JPH11268919A

JPH11268919A - ガラス基板の作製方法

Info

Publication number: JPH11268919A
Application number: JP7809898A
Authority: JP
Inventors: Masataka Shimizu; 正孝清水; Akio Enomoto; 明夫榎本; Takashi Ota; 隆太田; Hideto Sandaiji; 秀人三大寺
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1998-03-25
Publication date: 1999-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】ダイレクトプレス成形により作製されるガラ
ス基板におけるヒケの発生を抑制し、加えてプレス型の
劣化を抑制す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７をプレス上下型１を用いて
所定形状に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７をプレス下型１に滴下する際
に、ゴブ３をリング状に形成する。

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
方法としては、図８に示されるように、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を作製する方法が
採られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来法にお
いては、溶融ガラス５２が常に一定量ほど下型５５に供
給されるように、作業環境、すなわち、溶融ガラス５２
の滴下量もしくは押し出し量や、滴下等される溶融ガラ
ス５２の切断のタイミング、あるいは溶融ガラス５２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５７が成形されるといっ
た問題がある。そして、これにより、ラッピング等によ
り除去される無駄な部分が多くなり、ガラス基板の成形
に必要とする原材料費が嵩む、といった問題が派生して
いた。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が
ある。

【０００６】また、シャー５３により切断され、下型
５５上に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、下型５５に滴下等するまでの間、お
よび下型５５に滴下されてから実際にプレス成形される
までの間のゴブの温度低下によってゴブは粘度が上昇
し、プレス成形時に必要とされる十分な流動性を得るこ
とができなくなる場合がある。この場合、たとえゴブの
体積が所定量とされていても、所定の厚みまでプレスす
ることができなくなる、あるいはプレス圧力を大きくし
なければならないためにプレス型の劣化が促進される、
といった問題が生ずる。

【０００７】一方、ゴブに十分な流動性を持たせるた
めには、溶融ガラス５２の温度を高くすればよいが、こ
の場合には、下型５５等の高温酸化等による劣化を促進
することとなり、好ましくない。

【０００８】さらに、ゴブはプレス時に、中央から外
周へと押し広げられるように変形する。すなわち、最初
に溶融ガラス５２が滴下された下型５５の部分の温度が
上昇し、周辺部に向けて温度が低下することとなるの
で、プレスされたガラス基板５７は、周辺部が先に硬化
し、中央部がゆっくりと硬化してしまい、その結果、得
られるガラス基板５７の中央部に「ヒケ」と呼ばれる窪
みを生ずる欠点がある。

【０００９】ヒケの発生したガラス基板５７は、所定
の平行度を得るために、再びガラス基板５７が軟化する
程度にまで昇温し、リヒートプレスと呼ばれる形状の微
調整を行うためのプレス処理を行うか、もしくは、ヒケ
が解消するまでガラス基板５７をラッピングする必要が
あった。

【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、リヒートプレスを行わずに、溶融ガラス
のプレス成形、すなわち、ダイレクトプレスのみで、ヒ
ケの発生の抑制されたガラス基板を提供することであ
り、ひいては、プレス型の劣化抑制にも効果のあるガラ
ス基板の作製方法を提供することにある。

【００１１】すなわち、本発明によれば、溶融ガラス
をプレス上下型を用いて所定形状に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、当該溶融ガラス
をプレス下型に滴下する際に、当該溶融ガラスをリング
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。このような本発明のガラス基板の作製方
法によれば、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】また、本発明のガラス基板の作製方法に
おいて使用されるプレス上下型としては、プレス下型に
滴下されたリング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、プレス上下型の外周部には、滴下されたリ
ング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、リング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
ノッチが形成され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せしめると、内孔部および／ま
たは外周部を、本体部から容易に離隔することができ
る。なお、ノッチの形状としては、Ｖ字型が好ましい。
また、本発明においては、ガラス基板の材料として、Ｓ
ｉＯ₂−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
板の作製方法によれば、ダイレクトプレスにより得られ
るガラス基板におけるヒケの発生が抑制されるので、リ
ヒートプレスを行う必要性がなくなり、作製工程が極端
に短縮され、その結果、生産コストを著しく引き下げる
ことが可能となる。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。

【００１６】図１は、従来法および本発明のガラス基
板の作製方法における溶融ガラスの滴下状態を比較した
説明図である。図１（ａ）に示されるように、従来法に
おいては、ノズル４からの溶融ガラス６の滴下は、プレ
ス下型１上に円板状にして行われ、ゴブ２が形成され
る。一方、本発明のガラス基板の作製方法においては、
図１（ｂ）に示されるように、溶融ガラス７はリング状
のゴブ３となるように、プレス下型１上にノズル５から
滴下される。次に、ゴブ２あるいはリング状ゴブ３をプ
レス成形して所定のガラス基板の形状とするが、このよ
うなプレス成形をダイレクトプレスと呼ぶ。

【００１７】リング状ゴブ３がダイレクトプレスされ
ると、リング状ゴブ３を形成するガラスは、プレス型の
外周方向および中心方向へと広がるように押し潰され
る。そのときのガラスの移動距離、たとえば、外周方向
への移動距離Ｒ２は、従来法によりゴブ２をダイレクト
プレスした場合におけるガラスの移動距離Ｒ１に比べて
短いため、プレス圧力を下げることができるようになる
等、ダイレクトプレスを容易に行うことができるように
なる利点がある。

【００１８】なお、形成するリング状ゴブ３の内外径
を調整することで、リング状ゴブ３の中心方向へのガラ
スの移動距離を、外周方向への移動距離Ｒ２程度以下に
抑えることができるので、リング状ゴブ３のガラスが、
中心部への移動を伴っても、ダイレクトプレスに必要な
圧力が増大することにはつながらない。

【００１９】また、リング状ゴブ３を形成すること
で、溶融ガラス７が、プレス下型１上の広い面積に分布
するようになるので、プレス下型１の温度分布の均一化
が図られ、これにより、リング状ゴブ３の冷却・硬化が
均一に起こり易くなる。このような、プレス下型１の温
度分布の均一化が図られることは、プレス上型（図示せ
ず）においても同様である。

【００２０】したがって、リング状ゴブ３を形成して
いるガラスのダイレクトプレスにおける移動距離の短縮
と、プレス型（プレス下型１およびプレス上型）におけ
る温度分布の均一化とによって、本発明によれば、従来
法と比較して、成形されるガラス基板におけるヒケの発
生が抑制され、その平行度を１０μｍ以下に抑えること
が可能となる。

【００２１】このように、本発明のガラス基板の作製
方法により作製されたガラス基板は、平行度が良好であ
るために、ダイレクトプレス後に行っていたリヒートプ
レスによる平行度の修正等の形状修正を行う必要がなく
なるため、作製工程の短縮を実現することができる。し
かも、ダイレクトプレス時の圧力低減、溶融ガラスの低
温化をも可能となるため、プレス型への負荷を小さくす
ることができるようになり、プレス型の劣化が抑制され
るという利点もある。以下、本発明のガラス基板の作製
方法について、さらに詳述する。

【００２２】まず、溶融ガラス７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、後述するよう
に、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−Ａｌ₂Ｏ
₃−Ｌｉ₂Ｏ系の結晶化ガラスが好適に用いられる。

【００２３】溶融ガラス７は、ノズル５から押し出さ
れるかもしくは滴下されるようにしてプレス用下型１へ
と供給される。図２は、本発明に好適に使用されるノズ
ル５の一実施形態を示す断面図である。ノズル５は、ガ
ラス溶融炉につながる直管部８Ａと、リング状に溶融ガ
ラス７を滴下する円錐壁面を有する裾部８Ｂとから構成
される。

【００２４】ノズル５の裾部８Ｂ底面からリング状に
垂れ下がる溶融ガラス７は、所定長さが垂れ下がった時
点で、ノズル５下方の所定位置に配設されたガスバーナ
ー９から吹出するガス炎によって加熱、低粘度化されて
切断される。なお、ガスバーナー９は、溶融ガラス７を
取り囲むようにリング状に配設される。また、このよう
な溶融ガラス７の切断は、シャー５３を用いる機械的な
切断と比較して、リング状ゴブ３の表面へのシャーマー
クの発生を抑えることができる点で優れている。

【００２５】こうして、リング状ゴブ３がプレス下型
１上に形成される。ここで、プレス下型１は、溶融ガラ
ス７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７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。

【００２６】こうして形成されたリング状ゴブ３は、
プレス用下型１と同等の温度に予熱されたプレス用上型
とプレス用下型１により、所定条件の下、ダイレクトプ
レスされ、ガラス基板となる。

【００２７】さて、ハードディスク用ガラス基板のよ
うな平板リング状のガラス基板の作製においては、ガラ
ス基板の形状は、後工程である内外径加工の方法等を考
慮して決定される。本発明において、特に好適に採用さ
れるガラス基板の径方向における断面図を図３に示す。
これらいずれの形状のガラス基板１１・１２も、最終的
なガラス基板となるべき本体部１１Ａ・１２Ａと、リン
グ状ゴブ３中の余剰に供給されたガラスが外周部および
中心部に押し出されて形成された外周部１１Ｃ・１２Ｃ
および内孔部１１Ｂ・１２Ｂを有する。なお、ガラス基
板１１・１２の作製においては、一般的に、内孔部１１
Ｂ・１２Ｂには、リング状ゴブ３の体積に応じて、その
中央部に孔部が形成される。

【００２８】図３（ａ）の台形形状は、内孔部１１Ｂ
および外周部１１Ｃが、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、本体部１１Ａの内孔部１１Ｂ
および外周部１１Ｃ側の部分に、斜面状の勾配部１４が
形成されている。また、図３（ｂ）の楔形状において
は、内孔部１２Ｂおよび外周部１２Ｃと本体部１２Ａと
の境界部にノッチ１３が形成されており、後述するよう
に、このノッチ１３に熱衝撃を加えることによって、容
易にノッチ１３の部分において、内孔部１２Ｂと外周部
１２Ｃを本体部１２Ａから離隔することができる。

【００２９】なお、図３（ａ）に例示した台形形状の
ガラス基板１１においては、勾配部１４が後述するチャ
ンファー１６、すなわち、面取り部となるように設計さ
れていることが好ましい。また、図３（ｂ）の楔形状の
ガラス基板１２にあっては、ノッチ１３がチャンファー
１６を兼ねていることが好ましい。このようなチャンフ
ァー１６は、サブストレートと呼ばれる製品たるガラス
基板の欠けを防止し、機械的な強度を保つ意味で重要で
あるが、本発明においては、従来法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チャンファー加工
工程を省略して作製工程を短縮する意味での重要度が非
常に高い。

【００３０】リング状ゴブ３を、これら種々の形状に
成形するために用いられるプレス上下型の具体例として
は、図４（ａ）、（ｂ）に示されるような、それぞれ図
３（ａ）、（ｂ）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・
２０Ｂを挙げることができる。

【００３１】したがって、台形型１９Ａ・１９Ｂのプ
レス面は、図４（ａ）に示されるように、図３（ａ）に
示すガラス基板１１の本体部１１Ａを形成するための深
い溝部２１と、内孔部１１Ｂおよび外周部１１Ｃを形成
するための浅い溝部２２、および内孔部１１Ｂおよび外
周部１１Ｃと本体部１１Ａとの間に形成されるチャンフ
ァー１６を形成するための斜面部２３を有する。また、
楔型２０Ａ・２０Ｂのプレス面は、図４（ｂ）に示され
るように、図３（ｂ）に示す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１２Ｃ
を形成するための深い溝部２４と、ノッチ１３を形成す
るためのＶ字凸部２５を有する。

【００３２】上記台形型１９Ａ・１９Ｂおよび楔型２
０Ａ・２０Ｂといったプレス上下型にあっては、図４
（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・１２を作製することができるように
なっている。

【００３３】なお、楔型２０Ａ・２０Ｂを用いた場合
には、ガラス基板１２の両面に形成される対向するノッ
チ１３の底部間の間隔が一定となるように加工精度が保
たれる。これにより、後述するチルカットによる内外径
加工を行った場合の加工形状をほぼ一定に制御すること
が可能となる。

【００３４】また、リング状ゴブ３の余剰体積部、す
なわち、本体部１１Ａ・１２Ａの形成に不要な余剰なガ
ラスは、空間部２７に押し出されて外周部１１Ｃ・１２
Ｃとなるが、このとき、接触部２６にまでリング状ゴブ
３の余剰体積部が浸入しないように、空間部２７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。

【００３５】これに対し、ガラス基板１１・１２の内
孔部１１Ｂ・１２Ｂを形成するプレス型の空間部分に
は、余剰体積部の中心部への移動によって、その空間部
分の体積を超えるガラスが浸入しないように、リング状
ゴブ３の形状および体積を調節することが好ましい。こ
れは、内孔部１１Ｂ・１２Ｂを形成すべき空間部分に納
まりきらないガラスがあった場合には、再び、ガラス全
体を外周部へ向けて押し広げることができるようなプレ
ス圧力が必要となるからである。

【００３６】このようなリング状ゴブ３のダイレクト
プレス時のガラスの移動を考慮すると、リング状ゴブ３
は、台形型１９Ａにあっては、その溝部２１上に、楔型
２０Ａにあっては、ガラス基板１２の本体部１２Ａを形
成する溝部２４上に、それぞれ形成されることが好まし
い。

【００３７】このような本発明のガラス基板の作製方
法に用いられるプレス上下型としては、熱伝導性が良好
で、耐熱衝撃性、耐酸化性、耐摩耗性等の良好な炭化タ
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】なお、ガラス基板１１・１２の形状は、
上述した台形形状および楔形状に限定されるものではな
く、一方の面を台形形状とし、他方の面を楔形状として
も構わない。この場合に、プレス上型とプレス下型とで
いずれの形状の型を用いるかについての制限はない。ま
た、ガラス基板の形状を、台形形状のガラス基板１１に
おいて、内孔部１１Ｂおよび外周部１１Ｃと本体部１１
Ａとの境界に、ノッチ１３を形成した台形楔形状として
もよい。このような台形楔形状のガラス基板を成形する
ために用いられるプレス上下型のプレス面の形状が、ガ
ラス基板の表面形状に相補するものであることは言うま
でもない。

【００３９】次に、こうして作製されたガラス基板１
１・１２の後加工工程について説明する。ガラス基板１
１・１２には、ダイレクトプレス後に内外径加工が施さ
れた後、結晶化処理が行われる。

【００４０】ここで、図３（ａ）に示した台形形状の
ガラス基板１１の内外径加工は、図５に示すように、内
外径同芯カップ砥石４１（以下、単に「カップ砥石４
１」という。）を用いて行うことが好ましい。カップ砥
石４１は、内径砥石４１Ａ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１１Ｂおよび外周部１１Ｃが、本体
部１１Ａから切断される。

【００４１】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。

【００４２】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）に示した楔形状のガラス基
板１２の内外径加工を行う場合には、チルカットと呼ば
れる、高温に熱せられたガラス基板１２に形成されたノ
ッチ１３の、特に、ガラス基板１２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１３の
形成位置において、ガラス基板１２を切断する方法が好
適に用いられ、簡便に、しかも短時間に加工を行うこと
ができる。

【００４３】また、チルカットは、ガラス基板１２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、リング状ゴブ３をダイレクトプレスした直後のガラ
ス基板１２は、低くとも、楔型２０Ａ・２０Ｂの予熱温
度以上の高温に保持されているため、あらためてガラス
基板１２を加熱する必要はない。

【００４４】図６にチルカットの説明図を示すが、こ
こで、ガラス基板１７として、台形楔形状のものを記し
ている。ガラス基板１７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１７Ｂ
および外周部１７Ｃを本体部１７Ａから切り離す。ここ
で、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３（ｂ）や図６に示したようなＶ字型が好適
に採用される。なお、図３（ｂ）に示した楔形状のガラ
ス基板１２における内外径加工にあっても、チルカット
が好適に用いられる。

【００４５】上述した内外径加工を経て得られたガラ
ス基板１１・１２・１７の本体部１１Ａ・１２Ａ・１７
Ａは、図７に示すように、その内外周に勾配部１４もし
くはノッチ１３の斜面を残したガラス基板１８となる。
このような勾配部１４およびノッチ１３の斜面は、製品
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。

【００４６】したがって、本発明のガラス基板の作製
方法によれば、従来のガラス基板の作製方法において、
別途必要不可欠であったチャンファー加工が、リング状
ゴブ５のダイレクトプレス時および内外径加工時に同時
に行われるため、別途、チャンファー加工工程を設ける
必要がない点で、加工設備や加工時間の面で、有利であ
る。

【００４７】こうして、作製されたガラス基板１８
が、結晶化ガラスである場合には、内外径加工後に、結
晶化処理が行われる。この結晶化処理によって、ガラス
基板１８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、ガラス基板の形状、すなわち、プ
レス上下型の形状を、設計しておくことが好ましい。

【００４８】同芯度加工は、ガラス基板１８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
求される寸法特性や表面特性が満足されるように、ガラ
ス基板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、１０
００ｒｐｍから５０００ｒｐｍの回転数で行う方法が好
ましい。

【００４９】以上、本発明のガラス基板の作製方法に
ついて、ハードディスク用の平板リング状ガラス基板の
作製を例に説明してきたが、本発明は、これに限定して
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、本発明が上述の
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。

【００５０】たとえば、図１に示したプレス下型１お
よびこれと同形のプレス上型を用いた場合であっても、
溶融ガラス７を滴下するノズル５の内外径を調節し、リ
ング状ゴブ３を滴下後に、リング状ゴブ３自体の粘度や
表面張力を利用することで、円板状のゴブへと変形させ
て、プレス処理することで、容易に、円板形状のガラス
基板を作製することができる。

【００５１】なお、ハードディスク用ガラス基板に
は、現状、製品として厚みの平均値が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０．１μｍ以下の形状が要求されているが、上
述したリング状ゴブのダイレクトプレスにより、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Ｒａで０．２μｍ以下のガ
ラス基板を得ることが可能となる。

【００５２】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、製品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５μ
ｍ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、前記の製品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。

【００５３】（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−Ｌ
ｉ₂Ｏ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℃に保持された白金
製ノズルより、６００℃に予熱された楔形状のガラス基
板を与える超硬製のプレス下型（楔型）に、リング状に
滴下した。なお、このとき使用したノズルは、図２に示
した形状を有するものであり、裾部の外径が６０ｍｍ
φ、内径が３０ｍｍφのものである。また、溶融ガラス
の切断は、プレス下型に滴下される溶融ガラスの重量が
約１５ｇとなるように、ノズル下方に配設されたガスバ
ーナーにより、溶融ガラスの粘度を部分的に低下させる
ことで切断して行った。

【００５４】続いて、６００℃に予熱されたプレス上
型を、形成されたリング状ゴブの上方からプレス下型に
押し当て、６０ｋｇ／ｃｍ²で１秒間ほど加圧すること
で、ダイレクトプレスを行った。ここで、ダイレクトプ
レス後のガラス基板は、通常、冷却することなく次工程
であるチルカットによる内外径加工工程へと送られる
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０．７ｍｍ以下であり、平行度が１
０μｍ以下に仕上がっていることを確認した。

【００５５】次に、プレス上型を外し、６００℃に予
熱されたプレス下型に載置されたガラス基板のノッチ部
分に、冷却された金属治具を当てることで、内孔部およ
び外周部を本体部から離隔する内外径加工を施した。そ
の後、ガラス基板は、徐冷され、こうして、内径が２
３．８ｍｍ±０．１５ｍｍ、外径が８５．２±０．１５
ｍｍのガラス基板を得た。

【００５６】さらに、得られた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５μ
ｍ、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４μｍ、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。なお、１００００回のダイレクト
プレス後のプレス型の摩耗量は、１μｍ以下であった。

【００５７】（比較例）上述した実施例に対し、比較
例として、図１（ａ）に示した従来法により、円板状の
ゴブを形成し、その他は上記実施例と同じ条件として、
ダイレクトプレスを行った。こうして作製された比較例
にかかるガラス基板の平行度は、平均で約７５μｍほど
あり、また、１００００回のダイレクトプレス後のプレ
ス型の摩耗量は、約３μｍであった。

【００５８】

【発明の効果】上述の通り、本発明によるガラス基板
の作製方法によれば、ダイレクトプレスのみにより、製
品厚みに近い一定厚みを有し、しかもヒケの発生が抑制
された良好な平行度を有するガラス基板が作製される。
これにより、リヒートプレスを行う必要がなく、また、
従来法において最も加工時間が長くかかり設備コストの
嵩む、厚み方向のラッピングおよび研磨といった加工工
程が省略される利点がある。さらに、内外径加工が簡便
に行え、チャンファー加工が不要となることからも、設
備コスト、加工コストの低減を図ることができる。こう
して、本発明のガラス基板の作製方法によれば、大幅な
加工時間の短縮と設備コストの低減が図られ、品質の一
定した優れたガラス基板を安価に提供することができる
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】従来法および本発明のガラス基板の作製方法
における溶融ガラスの滴下状態を比較した説明図であ
る。

【図２】本発明のガラス基板の作製方法に用いられる
ノズルおよび溶融ガラスの切断方法の一実施形態を示す
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の一実施形態を示す説明図であ
り、（ａ）は台形型を示し、（ｂ）は楔型を示す。

【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おける内外
径加工後に得られるガラス基板の形状を示す断面図であ
る。

【図８】従来のガラス基板の成形方法を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１…プレス下型、２…ゴブ、３…リング状ゴブ、４…ノ
ズル、５…ノズル、６…溶融ガラス、７…溶融ガラス、
８Ａ…直管部、８Ｂ…裾部、９…ガスバーナー、１１…
ガラス基板、１１Ａ…本体部、１１Ｂ…内孔部、１１Ｃ
…外周部、１２…ガラス基板、１２Ａ…本体部、１２Ｂ
…内孔部、１２Ｃ…外周部、１３…ノッチ、１４…勾配
部、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…ガラス基板、１
７Ａ…本体部、１７Ｂ…内孔部、１７Ｃ…外周部、１８
…ガラス基板、１９Ａ・１９Ｂ…台形型、２０Ａ・２０
Ｂ…楔型、２１…溝部、２２…溝部、２３…斜面部、２
４…溝部、２５…Ｖ字凸部、２６…接触部、２７…空間
部、４１…内外径同芯カップ砥石、４１…内径砥石、４
１Ｂ…外径砥石、５１…ノズル、５２…溶融ガラス、５
３…シャー、５４…胴型、５５…下型、５６…上型、５
７…ガラス基板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三大寺秀人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】溶融ガラスをプレス上下型を用いて所定
形状に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、当該溶融ガラスをプレス下型に滴下する際に、当該溶融
ガラスをリング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】当該リング状の溶融ガラスを、１０μｍ
以下の平行度を有するガラス基板へプレス成形すること
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】当該プレス上下型に、互いに当該リング
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または２記載のガラス
基板の作製方法。
【請求項４】当該プレス上下型の外周部に、当該リン
グ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１〜３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】当該リング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１〜４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】当該リング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１〜５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】当該ノッチの形状を、Ｖ字型とすること
を特徴とする請求項６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６または７記載のガラ
ス基板の作製方法。
【請求項９】当該溶融ガラスとして、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１〜８のいずれか一項に記載のガラス基板の作
製方法。