JP4770531B2 - ガラスディスクの加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラスディスクの側周面をブラシを用いて研磨加工するというガラスディスクの加工方法に関する。

磁気ディスクの小型・高密度化に伴い、表面平滑性及び機械的強度の優れたガラスディスクが情報記録媒体用ガラスディスクとして利用されることが多くなっている。情報をより高密度で記録・再生するために、磁気ヘッドとガラスディスクの記録面との間隔がより狭くなるように構成されている。その結果、磁気ヘッドが横方向に移動する際に、ちょっとした出っ張りでも存在すると磁気ヘッドが側周面に衝突することがある。このような衝突を回避するために、上下の記録面と側周面とが交わるコーナー部には面取加工や丸め加工等の縁取り加工が施されている。コーナー部におけるこのような縁取り加工として、所定形状に加工された砥石で側周面を研削加工したあとに、研磨液を供給しながら研磨パッドやブラシを側周面に当接させることによって研磨加工することが開示されている（例えば、特許文献１を参照のこと）。
特開２００４−３４２３０７号公報

研磨パッドあるいはブラシによって側周面を研磨加工することが一般に行われている。しかしながら、面取加工や丸め加工等の縁取り加工がなされたコーナー部は、側周面よりも凹んでいるという形状的な理由により、研磨パッドやブラシが凹んだコーナー部に到達しないために、コーナー部が十分に研磨されないという問題がある。

また、ブラシがコーナー部まで到達するように、ブラシ毛の全体を細くすることも想定されるが、ブラシ毛を全体的に細くすると、ブラシ毛の腰が弱くなって、側周面やコーナー部での研磨力が弱くなるために、効率の良い研磨加工ができないという問題がある。

したがって、本発明の解決すべき技術的課題は、側周面に加えてコーナー部においても、確実に且つ効率よく研磨加工のできるガラスディスクの加工方法を提供することである。

課題を解決するための手段および作用・効果

上記技術的課題を解決するために、本発明によれば、以下のガラスディスクの加工方法が提供される。

すなわち、本発明に係るガラスディスクの加工方法は、
研磨液を供給しながら、ガラスディスクの側周面にブラシを当接させることによって、ガラスディスクの側周面を研磨加工する方法であって、
根元部から先端部にかけて同じ太さであるブラシでダミーの被加工物を研磨することによって作成された先細形状のブラシを用いて、ガラスディスクの側周面を研磨加工し、
前記先細形状のブラシは、前記ダミーの被加工物に対して、前記ガラスディスクの側周面を前記先細形状のブラシによって粗研磨加工する時の当接力よりも弱い当接力で研磨することによって作成されることを特徴とする。

上記方法によれば、被加工物の代わりにダミーの被加工物を研磨することにより先細形状のブラシを容易に得ることができ、先細形状をしたブラシの先端部が、ガラスディスクの凹んだコーナー部にも到達するので、側周面に加えてコーナー部においても、確実に且つ効率よく研磨加工を行うことができる。そして、多数回の研磨作業により先細形状の失われたブラシを先細形状のブラシとして再生利用することができる。

以下に、本発明に係る情報記録媒体用ガラスディスク１２（以下、ガラスディスク１２という。）の研磨加工方法の一実施形態を、図１及び２を参照しながら詳細に説明する。

図１は、ガラスディスク１２の研磨加工装置の一実施形態を説明する模式図である。図２は、ガラスディスク１２の研磨加工装置を説明する平面図である。

研磨加工の対象であるガラスディスク３は、様々なサイズのものが該当するが、例えば、ハードディスクドライブに内蔵される磁気記録用ガラスディスクであって、０．８５インチサイズのものや１．８インチサイズのものや２．５インチサイズのものである。

ガラスディスク１２の研磨加工に使用する研磨加工装置は、多数枚のガラスディスク１２が積層されたガラスディスク積層体１０を保持するディスク保持台と、ガラスディスク積層体１０に当接する回転ブラシ１と、適量の研磨液をディスク保持台及び回転ブラシ１に供給する研磨液供給装置と、を備えている。図２に示した研磨加工装置では、上下方向に配置された２つのディスク保持台と、左右方向に配置された２つの回転ブラシ１とを備えていて、効率よく研磨加工することができるように構成されている。なお、研磨加工装置は、一つのディスク保持台と一つの回転ブラシ１とから構成されたものであってもよい。

ガラスディスク積層体１０を保持する左右のディスク保持台は、それぞれ、不図示の回転駆動モータで駆動される回転軸１１を中心に時計方向又は反時計方向に回転する。ガラスディスク１２の間には、軟質な材料からなるディスク状のスペーサ２０（例えば、厚みが０．２ｍｍ）が介装されている。樹脂材料やゴム材料等の軟質な材料からなるスペーサ２０の介装により、隣り合うガラスディスク１２同士が擦り合うことを防止したり、記録面である上面１３及び下面１４と側周面１５とが交わるコーナー部１６が露出することを可能にする。スペーサ２０の側周面とガラスディスク１２の側周面との径方向の差は、０．５乃至０．７ｍｍである。

左右の回転ブラシ１は、それぞれ、不図示の回転駆動モータで回転駆動される回転軸２を中心に時計方向又は反時計方向に回転する。図２に示した装置においては、左右の回転ブラシ１の回転方向は、左右のディスク保持台の回転方向と同じ時計方向である。この回転方向は、回転ブラシ１及びディスク保持台によって別々の回転方向にすることも可能である。

回転ブラシ１のブラシ台には、非常に多くのブラシ毛３が、回転軸２に対して直交する方向に延在するように植毛されている。エアシリンダやモータ等の駆動手段でブラシ台を径方向に駆動することによって、回転ブラシ１のブラシ毛３の径方向の出し入れ量を調節することができる。ブラシ毛３を径方向に突出させて押し当て量を大きくすることにより、ガラスディスク１２に対するブラシ毛３の当接力が強くなる。逆に、ブラシ毛３を径方向に引っ込ませて押し当て量を小さくすることにより、ガラスディスク１２に対するブラシ毛３の当接力が弱くなる。

大略直線状に延在するブラシ毛３は、回転軸２に取り付けられた根元部４と、ガラスディスク１２に対して当接される自由端の先細部５と、から構成されている。針のように根元部４から先端部７にかけて徐々に先細に尖っているブラシ毛３において、例えば、円柱形状の根元部４の太さが０．２乃至０．３ｍｍであり、先細部５の長さは約１０ｍｍである。先細形状になっていない円柱形状のブラシ毛を、ダミーのガラスディスクやエポキシガラスに対して、粗研磨加工時の当接力よりも弱い当接力で研磨することによって、上記先細形状のブラシ毛３を作成することができる。

ブラシ毛３としては、ナイロンやポリプロピレンやポリブチレンテレフタレート等の合成樹脂毛、あるいは馬や狸や豚等の動物毛、あるいはピアノ線やステンレス繊維等の金属毛が使用される。

先細のブラシ毛３を用いると、図１に模式的に示すように、ブラシ毛３の先端部７がガラスディスク１２の側周面１５に当接するとともに、側周面１５より凹んだ位置にあるコーナー部１６にも当接する。したがって、ガラスディスク１２の側周面１５に加えてコーナー部１６においても、確実に且つ効率よく研磨加工を行うことができる。

研磨液に含まれる研磨剤は、１乃至３ミクロン程度の大きさの酸化セリウムが通常使用されるが、酸化マグネシウムや酸化鉄や酸化ジルコニウム等も使用可能である。

次に、このように構成された研磨加工装置を用いて、ガラスディスク積層体１０の研磨加工方法について説明する。

研磨加工に供するガラスディスク３として、直径が６５ｍｍで厚みが０．８ｍｍである２．５インチサイズのアルミノシリケートガラスが用いられる。このようなガラスディスク３の原盤は、熔融ガラスを上下の金型で成形するダイレクトプレス法によって作成される。ガラスディスク３の原盤をラッピング加工することによって、３ミクロン程度の表面粗さ（Ｒmax）に粗加工されているとともに、その側周面１５のコーナー部１６が面取り加工されている。

ラッピング加工されたガラスディスク３は、直径が６４ｍｍで厚みが０．８ｍｍである樹脂スペーサ２０を介して２００枚程度ディスクケース内に積層して収納される。ディスクケース内に収納されたガラスディスク積層体１０を、左右のディスク保持台にそれぞれセットする。上下の回転ブラシ１のブラシ毛３がガラスディスク積層体１０の外側の各側周面１５に対して適切な当接力で当接するように、回転ブラシ１の押し当て量を個別に調節する。回転ブラシ１には、ナイロン製の先細のブラシ毛３（全長が約３０ｍｍであり、根元部４の太さが０．２乃至０．３ｍｍであり、先細部５の長さが約１０ｍｍである。）が用いられている。

ガラスディスク積層体１０と回転ブラシ１とが当接している部位に１０重量％程度の酸化セリウムを含む研磨液を適量供給しながら、ガラスディスク積層体１０と回転ブラシ１とを同じ時計回りの方向に回転させる。ガラスディスク積層体１０の回転数は１００乃至３００ｒｐｍであり、回転ブラシ１の回転数は５００乃至１０００ｒｐｍである。初めは回転ブラシ１を突出させて強い当接力で粗研磨を行い、そのあと回転ブラシ１を若干引っ込めて弱い当接力で仕上げ研磨を行う。粗研磨時間は約４０分であり、仕上げ研磨時間は約２０分である。回転ブラシ１を用いた研磨加工が終了すると、研磨加工装置の作動を止めて、研磨加工済みのガラスディスク積層体１０をディスク保持台から取り出す。研磨加工済みのガラスディスク積層体１０は、洗浄工程で中性洗剤やイソプロピルアルコールによって洗浄される。

このような工程を経たガラスディスク３の表面粗さ（Ｒa）を測定すると、側周面１５では０．０３２ミクロンであり、面取したコーナー部１６では０．０３５ミクロンであり、いずれの面１５，１６も、非常にきれいな研磨面に加工されていた。

なお、本発明に係る研磨加工方法として、ガラスディスク積層体１０の外側の側周面１５を研磨加工する場合について説明してきたが、本発明に係る研磨加工方法は、ガラスディスク積層体１０の内側の側周面１５を研磨加工する場合にも適用できる。また、本発明に係る研磨加工方法は、ガラスディスク積層体及びブラシの両者が回転する回転研磨の場合だけでなく、ガラスディスク積層体及びブラシの少なくとも一方がガラスディスク積層体の側周面に沿って往復運動する振動研磨の場合にも適用することができる。

また、多数回のガラスディスク３の研磨作業によってブラシ毛３の先細形状が失われてしまう。このときには、先細形状の失われたブラシ毛３を、ダミーのガラスディスクやエポキシガラスに対して、粗研磨時の当接力よりも弱い、仕上げ研磨時に相当する弱い当接力で研磨加工を行うことによって、上述したような先細形状を備えたブラシ毛３とすることができる。

本発明に係るガラスディスクの研磨加工装置の要部を説明する模式図である。 本発明に係るガラスディスクの研磨加工装置を説明する平面図である。

１：回転ブラシ
２：回転軸
３：ブラシ毛
４：根元部
５：先細部
７：先端部
１０：ガラスディスク積層体
１１：回転軸
１２：ガラスディスク
１３：上面
１４：下面
１５：側周面
１６：コーナー部
２０：スペーサ

Claims (1)

1. 研磨液を供給しながら、ガラスディスクの側周面にブラシを当接させることによって、ガラスディスクの側周面を研磨加工する方法であって、
   根元部から先端部にかけて同じ太さであるブラシでダミーの被加工物を研磨することによって作成された先細形状のブラシを用いて、ガラスディスクの側周面を研磨加工し、
   前記先細形状のブラシは、前記ダミーの被加工物に対して、前記ガラスディスクの側周面を前記先細形状のブラシによって粗研磨加工する時の当接力よりも弱い当接力で研磨することによって作成されることを特徴とする、ガラスディスクの加工方法。

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