JP5085383B2 - 情報記録媒体用基板ガラスブランク、情報記録媒体用基板、情報記録媒体それぞれの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、情報記録媒体用基板ガラスブランク、情報記録媒体用基板、情報記録媒体およびそれらの製造方法に関する。

ハードディスクなどの情報記録媒体用基板の材料として、ガラスや結晶化ガラスが用いられている。こうしたガラス基板を生産する方法の一つとして熔融ガラスをプレス成形型に供給し、ガラスが冷却、固化する前に薄板円盤状にプレス成形し、得られたガラスブランクに外周面加工、中心孔開け加工、表裏一対の主表面を研削、研磨する加工を施して中心孔付きのガラスディスクを作る方法が知られている。この方法の一例は、特許文献１に開示されており、熔融ガラスから基板の形状に近似したガラスブランクを直接成形するため、非常に生産性に優れている。

特許文献２に記載の方法は、特許文献１に記載の方法を改良したもので、上下型の中心軸の傾きによる平行度の悪化、ガラスの量の変動によるブランクの肉厚バラつきを抑制しようとするものである。この方法では上下型の間にスペーサーを入れ、ガラスの外周面とスペーサーとを非接触状態に保ちながら、プレス成形する。

特許文献３に記載の方法は、特許文献２に記載の方法で得たブランクの中心孔開け位置を外周面を用いず、重心位置とし、孔開けを行うという方法である。
特開平７−１３３１２１号公報 特開２００３−５４９６５号公報 特開２００３−６３８３１号公報

特許文献２、３の方法は、外周面を加工フリーとするため、外周面の形状、ブランクの外径が成形ごとに異なり、外周面を中心孔の位置を決めるための基準に使用することができない。こうした問題をブランクの重心位置を求め、その位置に中心孔を開けるという方法で解決しようとしている。

しかし、この方法は外周面加工を省くことができる一方、大量生産されたブランクの重心を一枚ずつ測定しなければならず、膨大な手間がかかる。

本発明は、こうした問題を解決し、平面視したときの真円度に優れるとともに外径公差が小さく、外周面を加工しなくても中心孔開け位置の決定が容易で、主表面間の平行度が優れた情報記録媒体用基板ブランクを量産する方法、前記ブランクから情報記録媒体用基板と情報記録媒体を製造する方法を提供することを目的とする。

本発明は以下のとおりである。
［１］
軟化状態のガラス塊を一対の押圧型でプレス成形する工程を繰り返し行ってガラスブランクを量産する、略円盤状の情報記録媒体用基板ガラスブランクの製造方法において、
繰り返し行われる前記プレス成形は、一対の押圧型の成形面の距離が一定の値になるまで所定量のガラス塊をプレスすること、
軟化状態のガラス塊をプレスして一対の押圧型の対向する２つの成形面に沿ってガラスを伸ばし、伸ばしたガラスの全外周に外周規制面を転写して、ガラスブランクの一対の主表面と外周面を成形するとともに、
成形面の外周部または前記外周部の外側にあって対向する成形面の距離より大きい間隔を有する2つの面および外周規制面によって少なくとも区画される、前記押圧型のキャビティ内の外周に設けられた、肉厚部成形用空間の一部に前記伸ばしたガラスを侵入させて、ガラスブランクの外縁の少なくとも一部に肉厚部を成形する(但し、上記ガラスブランクの外縁の肉厚とならない部分は、前記ガラスブランクの一対の主表面の厚みと少なくとも等しい厚みを有する)こと、
プレス成形毎に供給するガラス塊の量の変動に応じて、肉厚部成形用空間へのガラスの充填度を変化させること、但し、プレス成形毎に供給するガラス塊の量の変動幅および肉厚部成形用空間の容量は、ガラスブランクの外縁の少なくとも一部に肉厚部が形成されるが、肉厚部成形用空間の容量を超えてガラスが充填されない範囲で設定される、
ことを特徴とする情報記録媒体用基板ガラスブランクの製造方法。
［２］
肉厚部を全周にわたり成形することを特徴する［１］に記載の情報記録媒体用基板ガラスブランクの製造方法。
［３］
プレスの際の、一対の押圧型の成形面の距離の前記一定の値は、０．７〜３．０ｍｍの範囲に設定する［１］または［２］に記載の情報記録媒体用基板ガラスブランクの製造方法。
［４］
ガラスブランクは、
（１）一方の主表面の外縁を平坦とし、他方の主表面の外縁を凸部として肉厚部とするか、
（２）両方の主表面の外縁を凸部として肉厚部とすることを特徴とする［１］〜［３］のいずれかに記載の情報記録媒体用基板ガラスブランクの製造方法。
［５］
ガラスブランクは、一方または両方の主表面の中央部に凸部を設けたものである［１］〜［４］のいずれかに記載の情報記録媒体用基板ガラスブランクの製造方法。
［６］
押圧型は、型閉めした状態で上型と下型とが直接当接する構造を有する［１］〜［５］のいずれかに記載の情報記録媒体用基板ガラスブランクの製造方法。
［７］
前記押圧型の一方が前記外周規制面を備え、
前記供給されたガラスは、前記肉厚部の凸部を形成する表面の一部または全部が型に接触せずに自由表面となっていることを特徴とする［６］に記載の情報記録媒体用基板ガラスブランクの製造方法。
［８］
軟化状態のガラス塊が熔融ガラス塊であり、この熔融ガラス塊を一方の押圧型の成形面中央に供給してプレス成形する［１］〜［７］のいずれかに記載の情報記録媒体用基板ガラスブランクの製造方法。
［９］
肉厚部成形用空間の容量は、
プレス成形毎に供給するガラス塊の量の変動により生じると想定される最大量のガラスが、肉厚部成形用空間以外の押圧型のキャビティ内に隙間が生じないように均一に供給されたと想定した場合に、肉厚部成形用空間においてガラスが占める断面積の１１０％〜２００％の断面積を持つように設定されることを特徴とする［１］〜［８］のいずれかに記載の情報記録媒体用基板ガラスブランクの製造方法。
［１０］
［１］〜［９］のいずれかに記載の方法でガラスブランクを製造し、製造したガラスブランクの外周面を基準に中心孔開け位置を定め、中心孔開け加工する工程、中心孔開け加工したブランクの２つの主表面を研削する工程、研削した主表面を研磨する工程を有する情報記録媒体用基板の製造方法。
［１１］
プレス成形で成形した平坦な主表面を基準にして、主表面の研削を行う［１０］に記載の情報記録媒体用基板の製造方法。
［１２］
プレス成形で成形した外縁の肉厚部を基準にして、主表面の研削を行う［１０］に記載の情報記録媒体用基板の製造方法。
［１３］
［１０］〜［１２］のいずれかに記載の方法で基板を作製し、作製した基板上に情報記録層を含む膜を形成する工程を有する情報記録媒体の製造方法。

本発明によれば、平面視したときの真円度に優れるとともに外径公差が小さく、外周面を加工しなくても中心孔開け位置の決定が容易で、主表面間の平行度が優れた情報記録媒体用基板ブランクを量産することができる方法を提供できる。さらに本発明によれば、本発明の方法により調製されたブランクから情報記録媒体用基板と情報記録媒体を製造する方法も提供することができる。

［ブランクの製造方法］
プレス成形後のブランク加工工程を省力化するには、ブランクを平面視したときの真円度、外径公差、両主表面間の距離（肉厚）の公差、両主表面間の平行度を同時に高精度化する必要がある。外径公差については好ましくは±０．１ｍｍ以内、肉厚公差については好ましくは±０．０１５ｍｍ以内、平行度については好ましくは０．０１ｍｍ以内といった高精度化が求められる。

特別な工夫を施していないプレス成形型、成形装置を用いて、こうした要求を同時に満たすブランクを量産するためには、プレス成形型に供給するガラスの質量公差を０．１％以内に抑える必要がある。例えば、一定流出量で流出する熔融ガラス流を一定の時間間隔で分離し、一定重量のガラス塊を上記質量公差で得ようとすると、上記時間間隔を１／１０００秒オーダーで安定化しなければならない。しかし、このような質量公差でガラス塊を得ることは、流出ガラスの熱間切断制御の現状の技術レベルでは達成困難である。現状の技術レベルでは、型に供給するガラスの量の０．２％〜５％程度の変動は避けられない。

こうしたガラス量の変動の影響を低減するため、特許文献２、３は真円度、外径公差の高精度化を犠牲にし、その上で肉厚公差、平行度の高精度化を図る。

しかし、本発明者は、真円度、外径公差、肉厚公差、両主表面間の平行度には影響を与えない部位に余剰分のガラスを逃がせば、すべての要求を満足することが可能になるのではないか、という着想に基づき、略円盤状のブランク主表面の外縁に余剰ガラスを逃がす方法を検討した。その結果、本発明を完成させるに至った。

なお、余剰ガラスの量とは、目的とする外径、肉厚を有する理想的な円盤形状のブランクを得るために必要なガラスの質量をM、実際にプレスするガラスの質量をｍとしたときにｍ−Mで表される量である。

本発明は、軟化状態のガラス塊を一対の押圧型でプレス成形する工程を繰り返し行ってガラスブランクを量産する、略円盤状の情報記録媒体用基板ガラスブランクの製造方法である。さらにこの方法において以下の(1)〜(5)を特徴とする。
(1)前記プレス成形は、一対の押圧型の成形面の距離が所定の値になるまで所定量のガラス塊をプレスすること
(2)軟化状態のガラス塊をプレスして一対の押圧型の対向する２つの成形面に沿ってガラスを伸ばし、伸ばしたガラスの全外周に外周規制面を転写して、ガラスブランクの一対の主表面と外周面を成形すること
(3)成形面の外周部または前記外周部の外側にあって対向する成形面の距離より大きい間隔を有する2つの面および外周規制面によって少なくとも区画される、前記押圧型のキャビティ内の外周に設けられた、肉厚部成形用空間の一部に前記伸ばしたガラスを侵入させて、ガラスブランクの外縁の少なくとも一部に肉厚部を成形する(但し、上記ガラスブランクの外縁の肉厚とならない部分は、前記ガラスブランクの一対の主表面の厚みと少なくとも等しい厚みを有する)こと
(4)プレス成形毎に供給するガラス塊の量の変動に応じて、肉厚部成形用空間へのガラスの充填度を変化させること
(5)プレス成形毎に供給するガラス塊の量の変動幅および肉厚部成形用空間の容量は、ガラスブランクの外縁の少なくとも一部に肉厚部が形成されるが、肉厚部成形用空間の容量を超えてガラスが充填されない範囲で設定されること。

一般に、情報記録媒体用基板ガラスブランクは、研削、研磨によって情報記録媒体用基板に加工される略円盤状の情報記録媒体用基板ガラスブランクである。本発明は、このガラスブランクスを、軟化状態のガラス塊を一対の押圧型でプレス成形する工程を繰り返し行って量産する方法である。

(1)成形面の距離が所定の値になるまで所定量のガラス塊をプレス
本発明の製造方法におけるプレス成形では、一対の押圧型を用いる。
この一対の押圧型を用いて、一対の押圧型の成形面の距離が所定の値になるまで所定量のガラス塊をプレスする。プレス成形は、一対の押圧型の成形面の距離が所定の値になるまで行われる。所定の値は、例えば、０．７〜３．０ｍｍの範囲であり、成形面の距離の変動許容範囲は、例えば、 ±０．０１５μmの範囲である。

上記一対の押圧型の成形面の距離（一対の主表面の間隔）の所定の値は、好ましくは０．７５〜１．０ｍｍの範囲である。この範囲にすることにより情報記録媒体用基板の主表面形成のための研削、研磨加工を省力化することができる。

本発明の方法で製造したブランクを研削、研磨して基板を作製する過程では、必要最小限の加工で基板を得ることが望まれる。したがって、主表面部におけるブランクの厚さは基板の厚さに近いことが好ましい。その結果、ブランクの上記部分の厚さは薄いものとなる。

さらに、プレス成形の際には、一対の押圧型の成形面の間に所定量のガラス塊が供給され、プレスされる。供給されるガラス塊の所定量とは、所定量のガラス塊を供給するように、熔融ガラスの流量、温度、切断のタイミングなどが調整されることで定まる、設定量である。設定量は、所定(所望)の値に決められているが、実際に供給されるガラス塊の量は、供給機構等に起因して、プレス成形毎に変動する。この供給されるガラス塊の量の変動は、例えば、０．２〜５％の範囲である。実際の操業上は、ガラス塊の量の変動は、小さければ小さいほど好ましく、限りなく目的とするガラスブランクスの量に等しい量のガラス塊が供給されることが好ましい。しかし、実際には０．２〜５％の範囲の変動は許容範囲であり、本発明では、少なくともこの範囲のガラス塊の量の変動があっても、所定のガラスブランクスが製造できるように他の条件を設定する。

軟化状態のガラスをプレスして一対の押圧型の成形面に沿って伸ばすことにより、一対の主表面を成形するが、量産における各プレス成形工程では、一対の押圧型の成形面の距離が一定になるまでガラスをプレスするとともに、前記プレスの過程で、ガラスの量の変動に応じて肉厚部成形空間へのガラスの導入量を変化させる。すなわち、上記工程でガラスの余剰分が変動しても、上記空間に逃げるガラスの量が余剰ガラスの量により自動的に決まるので、毎回、一対の押圧型の成形面の距離が一定になるまでガラスをプレスすることができる。その結果、主表面間の距離、すなわち、主表面部における厚みが一定のブランクを量産することができる。その結果、ガラス余剰量の変動があっても、一対の押圧型の成形面を互いに平行に保ったままプレスを完了することができるので、主表面間の平行度が優れたブランクを量産することもできる。

(2)主表面と外周面の成形
プレス成形の際には、軟化状態のガラス塊をプレスして一対の押圧型の対向する２つの成形面に沿ってガラスを伸ばし、伸ばしたガラスの全外周に外周規制面を転写して、ガラスブランクの一対の主表面と外周面を成形する。外周規制面の転写は、伸ばしたガラスの外周全体に欠落箇所が無いように行う。伸ばしたガラスの全外周に外周規制面を転写して、ガラスブランクの外周面を成形することで、一定の外径を有する真円度の優れたガラスブランクを量産することができる。

(3)肉厚部の成形
上記主表面と外周面の成形に引き続いて、あるいは主表面と外周面の成形に一部並行して肉厚部が成形される。但し、ガラスブランクの外縁において肉厚とならない部分は、ガラスブランクの一対の主表面の厚みと少なくとも等しい厚みを有するように、肉厚部は成形される。場所による肉厚の違いは避けられないもののガラスブランクの外縁の一部にでも所定肉厚に満たない「肉薄部」が形成されないようにガラス容量の変動における最小値を、余裕を持って想定する。肉厚部の成形は、主表面と外周面の成形の際に伸ばされたガラスを肉厚部成形用空間の一部に侵入させて行う。肉厚部成形用空間は、押圧型のキャビティ内の外周に設けられる。肉厚部成形用空間は、成形面の外周部または前記外周部の外側にあって対向する成形面の距離より大きい間隔を有する2つの面および外周規制面とから少なくとも区画される。

(4)ガラス塊量の変動に応じた肉厚部成形用空間へのガラス充填度の変化
上述のように、プレス成形毎に押圧型に供給されるガラス塊の量は、意図したものではないが、熔融ガラスの流出量のコントロール精度に起因して、変動する。プレス成形が一対の押圧型の成形面の距離が所定の値になるまで行われるため、主表面と外周面の成形に用いられるガラスの量は一定しており、供給されるガラス塊の量の変動に応じて変化するのは、前記肉厚部成形用空間へ導入されるガラスの量であり、結果として肉厚部のガラス量が変動する。ガラス塊の量のプレス成形毎の変動を肉厚部のガラス量が変動することで吸収し、外周規制面により形成される外径を一定に保つ。

(5)ガラス塊の量の変動幅と肉厚部成形用空間の容量
プレス成形毎に供給するするガラス塊の量の変動幅と肉厚部成形用空間の容量は、ガラスブランクの外縁の一部にでも所定肉厚に満たない「肉薄部」が形成されず、かつ肉厚部成形用空間の全周いずれの場所でも容量を超えてガラスが充填されない範囲で設定される。尚、ガラス塊のプレス成形面への供給位置は、全ての肉厚部成形用空間において肉厚部成形用空間の容量を超えないようにプレス成形されたガラスが充填されるように、調整されることが好ましい。このような設定の下でプレス成形することで、プレス品面内で製品となる大半の面積での一定厚みと一定外径を有するガラスブランクを、バリの発生なしに製造することが可能になる。

[肉厚部成形用空間の説明]
肉厚部成形用空間は、余剰分のガラスを逃がす空間である。この空間が型の摺動面(例えば、主表面のプレス成形面)によって囲まれている空間の場合、ガラスが侵入すると型の動きを妨げることになり、空間に侵入したガラスは摺動面によってプレスされて、結果的に、成形バリを形成してしまう。それに対して、本発明では、少なくとも一つの非摺動面により区画される空間であれば、ガラスを進入させても型の動きを妨げることはなく、成形バリができることもない。

プレス成形後、肉薄の平板状ガラスを冷却する過程で不均一な冷却がなされると、ガラス中に応力が発生し、反りが発生してしまう要因となる。しかし外縁に肉厚部を成形することにより、ブランクの断面二次モーメントが外縁の肉厚部がない場合に比べて増加し、反りに対する抵抗が生まれることになり、成形後のブランクの反りの程度を低減できるといった効果も得ることができる。

上記肉厚部成形用空間の容積は、具体的には、次のように決定することができる。前述の質量Mに対し、ガラスの変動が必ずプラス方向になるよう、すなわち、ｍ＞Mになるように押圧型に供給するガラスの量を設定する。すなわち、ガラスの質量の中央値をｍ０、質量公差を±Δｍとし、供給されたガラスゴブが押圧時に平面上に拡がる際に、これまでの実績からの拡がり方の異方性に伴い、最も供給量が少ない方向でのガラス量が３６０°及んだと想定した場合の所定質量ｍ０に対する不足量をΔｍ´とすると、ｍ０−Δｍ−Δｍ´＞Mとなるようにする。次に上記空間の容積を決めるが、供給されたガラスゴブが押圧時に平面上に拡がる際に、これまでの実績からの拡がり方の異方性に伴い、最も供給量が多い方向でのガラス量が３６０°及んだと想定した場合の所定質量ｍ０に対する余剰量をΔｍ"とするとガラス余剰量がｍ０＋Δｍ＋Δｍ"−Mとなっても上記空間内にガラスを収容できるよう、すなわち、上記空間内に質量（ｍ０＋Δｍ＋Δｍ"−M）のガラスが進入してもこの空間がガラスで埋め尽くされないように空間の容積を決める。この空間をガラスが埋め尽くすと、ガラスが型と型の間に進入して摺動の妨げになり、あるいは成形バリが生じてしまう。また、押圧型の成形面同士をプレスによって所定の間隔にすることができなくなり、あるいは成形面同士を平行にできなくなるなどの問題が生じる。したがって、ガラスの進入は上記空間の一部にとどめるべきである。こうして成形される肉厚部の凸部の表面の一部または全部は、型に接触しないで成形されるので、自由曲面となる。したがって、鋭利なエッジにならないので、欠けにくいという効果を得ることができる。

室温におけるガラスの密度をｄとすると、質量（ｍ０＋Δｍ＋Δｍ"−M）が室温で占める体積はｄ×（ｍ０＋Δｍ＋Δｍ"−M）となるが、ガラスの密度は室温時より高温時のほうが小さいこと、すなわち、冷却過程でガラスが体積収縮することを考慮して、ｄ×（ｍ０＋Δｍ＋Δｍ"−M）より大きめに設定する。実際、こうした計算法を目安にして空間の異なるプレス成形型を幾つか用意して所望のプレス成形が可能な型を選択する方法もあるが、一種類の成形型でも、供給するガラス容量は所定量より少なめになるような切断時間間隔設定から成形を開始し、成型品の形状を見ながら切断時間間隔を所定値に近づけていく方法がより合理的である。

プレス成形では、ガラスを等方的に伸ばすことが上記要求に合致したブランクを得る上から望ましいが、前記のように現実にはガラス余剰分は必ずしも等方的に伸ばされるわけではなく、円周上の場所によりある程度肉厚の大小が生じることは避けられないとはいえ、余剰ガラスを収容する空間は等方的に設けることが望ましい。すなわち、押圧型の成形面の全外周端と外周規制面全周の間に空間を設けたプレス成形型を使用する。

こうしたプレス成形型を用いることにより、肉厚部を全周にわたり成形することができ、上記効果を得ることができる。肉厚部を全周にわたり成形することによりブランクの断面二次モーメントをより増加させることができ、反り低減効果を高めることもできる。

押圧型の成形面の外周端と外周規制面周の間の上記空間の開口幅は全周にわたり一定であることがガラスの拡がり方の異方性が変化した場合を想定すると好ましい。

具体的には、肉厚部成形用空間の容量は、プレス成形毎に供給するガラス塊の量の変動やガラスの押型上での拡がり方の異方性により生じると想定される最大量のガラスが供給される円周上の方向においても、肉厚部成形用空間においてガラスが占める断面積の１１０％〜２００％の断面積を持つように設定されることが好ましい。１１０％未満では、ガラスの押型上での拡がり方の異方性の変化により、円周内のどこかで、空間の全てをガラスが埋め尽くす場所が発生しガラスを挟み込むことにより、成形面同士を平行にできなくなるリスクが高まるという問題が生じる可能性があり、また２００％を超えても大きな弊害は無いが、そこまでの余裕空間は現実的には必要ない。

[押圧型]
本発明において、プレス成形に用いる一対の押圧型は、少なくとも外周規制面と対向する成形面からなるキャビティを有し、このキャビティの外周に肉厚部成形用空間を有する。

具体的には、一対の押圧型は、一方の押圧型が外周規制面を備える、上型および下型の一対の押圧型であってもよいし、外周規制面を備えない上型および下型の一対の押圧型と、それとは別体であって内周面が外周規制面として機能する胴型との組み合わせであってもよい。一対の押圧型を含むプレス成形に使用する型を、以下、プレス成形型と呼ぶことにする。図1〜4に基づいて、プレス成形型の説明をする。図1〜4に示すプレス成形型は、胴型を用いない、一対の押圧型のみからなるものである。

図1に示すプレス成形型は、上型１０および下型２０の一対の押圧型からなり、上型１０のプレス面３０は平坦であり、プレス面の外周は、プレス面とほぼ垂直な外周規制面５０と接続する。下型２０のプレス面４０は、主表面は平坦であるが、中心部に凹部４０ａを有し、プレス面の外周は、一段低い段差部４０ｂを有する。上型１０のプレス面３０の外周３０ａ付近と外周規制面５０および下型の段差部４０ｂが、余剰分のガラスを逃がすための肉厚部成形用空間６０を形成する。

図2に示すプレス成形型は、上型１１および下型２１の一対の押圧型からなり、下型２１のプレス面４１は平坦であり、プレス面４１の外周は、プレス面とほぼ垂直な外周規制面５１と接続する。上型１１のプレス面３１は、主表面は平坦であるが、中心部に凹部３１ａを有し、プレス面の外周は、一段高い段差部３１ｂを有する。下型のプレス面４１の外周４１ａ付近と外周規制面５１および上型の段差部３１ｂが、余剰分のガラスを逃がすための肉厚部成形用空間６１を形成する。

図3に示すプレス成形型は、図1に示すプレス成形型と類似するが、上型１２および下型２２の一対の押圧型からなり、下型２２の段差部４２ｂがプレス面に近い部分に凹部４２ｃをする。
凹部の機能を説明する下型の段差部４２ｂ、凹部４２ｃ、および外周規制面５２が、余剰分のガラスを逃がすための肉厚部成形用空間６２を形成する。

図4に示すプレス成形型は、図2に示すプレス成形型と類似するが、上型１３および下型２３の一対の押圧型からなり、上型１３の段差部３３ｂがプレス面に近い部分に凹部３３ｃをする。
凹部の機能を説明する上型の段差部３３ｂ、凹部３３ｃ、および外周規制面５３が、余剰分のガラスを逃がすための肉厚部成形用空間６３を形成する。

図5に示すプレス成形型は、上型１４および下型２４の一対の押圧型からなり、上型１４のプレス面３４は平坦であり、プレス面３４の外周には、プレス面より一段高い段差部３４ａを有し、この段差部３４ａのさらに外周部が外周規制面５４と接続する。下型２４のプレス面４４は、主表面は平坦であるが、中心部に凹部４４ａを有し、プレス面４４の外周は、一段低い段差部４４ｂを有する。上型の段差部３４ａと外周規制面５４および下型の段差部４４ｂが、余剰分のガラスを逃がすための肉厚部成形用空間６４を形成する。

図6に示すプレス成形型は、上型１５および下型２５の一対の押圧型からなり、下型２５のプレス面４５は平坦であるが、中心部に凹部４５ａを有し、プレス面の外周は、一段低い段差部４５ｂを有する。さらに、この段差部３５ｂのさらに外周部が外周規制面５５と接続する。上型１５のプレス面３５は、主表面は平坦であるが、中心部に凹部３５ａを有し、プレス面の外周は、一段高い段差部３５ｂを有する。下型２５の段差部４５ｂと外周規制面５５および上型の段差部３５ｂが、余剰分のガラスを逃がすための肉厚部成形用空間６５を形成する。

上記図1〜4の型構造は、型閉めした状態で上型と下型とが直接当接する構造を有する。このような構造とすることにより、上型が下型に対して、あるいは下型が上型に対して傾かなくなり、２つの主表面の平行度が高いブランクを得ることができる。また、上下型の成形面の距離も常に一定になるので、肉厚公差を小さくすることもできる。

さらに、図1、2に示す金型構造には、ブランクの片面全体を平坦に成形し、この面を研削時の基準面にできるメリットがある。ただし、このようなブランクには次のようなデメリットもある。研削は２つの研削盤にブランクを挟んでブランクを両面から削るが、片面全体が平坦なブランクでは、さほど削る必要のない平坦な面も同時に削れてしまう。

それに対して図5、6に示す金型構造を用いて成形したブランクでは、上記のようなデメリットを解消する。例えば、図5では上型側の肉厚部成形用空間にはガラスが１００％充填され、下型側の肉厚部成形用空間にはガラスが容量変動に応じて適度に充填される。こうすることにより、肉厚部の上型側表面は型転写面となり、研削時に基準面として利用することができる。図6は、図5と逆で、肉厚部の下型側表面を研削基準面として利用することができる。

［成形面中央部に設けた凹部についての説明］
プレス成形によって成形面中央部の凹部がガラスに転写されて成形品主表面に凸部が形成されることが好ましい。この中央部の凸部高さは外縁部の凸部高さより常に高くなるよう設定することが望ましい。プレス成形されたガラスブランクはプレス成形時及びその後の急冷により発生した歪みを緩和するために徐冷する必要があるが、徐冷に必要な徐冷装置（徐冷炉）の面積を節約するためにガラスブランクは通常、数枚ないし十数枚積み重ねられた状態で徐冷することが多い。その際積み重ねられたガラスブランク同士がわずかな反りにより不均一に接触していると、接触しているところと接触していないところで冷却時に冷却条件が大きく異なる結果を生み、それが平面度の更なる悪化の原因となる。ここでガラスブランクの中央部の凸部高さが外縁部の凸部高さより十分高ければ、最終的に製品とならない中央凸部以外では積み重ねられたガラスブランク同士が接触することはなく、変形しやすい肉薄部は互いに空気層により確実に隔てられるため、徐冷時に場所による大きな温度条件の差が生じることが避けられ、徐冷課程での平面度の悪化はほとんど防止できる。中央凸部は直径に対しもともと十分な肉厚を持つため、場所による冷却条件の違いが発生してもその変形量は無視できるレベルとなる。

ガラスブランク主表面の中央凸部高さが高過ぎる場合、上記のようにガラスブランクを複数枚積載した時、物理的に不安定になる、また、使用ガラス材料が多くなり、研削、研磨などで除去するガラスが増えて廃棄物が増え、ガラスの熔解など生産時に消費したエネルギーが無駄になってしまうなどの弊害が生じる。一方、中央凸部が低すぎる場合、円周方向で高さの異なる外縁の凸部でガラスブランク同士が重なるため中央凸部が高すぎる場合以上に積載時に物理的に不安定になる弊害が生じる。

外縁部の凸部高さは流出する熔融ガラスの流量変動や溶融ガラスの平面方向への伸びやすさに伴い変動するので、これらの要因を勘案して中央凸部高さを設定すればよい。図7に垂直断面を図示したガラスブランク１００では、熔融ガラスの流量変動に合わせて、プレス成形に供するガラスの量が最大になったとき、外縁凸部１１０の最大高さが０．５ｍｍになると想定し、余裕を見て中央凸部１２０高さを外縁凸部の最大高さ０．５ｍｍにさらに０．５ｍｍを加えて１ｍｍとしている。

なお、ブランク中央の突起は両面に出ても（図５、６）、片面側のみに出ても（図１〜４）（後工程で最初に中央部をくり抜く（中心孔開け加工）ので、支障はない。

但し、本発明の好ましい態様は、一方の主表面を平坦とし、他方の主表面の外縁に凸部を設けて外縁を肉厚にする方法である。一方の主表面を平坦にすることで、平坦な主表面を基準面として他方の主表面を平行かつ平坦に研削し、両主表面間に平行度、平坦度を高めることができる。もう一方の主表面の外縁には余剰ガラスによって形成される凸部を成形する。この凸部は研削基準面側にないので、研削時の上記操作を妨げることもない。

［プレス成形］
本発明における軟化状態のガラスとしては、熔融ガラス塊である場合と予備成形されたガラス塊を加熱、軟化したものである場合とがある。

熔融ガラス塊を用いる場合、一定流量でパイプから流出する熔融ガラス流の下端を押圧型の成形面で受け、その後にパイプ流出口下方で熔融ガラス流を切断し、成形面上に熔融ガラス塊を得る方法を用いる。プレスによりガラスを押圧型成形面上に等方的に伸ばすため、一方の押圧型の成形面中央に熔融ガラス塊を供給してプレス成形することが望ましい。例えば、一対の押圧型を上型と下型で構成し、下型成形面に熔融ガラス塊を供給する場合、前述の操作を行い、下型成形面の中央に熔融ガラス塊を供給する。

熔融ガラスの流出スピードを一定に保ち、熔融ガラス流の切断を一定の時間間隔で行えば、ガラスの変動量を少なく抑えることができ、その上で本発明を適用することが望ましい。

複数対の押圧型を用いてプレス成形工程を繰り返すことで、連続的に流出する熔融ガラスから次々とブランクを成形することができる。例えば、ターンテーブル上に複数個の下型を配置し、ターンテーブルをインデックス回転させる。熔融ガラスを流出するパイプの下方に下型が停留する間に熔融ガラス塊の供給を行い、次の停留位置に下型を移動して、当該停留位置の上方に待機する上型を下降してプレス成形する。プレス終了後、プレス成形品を上型から離型し、次の停留位置へと成形品を載せた下型を移送する。こうして、プレス成形品に取り出しのための力を加えても変形しない温度にまで成形品を冷却した後、下型から取り出してアニールする。こうした操作を複数の下型で順次、１セクションずつずらしながら並行して行うことにより、ブランクを量産する。

なお、熔融ガラスを供給する押圧型が過熱するとガラスと融着してしまうため、少なくとも熔融ガラスを供給する押圧型成形面を冷却することが望ましい。その一方で押圧型の温度が低すぎるとプレスによってガラスを押し広げる前にガラスが硬くなり、ガラスを伸ばすことができなくなる。こうした不具合を解消するため、押圧型を加熱して、その温度を適正範囲に保つようにしてもよい。各型とも適正な温度になるよう型温を制御することが望ましい。

このように型温を制御しても、熔融ガラス塊を押圧型成形面に供給してプレスする場合、成形するという目的と焼き付きを防ぐ上からも型表面温度はガラス転移点近傍に設定せざるを得ず、型に最初に接触したガラスの部位から、粘度が急上昇を開始してある程度時間経過すると圧力を加えても薄く伸びにくくなる。こうした不具合を回避するには、熔融ガラス塊の供給位置に対応する部分を肉厚に成形することが好ましい。肉薄部ではガラス表面と成形面とが接触すると、ガラス内部まで急冷されて薄肉部全体の粘度が急上昇するが、ガラスの熱伝導度は小さいので肉厚部ではガラス内部の粘度は比較的低く保たれる。したがって、熔融ガラス塊の供給位置に対応する部分の下型側もしくは対向する上型面側を肉厚にすることにより、それ以外の部分ではよりガラスを薄く等方的に押し広げることができる。したがって、こうした成形のためには、成形面中央部下型側ないしは上型側に凹部を設けた押圧型を用いることが好ましく、前記凹部にガラスを導入することで中央を肉厚にして熱量を持たせることが好ましい。

このような成形では、一方の主表面を平坦とし、他方の主表面の外縁と中央部に凸部を設けて外縁と中心部を肉厚にすることが好ましい。こうして成形したブランクの主表面の一方は平坦であり、研削基準面に適している。

具体例としては、成形面の中央部に凹部を、外縁部に外縁凹部を設けた上型と、平坦な成形面を有する下型とでプレス成形すると、下側の主表面は平坦、上側の主表面は中央部が凸、外縁部も凸で中央部と外縁部の間に平坦部が形成される。こうした場合、下側主表面と上側主表面の平坦部は互いに平行であって、下側主表面と上側主表面の平坦部の距離がブランクの肉厚となる。

他の例としては、成形面の中央部に凹部を、外縁部に外縁凹部を設けた下型と、平坦な成形面を有する上型とでプレス成形すると、上側の主表面は平坦、下側の主表面は中央部が凸、外縁部も凸で中央部と外縁部の間に平坦部が形成される。こうした場合、上側主表面と下側主表面の平坦部は互いに平行であって、上側主表面と下側主表面の平坦部の距離がブランクの肉厚となる。

上記好ましい態様ではないが、外縁部の凸部と中央部の凸部とが互いに反対側になるようなブランクも本発明によって得られる例である。

予備成形したガラスを加熱、軟化してプレス成形する場合、例えば、予め一定の外径、厚みを有する円盤状のガラスを加工し、このガラスを軟化用の断熱性能の高いセラミック製皿の上で均一な温度分布になるよう加熱、軟化する。ガラスが軟化したところでプレス用の型に移し替えプレス成形する。この方法では、連続流出する熔融ガラスを所定容量になるまで時間をかけて低温のプレス下型上で受ける場合と異なり、ガラス塊全体の温度ばらつきが小さくかつ、よりプレスに適した粘度でプレスすることができる。したがって、ガラスを供給する部分に相当する位置を肉厚に成形しなくても良好な成形が容易となる。その一方、予備成形、加工が必要になり、ガラスを成形面の中央に正確に配置する操作も面倒という問題がある。

［情報記録媒体用基板の製造方法］
本発明の情報記録媒体用基板の製造方法は、上記方法で量産したブランクの２つの主表面を研削する工程、研削した主表面を研磨する工程、ブランクの外周面を基準に中心孔開け位置を定め、中心孔開け加工する工程を有する情報記録媒体用基板の製造方法である。

上記方法で量産されるブランクは、外周面が外周規制面の転写成形面であるため、外周規制面を円筒形状にしておけば、真円度の優れた略円盤状のブランクであるため、外径、一対の主表面の平坦部の間隔がともに一定となる。

こうしたブランクでは中心孔開け位置を幾何学的に円の中心とすることができるので、特許文献３に記載されているように重心位置を求める工程が不要となる。しかも、外周面を加工せず、外周規制面の転写成形面を基板の外周面としてそのまま使うことができるので、外周加工を省略することができる。

本発明の好ましい態様は、プレス成形で成形した平坦な主表面を基準にして、主表面の研削を行う上記製造方法である。ブランクの形状は前述のように他種多様であるが、本態様は、平坦な主表面を研削基準面として、基準面に対して平行に他方の主表面を研削し、両主表面の平坦度、平行度を高める研削を進め、その後、両主表面の平滑性を高める研磨を行う。

こうして中心孔を備える情報記録媒体用基板を作製する。
得られた基板は必要に応じて化学強化してもよい。また、ブランクを熱処理して結晶化し、得られた略円盤状の結晶化ガラスを研削、研磨、中心孔開けを行って基板としてもよい。

本発明で使用するガラスは特に限定されないが、アルミノシリケートガラスやアルミノボロシリケートガラス、無アルカリガラスなどが好適である。化学強化を行う場合は、化学強化可能なアルカリ金属含有ガラス（好ましくは、リチウム含有ガラス、ナトリウム含有ガラス）を用い、結晶化ガラス基板を作るには、均質かつ微細な結晶相の析出が可能なガラスを用いる。これらのガラスは広く提案されているものがいくつもあるので、それら公知のものを適宜使用すればよい。

［情報記録媒体の製造方法］
本発明の情報記録媒体の製造方法は、上記方法で作製した基板上に情報記録層を含む膜を形成する工程を有する情報記録媒体の製造方法である。ここで情報記録媒体は、上記の情報記録媒体用基板上に情報記録層を含む多層膜を有するものである。情報記録媒体は記録方式から磁気記録媒体、光磁気記録媒体、光ディスクなどに大別されるが、磁気記録媒体に特に好適である。以下、磁気記録媒体を例にとり情報記録媒体 について詳述する。

前記基板の主表面上に形成される情報記録層（磁気記録層）を含む多層膜の構造としては、例えば、磁気記録層のほか下地層、保護層、潤滑層などがある。各層は目的とする仕様に応じた組成、膜構成をとる。磁気記録層は磁性層あるいは磁性層と非磁性層によって構成される。磁性層としてはＣｏを主成分とする合金が好適である。下地層は磁性層に応じて選択されるが、Ｃｏ合金の磁性層の場合にはＣｒを含む合金（例えば、ＣｒＷを含む合金、ＣｒＭｏを含む合金、ＣｒＶを含む合金など）が好ましい。保護層としては炭素保護膜を、潤滑層としてはパーフルオロポリエーテルをフレオン系溶媒などで希釈したものを塗布して形成したものを例示することができる。上記下地層、磁性層、非磁性層、保護層の成膜はスパッタリング成膜が好ましい。上記構成は、長手方向磁気記録媒体に好適である。

長手方向の磁気記録媒体では、基板の加熱を成膜工程の前に行うことが好ましい。垂直磁気記録媒体では、例えば基板上にシード層、軟磁性層、非磁性層、磁性層（磁気記録層）、保護層、潤滑層を設ける。赤外線照射加熱は、軟磁性層成膜後、非磁性層成膜前の時点、あるいは、磁性層成膜後、保護層成膜前の時点で行うことが好ましい。このような加熱により磁気記録の特性が向上し、軟磁性層の磁化異方性を揃えることができる。なお、加熱時に磁場を印加してもよい。

シード層としては、Ｔｉ合金、Ｃｒ合金を、軟磁層としてはＦｅＴａＣ、ＦｅＣｏＢ、ＣｏＴａＺｒ、ＣｏＮｂＺｒ、ＮｉＦｅ、ＦｅＡｌＳｉを、非磁性層としてはＴｉ系合金、ＮｉＴａＺｒを、磁性層としては、Ｃｏ系合金、保護層としてはカーボン、潤滑層としては上記と同じ潤滑層を例示できる。

以下、本発明を実施例によりさらに説明する。

図1に示した垂直断面形状（成形型の中心軸を含む断面）を有する成形型を用いて熔融ガラス塊をプレス成形する工程を繰り返し、円盤状のガラスブランクを試験的に量産した。得られたガラスブランクの垂直断面形状（中心軸を含む断面）を図7に示す。ガラスブランクの大部分の面はプレス成形型の成形面が転写された面であり、１１０で示した部分が肉厚部成形用空間において、プレス成形型の成形面が転写されずに自由表面となった面である。

図7に示したガラスブランクの各部寸法は設計値と等しくなっている。このようにして作製したガラスブランクの真円度、外径公差、肉厚公差、平行度を測定した。その結果、量産したガラスブランクの全数（１０００枚）の９５％以上が、真円度０．０５ｍｍ以内、外径公差±０．１ｍｍ以内、肉厚公差±０．０１５ｍｍ以内、平行度０．０１ｍｍ以内に収まっていた。

外縁部の凸部が全周にわたり形成され、その幅は０．５ｍｍ、高さは厳密には一定ではないが０．５ｍｍである。このようにガラスブランクの外縁部に肉厚部を設けることにより断面二次モーメントが増加してガラスブランクの平面度が低下しにくくなる。本実施例では平面度は平均０．０３ｍｍ前後であり、上記肉厚部がない場合と比較して平面度を１０〜２０％程度改善することができた。

こうして真円度、外径公差、肉厚公差、平行度、平面度ともに優れたガラスブランクを一連のプレス成形により１０００枚得た。

（比較例１）
実施例1で、成形型の外周構造を変更して、プレス成形時に外周が規制されず、外周面が自由表面になるようにプレス成形を行った。その結果、得られたガラスブランクの真円度は０．０５〜０．１３ｍｍ程度、外径ばらつきは０．２〜０．５ｍｍとなった。

（比較例２）
次に、実施例1のように成形型によって外周を規制するものの、成形面外周端と外周規制面の間に空間を設けず、外縁部に肉厚部が形成されないようにプレス成形を行った。 その結果、得られたガラスブランクの肉厚ばらつきは０．０１５ｍｍ程度、平行度は０．０２〜０．０４ｍｍであった。また、平面度は０．０５ｍｍ程度であり、複数枚積載して徐冷したとき、平面度は０．１ｍｍ前後まで悪化した。

（実施例2）
実施例1で得られたガラスブランクを複数枚、積載して徐冷して歪を低減した。

次に、ガラスブランクの主表面をラッピングにより研削し、両主表面を平坦に加工した。その際、中央凸部および外縁凸部が形成されている主表面に対して反対側の主表面を基準面とした。

次に、外周面を基準にして円盤状のブランクの中心位置を定め、円形の孔を開ける加工を行った。外周面は型転写面であり、ガラスブランクの真円度も優れているので中心孔開け加工の際、上記のように中心位置決めの基準面としてガラスブランクの外周面を利用することができる。ガラスブランクを主表面方向から平面視したときの外周面の輪郭線を中心孔開け加工の際の孔開け位置を決める基準に使用する手法も上記方法に含まれる。中心孔開け加工後、中心孔の内周面を仕上げ加工してもよい。

さらに外周面を加工してもよいが、本実施例のように真円度が高いガラスブランクでは、外周面を加工して得られる基板と外周面を加工していない基板とで回転対称軸の位置は変わらない。したがって、外周面を加工しない基板でも安定した状態で高速回転することができる。外周面加工の手間とコストの低減を優先する場合は、外周面加工を省き、外周面加工フリーの基板、すなわち、外周面がプレス成形型成形面の転写面である基板とすることが望ましい。

さらに、研削した主表面を研磨して平滑な主表面に仕上げ、洗浄して清浄なディスク状の磁気記録媒体用のガラス基板を得る。その他の加工は、公知の加工を適宜適用することができる。

Ｌｉ₂ＯまたはＮａ₂Ｏ、Ｌｉ₂ＯおよびＮａ₂Ｏを含むガラスで基板を作製する場合、硝酸ナトリウムや硝酸カリウムの熔融塩、あるいは硝酸ナトリウムと硝酸カリウムの混合熔融塩に基板を浸漬し、化学強化してもよい。

このようにして得られた各基板は磁気記録媒体用基板、光磁気記録媒体用基板、光ディスクなどの情報記録媒体用基板として好適である。

（実施例3）
実施例2で得られたガラス基板の表面に磁性層（情報記録層）を含む多層膜を形成して磁気記録媒体（磁気ディスク）を作製した。作製された媒体はいずれも良好に機能することが確認された。

なお、情報記録層を含む多層膜の種類を周知の方法により適宜選択することにより光磁気記録媒体や光ディスクなどの他の情報記録媒体を作製することもできる。

このようにして、高い生産性のもとにガラスブランクを作製することができ、その結果、このガラスブランクを用いることにより情報記録媒体用基板や情報記録媒体を生産性よく製造することができる。

本発明は、情報記録媒体の製造分野に有用である。

本発明の方法で用いるプレス成形型の一例 本発明の方法で用いるプレス成形型の一例 本発明の方法で用いるプレス成形型の一例 本発明の方法で用いるプレス成形型の一例 本発明の方法で用いるプレス成形型の一例 本発明の方法で用いるプレス成形型の一例 本発明の方法で得られるガラスブランク

Claims (13)

1. 軟化状態のガラス塊を一対の押圧型でプレス成形する工程を繰り返し行ってガラスブランクを量産する、略円盤状の情報記録媒体用基板ガラスブランクの製造方法において、
   繰り返し行われる前記プレス成形は、一対の押圧型の成形面の距離が一定の値になるまで所定量のガラス塊をプレスすること、
   軟化状態のガラス塊をプレスして一対の押圧型の対向する２つの成形面に沿ってガラスを伸ばし、伸ばしたガラスの全外周に外周規制面を転写して、ガラスブランクの一対の主表面と外周面を成形するとともに、
   成形面の外周部または前記外周部の外側にあって対向する成形面の距離より大きい間隔を有する2つの面および外周規制面によって少なくとも区画される、前記押圧型のキャビティ内の外周に設けられた、肉厚部成形用空間の一部に前記伸ばしたガラスを侵入させて、ガラスブランクの外縁の少なくとも一部に肉厚部を成形する(但し、上記ガラスブランクの外縁の肉厚とならない部分は、前記ガラスブランクの一対の主表面の厚みと少なくとも等しい厚みを有する)こと、
   プレス成形毎に供給するガラス塊の量の変動に応じて、肉厚部成形用空間へのガラスの充填度を変化させること、但し、プレス成形毎に供給するガラス塊の量の変動幅および肉厚部成形用空間の容量は、ガラスブランクの外縁の少なくとも一部に肉厚部が形成されるが、肉厚部成形用空間の容量を超えてガラスが充填されない範囲で設定される、
   ことを特徴とする情報記録媒体用基板ガラスブランクの製造方法。
2. 肉厚部を全周にわたり成形することを特徴する請求項１に記載の情報記録媒体用基板ガラスブランクの製造方法。
3. プレスの際の、一対の押圧型の成形面の距離の前記一定の値は、０．７〜３．０ｍｍの範囲に設定する請求項１または２に記載の情報記録媒体用基板ガラスブランクの製造方法。
4. ガラスブランクは、
   （１）一方の主表面の外縁を平坦とし、他方の主表面の外縁を凸部として肉厚部とするか、
   （２）両方の主表面の外縁を凸部として肉厚部とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の情報記録媒体用基板ガラスブランクの製造方法。
5. ガラスブランクは、一方または両方の主表面の中央部に凸部を設けたものである請求項１〜４のいずれかに記載の情報記録媒体用基板ガラスブランクの製造方法。
6. 押圧型は、型閉めした状態で上型と下型とが直接当接する構造を有する請求項１〜５のいずれかに記載の情報記録媒体用基板ガラスブランクの製造方法。
7. 前記押圧型の一方が前記外周規制面を備え、
   前記供給されたガラスは、前記肉厚部の凸部を形成する表面の一部または全部が型に接触せずに自由表面となっていることを特徴とする請求項６に記載の情報記録媒体用基板ガラスブランクの製造方法。
8. 軟化状態のガラス塊が熔融ガラス塊であり、この熔融ガラス塊を一方の押圧型の成形面中央に供給してプレス成形する請求項１〜７のいずれかに記載の情報記録媒体用基板ガラスブランクの製造方法。
9. 肉厚部成形用空間の容量は、
   プレス成形毎に供給するガラス塊の量の変動により生じると想定される最大量のガラスが、肉厚部成形用空間以外の押圧型のキャビティ内に隙間が生じないように均一に供給されたと想定した場合に、肉厚部成形用空間においてガラスが占める断面積の１１０％〜２００％の断面積を持つように設定されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の情報記録媒体用基板ガラスブランクの製造方法。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の方法でガラスブランクを製造し、製造したガラスブランクの外周面を基準に中心孔開け位置を定め、中心孔開け加工する工程、中心孔開け加工したブランクの２つの主表面を研削する工程、研削した主表面を研磨する工程を有する情報記録媒体用基板の製造方法。
11. プレス成形で成形した平坦な主表面を基準にして、主表面の研削を行う請求項１０に記載の情報記録媒体用基板の製造方法。
12. プレス成形で成形した外縁の肉厚部を基準にして、主表面の研削を行う請求項１０に記載の情報記録媒体用基板の製造方法。
13. 請求項１０〜１２のいずれかに記載の方法で基板を作製し、作製した基板上に情報記録層を含む膜を形成する工程を有する情報記録媒体の製造方法。