JP3496282B2

JP3496282B2 - 光磁気ディスク媒体

Info

Publication number: JP3496282B2
Application number: JP19720094A
Authority: JP
Inventors: 聡黒澤
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1994-08-01
Filing date: 1994-08-01
Publication date: 2004-02-09
Anticipated expiration: 2019-02-09
Also published as: JPH0845125A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザー光を用い情報の
記録、再生、消去を行う光磁気記録媒体に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報量の増大にともないコンピュ
ータの外部メモリーとしての書換え可能型記録媒体の大
容量化が進んでいる。そのひとつの手段として情報の記
録及び消去をレーザー光による加熱と外部磁場の印加に
より磁性体層の磁化方向を変えることで行い、記録され
た情報を磁気カー効果による光の偏光面の回転を利用し
て読み出す方式を用いた光磁気ディスクが実用化されて
いる。

【０００３】この光磁気記録媒体は、記録層として用い
られる希土類金属−３ｄ遷移金属合金の磁気光学効果を
光の干渉効果により大きくするため誘電体層及び反射層
を組み合わせたディスク構造が一般に用いられている。
上記の目的に用いられる誘電体層は、屈折率が大きく光
の透過率が大きいことと共に、記録層を保護する効果に
優れていることが求められ、そのような材質としてＳｉ
Ｎ、ＳｉＮＨ、ＳｉＯＮ、ＳｉＡｌＯＮ、ＴａＯ等が知
られている。

【０００４】基板上の記録層側における有機保護層は、
記録層、反射層等を保護するために紫外線硬化型樹脂が
用いられており、そのような樹脂としてはアクリル系、
ウレタン系、エポキシ系等が挙げられ、特にアクリル系
紫外線硬化型樹脂が一般的に使用される。一方、他方の
面におけるハ−ドコ−ト層に用いられる有機膜は基板表
面の柔らかさをカバ−し、傷つきにくくするために表面
硬度の高いものが求められる。このような有機膜として
も紫外線硬化型樹脂が一般的に用いられ、充分に硬度を
得るために紫外線硬化による架橋度を上げることが必要
となる。樹脂成分としては３官能以上のアクリレ−ト等
多官能化合物が知られており、使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】現在、光磁気ディスク
媒体における記録方式は、光変調方式や、パルス幅変調
方式等あるが、近年、磁気ヘッドを、摺動または浮上さ
せた状態で磁界変調方式による記録再生を行う方法が提
案されている。この場合ディスクと磁気ヘッドとの間に
おけるヘッドメディアインタ−フェ−スすなわち、ヘッ
ドとディスク間の摩擦係数が問題となる。つまり、ヘッ
ドとディスク間の摩擦係数が低く長期間使用してもヘッ
ドやディスクに損傷のない良好な潤滑特性を有する光磁
気ディスク媒体が要求されている。これらの要求に対し
て、有機保護層を、絶縁層とフィラ−とを混合した有機
保護層の２層構造とすることが、例えば、特開平５−１
５１６３２号公報に提案されているが、２層構造である
ために生産性が十分でなく、また、フィラーを使用して
いるために、常にヘッドクラッシュの発生の可能性があ
り、信頼性の点でも問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意検討を行った結果、有機保護層
表面の表面粗さ（Ｒａ）を１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下
とし、有機保護層上に潤滑層を形成することによって、
さらに、潤滑層を形成しない場合においても有機保護層
表面の表面粗さ（Ｒａ）を４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下
とすることによって、ヘッドとディスク間の摩擦係数が
低く、長期間使用してもヘッドやディスクに損傷のない
高い信頼性を有する光磁気ディスク媒体がえられること
を見出だし本発明を完成するに至った。

【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。

【０００８】図１は本発明の光磁気記録媒体の一例の断
面を示す図である。この光磁気記録媒体は記録・再生が
基板側及び信号面側から行われることを前提としてお
り、透明基板１上に第１誘電体層２、記録層３、第２誘
電体層４、反射層５、有機保護層６及び必要に応じて潤
滑層７が形成されており、さらに透明基板上に直接コ−
トされたハ−ドコ−ト層８が形成されたものである。な
お、誘電体層やハードコート層は光磁気記録媒体に要求
される物性に応じて適宜形成すればよい。

【０００９】次に本発明の光磁気記録媒体作成方法につ
いて説明する。

【００１０】本発明において透明基板１は、ポリカ−ボ
ネイト樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメ
チルメタクリレ−ト樹脂等の樹脂が用いられ、例えば、
インジェクション法によってＩＳＯ規格、３．５インチ
サイズや５．２５インチサイズに成形される。この基板
のランド及びグル−ブが形成されていない面にハ−ドコ
−ト層８を形成する。この層は例えば、紫外線硬化型樹
脂をスピンコ−ト法などによって基板上に塗布し、紫外
線を照射することによって硬化させればよい。樹脂成分
としては３官能以上のアクリレ−ト等多官能化合物や、
重合性オリゴマ−、モノマ−、光重合性開始剤及び増感
剤を調整したものを使用することが好ましい。

【００１１】上記紫外線硬化型樹脂成分は、そのまま使
用したり、樹脂成分１００重量部に対して有機溶媒を４
０〜４００重量部混合し使用すればよい。有機溶媒とし
てはイソプロピルアルコ−ル、ｎ−ブタノ−ルなどのア
ルコ−ル類、酢酸エチルなどのカルボン酸エステル類、
キシレン、トルエンなどの芳香族炭化水素、または、脂
肪族炭化水素、およびケトン類を例示することができ
る。なおハ−ドコ−ト層の膜厚は特に限定されないが１
〜３５μｍであり、１０〜１５μｍが望ましい。

【００１２】透明基板上のランド及びグル−ブが形成さ
れている面には第１誘電体層を成膜するが、この層は、
通常ＳｉＮ層で構成される。成膜は、例えばＳｉターゲ
ットを用いＡｒ＋Ｎ₂ガスを用いたＲＦ反応スパッタ法
などの通常の方法で行えばよい。前記真空槽中のガス圧
の設定はＡｒガス流量を固定し排気系のバルブ開度の調
整で行い、成膜する誘電体層膜の屈折率はＮ₂ガス流量
を調整して行えばよい。第２誘電体層も、同様な方法に
よって形成すればよい。又、反射層は、通常Ａｌターゲ
ットをＡｒガスを用いＤＣスパッタすることで形成する
ことができる。

【００１３】本発明で用いる誘電体層の材質は上記した
ものに限定されるものではなく、第１誘電体層としてＳ
ｉＮＨ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣＮ、ＳｉＡｌＯＮ、ＳｉＣ
等、或いはそれ以外の酸化物を用いてもよい。第１誘電
体層の膜厚は１０〜１５０ｎｍ、又、第２誘電体層の膜
厚は５〜５０ｎｍでよいが、好ましくは第１誘電体層の
膜厚を７０〜１００ｎｍ、又、第２誘電体層の膜厚は１
５〜３０ｎｍとすることによって、光学特性のより良好
な光磁気記録媒体が得られる。

【００１４】記録層の成膜は、記録層を構成する成分、
例えば、ＴｂとＦｅＣｏの各ターゲットをＡｒガスを用
いて同時にＤＣスパッタを行い、基板が各ターゲット上
を交互に通過するように回転することによってＴｂＦｅ
Ｃｏ合金膜を形成することができる。

【００１５】記録層としては、上に例示したＴｂＦｅＣ
ｏの他にＧｄＴｂＦｅ、ＧｄＤｙＦｅ、ＤｙＦｅＣｏ、
ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅＣ
ｏ等の組成の希土類金属−３ｄ遷移金属合金を用いるこ
とができ、更に耐蝕性向上のためにＣｒ、Ｔｉ、Ｔａ等
に代表される不動態元素を微量添加した系においても同
様に有効である。またそれ以外にもＭｎＢｉ等の金属間
化合物や、Ｃｏ／Ｐｔ系の人工格子薄膜などの垂直磁化
膜を用いたときにも同様な効果が得られる。記録層の膜
厚は１０〜５０ｎｍでよいが、好ましくは２５ｎｍ程度
が光学特性上よい。反射層としてはＡｌタ−ゲットの他
にＡｌＣｒ，ＡｌＴｉ，ＡｌＴａ，ＡｌＮｉなどを用い
てもよい。膜厚は３０ｎｍ以上であればよいが好ましく
は６０ｎｍ程度が記録特性上よい。

【００１６】第１誘電体および第２誘電体膜の屈折率は
エンハンス条件が同一になるように窒素ガスの導入量を
調節し、成膜を行い、およそ２．０〜２．４とすればよ
い。成膜ガス圧力については各層共に全ガス圧力が、
０．２〜０．６Ｐａの範囲にて行うと、上記特性を有す
る膜が得ることができる。尚、本発明では装置として、
ＵＬＶＡＣ製、商品名「ＳＭＯ−０５ＣＲ」を使用し
た。

【００１７】有機保護層６は、例えば、ハ−ドコ−ト層
８と同様な方法で、紫外線硬化型樹脂を塗布し形成する
ことができる。表面粗さ及び前記有機保護層の半径方向
における断面形状が凸凹の連続であり、凸部のトラック
ピッチが基板のグルーブピッチｎに対して０．９ｎ以上
１．１ｎ以下である形状のコントロ−ルは、紫外線照射
条件と紫外線硬化型樹脂の収縮率、膜厚等を調整するこ
とによってできる。照射条件は積算光量で１５０ｍＪ／
ｃｍ²以上、１．０ｓｅｃ以上で好ましくは４００〜７
００ｍＪ／ｃｍ²、１．５〜２．０ｓｅｃで硬化を行う
とよい。膜厚は、潤滑層が存在する場合、１０μｍ以上
２７μｍ以下が好ましく、潤滑層が存在しない場合に
は、１８μｍ以上２７μｍ以下が好ましい。また、有機
保護層をＡｒイオン等によって逆スパッタリングし、表
面粗さをコントロ−ルすることもできる。

【００１８】上記方法によって作成されたディスクの有
機保護層上に潤滑層を形成する場合には、潤滑剤として
は、アルキル系、シラン系、弗素系いずれでも可能であ
るが好ましくは弗素系がよい。塗布方法としては、デッ
プ法、スピンコ−ト法いずれでもよい。

【００１９】潤滑層が存在する場合の有機保護層の半径
方向における表面粗さ（Ｒａ）は１０ｎｍ以上１００ｎ
ｍ以下であり、ヘッド−ディスク間の摩擦係数を低くす
るためには４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましい。

【００２０】次に、磁気ヘッドと、磁気ディスク間にお
ける摩擦係数の評価方法について詳細に述べる。ディス
クは上記作製方法によって作成したものを用いた。摩擦
係数は通常の光磁気ディスク媒体用スピンドルにディス
クをセットし、磁気ヘッドを半径２７ｍｍの位置に接触
させディスクを１ｒｐｍにて回転させたときの摩擦係数
を歪みゲ−ジにて測定した。長期信頼性については、連
続摺動試験およびヘッド浮上試験を行った。連続摺動試
験は、磁気ヘッドを半径２７ｍｍの位置に接触させディ
スクを１００ｒｐｍにて、連続摺動試験を１時間行い、
試験後の摩擦係数を測定し、さらに、磁気ヘッドおよび
有機保護層の表面状態を観察した。ヘッド浮上試験は、
磁気ヘッドを半径３３ｍｍの位置に接触させディスクを
３６００ｒｐｍにて、２４ｈ浮上走行させた後の、磁気
ヘッドおよび有機保護層の表面状態を観察した。各試験
は、２３℃，５０％ＲＨで、クラス１００００のクリ−
ンル−ムという環境下にて実施した。

【００２１】表面粗さ（Ｒａ）は、ＡＦＭ（セイコ−電
子工業製、商品名「ＳＦＡ３００」）を用い、探針はセ
イコ−電子工業製マイクロカンチレバ−（ＳＰＩ９１６
Ｂ００３）を用いて測定した。その探針の先端の曲率半
径は、２０μｍであった。測定位置は、半径３０ｍｍ付
近であり、また、凸凹のピッチについては凸と凸の間隔
を測定した。

【００２２】

【実施例】以下、本発明を実施例をもって更に詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００２３】実施例１１２８ＭＢ用、３．５インチ径のポリカーボネート製基
板（グルーブピッチ：１．６μｍ）に対して，紫外線硬
化型樹脂（ペンタエリスリトールトリアクリレート（Ｐ
Ｅ−３Ａ）：ポリエチレングリコール＃４００ジアクリ
レート（９ＥＧ−Ａ）：１，６−ヘキサンジオールジア
クリレ−ト（１．６ＨＸ−Ａ）＝６：３：１）を、スピ
ンコ−トにより塗布した後、紫外線照射を積算光量５０
０ｍＪ／ｃｍ²、１．５ｓｅｃ行い硬化させた。この基
板に対して、第１誘電体層（図１中２）としてのＳｉＮ
層の成膜は、Ｓｉターゲットを用い、Ａｒ＋Ｎ₂ガスを
用いたＲＦ反応スパッタで行った。真空槽中のガス圧は
０．２〜０．４Ｐａに設定し、膜厚は１００ｎｍになる
まで成膜した。形成するＳｉＮ膜の屈折率は、スパッタ
時のＮ₂ガス流量を調整することで約２．０５に合わせ
た。

【００２４】次に記録層（図１中３）を、Ｔｂのターゲ
ットとＦｅＣｏ合金ターゲットを用い、基板が各ターゲ
ット上を交互に通過するように回転させながらＡｒガス
を用いて同時にＤＣスパッタを行い、厚さ約２５ｎｍの
Ｔｂ₁₈（Ｆｅ₉₀Ｃｏ₁₀）₈₂合金膜を形成した。第２誘電
体層（図１中４）は第１誘電体層と同様に成膜した。膜
厚は３０ｎｍ、屈折率は、約２．０５に合わせた。反射
層（図１中５）は、Ａｌターゲットを用いＡｒガスを用
いてＤＣスパッタし膜厚約６０ｎｍに形成した。有機保
護層（図１中６）は、紫外線硬化型樹脂（大日本インキ
社製、商品名「ＳＤ−３１８」）をハ−ドコ−ト層と同
様な方法で重量膜厚換算（塗布重量／塗布面積／密度）
で５〜１７μｍの範囲でディスクを作成し、スピンコ−
ト法によって弗素系潤滑剤を塗布した。以上の方法によ
り光磁気記録媒体を作成した。

【００２５】実施例２有機保護層（図１中６）を、重量換算膜厚１８〜２７μ
ｍの範囲でディスクを作成した他は、実施例１と同様な
方法でディスクを作製した。

【００２６】実施例３有機保護層（図１中６）を、重量換算膜厚１８〜２７μ
ｍの範囲でディスクを作成し、潤滑層は形成しなかった
他は、実施例１と同様な方法でディスクを作製した。

【００２７】比較例１有機保護層（図１中６）を、重量換算膜厚５〜１７μｍ
の範囲でディスクを作成し、潤滑層は形成しなかった他
は、実施例１と同様な方法でディスクを作製した。

【００２８】以上のディスクについて連続摺動摩擦試験
及びヘッド浮上試験を実施した。連続摺動摩擦試験のヘ
ッドには、ＳＯＮＹ社製ミニディスクポ−タブルレ
コ−ダ−、商品名「ＭＺ−１」に使用されている磁気ヘ
ッドを用い、荷重１ｇとした。ヘッド浮上試験用の磁気
ヘッドにはハ−ドディスク用ＭｎＺｎフェライト製ヘッ
ド（荷重９ｇ：浮上高さ＞１μｍ）を用いた。

【００２９】表１に、本実施例及び比較例の連続摺動摩
擦試験結果を示す。表２に、本実施例及び比較例のヘッ
ド浮上試験結果を示す。また本発明の光磁気ディスク媒
体の有機保護層表面形状についてＡＦＭ観察を行なった
結果を参考写真に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】表１の実施例１、実施例２より、潤滑層が
存在する場合、有機保護層表面のＲａを１０〜１００ｎ
ｍの範囲に調整することによって、従来例である比較例
１に比べ連続摺動摩擦試験前後における磁気ヘッドと、
ディスクの摩擦係数は、低いレベルに保たれており試験
後のヘッド表面状態及びディスク表面状態も記録再生に
問題のない状態が保たれていることがわかる。また、実
施例３より、潤滑層が存在しない場合においても、有機
保護層表面のＲａを４０〜１００ｎｍの範囲に調整する
ことによって、従来例である比較例１に比べ連続摺動摩
擦試験前後における磁気ヘッドと、ディスクの摩擦係数
は、低いレベルに保たれており試験後のヘッド表面状態
及びディスク表面状態も記録再生に問題のない状態が保
たれていることもわかる。

【００３３】これらは、以下のように考えることができ
る。すなわち、有機保護層の表面粗さ（Ｒａ）は磁気ヘ
ッドとの摩擦係数と、密接な関係にあり、摩擦係数の上
昇は磁気ヘッドとディスク表面との接触面積が大きい場
合、つまり、Ｒａが小さい場合には、連続摺動摩擦試験
中にディスク表面が磨耗しその結果、接触面積が増加
し、摩擦係数が増加したと考えられる。また、潤滑層を
形成することにより、摩擦係数減少効果と、ディスク表
面の磨耗の抑制効果が生じると考えられる。

【００３４】また有機保護層表面の半径方向における、
断面構造が、凸凹構造なため摩擦係数の低減に効果があ
ると考えられる。しかしながら、これらの考察はなんら
本発明に影響を与えるものではない。

【００３５】表２の実施例１、実施例２より、潤滑層が
存在する場合、有機保護層表面のＲａを１０〜１００ｎ
ｍの範囲に調整することによって、従来例である比較例
１に比べヘッド浮上試験後のヘッド表面状態及びディス
ク表面状態も記録再生に問題のない状態が保たれている
ことがわかる。また、実施例３より、潤滑層が存在しな
い場合においても、有機保護層表面のＲａを４０〜１０
０ｎｍの範囲に調整することによって、従来例である比
較例１に比べ、試験後のヘッド表面状態及びディスク表
面状態も記録再生に問題のない状態が保たれていること
もわかる。これらの現象は、たまたまヘッドとディスク
の間に入ったゴミ等を、凸凹構造がうまく吸収しヘッド
クラッシュを回避しているものと考えられる。潤滑剤は
ヘッドとディスクの接触時にその衝撃力を吸収している
と考えられる。しかしながら、これらの考察はなんら本
発明に影響を与えるものではない。

【００３６】

【発明の効果】本発明によりヘッドとディスク間の摩擦
係数が低く、長期間使用してもヘッドやディスクに損傷
のない高い信頼性を有する光磁気ディスク媒体を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光磁気ディスク媒体の一実施態様の
断面を示す図。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の一方の面に少なくとも記録層、反
射層、有機保護層及び潤滑層を形成した光磁気記録媒体
において、前記有機保護層の厚さが１０μｍ以上２７μ
ｍ以下であり、前記有機保護層の半径方向における表面
粗さ（Ｒａ）が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、前
記有機保護層の半径方向における断面形状が凸凹の連続
であり凸部のピッチが基板のグル−ブピッチｎに対して
０．９ｎ以上１．１ｎ以下であることを特徴とする光磁
気ディスク媒体。
【請求項２】基板の一方の面に少なくとも記録層、反
射層及び有機保護層を形成した光磁気記録媒体におい
て、前記有機保護層の厚さが１８μｍ以上２７μｍ以下
であり、前記有機保護層の半径方向における表面粗さ
（Ｒａ）が４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、前記有
機保護層の半径方向における断面形状が凸凹の連続であ
り凸部のピッチが基板のグル−ブピッチｎに対して０．
９ｎ以上１．１ｎ以下であることを特徴とする光磁気デ
ィスク媒体。