JPH0330136A - 光磁気記録媒体の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、光磁気記録媒体の製造方法に関し、特に基板
の熱処理の改良により機械特性が向上した光磁気記録媒
体の提供を可能にする方法に関するものである． 〔従来技術及びその問題点〕 光磁気記録方式は、高密度で大容量であることまた記録
再生ヘッドと非接触であること消去、再記録が容易であ
ること等多くの特徴を有するので、光磁気記録媒体は高
速データファイルや映像記録の記録媒体として、近年そ
の開発実用化が活発に進められている。

そしてその基本的構戊は、基板上に誘電体保護層等の薄
膜や希土類金属及び遷移金属等を主体とする薄膜等から
なる光磁気記録層を設けたものが一般的である。

前記光磁気記録媒体の基板としては、ガラスあるいはポ
リカーボネート、ポリメチルメタクリレート、エボキシ
等の樹脂が使用される。

前記ガラス基板は、光学的特性、表面性、化学的安定性
に優れる反面、量産加工性が低いこと、壊れ易く取り扱
いが難しいこと、高価であること等の問題がある。

しれに対し、前記樹脂基板は、量産加工性が高く取り扱
いが容易であること、比較的安価であること等の利点を
有しており現在樹脂基板を主体に開発万く進められてい
る。

前記樹脂基板の中でも、ポリメチルメタク１．Ｉ　Ｌ，
ートは、吸水率が大きく経時で反りがでてくること、ま
た耐熱温度が比較的低く熱変形が起こり易い等の幾つか
の問題点があった。

それに対して、特開昭６２−２５２５４６号公報、特開
昭６　２−２　６　４　４　６　３号公報、特開昭６３
−９７６２７号公報等に開示されているポリカーボネー
ト基板は、光透過率に優れ、吸湿性も小さく耐熱性も良
好であり且つコストも安く光磁気記録媒体用の基板とし
て有望視されている。

上記の光磁気記録媒体用の樹脂基板は、樹脂素材を射出
戒形法等で規定の寸法のディスクに戒形することにより
製造されるのが一般的である。ところが、ポリカーボネ
ート基板には成形工程に伴う固有の光学歪みがあり、こ
れがいわゆる複屈折として挙動して、しばしば光磁気記
録媒体のＣ／Ｎを低下させることがあった。

この光学歪みを除去するために例えば特開昭６２−１３
７７４７号公報に開示されているように高分子基板の熱
変形温度以下の温度で熱処理する方法、特開昭６２−２
６２２４８号公報に開示されているようにポリカーボネ
ート基＋反を１３０℃以下の温度で熱処理する方法、さ
らに、「プラスチック材料講座５」　（松金幹夫　著　
日刊工業新開社　昭和４４年９月３０日初版発行）には
、ポリカーポネートを１３０℃で２０日間熱処理するこ
とによって集中応力を除去する方法等が提案されている
。

しかしながら、ポリカーボネートｉ仮の製造に伴う付随
的な問題として、熱処理によって基板に反りが生し基板
の機械特性が不安定となってこの基板を用いた光磁気記
録媒体を記録再生用ドライブにかけた際、特に高速回転
（１８００ｒｐｍ、３６００ｒｐｍ等）時、トラッキン
グやフォー力シングの安定性が損なわれ、いわゆる而振
れ加速度が大きくなって再生が不能になることさえあっ
た． この問題を軽凍するために、予め基板に逆の反りをつけ
て戒形すること等の方法が提案されている。

しかしながら、前述した従来の方法では光学歪みを充分
に除去し、Ｃ／Ｎの高い光磁気記録媒体を得ることと基
板の反りをなくし機械的特性が安定した光磁気記録媒体
を得ることを両立させることが困難であった。

すなわち、熱処理温度が低すぎると基板の反りは発生し
ないが、光学歪みは充分に除去することができず、また
、熱処理温度が高すぎると光学歪みは除去できても基板
の反りを発生させてしまっていた。更に、基板の局部的
な変形すなわち基板全体としては反りはないが部分的に
凹凸が発生することに対しては従来の方法では殆ど考慮
されておらず特に昇温速度を大きくした場合基板に局部
的な変形が生じ易く、基板の上下方向における面振れ加
速度（ビック・アップの上下移動の加速度として測定さ
れる。）の増加を招く等忠実な記録再生に支障をきたす
ような問題が生したりした。

基板に予め反りをつけておく方法においても、その反り
の度合い（反り角）の調節が難しく上記の課題を達威す
ることが容易でなかった。

〔発明が解央しようとする問題点〕

本発明は、前記の従来技術の問題点に鑑みなされたもの
であり、特にポリカーボネート基板の熱処理方法を改良
することによって光学歪みが小さ＜　Ｃ／Ｎが高い且つ
反りや局部的な変形のない機械特性の安定した光磁気記
録媒体を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段］ 前記本発明の目的は、ディスク状に成形されたポリカー
ボネート基板を常温から１５０乃至３００℃／時間の昇
温速度で該ポリカーボネート基板の軟化温度＋１０±２
℃の温度まで昇忠させ、その温度で０．　　５乃至２４
時間保持してから、次いで３００乃至１００℃／時間の
降温速度で３０℃以下の温度にまで降温させる温度変化
パターンの熱処理を施した後に、前記ポリカーボネート
基板上に光磁気記録層を設けることを特徴とする光磁気
記録媒体の製造方法により達成される。

〔発明の実施態様］ 本発明においては、噴出成形法等によってポリカーボネ
ートを光磁気記録媒体用に規定された所定の寸法にディ
スク状に成形されたポリカーボネート基板に、１５０乃
至３００’Ｃ／時間以下という比較的緩やかな昇温速度
で室温からポリカーボネートの熱軟化温度（１２１乃至
１２２℃）よりもほぼ１０℃高い１３Ｉ乃至１３２℃に
設定しかつ１３１乃至１３２℃を中心に±２℃の精度で
調整された温度に少なくとも０．５時間、しかし２４時
間を越えない時間保持した後に、３００乃至１００℃／
時間の比較的緩やかな降温速度で３０℃以下の室温近く
まで降温させる熱処理を施すことにより、光学歪みを除
去すると同時に反りや局部的な変形のないポリカーボネ
ート基板を得ることができる。

とができる。

すなわち、本発明は、熱処理により基板に局部的な変形
が生じるのは基板を熱処理雰囲気においてからの昇温速
度に問題があり、ある特定の範囲内に昇温速度を押さえ
る必要があること、また光学歪みを充分に除去するため
の熱処理温度には閾値があり、ある温度を越えると急速
に基板に反りが発生し、ついにはグループが消失してし
まうこと、さらに、この闇値の温度に保持する時間が適
正でないと光学歪みが効果的に除去できず、長すぎると
基板に反りが発生すること、また、前記瓜度に特定時間
保持した後、室温まで降温するときの降温を特定の範囲
の速度にしないと前記ポリカーボネート基板に局部的な
変形が生し、面振れ加速度が増加すること等の発明者等
の検討結果に基づき、なされたものである。

本発明の光磁気記録媒体の製造方法における前記ポリカ
ーボネート基板の熱処理において熱処理雰囲気の昇温速
度を１５０乃至３００℃／時間以下の比較的緩やかなで
きるだけ一定の速度で昇温することが好ましい。

昇温速度が３００’Ｃ／時間を越えると基板に局部的な
変形が生したり得られた光磁気記録媒体の回転時に面振
れ加速度が増加したりして忠実な記録再生に支障を来す
ので好ましくない。

また、昇温速度が１５０℃／時間未満では熱処理が長時
間となり製造コスト上好ましくない。

前記熱処理の設定温度が１３４℃よりも高くなると、温
度上昇とともに急激に反りが発生し易くなり、また１３
０℃よりも低くなると光学歪みが除去が充分にできなく
なるので好ましくない。

温度制御巾が±２℃よりも大きくなると、反りの防止と
光学歪みの除去が両立しなくなるので好ましくない。

また、前記ポリカーポネート基板を前記の温度で保持す
る時間は、少なくとも３０分以上２４時間以下であり、
望ましくは、３０分乃至８時間である．前記熱処理の時
間が短いと光学歪みの除去が充分に行えずまた長すぎる
と機械的反りの発生が起こるようになる。

さらに、前記の特定温度で保持した後に、室温付近の３
０℃の温度にまでする降温速度は、３００乃至１００℃
／時間である。前記降温速度が３００’Ｃ／時間を越え
ると前記ポリカーボネート基板に局部的な変形が生して
、得られた光磁気記録媒体の回転時の面振れ加速度が増
加して、忠実な記録再生を阻害するようになる。

前記降温速度が１００℃／時間未満では降温に時間を要
し製造コスト上好ましくない。

本発明の方法における前記ポリカーボネート基板の熱処
理は通常恒温槽の中に放置することによって行う。

本発明においては前述のようにポリカーボネート基板を
熱処理した後にその上に光磁気記録層が形或される。

光磁気記録層は通常遷移金属、希土類金属を主体とする
記録層の薄膜と該記録層をサンドイッチした形でその上
下に例えばＳｉＯｘ，ＳｉＮｘＡＩＮｘ及びＺｎＳ等の
酸化物、窒化物及び硫化物等誘電体保護層の薄膜が積層
されて設けられることにより前記ポリカーボネート基板
上に光磁気記録層が形成される。

これらのＦｌｌｉｌの或膜方法は、スパッタリング法で
行うのが一般的である。

本発明においては、前記光磁気記録層を前記ポリカーボ
ネート基板上に設ける前に、前述したような条件で前記
ポリカーボネート基板に熱処理を施しているので基板の
複屈折によるノイズレヘルの増大がなくまた基板の反り
の発生も抑えられているのでＣ／Ｎが高く、且つ機械特
性も安定した光磁気記録媒体を得ることができる。

本発明の方法において使用されるディスク状の前記ポリ
カーボ不一ト基板の大きさ、寸法には特に制限はない。

また、本発明の方法の効果はポリカーボネート基板に限
定されるものでもなく他の透明樹脂基板であっても複屈
折の大きいものについては同様な効果を得ることができ
る。すなわち、その樹脂の熱軟化温度よりもほぼ１０℃
高い設定温度で熱処理することにより同様な効果が期待
される。

本発明の方広が適用される前記光磁気記録媒体の前記光
磁気記録層の厚さは、遷移金属及び希土類金属を主体と
した薄膜に代表される記録層の薄膜の厚さとしては、２
００乃至２０００人であることが好ましい、前記誘導体
保護層の薄膜の厚さとしては、５００乃至２０００入で
あることが好ましい。

本発明において適用される前記光磁気記録媒体の前記光
磁気記録層の記録層の素材としては前述した遷移金属及
び希土類金属を含めて各種の酸化物及び金属の磁性体の
薄膜が使用できる。例えば、ＭｎＢｉ　　ＭｎＡＩＧｅ
，ＭｎＣｕＢｉ等の結晶性材料、ＧｄＪＧ，ＢｉＳｍＥ
ｒＧａｌＧ，ＢｉＳｍＹｂＣｏＧｅ　ＩＧ，等の単結晶
材料、さらに、ＧｄＣｏ，ＧｄＦｅ，ＴｂＦｅ　　Ｄｙ
Ｆｅ，ＧｄＦｅＢｉ，ＧｄＴｂＦｅ，ＧｄＴｂＣｏ，Ｔ
ｂＦｅＣｏ，ＴｂＦｅＮｉ等の非品質材料を用いた薄膜
である。中でも感度、Ｃ／Ｎ等の点で希土類金属、遷移
金属を主体とする記録層が最も好ましい．〔発明の効果
〕 特定範囲の昇温速度で、ポリカーボネート基板の熱軟化
温度＋１０±２℃にまで昇温し、その温度に特定時間保
持した後に、特定範囲の速度で室温付近にまで降温する
ことによって、複屈折が小さく、反りも小さいかつ表面
の局部変形が軽減されたポリカーボネート基板を安価な
製造コストで得ることができる。

そして、本発明の方法によって熱処理されたポリカーボ
ネート基板を用いた光磁気記録媒体の機械特性を向上さ
せることができる。

本発明の新規な効果を以下の実施例及び比較例に基づい
て説明する。

〔実施例−１〕 １３０φ、厚さ１．２ｍｍに射出戒形されたポリカーボ
ネート基板を、恒温槽（ヤマト科学■製クリーンオーブ
ン）中に室温（２３℃）で投入した後、２２０’Ｃ／時
間の昇温速度で昇温し、所定温度に到達してから２時間
放置して、その後１５０℃／時間の速度で室温（２３℃
）まで降温して前記ポリカーボネート基板の熱処理を終
了した。

その際の設定温度、温度の制御中を第１表のように変え
て試料ａからｅまでの６ａｌ！のポリカーボネート基板
の試料を作威した。

〔比較例−１〕 熱処理せずに室温下に放置したポリカーボ不一ト基板の
試料として試料ｆを作成した。

上記の実施例−１および比較例−１で得られたポリカー
ボネート基板の上にマグネットロンスパッタリング法に
よって、厚さ９００人のＳ　ｉＮｘの誘電体保ｉｔｒｉ
の薄膜、厚さ１０００人のＴｂＦｅＣｏの記録層の薄膜
、厚さ１０００人のＳｉＮＸの誘電体保護層の薄膜を順
次この順番で成膜して、試料ａから試料ｆまでの前記ポ
リカーボネート基板上に３Ｎ構戒の光磁気記録層を設け
た光磁気記録媒体の試料ＡからＦまでを得た．以上のよ
うにして得た前記ポリカーボネート基板の各試料の複屈
折及び反りを以下のような条件で測定した。また、光磁
気記録媒体の各試料のＣ／Ｎを以下のような条件で測定
した。

複屈折の測定法：Ｈｅ−Ｎｅレーザー（λ＝６３２．８
ｎｍ）の平行ビームを用いてディスク反射光から測定し
た。

反りの測定方法：Ｎ．Ａ．＝０．５５，　　λ−８３０
ｎｍのフォーカスビームによるピック・アノプ移動量を
静電容量として測定した． 半径６０ｍｍ位置の半径方向の反りと周方向の反りの２
乗和の平方根を反りの値とした。

Ｃ／Ｎの測定方法：差動方弐の光学系を備えた光磁気デ
ィスクテスター（Ｎ．Ａ．＝０．５５、λ＝８　３　０
　ｎｍ）を用いた。

なお、前記ポリカーボネート基板の熱軟化温度をＡＳＴ
Ｍ　　Ｄ６４８により荷重１　８　．　　６　ｋｇ／ｃ
ｉを印加して測定したところ１２２℃であった。

それぞれの測定結果は第２表のとおりであった。

第　　１　　表 第２表 第２表から明らかなように、ポリカーボネート基板の熱
軟化温度（１２２’ｃ）＋１０℃である１３２℃の設定
温度で熱処理した場合温度制御幅が±２℃である試料Ｃ
の基板では他の場合に比べ複屈折、反りともに小さく、
その基板を用いて作威した光磁気記録媒体のＣ／Ｎも良
好な値であった。

一方、設定温度が試料Ｃと同じ１３２℃であっても制御
温度の幅が±２℃よりも大きく±５℃である試料Ｄの基
板では複屈折は比較的小さいが反りが大きくなってしま
った． また、設定温度が１３２℃よりも低い１２２℃（試料Ａ
）、１２７℃（試料Ｂ）においては、温度制御幅を±２
℃としても反りは小さかったが複屈折の値が大きくなっ
てしまいそれを用いて得られた光磁気記録媒体のＣ／Ｎ
があまり高くならなかった。

更にまた、設定温度が１３２℃よりも高い１３７　”Ｃ
の場合（試料Ｅ）では、温度制御幅を±２℃で熱処理し
ても複屈折は小さくできたが反りが大きくなってしまっ
た。

熱処理を行わなかった試料Ｆの基板は複屈折が大きくそ
れを用いて作威した光磁気記録媒体のＣ／Ｎはあまり大
きくならなかった。

〔実施例−２〕 熱軟化温度が１２５℃のポリカーポネート基板を第３表
に示す設定温度、制御温度幅で熱処理した以外実施例−
１と同゛一の条件で熱処理及び光磁気記録媒体を作成し
た。

得られた結果を第４表に示す。

第３表 第　　４　　表 熱軟化温度１　２　５　＋　ｌ　Ｏ　’Ｃよりも設定温
度が低くてもまた高くても複屈折も反りも共に好ましい
ポリカーボネートａ板とならなかった。

〔実施例−３〕 熱軟化温度１２２℃のポリカーボネート基板を設定温度
を１３２℃、制御温度幅を±２℃とし、設定温度下での
処理時間を第５表に示す条件にした以外は実施例−１と
同一の条件で熱処理を行って試料ｊから試料ｒまでのポ
リカーボネート基板を得、それらの基板を用いた光磁気
記録媒体の作成を行った。（試料Ｊ−Ｒ） 得られた結果を同しく第５表に示す。

第　　５　　表 設定温度に達してからの基板の処理時間が３０分に達し
ない試料Ｊ及びＲでは、複屈折の値が大きくそれらの基
板を用いて作成した光磁気記録媒体のＣ／Ｎがあまり高
くならなかった。

また、処理時間が２４時間を越えた試料Ｑ及びＲでは基
板の反りが大きくなってしまった。

〔実施例−４〕 ポリカーボネート基板を恒温槽（ヤマト科学■製　クリ
ーンオーブン）中に室温（２３℃）で入れた後、第６表
に示した昇湛速度で１３２℃まで昇温してその温度を設
定温度として制御温度±２”Ｃで処理した以外は実施例
−１と同一の条件にして基板の熱処理を行って試料Ｓか
らｙまでの基板を得、それらの基板を用いて光磁気記録
媒体の作成を行った。（試料Ｓ−Ｘ） なお、比較のために所定の昇温過程を通さずに１３２℃
の設定温度に恒温槽内の温度が達したところでポリカー
ボ不一ト基板をいきなり入れて熱処理を行った試料Ｚを
作成した。

また、光磁気記録媒体の各試料の面振れ加速度を以下の
条件で作成した。

面振れ加速度の測定法：光磁気記録媒体の回転数を１８
０Ｏｒｐｍとし基板の中心から外周に向けて半径３０圓
から６０−の間を８等分した位置における面振れ加速度
のうち最大値をその光磁気記録媒体の面振れ加速度（基
板の上下方向の寸度安定性）とした。

熱処理した基板の測定結果およびその基板を用いて作或
した光磁気記録媒体の面振れ加速度の測定結果を第６表
に示す． 昇温速度が３００”Ｃ／時間以内の比較的緩やかな条件
では面振れ加速度は２．０ｍ／ｓｅｃ”以下と比較的小
さい値を示したが、３００℃／時間を越えるとかなり大
きくなってしまった。

また、昇温過程を経ない試料Ｙでは、面振れ加速度は相
当大きくなり基板表面が局部的に変形しているのが肉眼
でも観察できた。

〔実施例−５〕 １３０φ、厚さ１．２皿に噴出戒形されたポリカーボネ
ート基板を、恒温槽（ヤマト科学■製クリーンオーブン
）中に室温（２３℃）で入れた後、２２０℃／時間の昇
温速度で昇温し、１３２℃に到達してから２時間その温
度に２時間保持した後、第７表に示した降温速度で室温
（２３℃）にまで降温して前記ポリカーボネート基板の
熱処理を行い、次いで得られた各ボリカーポネート基板
の上に実施例−１と同一の条件で光磁気記録層を形威し
て、光磁気記録媒体の試料α、β、γ、δ、εを得た。

なお、降温速度は、恒温槽内側に熱電対を設け、恒温槽
内をファンを廻し、空気を循環させることにより制御し
た。

７ 表

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディスク状に成形されたポリカーボネート基板を常温か
   ら１５０乃至３００℃／時間の昇温速度でその軟化温度
   ＋１０±２℃の温度まで昇温させ、その温度で０．５乃
   至２４時間保持してから、次いで３００乃至１００℃／
   時間の降温速度で３０℃以下の温度にまで降温させる温
   度変化パターンの熱処理を施した後に、前記ポリカーボ
   ネート基板上に光磁気記録層を設けることを特徴とする
   光磁気記録媒体の製造方法。