JP2771290B2 - 光磁気デイスクとその作製方法 - Google Patents

光磁気デイスクとその作製方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁界変調型光磁気ディスクに係り、特に、
回転するディスクと浮上機能をもつ磁気ヘッドの密着を
防ぐのに好適なディスク構造に関するものである。
〔従来の技術〕
従来の磁界変調型光ディスクは、ジャパニーズ・ジャ
ーナル・オブ・アプライド・フィジックス,ボリウム2
6,(1987年)第231頁から第235頁(Japanese Jourual o
f Applied Physics,Vol26(1987)pp.231−pp.235)に
おいて論じられているように、垂直方向に磁化容易軸を
有する磁性膜をディスク記録面に形成し、印加磁界によ
り、レーザビーム照射領域内の磁化の向きを容易かつ高
速に制御すると、いわゆるオーバーライト書き込みが可
能だとされていた。
しかし、前述した例では、ディスク上0.1mm〜0.5mmの
位置に磁界発生用電磁コイルを設置し、変調磁界を印加
していた。このため、記録周波数は0.5MHz以下となり、
数MHz程度以上の高周波数の信号記録を行うことができ
ないという問題点があった。
そこで、磁界変調型ディスクを挟んで光ヘッドと磁気
ヘッドを対向させ、該磁気ヘッドとして浮上磁気ヘッド
を用いた、所謂コンタクトスタートストップ(Contact
Start Stop:以下CSSと記す)方式のオーバーライト法が
考え出された。信号の記録は、磁界変調記録膜に光ヘッ
ドによって高出力のレーザ光を基板側から照射すると同
時に、磁気ヘッドによって信号に応じて極性反転された
変調磁界を先の記録膜側から印加することで行う。これ
により、古い信号を消去しながら、新しい信号を重ね書
きすることができる。
ところが、CSS方式を実施すると、第2図に示すよう
にディスクの回転停止中、あるいは回転の起動・停止時
の接触摺動により、ディスク表面及び磁気ヘッドに摩耗
・損傷等が発生し易くなるという問題が発生した。この
ような障害を防止する対策として特願昭63−159118号に
記載のように、ディスク表面を磁気ヘッド表面よりも粗
くするという方法が考え出された。表面を粗す方法とし
ては、例えばその表面を粗く研磨する方法がある。この
場合、保護層形成後、一枚一枚について研磨を行うた
め、手間がかかる上、ゴミの発生という致命的な問題が
でてきた。そこで、光透過性基板にあらかじめ上記方法
で表面に凹凸形状を形成し、それを母型に紫外線硬化樹
脂等を用いて形状転写する方法が考えられた。この場
合、母型表面の粗れ形状は凹形となっているため、転写
されたディスク保護層表面の粗れ形状は第3図のように
凸型となっていた。
〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術は、第3図に示すようにディスク表面の
粗れが不規則な凸状になることがあり、磁気ヘッドが該
突起に衝突し、該ヘッドに磨耗・損傷等が起こり易く、
またゴミの発生という問題があった。
このような問題の対策として母型表面粗れの深さを制
御し、均一にする方法が考えられているが、その作製方
法及び加工法は難しく、信頼性が低いという問題があっ
た。
また、大容量化を進めていく上で、ディスク回転速度
を高くしていくと、さらに上記突起とヘッドとの衝突に
よってヘッドを破壊してしまう危険性もある。
本発明の目的は、上記問題点を解決し、磁界変調型光
磁気ディスクを用いて、数MHzの信号を記録可能にし、
そのための安定したCSS方式によるオーバーライト記録
を行うことができる媒体を効率良く安定に提供すること
にある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明においては、記録
膜表面を保護する保護層表面を微細に粗らし、その形状
を最表面から突起することなく全て凹状となるようにし
た。
またこの時の表面粗さを、好ましくは、使用する磁気
ヘッドの表面粗さより大きくする。該保護層材料として
は、紫外線硬化樹脂,熱硬化樹脂,嫌気性樹脂のいずれ
かもしくはこれら樹脂を組合せても使用できる。
本発明は、製造コストの安いキャスティング法を用い
て実施することができる。すなわち、あらかじめ光透過
性基板を粗く研磨してその表面を粗し(この時の表面形
状は凹型である)、これを母型に上記樹脂を用いて表面
形状が転写されたスタンパを作製する。スタンパの表面
形状は凸型に粗れた表面となるため、さらにこのスタン
パから2P(フォト ポリメリゼーション:Photo−Polyme
rization)手法によりディスク保護層を作製すると、そ
の表面には不規則な突起がなく、全て凹状に粗れた形状
の保護層が形成される。
こうしてできた保護層表面は、一見平坦で突起がな
く、磁気ヘッドが摺動しても、先にあげた問題は生じな
い。
〔作用〕
磁気ヘッドが密着し難しくなるのは、ヘッドの面粗さ
よりも接する面の面粗さの方が大きい場合であるという
ことが知られている。
この時の接する面の表面粗さ形状が凸状であっても凹
状であっても完全な平面でなければ磁気ヘッドとの吸着
を防ぐことができるといえる。そこで、該表面の粗さ形
状を全面均一な凹状とした。それによって、磁気ヘッド
が突起に衝突することがなくなるので磁気ヘッドの破損
や、ゴミの発生を防ぐことができ、安定した記録・再生
が可能となる。
〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。
(実施例1) 第1図に、本発明の光磁気ディスク保護層の作製方法
についての実施例を示す。まず、母型1を形成するため
に厚み1.0〜2.0mmの透明なガラス基板片面を、サンドペ
ーパーまたは、磨き砂(粒径1μm〜5μm以内)を用
いて均一に粗らす。この時使用するサンドペーパーのク
ラスは、600Cw〜240Cwが適当な範囲である。
こうしてできた母型1の表面は、第1図(a)に示す
ように凹状に粗れた形状となる。
次に、作製された母型1をもとにキヤステイング法を
行い、スタンパ4を作製する。その具体的方法は、同図
(b)に示すように、透光性基板2の上に紫外線硬化樹
脂3を滴下し、凹形状が設けられている母型1の上に、
下向きに重ね合わせる。透光性基板2の全面に10kg以上
の荷重をかけ、紫外線硬化樹脂3を約20μmと薄く均一
に押し拡げた後、紫外線5を15〜20秒照射して、該樹脂
3を硬化する。この後、母型1を取り除くと、第1図
(c)の如き母型1表面の凹形状が忠実に転写された凸
形状を表面に持つスタンパ4が作製できる。
最後に第1図(d)の如く作製したスタンパ4を用い
て、同様にして、紫外線硬化樹脂を用いたキヤステイン
グ法により、記録膜付き基盤6の上に、表面に凹形状を
持つ保護層7を作製する。このように形成された凹形状
により、該表面に磁気ヘッドを接触させてCSSを実行し
ても吸着することはなかった。
また、紫外線硬化樹脂だけでなく、熱硬化樹脂あるい
は嫌気性樹脂を用いても保護層の形成は可能である。
(実施例2) 実施例1では、保護層は1層であったが、2層以上の
保護層を形成しても、先の実施例と同じ効果が得られ
る。
第4図(a)に示すように、光磁気記録膜付き基盤6
を回転台9に取り付け、記録膜との接着性の良い紫外線
効果樹脂3′例えばR6602(日本合成ゴム製)を同心円
状に塗布し、回転台9をゆつくりと始動させ、樹脂3′
が全面に拡がるのを確認した後、1000rpm以上の回転数
に加速し樹脂3′を均一な薄膜状にする。表面に塵や不
純物が付着していないのを確認した後、紫外線5を照射
する(第4図(b))。この時、紫外線5の照射時間は
樹脂硬化の半分以下の範囲(例えば1〜5秒)に設定
し、樹脂3′は半硬化の状態とする。この後、第4図
(c)の如く、さらに樹脂(硬度の高いもの例えば東亜
合成製UV−3701)3を該樹脂上数ケ所に、均一に滴下
し、表面に凸形状を持つスタンパ4を、下向きに樹脂層
3′を持つ。記録膜付ディスク基盤6と重ね合わせる。
その後、記録膜付ディスク基盤6の裏面から10kg以上の
加重をかけて樹脂3を押し拡げた後、紫外線5を照射し
て該樹脂3を硬化する。この後、第4図(d)のように
スタンパ4を取り去ると、実施例1と同様の、表面に凹
形状を持つ保護層7が、記録膜付ディスク基盤上に形成
される。この表面はCSSを実行しても磁気ヘッドの吸着
もみられなかった。
同様にして3層,4層構造とする場合には、少なくとも
最外層の樹脂を形成する時のみ、凸形状の粗面を持つス
タンパを用いたキャスティング法を行えば良い。
(実施例3) 保護層を作製するための母型1の作製において、その
表面を凹状に粗らす方法としては、実施例1で説明した
サンドペーパーによる研磨の他に、弗化水素酸を用いて
その表面を溶解する方法がある。
耐酸性の容器に弗化水素酸を深さ1cm以上となる量を
注入する。その後、スタンパ4となる透光性基板2の少
なくとも片面が、該弗化水素酸に接する様に、他面に保
護テープなどを接着し、該基板2を浸す。約5分後、透
光性基板2を取り出すと、少なくとも片側表面が溶解
し、微細な凹凸形状を持つ母型1が作製される。
この後、実施例1,2に示した方法を同様にして行う
と、記録膜付ディスク基盤上に凹形状を持つ保護層が形
成される。この保護層もまたさきの実施例と同様に、磁
気ヘッドの吸着,回転中の衝突などは起こらなかった。
(実施例4) 保護層を作製するための母型1の作製方法としては、
実施例1,3で説明した方法の他に、スパッタエッチング
でも作製できる。
母型1となる透光性基板を真空中にセットし、基板表
面にスパッタエッチングを施す。この時のパワーは少な
くとも100W〜200Wが必要であり、CF4ガス圧は1×10-2T
orr程度である。又、スパッタ時間は最低でも10分以上
行う。
この時、基板加熱を行うとさらに効率良くエッチング
できる。
このようにして作製した該基板表面には、スパッタエ
ッチングを高パワーで長時間施したことにより微細な凹
形状を設けることができる。
この後、実施例1,2に示した方法を同様にして行う
と、同効果の保護層が形成される。
(実施例5) 母型1の形成方法の他の例として、母型用ガラス基板
に高圧力で砂を吹き付ける方法(サンド・ブラスト)に
ついて、以下説明する。
平坦なガラス基板に粒径数ミクロンの砂粒を、高圧力
で約3分間吹き付けると、その表面は砂粒によって削ら
れ、深さ数ミクロンの凹形状が形成される。
このようにして作製した母型を使用し、先の実施例と
同様に光磁気ディスクの保護層を形成したところ、磁気
ヘッドの吸着や、ヘッドをCSSした時などにディスクと
の衝突の障害はなかった。
以上、実施例1〜5の要領で作製した保護層表面の最
大表面粗さ(RMAX)と、CSS時の磁気ヘッドとディスク
との吸着力の関係を第5図に示す。保護層表面のRMAXが
異なるサンプル数種類を前記要領で作製し、磁気ヘッド
との吸着力を調べた。又、吸着には湿度が深く関わって
くるため、加湿状態(76〜100%RH)での吸着力を測定
した。
高湿である場合の方が、吸着は起こり易く、より大き
なRMAXが必要であることがわかった。この結果、いかな
る湿度条件においても磁気ヘッドが吸着しないRMAXの値
は1.6μm以上であった。
〔発明の効果〕
本発明によれば、光磁気ディスクのオーバーライト記
録の一方法である磁界変調記録手段において、高周波記
録に対応する浮上磁気ヘッドを用い、CSS方式記録を実
行した場合、ディスク基板表面に微細な凹形状が形成さ
れており、磁気ヘッドによるディスク表面への吸着、あ
るいはディスク基板回転中におけるヘッドとの衝突など
のトラブルがない。
こうすることで光記録の特徴である非接触記録,再生
・消去特性を大きく損なうことなく、安定にしかも信頼
性高く行うことが可能となつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1において例示したキャスティ
ング法による光磁気ディスクの作製方法を示す工程断面
図、第2図,第3図は従来の磁界変調ディスク構造の断
面図、第4図は本発明の実施例2において例示した光磁
気ディスクの作製方法を示す工程断面図、第5図は保護
層の表面粗さに対する磁気ヘッドの吸着力を測定した特
性図である。 1……母型、2……透光性基板、3……紫外線硬化樹
脂、4……スタンパ、5……紫外線、6……記録膜付き
基盤、7……保護層、8……磁気ヘッド、9……回転台
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新原 敏夫 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 宮本 治一 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 太田 憲雄 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 平1−319143(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 11/10 521 G11B 11/10 541

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板と、該基板上に形成された記録媒体層
    と、該記録媒体層上に形成された保護層とを有する光磁
    気ディスクにおいて、上記保護層表面が凹上に粗くして
    あり、上記保護層表面粗さは1.6μm以上であることを
    特徴とする光磁気ディスク。
  2. 【請求項2】基板と、該基板上に形成された記録媒体層
    と、該記録媒体層上に形成された保護層とを有する光磁
    気ディスクにおいて、上記保護層表面が1.6μm以上の
    表面粗さをもつように微細な凹みを設けたことを特徴と
    する光磁気ディスク。
  3. 【請求項3】基板と、該基板上に形成された記録媒体層
    と、該記録媒体層上に形成された保護層とを有する光磁
    気ディスクにおいて、上記保護層が1.6μm以上の表面
    粗さをもつ略均一な凹型形状を設けた紫外線硬化樹脂、
    熱硬化樹脂、嫌気性樹脂のいずれかまたはこれらの組み
    合わせでなることを特徴とする光磁気ディスク。
  4. 【請求項4】基板と、該基板上に形成された記録媒体層
    と、該記録媒体層上に形成された保護層とを有する光磁
    気ディスクにおいて、上記保護層の表面を平坦な基準面
    とし、該基準面に対して凹状の構造を形成することによ
    り、上記保護層表面の粗さを1.6μm以上としてあるこ
    とを特徴とする光磁気ディスク。
  5. 【請求項5】表面粗さが1.6μm以上の微細な凸型を有
    する母型に紫外線硬化樹脂を塗布する工程と、該紫外線
    硬化樹脂の上に記録媒体層を有する基板を重ねる工程
    と、上記紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して硬化させる
    工程と、上記紫外線硬化樹脂と上記基板を上記母型から
    剥離する工程とを備えたことを特徴とするディスクの作
    製方法。
  6. 【請求項6】上記保護層は2層以上の層からなることを
    特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の光磁気ディ
    スク。
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