JP3920625B2

JP3920625B2 - 情報記録媒体用ガラス基板の化学強化用ホルダー及びそれに用いられる支持部材

Info

Publication number: JP3920625B2
Application number: JP2001335195A
Authority: JP
Inventors: 潤一橋本; 憲広藤岡
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2021-10-31
Also published as: JP2003137605A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク等の情報記録媒体に用いられるガラス基板に関し、より詳しくはガラス基板の歪みの発生を低減できる情報記録媒体用ガラス基板の化学強化用ホルダー及びそれに用いられる支持部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の化学強化用ホルダーとしては特開平７−１７６０４５号公報に記載されているものが知られている。この化学強化用ホルダーは、ガラス基板を化学強化処理する際、化学強化槽中でガラス基板を保持するために使用される。具体的には、３つの穴が形成された板状の側板に、ソロバン玉状の複数の突部を有する３本の軸状体が固定されたものである。これらの軸状体に形成される突部の間には、直線状の谷底部が形成され、これらの谷底部はガラス基板の外周部を支持することができる。そして、これらの軸状体はガラス基板の外周部の３箇所を支持することによってガラス基板の側面が軸状体の軸線方向と直交するように複数のガラス基板を保持できるようになっている。
【０００３】
そして、ガラス基板を化学強化する際にはガラス基板が保持された化学強化用ホルダーを溶融状態の硝酸カリウムからなる化学強化槽に浸漬する。化学強化処理後、ガラス基板が保持された化学強化用ホルダーは化学強化槽から取り出されてガラス基板とともに常温に冷却される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の化学強化用ホルダーは軸状体に設けられたソロバン玉状をなす突部の熱容量が大きいため、冷却時にガラス基板の軸状体が接触する部分と、ガラス基板の他の部分とでは冷却速度に大きな差が生じる。すなわち、ガラス基板の軸状体が接触する部分では冷却による収縮量が小さいのに対し、ガラス基板の他の部分では収縮量が大きい。従って、ガラス基板は軸状体と接触する部分とその他の部分との境界領域において歪みが発生するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、ガラス基板の歪みの発生を低減することができる情報記録媒体用ガラス基板の化学強化用ホルダー及びそれに用いられる支持部材を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項１に記載の発明の情報記録媒体用ガラス基板の化学強化用ホルダーは、情報記録用媒体として使用される円盤状のガラス基板を支持するための複数の支持部材と、該支持部材の両端を固定する一対の固定部材とを備え、前記支持部材は長四角板状の薄板をその短辺に沿って湾曲させて形成されるとともに、支持部材の膨出側の表面には突部が長手方向に波状に複数形成され、支持部材の膨出側の突部間に形成された溝部でガラス基板が支持されるものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明の化学強化用ホルダーの支持部材は、請求項１に記載の情報記録媒体用ガラス基板の化学強化用ホルダーに組付けられる支持部材であって、長四角板状の薄板をその短辺に沿って湾曲させて形成されるとともに、支持部材の膨出側の表面には突部が長手方向に波状に複数形成され、支持部材の膨出側の突部間に形成された溝部でガラス基板が支持されるものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明の化学強化用ホルダーの支持部材は、請求項２に記載の発明において、前記溝部の両側が、溝部の中央より幅広に形成されているものである。
【０００９】
請求項４に記載の発明の化学強化用ホルダーの支持部材は、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記溝部の両側が、溝部の中央より幅広に形成されているものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態を、図１〜図６に従って説明する。
図１に示すように化学強化用ホルダー１１は、固定部材としての長四角板状をなす一対の側板１２に純チタン製の長四角板をプレス加工によって湾曲させて形成した複数の支持部材１３の両端部が固定されて構成されている。そして、これらの支持部材１３に図１の二点鎖線で示す複数のガラス基板１４が保持できるようになっている。
【００１１】
図１、図２及び図３に示すように支持部材１３は、膨出側の表面には短手方向の全体にわたって延びる側面視逆Ｕ字状の突部１５が長手方向に複数形成されている。これらの突部１５の間には側面視Ｕ字状の溝部１６が形成され、これら溝部１６にはガラス基板１４の外周縁が挿入できるようになっている。そして、これらの突部１５と溝部１６が形成されている支持部材１３の両側面は波形状となっている。
【００１２】
図３及び図４に示すように、溝部１６の中央部の幅Ｌは０．５〜１．５ｍｍに設定されている。この幅Ｌが０．５ｍｍ未満であると、ガラス基板１４の外周縁が挿入しにくい。一方、１．５ｍｍを超えると、ガラス基板１４を保持した場合、振動等によりガラス基板１４が揺動し易くなり、損傷を受けるおそれがある。そして、これらの溝部１６は支持部材１３の中央から両側に向かうに従って幅広に形成されている。
【００１３】
さらに、突部１５及び溝部１６は短手方向に丸みを帯びており、図５に示すように突部１５及び溝部１６の断面は円弧状をなしている。そして、突部１５の曲率半径は５．０〜１５．０ｍｍ、溝部１６の曲率半径は８．０〜２０．０ｍｍに設定されている。突部１５の曲率半径が５．０ｍｍ未満、溝部１６の曲率半径が８．０ｍｍ未満の場合、プレス加工が困難となる。一方、突部１５の曲率半径が１５．０ｍｍを超えると、溝部１６の断面を円弧状にプレス加工するのが困難となる。また、溝部１６の曲率半径が２０．０ｍｍを超えると、ガラス基板１４の外周縁と溝部１６との接触が増して、挿入時にガラス基板１４が損傷を受けるおそれがある。
【００１４】
支持部材１３の両端は板状をなし、支持部材１３を形成する長四角板の厚さは０．５〜１．２ｍｍに設定されている。この厚さが０．５ｍｍ未満であると、プレス加工時に割れが生じ易い。一方、１．２ｍｍを超えると、プレス加工が困難となる。
【００１５】
図１に示すように側板１２の中央には一対の長四角形状のスリット１７が隣接して縦方向に形成されている。また、側板の両端中央にはスリット１７と水平になるように一対の長四角形状のスリット１８が縦方向に形成されている。さらに、スリット１７とスリット１８の下方には一対の長四角形状のスリット１９が横方向に形成されている。そして、これらのスリット１７、１８及びスリット１９には支持部材１３の両端が挿入され、溶接によって側板１２に固定されている。
【００１６】
スリット１７及びスリット１８に固定された一対の支持部材１３は、膨出側の表面を対向して水平に配置されている。さらに、これら一対の支持部材１３の下方にはスリット１９に固定された支持部材１３が膨出側の表面を上方に向けて配置されている。そして、これら３本の支持部材１３によって図１の２点鎖線で示す一連の複数のガラス基板１４の両側部及び底部を保持できるようになっている。さらに、これら３本の支持部材１３に並列して３本の支持部材１３が配置され、同様に一連の複数のガラス基板１４を保持できるようになっている。
【００１７】
図６に示すように、常温において、ガラス基板１４の両側に位置する一対の支持部材１３において、それぞれの溝部１６間の距離は、ガラス基板１４の直径より広く設定されている。そして、ガラス基板１４の底部に位置する支持部材１３の溝部１６にガラス基板１４の底面が当接するとともに、ガラス基板１４の側面は、両側に位置する支持部材１３の一方の溝部１６に当接するようになっている。つまり、ガラス基板１４の外周面は底面と一側面の二点によって支持されている。従って、ガラス基板１４の他側面と溝部１６間には隙間が生じている。そして、支持部材１３とガラス基板１４が熱膨張した時、両側部に位置する一対の支持部材１３の両溝部１６によってガラス基板１４を挟み込んで、強く圧迫するのを防ぐことができる。
【００１８】
ガラス基板１４の外周面と溝部１６間の隙間は０．１〜０．５ｍｍに設定されることが好ましい。この隙間が０．１ｍｍ未満では、ガラス基板１４と一対の支持部材１３が熱膨張した時、ガラス基板１４を強く圧迫する恐れがある。一方、０．５ｍｍを超えると、常温において、支持部材１３により保持されたガラス基板１４は、支持が不安定となり、振動等によって揺動し、損傷を受けやすくなる。
【００１９】
図６に示すように、本実施形態ではガラス基板１４の両側に位置する一対の支持部材１３は水平に配置されている。そして、図６の二点鎖線で示すように、一対の支持部材１３の溝部１６の中心とガラス基板の中心を結んだ２本の直線のなす下方側の角度θは１８０度となっている。この角度は、１６０度を超え、１８０度までの範囲に設定されることが好ましい。この角度が１６０度以下であると、支持部材１３に保持されたガラス基板１４は不安定な状態となり、振動等によって揺動することにより、損傷を受けやすくなる。一方、１８０度を超えると、化学強化用ホルダー１１内にガラス基板１４を挿入しにくくなる。
【００２０】
一対の側板１２の四隅には凹部２０が形成されるとともに中央下部にはスリット２１が形成されている。これらの凹部２０及びスリット２１にはそれぞれ長四角形状の５枚の補強板２２が取着され、一対の側板１２を連結補強するようになっている。なお、側板１２の隅部下側に取着された一対の補強板２２は他の補強板２２より幅広に形成されている。
【００２１】
図６に示すようにガラス基板１４は、中央に円孔を有したドーナツ板状をなし、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク等の情報記録媒体の基板として使用されるものである。ガラス基板１４を形成するガラス材料としては、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）、酸化ナトリウム（Ｎａ₂Ｏ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）を主成分としたソーダライムガラス、ＳｉＯ₂、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、Ｒ₂Ｏ（ただし、Ｒ＝カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ））を主成分としたアルミノシリケートガラス、ボロシリケートガラス、酸化リチウム（Ｌｉ₂Ｏ）−ＳｉＯ₂系ガラス、Ｌｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂、Ｒ’Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系ガラス（ただし、Ｒ’＝マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びバリウム（Ｂａ））を使用することができ、これらのガラス材料に酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）や酸化チタン（ＴｉＯ₂）等を添加した化学強化用ガラスであれば特に限定されない。ガラス基板１４の外周縁は面取加工され、外周面の幅は０．３３５〜１．１３５ｍｍに設定されている。そして、ガラス基板１４の外周縁は支持部材１３に形成される溝部１６に挿入できるようになっている。
【００２２】
さて、ガラス基板１４を化学強化用ホルダー１１に保持させる場合には、化学強化用ホルダー１１の上方からガラス基板１４を側板１２と平行になるように一対の支持部材１３の溝部１６間に挿入する。次に、支持部材１３の溝部１６にガラス基板１４の底部を当接させることによってガラス基板１４が化学強化用ホルダー１１に保持される。
【００２３】
このとき、支持部材１３には突部１５が形成されている。従って、突部１５の側面によってガラス基板１４の外周縁を挟むように保持することができる。また、溝部１６は中央部から両側に向かうに従って幅広に形成されている。従って、ガラス基板１４を溝部１６に容易に挿入することができる。さらに、溝部１６は短手方向に丸みを帯びて形成されている。従って、挿入時のガラス基板１４の外周縁と溝部１６の接触を低減することができるとともに、保持されたガラス基板１４の外周縁は溝部１６と線接触することができる。
【００２４】
そして、ガラス基板１４を化学強化処理する場合には、所定温度に調整された溶融塩、例えば硝酸カリウム（ＫＮＯ₃）と硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ₃）の混合溶液からなる溶融塩に化学強化用ホルダー１１に保持されたガラス基板１４を所定時間浸漬し、ガラス基板１４の化学成分中のリチウムイオン（Ｌｉ⁺）やナトリウムイオン（Ｎａ⁺）をイオン半径のより大きいＮａ⁺やカリウムイオン（Ｋ⁺）にイオン交換する。これによって、ガラス表面の圧縮応力が高められ、ガラス基板１４を情報記録媒体の基板として使用する際、高速回転による破損を防止することができる。
【００２５】
このとき、ガラス基板１４の両側部に位置する支持部材１３の溝部１６間の距離が前記ガラス基板１４の直径より若干広く設けられている。従って、ガラス基板１４及び支持部材１３が熱膨張しても、ガラス基板１４の外周縁が両支持部材１３の溝部１６に接触するまでに余裕を持たせることができる。ガラス基板１４及び支持部材１３がさらに熱膨張した場合でも、両側部に位置する支持部材１３の両溝部１６によってガラス基板１４を挟み込んで、強く圧迫するのを防ぐことができる。また、一対の支持部材１３は、純チタン製の長四角板をプレス加工によって湾曲させて形成され、支持部材１３の突部１５は短手方向にわたって形成されている。従って、ガラス基板１４の外周縁が両支持部材１３の溝部１６に接触した後、さらに熱膨張した場合でも、両支持部材１３がたわむことができるため、ガラス基板１４に対する応力を緩和してガラス基板１４を確実に保持することができる。
【００２６】
化学強化処理後、ガラス基板１４が保持された化学強化用ホルダー１１は化学強化槽から取り出されてガラス基板１４とともに常温に冷却される。このとき、支持部材１３は長四角板を湾曲させて形成されている。従って、軸状体から形成した場合に比べて支持部材１３の熱容量を少なくすることができる。
【００２７】
本実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・この実施形態の情報記録媒体用ガラス基板の化学強化用ホルダー１１及びそれに用いられる支持部材１３においては、支持部材１３は純チタン製の長四角板を湾曲して形成されている。この構成によると、ガラス基板１４が保持された化学強化用ホルダー１１は化学強化槽から取り出されてガラス基板１４とともに常温に冷却される際に、支持部材１３とガラス基板１４の熱容量の差によってガラス基板１４に生じる歪みを低減することが出来る。
【００２８】
・この実施形態の支持部材１３においては、溝部１６は中央部から両側に向かうに従って幅広に形成されている。この構成によると、ガラス基板１４を溝部１６に容易に挿入することができるため、ガラス基板１４を化学強化用ホルダー１１に容易に保持させることができる。
【００２９】
・この実施形態の支持部材１３においては、支持部材１３は純チタン製の長四角板からプレス加工によって形成されている。この構成によると、支持部材１３の生産効率を向上できるとともに、安価に生産することができる。
【００３０】
・この実施形態の支持部材１３においては、突部１５は支持部材１３の短手方向全体にわたって形成されている。この構成によると、支持部材１３がたわむことができるため、ガラス基板１４が熱膨張した場合、ガラス基板１４に損傷を与えることなく、ガラス基板１４を確実に保持することができる。
【００３１】
・この実施形態の支持部材１３においては、溝部１６は短手方向に丸みを帯びて形成されている。この構成によると、挿入時のガラス基板１４の外周縁と溝部１６の接触を低減することができるとともに、保持されたガラス基板１４の外周縁は溝部１６と線接触することができる。よって、ガラス基板１４に対して支持部材１３が与える衝撃を和らげることができるとともに、ガラス基板１４の外周縁におけるチッピングの発生を減少することができる。また、化学強化槽から取り出される際、溶融状態の硝酸カリウム及び硝酸ナトリウムを支持部材１３から速やかに流し落すことができる。
【００３２】
・この実施形態の化学強化用ホルダー１１は、常温において、ガラス基板１４の両側に位置する一対の支持部材１３において、それぞれの溝部１６間の距離は、ガラス基板１４の直径より広く設定されている。つまり、ガラス基板１４の外周面は底面と一側面の二点によって支持されている。従って、支持部材１３及びガラス基板１４が熱膨張した時、ガラス基板１４の両側に位置する支持部材１３によってガラス基板１４を挟み込んで、強く圧迫するのを防ぐことができる。よって、ガラス基板１４が損傷を受けるのを抑制することができる。
【００３３】
なお、前記実施形態を次のように変更して具体化することも可能である。
・前記実施形態では、支持部材１３は純チタンから構成されているが、ニッケル合金、チタン合金、ステンレス鋼等、他の金属から構成してもよい。これらのうち、比重が軽いことから熱容量を小さくすることができ、さらに耐食性を有することからチタン合金が好ましく、純チタンが一層好ましい。
【００３４】
・前記実施形態では、側板１２に６本の支持部材１３を取着して、合計二連のガラス基板１４を保持できるように構成されている。しかし、３本の支持部材１３を取着して一連のガラス基板１４を保持できるようにしてもよく、９本以上の支持部材１３を取着して三連以上のガラス基板１４を保持できるように構成してもよい。このように構成した場合、補強板２２の数、大きさ、及び側板１２に対する補強板２２の取着位置は適宜変更してもよい。
【００３５】
・前記実施形態では、支持部材１３はそれらの両端を側板１２に形成されたスリット１７、１８及びスリット１９に挿入され溶接によって固定されているが、溶接を省略してもよい。また、スリット１７、１８及びスリット１９を形成せずに溶接によって直接固定してもよい。
【００３６】
次に、上記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
（１）前記突部は支持部材の短手方向に延びるように形成されている請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の化学強化ホルダーの支持部材。このように構成した場合、支持部材はたわむことができるため、ガラス基板に損傷を与えることなく、ガラス基板を確実に保持できる。
【００３７】
（２）前記突部と溝部が短手方向に丸みを帯びて形成されている請求項２から請求項４及び上記（１）のいずれか一項に記載の化学強化ホルダーの支持部材。このように構成した場合、ガラス基板に対する衝撃を和らげることができるとともに、ガラス基板の外周縁におけるチッピングの発生を減少することができる。また、化学強化槽から取り出される際、溶融状態の硝酸カリウム及び硝酸ナトリウムを支持部材から速やかに流すことができる。
【００３８】
（３）前記支持部材は、ガラス基板が垂立した状態で、該ガラス基板の両側及び底部に位置するとともに、両側に位置する一対の支持部材の溝部の中心と、ガラス基板の中心とを結んだ２本の直線のなす下方側の角度が１６０度を超え、１８０度までの範囲に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体用ガラス基板の化学強化用ホルダー。このように構成した場合、ガラス基板を安定して保持することができる。
【００３９】
（４）前記支持部材は、常温において、ガラス基板の両側に位置するいずれか一方の支持部材の溝部と、底部に位置する支持部材の溝部とが、ガラス基板の底面と外周面の二点に当接している請求項１又は上記（３）に記載の情報記録媒体用ガラス基板の化学強化用ホルダー。このように構成した場合、ガラス基板の両側に位置する支持部材とガラス基板が熱膨張した時、溝部によってガラス基板を強く圧迫するのを防ぐことができるとともに、ガラス基板が損傷を受けるのを抑制することができる。
【００４０】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１及び請求項２に記載の情報記録媒体用ガラス基板の化学強化用ホルダー及びそれに用いられる支持部材によれば、ガラス基板の歪みの発生を低減することができる。
【００４１】
請求項３に記載の化学強化用ホルダーの支持部材によれば、請求項２に記載の発明の効果に加えて、ガラス基板を化学強化用ホルダーに容易に保持させることができる。
【００４２】
請求項４に記載の化学強化用ホルダーの支持部材によれば、請求項２又は請求項３に記載の発明の効果に加えて、化学強化用ホルダーの生産効率を向上できるとともに、安価に生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態における化学強化用ホルダーを示す要部破断斜視図。
【図２】実施形態における支持部材を示す斜視図。
【図３】支持部材を示す平面図。
【図４】図３の４−４線における拡大断面図。
【図５】図３の５−５線における拡大断面図。
【図６】ガラス基板の保持状態における支持部材を示す断面図。
【符号の説明】
１１…化学強化用ホルダー、１２…固定部材としての側板、１３…支持部材、１４…ガラス基板、１５…突部、１６…溝部。

Claims

情報記録用媒体として使用される円盤状のガラス基板を支持するための複数の支持部材と、該支持部材の両端を固定する一対の固定部材とを備え、前記支持部材は長四角板状の薄板をその短辺に沿って湾曲させて形成されるとともに、支持部材の膨出側の表面には突部が長手方向に波状に複数形成され、支持部材の膨出側の突部間に形成された溝部でガラス基板が支持されることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板の化学強化用ホルダー。
請求項１に記載の情報記録媒体用ガラス基板の化学強化用ホルダーに組付けられる支持部材であって、長四角板状の薄板をその短辺に沿って湾曲させて形成されるとともに、支持部材の膨出側の表面には突部が長手方向に波状に複数形成され、支持部材の膨出側の突部間に形成された溝部でガラス基板が支持されることを特徴とする化学強化用ホルダーの支持部材。
前記溝部の両側が、溝部の中央より幅広に形成されている請求項２に記載の化学強化用ホルダーの支持部材。
前記支持部材が金属のプレス加工によって形成されている請求項２又は請求項３に記載の化学強化用ホルダーの支持部材。