JP4250385B2 - 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法、及び情報記録媒体用ガラス基板の研削装置 - Google Patents
情報記録媒体用ガラス基板の製造方法、及び情報記録媒体用ガラス基板の研削装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばハードディスク等のような情報記録装置の磁気記録媒体である磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク等の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法、その情報記録媒体用ガラス基板の研削装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記のような情報記録媒体の１つである磁気ディスクは、その中心に円孔を有する円盤状の情報記録媒体用ガラス基板（以下、略して「ガラス基板」とも記載する）の表面に磁性膜等を積層することによって製造される。そして、同磁気ディスクは、中心の円孔に支持軸であるスピンドルが嵌挿されることによってハードディスク装置等の内部に装着され、同スピンドルを中心に回転可能に支持されて使用される。
【０００３】
当該磁気ディスクが回転するとき、スピンドルへの取付バランス、磁気ディスクの回転バランス等が狂うと、磁気ディスクが偏心回転してしまい、磁気ディスクの傷つき、読み取りエラー等のような不具合が生じるおそれがある。この磁気ディスクの偏心回転は、ガラス基板の外周又は内周の真円度が低下したり、ガラス基板の内周中心と外周中心とが大きく位置ずれして同心度が低くなったり等したときに高い確率で発生する。そこで、磁気ディスクに使用されるガラス基板は、その製造時において外周端面及び内周端面に研削加工が施され、真円度及び同心度を向上させることにより、スピンドルへの取付バランス、回転バランス等を向上させる試みがなされている。
【０００４】
当該研削処理では、回転砥石を有する研削装置が使用され、同研削装置内にはガラス基板の材料であるガラス素板が回転可能に支持される。前記回転砥石は、円柱状をなし、研削装置内に回転支持軸を介して回転可能に支持されている。そして、研削処理時には、ガラス素板の外周端面及び内周端面のそれぞれに回転砥石が回転しながら押圧されることにより、外周端面及び内周端面がそれぞれ所定長さとなるように研削される。また、同研削処理が施された後、ガラス素板の外周端面及び内周端面には、まだ微小な凹凸が存在している。この微小な凹凸を取り除くため、研削処理が施された後のガラス素板には端面研磨処理が施され、外周端面及び内周端面が平滑面とされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のガラス基板においては、回転砥石の偏心回転によってガラス素板の外周端面及び内周端面に微小な凹凸が不均一な高さで形成されてしまう場合があった。この回転砥石の偏心回転は、主に回転支持軸の回転軸線に対する回転砥石の回転中心の位置ずれによって発生する。そして、このようにして形成された各凹凸の高さの差は、端面研磨処理で緩和するには大きすぎるため、その結果、真円度の低いガラス基板が製造されてしまい、ガラス基板の歩留まりが低下してしまうという問題があった。
【０００６】
また、近年の磁気ディスクには記録容量のさらなる増大が要求されており、記録容量を増大させた場合には、記録情報の読み取り時間を短縮するために磁気ディスクの回転速度を高める必要がある。しかし、磁気ディスクの回転速度を高めると遠心力が大きくなるため、特に真円度の低いガラス基板でなくとも偏心回転しやすくなる。このため、研削処理を精度よく施し、外周端面又は内周端面に形成される凹凸の高さの差を小さく抑える必要があるという問題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような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、研削処理を精度よく施すことができ、真円度が高められた情報記録媒体用ガラス基板を歩留まりよく製造することができる情報記録媒体用ガラス基板の製造方法及びその研削装置を提供することにある。
【０００８】
【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に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法の発明は、中心に円孔を有する円盤状のガラス素板の外周端面又は内周端面を研削して製造され、該研削後の外周端面又は内周端面に存在する凹凸の高低差が５μｍ以下であって、中心に軸孔が透設されるとともに該軸孔の内周面には同内周面の一部を回転支持軸の周面に対して非接触とするための非接触部が凹設された円柱状に形成され、当該軸孔に回転支持軸が嵌挿されることによって回転可能に支持されるとともに、同軸孔の内径と回転支持軸の直径との差が２〜７μｍとされた回転砥石を備える研削装置を使用し、同回転砥石とガラス素板を相対回転させながら回転砥石の外周面とガラス素板の外周端面又は内周端面とを接触させることによって同外周端面又は内周端面を研削する研削処理を行った後、当該外周端面又は内周端面を研磨する端面研磨処理を行い、その後、ガラス素板の表面を研磨する表面研磨処理を行うことを特徴とするものである。
請求項２に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法の発明は、中心に円孔を有する円盤状のガラス素板の外周端面又は内周端面を研削して製造され、該外周端面又は内周端面の真円度が５μｍ以下であって、中心に軸孔が透設されるとともに該軸孔の内周面には同内周面の一部を回転支持軸の周面に対して非接触とするための非接触部が凹設された円柱状に形成され、当該軸孔に回転支持軸が嵌挿されることによって回転可能に支持されるとともに、同軸孔の内径と回転支持軸の直径との差が２〜７μｍとされた回転砥石を備える研削装置を使用し、同回転砥石とガラス素板を相対回転させながら回転砥石の外周面とガラス素板の外周端面又は内周端面とを接触させることによって同外周端面又は内周端面を研削する研削処理を行った後、当該外周端面又は内周端面を研磨する端面研磨処理を行い、その後、ガラス素板の表面を研磨する表面研磨処理を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に記載の情報記録媒体用ガラス基板の研削装置の発明は、中心に円孔を有する円盤状のガラス素板の外周端面又は内周端面を研削して製造され、該研削後の外周端面又は内周端面に存在する凹凸の高低差が５μｍ以下である情報記録媒体用ガラス基板の製造に使用される研削装置であって、中心に軸孔が透設された円柱状に形成され、当該軸孔に回転支持軸が嵌挿されることによって回転可能に支持された回転砥石を備え、同回転砥石とガラス素板を相対回転させながら、回転砥石の外周面とガラス素板の外周端面又は内周端面とを接触させることで同外周端面又は内周端面を研削するように構成されるとともに、前記回転砥石の軸孔の内周面には同内周面の一部を回転支持軸の周面に対して非接触とするための非接触部が凹設され、かつ同軸孔の内径と回転支持軸の直径との差が２〜７μｍであることを特徴とするものである。
請求項４に記載の情報記録媒体用ガラス基板の研削装置の発明は、中心に円孔を有する円盤状のガラス素板の外周端面又は内周端面を研削して製造され、該外周端面又は内周端面の真円度が５μｍ以下である情報記録媒体用ガラス基板の製造に使用される研削装置であって、中心に軸孔が透設された円柱状に形成され、当該軸孔に回転支持軸が嵌挿されることによって回転可能に支持された回転砥石を備え、同回転砥石とガラス素板を相対回転させながら、回転砥石の外周面とガラス素板の外周端面又は内周端面とを接触させることで同外周端面又は内周端面を研削するように構成されるとともに、前記回転砥石の軸孔の内周面には同内周面の一部を回転支持軸の周面に対して非接触とするための非接触部が凹設され、かつ同軸孔の内径と回転支持軸の直径との差が２〜７μｍであることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５に記載の情報記録媒体用ガラス基板の研削装置の発明は、請求項３又は４に記載の発明において、前記非接触部は、前記軸孔の軸線方向における幅を前記回転砥石の厚みに対して４０〜６０％の範囲となるように形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体化した一実施形態を、図面に基づいて説明する。
本実施形態における情報記録媒体用ガラス基板は、中心に円孔を有する円盤状をなし、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。同ガラス基板を形成するガラス材料としてはフロート法、ダウンドロー法、リドロー法又はプレス法で製造されたソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、ボロシリケートガラス、結晶化ガラス等が挙げられる。そして、このガラス基板の表面に磁性膜等を積層することにより、情報記録媒体が構成される。
【００１３】
当該ガラス基板は、シート状のガラス板から中心に円孔を有する円盤状に切り出されたガラス素板を材料とし、同ガラス素板に各種処理を施すことによって製造される。この各種処理の主なものとしては、ガラス素板の外周端面及び内周端面を研削する研削処理、研削後の内周端面及び外周端面を研磨する端面研磨処理、ガラス素板の表面を研磨する表面研磨処理が挙げられる。この他、各種処理として、情報記録媒体として要求される耐衝撃性、耐振動性、耐熱性等を向上させるため、端面研磨処理後又は表面研磨処理後にガラス素板の表面を化学強化する化学強化処理、前に挙げた各種処理間又は各種処理後にガラス素板の表面を洗浄する洗浄処理等が行われる場合がある。
【００１４】
次に、各種処理を行うことによるガラス基板の製造方法について説明する。
まず、前記研削処理について説明する。この研削処理は、ガラス板から切り出されたガラス素板の内径寸法及び外形寸法を所定長さとし、ガラス基板として要求される真円度及び同心度を向上させるため、研削装置を使用し、同ガラス素板の内周端面及び外周端面を研削することによって行われる。すなわち、ガラス板から切り出された状態のガラス素板の内周端面及び外周端面には、大きな凹凸が形成されている。当該研削処理では、このガラス素板の内周端面及び外周端面に形成された大きな凹凸のうち、特に凸部削り取ることにより、ガラス素板の内周端面及び外周端面が平坦面状に均される。加えて、同研削処理においては、ガラス素板の内周端面及び外周端面が研削されるとともに、内周端面及び外周端面の角部がそれぞれ面取りされる。
【００１５】
この研削処理を行うための前記研削装置について説明する。
図２及び図３に示すように、研削装置は、ガラス素板１１の外周端面１２を研削するための円柱状をなす第１回転砥石２１と、内周端面１３を研削するための円柱状をなす第２回転砥石２２とを備えている。この第１回転砥石２１は、ガラス素板１１の外周の長さに対応するため、その直径がガラス素板１１の外径とほぼ同じ長さとなるように形成されている。また、第２回転砥石２２は、ガラス素板１１の円孔１１ａに対応して、その直径がガラス素板１１の内径よりも若干短くなるように形成されている。
【００１６】
これら第１回転砥石２１及び第２回転砥石２２は、それぞれ丸棒状をなす第１回転支持軸２３及び第２回転支持軸２４に取付けられ、該第１回転支持軸２３及び第２回転支持軸２４を介して装置本体の図示しない駆動装置に支持されている。そして、駆動装置によって第１回転支持軸２３及び第２回転支持軸２４が回転されることにより、第１回転砥石２１及び第２回転砥石２２は、それぞれが第１回転支持軸２３及び第２回転支持軸２４を中心に図２中に矢印で示す方向へ回転する。
【００１７】
前記第１回転砥石２１及び第２回転砥石２２の外周面には、研削溝２５がそれぞれの全周にわたって凹設されている。同研削溝２５は、横方向の外方へ向かうに従って幅広となるテーパ状に形成されている。また、当該研削溝２５の両テーパ面２５ａは、研削溝２５の内底面２５ｂに対して約４５゜の角度とされている。さらに、当該研削溝２５の内面にはダイヤモンド砥粒等の砥粒が電着等の方法で付着されている。
【００１８】
研削装置内において、ガラス素板１１は、第１回転砥石２１の研削溝２５内に外周縁部が挿入されることにより、同外周縁部を第１回転砥石２１で支持されている。一方、ガラス素板１１は、円孔１１ａ内に第２回転砥石２２が挿入されるとともに、同第２回転砥石２２の研削溝２５内に内周縁部が挿入されることにより、同内周縁部を第２回転砥石２２で支持されている。すなわち、ガラス素板１１は、第１回転砥石２１と第２回転砥石２２との間に挟み込まれるように配置され、支持されている。また、ガラス素板１１は図示しない駆動装置により、図２中に矢印で示す方向へ回転するように構成されている。
【００１９】
上記の第１回転砥石２１、第２回転砥石２２、第１回転支持軸２３、第２回転支持軸２４、駆動装置等によって研削装置が構成されている。研削装置内で支持されたガラス素板１１は、第１回転砥石２１及び第２回転砥石２２のそれぞれと相対回転されながら、第１回転砥石２１及び第２回転砥石２２が外周端面１２及び内周端面１３にそれぞれ押圧される。そして、第１回転砥石２１及び第２回転砥石２２の研削溝２５において、内底面２５ｂへの接触によりガラス素板１１の外周端面１２及び内周端面１３が研削され、両テーパ面２５ａへの接触により外周端面１２及び内周端面１３の角部が研削されて面取される。
【００２０】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、前記第１回転砥石２１の中心には第１回転支持軸２３を嵌挿するための軸孔３１が透設されている。第１回転砥石２１は、軸孔３１に第１回転支持軸２３が嵌挿された状態で図示しないボルト、ナット等を使用することにより、第１回転支持軸２３に固定されている。
【００２１】
一般に、回転砥石の軸孔の内径と回転支持軸の直径との差は、回転支持軸を軸孔に容易に嵌挿可能であるという観点から、２０〜３０μｍ程度に設定されている。しかし、差を２０〜３０μｍ程度とした場合、回転砥石の回転時において、遠心力、ガラス素板１１からの反力等のような外力によって回転支持軸に対して軸孔が移動して位置ずれし、回転砥石が偏心回転してしまう。そして、回転砥石が偏心回転する状態で研削加工を行うと、図５に示すように、ガラス素板１１の外周端面には不均一で大きな高低差の凹凸が形成されてしまい、真円度が低下してしまう。なお、図５に示すガラス素板の凹凸は、真円度測定器に東京精密製のロンコム３０Ｂを使用し、中心法を最小二乗中心法、フィルタを５００山／回転、測定倍率を２０００倍に設定して測定された結果である。また、このときの凹凸の高低差の最大値は、６．６μｍであった。
【００２２】
これに対し、この実施形態の軸孔３１は、第１回転砥石２１の回転中心が第１回転支持軸２３の回転軸線から位置ずれすることを抑制するため、その内径と第１回転支持軸２３の直径との差Ｒが２〜７μｍとなるように形成されている。この差Ｒが２μｍ未満の場合、軸孔３１に第１回転支持軸２３を嵌挿しにくくなるとともに、温度変化等による第１回転支持軸２３の膨張に対応することができなくなる。また、差Ｒが７μｍを超えると、第１回転支持軸２３に対して軸孔３１が移動しやすくなり、第１回転砥石２１が偏心回転しやすくなる。
【００２３】
そして、当該第１回転砥石２１は、差Ｒを２〜７μｍとすることにより、その軸孔３１に第１回転支持軸２３が嵌挿された状態で、軸孔３１の内周面と第１回転支持軸２３の周面との間に隙間がほとんど形成されないように構成されている。このため、第１回転砥石２１の回転時において、第１回転支持軸２３に対する軸孔３１の移動が抑制され、第１回転支持軸２３に対する第１回転砥石２１の位置ずれが抑制される。従って、第１回転砥石２１の偏心回転を抑制することでガラス素板１１の外周端面の研削加工を精度よく行うことが可能となる。
【００２４】
一方、差Ｒを２〜７μｍとすることにより、当該第１回転砥石２１は、一般の回転砥石と比較して軸孔３１に第１回転支持軸２３を嵌挿しにくくなっている。このため、軸孔３１の内周面には、同内周面の周方向に延びる環状の非接触部３２が凹設されている。つまり、同非接触部３２を設けることにより、軸孔３１に第１回転支持軸２３を嵌挿する際の第１回転支持軸２３の周面に対する軸孔３１の内周面の摩擦抵抗が低減される。従って、同非接触部３２を設けることにより、軸孔３１に第１回転支持軸２３を容易に嵌挿することができるように構成されている。
【００２５】
この非接触部３２は、第１回転砥石２１の厚み方向で軸孔３１の中間部に配設することが好ましい。これは、軸孔３１の内周面において、両端部の２箇所で第１回転支持軸２３の周面に接触させることにより、第１回転砥石２１を第１回転支持軸２３により安定した状態で装着することが可能であるためである。
【００２６】
非接触部３２は、その幅Ｌが第１回転砥石２１の厚みＴの４０〜６０％となるように形成することが好ましい。幅Ｌが厚みＴの４０％未満の場合、第１回転支持軸２３の周面に対する軸孔３１の内周面の摩擦抵抗が十分に低減されず、第１回転支持軸２３に第１回転砥石２１を装着しにくくなってしまう。また、幅Ｌが厚みＴの６０％を超えると、軸孔３１の内周面を第１回転支持軸２３の周面に十分に接触させることができなくなり、第１回転砥石２１を第１回転支持軸２３に安定して装着することができなくなるおそれがある。
【００２７】
軸孔３１の内周面の両端縁のうち、第１回転支持軸２３を嵌挿する際に入口側となる上端縁には、面取加工が施されることによって面取部３１ａが形成されている。同面取部３１ａは、上方に向かうに従い拡径しており、軸孔３１の開口を拡げるように機能している。そして、当該面取部３１ａを設けることによって第１回転支持軸２３を軸孔３１に嵌挿しやすくなっている。
【００２８】
前記第１回転砥石２１の底面には、第１回転砥石２１の回転中心と、第１回転支持軸２３の回転軸線とを位置合わせするための調整凹所３３が凹設されている。調整凹所３３は、第１回転砥石２１の回転バランスを良好なものとするため、第１回転砥石２１の底面を平面円形状に肉抜きすることによって形成されている。また、調整凹所３３は、その内周面３３ａが第１回転砥石２１の外周面２１ａと同心円を描くように、第１回転砥石２１の底面の中心に配置されている。
【００２９】
この調整凹所３３の内周面３３ａと第１回転砥石２１の外周面２１ａとの中心の一致度合いを示す同心度は、好ましくは５μｍ以下である。同心度が５μｍを超えると、第１回転砥石２１の回転中心と、第１回転支持軸２３の回転軸線とを位置合わせしにくくなる。また、この同心度は小さいものほど好ましいことから、その下限は特に限定されない。
【００３０】
当該研削装置において、第１回転支持軸２３に第１回転砥石２１を装着するときには、まず、第１回転支持軸２３の先端面が軸孔３１の下端面と面一となるまで、第１回転砥石２１の軸孔３１に第１回転支持軸２３が嵌挿される。次いで、ボルトを仮締めし、第１回転支持軸２３に第１回転砥石２１を仮固定する。続いて、調整凹所３３の内周面３３ａに、例えばダイヤルゲージ等のような測定機器を接触させ、この状態で第１回転支持軸２３及び第１回転砥石２１を回転させて内周面３３ａの偏心量を測定する。その後、同偏心量が最小値となるまで、第１回転支持軸２３に対して第１回転砥石２１を回転させる等して調整を行う。偏心量が最小値となったとき、調整凹所３３の内周面３３ａと第１回転砥石２１の外周面２１ａとが同心であることから、第１回転砥石２１の回転中心と、第１回転支持軸２３の回転軸線とが一致したこととなる。この偏心量が最小値となる位置でボルトが本締めされ、第１回転支持軸２３に対し第１回転砥石２１が固定される。
【００３１】
このようにして第１回転支持軸２３に対し第１回転砥石２１が固定された後、第２回転支持軸２４に対し第２回転砥石２２が固定される。そして、研削装置にガラス素板１１が装填され、研削加工が施される。同研削加工時においては、第１回転砥石２１の軸孔３１の内周面と、第１回転支持軸２３の周面との間に隙間がほとんど形成されないため、回転時に第１回転砥石２１の回転中心が第１回転支持軸２３の回転軸線から位置ずれすることが抑制される。従って、第１回転砥石２１の偏心回転が抑制された状態で研削加工を精度よく行うことが可能であり、ガラス素板１１の外周端面１２の真円度の向上が図られる。さらに、第１回転砥石２１の偏心回転が抑制されるため、第２回転砥石２２に対するガラス素板１１の偏心回転が抑制され、ガラス素板１１の内周端面１３の真円度の向上と、外周端面１２及び内周端面１３の同心度の向上とが図られる。
【００３２】
上記の研削装置を使用した研削処理において、ガラス素板１１は、外周端面１２及び内周端面１３に存在する微小な凹凸の高低差が５μｍ以下となるように研削される。この凹凸の高低差が５μｍを超えると、ガラス基板とした際に外周端面１２及び内周端面１３の真円度及び同心度が低下し、取付バランス、回転バランス等に狂いを生じ、偏心回転しやすい品質の劣るものとなる。この凹凸の高低差の下限は特に限定されず、低いものほど真円度及び同心度が向上し、高品質化を図ることができるため、好ましい。
【００３３】
実際に、差Ｒを２〜７μｍとして研削加工を行ったところ、図４に示すように、ガラス素板１１の外周端面上に存在する凹凸は、その高低差がほぼ均一で小さなものとなり、真円度が向上した。この図４に示すガラス素板１１の凹凸は、前に挙げたのと同じ真円度測定器及び設定で測定された結果である。また、このときの凹凸の高低差の最大値は、３．４μｍであった。
【００３４】
なお、ガラス素板１１の外周の真円度と内周の真円度とを比較した場合、重要視されるのは外周の真円度であると推定される。これは、ハードディスク装置等の情報記録装置にガラス基板よりなる情報記録媒体を内装する際、情報記録媒体は中心の円孔にスピンドル等のような支持軸が嵌挿されることにより固定される。この固定時において位置調整を行うことにより、内周の真円度のずれを緩和することが可能であり、また回転中心に近く、固定されているため支持軸に対する円孔の偏心は起こりにくいと考えられる。これに対し外周部分は、回転中心から離れるほど遠心力が強くなり、また固定されていないため、回転方向への偏りに加え、回転方向と直交する方向への偏りも発生すると考えられ、偏心が起こりやすいと推定される。従って、ガラス素板１１の外周又は内周のいずれか一方のみの真円度の向上を図るならば、外周端面の凹凸の高低差を５μｍ以下とすることが好ましい。
【００３５】
次に、前記端面研磨処理について説明する。この端面研磨処理は、上記の研削処理が行われたガラス素板１１に対し、外周端面１２及び内周端面１３とそれぞれの面取面を研磨して凹凸を均すことにより、平滑面とするために行われる。この端面研磨処理で使用される研磨剤としては、酸化セリウムや酸化ランタン等の希土類酸化物、酸化ジルコニウム、二酸化マンガン、酸化アルミニウム、コロイダルシリカ等が挙げられる。これらの中でも、研磨効率が優れていることから希土類酸化物が好ましく、酸化セリウムがより好ましい。そして、当該端面研磨処理は、前記研削処理時に外周端面１２及び内周端面１３に存在する凹凸の高低差が５μｍとされるため、研磨量を低減させ、生産量及び歩留まりの増加を図ることが可能である。
【００３６】
次いで、前記表面研磨処理について説明する。この表面研磨処理は、上記の端面研磨処理が行われたガラス素板１１の表面を研磨し、同表面の反り、うねり、微小うねり、凹凸等の欠陥を取り除いて平滑面又は超平滑面とするために行われる。ここで、ガラス素板１１の表面とは、ガラス基板を情報記録媒体とするとき、前記磁性膜等が設けられ、情報が記録される箇所をいう。
【００３７】
同表面研磨処理は、主に粗研磨加工及び精密研磨加工の二段階に分けて行われ、所望するガラス基板の表面の平滑度に応じて精密研磨加工がさらに一次研磨加工、二次研磨加工等の複数段階に分けて行われる。粗研磨加工は、ラップ研磨加工とも呼ばれ、ガラス素板１１の厚みを所定値にするとともに、主に反りや大きなうねりを取り除き、表面の平坦性を向上させるために行われる。従って、同ラップ研磨加工に使用する研磨剤には、砥粒としてダイヤモンド、酸化ジルコニウム、二酸化マンガン、酸化アルミニウム等を含み、粒径の粗いものが使用される。なお、この粗研磨加工は、ガラス素板１１の成形時に反りやうねりが許容範囲であれば、コスト削減などの理由で省略してもよい。
【００３８】
前記精密研磨加工の一次研磨加工は、ガラス素板１１の表面のうねり、粗研磨加工時に形成される研磨傷等を取り除いて表面を略平滑面とするために行われる。従って、同一次研磨加工に使用する研磨剤には、砥粒としてガラス材料に対して高い研磨力を有する酸化セリウム等を含み、粒径の細かなものが好んで使用される。また、研磨時には発泡樹脂等よりなる硬質の研磨パッドが使用される。
【００３９】
二次研磨加工は、ガラス素板１１の表面の微小うねり、微小凹凸、一次研磨加工時に形成される研磨傷等を取り除いて表面を平滑面とするために行われる。従って、同一次研磨加工に使用する研磨剤には、砥粒としてガラス材料に対して高い研磨力を有する酸化セリウム、コロイダルシリカ等を含み、粒径の極微細なものが好んで使用される。また、研磨時にはスエード等よりなる軟質の研磨パッドが使用される。
【００４０】
そして、上記の研削処理、端面研磨処理及び表面研磨処理の各処理の後には、それぞれ洗浄処理が行われる。この洗浄処理は、ガラス素板１１の表面に付着した研磨粉、砥粒、塵埃等といった付着物を除去するために行われる。この洗浄処理では、状況に応じて、中性水溶液、アルカリ性水溶液、酸性水溶液のうち少なくとも１種が洗浄液として使用される。この中性水溶液としては水、純水、有機溶液、界面活性剤、キレート剤等が挙げられる。アルカリ性水溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、フッ化アンモニウム水溶液等の無機アルカリ水溶液、有機アルカリ水溶液等が挙げられる。酸性水溶液としては、フッ化水素酸、ケイフッ化水素酸、硫酸、硝酸、塩酸、スルファミン酸、酢酸、酒石酸、クエン酸、グルコン酸、マロン酸、シュウ酸等が挙げられる。
【００４１】
前記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。
・ ガラス基板は、ガラス素板１１の外周端面１２及び内周端面１３を研削し、凹凸を均すことによって製造され、研削後のガラス素板１１の外周端面１２上及び内周端面１３上に存在する凹凸の高低差は５μｍ以下とされている。従って、製造されるガラス基板の歩留まりを維持しつつ、研削時に外周端面１２及び内周端面１３に形成される凹凸の高さの差を小さく抑えることができ、真円度の向上を図ることができる。そして、真円度の向上されたガラス基板は、情報記録媒体としたときの取付バランス、回転バランス等が良好で高品質なものとすることができる。
【００４２】
・ また、ガラス素板１１に研削加工を施す研削装置の第１回転砥石２１は、第１回転支持軸２３を嵌挿するための軸孔３１の内径と、第１回転支持軸２３の直径の差Ｒが２〜７μｍとされている。この差Ｒは、一般的な回転砥石及び回転支持軸と比較して小さく、これにより軸孔３１の内周面と第１回転支持軸２３の周面との隙間を小さくすることができる。そして、第１回転砥石２１の回転時において、第１回転支持軸２３に対する軸孔３１の移動を抑制することができ、第１回転砥石２１の偏心回転の発生が抑えられる。このため、偏心回転する第１回転砥石２１により、ガラス素板１１の外周端面が偏って研削されることを防止することができる。従って、研削処理を精度よく施すことができ、真円度が高められたガラス基板を歩留まりよく製造することができる。
【００４３】
・ また、軸孔３１の内周面には非接触部３２が凹設されている。同非接触部３２は、環状をなし、第１回転砥石２１の厚み方向で軸孔３１の中間部に設けられている。さらに、同第１回転砥石２１は、その幅Ｌが第１回転砥石２１の厚みＴの４０〜６０％とされている。当該非接触部３２によれば、第１回転砥石２１を第１回転支持軸２３に対して安定して支持させながら、第１回転支持軸２３の周面に対する軸孔３１の内周面の摩擦抵抗を低減することができる。従って、軸孔３１の内周面と第１回転支持軸２３の周面との隙間を狭めたにも係わらず、第１回転支持軸２３に第１回転砥石２１を装着しやすくすることができる。
【００４４】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 非接触部３２は、軸孔３１に１つのみ設けることに限らず、その幅Ｌの合計が第１回転砥石２１の厚みＴの４０〜６０％であれば、２つ以上設けてもよい。このように構成した場合、複数箇所に分けて軸孔３１の内周面と第１回転支持軸２３の周面とが接触するため、第１回転砥石２１を安定して装着することができる。また、非接触部３２は、連続する環状溝より形成されることに限定されず、断続的に形成してもよい。
【００４５】
・ 第２回転砥石２２を第１回転砥石２１と同様に偏心回転を抑制するように構成してもよい。すなわち、第２回転砥石２２の軸孔の内径と第２回転支持軸２４の直径との差を２〜７μｍとするとともに、同第２回転砥石２２の軸孔の内周面にはその一部を第２回転支持軸２４の周面に対して非接触とするための非接触部を凹設してもよい。このように構成した場合、ガラス素板１１の内周の真円度の向上を図ることができる。また、第２回転砥石２２に設けられる非接触部は、第２回転砥石２２の厚みの４０〜６０％の範囲にもうけることが好ましく、さらに厚み方向の中間部に設けることが好ましい。
【００４６】
・ 例えば、第１回転砥石２１及び第２回転砥石２２の研削溝２５において、各研削溝２５毎に砥粒の粒度を変更し、同一の回転砥石に対してガラス素板１１が接触される研削溝２５を変更することによって、研削量を変えることができるように構成してもよい。
【００４７】
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・ 前記非接触部は、軸孔の周方向に沿って延びる環状に形成されるとともに、回転砥石の厚み方向の中間部に配置されることを特徴とする研削装置。このように構成した場合、回転支持軸に対して回転砥石をより安定して装着することができる。
【００４８】
・ 前記軸孔の両端縁のうち、少なくとも回転支持軸を嵌挿するときの入口側となる端縁には面取加工が施されていることを特徴とする研削装置。このように構成した場合、軸孔に回転支持軸を嵌挿しやすくすることができる。
【００４９】
・ 前記回転砥石の少なくとも一面の中央部分には平面円形状の調整凹所が凹設されるとともに、同調整凹所は、その内周面が回転砥石の外周面と同心円を描くように形成されていることを特徴とする研削装置。このように構成した場合、回転砥石の回転中心と、回転支持軸の回転軸線とを容易に一致させることができる。
【００５０】
・ 前記研削処理は、ガラス素板の外周端面又は内周端面を研削するとともに、同外周端面又は内周端面の角部を面取りすることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板の製造方法法。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、次のような効果を奏する。
請求項１又は２に記載の発明の情報記録媒体用ガラス基板によれば、研削処理を精度よく施すことができ、真円度が高められた情報記録媒体用ガラス基板を歩留まりよく製造することができる。
【００５３】
請求項３又は４に記載の発明の情報記録媒体用ガラス基板の研削装置によれば、研削処理を精度よく施すことができ、真円度が高められた情報記録媒体用ガラス基板を歩留まりよく製造することができる。
【００５４】
請求項５に記載の発明の情報記録媒体用ガラス基板の研削装置によれば、請求項３又は４に記載の発明の効果に加えて、回転支持軸に対して回転砥石を安定して装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は第１回転砥石を示す断面図、（ｂ）は第１回転砥石が第１回転支持軸に装着された状態を示す断面図。
【図２】 研削装置でガラス素板を研削する状態を示す概念図。
【図３】 研削溝内にガラス素板の周縁部が挿入される状態を示す断面図。
【図４】 実施形態のガラス素板の外周端面の凹凸を示す測定図。
【図５】 一般のガラス素板の外周端面の凹凸を示す測定図。
【符号の説明】
Ｒ…差、１１…ガラス素板、１１ａ…円孔、１２…外周端面、１３…内周端面、２１…回転砥石としての第１回転砥石、２１ａ…外周面、２２…回転砥石としての第２回転砥石、２３…回転支持軸としての第１回転支持軸、２４…回転支持軸としての第２回転支持軸、３１…軸孔、３２…非接触部。
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばハードディスク等のような情報記録装置の磁気記録媒体である磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク等の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法、その情報記録媒体用ガラス基板の研削装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記のような情報記録媒体の１つである磁気ディスクは、その中心に円孔を有する円盤状の情報記録媒体用ガラス基板（以下、略して「ガラス基板」とも記載する）の表面に磁性膜等を積層することによって製造される。そして、同磁気ディスクは、中心の円孔に支持軸であるスピンドルが嵌挿されることによってハードディスク装置等の内部に装着され、同スピンドルを中心に回転可能に支持されて使用される。
【０００３】
当該磁気ディスクが回転するとき、スピンドルへの取付バランス、磁気ディスクの回転バランス等が狂うと、磁気ディスクが偏心回転してしまい、磁気ディスクの傷つき、読み取りエラー等のような不具合が生じるおそれがある。この磁気ディスクの偏心回転は、ガラス基板の外周又は内周の真円度が低下したり、ガラス基板の内周中心と外周中心とが大きく位置ずれして同心度が低くなったり等したときに高い確率で発生する。そこで、磁気ディスクに使用されるガラス基板は、その製造時において外周端面及び内周端面に研削加工が施され、真円度及び同心度を向上させることにより、スピンドルへの取付バランス、回転バランス等を向上させる試みがなされている。
【０００４】
当該研削処理では、回転砥石を有する研削装置が使用され、同研削装置内にはガラス基板の材料であるガラス素板が回転可能に支持される。前記回転砥石は、円柱状をなし、研削装置内に回転支持軸を介して回転可能に支持されている。そして、研削処理時には、ガラス素板の外周端面及び内周端面のそれぞれに回転砥石が回転しながら押圧されることにより、外周端面及び内周端面がそれぞれ所定長さとなるように研削される。また、同研削処理が施された後、ガラス素板の外周端面及び内周端面には、まだ微小な凹凸が存在している。この微小な凹凸を取り除くため、研削処理が施された後のガラス素板には端面研磨処理が施され、外周端面及び内周端面が平滑面とされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のガラス基板においては、回転砥石の偏心回転によってガラス素板の外周端面及び内周端面に微小な凹凸が不均一な高さで形成されてしまう場合があった。この回転砥石の偏心回転は、主に回転支持軸の回転軸線に対する回転砥石の回転中心の位置ずれによって発生する。そして、このようにして形成された各凹凸の高さの差は、端面研磨処理で緩和するには大きすぎるため、その結果、真円度の低いガラス基板が製造されてしまい、ガラス基板の歩留まりが低下してしまうという問題があった。
【０００６】
また、近年の磁気ディスクには記録容量のさらなる増大が要求されており、記録容量を増大させた場合には、記録情報の読み取り時間を短縮するために磁気ディスクの回転速度を高める必要がある。しかし、磁気ディスクの回転速度を高めると遠心力が大きくなるため、特に真円度の低いガラス基板でなくとも偏心回転しやすくなる。このため、研削処理を精度よく施し、外周端面又は内周端面に形成される凹凸の高さの差を小さく抑える必要があるという問題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような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、研削処理を精度よく施すことができ、真円度が高められた情報記録媒体用ガラス基板を歩留まりよく製造することができる情報記録媒体用ガラス基板の製造方法及びその研削装置を提供することにある。
【０００８】
【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に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法の発明は、中心に円孔を有する円盤状のガラス素板の外周端面又は内周端面を研削して製造され、該研削後の外周端面又は内周端面に存在する凹凸の高低差が５μｍ以下であって、中心に軸孔が透設されるとともに該軸孔の内周面には同内周面の一部を回転支持軸の周面に対して非接触とするための非接触部が凹設された円柱状に形成され、当該軸孔に回転支持軸が嵌挿されることによって回転可能に支持されるとともに、同軸孔の内径と回転支持軸の直径との差が２〜７μｍとされた回転砥石を備える研削装置を使用し、同回転砥石とガラス素板を相対回転させながら回転砥石の外周面とガラス素板の外周端面又は内周端面とを接触させることによって同外周端面又は内周端面を研削する研削処理を行った後、当該外周端面又は内周端面を研磨する端面研磨処理を行い、その後、ガラス素板の表面を研磨する表面研磨処理を行うことを特徴とするものである。
請求項２に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法の発明は、中心に円孔を有する円盤状のガラス素板の外周端面又は内周端面を研削して製造され、該外周端面又は内周端面の真円度が５μｍ以下であって、中心に軸孔が透設されるとともに該軸孔の内周面には同内周面の一部を回転支持軸の周面に対して非接触とするための非接触部が凹設された円柱状に形成され、当該軸孔に回転支持軸が嵌挿されることによって回転可能に支持されるとともに、同軸孔の内径と回転支持軸の直径との差が２〜７μｍとされた回転砥石を備える研削装置を使用し、同回転砥石とガラス素板を相対回転させながら回転砥石の外周面とガラス素板の外周端面又は内周端面とを接触させることによって同外周端面又は内周端面を研削する研削処理を行った後、当該外周端面又は内周端面を研磨する端面研磨処理を行い、その後、ガラス素板の表面を研磨する表面研磨処理を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に記載の情報記録媒体用ガラス基板の研削装置の発明は、中心に円孔を有する円盤状のガラス素板の外周端面又は内周端面を研削して製造され、該研削後の外周端面又は内周端面に存在する凹凸の高低差が５μｍ以下である情報記録媒体用ガラス基板の製造に使用される研削装置であって、中心に軸孔が透設された円柱状に形成され、当該軸孔に回転支持軸が嵌挿されることによって回転可能に支持された回転砥石を備え、同回転砥石とガラス素板を相対回転させながら、回転砥石の外周面とガラス素板の外周端面又は内周端面とを接触させることで同外周端面又は内周端面を研削するように構成されるとともに、前記回転砥石の軸孔の内周面には同内周面の一部を回転支持軸の周面に対して非接触とするための非接触部が凹設され、かつ同軸孔の内径と回転支持軸の直径との差が２〜７μｍであることを特徴とするものである。
請求項４に記載の情報記録媒体用ガラス基板の研削装置の発明は、中心に円孔を有する円盤状のガラス素板の外周端面又は内周端面を研削して製造され、該外周端面又は内周端面の真円度が５μｍ以下である情報記録媒体用ガラス基板の製造に使用される研削装置であって、中心に軸孔が透設された円柱状に形成され、当該軸孔に回転支持軸が嵌挿されることによって回転可能に支持された回転砥石を備え、同回転砥石とガラス素板を相対回転させながら、回転砥石の外周面とガラス素板の外周端面又は内周端面とを接触させることで同外周端面又は内周端面を研削するように構成されるとともに、前記回転砥石の軸孔の内周面には同内周面の一部を回転支持軸の周面に対して非接触とするための非接触部が凹設され、かつ同軸孔の内径と回転支持軸の直径との差が２〜７μｍであることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５に記載の情報記録媒体用ガラス基板の研削装置の発明は、請求項３又は４に記載の発明において、前記非接触部は、前記軸孔の軸線方向における幅を前記回転砥石の厚みに対して４０〜６０％の範囲となるように形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体化した一実施形態を、図面に基づいて説明する。
本実施形態における情報記録媒体用ガラス基板は、中心に円孔を有する円盤状をなし、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。同ガラス基板を形成するガラス材料としてはフロート法、ダウンドロー法、リドロー法又はプレス法で製造されたソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、ボロシリケートガラス、結晶化ガラス等が挙げられる。そして、このガラス基板の表面に磁性膜等を積層することにより、情報記録媒体が構成される。
【００１３】
当該ガラス基板は、シート状のガラス板から中心に円孔を有する円盤状に切り出されたガラス素板を材料とし、同ガラス素板に各種処理を施すことによって製造される。この各種処理の主なものとしては、ガラス素板の外周端面及び内周端面を研削する研削処理、研削後の内周端面及び外周端面を研磨する端面研磨処理、ガラス素板の表面を研磨する表面研磨処理が挙げられる。この他、各種処理として、情報記録媒体として要求される耐衝撃性、耐振動性、耐熱性等を向上させるため、端面研磨処理後又は表面研磨処理後にガラス素板の表面を化学強化する化学強化処理、前に挙げた各種処理間又は各種処理後にガラス素板の表面を洗浄する洗浄処理等が行われる場合がある。
【００１４】
次に、各種処理を行うことによるガラス基板の製造方法について説明する。
まず、前記研削処理について説明する。この研削処理は、ガラス板から切り出されたガラス素板の内径寸法及び外形寸法を所定長さとし、ガラス基板として要求される真円度及び同心度を向上させるため、研削装置を使用し、同ガラス素板の内周端面及び外周端面を研削することによって行われる。すなわち、ガラス板から切り出された状態のガラス素板の内周端面及び外周端面には、大きな凹凸が形成されている。当該研削処理では、このガラス素板の内周端面及び外周端面に形成された大きな凹凸のうち、特に凸部削り取ることにより、ガラス素板の内周端面及び外周端面が平坦面状に均される。加えて、同研削処理においては、ガラス素板の内周端面及び外周端面が研削されるとともに、内周端面及び外周端面の角部がそれぞれ面取りされる。
【００１５】
この研削処理を行うための前記研削装置について説明する。
図２及び図３に示すように、研削装置は、ガラス素板１１の外周端面１２を研削するための円柱状をなす第１回転砥石２１と、内周端面１３を研削するための円柱状をなす第２回転砥石２２とを備えている。この第１回転砥石２１は、ガラス素板１１の外周の長さに対応するため、その直径がガラス素板１１の外径とほぼ同じ長さとなるように形成されている。また、第２回転砥石２２は、ガラス素板１１の円孔１１ａに対応して、その直径がガラス素板１１の内径よりも若干短くなるように形成されている。
【００１６】
これら第１回転砥石２１及び第２回転砥石２２は、それぞれ丸棒状をなす第１回転支持軸２３及び第２回転支持軸２４に取付けられ、該第１回転支持軸２３及び第２回転支持軸２４を介して装置本体の図示しない駆動装置に支持されている。そして、駆動装置によって第１回転支持軸２３及び第２回転支持軸２４が回転されることにより、第１回転砥石２１及び第２回転砥石２２は、それぞれが第１回転支持軸２３及び第２回転支持軸２４を中心に図２中に矢印で示す方向へ回転する。
【００１７】
前記第１回転砥石２１及び第２回転砥石２２の外周面には、研削溝２５がそれぞれの全周にわたって凹設されている。同研削溝２５は、横方向の外方へ向かうに従って幅広となるテーパ状に形成されている。また、当該研削溝２５の両テーパ面２５ａは、研削溝２５の内底面２５ｂに対して約４５゜の角度とされている。さらに、当該研削溝２５の内面にはダイヤモンド砥粒等の砥粒が電着等の方法で付着されている。
【００１８】
研削装置内において、ガラス素板１１は、第１回転砥石２１の研削溝２５内に外周縁部が挿入されることにより、同外周縁部を第１回転砥石２１で支持されている。一方、ガラス素板１１は、円孔１１ａ内に第２回転砥石２２が挿入されるとともに、同第２回転砥石２２の研削溝２５内に内周縁部が挿入されることにより、同内周縁部を第２回転砥石２２で支持されている。すなわち、ガラス素板１１は、第１回転砥石２１と第２回転砥石２２との間に挟み込まれるように配置され、支持されている。また、ガラス素板１１は図示しない駆動装置により、図２中に矢印で示す方向へ回転するように構成されている。
【００１９】
上記の第１回転砥石２１、第２回転砥石２２、第１回転支持軸２３、第２回転支持軸２４、駆動装置等によって研削装置が構成されている。研削装置内で支持されたガラス素板１１は、第１回転砥石２１及び第２回転砥石２２のそれぞれと相対回転されながら、第１回転砥石２１及び第２回転砥石２２が外周端面１２及び内周端面１３にそれぞれ押圧される。そして、第１回転砥石２１及び第２回転砥石２２の研削溝２５において、内底面２５ｂへの接触によりガラス素板１１の外周端面１２及び内周端面１３が研削され、両テーパ面２５ａへの接触により外周端面１２及び内周端面１３の角部が研削されて面取される。
【００２０】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、前記第１回転砥石２１の中心には第１回転支持軸２３を嵌挿するための軸孔３１が透設されている。第１回転砥石２１は、軸孔３１に第１回転支持軸２３が嵌挿された状態で図示しないボルト、ナット等を使用することにより、第１回転支持軸２３に固定されている。
【００２１】
一般に、回転砥石の軸孔の内径と回転支持軸の直径との差は、回転支持軸を軸孔に容易に嵌挿可能であるという観点から、２０〜３０μｍ程度に設定されている。しかし、差を２０〜３０μｍ程度とした場合、回転砥石の回転時において、遠心力、ガラス素板１１からの反力等のような外力によって回転支持軸に対して軸孔が移動して位置ずれし、回転砥石が偏心回転してしまう。そして、回転砥石が偏心回転する状態で研削加工を行うと、図５に示すように、ガラス素板１１の外周端面には不均一で大きな高低差の凹凸が形成されてしまい、真円度が低下してしまう。なお、図５に示すガラス素板の凹凸は、真円度測定器に東京精密製のロンコム３０Ｂを使用し、中心法を最小二乗中心法、フィルタを５００山／回転、測定倍率を２０００倍に設定して測定された結果である。また、このときの凹凸の高低差の最大値は、６．６μｍであった。
【００２２】
これに対し、この実施形態の軸孔３１は、第１回転砥石２１の回転中心が第１回転支持軸２３の回転軸線から位置ずれすることを抑制するため、その内径と第１回転支持軸２３の直径との差Ｒが２〜７μｍとなるように形成されている。この差Ｒが２μｍ未満の場合、軸孔３１に第１回転支持軸２３を嵌挿しにくくなるとともに、温度変化等による第１回転支持軸２３の膨張に対応することができなくなる。また、差Ｒが７μｍを超えると、第１回転支持軸２３に対して軸孔３１が移動しやすくなり、第１回転砥石２１が偏心回転しやすくなる。
【００２３】
そして、当該第１回転砥石２１は、差Ｒを２〜７μｍとすることにより、その軸孔３１に第１回転支持軸２３が嵌挿された状態で、軸孔３１の内周面と第１回転支持軸２３の周面との間に隙間がほとんど形成されないように構成されている。このため、第１回転砥石２１の回転時において、第１回転支持軸２３に対する軸孔３１の移動が抑制され、第１回転支持軸２３に対する第１回転砥石２１の位置ずれが抑制される。従って、第１回転砥石２１の偏心回転を抑制することでガラス素板１１の外周端面の研削加工を精度よく行うことが可能となる。
【００２４】
一方、差Ｒを２〜７μｍとすることにより、当該第１回転砥石２１は、一般の回転砥石と比較して軸孔３１に第１回転支持軸２３を嵌挿しにくくなっている。このため、軸孔３１の内周面には、同内周面の周方向に延びる環状の非接触部３２が凹設されている。つまり、同非接触部３２を設けることにより、軸孔３１に第１回転支持軸２３を嵌挿する際の第１回転支持軸２３の周面に対する軸孔３１の内周面の摩擦抵抗が低減される。従って、同非接触部３２を設けることにより、軸孔３１に第１回転支持軸２３を容易に嵌挿することができるように構成されている。
【００２５】
この非接触部３２は、第１回転砥石２１の厚み方向で軸孔３１の中間部に配設することが好ましい。これは、軸孔３１の内周面において、両端部の２箇所で第１回転支持軸２３の周面に接触させることにより、第１回転砥石２１を第１回転支持軸２３により安定した状態で装着することが可能であるためである。
【００２６】
非接触部３２は、その幅Ｌが第１回転砥石２１の厚みＴの４０〜６０％となるように形成することが好ましい。幅Ｌが厚みＴの４０％未満の場合、第１回転支持軸２３の周面に対する軸孔３１の内周面の摩擦抵抗が十分に低減されず、第１回転支持軸２３に第１回転砥石２１を装着しにくくなってしまう。また、幅Ｌが厚みＴの６０％を超えると、軸孔３１の内周面を第１回転支持軸２３の周面に十分に接触させることができなくなり、第１回転砥石２１を第１回転支持軸２３に安定して装着することができなくなるおそれがある。
【００２７】
軸孔３１の内周面の両端縁のうち、第１回転支持軸２３を嵌挿する際に入口側となる上端縁には、面取加工が施されることによって面取部３１ａが形成されている。同面取部３１ａは、上方に向かうに従い拡径しており、軸孔３１の開口を拡げるように機能している。そして、当該面取部３１ａを設けることによって第１回転支持軸２３を軸孔３１に嵌挿しやすくなっている。
【００２８】
前記第１回転砥石２１の底面には、第１回転砥石２１の回転中心と、第１回転支持軸２３の回転軸線とを位置合わせするための調整凹所３３が凹設されている。調整凹所３３は、第１回転砥石２１の回転バランスを良好なものとするため、第１回転砥石２１の底面を平面円形状に肉抜きすることによって形成されている。また、調整凹所３３は、その内周面３３ａが第１回転砥石２１の外周面２１ａと同心円を描くように、第１回転砥石２１の底面の中心に配置されている。
【００２９】
この調整凹所３３の内周面３３ａと第１回転砥石２１の外周面２１ａとの中心の一致度合いを示す同心度は、好ましくは５μｍ以下である。同心度が５μｍを超えると、第１回転砥石２１の回転中心と、第１回転支持軸２３の回転軸線とを位置合わせしにくくなる。また、この同心度は小さいものほど好ましいことから、その下限は特に限定されない。
【００３０】
当該研削装置において、第１回転支持軸２３に第１回転砥石２１を装着するときには、まず、第１回転支持軸２３の先端面が軸孔３１の下端面と面一となるまで、第１回転砥石２１の軸孔３１に第１回転支持軸２３が嵌挿される。次いで、ボルトを仮締めし、第１回転支持軸２３に第１回転砥石２１を仮固定する。続いて、調整凹所３３の内周面３３ａに、例えばダイヤルゲージ等のような測定機器を接触させ、この状態で第１回転支持軸２３及び第１回転砥石２１を回転させて内周面３３ａの偏心量を測定する。その後、同偏心量が最小値となるまで、第１回転支持軸２３に対して第１回転砥石２１を回転させる等して調整を行う。偏心量が最小値となったとき、調整凹所３３の内周面３３ａと第１回転砥石２１の外周面２１ａとが同心であることから、第１回転砥石２１の回転中心と、第１回転支持軸２３の回転軸線とが一致したこととなる。この偏心量が最小値となる位置でボルトが本締めされ、第１回転支持軸２３に対し第１回転砥石２１が固定される。
【００３１】
このようにして第１回転支持軸２３に対し第１回転砥石２１が固定された後、第２回転支持軸２４に対し第２回転砥石２２が固定される。そして、研削装置にガラス素板１１が装填され、研削加工が施される。同研削加工時においては、第１回転砥石２１の軸孔３１の内周面と、第１回転支持軸２３の周面との間に隙間がほとんど形成されないため、回転時に第１回転砥石２１の回転中心が第１回転支持軸２３の回転軸線から位置ずれすることが抑制される。従って、第１回転砥石２１の偏心回転が抑制された状態で研削加工を精度よく行うことが可能であり、ガラス素板１１の外周端面１２の真円度の向上が図られる。さらに、第１回転砥石２１の偏心回転が抑制されるため、第２回転砥石２２に対するガラス素板１１の偏心回転が抑制され、ガラス素板１１の内周端面１３の真円度の向上と、外周端面１２及び内周端面１３の同心度の向上とが図られる。
【００３２】
上記の研削装置を使用した研削処理において、ガラス素板１１は、外周端面１２及び内周端面１３に存在する微小な凹凸の高低差が５μｍ以下となるように研削される。この凹凸の高低差が５μｍを超えると、ガラス基板とした際に外周端面１２及び内周端面１３の真円度及び同心度が低下し、取付バランス、回転バランス等に狂いを生じ、偏心回転しやすい品質の劣るものとなる。この凹凸の高低差の下限は特に限定されず、低いものほど真円度及び同心度が向上し、高品質化を図ることができるため、好ましい。
【００３３】
実際に、差Ｒを２〜７μｍとして研削加工を行ったところ、図４に示すように、ガラス素板１１の外周端面上に存在する凹凸は、その高低差がほぼ均一で小さなものとなり、真円度が向上した。この図４に示すガラス素板１１の凹凸は、前に挙げたのと同じ真円度測定器及び設定で測定された結果である。また、このときの凹凸の高低差の最大値は、３．４μｍであった。
【００３４】
なお、ガラス素板１１の外周の真円度と内周の真円度とを比較した場合、重要視されるのは外周の真円度であると推定される。これは、ハードディスク装置等の情報記録装置にガラス基板よりなる情報記録媒体を内装する際、情報記録媒体は中心の円孔にスピンドル等のような支持軸が嵌挿されることにより固定される。この固定時において位置調整を行うことにより、内周の真円度のずれを緩和することが可能であり、また回転中心に近く、固定されているため支持軸に対する円孔の偏心は起こりにくいと考えられる。これに対し外周部分は、回転中心から離れるほど遠心力が強くなり、また固定されていないため、回転方向への偏りに加え、回転方向と直交する方向への偏りも発生すると考えられ、偏心が起こりやすいと推定される。従って、ガラス素板１１の外周又は内周のいずれか一方のみの真円度の向上を図るならば、外周端面の凹凸の高低差を５μｍ以下とすることが好ましい。
【００３５】
次に、前記端面研磨処理について説明する。この端面研磨処理は、上記の研削処理が行われたガラス素板１１に対し、外周端面１２及び内周端面１３とそれぞれの面取面を研磨して凹凸を均すことにより、平滑面とするために行われる。この端面研磨処理で使用される研磨剤としては、酸化セリウムや酸化ランタン等の希土類酸化物、酸化ジルコニウム、二酸化マンガン、酸化アルミニウム、コロイダルシリカ等が挙げられる。これらの中でも、研磨効率が優れていることから希土類酸化物が好ましく、酸化セリウムがより好ましい。そして、当該端面研磨処理は、前記研削処理時に外周端面１２及び内周端面１３に存在する凹凸の高低差が５μｍとされるため、研磨量を低減させ、生産量及び歩留まりの増加を図ることが可能である。
【００３６】
次いで、前記表面研磨処理について説明する。この表面研磨処理は、上記の端面研磨処理が行われたガラス素板１１の表面を研磨し、同表面の反り、うねり、微小うねり、凹凸等の欠陥を取り除いて平滑面又は超平滑面とするために行われる。ここで、ガラス素板１１の表面とは、ガラス基板を情報記録媒体とするとき、前記磁性膜等が設けられ、情報が記録される箇所をいう。
【００３７】
同表面研磨処理は、主に粗研磨加工及び精密研磨加工の二段階に分けて行われ、所望するガラス基板の表面の平滑度に応じて精密研磨加工がさらに一次研磨加工、二次研磨加工等の複数段階に分けて行われる。粗研磨加工は、ラップ研磨加工とも呼ばれ、ガラス素板１１の厚みを所定値にするとともに、主に反りや大きなうねりを取り除き、表面の平坦性を向上させるために行われる。従って、同ラップ研磨加工に使用する研磨剤には、砥粒としてダイヤモンド、酸化ジルコニウム、二酸化マンガン、酸化アルミニウム等を含み、粒径の粗いものが使用される。なお、この粗研磨加工は、ガラス素板１１の成形時に反りやうねりが許容範囲であれば、コスト削減などの理由で省略してもよい。
【００３８】
前記精密研磨加工の一次研磨加工は、ガラス素板１１の表面のうねり、粗研磨加工時に形成される研磨傷等を取り除いて表面を略平滑面とするために行われる。従って、同一次研磨加工に使用する研磨剤には、砥粒としてガラス材料に対して高い研磨力を有する酸化セリウム等を含み、粒径の細かなものが好んで使用される。また、研磨時には発泡樹脂等よりなる硬質の研磨パッドが使用される。
【００３９】
二次研磨加工は、ガラス素板１１の表面の微小うねり、微小凹凸、一次研磨加工時に形成される研磨傷等を取り除いて表面を平滑面とするために行われる。従って、同一次研磨加工に使用する研磨剤には、砥粒としてガラス材料に対して高い研磨力を有する酸化セリウム、コロイダルシリカ等を含み、粒径の極微細なものが好んで使用される。また、研磨時にはスエード等よりなる軟質の研磨パッドが使用される。
【００４０】
そして、上記の研削処理、端面研磨処理及び表面研磨処理の各処理の後には、それぞれ洗浄処理が行われる。この洗浄処理は、ガラス素板１１の表面に付着した研磨粉、砥粒、塵埃等といった付着物を除去するために行われる。この洗浄処理では、状況に応じて、中性水溶液、アルカリ性水溶液、酸性水溶液のうち少なくとも１種が洗浄液として使用される。この中性水溶液としては水、純水、有機溶液、界面活性剤、キレート剤等が挙げられる。アルカリ性水溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、フッ化アンモニウム水溶液等の無機アルカリ水溶液、有機アルカリ水溶液等が挙げられる。酸性水溶液としては、フッ化水素酸、ケイフッ化水素酸、硫酸、硝酸、塩酸、スルファミン酸、酢酸、酒石酸、クエン酸、グルコン酸、マロン酸、シュウ酸等が挙げられる。
【００４１】
前記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。
・ ガラス基板は、ガラス素板１１の外周端面１２及び内周端面１３を研削し、凹凸を均すことによって製造され、研削後のガラス素板１１の外周端面１２上及び内周端面１３上に存在する凹凸の高低差は５μｍ以下とされている。従って、製造されるガラス基板の歩留まりを維持しつつ、研削時に外周端面１２及び内周端面１３に形成される凹凸の高さの差を小さく抑えることができ、真円度の向上を図ることができる。そして、真円度の向上されたガラス基板は、情報記録媒体としたときの取付バランス、回転バランス等が良好で高品質なものとすることができる。
【００４２】
・ また、ガラス素板１１に研削加工を施す研削装置の第１回転砥石２１は、第１回転支持軸２３を嵌挿するための軸孔３１の内径と、第１回転支持軸２３の直径の差Ｒが２〜７μｍとされている。この差Ｒは、一般的な回転砥石及び回転支持軸と比較して小さく、これにより軸孔３１の内周面と第１回転支持軸２３の周面との隙間を小さくすることができる。そして、第１回転砥石２１の回転時において、第１回転支持軸２３に対する軸孔３１の移動を抑制することができ、第１回転砥石２１の偏心回転の発生が抑えられる。このため、偏心回転する第１回転砥石２１により、ガラス素板１１の外周端面が偏って研削されることを防止することができる。従って、研削処理を精度よく施すことができ、真円度が高められたガラス基板を歩留まりよく製造することができる。
【００４３】
・ また、軸孔３１の内周面には非接触部３２が凹設されている。同非接触部３２は、環状をなし、第１回転砥石２１の厚み方向で軸孔３１の中間部に設けられている。さらに、同第１回転砥石２１は、その幅Ｌが第１回転砥石２１の厚みＴの４０〜６０％とされている。当該非接触部３２によれば、第１回転砥石２１を第１回転支持軸２３に対して安定して支持させながら、第１回転支持軸２３の周面に対する軸孔３１の内周面の摩擦抵抗を低減することができる。従って、軸孔３１の内周面と第１回転支持軸２３の周面との隙間を狭めたにも係わらず、第１回転支持軸２３に第１回転砥石２１を装着しやすくすることができる。
【００４４】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 非接触部３２は、軸孔３１に１つのみ設けることに限らず、その幅Ｌの合計が第１回転砥石２１の厚みＴの４０〜６０％であれば、２つ以上設けてもよい。このように構成した場合、複数箇所に分けて軸孔３１の内周面と第１回転支持軸２３の周面とが接触するため、第１回転砥石２１を安定して装着することができる。また、非接触部３２は、連続する環状溝より形成されることに限定されず、断続的に形成してもよい。
【００４５】
・ 第２回転砥石２２を第１回転砥石２１と同様に偏心回転を抑制するように構成してもよい。すなわち、第２回転砥石２２の軸孔の内径と第２回転支持軸２４の直径との差を２〜７μｍとするとともに、同第２回転砥石２２の軸孔の内周面にはその一部を第２回転支持軸２４の周面に対して非接触とするための非接触部を凹設してもよい。このように構成した場合、ガラス素板１１の内周の真円度の向上を図ることができる。また、第２回転砥石２２に設けられる非接触部は、第２回転砥石２２の厚みの４０〜６０％の範囲にもうけることが好ましく、さらに厚み方向の中間部に設けることが好ましい。
【００４６】
・ 例えば、第１回転砥石２１及び第２回転砥石２２の研削溝２５において、各研削溝２５毎に砥粒の粒度を変更し、同一の回転砥石に対してガラス素板１１が接触される研削溝２５を変更することによって、研削量を変えることができるように構成してもよい。
【００４７】
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・ 前記非接触部は、軸孔の周方向に沿って延びる環状に形成されるとともに、回転砥石の厚み方向の中間部に配置されることを特徴とする研削装置。このように構成した場合、回転支持軸に対して回転砥石をより安定して装着することができる。
【００４８】
・ 前記軸孔の両端縁のうち、少なくとも回転支持軸を嵌挿するときの入口側となる端縁には面取加工が施されていることを特徴とする研削装置。このように構成した場合、軸孔に回転支持軸を嵌挿しやすくすることができる。
【００４９】
・ 前記回転砥石の少なくとも一面の中央部分には平面円形状の調整凹所が凹設されるとともに、同調整凹所は、その内周面が回転砥石の外周面と同心円を描くように形成されていることを特徴とする研削装置。このように構成した場合、回転砥石の回転中心と、回転支持軸の回転軸線とを容易に一致させることができる。
【００５０】
・ 前記研削処理は、ガラス素板の外周端面又は内周端面を研削するとともに、同外周端面又は内周端面の角部を面取りすることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板の製造方法法。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、次のような効果を奏する。
請求項１又は２に記載の発明の情報記録媒体用ガラス基板によれば、研削処理を精度よく施すことができ、真円度が高められた情報記録媒体用ガラス基板を歩留まりよく製造することができる。
【００５３】
請求項３又は４に記載の発明の情報記録媒体用ガラス基板の研削装置によれば、研削処理を精度よく施すことができ、真円度が高められた情報記録媒体用ガラス基板を歩留まりよく製造することができる。
【００５４】
請求項５に記載の発明の情報記録媒体用ガラス基板の研削装置によれば、請求項３又は４に記載の発明の効果に加えて、回転支持軸に対して回転砥石を安定して装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は第１回転砥石を示す断面図、（ｂ）は第１回転砥石が第１回転支持軸に装着された状態を示す断面図。
【図２】 研削装置でガラス素板を研削する状態を示す概念図。
【図３】 研削溝内にガラス素板の周縁部が挿入される状態を示す断面図。
【図４】 実施形態のガラス素板の外周端面の凹凸を示す測定図。
【図５】 一般のガラス素板の外周端面の凹凸を示す測定図。
【符号の説明】
Ｒ…差、１１…ガラス素板、１１ａ…円孔、１２…外周端面、１３…内周端面、２１…回転砥石としての第１回転砥石、２１ａ…外周面、２２…回転砥石としての第２回転砥石、２３…回転支持軸としての第１回転支持軸、２４…回転支持軸としての第２回転支持軸、３１…軸孔、３２…非接触部。
Claims (5)
- 中心に円孔を有する円盤状のガラス素板の外周端面又は内周端面を研削して製造され、該外周端面又は内周端面に存在する凹凸の高低差が５μｍ以下である情報記録媒体用ガラス基板の製造方法であって、
中心に軸孔が透設されるとともに該軸孔の内周面には同内周面の一部を回転支持軸の周面に対して非接触とするための非接触部が凹設された円柱状に形成され、当該軸孔に回転支持軸が嵌挿されることによって回転可能に支持されるとともに、同軸孔の内径と回転支持軸の直径との差が２〜７μｍとされた回転砥石を備える研削装置を使用し、同回転砥石とガラス素板を相対回転させながら回転砥石の外周面とガラス素板の外周端面又は内周端面とを接触させることによって同外周端面又は内周端面を研削する研削処理を行った後、当該外周端面又は内周端面を研磨する端面研磨処理を行い、その後、ガラス素板の表面を研磨する表面研磨処理を行うことを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。 - 中心に円孔を有する円盤状のガラス素板の外周端面又は内周端面を研削して製造され、該外周端面又は内周端面の真円度が５μｍ以下である情報記録媒体用ガラス基板の製造方法であって、
中心に軸孔が透設されるとともに該軸孔の内周面には同内周面の一部を回転支持軸の周面に対して非接触とするための非接触部が凹設された円柱状に形成され、当該軸孔に回転支持軸が嵌挿されることによって回転可能に支持されるとともに、同軸孔の内径と回転支持軸の直径との差が２〜７μｍとされた回転砥石を備える研削装置を使用し、同回転砥石とガラス素板を相対回転させながら回転砥石の外周面とガラス素板の外周端面又は内周端面とを接触させることによって同外周端面又は内周端面を研削する研削処理を行った後、当該外周端面又は内周端面を研磨する端面研磨処理を行い、その後、ガラス素板の表面を研磨する表面研磨処理を行うことを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。 - 中心に円孔を有する円盤状のガラス素板の外周端面又は内周端面を研削して製造され、該外周端面又は内周端面に存在する凹凸の高低差が５μｍ以下である情報記録媒体用ガラス基板の製造に使用される研削装置であって、
中心に軸孔が透設された円柱状に形成され、当該軸孔に回転支持軸が嵌挿されることによって回転可能に支持された回転砥石を備え、同回転砥石とガラス素板を相対回転させながら、回転砥石の外周面とガラス素板の外周端面又は内周端面とを接触させることで同外周端面又は内周端面を研削するように構成されるとともに、前記回転砥石の軸孔の内周面には同内周面の一部を回転支持軸の周面に対して非接触とするための非接触部が凹設され、かつ同軸孔の内径と回転支持軸の直径との差が２〜７μｍであることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板の研削装置。 - 中心に円孔を有する円盤状のガラス素板の外周端面又は内周端面を研削して製造され、該外周端面又は内周端面の真円度が５μｍ以下である情報記録媒体用ガラス基板の製造に使用される研削装置であって、
中心に軸孔が透設された円柱状に形成され、当該軸孔に回転支持軸が嵌挿されることによって回転可能に支持された回転砥石を備え、同回転砥石とガラス素板を相対回転させながら、回転砥石の外周面とガラス素板の外周端面又は内周端面とを接触させることで同外周端面又は内周端面を研削するように構成されるとともに、前記回転砥石の軸孔の内周面には同内周面の一部を回転支持軸の周面に対して非接触とするための非接触部が凹設され、かつ同軸孔の内径と回転支持軸の直径との差が２〜７μｍであることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板の研削装置。 - 前記非接触部は、前記軸孔の軸線方向における幅を前記回転砥石の厚みに対して４０〜６０％の範囲となるように形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の情報記録媒体用ガラス基板の研削装置。
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