JPH09212930A - 光磁気ディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＳＳ方式を適用した場合に、磁気ヘッドと
ディスクの貼り付きが防止され、良好なＣＳＳ特性が得
られる光磁気ディスクを提供する。 【解決手段】 記録磁性層２上に、界面活性剤が内添さ
れた紫外線硬化型樹脂保護層３を形成し、この保護層上
にさらにフッ素系潤滑剤層４を形成する。保護層に内添
する界面活性剤としては、フッ化メチル基を有するとと
もにポリエーテル変成がなされたシリコン系界面活性剤
が好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光磁気ディスクに
関し、特に保護層及び潤滑剤層の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】光磁気記録方式は、磁性薄膜を部分的に
キュリー点または温度補償点を越えて昇温し、この部分
の保磁力を消滅させて外部から印加される記録磁界の方
向に磁化の向きを反転することを基本原理とするもの
で、光ファイルシステムやコンピュータの外部記憶装
置、あるいは音響、映像情報の記録装置等において実用
化されつつある。

【０００３】この光磁気記録方式に用いられる光磁気デ
ィスクとしては、ポリカーボネート等からなる透明基板
の一主面に、膜面と垂直方向に磁化容易軸を有し、且つ
磁気光学効果の大きな記録磁性層（例えば希土類−遷移
金属合金非晶質薄膜）や反射層，誘電体層を積層するこ
とにより記録部を形成し、さらにこの記録部の腐食を防
止するために、記録部上に紫外線硬化樹脂等よりなる保
護層を覆う如く形成したものが知られている。

【０００４】このような光磁気ディスクに対して記録を
行うには、例えば基板側からレーザ光を照射するととも
に保護層側から外部磁界を印加することで、記録磁性層
の保磁力を局所的に減少させ、この領域を外部磁界の方
向に磁化する。この外部磁界の方向に磁化された部分が
記録ピットとなる。また、このような記録ピットは、レ
ーザ光の偏光面が記録磁性層の磁気光学効果によって回
転するのを利用して検出される。

【０００５】近年、このような光磁気ディスクに対して
は、コンピュータの扱うデータの大容量化に伴い、記録
容量の増大化が求められている。また、映像情報のデジ
タル化にしたがって、記録容量の増大とともに高転送レ
ート化、高アクセス化への要求も高まっている。

【０００６】ここで、光磁気ディスクの大容量化は、レ
ーザ光の短波長化等により順調に向上している。

【０００７】一方、高転送レート化、高アクセス化につ
いては、特にダイレクトオーバーライト可能な磁界変調
記録を行う場合、ディスク面に直接摺動させる摺動型磁
気ヘッドを用いる方式では、ディスクの回転が高速にな
るにしたがって摺動が不安定になり、安定化するために
はヘッドにかける荷重を大きくしなければならない。そ
うなると、ヘッドとディスク間の摩擦が増大し、ディス
クを回転駆動させるモータに負担がかかるといった問題
が生じる。

【０００８】このため、ディスク面に対して空気流を利
用して浮上させる浮上型磁気ヘッドで対応することにな
る。この浮上型磁気ヘッドを、ディスク面に接触しない
範囲でできるだけ接近するように浮上させることで、デ
ィスクに十分な大きさで磁界を印加しながら、ディスク
の高速回転が可能になる。

【０００９】このような浮上型磁気ヘッドを用いる場合
には、消費電力の低減に有利であることから、ハードデ
ィスクドライブにおいて多用されているコンタクト・ス
タート・ストップ方式（ＣＳＳ方式）によってディスク
の回転駆動制御がなされる。

【００１０】すなわち、このＣＳＳ方式では、記録再生
時以外はディスクの回転が停止（スリープモード）して
おり、磁気ヘッドがディスクと接触している。そして、
起動時にディスクが高速回転され、それに伴って発生す
る空気流によって磁気ヘッドがディスク表面から浮上
し、この状態で記録再生が行われる。そして、さらに停
止時にディスクの回転が減速され、これによって、再び
磁気ヘッドがディスクと接触することになる。このＣＳ
Ｓ方式では、記録再生時以外はディスクの回転が停止し
ており、必要なときにだけ回転駆動されることから、消
費電力が抑えられる。このため、低消費電力化が求めら
れる、例えばブックタイプコンピュータへ適用するのに
非常に好ましい方式である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光磁気ディ
スクにＣＳＳ方式を適用する場合、ヘッド浮上面となる
保護層への磁気ヘッドの貼り付きが問題になる。

【００１２】ハードディスクの場合には、ディスク表面
に機械的に溝（テクスチャリング）を設けることでヘッ
ドとの接触面積を小さくしたり、ディスク表面にフッ素
系潤滑剤を塗布することで、磁気ヘッドの貼り付きを防
止するようにしている。

【００１３】しかしながら、光磁気ディスクの場合、ヘ
ッド浮上面となる保護層は、通常、アクリル系の紫外線
硬化樹脂をスピンコートすることで形成される。図３
に、基板２１上に形成された記録磁性層２２の表面に、
スピンコート法で形成した紫外線硬化樹脂の保護層２３
を示すが、このように紫外線硬化樹脂の保護層２３は外
周側にいく程厚さが厚くなる傾向があり、膜厚が不均一
となることから、テクスチャリングの形成加工が難し
い。

【００１４】テクスチャリングと同様の作用を期待し
て、ヘッドの底面を球面状（ｒ＝１５００ｍｍ）にする
ことで保護層とヘッドの接触面積を小さくすることも試
みられている。しかし、紫外線硬化樹脂よりなる保護層
は比較的柔らかいことから、このような形状のヘッドを
用いると、ディスクの回転停止時にヘッドが保護層に貼
り付き、良好なＣＳＳ特性が得られない。

【００１５】一方、潤滑剤については、エステル系、シ
リコン系、フッ素系等、多種類のものが知られている
が、ディスクとヘッドの貼り付きを防止する目的で用い
るには、貼り付きの主原因となる水分の吸水が最も少な
い、フッ素系の潤滑剤を用いることが好ましい。

【００１６】ところが、ハードディスク等で用いられて
いるフッ素系潤滑剤は、アクリル系樹脂との相性が非常
に悪い。このため、アクリル系紫外線硬化樹脂よりなる
保護層２３の表面に塗布しようとすると、図４に示すよ
うに、塗布したフッ素系潤滑剤２４が球状になってはじ
かれ均一な層に形成するのが困難である。この対策とし
て、フッ素系潤滑剤の一部の基を、アクリル系樹脂と相
性の良い基に置換する手法も考えられるが、合成が非常
に困難であり、実用的であるとは言えない。

【００１７】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、ＣＳＳ方式を適用した場
合に、磁気ヘッドとディスクの貼り付きが防止され、良
好なＣＳＳ特性が得られる光磁気ディスクを提供するこ
とを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、紫外線硬化
型樹脂保護層に界面活性剤を内添すると、保護層とフッ
素系潤滑剤の相性が改善され、フッ素系潤滑剤が均一に
塗布できるようになるとの知見を得るに至った。

【００１９】本発明の光磁気ディスクは、このような知
見に基づいて完成されたものであっって、透明基板上
に、少なくとも記録磁性層が形成され、この記録磁性層
上に界面活性剤が内添された紫外線硬化型樹脂保護層及
びフッ素系潤滑剤層が形成されていることを特徴とする
ものである。

【００２０】このような光磁気ディスクでは、内添され
た界面活性剤の作用によって保護層が改質され、フッ素
系潤滑剤が均一に塗布されるようになる。したがって、
ＣＳＳ方式を適用した場合に、このフッ素系潤滑剤によ
って磁気ヘッドとの貼り付きが効果的に防止され、良好
なＣＳＳ特性が得られる。

【００２１】なお、保護層に内添する界面活性剤として
は、化３で表されるようにフッ化メチル基を有し、さら
にポリエーテル変成されたシリコン系界面活性剤が好適
である。

【００２２】

【化３】

【００２３】また、潤滑剤は、化４で表されるパーフル
オロポリエーテル系の潤滑剤を用いるのが望ましい。

【００２４】

【化４】

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光磁気ディス
クの実施の形態について説明する。

【００２６】この実施の形態の光磁気ディスクは、図１
に示すように、透明基板１上に記録部２が形成され、こ
の記録部２上に、紫外線硬化型樹脂よりなる保護層３及
びフッ素系潤滑剤層４が形成されて構成されている。こ
の光磁気ディスクでは、図２に示すように、当該光磁気
ディスク５を挟んで、ディスクの基板側に光学ピックア
ップ装置６が配置され、保護層３側に浮上型磁気ヘッド
７が配置され、ＣＳＳ方式によって情報信号の記録が行
われる。

【００２７】このような光磁気ディスクにおいて、基板
１は、厚さ数ｍｍ程度の円板状の透明基板であって、そ
の材質としては、アクリル樹脂，ポリカーボネート樹
脂，ポリオレフィン樹脂，エポキシ樹脂等のプラスチッ
ク材料の他、ガラス等も使用される。

【００２８】なお、この基板１表面のうち、前記記録部
２を設ける側の表面には、通常は再生時に使用するレー
ザ光波長のおよそ４分の１の深さを持った案内溝や番地
符号ピット等（いずれも図示は省略する。）が設けられ
る。

【００２９】記録部２は、少なくとも記録磁性層によっ
て構成される。なお、多重反射によるカー効果の増大や
記録磁性層の保護を目的として誘電体層や反射層を併用
するようにしても良い。この場合、記録部は、第１の誘
電体層，記録磁性層，第２の誘電体層，反射層の４層が
この順に積層されて構成される。

【００３０】これらのうち、第１の誘電体層及び第２の
誘電体層としては、酸化物や窒化物等が使用可能である
が、誘電体層中の酸素が記録磁性層に悪影響を及ぼす虞
れがあることから窒化物がより好ましく、酸素および水
分を透過させず且つ使用レーザ光を十分に透過し得る物
質として窒化珪素あるいは窒化アルミニウム等が好適で
ある。

【００３１】また、上記記録磁性層は、膜面に垂直な方
向に磁化容易方向を有する非晶質の磁性薄膜であって、
磁気光学特性に優れることは勿論、室温にて大きな保磁
力を持ち、且つ２００℃近辺にキュリー点を持つことが
望ましい。このような条件に叶った記録材料としては、
希土類−遷移金属合金非晶質薄膜等が挙げられ、なかで
もＴｂＦｅＣｏ系非晶質薄膜が好適である。この記録磁
性層には、耐蝕性を向上させる目的で、Ｃｒ等の添加元
素が添加されていてもよい。

【００３２】反射層は、前記第２の誘電体層６との境界
でレーザ光を７０％以上反射する高反射率の膜により構
成することが好ましく、非磁性金属の蒸着膜が好適であ
る。また、この反射層は、熱的に良導体であることが望
ましく、入手の容易さや成膜の容易さ等を考慮すると、
アルミニウムが適している。

【００３３】これらの各層は、蒸着やスパッタ等の，い
わゆる気相メッキ技術により形成される。このとき各層
の膜厚は任意に設定することができるが、通常は数百〜
数千オングストローム程度に設定される。これら膜厚
は、各層単独での光学的性質のみならず、組み合わせに
よる効果を考慮して決めることが好ましい。これは、例
えば記録磁性層の膜厚がレーザ光の波長に比べて薄い場
合に、レーザ光が記録磁性層を透過して各層境界で反射
した光と多重干渉し、膜厚の組み合わせにより記録磁性
層の実効的な光学及び磁気光学特性が大きく変動するた
めである。

【００３４】このような記録部２上には紫外線硬化型樹
脂よりなる保護層３が形成され、さらにこの保護層３上
にはフッ素系潤滑剤層４が形成されている。

【００３５】この保護層３は、記録部２を外部からの衝
撃から保護するとともに大気中の水や酸素から隔離する
ために設けられる。そして、この実施の形態の光磁気デ
ィスクでは、特にこの保護層３には界面活性剤が内添さ
れている。この界面活性剤は、保護層３と、この上に塗
布されるフッ素系潤滑剤との相性を改善し、保護層３表
面にフッ素系潤滑剤層４が均一に形成されるようになす
ために用いられる。

【００３６】この界面活性剤としては、化５で表される
ような界面活性剤、すなわちフッ化メチル基を有すると
ともにポリエーテル変成されたシリコン系界面活性剤が
好適である。

【００３７】

【化５】

【００３８】このようなシリコン系界面活性剤は、フッ
化メチル基を有しているため、フッ素系潤滑剤と良好な
相性を示し、またポリエーテル基Ｒを有していることで
紫外線硬化樹脂に対して良好な相溶性が得られる。

【００３９】なお、化５において、フッ化メチル基が導
入されたモノマー成分の組成比ｎは特に制限されない
が、実用的には１〜２０であるのが望ましい。

【００４０】また、導入されるポリエーテル基Ｒは、ｍ
が１０〜３０であるのが望ましい。

【００４１】一方、紫外線硬化樹脂としては、光磁気デ
ィスクの保護層として用いられているものがいずれも使
用可能であり、防水性に優れることからアクリル系紫外
線硬化樹脂が好適である。

【００４２】紫外線硬化樹脂への界面活性剤の添加量
は、紫外線硬化樹脂に対して０．０５〜０．５重量％と
するのが適当である。界面活性剤の添加量が０．０５重
量％未満である場合には、保護層と、保護層上に塗布さ
れるフッ素系潤滑剤との相性を十分に改善することがで
きない。また、界面活性剤の添加量が０．５重量％を越
えると、界面活性剤が紫外線硬化樹脂の硬化を妨げ、保
護層の硬度が低くなる。

【００４３】このような保護層３上には、フッ素系潤滑
剤が塗布されることで潤滑剤層４が形成される。この潤
滑剤層４は、保護層表面に対して微小距離を空けて浮上
する磁気ヘッドがディスクに対して貼り付くのを防止す
るために設けられる。このフッ素系潤滑剤としては、化
６で表されるパーフルオロポリエーテル系のものが好ま
しい。

【００４４】

【化６】

【００４５】このフッ素系潤滑剤の塗布厚は２〜２０ｎ
ｍとするのが望ましい。フッ素系潤滑剤の塗布厚が２ｎ
ｍ未満である場合には、潤滑剤の効果が不足し、磁気ヘ
ッドの貼り付きを十分に防止することができない。ま
た、フッ素系潤滑剤の塗布厚が２０ｎｍを越える場合に
は、潤滑剤によって却って貼り付きが誘発され、またデ
ィスク面へのゴミの付着が生じるようになる。

【００４６】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について実験
結果に基づいて説明する。

【００４７】実験例１ まず、ポリカーボネート基板上に、第１のＳｉ₃Ｎ₄誘電
体膜、ＴｂＦｅＣｏ記録磁性層、第２のＳｉ₃Ｎ₄誘電体
膜、Ａｌ反射層をスパッタリング法によって順次成膜
し、４層構成の記録部を形成した。

【００４８】そして、この記録部上に、化７に示すシリ
コン系界面活性剤が０．１重量％なる量で添加された紫
外線硬化樹脂をスピンコートすることで保護層を形成し
た。

【００４９】

【化７】

【００５０】続いて、この保護層上に化８に示すフッ素
系潤滑剤をスピンコートすることで厚さ１０ｎｍの潤滑
剤層を形成し、光磁気ディスクを作成した。

【００５１】

【化８】

【００５２】実験例２ 保護層にシリコン系界面活性剤を添加せず、保護層上に
潤滑剤層を形成しないこと以外は実験例１と同様にして
光磁気ディスクを作成した。

【００５３】実験例３ 保護層にシリコン系界面活性剤を添加せず、潤滑剤層に
シリコン系潤滑剤を用いること以外は実験例１と同様に
して光磁気ディスクを作成した。

【００５４】実験例４ 保護層にシリコン系界面活性剤を添加しないこと以外は
実験例１と同様にして光磁気ディスクを作成した。

【００５５】実験例５ 保護層に添加する界面活性剤としてフッ化メチル基を有
さないシリコン系界面活性剤を用い、潤滑剤層にシリコ
ン系潤滑剤を用いたこと以外は実験例１と同様にして光
磁気ディスクを作成した。

【００５６】実験例６ 保護層に添加する界面活性剤としてフッ化メチル基を有
さないシリコン系界面活性剤を用いること以外は実験例
１と同様にして光磁気ディスクを作成した。

【００５７】実験例７ 潤滑剤層にシリコン系潤滑剤を用いること以外は実験例
１と同様にして光磁気ディスクを作成した。

【００５８】以上のようにして作成される光磁気ディス
クについて、潤滑剤の塗布性及びＣＳＳ特性を評価し
た。なお、ＣＳＳ特性は、室温下あるいは温度６０℃，
相対湿度８０％の高温多湿環境下で測定し、安定なＣＳ
Ｓ動作が１０万回以上行えた場合を良好であると評価し
た。その結果を表１に示す。

【００５９】

【表１】

【００６０】表１に示すように、保護層に界面活性剤を
添加せず、また潤滑剤層を形成しなかった実験例２のデ
ィスクでは、ＣＳＳ動作させると、磁気ヘッドがディス
クと接触し、破損してしまう。このことから、光磁気デ
ィスクをＣＳＳ方式に適用するには、ディスクとヘッド
の貼り付きを防止するために、何らかの表面処理が必要
であることがわかる。

【００６１】しかし、紫外線硬化樹脂のみよるなる保護
層に、直接、潤滑剤を塗布した場合（実験例３，実験例
４）には、保護層表面で潤滑剤が球状になってはじか
れ、ＣＳＳ動作させることができない。

【００６２】また、保護層にシリコン系界面活性剤を添
加し、この保護層上にシリコン系潤滑剤を塗布した場合
（実験例５，実験例７）では、界面活性剤におけるフッ
化メチル基の有無に関わらず、保護層表面に潤滑剤が均
一に塗布でき、室温下ではＣＳＳ動作が行える。しか
し、高温多湿環境下でＣＳＳ動作を行うと、ヘッドの貼
り付きが生じる。これは、シリコン系潤滑剤の吸水性が
高いことによるものと考えられ、この他、シリコン系潤
滑剤の塗布厚を各種変化させても貼り付きを防止するこ
とができなかった。

【００６３】一方、保護層にフッ化メチル基を有さない
界面活性剤を添加し、この保護層上にフッ素系潤滑剤を
塗布した場合（実験例６）には、潤滑剤塗布後、時間と
ともに潤滑剤が液状に集まり、均一な潤滑剤層を形成す
ることができない。

【００６４】これらに対して、保護層にフッ化メチル基
を有する界面活性剤を添加し、この保護層上にフッ素系
潤滑剤を塗布した実験例１の光磁気ディスクでは、保護
層表面に潤滑剤が均一に塗布でき、室温下では勿論のこ
と高温多湿下においても良好なＣＳＳ特性が得られる。

【００６５】このことから、ヘッド浮上面となる保護層
表面にフッ素系潤滑剤を塗布することは、ディスクとヘ
ッドの貼り付きを防止する上で有効であるが、保護層表
面にフッ素系潤滑剤を均一に塗布するには、保護層に界
面活性剤を添加することが必要であることがわかった。
なお、そのような界面活性剤としては、特にフッ化メチ
ル基を有するとともにポリエーテル変成がなされたシリ
コン系界面活性剤が好適である。

【００６６】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の光磁気ディスクでは、記録部上に界面活性剤が内添
された紫外線硬化型樹脂保護層が形成され、この保護層
上にフッ素系潤滑剤層が形成されているので、浮上型磁
気ヘッドを用いるＣＳＳ方式で情報信号の記録を行った
場合に、ディスク面への磁気ヘッドの貼り付きが防止さ
れ、良好なＣＳＳ特性を得ることが可能である。

【００６７】したがって、本発明によれば、光磁気ディ
スクへのＣＳＳ方式の適用が可能となり、光磁気ディス
クの高転送レート化、高アクセス化及び低消費電力化に
大いに貢献する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した光磁気ディスクの１構成例を
示す断面図である。

【図２】上記光磁気ディスクに対してＣＳＳ方式によっ
て記録を行っている様子を示す斜視図である。

【図３】従来の光磁気ディスクを示す断面図である。

【図４】従来の光磁気ディスクにおいて、保護層表面で
潤滑剤が球状にはじかれている様子を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 透明基板 ２ 記録部 ３ 保護層 ４ 潤滑剤層 ６ 光学ピックアップ装置 ７ 浮上型磁気ヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０７Ｆ 7/12 Ｃ０７Ｆ 7/12 Ｘ Ｃ０９Ｄ 133/00 ＰＧＣ Ｃ０９Ｄ 133/00 ＰＧＣ 171/02 ＰＬＱ 171/02 ＰＬＱ 183/08 ＰＭＵ 183/08 ＰＭＵ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に、少なくとも記録磁性層が
   形成され、この記録磁性層上に、界面活性剤が内添され
   た紫外線硬化型樹脂保護層と、フッ素系潤滑剤層が形成
   されていることを特徴とする光磁気ディスク。
2. 【請求項２】 紫外線硬化型樹脂保護層に内添される界
   面活性剤は、化１で示されるシリコン系界面活性剤であ
   ることを特徴とする請求項１記載の光磁気ディスク。 【化１】
3. 【請求項３】 紫外線硬化型樹脂は、アクリル系紫外線
   硬化型樹脂であることを特徴とする請求項１記載の光磁
   気ディスク。
4. 【請求項４】 フッ素系潤滑剤層は、化２で示されるフ
   ッ素系潤滑剤を保護層表面に塗布することで形成される
   ことを特徴とする請求項１記載の光磁気ディスク。 【化２】
5. 【請求項５】 情報信号の記録が磁界変調方式で行われ
   ることを特徴とする請求項１記載の光磁気ディスク。