CN102859595B - 磁盘用玻璃基板和玻璃雏形的制造方法以及磁盘用玻璃基板和玻璃雏形 - Google Patents

磁盘用玻璃基板和玻璃雏形的制造方法以及磁盘用玻璃基板和玻璃雏形 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够高效地制造抑制了主表面的表面凹凸的磁盘用玻璃基板和玻璃雏形的制造方法以及磁盘用玻璃基板和玻璃雏形。当制造具有一对主表面的磁盘用玻璃基板时，通过用夹具的平面状的加压成形面从两侧夹持熔融玻璃或被软化的玻璃，由此成形玻璃雏形，之后，对所述玻璃雏形进行研磨，在玻璃雏形的加压中，使玻璃雏形的一对主表面周围的温度条件达到一致。

Description

磁盘用玻璃基板和玻璃雏形的制造方法以及磁盘用玻璃基板和玻璃雏形
技术领域
本发明涉及具有一对主表面的磁盘用玻璃基板和玻璃雏形的制造方法以及磁盘用玻璃基板和玻璃雏形。
背景技术
如今，在个人计算机、笔记本电脑或者DVD(DigitalVersatileDisc，数字多功能光盘)记录装置等上内置有用于记录数据的硬盘。特别是，在笔记本电脑等以携带性为前提的设备所使用的硬盘装置中，使用在玻璃基板上设置磁性层的磁盘，用微微上浮于磁盘面的磁头(DFH，DynamicFlyingHeight)在磁性层上记录或读取磁记录信息。该磁盘的基板由于与金属基板等相比具有不易产生塑性变形的性质、且表面光滑性优良，所以适用圆板状玻璃基板。
另外，为满足硬盘装置的存储容量增大的要求，人们正在谋求磁记录的高密度化。例如，使用磁性层的磁化方向相对于基板面呈垂直方向的垂直磁记录方式，进行磁记录信息区域进行微细化。因此，能够使一张盘面基板的存储容量增大。并且，为了进一步增大存储容量，还尽量缩短磁头从磁记录面上浮的距离，由此进行磁记录信息区域的微细化。在这样的磁盘的基板中，磁性层按照磁性层的磁化方向相对于基板面大致呈垂直方向的方式平坦地形成。为此，圆板状磁盘用玻璃基板的凹凸被制造成尽可能小。
另外，磁头的上浮距离短会容易引起磁头猛撞故障或热粗糙故障。由于这些故障是因磁盘面上的微小凹凸或粒子产生，因此除圆板状玻璃基板的主表面以外，玻璃基板的端面的表面凹凸也被制造成尽可能小。
另外，磁盘所使用的圆板状的板状玻璃原料，即玻璃雏形是例如用以下方法制造。具体来说，在作为承接型料滴形成模具的下模具上供给由熔融玻璃构成的玻璃料滴，并使用下模具和作为对置型料滴形成模具的上模具，对该玻璃料滴进行加压成形，由此制造玻璃雏形，然后实施多种加工得到磁盘用玻璃基板(专利文献1)。
在该方法中，将由熔融玻璃构成的玻璃料滴供给到下模具后，使上模具用筒形模具的下面和下模具用筒形模具的上面抵接，并超过上模具与上模具用筒形模具的滑动面和下模具与下模具用筒形模具的滑动面而在其外侧上形成薄板状玻璃成形空间，进一步使上模具下降而进行加压成形，加压成形后立刻使上模具上升，由此成形为磁盘用玻璃基板的母材的板状玻璃雏形。然后，经过研削工序和研磨工序等得到磁盘用玻璃基板。
在研削工序中，进行例如使用了氧化铝类游离磨粒的研削。在该工序中，使用粒子尺寸不同的游离磨粒来进行第一研削工序和第二研削工序。在第二研削工序中使用的游离磨粒的粒子尺寸设定为比在第一研削工序中使用的游离磨粒的粒子尺寸小。由此，依次进行粗的研削和细的研削。另外，作为第二研削工序，还进行使用将钻石磨粒粘结在树脂垫的固定磨粒的研削。
研磨工序包括：例如使用了氧化铈等的游离磨粒和硬性树脂材料抛光机等的第一研磨工序和例如使用了硅胶和柔性树脂材料抛光机等的第二研磨工序。在第一研磨工序中使用的磨粒的粒子尺寸比在研削工序中的第二研削工序中使用的磨粒的粒子尺寸小。进一步，在第二研磨工序中使用的磨粒的粒子尺寸比在第一研磨工序中使用的磨粒的粒子尺寸小。
如上，玻璃基板的表面加工按照第一研削工序、第二研削工序、第一研磨工序、第二研磨工序的顺序进行，通过这些加工使玻璃基板的表面粗糙度等的表面品质逐步地提高。
另外，公开了如下的夹具，为了制造对外周端面和内周端面进行倒角加工的信息记录介质用玻璃雏形，在夹具的两侧的加压成形面上设置与玻璃雏形的上述倒角形状相对应的截面为楔子形状的突条。另外，还公开了利用该夹具对滴下的熔融玻璃在滴下过程中从水平方向的两侧夹持而加压成形的制造方法(专利文献2)。
专利文献
专利文献1：专利第3709033号公报
专利文献2：专利第4380379号公报
发明内容
但是，用上述的磁盘用玻璃雏形的制造方法成形的玻璃雏形的表面精度达不到上述的磁记录的高密度化和磁记录信息区域的微细化所要求的主表面的表面精度。
例如，成形板状玻璃雏形时，为了防止玻璃融着在上模具和下模具的模具表面而在其模具的表面上涂布有脱模剂，但是因为使用脱模剂，所以玻璃雏形的主表面的表面粗糙度较大。另外，上模具和下模具的表面温度差较大，玻璃料滴(熔融玻璃块)被供给的下模具处于高温状态。该表面温度差在成形的玻璃雏形的厚度方向和该板的面内造成温度分布，因此板状的玻璃雏形的收缩量也在玻璃雏形厚度方向和该板的面内具有分布。因此，玻璃雏形容易弯曲，其结果是成形后的玻璃雏形的平坦度差。
这样的玻璃雏形的平坦度可以通过研削(第一研削工序)来提高。例如，为了提高平坦度研削工序的加工余量(削量)变大。但是，如果研削工序的加工余量变大，则在玻璃雏形表面上会形成深的裂缝，因此为了不留下深的裂缝，在作为后续工序的研磨工序中加工余量(研磨量)必然要大。但是如果在利用游离磨粒和树脂抛光机的研磨工序中加工余量变大，则玻璃雏形的主表面的外周边缘部附近被削成圆滑，因此发生边缘部的“下垂问题”。即，由于玻璃雏形的外周边缘部附近被削成圆滑，因此制造将该玻璃雏形作为玻璃基板使用的磁盘时，外周边缘部附近的磁性层和磁头之间的距离比玻璃基板的其它部分的磁头的上浮距离大。另外，由于外周边缘部附近呈圆滑的形状，因此发生表面凹凸。其结果是，外周边缘部附近的磁性层的磁头的记录和读取动作变得不正确，这就是“下垂问题”。
另外，由于研磨工序的加工余量变大，因此存在研磨工序花费时间长等问题，因此实用性差。
另一方面，在上述的信息记录介质用玻璃雏形的制造方法中，由于突条设置在夹具的加压成形面上，因此用夹具对玻璃进行加压时的加压成形面的温度在玻璃雏形的周围不均匀。因此，在所成形的玻璃基板的倒角形状以外的部分其平坦度下降。为了提高下降的平坦度，对加压成形后的玻璃雏形进行研削，由此玻璃雏形需要研削所需的加工余量，因此成形的玻璃雏形的厚度比最终所要制造的信息记录介质用玻璃基板厚度厚。因此，无法使加压成形后的玻璃雏形的板厚度接近于信息记录介质用玻璃基板的板厚度。另外，利用在加压成形面上具有上述突条的夹具进行加压成形时，会发生上述突条成为加压成形过程的冷却过程中产生的玻璃雏形的收缩的障碍物而使玻璃雏形受损伤的情况。另外，通过加压成形面的上述突条部分和平面状部分之间的玻璃雏形的冷却存在差异，在玻璃雏形上产生温度差，因此存在通过由该温度差产生的热变形而玻璃雏形受损伤的忧虑。
另外，还存在以下情况，利用设置有突条的上述夹具，用滴下的熔融玻璃块成形玻璃雏形时，在熔融玻璃的高的温度条件下滴下的熔融玻璃块的玻璃料滴无法形成为球形状，因此无法成形为圆形状的玻璃雏形。另外，在熔融玻璃的高温度条件下，夹具的加压成形面上需要脱模剂，其结果是使玻璃雏形的主表面的表面粗糙度变大。
这样，利用加压成形面上设置有突条的夹具进行加压成形过程中，无法高效地制造主表面具有很高的表面精度的圆形状的玻璃雏形。
因此，本发明的目的在于提供一种能够高效地制造抑制了主表面的表面凹凸的磁盘用玻璃基板和玻璃雏形的制造方法以及磁盘用玻璃基板和玻璃雏形。
本发明的一个方式是具有一对主表面的磁盘用玻璃基板的制造方法。该方法包括如下工序：玻璃雏形成形工序，通过用夹具的平面状的加压成形面从两侧夹持熔融玻璃或被软化的玻璃并加压来成形玻璃雏形；研磨工序，对所述玻璃雏形进行研磨；其中，在所述成形工序中，使所述玻璃雏形的加压中的一对主表面周围的温度条件达到一致。
此时，从使所述玻璃雏形的所述一对主表面周围的温度条件达到抑制而实现玻璃雏形的热均衡的方面考虑，优选的是，在所述成形工序中，使与所述玻璃雏形的加压中的一对主表面接触的所述加压成形面彼此的温度达到一致，另外，在所述成形工序中，使位于即将加压的熔融玻璃或被软化的玻璃两侧的所述夹具的温度达到一致。
另外，用所述夹具加压熔融玻璃或被软化的玻璃时，从使所述玻璃雏形的所述一对主表面周围的温度条件达到一致而实现玻璃雏形的热均衡的方面考虑，优选的是，使位于即将加压的熔融玻璃或被软化的玻璃两侧的所述夹具的、朝向熔融玻璃或被软化的玻璃的接触同时开始。
在所述研磨工序中优选的是，所述玻璃雏形以所述一对主表面成形时的表面凹凸的状态被研磨。
这种情况下，例如，所述磁盘用玻璃基板的目标板厚度被设定，在所述玻璃雏形的成形工序中成形的所述玻璃雏形的板厚度与所述目标板厚度相同。
或者，同样优选的是，所述磁盘用玻璃基板的目标板厚度被设定，在所述玻璃雏形的成形工序中成形的所述玻璃雏形的板厚度比所述目标板厚度厚，在所述玻璃雏形的研磨工序之前包括研削工序，在该工序中研削所述玻璃雏形，使其板厚度与所述目标板厚度相同。
本发明的另一个方式是用所述方法制造的磁盘用玻璃基板，该玻璃基板具有所述主表面的平坦度为4μm以下、所述主表面的粗糙度为0.2nm以下的表面凹凸。
本发明的又另一个方式是具有一对主表面的磁盘用玻璃基板的制造方法。该方法包括如下工序：将熔融玻璃或被软化的玻璃作为一个块落下的工序；玻璃雏形成形工序，用一对夹具从与落下的方向垂直的方向加压落下中的所述块，由此成形圆板状的玻璃雏形；其中，在所述玻璃雏形成形工序中，在所述夹具的加压开始至被加压的所述块的温度下降到应变点的期间，通过加压所述块使所述夹具的两侧的加压成形面的与所述块接触的部分的温度在所述加压成形面彼此上温度达到一致，使所述玻璃雏形的平坦度达到磁盘用玻璃基板的目标平坦度。
此时，在所述玻璃雏形成形工序中，所述两侧的加压成形面的温度差优选的是5度以下。
所述磁盘用玻璃基板的热膨胀系数例如为30～100×10-7(K-1)的范围。
另外，本发明的其它的一个方式是具有一对主表面的磁盘用玻璃基板的制造方法。该方法包括如下工序：将熔融玻璃或被软化的玻璃作为一块落下的工序；玻璃雏形成形工序，用一对夹具从与落下方向垂直的方向加压落下中的所述块，由此成形圆板状的玻璃雏形；研削工序，相对于所述玻璃雏形的两侧的主表面，用固定磨粒进行研削；其中，在所述玻璃雏形成形工序中，在所述夹具的加压开始至被加压的玻璃雏形的温度下降到应变点的期间，通过加压所述玻璃雏形使所述夹具的两侧的加压成形面的与所述玻璃雏接触的部分的温度在所述加压成形面彼此上达到一致，由此成形下述玻璃雏形，所述玻璃雏形的平坦度达到赋予给磁盘用玻璃基板的目标平坦度，且所述玻璃雏形的截面形状随着从外周侧朝向中心侧其板厚度也逐渐减少。
此时，所述制造方法进一步包括在所述玻璃雏形的研削工序后用研磨垫进行研磨的研磨工序，并且通过所述研磨所得到的玻璃基板的板厚度优选的是所述玻璃雏形的最大板厚度的80％～96％的范围。
成形的所述玻璃雏形的平坦度优选的是4μm以下。
另外，本发明的一个方式是具有一对主表面的磁盘用玻璃雏形的制造方法。该方法包括如下工序：使熔融玻璃或被软化的玻璃块落下的工序；玻璃雏形成形工序，用夹具的平面状的加压成形面从两侧加压落下中的所述块，由此成形玻璃雏形；使与所述玻璃雏形的加压中的一对主表面接触的所述加压成形面彼此的温度达到一致。
另外，本发明的一个方式是通过上述方法制造的磁盘用玻璃雏形，所述主表面的平坦度为4μm以下。
在上述的磁盘用玻璃基板和玻璃雏形的制造方法中，能够高效地制造抑制了主表面的表面凹凸的磁盘用玻璃基板和玻璃雏形。
附图说明
图1(a)～图1(c)为说明使用本发明的一实施方式的磁盘用玻璃基板制造的磁盘的图；
图2(a)～图2(d)为说明玻璃雏形或玻璃基板的表面凹凸的图；
图3(a)、图3(b)为表示本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法的一实施方式的流程图；
图4为图3(a)所示的加压成形中利用的装置的俯视图；
图5(a)～图5(c)为说明图4所示的装置进行的加压成形的一个例子的图；
图6(a)～图6(c)为说明图3(a)中的加压成形的其它例的图；
图7(a)～图7(d)为说明图3(a)中的加压成形的又一其它例的图；
图8(a)～图8(c)为说明图3(a)中的加压成形的再一其它例的图；
图9(a)为通过图3(a)所示的固定磨粒进行研削所使用的装置的整体图，图9(b)为说明用于图9(a)所示的装置所使用的底架的图；
图10为说明利用图9所示的装置对玻璃雏形进行研削时的状态的图；
图11(a)～图11(d)为说明通过研削或研磨所得到的玻璃雏形或者玻璃基板的表面的侧剖面线的图；
图12(a)～图12(c)为说明本实施方式的加压成形的变形例的图。
附图标号说明
1磁盘
2玻璃基板
3A、3B磁性层
4A、4B磁头
5外周边缘部
101、201、400装置
111熔融玻璃流出口
120、130、140、150、220加压单元
121、221第一模具
121a、122a内周面
121c、122c外周面
121d、122d散热片
122、222第二模具
122b垫片
123第一驱动部
124第二驱动部
160切割单元
161、162切割刀
171第一传送机
172第二传送机
173第三传送机
174第四传送机
212玻璃材料把持机构
401下平台
404上平台
406内齿轮
408底架
409齿轮
410钻石片
412太阳齿轮
414内齿轮
416容器
418冷却液
420泵
422过滤器
具体实施方式
以下，针对本发明的磁盘用玻璃基板和玻璃雏形的制造方法以及磁盘用玻璃基板和玻璃雏形进行详细的说明。
另外，在本说明书中将对熔融玻璃块的玻璃料滴(以下简称为料滴)进行加压成形所得到的板状玻璃材料称之为玻璃雏形或磁盘用玻璃雏形，将对玻璃雏形实施研削或研磨等的至少一种加工的称之为玻璃基板，将通过本实施方式的制造工序所制造的玻璃基板称之为磁盘用玻璃基板。
图1(a)～图1(c)为说明用本发明的磁盘用玻璃基板制造的磁盘的图。
(磁盘和磁盘用玻璃基板)
如图1(a)所示，硬盘装置中使用的磁盘1是，在环状的磁盘用玻璃基板2的主表面上形成有如图1(b)所示至少包括磁性层(垂直磁记录层)等的层3A、3B。更具体地说，在层3A、3B包括例如未图示的附着层、软磁性层、非磁性基础层、垂直磁记录层、保护层和润滑层。附着层上使用例如Cr合金等，附着层起到与磁盘用玻璃基板2的粘结层的功能。软磁性层上使用例如CoTaZr合金等，非磁性基础层上使用例如粒状的非磁性层等，在垂直磁记录层上使用例如粒状的磁性层等。另外，保护层上使用碳氢构成的材料，润滑层上使用例如氟树脂等。
关于磁盘1，如果以更具体的例子说明，则相对于磁盘用玻璃基板2，利用内联式溅射装置在磁盘用玻璃基板2的两个主表面上依次成膜CrTi附着层、CoTaZr/Ru/CoTaZr软磁性层、CoCrSiO2非磁性粒状基础层、CoCrPt-SiO2·TiO2粒状磁性层、碳氢保护膜。进一步，在成膜的最上层上用浸渍法成膜全氟聚醚润滑层。
在磁盘1中，如图1(c)所示，硬盘装置的各磁头4A、4B伴随着磁盘1的高速旋转、例如7200rpm旋转从磁盘1的表面上浮5nm。即，图1(c)中的距离H为5nm。在该状态下，磁头4A、4B在磁性层上记录或读取信息。由于通过该磁头4A、4B的上浮，相对于磁盘1不会滑动，并且在近距离相对于磁性层进行记录或从中读取信息，因此实现磁记录信息区域的微细化和磁记录的高密度化。
此时，从磁盘1的磁盘用玻璃基板2的中央部到外周边缘部5，能够以设定目标的表面精度正确地加工，并且以保持距离H＝5nm的状态下能够使磁头4A、4B正确地动作。
作为这样的磁盘用玻璃基板2的母材的圆板状玻璃雏形的表面凹凸的加工，如后述，经过加工余量小的研削工序和加工余量小的第一研磨和第二研磨，或者不经过研削工序而是只经过第一研磨和第二研磨制造。因此，现有的“下垂问题”被消除。
这样的磁盘1使用的磁盘用玻璃基板2的主表面的表面凹凸是，其平坦度为例如4μm以下，表面粗糙度为例如0.2nm以下。平坦度为4μm以下是作为最终产品的磁盘用玻璃基板2所要求的目标平坦度。平坦度可以用Nidek社制造的平整度测量仪FT-900进行测量。另外，主表面粗糙度用由JISB0601：2001规定的算术平均粗糙度Ra表示。0.006μm以上200μm以下时，能够用例如三丰社制造的粗糙度测量仪SV-3100进行测量，并用由JISB0633：2001规定的方法计算出。另外，粗糙度为0.03μm以下时，能够用例如精工电子纳米科技株式会社制扫描型原子间力显微镜进行测量，并用由JISR1683：2007规定的方法计算出主表面的粗糙度。
在本说明书中关于玻璃雏形的表面粗糙度，使用了用三丰社制造的粗糙度测量仪SV-3100进行测量的结果，关于研磨后的磁盘用玻璃基板的表面粗糙度，使用了用上述扫描型原子间力显微镜进行测量的结果。
图2(a)～图2(d)为说明表面凹凸的图。根据凹凸的波长，表面凹凸大致可以定为四种凹凸。
具体来说，表面凹凸可以分为波长最大的平坦度(波长0.6μm～130mm)、波纹(波长0.2μm～2mm程度)、微波纹(波长0.1μm～1mm)、粗糙度(波长10nm以下)。
其中，粗糙度能够以上述Ra作为指标来进行表示。
作为这样的磁盘用玻璃基板的母材的玻璃雏形，如后述在加压成形后经过第二研削工序、第一研磨工序和第二研磨工序，或者加压成形后经过第一研磨工序和第二研磨工序，变成为具有平坦度为例如4μm以下、表面粗糙度为例如0.2nm以下的表面凹凸且具有设定目标板厚度的磁盘用玻璃基板。
然而，刚成形后的玻璃雏形的表面凹凸和目标板厚度不一定进入上述数值范围之内。
例如，加压成形的玻璃雏形的厚度被设定为相对于磁盘用玻璃基板的目标板厚度厚时，例如，所制造的玻璃雏形的厚度相对于目标板厚度厚10μm～150μm时，在加压成形后和第一研磨工序之前进行通过固定磨粒的研削工序。此时，，玻璃雏形优选成形为具有作为磁盘用玻璃基板所需的主表面的目标平坦度，具体来说主表面的平坦度为4μm以下、主表面的粗糙度为0.01μm以上10μm以下的表面凹凸的玻璃雏形。
将玻璃雏形表面的平坦度做成作为磁盘用玻璃基板所需的主表面的目标平坦度，是为了不进行调整平坦度和板厚度的现有的第一研削工序的情况下要保持磁盘所使用1的磁盘用玻璃基板2的平坦度，是为了能够通过磁头4A、4B进行合适的记录和读取动作。作为这样的磁盘用玻璃基板的母材的玻璃雏形，举一个例子，通过后述的加压成能够制造。现有的加压成形中无法成形平坦度为4μm以下的玻璃雏形。
另外，此时成形的玻璃雏形优选的是具有雾度为20％以上的光学特性。通过使玻璃雏形的雾度为20％以上，在后述的通过固定磨粒的研削工序中能够高效地进行研削。另外，雾度根据JISK7105和JISK7136规定。
之所以将玻璃雏形的表面粗糙度定为0.01μm以上，是为了对玻璃雏形高效地进行后述的通过固定磨粒的研削。之所以将玻璃雏形表面的粗糙度定为10μm以下，是为了抑制用来去除因通过研削深入的裂缝而进行的研磨中加工余量变大。另外，通过将玻璃雏形的主表面的表面粗糙度定为10μm以下，能够可靠地调整作为磁盘用玻璃基板所要求的表面粗糙度Ra。另外，为了高效地进行包括划线的玻璃雏形的形状加工，玻璃雏形的表面粗糙度优选的是0.01μm以上1.0μm以下。另外，包括划线的形状加工工序是指，玻璃雏形的外径比作为目的物的磁盘用玻璃基板的外径大时，或形成圆孔时玻璃雏形的表面上放入切割线而得到圆形状的玻璃基板的工序。通过使玻璃雏形表面的粗糙度设定为上述范围之内，能够用进行划线时使用的钻石圆刀使玻璃基板表面上形成的圆形状的切割线更接近于真圆形状，因此能够提高磁盘用玻璃基板上形成的内侧的圆孔形状和外形形状的圆形度。
这样的玻璃雏形的表面凹凸能够通过调整加压成形中所使用的夹具的表面粗糙度来加以实现。
如果考虑到由固定磨粒进行研削、研磨的加工余量，上述玻璃雏形的板厚度可以设计为相对于磁盘用玻璃基板的目标板厚度厚100μm～200μm程度，但是假设对上述玻璃雏形不进行由固定磨粒进行的研削而直接进行研磨工序时，上述玻璃雏形的板厚度优选的是相对于磁盘用玻璃基板的目标板厚度厚10μm～50μm程度。在此，后一种情况中成形的玻璃雏形优选的是，具体来说要具有主表面的平坦度为4μm以下、主表面的粗糙度为0.2μm以下的表面凹凸。
在本说明书中，“玻璃雏形的板厚度和磁盘用玻璃基板的目标板厚度相同”是指，玻璃雏形的板厚度比磁盘用玻璃基板的目标板厚度仅厚研磨工序所需的加工余量，即意味着厚10μm～50μm。“玻璃雏形的板厚度比磁盘用玻璃基板的目标板厚度厚”是指，玻璃雏形的板厚度比磁盘用玻璃基板的目标板厚度厚由固定磨粒进行研削所需的加工余量和研磨工序所需的加工余量之和，即意味着厚100μm～200μm。
作为磁盘1所使用的磁盘用玻璃基板2的材料可以使用铝硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃等。特别是，从能够实施化学强化，并且能够制造主表面的平坦度和基板强度优良的磁盘用玻璃基板的方面考虑，优选使用铝硅酸盐玻璃。
作为铝硅酸盐玻璃，优选使用的是：以摩尔％表示，作为主要成分包含有57～74％的SiO2、0～2.8％的ZnO2、3～15％的Al2O3、7～16％的LiO2、4～14％的Na2O的化学强化用玻璃材料。
(磁盘用玻璃基板的制造方法)
图3(a)、图3(b)为表示磁盘用玻璃基板的制造方法的一实施方式的流程图。
首先，通过加压成形制造玻璃雏形(步骤S10)。在加压成形中，如上所述，根据所要成形的玻璃雏形的表面凹凸和板厚度，如图3(a)、图3(b)所示，决定是否进行通过固定磨粒的研削。
这样的加压成形是利用例如图4和图5所示的装置进行。另外，该加压成形也可以是利用图6、图7或图8所示的装置进行。图4为进行加压成形的装置101的俯视图，图5～图8为从侧面看到的装置进行加压成形情况的图。
在以下说明的加压成形工序中，在玻璃雏形的加压中热从玻璃雏形朝向夹具流动。因此，通过使玻璃雏形的一对主表面周围的温度条件达到一致，更具体地说，使与玻璃雏形的加压中的一对主表面接触的夹具的加压成形面的温度、进一步使温度梯度达到一致，由此热从玻璃雏形的一对主表面均匀地传导到夹具上。因此，从玻璃雏形传导至夹具的热变为均匀，玻璃雏形的一对主表面的温度大致相同地被冷却。当然，为了使温度条件达到一致，优选的是使即将加压的夹具的温度达到一致。根据加压中的上述温度条件，能够实现玻璃雏形的一对主表面的冷却阶段中的热均衡。因此，冷却阶段的夹具的微小热变形所引起的玻璃雏形的表面凹凸变小。另外，由于一对主表面之间没有温度差，因此所成形的玻璃雏形的热变形也没有。因此，所成形的玻璃雏形的平坦度的精度高，例如能够达到4μm以下。
(a)加压成形工序
图4所示的装置101包括四组加压单元120、130、140、150和切割单元160。切割单元160设置在从熔融玻璃流出口111流出的熔融玻璃的路径上。装置101使通过切割单元160切割而形成的熔融玻璃块落下，此时，通过从块的落下路径的两侧用相对而置的一对模具的面夹持并加压，由此成形玻璃雏形。
具体来说，如图4所示，装置101以熔融玻璃流出口111作为中心，四组加压单元120、130、140和150按90度的间隔被设置。
加压单元120、130、140和150分别通过未图示的移动机构驱动，相对于熔融玻璃流出口111可以进退。即，位于熔融玻璃流出口111的正下方的夹持位置(在图4中加压单元140以实线描绘的位置)和从熔融玻璃流出口111离开的退避位置(在图4中加压单元120、130和150以实线描绘的位置和加压单元140以虚线描绘的位置)之间，各加压单元120、130、140和150能够移动。
切割单元160设置在捕捉位置和熔融玻璃流出口111之间的熔融玻璃的路径上，将从熔融玻璃流出口111流出的熔融玻璃适量地切割而形成作为熔融玻璃块的熔融玻璃料滴。切割单元160具有一对切割刀161和162。切割刀161和162在规定时间在熔融玻璃路径上交叉地驱动，当切割刀161和162交叉时熔融玻璃被切割而得到料滴。得到的料滴朝向捕捉位置落下。
加压单元120包括第一模具121、第二模具122、第一驱动部123和第二驱动部124(参照图4)。第一模具121和第二模具122分别是具有用于将料滴加压成形的加压成形面的板状夹具。加压成形面没有像现有的夹具那样设置有突条，而是平面状。该两个面的法线方向大致呈水平方向，该两个面以相互平行的方式相对而置。第一驱动部123使第一模具121相对于第二模具122进退。另一方面，第二驱动部124使第二模具122相对于第一模具121进退。第一驱动部123和第二驱动部124具有例如将气缸或螺旋管和螺旋弹簧组合的机构等，使第一驱动部123的面和第二驱动部124的面迅速接近的机构。
另外，加压单元130、140和150的结构和加压单元120的结构相同，因此在此省略对其的描述。
各加压单元移动至捕捉位置后，通过第一驱动部123和第二驱动部124的驱动，将落下的料滴夹在第一模具和第二模具之间而成形为规定的厚度，同时至少快速冷却至应变点，由此制造圆形状的玻璃雏形G。接着，加压单元移动至退避位置后，使第一模具和第二模具分开，使成形的玻璃雏形G落下。另外，应变点是其粘度相当于1014.7dPa·秒的温度，通过由JISR3103-2：2001规定的方法测量而得到。加压单元120、130、140和150的退避位置下方设置有第一传送机171、第二传送机172、第三传送机173和第四传送机174。第一～第四传送机171～174承接从与之对应的各加压单元落下的玻璃雏形G，并将玻璃雏形G传送至未图示的下一个工序的装置上。
在装置101中，由于其构成为加压单元120、130、140和150顺序地移动至捕捉位置，夹持料滴移动至退避位置，因此能够不等待各加压单元中的玻璃雏形G的冷却，连续地进行玻璃雏形G的成形。
图5(a)～图5(c)更加具体地说明了利用装置101的加压成形。图5(a)为表示制造料滴之前的状态的图，图5(b)为表示通过切割单元160制造料滴的状态的图，图5(c)为表示通过将料滴加压成形为其主表面为平面状的圆板状玻璃雏形G的状态的图。
如图5(a)所示，熔融玻璃材料LG从熔融玻璃流出口111连续地流出。此时，装置101以规定的时间驱动切割单元160，并通过切割刀161和162将熔融玻璃材料LG进行切割(图5(b))。由此，被切割的熔融玻璃因其表面张力而变成大致球状的料滴GG。在图中所示的例子中，调整熔融玻璃材料LG的单位时间的流出量和切割单元160的驱动间隔，以使每驱动切割单元160一次，形成例如半径为10mm程度的料滴GG。
制造的料滴GG朝向加压单元120的第一模具121和第二模具122的间隙落下。此时，在料滴GG进入第一模具121和第二模具122的间隙的时间，驱动第一驱动部123和第二驱动部124(参照图4)，以使第一模具121和第二模具122相互接近，从而第一模具121和第二模具122大致同时与料滴GG接触。由此，如图5(c)所示，在第一模具121和第二模具122之间料滴GG被捕获(夹持)。进一步，第一模具121的内周面121a和第二模具122的内周面122a成为以微小的间隔接近的状态，被夹在第一模具121的内周面121a和第二模具122的内周面122a之间的料滴GG成形为薄板状。另外，为了将第一模具121的内周面121a和第二模具122的内周面122a的间隔被保持为规定间隔，在第一模具122的内周面122a上设置有突起状的垫片122b。即，通过第二模具的垫片122b与第一模具121的内周面121a接触，第一模具121的内周面121a和第二模具122的内周面122a的间隔被保持为规定间隔，从而形成板状的空间。
在第一模具121和第二模具122上设置有未图示的温度调节机构，并且，第一模具121和第二模具122处于相同的温度条件下。第一模具121和第二模具122的温度保持在比熔融玻璃LG的玻璃化转变温度TG充分低的温度。即，加压之前的第一模具121和第二模具122的温度状态相同。
在装置101中，料滴GG大致同时(误差为10毫秒以下)与第一模具121的内周面121a和第二模具122的内周面122a接触至第一模具121和第二模具122将料滴GG完全关闭的状态所用时间极短，大约0.06秒。因此，料滴GG将在极短时间内沿着第一模具121的内周面121a和第二模具122的内周面122a扩展而成形为大致圆形状，而且急剧被冷却而固化成非晶质的玻璃，由此，制造成玻璃雏形G。另外，在本实施方式的成形的玻璃雏形G是例如直径75～80mm、厚度约为1mm的圆形状的板。
第一模具121和第二模具122被关闭后，加压单元120快速地移动至退避位置，相应地，其它加压单元130移动至捕捉位置，并通过该加压单元130进行料滴GG的加压。
加压单元120移动至退避位置后，玻璃雏形G被充分地冷却之前(至少到达至比变形点低的温度前)，第一模具121和第二模具122保持关闭的状态。然后，第一驱动部123和第二驱动部124被驱动使第一模具121和第二模具122分离，玻璃雏形G从加压单元120脱离而落下，被位于下方的传送机171接住(参照图4)。
在装置101中，如上所述，处于相同温度状态的第一模具121和第二模具在0.1秒以内(约0.06秒)的极短时间内被关闭，熔融玻璃大致同时与第一模具121的内周面121a和第二模具122的内周面122a接触。因此，第一模具121的内周面121a和第二模具122的内周面122a无需局部加热，内周面121a和内周面122a上几乎不产生变形。另外，由于热从熔融玻璃传导到第一模具121和第二模具122之前熔融玻璃被成形为圆形状，因此在所成形的玻璃雏形的温度分布中玻璃雏形的温度从加压开始到至少下降至应变点为止，进一步地加压结束为止大致相同。加压中，即使有热的传导，但夹持刚加压后的玻璃雏形的第一模具121和第二模具122的温度从以下方面是一致的。即，由于落下的料滴GG处于规定的温度条件下，因此，加压成形之前的料滴GG具有各向同性的温度分布。进一步，由于加压之前的第一模具121和第二模具122处于相同的温度条件下，因此处于相同的温度状态。因此，即使料滴GG与第一模具121和第二模具122开始接触而热从料滴GG传导至第一模具121和第二模具122，但刚加压后的第一模具121和第二模具122的温度相同。即，刚加压后的玻璃雏形的一对主表面周围的温度条件一致。因此，即使在玻璃雏形以被第一模具121和第二模具122夹持的状态冷却规定时间的阶段，即在至少下降至应变点为止的阶段、进一步在加压结束之前的阶段，玻璃雏形的一对主表面没有温度差。即，实现了玻璃雏形的主表面之间的热均衡。
因此，在玻璃雏形的冷却阶段中，加压中的玻璃雏形的收缩量的分布小，玻璃雏形G不会产生大的变形。另外，通过按照作为第一模具121的内周面的121a的加压成形面和作为第二模具122的内周面122a的加压成形面之间温度实质上相同的方式对玻璃雏形G进行加压，因此，所制造的玻璃雏形G的主表面的平坦度与通过现有的加压成形所制造的玻璃雏形相比能够得到提高，能够达到磁盘用玻璃基板所需的主表面的目标平坦度。
另外，进行通过后述的固定磨粒的研削工序时，第一模具121的内周面121a和第二模具122的内周面122a的表面凹凸被调整为所成形的玻璃雏形G具有雾度为20％以上的光学特性。进一步，内周面121a和内周面122a的表面粗糙度被调整为玻璃雏形G的算数平均粗糙度Ra为0.01μm～10μm，优选的是Ra为0.01μm～1μm。另外，由于成形的玻璃雏形是由固定磨粒进行研削，因此相对于磁盘用玻璃基板的目标板厚度厚，形成为例如厚10μm～150μm。由于玻璃雏形的板厚度是根据垫片122b决定，因此垫片122b的厚度优选的是相对于磁盘用玻璃基板的目标板厚度厚例如10μm～150μm。
另一方面，在不经过由固定磨粒进行研削的工序时，第一模具121的内周面121a和第二模具122的内周面122a的表面凹凸按照被成形的玻璃雏形G的表面粗糙度为0.2μm以下的方式被调整。此时，通过加压成形得到的玻璃雏形由于不会被研削，因此垫片122b的厚度被调整成板厚度与设定的磁盘用玻璃基板的目标板厚度相同。
另外，在图5所示的例子中，通过使用切割刀161和162将流出的熔融玻璃LG进行切割，由此形成大致球状的料滴GG。但是，熔融玻璃材料LG的粘度相对于即将切割的料滴GG的体积小的情况下，若仅仅切割熔融玻璃LG，则被切割的玻璃并不形成为大致球状，不能制造料滴。这样的情况下利用制造料滴的料滴形成模具。
图6(a)～图6(c)为说明图5所示的实施方式的变形例的图。在该变形例中利用料滴形成模具。图6(a)为表示制造料滴之前的状态的图，图6(b)为表示通过切割单元160和料滴形成模具180制造料滴GG的状态的图，图6(c)为表示将料滴GG加压成形而制造了玻璃雏形G的状态的图。
如图6(a)所示，在加压单元120中，通过在熔融玻璃LG的路径上关闭块181、182而熔融玻璃LG的路径被阻断，由用块181、182制造的凹部180C接住切割单元160切割的熔融玻璃LG的块。然后，如图6(b)所示，通过打开块181、182，在凹部180C成为球状的熔融玻璃LG一下子朝向加压单元120落下。在该料滴落下时，料滴GG因熔融玻璃LG的表面张力成为球状。球状的料滴GG在落下途中，如图6(c)所示，大致同时(误差为10毫秒一下)与处于规定的温度条件下的第一模具121和第二模具122开始接触，并通过被第一模具121和第二模具122夹持而加压成形，制造圆形状的玻璃雏形G。在图6(a)～图6(c)所示的加压成形中也是与图5(a)～图5(c)所示的加压成形一样，刚加压后的第一模具121和第二模具122的温度相同。即，使刚加压后的加压材料的一对主表面周围的温度条件一致。因此，即使在玻璃雏形以被第一模具121和第二模具122夹持的状态冷却规定时间的阶段，玻璃雏形的一对主表面的温度也一直相同。即，实现了玻璃雏形的主表面之间的热均衡。
或者，如图7(a)～图7(d)所示，装置101也可以是不使用图6(a)～图6(c)所示的切割单元160，而使用使料滴形成模具180沿着熔融玻璃LG的路径向上游侧方向或下游侧方向移动的移动机构。图7(a)～图7(d)为说明使用料滴形成模具180的变形例的图。图7(a)，图7(b)为表示制造料滴GG前的状态的图，图7(c)为表示由料滴形成模具180制造料滴GG的状态的图，图7(d)为表示将料滴GG加压成形而制造玻璃雏形G的状态的图。
如图7(a)所示，通过块181、182形成的凹部180C接住从熔融玻璃流出口111流出的熔融玻璃LG，如图7(b)所示，在规定的时间使块181、182迅速地向熔融玻璃LG的流动方向的下游侧移动。由此，熔融玻璃LG被切割。然后，在规定的时间，如图7(c)所示，块181、182分离。由此，以块181、182保持的熔融玻璃LG一下子落下，料滴GG因熔融玻璃LG的表面张力成球状。球状的料滴GG大致同时(误差为10毫秒以下)与处于规定温度条件下的第一模具121和第二模具122开始接触，并通过被第一模具121和第二模具122夹持而加压成形，由此被制造出圆形状的玻璃雏形。
在图7(a)～图7(d)所示的加压成形中，也与图5(a)～图5(c)所示的加压成形一样，刚加压后的第一模具121和第二模具122的温度相同。即，使刚加压后的加压材料的一对主表面周围的温度条件一致。因此，即使在玻璃雏形以被第一模具121和第二模具122夹持的状态冷却规定时间的阶段，玻璃雏形的一对主表面的温度也一直相同。即，实现了玻璃雏形的主表面之间的热均衡。
图8(a)～图8(c)为说明代替料滴GG而使通过未图示的软化炉进行加热的光学玻璃的块CP落下且从落下途中的两侧用模具221、222夹持并加压成形的变形例的图。图8(a)为表示加热的光学玻璃的块成形前的状态的图，图8(b)为表示使光学玻璃的块落下的状态的图，图8(c)为表示对光学玻璃的块加压成形而制造玻璃雏形G的状态的图。
如图8(a)所示，装置201用玻璃材料把持机构212将光学玻璃块CP传送到加压单元220上部的位置，在该位置，如图8(b)所示，解除通过玻璃材料把持机构212的光学玻璃块CP的把持，使光学玻璃块CP落下。光学玻璃块CP在落下途中，如图8(c)所示，大致同时(误差为10毫秒以下)与第一模具221和第二模具222开始接触，并被第一模具221和第二模具222夹持而成形为圆形状的玻璃雏形G。由于第一模具221以及第二模具222与图5所示的第一模具121以及第二模具122具有相同的结构以及作用，所以在此省略对其的描述。
图8(a)～图8(c)所示的加压成形中，也与图5(a)～图5(c)所示的加压成形一样，刚加压后的第一模具221和第二模具222的温度相同。即，使刚加压后的加压材料的一对主表面周围的温度条件一致。因此，即使在玻璃雏形以被第一模具221和第二模具222夹持的状态冷却规定时间的阶段，玻璃雏形的一对主表面的温度也一直相同。即，实现了玻璃雏形的主表面之间的热均衡。
(b)划线工序
在以上的加压成形后，如图3所示，对成形的玻璃雏形G进行划线(步骤S20)。
在此，所谓划线是指，为了将成形的玻璃雏形G做成规定尺寸的环状，在玻璃雏形G的表面上通过超钢合金制或钻石粒子构成的刻线机设置两个同心圆(内侧同心圆和外侧同心圆)状的切割线(线状伤痕)。被划线为两个同心圆形状的玻璃雏形G被部分加热，并通过玻璃雏形G的热膨胀差异，去除外侧同心圆的外侧部分和内侧同心圆的内侧部分。由此，形成为环状的玻璃雏形。
如上所述，通过将玻璃雏形G的粗糙度的上限设定为1μm，能够使用划线机设定切割线。当玻璃雏形G的粗糙度超过1μm时，划线机无法跟随表面凹凸，无法相同地设置切割线。另外，当玻璃雏形的粗糙度超过1μm时，可以使玻璃雏形做成无需划线程度的外径、正圆度，并可以通过对这样的玻璃雏形利用空心钻等形成圆孔而形成环状。
(c)形状加工工序(倒角工序)
接着，进行划线后的玻璃雏形G的形状加工(步骤S30)。形状加工包括倒角(外周端部和内周端部的倒角)。
在环状的玻璃雏形G的外周端部和内周端部，通过钻石磨石实施倒角处理。
(d)通过固定磨粒实施的研削工序
该研削工序是如上所述地根据通过加压成形所得到的玻璃雏形的表面凹凸和板厚度选择性地进行。在图3(a)所示的方法中是进行通过固定磨粒实施的研削工序，而在图3(b)所示的方法中是不进行通过固定磨粒实施的研削工序。
在研削工序中，对于环状的玻璃雏形G在一对主表面成形时的表面凹凸的状态下用固定磨粒实施研削(步骤S40)。通过用固定磨粒研削的加工余量例如为数μm～100μm程度。固定磨粒的粒子尺寸例如为10μm程度。
图9(a)为研削所使用的装置的整体图。图9(b)为说明该装置所使用的底架的图。图10为说明玻璃雏形G的研削进行状态的图。
装置400如图9(a)和图10所示，包括下平台402，上平台404，内齿轮406，底架408，钻石片410，太阳齿轮412，内齿轮414，容器416和冷却液418。
装置400在下平台402和上平台404之间从上下方向夹持内齿轮406。在内齿轮406内，在研削时保持多个底架408。在图9(b)中，保持5个底架。与下平台402和上平台404平面粘合的钻石片410的面成为研削面。即，玻璃雏形G通过使用了钻石片410的固定磨粒进行研削。
如图9(b)所示，应研削的多个玻璃雏形G被配置在设置于各底架408的圆形孔上而被保持。在研削时，玻璃雏形G的一对主表面被下平台402和上平台404夹持，与钻石片410抵接。
另一方面，在下平台402上，玻璃雏形G保持于外周具有齿轮409的底架408上。该底架408与设置于下平台402的太阳齿轮412、内齿轮414啮合。通过使太阳齿轮412按箭头方向旋转，各底架408朝向各自的箭头方向作为行星齿轮自转并且公转。由此，玻璃雏形G由钻石片410被研削。
如图9(a)所示，装置400通过由泵420将容器416内的冷却液418供给到上平台404内，从下平台402回收冷却液418，并将其返回到容器416来进行循环。此时，冷却液418将研削中产生的切屑从研削面去除。具体来说，装置400在使冷却液418循环时，用设置于下平台402内的过滤器422过滤，在该过滤器422将切屑滞留。
通过这样的由固定磨粒进行研削，主表面具有如图11(a)所示的表面的侧剖面线。图11(a)为表示通过固定磨粒进行研削后的表面的侧剖面线的一个例子的图，图11(b)为表示由现有技术进行的用游离磨粒研削后的表面的侧剖面线的一个例子的图。
即，如图11(a)所示，玻璃雏形G的表面凹凸中，只有凸部被固定磨粒有效地研削，研削面呈在比较平坦部分中部分地凹进有凹部和裂缝的侧剖面线形状。当然，在上述平坦的部分具有与固定磨粒的粒子尺寸对应大小的凹凸，例如具有粗糙度。与此相对，使用游离磨粒进行研削时，如图11(b)所示，除凸部外的凹部也同样被去除。因此，由游离磨粒进行的研削后的平面侧剖面线不会成为如图11(a)所示的平坦部分比较多的表面侧剖面线。
另外，由固定磨粒进行的研削是在表面凹凸的粗糙度小于0.01μm时几乎不起作用。即，不被研削。因此，为了由固定磨粒进行有效地研削，成形的玻璃雏形G的表面凹凸的粗糙度被调整为0.01μm以上。
图11(c)为表示由固定磨粒容易进行研削的表面的侧剖面线形状的一个例子的图，图11(d)为表示由固定磨粒不容易进行研削的表面的侧剖面线形状的一个例子的图。
即，如图11(c)所示，在表面的侧剖面线上存在局部凸部，粗糙度为0.01μm以上，由此，由固定磨粒容易有效地进行研削。相反，如图11(d)所示，在表面的侧剖面线不存在局部凸部而平滑地变化时，即使粗糙度为0.01μm以上，也很难由固定磨粒进行研削。
这样的表面的侧剖面线的形状差异能够由雾度表示。即，具有雾度为20％以上的光学特性的玻璃雏形G，不具有如图11(d)所示的表面的侧剖面线形状，容易由固定磨粒进行研削。因此，调整模具121、122的内周面121a、22a的表面形状，以使成形的玻璃雏形G具有上述表面凹凸和上述光学特性。玻璃雏形G的光学特性为雾度20％以上。
在研削装置400中，虽然使用钻石片410进行研削，但可以用设置钻石粒子的固定磨粒来代替钻石片410。例如，通过将多个钻石粒子用树脂结合而做成弹丸状的结构用于固定磨粒的研削。
(d)端面研磨工序
由固定磨粒进行研削后，进行对玻璃雏形G的端面研磨(步骤S50)。
在端面研磨中，将玻璃雏形G的内周侧端面和外周侧端面通过刷式研磨进行镜面加工。此时，使用作为游离磨粒包含氧化铈等微粒子的泥浆。通过进行端面研磨，去除在玻璃雏形G的端面上附着的灰尘、损毁或伤痕等的损伤，由此，能够防止热粗糙的产生，或成为钠或钾等的腐蚀原因的离子析出的发生。
(e)第一研磨(主表面研磨)工序
接着，在被研削的玻璃雏形G的主表面上实施第一研磨(步骤S60)。第一研磨的加工余量例如为数μm～50μm程度。
第一研磨的目的在于，去除因通过固定磨粒进行的研削而在主表面上残留的伤痕、变形。在第一研磨中，使用在由固定磨粒进行研削(步骤S40)中所使用的装置400。此时，与由固定磨粒进行研削不同之处在于，
·代替固定磨粒，使用浑浊于泥浆的游离磨粒，
·不使用冷却液，
·代替钻石片410，使用树脂抛光机。
作为第一研磨中使用的游离磨粒，使用例如浑浊于泥浆的氧化铈等的微粒子(粒子尺寸：直径为1～2μm程度)。
(f)化学强化工序
接着，第一研磨后的玻璃雏形G被化学强化(步骤S60)。
作为化学强化液，可以使用例如硝酸钾(60％)和硫酸钠(40％)的混合液等。在化学强化中，化学强化液被加热到例如300℃～400℃，被清洗的玻璃雏形G被预热到例如200℃～300℃后，玻璃雏形G在化学强化液中浸渍例如3小时～4小时。该浸渍时，最好多个玻璃雏形G收纳在支架的状态进行，以使玻璃雏形G的两主表面整体被化学强化。
这样，通过将玻璃雏形G浸渍在化学强化液中，玻璃雏形G表层的锂离子和钠离子分别被化学强化液中的离子半径相对大的钠离子及钾离子置换，玻璃雏形G被强化。另外，被化学强化处理的玻璃雏形G被清洗。例如，用硫酸清洗后，用纯水、IPA(异丙醇)等清洗。
(g)第二研磨(最终研磨)工序
接着，对被化学强化并被充分清洗的玻璃雏形G实施第二研磨(步骤S80)。第二研磨的加工余量例如为1μm程度。
第二研磨的目的在于主表面的镜面研磨。在第二研磨中，使用在由固定磨粒进行的研削(步骤S40)和在第一研磨(步骤S60)中使用的装置400。此时，与第一研磨不同之处在于，
·游离磨粒的种类和粒子尺寸不同，
·树脂抛光机的硬度不同。
作为第二研磨使用的游离磨粒，例如使用浑浊于泥浆的硅胶等的微粒子(粒子尺寸：直径为0.1μm程度)。
这样，被研磨的玻璃雏形G被清洗。在清洗中，使用中性洗涤剂、纯水、IPA。
通过第二研磨，能够得到具有主表面的平坦度为4μm以下、主表面的粗糙度为0.2nm以下的表面凹凸的磁盘用玻璃基板2。
然后，在磁盘用玻璃基板2上，如图1所示，成膜磁性层等的层3A、3B，由此制造磁盘1。
以上是沿图3的流程进行的说明。在图3所示的流程中，划线(步骤S20)和形状加工(步骤S30)在由固定磨粒进行的研削(步骤S40)和第一研磨(步骤S60)之前进行，化学强化(步骤S70)在第一研磨(步骤S60)和第二研磨(步骤S80)之间进行，但不限定于该顺序。只要是由固定磨粒进行的研削(步骤S40)之后，进行第一研磨(步骤S60)，然后进行第二研磨(步骤S80)，就可以适当的配置划线(步骤S20)、形状加工(步骤S30)和化学强化(步骤S70)各工序。
在本实施方式中，对成形的玻璃雏形G不进行如现有的那样使用游离磨粒的二次研削(第一研削和第二研削)，而进行第一研磨和第二研磨，或者在进行使用固定磨粒的一次研削后，进行第一研磨和第二研磨。之所以能够将这样的研削工序至少省去1个工序，是因为能够成形具有作为磁盘用玻璃基板所需的目标平坦度的玻璃雏形。
另外，在使用固定磨粒的研削中，如图11(a)所示，能够只对表面侧剖面线的凸部部分优先研削，能够抑制在后续工序的第一研磨和第二研磨中的加工余量。例如，在研削和研磨中，能够将合计的加工余量设为100μm～200μm。因此，优选的是，使玻璃雏形G成形为相对于磁盘使用的玻璃基板2的目标厚度厚100μm～200μm，通过研削和研磨将玻璃雏形G加工成目标厚度。
为了消除成形的玻璃雏形的低的平坦度，现有的研削(第一研削工序和第二研削工序)和研磨(第一研磨工序和第二研磨工序)中的加工余量超过200μm。即，在现有的第一研削工序和第二研削工序中设定的加工余量大。在研削中如果研削量大，虽然平坦度提高，但形成深的裂缝。因此，第一研磨和第二研磨中的加工余量必然变大。因为这样的研磨中的大的加工余量，导致如上述的玻璃基板的外周边缘部附近被削成圆滑的边缘部的“下垂问题”。另外，外周边缘部附近被削成圆滑，是因为在进行上述的第一研磨和第二研磨时，使用硬性或柔性树脂抛光机的缘故。
如上所述，在本实施方式中，能够在省去至少一个研削工序的情况下成形玻璃雏形。在该玻璃雏形的成形中，通过夹具加压玻璃雏形的过程中，使玻璃雏形的一对主表面周围的温度条件一致。由此，针对玻璃雏形的一对主表面热以保持热均衡的状态传导热。此时，成形的玻璃雏形上不会产生热变形，两侧的夹具的热变形的差异也不存在，因此成形的玻璃雏形的平坦度得到提高。因此，不需要进行如现有的两次研削工序，能够高效地制造磁盘用玻璃基板。
特别是，图1(b)所示的磁盘用玻璃基板2是作为磁盘1在硬盘装置内被热膨胀系数高的金属制的主轴轴支撑而被插入，因此优选的是磁盘用玻璃基板2的热膨胀系数也和主轴一样程度高。因此，磁盘用玻璃基板2的组成按照磁盘用玻璃基板2的热膨胀系数高的方式被设定。磁盘用玻璃基板2的热膨胀系数例如为30～100×10-7(K-1)的范围，优选的是50～100×10-7(K-1)的范围。上述热膨胀系数是利用磁盘用玻璃基板2的温度100度和温度300度的线膨胀率计算出的值。当热膨胀系数例如小于30×10-7(K-1)或大于100×10-7(K-1)时，与主轴的热膨胀系数的差变大，因此不合适。从此，制造热膨胀系数高的磁盘用玻璃基板2时，使上述加压成形阶段中的玻璃雏形的主表面周围的温度条件达到一致。因此，作为一个例子，按照第一模具121的内周面121a和第二模具122的内周面122a的温度实质上相同的方式进行温度管理是非常重要的。进行温度管理使温度实质上相同时，优选的是，例如温度差为5度以下。上述温度差更优选的是3度以下，进一步更优选的是1度以下。另外，温度差是从各第一模具121的内周面121a和第二模具122的内周面的表面向模具内部移动1mm的地点且内周面121a和内周面122a的相对应的地点(例如，与玻璃雏形的中心位置相对应的地点或内周面121a和内周面122a的中心点)，使用热电偶温度计测量时的温度差。
另外，即使进行研削工序时，由于玻璃雏形的平坦度高，因此研削的加工余量小。其结果是，第一研磨和第二研磨的加工余量变小，因而消除“下垂问题”。
另外，由于使位于加压前的熔融玻璃或被软化的玻璃的两侧的夹具的温度状态达到一致，因此能够正确地使加压中的玻璃雏形的一对主表面周围的温度条件达到一致。
进一步，加压前的熔融玻璃或被软化的玻璃处于规定的温度条件，温度分布呈各向同性的分布。因此，两侧的夹具接近而夹具与熔融玻璃或被软化的玻璃开始接触时，即使热传导到两侧的夹具，但所传导的热相同。因此，能够正确地使刚加压成形之后的玻璃雏形的一对主表面周围的温度条件达到一致。
(加压成形方法的变形例)
在上述的实施方式的加压成形(图3(a)所示的步骤S10的加压成形)中，通过使玻璃雏形的一对主表面周围的温度条件达到一致，热从玻璃雏形的一对主表面均匀地传导到夹具上，并按照加压成形面中的温度分布呈大致均匀的方式加压玻璃雏形G。但是，图3(a)所示的加压成形中，作为第一模具121的内周面121a的加压成形面和作为第二模具122的内周面122a的加压成形面各自面上的温度分布可以不均匀。即使在这种情况下，也按照作为第一模具121的内周面121a的加压成形面和作为第二模具122的内周面122a的加压成形面之间的温度实质上相同的方式进行对第一模具121和第二模具122的温度管理。在按照温度实质上相同的方式进行温度管理时，优选的是，例如内周面121a和内周面122a之间的温度差为5度以下。上述温度差更优选的是3度以下，进一步更优选的是1度以下。
例如，根据图3(a)所示的制造方法的流程制造磁盘用玻璃基板时，使熔融玻璃或被软化的玻璃作为一个块落下而进行加压成形。此时，如图12(a)所示，图5(a)～图5(c)所示的第一模具121和第二模具122中，在作为平面状的加压成形面的内周面121a和内周面122a各自的相反一侧的外周面121c和122c的外周边缘上按照围绕圆板状的玻璃雏形的外周的方式设置有散热片121d、122d。通过在第一模具121和第二模具122上设置有散热片121d、122d，在加压成形中的第一模具121和第二模具122上，如图12(b)所示，产生热流，在加压成形中的玻璃雏形的外周面侧的部分和中心部侧上的冷却发生差异。由此，加压成形后的玻璃雏形G，如图12(c)所示，按照成形的玻璃雏形G的截面形状随着从外周侧朝向中心侧其板厚度逐渐减少的凹形状的方式被成形。即使在这种情况下，也能够使玻璃雏形G的平坦度达到磁盘用玻璃基板所需的目标平坦度，即平坦度为4μm以下。这是因为，加压成形玻璃雏形G时，从夹具的加压开始到被加压的玻璃雏形G的温度下降至应变点之前，夹具两侧的内周面121a和内周面122a的与玻璃雏形接触的部分的温度在内周面121a和内周面122a之间实质上相同的缘故。
另外，有目的地成形凹形状的玻璃雏形是为了高效地进行利用钻石片410的步骤S40中的研削。例如，研削时，玻璃雏形的板厚度厚的外周边缘部容易成为通过钻石片410进行研削加工的起点。另外，研削的加工余量可以控制在厚度均匀的玻璃雏形的约二分之一。进一步，作为相比平坦度周期长的表面凹凸的玻璃雏形的弯曲也可以改善。
具有如图12(c)所示的凹形状截面的玻璃雏形G的板厚度中，最大厚度和最小厚度之差例如为8μm以下。
加压成形之后，高效地进行对于经过图3(a)所示的步骤S20、S30所得到的玻璃基板的两侧的主表面使用固定磨粒的研削(步骤S40)。然后，经过步骤S50进行步骤S60的第一研磨，该第一研磨中作为研磨垫使用树脂抛光机。之后，经过步骤S70～S80制造磁盘用玻璃基板2。此时，通过第二研磨得到的玻璃基板的板厚度优选的是玻璃雏形G的最大板厚度的80％～96％。
即使在这样的加压成形的实施方式中，从夹具的加压开始到被加压的玻璃雏形的温度下降至应变点之前，按照夹具的两侧的加压成形面的与玻璃雏形接触的部分的温度在加压成形面之间实质上相同的方式加压玻璃雏形。因此，玻璃雏形的平坦度能够达到磁盘用玻璃基板所需的目标平坦度。因此，成形能够将研削工序至少节省一个工序的玻璃雏形。此时，玻璃雏形成形为其截面形状随着从外周侧朝向中心侧其板厚度逐渐减少的玻璃雏形，因此玻璃雏形的板厚度厚的外周边缘容易成为研削加工的起点，其结果是能够进行高效率的研削。
另外，图12(a)、图12(b)所示的夹具的实施方式是，设置有散热片121d、122d，形成如图12(b)所示的热流，但实现这样的热流而制造如图12(c)所示的凹状的玻璃雏形G的情况来说，可以采用加压成形中的玻璃雏形G的中心部分所对应的第一模具121和第二模具122的外周面121c、122c的一部分上设置热源的方式。
(实施例)
以下，确认了图3所示的方法的有效性。
玻璃材料使用铝硅酸盐玻璃(57～74％的SiO2，0～2.8％的ZnO2，3～15％的Al2O3，7～16％的LiO2，4～14％的Na2O)。使用图4和图5(a)～图5(c)所示的一对夹具，使该夹具两侧的加压成形面的温度相同，并通过使用各加压成形面和玻璃接触的误差为5毫秒的上述加压机，制造平坦度为3.91μm、表面粗糙度为0.013μm、雾度为20％、板厚度为0.95mm的玻璃雏形。对于所得到的玻璃雏形进行上述的(b)～(g)的工序，由此得到了平坦度为3.88μm、板厚度为0.80mm、表面粗糙度为0.15nm的磁盘用玻璃基板。
另外，研削、研磨的条件设定为如下，并在此条件下进行研削和研磨。
·通过固定磨粒进行的研削工序：钻石片
·第一研磨工序：使用氧化铈(平均粒子尺寸：直径为1～2μm)、硬质聚氨酯垫进行研磨，加工余量为10μm。
·第二研磨工序：使用硅胶(平均粒子尺寸：直径0.1μm)、柔性聚氨酯垫进行研磨，加工余量为1μm。
关于所制造的玻璃基板，使用内联式溅射装置，形成了磁性层。具体来说，在玻璃基板的两个主表面上，依次成膜了CrTi附着层，CoTaZr/Ru/CoTaZr软磁性层，CoCrSiO2非磁性粒状基础层，CoCrPt-SiO2·TiO2粒状磁性层，碳氢保护膜。
然后，在成膜的最上层通过浸渍法成膜了全氟聚醚润滑层。由此，得到了磁盘。
为了评价磁头对于得到的磁盘的上浮稳定性，实施LUL耐久试验(60万次)进行了评价。所谓LUL耐久试验是指，在使HDD(硬盘装置)进入70℃、80％的恒温恒湿槽的状态，使磁头以坡道(Ramp)和ID停止作为一个周期运作多个周期，并调查错误的发生状况或试验后的磁头受污染或磨损等发生异常的试验。对于一个实验使用10台HDD装置，从8万次/日×7.5日＝60万次的LUL试验结果看，10台HDD装置上均没有发现发生异常。
以上，针对本发明的磁盘用玻璃基板和玻璃雏形的制造方法以及磁盘用玻璃基板和玻璃雏形进行了详细的说明，但本发明并不局限于上述实施方式。例如，在玻璃雏形的加压中，使玻璃雏形的一对主表面周围的温度条件达到一致的方法并不限定于图4～图8所示的方法，在不脱离本发明主要内容的范围内可以进行多种变更。

Claims (14)

1.一种磁盘用玻璃基板的制造方法，该玻璃基板具有一对主表面，其特征在于，该方法具有如下工序：
使熔融玻璃或被软化的玻璃作为一个块落下的工序；
玻璃雏形成形工序，通过用一对平面状的夹具从与落下方向垂直的方向加压落下中的所述块，由此形成玻璃雏形；
研磨工序，对所述玻璃雏形进行研磨；其中，
在所述成形工序中，使加压前的所述一对夹具的加压成形面成为同等的温度状态，在加压开始至被加压的所述玻璃的温度下降到应变点的期间，按照所述一对夹具的加压成形面的与所述玻璃接触的部分的温度在所述加压成形面彼此上达到一致的方式对所述玻璃进行加压，并且以从两侧夹持落下中的所述玻璃，且从所述玻璃与所述加压成形面接触至加压成形面关闭的时间为0.1秒以下的方式，用夹具的平面状的加压成形面进行加压。
2.根据权利要求1所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，在由所述夹具加压熔融玻璃或被软化的玻璃时，使位于即将加压的熔融玻璃或被软化的玻璃两侧的所述夹具朝向熔融玻璃或被软化的玻璃的接触同时开始。
3.根据权利要求2所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，一侧夹具与熔融玻璃或被软化的玻璃的接触和另一侧夹具与熔融玻璃或被软化的玻璃的接触之差为10msec以下。
4.根据权利要求1～3任一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，在所述研磨工序中，所述玻璃雏形以所述一对主表面被成形时的表面凹凸的状态被研磨。
5.根据权利要求4所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，所述磁盘用玻璃基板的目标板厚度被设定，在所述玻璃雏形成形工序中所成形的所述玻璃雏形的板厚度与所述目标板厚度相同。
6.根据权利要求1～3任一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，所述磁盘用玻璃基板的目标板厚度被设定，在所述玻璃雏形成形工序中所成形的所述玻璃雏形的板厚度比所述目标板厚度厚，在对所述玻璃雏形进行研磨的工序之前进行研削，以使所述玻璃雏形的板厚度与所述目标板厚度相同。
7.一种磁盘用玻璃基板，该基板通过权利要求1～6任一项所述的方法制造，其特征在于，该基板具有所述主表面的平坦度为4μm以下、所述主表面的粗糙度为0.2nm以下的表面凹凸。
8.一种磁盘用玻璃雏形的制造方法，该雏形具有一对主表面，其特征在于，该方法具有如下工序：
使熔融玻璃或被软化的玻璃作为一个块落下的工序；
玻璃雏形成形工序，通过用一对平面状的夹具从与落下方向垂直的方向加压落下中的所述块，由此形成玻璃雏形；其中，
在所述成形工序中，使加压前的所述一对夹具的加压成形面成为同等的温度状态，在加压开始至被加压的所述玻璃的温度下降到应变点的期间，按照所述一对夹具的加压成形面的与所述玻璃接触的部分的温度在所述加压成形面彼此上达到一致的方式对所述玻璃进行加压，并且以从两侧夹持落下中的所述玻璃，且从所述玻璃与所述加压成形面接触至加压成形面关闭的时间为0.1秒以下的方式，用夹具的平面状的加压成形面进行加压。
9.一种磁盘用玻璃雏形，其特征在于，该玻璃雏形通过权利要求8中所述的方法制造，所述主表面的平坦度为4μm以下。
10.根据权利要求1所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，在所述玻璃雏形成形工序中，所述两侧的加压成形面的温度差为5度以下。
11.根据权利要求1或10所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，所述磁盘用玻璃基板的热膨胀系数为30×10-7～100×10-7（K-1）的范围。
12.一种磁盘用玻璃基板的制造方法，该基板具有一对主表面，其特征在于，该方法包括如下工序：
使熔融玻璃或被软化的玻璃作为一个块落下的工序；
玻璃雏形成形工序，通过用一对平面状的夹具从与落下方向垂直的方向加压落下中的所述块，由此成形圆板状玻璃雏形；
研削工序，用固定磨粒对所述玻璃雏形的两侧的主表面进行研削；其中，
在所述玻璃雏成形工序中，使加压前的所述一对夹具的加压成形面成为同等的温度状态，在加压开始至被加压的所述玻璃的温度下降到应变点的期间，按照所述一对夹具的加压成形面的与所述玻璃接触的部分的温度在所述加压成形面彼此上达到一致的方式对所述玻璃进行加压，并且以从两侧夹持落下中的所述玻璃，且从所述玻璃与所述加压成形面接触至加压成形面关闭的时间为0.1秒以下的方式，用夹具的平面状的加压成形面进行加压，由此成形下述玻璃雏形，其中，使所述玻璃雏形的平坦度达到赋予给磁盘用玻璃基板的目标平坦度，且所述玻璃雏形的截面形状随着从外周侧朝向中心侧其板厚度逐渐减少。
13.根据权利要求12所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，进一步，在所述玻璃雏形的研削工序后包括使用研磨垫进行研磨的工序，通过所述研磨得到的玻璃基板的板厚度为所述玻璃雏形的最大板厚度的80%～96%的范围内。
14.根据权利要求12或13所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，成形的所述玻璃雏形的平坦度为4μm以下。
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