JPH03178061A - 光ディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 光ディスクに関し、 支持基板上に設けられた記録媒体の保ｇ！膜に、電磁石
に対する機械的耐性を付与することを目的とし、 支持基板と、記録媒体と、保護膜とを有し、前記支持基
板は、透明または不透明な材料からなり、記録媒体の膜
を表面に有するものであり、前記記録媒体は、光の照射
によってキューリ温度に達し、かつ電磁石から印加され
る磁界によって磁化が反転する光磁気記録特性を有する
ものであり、前記保護膜は、光に透明であって、記録媒
体の上に設けられており、前記保護膜は、アクリル系樹
脂と末端にメタアクリル基などを有するシリコン系樹脂
とからなり、紫外線によって重合された共重合体である
ように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、光ディスクに係わり、特に磁界変調方式の光
ディスクの記録媒体の上に設けられる保護膜に関する。

近年、光ディスクとその装置の進展が目覚ましく、情報
産業用から民生用の分野まで幅広く普及しはじめている
。

それは、記憶容量が非常に大きいので、例えばＬＤ（レ
ーザディスク）やＣＤ（コンパクトディスク）に見られ
るように、画像とか音楽などの膨大なアナログ情報をデ
ジタル化してノイズに強い情報として詰め込むことがで
きるからである。

そして、情報処理の分野では、この記憶容量の大きなこ
とが磁気ディスクと並ぶ、例えば大容量のファイルメモ
リとして脚光を浴びている。

光ディスクは、例えば、読み出し専用型、追記型、書換
え可能型の３つに大別でき、それぞれが特異な光学の原
理を用いて実用になっている。

その中で、情報処理の分野で今後大きな可能性をもって
注目されているのが、書換え可能型光ディスクである。

この書換え可能型光ディスクには、光磁気ディスク（以
下、書換え可能型光磁気ディスクを光ディスクと略称〉
がよく知られている。

この光ディスクの書き込みに対しては、性能上の理由も
あって、従来の光変調方式に替わる磁界変調方式が注目
されている。

そして、磁気ディスクなどにおける磁気ヘッドで行われ
ているように、磁界を印加する電磁石のＣＳ　Ｓ　（Ｃ
ｏｎｔａｃｔ　　Ｓ　ｔａｒｔ　　Ｓ　ｔｏｐ）に耐え
る光ディスクの開発が強く望まれている。

〔従来の技術〕

光磁気記録の原理は、磁化の有無や磁化の方向の正逆を
１とＯに対応させて記録する方式で、書き込みに際して
光は磁性膜を加熱するものなので、いわゆる熱磁気記録
の一種である。

すなわち、磁性膜に−様に磁化しておき、その膜の一部
分にビーム状の、例えば赤外線レーザ光をキエーリ温度
を超えるまで照射して加熱すると、加熱された部分がス
ポット状に磁化を失ったり、あるいは磁性膜の−様な磁
化方向と逆向きの外部磁界を印加しておけば、加熱され
た部分のみがスポット状に逆向きに磁化されたりする。

この磁化した磁性膜の磁化の有無とか磁化の向きの正逆
とかを読み出す方法には２種類ある。

まず、磁性膜の磁化の向きに対して、磁性膜を透過する
光の偏波面の回転として検知する、いわゆるファラディ
効果を応用する読み出し方法と、直線偏光が磁化した磁
性膜の表面で反射してだ円偏光になる、いわゆるカー効
果を応用する読み出し方法とがある。

現在用いられている光ディスクは、主に後者のカー効果
を応用して読み出しを行っている。

一方、光ディスクの書き込みの制御の仕方には大きく２
つの方式があり、こ＼では、光を情報に応じて変調する
方式を光変調方式と呼び、電磁石によって印加する磁界
を情報に応じて変調する方式を磁界変調方式と呼ぶ。

光変調方式では、電磁石によって光ディスクの記録媒体
２に磁界を定常的に印加しながら、情報に応じて光の強
弱に対比させた光を照射する。

それに対して、磁界変調方式では、光を定常的に照射し
ながら、情報に応じて方向を反転させた磁界を光ディス
クの記録媒体に印加する。

第３図は従来の光変調方式の光ディスクの構成断面図で
ある。

図中、ｌは支持基板、２は記録媒体、３は光、４は電磁
石、５は保護膜である。

支持基板１は、厚さが１．２ｍ−で、透明でなければな
らない、そして、例えばガラスの場合ならばソーダガラ
スの表面のＮａ＠Ｋに置換して強化したり、プラスチッ
クの場合ならばアクリル系のＰＭＭＡ　（ポリメチルメ
タアクリレート）やポリカーボネートなどが用いられる
。

記録媒体２は、膜厚が１１００ｎ程度の磁性薄膜、例え
ばＴｂＦｅＣｏ系の薄膜で、スパッタなどによって設け
られている。そして、この磁性薄膜の酸化を防ぐために
、例えば膜厚が１１００ｎ程度のＴｂ　　Ｓｔｏｗで挟
み込んである。

ところで、記録媒体２を塵埃とか傷とかから守るため、
光３は、透明な支持基板１を通して照射されている。

一方、記録媒体２に磁界を印加する！磁石４は、光３の
照射する支持基板１の側とは逆に、記録媒体２の側に配
置されている。

こ＼で、光変調方式の場合には、磁界は変調せず定常的
な磁界を印加し放しなので、大きな電磁石４を記録媒体
２から数ｍｍ１Ｔｊｌすれた位置に配置することができ
、記録媒体２に接触するものは何もない。

′従って、記録媒体２に対しては、腐食に対する配慮か
ら保護膜５で覆うにしても、機械的な強度を気にするこ
とはないし、光３が支持基板１を透して照射されるので
、ある程度の保護膜５の傷は許される。

光３には、最近、例えば８３０ｎｍの近赤外線を放射す
る半導体レーザが用いられ、情報の有無に対比させて、
例えば数ＭＨｚの速度で直接変調することは容易になっ
ている。

一方、電磁石４は、例えば鉄芯に電線を巻き付けたいわ
ゆるコイルで、記録や消去を行うために必要な２００〜
５０００ｅ程度の磁界を得ることは容易である。

こうして、光変調方式の光ディスクは、電磁石４によっ
て十分な大きさの磁界を印加しながら、レーザ光が十分
に速く変調された光３が照射される。

ところが、こ＼で用いられる電磁石４は、定常的に磁界
を印加するので、すでに書き込まれた古い情報の上に新
しい情報を書き込むいわゆるオーバライドを行うと、新
しい情報の、光３が照射されない部分は、古い情報が書
換えられずにそのまま残ってしまう。

そこで、すでに書き込まれている情報を書き換えようと
する場合には、まず１回転目に消去を行い、２回転目に
記録を行うというように、ディスクを２回転させる必要
であり、いわゆる転送レートが遅いという欠点がある。

そこで、この転送レートの速度向上のために、例えば浮
上磁気ヘッドを用いた磁界変調によるオーバライド方式
が提案されている。

第４図は磁界変調方式の光ディスクの構成断面図である
。

図中、１は支持基板、２は記録媒体、３は光、４は電磁
石、５は保護膜である。

同図において、磁界変調方式は、光３を定常的に照射し
ながら、電磁石４によって光ディスクの記録媒体２に印
加する磁界の方向を反転させる方式で、磁界の反転速度
を大きくできれば、オーバライド技術の１つとなる。そ
して、磁界の反転速度の高速化を図るためには、電磁石
４のインダクタンスをできるだけ小さくする必要がある
。

ところが、−１にインダクタンスの小さい、例えば磁気
ディスクなどの磁気記録において用いられる磁気ヘッド
のような電磁石４は、発生する磁界が例えば１０００ｅ
程度と小さい。

そのために、電磁石４を例えば数μｍの距離まで記録媒
体２に接近させる必要があり、磁気記録でいわれている
ヘッドクラッシュの危険性が多分にある。

従って、記録媒体２を被覆する保護膜５は、光変調方式
のような記録媒体２を軽く保護するのではなく、例えば
ヘッドクラッシュにも耐えるような強い膜でなければな
らない。

従来、この保護膜５には、性能を十分満足するものがな
い現状ではあるが、例えば紫外線硬化型のアクリル系の
樹脂が用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上述べたように、まず、従来の光変調方式の光ディス
クにおいては、情報の書換えに２回転を必要とするので
転送レートが遅れる問題があり、これの解決策として磁
界変調方式が検討されている。

この磁界変調方式の光ディスクにおいては、例えば磁気
記録用の磁気ヘッドのような低インダクタンスの電磁石
を記録媒体に近設させることが必要である。

そこで、万一電磁石が記録媒体に接触しても記録媒体が
機械的な損傷を受けないように、記録媒体の上は保護膜
によって被覆される。

ところが、この構成においては、光が保護膜を透して照
射されるので、この保ｆｉ膜自体に対しても傷が付くこ
とを避けたい。

従来、この保護膜には、例えば紫外線硬化型のアクリル
系の樹脂膜が提案されている。

しかし、アクリル系の保ｊｌｌ膜には潤滑性がないので
、磁気ヘッドが接触すると傷が付き易いという問題があ
った。

また、保護膜に潤滑性がないので、従来から磁気ディス
クなどのヘッド駆動において行われているＣ３Ｓ、つま
りディスクが停止しているときはヘッドと支持基板とが
接触していて、ディスクが回転を始めるとヘッドが浮き
上がる、いわゆる浮上磁気ヘッドの駆動方法が採れない
という問題があった。

そこで、本発明は、磁界変調方式の光ディスクにおいて
、電磁石に対して潤滑性があり、しかもＣ３Ｓが可能な
保護膜を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上で述べた課題は、 支持基板と、記録媒体と、保護膜とを有し、前記支持基
板は、透明または不透明な材料からなり、記録媒体の膜
を表面に有するものであり、前記記録媒体は、光の照射
によってキューリ温度に達し、かつ電磁石から印加され
る磁界によって磁化が反転する光磁気記録特性を有する
ものであり、 前記保護膜は、光に透明であって、記録媒体の上に設け
られており、前記保護膜は、アクリル系樹脂と末端にメ
タアクリル基などを有するシリコン系樹脂とからなり、
紫外線によって重合された共重合体であるように構成さ
れた光ディスクによって達成される。

（作　用） 以上述べたように、光ディスクの記録媒体の保ｇ！！膜
として従来から用いられてきた紫外線硬化型のアクリル
系樹脂が潤滑性に乏しいのに対して、本発明においては
、このアクリル系樹脂に潤滑性をもたせるようにしてい
る。

すなわち、従来の保護膜は滑りが悪いので、例えば浮上
磁気ヘッドを用いた磁界変調方式の制御を行うとヘッド
クラッシュが起こると重大な障害となったのに替えて、
本発明になる保護膜においては、シリコン系樹脂の末端
を紫外線硬化性のメタアクリル基で置換し、このシリコ
ン系樹脂を従来のアクリル系樹脂に添加した混合溶液に
なるようにしている。

そして、この混合溶液を記録媒体の上に塗膜として設け
た後、紫外線を照射して共重合させるようにしている。

こうして得られて保護膜は、アクリル系樹脂からなる保
護膜の表面に、例えばシリコンオイルのような潤滑層を
設けて潤滑性を得る方法などと異なり、徐々に離脱して
潤滑性が損なわれるといったことが皆無となる。

従って、浮上磁気ヘッドなどの電磁石に対して滑りがよ
くなってＣ３Ｓが可能となり、耐久性の絶大な保護膜と
なる。

〔実施例〕

第１図は本発明の詳細な説明図、第２図は本発明の他の
実施例説明図である。

図中、１は支持基板、２は記録媒体、３は光、４は電磁
石、５は保ｒｌｔ膜である。

実施例：１ 支持基板１は、外径２００ｍφ、内径５０＋＋ｍφ、厚
さ１．２ｍｍで、予め表面にヘッド案内溝が形成された
ドーナツ型のポリカーボネートの円盤である。

記録媒体２は、この前処理された支持基板ｌの表面に、
例えばスパッタによって設けられた膜厚１１００ｎのＴ
ｂＦｅＣｏの磁性薄膜である。

そして、この記録媒体２であるＴｂＦｅＣｏ１！ｌは、
膜厚９０ｎｍのＴｂ−３ｉｎｔの酸化防止膜によって上
下から挟んだ３層構成になっている。

こうして、光ディスクの元になるディスクができあがる
。

保護膜５は、記録媒体２の上に設けられ、主剤は紫外線
硬化型のアクリル系樹脂であり、添加剤は紫外線硬化型
のメタアクリル基で置換されたシリコン系樹脂である。

そして、両者を紫外線硬化させた共重合体から構成され
る。

主剤のアクリル系樹脂のモノマは、アクリル酸エステル
で、例えばダイキュアクリア５Ｄ３０１（大日本インキ
化学工業製の紫外線硬化型ハードコート剤）が用いられ
る。

添加剤には、例えばＸ−２４−８２０２（信越化学型）
の１％キシレン溶液が用いられる。

この２つの溶液は、主剤に対し添加剤１５％（正味の樹
脂分としては０．１５％）の混合溶液となし、スピンコ
ータによってディスクに塗布される。

塗布条件は、毎分５００回転で溶液を供給し、毎分１２
００回転で３０秒間掛けて振り切らせる。

その後、３０ｍＷ／ｃＪの紫外線を１分間照射すると、
アクリル系樹脂とシリコン系樹脂の共重合硬化膜からな
る保護膜５が得られる。この保護膜５の膜厚は、４μｍ
である。

こうして作製した保護膜５付きの光ディスクの性能を評
価した。

磁界変調方式の電磁石４を、磁気ディスクにおいて用い
られる浮上磁気ヘッドに見立て、その浮上磁気ヘッドの
Ｃ３Ｓ試験機を用いて、保護膜５の性能評価を行った。

試験条件は、ディスクを毎分３６００回転させては停止
させる繰り返し試験である。すなわち、ディスクが停止
している時は保ＩＷＡ５に磁気ヘッドが接触しており、
ディスクが回転を始めると磁気ヘッドが浮上する試験で
ある。

その結果、１０万回の回転・停止の繰り返し試験を行っ
た後も、本発明になる保護膜５には何ら傷が付いていな
い。

また、試験後の光ディスクを使い、磁界変調方式で記録
実験を行ってみた。

すなわち、光ディスクを１８００回転で回しながら、光
３に波長８３０ｎｍ、出力８ｍＷのレーザ光源を用い、
電磁石４に中空コイル状の浮上磁気ヘッドを２ＭＨｚで
変調し、記録実験を行ったところ、５０ｄＢのＣ／　Ｎ
　（Ｃａｒｒｉｅｒ／　Ｎｏ１ｓｅ）が得られ、何ら問
題がなかった。

実施例：２ 支持基板１は、外径２００ａｍφ、内径５０−φ、厚さ
１．２＋ｍｓで、予め表面にヘッド案内溝が形成された
ドーナツ型の／ｌの円盤である。

また、記録媒体２は、この前処理された支持基板ｌの両
面のそれぞれに、実施例１と同一仕様で設けられている
。

さらに、それぞれの記録媒体２の上に、実施例工と同一
仕様で保護膜５が設けられている。

こうして、両面記録の可能な光ディスクができあがる。

このディスクを、両面同時に制御できるＣ３Ｓ試験機を
用いて、実施例１と同一の試験条件で試験を行った。

その結果、１０万回の繰り返し試験に対して、両面に設
けたそれぞれの保護膜５に何らの傷もみられない。

比較例 シリコン系樹脂の添加剤が入っていない紫外線硬化型ア
クリル系樹脂を、実施例と同一仕様でディスクに塗布し
、硬化させて保護膜となした。

実施例Ｉと同一の試験条件で、繰り返し試験を行った。

その結果、ディスクが停止するとヘッドが吸着してしま
い、１回のＣ３Ｓで保護膜に傷が付いてしまった。

こ覧では、保護膜の性能評価に対して、磁界変調方式の
光ディスクを想定し、電磁石を浮上磁気ヘッドに見立て
て試験を行ったが、光変調方式の光ディスクに用いても
何ら問題はない。

また、保護膜を構成する重合前のアクリル系の樹脂分に
対するメタアクリル基置換のシリコン系樹脂分の添加混
合比は、０．００１−０．４％の範囲で有効であり、電
磁石との相関によって種々の変形が可能である。

さらに、保護膜の膜厚の値や塗布方法、あるいは紫外線
硬化条件などについては、種々の変形が可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、転送レートが遅い従来の光変調方式
の光ディスクに替わる磁界変調方式の光ディスクは、１
を磁石を記録媒体の近傍に近設させ、望ましくはＣ３Ｓ
制御が必要があり、そのためには、記録媒体の上に被覆
する保護膜の性能が重要である。

従来、保護膜として用いられる紫外線硬化型のアクリル
系樹脂が、潤滑性に欠けるため、Ｃ３Ｓを行わせるとヘ
ッドクラッシュを起こすのに対して、本発明においては
、このアクリル系の樹脂に、メタアクリル基を置換させ
てアクリル樹脂に対する共重合性をもたせたシリコン系
樹脂を添加して共重合させ、潤滑性を付与させている。

こうして、アクリル樹脂の透明で硬い膜質を活かしなが
ら、潤滑性をもたせることができるようになった。

その結果、本発明は、磁界変調方式の光ディスクに対し
て、電磁石を浮上磁気ヘッド型にしてＣ３Ｓ制御するこ
とができるようになり、今後太いに期待される書換え可
能な光ディスクの一層の発展に寄与する所が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図、 第２図は本発明の他の実施例説明図、 第３図は従来の光変調方式の光ディスクの構成断面図、 第４図は磁界変調方式の光ディスクの構成断面図、 である。 図において、 １は支持基板、 ３は光、 ５は保護膜、 である。 ２は記録媒体、 ４は電磁石、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 支持基板（１）と、記録媒体（２）と、保護膜（５）と
   を有し、 前記支持基板（１）は、透明または不透明な材料からな
   り、前記記録媒体（２）の膜を表面に有するものであり
   、 前記記録媒体（２）は、光（３）の照射によってキュー
   リ温度に達し、かつ電磁石（４）から印加される磁界に
   よって磁化が反転する光磁気記録特性を有するものであ
   り、 前記保護膜（５）は、前記光（３）に透明であって、前
   記記録媒体（２）の上に設けられており、前記保護膜（
   ５）は、アクリル系樹脂と末端にメタアクリル基などを
   有するシリコン系樹脂とからなり、紫外線によって重合
   された共重合体であることを特徴とする光ディスク。