(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１バッチのガラス目的物を製造する方法であって、
ガラスシートを積み重ねた積層体を、底部上に支持する工程と、
前記積層体内の各前記ガラスシートに形成される１個の穴を規定する位置にドリル加工を施すことにより、複数の前記穴を形成する工程と、
複数の前記穴を形成した前記工程の後、前記積層体内の前記複数の穴を通る接続部材を介して、ガラスシートの前記積層体を前記底部に接続する工程と、
前記接続する工程の後、前記複数の穴を形成した後に前記底部に対するガラスシートの前記積層体の位置を変えることなく、各前記ガラスシートから形成されるガラス目的物の周端縁を規定する外径を、前記穴の周囲に同軸にコアリングする工程とを備える、ガラス目的物を製造する方法。
【請求項２】
ガラスシートの前記積層体を切断する工程の少なくとも一つが、冷却材で切断装置を冷却する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
切断装置を冷却する前記工程は、前記切断措置から破片を除去するように冷却剤を送り込むことによって行なわれる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記冷却剤を送り込むことは、前記冷却剤から前記破片を取り除くように、フィルターを通して前記冷却剤を送ることによって行なわれる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記底部上にガラスシートの前記積層体を支持する前記工程は、ガラスシートの前記積層体をフレーム内に置くことによって行なわれる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の方法を行なう装置。
【請求項７】
１バッチのガラス目的物を製造する装置であって、
ガラスシートを積み重ねた積層体を支持する寸法に形成された底部と、
ガラスシートの前記積層体を前記底部に接続することが可能な第１接続部材と、
前記積層体内の各前記ガラスシートに形成される１個の穴を規定する位置に、ドリル加工することにより、前記積層体に複数の前記穴を形成することが可能であり、かつ、各前記ガラスシートから形成されるガラス目的物の周端縁を規定する外径を、前記穴の周囲に同軸にコアリングすることが可能なコアリング装置と、
ガラスシートの前記積層体に形成される前記複数の穴を通る大きさを有し、前記切断装置が前記周端縁を切断する間、前記底部にガラスシートの前記積層体を接続するための、第２接続部材とを備える、ガラス目的物を製造する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１バッチのガラス目的物を製造する方法、および、その方法を用いてガラス目的物を製造する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録媒体は、様々な用途、特にコンピューター産業で広く使用される。常用の記録媒体は概して非磁性基板に形成された複数の層を含む。基板は最も一般にはディスク形状であり、そしてその中央を貫通する穴を含む。できるだけ多くの基板を利用するために、ディスク形状の基板の内径及び外形は厳しい要求に適合しなければならない。人気が高まってきている、基板に用いられる１つの材料はガラスである。
【０００３】
ガラス基板は概して少なくとも４つの工程を用いて製造され、それぞれの工程は概して異なる場所でそして異なる機械を用いて行われる。ガラスシートが最初に製造され、そしてバルク材料として用いられる。次いで、ソリッドディスク（ｓｏｌｉｄ ｄｉｓｋ）がガラスシートから切り出される。続いて、それぞれのディスクを貫通する穴がドリル加工される。次いで上記層を適用する前に、ディスクの表面が研磨され要求に適合される。それぞれの工程は追加の製造コストを必要として、そしてディスク形状のガラス基板の全体の生産のコストがかかる。
【０００４】
バルクのガラスシートは広く用いられ、そしてガラスシートの製造を専業とする巨大産業がある。結果として、製造業者間で激しい競争もあり、ガラスシートのコストダウンが促進される。それ故に、一からガラスディスクを製造するよりも、大きなガラスシートを購入して、そしてそれらのシートから基板を切り出すほうがより経済的である。したがって、ガラス製造及びガラス加工の工程を単一のステップに組み合わせることは不経済となるだろう。
【０００５】
記録媒体の基板として用いるガラスディスクの研磨が、基板上に媒体の残りの層を堆積することを目的として必要な厳しい要求に適合するために、非常に特殊な方法及びツールを用いて行われる。特殊なツールが必要となるため、その研磨ステップをこれらの基板を製造する他のステップのいずれかと組み合わせることは大きな利点とならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明の発明者は、ソリッドガラスディスクを形成することとガラスディスクに穴を形成することとのステップが類似した作業であり、両者が所望の形状を形成するためにガラスシートを切断することを含むということを認識した。したがって、発明者は、製造コストを低減するためにこれらのステップが組み合わされるべきである、ということを認識した。
【０００７】
コストの不利点に加えて、これはソリッドディスクを作製することと穴を形成することとのステップを別々の工程とすることによって招かれる。基板を形成する現在の方法はまた、それぞれの基板間の相違にも悩まされる。基板の外径及び内径の両方が基板によって異なる。さらにまた、外径に対する内径の位置も基板によって異なる。それ故に、記録媒体の厳しい要求に適合するために、外径及び内径を形成するそれぞれのステップが全ての基板について注意深く行われなければならない。したがって、それほど頻繁ではないが内径及び外径の正確な形成が見積もられ得るように、バッチでディスク形状のガラス基板を製造する方法の必要性もある。
【０００８】
ガラス基板を形成する場合に示される他の課題は、ガラスが機械加工されるときに発生する過剰な熱である。したがって、ガラスがドリル加工または切断されるときにガラスが非常に熱くなる。ガラス内部に発生する熱応力は、ディスクとして用いるには不適となるディスク内部のクラック発生につながり得る。熱応力は、ガラスをゆっくりとドリル加工して熱を放散させることで、避けられることができる。しかしながら、これは生産時間を遅くして、それによってコストを増大させる。そのゆえに、クラックまたはダメージのために相当量を失うことなく、短時間でガラス基板を製造することができる工程の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施態様はバッチでガラス基板を製造する方法に関する。上記製造方法は、少なくとも１つのねじ穴を含む底部を有するフレーム内に、ねじ穴を覆う積層されたガラスシートを固定すること；積層されたガラスシート及びフレームを冷却剤に浸すこと；積層されたガラスシートに少なくとも１つの穴をドリル加工して開けて、少なくとも１つのねじ穴を露出させること、その際、破片が冷却剤中に堆積する；積層されたシートの上記の少なくとも１つの穴にねじ切りピンを設置すること；上記ねじ穴にねじ切りピンを挿入することによって、ねじ切りピンを用いて上記底部に直接、積層されたシートを固定すること；上記の少なくとも１つの穴の周囲に、基板１バッチについて少なくとも１つの外径をドリル加工すること、その際、破片が冷却剤中に堆積する；そして積層されたガラスシートの周辺から冷却剤と冷却剤中に堆積した破片とをポンプで吸い出すこと、を含む。
【００１０】
これらの及び様々な他の特徴と利点とが、以下の詳細な説明を読むことから明らかになるだろう。
【００１１】
本発明の実施態様の以下の詳細な説明は、以下の図を併用して読むことで最も良く理解されることができる。以下の図では、上記特徴が必ずしも原寸に比例して描かれてないが、むしろ発明に関連する特徴を最も良く説明するものとして描かれている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の方法とともに使用するためのコアリング装置（ｃｏｒｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎ）を示す；
【図２】フレームに保持された、積層されたガラスシートを示す；
【図３】コアリング装置内の積層されたガラスシートを示す；
【図４】シートに穴を形成するステップを示す；
【図５】穴に挿入したピンを示す；及び
【図６】ピンの周囲に外径をコアリングするステップを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、積層されたガラスシートから多数の均一な形状のガラスシート目的物を製造する方法に関する。本発明は磁気データ／情報を格納及び検索する媒体、例えばハードディスクを製造するためのディスク形状のガラス基板の加工に特に有用性がある。
【００１４】
一実施態様では、本発明は少なくとも１バッチの同様な形状のガラスシート目的物の製造方法を提供する。積層されたガラスシートは、ガラスシートの最下層の下の、底部を含むフレームに固定される。積層されたガラスシート及びフレームは冷却剤のタンクに浸される。製造されるそれぞれのバッチに対して、上記積層体がドリル加工され、上記底部に向かって穴が開けられる。次いで、ピンが上記穴に設置され、そして上記底部に固定される。上記ピンは上記穴の位置で上記底部に、積層されたガラスシートを保持する。次いで、ガラスシートが、それぞれの穴の周囲に外形が切断され、１バッチ以上の上記外形を有するガラスシート目的物が形成される。上記切断工程の間、ガラスシートは上記ピンによって上記底部に固定されたままである。上記ドリル加工及び上記切断工程の両工程の際に、上記冷却剤がガラスシートの周辺からポンプで吸い出され、両工程のステップの際に形成されるいずれの破片も取り除かれる。
【００１５】
他の実施態様では、本発明は少なくとも１バッチのディスク形状のガラス基板を製造する方法を提供する。積層されたガラスシートは、製造されるそれぞれのバッチに対して、ねじ穴で、ガラスシートの最下層の下の、底部を含むフレームに固定される。積層されたガラスシート及びフレームは冷却剤のタンクに浸される。製造されるそれぞれのバッチに対して、上記積層体がドリル加工され、底部に向かって穴が開けられて、ねじ穴を露出する。次いで、ねじ切りピンが、ガラス中の上記穴に設置され、そして上記底部のねじ穴に固定される。上記ピンは積層されたガラスシートを上記底部に保持する。次いで、それぞれのバッチにおいて、ディスク形状の基板の外径が、ドリルを用いてそれぞれの上記穴の周囲にコアリングされる。外径のドリル加工が行われている間、ガラスシートはねじ切りピンによって上記底部に固定されたままである。両工程の際に、上記冷却剤がガラスシートの周辺からポンプで吸い出され、ドリル加工の間に形成されるいずれの破片も取り除かれる。
【００１６】
本発明は、ガラスシート内に位置する穴を有する多数のガラスシート目的物を製造する方法を提供する。それぞれの目的物の穴及び外形の両方が単一の製造装置で形成される。このように、２つの別の装置（１つは穴の形成用、及び一方は外形の形成用）の使用を避けることで製造コストが低減される。さらなる利点として、複数のガラスシート目的物が同時に形成されるので、均一性が増してそしてさらに製造コストが低減される。
【００１７】
本発明は、薄膜、高い面密度の磁気及び／または光磁気（ＭＯ）記録媒体の製造において、基板として用いるためのディスク形状のガラスシートを形成するために特定の実施態様を参照して記載される。しかしながら、本発明が、非常に多くの様々な用途のために種々の形状を有するガラスシート目的物に使用されてもよいことが、当業者にとって明らかだろう。
【００１８】
本発明の方法とともに使用するためのコアリング装置を図１に示す。コアリング装置は、液体冷却剤６で満たされたタンク４の上に置かれたドリルプレス２を含む。冷却剤がポンプ８によってコアリング装置を通して循環される。その循環の際、冷却剤がフィルター１０を通り抜け、フィルター１０を通る破片及び以下に述べる他の物体が、冷却液から取り除かれる。図１に示す実施態様では、冷却剤の経路がドリルプレス２それ自身を通るように方向付けられる。この実施態様は、ドリル加工が行われることによって冷却剤内に堆積されるいずれの破片もその形成した位置から直接直ぐに除去されるという点で利点がある。しかしながら、この特徴は必要ではなく、そして冷却剤の経路が、タンク４から直接フィルター１０及びポンプ８に通るように循環して、ドリルプレス２から完全に独立してもよいことが予測できる。
【００１９】
本発明にしたがって、複数のガラスシート１２が、フレーム１６内にしっかりと固定された積層体１４に保持される。フレーム１６は底部１８、サイドバー２０、及び蓋またはクロスバー２２を含む。積層体１４は底部１８の上、サイドバー２０の内部に置かれ、そしてクロスバー２２が、サイドバー２０の最上部に置かれ、ガラスシート１２の積層体１４を、底部１８及びサイドバー２０の間にはさむ。サイドバー２０及びクロスバー２２の組み合わせが、シート１２が底部１８から個別にまたは積層体１４としてのどちらでも、外れ得ないことを確かなものとする。サイドバー２０及びクロスバーまたは蓋２２の代わりとして、フレームが完全な側面及び開口部を有する環状の蓋を伴って形成されてもよい。
【００２０】
図３に示すように、ガラスシート１２の積層体１４及びフレーム１６がタンク４に置かれ、そして冷却剤に浸される（フィルター１０、ポンプ８、及び冷却剤の経路が図３から省かれているが、運転可能な実施態様では含まれる）。本発明の好ましい実施態様では、フレーム１６内に積層体１４を入れたまま、複数枚のガラスシート１２がタンクに置かれ、そして冷却剤に浸される。しかしながら、フレーム１６が最初にタンク４内に置かれ、後からガラスシート１２を置くこともまた、本発明の範囲内である。
【００２１】
ガラスシート１２の積層体１４が冷却剤６のタンク４内に入るとすぐに、ドリルプレス２が、製造されるそれぞれのバッチの基板または目的物に少なくとも１つの穴をドリル加工するために使用される。穴をドリル加工する工程を図４に示す。プレス２がガラスをドリル加工して穴を開けるとき、その加工の際に発生したいずれの熱も冷却剤に消散する。したがって、本発明の方法は、より低い温度でガラス目的物を機械加工する。これらの温度では、ガラス内に発生する応力はより少なく、そしてガラスはあまりダメージを受けない。さらにまた、ドリル加工でガラスシート１２に上記穴を形成する間に、破片２４が冷却剤６内に堆積する。コアリング装置２を通して冷却剤６を循環させることによって、破片２４がガラスシート１２の周辺から取り除かれる。本発明の実施態様では、フィルター１０を含み、破片２４がフィルター１０によって冷却剤から除去される。上記穴がコアリングドリルで形成される場合、その芯材（ｃｏｒｅ）２６も冷却剤６から除去されてもよい。図４に示すように、冷却剤はドリルプレス２を通して循環されてもよい。上記穴の大きさの好ましい範囲は、３〜３０ミリメートルである。しかしながら、他の大きさの穴もまた、本発明の範囲内で用いられてもよい。
【００２２】
上記穴が積層体に形成された後、次いで、ガラスシート１２の積層体１４が、上記穴の位置でフレーム１６の底部１８に固定される。次に、図５に示すように、ピン３０が上記穴に挿入され、このピン３０によって、上記底部にガラスシート１２が固定される。例えば、ガラスシート１２の積層体１４は、ピン３０の頭部３２及び底部１８の間にはさまれてもよい。この説明される実施態様では、頭部３２は、上記穴よりも広く、硬い環状のフランジとして示される。しかしながら、本発明はこの実施態様に限定されない。例えば、頭部３２は、上記穴よりも小さいフランジ、そして上記フランジ及びガラスシート１２の間にワッシャーを含んでもよい。あるいは、上記頭部が「Ｌ」字に似た形状で一方向に突き出ただけもよい。
【００２３】
上述のように、ピン３０の端が底部１８に固定される。好ましい実施態様では、底部１８は、ピン３０の対応するコネクタ３６に取り付けるためのコネクタ３４を含む。この実施態様では、シート１２の積層体１４に上記穴が形成された場合は、底部１８のコネクタ３４が露出されるべきである。説明される実施態様では、底部１８のコネクタはねじ穴であり、そして対応するコネクタ３６はピン３０にねじ山をつけたものである。あるいは、上記コネクタは、例えばスパークプラグのコネクタのような素早く連結する金具であってもよく、そしてケーシングに合うバルブを含んでもよい。他の実施態様では、上記底部はコネクタ３４を含まない。代わりに、ピン３０がピン自身を底部に固定してもよい。例えば、ピン３０は、その端部にねじを含んでもよく、そして底部１８に直接ねじで締めてもよい。
【００２４】
一旦、上記ピンまたはピン３０が底部１８に固定されると、シート１２の積層体１４は上記穴で底部１８にしっかりと固定され、そしてもはやシートを所定位置に保持するフレーム１６が残ることを必要としない。この時点で、上記目的物の外形がガラスシート１２に切り出されてもよい。例えば、図６に示す実施態様では、ドリルプレス２が上記穴の周囲に外径をコアリングする。ドリルプレスが操作されるにつれて、破片２６が冷却剤６中に堆積して、そしてポンプを動かすことによってガラスシートの周辺から吸い出される。外径の大きさの好ましい範囲は２０〜１００ｍｍである。しかしながら、外径は他の大きさからなってもよく、それでも本発明の範囲内である。さらにまた、本発明は、外形が、ドリル加工によってコアリングされる円であることを必要としない。代わりに、上記形状の端が切断されて、外形が正方形または三角形であってもよい。
【００２５】
外形が切断され、またはコアリングされた時点で、ガラスシート目的物の形成は完了する。したがって、積層体１４は冷却剤６から除去されてもよく、ピン３０は底部１８から抜き取られてもよく、ガラスシートは洗われてもよく、そしてガラス目的物またはディスクは分離されてもよい。これらのステップは、上記ピンがガラスディスクを分離する前に除去されるべきであることを除いて、任意の順番で行われてもよい。
【００２６】
本発明の１つの特定の利点は、ガラス目的物の形成が同じ位置で行われることである。さらにまた、単一のドリルプレスが基板の穴及び外径の両方を形成するために用いられてもよいという利点もある。加えて、穴あけステップ、ピンの設置、及び外径の形成が全て、積層シートを動かすことなく、行われるという利点もある。結果として、上記穴、及び上記穴に対する外径の設置が、さらに正確であってもよい。
【００２７】
示したように、本発明は、高い面密度の薄膜の磁気及び／またはＭＯ記録媒体用の基板として、基板の使用を促進する信頼性のある内径及び外径を有する基板を生産するために、穴が開けられたガラスディスクを形成するための改良された方法及び手段を、低コストで確実に実行され得る加工技術のように、有利に提供する。
【００２８】
先の記載では、本発明のより良い理解を提供するために、例えば特定の材料、構造、反応、工程などの多数の特定の詳細が示される。しかしながら、本発明は、明確に示した詳細を用いることなく実行されることができる。他の例では、よく知られた材料の加工及び技術は、本発明を不要に分かりにくくしないために詳しく記述されてない。
【００２９】
本発明の好ましい実施態様だけでなくその多用途性の数例が本開示に示されそして記述される。本発明は様々な他の組み合わせ及び環境で使用することができ、そして本明細書に表すように独創的なコンセプトの範囲内で変更及び／または修飾を受け入れる余地がある。上述の実施及び他の実施は、以下の特許請求の範囲の範囲内である。
【符号の説明】
【００３０】
４  タンク、６  冷却剤、８  ポンプ、１０  フィルター、１２  ガラスシート、１４  ガラスシートの積層体、」６  フレーム、１８  底部、２０  サイドバー、２２  クロスバー、３０  ピン、３６  コネクタ。
【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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