磁気転写用マスター担体のレーザ切断加工方法
【課題】被加工物より良好な切断面品質を有する磁気転写用マスター担体を切り出すことが可能なレーザ切断加工方法を提供する。
【解決手段】レーザ光源より被加工物の表面にレーザ光を照射して該被加工物の切断加工を行う際に、前記レーザ光のピーク出力を曲線１００ａ〜１００ｃよりも大きく且つ前記レーザ光の総照射時間を直線１０２ａ〜１０２ｃよりも短い領域１０４に適合するように切断加工条件を設定する。すなわち、前記領域１０４は、ｌｏｇＹ≧ｂＸcｌｏｇａ及びＸ≦ｄ（ａ＝２、ｃ＝−０．１３）の条件を満足し、例えば、前記レーザ光の波長λが１０６４［ｎｍ］で且つ前記被加工物の厚みｔが０［ｍｍ］＜ｔ≦０．６［ｍｍ］の場合、ｂ＝３．４〜３．８且つｄ＝０．０９〜０．２である。
【解決手段】レーザ光源より被加工物の表面にレーザ光を照射して該被加工物の切断加工を行う際に、前記レーザ光のピーク出力を曲線１００ａ〜１００ｃよりも大きく且つ前記レーザ光の総照射時間を直線１０２ａ〜１０２ｃよりも短い領域１０４に適合するように切断加工条件を設定する。すなわち、前記領域１０４は、ｌｏｇＹ≧ｂＸcｌｏｇａ及びＸ≦ｄ（ａ＝２、ｃ＝−０．１３）の条件を満足し、例えば、前記レーザ光の波長λが１０６４［ｎｍ］で且つ前記被加工物の厚みｔが０［ｍｍ］＜ｔ≦０．６［ｍｍ］の場合、ｂ＝３．４〜３．８且つｄ＝０．０９〜０．２である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状の被加工物にレーザ光を照射して該被加工物を所定形状に切断加工することにより磁気転写用マスター担体を形成するレーザ切断加工方法であって、より詳細には、磁気記録再生装置用の磁気記録媒体への各種信号の磁気転写に好適な磁気転写用マスター担体のレーザ切断加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、デジタル画像情報の利用により、パーソナルコンピュータ等で取り扱う情報量が飛躍的に増大しており、前記情報の記録及び再生のために大容量、安価且つ短時間でアクセス可能な磁気記録媒体が望まれている。このような磁気記録媒体としては、ハードディスク等の磁気記録媒体やリムーバブル型の高密度磁気記録媒体があり、これらの磁気記録媒体は、フレキシブルディスクと比較して、情報記録領域である各トラックのトラック幅が小さい。従って、前記磁気記録媒体では、情報の記録及び再生を行う際にトラッキングサーボ技術を利用して磁気ヘッドを前記磁気記録媒体の半径方向に沿って所望位置にまで正確に走査すると共に、前記情報の記録及び再生に必要なトラッキング用サーボ信号、アドレス情報信号及び再生クロック信号等が、高い位置決め精度で前記磁気記録媒体の円周方向に沿って所定角度間隔で予め記憶（プリフォーマット）されている必要がある。
【０００３】
前記プリフォーマットでは、上記した各信号を磁気記録媒体の１トラック毎に記録する方法があるが、この方法では、記録の完了までに長時間を要するので、プリフォーマットすべき前記各信号が予め記憶されたマスター担体よりスレーブ媒体に対して磁気転写を行い、前記磁気転写されたスレーブ媒体を前記磁気記録媒体とする方法が一般的に採られている。この場合、前記マスター担体と前記スレーブ媒体とを密着した状態で転写磁界を印加することにより、該マスター担体における前記各信号の磁気パターンが前記スレーブ媒体に磁気的に転写される。
【０００４】
このようなマスター担体は、先ず、鋳型となる原盤に金属（例えば、ニッケル）を電鋳し、前記電鋳された金属板を前記スレーブ媒体のサイズに合わせてレーザ切断加工を施すことにより形成される。この場合、レーザ出力の大きな切断加工装置を用いて一回のレーザ光照射で前記マスター担体の切断加工を行うと、前記レーザ光によって過度のエネルギーが切断部分に供給されて、前記エネルギーによる発熱でソリやバリ等の表面変形が発生する。この結果、前記プリフォーマットにおいて、前記マスター担体と前記スレーブ媒体との密着性を確保することができないという問題が露呈する。また、切断加工時に発生する溶融痕が切断面に付着して、該切断面の品質を確保することができないという問題もある。
【０００５】
一方、上記した一回のレーザ光照射による切断加工に起因する問題点を改善するために、レーザ出力を十分に低減した状態で、被加工物の厚み方向にレーザ光を繰り返し照射しながら切断加工を行う特許文献１に記載の技術や、被加工物に対するレーザ切断加工を行った後に切断部分にレーザ光を再度照射して、該被加工物に付着した凝集物を除去する特許文献２に記載の技術が提案されている（特許文献１、２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１５０１７０号公報
【特許文献２】特開平２−３４２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１の技術は、コンクリートや岩石のような厚みのある材料に対する切断加工であり、マスター担体が切り出される薄肉の被加工物に対して切断加工を行うと、レーザ光の照射によって前記被加工物に過度のエネルギーが供給され、この結果、該被加工物における溶融領域が拡大されて加工線幅が広くなり、前記マスター担体の寸法精度が低下する。また、前記溶融領域の拡大によって多量のドロスが切断面近傍に発生して付着するという問題がある。さらに、過度のエネルギーを前記被加工物に供給することにより、切断面近傍におけるソリやバリ等の表面変形が発生する。
【０００８】
一方、特許文献２の技術は、非金属材料に対する切断加工に関するものであり、金属材料からなる被加工物を切断する際には、レーザ光の波長やピーク出力、照射時間等の照射条件を適切に設定しなければ、前記被加工物に付着した凝集物を除去することはできない。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、被加工物より良好な切断面品質を有する磁気転写用マスター担体を切り出すことが可能なレーザ切断加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、板状の被加工物にレーザ光を照射して該被加工物を所定形状に切断加工することにより形成される磁気転写用マスター担体のレーザ切断加工方法において、前記被加工物は、ニッケル又はニッケル合金を表面に有する円盤からなり、前記被加工物の一面側に前記レーザ光を照射して照射部分に対する切断加工を行う際に、前記レーザ光のピーク出力をＹとし、前記被加工物に対する前記レーザ光の総照射時間をＸとしたときに、ｌｏｇＹ≧ｂＸcｌｏｇａ及び０＜Ｘ≦ｄ（ａ＝２、ｃ＝−０．１３）となるように前記ピーク出力Ｙ及び前記総照射時間Ｘを設定し、前記ｂ及び前記ｄは、前記レーザ光の波長及び前記被加工物の厚みによって変化することを特徴とする。
【００１１】
上記した構成によれば、前記被加工物の厚みと前記レーザ光の波長とに対応して前記ピーク出力Ｙと前記総照射時間Ｘとを設定することにより、前記被加工物に対する過度のエネルギー供給が抑制され、前記レーザ光の照射部分における溶融領域の拡大を防止することが可能となる。この結果、前記マスター担体の寸法精度を確保することができると共に、切断加工におけるドロスの発生や切断面近傍におけるソリやバリ等の表面変形を抑制することが可能となる。従って、磁気転写工程における前記マスター担体と前記スレーブ媒体との密着性が向上し、該マスター担体に記録された各信号を確実に前記スレーブ媒体に磁気転写することができる。
【００１２】
ここで、前記レーザ光の波長をλとし、前記被加工物の厚みをｔとしたときに、３５５［ｎｍ］≦λ≦１０６４［ｎｍ］及び０［ｍｍ］＜ｔ≦０．６［ｍｍ］である場合、ｂ＝２．８〜３．８且つｄ＝０．０９〜０．２８であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、被加工物の厚みとレーザ光の波長とに対応して、前記レーザ光のピーク出力Ｙと、前記被加工物の総照射時間Ｘとを設定することにより、前記被加工物に対する過度のエネルギー供給が抑制され、前記レーザ光の照射部分における溶融領域の拡大を防止することが可能となる。この結果、マスター担体の寸法精度を確保することができると共に、切断加工におけるドロスの発生や切断面近傍におけるソリやバリ等の表面変形を抑制することが可能となる。従って、磁気転写工程における前記マスター担体と前記スレーブ媒体との密着性が向上し、該マスター担体に記録された各信号を確実に前記スレーブ媒体に磁気転写することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る磁気転写用マスター担体のレーザ切断加工方法について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係るレーザ切断加工システムにより形成された磁気転写用マスター担体（以下、マスター担体ともいう。）１０の平面図であり、図２は、前記マスター担体１０の一面側とスレーブ媒体１２とを重畳させた状態を示す一部拡大断面図である。また、図３Ａは、前記スレーブ媒体１２に初期磁界を印加した状態を示す一部拡大断面図であり、図３Ｂは、前記マスター担体１０と前記スレーブ媒体１２とを重畳させて転写磁界を印加した状態を示す一部拡大断面図であり、図３Ｃは、プリフォーマット後の前記スレーブ媒体１２内の前記初期磁界及び前記転写磁界を示す一部拡大断面図である。
【００１６】
マスター担体１０は、図１及び図２に示すように、ニッケル又はニッケルを含む合金材料からなる円環状のディスクであり、その一面側に円環状の転写領域１４と該転写領域１４の外方及び内方の非転写領域１６とが各々形成されている。この場合、前記転写領域１４には、複数の溝１８が同心円状に形成されている。前記各溝１８によって形成される前記転写領域１４の凹凸パターンは、スレーブ媒体１２に転写すべき信号（トラッキング用サーボ信号、アドレス情報信号及び再生クロック信号等）に対応したパターンとされている。
【００１７】
一方、スレーブ媒体１２は、磁性体からなるディスクであり、このようなディスクとしては、例えば、剛性の磁性体からなるハードディスク用の磁気記録媒体や、可撓性の磁性体からなるリムーバブル型の高密度磁気記録媒体や、フレキシブルディスク用の高密度磁気記録媒体がある。
【００１８】
マスター担体１０よりスレーブ媒体１２に前記信号を磁気転写（プリフォーマット）する場合には、先ず、図３Ａに示すように、前記スレーブ媒体１２の半径方向（トラック方向）に初期磁界を印加して該スレーブ媒体１２内を磁化させる。次いで、図３Ｂに示すように、前記マスター担体１０の一面側と前記スレーブ媒体１２とを密接させた状態で、該スレーブ媒体１２の前記初期磁界の保磁力に対して２倍の磁界強度を有する転写磁界を該初期磁界と反対方向に印加する。これにより、前記マスター担体１０及び前記スレーブ媒体１２内において、前記転写磁界が各溝１８を回避するように通過し、この結果、図３Ｃに示すように、前記スレーブ媒体１２は、前記溝１８と対向する部分が前記転写磁界で磁化され、一方で、前記マスター担体１０との密着部分が前記初期磁界で磁化されるので、前記凹凸パターンに対応する前記各信号が前記マスター担体１０より前記スレーブ媒体１２に転写される。
【００１９】
次に、本実施形態に係るレーザ切断加工方法を用いて被加工物３２よりマスター担体１０を切り出すレーザ切断加工システム３０について、図４及び図５を参照しながら説明する。
【００２０】
このレーザ切断加工システム３０は、前記被加工物３２に対する最適な切断加工条件を求めるための実験用装置と、前記切断加工条件に基づいて該被加工物３２よりマスター担体１０（図１及び図２参照）を切り出す実際の装置との機能を兼ね備えている。
【００２１】
レーザ切断加工システム３０は、マスター担体１０（図１〜図３Ｃ参照）が切り出されるニッケル又はニッケル合金からなる板状の被加工物３２の一面側（図４及び図５に示す上面側）にレーザ光３４を照射して照射部分の切断加工を行うレーザ光源（レーザ光照射手段）３６と、前記被加工物３２を回転可能な被加工物回転機構３８と、前記被加工物３２の他面側（底面側）に配置され且つ前記レーザ光３４を検出し、検出結果を検出信号として出力するセンサ（レーザ光検出手段）４０と、前記検出信号の入力に基づいて前記被加工物３２の照射部分が切断されたことを判定し、判定結果を前記照射部分での切断加工を停止するための切断停止信号として出力する切断判定処理部（切断判定手段）４２と、前記切断停止信号の入力に基づいて前記レーザ光源３６から前記照射部分に対するレーザ光３４の照射を停止させるレーザ発振制御部（レーザ光照射制御手段）４４とを有する。
【００２２】
なお、被加工物３２の一面側（上面側）には、前記した凹凸パターンが形成され、前記被加工物３２を該凹凸パターンを含んで円環状に切り出すことにより、マスター担体１０（図１及び図２参照）が得られる。
【００２３】
レーザ光源３６は、所定波長を有するレーザ光３４を所定時間間隔で生成するレーザ本体４６と、該レーザ本体４６に連結され前記レーザ光３４を被加工物３２の一面側に間欠的に照射するレーザヘッド４８とから構成されるパルス発振レーザである。前記所定波長としては、被加工物３２を構成する材料にとって吸収効率の良い波長を選択することが好ましく、例えば、ニッケル又はニッケル合金に対して１０６４［ｎｍ］、５３２［ｎｍ］又は３５５［ｎｍ］の波長とすると好適である。
【００２４】
レーザ発振制御部４４は、レーザ光源３６を駆動するためのパルス電源であり、該レーザ発振制御部４４からレーザ本体４６に所定時間間隔でパルス電圧を供給すると、該レーザ本体４６は、前記パルス電圧のパルス幅の時間内において所定波長のレーザ光３４を生成し、レーザヘッド４８は、前記被加工物３２に対して前記生成されたレーザ光３４を照射する。
【００２５】
この場合、レーザ発振制御部４４は、被加工物回転機構３８によって被加工物３２が１回転する間に、前記レーザ光３４が前記被加工物３２に対して所定の回転角度間隔（例えば、１′毎）で１回づつ照射されるように、レーザ発振制御部４４からレーザ本体４６にパルス電圧を供給する。すなわち、前記被加工物３２の回転数と前記被加工物３２の照射部分に対する前記レーザ光３４の照射回数とは対応することになる。
【００２６】
これにより、前記被加工物３２における前記レーザ光３４の照射部分では、該レーザ光３４が間欠的に照射され、従って、時間経過と共に前記照射部分におけるニッケル又はニッケル合金が切断されて、切断加工位置が底面側に変位する。そのため、前記レーザヘッド４８は、前記レーザ光３４の焦点位置が前記切断加工位置と常時一致するように、前記被加工物３２表面に対して進退自在な図示しない位置合わせ機構を備えている。このような位置合わせ機構としては、例えば、前記レーザ光３４が通過する集光レンズの位置を前記被加工物３２表面に対して進退させる機構のほか、前記レーザヘッド４８自体が前記被加工物３２表面に対して進退する機構でよい。
【００２７】
また、被加工物３２表面とレーザ光３４の光軸とのなす角度は、前記レーザ光３４がＰ偏光である場合には、ブリュースター角を含めて３０°〜６０°とすることが好ましい。また、前記レーザ光３４がＳ偏光、ランダム偏光又は不定波偏光である場合には、被加工物３２表面と直交するように前記レーザ光３４を照射することが好ましい。上述した各照射条件であれば、前記被加工物３２表面での反射率を小さくして切断加工時のエネルギー効率を向上することができる。
【００２８】
レーザ本体４６は、テーブル５０上に配置されたレーザ光源移動機構５２により、該レーザ光源３６の長手方向と直交する方向（図４の左右方向）に移動可能である。すなわち、前記レーザ光源移動機構５２は、前記テーブル５０上に配置されたステージ５４と、該ステージ５４上で前記直交方向に沿って並設されたガイドレール５６、５８と、該レーザ本体４６を支持し且つ前記ガイドレール５６、５８に配置された支持部材６０、６２を介して前記直交方向に摺動可能なスライドテーブル６４と、前記ステージ５４上に配置されたモータ６８と、前記モータ６８に軸着され且つガイドレール５６、５８間で前記直交方向に沿って延在するスクリューロッド７０と、前記モータ６８と共働して前記スクリューロッド７０を回動自在に軸支する支持部材７２とを有する。
【００２９】
この場合、スクリューロッド７０は、スライドテーブル６４よりステージ５４側に延在する係合部材７４と係合しており、モータ６８を駆動して前記スクリューロッド７０をその軸線を中心に回転させると、前記係合部材７４、スライドテーブル６４及びレーザ光源３６は、ガイドレール５６、５８の案内作用下に前記直交方向に変位可能である。
【００３０】
被加工物回転機構３８は、被加工物３２を配置する円環状の回転ステージ（被加工物固定手段）７６と、モータ（回転駆動手段）７８と、該モータ７８の回転角度を検出するロータリーエンコーダ（回転角度検出手段）８０とを有し、前記回転ステージ７６は、円環状の回転スライドリング８２を介してテーブル８４上に配置されている。そして、回転ステージ７６上には、前記被加工物３２を固定する４つのクランパ９２が、９０°毎に配置されている。また、前記モータ７８の回転軸８６に軸支されたプーリ８８と前記回転ステージ７６とにベルト９０が懸架されている。
【００３１】
これにより、モータ７８を駆動すると、ベルト９０を介して回転ステージ７６及び被加工物３２が所定方向に回転し、この状態でレーザヘッド４８から前記被加工物３２表面の所定位置にレーザ光３４が間欠的に照射される。すなわち、前記被加工物３２が１回転する毎に所定の回転角度間隔で前記レーザ光３４が照射されるので、この結果、前記被加工物３２の各照射部分が切断されて円状の溝９３が形成される。この場合、前記被加工物３２における前記溝９３内方は図示しない吸着機構によって吸着されているので、前記溝９３の内方が前記被加工物３２より切り抜かれても落下することはない。
【００３２】
また、ロータリーエンコーダ８０は、モータ７８の回転角度、換言すれば、回転ステージ７６の回転角度を検出し、検出結果を回転角度信号として切断判定処理部４２に出力する。
【００３３】
さらに、テーブル５０における回転ステージ７６側の側部には、ガイドレール５６、５８に沿ってガイドレール９４が取着され、該ガイドレール９４の案内作用下に摺動自在な支持部材９６を介して、被加工物３２下方にセンサ４０が配設されている。この場合、前記支持部材９６の基端部分９６ａは、前記ガイドレール９４より被加工物３２に沿って延在し且つ連結部材９８を介してスライドテーブル６４に連結され、一方で、前記基端部分９６ａより略Ｌ字状の先端部分９６ｂがテーブル５０から離間する方向に延在している。そして、前記先端部分９６ｂにおいて、前記センサ４０は、その受光面がレーザ光３４の略直下となるように配置されている。
【００３４】
この結果、支持部材６０、６２を介してスライドテーブル６４をガイドレール５６、５８の案内作用下に摺動すると、支持部材９６及びセンサ４０は、ガイドレール９４の案内作用下に、連結部材９８を介して前記スライドテーブル６４と一体的に摺動する。また、被加工物３２の照射部分が切断されてレーザ光３４が前記センサ４０に到達すると、該センサ４０は、前記到達したレーザ光３４を検出し、検出結果を検出信号としてアンプ９９に出力する。前記アンプ９９は、前記検出信号を増幅して切断判定処理部４２に出力する。
【００３５】
切断判定処理部４２は、図示しないメモリを有し、該メモリのデータ格納領域にロータリーエンコーダ８０（図４及び図５参照）から入力された回転角度信号の示すモータ７８（回転ステージ７６）の回転角度に関するデータを格納すると共に、センサ４０からアンプ９９を介して入力された信号をセンサ出力として前記データ格納領域に格納する。また、切断判定処理部４２は、レーザ光源３６から被加工物３２に対するレーザ光３４の照射開始のタイミングと、回転ステージ７６による被加工物３２の回転開始のタイミングとが同期するように、レーザ発振制御部４４及びモータ７８に対する駆動制御を行う。
【００３６】
切断判定処理部４２では、ロータリーエンコーダ８０より回転角度が入力され、且つセンサ４０からアンプ９９を介して所定のセンサ出力が入力されたときに、前記データ格納領域内の前記回転角度に対応するセンサ出力の格納箇所に前記入力されたセンサ出力を格納する。また、前記切断判定処理部４２では、回転ステージ７６が回転開始角度から１回転するまでの回転角度範囲におけるレーザ光３４の照射回数を１回分と設定し、前記データ格納領域内には、前記レーザ光３４を最初に照射した前記回転開始角度を基準としたときの前記回転ステージ７６（前記被加工物３２）の回転数が前記レーザ光３４の照射回数として格納されている。すなわち、レーザ光源３６は、前記被加工物３２が１回転する毎に前記各回転角度に対して前記レーザ光３４を照射するので、前記被加工物３２の回転数を前記レーザ光３４の照射回数としても構わない。
【００３７】
さらに、切断判定処理部４２は、センサ４０よりアンプ９９を介して前記検出信号が入力された際に、前記検出信号の示すセンサ出力を前記データ格納領域に格納すると共に、前記センサ出力が所定の閾値を越えているか否かを判定する。ここで、前記センサ出力が前記閾値を越えている場合、前記切断判定処理部４２は、前記センサ出力に対応する回転角度において被加工物３２が局部的に切断されたものと判断し、前記センサ出力に対応する回転角度を示す切断停止信号をレーザ発振制御部４４に出力する。すなわち、切断判定処理部４２は、次回以降のレーザ光照射の際に、前記回転角度に対してレーザ光照射を行わずにスキップするように、前記回転角度を示す切断停止信号をレーザ発振制御部４４に出力する。
【００３８】
レーザ発振制御部４４は、前記回転角度においてレーザ光源３６に対するパルス電圧の供給を停止し、この結果、前記レーザ光源３６は、前記切断停止信号の示す回転角度において次回以降はレーザ光照射をスキップする。
【００３９】
本実施形態に係るレーザ切断加工方法に用いられるレーザ切断加工システム３０は、以上のように構成されるものであり、次に、前記レーザ切断加工方法の作用効果について、図１〜図１１を参照しながら説明する。
【００４０】
図６は、マスター担体１０の形成と、前記形成されたマスター担体１０よりスレーブ媒体１２に磁気転写を行う一連の工程を示すフローチャートである。
【００４１】
先ず、複数の溝が同心円状に形成された凹凸パターンを有する原盤より被加工物３２を形成する（ステップＳ１）。この場合、前記原盤の凹凸パターンに対してニッケル又はニッケル合金を電鋳した後に、該電鋳部分を剥離することにより前記凹凸パターン（溝１８）を有する被加工物３２が形成される。
【００４２】
次いで、スレーブ媒体１２の寸法に合わせて、レーザ切断加工システム３０（図４及び図５参照）により被加工物３２から円環状のマスター担体１０を切り出す(ステップＳ２)。
【００４３】
この場合、先ず、前記凹凸パターンがレーザ光源３６側となるように被加工物３２を回転ステージ７６に載置し、前記載置された被加工物３２をクランパ９２で前記回転ステージ７６に固定する。この場合、前記各溝１８と回転ステージ７６とが略同心となるように前記被加工物３２を前記回転ステージ７６に固定する。
【００４４】
次いで、切断判定処理部４２からの制御によってモータ６８を駆動してスクリューロッド７０を回転させ、ガイドレール５６、５８、９４の案内作用下にスライドテーブル６４上に配置されたレーザ光源３６及び支持部材９６上に配置されたセンサ４０を所定加工位置にまで変位させる。
【００４５】
レーザ光源３６及びセンサ４０が前記所定加工位置にまで移動した場合、モータ６８の駆動を停止し、次いで、切断判定処理部４２からの制御によってモータ７８を駆動して回転軸８６を回転し、プーリ８８及びベルト９０を介して回転ステージ７６を所定方向に回転させる。また、レーザ発振制御部４４は、前記切断判定処理部４２からの制御によりレーザ光源３６に所定時間毎にパルス電圧を供給する。この結果、レーザ本体４６は、レーザ光３４を生成し、レーザヘッド４８は、前記レーザ本体４６ｄで生成した前記レーザ光３４を下方に向かって前記レーザ光３４を間欠的に照射する。なお、前記切断判定処理部４２は、前記回転ステージ７６の回転開始のタイミングと、前記レーザ光３４の照射開始のタイミングとが同期するように、前記モータ７８及び前記レーザ発振制御部４４を制御する。
【００４６】
回転ステージ７６による被加工物３２の回転と該被加工物３２に対するレーザ光３４の照射とによって、前記被加工物３２における前記レーザ光３４の照射箇所では、該レーザ光３４が間欠的に照射されることになると共に、前記被加工物３２表面には円形の溝９３が形成され、所定角度における前記レーザ光３４の照射回数の増加に伴って、前記溝９３における切断加工位置も前記被加工物３２の底面側に移動する。
【００４７】
ここで、モータ７８（回転ステージ７６）の回転角度は、ロータリーエンコーダ８０で検出され、該ロータリーエンコーダ８０は、前記検出した回転角度を回転角度信号として切断判定処理部４２に出力する。また、センサ４０は、アンプ９９を介して切断判定処理部４２に信号を出力する。
【００４８】
切断判定処理部４２では、前記入力された信号の示すセンサ出力を前記入力された回転角度信号の示す回転角度に対応するセンサ出力としてデータ格納領域に格納すると共に、前記センサ出力が前記閾値を越えているか否かを判定する。この場合、レーザ光３４が被加工物３２の他面側にまで貫通していなければ、前記センサ出力は前記閾値以下であり、従って、切断判定処理部４２は、前記回転角度における前記被加工物３２の切断が完了していないものと判断する。
【００４９】
次いで、溝９３の一部が切断され、レーザ光３４が切断部分を介してセンサ４０に到達すると、該センサ４０は、前記到達したレーザ光３４を検出し、前記検出したレーザ光３４に対応するセンサ出力を検出信号としてアンプ９９を介して切断判定処理部４２に出力する。前記切断判定処理部４２では、前記検出信号の示すセンサ出力を前記データ格納領域に格納すると共に、前記センサ出力が前記閾値を越えているか否かを判定する。この場合、前記センサ出力が前記閾値を越えていれば、前記切断判定処理部４２は、前記回転角度における被加工物３２の切断が完了したものと判断し、次回以降のレーザ光３４の照射では前記回転角度についてスキップするように、該回転角度を示す切断停止信号をレーザ発振制御部４４に出力する。
【００５０】
レーザ発振制御部４４では、入力された切断停止信号に基づいて、前記回転角度においてレーザ光源３６に対するパルス電圧の供給を停止し、この結果、前記レーザ光源３６は、前記回転角度では前記レーザ光３４の生成を停止する。従って、前記レーザ光３４の照射回数が次回以降の前記回転角度において、レーザヘッド４８からのレーザ光３４の照射がないので、センサ４０は前記レーザ光３４を検出することができず、前記データ格納領域には、略０［Ｖ］のセンサ出力が格納される。このようにして、溝９３の各部分において切断加工が順次完了すると、次回以降は、レーザ光３４の照射がスキップされる。
【００５１】
そして、溝９３の全ての部分で切断が完了して、被加工物３２より円盤が切り出され、各検出信号に対応する回転角度が前記データ格納領域に格納されると、切断判定処理部４２は、レーザ発振制御部４４に前記切断停止信号を出力する一方で、モータ７８に対する駆動停止の制御も行う。この結果、レーザ発振制御部４４は、前記切断停止信号に基づいてレーザ光源３６の駆動を停止する。また、モータ７８の駆動停止により回転ステージ７６の回転も停止する。なお、マスター担体１０は、図１に示すように、円環状のディスクであるので、レーザ切断加工システム３０では、被加工物３２に対する１回目の切断加工を行った後に、レーザ光源移動機構５２によってレーザ照射位置が１回目の切断加工箇所よりも外方となるようにレーザ光源３６を移動させて２回目の切断加工を行う。これにより、前記被加工物３２より前記マスター担体１０が切り出される。
【００５２】
次いで、図６のステップＳ３では、ステップＳ２で被加工物３２（図５及び図６参照）より切り出されたマスター担体１０からスレーブ媒体１２への磁気転写を行う（図１〜図３Ｃ参照）。
【００５３】
この場合、先ず、図３Ａに示すように、スレーブ媒体１２の半径方向に初期磁界を印加して該スレーブ媒体１２内を磁化させる。次いで、図３Ｂに示すように、前記スレーブ媒体１２と、凹凸パターン（転写領域１４）が形成されたマスター担体１０の一面側とを密接させた状態で、前記スレーブ媒体１２の前記初期磁界の保磁力に対して２倍の磁界強度を有する転写磁界を、該初期磁界と反対方向に印加する。これにより、前記マスター担体１０及び前記スレーブ媒体１２内において、前記転写磁界が溝１８を回避するように通過する。この結果、図３Ｃに示すように、前記スレーブ媒体１２は、前記溝１８と対向する部分が前記転写磁界で磁化され、一方で、前記マスター担体１０との密着部分が前記初期磁界で磁化される。この結果、前記凹凸パターンに対応する各信号が前記マスター担体１０より前記スレーブ媒体１２に転写される。
【００５４】
次いで、マスター担体１０（図１及び図２参照）に記録されたトラッキング用サーボ信号、アドレス情報信号及び再生クロック信号等の各信号が、マスター担体１０よりスレーブ媒体１２に確実に磁気転写されたか否かを検査する（ステップＳ４）。
【００５５】
この検査では、前記スレーブ媒体１２の半径方向に沿って外方より内方に向かって、あるいは内方より外方に向かって検査用磁気ヘッドを該スレーブ媒体１２上方で走査し、前記検査用磁気ヘッドから出力された走査結果を示す信号をＡ／Ｄ変換してパーソナルコンピュータに取り込む。
【００５６】
この場合、前記走査は、スレーブ媒体１２の全面にわたって行われ、前記パーソナルコンピュータは、前記スレーブ媒体１２全面における走査結果を再生出力信号としてマッピングし、前記再生出力信号のレベルの全体平均値に対して７０％以下の箇所が、前記スレーブ媒体１２全体の０．５％以下であれば、マスター担体１０からスレーブ媒体１２に前記各信号（転写信号）が確実に転写されたものと判断して、前記スレーブ媒体１２における転写信号の品位が良好であるものと判定する。
【００５７】
一方、前記７０％以下の箇所が、スレーブ媒体１２全体の０．５％を越えると、マスター担体１０から前記スレーブ媒体１２に前記転写信号が良好に転写されていないものと判断して、前記スレーブ媒体１２における転写信号の品位が不良であると判定する。
【００５８】
次に、ステップＳ２において、被加工物３２からマスター担体１０を切り出すための最適条件について説明する。
【００５９】
ここでは、先ず、レーザ切断加工システム３０（図４及び図５参照）において、厚みの異なる各被加工物１２２表面に波長の異なるレーザ光３４を照射して前記各被加工物３２からマスター担体１０を切り出し、各切断加工における前記レーザ光３４のピーク出力と前記レーザ光３４の総照射時間とを算出する。次いで、前記切り出されたマスター担体１０からスレーブ媒体１２に磁気転写を行う（図６のステップＳ３）。最後に、ステップＳ４において、前記スレーブ媒体１２の転写信号の品位評価試験を行って、前記評価試験に合格したスレーブ媒体１２に磁気転写を行ったマスター担体１０を切り出した際におけるピーク出力及び総照射時間を被加工物３２に対する切断加工の最適条件とする。
【００６０】
ここで、レーザ光３４のピーク出力とは、１回のレーザ光照射によってレーザ光源３６から被加工物３２に供給される前記レーザ光３４の全エネルギーを該レーザ光３４のパルス幅（半値全幅）で割った値である。また、前記レーザ光３４の総照射時間とは、前記被加工物３２を前記レーザ光３４によって１［ｍｍ］切断するために必要な時間であり、この場合、前記被加工物３２を１［ｍｍ］切断するために該被加工物３２に照射された前記レーザ光３４の照射時間の総和である。
【００６１】
すなわち、前記レーザ光３４の周波数をｆ［ｋＨｚ］とし、そのパルス幅をλ［ｎｓ］とし、前記レーザ光３４による被加工物３２の加工速度をｖ［ｍｍ／ｓ］とし、前記レーザ光３４の照射回数をｎ［回］とし、前記レーザ光３４の総照射時間をＸ［μｓ／ｍｍ］とすれば、下記の（１）で表わされる。
【００６２】
Ｘ＝ｆ×λ×ｎ／ｖ （１）
本実施形態では、被加工物３２の最適な切断加工条件を求めるために、回転ステージ７６に厚みが０．１５［ｍｍ］、０．３０［ｍｍ］又は０．５０［ｍｍ］のニッケル又はニッケル合金からなる板体を被加工物３２として配置し、ＹＡＧレーザをレーザ光源３６とし、その基本波（波長λ＝１０６４［ｎｍ］）、２倍波（λ＝５３２［ｎｍ］）又は３倍波（λ＝３５５［ｎｍ］）のレーザ光３４を被加工物３２に照射して、該被加工物３２に対する切断加工を行った。
【００６３】
図７は、λ＝１０６４［ｎｍ］における切断加工結果の表を一例として示し、図７において、「切断可否」とは、被加工物３２の切断を行えたか否かを示すものであり、○印は切断加工を行えた場合であり、一方で、×印は被加工物３２を切断できなかった場合である。
【００６４】
前記ピーク出力をＹ［ｋＷ］とすると、同一波長でレーザ光３４のピーク出力Ｙが略同じ値であっても総照射時間Ｘが小さいと、全ての被加工物３２を切断することができない。例えば、図７において、実施例７は、Ｙ＝２０［ｋＷ］及びＸ＝０．１［ｍｓ］の切断加工条件で全ての被加工物３２を切断できた場合（切断可否：○）であり、一方で、実施例９は、Ｙ＝２０［ｋＷ］及びＸ＝０．０１［ｍｓ］の切断加工条件で全ての被加工物３２を切断できなかった場合（切断可否：×）である。
【００６５】
また、同一波長でレーザ光３４の総照射時間Ｘが略同じ値であっても、ピーク出力Ｙが小さいと全ての被加工物３２を切断することができない。例えば、図７の実施例２は、Ｙ＝２００［ｋＷ］及びＸ＝０．０２４［ｍｓ］の切断加工条件で全ての被加工物３２を切断できた場合（切断可否：○）であり、一方で、図９の実施例８は、Ｙ＝２０［ｋＷ］及びＸ＝０．０３［ｍｓ］で且つ一部の被加工物３２の切断ができなかった場合である。
【００６６】
次いで、被加工物３２より切り出されたマスター担体１０（λ＝１０６４［ｎｍ］では、図７において切断可否が○印の実施例）からスレーブ媒体１２に対して磁気転写を行い（図６のステップＳ３）、最後に前記スレーブ媒体１２の転写信号の品位評価試験を行った（ステップＳ４）。
【００６７】
図７における「信号品位」とは、前記転写信号の品位評価試験の結果を示し、○印は、再生出力信号のレベルの全体平均値に対して７０％以下の箇所が、前記スレーブ媒体１２全体の０．５％以下である場合であり、×印は、前記７０％以下の箇所が、前記スレーブ媒体１２全体の０．５％を越える場合である。
【００６８】
図８〜図１０は、前記品位評価試験に合格した各実施例のピーク出力Ｙ及び総照射時間Ｘより得られた被加工物３２の最適な切断加工条件を示すグラフである。この場合、曲線１００ａ〜１００ｃよりも前記ピーク出力Ｙが大きく且つ直線１０２ａ〜１０２ｃよりも総照射時間Ｘの短い領域１０４に前記合格した各実施例が存在し、該領域１０４の範囲内でレーザ光３４のピーク出力Ｙと総照射時間Ｘとを設定すれば前記被加工物３２よりマスター担体１０を効率よく切り出すことが可能となる。すなわち、これらの曲線１００ａ〜１００ｃ及び直線１０２ａ〜１０２ｃは、前記品位評価試験に合格するか否かの境界線である。
【００６９】
前記領域１０４の範囲は、波長λや被加工物３２の厚みｔによって変化する。例えば、図８において、厚みｔを０．１５ｍｍから０．５ｍｍに変更すると、領域１０４におけるピーク出力Ｙの境界線は、曲線１００ａより曲線１００ｃに変化し、総照射時間Ｘの境界線は、直線１０２ａより直線１０２ｃに変化する。また、切断加工後における過度のエネルギー供給を防止するために、切断加工時におけるピーク出力Ｙは、前記領域１０４のうち曲線１００ａ〜１００ｃ近傍に設定することが好ましい。
【００７０】
ここで、前記曲線１００ａ〜１００ｃよりも前記ピーク出力Ｙが低ければ、切断加工の際に、レーザ光３４より被加工物３２に供給されるエネルギーが小さいので、該被加工物３２を切断することができない。一方、前記直線１０２ａ〜１０２ｃよりも総照射時間Ｘが長いと、レーザ光３４から被加工物３２に過度のエネルギーが供給されるので、該被加工物３２での溶融領域が拡大されて、マスター担体１０の寸法精度が低下するほか、切断面近傍に多量のドロスが発生する。また、前記過度のエネルギー供給により、前記切断面近傍におけるソリやバリ等の表面変形が発生しやすい。
【００７１】
従って、被加工物３２より良好な切断面品質を有するマスター担体１０を切り出すには、上記した領域１０４に適合するように切断加工条件を設定すればよい。
【００７２】
そして、図８〜図１０における領域１３６の範囲は、下記の（２）式で表わすことができる。
【００７３】
ｌｏｇＹ≧ｂＸcｌｏｇａ
（０＜Ｘ≦ｄ、ａ＝２、ｃ＝−０．１３） （２）
ここで、λ＝１０６４［ｎｍ］の場合（図８参照）、０［ｍｍ］＜ｔ≦０．２［ｍｍ］であればｂ＝３．４及びｄ＝０．０９であり、０．２［ｍｍ］＜ｔ≦０．４［ｍｍ］であればｂ＝３．６及びｄ＝０．１３であり、０．４［ｍｍ］＜ｔ≦０．６［ｍｍ］であればｂ＝３．８及びｄ＝０．２である（０［ｍｍ］＜ｔ≦０．６［ｍｍ］においてｂ＝３．４〜３．８且つｄ＝０．０９〜０．２）。
【００７４】
また、λ＝５３２［ｎｍ］の場合（図９参照）、０［ｍｍ］＜ｔ≦０．２［ｍｍ］であればｂ＝３．０及びｄ＝０．１３であり、０．２［ｍｍ］＜ｔ≦０．４［ｍｍ］であればｂ＝３．２及びｄ＝０．１８であり、０．４［ｍｍ］＜ｔ≦０．６［ｍｍ］であればｂ＝３．４及びｄ＝０．２５である（０［ｍｍ］＜ｔ≦０．６［ｍｍ］においてｂ＝３．０〜３．４且つｄ＝０．１３〜０．２５）。
【００７５】
さらに、λ＝３５５［ｎｍ］の場合（図１０参照）、０［ｍｍ］＜ｔ≦０．２［ｍｍ］であればｂ＝２．８及びｄ＝０．１５であり、０．２［ｍｍ］＜ｔ≦０．４［ｍｍ］であればｂ＝３．０及びｄ＝０．１８であり、０．４［ｍｍ］＜ｔ≦０．６［ｍｍ］であればｂ＝３．２及びｄ＝０．２８である（０［ｍｍ］＜ｔ≦０．６［ｍｍ］においてｂ＝２．８〜３．２且つｄ＝０．１５〜０．２８）。
【００７６】
従って、本実施形態では、３５５［ｎｍ］≦λ≦１０６４［ｎｍ］及び０［ｍｍ］＜ｔ≦０．６［ｍｍ］である場合、ｂ＝２．８〜３．８且つｄ＝０．０９〜０．２８となる。
【００７７】
図１１Ａは、レーザ切断加工システム３０（図４及び図５参照）により切り出されたマスター担体１０の切断面を示す一部拡大側面図であり、図１１Ｂ及び図１１Ｃは、従来技術に係るレーザ切断加工装置を用いて切断加工されたマスター担体１０の切断面を示す一部拡大側面図である。なお、図１１Ｂは、レーザ光の照射回数が少ない場合又はレーザ光のエネルギーが小さい場合であり、マスター担体１０の底面側は非切断領域である。また、図１１Ｃは、レーザ光の照射回数が多すぎる場合又はレーザ光のエネルギーが大きすぎる場合である。
【００７８】
図１１Ａでは、マスター担体１０の両面側にバリやソリ等の表面変形が発生していないと共に、切断面に溶融痕が付着していない。これは、従来技術に係るレーザ切断加工システムと比較して、レーザ光３４の強度が低く、さらに、切断加工が完了した部分よりレーザ光３４の照射を順次停止するので、被加工物３２に対する過度のエネルギー供給が防止されるためである。
【００７９】
これに対して、図１１Ｂでは、レーザ光の照射回数が少ないか、あるいは、レーザ光のエネルギーが小さいので、照射面側でのバリやソリ等の表面変形は発生しないが、切断加工に必要なエネルギーが被加工物３２に対して十分に供給されていないので該被加工物３２を完全に切断することはできない。
【００８０】
また、図１１Ｃでは、レーザ光の照射回数が多いか、あるいは、レーザ光のエネルギーが大きすぎるので、被加工物３２の切断が可能であっても、該被加工物３２に対して過度のエネルギー供給が行われ、この結果、マスター担体１０の両面側でバリやソリ等の表面変形が発生したり、切断面において溶融痕が付着する。
【００８１】
このように、本実施形態に係る磁気転写用マスター担体１０のレーザ切断加工方法によれば、被加工物３２の厚みｔとレーザ光３４の波長λとに対応して、前記レーザ光３４のピーク出力Ｙと、前記被加工物３２の前記レーザ光３４の総照射時間Ｘとを設定することにより、前記被加工物３２に対する過度のエネルギー供給が抑制され、前記レーザ光３４の照射部分における溶融領域の拡大を防止することが可能となる。この結果、マスター担体１０の寸法精度を確保することができると共に、切断加工におけるドロスの発生や切断面近傍におけるソリやバリ等の表面変形を抑制することが可能となる。従って、磁気転写工程における前記マスター担体１０とスレーブ媒体１２との密着性を向上し、該マスター担体１０に記録された各信号を確実に前記スレーブ媒体１２に磁気転写することができる。
【００８２】
なお、本発明に係るレーザ切断加工方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】マスター担体の平面図である。
【図２】マスター担体とスレーブ担体とを重畳した状態における図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った一部拡大断面図である。
【図３】図３Ａは、スレーブ媒体に初期磁界を印加した状態を示す一部拡大断面図であり、図３Ｂは、マスター担体及び前記スレーブ媒体に転写磁界を印加した状態を示す一部拡大断面図であり、図３Ｃは、スレーブ媒体に対する磁気転写が完了した状態を示す一部拡大断面図である。
【図４】本実施形態に係るレーザ切断加工方法に用いられるレーザ切断加工システムの平面図である。
【図５】図４のレーザ切断加工システムの側面図である。
【図６】被加工物よりマスター担体を形成し、前記形成されたマスター担体からスレーブ媒体に磁気転写を行う一連の処理を示すフローチャートである。
【図７】レーザ光の波長が１０６４［ｎｍ］における切断加工の結果を示す表である。
【図８】レーザ光の波長が１０６４［ｎｍ］における転写信号の品位評価試験に合格した各実施例が存在する領域を示すグラフである。
【図９】レーザ光の波長が５３２［ｎｍ］における転写信号の品位評価試験に合格した各実施例が存在する領域を示すグラフである。
【図１０】レーザ光の波長が３５５［ｎｍ］における転写信号の品位評価試験に合格した各実施例が存在する領域を示すグラフである。
【図１１】図１１Ａは、図４及び図５のレーザ切断加工システムにおいて被加工物から切り出されたマスター担体の切断面を示す断面図であり、図１１Ｂ及び図１１Ｃは、従来技術に係るレーザ切断加工システムにおいて被加工物から切り出されたマスター担体の切断面を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０…マスター担体 １２…スレーブ媒体
３０…レーザ切断加工システム ３２…被加工物
３４…レーザ光 ３６…レーザ光源
１００ａ〜１００ｃ…曲線 １０２ａ〜１０２ｃ…直線
１０４…領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状の被加工物にレーザ光を照射して該被加工物を所定形状に切断加工することにより磁気転写用マスター担体を形成するレーザ切断加工方法であって、より詳細には、磁気記録再生装置用の磁気記録媒体への各種信号の磁気転写に好適な磁気転写用マスター担体のレーザ切断加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、デジタル画像情報の利用により、パーソナルコンピュータ等で取り扱う情報量が飛躍的に増大しており、前記情報の記録及び再生のために大容量、安価且つ短時間でアクセス可能な磁気記録媒体が望まれている。このような磁気記録媒体としては、ハードディスク等の磁気記録媒体やリムーバブル型の高密度磁気記録媒体があり、これらの磁気記録媒体は、フレキシブルディスクと比較して、情報記録領域である各トラックのトラック幅が小さい。従って、前記磁気記録媒体では、情報の記録及び再生を行う際にトラッキングサーボ技術を利用して磁気ヘッドを前記磁気記録媒体の半径方向に沿って所望位置にまで正確に走査すると共に、前記情報の記録及び再生に必要なトラッキング用サーボ信号、アドレス情報信号及び再生クロック信号等が、高い位置決め精度で前記磁気記録媒体の円周方向に沿って所定角度間隔で予め記憶（プリフォーマット）されている必要がある。
【０００３】
前記プリフォーマットでは、上記した各信号を磁気記録媒体の１トラック毎に記録する方法があるが、この方法では、記録の完了までに長時間を要するので、プリフォーマットすべき前記各信号が予め記憶されたマスター担体よりスレーブ媒体に対して磁気転写を行い、前記磁気転写されたスレーブ媒体を前記磁気記録媒体とする方法が一般的に採られている。この場合、前記マスター担体と前記スレーブ媒体とを密着した状態で転写磁界を印加することにより、該マスター担体における前記各信号の磁気パターンが前記スレーブ媒体に磁気的に転写される。
【０００４】
このようなマスター担体は、先ず、鋳型となる原盤に金属（例えば、ニッケル）を電鋳し、前記電鋳された金属板を前記スレーブ媒体のサイズに合わせてレーザ切断加工を施すことにより形成される。この場合、レーザ出力の大きな切断加工装置を用いて一回のレーザ光照射で前記マスター担体の切断加工を行うと、前記レーザ光によって過度のエネルギーが切断部分に供給されて、前記エネルギーによる発熱でソリやバリ等の表面変形が発生する。この結果、前記プリフォーマットにおいて、前記マスター担体と前記スレーブ媒体との密着性を確保することができないという問題が露呈する。また、切断加工時に発生する溶融痕が切断面に付着して、該切断面の品質を確保することができないという問題もある。
【０００５】
一方、上記した一回のレーザ光照射による切断加工に起因する問題点を改善するために、レーザ出力を十分に低減した状態で、被加工物の厚み方向にレーザ光を繰り返し照射しながら切断加工を行う特許文献１に記載の技術や、被加工物に対するレーザ切断加工を行った後に切断部分にレーザ光を再度照射して、該被加工物に付着した凝集物を除去する特許文献２に記載の技術が提案されている（特許文献１、２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１５０１７０号公報
【特許文献２】特開平２−３４２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１の技術は、コンクリートや岩石のような厚みのある材料に対する切断加工であり、マスター担体が切り出される薄肉の被加工物に対して切断加工を行うと、レーザ光の照射によって前記被加工物に過度のエネルギーが供給され、この結果、該被加工物における溶融領域が拡大されて加工線幅が広くなり、前記マスター担体の寸法精度が低下する。また、前記溶融領域の拡大によって多量のドロスが切断面近傍に発生して付着するという問題がある。さらに、過度のエネルギーを前記被加工物に供給することにより、切断面近傍におけるソリやバリ等の表面変形が発生する。
【０００８】
一方、特許文献２の技術は、非金属材料に対する切断加工に関するものであり、金属材料からなる被加工物を切断する際には、レーザ光の波長やピーク出力、照射時間等の照射条件を適切に設定しなければ、前記被加工物に付着した凝集物を除去することはできない。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、被加工物より良好な切断面品質を有する磁気転写用マスター担体を切り出すことが可能なレーザ切断加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、板状の被加工物にレーザ光を照射して該被加工物を所定形状に切断加工することにより形成される磁気転写用マスター担体のレーザ切断加工方法において、前記被加工物は、ニッケル又はニッケル合金を表面に有する円盤からなり、前記被加工物の一面側に前記レーザ光を照射して照射部分に対する切断加工を行う際に、前記レーザ光のピーク出力をＹとし、前記被加工物に対する前記レーザ光の総照射時間をＸとしたときに、ｌｏｇＹ≧ｂＸcｌｏｇａ及び０＜Ｘ≦ｄ（ａ＝２、ｃ＝−０．１３）となるように前記ピーク出力Ｙ及び前記総照射時間Ｘを設定し、前記ｂ及び前記ｄは、前記レーザ光の波長及び前記被加工物の厚みによって変化することを特徴とする。
【００１１】
上記した構成によれば、前記被加工物の厚みと前記レーザ光の波長とに対応して前記ピーク出力Ｙと前記総照射時間Ｘとを設定することにより、前記被加工物に対する過度のエネルギー供給が抑制され、前記レーザ光の照射部分における溶融領域の拡大を防止することが可能となる。この結果、前記マスター担体の寸法精度を確保することができると共に、切断加工におけるドロスの発生や切断面近傍におけるソリやバリ等の表面変形を抑制することが可能となる。従って、磁気転写工程における前記マスター担体と前記スレーブ媒体との密着性が向上し、該マスター担体に記録された各信号を確実に前記スレーブ媒体に磁気転写することができる。
【００１２】
ここで、前記レーザ光の波長をλとし、前記被加工物の厚みをｔとしたときに、３５５［ｎｍ］≦λ≦１０６４［ｎｍ］及び０［ｍｍ］＜ｔ≦０．６［ｍｍ］である場合、ｂ＝２．８〜３．８且つｄ＝０．０９〜０．２８であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、被加工物の厚みとレーザ光の波長とに対応して、前記レーザ光のピーク出力Ｙと、前記被加工物の総照射時間Ｘとを設定することにより、前記被加工物に対する過度のエネルギー供給が抑制され、前記レーザ光の照射部分における溶融領域の拡大を防止することが可能となる。この結果、マスター担体の寸法精度を確保することができると共に、切断加工におけるドロスの発生や切断面近傍におけるソリやバリ等の表面変形を抑制することが可能となる。従って、磁気転写工程における前記マスター担体と前記スレーブ媒体との密着性が向上し、該マスター担体に記録された各信号を確実に前記スレーブ媒体に磁気転写することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る磁気転写用マスター担体のレーザ切断加工方法について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係るレーザ切断加工システムにより形成された磁気転写用マスター担体（以下、マスター担体ともいう。）１０の平面図であり、図２は、前記マスター担体１０の一面側とスレーブ媒体１２とを重畳させた状態を示す一部拡大断面図である。また、図３Ａは、前記スレーブ媒体１２に初期磁界を印加した状態を示す一部拡大断面図であり、図３Ｂは、前記マスター担体１０と前記スレーブ媒体１２とを重畳させて転写磁界を印加した状態を示す一部拡大断面図であり、図３Ｃは、プリフォーマット後の前記スレーブ媒体１２内の前記初期磁界及び前記転写磁界を示す一部拡大断面図である。
【００１６】
マスター担体１０は、図１及び図２に示すように、ニッケル又はニッケルを含む合金材料からなる円環状のディスクであり、その一面側に円環状の転写領域１４と該転写領域１４の外方及び内方の非転写領域１６とが各々形成されている。この場合、前記転写領域１４には、複数の溝１８が同心円状に形成されている。前記各溝１８によって形成される前記転写領域１４の凹凸パターンは、スレーブ媒体１２に転写すべき信号（トラッキング用サーボ信号、アドレス情報信号及び再生クロック信号等）に対応したパターンとされている。
【００１７】
一方、スレーブ媒体１２は、磁性体からなるディスクであり、このようなディスクとしては、例えば、剛性の磁性体からなるハードディスク用の磁気記録媒体や、可撓性の磁性体からなるリムーバブル型の高密度磁気記録媒体や、フレキシブルディスク用の高密度磁気記録媒体がある。
【００１８】
マスター担体１０よりスレーブ媒体１２に前記信号を磁気転写（プリフォーマット）する場合には、先ず、図３Ａに示すように、前記スレーブ媒体１２の半径方向（トラック方向）に初期磁界を印加して該スレーブ媒体１２内を磁化させる。次いで、図３Ｂに示すように、前記マスター担体１０の一面側と前記スレーブ媒体１２とを密接させた状態で、該スレーブ媒体１２の前記初期磁界の保磁力に対して２倍の磁界強度を有する転写磁界を該初期磁界と反対方向に印加する。これにより、前記マスター担体１０及び前記スレーブ媒体１２内において、前記転写磁界が各溝１８を回避するように通過し、この結果、図３Ｃに示すように、前記スレーブ媒体１２は、前記溝１８と対向する部分が前記転写磁界で磁化され、一方で、前記マスター担体１０との密着部分が前記初期磁界で磁化されるので、前記凹凸パターンに対応する前記各信号が前記マスター担体１０より前記スレーブ媒体１２に転写される。
【００１９】
次に、本実施形態に係るレーザ切断加工方法を用いて被加工物３２よりマスター担体１０を切り出すレーザ切断加工システム３０について、図４及び図５を参照しながら説明する。
【００２０】
このレーザ切断加工システム３０は、前記被加工物３２に対する最適な切断加工条件を求めるための実験用装置と、前記切断加工条件に基づいて該被加工物３２よりマスター担体１０（図１及び図２参照）を切り出す実際の装置との機能を兼ね備えている。
【００２１】
レーザ切断加工システム３０は、マスター担体１０（図１〜図３Ｃ参照）が切り出されるニッケル又はニッケル合金からなる板状の被加工物３２の一面側（図４及び図５に示す上面側）にレーザ光３４を照射して照射部分の切断加工を行うレーザ光源（レーザ光照射手段）３６と、前記被加工物３２を回転可能な被加工物回転機構３８と、前記被加工物３２の他面側（底面側）に配置され且つ前記レーザ光３４を検出し、検出結果を検出信号として出力するセンサ（レーザ光検出手段）４０と、前記検出信号の入力に基づいて前記被加工物３２の照射部分が切断されたことを判定し、判定結果を前記照射部分での切断加工を停止するための切断停止信号として出力する切断判定処理部（切断判定手段）４２と、前記切断停止信号の入力に基づいて前記レーザ光源３６から前記照射部分に対するレーザ光３４の照射を停止させるレーザ発振制御部（レーザ光照射制御手段）４４とを有する。
【００２２】
なお、被加工物３２の一面側（上面側）には、前記した凹凸パターンが形成され、前記被加工物３２を該凹凸パターンを含んで円環状に切り出すことにより、マスター担体１０（図１及び図２参照）が得られる。
【００２３】
レーザ光源３６は、所定波長を有するレーザ光３４を所定時間間隔で生成するレーザ本体４６と、該レーザ本体４６に連結され前記レーザ光３４を被加工物３２の一面側に間欠的に照射するレーザヘッド４８とから構成されるパルス発振レーザである。前記所定波長としては、被加工物３２を構成する材料にとって吸収効率の良い波長を選択することが好ましく、例えば、ニッケル又はニッケル合金に対して１０６４［ｎｍ］、５３２［ｎｍ］又は３５５［ｎｍ］の波長とすると好適である。
【００２４】
レーザ発振制御部４４は、レーザ光源３６を駆動するためのパルス電源であり、該レーザ発振制御部４４からレーザ本体４６に所定時間間隔でパルス電圧を供給すると、該レーザ本体４６は、前記パルス電圧のパルス幅の時間内において所定波長のレーザ光３４を生成し、レーザヘッド４８は、前記被加工物３２に対して前記生成されたレーザ光３４を照射する。
【００２５】
この場合、レーザ発振制御部４４は、被加工物回転機構３８によって被加工物３２が１回転する間に、前記レーザ光３４が前記被加工物３２に対して所定の回転角度間隔（例えば、１′毎）で１回づつ照射されるように、レーザ発振制御部４４からレーザ本体４６にパルス電圧を供給する。すなわち、前記被加工物３２の回転数と前記被加工物３２の照射部分に対する前記レーザ光３４の照射回数とは対応することになる。
【００２６】
これにより、前記被加工物３２における前記レーザ光３４の照射部分では、該レーザ光３４が間欠的に照射され、従って、時間経過と共に前記照射部分におけるニッケル又はニッケル合金が切断されて、切断加工位置が底面側に変位する。そのため、前記レーザヘッド４８は、前記レーザ光３４の焦点位置が前記切断加工位置と常時一致するように、前記被加工物３２表面に対して進退自在な図示しない位置合わせ機構を備えている。このような位置合わせ機構としては、例えば、前記レーザ光３４が通過する集光レンズの位置を前記被加工物３２表面に対して進退させる機構のほか、前記レーザヘッド４８自体が前記被加工物３２表面に対して進退する機構でよい。
【００２７】
また、被加工物３２表面とレーザ光３４の光軸とのなす角度は、前記レーザ光３４がＰ偏光である場合には、ブリュースター角を含めて３０°〜６０°とすることが好ましい。また、前記レーザ光３４がＳ偏光、ランダム偏光又は不定波偏光である場合には、被加工物３２表面と直交するように前記レーザ光３４を照射することが好ましい。上述した各照射条件であれば、前記被加工物３２表面での反射率を小さくして切断加工時のエネルギー効率を向上することができる。
【００２８】
レーザ本体４６は、テーブル５０上に配置されたレーザ光源移動機構５２により、該レーザ光源３６の長手方向と直交する方向（図４の左右方向）に移動可能である。すなわち、前記レーザ光源移動機構５２は、前記テーブル５０上に配置されたステージ５４と、該ステージ５４上で前記直交方向に沿って並設されたガイドレール５６、５８と、該レーザ本体４６を支持し且つ前記ガイドレール５６、５８に配置された支持部材６０、６２を介して前記直交方向に摺動可能なスライドテーブル６４と、前記ステージ５４上に配置されたモータ６８と、前記モータ６８に軸着され且つガイドレール５６、５８間で前記直交方向に沿って延在するスクリューロッド７０と、前記モータ６８と共働して前記スクリューロッド７０を回動自在に軸支する支持部材７２とを有する。
【００２９】
この場合、スクリューロッド７０は、スライドテーブル６４よりステージ５４側に延在する係合部材７４と係合しており、モータ６８を駆動して前記スクリューロッド７０をその軸線を中心に回転させると、前記係合部材７４、スライドテーブル６４及びレーザ光源３６は、ガイドレール５６、５８の案内作用下に前記直交方向に変位可能である。
【００３０】
被加工物回転機構３８は、被加工物３２を配置する円環状の回転ステージ（被加工物固定手段）７６と、モータ（回転駆動手段）７８と、該モータ７８の回転角度を検出するロータリーエンコーダ（回転角度検出手段）８０とを有し、前記回転ステージ７６は、円環状の回転スライドリング８２を介してテーブル８４上に配置されている。そして、回転ステージ７６上には、前記被加工物３２を固定する４つのクランパ９２が、９０°毎に配置されている。また、前記モータ７８の回転軸８６に軸支されたプーリ８８と前記回転ステージ７６とにベルト９０が懸架されている。
【００３１】
これにより、モータ７８を駆動すると、ベルト９０を介して回転ステージ７６及び被加工物３２が所定方向に回転し、この状態でレーザヘッド４８から前記被加工物３２表面の所定位置にレーザ光３４が間欠的に照射される。すなわち、前記被加工物３２が１回転する毎に所定の回転角度間隔で前記レーザ光３４が照射されるので、この結果、前記被加工物３２の各照射部分が切断されて円状の溝９３が形成される。この場合、前記被加工物３２における前記溝９３内方は図示しない吸着機構によって吸着されているので、前記溝９３の内方が前記被加工物３２より切り抜かれても落下することはない。
【００３２】
また、ロータリーエンコーダ８０は、モータ７８の回転角度、換言すれば、回転ステージ７６の回転角度を検出し、検出結果を回転角度信号として切断判定処理部４２に出力する。
【００３３】
さらに、テーブル５０における回転ステージ７６側の側部には、ガイドレール５６、５８に沿ってガイドレール９４が取着され、該ガイドレール９４の案内作用下に摺動自在な支持部材９６を介して、被加工物３２下方にセンサ４０が配設されている。この場合、前記支持部材９６の基端部分９６ａは、前記ガイドレール９４より被加工物３２に沿って延在し且つ連結部材９８を介してスライドテーブル６４に連結され、一方で、前記基端部分９６ａより略Ｌ字状の先端部分９６ｂがテーブル５０から離間する方向に延在している。そして、前記先端部分９６ｂにおいて、前記センサ４０は、その受光面がレーザ光３４の略直下となるように配置されている。
【００３４】
この結果、支持部材６０、６２を介してスライドテーブル６４をガイドレール５６、５８の案内作用下に摺動すると、支持部材９６及びセンサ４０は、ガイドレール９４の案内作用下に、連結部材９８を介して前記スライドテーブル６４と一体的に摺動する。また、被加工物３２の照射部分が切断されてレーザ光３４が前記センサ４０に到達すると、該センサ４０は、前記到達したレーザ光３４を検出し、検出結果を検出信号としてアンプ９９に出力する。前記アンプ９９は、前記検出信号を増幅して切断判定処理部４２に出力する。
【００３５】
切断判定処理部４２は、図示しないメモリを有し、該メモリのデータ格納領域にロータリーエンコーダ８０（図４及び図５参照）から入力された回転角度信号の示すモータ７８（回転ステージ７６）の回転角度に関するデータを格納すると共に、センサ４０からアンプ９９を介して入力された信号をセンサ出力として前記データ格納領域に格納する。また、切断判定処理部４２は、レーザ光源３６から被加工物３２に対するレーザ光３４の照射開始のタイミングと、回転ステージ７６による被加工物３２の回転開始のタイミングとが同期するように、レーザ発振制御部４４及びモータ７８に対する駆動制御を行う。
【００３６】
切断判定処理部４２では、ロータリーエンコーダ８０より回転角度が入力され、且つセンサ４０からアンプ９９を介して所定のセンサ出力が入力されたときに、前記データ格納領域内の前記回転角度に対応するセンサ出力の格納箇所に前記入力されたセンサ出力を格納する。また、前記切断判定処理部４２では、回転ステージ７６が回転開始角度から１回転するまでの回転角度範囲におけるレーザ光３４の照射回数を１回分と設定し、前記データ格納領域内には、前記レーザ光３４を最初に照射した前記回転開始角度を基準としたときの前記回転ステージ７６（前記被加工物３２）の回転数が前記レーザ光３４の照射回数として格納されている。すなわち、レーザ光源３６は、前記被加工物３２が１回転する毎に前記各回転角度に対して前記レーザ光３４を照射するので、前記被加工物３２の回転数を前記レーザ光３４の照射回数としても構わない。
【００３７】
さらに、切断判定処理部４２は、センサ４０よりアンプ９９を介して前記検出信号が入力された際に、前記検出信号の示すセンサ出力を前記データ格納領域に格納すると共に、前記センサ出力が所定の閾値を越えているか否かを判定する。ここで、前記センサ出力が前記閾値を越えている場合、前記切断判定処理部４２は、前記センサ出力に対応する回転角度において被加工物３２が局部的に切断されたものと判断し、前記センサ出力に対応する回転角度を示す切断停止信号をレーザ発振制御部４４に出力する。すなわち、切断判定処理部４２は、次回以降のレーザ光照射の際に、前記回転角度に対してレーザ光照射を行わずにスキップするように、前記回転角度を示す切断停止信号をレーザ発振制御部４４に出力する。
【００３８】
レーザ発振制御部４４は、前記回転角度においてレーザ光源３６に対するパルス電圧の供給を停止し、この結果、前記レーザ光源３６は、前記切断停止信号の示す回転角度において次回以降はレーザ光照射をスキップする。
【００３９】
本実施形態に係るレーザ切断加工方法に用いられるレーザ切断加工システム３０は、以上のように構成されるものであり、次に、前記レーザ切断加工方法の作用効果について、図１〜図１１を参照しながら説明する。
【００４０】
図６は、マスター担体１０の形成と、前記形成されたマスター担体１０よりスレーブ媒体１２に磁気転写を行う一連の工程を示すフローチャートである。
【００４１】
先ず、複数の溝が同心円状に形成された凹凸パターンを有する原盤より被加工物３２を形成する（ステップＳ１）。この場合、前記原盤の凹凸パターンに対してニッケル又はニッケル合金を電鋳した後に、該電鋳部分を剥離することにより前記凹凸パターン（溝１８）を有する被加工物３２が形成される。
【００４２】
次いで、スレーブ媒体１２の寸法に合わせて、レーザ切断加工システム３０（図４及び図５参照）により被加工物３２から円環状のマスター担体１０を切り出す(ステップＳ２)。
【００４３】
この場合、先ず、前記凹凸パターンがレーザ光源３６側となるように被加工物３２を回転ステージ７６に載置し、前記載置された被加工物３２をクランパ９２で前記回転ステージ７６に固定する。この場合、前記各溝１８と回転ステージ７６とが略同心となるように前記被加工物３２を前記回転ステージ７６に固定する。
【００４４】
次いで、切断判定処理部４２からの制御によってモータ６８を駆動してスクリューロッド７０を回転させ、ガイドレール５６、５８、９４の案内作用下にスライドテーブル６４上に配置されたレーザ光源３６及び支持部材９６上に配置されたセンサ４０を所定加工位置にまで変位させる。
【００４５】
レーザ光源３６及びセンサ４０が前記所定加工位置にまで移動した場合、モータ６８の駆動を停止し、次いで、切断判定処理部４２からの制御によってモータ７８を駆動して回転軸８６を回転し、プーリ８８及びベルト９０を介して回転ステージ７６を所定方向に回転させる。また、レーザ発振制御部４４は、前記切断判定処理部４２からの制御によりレーザ光源３６に所定時間毎にパルス電圧を供給する。この結果、レーザ本体４６は、レーザ光３４を生成し、レーザヘッド４８は、前記レーザ本体４６ｄで生成した前記レーザ光３４を下方に向かって前記レーザ光３４を間欠的に照射する。なお、前記切断判定処理部４２は、前記回転ステージ７６の回転開始のタイミングと、前記レーザ光３４の照射開始のタイミングとが同期するように、前記モータ７８及び前記レーザ発振制御部４４を制御する。
【００４６】
回転ステージ７６による被加工物３２の回転と該被加工物３２に対するレーザ光３４の照射とによって、前記被加工物３２における前記レーザ光３４の照射箇所では、該レーザ光３４が間欠的に照射されることになると共に、前記被加工物３２表面には円形の溝９３が形成され、所定角度における前記レーザ光３４の照射回数の増加に伴って、前記溝９３における切断加工位置も前記被加工物３２の底面側に移動する。
【００４７】
ここで、モータ７８（回転ステージ７６）の回転角度は、ロータリーエンコーダ８０で検出され、該ロータリーエンコーダ８０は、前記検出した回転角度を回転角度信号として切断判定処理部４２に出力する。また、センサ４０は、アンプ９９を介して切断判定処理部４２に信号を出力する。
【００４８】
切断判定処理部４２では、前記入力された信号の示すセンサ出力を前記入力された回転角度信号の示す回転角度に対応するセンサ出力としてデータ格納領域に格納すると共に、前記センサ出力が前記閾値を越えているか否かを判定する。この場合、レーザ光３４が被加工物３２の他面側にまで貫通していなければ、前記センサ出力は前記閾値以下であり、従って、切断判定処理部４２は、前記回転角度における前記被加工物３２の切断が完了していないものと判断する。
【００４９】
次いで、溝９３の一部が切断され、レーザ光３４が切断部分を介してセンサ４０に到達すると、該センサ４０は、前記到達したレーザ光３４を検出し、前記検出したレーザ光３４に対応するセンサ出力を検出信号としてアンプ９９を介して切断判定処理部４２に出力する。前記切断判定処理部４２では、前記検出信号の示すセンサ出力を前記データ格納領域に格納すると共に、前記センサ出力が前記閾値を越えているか否かを判定する。この場合、前記センサ出力が前記閾値を越えていれば、前記切断判定処理部４２は、前記回転角度における被加工物３２の切断が完了したものと判断し、次回以降のレーザ光３４の照射では前記回転角度についてスキップするように、該回転角度を示す切断停止信号をレーザ発振制御部４４に出力する。
【００５０】
レーザ発振制御部４４では、入力された切断停止信号に基づいて、前記回転角度においてレーザ光源３６に対するパルス電圧の供給を停止し、この結果、前記レーザ光源３６は、前記回転角度では前記レーザ光３４の生成を停止する。従って、前記レーザ光３４の照射回数が次回以降の前記回転角度において、レーザヘッド４８からのレーザ光３４の照射がないので、センサ４０は前記レーザ光３４を検出することができず、前記データ格納領域には、略０［Ｖ］のセンサ出力が格納される。このようにして、溝９３の各部分において切断加工が順次完了すると、次回以降は、レーザ光３４の照射がスキップされる。
【００５１】
そして、溝９３の全ての部分で切断が完了して、被加工物３２より円盤が切り出され、各検出信号に対応する回転角度が前記データ格納領域に格納されると、切断判定処理部４２は、レーザ発振制御部４４に前記切断停止信号を出力する一方で、モータ７８に対する駆動停止の制御も行う。この結果、レーザ発振制御部４４は、前記切断停止信号に基づいてレーザ光源３６の駆動を停止する。また、モータ７８の駆動停止により回転ステージ７６の回転も停止する。なお、マスター担体１０は、図１に示すように、円環状のディスクであるので、レーザ切断加工システム３０では、被加工物３２に対する１回目の切断加工を行った後に、レーザ光源移動機構５２によってレーザ照射位置が１回目の切断加工箇所よりも外方となるようにレーザ光源３６を移動させて２回目の切断加工を行う。これにより、前記被加工物３２より前記マスター担体１０が切り出される。
【００５２】
次いで、図６のステップＳ３では、ステップＳ２で被加工物３２（図５及び図６参照）より切り出されたマスター担体１０からスレーブ媒体１２への磁気転写を行う（図１〜図３Ｃ参照）。
【００５３】
この場合、先ず、図３Ａに示すように、スレーブ媒体１２の半径方向に初期磁界を印加して該スレーブ媒体１２内を磁化させる。次いで、図３Ｂに示すように、前記スレーブ媒体１２と、凹凸パターン（転写領域１４）が形成されたマスター担体１０の一面側とを密接させた状態で、前記スレーブ媒体１２の前記初期磁界の保磁力に対して２倍の磁界強度を有する転写磁界を、該初期磁界と反対方向に印加する。これにより、前記マスター担体１０及び前記スレーブ媒体１２内において、前記転写磁界が溝１８を回避するように通過する。この結果、図３Ｃに示すように、前記スレーブ媒体１２は、前記溝１８と対向する部分が前記転写磁界で磁化され、一方で、前記マスター担体１０との密着部分が前記初期磁界で磁化される。この結果、前記凹凸パターンに対応する各信号が前記マスター担体１０より前記スレーブ媒体１２に転写される。
【００５４】
次いで、マスター担体１０（図１及び図２参照）に記録されたトラッキング用サーボ信号、アドレス情報信号及び再生クロック信号等の各信号が、マスター担体１０よりスレーブ媒体１２に確実に磁気転写されたか否かを検査する（ステップＳ４）。
【００５５】
この検査では、前記スレーブ媒体１２の半径方向に沿って外方より内方に向かって、あるいは内方より外方に向かって検査用磁気ヘッドを該スレーブ媒体１２上方で走査し、前記検査用磁気ヘッドから出力された走査結果を示す信号をＡ／Ｄ変換してパーソナルコンピュータに取り込む。
【００５６】
この場合、前記走査は、スレーブ媒体１２の全面にわたって行われ、前記パーソナルコンピュータは、前記スレーブ媒体１２全面における走査結果を再生出力信号としてマッピングし、前記再生出力信号のレベルの全体平均値に対して７０％以下の箇所が、前記スレーブ媒体１２全体の０．５％以下であれば、マスター担体１０からスレーブ媒体１２に前記各信号（転写信号）が確実に転写されたものと判断して、前記スレーブ媒体１２における転写信号の品位が良好であるものと判定する。
【００５７】
一方、前記７０％以下の箇所が、スレーブ媒体１２全体の０．５％を越えると、マスター担体１０から前記スレーブ媒体１２に前記転写信号が良好に転写されていないものと判断して、前記スレーブ媒体１２における転写信号の品位が不良であると判定する。
【００５８】
次に、ステップＳ２において、被加工物３２からマスター担体１０を切り出すための最適条件について説明する。
【００５９】
ここでは、先ず、レーザ切断加工システム３０（図４及び図５参照）において、厚みの異なる各被加工物１２２表面に波長の異なるレーザ光３４を照射して前記各被加工物３２からマスター担体１０を切り出し、各切断加工における前記レーザ光３４のピーク出力と前記レーザ光３４の総照射時間とを算出する。次いで、前記切り出されたマスター担体１０からスレーブ媒体１２に磁気転写を行う（図６のステップＳ３）。最後に、ステップＳ４において、前記スレーブ媒体１２の転写信号の品位評価試験を行って、前記評価試験に合格したスレーブ媒体１２に磁気転写を行ったマスター担体１０を切り出した際におけるピーク出力及び総照射時間を被加工物３２に対する切断加工の最適条件とする。
【００６０】
ここで、レーザ光３４のピーク出力とは、１回のレーザ光照射によってレーザ光源３６から被加工物３２に供給される前記レーザ光３４の全エネルギーを該レーザ光３４のパルス幅（半値全幅）で割った値である。また、前記レーザ光３４の総照射時間とは、前記被加工物３２を前記レーザ光３４によって１［ｍｍ］切断するために必要な時間であり、この場合、前記被加工物３２を１［ｍｍ］切断するために該被加工物３２に照射された前記レーザ光３４の照射時間の総和である。
【００６１】
すなわち、前記レーザ光３４の周波数をｆ［ｋＨｚ］とし、そのパルス幅をλ［ｎｓ］とし、前記レーザ光３４による被加工物３２の加工速度をｖ［ｍｍ／ｓ］とし、前記レーザ光３４の照射回数をｎ［回］とし、前記レーザ光３４の総照射時間をＸ［μｓ／ｍｍ］とすれば、下記の（１）で表わされる。
【００６２】
Ｘ＝ｆ×λ×ｎ／ｖ （１）
本実施形態では、被加工物３２の最適な切断加工条件を求めるために、回転ステージ７６に厚みが０．１５［ｍｍ］、０．３０［ｍｍ］又は０．５０［ｍｍ］のニッケル又はニッケル合金からなる板体を被加工物３２として配置し、ＹＡＧレーザをレーザ光源３６とし、その基本波（波長λ＝１０６４［ｎｍ］）、２倍波（λ＝５３２［ｎｍ］）又は３倍波（λ＝３５５［ｎｍ］）のレーザ光３４を被加工物３２に照射して、該被加工物３２に対する切断加工を行った。
【００６３】
図７は、λ＝１０６４［ｎｍ］における切断加工結果の表を一例として示し、図７において、「切断可否」とは、被加工物３２の切断を行えたか否かを示すものであり、○印は切断加工を行えた場合であり、一方で、×印は被加工物３２を切断できなかった場合である。
【００６４】
前記ピーク出力をＹ［ｋＷ］とすると、同一波長でレーザ光３４のピーク出力Ｙが略同じ値であっても総照射時間Ｘが小さいと、全ての被加工物３２を切断することができない。例えば、図７において、実施例７は、Ｙ＝２０［ｋＷ］及びＸ＝０．１［ｍｓ］の切断加工条件で全ての被加工物３２を切断できた場合（切断可否：○）であり、一方で、実施例９は、Ｙ＝２０［ｋＷ］及びＸ＝０．０１［ｍｓ］の切断加工条件で全ての被加工物３２を切断できなかった場合（切断可否：×）である。
【００６５】
また、同一波長でレーザ光３４の総照射時間Ｘが略同じ値であっても、ピーク出力Ｙが小さいと全ての被加工物３２を切断することができない。例えば、図７の実施例２は、Ｙ＝２００［ｋＷ］及びＸ＝０．０２４［ｍｓ］の切断加工条件で全ての被加工物３２を切断できた場合（切断可否：○）であり、一方で、図９の実施例８は、Ｙ＝２０［ｋＷ］及びＸ＝０．０３［ｍｓ］で且つ一部の被加工物３２の切断ができなかった場合である。
【００６６】
次いで、被加工物３２より切り出されたマスター担体１０（λ＝１０６４［ｎｍ］では、図７において切断可否が○印の実施例）からスレーブ媒体１２に対して磁気転写を行い（図６のステップＳ３）、最後に前記スレーブ媒体１２の転写信号の品位評価試験を行った（ステップＳ４）。
【００６７】
図７における「信号品位」とは、前記転写信号の品位評価試験の結果を示し、○印は、再生出力信号のレベルの全体平均値に対して７０％以下の箇所が、前記スレーブ媒体１２全体の０．５％以下である場合であり、×印は、前記７０％以下の箇所が、前記スレーブ媒体１２全体の０．５％を越える場合である。
【００６８】
図８〜図１０は、前記品位評価試験に合格した各実施例のピーク出力Ｙ及び総照射時間Ｘより得られた被加工物３２の最適な切断加工条件を示すグラフである。この場合、曲線１００ａ〜１００ｃよりも前記ピーク出力Ｙが大きく且つ直線１０２ａ〜１０２ｃよりも総照射時間Ｘの短い領域１０４に前記合格した各実施例が存在し、該領域１０４の範囲内でレーザ光３４のピーク出力Ｙと総照射時間Ｘとを設定すれば前記被加工物３２よりマスター担体１０を効率よく切り出すことが可能となる。すなわち、これらの曲線１００ａ〜１００ｃ及び直線１０２ａ〜１０２ｃは、前記品位評価試験に合格するか否かの境界線である。
【００６９】
前記領域１０４の範囲は、波長λや被加工物３２の厚みｔによって変化する。例えば、図８において、厚みｔを０．１５ｍｍから０．５ｍｍに変更すると、領域１０４におけるピーク出力Ｙの境界線は、曲線１００ａより曲線１００ｃに変化し、総照射時間Ｘの境界線は、直線１０２ａより直線１０２ｃに変化する。また、切断加工後における過度のエネルギー供給を防止するために、切断加工時におけるピーク出力Ｙは、前記領域１０４のうち曲線１００ａ〜１００ｃ近傍に設定することが好ましい。
【００７０】
ここで、前記曲線１００ａ〜１００ｃよりも前記ピーク出力Ｙが低ければ、切断加工の際に、レーザ光３４より被加工物３２に供給されるエネルギーが小さいので、該被加工物３２を切断することができない。一方、前記直線１０２ａ〜１０２ｃよりも総照射時間Ｘが長いと、レーザ光３４から被加工物３２に過度のエネルギーが供給されるので、該被加工物３２での溶融領域が拡大されて、マスター担体１０の寸法精度が低下するほか、切断面近傍に多量のドロスが発生する。また、前記過度のエネルギー供給により、前記切断面近傍におけるソリやバリ等の表面変形が発生しやすい。
【００７１】
従って、被加工物３２より良好な切断面品質を有するマスター担体１０を切り出すには、上記した領域１０４に適合するように切断加工条件を設定すればよい。
【００７２】
そして、図８〜図１０における領域１３６の範囲は、下記の（２）式で表わすことができる。
【００７３】
ｌｏｇＹ≧ｂＸcｌｏｇａ
（０＜Ｘ≦ｄ、ａ＝２、ｃ＝−０．１３） （２）
ここで、λ＝１０６４［ｎｍ］の場合（図８参照）、０［ｍｍ］＜ｔ≦０．２［ｍｍ］であればｂ＝３．４及びｄ＝０．０９であり、０．２［ｍｍ］＜ｔ≦０．４［ｍｍ］であればｂ＝３．６及びｄ＝０．１３であり、０．４［ｍｍ］＜ｔ≦０．６［ｍｍ］であればｂ＝３．８及びｄ＝０．２である（０［ｍｍ］＜ｔ≦０．６［ｍｍ］においてｂ＝３．４〜３．８且つｄ＝０．０９〜０．２）。
【００７４】
また、λ＝５３２［ｎｍ］の場合（図９参照）、０［ｍｍ］＜ｔ≦０．２［ｍｍ］であればｂ＝３．０及びｄ＝０．１３であり、０．２［ｍｍ］＜ｔ≦０．４［ｍｍ］であればｂ＝３．２及びｄ＝０．１８であり、０．４［ｍｍ］＜ｔ≦０．６［ｍｍ］であればｂ＝３．４及びｄ＝０．２５である（０［ｍｍ］＜ｔ≦０．６［ｍｍ］においてｂ＝３．０〜３．４且つｄ＝０．１３〜０．２５）。
【００７５】
さらに、λ＝３５５［ｎｍ］の場合（図１０参照）、０［ｍｍ］＜ｔ≦０．２［ｍｍ］であればｂ＝２．８及びｄ＝０．１５であり、０．２［ｍｍ］＜ｔ≦０．４［ｍｍ］であればｂ＝３．０及びｄ＝０．１８であり、０．４［ｍｍ］＜ｔ≦０．６［ｍｍ］であればｂ＝３．２及びｄ＝０．２８である（０［ｍｍ］＜ｔ≦０．６［ｍｍ］においてｂ＝２．８〜３．２且つｄ＝０．１５〜０．２８）。
【００７６】
従って、本実施形態では、３５５［ｎｍ］≦λ≦１０６４［ｎｍ］及び０［ｍｍ］＜ｔ≦０．６［ｍｍ］である場合、ｂ＝２．８〜３．８且つｄ＝０．０９〜０．２８となる。
【００７７】
図１１Ａは、レーザ切断加工システム３０（図４及び図５参照）により切り出されたマスター担体１０の切断面を示す一部拡大側面図であり、図１１Ｂ及び図１１Ｃは、従来技術に係るレーザ切断加工装置を用いて切断加工されたマスター担体１０の切断面を示す一部拡大側面図である。なお、図１１Ｂは、レーザ光の照射回数が少ない場合又はレーザ光のエネルギーが小さい場合であり、マスター担体１０の底面側は非切断領域である。また、図１１Ｃは、レーザ光の照射回数が多すぎる場合又はレーザ光のエネルギーが大きすぎる場合である。
【００７８】
図１１Ａでは、マスター担体１０の両面側にバリやソリ等の表面変形が発生していないと共に、切断面に溶融痕が付着していない。これは、従来技術に係るレーザ切断加工システムと比較して、レーザ光３４の強度が低く、さらに、切断加工が完了した部分よりレーザ光３４の照射を順次停止するので、被加工物３２に対する過度のエネルギー供給が防止されるためである。
【００７９】
これに対して、図１１Ｂでは、レーザ光の照射回数が少ないか、あるいは、レーザ光のエネルギーが小さいので、照射面側でのバリやソリ等の表面変形は発生しないが、切断加工に必要なエネルギーが被加工物３２に対して十分に供給されていないので該被加工物３２を完全に切断することはできない。
【００８０】
また、図１１Ｃでは、レーザ光の照射回数が多いか、あるいは、レーザ光のエネルギーが大きすぎるので、被加工物３２の切断が可能であっても、該被加工物３２に対して過度のエネルギー供給が行われ、この結果、マスター担体１０の両面側でバリやソリ等の表面変形が発生したり、切断面において溶融痕が付着する。
【００８１】
このように、本実施形態に係る磁気転写用マスター担体１０のレーザ切断加工方法によれば、被加工物３２の厚みｔとレーザ光３４の波長λとに対応して、前記レーザ光３４のピーク出力Ｙと、前記被加工物３２の前記レーザ光３４の総照射時間Ｘとを設定することにより、前記被加工物３２に対する過度のエネルギー供給が抑制され、前記レーザ光３４の照射部分における溶融領域の拡大を防止することが可能となる。この結果、マスター担体１０の寸法精度を確保することができると共に、切断加工におけるドロスの発生や切断面近傍におけるソリやバリ等の表面変形を抑制することが可能となる。従って、磁気転写工程における前記マスター担体１０とスレーブ媒体１２との密着性を向上し、該マスター担体１０に記録された各信号を確実に前記スレーブ媒体１２に磁気転写することができる。
【００８２】
なお、本発明に係るレーザ切断加工方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】マスター担体の平面図である。
【図２】マスター担体とスレーブ担体とを重畳した状態における図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った一部拡大断面図である。
【図３】図３Ａは、スレーブ媒体に初期磁界を印加した状態を示す一部拡大断面図であり、図３Ｂは、マスター担体及び前記スレーブ媒体に転写磁界を印加した状態を示す一部拡大断面図であり、図３Ｃは、スレーブ媒体に対する磁気転写が完了した状態を示す一部拡大断面図である。
【図４】本実施形態に係るレーザ切断加工方法に用いられるレーザ切断加工システムの平面図である。
【図５】図４のレーザ切断加工システムの側面図である。
【図６】被加工物よりマスター担体を形成し、前記形成されたマスター担体からスレーブ媒体に磁気転写を行う一連の処理を示すフローチャートである。
【図７】レーザ光の波長が１０６４［ｎｍ］における切断加工の結果を示す表である。
【図８】レーザ光の波長が１０６４［ｎｍ］における転写信号の品位評価試験に合格した各実施例が存在する領域を示すグラフである。
【図９】レーザ光の波長が５３２［ｎｍ］における転写信号の品位評価試験に合格した各実施例が存在する領域を示すグラフである。
【図１０】レーザ光の波長が３５５［ｎｍ］における転写信号の品位評価試験に合格した各実施例が存在する領域を示すグラフである。
【図１１】図１１Ａは、図４及び図５のレーザ切断加工システムにおいて被加工物から切り出されたマスター担体の切断面を示す断面図であり、図１１Ｂ及び図１１Ｃは、従来技術に係るレーザ切断加工システムにおいて被加工物から切り出されたマスター担体の切断面を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０…マスター担体 １２…スレーブ媒体
３０…レーザ切断加工システム ３２…被加工物
３４…レーザ光 ３６…レーザ光源
１００ａ〜１００ｃ…曲線 １０２ａ〜１０２ｃ…直線
１０４…領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の被加工物にレーザ光を照射して該被加工物を所定形状に切断加工することにより形成される磁気転写用マスター担体のレーザ切断加工方法において、
前記被加工物は、ニッケル又はニッケル合金を表面に有する円盤からなり、
前記被加工物の一面側に前記レーザ光を照射して照射部分に対する切断加工を行う際に、前記レーザ光のピーク出力をＹとし、前記被加工物に対する前記レーザ光の総照射時間をＸとしたときに、ｌｏｇＹ≧ｂＸcｌｏｇａ及び０＜Ｘ≦ｄ（ａ＝２、ｃ＝−０．１３）となるように前記ピーク出力Ｙ及び前記総照射時間Ｘを設定し、
前記ｂ及び前記ｄは、前記レーザ光の波長及び前記被加工物の厚みによって変化する
ことを特徴とする磁気転写用マスター担体のレーザ切断加工方法。
【請求項２】
請求項１記載のレーザ切断加工方法において、
前記レーザ光の波長をλとし、前記被加工物の厚みをｔとしたときに、３５５［ｎｍ］≦λ≦１０６４［ｎｍ］及び０［ｍｍ］＜ｔ≦０．６［ｍｍ］である場合、ｂ＝２．８〜３．８且つｄ＝０．０９〜０．２８である
ことを特徴とする磁気転写用マスター担体のレーザ切断加工方法。
【請求項１】
板状の被加工物にレーザ光を照射して該被加工物を所定形状に切断加工することにより形成される磁気転写用マスター担体のレーザ切断加工方法において、
前記被加工物は、ニッケル又はニッケル合金を表面に有する円盤からなり、
前記被加工物の一面側に前記レーザ光を照射して照射部分に対する切断加工を行う際に、前記レーザ光のピーク出力をＹとし、前記被加工物に対する前記レーザ光の総照射時間をＸとしたときに、ｌｏｇＹ≧ｂＸcｌｏｇａ及び０＜Ｘ≦ｄ（ａ＝２、ｃ＝−０．１３）となるように前記ピーク出力Ｙ及び前記総照射時間Ｘを設定し、
前記ｂ及び前記ｄは、前記レーザ光の波長及び前記被加工物の厚みによって変化する
ことを特徴とする磁気転写用マスター担体のレーザ切断加工方法。
【請求項２】
請求項１記載のレーザ切断加工方法において、
前記レーザ光の波長をλとし、前記被加工物の厚みをｔとしたときに、３５５［ｎｍ］≦λ≦１０６４［ｎｍ］及び０［ｍｍ］＜ｔ≦０．６［ｍｍ］である場合、ｂ＝２．８〜３．８且つｄ＝０．０９〜０．２８である
ことを特徴とする磁気転写用マスター担体のレーザ切断加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−３１８５６９（Ｐ２００６−３１８５６９Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１３９９８０（Ｐ２００５−１３９９８０）
【出願日】平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【出願人】（０００００５２０１）富士写真フイルム株式会社 (7,609)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【出願人】（０００００５２０１）富士写真フイルム株式会社 (7,609)
【Ｆターム（参考）】
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