JP4978966B2 - 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、及び磁気ディスクの製造方法。 - Google Patents

Description

本発明は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、及び磁気ディスクの製造方法に関する。

近年、磁気ディスク用の基板としてガラス基板が用いられている。このガラス基板としては、例えば、中心部に円孔を有する円板状の基板が用いられる。また、従来、サーマル・アスペリティ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｓｐｅｒｉｔｙ）の防止等を目的として、このようなガラス基板の内周端面等を研磨する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−１８５９２７号公報

ガラス基板の内周端面を研磨する内径端面研磨工程は、例えば、ガラス基板を積み重ねて一つのブロックにした状態で、ガラス基板の内周端面（内径エッヂ部）をブラシ等で研磨する工程である。ガラス基板を積み重ねる際、ガラス基板の間には、例えば０．１５ｍｍ厚程度の合成紙（ユポ紙）等のスペーサが入れられる。これにより、例えば、内周端面における面取り部（Ｃ面）にブラシが入り込み易くなる。また、ガラス基板同士が触れないので、表面に傷を付けることなく加工を行うことができる。そのため、ガラス基板の間にスペーサを入れる作業は、内径端面研磨を行う上で必要不可欠な作業である。

また、内周端面研磨工程は、例えば棒状のセンタリングシャフトにガラス基板の内径を通すことにより、ガラス基板の位置合わせを行う。そのため、内径端面研磨工程においては、例えば、霧吹きで水を噴霧してガラス基板を濡らした後、一枚ずつスペーサをガラス基板に貼り付け、センタリングシャフトに取り付けるという作業の繰り返しが必要になる。

この場合、センタリングシャフトに対する１ブロック分のガラス基板の取り付け（セット）が完了した時点で、全体をホルダに取り付け、研磨装置で加工を開始することとなる。そのため、１ブロック分のガラス基板が取り付けられるまで加工を開始できず、効率が非常に悪いものとなる。

尚、事前にスペーサを入れておいたガラス基板を準備しておけば、効率よく作業を行えるとも考えられる。しかし、この場合、そのままの状態でガラス基板を保管しておくと、時間経過によりガラス基板が乾燥し、位置がずれてしまうという問題が生じる。

そのため、従来、ガラス基板の内周端面の研磨をより効率よく行う方法が求められていた。本発明は、上記の課題を解決できる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、及び磁気ディスクの製造方法を提供することを目的とする。

本願発明者は、事前にスペーサを入れておいたガラス基板のブロックを準備し、ガラス基板の位置がずれないように保管する方法について鋭意研究を行った。そして、最初に、センタリングシャフトに対するガラス基板の取り付けを事前に行っておき、センタリングシャフトに通した状態でガラス基板を保管する方法を検討した。

しかし、ガラス基板の挿通を円滑に行う必要上、センタリングシャフトとガラス基板の内径との間には、通常、ある程度の隙間が存在する。そのため、保管によって時間が経過すると、ガラス基板が乾燥し、位置がずれてしまう。そして、このずれにより、センタリングシャフトとガラス基板の内径とが接触した状態で、重ねられたガラス基板が固まるおそれがある。この場合、センタリングシャフトからガラス基板を抜く際に、ガラス基板の内周端面に欠け等のダメージが生じるおそれがある。

そこで、本願発明者は、更に鋭意研究を行い、複数枚のガラス基板を重ねた状態で保管でき、かつ、ガラス基板の抜き差しが容易で作業性がよい構成を見出した。上記の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。

（構成１）磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、中心部に円孔を有する円板状のガラス基板を複数枚準備する基板準備工程と、それぞれのガラス基板の間にスペーサを入れつつ、鉛直方向の軸部を有する治具の軸部にそれぞれのガラス基板の円孔を通すことにより、複数枚のガラス基板を重ねた状態で保管する保管工程と、スペーサを入れて重ねられた状態の複数枚のガラス基板をホルダに取り付けて、ホルダに保持された複数枚のガラス基板の内周端面を研磨する内周端面研磨工程とを備え、治具の軸部は、外径がガラス基板の円孔の径よりも大きなブラシ状であり、内周端面研磨工程は、複数枚のガラス基板を、スペーサを入れて重ねられた状態のまま、治具の軸部から取り外して、ホルダに取り付ける。

このようにすれば、例えば、ブラシの毛でガラス基板の内周端面を押さえることにより、ガラス基板及びスペーサの位置がずれることを防ぎつつ、ガラス基板を適切に保管できる。また、治具の軸部がブラシ状であるため、抜き差し時にガラス基板に強い力がかかることがない。そのため、ガラス基板の抜き差しが容易になる。また、ガラス基板の内周端面と軸部とが接触した場合にも、ガラス基板に欠け等は生じにくい。

従って、このようにすれば、内周端面研磨工程を行う前に、複数枚のガラス基板を重ねた状態で適切に保管できる。また、これにより、内周端面研磨工程の加工を効率的に行うことができる。尚、軸部の外径とは、例えば、ブラシ状部分の水平断面の直径である。保管工程は、内周端面研磨工程の前に一時的にガラス基板を保管する工程であってもよい。

（構成２）内周端面研磨工程は、複数枚のガラス基板がスペーサを入れて重ねられた状態のまま、複数枚のガラス基板を治具の軸部から取り外し、取り外された複数枚のガラス基板の円孔を棒状部材に通すことにより、複数枚のガラス基板の位置を合わせ、位置を合わせた複数枚のガラス基板をホルダに取り付ける。棒状部材は、例えばガラス基板の位置合わせ用のセンタリングシャフトである。

このようにすれば、保管工程で重ねられたガラス基板のブロックを、内周端面研磨工程で適切に使用できる。これにより、内周端面研磨工程を効率よく行うことができる。

（構成３）保管工程は、複数の治具を用いて、それぞれの治具毎に複数枚のガラス基板を重ねた状態で保管し、内周端面研磨工程は、複数の治具により保管された複数組のガラス基板を、一の棒状部材に通す。

内周端面研磨工程では、同時に研磨を行う１回のバッチ処理において、多数のガラス基板を重ねて研磨を行う。そのため、保管工程において、バッチ内の全てのガラス基板を重ねた状態で保管をしようとすると、重ねられたガラス基板の取り扱いが困難になるおそれがある。また、治具の軸部にかかる負担が大きくなり、ブラシ状の軸部ではガラス基板を適切に保持できなくなるおそれもある。これに対し、このようにすれば、ブラシ状の軸部を有する治具により、ガラス基板を適切に保持できる。

（構成４）治具の軸部は、捻りブラシ状であり、軸部の外径は、円孔の径よりも０．８〜１．２ｍｍ大きい。このようにすれば、ブラシ状の軸部を有する治具により、ガラス基板を適切に保持できる。

尚、捻りブラシ状部分のブラシ毛の線径は、例えば０．０６〜０．０８ｍｍ、より好ましくは０．０７ｍｍ程度である。このようにすれば、例えばブラシ毛の剛性が大きくなりすぎてガラス基板にダメージを与えることを防ぐことができる。

（構成５）磁気ディスクの製造方法であって、構成１から４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で製造される磁気ディスク用ガラス基板上に少なくとも磁気記録層を形成する。このようにすれば、例えば、構成１から４と同様の効果を得ることができる。

本発明によれば、例えば、磁気ディスク用ガラス基板を製造する場合に、ガラス基板の内周端面の研磨を効率よく行うことができる。

以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るガラス基板１０を切断してみたときの斜視図である。ガラス基板１０は、例えば２．５インチ径の磁気ディスク用ガラス基板であり、中心部を貫通する円孔１２を有する。ガラス基板１０において、主表面、内周端面１４、及び外周端面１６は、鏡面研磨されている。内周端面１４及び外周端面１６は、面取りした面取り部と、側壁部とをそれぞれ含む。

尚、ガラス基板１０は、例えば回転数５４００ｒｐｍ以上（例えば７２００ｒｐｍ、１００００ｒｐｍ以上等）の磁気ディスク用ガラス基板である。ガラス基板１０の厚さは、例えば０．５〜０．８ｍｍ、より好ましくは０．６〜０．７ｍｍ（例えば０．６３５ｍｍ）である。

ここで、ガラス基板１０の製造方法について説明する。本例のガラス基板１０は、基板準備工程、保管工程、内周端面研磨工程、外周端面研磨工程、主表面研磨工程、及び化学強化工程を経て製造される。

基板準備工程は、中心部に円孔１２を有する円板状のガラス基板１０を準備する工程である。基板準備工程は、例えば、研削及び所定の粗さへのラッピング加工がなされた複数枚のガラス基板１０を準備する。

保管工程は、研磨前のガラス基板１０を保管する工程である。本例において、保管工程は、所定形状の治具を用いて、それぞれのガラス基板１０の間にスペーサを入れつつ、複数枚のガラス基板１０を重ねた状態で保管する。この治具の構成については、後に詳しく説明する。

内周端面研磨工程は、保管工程において保管されたガラス基板１０の内周端面１４を鏡面研磨する工程である。また、外周端面研磨工程は、ガラス基板１０の外周端面１６を鏡面研磨する工程である。鏡面研磨された内周端面１４及び外周端面１６の算術平均表面粗さＲａは、０．０５μｍ以下、より好ましくは０．０４μｍ以下、更に好ましくは０．０３μｍ以下である。また、鏡面研磨された内周端面１４及び外周端面１６の最大高さＲｍａｘは、０．５μｍ以下、より好ましくは０．４μｍ以下、更に好ましくは０．３μｍ以下である。尚、算術平均表面粗さＲａ及び最大高さＲｍａｘは、例えば、それぞれ日本工業規格ＪＩＳＢ０６０１の算術平均表面粗さＲａ及び最大高さＲｍａｘに準拠して算出される。

主表面研磨工程は、ガラス基板１０の主表面を鏡面研磨する工程である。鏡面研磨された主表面の算術平均表面粗さＲａは、０．５ｎｍ以下、より好ましくは０．４ｎｍ以下、更に好ましくは０．３ｎｍ以下である。また、鏡面研磨された主表面の最大高さＲｍａｘは、５ｎｍ以下、より好ましくは４ｎｍ以下、更に好ましくは３ｎｍ以下である。化学強化工程は、ガラス基板１０を化学強化する工程である。

以上の工程を経て、ガラス基板１０は完成する。そして、完成したガラス基板１０は、磁気ディスクの製造に用いられる。磁気ディスクの製造工程においては、ガラス基板１０上に少なくとも磁気記録層が形成される。

図２は、保管工程について更に詳しく説明する図である。図２（ａ）は、保管工程で用いられる治具３０の構成の一例を示す。本例において、保管工程は、鉛直方向の軸部３２を有する治具３０を用いる。そして、それぞれのガラス基板１０の間にスペーサ２０を入れつつ、治具３０の軸部３２にそれぞれのガラス基板１０の円孔１２を通す。これにより、保管工程は、複数枚のガラス基板１０を重ねた状態で保管する。尚、スペーサ２０は、例えば厚さ０．１〜０．２ｍｍ厚（例えば０．１５ｍｍ厚程度）の合成紙（ユポ紙）であり、基板１０の円孔１２と重なる位置に、円孔１２と同様の円孔を有する。

保管工程は、複数の治具３０を用いて、それぞれの治具３０毎に複数枚のガラス基板１０を保管することが好ましい。このようにすれば、それぞれの治具３０において重ねられるガラス基板１０の枚数を少なくできる。これにより、積み重ねた状態のガラス基板１０の取り扱いを容易にできる。また、複数の治具３０を用いることにより、例えば、内周端面研磨工程の複数回のバッチ処理分のガラス基板１０を保管できる。

以下、治具３０の構成について更に詳しく説明する。本例において、治具３０は、軸部３２、キャップ３４、及びベース３６を備える。軸部３２は、ガラス基板１０の円孔１２が通される棒状部分であり、軸方向を鉛直方向に向けて、キャップ３４を介してベース３６に保持される。キャップ３４は、軸部３２の一端に取り付けられた蓋状部材であり、例えば各種樹脂等により形成される。

ベース３６は、軸部３２及びキャップ３４を保持する土台であり、例えば塩化ビニル樹脂により形成される。また、ベース３６は、キャップ３４を、取り外し可能に保持する。これにより、軸部３２は、キャップ３４を介して、ベース３６に取り外し可能にはめ込まれる。そのため、本例によれば、例えばガラス基板１０を治具３０に抜き差しする場合等に、軸部３２をベース３６から取り外して作業できる。

図２（ｂ）は、治具３０における軸部３２の鉛直断面図である。本例において、軸部３２は、捻りブラシ状であり、捻り部１０２及びブラシ毛１０４を有する。捻り部１０２は、ブラシ毛１０４の一部を挟んで捻られた針金で形成された心棒状部分である。ブラシ毛１０４は、一部を捻り部１０２に挟まれた状態で、捻り部１０２を中心にして外側に広がる。ブラシ毛１０４の線径は、例えば０．０６〜０．０８ｍｍ、より好ましくは０．０７ｍｍ程度である。本例によれば、捻りブラシ状の軸部３２を適切に形成できる。また、例えば、ブラシ毛１０４の剛性が大きくなりすぎてガラス基板１０にダメージを与えることを防ぐことができる。

図２（ｃ）は、軸部３２にガラス基板１０の円孔１２を通した状態を示す。尚、説明の便宜上、図２（ｃ）において、スペーサ２０の図示は省略した。本例において、軸部３２の外径ｂは、ガラス基板１０の円孔１２の径ａよりも、例えば０．８〜１．２ｍｍ、より好ましくは１ｍｍ程度大きい。軸部３２の外径ｂ、及び円孔１２の径ａとは、それぞれの直径である。

そのため、本例において、軸部３２にガラス基板１０を通した場合、円孔１２内において、ブラシ毛１０４の先端は、弾性により、ガラス基板１０の内周端面を押さえる。これにより、ガラス基板１０及びスペーサ２０の位置がずれることを防ぎつつ、ガラス基板１０を適切に保管できる。

また、軸部３２がブラシ状であるため、軸部３２とガラス基板１０の内周端面とが接触していても、ガラス基板１０の抜き差しを容易に行うことができる。そのため、保管によってガラス基板１０の抜き差しの作業性が低下することはない。また、ブラシ毛１０４の弾性によってガラス基板１０を押さえる構成であるため、抜き差し時において、ガラス基板１０に欠け等は生じにくい。従って、本例によれば、内周端面研磨工程を行う前に、複数枚のガラス基板１０を重ねた状態で適切に保管できる。

図３は、内周端面研磨工程について更に詳しく説明する図である。図３（ａ）は、センタリングシャフト４０にガラス基板１０を通す手順の一例を示す。本例において、内周端面研磨工程の前の保管工程は、スペーサ２０を入れて重ねられたガラス基板１０のブロック２０２を、複数の治具３０のそれぞれに保管する。

内周端面研磨工程は、スペーサ２０を入れて重ねられた状態のまま、ガラス基板１０のブロック２０２を、それぞれの治具３０の軸部３２から取り外す。そして、取り外されたガラス基板１０の円孔１２（図１参照）を、棒状部材の一例であるセンタリングシャフト４０に通す。これにより、内周端面研磨工程は、複数の治具３０により保管された複数組のガラス基板１０を、１個のセンタリングシャフト４０に通す。また、センタリングシャフト４０に通すことにより、重ねられた複数枚のガラス基板１０の位置を合わせる。本例によれば、治具３０を用いて予め重ねた状態でガラス基板１０を保管することにより、センタリングシャフト４０に対するガラス基板１０の取り付けを効率よく行うことができる。

尚、治具３０からガラス基板１０を取り外す前には、例えば霧吹き等により、ガラス基板１０及びスペーサ２０に水を軽く噴霧することが好ましい。このようにすれば、例えば時間の経過等による乾燥が原因でガラス基板１０とスペーサ２０との密着性が低下している場合であっても、ガラス基板１０とスペーサ２０とを再度密着させることができる。また、これにより、作業時にガラス基板１０がずれることを適切に防ぎ、ガラス基板１０及びスペーサ２０を、センタリングシャフト４０に適切に取り付けることができる。

図３（ｂ）は、研磨装置内でガラス基板１０を保持するホルダ５０へガラス基板１０を取り付けた状態の一例を示す。本例において、内周端面研磨工程は、センタリングシャフト４０に保持されたガラス基板１０のブロック２０４を、ホルダ５０に取り付ける。ブロック２０４は、複数の治具３０のそれぞれから取り外されたガラス基板１０のブロック２０２を更に重ねたブロックである。また、ホルダ５０は、ブロック２０４を上下から押さえることにより、ブロック２０４に含まれるガラス基板１０を保持する。これにより、内周端面研磨工程は、位置を合わせた複数枚のガラス基板１０を、スペーサ２０を入れて重ねられた状態のまま、ホルダ５０に取り付ける。

ホルダ５０への取り付けを行った後、内周端面研磨工程は、例えば、センタリングシャフト４０をガラス基板１０から取り外して、ホルダ５０を、研磨装置内に設置する。そして、ホルダ５０に保持されているガラス基板１０の内周端面を研磨する。本例によれば、保管工程で重ねられたガラス基板１０を、内周端面研磨工程で適切に使用できる。これにより、ガラス基板１０の内周端面の研磨を効率よく行うことができる。

以下、実施例及び比較例により、本発明を更に詳しく説明する。
（実施例１）
保管工程において、図２を用いて説明したように、捻りブラシ状の軸部３２を有する治具３０を用い、スペーサ２０を入れて重ねられた複数枚のガラス基板１０を保管する。軸部３２の外径の寸法は、ガラス基板１０の円孔１２の径よりも１ｍｍ大きく設定する。また、縦方向に４個、横方向に６個の配列で並べた複数の治具３０を用いて、１個の治具３０あたり２５枚のガラス基板１０を保管する。

内周端面研磨工程では、図３を用いて説明したように、ガラス基板１０に霧吹き等で軽く水を噴霧させた上で、治具３０に保管されているガラス基板１０をセンタリングシャフト４０に取り付ける。本実施例の内周端面研磨工程では、１回のバッチ処理において、４個の治具３０に保管された１００枚のガラス基板１０を、１個のセンタリングシャフト４０に取り付ける。そして、センタリングシャフト４０により位置が合わせられたガラス基板のブロックをホルダ５０へ取り付ける。その後、ブロックからセンタリングシャフト４０を取り外して、ホルダ５０を研磨装置に設置し、ガラス基板１０の内周端面を研磨する。上記以外は公知の方法と同一又は同様にして、実施例１に係る磁気ディスク用ガラス基板を作製した。

尚、本実施例の保管工程において、各治具３０は、１回のバッチ処理分の１００枚を４分割した量である２５枚のガラス基板１０をそれぞれ保管する。そのため、本実施例の保管工程では、６回のバッチ処理分のガラス基板１０を事前に準備しておくことが可能である。

（比較例１）
保管工程において治具３０を用いない以外は実施例１と同様にして、比較例１に係る磁気ディスク用ガラス基板を作製した。比較例１において、保管工程は、スペーサを入れて重ねられたガラス基板を、そのままの状態で、テーブル上に置いて保管する。

（評価）
実施例１及び比較例１のそれぞれの方法で作製される磁気ディスク用ガラス基板について、１日あたりの生産枚数を評価した。実施例１においては、治具３０を用いることにより、保管時にガラス基板１０及びスペーサ２０のずれが生じることはなかった。また、内周端面研磨工程において、センタリングシャフト４０へのガラス基板１０の取り付けを効率よく行うことができた。その結果、実施例１において、生産枚数は、５５００（枚／日）となった。

一方、比較例１では、保管時の時間経過による乾燥が原因で、ガラス基板やスペーサの位置にずれが生じた。そのため、センタリングシャフトへの取り付け時に、毎回、位置のずれを修正する作業が必要になった。これにより、作業性が低下した結果、比較例１において、生産枚数は、２０００（枚／日）となった。

以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本発明は、例えば磁気ディスク用ガラス基板の製造方法に好適に利用できる。

本発明の一実施形態に係るガラス基板１０を切断してみたときの斜視図である。 保管工程について更に詳しく説明する図である。図２（ａ）は、保管工程で用いられる治具３０の構成の一例を示す。図２（ｂ）は、治具３０における軸部３２の鉛直断面図である。図２（ｃ）は、軸部３２にガラス基板１０の円孔１２を通した状態を示す。 内周端面研磨工程について更に詳しく説明する図である。図３（ａ）は、センタリングシャフト４０にガラス基板１０を通す手順の一例を示す。図３（ｂ）は、研磨装置内でガラス基板１０を保持するホルダ５０へガラス基板１０を取り付けた状態の一例を示す。

符号の説明

１０・・・ガラス基板、１２・・・円孔、１４・・・内周端面、１６・・・外周端面、２０・・・スペーサ、３０・・・治具、３２・・・軸部、３４・・・キャップ、３６・・・ベース、４０・・・センタリングシャフト（棒状部材）、５０・・・ホルダ、１０２・・・捻り部、１０４・・・ブラシ毛、２０２・・・ブロック、２０４・・・ブロック

Claims (5)

1. 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
   中心部に円孔を有する円板状のガラス基板を複数枚準備する基板準備工程と、
   それぞれの前記ガラス基板の間にスペーサを入れつつ、鉛直方向の軸部を有する治具の前記軸部にそれぞれの前記ガラス基板の前記円孔を通すことにより、複数枚の前記ガラス基板を重ねた状態で保管する保管工程と、
   前記スペーサを入れて重ねられた状態の前記複数枚のガラス基板をホルダに取り付けて、前記ホルダに保持された前記複数枚のガラス基板の内周端面を研磨する内周端面研磨工程と
   を備え、
   前記治具の前記軸部は、外径が前記ガラス基板の前記円孔の径よりも大きなブラシ状であり、
   前記内周端面研磨工程は、前記複数枚のガラス基板を、前記スペーサを入れて重ねられた状態のまま、前記治具の前記軸部から取り外して、前記ホルダに取り付け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。
2. 前記内周端面研磨工程は、前記複数枚のガラス基板が前記スペーサを入れて重ねられた状態のまま、
   前記複数枚のガラス基板を前記治具の軸部から取り外し、
   取り外された前記複数枚のガラス基板の前記円孔を棒状部材に通すことにより、前記複数枚のガラス基板の位置を合わせ、
   位置を合わせた前記複数枚のガラス基板を前記ホルダに取り付けることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
3. 前記保管工程は、複数の前記治具を用いて、それぞれの前記治具毎に複数枚の前記ガラス基板を重ねた状態で保管し、
   前記内周端面研磨工程は、前記複数の治具により保管された複数組の前記ガラス基板を、一の前記棒状部材に通すことを特徴とする請求項２に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
4. 前記治具の前記軸部は、捻りブラシ状であり、
   前記軸部の外径は、前記円孔の径よりも０．８〜１．２ｍｍ大きいことを特徴とする請求項１から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。
5. 請求項１から４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で製造される磁気ディスク用ガラス基板上に少なくとも磁気記録層を形成することを特徴とする磁気ディスクの製造方法。

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