請求項１、請求項２、もしくは請求項６のいずれか１項に記載の磁気記録媒体用基板の表面に少なくとも磁性層を具備してなることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項８】
請求項７に記載の磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドを備えたことを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項１】
リチウムを含むアモルファスガラス製の磁気記録媒体用基板であって、Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ系のアモルファスガラスからなり、基板の外周側または内周側の端面と主面との間に面取り部が形成されており、前記内外周側端面の表面領域及び前記面取り部の表面領域におけるナトリウム及びカリウムの含有量が、該磁気記録媒体用基板の平均のナトリウム及びカリウムの含有量よりも多いことを特徴とする磁気記録媒体用基板。
【請求項２】
前記磁気記録媒体用基板の平均の酸化ナトリウム及び酸化カリウムの含有量が合計で３〜７質量％であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体用基板。
【請求項３】
Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２ −Ｌｉ２Ｏ系のアモルファスガラス基板をナトリウムまたはカリウムを含む溶融塩中に浸漬して表面処理を行う工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項４】
前記ナトリウムまたはカリウムを含む溶融塩が硝酸ナトリウムもしくは硝酸カリウムであることを特徴とする請求項３に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項５】
前記表面処理を施す温度が３００〜４５０℃であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項６】
請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法で製造した磁気記録媒体用基板。
【請求項７】
請求項１、請求項２、もしくは請求項６のいずれか１項に記載の磁気記録媒体用基板の表面に少なくとも磁性層を具備してなることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項８】
請求項７に記載の磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドを備えたことを特徴とする磁気記録再生装置。
【図１】
【公開番号】特開２００６−４０５１３（Ｐ２００６−４０５１３Ａ）
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８４７１１（Ｐ２００５−１８４７１１）
【出願日】平成１７年６月２４日（２００５．６．２４）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２４日（２００５．６．２４）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
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