磁気ディスク用ガラス基板の製造方法
【課題】良好な表面凹凸の精度と耐衝撃性を備えた磁気ディスク用ガラス基板を、効率よく製造する方法を提供すること。
【解決手段】溶融ガラスの塊を、互いに対向し、かつ、略同じ温度に設定された一対の型の面を用いて挟み込みプレス成形することにより、板状ガラス素材を成形する工程と、板状ガラス素材の主表面に研磨パッドを押圧させ、板状ガラス素材と研磨パッドとの間に研磨材を含む研磨液を供給しながら、板状ガラス素材と研磨パッドとを相対的に移動させて、板状ガラス素材の主表面を研磨する研磨工程と、を有す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。
【解決手段】溶融ガラスの塊を、互いに対向し、かつ、略同じ温度に設定された一対の型の面を用いて挟み込みプレス成形することにより、板状ガラス素材を成形する工程と、板状ガラス素材の主表面に研磨パッドを押圧させ、板状ガラス素材と研磨パッドとの間に研磨材を含む研磨液を供給しながら、板状ガラス素材と研磨パッドとを相対的に移動させて、板状ガラス素材の主表面を研磨する研磨工程と、を有す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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の主表面を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、あるいはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）記録装置等には、データ記録のためにハードディスク装置が内蔵されている。特に、ノート型パーソナルコンピュータ等の可搬性を前提とした機器に用いられるハードディスク装置では、ガラス基板に磁性層が設けられた磁気ディスクが用いられ、磁気ディスクの面上を僅かに浮上させた磁気ヘッド（ＤＦＨ（Dynamic Flying Height)ヘッド)で磁性層に磁気記録情報が記録され、あるいは読み取られる。この磁気ディスクの基板には、金属基板等に比べて塑性変形をしにくい性質を持つことから、ガラス基板が好適に用いられる。
【０００３】
また、ハードディスク装置における記憶容量の増大の要請を受けて、磁気記録の高密度化が図られている。例えば、磁性層における磁化方向を基板の面に対して垂直方向にする垂直磁気記録方式を用いて、磁気記録情報エリアの微細化が行われている。これにより、１枚のディスク基板における記憶容量を増大させることができる。しかも、記憶容量の一層の増大化のために、磁気ヘッドの磁気記録面からの浮上距離を極めて短くして磁気記録情報エリアを微細化することも行われている。このような磁気ディスクの基板においては、磁性層の磁化方向が基板面に対して略垂直方向に向くように、磁性層が平らに形成される。このために、ガラス基板の表面凹凸は可能な限り小さく作製されている。
また、磁気ヘッドの浮上距離が短いことによりヘッドクラッシュ障害やサーマルアスペリティ障害を引き起こし易い。これらの障害は磁気ディスク面上の微小な凹凸あるいはパーティクルによって発生するため、ガラス基板の主表面の他にガラス基板の端面の表面凹凸も可能な限り小さく作製されている。
【０００４】
ところで、磁気ディスクに用いるガラス基板の元となる板状ガラス素材の成形方法としては、プレス成形法とフロート法が知られている。
【０００５】
例えば以下の特許文献１で提案されたガラス製品の製造方法には、磁気ディスクに用いる板状ガラス基板の元となるガラス素材の成形方法として、プレス成形法が開示されている。開示されているプレス成形法では、受けゴブ形成型である下型上に、溶融ガラスからなるガラスゴブが供給され、下型と対向ゴブ形成型である上型を使用してガラスゴブがプレス成形される。より具体的には、下型上に溶融ガラスからなるガラスゴブを供給した後に上型用胴型の下面と下型用胴型の上面を当接させ、上型と上型用胴型との摺動面および下型と下型用胴型との摺動面を超えて外側に肉薄板状ガラス成形空間を形成し、さらに上型を下降してプレス成形を行い、プレス成形直後に上型を上昇する。これにより、磁気ディスク用ガラス基板の元となる板状ガラス素材が成形される。
【０００６】
しかし、上述した従来のプレス成形法で成形される板状ガラス素材の表面凹凸は、上述の磁気記録の高密度化および磁気記録情報エリアの微細化のために求められる主表面の表面凹凸の精度に対して十分でない。
例えば、板状ガラス素材を成形する際、ガラス材が上型および下型の型表面に融着するのを防止するために型表面に離型剤を塗布するが、この離型剤を用いるために主表面の表面粗さは大きい。また、上型および下型の表面温度差が大きく、ガラスコブ（溶融ガラスの塊）が供給される下型は高温となる。この表面温度差は、成形された板状ガラス素材の厚さ方向およびこの板の面内で温度分布をつくるため、型から取り出されて冷却された板状ガラス素材の収縮量も板状ガラス素材の厚さ方向およびこの板の面内で分布を持つ。このため、板状ガラス素材は反り易く、その結果、成形されたときの板状ガラス素材の平坦度は低い。
【０００７】
よって、上述した従来のプレス成形法で得られる板状ガラス素材は、その平坦度を磁気ディスク用ガラス基板として要求される平坦度まで向上させる必要がある。そのため、プレス成形の後、板状ガラス素材に対して研削工程が行われ、これによりガラス素材の平坦度を向上させていた。しかしながら、研削工程を行うことは磁気ディスク用ガラス基板の製造上追加の工程となるばかりではなく、以下で述べる「だれの問題」が生ずる。
すなわち、従来のプレス成形法は平坦度がそれほど良好でないために研削工程における取り代（削り量）が大きくなる。例えば、その取り代は２００μｍ程度である。研削工程における取り代を大きくすると、板状ガラス素材の表面に深いクラックが入る。そのため、研削工程に続く研磨工程では、この深いクラックが残留しないように取り代（研磨量）は必然的に大きくなる。ここで、遊離砥粒および樹脂ポリッシャを用いる研磨工程において取り代を大きくすると、板状ガラス素材の主表面の外周エッジ部近傍が丸く削られて、エッジ部の「だれの問題」が発生する。この「だれ」はロールオフともいう。すなわち、板状ガラス素材の外周エッジ部近傍が丸く削られるため、この板状ガラス素材をガラス基板として用いて磁気ディスクを作製したとき、外周エッジ部近傍の磁性層と磁気ヘッドとの間の距離が、ガラス基板の別の部分における磁気ヘッドの浮上距離より大きくなる。また、外周エッジ部近傍が丸みを持った形状となるため、表面凹凸が発生する。この結果、外周エッジ部近傍の磁性層において磁気ヘッドの記録及び読み出しの動作が正確でなくなる。すなわち、記録及び読み出し可能領域が減少する。以上が「だれの問題」である。
また、研磨工程における取り代が大きくなるため、研磨工程は長時間を要する等により実用上好ましくない。
【０００８】
要するに、従来のプレス成形法は、十分な平坦度の板状ガラス素材が得られないため、主として、後工程において比較的長時間を要する研削工程が必要となる点と、研削工程により上述した「だれの問題」が生ずる点とにより好ましくない。
【０００９】
それに対して、フロート法は、錫などの溶融金属の満たされた浴槽内に、溶融ガラスを連続的に流し入れることで板状ガラス素材を得る方法である。溶融ガラスは厳密な温度操作が施された浴槽内で進行方向に沿って流れ、最終的に所望の厚さ、幅に調整された帯状のガラスリボンが形成される。このガラスリボンから、磁気ディスクに用いるガラス基板の元となる板状ガラス素材が切り出される。浴槽内の溶融錫の表面は水平であるために、フロート法により得られる板状ガラス素材は、その表面の平坦度が十分に高いものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３７０９０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、磁気ディスクに用いるガラス基板には所定の耐衝撃性が要求される。そのために、当該ガラス基板の耐衝撃性を向上させる目的で、その元となる板状ガラス素材に対して化学強化工程が行われる場合がある。
この化学強化工程は、以下のとおり行われる。先ず、化学強化液として例えば硝酸カリウムと硫酸ナトリウムの混合液を用いる。この化学強化液を、例えば３００℃〜４００℃に加熱する。そして、洗浄した板状ガラス素材を、例えば２００℃〜３００℃に予熱した後、化学強化液中に例えば３時間〜４時間浸漬させる。これにより、ガラス素材の表層をナトリウムイオン、カリウムイオンによってイオン置換させ、圧縮応力層を形成させる。これにより、ガラス素材の表面に生じうるクラックがガラス素材内部にまで進行し難くなる。化学強化工程で形成される圧縮応力層の厚さは、約５０〜２００μｍである。
【００１２】
しかしながら、フロート法で得られた、平坦度が極めて高い板状ガラス素材に対して化学強化工程を施すと、板状ガラス素材に反りが生ずるという問題がある。すなわち、フロート法で得られた板状ガラス素材には、その一方の面に必然的に、溶融金属として用いた錫による１０〜５０μｍ程度の厚さの錫拡散層が形成され、他方の面には錫拡散層が形成されない。この板状ガラス素材に対して化学強化工程を施すと、錫拡散層の有無によって一方の面と他方の面で形成される圧縮応力層が異なることで反りが生じ、平坦度が低下する。それゆえ、化学強化を施すという前提の下では、フロート法で得られた板状ガラス素材の錫拡散層が生成された面に対して、錫拡散層を除去するための研削工程が必要となる。
【００１３】
以上まとめると、従来のプレス成形法によれば、十分な平坦度の板状ガラス素材が得られないために研削工程を必要とし、フロート法によれば、十分な平坦度の板状ガラス素材が得られるものの素材表面の錫拡散層を除去するために研削工程を必要とする。
そこで、本発明は、良好な表面凹凸の精度と耐衝撃性を備えた磁気ディスク用ガラス基板を、効率よく製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、溶融ガラスの塊を、互いに対向し、かつ、略同じ温度に設定された一対の型の面を用いて挟み込みプレス成形することにより、板状ガラス素材を成形する工程と、前記板状ガラス素材の主表面に研磨パッドを押圧させ、前記板状ガラス素材と研磨パッドとの間に研磨材を含む研磨液を供給しながら、前記板状ガラス素材と前記研磨パッドとを相対的に移動させて、前記板状ガラス素材の主表面を研磨する研磨工程と、を有する。
【００１５】
また、上記板状ガラス素材を成形する工程は、前記一対の型の面で前記塊を略同じタイミングで接触させて挟み込みプレス成形するとともに、一対の型の面で前記塊を挟み込みプレス成形した直後に一対の型を開放することが好ましい。
【００１６】
また、上記板状ガラス素材は、主表面が磁気ディスク用ガラス基板における目標平坦度を有していることが好ましい。
【００１７】
研削工程を行うことなく、磁気ディスク用ガラス基板を製造することが好ましい。
【００１８】
主表面の粗さが０．０１μｍ以下であり、かつ、磁気ディスク用ガラス基板としての目標平坦度の平坦度を有し、磁気ディスク用ガラス基板としての目標板厚に対して研磨量の分だけ厚い板厚を有する板状ガラス素材が成形される。プレス成形工程で得られる板状ガラス素材の表面凹凸の精度が良好であるために、この板状ガラス素材に対する表面処理工程は研磨工程で済み、この研磨工程よりも主表面に対する取り代が大きい研削工程が行われない。また、化学強化工程で形成される圧縮応力層により良好な耐衝撃性が得られる。それゆえ、良好な表面凹凸の精度と耐衝撃性を備えた磁気ディスク用ガラス基板を効率よく製造することができる。
【００１９】
前記プレス成形工程は、溶融ガラスの塊を落下させる工程と、前記塊の落下経路の両側から、互いに対向し、かつ、略同じ温度に設定された一対の型の面で前記塊を挟み込みプレス成形することにより、前記板状ガラス素材を成形する工程と、を有することが好ましい。前記プレス成形により、主表面の粗さが０．０１μｍ以下であり、かつ、磁気ディスク用ガラス基板として必要な平坦度を有し、磁気ディスク用ガラス基板としての目標板厚の板厚である板状ガラス素材を作製することができる。
【発明の効果】
【００２０】
上述の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法では、良好な表面凹凸の精度と耐衝撃性を備えた磁気ディスク用ガラス基板を、効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一実施形態である磁気ディスク用ガラス基板を用いて作製される磁気ディスクを説明する図。
【図２】板状ガラス素材あるいはガラス基板における表面凹凸を説明する図。
【図３】磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の一実施形態のフローを示す図。
【図４】図３に示すプレス成形において用いる装置の平面図。
【図５】図４に示す装置が行うプレス成形の一例を説明する図。
【図６】図４に示す装置が行うプレス成形の他の例を説明する図。
【図７】図４に示す装置が行うプレス成形の、更に他の例を説明する図。
【図８】図４に示す装置が行うプレス成形の、更に他の例を説明する図。
【図９】図３に示す第１研磨及び第２研磨で使用される両面研磨装置を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法および磁気ディスク用ガラス基板について詳細に説明する。
図１（ａ）〜(ｃ)は、本発明の磁気ディスク用ガラス基板を用いて作製される磁気ディスクを説明する図である。
【００２３】
（磁気ディスクおよび磁気ディスク用ガラス基板）
図１（ａ）に示す、ハードディスク装置に用いる磁気ディスク１は、リング状のガラス基板２の主表面に、図１（ｂ）に示すように少なくとも磁性層（垂直磁気記録層）３Ａ，３Ｂ等の層が形成されている。より具体的には、例えば、図示されない付着層、軟磁性層、非磁性下地層、垂直磁気記録層、保護層および潤滑層が順次積層されている。付着層には、例えばＣｒ合金等が用いられ、ガラス基板２との接着層として機能する。軟磁性層には、例えばＣｏＴａＺｒ合金等が用いられ、非磁性下地層には、例えばグラニュラー非磁性層等が用いられ、垂直磁気記録層には、例えばグラニュラー磁性層等が用いられる。また、保護層には、水素カーボンからなる材料が用いられ、潤滑層には、例えばフッ素系樹脂等が用いられる。
【００２４】
上記層３Ａ，３Ｂについて、より具体的な例で説明すると、ガラス基板２に対して、インライン型スパッタリング装置を用いて、ガラス基板２の両主表面に、ＣｒＴｉの付着層、ＣｏＴａＺｒ／Ｒｕ／ＣｏＴａＺｒの軟磁性層、ＣｏＣｒＳｉＯ2の非磁性グラニュラー下地層、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2・ＴｉＯ2のグラニュラー磁性層、水素化カーボン保護膜が順次成膜される。さらに、成膜された最上層にディップ法によりパーフルオロポリエーテル潤滑層が成膜されて磁性層３Ａ，３Ｂが形成される。
【００２５】
磁気ディスク１は、図１（ｃ）に示すように、ハードディスク装置の磁気ヘッド４Ａ，４Ｂのそれぞれが、磁気ディスク１の高速回転、例えば７２００ｒｐｍの回転に伴って磁気ディスク１の表面から約５ｎｍ浮上する。すなわち、図１（ｃ）中の距離Ｈが約５ｎｍである。この状態で、磁気ヘッド４Ａ，４Ｂは、磁性層に情報を記録し、あるいは読み出しを行う。この磁気ヘッド４Ａ，４Ｂの浮上によって、磁気ディスク１に対して摺動することなく、しかも近距離で磁性層に対して記録あるいは読み出しを行うので、磁気記録情報エリアの微細化と磁気記録の高密度化を実現する。
このとき、磁気ディスク１のガラス基板２の中央部から外周エッジ部５まで、目標とする表面凹凸精度で正確に表面処理され、距離Ｈ＝約５ｎｍを保った状態で磁気ヘッド４Ａ，４Ｂを正確に動作させることができる。
このようなガラス基板２の表面凹凸の表面処理工程は、後述するように、比較的取り代の大きい研削工程を含まず、比較的取り代の小さい第１研磨および第２研磨のみからなる。
【００２６】
このような磁気ディスク１に用いるガラス基板２の主表面の表面凹凸は、平坦度が４μｍ以下であり、表面の粗さが０．２ｎｍ以下である。平坦度は、例えば、Ｎｉｄｅｋ社製フラットネステスターＦＴ−９００を用いて測定することができる。また、主表面の粗さはＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１により規定され算術平均粗さＲａで表され、０．００６μｍ以上２００μｍ以下の場合は、例えば、ミツトヨ社製粗さ測定機ＳＶ−３１００で測定し、ＪＩＳ Ｂ０６３３：２００１で規定される方法で算出できる。その結果粗さが０．０３μｍ以下であった場合は、例えば、エスアイアイナノテクノロジーズ社製走査型プローブ顕微鏡（原子間力顕微鏡）で計測しＪＩＳ Ｒ１６８３：２００７で規定される方法で算出できる。
本発明においては、研磨工程前の板状ガラス素材については上記粗さ測定機、研磨後のガラス基板については上記走査型プローブ顕微鏡（原子間力顕微鏡）にて測定した。
【００２７】
図２（ａ）〜（ｄ）は、表面凹凸を説明する図である。表面凹凸は、凹凸の波長に応じて概略４つの凹凸によって定めることができる。
具体的には、表面凹凸は、最も波長が大きなうねり（波長０．６μｍ〜１３０ｍｍ程度）、ウェービネス（波長０．２μｍ〜１ｍｍ程度）、マイクロウェービネス（波長０．１μｍ〜１ｍｍ）、粗さ（波長１０ｎｍ以下）に分けられる。
この中で、うねりは上記平坦度を指標として表すことができ、粗さは上記Ｒａを指標として表すことができる。
【００２８】
本実施形態の製造方法において、プレス成形後に得られる板状ガラス素材は、主表面の粗さが０．０１μｍ以下であり、かつ、磁気ディスク用ガラス基板の目標平坦度の平坦度を有する。プレス成形で作製される板状ガラス素材は、磁気ディスク用ガラス基板としての目標板厚に対して、研磨工程による研磨量の分だけ厚い板厚を有する。すなわち、プレス成形後の板状ガラス素材の板厚は、最終製品の磁気ディスク用ガラス基板の目標板厚に、研磨工程による微量の取り代を加えた板厚となっている。そして、プレス成形後の板状ガラス素材に対して、平坦度及び板厚を調整する研削工程を行うことなく磁気ディスク用ガラス基板が作製される。「磁気ディスク用ガラス基板の目標平坦度の平坦度」とは、例えば、４μｍ以下である。板状ガラス素材の表面の平坦度を４μｍ以下とするのは、磁気ディスク１に用いるガラス基板２の平坦度を維持するためであり、磁気ヘッド４Ａ，４Ｂによる適切な記録と読み取りの動作を可能にするためである。主表面の粗さが０．０１μｍ以下であり、かつ、磁気ディスク用ガラス基板の目標平坦度の平坦度を有し、磁気ディスク用ガラス基板としての目標板厚に対して主表面研磨による研磨量の分だけ厚い板厚を有する板状ガラス素材は、一例を挙げると、後述するプレス成形により作製することができる。なお、従来のプレス成形では、主表面の粗さが０．０１μｍ以下であり、かつ、磁気ディスク用ガラス基板の目標平坦度の平坦度を有し、磁気ディスク用ガラス基板としての目標板厚に対して主表面研磨による研磨量の分だけ厚い板厚を有する板状ガラス素材を成形することはできない。
本実施形態の製造方法によれば、後述するプレス成形後、第１研磨工程および第２研磨工程を経て、平坦度が４μｍ以下であり、表面の粗さが０．２ｎｍ以下の磁気ディスク用ガラス基板を得ることができる。
【００２９】
ここで、プレス成形後の板状ガラス素材の表面の粗さを０．０１μｍ以下とするのは、後述する２回の研磨工程により取り代を多くすることなく表面粗さを０．２ｎｍに調整するためである。また、表面粗さが０．０１μｍ以下であれば、板状ガラス素材に対して効率良くスクライブを行うことができる。
このような板状ガラス素材Ｇの表面凹凸は、プレス成形における型の表面の粗さを調整することにより達成することができる。
【００３０】
磁気ディスク１に用いるガラス基板２の材料として、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ボロシリケートガラスなどを用いることができる。特に、化学強化を施すことができ、また主表面の平坦度及び基板の強度において優れた磁気ディスク用ガラス基板を作製することができるという点で、アルミノシリケートガラスを好適に用いることができる。
アルミノシリケートガラスとして、モル％表示で、ＳｉＯ2を５７〜７４％、ＺｎＯ2を０〜２．８％、Ａｌ2Ｏ3を３〜１５％、Ｌｉ2Ｏを７〜１６％、Ｎａ2Ｏを４〜１４％、を主成分として含有する、化学強化用ガラス材を用いることが好ましい。
【００３１】
（磁気ディスク用ガラス基板の製造方法）
図３は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の一実施形態のフローを示す図である。このフローにおいて、ステップＳ５０の第１研磨工程とステップＳ７０の第２研磨工程は、板状ガラス素材の主表面を鏡面加工する表面処理工程を構成する。
まず、板状ガラス素材をプレス成形により作製する（ステップＳ１０）。作製される板状ガラス素材は、主表面の粗さが０．０１μｍ以下であり、かつ、磁気ディスク用ガラス基板の目標平坦度の平坦度を有し、磁気ディスク用ガラス基板としての目標板厚に対して主表面研磨による研磨量の分だけ厚い板厚を有するガラス素材である。
このようなプレス成形は、例えば図４及び図５に示す装置を用いて行われる。また、このプレス成形は、図６、図７、あるいは図８に示す装置を用いて行うこともできる。図４はプレス成形をする装置１０１の平面図であり、図５〜８は、装置がプレス成形をする様子を側面から見た図である。
【００３２】
（ａ）プレス成形工程
図４に示す装置１０１は、４組のプレスユニット１２０，１３０，１４０及び１５０と、切断ユニット１６０を有する。切断ユニット１６０は、溶融ガラス流出口１１１から流出する溶融ガラスの経路上に設けられる。装置１０１は、切断ユニット１６０によって切断されてできる溶融ガラスの塊を落下させ、そのとき、塊の落下経路の両側から、互いに対向し、かつ、略同じ温度に設定された一対の型の面で塊を挟み込みプレスすることにより、板状ガラス素材を成形する。
具体的には、図４に示されるように、装置１０１は、溶融ガラス流出口１１１を中心として、４組のプレスユニット１２０，１３０，１４０及び１５０が９０度おきに設けられている。
ここで、「略同じ温度」とは、一対の型を構成する第一のプレス成形型のプレス成形面の温度と、第二のプレス成形型のプレス成形面の温度との温度差の絶対値が１０℃以内であることを意味する。この温度差の絶対値は、５℃以内がより好ましく、０℃が最も好ましい。ここで、プレス成形面内において、温度分布が存在する場合、「プレス成形面の温度」とは、プレス成形面の中心部近傍の温度を意味する。
また、前記一対の型の面で前記塊を略同じタイミングで接触させて挟み込み、プレス成形することが好ましい。ここで、「略同じタイミングで接触させ」とは、溶融ガラス塊と一方のプレス成形面とが接触した時点と、溶融ガラス塊と他方のプレス成形面とが接触した時点と、の時間差の絶対値が０．１秒以内であることを意味する。この時間差の絶対値は、０．０５秒以内がより好ましく、０秒が最も好ましい。
【００３３】
プレスユニット１２０，１３０，１４０及び１５０の各々は、図示しない移動機構によって駆動されて、溶融ガラス流出口１１１に対して進退可能となっている。すなわち、溶融ガラス流出口１１１の真下に位置するキャッチ位置（図４においてプレスユニット１４０が実線で描画されている位置）と、溶融ガラス流出口１１１から離れた退避位置（図４において、プレスユニット１２０，１３０及び１５０が実線で描画されている位置及び、プレスユニット１４０が破線で描画されている位置）との間で移動可能となっている。
【００３４】
切断ユニット１６０は、キャッチ位置と溶融ガラス流出口１１１との間の溶融ガラスの経路上に設けられ、溶融ガラス流出口１１１から流出される溶融ガラスを適量に切り出して溶融ガラスの塊(以降、ゴブともいう)を形成する。切断ユニット１６０は、一対の切断刃１６１及び１６２を有する。切断刃１６１及び１６２は、一定のタイミングで溶融ガラスの経路上で交差するよう駆動され、切断刃１６１及び１６２が交差したとき、溶融ガラスが切り出されてゴブが得られる。得られたゴブは、キャッチ位置に向かって落下する。
【００３５】
プレスユニット１２０は、第１の型１２１、第２の型１２２、第１駆動部１２３及び第２駆動部１２４を有する。第１の型１２１と第２の型１２２の各々は、ゴブをプレス成形するための面を有するプレート状の部材である。この２つの面の法線方向が略水平方向となり、この２つの面が互いに平行に対向するよう配置されている。第１駆動部１２３は、第１の型１２１を第２の型１２２に対して進退させる。一方、第２駆動部１２４は、第２の型１２２を第１の型１２１に対して進退させる。第１駆動部１２３及び第２駆動部１２４は、例えばエアシリンダやソレノイドとコイルばねを組み合わせた機構など、第１駆動部１２３の面と第２駆動部１２４の面とを急速に近接させる機構を有する。
なお、プレスユニット１３０，１４０及び１５０の構造は、プレスユニット１２０と同様であるため、説明は省略する。
【００３６】
プレスユニットの各々は、キャッチ位置に移動した後、第１駆動部と第２駆動部の駆動により、落下するゴブを第１の型と第２の型の問で挟み込んで所定の厚さに成形すると共に急速冷却し、円形状の板状ガラス素材Ｇを作製する。つぎに、プレスユニットは退避位置に移動した後、第１の型と第２の型を引き離し、成形された板状ガラス素材Ｇを落下させる。プレスユニット１２０，１３０，１４０及び１５０の退避位置の下には、第１コンベア１７１、第２コンベア１７２、第３コンベア１７３及び第４コンベア１７４が設けられている。第１〜第４コンベア１７１〜１７４の各々は、対応する各プレスユニットから落下する板状ガラス素材Ｇを受け止めて図示しない次工程の装置に板状ガラス素材Ｇを搬送する。
【００３７】
装置１０１では、プレスユニット１２０，１３０，１４０及び１５０が、順番にキャッチ位置に移動して、ゴブを挟み込んで退避位置に移動するよう構成されているため、各プレスユニットでの板状ガラス素材Ｇの冷却を待たずに、連続的に板状ガラス素材Ｇの成形を行うことができる。
【００３８】
図５（ａ）〜（ｃ）は、装置１０１を用いたプレス成形をより具体的に説明している。図５（ａ）は、ゴブを作る以前の状態を示す図であり、図５（ｂ）は、切断ユニット１６０によってゴブが作られた状態を示す図であり、図５（ｃ）は、ゴブをプレスすることにより板状ガラス素材Ｇが成形された状態を示す図である。
【００３９】
図５（ａ）に示されるように、溶融ガラス流出口１１１から、溶融ガラス材料ＬGが連続的に流出される。このとき、所定のタイミングで切断ユニット１６０を駆動し、切断刃１６１及び１６２によって溶融ガラス材料ＬGを切断する(図５（ｂ）)。これにより、切断された溶融ガラスは、その表面張力によって、概略球状のゴブＧGとなる。図示される例では、一回切断ユニット１６０を駆動する度に、例えば半径１０ｍｍ程度のゴブＧG が形成されるように、溶融ガラス材料ＬGの時間当たりの流出量及び切断ユニット１６０の駆動間隔が調整される。
【００４０】
作られたゴブＧG は、プレスユニット１２０の第１の型１２１と第２の型１２２の隙間に向かって落下する。このとき、ゴブＧG が第１の型１２１と第２の型１２２の隙間に入るタイミングで、第１の型１２１と第２の型１２２が互いに近づくように、第１駆動部１２３及び第２駆動部１２４（図４参照）が駆動される。これにより、図５（ｃ）に示されるように、第１の型１２１と第２の型１２２の間にゴブＧG が捕獲(キャッチ)される。さらに、第１の型１２１の内周面１２１ａと第２の型１２２の内周面１２２ａとが、微小な間隔にて近接した状態になり、第１の型１２１の内周面１２１ａと第２の型１２２の内周面１２２ａの間に挟み込まれたゴブＧG が、薄板状に成形される。なお、第１の型１２１の内周面１２１ａと第２の型１２２の内周面１２２ａの間隔を一定に維持するために、第２の型１２２の内周面１２２ａには、突起状のスペーサ１２２ｂが設けられる。すなわち、第２の型のスペーサ１２２ｂが第１の型１２１の内周面１２１ａに当接することによって、第１の型１２１の内周面１２１ａと第２の型１２２の内周面１２２ａの間隔は一定に維持されて、板状の空間が作られる。なお、第１の型１２１の内周面１２１ａと第２の型１２２の内周面１２２ａの間隔は、磁気ディスク用ガラス基板としての目標板厚に対して主表面研磨による研磨量の分だけ厚い板厚を有する板状ガラス素材が作製できるように調整されている。
【００４１】
第１の型１２１及び第２の型１２２には、図示しない温度調節機構が設けられており、第１の型１２１及び第２の型１２２の温度は、溶融ガラスＬGのガラス転移温度ＴGよりも十分に低い温度に保持されている。
装置１０１では、ゴブＧG が第１の型１２１の内周面１２１ａ又は第２の型１２２の内周面１２２ａに接触してから、第１の型１２１と第２の型１２２とがゴブＧGを完全に閉じ込める状態になるまでの時間は約０．０６秒と極めて短い。このため、ゴブＧG は極めて短時間の内に第１の型１２１の内周面１２１ａ及び第２の型１２２の内周面１２２ａに沿って広がって略円形状に成形され、さらに、急激に冷却されて非晶質のガラスとして固化する。これによって、板状ガラス素材Ｇが作製される。なお、本実施形態において成形される板状ガラス素材Ｇは、例えば、直径７５〜８０ｍｍ、厚さ約１ｍｍの円形状の板である。
【００４２】
第１の型１２１と第２の型１２２が閉じられた後、プレスユニット１２０は速やかに退避位置に移動し、代わりに、他のプレスユニット１３０がキャッチ位置に移動し、このプレスユニット１３０によって、ゴブＧG のプレスが行われる。
【００４３】
プレスユニット１２０が退避位置に移動した後、板状ガラス素材Ｇが十分に冷却されるまで(少なくとも屈服点よりも低い温度となるまで)、第１の型１２１と第２の型１２２は閉じた状態を維特する。この後、第１駆動部１２３及び第２駆動部１２４が駆動されて第１の型１２１と第２の型１２２が離間し、板状ガラス素材Ｇは、プレスユニット１２０を離れて落下し、下部にあるコンベア１７１に受け止められる(図４参照)。
【００４４】
装置１０１では、上記のように、０．１秒以内(約０．０６秒)という極めて短時間の問に第１の型１２１と第２の型１２２が閉じられ、第１の型１２１の内周面１２１ａと第２の型１２２の内周面１２２ａの全体に、略同時に溶融ガラスが接触することになる。このため、第１の型１２１の内周面１２１ａと第２の型１２２の内周面１２２ａが局所的に加熱されることは無く、内周面１２１ａと内周面１２２ａに歪みは殆ど生じない。また、溶融ガラスから第１の型１２１及び第２の型１２２に熱が移動する前に、溶融ガラスが円形状に成形されるため、成形される溶融ガラスの温度分布は略一様なものとなる。このため、溶融ガラスの冷却時、ガラス材料の収縮量の分布は小さく、板状ガラス素材Ｇの歪みが大きく発生することはない。したがって、作製された板状ガラス素材Ｇの主表面の平坦度は、従来のプレス成形により作製される板状ガラス素材に比べて向上し、４μｍ以下にすることができる。
【００４５】
また、内周面１２１ａ及び内周面１２２ａの表面の粗さは、板状ガラス素材Ｇの算術平均粗さＲａが０．０１μｍ以下となるように調整される。
【００４６】
なお、図５に示す例では、切断刃１６１及び１６２を用いて、流出する溶融ガラスＬGを切断することによって略球状のゴブＧGが形成される。しかしながら、溶融ガラス材料ＬG の粘度が、切り出そうとするゴブＧGの体積に対して小さい場合は、溶融ガラスＬGを切断するのみでは切断されたガラスが略球状とはならず、ゴブが作れない。このような場合は、ゴブを作るためのゴブ形成型を用いる。
【００４７】
図６（ａ）〜（ｃ）は、図５に示す実施形態の変形例を説明する図である。この変形例ではゴブ形成型を用いる。図６（ａ）は、ゴブを作る前の状態を示す図であり、図６（ｂ）は、切断ユニット１６０及びゴブ形成型１８０によってゴブＧGが作られた状態を示す図であり、図６（ｃ）は、ゴブＧGをプレス成形して板状ガラス素材Ｇが作られた状態を示す図である。
図６（ａ）に示すように、プレスユニット１２０は、ブロック１８１，１８２を溶融ガラスＬGの経路上で閉じることにより溶融ガラスＬGの経路が塞がれ、ブロック１８１，１８２で作られる凹部１８０Ｃで、切断ユニット１６０で切断された溶融ガラスＬGの塊が受け止められる。この後、図６（ｂ）に示すように、ブロック１８１，１８２が開かれることにより、凹部１８０Ｃにおいて球状となった溶融ガラスＬGが一度にプレスユニット１２０に向けて落下する。この落下時、ゴブＧGは、溶融ガラスＬGの表面張力により球状になる。球状のゴブＧGは、落下途中、図６（ｃ）に示すように、第１の型１２１と第２の型１２２とに挟まれてプレス成形されることにより、円形状の板状ガラス素材Ｇが作製される。
【００４８】
あるいは、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、装置１０１は、図６（ａ）〜（ｃ）に示す切断ユニット１６０を用いず、ゴブ形成型１８０を、溶融ガラスＬGの経路に沿って上流側方向あるいは下流側方向に移動させる移動機構を用いてもよい。図７（ａ）〜（ｄ）は、ゴブ形成型１８０を使用する変形例を説明する図である。図７（ａ），（ｂ）は、ゴブＧGが作られる前の状態を示す図であり、図７（ｃ）は、ゴブ形成型１８０によってゴブＧGが作られた状態を示す図であり、図７（ｄ）は、ゴブＧGをプレス成形して板状ガラス素材Ｇが作られた状態を示す図である。
図７（ａ）に示すように、ブロック１８１，１８２によって作られる凹部１８０Ｃが溶融ガラス流出口１１１から流出する溶融ガラスＬGを受け止め、図７（ｂ）に示すように、所定のタイミングでブロック１８１，１８２を溶融ガラスＬGの流れの下流側に素早く移動させる。これにより、溶融ガラスＬGが切断される。この後、所定のタイミングで、図７（ｃ）に示すように、ブロック１８１，１８２が離間する。これにより、ブロック１８１，１８２で保持されている溶融ガラスＬGは一度に落下し、ゴブＧGは、溶融ガラスＬGの表面張力により球状になる。球状のゴブＧGは、落下途中、図７（ｄ）に示すように、第１の型１２１と第２の型１２２とに挟まれてプレス成形されることにより、円形状の板状ガラス素材Ｇが作製される。
【００４９】
図８（ａ）〜（ｃ）は、ゴブＧGとの代わりに図示されない軟化炉で加熱した光学ガラスの塊ＣPを落下させ、落下途中の両側から型２２１，２２２で挟んでプレス成形する変形例を説明する図である。図８（ａ）は、加熱した光学ガラスの塊を成形する前の状態を示す図であり、図８（ｂ）は、光学ガラスの塊を落下する状態を示す図であり、図８（ｃ）は、光学ガラスの塊をプレス成形して板状ガラス素材Ｇが作られた状態を示す図である。
図８（ａ）に示すように、装置２０１は、光学ガラスの塊ＣPをガラス材把持機構２１２でプレスユニット２２０の上部の位置に搬送し、この位置で、図８（ｂ）に示すように、ガラス材把持機構２１２による光学ガラスの塊ＣPの把持を開放して、光学ガラスの塊ＣPを落下させる。光学ガラスの塊ＣPは、落下途中、図８（ｃ）に示すように、第１の型２２１と第２の型２２２とに挟まれて円形状の板状ガラス素材Ｇが成形される。第１の型２２１及び第２の型２２２は、図５に示す第１の型１２１及び第２の型１２２と同じ構成及び作用をするので、その説明は省略する。
【００５０】
（ｂ）スクライブ工程
以上のプレス成形の後、図３に示すように、成形された板状ガラス素材Ｇに対してスクライブが行われる（ステップＳ２０）。
ここでスクライブとは、成形された板状ガラス素材Ｇを所定のサイズのリング形状とするために、板状ガラス素材Ｇの表面に超鋼合金製あるいはダイヤモンド粒子からなるスクライバにより２つの同心円（内側同心円および外側同心円）状の切断線（線状のキズ）を設けることをいう。２つの同心円の形状にスクライブされた板状ガラス素材Ｇは、部分的に加熱され、板状ガラス素材Ｇの熱膨張の差異により、外側同心円の外側部分が除去される。これにより、真円形状の板状ガラス素材となる。
上述したように、上記（ａ）のプレス工程で製作される板状ガラス素材Ｇの粗さが０．０１μｍ以下であるため、スクライバを用いて好適に切断線を設けることができる。なお、板状ガラス素材Ｇの粗さが１μｍを越える場合、スクライバが表面凹凸に追従せず、切断線を一様に設けることはできない。
【００５１】
（ｃ）形状加工工程（チャンファリング工程）
次に、スクライブされた板状ガラス素材Ｇの形状加工が行われる（ステップＳ３０）。形状加工は、チャンファリング（外周端部および内周端部の面取り）を含む。チャンファリングでは、リング形状の板状ガラス素材Ｇの外周端部および内周端部に、ダイヤモンド砥石により面取りが施される。
【００５２】
（ｄ）端面研磨工程
次に板状ガラス素材Ｇの端面研磨が行われる（ステップＳ４０）。
端面研磨では、板状ガラス素材Ｇの内周側端面及び外周側端面をブラシ研磨により鏡面仕上げを行う。このとき、酸化セリウム等の微粒子を遊離砥粒として含むスラリーが用いられる。端面研磨を行うことにより、板状ガラス素材Ｇの端面での塵等が付着した汚染、ダメージあるいはキズ等の損傷の除去を行うことにより、ナトリウムやカリウム等のコロージョンの原因となるイオン析出の発生を防止することができる。
【００５３】
（ｅ）第１研磨（主表面研磨）工程
次に、板状ガラス素材Ｇの主表面に第１研磨が施される（ステップＳ５０）。第１研磨は、主表面に残留したキズ、歪みの除去を目的とする。
第１研磨による取り代は、例えば数μｍ〜１０μｍ程度である。本実施形態の製造方法では、取り代の大きい研削工程を行わないので、板状ガラス素材Ｇには、研削工程に起因するキズ、歪み等は生じない。よって、第１研磨工程における取り代は少なくて済む。
【００５４】
第１研磨工程、及び後述する第２研磨工程では、図９に示す両面研磨装置３が用いられる。両面研磨装置３は、研磨パッド１０を用い、板状ガラス素材Ｇと研磨パッド１０とを相対的に移動させて研磨を行う装置である。
【００５５】
図９（ａ）は両面研磨装置の駆動機構部の説明図であり、図９（ｂ）は上下定盤を有する両面研磨装置の主要部断面図である。図９（ａ）に示すように、両面研磨装置３はそれぞれ所定の回転比率で回転駆動されるインターナルギア３４及び太陽ギア３５を有する研磨用キャリア装着部と、この研磨用キャリア装着部を挟んで互いに逆回転駆動される上定盤３１及び下定盤３２とを有する。上定盤３１および下定盤３２の板状ガラス素材Ｇと対向する面には、それぞれ後述する研磨パッド１０が貼り付けられている。インターナルギア３４および太陽ギア３５に噛合するように装着した研磨用キャリア３３は遊星歯車運動をして、太陽ギア３５の周囲を自転しながら公転する。
【００５６】
研磨用キャリア３３にはそれぞれ複数の板状ガラス素材Ｇが保持されている。上定盤３１は上下方向に移動可能であって、図９（ｂ）に示すように、板状ガラス素材Ｇの表裏の主表面に研磨パッド１０を加圧する。そして研磨砥粒（研磨材）を含有するスラリー（研磨液）を供給しつつ、研磨用キャリア３３の遊星歯車運動と、上定盤３１および下定盤３２が互いに逆回転することにより、板状ガラス素材Ｇと研磨パッド１０とは相対的に移動して、板状ガラス素材Ｇの表裏の主表面が研磨される。
なお、第１研磨工程では、研磨パッドとして例えば硬質樹脂ポリッシャ、研磨材としては例えば酸化セリウム砥粒、が用いられる。
【００５７】
（ｆ）化学強化工程
次に、第１研磨後の板状ガラス素材Ｇは化学強化される（ステップＳ６０）。
化学強化液として、例えば硝酸カリウム（６０％）と硫酸ナトリウム（４０％）の混合液等を用いることができる。化学強化では、化学強化液が、例えば３００℃〜４００℃に加熱され、洗浄した板状ガラス素材Ｇが、例えば２００℃〜３００℃に予熱された後、板状ガラス素材Ｇが化学強化液中に、例えば３時間〜４時間浸漬される。この浸漬の際には、板状ガラス素材Ｇの両主表面全体が化学強化されるように、複数の板状ガラス素材Ｇが端面で保持されるように、ホルダに収納した状態で行うことが好ましい。
このように、板状ガラス素材Ｇを化学強化液に浸漬することによって、板状ガラス素材Ｇの表層のリチウムイオン及びナトリウムイオンが、化学強化液中のイオン半径が相対的に大きいナトリウムイオン及びカリウムイオンにそれぞれ置換され、約５０〜２００μｍの厚さの圧縮応力層が形成される。これにより、板状ガラス素材Ｇが強化されて良好な耐衝撃性が備わるようになる。なお、化学強化処理された板状ガラス素材Ｇは洗浄される。例えば、硫酸で洗浄された後に、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等で洗浄される。
【００５８】
（ｇ）第２研磨（最終研磨）工程
次に、化学強化されて十分に洗浄された板状ガラス素材Ｇに第２研磨が施される（ステップＳ７０）。第２研磨による取り代は、例えば１μｍ程度である。
第２研磨は、主表面を鏡面状に仕上げることを目的とする。第２研磨工程では、第１研磨工程と同様に、両面研磨装置３（図９参照）を用いて板状ガラス素材Ｇに対する研磨が行われるが、使用する研磨液（スラリー）に含有される研磨砥粒、および研磨パッド１０の組成が異なる。第２研磨工程では、第１研磨工程よりも、使用する研磨砥粒の粒径を小さくし、研磨パッド１０の硬さを柔らかくする。例えば、第２研磨工程では、研磨パッドとして例えば軟質発砲樹脂ポリッシャ、研磨材としては例えば、第１研磨工程で用いる酸化セリウム砥粒よりも微細な酸化セリウム砥粒、が用いられる。
【００５９】
第２研磨工程で研磨された板状ガラス素材Ｇは、再度洗浄される。洗浄では、中性洗剤、純水、ＩＰＡが用いられる。
第２研磨により、主表面の平坦度が４μｍ以下であり、主表面の粗さが０．２ｎｍ以下の磁気ディスク用ガラス基板２が得られる。
この後、磁気ディスク用ガラス基板２に、図１に示されるように、磁性層等の各層が成膜されて、磁気ディスク１が作製される。
【００６０】
以上が、図３に沿ったフローの説明である。
以上説明したように、本実施形態の製造方法によれば、プレス成形工程にて、主表面の平坦度が４μｍ以下であり、主表面の粗さが０．０１μｍ以下である表面凹凸を有する板状ガラス素材を成形することができる。そのため、平坦度を向上させるための研削工程、取り代が例えば２００μｍ程度となるような取り代の大きい研削工程を、プレス成形後に行う必要がない。また、言うまでもないが、本実施形態の製造方法では、フロート法によって板状ガラス素材を製作していないため主表面に錫拡散層が形成されず、この錫拡散層を除去するための研削工程を行う必要もない。本実施形態の製造方法の第１研磨工程及び第２研磨工程での板状ガラス素材Ｇの取り代は１０μｍ程度と小さく、圧縮応力層の厚さ（約５０〜２００μｍ）よりも少ない量である。よって、従来の「だれの問題」、すなわち、研削工程による取り代が大きく、引いては研磨工程による取り代が大きいことに起因する従来の「だれの問題」が生じない。
また、プレス成形後の化学強化工程で形成される圧縮応力層により良好な耐衝撃性が得られる。言うまでもないが、本実施形態の製造方法では、フロート法によって板状ガラス素材を製作していないため、主表面の一方の面のみに錫拡散層が形成されることに起因する圧縮応力層のアンバランスが生じることがない。
以上から、本実施形態の製造方法によれば、良好な表面凹凸の精度と耐衝撃性を備えた磁気ディスク用ガラス基板を、効率よく製造することができる。
【００６１】
なお、図３に示すフローでは、化学強化工程（ステップＳ６０）は、第１研磨工程（ステップＳ５０）と第２研磨工程（ステップＳ７０）との間に行われるが、この順番に限定されない。第１研磨工程（ステップＳ５０）の後に第２研磨工程（ステップＳ７０）が行われる限り、化学強化工程（ステップＳ６０）は、適宜配置することができる。例えば、第１研磨工程→第２研磨工程→化学強化工程（以下、工程順序１）の順でもよい。但し、工程順序１では、化学強化工程により生じうる表面凹凸が除去されないことになるため、図３に示した工程順序が、より好ましい。
【実施例】
【００６２】
（実施例、比較例）
以下、実施例及び比較例により、図３に示す方法の有効性を確かめた。
実施例及び比較例では、ガラス材は、アルミノシリケートガラス（ＳｉＯ2を５７〜７４％、ＺｎＯ2を０〜２．８％、Ａｌ2Ｏ3を３〜１５％、Ｌｉ2Ｏを７〜１６％、Ｎａ2Ｏを４〜１４％）を用いた。
実施例及び比較例では、作製されたガラス基板の両主表面に、インライン型スパッタリング装置を用いて、ＣｒＴｉの付着層、ＣｏＴａＺｒ／Ｒｕ／ＣｏＴａＺｒの軟磁性層、ＣｏＣｒＳｉＯ2の非磁性グラニュラー下地層、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2・ＴｉＯ2のグラニュラー磁性層、水素化カーボン保護膜を順次成膜した。この後、成膜された最上層にディップ法によりパーフルオロポリエーテル潤滑層を成膜した。これにより、磁気ディスクを得た。
【００６３】
・実施例１〜５
図４，５に示すプレス成形の方法により成形された、主表面の平坦度が４μｍ以下であり、主表面の粗さが０．００１μｍ〜０．０１０μｍの板状ガラス素材を用いて図３に示すステップＳ２０〜ステップＳ７０を行ってガラス基板を作製した。
【００６４】
・比較例１〜６
また、図４，５に示すプレス成形の方法により成形された、主表面の平坦度が４μｍ以下であり、主表面の粗さが０．０１１μｍ〜１．３３４μｍである板状ガラス素材を用いて、図３に示すステップＳ２０〜ステップＳ７０を行ってガラス基板を作製した。
【００６５】
・比較例７〜８
フロート法により得られた、主表面の平坦度が４μｍ以下であり、主表面の粗さが０．００１〜０．００２μｍの板状ガラス素材を用いて、図３に示すステップＳ２０〜ステップＳ７０を行ってガラス基板を作製した。
【００６６】
・比較例９〜１１
従来のプレス法を用いて得られた、主表面の平坦度が４μｍを超えるガラス素材に対して、主表面の粗さが０．００４〜０．００６μｍの板状ガラス素材を用いて、図３に示すステップＳ２０〜ステップＳ７０を行ってガラス基板を作製した。
【００６７】
実施例および比較例の研磨の条件は以下のように行った。
・第１研磨工程：研磨材として酸化セリウム砥粒（平均粒子サイズ；直径１〜２μｍ）、研磨パッドとして硬質ウレタンパッド、を使用して研磨した。取り代は約３μｍである。
・第２研磨工程：研磨材としてコロイダルシリカ砥粒（平均粒子サイズ；直径０．１μｍ）、研磨パッドとして軟質ポリウレタンパッド、を使用して研磨した。取り代は約１μｍである。
【００６８】
実施例および比較例により得られたガラス基板の平坦度及び表面粗さ（加工後の平坦度及び表面粗さ）を測定した。
さらに、実施例および比較例により得られたガラス基板を元に作製された磁気ディスクに対する磁気ヘッドの浮上安定性を評価するため、ＬＵＬ（ロードアンロード）耐久試験（６０万回）を行った。ＬＵＬ耐久試験とは、ＨＤＤ（ハードディスク装置）を７０℃８０％の恒温恒湿槽に入れた状態で、ヘッドを、ランプ→ＩＤストップ→ランプ→ＩＤストップ→・・・というサイクルで動かし、エラーの発生状況や試験後のヘッドの汚れや摩耗等の異常発生を調査する試験のことである。１つの実施例又は比較例に対して１０台のＨＤＤを用い、８万回／日×７．５日＝６０万回のＬＵＬ試験の結果、ＨＤＤ１台でも異常が見られる場合は不合格として評価した。
下記表１は、実施例１〜５、比較例１〜１１における主表面の粗さ、成形方法及び平坦度（加工前後）と、ＬＵＬ耐久試験結果（合格、不合格）を示す。なお、表１の加工後の表面粗さについて、○は０．２ｎｍ以下の基準（磁気ディスク用ガラス基板として要求される基準）を満足したことを示し、×は０．２ｎｍ以下の基準を満足しなかったことを示す。
【００６９】
【表１】
【００７０】
表１から、図４，５に示すプレス成形の方法により成形されたガラス素材について、その平坦度が４μｍ以下であり、かつ表面粗さが０．０１μｍ以下である場合（実施例１〜５）には、第１研磨工程及び第２研磨工程のみで表面粗さが基準（０．２ｎｍ以下）に達したことが分かる。この場合、ＬＵＬ耐久試験も合格であった。
【００７１】
一方、表１から、図４，５に示すプレス成形の方法により成形されたガラス素材について、その平坦度が４μｍ以下であっても表面粗さが０．０１μｍを超える場合（比較例１〜６）には、第１研磨工程及び第２研磨工程のみでは表面粗さが基準（０．２ｎｍ以下）には達しなかったことが分かる。この場合、ＬＵＬ耐久試験も不合格であった。
表１から、フロート法により成形されたガラス素材（比較例７〜８）は表面粗さ・平坦度が良好であるが、化学強化工程によって錫拡散層のある面と無い面においてイオン交換に差が生じるため表面の応力差から反りが生じ、第１研磨工程及び第２研磨工程のみでは、反りによって悪化した平坦度が改善されなかったことが分かる。この場合、ＬＵＬ耐久試験も不合格であった。
表１から、従来のプレス法により成形されたガラス素材について、その表面粗さが０．０１μｍ以下であっても平坦度が４μｍを超える場合（比較例９〜１１）には、第１研磨工程及び第２研磨工程のみでは平坦度が基準（４μｍ以下）には達しなかったことが分かる。この場合、ＬＵＬ耐久試験も不合格であった。
【００７２】
以上の実施例及び比較例で示したように、本実施形態で参照したプレス成形の方法により成形されたガラス素材について、その平坦度が４μｍ以下であり、かつ表面粗さが０．０１μｍ以下である場合には、取り代が大きい研削工程を経ることなく、第１研磨工程及び第２研磨工程のみで、磁気ディスク用ガラス基板として要求される表面粗さ、平坦度の基準を満足した。
【００７３】
以上、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００７４】
１ 磁気ディスク
２ ガラス基板
３Ａ，３Ｂ 磁性層
４Ａ，４Ｂ 磁気ヘッド
５ 外周エッジ部
１０ 研磨パッド
３１ 上定盤
３２ 下定盤
３３ 研磨用キャリア
３４ インターナルギア
３５ 太陽ギア
１０１，２０１，４００ 装置
１１１ 溶融ガラス流出口
１２０、１３０、１４０，１５０，２２０ プレスユニット
１２１，２２１ 第１の型
１２１ａ、１２２ａ 内周面
１２２，２２２ 第２の型
１２２ｂ スペーサ
１２３ 第１駆動部
１２４ 第２駆動部
１６０ 切断ユニット
１６１，１６２ 切断刃
１７１ 第１コンベア
１７２ 第２コンベア
１７３ 第３コンベア
１７４ 第４コンベア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の主表面を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、あるいはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）記録装置等には、データ記録のためにハードディスク装置が内蔵されている。特に、ノート型パーソナルコンピュータ等の可搬性を前提とした機器に用いられるハードディスク装置では、ガラス基板に磁性層が設けられた磁気ディスクが用いられ、磁気ディスクの面上を僅かに浮上させた磁気ヘッド（ＤＦＨ（Dynamic Flying Height)ヘッド)で磁性層に磁気記録情報が記録され、あるいは読み取られる。この磁気ディスクの基板には、金属基板等に比べて塑性変形をしにくい性質を持つことから、ガラス基板が好適に用いられる。
【０００３】
また、ハードディスク装置における記憶容量の増大の要請を受けて、磁気記録の高密度化が図られている。例えば、磁性層における磁化方向を基板の面に対して垂直方向にする垂直磁気記録方式を用いて、磁気記録情報エリアの微細化が行われている。これにより、１枚のディスク基板における記憶容量を増大させることができる。しかも、記憶容量の一層の増大化のために、磁気ヘッドの磁気記録面からの浮上距離を極めて短くして磁気記録情報エリアを微細化することも行われている。このような磁気ディスクの基板においては、磁性層の磁化方向が基板面に対して略垂直方向に向くように、磁性層が平らに形成される。このために、ガラス基板の表面凹凸は可能な限り小さく作製されている。
また、磁気ヘッドの浮上距離が短いことによりヘッドクラッシュ障害やサーマルアスペリティ障害を引き起こし易い。これらの障害は磁気ディスク面上の微小な凹凸あるいはパーティクルによって発生するため、ガラス基板の主表面の他にガラス基板の端面の表面凹凸も可能な限り小さく作製されている。
【０００４】
ところで、磁気ディスクに用いるガラス基板の元となる板状ガラス素材の成形方法としては、プレス成形法とフロート法が知られている。
【０００５】
例えば以下の特許文献１で提案されたガラス製品の製造方法には、磁気ディスクに用いる板状ガラス基板の元となるガラス素材の成形方法として、プレス成形法が開示されている。開示されているプレス成形法では、受けゴブ形成型である下型上に、溶融ガラスからなるガラスゴブが供給され、下型と対向ゴブ形成型である上型を使用してガラスゴブがプレス成形される。より具体的には、下型上に溶融ガラスからなるガラスゴブを供給した後に上型用胴型の下面と下型用胴型の上面を当接させ、上型と上型用胴型との摺動面および下型と下型用胴型との摺動面を超えて外側に肉薄板状ガラス成形空間を形成し、さらに上型を下降してプレス成形を行い、プレス成形直後に上型を上昇する。これにより、磁気ディスク用ガラス基板の元となる板状ガラス素材が成形される。
【０００６】
しかし、上述した従来のプレス成形法で成形される板状ガラス素材の表面凹凸は、上述の磁気記録の高密度化および磁気記録情報エリアの微細化のために求められる主表面の表面凹凸の精度に対して十分でない。
例えば、板状ガラス素材を成形する際、ガラス材が上型および下型の型表面に融着するのを防止するために型表面に離型剤を塗布するが、この離型剤を用いるために主表面の表面粗さは大きい。また、上型および下型の表面温度差が大きく、ガラスコブ（溶融ガラスの塊）が供給される下型は高温となる。この表面温度差は、成形された板状ガラス素材の厚さ方向およびこの板の面内で温度分布をつくるため、型から取り出されて冷却された板状ガラス素材の収縮量も板状ガラス素材の厚さ方向およびこの板の面内で分布を持つ。このため、板状ガラス素材は反り易く、その結果、成形されたときの板状ガラス素材の平坦度は低い。
【０００７】
よって、上述した従来のプレス成形法で得られる板状ガラス素材は、その平坦度を磁気ディスク用ガラス基板として要求される平坦度まで向上させる必要がある。そのため、プレス成形の後、板状ガラス素材に対して研削工程が行われ、これによりガラス素材の平坦度を向上させていた。しかしながら、研削工程を行うことは磁気ディスク用ガラス基板の製造上追加の工程となるばかりではなく、以下で述べる「だれの問題」が生ずる。
すなわち、従来のプレス成形法は平坦度がそれほど良好でないために研削工程における取り代（削り量）が大きくなる。例えば、その取り代は２００μｍ程度である。研削工程における取り代を大きくすると、板状ガラス素材の表面に深いクラックが入る。そのため、研削工程に続く研磨工程では、この深いクラックが残留しないように取り代（研磨量）は必然的に大きくなる。ここで、遊離砥粒および樹脂ポリッシャを用いる研磨工程において取り代を大きくすると、板状ガラス素材の主表面の外周エッジ部近傍が丸く削られて、エッジ部の「だれの問題」が発生する。この「だれ」はロールオフともいう。すなわち、板状ガラス素材の外周エッジ部近傍が丸く削られるため、この板状ガラス素材をガラス基板として用いて磁気ディスクを作製したとき、外周エッジ部近傍の磁性層と磁気ヘッドとの間の距離が、ガラス基板の別の部分における磁気ヘッドの浮上距離より大きくなる。また、外周エッジ部近傍が丸みを持った形状となるため、表面凹凸が発生する。この結果、外周エッジ部近傍の磁性層において磁気ヘッドの記録及び読み出しの動作が正確でなくなる。すなわち、記録及び読み出し可能領域が減少する。以上が「だれの問題」である。
また、研磨工程における取り代が大きくなるため、研磨工程は長時間を要する等により実用上好ましくない。
【０００８】
要するに、従来のプレス成形法は、十分な平坦度の板状ガラス素材が得られないため、主として、後工程において比較的長時間を要する研削工程が必要となる点と、研削工程により上述した「だれの問題」が生ずる点とにより好ましくない。
【０００９】
それに対して、フロート法は、錫などの溶融金属の満たされた浴槽内に、溶融ガラスを連続的に流し入れることで板状ガラス素材を得る方法である。溶融ガラスは厳密な温度操作が施された浴槽内で進行方向に沿って流れ、最終的に所望の厚さ、幅に調整された帯状のガラスリボンが形成される。このガラスリボンから、磁気ディスクに用いるガラス基板の元となる板状ガラス素材が切り出される。浴槽内の溶融錫の表面は水平であるために、フロート法により得られる板状ガラス素材は、その表面の平坦度が十分に高いものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３７０９０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、磁気ディスクに用いるガラス基板には所定の耐衝撃性が要求される。そのために、当該ガラス基板の耐衝撃性を向上させる目的で、その元となる板状ガラス素材に対して化学強化工程が行われる場合がある。
この化学強化工程は、以下のとおり行われる。先ず、化学強化液として例えば硝酸カリウムと硫酸ナトリウムの混合液を用いる。この化学強化液を、例えば３００℃〜４００℃に加熱する。そして、洗浄した板状ガラス素材を、例えば２００℃〜３００℃に予熱した後、化学強化液中に例えば３時間〜４時間浸漬させる。これにより、ガラス素材の表層をナトリウムイオン、カリウムイオンによってイオン置換させ、圧縮応力層を形成させる。これにより、ガラス素材の表面に生じうるクラックがガラス素材内部にまで進行し難くなる。化学強化工程で形成される圧縮応力層の厚さは、約５０〜２００μｍである。
【００１２】
しかしながら、フロート法で得られた、平坦度が極めて高い板状ガラス素材に対して化学強化工程を施すと、板状ガラス素材に反りが生ずるという問題がある。すなわち、フロート法で得られた板状ガラス素材には、その一方の面に必然的に、溶融金属として用いた錫による１０〜５０μｍ程度の厚さの錫拡散層が形成され、他方の面には錫拡散層が形成されない。この板状ガラス素材に対して化学強化工程を施すと、錫拡散層の有無によって一方の面と他方の面で形成される圧縮応力層が異なることで反りが生じ、平坦度が低下する。それゆえ、化学強化を施すという前提の下では、フロート法で得られた板状ガラス素材の錫拡散層が生成された面に対して、錫拡散層を除去するための研削工程が必要となる。
【００１３】
以上まとめると、従来のプレス成形法によれば、十分な平坦度の板状ガラス素材が得られないために研削工程を必要とし、フロート法によれば、十分な平坦度の板状ガラス素材が得られるものの素材表面の錫拡散層を除去するために研削工程を必要とする。
そこで、本発明は、良好な表面凹凸の精度と耐衝撃性を備えた磁気ディスク用ガラス基板を、効率よく製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、溶融ガラスの塊を、互いに対向し、かつ、略同じ温度に設定された一対の型の面を用いて挟み込みプレス成形することにより、板状ガラス素材を成形する工程と、前記板状ガラス素材の主表面に研磨パッドを押圧させ、前記板状ガラス素材と研磨パッドとの間に研磨材を含む研磨液を供給しながら、前記板状ガラス素材と前記研磨パッドとを相対的に移動させて、前記板状ガラス素材の主表面を研磨する研磨工程と、を有する。
【００１５】
また、上記板状ガラス素材を成形する工程は、前記一対の型の面で前記塊を略同じタイミングで接触させて挟み込みプレス成形するとともに、一対の型の面で前記塊を挟み込みプレス成形した直後に一対の型を開放することが好ましい。
【００１６】
また、上記板状ガラス素材は、主表面が磁気ディスク用ガラス基板における目標平坦度を有していることが好ましい。
【００１７】
研削工程を行うことなく、磁気ディスク用ガラス基板を製造することが好ましい。
【００１８】
主表面の粗さが０．０１μｍ以下であり、かつ、磁気ディスク用ガラス基板としての目標平坦度の平坦度を有し、磁気ディスク用ガラス基板としての目標板厚に対して研磨量の分だけ厚い板厚を有する板状ガラス素材が成形される。プレス成形工程で得られる板状ガラス素材の表面凹凸の精度が良好であるために、この板状ガラス素材に対する表面処理工程は研磨工程で済み、この研磨工程よりも主表面に対する取り代が大きい研削工程が行われない。また、化学強化工程で形成される圧縮応力層により良好な耐衝撃性が得られる。それゆえ、良好な表面凹凸の精度と耐衝撃性を備えた磁気ディスク用ガラス基板を効率よく製造することができる。
【００１９】
前記プレス成形工程は、溶融ガラスの塊を落下させる工程と、前記塊の落下経路の両側から、互いに対向し、かつ、略同じ温度に設定された一対の型の面で前記塊を挟み込みプレス成形することにより、前記板状ガラス素材を成形する工程と、を有することが好ましい。前記プレス成形により、主表面の粗さが０．０１μｍ以下であり、かつ、磁気ディスク用ガラス基板として必要な平坦度を有し、磁気ディスク用ガラス基板としての目標板厚の板厚である板状ガラス素材を作製することができる。
【発明の効果】
【００２０】
上述の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法では、良好な表面凹凸の精度と耐衝撃性を備えた磁気ディスク用ガラス基板を、効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一実施形態である磁気ディスク用ガラス基板を用いて作製される磁気ディスクを説明する図。
【図２】板状ガラス素材あるいはガラス基板における表面凹凸を説明する図。
【図３】磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の一実施形態のフローを示す図。
【図４】図３に示すプレス成形において用いる装置の平面図。
【図５】図４に示す装置が行うプレス成形の一例を説明する図。
【図６】図４に示す装置が行うプレス成形の他の例を説明する図。
【図７】図４に示す装置が行うプレス成形の、更に他の例を説明する図。
【図８】図４に示す装置が行うプレス成形の、更に他の例を説明する図。
【図９】図３に示す第１研磨及び第２研磨で使用される両面研磨装置を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法および磁気ディスク用ガラス基板について詳細に説明する。
図１（ａ）〜(ｃ)は、本発明の磁気ディスク用ガラス基板を用いて作製される磁気ディスクを説明する図である。
【００２３】
（磁気ディスクおよび磁気ディスク用ガラス基板）
図１（ａ）に示す、ハードディスク装置に用いる磁気ディスク１は、リング状のガラス基板２の主表面に、図１（ｂ）に示すように少なくとも磁性層（垂直磁気記録層）３Ａ，３Ｂ等の層が形成されている。より具体的には、例えば、図示されない付着層、軟磁性層、非磁性下地層、垂直磁気記録層、保護層および潤滑層が順次積層されている。付着層には、例えばＣｒ合金等が用いられ、ガラス基板２との接着層として機能する。軟磁性層には、例えばＣｏＴａＺｒ合金等が用いられ、非磁性下地層には、例えばグラニュラー非磁性層等が用いられ、垂直磁気記録層には、例えばグラニュラー磁性層等が用いられる。また、保護層には、水素カーボンからなる材料が用いられ、潤滑層には、例えばフッ素系樹脂等が用いられる。
【００２４】
上記層３Ａ，３Ｂについて、より具体的な例で説明すると、ガラス基板２に対して、インライン型スパッタリング装置を用いて、ガラス基板２の両主表面に、ＣｒＴｉの付着層、ＣｏＴａＺｒ／Ｒｕ／ＣｏＴａＺｒの軟磁性層、ＣｏＣｒＳｉＯ2の非磁性グラニュラー下地層、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2・ＴｉＯ2のグラニュラー磁性層、水素化カーボン保護膜が順次成膜される。さらに、成膜された最上層にディップ法によりパーフルオロポリエーテル潤滑層が成膜されて磁性層３Ａ，３Ｂが形成される。
【００２５】
磁気ディスク１は、図１（ｃ）に示すように、ハードディスク装置の磁気ヘッド４Ａ，４Ｂのそれぞれが、磁気ディスク１の高速回転、例えば７２００ｒｐｍの回転に伴って磁気ディスク１の表面から約５ｎｍ浮上する。すなわち、図１（ｃ）中の距離Ｈが約５ｎｍである。この状態で、磁気ヘッド４Ａ，４Ｂは、磁性層に情報を記録し、あるいは読み出しを行う。この磁気ヘッド４Ａ，４Ｂの浮上によって、磁気ディスク１に対して摺動することなく、しかも近距離で磁性層に対して記録あるいは読み出しを行うので、磁気記録情報エリアの微細化と磁気記録の高密度化を実現する。
このとき、磁気ディスク１のガラス基板２の中央部から外周エッジ部５まで、目標とする表面凹凸精度で正確に表面処理され、距離Ｈ＝約５ｎｍを保った状態で磁気ヘッド４Ａ，４Ｂを正確に動作させることができる。
このようなガラス基板２の表面凹凸の表面処理工程は、後述するように、比較的取り代の大きい研削工程を含まず、比較的取り代の小さい第１研磨および第２研磨のみからなる。
【００２６】
このような磁気ディスク１に用いるガラス基板２の主表面の表面凹凸は、平坦度が４μｍ以下であり、表面の粗さが０．２ｎｍ以下である。平坦度は、例えば、Ｎｉｄｅｋ社製フラットネステスターＦＴ−９００を用いて測定することができる。また、主表面の粗さはＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１により規定され算術平均粗さＲａで表され、０．００６μｍ以上２００μｍ以下の場合は、例えば、ミツトヨ社製粗さ測定機ＳＶ−３１００で測定し、ＪＩＳ Ｂ０６３３：２００１で規定される方法で算出できる。その結果粗さが０．０３μｍ以下であった場合は、例えば、エスアイアイナノテクノロジーズ社製走査型プローブ顕微鏡（原子間力顕微鏡）で計測しＪＩＳ Ｒ１６８３：２００７で規定される方法で算出できる。
本発明においては、研磨工程前の板状ガラス素材については上記粗さ測定機、研磨後のガラス基板については上記走査型プローブ顕微鏡（原子間力顕微鏡）にて測定した。
【００２７】
図２（ａ）〜（ｄ）は、表面凹凸を説明する図である。表面凹凸は、凹凸の波長に応じて概略４つの凹凸によって定めることができる。
具体的には、表面凹凸は、最も波長が大きなうねり（波長０．６μｍ〜１３０ｍｍ程度）、ウェービネス（波長０．２μｍ〜１ｍｍ程度）、マイクロウェービネス（波長０．１μｍ〜１ｍｍ）、粗さ（波長１０ｎｍ以下）に分けられる。
この中で、うねりは上記平坦度を指標として表すことができ、粗さは上記Ｒａを指標として表すことができる。
【００２８】
本実施形態の製造方法において、プレス成形後に得られる板状ガラス素材は、主表面の粗さが０．０１μｍ以下であり、かつ、磁気ディスク用ガラス基板の目標平坦度の平坦度を有する。プレス成形で作製される板状ガラス素材は、磁気ディスク用ガラス基板としての目標板厚に対して、研磨工程による研磨量の分だけ厚い板厚を有する。すなわち、プレス成形後の板状ガラス素材の板厚は、最終製品の磁気ディスク用ガラス基板の目標板厚に、研磨工程による微量の取り代を加えた板厚となっている。そして、プレス成形後の板状ガラス素材に対して、平坦度及び板厚を調整する研削工程を行うことなく磁気ディスク用ガラス基板が作製される。「磁気ディスク用ガラス基板の目標平坦度の平坦度」とは、例えば、４μｍ以下である。板状ガラス素材の表面の平坦度を４μｍ以下とするのは、磁気ディスク１に用いるガラス基板２の平坦度を維持するためであり、磁気ヘッド４Ａ，４Ｂによる適切な記録と読み取りの動作を可能にするためである。主表面の粗さが０．０１μｍ以下であり、かつ、磁気ディスク用ガラス基板の目標平坦度の平坦度を有し、磁気ディスク用ガラス基板としての目標板厚に対して主表面研磨による研磨量の分だけ厚い板厚を有する板状ガラス素材は、一例を挙げると、後述するプレス成形により作製することができる。なお、従来のプレス成形では、主表面の粗さが０．０１μｍ以下であり、かつ、磁気ディスク用ガラス基板の目標平坦度の平坦度を有し、磁気ディスク用ガラス基板としての目標板厚に対して主表面研磨による研磨量の分だけ厚い板厚を有する板状ガラス素材を成形することはできない。
本実施形態の製造方法によれば、後述するプレス成形後、第１研磨工程および第２研磨工程を経て、平坦度が４μｍ以下であり、表面の粗さが０．２ｎｍ以下の磁気ディスク用ガラス基板を得ることができる。
【００２９】
ここで、プレス成形後の板状ガラス素材の表面の粗さを０．０１μｍ以下とするのは、後述する２回の研磨工程により取り代を多くすることなく表面粗さを０．２ｎｍに調整するためである。また、表面粗さが０．０１μｍ以下であれば、板状ガラス素材に対して効率良くスクライブを行うことができる。
このような板状ガラス素材Ｇの表面凹凸は、プレス成形における型の表面の粗さを調整することにより達成することができる。
【００３０】
磁気ディスク１に用いるガラス基板２の材料として、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ボロシリケートガラスなどを用いることができる。特に、化学強化を施すことができ、また主表面の平坦度及び基板の強度において優れた磁気ディスク用ガラス基板を作製することができるという点で、アルミノシリケートガラスを好適に用いることができる。
アルミノシリケートガラスとして、モル％表示で、ＳｉＯ2を５７〜７４％、ＺｎＯ2を０〜２．８％、Ａｌ2Ｏ3を３〜１５％、Ｌｉ2Ｏを７〜１６％、Ｎａ2Ｏを４〜１４％、を主成分として含有する、化学強化用ガラス材を用いることが好ましい。
【００３１】
（磁気ディスク用ガラス基板の製造方法）
図３は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の一実施形態のフローを示す図である。このフローにおいて、ステップＳ５０の第１研磨工程とステップＳ７０の第２研磨工程は、板状ガラス素材の主表面を鏡面加工する表面処理工程を構成する。
まず、板状ガラス素材をプレス成形により作製する（ステップＳ１０）。作製される板状ガラス素材は、主表面の粗さが０．０１μｍ以下であり、かつ、磁気ディスク用ガラス基板の目標平坦度の平坦度を有し、磁気ディスク用ガラス基板としての目標板厚に対して主表面研磨による研磨量の分だけ厚い板厚を有するガラス素材である。
このようなプレス成形は、例えば図４及び図５に示す装置を用いて行われる。また、このプレス成形は、図６、図７、あるいは図８に示す装置を用いて行うこともできる。図４はプレス成形をする装置１０１の平面図であり、図５〜８は、装置がプレス成形をする様子を側面から見た図である。
【００３２】
（ａ）プレス成形工程
図４に示す装置１０１は、４組のプレスユニット１２０，１３０，１４０及び１５０と、切断ユニット１６０を有する。切断ユニット１６０は、溶融ガラス流出口１１１から流出する溶融ガラスの経路上に設けられる。装置１０１は、切断ユニット１６０によって切断されてできる溶融ガラスの塊を落下させ、そのとき、塊の落下経路の両側から、互いに対向し、かつ、略同じ温度に設定された一対の型の面で塊を挟み込みプレスすることにより、板状ガラス素材を成形する。
具体的には、図４に示されるように、装置１０１は、溶融ガラス流出口１１１を中心として、４組のプレスユニット１２０，１３０，１４０及び１５０が９０度おきに設けられている。
ここで、「略同じ温度」とは、一対の型を構成する第一のプレス成形型のプレス成形面の温度と、第二のプレス成形型のプレス成形面の温度との温度差の絶対値が１０℃以内であることを意味する。この温度差の絶対値は、５℃以内がより好ましく、０℃が最も好ましい。ここで、プレス成形面内において、温度分布が存在する場合、「プレス成形面の温度」とは、プレス成形面の中心部近傍の温度を意味する。
また、前記一対の型の面で前記塊を略同じタイミングで接触させて挟み込み、プレス成形することが好ましい。ここで、「略同じタイミングで接触させ」とは、溶融ガラス塊と一方のプレス成形面とが接触した時点と、溶融ガラス塊と他方のプレス成形面とが接触した時点と、の時間差の絶対値が０．１秒以内であることを意味する。この時間差の絶対値は、０．０５秒以内がより好ましく、０秒が最も好ましい。
【００３３】
プレスユニット１２０，１３０，１４０及び１５０の各々は、図示しない移動機構によって駆動されて、溶融ガラス流出口１１１に対して進退可能となっている。すなわち、溶融ガラス流出口１１１の真下に位置するキャッチ位置（図４においてプレスユニット１４０が実線で描画されている位置）と、溶融ガラス流出口１１１から離れた退避位置（図４において、プレスユニット１２０，１３０及び１５０が実線で描画されている位置及び、プレスユニット１４０が破線で描画されている位置）との間で移動可能となっている。
【００３４】
切断ユニット１６０は、キャッチ位置と溶融ガラス流出口１１１との間の溶融ガラスの経路上に設けられ、溶融ガラス流出口１１１から流出される溶融ガラスを適量に切り出して溶融ガラスの塊(以降、ゴブともいう)を形成する。切断ユニット１６０は、一対の切断刃１６１及び１６２を有する。切断刃１６１及び１６２は、一定のタイミングで溶融ガラスの経路上で交差するよう駆動され、切断刃１６１及び１６２が交差したとき、溶融ガラスが切り出されてゴブが得られる。得られたゴブは、キャッチ位置に向かって落下する。
【００３５】
プレスユニット１２０は、第１の型１２１、第２の型１２２、第１駆動部１２３及び第２駆動部１２４を有する。第１の型１２１と第２の型１２２の各々は、ゴブをプレス成形するための面を有するプレート状の部材である。この２つの面の法線方向が略水平方向となり、この２つの面が互いに平行に対向するよう配置されている。第１駆動部１２３は、第１の型１２１を第２の型１２２に対して進退させる。一方、第２駆動部１２４は、第２の型１２２を第１の型１２１に対して進退させる。第１駆動部１２３及び第２駆動部１２４は、例えばエアシリンダやソレノイドとコイルばねを組み合わせた機構など、第１駆動部１２３の面と第２駆動部１２４の面とを急速に近接させる機構を有する。
なお、プレスユニット１３０，１４０及び１５０の構造は、プレスユニット１２０と同様であるため、説明は省略する。
【００３６】
プレスユニットの各々は、キャッチ位置に移動した後、第１駆動部と第２駆動部の駆動により、落下するゴブを第１の型と第２の型の問で挟み込んで所定の厚さに成形すると共に急速冷却し、円形状の板状ガラス素材Ｇを作製する。つぎに、プレスユニットは退避位置に移動した後、第１の型と第２の型を引き離し、成形された板状ガラス素材Ｇを落下させる。プレスユニット１２０，１３０，１４０及び１５０の退避位置の下には、第１コンベア１７１、第２コンベア１７２、第３コンベア１７３及び第４コンベア１７４が設けられている。第１〜第４コンベア１７１〜１７４の各々は、対応する各プレスユニットから落下する板状ガラス素材Ｇを受け止めて図示しない次工程の装置に板状ガラス素材Ｇを搬送する。
【００３７】
装置１０１では、プレスユニット１２０，１３０，１４０及び１５０が、順番にキャッチ位置に移動して、ゴブを挟み込んで退避位置に移動するよう構成されているため、各プレスユニットでの板状ガラス素材Ｇの冷却を待たずに、連続的に板状ガラス素材Ｇの成形を行うことができる。
【００３８】
図５（ａ）〜（ｃ）は、装置１０１を用いたプレス成形をより具体的に説明している。図５（ａ）は、ゴブを作る以前の状態を示す図であり、図５（ｂ）は、切断ユニット１６０によってゴブが作られた状態を示す図であり、図５（ｃ）は、ゴブをプレスすることにより板状ガラス素材Ｇが成形された状態を示す図である。
【００３９】
図５（ａ）に示されるように、溶融ガラス流出口１１１から、溶融ガラス材料ＬGが連続的に流出される。このとき、所定のタイミングで切断ユニット１６０を駆動し、切断刃１６１及び１６２によって溶融ガラス材料ＬGを切断する(図５（ｂ）)。これにより、切断された溶融ガラスは、その表面張力によって、概略球状のゴブＧGとなる。図示される例では、一回切断ユニット１６０を駆動する度に、例えば半径１０ｍｍ程度のゴブＧG が形成されるように、溶融ガラス材料ＬGの時間当たりの流出量及び切断ユニット１６０の駆動間隔が調整される。
【００４０】
作られたゴブＧG は、プレスユニット１２０の第１の型１２１と第２の型１２２の隙間に向かって落下する。このとき、ゴブＧG が第１の型１２１と第２の型１２２の隙間に入るタイミングで、第１の型１２１と第２の型１２２が互いに近づくように、第１駆動部１２３及び第２駆動部１２４（図４参照）が駆動される。これにより、図５（ｃ）に示されるように、第１の型１２１と第２の型１２２の間にゴブＧG が捕獲(キャッチ)される。さらに、第１の型１２１の内周面１２１ａと第２の型１２２の内周面１２２ａとが、微小な間隔にて近接した状態になり、第１の型１２１の内周面１２１ａと第２の型１２２の内周面１２２ａの間に挟み込まれたゴブＧG が、薄板状に成形される。なお、第１の型１２１の内周面１２１ａと第２の型１２２の内周面１２２ａの間隔を一定に維持するために、第２の型１２２の内周面１２２ａには、突起状のスペーサ１２２ｂが設けられる。すなわち、第２の型のスペーサ１２２ｂが第１の型１２１の内周面１２１ａに当接することによって、第１の型１２１の内周面１２１ａと第２の型１２２の内周面１２２ａの間隔は一定に維持されて、板状の空間が作られる。なお、第１の型１２１の内周面１２１ａと第２の型１２２の内周面１２２ａの間隔は、磁気ディスク用ガラス基板としての目標板厚に対して主表面研磨による研磨量の分だけ厚い板厚を有する板状ガラス素材が作製できるように調整されている。
【００４１】
第１の型１２１及び第２の型１２２には、図示しない温度調節機構が設けられており、第１の型１２１及び第２の型１２２の温度は、溶融ガラスＬGのガラス転移温度ＴGよりも十分に低い温度に保持されている。
装置１０１では、ゴブＧG が第１の型１２１の内周面１２１ａ又は第２の型１２２の内周面１２２ａに接触してから、第１の型１２１と第２の型１２２とがゴブＧGを完全に閉じ込める状態になるまでの時間は約０．０６秒と極めて短い。このため、ゴブＧG は極めて短時間の内に第１の型１２１の内周面１２１ａ及び第２の型１２２の内周面１２２ａに沿って広がって略円形状に成形され、さらに、急激に冷却されて非晶質のガラスとして固化する。これによって、板状ガラス素材Ｇが作製される。なお、本実施形態において成形される板状ガラス素材Ｇは、例えば、直径７５〜８０ｍｍ、厚さ約１ｍｍの円形状の板である。
【００４２】
第１の型１２１と第２の型１２２が閉じられた後、プレスユニット１２０は速やかに退避位置に移動し、代わりに、他のプレスユニット１３０がキャッチ位置に移動し、このプレスユニット１３０によって、ゴブＧG のプレスが行われる。
【００４３】
プレスユニット１２０が退避位置に移動した後、板状ガラス素材Ｇが十分に冷却されるまで(少なくとも屈服点よりも低い温度となるまで)、第１の型１２１と第２の型１２２は閉じた状態を維特する。この後、第１駆動部１２３及び第２駆動部１２４が駆動されて第１の型１２１と第２の型１２２が離間し、板状ガラス素材Ｇは、プレスユニット１２０を離れて落下し、下部にあるコンベア１７１に受け止められる(図４参照)。
【００４４】
装置１０１では、上記のように、０．１秒以内(約０．０６秒)という極めて短時間の問に第１の型１２１と第２の型１２２が閉じられ、第１の型１２１の内周面１２１ａと第２の型１２２の内周面１２２ａの全体に、略同時に溶融ガラスが接触することになる。このため、第１の型１２１の内周面１２１ａと第２の型１２２の内周面１２２ａが局所的に加熱されることは無く、内周面１２１ａと内周面１２２ａに歪みは殆ど生じない。また、溶融ガラスから第１の型１２１及び第２の型１２２に熱が移動する前に、溶融ガラスが円形状に成形されるため、成形される溶融ガラスの温度分布は略一様なものとなる。このため、溶融ガラスの冷却時、ガラス材料の収縮量の分布は小さく、板状ガラス素材Ｇの歪みが大きく発生することはない。したがって、作製された板状ガラス素材Ｇの主表面の平坦度は、従来のプレス成形により作製される板状ガラス素材に比べて向上し、４μｍ以下にすることができる。
【００４５】
また、内周面１２１ａ及び内周面１２２ａの表面の粗さは、板状ガラス素材Ｇの算術平均粗さＲａが０．０１μｍ以下となるように調整される。
【００４６】
なお、図５に示す例では、切断刃１６１及び１６２を用いて、流出する溶融ガラスＬGを切断することによって略球状のゴブＧGが形成される。しかしながら、溶融ガラス材料ＬG の粘度が、切り出そうとするゴブＧGの体積に対して小さい場合は、溶融ガラスＬGを切断するのみでは切断されたガラスが略球状とはならず、ゴブが作れない。このような場合は、ゴブを作るためのゴブ形成型を用いる。
【００４７】
図６（ａ）〜（ｃ）は、図５に示す実施形態の変形例を説明する図である。この変形例ではゴブ形成型を用いる。図６（ａ）は、ゴブを作る前の状態を示す図であり、図６（ｂ）は、切断ユニット１６０及びゴブ形成型１８０によってゴブＧGが作られた状態を示す図であり、図６（ｃ）は、ゴブＧGをプレス成形して板状ガラス素材Ｇが作られた状態を示す図である。
図６（ａ）に示すように、プレスユニット１２０は、ブロック１８１，１８２を溶融ガラスＬGの経路上で閉じることにより溶融ガラスＬGの経路が塞がれ、ブロック１８１，１８２で作られる凹部１８０Ｃで、切断ユニット１６０で切断された溶融ガラスＬGの塊が受け止められる。この後、図６（ｂ）に示すように、ブロック１８１，１８２が開かれることにより、凹部１８０Ｃにおいて球状となった溶融ガラスＬGが一度にプレスユニット１２０に向けて落下する。この落下時、ゴブＧGは、溶融ガラスＬGの表面張力により球状になる。球状のゴブＧGは、落下途中、図６（ｃ）に示すように、第１の型１２１と第２の型１２２とに挟まれてプレス成形されることにより、円形状の板状ガラス素材Ｇが作製される。
【００４８】
あるいは、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、装置１０１は、図６（ａ）〜（ｃ）に示す切断ユニット１６０を用いず、ゴブ形成型１８０を、溶融ガラスＬGの経路に沿って上流側方向あるいは下流側方向に移動させる移動機構を用いてもよい。図７（ａ）〜（ｄ）は、ゴブ形成型１８０を使用する変形例を説明する図である。図７（ａ），（ｂ）は、ゴブＧGが作られる前の状態を示す図であり、図７（ｃ）は、ゴブ形成型１８０によってゴブＧGが作られた状態を示す図であり、図７（ｄ）は、ゴブＧGをプレス成形して板状ガラス素材Ｇが作られた状態を示す図である。
図７（ａ）に示すように、ブロック１８１，１８２によって作られる凹部１８０Ｃが溶融ガラス流出口１１１から流出する溶融ガラスＬGを受け止め、図７（ｂ）に示すように、所定のタイミングでブロック１８１，１８２を溶融ガラスＬGの流れの下流側に素早く移動させる。これにより、溶融ガラスＬGが切断される。この後、所定のタイミングで、図７（ｃ）に示すように、ブロック１８１，１８２が離間する。これにより、ブロック１８１，１８２で保持されている溶融ガラスＬGは一度に落下し、ゴブＧGは、溶融ガラスＬGの表面張力により球状になる。球状のゴブＧGは、落下途中、図７（ｄ）に示すように、第１の型１２１と第２の型１２２とに挟まれてプレス成形されることにより、円形状の板状ガラス素材Ｇが作製される。
【００４９】
図８（ａ）〜（ｃ）は、ゴブＧGとの代わりに図示されない軟化炉で加熱した光学ガラスの塊ＣPを落下させ、落下途中の両側から型２２１，２２２で挟んでプレス成形する変形例を説明する図である。図８（ａ）は、加熱した光学ガラスの塊を成形する前の状態を示す図であり、図８（ｂ）は、光学ガラスの塊を落下する状態を示す図であり、図８（ｃ）は、光学ガラスの塊をプレス成形して板状ガラス素材Ｇが作られた状態を示す図である。
図８（ａ）に示すように、装置２０１は、光学ガラスの塊ＣPをガラス材把持機構２１２でプレスユニット２２０の上部の位置に搬送し、この位置で、図８（ｂ）に示すように、ガラス材把持機構２１２による光学ガラスの塊ＣPの把持を開放して、光学ガラスの塊ＣPを落下させる。光学ガラスの塊ＣPは、落下途中、図８（ｃ）に示すように、第１の型２２１と第２の型２２２とに挟まれて円形状の板状ガラス素材Ｇが成形される。第１の型２２１及び第２の型２２２は、図５に示す第１の型１２１及び第２の型１２２と同じ構成及び作用をするので、その説明は省略する。
【００５０】
（ｂ）スクライブ工程
以上のプレス成形の後、図３に示すように、成形された板状ガラス素材Ｇに対してスクライブが行われる（ステップＳ２０）。
ここでスクライブとは、成形された板状ガラス素材Ｇを所定のサイズのリング形状とするために、板状ガラス素材Ｇの表面に超鋼合金製あるいはダイヤモンド粒子からなるスクライバにより２つの同心円（内側同心円および外側同心円）状の切断線（線状のキズ）を設けることをいう。２つの同心円の形状にスクライブされた板状ガラス素材Ｇは、部分的に加熱され、板状ガラス素材Ｇの熱膨張の差異により、外側同心円の外側部分が除去される。これにより、真円形状の板状ガラス素材となる。
上述したように、上記（ａ）のプレス工程で製作される板状ガラス素材Ｇの粗さが０．０１μｍ以下であるため、スクライバを用いて好適に切断線を設けることができる。なお、板状ガラス素材Ｇの粗さが１μｍを越える場合、スクライバが表面凹凸に追従せず、切断線を一様に設けることはできない。
【００５１】
（ｃ）形状加工工程（チャンファリング工程）
次に、スクライブされた板状ガラス素材Ｇの形状加工が行われる（ステップＳ３０）。形状加工は、チャンファリング（外周端部および内周端部の面取り）を含む。チャンファリングでは、リング形状の板状ガラス素材Ｇの外周端部および内周端部に、ダイヤモンド砥石により面取りが施される。
【００５２】
（ｄ）端面研磨工程
次に板状ガラス素材Ｇの端面研磨が行われる（ステップＳ４０）。
端面研磨では、板状ガラス素材Ｇの内周側端面及び外周側端面をブラシ研磨により鏡面仕上げを行う。このとき、酸化セリウム等の微粒子を遊離砥粒として含むスラリーが用いられる。端面研磨を行うことにより、板状ガラス素材Ｇの端面での塵等が付着した汚染、ダメージあるいはキズ等の損傷の除去を行うことにより、ナトリウムやカリウム等のコロージョンの原因となるイオン析出の発生を防止することができる。
【００５３】
（ｅ）第１研磨（主表面研磨）工程
次に、板状ガラス素材Ｇの主表面に第１研磨が施される（ステップＳ５０）。第１研磨は、主表面に残留したキズ、歪みの除去を目的とする。
第１研磨による取り代は、例えば数μｍ〜１０μｍ程度である。本実施形態の製造方法では、取り代の大きい研削工程を行わないので、板状ガラス素材Ｇには、研削工程に起因するキズ、歪み等は生じない。よって、第１研磨工程における取り代は少なくて済む。
【００５４】
第１研磨工程、及び後述する第２研磨工程では、図９に示す両面研磨装置３が用いられる。両面研磨装置３は、研磨パッド１０を用い、板状ガラス素材Ｇと研磨パッド１０とを相対的に移動させて研磨を行う装置である。
【００５５】
図９（ａ）は両面研磨装置の駆動機構部の説明図であり、図９（ｂ）は上下定盤を有する両面研磨装置の主要部断面図である。図９（ａ）に示すように、両面研磨装置３はそれぞれ所定の回転比率で回転駆動されるインターナルギア３４及び太陽ギア３５を有する研磨用キャリア装着部と、この研磨用キャリア装着部を挟んで互いに逆回転駆動される上定盤３１及び下定盤３２とを有する。上定盤３１および下定盤３２の板状ガラス素材Ｇと対向する面には、それぞれ後述する研磨パッド１０が貼り付けられている。インターナルギア３４および太陽ギア３５に噛合するように装着した研磨用キャリア３３は遊星歯車運動をして、太陽ギア３５の周囲を自転しながら公転する。
【００５６】
研磨用キャリア３３にはそれぞれ複数の板状ガラス素材Ｇが保持されている。上定盤３１は上下方向に移動可能であって、図９（ｂ）に示すように、板状ガラス素材Ｇの表裏の主表面に研磨パッド１０を加圧する。そして研磨砥粒（研磨材）を含有するスラリー（研磨液）を供給しつつ、研磨用キャリア３３の遊星歯車運動と、上定盤３１および下定盤３２が互いに逆回転することにより、板状ガラス素材Ｇと研磨パッド１０とは相対的に移動して、板状ガラス素材Ｇの表裏の主表面が研磨される。
なお、第１研磨工程では、研磨パッドとして例えば硬質樹脂ポリッシャ、研磨材としては例えば酸化セリウム砥粒、が用いられる。
【００５７】
（ｆ）化学強化工程
次に、第１研磨後の板状ガラス素材Ｇは化学強化される（ステップＳ６０）。
化学強化液として、例えば硝酸カリウム（６０％）と硫酸ナトリウム（４０％）の混合液等を用いることができる。化学強化では、化学強化液が、例えば３００℃〜４００℃に加熱され、洗浄した板状ガラス素材Ｇが、例えば２００℃〜３００℃に予熱された後、板状ガラス素材Ｇが化学強化液中に、例えば３時間〜４時間浸漬される。この浸漬の際には、板状ガラス素材Ｇの両主表面全体が化学強化されるように、複数の板状ガラス素材Ｇが端面で保持されるように、ホルダに収納した状態で行うことが好ましい。
このように、板状ガラス素材Ｇを化学強化液に浸漬することによって、板状ガラス素材Ｇの表層のリチウムイオン及びナトリウムイオンが、化学強化液中のイオン半径が相対的に大きいナトリウムイオン及びカリウムイオンにそれぞれ置換され、約５０〜２００μｍの厚さの圧縮応力層が形成される。これにより、板状ガラス素材Ｇが強化されて良好な耐衝撃性が備わるようになる。なお、化学強化処理された板状ガラス素材Ｇは洗浄される。例えば、硫酸で洗浄された後に、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等で洗浄される。
【００５８】
（ｇ）第２研磨（最終研磨）工程
次に、化学強化されて十分に洗浄された板状ガラス素材Ｇに第２研磨が施される（ステップＳ７０）。第２研磨による取り代は、例えば１μｍ程度である。
第２研磨は、主表面を鏡面状に仕上げることを目的とする。第２研磨工程では、第１研磨工程と同様に、両面研磨装置３（図９参照）を用いて板状ガラス素材Ｇに対する研磨が行われるが、使用する研磨液（スラリー）に含有される研磨砥粒、および研磨パッド１０の組成が異なる。第２研磨工程では、第１研磨工程よりも、使用する研磨砥粒の粒径を小さくし、研磨パッド１０の硬さを柔らかくする。例えば、第２研磨工程では、研磨パッドとして例えば軟質発砲樹脂ポリッシャ、研磨材としては例えば、第１研磨工程で用いる酸化セリウム砥粒よりも微細な酸化セリウム砥粒、が用いられる。
【００５９】
第２研磨工程で研磨された板状ガラス素材Ｇは、再度洗浄される。洗浄では、中性洗剤、純水、ＩＰＡが用いられる。
第２研磨により、主表面の平坦度が４μｍ以下であり、主表面の粗さが０．２ｎｍ以下の磁気ディスク用ガラス基板２が得られる。
この後、磁気ディスク用ガラス基板２に、図１に示されるように、磁性層等の各層が成膜されて、磁気ディスク１が作製される。
【００６０】
以上が、図３に沿ったフローの説明である。
以上説明したように、本実施形態の製造方法によれば、プレス成形工程にて、主表面の平坦度が４μｍ以下であり、主表面の粗さが０．０１μｍ以下である表面凹凸を有する板状ガラス素材を成形することができる。そのため、平坦度を向上させるための研削工程、取り代が例えば２００μｍ程度となるような取り代の大きい研削工程を、プレス成形後に行う必要がない。また、言うまでもないが、本実施形態の製造方法では、フロート法によって板状ガラス素材を製作していないため主表面に錫拡散層が形成されず、この錫拡散層を除去するための研削工程を行う必要もない。本実施形態の製造方法の第１研磨工程及び第２研磨工程での板状ガラス素材Ｇの取り代は１０μｍ程度と小さく、圧縮応力層の厚さ（約５０〜２００μｍ）よりも少ない量である。よって、従来の「だれの問題」、すなわち、研削工程による取り代が大きく、引いては研磨工程による取り代が大きいことに起因する従来の「だれの問題」が生じない。
また、プレス成形後の化学強化工程で形成される圧縮応力層により良好な耐衝撃性が得られる。言うまでもないが、本実施形態の製造方法では、フロート法によって板状ガラス素材を製作していないため、主表面の一方の面のみに錫拡散層が形成されることに起因する圧縮応力層のアンバランスが生じることがない。
以上から、本実施形態の製造方法によれば、良好な表面凹凸の精度と耐衝撃性を備えた磁気ディスク用ガラス基板を、効率よく製造することができる。
【００６１】
なお、図３に示すフローでは、化学強化工程（ステップＳ６０）は、第１研磨工程（ステップＳ５０）と第２研磨工程（ステップＳ７０）との間に行われるが、この順番に限定されない。第１研磨工程（ステップＳ５０）の後に第２研磨工程（ステップＳ７０）が行われる限り、化学強化工程（ステップＳ６０）は、適宜配置することができる。例えば、第１研磨工程→第２研磨工程→化学強化工程（以下、工程順序１）の順でもよい。但し、工程順序１では、化学強化工程により生じうる表面凹凸が除去されないことになるため、図３に示した工程順序が、より好ましい。
【実施例】
【００６２】
（実施例、比較例）
以下、実施例及び比較例により、図３に示す方法の有効性を確かめた。
実施例及び比較例では、ガラス材は、アルミノシリケートガラス（ＳｉＯ2を５７〜７４％、ＺｎＯ2を０〜２．８％、Ａｌ2Ｏ3を３〜１５％、Ｌｉ2Ｏを７〜１６％、Ｎａ2Ｏを４〜１４％）を用いた。
実施例及び比較例では、作製されたガラス基板の両主表面に、インライン型スパッタリング装置を用いて、ＣｒＴｉの付着層、ＣｏＴａＺｒ／Ｒｕ／ＣｏＴａＺｒの軟磁性層、ＣｏＣｒＳｉＯ2の非磁性グラニュラー下地層、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2・ＴｉＯ2のグラニュラー磁性層、水素化カーボン保護膜を順次成膜した。この後、成膜された最上層にディップ法によりパーフルオロポリエーテル潤滑層を成膜した。これにより、磁気ディスクを得た。
【００６３】
・実施例１〜５
図４，５に示すプレス成形の方法により成形された、主表面の平坦度が４μｍ以下であり、主表面の粗さが０．００１μｍ〜０．０１０μｍの板状ガラス素材を用いて図３に示すステップＳ２０〜ステップＳ７０を行ってガラス基板を作製した。
【００６４】
・比較例１〜６
また、図４，５に示すプレス成形の方法により成形された、主表面の平坦度が４μｍ以下であり、主表面の粗さが０．０１１μｍ〜１．３３４μｍである板状ガラス素材を用いて、図３に示すステップＳ２０〜ステップＳ７０を行ってガラス基板を作製した。
【００６５】
・比較例７〜８
フロート法により得られた、主表面の平坦度が４μｍ以下であり、主表面の粗さが０．００１〜０．００２μｍの板状ガラス素材を用いて、図３に示すステップＳ２０〜ステップＳ７０を行ってガラス基板を作製した。
【００６６】
・比較例９〜１１
従来のプレス法を用いて得られた、主表面の平坦度が４μｍを超えるガラス素材に対して、主表面の粗さが０．００４〜０．００６μｍの板状ガラス素材を用いて、図３に示すステップＳ２０〜ステップＳ７０を行ってガラス基板を作製した。
【００６７】
実施例および比較例の研磨の条件は以下のように行った。
・第１研磨工程：研磨材として酸化セリウム砥粒（平均粒子サイズ；直径１〜２μｍ）、研磨パッドとして硬質ウレタンパッド、を使用して研磨した。取り代は約３μｍである。
・第２研磨工程：研磨材としてコロイダルシリカ砥粒（平均粒子サイズ；直径０．１μｍ）、研磨パッドとして軟質ポリウレタンパッド、を使用して研磨した。取り代は約１μｍである。
【００６８】
実施例および比較例により得られたガラス基板の平坦度及び表面粗さ（加工後の平坦度及び表面粗さ）を測定した。
さらに、実施例および比較例により得られたガラス基板を元に作製された磁気ディスクに対する磁気ヘッドの浮上安定性を評価するため、ＬＵＬ（ロードアンロード）耐久試験（６０万回）を行った。ＬＵＬ耐久試験とは、ＨＤＤ（ハードディスク装置）を７０℃８０％の恒温恒湿槽に入れた状態で、ヘッドを、ランプ→ＩＤストップ→ランプ→ＩＤストップ→・・・というサイクルで動かし、エラーの発生状況や試験後のヘッドの汚れや摩耗等の異常発生を調査する試験のことである。１つの実施例又は比較例に対して１０台のＨＤＤを用い、８万回／日×７．５日＝６０万回のＬＵＬ試験の結果、ＨＤＤ１台でも異常が見られる場合は不合格として評価した。
下記表１は、実施例１〜５、比較例１〜１１における主表面の粗さ、成形方法及び平坦度（加工前後）と、ＬＵＬ耐久試験結果（合格、不合格）を示す。なお、表１の加工後の表面粗さについて、○は０．２ｎｍ以下の基準（磁気ディスク用ガラス基板として要求される基準）を満足したことを示し、×は０．２ｎｍ以下の基準を満足しなかったことを示す。
【００６９】
【表１】
【００７０】
表１から、図４，５に示すプレス成形の方法により成形されたガラス素材について、その平坦度が４μｍ以下であり、かつ表面粗さが０．０１μｍ以下である場合（実施例１〜５）には、第１研磨工程及び第２研磨工程のみで表面粗さが基準（０．２ｎｍ以下）に達したことが分かる。この場合、ＬＵＬ耐久試験も合格であった。
【００７１】
一方、表１から、図４，５に示すプレス成形の方法により成形されたガラス素材について、その平坦度が４μｍ以下であっても表面粗さが０．０１μｍを超える場合（比較例１〜６）には、第１研磨工程及び第２研磨工程のみでは表面粗さが基準（０．２ｎｍ以下）には達しなかったことが分かる。この場合、ＬＵＬ耐久試験も不合格であった。
表１から、フロート法により成形されたガラス素材（比較例７〜８）は表面粗さ・平坦度が良好であるが、化学強化工程によって錫拡散層のある面と無い面においてイオン交換に差が生じるため表面の応力差から反りが生じ、第１研磨工程及び第２研磨工程のみでは、反りによって悪化した平坦度が改善されなかったことが分かる。この場合、ＬＵＬ耐久試験も不合格であった。
表１から、従来のプレス法により成形されたガラス素材について、その表面粗さが０．０１μｍ以下であっても平坦度が４μｍを超える場合（比較例９〜１１）には、第１研磨工程及び第２研磨工程のみでは平坦度が基準（４μｍ以下）には達しなかったことが分かる。この場合、ＬＵＬ耐久試験も不合格であった。
【００７２】
以上の実施例及び比較例で示したように、本実施形態で参照したプレス成形の方法により成形されたガラス素材について、その平坦度が４μｍ以下であり、かつ表面粗さが０．０１μｍ以下である場合には、取り代が大きい研削工程を経ることなく、第１研磨工程及び第２研磨工程のみで、磁気ディスク用ガラス基板として要求される表面粗さ、平坦度の基準を満足した。
【００７３】
以上、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００７４】
１ 磁気ディスク
２ ガラス基板
３Ａ，３Ｂ 磁性層
４Ａ，４Ｂ 磁気ヘッド
５ 外周エッジ部
１０ 研磨パッド
３１ 上定盤
３２ 下定盤
３３ 研磨用キャリア
３４ インターナルギア
３５ 太陽ギア
１０１，２０１，４００ 装置
１１１ 溶融ガラス流出口
１２０、１３０、１４０，１５０，２２０ プレスユニット
１２１，２２１ 第１の型
１２１ａ、１２２ａ 内周面
１２２，２２２ 第２の型
１２２ｂ スペーサ
１２３ 第１駆動部
１２４ 第２駆動部
１６０ 切断ユニット
１６１，１６２ 切断刃
１７１ 第１コンベア
１７２ 第２コンベア
１７３ 第３コンベア
１７４ 第４コンベア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融ガラスの塊を、互いに対向し、かつ、略同じ温度に設定された一対の型の面を用いて挟み込みプレス成形することにより、板状ガラス素材を成形する工程と、
前記板状ガラス素材の主表面に研磨パッドを押圧させ、前記板状ガラス素材と研磨パッドとの間に研磨材を含む研磨液を供給しながら、前記板状ガラス素材と前記研磨パッドとを相対的に移動させて、前記板状ガラス素材の主表面を研磨する研磨工程と、
を有す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。
【請求項２】
上記板状ガラス素材を成形する工程は、前記一対の型の面で前記塊を略同じタイミングで接触させて挟み込みプレス成形するとともに、一対の型の面で前記塊を挟み込みプレス成形した直後に一対の型を開放す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。
【請求項３】
上記板状ガラス素材は、主表面が磁気ディスク用ガラス基板における目標平坦度を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項４】
研削工程を行うことなく、磁気ディスク用ガラス基板を製造することを特徴とする請求項１乃至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。
【請求項５】
上記板状ガラス素材の主表面の粗さが０．０１μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至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。
【請求項１】
溶融ガラスの塊を、互いに対向し、かつ、略同じ温度に設定された一対の型の面を用いて挟み込みプレス成形することにより、板状ガラス素材を成形する工程と、
前記板状ガラス素材の主表面に研磨パッドを押圧させ、前記板状ガラス素材と研磨パッドとの間に研磨材を含む研磨液を供給しながら、前記板状ガラス素材と前記研磨パッドとを相対的に移動させて、前記板状ガラス素材の主表面を研磨する研磨工程と、
を有す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。
【請求項２】
上記板状ガラス素材を成形する工程は、前記一対の型の面で前記塊を略同じタイミングで接触させて挟み込みプレス成形するとともに、一対の型の面で前記塊を挟み込みプレス成形した直後に一対の型を開放す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。
【請求項３】
上記板状ガラス素材は、主表面が磁気ディスク用ガラス基板における目標平坦度を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項４】
研削工程を行うことなく、磁気ディスク用ガラス基板を製造することを特徴とする請求項１乃至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。
【請求項５】
上記板状ガラス素材の主表面の粗さが０．０１μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１３３８８３（Ｐ２０１２−１３３８８３Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−７４００５（Ｐ２０１２−７４００５）
【出願日】平成２４年３月２８日（２０１２．３．２８）
【分割の表示】特願２０１０−２８８９６９（Ｐ２０１０−２８８９６９）の分割
【原出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月２８日（２０１２．３．２８）
【分割の表示】特願２０１０−２８８９６９（Ｐ２０１０−２８８９６９）の分割
【原出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
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