(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切断対象のガラス板の表面にレーザビームを照射すると共に切断予定線に沿ってレーザビームを走査させることで切断予定線の部位をガラス転移点温度以上に加熱し、その後に冷却することにより、切断予定線の部位をその他の部位より大きな比容とする加熱処理工程と、加熱処理したガラス板をエッチングするエッチング工程と、エッチングにより切断予定線に生成した溝を起点に破断する破断工程とからなるガラス板の切断方法であって、
前記切断予定線は、終点が始点に重なる閉曲線であり、
前記エッチングにより前記切断予定線に生成した溝が円錐面又はこれに類するテーパ面になるように、前記ガラス板の表面に直交する垂直線に対してレーザビームを傾斜させたことを特徴とするガラス板の切断方法。
【請求項２】
前記加熱処理工程における加熱温度はガラスの溶解温度未満に抑えることを特徴とする請求項１記載のガラス板の切断方法。
【請求項３】
前記加熱処理工程におけるレーザビームは、対向する２本のレーザビームを準備し、これらでガラス板の両表面を同時に加熱することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のガラス板の切断方法。
【請求項４】
前記加熱処理工程における冷却は、加熱直後に実施し且つ強制冷却であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載のガラス板の切断方法。
【請求項５】
前記強制冷却における冷媒は、空気であることを特徴とする請求項４記載のガラス板の切断方法。
【請求項６】
前記エッチングにより切断予定線に生成した溝の深さを、少なくとも５０μｍにしたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項記載のガラス板の切断方法。
【請求項７】
前記エッチング工程で使用するエッチング液は、酸性フッ化アンモニウム水溶液であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項記載のガラス板の切断方法。
【請求項８】
前記酸性フッ化アンモニウム水溶液は、フッ化アンモニウムに硫酸を混合することで得ることを特徴とする請求項７記載のガラス板の切断方法。
【請求項９】
前記ガラス板は、０℃〜３５０℃における線膨張率が３５×１０-7／℃若しくはこれを超える物性値を有するものであることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項記載のガラス板の切断方法。
【請求項１０】
前記閉曲線は正円であることを特徴とする請求項１記載のガラス板の切断方法。
【請求項１１】
内周、外周共に正円であり且つ０℃〜３５０℃における線膨張率が３５×１０-7／℃若しくはこれを超える物性値を有するガラスで構成したガラス円盤であり、ガラス表面と内周面とが交るコーナー及びガラス表面と外周面とが交わるコーナーは、ガラス板からガラス円盤を打抜く前にガラス表面にレーザビームを照射し、冷却し、フッ素含有エッチング液でエッチングすることで得られた溝の一部で構成した記録媒体用ガラス円盤であって、
前記溝は、前記ガラス板の表面に直交する垂直線に対してレーザビームを傾斜させて照射したことで、円錐面又はこれに類するテーパ面とされたことを特徴とする記録媒体用ガラス円盤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガラス板の精密切断方法及記録媒体用ガラス円盤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス板の切断法として、超硬合金ロールを備えたガラス切り具で、ガラス板に筋状の傷を付け、この傷を起点（始点）に破断することで、所定寸法のガラスを切出すことは知られている。この様な手法を「メカニカルスクライブ法」と呼ぶ。
【０００３】
このメカニカルスクイブ法では筋状に傷を付けるときに、筋に沿って貝殻状の欠け（以下、「蛤欠け」と呼ぶ。）が断続的に発生すること、並びに切断粉が飛びガラス表面に付着することが知られている。蛤欠けは製品品質を著しく低下させるので好ましくない。また、付着した切断粉は付着力が高いため酸洗などの清浄では除去できず、後処理費用が嵩む。基本的に手作業であるから生産性は低い。
以上のことから、メカニカルスクライブ法は精密切断には不向きな手法であり、大量生産にも不向きな手法であるといえる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
大量生産を目指した技術として、例えば特表平８−５０９９４７号公報「非金属材料の分割」が提案され、この提案は要約すれば、ガラスの表面に傷を付け、レーザビームで加熱することで、大きな熱応力を発生させる。熱応力が破断応力を超えればガラスは破断する。ガラスに付ける傷は小さなもので済ませることと自動化が可能であることから、生産性は高まる。しかし、ガラスに付ける傷が小さい程、ガラス面と破断面とのなすコーナーが鋭い直角となり、取扱い上危険なので、コーナーに後で面取りを施す必要がある。また、切断面の精度はそれほど期待できない。
【０００５】
以上の何れにおいても切断精度の点では不満足なものである。そこで、本発明の目的は生産性を維持しつつ、高い切断精度が得られるガラス板の切断技術を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１のガラス板の切断方法は、切断対象のガラス板の表面にレーザビームを照射すると共に切断予定線に沿ってレーザビームを走査させることで切断予定線の部位をガラス転移点温度以上に加熱し、その後に冷却することにより、切断予定線の部位をその他の部位より大きな比容とする加熱処理工程と、加熱処理したガラス板をエッチングするエッチング工程と、エッチングにより切断予定線に生成した溝を起点に破断する破断工程とからなるガラス板の切断方法であって、切断予定線は、終点が始点に重なる閉曲線であり、エッチングにより切断予定線に生成した溝が円錐面又はこれに類するテーパ面になるように、ガラス板の表面に直交する垂直線に対してレーザビームを傾斜させたことを特徴とする。
【０００７】
切断予定線の部位を加熱・冷却することで低密度化し、この低密度化した部位をエッチング工程により溶解することでＵ字溝とし、このＵ字溝を起点に破断する。
従来のメカニカルスクライブ法や熱歪による切断法（特表平８−５０９９４７号公報参照）より、格段に仕上り精度が良くなる。また、従来認められた蛤欠けや角（つの状突起）は、本発明では発生しない。機械的に傷を付けるのではなくエッチングで溶解するからである。
エッチングの溶解作用により、破断面の両端のコーナーは適度に丸みを帯びた面取りとなり、従来に後工程で実施していた面取り工程を、本発明では省くことができる。
加えて、本発明は直線切り、曲線切りの何れにも有用であるが、特にレーザビームをＮＣで位置制御すれば１回の一筆描きで綺麗な閉曲線を描かせることができ、大きなガラス板から閉曲線に沿って切出した製品を得ることができる。
さらに、レーザビームを傾斜させることで、切断面を円錐面又はこれに類するテーパ面にすることができ、円錐面やテーパ面であれば大きなガラス板から製品を簡単に分離することができる。この分離の際に、製品が母材（ガラス板）に触れないので、製品の端部において傷や蛤欠けなどの発生は起こらず、製品品質を良好に維持することができる。
【０００８】
請求項２のガラス板の切断方法では、加熱処理工程における加熱温度はガラスの溶解温度未満に抑えることを特徴とする。
加熱温度を溶解温度未満に抑えることにより、ガラス板の平坦性並びに形状の悪化を防止する。
【０００９】
請求項３のガラスの切断方法では、加熱処理工程におけるレーザビームは、対向する２本のレーザビームを準備し、これらでガラス板の両表面を同時に加熱することを特徴とする。
ガラス板の上下面に対向させた状態でＵ字溝を形成する。切断が極めて容易になる。切断面の両コーナーに面取りを形成することができ、好都合である。
【００１０】
請求項４のガラス板の切断方法では、加熱処理工程における冷却は、加熱直後に実施し且つ強制冷却であることを特徴とする。
冷却速度を高めることにより、低密度化を促す。低密度化が進むほどＵ字溝を深くすることができ、切断が容易になる。
このときに使用する冷媒は、気体、液体、気液混合ミストの何れでもよい。
【００１１】
請求項５のガラス板の切断方法では、強制冷却における冷媒は、空気であることを特徴とする。
【００１２】
空気は安価であり、冷却後に回収する必要はない。取扱いが容易である上にそのための設備も小規模なもので済ませることができる。すなわち、炭酸ガス、窒素ガス、アルゴンガスなどの空気以外のガスで冷却するときには、ガスボンベが必要となる。水や油などの液体で冷却するときには、ポンプ、回収槽が必要となり、何れにしても空気を冷媒とするときより、設備コストは嵩む。
【００１３】
請求項６のガラス板の切断方法は、エッチングにより切断予定線に生成した溝の深さを、少なくとも５０μｍにしたことを特徴とする。
【００１４】
ガラス板に５０μｍ未満の溝を付けて切断したところ、切断工程に支障が発生した。すなわち破断がガラスの厚み方向へは進まず、また破断が溝に沿わなくなるからである。
【００１５】
請求項７のガラス板の切断方法では、エッチング工程で使用するエッチング液は、酸性フッ化アンモニウム水溶液であることを特徴とする。
酸性フッ化アンモニウムはガラスを溶解する作用を発揮するので、Ｕ字溝を形成することができる。
【００１６】
請求項８のガラス板の切断方法では、酸性フッ化アンモニウム水溶液は、フッ化アンモニウムに硫酸を混合することで得ることを特徴とする。
硫酸系フッ化アンモニウム水溶液はマイルドな溶解作用を有する。したがって、面取りに丸みをつける上で好適である。
【００１７】
請求項９のガラス板の切断方法では、ガラス板は、０℃〜３５０℃における線膨張率が３５×１０-7／℃若しくはこれを超える物性値を有するものであることを特徴とする。
【００１８】
本発明に用いるガラスは、その線膨張率が大きいほど比容を大きくすることができる。この様な観点から、ガラスの線膨張率が３５×１０-7／℃以上のものが好ましい。
【００２０】
請求項１０のガラス板の切断方法では、閉曲線は正円であることを特徴とする。大きなガラス板から正円に沿ってガラス円盤を切抜けば、このガラス円盤の真円度は格段に高い精度が期待できる。従って、この請求項によれば寸法精度の極めて優れたガラス円盤を量産することができる。
【００２３】
請求項１１の記録媒体用ガラス円盤は、内周、外周共に正円であり且つ０℃〜３５０℃における線膨張率が３５×１０-7／℃若しくはこれを超える物性値を有するガラスで構成したガラス円盤であり、ガラス表面と内周面とが交るコーナー及びガラス表面と外周面とが交わるコーナーは、ガラス板からガラス円盤を打抜く前にガラス表面にレーザビームを照射し、冷却し、フッ素含有エッチング液でエッチングすることで得られた溝の一部で構成した記録媒体用ガラス円盤であって、溝は、ガラス板の表面に直交する垂直線に対してレーザビームを傾斜させて照射したことで、円錐面又はこれに類するテーパ面とされたものであることを特徴とする。
【００２４】
線膨張率が３５×１０-7／℃以上のガラスを採用することにより、レーザビームの照射、冷却、エッチング処理により、十分に深いＵ字溝を切断予定線に沿って形成することができる。Ｕ字溝が深いのでガラス板（母材）からガラス円盤を容易に切断し分離することができる。
切断面の両端のコーナーはＵ字溝の一部が面取りとして残る。すなわち、溶解によりガラス円盤の内外周のコーナーに丸みを帯びた面取りを施すことができる。
【００２５】
加えて、レーザビームはＮＣ位置制御が可能であり、ガラス円盤の内外周の真円度は数μｍオーダまで高めることができる。
従って、請求項１１のガラス円盤は真円度が良く、コーナーに丸みを帯びた面取りを備え、録媒体用ガラス円盤として好適なものとなる。
加えて、レーザビームを傾斜させることで、切断面を円錐面又はこれに類するテーパ面にすることができ、円錐面やテーパ面であれば大きなガラス板から製品を簡単に分離することができる。この分離の際に、製品が母材（ガラス板）に触れないので、製品の端部において傷や蛤欠けなどの発生は起こらず、製品品質を良好に維持することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１（ａ）〜（ｄ）は本発明のガラス板の加熱処理工程説明図である。
（ａ）にて、ガラス板１０を準備する。ガラス板１０はシリケートガラス、具体的にはアルミノ珪酸ガラス、アルミノ硼珪酸ガラス、硼珪酸ガラス、ソーダライムシリケートガラス、アルカリ成分含有易強化ガラスを使用することができる。そして、レーザビームによる加熱、空気による冷却、エッチング液による溶解を効果的に実施するためには、０〜３５０℃での線膨張率は３５×１０-7／℃若しくはそれ以上であることが望ましく、さらに７０×１０-7／℃以上であればなお良い。
【００２７】
例えばシリカ（ＳｉＯ2）を５５〜７０重量％、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を１０〜２０重量％、Ｎａ2Ｏを５〜１５重量％、Ｌｉ2Ｏを２〜８重量％を主成分とする易化学強化ガラスは、線膨張率が約９０×１０-7／℃であり、後述のＵ字溝を容易に形成できた。
【００２８】
また、建築用窓ガラスとして広く用いられているソーダライムシリケートガラスも、線膨張率が約９０×１０-7／℃であり、後述のＵ字溝を容易に形成できた。
【００２９】
さらに線膨張率を（８０〜８９）×１０-7／℃の範囲に調整した表示用のガラス、例えばＳｉＯ2が５０〜６５重量％、Ａｌ2Ｏ3が５〜１５重量％、ＺｒＯ2が５〜１５重量％、二価金属酸化物（ＭｇＯとＣａＯとＳｒＯとＢａＯとＺｎＯの合計）が１０〜２５重量％、アルカリ金属酸化物（Ｎａ2ＯとＫ2Ｏの合計）を８〜１５重量％含有させたガラスについても、良好なＵ字溝の形成と破断が確認できた。
【００３０】
そして、ＴＦＴ液晶表示用ガラスとして、線膨張率が３５〜５０×１０-7／℃に調整した、実質的にアルカリを含有しない無アルカリガラスについても本発明方法に好適である。このガラスは、例えば基本成分がＳｉＯ2を４５〜６０重量％、Ａｌ2Ｏ3を５〜１５重量％、Ｂ2Ｏ3を５〜１５重量％としたアルミナ硼珪酸ガラスである。
【００３１】
（ｂ）にて、ガラス板１０の表面にレーザビーム１１を照射すると共に切断予定線に沿ってレーザビーム１１を走査させることで切断予定線の部位をガラス転移点温度以上に加熱する。なお、加熱速度が高過ぎると歪でガラス板が割れる虞れは有る。そこで、ガラスの組成などの性質に応じて、レーザのパワー、ビームの径、スキャンニング速度を選択して、上記不具合が起こらぬようにする。
【００３２】
（ｃ）にて、エアノズル１２から噴出した空気で、加熱した部位を強制冷却する。
すると、（ｄ）に示す通り、加熱・冷却した部位１３が、他の部位より僅かであるが盛り上がる。この現象を次図で補足説明する。
【００３３】
図２は本発明で利用したガラスの特性図であり、横軸はガラスの温度、縦軸は比容（密度の逆数）を示し、Ｔｎは室温、Ｔｇは転移温度、ＴｈはＴｇより高く融点未満の範囲にある温度を示す。
室温のガラス板を、グラフ上の点ａから加熱昇温すると比容は徐々に増加する。そして、転移温度Ｔｇに合致する点ｂを過ぎると比容は急増する。点ｃで加熱を中断し、直ちに強制冷却すると（点ｂ、点ａへは戻らずに）点ｄに至ると言う現象が起こる。点ａでの比容をＶ1、点ｄでの比容をＶ2とすれば、Ｖ1＜Ｖ2となる。このときの差（Ｖ2−Ｖ1）をΔＶとすれば、ΔＶだけ点ｄでは密度が小さくなり、ガラスが膨張するという現象となって現れる。すなわち、加熱・冷却しない部位より、加熱・冷却した部位の方が、ガラスの構造がわずかに粗になる。
これが、図１（ｃ）でガラス板１０において加熱・冷却した部位が、他の部位より僅かであるが盛り上がったことの説明である。
【００３４】
図３（ａ）〜（ｃ）は本発明のガラス板のエッチング工程及び切断工程説明図である。
（ａ）にて、槽１５にエッチング液１６を張り、このエッチング液１６にガラス板１０を一定時間浸漬する。フッ化物はガラスを溶かす性質を有するため、前記エッチング液１６はフッ酸、フッ酸と鉱酸（塩酸、硫酸、硝酸など）との混合液、フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液、フッ化アンモニウムと鉱酸（塩酸、硫酸、硝酸など）との混合液を用いる。このうちでフッ化アンモニウムはマイルドなエッチング作用を発揮するので、フッ化アンモニウムと鉱酸との混合液が他の部位（加熱・冷却した部位以外の部位）を傷める度合が少なく好適である。
【００３５】
（ｂ）は（ａ）のｂ部拡大図であり、加熱・冷却した部位１３は上記エッチング液に対して溶解速度が大きくてΔだけ溶解し、他の部位は溶解速度が小さくてδ（δ＜Δ）だけ溶解し、その結果、冷却した部位１３に深さがＧｈで幅がＧｗの、断面がＵ字或いは皿状の溝１７が出来たことを示す。Ｕ字溝１７の幅Ｇｗは１０μｍ程度、深さＧｈは５０μｍ程度にすることができる。
この現象の理論的解析は難しいが、低密度化した部位は原子配列が粗（ルーズ）になり、酸による溶解速度が大きくなると推定できる。
【００３６】
（ｃ）にて、矢印の如くガラス板１０に曲げ力を加えると、ガラス板１０はＵ字溝１７の谷底を起点として縦に割れる。
【００３７】
図４（ａ），（ｂ）は本発明方法で製造したガラス板のエッジの形状説明図である。
（ａ）は切断面１８の全体を示し、切断面１８には従来問題となった蛤欠けは認められず、ガラス板１０の表面に切断粉が付着する心配も皆無である。
そして切断面１８の一端（図では上端）にＵ字溝の約半分が痕跡となって残る。この痕跡を（ｂ）で説明する。
【００３８】
（ｂ）は痕跡の拡大図であり、この痕跡は、ガラス板１０の上面と切断面１８とのコーナーに形成した面取り１９に相当する。この面取り１９はエッチングの溶解作用で全体的に丸みを帯びたものとなり、面取りとしては極めて好ましい形状となる。すなわち、従来、後工程で実施していた面取り工程が本発明方法によれば不要となる。
【００３９】
以上の説明をまとめると、本発明に係るガラス板の切断方法は、基本的に、切断対象のガラス板の表面にレーザビームを照射すると共に切断予定線に沿ってレーザビームを走査させることで切断予定線の部位をガラス転移点温度以上に加熱し、その後に冷却することにより、切断予定線の部位をその他の部位より大きな比容とする加熱処理工程と、加熱処理したガラス板をエッチングするエッチング工程と、エッチングにより切断予定線に生成した溝を起点に破断する破断工程とからなる。
【００４０】
図５（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る別実施例説明図（その１）である。
（ａ）にて加熱処理工程におけるレーザビーム１１は、対向する２本のビーム１１，１１を準備し、これらでガラス板１０の両表面（上面及び下面）に同時に加熱する。
（ｂ）は、ガラス板１０の上下面に他の部位より僅かであるが盛り上がった加熱・冷却した部位１３が形成できたことを示す。
（ｃ）は、エッチング工程を経たことによりガラス板１０の上下に対向したＵ字溝１７，１７ができたことを示す。
【００４１】
図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る別実施例説明図（その２）である。
（ａ）にて、ガラス板１０を矢印のごとく曲げて、切断する。上下にＵ字溝１７，１７があるため切断は容易となる。
（ｂ）は上下のコーナーに面取り１９，１９を備えた切断面１８を示す。
【００４２】
図７は本発明に係る別実施例説明図（その３）であり、レーザビーム１１の軌跡を示す。すなわち、ガラス板１０に臨ませたレーザビーム１１は、始点２１から想像線で示す切断予定線２２（この例では正円）を描かせて終点を始点２１に重ねることは容易に実現できる。レーザビーム１１はＮＣ制御を行うことが出来るからである。ＮＣ制御であれば、始点２１の座標と終点の座標を合せておけば、原理的には完全に始点２１に終点が重なる。
この結果、正確な正円のガラス盤を容易にガラス板１０から切出すことができる。
【００４３】
一筆描きの要領で始点２１に終点を重ねるような軌跡を閉曲線といい、その典型例が正円、楕円、正方形、矩形となる。従って、本発明はガラス板１０に終点が始点に重なる閉曲線である切断予定線２２を描かせることができる。
【００４４】
図８（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る別実施例説明図（その４）である。
（ａ）では、ガラス板１０の上下面に垂直線２３を立てたときに、レーザビーム１１・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）の垂直線２３に角度θだけ傾斜させた状態に保ち、この様なレーザビーム１１・・・で切断予定線を描かせる。
（ｂ）は、ガラス板１０の上下面に膨れとなって現れた加熱・冷却部位１３，１３を示す。
（ｃ）は、エッチング工程の結果に現れたＵ字溝１７・・・を示す。
【００４５】
（ｄ）では、白抜き矢印の通りにガラス板１０からガラス盤２４を切出す。このときに角度θの抜き勾配が付いているため、ガラス盤２４を円滑にガラス盤１０から外すことができる。閉曲線で切断予定線を描いた場合には、ガラス盤２４を外す際にガラス盤２４のコーナーをガラス板１０に接触させ、ガラス盤のコーナーに欠け欠陥を発生させることがある。しかし、上記角度θの抜き勾配を設けておけば、欠け欠陥の発生を有効に防止することができる。
【００４６】
図９は本発明に係る記録媒体用ガラス円盤の斜視図であり、図１０は図９の１０−１０線断面図、図１１は図１０の１１部拡大図である。
図９に示す円盤は、ＨＤＤ（磁気記録媒体）に代表される記録媒体のベースとなる記録媒体用ガラス円盤３０であり、本発明によって製造したものであり、図１０に示す通りに直径Ｄ１の正円の内周面３１と直径Ｄ２の正円の外周面３２に仕上げ、且つ図１１に示す通り、内周面３１や外周面３２の両端のコーナーに面取り１９，１９を有することを特徴とする。
【００４７】
詳しくは、記録媒体用ガラス円盤３０は、内周、外周共に正円であり且つ０℃〜３５０℃における線膨張率が３５×１０-7／℃若しくはこれを超える物性値を有するガラスで構成したガラス円盤であり、ガラス表面と内周面３１とが交るコーナー及びガラス表面と外周面３２とが交わるコーナーは、ガラス板からガラス円盤を打抜く前にガラス表面にレーザビームを照射し、冷却し、フッ素含有エッチング液でエッチングすることで得られたＵ字溝の一部で構成したものであることを特徴とする。
【００４８】
【実施例】
本発明に係る実験例を次に説明する。ただし、本発明は以下の実験例に限定するものではない。
切断予定線が直線であるものと、切断予定線が正円であるものを各々実験したのとで順次説明する。
【００４９】
○実験１の条件：（切断予定線は直線）
ガラス板の種類：ソーダライムシリケートガラス
ガラス板の線膨張率：８８×１０-7／℃（０℃〜３５０℃）
ガラス板の寸法：３０ｃｍ×１０ｃｍ×厚さ１．０ｍｍ
【００５０】
レーザビームの数：１本
レーザビームの出力：５０〜７００ｍｗ（試料により変更）
ビーム径：１０又は３０μｍ（試料により変更）
走査速度：２００〜１０００ｍｍ／秒（試料により変更）
冷却：自然放冷
【００５１】
エッチング液の種類：フッ化アンモニウム５重量％及び濃硫酸５重量％の水溶液
エッチング液の温度：２０℃
エッチング時間：３〜５分（試料により変更）
【００５２】
切断の方法：Ｕ字溝を起点とした手折り切断
検出対象欠陥の種類：角（つの。切断面のコーナーに現れる突起）、蛤欠け（蛤形状の欠け）
欠陥の評価：○、△及び×の３段階評価。○は１００％欠陥が認められない場合。△は欠陥の出現率が４０％以内（サンプル１０枚中４枚以内）であるとき。×は欠陥の出現率が５０％以上（サンプル１０枚中５枚以上）である場合。
【００５３】
総合評価：○と×の２段階評価。○は、上記個別の欠陥評価が全て○であるとき。×はそれ以外。
【００５４】
【表１】
0004786783.tif 000002
【００５５】
表１は試料１〜試料８に対して設定した条件、形成できたＵ字溝の寸法、切断後に認めらた欠陥の評価及び総合評価を纏めたものである。
試料５，６，７は満足すべき結果が得られた。すなわち、レーザビーム出力は７００ｍｗを超えると熱応力が過大となるから６００ｍｗ以下にする必要があること、１５０ｍｗであってもビーム径が１０μｍであればＵ字溝の深さが不足するので、ビーム径３０μｍとし１５０ｍｗをレーザビーム出力の下限とすべきことが分かる。
【００５６】
また、Ｕ字溝の深さに着目すると、深さが４５μｍ以下では破断面に角（つの）が発生する等の不具合がでる。この点、深さが５０μｍ以上であれば、角及び蛤欠けの無く、且つ溝に沿ってガラスの厚み方向に破断した良好な切断面を得ることができる。
【００５７】
○実験２の条件：（切断予定線は正円）
ガラス板の種類：ソーダライムシリケートガラス
ガラス板の線膨張率：８８×１０-7／℃（０℃〜３５０℃）
ガラス板の寸法：１５０ｃｍ×１５０ｃｍ×厚さ１．０ｍｍ
【００５８】
レーザビームの数：１本
レーザビームの出力：６００ｍｗ
ビーム径：３０μｍ（試料により変更）
走査速度：２００〜１０００ｍｍ／秒
冷却：自然放冷
【００５９】
エッチング液の種類：フッ化アンモニウム５重量％及び濃硫酸５重量％の水溶液
エッチング液の温度：２０℃
エッチング時間：５分
【００６０】
図１２は実験２で得られたガラス円盤外周の真円度グラフであり、市販の真円度測定装置でガラス円盤の外径を計測したところ、真円度は１．６μｍであった。そして、切断面には角や蛤欠けは認められなかった。
【００６１】
○実験３の条件：（比較例としての実験）
ガラス板の種類：ソーダライムシリケートガラス
ガラス板の線膨張率：８８×１０-7／℃（０℃〜３５０℃）
ガラス板の寸法：１５０ｃｍ×１５０ｃｍ×厚さ１．０ｍｍ
【００６２】
切断方法：特表平８−５０９９４７号公報「非金属材料の分割」が提案された方法。すなわち、ガラスの表面に傷を付け、レーザビームで加熱することで、大きな熱応力を発生させ、この熱応力でガラスを破断する。
【００６３】
図１３は実験３で得られたガラス円盤外周の真円度グラフであり、市販の真円度測定装置でガラス円盤の外径を計測したところ、真円度は７９μｍであった。そして、切断面には角や蛤欠けは認められなかった。また、ガラス面と切断面とのなすコーナーが鋭い直角となり、角（つの）の発生が顕著となったので、別途面取りを施す必要があった。
【００６４】
以上の実験２（実施例相当）は真円度は１．６μｍであったものが、実験３（比較例相当）では真円度は７９μｍであった。一般に、この種の記録媒体用ガラス盤の許容真円度は１０μｍと言われているので、実験２では十分に合格で、実験３では全くの不合格となり、実験２、すなわち、本発明の優秀さが明らかとなった。
【００６５】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１のガラス板の切断方法は、切断対象のガラス板の表面にレーザビームを照射すると共に切断予定線に沿ってレーザビームを走査させることで切断予定線の部位をガラス転移点温度以上に加熱し、その後に冷却することにより、切断予定線の部位をその他の部位より大きな比容とする加熱処理工程と、加熱処理したガラス板をエッチングするエッチング工程と、エッチングにより切断予定線に生成した溝を起点に破断する破断工程とからなり、切断予定線の部位を加熱・冷却することで低密度化し、この低密度化した部位をエッチング工程により溶解することでＵ字溝とし、このＵ字溝を起点に破断する。
従来のメカニカルスクライブ法や熱歪による切断法（特表平８−５０９９４７号公報参照）より、格段に仕上り精度が良くなる。また、従来認められた蛤欠けや角（つの状突起）は、本発明では発生しない。機械的に傷を付けるのではなくエッチングで溶解するからである。
エッチングの溶解作用により、破断面の両端のコーナーは適度に丸みを帯びた面取りとなり、従来に後工程で実施していた面取り工程を、本発明では省くことができる。
加えて、本発明は直線切り、曲線切りの何れにも有用であるが、特にレーザビームをＮＣで位置制御すれば１回の一筆描きで綺麗な閉曲線を描かせることができ、大きなガラス板から閉曲線に沿って切出した製品を得ることができる。
さらに、レーザビームを傾斜させることで、切断面を円錐面又はこれに類するテーパ面にすることができ、円錐面やテーパ面であれば大きなガラス板から製品を簡単に分離することができる。この分離の際に、製品が母材（ガラス板）に触れないので、製品の端部において傷や蛤欠けなどの発生は起こらず、製品品質を良好に維持することができる。
【００６６】
請求項２のガラス板の切断方法では、加熱処理工程における加熱温度はガラスの溶解温度未満に抑えることを特徴とし、加熱温度を溶解温度未満に抑えることにより、ガラス板の平坦性並びに形状の悪化を防止する。
【００６７】
請求項３のガラスの切断方法では、加熱処理工程におけるレーザビームは、対向する２本のレーザビームを準備し、これらでガラス板の両表面を同時に加熱することを特徴とし、ガラス板の上下面に対向させた状態でＵ字溝を形成する。切断が極めて容易になる。切断面の両コーナーに面取りを形成することができ、好都合である。
【００６８】
請求項４のガラス板の切断方法では、加熱処理工程における冷却は、加熱直後に実施し且つ強制冷却であることを特徴とし、冷却速度を高めることにより、低密度化を促す。低密度化が進むほどＵ字溝を深くすることができ、切断が容易になる。このときに使用する冷媒は、気体、液体、気液混合ミストの何れでもよい。
【００６９】
請求項５のガラス板の切断方法では、強制冷却における冷媒は、空気であることを特徴とし、空気は安価であり、冷却後に回収する必要はない。取扱いが容易である上にそのための設備も小規模なもので済ませることができる。すなわち、炭酸ガス、窒素ガス、アルゴンガスなどの空気以外のガスで冷却するときには、ガスボンベが必要となる。水や油などの液体で冷却するときには、ポンプ、回収槽が必要となり、何れにしても空気を冷媒とするときより、設備コストは嵩む。
【００７０】
請求項６のガラス板の切断方法は、エッチングにより切断予定線に生成した溝の深さを、少なくとも５０μｍにしたことを特徴とし、５０μｍ以上の溝深さがあれば、切断がガラス板の厚み方向に進行し、且つ溝に沿って実行することができる。
【００７１】
請求項７のガラス板の切断方法では、エッチング工程で使用するエッチング液は、酸性フッ化アンモニウム水溶液であることを特徴とし、酸性フッ化アンモニウムはガラスを溶解する作用を発揮するので、これでＵ字溝を形成する。
【００７２】
請求項８のガラス板の切断方法では、酸性フッ化アンモニウム水溶液は、フッ化アンモニウムに硫酸を混合することで得ることを特徴とし、硫酸系フッ化アンモニウム水溶液はマイルドな溶解作用を有する。したがって、面取りに丸みをつける上で好適である。
【００７３】
請求項９のガラス板の切断方法では、ガラス板は、０℃〜３５０℃における線膨張率が３５×１０-7／℃若しくはこれを超える物性値を有するものであることを特徴とする。線膨張率が大きいほど比容を大きくすることができる。この様な観点から、ガラスの線膨張率が３５×１０-7／℃以上のものが好ましい。
【００７５】
請求項１０のガラス板の切断方法では、閉曲線は正円であることを特徴とする。大きなガラス板から正円に沿ってガラス円盤を切抜けば、このガラス円盤の真円度は格段に高い精度が期待できる。従って、この請求項によれば寸法精度の極めて優れたガラス円盤を量産することができる。
【００７７】
請求項１１の記録媒体用ガラス円盤は、内周、外周共に正円であり且つ０℃〜３５０℃における線膨張率が３５×１０-7／℃若しくはこれを超える物性値を有するガラスで構成したガラス円盤であり、ガラス表面と内周面とが交るコーナー及びガラス表面と外周面とが交わるコーナーは、ガラス板からガラス円盤を打抜く前にガラス表面にレーザビームを照射し、冷却し、フッ素含有エッチング液でエッチングすることで得られた溝の一部で構成したものであることを特徴とし、線膨張率が３５×１０-7／℃以上のガラスを採用することにより、レーザビームの照射、冷却、エッチング処理により、十分に深いＵ字溝を切断予定線に沿って形成することができる。Ｕ字溝が深いのでガラス板（母材）からガラス円盤を容易に切断し分離することができる。
切断面の両端のコーナーはＵ字溝の一部が面取りとして残る。すなわち、溶解によりガラス円盤の内外周のコーナーに丸みを帯びた面取りを施すことができる。
【００７８】
加えて、レーザビームはＮＣ位置制御が可能であり、ガラス円盤の内外周の真円度は数μｍオーダまで高めることができる。
従って、請求項１１のガラス円盤は真円度が良く、コーナーに丸みを帯びた面取りを備え、録媒体用ガラス円盤として好適なものとなる。
加えて、レーザビームを傾斜させることで、切断面を円錐面又はこれに類するテーパ面にすることができ、円錐面やテーパ面であれば大きなガラス板から製品を簡単に分離することができる。この分離の際に、製品が母材（ガラス板）に触れないので、製品の端部において傷や蛤欠けなどの発生は起こらず、製品品質を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガラス板の加熱処理工程説明図
【図２】本発明で利用したガラスの特性図
【図３】本発明のガラス板のエッチング工程及び切断工程説明図
【図４】本発明方法で製造したガラス板のエッジの形状説明図
【図５】本発明に係る別実施例説明図（その１）
【図６】本発明に係る別実施例説明図（その２）
【図７】本発明に係る別実施例説明図（その３）
【図８】本発明に係る別実施例説明図（その４）
【図９】本発明に係る記録媒体用ガラス円盤の斜視図
【図１０】図９の１０−１０線断面図
【図１１】図１０の１１部拡大図
【図１２】実験２で得られたガラス円盤外周の真円度グラフ
【図１３】実験３で得られたガラス円盤外周の真円度グラフ
【符号の説明】
１０…ガラス板、１１…レーザビーム、１２…エアノズル、１３…加熱・冷却した部位（加熱・冷却部位）、１５…エッチング槽、１６…エッチング液、１７…Ｕ字溝、１８…切断面、１９…面取り、２１…始点、２２…切断予定線、２３…垂直線、２４…ガラス盤、３０…記録媒体用ガラス円盤、３１…内周面、３２…外周面、θ…レーザビームの傾斜角。
【図１】
0004786783.tif 000003
【図２】
0004786783.tif 000004
【図３】
0004786783.tif 000005
【図４】
0004786783.tif 000006
【図５】
0004786783.tif 000007
【図６】
0004786783.tif 000008
【図７】
0004786783.tif 000009
【図８】
0004786783.tif 000010
【図９】
0004786783.tif 000011
【図１０】
0004786783.tif 000012
【図１１】
0004786783.tif 000013
【図１２】
0004786783.tif 000014
【図１３】
0004786783.tif 000015