JP2014180709A - Manufacturing method of grindstone, and glass substrate for magnetic disk - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、円盤形状基板を研削する回転砥石及びこの回転砥石を用いた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 rotating grindstone for grinding a disk-shaped substrate and a method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk using the rotating grindstone.
情報記録媒体の1つとして用いられる磁気ディスクには、ガラス基板が好適に用いられている。今日、ハードディスクドライブ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。これに伴って、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が行われている。このような磁気ディスクでは、磁気ヘッドによる読み書きを安定にするために、外周端面の真円度及び磁気ディスクに設けられた円孔の真円度の向上が求められている。 A glass substrate is suitably used for a magnetic disk used as one of information recording media. Today, in response to a request for an increase in storage capacity in a hard disk drive device, the density of magnetic recording has been increased. Along with this, the magnetic recording information area is miniaturized by extremely shortening the flying distance from the magnetic recording surface of the magnetic head. In such a magnetic disk, in order to stabilize reading and writing by the magnetic head, it is required to improve the roundness of the outer peripheral end face and the roundness of the circular hole provided in the magnetic disk.
ところで、円盤形状のガラス基板等の加工対象の円盤形状基板の端面研削には、研削の加工効率及び研削に用いる回転砥石の寿命を向上させるために、特許文献1に開示されている研削が行われている。特許文献1に開示の研削とは、円盤形状基板の主表面の法線方向に対して回転砥石の回転軸を傾斜させた状態で(円盤形状基板の回転軸と研削砥石の回転軸が同じ平面上にない状態で)、円盤形状の端面を当接させて、端面の研削を行う研削加工をいう。特許文献1に開示の研削は、ガラス基板へのダメージが少ないこと、研削加工面の表面粗さやその面内ばらつきが小さいこと、研削加工面をより高平滑にできること、さらには砥石寿命を向上できる点で好適な研削である。 By the way, in the end face grinding of a disk-shaped substrate to be processed such as a disk-shaped glass substrate, the grinding disclosed in Patent Document 1 is performed in order to improve the processing efficiency of the grinding and the life of the rotating grindstone used for the grinding. It has been broken. The grinding disclosed in Patent Document 1 is a state in which the rotation axis of the rotating grindstone is inclined with respect to the normal direction of the main surface of the disk-shaped substrate (the rotation axis of the disk-shaped substrate and the rotation axis of the grinding wheel are the same plane). A grinding process in which a disk-shaped end face is brought into contact with the end face to grind the end face. The grinding disclosed in Patent Document 1 has little damage to the glass substrate, small surface roughness and in-plane variation of the ground surface, can make the ground surface smoother, and can improve the life of the grindstone. It is a grinding suitable for the point.
しかし、上記特許文献1に開示の研削方法で、円盤状基板の外周側端面の端面研削を行った結果、研削後の円盤形状基板の外周側端面は、目標とする形状を高精度に得られなかった。
そこで、本発明は、円盤形状基板の端面研削において、円盤形状基板の外周側端面の形状を目標とする形状に高精度に研削することができる回転砥石及びこの回転砥石を用いた磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。
However, as a result of performing end surface grinding of the outer peripheral side end surface of the disk-shaped substrate by the grinding method disclosed in Patent Document 1, the target shape can be obtained with high accuracy on the outer peripheral side end surface of the disk-shaped substrate after grinding. There wasn't.
Accordingly, the present invention provides a rotating grindstone that can grind the shape of the outer peripheral side end face of a disc-shaped substrate to a target shape with high accuracy in end face grinding of a disc-shaped substrate, and a glass for a magnetic disk using the rotating grindstone. An object is to provide a method for manufacturing a substrate.
本願発明者は、上記研削方法を用いた円盤形状基板の外周側端面の研削を種々行った後の円盤形状基板の端面形状を観察したところ、円盤形状基板の外周側端面は、主表面に直交する形状でなく、基板厚さ方向の中央部分が凹形状にへこんだ形状であることを見出して、本願発明にいたっている。 The inventor of the present application observed the end face shape of the disc-shaped substrate after variously grinding the outer peripheral end surface of the disc-shaped substrate using the above grinding method, and the outer peripheral side end surface of the disc-shaped substrate was orthogonal to the main surface. The present invention finds that the central portion in the thickness direction of the substrate is not a shape to be concave but is a concave shape.
本発明の一態様は、加工対象である一対の主表面を有する円盤形状基板の主表面の法線方向に対して回転軸を傾斜させた状態で、前記円盤形状基板の外周側の端面に当接させて前記端面の研削加工を行うための回転砥石であって、
前記端面と当接する前記回転砥石の研削面における前記回転軸を含む平面で切断したときの断面形状は、前記回転軸に向かって凹形状である。
In one embodiment of the present invention, the rotation axis is inclined with respect to the normal direction of the main surface of the disk-shaped substrate having a pair of main surfaces to be processed, and the end surface on the outer peripheral side of the disk-shaped substrate is contacted. A rotating grindstone for grinding the end face in contact,
A cross-sectional shape of the grinding surface of the rotating grindstone that comes into contact with the end surface when cut along a plane including the rotating shaft is a concave shape toward the rotating shaft.
前記凹形状は円弧形状である、ことが好ましい。また、前記凹形状は、楕円の円弧形状または放物線形状であってもよい。 The concave shape is preferably an arc shape. The concave shape may be an elliptical arc shape or a parabolic shape.
このとき、前記回転砥石は円柱形状を成し、前記回転砥石の研削面は、前記円柱形状の外側表面に設けられていることが、好ましい。 At this time, it is preferable that the rotating grindstone has a cylindrical shape, and the grinding surface of the rotating grindstone is provided on the outer surface of the columnar shape.
また、本発明の他の一態様は、前記回転砥石を、外周側の端面を研削する研削砥石として用いて前記円盤形状基板である磁気ディスク用素板の外周側の端面を研削する外周側端面研削処理を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記外周側端面研削処理では、前記回転砥石を用いて前記素板の外周側端面を研削する。
換言すれば、本発明の他の一態様は、中心に円孔を有する円盤形状基板である磁気ディスク用ガラス素板の端面を研削する端面研削処理を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記端面研削処理では、前記磁気ディスク用ガラス素板の外周端面を、前記回転砥石を用いて研削するものである。
In another aspect of the present invention, an outer peripheral end surface that grinds an outer peripheral side end surface of the disk-shaped substrate, which is the disk-shaped substrate, using the rotary grindstone as a grinding wheel for grinding an outer peripheral end surface. A method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk including a grinding process, wherein in the outer peripheral side end face grinding process, the outer peripheral side end face of the base plate is ground using the rotating grindstone.
In other words, another aspect of the present invention is a method for manufacturing a magnetic disk glass substrate including an end surface grinding process for grinding an end surface of a magnetic disk glass base plate that is a disk-shaped substrate having a circular hole in the center. In the end face grinding process, the outer peripheral end face of the magnetic disk glass base plate is ground using the rotary grindstone.
このとき、前記磁気ディスク用素板の中心に有する円孔部分における前記素板の内周側端面を、円柱形状の内周側端面研削用回転砥石を用いて研削する内周側端面研削処理をさらに含み、前記内周側端面研削処理では、前記素板の内周側端面を前記円柱形状の外側表面を用いて研削し、前記内周側端面研削用回転砥石の研削面における前記内周側端面研削用回転砥石の回転軸を含む平面で切断したときの断面形状が、前記素板の内周側端面に向かって凸形状である、ことが好ましい。 At this time, an inner peripheral side end surface grinding process is performed in which the inner peripheral side end surface of the base plate in the circular hole portion at the center of the magnetic disk base plate is ground using a cylindrical inner peripheral end surface grinding rotary grindstone. In addition, in the inner peripheral side end surface grinding process, the inner peripheral side end surface of the base plate is ground using the cylindrical outer surface, and the inner peripheral side of the grinding surface of the inner peripheral side end surface grinding rotary grindstone It is preferable that the cross-sectional shape when cut along a plane including the rotation axis of the rotating grindstone for end face grinding is a convex shape toward the inner peripheral side end face of the base plate.
上述の回転砥石及びこの回転砥石を用いた磁気ディスク用ガラス基板の製造方法では、円盤形状基板の端面形状を目標とする形状に高精度に形成することができる。 In the above-described rotating grindstone and the method for producing a glass substrate for a magnetic disk using the rotating grindstone, the end face shape of the disk-shaped substrate can be formed with high accuracy into a target shape.
以下、本発明の回転砥石及び円盤形状基板である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。 Hereinafter, the manufacturing method of the glass substrate for magnetic discs which is the rotary grindstone of this invention and a disk shaped board | substrate is demonstrated in detail.
(本実施形態に用いる端面研削の概要)
本実施形態では、加工対象である一対の主表面を有する円盤形状基板である、中心に円孔を有する磁気ディスク用ガラス基板の素板(磁気ディスク用素板)の主表面の法線方向に対して回転砥石の回転軸を傾斜させた状態で、素板の主表面と直交している端面(外周側端面)を当接させて端面の研削を行う。これにより、素板の主表面に対して直交する端面(以下、側壁面とする)を形成する。このような端面研削を行う回転砥石における、素板の端面と当接する研削する面の断面形状(回転砥石の回転軸を含む平面で切断したときの断面形状)は、素板の側壁面に対してへこんだ凹形状である。換言すると、前記回転砥石の回転軸を含む平面で切断したときの当該回転砥石の研削面は、回転軸に向かってへこんでいる凹形状である。このような回転砥石を用いた研削により、研削後の側壁面の形状を主表面に対して精度よく直交させることができる。なお、上記研削を行う際には、素板の主表面と直交する軸と、回転砥石の回転軸とが、互いにねじれの関係になるように回転砥石の回転軸を傾斜させている。
(Outline of end face grinding used in this embodiment)
In the present embodiment, in the normal direction of the main surface of the base plate of the magnetic disk glass substrate (magnetic disk base plate) having a circular hole in the center, which is a disk-shaped substrate having a pair of main surfaces to be processed. On the other hand, in a state where the rotation axis of the rotating grindstone is inclined, the end face (outer end face) orthogonal to the main surface of the base plate is brought into contact with the end face to be ground. Thereby, an end surface (hereinafter referred to as a side wall surface) orthogonal to the main surface of the base plate is formed. In the rotary grindstone that performs such end face grinding, the cross-sectional shape of the surface to be ground that comes into contact with the end face of the base plate (the cross-sectional shape when cut along the plane including the rotation axis of the rotary grindstone) is It has a concave shape. In other words, the grinding surface of the rotating grindstone when cut along a plane including the rotating shaft of the rotating grindstone has a concave shape that is recessed toward the rotating shaft. By grinding using such a rotating grindstone, the shape of the side wall surface after grinding can be accurately orthogonal to the main surface. When the grinding is performed, the rotation axis of the rotating grindstone is inclined so that the axis orthogonal to the main surface of the base plate and the rotating shaft of the rotating grindstone are in a twisted relationship with each other.
上述したように、回転砥石の溝の底部の断面形状が直線形状を成している場合に円盤形状基板の外周側端面の研削を行うと、主表面に対して直交する側壁面が形成されるべき素板の端面の部分に、基板厚さ方向の中央部分が凹状にへこんだ形状の面が形成されることを本願発明者は見出している。このため、この凹状にへこんだ形状を直線形状にすべく、回転砥石の溝底部の断面形状を、基板の側壁面に向かってへこんだ凹形状とする。なお、回転砥石における溝底部の凹形状は円弧形状であることが、基板の側壁面を、主表面に対して精度高く直交できる点で好ましい。 As described above, when the outer peripheral side end surface of the disk-shaped substrate is ground when the cross-sectional shape of the bottom of the groove of the rotating grindstone is a linear shape, a side wall surface orthogonal to the main surface is formed. The inventor of the present application has found that a surface having a concave concave central portion in the substrate thickness direction is formed on the end face of the power plate. For this reason, in order to make this concave shape into a linear shape, the cross-sectional shape of the groove bottom portion of the rotating grindstone is a concave shape that is dented toward the side wall surface of the substrate. In addition, it is preferable that the concave shape of the groove bottom part in a rotating grindstone is circular arc shape at the point which can orthogonally cross the side wall surface of a board | substrate with a main surface with high precision.
以下、円盤形状基板として、磁気ディスク用ガラス基板の素板を一例として挙げて、この製造方法を詳細に説明する。
なお、本発明において、磁気ディスク用ガラス基板とは、本発明にかかる研削加工が施されたものを意味する。具体的には、例えば、本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板とは、研削加工が施された直後のものであってもよく、また、研削加工された後、主表面研磨加工、化学強化加工等の後加工が施され、磁性膜等が成膜される前の状態のものであってもよい。
Hereinafter, the manufacturing method will be described in detail by taking a base plate of a magnetic disk glass substrate as an example of a disk-shaped substrate.
In addition, in this invention, the glass substrate for magnetic discs means what the grinding process concerning this invention was given. Specifically, for example, the glass substrate for a magnetic disk according to the present invention may be one immediately after being subjected to grinding, and after grinding, main surface polishing, chemical strengthening The film may be in a state before being subjected to post-processing such as before the magnetic film or the like is formed.
本実施形態の円盤形状基板の製造方法、すなわち磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の一例を以下説明する。
先ず、一対の主表面を有する板状の磁気ディスク用ガラス基板の素材となるガラスブランクを成形する。次に、このガラスブランクを適宜加工して、中心部分に円孔をあけ、円孔および外周部の主表面のエッジが面取りされるように端面研削加工された円盤形状のガラス基板(素板)を作製する。この後、主表面の研磨処理を行う。なお、研磨処理は、必要に応じて、複数の処理に分けて行ってもよい。また、研磨処理の前に、端面(面取り部含む)の研磨をおこなってもよい。また、研磨処理の前にガラス基板の主表面の研削処理を行ってもよい。このとき各処理の順序は適宜決定してよい。以下、各処理について、説明する。
An example of the manufacturing method of the disk shaped substrate of the present embodiment, that is, the manufacturing method of the glass substrate for magnetic disk will be described below.
First, a glass blank as a material for a plate-like glass substrate for a magnetic disk having a pair of main surfaces is formed. Next, this glass blank is appropriately processed, a circular hole is formed in the central portion, and a disk-shaped glass substrate (base plate) that is subjected to end face grinding so that the edge of the main surface of the circular hole and the outer peripheral portion is chamfered. Is made. Thereafter, the main surface is polished. Note that the polishing process may be performed in a plurality of processes as necessary. In addition, the end face (including the chamfered portion) may be polished before the polishing process. Moreover, you may perform the grinding process of the main surface of a glass substrate before a grinding | polishing process. At this time, the order of each process may be determined as appropriate. Hereinafter, each process will be described.
(a)ガラスブランク成形処理
ガラスブランクの成形では、フロート法の他に、例えばプレス成形法を用いることもできる。さらに、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法などの公知の製造方法を用いて製造することができる。これらの公知の製造方法で作られた板状ガラスに対し、適宜形状加工を行うことによって磁気ディスク用ガラス基板の元となる円板状のガラスブランクが切り出される。
(A) Glass blank forming treatment In forming a glass blank, for example, a press forming method can be used in addition to the float method. Furthermore, it can manufacture using well-known manufacturing methods, such as a downdraw method, a redraw method, and a fusion method. A disk-shaped glass blank serving as a base of the magnetic disk glass substrate is cut out by appropriately performing shape processing on the plate-shaped glass produced by these known manufacturing methods.
(b)形状加工処理
次に、形状加工処理が行われる。形状加工処理では、ガラスブランク成形処理後、公知の加工方法を用いて円孔を形成することにより、円孔があいた円盤形状のガラス基板(素板)を得る。その後、さらに面取りを実施する。面取りは、例えば、ダイヤモンド砥粒を用いた総形砥石により行われる。これにより、ガラス基板(素板)の端面には、主表面と直交している側壁面と、側壁面と主表面を繋ぐ面取面が形成される。さらに、形状加工処理には、後述する端面研削が含まれる。端面研削は、素板の端面に対して行われる。端面研削は、素板の端面に当接する回転砥石の位置が同じ位置とならないような研削が用いられる。この研削については後述する。このガラス基板の形状加工処理により、ガラス基板は磁気ディスク用ガラス基板(以降においても、磁気ディスク用ガラス基板はガラス基板と称する)となる。
(B) Shape processing processing Next, shape processing processing is performed. In the shape processing, a disk-shaped glass substrate (element plate) having a circular hole is obtained by forming a circular hole using a known processing method after the glass blank forming process. Thereafter, further chamfering is performed. The chamfering is performed by, for example, a total shape grindstone using diamond abrasive grains. Thereby, a side wall surface orthogonal to the main surface and a chamfered surface connecting the side wall surface and the main surface are formed on the end surface of the glass substrate (element plate). Further, the shape processing includes end face grinding described later. The end surface grinding is performed on the end surface of the base plate. The end surface grinding is performed such that the rotary grindstone that contacts the end surface of the base plate does not have the same position. This grinding will be described later. By this shape processing of the glass substrate, the glass substrate becomes a magnetic disk glass substrate (hereinafter, the magnetic disk glass substrate is referred to as a glass substrate).
(c)端面研磨処理
次に形状加工処理で得られたガラス基板の端面研磨処理が行われる。端面研磨処理は、研磨ブラシとガラス基板の端面との間に遊離砥粒を含む研磨液を供給して研磨ブラシとガラス基板とを相対的に移動させることにより研磨を行う処理である。端面研磨では、ガラス基板の内周側端面及び外周側端面が鏡面状態になる。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、ガラス基板の端面での塵等の異物粒子が付着した汚染、ダメージあるいはキズ等の損傷の除去を行うことができる。これにより、サーマルアスペリティの発生の防止することができる。また、ナトリウムおよび/または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観点からは、少なくとも側壁面の表面粗さ(Rz)が0.15μm以下となるように研磨することが好ましく、0.10μm以下となるように研磨することがより好ましい。また、上記観点においては、少なくとも側壁面の表面粗さ(Ra)が、0.015μm以下であることが好ましく0.010μm以下であることがより好ましい。なお、上記粗さは触針計(測長距離:板厚方向に0.25mm)を用いて測定したものである。
(C) End face polishing process Next, the end face polishing process of the glass substrate obtained by the shape processing process is performed. The end surface polishing process is a process for performing polishing by supplying a polishing liquid containing loose abrasive grains between the polishing brush and the end surface of the glass substrate and relatively moving the polishing brush and the glass substrate. In the end surface polishing, the inner peripheral side end surface and the outer peripheral side end surface of the glass substrate are in a mirror state. At this time, a slurry containing fine particles such as cerium oxide as free abrasive grains is used. By performing the end surface polishing, it is possible to remove contamination such as dust, foreign matter particles such as dust on the end surface of the glass substrate, damage, or scratches. Thereby, generation | occurrence | production of thermal asperity can be prevented. Further, from the viewpoint of preventing the occurrence of ion precipitation that causes corrosion such as sodium and / or potassium, polishing is performed so that at least the surface roughness (Rz) of the side wall surface is 0.15 μm or less. Is preferable, and it is more preferable to polish so as to be 0.10 μm or less. Moreover, in the said viewpoint, it is preferable that the surface roughness (Ra) of at least a side wall surface is 0.015 micrometer or less, and it is more preferable that it is 0.010 micrometer or less. The roughness is measured using a stylus meter (measurement distance: 0.25 mm in the plate thickness direction).
(d)第1研磨処理
次に、ガラス基板の主表面に第1研磨処理が施される。具体的には、ガラス基板を、両面研磨装置に装着される保持部材(キャリア)に設けられた保持孔内に保持しながらガラス基板の両側の主表面の研磨が行われる。なお、表面粗さについてさらに低減したり、より精密な調整を行うために、第1研磨処理を複数の研磨処理に分けて実施してもよい。
(D) First polishing treatment Next, a first polishing treatment is performed on the main surface of the glass substrate. Specifically, the main surfaces on both sides of the glass substrate are polished while holding the glass substrate in a holding hole provided in a holding member (carrier) attached to the double-side polishing apparatus. In addition, in order to further reduce the surface roughness or perform more precise adjustment, the first polishing process may be divided into a plurality of polishing processes.
(e)化学強化処理
ガラス基板は適宜化学強化することができる。化学強化液として、例えば硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、またはそれらの混合物を加熱して得られる溶融液を用いることができる。そして、ガラス基板を化学強化液に浸漬することによって、ガラス基板の表層にあるガラス組成中のリチウムイオンやナトリウムイオンが、それぞれ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やカリウムイオンにそれぞれ置換されることで表層部分に圧縮応力層が形成され、ガラス基板が強化される。
化学強化処理を行うタイミングは、適宜決定することができるが、化学強化処理の後に研磨処理を行うようにすると、表面の平滑化とともに化学強化処理によってガラス基板の表面に固着した異物を取り除くことができるので特に好ましい。
(E) Chemical strengthening treatment The glass substrate can be appropriately chemically strengthened. As the chemical strengthening liquid, for example, a molten liquid obtained by heating potassium nitrate, sodium nitrate, or a mixture thereof can be used. Then, by immersing the glass substrate in the chemical strengthening solution, lithium ions and sodium ions in the glass composition on the surface of the glass substrate are converted into sodium ions and potassium ions having relatively large ion radii in the chemical strengthening solution, respectively. By replacing each, a compressive stress layer is formed in the surface layer portion, and the glass substrate is strengthened.
The timing of performing the chemical strengthening treatment can be determined as appropriate. However, if the polishing treatment is performed after the chemical strengthening treatment, the foreign matter fixed to the surface of the glass substrate by the chemical strengthening treatment can be removed together with the smoothing of the surface. This is particularly preferable because it can be performed.
(f)第2研磨(最終研磨)処理
次に、化学強化処理後のガラス基板に第2研磨処理が施される。第2研磨においても、第1研磨に用いる両面研磨装置と同様の構成を有する両面研磨装置が用いられる。第2研磨の後、ガラス基板は洗浄され、磁気ディスク用ガラス基板が作製される。
(F) Second Polishing (Final Polishing) Process Next, a second polishing process is performed on the glass substrate after the chemical strengthening process. Also in the second polishing, a double-side polishing apparatus having the same configuration as the double-side polishing apparatus used for the first polishing is used. After the second polishing, the glass substrate is washed to produce a magnetic disk glass substrate.
(ガラス基板の外周側端面の研削)
図1(a),(b)は、素板である円盤形状のガラス基板10の外周側端面に対して行う回転砥石12を用いた研削を説明する図である。図2(a)は、回転砥石12の溝12cの断面形状を説明する図であり、図2(b)は、端面研削後のガラス基板10の端面形状を説明する図である。回転砥石12は、ガラス基板の外周側端面の研削に用いる回転砥石である。図1(a),図2(a)では、理解し易いように、溝12cの大きさ及びガラス基板10の厚さを回転砥石12の大きさに比べて相対的に大きく示している。
(Grinding of the outer edge of the glass substrate)
FIGS. 1A and 1B are diagrams illustrating grinding using a
図1(a)に示すように、ガラス基板10の外周側端面の研削に用いる回転砥石12は、全体が円柱状に形成されているとともに、図2(a)に示すように、側壁部12a及びその両側に存在する面取部12b,12bからなる溝12cを有する。換言すると、回転砥石12は、円柱状の回転体の表面に研削加工用の研削溝が形成されている。そして、この研削溝のうち、溝12cは、ガラス基板10の外周側端面の側壁面10aと面取面10bとの両方の面を同時に研削加工できるように形成されている。具体的には、側壁部12aは、側壁面10aを研削し、面取部12b,12bは、面取り面10b,10bを研削する。上記溝12cの側壁部12a及び面取部12bは、ガラス基板10の研削加工面の仕上がり目標の寸法形状を考慮して、所定の寸法形状に形成されている。
ガラス基板10の外周側端面の研削では、図1(a)に示されるように、回転砥石12に形成された溝12cの溝方向に対してガラス基板10を傾けた状態、つまりガラス基板10の主表面の法線方向Xに対して回転砥石12の回転軸方向Yに延びる回転軸14を傾斜角度αだけ傾斜させた状態で、ガラス基板10の外周側端面を当接させて研削を行う。これによって、ガラス基板10の外周側端面に当接する回転砥石12の研削面における研削点の位置は、回転砥石12の回転軸方向の同じ位置に固定されないので、回転砥石12の周上に微小凸部があっても、ガラス基板10の外周側端面の回転軸方向の同じ位置において常にキズがつかない。このため、ガラス基板10へのダメージを少なくすることができる。また、ガラス基板の側壁面および面取面の表面粗さ、およびその面内ばらつきも小さくすることができる。研削加工面をより高平滑に、すなわちより高い品質要求に応えられるレベルの品位に仕上げることができる。さらには、従来の回転軸をガラス基板の法線方向に傾斜させないで研削加工を行う場合と比べて砥石寿命の向上効果も有する。
As shown in FIG. 1 (a), the rotating
In grinding of the outer peripheral side end surface of the
上述の傾斜角度αは任意に設定することができるが、上述の作用効果をより良く発揮させるためには、例えば1〜30度の範囲内とすることが好ましく、5〜15度の範囲内とすることがより好ましく、2〜10度の範囲内とすることがさらに好ましい。
研削に用いる回転砥石12の砥粒としては、特に限定されないが、加工速度の観点からは、ダイヤモンド砥粒を用いることが好ましい。そして、ダイヤモンド砥粒を電着させた電着砥石およびダイヤモンド砥粒をレジン(樹脂)で結合させたレジンボンド砥石を好適に使用することができる。
研削に用いる回転砥石12として、電着砥石を用いた場合には、研削速度を向上できるため好ましい。研削速度を向上させる観点から、電着砥石であるダイヤンモンド砥石の番手は、♯300〜♯800であることが好ましい。
研削に用いる回転砥石12として、レジンボンド砥石を用いた場合には、研削加工によるガラス基板の端面(面取面、側壁面)の面粗さをより一層向上できるため好ましい。このとき、ダイヤモンド砥石の番手は、研削工程後の端面品質を向上させて、端面研磨工程の負荷を低減する観点で、#2000〜#3000であることが好ましい。
研削加工を行う際の回転砥石12の周速度は例えば、800〜1000m/分の範囲内が好ましい。また、ガラス基板10の周速度は、5〜20m/分の範囲内が好ましい。また、ガラス基板10の周速度に対する回転砥石12の周速度の比(周速度比)は、研削加工によるガラス基板の端面品質を向上させるために80〜200の範囲内であることが好ましい。
The above-mentioned inclination angle α can be arbitrarily set, but in order to better exhibit the above-described effects, it is preferably within a range of 1 to 30 degrees, for example, within a range of 5 to 15 degrees. More preferably, it is more preferably in the range of 2 to 10 degrees.
Although it does not specifically limit as an abrasive grain of the
When an electrodeposition grindstone is used as the rotating
When a resin bond grindstone is used as the rotating
For example, the peripheral speed of the
このような回転砥石12の側壁部12a、すなわち、ガラス基板10の側壁面10aと当接する回転砥石12の研削面は、回転軸14を含む平面で切断したときの断面形状は、研削対象であるガラス基板10の側に対してへこんだ凹形状(回転軸14に向かって凹形状)である。この凹形状は、例えば図2(a)で示す滑らかな曲線形状で形成されるが、好ましくは、円弧形状または放物線形状で形成されることが好ましい。円柱状の回転砥石12の外側表面が研削面であり、回転砥石12の円形状とガラス基板10の円形状が外接するように配置して研削加工を行う場合における、ガラス基板10の側壁面を研削する回転砥石12の研削面の円弧形状の好ましい曲率半径は、ガラス基板10の外径、回転砥石12の内径、及び傾斜角度αおよび、側壁面の主表面に対する直交する度合いに応じて適宜設定すればよい。具体的には、例えば、ガラス基板10の外径が50mm〜150mmの範囲にあり、回転砥石12の外径が10〜20mmにあり、傾斜角度αが1〜15度の場合、回転砥石12の研削面の凹形状を成した円弧形状の曲率半径としては、10〜700mmの範囲内が好ましい。
The
このような回転砥石12を用いてガラス基板10の外周側端面を研削加工することにより、図2(b)に示すように、ガラス基板10の主表面10cに対して直交する方向に延びる側壁面10aを形成することができる。
図3(a),(b)は、従来の回転砥石102の溝102cの断面形状と、従来の端面研削後のガラス基板100の端面形状を説明する図である。
図3(a)に示すように、回転砥石102の側壁部102a、すなわち、ガラス基板100の面100aと当接する回転砥石102の研削する面は、回転砥石102の回転軸を含む平面で切断したときの断面形状は、直線形状である。そして、この回転砥石102を用いて外周側端面の研削加工を行ったガラス基板100の側壁面に対応する面100aは、回転砥石102の側に対してへこんだ凹形状を成している。このような形状が形成されるのは、回転砥石102の外側表面にガラス基板100の外周側端面が当接するように、すなわち外接するように配置して研削を行うことによる。本願発明者は、この点を見出して、ガラス基板10の主表面10cに対して直交する方向に延びる側壁面を形成するために、予め回転砥石の側壁部を凹形状にすることを着想している。
A side wall surface extending in a direction orthogonal to the
FIGS. 3A and 3B are views for explaining the cross-sectional shape of the groove 102c of the conventional
As shown in FIG. 3A, the
本実施形態では、溝12cは、側壁部12a及び面取部12bを有するため、ガラス基板10の側壁面10aと面取り面10b,10bとを同時に研削することができる。なお、例えば、ガラス基板10の側壁面10aのみを研削する場合には、回転砥石12は、面取部12bを有していなくてもよい。
In this embodiment, since the
このように、ガラス基板10の外周側端面を、本発明に基づいて研削加工する場合、ガラス基板10の外周側端面と当接する回転砥石12の研削する面を、回転砥石12の回転軸14を含む平面で切断したときの断面形状は、ガラス基板10の端面に対してへこんだ凹形状(回転砥石12の回転軸に向かってへこんだ凹形状)を成している。このため、ガラス基板10の端面をガラス基板10の主表面10cに対して直交する側壁面10aを形成することができる。すなわち、ガラス基板10の端面形状を目標とする形状に高精度に形成することができる。
本実施形態においてガラス基板10の外周側端面の側壁面を、回転砥石12の外側表面と当接(外接)させて研削する場合、ガラス基板10の中心および回転砥石12の回転軸が、ガラス基板10の側壁面と回転砥石12の研削面とが当接する研削点から見て回転砥石12の周およびガラス基板の周のそれぞれを境にして逆側に存在するように研削加工が行われている。いいかえると、ガラス基板10の中心と回転砥石12の回転軸が、研削点を挟んだ位置に存在する。この場合において、回転砥石12の研削面の形状を上記凹形状とすることで、ガラス基板10の外周側端面の側壁面の形状を、主表面に対して精度よく直交させることができる。
また、本発明にかかる回転砥石は、加工対象である素板であるガラス基板10の主表面10cと直交する軸に対して回転軸を傾斜させた状態で、当該ガラス基板10の端面(10aおよび10b)に当接(外接)させることにより、当該端面(10aおよび10b)を構成する側壁面10a、および側壁面10aと主表面10cとの間に介在する介在面(面取面10b)の研削加工を行うための回転砥石であって、外周側端面の側壁面10aを研削加工するための底部12aと、底部12aと繋がっており上記介在面を研削加工するための底部12aに対して傾斜している傾斜部12bとを備え、底部12aは、前記回転軸を含む平面における断面形状が、砥石の外側(ガラス基板10の端面(10aおよび10b))に対してへこんだ(砥石の回転軸に向かってへこんだ)凹形状である構成であってもよい。
つまり、ガラス基板10の外周側端面を研削する際に、回転砥石12を用いて研削すると、回転砥石12の回転軸が、ガラス基板10の中心(円孔10dの中心)と研削点を挟んだ位置に存在することになる。この場合において、回転砥石12の研削面の形状を上記凹形状とすることで、ガラス基板10の外周側端面の側壁面の形状を、主表面に対して精度よく直交させることができる。換言すると、回転砥石12の形状が円柱形状でその外表面に研削溝が形成されている場合であって、この回転砥石12の回転軸と、ガラス基板10の中心とが研削点を挟んで対向する位置にある場合には、回転砥石12の研削面の形状を上記凹形状とすることで、ガラス基板10の外周側端面の側壁面の形状を、主表面に対して精度よく直交させることができる。
外周側端面の研削及びこの研削に用いる回転砥石の説明は以上である。さらに、ガラス基板の内周側端面の研削及びこの研削に用いる回転砥石について、好ましい形態の例を挙げて説明する。
Thus, when the outer peripheral side end face of the
In this embodiment, when the side wall surface of the outer peripheral side end surface of the
In addition, the rotating grindstone according to the present invention is such that the end surface (10a and 10a and 10b), the
That is, when the outer peripheral side end face of the
This completes the description of the grinding of the outer peripheral side end face and the rotary grindstone used for this grinding. Furthermore, the grinding | polishing of the inner peripheral side end surface of a glass substrate and the rotating grindstone used for this grinding are given and demonstrated about the example of a preferable form.
(ガラス基板の内周側端面の研削)
図4は、素板であるガラス基板10の内周側端面に対して行う回転砥石22を用いた研削を説明する図である。図5は、回転砥石22の断面形状を説明する図である。回転砥石22は、ガラス基板の内周側端面の研削に用いる回転砥石である。
(Grinding of the inner surface of the glass substrate)
FIG. 4 is a diagram illustrating grinding using the
回転砥石22は、全体が円柱状に形成されているとともに、図5に示すように、側壁部22a及びその両側に存在する面取部22b,22bからなる溝22cを有する。溝22cは、ガラス基板10に設けられる円孔10dの内周側端面の側壁面10aと面取面10bとの両方の面を同時に研削加工できるように形成されている。具体的には、側壁部22aは、側壁面10aを研削し、面取部22b,22bは、面取り面10b、10bを研削する。上記溝22cの側壁部22a及び面取部22bは、ガラス基板10の研削加工面の仕上がり目標の寸法形状を考慮して、所定の寸法形状に形成されている。
ガラス基板10の内周側端面の研削でも、外周側端面の研削と同様に、回転砥石22に形成された溝22cの溝方向に対してガラス基板10を傾けた状態、つまりガラス基板10の主表面の法線方向に対して回転砥石22の回転軸方向に延びる回転軸(図示されない)を傾斜角度αだけ傾斜させた状態で、ガラス基板10の内周側端面を当接させて、内周側端面の研削を行う。この場合、回転砥石22の研削面は、ガラス基板10の内周側端面に内接する。これによって、ガラス基板10の内周側端面に当接する回転砥石12の位置は、回転砥石12の回転軸方向の同じ位置に固定されないので、回転砥石12の周上に微小凸部があっても、ガラス基板10の外周側端面の回転軸方向の同じ位置において常にキズがつかない。このため、ガラス基板10へのダメージを少なくすることができる。また、ガラス基板の側壁面および面取面の表面粗さ、およびその面内ばらつきも小さくすることができる。研削加工面をより高平滑に、すなわちより高い品質要求に応えられるレベルの品位に仕上げることができる。さらには、従来の回転軸をガラス基板の法線方向に傾斜させないで研削加工を行う場合と比べて砥石寿命の向上効果も有する。
The rotating
In the grinding of the inner peripheral side end face of the
なお、回転砥石22を用いて、ガラス基板10の円孔である内周側端面を研削加工する際の傾斜角度および研削砥粒の構成については、上述した回転砥石12と同様にすればよい。
In addition, what is necessary is just to make it the same as that of the
そして、回転砥石22の側壁部22a、すなわち、ガラス基板10の側壁面10aと当接する回転砥石22の研削面は、回転砥石22の回転軸を含む平面で切断したときの断面形状が、研削対象であるガラス基板10の側に向かって凸形状である。換言すると、前記研削面における回転砥石22の回転軸を含む平面で切断したときの断面形状は、回転砥石22の回転軸と直交する方向に突出する形状(凸形状)である。この凸形状は、例えば滑らかな曲線形状で形成されるが、好ましくは、円弧形状または放物線形状で形成されることが好ましい。回転砥石22の外側表面とガラス基板10とを内接するように当接させて研削加工を行う場合における、ガラス基板10の側壁面を研削する回転砥石22の研削面の円弧形状の好ましい曲率半径は、ガラス基板10の外径、回転砥石22の外径、及び傾斜角度αおよび、側壁面の主表面に対する直交する度合いに応じて適宜設定すればよい。具体的には、例えば、ガラス基板10の内径が10mm〜20mmの範囲にあり、回転砥石22の外径が5〜18mmにあり、傾斜角度αが1〜15度の場合、回転砥石22の研削面の円弧形状の曲率半径としては、6〜300mmの範囲内が好ましい。
つまり、ガラス基板10の円孔10dの内周側端面の側壁面に、回転砥石22の外側表面を当接(内接)させて研削する場合、ガラス基板10の中心および回転砥石12の回転軸が、ガラス基板10の側壁面と回転砥石12の研削面とが当接する研削点から見て回転砥石12の周およびガラス基板の周のうち大きな周を境にして同じ側に存在するように研削加工が行われている。
And the
That is, when the outer surface of the
このような回転砥石22を用いてガラス基板10の円孔10dにおける内周側端面を研削加工することにより、ガラス基板10の主表面10cに対して直交する方向に延びる側壁面10aを内周側端面に形成することができる。
回転砥石22の溝22cには、側壁部22a及び面取部22bを有するが、面取り部22bは設けられなくてもよい。例えば、内周側端面に面取り面を有しないような端面研削を行う場合、面取部22bを必要としない。
By grinding the inner peripheral side end face in the
Although the
[実験例]
本実施形態の外周側端面の効果を確認するために、2つの異なる条件の研削によりガラス基板の外周側端面の研削を行った(実施例及び従来例)。
端面研磨対象のガラス基板には、外径65mm、内径20mm、厚さ0.8mmの円盤形状のガラス基板(素板)を用いた。ガラス基板の円孔は、ガラス基板の中心と円孔の中心が一致するように設け、円孔の内径を20mmとした。
[Experimental example]
In order to confirm the effect of the outer peripheral end face of the present embodiment, the outer peripheral end face of the glass substrate was ground by grinding under two different conditions (Example and Conventional Example).
A disk-shaped glass substrate (element plate) having an outer diameter of 65 mm, an inner diameter of 20 mm, and a thickness of 0.8 mm was used as the glass substrate to be polished. The circular hole of the glass substrate was provided so that the center of the glass substrate coincided with the center of the circular hole, and the inner diameter of the circular hole was 20 mm.
回転砥石は、実施例及び従来例では、図1(a)に示すような円柱形状の砥石を用い、回転砥石の外側表面を研削する面として用い、回転砥石の外側表面を研削面としてガラス基板の外周側端面を研削した。砥石の外径は15mmであり、溝の深さは1mmとした。
実施例及び従来例における傾斜角度αは10度とした。
実施例に用いた回転砥石の側壁部の断面形状は、曲率半径34mmの円弧形状からなる凹形状とした。一方、従来例に用いた回転砥石の側壁部の断面形状は、直線形状とした。
In the embodiment and the conventional example, the rotating grindstone uses a cylindrical grindstone as shown in FIG. 1A, uses the outer surface of the rotating grindstone as a surface to be ground, and uses the outer surface of the rotating grindstone as a grinding surface. The outer peripheral side end face of was ground. The outer diameter of the grindstone was 15 mm, and the depth of the groove was 1 mm.
The inclination angle α in the example and the conventional example was 10 degrees.
The cross-sectional shape of the side wall portion of the rotating grindstone used in the examples was a concave shape formed of an arc shape having a curvature radius of 34 mm. On the other hand, the cross-sectional shape of the side wall portion of the rotary grindstone used in the conventional example was a linear shape.
上記実施例及び従来例の内容で、ガラス基板(素板)の側壁面の研削を行い、ガラス基板の端面の形状を観察した。
その結果、実施例の研削で得られたガラス基板の側壁面の断面形状は直線形状であり、ガラス基板の主表面に直交する側壁面が得られた。一方、従来例の研削で得られたガラス基板の側壁面に対応する面は、図3(b)に示すように断面形状はへこんだ曲線形状となり、ガラス基板の主表面に直交する側壁面は得られなかった。
これより、本実施形態の効果は明らかである。
With the contents of the above examples and conventional examples, the side wall surface of the glass substrate (element plate) was ground, and the shape of the end surface of the glass substrate was observed.
As a result, the cross-sectional shape of the side wall surface of the glass substrate obtained by grinding of the example was a linear shape, and a side wall surface orthogonal to the main surface of the glass substrate was obtained. On the other hand, the surface corresponding to the side wall surface of the glass substrate obtained by the grinding of the conventional example is a curved shape having a concave cross section as shown in FIG. 3B, and the side wall surface orthogonal to the main surface of the glass substrate is It was not obtained.
From this, the effect of this embodiment is clear.
以上、本発明の回転砥石及び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及び実施例に限定されず、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 rotary grindstone of this invention and the glass substrate for magnetic discs was demonstrated in detail, this invention is not limited to the said embodiment and Example, In the range which does not deviate from the main point of this invention, it is various improvement. Of course, you may make changes.
10,100 ガラス基板
10a 側壁面
10b 面取り面
10c 主表面
10d 円孔
12,22,102 回転砥石
12a,22a,102a 側壁部
12b,22b 面取り部
12c,22c 溝
14 回転軸
100a 面
10, 100
Claims (4)
前記端面と当接する前記回転砥石の研削面における前記回転軸を含む平面で切断したときの断面形状は、前記回転軸に向かって凹形状である、ことを特徴とする回転砥石。 Grinding the end surface by bringing it into contact with the outer peripheral end surface of the disk-shaped substrate in a state where the rotation axis is inclined with respect to the normal direction of the main surface of the disk-shaped substrate having a pair of main surfaces to be processed A rotating grindstone for processing,
The rotary grindstone is characterized in that a cross-sectional shape of the rotating grindstone of the rotating grindstone that comes into contact with the end surface when cut along a plane including the rotating shaft is concave toward the rotating shaft.
前記回転砥石の研削面は、前記円柱形状の外側表面に設けられている、請求項1または2に記載の回転砥石。 The rotating grindstone has a cylindrical shape,
The rotating grindstone according to claim 1 or 2, wherein a grinding surface of the rotating grindstone is provided on an outer surface of the columnar shape.
前記端面研削処理では、前記磁気ディスク用ガラス素板の外周端面が、請求項1〜3のいずれか1項に記載の回転砥石を用いて研削される、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 including an end surface grinding process for grinding an end surface of a glass base plate for a magnetic disk, which is a disk-shaped substrate having a circular hole in the center,
In the said end surface grinding process, the outer peripheral end surface of the said glass base plate for magnetic discs is ground using the rotary grindstone of any one of Claims 1-3, The glass substrate for magnetic discs characterized by the above-mentioned. Manufacturing method.
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2013
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