JPH07176094A

JPH07176094A - 光磁気記録媒体の製造方法

Info

Publication number: JPH07176094A
Application number: JP31843993A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Morimoto; 寧章森本; Nobuhide Aoyama; 信秀青山
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd; Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp; JFE Engineering Corp
Priority date: 1993-12-17
Filing date: 1993-12-17
Publication date: 1995-07-14

Abstract

(57)【要約】【構成】光学的に透明な基板上に非晶質合金膜から成
る記録層を成膜して成る光磁気記録媒体の製造方法にお
いて、記録層を成膜した後、光磁気記録媒体を局所的に
加熱して記録層の一部又は全部に加熱処理を施す光磁気
記録媒体の製造方法。【効果】本発明の製造方法によれば、光変調方式で記
録をする際に記録感度の変化の小さな光磁気記録媒体が
速やかに得られる。また、本発明の製造方法によれば、
磁界変調方式により短ピット長で記録した際に、Ｃ／Ｎ
比の経時変化の小さな光磁気記録媒体が得られるので、
短いマーク長で高密度記録を行うための光磁気記録媒体
の製造に有用である。更に、本発明の製造方法によれ
ば、熱変形温度の低いプラスチック基板を劣化させる心
配なく、記録層を高温まで加熱できるので、特に記録層
と基板の間に熱伝導率の小さな誘電体層を有する構造の
場合に基板への熱的なダメージが抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録特性における経時
変化の小さな光磁気記録媒体を得るための製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】光磁気記録媒体の記録層には、Ｎｄ、Ｇ
ｄ、Ｔｂ、Ｄｙ等の希土類元素とＦｅ、Ｃｏ等の遷移金
属を主成分とする組成からなる非晶質磁性合金薄膜が一
般に用いられている。記録層の他に、記録層の酸化防止
や記録感度を調整する等の理由でＳｉＮ、ＡｌＮ、Ｔａ
Ｏ等の誘電体層や、Ａｌ、Ｔｉ等の金属反射層などが設
けられている。記録層を含むこれらの膜は、ディスク状
に射出成形したポリカーボネートやポリメチルメタクリ
レート等のプラスチック基板上に、スパッタリング法等
によって成膜されるのが一般的である。このようにして
作製された光磁気記録媒体は、一般に成膜後に特別な熱
処理を行わずに用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】光磁気記録媒体の記録
層には、遷移金属と希土類金属を主たる構成元素とする
非晶質磁性合金膜が一般に用いられている。スパッタリ
ング法等によって作製した非晶質合金薄膜は、成膜した
ままの状態では不安定状態にあり、非晶質合金の構造緩
和に起因した保磁力、キュリー温度等の磁気特性の不安
定性を有する。そのため、光磁気記録媒体に高出力のレ
ーザー光を用いて情報の書き込みを繰り返し行った際
に、記録感度やＣ／Ｎ比等の記録特性が経時的に大きく
変化することが実用上問題となる。

【０００４】光変調方式では、記録マークを形成するた
めに、一定のバイアス磁界のもとでレーザー光をパルス
で光磁気記録媒体に照射している。記録マーク長は記録
媒体の熱拡散に大きく依存するため、記録感度の経時的
な変動があると、ジッターエラーによって記録データの
信頼性が損なわれる。

【０００５】磁界変調方式では、一定の出力のレーザー
光を光磁気記録媒体に照射した状態で、印加磁界をスイ
ッチングさせて記録マークを形成している。マークのエ
ッジはスイッチング磁界によって制御されているため、
光変調方式に比べて、ジッターが小さく、短いマーク長
での高密度記録に適している。しかし、磁界変調方式で
書き込んだ短い記録マークは、一般に、三日月型をして
おり、記録層の磁気特性の変動に起因したマーク形状の
変化によって、Ｃ／Ｎ比が変化することが問題となる。

【０００６】非晶質磁性合金膜の経時変化による記録特
性の不安定性を抑制するには、光磁気記録媒体に熱処理
を施す必要がある。

【０００７】また、記録層は、データの書き込み或いは
消去時に、キュリー温度、約２００℃近傍まで加熱され
るため、光磁気記録媒体の熱処理は、非晶質磁性合金膜
のキュリー温度以上で、かつ、その結晶化温度以下で行
なうことが望ましい。しかしながら、一般に光磁気記録
媒体にはポリカーボネート等の熱変形温度が１５０℃程
度のプラスチック基板が一般に使用されているため、記
録膜を成膜した後に記録媒体全体をそのような高温で平
衡状態において熱処理することができない。

【０００８】成膜後に熱処理を施す方法として、特開平
５−２５８３６６号公報には、１００℃以下の温度であ
って、光磁気記録媒体全体が均一な温度になっている平
衡状態で長時間熱処理を施す方法が提案されている。し
かしながら、１００℃以下の温度で熱処理を行なって、
記録特性の経時変化が少ない光磁気記録媒体を製造する
には、熱処理に非常に長い時間を必要とするため、実用
上問題である。

【０００９】本発明が解決しようとする課題は、記録層
を成膜後に、基板を熱変形等によって劣化させることが
なく、記録層の温度が基板の熱変形温度をこえるような
加熱処理を施す方法を提供し、繰り返しオーバーライト
した場合に記録特性の経時変化の小さい光磁気記録媒体
を製造する方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、光学的に透明な基板上に非晶質合金膜か
ら成る記録層を成膜して成る光磁気記録媒体の製造方法
において、記録層を成膜した後、光磁気記録媒体を局所
的に加熱して記録層の一部又は全部に加熱処理を施すこ
とを特徴とする光磁気記録媒体の製造方法を提供する。

【００１１】加熱には、波長の長さのオーダーまで集光
したレーザー光を用いることが適している。高速で回転
している光磁気記録媒体の記録層上に、高出力のレーザ
ー光を集光させることにより、記録層を非平衡状態で局
所的にそのキュリー温度以上の高温まで加熱できる。

【００１２】一般に非晶質合金膜の経時変化を抑えるた
めの熱処理は、その結晶化温度未満という条件のもと
で、できる限り高温で長時間行うのが望ましい。しか
し、実用上は、短時間で熱処理が行えることが好まし
い。記録層を高温で非常に短い時間加熱処理する場合、
１回の加熱では不十分な場合もありうる。その場合には
加熱処理を複数回繰り返してもよい。

【００１３】光磁気記録媒体は、通常、案内溝を有する
透明基板上に、干渉膜、記録膜、反射膜を構成単位と
し、それらの組み合わせにより形成される記録層を有す
る。

【００１４】基板としては、例えば、ポリカーボネー
ト、ポリメチルメタクリレート、アモルファスポリオレ
フィンの如き樹脂又はガラスに直接案内溝を形成した基
板、ガラス又は樹脂の平板上にフォトポリマー法により
案内溝を形成した基板が挙げられる。

【００１５】干渉膜には透明性、屈折率の高い無機誘電
体膜が用いられる。材質としては、例えば、ＳｉＮ_x、
ＳｉＯ_x、ＡｌＳｉＯＮ、ＡｌＳｉＮ、ＡｌＮ、ＡｌＴ
ｉＮ、Ｔａ₂Ｏ₅、ＺｎＳ等が挙げられる。これら干渉膜
の屈折率は、１．８〜２．８の範囲が好ましく、吸収係
数は０〜０．１の範囲が好ましい。

【００１６】記録膜を構成する材質としては、例えば、
ＴｂＦｅＣｏ、ＮｄＤｙＦｅＣｏ等の遷移金属と希土類
金属の合金等が挙げられる。

【００１７】反射膜には反射率の高い金属膜或いは合金
膜を使用する。材質は、例えば、金属膜としては、Ａ
ｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等、合金膜としてはＡｌ−Ｔｉ、
Ａｌ−Ｃｒ等が挙げられる。

【００１８】干渉膜、金属系記録膜、反射膜は、スパッ
タリング、イオンプレーディング等の物理蒸着法（ＰＶ
Ｄ）、プラズマＣＶＤ等の化学蒸着法（ＣＶＤ）等によ
って形成し、有機色素系記録膜は溶液をスピンコート
法、ロールコート法等により塗布した後、溶媒を除去し
て形成する。

【００１９】更に、反射膜の上に保護コート層を、基板
の光磁気記録層の反対側の面にハードコート層を各々設
けることもできる。

【００２０】保護コート層の材料には有機系、無機系の
双方が用いられている。有機系の保護コート層を形成す
る場合には、ディッピング法、スピンコート法、ロール
コーター法、蒸着法等の手法が用いられている。一方、
無機系の保護コート層を形成する場合には、スパッタリ
ング法や蒸着法、含浸法等の手法が用いられる。

【００２１】これらの保護コート層の形成方法のうち、
紫外線硬化樹脂を用いたスピンコート法は簡便で迅速な
方法であるので好ましい。この方法は、ディスペンサー
を用いて基板上に紫外線硬化樹脂を吐出し、光磁気記録
媒体を高速回転して遠心力により樹脂を広げて塗布を行
なう。塗布された樹脂は、その後、紫外線照射によって
硬化させる。また、スピンコート法は、紫外線硬化樹脂
以外の樹脂に対しても好適に用いることができる。いず
れの場合においても、保護コート層に用いる樹脂は、硬
化後に鉛筆硬度でＨ以上の硬度を有するものが好まし
い。

【００２２】プラスチック製基板は、耐擦傷性が不十分
であり、このような欠点を克服するために、記録層とは
反対側の面に硬度の高い透明材質を用いてハードコート
層を設けることが望ましい。ハードコートの手段として
はスピンコート法、２Ｐ法等により多官能ウレタンアク
リレート及び光重合開始剤を含有する紫外線硬化樹脂等
の有機高分子を塗布、硬化する方法、析出法やスパッタ
リング法等により二酸化珪素等のセラミックハードコー
ト層を設ける方法が挙げられるが、セラミック製のハー
ドコート層は、生産性が悪いため、大量生産には不向き
であるので、紫外線硬化樹脂を用いたハードコート層が
好ましい。

【００２３】このようにして製膜した光ディスクは、単
体で使用しても良く、２枚を貼り合わせて使用しても良
い。

【００２４】

【実施例】以下、図面を用いた実施例により、本発明を
更に詳細に説明する。

【００２５】（実施例１）図１は、本実施例で用いた光
磁気記録媒体の断面構造を模式的に示したものである。

【００２６】直径８６mm、厚さ１．２mmで射出成形によ
って螺旋状に１．６μｍピッチの案内溝が形成されてい
るポリカーボネート（ＰＣ）基板１上に、膜厚が１００
nmのＳｉＮ誘電体層２、膜厚２０nmのＴｂ₂₀Ｆｅ₇₂Ｃ
ｏ₈から成る非晶質磁性合金からなる記録層３、膜厚３
００nmのＳｉＮ誘電体層４、膜厚６０nmのＡｌ反射層５
を、順次、マグネトロンスパッタリング法を用いて成膜
した。得られた記録膜の特性を理研電子製の振動試料型
磁力計を用いて測定したところ、キュリー温度が約２０
０℃で、膜面に対して垂直磁気異方性を示し、保磁力が
約９ｋＯｅであった。

【００２７】図２は、本実施例で用いた光磁気記録媒体
の加熱処理を行うため加熱装置の略式模式図である。

【００２８】本実施例では、図１の構造を有する光磁気
記録媒体６の加熱処理を行うための熱源として波長７８
０nmの半導体レーザー７を用いていた。光磁気記録媒体
６はモーター８を用いて最大で９０００ｒｐｍまで高速
回転ができるようになっている。半導体レーザー７を出
た波長７８０nmの光は、レンズ９によって疑似平行光と
なり、偏光ビームスプリッター１０と１／４波長板１１
を介して、対物レンズ１２によって高速で回転している
光磁気記録媒体６上に集光される。光磁気記録媒体６か
らの反射光は、対物レンズ１２によって疑似平行光とな
り１／４波長板１１及び偏光ビームスプリッター１０を
通過し、シリンドリカルレンズ１３とレンズ１４を介し
て４分割フォトダイオード１５によって受光される。４
分割フォトダイオード１５の出力信号から非点収差法、
プッシュプル法によって、フォーカスサーボ及びトラッ
キングサーボ１６を働かせて、対物レンズ駆動装置１７
によって対物レンズ１２の動きを制御している。これに
よって、案内溝のある光磁気記録媒体６のトラック上に
レーザー光を集光している。対物レンズの開口数はＮＡ
＝０．５５のものを用いており光磁気記録媒体６の記録
層上に集光されたレーザー光のビームスポット径は強度
が１／ｅ²となる部分で１〜２μｍとなっている。偏光
ビームスプリッター１０の偏光面と１／４波長板１１の
常光線となる偏光面とを４５°ずらすことによって、光
アイソレータの役目をさせて、半導体レーザー７への戻
り光をなくしている。これによって半導体レーザー７か
らの光を有効に用いて加熱処理ができる構成になってい
る。

【００２９】本実施例では、図２に示した加熱処理装置
を用いて光磁気記録媒体６の記録エリアの最内周から最
外周まで加熱処理を行った。

【００３０】加熱処理を施した光磁気記録媒体につい
て、光変調方式及び磁界変調方式の両方の変調方式で測
定可能な評価機を用いて記録特性を調べた。

【００３１】光磁気記録媒体６をモータ８を用いて回転
角速度数１８００ｒｐｍ一定の条件で回転させた。その
状態で、光磁気記録媒体６の記録エリアの最内周から最
外周部分半径ｒ＝２４〜４０mmまで半導体レーザー７を
用いて加熱した。加熱時の記録層の到達温度が等しくな
るように、半導体レーザー７の出力パワーをディスクの
線速度の平方根に比例させた。最内周で９ｍＷ、最外周
で１１．５ｍＷとなる条件で加熱処理を行った。記録エ
リアの全周について１回の処理に約５分半の時間を要し
た。

【００３２】このようにして１回加熱処理を施した光磁
気記録媒体について、光磁気記録媒体の評価機を用い
て、光変調方式でのＣ／Ｎ比の書き込みレーザーパワー
依存性を調べた。測定は、半径ｒ＝３０mmの位置で回転
角速度１８００ｒｐｍ一定、マーク長０．４６μｍの条
件で行った。

【００３３】このようにして製造した光磁気記録媒体に
ついて、最適な書き込みレーザーパワー６．５ｍＷで、
データの書き込み消去を繰り返した。消去パワーは８ｍ
Ｗ一定とした。図３には、このように光変調方式で消
去、書き込みを繰り返し行った際の繰り返し回数に対す
る最適書き込みパワーの変化を示したものである。

【００３４】（比較例１）実施例１において、加熱処理
を施さなかった以外は、実施例１と同様にして、光磁気
記録媒体を製造し、実施例１と同様にしてデータの書き
込み消去繰り返し回数に対する最適書き込みパワーの変
化を求め、その結果を図３に示した。

【００３５】図３に示した結果から、比較例１の光磁気
記録媒体では、消去書き込みを繰り返すことによって最
適な書き込みレーザーパワーが０．５Ｗ程度低出力側に
シフトしているのに対し、実施例１の光磁気記録媒体で
は、繰り返し回数による変化がほとんどないことが理解
できる。

【００３６】（実施例２）実施例１と同様の加熱処理条
件で、加熱を１０回繰り返した光磁気記録媒体を製造し
た。この光磁気記録媒体について、評価機を用いて磁界
変調方式で記録を行った際のＣ／Ｎ比を測定した。測定
は、ｒ＝３０mmの位置で、回転角速度１８００ｒｐｍ一
定のもとで、０．４６μｍのマーク長で行った。以上の
ような条件で、磁界変調で繰り返しオーバーライトを行
った際のオーバーライト回数回数に対するＣ／Ｎ比の変
化を図４に示した。

【００３７】（比較例２）実施例２において、比較例１
で得た光磁気記録媒体を用いた以外は、実施例２と同様
にして、磁界変調で繰り返しオーバーライトを行った際
のオーバーライト回数回数に対するＣ／Ｎ比の変化を図
４に示した。

【００３８】図４に示した結果から、比較例２の光磁気
記録媒体では、オーバーライトを繰り返すことによって
３００回程度まではＣ／Ｎ比が大きく減少し、さらに繰
り返すことによって初期のＣ／Ｎ比の値に戻っていく傾
向を示しているのに対し、実施例２の光磁気記録媒体で
は、繰り返しオーバーライトによるＣ／Ｎ比の低下はほ
とんどないことが理解できる。

【００３９】（実施例３）実施例１において、加熱処理
の方法を以下の通りとした以外は、実施例１と同様にし
て光磁気記録媒体を得た。

【００４０】即ち、光磁気記録媒体６をモータ８を用い
て回転角速度数６００ｒｐｍ一定の条件で回転させた。
その状態で、光磁気記録媒体６の記録エリアの最内周か
ら最外周部分半径ｒ＝２４〜４０mmまで半導体レーザー
７を用いて加熱した。加熱時の記録層の到達温度が等し
くなるように、半導体レーザー７の出力パワーをディス
クの線速度の平方根に比例させた。最内周で５ｍＷ、最
外周で６．５ｍＷとなる条件で加熱処理を行った。

【００４１】このようにして加熱処理した光磁気記録媒
体を、実施例１の記録特性の測定と同じ測定条件のもと
で、光変調方式による消去、書き込みを繰り返し行った
際の繰り返し回数に対する最適書き込みパワーの変化を
調べたところ、実施例１と同様に最適書き込みパワー
は、ほとんど変化しなかった。

【００４２】実施例１及び実施例３で得られた結果か
ら、加熱に使用するレーザー光の出力を小さくしても、
記録感度の安定な光磁気記録媒体が得られることが理解
できる。

【００４３】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、光変調方式
で記録をする際に記録感度の変化の小さな光磁気記録媒
体が速やかに得られる。また、本発明の製造方法によれ
ば、磁界変調方式により短ピット長で記録した際に、Ｃ
／Ｎ比の経時変化の小さな光磁気記録媒体が得られる。
従って、本発明の製造方法は、短いマーク長で高密度記
録を行うための光磁気記録媒体の製造に有用である。

【００４４】また、本発明の製造方法によれば、非平衡
状態で局所的に光磁気記録媒体を加熱しているので、記
録層に加えられた熱は光磁気記録媒体の膜面内方向に速
やかに拡散するため、熱変形温度の低いプラスチック基
板を劣化させる心配なく、記録層を高温まで加熱でき
る。特に記録層と基板の間に熱伝導率の小さな誘電体層
を有する構造の場合に基板への熱的なダメージが抑える
ことができる。

【００４５】更に、本発明の製造方法は、非平衡状態で
非常に短い時間に加熱処理を行っているため、非晶質磁
性合金の磁気特性の経時変化をおさえ記録特性を安定さ
せるには、１回の加熱処理では不十分な場合もありう
る。その場合には、請求項３に記載の製造方法に従い、
加熱処理を複数回繰り返すことによって記録層を安定化
することができる。

【００４６】更にまた、加熱にレーザー光用いた請求項
４に記載の製造方法によれば、回折限界である波長の長
さのオーダーまで集光できるため、光磁気記録媒体を局
所的に高温まで加熱できる。光磁気記録媒体を高速で回
転させることにより、レーザー光によって順次非平衡状
態で加熱処理することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で使用した光磁気記録媒体の構造を示
す模式断面図である。

【図２】実施例１において例示した光磁気記録媒体の加
熱処理を行なう装置の略式模式図である。

【図３】実施例１及び比較例１で得た光磁気記録媒体に
ついて、光変調方式で記録した場合におけるデータの書
き込み消去繰り返し回数に対する最適書き込みパワーの
変化を示した図表である。

【図４】実施例２及び比較例２で得た光磁気記録媒体に
ついて、磁界変調方式で記録した場合におけるオーバー
ライト回数に対するＣ／Ｎ比の変化を示した図表であ
る。

【符号の説明】

１ＰＣ基板２誘電体層３記録層４誘電体層５反射層６光磁気記録媒体７半導体レーザー８ディスク駆動モータ９レンズ１０偏光ビームスプリッター１１１／４波長板１２対物レンズ１３シリンドリカルレンズ１４レンズ１５４分割フォトダイオード１６フォーカシング及びトラッキングサーボ系１７対物レンズ駆動装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学的に透明な基板上に非晶質合金膜か
ら成る記録層を成膜して成る光磁気記録媒体の製造方法
において、記録層を成膜した後、光磁気記録媒体を局所
的に加熱して記録層の一部又は全部に加熱処理を施すこ
とを特徴とする光磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】記録層のキュリー温度以上まで記録層を
加熱することを特徴とする請求項１記載の光磁気記録媒
体の製造方法。
【請求項３】記録層の加熱処理を１回又はそれ以上繰
り返すことを特徴とする請求項１又は２記載の光磁気記
録媒体の製造方法。
【請求項４】記録層の加熱にレーザー光を用いること
を特徴とする請求項１に記載の光磁気記録媒体の製造方
法。