(57)【要約】  プレス成形によって板厚偏差が低減した磁気ディスク用ガラスブランクが得られる磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法および磁気ディスク用ガラス基板の製造方法が提供される。互いに対向する一対の金型を用いて、溶融ガラスの塊をプレス成形する成形工程を含む磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法であって、前記一対の金型は、前記プレス成形するためのプレス成形面と、前記プレス成形面の外周から前記一対の金型の対向方向に突出するように形成され、前記対向方向の突出高さに基づき前記磁気ディスク用ガラスブランクの板厚を設定するための板厚設定部とを有し、前記成形工程では、前記溶融ガラスのプレス成形時に前記プレス成形面から前記板厚設定部に前記溶融ガラスの熱が伝わるときの前記板厚設定部の前記突出高さを均一にするための均一化部材を用いて、前記板厚設定部の前記突出高さを均一にした状態で、プレス成形を行う。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する一対の金型を用いて、溶融ガラスの塊をプレス成形する成形工程を含む磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法であって、
前記一対の金型は、前記プレス成形するためのプレス成形面と、前記プレス成形面の外周から前記一対の金型の対向方向に突出するように、前記プレス成形面を囲むように設けられ、前記対向方向の突出高さに基づき前記磁気ディスク用ガラスブランクの板厚を設定するための板厚設定部とを有し、
前記成形工程では、プレス開始時からプレス終了時までの間で一対の金型のプレス成形面同士の平行状態を維持して、成形されるガラスブランクの一対の主表面が互いに平行となるよう各金型の板厚設定部の突出高さを均一に調節した状態でプレス成形を行うことを特徴とする磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項２】
互いに対向する一対の金型を用いて、溶融ガラスの塊をプレス成形する成形工程を含む磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法であって、
前記一対の金型は、前記プレス成形するためのプレス成形面と、前記プレス成形面の外周から前記一対の金型の対向方向に突出するように、前記プレス成形面を囲むように設けられ、前記対向方向の突出高さに基づき前記磁気ディスク用ガラスブランクの板厚を設定するための板厚設定部とを有し、
前記成形工程では、前記溶融ガラスのプレス成形時に前記プレス成形面から前記板厚設定部に前記溶融ガラスの熱が伝わるときの前記板厚設定部の前記突出高さを均一にするための均一化部材を用いて、前記板厚設定部の前記突出高さを均一にした状態で、プレス成形を行うことを特徴とする磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項３】
前記均一化部材は、前記溶融ガラスの熱が伝わるときの前記板厚設定部内の温度差を低減するための均熱部材である、請求項２に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項４】
前記成形工程では、前記板厚設定部の温度を調整する手段であって、所望の平坦度のガラスブランクを得るために各金型のプレス成形面の前記溶融ガラスと接する温度がプレス成形面同士で揃うように制御するための温度制御手段、を用いて前記板厚設定部の温度を制御した状態で、プレス成形を行う、請求項２又は３に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項５】
互いに対向する一対の金型を用いて、溶融ガラスの塊をプレス成形する成形工程を含む磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法であって、
前記一対の金型は、前記プレス成形するためのプレス成形面と、前記プレス成形面の外周から前記一対の金型の対向方向に突出するように、前記プレス成形面を囲むように設けられ、前記対向方向の突出高さに基づき前記磁気ディスク用ガラスブランクの板厚を設定するための板厚設定部とを有し、
前記成形工程では、前記板厚設定部の前記突出高さに関する情報を取得し、前記板厚設定部の温度を、前記板厚設定部の温度を制御する温度制御手段を用いて、前記突出高さに関する情報に基づき制御することにより、前記板厚設定部の前記突出高さが均一になるように調整された状態で、プレス成形を行うことを特徴とする磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項６】
前記温度制御手段は、所望の平坦度のガラスブランクを得るために各金型のプレス成形面の前記溶融ガラスと接する温度がプレス成形面同士で揃うように制御するための手段であって、
前記温度制御手段は前記板厚設定部の外周に設けられている、請求項５に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項７】
前記板厚設定部と前記温度制御手段との間には、前記板厚設定部内の温度差を低減するための均熱部材が設けられている、請求項５又は６に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項８】
前記成形工程では、前記板厚設定部の温度を、前記板厚設定部の前記突出高さに関する情報として取得する、請求項５〜７の何れか１項に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項９】
前記成形工程では、前記一対の金型を用いたプレス成形により得られた磁気ディスク用ガラスブランクの板厚を、前記板厚設定部の前記突出高さに関する情報として取得する、請求項５〜７の何れか１項に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項１０】
前記均熱部材は、熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料で形成されている、請求項３又は７に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項１１】
前記板厚設定部は、ビッカース硬さが１０００ＨＶ以上の材料で形成されている、請求項１〜１０の何れか１項に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項１２】
前記成形工程では、落下中の溶融ガラスの塊を、水平方向両側から一対の金型でプレス成形する、請求項１〜１１のいずれかに記載された磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項１３】
前記成形工程において、溶融ガラスの塊と接触する前に予め金型を加熱し、溶融ガラスの塊と接触後に金型を冷却する、請求項１〜１２の何れか１項に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項１４】
前記成形工程では、一対の型のプレス面の温度が溶融ガラスのガラス転移点以上屈服点未満の温度で、前記溶融ガラスの塊をプレスする、請求項１〜１３の何れか１項に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項１５】
前記成形工程では、ガラスブランクの残留応力値が、ガラスブランクの機械加工で破断が生じない許容値以下となるようにプレスする、請求項１〜１４の何れか１項に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項１６】
溶融ガラスのガラス転移点が６５０℃以上である、請求項１〜１５の何れか１項に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項１７】
互いに対向する一対の金型を用いて、溶融ガラスの塊をプレス成形する成形工程を含む磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法であって、
前記一対の金型は、前記プレス成形するためのプレス成形面と、前記プレス成形面の外周から前記一対の金型の対向方向に突出するように、前記プレス成形面を囲むように設けられ、前記対向方向の突出高さに基づき前記磁気ディスク用ガラスブランクの板厚を設定するための板厚設定部とを有し、
板厚設定部の温度と板厚設定部の前記対向方向の熱膨張量との相関関係を予め求めておき、前記相関関係に基づいて、一対の金型が閉じた際にプレス成形面同士の間の距離が目標の距離となるように板厚設定部の温度から板厚設定部の熱膨張量を決定し、温度制御手段を用いて板厚設定部の熱膨張による突出高さを変化させることにより、プレス時のガラスブランクの板厚を所望の板厚に調整することを特徴とする磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項１８】
(新規従属) 
前記成形工程では、溶融ガラス供給部から供給され落下中の溶融ガラスの塊を、水平方向の両側からプレス成形する、請求項１７に記載された磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項１９】
前記温度制御手段は、プレス成形面と板厚設定部との温度が異なるようにそれぞれ独立に温度を制御する、請求項１７又は１８に記載された磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項２０】
板厚調整部においてプレス成形面に近い部分と遠い部分とで、熱膨張率及び／又は熱伝導率が異なる部材で構成されている、請求項１７〜１９の何れか１項に記載された磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項２１】
前記成形工程において、溶融ガラスの塊と接触する前に予め金型を加熱し、溶融ガラスの塊と接触後に金型を冷却する、請求項１７〜２０の何れか１項に記載された磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項２２】
一対の金型を持つプレスユニットを複数用いてプレスする構成であり、ユニット単位で一対の金型が閉じた際のプレス成形面同士の間の距離を調整する、請求項１７〜２１の何れか１項に記載された磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項２３】
全ユニットのブランクの板厚が一致するように、各ユニットの一対の金型が閉じた際のプレス成形面同士の間の距離を調整する、請求項２２に記載された磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項２４】
請求項１〜２３の何れか１項に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法により製造された磁気ディスク用ガラスブランクを用いて、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磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項２５】
前記磁気ディスク用ガラスブランクに対して研磨加工を施すことにより、前記磁気ディスク用ガラスブランクの板厚の９０％以上の板厚を有する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２４に記載の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、磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法および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、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(ＨＤＤ：Hard Disk Drive)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として、金属基板（アルミニウム基板）等に比べて塑性変形し難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】
磁気ヘッドは、例えば磁気抵抗効果型素子を備えているが、このような磁気ヘッドに固有の障害としてサーマルアスペリティ障害を引き起こす場合がある。サーマルアスペリティ障害とは、磁気ディスクの微小な凹凸形状の主表面上を磁気ヘッドが浮上飛行しながら通過するときに、空気の断熱圧縮または接触により磁気抵抗効果型素子が加熱され、読み出しエラーを生じる障害である。そのため、サーマルアスペリティ障害を回避するため、磁気ディスク用ガラス基板の主表面の表面粗さ、平面度などの表面性状は良好なレベルとなるように作製されている。【０００４】
従来の板状ガラス（ガラスブランク）の製造方法としては、垂直ダイレクトプレス法（特許文献１）や、水平ダイレクトプレス法（特許文献２）が知られている。垂直ダイレクトプレス法では、鉛直方向に対向する一対の金型のうち下方の金型上に溶融ガラスの塊（溶融ガラス塊）を供給し、上方の金型を使用して溶融ガラス塊をプレス成形している。一方、水平ダイレクトプレス法では、落下中の溶融ガラス塊を、溶融ガラス塊の落下方向に対して直交する方向（水平方向）に対向配置された一対の金型を用いてプレス成形している。【０００５】
これらのプレス法に用いられる金型は、溶融ガラス塊をプレス成形するためのプレス成形面と、プレス成形面の外周から一対の金型間の対向方向に突出するように形成され、対向方向の突出高さに基づき板状ガラスの板厚を設定するための板厚設定部を有している。溶融ガラス塊をプレス成形する際、板厚設定部が対向相手の金型に当接することにより、各金型のプレス成形面間の間隔が一定、すなわち各金型のプレス成形面が平行して対向するように維持され、板状の空間が形成される。そして、溶融ガラス塊が各金型のプレス成形面の間に挟み込まれることにより、ガラスブランクが成形される。ここで、各金型のプレス成形面間の間隔は、板厚設定部のプレス成形面からの突出高さに基づいて形成される。これにより、ガラスブランクの板厚は、板厚設定部の突出高さに基づき設定されるようになっている。【０００６】
また、プレス成形により作製されたガラスブランクから磁気ディスク用ガラス基板を製造する従来の方法では、ガラスブランクの主表面を研削する研削（ラップ）工程を行うことにより、ガラスブランクの板厚を均一、すなわちガラスブランクの板厚偏差を低減した上で、ガラスブランクの主表面の表面粗さを改善するための研磨（ポリッシング）工程を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２５５５２１号公報
【特許文献２】特開２０１１−２０７７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、情報化社会の進展とともに、磁気ディスク等の磁気記録媒体の低価格化の要求は日増しに高まってきており、この要求に応じるためには、磁気ディスク用ガラス基板の低価格化を実現する必要がある。磁気ディスク用ガラス基板の低価格化を実現するために、例えば、研削工程や研磨工程における主表面の取り代を低減することや、研削工程を省略すること等が検討されている。ここで、研削工程を省略する場合には、ガラスブランクがプレス成形により作製された時点で、ガラスブランクの板厚偏差が十分に低減されている必要がある。これは、ガラスブランクの板厚偏差が大きい状態で研削工程を省略して研磨工程を行った場合、研磨工程で用いられる研磨パッドをガラスブランクの主表面全面に接触させることができないので、ガラスブランクの主表面全面を均一に研磨することで表面粗さを改善することができず、結果として、表面性状が良好なレベルとなる磁気ディスク用ガラス基板を得ることが困難になるからである。【０００９】
しかしながら、上記のプレス法を単に用いたとき、プレス成形された時点でのガラスブランクの板厚偏差が十分に低減されない場合がある。この理由は、以下のとおりである。
すなわち、上記のプレス法では、溶融ガラス塊のプレス成形が開始されると、溶融ガラス塊は、各金型のプレス成形面と接触することにより冷却されて固化する。この場合、溶融ガラス塊の熱は、各金型のプレス成形面から板厚設定部に伝わり、板厚設定部から外部に排出される。ここで、板厚設定部のうちプレス成形面と溶融ガラス塊との接触位置に近い部分には、溶融ガラス塊の熱が他の部分と比較して伝わり易くなるので、プレス成形が長時間連続して行われると、板厚設定部内の温度分布が不均一になる。この場合、板厚設定部の熱膨張量が不均一になることにより、板厚設定部のプレス成形面からの突出高さが不均一になるため、例えば図２０に示すように、プレス成形時における各金型のプレス成形面間の間隔が一定でなくなる（図２０にＤ１，Ｄ２で示す）。このため、プレス成形によって作製されるガラスブランクの板厚偏差が大きくなる。
また、溶融ガラス塊が各金型によって急冷されることにより、ガラスブランクが割れる等して破損することを防ぐために、各金型は、板厚設定部の外周面が所定の加熱手段（例えばヒータ等）によって加熱されることにより、プレス成形の際に所定の温度になるように予め制御される場合がある。ここで、例えば、加熱手段が板厚設定部の外周面の一部のみを加熱するように構成されている等のように、板厚設定部の外周面全面が均等に加熱されない場合には、加熱手段による加熱量が板厚設定部の位置によって異なるため、板厚設定部内の温度分布が不均一になる。この場合、板厚設定部の熱膨張量が不均一になることにより、板厚設定部のプレス成形面からの突出高さが不均一になるため、プレス成形時における各金型のプレス成形面間の間隔が一定でなくなる。このため、プレス成形によって作製されるガラスブランクの板厚偏差が大きくなる。
ガラスブランクの板厚偏差が大きくなった場合には研削工程が必要となることから、磁気ディスク用ガラス基板の低価格化を図ることが困難であった。【００１０】
本発明は、プレス成形によって板厚偏差が低減した磁気ディスク用ガラスブランクが得られる磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法および磁気ディスク用ガラス基板の製造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】
【００１１】
本発明の一態様は、互いに対向する一対の金型を用いて、溶融ガラスの塊をプレス成形する成形工程を含む磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法である。
第１の観点の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法は、前記一対の金型は、前記プレス成形するためのプレス成形面と、前記プレス成形面の外周から前記一対の金型の対向方向に突出するように、前記プレス成形面を囲むように設けられ、前記対向方向の突出高さに基づき前記磁気ディスク用ガラスブランクの板厚を設定するための板厚設定部とを有し、前記成形工程では、プレス開始時からプレス終了時までの間で一対の金型のプレス成形面同士の平行状態を維持して、成形されるガラスブランクの一対の主表面が互いに平行となるよう各金型の板厚設定部の突出高さを均一に調節した状態でプレス成形を行う。【００１２】
第２の観点の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法は、前記一対の金型は、前記プレス成形するためのプレス成形面と、前記プレス成形面の外周から前記一対の金型の対向方向に突出するように、前記プレス成形面を囲むように設けられ、前記対向方向の突出高さに基づき前記磁気ディスク用ガラスブランクの板厚を設定するための板厚設定部とを有し、前記成形工程では、前記溶融ガラスのプレス成形時に前記プレス成形面から前記板厚設定部に前記溶融ガラスの熱が伝わるときの前記板厚設定部の前記突出高さを均一にするための均一化部材を用いて、前記板厚設定部の前記突出高さを均一にした状態で、プレス成形を行う。【００１３】
第３の観点の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法は、前記一対の金型は、前記プレス成形するためのプレス成形面と、前記プレス成形面の外周から前記一対の金型の対向方向に突出するように、前記プレス成形面を囲むように設けられ、前記対向方向の突出高さに基づき前記磁気ディスク用ガラスブランクの板厚を設定するための板厚設定部とを有し、前記成形工程では、前記板厚設定部の前記突出高さに関する情報を取得し、前記板厚設定部の温度を、前記板厚設定部の温度を制御する温度制御手段を用いて、前記突出高さに関する情報に基づき制御することにより、前記板厚設定部の前記突出高さが均一になるように調整された状態で、プレス成形を行う。【００１４】
第４の観点の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法は、前記一対の金型は、前記プレス成形するためのプレス成形面と、前記プレス成形面の外周から前記一対の金型の対向方向に突出するように、前記プレス成形面を囲むように設けられ、前記対向方向の突出高さに基づき前記磁気ディスク用ガラスブランクの板厚を設定するための板厚設定部とを有し、板厚設定部の温度と板厚設定部の前記対向方向の熱膨張量との相関関係を予め求めておき、前記相関関係に基づいて、一対の金型が閉じた際にプレス成形面同士の間の距離が目標の距離となるように板厚設定部の温度から板厚設定部の熱膨張量を決定し、温度制御手段を用いて板厚設定部の熱膨張による突出高さを変化させることにより、プレス時のガラスブランクの板厚を所望の板厚に調整する。【００１５】
本発明の他の観点は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法である。
前記磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、上記磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法によって得られた磁気ディスク用ガラスブランクを用いて、磁気ディスク用ガラス基板を製造する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の外観形状を示す斜視図。
【図２】第１の実施形態の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３】第１の実施形態のプレス成形において用いられる装置の平面図。
【図４Ａ】第１の実施形態の一対の金型の正面図。
【図４Ｂ】第１の実施形態の一対の金型の側面断面図。
【図５】一対の金型の変形例を説明する図。
【図６】第１の実施形態のプレス成形を示す図。
【図７】第１の実施形態のプレス成形の変形例を示す図。
【図８】切断ユニットを用いないようにした、第１の実施形態のプレス成形の変形例を示す図。
【図９】軟化炉で加熱した光学ガラスを用いた、第１の実施形態のプレス成形の変形例を示す図。
【図１０Ａ】第２の実施形態の一対の金型の正面図。
【図１０Ｂ】第２の実施形態の一対の金型の側面断面図。
【図１１】一対の金型の変形例を説明する図。
【図１２】第３の実施形態の切断工程の一例を説明する図。
【図１３】第３の実施形態の１次プレス工程の一例を説明する図。
【図１４】第３の実施形態の１次プレス工程の他の例を説明する図。
【図１５】第３の実施形態の１次プレス工程の他の例を説明する図。
【図１６】第３の実施形態の１次プレス工程及び２次プレス工程におけるガラスブランクとプレス成形型の温度履歴の計測結果の一例を示す図。
【図１７】第３の実施形態の取出工程の一例を示す図。
【図１８Ａ】第４の実施形態の一対の金型の正面図。
【図１８Ｂ】第４の実施形態の一対の金型の側面断面図。
【図１９Ａ】第５の実施形態の一対の金型の正面図。
【図１９Ｂ】第５の実施形態の一対の金型の側面断面図。
【図２０】板厚設定部の突出高さが不均一になる場合について説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本実施形態の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法および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する。
【００１８】
＜第１の実施形態＞
［磁気ディスク用ガラス基板］
以下、第１の実施形態の磁気ディスク用ガラス基板について説明するが、後述する他の実施形態で作製される磁気ディスク用ガラス基板についても同様の形態である。
図１に示すように、本実施形態における磁気ディスク用ガラス基板１は、円環状の薄板のガラス基板である。磁気ディスク用ガラス基板のサイズは問わないが、例えば、公称直径２．５インチの磁気ディスク用ガラス基板として好適である。公称直径２．５インチの磁気ディスク用ガラス基板の場合、例えば、外径が６５ｍｍ、中心穴２の径が２０ｍｍ、板厚Ｔが０．６〜１．０ｍｍである。実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の主表面の平面度は例えば４μｍ以下であり、主表面の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）は例えば０．２ｎｍ以下である。なお、最終製品である磁気ディスク用基板に求められる平面度は、例えば４μｍ以下である。
【００１９】
本実施形態における磁気ディスク用ガラス基板の材料として、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、また主表面の平面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。
【００２０】
本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の組成を限定するものではないが、本実施形態のガラス基板は好ましくは、酸化物基準に換算し、モル％表示で、ＳｉＯ２を５０〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１５％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏから選択される少なくとも１種の成分を合計で５〜３５％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ及びＺｎＯから選択される少なくとも１種の成分を合計で０〜２０％、ならびにＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５及びＨｆＯ２から選択される少なくとも１種の成分を合計で０〜１０％、有する組成からなるアルミノシリケートガラスである。
【００２１】
［実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法］
以下、図２を参照して、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法のフローを説明する。図２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。
図２に示すように、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法では先ず、円板上のガラスブランクをプレス成形により作製する（ステップＳ１０）。次に、成形されたガラスブランクをスクライブして、円環状のガラス基板を作製する（ステップＳ２０）。次に、スクライブされたガラス基板に対して形状加工（チャンファリング加工）を行う（ステップＳ３０）。次に、ガラス基板の端面研磨を行う（ステップＳ４０）。次に、ガラス基板の主表面に第１研磨を施す（ステップＳ５０）。次に、第１研磨後のガラス基板に対して化学強化を施す（ステップＳ６０）。次に、化学強化されたガラス基板に対して第２研磨を施す（ステップＳ７０）。以上の工程を経て、磁気ディスク用ガラス基板が得られる。
なお、本実施形態のプレス成形工程（ステップＳ１０）では、後述するように、板厚偏差が低減したガラスブランクを作製できるため、例えば、ガラス基板の両主表面に対して、後述する研削加工（機械加工）を施さなくてもよい。
以下、各工程について、詳細に説明する。
【００２２】
（ａ）プレス成形工程（ステップＳ１０）
先ず、図３を参照して、プレス成形工程について説明する。図３は、プレス成形において用いられる装置の平面図である。図３に示されるように、装置１０１は、４組のプレスユニット１２０，１３０，１４０，１５０と、切断ユニット１６０とを備える。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塊(以降、ゴブともいう)を落下させ、そのとき、塊の落下経路の両側から、互いに対向する一対の金型の面で塊を挟み込みプレスすることにより、ガラスブランクを成形する。
具体的には、図３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。
【００２３】
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３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３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。
【００２４】
切断ユニット１６０は、キャッチ位置（プレスユニットによるゴブの捕獲位置）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を形成する。切断ユニット１６０は、一対の切断刃１６１，１６２を有する。各切断刃１６１，１６２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、各切断刃１６１，１６２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。
【００２５】
プレスユニット１２０は、第１の金型１２１、第２の金型１２２及び均熱部材１２３を有している。第１の金型１２１及び第２の金型１２２は、互いに対向するように配置されている。また、プレスユニット１２０は、温度制御部１２４を有することが好ましい。さらに、プレスユニット１２０は、第１駆動部２２５及び第２駆動部２２６を有している。
第１の金型１２１は、図４Ａ，図４Ｂに示すように、プレート状に形成されており、ゴブをプレス成形するための面（プレス成形面）１２１ａを有する円柱状のプレス部１２１ｂと、プレス部１２１ｂの側面全面を覆うように形成され、プレス成形面１２１ａの外周から第２の金型１２２との対向方向に突出するように、プレス成形面１２１ａを囲むように設けられる板厚設定部１２１ｃとを有している。板厚設定部１２１ｃは、プレス成形面１２１ａから前記対向方向への突出高さに基づいて、ガラスブランクの板厚を設定するようになっている。第１の金型１２１は、プレス成形時にかかる荷重に耐えうるという観点から、例えばＶＭ３０、ＶＭ４０等の超硬合金や、ダクタイル鋳鉄（ＦＣＤ：Ferrum Casting Ductile）、ＳＫＤ（Steel Kogu Dice）等から構成されていることが好ましい。さらに、軟鋼（ＳＳ４１等）に対して、めっき等の金属コーティングを施したものから構成してもよい。特に、板厚設定部１２１ｃは、後述するように、プレス成形時に第２の金型１２２に当接する部分であるため、プレス成形時にかかる荷重が第１の金型１２１の他の部分と比べて大きい。このため、板厚設定部１２１ｃは、プレスに耐えうる硬度が必要であることから、例えばＶＭ３０、ＶＭ４０等の超硬合金や、ＦＣＤ、ＳＫＤ等のように、ビッカース硬さが１０００ＨＶ以上の材料で形成されている、ことが好ましい。なお、超硬合金（ＶＭ４０）のビッカース硬さは１４５０（ＨＶ）である。
【００２６】
均熱部材１２３は、プレス部１２１ｂの側面全面を覆う略筒状に形成されており、プレス部１２１ｂと板厚設定部１２１ｃとの間において、プレス成形面１２１ａ及び板厚設定部１２１ｃのそれぞれと接触するように設けられている。均熱部材１２３は、ゴブのプレス成形時にプレス成形面１２１ａから板厚設定部１２１ｃに伝わるゴブの熱によって生じるときの板厚設定部１２１ｃのプレス成形面１２１ａから対向方向への突出高さを均一にする。ここで、均熱部材１２３は、均一化部材の一例である。均熱部材１２３は、第１の金型１２１より高い熱伝導率を有する材料で形成されていることが好ましい。例えば、均熱部材１２３は、熱伝導率が５０（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上の材料で形成されていることが好ましく、熱伝導率が１００（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上の材料で形成されていることがより好ましい。具体的には、第１の金型１２１が例えば超硬合金（ＶＭ４０）から構成されている場合には、均熱部材１２３は、銅、銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金等で形成されてもよい。なお、超硬合金（ＶＭ４０）の熱伝導率は７１（Ｗ／ｍ・Ｋ）、銅の熱伝導率は４００（Ｗ／ｍ・Ｋ）である。
均熱部材１２３が第１の金型１２１より高い熱伝導率を有することにより、プレス成形面１２１ａから均熱部材１２３に伝わったゴブの熱を、均熱部材１２３全体に効率良く伝えることができる。このため、ゴブの熱を板厚設定部１２１ｃ全体に分散させることができるので、例えば、板厚設定部１２１ｃのうちプレス成形面１２１ａとゴブとの接触位置に近い部分に、溶融ガラス塊の熱が他の部分と比較して伝わり易くなるのを防ぐことができる。この場合、プレス成形が長時間連続して行われた場合であっても、板厚設定部１２１ｃ内の温度分布を均一にすることができるので、板厚設定部１２１ｃの熱膨張量を均一にすることができる。したがって、板厚設定部１２１ｃのプレス成形面１２１ａからの突出高さを均一にすることができるので、プレス成形時における一対の金型間の間隔Ｄを一定に維持することができ、ひいては、プレス成形によって作製されるガラスブランクの板厚偏差を低減することができる。
なお、均熱部材１２３を構成する材料は、第１の金型１２１を構成する金属の熱伝導率、硬度、厚み寸法等に応じて適宜選択されてよい。
ここで、ガラスブランクの板厚偏差とは、例えば、ガラスブランクの主表面上の任意の地点（例えば２つの地点）においてマイクロメータを用いて測定された板厚の最大値と最小値との差分である。
さらに、板厚設定部１２１ｃ内の温度差とは、例えば、板厚設定部１２１の表面のうち第２の金型１２２との対向方向に向く表面（対向面）から板厚設定部１２１の内部に１ｍｍ移動した地点であって、対向面の中心位置を基準として所定の角度（例えば４５度）おきに設けられた地点で、熱電対を用いて計測するときのそれぞれの地点の温度の差分のうち最大となる温度の差分である。
【００２７】
温度制御部１２４は、板厚設定部１２１ｃの側面全面に接触するように設けられていることが好ましい。温度制御部１２４は、板厚設定部１２１ｃを加熱あるいは冷却することにより、プレス成形開始時の第１の金型１２１の温度を所定の温度（例えば４３０℃〜４５０℃）に制御する。これにより、第１の金型１２１の温度が低い（例えば歪点以下）場合に、プレス成形時に溶融ガラス塊が第１の金型１２１によって急速に冷却されることにより、ガラスブランクが破損するのを防ぐことができる。また、温度制御部１２４は、所望の平坦度のガラスブランクを得るために各金型１２１，１２２のプレス成形面１２１ａ，１２２ａの溶融ガラスと接する温度がプレス成形面同士で揃うように制御する。
温度制御部１２４は、例えばヒータやヒートシンク等で構成されてもよい。また、温度制御部１２４は、冷却作用を有する流体（液体や気体等）を用いて第１の金型１２１を冷却するように構成されてもよい。さらに、温度制御部１２４による加熱量あるいは冷却量は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びハードディスク等から構成された所定の制御装置（図示省略）によって制御されてもよい。なお、温度制御部１２４は、温度制御手段の一例である。
【００２８】
第２の金型１２２は、図４Ａ，図４Ｂに示すように、プレス成形面１２２ａを有するプレス部１２２ｂと、板厚設定部１２２ｃとを有している。また、第２の金型１２２には、均熱部材１２３と温度制御部１２４とが設けられている。
第２の金型１２２の構成は第１の金型１２１の構成と同様であるため、説明を省略する。また、第２の金型１２２に設けられた均熱部材１２３と温度制御部１２４の構成は、第１の金型１２１に設けられた均熱部材１２３と温度制御部１２４の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００２９】
なお、本実施形態では、板厚設定部１２１ｃは、プレス成形面１２１ａの外周全面から対向方向に突出するように設けられているが、図５に示すように、プレス成形面１２１ａの外周に沿って間隔をおいて対向方向に突出するように設けられてもよい。具体的には、図５に示すように、複数（図５に示す例では４つ）の板厚設定部１２１ｃのそれぞれを、プレス成形面１２１ａの外周に沿って互いに間隔をおいて設けてもよい。なお、各板厚設定部１２１ｃは、互いに熱伝導可能に接続されるように構成されてもよい。
さらに、板厚設定部１２２ｃは、図５に示すように、板厚設定部１２１ｃと同様に構成されてもよい。
【００３０】
各金型１２１，１２２は、２つのプレス成形面１２１ａ，１２２ａの法線方向が略水平方向となり、２つのプレス成形面１２１ａ，１２２ａが互いに平行に対向するように配置されている。また、各金型１２１，１２２の２つの板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃは、２つのプレス成形面１２１ａ，１２２ａの対向方向に平行して、互いに対向するように配置されている。各金型１２１，１２２が互いに近づくように移動すると、図４Ｂに示すように、２つの板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃが互いに当接することによって、２つのプレス成形面１２１ａ，１２２ａの間隔Ｄは一定に維持される。これにより、２つのプレス成形面１２１ａ，１２２ａ間には、板状の空間が作られる。
なお、第１の金型１２１及び第２の金型１２２は、それぞれプレス成形面１２１ａ，１２２ａを有していればよく、各金型１２１，１２２の形状がプレート状に限定されることはない。また、本実施形態では、各金型１２１，１２２のプレス成形面１２１ａ，１２２ａが円形に形成されているが、プレス成形面１２１ａ，１２２ａの形状は、例えば多角形状等に形成されてもよい。
【００３１】
第１駆動部２２５は、第１の金型１２１を第２の金型１２２に対して進退させる。一方、第２駆動部２２６は、第２の金型１２２を第１の金型１２１に対して進退させる。第１駆動部２２５及び第２駆動部２２６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２２５の面と第２駆動部２２６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の構成は、プレスユニット１２０と同様であるため、説明を省略する。
【００３２】
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の金型と第２の金型の問で挟み込んで所定の厚さに成形すると共に冷却し、円形状のガラスブランク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の金型と第２の金型を引き離し、成形されたガラスブランク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ガラスブランクＧを受け止めて図示しない次工程の装置にガラスブランクＧを搬送する。
【００３３】
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ガラスブランクＧの冷却を待たずに、連続的にガラスブランクＧの成形を行うことができる。
【００３４】
図６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６のＳ１は、ゴブを作る以前の状態を示す図であり、図６のＳ２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６のＳ３は、ゴブをプレスすることによりガラスブランクＧが成形された状態を示す図である。
【００３５】
図６のＳ１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６のＳ２）。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。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の駆動間隔の調整は、目標とするガラスブランクＧの大きさ、板厚から定まる体積に応じて適宜行われてよい。
【００３６】
作られたゴブＧGは、プレスユニット１２０の第１の金型１２１と第２の金型１２２の隙間に向かって落下する。このとき、ゴブＧGが第１の金型１２１と第２の金型１２２の隙間に入るタイミングで、第１の金型１２１と第２の金型１２２が互いに近づくように、第１駆動部２２５及び第２駆動部２２６が駆動される。これにより、図６のＳ３に示されるように、第１の金型１２１と第２の金型１２２の間にゴブＧGが捕獲(キャッチ)される。さらに、第１の金型１２１のプレス成形面１２１ａと第２の金型１２２のプレス成形面１２２ａとが、間隔Ｄにて近接した状態になり、第１の金型１２１のプレス成形面１２１ａと第２の金型１２２のプレス成形面１２２ａの間に挟み込まれたゴブＧGが、板厚Ｄを有する薄板状に成形される。各金型１２１，１２２のプレス成形面１２１ａ，１２２ａ間の板状の空間は、板厚設定部１２１ｃ及び板厚設定部１２２ｃが当接することによって形成されている。ここで、ゴブＧGから各プレス成形面１２１ａ，１２２ａそれぞれに伝わる熱は、均熱部材１２３を介して板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃに伝えられる。
このプレス成形工程では、一対の金型１２１，１２２を用いてプレス成形するが、本実施形態におけるプレス成形では、ガラスブランクの外形は金型の形状によって規制されない。すなわち、図６のＳ３に示すように、プレス成形時に引き伸ばされたゴブが各金型１２１，１２２の板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃまで到達することはない。
【００３７】
また、第１の金型１２１及び第２の金型１２２には、温度制御部１２４が設けられているので、第１の金型１２１及び第２の金型１２２の温度は、溶融ガラスＬGのガラス転移点(Ｔｇ)よりも十分に低い温度（例えば４３０℃〜４５０℃）に維持されている。
また、プレス成形工程において、第１の金型１２１及び第２の金型１２２に離型材を付着させる必要はない。
【００３８】
なお、ゴブＧGをプレス成形する際の第１の金型１２１の板厚設定部１２１ｃ内の温度差及び第２の金型１２２の板厚設定部１２２ｃ内の温度差が小さいほど、プレス成形後に得られるガラスブランクの板厚偏差を低減することができる。特に、各金型１２１，１２２の板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃそれぞれの温度分布が均一になるように、ゴブＧGからの熱を板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃに伝えることにより、温度差を小さくすることが好ましい。これは、プレス成形時における第１の金型１２１の板厚設定部１２１ｃ内の温度差及び第２の金型１２２の板厚設定部１２２ｃ内の温度差をそれぞれ小さくすれば、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃの熱膨張量をそれぞれの内部で同一にすることができるためである。これにより、プレス成形時における各金型１２１，１２２のプレス成形面１２１ａ，１２２ａ間の間隔を一定に維持することができるので、プレス成形によって作成されるガラスブランクの板厚偏差を低減することができる。
そこで、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃそれぞれの内部の温度差を、均熱部材１２３を用いて低減した状態でプレス成形を行うことで、プレス成形によって作成されるガラスブランクの板厚偏差を低減することができる。プレス成形によって作成されるガラスブランクの板厚偏差を低減するための板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃそれぞれの内部の温度差は、同じ温度において板厚設定部の高さが一致している場合、例えば、研削工程を省略可能な板厚偏差を２μｍとしたならば、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃそれぞれの内部の温度差を６℃以内とした状態でプレス成形を行うことが好ましい。上記温度差が０℃であるときに作製されるガラスブランクの板厚偏差が最も良好となるが、上記温度差は、研削工程を省略可能な板厚偏差に応じて適宜決定してよい。
なお、板厚設定部の内部の温度差は、例えば、板厚設定部の対向面から板厚設定部の内部に１ｍｍ移動した地点であって、対向面の中心位置を基準として所定の角度（例えば４５度）おきに設けられた地点で、熱電対を用いて計測するときのそれぞれの地点の温度の差分のうち最大となる温度の差分である。
【００３９】
また、一対の金型１２１，１２２間の温度差は、磁気ディスク用ガラス基板に要求される平面度に応じて、以下の観点から決定することができる。
本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板は、最終製品である磁気ディスクとして、ハードディスク装置内で熱膨張係数の高い金属製のスピンドルに軸支されて組み込まれるため、磁気ディスク用ガラス基板の熱膨張係数もスピンドルと同程度に高いことが好ましい。このため、磁気ディスク用ガラス基板の熱膨張係数が高くなるように磁気ディスク用ガラス基板の組成は定められている。磁気ディスク用ガラス基板の熱膨張係数は、例えば、３０〜１００×１０-7（Ｋ-1）の範囲内であり、好ましくは、５０〜１００×１０-7（Ｋ-1）の範囲内である。上記熱膨張係数は、磁気ディスク用ガラス基板の温度１００度と温度３００度における線膨張率を用いて算出される値である。熱膨張係数は、例えば３０×１０-7（Ｋ-1）未満または１００×１０-7より大きい場合、スピンドルの熱膨張係数との差が大きくなり好ましくない。この点から、熱膨張係数が高い磁気ディスク用ガラス基板を作製する際、上記プレス成型工程においてガラスブランクの主表面周りの温度条件を揃える。一例として、第１の金型１２１のプレス成形面１２１ａと第２の金型１２２のプレス成形面１２２ａの温度が実質的に同一になるように温度管理をすることが好ましい。実質的に温度が同一となるように温度管理される場合、例えば、温度差は５度以下であることが好ましい。上記温度差は、より好ましくは３度以下であり、特に好ましくは１度以下である。
金型間の温度差は、第１の金型１２１のプレス成形面１２１ａおよび第２の金型１２２のプレス成形面１２２ａのそれぞれの表面から金型の内部に１ｍｍ移動した地点であって、プレス成形面１２１ａおよびプレス成形面１２２ａの互いに対向する地点（例えば、ガラスブランクの中心位置に対応する地点やプレス成形面１２１ａおよびプレス成形面１２２ａの中心点）で、熱電対を用いて計測するときの温度の差分である。
【００４０】
装置１０１では、ゴブＧGが第１の金型１２１のプレス成形面１２１ａ又は第２の金型１２２のプレス成形面１２２ａに接触してから、第１の金型１２１と第２の金型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の金型１２１のプレス成形面１２１ａ及び第２の金型１２２のプレス成形面１２２ａに沿って広がって略円形状に成形され、さらに、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、ガラスブランクＧが作製される。なお、本実施形態において成形されるガラスブランクＧの大きさは、目的とする磁気ディスク用ガラス基板の大きさにもよるが、例えば、直径２０〜２００ｍｍ程度である。
【００４１】
また、本実施形態のプレス成形方法では、第１の金型１２１のプレス成形面１２１ａ及び第２の金型１２２のプレス成形面１２２ａが形状転写された形でガラスブランクＧが形成されるため、一対の金型のプレス成形面の平面度および平滑性は、目的とする磁気ディスク用ガラス基板のそれと同等なものとしておくことが好ましい。この場合、プレス成形後に、ガラスブランクＧに対する表面加工工程、すなわち研削および研磨工程を不要とすることができる。すなわち、本実施形態のプレス成形方法において成形されるガラスブランクＧは、最終的に得られる磁気ディスク用ガラス基板の目標板厚と同一の板厚であってよい。例えば、ガラスブランクＧは、厚さ０．２〜１．１ｍｍの円形状の板である。プレス成形面１２１ａ及びプレス成形面１２２ａの表面粗さは、ガラスブランクＧの算術平均粗さＲａが０．００１〜０．１μｍとなるように、好ましくは、０．０００５〜０．０５μｍとなるように調整される。
【００４２】
第１の金型１２１と第２の金型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、ガラスブランク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の金型１２１と第２の金型１２２は閉じた状態を維特する。この後、第１駆動部２２５及び第２駆動部２２６が駆動されて第１の金型１２１と第２の金型１２２が離間し、ガラスブランク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３参照)。
【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の金型１２１と第２の金型１２２が閉じられ、第１の金型１２１のプレス成形面１２１ａと第２の金型１２２のプレス成形面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の金型１２１のプレス成形面１２１ａと第２の金型１２２のプレス成形面１２２ａが局所的に加熱されることは無く、プレス成形面１２１ａとプレス成形面１２２ａに歪みは殆ど生じない。また、溶融ガラスから第１の金型１２１及び第２の金型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、ガラスブランクＧの歪みが大きく発生することはない。したがって、作製されたガラスブランクＧの主表面の平面度は、従来の垂直ダイレクトプレス法を用いて作製されるガラスブランクに比べて向上する。
【００４５】
なお、図６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。
【００４６】
図７は、図６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７のＳ１は、ゴブを作る前の状態を示す図であり、図７のＳ２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７のＳ３は、ゴブＧGをプレス成形してガラスブランクＧが作られた状態を示す図である。
図７のＳ１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７のＳ２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７のＳ３に示すように、第１の金型１２１と第２の金型１２２とに挟まれてプレス成形されることにより、円形状のガラスブランクＧが作製される。
【００４７】
あるいは、図８に示すように、装置１０１は、図７に示す切断ユニット１６０を用いずに、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８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８のＳ１，Ｓ２は、ゴブＧGが作られる前の状態を示す図であり、図８のＳ３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８のＳ４は、ゴブＧGをプレス成形してガラスブランクＧが作られた状態を示す図である。
図８のＳ１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８のＳ２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８のＳ３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８のＳ４に示すように、第１の金型１２１と第２の金型１２２とに挟まれてプレス成形されることにより、円形状のガラスブランクＧが作製される。
【００４８】
図９は、ゴブＧG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９のＳ１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９のＳ２は、光学ガラスの塊を落下する状態を示す図であり、図９のＳ３は、光学ガラスの塊をプレス成形してガラスブランクＧが作られた状態を示す図である。
図９のＳ１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９のＳ２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９のＳ３に示すように、第１の金型１２１と第２の金型１２２とに挟まれて円形状のガラスブランクＧが成形される。
【００４９】
（ｂ）スクライブ工程（ステップＳ２０）
次に、スクライブ工程について説明する。プレス成形工程の後、スクライブ工程では、成形されたガラスブランクＧに対してスクライブが行われる。
ここでスクライブとは、成形されたガラスブランクＧを所定のサイズのリング形状とするために、ガラスブランク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ガラスブランクＧは、部分的に加熱され、ガラスブランクＧの熱膨張の差異により、外側同心円の外側部分および内側同心円の内側部分が除去される。これにより、円環状のガラス基板が得られる。
なお、ガラスブランクに対してコアドリル等を用いて円孔を形成することにより円環状のガラス基板を得ることもできる。
【００５０】
（ｃ）形状加工工程（ステップＳ３０）
次に、形状加工工程について説明する。形状加工工程では、スクライブ工程後のガラス基板の端部に対するチャンファリング加工（外周端部および内周端部の面取り加工）を含む。チャンファリング加工は、スクライブ工程後のガラス基板の外周端部および内周端部において、主表面と、主表面と垂直な側壁部との間で、ダイヤモンド砥石により面取りを施す形状加工である。面取り角度は、主表面に対して例えば４０〜５０度である。
【００５１】
（ｄ）端面研磨工程（ステップＳ４０）
次に、形状加工工程後のガラス基板の端面研磨が行われる。
端面研磨では、ガラス基板の内周端面及び外周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、ガラス基板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、サーマルアスペリティの発生の防止や、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。
【００５２】
（ｅ）第１研磨工程（ステップＳ５０）
次に、端面研磨工程後のガラス基板の主表面に第１研磨が施される。第１研磨による取り代は、例えば数μｍ〜５０μｍ程度である。第１研磨は、例えば固定砥粒による研削を行った場合に主表面に残留したキズや歪みの除去、あるいは微小な表面凹凸（マイクロウェービネス、粗さ）の調整を目的とする。
第１研磨工程では、例えば、遊星歯車機構を備えた両面研磨装置を用いて、研磨液を与えながら研磨する。研磨液に含有させる研磨剤は、例えば、酸化セリウム砥粒、あるいはジルコニア砥粒である。両面研磨装置は、上下一対の定盤（上定盤および下定盤）を有しており、上定盤および下定盤の間にガラス基板が狭持される。なお、下定盤の上面及び上定盤の底面には、全体として円環形状の平板の研磨パッドが取り付けられている。そして、上定盤または下定盤のいずれか一方、または、双方を移動操作させることで、ガラス基板と各定盤とを相対的に移動させることにより、このガラス基板の両主表面を研削することができる。
また、第１研磨工程後のガラス基板の板厚は、ガラスブランクの板厚の９０％以上であることが好ましい。これは、ガラス基板の主表面に対する研削加工が省略されていることを意味する。これにより、磁気ディスク用ガラス基板の低価格化を実現することができる。
【００５３】
なお、第１研磨工程では、ガラス基板の主表面について、表面粗さ(Ｒａ)を０．５ｎｍ以下とし、かつマイクロウェービネス(ＭＶ−Ｒｑ)を０．５ｎｍ以下とするように研磨を行う。ここで、マイクロウェービネスは、主表面全面の半径１４．０〜３１．５ｍｍの領域における波長帯域１００〜５００μｍの粗さとして算出されるＲＭＳ（Ｒｑ）値で表すことができ、例えば、ポリテック社製のＭｏｄｅｌ−４２２４を用いて計測できる。
表面粗さは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１により規定される算術平均粗さ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、日本Ｖｅｅｃｏ社製走査型プローブ顕微鏡（原子間力顕微鏡；ＡＦＭ）ナノスコープで計測しＪＩＳ  Ｒ１６８３：２００７で規定される方法で算出できる。本実施形態においては、１μｍ×１μｍ角の測定エリアにおいて、５１２×５１２ピクセルの解像度で測定したときの算術平均粗さＲａを用いることができる。
【００５４】
（ｆ）化学強化工程（ステップＳ６０）
次に、第１研磨工程後のガラス基板は化学強化される。
化学強化液として、例えば硝酸カリウム（６０重量％）と硫酸ナトリウム（４０重量％）の混合液等を用いることができる。化学強化工程では、化学強化液を例えば３００℃〜４００℃に加熱し、洗浄したガラス基板を例えば２００℃〜３００℃に予熱した後、ガラス基板を化学強化液中に例えば３時間〜４時間浸漬する。
ガラス基板を化学強化液に浸漬することによって、ガラス基板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ることで表層部分に圧縮応力層が形成され、ガラス基板が強化される。なお、化学強化処理されたガラス基板は洗浄される。例えば、硫酸で洗浄された後に、純水等で洗浄される。
【００５５】
（ｇ）第２研磨工程（ステップＳ７０）
次に、化学強化工程後のガラス基板に第２研磨が施される。第２研磨による取り代は、例えば１μｍ程度である。第２研磨工程は、主表面の鏡面研磨を目的とする。第２研磨工程では、例えば、第１研磨工程で用いた両面研磨装置を用いる。このとき、第１研磨工程と異なる点は、遊離砥粒の種類及び粒子サイズが異なることと、樹脂ポリッシャの硬度が異なることである。
第２研磨工程に用いる遊離砥粒として、例えば、スラリーに混濁させたコロイダルシリカ等の微粒子（粒子サイズ：直径１０〜５０ｎｍ程度）が用いられる。
研磨されたガラス基板を中性洗剤、純水、ＩＰＡ等を用いて洗浄することで、磁気ディスク用ガラス基板が得られる。
第２研磨工程を実施することは必ずしも必須ではないが、ガラス基板の主表面の表面凹凸のレベルをさらに良好なものとすることができる点で実施することが好ましい。第２研磨工程を実施することで、主表面の粗さ(Ｒａ)を０．１ｎｍ以下かつ上記主表面のマイクロウェービネス（ＭＷ−Ｒｑ）を０．１ｎｍ以下とすることができる。
なお、第２研磨工程後（第２研磨工程を省略する場合には第１研磨工程後）のガラス基板の板厚は、ガラスブランクの板厚の９０％以上となることが好ましい。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態の磁気ディスク用ガラスブランク及び磁気ディスク用ガラス基板の製造方法によれば、プレス成形工程において、溶融ガラスのプレス成形時にプレス成形面から板厚設定部に溶融ガラスの熱が伝わるときの板厚設定部の突出高さを均一にするための均一化部材を用いて、板厚設定部の突出高さを均一にした状態で、プレス成形を行っている。つまり、本実施形態のプレス成形工程では、プレス開始時からプレス終了時までの間で一対の金型のプレス成形面同士の平行状態を維持して、成形されるガラスブランクの一対の主表面が互いに平行となるよう各金型の板厚設定部の突出高さを均一に調節した状態でプレス成形が行われる。これにより、本実施形態のプレス成形工程で得られるガラスブランクは、板厚偏差を、研削工程が省略可能なレベルとすることができる。したがって、後工程で主表面に対して研削加工を施す必要がないので、磁気ディスク用ガラス基板の低価格化を実現することができる。
【００５７】
本実施形態のプレス成形工程では、板厚偏差が低減したガラスブランクを作製できるため、固定砥粒による研削工程を行わなくてもよい。なお、固定砥粒による研削工程を行う場合には、形状加工工程（ステップＳ３０）と端面研磨工程（ステップＳ４０）の間のタイミングで以下のように行うと好ましい。
固定砥粒による研削工程では、遊星歯車機構を備えた両面研削装置を用いて、形状加工工程後のガラス基板の主表面に対して研削加工（機械加工）を行う。研削による取り代は、例えば数μｍ〜１００μｍ程度である。両面研削装置は、上下一対の定盤（上定盤および下定盤）を有しており、上定盤および下定盤の間にガラス基板が狭持される。そして、上定盤または下定盤のいずれか一方、または、双方を移動操作させることで、ガラス基板と各定盤とを相対的に移動させることにより、ガラス基板の両主表面を研削することができる。
なお、研削工程の前に、研削工程で用いた装置と同様の両面研削装置及びアルミナ系遊離砥粒を用いたラッピング工程を行ってもよい。
【００５８】
［磁気ディスク］
以上の各工程を経て、磁気ディスク用ガラス基板が作製される。この磁気ディスク用ガラス基板を用いて、磁気ディスクは以下のようにして得られる。
磁気ディスクは、例えばガラス基板の主表面上に、主表面に近いほうから順に、少なくとも付着層、下地層、磁性層（磁気記録層）、保護層、潤滑層が積層された構成になっている。
例えば基板を、真空引きを行った成膜装置内に導入し、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にてＡｒ雰囲気中で、基板主表面上に付着層から磁性層まで順次成膜する。付着層としては例えばＣｒＴｉ、下地層としては例えばＣｒＲｕを用いることができる。磁性層としては、例えばＣｏＰｔ系合金を用いることができる。また、Ｌ１０規則構造のＣｏＰｔ系合金やＦｅＰｔ系合金を形成して熱アシスト磁気記録用の磁性層とすることもできる。上記成膜後、例えばＣＶＤ法によりＣ２Ｈ４を用いて保護層を成膜し、続いて表面に窒素を導入する窒化処理を行うことにより、磁気記録媒体を形成することができる。その後、例えばＰＦＰＥ（パーフルオロポリエーテル）をディップコート法により保護層上に塗布することにより、潤滑層を形成することができる。
【００５９】
[第１の実施形態の実施例]
以下に、本発明を実施例によりさらに説明する。但し、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。
【００６０】
（１）溶融ガラスの作製
以下の組成のガラスが得られるように原料を秤量し、混合して調合原料とした。この原料を熔融容器に投入して加熱、熔融し、清澄、攪拌して泡、未熔解物を含まない均質な熔融ガラスを作製した。得られたガラス中には泡や未熔解物、結晶の析出、熔融容器を構成する耐火物や白金の混入物は認められなかった。
［ガラスの組成］
酸化物基準に換算し、モル％表示で、ＳｉＯ２を５０〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１５％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏから選択される少なくとも１種の成分を合計で５〜３５％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ及びＺｎＯから選択される少なくとも１種の成分を合計で０〜２０％、ならびにＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５及びＨｆＯ２から選択される少なくとも１種の成分を合計で０〜１０％、有する組成からなるアルミノシリケートガラス
【００６１】
上記溶融ガラスを準備し、本発明のプレス成形方法（図３、図４Ａ及び図４Ｂの装置を用いた方法）を用いて、直径７５ｍｍ、厚さ０．９ｍｍのガラスブランクを作製した。溶融ガラス流出口１１１から吐出される溶融ガラス材料ＬGの温度は１３００℃であり、この時の溶融ガラス材料ＬGの粘度は７００ポアズである。また、第１の金型１２１のプレス成形面１２１ａ及び第２の金型１２２のプレス成形面１２２ａの表面粗さ（算術平均粗さＲａ）は、０．０１μｍ〜１μｍとした。さらに、各金型１２１，１２２のプレス成形面１２１ａ，１２２ａは超硬合金（ＶＭ４０）で構成されている。また、各金型１２１，１２２の板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃはＳＫＤ６１で構成されている。ここで、ＳＫＤ６１の熱膨張率は、１２．８×１０-6（Ｋ-1）である。また、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃのプレス成形面１２１ａ，１２２ａからの突出高さは０．４４ｍｍであり、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃの対向方向の長さは５５ｍｍである。また、均熱部材１２３として銅を用いた。
また、プレス成形する際には、プレス開始時の第１の金型１２１及び第２の金型１２２それぞれの温度は、４３０℃〜４５０℃となるように、温度制御部１２４によって制御されている。
溶融ガラス流出口１１１から吐出される溶融ガラス材料ＬGは、切断ユニット１６０によって切断され、直径約２０ｍｍのゴブＧGが形成される。ゴブＧGは、プレスユニットによって荷重３０００ｋｇｆで、その温度が溶融ガラス材料のガラス転移温度(Ｔｇ)以下となるまで（約３秒）プレスされ、直径７５ｍｍのガラスブランクが形成された。
なお、プレス中の金型の板厚設定部内の温度差は、板厚設定部の対向面から型の内部に１ｍｍ移動した地点であって、対向面の中心位置を基準として所定の角度（例えば４５度）おきに設けられた地点で、熱電対を用いて計測するときのそれぞれの地点の温度の差分のうち最大となる温度の差分を算出することによりもとめられる。
この実施例では、磁気ディスク用ガラス基板に要求される平面度を４μｍ以下とした場合に、この平面度を実現すべく、各プレスユニットにおいて第１の型及び第２の型の温度差は、１０℃以内とした。具体的には、第１の型の温度を４２０℃とし、第２の型の温度を４１１〜４２９℃とした。
【００６２】
［実施例のガラスブランクの評価］
実施例で作製された直径７５ｍｍのガラスブランクについて、板厚偏差および表面粗さ（算術平均粗さＲａ）を測定した。
板厚偏差は、ここでは、ガラスブランクの主表面上の任意の２つの地点においてマイクロメータを用いて測定された板厚の最大値と最小値との差分と定義した。なお、ガラスブランクの目標板厚は、０．８８ｍｍである。表１に示す平面度の評価基準は、以下のとおりである。
以下の基準において、ガラスブランクの板厚偏差が２μｍより大きければ研削工程を実施して板厚偏差を２μｍ以下まで低減する必要がある。また、ガラスブランクの板厚偏差が２μｍ以下のガラスブランクの場合は、研削工程を省略することができ、さらに研磨工程における取り代を少なくすることができるので、好ましい。
○ (Good)：板厚偏差が２μｍ以下
× (Poor)：板厚偏差が２μｍより大きい
【００６３】
表面粗さは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１により規定される算術平均粗さ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、日本Ｖｅｅｃｏ社製走査型プローブ顕微鏡（原子間力顕微鏡；ＡＦＭ）ナノスコープで計測しＪＩＳ  Ｒ１６８３：２００７で規定される方法で算出できる。本願においては、１０μｍ×１０μｍ角の測定エリアにおいて、２５６×２５６ピクセルの解像度で測定したときの算術平均粗さＲａを用いた。その結果、ガラスブランクの表面粗さについてはすべての例において０．５μｍ以下であった。これは、型の温度とは無関係に、第１の型及び第２の型の内周面がガラスブランクに形状転写されるため、ガラスブランクの表面粗さが第１の型及び第２の型の内周面の表面粗さと同等となるためである。なお、算術平均粗さＲａが０．１μｍ以下であれば、主表面に対する研削工程を省略して直接研磨工程を行うことで、目標とする磁気ディスク用ガラス基板の表面性状を得ることができる。
【００６４】
【表１】
2013100152.tif 000003
【００６５】
表１から、ガラスブランクをプレス成形する際に、一対の金型の板厚設定部内の温度差を低減することにより、板厚偏差の良好なガラスブランクが作製されることが分かる。また、各例のガラスブランクの表面粗さについては、第１の金型及び第２の金型のプレス成形面の表面粗さとほぼ同じであった。
【００６６】
［実施例の磁気ディスク用ガラス基板の作製］
上記比較例及び実施例のガラスブランクを用い、図２に示したステップＳ２０（スクライブ）→Ｓ３０（形状加工）→Ｓ４０（端面研磨）→Ｓ５０（第１研磨）→Ｓ６０（化学強化）→Ｓ７０（第２研磨）の工程を順に行って、それぞれ磁気ディスク用ガラス基板を作製した。つまり、板厚偏差を低減させるための主表面の研削工程を行わずに磁気ディスク用ガラス基板を作製した。
なお、上記磁気ディスク用ガラス基板の作製に当たっては、第１研磨、第２研磨の各工程は、以下の条件で行った。
・第１研磨工程：酸化セリウム（平均粒子サイズ；直径１〜２μｍ）、硬質ウレタンパッドを使用して研磨した。取り代１０μｍ。
・第２研磨工程：コロイダルシリカ（平均粒子サイズ；直径０．１μｍ）、軟質ポリウレタンパッドを使用して研磨した。取り代１μｍ。
【００６７】
次に、比較例及び実施例２のガラスブランクを元にして作製された磁気ディスク用ガラス基板に記録層を成膜して磁気ディスクを作製した（それぞれ順に、比較例Ａ、実施例１Ａ、実施例２Ａ）。作製した磁気ディスクは公称２．５インチサイズ（内径２０ｍｍ、外径６５ｍｍ、板厚０．８ｍｍ）である。
なお、磁気ディスク用ガラス基板に対する記録層の成膜は以下の通り行った。まず、真空引きを行った成膜装置を用い、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にてＡｒ雰囲気中で、基板上に付着層／軟磁性層／前下地層／下地層／主記録層／補助記録層／保護層／潤滑層を順次成膜した。なお、断らない限り成膜時のＡｒガス圧は０．６Ｐａで行った。付着層としては、Ｃｒ−５０Ｔｉを１０ｎｍ成膜した。軟磁性層としては、０．７ｎｍのＲｕ層を挟んで、９２Ｃｏ−３Ｔａ−５Ｚｒをそれぞれ２０ｎｍ成膜した。前下地層としては、Ｎｉ−５Ｗを８ｎｍ成膜した。下地層としては、０．６ＰａでＲｕを１０ｎｍ成膜した上に５ＰａでＲｕを１０ｎｍ成膜した。主記録層としては、３Ｐａで９０（７２Ｃｏ−１０Ｃｒ−１８Ｐｔ）−５（ＳｉＯ２）−５（ＴｉＯ２）を１５ｎｍ成膜した。補助記録層としては、６２Ｃｏ−１８Ｃｒ−１５Ｐｔ−５Ｂを６ｎｍ成膜した。保護層としては、ＣＶＤ法によりＣ２Ｈ４を用いて４ｎｍ成膜し、表層を窒化処理した。潤滑層としては、ディップコート法によりＰＦＰＥを用いて１ｎｍ形成した。
【００６８】
［実施例の磁気ディスクの評価］
比較例及び実施例の磁気ディスクを対象として、クボタコンプス社製ＨＤＦテスター(Head/Disk  Flyability  Tester)を用いて、ＤＦＨ（Dynamic Fly height）ヘッド素子部のタッチダウン試験（ＤＦＨタッチダウン試験）を行った。この試験は、ＤＦＨ機構によって素子部を徐々に突き出していき、ＡＥ(Acoustic Emission)センサによって磁気ディスク表面との接触を検知することによって、ヘッド素子部が磁気ディスク表面と接触するときの突き出し量を評価するものである。ヘッドは３２０ＧＢ／Ｐ磁気ディスク（２．５インチサイズ）向けのＤＦＨヘッドを用いた。素子部の突き出しがない時の浮上量は１０ｎｍである。すなわち、例えば突き出し量が８ｎｍのとき、ヘッド浮上量は２ｎｍとなる。また、その他の条件は以下の通り設定した。
・評価半径：２２ｍｍ
・磁気ディスクの回転数：５４００ｒｐｍ
・温度：２５℃
・湿度：６０％
【００６９】
ＤＦＨタッチダウン試験の結果を表２に示す。なお、表２において、ヘッド素子部の突き出し量に応じて以下の通り評価した。なお、３２０ＧＢ／Ｐ以上の記録密度を達成するためには、突き出し量を８ｎｍ以上とすることが好ましい。
○ (Good)：突き出し量≧８ｎｍ
× (Poor)：突き出し量＜８ｎｍ
【００７０】
【表２】
2013100152.tif 000004
【００７１】
表２から明らかなように、実施例Ａについては、研削工程を省略してもＤＦＨヘッドの突き出し量を十分大きくすることができた。すなわち、実施例Ａについては、研削工程を省略しても平面度、表面粗さ共に良好で、かつ媒体化した際に良好なＤＦＨタッチダウン試験結果が得られる磁気ディスク用ガラス基板が製造できることが確認できた。
【００７２】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。
本実施形態は、第１の実施形態と比較して、プレス成形工程が異なる。本実施形態において、第１の実施形態と同一の内容については重複説明を省略する。
【００７３】
図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、本実施形態のプレス成形で用いられるプレスユニット１２０は、第１の金型１２１及び第２の金型１２２を有している。第１の金型１２１及び第２の金型１２２は、互いに対向するように配置されている。また、プレスユニット１２０は、均熱部材１２３を有することが好ましい。さらに、プレスユニット１２０は、複数の温度制御部１２４ａ〜１２４ｈ、複数の熱電対１２５ａ〜１２５ｈを備える。プレスユニットはまた、第１の実施形態と同様に、第１駆動部２２５及び第２駆動部２２６を有している（図３参照）。
第１の金型１２１は、図１０Ａ，図１０Ｂに示すように、プレート状に形成されており、ゴブをプレス成形するための面（プレス成形面）１２１ａを有する円柱状のプレス部１２１ｂと、プレス部１２１ｂの側面全面に接触してプレス部１２１ｂの側面を覆うように形成され、プレス成形面１２１ａの外周から第２の金型１２２との対向方向に突出するように、プレス成形面１２１ａを囲むように設けられる板厚設定部１２１ｃとを有している。板厚設定部１２１ｃは、プレス成形面１２１ａから前記対向方向への突出高さに基づいて、ガラスブランクの板厚を設定するようになっている。第１の金型１２１は、プレス成形時にかかる荷重に耐えうるという観点から、例えばＶＭ３０、ＶＭ４０等の超硬合金や、ダクタイル鋳鉄（ＦＣＤ：Ferrum Casting Ductile）、ＳＫＤ（Steel Kogu Dice）等から構成されていることが好ましい。さらに、軟鋼（ＳＳ４１等）に対して、めっき等の金属コーティングを施したものから構成してもよい。特に、板厚設定部１２１ｃは、後述するように、プレス成形時に第２の金型１２２に当接する部分であるため、プレス成形時にかかる荷重が第１の金型１２１の他の部分と比べて大きい。このため、板厚設定部１２１ｃは、プレスに耐えうる硬度が必要であることから、例えばＶＭ３０、ＶＭ４０等の超硬合金や、ＦＣＤ、ＳＫＤ等のように、ビッカース硬さが１０００ＨＶ以上の材料で形成されている、ことが好ましい。なお、超硬合金（ＶＭ４０）のビッカース硬さは１４５０（ＨＶ）である。
【００７４】
また、板厚設定部１２１ｃの表面のうち第２の金型１２２との対向方向に向く表面（対向面）には、複数の熱電対１２５ａ〜１２５ｈが設けられている。図１０Ａに示すように、熱電対１２５ａ〜１２５ｈは、プレス成形面１２１ａの法線方向にプレス成形面１２１ａをみたとき、時計回りに間隔をおいて配置されている。例えば、各熱電対１２５ａ〜１２５ｈのそれぞれは、板厚設定部１２１ｃの対向面から板厚設定部１２１の内部に１ｍｍ移動した地点であって、対向面の中心位置を基準として所定の角度（例えば４５度）おきに設けられた地点に配置されてもよい。各熱電対１２５ａ〜１２５ｈは、それぞれの配置位置近傍の板厚設定部１２１ｃの温度を取得するために用いられる。また、各熱電対１２５ａ〜１２５ｈのそれぞれは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びハードディスク等から構成された所定の制御装置（図示省略）と電気的に接続されており、各熱電対１２５ａ〜１２５ｈによって取得された温度に関する情報は、制御装置に送信されるようになっている。
【００７５】
なお、本実施形態において、各熱電対１２５ａ〜１２５ｈによってそれぞれ取得される板厚設定部１２１ｃの温度は、板厚設定部１２１ｃのプレス成形面１２１ａからの突出高さに関する情報の一例である。これは、各熱電対１２５ａ〜１２５ｈの配置位置近傍における板厚設定部１２１ｃのプレス成形面１２１ａからの突出高さは、各熱電対１２５ａ〜１２５ｈによって取得された温度と、板厚設定部１２１を構成する材料の熱膨張率によって求めることが可能であるためである。
また、本実施形態では、８つの熱電対１２５ａ〜１２５ｈを用いているが、熱電対の数は任意に選択することが可能である。
【００７６】
均熱部材１２３は、板厚設定部１２１ｃの側面全面を覆う略筒状に形成されており、板厚設定部１２１ｃと複数の温度制御部１２４ａ〜１２４ｈとの間において、板厚設定部１２１ｃ及び各温度制御部１２４ａ〜１２４ｈと接触するように設けられている。均熱部材１２３は、各温度制御部１２４ａ〜１２４ｈによる加熱あるいは冷却等の温度制御によって生じる板厚設定部１２１ｃ内の温度差を低減する。均熱部材１２３は、第１の金型１２１より高い熱伝導率を有する材料で形成されていることが好ましい。例えば、均熱部材１２３は、熱伝導率が５０（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上の材料で形成されていることが好ましく、熱伝導率が１００（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上の材料で形成されていることがより好ましい。具体的には、第１の金型１２１が例えば超硬合金（ＶＭ４０）から構成されている場合には、均熱部材１２３は、銅、銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金等で形成されてもよい。なお、超硬合金（ＶＭ４０）の熱伝導率は７１（Ｗ／ｍ・Ｋ）、銅の熱伝導率は４００（Ｗ／ｍ・Ｋ）である。
【００７７】
均熱部材１２３が第１の金型１２１より高い熱伝導率を有することにより、各温度制御部１２４ａ〜１２４ｈから伝わる加熱あるいは冷却等の温度制御用の熱を、板厚設定部１２１ｃの外周面全面に効率良く伝えることができる。このため、板厚設定部１２１ｃの外周面全面を均等に加熱あるいは冷却することができるので、板厚設定部１２１ｃ内の温度分布を均一にすることができる。したがって、板厚設定部１２１ｃの熱膨張量を均一にすることができるので、板厚設定部１２１ｃのプレス成形面１２１ａからの突出高さを均一にすることができる。このため、プレス成形時における一対の金型間の間隔Ｄを一定に維持することができることから、プレス成形によって作製されるガラスブランクの板厚偏差を低減することができる。
【００７８】
なお、均熱部材１２３は、プレス成形面１２１ａと板厚設定部１２１ｃとの間に設けられてもよい。この場合、プレス成形面１２１ａから均熱部材１２３に伝わったゴブの熱を、均熱部材１２３全体に効率良く伝えることができる。このため、ゴブの熱を板厚設定部１２１ｃ全体に分散させることができるので、例えば、板厚設定部１２１ｃのうちプレス成形面１２１ａとゴブとの接触位置に近い部分に、溶融ガラス塊の熱が他の部分と比較して伝わり易くなるのを防ぐことができる。この場合、プレス成形が長時間連続して行われた場合であっても、板厚設定部１２１ｃ内の温度分布を均一にすることができるので、板厚設定部１２１ｃの熱膨張量を均一にすることができる。したがって、板厚設定部１２１ｃのプレス成形面１２１ａからの突出高さを均一にすることができるので、プレス成形時における一対の金型間の間隔Ｄを一定に維持することができ、ひいては、プレス成形によって作製されるガラスブランクの板厚偏差を低減することができる。
また、均熱部材１２３を構成する材料は、第１の金型１２１を構成する金属の熱伝導率、硬度、厚み寸法等に応じて適宜選択されてよい。
ここで、ガラスブランクの板厚偏差とは、例えば、ガラスブランクの主表面上の任意の地点（例えば２つの地点）においてマイクロメータを用いて測定された板厚の最大値と最小値との差分である。
さらに、板厚設定部１２１ｃ内の温度差とは、熱電対１２５ａ〜１２５ｈを用いて計測するときのそれぞれの地点の温度の差分のうち最大となる温度の差分である。
【００７９】
各温度制御部１２４ａ〜１２４ｈは、プレス成形面１２１ａの外周に沿って均熱部材１２３の側面にそれぞれ接触するように設けられている。各温度制御部１２４ａ〜１２４ｈは、所望の平坦度のガラスブランクを得るために各金型のプレス成形面の前記溶融ガラスと接する温度がプレス成形面同士で揃うように制御するために設けられている。図１０Ａに示すように、各温度制御部１２４ａ〜１２４ｈは、プレス成形面１２１ａの法線方向にプレス成形面１２１ａをみたとき、時計回りに互いに隣接するように配置されている。また、各温度制御部１２４ａ〜１２４ｈは、熱電対１２５ａ〜１２５ｈと１対１の関係になるように設けられていることが好ましい。各温度制御部１２４ａ〜１２４ｈは、板厚設定部１２１ｃを加熱あるいは冷却等することにより、プレス成形開始時の第１の金型１２１の温度を所定の温度（例えば４３０℃〜４５０℃）に制御する。これにより、第１の金型１２１の温度が低い（例えば歪点以下）場合に、プレス成形時に溶融ガラス塊が第１の金型１２１によって急速に冷却されることにより、ガラスブランクが割れる等して破損するのを防ぐことができる。
各温度制御部１２４ａ〜１２４ｈは、例えばヒータやヒートシンク等で構成されてもよい。また、各温度制御部１２４ａ〜１２４ｈは、冷却作用を有する流体（液体や気体等）を用いて第１の金型１２１を冷却するように構成されてもよい。
各温度制御部１２４ａ〜１２４ｈによる加熱量あるいは冷却量は、制御装置によって調整される。なお、各温度制御部１２４ａ〜１２４ｈは、温度制御手段の一例である。
なお、本実施形態では、８つの温度制御部１２４ａ〜１２４ｈを用いているが、温度制御部の数は任意に選択することが可能である。
【００８０】
第２の金型１２２は、図１０Ａ，図１０Ｂに示すように、プレス成形面１２２ａを有するプレス部１２２ｂと、板厚設定部１２２ｃとを有している。また、第２の金型１２２には、均熱部材１２３と、複数の温度制御部１２４ａ〜１２４ｈと、複数の熱電対１２５ａ〜１２５ｈとが設けられている。
第２の金型１２２の構成は第１の金型１２１の構成と同様であるため、説明を省略する。また、第２の金型１２２に設けられた均熱部材１２３と、各温度制御部１２４ａ〜１２４ｈと、各熱電対１２５ａ〜１２５ｈとの構成は、第１の金型１２１に設けられた均熱部材１２３と、各温度制御部１２４ａ〜１２４ｈと、各熱電対１２５ａ〜１２５ｈとの構成と同様であるため、説明を省略する。
【００８１】
なお、本実施形態では、板厚設定部１２１ｃは、プレス成形面１２１ａの外周全面から対向方向に突出するように設けられているが、図１１に示すように、プレス成形面１２１ａの外周に沿って間隔をおいて対向方向に突出するように設けられてもよい。具体的には、図１１に示すように、複数（図１１に示す例では４つ）の板厚設定部１２１ｃのそれぞれを、プレス成形面１２１ａの外周に沿って互いに間隔をおいて設けてもよい。なお、各板厚設定部１２１ｃは、互いに熱伝導可能に接続されるように構成されてもよい。また、温度制御部の数は、板厚設定部１２１ｃの配置位置及び配置数に応じて任意に設定可能である。
さらに、板厚設定部１２２ｃは、図１１に示すように、板厚設定部１２１ｃと同様に構成されてもよい。
【００８２】
各金型１２１，１２２は、２つのプレス成形面１２１ａ，１２２ａの法線方向が略水平方向となり、２つのプレス成形面１２１ａ，１２２ａが互いに平行に対向するように配置されている。また、各金型１２１，１２２の２つの板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃは、２つのプレス成形面１２１ａ，１２２ａの対向方向に平行して、互いに対向するように配置されている。各金型１２１，１２２が互いに近づくように移動すると、図１０Ｂに示すように、２つの板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃが互いに当接することによって、２つのプレス成形面１２１ａ，１２２ａの間隔Ｄは一定に維持される。これにより、２つのプレス成形面１２１ａ，１２２ａ間には、板状の空間が作られる。
なお、第１の金型１２１及び第２の金型１２２は、それぞれプレス成形面１２１ａ，１２２ａを有していればよく、各金型１２１，１２２の形状がプレート状に限定されることはない。また、本実施形態では、各金型１２１，１２２のプレス成形面１２１ａ，１２２ａが円形に形成されているが、プレス成形面１２１ａ，１２２ａの形状は、例えば多角形状等に形成されてもよい。
【００８３】
第１駆動部２２５は、第１の金型１２１を第２の金型１２２に対して進退させる。一方、第２駆動部２２６は、第２の金型１２２を第１の金型１２１に対して進退させる。第１駆動部２２５及び第２駆動部２２６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２２５の面と第２駆動部２２６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の構成は、プレスユニット１２０と同様であるため、説明を省略する。
【００８４】
本実施形態のプレス成形工程では、一対の金型１２１，１２２を用いてプレス成形するが、本実施形態におけるプレス成形では、ガラスブランクの外形は金型の形状によって規制されない。すなわち、図６のＳ３に示した場合と同様に、プレス成形時に引き伸ばされたゴブが各金型１２１，１２２の板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃまで到達することはない。
なお、プレス成形工程において、第１の金型１２１及び第２の金型１２２に離型材を付着させる必要はない。
【００８５】
また、第１の金型１２１及び第２の金型１２２は、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃが各温度制御部１２４ａ〜１２４ｈによって加熱あるいは冷却されることにより、温度が溶融ガラスＬGのガラス転移点(Ｔｇ)よりも十分に低い温度（例えば４３０℃〜４５０℃）となるように制御されている。
ここで、制御装置は、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃの突出高さに関する情報を取得する。具体的には、制御装置は、第１の金型１２１及び第２の金型１２２のそれぞれに設けられた熱電対１２５ａ〜１２５ｈから温度情報を取得する。
また、制御装置は、取得した突出高さに関する情報に基づき、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃそれぞれの温度を制御することにより、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃの突出高さがそれぞれの内部で均一になるように調整する。具体的には、制御装置は、各熱電対１２５ａ〜１２５ｈから取得した温度の情報に基づき板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃそれぞれの内部の温度差をもとめ、温度差が低減するように各温度制御部１２４ａ〜１２４ｈそれぞれの加熱量あるいは冷却量を調整する。例えば、板厚設定部１２１ｃに設けられた熱電対１２５ａによって検出された温度が他の熱電対１２５ｂ〜１２５ｈによって検出された温度よりも極めて高い場合、制御装置は、熱電対１２５ａに対応付けられた温度制御部（例えば、１２４ａ）の冷却量が、他の温度制御部１２４ｂ〜１２４ｈの冷却量よりも大きくなるように制御してもよい。これにより、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃのそれぞれの温度分布を均一にすることができる。したがって、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃのそれぞれの熱膨張量を、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃのそれぞれの内部で均一にすることができるので、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃの突出高さを、それぞれの内部で均一にすることができる。これにより、プレス成形時における一対の金型間の間隔Ｄを一定に維持することができ、ひいては、プレス成形によって作製されるガラスブランクの板厚偏差を低減することができる。
そして、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃそれぞれの内部の温度差が低減するように温度制御部１２４ｂ〜１２４ｈの加熱量あるいは冷却量が調整され、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃそれぞれの内部の温度差が低減した状態で、プレス成形が行われる。
なお、プレス成形によって作成されるガラスブランクの板厚偏差を低減するための板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃそれぞれの内部の温度差は、同じ温度において板厚設定部の高さが一致している場合、例えば、研削工程を省略可能な板厚偏差を２μｍとしたならば、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃそれぞれの内部の温度差を６℃以内とした状態でプレス成形を行うことが好ましい。上記温度差が０℃であるときに作製されるガラスブランクの板厚偏差が最も良好となるが、上記温度差は、研削工程を省略可能な板厚偏差に応じて適宜決定してよい。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態の磁気ディスク用ガラスブランク及び磁気ディスク用ガラス基板の製造方法によれば、プレス成形工程において、板厚設定部の突出高さに関する情報を取得し、板厚設定部の温度を、板厚設定部の温度を制御する温度制御部を用いて、突出高さに関する情報に基づき制御することにより、板厚設定部の前記突出高さが均一になるように調整された状態で、プレス成形を行っている。つまり、本実施形態のプレス成形工程では、プレス開始時からプレス終了時までの間で一対の金型のプレス成形面同士の平行状態を維持して、成形されるガラスブランクの一対の主表面が互いに平行となるよう各金型の板厚設定部の突出高さを均一に調節した状態でプレス成形が行われる。これにより、本実施形態のプレス成形工程で得られるガラスブランクは、板厚偏差を、研削工程が省略可能なレベルとすることができる。したがって、後工程で主表面に対して研削加工を施す必要がないので、磁気ディスク用ガラス基板の低価格化を実現することができる。
【００８７】
[第２の実施形態の実施例]
以下に、本発明を実施例によりさらに説明する。なお、溶融ガラスの作製については、第１の実施形態と同じであるので重複説明を省略する。
本実施形態のプレス成形方法（図３、図１０Ａ，図１０Ｂの装置を用いた方法）を用いて、直径７５ｍｍ、厚さ０．９ｍｍのガラスブランクを作製した。溶融ガラス流出口１１１から吐出される溶融ガラス材料ＬGの温度は１３００℃であり、この時の溶融ガラス材料ＬGの粘度は７００ポアズである。また、第１の金型１２１のプレス成形面１２１ａ及び第２の金型１２２のプレス成形面１２２ａの表面粗さ（算術平均粗さＲａ）は、０．０１μｍ〜１μｍとした。さらに、各金型１２１，１２２のプレス成形面１２１ａ，１２２ａは超硬合金（ＶＭ４０）で構成されている。また、各金型１２１，１２２の板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃはＳＫＤ６１で構成されている。ここで、ＳＫＤ６１の熱膨張率は、１２．８×１０-6（Ｋ-1）である。また、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃのプレス成形面１２１ａ，１２２ａからの突出高さは０．４４ｍｍであり、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃの対向方向の長さは５５ｍｍである。さらに、温度制御部１２４ａ〜１２４ｈとしてヒータを用いた。また、均熱部材１２３として銅を用いた。
また、プレス成形する際には、プレス開始時の第１の金型１２１及び第２の金型１２２それぞれの温度が４３０℃〜４５０℃となるように、温度制御部１２４ａ〜１２４ｈそれぞれの加熱量が調整されている。
溶融ガラス流出口１１１から吐出される溶融ガラス材料ＬGは、切断ユニット１６０によって切断され、直径約２０ｍｍのゴブＧGが形成される。ゴブＧGは、プレスユニットによって荷重３０００ｋｇｆで、その温度が溶融ガラス材料のガラス転移温度(Ｔｇ)以下となるまで（約３秒）プレスされ、直径７５ｍｍのガラスブランクが形成された。
なお、プレス中の金型の板厚設定部内の温度差は、熱電対１２５ａ〜１２５ｈを用いて計測するときのそれぞれの地点の温度の差分のうち最大となる温度の差分を算出することによりもとめられる。
この実施例では、磁気ディスク用ガラス基板に要求される平面度を４μｍ以下とした場合に、この平面度を実現すべく、各プレスユニットにおいて第１の型及び第２の型の温度差は、１０℃以内とした。具体的には、第１の型の温度を４２０℃とし、第２の型の温度を４１１〜４２９℃とした。
【００８８】
［実施例のガラスブランクの評価］
実施例で作製された直径７５ｍｍのガラスブランクについて、板厚偏差および表面粗さ（算術平均粗さＲａ）を測定した。
板厚偏差は、ここでは、ガラスブランクの主表面上の任意の２つの地点においてマイクロメータを用いて測定された板厚の最大値と最小値との差分と定義した。なお、ガラスブランクの目標板厚は、０．８８ｍｍである。表１に示す平面度の評価基準は、以下のとおりである。
以下の基準において、ガラスブランクの板厚偏差が２μｍより大きければ研削工程を実施して板厚偏差を２μｍ以下まで低減する必要がある。板厚偏差が１μｍより大きく且つ２μｍ以下であるガラスブランクの場合には、研削工程を省略することができるので好ましいが、品質を安定させるために研磨工程における取り代を増大させる必要があるので、生産性の観点から板厚偏差が１μｍ以下のガラスブランクよりも劣る。また、ガラスブランクの板厚偏差が１μｍ以下のガラスブランクの場合は、研削工程を省略することができ、さらに研磨工程における取り代を少なくすることができるので、最も好ましい。
◎ (Excellent)：板厚偏差が１μｍ以下
○ (Good)：板厚偏差が１μｍより大きく２μｍ以下
× (Poor)：板厚偏差が２μｍより大きい
【００８９】
【表３】
2013100152.tif 000005
【００９０】
表３から、ガラスブランクをプレス成形する際に、温度制御部による加熱量あるいは冷却量を調整することにより、板厚偏差の良好なガラスブランクが作製されることが分かる。特に、均熱部材を設けた場合には、板厚偏差が最も良好なガラスブランクが得られた。また、各例のガラスブランクの表面粗さについては、第１の金型及び第２の金型のプレス成形面の表面粗さとほぼ同じであった。
【００９１】
［実施例の磁気ディスク用ガラス基板の作製］
第１の実施形態と同一の工程、条件にて磁気ディスク用ガラス基板を作製した。このとき、表３の比較例、実施例１、実施例２のガラスブランクを元にして作製された磁気ディスク用ガラス基板に記録層を成膜して磁気ディスクを作製した（それぞれ順に、比較例Ａ、実施例１Ａ、実施例２Ａ）。作製した磁気ディスクは公称２．５インチサイズ（内径２０ｍｍ、外径６５ｍｍ、板厚０．８ｍｍ）である。
その後、作製されたディスクについて、前述した条件と同様にしてＤＦＨタッチダウン試験を行った結果を表４に示す。
【００９２】
【表４】
2013100152.tif 000006
【００９３】
表４から明らかなように、実施例１Ａ、実施例２Ａについては、研削工程を省略してもＤＦＨヘッドの突き出し量を十分大きくすることができた。すなわち、実施例１Ａ、実施例２Ａについては、研削工程を省略しても平面度、表面粗さ共に良好で、かつ媒体化した際に良好なＤＦＨタッチダウン試験結果が得られる磁気ディスク用ガラス基板が製造できることが確認できた。
【００９４】
第２の実施形態では、板厚設定部の温度を、板厚設定部の突出高さに関する情報として取得したが、所定の計測機器を用いて板厚設定部の突出高さを計測することにより、板厚設定部の突出高さに関する情報を取得してもよい。ここで、板厚設定部の突出高さは、温度制御部によって板厚設定部の温度が制御される前に計測されてもよいし、制御された後に計測されてもよい。
また、プレス成形工程により得られたガラスブランクの板厚を、板厚設定部の突出高さに関する情報として取得してもよい。
これら何れの場合であっても、上記実施形態と同様に、プレス成形工程で得られるガラスブランクの板厚偏差を、研削工程が省略可能なレベルとすることができる。したがって、後工程で主表面に対して研削加工を施す必要がないので、磁気ディスク用ガラス基板の低価格化を実現することができる。
【００９５】
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。
本実施形態は、第１の実施形態と比較して、プレス成形工程が異なる。本実施形態において、上述した実施形態と同一の内容については重複説明を省略する。
本実施形態のプレス成形工程は、１次プレス工程と２次プレス工程からなる。本実施形態では、プレス成形工程において、図１２に示す第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０が用いられる。略球状の溶融ガラスが金型に向かって落下する点は上述した各実施形態と同様である。なお、図１２には図示していないが、第１又は第２の実施形態と同様にして、温度制御部を設けることができる。
【００９６】
（ａ）１次プレス工程
１次プレス工程を実施する直前における、第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０のプレス成形面５２Ａ、６２Ａの温度は、溶融ガラスの塊（ゴブＧＧ）を構成するガラス材料のガラス転移点以上、屈服点未満の温度で加熱され平衡状態にある。ガラス転移点は、本実施形態では、例えば５００℃である。一方、屈服点は、本実施形態では、例えば５６０℃である。プレス成形面の温度を、上述した範囲内とすることにより、後述するように、ゴブＧＧにおいて温度分布があったとしても、後述する２次プレス工程において、ガラス転移点以上の温度で、ガラスブランクの温度分布を略均一にすることができる。これにより、温度分布が略均一になったガラスブランクを第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０から取り出して、大気中で放冷することにより、残留応力の少ないガラスブランクを作製することができる。プレス成形面の温度を屈服点未満とするのは、ガラスブランクをプレス成形型から離型した後に平面度が大きく悪化してしまうことを防ぐことができるためである。
【００９７】
金型を構成する第１のプレス成形型５０及び第２のプレス成形型６０について、図１２を参照しながら説明する。第１のプレス成形型５０及び第２のプレス成形型６０は、超硬合金（例えばＶＭ３０やＶＭ４０など）で構成されることが、機械的強度及び後述する熱伝導度を高くする点で好ましい。第１のプレス成形型５０及び第２のプレス成形型６０は、略円盤形状を有するプレス成形型本体５２、６２と、このプレス成形型本体５２、６２の外周端を囲うように配置されたガイド部材５４、６４とを有する。ガイド部材５４、６４は、本発明の板厚設定部の一例である。なお、図１２は断面図であるため、図１２中において、ガイド部材５４、６４は、プレス成形型本体５２、６２の上下両側に位置するように記されている。また、プレス成形型５０をＸ１方向へ移動させ、第２のプレス成形型６０をＸ２方向に移動させるように、第１のプレス成形型５０及び第２のプレス成形型６０は、図示されない駆動装置と機械的に接続されている。
【００９８】
図１２には図示しないが、第１の実施形態と同様に、プレス成形型本体５２、６２の側面全面を覆う略筒状に形成されており、プレス成形型本体５２，６２とガイド部材５４、６４との間において、プレス成形面５２Ａ、６２Ａ及びされたガイド部材５４、６４のそれぞれと接触する均熱部材が設けられてもよい。また、所望の平坦度のガラスブランクを得るために各プレス成形型５０，６０のプレス成形面５２Ａ、６２Ａの溶融ガラスと接する温度がプレス成形面同士で揃うように制御するための温度制御部や、均一化部材等が設けられてもよい。それによって、ガイド部材５４、６４の突出高さを均一に調節した状態でプレスすることができる。
【００９９】
プレス成形型本体５２、６２の一方の面は、それぞれプレス成形面５２Ａ、６２Ａとなっている。プレス成形面５２Ａとプレス成形面６２Ａとは互いに対向するように配置されている。ガイド部材５４には、プレス成形面５２Ａに対してＸ１方向に少しだけ突出した高さ位置にガイド面５４Ａが設けられ、ガイド部材６４には、プレス成形面６２Ａに対してＸ２方向に少しだけ突出した高さ位置にガイド面６４Ａが設けられている。このため、プレス成形に際しては、ガイド面５４Ａとガイド面６４Ａとが突き当たり接触するため、プレス成形面５２Ａとプレス成形面６２Ａとの間には隙間が形成される。この隙間の厚さが、第１のプレス成形型５０と第２のプレス成形型６０との間でプレスされてガラスブランクの厚さとなる。プレス成形面５２Ａ、６２Ａは、鏡面仕上げされている。なお、第１のプレス成形型５０と第２のプレス成形型６０によるプレスにより、ゴブＧＧが押し広げられてガラスブランクとなるときのプレス成形面５２Ａ、６２Ａの領域である溶融ガラス延伸領域Ｓ１を含むプレス成形面５２Ａ、および、溶融ガラス延伸領域Ｓ２を含むプレス成形面６２Ａの全面が、曲率が０である平坦面を成している。
図１２中の第１のプレス成形型５０のプレス成形本体５２のプレス成形面５２Ａと反対側には、第１の押出部材５６及び第２の押出部材５８が設けられている。
【０１００】
第１の押出部材５６の一方の押出面５６Ａは、プレス成形型本体５２の端面である被押出面５２Ｂとガイド部材５４の端面である押出面５４Ｂとに接触している。また、プレス成形型本体５２の被押出面５２Ｂに対向する領域の一部に、第１の押出部材５６の厚み方向に貫通する貫通穴５６Ｈが設けられている。なお、押出面５６Ａと反対側の面５６Ｂは、図示されない駆動装置に機械的に接続されている。このため、プレス成形に際しては、上記駆動装置によって、第１の押出部材５６を介して、プレス成形型本体５２とガイド部材５４とを同時に、図中の軸方向Ｘの第１の押出部材５６が配置された側からプレス成形型本体５２およびガイド部材５４が配置された側へと押し出すことができる。これにより、第１の押出部材５６からプレス成形型本体５２にプレス圧力となる押圧荷重が与えられる。
【０１０１】
第２の押出部材５８は、貫通穴５６Ｈ内に挿入されると共に、プレス成形型本体５２の被押出面５２Ｂ側に接続されている。第２の押出部材５８は、図１２に示す例では円柱状の棒状を成すが、プレス成形型本体５２に対して荷重を自在にかけることができるのであれば、その形状は特に限定されない。なお、第２の押出部材５８の被押出面５２Ｂ側に接続された端と反対側の端は、図示されない駆動装置に機械的に接続されている。このため、プレス成形に際しては、上記駆動装置及び第２の押出部材５８によって、第１の押出部材５６がプレス成形型本体５２に与える押圧荷重に、さらに押圧荷重を付加させることができ、あるいは、この付加した押圧荷重を除去させることができる。この押圧荷重の除去によって、後述する２次プレス成形においてプレス圧力が調整される。この点は後述する。
【０１０２】
１次プレス工程では、図１２〜１４に示すように、ゴブＧＧは、下方へ落下し、２つのプレス成形面５２Ａ、６２Ａ間に進入する。そして、図１４に示すように、落下方向Ｙ１と平行を成すプレス成形面５２Ａ、６２Ａの上下方向の略中央部近傍に到達した時点で、ゴブＧＧの両側表面が、プレス成形面５２Ａ、６２Ａに同時または略同時に接触する。
その後、図１４に示すように、ゴブＧＧを、その両側から第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０により押圧し続けると、ゴブＧＧは、ゴブＧＧとプレス成形面５２Ａ、６２Ａとが最初に接触した位置を中心に均等な厚みで押し広げられる。図１５に示すようにガイド面５４Ａとガイド面６４Ａとが接触するところまで、第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０により押圧し続けることで、プレス成形面５２Ａ、６２Ａ間に、円盤状もしくは略円盤状のガラスブランクＧに成形される。このとき、第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０により成形されるガラスブランクは、ガイド面５４Ａとガイド面６４Ａの端部まで達しない。すなわち、ガラスブランクの端面は、自由曲面となっている。この状態で、１次プレス工程は終了する。したがって、ガラスブランクの端面における熱は、プレス成形面５２Ａ、６２Ａと接触せず、プレス成形面５２Ａ、６２Ａ内の気相空間の空気に対して放冷される。したがって、ガラスブランクの端面では、冷却に伴って表面に形成される圧縮応力層はほとんどないか、あるいは極めて小さい。すなわち、ガラスブランクの端面には残留応力がないか、あっても極めて小さい。
【０１０３】
（ｂ）２次プレス工程
２次プレス工程では、ガラスブランクが破損しない程度の時間、１次プレス工程を行った後、１次プレス工程後に１次プレス工程に用いるプレス面（プレス成形面５２Ａ、６２Ａ）のプレス圧よりも低いプレス圧力でガラスブランクを一対の型で保持する工程である。
プレス圧力は、第１プレス工程時、第２の押出部材５８が第１のプレス成形型５０に与えた押圧荷重を除去することにより、低下することができる。したがって、２次プレス工程では、図１５に示す状態と変化はない。
１次プレス工程における、プレス成形面５２Ａ、６２Ａのプレス圧力は、例えば０．０４〜０．４０トン／ｃｍ2であり、２次プレス工程におけるプレス圧力は、例えば１×１０−５〜４×１０−３トン／ｃｍ2である。
【０１０４】
このように１次プレス工程と２次プレス工程でプレス圧力を変化させるのは、１次プレス工程の機能と、２次プレス工程の機能とを異なるものとするためである。
１次プレス工程において高いプレス圧力を用いてプレスをすることにより、ガラスブランクを所定の厚さ（薄さ）にするとともに、板厚差を低下させることができる。２次プレス工程において低いプレス圧力を用いてプレスすることにより、ガラスブランクの温度分布を均一に近づけることができ、平面度を向上することができる。
具体的に説明すると、２次プレス工程前の１次プレス工程では、高いプレス圧力により、ゴブＧＧの不均一な温度分布に起因して成形直後のガラスブランクの温度分布は不均一である。この不均一な温度分布のガラスブランクから熱が第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０に移動して、第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０に不均一の温度分布を生じさせる。２次プレス工程において低いプレス圧力を用いることにより、２次プレス工程では、ガラスブランクとプレス成形面５２Ａ、６２Ａとの間の実質的な接触面積が低下する。その結果、ガラスブランクから第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０への熱移動が低下する。その間、第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０の不均一な温度分布は、熱伝導による拡散により均一に近づき、温度分布が均一に近づいた第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０が、ガラスブランクと接触することにより、ガラスブランクの温度分布は均一に近づく。
【０１０５】
また、１次プレス工程では、上述したように第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０に不均一の温度分布を生じさせるので、第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０の不均一の温度分布により、プレス成形面５２Ａ、６２Ａの表面は不均一な熱膨張を起こし、プレス成形面５２Ａ、６２Ａに表面凹凸をつくる。この表面凹凸は、ガラスブランクの表面に転写されるので一定の厚さのガラスブランクを作製する上で好ましくない。第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０の不均一な温度分布を解消するために、２次プレス成形では、プレス圧力の低下により、ガラスブランクから第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０への熱移動を低下させることができる。そして、２次プレス工程中、第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０内での熱伝導による熱拡散により第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０の温度分布を均一に近づけることができる。これにより、プレス成形面５２Ａ、６２Ａの表面凹凸は均一に近づく。しかも、第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０の温度は、ガラス転移点以上であるので、ガラスブランクもガラス転移点以上である。このため、ガラスブランクの表面には、プレス成形面５２Ａ、６２Ａの均一な表面に近づいた表面形状が転写される。したがって、平面度の小さいガラスブランクが形成される。
【０１０６】
このように、２次プレス工程の作用により、ガラスブランクは、ガラス転移点以上の温度で温度分布は均一に近づき、平面度が小さくなる。
１次プレス工程は、ガラスブランクに一定の厚さを確保するために行われるため、１次プレスの継続時間は、ガラスブランクが一定の厚さの形状を確保する時間であればよい。この継続時間が過度に長いと、ガラスブランクが不均一な温度分布に起因する熱歪み（熱応力）によって、あるいは、プレス成形面５２Ａ，６２Ａの不均一な表面凹凸等によって破損する。このため、１次プレス工程の継続時間は、ガラスブランクが温度分布に起因する熱歪み（熱応力）によって破損しない程度の時間であり、例えば０．１〜２秒である。一方、２次プレス工程の継続時間は、ガラスブランクの温度分布が略均一になる時間であればよい。２次プレス工程の継続時間は長いことが、ガラスブランクの温度分布は均一に近づく点から好ましいが、ガラスブランクの生産効率は低下する。したがって、２次プレス工程の継続時間は、例えば１０〜２９８秒である。このような１次プレス工程及び２次プレス工程の継続時間は、予め定められている。したがって、１次プレス工程及び２次プレス工程の合計の継続時間である、プレス開始からプレス終了までの時間が３００秒以下であることが好ましい。
【０１０７】
図１６は、１次プレス工程及び２次プレス工程におけるガラスブランクの２箇所の位置における温度履歴Ａ１，Ａ２と、第１のプレス成形型５０の２箇所における温度履歴Ａ３，Ａ４の計測結果の一例を示す図である。
【０１０８】
１次プレス工程の開始時、ゴブＧＧは、図１２に示す切断刃１６１，１６２による切断で冷やされるため、ゴブＧＧの切断された部分は、ゴブＧＧの内部に比べて低温になっている。すなわち、ゴブＧＧの温度分布は不均一である。このため、１次プレス工程の開始時においても、ガラスブランクの温度分布は不均一であり、場所によって温度はばらついている。図１６の例では、温度Ｔ１と温度Ｔ２が温度のばらつきを示す一例である。一方、第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０の温度は、ゴブＧＧを構成するガラス材料のガラス転移点以上、屈服点未満の温度で加熱されて、均一な熱平衡状態にある。この状態で、１次プレス工程が開始されると、ガラスブランクの温度は第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０の温度に比べて高いので、ガラスブランクから第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０に多量の熱が移動する。これによって、ガラスブランクの温度は温度履歴Ａ１，Ａ２に示すように急激に低下する。一方、第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０は、ガラスブランクから多量の熱が移動するので、ガラスブランクの各場所の温度に応じた熱移動を受けて温度履歴Ａ３，Ａ４に示すように異なる温度履歴を示す。この状態で予め定められた１次プレス工程の継続時間が過ぎると、２次プレス工程に移行する。
【０１０９】
２次プレス工程では、１次プレス工程に比べて第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０のプレス圧力は低下しているので、ガラスブランクとプレス成形面５２Ａ、６２Ａとの間の実質的な接触面積が低下し、その結果、ガラスブランクから第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０への熱移動が低下する。この間、第１のプレス成形型および第２のプレス成形型の不均一な温度分布は、熱伝導による拡散により、温度履歴Ａ３、Ａ４に示すように温度分布は均一に近づく。温度分布が均一に近づいた第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０は、ガラスブランクと接触することにより、ガラスブランクの温度分布も温度履歴Ａ１，Ａ２に示すように、均一に近づく。しかし、第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０の温度は、ゴブＧＧを構成するガラス材料のガラス転移点以上、屈服点未満の温度で常時加熱されているので、ガラスブランクの温度は、ガラス転移点以上、屈服点未満のある温度に近づく。このような状態で、２次プレス工程は終了する。したがって、２次プレス工程は、上記ガラスブランクの温度状態が達成される時間を予め計測することにより、２次プレス工程の継続時間を定めることが好ましい。しかも、プレス成形面５２Ａ，６２Ａの熱膨張も、第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０の均一に近づいた温度分布により、均一に近づくため、ガラスブランクは、プレス成形面５２Ａ，６２Ａの表面凹凸の少ない表面形状が転写される。したがって、平面度の小さいガラスブランクが形成される。
【０１１０】
（ｃ）取出工程
取出工程では、ガラスブランクは、第１のプレス成形型５０および第２のプレス成形型６０のプレス成形面を離間して取り出される。図１７は、取出工程を示す図である。図１７に示すように、第１のプレス成形型５０と第２のプレス成形型６０とを互いに離間させるように、第１のプレス成形型５０をＸ２方向へ移動させ、第２のプレス成形型６０をＸ１方向へ移動させる。これにより、プレス成形面６２Ａと、ガラスブランクＧとを離型させる。次いで、プレス成形面５２Ａと、ガラスブランクＧとを離型させて、ガラスブランクＧを鉛直方向下方に落下させて取り出す。なお、プレス成形面５２ＡとガラスブランクＧとを離型させる際には、ガラスブランクＧの外周方向から力を加えてガラスブランクＧを剥がすように離型することができる。この場合、ガラスブランクＧに大きな力を加えることなく、取出しを行うことができる。なお、取出しの際、プレス成形面５２ＡとガラスブランクＧとを離型した後に、プレス成形面６２ＡとガラスブランクＧとを離型してもよい。こうして、ガラスブランクＧを得る。ガラスブランクＧは、図示されない断熱板上に載せられて、大気中で放冷される。このとき、ガラスブランクＧにおけるプレス成形面５２Ａ及びプレス成形面６２Ａとの接触部分の温度は、ガラス転移点以上であり、均一な温度分布を持ってガラス転移点以上の温度を有するので、この状態で冷却しても、均一な温度分布を保ってガラスブランクは冷えるので、冷却に起因する不均一な残留応力は小さくなる。
【０１１１】
なお、プレス成形面５２Ａ及びプレス成形面６２Ａには、従来より用いられてきたボロンナイトライド等の離型剤は用いられない。これは、１次プレス工程及び２次プレス工程におけるガラスブランクとプレス成形面５２Ａ及びプレス成形面６２Ａとの間の面接触を増やして、ガラスブランクとプレス成形面５２Ａ及びプレス成形面６２Ａとの間の熱移動を利用するためである。また、離型剤の使用は、離型剤の形状がガラスブランクの表面に転写されて平面度が大きくなることから好ましくない。
【０１１２】
なお、得られるガラスブランクの残留応力値は、上述したスクライブ工程（Ｓ２０）や形状加工工程（Ｓ３０）における機械加工で破断が生じない許容値以下となるように、２次プレス工程が行われることが好ましい。例えば、２次プレス工程におけるプレス圧力及び継続時間等が調整される。この場合、上記許容値は、例えば、０．４ｋｇｆ／ｍｍ２である。
【０１１３】
例えば、１次プレス工程におけるプレス圧力を０．２トン／ｃｍ2とし、１次プレス工程の継続時間を１秒とし、２次プレス工程におけるプレス圧力を１．０×１０−３トン／ｃｍ2とし、２次プレス工程の継続時間を６０秒とし、第１のプレス成形型５０と第２のプレス成形型６０の温度を５１５℃とした条件で、平面度の平均値は３．８７μｍであり、ガラスブランクの板厚差は５μｍ以下とすることができる。
【０１１４】
また、本実施形態で得られるガラスブランクは、平坦性に優れ（平面度が小さく）、残留応力も小さいことから、従来のように、ガラスブランクにアニール処理を施す必要がない。
【０１１５】
＜第４の実施形態＞
次に、第４の実施形態について説明する。
本実施形態は、第１の実施形態と比較して、プレス成形工程で使用されるプレスユニットのみが異なる。本実施形態において、第１の実施形態と同一の内容については重複説明を省略する。
本実施形態のプレス成形工程に用いられるプレスユニットに設けられる温度制御部は、それぞれ独立に温度を制御可能に構成される一対の温度制御部１２４ｊ，１２４ｋによって構成されている点で、第１の実施形態の温度制御部１２４とは異なる。図１８Ａ，図１８Ｂに示すように、一対の温度制御部１２４ｊ，１２４ｋはそれぞれ、板厚設定部１２１ｃ及び１２２ｃの側面全面に接触するように設けられている。温度制御部１２４ｊ，１２４ｋは各板厚設定部において隣接して設けられており、各プレス成形面に近い側に温度制御部１２４ｋが設けられ、各プレス成形面から遠い側に温度制御部１２４ｊが設けられている。温度制御部１２４ｊ，１２４ｋは、温度制御手段の一例である。
一対の温度制御部１２４ｊ，１２４ｋは、例えばヒータやヒートシンク等で構成されてもよい。一対の温度制御部１２４ｊ，１２４ｋによる加熱量あるいは冷却量は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びハードディスク等から構成された所定の制御装置（図示省略）によって制御されてもよい。
【０１１６】
温度制御部１２４ｊ，１２４ｋは、第１の実施形態と同様に、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃを加熱あるいは冷却することにより、プレス成形開始時の第１の金型１２１の温度を所定の温度（例えば４３０℃〜４５０℃）に制御することを目的として設けられるものであるが、第１の実施形態の場合と異なり、複数の温度制御部によって各板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃの所望の部位をそれぞれ独立に加熱又は冷却することが可能となる構成となっている。そして、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃの温度と板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃの金型対向方向での熱膨張量との相関関係を予め求めておき、その相関関係に基づいて、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃの実際の温度から一対の金型が閉じた際にプレス成形面同士の間の距離が目標の距離となるように板厚設定部の熱膨張量を決定し、温度制御部１２４ｊ，１２４ｋによって板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃの熱膨張により板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃの突出高さを変化させる。こうすることで、プレスによって得られるガラスブランクの板厚の調整をより容易に行うことができる。つまり、一対の温度制御部１２４ｊ，１２４ｋの加熱量及び冷却量をそれぞれ独自に設定することで、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃを構成する部材の熱膨張量をより精度良く調整することができ、その結果、ガラスブランクの板厚の調整の幅が広がり、より容易に調整を行うことができるようになる。
【０１１７】
ここで、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃの金型対向方向での熱膨張量と温度との相関関係については、温度制御部１２４ｊ，１２４ｋにおける設定温度を変化させて、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃの熱膨張量を測定することにより、予め求めることができる。
このような相関関係を求めるために、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃの金型対向方向の寸法が５０ｍｍで板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃにＳＫＤを用いた条件で板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃの金型対向方向での１℃あたりの熱膨張量を実際に測定したところ、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃの金型対向方向での熱膨張量の合計が１．３μｍ／℃（片側で０．６５μｍ／℃）であった。
従って、このような相関関係に基づいて、一対の金型が閉じた際のプレス成形面同士の間の距離が目標の距離となるように板厚設定部の熱膨張量を決定し、その熱膨張量に対応する温度になるように板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃの温度を制御することによって、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃの熱膨張量によりガラスブランクの板厚調整が可能となる。また、上記の相関関係の例では、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃの温度を１０℃変化させることにより、ガラスブランクの板厚を１３μｍ変化させることができる。なお、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃの温度を互いに異ならせて、板厚設定部１２１ｃ，１２２ｃの熱膨張量を変化させて板厚調整を行ってもよい。
【０１１８】
また、金型が閉じた際にプレス成形面同士の間の距離が目標の距離となるように板厚設定部の熱膨張量を決定する処理は、４組のプレスユニット１２０，１３０，１４０，１５０の各々についてユニット単位で行われることが好ましい。つまり、４組のプレスユニット１２０，１３０，１４０，１５０は、同一の装置１０１に設けられているが、各ユニットのプレスによる加熱、及びプレス終了による放熱とそのタイミングによって各プレスのときの熱的環境が正確には異なる場合があるため、各プレスユニットで熱的環境を揃えるためにユニット単位でプレスユニット成形面同士の間の距離の調整を行う（つまり、温度制御部の調整を行う）ことが好ましい。ユニット単位で調整を行う場合には、全ユニットで同一の目標板厚を設定し、ガラスブランクの板厚がその目標板厚となるように、各ユニットでプレス成形面同士の間の距離を調整する（つまり、温度制御部の調整をユニット単位で行う）ことが好ましい。
【０１１９】
ガラスブランクの板厚の調整をより容易に行うことができることは、以下の点から重要である。従来の垂直あるいは水平プレスでは、金型の材質による熱膨張率、成形時の金型の温度などの成形条件、及び一対の金型間の間隙（キャビティ）の設計値によって、プレス成形で得られるガラスブランクの板厚が決まっていた。このとき、従来は、ガラスブランクの板厚の設計値（つまり、金型間の間隙）と実際にプレスによって得られるガラスブランクの板厚の実際の値との差が小さくなるように、金型の間隙を決定する金型の寸法が試行錯誤によって決定して金型の追加工等を行っていた。また、従来は金型の追加工を行う前は板厚の偏差が大きいために、ガラスブランクから磁気ディスク用ガラス基板を製造するに際して、ガラス基板の両主表面に対する機械加工（研削又は研磨加工）の前に、プレス成形で得られたガラスブランクの中で板厚の要求値を満たすガラスブランクをソートする工程もあり、製造時間を短縮することが難しかった。さらに従来は、ガラスブランクの板厚偏差が大きかったために、後工程の主表面の研磨による取り代のばらつきも必然的に大きくなっていた。
これに対し、本実施形態のプレス成形では、金型の材質による熱膨張率、成形時の金型の温度などの成形条件に応じて、ガラスブランクの板厚が所望の値となるように一対の温度制御部１２４ｊ，１２４ｋの加熱量及び冷却量を調整すればよく、ガラスブランクの板厚調整のための金型自体の追加工は要しない。また、第１の実施形態と同様に、プレス成形によって得られるガラスブランクの板厚偏差も小さくなるという利点がある。
【０１２０】
なお、図１８Ａ，図１８Ｂでは、各板厚設定部につき一対の温度制御部を設ける場合を例示したが、この場合に限られない。３以上の温度制御部を設けてもよい。
【０１２１】
＜第５の実施形態＞
次に、第５の実施形態について説明する。
本実施形態は、第４の実施形態と比較して、プレス成形工程で使用されるプレスユニットのみが異なる。本実施形態において、第１の実施形態と同一の内容については重複説明を省略する。
本実施形態のプレス成形工程に用いられるプレスユニットは、第４の実施形態と同様に、それぞれ独立に温度を制御可能に構成される一対の温度制御部１２４ｊ，１２４ｋが設けられているが、一対の温度制御部１２４ｊ，１２４ｋに対応して板厚設定部が１２１ｊ，１２１ｋが設けられている点で第４の実施形態とは異なる。すなわち、図１９Ａ，図１９Ｂに示すように、板厚設定部が１２１ｊ，１２１ｋが均熱部材１２３の側面前面に接触するように設けられており、板厚設定部が１２１ｊ，１２１ｋの側面前面に接触するように、それぞれ温度制御部１２４ｊ，１２４ｋが設けられている。温度制御部１２４ｊ，１２４ｋは、温度制御手段の一例である。
【０１２２】
本実施形態の構成では、他方の金型へ向けて突出するように配置された板厚設定部１２１ｋと、他方の金型から遠い位置に配置された板厚設定部１２１ｊとで構成されているが、それぞれの板厚設定部は熱膨張率及び／又は熱伝導率が異なる部材で構成されていることが好ましい。また、板厚設定部１２１ｋ，１２２ｋについては、プレスに耐えうる硬度をもつ部材であることが好ましい。ここで、板厚設定部１２１ｋ，１２２ｋについては、例えば、ＶＭ３０、ＶＭ４０等の超硬合金や、ダクタイル鋳鉄（ＦＣＤ：Ferrum Casting Ductile）、又はＳＫＤ（Steel Kogu Dice）等を用いることができる。さらに、板厚設定部１２１ｊ，１２２ｊについては、例えば、銅、銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金等を用いることができる。
【０１２３】
本実施形態の構成では、プレス成形によって得られるガラスブランクの板厚の調整の幅をさらに広げることが可能となる。例えば、プレス成形面と板厚調整部の温度が異なるようにそれぞれ独立に温度を制御することができる。例えば、第１の金型１２１に着目した場合、プレス成形面１２１ａに近い板厚設定部１２１ｋを熱伝導率の高い材料で構成して温度制御部１２４ｋによる熱がプレス成形面１２１ａまで伝達しやすくする一方で、板厚設定部１２１ｊとして熱膨張率が高い部材で構成して主として熱膨張によるプレス成形面の方向の突出量を稼ぐといったように、板厚設定部１２１ｋ、１２１ｊのそれぞれで機能分担を図ることができる。要するに本実施形態では、各板厚設定部に用いられる部材の特性、各板厚設定部に対応する温度制御部による加熱又は冷却の程度等、ガラスブランクの板厚を調整するためのファクタが多く設定されているため、これらのファクタを調整することでプレス成形によって得られるガラスブランクの板厚の調整の幅をさらに広げることができる。
【０１２４】
なお、図１９Ａ，図１９Ｂでは、各板厚設定部につき一対の温度制御部と一対の板厚設定部を設ける場合を例示したが、この場合に限られない。３以上の温度制御部及び板厚設定部を設けてもよい。また、温度制御の精度を高める上で、板厚設定部１２１ｋと板厚設定部１２１ｊとの間（板厚設定部１２２ｋと板厚設定部１２２ｊとの間）に、断熱材を介在させてもよい。さらに、所望の板厚調整可能範囲となるように、各板厚設定部１２１ｊ，１２１ｋ（板厚設定部１２２ｊ，１２２ｋ）の金型対向方向の寸法を互いに異ならせてもよい。
【０１２５】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法および磁気ディスク用ガラス基板の製造方法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勿論である。上述した各実施形態で説明した技術的事項は適宜組み合わせて適用してもよく、特定の実施形態で説明した技術的事項、技術的効果はその他の実施形態にも適用されうる。
例えば、第３の実施形態のプレス成形工程では、一対の型のプレス面の温度が溶融ガラス（ゴブＧＧ）のガラス転移点以上屈服点未満の温度で溶融ガラスの塊をプレスすることや、ガラスブランクの残留応力値がガラスブランクの機械加工で破断が生じない許容値以下となるようにプレスすることを説明したが、これらの事項は他の実施形態においても適用することができる。
【０１２６】
なお、上述した各実施形態のプレス成形工程では、第１の金型１２１、第２の金型１２２について仮に何ら温度制御を行わないとしたならば、極めて高温の溶融ガラスの各金型への接触開始、及び溶融ガラスのプレスによって溶融ガラスの熱が金型へ伝達することで、各金型の温度が急激に上昇し、溶融ガラスのプレスが完了して開型した後は放熱によって徐々に温度が低下していくという温度サイクルが、溶融ガラスのプレスを連続的に行うことで順次繰り返し行われることになる。このような温度サイクルが金型に生じた場合には、板厚設定部についてもこの金型の温度サイクルの影響を受けることになり、板厚設定部の温度調整が困難になることが考えられる。そこで、プレス成形工程においては、溶融ガラスの塊（ゴブ）と接触する前に予め金型を加熱し、溶融ガラスの塊と接触後に金型を冷却することが好ましい。このような金型に対する温度調整処理を各実施形態の温度調整部によって行うことで、金型の上記温度サイクル中に金型の温度環境の変化が抑制されるため、平面度の良好なガラスブランクが得られるとともに、板厚設定部の部材の温度環境の変化も抑制されるので、ガラスブランクの板厚の調整も容易となる。
【０１２７】
また、近年、磁気ディスクにおいて、例えば面記録密度が１テラバイト／ｉｎｃｈ2を超える高密度記録を実現するために、エネルギーアシスト記録方式が注目されている。エネルギーアシスト記録方式は、記録ヘッドによる磁気ディスクへの情報の書き込み時に記録ヘッドからデータ書き込み領域に瞬間的にエネルギーを加え、保磁力を低下させることで高Ｋｕ磁性材料の磁化反転をアシストする記録方式である。このエネルギーアシスト記録方式には、レーザー光の照射により磁化反転をアシストする熱アシスト記録方式や、マイクロ波によりアシストするマイクロ波アシスト記録方式が含まれる。このようなエネルギーアシスト記録方式では、ガラス転移点が比較的高いガラスが要求される。したがって、エネルギーアシスト記録方式に対応させる場合には、上述した各実施形態では、ガラスブランクに用いるガラスとして、例えば、ガラス転移点が比較的高いガラス、例えばガラス転移点が６５０℃以上のガラスを用いることが好ましい。しかし、従来のプリフォーム（リヒートプレス）方式、すなわちガラスの軟化点温度まで金型を加熱する方式では、ガラス転移点が比較的高いガラスを用いて、金型を軟化点温度まで加熱することは難しい。この点でも、上述した各実施形態のガラスブランクの製造方法は優れている。すなわち、上述した各実施形態のガラスブランクの製造方法は、ガラス転移点が高いガラス材料であっても、平面度と板厚差を小さくすることができるとともに、ガラスブランクの加工性を向上させることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年11月28日(2014.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する一対の金型を用いて、溶融ガラスの塊をプレス成形する成形工程を含む磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法であって、
前記一対の金型は、前記プレス成形するためのプレス成形面と、前記プレス成形面の外周から前記一対の金型の対向方向に突出するように、前記プレス成形面を囲むように設けられ、前記対向方向の突出高さに基づき前記磁気ディスク用ガラスブランクの板厚を設定するための板厚設定部とを有し、
前記成形工程では、前記板厚設定部の前記突出高さに関する情報を取得し、前記板厚設定部の温度を、前記板厚設定部の温度を制御する温度制御手段を用いて、前記突出高さに関する情報に基づき制御することにより、前記板厚設定部の前記突出高さが均一になるように調整された状態で、プレス成形を行うことを特徴とする磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項２】
前記温度制御手段は、所望の平坦度のガラスブランクを得るために各金型のプレス成形面の前記溶融ガラスと接する温度がプレス成形面同士で揃うように制御するための手段であって、
前記温度制御手段は前記板厚設定部の外周に設けられている、請求項１に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項３】
前記板厚設定部と前記温度制御手段との間には、前記板厚設定部内の温度差を低減するための均熱部材が設けられている、請求項１又は２に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項４】
前記成形工程では、前記板厚設定部の温度を、前記板厚設定部の前記突出高さに関する情報として取得する、請求項１〜３の何れか１項に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項５】
前記成形工程では、前記一対の金型を用いたプレス成形により得られた磁気ディスク用ガラスブランクの板厚を、前記板厚設定部の前記突出高さに関する情報として取得する、請求項１〜３の何れか１項に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項６】
前記均熱部材は、熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料で形成されている、請求項３に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項７】
前記板厚設定部は、ビッカース硬さが１０００ＨＶ以上の材料で形成されている、請求項１〜６の何れか１項に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項８】
前記成形工程では、落下中の溶融ガラスの塊を、水平方向両側から一対の金型でプレス成形する、請求項１〜７のいずれかに記載された磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項９】
前記成形工程において、溶融ガラスの塊と接触する前に予め金型を加熱し、溶融ガラスの塊と接触後に金型を冷却する、請求項１〜８の何れか１項に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項１０】
前記成形工程では、一対の型のプレス面の温度が溶融ガラスのガラス転移点以上屈服点未満の温度で、前記溶融ガラスの塊をプレスする、請求項１〜９の何れか１項に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項１１】
前記成形工程では、ガラスブランクの残留応力値が、ガラスブランクの機械加工で破断が生じない許容値以下となるようにプレスする、請求項１〜１０の何れか１項に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項１２】
溶融ガラスのガラス転移点が６５０℃以上である、請求項１〜１１の何れか１項に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項１３】
互いに対向する一対の金型を用いて、溶融ガラスの塊をプレス成形する成形工程を含む磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法であって、
前記一対の金型は、前記プレス成形するためのプレス成形面と、前記プレス成形面の外周から前記一対の金型の対向方向に突出するように、前記プレス成形面を囲むように設けられ、前記対向方向の突出高さに基づき前記磁気ディスク用ガラスブランクの板厚を設定するための板厚設定部とを有し、
板厚設定部の温度と板厚設定部の前記対向方向の熱膨張量との相関関係を予め求めておき、前記相関関係に基づいて、一対の金型が閉じた際にプレス成形面同士の間の距離が目標の距離となるように板厚設定部の温度から板厚設定部の熱膨張量を決定し、温度制御手段を用いて板厚設定部の熱膨張による突出高さを変化させることにより、プレス時のガラスブランクの板厚を所望の板厚に調整することを特徴とする磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項１４】
前記成形工程では、溶融ガラス供給部から供給され落下中の溶融ガラスの塊を、水平方向の両側からプレス成形する、請求項１３に記載された磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項１５】
前記温度制御手段は、プレス成形面と板厚設定部との温度が異なるようにそれぞれ独立に温度を制御する、請求項１３又は１４に記載された磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項１６】
板厚調整部においてプレス成形面に近い部分と遠い部分とで、熱膨張率及び／又は熱伝導率が異なる部材で構成されている、請求項１３〜１５の何れか１項に記載された磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項１７】
前記成形工程において、溶融ガラスの塊と接触する前に予め金型を加熱し、溶融ガラスの塊と接触後に金型を冷却する、請求項１３〜１６の何れか１項に記載された磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項１８】
一対の金型を持つプレスユニットを複数用いてプレスする構成であり、ユニット単位で一対の金型が閉じた際のプレス成形面同士の間の距離を調整する、請求項１３〜１７の何れか１項に記載された磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項１９】
全ユニットのブランクの板厚が一致するように、各ユニットの一対の金型が閉じた際のプレス成形面同士の間の距離を調整する、請求項１８に記載された磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法。
【請求項２０】
請求項１〜１９の何れか１項に記載の磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法により製造された磁気ディスク用ガラスブランクを用いて、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磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項２１】
前記磁気ディスク用ガラスブランクに対して研磨加工を施すことにより、前記磁気ディスク用ガラスブランクの板厚の９０％以上の板厚を有する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２０に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【国際調査報告】
2013100152.tif 000031
2013100152.tif 000032
2013100152.tif 000033
2013100152.tif 000034