JP2012158513A - Method for manufacturing glass substrate for magnetic disk - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一対の主表面を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk having a pair of main surfaces.
今日、パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、あるいはDVD(Digital Versatile Disc)記録装置等には、データ記録のためにハードディスク装置が内蔵されている。特に、ノート型パーソナルコンピュータ等の可搬性を前提とした機器に用いられるハードディスク装置では、ガラス基板に磁性層が設けられた磁気ディスクが用いられ、磁気ディスクの面上を僅かに浮上させた磁気ヘッド(DFH(Dynamic Flying Height)ヘッド)で磁性層に磁気記録情報が記録され、あるいは読み取られる。この磁気ディスクの基板には、金属基板等に比べて塑性変形をしにくい性質を持つことから、ガラス基板が好適に用いられている。 Today, a personal computer, a notebook personal computer, a DVD (Digital Versatile Disc) recording device, or the like has a built-in hard disk device for data recording. In particular, in a hard disk device used in a portable computer such as a notebook personal computer, a magnetic disk in which a magnetic layer is provided on a glass substrate is used, and the magnetic head slightly floats above the surface of the magnetic disk. Magnetic recording information is recorded on or read from the magnetic layer by a (DFH (Dynamic Flying Height) head). As the substrate of this magnetic disk, a glass substrate is preferably used because it has a property that it is less likely to undergo plastic deformation than a metal substrate or the like.
また、ハードディスク装置における記憶容量の増大の要請を受けて、磁気記録の高密度化が図られている。例えば、磁性層における磁化方向を基板の面に対して垂直方向にする垂直磁気記録方式を用いて、磁気記録情報エリアの微細化が行われている。これにより、1枚のディスク基板における記憶容量を増大させることができる。しかも、記憶容量の一層の増大化のために、磁気ヘッドの磁気記録面からの浮上距離を極めて短くして磁気記録情報エリアを微細化することも行われている。このような磁気ディスクの基板においては、磁性層の磁化方向が基板面に対して略垂直方向に向くように、磁性層が平らに形成される。このために、ガラス基板の表面凹凸は可能な限り小さく作製されている。
また、磁気ヘッドの浮上距離が短いことによりヘッドクラッシュ障害やサーマルアスペリティ障害を引き起こし易い。これらの障害は磁気ディスク面上の微小な凹凸あるいはパーティクルによって発生するため、ガラス基板の主表面の他にガラス基板の端面の表面凹凸も可能な限り小さく作製されている。
Further, in response to a request for an increase in storage capacity in a hard disk device, the density of magnetic recording has been increased. For example, the magnetic recording information area is miniaturized by using a perpendicular magnetic recording method in which the magnetization direction in the magnetic layer is perpendicular to the surface of the substrate. Thereby, the storage capacity of one disk substrate can be increased. In addition, in order to further increase the storage capacity, the flying distance from the magnetic recording surface of the magnetic head is extremely shortened to reduce the magnetic recording information area. In such a magnetic disk substrate, the magnetic layer is formed flat so that the magnetization direction of the magnetic layer is substantially perpendicular to the substrate surface. For this reason, the surface irregularities of the glass substrate are made as small as possible.
Further, since the flying distance of the magnetic head is short, a head crash failure or a thermal asperity failure is likely to occur. Since these obstacles are caused by minute unevenness or particles on the magnetic disk surface, the surface unevenness of the end surface of the glass substrate is made as small as possible in addition to the main surface of the glass substrate.
ところで、磁気ディスクに用いるガラス基板は、例えば、以下の方法で製造される。具体的には、当該方法では、受けゴブ形成型である下型上に、溶融ガラスからなるガラスゴブ(ガラス材の塊)が供給され、下型と対向ゴブ形成型である上型を使用してガラスゴブがプレス成形されて板状ガラス素材を作製した後、情報記録媒体用ガラス基板に加工される(特許文献1)。 By the way, the glass substrate used for a magnetic disk is manufactured by the following method, for example. Specifically, in this method, a glass gob (a lump of glass material) made of molten glass is supplied onto a lower mold that is a receiving gob forming mold, and an upper mold that is an opposing gob forming mold is used. A glass gob is press-molded to produce a sheet glass material, and then processed into a glass substrate for an information recording medium (Patent Document 1).
この方法では、下型上に溶融ガラスからなるガラスゴブを供給した後に上型用胴型の下面と下型用胴型の上面を当接させ、上型と上型用胴型との摺動面および下型と下型用胴型との摺動面を超えて外側に肉薄板状ガラス成形空間を形成し、さらに上型を下降してプレス成形を行い、プレス成形直後に上型を上昇する。これにより、磁気ディスク用ガラス基板の元となる板状ガラス素材が成形される。この後、研削工程及び研磨工程を経て磁気ディスク用ガラス基板が得られる。 In this method, after the glass gob made of molten glass is supplied onto the lower mold, the lower surface of the upper mold cylinder and the upper surface of the lower mold mold are brought into contact with each other, and the sliding surface between the upper mold and the upper mold cylinder A thin sheet glass forming space is formed outside the sliding surface between the lower die and the lower die body, and the upper die is lowered and press-molded, and the upper die is raised immediately after press molding. . Thereby, the plate-shaped glass raw material used as the origin of the glass substrate for magnetic discs is shape | molded. Thereafter, a glass substrate for a magnetic disk is obtained through a grinding process and a polishing process.
研削工程では、例えば、アルミナ系遊離砥粒を用いた研削が行われる。この工程では、粒子サイズが異なる遊離砥粒を用いて第1研削工程と第2研削工程が行われる。第2研削工程で用いる遊離砥粒の粒子サイズは第1研削工程で用いる遊離砥粒の粒子サイズに比べて小さく設定される。これにより、粗い研削と細かい研削をこの順番で行う。
研磨工程は、例えば、酸化セリウム等の遊離砥粒および硬質樹脂材ポリッシャ等を用いた第1研磨工程と、例えばコロイダルシリカおよび軟質樹脂材ポリッシャ等を用いた第2研磨工程とを含む。第1研磨工程で用いる砥粒の粒子サイズは、研削工程中の第2研削工程で用いる砥粒の粒子サイズに比べて小さい。さらに、第2研磨工程で用いる砥粒の粒子サイズは、第1研磨工程で用いる砥粒の粒子サイズに比べて小さい。
In the grinding step, for example, grinding using alumina-based loose abrasive grains is performed. In this step, the first grinding step and the second grinding step are performed using loose abrasive grains having different particle sizes. The particle size of the loose abrasive used in the second grinding step is set smaller than the particle size of the loose abrasive used in the first grinding step. Thereby, rough grinding and fine grinding are performed in this order.
The polishing step includes, for example, a first polishing step using free abrasive grains such as cerium oxide and a hard resin material polisher, and a second polishing step using, for example, colloidal silica and a soft resin material polisher. The grain size of the abrasive grains used in the first polishing process is smaller than the grain size of the abrasive grains used in the second grinding process during the grinding process. Furthermore, the particle size of the abrasive grains used in the second polishing step is smaller than the particle size of the abrasive grains used in the first polishing step.
以上のように、ガラス基板における表面加工では、第1研削工程、第2研削工程、第1研磨工程、第2研磨工程が、この順番に行われ、ガラス基板の表面粗さ等の表面品質が徐々によくなるように加工する。 As described above, in the surface processing on the glass substrate, the first grinding step, the second grinding step, the first polishing step, and the second polishing step are performed in this order, and the surface quality such as the surface roughness of the glass substrate is improved. Process to gradually improve.
しかし、上述の方法で成形されるガラス基板の表面精度は、上述の磁気記録の高密度化および磁気記録情報エリアの微細化のために求められる主表面の表面精度に対して十分でない。
例えば、板状ガラス素材を成形する際、ガラス材が上型および下型の型表面に融着するのを防止するために型表面に離型剤を塗布するが、この離型剤を用いるために板状ガラス素材の主表面の表面粗さは大きい。また、上型および下型の表面温度差が大きく、ガラスコブ(ガラス材の塊)が供給される下型は高温となる。この表面温度差は、成形された板状ガラス素材の厚さ方向およびこの板の面内で温度分布をつくるため、型から取り出されて冷却された板状ガラス素材の収縮量も板状ガラス素材の厚さ方向およびこの板の面内で分布を持つ。このため、板状ガラス素材は反り易く、その結果、成形されたときの板状ガラス素材の平坦度は低い。
However, the surface accuracy of the glass substrate formed by the above-described method is not sufficient for the surface accuracy of the main surface required for increasing the density of the magnetic recording and miniaturizing the magnetic recording information area.
For example, when forming a sheet glass material, a mold release agent is applied to the mold surface in order to prevent the glass material from fusing to the mold surfaces of the upper mold and the lower mold, and this mold release agent is used. In particular, the surface roughness of the main surface of the sheet glass material is large. Further, the difference in surface temperature between the upper mold and the lower mold is large, and the lower mold to which the glass bump (a lump of glass material) is supplied becomes high temperature. Because this surface temperature difference creates a temperature distribution in the thickness direction of the molded sheet glass material and in the plane of this sheet, the amount of shrinkage of the sheet glass material taken out of the mold and cooled is also the sheet glass material. Distribution in the thickness direction and in the plane of this plate. For this reason, the glass sheet material is easily warped, and as a result, the flatness of the glass sheet material when formed is low.
このような板状ガラス素材の平坦度は、研削(第1研削工程)により向上させることができる。例えば、平坦度の向上のために研削工程における取り代(削り量)を大きくする。しかし、研削工程における取り代を大きくすると、板状ガラス素材の表面に深いクラックが入るため、深いクラックが残留しないように、後工程である研磨工程においても取り代(研磨量)は必然的に大きくなる。しかし、遊離砥粒および樹脂ポリッシャを用いる研磨工程において取り代を大きくすると、板状ガラス素材の主表面の外周エッジ部近傍が丸く削られて、エッジ部の「だれの問題」が発生する。すなわち、板状ガラス素材の外周エッジ部近傍が丸く削られるため、この板状ガラス素材をガラス基板として用いて磁気ディスクを作製したとき、主表面上の外周エッジ部近傍の磁気ヘッドの浮上距離が、主表面上の別の部分における磁気ヘッドの浮上距離より大きくなる。また、外周エッジ部近傍が丸みを持った形状となるため、表面凹凸が発生する。この結果、外周エッジ部近傍において磁気ヘッドの浮上距離が不安定となり、記録及び読み出しの動作が正確にできなくなったり、磁気ヘッドと磁気ディスクが衝突して読み書きが不可能となることがある。これが「だれの問題」である。
また、研磨工程における取り代が大きくなるため、研磨工程は長時間を要する等により実用上好ましくない。
The flatness of such a sheet glass material can be improved by grinding (first grinding step). For example, in order to improve the flatness, the machining allowance (the amount of cutting) in the grinding process is increased. However, if the machining allowance in the grinding process is increased, deep cracks enter the surface of the sheet glass material. Therefore, in order to prevent deep cracks from remaining, the machining allowance (polishing amount) is inevitably also in the subsequent polishing process. growing. However, if the machining allowance is increased in the polishing process using loose abrasive grains and a resin polisher, the vicinity of the outer peripheral edge portion of the main surface of the plate-like glass material is rounded off, and the “sag problem” occurs at the edge portion. That is, since the vicinity of the outer peripheral edge portion of the sheet glass material is rounded, when the magnetic disk is produced using this sheet glass material as a glass substrate, the flying distance of the magnetic head near the outer edge portion on the main surface is reduced. , Larger than the flying distance of the magnetic head in another part on the main surface. Further, since the vicinity of the outer peripheral edge portion has a rounded shape, surface irregularities are generated. As a result, the flying distance of the magnetic head becomes unstable in the vicinity of the outer peripheral edge, and the recording and reading operations may not be performed accurately, or the magnetic head and the magnetic disk may collide so that reading and writing are impossible. This is "who's problem".
Further, since the machining allowance in the polishing process becomes large, the polishing process is not practically preferable because it takes a long time.
そこで、本発明者はプレス成型後の板(ディスク)状ガラス素材の平坦度を向上すべく、「溶融したガラスの塊を落下させる落下工程と、前記塊の落下経路の両側から、互いに対向する一対の型の面で前記塊を同じタイミングで挟み込みプレス成形することにより、対向する一対の主表面を有する板状ガラスに成形するプレス工程と」を有する方法を検討している。この方法では、離型剤を使用する必要がなく、また、1対の型の間に温度差が生じにくいため平坦度を良好にすることが可能である。 Therefore, in order to improve the flatness of the plate (disk) glass material after the press molding, the present inventor "opposite each other from both the dropping step of dropping the molten glass lump and the dropping path of the lump. And a pressing step of forming a plate-like glass having a pair of main surfaces facing each other by sandwiching the lump between the surfaces of a pair of molds at the same timing and performing press molding. In this method, it is not necessary to use a mold release agent, and a flatness can be improved because a temperature difference hardly occurs between a pair of molds.
しかし、本発明者が検討を重ねていく中で、製造されるディスク状のガラス素材の形状が、落下軸方向が他軸方向よりも長くなることが明らかとなってきた。このような不定形のガラスを磁気ディスク用ガラス基板として使用する場合には、例えば、スクライブ工程と呼ばれる工程にて、一方の主表面側から他方の主表面側にクラックを成長させることによりカッティングし、ディスク状に加工する必要がある。しかし、不定形のガラスは、特に面内の残留応力が不均一であるため、スクライブ工程により、クラックの成長する方向が不安定となり、ディスク状となったガラス基板の外周部に欠けが生じ、歩留まりが著しく低下するという問題が生じる。そこで、上記方法によりディスク状のガラス素材を製造する上で、形状を真円に近づける必要がでてきている。 However, as the inventor has repeatedly studied, it has become clear that the shape of the disc-shaped glass material to be produced has a longer drop axis direction than the other axis direction. When such an irregular glass is used as a glass substrate for a magnetic disk, for example, it is cut by growing a crack from one main surface side to the other main surface side in a process called a scribing process. It is necessary to process it into a disk shape. However, because the in-plane residual stress is particularly uneven in the irregular glass, the direction of crack growth is unstable due to the scribing process, and the outer periphery of the disk-shaped glass substrate is chipped. The problem arises that the yield is significantly reduced. Therefore, in producing a disk-shaped glass material by the above method, it is necessary to make the shape close to a perfect circle.
また、ディスク状のガラス素材の形状を真円に近づけることにより外形の加工量が少なくなるため、無駄となる素材も少なくなり、コストの削減にも繋がる。
更に、ディスク状のガラス素材の真円度が例えば10μm以下であると、外周部を加工する必要がなくなるため、外周部からのガラス成分の溶出(例えばアルカリ溶出)を抑制することができる。
In addition, since the amount of processing of the outer shape is reduced by bringing the shape of the disk-shaped glass material closer to a perfect circle, less material is wasted, leading to cost reduction.
Furthermore, when the roundness of the disk-shaped glass material is, for example, 10 μm or less, it is not necessary to process the outer peripheral portion, so that elution of glass components from the outer peripheral portion (for example, alkali elution) can be suppressed.
一方、溶融したガラスの塊を落下させるために、切断刃を用いて溶融したガラスを切断する場合には、板状ガラス素材中に切断痕が残ることがあり、これが加工後の磁気ディスク用ガラス基板の欠陥として残ってしまうこともわかってきた。この点について検討したところ、プレス成型するときのガラスの粘度を下げることで改善することがわかってきた。なお、ガラスの粘度を下げることは、プレス圧を下げることにつながるため、加工しやすくなり生産性が向上するというメリットもある。
しかし、ガラスの粘度を下げていくと、前述の「ディスク状のガラス素材の形状が、落下軸方向が他軸方向よりも長くなる」ことがさらに顕著となることが明らかとなってきた。
On the other hand, when cutting the molten glass using a cutting blade to drop the molten glass lump, cutting marks may remain in the plate glass material, and this is the glass for magnetic disk after processing. It has also been found that it remains as a substrate defect. When this point was examined, it has been found that the glass can be improved by lowering the viscosity of the glass during press molding. Note that lowering the viscosity of the glass leads to lowering the press pressure, and thus has the advantage of being easy to work and improving productivity.
However, as the viscosity of the glass is lowered, it has become clear that the above-mentioned “the shape of the disk-shaped glass material has a longer drop axis direction than the other axis direction” becomes more prominent.
そこで、本発明は、真円度に優れた磁気ディスク用ガラス基板を効率よく製造する方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for efficiently producing a glass substrate for a magnetic disk having excellent roundness.
上記課題を解決するため、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、一対の主表面を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、溶融したガラスの塊を落下させる落下工程と、前記塊の落下経路の両側から、互いに対向する一対の型の面で前記塊を同じタイミングで挟み込みプレス成形することにより、板状ガラス素材を成形するプレス工程と、前記板状ガラス素材を加工する加工工程と、を有し、前記塊の落下方向の速度成分について、前記一対の型に対する前記塊の相対速度を0に近づけるべく、前記プレス工程は、前記塊が落下する方向に前記一対の型が移動しながら、前記塊を挟み込むことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk of the present invention is a method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk having a pair of main surfaces, and a dropping step of dropping a molten glass lump, From both sides of the lump dropping path, the lump is sandwiched and pressed at the same timing between the surfaces of a pair of molds facing each other, and the sheet glass material is processed by pressing. And a pressing step is performed in the direction in which the lump falls in order to bring the relative speed of the lump with respect to the pair of dies close to 0 with respect to the velocity component in the lump falling direction. The mass is sandwiched while moving.
また、前記塊の落下方向の速度成分について、前記一対の型に対する前記塊の相対速度を0とすることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the relative velocity of the lump with respect to the pair of molds is set to 0 for the velocity component in the dropping direction of the lump.
また、前記一対の型の温度は、前記ガラスの歪点以下の温度であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the temperature of the pair of molds is a temperature below the strain point of the glass.
また、前記ガラスは、酸化物基準に換算した際に、モル%表示で、SiO2を50〜75%、Al2O3を1〜15%、Li2O、Na2O及びK2Oから選択される少なくとも1種の成分を合計で5〜35%、MgO、CaO、SrO、BaO及びZnOから選択される少なくとも1種の成分を合計で0〜20%、及び、ZrO2、TiO2、La2O3、Y2O3、Ta2O5、Nb2O5及びHfO2から選択される少なくとも1種の成分を合計で0〜10%、有する組成からなることが好ましい。 Moreover, when said glass is converted into oxide standards, it is expressed in mol%, and SiO 2 is 50 to 75%, Al 2 O 3 is 1 to 15%, Li 2 O, Na 2 O and K 2 O. 5 to 35% in total of at least one selected component, 0 to 20% in total of at least one component selected from MgO, CaO, SrO, BaO and ZnO, and ZrO 2 , TiO 2 , It is preferably composed of a composition having 0 to 10% in total of at least one component selected from La 2 O 3 , Y 2 O 3 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 and HfO 2 .
また、前記溶融したガラスの粘度が、500ポワズ〜1050ポワズの範囲内であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the viscosity of the molten glass is in the range of 500 poise to 1050 poise.
また、前記加工工程は、固定砥粒を用いて前記主表面を研削する研削工程と、前記研削工程の後に、遊離砥粒を用いて前記主表面を研磨する研磨工程と、を有することが好ましい。 The processing step preferably includes a grinding step of grinding the main surface using fixed abrasive grains, and a polishing step of polishing the main surface using loose abrasive grains after the grinding step. .
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法によれば、真円度に優れた磁気ディスク用ガラス基板を効率よく製造することができる。 According to the method for producing a glass substrate for magnetic disk of the present invention, a glass substrate for magnetic disk having excellent roundness can be produced efficiently.
以下、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について詳細に説明する。
(磁気ディスクおよび磁気ディスク用ガラス基板)
まず、図1を参照して、磁気ディスク用ガラス基板を用いて作製される磁気ディスクについて説明する。図1(a)は、磁気ディスク用ガラス基板を用いて作製される磁気ディスクの一例を示す概略構成図である。図1(b)は、磁気ディスクの概略断面図である。図1(c)は、磁気ヘッドが磁気ディスクの表面を浮上する状態を示す図である。
Hereinafter, the manufacturing method of the glass substrate for magnetic disks of this invention is demonstrated in detail.
(Magnetic disk and glass substrate for magnetic disk)
First, a magnetic disk manufactured using a magnetic disk glass substrate will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a schematic configuration diagram showing an example of a magnetic disk manufactured using a magnetic disk glass substrate. FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of a magnetic disk. FIG. 1C is a diagram showing a state in which the magnetic head floats on the surface of the magnetic disk.
図1(a)に示されるように、磁気ディスク1はリング状であり、回転軸を中心として回転する。図1(b)に示されるように、磁気ディスク1は、ガラス基板2と、少なくとも磁性層3A,3Bと、を備える。磁性層3A,3Bは、リング状のガラス基板2の主表面に形成されている。
なお、磁性層3A,3B以外には、例えば、図示されない付着層、軟磁性層、非磁性下地層、垂直磁気記録層、保護層および潤滑層等が成膜される。付着層には、例えばCr合金等が用いられる。付着層は、ガラス基板2との接着層として機能する。軟磁性層には、例えばCoTaZr合金等が用いられる。非磁性下地層には、例えばRu合金等が用いられる。垂直磁気記録層には、例えばグラニュラー磁性層等が用いられる。保護層には、例えば水素化カーボンからなる材料が用いられる。潤滑層には、例えばフッ素系樹脂等が用いられる。
As shown in FIG. 1A, the magnetic disk 1 has a ring shape and rotates about a rotation axis. As shown in FIG. 1B, the magnetic disk 1 includes a glass substrate 2 and at least magnetic layers 3A and 3B. The magnetic layers 3 </ b> A and 3 </ b> B are formed on the main surface of the ring-shaped glass substrate 2.
In addition to the magnetic layers 3A and 3B, for example, an adhesion layer, a soft magnetic layer, a nonmagnetic underlayer, a perpendicular magnetic recording layer, a protective layer, a lubricating layer, and the like (not shown) are formed. For the adhesion layer, for example, a Cr alloy or the like is used. The adhesion layer functions as an adhesive layer with the glass substrate 2. For the soft magnetic layer, for example, a CoTaZr alloy or the like is used. For example, a Ru alloy or the like is used for the nonmagnetic underlayer. For example, a granular magnetic layer is used for the perpendicular magnetic recording layer. For the protective layer, for example, a material made of hydrogenated carbon is used. For the lubricating layer, for example, a fluorine-based resin or the like is used.
磁気ディスク1について、より具体的な例を用いて説明する。本実施形態では、スパッタリング装置を用いて、ガラス基板2の両主表面に、CrTiの付着層、CoTaZr/Ru/CoTaZrの軟磁性層、Ruの下地層、CoCrPt−SiO2・TiO2のグラニュラー磁性層、水素化カーボン保護膜を順次成膜される。さらに、成膜された最上層にディップ法によりパーフルオロポリエーテル潤滑層が成膜される。 The magnetic disk 1 will be described using a more specific example. In the present embodiment, a CrTi adhesion layer, a CoTaZr / Ru / CoTaZr soft magnetic layer, a Ru underlayer, and CoCrPt—SiO 2 · TiO 2 granular magnetism are formed on both main surfaces of the glass substrate 2 using a sputtering apparatus. A layer and a hydrogenated carbon protective film are sequentially formed. Further, a perfluoropolyether lubricating layer is formed on the formed uppermost layer by dipping.
磁気ディスク1は、ハードディスク装置で用いられる場合、例えば7200rpmの回転速度で回転軸を中心として回転する。図1(c)に示されるように、ハードディスク装置の磁気ヘッド4A,4Bのそれぞれは、磁気ディスク1の高速回転に伴って、磁気ディスク1の表面から距離Hだけ浮上する。磁気ヘッド4A,4Bが浮上する距離Hは、例えば、5nmである。この状態で、磁気ヘッド4A,4Bは、磁性層に情報を記録し、あるいは読み出しを行う。この磁気ヘッド4A,4Bの浮上によって、磁気ディスク1に対して摺動することなく、しかも近距離で磁性層に対して記録あるいは読み出しを行うことにより、磁気記録情報エリアの微細化と磁気記録の高密度化を実現する。
このとき、磁気ディスク1のガラス基板2の中央部から外周エッジ部5まで、目標とする表面精度で正確に加工され、距離H=5nmを保った状態で磁気ヘッド4A,4Bを正確に動作させることができる。
このようなガラス基板2の表面凹凸の加工は、後述するように、取り代の小さい固定砥粒を用いた研削と、その結果、取り代を小さくすることができる第1研磨および第2研磨を経て作製される。
When the magnetic disk 1 is used in a hard disk device, the magnetic disk 1 rotates around a rotation axis at a rotation speed of 7200 rpm, for example. As shown in FIG. 1C, each of the magnetic heads 4 </ b> A and 4 </ b> B of the hard disk device floats by a distance H from the surface of the magnetic disk 1 as the magnetic disk 1 rotates at high speed. The distance H at which the magnetic heads 4A and 4B fly is, for example, 5 nm. In this state, the magnetic heads 4A and 4B record or read information on the magnetic layer. By flying the magnetic heads 4A and 4B, the magnetic recording information area can be miniaturized and magnetic recording can be performed by performing recording or reading on the magnetic layer at a short distance without sliding with respect to the magnetic disk 1. Achieve high density.
At this time, the magnetic heads 4A and 4B are accurately operated from the central portion of the glass substrate 2 of the magnetic disk 1 to the outer peripheral edge portion 5 with the target surface accuracy and with the distance H = 5 nm maintained. be able to.
As described later, the processing of the surface unevenness of the glass substrate 2 includes grinding using fixed abrasive grains having a small machining allowance, and, as a result, first polishing and second polishing capable of reducing the machining allowance. It is made after.
このような磁気ディスク1に用いられるガラス基板2の主表面の表面凹凸は、平坦度が例えば4μm以下であり、表面の粗さが例えば0.2nm以下である。平坦度が4μm以下は、最終製品としての磁気ディスク用基板に求められる目標平坦度である。 The surface roughness of the main surface of the glass substrate 2 used for such a magnetic disk 1 has a flatness of, for example, 4 μm or less and a surface roughness of, for example, 0.2 nm or less. The flatness of 4 μm or less is a target flatness required for a magnetic disk substrate as a final product.
平坦度は、例えば、Nidek社製フラットネステスターFT−900を用いて測定することができる。
主表面の粗さ(Ra)は、例えば、エスアイアイナノテクノロジーズ社製走査型プローブ顕微鏡(原子間力顕微鏡)を用いて、1μm×1μmの範囲を512×256ピクセルの解像度で測定したときに得られる表面粗さの算術平均Raとすることができる。
The flatness can be measured using, for example, a flatness tester FT-900 manufactured by Nidec.
The roughness (Ra) of the main surface is obtained, for example, by measuring a range of 1 μm × 1 μm with a resolution of 512 × 256 pixels using a scanning probe microscope (atomic force microscope) manufactured by SII Nano Technologies. It can be the arithmetic average Ra of the surface roughness obtained.
ガラス基板2の材料として、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ボロシリケートガラスなどを用いることができる。特に、化学強化を施すことができ、また主表面の平坦度及び基板の強度において優れた磁気ディスク用ガラス基板を作製することができるという点で、アルミノシリケートガラスを好適に用いることができる。
アルミノシリケートガラスとして、モル%表示で、SiO2を50〜75%、Al2O3を1〜15%、Li2O、Na2O及びK2Oから選択される少なくとも1種の成分を合計で5〜35%、MgO、CaO、SrO、BaO及びZnOから選択される少なくとも1種の成分を合計で0〜20%、及び、ZrO2、TiO2、La2O3、Y2O3、Ta2O5、Nb2O5及びHfO2から選択される少なくとも1種の成分を合計で0〜10%を用いることが好ましい。また、アミノシリケートガラスとして、モル%表示で、SiO2を57〜74%、ZnO2を0〜2.8%、Al2O3を3〜15%、Li2Oを7〜16%、Na2Oを4〜14%、を主成分として含有する、化学強化用ガラス材を用いることもできる。
As a material of the glass substrate 2, aluminosilicate glass, soda lime glass, borosilicate glass, or the like can be used. In particular, aluminosilicate glass can be suitably used in that it can be chemically strengthened and a glass substrate for a magnetic disk excellent in the flatness of the main surface and the strength of the substrate can be produced.
As aluminosilicate glass, SiO 2 is 50 to 75%, Al 2 O 3 is 1 to 15%, and at least one component selected from Li 2 O, Na 2 O and K 2 O is added in mol%. 5 to 35%, at least one component selected from MgO, CaO, SrO, BaO and ZnO in total 0 to 20%, and ZrO 2 , TiO 2 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , It is preferable to use a total of 0 to 10% of at least one component selected from Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 and HfO 2 . Further, as aminosilicate glass, SiO 2 is 57 to 74%, ZnO 2 is 0 to 2.8%, Al 2 O 3 is 3 to 15%, Li 2 O is 7 to 16%, Na in terms of mol%. A glass material for chemical strengthening containing 4 to 14% of 2 O as a main component can also be used.
(磁気ディスク用ガラス基板の製造方法)
次に、図2を参照して、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法のフローを説明する。図2は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の一実施形態のフローを示す図である。
図2に示されるように、まず、板状ガラス素材をプレス成形により作製する(ステップS10)。次に、成形された板状ガラス素材をスクライブする(ステップS20)。次に、スクライブされた板状ガラス素材を形状加工する(ステップS30)。次に、板状ガラス素材に対して、固定砥粒による研削を施す(ステップS40)。次に、板状ガラス素材の端面研磨を行う(ステップS50)。次に、板状ガラス素材の主表面に、第1研磨を施す(ステップS60)。次に、第1研磨後の板状ガラス素材に化学強化を施す(ステップS70)。次に、化学強化された板状ガラス素材に第2研磨を施す(ステップS80)。
以下、各工程について、詳細に説明する。
(Method for producing glass substrate for magnetic disk)
Next, with reference to FIG. 2, the flow of the manufacturing method of the glass substrate for magnetic discs is demonstrated. FIG. 2 is a diagram showing a flow of an embodiment of a method for manufacturing a glass substrate for magnetic disk.
As shown in FIG. 2, first, a sheet glass material is produced by press molding (step S10). Next, the formed sheet glass material is scribed (step S20). Next, the scribed plate-shaped glass material is processed (step S30). Next, the sheet glass material is ground with fixed abrasive grains (step S40). Next, end face polishing of the sheet glass material is performed (step S50). Next, 1st grinding | polishing is given to the main surface of a sheet glass raw material (step S60). Next, chemical strengthening is performed on the plate-shaped glass material after the first polishing (step S70). Next, second polishing is performed on the chemically strengthened sheet glass material (step S80).
Hereinafter, each step will be described in detail.
(a)プレス成形工程
まず、図3を参照して、プレス成形工程(ステップS10)について説明する。図3は、プレス成形において用いられる装置の平面図である。図3に示されるように、装置101は、4組のプレスユニット120,130,140,150と、切断ユニット160と、を備える。
切断ユニット160は、溶融ガラス流出口111から溶融ガラスが流出する経路上に設けられる。切断ユニット160によって溶融ガラスが切断されることにより、溶融ガラスの塊が鉛直方向下向きに落下する。プレスユニット120,130,140,150は、塊の落下経路の両側から、互いに対向する一対の型の面で塊を同じタイミングで挟み込みプレス成形することにより、板状ガラス素材を成形する。
図3に示される例では、4組のプレスユニット120,130,140,150は、溶融ガラス流出口111を中心として90度おきに設けられている。
ここで、溶融したガラスの粘度は、50ポワズ〜1050ポワズであることが好ましい。このような構成とすると、短時間でガラス材料を所望の形状に成形可能となる。溶融したガラスの粘度が50ポワズ未満であると、ガラス材料の塊を形成することが難しくなり、1050ポワズを超えると短時間のプレスで薄板状のガラスブランクを成形することが難しくなる。また、溶融したガラスの粘度が、500ポワズ〜1050ポワズの範囲内であることがより好ましい。
(A) Press molding process First, with reference to FIG. 3, a press molding process (step S10) is demonstrated. FIG. 3 is a plan view of an apparatus used in press molding. As shown in FIG. 3, the apparatus 101 includes four sets of press units 120, 130, 140, 150 and a cutting unit 160.
The cutting unit 160 is provided on a path through which the molten glass flows out from the molten glass outlet 111. When the molten glass is cut by the cutting unit 160, the lump of molten glass falls downward in the vertical direction. The press units 120, 130, 140, and 150 form a sheet glass material by sandwiching and pressing the lump at the same timing from a pair of mold surfaces facing each other from both sides of the lump dropping path.
In the example shown in FIG. 3, the four sets of press units 120, 130, 140, and 150 are provided every 90 degrees around the molten glass outlet 111.
Here, the melted glass preferably has a viscosity of 50 poise to 1050 poise. With such a configuration, the glass material can be formed into a desired shape in a short time. If the melted glass has a viscosity of less than 50 poise, it is difficult to form a lump of glass material, and if it exceeds 1050 poise, it becomes difficult to form a thin glass blank with a short press. Further, the viscosity of the molten glass is more preferably in the range of 500 poise to 1050 poise.
プレスユニット120,130,140,150の各々は、図示しない移動機構によって駆動されて、溶融ガラス流出口111に対して進退可能となっている。すなわち、溶融ガラス流出口111の真下に位置するキャッチ位置(図3においてプレスユニット140が実線で描画されている位置)と、溶融ガラス流出口111から離れた退避位置(図3において、プレスユニット120,130及び150が実線で描画されている位置及び、プレスユニット140が破線で描画されている位置)との間で移動可能となっている。 Each of the press units 120, 130, 140, and 150 is driven by a moving mechanism (not shown) and can advance and retreat with respect to the molten glass outlet 111. That is, a catch position (a position where the press unit 140 is drawn with a solid line in FIG. 3) located immediately below the molten glass outlet 111 and a retreat position (the press unit 120 in FIG. 3) away from the molten glass outlet 111. , 130 and 150 are movable between a position drawn with a solid line and a position where the press unit 140 is drawn with a broken line.
切断ユニット160は、キャッチ位置と溶融ガラス流出口111との間の溶融ガラスの経路上に設けられる。切断ユニット160は、溶融ガラス流出口111から流出される溶融ガラスを適量に切り出して、溶融ガラスの塊(以降、ゴブともいう)を形成する。切断ユニット160は、第1切断刃161と第2切断刃162とを有する。
第1切断刃161と第2切断刃162とは、一定のタイミングで溶融ガラスの経路上で交差するよう駆動される。第1切断刃161と第2切断刃162とが交差したとき、溶融ガラスが切り出されてゴブが得られる。得られたゴブは、キャッチ位置に向かって鉛直方向下向きに落下する。
The cutting unit 160 is provided on the molten glass path between the catch position and the molten glass outlet 111. The cutting unit 160 cuts out an appropriate amount of molten glass flowing out from the molten glass outlet 111 to form a molten glass lump (hereinafter also referred to as a gob). The cutting unit 160 has a first cutting blade 161 and a second cutting blade 162.
The first cutting blade 161 and the second cutting blade 162 are driven to intersect on the molten glass path at a fixed timing. When the 1st cutting blade 161 and the 2nd cutting blade 162 cross | intersect, molten glass is cut out and a gob is obtained. The obtained gob falls vertically downward toward the catch position.
プレスユニット120は、第1の型121と、第2の型122と、第1駆動部123と、第2駆動部124と、を有する。
第1の型121と第2の型122の各々は、ゴブをプレス成形するための面を有するプレート状の部材である。この2つの面の法線方向が略水平方向となり、この2つの面が互いに平行に対向するよう配置されている。
The press unit 120 includes a first die 121, a second die 122, a first drive unit 123, and a second drive unit 124.
Each of the first mold 121 and the second mold 122 is a plate-like member having a surface for press-molding the gob. The normal direction of the two surfaces is a substantially horizontal direction, and the two surfaces are arranged to face each other in parallel.
第1駆動部123は、第1の型121を第2の型122に対して進退させる。一方、第2駆動部124は、第2の型122を第1の型121に対して進退させる。第1駆動部123及び第2駆動部124は、第1の型121の面と第2の型122の面とを急速に近接させる機構を有する。第1駆動部123及び第2駆動部124は、例えば、エアシリンダやソレノイドとコイルばねを組み合わせた機構である。
なお、プレスユニット130,140及び150の構造は、プレスユニット120と同様であるため、説明は省略する。
The first drive unit 123 moves the first mold 121 forward and backward with respect to the second mold 122. On the other hand, the second drive unit 124 moves the second mold 122 forward and backward with respect to the first mold 121. The first drive unit 123 and the second drive unit 124 have a mechanism for rapidly bringing the surface of the first mold 121 and the surface of the second mold 122 into close proximity. The 1st drive part 123 and the 2nd drive part 124 are the mechanisms which combined the air cylinder, the solenoid, and the coil spring, for example.
Note that the structure of the press units 130, 140, and 150 is the same as that of the press unit 120, and a description thereof will be omitted.
プレスユニットの各々は、キャッチ位置に移動した後、第1駆動部と第2駆動部の駆動により、落下するゴブを第1の型と第2の型の問で挟み込んで所定の厚さに成形すると共に急速に冷却し、円形状の板状ガラス素材Gを作製する。その後、プレスユニットは退避位置に移動し、第1の型と第2の型を引き離し、成形された板状ガラス素材Gを落下させる。 After each press unit moves to the catch position, the falling gob is sandwiched between the first die and the second die by the drive of the first drive unit and the second drive unit, and formed into a predetermined thickness. At the same time, it is rapidly cooled to produce a circular plate-like glass material G. Thereafter, the press unit moves to the retracted position, pulls the first mold and the second mold apart, and drops the formed sheet glass material G.
プレスユニット120,130,140,150の退避位置の下には、それぞれ、第1コンベア171、第2コンベア172、第3コンベア173、第4コンベア174が設けられている。第1〜第4コンベア171〜174の各々は、対応する各プレスユニットから落下する板状ガラス素材Gを受け止めて図示しない次工程の装置に板状ガラス素材Gを搬送する。 A first conveyor 171, a second conveyor 172, a third conveyor 173, and a fourth conveyor 174 are provided below the retreat positions of the press units 120, 130, 140, and 150, respectively. Each of the first to fourth conveyors 171 to 174 receives the sheet glass material G falling from the corresponding press unit, and conveys the sheet glass material G to the next process apparatus (not shown).
本実施形態では、プレスユニット120,130,140及び150が、順番にキャッチ位置に移動して、ゴブを挟み込んで退避位置に移動するよう構成されている。そのため、各プレスユニットでの板状ガラス素材Gの冷却を待たずに、連続的に板状ガラス素材Gの成形を行うことができる。
なお、1つのプレスユニット120のみを用いて、連続的にゴブを挟み込んで板状ガラス素材Gの成形を行うこともできる。この場合、第1の型121と第2の型122は、ゴブGGをプレス成形した直後に開放され、次に落下する溶融ガラスの塊をプレス成形する。
In the present embodiment, the press units 120, 130, 140, and 150 are configured to sequentially move to the catch position and sandwich the gob and move to the retreat position. Therefore, the glass sheet G can be continuously formed without waiting for the cooling of the glass sheet G in each press unit.
Note that it is also possible to form the sheet glass material G by using only one press unit 120 and sandwiching the gob continuously. In this case, the first mold 121 and the second mold 122 are opened immediately after the gob GG is press-molded, and the molten glass lump that falls next is press-molded.
ここで、図4に示される側面図を参照して、本実施形態のプレス成形工程について説明する。図4(a)は、溶融ガラスLGと切断ユニット160が接触する前の側面図である。図4(b)は、切断ユニット160が溶融ガラスLGを切り出した後の側面図である。図4(c)は、プレスユニット120が溶融ガラスの塊GGをプレス成形している状態の側面図である。 Here, with reference to the side view shown by FIG. 4, the press molding process of this embodiment is demonstrated. 4 (a) is a side view before the molten glass L G and the cutting unit 160 is in contact. FIG. 4 (b), the cutting unit 160 is a side view after cutting out the molten glass L G. Figure 4 (c) is a side view illustrating a state where the pressing unit 120 is press-molded mass G G of the molten glass.
図4(a)に示されるように、溶融ガラス材料LGは、溶融ガラス流出口111から連続的に流出される。図4(b)に示されるように、所定のタイミングで切断ユニット160を駆動し、第1切断刃161と第2切断刃162によって、溶融ガラス材料LGを切断する。これにより、切断された溶融ガラスは、その表面張力によって、概略球状のゴブGGとなる。図4(b)に示される例では、切断ユニット160を駆動する度に、例えば、直径15mm程度のゴブGGが形成されるように、溶融ガラス材料LGの時間当たりの流出量や切断ユニット160の駆動間隔が調整される。 As shown in FIG. 4 (a), molten glass material L G is continuously flowing out from the molten glass outflow port 111. As shown in FIG. 4 (b), to drive the cutting unit 160 at predetermined timing, the first cutting blade 161 by the second cutting blade 162 to cut the molten glass material L G. Thereby, the cut | disconnected molten glass becomes a substantially spherical gob GG with the surface tension. 4 In the example shown in (b), each time for driving the cutting unit 160, for example, as a gob G G having a diameter of about 15mm is formed, runoff and cutting unit per unit time of the molten glass material L G The driving interval of 160 is adjusted.
ゴブGGが第1の型121と第2の型122の隙間に入るタイミングで、ゴブGGが落下する方向に第1の型121と第2の型122とが移動すると共に、第1の型121と第2の型122とがゴブGGを挟み込むように、第1駆動部123と第2駆動部124が駆動される。具体的には、第1の型121は、図4(b)のAで示される矢印の方向に移動する。また、第2の型122は、図4(b)のBで示される矢印の方向に移動する。これにより、図4(c)に示されるように、第1の型121と第2の型122の間にゴブGGが捕獲(キャッチ)される。 At the timing when the gob G G enters the first die 121 in the gap of the second die 122, in the direction of the gob G G drops with the first die 121 and second die 122 is moved, the first die 121 and the second die 122 so as to sandwich the gob G G, a first driving unit 123 and the second driving unit 124 is driven. Specifically, the first mold 121 moves in the direction of the arrow indicated by A in FIG. The second mold 122 moves in the direction of the arrow indicated by B in FIG. Thereby, as shown in FIG. 4C, the gob GG is captured (caught) between the first mold 121 and the second mold 122.
なお、第1の型121の内周面121aと第2の型122の内周面122aの間隔を一定に維持し、板状の空間を形成するように、第2の型122の内周面122aには、突起状のスペーサ122bが設けられている。 Note that the inner peripheral surface of the second mold 122 is formed so as to form a plate-like space while maintaining a constant distance between the inner peripheral surface 121a of the first mold 121 and the inner peripheral surface 122a of the second mold 122. A protruding spacer 122b is provided on 122a.
第1の型121及び第2の型122には、図示しない温度調節機構が設けられている。第1の型121及び第2の型122の温度は、温度調節機構により、溶融ガラスLGの歪点以下の温度に調整されていることが好ましい。 The first mold 121 and the second mold 122 are provided with a temperature adjustment mechanism (not shown). The temperature of the first die 121 and second die 122 is a temperature adjusting mechanism, it is preferably adjusted to a temperature lower than a strain point of the molten glass L G.
ゴブGGが第1の型121の内周面121a又は第2の型122の内周面122aに接触してから、第1の型121と第2の型122とがゴブGGを完全に閉じ込める状態になるまでの時間は約0.06秒と極めて短い。このため、ゴブGGは極めて短時間の内に第1の型121の内周面121a及び第2の型122の内周面122aに沿って広がり略円形状に成形され、さらに、急激に冷却されて非晶質のガラスとして固化する。これによって、板状ガラス素材Gが作製される。
なお、本実施形態において成形される板状ガラス素材Gは、例えば、直径75〜80mm、厚さ約1mmの円形状の板である。
From the gob G G is in contact with the inner peripheral surface 122a of the inner circumferential surface 121a or the second die 122 of the first die 121, the first die 121 and second die 122 is gob G G complete The time required for confinement is as short as about 0.06 seconds. Therefore, the gob G G is formed within a very short period of time along the inner circumferential surface 121a and the inner circumferential surface 122a of the second die 122 of the first die 121 to spread substantially circular, further rapidly cooled And solidifies as amorphous glass. Thereby, the sheet glass material G is produced.
In addition, the plate-shaped glass raw material G shape | molded in this embodiment is a circular board of diameter 75-80mm and thickness about 1mm, for example.
第1の型121と第2の型122が閉じられた後、プレスユニット120は速やかに退避位置に移動する。続いて、他のプレスユニット130がキャッチ位置に移動し、このプレスユニット130によって、ゴブGGのプレスが行われる。 After the first mold 121 and the second mold 122 are closed, the press unit 120 quickly moves to the retracted position. Subsequently, other press unit 130 is moved to the catch position by the pressing unit 130, press the gob G G is performed.
プレスユニット120が退避位置に移動した後、板状ガラス素材Gが十分に冷却されるまで(例えば、屈服点よりも低い温度となるまで)、第1の型121と第2の型122は閉じた状態を維特する。この後、第1駆動部123及び第2駆動部124が駆動されて第1の型121と第2の型122が離間し、板状ガラス素材Gは、プレスユニット120を離れて落下し、下部にあるコンベア171に受け止められる(図3参照)。 After the press unit 120 moves to the retracted position, the first mold 121 and the second mold 122 are closed until the sheet glass material G is sufficiently cooled (for example, until the temperature becomes lower than the bending point). To maintain the state. Thereafter, the first driving unit 123 and the second driving unit 124 are driven to separate the first mold 121 and the second mold 122, and the sheet glass material G drops off the press unit 120 and falls below Is received by the conveyor 171 (see FIG. 3).
本実施形態では、0.1秒以内(約0.06秒)という極めて短時間の間に第1の型121と第2の型122が閉じられ、第1の型121の内周面121aと第2の型122の内周面122aの全体に、略同時に溶融ガラスが接触することになる。このため、第1の型121の内周面121aと第2の型122の内周面122aが局所的に加熱されることが抑制され、内周面121aと内周面122aに歪みは殆ど生じない。 In the present embodiment, the first mold 121 and the second mold 122 are closed within an extremely short time of 0.1 seconds (about 0.06 seconds), and the inner peripheral surface 121a of the first mold 121 is closed. The molten glass contacts the entire inner peripheral surface 122a of the second mold 122 almost simultaneously. For this reason, local heating of the inner peripheral surface 121a of the first mold 121 and the inner peripheral surface 122a of the second mold 122 is suppressed, and almost no distortion occurs in the inner peripheral surface 121a and the inner peripheral surface 122a. Absent.
また、ゴブGGから第1の型121及び第2の型122に熱が移動する前に、ゴブGGが円形状に成形されるため、成形される板状ガラス素材Gの温度分布は略一様となる。このため、溶融ガラスの冷却時、ガラス材料の収縮量の分布は小さく、板状ガラス素材Gの歪みが発生しにくい。したがって、作製された板状ガラス素材Gの主表面の平坦度は、従来のプレス成形により作製される板状ガラス素材に比べて向上し、磁気ディスク用ガラス基板として必要な主表面の目標平坦度にすることができる。 Moreover, before the heat is transferred to the first die 121 and second die 122 from the gob G G, since the gob G G is formed into a circular shape, the temperature distribution of the sheet glass material G to be shaped is substantially It becomes uniform. For this reason, when the molten glass is cooled, the distribution of the shrinkage amount of the glass material is small, and the distortion of the sheet glass material G hardly occurs. Therefore, the flatness of the main surface of the produced plate glass material G is improved as compared with the plate glass material produced by the conventional press molding, and the target flatness of the main surface necessary as a glass substrate for a magnetic disk. Can be.
また、内周面121a及び内周面122aの表面の粗さは、板状ガラス素材Gの算術平均粗さRaが0.01μm〜10μmとなるように、好ましくは、0.01μm〜1μmとなるように、調整することができる。 The surface roughness of the inner peripheral surface 121a and the inner peripheral surface 122a is preferably 0.01 μm to 1 μm so that the arithmetic average roughness Ra of the sheet glass material G is 0.01 μm to 10 μm. So that it can be adjusted.
ここで、一般に、ゴブGGが落下する方向にプレスユニットを移動させずにプレスユニットがゴブGGを挟み込む場合、プレスユニットに対するゴブGGの相対速度が大きくなる。ゴブGGが鉛直方向に移動しながらプレスユニットに挟み込まれることにより、作製される板状ガラス素材Gは、水平方向に比べて鉛直方向の長さが長い楕円状の形状となる。
それに対し、本実施形態では、ゴブGGがプレスユニットに入るタイミングで、ゴブGGが落下する方向にプレスユニットを移動させながらプレスユニットがゴブGGを挟み込むため、プレスユニットに対するゴブGGの相対速度は小さくなる。これにより、作製される板状ガラス素材Gの真円度を向上させることが出来る。板状ガラス素材Gの真円度を向上させることにより、後述するチャンファリング工程における取り代を小さくすることができ、研削工程や研磨工程においてクラックが発生するのを抑制することができる。
Here, generally, the press unit in the direction of the gob G G drops without moving the press unit may sandwich the gob G G, the relative speed of the gob G G increases for press unit. By gob G G is sandwiched pressing unit while moving in the vertical direction, the plate-like glass material G thus manufactured, the length of the vertical direction is long elliptical shape as compared to the horizontal direction.
In contrast, in the present embodiment, at the timing when the gob G G enters the press unit, while moving the pressing unit in the direction of the gob G G drops pressing unit for sandwiching the gob G G, of the gob G G against the press unit The relative speed is reduced. Thereby, the roundness of the produced sheet glass material G can be improved. By improving the roundness of the sheet glass material G, the machining allowance in the chamfering process to be described later can be reduced, and the generation of cracks in the grinding process and the polishing process can be suppressed.
更に、プレスユニットとゴブGGとが接触するタイミングにおいて、ゴブGGが落下する速度と同じ速度となるように、すなわち、プレスユニットに対するゴブGGの相対速度が0となるように、ゴブGGが落下する方向にプレスユニットを移動させることが好ましい。 Further, at the timing of contact between the press unit and the gob G G, so as to have the same rate as the gob G G drops, i.e., as the relative speed of the gob G G against the press unit is 0, gob G It is preferable to move the press unit in the direction in which G drops.
(b)スクライブ工程
次に、スクライブ工程(ステップS20)について説明する。プレス成形工程の後、スクライブ工程では、成形された板状ガラス素材Gに対してスクライブが行われる。
ここでスクライブとは、成形された板状ガラス素材Gを所定のサイズのリング形状とするために、板状ガラス素材Gの表面に超鋼合金製あるいはダイヤモンド粒子からなるスクライバにより2つの同心円(内側同心円および外側同心円)状の切断線(線状のキズ)を設けることをいう。2つの同心円の形状にスクライブされた板状ガラス素材Gは、部分的に加熱され、板状ガラス素材Gの熱膨張の差異により、外側同心円の外側部分および内側同心円の内側部分が除去される。これにより、リング形状の板状ガラス素材となる。
なお、板状ガラス素材をスクライブを必要としない程度の外径、真円度とし、このような板状ガラス素材に対してコアドリル等を用いて円孔を形成することによりリング形状とすることもできる。
(B) Scribe process Next, a scribe process (step S20) is demonstrated. After the press molding process, in the scribing process, scribing is performed on the formed sheet glass material G.
Here, the scribing means that the formed glass sheet G has a ring shape of a predetermined size, and two concentric circles (inner side) are formed on the surface of the glass sheet G by a scriber made of super steel alloy or diamond particles. Concentric circles and outer concentric circles) are provided with cutting lines (linear flaws). The sheet glass material G scribed in the shape of two concentric circles is partially heated, and due to the difference in thermal expansion of the sheet glass material G, the outer portion of the outer concentric circle and the inner portion of the inner concentric circle are removed. Thereby, it becomes a ring-shaped plate-shaped glass material.
In addition, it is also possible to make the plate glass material into a ring shape by setting the outer diameter and roundness to such an extent that no scribing is necessary, and forming a circular hole using such as a core drill on such a plate glass material it can.
(c)形状加工工程(チャンファリング工程)
次に、形状加工工程(ステップS30)について説明する。形状加工工程では、スクライブされた板状ガラス素材Gの形状加工が行われる。形状加工は、チャンファリング(外周端部および内周端部の面取り)を含む。
リング形状の板状ガラス素材Gの外周端部および内周端部に、ダイヤモンド砥石により
面取りが施される。
(C) Shape processing step (chambering step)
Next, the shape processing step (step S30) will be described. In the shape processing step, shape processing of the scribed plate-shaped glass material G is performed. Shape processing includes chamfering (chamfering of the outer peripheral end and the inner peripheral end).
The outer peripheral end and the inner peripheral end of the ring-shaped sheet glass material G are chamfered with a diamond grindstone.
(d)固定砥粒による研削工程
次に、固定砥粒による研削工程(ステップS40)について説明する。固定砥粒による研削工程では、リング形状の板状ガラス素材Gに対して、固定砥粒による研削が施される。固定砥粒による研削による取り代は、例えば、数μm〜100μm程度である。固定砥粒の粒子サイズは、例えば10μm程度である。
(D) Grinding process using fixed abrasive grains Next, the grinding process using fixed abrasive grains (step S40) will be described. In the grinding process using the fixed abrasive grains, the ring-shaped sheet glass material G is ground using the fixed abrasive grains. The machining allowance by grinding with fixed abrasive grains is, for example, about several μm to 100 μm. The particle size of the fixed abrasive is, for example, about 10 μm.
ここで、図5及び図6を参照して、板状ガラス素材Gを研削する工程について説明する。図5(a)は、固定砥粒による研削に用いる装置の全体図である。図5(b)は、この装置に用いられるキャリヤを示す図である。図6は、板状ガラス素材Gの研削中の状態を説明する図である。
図5(a)及び図6に示されるように、装置400は、下定盤402と、上定盤404と、インターナルギヤ406と、キャリヤ408と、ダイヤモンドシート410と、太陽ギヤ412と、インターナルギヤ414と、容器416と、ポンプ420と、を有する。また、容器416は、クーラント418を有する。
Here, with reference to FIG.5 and FIG.6, the process of grinding the sheet glass raw material G is demonstrated. FIG. 5A is an overall view of an apparatus used for grinding with fixed abrasive grains. FIG. 5B is a diagram showing a carrier used in this apparatus. FIG. 6 is a diagram for explaining a state in which the plate-like glass material G is being ground.
As shown in FIGS. 5A and 6, the apparatus 400 includes a lower surface plate 402, an upper surface plate 404, an internal gear 406, a carrier 408, a diamond sheet 410, a sun gear 412, an internal gear. A null gear 414, a container 416, and a pump 420 are included. Further, the container 416 has a coolant 418.
装置400は、下定盤402と上定盤404との間に、インターナルギヤ406を上下方向から挟む。インターナルギヤ406内には、研削時に複数のキャリヤ408が保持される。図5(b)に示される例では、インターナルギヤ406は5つのキャリヤ408を保持する。
下定盤402および上定磐404に平面的に接着したダイヤモンドシート410の面が研削面となる。すなわち、板状ガラス素材Gは、ダイヤモンドシート410を用いた固定砥粒による研削が行われる。
The apparatus 400 sandwiches an internal gear 406 between the lower surface plate 402 and the upper surface plate 404 from above and below. A plurality of carriers 408 are held in the internal gear 406 during grinding. In the example shown in FIG. 5B, the internal gear 406 holds five carriers 408.
The surface of the diamond sheet 410 that is planarly bonded to the lower surface plate 402 and the upper surface plate 404 is a ground surface. That is, the plate-like glass material G is ground with fixed abrasive grains using the diamond sheet 410.
研削すべき複数の板状ガラス素材Gは、図5(b)に示されるように、各キャリヤ408に設けられた円形状の孔に配置されて保持される。板状ガラス素材Gの一対の主表面は、研削時、下定盤402および上定盤404に挟まれてダイヤモンドシート410に当接する。
一方、板状ガラス素材Gは、下定盤402の上で、外周にギヤ409を有するキャリヤ408に保持される。このキャリヤ408は、下定盤402に設けられた太陽ギヤ412、インターナルギヤ414と噛合する。太陽ギヤ412を矢印方向に回転させることにより、各キャリヤ408はそれぞれの矢印方向に遊星歯車として自転しながら公転する。これにより、板状ガラス素材Gは、ダイヤモンドシート410を用いて研削が行われる。
The plurality of sheet glass materials G to be ground are arranged and held in circular holes provided in each carrier 408 as shown in FIG. A pair of main surfaces of the plate-shaped glass material G are in contact with the diamond sheet 410 between the lower surface plate 402 and the upper surface plate 404 during grinding.
On the other hand, the sheet glass material G is held on the lower surface plate 402 by a carrier 408 having a gear 409 on the outer periphery. The carrier 408 meshes with a sun gear 412 and an internal gear 414 provided on the lower surface plate 402. By rotating the sun gear 412 in the direction of the arrow, each carrier 408 revolves while rotating as a planetary gear in the direction of the arrow. Thereby, the glass sheet G is ground using the diamond sheet 410.
図5(a)に示されるように、装置400は、容器416内のクーラント418をポンプ420によって上定盤404内に供給し、下定盤402からクーラント418を回収し、容器416に戻すことにより、循環させる。このとき、クーラント418は、研削中に生じる切子を、研削面から除去する。具体的には、装置400は、クーラント418を循環させる際に、下定盤402内に設けられたフィルタ422で濾過し、そのフィルタ422に切子を滞留させる。 As shown in FIG. 5A, the apparatus 400 supplies the coolant 418 in the container 416 into the upper platen 404 by the pump 420, collects the coolant 418 from the lower platen 402, and returns it to the container 416. Circulate. At this time, the coolant 418 removes the face generated during grinding from the grinding surface. Specifically, when circulating the coolant 418, the apparatus 400 performs filtration with the filter 422 provided in the lower surface plate 402, and retains the facets in the filter 422.
研削装置400では、ダイヤモンドシート410を用いて研削を行うが、ダイヤモンドシート410の代わりに、ダイヤモンド粒子を設けた固定砥粒を用いることができる。例えば、複数のダイヤモンド粒子を樹脂で結合することによりペレット状にしたものを固定砥粒による研削に用いることができる。 In the grinding device 400, grinding is performed using the diamond sheet 410, but instead of the diamond sheet 410, fixed abrasive grains provided with diamond particles can be used. For example, pellets obtained by bonding a plurality of diamond particles with a resin can be used for grinding with fixed abrasive grains.
(e)端面研磨工程
次に、端面研磨工程(ステップS50)について説明する。固定砥粒による研削後、端面研磨工程では、板状ガラス素材Gの端面研磨が行われる。
端面研磨では、板状ガラス素材Gの内周側端面及び外周側単面にブラシ研磨により鏡面仕上げを行う。このとき、酸化セリウム等の微粒子を遊離砥粒として含むスラリーが用いられる。端面研磨を行うことにより、板状ガラス素材Gの端面での塵等が付着した汚染、ダメージあるいはキズ等の損傷の除去を行うことにより、ナトリウムやカリウム等のコロージョンの原因となるイオン析出の発生を防止することができる。
(E) End surface polishing step Next, the end surface polishing step (step S50) will be described. After the grinding with the fixed abrasive, the end surface polishing of the sheet glass material G is performed in the end surface polishing step.
In the end surface polishing, mirror finishing is performed on the inner peripheral side end surface and the outer peripheral side single surface of the sheet glass material G by brush polishing. At this time, a slurry containing fine particles such as cerium oxide as free abrasive grains is used. By performing end face polishing, removal of contamination such as dust attached to the end face of the sheet glass material G, damage, or damage such as scratches, ion precipitation that causes corrosion such as sodium and potassium Can be prevented.
(f)第1研磨(主表面研磨)工程
次に、第1研磨工程(ステップS60)について説明する。端面研磨工程の後、第1研磨工程では、板状ガラス素材Gの主表面に第1研磨が施される。第1研磨による取り代は、例えば数μm〜50μm程度である。
第1研磨は、固定砥粒による研削により主表面に残留したキズ、歪みの除去を目的とする。第1研磨では、固定砥粒による研削(ステップS40)で用いた装置400を用いる。固定砥粒による研削と異なり、第1研磨工程では、固定砥粒の代わりにスラリーに混濁した遊離砥粒を用いる。また、第1研磨工程では、クーラントは用いない。また、第1研磨工程では、ダイヤモンドシート410の代わりに樹脂ポリッシャが用いられる。
第1研磨に用いる遊離砥粒として、例えば、スラリーに混濁させた酸化セリウム等の微粒子(粒子サイズ:直径1〜2μm程度)が用いられる。
(F) First Polishing (Main Surface Polishing) Step Next, the first polishing step (Step S60) will be described. In the first polishing step after the end surface polishing step, the main surface of the sheet glass material G is subjected to the first polishing. The machining allowance by the first polishing is, for example, about several μm to 50 μm.
The purpose of the first polishing is to remove scratches and distortions remaining on the main surface by grinding with fixed abrasive grains. In the first polishing, the apparatus 400 used in grinding with fixed abrasive grains (step S40) is used. Unlike grinding with fixed abrasive grains, in the first polishing step, free abrasive grains turbid in the slurry are used instead of fixed abrasive grains. In the first polishing step, no coolant is used. In the first polishing process, a resin polisher is used instead of the diamond sheet 410.
As the free abrasive grains used for the first polishing, for example, fine particles (particle size: about 1 to 2 μm in diameter) such as cerium oxide suspended in the slurry are used.
(g)化学強化工程
次に、化学強化工程(ステップS70)について説明する。第1研磨工程の後、化学強化工程では、第1研磨後の板状ガラス素材Gが化学強化される。
化学強化液として、例えば、硝酸カリウム(60%)と硫酸ナトリウム(40%)の混合液等を用いられる。化学強化では、化学強化液が、例えば300℃〜400℃に加熱され、洗浄した板状ガラス素材Gが、例えば200℃〜300℃に予熱された後、板状ガラス素材Gが化学強化液中に、例えば3時間〜4時間浸漬される。この浸漬の際には、板状ガラス素材Gの両主表面全体が化学強化されるように、複数の板状ガラス素材Gが端面で保持されるように、ホルダに収納した状態で行うことが好ましい。
(G) Chemical strengthening process Next, a chemical strengthening process (step S70) is demonstrated. After the first polishing step, in the chemical strengthening step, the plate glass material G after the first polishing is chemically strengthened.
As the chemical strengthening liquid, for example, a mixed liquid of potassium nitrate (60%) and sodium sulfate (40%) is used. In the chemical strengthening, the chemical strengthening liquid is heated to, for example, 300 ° C. to 400 ° C., and the washed sheet glass material G is preheated to, for example, 200 ° C. to 300 ° C. Then, the sheet glass material G is in the chemical strengthening liquid. For example, 3 hours to 4 hours. In the case of this immersion, it may be performed in the state accommodated in the holder so that a plurality of plate glass materials G may be held at the end face so that both main surfaces of the plate glass material G are chemically strengthened. preferable.
このように、板状ガラス素材Gを化学強化液に浸漬することによって、板状ガラス素材Gの表層のリチウムイオン及びナトリウムイオンが、化学強化液中のイオン半径が相対的に大きいナトリウムイオン及びカリウムイオンにそれぞれ置換され、板状ガラス素材Gが強化される。
なお、化学強化処理された板状ガラス素材Gは洗浄される。例えば、硫酸で洗浄された後に、純水、IPA(イソプロピルアルコール)等で洗浄される。
Thus, by immersing the sheet glass material G in the chemical strengthening solution, the lithium ions and sodium ions on the surface layer of the sheet glass material G are sodium ions and potassium having a relatively large ion radius in the chemical strengthening solution. Each is replaced by ions, and the glass sheet material G is strengthened.
Note that the chemically strengthened sheet glass material G is washed. For example, after washing with sulfuric acid, washing with pure water, IPA (isopropyl alcohol), or the like.
(h)第2研磨(最終研磨)工程
次に、第2研磨工程(ステップS80)について説明する。第2研磨工程では、化学強化されて十分に洗浄された板状ガラス素材Gに第2研磨が施される。第2研磨による取り代は、例えば1μm程度である。
第2研磨は、主表面の鏡面研磨を目的とする。第2研磨では、固定砥粒による研削(ステップS40)および第1研磨(ステップS60)で用いた装置400を用いる。第2研磨では、遊離砥粒の種類及び粒子サイズが第1研磨と異なる。また、第2研磨では、樹脂ポリッシャの硬度が第1研磨とは異なる。
(H) Second Polishing (Final Polishing) Step Next, the second polishing step (Step S80) will be described. In the second polishing step, second polishing is performed on the glass sheet G that has been chemically strengthened and sufficiently cleaned. The machining allowance by the second polishing is, for example, about 1 μm.
The second polishing is intended for mirror polishing of the main surface. In the second polishing, the apparatus 400 used in the grinding with the fixed abrasive (step S40) and the first polishing (step S60) is used. In the second polishing, the type and particle size of the loose abrasive grains are different from those in the first polishing. In the second polishing, the hardness of the resin polisher is different from that in the first polishing.
第2研磨に用いる遊離砥粒として、例えば、スラリーに混濁させたコロイダルシリカ等の微粒子(粒子サイズ:直径0.1μm程度)が用いられる。
こうして、研磨された板状ガラス素材Gは、洗浄される。洗浄では、中性洗剤、純水、IPAが用いられる。
第2研磨により、主表面の平坦度が4μm以下であり、主表面の粗さが0.2nm以下
の表面凹凸を有する、磁気ディスク用ガラス基板2が得られる。
この後、磁気ディスク用ガラス基板2に、図1に示されるように、磁性層層3A,3Bが成膜されて、磁気ディスク1が作製される。
As the free abrasive grains used for the second polishing, for example, fine particles (particle size: diameter of about 0.1 μm) such as colloidal silica made turbid in the slurry are used.
Thus, the polished plate glass material G is washed. In cleaning, a neutral detergent, pure water, and IPA are used.
By the second polishing, the magnetic disk glass substrate 2 having a surface irregularity with a main surface flatness of 4 μm or less and a main surface roughness of 0.2 nm or less is obtained.
Thereafter, as shown in FIG. 1, the magnetic layer layers 3 </ b> A and 3 </ b> B are formed on the magnetic disk glass substrate 2 to manufacture the magnetic disk 1.
以上が、図2に示されるフローの説明である。図2に示されるフローでは、スクライブ(ステップS20)及び形状加工(ステップS30)は、固定砥粒による研削(ステップS40)と第1研磨(ステップS60)の間に行われる。また、化学強化(ステップS70)は、第1研磨(ステップS60)と第2研磨(ステップS80)との間に行われる。
しかし、これらの工程の順番は、特に限定されるものではない。固定砥粒による研削(ステップS40)の後、第1研磨(ステップS60)、その後第2研磨(ステップS80)が行われる限り、スクライブ(ステップS20)、形状加工(ステップS30)および化学強化(ステップS70)の各工程は、適宜配置することができる。
The above is the description of the flow shown in FIG. In the flow shown in FIG. 2, the scribing (step S20) and the shape processing (step S30) are performed between the grinding with the fixed abrasive (step S40) and the first polishing (step S60). Further, chemical strengthening (step S70) is performed between the first polishing (step S60) and the second polishing (step S80).
However, the order of these steps is not particularly limited. As long as the first polishing (step S60) and then the second polishing (step S80) are performed after grinding with fixed abrasive (step S40), scribing (step S20), shape processing (step S30), and chemical strengthening (step) Each process of S70) can be arrange | positioned suitably.
本実施形態では、成形された板状ガラス素材Gを、従来のように遊離砥粒を用いた2回の研削(第1研削及び第2研削)をせず、固定砥粒を用いた1回の研削をした後、第1研磨及び第2研磨を行う。このように研削工程を一工程省くことができるのは、主表面が磁気ディスク用ガラス基板として必要な目標平坦度を有する板状ガラス素材を成形することができるからである。 In the present embodiment, the formed plate-like glass material G is not subjected to the twice grinding (first grinding and second grinding) using the free abrasive grains as in the prior art, but once using the fixed abrasive grains. After grinding, first polishing and second polishing are performed. The reason why one grinding step can be omitted in this way is that a plate-like glass material having a target flatness required for the main surface as a magnetic disk glass substrate can be formed.
従来における研削(第1研削工程及び第2研削工程)及び研磨(第1研磨工程及び第2研磨工程)における取り代は、成形される板状ガラス素材の平坦度の低さの解消のために150μmを越えていた。すなわち、従来の第1研削工程および第2研削工程では取り代を大きく定めていた。研削で大きく削ると、平坦度は向上するが、クラックが深く進行する。
このため、第1研磨及び第2研磨における取り代は必然的に大きくなっていた。このような研磨における大きな取り代に起因して、上述したようにガラス基板の外周エッジ部近傍が丸く削られるエッジ部の「だれの問題」が発生する。なお、外周エッジ部近傍が丸く削られるのは、上述した第1研磨及び第2研磨を行う際、硬質あるいは軟質樹脂ポリッシャを用いることに起因する。
The allowance in conventional grinding (first grinding process and second grinding process) and polishing (first polishing process and second polishing process) is to eliminate the low flatness of the glass sheet material to be formed. It exceeded 150 μm. That is, the machining allowance is largely determined in the conventional first grinding step and second grinding step. When sharply cut by grinding, the flatness is improved, but the crack progresses deeply.
For this reason, the machining allowance in the first polishing and the second polishing is inevitably large. Due to such a large machining allowance in polishing, as described above, a “sag problem” occurs at the edge portion where the vicinity of the outer peripheral edge portion of the glass substrate is rounded off. Note that the reason why the vicinity of the outer peripheral edge portion is rounded is that a hard or soft resin polisher is used when performing the above-described first polishing and second polishing.
このように本実施形態では、成形された板状ガラス素材の主表面に対して固定砥粒による研削を行い、さらに、この研削を行った板状ガラス素材の主表面に第1研磨を施すことができる。このため、本実施形態の方法では、研削による取り代を小さくでき、この結果、研削、第1研磨および第2研磨における取り代を10μm〜150μmとすることができる。 As described above, in this embodiment, the main surface of the formed sheet glass material is ground with fixed abrasive grains, and further, the first surface is applied to the main surface of the ground sheet glass material that has been ground. Can do. For this reason, in the method of this embodiment, the machining allowance by grinding can be made small, and as a result, the machining allowance in grinding, the 1st polish, and the 2nd polish can be made into 10 micrometers-150 micrometers.
また、本実施形態では、ゴブGGが落下する方向にプレスユニットを移動させながらプレスユニットがゴブGGを挟み込むことにより、板状ガラス素材Gの真円度を向上させることができ、その結果、研削工程や研磨工程においてクラックが発生するのを抑制することができる。 Further, in the present embodiment, by while moving the press unit in the direction of the gob G G drops pressing unit sandwiching the gob G G, it is possible to improve the roundness of the sheet glass material G, the result The occurrence of cracks in the grinding process and polishing process can be suppressed.
(変形例1)
次に、変形例1の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について説明する。本変形例の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、プレス成形工程が上述した実施形態と異なる。その他の工程は上述した実施形態と同様であるため、説明を省略する。以下、図7を参照して、本変形例のプレス成形工程について説明する。図7(a)は、本変形例において、溶融ガラスLGと切断ユニット160が接触する前の側面図である。図7(b)は、本変形例において、切断ユニット160が溶融ガラスLGを切り出した後の側面図である。図7(c)は、本変形例において、プレスユニット120が溶融ガラスの塊GGをプレス成形している状態の側面図である。
(Modification 1)
Next, the manufacturing method of the glass substrate for magnetic disks of the modification 1 is demonstrated. The manufacturing method of the glass substrate for magnetic disks of this modification differs from the embodiment described above in the press molding process. Since other processes are the same as those in the above-described embodiment, description thereof is omitted. Hereinafter, with reference to FIG. 7, the press molding process of this modification is demonstrated. 7 (a) is in the present modification is a side view before the molten glass L G and the cutting unit 160 is in contact. FIG. 7 (b), in this modification, the cutting unit 160 is a side view after cutting out the molten glass L G. FIG. 7 (c), in the present modification is a side view of a state where the pressing unit 120 is press-molded mass G G of the molten glass.
本変形例の装置101は、ゴブ形成型180を更に備える。ゴブ形成型180は2つのブロック181,182を備える。ブロック181,182の上面には窪みが形成されており、2つのブロック181,182を閉じることにより、ゴブ形成型180の上面に凹部180cが形成される。
図7(a)に示されるように、溶融ガラス材料LGは、溶融ガラス流出口111から連続的に流出される。ブロック181,182を溶融ガラスLGの経路上で閉じることにより、切断ユニット160で切断された溶融ガラスLGの塊が凹部180cによって受け止められる。
The apparatus 101 according to this modification further includes a gob forming mold 180. The gob forming mold 180 includes two blocks 181 and 182. A depression is formed on the upper surface of the blocks 181 and 182, and a recess 180 c is formed on the upper surface of the gob forming mold 180 by closing the two blocks 181 and 182.
As shown in FIG. 7 (a), molten glass material L G is continuously flowing out from the molten glass outflow port 111. By closing the block 181 and 182 along the path of the molten glass L G, mass is cut by the cutting unit 160 molten glass L G is received by the recess 180c.
図7(b)に示されるように、所定のタイミングで切断ユニット160を駆動し、第1切断刃161と第2切断刃162によって、溶融ガラス材料LGを切断する。これにより、切断された溶融ガラスはゴブ形成型180に受け止められ、表面張力によって概略球状のゴブGGとなる。その後、ブロック181,182が開かれることにより、凹部180cにおいて形成されたゴブGGは鉛直下方に落下する。 As shown in FIG. 7 (b), to drive the cutting unit 160 at predetermined timing, the first cutting blade 161 by the second cutting blade 162 to cut the molten glass material L G. Thus, cut molten glass is received in a gob forming mold 180, the gob G G Summary spherical by the surface tension. Thereafter, the blocks 181 and 182 are opened, the gob G G formed in the recess 180c falls vertically downward.
本変形例においても、ゴブGGが第1の型121と第2の型122の隙間に入るタイミングで、ゴブGGが落下する方向に第1の型121と第2の型122とが移動すると共に、第1の型121と第2の型122とがゴブGGを挟み込むように、第1駆動部123と第2駆動部124が駆動される。具体的には、第1の型121は、図7(b)のAで示される矢印の方向に移動する。また、第2の型122は、図7(b)のBで示される矢印の方向に移動する。これにより、図7(c)に示されるように、第1の型121と第2の型122の間にゴブGGが捕獲(キャッチ)される。 In this modification, at the timing when the gob G G enters the first die 121 in the gap of the second die 122, the first die 121 in a direction gob G G drops the second die 122 moves thereby, the first die 121 and second die 122 is so as to sandwich the gob G G, a first driving unit 123 and the second driving unit 124 is driven. Specifically, the first mold 121 moves in the direction of the arrow indicated by A in FIG. The second mold 122 moves in the direction of the arrow indicated by B in FIG. Accordingly, as shown in FIG. 7C, the gob GG is captured (caught) between the first mold 121 and the second mold 122.
本変形例によれば、溶融ガラスLGの粘度が低く、切断ユニット160によって溶融ガラスLGを切断するだけでは切断された溶融ガラスが略球状とならず、略球状のゴブを形成するのが難しい場合においても、ゴブ形成型180によりゴブを形成することが出来る。
また、ゴブGGが落下する方向にプレスユニットを移動させながらプレスユニットがゴブGGを挟み込むことにより、プレスユニットに対するゴブGGの相対速度が小さくなる。その結果、板状ガラス素材Gの真円度が向上し、チャンファリング工程における取り代を小さくすることができ、研削工程や研磨工程においてクラックが発生するのを抑制することができる。
According to this modification, a low viscosity of the molten glass L G, not molten glass in was cleaved by cutting the molten glass L G by the cutting unit 160 is substantially spherical, is to form a gob of substantially spherical Even in difficult cases, the gob can be formed by the gob forming mold 180.
Further, while moving the pressing unit in the direction of the gob G G drops pressing unit by sandwiching the gob G G, the relative speed of the gob G G against the press unit is decreased. As a result, the roundness of the sheet glass material G is improved, the machining allowance in the chamfering process can be reduced, and the occurrence of cracks in the grinding process and the polishing process can be suppressed.
(変形例2)
次に、変形例2の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について説明する。本変形例の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、プレス成形工程が上述した実施形態と異なる。その他の工程は上述した実施形態と同様であるため、説明を省略する。以下、図8を参照して、本変形例のプレス成形工程について説明する。図8(a),(b)は、本変形例において、溶融ガラスの塊GGが作られる前の状態を示す側面図である。図8(c)は、本変形例において、ゴブ形成型180によって溶融ガラスの塊GGが作られた状態を示す側面図である。図8(d)は、本変形例において、プレスユニット120が溶融ガラスの塊GGをプレス成形して板状ガラス素材Gが作られた状態を示す側面図である。
(Modification 2)
Next, the manufacturing method of the glass substrate for magnetic disks of the modification 2 is demonstrated. The manufacturing method of the glass substrate for magnetic disks of this modification differs from the embodiment described above in the press molding process. Since other processes are the same as those in the above-described embodiment, description thereof is omitted. Hereinafter, with reference to FIG. 8, the press molding process of this modification is demonstrated. FIGS. 8A and 8B are side views showing a state before a molten glass lump GG is made in the present modification. FIG. 8C is a side view showing a state in which a molten glass lump GG is made by the gob forming mold 180 in the present modification. FIG. 8 (d) in the present modification is a side view showing a state where the pressing unit 120 is a plate-like glass material G lumps G G by press-forming of the molten glass was made.
変形例1と同様、本変形例の装置101はゴブ形成型180を備える。また、上述した実施形態と異なり、本変形例の装置101は、切断ユニット160を備えていない。
図8(a)に示されるように、溶融ガラス材料LGは、溶融ガラス流出口111から連続的に流出される。ブロック181,182を溶融ガラスLGの経路上で閉じることにより、切断ユニット160で切断された溶融ガラスLGの塊が凹部180cによって受け止められる。
Similar to the first modification, the apparatus 101 of this modification includes a gob forming mold 180. Further, unlike the embodiment described above, the apparatus 101 according to the present modification does not include the cutting unit 160.
As shown in FIG. 8 (a), molten glass material L G is continuously flowing out from the molten glass outflow port 111. By closing the block 181 and 182 along the path of the molten glass L G, mass is cut by the cutting unit 160 molten glass L G is received by the recess 180c.
次に、図8(b)に示されるように、所定のタイミングでブロック181,182を鉛直下方に素早く移動させる。これにより、溶融ガラスLGが切断される。切断された溶融ガラスはゴブ形成型180に受け止められ、表面張力によって概略球状のゴブGGとなる。
次に、図8(c)に示されるように、ブロック181,182が開かれることにより、凹部180cにおいて形成されたゴブGGは鉛直下方に落下する。
Next, as shown in FIG. 8B, the blocks 181 and 182 are quickly moved vertically downward at a predetermined timing. Thus, the molten glass L G is cut. Cut molten glass is received in a gob forming mold 180, the gob G G Summary spherical by the surface tension.
Next, as shown in FIG. 8 (c), by the block 181, 182 is opened, the gob G G formed in the recess 180c falls vertically downward.
本変形例においても、ゴブGGが第1の型121と第2の型122の隙間に入るタイミングで、ゴブGGが落下する方向に第1の型121と第2の型122とが移動すると共に、第1の型121と第2の型122とがゴブGGを挟み込むように、第1駆動部123と第2駆動部124が駆動される。具体的には、第1の型121は、図8(c)のAで示される矢印の方向に移動する。また、第2の型122は、図8(c)のBで示される矢印の方向に移動する。これにより、図8(d)に示されるように、第1の型121と第2の型122の間にゴブGGが捕獲(キャッチ)される。 In this modification, at the timing when the gob G G enters the first die 121 in the gap of the second die 122, the first die 121 in a direction gob G G drops the second die 122 moves thereby, the first die 121 and second die 122 is so as to sandwich the gob G G, a first driving unit 123 and the second driving unit 124 is driven. Specifically, the first mold 121 moves in the direction of the arrow indicated by A in FIG. The second mold 122 moves in the direction of the arrow indicated by B in FIG. Accordingly, as shown in FIG. 8D, the gob GG is captured (caught) between the first mold 121 and the second mold 122.
本変形例によれば、切断ユニット160を用いることなくゴブを形成することが出来るため、ゴブに切断ユニット160による切断痕が形成されない。そのため、切断痕に起因するシアマークが板状ガラス素材に形成されることがない。
また、ゴブGGが落下する方向にプレスユニットを移動させながらプレスユニットがゴブGGを挟み込むことにより、プレスユニットに対するゴブGGの相対速度が小さくなる。その結果、板状ガラス素材Gの真円度が向上し、研削工程や研磨工程においてクラックが発生するのを抑制することができる。
According to this modified example, the gob can be formed without using the cutting unit 160, and therefore, the cut mark by the cutting unit 160 is not formed on the gob. Therefore, the sheer mark resulting from the cut mark is not formed on the sheet glass material.
Further, while moving the pressing unit in the direction of the gob G G drops pressing unit by sandwiching the gob G G, the relative speed of the gob G G against the press unit is decreased. As a result, the roundness of the sheet glass material G is improved, and the occurrence of cracks in the grinding process and the polishing process can be suppressed.
(変形例3)
次に、変形例3の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について説明する。本変形例の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、プレス成形工程が上述した実施形態と異なる。その他の工程は上述した実施形態と同様であるため、説明を省略する。以下、図9を参照して、本変形例のプレス成形工程について説明する。本変形例では、ゴブGGの代わりに不図示の軟化炉で加熱した光学ガラスの塊CPをプレスする。図9(a)は、光学ガラスの塊を落下させる前の側面図である。図9(b)は、光学ガラスの塊が落下している状態の側面図である。図9(c)は、プレスユニットが光学ガラスの塊をプレス成形している状態の側面図である。
(Modification 3)
Next, the manufacturing method of the glass substrate for magnetic disks of the modification 3 is demonstrated. The manufacturing method of the glass substrate for magnetic disks of this modification differs from the embodiment described above in the press molding process. Since other processes are the same as those in the above-described embodiment, description thereof is omitted. Hereinafter, with reference to FIG. 9, the press molding process of this modification is demonstrated. In this modification, pressing the mass C P of the optical glass heated at the softening furnace (not shown) instead of the gob G G. FIG. 9A is a side view before dropping the lump of optical glass. FIG. 9B is a side view of a state in which a lump of optical glass is falling. FIG. 9C is a side view of a state in which the press unit presses a lump of optical glass.
本変形例の装置101は、ガラス把持機構112を備える。図9(a)に示されるように、ガラス把持機構112は、軟化炉で加熱した光学ガラスの塊CPを把持し、プレスユニット120の上部に移動する。
図9(b)に示されるように、ガラス把持機構112は光学ガラスの塊CPの把持を開放する。これにより、光学ガラスの塊CPが鉛直下方に落下する。
The apparatus 101 according to this modification includes a glass gripping mechanism 112. As shown in FIG. 9 (a), a glass holding mechanism 112, the chunk C P of the optical glass heated at the softening furnace gripped, moved to the top of the press unit 120.
As shown in FIG. 9 (b), the glass gripping mechanism 112 releases the gripping of the mass C P of the optical glass. Thus, mass C P of the optical glass drops vertically downward.
本変形例においても、光学ガラスの塊CPが第1の型121と第2の型122の隙間に入るタイミングで、光学ガラスの塊CPが落下する方向に第1の型121と第2の型122とが移動すると共に、第1の型121と第2の型122とが光学ガラスの塊CPを挟み込むように、第1駆動部123と第2駆動部124が駆動される。具体的には、第1の型121は、図9(b)のAで示される矢印の方向に移動する。また、第2の型122は、図9(b)のBで示される矢印の方向に移動する。これにより、図9(c)に示されるように、第1の型121と第2の型122の間に光学ガラスの塊CPが捕獲(キャッチ)される。 In this modification, at the timing when the lump C P of the optical glass enters the first die 121 in the gap of the second die 122, the first die 121 in a direction lump C P of the optical glass drops second with the die 122 is moved, the first die 121 and second die 122 is so as to sandwich the mass C P of the optical glass, a first driving unit 123 and the second driving unit 124 is driven. Specifically, the first mold 121 moves in the direction of the arrow indicated by A in FIG. Further, the second mold 122 moves in the direction of the arrow indicated by B in FIG. 9B. As a result, as shown in FIG. 9C, the optical glass lump CP is captured (caught) between the first mold 121 and the second mold 122.
本変形例のように、軟化炉で加熱した光学ガラスの塊CPをプレスする場合においても、光学ガラスの塊CPが落下する方向にプレスユニットを移動させながらプレスユニットが光学ガラスの塊CPを挟み込むことにより、プレスユニットに対する光学ガラスの塊CPの相対速度が小さくなる。その結果、板状ガラス素材Gの真円度が向上し、研削工程や研磨工程においてクラックが発生するのを抑制することができる。 As in this modified example, in the case of pressing the mass C P of the optical glass heated at the softening furnace also lumps of the press unit is optical glass while moving the pressing unit in the direction of mass C P of the optical glass falls C by sandwiching the P, the relative speed of the mass C P of the optical glass is reduced with respect to the press unit. As a result, the roundness of the sheet glass material G is improved, and the occurrence of cracks in the grinding process and the polishing process can be suppressed.
以下、実施例、比較例を用いて、本発明の効果を確認するためのシミュレーション及び実験の結果について説明する。 Hereinafter, the results of simulations and experiments for confirming the effects of the present invention will be described using examples and comparative examples.
(実施例1−9、比較例1−9)
図4を参照して説明した第1の実施形態のプレス成形工程により、板状ガラス素材Gを作成した。軟化炉で加熱したゴブGGを鉛直方向下向きに落下させるとともに、プレス直前にプレスユニットを鉛直方向下向きに移動させてゴブGGをプレスした。プレスする直前のゴブGGの落下軸方向の速度をVG、落下軸方向のプレスユニットの速度をVMとし、下記表1、表2に示されるようにVG、VMをそれぞれ変化させてゴブGGをプレスした際の板状ガラス素材Gの真円度を測定した。測定された真円度は、表1、表2に示される通りである。
(Example 1-9, Comparative Example 1-9)
A plate-shaped glass material G was created by the press forming process of the first embodiment described with reference to FIG. With dropping the gob G G heated at the softening furnace vertically downward, and press the gob G G moves the press unit vertically downward press immediately before. Press to immediately before the gob G G drops axis velocity of V G of the speed of the press units falling direction and V M, Table 1, respectively varied V G, V M a as shown in Table 2 the gob G G was measured roundness of sheet glass material G at the time of press-Te. The measured roundness is as shown in Tables 1 and 2.
表2に示されるように、比較例1−9では、プレス直前にゴブGGとプレスユニットの相対速度が2m/s以上であり、板状ガラス素材Gの真円度は大きくなる。特に、ゴブGGとプレスユニットの相対速度が大きくなるにつれて、真円度も大きくなることが分かる。
これに対し、表1に示されるように、実施例1−9はいずれも、プレス直前にプレスユニットを鉛直方向下向きに移動させて、ゴブGGとプレスユニットとの相対速度が1m/s以下となるため、比較例1−9に比べて板状ガラス素材Gの真円度が小さくなる。すなわち、実施例1−9によれば、真円度に優れた板状ガラス素材Gを作製することができる。
As shown in Table 2, in Comparative Example 1-9, the relative speed between the gob GG and the press unit is 2 m / s or more immediately before pressing, and the roundness of the sheet glass material G increases. In particular, as the relative velocity of the gob G G and the press unit is increased, also it can be seen significantly roundness.
On the other hand, as shown in Table 1, in each of Examples 1-9, the press unit was moved vertically downward immediately before pressing, and the relative speed between the gob GG and the press unit was 1 m / s or less. Therefore, the roundness of the sheet glass material G is smaller than that of Comparative Example 1-9. That is, according to Example 1-9, the sheet glass material G excellent in roundness can be produced.
(実施例1、10−12、比較例1、10、11)
図4を参照して説明した第1の実施形態のプレス成形工程により、板状ガラス素材Gを作成した。各実施例、各比較例では、ゴブGGの温度を変えることにより、ゴブGGの粘度を異ならせた。
プレスする直前のゴブGGの落下軸方向の速度VG、落下軸方向のプレスユニットの速度VM、ゴブGGの粘度、測定された真円度は、表3に示される通りである。
(Examples 1, 10-12, Comparative Examples 1, 10, 11)
A plate-shaped glass material G was created by the press forming process of the first embodiment described with reference to FIG. Each example, in each of Comparative Examples, by varying the temperature of the gob G G, with different viscosity of the gob G G.
Press to immediately before the gob G G drops axis velocity V G of the velocity V M of the press unit of the dropping direction, the viscosity of the gob G G, roundness measured is as shown in Table 3.
表3に示されるように、比較例1、10、11では、ゴブGGの粘度が低くなるにつれて、板状ガラス素材Gの真円度が大きくなる。これに対し、実施例1、10−12では、ゴブGGの粘度が低くなっても、板状ガラス素材Gの真円度は大きくならない。このように、プレス直前にプレスユニットを鉛直方向下向きに移動させて、ゴブGGとプレスユニットとの相対速度を0とすることにより、例えば、500ポワズ〜700ポワズのような低い粘度のゴブGGをプレス成形する場合においても、真円度に優れた板状ガラス素材Gを作製することができる。 As shown in Table 3, in Comparative Examples 1, 10, 11, as the viscosity of the gob G G becomes lower, the circularity of the sheet glass material G increases. In contrast, in Examples 1,10-12, even if low viscosity of the gob G G, roundness of the plate-like glass material G is not increased. Thus, by moving the press unit vertically downward immediately before pressing and setting the relative speed between the gob GG and the press unit to 0, for example, the gob G having a low viscosity such as 500 poise to 700 poise is used. Even when G is press-molded, a sheet glass material G having excellent roundness can be produced.
以上、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではない。また、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。 As mentioned above, although the manufacturing method of the glass substrate for magnetic discs of this invention was demonstrated in detail, this invention is not limited to the said embodiment and modification. It goes without saying that various improvements and modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.
1 磁気ディスク
2 ガラス基板
3A,3B 磁性層
4A,4B 磁気ヘッド
5 外周エッジ部
101 装置
111 溶融ガラス流出口
112 ガラス把持機構
120、130、140,150 プレスユニット
121 第1の型
121a、122a 内周面
122 第2の型
122b スペーサ
123 第1駆動部
124 第2駆動部
160 切断ユニット
161 第1切断刃
162 第2切断刃
171 第1コンベア
172 第2コンベア
173 第3コンベア
174 第4コンベア
180 ゴブ形成型
180c 凹部
181,182 ブロック
402 下定盤
404 上定盤
406 インターナルギヤ
408 キャリヤ
409 ギヤ
410 ダイヤモンドシート
412 太陽ギヤ
414 インターナルギヤ
416 容器
418 クーラント
420 ポンプ
422 フィルタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic disk 2 Glass substrate 3A, 3B Magnetic layer 4A, 4B Magnetic head 5 Outer peripheral edge part 101 Apparatus 111 Molten glass outlet 112 Glass holding mechanism 120, 130, 140, 150 Press unit 121 1st type | mold 121a, 122a Inner circumference Surface 122 Second mold 122b Spacer 123 First driving unit 124 Second driving unit 160 Cutting unit 161 First cutting blade 162 Second cutting blade 171 First conveyor 172 Second conveyor 173 Third conveyor 174 Fourth conveyor 180 Gob formation Mold 180c Recess 181 and 182 Block 402 Lower surface plate 404 Upper surface plate 406 Internal gear 408 Carrier 409 Gear 410 Diamond sheet 412 Sun gear 414 Internal gear 416 Container 418 Coolant 420 Pump 422 filter
Claims (6)
溶融したガラスの塊を落下させる落下工程と、
前記塊の落下経路の両側から、互いに対向する一対の型の面で前記塊を同じタイミングで挟み込みプレス成形することにより、板状ガラス素材を成形するプレス工程と、
前記板状ガラス素材を加工する加工工程と、を有し、
前記塊の落下方向の速度成分について、前記一対の型に対する前記塊の相対速度を0に近づけるべく、前記プレス工程は、前記塊が落下する方向に前記一対の型が移動しながら、前記塊を挟み込むことを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。 A method for producing a glass substrate for a magnetic disk having a pair of main surfaces,
A dropping process for dropping a molten glass lump;
From both sides of the lump dropping path, a pressing step of forming a sheet glass material by sandwiching and pressing the lump at the same timing on the surfaces of a pair of molds facing each other;
A processing step of processing the sheet glass material,
For the velocity component of the lump falling direction, the pressing step is performed so that the pair of molds moves in the direction in which the lump falls, so that the relative speed of the lump with respect to the pair of molds approaches 0. A method for producing a glass substrate for a magnetic disk, characterized by being sandwiched.
SiO2を50〜75%、
Al2O3を1〜15%、
Li2O、Na2O及びK2Oから選択される少なくとも1種の成分を合計で5〜35%、
MgO、CaO、SrO、BaO及びZnOから選択される少なくとも1種の成分を合計で0〜20%、及び、
ZrO2、TiO2、La2O3、Y2O3、Ta2O5、Nb2O5及びHfO2から選択される少なくとも1種の成分を合計で0〜10%、
有する組成からなる、請求項1乃至3のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。 When the glass is converted to oxide standards,
The SiO 2 50~75%,
1 to 15% of Al 2 O 3 ,
A total of 5 to 35% of at least one component selected from Li 2 O, Na 2 O and K 2 O;
0 to 20% in total of at least one component selected from MgO, CaO, SrO, BaO and ZnO, and
0 to 10% in total of at least one component selected from ZrO 2 , TiO 2 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 and HfO 2 ,
The manufacturing method of the glass substrate for magnetic discs in any one of Claims 1 thru | or 3 which consists of a composition which has.
固定砥粒を用いて前記主表面を研削する研削工程と、
前記研削工程の後に、遊離砥粒を用いて前記主表面を研磨する研磨工程と、
を有する、請求項1乃至5のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。 The processing step is
A grinding step of grinding the main surface using fixed abrasive grains;
After the grinding step, a polishing step for polishing the main surface using loose abrasive grains,
The manufacturing method of the glass substrate for magnetic discs in any one of Claims 1 thru | or 5 which has these.
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