JPH11217226A - ガラス基板の作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融ガラスの成型工程と一度成型されたガラ
ス基板の形状調整工程およびガラス基板における不要部
の離隔工程の内容および順序を検討することにより、従
来のガラス基板の製造工程において大きな負荷となって
いた種々の研削・研磨工程の加工負荷を低減しつつ、全
体的な製造工程の短縮化を可能ならしめるガラス基板の
作製方法を提供する。 【解決手段】 溶融ガラスをプレス成形する工程を含む
ガラス基板の作製方法である。溶融ガラス２を所定形状
に固化成形するダイレクトプレス工程の後に、得られた
ガラス基板１１の内孔部および／または外周部を本体部
から切り離す離隔工程を行い、次いで、ガラス基板１１
を加熱条件下で再プレスすることにより、形状の微調整
もしくは変形を行うリヒートプレス工程を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、主にコンピュー
タの情報記録媒体として使用されるハードディスク用の
基板として用いられるガラス基板の作製方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】 近年、コンピュータの普及が急激に進
み、コンピュータの操作性を左右するオペレーションシ
ステム等のＯＳソフトや、ＯＳ上で作動する種々のプロ
グラムソフト等のソフトウェアが高容量化するに伴っ
て、これらのプログラム上で作成されるデータも、高容
量化する傾向にある。

【０００３】 これに伴い、このような大量の情報を高
速に記録／読出することのできる情報記録媒体としての
ハードディスクの開発においては、従来のアルミニウム
金属を用いた基板に変えて、硬度や平滑性に優れるガラ
ス基板、特に結晶化ガラスを用いたガラス基板を用いる
動きが活発になってきている。

【０００４】 一般的に、このようなガラス基板の作製
方法は、図８のフローチャートに示されるように、ブラ
ンク工程とサブストレート工程とに分けられる。ここ
で、ブランク工程においては、まず、特定の組成に調合
されたガラス材料を溶融したものをプレス型に流し込ん
でプレス成形が行われる。

【０００５】 このプレス成形においては、従来から、
図９に示すように、ノズル５１から押し出された溶融ガ
ラス５２を一定量ほどシャー５３で切断して、周囲を胴
型５４の円筒壁で囲まれた下型５５上へ落とし、上型５
６で胴型５４の上面を蓋した後に下型５５を押し上げる
ことで、上型５６と下型５５および胴型５４によって囲
まれた空間に溶融ガラス５２を密に充填し、ディスク状
のガラス基板５７を作製する方法が採られている。

【０００６】 こうして、得られたガラス基板５７を結
晶化処理し、その後にガラス基板５７の中心部を切断し
て内孔を開け、欠けや割れ等の表面欠陥の有無を検査す
る。こうして作製されたガラス基板はブランクと呼ばれ
る。

【０００７】 次に、サブストレート工程においては、
ブランクの表面をＳｉＣ微粉等の研磨剤によりラッピン
グ（１次ラッピング）した後、内外径を所定寸法および
所定形状に加工するチャンファリングを行い、さらに、
表面をラッピング（２次ラッピング）して洗浄する。こ
うして得られたブランクを、酸化セリウム微粉を用いて
研磨し、所定の平滑度に仕上げた後、超音波洗浄、ＩＰ
Ａ洗浄を施し、最後に表面欠陥等の有無を検査する。以
上の工程を経たブランクをサブストレートという。こう
して得られたサブストレートには最終的に磁気記録膜が
施膜される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】 上述したように、従
来の製品たるガラス基板、すなわち、サブストレートの
作製方法は、多くの工程から成り立ち、しかも、ラッピ
ングや研磨といった長い加工時間を要し、しかも加工設
備費および加工消耗材料費の高くつく工程を多く含むた
めに、加工コストが高くつく問題があった。また、成形
されたガラス基板においては、ラッピング等により除去
される無駄な部分が多いために、ガラス基板の成形に必
要とする原材料費が嵩むという問題もあった。

【０００９】 さらに、溶融ガラスが常に一定量ほどプ
レス型に供給されるように、作業環境、すなわち、溶融
ガラスの押し出し量もしくは滴下量や、押し出し等され
た溶融ガラスの切断のタイミング、あるいは溶融ガラス
の粘度調節（温度管理）といった条件を一定としなれ
ば、都度、異なる厚さのガラス基板が成形されるといっ
た問題も生ずる。加えて、ガラス基板の欠けを防止し、
機械的な強度を保つ意味でも重要なチャンファー加工に
も長い加工時間を要し、かつ、専用の加工機械を必要と
する問題もある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】 本発明は上述した従来
技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的と
するところは、成形されたガラス基板の形状精度を向上
させつつ、作製工程の短縮を可能ならしめることにあ
る。

【００１１】 すなわち、本発明によれば、溶融ガラス
をプレス成形する工程を含むガラス基板の作製方法であ
って、溶融ガラスを所定形状に固化成形するダイレクト
プレス工程の後に、当該ダイレクトプレス工程により得
られたガラス基板の内孔部および／または外周部を本体
部から切り離す離隔工程を行い、次いで、当該離隔工程
により得られたガラス基板を、加熱条件下で再プレスす
ることにより、形状の微調整もしくは変形を行うリヒー
トプレス工程を行う作製工程を含むことを特徴とするガ
ラス基板の作製方法、が提供される。

【００１２】 このような本発明のガラス基板の作製方
法においては、形成されるノッチの形状をＶ字型とする
ことが好ましい。また、ダイレクトプレス工程により得
られるガラス基板において、離隔工程において切り離さ
れる内孔部および／または外周部と、製品たるガラス基
板そのものとなる本体部との境界にノッチを形成するこ
とが好ましく、さらに、離隔工程においては、このノッ
チに熱衝撃を加えることにより、ノッチにおいて内孔部
および／または外周部を本体部から切り離す方法が好適
に採用される。

【００１３】 このような本発明のガラス基板の作製方
法におけるダイレクトプレス工程および／またはリヒー
トプレス工程においては、被加工ガラスを介せず、直接
に合わせられる接触部を有するプレス用上下型を用いる
ことが好ましい。また、被加工ガラスの余剰体積部が、
被加工ガラスの外周部に押し出される空間部を有するプ
レス用上下型も好適に使用される。ここで、ダイレクト
プレス工程における被加工ガラスとは溶融ガラスを指
し、リヒートプレス工程における被加工ガラスとは、離
隔工程を経たガラス基板を指す。

【００１４】 さらに、ダイレクトプレス工程および／
またはリヒートプレス工程において、内孔部および／ま
たは外周部と本体部との境界部に、チャンファーを形成
することもまた、好ましい。なお、ガラス基板として
は、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂O₃−Ｌｉ₂Ｏ系の結晶化ガラスが好
適に用いられる。

【００１５】

【発明の実施の形態】 上述の通り、本発明のガラス基
板の作製方法は、溶融ガラスの成型工程と一度成型され
たガラス基板の形状調整工程およびガラス基板における
不要部の離隔工程の内容および順序を検討することによ
り、従来のガラス基板の製造工程において大きな負荷と
なっていた種々の研削・研磨工程の加工負荷を低減しつ
つ、全体的な製造工程の短縮化を可能ならしめるもので
ある。

【００１６】 以下、本発明の実施の形態について、ハ
ードディスク用等のガラス基板として用いられる平板リ
ング状の形状を有するガラス基板の作製方法を主な例と
して説明するが、本発明のガラス基板の作製方法は、上
述して例示したハードディスク用ガラス基板の作製に限
定して用いられるものではなく、その他種々のガラス基
板の作製に用いることができる。したがって、本発明が
以下の実施の形態に限定されるものでないことは言うま
でもない。

【００１７】 図１は、本発明のガラス基板の作製方法
におけるガラス基板の成形方法を示す説明図である。ま
ず最初に、溶融ガラス２をノズル４からダイレクトプレ
ス用下型１Ａへ向かって押し出しまたは滴下し、一定量
が供給されるようにシャー３により溶融ガラス２を切断
した後、ダイレクトプレス用上型１Ｂをダイレクトプレ
ス用下型１Ａに押し当ててプレスし、所定形状のガラス
基板１１を作製する。このプレス工程をダイレクトプレ
ス工程と呼び、このようなプレス加工をダイレクトプレ
スと呼ぶこととする。

【００１８】 ここで、ダイレクトプレスにより成型さ
れたガラス基板１１にはノッチ１３が形成されており、
次に、ガラス基板１１を所定温度以上とした状態におい
て、冷却された金属治具１５をノッチ１３に接触させて
熱衝撃を加え、ノッチ１３においてクラックを発生せし
めて内孔部や外周部とった不要部分を本体部から切り離
す。こうして、本体部のみからなるガラス基板１２を得
る本工程を離隔工程と呼ぶこととする。

【００１９】 次いで、離隔工程を経たガラス基板１２
は、搬送アーム７の端部に配設された吸引盤６により吸
着され、リヒートプレス用下型８Ａへと搬送される。そ
して、リヒートプレス用上型８Ｂをリヒートプレス用下
型８Ａへ押し当ててプレスすることにより、所定形状へ
変形等させられる。このときのプレス工程をリヒートプ
レス工程と呼び、このようなプレス加工をリヒートプレ
スと呼ぶこととする。続いて、リヒートプレスにより所
定形状に作製されたガラス基板１２は、搬送アーム１０
により次工程である徐冷工程へと搬送される。

【００２０】 このように、本発明のガラス基板の作製
方法は、溶融ガラスをプレス成形する工程を含むガラス
基板の作製方法であって、溶融ガラスを所定形状に固化
成形するダイレクトプレス工程の後に、ダイレクトプレ
ス工程により得られたガラス基板の内孔部および／また
は外周部といった不要部を本体部から切り離す離隔工程
を行い、次いで、離隔工程により得られたガラス基板
を、加熱条件下で再プレスすることにより、形状の微調
整もしくは変形を行うリヒートプレス工程を行う作製工
程を含む。以下、これらの各工程について詳述する。

【００２１】 まず、溶融ガラス２の作製にあっては、
所定の原料粉末を所定組成に調合・混合したもの、ある
いは予め合成されたガラスの粉末やペレット等が、溶融
原料として好適に用いられる。さらに、後加工工程にお
いて、一旦成形されたガラス基板から離隔された内孔部
や外周部といった不要部の回収が容易であることから、
これらを再利用することも可能である。なお、使用され
るガラスの種類や組成に特に限定はないが、たとえば、
ハードディスク用ガラス基板としては、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂
Ｏ₃−Ｌｉ₂Ｏ系の結晶化ガラスが好適に用いられる。

【００２２】 溶融ガラス２は、ノズル４から押し出さ
れるかもしくは滴下されるようにしてダイレクトプレス
用下型１Ａへと供給される。ここで、ダイレクトプレス
用下型１Ａは、溶融ガラス２の急速な冷却・固化、およ
びこれに伴う大きな熱応力の発生を防止するために、溶
融ガラス２のガラス転移点等を考慮して、適度な温度に
予熱・保持されていることが好ましい。そして、ダイレ
クトプレス用下型１Ａと同等の温度に予熱されたダイレ
クトプレス用上型１Ｂをダイレクトプレス用下型１Ａに
押し当てて溶融ガラス２をプレスし、所定形状のガラス
基板１１を作製する。

【００２３】 図２（ａ）、（ｂ）に、このダイレクト
プレスにより作製されるガラス基板１１の形状の一例
を、平面に垂直な方向における断面図にて示す。ここ
で、いずれの形状のガラス基板１１にもノッチ１３が形
成されている。このノッチ１３は最終的なガラス基板と
なるべき本体部１１Ａと、供給された溶融ガラス２のう
ち、余剰に供給されたガラスが外周に押し出されて形成
された外周部１１Ｃとの境界部、および平板リング状等
の内孔を有する形状のガラス基板を作製する場合には、
内孔部１１Ｂと本体部１１Ａとの境界に設けられる。

【００２４】 ここで、図２（ａ）の楔形状は、内孔を
形成する必要の有無にかかわらず、種々の形状のガラス
基板の前駆体形状として広く用いられる。また、図２
（ｂ）の台形楔形状は、内孔を形成する平板リング状の
ガラス基板の作製に好適な形状の一実施形態であり、内
孔部１１Ｂおよび外周部１１Ｃが本体部１１Ａよりも薄
くなるように設定することで、離隔工程における加工精
度を向上させつつ、しかも加工を容易ならしめるととも
に、溶融原料の節減を可能とする。

【００２５】 これらの形状に対し、内孔部１１Ｂを本
体部１１Ａよりも薄く設定し、外周部１１Ｃについて
は、過剰に供給された溶融ガラス２を確実に外周部１１
Ｃに送り出すために、本体部１１Ａと同等またはそれ以
上の厚みとするようなガラス基板の形状を採用してもか
まわない。

【００２６】 溶融ガラスをこれら種々の形状に成形す
るための、ダイレクトプレス用上下型１Ａ・１Ｂの具体
例としては、図３（ａ）、（ｂ）に示すような、それぞ
れ図２（ａ）、（ｂ）に示したガラス基板１１の各形状
と相補する形状をプレス面に有する楔型１９Ａ・１９Ｂ
または台形楔型２０Ａ・２０Ｂを挙げることができる。

【００２７】 したがって、楔型１９Ａ・１９Ｂのプレ
ス面は、図３（ａ）に示されるように、ガラス基板１１
の本体部１１Ａ、内孔部１１Ｂおよび外周部１１Ｃを形
成するための溝部２１と、内孔部１１Ｂおよび外周部１
１Ｃと本体部１１Ａとの間に形成されるノッチ１３を形
成するためのＶ字凸部２２を有する。また、台形楔型２
０Ａ・２０Ｂのプレス面は、図３（ｂ）に示すように、
台形楔形状のガラス基板１１における本体部１１Ａを形
成するための深い溝部２３と、内孔部１１Ｂおよび外周
部１１Ｃを形成する浅い溝部２４、およびこれらの溝部
２３・２４の間にノッチ１３を形成するためのＶ字凸部
２５を有する。

【００２８】 なお、上述した楔型１９Ａ・１９Ｂと台
形楔形２０Ａ・２０Ｂとを一つずつ組み合わせる、つま
り、成形されるガラス基板の一方の面が楔形状で、他方
の面が台形楔形状となるように、楔型と台形楔型とを組
み合わせて用いてもよく、上型と下型とでいずれの形状
の型を用いるかについての制限はない。

【００２９】 上記楔型１９Ａ・１９Ｂおよび台形楔型
２０Ａ・２０Ｂといったダイレクトプレス用上下型にあ
っては、図３（ａ）、（ｂ）に示されるように、上下の
各型が互いに直接に接する接触部２６を有することで、
常に一定厚みのガラス基板１１を作製することができる
ようになっている。また、余剰に供給された溶融ガラス
は空間部２７に押し出されるために、ガラス基板１１の
本体部の厚みが大きく変化することがない。

【００３０】 このため、ガラス基板１１の両面に形成
される対向するノッチ１３の底部間の厚さを一定とする
加工精度が保たれることから、次工程である離隔工程に
おけるチルカットによる内外径加工形状をも、ほぼ一定
に制御することが可能となる。なお、楔型１９Ａ・１９
Ｂと台形楔形２０Ａ・２０Ｂにおいては、供給された溶
融ガラス２の量が多すぎたときにも、接触部２６に余剰
のガラスが浸入しないように、空間部２７は完全に充填
されず、ある程度の空間が残る大きさに設定されている
ことが好ましい。

【００３１】 これら各種のダイレクトプレス用上下型
に設けられた接触部２６および空間部２７は、リヒート
プレス用上下型においても好適に設けられる。また、ダ
イレクトプレス用上下型には、熱伝導性が良好な炭化タ
ングステンや金属炭化物もしくは金属窒化物等のセラミ
ック製のものが好適に用いられ、このような材料は、リ
ヒートプレス用上下型についても同様に用いられる。

【００３２】 次に、ダイレクトプレスにより作製され
たガラス基板１１は、チルカットにより内孔部１１Ｂや
外周部１１Ｃといった不要部分を本体部１１Ａから切り
離す離隔工程へと送られる。ここで、本発明におけるチ
ルカットとは、高温に熱せられたガラス基板１１のノッ
チ１３の、特に、ガラス基板１１の厚みが最も薄くなっ
ている底の部分に冷却した金属等からなる治具を接触さ
せて熱衝撃を与え、そこに生じる熱歪みを利用して、ノ
ッチ１３の形成位置において、ガラス基板１１を切断す
る方法であり、簡便で、短時間に加工を行うことができ
る利点がある。

【００３３】 また、チルカットは、ガラス基板１１が
所定温度以上に加熱されている状態で行う必要がある
が、ダイレクトプレスの後のガラス基板１１は、高温で
溶融されたガラスを成形した直後のものであるため、あ
らためてガラス基板１１を加熱する必要はない。

【００３４】 具体的に、たとえば、図２（ａ）に示す
楔形状のガラス基板１１にチルカットを施す場合には、
図４に示すように、ガラス基板１１に設けられたノッチ
１３に、冷却された同心円の内径加工刃１５Ａと外径加
工刃１５Ｂを有する金属治具１５を接触させて熱衝撃を
加え、ノッチ１３においてクラックを発生せしめて、内
孔部１１Ｂおよび外周部１１Ｃを本体部１１Ａから切り
離す。

【００３５】 また、図２（ｂ）に示した台形楔形状の
ガラス基板１１についても同様にチルカットが行われ
る。したがって、図２に示した楔形状および台形楔形状
のガラス基板１１は、チルカット後には、ダイレクトプ
レス後の形状にかかわらず、図５（ａ）の平面に垂直な
径方向の断面図に示されるように、ノッチ１３の斜面部
分１４が本体部１１の内外周部に残留した断面形状を有
するガラス基板１２となる。

【００３６】 なお、チルカットを良好に行うためのノ
ッチ１３の形状としては、図２に示したようなＶ字型が
好適に採用されるが、ここで、図４に示されるように、
ガラス基板１１の両面にノッチ１３を形成する場合は、
ガラス基板１１の厚みＴに対して、ノッチ１３の底どう
しの間隔ｔを、Ｔの１／３以上４／５以下とすることが
好ましい。このような条件は、間隔ｔが厚みＴの４／５
よりも長い場合、すなわち、ノッチ１３の深さが浅い場
合に、離隔工程において熱衝撃により良好な切断面が得
られ難くなることを回避し、一方、間隔ｔが厚みＴの１
／３より狭い場合に、ダイレクトプレス時に溶融ガラス
２がノッチ１３間を通過する時の抵抗が大きくなって流
動が妨げられ、溶融ガラス２が十分な厚みにプレス成形
されることなく固化してしまうことを回避するという、
離隔工程およびダイレクトプレス工程における加工精度
を維持するために要求されるものである。

【００３７】 また、ノッチ１３の好適な形状であるＶ
字型は、好ましくは、図２に示したようなノッチ１３の
底に平らな部分のないもの、すなわち、図４中のノッチ
１３の拡大図に示されるような、底の平らな部分の長さ
Ｌが０であるものが望ましいが、チルカットに用いる金
属治具１５の内径・外径加工刃１５Ａ・１５Ｂ（以下、
「加工刃１５Ａ等」という。）の先端が、必ず底部に当
たるためには、ある程度の底部長さＬがある方が好まし
い。

【００３８】 この底部長さＬは、チルカットに用いる
金属治具１５の加工刃１５Ａ等がノッチ１３に当たると
きの位置のばらつきに依存し、底部の長さＬがこの位置
のばらつき以上の長さであればよい。このように、本発
明において好適にガラス基板１１に形成されるノッチ１
３におけるＶ字型とは、Ｖ字型の斜面を有するものであ
り、必ずしも完全なＶ字型である必要はない。このノッ
チ１３の斜面の角度θは、後述するチャンファーの形成
を考慮して、３０゜〜８０゜とすることが好ましい。

【００３９】 このようなノッチ１３の斜面角度θ、お
よび底面長さＬといった形状の設定に関連して、加工刃
１５Ａ等の形状は、図４中の加工刃１５Ａ等の拡大図に
示されるように、その先端角度φを１５゜〜９０゜とす
ることが好ましい。これは、先端角度φが１５゜未満で
は先端が欠けやすく金属治具１５の生産に不向きであ
り、一方、９０゜より広いと冷却効率が悪く、ガラス基
板１１が割れ難くなるという理由による。なお、加工刃
１５Ａ等の先端部の高さＨおよび幅Ｗは、ノッチ１３の
底部に加工刃１５Ａ等の先端が接触できるよう、適宜、
寸法を選べばよい。

【００４０】 なお、上述した離隔工程を経て得られた
ガラス基板１２は、図５（ａ）に示されるように、ノッ
チ１３の斜面部分１４を残した形状となる。このような
斜面部分１４は、最終的な製品であるサブストレートの
内外周に形成されるべきチャンファーそのものとなる
か、あるいは、次工程のリヒートプレスにおけるチャン
ファーの形成を容易ならしめるものである。すなわち、
本発明においては、ノッチ１３の形成をチャンファーの
形成につなげることによって、従来技術によるガラス基
板の作製方法において必要不可欠とされる切削と研磨に
よるチャンファーの形成工程および加工工程を省略する
ことができる。

【００４１】 次に、離隔工程を経て得られたガラス基
板１２は、リヒートプレス工程に送られる。ここで、リ
ヒートプレス工程は、ガラス基板１２の厚みや平面度、
平行度といった寸法精度を高めるとともに、図５（ａ）
に示したガラス基板１２におけるノッチ１３の跡である
斜面部分１４を、図５（ｂ）に示したチャンファー１６
の形状に調整するようにガラス基板１２を変形させる工
程である。したがって、リヒートプレス後に得られるガ
ラス基板１２は、よりサブストレートの規格寸法に近づ
いた形状のものとなる。

【００４２】 つまり、リヒートプレス工程において
は、ガラス基板１２はリヒートプレス時の圧力下で変形
するように軟化する程度の高い温度に加熱維持される必
要がある。このため、リヒートプレスは、所定温度に予
熱されたリヒートプレス用下型８Ａ上に処理すべきガラ
ス基板１２を載置し、その上から、同様に予熱されたリ
ヒートプレス用上型８Ｂを押し当てて行われる。こうし
てリヒートプレスされたガラス基板１２は、搬送アーム
１０により、次工程である徐冷工程等へ送られる。

【００４３】 ここで、リヒートプレス用上下型８Ａ・
８Ｂの具体例としては、図６（ａ）に示されるような台
形型２９Ａ・２９Ｂ、または図６（ｂ）に示すような平
板型３０Ａ・３０Ｂを挙げることができる。また、前述
したダイレクトプレス用上下型の例である楔型１９Ａ・
１９Ｂおよび台形楔型２０Ａ・２０ＢにおけるＶ字凸部
２２・２５をチャンファー１６の形成に適した形状とす
るならば、これら楔形１９Ａ・１９Ｂおよび台形楔型２
０Ａ・２０Ｂについても、リヒートプレス用上下型とし
て用いることが可能である。

【００４４】 台形型２９Ａ・２９Ｂのプレス面は、ガ
ラス基板１２の厚みや平面度を調整するための深い溝部
３２と、離隔工程において内孔部１１Ｂおよび外周部１
１Ｃを本体部１１Ａから除去した後に形成されたノッチ
１３の跡である斜面部分１４をチャンファー１６に再成
形するための斜面部３３を有する。

【００４５】 これに対し、平板型３０Ａ・３０Ｂのプ
レス面は、ガラス基板１２の平面に接する深い溝部３１
を有するのみであり、主として、リヒートプレスにおけ
るガラス基板１２の平面度と平行度の寸法精度を高める
ために用いられる。このため、離隔工程において形成さ
れた内径加工跡の近傍が中心部へ向かって膨らみ、外径
加工跡の近傍は外周部へ膨らみやすくなるため、前工程
であるダイレクトプレスにおいて、この膨らみを考慮し
た位置にノッチ１３を形成しておくことが好ましい。

【００４６】 また、平板型３０Ａ・３０Ｂを用いる場
合には、ガラス基板１１において形成されたノッチ１３
の斜面部分１４が、ガラス基板１２におけるチャンファ
ー１６の形状そのものとなることから、ダイレクトプレ
ス時に形成するノッチ１３の形状を、チャンファー１６
の形状に合わせておくことが好ましい。ここで、チャン
ファー１６の形状が、リヒートプレスによって変形する
ことが容易に予測される。しかし、この場合にも、後工
程である内外径の同芯度加工においてチャンファー１６
の形状修正を容易に行うことができ、また、多くの場
合、リヒートプレスによるチャンファー１６の変形は、
要求される製品形状の許容範囲内であることが多いた
め、ガラス基板の製造工程上、問題となることはほとん
どない。

【００４７】 このようなチャンファー１６の形成は、
サブストレートの欠けを防止し、機械的な強度を保つた
めに必要であるが、リヒートプレス工程におけるチャン
ファー１６の形成は、ダイレクトプレス工程においてノ
ッチ１３の形状を予めチャンファー１６の形状に設定し
ていた場合には、リヒートプレス時の加熱によってチャ
ンファー１６の形状が変化しないようにすること、ま
た、ノッチ１３の形状を変形させて新たな形状のチャン
ファー１６に変形させること、および離隔工程において
ノッチ１３に欠け等が生じた場合に、その形状を修正し
て良好なチャンファー１６を形成すること、の少なくと
もいずれか役割を担っている。

【００４８】 なお、このようなリヒートプレス工程に
おいては、上述した種々のリヒートプレス用上下型の形
状にかかわらず、ガラス基板１２の変形が、中心方向と
外周方向の二方向に起こり、ガラス基板１２の変形が良
好に行われる。したがって、プレス圧力の低減およびプ
レス時間の短縮が可能であり、一方、プレス圧力を高め
ることなくガラス基板１２の温度を下げることができる
場合には、リヒートプレス用上下型の加熱に要するエネ
ルギーの節約を図ることができる。

【００４９】 その結果、リヒートプレス用上下型のプ
レス面の形状がガラス基板１２へ良好に転写されること
となるが、このことは、逆に、図５（ｂ）に示されるよ
うに、ガラス基板１２の厚みが薄くなる分だけ、ガラス
基板１２の側面に膨らみ１７が生じ、ガラス基板１２の
内径および外径がリヒートプレス前と比較して変化する
場合があることをも示している。

【００５０】 しかしながら、このように内径および外
径が変化しても、その変化は大きなものではなく、しか
も後述する同芯度加工時に所定形状へと容易に加工する
ことができる。すなわち、リヒートプレスによるガラス
基板の内径および外径の変化にともなう形状の補正処理
を行うことは、リヒートプレスを行わずにガラス基板の
厚みや平面度の補正をラッピング等により行う処理工程
に比して、後工程と同時に行うことができる点、および
加工が容易でしかも短時間に行うことができる点におい
て、従来のガラス基板の作製方法よりも有利である。

【００５１】 こうして、リヒートプレスを終了したガ
ラス基板１２は、徐冷工程へと送られるが、ガラス基板
１２が結晶化ガラスである場合には、徐冷工程を経るこ
となく、引き続いて結晶化処理を行うことができる。な
お、この結晶化処理は、リヒートプレス後に徐冷処理さ
れたものを再加熱して行ってもよい。

【００５２】 この結晶化処理によって、ガラス基板に
は若干の体積変化が生ずることから、この体積変化によ
って次工程である最終的なガラス基板の内外径の同芯度
加工（以下、「同芯度加工」という。）における加工代
が多くならないように、チルカットによる内外径加工位
置を、リヒートプレスにおけるガラス基板１２の変形を
も考慮して設定しておくことが好ましい。一方、ガラス
基板の材料が結晶化処理を必要としないものの場合に
は、リヒートプレス後の徐冷工程を経た後に、同芯度加
工が行われる。

【００５３】 この同芯度加工は、ガラス基板の加工端
面のエッジが立たないように、細かい砥石で研削しなが
ら、同芯度をより高精度に仕上げる工程であり、必要に
応じて酸化セリウムを研磨材といてナイロンブラシによ
り端面研磨工程が付加される。そして最後に、サブスト
レートに要求されるガラス基板特性を満足するように、
ガラス基板の両表面に微浅な精研磨が施され、製品たる
サブストレートが作製される。なお、精研磨の方法とし
ては、＃６００のレジン砥石を用い、１０００ｒｐｍか
ら５０００ｒｐｍの回転数で行う方法が挙げられる。

【００５４】 上述した本発明によるガラス基板の作製
方法をフローチャートで示すと図７のように表され、サ
ブストレートたるサブストレートの完成までの工程は、
図８と比較して極端に短縮される。しかも、ガラス基板
の作製工程中、最も加工時間が長くかかり、設備コスト
の嵩むラッピング工程が省略されていることがわかる。

【００５５】 このように、本発明のガラス基板の作製
方法にあっては、ガラス基板のプレス成形段階におい
て、サブストレートの形状に近い厚みや平行度等が得ら
れることから、基本的に従来のガラス基板の作製方法に
必要不可欠であり、しかもサブストレートのコスト高の
大きな原因となっていたガラス基板面のラッピング工程
を省くことが可能となり、また、最終研磨工程における
研磨代を従来より浅くすることができることから、加工
時間の短縮と設備コストの低減が図られる。

【００５６】 なお、ハードディスク用ガラス基板に
は、現状、サブストレートとして厚みの平均値が０．６
４５ｍｍ、平行度が６μｍ以下、平坦度が５μｍ以下お
よび面粗度がＲａで０．１μｍ以下の形状が要求されて
いるが、上述したダイレクトプレス工程と離隔工程およ
びリヒートプレス工程との組合せによれば、ダイレクト
プレス工程後に、厚みの平均値が１．０ｍｍ、平行度が
０．２ｍｍ以下の形状が得られ、さらに、リヒートプレ
ス後においては、厚みの平均値が０．７ｍｍ、平行度が
１０μｍ以下、平坦度が１０μｍ以下および面粗度がＲ
ａで０．２μｍ以下のガラス基板を得ることが可能とな
る。

【００５７】 さらに、ガラス基板の結晶化処理を７０
０℃〜８００℃程度の範囲で、約３時間から１２時間の
範囲で行うことにより、厚みの平均値が０．６９ｍｍ、
平行度が１０μｍ以下、平坦度が５μｍ以下および面粗
度がＲａで０．２μｍ以下の形状を有するガラス基板が
得られる。最後に、サブストレートとして要求される厚
みの平均値が０．６４５ｍｍ、平行度が６μｍ以下、平
坦度が５μｍ以下および面粗度がＲａで０．１以下の仕
様が満たされない場合は、＃６００のレジン砥石で精研
磨することにより、前記のサブストレートに対する要求
形状を満足するガラス基板を得ることが可能となる。以
下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら
の実施例に限定されるものではない。

【００５８】

【実施例】 溶融ガラスとして、ＳｉＯ₂が７７ｗｔ
％、Ａｌ₂Ｏ₃が５ｗｔ％、Ｌｉ₂Ｏが５ｗｔ％で、残部
が微量成分からなるＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｌｉ₂Ｏ系ガラ
スを用いた。このガラスをガラス溶融炉にて１４００℃
にて溶融し、１３００℃に保持されたノズルより、６０
０℃に予熱された図２（ａ）に示した楔形状のガラス基
板を与えるダイレクトプレス用下型に押し出した。この
とき、下型に供給される溶融ガラスの重量が約１５ｇと
なるように、ノズル端部近くに配設されたシャーにより
押し出された溶融ガラスを切断した。

【００５９】 続いて、６００℃に予熱されたダイレク
トプレス用上型により、溶融ガラスを１２０ｋｇ／ｃｍ
²で１秒間ほど加圧し、ダイレクトプレスを行った。こ
こで、通常、ダイレクトプレス後のガラス基板は冷却す
ることなく、次工程である離隔工程へと送られるが、別
試験により、この段階で、成形されたガラス基板は、厚
みの平均値が０．９５ｍｍ、平行度が０．１５ｍｍ以下
に仕上がっていることを確認した。

【００６０】 次に、ダイレクトプレス後、上型を成形
されたガラス基板から外し、ガラス基板を６００℃に予
熱された下型に載置したままの状態で、冷却した金属治
具によるチルカットをガラス基板に形成されたノッチに
施し、内孔部と外周部を本体部から切り離した。通常、
この離隔工程を終えたガラス基板は通常はリヒートプレ
ス工程へと送られるが、ここでも別試験により、チルカ
ット後のガラス基板を徐冷し、内径が２３．８ｍｍ±
０．１５ｍｍ、外径が８５．２ｍｍ±０．１５ｍｍのガ
ラス基板が得られていることを確認した。

【００６１】 次いで、離隔工程後のガラス基板を搬送
アームによりリヒートプレス用下型へと移した。ここ
で、リヒートプレス用上下型として、平板型を用いた。
下型の温度を６５０℃に予熱し、同様に６５０℃に予熱
された上型を、押し当てて、３０ｋｇ／ｃｍ²の圧力で
３０秒間ほどプレス処理した。上型を外した後、こうし
て得られたリヒートプレス後のガラス基板を搬送アーム
により、下型から４５０℃に設定された徐冷炉に移し
た。徐冷が終了したガラス基板は、この段階で厚みの平
均値が０．７ｍｍ、平行度が１０μｍ以下に仕上がっ
た。

【００６２】 さらに、ガラス基板の結晶化処理を、窒
素雰囲気下、７７０℃で４時間行い、厚みの平均値が
０．６８ｍｍ、平行度が７μｍ、平坦度が５μｍ、面粗
度がＲａで０．０２μｍ以下のガラス基板を得、次いで
同芯度加工を行い同芯度を７μｍ以下とし、最後に、＃
６００のレジン砥石で精研磨することにより、厚みの平
均値が０．６４５ｍｍ、平行度が５μｍ、平坦度が４μ
ｍ、面粗度がＲａで０．０８μｍという、製品としての
要求規格を満足するガラス基板（サブストレート）が得
られた。

【００６３】

【発明の効果】 上述の通り、本発明のガラス基板の作
製方法によれば、第一に、ダイレクトプレス工程におい
て、従来法よりも製品に近い厚みを有するガラス基板を
溶融ガラスから作製することができ、第二に、簡便な離
隔工程により内外径加工を施すことができ、第三に、リ
ヒートプレス工程においては、寸法精度の向上およびチ
ャンファーの形成を行うことができるため、実質的に従
来のガラス基板の作製方法に不可欠であったガラス基板
のラッピング工程およびチャンファー加工工程を必要と
しない。また、リヒートプレス工程にいては、軟化した
ガラスを、従来よりも省力化された条件において加工す
ることができる。これにより、原材料費、加工設備費、
加工消耗材料費、加工時間等の大幅な節減が可能とな
り、さらに、この結果として、安定した形状精度を有す
るガラス基板製品（サブストレート）を、安価に提供す
ることが可能となるという極めて優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のガラス基板の作製方法におけるガラ
ス基板の成型方法を示す説明図である。

【図２】 本発明のガラス基板の作製方法においてダイ
レクトプレスにより成形されるガラス基板の形状の一実
施形態を示す断面図である。

【図３】 本発明のガラス基板の作製方法に使用される
ダイレクトプレス用上下型の形状に関する説明図であ
る。

【図４】 本発明のガラス基板の作製方法におけるチル
カットの説明図である。

【図５】 本発明のガラス基板の作製方法における、
（ａ）は離隔工程後に得られるガラス基板の形状を示す
断面図であり、（ｂ）はリヒートプレス工程後に得られ
るガラス基板の形状の一例を示す断面図である。

【図６】 本発明のガラス基板の作製方法に使用される
リヒートプレス用上下型の形状に関する説明図である。

【図７】 本発明のガラス基板の作製方法を示すフロー
チャートである。

【図８】 従来のガラス基板の作製方法を示すフローチ
ャートである。

【図９】 従来のガラス基板のプレス成形方法を示す説
明図である。

【符号の説明】

１Ａ…ダイレクトプレス用下型、１Ｂ…ダイレクトプレ
ス用上型、２…溶融ガラス、３…シャー、４…ノズル、
６…吸引盤、７…搬送アーム、８Ａ…リヒートプレス用
下型、８Ｂ…リヒートプレス用上型、１０…搬送アー
ム、１１…ガラス基板、１１Ａ…本体部、１１Ｂ…内孔
部、１１Ｃ…外周部、１２…ガラス基板、１３…ノッ
チ、１４…斜面部分、１５…金属治具、１５Ａ…内径加
工刃、１５Ｂ…外径加工刃、１６…チャンファー、１７
…膨らみ、１９Ａ・１９Ｂ…楔型、２０Ａ・２０Ｂ…台
形楔型、２１…溝部、２２…Ｖ字凸部、２３…溝部、２
４…溝部、２５…Ｖ字凸部、２６…接触部、２７…空間
部、２９Ａ・２９Ｂ…台形型、３０Ａ・３０Ｂ…平板
型、３１…溝部、３２…溝部、３３…斜面部、５１…ノ
ズル、５２…溶融ガラス、５３…シャー、５４…胴型、
５５…下型、５６…上型、５７…ガラス基板。

フロントページの続き (72)発明者 廣辻 永伍 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融ガラスをプレス成形する工程を含む
   ガラス基板の作製方法であって、 溶融ガラスを所定形状に固化成形するダイレクトプレス
   工程の後に、 当該ダイレクトプレス工程により得られたガラス基板の
   内孔部および／または外周部を本体部から切り離す離隔
   工程を行い、 次いで、当該離隔工程により得られたガラス基板を、加
   熱条件下で再プレスすることにより、形状の微調整もし
   くは変形を行うリヒートプレス工程を行う、作製工程を
   含むことを特徴とするガラス基板の作製方法。
2. 【請求項２】 当該ダイレクトプレス工程により得られ
   るガラス基板において、 当該離隔工程において切り離される内孔部および／また
   は外周部と、本体部との境界にノッチを形成したことを
   特徴とする請求項１記載のガラス基板の作製方法。
3. 【請求項３】 当該ノッチの形状が、Ｖ字型であること
   を特徴とする請求項２記載のガラス基板の作製方法。
4. 【請求項４】 当該離隔工程が、当該ノッチに熱衝撃を
   加えることにより、当該ノッチにおいて当該内孔部およ
   び／または当該外周部を、当該本体部から切り離すこと
   を特徴とする請求項２または３記載のガラス基板の作製
   方法。
5. 【請求項５】 当該ダイレクトプレス工程および／また
   は当該リヒートプレス工程において、 被加工ガラスを介せず、直接に合わせられる接触部を有
   するプレス用上下型を用いることを特徴とする請求項１
   〜４のいずれか一項に記載のガラス基板の作製方法。
6. 【請求項６】 当該ダイレクトプレス工程および／また
   は当該リヒートプレス工程において、 被加工ガラスの余剰体積部が、当該被加工ガラスの外周
   部に押し出される空間部を有するプレス用上下型を用い
   ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載
   のガラス基板の作製方法。
7. 【請求項７】 当該ダイレクトプレス工程および／また
   は当該リヒートプレス工程において、 当該内孔部および／または当該外周部と当該本体部との
   境界部に、チャンファーを形成することを特徴とする請
   求項１〜６のいずれか一項に記載のガラス基板の作製方
   法。
8. 【請求項８】 当該ガラス基板として、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂
   Ｏ₃−Ｌｉ₂Ｏ系の結晶化ガラスを用いることを特徴とす
   る請求項１〜７のいずれか一項に記載のガラス基板の作
   製方法。