(57)【要約】【課題】ガラス基板の表面に付着した研磨剤や不純物を除去する洗浄工程において、ガラス基板の表面にキズをつけてしまうのを防止可能な洗浄用ブラシを提供すること。【解決手段】この洗浄用ブラシ１は、被洗浄体を洗浄するための洗浄用ブラシであり、回転軸４を中心に回転する円筒形状のブラシ本体２と、ブラシ本体２の外周面上に配列された複数のブラシ片３とを具備する。各ブラシ片３は、短辺３ａと長辺３ｂとからなる長方形の先端面３ｄを有し、短辺３ａは、回転軸４に対して垂直な辺であり、長辺３ｂは、回転軸４に対して平行な辺であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被洗浄体を洗浄するための洗浄用ブラシであって、
回転軸を中心に回転する円筒形状のブラシ本体と、
前記ブラシ本体の外周面上に配列された複数のブラシ片とを具備し、
各ブラシ片は、短辺と長辺とからなる長方形の先端面を有し、
前記短辺は、前記回転軸に対して垂直な辺であり、
前記長辺は、前記回転軸に対して平行な辺であることを特徴とする洗浄用ブラシ。
【請求項２】
前記各ブラシ片の基端部は、前記ブラシ本体の外周面上に固定されており、
前記ブラシ片の前記基端部から前記先端面までの高さに対する、前記短辺の長さの比は、０．１〜０．５であることを特徴とする請求項１に記載の洗浄用ブラシ。
【請求項３】
前記各ブラシ片は、断面が前記先端面と同一形状をなす平板形状の長方体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の洗浄用ブラシ。
【請求項４】
前記長辺の長さに対する、前記短辺の長さの比は、０．０５〜０．２であ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洗浄用ブラシ。
【請求項５】
前記各ブラシ片は、ポリビニルアセタール系多孔質素材から構成され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洗浄用ブラシ。
【請求項６】
前記被洗浄体は、磁気ディスク用ガラス基板であることを特徴とする請求項１乃至５に記載の洗浄用ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被洗浄体を洗浄するための洗浄用ブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高記録密度化に適したＨＤＤ装置などの磁気ディスク用基板の一つとして、ガラス基板が用いられている。ガラス基板は、金属の基板に比べて剛性が高いので、磁気ディスク装置の高速回転化に適している。また、ガラス基板は、平滑で平坦な表面が得られるので、磁気ヘッドの浮上量を低下させることができ、Ｓ／Ｎ比の向上及び高記録密度化に適している。
【０００３】
一般に、磁気ディスク用ガラス基板の製造工程では、ガラス基板の表面を精度の高い面に仕上げるために、表面を研磨材によって研磨する研磨工程が行われる。また、研磨工程の後には、ガラス基板の表面に付着した研磨材、研磨屑、その他の不純物を除去する洗浄工程が行われる。
この洗浄工程は、突起の付いた洗浄用ブラシでガラス基板の表面をブラッシングすることによって行われることが知られている（例えば、特許文献１及び２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００-２４６１８７号公報
【特許文献２】特開２００８-１１９６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、突起の付いた洗浄用ブラシでガラス基板の表面をブラッシングする場合、図６に示すように、ガラス基板に対する洗浄用ブラシの押し付け圧力が所定値（図６の場合、４００付近）を超えてしまうと、ガラス基板の表面に付着した研磨材や不純物を除去しようとして、ガラス基板の表面にキズをつけ易くなるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ガラス基板の表面に付着した研磨剤や不純物を除去する洗浄工程において、ガラス基板の表面にキズをつけてしまうのを防止可能な洗浄用ブラシ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】
【０００７】
本発明の洗浄用ブラシは、被洗浄体を洗浄するための洗浄用ブラシであって、回転軸を中心に回転する円筒形状のブラシ本体と、前記ブラシ本体の外周面上に配列された複数のブラシ片とを具備し、各ブラシ片は、短辺と長辺とからなる長方形の先端面を有し、前記短辺は、前記回転軸に対して垂直な辺であり、前記長辺は、前記回転軸に対して平行な辺であることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、各ブラシ片の先端面が長方形であり、当該長方形の短辺が、回転軸に対して垂直、すなわち、ブラシ本体の周方向に対して平行となる。このため、被洗浄体に対する各ブラシ片の接触面は、ブラシ本体の周方向の幅が均一で短い線形状となる。このような接触面では、被洗浄体に対する押付け圧力が、接触面内で略均一に分散される。したがって、被洗浄体に対する押付け圧力が接触面の一部に集中することによって、被洗浄体に対してキズをつけてしまうのを防止できる。
【０００９】
また、上記洗浄用ブラシにおいて、前記各ブラシ片の基端部は、前記ブラシ本体の外周面上に固定されており、前記ブラシ片の前記基端部から前記先端面までの高さに対する、前記短辺の長さの比は、０．１〜０．５であることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、ブラシ本体の周方向に対して平行となる短辺の長さを、周方向に対して垂直となるブラシ片の高さに対して、十分に短くできる。このため、ブラシ片をブラシ本体の周方向に曲がり易くすることができる。
【００１１】
また、上記洗浄用ブラシにおいて、前記各ブラシ片は、断面が前記先端面と同一形状をなす平板形状の長方体であることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、ブラシ片が薄い平板形状の長方体であるため、円柱形状のブラシ片と比較して、ブラシ片の柔軟性を高めることができる。
【００１３】
また、上記洗浄用ブラシにおいて、前記長辺の長さに対する、前記短辺の長さの比は、０．０５〜０．２であることを特徴とする。
【００１４】
また、上記洗浄用ブラシにおいて、前記各ブラシ片は、ブラシ本体と同様、ポリビニルアセタール系多孔質素材から構成されることを特徴とする。
【００１５】
また、上記洗浄用ブラシにおいて、前記被洗浄体は、磁気ディスク用ガラス基板であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ガラス基板の表面に付着した研磨剤や不純物を除去する洗浄工程において、ガラス基板の表面にキズをつけてしまうのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る洗浄用ブラシの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る洗浄用ブラシのブラシ片を拡大した模式図である。
【図３】（ａ）本発明の実施形態に係るブラシ片の先端面と、（ｂ）本発明の実施形態に係るブラシ片のガラス基板に対する接触面とを示す図である。
【図４】（ａ）比較例に係るブラシ片の先端面と、（ｂ）比較例に係るブラシ片のガラス基板に対する接触面とを示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るブラシ片を有する洗浄用ブラシと比較例に係るブラシ片を有する洗浄用ブラシとの欠陥数の比較結果を示す図である。
【図６】従来の洗浄用ブラシの押付け圧力に対するガラス基板上の欠陥数を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本実施形態に係る洗浄用ブラシの構成について説明する。この洗浄用ブラシは、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の洗浄工程で用いられるが、磁気ディスク用ガラス基板以外の基板の洗浄にも用いることが可能である。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る洗浄用ブラシの斜視図である。図１に示すように、洗浄用ブラシ１は、円筒形状のブラシ本体２と、ブラシ本体２の外周面上に配列された複数のブラシ片３と、ブラシ本体２の回転軸４とから構成される。ブラシ本体２の外周面に設けられた複数のブラシ片３は、回転軸４と平行にブラシ片列を形成するように配列される。かかるブラシ片列は、ブラシ本体２の周方向２ａの全面に形成される。また、隣接するブラシ片列は、各ブラシ片３の隙間を埋めるように交互に配置される。
【００２０】
図２は、洗浄用ブラシ１のブラシ片３を拡大した模式図である。図２に示すように、ブラシ片３は、短辺３ａと長辺３ｂとからなる長方形の先端面３ｄを有する。短辺３ａは、ブラシ本体２の回転軸４に対して垂直な辺であり、長辺３ｂは、ブラシ本体２の回転軸４に対して平行な辺である。なお、長辺３ｂの長さに対する短辺３ａの長さの比は、０．０５〜０．２であることが望ましい。
【００２１】
また、ブラシ片３は、ブラシ片３の断面が先端面３ｄと同一形状をなす平板形状の長方体である。ブラシ片３の基端部３ｅは、先端面３ｄと同一形状であり、ブラシ本体２の外周面上に固定されている。ここで、ブラシ片３の基端部３ｅから先端面３ｄまでの高さ３ｃに対する短辺３ａの長さの比は、０．１〜０．５であることが望ましい。
【００２２】
また、ブラシ片３は、柔軟性と適度な反発弾性を示す素材、例えば、ポリビニルアセタール系多孔質素材から構成される。なお、ブラシ本体２も、ブラシ片３と同様に、ポリビニルアセタール系多孔質素材から構成されていてもよい。
【００２３】
次に、以上のように構成された洗浄用ブラシ１を用いたガラス基板５の洗浄方法について、比較例を用いて説明する。
【００２４】
図３（ａ）は、本発明の実施形態に係るブラシ片３の先端面３ｄを示す図であり、同図（ｂ）は、本発明の実施形態に係るブラシ片３のガラス基板５に対する接触面３ｆを示す図である。図４（ａ）は、比較例となる洗浄用ブラシ１のブラシ片６の先端面６ｂを示す図であり、同図（ｂ）は、比較例となる洗浄用ブラシ１のブラシ片６のガラス基板５に対する接触面６ｃを示す図である。
【００２５】
ガラス基板５の洗浄は、ブラシ本体２の外周面上に配列された各ブラシ片３を、ガラス基板５の洗浄面５ａに接触させることによって行われる。具体的には、ブラシ片３は、ブラシ本体２の周方向２ａにガラス基板５によって押圧された変形状態（図３（ｂ）参照）と、ガラス基板５から離れた変形解除状態（図３（ａ）参照）を頻繁に繰り返すことによって、ガラス基板５の洗浄面５ａをブラッシングする。このブラッシング作用により、ガラス基板５の洗浄面５ａに付着した研磨材、研磨屑、その他の不純物が除去される。
【００２６】
ここで、本実施形態に係る洗浄用ブラシ１では、図３（ａ）に示すように、ブラシ片３の先端面３ｄは長方形であり、当該長方形の短辺３ａが回転軸４に対して垂直である。ここで、図１に示すように、回転軸４はブラシ本体２の周方向２ａに対して垂直であるため、短辺３ａはブラシ本体２の周方向２ａに対して平行となる。このため、図３（ｂ）に示すように、ガラス基板５の洗浄面５ａに対するブラシ片３の接触面３ｆは、ブラシ本体２の周方向２ａに対する幅が均一で短い線形状となる。
【００２７】
このような接触面３ｆでは、洗浄面５ａに対する押付け圧力が、接触面３ｆ内で略均一に分散され、接触面３ｆ内の一部に集中することがない。したがって、洗浄面５ａに対する押付け圧力が所定値を超え難くなり、洗浄面５ａに対してキズをつけてしまう確率も低くなる。
【００２８】
一方、比較例となる洗浄用ブラシでは、図４（ａ）に示すように、ブラシ片６の先端面６ｂは直径６ａの円形である。このため、図４（ｂ）に示すように、ブラシ片６の先端面６ｂの円周部分の角が、ガラス基板５の洗浄面５ａに点接触した後、徐々に変形していく。したがって、ガラス基板５の洗浄面５ａに対するブラシ片６の接触面６ｃは、非線形の歪んだ形状となる。
【００２９】
このような接触面６ｃでは、洗浄面５ａに対する押付け圧力が、接触面６ｃ内の一部分６ｄ、すなわち、洗浄面５ａに点接触した部分６ｄに集中してしまう。したがって、部分６ｄに接触する洗浄面５ａに対する押付け圧力が所定値を超え易くなり、部分６ｄに接触する洗浄面５ａにキズをつけてしまう確率が高くなる。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態に係る洗浄用ブラシ１では、ガラス基板５の洗浄面５ａに対する各ブラシ片３の接触面３ｆは、ブラシ本体２の周方向２ａの幅が均一で短い線形状となる。このような接触面３ｆでは、ガラス基板５の洗浄面５ａに対する押付け圧力が、接触面３ｆ内で略均一に分散される。したがって、ガラス基板５の洗浄面５ａに対する押付け圧力が接触面の一部に集中することによって、ガラス基板５の洗浄面５ａに対してキズをつけてしまうのを防止できる。
【００３１】
また、本実施形態に係る洗浄用ブラシ１のブラシ片３では、ブラシ本体２の周方向２ａに対して平行となる短辺３ａの長さが、周方向２ａに対して垂直方向の高さ３ｃに対して十分に短いため、ブラシ片３をブラシ本体２の周方向２ａに曲がり易くすることができる。また、ブラシ片３は、断面が先端面３ｄと同一形状をなす平板形状の長方体であるため、円柱形状のブラシ片６と比較して、ブラシ片３の柔軟性を高めることができる。また、ブラシ片３の素材としては、ポリビニルアセタール系多孔質素材を用いているため、ブラシ片３は、柔軟性と適度な反発弾性を有する。
【００３２】
このように、本実施形態に係る洗浄用ブラシ１では、ブラシ片３の形状や素材によって、ブラシ片３が柔軟性と適度な反発弾性を有するため、ガラス基板５の洗浄面５ａに対するブラシ片３の押付け圧力が過剰となりすぎない。したがって、ガラス基板５の洗浄面５ａに対する押付け圧力が過剰となることによって、ガラス基板５の洗浄面５ａにキズをつけてしまうことも防ぐことができる。
【００３３】
（実施例）
以下に実施例を挙げて、本発明の実施の形態について具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３４】
以下の（１）切り出し工程、（２）形状加工工程、（３）粗面化工程、（４）精ラッピング工程、（５）端面研磨工程、（６）主表面研磨工程、（７）化学強化工程、（８）洗浄工程、（９）検査工程を経て本実施例の磁気ディスク用ガラス基板を製造した。
【００３５】
なお、磁気ディスク用ガラス基板を製造するための板状のガラス素材はフロート法により製造した。フロート法では、融液を溶融スズの上に流し、そのまま固化させる。板ガラスの両面はガラスの自由表面とガラス／スズの界面であるため研磨せずにＲａが０．００１μｍ以下の鏡面をなす板状のガラス素材を得た。
【００３６】
（１）切り出し工程
フロート法で製造した厚さ０．９５ｍｍのアルミノシリケートガラスからなる板状ガラス素材を所定の大きさの四角形に切断したものを使用し、そのトップ面にガラスカッターで、磁気ディスク用ガラス基板となされる領域の外周側及び内周側の略周縁を描く円形の切り筋を形成した。なお、このアルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ２：５８質量％〜７５質量％、Ａｌ２Ｏ３：５質量％〜２３質量％、Ｌｉ２Ｏ：３質量％〜１０質量％、Ｎａ２Ｏ：４質量％〜１３質量％を含有する化学強化用ガラスを使用した。次いで、上記切り筋を形成した板状ガラスのトップ面側を全体的にヒータで加熱し、上記切り筋を板状ガラスのボトム面側に進行させて所定の直径を有するガラス基板５（鏡面板ガラス）を切り出した。
【００３７】
（２）形状加工工程
次に、外周端面及び内周端面の研削をして外径を６５ｍｍφ、内径（中心部の円孔の直径）を２０ｍｍφとした後、外周端面および内周端面に所定の面取り加工を施した。このときのガラス基板５の端面の表面粗さは、Ｒｍａｘで２μｍ程度であった。
【００３８】
（３）粗面化工程
４．０ＭのＨＦを用い、これに緩衝剤としてＫＯＨを加えてなる処理液を調製した。この処理液のｐＨは４．５５であった。この処理液にガラス基板５を浸漬して、ガラス表面にフロスト加工を行った。フロスト加工の処理温度は５０℃であり、処理時間は４２０秒とした。このフロスト加工においては、ＨＦ２−が腐食因子であり、ＫＦが防食因子として働く。このフロスト加工により、鏡面ガラス基板５の表面全体がほぼ均一の表面粗さＲａ＝０．０１μｍ〜０．４μｍ程度になった。なお、粗面化工程で目標とする表面粗さは、後の精ラッピング工程で使用する固定砥粒の粒度との関係で決めることが望ましい。
【００３９】
（４）精ラッピング工程（表面研削工程）
粗面化されたガラス基板５の主表面を、固定砥粒研磨パッドを用いて研削した。固定砥粒研磨パッドとして、ダイヤモンドシートを用いた。ダイヤモンドシートは、ダイヤモンド粒子を研削砥粒として備えたものである。ダイヤモンドシートは、基材としてＰＥＴからなるシートを備えている。ダイヤモンド粒子の平均粒径はＢ＝４μｍであった。
【００４０】
精ラッピング工程では、粗面化されたガラス基板５をラッピング装置にセットして、ダイヤモンドシートを用いてディスク表面をラッピングすることにより、高加工レートで表面粗さＲａを０．１μｍ以下で、平坦度を６μｍ以下とすることができた。
【００４１】
このように、事前にガラス基板５の主表面が粗面化工程で粗面化されているので、微細な固定砥粒の引っ掛かりとなる凸部がガラス基板５の主表面に形成され、固定砥粒が素材表面を滑ってしまう不具合を防止でき、精ラッピング工程における加工レートは、表面研磨開始から高加工レートを実現することができる。ここでの加工レートは６．０μｍ／分であった。
【００４２】
（５）端面研磨工程
次いで、ブラシ研磨により、ガラス基板５を回転させながらガラス基板５の端面（内周、外周）の表面の粗さを、Ｒｍａｘで０．４μｍ、Ｒａで０．１μｍ程度に研磨した。
【００４３】
（６）主表面研磨工程
次に、上述したラッピング工程で残留した傷や歪みの除去するための第１研磨工程を、両面研磨装置を用いて行った。両面研磨装置においては、研磨パッドが貼り付けられた上下研磨定盤の間にキャリアにより保持したガラス基板５を密着させ、このキャリアを太陽歯車と内歯歯車とに噛合させ、上記ガラス基板５を上下研磨定盤によって挟圧する。その後、研磨パッドとガラス基板５の研磨面との間に研磨液を供給して回転させることによって、ガラス基板５が研磨定盤上で自転しながら公転して両面を同時に研磨加工するものである。具体的には、ポリシャとして硬質ポリシャ（硬質発泡ウレタン）を用い、第１研磨工程を実施した。
【００４４】
次いで、上記の第１研磨工程で使用したものと同じ両面研磨装置を用い、ポリシャを軟質ポリシャ（スウェード）の研磨パッドに替えて第２研磨工程を実施した。この第２研磨工程は、上述した第１研磨工程で得られた平坦な表面を維持しつつ、例えばガラス基板５の主表面の表面粗さをＲｍａｘで３ｎｍ程度以下の平滑な鏡面に仕上げるための鏡面研磨加工である。
【００４５】
（７）化学強化工程
次に、ガラス基板５に化学強化を施した。ガラス基板５の表面に存在するイオン（例えば、アルミノシリケートガラス使用の場合、Ｌｉ＋及びＮａ＋）よりもイオン半径の大きなイオン（Ｎａ＋及びＫ＋）にイオン交換する。ガラス基板５の表面において（例えば、ガラス基板５の表面から約５μｍまで）、イオン半径の大きい原子とイオン交換を行って、ガラス表面に圧縮応力を与えることでガラス基板５の剛性を上げている。このようにして、本実施例の磁気ディスク用ガラス基板を得た。
【００４６】
（８）洗浄工程
ガラス基板５の表面に付着した研磨剤、研磨屑、不純物を除去するために、平板形状のブラシ片３を有する洗浄用ブラシ１を用いて、スクラブ洗浄を行った。スクラブ洗浄の洗浄時間は１０秒とし、洗浄用ブラシ１の回転数は３００ｒｐｍとした。また、平板形状のブラシ片３の素材として、ポリビニルアセタール系多孔質素材を使用した。
【００４７】
なお、本実施例では、洗浄工程を便宜的に化学強化工程の後に記載したが、洗浄工程は、精ラッピング工程（表面研削工程）から第１研磨工程および第２研磨工程までの各工程間でも適宜行われる。
【００４８】
（９）検査工程
ガラス基板５の両主表面について、記録面を形成するためのスペックを満足しているか否かを検査した。具体的には、化学強化されたガラス基板５の両主表面について、平板形状のブラシ片３を有する洗浄用ブラシ１を用いて洗浄を行った後、ガラス基板５の表面上のキズ、汚れ（パーティクル）、素材要因、形状変化等の欠陥を検査した。この結果、図５に示すように、平板形状のブラシ片３を有する洗浄用ブラシ１を用いた場合のガラス基板５の表面上の欠陥数は、３８であった。
【００４９】
（比較例）
比較例では、平板形状のブラシ片３を有する洗浄用ブラシ１の代わりに、円柱形状のブラシ片６を有する洗浄用ブラシ１を用いて、洗浄工程を行った。スクラブ洗浄の洗浄時間は１０秒とし、洗浄用ブラシ１の回転数は３００ｒｐｍとした。また、円柱形状のブラシ片６の素材として、ポリビニルアセタール系多孔質素材を使用した。
【００５０】
このような洗浄工程の後、検査工程を行った。なお、上記以外の各工程の条件は、実施例と同様とした。この結果、図５に示すように、円柱形状のブラシ片６を有する洗浄用ブラシ１を用いた場合のガラス基板５の表面上の欠陥数は、５４となった。
【００５１】
以上説明したように、実施例及び比較例における検査工程の結果、ガラス基板５の表面上の欠陥数は、図５に示すように、平板形状のブラシ片３を用いてガラス基板５の表面を洗浄した場合は「３８」であるのに対して、円柱形状のブラシ片６を用いてガラス基板５の表面を洗浄した場合は「５４」となった。
【００５２】
すなわち、平板形状のブラシ片３を有する洗浄用ブラシ１を用いて洗浄工程を行うことにより、ガラス基板の表面にキズをつけてしまうのを防ぐことができたため、円柱形状のブラシ片６を有する洗浄用ブラシ１を用いて洗浄工程を行った場合と比較して、ガラス基板５の表面上の欠陥数を軽減することができた。
【００５３】
本発明は、上記実施の携帯に限定されず、種々変更して実施することができる。例えば、上記実施形態における材質、個数、サイズ、処理手順などは一例であり、本発明の効果を発揮する範囲内において種々変更して実施することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１…ブラシ
２…ブラシ本体
３…ブラシ片（平板形状）
３ａ…短辺
３ｂ…長辺
３ｃ…高さ
３ｄ…先端面
３ｅ…基端面
３ｆ…接触面
４…回転軸
５…ガラス基板
５ａ…洗浄面
６…ブラシ片（円柱形状）
６ａ…直径
６ｂ…先端面
６ｃ…接触面
６ｄ…接触面の一部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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