JP2507824B2 - 光磁気ディスク及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、浮上型ヘッドを使用して記録等を行う光磁
気ディスク及びその製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

光磁気記録再生方式では、ガラス、プラスチック、セ
ラミックス等からなる基板上に金属磁性体からなる垂直
磁化膜を形成したものを記録媒体とし、以下のような方
法で記録、再生を行うようになっている。

すなわち、記録する際には、まず、記録媒体の磁化の
方法を強力な外部磁場等によって一方向に（上向き又は
下向き）に揃え、初期化を行う。その後、記録したい領
域にレーザビームを照射し、記録媒体の温度をキュリー
点近傍以上又は補償点近傍に加熱し、その領域の保磁力
を“0"又はほとんど“0"とした上で初期化の磁化の方向
と逆向きの外部磁場（バイアス磁場）を印加して磁化の
向きを反転させる。そして、レーザビームの照射を停止
すると、記録媒体は常温に戻るので、反転した磁化は固
定され、熱磁気的に情報が記録される。

再生は、直線偏光とされたレーザビームを記録媒体に
照射した際に、その反射光又は透過光の偏光面の回転方
向が磁化の向きによって異なる現象（磁気カー効果又は
磁気ファラデー効果）を利用して行われる。

上記のような光磁気記録再生方式を用いた記録媒体
（光磁気ディスク）は、書換え可能な大容量メモリ素子
として注目されているが、情報を書き換える方法には、
（ｉ）記録媒体を再度初期化して従前に記録された情報
を一旦消去した後、新たな情報の書込みを行う方法、
（ii）記録媒体又は外部磁場発生装置に工夫を加えてオ
ーバライト、つまり、消去動作を経ずに直接情報の書換
えを行う方法の２通りがある。

その内、（ｉ）の方法では、記録用のヘッド以外に初
期化装置が必要になるか、又は記録及び消去用に２個の
ヘッドが必要になり、部品点数の増加及びコストアップ
を招来する。なお、１個のみのヘッドで記録及び消去を
行うこともできるが、その場合は、書換え時に消去のた
めの待ち時間が必要となって非効率的である。

一方、（ii）における記録媒体を工夫する方法では、
記録媒体の組成、膜厚等の制御が困難なものである。そ
のため、（ii）における外部磁場発生装置を工夫する方
法、具体的には、レーザビームの強度を一定にし、記録
すべき情報に応じて外部磁場の向きを高速スイッチング
で反転させる磁界変調方式が最も有力視されている。

ところで、外部磁場の向きを高速で反転させるために
は、外部磁場発生装置におけるコイル及びコイル芯は極
めて小さくする必要があり、その場合、磁場の発生領域
も小さくなる。従って、磁気ヘッドと記録媒体を近接さ
せる必要があるので、一般には、第６図及び第７図に示
すように、外部磁場発生装置を図示しない記録媒体上で
滑走可能な浮上型ヘッド１として構成し、この浮上型ヘ
ッド１におけるスライダ部２に磁気ヘッド３を設けると
ともに、浮上型ヘッド１を板ばね等からなるサスペンシ
ョン４により支持して記録媒体側に付勢し、記録媒体の
回転に伴って浮上型ヘッド１を記録媒体の表面から微小
な浮上量で浮上させるようにしている。

この浮上型ヘッド１はスライダ部２と記録媒体間の空気
の流れによって生じる第６図中上向きの浮上力とサスペ
ンション４による図中下向きの付勢力とを均衡させるこ
とにより、一定の浮上量を保つものである。このような
ヘッドは既存のハードディスク装置にも採用されてお
り、ハードディスク装置における浮上量はとサブミクロ
ンのオーダである。

一方、記録媒体が光磁気ディスクである場合は、ディ
スクの交換が可能であるために、塵が付着しやすくな
り、又、浮上型ヘッド１が光磁気ディスクに接近しすぎ
ると、ヘッドクラッシュ等が生じる恐れがあるので、ハ
ードディスク装置に比べて浮上量を大きくして、例え
ば、５〜15μｍ程度とする必要がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、浮上量が５〜15μｍ程度の大きさになる
と、浮上量が浮上型ヘッド１と記録媒体間の相対速度に
大きく依存するようになる。例えば、記録媒体を角速度
一定制御で回転させるのであれば、上記の相対速度は記
録媒体の外周側に向かうにつれて大きくなるが、その場
合、浮上量は相対速度の大きい外周側に向かうにつれて
増加する。

このように、浮上型ヘッド１と記録媒体との相対速度
が一定でなく、従って、浮上型ヘッド１の浮上量、つま
り、浮上型ヘッド１と記録媒体間の距離が半径位置等に
よって変化する場合は、それに伴って記録媒体に印加さ
れる磁場の大きさが変動し、一定の条件で記録、消去を
行うことができなくなるという問題を生じる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る光磁気ディスクは、上記の課題を解決す
るために、基板と、基板上に積層される記録層及び保護
層を有し、上記保護層上で浮上する浮上型ヘッドを使用
し、角速度一定で回転させながら記録又は消去を行う光
磁気ディスクにおいて、保護層の膜厚をt₁、本光磁気デ
ィスクの中心を原点としたときの半径位置をｒ、a₁を正
の定数、b₁を負でない定数（≧０）として、 式t₁＝a₁／r^(1/2)−b₁ … で近似される関係が設定されていることを特徴とするも
のである（以下、第１の態様と呼ぶ）。

又、本発明に係る光磁気ディスクは、基板と、基板上
に積層される記録層、保護層及びヘッド吸着防止膜を有
し、上記ヘッド吸着防止膜で浮上する浮上型ヘッドを使
用し、角速度一定で回転させながら記録又は消去を行う
光磁気ディスクにおいて、保護層の膜厚をt₁、ヘッド吸
着防止層の膜厚をt₂、本光磁気ディスクの中心を原点と
したときの半径位置をｒ、a₂を正の定数、b₂を負でない
定数（≧０）として 式t₂＝（a₂／r^(1/2)−b₂）−t₁ … で近似される関係が設定されていても良い（以下、第２
の態様と呼ぶ）。

なお、上記第１の態様の光磁気ディスクは、例えば、
基板上に記録層を形成した後、光磁気ディスクの内周部
で目が粗く、外周部に向かうにつれて目が細かくなるス
クリーンを介して保護層用の樹脂を盛り、続いて、この
樹脂を硬化させることにより製造することができる。

又、上記第２の態様の光磁気ディスクは、例えば、基
板上に記録層及び保護層を順次形成した後、光磁気ディ
スクの内周部で目が粗く、外周部に向かうにつれて目が
細かくなるスクリーンを介してヘッド吸着防止層用の樹
脂を盛り、続いて、この樹脂を硬化させることにより製
造することができる。

〔作用〕

前述したように、浮上型ヘッドの浮上量は浮上型ヘッ
ドと、記録媒体である光磁気ディスクとの間の相対速度
により変化する。本発明では、浮上型ヘッドの浮上量ｈ
が浮上型ヘッドと光磁気ディスク間の相対速度の平方
根、つまり、（1/2）乗にほぼ比例し、従って、光磁気
ディスクを角速度一定制御で回転させるのであれば、浮
上量ｈが半径位置ｒの（1/2）乗にほぼ比例することに
着目し、上記第１の態様の如く、記録層上に保護層を有
する場合、保護層の膜厚t₁を上記の式の如く、半径位
置ｒの（1/2）乗にほぼ反比例させることにより、半径
位置ｒの変化にかかわらず浮上型ヘッドと記録層との間
の距離（ｈ＋t₁）をほぼ一定に維持するようにしてい
る。これにより、記録又は消去時に記録層に印加される
磁場の大きさが半径位置ｒにかかわらず、ほぼ一定とな
る。

又、上記第２の態様に係る光磁気ディスクでは、同様
の考え方により、記録層上に保護層及びヘッド吸着防止
層を有する場合、上記の式の如く、保護層の膜厚t₁を
ほぼ一定とするとともに、ヘッド吸着防止層の膜厚t₂を
半径位置ｒの（1/2）乗にほぼ反比例させることによ
り、半径位置ｒの変化にかかわらず浮上型ヘッドと記録
層との間の距離（ｈ＋t₁＋t₂）をほぼ一定に維持するよ
うにしている。これにより、記録又は消去時に記録層に
印加される磁場の大きさが半径位置ｒにかかわらず、ほ
ぼ一定となる。

次に、上記第１の態様の光磁気ディスクの製造に際し
て、保護層の膜厚を外周部に向かうに伴って薄くする必
要があるが、上記のように、外周部に向かうにつれて目
が細かくなるスクリーンを介して保護層用の樹脂を盛る
ことにより、膜厚に変化を与えることができる。又、第
２の態様の光磁気ディスクにおけるヘッド吸着防止層の
膜厚に変化を与える際にも、同様のスクリーンを使用す
ることができる。

〔実施例１〕 請求項第１項及び第３項に関連する本発明の一実施例
を第１図、第２図及び第５図に基づいて説明すれば、以
下の通りである。

第１図に示すように、光磁気ディスク11は、ガラス、
又はポリカーボネイト、ポリメチルメタアクリレート、
アモルファスポリオレフィン等の透光性樹脂等からな
り、中央に孔12aが設けられた基板12を備えている。基
板12には具体的に図示しないが、記録、再生又は消去に
際して光ビームを案内する案内溝及びアドレスを示すピ
ットが必要に応じて設けられる。

基板12上には記録層13が形成されている。記録層13は
磁性膜の単層膜、又は再生時の磁気カー効果を強調する
ための誘電体膜、磁性膜及び反射膜等を含む多層膜から
なり、上記の磁性膜等は蒸着もしくはスパッタリング等
により基板12上に積層される。上記磁性膜には、MnBi、
PtMnSb等の多結晶薄膜、GdTbFe、TbFeCo、DyFeCo等の希
土類遷移金属のアモルファス薄膜もしくは（Pt/Co）多
層膜等の人工格子膜等が使用される。

記録層13は保護層14により被覆されている。保護層14
は、例えば、1000〔cps〕以上の高粘度のスクリーン印
刷用の紫外線硬化型樹脂からなる。

又、光磁気ディスク11に記録、再生又は消去を行う記
録再生装置は、保護層14上で滑走可能なスライダ部と、
磁気ヘッドとを有し、サスペンション16により光磁気デ
ィスク11の保護層14側に付勢される浮上型ヘッド15と、
対物レンズ17を有し、基板12を介して記録層13にレーザ
ビームを照射する光ヘッドとを備えている。なお、上記
スライダ部及び磁気ヘッドは具体的に図示しないが、例
えば、第７図のものと同様に構成できる。

保護層14の膜厚は光磁気ディスク11の外周側に向かう
につれて小さくなるように設定されている。より具体的
には、上記浮上型ヘッド15におけるスライダ部の大きさ
を縦10〔mm〕×横10〔mm〕とし、光磁気ディスク11を36
00〔rpm〕で回転（角速度一定）させるものとすると、
保護層14の膜厚t₁〔μｍ〕は光磁気ディスク11の中心を
原点としたときの半径位置をｒ〔mm〕として、 t₁＝80/r^(1/2)−10 …（１） で表される。ここでは、請求項第１項における式中の定
数a₁＝80、b₁＝10とされている。

一方、上記した10〔mm〕×10〔mm〕の大きさのスライ
ダ部を有する浮上型ヘッド15をサスペンション16により
５〔gf〕の押圧荷重で保護層14側に押圧しつつ、光磁気
ディスク11を3600〔rpm〕で回転させた場合の光磁気デ
ィスク11の各半径位置における浮上型ヘッド15の浮上量
を測定した結果を第５図に曲線Ｉで示す。この曲線Ｉか
ら明らかなように、浮上型ヘッド15が光磁気ディスク11
の外周側に移動するに伴って、換言すれば、浮上型ヘッ
ド15と光磁気ディスク11との間の相対速度が大きくなる
に伴って浮上量は大きくなる。

それに対し、保護層14の膜厚を上記の（１）式に基づ
いて光磁気ディスク11に外周側ほど薄くなるように設定
すると、浮上型ヘッド15と記録層13間の距離を光磁気デ
ィスク11の半径位置にかかわらずほぼ一定に維持するこ
とができる。

以下の第１表に各半径位置における浮上量ｈ（第５図
の曲線Ｉ）、（１）式により演算した各半径位置での保
護層14の膜厚t₁及び浮上量ｈと膜厚の和（ｈ＋t₁）、つ
まり、各半径位置での浮上型ヘッド15と記録層13間の距
離との関係を示す。同表から分かるように、（ｔ＋t₁）
は各半径位置で若干の変動はあるものの、（ｈ＋t₁）の
変動は浮上量ｈ自体の変動よりは遥かに僅かであり、各
半径位置で（ｈ＋t₁）がほぼ一定となっている。

次に、上記の光磁気ディスク11の製造方法を説明す
る。

第２図（ａ）に示すように、まず、基板12上に記録層
13を形成する。次に、同図（ｂ）に示すように、記録層
13上の保護層14を形成する紫外線硬化型樹脂14′がスク
リーン印刷技術により盛られる。このスクリーン印刷用
の版18は底部に網目状のスクリーン20を有している。そ
して、スクリーン20における光磁気ディスク11の内周部
に対応する部位は目が粗くなっており、光磁気ディスク
11の外周側に向かうにつれてスクリーン20の目が細かく
なっている。これにより、紫外線硬化型樹脂14′は光磁
気ディスク11の内周側で厚く、外周側に向かうにつれて
薄くなるように、具体的には光磁気ディスク11の半径位
置ｒと紫外線硬化型樹脂14′の厚さt₁が上記の（１）式
の関係を満たすように盛られる。

次に、第２図（ｃ）に示すように、紫外線ランプ21に
より紫外線が照射されることにより、紫外線硬化型樹脂
14′が硬化されて保護層14が形成される。なお、この
際、保護層14への浮上型ヘッド15の吸着を防止するため
に保護層14の表面に比較的大きな物理的凹凸を形成した
い場合、紫外線硬化型樹脂14′を表面硬化と内部硬化の
２段階で硬化させることにより保護層14を形成すること
もできる。

〔実施例２〕 次に、請求項第２項及び第４項に関連する本発明の第
２実施例を説明する。

第３図に示すように、この実施例の光磁気ディスク22
は基板12上に記録層13と、保護層23と、ヘッド吸着防止
層24とを順次積層してなっている。保護層23は、例え
ば、ウレタンアクリレート等の紫外線硬化型樹脂で一定
の膜厚t₁となるように形成される一方、ヘッド吸着防止
層24は、1000〔cps〕以上程度の高粘度のスクリーン印
刷用の紫外線硬化型樹脂で形成され、ヘッド吸着防止層
24の膜厚t₂は光磁気ディスク22の内周から外周に向かう
につれて小さくされている。

具体的には、例えば、浮上型ヘッド15のスライダ部の
大きさが縦５〔mm〕×横５〔mm〕であり、光磁気ディス
ク22が3600〔rpm〕で角速度一定で回転されるものとし
た時、光磁気ディスク22の中心を原点としたときの半径
位置ｒ〔mm〕と、保護層23及びヘッド吸着防止層24の各
膜厚t₁、t₂との間に t₂＝（50/r^(1/2)−０）−t₁ …（２） の関係が与えられる。ここでは、請求項第２項の式中の
定数a₂＝50、b₂＝０とされている。

一方、スライダ部の大きさが５〔mm〕×５〔mm〕の浮
上型ヘッド15を3600〔rpm〕で回転する光磁気ディスク2
2上にサスペンション16により８〔gf〕の押圧荷重で押
圧した時の光磁気ディスク22上の半径位置と浮上型ヘッ
ド15の浮上量との関係を測定した結果を第５図中に曲線
IIで示す。又、以下の第２表に各半径位置における浮上
型ヘッド15の浮上量ｈ、保護層23の膜厚t₁、ヘッド吸着
防止層24の膜厚t₂及び（ｈ＋t₁＋t₂）、つまり、記録層
13と浮上型ヘッド15間の距離を示す。

第２表から明らかなように、浮上量ｈは半径位置によ
りかなり大きな変動を有するものの、（ｈ＋t₁＋t₂）は
半径位置にかかわりなくほぼ一定であり、従って、浮上
型ヘッド15と記録層13間の距離はほぼ不変となり、光磁
気ディスク22の半径位置にかかわらず同一の条件で記録
・消去が行われることになる。

次に、この実施例の光磁気ディスク22の製造方法の一
例を説明する。

第４図（ａ）に示すように、まず、基板12上に記録層
13を形成され、次に、同図（ｂ）の如く、保護層23を形
成する紫外線硬化型樹脂23′が滴下された後、基板12を
回転させることにより紫外線硬化型樹脂23′が均一に塗
布され、続いて、同図（ｃ）のように紫外線ランプ21に
より紫外線が照射されて紫外線硬化型樹脂23′が硬化さ
れ、保護層23が形成される。

次に、同図（ｄ）の如く、第１実施例と同様の、光磁
気ディスク22の外周側に向かうにつれて目が細かくなる
スクリーン20を介してヘッド吸着防止層24を形成する紫
外線硬化型樹脂24′が盛られた後、紫外線ランプ21によ
り紫外線が照射（同図（ｅ））されてヘッド吸着防止層
24が形成される。

なお、上記の実施例では、保護層23の膜厚t₁を一定と
してヘッド吸着防止層24の膜厚t₂を半径位置ｒに応じて
変化させたが、逆に、ヘッド吸着防止層24の膜厚t₂を一
定として保護層23の膜厚t₁を半径位置ｒに応じて変化さ
せるようにすることもでき、要は保護層23及びヘッド吸
着防止層24の合計の膜厚（t₁＋t₂）が外周側で小さくな
るように半径位置ｒに応じて変化していれば良い。

又、上記の第１及び第２実施例では、光磁気ディスク
11又は22を角速度一定制御で回転させ、保護層14又はヘ
ッド吸着防止層24の膜厚t₁・t₂を半径位置ｒの（1/2）
乗にほぼ反比例させて変化させるようにしたが、基本的
には、保護層14又はヘッド吸着防止層24の膜厚t₁・t₂が
浮上型ヘッド15と光磁気ディスク11又は22との間の相対
速度の（1/2）乗にほぼ反比例して変化するようになっ
ていれば良い。

又、上記の第１実施例の保護層14及び第２実施例のヘ
ッド吸着防止層24はそれぞれスクリーン印刷用の紫外線
硬化型樹脂により形成したが、それ以外の樹脂等を使用
しても良い。

〔発明の効果〕

本発明に係る光磁気ディスクは、以上のように、記録
層上に保護層を有し、浮上型ヘッドを使用するととも
に、角速度一定で回転させながら記録又は再生を行う場
合に、保護層の膜厚をt₁、本光磁気ディスクの中心を原
点としたときの半径位置をｒ、a₁を正の定数、b₁を負で
ない定数（≧０）として、 式t₁＝a₁／r^(1/2)−b₁ で近似される関係が設定されている構成である（第１の
態様と呼ぶ）。

これにより、浮上型ヘッドの浮上量がが半径位置の
（1/2）乗にほぼ比例するのに対し、保護層の膜厚を半
径位置の（1/2）乗にほぼ反比例させるようにしたの
で、半径位置の変化にかかわらず浮上型ヘッドと記録層
との間の距離がほぼ一定に維持され、その結果、記録又
は消去時に記録層に印加される磁場の大きさが半径位置
にかかわらず、ほぼ一定となるので、安定的に記録・消
去を行えるようになる。

又、本発明に係る光磁気ディスクは、記録層上に保護
層及びヘッド吸着防止層を有し、浮上型ヘッドを使用す
るとともに、角速度一定で回転させながら記録又は再生
を行う場合に、保護層の膜厚をt₁、ヘッド吸着防止層の
膜厚をt₂、本光磁気ディスクの中心を原点としたときの
半径位置をｒ、a₂を正の定数、b₂を負でない定数（≧
０）として 式t₂＝（a₂／r^(1/2)−b₂）−t₁ で近似される関係が設定されている構成でも良い（第２
の態様と呼ぶ）。

このように、上記第１の態様の場合と同様の考え方に
基づいて、保護層の膜厚をほぼ一定とするとともに、ヘ
ッド吸着防止層の膜厚を半径位置の（1/2）乗にほぼ反
比例させるようにしたので、半径位置の変化にかかわら
ず浮上型ヘッドと記録層との間の距離がほぼ一定に維持
され、従って、記録又は消去時に記録層に印加される磁
場の大きさがほぼ一定となるので、安定的に記録・消去
が行えるようになる。

又、上記第１の態様の光磁気ディスクは、例えば、基
板上に記録層を形成した後、光磁気ディスクの内周部で
目が粗く、外周部に向かうにつれて目が細かくなるスク
リーンを介して保護層用の樹脂を盛り、続いて、この樹
脂を硬化させることにより製造することができる。

このように、保護層の形成に際して、外周部に向かう
につれて目が細かくなるスクリーンを介して保護層用の
樹脂を盛ることにより、膜厚に所定の変化を与えること
ができる。

又、上記第２の態様の光磁気ディスクは、例えば、基
板上に記録層及び保護層を順次形成した後、光磁気ディ
スクの内周部で目が粗く、外周部に向かうにつれて目が
細かくなるスクリーンを介してヘッド吸着防止層用の樹
脂を盛り、続いて、この樹脂を硬化させることにより製
造することができる。

この場合も、同様に外周部に向かうにつれて目が細か
くなるスクリーンを介してヘッド吸着防止層用の樹脂を
盛ることにより、膜厚に所定の変化を与えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１実施例を示すものであ
る。 第１図は光磁気ディスクの概略縦断面図である。 第２図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ光磁気ディスクの製造
手順を示す概略縦断面図である。 第３図及び第４図は本発明の第２実施例を示すものであ
る。 第３図は光磁気ディスクの概略縦断面図である。 第４図（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ光磁気ディスクの製造
手順を示す概略縦断面図である。 第５図は半径位置と浮上量との関係を示す第１及び第２
実施例に共通のグラフである。 第６図及び第７図は従来例を示すものである。 第６図は浮上型ヘッドを示す斜視図である。 第７図は第６図の部分拡大図である。 12は基板、13は記録層、14・23は保護層、14′・23′・
24′は紫外線硬化型樹脂（樹脂）、15は浮上型ヘッド、
24はヘッド吸着防止層である。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板と、基板上に積層される記録層及び保
   護層を有し、上記保護層上で浮上する浮上型ヘッドを使
   用し、角速度一定で回転させながら記録又は消去を行う
   光磁気ディスクにおいて、 保護層の膜厚をt₁、本光磁気ディスクの中心を原点とし
   たときの半径位置をｒ、a₁を正の定数、b₁を負でない定
   数として、 式t₁＝a₁／r^(1/2)−b₁ で近似される関係が設定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】基板と、基板上に積層される記録層、保護
   層及びヘッド吸着防止膜を有し、上記ヘッド吸着防止膜
   上で浮上する浮上型ヘッドを使用し、角速度一定で回転
   させながら記録又は消去を行う光磁気ディスクにおい
   て、 保護層の膜厚をt₁、ヘッド吸着防止層の膜厚をt₂、本光
   磁気ディスクの中心を原点としたときの半径位置をｒ、
   a₂を正の定数、b₂を負でない定数として、 式t₂＝（a₂／r^(1/2)−b₂）−t₁ で近似される関係が設定されていることを特徴とする光
   磁気ディスク。
3. 【請求項３】請求項第１項記載の光磁気ディスクの製造
   方法であって、 基板上に記録層が形成された後、光磁気ディスクの内周
   部で目が粗く、外周部に向かうにつれて目が細かくなる
   スクリーンを介して保護層用の樹脂が盛られ、続いて、
   この樹脂が硬化されることを特徴とする光磁気ディスク
   の製造方法。
4. 【請求項４】請求項第２項記載の光磁気ディスクの製造
   方法であって、 基板上に記録層及び保護層が順次形成された後、光磁気
   ディスクの内周部で目が粗く、外周部に向かうにつれて
   目が細かくなるスクリーンを介してヘッド吸着防止層用
   の樹脂が盛られ、続いて、この樹脂が硬化されることを
   特徴とする光磁気ディスクの製造方法。