JP2008254087A - ガラス基板の製造方法およびガラス基板の研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ドーナツ状のガラス基板１の外周端面と内周端面を効率よく、かつ寸法精度よく研削する。
【解決手段】 第１工程において、ガラス板積層体５を治具パレット２０上に載置して、その積層体に対してダブルコアドリル３１により２つの径の異なる同心円状の切り込みを形成する。この治具パレット２０には、同心円状の切り込み位置と対応する位置にワーク座２５が上方に抜き出し可能に挿入されている。第２工程において、板状のガラス板積層体５からドーナツ状ガラス積層体６をワーク座２５と一緒に挟持して上方に抜き出す。第３工程において、抜き出されたワーク座２５上のドーナツ状ガラス積層体６の外周面および内周面を回転砥石１０１，１２１により研削する。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、情報記録媒体用ディスク等に用いられるドーナツ状（中央に円孔を有する円板状）のガラス基板の製造方法、および、ガラスの外周端面および内周端面を研削する研削装置に関する。

近年、携帯電話、携帯音楽プレーヤといった情報端末装置には、高容量のハードディスク装置を搭載するものが登場してきた。このため、記録媒体となる磁気ディスクの高容量化、小型化が望まれている。こうしたニーズに応えるために、ハードディスクに使用される磁気ディスクとしては、従来のアルミニウム系合金基板に代わって、ガラス基板が使用されるようになってきている。

ガラス基板の製造方法としては、一般的に以下のように行われる。まず、コアドリルにより板状ガラスをドーナツ状に切り抜いて中央に円孔を有する円板状のガラス基板を形成する。続いて、回転砥石を使ってガラス基板の外周端面および内周端面を研削する。次に、回転砥石によりガラス基板の外周端面および内周端面の面取加工を行う。この面取加工は、先の外周端面および内周端面の研削処理と同時に共通の回転砥石により行うこともある。こうして面取加工が完了すると、次に、研磨ブラシによりガラス基板の外周端面および内周端面の研磨が行われる。このようにして製造されたガラス基板は、最終的には、その表面に磁性膜が形成されて情報記録媒体用ディスクとして使用される。

コアドリルにより板状ガラスを切り抜く技術は、例えば、特許文献１に提案されている。このものでは、複数枚の板状ガラスを積層し、その積層体から内孔切断用コアドリルを用いてガラス基板の内孔部分を切り抜き、さらに、外孔切断用コアドリルを用いて外周切断を行う。

また、ドーナツ状に切り抜かれたガラス基板の外周端面および内周端面の研削技術としては、例えば、特許文献２に提案されている。このものでは、ドーナツ状のガラス基板を回転させるとともに、ガラス基板の外周端面および内周端面にそれぞれ円柱状の回転砥石の外周側面を押圧することにより行う。
特開２００５−６７９４９号公報 特開２００４−７９００９号公報

しかしながら、こうした従来技術においては、ガラス基板の切り出し（コアリング）に関しては、複数枚まとめて行ってはいるものの、ガラス基板の外周・内周端面の研削加工に関しては、１枚ずつ行っている。このため、研削加工は、コアリングに比べて効率の良いものとはいえず研削時間が長くなっていた。しかも、コアリングしたあとに、ガラス基板を一枚ずつばらばらにして研削加工（寸法出し）するため、外径・内径寸法が均一になりにくく良好な研削加工精度が得られない。

これに対して、コアリングされたドーナツ状のガラス基板を複数枚重ねた状態で研削加工することにより研削加工時間の短縮を図ることも考えられる。しかし、その場合にも、コアリングされたガラス基板を研削するときに、ガラス基板を研削装置の治具へ移し変える作業負担がそのまま残るとともに、治具への移し換えによる寸法精度の低下も生じてしまう。

本発明の目的は、上記問題に対処するためになされたもので、ドーナツ状のガラス基板の外周・内周端面を効率よく、かつ寸法精度よく研削することにある。

上記目的を達成するために、本発明のガラス基板の製造方法の特徴は、中央に円孔を有する円板状のガラス基板を製造する方法において、板状ガラスを複数枚積層した積層体を治具パレット上に載置して、その積層体に対してコアドリルにより２つの径の異なる同心円状の切り込みを形成する第１工程と、上記第１工程により切り込まれた板状ガラス積層体からドーナツ状ガラス積層体を、昇降アクチュエータにより、上記治具パレットに抜き出し可能に挿入されたワーク持ち上げ座と一緒に挟持して上方に抜き出す第２工程と、上記第２工程により抜き出された上記ワーク持ち上げ座上のドーナツ状ガラス積層体の外周面および内周面を回転砥石により研削する第３工程とを含むことにある。

この発明によれば、まず第１工程において、板状ガラスを複数枚積層した積層体を治具パレット上に載置し、その積層体に対してコアドリルにより２つの径の異なる同心円状の切り込みを形成する。従って、この第１工程により、治具パレット上の板状ガラスの積層体には、ドーナツ状に切り込まれた部位が形成される。

続いて、第２工程において、昇降アクチュエータを作動させて板状ガラスの積層体からドーナツ状ガラス積層体を上方に抜き出す。このとき、ドーナツ状ガラス積層体は、その治具パレットに挿入されたワーク持ち上げ座と一緒に挟持されて抜き出される。つまり、昇降アクチュエータにより、治具パレットに挿入されているワーク持ち上げ座が抜き出されるとともに、このワーク持ち上げ座に載置されているドーナツ状ガラス積層体もワーク持ち上げ座と一体となって板状ガラスの積層体から抜き出される。従って、ドーナツ状ガラス積層体は、治具パレットから取り外されることなく、そのまま抜き出されこととなる。

続いて、第３工程において、この抜き出されたワーク持ち上げ座上のドーナツ状ガラス積層体の外周面および内周面を回転砥石により研削する。つまり、ドーナツ状ガラス積層体は、治具パレットの一部となるワーク持ち上げ座に載置されたまま、その外周面および内周面が回転砥石により研削される。

従って、ドーナツ状ガラス積層体は、第１工程で用いた治具パレットをそのまま使用して抜き出され、その状態で外周面および内周面が研削されるため、ドーナツ状ガラス積層体を研削用の治具に移し変える作業が不要となり作業効率が向上する。また、ドーナツ状ガラス積層体の治具への移し変えによる位置ずれを生じない。また、複数枚のガラス基板の研削を同時に行うため研削効率がよい。これらの結果、本発明の方法によれば、ドーナツ状のガラス基板の外周端面・内周端面を効率よく、かつ寸法精度よく研削することができる。

尚、第１工程で使用するコアドリルとしては、例えば、２つの径の異なる同心円状のコアドリル歯を形成したダブルコアドリルを使用するとよい。この場合、同芯精度が高く、また、切り込み時間を短縮することができる。
また、第１工程における２つの径の異なる同心円状の切り込みは、同時に行っても良いし、別々に行ってもよい。また、第３工程における外周面および内周面の研削は、同時に行っても、別々に行ってもどちらでも良い。

本発明のガラス基板の製造方法の他の特徴は、上記ワーク持ち上げ座は、上記ガラス積層体が切り込まれるドーナツ状領域の真下に設けられ、その領域の外側にはみださない断面ドーナツ状の柱状体であり、上記治具パレットに対して上方向にのみ抜き出し可能に挿入されることにある。

この発明によれば、第２工程において、治具パレットに挿入されているワーク持ち上げ座がスムーズに上方に抜き出される。従って、ワーク持ち上げ座に載置されているドーナツ状のガラス積層体を板状ガラスの積層体から簡単に抜き出すことができる。また、ワーク持ち上げ座が治具パレットから下方に落下してしまうことを防止できる。

本発明のガラス基板の製造方法の他の特徴は、上記第３工程においては、上記ワーク持ち上げ座に形成された中央円孔内に回転駆動アクチュエータの回転軸の先端を中央円孔下方から挿入して上記ワーク持ち上げ座を回転させることで上記ドーナツ状のガラス積層体をその軸回りに回転させることにある。

この発明によれば、第３工程において、ワーク持ち上げ座に形成された中央円孔を利用して、その中央円孔下方から回転駆動アクチュエータの回転軸の先端を挿入してワーク持ち上げ座を回転させる。これにより、ワーク持ち上げ座上にあるドーナツ状ガラス積層体は、軸回りに回転する。この場合、ドーナツ状ガラス積層体は、その中央円孔に回転駆動アクチュエータの回転軸の先端が挿入されているため、正確に位置決めされ回転時に位置ずれが生じない。また、回転砥石の回転に加えてドーナツ状ガラス積層体が回転するため、速い研磨速度が得られる。しかも、ワーク持ち上げ座をそのまま使ってドーナツ状ガラス積層体を回転させるため、治具取り替えによる寸法精度の低下を招かない。従って、高い寸法精度を維持しつつ研削時間の短縮を図ることができる。

本発明のガラス基板の製造方法の他の特徴は、上記第２工程においては、上記昇降アクチュエータにより上記回転駆動アクチュエータを昇降させることにある。

この発明によれば、第２工程において、昇降アクチュエータが回転駆動アクチュエータを昇降させるため、ワーク持ち上げ座上にあるドーナツ状ガラス積層体の抜き出し動作と回転動作とを簡単に行うことができる。

本発明のガラス基板の研削装置の特徴は、上記第２工程および第３工程を実施することにより上記ガラス基板の外周端面と内周端面とを研削するガラス基板の研削装置であって、ドーナツ状に切り込みが形成された板状ガラス積層体を載置するとともに、上記ドーナツ状の切り込み領域の真下でドーナツ状のワーク持ち上げ座を抜き出し可能に挿入した治具パレットと、上記治具パレット上に載置された板状ガラス積層体から、ドーナツ状ガラス積層体を、上記ワーク持ち上げ座と一緒に挟持して上方に抜き出す昇降駆動手段と、上記抜き出された上記ワーク持ち上げ座上のドーナツ状ガラス積層体の外周面および内周面を研削する研削手段とを備えたことにある。

この発明によれば、治具パレットにドーナツ状のワーク持ち上げ座が板状ガラス積層体のドーナツ状の切り込み領域の真下に抜き出し可能に挿入されている。そして、昇降駆動手段が治具パレット上に載置された板状ガラス積層体から、ドーナツ状ガラス積層体をワーク持ち上げ座と一緒に挟持して上方に抜き出す。研削手段は、この抜き出されたドーナツ状ガラス積層体の外周面および内周面を研削する。従って、ドーナツ状ガラス積層体は、治具パレットの一部となるワーク持ち上げ座に載置されたまま、研削手段により外周面および内周面が研削される。

この結果、ドーナツ状ガラス積層体は、治具への移し変えを行うことなく、抜き出し工程と研削工程との２つの工程を連続的に行うことができる。従って、ドーナツ状ガラス積層体を研削用の治具に移し変える作業が不要となり作業効率が向上する。また、ドーナツ状ガラス積層体の治具への移し変えによる位置ずれを生じない。また、複数枚のガラス基板の研削を同時に行うため研削効率がよい。これらの結果、本発明によれば、ドーナツ状のガラス基板の外周端面・内周端面を効率よく、かつ寸法精度よく研削することができる。

本発明のガラス基板の研削装置の特徴は、上記ワーク持ち上げ座に形成された中央円孔内に回転軸の先端を挿入して上記ワーク持ち上げ座を回転させる回転駆動手段を備えるとともに、上記昇降駆動手段は、上記回転駆動手段の回転軸を上昇させることにより、上記治具パレット上に載置された板状ガラス積層体からドーナツ状ガラス積層体を抜き出すことにある。

この発明によれば、昇降駆動手段が、回転駆動手段の回転軸を上昇させることにより、この回転軸の先端がワーク持ち上げ座に形成された中央円孔内に挿入され、ドーナツ状ガラス積層体を板状ガラス積層体から抜き出す。そして、回転駆動手段が、回転軸を回転させてワーク持ち上げ座を回転させる。これにより、ワーク持ち上げ座上にあるドーナツ状ガラス積層体は、軸回りに回転する。この場合、ドーナツ状ガラス積層体は、その中央円孔に回転駆動手段の回転軸の先端が挿入されているため、正確に位置決めされ回転時に位置ずれが生じない。また、ワーク持ち上げ座をそのまま使ってドーナツ状ガラス積層体を回転させるため、治具取り替えによる寸法精度の低下を招かない。従って、高い寸法精度を維持しつつ研削時間の短縮を図ることができる。また、昇降駆動手段が回転駆動手段の回転軸を上昇させるため、ワーク持ち上げ座上にあるドーナツ状ガラス積層体の抜き出し動作と回転動作とを簡単に行うことができる。

以下、本発明の一実施形態に係る記録媒体用として使用されるガラス基板の製造方法、特に、ガラス基板の切り出し研削方法ついて図面を用いて説明する。図１１は、このガラス基板の製造方法により製造されたガラス基板１を表す。このガラス基板１は、中心に円孔１ｈを有するドーナツ状の円板で、その後、外周端面１ａ、内周端面１ｂの面取処理、ブラッシング処理等を経て、最終的には表面に磁性膜等を積層することによりハードディスクドライブに内蔵される磁気ディスクとして使用されるものである。

図１は、本発明の第１工程であるコアリング工程を行う実施形態としてのコアリング装置１０を表す。コアリング装置１０は、基台１１上に設けられガラス板積層体５を載置するワークテーブル１２と、このワークテーブル１２の横に設けられるコアドリル装置３０とからなる。ワークテーブル１２には、治具パレット２０を介して板状のガラス板積層体５が載置される。このガラス板積層体５は、厚さ０．５ｍｍの薄い長方形のガラス板７を複数枚積み重ねたもので、各ガラス板７の間に塗布された接着剤により互いに接着され一体的に形成されている。

ガラス板積層体５は、治具パレット２０の上面に接着されて載置される。治具パレット２０は、図３に示すように、手前側がガラス板積層体５を載置する部分となり、後方側が図示しないクランプ装置によりワークテーブル１２にクランプされて固定される部分となる。この治具パレット２０におけるガラス板積層体５の載置領域には、図２、図３に示すように、４つの円孔２１が上下方向（パレット形成面に対して垂直方向）に貫通して形成されるとともに、この円孔２１（以下、パレット貫通孔２１と呼ぶ）にそれぞれワーク持ち上げ座２５が上方から挿入される。このワーク持ち上げ座２５は、後述する第２工程において、ガラス板積層体５からドーナツ状に切り込まれた領域部分のみを上方に持ち上げる治具として機能するもので断面ドーナツ状の柱状体である。以下、ワーク持ち上げ座２５を単にワーク座２５と呼ぶ。尚、図２および後述する図４、図５は、図３におけるＡ−Ａ方向に切断した断面図である。

治具パレット２０に形成された４つのパレット貫通孔２１の上面側周囲には、パレット貫通孔２１の径よりも大径となるリング状の浅い上面窪み部２２が形成される。また、４つのパレット貫通孔２１の下面側周囲においても、パレット貫通孔２１の径よりも大径となるリング状の深い下面窪み部２３が形成される。

ワーク座２５は、このパレット貫通孔２１とほぼ同径でパレット貫通孔２１内に挿通される円筒胴部２６と、円筒胴部２６の先端で径方向に張り出して形成される鍔部２７と、円筒胴部２６の後端で先細り円錐台状に形成される円錐台部２８とから構成される。このワーク座２５には、その軸中心に上下方向に貫通した円孔２９が形成される。この円孔２９は、本発明の中央円孔に相当するもので、以下、ワーク座貫通孔２９と呼ぶ。

ワーク座２５先端に形成される鍔部２７は、その厚さがパレット貫通孔２１の周囲に形成された上面窪み部２２の深さと等しく、その径が上面窪み部２２の径よりも小さい。従って、鍔部２７は、ワーク座２５がパレット貫通孔２１に上方から挿入された状態においては上面窪み部２２内に収まる。この状態においては、鍔部２７の周囲に、鍔部２７の半径と上面窪み部２２の半径との差分の幅のリング状の窪みが形成される。また、鍔部２７の外径は、ガラス基板１の外径よりわずかに小さく設定されている。また、ワーク座貫通孔２９の内径は、ガラス基板１の円孔１ｈの内径よりもやや大きめに設定されている。ワーク座２５は、鍔部２７により下方向への移動が規制され、上方向にのみ抜き出し可能に治具パレット２０に挿通される。

ワーク座２５は、パレット貫通孔２１内において、回転防止ピン２４と回転防止溝２６ａとの係合により回転できないように規制されている。図１２は、図３におけるＢ−Ｂ方向に切断した断面図である。図示するように、ワーク座２５の円筒胴部２６の外周面には、回転防止ピン２４の先端を遊びをもって収納できる大きさの回転防止溝２６ａが縦方向に形成される。この回転防止溝２６ａは、円筒胴部２６の中間位置やや上方から下方端にかけて鉛直線上に形成される。一方、回転防止ピン２４は、治具パレット２０の端部から横方向に挿通され、所定位置にまでねじ込むことにより、その先端がワーク座２５の回転防止溝２６ａ内に遊びをもって臨む。この構成により、ワーク座２５は、治具パレット２０に対して回転不能にパレット挿通孔２１内に挿入される。このことは、パレット貫通孔２１内においてワーク座２５の回転を規制する回転規制手段を備えているといえる。

治具パレット２０は、ワークテーブル１２に固定される。ワークテーブル１２は、治具パレット２０における４つのワーク座２５が挿入されている領域を囲む範囲で開口１３が形成されるとともに、周囲および後方側が治具パレット２０を載置する部分となる。治具パレット２０は、その後方側に設けた図示しないクランプ装置によりクランプされてワークテーブル１２に位置決め固定される。

このワークテーブル１２の横には、コアドリル装置３０が設けられる。コアドリル装置３０は、ダブルコアドリル３１を先端に固定したスピンドルモータ３２（以下、ドリルモータ３２と呼ぶ）と、ドリルモータ３２の水平位置および高さ位置を制御するドリル制御ユニット３３を備える。

ドリル制御ユニット３３は、ドリルモータ３２を固定したドリル支持アーム３４を上下方向にスライド可能に支持する上下支持フレーム３５を備える。この上下支持フレーム３５には、その側面に２本の鉛直ガイドレール３６が上下方向に配設され、この鉛直ガイドレール３６にドリル支持アーム３４の基部がスライド連結片３７を介して連結される。上下支持フレーム３５内には、ボールねじ機構４０が設けられ、サーボモータ３８（以下、昇降用モータ３８と呼ぶ）の回転によりボールねじ４１が回転するようになっている。ボールねじ４１には、ボールねじナット４２が噛合される。このボールねじナット４２は、連結バー４３によりドリル支持アーム３４の基部と連結され、その回転が規制されている。従って、昇降用モータ３８の駆動によるボールねじ４１の回転運動は、ボールねじナット４２の軸方向（上下方向）の直線運動に変換され、ドリル支持アーム３４を上下方向に駆動する。これにより、ドリル制御ユニット３３は、昇降用モータ３８を駆動制御することによりドリルモータ３２を上下方向に昇降制御可能となっている。

ドリル制御ユニット３３は、上下支持フレーム３５を支持する水平支持フレーム４４を備える。この水平支持フレーム４４は、その上面に２本の水平ガイドレール４５を備え、上下支持フレーム３５の脚部３５ａをスライド連結片４６を介してスライド可能に支持する。水平支持フレーム４４内には、サーボモータ４７（以下、水平駆動用モータ４７と呼ぶ）に連結されたボールねじ機構（図示略）が設けられる。ドリル制御ユニット３３は、水平駆動用モータ４７を駆動制御することにより、その回転運動をボールねじ機構により上下支持フレーム３５の水平運動に変換してその水平位置を制御する。

従って、ドリル制御ユニット３３は、昇降用モータ３８と水平駆動用モータ４７とを駆動制御することにより、ドリルモータ３２の高さ位置と水平位置とを独立して制御することができる。尚、水平支持フレーム４４内に設けられるボールねじ機構、および、後述する研削装置５０に用いられるボールねじ機構については、上下支持フレーム３５に設けたボールねじ機構４０と基本的な構成が同一であるため、図示を省略し簡単な説明に留める。

ドリルモータ３２の出力軸にはダブルコアドリル３１が接続される。このダブルコアドリル３１は、図５に示すように、径の異なる２つのコアドリル歯（大径コアドリル歯３１ａと小径コアドリル歯３１ｂ）を同軸に配置したものである。

次に、このコアリング装置１０を用いてガラス板積層体５をコアリングする方法について図５を用いて説明する。
まず、作業者は、ガラス板積層体５を治具パレット２０上面に接着剤により接着する。そして、その治具パレット２０をワークテーブル１２に載置し、図示しないクランプ装置により治具パレット２０をクランプして位置決め固定する。

続いて、作業者は、ドリル制御ユニット３３の図示しないコントローラの操作スイッチを操作する。これにより、コントローラは、水平駆動用モータ４７を駆動制御してダブルコアドリル３１を所定の水平位置に移動させる。このとき、ダブルコアドリル３１は、治具パレット２０に挿入されている一番端のワーク座２５と同軸位置に配置される。こうしてダブルコアドリル３１の水平位置が所定位置に合わされると、コントローラは、ドリルモータ３２を所定回転数で駆動するとともに、昇降用モータ３８を制御してダブルコアドリル３１を下降させる。これにより、ガラス板積層体５は、大径コアドリル歯３１ａと小径コアドリル歯３１ｂとにより同時に切り込まれる。従って、ガラス板積層体５には、２つの径の異なる同心円状の切り込みが形成される。

小径コアドリル歯３１ｂの先端がガラス板積層体５の底部（治具パレット２０面に接着されるガラス板６の接着面）を貫通したところで、その小径コアドリル歯３１ｂにより切り込まれた円筒面で囲まれる積層ガラス部分は、ガラス板積層体５から分離してワーク座２５のワーク座貫通孔２９を通過して落下する。このとき、小径コアドリル歯３１ｂは、その内径がワーク座２５のワーク座貫通孔２９の内径よりも小さくしてあるためワーク座２５には接触しない。

また、これと同時に大径コアドリル歯３１ａが大径円の切り込みを形成する。大径コアドリル歯３１ａは、その内径がワーク座２５の鍔部２７外径より大きく、その外径が鍔部２７の周囲の治具パレット２０に形成された上面窪み部２２の外径よりも小さい。このため、大径コアドリル歯３１ａは、ガラス板積層体５の底部を貫通したとき、その先端が上面窪み部２２内に収まり、治具パレット２０やワーク座２５に接触しない。このようにして、ガラス板積層体５には、ドーナツ状に切り込まれた部位が形成される。このドーナツ状に切り込まれた部位を、以下、ドーナツ状ガラス積層体６と呼ぶ。この場合、ワーク座２５が回転防止ピン２４と回転防止溝２６ａとの係合により回転しないように規制されているため、ドーナツ状ガラス積層体６がワーク座２５と一緒に回転してしまうことがなく、良好にドーナツ状の切り込みを形成することができる。

こうして１つのドーナツ状ガラス積層体６がガラス板積層体５内に形成されると、昇降用モータ３８を駆動制御してダブルコアドリル３１を上昇させる。次に、水平駆動用モータ４７を駆動制御して、ダブルコアドリル３１の位置を隣のワーク座２５と同軸状に合わせる。続いて、上述したように昇降用モータ３８を駆動制御して、ダブルコアドリル３１を下降、上昇させることにより、２つ目のドーナツ状ガラス積層体６をガラス板積層体５内に形成する。

本実施形態のコアリング装置１０は、こうした動作を繰り返し、１つのガラス板積層体５の中に４つのドーナツ状ガラス積層体６を形成するが、その数は任意に設定できるものである。こうして、コアリング装置１０による第１工程が終了する。

次に、本発明の第２、第３工程を実施するための研削装置の実施形態について説明する。図６は、実施形態としての記録媒体用ガラス基板の研削装置５０の概略構成を表す。
この研削装置５０は、第１工程にて切り込みが形成されたガラス板積層体５からドーナツ状ガラス積層体６を抜き出し、その抜き出されドーナツ状ガラス積層体６の外周面および内周面を研削する装置である。

研削装置５０は、大別すると、第１工程で使用した治具パレット２０を載置するとともにその水平位置を調整するワーク送り駆動部６０と、ドーナツ状ガラス積層体６をワーク座２５ごと上下に挟持して上下方向に昇降駆動するワーク昇降駆動部７０と、ドーナツ状ガラス積層体６の外周面および内周面を研削する砥石駆動部９０とから構成される。ワーク昇降駆動部７０は、本発明の昇降アクチュエータあるいは昇降駆動手段に相当する。

ワーク送り駆動部６０は、第１工程で使用した治具パレット２０を載置固定するワークテーブル６１と、ワークテーブル６１の水平位置を制御する送り制御ユニット６２を備える。送り制御ユニット６２は、ワークテーブル６１を支持する水平支持フレーム６３を備える。この水平支持フレーム６３は、その上面に２本の水平ガイドレール６４を備え、ワークテーブル６１をスライド可能に支持する。水平支持フレーム６３内には、サーボモータ６６（以下、送りモータ６６と呼ぶ）に連結されたボールねじ機構（図示略）が設けられる。ワーク送り駆動部６０は、送りモータ６６を駆動制御することにより、その回転運動をボールねじ機構によりワークテーブル６１の水平運動に変換して、ワークテーブル６１の送り出し量を制御する。

ワークテーブル６１は、治具パレット２０における４つのワーク座２５が挿入される領域を囲む範囲で開口６７が形成されるとともに、周囲および後方側が治具パレット２０を載置する部分となる。治具パレット２０は、その後方側に設けた図示しないクランプ装置によりクランプされてワークテーブル６１に位置決め固定される。

ワーク昇降駆動部７０は、ワーク送り駆動部６０の側方で基台５１に立設された上下支持フレーム７１を有し、この上下支持フレーム７１の側面に２本のガイドレール７２が上下方向に配設されている。ガイドレール７２には、上方側にワーク押さえアーム７３が上下方向にスライド可能に連結され、下方側にワークリフトアーム７５が上下方向にスライド可能に連結される。

上下支持フレーム７１内には、図示しないボールねじ機構が設けられる。このボールねじ機構は、上下支持フレーム７１頂部に設けたサーボモータ７６（以下、昇降用モータ７６と呼ぶ）の出力軸に連結され回転可能に上下方向に配置されるボールねじと、ボールねじに螺合するとともにワークリフトアーム７５に連結されるボールねじナットとを備え、昇降用モータ７６の回転運動をボールねじ機構によりワークリフトアーム７５の上下方向の運動に変換する。

ワークリフトアーム７５には、スピンドルモータ７７（以下、ワーク回転用モータ７７と呼ぶ）がその出力軸を上方向に向けて固定される。ワーク回転用モータ７７の出力軸には、ワーク座２５の底面に当接してワーク座２５を押し上げるとともにワーク座２５に回転力を伝達するためのワークリフトシャフト７８が連結される。ワークリフトシャフト７８は、その先端にワーク座貫通孔２９に挿通可能な径の挿通軸部７８ａが形成されるとともに、挿通軸部７８ａのやや下方側（ワーク回転用モータ７７側）に鍔状のワーク受け部７８ｂが形成される。このワーク受け部７８ｂは、その外径がワーク座貫通孔２９の内径よりも大きく、ワーク座２５の押し上げ面を構成する。尚、本実施形態においては、ワーク回転用モータ７７は、ワークリフトシャフト７８を出力軸として備えたスピンドル装置と、スピンドル装置の出力軸に回転力を付与するサーボモータとから構成される。また、このワーク回転用モータ７７が、本発明における回転駆動手段および回転駆動アクチュエータに相当する。

ワーク昇降駆動部７０は、更に、ワーク押さえアーム７３を上下方向に昇降駆動するエアシリンダ８０を備える。このエアシリンダ８０は、その本体部８０ａが上下支持フレーム７１頂部に設けたシリンダ取付ブラケット７９に固定され、ロッド８０ｂがワーク押さえアーム７３に固定される。従って、エアシリンダ８０を作動させてロッド８０ｂの伸縮長を制御することで、ワーク押さえアーム７３がガイドレール７２に沿って上下に昇降するように構成される。

ワーク押さえアーム７３の先端には、ワーク押しコップ８１が設けられる。このワーク押しコップ８１は、図７に示すように、ワーク押さえアーム７３の先端に固定されるリング状ケース８２と、リング状ケース８２内にベアリング８３を介して回転可能に軸支される円筒状のワーク押さえ筒８４とを備える。ワーク押さえ筒８４は、その軸心に貫通孔８５が形成される。この貫通孔８５は、その途中で下方に向かって孔径が狭くなるように形成される。ワーク押さえ筒８４は、その下方側先端に、ガラス板積層体５に切り込まれたドーナツ状ガラス積層体６の上面と当接するドーナツ状円板部８６が形成される。このドーナツ状円板部８６は、その貫通孔８６ａの孔径がドーナツ状ガラス積層体６の内径よりやや大きく、外径がドーナツ状ガラス積層体６の外径よりやや小さく形成されている。

尚、ワーク昇降駆動部７０は、ワーク押しコップ８１の中心軸（ワーク押さえ筒８４の貫通孔８５中心軸）とワークリフトシャフト７８の中心軸とが同一鉛直線上に配置されるとともに、その中心軸となる鉛直線が、ワークテーブル６１にセットされた治具パレット２０の４つのワーク座２５の中心位置を結んだ直線（ワーク座２５の進路中央線）と交差する位置に配置されるように、ワーク押さえアーム７３およびワークリフトアーム７５の方向およびアーム長が設定されている。

砥石駆動部９０は、ドーナツ状ガラス積層体６の外周面を研削する外周研削部１００と、ドーナツ状ガラス積層体６の内周面を研削する内周研削部１２０とからなる。
外周研削部１００は、ドーナツ状ガラス積層体６の外周面を研削する回転砥石１０１（以下、外周用砥石１０１と呼ぶ）を連結したスピンドルモータ１０２（以下、外周研削用モータ１０２と呼ぶ）と、この外周研削用モータ１０２の水平位置および高さ位置を制御する外周研削制御ユニット１０３を備える。

外周研削制御ユニット１０３は、外周研削用モータ１０２を固定した外周研削モータ支持アーム１０４を上下方向にスライド可能に支持する上下支持フレーム１０５を備える。この上下支持フレーム１０５には、その側面に２本の鉛直ガイドレール１０６が上下方向に配設され、この鉛直ガイドレール１０６に外周研削モータ支持アーム１０４の基部がスライド可能に連結される。上下支持フレーム１０５内には、図示しないボールねじ機構が設けられ、サーボモータ１０７（以下、昇降用モータ１０７と呼ぶ）の回転運動がボールねじ機構により外周研削モータ支持アーム１０４の上下方向の運動に変換される。これにより、外周研削制御ユニット１０３は、昇降用モータ１０７を駆動制御することにより外周研削用モータ１０２を上下方向に昇降制御可能となっている。

外周研削制御ユニット１０３は、上下支持フレーム１０５を支持する水平支持フレーム１０８を備える。この水平支持フレーム１０８は、その上面に２本の水平ガイドレール１０９を備え、上下支持フレーム１０５の脚部１０５ａをスライド可能に支持する。水平支持フレーム１０８内にも、上下支持フレーム１０５と同様なボールねじ機構（図示略）が設けられ、サーボモータ１１０（以下、水平駆動用モータ１１０と呼ぶ）により上下支持フレーム１０５を水平ガイドレール１０９に沿って水平方向に駆動制御可能となっている。

このように構成される外周研削制御ユニット１０３は、昇降用モータ１０７と水平駆動用モータ１１０を駆動制御することにより、外周用砥石１０１の高さ位置と水平位置とを独立して制御することができる。この外周研削制御ユニット１０３は、基台５１から立設された支柱５２の中間部に設けられた第１テーブル５３に固定設置される。

内周研削部１２０は、ドーナツ状ガラス積層体６の内周面を研削する回転砥石１２１（以下、内周用砥石１２１と呼ぶ）を連結したスピンドルモータ１２２（以下、内周研削用モータ１２２と呼ぶ）と、この内周研削用モータ１２２の水平位置および高さ位置を制御する内周研削制御ユニット１２３を備える。内周研削制御ユニット１２３は、基本的には外周研削制御ユニット１０３と同様な構成であり、位置制御する対象が内周用砥石１２１となっている点で相違する。

つまり、内周研削制御ユニット１２３は、内周研削用モータ１２２を固定した内周研削モータ支持アーム１２４を上下支持フレーム１２５にスライド可能に連結し、サーボモータ１２７（以下、昇降用モータ１２７と呼ぶ）により内周研削モータ支持アーム１２４を鉛直ガイドレール１２６に沿って昇降駆動するとともに、この上下支持フレーム１２５の脚部１２５ａを水平支持フレーム１２８の水平ガイドレール１２９上にスライド可能に連結し、サーボモータ１３０（以下、水平駆動用モータ１３０と呼ぶ）により上下支持フレーム１２５を水平方向に駆動するように構成される。従って、昇降用モータ１２７と水平駆動用モータ１３０を駆動制御することにより、内周用砥石１２１の高さ位置と水平位置とを独立して制御することができる。この内周研削制御ユニット１２３は、基台５１から立設された支柱５２の頂部に設けられた第２テーブル５４に固定設置される。

尚、本実施形態においては、外周研削部１００と内周研削部１２０とを互いに干渉しあわないように上下方向にずらしているが、これらを横方向に並べる等、任意にレイアウトできるものである。

次に、この研削装置５０を用いて、ガラス板積層体５からドーナツ状ガラス積層体６を抜き出し（本発明の第２工程に相当する）、その抜き出されたドーナツ状ガラス積層体６の外周面および内周面を研削する（本発明の第３工程に相当する）方法について説明する。
まず、作業者は、第１工程にてドーナツ状の切り込みが形成されたガラス板積層体５を第１工程で使用した治具パレット２０に載置した状態で、その治具パレット２０をワーク送り駆動部６０のワークテーブル６１に載置する。そして、治具パレット２０をワークテーブル６１に載置し図示しないクランプ装置によりクランプして位置決め固定する。

続いて、作業者は、研削装置５０に設けられる図示しないコントローラの操作スイッチを操作する。これにより、コントローラは、以下に示す一連の動作を開始する。
まず、送り制御ユニット６２の送りモータ６６が駆動制御されワークテーブル６１を所定の位置にまで水平方向に送る。この位置は、治具パレット２０の一番端のワーク座２５の中心軸が、ワーク昇降駆動部７０のワーク押しコップ８１の中心軸と同一鉛直線上となる位置である。尚、ワークリフトシャフト７８の中心軸も、その同一鉛直線上に位置することになる。

続いて、ワーク昇降駆動部７０のエアシリンダ８０を所定の圧力で作動させてロッド８０ｂを伸長してワーク押しコップ８１を下降させる。これによりワーク押しコップ８１の先端部に設けたドーナツ状円板部８６が、ガラス板積層体５に切り込まれたドーナツ状領域（ドーナツ状ガラス積層体６の上面）を上から押さえる(図７参照）。次に、ワーク昇降駆動部７０の昇降用モータ７６を駆動制御してワークリフトアーム７５を上昇させる。これによりワーク回転用モータ７７が上昇し、その先端に設けられたワークリフトシャフト７８が治具パレット２０内のワーク座２５に達する（図８参照）。そして、ワークリフトシャフト７８の先端に形成された挿通軸部７８ａがワーク座貫通孔２９に嵌り込み、鍔状のワーク受け部７８ｂの上面がワーク座２５の底面を押し上げる。

このワークリフトシャフト７８によるワーク座２５の押し上げ力は、ワーク押しコップ８１による下方への押さえ力よりも大きい。従って、ガラス板積層体５内に収まっていたドーナツ状ガラス積層体６は、ワークリフトシャフト７８とワーク押しコップ８１との間で挟持された状態でワーク座２５ごと上昇する。そして、ワークリフトシャフト７８が所定の高さ位置にまで上昇したところで昇降用モータ７６を停止する（図９）。これによりワークリフトシャフト７８とワーク押しコップ８１との間で挟持されたワーク座２５上のドーナツ状ガラス積層体６が所定の研削高さ位置に保持される。ここまでが本発明の第２工程に相当する。

続いて、コントローラは、ワーク回転用モータ７７を駆動制御してワークリフトシャフト７８を回転させる。これにより、ドーナツ状ガラス積層体６は、ワーク座２５と一体となって回転する。この場合、ドーナツ状ガラス積層体６は、ワークリフトシャフト７８の先端に形成された挿通軸部７８ａがワーク座貫通孔２９に嵌り込んでいるため、横方向へ位置ずれすることなく確実に位置決めされて回転する。

次に、砥石駆動部９０が駆動制御される。外周研削部１００においては、外周研削用モータ１０２が駆動されて外周用砥石１０１が高速回転するとともに、外周研削制御ユニット１０３の昇降用モータ１０７と水平駆動用モータ１１０により外周用砥石１０１の位置が制御されて、外周用砥石１０１の円筒外周面（砥粒付着面）１０１ａがドーナツ状ガラス積層体６の外周面６ａにアプローチし接触する。また、内周研削部１２０においても、内周研削用モータ１２２が駆動されて内周用砥石１２１が高速回転するとともに、内周研削制御ユニット１２３の昇降用モータ１２７と水平駆動用モータ１３０により内周用砥石１２１の位置が制御されて、内周用砥石１２１がワーク押しコップ８１の貫通孔８５に挿通されその円筒外周面（砥粒付着面）１２１ａがドーナツ状ガラス積層体６の内周面６ｂに接触する。尚、外周用砥石１０１および内周用砥石１２１の回転方向は、それぞれドーナツ状ガラス積層体６との接触速度が増す方向に設定される。この例では、ドーナツ状ガラス積層体６の回転方向に対して、外周用砥石１０１の回転方向を同一方向とし、内周用砥石１２１の回転方向を逆方向としている。

こうして、ドーナツ状ガラス積層体６は、その外周面６ａと内周面６ｂが外周用砥石１０１と内周用砥石１２１とにより挟まれて同時に研削される(図１０参照）。この研削中においては、外周研削部１００では、外周研削制御ユニット１０３の昇降用モータ１０７により外周用砥石１０１が上下方向に往復駆動され、内周研削部１２０では、内周研削制御ユニット１２３の昇降用モータ１２７により内周用砥石１２１が上下方向に往復駆動される。

そして、１つのドーナツ状ガラス積層体６の内周面６ｂと外周面６ａの研削が完了すると、ワーク回転用モータ７７を停止してワーク座２５上のドーナツ状ガラス積層体６の回転を停止させるとともに、ワーク昇降駆動部７０の昇降用モータ７６を駆動制御してワークリフトアーム７５を原点位置にまで下げる。このとき、ワーク押しコップ８１は、シリンダ８０の圧力によりドーナツ状ガラス積層体６を上面から押さえながら下方に移動する。従って、ワーク座２５とドーナツ状ガラス積層体６は、ワーク押しコップ８１とワークリフトシャフト７８とに上下に挟持された状態で下方に移動する。また、ワーク回転用モータ７７は、図示しないモータコントローラによる回転位置制御により、回転防止ピン２４の先端がワーク座２５に形成した回転防止溝２６ａと整合する位置（同一鉛直線上となる位置）にて回転が停止される。これにより、確実にワーク座２５が治具パレット２０のパレット貫通孔２１内に戻り、ドーナツ状ガラス積層体６がガラス板積層体５の元の位置に戻る。また、外周用砥石１０１、内周用砥石１２１についても外周研削制御ユニット１０３、内周研削制御ユニット１２３により元の原点位置にまで戻される。この場合、外周用砥石１０１および内周用砥石１２１の回転については、停止させても停止させなくてもどちらでもよい。

ワーク座２５およびドーナツ状ガラス積層体６が元の位置に戻ると、エアシリンダ８０を駆動してワーク押しコップ８１を元の原点位置にまで上昇させる。こうして、１組のドーナツ状ガラス積層体６の研削が完了する。そして、送り制御ユニット６２の送りモータ６６を駆動制御してワークテーブル６１を水平方向に送る。この水平位置は、治具パレット２０の２番目のワーク座２５の中心軸がワーク昇降駆動部７０のワーク押しコップ８１の中心軸と同一鉛直線上となる位置に設定される。こうして、上述した制御動作を繰り返すことにより４組のドーナツ状ガラス積層体６の研削が順次行われる。尚、ドーナツ状ガラス積層体６の研削は、必ずしも複数組行う必要はなく、ガラス板積層体５から１組のドーナツ状ガラス積層体６を抜き出して研削するものであってもよい。このような、ドーナツ状ガラス積層体６の外周面６ａと内周面６ｂとの研削工程が、本発明の第３工程に相当する。

こうして研削完了したドーナツ状ガラス積層体６は、一枚ずつ分離されてドーナツ状のガラス基板１となる。このドーナツ状のガラス基板１は、外周端面１ａと内周端面１ｂの面取工程とポリッシング工程とを経て、最終的にはその表面に磁性膜が形成されて情報記録媒体用ディスクとして使用される。尚、このガラス基板１は、この研削工程が終了した段階で商品として市場に流通され、別の加工業者にて最終製品に加工される形態をとってもよい。

以上説明した本実施形態のコアリング装置１０および研削装置５０により製造される記録媒体用ガラス基板の製造方法によれば、複数枚のガラス基板１の研削を同時に行うため研削効率がよい。また、第１工程で用いた治具パレット２０をそのまま使用して第２工程においてドーナツ状ガラス積層体６が抜き出され、その状態で第３工程においてその外周面６ａおよび内周面６ｂが研削されるため、ドーナツ状ガラス積層体６を研削用の他の治具に移し変える作業が不要となり作業効率が向上する。また、ドーナツ状ガラス積層体６の治具への移し変えによる位置ずれを生じない。これらの結果、ドーナツ状のガラス基板１の外周端面１ａおよび内周端面１ｂを効率よく、かつ寸法精度よく研削することができる。

また、治具パレット２０に挿入されているワーク座２５は、その鍔部２７により上方にのみ抜き出し可能に保持されるため、治具パレット２０内に硬く挿入保持する必要がない。従って、ワーク座２５は、ワークリフトシャフト７８の上昇によりスムーズに治具パレット２０から抜け出て、ドーナツ状ガラス積層体６をガラス板積層体５から簡単に持ち上げることができる。

また、ワーク座２５に形成されたワーク座貫通孔２９は、ガラスくずの落下用だけでなく、ワークリフトシャフト７８の先端に設けた挿通軸部７８ａの挿入用として使用される。このため、ドーナツ状ガラス積層体６は、挿通軸部７８ａにより正確に位置決めされ回転時に位置ずれを生じない。また、外周用砥石１０１と内周用砥石１２１の回転方向を、ドーナツ状ガラス積層体６の回転方向に対して研削速度が速くなる方向に設定しているため、研削時間の短縮を図ることができる。

更に、ドーナツ状ガラス積層体６を回転させるワーク回転用モータ７７を昇降させるようにしているため、ワーク座２５上にあるドーナツ状ガラス積層体６の抜き出し動作と回転動作とを簡単に行うことができる。また、ダブルコアドリル３１を用いて内周と外周の同時切り込みを行うため、同芯精度が高く、また、切り込み時間を短縮することができる。

以上、本実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態においては、ダブルコアドリル３１を用いてコアリングするが、径の異なる２つのコアドリルを使って、例えば、小径孔の切り込みを形成した後、大径孔の切り込みを形成するなど別々に切り込むようにしてもよい。また、本実施形態においては、ドーナツ状ガラス積層体６の外周面６ａと内周面６ｂとを同時に研削しているが、別々に研削するようにしてもよい。

尚、図１、図４〜図１０におけるガラス積層体５、ドーナツ状ガラス積層体６は、断面を表すものであるが、見やすくするためにハッチングを省略している。

実施形態にかかる第１工程を実施するコアリング装置の概略構成図である。 治具パレットの図３のＡ−Ａ方向に切断した断面図である。 治具パレットの平面図である。 治具パレットにガラス板積層体を載せた状態を表す断面図である。 コアリング動作を説明する断面図である。 実施形態にかかる第２工程、第３工程を実施する研削装置の概略構成図である。 ドーナツ状ガラス積層体をワーク押しコップで押している状態を表す状態説明図である。 ドーナツ状ガラス積層体をワーク押しコップとワークリフトシャフトで挟持している状態を表す状態説明図である。 ドーナツ状ガラス積層体をワーク押しコップとワークリフトシャフトで挟持してリフトしている状態を表す状態説明図である。 ワーク座上でドーナツ状ガラス積層体を研削している状態を表す状態説明図である。 ガラス基板の斜視図である。 治具パレットの図３のＢ−Ｂ方向に切断した断面図である。

符号の説明

１…ガラス基板、１ａ…外周端面、１ｂ…内周端面、１ｈ…円孔、５…ガラス積層体、６…ドーナツ状ガラス積層体、６ａ…外周面、６ｂ…内周面、７…ガラス板、１０…コアリング装置、１２…ワークテーブル、２０…治具パレット、２１…パレット貫通孔、２２…上面窪み部、２３…下面窪み部、２４…回転防止ピン、２５…ワーク持ち上げ座、２６…円筒胴部、２６ａ…回転防止溝、２７…鍔部、２８…円錐台部、２９…ワーク座貫通孔、３０…コアドリル装置、３１…ダブルコアドリル、３２…ドリルモータ、３３…ドリル制御ユニット、３４…ドリル支持アーム、３８…昇降用モータ、４７…水平駆動用モータ、５０…研削装置、６０…ワーク送り駆動部、６１…ワークテーブル、６２…送り制御ユニット、６６…送りモータ、７０…ワーク昇降駆動部、７３…ワーク押さえアーム、７６…昇降用モータ、７７…ワーク回転用モータ、７８…ワークリフトシャフト、７８ａ…挿通軸部、７８ｂ…ワーク受け部、８０…エアシリンダ、８１…ワーク押しコップ、８４…ワーク押さえ筒、８５…貫通孔、８６…ドーナツ状円板部、８６ａ…貫通孔、９０…砥石駆動部、１００…外周研削部、１０１…外周用砥石、１０２…外周研削用モータ、１０３…外周研削制御ユニット、１０７…昇降用モータ、１１０…水平駆動用モータ、１２０…内周研削部、１２１…内周用砥石、１２２…内周研削用モータ、１２３…内周研削制御ユニット、１２７…昇降用モータ、１３０…水平駆動用モータ。

Claims (6)

1. 中央に円孔を有する円板状のガラス基板を製造する方法において、
   板状ガラスを複数枚積層した積層体を治具パレット上に載置して、その積層体に対してコアドリルにより２つの径の異なる同心円状の切り込みを形成する第１工程と、
   上記第１工程により切り込まれた板状ガラス積層体からドーナツ状ガラス積層体を、昇降アクチュエータにより、上記治具パレットに抜き出し可能に挿入されたワーク持ち上げ座と一緒に挟持して上方に抜き出す第２工程と、
   上記第２工程により抜き出された上記ワーク持ち上げ座上のドーナツ状ガラス積層体の外周面および内周面を回転砥石により研削する第３工程と
   を含むことを特徴とするガラス基板の製造方法。
2. 上記ワーク持ち上げ座は、上記ガラス積層体が切り込まれるドーナツ状領域の真下に設けられ、その領域の外側にはみださない断面ドーナツ状の柱状体であり、上記治具パレットに対して上方向にのみ抜き出し可能に挿入されることを特徴とする請求項１記載のガラス基板の製造方法。
3. 上記第３工程においては、上記ワーク持ち上げ座に形成された中央円孔内に回転駆動アクチュエータの回転軸の先端を中央円孔下方から挿入して上記ワーク持ち上げ座を回転させることで上記ドーナツ状のガラス積層体をその軸回りに回転させることを特徴とする請求項２記載のガラス基板の製造方法。
4. 上記第２工程においては、上記昇降アクチュエータにより上記回転駆動アクチュエータを昇降させることを特徴とする請求項３記載のガラス基板の製造方法。
5. 請求項１記載の第２工程および第３工程を実施することにより上記ガラス基板の外周端面と内周端面とを研削するガラス基板の研削装置であって、
   ドーナツ状に切り込みが形成された板状ガラス積層体を載置するとともに、上記ドーナツ状の切り込み領域の真下でドーナツ状のワーク持ち上げ座を抜き出し可能に挿入した治具パレットと、
   上記治具パレット上に載置された板状ガラス積層体から、ドーナツ状ガラス積層体を、上記ワーク持ち上げ座と一緒に挟持して上方に抜き出す昇降駆動手段と、
   上記抜き出された上記ワーク持ち上げ座上のドーナツ状ガラス積層体の外周面および内周面を研削する研削手段と
   を備えたことを特徴とするガラス基板の研削装置。
6. 上記ワーク持ち上げ座に形成された中央円孔内に回転軸の先端を中央円孔下方から挿入して上記ワーク持ち上げ座を回転させる回転駆動手段を備えるとともに、
   上記昇降駆動手段は、上記回転駆動手段の回転軸を上昇させることにより、上記治具パレット上に載置された板状ガラス積層体からドーナツ状ガラス積層体を抜き出すことを特徴とする請求項５記載のガラス基板の研削装置。

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