JPH11316943A

JPH11316943A - 記録媒体及び記録再生装置

Info

Publication number: JPH11316943A
Application number: JP12121598A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Nagano; 信広永野; Yasuyuki Imai; 康之今井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 1999-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】熱収縮の差による応力の不均一を緩和して、
歪みを抑えたプラスチック基板を有する記録媒体及びそ
の記録媒体の一方の面に対して情報の記録再生を行う記
録再生装置を提供する。【解決手段】この記録媒体は、プラスチック材料から
なるとともに所定パターンの凹凸が両方の面に形成され
た基板を有し、一方の面に対して情報の記録及び／又は
再生が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック材料
を成形することにより凹凸が形成された基板を有する記
録媒体及びその記録媒体に対して情報の記録再生を行う
記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の高密度記録化に伴い、記録媒体の
記録密度を高めるために、様々な研究開発が行われてい
る。

【０００３】例えば、磁気記録の分野においては、磁気
記録媒体の更なる高記録密度化を図るために、サーボ信
号に対応したピットを基板に予め形成したディスク状の
磁気記録媒体（以下、磁気ディスクと称する。）の開発
が進められている。ここで、サーボ信号に対応したピッ
トとは、サーボ信号に応じて磁気ディスクの基板成形時
に予め形成される凹凸のことである。

【０００４】このようなピットが形成された磁気ディス
クでは、記録再生に使用する前に、それらの凹部と凸部
とで極性が逆となるように着磁し、これにより、サーボ
信号を書き込む。このようなピットは非常に微細に精度
良く形成することが容易にできるので、記録トラックに
対してサーボ信号を非常に正確な位置に書き込むことが
可能となり、その結果、従来の磁気ディスクに比べて容
易に高密度記録化を図ることが可能となる。なお、この
ようなサーボ信号が書き込まれる領域のことをサーボゾ
ーンと称する。

【０００５】また、このようなピットが形成された磁気
ディスクでは、通常、サーボゾーン以外の領域に、記録
トラックに沿ってグルーブが形成される。そして、グル
ーブとグルーブの間の凸部はランドと呼ばれており、ユ
ーザによって記録再生されるデータは、主にランドの部
分に記録される。なお、このようなグルーブが形成さ
れ、ユーザによってデータの記録再生がなされる領域の
ことをデータゾーンと称する。

【０００６】このように、サーボピット及びデータゾー
ンの凹凸がプリフォームされている磁気ディスクは、プ
ラスチック材料を射出成形することにより作製される。
具体的には、面精度が保証された金型母材にマスタリン
グを行い、サーボゾーン及びデータ部の凹凸を形成す
る。この金型を使用して射出成形を行うことで、プリフ
ォーマットされた磁気ディスク基板が得られる。

【０００７】このような磁気ディスクに対して磁気ヘッ
ドを用いて記録再生する際は、磁気ディスク上に磁気ヘ
ッドを配して、磁気ディスクを高速に回転させる。この
とき、磁気ヘッドは、回転によって生じる空気の流れの
影響により、僅かに浮上する。最近の高密度化に伴い、
ヘッドと磁気ディスクとの距離、すなわちヘッドの浮上
量も大幅に減少し、現在では５０ｎｍ以下の浮上量で記
録再生が行われている。

【０００８】５０ｎｍ以下という微小なヘッド浮上量を
実現するためには、磁気ディスクの形状をより平坦で、
かつ平滑なものとすることが求められている。具体的に
は、２．５インチの磁気ディスク基板の場合、基板の曲
率半径を４０ｍ以上とし、基板表面に存在する突起の高
さを５０ｎｍ以下とし、表面粗度を２ｎｍ以下とするこ
と等が求められている。特に、凹凸がプリフォームされ
ている磁気ディスクでは、基板材料にプラスチック材料
を使用することから、その使用面の平面性を確保するこ
とは、従来のガラスや金属を材料とするディスク基板と
比較して非常に困難である。また、高密度化、高速化が
進むにつれ、ディスク基板に求められる平面性は増し、
解決しなければならない問題となる。

【０００９】現在、プラスチック材料の射出成形時によ
るディスク基板の形状制御の方法として一般的に用いら
れている主なものとしては、以下の３つの方法が挙げら
れる。

【００１０】まず、第１の方法は、射出成形時の条件を
適正化することにより、基板形状を制御する方法であ
る。具体的には、プラスチック材料を射出成形して基板
を作製する際に用いられる金型の温度、射出時間、保
圧、充填速度などを変化させて、成形基板の機械特性を
確保する。

【００１１】また、第２の方法は、成形後の基板にアニ
ールを施し、離型時に発生する内部応力を緩和させ、基
板を金型から離型する際の内部応力による変形を抑え、
基板の形状を整える方法である。

【００１２】また、第３の方法は、２枚の成形基板の表
面を表裏合わせることにより、冷却時の熱収縮率を揃え
る方法である。

【００１３】上記３つの方法のうち、基板成形時の条件
を調整する第１の方法と、成形基板にアニールを行う第
２の方法とは非常に関係が深い。すなわち、第１及び第
２の方法は、ともに基板の面内応力を緩和させることに
より、成形基板の歪みを抑制しようとするものである。

【００１４】さらに、この第１の方法と第２の方法とを
組み合わせて行うこともできる。すなわち、まず、基板
成形時の成形条件を調整することにより、基板成形時の
応力を緩和し、形状の整った基板を成形する。次に、成
形基板にアニールを行うことにより離型時の応力を緩和
し、離型時の基板の歪みを抑えて形状を整える。このよ
うに、第１の方法と第２の方法とを組み合わせて行うこ
とで、応力をより緩和して、基板の形状を整えることが
できる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一方の
面に対してのみ情報の記録再生を行うことを想定した磁
気ディスクにおいて、基板の一方の面にのみ凹凸を形成
し、他方の面を鏡面とした場合、凹凸が形成された面の
表面積は、鏡面とされた面よりも大きくなるため、熱放
射が多く、冷え易い。この結果、熱収縮が不均一となり
ディスク基板の変形をもたらしてしまう。

【００１６】つまり、図６に示すように、成形されたデ
ィスク基板３０を金型から取り外した際に、凹凸が形成
された面３１は表面積が大きく、冷え易いため、鏡面と
された面３２よりも低温となる。そして、鏡面とされた
面３２側は膨張が妨げられて圧縮応力を受ける。一方、
凹凸が形成された面３１側は引っ張り応力を受ける。こ
のような、基板内部での応力の不均衡により、図７に示
すように、ディスク基板３１に反りが発生してしまう。

【００１７】凹凸が形成されたディスク基板を作製する
に際し、上述したような第１の方法や第２の方法を適用
することで、ある程度の形状制御は可能となるが、現在
求められている規格を十分満足することはできず、安定
した基板供給には到っていない。また、高記録密度化に
対応して記録媒体の薄物化が進むにつれ、冷却時の熱収
縮の差による応力の影響が増加し、歪みを増加させる傾
向にある。

【００１８】本発明は、上述したような従来の実情に鑑
みて提案されたものであり、熱収縮の差による応力の不
均一を緩和して、歪みを抑えたプラスチック基板を有す
る記録媒体及びその記録媒体の一方の面に対して情報の
記録再生を行う記録再生装置を提供することを目的とす
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の記録媒体は、プ
ラスチック材料からなるとともに所定パターンの凹凸が
両方の面に形成された基板を有し、一方の面に対して情
報の記録及び／又は再生が行われることを特徴とする。

【００２０】上述したような本発明に係る記録媒体で
は、プラスチック材料からなる基板の両面に所定パター
ンの凹凸が形成されているので、基板を成形する際に基
板にかかる応力の不均衡が緩和される。

【００２１】また、本発明の記録媒体では、上記基板の
一方の面に形成された凹凸のパターンと、他方の面に形
成された凹凸のパターンとが略同一であることが好まし
い。この記録媒体では基板の両面に略同一パターンの凹
凸が形成されているので、基板を成形する際に基板にか
かる応力の不均衡がより緩和される。

【００２２】本発明の記録再生装置は、記録媒体の片方
の面に対して情報の記録及び／又は再生を行う記録再生
装置であって、上記記録媒体として、プラスチック材料
からなるとともに所定パターンの凹凸が両方の面に形成
された基板を有する記録媒体を用いることを特徴とす
る。

【００２３】上述したような本発明に係る記録再生装置
では、所定パターンの凹凸が両方の面に形成された基板
を有する記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を
行うので、当該記録媒体の形状の歪みに起因する信号の
エラーがほとんど無く、安定に情報の記録再生が行われ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。なお、以下の説明では、記録媒体として磁
気記録媒体を例に挙げて説明し、また、記録再生装置と
して磁気記録再生装置を例に挙げて説明するが、本発明
はこれに限定されるものではなく、光磁気記録媒体や光
記録媒体等の記録媒体、そしてこれらの記録媒体に情報
の記録再生を行う記録再生装置についても適用可能であ
る。

【００２５】図１は、本実施の形態に係る記録媒体の一
構成例を示す図であり、記録媒体の一部を拡大して示す
平面図である。また、図２は、図１中Ｘ₁−Ｘ₂線におけ
る断面図である。この記録媒体は、プラスチックからな
るディスク基板１上に磁気記録層２が形成された磁気デ
ィスクである。

【００２６】この磁気ディスクは、図１に示すように、
サーボ信号に対応したピット３が形成されたサーボゾー
ン４と、記録トラックに沿ってグルーブ５が形成された
データゾーン６とを有している。そして、この磁気ディ
スクは、記録再生を行う前に、それらの凹部と凸部とで
極性が逆となるように着磁する。これにより、サーボゾ
ーン４に形成されたピット３の部分にサーボ信号が書き
込まれる。なお、図１において、黒い部分が凸部を示し
ており、その他の部分が凹部を示している。

【００２７】また、この磁気ディスクにおいて、データ
ゾーン４には、図１のＸ₁−Ｘ₂線における断面図である
図２に示すように、所定のトラックピッチにてグルーブ
５が形成されており、グルーブとグルーブとの間の丘状
の領域がランド７となる。

【００２８】そして、この磁気ディスクでは、ランド７
の中心がトラック中心となり、データ信号は、ランド７
の部分を中心として記録される。そして、このように、
サーボ信号に対応したピット３や、記録トラックに沿っ
て形成されたグルーブ５が形成された面（以下、このよ
うな面を記録再生面と称する。）８に対して情報の記録
又は再生が行われる。

【００２９】このような記録再生面８の凹凸は、プラス
チック材料を射出成形することによりディスク基板１と
一体に形成される。このとき、記録再生面８と反対側の
面（以下、非使用面と称する。）９が平面とされている
と、凹凸が形成された面は表面積が大きいため、平面と
された面よりもはやく冷却される。このため、基板内部
で熱収縮の不均一が生じ、基板に歪みや反りが生じてし
まう。

【００３０】そこで、この磁気ディスクでは、図２に示
すように、非使用面９にもダミーとしてのグルーブ１０
やピットといった凹凸が形成されている。非使用面９に
ダミーの凹凸を形成することで、プラスチック材料を射
出成形してディスク基板１を作製する際の、熱収縮の不
均一をなくして、歪みや反りのない、整った形状のディ
スク基板１を作製することができる。

【００３１】また、非使用面９に形成される凹凸のパタ
ーンは、記録再生面８に形成された凹凸のパターンと略
同一であることが好ましい。ディスク基板１の両方の面
に対して略同一パターンの凹凸を形成することで、ディ
スク基板１の記録再生面８の表面積と、非使用面９の表
面積とが等しくなり、ディスク基板１を作製する際の、
熱収縮の不均一をより小さくし、歪みの少ない、より整
った形状のディスク基板１を得ることができる。

【００３２】なお、ディスク基板１に用いられるプラス
チック材料は特に限定されることなく、この種の磁気記
録媒体のディスク基板として通常用いられているプラス
チック材料を使用することができる。ディスク基板の材
料として具体的には、ポリオレフィン系樹脂であるＺＥ
ＯＮＥＸ（日本ゼオン社製）等が挙げられる。

【００３３】磁気記録層２は、強磁性金属材料をスパッ
タリングや真空蒸着法等によって上記ディスク基板上に
被着させて形成される。

【００３４】この磁気記録層２は、ディスク基板１の両
面に形成されていることが好ましい。ディスク基板１の
一方の面、すなわち記録再生面８にのみ磁気記録層が形
成され、ディスク基板１の他方の面、すなわち非使用面
９が露出していると、ディスク基板１が吸湿することに
より変形するおそれがある。ディスク基板１の両方の面
に対して磁気記録層２を形成することで、ディスク基板
１の吸湿を防止して、変形を抑制することができる。

【００３５】そして、このような磁気ディスクに情報の
記録又は再生を行う磁気記録再生装置は、記録トラック
に沿ってグルーブが形成された磁気ディスクに対して情
報の記録又は再生を行う磁気ヘッドを備えている。

【００３６】このような磁気記録再生装置によって、磁
気ディスクに情報の記録又は再生を行う際は、磁気ディ
スク上に磁気ヘッドを配して、磁気ディスクを高速に回
転させる。そして、磁気ヘッドは、磁気ディスクの回転
によって生じる空気の流れの影響により、僅かに浮上す
る。このとき、磁気ディスクは歪みがなく、平坦で、整
った形状をしているため、安定に高速回転して磁気ヘッ
ドの浮上量を一定に保つことができる。

【００３７】従って、この磁気記録再生装置では、磁気
ヘッドの浮上量の変動がないため、信号のエラー発生等
を減少させた、安定な記録再生を行うことができる。

【００３８】

【実施例】以下に示す実施例及び比較例では、プラスチ
ック材料を射出成形してディスク基板を形成する際に、
ディスク基板の片面のみに凹凸を形成した場合と、ディ
スク基板の両面に凹凸を形成した場合とについて、ディ
スク基板の形状を評価した。

【００３９】〈実施例〉この実施例では、両面に凹凸パ
ターンを形成した磁気ディスクを作製した。

【００４０】まず、プラスチック材料の成形に用いる金
型を作製した。プラスチック材料の成形に用いる金型を
作製するには、まず、金型となる一対の金型母材を研磨
した上で、スパッタリングによりイリジウムを成膜し、
さらに研磨するという一連の工程を繰り返し、金型母材
の表面を鏡面とした。

【００４１】次に、一方の金型にレジストを塗布してマ
スタリングを行い、所定パターンの凹凸を形成した。こ
こで、この金型に形成した凹凸のパターンは、記録再生
面となる面のサーボピットと記録の行われるグルーブの
凹凸のパターンである。具体的には、トラックピッチを
３．２μｍとし、ランド幅を２．２μｍ、グルーブ幅を
１．０μｍとした。サーボパターンは周内に２２４個と
した。また、溝の深さは２００ｎｍとした。

【００４２】また、他方の金型についても同様に、レジ
ストを塗布してマスタリングを行い、ダミーの凹凸を形
成した。ここで、この凹凸のパターンは、上記の記録再
生面側となる金型の凹凸パターンと同様のパターンとし
た。非使用面側となる金型にも、記録再生面側の金型と
同様の凹凸パターンを形成することで、２つの金型の表
面積は略同一となる。

【００４３】次に、以上のようにして作製された金型を
射出成形機に組み込んだ。そして、この射出成形機を用
いてプラスチック材料を射出成形することにより、ディ
スク状の非磁性基板を作製した。なお、プラスチック材
料としては、ポリオレフィン系樹脂であるＺＥＯＮＥＸ
（日本ゼオン社製）を用いた。また、射出成形時の条件
としては、固定側、可動側の型温を１１０℃とし、ま
た、射出時間を０．４２秒、充填時間を０．０９４秒
とした。これらの条件は、凹凸パターンの転写が最も良
い条件を使用した。また、凹凸の転写の可否は、取り出
された基板のサーボゾーンを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）
を使用して観察し、そのピットの高さ、形状より評価し
た。

【００４４】次に、成形機から基板を取り出し、この基
板に対して真空アニールオーブンによってアニールを行
った。アニールを行うことで、基板にかかる応力を緩和
して、ディスクの形状が整えられる。また、アニールの
条件としては、温度を１１０℃、時間を８時間とした。

【００４５】以上のようにして、直径２．５インチ、厚
さ０．５ｍｍのプラスチック製ディスク基板を作製し
た。

【００４６】そして、以上のようにして作製されたディ
スク基板上に強磁性金属を被着させることによって磁気
記録層を形成して、磁気ディスクを作製した。

【００４７】〈比較例〉この比較例では、片面のみに凹
凸パターンを形成した磁気ディスクを作製した。

【００４８】まず、プラスチック材料の成形に用いる金
型を作製した。プラスチック材料の成形に用いる金型を
作製するには、まず、金型となる一対の金型母材を研磨
した上で、スパッタリングによりイリジウムを成膜し、
さらに研磨するという一連の工程を繰り返し、金型母材
の表面を鏡面とした。

【００４９】次に、一方の金型にはレジストを塗布して
マスタリングを行い、所定のパターンで凹凸を形成し
た。また、一方の金型には凹凸を形成せず鏡面のままと
した。ここで、一方の金型に形成した凹凸のパターン
は、記録再生面となる面のサーボピットと記録の行われ
るグルーブの凹凸のパターンである。具体的には、トラ
ックピッチを３．２μｍとし、ランド幅を２．２μｍ、
グルーブ幅を１．０μｍとした。サーボパターンは周内
に２２４個とした。また、溝の深さは２００ｎｍとし
た。

【００５０】次に、以上のようにして作製された金型を
射出成形機に組み込んだ。このとき、鏡面とされた金型
は射出成形機の固定側に組み込み、凹凸が形成された金
型は射出成形機の可動側に組み込んだ。そして、この射
出成形機を用いてプラスチック材料を射出成形し、成形
機から取り出された基板に対してアニールを行うことに
より、直径２．５インチ、厚さ０．５ｍｍのプラスチッ
ク製ディスク基板を作製した。なお、射出成形時の条件
や、アニールの条件は、実施例と同様とした。

【００５１】そして、以上のようにして作製されたディ
スク基板上に強磁性金属を被着させることによって磁気
記録層を形成して、磁気ディスクを作製した。

【００５２】磁気ディスク形状の評価上述のようにして作製された磁気ディスクの形状を評価
するために、ＴＩＲ（Total Indicate Run-out）を測定
した。ここで、ＴＩＲは、図３に示すように、磁気ディ
スク２０の表面の径方向において、機械精度の理論値か
ら変移した変移量の最大値である。また、図３に示すよ
うに、ＴＩＲは、磁気ディスク２０のそれぞれの面に対
して求められ、磁気ディスク２０の一方の面２１のＴＩ
Ｒがｔ₁となり、他方の面２２のＴＩＲがｔ₂となる。そ
して、このＴＩＲ値が大きいほど磁気ディスク２０の反
りは大きく、磁気ディスク２０の曲率としては小さいこ
とを示す。ＴＩＲの測定には、光マイクロによる非接触
測長計を用いた。また、測定は、磁気ディスクの外周部
にける複数の位置で行うとともに、ＴＩＲ量の分布を調
べた。

【００５３】図４は、両方の面に凹凸を形成した実施例
の磁気ディスクのＴＩＲ測定結果である。ここで、■
は、一方の面のＴＩＲの分布であり、また、□は、他方
の面のＴＩＲの分布である。実施例の磁気ディスクで
は、僅かな反りは見られるものの、両方の面のＴＩＲ量
がともに２０μｍ以下という、整った形状の磁気ディス
クを得ることができた。従って、両方の面に凹凸を形成
することで、ディスク基板成形時の熱収縮の不均一を緩
和して、形状を整えることができることがわかった。

【００５４】一方、図５は、片面のみに凹凸を形成した
比較例の磁気ディスクのＴＩＲ測定結果である。ここ
で、■は、鏡面とされた非使用面のＴＩＲの分布であ
り、また、□は、凹凸が形成された記録再生面のＴＩＲ
の分布である。この磁気ディスクでは、鏡面とされた非
使用面側が凹となるように大きく反ってしまった。これ
は、鏡面とされた非使用面と、凹凸が形成された記録再
生面とで表面積が異なるために、熱収縮が不均一となる
ためと思われる。また、このような、表面積の差異に起
因する熱収縮の不均一による歪みは、ディスク基板にア
ニールを施しても緩和することができず、ディスク基板
形状の補正が不十分であることがわかった。

【００５５】従って、片面使用の磁気ディスクにおいて
も、非使用面となる面にも凹凸を形成することで、磁気
ディスクの形状を、より平坦な、歪みのない、整ったも
のとすることができることがわかった。

【００５６】

【発明の効果】本発明の記録媒体では、記録再生が行わ
れる面と反対側の面にも凹凸が形成されているので、デ
ィスク基板成形時の熱収縮の不均一を緩和して、ディス
ク基板の形状を整ったものとすることができる。

【００５７】また、本発明の記録再生装置では、記録再
生が行われる面と反対側の面にも凹凸が形成された記録
媒体に記録再生を行うので、歪みのない整った形状のデ
ィスク状媒体に対して安定に記録再生を行うことができ
る。

【００５８】従って、本発明では、更なる薄型化、高密
度化にも十分対応可能な記録媒体及び記録再生装置を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁気ディスクの一例を示す平面図
である。

【図２】図１中、Ｘ₁−Ｘ₂線における断面図である。

【図３】ＴＩＲを定義した図であって、磁気ディスクの
断面図である。

【図４】実施例の磁気ディスクのＴＩＲ測定結果を示す
図である。

【図５】比較例の磁気ディスクのＴＩＲ測定結果を示す
図である。

【図６】射出成形により作製されたディスク基板を離型
した状態を模式的に示す断面図である。

【図７】ディスク基板に反りが生じた状態を示す断面図
である。

【符号の説明】

１ディスク基板、２磁気記録層、３ピット、
４サーボゾーン、５グルーブ、６データゾー
ン、７ランド、８記録再生面、９非使用面、
１０グルーブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチック材料からなるとともに所定
パターンの凹凸が両方の面に形成された基板を有し、一方の面に対して情報の記録及び／又は再生が行われる
ことを特徴とする記録媒体。
【請求項２】上記基板の両方の面上に磁性膜が形成さ
れていることを特徴とする請求項１記載の記録媒体。
【請求項３】上記基板の一方の面に形成された凹凸の
パターンと、他方の面に形成された凹凸のパターンとが
略同一であることを特徴とする請求項１記載の記録媒
体。
【請求項４】記録媒体の一方の面に対して情報の記録
及び／又は再生を行う記録再生装置において、上記記録媒体として、プラスチック材料からなるととも
に所定パターンの凹凸が両方の面に形成された基板を有
する記録媒体を用いることを特徴とする記録再生装置。