JPH03178062A

JPH03178062A - 光ディスク

Info

Publication number: JPH03178062A
Application number: JP31831289A
Authority: JP
Inventors: Fuminori Imamura; 今村　文則; Toshikatsu Narumi; 利勝鳴海; Mineo Moribe; 峰生守部; Miyozo Maeda; 巳代三前田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-12-07
Filing date: 1989-12-07
Publication date: 1991-08-02
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: JP2773326B2

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、不透明でもよく、かつ単一の支持基板を用いて両面記録
ができることを目的とし、支持基板と、記録媒体と、保護膜とを有し、前記支持基
板は、透明あるいは不透明な材料からなっており、記録
媒体の膜を両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ｉｉＦ！１
石から印加される磁界によって磁化の方向が反転する光
磁気記録特性を有するものであり、前記保護膜は、光に
対して透明な樹脂製の膜であって、記録媒体の上に設け
られるように構成する。

〔産業上の利用分野］本発明は、光ディスクに係わり、特に不透明でもよく、
かつ単一の支持基板を用いて両面記録ができる光磁気デ
ィスクに関する。

近年、光ディスクの進展が目覚ましく、情報処運用から
民生用まで広く普及しはじめている。

それは、記憶できる情報の容量が大きいので、例えば情
報処理の分野では、大容量のファイルメモリとして、あ
るいは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、しかも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。

光ディスクは、例えば、読み出し専用型、追記型、書換
え可能型などに大別でき、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。

この光ディスクには、まず、基板を透して光が照射され
、基板に設けられた記録媒体側から磁界が印加される方
式があり、この場合には、基板が透明でなければならな
い上に、基板の両面に記録ができないので、２枚の光デ
ィスクを背中合せに貼着した両面記録もどきの構成とな
っている。

一方、光の照射と磁界の印加とが基板に設けられた記録
媒体側から行われる方式があり、この場合には、電磁石
を記録媒体に近設させなければならないので、２枚の光
ディスクを背中合せに貼着した構成を適用することがで
きない。

そこで、単一の基板の両面に記録ができる正真正銘の両
面記録可能な光ディスクの出現が、強く望まれている。

〔従来の技術〕

光磁気記録の原理は、磁性膜に−様に磁化しておき、一
部分にスポット状の光をキューリ温度を超えるまで照射
して加熱すると磁化を失ったり、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、照射
部分のみが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
とかを読み出すには、磁気光学効果を用いており、この
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、いわゆる磁気的
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、光ディスクの情報の書き込みの仕方には大きく２
つの方式がある。こ覧では、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
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。そして、記録媒体は光を照
射されてキューリ温度にまでスポット状に加熱されて、
記録媒体の磁化が消えたり、外部からの磁界に影響され
て磁化方向が反転したりして記録が行われる。

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。そして、記録媒体は光を照射
されてキューリ温度にまでスポット状に加熱されている
ので、外部からの磁界が反転するとそれに伴って記録媒
体の磁化の方向も反転し記録が行われる。

第４図は従来の片面構成の光ディスクの断面図、第５図
は第４図の両面構成の断面図である。

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、６は接着層である。

支持基板１は、厚さが１　、２ｍｍで、透明でなければ
ならない。そして、支持基板ｌの構成材料が、例えばガ
ラスの場合ならば、ソーダガラスの表面のＮａをＫに置
換した強化ガラスや、プラスチックの場合ならば、透明
性がよく、しかも機械的強度の大きなアクリル系のＰＭ
ＭＡ　（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、スパッタによって成膜された、膜厚が１
１００ｎ程度の、例えばＧｄＦｅＣｏ系とかＴｂＦｅＣ
ｏ系とかの磁性薄膜が用いられ、酸化を防ぐために、膜
厚が１１００ｎ程度の、例えばＴｂ５ｉＯｚ膜で挟んだ
構成となっている。

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に磁界を印加する電磁石４は、光３の
照射する支持基板ｌ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、記録媒体２に接触する
ものは何もないので、記録媒体２に対しては、触手など
に対して保護膜５で覆うにしても、機械的な強度を気に
することはない。

光３には、最近では半導体レーザが用いられ、例えば８
３０ｎｍの近赤外線が用いられる。

このようなレーザ光を、情報の有無に対比させて、例え
ば数ＭＨｚの速度で直接変調される。

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。

こうして、光変調方式の光ディスクには、電磁石４によ
って十分な大きさの磁界が印加されながら、レーザ光が
十分に速く変調された光３が照射される。

第５図において、両面構成の光ディスクは、第４図で示
した片面構成の光ディスクの支持基板１を２枚、全く機
械的に背中合せにして接着層６を介して貼り合わせた構
成となっている。

従って、その基本動作は片面型と同一である。

つまり、光３の照射の仕方や電磁石４による磁界の印加
の方法は変わりない。

ただし、電磁石４によって印加される外部からの磁界は
、２枚の支持基板１を貫通して印加されるので、より強
力な磁石が必要となる。より強い磁界を得ることは、鉄
芯に電線を巻き付けた電磁石４のコンダクタンスが大き
くなることを意味している。

そのために、磁極を高速に反転することが難しくなり、
磁界も高速反転できなくなる。

その結果、まず光ディスクの１回転目で既に記録されて
いる情報を消去し、２回転目で新たな情報を記録すると
いうように、消去・書き込みに２回転が必要になり、い
わゆるオーバライドができないので、転送レートが遅く
なる。

また、光３の照射によって記録媒体２を一旦キューリ温
度まで加熱しなければならないが、そのための記録媒体
２の熱慣性を無視することができず、高速化には自ずと
限界がある。

このように、光変調方式の光ディスクは、２枚のディス
クの貼り合わせによって、容易に両面構成の光ディスク
ができ上がる長所がある。

しかし、その反面、転送レートの遅れとか、記録速度の
限界とかの欠点もある。

さらに、支持基板１が介在して、光ヘッドに相当する例
えば半導体レーザや電磁石４に相当する磁気ヘッドを記
録媒体２に近設できないので、小型化が行えず、望まし
い両面構成の光ディスクとはいえない。

〔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、光の照射は支持基板を通して行われ、光
の照射と磁界の印加が支持基板を挟んで行われていた。

そのため、磁界を印加する電磁石が大きくなり、電磁石
の大きなインダクタンスの影響で転送レートが遅れる問
題があった。

これに替わる光ディスクの構成として磁界変調方式の光
ディスクがあり、この光ディスクの場合には、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
石を用いれば、磁界の高速反転ができるので、オーバラ
イドが可能となり、転送レートの遅れなどが起こらない
。

しかし、発生する磁界が弱いので電磁石を記録媒体に対
して、例えば数μｍまで近接させる磁気−・ラドの浮上
制御が必要となり、電磁石を支持基板を挟んで記録媒体
と対向させた従来の配置では距離が大きくなり過ぎる問
題であった。

また、支持基板を透して光を照射するので、支持基板が
透明でなければならないという制約があり、不透明な材
料が全く使用できないという問題があった。

さらに、光を照射が支持基板を介して記録媒体に行われ
ており、いわゆる光ヘッドを小型化できない問題があっ
た。

そこで、本発明は、透明でも不透明でもよい単一の支持
基板を用い、記録媒体の上には透明な保護膜を設け、そ
の保護膜を透して光を照射できる両面構成の光磁気ディ
スク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、透明あるいは不透明な材料からなっており、記録
媒体の膜を両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の方向が
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、光に対して透明な樹脂製の膜であって、
記録媒体の上に設けられてい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〕

従来の光ディスクにおいては、支持基板を透して記録媒
体に光を照射していたのに替えて、本発明になる光ディ
スクにおいては、記録媒体の上に透明な保護膜を設けて
、その保護膜を透して光を照射するようにしている。

すなわち、本発明においては、支持基板の両面にそれぞ
れ記録媒体を設けるようにしている。

そして、それぞれの記録媒体の上には、照射する光に対
して透明で、かつ記録媒体を塵埃ばかりでなく機械的に
も保護する保護膜を被覆するようにしている。

こうすると、支持基板を光が透過することがないので、
支持基板が透明なガラスとかプラスチックとかである必
要がなく、不透明な種々の材料が適用できる。

また、保護膜の膜厚は、支持基板の厚さに比べて圧倒的
に薄いので、電磁石を記録媒体の極く近傍に近接するこ
とができる。

従って、磁界変調方式の電磁石、例えば磁気ディスクな
どで用いられる浮上磁気ヘッドが適用できる。

そうすると、光源やレンズ、光検知器などを有する光学
系や小さい磁気ヘッドからなる電磁石とが、支持基板の
片方の側にまとめて配置できるので、光ヘッドを小型に
構成することもできる。

こうして、必ずしも透明でない単一の支持基板の両面に
記録媒体を設けた両面構成の光ディスクが構成できる。

〔実施例］第１図は本発明の実施例を示す構成断面図、第２図は保
護膜の膜厚による干渉を説明する模式図、第３図は干渉
の影響を示すオシログラムである。

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。

支持基板１は、直径５インチ、厚さが１．２ｎｖ＋のＡ
ｌの円盤である。そして、反応性エツチングによってガ
ラス板上にヘッド案内溝を形成したスタンパを用い、２
Ｐ法によって両面にヘッド案内溝が転写されている。

記録媒体２は、この前処理された支持基板１の両面に、
例えばスパッタによって、３層からなるＴｂ−３ｉＯｚ
／ＴｂＦｅＣｏ／Ｔｂ−３ｉＯｚを設けて形成される。

膜厚は、記録媒体２のＴｂＦｅＣｏが９０ｎｍ。

上下から挟んだＴｂ５ｉＯｚは、大気中で酸化し易いＴ
ｂＦｅＣｏを保護するための保護膜であり、膜厚はそれ
ぞれＩＱＯｎｍになっている。

保護膜５は、記録媒体２の上に、例えばアクリル系の紫
外線硬化型の樹脂をスピンコードして形成される。

こうして作製した光ディスクを磁界変調方式によって記
録特性を調べてみた。

磁界変調方式の場合には、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。

そして、磁界の反転速度を大きくするためには、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
。

そこで、電磁石４は、例えば鉄心を抜いた中空型のコイ
ルにし、そのコイルな孔の中を光３が通れるようになっ
ている。

こｋで、第２図に示したように、保護膜５の膜厚による
干渉の影響を調べてみる。

図中、２は記録媒体、３Ｌ　３２は光路、５は保護膜、
７は対物レンズ、８は光検出器である。

対物レンズ７の配置は、図示してない光源からの光が記
録媒体２の上で焦点を結んで反射し、再び対物レンズ７
を通って光検出器８に入射するようになっている。

つまり、記録媒体２の表面で反射した光の光路３１は、
対物レンズ７を通って最も効率よく光検出器８に入射す
るようになっている。

それに対して、保護膜５の表面で反射した光の光路３２
は、対物レンズ７の焦点よりも保護膜５の膜厚分だけ手
前にあり、光検出器８を包むように広がっている。

そして、この光路３２の広がりは、保護膜５の膜厚が薄
い程狭まって光路３１に接近し、光検出器８に入射する
光量が多くなり、つまりノイズが増えて検知できなくな
り、具体的には例えばトラッキングができなくなる。

それに対して、保護膜５の膜厚を厚くする程光路３２は
広がっていく。つまり、保護膜５の膜厚を厚くしていく
と、光検出器８へ入射される光量が薄まって、ノイズと
しての影響がだんだんな（なっていく。

第３図は、トラッキングエラー信号の乱れの様子から、
保護膜５による干渉の影響を調べたものである。

その結果、保護膜５の膜厚がはり１０μｍを境にして、
影響が異なってくる。

すなわち、保護膜５の膜厚が１０μｍよりも薄いと、同
図（Ａ）に示したように、トラッキングエラー信号が乱
れてくる。

それに対して、保護膜５の膜厚が１０μｍよりも厚くな
ると、同図（Ｂ）に示したように、トラッキングエラー
信号が整ってくる。

一方、第１図において、保護膜５の膜厚は、電磁石４を
記録媒体２により効率よく近接させるために、できるだ
け薄い方が望ましい。

この両者の条件を満足する保護膜５の膜厚は、１０μｍ
以上としている。

こうして、適切な保護膜５を設けた光ディスクは、両面
が何ら区別なく記録や再生のできる両面構成の光ディス
クとなる。

こＸで用いた支持基板とか記録媒体、保護膜などの材料
や形状、形成方法などには、種々の変形が可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、従来の光変調方式の光ディスクにお
いては、両面が使用できる構成にするために２枚の支持
基板を背中合わせにして貼着していたのに替えて、本発
明になる光ディスクにおいては、単一の支持基板の両面
に記録媒体を設け、さらに、それぞれの記録媒体の上に
保護膜を設けた構成にしている。

そうすると、例えば浮上磁気ヘッドによる磁界変調方式
による両面記録が可能となる。

また、光の照射と磁界の印加を、支持基板ではなく保護
膜を透して行うことができるので、不透明な支持基板を
用いることが可能となる。

さらに、光学系や電磁石などが小型にまとめることも可
能となる。

従って、本発明は、光ディスクの性能向上や原価低減に
寄与するところが大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す構成断面図、第２図は保
護膜の膜厚による干渉を説明する模式図、第３図は干渉の影響を示すオシログラム、第４図は従来
の片面構成の光ディスクの断面図、第５図は第４図の両
面構成の断面図である。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、ｔＪ乙日月の寅薊立例乞示′Ｔ月号戚貨才面第図眉ζ藁膜の膜厚ｌ二よろ干渉を説明する模式図第耐（Ａ）　１０μｍ未渭（Ｂ）１０μｍＬ人−ヒー千ン歩の影響を示すオシロク゛フム第図従来の片面邪Ｉ式の光、ティスフの断面間第鴇し第４図の両面溝への断面図第図

Claims

【特許請求の範囲】１）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、透明あるいは不透明な材料から
なっており、前記記録媒体（２）の膜を両面に有するも
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
よって磁化の方向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）に対して透明な樹脂
製の膜であって、前記記録媒体（２）の上に設けられて
いることを特徴とする光ディスク。２）前記支持基板（１）は、金属製あるいはプラスチッ
ク製あるいはセラミック製であることを特徴とする請求
項１記載の光ディスク。