JPH09138942A

JPH09138942A - 磁気ディスク用ガラス基板

Info

Publication number: JPH09138942A
Application number: JP29510095A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Matsuno; 好洋松野; Shinya Katayama; 慎也片山
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1995-11-14
Filing date: 1995-11-14
Publication date: 1997-05-27

Abstract

(57)【要約】【課題】低浮上化に対応でき、しかも微細で安定した
形状のテクスチャーが形成された磁気ディスク用ガラス
基板を提供すること。【解決手段】ガラス組成中に遷移金属の酸化物が０．
２〜３重量％含まれ、前記ガラスの波長２６６ｎｍにお
ける光の吸収係数が、０．０３μｍ^-1以上のガラス基板
の主表面上の、ある間隔をあけた複数の位置に、紫外領
域の波長を有するレーザ光を選択的に照射して、間隔を
あけた前記位置のそれぞれにある目標域内の前記ガラス
基板の表面に、リング状突起部を形成した磁気ディスク
用ガラス基板である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク用ガ
ラス基板に関するものである。より具体的には、レーザ
光照射により特定組成を有するガラス基板表面に突起を
形成させ、テクスチャーとした磁気ディスク基板に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】固定磁気ディスク装置においては、ディ
スクが静止しているときに磁気ヘッドがディスク表面に
接触し、ディスクが起動および停止時には磁気ヘッドが
ディスク表面を接触しながら摺動するＣＳＳ（Contact
Start Stop）方式と呼ばれる機構が多く使用されてい
る。

【０００３】このＣＳＳ方式においては、ディスクの起
動および停止時に生ずるスティクションの防止や摩擦力
の軽減のために、「テクスチャー」と呼ばれる適切に微
細に粗れた表面凹凸（凸部のみでも良い）が、ディスク
上に形成されている。このテクスチャーは、ディスクの
主表面の全面あるいは一部分に形成される。テクスチャ
ーが一部分（ＣＳＳゾーン）にのみ形成されている場
合、磁気ヘッドはＣＳＳ動作時の適切な時期に、テクス
チャーが形成されたＣＳＳゾーンまで移動する。また、
ディスクが回転中に電源が切れたような場合にも、ＣＳ
Ｓゾーンに移動するようになっている。

【０００４】特に、一部分にのみテクスチャーが形成さ
れている場合には、残りの部分は鏡面状の平滑さを保つ
ことができるため、磁気ヘッドの低浮上化が可能とな
る。このため、磁気ディスク装置の高記録密度化に適し
ている。

【０００５】ところで、このディスク基板には、広くＡ
ｌ−Ｍｇ合金基板にＮｉ−Ｐめっきを施した、いわゆる
アルミ基板が用いられてきた。このアルミ基板にテクス
チャーを施す方法としては、研磨テープにより基板の同
心円状に傷をつける方法が広く行われていた。しかしこ
の方法では、磁気ヘッドのさらなる低浮上化が求められ
た場合、スティクションの防止や摩擦力の軽減との両立
を図ることが困難となってくる。

【０００６】これを解決するために、種々の方法が提案
されている。例えば、米国特許第５０６２０２１号およ
び第５１０８７８１号は、スティクションを減少させる
ためにアルミ基板の金属表面に、凹部とその周囲に形成
されるリング状の突起からなるピットを形成するプロセ
スを開示している。前記２つの特許は、Ｎｄ：ＹＡＧレ
ーザを使用して必要な表面粗さを作り出す方法を開示し
ている。

【０００７】ところで、ガラス基板は前記アルミ基板に
比較して、研磨により比較的容易に平滑化できること、
同一厚さであればより優れた剛性を有していること、耐
衝撃性に優れていること等の優れた特性を有している。

【０００８】このガラス基板では、その表面を平滑面に
することができるが故に、テクスチャー形成技術がより
重要となる。ガラス基板に、テクスチャーを形成する方
法としては、Ａ．フォトリソ法を用いてガラスをドライエッチングす
る方法（川合登他，日本潤滑学会トライボロジー会
議予稿集−福岡（１９９１年１０月）ｐ２６５，Ｈ．
Ｔａｎａｋａｅｔａｌ，ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃ
ｔｉｏｎｓｏｎＭａｇｎｅｔｉｃｓｖｏｌ．２
９，Ｎｏ．１（Ｊａｎｕａｒｙ−１９９３）ｐ２７０，
Ｈ．Ｉｓｈｉｈａｒａｅｔａｌ，Ｗｅａｒ，ｖｏ
ｌ．１７２（１９９４年）ｐ６５）、Ｂ．ガラス基板を化学的にエッチングする方法（特開平
３−２４５３２２号）、Ｃ．微細な粒子をガラス基板上に分散させる方法（特開
平２−１２８３１８号）Ｄ．スパッタリングによる島状構造を利用する方法（特
開平３−７３４１９号）等が知られている。

【０００９】ところが、Ａの方法は精密にテクスチャー
形状等を制御できる特徴を有するものの、コスト高とな
ってしまうこと、Ｂ，Ｃ，Ｄの方法は、コスト的に有利
なものの生産時の安定性にやや問題があること、および
ＣＳＳ領域のみにテクスチャーを形成することが困難で
あること等の問題点を有している。

【００１０】このような問題を解決するために、ガラス
基板にテクスチャーを形成する方法として、最近レーザ
光照射による方法が提案されている。例えば、特開平４
−３１１８１４号は、バックプレートに所定の間隔を隔
てて配置されたガラス基板の裏側からレーザ光パルスを
照射し、前記バックプレートの表面から溶融飛散する微
細粒子を、前記ガラス基板表面に衝突させることによ
り、ガラス基板にテクスチャー加工する方法を開示して
いる。

【００１１】特開平７−１８２６５５号は、特にガラス
等の脆性材料にテクスチャーを形成する方法について述
べたものであり、ガラス等の熱衝撃限界を有する脆性材
料に対して、放射エネルギのフルエンスを熱衝撃限界以
下の適当な値に制御することにより、テクスチャー加工
が可能であることを開示している。急激に遷移するエネ
ルギフルエンス限界（熱衝撃限界）以下では、レーザ光
パルスのエネルギフルエンスは全く影響しないか、また
は損傷を与えずに単に隆起を形成するだけである。圧縮
表面応力を持つガラスディスクでは、このような隆起の
ほぼ全体が公称表面より上に突出し、データ記憶ディス
クのスティクションを減少する上で有用である。

【００１２】前記特開平７−１８２６５５号のレーザ光
を用いたテクスチャー加工法によれば、低コストかつ制
御性良くガラス基板にテクスチャーを形成することがで
きるとされている。また、ＣＳＳ領域のみにテクスチャ
ーを形成することも容易とのことである。

【００１３】またさらに、ディスク基板の素材は異なる
が、特開平６−２９０４５２号には、磁気ディスク用カ
ーボン基板にレーザを照射して、カーボン表面を酸化気
化させ複数の孔を形成する技術が開示されている。

【００１４】しかし、前記特開平７−１８２６５５号で
は、ガラスに対してレーザ光エネルギパルスの光透過が
ある値の範囲内になるようなレーザ光を用いると記述さ
れているが、ガラス組成との関係についてはなんら述べ
られていない。また、レーザ光の波長に関しても、１
０．６μｍのみが開示されており、他の波長については
述べられていない。さらに、その形成されるテクスチャ
ー形状も、凸型形状のみである。

【００１５】また、上述した米国特許第５０６２０２１
号および第５１０８７８１号は、アルミ基板のテクスチ
ャー加工に関するものであり、ガラス製の磁気ディスク
基板にそのテクスチャー加工法を適用することについて
は、なんら開示も提案もしていない。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】一般に磁気ディスクの
テクスチャー部において、全面積に対するテクスチャー
突起部の面積の割合が同一の場合、テクスチャーの１つ
１つの突起の径は小さい方が、すなわちテクスチャーの
突起の間隔の小さい方が潤滑剤は作用しやすく、耐摩耗
特性が良好になることが知られている（谷弘詞他，日
本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集−金
沢，１９９４年１０月，ｐ１５３，Ｈ．Ｉｓｈｉｈａ
ｒａｅｔａｌ，Ｗｅａｒ，ｖｏｌ１７２（１９９４
年）ｐ６５）。そのため、テクスチャーの径としては、
前記特開平７−１８２６５５号の開示例（テクスチャー
の突起の径３０μｍ）より小さいものが望まれる。

【００１７】ところが、前記特開平７−１８２６５５号
の開示例において、テクスチャーの突起の径を十分小さ
くするために、レンズの開口数を大きくして照射するレ
ーザ光スポットの径を小さくすると、形成されるテクス
チャーの突起の大きさがディスク面内でばらついてしま
うことが、本発明者によって明らかになった。これは、
レンズの開口数を大きくしてレーザ光を絞ったため、デ
ィスク面のうねりによりディスク面内の各場所におい
て、レーザ光スポット径が変化してしまったためと考え
られる。このようなディスク面内におけるテクスチャー
の突起の径の変動は、ディスクのＣＳＳ特性、グライド
特性等に悪影響を与える。

【００１８】また上述したように、前記特開平７−１８
２６５５号で開示されたテクスチャー形状は、凸型のみ
であり、凹部とその周囲に形成されるリング状の突起か
らなる形成については、なんら触れられていない。

【００１９】本発明の目的は、レーザ光照射により特定
組成を有するガラス基板に突起を形成させ、テクスチャ
ーとした磁気ディスク基板を提供するものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】以上の点を鑑み、本発明
は以下の知見より達成された。一般に知られているよう
に、同一のレンズを使用してレーザ光を絞った場合、ス
ポット径はレーザ光の波長と共に小さくなる。レーザ光
の波長を変換する手段としては、ＳＨＧ（第２高調波発
生），ＦＨＧ（第４高調波発生）素子等のデバイスが知
られている。これらを用いることにより、元のレーザ光
の１／２あるいは１／４波長のレーザ光を得ることがで
きる。なおＳＨＧとは、ある物質がある周波数の光を吸
収し、その２倍の周波数の光を発光する現象（第２高調
波発生）をいう。このとき波長は１／２となる。ＦＨＧ
は第４高調波発生をいう。

【００２１】そこで発明者らは、特に紫外領域の波長の
レーザ光を使用すれば、レーザ光照射によるテクスチャ
ー加工において、容易にレーザ光スポット径を絞ること
ができ、かなり小さな径の突起をガラス基板上に容易に
形成でき、テクスチャーとすることができるものと考え
た。

【００２２】発明者らは、容易に入手できる大出力レー
ザ光であるＹＡＧレーザをＳＨＧ，ＦＨＧ素子により短
波長化し、種々の組成のガラス基板へのテクスチャー加
工実験を精力的に行った。その結果、特定の金属酸化物
を特定量以上含有したガラスにのみに、安定したテクス
チャー加工が可能であることを見いだした。その他のガ
ラスでは、レーザ光を照射しても全く表面形状に変化が
認められないか、形状変化が認められる場合において
も、テクスチャーとして使用可能な均一形状のものは得
られなかった。

【００２３】この理由は以下のようである。前記特定の
金属酸化物を含有したガラス基板は、紫外線波長領域に
おける光の吸収係数が大きいため、照射されたレーザ光
はガラス基板の最表面、例えば５０μｍ以下で効率的に
吸収される。このため、ガラス基板にレーザ光を照射す
ると、ガラスの最表面が局部的にかつ急速に加熱され、
軟化流動温度域に達する。そこで照射されたレーザ光の
パワーがある程度以上であると、その中心部分の一部は
気化して蒸発し凹部を形成し、一部は軟化流動してその
周辺に盛り上がり、前記凹部の周囲にリング状凸部から
なるリング状突起部を形成する。その後、レーザ光の照
射がなくなると、その部分は急速に冷却され、前記リン
グ状凸部は固定化される。その結果、リング状突起部は
元の基板表面より盛り上がった形状として残ることにな
る。この突起はテクスチャーとすることができる。

【００２４】ここで、一般的に熱処理されたガラスの密
度変化について述べる。ガラスの熱処理による密度変化
は、以下のように表現される。（１）一定温度を保持すると、そのガラス構造は平衡状
態に達する。図３に比容と温度の関係を示す。平衡状態
のガラスの比容と温度は、図中ＡＢ線上に位置する。（２）急熱または急冷されたとき、その比容は図中ＡＣ
線に平行に変化する。（３）ガラスを一定温度に十分長く保持すると、図中Ａ
Ｂ線上に近づくようになる。（４）一定温度に保持したとき、比容の変化速度は平衡
状態との比容の差に比例する。

【００２５】上述したレーザ光を照射した場合について
考えると、レーザ光が照射された部分は、急熱・急冷さ
れ、その部分は比容を増すことになる。つまり、体積膨
張を起こし、これが固定化されることになる。

【００２６】さらに前記基板が、その表面に化学強化等
によって圧縮応力を有していると、レーザ光照射の加熱
によりその応力が解放されるので、より大きな盛り上が
りを得ることができる。

【００２７】すなわち本発明は、ガラス組成中に遷移金
属の酸化物が０．２〜３重量％含まれ、前記ガラスの波
長２６６ｎｍにおける光の吸収係数が、０．０３μｍ^-1
以上のガラス基板の主表面上の、ある間隔をあけた複数
の位置に、紫外領域の波長を有するレーザ光を選択的に
照射して、間隔をあけた前記位置のそれぞれにある目標
域内の前記ガラス基板の表面に、リング状突起部を形成
してテクスチャーとすることにより実現される。

【００２８】前記紫外線領域の波長を有するレーザ光と
しては、容易に大出力を得られること、装置価格が比較
的安価であること等から、ＹＡＧレーザを１／４の波長
に波長変換して得られたものが好ましく使用される。こ
のときの波長は、２６６ｎｍとなる。

【００２９】さらに、前記遷移金属の酸化物としては、
酸化チタン，酸化バナジウム，酸化クロム，酸化マンガ
ン，酸化鉄，酸化コバルト，酸化ニッケル，酸化銅，酸
化モリブデン，酸化タングステン，酸化セリウム等が好
まれて使用される。これらの遷移金属酸化物は比較的安
価であり、かつガラスへ容易に含有させることができ
る。これらの遷移金属酸化物は単独で、あるいは２種類
以上を複合して使用することができる。また、これらの
遷移金属酸化物の中でも特に、酸化鉄，酸化銅，酸化ニ
ッケル，酸化チタン，酸化セリウムが低毒性の面で優れ
ているため好ましく使用される。さらにこれらの中でも
酸化鉄が低コストであるため、最も好まれて使用され
る。

【００３０】上述した酸化物が選択された理由は、ガラ
スにおける着色のメカニズムにより説明できる。ガラス
内にこれらの遷移金属酸化物が存在すると、これらの遷
移金属原子内のｄ電子が許されるエネルギー間を遷移す
ることにより着色が起こり、紫外線を効率良く吸収する
ことになる。

【００３１】詳しくは、遷移金属イオン（特に３ｄ電子
が吸収に関係している第１遷移金属イオン）の最外郭に
あるｄ電子のエネルギー準位は隣接の陰イオンの影響を
受け、結晶場理論で説明されるエネルギー準位を持つこ
とになる。基底状態から励起状態へのエネルギー差は可
視光のエネルギー付近になるため、ｄ電子は光エネルギ
ーを吸収して励起し（ｄ−ｄ遷移）着色が起こる。

【００３２】酸化物ガラス中の遷移金属イオンによる着
色例について述べる。遷移金属としては、Ｔｉ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｅな
どが報告されている。また、その色は遷移金属の種類に
よって異なり、さらには同じ金属でもその荷数によって
も色が異なる場合がある。その荷数は、溶融状態の雰囲
気によって変化するといわれている。

【００３３】またさらに、ｆ軌道に空席を持つ希土類元
素イオンを含む場合にも、ガラスに着色が起こる。ガラ
スの着色に用いられる元素としては、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｅ
ｒ、Ｈｏなどがある。しかし、コストや安全性の点から
は、上述した遷移金属の方が有利である。

【００３４】これらの遷移金属酸化物の含有量は、テク
スチャー加工性の面から０．２％以上であることが必要
であり、ガラス内の組成の均一性、ガラスの溶融温度そ
の他の熱的特性の面から３重量％以下であることが必要
である。これらの特性およびコスト面から、好ましくは
０．２〜２重量％、より好ましくは０．５〜２重量％の
範囲が使用される。

【００３５】さらに前記ガラスは、紫外線領域の波長の
光に対する吸収が良好である必要がある。前記ガラス
の、例えば波長２６６ｎｍにおける光の吸収係数は、
０．０３μｍ^-1以上であれば均一な突起形状のテクスチ
ャの形成が可能である。より低出力のレーザ光の使用を
可能にするには、０．０５μｍ^-1以上であることが好ま
しく、０．１μｍ^-1以上であることがさらに好ましい。

【００３６】一例として、ソーダライムガラス組成にお
いて、酸化鉄の含有量を変えた場合の吸収係数の変化を
図４に示す。図中、実線は０．４重量％、破線は０．２
重量％、１点鎖線は０．０８重量％の酸化鉄の含有量の
場合をそれぞれ表す。酸化鉄の含有量が０．０８重量％
の場合には、含有量が少ないので２６６ｎｍの波長の紫
外線に対する吸収係数が約０．０２μｍ^-1であった。こ
れに対して、酸化鉄の含有量がそれぞれ０．２、０．４
重量％に場合の吸収係数は、０．０３μｍ^-1以上であっ
た。

【００３７】また別の例として図５に、同じくソーダラ
イムガラス組成において、酸化鉄と酸化チタンを含む場
合（Ｆｅ₂Ｏ₃：０．３６％、ＴｉＯ₂ ：０．０２％、合
計：０．３８％、図中破線）と、酸化鉄、酸化チタンと
酸化セリウムを含む場合（Ｆｅ₂Ｏ₃：０．８４％、Ｔｉ
Ｏ₂：０．２３％、ＣｅＯ₂０．５６％、合計：１．６３
％、図中実線）の吸収係数の変化を示す。このいずれの
場合にも、遷移金属酸化物として０．２重量％以上含有
しているので、吸収係数はやはり０．０３μｍ^-1以上で
あった。

【００３８】前記ガラス基板の基本組成としては、安価
に作製可能なソーダライムシリケートガラス、あるいは
耐候性に優れたアルミノシリケートガラス、ボロシリケ
ートガラスが好まれて使用される。

【００３９】さらに本発明は、主成分として酸化珪素を
７０〜７４重量％、酸化アルミニウムを０〜２．５重量
％、酸化鉄を０．１〜１．２重量％、酸化チタンを０〜
０．３重量％、酸化マグネシウムを３．０〜４．５重量
％、酸化カルシウムを６．５〜９．５重量％、酸化ナト
リウムを１２〜１４重量％、酸化カリウムを０〜１．２
重量％、酸化セリウムを０〜１重量％含む組成（ただ
し、酸化鉄、酸化チタン、および酸化セリウムの合計が
０．２重量％以上である。）のソーダライムシリケート
ガラスは自動車用ガラス等として広く使用されており、
安価に入手可能であるので好ましく使用される。

【００４０】このような組成のガラスにおいて、酸化珪
素が７０重量％以下であるとガラスの強度、化学的耐久
性が劣化してしまい、７４重量％以上であると溶融が困
難となる。酸化アルミニウムが２．５重量％以上である
と溶融が困難となる。通常酸化鉄は不純物として０．１
％程度含まれるため、酸化鉄を０．１重量％以下とする
とコストが高くなり、１．２重量％以上であると結晶化
しやすくなる。酸化チタンが０．３重量％以上であると
コストが高くなる。酸化マグネシウムが３重量％以下で
あると溶融が困難になると同時に結晶化しやすくなり、
４．５重量％以上であるとやはり結晶化しやすくなる。
酸化ナトリウムが１２重量％以下であると溶融が困難と
なり、１４重量％以上であると化学的耐久性が劣化す
る。酸化カリウムが１．２重量％以上であると溶融しに
くくなると同時にコストが高くなる。酸化セリウムが１
重量％以上であるとコストが高くなる。

【００４１】前記ガラス基板は、磁気ディスク用基板と
して要求される強度を保証するために、化学強化されて
いることが好ましい。

【００４２】前記リング状突起によるテクスチャーは、
ガラス基板の主表面全体に形成されていても良いが、主
表面のある特定の半径位置の範囲内のみに、部分的に形
成されていても良い。部分的に突起を形成することによ
り、テクスチャー加工領域以外の半径位置において鏡面
状のディスク表面を保つことが可能なため、磁気ディス
クメディアとした場合、ヘッドの低浮上化が可能になる
ため、このような部分テクスチャーは好まれて使用され
る。

【００４３】前記テクスチャー形状は、ほぼ円形のリン
グ状突起部がほぼ規則的に配置されたものであるが、リ
ング状突起部同士の間隔としては、１〜１００μｍの範
囲が好まれて使用される。前記間隔が１μｍよりも小さ
いと、テクスチャー加工に要する時間が長くなり、生産
性が劣化する。一方、前記間隔が１００μｍよりも大き
いと、ＣＳＳ特性が劣化する。より好ましくは２〜５０
μｍの範囲が使用される。

【００４４】前記リング状突起部の高さは、５〜１００
ｎｍの範囲のものが好まれて使用される。前記高さが５
ｎｍ以下であると、磁気メディアとした場合に磁気ヘッ
ドとの間の粘着力が大きくなってしまう。一方、１００
ｎｍ以上であると磁気メディアとした場合に、磁気ヘッ
ドを十分低く浮上させることができない。より好ましく
は１０〜５０ｎｍの範囲が使用される。

【００４５】前記リング状突起部の径は、１〜２０μｍ
の範囲のものが好まれて使用される。前記リング状突起
部の径が１μｍ以下であると、安定に均一のテクスチャ
ーを形成することが困難になる。一方、前記リング状突
起部の径が２０μｍ以上であると、ＣＳＳ特性が劣化す
る。以上の特性の面および生産性の面からより好ましく
は、１〜１０μｍの範囲のものが使用される。

【００４６】さらに本発明の基板に、下地層，磁気媒体
層，保護層を順次形成し、磁気ディスクメディアを形成
することができる。前記ガラス基板に、少なくともその
表面に磁気特性を向上させるための下地層、磁気媒体
層、保護層が順次形成され、さらに潤滑層が形成され
て、磁気ディスクメディアとなる。磁気特性をさらに向
上させる、あるいは付着力を向上させる等の目的で、前
記下地層とガラス基板の間に、さらに複数の中間膜を形
成しても良い。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を具体
的に説明する。なお、本発明は実施例に限定されるもの
ではない。

【００４８】

【実施例１】表１に示すような組成（重量％）を持つソ
ーダライムシリケートガラスへ、酸化鉄、酸化チタン、
酸化セリウムを、表２に示した含有量（重量％）となる
ように含有させたガラス組成を持つガラススラブを作製
した。これらのスラブを円柱状に加工した後、中心をく
り抜き、スライスすることにより、ディスク状のガラス
基板とした。このディスク状のガラス基板の主表面をラ
ッピング後研磨することにより、所定の板厚を有する平
滑なガラスディスク基板を得た。このガラスディスク基
板は化学強化処理が施され、その後洗浄された。ディス
ク外径は６５ｍｍ、ディスク内径は２０ｍｍ、ディスク
板厚は０．６３５ｍｍとした。

【００４９】また比較として、酸化鉄、酸化チタン、酸
化セリウムのいずれも含まないか、含んだとしても０．
２重量％に満たない場合についても、表２に示した。こ
の比較例の吸収係数は、いずれも０．０２μｍ^-1以下で
あった。

【００５０】

【表１】組成成分重量％ −−−−−−−−−−−−− ＳｉＯ₂ ７１．３Ａｌ₂Ｏ₃ １．５ＭｇＯ３．７ＣａＯ９．０Ｎａ₂Ｏ１３．５Ｋ₂Ｏ１．０ −−−−−−−−−−−−−

【００５１】

【表２】＊波長２６６ｎｍにおける吸収係数（μｍ^-1）

【００５２】洗浄後のガラスディスク基板は、図２に概
念的に示す装置によりテクスチャー加工を行った。レー
ザ加工用光源１１には、ＹＡＧパルスレーザ装置を用い
た。レーザ光源１１から射出されたレーザ光は、ＳＨＧ
素子１２により元の１／２の波長に変換された後、固定
ミラー１３でＦＨＧ素子１４に入射する。ＦＨＧ素子１
４によりさらに１／２の波長に変換され、２６６ｎｍの
波長となったレーザ光は、ガルバノミラー１５および集
光レンズ１６により、ガラス基板１７表面の所定の位置
に焦点を結ぶ。

【００５３】波長２６６ｎｍにおけるレーザ光のパワー
は５０ｍＷ、パルス幅は０．２ｍｓｅｃ、レーザ光スポ
ット径は１０μｍ、隣り合うレーザ光スポット照射位置
の間隔は２５μｍとした。テクスチャー加工領域は、デ
ィスク半径１３．０ｍｍから１６．０ｍｍの範囲となる
ように、またテクスチャーの突起部の配列が正方格子状
になるようにレーザ光を照射した。

【００５４】上述のテクスチャー加工後、偏光顕微鏡お
よびＺＹＧＯ（キヤノン販売（株））を用いてガラスデ
ィスク基板の表面を観察し、突起の形成の有無を評価し
た。この結果を表３に示す。

【００５５】遷移金属酸化物を含有していないガラスデ
ィスク基板、および酸化鉄を０．１重量％だけ含有した
ガラスディスク基板には、突起部は形成されていなかっ
た。一方、遷移金属酸化物を合計０．２重量％以上含有
したガラスディスク基板には、図１に示すような断面形
状のリング状突起部１８からなるテクスチャーが、図６
のように２５μｍ間隔で安定的に形成されていた。その
径は約１４μｍであった。

【００５６】さらに、比較例２の酸化鉄を０．１重量％
だけ含有したガラスディスク基板に、レーザ光パワーを
７５ｍＷまで増加させてテクスチャー加工を行った。そ
の結果、部分的に突起部は形成されたが、大半の部分で
はなにも形成されなかった。さらに、レーザ光パワーを
１００ｍＷまで増加させてテクスチャー加工を行った。
その結果、突起部はやはり部分的にしか形成されず、し
かも大きさ・形状が不揃いであり、ディスク基板のテク
スチャーとして不適当なものであった。

【００５７】

【表３】

【００５８】この理由については、前記の遷移金属酸化
物を含有したガラスは、紫外波長領域における光の吸収
係数が大きいため、照射されたレーザ光をガラスの最表
面、おそらく５０μｍ以下で効率的に吸収する。このこ
とが安定した突起部の形成に寄与しているものと考えら
れる。一方、このような遷移金属酸化物を含有しない
か、不十分にしか含有しないガラスにおいては、たとえ
レーザ光の照射パワーを増加させたとしても、紫外波長
領域における光の吸収係数が小さいため、照射されたレ
ーザ光がガラスの最表面において効率的に吸収されず、
むしろ内部で吸収されるために、安定した突起部の形成
ができないものと考えられる。

【００５９】上述したように、安定した形状のリング状
突起部が形成され、これをテクスチャーとしたガラスデ
ィスク基板を洗浄し、テクスチャー付き磁気ディスク用
ガラス基板として供することができる。

【００６０】またこの実施例１では、ガラススラブから
ディスク基板を加工しているが、フロート法により作製
したガラス板から加工したガラスディスク基板に対して
も、同一の実験結果を得た。

【００６１】

【実施例２】表４に示すような組成（重量％）を持つア
ルミノシリケートガラス、およびこのガラス組成に酸化
銅を２重量％の含有量となるように含有されたガラス組
成を持つガラススラブを作製した。このあと、実施例１
と同様の加工を行い、ガラスディスク基板を得た。

【００６２】

【表４】組成成分重量％ −−−−−−−−−−−−− ＳｉＯ₂ ６４．０Ａｌ₂Ｏ₃ １６．０ＺｒＯ₂ ４．０Ｌｉ₂Ｏ７．０Ｎａ₂Ｏ９．０ −−−−−−−−−−−−−

【００６３】このガラスディスク基板に対して実施例１
と同様の条件でテクスチャー加工を行った。その結果、
遷移金属酸化物である酸化銅を２重量％含有したアルミ
ノシリケートガラスにおいても、ソーダライムシリケー
トガラスを用いた場合と同様に、安定なテクスチャー加
工が可能であった。

【００６４】上述したように、安定した形状のリング状
突起部が形成され、これをテクスチャーとしたガラスデ
ィスク基板を洗浄し、テクスチャー付き磁気ディスク用
ガラス基板として供することができる。

【００６５】

【実施例３】表５に示すような組成（重量％）を持つソ
ーダライムシリケートガラスの板をフロート法により作
製した。これらの板をダイヤモンドホイールカッターを
用いて内外径加工を行い、ディスク状のガラス基板とし
た。このディスク状のガラス基板の主表面をラッピング
後研磨することにより、所定の板厚を有する平滑なガラ
スディスク基板を得た。このガラスディスク基板に対し
て化学強化を行った後、洗浄した。ディスク外径は６５
ｍｍ、ディスク内径は２０ｍｍ、ディスク板厚は０．６
３５ｍｍとした。

【００６６】

【表５】サンフ゜ル No ３１３２３３３４３５３６３７３８３９ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 酸化珪素 71.00 72.50 71.00 72.20 71.10 71.05 72.10 72.05 71.20 酸化アルミニウム 1.50 1.85 1.55 2.00 1.45 1.45 2.00 0.10 1.70 酸化鉄 0.20 0.20 0.35 0.35 0.45 0.20 0.25 1.05 0.95 酸化チタン 0.05 0.05 0.0 0.10 0.0 0.0 0.05 0.25 0.05 酸化マク゛ネシウム 3.90 3.75 3.75 4.05 4.05 3.90 4.00 3.75 3.55 酸化カルシウム 8.90 7.35 8.85 8.05 8.60 8.90 6.75 8.15 7.70 酸化ナトリウム 13.40 13.25 13.25 12.30 13.35 13.40 13.60 13.95 13.50 酸化カリウム 0.80 0.85 1.00 0.80 0.80 0.80 1.00 0.05 0.50 酸化硫黄(不純物) 0.25 0.20 0.25 0.15 0.20 0.30 0.25 0.10 0.10 酸化セリウム − − − − − − − 0.55 0.85 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

【００６７】これらのガラスディスク基板に対して、実
施例１と同様の条件でテクスチャー加工を行った。その
結果、いずれのガラスディスク基板についても、遷移金
属酸化物を合計で０．２重量％以上含んでいるので、安
定なテクスチャー加工が可能であった。これらのガラス
組成は自動車用ガラスとして広く用いられているもので
あり、大規模なフロート窯での生産が可能である。その
ため、特殊な組成のガラスに比較してコスト的に優位性
を有する。

【００６８】上述したように、安定した形状のリング状
突起部が形成され、これをテクスチャーとしたガラスデ
ィスク基板を洗浄し、テクスチャー付き磁気ディスク用
ガラス基板として供することができる。

【００６９】以上の実施例では、レーザ光としてＹＡＧ
パルスレーザ装置を用いて、さらにそれをＳＨＧ素子、
ＦＨＧ素子により元の波長の１／４である２６６ｎｍの
波長のものを用いたが、紫外域にその波長を有するレー
ザ光を照射したものでも良いことはいうまでもない。

【００７０】

【発明の効果】本発明により、平滑面を得るのに有利な
ガラスディスク基板について、径の小さなリング状突起
を容易に形成させることができ、テクスチャーとするこ
とができる。また、その突起の分布や密度、形成範囲を
容易にかつ正確に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザの照射により形成されたリング状突起部
の断面形状の一例を示す図である。

【図２】本発明に用いるレーザ照射装置の構成概念図で
ある。

【図３】一般的なガラスの比容と温度の関係を示す図で
ある。

【図４】酸化鉄の含有量を変化させたガラスの吸収係数
を示す図である。

【図５】酸化鉄と酸化チタン、および加えて酸化セリウ
ムを含有するガラスの吸収係数を示す図である。

【図６】ガラス基板表面に形成されたリング状突起部の
配置の一例を示す図である。

【符号の説明】

１１：レーザ加工用光源（ＹＡＧパルスレーザ装置）、１２：ＳＨＧ素子、１３：固定ミラー、１４：ＦＨＧ素子、１５：ガルバノミラー、１６：集光レンズ、１７：ガラス基板、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ１１Ｂ 5/84 7303−5ＤＧ１１Ｂ 5/84 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主表面にレーザ光の照射により多数形成さ
れた突起をテクスチャーとした磁気ディスク用ガラス基
板において、前記突起形状は凹部とその周囲のリング状凸部からなる
リング状突起部からなり、前記ガラス組成中に遷移金属
の酸化物が０．２〜３重量％含有されており、かつ前記
ガラスの波長２６６ｎｍにおける光の吸収係数が、０．
０３μｍ^-1以上であることを特徴とする磁気ディスク用
ガラス基板。
【請求項２】前記遷移金属の酸化物が、酸化チタン，酸
化バナジウム，酸化クロム，酸化マンガン，酸化鉄，酸
化コバルト，酸化ニッケル，酸化銅，酸化モリブデン，
酸化タングステン，酸化セリウムからなる群の少なくと
も１つの酸化物である請求項１に記載の磁気ディスク用
ガラス基板。
【請求項３】前記ガラスが、ソーダライムシリケートガ
ラス、アルミノシリケートガラスあるいはボロシリケー
トガラスである請求項１から２に記載の磁気ディスク用
ガラス基板。
【請求項４】主表面にレーザ光の照射により多数形成さ
れた突起をテクスチャーとした磁気ディスク用ガラス基
板において、前記突起形状は凹部とその周囲のリング状凸部からなる
リング状突起部からなり、前記ガラスの波長２６６ｎｍ
における光の吸収係数が、０．０３μｍ^-1以上であり、前記ガラス基板の組成が重量％で、７０ ≦ ＳｉＯ₂ ≦７４，０ ≦ Ａｌ₂Ｏ₃≦
２.５，０.１≦ Ｆｅ₂Ｏ₃≦ １.２，０ ≦ Ｔ
ｉＯ₂≦ ０.３，３.０≦ ＭｇＯ ≦ ４.５，６.
５≦ ＣａＯ ≦ ９.５，１２ ≦ Ｎａ₂Ｏ ≦１
４，０ ≦ Ｋ₂Ｏ ≦ １.２，０ ≦ ＣｅＯ
₂ ≦ １，の範囲内にあることを特徴とする磁気ディ
スク用ガラス基板。ただし、Ｆｅ₂Ｏ₃＋ＴｉＯ₂＋Ｃｅ
Ｏ₂≧０．２である。
【請求項５】前記ガラス基板は化学強化されている請求
項１から４に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
【請求項６】前記リング状突起部の間隔は１〜１００μ
ｍであり、前記リング状突起部の直径は１〜２０μｍで
あり、前記リング状突起部の高さは５〜１００ｎｍであ
る請求項１から５に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
【請求項７】前記リング状突起部の間隔は２〜５０μｍ
であり、前記リング状突起部の直径は１〜１０μｍであ
り、前記リング状突起部の高さは１０〜５０ｎｍである
請求項６に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
【請求項８】前記リング状突起部は、所定の領域のみに
形成されている請求項１から７に記載の磁気ディスク用
ガラス基板。