JPH11228150A

JPH11228150A - ガラス基板の作製方法

Info

Publication number: JPH11228150A
Application number: JP10033137A
Authority: JP
Inventors: Masataka Shimizu; 正孝清水; Fumimasa Itou; 文雅伊藤; Eigo Hirotsuji; 永伍廣辻; Toshiki Goto; 利樹後藤
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1998-02-16
Filing date: 1998-02-16
Publication date: 1999-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】リヒートプレスを行う必要がなく、ヒケの発
生が防止された平行度の良好なガラス基板を、溶融ガラ
スのプレス成形において作製することを可能ならしめ、
かつ、プレス型の使用による経時劣化の抑制を図る。【解決手段】溶融ガラス３を上型６および下型２を用
いて所定形状にプレス成形するガラス基板７の作製方法
である。溶融ガラス３を下型２に滴下する際に、溶融ガ
ラス３を、下型２上にスパイラル状に形成し、プレス成
形を行う。

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と種々のソ
フトウェアの高容量化が進行する傾向にあり、これに伴
って、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。

【０００３】一般的に、このようなガラス基板は、図
９に示すように、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して作
製される。すなわち、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
５６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を成形する方法が採られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、ノズル５１
から押し出しまたは滴下等された溶融ガラス５２は、一
般的に「ゴブ」と呼ばれるが、ゴブは押し広げられるよ
うにプレスされるため、ゴブの変形の際のガラスの移動
距離が長くなる。その結果、大きなプレス圧力が必要と
されるか、または、ゴブの粘度を低くするために、より
高温でのプレスを強いられ、プレス型の劣化が促進され
やすいという欠点がある。

【０００５】また、ゴブは１０００℃以上の高温であ
る場合がほとんどである。これに対し、下型５５等のプ
レス型は、溶融ガラス５２の急冷による熱応力の発生等
を回避するため、溶融ガラス５２のガラス転移点等を考
慮して、３００℃〜７００℃の高温に予熱されるが、ゴ
ブの温度にまで予熱されることはない。

【０００６】したがって、図８に示したように、ゴブ
５８と接触した下型５５は、ゴブ５８からの熱伝導によ
り、中央部で高温となり、外周部へ向かうにつれて低温
となるような温度勾配が生ずる。そして、上型５６をゴ
ブ５８に密着させたときにも、上型５６には下型５５と
同様の温度勾配が生ずる。

【０００７】このような温度勾配の生じた上型５６お
よび下型５５によって、ゴブ５８は押し広げられるよう
にプレスされるため、成形されるガラス基板５７におい
ても、中央部から外周部へ向けて温度が低くなるような
温度勾配が生じる。こうして、ガラス基板５７において
は、外周部ほど冷却が速く、一方、中央部はゆっくり冷
却されることとなるため、図８に示されるように、ガラ
ス基板５７の中央部は、外周部に比べて硬化による厚み
方向の収縮が大きくなり、外周部よりも中央部の厚みが
薄くなる「ヒケ」と呼ばれる窪みが発生する。このヒケ
５９が生ずると、ガラス基板５７の平行度は、著しく低
下する。

【０００８】従来のガラス基板の作製方法において
は、このヒケ５９を修正して、平行度を良好とするため
に、ガラス基板５７をさらに加熱条件下で変形させ、形
状の微調整を行うリヒートプレスと呼ばれるプレス成形
を行う必要があった。一方、リヒートプレスを行わず
に、ゴブ５８の成形時にこのヒケ５９を考慮した肉厚の
ガラス基板５７を作製し、研磨によって平行度と厚みを
調整する方法もあるが、加工コストや偏摩耗による厚み
斑の発生といった点で問題がある。さらに、上型５６お
よび下型５５のプレス面を、硬化後のガラス基板５７全
体の平行度が良好になるように、このヒケ５９を考慮し
た曲面を有するような形状とすることも考えられるが、
プレス条件や形状を設定するための実験の手間、さらに
金型の加工コストの面で問題がある。

【０００９】

【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、リヒートプレスを行う必要がなく、ヒケ
の発生が防止された平行度の良好なガラス基板を、溶融
ガラスのプレス成形において作製することを可能ならし
めることにあり、同時に、プレス型の使用による経時劣
化の抑制に寄与するものである。

【００１０】すなわち、本発明によれば、溶融ガラス
を上型および下型を用いて所定形状にプレス成形するガ
ラス基板の作製方法であって、溶融ガラスを当該下型に
滴下する際に、当該溶融ガラスを、当該下型上にスパイ
ラル状に形成することを特徴とするガラス基板の作製方
法、が提供される。

【００１１】ここで、溶融ガラスをスパイラル状に形
成する方法としては、溶融ガラスの滴下位置を固定し、
かつ、下型を回転させながら径方向に一軸移動させる方
法、もしくは、一定の位置において下型を回転させ、か
つ、溶融ガラスの滴下位置を下型の径方向に一軸移動さ
せる方法が好適に用いられる。こうして、溶融ガラスは
１０μｍ以下の平行度を有する基板へプレス成形され
る。

【００１２】なお、本発明のガラス基板の作製方法に
おいて使用される上型および下型としては、下型に滴下
されたスパイラル状の溶融ガラスを介せず、互いが直接
に合わせられる接触部を有するものが好適に用いられ
る。さらに、上型および下型の外周部には、滴下された
スパイラル状の溶融ガラスの余剰体積部が押し出される
空間部が設けられていることが好ましい。

【００１３】また、本発明のガラス基板の作製方法に
より、スパイラル状の溶融ガラスから成形されるガラス
基板の形状としては、内孔部および／または外周部の厚
みが本体部よりも薄い台形形状が好ましく、ここで、そ
の内孔部および／または外周部と本体部との境界に形成
される勾配部を、チャンファーの形状とすることが好ま
しい。

【００１４】これに対し、成形されるガラス基板の形
状を、内孔部および／または外周部と本体部との境界に
ノッチを形成した楔形状としてもよく、この場合には、
ノッチの形状をチャンファーの形状とすることもまた好
ましい。また、こうしてノッチを形成した場合には、ノ
ッチの底部に熱衝撃を加えることにより、ノッチにおい
てクラックを発生ぜしめると、内孔部および／または外
周部を、本体部から簡便に離隔することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】上述の通り、本発明のガラス基
板の作製方法によれば、簡便な方法により、ガラス基板
に生ずるヒケの発生が防止され、リヒートプレスを行う
必要のない、平行度に優れるガラス基板を、溶融ガラス
のプレス成形の段階で得ることができる。

【００１６】以下、本発明の実施の形態について、平
板リング状の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、その他種々
の形状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、溶融ガラスのプレス成形工程を示した説明図
である。本発明においては、溶融ガラスを下型上、すな
わち、下型のプレス面にスパイラル状に形成するが、そ
の方法しては、まず、溶融ガラスを下型に滴下する際
に、溶融ガラスの滴下位置を固定し、かつ、下型を回転
させながら径方向に一軸移動させる方法がある。

【００１８】すなわち、図１において、溶融ガラス３
の滴下開始時においては、下型２はプレス面の中心を中
心として、水平面内において矢印Ｋの方向に回転してい
る。一方、溶融ガラス３を滴下するノズル１は下型２の
中心上にあるが、このノズル１の位置は固定されてお
り、したがって、溶融ガラス３を滴下する位置は一定で
ある。

【００１９】次に、溶融ガラス３の滴下開始に伴い、
下型２を回転させたまま、下型２の径方向に一軸移動さ
せる、すなわち、図１中の矢印Ｌで示される横方向に一
軸移動させると、溶融ガラス３はスパイラルを描きなが
ら、下型２のプレス面全体に滴下されることとなる。そ
して、溶融ガラス３の滴下位置が、下型２の所定の外周
部に到達したときに、シャー５により溶融ガラス３を切
断することにより、スパイラル状の溶融ガラス４（以
下、「被加工溶融ガラス４」と呼ぶこととする。）が形
成される。なお、被加工溶融ガラス４を形成する際に
は、溶融ガラス３が途切れないように、粘度等の溶融ガ
ラス３の滴下条件を調整することが好ましい。

【００２０】なお、溶融ガラス３の滴下開始位置は、
必ずしも下型２の中心に限定されるものではなく、成形
されるガラス基板の形状に合わせて、適宜、好適な位置
に設定される。たとえば、内孔を有する平板リング状の
ガラス基板を成形する場合には、下型２の中心に滴下さ
れ、プレス成形されたガラスは、最終的にはガラス基板
の本体から切り離される部分となるため、このような場
合には、下型２の中心より若干外周よりから、溶融ガラ
ス３の滴下を始めることが好ましい。

【００２１】上述した方法に対し、同様に、下型２の
プレス面に被加工溶融ガラス４を形成する方法として、
一定の位置において下型２を回転させ、かつ、溶融ガラ
ス３の滴下位置を下型２の径方向に一軸移動させる、す
なわち、溶融ガラス３を滴下するノズル１の位置を移動
させる方法ある。しかし、一般的に、溶融ガラス３を滴
下するノズル１は、白金とそれを加熱する炉（ヒータ）
から構成され、さらに、ガラス原料を溶融する炉とも一
体化されているために、下型２を移動させる方法の方が
好ましいと考えられ、実際に実用的である。

【００２２】これらいずれの方法においても、下型２
もしくはノズル１の一軸移動速度および下型２の回転速
度は、溶融ガラス３が、できるだけ均一に下型２のプレ
ス面へ滴下されるように設定されることが好ましい。た
とえば、図２に、下型２と被加工溶融ガラス４の断面形
状の一部を示すが、ここで、ある位置の被加工溶融ガラ
ス４の断面径Ｄと隣接する被加工溶融ガラス４の断面の
中心間の距離Ｐは、被加工溶融ガラス４が、表面張力や
自重によって経時的に略楕円状に変形した状態におい
て、隣同士が互いに接触するように設定することが好ま
しい。

【００２３】このようにして形成された被加工溶融ガ
ラス４は、次に、上型６を下型２に押し当てることによ
り、所定の形状にプレス成形される。上型６を下型２か
ら外して得られるガラス基板７は、成形されたガラス基
板７の形状に応じて、内外径加工が行われて徐冷され、
または徐冷された後に内外径加工が行われる。

【００２４】上述の通り、本発明のガラス基板の作製
方法においては、被加工溶融ガラス４は、溶融ガラス３
を下型２のプレス面に全体的に滴下することで形成され
るので、従来のゴブ５８を下型２の中央にのみ形成し、
プレス成形する方法と比較して、被加工溶融ガラス４の
移動距離が短いために、厚みの均一なガラス基板７を作
製することができ、かつ、プレス成形圧力をも低減する
ことができる。一方、被加工溶融ガラス４を高温に保持
して粘度を下げた状態においてプレス成形を行う必要が
ない。これにより、実質的に、上下型２・６の劣化が抑
制される。

【００２５】なお、プレスに用いられる下型２ならび
に上型６においては、溶融ガラス３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３のガラス転移点等を考慮して、適度
な温度に予熱・保持されているが、その外周部において
は大気と接する面積が大きいために放熱性が高く、その
ため、中央部で温度が高く、外周部で温度が低くなるよ
うな温度勾配が生じていることが多い。

【００２６】これに対し、溶融ガラス３の滴下を下型
２の中心部から外周へ向かってスパイラルを描くように
行うと、すでに滴下された溶融ガラス３は、自然冷却さ
れるため、下型２ならびに上型６とは逆に、被加工溶融
ガラス４にあっては、中央部から外周へ向かうにつれて
温度が高くなるように温度勾配が生ずる。

【００２７】こうして、上下型２・６と被加工溶融ガ
ラス４の温度勾配が互いに逆になるため、全体的に、プ
レス成形時におけるガラス基板７の温度分布が平坦化さ
れる。これにより、ガラス基板７の硬化が均一に起こる
ようになり、ヒケの発生が抑制される。このこともま
た、平行度の良好なガラス基板７が得られる一つの要因
と考えられる。

【００２８】さて、上述した本発明のガラス基板の作
製方法により作製される内孔を有する平板リング状のガ
ラス基板の好適な形状としては、図３（ａ）〜（ｃ）に
示す、台形形状、楔形状および台形楔形状を挙げること
ができる。なお、これらの各図は、ガラス基板１１〜１
３の径方向における平板面に垂直な面での形状を示した
断面図であり、いずれの形状のガラス基板１１〜１３
も、最終的なガラス基板となるべき本体部１１Ａ〜１３
Ａと内孔部１１Ｂ〜１３Ｂおよび被加工溶融ガラス４の
余剰体積部、すなわち、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〜１３Ｃとから
構成される。

【００２９】図３（ａ）の台形形状のガラス基板１１
は、内孔部１１Ｂおよび外周部１１Ｃは、後工程におけ
る本体部１１Ａからの離隔を容易ならしめるために、本
体部１１Ａよりも薄くなるように設定され、内孔部１１
Ｂおよび外周部１１Ｃと本体部１１Ａとの境界に勾配部
１４が設けられている。ここで、この勾配部１４は、一
般的にチャンファー１６と呼ばれる、製品たるガラス基
板において形成されるべき面取りを行って角を取った後
の形状に好適に設定される。

【００３０】このように、被加工溶融ガラス４のプレ
ス成形の段階において、ガラス基板１１にチャンファー
１６を形成することにより、従来のガラス基板の作製方
法において行われているような、円板状のガラス基板を
用いて内孔をあける切削加工を行い、さらに、チャンフ
ァー加工を行うといった工程を省くことができ、ガラス
基板の作製工程の短縮化と、生産性の向上が図られる。

【００３１】図３（ｂ）の楔形状のガラス基板１２に
おいては、内孔部１２Ｂおよび外周部１２Ｃと本体部１
２Ａとの境界にノッチ１５が形成されており、このノッ
チ１５の形状、すなわち、ノッチ１５の勾配部分の形状
がチャンファー１６の形状に好適に設定される。また、
図３（ｃ）の台形楔形状のガラス基板１３は、内孔部１
３Ｂおよび外周部１３Ｃを本体部１３Ａよりも薄くした
台形形状において、さらに内孔部１３Ｂおよび外周部１
３Ｃと本体部１３Ａとの境界にノッチ１５を設けたもの
である。そのため、台形楔形状のガラス基板１３におい
ても、ノッチ１５はチャンファー１６の形状に設定され
る。

【００３２】なお、本発明によって作製されるガラス
基板の形状が、上記ガラス基板１１〜１３のものに限定
されるものでないことはいうまでもなく、所望されるガ
ラス基板の形状に合わせて、適宜好適な形状が選択され
る。たとえば、内孔を有するガラス基板を作製する場合
に、一方のプレス面の形状を台形形状、楔形状、台形楔
形状のいずれかから選択し、他方のプレス面について
も、これら各種の形状から任意に選択することで、ガラ
ス基板の各面での形状を異ならしめてもかまわない。ま
た、内孔を有さない円板形状のガラス基板を得る場合に
は、内孔部を設けなければよい。

【００３３】次に、被加工溶融ガラス４を、図３
（ａ）〜（ｃ）に示した各種の形状に成形するために用
いられるプレス用の上型および下型の具体例としては、
図４（ａ）〜（ｃ）に示されるような、それぞれ図３
（ａ）〜（ｃ）に示した各形状と相補する形状をプレス
面に有する台形型１９Ａ・１９Ｂおよび楔型２０Ａ・２
０Ｂならびに台形楔型２１Ａ・２１Ｂを挙げることがで
きる。

【００３４】ここで、台形型１９Ａ・１９Ｂのプレス
面は、図４（ａ）に示されるように、ガラス基板１１の
本体部１１Ａを形成するための深い溝部２２と、内孔部
１１Ｂおよび外周部１１Ｃを形成するための浅い溝部２
３、および内孔部１１Ｂおよび外周部１１Ｃと本体部１
１Ａとの間に形成される勾配部１４（チャンファー１
６）を形成するための斜面部２４を有する。

【００３５】また、楔型２０Ａ・２０Ｂのプレス面
は、図４（ｂ）に示すように、楔形状のガラス基板１２
における本体部１２Ａと内孔部１２Ｂおよび外周部１２
Ｃを形成するための深い溝部２５と、ノッチ１５を形成
するためのＶ字凸部２６を有しする。そして、台形楔型
２１Ａ・２１Ｂのプレス面は、図４（ｃ）に示すよう
に、ガラス基板１３の本体部１３Ａを形成するための深
い溝部２７と、内孔部１３Ｂおよび外周部１３Ｃを形成
するための浅い溝部２８、およびノッチ１５を形成する
ためのＶ字凸部２９を有する。

【００３６】上記台形型１９Ａ・１９Ｂ、楔型２０Ａ
・２０Ｂおよび台形楔型２１Ａ・２１Ｂといった本発明
のガラス基板の作製方法に好適に用いられる上型および
下型にあっては、各型が互いに直接に接する接触部３０
を有することで、常に一定厚みのガラス基板１１〜１３
を作製することができるようになっている。また、被加
工溶融ガラス４の余剰体積部、すなわち、本体部１１Ａ
〜１３Ａの形成に不要な余剰なガラスが、空間部３１に
押し出されて外周部１１Ｃ〜１３Ｃとなるような空間部
３１が設けられていることが好ましい。このとき、接触
部３０にまで余剰体積部が浸入しないように、空間部３
１は完全に充填されずに、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。

【００３７】なお、上述した台形型１９Ａ・１９Ｂ等
の本発明のガラス基板の作製方法に好適に用いられる上
型および下型としては、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る。

【００３８】続いて、図３（ａ）〜（ｃ）に示した各
形状のガラス基板１１〜１３の内外径加工方法について
説明する。図３（ａ）に示した台形形状のガラス基板１
１の加工は、図５に示すように、内外径同芯カップ砥石
４１（以下、「カップ砥石４１」という。）を用いて加
工することが好ましい。カップ砥石４１は、内径砥石４
１Ａと外径砥石４１Ｂとが、同芯円状に配置されて形成
され、カップ砥石４１を回転させながらガラス基板１１
に押し当てることで、ガラス基板１１における内孔部１
１Ｂおよび外周部１１Ｃが、本体部１１Ａから切断され
る。

【００３９】ここで、内孔部１１Ｂおよび外周部１１
Ｃは、本体部１１Ａよりも薄く成形されているので、平
坦な一枚板状のガラス基板を切断するよりも、切断代が
少ない分だけ加工時間が短縮され、また、カップ砥石４
１の摩耗も少なくなるので、全体として加工コストを抑
えることが可能となる。さらに、本体部１１Ａから離隔
された内孔部１１Ｂと外周部１１Ｃは、ガラスの塊の状
態で得られることから、これらを分離・洗浄することは
容易であり、したがって、ガラス基板を作製する際の溶
融原料として再利用することが可能である。

【００４０】このようなカップ砥石４１を用いる内外
径加工に対して、図３（ｂ）、（ｃ）に示した楔形状お
よび台形楔形状のガラス基板１２・１３のようにノッチ
１５を形成した場合には、チルカットと呼ばれる内外径
加工方法が好適に用いられる。ここで、チルカットと
は、高温に熱せられたガラス基板１２・１３のノッチ１
５の、特に、ガラス基板１２・１３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、そこに生じる熱歪みを利用して、ノッチ１５の形
成位置において、ガラス基板１２・１３を厚み方向に切
断するもので、簡便に、しかも短時間に加工を行うこと
ができる。

【００４１】また、チルカットは、ガラス基板１２・
１３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、被加工溶融ガラス４をプレス成形した後、下型
２０Ａ・２１Ａに載置されたままの状態においては、ガ
ラス基板１２・１３の温度は、低くとも上下型２０Ａ・
２１Ａの予熱温度程度の高温に保持されているため、あ
らためてガラス基板１２・１３を加熱する必要はない。

【００４２】図６にチルカットの説明図を示す。ここ
では、台形楔形状のガラス基板１３が示してあり、ガラ
ス基板１３に設けられたノッチ１５に、冷却された同心
円の内径加工刃４２Ａと外径加工刃４２Ｂを有する金属
治具４２を接触させて熱衝撃を加え、ノッチ１５におい
てクラックを発生せしめて、内孔部１３Ｂおよび外周部
１３Ｃを本体部１３Ａから切り離す。なお、チルカット
を良好に行うためのノッチ１５の形状としては、図３
（ｂ）や図６に示したようなＶ字型が好適に採用され
る。

【００４３】上述した内外径加工を経て得られたガラ
ス基板１１〜１３の本体部１１Ａ〜１３Ａは、いずれも
図７に示すように、その内外周に勾配部１４を残したガ
ラス基板１７となる。このような勾配部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１６そのものとなるが、後述する同芯度加
工において、若干の形状調整を行う場合がある。

【００４４】こうして、内外径加工を終了したガラス
基板１７については、ガラス基板１７が結晶化ガラスか
らなる場合には、続いて結晶化処理が行われる。ここ
で、カップ砥石４１を用いた内外径加工を行った場合に
は、室温から結晶化温度まで昇温することとなるが、チ
ルカットを行った場合には、一旦室温まで冷却すること
なく、引き続いて結晶化処理温度まで昇温してもよい。

【００４５】この結晶化処理によって、ガラス基板１
７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、内外径加工位置を設定して
おくことが好ましい。なお、ガラス基板１７の材料が結
晶化処理を必要としないものの場合には、内外径加工後
に同芯度加工が行われる。

【００４６】この同芯度加工は、ガラス基板１７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、製品
に要求される形状特性を満足するように、ガラス基板１
７の両表面に微浅な精研磨が施される。なお、精研磨の
方法としては、＃６００のレジン砥石を用い、１０００
ｒｐｍから５０００ｒｐｍの回転数で行う方法が好まし
い。

【００４７】上述した本発明によるガラス基板の作製
方法によれば、従来法におけるリヒートプレス工程、お
よび、時間的かつ設備的にコストの嵩む厚み方向のラッ
ピング（研磨）加工工程、さらには、チャンファー加工
工程を省くことができるために、ガラス基板の作製コス
トの低減が図られる。

【００４８】なお、ハードディスク用ガラス基板に
は、現状、製品たるサブストレートとして厚みの平均値
が０．６４５ｍｍ、平行度が６μｍ以下、平坦度が５μ
ｍ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、上述した本発明のガラス基板の作製方
法によれば、プレス成形後に、厚みの平均値が０．９ｍ
ｍ、平行度が１０μｍ以下の形状を有するガラス基板を
得ることが可能となる。

【００４９】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０．６８ｍｍ、
平行度が７μｍ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。

【００５０】

【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、図３
（ｂ）の楔形状のガラス基板１２を成形する直径１２０
ｍｍの下型２０Ａに滴下した。このとき、下型２０Ａを
一秒間に一回転の速度で回転させながら、滴下後４回転
後に、溶融ガラスはシャーにより切断された。また、こ
の間に、溶融ガラスの滴下位置が、下型２０Ａの中心か
ら１０ｍｍ離れた位置を始点として、外周方向に下型２
０Ａの中心から４５ｍｍ離れた位置が終点となるよう
に、下型２０Ａを一軸方向に移動させることにより、図
１０に示されるようなスパイラル状の溶融ガラス、すな
わち被加工溶融ガラスを得た。

【００５１】続いて、６００℃に予熱された上型２０
Ｂにより、被加工溶融ガラスを６０ｋｇ／ｃｍ²で１秒
間ほどプレス成形した。なお、使用された上型２０Ｂお
よび下型２０Ａは、超硬合金製のものである。こうし
て、成形された楔形状のガラス基板１２は、通常は、引
き続いてチルカットによる内外径加工が行われるが、同
様の試験において、プレス成形後、徐冷して寸法を測定
した結果、得られたガラス基板１２は、厚みの平均値が
０．９ｍｍ以下で、平行度が１０μｍ以下に仕上がって
いることを確認した。

【００５２】次に、上型２０Ｂを成形されたガラス基
板１２より取り外し、ガラス基板１２が６００℃に予熱
された下型２０Ａに載置されたままの状態で、冷却金属
治具４２を用いたチルカットによる内外径加工を、ガラ
ス基板１２に形成されたノッチ１５に施し、内孔部１２
Ｂと外周部１２Ｃを本体部１２Ａから離隔した。こうし
て得られたガラス基板１２Ａの徐冷後の内径寸法は２
３．８ｍｍ±０．１５ｍｍ、外径寸法は８５．２±０．
１５ｍｍであった。

【００５３】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以下、平行度が７μｍ以下、平坦度が５μ
ｍ以下、面粗度がＲａで０．０２μｍ以下のガラス基板
を得、次いで、同芯度加工を行って同芯度を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、平行度が約５
μｍ、平坦度が約４μｍ、面粗度がＲａで約０．０８μ
ｍという、ハードディスク用サブストレートとしての要
求規格を満足するサブストレートが得られた。また、上
記条件において、１００００枚のガラス基板１２を作製
した後の上型２０Ｂおよび下型２０Ａの摩耗量は、それ
ぞれ１μｍ以下であった。

【００５４】上記実施例に対し、比較例として、下型
２０Ａの回転および一軸移動を行わずに、ゴブを形成し
てプレス成形する方法を用いて、他の条件は上記実施例
と同様として、ガラス基板を作製した。但し、このとき
得られるガラス基板１２の平均厚みを、上記実施例と同
等の０．９ｍｍ程度とするためには、プレス成形圧力を
１２０ｋｇ／ｃｍ²としなければならなかった。しかし
ながら、得られたガラス基板の平行度は、平均で約７５
μｍあり、また、１００００枚のガラス基板の作製後の
上型２０Ｂおよび下型２０Ａの摩耗量は、各３μｍであ
った。

【００５５】

【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、成形されたガラス基板の硬化が全体的
に均一に起こるために、ヒケの発生が抑制され、平行度
の良好なガラス基板が得られる。また、ガラス基板に
は、プレス成形時にチャンファーを同時に成形すること
が可能である。これにより、従来法において必要不可欠
であったリヒートプレス工程、および、時間的かつ設備
的にコストの嵩む厚み方向のラッピング（研磨）加工工
程、さらには、チャンファー加工工程を省くことができ
ため、ガラス基板の作製コストが極端に低減されるとい
う極めて優れた効果を奏する。また、溶融ガラスのプレ
ス成形圧力を低減することができるので、プレス成形に
用いられる下型および上型の経時劣化が抑制される効果
をも奏する。

【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
ス基板の成形方法の一実施形態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ける被加
工溶融ガラスの形状に関する説明図である。

【図３】本発明のガラス基板の作製方法により成形さ
れるガラス基板の形状の一実施形態を示す断面図であ
り、（ａ）は台形形状を示し、（ｂ）は楔形状を示し、
（ｃ）は台形楔形状を示す。

【図４】本発明のガラス基板の作製方法に使用される
プレス上下型の形状を示す断面図であり、（ａ）は台形
型を示し、（ｂ）は楔型を示し、（ｃ）は台形楔型を示
す。

【図５】本発明のガラス基板の作製方法におけるカッ
プ砥石を用いた内外径加工の説明図である。

【図６】本発明のガラス基板の作製方法におけるチル
カットによる内外径加工の説明図である。

【図７】本発明のガラス基板の作製方法により作製さ
れる内外径加工後のガラス基板の形状の一実施形態を示
す断面図である。

【図８】ガラス基板におけるヒケの発生を示す説明図
である。

【図９】従来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。

【図１０】本発明のガラス基板の作製方法により形成
された被加工溶融ガラスの形状の一実施形態を示す平面
図である。

【符号の説明】

１…ノズル、２…下型、３…溶融ガラス、４…スパイラ
ル状の溶融ガラス（被加工溶融ガラス）、５…シャー、
６…上型、７…ガラス基板、１１〜１３…ガラス基板、
１１Ａ〜１３Ａ…本体部、１１Ｂ〜１３Ｂ…内孔部、１
１Ｃ〜１３Ｃ…外周部、１４…勾配部、１５…ノッチ、
１６…チャンファー、１７…ガラス基板、１９Ａ・１９
Ｂ…台形型、２０Ａ・２０Ｂ…楔型、２１Ａ・２１Ｂ…
台形楔型、２２…溝部、２３…溝部、２４…斜面部、２
５…溝部、２６…Ｖ字凸部、２７…溝部、２８…溝部、
２９…Ｖ字凸部、３０…接触部、３１…空間部、４１…
内外径同芯カップ砥石（カップ砥石）、４１Ａ…内径砥
石、４１Ｂ…外径砥石、４２…金属治具、４２Ａ…内径
加工刃、４２Ｂ…外径加工刃、５１…ノズル、５２…溶
融ガラス、５３…シャー、５４…胴型、５５…下型、５
６…上型、５７…ガラス基板、５８…ゴブ、５９…ヒ
ケ。

フロントページの続き (72)発明者後藤利樹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

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融ガラスを上型および下型を用いて所
定形状にプレス成形するガラス基板の作製方法であっ
て、溶融ガラスを当該下型に滴下する際に、当該溶融ガラス
を、当該下型上にスパイラル状に形成することを特徴と
するガラス基板の作製方法。
【請求項２】当該溶融ガラスの滴下位置を固定し、か
つ、当該下型を回転させながら径方向に一軸移動させる
ことにより、もしくは、一定の位置において当該下型を回転させ、か
つ、当該溶融ガラスの滴下位置を当該下型の径方向に一
軸移動させることにより、当該溶融ガラスを、当該下型上にスパイラル状に形成す
る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。
【請求項３】当該溶融ガラスを１０μｍ以下の平行度
を有する基板へプレス成形することを特徴とする請求項
１または２記載のガラス基板の作製方法。
【請求項４】当該上型および当該下型に、互いに当該
スパイラル状の溶融ガラスを介せず、直接に合わせられ
る接触部を設けることを特徴とする請求項１〜３のいず
れか一項に記載のガラス基板の作製方法。
【請求項５】当該上型および当該下型の外周部に、当
該スパイラル状の溶融ガラスの余剰体積部が押し出され
る空間部を設け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。
【請求項６】当該スパイラル状の溶融ガラスから成形
されるガラス基板の形状を、内孔部および／または外周
部の厚みが本体部よりも薄い台形形状とし、かつ、当該内孔部および／または当該外周部と当該本体
部との境界に形成される勾配部を、チャンファーの形状
とす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。
【請求項７】当該スパイラル状の溶融ガラスから成形
されるガラス基板の形状を、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楔形状とし、かつ、当該ノッチの形状を、チャンファーの形状とする
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。
【請求項８】当該ノッチの底部に熱衝撃を加えること
により、当該ノッチにおいてクラックを発生せしめ、当
該内孔部および／または当該外周部を、当該本体部から
離隔することを特徴とする請求項７記載のガラス基板の
作製方法。