JPH06223424A

JPH06223424A - 光磁気ディスク

Info

Publication number: JPH06223424A
Application number: JP1227393A
Authority: JP
Inventors: Fumiyoshi Kirino; 文良桐野; Fumio Kugiya; 文雄釘屋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-01-28
Filing date: 1993-01-28
Publication date: 1994-08-12

Abstract

(57)【要約】【目的】記録や消去条件が変動しても安定した記録及び
再生が行うことができるマーク長記録に適した光磁気記
録媒体の構造を提案し、超高密度光磁気ディスク及び装
置を提供する。【構成】プラスチックやガラス等の基板１上に、通常の
光磁気記録媒体を作製し、その最表面に樹脂を主体とす
る熱吸収層６を形成した放熱構造を有する光磁気ディス
クを用い、これにマルチパルスにより記録を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を用いて記
録，再生、或いは、消去を行う光磁気記録に係り、特
に、マーク長記録方式を用いた超高密度の記録を行うの
に好適な光磁気ディスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の高度情報化社会の進展にともな
い、高密度で大容量のファイルメモリへのニーズが高ま
っている。その中で、これに応えるメモリとして光記録
が注目されている。最近では、書換えが可能な光磁気デ
ィスクが実用化され、文書ファイルやコードデータファ
イル，画像ファイルなどへ応用されている。そして、現
在の片面５インチサイズで６２０ＭＢ容量から、その３
倍以上の記録密度向上を目指しての研究開発が進められ
ている。

【０００３】記録容量を増大させるために、マーク長記
録方式を導入することが有効である。それには、形成さ
れる記録磁区の長さと磁区幅を精密に制御しなければな
らない。そのため、装置側からの対応方法としてマルチ
パルスを用いた記録方式が提案されていた。しかし、こ
の方式のもつ機能をさらに有効に発揮させるには、ディ
スクとの整合性を取る必要がある。第１世代のディスク
では、熱の流れを考慮して金属反射膜をもつ４層構造デ
ィスクが再生信号出力(高Ｓ／Ｎが得られる)の面から
も、また、書換え特性の面からも有効であり、特に、書
換え回数が確保できるのは４層目の金属層に放熱作用が
あるためである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、第
４層目の金属層の放熱作用により逆に記録膜の広い範囲
を暖める場合があった。すなわち、記録膜に照射された
熱は第３層目の無機化合物層を介して第４層目の金属層
へ伝わり、熱伝導率の大きい金属層により広がり、その
熱が、再び、記録膜へ伝播され、記録膜の広い範囲が記
録や消去ができることとなる。第１世代光磁気ディスク
において、ピットポジション記録方式ではトラックオフ
セットを考慮して広い範囲を消去する場合には好適であ
ったが、マーク長記録において磁区幅及び磁区長を精密
に制御する場合、装置のばらつきや媒体のばらつき等に
よる記録や消去条件の変動に弱い場合があり、安定した
装置動作ができない場合があった。

【０００５】本発明の目的は、記録や消去条件が変動し
ても安定した記録及び再生が行うことができるマーク長
記録に適した光磁気記録媒体の構造を提案し、超高密度
光磁気ディスクを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を実現するため
に、記録時や消去時に記録媒体に照射されたレーザビー
ムにより与えられた熱が記録媒体中を流れる場合の流れ
方を考慮しなければならない。その場合のアプローチ法
として、ディスク側からのアプローチと光ディスク駆動
装置からのアプローチの２種類の方法がある。この中
で、マーク長記録で光ディスクの記録媒体の構造は記録
の精度を大きく支配するため、記録や消去条件が変動し
ても安定した記録及び再生を行うことができるマーク長
記録に適した光磁気記録媒体の構造を提案する。

【０００７】ところで、熱の流れを制御するのに第４層
目の膜として金属層を設けることが有効である。しか
し、マーク長記録方式を用いた高密度記録を行おうとす
ると、この第４層目の金属膜により窒化シリコン膜を介
して伝わった熱が周囲へ拡散するために、トラックオフ
セットを考慮した磁区幅が、低いレーザパワーで得られ
た。このディスクを用いてマーク長記録を行うと、一定
の精度で記録は可能であるが、用いるパワーやパルス幅
等の記録や消去条件が変動しても安定した記録及び再生
を行うことができない場合があった。これは、金属膜に
より窒化シリコン膜を介して伝わった熱が周囲へ拡散
し、その熱が再び窒化シリコン膜を介して記録膜へ伝わ
り、記録膜の温度が記録温度以上になるために、小さな
レーザパワーで幅広い磁区を容易に形成することができ
る。このように、金属層のみでは熱拡散型になっている
ことがわかる。

【０００８】この構造では用いるパワーやパルス幅等の
記録や消去条件が変動しても安定した記録及び再生を行
うことができない。そこで、マーク長記録に好適な熱構
造は、熱拡散型より放熱型であると考えられる。そのた
め、記録媒体の最上層の上に熱吸収層の紫外線硬化型樹
脂層を形成した。そして、この樹脂層の熱的特性を制御
することで、放熱型の熱構造を有するディスクを得るこ
とができる。

【０００９】具体的には、少なくともレーザ光を用いて
記録，再生、或いは消去を行う光記録において、凹凸の
案内溝を有するガラス又はプラスチックの基板上に、少
なくとも情報を記録する光磁気記録媒体が形成されてお
り、その表面を樹脂層により被覆を行うのに、被覆に用
いる樹脂中に樹脂と異なる熱伝導率を有する材料を添加
することにより行い、この樹脂層を光磁気ディスク媒体
の最表面層上に設けた構造とする。このことは、記録媒
体の表面を樹脂層により被覆を行うのに、被覆に用いる
樹脂として、樹脂の熱伝導率を制御することに相当す
る。

【００１０】熱伝導率以外に、被覆に用いる樹脂におい
て、樹脂層を形成する記録媒体の表面層に用いられてい
る材料と異なる熱容量を有する樹脂材料層を形成しても
良い。

【００１１】先に述べた、被覆に用いる樹脂の熱伝導率
を制御するのに、樹脂と異なる熱伝導率を有する材料と
して、金属材料或いは無機の誘電体化合物の内から選ば
れる少なくとも１種類の材料を樹脂中に分散させてもよ
い。さらに、被覆に用いる樹脂の熱伝導率を制御する手
法として、樹脂の密度，分子量分布、及び、電気伝導率
の内から選ばれる少なくとも１種類のパラメータを制御
しても同様の効果が得られる。

【００１２】樹脂中に分散させる金属材料として、表面
に不動態皮膜を形成する金属、或いは貴金属を用い、さ
らに優位にはその金属としてＴｉ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｎｂ，
Ｃｏ，Ｎｉ，Ｉｎ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ａｇ，Ｐ
ｂ，Ｃｕの内から選ばれる少なくとも１種類の金属を樹
脂中に分散させてもよい。これらの金属を分散させる割
合（金属と樹脂との混合比）を制御することにより、見
かけ上、熱伝導率や熱容量を制御できる。そして、金属
と樹脂とは任意の割合で混合するので、その混合比を制
御することにより所望の熱特性を有する樹脂を得ること
ができる。

【００１３】この他に、樹脂中に分散させる無機の誘電
体化合物として、Ｓｉ₃Ｎ₄，Ａｌ₂Ｏ₃，ＳｉＯ，ＳｉＯ
₂，Ｃｒ₂Ｏ₃の内から選ばれる少なくとも１種類の化合
物、又は、Ｓｉを樹脂中に分散させても、先の金属と同
様の効果が得られる。勿論、金属と無機の誘電体化合物
とを同時に分散させても良く、また、金属元素単体以外
に、合金を分散させても良いことは当然である。

【００１４】先に示した金属は貴金属或いは不動態化す
る金属であったが、これらの金属を主体とすれば合金を
形成する如何なる元素を添加しても良く、得られる熱特
性の範囲はさらに広くなる。ところで、樹脂層中に金属
元素、特に、ゲッタ材のＡｌ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｃｒ
などを添加すると、熱吸収の効果以外に樹脂中に存在す
る残りの重合開始剤などの不純物や大気中から侵入して
来る水分や酸素などと反応して除去するので、記録媒体
の保護作用を大きく向上させることができる。また、Ｓ
ｉ₃Ｎ₄，Ａｌ₂Ｏ₃，ＳｉＯ，ＳｉＯ₂，Ｃｒ₂Ｏ₃等の化
合物を添加すると、記録媒体を摩擦等の物理的作用から
保護できる。また、電気伝導度の制御には樹脂の分子構
造中にカルボキシル基等の官能基を有し、これにＮａイ
オン等と塩を形成することで、伝導率の制御が可能で、
分子構造中に存在するカルボキシル基の数を増大してい
くと電気伝導度は上昇していくので、所望の電気伝導度
により分子中に設けるカルボキシル基の数を制御すれば
良い。また、添加する金属や無機の誘電体化合物の表面
積は広い方がよい。

【００１５】

【作用】基板上に形成された光記録媒体、特に、光磁気
記録媒体に対して、媒体の表面に熱特性を制御した樹脂
層を形成することにより、記録膜にレーザ光を照射した
場合に、窒化シリコン層を介して金属層へ拡散した熱を
さらにこの樹脂層により吸い上げることができる。これ
により、記録膜を広範囲に暖めることなく所望の位置を
暖めることができ、その範囲も微小である。このこと
は、微小マーク形成が可能であることを示している。そ
の結果、超高密度光記録を実現できる。この場合、樹脂
層の熱伝導率や熱定数等の熱特性を選択することによ
り、熱の吸い上げ効果を任意に制御できる。

【００１６】

【実施例】

（実施例１）本実施例において試作したディスクの断面
図を図１に示す。ディスクは、凹凸の案内溝を有するガ
ラスもしくはプラスチックの基板１上に、無機誘電体化
合物層２として窒化シリコン層を８５ｎｍの膜厚にスパ
ッタ法により形成した。次に、情報記録層３としてＴｂ
ＦｅＣｏＮｂ非晶質合金層を形成した。そして、無機誘
電体化合物層４として窒化シリコン層を２０ｎｍの膜厚
にスパッタ法により形成した。そして最後に、金属層５
としてＡｌ₉₅Ｔｉ₅合金層を５０ｎｍの膜厚に形成し
た。

【００１７】このようにして形成した光磁気記録媒体表
面に熱吸収層６としてＡｌ粉末を含む紫外線硬化型樹脂
層を形成した。ここでは、アクリル系の紫外線硬化型樹
脂層の中へＡｌ粉を５重量％添加し、ニーダで十分撹拌
した後に、樹脂をスピン塗布した。塗布にあたり、記録
媒体と樹脂との接着性を向上させるために、記録媒体表
面をオゾン洗浄（有機化合物の除去）やプラズマエッチ
ング等に代表される表面処理や媒体表面に接着層を形成
するなどの手法を用いた。これは、使用する樹脂の分子
構造に依存することである。この他、樹脂中に吸着作用
を有する官能基を有する化合物を添加して、重合時に分
子鎖の中へ取り込まれるようにしてもよい。

【００１８】本実施例では、アクリル系の樹脂を用い、
分子構造中にアクリル基を有するので基板表面への吸着
作用を有するが、接着力を更に高めるために媒体表面を
紫外線照射下でオゾンを用いて表面処理を行った。この
他、熱吸収層の効果を制御するのに、樹脂の密度や分子
量などを制御してもよい。

【００１９】このようにして作製したディスクの記録−
再生特性を測定した。記録に用いた波形を図２に示す。
用いたパルスは、微小なパルスの集合体からなり、一つ
のパルスを構成し、一つの符号に対応する微小パルスの
数は変調方式により選べば良い。

【００２０】構成するパワーレベルは四つのレベルから
なり、第１のレベルはリードレベルで、第２のレベルは
プリヒートレベルまたは交換結合を利用したオーバーラ
イトタイプの場合は消去レベルであり、そして、第３及
び第４のレベルは記録レベルである。また、各々のパル
ス幅は任意で良いが、ディスクドライブの製造上のこと
を考慮すると、ライトクロックに同期させると、製造が
容易でしかも得られるパルス幅の制御精度が高いので、
記録精度を高くすることができる。

【００２１】本実施例では変調方式として（１，７）Ｒ
ＬＬ方式を用いた。その結果、（１，７）ＲＬＬ方式の
最短のパターン(１.３３Ｔ：１Ｔは１ビット長）は、８
０ｎｓであるが、所望の長さの記録磁区を得るにはパル
ス長を６０ｎｓにする必要があり、これはライトクロッ
クの３／２に相当する。そして、ライトクロック相当
（４０ｎｓ）の休止期間を経て、少なくとも４０ｎｓの
プリヒートレベルをとる。そして、これより長いパター
ンを記録するには、例えば、２.０Ｔでは２０ｎｓの休
止期間（プリヒートレベル）を経て、再び、記録レベル
となり２０ｎｓの記録領域を経て、ライトクロック相当
（４０ｎｓ）の休止期間を経て、少なくとも４０ｎｓの
プリヒートレベルをとる。

【００２２】以下、２０ｎｓの記録領域と２０ｎｓの休
止期間を繰返して続ければ良い。これにより、記録磁区
の長さは０.６６Ｔずつ長くなる。そして、この（１，
７）変調方式の七つのパターンをランダムに記録したと
きのエッジシフトを測定したところ、±１ｎｓ以下であ
った。これに対して、樹脂中にＡｌを含まない場合は、
±３ｎｓであった。また、記録時のレーザパワーが１５
％程度変動しても樹脂中にＡｌを含む本発明を用いた場
合は、エッジシフト量は最大で±２ｎｓ以下と小さかっ
たのに対して、樹脂中にＡｌを含まない場合は±６ｎｓ
と増大した。このように、樹脂層に熱を吸収する作用を
持たせることにより、エッジシフトを大きく抑制でき
た。この効果は、Ａｌ以外にＴｉ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｎｂ，
Ｃｏ，Ｎｉ，Ｉｎ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ａｇ，Ｐ
ｂ，Ｃｕ等のいずれの金属を用いても同じである。

【００２３】このようにして作製したディスクを８０℃
−９５％ＲＨ中へ放置したときの欠陥レートの経時変化
を測定したが、三千時間以上放置してもその値(３×１
０^-6)に変化は見られなかった。

【００２４】（実施例２）本実施例において試作したデ
ィスクの断面図を図１に示す。ディスクは、凹凸の案内
溝を有するガラスもしくはプラスチックの基板１上に、
無機誘電体化合物層２として窒化シリコン層を８５ｎｍ
の膜厚にスパッタ法により形成した。次に、情報記録層
３としてＴｂＦｅＣｏＮｂ非晶質合金層を形成した。そ
して、無機誘電体化合物層４として窒化シリコン層を２
０ｎｍの膜厚にスパッタ法により形成した。そして最後
に、金属層５としてＡｌ₉₅Ｔｉ₅合金層を５０ｎｍの膜
厚に形成した。このようにして形成した光磁気記録媒体
表面に熱吸収層６として、イオン伝導性を有するポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いた。この樹脂層
の形成は真空蒸着法でも、スパッタ法を用いても良く、
また、スピンナによる塗布法を用いても良い。ここで、
作製手法の違いは分子量の違いとして表れるので、生産
ラインと、得たい熱特性に合った手法を選べば良く、手
法により本発明により得られる効果に差はない。

【００２５】このようにして作製したディスクの記録−
再生特性を測定した。記録に用いた波形は実施例１と同
様で、その形状は図２に示すとおりである。このマルチ
パルス波形を用いて（１，７）変調方式によるランダム
パターンを記録し、その時のエッジシフト量を測定し
た。得られたエッジシフト量は、±１ｎｓ以下であっ
た。また、記録時のレーザパワーを１５％程度変動させ
たところ、樹脂にＰＥＴを用いた本実施例では、エッジ
シフト量は最大で±２ｎｓ以下と小さく、記録レーザパ
ワーの変動に対して強かった。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、記録媒体上に設けた樹
脂層に吸熱作用をもたせることにより、エッジシフト量
を大きく減少できる。また、パワー変動やフォーカス変
動等の装置変動や装置の製造時のばらつきに対する耐力
を大きく向上させることができた。さらに、樹脂層中に
Ａｌ等の不動態化金属元素を添加することにより、酸素
や水との反応により吸収することができるので、記録媒
体の寿命を大きく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の光磁気ディスクの断面図。

【図２】記録に用いたレーザパワーの波形図。

【符号の説明】

１…基板、２…無機誘電体化合物層、３…情報記録層、
４…無機誘電体化合物層、５…金属層、６…熱吸収層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともレーザ光を用いて記録，再生、
或いは消去を行う光記録において、凹凸の案内溝を有す
るガラス又はプラスチックの基板上に、少なくとも情報
を記録する光磁気記録媒体が形成されており、その表面
を樹脂層により被覆を行うのに、被覆に用いる樹脂中に
前記樹脂と異なる熱伝導率を有する材料を添加したこと
を特徴とする光磁気ディスク。
【請求項２】少なくともレーザ光を用いて記録，再生、
或いは消去を行う光記録において、凹凸の案内溝を有す
るガラス又はプラスチックの基板上に、少なくとも情報
を記録する光磁気記録媒体が形成されており、その表面
を樹脂層により被覆を行うのに、被覆に用いる樹脂とし
て、前記樹脂の熱伝導率を制御したことを特徴とする光
磁気ディスク。
【請求項３】少なくともレーザ光を用いて記録，再生、
或いは消去を行う光記録において、凹凸の案内溝を有す
るガラス又はプラスチックの基板上に、少なくとも情報
を記録する光磁気記録媒体が形成されており、その表面
を樹脂層により被覆を行うのに、被覆に用いる樹脂とし
て、樹脂層を形成する記録媒体の表面層に用いられてい
る材料と異なる熱容量を有する材料を用いたことを特徴
とする光磁気ディスク。
【請求項４】請求項１に記載の、樹脂と異なる熱伝導率
を有する材料として、金属材料或いは無機の誘電体化合
物の内から選ばれる少なくとも１種類の材料を被覆に用
いる樹脂中に分散させた光磁気ディスク。
【請求項５】請求項２に記載の被覆に用いる樹脂の熱伝
導率を制御する手法として、樹脂の密度，分子量分布、
及び、電気伝導率の内から選ばれる少なくとも１種類の
パラメータを制御した光磁気ディスク。
【請求項６】請求項４に記載の樹脂中に分散させる金属
材料として、表面に不動態皮膜を形成する金属、或いは
貴金属を用い、さらに優位にはその金属としてＡｌ，Ｔ
ｉ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｉｎ，Ａｕ，Ｐ
ｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ａｇ，Ｐｂ，Ｃｕの内から選ばれる少
なくとも１種類の金属を樹脂中に分散させた光磁気ディ
スク。
【請求項７】請求項４に記載の樹脂中に分散させる無機
の誘電体化合物として、Ｓｉ₃Ｎ₄，Ａｌ₂Ｏ₃，ＳｉＯ，
ＳｉＯ₂，Ｃｒ₂Ｏ₃の内から選ばれる少なくとも１種類
の化合物、又は、Ｓｉを樹脂中に分散させた光磁気ディ
スク。
【請求項８】請求項１，２，３，４，５，６または７に
記載の光磁気記録媒体，無機の誘電体化合物，情報記録
層，無機の誘電体化合物、および、金属層の４層よりな
り、さらに優位にはその情報記録層として基板と垂直方
向に磁化容易軸を有する材料を用いる光磁気ディスク。