JPH0935349A - 光磁気ディスク及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 浮上型磁気ヘッドを用いた磁界変調方式に用
いて好適な光磁気記録媒体を提供する。 【構成】 磁界変調方式による記録に用いられる光磁気
ディスクであって、その磁気ヘッドと対向し、あるいは
接触、摺動する側の樹脂保護膜が、レーザーの照射によ
って突起部が形成された樹脂膜であることを特徴とする
光磁気ディスク。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光磁気ディスク及びそ
の製造方法に係わり、特に浮上型磁気ヘッドを用いた磁
界変調方式に用いて好適な光磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光磁気ディスクとして、プラスチ
ック基板上に設けられたTbFeCoなどからなる記録層の上
に、直接または他の層を介して樹脂からなる保護膜を形
成したものが広く用いられている。該保護膜の要件とし
ては、耐候性にすぐれて記録層を保護し、また記録層や
他の層の劣化等を引き起こすような物質を含まないこ
と、材料が高価格でなく生産性が良好で安全性が高いこ
とが挙げられ、熱硬化性あるいは紫外線硬化性の樹脂が
一般的に用いられている。

【０００３】光磁気記録では、磁気のみの記録に比べ
て、記録密度やビット当たりのコストでは優れているも
のの、書き込み速度が遅いことが指摘されている。これ
は、従来の光磁気記録では永久磁石を用い、記録用レー
ザー光のｏｎ、ｏｆｆによって記録を行う光変調方式を
採用しているために、情報の重ね書きが困難で、情報を
書き換える際には、全情報の消去を行ってから改めて新
しい情報を記録するという２つの過程を経なければなら
ないことによる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、この問題を解決
する手段として、以前に記録された情報の上に直接情報
を重ね書きできる磁界変調方式、すなわちレーザ光を前
記記録層上に連続的またはパルス的に照射しておき、少
なくともレーザ光が照射されている箇所に対して、記録
用磁気ヘッドにより磁界の向きを変調させて記録する方
式が注目されている。

【０００５】ところで、この磁界変調方式には、記録用
磁気ヘッドとして浮上ヘッドを用いる方式（ISOM'87
予稿集、P149〜）、あるいはコアにコイルを巻装してな
る磁気ヘッドを用いる方式が提案されている。この浮上
ヘッドを用いる方式では、浮上ヘッドを光磁気ディスク
から数μm浮上させて、また磁気ヘッドを光磁気ディス
クから0.1mm程度離れた位置に配置させて高磁界（例え
ば数百エルステッド）を高周波（例えば数ＭＨｚ）で変
調させて光磁気記録を行う。

【０００６】しかしながら、これらの方式では記録用磁
気ヘッドと光磁気ディスクとが数μm〜0.1mm程度とわず
かな距離しか離れていないため、外力などで振動が生じ
ると、記録用磁気ヘッドが光磁気ディスクに接触して光
磁気ディスク表面に傷がつき、記録層にもその傷が及ん
で情報が破壊される、という問題がある。特に浮上ヘッ
ドを用いる方式では、ヘッドが浮上時でも光磁気ディス
クから数μmしか離れておらず、ＣＳＳ（コンタクトス
タートストップ）方式でヘッドを浮上させる場合にはヘ
ッドの浮上開始、着陸時に浮上ヘッドが光磁気ディスク
上を直接摺動する。

【０００７】また、最近磁気ヘッドを光磁気ディスクに
継続的に摺動させたままの状態で情報の記録、読み出
し、書換えを行うシステムも開発されている。上記のよ
うな磁界変調方式の記録に、従来の最表面に樹脂製の保
護膜を設けた光磁気ディスクを用いると、記録用磁気デ
ィスクと対向する光磁気ディスク最表面が強度不足であ
ったり平滑過ぎたりするために、特に浮上ヘッドを用い
る場合にヘッドと樹脂保護膜が吸着してヘッドの浮上が
困難になったり、浮上ヘッドとの接触、摺動によって保
護膜に傷がつき、多数回の摺動によって傷が記録層まで
及んだり、傷からの水分や薬品等の侵入が起こって記録
層の劣化を起こし、記録が破壊されるということもあっ
た。

【０００８】そこで、これらの問題に対して、光磁気デ
ィスク表面の耐擦性を向上させ、表面粗さを持たせるた
めに、樹脂保護膜に用いる樹脂にSiO₂、Al₂O₃などから
なるフィラーを分散させる手段や、バーニッシャー等の
機械的な手段を用いて樹脂膜の表面に凹凸を形成する手
段（特開平４−１９５７４９他）が提案されている。

【０００９】しかし、一般には樹脂として紫外線硬化型
のアクリル系樹脂を用いているため、フィラーの分散に
よって硬化が十分に行われなかったり、フィラーの混入
によってノイズが増加したり、フィラーの硬度が高すぎ
て浮上ヘッドに傷をつけてしまうなどの問題が生じてい
た。また、機械的に凹凸を形成すると、凹凸形成時に削
られた保護膜の一部や、保護膜側の削れ残りが保護膜上
に残って浮上ヘッドに付着し、ヘッドの浮上を不安定に
したり、また保護膜上に部分的に弱い場所が出来てそこ
から保護膜の破壊が起こる等の問題が生じる。

【００１０】ベースの保護膜樹脂に潤滑剤を加えて、粗
さと潤滑性の両方を得る方法も提案されているが（特開
平２−４０１４９）、樹脂に潤滑剤が溶解しているため
に、フィラーの上部の実際に磁気ヘッドと摺動する部分
が樹脂で覆われていない場合では潤滑性が得られなかっ
たり、フィラーの上部を樹脂で覆うことができた場合で
も、その膜厚が薄すぎてすぐに樹脂膜の破損が起こると
いった問題があった。

【００１１】また、潤滑剤を硬化した後の樹脂保護膜上
に塗布して樹脂保護膜と浮上ヘッドの吸着を防止する方
法も提案されているが、潤滑剤がかえって浮上ヘッドと
光磁気ディスクとの吸着を強化してしまう例が多く見ら
れる。潤滑剤が浮上ヘッドにより削り取られ、多数回の
摺動により効果を発揮しなくなるという問題もある。

【００１２】以上のような問題により、磁界変調方式に
好適な光磁気ディスクを得ることが困難であった。最近
になって、保護膜樹脂と同等の素材で保護膜上に凹凸を
つけたものが良好なＣＳＳ特性を持つことが見い出さ
れ、有機フィラーを分散した保護膜や、紫外線硬化樹脂
をスクリーン印刷、スプレー等の方法で凹凸状に膜形成
した保護膜等が提案されている。

【００１３】しかし同等の性能の物を安定に多数製造す
るという立場からみれば、どれも不安なものであった。
本発明はこのような点に鑑みて創案されたもので、磁界
変調記録に好適な光磁気ディスクを提供することを目的
とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、磁界変
調方式による記録に用いられる光磁気ディスクであっ
て、その磁気ヘッドと対向し、あるいは接触、摺動する
側の樹脂保護膜が、レーザーの照射によって突起部が形
成された樹脂膜であることを特徴とする光磁気ディスク
に存する。

【００１５】ＹＡＧレーザーやアルゴンレーザー、半導
体レーザー等のレーザーを、硬化性樹脂保護膜を形成し
た光磁気ディスクの磁気ヘッドと対向する面に焦点を結
ぶように照射すると、吸収によって生じる熱により樹脂
が溶融する。溶融スポットの周辺部から冷却−固化が起
こる際に表面張力によりスポットの周縁部が盛り上が
り、中央部が窪んだクレーター状の突起が形成される。

【００１６】レーザーの出力や照射時間等の条件を調節
することにより、スポットの周縁部と中心部が盛り上が
り、その中間が窪んだ形状にすることも出来る。レーザ
ーを照射しながら焦点を移動させることにより、様々な
形状の突起部を形成することができる。曲線状の連続し
た突起部で構成されるパターンや、パルス状の変調を与
えることにより、円形または楕円形の突起が規則正しく
並んだような形状にすることもできる。

【００１７】レーザーは固定し、ディスクを動かしなが
らパルス状にレーザーを照射する方法によれば、簡単な
光学系で、上述の突起を一定の間隔で数多く保護膜上に
形成することが可能である。ディスクを動かす方法とし
ては、ターンテーブルによって回転させながら行う方法
や、Ｘ−Ｙステージを用いて縦横に動かす方法などを用
いることができる。

【００１８】このようにしてできた突起はなめらかで、
突起と窪みの両方を持つため浮上磁気ヘッドと接触した
場合に接触面積が小さくなり、摩擦力を低減することが
できる。また樹脂保護膜と同素材の樹脂で出来ているた
め、摩擦力により保護膜から突起が剥離してしまう心配
もない。

【００１９】また樹脂保護膜の素材が持つ優れた点（硬
度、耐候性、潤滑性等）があれば、それをそのまま突起
に持たせることができる。またレーザーの出力、照射時
間、パルス間隔等は正確に制御することが可能なため、
最も効果的な大きさ、高さをもつ突起を、望みの間隔で
再現性よく繰り返し形成することができる。

【００２０】突起の高さはヘッドの浮上を妨げないよう
0.01〜5.0μm程度が好ましい。突起の形状は、ヘッドの
引っかかりや削れがないよう、頂点が丸みを帯びている
ことが望ましい。突起を形成するにあたり、光磁気ディ
スクの記録用磁気ヘッドと対向し、あるいは接触、摺動
する側の最表面にレーザーの吸収によって発熱する層を
形成しておけば、保護膜樹脂のみがレーザーを吸収した
場合に生じるよりも大きな発熱が得られ、突起形成をよ
り効率的に行うことができ、また記録層の熱的な損傷を
より効果的に防ぐことができて望ましい。そのような層
としては着色プラスチック等の有機物や、スパッタリン
グ等で形成した無機物や金属の薄膜、有機及び無機の塗
料や顔料、カーボンブラック等が考えられる。

【００２１】レーザーを吸収して発熱する物質として突
起形成に用いるレーザーの波長付近に吸収極大をもつよ
うな感光性色素を塗布しておけば、色素の光吸収による
発熱が加味されるためさらに効果的に突起を形成するこ
とができて望ましい。また、照射されたレーザー光の殆
どを色素の層で吸収するため、突起形成のレーザーパワ
ーが最適なものより大きくなってしまった場合でも、樹
脂保護膜の下にある反射層や記録層に透過したレーザー
光が到達して損傷を与えるのを防止することもできる。

【００２２】もちろん色素が保護膜樹脂に可溶であれ
ば、色素を溶解または分散させた保護膜樹脂の膜をディ
スクの磁気ヘッドと対向する面に形成したものも同じよ
うに好ましい効果を得ることができる。本発明で使用さ
れる色素としては、容易に手に入り、安全性に優れ、硬
化後の樹脂保護膜に対して反応性が低いものが好まし
い。

【００２３】また、塗布溶媒が安価で入手し易く、安全
性が高いこと、塗布溶媒及び保護膜樹脂への溶解性が良
好なことなどが求められる。具体的な例としてはシアニ
ン系、カルボシアニン系、スチリル系、オキサノール系
が好適に用いられ、商品名で示せば、例えば日本感光色
素研究所（株）のシアニン系色素NK-3212、NK-1046、カ
ルボシアニン系色素NK-1045、スチリル系色素NK-557、N
K-92、NK-342、オキサノール系色素NK-1447、メロシア
ニン系色素NK-2045等を挙げることができる。

【００２４】これらの色素の好ましい使用量の範囲は、
色素により溶解度が異なるため多少の差があるが、硬化
前の保護膜樹脂に混合して用いる場合は0.01〜5wt%、溶
媒に溶解して樹脂保護膜上に塗布する場合には0.5〜10w
t%程度が好ましい。塗布溶媒としては、メタノール、エ
タノール、トリエチルアミン、水など光磁気ディスクの
記録膜及び基板樹脂、樹脂保護膜に悪影響を及ぼさない
ものを、色素の種類に応じて用いることができる。

【００２５】

【実施例】以下に実施例をもって本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施
例によって限定されるものではない。本明細書及び実施
例中における物性等の測定は以下の装置／方法を使用し
た。ＣＳＳテストは、スピンドルモーターに光磁気ディ
スクを取り付け、ＡＢＳ（エアーベアリングスライダ
ー）の大きさが5mm×5mmで、レール幅1.9mmの２本のレ
ールをもつ浮上磁気ヘッドを、ディスクの記録可能範囲
の最内周側（コアの半径位置ｒ＝２５ｍｍ）に配置した
後、ディスクの最高回転数3600rpmの回転と停止を１万
回繰り返して行い、ディスク表面が損傷する程度を観察
することにより行う。

【００２６】時間は１秒で回転数上昇、3600rpmで３秒
回転、１秒で回転数減少、停止１秒の計６秒を１セット
として行った。同時に浮上磁気ヘッドが着地状態から浮
上状態になる際、ヘッドが光磁気ディスクの回転方向に
引っ張られる力をロードセル（ミネベア（株）製UT-100
GR）で測定し、表示される数値より摩擦係数を求めた。
これを浮上磁気ヘッドと光磁気ディスク間の摩擦係数と
し、一回の回転毎に測定、記録を行った。

【００２７】

【実施例１】硬化性樹脂として、表１に示す組成の紫外
線硬化型組成物を調製した。ポリカーボネート樹脂基板
上にスパッタ法で窒化シリコンを100nm、Tb₂₁Fe₇₂Co₇を
40nm、窒化シリコンを30nm、アルミニウムを50nmをこの
順に形成した直径90mmの光磁気ディスク上に、硬化性樹
脂として表１の紫外線硬化性樹脂組成物をスピンコータ
ーで塗布した。振り切り回転数は2000rpmで、10秒間振
り切った。

【００２８】続いて紫外線を照射し、表面を硬化させ
た。この樹脂保護膜をもつディスクを、保護膜面を上に
して回転ヘッドに取り付け、100rpmで回転させながらレ
ーザーをパルス状に照射して突起を形成した。レーザー
は488nmのArレーザーを用いた。レーザーと盤面の距離
が約15μmで、160mWのパワーでパルス状に照射を行っ
た。パルス照射の条件はＤｕｔｙ１０％で、トラック間
隔及びピット中心間間隔が共に５０μｍになるよう、周
波数を少しづつ変えていった。（例えば中心から３０nm
の時、６．２８Ｈｚ、照射時間１．５９ｘ１０^-5ｓｅ
ｃ） この結果直径約２５μｍの周縁部が盛り上がった凹みが
均一に形成された。

【００２９】レーザー干渉顕微鏡で測定したところ、周
縁部の盛り上がりの最高点から凹みの最深部までの深さ
は約50nmであった。このディスクに前述の方法でＣＳＳ
テストを行った。10000回終了後、光磁気ディスク保護
膜表面を子細に観察したが、傷等は認められなかった。

【００３０】ヘッド浮上時の摩擦係数は全体を通じて0.
1〜0.3で安定しており、磁気ヘッド表面のＣＳＳテスト
終了後の観察でも傷等は発見されなかった。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【比較例１】紫外線硬化性樹脂で保護膜を形成するまで
の条件は、すべて実施例と同じように行った光磁気ディ
スクに、レーザーによる突起形成は行わずに実施例１と
同様な条件でＣＳＳテストを行った。ＣＳＳテストを行
う前に観察された樹脂保護膜の表面は、目視および顕微
鏡観察、電子顕微鏡観察によっても平滑であった。

【００３３】結果は、最初の１０回程度はヘッドは浮上
していたもののヘッド浮上時の摩擦係数の変動が激し
く、しかも何れも１以上と大きな値を示していた。その
後異音が生じ摩擦係数が急減したのでディスク表面を観
察したところ、ヘッド摺動部に傷が付き、保護膜が破壊
していた。

【００３４】

【発明の効果】光磁気ディスクの記録用磁気ヘッドと対
向し、あるいは接触、摺動する側の最表面をなす樹脂保
護膜を、レーザーの照射により突起部が形成されている
ことを特徴とする保護膜にすることにより、浮上磁気ヘ
ッドと光磁気ディスク表面が接触、摺動する場合でも接
触面積を小さくして吸着を防止し、両者の摩擦係数を大
幅に小さくして多数回のヘッドの摺動にも耐えうる、特
に磁界変調記録において信頼性の高い光磁気ディスクを
提供することができる。

【００３５】本発明の方法によれば、最適の突起高さ、
直径、密度、分散パターンを任意に選ぶことができ、正
確で精密な制御を行うことができる。また上記のような
効果を得ながらも、樹脂保護膜の膜厚は従来並におさえ
ることができ、材料も比較的安価で供給できる。また本
発明では、突起を形成するにあたり、光磁気ディスクの
記録用磁気ヘッドと対向し、あるいは接触、摺動する側
の最表面にレーザーの吸収によって発熱する層を形成し
ておくことにより、保護膜樹脂のみがレーザーを吸収し
た場合に生じるよりも大きな発熱が得られ、突起形成を
より効率的に行うことができ、また記録層の熱的な損傷
をより効果的に防ぐことができる。

【００３６】また、レーザーを吸収して発熱する物質と
して、突起形成に用いるレーザーの波長付近に吸収極大
をもつような感光性色素を保護膜上に塗布することによ
り、あるいは保護膜樹脂中に溶解または分散させること
により、色素の光吸収による発熱が加味され、さらに効
果的に突起を形成することができる。また、照射された
レーザー光の殆どを色素の層で吸収するため、突起形成
のレーザーパワーが最適なものより大きくなってしまっ
た場合でも、樹脂保護膜の下にある反射層や記録層に透
過したレーザー光が到達して損傷を与えるのを防止する
ことができる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁界変調方式による記録に用いられる光
   磁気ディスクであって、その磁気ヘッドと対向し、ある
   いは接触、摺動する側の樹脂保護膜が、レーザーの照射
   によって突起部が形成された樹脂膜であることを特徴と
   する光磁気ディスク。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光磁気ディスクであっ
   て、形成された突起が周縁部が盛り上がった略円形また
   は楕円形の形状をもつことを特徴とする光磁気ディス
   ク。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の光磁気ディスクであっ
   て、磁気ヘッドと対向し、あるいは接触、摺動する側に
   レーザー光を吸収して発熱する層が形成されていること
   を特徴とする光磁気ディスク。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の光磁気ディスクであっ
   て、樹脂保護膜上に色素の膜が形成されていることを特
   徴とする光磁気ディスク。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の光磁気ディスクであっ
   て、樹脂保護膜が樹脂中に色素を溶解または分散させた
   樹脂から形成されたものであることを特徴とする光磁気
   ディスク。