JP2001335336A - 材料の処理方法、円盤形状材料の処理方法、ガラス材及びガラスディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の材料の表面に対する物理的な研磨によ
って生じた粉塵やマイクロクラック等を発生させること
なく、原材料よりも表面をより平滑にすることができる
材料の処理方法を提供することである。 【解決手段】 表面が凹凸をなす材料１の表面の一部を
含む領域を加熱する処理を、該加熱処理に用いる加熱源
１２と前記材料１とを相対的に移動させ（矢印５１）、
隣接する領域について順次に行う。これにより、加熱処
理された領域より残留応力を除去し、該加熱処理された
領域の表面を平滑にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ガラス等の材料
に一定の処理を施すことにより、該材料の表面を平滑に
する材料の処理方法、該処理がされたガラス材及びガラ
スディスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】実用的な用途に供されるにあたり、表面
の凹凸の存在が好ましくない材料として、例えばガラス
材がある。即ち、このガラス材は、家屋の窓ガラスとし
て、また自動車用の窓ガラスとして用いられるところで
ある。また、最近では、ＨＤ（ハードディスク）の基板
としてガラスディスクが用いられている。

【０００３】そして、かかるガラス材について、上記用
途に供されるにあたり、表面を平滑にする処理が一般に
施されるところである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、従来における
上記ガラス材の表面を平滑にする処理は、その凹凸を研
磨材等によって物理的に研磨するものであった。

【０００５】しかし、上記ガラス材は、その表面に残留
応力が存在することがある。即ち、ガラス材は非晶質と
結晶質とが混在した組成となることがあり、これに伴う
前記残留応力の存在が、表面が凹凸をなす原因であると
考えられる。そして、従来のガラス材の表面を物理的に
研磨する方法では、粉塵やマイクロクラック等が発生
し、また表面粗さが原材料表面より粗くなるという欠点
がある。

【０００６】そこで、本発明は、表面が凹凸をなす材料
に一定の処理を施すことにより、従来のように粉塵やマ
イクロクラック等を発生させることなく、原材料よりも
表面をより平滑にすることができ、かつ原材料の表面粗
さが損なわれない、材料の処理方法を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、表面が凹凸をなす材料の表面の一部を含
む領域を加熱する処理を、該加熱処理に用いる加熱源と
前記材料とを相対的に移動させ、隣接する領域について
順次に行うことにより、前記加熱処理された領域より残
留応力を除去し、該加熱処理された領域の表面を平滑に
することを特徴としている（請求項１）。即ち、上記材
料は、上記加熱処理が施される前にあっては、その表面
に残留応力が存在する状態にあり、該残留応力の存在に
伴って表面に凹凸が形成された状態にある。そして、上
記加熱処理が施されると、該処理された領域について残
留応力が除去され、該処理された領域の表面の凹凸を減
少させて平滑にすることができる。

【０００８】そして、前記表面が凹凸をなす材料が非晶
質と結晶質とからなる材料である場合に、前記加熱処理
された領域における残留応力の除去を、非晶質の略一様
の組成とすることによることができる（請求項２）。即
ち、上記材料は、加熱処理が施される前にあっては、非
晶質と結晶質とが混在した組成となっており、これに伴
う残留応力によって表面に凹凸が形成された状態にあ
る。そして、上記加熱処理が施されると、該処理された
領域が非晶質の略一様の組成とされて残留応力が除去さ
れ、該処理された領域の表面の凹凸を減少させて平滑に
することができる。

【０００９】また、本発明は、表面が凹凸をなす材料の
表面の一部を含む領域を加熱する処理と該加熱した後に
冷却する処理とを、該加熱処理に用いる加熱源及び冷却
処理に用いる冷却源と前記材料とを相対的に移動させ、
隣接する領域について順次に行うことにより、前記加熱
処理及び冷却処理された領域より残留応力を除去し、該
加熱処理及び冷却処理された領域の表面を平滑にするこ
とを特徴としている（請求項９）。即ち、上記材料は、
上記加熱処理及び冷却処理が施される前にあっては、そ
の表面に残留応力が存在する状態にあり、該残留応力の
存在に伴って表面に凹凸が形成された状態にある。そし
て、上記加熱処理及び冷却処理が施されると、該処理さ
れた領域について残留応力が除去され、該処理された領
域の表面の凹凸を減少させて平滑にすることができる。

【００１０】そして、前記表面が凹凸をなす材料が非晶
質と結晶質とからなる材料である場合に、前記加熱処理
及び冷却処理された領域における残留応力の除去を、結
晶質の略一様の組成とすることによることができる（請
求項１０）。即ち、上記材料は、上記加熱処理及び冷却
処理が施される前にあっては、非晶質と結晶質とが混在
した組成となっており、これに伴う残留応力によって表
面に凹凸が形成された状態にある。そして、上記加熱処
理及び冷却処理が施されると、該処理された領域が結晶
質の略一様の組成とされて残留応力が除去され、該処理
された領域の表面の凹凸を減少させて平滑にすることが
できる。

【００１１】そして、前記材料がガラス材である場合に
は（請求項３、１１）、表面が平滑にされたガラス材を
得ることができる（請求項１９、２０）。そして、この
ガラス材が、円盤形状をなすガラスディスクである場合
には（請求項４、１２）、表面が平滑にされたガラスデ
ィスクを得ることができる（請求項２１、２２）。ま
た、ガラスディスクについて、後述のように、一方側の
面と他方側の面の両面を処理する場合には、両面が平滑
にされたガラスディスクを得ることができる（請求項２
３、２４）。

【００１２】そして、本発明によると、非晶質と結晶質
とからなり外面が凹凸をなす前記ガラスディスクの外面
の一部を含む領域を加熱する処理を、該加熱処理に用い
る加熱源と前記ガラスディスクとを相対的に移動させ、
隣接する領域について順次に行うことにより、前記加熱
処理された領域より残留応力を除去し、該加熱処理され
た領域の外面を平滑にする処理を、前記ガラスディスク
の一方側の面についてするとともに、前記ガラスディス
クの他方側の面についてもすることができる（請求項
５）。そして、かかるガラスディスクの両面の処理を行
う場合について、ガラスディスクの前記一方側及び他方
側の両方向より前記加熱処理を行うことができ（請求項
６）、また、ガラスディスクの前記一方側又は他方側の
いずれかの一の方向より前記加熱処理を行い、ガラスデ
ィスクを反転させることによってガラスディスクの両面
を処理するようにすることもできる（請求項７）。

【００１３】また、本発明によると、非晶質と結晶質と
からなり外面が凹凸をなす前記ガラスディスクの外面の
一部を含む領域を加熱する処理と該加熱した後に冷却す
る処理とを、該加熱処理に用いる加熱源及び冷却処理に
用いる冷却源と前記ガラスディスクとを相対的に移動さ
せ、隣接する領域について順次に行うことにより、前記
加熱処理及び冷却処理された領域より残留応力を除去
し、該加熱処理及び冷却処理された領域の外面を平滑に
する処理を、前記ガラスディスクの一方側の面について
するとともに、前記ガラスディスクの他方側の面につい
てもすることができる（請求項１３）。そして、かかる
ガラスディスクの両面の処理を行う場合について、ガラ
スディスクの前記一方側及び他方側の両方向より前記加
熱処理及び冷却処理を行うことができ（請求項１４）、
また、ガラスディスクの前記一方側又は他方側のいずれ
かの一の方向より前記加熱処理及び冷却処理を行い、ガ
ラスディスクを反転させることによってガラスディスク
の両面を処理するようにすることもできる（請求項１
５）。

【００１４】そして、被処理材がガラスディスクである
場合には、前記加熱源との相対的な移動を、ガラスディ
スクをその円盤の中心の回りに回転させてすることがで
きる（請求項８、１６）。これにより、前記相対的移動
を被処理材たるガラスディスクの動きを介して行うにあ
たり、容易な方法によって、ガラスディスクを正確に動
かすことができる。

【００１５】また、前記結晶質の略一様の組成を得るべ
く冷却処理も行う場合について、少なくとも前記材料の
加熱処理及び冷却処理がされる領域を含む部分に冷却源
を恒常的に作用させることにより、前記加熱処理後の冷
却処理を行えるようにすることもできる（請求項１
７）。

【００１６】前記結晶質の略一様の組成を得るための冷
却は、前記加熱を行った直後より遅れることなくされる
必要がある。かかる要請のある冷却処理を行うにあた
り、前記恒常的に冷却源を作用させて行えば、遅れをも
たらすことなく確実に冷却することができる。これによ
り、加熱の直後より冷却を開始するとした場合に要請さ
れる、高度な冷却動作のタイミング調整等を不要にでき
る。

【００１７】この冷却源を恒常的に作用させて行う例と
して、加熱処理を行う以前より冷却源である冷却ガスを
作用させておくことや、液状の冷却媒質中に被処理材を
浸けた状態として加熱処理を行うものを挙げることがで
きる。

【００１８】そして、前記加熱処理を行うための加熱源
として、レーザ光を用いることができる（請求項１
８）。レーザ光はこれを被処理材に照射するための制御
が容易であり、上記加熱処理を行うにあたり、上記加熱
源の制御を容易に行うことができる。

【００１９】また、上記処理方法において、前記表面が
凹凸をなす材料が円盤形状材料であり、前記加熱処理を
行うための加熱源が略平行レーザ光であり、該略平行レ
ーザ光の光軸に対して、前記円盤形状材料の中心軸を傾
けるようにしてもよい（請求項２５）。かかる方法によ
れば、レーザ光の横断面よりも大きな盤面を有する円盤
形状材料を効率よく加熱処理できる。

【００２０】また、上記処理方法において、前記略平行
レーザ光が、横断面上のエネルギー分布が均一化された
略平行レーザ光であることが、円盤形状材料盤面上の均
一な加熱処理のために望ましい（請求項２６）。

【００２１】また、上記処理方法において、前記略平行
レーザ光の光軸と直交する平面と、前記円盤形状材料の
盤面との交線の方向に沿って、該略平行レーザ光を該円
盤形状材料に対して相対的に移動させるようにすると
（請求項２７）、円盤形状材料の盤面全体を効率よく加
熱処理できる。

【００２２】また、上記処理方法において、前記略平行
レーザ光の光軸と直交する軸を中心に前記円盤形状材料
を回転させることにより、該略平行レーザ光の光軸と直
交する平面と、該円盤形状材料の盤面との交線の方向に
沿って、該略平行レーザ光を該円盤形状材料に対して相
対的に移動させるようにすると（請求項２８）、簡単な
構成で円盤形状材料の両面を加熱処理できる。

【００２３】また、上記処理方法において、前記円盤形
状材料を該円盤形状材料の中心軸を中心として回転させ
ることにより、該略平行レーザ光を該円盤形状材料に対
して相対的に移動させるようにすると（請求項２９）、
円盤形状材料の盤面全体を効率よく加熱処理できる。

【００２４】また、上記処理方法において、前記表面が
凹凸をなす材料が円盤形状材料であり、前記加熱処理を
行うための加熱源が、レーザ発振器からのレーザ光を分
光することによって得られた少なくとも２の略平行レー
ザ光であり、分光後の一方の略平行レーザ光の光軸に対
して、前記円盤形状材料の中心軸が傾いており、分光後
の該一方の略平行レーザ光は、前記円盤形状材料の表側
の盤面に照射され、分光後の該一方の略平行レーザ光の
光軸と直交する平面と、該円盤形状材料の表側の盤面と
の交線の方向に沿って、該分光後の一方の略平行レーザ
光を該円盤形状材料に対して相対的に移動させ、分光後
の他方の略平行レーザ光の光軸に対して、前記円盤形状
材料の中心軸が傾いており、分光後の該他方の略平行レ
ーザ光は、前記円盤形状材料の裏側の盤面に照射され、
分光後の該他方の略平行レーザ光の光軸と直交する平面
と、該円盤形状材料の裏側の盤面との交線の方向に沿っ
て、該分光後の他方の略平行レーザ光を該円盤形状材料
に対して相対的に移動させるようにすると（請求項３
０）、簡単な構成で円盤形状材料の両面を加熱処理でき
る。

【００２５】また、上記処理方法において、前記表面が
凹凸をなす材料が円盤形状材料であり、前記加熱処理を
行うための加熱源がレーザ光であり、前記円盤形状材料
を該円盤形状材料の中心軸を中心として回転させつつ、
該レーザ光の光軸が該円盤形状材料の盤面を貫く位置と
該盤面を貫かない位置との間を移動するように、前記円
盤形状材料の半径方向に沿って該レーザ光を該円盤形状
材料に対して相対的に移動させ、該レーザ光の光軸が該
円盤形状材料の盤面を貫かない位置にあるときに、反射
鏡によって、該レーザ光を該円盤形状材料の周面に向け
て反射させるようにしてもよい（請求項３１）。かかる
方法によると、簡単な構成でありながら、円盤形状材料
の盤面の加熱処理のみならず、周面のエッジ部に丸み付
けを施すこともできる。

【００２６】また、上記処理方法において、前記表面が
凹凸をなす材料が円盤形状材料であり、前記加熱処理を
行うための加熱源がレーザ光であり、前記円盤形状材料
を該円盤形状材料の中心軸を中心として回転させつつ、
前記円盤形状材料の半径方向に沿って該レーザ光を該円
盤形状材料に対して相対的に移動させ、該円盤形状材料
の盤面における単位面積当たりのレーザ光照射量の均一
化を図るようにしてもよい（請求項３２）。かかる方法
によると、盤面全体を均一に平滑化することができる。

【００２７】また、上記処理方法において、該レーザ光
が該円盤形状材料の周縁に近いときほど、該レーザ光の
照射強度を強くして、該円盤形状材料の盤面における単
位面積当たりのレーザ光照射量の均一化を図るようにし
てもよい（請求項３３）。

【００２８】また、上記処理方法において、該レーザ光
が該円盤形状材料の周縁に近いときほど、該円盤形状材
料の回転速度を低くして、該円盤形状材料の盤面におけ
る単位面積当たりのレーザ光照射量の均一化を図るよう
にしてもよい（請求項３４）。

【００２９】また、上記処理方法において、該レーザ光
が該円盤形状材料の周縁に近いときほど、前記円盤形状
材料の半径方向に沿った該レーザ光の該円盤形状材料に
対する相対的な移動速度を低くして、該円盤形状材料の
盤面における単位面積当たりのレーザ光照射量の均一化
を図るようにしてもよい（請求項３５）。

【００３０】また、上記処理方法において、該レーザ光
が該円盤形状材料の周縁に近いときほど、前記円盤形状
材料の盤面に生ずるビームスポットの面積を小さくする
ことによって該ビームスポットの単位面積当たりのレー
ザ光照射密度を高くして、該円盤形状材料の盤面におけ
る単位面積当たりのレーザ光照射量の均一化を図るよう
にしてもよい（請求項３６）。

【００３１】また、上記処理方法において、前記表面が
凹凸をなす材料が円盤形状材料であり、前記加熱処理を
行うための加熱源がレーザ光であり、前記円盤形状材料
を該円盤形状材料の中心軸を中心として回転させ、該レ
ーザ光の横断面形状を、該円盤形状材料の円周方向に沿
った長さが、該円盤形状材料の周縁に近いほど長くなる
ような形状として、該円盤形状材料の盤面における単位
面積当たりのレーザ光照射量の均一化を図るようにして
もよい（請求項３７）。かかる方法によっても、盤面全
体を均一に平滑化することがができる。

【００３２】また、上記処理方法において、前記表面が
凹凸をなす材料が円盤形状材料であり、前記加熱処理を
行うための加熱源がレーザ光であり、該レーザ光の横断
面形状は、基端部から先端部まで伸延する細長部分を有
し、該細長部分におけるエネルギー密度の分布は、該基
端部におけるエネルギー密度が該細長部分中最も高く、
該基端部から該先端部に行くに従い徐々にエネルギー密
度が低くなるような分布であり、該基端部が該円盤形状
材料の周縁側に、該先端部が該円盤形状材料の中心側に
来るように、該レーザ光が該円盤形状材料に照射され、
前記円盤形状材料を該円盤形状材料の中心軸を中心とし
て回転させるようにしてもよい（請求項３８）。かかる
方法によっても、盤面全体を均一に平滑化することがが
できる。

【００３３】また、上記処理方法において、該レーザ光
の横断面形状は、該基端を共通にする複数の該細長部分
を有し、各々の該細長部分が各々対応する該円盤形状材
料に照射され、各細長部分は、対応する各円盤形状材料
に対して、基端部が該円盤形状材料の周縁側に、先端部
が該円盤形状材料の中心側に来るように照射され、各円
盤形状材料を該円盤形状材料の中心軸を中心として回転
させるようにしてもよい（請求項３９）。

【００３４】また、上記処理方法において、該レーザ光
の横断面形状が、三以上の該細長部分を有し、一の細長
部分が対応する円盤形状材料を、他の一の細長部分が対
応する円盤形状材料よりも、該レーザ光の光軸方向にお
ける下流側に配置することにより、円盤形状材料同士の
干渉を回避するようにしてもよい（請求項４０）。

【００３５】また、レーザ発振器からのレーザ光を複数
に分光し、分光されたそれぞれのレーザ光を加熱源とし
た第一処理方法で、それぞれのレーザ光に対応する円盤
形状材料を処理する円盤形状材料の処理方法において、
該第一処理方法を、上記のような細長部分を有する横断
面形状のレーザ光による材料の処理方法としてもよい
（請求項４１）。かかる方法によると、一のレーザ発振
器によって、同時に多くの枚数の円盤形状材料を加熱処
理できる。

【００３６】また、上記材料の処理方法において、前記
表面が凹凸をなす材料が円盤形状材料であり、前記加熱
処理を行うための加熱源が少なくとも２のレーザ光であ
り、該円盤形状材料を該円盤形状材料の中心軸を中心と
して回転させつつ、一方のレーザ光を該円盤形状材料の
表側の盤面に照射し、かつ、他方のレーザ光を該円盤形
状材料の裏側の盤面に照射し、該円盤形状材料の中心軸
から該表側の盤面における該一方のレーザ光の照射点ま
での距離と、該円盤形状材料の中心軸から該裏側の盤面
における該他方のレーザ光の照射点までの距離とが略同
一となるように保ちつつ、該一方のレーザ光および該他
方のレーザ光を該円盤形状材料の半径方向に沿って該円
盤形状材料に対して相対的に移動させるようにしてもよ
い（請求項４２）。片方の盤面のみにレーザ光を照射す
ると円盤形状材料の撓みが生ずるのであるが、この処理
方法によれば、一方の盤面におけるレーザ光照射点のち
ょうど裏側の点がほぼ同時にレーザ光で照射されること
になる。よって、円盤形状材料を撓ませることのないま
ま、両方の盤面の全体に加熱処理を施すことができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
１乃至図２７に基づいて説明する。以下の図１乃至図２
７による説明では、ガラス材の一例であり、ＨＤ（ハー
ドディスク）の基板として用いられるガラスディスクを
処理する例により説明する。

【００３８】図１（ａ）は本発明の実施に用いることが
できる処理装置の一例の概略を示す図である。図１
（ｂ）は、図１（ａ）に示される装置により処理を行う
状況を示す図であり、回転しているガラスディスクと、
該ガラスディスクの表面に照射されたレーザ光のビーム
スポットとを示している。

【００３９】図１（ａ）に示される処理装置において、
レーザ発振器４は、ガラスディスク１を加熱処理するた
めの加熱源としてのレーザ光を出射する。このレーザ発
振器４として、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ、炭酸ガ
スレーザ等、各種のレーザ発振器を用いることができ
る。

【００４０】レーザー発振器４より出射されたレーザ光
は、ガラスディスク１に照射されるにあたり、平行ビー
ム７とされる。そして、この平行ビーム７が凹面鏡５で
反射され、さらに凸面鏡６により反射され再び平行ビー
ム８とされ、ガラスディスク１が配設される下方へと導
かれる。また、この処理装置において、前記平行ビーム
８は、水平方向における強度分布の変動を招くことな
く、ガラスディスク１の径方向に平行に移動させ得る
（矢印５２）ようにされている。

【００４１】回転テーブル２には、その上に被処理材で
あるガラスディスク１が載置される。この回転テーブル
２は、回転駆動源３により、その回転中心の回りに回転
するようにされており、載置されたガラスディスク１を
該ディスク１の中心回りに回転させることができる（矢
印５１）。

【００４２】また、この処理装置には、ガス噴射器９が
設けられている。このガス噴射器９は、冷却源としての
冷却ガスを噴射するためのものであり、該冷却ガスをガ
ラスディスク１に噴射することによって、ガラスディス
ク１を任意に冷却することができる。このガス噴射器９
は、後に説明するように、ガラスディスク１を結晶質に
よる略一様の組成としたい場合に作動させる。

【００４３】この処理装置によると、平行ビーム８とガ
ラスディスク１とを相対的に移動させることにより、ガ
ラスディスク１の表面の一部を含む領域を加熱する処理
を、隣接する領域について順次に行うことができる。即
ち、図１（ｂ）に示されるように、ガラスディスク１を
回転させる（矢印５１）とともに、前記平行ビーム８が
ガラスディスク１に照射される。これにより、平行ビー
ム８による円状のビームスポット１２の形成されるディ
スク１の表面の一部を含む領域が加熱処理されるととも
に、該加熱処理される領域がディスク１の周方向に沿っ
て隣接する領域へ順次に移動する。

【００４４】また、平行ビーム８をガラスディスク１の
外側から中心に向かって移動させることができる（矢印
５２）。これにより、ガラスディスク１の表面の全体に
わたった加熱処理を施すことができる。

【００４５】この図１に示される処理装置によって加熱
処理することにより、以下に説明するように、ガラスデ
ィスク１の組成を変化させることができる。図２は、加
熱処理される前のガラスディスク１の組成を示す模式図
である。図２に示されるように、非晶質３１と結晶質３
２とが混在する組成となっている。そして、ガラスディ
スク１の表面には、この非晶質３１と結晶質３２とが混
在することに伴う残留応力が存在し、該残留応力により
凹凸が形成されている。

【００４６】この図２に示される組成をなすガラスディ
スク１に前記加熱処理を施すことにより、非晶質による
略一様の組成とできる。その結果、表面に凹凸が形成さ
れる原因となった残留応力が除去され、前記表面の凹凸
を減少させて平滑にすることができる。

【００４７】一方、図１に示される処理装置によってガ
ラスディスク１を処理するにあたり、ガス噴射器９を作
動させて冷却しつつレーザ光による加熱処理を行うこと
もできる。この場合には、図２に示される非晶質３１と
結晶質３２とが混在する組成の状態より、結晶質による
略一様の組成とすることができる。その結果、残留応力
が除去され、表面の凹凸を減少させて平滑にすることが
できる。ここで、このように結晶質とする処理を行うに
あたり、レーザ光の照射による加熱がされた直後より冷
却できれば十分であるが、レーザ光が照射される前より
冷却ガスを噴射しつつレーザ光を照射するのであっても
構わない。

【００４８】なお、円状のビームスポット１２をなす平
行ビーム８をガラスディスク１に照射することができる
処理装置として前記図１に示される例により説明した
が、かかる円状のビームスポット１２を照射できる処理
装置として図３（ａ）、（ｂ）に示される処理装置を用
いることもできる。

【００４９】図３（ａ）に示される処理装置にあって
は、レーザ発振器４より出射され平行ビーム７とされた
レーザ光は、アパーチャ１５によってビーム径の絞られ
た平行ビーム８とされガラスディスク１に照射される。

【００５０】また、図３（ｂ）に示される処理装置にあ
っては、レーザ発振器４より出射され平行ビーム７とさ
れたレーザ光は、レンズ２５とレンズ２６によって構成
されるコリメータレンズ２７によってビーム径の絞られ
た平行ビーム８とされガラスディスク１に照射される。

【００５１】なお、この図３（ａ）、（ｂ）に示される
処理装置のいずれについても、図１に示された処理装置
と同様に、平行ビーム８をガラスディスク１の径方向に
移動させ得るようにされている。また、回転テーブル２
によってガラスディスク１を回転できるようにもされて
おり、ガス噴射器９によってガラスディスク１を任意に
冷却できるようにもされている。

【００５２】次に、本発明の実施に用いることができる
処理装置のさらに異なる例について説明する。図４
（ａ）は処理装置の概略を示している。図４（ｂ）は回
転しているガラスディスクと、該ガラスディスクの表面
に照射されたレーザ光のビームスポットとを示してい
る。この図４（ａ）に示される処理装置にあっては、図
４（ｂ）に示されるように、楕円状のビームスポット１
３をなす平行ビーム１８をガラスディスク１に照射でき
るように構成されている。この楕円状をなすビームスポ
ットを得るにあたり、シリンドリカルレンズ１６によっ
て円状のビームを楕円状のビームとしている。このシリ
ンドリカルレンズ１６について、その斜視図を図４
（ｃ）に示す。

【００５３】この図４に示される処理装置によると、レ
ーザ発振器４より出射され平行ビーム７とされたレーザ
光は、凹面鏡５で反射され、さらに凸面鏡６により反射
され、シリンドリカルレンズ１６を通って平行ビーム１
８がガラスディスク１へと導かれる。

【００５４】この図４に示される処理装置についても、
前記図１、図３に示された処理装置と同様に、平行ビー
ム１８をガラスディスク１の径方向（矢印５２）に移動
させ得るようにされている。また、回転テーブル２によ
ってガラスディスク１を回転できる（矢印５１）ように
もされており、ガス噴射器９によりガラスディスク１を
任意に冷却できるようにもされている。

【００５５】なお、前記楕円状のビームスポット１３を
なす平行ビーム１８をガラスディスクに照射できる処理
装置として図５（ａ）、（ｂ）に示される処理装置を用
いることもできる。

【００５６】図５（ａ）に示される処理装置にあって
は、レーザ発振器４より出射され平行ビーム７とされた
レーザ光は、アパーチャ１５によってビーム径の絞られ
た平行ビームとされシリンドリカルレンズ１６に入射す
る。また、図５（ｂ）に示される処理装置にあっては、
レーザ発振器４より出射され平行ビーム７とされたレー
ザ光は、レンズ２５とレンズ２６によって構成されるコ
リメータレンズ２７によってビーム径の絞られた平行ビ
ームとされシリンドリカルレンズ１６に入射する。

【００５７】以上の説明においては、レーザ光とガラス
ディスクの処理される領域との相対的な移動について、
ディスクの周方向についてはガラスディスクを回転させ
るとして説明した。かかる周方向に沿った相対的な移動
を、図６に示されるように、レーザ光をガラスディスク
の周方向に沿って移動させる（矢印５３）ようにするの
であってもよい。

【００５８】一方、レーザ光とガラスディスクの処理さ
れる領域との相対的な移動について、ガラスディスクの
みを移動させレーザ光を固定して照射するようにしても
よい。即ち、図７に示されるように、ガラスディスク１
を回転させ（矢印５１）、そして、ディスク１を径方向
に移動させる（矢印５４）ようにするのであってもよ
い。

【００５９】また、以上の説明では、レーザ光をガラス
ディスク１の径より十分小さいサイズのビームスポット
１２、１３として照射する例により説明したが、図８に
示されるように、より大きなサイズのビームスポット２
２、２３をなすレーザ光を照射するようにしてもよい。
図８に示されるサイズのビームスポット２２、２３を設
定すると、ビームスポット２２、２３をディスク１の径
方向へ移動させることなく、ディスク１の表面全体につ
いての処理を行うことが可能である。即ち、図８（ａ）
に示されるようにガラスディスク１を回転させることに
より（矢印５１）、又は、図８（ｂ）に示されるように
ガラスディスク１の周方向に沿ってレーザ光２２、２３
を移動させることにより（矢印５３）、ディスク１の表
面全体の処理を行うことが可能である。

【００６０】以上の図１乃至図８に基づく説明では、ガ
ラスディスク１の両面のうちの一方の面を処理する例に
より説明したが、ガラスディスク１の両面を処理するこ
ともできる。

【００６１】図９は、ガラスディスク１の両面を処理す
る一例を示す図である。図９（ａ）は、一部が図示され
るチャッキング装置６０により、ガラスディスク１を支
持して行う例を示している。図９（ｂ）は、ガラスディ
スク１をその内孔部分１ｈから把持するべく、チャック
アーム６１、６１の先端に設けられるツメ６２、６２が
上下方向において位置決めされた状態を上方から眺めた
図である。

【００６２】チャッキング装置６０は、チャックアーム
６１、６１をエアシリンダ等による駆動によって上下方
向に自在に移動させ、先端に設けられるツメ６２、６２
を特定の位置に位置決めできるようにされている。一対
のチャックアーム６１、６１は、それらの長手方向を平
行にして横方向に開閉できる（６５、６６）。このアー
ム６１、６１の開閉はエア又はバネの力によってする構
造とすることができ、アーム６１、６１を開くことによ
るツメ６２、６２によってディスク１を把持することに
要する外側への押圧力を所定の強さに調節できるように
されている。

【００６３】そして、チャッキング装置６０のツメ６
２、６２をディスク１の内孔部分１ｈに位置させた後、
ツメ６２、６２を開くことによるディスク１の内周部分
を介する把持が行われる。

【００６４】また、図９（ａ）に示されるように、レー
ザ発振器４とガス噴射器９等からなる処理装置が、ガラ
スディスク１に対する上側と下側の各々に設けられてい
る。そして、ガラスディスク１の一方側にあたる上側の
外面は一方の処理装置によって処理され、ガラスディス
ク１の他方側にあたる下側の外面は他方の処理装置によ
って処理される。

【００６５】なお、この図９に示される一方側の処理装
置及び他方側の処理装置の構成や、レーザ光のビームス
ポットの形状やサイズ、及びレーザ光とガラスディスク
１との相対的な移動について、以上の図１乃至図８によ
り説明したものを適宜採用することができる。

【００６６】次に、ガラスディスク１の両面を処理する
他の例について、図１０に基づいて説明する。図１０
（ａ）は、一部が図示される反転装置７０によってガラ
スディスク１を支持し、ガラスディスク１の一方側の面
を処理する様子を側方から眺めた図である。図１０
（ｂ）はガラスディスク１を処理するように反転装置７
０によって支持した状態を上方から眺めた図である。ま
た、図１０（ｃ）は一方側の面の処理が終わった後にガ
ラスディスク１を反転させる様子を示す図である。

【００６７】この図１０に示される反転装置７０は、先
端に一対の把持アーム７１、７１が設けられており、こ
の把持アーム７１、７１は、支点８０で連結される駆動
シャフト７２の前方への動き（８１）によって支点８０
を中心に互いに開くように駆動され（８３）、駆動シャ
フト７２の後方への動きによって支点８０を中心に互い
に閉じるように駆動される（８４）。この駆動シャフト
７２の前後の動きは、エアシリンダ等による駆動によっ
て行わせることができる。

【００６８】そして、把持アーム７１、７１の先端によ
ってディスク１の外周部分を内側に押圧するようにして
把持し、ディスク１を支持することができる。また、駆
動シャフト７２は、基端側がカップリング７４によって
回転シャフト７５と連結されており、前記把持アーム７
１とともに回転シャフト７５の軸回りに回転させ得るよ
うにされている。

【００６９】また、回転シャフト７５は、把持アーム７
１を所定の角度回転させることにより把持アーム７１に
よって把持されるディスク１の一方側の面及び他方側の
面の各々を所定の姿勢で静止させ得るように、回転角が
制御されるようにされている。なお、７６は、駆動シャ
フト７２を回転自在に支持するためのベアリング７７が
収納されるベアリングケースである。

【００７０】また、図１０（ａ）に示されるように、レ
ーザ発振器４とガス噴射器９等からなる処理装置が、ガ
ラスディスク１に対する上側に設けられている。そし
て、ガラスディスク１の一方側の外面の処理が終了する
と、図１０（ｃ）に示されるように、反転装置７０によ
ってガラスディスク１は反転され、ガラスディスク１の
他方側の外面を上側に向けて該他方側の外面の処理を行
う。

【００７１】なお、この図１０に示されるレーザ発振器
４とガス噴射器９等からなる処理装置の構成や、レーザ
光のビームスポットの形状やサイズ、及びレーザ光とガ
ラスディスク１との相対的な移動について、以上の図１
乃至図８により説明したものを適宜採用することができ
る。

【００７２】以上の説明では、ＨＤの基板として用いら
れるガラスディスクを被処理材の例として挙げて説明し
たが、ディスク状をなす材料以外の材料を処理するので
あってもよい。例えばブロック状の被処理材の外面の一
部の領域を本発明にかかる処理の対象とするのであって
もよい。

【００７３】また、処理される材料の種類については、
ガラス材は元より、結晶質と非晶質とが混在することに
伴い表面に凹凸が形成されている材料、また非晶質、結
晶質にかかわらず残留応力により表面に凹凸が発生して
いる材料について、本発明に基づく処理を施し表面を平
滑にすることができる。

【００７４】また、以上の説明では、レーザ光として平
行光を用いる例により説明したが、デフォーカス（焦点
ずらし）したレーザ光を用いても構わない。

【００７５】また、以上の説明では、材料を加熱処理す
る加熱源としてレーザ光を用いる例により説明したが、
非接触で加熱処理できるのであれば、レーザ光以外の加
熱源を用いるのであっても構わない。

【００７６】また、以上の説明では、結晶質による略一
様の組成とする場合に用いる冷却源として冷却ガスの例
を挙げて説明したが、冷却ガス以外のものを冷却源とし
て用いるのであってもよい。例えば、冷却源として冷却
水を用いることもできる。この冷却水を用いる例とし
て、例えば、冷却水中に被処理材を浸けた状態とし、か
かる冷却されている状態にある被処理材にレーザ光を照
射して加熱処理するようにしたものを挙げることができ
る。

【００７７】次に、図１１,１２を参照して、本願発明
の他の実施形態を説明する。図１１に示される処理装置
によって、本願発明の一実施形態たる材料の処理方法を
実施することができる。図１１(ａ)は処理装置の平面図
であり、（ｂ）はその側面図である。図１１において、
１０１はレーザ発振器で発生したレーザ光を出射するヘ
ッド部である。このヘッド部１０１から、レーザ光の平
行ビーム１１０が出射されて、ガラスディスク１に照射
されている。この平行ビーム１１０の横断面形状は、略
円形である。平行ビーム１１０は、その横断面上のエネ
ルギー分布がほぼ均一化されている。平行ビーム１１０
の横断面形状の直径は、ガラスディスク１の直径よりも
小さい。ガラスディスク１の表面は、表側の盤面１Ａと
裏側の盤面１Ｂとによってその大部分が占められている
が、他に、外周面１Ｃと内周面１Ｄもガラスディスク１
の表面の一部を占めている。

【００７８】ガラスディスク１は、固定台１７１の上に
固定されている。この固定状態において、ガラスディス
ク１の中心軸１Ｅは、平行ビーム１１０の光軸１１１に
対して傾いている（図１１(ｂ)参照）。よって、ガラス
ディスク１の盤面１Ａ上に表れる平行ビーム１１０のビ
ームスポット１１２は、長円形である（図１１(ａ)参
照）。ビームスポット１１２の長径は、ガラスディスク
１の直径にほぼ等しいか、それ以上の長さになってい
る。

【００７９】図１１の処理装置では、ヘッド部１０１の
移動若しくは固定台１７１の移動、又は、その両方の移
動によって、平行ビーム１１０がガラスディスク１に対
して相対的に移動する。その移動方向は、平行ビーム１
１０の光軸１１１と直交する平面と、ガラスディスク１
の盤面１Ａとの交線１１３の方向（図１１(ａ)の矢印１
８１の方向）である。

【００８０】図１２は、図１１のような処理装置におい
て、ガラスディスク１の盤面１Ａ上を平行ビーム１１０
のビームスポット１１２がどのように移動するかを示す
図である。図１２（ａ）のように、盤面１Ａ上におい
て、側部に位置していたビームスポット１１２は、時間
経過とともに図１２（ｂ）のように盤面１Ａの中央部に
移動し、さらなる時間経過とともに、図１２（Ｃ）のよ
うに盤面１Ａの反対側の側部に移動する。このようにし
て、盤面１Ａの全体に平行ビーム１１０が照射され、盤
面１Ａの全体が加熱処理され平滑にされる。

【００８１】前述したように、平行ビーム１１０の横断
面形状の直径は、ガラスディスク１の直径よりも小さ
い。よって仮に、ガラスディスク１の中心軸１Ｅを、平
行ビーム１１０の光軸１１１に対して傾かせることな
く、つまり平行にして平行ビーム１１０によって盤面１
Ａの全体を加熱処理しようとすれば、盤面１Ａ上に生ず
るビームスポット１１２をより大きなものにする必要が
ある。そのためには、平行ビーム１１０の径をコリメー
タレンズ等により拡大することも考えられる。しかしコ
リメータレンズは高額である上に、コリメータレンズを
ヘッド部１０１内に組み込むとヘッド部１０１が大型化
してしまう。

【００８２】本実施形態では、ガラスディスク１の中心
軸１Ｅを、平行ビーム１１０の光軸１１１に対して傾か
せることによって、盤面１Ａ上のビームスポット１１２
を拡大するようにしているので、コリメータレンズ等を
用いることなく、盤面１Ａ全体を加熱処理することがで
きる。

【００８３】次に、図１３を参照して、本願発明の他の
実施形態を説明する。図１３に示される処理装置によっ
て、本願発明の一実施形態たる材料の処理方法を実施す
ることができる。図１３(ａ)は処理装置の平面図であ
り、（ｂ）,（ｃ）はその側面図である。図１３におい
て、１０１はレーザ発振器で発生したレーザ光を出射す
るヘッド部である。ヘッド部１０１から出射される平行
ビーム１１０は、図１１の処理装置におけると同様に、
その横断面形状は略円形であり、横断面上のエネルギー
密度が均一化されている。平行ビーム１１０の横断面形
状やガラスディスク１に対するその大きさ、盤面１Ａ上
にできるビームスポット１１２の形状やガラスディスク
１に対するその大きさは、図１１の処理装置における関
係と同様である。

【００８４】ガラスディスク１は図示しない固定装置に
固定されている。固定装置は、図１３の１１５で示され
る軸を中心として回転することができるようになってい
る。軸１１５は、平行ビーム１１０の光軸１１１と直交
する。

【００８５】この処理装置においては、まず、ガラスデ
ィスク１は、図１３（ａ）のP1の位置にある。（ｂ）
は、この状態における側面図である。この状態では、ガ
ラスディスク１の表側の盤面１Ａが平行ビーム１１０に
照射される。平行ビーム１１０の光軸１１１に対して、
ガラスディスク１の中心軸１Ｅは傾いている。固定装置
が軸１１５を中心に若干回転することによって、平行ビ
ーム１１０の光軸１１１と直交する平面と、ガラスディ
スク１の盤面１Ａとの交線の方向に沿って、ビームスポ
ット１１２が盤面１Ａ上を移動する。よって、盤面１Ａ
の全体に平行ビーム１１０が照射され、盤面１Ａの全体
が加熱処理され平滑にされる。

【００８６】そして、さらに固定装置が回転すると、ガ
ラスディスク１は図１３（ａ）のP2の位置に来る。
（ｃ）は、この状態における側面図である。この状態で
は、ガラスディスク１の裏側の盤面１Ｂが平行ビーム１
１０に照射される。この状態でも、平行ビーム１１０の
光軸１１１に対して、ガラスディスク１の中心軸１Ｅは
傾いている。固定装置が軸１１５を中心に若干回転する
ことによって、平行ビーム１１０の光軸１１１と直交す
る平面と、ガラスディスク１の盤面１Ｂとの交線の方向
に沿って、ビームスポット１１２が盤面１Ｂ上を移動す
る。よって、盤面１Ｂの全体に平行ビーム１１０が照射
され、盤面１Ｂの全体が加熱処理され平滑にされる。

【００８７】このようにして、ガラスディスク１の両面
（盤面１Ａと盤面１Ｂ）の全体が加熱処理され平滑にさ
れる。

【００８８】次に、図１４を参照して、本願発明の他の
実施形態を説明する。図１４に示される処理装置によっ
て、本願発明の一実施形態たる材料の処理方法を実施す
ることができる。図１４(ａ)は処理装置の平面図であ
り、（ｂ）は側面図である。図１４において、１０１は
レーザ発振器で発生したレーザ光を出射するヘッド部で
ある。ヘッド部１０１から出射される平行ビーム１１０
は、図１１の処理装置におけると同様に、横断面形状は
略円形であり、横断面上のエネルギー密度が均一化され
ている。平行ビーム１１０の横断面形状やガラスディス
ク１に対するその大きさ、盤面１Ａ上にできるビームス
ポット１１２の形状やガラスディスク１に対するその大
きさは、図１１の装置における関係と同様である。

【００８９】ガラスディスク１は、回転固定装置１７２
のテーブル１７３上に固定されている。この状態で、平
行ビーム１１０の光軸１１１に対して、ガラスディスク
１の中心軸１Ｅは傾いている。この回転固定装置１７２
は、モータで構成される回転駆動源３を有しており、こ
の回転駆動源３の回転駆動力によってテーブル１７３が
回転し、このテーブル１７３に固定されたガラスディス
ク１が回転するようになっている。テーブル１７３の回
転中心は、ガラスディスク１の中心軸１Ｅに一致してい
る。よって、この回転固定装置１７２によって、ガラス
ディスク１はガラスディスク１の中心軸１Ｅを中心とし
て回転する。図１４（ａ）から理解されるように、ビー
ムスポット１１２の長径はガラスディスク１の直径とほ
ぼ等しいかそれ以上の長さになっている。しかし、ビー
ムスポット１１２の短径は、ガラスディスク１の直径よ
りも小さい。よって、ビームスポット１１２によって、
盤面１Ａ全体が同時に照射されることはない。しかし、
ガラスディスク１の回転によって、盤面１Ａ上をビーム
スポット１１２が移動し、盤面１Ａの全体が加熱処理さ
れて平滑にされる。

【００９０】次に、図１５を参照して、本願発明の他の
実施形態を説明する。図１５に示される処理装置によっ
て、本願発明の一実施形態たる材料の処理方法を実施す
ることができる。図１５は装置の平面図である。図１５
において、１０１はレーザ発振器で発生したレーザ光を
出射するヘッド部である。ヘッド部１０１から出射され
る平行ビーム１１０は、図１１の処理装置におけると同
様に、横断面形状は略円形であり、横断面上のエネルギ
ー密度が均一化されている。ガラスディスク１は、図示
しない固定装置に固定されている。この固定状態におい
て、ガラスディスク１の中心軸１Ｅは、平行ビーム１１
０の光軸１１１に対して傾いている。平行ビーム１１０
の横断面形状やガラスディスク１に対するその大きさ、
盤面１Ａ上にできるビームスポット１１２の形状やガラ
スディスク１に対するその大きさは、図１１の装置にお
ける関係と同様である。

【００９１】この装置では、ハーフミラー１９０によっ
て、ヘッド部１０１からの平行ビーム１１０が２に分光
される。分光後の一方の平行ビーム１１０は、ヘッド部
１０１から出射されたきの光軸上をそのまま進行する。
分光後の他方の平行ビーム１１０は、ミラー１９１によ
って光軸を曲げられて、ガラスディスク１の裏側からガ
ラスディスク１を照射する。つまり、分光後の平行ビー
ム１１０はガラスディスクの裏側の盤面１Ｂを照射す
る。

【００９２】図１５の処理装置では、固定装置が移動し
て、これにより、平行ビーム１１０がガラスディスク１
に対して相対的に移動する。固定装置の移動方向は、平
行ビーム１１０の光軸と直交する平面と、ガラスディス
ク１の盤面１Ａとの交線の方向（図１５の矢印１８２の
方向）である。

【００９３】この装置では、ガラスディスク１は、P3の
位置で分光後の一方の平行ビーム１１０によってその表
側の盤面１Ａを加熱処理された後に、P4の位置に来る。
ここで、分光後の他方の平行ビーム１１０によって、裏
側の盤面１Ｂが加熱処理される。このようにして、ガラ
スディスク１の両面（表側の盤面１Ａと裏側の盤面１
Ｂ）の全体が平滑にされる。

【００９４】図１１〜１５によって、平行ビーム１１０
の光軸１１１に対してガラスディスク１の中心軸１Ｅが
傾いた状態でガラスディスク１を加熱処理する処理装置
を示した。平行ビーム１１０の光軸１１１に対してガラ
スディスク１の中心軸１Ｅが傾いた状態でガラスディス
ク１を加熱処理すると、平行ビーム１１０の横断面より
も大きな盤面を持つガラスディスク１を簡単な構成で加
熱処理できることを説明した。それに加えて、平行ビー
ム１１０の光軸１１１に対してガラスディスク１の中心
軸１Ｅが傾いた状態でガラスディスク１を加熱処理する
と、次のような利点もある。図１６はその利点を説明す
るための図である。

【００９５】図１６はヘッド部１０１から出射される平
行ビーム１１０とガラスディスク１の断面を示してい
る。これから理解されるように、ガラスディスク１のエ
ッジ部１Ｆ,１Ｇに正面から平行ビーム１１０が照射さ
れるので、エッジ部１Ｆ,１Ｇは加熱されやすくなる。
エッジ部１Ｆ,１Ｇはある程度加熱されると溶融され
る。そして、ガラス材の持つ表面張力によってエッジ部
１Ｆ,１Ｇに丸みが付く。このように、平行ビーム１１
０の光軸１１１に対してガラスディスク１の中心軸１Ｅ
が傾いた状態でガラスディスク１を加熱処理すると、エ
ッジ部１Ｆ,１Ｇに丸みを付けやすくなる。特に図１４
に示したような、ガラスディスク１がその中心軸１Ｅを
中心として回転するような装置であれば、エッジ部１
Ｆ,１Ｇを全周に渡って均一に加熱することができ、エ
ッジ部１Ｆ,１Ｇの全周に渡って均一な丸みを付けやす
くなる。

【００９６】図１１〜１５に示す装置においては、ヘッ
ド部１０１から出射される平行ビーム１１０は、その横
断面上のエネルギー分布がほぼ均一化されている。この
ように、横断面上のエネルギー分布をほぼ均一化させる
には、種々の方法がある。例えば、セグメントレンズ、
セグメントミラー、多焦点レンズを用いることにより、
レーザ光の横断面上のエネルギー分布をほぼ均一化する
ことができる。また、回転する傾斜レンズを透過させる
ことによって、レーザ光の単位時間当たりの横断面上の
エネルギー分布を均一化することもできる。

【００９７】さらには、図１７に示すような方法によっ
て、レーザ光の横断面上のエネルギー分布をほぼ均一化
することもできる。図１７（ａ）は、レーザ発振器４か
ら出力されるレーザ光１０９の、横断面上の均一化がさ
れる前のエネルギー分布と、均一化がされた後のエネル
ギー分布とを示している。横軸はレーザ光の半径方向位
置を示し、縦軸はその半径方向位置におけるエネルギー
密度を示している。実線は均一化前のエネルギー分布
を、点線は均一化後のエネルギー分布を示している。

【００９８】図１７（ｂ）は均一化のための装置の概略
構成を示している。この装置では、レーザ発振器４から
出射されたレーザ光１０９が、２枚のハーフミラー１９
０を通過した後に、ミラー１９１によって反射されてい
る。このようにして３に分光されたレーザ光が一枚のレ
ンズ１２０を通過する。レンズ１２０を通過したレーザ
光は、いずれもそれぞれ単独では（ａ）の実線と同様の
エネルギー分布を有するが、３のエネルギー分布が重な
ることによって全体として均一化されたエネルギー分布
となる。（ｃ）では、分光されてレンズ１２０を通過し
た後のそれぞれのレーザ光１０９のエネルギー分布を実
線で、それらが重なった後に生ずるエネルギー分布を点
線で示している。

【００９９】次に、図１８を参照して、本願発明の他の
実施形態を説明する。図１８に示される処理装置によっ
て、本願発明の一実施形態たる材料の処理方法を実施す
ることができる。図１８(ａ)〜（ｄ）はいずれも、ガラ
スディスク１の表面を加熱処理によって平滑にするとき
の、各工程における処理装置の側面図である。

【０１００】まず、ガラスディスク１は、図１８（ａ）
のような処理装置に取り付けられる。この処理装置は、
モータで構成された回転駆動源３によってテーブル１７
３を回転させる回転固定装置１７２を備えており、ガラ
スディスク１は、表側の盤面１Ａを上にしてこのテーブ
ル１７３上に固定される。テーブル１７３の回転中心軸
とガラスディスク１の中心軸１Ｅとは一致している。テ
ーブル１７３の横にはミラー１９１が配置されている。
ミラー１９１はこの位置に固定されており、回転や移動
をすることはない。テーブル１７３の上方にはレーザ光
を出射するヘッド部１０１が配置されている。このヘッ
ド部１０１は、テーブル１７３の半径方向に移動できる
ようになっている。よって、ガラスディスク１の半径方
向に沿ってレーザ光１３０を移動させることができる。

【０１０１】ヘッド部１０１は、レーザ光１３０を出射
しつつ、レーザ光１３０によってガラスディスク１の盤
面１Ａの中心部近傍を照射できる位置から、テーブル１
７３の半径方向に沿って、ガラスディスク１の盤面１Ａ
の周縁部に向かって移動する。このとき、ガラスディス
ク１はテーブル１７３によって回転している。この工程
で、ガラスディスク１の表側の盤面１Ａの全体が、加熱
処理によって平滑にされる。

【０１０２】ヘッド部１０１が、ガラスディスク１の周
縁部に対応する位置にまで移動しても、ヘッド部１０１
は停止することなく移動を続ける。そして、図１８
（ｂ）のように、盤面１Ａの外側に配置されているミラ
ー１９１の上方に達して停止する。この位置でヘッド部
１０１から出射されたレーザ光１３０は、ミラー１９１
によって反射され、反射されたレーザ光１３０はガラス
ディスク１の外周面１Ｃを正面から照射する。外周面１
Ｃが加熱されると、そのエッジ部１Ｆも加熱されて溶融
し、ガラス材の持つ表面張力によってエッジ部１Ｆに丸
みが付く。レーザ光が外周面１Ｃに照射されているとき
も、ガラスディスク１はテーブル１７３とともに回転し
ている。よって、外周面１Ｃが全周に渡って均一に加熱
され、そのエッジ部１Ｆは全周に渡って均一に丸みが付
く。

【０１０３】次に、図１８（ｃ）に示す、別個の回転固
定装置１７２ａにガラスディスク１を載せ換える。この
回転固定装置１７２ａも、モータで構成される回転駆動
源３ａによってテーブル１７３ａが回転するようになっ
ており、ガラスディスク１はこのテーブル１７３ａ上
に、裏側の盤面１Ｂが上になるようにして固定される。
テーブル１７３ａの回転中心軸とガラスディスク１の中
心軸１Ｅとは一致する。テーブル１７３ａの中央部には
ミラー１９１が配置されている。ミラー１９１は、ガラ
スディスク１の中央の孔部に入り込むようにして配置さ
れているが、テーブル１７３ａが回転してもミラー１９
１は回転しない。ミラー１９１は回転や移動をすること
はない。テーブル１７３ａの上方にはレーザ光１３０を
出射するヘッド部１０１が配置されており、テーブル１
７３ａの半径方向に移動できるようになっている。よっ
て、ガラスディスク１の半径方向に沿ってレーザ光１３
０を移動させることができる。

【０１０４】ヘッド部１０１は、テーブル１７３ａの中
心部の上方において停止して、レーザ光１３０を出射す
る。ヘッド部１０１から出射されたレーザ光１３０は、
ミラー１９１によって反射され、反射されたレーザ光１
３０はガラスディスク１の内周面１Ｄを正面から照射す
る。内周面１Ｄが加熱されると、そのエッジ部１Ｇが加
熱されて溶融し、ガラス材の持つ表面張力によってエッ
ジ部１Ｇに丸みが付く。レーザ光１３０が内周面１Ｄに
照射されているとき、ガラスディスク１はテーブル１７
３ａとともに回転している。よって、内周面１Ｄが全周
に渡って均一に加熱され、エッジ部１Ｇの全周に渡って
均一に丸みが付く。

【０１０５】次に、ヘッド部１０１がテーブル１７３ａ
の半径方向に移動する（図１８（ｄ）参照）。このとき
もテーブル１７３ａは回転し続けている。ヘッド部１０
１の移動によって、レーザ光１３０はガラスディスク１
の盤面１Ｂの中心部近傍を照射し始める。さらに、ヘッ
ド部１０１は移動を続け、最終的にはガラスディスク１
の盤面１Ｂの周縁部までを照射する。この工程で、ガラ
スディスク１の裏側の盤面１Ｂの全体が、加熱処理によ
って平滑にされる。

【０１０６】以上、図１８（ａ）〜（ｄ）の工程によっ
て、ガラスディスク１の両面（表側の盤面１Ａと裏側の
盤面１Ｂ）が加熱処理によって平滑にされるとともに、
外周面１Ｃのエッジ部１Ｆと内周面１Ｄのエッジ部１Ｇ
に丸み付けを施すことができる。

【０１０７】図１８に示したような処理装置で盤面１
Ａ,１Ｂを加熱処理するに際し、テーブル１７３,１７３
ａの回転速度が一定であり、ヘッド部１０１の移動速度
が一定であり、かつ、ヘッド部１０１からのレーザ光照
射強度が一定であれば、盤面１Ａ,１Ｂ上の半径方向位
置によって、レーザ光照射量の差が生ずる。つまり、盤
面１Ａ,１Ｂ上の中心部に近い点は、盤面１Ａ,１Ｂ上の
周縁部よりも、レーザ光１３０の照射を多く受けること
になる。このようにレーザ光照射量に差が生ずること
は、盤面１Ａ,１Ｂ全体を均一に平滑化するという観点
からは好ましくない。

【０１０８】ガラスディスク１の盤面１Ａ,１Ｂの全体
を均一に平滑化するためには、盤面１Ａ,１Ｂ上の半径
方向位置によって、レーザ光照射量の差がなるべく生じ
ないようにすることが好ましい。そのためには、例え
ば、レーザ光１３０がガラスディスク１の周縁に近いと
きほど、レーザ光１３０の照射強度を強くするような、
照射強度制御を行ってもよい。また例えば、レーザ光１
３０がガラスディスク１の周縁に近いときほど、テーブ
ル１７３,１７３ａの回転速度を低くしてガラスディス
ク１の回転速度を低くするような、回転速度制御を行っ
てもよい。また例えば、レーザ光１３０がガラスディス
ク１の周縁に近いときほど、ヘッド部１０１の移動速度
を低くしてガラスディスク１の半径方向に沿ったレーザ
光１３０のガラスディスク１に対する相対的な移動速度
を低くするような、移動速度制御を行ってもよい。

【０１０９】また例えば、レーザ光１３０がガラスディ
スク１の周縁に近いときほど、ガラスディスク１の盤面
１Ａ,１Ｂ上に生ずるビームスポットの面積を小さくす
ることによって単位面積当たりのレーザ光照射密度を高
くするような、ビームスポット面積制御を行ってもよ
い。このビームスポット面積制御は、例えば図１９に示
すように、光軸に沿って横断面が拡大するようなレーザ
光１３０をヘッド部１０１から出射し、レーザ光１３０
がガラスディスク１の周縁に近いときほどヘッド部１０
１が盤面１Ａに近づくようにすることによっても実現で
きる。このようにすると、ヘッド部１０１からのレーザ
光１３０の照射強度を一定にしたままでも、ビームスポ
ットのパワー密度に変化を与えることができる。

【０１１０】また、前記照射強度制御と前記回転速度制
御と前記移動速度制御と前記ビームスポット面積制御の
うちから２つの制御を任意に選んで組み合わせた制御を
行ってもよいし、３つの制御を任意に選んで組み合わせ
た制御を行ってもよいし、４つの制御を組み合わせた制
御を行ってもよい。

【０１１１】図２０は、本願発明の他の実施形態に係る
処理方法を実施するための処理装置を示す図である。上
記では、ガラスディスク１の盤面上の半径方向位置によ
ってレーザ光照射量の差がなるべく生じないようにし
て、盤面全体を均一に平滑化するための方法を種々説明
したが、図２０のような処理装置を用いることによって
も、ガラスディスク１の盤面全体を均一に平滑化するこ
とができる。図２０（ａ）は、処理装置によって、回転
するガラスディスク１の盤面１Ａにレーザ光を照射して
いるときの、盤面１Ａ上に生ずるビームスポット１４２
を示す図であり、（ｂ）は、前記ビームスポット１４２
の形成方法を示す図である。

【０１１２】この処理方法では、回転駆動源によって回
転するテーブル上にガラスディスク１を固定して、ガラ
スディスク１をガラスディスク１の中心軸を中心として
回転させる。テーブルの上方にはヘッド部が設けられて
おり、このヘッド部から横断面形状が略円形のレーザ光
１４０が出射される。出射されたレーザ光１４０は、ヘ
ッド部の下方に設けられたプリズム１４５に照射され
る。プリズム１４５は略四角錐形状であり、レーザ光１
４０はプリズム１４５の頂点に照射される。プリズム１
４５は照射されたレーザ光１４０を、それぞれの錐面が
対応する４の方向に分光する（なお、図２０（ｂ）で
は、分光後の２のレーザ光のみを示している）。分光後
のレーザ光の横断面形状は略扇形状である。分光後のレ
ーザ光のうちのひとつは、ミラー１９１によって下方に
向けて反射される。そして反射されたレーザ光がガラス
ディスク１の盤面１Ａに照射され、盤面１Ａ上に略扇形
状のビームスポット１４２が形成される。

【０１１３】図２０（ａ）から理解されるように、盤面
１Ａ上に生ずるビームスポット１４２は、ガラスディス
ク１の円周方向に沿った長さが、ガラスディスク１の半
径方向位置によって異なっている。ガラスディスク１の
円周方向に沿ったビームスポット１４２の長さは、ガラ
スディスク１の周縁部近傍における長さ（矢印Ｍ１の長
さ）の方が、ガラスディスク１の中心部近傍における長
さ（矢印Ｍ２の長さ）よりも長くなっている。つまり、
ガラスディスク１の周縁に近いほど長くなっている。ガ
ラスディスク１の盤面１Ａに照射されるビームスポット
１４２の形状をこのような形状とすることにより、ガラ
スディスク１の盤面１Ａにおける単位面積当たりのレー
ザ光照射量の均一化を図ることができる。

【０１１４】次に、図２１,２２を参照して、本願発明
の他の実施形態を説明する。図２１,２２に示される処
理装置によって、本願発明の一実施形態たる材料の処理
方法を実施することができる。図２１(ａ)は、ガラスデ
ィスク１に加熱処理を施しているときの、処理装置の側
面図であり、（ｂ）は処理装置のヘッド部１０１の内部
構造を示す図であり、（ｃ）はヘッド部１０１から出射
されるレーザ光の横断面上のエネルギー密度分布を示す
図である。

【０１１５】図２１（ａ）を参照すると、処理装置は２
台の回転固定装置１７２を備えている。回転固定装置１
７２に固定されたガラスディスク１は、ガラスディスク
１の中心軸を中心に回転する。ガラスディスク１の上方
にはレーザ光を出射するヘッド部１０１が配置されてい
る。ヘッド部１０１から出射されたレーザ光１５１は、
２枚のガラスディスク１の盤面１Ａに照射されている。

【０１１６】図２１（ｂ）を参照すると、ヘッド部１０
１の内部にはシリンドリカルレンズ１６が取り付けられ
ている。ヘッド部１０１にはレーザ発振器（図示せず）
により発生したレーザ光１５１が導かれており、このレ
ーザ光１５１がシリンドリカルレンズ１６を透過するよ
うになっている。シリンドリカルレンズ１６を透過する
前のレーザ光１５１の横断面形状は円形状であるが、シ
リンドリカルレンズ１６を透過した後のレーザ光１５１
の横断面形状は長円形状である。

【０１１７】図２１（ｃ）は、シリンドリカルレンズ１
６を透過したレーザ光１５１の横断面１５２図と、この
横断面１５２上のエネルギー分布を示した分布図であ
る。分布図の横軸はレーザ光の長径方向位置を示し、縦
軸はその長径方向位置におけるエネルギー密度を示して
いる。横断面図上の点線は、等エネルギー密度線であ
る。この図から理解されるように、レーザ光１５１の横
断面形状は、一方の端部から他方端部に行くに従い徐々
にエネルギー密度が低くなるような、２の細長部分１５
３を有している。ここでは、細長部分１５３の２の端部
のうちの、エネルギー密度の高い方の端部を基端部１５
４と言い、エネルギー密度の低い方の端部を先端部１５
５と言う。この横断面１５２形状は、２の細長部分１５
３を有するが、２の細長部分１５３は基端部１５４を共
通にしている。

【０１１８】図２２は、図２１の処理装置によって加熱
処理される２枚のガラスディスク１の盤面１Ａ上に生ず
るレーザ光のビームスポットを示す図である。この図か
ら理解されるように、レーザ光１５１の細長部分１５３
の基端部１５４がガラスディスク１の周縁側に、先端部
１５５がガラスディスク１の中心側に来るように、レー
ザ光１５１がガラスディスク１に照射されている。この
ようにレーザ光１５１が照射された状態でガラスディス
ク１が回転固定装置１７２によって回転される。ガラス
ディスク１の周縁部は中心部よりも周方向の速度が高く
なるので、周縁部の方がレーザ光１５１に照射される時
間が短くなる。しかし、周縁部にはエネルギー密度の高
い基端部１５４が照射されるので、ガラスディスク１の
盤面１Ａにおける単位面積当たりのレーザ光照射量は均
一化され、盤面１Ａ全体を均一に平滑化することができ
る。

【０１１９】図２１（ｃ）に示されるような、基端部１
５４から先端部１５５に行くに従い徐々にエネルギー密
度が低くなるような細長部分１５３を有するような横断
面形状のレーザ光を生成する方法は、シリンドリカルレ
ンズ１６を用いて生成する方法以外にもある。

【０１２０】図２３は、アパーチャを用いて、かかるレ
ーザ光を生成する方法を示す図である。図２３（ａ）
は、かかるレーザ光を出射するためのヘッド部の内部に
設けられたアパーチャ１６０とこれを通過するレーザ光
の横断面形状との関係を示す図である。（ｂ）は、アパ
ーチャ１６０を通過した後のレーザ光の横断面１６２を
示す図である。

【０１２１】図２３（ａ）から理解されるように、アパ
ーチャ１６０には−（マイナス）字状のスリットが形成
されている。アパーチャ１６０を通過する前のレーザ光
の横断面１６１形状は略円形状である。図２３（ａ）の
レーザ光の横断面１６１に表れた同心円状の複数の点線
は、横断面上の等エネルギー密度線である。このレーザ
光は、その中心部ほどエネルギー密度が高い。このレー
ザ光がアパーチャ１６０を透過することにより、レーザ
光の横断面は図２３（ｂ）のように−（マイナス）字状
になる。

【０１２２】図２３（ｂ）を参照すると、アパーチャ１
６０通過後のレーザ光の横断面１６２形状は、基端部１
６４から先端部１６５に行くに従い徐々にエネルギー密
度が低くなるような、２の細長部分１６３を有してい
る。この２の細長部分１６３は基端部１６４を共通にし
ている。

【０１２３】図２４は、このようにして生成されたレー
ザ光を、図２１（ａ）の装置と同様の装置で２枚のガラ
スディスク１に照射したときに、この２枚のガラスディ
スク１の盤面１Ａ上に生ずるレーザ光のビームスポット
を示す図である。このようにアパーチャ１６０によって
生成されたレーザ光によっても、ガラスディスク１の盤
面１Ａにおける単位面積当たりのレーザ光照射量は均一
化され、盤面１Ａ全体を均一に平滑化することができ
る。

【０１２４】図２３では、２の細長部分１６３が直線状
に並んだような形状の横断面１６２を有するレーザ光を
アパーチャ１６０によって生成して、２枚のガラスディ
スク１を同時に加熱処理する処理装置を示した。しか
し、さらに多くの細長部分を有するような形状の横断面
を有するレーザ光によって、さらに多くの枚数のガラス
ディスクを同時に加熱処理できるようにしてもよい。

【０１２５】図２５は、＋（プラス）字状の横断面形状
を有するレーザ光によって、４枚のガラスディスク１を
同時に加熱処理する装置を示す図である。図２５（ａ）
は、４枚のガラスディスク１の平面図上に、これらのガ
ラスディスク１の盤面１Ａに照射されるレーザ光の横断
面１６６を重ねて示した図である。このような＋（プラ
ス）字状の横断面１６６のレーザ光は、図２３（ａ）の
装置において、−（マイナス）字状のスリットが形成さ
れたアパーチャ１６０に換えて、＋（プラス）字状のス
リットを有するアパーチャを設けることによって、生成
することができる。この＋（プラス）字状の横断面１６
６形状は、基端部１６４を共通として先端部１６５に伸
延する４の細長部分を有している。

【０１２６】図２５（ｂ）は、このような＋（プラス）
字状の横断面形状を有するレーザ光によって、４枚のガ
ラスディスク１を加熱処理する処理装置の側面図であ
る。この図には３台の回転固定装置１７２が表れている
が、さらにもう１台の回転固定装置が設けられている。
この図示されない回転固定装置は、図中の下方の回転固
定装置１７２の陰に隠れているのであるが、この下方の
回転固定装置１７２と同一の高さ位置に配置されてい
る。上方の２台の回転固定装置１７２よりも下方に、す
なわちレーザ光の下流側に、２台の回転固定装置１７２
を配置し、合計４台の回転固定装置１７２に固定される
４枚のガラスディスク１同士の干渉を回避しているので
ある。このような、レーザ光の光軸方向において異なる
位置にガラスディスクを配置するようにする方法は、特
に３以上の細長部分を有する横断面形状のレーザ光によ
って３以上のガラスディスクを同時に加熱処理する場合
に有効である。

【０１２７】次に、図２６を参照して、本願発明の実施
形態を説明する。図２６に示される処理装置によって、
本願発明の一実施形態の円盤形状材料の処理方法を実施
することができる。図２６の処理装置では、レーザ発振
器４からのレーザ光を２枚のハーフミラー１９０を通過
させることによって３のレーザ光に分光している。２枚
のハーフミラー１９０を通過した後のレーザ光はミラー
１９１によって反射されている。分光後のレーザ光は、
それぞれが対応するシリンドリカルレンズ１６を透過す
る。シリンドリカルレンズ１６を透過することによって
生ずるレーザ光は、図２１のレーザ光と同様のものであ
る。つまり、基端部を共通にする２の細長部分を有する
横断面形状のレーザ光である。シリンドリカルレンズ１
６を透過した後のレーザ光は、それぞれが対応する２枚
のガラスディスク１に照射される。図示していないが、
６枚全てのガラスディスク１はそれぞれが対応する回転
固定装置に取付けられている。これらの回転固定装置
は、図２１（ａ）に示す回転固定装置１７２と同様のも
のである。つまり、ハーフミラー１９０やミラー１９１
を反射したそれぞれのレーザ光によって、図２１の処理
装置と同様に２枚づつのガラスディスク１が加熱処理さ
れ盤面１Ａの平滑化が施される。このような装置による
と、１のレーザ発振器によって、数多くのガラスディス
クを同時に加熱処理して盤面を平滑化することができ
る。

【０１２８】次に、図２７を参照して、本願発明の他の
実施形態を説明する。図２７に示されるようにして、本
願発明の一実施形態たる材料の処理方法を実施すること
ができる。

【０１２９】まず、ガラスディスク１は、図示されない
回転固定装置に固定されて回転している。図中の矢印Ｑ
１は、ガラスディスク１の回転方向を示す。回転固定装
置は、モータで構成された回転駆動源によって、回転固
定装置に固定されたガラスディスク１を回転させること
ができるようになっている。ガラスディスク１の上方に
は、ガラスディスク１の表側の盤面１Ａにレーザ光１８
１を照射することができるように第一ヘッド部が設けら
れている。図中の矢印Ｒ１はレーザ光１８１の照射方向
を示す。また、ガラスディスク１の下方には、ガラスデ
ィスク１の裏側の盤面１Ｂにレーザ光１８２を照射する
ことができるように第二ヘッド部が設けられている。図
中の矢印Ｒ２はレーザ光１８２の照射方向を示す。

【０１３０】第一ヘッド部と第二ヘッド部とは、ともに
ガラスディスク１の半径方向に沿って移動できるように
なっている。よって、第一ヘッド部から出射されるレー
ザ光１８１による盤面１Ａ上の照射点１８５を、盤面１
Ａ上においてガラスディスク１の半径方向に移動させる
ことができる。また、第二ヘッド部から出射されるレー
ザ光１８２による盤面１Ｂ上の照射点１８６を、盤面１
Ｂ上においてガラスディスク１の半径方向に移動させる
ことができる。

【０１３１】かかる構成により、ガラスディスク１をガ
ラスディスク１の中心軸１Ｅを中心として回転させなが
ら、照射点１８５を盤面１Ａ上においてガラスディスク
１の半径方向に移動させるとともに、照射点１８６を盤
面１Ｂ上においてガラスディスク１の半径方向に移動さ
せる。そして、照射点１８５が盤面１Ａ上をガラスディ
スク１の中心部から周縁部まで移動し、かつ、照射点１
８６が盤面１Ｂ上をガラスディスク１の中心部から周縁
部まで移動すると、ガラスディスク１の両方の盤面１
Ａ,１Ｂの全体が加熱処理されて平滑にされる。

【０１３２】照射点１８５を盤面１Ａ上においてガラス
ディスク１の半径方向に移動させつつ、照射点１８６を
盤面１Ｂ上においてガラスディスク１の半径方向に移動
させるときには、ガラスディスク１の中心軸１Ｅから照
射点１８５までの距離と、ガラスディスク１の中心軸１
Ｅから照射点１８６までの距離とが、略同一となるよう
にするのが望ましい。つまり、照射点１８５から中心軸
１Ｅまでの距離と照射点１８６から中心軸１Ｅまでの距
離とを同一に保ちつつ、第一ヘッド部と第二ヘッド部と
を移動させるのである。

【０１３３】盤状材料の一方の盤面のみにレーザ光を照
射して加熱処理をすると、盤状材料に撓みが生ずる。し
かし、図２７のような処理方法によれば、片方の盤面上
のレーザ光の照射点のちょうど裏側の点が、ほぼ同時に
別のレーザ光によって照射される。よってガラスディス
ク１を撓ませようとする作用が相殺されて、加熱処理の
過程において、ガラスディスク１にはあまり撓みが生じ
ない。

【０１３４】以上、図１〜２７を参照しての説明におい
ては、加熱処理の施される材料の例として、また、加熱
処理の施される円盤形状材料の例として、ガラスディス
クを挙げて説明した。しかし、本願の材料の処理方法
は、ガラス材（ガラスディスク）に限らず、例えば、プ
ラスチック材（プラスチックディスク）やセラミック材
（セラミックディスク）などにも適用できる。

【０１３５】また、円盤形状材料たるガラスディスクを
例に挙げて、このガラスディスクを回転させながら加熱
処理をする材料の処理方法を種々説明したが、円盤形状
材料に限らず、盤状材料であればその輪郭を問わず、こ
れら方法を適用できる。円形以外の輪郭の盤状材料に適
用する場合には、盤面上の任意の点に直交する軸を回転
中心軸と定めることができる。

【０１３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
残留応力に伴う凹凸が表面に発生している材料につい
て、一定の処理を施すことによって前記残留応力を除去
し、表面の凹凸を減少させて平滑にできるという効果を
奏する。そして、かかる処理を行うにあたり、粉塵やマ
イクロクラック等を発生させることなく行えるという効
果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の処理方法に用いることができる
装置の概略を示す図である。 （ｂ）本発明の処理方法を実施する状況を示す図であ
る。

【図２】被処理材の組成を表す模式的な図である。

【図３】本発明の処理方法に用いることができる装置の
例を示す図である。

【図４】（ａ）本発明の処理方法に用いることができる
装置の概略を示す図である。 （ｂ）本発明の処理方法を実施する状況を示す図であ
る。 （ｃ）シリンドリカルレンズの斜視図である。

【図５】本発明の処理方法に用いることができる装置の
例を示す図である。

【図６】本発明の処理方法の一例を実施する状況を示す
図である。

【図７】本発明の処理方法の一例を実施する状況を示す
図である。

【図８】本発明の処理方法の一例を実施する状況を示す
図である。

【図９】本発明の処理方法の一例を実施する状況を示す
図である。

【図１０】本発明の処理方法の一例を実施する状況を示
す図である。

【図１１】本願発明の材料の処理方法を実施する処理装
置の図であり、(ａ)は処理装置の平面図であり、（ｂ）
はその側面図である。

【図１２】ガラスディスクの盤面上を移動する平行ビー
ムのビームスポットの移動経過を（ａ）〜（ｃ）によっ
て示す図である。

【図１３】本願発明の材料の処理方法を実施する処理装
置の図であり、(ａ)は処理装置の平面図であり、
（ｂ）,（ｃ）はその側面図である。

【図１４】本願発明の材料の処理方法を実施する処理装
置の図であり、(ａ)は処理装置の平面図であり、（ｂ）
はその側面図である。

【図１５】本願発明の材料の処理方法を実施する処理装
置の平面図である。

【図１６】ヘッド部から出射される平行ビームとガラス
ディスク１の断面図である。

【図１７】レーザ光の横断面上のエネルギー分布を均一
化する方法を示す図であり、（ａ）はレーザ光のエネル
ギー分布を、（ｂ）は均一化のための装置の概略構成
を、（ｃ）はレーザ光のエネルギー分布を示している。

【図１８】本願発明の材料の処理方法を実施する処理装
置の図であり、（ａ）〜（ｄ）は処理装置による各工程
における処理装置の側面図である。

【図１９】単位面積当たりのレーザ光照射密度を変化さ
せる処理装置の側面図である。

【図２０】本願発明の材料の処理方法を示す図であり、
（ａ）はガラスディスクの盤面上に生ずるビームスポッ
トを示す図であり、（ｂ）はビームスポットの形成方法
を示す図である。

【図２１】本願発明の材料の処理方法を示す図であり、
(ａ)はガラスディスクに加熱処理を施しているときの処
理装置の側面図であり、（ｂ）は処理装置のヘッド部の
内部構造を示す図であり、（ｃ）はヘッド部から出射さ
れるレーザ光の横断面上のエネルギー密度分布を示す図
である。

【図２２】２枚のガラスディスクの盤面上に生ずるレー
ザ光のビームスポットを示す図である。

【図２３】細長部分を有するレーザ光を生成する方法を
示す図であり、（ａ）はアパーチャとこれを通過するレ
ーザ光の横断面形状との関係を示す図であり、（ｂ）は
アパーチャを通過した後のレーザ光の横断面を示す図で
ある。

【図２４】２枚のガラスディスクの盤面上に生ずるレー
ザ光のビームスポットを示す図である。

【図２５】細長部分を有するレーザ光でガラスディスク
を加熱処理する方法を示す図であり、（ａ）は４枚のガ
ラスディスクの盤面上に生ずるレーザ光のビームスポッ
トを示す図であり、（ｂ）はかかる処理装置の側面図で
ある。

【図２６】本願発明の円盤形状材料の処理方法を実施す
る処理装置の図である。

【図２７】本願発明の材料の処理方法を示す図である。

【符号の説明】

１ ガラスディスク １Ａ,１Ｂ 盤面 １Ｃ 外周面 １Ｄ 内周面 １Ｅ 中心軸 １Ｆ,１Ｇ エッジ部 ２ 回転テーブル ３,３ａ 回転駆動源 ４ レーザ発振器 ５ 凹面鏡 ６ 凸面鏡 ７ 平行ビーム ８ 平行ビーム ９ ガス噴射装置 １２、１３ ビームスポット １５ アパーチャ １６ シリンドリカルレンズ １８ 平行ビーム ２２、２３ ビームスポット ２７ コリメータレンズ ３１ 非晶質 ３２ 結晶質 ６０ チャッキング装置 ６１ チャックアーム ６２ ツメ ７０ 反転装置 ７１ 把持アーム ７２ 駆動シャフト ７４ カップリング ７５ 回転シャフト ７６ ベアリングケース ７７ ベアリング ８０ 支点 １０１ ヘッド部 １０９ レーザ光 １１０ 平行ビーム １１１ 光軸 １１２ ビームスポット １１３ 交線 １１５ 軸 １２０ レンズ １３０ レーザ光 １４０ レーザ光 １４２ ビームスポット １４５ プリズム １５１ レーザ光 １５２ 横断面 １５３ 細長部分 １５４ 基端部 １５５ 先端部 １６０ アパーチャ １６３ 細長部分 １６４ 基端部 １６５ 先端部 １７１ 固定台 １７２,１７２ａ 回転固定装置 １７３,１７３ａ テーブル １８１,１８２ レーザ光 １８５,１８６ 照射点 １９０ ハーフミラー １９１ ミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武内 清 兵庫県西宮市田近野町６番107号 新明和 工業株式会社開発センタ内 (72)発明者 小川 健一 兵庫県西宮市田近野町６番107号 新明和 工業株式会社開発センタ内 Ｆターム(参考） 2K009 BB02 DD06 EE00 4G015 DA01 DA03 EA03

Claims (42)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面が凹凸をなす材料の表面の一部を含
   む領域を加熱する処理を、該加熱処理に用いる加熱源と
   前記材料とを相対的に移動させ、隣接する領域について
   順次に行うことにより、 前記加熱処理された領域より残留応力を除去し、該加熱
   処理された領域の表面を平滑にすることを特徴とする材
   料の処理方法。
2. 【請求項２】 前記表面が凹凸をなす材料が非晶質と結
   晶質とからなる材料であり、 前記加熱処理された領域における残留応力の除去が、非
   晶質の略一様の組成とされることによるものである請求
   項１に記載の材料の処理方法。
3. 【請求項３】 前記材料がガラス材であることを特徴と
   する請求項２に記載の材料の処理方法。
4. 【請求項４】 前記ガラス材が、円盤形状をなすガラス
   ディスクである請求項３に記載の材料の処理方法。
5. 【請求項５】 非晶質と結晶質とからなり外面が凹凸を
   なす前記ガラスディスクの外面の一部を含む領域を加熱
   する処理を、該加熱処理に用いる加熱源と前記ガラスデ
   ィスクとを相対的に移動させ、隣接する領域について順
   次に行うことにより、 前記加熱処理された領域より残留応力を除去し、該加熱
   処理された領域の外面を平滑にする処理を、前記ガラス
   ディスクの一方側の面についてするとともに、前記ガラ
   スディスクの他方側の面についてもすることを特徴とす
   る請求項４に記載の材料の処理方法。
6. 【請求項６】 前記ガラスディスクの外面を平滑にする
   処理が、ガラスディスクの前記一方側及び他方側の両方
   向より前記加熱処理を行うことを特徴とする、請求項５
   に記載の材料の処理方法。
7. 【請求項７】 前記ガラスディスクの外面を平滑にする
   処理が、ガラスディスクの前記一方側又は他方側のいず
   れかの一の方向より前記加熱処理を行うものであり、 ガラスディスクを反転させることによって前記ガラスデ
   ィスクの一方側の面及び他方側の面の両面に前記処理を
   行うようにしたことを特徴とする、請求項５に記載の材
   料の処理方法。
8. 【請求項８】 前記加熱源とガラスディスクとの相対的
   な移動を、ガラスディスクをその円盤の中心の回りに回
   転させて行うようにしたことを特徴とする請求項４乃至
   ７のいずれかに記載の材料の処理方法。
9. 【請求項９】 表面が凹凸をなす材料の表面の一部を含
   む領域を加熱する処理と該加熱した後に冷却する処理と
   を、該加熱処理に用いる加熱源及び冷却処理に用いる冷
   却源と前記材料とを相対的に移動させ、隣接する領域に
   ついて順次に行うことにより、 前記加熱処理及び冷却処理された領域より残留応力を除
   去し、該加熱処理及び冷却処理された領域の表面を平滑
   にすることを特徴とする材料の処理方法。
10. 【請求項１０】 前記表面が凹凸をなす材料が非晶質と
    結晶質とからなる材料であり、 前記加熱処理及び冷却処理された領域における残留応力
    の除去が、結晶質の略一様の組成とされることによるも
    のである請求項９に記載の材料の処理方法。
11. 【請求項１１】 前記材料がガラス材であることを特徴
    とする請求項１０に記載の材料の処理方法。
12. 【請求項１２】 前記ガラス材が、円盤形状をなすガラ
    スディスクである請求項１１に記載の材料の処理方法。
13. 【請求項１３】 非晶質と結晶質とからなり外面が凹凸
    をなす前記ガラスディスクの外面の一部を含む領域を加
    熱する処理と該加熱した後に冷却する処理とを、該加熱
    処理に用いる加熱源及び冷却処理に用いる冷却源と前記
    ガラスディスクとを相対的に移動させ、隣接する領域に
    ついて順次に行うことにより、 前記加熱処理及び冷却処理された領域より残留応力を除
    去し、該加熱処理及び冷却処理された領域の外面を平滑
    にする処理を、前記ガラスディスクの一方側の面につい
    てするとともに、前記ガラスディスクの他方側の面につ
    いてもすることを特徴とする請求項１２に記載の材料の
    処理方法。
14. 【請求項１４】 前記ガラスディスクの外面を平滑にす
    る処理が、ガラスディスクの前記一方側及び他方側の両
    方向より前記加熱処理及び冷却処理を行うことを特徴と
    する、請求項１３に記載の材料の処理方法。
15. 【請求項１５】 前記ガラスディスクの外面を平滑にす
    る処理が、ガラスディスクの前記一方側又は他方側のい
    ずれかの一の方向より前記加熱処理及び冷却処理を行う
    ものであり、 ガラスディスクを反転させることによって前記ガラスデ
    ィスクの一方側の面及び他方側の面の両面に前記処理を
    行うようにしたことを特徴とする、請求項１３に記載の
    材料の処理方法。
16. 【請求項１６】 前記加熱源及び冷却源とガラスディス
    クとの相対的な移動を、ガラスディスクをその円盤の中
    心の回りに回転させて行うようにしたことを特徴とする
    請求項１２乃至１５のいずれかに記載の材料の処理方
    法。
17. 【請求項１７】 少なくとも前記材料の加熱処理及び冷
    却処理がされる領域を含む部分に冷却源を恒常的に作用
    させることによって、 前記加熱処理後の冷却処理を行えるようにしたことを特
    徴とする請求項９乃至１６のいずれかに記載の材料の処
    理方法。
18. 【請求項１８】 前記加熱処理を行うための加熱源がレ
    ーザ光であることを特徴とする請求項１乃至１７のいず
    れかに記載の材料の処理方法。
19. 【請求項１９】 非晶質により略一様に組成された表面
    を含む部分を有し、当該部分の表面が平滑にされている
    ことを特徴とするガラス材。
20. 【請求項２０】 結晶質により略一様に組成された表面
    を含む部分を有し、当該部分の表面が平滑にされている
    ことを特徴とするガラス材。
21. 【請求項２１】 非晶質により略一様に組成された表面
    を含む部分を有し、当該部分の表面が平滑にされている
    ことを特徴とするガラスディスク。
22. 【請求項２２】 結晶質により略一様に組成された表面
    を含む部分を有し、当該部分の表面が平滑にされている
    ことを特徴とするガラスディスク。
23. 【請求項２３】 非晶質により略一様に組成された外面
    を含む部分を有し、当該部分の外面が平滑にされてお
    り、一方側の面と他方側の面の両面に前記外面が平滑に
    された部分が形成されてなることを特徴とするガラスデ
    ィスク。
24. 【請求項２４】 結晶質により略一様に組成された外面
    を含む部分を有し、当該部分の外面が平滑にされてお
    り、一方側の面と他方側の面の両面に前記外面が平滑に
    された部分が形成されてなることを特徴とするガラスデ
    ィスク。
25. 【請求項２５】 前記表面が凹凸をなす材料が円盤形状
    材料であり、前記加熱処理を行うための加熱源が略平行
    レーザ光であり、該略平行レーザ光の光軸に対して、前
    記円盤形状材料の中心軸を傾けた、請求項１又は２記載
    の材料の処理方法。
26. 【請求項２６】 前記略平行レーザ光が、横断面上のエ
    ネルギー分布が均一化された略平行レーザ光である、請
    求項２５記載の材料の処理方法。
27. 【請求項２７】 前記略平行レーザ光の光軸と直交する
    平面と、前記円盤形状材料の盤面との交線の方向に沿っ
    て、該略平行レーザ光を該円盤形状材料に対して相対的
    に移動させるようにした、請求項２５又は２６記載の材
    料の処理方法。
28. 【請求項２８】 前記略平行レーザ光の光軸と直交する
    軸を中心に前記円盤形状材料を回転させることにより、
    該略平行レーザ光の光軸と直交する平面と、該円盤形状
    材料の盤面との交線の方向に沿って、該略平行レーザ光
    を該円盤形状材料に対して相対的に移動させるようにし
    た、請求項２７記載の材料の処理方法。
29. 【請求項２９】 前記円盤形状材料を該円盤形状材料の
    中心軸を中心として回転させることにより、該略平行レ
    ーザ光を該円盤形状材料に対して相対的に移動させるよ
    うにした、請求項２５又は２６記載の材料の処理方法。
30. 【請求項３０】 前記表面が凹凸をなす材料が円盤形状
    材料であり、 前記加熱処理を行うための加熱源が、レーザ発振器から
    のレーザ光を分光することによって得られた少なくとも
    ２の略平行レーザ光であり、 分光後の一方の略平行レーザ光の光軸に対して、前記円
    盤形状材料の中心軸が傾いており、 分光後の該一方の略平行レーザ光は、前記円盤形状材料
    の表側の盤面に照射され、 分光後の該一方の略平行レーザ光の光軸と直交する平面
    と、該円盤形状材料の表側の盤面との交線の方向に沿っ
    て、該分光後の一方の略平行レーザ光を該円盤形状材料
    に対して相対的に移動させ、 分光後の他方の略平行レーザ光の光軸に対して、前記円
    盤形状材料の中心軸が傾いており、 分光後の該他方の略平行レーザ光は、前記円盤形状材料
    の裏側の盤面に照射され、 分光後の該他方の略平行レーザ光の光軸と直交する平面
    と、該円盤形状材料の裏側の盤面との交線の方向に沿っ
    て、該分光後の他方の略平行レーザ光を該円盤形状材料
    に対して相対的に移動させる、請求項１又は２記載の材
    料の処理方法。
31. 【請求項３１】 前記表面が凹凸をなす材料が円盤形状
    材料であり、 前記加熱処理を行うための加熱源がレーザ光であり、 前記円盤形状材料を該円盤形状材料の中心軸を中心とし
    て回転させつつ、該レーザ光の光軸が該円盤形状材料の
    盤面を貫く位置と該盤面を貫かない位置との間を移動す
    るように、前記円盤形状材料の半径方向に沿って該レー
    ザ光を該円盤形状材料に対して相対的に移動させ、 該レーザ光の光軸が該円盤形状材料の盤面を貫かない位
    置にあるときに、反射鏡によって、該レーザ光を該円盤
    形状材料の周面に向けて反射させるようにした、請求項
    １又は２記載の材料の処理方法。
32. 【請求項３２】 前記表面が凹凸をなす材料が円盤形状
    材料であり、 前記加熱処理を行うための加熱源がレーザ光であり、 前記円盤形状材料を該円盤形状材料の中心軸を中心とし
    て回転させつつ、前記円盤形状材料の半径方向に沿って
    該レーザ光を該円盤形状材料に対して相対的に移動さ
    せ、 該円盤形状材料の盤面における単位面積当たりのレーザ
    光照射量の均一化を図るようにした、請求項１又は２記
    載の材料の処理方法。
33. 【請求項３３】 該レーザ光が該円盤形状材料の周縁に
    近いときほど、該レーザ光の照射強度を強くして、該円
    盤形状材料の盤面における単位面積当たりのレーザ光照
    射量の均一化を図るようにした、請求項３２記載の材料
    の処理方法。
34. 【請求項３４】 該レーザ光が該円盤形状材料の周縁に
    近いときほど、該円盤形状材料の回転速度を低くして、
    該円盤形状材料の盤面における単位面積当たりのレーザ
    光照射量の均一化を図るようにした、請求項３２記載の
    材料の処理方法。
35. 【請求項３５】 該レーザ光が該円盤形状材料の周縁に
    近いときほど、前記円盤形状材料の半径方向に沿った該
    レーザ光の該円盤形状材料に対する相対的な移動速度を
    低くして、該円盤形状材料の盤面における単位面積当た
    りのレーザ光照射量の均一化を図るようにした、請求項
    ３２記載の材料の処理方法。
36. 【請求項３６】 該レーザ光が該円盤形状材料の周縁に
    近いときほど、前記円盤形状材料の盤面に生ずるビーム
    スポットの面積を小さくすることによって該ビームスポ
    ットの単位面積当たりのレーザ光照射密度を高くして、
    該円盤形状材料の盤面における単位面積当たりのレーザ
    光照射量の均一化を図るようにした、請求項３２記載の
    材料の処理方法。
37. 【請求項３７】 前記表面が凹凸をなす材料が円盤形状
    材料であり、 前記加熱処理を行うための加熱源がレーザ光であり、前
    記円盤形状材料を該円盤形状材料の中心軸を中心として
    回転させ、 該レーザ光の横断面形状を、該円盤形状材料の円周方向
    に沿った長さが、該円盤形状材料の周縁に近いほど長く
    なるような形状として、該円盤形状材料の盤面における
    単位面積当たりのレーザ光照射量の均一化を図るように
    した、請求項１又は２記載の材料の処理方法。
38. 【請求項３８】 前記表面が凹凸をなす材料が円盤形状
    材料であり、 前記加熱処理を行うための加熱源がレーザ光であり、 該レーザ光の横断面形状は、基端部から先端部まで伸延
    する細長部分を有し、 該細長部分におけるエネルギー密度の分布は、該基端部
    におけるエネルギー密度が該細長部分中最も高く、該基
    端部から該先端部に行くに従い徐々にエネルギー密度が
    低くなるような分布であり、 該基端部が該円盤形状材料の周縁側に、該先端部が該円
    盤形状材料の中心側に来るように、該レーザ光が該円盤
    形状材料に照射され、 前記円盤形状材料を該円盤形状材料の中心軸を中心とし
    て回転させる、請求項１又は２記載の材料の処理方法。
39. 【請求項３９】 該レーザ光の横断面形状は、該基端を
    共通にする複数の該細長部分を有し、 各々の該細長部分が各々対応する該円盤形状材料に照射
    され、 各細長部分は、対応する各円盤形状材料に対して、基端
    部が該円盤形状材料の周縁側に、先端部が該円盤形状材
    料の中心側に来るように照射され、 各円盤形状材料を該円盤形状材料の中心軸を中心として
    回転させる、請求項３８記載の材料の処理方法。
40. 【請求項４０】 該レーザ光の横断面形状が、三以上の
    該細長部分を有し、一の細長部分が対応する円盤形状材
    料を、他の一の細長部分が対応する円盤形状材料より
    も、該レーザ光の光軸方向における下流側に配置するこ
    とにより、円盤形状材料同士の干渉を回避した、請求項
    ３９記載の材料の処理方法。
41. 【請求項４１】 レーザ発振器からのレーザ光を複数に
    分光し、分光されたそれぞれのレーザ光を加熱源とした
    第一処理方法で、それぞれのレーザ光に対応する円盤形
    状材料を処理する円盤形状材料の処理方法であって、 該第一処理方法が、請求項３８〜４０のいずれか一の項
    に記載の材料の処理方法である、円盤形状材料の処理方
    法。
42. 【請求項４２】 前記表面が凹凸をなす材料が円盤形状
    材料であり、 前記加熱処理を行うための加熱源が少なくとも２のレー
    ザ光であり、 該円盤形状材料を該円盤形状材料の中心軸を中心として
    回転させつつ、一方のレーザ光を該円盤形状材料の表側
    の盤面に照射し、かつ、他方のレーザ光を該円盤形状材
    料の裏側の盤面に照射し、 該円盤形状材料の中心軸から該表側の盤面における該一
    方のレーザ光の照射点までの距離と、該円盤形状材料の
    中心軸から該裏側の盤面における該他方のレーザ光の照
    射点までの距離とが略同一となるように保ちつつ、該一
    方のレーザ光および該他方のレーザ光を該円盤形状材料
    の半径方向に沿って該円盤形状材料に対して相対的に移
    動させる、請求項１又は２記載の材料の処理方法。