JP2773326B2

JP2773326B2 - 光ディスク

Info

Publication number: JP2773326B2
Application number: JP1318312A
Authority: JP
Inventors: 文則今村; 利勝鳴海; 峰生守部; 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: 1998-07-09
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: JPH03178062A

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、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、前記光に対して透明な樹脂製の膜であって、前記記
録媒体の上に設けられており、前記保護膜は、前記保護
膜表面からの反射光の光検出器への入射光量を小さくす
る膜厚条件と、電磁石を記録媒体に効率よく近接させる
膜厚条件の両方を満足する膜厚となるように構成する。

〔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、情報処理用か
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追加される
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、磁性膜に一様に磁化しておき、
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、あるいは磁性膜の一
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。こゝでは、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１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、スパッタによって成膜された、膜厚が
100nm程度の、例えばGdFeCo系とかTbFeCo系とかの磁性
薄膜が用いられ、酸化を防ぐために、膜厚が100nm程度
の、例えばTb−SiO₂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１の側とは逆に、記録媒体２の側に
配置されている。

こゝで、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
830nm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200〜5
00Oe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トができないので、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
ライトが可能となり、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ヘッドの浮上
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、前記光に対して透明な樹脂製の膜であ
って、前記記録媒体の上に設けられており、前記保護膜
は、前記保護膜表面からの反射光の光検出器への入射光
量を小さくする膜厚条件と、電磁石を記録媒体に効率よ
く近接させる膜厚条件の両方を満足する膜厚とした光デ
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1.2mmのAlの円
盤である。そして、反応性エッ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、2P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−SiO₂/T
bFeCo/Tb−SiO₂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
Tb−SiO₂は、大気中で酸化し易いTbFeCoを保護するため
の保護膜であり、膜厚はそれぞれ100nm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トして形成される。

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。

こゝで、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、31、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、図示していない光源からの光
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くなっていく。

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、保護膜の膜厚がほゞ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。

こゝ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
可能である。

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、２は記録媒体、３は光、４は電磁石、５は保護膜、である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者前田巳代三神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (56)参考文献特開昭63−55745（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−12428（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−87332（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 11/10 521

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】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、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、前記光に対して透明な樹脂製の膜であっ
て、前記記録媒体の上に設けられており、前記保護膜は、前記保護膜表面からの反射光の光検出器
への入射光量を小さくする膜厚条件と、電磁石を記録媒
体に効率よく近接させる膜厚条件の両方を満足する膜厚
になっていることを特徴とする光ディスク。
【請求項２】前記支持基板は、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。