JPH03181045A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 光ディスク装置に係わり、 る電磁石に関し、 特にそれに用いられ 光が透過し、しかも大きな磁界が得られるので記録媒体
から離して配置できることを目的とし、磁心と、捲線と
を有し、前記磁心は、盤状ないし柱状であって、磁性を
有し、かつ光に対して透過性を有するものであり、前記
捲線は、磁心の側面に捲設されているように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は光ディスク装置に係わり、特に光が磁石の中を
透過し、しかも大きな磁界が得られるので光ディスクに
設けられた記録媒体から離して配置できる電磁石に関す
る。

近年、光ディスクとその装置の進展が目覚ましく、民生
用から情報処理用まで幅広く普及しはじめている。

それは、情報を記憶できる容量が非常に大きいので、例
えばＬＤ（レーザディスク）やＣＤ（コンパクトディス
ク）に見られるように、カラー画像とか高音質の音楽と
いった膨大なアナログ情報をデジタル化してノイズに強
い情報として詰め込むことができるからである。

もちろん、情報処理の分野においても、記憶容量の大き
いことが、例えば磁気ディスクと並ぶ大容量のファイル
メモリとして注目されている所以である。

光ディスクは、例えば、読み出し専用型、追記型、書換
え可能型というように３つに大別でき、それぞれが特異
な光学の原理を用いて実用になっている。

その中で、特に情報処理の分野で今後大きな可能性をも
っているのが、書換え可能型光ディスクである。

この書換え可能型光ディスクには、光磁気ディスク（以
下、書換え可能型光磁気ディスクを光ディスクと略称）
がよく知られている。この光ディスクは、従来、基板を
挟んで両側から光の照射と電磁石による磁界の印加が行
われる光変調方式が採られている。

しかし、電磁石のインダクタンスに起因して転送レート
が遅いので、磁気ディスクなどに見られる浮上磁気ヘッ
ドを用いた磁界変調方式の光ディスクとそれに関連する
デバイスの開発が望まれている。

〔従来の技術〕

光磁気記録の原理は、磁化の有無や磁化の方向の正逆を
１、Ｏに対応させて記録する方式で、書き込みに際して
光は磁性膜を加熱するものなので、いわゆる熱磁気記録
の一種である。

すなわち、磁性膜を−様に磁化しておき、その膜の一部
分にビーム状の、例えば赤外線レーザ光をキューり温度
を超えるまで照射して加熱すると、加熱された部分がス
ポット状に磁化を失ったり、あるいは磁性膜の−様な磁
化方向と逆向きの外部磁界を印加しておけば、加熱され
た部分のみがスポット状に逆向きに磁化されたりする。

この磁化した磁性膜の磁化の有無とか磁化の向きの正逆
とかを読み出す方法には２種類ある。

まず、磁性膜の磁化の向きに対して、磁性膜を透過する
光の偏波面の回転として検知する、いわゆるファラディ
効果を応用する読み出し方法と、直線偏光が磁化した磁
性膜の表面で反射してだ円偏光になる、いわゆるカー効
果を応用する読み出し方法とがある。

現在用いられている光ディスクは、主に後者のカー効果
を応用して読み出しを行っている。

この光ディスクの読み出しの方式には、光を情報に応じ
て変調する光変調方式と、電磁石によって印加する磁界
を情報に応じて変調する磁界変調方式との２つの方式が
ある。

光変調方式では、電磁石によって光ディスクの記録媒体
に磁界を定常的に印加しながら、情報に応じて光の強弱
に対比させた光を照射する。

それに対して、磁界変調方式では、光を定常的に照射し
ながら、情報に応じて方向を反転させた磁界を光ディス
クの記録媒体に印加する。

第５図は従来の光変調方式の光ディスクの構成断面図で
ある。

図中、１は支持基板、２は記録媒体、３は光、４は電磁
石、５は保護膜である。

支持基板１は、厚さが１．２ｗａ＋の円盤である。そし
て、支持基板１には、透明な材料が用いられており、例
えばガラスの場合ならばソーダガラスの表面のＮａをＫ
に置換した強化ガラスとか、プラスチックの場合ならば
ポリカーボネートやアクリル系のＰＭＭＡ　（ポリメチ
ルメタアクリレート）などが用いられる。

記録媒体２には、例えば膜厚が１１００ｎ程度のＴｂＦ
ｅＣｏ系の磁性薄膜が用いられ、例えばスパッタリング
などによって設けられている。そして、もっと詳しくい
えば、例えばＴｂ　　５ｉＯｚの薄膜によってサンドウ
ィッチされ、酸化防止がなされている。

記録媒体２の上には、例えば紫外線硬化型の樹脂からな
る保護膜５が設けられている。

ところで、記録媒体２を塵埃とか傷とかから守るため、
光３は、透明な支持基板１を通して照射されている。従
って、保護膜５は透明である必要はなく、記録媒体２を
、例えば触手などから防ぐだけの機能があればよい。

この光３には、最近では半導体レーザが用いられ、例え
ば８３０ｎｍの近赤外線が用いられる。

このようなレーザ光を、情報の有無に対比させて、例え
ば数ＭＨｚの速度で直接変調することは容易にできる。

一方、電磁石４は、例えば鉄芯に電線を巻き付けたいわ
ゆるコイルで、記録や消去を行うために必要な２００〜
５０００ｅ程度の磁界を得ている。

この電磁石４は、光３が照射される支持基板１の側とは
逆に、記録媒体２が設けられた側に配置されている。し
かし、電磁石４は記録媒体２と非接触に配置できるので
、記録媒体２に直接触れることはない。その意味からも
保護膜５は、それ程強靭な膜でなくてもよい構成となっ
ている。

こうして、光変調方式の光ディスクは、支持基板１が透
明な材料でなければならない制約はあるが、電磁石４に
よって十分な大きさの磁界を印加しながら、十分に速く
変調された光３が照射されされて、記録とか消去、再生
が行われる。

ところが、こ覧で用いられる電磁石４は、定常的に磁界
を印加するには具合がいい。しかし、コイルのインダク
タンスが大きいために、磁界を高速に反転させることが
でき難い。

そのため、例えば書き換えの前に一旦消去を行い、次い
で記録を行おうとする場合には、まず１回転目に消去を
行い、それから２回転目に記録を行うというように２回
転が必要であり、いわゆる転送レートが遅いという欠点
がある。

そこで、この転送レートの速度向上のために、例えば浮
上磁気ヘッドを用いた磁界変調方式によるオーバーライ
ド技術が種々提案されている。

第６図は磁界変調方式の光ディスクの一構成断面図であ
る。

図中、１は支持基板、２は記録媒体、３は光、４は電磁
石、５は保護膜である。

同図に示した磁界変調方式は、表向きの基本構デ 戒は第４図と同じであるが、光３を定常的に支持基板１
を透して照射しながら、電磁石４によって光ディスクの
記録媒体２に印加する磁界の方向を反転させる方式であ
る。

従って、磁界の反転速度を大きくできればオーバーライ
ドが可能となる。

ところが、磁界の反転速度の高速化を図るためには、電
磁石４のインダクタンスをできるだけ小さくする必要が
ある。

そこで、ｉｉｔ磁石４には、例えば磁気ディスクなどの
磁気記録において用いられるインダクタンスの小さい磁
気ヘッドの様な磁石が用いられる。

そうすると、磁界を高速に反転することができるので消
去工程を必要とせず、１回転で書き換えができる、いわ
ゆるオーバーライドができることになる。

しかし、電磁石４のインダクタンスが小さくなったため
に、発生する磁界も小さい。それで、必然的に電磁石４
を、例えば数μｍの距離まで記録媒体２に近設させる必
要がある。

この電磁石４の近設に対しては、磁気ディスクなどで行
われていると同様の浮上磁気ヘッドの制御が行われる。

そして、この浮上磁気ヘッドの制御には、ＣＳ　Ｓ　（
Ｃｏｎｔａｃｔ　　Ｓ　ｔａｒｔ　　Ｓ　ｔｏｐ）制御
、つまり光ディスクが停止している時には、電磁石が基
板に接触しており、光ディスクが回転を始めると浮き上
がる制御が必要になる。

そのために、万一ヘッドクラッシュが起こった時に備え
て、記録媒体２にそれに耐える性能が必要となる。

一方、この構成においては、光３を支持基板１を透して
照射する一方で、電磁石４は記録媒体２に対して近設し
なければならない。

従って、光変調方式の光ディスクのような２枚のディス
クを背中合わせに貼着して容易に両面構成にすることが
できない。

第７図は磁界変調方式の光ディスクの他の構成断面図で
ある。

図中、１は支持基板、２は記録媒体、３は光、４は電磁
石、５は保護膜である。

同図においては、光の照射を磁界の印加と同じ方向から
行う。

つまり、ここでの電磁石４は、例えば鉄心などの磁心を
抜いた中空状のコイルの構成となっておリ、その中空の
孔を透して光３を照射する方法である。

この構成にすると、支持基板１の両面に記録媒体２を設
けた両面構成が可能となる。

しかし、磁心のない中空のコイル状の電磁石４では、イ
ンダクタンスを小さくするにはそれなりの効果的がある
が、反面大きな磁界を得ることが難しい。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上述べたように、光変調方式の光ディスクにおいて起
こる転送レートの遅れは、インダクタンスが小さくて、
磁極反転が高速にできる電磁石を用いた磁界変調方式の
光ディスクにすれば解決できる。

しかし、電磁石はＣ５Ｓ制御することが必要である。

しかも、この磁界変調方式の光ディスクに両面記録がで
きるようにするためには、光の照射も磁界の印加も、ど
ちらも記録媒体が設けられた側から行なう必要がある。

従って、記録媒体には、磁気ディスクの記録媒体と違っ
て、例えば電磁石の接触に伴う微細な損傷も許されない
問題があった。

さらに、記録媒体ばかりでな（、記録媒体に保護膜が設
けられても、その保護膜に対しても、損傷が許されない
問題があった。

そこで、本発明は、大きな磁界が得られるので記録媒体
から離して配置でき、しかも電磁石を透して光の照射も
可能なｔ磁石を有してなる光ディスク装置を提供するこ
とを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上で述べた課題は、 磁心と、捲線とを有してなり、 前記磁心は、盤状ないし柱状であって、磁性を有し、か
つ光に対して透過性を有するものであり、前記捲線は、
磁心の側面に捲設されているように構成された電磁石を
有してなる光ディスク装置によって解決される。

（作　用） 以上述べたように、従来の電磁石が、記録媒体に近設さ
せるためにヘッドクラッシュの恐れがあったり、電磁石
側から光を透して両面記録ができるように磁心のない中
空コイルになっていたり、そのために強い磁界が得られ
難かったりしたのに替えて、本発明になる光ディスク装
置に用いられる電磁石は、光を透しながら強い磁界が得
られるようにしている。

すなわち、本発明で用いられる電磁石においては、透明
で、磁性をもったガーネット型構造の材料を磁心に用い
るようにしている。

そして、磁心を透して記録媒体に光が照射できるように
している。

さらに、この磁心を、例えば鉄心と同じように回りに捲
線を捲設して電磁石となし、中空コイルよりも強い磁界
が得られるようにしている。

こうすると、電磁石によって磁界を印加するのと同じ方
向から光を照射することができる。

しかも、中空コイルよりも得られる磁界が強いので、支
持基板から電磁石を隔てて配設することができる。

従って、磁気ディスクなどで行われている浮上磁気ヘッ
ドのＣ３Ｓといった厄介な制御や、そのために必要な特
に強靭な記録媒体の保護膜などが不要になる。

そして、本発明の電磁石を有してなる光ディスク装置に
よれば、支持基板の両面に記録媒体を設けることによっ
て、単一の基板構成からなる両面記録の可能な光ディス
クを得ることができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図の主要部の斜視図、第３図は本発明の他の実施例を示
す断面図、第４図は本発明の性能を示す図である。

図中、■は支持基板、２は記録媒体、３は光３．４は電
磁石、４１は磁心、４２は捲線、５は保護膜、である。

ｉｔ電磁石を構成している磁心４１には、フェリ磁性を
示すイツトリウム鉄ガーネット、略称ＹＩＧ（３Ｙ２０
：ｌ−５Ｆｅｚｏ、、、）を用イテイル。

そして、ＹＩＧの単結晶を、直径が２１ｎｆｌＩφ、厚
さが１．８１の円盤状に加工し、対向する上下面には反
射防止膜を被覆した構成になっている。そして、その側
面に捲線４２を２０タ一ン巻いて電磁石４を製作した。

実施例：１ 電磁石４を評価するために用いられる光ディスクは、次
のような構成となっている。

すなわち、厚さ１．２１、直径５インチφのＡｆ板の表
面にプリグループを形成し、その上に記録媒体２が設け
られる。この記録媒体２には、例えばＧｄＦｅＣｏ系と
かＴｂＦｅＣｏ系とかの磁性薄膜が用いられる。

こ覧では、ＴｂＦｅＣｏ系薄膜をスパッタリングによっ
て、例えば厚さが９０ｎｍになるように設けられており
、この膜の酸化を防止するために、例えば１１００ｎの
厚さのＴｂ−３ｉｎ、でサンドウィッチされた構成とな
っている。

こうして作製した光ディスクを用い、本発明になる光デ
ィスク装置で用いられる電磁石４の評価を行ってみる。

評価系は、電磁石４を、レーザ光源やレンズなどから構
成される図示してない光学系から出射された光３が、磁
心４１を透って支持基板１の上の記録媒体２に焦点が合
うように、かつ支持基板１から０．５ｍｎ＋の固定間隙
を設けて配置された構成となっている。

評価の条件は、記録方式が磁界変調方式で、電磁石４の
変調周波数が２ＭＨｚ、支持基板１の回転数が毎分１８
００回転、光３の波長が８３０　ｎ　ｍで出力８ｍＷで
ある。また、比較のための電磁石には、２０ターンの捲
線をもっ磁心のない中空のコイルが用いられている。

評価結果は、横軸を電磁石４および従来のコイルへの印
加電流（ｍＡ）　、縦軸を出力信号の品質をＣ／　Ｎ　
（Ｃａｒｒｉｅｒ／　Ｎｏ１ｓｅ、　ｄ　Ｂ　）として
、第４図に示しである。

この結果、本発明になる光ディスク装置の電磁石４は、
従来の中空コイルに比べて、１／１０以下の低い電流で
記録を行うことができ、支持基板１に対して固定間隙を
設けて配設しても効率よく磁界を得ることができる。

実施例：２ 実施例１と同一仕様の支持基板１を用い、プリグループ
を両面に形成する。

そして、このプリグループ処理された支持基板１のそれ
ぞれの面に記録媒体２や保護膜５を実施例１と同一仕様
によって形成し、両面記録可能な光ディスクを形成する
。

このディスクには、記録媒体２の上に保護膜５を設けて
いる。

この保護膜５は、膜厚が１０μｍであり、記録媒体２の
上に、例えば透明なアクリル系の紫外線硬化型の樹脂を
スピンコードして形成される。

このディスクの評価系は、実施例１と同一仕様の光学系
と電磁石４とを光ディスクの両側に配置した構成となっ
ている。

そして、光３が保護膜５を透して記録媒体２の上に焦点
が結ぶようにして、両面からの同時記録と再生を行って
みたところ、それぞれの面で得られる記録、再生の性能
は、実施例１の片面構成の光ディスクと何ら変わるとこ
ろがなかった。

この実施例で述べた電磁石と光ディスクとの間隙の大き
さや電磁石の磁心の材料や形状、捲線のターン数などは
、条件を満足する範囲内において、種々の変形が可能で
ある。

また、こ＼では、両面Ｉ！！戊の光ディスクに対して保
護膜を設けたが、例えばＣ３Ｓを実現するために設けら
れるような強固な膜である必要はなく、従って、光ディ
スクの構成は、本発明の本質を制約するものではない。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明になる光ディスク装置の電磁
石は、光を透過する磁性体を磁心に用いているので、磁
界の印加と同一の方向から磁心を透して光が照射できる
。

その結果、従来の中空コイル型の電磁石に比べて、桁違
いに大きを磁界を得ることができるようになったので、
電磁石をディスクと固定間隙を設けた配設が可能となっ
た。

また、従来の光変調方式のような支持基板を透して光照
射を行わなくてもよいので、透明性に制約されない単一
の支持基板の両面に記録媒体を設けた両面記録可能な光
ディスクを構成することが容易に可能となった。

従って、本発明は、今後ますます発展が期待される書換
え可能型光ディスクシステムの発展に大きく寄与できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図の主要部の斜視図、 第３図は本発明の他の実施例を示す断面図、第４図は本
発明の性能を示す図、 第５図は従来の光変調方式の光ディスクの構成断面図、 第６図は磁界変調方式の光ディスクの一構成断面図、 第７図は磁界変調方式の光ディスクの他の構成断面図、 である。 図において、 １は支持基板、 ３は光、 ４１は磁心、 ５は保護膜、 である。 ２は記録媒体、 ４は電磁石、 ４２は捲線、 不ミ明０−実掩例Ｅ示Ｔ訪面図 第　１　図 ＶＪＩ図の主ｖｔ１５の斜視図 第　２　図 李発明の忙の実施例き示す断面図 帯　３　図 電流（ｍＡ） 杢発明の性能と示Ｔ図 ％４　図 従深の光責調ろ式の尤テ：スクの惰へ哲面反第５図 ４電磁石 櫨心変調う弐の尤テ”イスフの一嘴爪′断面図磁界某調
方式の光テ″４スフの化の備八断面図第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）磁心（４１）と、捲線（４２）とを有してなり、前
   記磁心（４１）は、盤状ないし柱状であって、磁性を有
   し、かつ光（３）に対して透過性を有するものであり、 前記捲線（４２）は、前記磁心（４１）の側面に捲設さ
   れているものであることを特徴とする光ディスク装置。 ２）前記磁心（４１）は、ガーネット構造の材料からな
   ることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。