JP2000185927A - 研磨方法及び研磨装置並びに磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気記録媒体 - Google Patents

研磨方法及び研磨装置並びに磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気記録媒体

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JP2000185927A
JP2000185927A JP37660398A JP37660398A JP2000185927A JP 2000185927 A JP2000185927 A JP 2000185927A JP 37660398 A JP37660398 A JP 37660398A JP 37660398 A JP37660398 A JP 37660398A JP 2000185927 A JP2000185927 A JP 2000185927A
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polishing liquid
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡便な方法及び装置でガラス基板の内周端面
及び/又は外周端面を平滑に研磨でき、ガラス基板表面
の高清浄化を高いレベルで達成しうる研磨方法及び研磨
装置等を提供する。 【解決手段】 中心部に円孔を有する円板状のガラス基
板(MD基板1)の内周端面部分等に、遊離砥粒を含有
した研磨液50を供給するとともに、前記ガラス基板の
内周端面等に研磨ブラシ(回転ブラシ4)を回転接触さ
せて研磨する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、研磨方法及び研磨
装置に関し、特に磁気記録媒体用ガラス基板等の内周端
面及び外周端面の研磨に好適に使用できる研磨方法及び
研磨装置等に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスク等の磁気記録媒体用基板と
しては、アルミニウム基板が広く用いられてきたが、磁
気ディスクの小型・薄板化と、高密度記録化に伴い、ア
ルミニウム基板に比べ基板表面の平坦性及び基板強度に
優れたガラス基板に徐々に置き換わりつつある。この磁
気記録媒体用ガラス基板には、一般に基板強度を上げる
ため、化学強化されたガラス基板や、結晶化によって基
板強度を上げた結晶化ガラス基板が用いられている。
【0003】また、磁気ヘッドの方も高密度記録化に伴
って、薄膜ヘッドから、磁気抵抗型ヘッド(MRヘッ
ド)、大型磁気抵抗型ヘッド(GMRヘッド)へと推移
してきている。したがって、ガラス基板を用いた磁気記
録媒体を磁気抵抗型ヘッドで再生することが、これから
の大きな潮流となることが予想されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように磁気ディス
クは高密度記録化のため種々の改良が加えられており、
このような磁気ディスクの進歩に伴って、磁気記録媒体
用ガラス基板にも次々に新しい課題が発生してきてい
る。その一つにガラス基板表面の高清浄化がある。これ
は、ガラス基板表面に異物が付着していると、ガラス基
板表面上に形成する薄膜の膜欠陥の原因となったり、薄
膜表面の凸部となって、適正なグライド・ハイトが得ら
れないといった問題を引き起こす。また、ガラス基板を
用いた磁気記録媒体を磁気抵抗型ヘッドで再生する際、
記録密度の向上を求めてヘッドのフライングハイト(浮
上高さ)を下げると、再生の誤動作、あるいは、再生が
不可能になる現象に遭遇することがあり、問題となって
いる。この原因は、磁気ディスク表面にガラス基板上の
パーティクルによって形成された凸部が、サーマル・ア
スフェリティ(Thermal Asperity)と
なって、磁気抵抗型ヘッドに熱が発生し、ヘッドの抵抗
値を変動させ、電磁変換に悪影響を与えていることがそ
の原因である。
【0005】上述したような磁気記録媒体用ガラス基板
表面の異物の原因は、ガラス基板の端面の表面状態が平
滑でないため、この端面が樹脂製ケースの壁面と擦過
し、この擦過によって発生する樹脂やガラスのパーティ
クルや、ガラス基板の内周端面及び外周端面部に捕捉さ
れるその他のパーティクルが、表面に付着することが大
きな要因となっている。特に、ガラス基板の内周端面は
外周端面に比べ表面状態が粗いのでパーティクルを捕捉
しやすく、ガラス基板表面の高清浄化の障害になってい
ることを本発明者らは突き止めた。
【0006】なお、ガラス基板の端面部に発生するクラ
ックを化学的エッチングで除去して基板強度の向上を図
る技術が提案されているが(特開平7−230621号
公報)、この場合、クラックの深さは減少するがクラッ
クがエッチングで広がり窪みとなってパーティクルを捕
捉しやすくなり、かえってガラス基板表面の高清浄化の
障害になるという問題がある。また、化学的エッチング
によるものなので端面部の表面精度を高いレベルでコン
トロールすることが困難であるという問題もある。さら
に、クラックを完全に除去することが困難であり抗折強
度が十分でないという問題がある。
【0007】本発明は上述した背景の下になされたもの
であり、ガラス基板等の端面の表面状態を低コストで効
率よく高いレベルで平滑にでき、特に研磨が困難なガラ
ス基板等の内周端面の表面状態を低コストで効率よく高
いレベルで平滑にでき、したがって基板表面の高清浄化
を高いレベルで達成しうる研磨方法及び研磨装置の提供
を第一の目的とする。また、ガラス基板表面の高清浄化
を高いレベルで達成した磁気記録媒体用ガラス基板の提
供を第二の目的とする。さらに、基板表面の異物に起因
するトラブルを極力抑えた磁気記録媒体の提供を第三の
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は以下の構成としてある。
【0009】(構成1)中心部に円孔を有する円板状の
ガラス基板の内周端面部分及び/又は外周端面部分に、
遊離砥粒を含有した研磨液を供給するとともに、前記ガ
ラス基板の内周端面及び/又は外周端面に研磨ブラシ又
は研磨パッドを回転接触させて研磨することを特徴とす
る研磨方法。
【0010】(構成2)複数枚のガラス基板の内周端面
及び/又は外周端面が同時に研磨されるようにガラス基
板を複数枚重ねて研磨を行うことを特徴とする構成1記
載の研磨方法。
【0011】(構成3)前記遊離砥粒を含有した研磨液
を、500ml/min〜3000ml/minの流量
で供給して研磨を行うことを特徴とする構成1又は2記
載の研磨方法。
【0012】(構成4)前記研磨ブラシのブラシ毛は回
転軸に垂直な平面に対し傾斜を持たせて配設されてお
り、前記研磨液が複数枚重ねたガラス基板の円孔部分に
吸い込まれる方向に研磨ブラシを回転させることを特徴
とする構成1乃至3記載の研磨方法。
【0013】(構成5)前記研磨ブラシのブラシ毛の傾
斜角が、2°〜30°であることを特徴とする構成4記
載の研磨方法。
【0014】(構成6)前記遊離砥粒を含有した研磨液
の粘度が、1.5〜25cpsであることを特徴とする
構成1乃至5記載の研磨方法。
【0015】(構成7)中心部に円孔を有する円板状の
ガラス基板を複数枚重ねて保持する保持手段と、該保持
手段を回転させる回転手段と、前記複数枚重ねられたガ
ラス基板の円孔部分に挿入される回転ブラシと、前記複
数枚重ねられたガラス基板の円孔部分に研磨液を供給す
る研磨液供給手段とを備えたことを特徴とする研磨装
置。
【0016】(構成8)中心部に円孔を有する円板状の
ガラス基板を複数枚重ねて保持する保持手段と、該保持
手段を回転させる回転手段と、前記複数枚重ねられたガ
ラス基板の外周に接触する回転ブラシと、前記複数枚重
ねられたガラス基板の外周端面部分に研磨液を供給する
研磨液供給手段とを備えたことを特徴とする研磨装置。
【0017】(構成9)構成1乃至6記載の研磨方法に
よりガラス基板の内周端面及び/又は外周端面を研磨す
る工程を有することを特徴とする磁気記録媒体用ガラス
基板の製造方法。
【0018】(構成10)構成9記載の磁気記録媒体用
ガラス基板上に、少なくとも磁性層を形成することを特
徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【0019】なお、本発明でいう内周端面及び外周端面
には、図4に示すように、面取りした面取り部1bと、
側壁部1aとをそれぞれ含む。
【作用】
【0020】構成1によれば、遊離砥粒を含有した研磨
液を用いて研磨することで、ダイヤモンド砥石(固定砥
粒)を用いた研磨や、化学エッチングを利用した研磨に
比べ、ガラス基板等の内周端面及び外周端面の表面状態
を低コストで効率よく高いレベルで平滑にできる。特に
高精度の研磨が困難なガラス基板等の内周端面の表面状
態を低コストで効率よく高いレベルで平滑にできる。ダ
イヤモンド砥石を用いた場合、被研磨表面の高い部分
(突起の頂部)だけが削られるので平滑性が悪い。化学
的エッチングによる場合は、クラックがエッチングで広
がり窪みとなってパーティクルを捕捉しやすくなりガラ
ス基板表面の高清浄化の障害になるとともに、ガラス基
板端面の表面の平坦性が悪く摩過等による異物発生の原
因となり、さらにクラックを完全に除去することが困難
であるので抗折強度に劣る。また、ガラス基板の内周端
面部分及び外周端面部分に、遊離砥粒を含有した研磨液
の供給と研磨ブラシ等とを組み合わせることで、特に高
精度の研磨が困難なガラス基板等の内周端面等の表面状
態を簡便な方法で、またより低コストで効率よく高いレ
ベルで平滑にできる。また、ガラス基板全体を研磨液に
浸す浸漬式による研磨に比べ、常に新鮮な研磨液がガラ
ス基板の端面部分に供給されるので、研磨の加工速度が
良好で、再現性が高く、高精度の研磨が可能である。ま
た、ガラス基板の内周端面及び外周端面における面取り
部に加え側壁部も同時に低コストで効率よく高いレベル
で平滑にできる。面取り部と側壁部の両方が平滑であれ
ば本発明の効果はより大きい。本発明の研磨方法によれ
ば、ガラス基板の内周端面及び外周端面の表面粗さが、
サーマル・アスフェリティを防止しうる程度、すなわ
ち、Raで0.001〜0.5μm、好ましくは0.0
01〜0.1μm、Rmaxで0.01〜4μm、好ま
しくは0.01〜2μm,さらに好ましくは0.01〜
1μmであるガラス基板を再現性良く得ることができ
る。
【0021】構成2によれば、複数枚のガラス基板の内
周端面及び/又は外周端面が同時に研磨されるようにガ
ラス基板を複数枚重ねて研磨を行うことにより、より低
コスト化及び効率化が実現できる。
【0022】構成3によれば、遊離砥粒を含有した研磨
液を、500ml/min〜3000ml/minの流
量で供給(吹き掛け等)して研磨を行うことによって、
常にガラス基板の内周端面及び/又は外周端面と、研磨
ブラシや研磨パッドとの間に研磨液が介在された状態で
研磨を行うことができるので、高精度の研磨が可能にな
るとともに、研磨ブラシ等が直接ガラス基板に接触して
できる傷等の研磨不良を防止することができる。研磨液
を供給する流量が500ml/min未満の場合、十分
に研磨液が研磨ブラシ等に行き渡らないので、研磨ブラ
シ等が直接ガラス基板と接触することになり研磨不足や
研磨不良(傷)が発生するので好ましくない。また、研
磨液を供給する流量が3000ml/minを超える場
合、研磨の加工速度が上がらないので好ましくない。研
磨液の液切れによる研磨不足や研磨不良を防止するに
は、研磨ブラシ又は研磨パッドの回転数を、100〜1
5000rpmにすると良い。
【0023】構成4によれば、研磨ブラシのブラシ毛は
回転軸に垂直な平面に対し傾斜を持たせて配設(配置、
植毛等)されており、研磨液が複数枚重ねたガラス基板
の円孔部分に研磨液が吸い込まれるように研磨ブラシを
回転させることにより、研磨液の液切れによる研磨不足
や研磨不良を防止でき、高精度の研磨が可能となる。例
えば、穴径の小さい内周端面等を回転ブラシで研磨しよ
うとする場合、高速回転する回転ブラシによって研磨液
が飛散してしまったり、回転ブラシの周囲が真空状態と
なって研磨剤が入らなかったりして被研磨面に研磨液が
十分に行き渡らないといった可能性もあるが、傾斜を持
たせたブラシ毛の配置と、特定方向の回転によって、ま
た、さらには、研磨液の吹き付け流量を制御することに
よって、液切れによる研磨不足や研磨不良を防止するこ
とができた。
【0024】構成5によれば、研磨ブラシのブラシ毛の
傾斜角は、2°〜30°にすることが好ましい。ブラシ
毛の傾斜角をこの範囲にすることによって、研磨液の流
動を促し常に新鮮な研磨液を供給することができ、研磨
効率、再現性及び研磨精度を高めることができる。ブラ
シ毛の傾斜角が2°未満の場合、研磨液が被研磨面に十
分に行き渡らず研磨不良による不良率が高くなるので好
ましくない。また、ブラシ毛の傾斜角が30°を超える
場合、研磨の加工速度が遅くなるので好ましくない。研
磨ブラシのブラシ毛は、例えば、植毛する回転軸上に螺
旋状に植毛する。
【0025】構成6によれば、遊離砥粒を含有した研磨
液の粘度を1.5〜25cps(20℃)の範囲とする
ことで、研磨効率、再現性及び研磨精度を高めることが
できるとともに、被研磨面にスクラッチ等の傷をつける
恐れを著しく軽減できる。同様の観点から、遊離砥粒を
含有した研磨液の粘度は1.8〜5cps(20℃)の
範囲とすることがより好ましい。
【0026】構成7によれば、高精度の研磨が困難なガ
ラス基板等の内周端面の表面状態を、簡便な装置で、ま
た他の装置に比べより低コストで効率よく高いレベルで
平滑にできる。
【0027】構成8によれば、ガラス基板等の外周端面
の表面状態を、簡便な装置で、また他の装置に比べより
低コストで効率よく高いレベルで平滑にできる。なお、
複数枚重ねられたガラス基板の外周に接触する回転ブラ
シは、複数本とすることで効率を高めることが可能であ
る。
【0028】構成9によれば、ガラス基板表面の高清浄
化を高いレベルで達成しうるとともに、抗折強度に優れ
た磁気記録媒体用ガラス基板を製造できる。
【0029】構成10によれば、磁気記録媒体用ガラス
基板表面の高清浄化及び抗折強度の向上を図っているの
で、磁気記録媒体とした場合、ガラス基板表面に端面に
起因する異物が付着することがないのでガラス基板表面
上に形成する薄膜の膜欠陥がなく、また、グライド・ハ
イトを低くできる。
【0030】
【実施例】以下、実施例にもとづき本発明をさらに具体
的に説明する。
【0031】実施例1 図1は本発明の一実施例に係る研磨装置の断面図、図2
は図1における軸受け部分のA−A線方向の断面図、図
3は回転ブラシ及びブラシ毛を示す模式図、図4は磁気
ディスク用ガラス基板を切断して見たときの斜視図であ
る。以下、これらの図面を参照して本発明の研磨方法及
び研磨装置を磁気ディスク用ガラス基板の内周端面の研
磨に適用した場合の一例について説明する。
【0032】まず、本発明の研磨装置の一例について説
明する。図1において、1は研磨対象である磁気ディス
ク用ガラス基板(以下MD基板という)、2は多数のM
D基板1を収納する基板ケース、3は基板ケース2を回
動自在に固定保持する回転保持台、4は多数枚重ねられ
たMD基板1の円孔部分(内周穴部)に挿入された回転
ブラシ、5は研磨液を供給する研磨液供給部である。
【0033】基板ケース2は、軸方向上部からカラー2
1を介して締め付けカバー22を締め込むことで、各M
D基板1どうしの主表面間の摩擦係数により、基板ケー
ス2や回転ブラシ4の回転に影響されることなくMD基
板1を保持する機構を有する。
【0034】回転保持台3は、回転軸部31の回転軸3
2に結合され、その回転軸32を回転駆動する回転駆動
装置34によって正逆の双方向に回転できるようになっ
ている。なお、この回転駆動装置34はその回転数を可
変できるようになっており、研磨目的に応じた適切な回
転数を選定できるようになっている。また、回転軸部3
1における回転軸カバー33に設けられたエアー供給口
35からエアー供給路36を通じてエアーを供給するこ
とにより、エアーシール部37あるいはエアーカーテン
等を形成して、研磨液が回転軸32に流入するのを防
ぐ。
【0035】回転ブラシ4は、回転駆動装置41の回転
軸42に接続されており、正逆の双方向に回転可能に構
成されている。但し、研磨中は、通常、研磨液が下方向
(MD基板が積み重ねられた状態における下方向)に吸
い込まれる方向にのみ回転させる。回転ブラシ4は、初
期状態においては回転ブラシ4の回転中心の位置が、基
板ケース2の回転中心と一致するように設定されてい
る。また、回転ブラシ4は、ブラシ毛43のMD基板1
への接触長さを加減するため、エアシリンダ等を利用し
た機構(図示せず)によって、MD基板1の内周端面へ
の押しつけ、つまりブラシの回転軸方向に対し垂直方向
への押しつけ量が調整可能に構成されている。なお、回
転ブラシ4は固定で、基板ケース2を移動させて押しつ
け量を調整することもできる。回転ブラシ4は、カム機
構(図示せず)によって、上記内周端面への押しつけと
同時にブラシの回転軸方向に沿って往復しつつ揺動運動
ができるように構成されている。
【0036】なお、回転ブラシ4は、図1及び図2に示
すように、少なくとも回転駆動装置側の回転軸44とは
反対側の回転軸45に回転軸を固定する軸受46を設
け、この軸受に回転軸を挿入することにより、端面の研
磨時においても回転軸がずれることがなく研磨すること
ができ、表面粗さ、サイズにばらつきがない高精度な研
磨を行うことができるので好ましい。軸受としては、べ
アリング、ボ−ル軸受、ころ軸受、すべり軸受など公知
の軸受を使用することができる。なお、軸受は、回転ブ
ラシを挿入する際のガイド部材としての役割も果たす。
この場合、軸受の入口の内径を広くすることができ、こ
れにより回転ブラシの回転軸を軸受に挿入し易くなるの
で好ましい。また、軸受は、複数設けることができ、回
転駆動装置側の回転軸にも設けることができる。
【0037】回転ブラシ4は、図1に示すように、ブラ
シ毛43を螺旋状に植毛したものであり、ブラシ毛の傾
斜角(図3(a)に示す螺旋状に植毛したブラシ毛43
の傾斜角α)は2°〜30°である。また、ブラシ毛4
3としては、図3(b)に示す蛇行形にカールさせたナ
イロン繊維(直径0.1〜0.3mm、長さ5〜10m
m)が使用されているが、ナイロン繊維の代わりに塩化
ビニル繊維、豚毛、ピアノ線、ステンレス製繊維などを
用いてもよい。硬度が低い繊維、あるいは柔軟性の高い
繊維を利用すれば、ブラシ毛の弾性変形によって擦る力
が過大になることを防止でき、スクラッチなどの傷の発
生をより良好に防止できる。また、カールさせた繊維
は、窪み等に対する接触性がよく、例えば、図4に示す
MD基板の面取り部1bをより効率よく研磨することが
可能になるが、面取り部1bの研磨の効率をそれ程考慮
しなければカールのない直線状の繊維を利用してもよ
い。なお、ブラシ毛43として、樹脂に研磨剤を混入し
これを成形してブラシ毛に研磨剤を含有したものを用い
れば、研磨速度をさらに高めることができる。
【0038】研磨剤としては、酸化セリウムが使用され
ているが、他にも酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化ジル
コニウム、酸化マンガン等の研磨剤を用いることもでき
る。好ましくは、被研磨物の材料(MD基板)に近い硬
さのものが望ましく、ガラス基板の場合、酸化セリウム
が望ましい。研磨剤が硬すぎるとガラス基板端面に傷を
与えることになってしまい好ましくない。また、研磨剤
が軟らかすぎるとガラス基板端面を鏡面にすることがで
きなくなるので好ましくない。研磨剤の平均粒径として
は、1〜5μmが好ましい。1μm未満の場合、研磨剤
がガラス基板を研削する力が弱く、回転ブラシの先端が
直接ガラス基板端面に接触した状態で研磨されることが
多くなるので、MD基板の面取り形状を制御することが
難しく、端面(側壁面)と面取り部の間の箇所が、だれ
てしまうので好ましくない。また、5μmを超える場
合、研磨剤の粒径が大きいので表面粗さが大きくなるの
で好ましくない。
【0039】研磨パッドとしては、例えば、スウェー
ド、ベロアを素材とする軟質ポリシャや、硬質ベロア、
ウレタン発砲、ピッチ含浸スウェード等の硬質ポリシャ
などが挙げられる。
【0040】研磨液供給部による研磨液の供給の態様は
特に制限されず、例えば、1本の水流、シャワー、水滴
等によって、吹き掛け、吹き付け、放水、塗布する態様
などが挙げられる。なお、本発明の研磨装置は図1には
図示していないが、研磨液供給部から供給した研磨液を
回収する研磨液回収部と、回収した研磨液を清浄にし、
再び研磨液供給部へと循環させる循環機構が装備されて
いる。
【0041】次に、上記研磨装置を用いた研磨方法の一
例について説明する。まず、回転ブラシ4を基板ケース
2の上から適当量退避させておき、基板ケース2に多数
のMD基板1を、カラー21を上下に配置して締め付け
カバー22を締め込むことによりクランプする。このと
き、MD基板1の内周穴部の芯ずれは、基板ケース2の
内周部とMD基板1の外周部との寸法差によるクリアラ
ンスで決定される。このクリアランスについては、作業
性、基板ケース内周部の真円度により調整が必要だが、
JIS B 0401(1986)における、はめあいの
すきまばめから中間ばめの範囲が適正である。
【0042】上記MD基板1を多数セットした基板ケー
ス2を、回転保持台3にセットする。ここで、セットす
るMD基板1は既に内外周の面取り加工等が済んだもの
である。
【0043】次いで、基板ケース2の回転中心と同一線
上にある回転ブラシ4(螺旋状に植毛された傾斜角2°
のブラシ毛)を図1のようにMD基板1の内周部に挿入
する。回転ブラシ4の停止位置はセットされたMD基板
1の最下部1’から最上部1”までの範囲が回転ブラシ
4のブラシ毛43の植毛範囲内に収まる位置とする。
【0044】続いて、研磨液供給部5からMD基板の内
周部に向けて、500ml/min〜3000ml/m
inの流量の研磨液を、ブラシの回転によって生じる下
方向への吸い込みを利用して供給する。次に、回転ブラ
シ4のブラシ毛43がMD基板1の内周端面に当接する
ように、回転ブラシ4の押し付け量を調整する。この調
整は、ブラシ毛43がカールしたナイロン繊維の場合に
あっては、ブラシ毛43の先端位置がMD基板1の被研
磨面に1〜5mm程度押しつけられた位置とする。な
お、エアシリンダ等を利用した機構によって、MD基板
1の内周端面への押しつけによるブラシの接触圧を調整
することが好ましい。具体的には、例えば、強いブラシ
毛ではエアシリンダの空気圧を0.05〜0.1MPa
の範囲とすることが好ましく、弱いブラシ毛ではエアシ
リンダの空気圧を0.05〜1MPaの範囲とすること
が好ましい。
【0045】次に、回転保持台3と回転ブラシ4とを互
いに逆方向に回転させた状態で、研磨を行う。この場
合、好ましい回転ブラシの回転数は空転時で100〜1
5000rpmである。本実施例では、回転保持台3の
回転数は60rpmとし、回転ブラシ4の回転数は40
00rpm(空転時は10000rpm)とし、研磨時
間は約10分とした。そして、所定量の研磨が終了した
ら、装置を止め、基板ケース2を取り出す。なお、この
基板ケース2の取り外しの際は、回転ブラシ4を基板ケ
ース2の脱着に干渉しない位置へ移動させておく必要が
ある。最後に、取り出した基板ケース2からMD基板1
をセットしたときと逆の順番で取り出す。
【0046】評価 上記で得られたガラス基板の内周端面(面取部1b及び
/側壁部1a)の表面粗さは、Rmax:0.5μm、
Ra:0.03μmであった。
【0047】実施例2 以下の工程を経て磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気記
録媒体を製造した。
【0048】(1)第1砂掛け工程 まず、ダウンドロー法で形成したシートガラスから、研
削砥石で直径66mmφ、厚さ1.1mm、及び直径9
6mmφ、厚さ1.4mmの円盤状にそれぞれ切り出し
たアルミノシリケイトガラスからなるガラス基板を、比
較的粗いダイヤモンド砥石で研削加工して、直径95m
m(3.5インチ)φ、厚さ0.8mm及び直径65m
m(2.5インチ)φ、厚さ0.6mmに成形した。こ
の場合、ダウンドロー法の代わりに、溶融ガラスを、上
型、下型、胴型を用いてダイレクト・プレスして、円盤
状のガラス基板を得てもよい。
【0049】なお、アルミノシリケイトガラスとして
は、モル%表示で、SiO2を57〜74%、ZnO2
0〜2.8%、Al23を3〜15%、LiO2を7〜
16%、Na2Oを4〜14%、を主成分として含有す
る化学強化用ガラスを使用した。
【0050】次いで、ガラス基板に砂掛け加工を施し
た。この砂掛け工程は、寸法精度及び形状精度の向上を
目的としている。砂掛け加工は、ラッピング装置を用い
て行い、砥粒の粒度を#400として行った。
【0051】詳しくは、粒度#400のアルミナ砥粒を
用い、荷重Lを100kg程度に設定して、内転ギアと
外転ギアを回転させることによって、キャリア内に収納
したガラス基板の両面を面精度0〜1μm、表面粗さ
(Rmax)(JIS B 0601で測定)6μm程度
にラッピングした。
【0052】次に、円筒状の砥石を用いてガラス基板の
中心部に円孔(直径20mmφ)を開けるとともに、外
周端面及び内周端面に所定の面取り加工を施した。この
ときのガラス基板の内外周端面の表面粗さは、Rmax
で14μm程度であった。
【0053】(2)端面研磨工程 図5に示すように、直径230mmφの回転ブラシ4
(毛足10〜30mm)を700〜1000rpmで回
転させ、積層したMD基板1を60rpmで回転させ、
基板外周端面部分にだけ研磨液を供給して15分間研磨
を行った。
【0054】次いで、実施例1に示す研磨装置及び研磨
方法を用いてガラス基板の内周端面を研磨した。なお、
この端面研磨工程は、ガラス基板を重ね合わせて端面研
磨する際にガラス基板の主表面にキズ等が付くことをよ
り以上に避けるため、後述する第一研磨工程の前、ある
いは、第二研磨工程の前後に行うことが好ましい。
【0055】上記端面研磨を終えたガラス基板を水洗浄
した。
【0056】(3)第2砂掛け工程 次に、ラッピング装置を用い、粒度#1000のアルミ
ナ砥粒を使用し、荷重Lを100kg程度に設定して、
内転ギアと外転ギアを回転させることによって、ラッピ
ングを行い、ガラス基板の両面の表面粗さ(Rmax)
を2μm程度とした。
【0057】上記砂掛け加工を終えたガラス基板を、中
性洗剤、水の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。
【0058】(4)第一研磨工程 次に、第一研磨工程を施した。この第一研磨工程は、上
述した砂掛け工程で残留したキズや歪みの除去を目的と
するもので、研磨装置を用いて行った。
【0059】詳しくは、ポリシャ(研磨布)として硬質
ポリシャ(セリウムパッドMHC15:スピードファム
社製)を用い、以下の研磨条件で第一研磨工程を実施し
た。
【0060】研磨液:酸化セリウム+水 荷重:300g/cm2(L=238kg) 研磨時間:15分 除去量:30μm 下定盤回転数:40 rpm 上定盤回転数:35 rpm 内ギア回転数:14 rpm 外ギア回転数:29 rpm
【0061】上記第一研磨工程を終えたガラス基板を、
中性洗剤、純水、純水、IPA(イソプロピルアルコー
ル)、IPA(蒸気乾燥)の各洗浄槽に順次浸漬して、
洗浄した。
【0062】(5)第二研磨工程 次に、第一研磨工程で使用した研磨装置を用い、ポリシ
ャを硬質ポリシャから軟質ポリシャ(ポリラックス:ス
ピードファム社製)に替えて、第二研磨工程を実施し
た。研磨条件は、荷重を100g/cm2、研磨時間を
5分、除去量を5μmとしたこと以外は、第一研磨工程
と同様とした。
【0063】上記第二研磨工程を終えたガラス基板を、
中性洗剤、中性洗剤、純水、純水、IPA(イソプロピ
ルアルコール)、IPA(蒸気乾燥)の各洗浄槽に順次
浸漬して、洗浄した。なお、各洗浄槽には超音波を印加
した。
【0064】(6)化学強化工程 次に、上記研削、研磨工程を終えたガラス基板に化学強
化を施した。化学強化は、硝酸カリウム(60%)と硝
酸ナトリウム(40%)を混合した化学強化溶液を用意
し、この化学強化溶液を400℃に加熱し、300℃に
予熱された洗浄済みのガラス基板を約3時間浸漬して行
った。この浸漬の際に、ガラス基板の表面全体が化学強
化されるようにするため、複数のガラス基板が端面で保
持されるようにホルダーに収納した状態で行った。
【0065】このように、化学強化溶液に浸漬処理する
ことによって、ガラス基板表層のリチウムイオン、ナト
リウムイオンは、化学強化溶液中のナトリウムイオン、
カリウムイオンにそれぞれ置換されガラス基板は強化さ
れる。
【0066】ガラス基板の表層に形成された圧縮応力層
の厚さは、約100〜200μmであった。
【0067】上記化学強化を終えたガラス基板を、20
℃の水槽に浸漬して急冷し約10分間維持した。
【0068】上記急冷を終えたガラス基板を、約40℃
に加熱した濃硫酸に浸漬して洗浄を行った。さらに上記
硫酸洗浄を終えたガラス基板を、純水、純水、IPA
(イソプロピルアルコール)、IPA(蒸気乾燥)の各
洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。なお、各洗浄槽には
超音波を印加した。
【0069】評価 上記の工程を経て得られた磁気記録媒体用ガラス基板の
内周端面の表面粗さRaは図4に示す面取部1bで0.
028μm、側壁部1aで0.030μmであった。外
周端面における表面粗さRaは面取部で0.04μm、
側壁部で0.07μmであった。また、ガラス基板の主
表面の表面粗さRaは0.3〜0.7nm(AFMで測
定)であった。電子顕微鏡(4000倍)で端面表面を
観察したところ鏡面状態であった。また、磁気記録媒体
用ガラス基板の内周端面に異物やクラックは認められ
ず、ガラス表面についても異物やサーマル・アスペリテ
ィの原因となるパーティクルは認められなかった。さら
に、図6に示す抗折強度試験機(島津オートグラフDD
S−2000)を用い、抗折強度を測定したところ、1
2〜20kgであった。なお、化学強化レベルを変化さ
せて同様に抗折強度を測定したところ、約10〜25k
gであった。
【0070】(7)磁気ディスク製造工程 上述した工程を経て得られた磁気ディスク用ガラス基板
の両面に、インライン式のスパッタリング装置を用い
て、AlNのスパッタによるテクスチャー層、Cr下地
層、CrMo下地層、CoPtCrTa磁性層、C保護
層を順次成膜してMRヘッド用磁気ディスクを得た。
【0071】得られた磁気ディスクについて異物により
磁性層等の膜に欠陥が発生していないことを確認した。
また、グライドテストを実施したところ、ヒット(ヘッ
ドが磁気ディスク表面の突起にかすること)やクラッシ
ュ(ヘッドが磁気ディスク表面の突起に衝突すること)
は認められなかった。さらに、磁気抵抗型ヘッドで再生
試験を行ったところ、サーマル・アスペリティによる再
生の誤動作は認められなかった。
【0072】実施例3 回転ブラシの代わりに研磨パッドを用いて内外周端面の
研磨を行ったこと以外は実施例2と同様にして磁気記録
媒体用ガラス基板及び磁気記録媒体を得た。その結果、
外周端面における表面粗さRaは面取部で0.03μ
m、側壁部で0.01μmであり、また、内周端面にお
ける表面粗さRaは面取部で0.03μm、側壁部で
0.01μmであった。
【0073】比較例1 回転ブラシの代わりにダイヤモンド砥石を用いて内周端
面の研磨を行ったこと以外は実施例2と同様にして磁気
記録媒体用ガラス基板及び磁気記録媒体を得た。その結
果、実施例2における面取り加工直後の内外周端面の表
面粗さと同程度であった。また、電子顕微鏡(4000
倍)で端面表面を観察したところ荒削りした状態であり
平滑性が極めて悪かった。
【0074】比較例2 回転ブラシの代わりに化学的エッチングによって内外周
端面のエッチング処理を行ったこと以外は実施例2と同
様にして磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気記録媒体を
得た。その結果、エッチング処理前と比べ、Raで0.
1μm程度、Rmaxで0.7μm程度悪化した。ま
た、電子顕微鏡(4000倍)で端面表面を観察したと
ころ、クラックがエッチングで広がり窪みとなってパー
ティクルを捕捉しやすい状態となっており、平坦性が悪
く、クラックの残りが認められた。
【0075】実施例4〜7、及び比較例3〜4 次に、回転ブラシ4の回転数を適宜調整し、研磨液の流
量を80ml/min(比較例3)、100ml/mi
n(実施例4)、250ml/min(実施例5)、7
50ml/min(実施例6)、1000ml/min
(実施例7)、1200ml/min(比較例4)と変
えたこと以外は、実施例1と同様にしてガラス基板を作
製した。その結果を表1に示す。測定枚数は100枚
で、表面状態は、光学顕微鏡による表面観察で、スクラ
ッチ等の傷がなかったものを「○」、スクラッチ等の傷
があったものを「×」とした。
【0076】
【表1】
【0077】表1に示すように、研磨液の流量が450
ml/minの場合に、端面にスクラッチ状の傷がある
ことが確認された。これは、研磨液の流量が500ml
/min未満の場合、研磨液が研磨ブラシに十分に行き
渡らないので、研磨ブラシが直接ガラス基板端面に接触
することになり、傷が発生したものと考えられる。ま
た、研磨液の流量が3000ml/minを超える場
合、スクラッチ状の傷は発生しないものの、研磨の加工
速度が上がらないので好ましくない。
【0078】実施例8〜10、及び比較例5〜6 次に、回転ブラシ4の螺旋状に植毛されたブラシ毛43
の傾斜角を1°(比較例5)、5°(実施例8)、15
°(実施例9)、30°(実施例10)、35°(比較
例6)と変えたこと以外は、実施例1と同様にしてガラ
ス基板を作製した。その結果を表2に示す。測定枚数は
100枚で、光学顕微鏡による表面観察で、スクラッチ
等の傷があったものを不良と判断し、不良率を算出し
た。
【0079】
【表2】
【0080】表2に示すように、ブラシ毛43の傾斜角
が1°の場合に、端面にスクラッチ状の傷がある研磨不
良が発生し、不良率が高くなった。これは、ブラシ毛の
傾斜角が2°未満の場合、研磨液が被研磨面に十分に行
き渡らず、研磨ブラシが直接ガラス基板端面に接触する
ものが多くなり、不良率が高くなったものと考えられ
る。また、ブラシ毛の傾斜角が30°を超える場合、傾
斜角が小さい場合よりは研磨液がブラシ毛に沿って浸透
しやすくなっているものの、常にブラシ毛がガラス基板
端面に接触した状態にならないので、研磨の加工速度が
遅くなるので好ましくない。
【0081】実施例11〜14、及び比較例7〜8 次に、遊離砥粒の種類等を適宜選択し、上述の端面研磨
工程時に使用する遊離砥粒を含有した研磨液の粘度を、
1.3cps(比較例7)、1.5cps(実施例1
1)、5.0cps(実施例12)、10.0cps
(実施例13)、25.0cps(実施例14)、2
7.0cps(比較例8)と変えたこと以外は、実施例
1と同様にしてガラス基板を作製した。その結果を表3
に示す。表面状態は、光学顕微鏡による表面観察で、ス
クラッチ等の傷がなかったものを「○」、スクラッチ等
の傷があったものを「×」とした。
【0082】
【表3】
【0083】表3に示すように、研磨液の粘度が1.3
cps、27.0cpsのものには、端面にスクラッチ
状の傷があることが確認された。これは、粘度が1.5
cps未満の場合、研磨時にブラシとガラス基板との間
に砥粒が介在されていない箇所が発生し、ブラシが直接
ガラス基板に接触することによってできた傷と考えられ
る。また、25.0cpsを超える場合は、粘度が大き
いために、回転ブラシを回転させる回転駆動装置に加わ
る負荷が大きくなるとともに、研磨剤が凝集しやすくな
り、凝集した研磨剤がブラシとガラス基板との間に介在
され研磨されることによってできた傷と考えられる。
【0084】実施例15〜16 アルミノシリケートガラスの代わりにソーダライムガラ
ス(実施例15)、ソーダアルミノケイ酸ガラス(実施
例16)を用いたこと以外は実施例2と同様にして、磁
気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクを得た。
【0085】その結果、ソーダライムガラスの場合、ガ
ラス基板の外周端面と内周端面の表面粗さは、アルミノ
シリケートガラスに比べやや粗面ではあったが、実用上
問題はなかった。
【0086】実施例17 実施例2で得られた磁気ディスク用ガラス基板の両面
に、Al(膜厚50オングストローム)/Cr(100
0オングストローム)/CrMo(100オングストロ
ーム)からなる下地層、CoPtCr(120オングス
トローム)/CrMo(50オングストローム)/Co
PtCr(120オングストローム)からなる磁性層、
Cr(50オングストローム)保護層をインライン型ス
パッタ装置で形成した。
【0087】上記基板を、シリカ微粒子(粒経100オ
ングストローム)を分散した有機ケイ素化合物溶液(水
とIPAとテトラエトキシシランとの混合液)に浸し、
焼成することによってSiO2からなるテクスチャー機
能を持った保護層を形成し、さらに、この保護層上をパ
ーフロロポリエーテルからなる潤滑剤でディップ処理し
て潤滑層を形成して、MRヘッド用磁気ディスクを得
た。
【0088】上記磁気ディスクについて実施例2と同様
のことが確認された。
【0089】実施例18 下地層をAl/Cr/Crとし、磁性層をCoNiCr
Taとしたこと以外は実施例17と同様にして薄膜ヘッ
ド用磁気ディスクを得た。
【0090】上記磁気ディスクについて上記実施例と同
様のことが確認された。
【0091】以上好ましい実施例を挙げて本発明を説明
したが、本発明は必ずしも上記実施例に限定されるもの
ではない。
【0092】例えば、ガラス基板の種類や磁性層の種類
は実施例のものに限定されない。
【0093】ガラス基板の材質としては、例えば、アル
ミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダア
ルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、
ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケー
トガラス、又は、結晶化ガラス等のガラスセラミックな
どが挙げられる。
【0094】アルミノシリケートガラスとしては、Si
2:62〜75重量%、Al23:5〜15重量%、
Li2O:4〜10重量%、Na2O:4〜12重量%、
ZrO2:5.5〜15重量%を主成分として含有する
とともに、Na2O/ZrO2の重量比が0.5〜2.
0、Al23/ZrO2の重量比が0.4〜2.5であ
る化学強化用ガラス等が好ましい。また、ZrO2の未
溶解物が原因で生じるガラス基板表面の突起をなくすた
めには、モル%表示で、SiO2を57〜74%、Zn
2を0〜2.8%、Al23を3〜15%、LiO2
7〜16%、Na2Oを4〜14%含有する化学強化用
ガラス等を使用することが好ましい。このような組成の
アルミノシリケートガラス等は、化学強化することによ
って、抗折強度が増加し、圧縮応力層の深さも深く、ヌ
ープ硬度にも優れる。
【0095】磁性層としては、例えば、Coを主成分と
するCoPt、CoCr、CoNi、CoNiCr、C
oCrTa、CoPtCr、CoNiPtや、CoNi
CrPt、CoNiCrTa、CoCrTaPt、Co
CrPtSiOなどの磁性薄膜が挙げられる。磁性層
は、磁性膜を非磁性膜(例えば、Cr、CrMo、Cr
Vなど)で分割してノイズの低減を図った多層構成(例
えば、CoPtCr/CrMo/CoPtCr、CoC
rTaPt/CrMo/CoCrTaPtなど)として
もよい。
【0096】磁気抵抗型ヘッド(MRヘッド)又は大型
磁気抵抗型ヘッド(GMRヘッド)対応の磁性層として
は、Co系合金に、Y、Si、希土類元素、Hf、G
e、Sn、Znから選択される不純物元素、又はこれら
の不純物元素の酸化物を含有させたものなども含まれ
る。
【0097】また、磁性層としては、上記の他、フェラ
イト系、鉄−希土類系や、SiO2、BNなどからなる
非磁性膜中にFe、Co、FeCo、CoNiPt等の
磁性粒子が分散された構造のグラニュラーなどであって
もよい。また、磁性層は、内面型、垂直型のいずれの記
録形式であってもよい。
【0098】本発明の磁気記録媒体用ガラス基板は、ガ
ラス基板端面から発生する微細なパーティクルを嫌う光
磁気ディスク用のガラス基板や、光ディスクなどの電子
光学用ディスク基板としても利用できる。また、本発明
の研磨方法及び研磨装置は、ガラス状カーボン、結晶材
料(単結晶材料を含む)、セラミック材料などの脆性材
料や、金属材料等の研磨方法及び研磨装置としても利用
できる。
【0099】
【発明の効果】以上説明したように本発明の研磨方法及
び研磨装置によれば、ガラス基板等の内周端面及び/又
は外周端面の表面状態を低コストで効率よく高いレベル
で平滑にできる。したがって、基板表面の高清浄度化と
ともに、抗折強度の向上を図ることができる。特に、ガ
ラス基板の内周端面及び外周端面に、遊離砥粒を含有し
た研磨液の吹き付けと研磨ブラシ等とを組み合わせるこ
とで、高精度の研磨が困難なガラス基板等の内周端面等
の表面状態を簡便な方法で、またより低コストで効率よ
く高いレベルで平滑にできる。また、ガラス基板の内周
端面及びは外周端面における面取り部に加え側壁部も同
時に低コストで効率よく高いレベルで平滑にできる。
【0100】また、本発明の研磨装置によれば、ガラス
基板の保持手段回転運動及び回転ブラシの回転運動と研
磨液の供給とにより、簡便な装置で、ガラス基板の内周
端面及や外周端面の表面状態を他の装置に比べより低コ
ストで効率よく高いレベルで平滑にできる。
【0101】さらに本発明の磁気記録媒体によれば、ガ
ラス基板表面の異物による問題を回避でき、特に、磁気
抵抗型ヘッド又は大型磁気抵抗型ヘッド対応の磁気記録
媒体として好適な磁気記録媒体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る研磨装置を示す断面図
である。
【図2】図1における軸受け部分のA−A線方向の断面
図である。
【図3】回転ブラシ及びブラシ毛を示す模式図であり、
(a)は正面図、(b)は部分断面図である。
【図4】磁気ディスク用ガラス基板を切断して見たとき
の斜視図である。
【図5】外周端面の研磨の様子を示す平面図である。
【図6】抗折強度試験機を示す断面図である。
【符号の説明】
1 MD基板 1a 側壁部 1b 面取部 2 基板ケース 3 回転保持台 4 回転ブラシ 5 研磨液供給部 31 回転軸部 43 ブラシ毛 50 研磨液
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11B 5/84 G11B 5/84 A Fターム(参考) 3C049 AA06 AA07 AA09 AA18 AB04 AB08 AC04 CA01 CA06 CB02 CB03 CB05 CB10 3C058 AA06 AA07 AA09 AA18 AB04 AB08 AC04 CA01 CA06 CB02 CB03 CB05 CB10 DA17 4G015 BB05 4G059 AA09 AB03 AB19 AC03 5D112 AA02 BA03 GA02 GA04 GA10 GA14

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心部に円孔を有する円板状のガラス基
    板の内周端面部分及び/又は外周端面部分に、遊離砥粒
    を含有した研磨液を供給するとともに、前記ガラス基板
    の内周端面及び/又は外周端面に研磨ブラシ又は研磨パ
    ッドを回転接触させて研磨することを特徴とする研磨方
    法。
  2. 【請求項2】 複数枚のガラス基板の内周端面及び/又
    は外周端面が同時に研磨されるようにガラス基板を複数
    枚重ねて研磨を行うことを特徴とする請求項1記載の研
    磨方法。
  3. 【請求項3】 前記遊離砥粒を含有した研磨液を、50
    0ml/min〜3000ml/minの流量で供給し
    て研磨を行うことを特徴とする請求項1又は2記載の研
    磨方法。
  4. 【請求項4】 前記研磨ブラシのブラシ毛は回転軸に垂
    直な平面に対し傾斜を持たせて配設されており、前記研
    磨液が複数枚重ねたガラス基板の円孔部分に吸い込まれ
    る方向に研磨ブラシを回転させることを特徴とする請求
    項1乃至3記載の研磨方法。
  5. 【請求項5】 前記研磨ブラシのブラシ毛の傾斜角が、
    2°〜30°であることを特徴とする請求項4記載の研
    磨方法。
  6. 【請求項6】 前記遊離砥粒を含有した研磨液の粘度
    が、1.5〜25cpsであることを特徴とする請求項
    1乃至5記載の研磨方法。
  7. 【請求項7】 中心部に円孔を有する円板状のガラス基
    板を複数枚重ねて保持する保持手段と、該保持手段を回
    転させる回転手段と、前記複数枚重ねられたガラス基板
    の円孔部分に挿入される回転ブラシと、前記複数枚重ね
    られたガラス基板の円孔部分に研磨液を供給する研磨液
    供給手段とを備えたことを特徴とする研磨装置。
  8. 【請求項8】 中心部に円孔を有する円板状のガラス基
    板を複数枚重ねて保持する保持手段と、該保持手段を回
    転させる回転手段と、前記複数枚重ねられたガラス基板
    の外周に接触する回転ブラシと、前記複数枚重ねられた
    ガラス基板の外周端面部分に研磨液を供給する研磨液供
    給手段とを備えたことを特徴とする研磨装置。
  9. 【請求項9】 請求項1乃至6記載の研磨方法によりガ
    ラス基板の内周端面及び/又は外周端面を研磨する工程
    を有することを特徴とする磁気記録媒体用ガラス基板の
    製造方法。
  10. 【請求項10】 請求項9記載の磁気記録媒体用ガラス
    基板上に、少なくとも磁性層を形成することを特徴とす
    る磁気記録媒体の製造方法。
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