JPH10158038A - テクスチャー付磁気ディスク用ガラス基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス素地にエネルギー線吸収を目的とした
着色剤を十分に加えることなしに、エネルギー線照射に
よりテクスチャーを形成できる磁気ディスク用ガラス基
板の製法を提供する。 【解決手段】 ガラス自体の光吸収を使わずとも、エネ
ルギー線例えばレーザ光を基板表面に照射し、その際に
発生する熱エネルギーによって、ガラス基板を局所的に
加熱し効果的にテクスチャー形成に利用する技術であ
る。具体的には、一般に磁気ディスク基板に下地膜や保
護膜として形成されている膜をガラス基板上に形成し、
これにレーザを照射して膨らみを形成し、テクスチャー
とした磁気ディスク用ガラス基板の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テクスチャー付磁
気ディスク用ガラス基板の製法に関するものである。よ
り具体的には、エネルギー線を照射することによりガラ
スを局所的に膨張させ、その膨らみをテクスチャーとし
て応用する技術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（凸部のみでもよい）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
磁気層が形成された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、ＣＳＳ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、従来のテクスチャーの形成方法
としては、アルミディスク基板上に研磨テープを用いて
同心円状に表面を傷つける方法（メカニカルテクスチャ
ー）が広く用いられている。さらには、ガラスディスク
基板やアルミディスク基板上に、低融点金属をスパッタ
法等により成膜することで、金属が島状に形成される現
象を利用する方法（例えば、特開平３−７３４１９号や
特開平８−１８０４０７号）も使われている。ところが
近年の磁気ディスクの高密度化に伴い、磁気ヘッドと磁
気ディスクとの距離をより狭くする方向に進み、上記技
術による対応が難しくなりつつある。

【０００６】そこで最近、レーザを利用したテクスチャ
ー技術の開発が盛んになっている。例えば、米国特許第
５０６２０２１号および第５１０８７８１号は、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（図３参照）。前記２つの特許は、Ｎｄをドープし
た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。また、ガラス基板上へのＣＯ₂ レー
ザによるテクスチャー形成する方法もある。

【０００７】これらの技術は、アルミ基板やその上にＮ
ｉＰを成膜した基板に対しレーザを照射したものであ
り、その形成されるテクスチャー形状は、すべて凹部の
もの、凹部とその周囲にリング状の突起を伴うもの、あ
るいは中心部が突起でその周囲は窪んでいるというタイ
プのものである。

【０００８】これは、テクスチャーの形成メカニズムが
金属溶融による物質移動に基づいているためであるが、
このような形状では、磁気ヘッドとテクスチャーとの接
触面積が増えるのと同時に、基板最表面に塗布されてい
る潤滑剤がテクスチャーの窪みに溜り、それが原因で磁
気ヘッドが吸着してしまうことになる。その結果、凹部
を持たず凸部だけのドーム型のテクスチャーに比べて、
初期摩擦係数が大きくなってしまうという不具合点があ
る（図１参照）。

【０００９】一方、ガラス基板を直接加工して形成され
たテクスチャーの多くは、ドーム型のものが多い。これ
は、後述するようにガラス基板の持つ特異な性質によ
る。ガラス基板上へのレーザテクスチャーの事例は、特
開平７−１８２６５５号（ＥＰ公開公報０６５２５５４
Ａ１）に開示されている。これらの特許の特徴として
は、ガラス基板へ直接レーザを当てていることであり、
そのテクスチャー形成メカニズムにはガラスのレーザ光
吸収という現象が含まれている。そのため、レーザの波
長域とガラス中に含まれている着色剤の選択が重要な要
素として挙げられる。

【００１０】上記のほか、エネルギー線やレーザを使用
したテクスチャー形成技術については以下に挙げるもの
がある。

【００１１】特開平８−１４７６８７号では、非磁性基
板、磁性層または下地層の表面に、エネルギー線を照射
し該表面を局所的に溶融し、溶融時の表面張力を利用し
て凸状突起を形成するという方法を開示している。

【００１２】特開平８−１４７６９２号では、非磁性基
板上に金属膜をつけ、その上にレーザを照射するという
方法を開示している。この場合、レーザによって前記金
属膜を溶融し加工している。

【００１３】特開平８−２８７４５７号では、レーザ光
吸収性元素または化合物をガラスまたは樹脂基板に添加
し、それにレーザ光を照射して該表面を局所的に溶融ま
たは軟化させ突起を形成した後、磁性層を成膜する方法
が開示されている。

【００１４】特開平８−２８７４６０号では、ガラス基
板をシアニン色素溶液に浸漬してレーザ光吸収膜とし
て、それにレーザを照射してテクスチャーを形成し、そ
の後前記膜を除去してから、下地膜、磁性膜、保護膜を
成膜する方法が開示されている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ガラスにレーザ光を吸
収させテクスチャーを形成する場合には、使用するレー
ザ波長域に合わせてガラスが前記レーザー光に対して吸
収能を有していないといけない。つまりガラスを着色す
る必要がでてくる。なお、上記の特開平８−２８７４５
７号に開示された技術は、このことに関連している。

【００１６】ところでガラス板の製法は一般に、原料を
窯にて高温に熱し、融けた素地を棒状にするか板状にす
る方法、あるいは素地を押しつぶして板状にしてから加
工するプレス法や、フロート法と呼ばれる方法などが挙
げられる。

【００１７】この中でフロート法は、ガラス原料を窯で
融解した後、溶融錫の浴槽に素地を浮かべることによっ
て平坦な板状に成形する方法である。この方法は、建築
や自動車等で広く大量に使用されているガラス板を作製
する方法として確立されたものである。

【００１８】このフロート法は製造コストが安価であ
り、この製法よるガラス板を磁気ディスク用ガラス基板
として利用することは、コストの点で大きなメリットと
なる。またフロート法による基板は、ガラス内の残留応
力がよく解放されており、ディスク基板に加工する際
（切断工程や研磨工程）に割れなどを生じることが少な
い。このため、磁気ディスク用ガラス基板の素板として
最適である。

【００１９】ところが、フロート法を用いて着色ガラス
を製造する場合には、様々な困難が伴う。特に、ガラス
原料を溶解する際にバーナー加熱による赤外線を利用す
るとき素地自体が赤外線を吸収する場合には、素地内部
の温度が低下し、品質劣化を招いてしまう。このため、
フロート法によって製造できる着色ガラスには制約が多
い。

【００２０】また、各種レーザ波長の吸収域に合わせた
ガラスを製造するには、Ｓｅ等の有毒な物質を導入する
場合もある。その場合、環境問題上その分量は極力少な
くしなくてはならないため、あまり吸収係数を大きくす
ることができない場合もある。

【００２１】したがって、フロート法の特長を生かしつ
つガラス板を製造するには、ガラス中に着色剤を含ませ
ることはあまり好ましくない。そこで、このガラス基板
にレーザを照射してテクスチャーを形成する場合には、
着色剤による光吸収を用いずにガラスを加熱する技術が
必要となってくる。

【００２２】以上、フロート法によるガラス板製造にお
ける着色剤の影響について述べたが、フロート法以外の
上述した製法によるガラス基板においても、意図的に着
色することによるガラス板製造時の困難性を有している
ことはいうまでもない。例えば、バーナ加熱の使用する
場合、赤外線吸収の問題を解決するために、電気抵抗加
熱を併用するなど、着色剤を多く含んだガラス素地を均
一に効率よく加熱するための工夫が必要となる。これら
はコスト高につながってしまう。

【００２３】特開平８−１４７６８７号で開示された技
術では、非磁性基板、磁性層または下地層の表面に、エ
ネルギー線を照射し該表面を局所的に溶融し、溶融時の
表面張力を利用して凸状突起を形成することによって、
テクスチャーを形成している。つまり非磁性基板、磁性
層または下地層のいずれか、あるいはその組み合わせた
ものが、溶融するとしている。しかしながら、特に非磁
性基板の表面の溶融による膨らみの形成については、具
体的には何も述べられていない。ガラス上のＮｉＰ下地
層の溶融による突起の形成について、実施例で述べられ
ているだけである。

【００２４】また、特開平８−１４７６９２号では、非
磁性基板上に金属膜をつけ、その上にレーザを照射する
という方法を開示している。この場合、レーザのエネル
ギーを熱に変換し、前記金属膜を溶融することによって
加工している。なお、「基板の種類においては、非磁性
基板も局所的に溶融、変形することもある。」と記載さ
れているが、具体的な非磁性基板材料の特定やその形成
メカニズムについては何も開示されていない。

【００２５】また、特開平８−２８７４６０号では、レ
ーザ光吸収膜にレーザ光を照射してテクスチャーを形成
後、前記レーザ光吸収膜を除去してから、下地膜、磁性
膜、保護膜を成膜する技術が開示されている。この「レ
ーザ光吸収膜」は具体的には、シアニン系、フタロシア
ニン系等のレーザ吸収性色素が例示されている。また、
金属薄膜も用いることができる旨の記載がある。この開
示された技術ではテクスチャーを形成後、前記吸収膜を
除去する必要があり、その工程が複雑となっている。さ
らに前記吸収膜の残渣や、その除去工程に起因する歩留
りの低下も懸念される。

【００２６】そこで本発明は、ガラス素地にエネルギー
線吸収を目的とした着色剤を十分に加えることなしに、
エネルギー線照射によりテクスチャーを形成できる磁気
ディスク用ガラス基板の製造方法を提供することにあ
る。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するためになされたもので、ガラス自体の光吸収を
使わずとも、エネルギー線例えばレーザ光を基板表面に
照射し、その際に発生する熱エネルギーによって、ガラ
ス基板を局所的に加熱し効果的にテクスチャー形成に利
用する技術である。

【００２８】まず、エネルギー線を熱に変えるために
は、基板表面に各種エネルギー線の波長に対する不透明
なエネルギー線吸収膜を形成すればよい。この不透明膜
に要求される機能は以下の通りである。 １）エネルギー線を吸収することによって熱を発生する
こと ２）発生した熱によって、膜が融解、昇華しないこと。
または昇華してもその膜がエネルギー線照射時間内で残
存する程度の膜厚を有すること。 ３）発生した熱を伝導できること

【００２９】本発明では、一般に磁気ディスク基板に下
地膜や保護膜として形成されている膜が上記条件を満た
すことを実験により明らかにした。

【００３０】これら膜において、レーザ光などのエネル
ギー線をスポット照射され、そのエネルギーを吸収する
ことによって発生した熱は、この膜を伝導してガラス基
板最表面に伝えられる。このとき、局所的に加熱された
ガラス基板は熱膨張をおこすが、その膨張のメカニズム
はガラスの場合特有である。一般に、ガラスはガラス軟
化点温度を超えると、粘性を持った流体としての特性を
示す。温度がさらに上昇すると粘性は低下する。もちろ
ん、温度に対応してガラス内の分子は運動を行い、温度
が上昇すると共にその体積は増加する。その後ガラスが
急冷されると、ガラス内部の分子運動の持つエントロピ
ーに対してガラス粘性による抵抗が大きくなり、ある一
定温度での熱分子運動の状態のまま固化してしまう。そ
のため、その部分のガラスはエネルギー線照射前に比べ
て体積が大きくなっている。これがガラス表面にエネル
ギー線を照射する際にドーム状の膨らみが形成される理
由である。

【００３１】さらにガラスには、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉの分子
ネットワークを支えるために、骨格の隙間にさまざまな
イオンを含んでいる。ソーダライムの場合にはＮａ、
Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌの各イオンが包含されており、こ
のうち基板最表面のイオンをより半径の大きなものと置
換することによって、基板表面に圧縮応力を加えること
ができる。これを化学強化という。エネルギー線照射に
よってガラス基板表面が加熱されると、この化学強化に
よって導入された圧縮応力が解放されるために、先に述
べた熱による体積膨張とあいまってさらに大きな膨らみ
を形成することができる。

【００３２】ここで重要なことは、ガラスの最表面に圧
縮応力を加えることと共に、高温域での粘性を低く保つ
ことが重要となる。高温域における粘性が高いと、分子
運動に対して十分な体積膨張を行うことが難しくなる。
仮に無理に分子運動を高めようとすると、温度が上がり
すぎてしまい、場合によってはガラスが蒸発したり、突
沸を起して穴が形成されてしまう。したがって、基板材
料としてガラス組成は重要である。

【００３３】そこで請求項１に記載の発明は、表面に微
小突起が多数形成されたテクスチャー付磁気ディスク用
ガラス基板の製造方法において、前記ガラス基板上に、
エネルギー線を吸収しそのエネルギーを熱に変換しうる
膜を形成し、前記膜表面にエネルギー線を照射集束する
ことで膜表面のごく微小な領域を高温にし、その熱によ
って前記膜下の前記ガラス基板表面が加熱し膨張させ、
その後急冷されることで基板表面に膨らみを形成しテク
スチャーとすることを特徴としたテクスチャー付磁気デ
ィスク用ガラス基板の製造方法である。

【００３４】請求項２に記載の発明は、前記エネルギー
を熱に変換しうる膜は、金属膜、炭素膜、ダイアモンド
状炭素（ＤＬＣ）膜または炭素−珪素（ＣＳｉ）膜であ
る請求項１に記載のテクスチャー付磁気ディスク用ガラ
ス基板の製造方法である。

【００３５】請求項３に記載の発明は、前記エネルギー
線として、Ｎｄをドープした固体レーザの基本波、前記
基本波と波長変換素子を用いて発生させた二次高調波、
四次高調波、または炭酸ガスレーザを用いる請求項１か
ら２のいずれかに記載のテクスチャー付磁気ディスク用
ガラス基板の製造方法である。

【００３６】請求項４に記載の発明は、前記ガラス基板
は、アルミノシリケートガラス、またはソーダライムガ
ラスである請求項１から３のいずれかに記載のテクスチ
ャー付磁気ディスク用ガラス基板の製造方法である。

【００３７】請求項５に記載の発明は、前記アルミノシ
リケートガラスの組成が重量％で、 ５８ ≦ ＳｉＯ₂ ≦ ６６， １３ ≦ Ａｌ₂Ｏ₃≦ １９， ３ ≦ Ｌｉ₂Ｏ ≦ ４．５， ６ ≦ Ｎａ₂Ｏ ≦ １３， ０ ≦ Ｋ₂Ｏ ≦ ５， １０ ≦ Ｒ₂Ｏ ≦ １８， （ただし、Ｒ₂Ｏ＝Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ） ０ ≦ ＭｇＯ ≦ ３．５， １ ≦ ＣａＯ ≦ ７， ０ ≦ ＳｒＯ ≦ ２， ０ ≦ ＢａＯ ≦ ２， ２ ≦ ＲＯ ≦ １０， （ただし、ＲＯ＝ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）で
ある請求項４に記載のテクスチャー付磁気ディスク用ガ
ラス基板の製造方法である。

【００３８】請求項６に記載の発明は、前記ソーダライ
ムガラスの組成が重量％で、 ７０ ≦ ＳｉＯ₂ ≦ ７４， ０ ≦ Ａｌ₂Ｏ₃≦ ２．５， ３．０≦ ＭｇＯ ≦ ４．５， ６．５≦ ＣａＯ ≦ ９．５， １２ ≦ Ｎａ₂Ｏ ≦ １４， ０ ≦ Ｋ₂Ｏ ≦ １．２， である請求項４に記載のテクスチャー付磁気ディスク用
ガラス基板の製造方法である。

【００３９】請求項７に記載の発明は、前記ガラス基板
表面には、化学強化が施されている請求項１から６のい
ずれかに記載のテクスチャー付磁気ディスク用ガラス基
板の製造方法である。

【００４０】請求項８に記載の発明は、前記テクスチャ
ーは、ＣＳＳゾーンにのみ形成する請求項１から７のい
ずれかに記載のテクスチャー付磁気ディスク用ガラス基
板の製造方法である。

【００４１】請求項９に記載の発明は、前記テクスチャ
ーは、ＣＳＳゾーンとデータゾーンに形成する請求項１
から７のいずれかに記載のテクスチャー付磁気ディスク
用ガラス基板の製造方法である。

【００４２】請求項１０に記載の発明は、前記テクスチ
ャーは、データゾーンに形成する請求項１から７のいず
れかに記載のテクスチャー付磁気ディスク用ガラス基板
の製造方法である。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
詳細に説明する。使用する基板は、熱によって膨張する
物質であるり、かつ急冷により非可逆に体積膨張するガ
ラス基板が最も適した材料である。ガラスには様々な種
類のものがあるが、ここでは高温域での粘性特性に着目
して、ソーダライムガラスやアルミノシリケートガラス
が好適に選択される。

【００４４】ガラスの組成範囲については以下に述べ
る。まず、ソーダライムガラスでは、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。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、一方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、一方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。

【００４５】なお、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＣｅＯ₂、Ｍｎ
Ｏなど、ガラスの着色にかかわる成分が多く含まれる
と、赤外領域の吸収が大きくなりすぎ、溶融や成形時に
ガラスの温度分布を調節できなくなり、品質の悪化を招
くことになる。したがって、製造コストが上昇しない範
囲で、これらの成分はできるだけ少ない方が好ましい。

【００４６】特に、天然原料を用いると通常不純物とし
て酸化鉄が０．１％程度含まれている。このため、酸化
鉄を０．１重量％以下にしようとするとコストが高くな
ってしまうので、フロート法によるガラス製造における
品質の劣化を招かない範囲で、酸化鉄を含むことはかま
わない。

【００４７】次に、アルミノシリケートガラスの場合に
ついて述べる。酸化珪素はガラスの主要成分であり、必
須の構成成分である。その含有量が５８重量％未満の場
合、イオン交換後の耐水性が悪化し、６６重量％を越え
る場合、ガラス融液の粘性が高くなりすぎ、溶融や成形
が困難になるとともに、膨張係数が小さくなりすぎる。

【００４８】酸化アルミニウムはイオン交換速度を速く
し、イオン交換後の耐水性を向上させるために必要な成
分である。その含有量が１３重量％未満の場合、そのよ
うな効果が不十分であり、１９重量％を越える場合、ガ
ラス融液の粘性が高くなりすぎ、溶融や成形が困難にな
るとともに、膨張係数が小さくなりすぎる。

【００４９】酸化リチウムはイオン交換を行うための必
須の構成成分であるとともに、溶解性を高める成分であ
る。その含有量が３重量％未満の場合、イオン交換後の
表面圧縮応力が十分得られず、また溶解性も悪く、４.
５重量％を越える場合、イオン交換後の耐水性が悪化す
るとともに、液相温度が上がり、成形が困難となる。

【００５０】酸化ナトリウムは溶解性を高める成分であ
る。その含有量が６重量％未満の場合、その効果が不十
分であり、１３重量％を越える場合、イオン交換後の耐
水性が悪化する。

【００５１】酸化カリウムは溶解性を高める成分である
が、イオン交換後の表面圧縮応力が低下するため必須成
分ではない。このため、その含有量は５重量％以下が好
ましい。

【００５２】さらに、酸化リチウム＋酸化ナトリウム＋
酸化カリウムの合計Ｒ₂Ｏ が、９重量％未満の場合、ガ
ラス融液の粘性が高くなりすぎ、溶融や成形が困難とな
るとともに、膨張係数が小さくなりすぎ、１８重量％を
越える場合、イオン交換後の耐水性が悪化する。

【００５３】酸化マグネシウムは溶解性を高める成分で
あり、３. ５重量％を越える場合、液相温度が上がり、
成形が困難になる。

【００５４】酸化カルシウムは溶解性を高める成分であ
るとともに、イオン交換速度を調整するための必須成分
である。その含有量が１重量％未満の場合、その効果が
十分ではなく、７重量％を越える場合、液相温度が上が
り、成形が困難になる。

【００５５】ＳｒＯやＢａＯは、溶解性を高める成分で
あるとともに、液相温度を下げるのに有効な成分であ
る。それらの含有量は２重量％を越える場合、ガラスの
密度が大きくなるとともに、製造コストが上昇する。

【００５６】さらに、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ
の合計ＲＯが、２重量％未満の場合、ガラス融液の粘性
が高くなりすぎ、溶融や成形が困難となり、１０重量％
を越える場合、液相温度が上がり、成形が困難となる。

【００５７】なお、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＣｅＯ₂、Ｍｎ
Ｏなど、ガラスの着色にかかわる成分が多く含まれる
と、赤外領域の吸収が大きくなりすぎ、溶融や成形時に
ガラスの温度分布を調節できなくなり、品質の悪化を招
くことになる。したがって、製造コストが上昇しない範
囲で、これらの成分はできるだけ少ない方が好ましい。

【００５８】特に、天然原料を用いると通常不純物とし
て酸化鉄が０．１％程度含まれている。このため、酸化
鉄を０．１重量％以下にしようとするとコストが高くな
ってしまうので、フロート法によるガラス製造における
品質の劣化を招かない範囲で、酸化鉄を含むことはかま
わない。

【００５９】以上のような組成を有する２種類のガラス
においては、５０〜３５０℃の温度範囲における平均線
熱膨張係数が８０×１０^-7／Ｋ以上であり、さらに８４
×１０^-7／Ｋ以上であることが好ましい。

【００６０】なお、上述した２種類のガラス組成物は特
に酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂ ）を含有しておらず、し
たがって、ガラス組成物の溶融温度（１０² ポイズの粘
性を有する温度）を１５５０℃以下で、作業温度（１０
⁴ ポイズの粘性を有する温度）を１１００℃以下に設定
することができ、しかも液相温度を作業温度以下にする
ことができる。さらに、ガラス組成物の溶融温度（１０
² ポイズの粘性を有する温度）が１５４０℃以下で、作
業温度（１０⁴ ポイズの粘性を有する温度）が１０５５
℃以下であり、しかも液相温度が作業温度以下であるこ
とが好ましい。このような条件下では、ガラス基板をフ
ロート法により容易に製造でき、高平坦性を有する高品
質のガラス基板を得ることができる。

【００６１】次に、化学強化について述べる。ソーダラ
イムガラスやアルミノシリケートガラスの場合には、基
本組成に含まれているナトリウムイオンを、よりイオン
半径の大きなカリウムイオンと交換することによって実
現する。具体的には、硝酸カリウムの溶融塩（温度４０
０℃前後）の中にガラスを浸すことにより実現する。も
ちろん、浸漬時間と温度によって強化応力の入り方に違
いが現れるが、エネルギー線照射によってテクスチャー
を形成する場合には、その形成メカニズムから強化温度
が高く、強化時間が長い方がよいといえる。

【００６２】ちなみにアルミノシリケートガラスはソー
ダライムガラスに比べて強化しやすいガラスなので、エ
ネルギー線照射によるテクスチャー形成用ガラスとして
適していると言える。これは、アルミノシリケートガラ
スの場合には、リチウムイオンがナトリウムイオンに交
換することでも化学強化されるからである。

【００６３】次に、エネルギー線吸収膜について述べ
る。ソーダライムガラスやアルミノシリケートガラスの
軟化点温度が５００〜６００℃であり、その後粘性が低
くなる温度域が１０００℃前後であることから、前記吸
収膜の融点が１０００℃以上であることが望ましい。

【００６４】金属膜では、低融点の金属を除く金属を用
いることができ、それらの合金膜も用いることができ
る。具体的には、磁性膜の下地膜に用いられるＴｉ膜、
Ｔｉ系合金膜、Ｃｒ膜、Ｃｒ合金膜、Ｎｉ−Ｐ膜等が挙
げられる。また、金属の化合物膜でもよい。具体的に
は、Ｔｉ化合物膜を挙げられる。さらに保護膜として用
いられる炭素膜（炭素化合物膜）もエネルギー線吸収膜
として使用することができる。具体的には、スパッタ法
によるＣ膜、ダイアモンド状炭素膜（ＤＬＣ膜）、Ｃ−
Ｓｉ膜、ＣＮ膜等を挙げることができる。

【００６５】次に、エネルギー線について述べる。本発
明に使用されるエネルギー線としては、レーザ、電子
線、Ｘ線等が挙げられる。このなかでも、レーザ、特に
パルスレーザが好適に使用される。

【００６６】次に、エネルギー線について述べる。これ
までテクスチャー形成用に使用されているエネルギー線
はＮｄドープの固体レーザで、特にＹＡＧ系のレーザが
使われている。さらに、このＮｄ：ＹＡＧレーザにＫＴ
Ｐ等の非線形光学結晶を用いて二次高調波を発生させて
いるところもある。ただし、今後高密度化に対応するた
めには、テクスチャー形状はより小さなものが望まし
い。その場合には、ＢＢＯ等の非線形光学結晶を用いて
四次高調波を用いる。これは、短い波長のレーザ光を用
いることで集光スポット径を小さくすることができるか
らである。またもちろん、炭酸ガスレーザを用いること
もできる。

【００６７】なお、四次高調波を用いるとレーザ出力が
激減するが、基板表面のエネルギー吸収体の効用により
小さなレーザ出力でも十分テクスチャーを形成できる。
さらに、現時点での四次高調波のエネルギーばらつきは
±０．３％のものが得られており（Ｌｉｇｈｔ Ｗａｖ
ｅ社ＳＨＧレーザ＋ＢＢＯ結晶）、テクスチャーばらつ
きへの影響は十分小さい。

【００６８】なお、本発明によって作製したテクスチャ
ーは主にＣＳＳゾーン用のテクスチャーに用いられる
が、データゾーン上に形成することも可能である。この
場合にはＣＳＳゾーンとデータゾーンのそれぞれで、テ
クスチャーの粗さをその目的に応じて変化させることが
望ましい。さらに、その境界でヘッドのフライングハイ
トが大きく変化することのないように、テクスチャーの
粗さが連続的に変化していることが望ましい。

【００６９】また本発明により、データゾーンにテクス
チャーを形成すれば、磁性膜を溶融することがないの
で、磁気特性の劣化を極力防ぐことができる。また何ら
かの原因で、ヘッドが瞬間的にデータゾーンに墜落する
ことがあっても、ヘッドの吸着等の不具合を防ぐことが
できる。

【００７０】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。なお、本発明はそれら実施例に限定されるも
のではない。

【００７１】（実施例１）アルミノシリケートガラス基
板は、フロート法で製造された基板を使用して、内径２
０ｍｍ、外径６５ｍｍ、板厚０．６３５ｍｍのドーナッ
ツ状円板に加工し、その表面を精密研磨した後、硝酸カ
リウム溶融塩中に浸漬して化学強化を施して、ガラスデ
ィスク基板が作製された。

【００７２】

【表１】 −−−−−−−−− 成分 重量％ −−−−−−−−− ＳｉＯ₂ ６３．３ Ａｌ₂Ｏ₃ １６．３ Ｌｉ₂Ｏ ３．７ Ｎａ₂Ｏ １０．６ ＭｇＯ １．９ ＣａＯ ３．８ −−−−−−−−−

【００７３】つぎに、磁気ディスク媒体の保護膜として
用いられるＣＳｉ膜を、上記基板上にスパッタ法で直接
成膜した。その際、スパッタガス圧は２．５ｍｍＴｏｒ
ｒ、印加電力１．５ｋＷ、ＣＳｉの膜厚は１００ｎｍと
した。その上にレーザを照射し、テクスチャーの形成を
試みた（図２参照）。

【００７４】上記基板に対し、Ｎｄ：ＹＡＧを基本波と
し、ＫＴＰ結晶、ＢＢＯ結晶を通して四次高調波（２６
６ｎｍ）を照射した。使用レーザはＬｉｇｈｔＷａｖｅ
社の２１０Ｇで、二次高調波を出力する。最大出力は２
Ｗ／１０ｋＨｚである。その後、ＢＢＯ結晶に通し四次
高調波を得た。レーザ出力は繰り返し周波数によって可
変し、出力はＮｅｗｐｏｒｔ社製のＭｏｄｅｌ１８２５
Ｃ＋８３３ＵＶディテクターを用いて測定した。テクス
チャー高さの測定には、米国Ｚｙｇｏ社のフィゾー干渉
計（対物４０倍）を用い、断面によるピーク位置を手動
により測定した。測定ポイントは２０点でその平均を示
している。レーザ出力に対するテクスチャー高さの関係
を表２に示す。

【００７５】

【表２】 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− レーザ出力(mW) 12.4 12.7 12.9 13.2 13.4 13.7 Ｔｅｘ高さ(nm) 18.2 20.7 22.6 28.7 32.6 33.3 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− レーザ出力(mW) 14.0 14.2 14.6 14.9 15.1 Ｔｅｘ高さ(nm) 32.7 27.1 37.0 46.6 49.6 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

【００７６】ＣＳｉ膜を直接アルミノシリケートガラス
上に成膜した場合、レーザ照射によってテクスチャーが
形成されることが分かった。すなわちＣＳｉ膜は、レー
ザエネルギーを熱に変換する機能を有していることが明
らかになった。

【００７７】上述のようにテクスチャーが形成されたガ
ラス基板に、通常のスパッタ法で、Ｃｒ系下地膜、Ｃｏ
系磁性膜、Ｃ保護膜を順次形成し、さらに潤滑膜を形成
して、磁気ディスク媒体を得た。

【００７８】（実施例２）実施例１のアルミノシリケー
トガラス基板の代わりに、フロート法で製造されたソー
ダライム基板を使用して、同様の円板加工し化学強化を
施しガラスディスク基板が作製された。

【００７９】

【表３】 −−−−−−−−− 成分 重量％ −−−−−−−−− ＳｉＯ₂ ７１．３ Ａｌ₂Ｏ₃ １．５ ＭｇＯ ３．７ ＣａＯ ９．０ Ｎａ₂Ｏ １３．５ Ｋ₂Ｏ １．０ −−−−−−−−−

【００８０】上記ガラス基板の上に、実施例１と同様に
ＣＳｉ膜を直接成膜し、実施例１と同様の条件でレーザ
照射を行った。ＣＳｉ膜を直接ソーダライムシリケート
ガラス上に成膜した場合、実施例１と同様にレーザ照射
によってテクスチャーが形成されることが分かった。す
なわちアルミノシリケートガラス、ソーダライムシリケ
ートガラスのどちらの場合でも、ＣＳｉ膜はレーザエネ
ルギーを熱に変換する機能を発揮することが明らかにな
った。

【００８１】上述のようにテクスチャーが形成されたガ
ラス基板に、通常のスパッタ法で、Ｃｒ系下地膜、Ｃｏ
系磁性膜、Ｃ保護膜を順次形成し、さらに潤滑膜を形成
して、磁気ディスク媒体を得た。

【００８２】（実施例３）実施例３は、実施例１のアル
ミノシリケートガラス基板に、下地膜として用いるＣｒ
膜を成膜し、エネルギー吸収膜とした場合である。これ
に実施例１と同様の条件でレーザー照射を行った。その
結果を表４に示す。なお、このテクスチャーの高さばら
つきは標準偏差／高さ平均で６％である。

【００８３】

【表４】 −−−−−−−−−−−−−−−−− レーザ出力(mW) 21.7 22.2 22.8 Ｔｅｘ高さ(nm) 10.1 15.2 22.2 −−−−−−−−−−−−−−−−−

【００８４】上述のようにテクスチャーが形成されたガ
ラス基板に、また新たに通常のスパッタ法で、Ｃｒ系下
地膜、Ｃｏ系磁性膜、Ｃ保護膜を順次形成し、さらに潤
滑膜を形成して、磁気ディスク媒体を得た。

【００８５】さらに、ＴｉＳｉ膜をエネルギー線吸収膜
とした場合も同様に、レーザ光照射によりテクスチャー
を形成することができた。

【００８６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば次
のような効果が奏せられる。請求項１に記載の発明によ
れば、ガラス基板にエネルギー線の吸収能を基板自体に
求めることなく膨らみを形成することができテクスチャ
ーとすることが可能となる。したがって、ガラス自体に
エネルギー線の吸収能を持たせる必要がないので、ガラ
ス中に着色剤を意識的に含ませる必要がなく、ソーダラ
イムシリケートガラスやアルミノシリケートガラスを、
フロート法で容易に製造することができる。

【００８７】また、ガラス中に着色剤によるエネルギー
線の吸収に比して、エネルギー吸収能が高いので、エネ
ルギー線源には出力の小さいものも適用可能となる。ひ
いては、装置コストを低減することや、加工の時間を短
縮することも可能である。

【００８８】請求項２に記載の発明によれば、磁気ディ
スク媒体に一般によく用いられる膜を、エネルギー線吸
収膜とすることができるため、従来の磁気ディスク製造
工程の資源を活用してテクスチャー付きガラスディスク
基板を製造することができる。

【００８９】請求項３に記載の発明によれば、一般に広
く用いられているレーザ装置を利用してテクスチャーを
形成することができる。さらに、波長変換素子を併用す
ることで、さらに微小なテクスチャーを形成することが
できる。

【００９０】請求項４に記載の発明によれば、広く用い
られているガラスを用いてディスク基板とすることがで
きる。

【００９１】請求項５に記載の発明によれば、技術的に
確立されているフロート法によりアルミノシリケートガ
ラスを製造することができ、そのガラス板を用いてディ
スク基板とすることができる。

【００９２】請求項６に記載の発明によれば、技術的に
確立されているフロート法によりソーダライムシリケー
トガラスを製造することができ、そのガラス板を用いて
ディスク基板とすることができる。

【００９３】請求項７に記載の発明によれば、ガラス基
板において、レーザエネルギーにより発生した熱によっ
て、ガラス基板表面に付与された圧縮応力を解放させる
ことができ、体積膨張をさらに効果的に起すことが可能
になる。

【００９４】請求項８に記載の発明によれば、ＣＳＳゾ
ーンにのみテクスチャーを形成するので、データゾーン
におけるヘッドの浮上高をより低くすることができる。

【００９５】請求項９に記載の発明によれば、データゾ
ーンにテクスチャーを形成する場合に、磁性膜の磁気特
性の劣化を防ぐことができる。また、ヘッドが瞬間的に
データゾーンに墜落しても、ヘッドの吸着等の不具合を
防ぐことができる。

【００９６】請求項１０に記載の発明によれば、データ
ゾーンにテクスチャーを形成する場合に、磁性膜の磁気
特性の劣化を防ぐことができる。また、ヘッドのスライ
ダー面がパッド付などヘッド側でもＣＳＳ対策が施され
ている場合など、ヘッド浮上高をあまり高くすることな
く、軽微なテクスチャーを設計通りに形成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるドーム型のテクスチャーの断面プ
ロファイル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。

【図３】米国特許第５０６２０２１号に示されたテクス
チャー形状の説明図。

【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、６０…凹部、６２…リング状突起部（リム
部）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面に微小突起が多数形成されたテクスチ
   ャー付磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、 前記ガラス基板上に、エネルギー線を吸収しそのエネル
   ギーを熱に変換しうる膜を形成し、前記膜表面にエネル
   ギー線を照射集束することで膜表面のごく微小な領域を
   高温にし、その熱によって前記膜下の前記ガラス基板表
   面が加熱し膨張させ、その後急冷されることで基板表面
   に膨らみを形成しテクスチャーとすることを特徴とした
   テクスチャー付磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
2. 【請求項２】前記エネルギーを熱に変換しうる膜は、金
   属膜、炭素膜、ダイアモンド状炭素（ＤＬＣ）膜または
   炭素−珪素（ＣＳｉ）膜である請求項１に記載のテクス
   チャー付磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
3. 【請求項３】前記エネルギー線として、Ｎｄをドープし
   た固体レーザの基本波、前記基本波と波長変換素子を用
   いて発生させた二次高調波、四次高調波、または炭酸ガ
   スレーザを用いる請求項１から２のいずれかに記載のテ
   クスチャー付磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
4. 【請求項４】前記ガラス基板は、アルミノシリケートガ
   ラス、またはソーダライムガラスである請求項１から３
   のいずれかに記載のテクスチャー付磁気ディスク用ガラ
   ス基板の製造方法。
5. 【請求項５】前記アルミノシリケートガラスの組成が重
   量％で、 ５８ ≦ ＳｉＯ₂ ≦ ６６， １３ ≦ Ａｌ₂Ｏ₃≦ １９， ３ ≦ Ｌｉ₂Ｏ ≦ ４．５， ６ ≦ Ｎａ₂Ｏ ≦ １３， ０ ≦ Ｋ₂Ｏ ≦ ５， １０ ≦ Ｒ₂Ｏ ≦ １８， （ただし、Ｒ₂Ｏ＝Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ） ０ ≦ ＭｇＯ ≦ ３．５， １ ≦ ＣａＯ ≦ ７， ０ ≦ ＳｒＯ ≦ ２， ０ ≦ ＢａＯ ≦ ２， ２ ≦ ＲＯ ≦ １０， （ただし、ＲＯ＝ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）で
   ある請求項４に記載のテクスチャー付磁気ディスク用ガ
   ラス基板の製造方法。
6. 【請求項６】前記ソーダライムガラスの組成が重量％
   で、 ７０ ≦ ＳｉＯ₂ ≦ ７４， ０ ≦ Ａｌ₂Ｏ₃≦ ２．５， ３．０≦ ＭｇＯ ≦ ４．５， ６．５≦ ＣａＯ ≦ ９．５， １２ ≦ Ｎａ₂Ｏ ≦ １４， ０ ≦ Ｋ₂Ｏ ≦ １．２， である請求項４に記載のテクスチャー付磁気ディスク用
   ガラス基板の製造方法。
7. 【請求項７】前記ガラス基板表面には、化学強化が施さ
   れている請求項１から６のいずれかに記載のテクスチャ
   ー付磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
8. 【請求項８】前記テクスチャーは、ＣＳＳゾーンにのみ
   形成する請求項１から７のいずれかに記載のテクスチャ
   ー付磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
9. 【請求項９】前記テクスチャーは、ＣＳＳゾーンとデー
   タゾーンに形成する請求項１から７のいずれかに記載の
   テクスチャー付磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
10. 【請求項１０】前記テクスチャーは、データゾーンに形
    成する請求項１から７のいずれかに記載のテクスチャー
    付磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。