(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、反射層、誘電体層、記録層、ＺｎＳとＳｉＯ２の複合材料層、窒化シリコンよりなる保護層、および分子端をアルコール性水酸基またはカルボキシル基で終端したパーフルオロポリエーテルを主たる材料として含む潤滑層が、この順で積層され、
かつ前記保護層と前記潤滑層が接しており、近接場光が前記潤滑層を介して入射されることにより記録・再生が可能なことを特徴とする表面型相変化記録媒体。
【請求項２】
近接場光に出射する光ヘッドと、請求項１に記載の表面型相変化記録媒体とを備えていることを特徴とする光記録システム。
【請求項３】
前記表面型相変化記録媒体と対向する、前記近接場光を照射する光ヘッドの面が、前記記録媒体の対向面に最も近い位置に潤滑層を備えたことを特徴とする請求項２に記載の光記録システム。
【請求項４】
上記潤滑層が、炭素からなることを特徴とする請求項２または３に記載の光記録システム。
【請求項５】
上記潤滑層が２層からなり、上記光ヘッド上に形成された炭素からなる第１の潤滑層と、その上面に形成された、炭化水素系および／またはフッ素系材料からなる第２の潤滑層とからなることを特徴とする請求項４に記載の光記録システム。
【請求項６】
前記表面型相変化記録媒体に対して、前記光ヘッドが浮上した状態で記録・再生が行われることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の光記録システム。
【請求項７】
前記表面型相変化記録媒体をはさみこみ固定する機構を着脱可能に備え、該固定機構を着脱することにより前記表面型相変化記録媒体を可換にすることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の光記録システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面型相変化記録媒体、およびそれを用いて光ヘッドからの近接場光の照射による記録・再生を行う光記録システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ、ＤＶＤなどの光を用いた高密度メモリが良く知られているが、マルチメディア、情報ネットワークの時代になり、さらなる大容量の記録システムが必要とされている。
高密度化のためには情報が記録されている記録ピットを小さくする必要があるが、記録ピットを小さくすると光のスポットの中に複数の記録ピットが入ってしまい、再生が困難になる。また、情報を記録する際にも、光のスポットが大きいと小さい記録ピットを形成することが困難になる。そこで光をより小さく絞り光のスポットを小さくする必要がある。
【０００３】
光のスポット径は波長をλ、レンズの開口率をＮＡとするとλ／ＮＡに比例するため、スポット径を小さくするためには波長を小さくするか、開口率を大きくすることが考えられる。光の波長はレーザーダイオードなど光の発生源に依存するので、光のスポット径を小さくする方法として、レンズの開口率ＮＡを大きくする方法が比較的容易である。そこでＮＡを大きくする方法の例としてとして、ソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）を用いたもの（例えば特開平８−２１２５７９号公報）がある。また、レンズを組み合わせるなどして、ＮＡを高めた技術もある。
【０００４】
また、近接場光を用いて小さいピットを記録する試みもされている（例えば特開平７−１９１０４６号公報など）。近接場光を用いると光スポットの収束限界以下のスポットを形成可能であり、小さいスポットを光磁気記録媒体上、相変化記録媒体上に形成できたという報告もある。
これらの方法を用いることにより小さいピットが形成可能となってきたが、ソリッドイマージョンレンズを用いた場合には開口率が大きくなり光を小さく収束させるため、より精密にスポット位置を制御する必要があり、ヘッドと記録媒体との距離を小さくする必要があった。また、近接場光記録においても、近接場光は光の波長以下の微細開口の極近傍でのみ生じているため、ヘッドと記録媒体の距離を小さくする必要があった。記録媒体と光ヘッドとの距離を近接させた状態で制御するため、光ヘッドをスライダに載せることも考えられている（例えば特開平９−１９８８３０号公報、特開平１１−０６６６５８号公報など）。
【０００５】
近接場光を用いて記録再生を行う場合、従来の層構成の媒体では近接場光が記録層まで届かないため記録再生を行うことはできない。膜の表面側から記録再生を行う表面型記録媒体の層構成にすることにより、近接場光により記録、再生が可能となっている。また、媒体と光ヘッドの距離が小さくなるため、媒体表面に炭素膜の保護層などを形成し媒体の損傷を防ぐという方法が検討されている。しかし、炭素は光を吸収するため、記録光により炭素が温度上昇し変形、変質が起こるという問題があった。特開２００１−２３２４５号公報の発明などのように、保護層の放熱性を考慮した検討もなされているが、炭素以外の膜では潤滑性が不充分であった。このように、従来から提案されている構成では、記録、再生特性、硬さ、耐磨耗性などの摺動に対する機械的特性を同時に満たすことは困難である。
【０００６】
また、媒体だけでの検討では不充分で、ヘッドで摺動し記録、再生を行ったとき、摺動特性は優れるが、記録再生特性が不充分であったり、保護層は硬いものを用い記録再生が可能であるが、摺動特性が不充分であるなどという問題が生じており、すべてを満たすのは難しかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、スライダに搭載した光ヘッドと記録媒体とを一つのシステムとして考え、高密度記録に適したシステムとなるように光ヘッド、記録媒体それぞれの構成を最適化する必要がある。ヘッドと媒体のインターフェイスは、それぞれを最適化しても必ずしも最適条件にならず、システム全体として最適化する必要がある。このように、高密度記録を実現するためのシステムとして適したものを実現するため、光ヘッド、記録媒体をどのように調和的に組み合わせるかが大きな課題であった。
したがって、本発明は上記問題点に鑑みてなされ、その目的は、高密度記録・再生が可能な表面型相変化記録媒体、およびその表面型相変化記録媒体を用いる高密度の光記録システムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１乃至３記載の発明は、基板上に、反射層、誘電体層、記録層、ＺｎＳとＳｉＯ２の複合材料層、窒化シリコンよりなるＺｎＳとＳｉＯ２の複合材料層よりも熱伝導率の高い保護層、及び分子端をアルコール性水酸基またはカルボキシル基で終端したパーフルオロポリエーテルを主たる材料として含む潤滑層が、この順で積層され、かつ上記保護層と上記潤滑層が接しており、近接場光が上記潤滑層を介して入射されることにより記録・再生が可能なことを特徴とする表面型相変化記録媒体である。
このような層構造により、潤滑層の上面側から近接場光を入射するので良好な記録・再生特性、および機械特性が得られる。誘電体層はＺｎＳ・ＳｉＯ２などが好ましく、記録層としてはＡｇＩｎＳｂＴｅ、ＧｅＳｂＴｅなどの相変化記録層が用いられる。
【０００９】
また、光ヘッドと記録媒体とが近接して存在することになるため媒体表面に保護層を設けることが考えられるが、熱伝導率の小さい保護層を設けると放熱が悪くなるため記録媒体の膜の変形などが生じる可能性があるので、表面型相変化記録媒体の層構成として記録層上にＺｎＳ・ＳｉＯ２層を設け、その上面に窒化シリコンよりなるＺｎＳとＳｉＯ２の複合材料層よりも熱伝導率の高い保護層を設けることで良好に放熱を行うことができ、熱による膜変形などを防ぎ良好な記録が可能となる。さらに、窒化シリコンは硬度が高いため表面型相変化記録媒体上を光ヘッドが摺動しても傷がつきにくい。保護層材料としてダイヤモンドライクカーボンなどの炭素膜が良く用いられているが、表面型相変化記録媒体を用いた場合、放熱が少し悪くなり膜の変形などを生じやすくなる。また、炭素膜は光の吸収が若干大きいため光を吸収して変質、変形してしまう可能性がある。窒化シリコンは光の吸収はほぼなく、放熱性にも優れるため保護層材料として適している。
【００１０】
またさらに、その保護層を設けることによって潤滑性が不充分とならないように潤滑層を設けることによって熱的な問題、機械的な問題の両面を同時に解決できる。分子端をアルコール性水酸基またはカルボキシル基で終端にしたパーフルオロポリエーテルは、窒化シリコンと強固に結合し、良好な潤滑性を示すようになる。窒化シリコンとこれらの潤滑層を組み合わせることで潤滑作用をさらに増す。
【００１１】
請求項２記載の発明は、近接場光を出射する光ヘッドと、請求項１記載の表面型相変化記録媒体とを備えていることを特徴とする光記録システムである。
表面型相変化記録媒体は、ヘッドの近傍にしか存在しない近接場光を効率良く利用するのに適している。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の光記録システムにおいて、前記表面型相変化記録媒体と対向する、前記近接場光を照射する光ヘッドの面が、前記記録媒体の対向面に最も近い位置に潤滑層を備えたことを特徴とする。
光ヘッド側に潤滑層を設けることにより記録媒体が傷つきにくくなり、良好に摺動可能となる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項２または３記載の光記録システムにおいて、上記潤滑層が、炭素からなることを特徴とする。
炭素膜は自己摺動性を有し、また、比較的硬度も高いため摺動面の潤滑保護層として好適である。炭素膜は光を吸収してしまうなどの問題点があるが、近接場光が発生する位置以外の部分に膜を形成することにより、問題なく用いることができる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の光記録システムにおいて、上記潤滑層が２層からなり、上記光ヘッド上に形成された炭素からなる第１の潤滑層と、その上面に形成された、炭化水素系および／またはフッ素系材料からなる第２の潤滑層とからなることを特徴とする。
光ヘッド側に第２層としてフッ素系潤滑剤の組み合わせなどによる潤滑層を組み合わせて形成することによって高い潤滑性を発揮する。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項２乃至５のいずれか記載の光記録システムにおいて、前記表面型相変化記録媒体に対して、前記光ヘッドが浮上した状態で記録・再生が行われることを特徴とする。
表面型相変化記録媒体と光ヘッドとが完全に接触した状態で摺動させると、長期間の使用に対する耐久性という点では不利となる。そこで近接場光記録、再生が可能な程度に光ヘッドを浮上させることにより長期間の耐久性を保証することが可能となる
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項２乃至６のいずれか記載の光記録システムにおいて、前記表面型相変化記録媒体をはさみこみ固定する機構を着脱可能に備え、該固定機構を着脱することにより前記表面型相変化記録媒体を可換にすることを特徴とする。
光記録媒体は可換であることがメリットのひとつであり、表面型相変化記録媒体を可換にすることにより光記録システムの用途が広がる。表面型相変化記録媒体を設置し回転させるためのスピンドルの部分にある表面型相変化記録媒体を固定する部分を、媒体が可換なるような形状にする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態による表面型相変化記録媒体を、光記録システムに用いた構成図である。本実施の形態による表面型相変化記録媒体は、図１に示すように近接場光を照射する光ヘッドとともに用いられる。符号については、１は表面型相変化記録媒体、２は突起部分に微小開口を設けた近接場光を発生する光ヘッド、３は表面型相変化記録媒体を保持するスピンドルシャフト、４はスピンドルシャフト３を回転駆動するスピンドルモータ、５は光ヘッド２を保持しているアーム、６は突起部分２に形成された微小開口から生じる近接場光である。
【００１８】
図２は、本実施の形態による表面型相変化記録媒体の層構成を示す模式図である。基板２１上に、反射相２２としてＡｇ層を１４０ｎｍの厚さで形成し、誘電体層２３としてＺｎＳ・ＳｉＯ２を１９ｎｍ、記録層２４としてＡｇＩｎＳｂＴｅ層を１７ｎｍ、複合材料層としてＺｎＳ・ＳｉＯ２層２５を２０ｎｍ、そのＺｎＳ・ＳｉＯ２層２５よりも熱伝導率の高い保護層２６として窒化シリコン層を形成した。その上面に、潤滑層２７としてパーフルオロポリエーテル系の溶媒に、アルコール系水酸基（−ＣＨ２ＯＨ）で分子端を終端したパーフルオロポリエーテルを溶解させた溶液に媒体を浸し、媒体を引き上げる方法で潤滑層を形成した。
記録媒体の最上層を潤滑層とすることにより、記録媒体とヘッドとの潤滑が改善され、接触しても媒体が損傷を受けにくくなる。また、接触させて使用する構成においても摩擦が減少するため滑らかな摺動が可能となる。
【００１９】
窒化シリコンは熱伝導率が高く硬度が高いため、記録層への記録時に加わる熱を放熱しやくすし、変形などの媒体の変形を防止するなどの効果があり保護層として優れた特性を示す。
【００２０】
潤滑層を形成する材料としては、ステアリン酸、オレイン酸等のカルボン酸類、ステアリン酸ブチル等のエステル類、オクタデシルスルホン酸等のスルホン酸類、リン酸モノオクタデシル等のリン酸エステル類、ステアリンアルコール、オレインアルコール等のアルコール類、ステアリン酸アミド等のカルボン酸アミド類、またはステアリルアミン等のアミン類などの炭化水素系潤滑剤のアルキル基の一部または全部をフルオロアルキル基またはパーフルオロポリエーテル基で置換した潤滑剤を例示でき、これら潤滑剤は潤滑層の下層である保護層と強固な化学結合を作りやすく、より好ましい効果を示す。これらの潤滑層は、ディッピング法、スプレー塗布法、スピンコート法などで形成される。
記録・再生は、潤滑層の上面より光を入射することにより行う。
【００２１】
（実施の形態２）
図３は、本実施の形態による光記録システムに用いる光ヘッドを説明するための模式図である。図３は、光ヘッド２の、表面型相変化記録媒体と対向する面側から見た図である。符号については、３１は微小開口であり、３２はスライダ状の光ヘッドが表面型相変化記録媒体と摺動する摺動面であり、摺動面３２に潤滑層を形成する。
潤滑層の材料としては炭素などの自己潤滑性を有する材料を用いることができる。また、炭素膜の上にさらに炭化水素系潤滑剤や、フッ素系潤滑剤を塗布することにより、これらの潤滑剤が炭素と強固に結合して潤滑性をさらに増す。
【００２２】
図４は、本実施の形態による光記録システムの模式図である。ここでは、光ヘッド２と表面型相変化記録媒体１が対向した状態を模式的に示した。
表面型相変化記録媒体１の基板２１上に、反射層２２としてＡｇ層、誘電体層２３としてＺｎＳ・ＳｉＯ2層、記録層２４としてＡｇＩｎＳｂＴｅ層、複合材料層としてＺｎＳ・ＳｉＯ2層２５、ＺｎＳ・ＳｉＯ2層２５よりも熱伝導率の高い保護層２６として窒化シリコン層を形成した。その上面に潤滑層２７としてフッ素系潤滑剤の層を形成した。また、光ヘッド２の摺動面に炭素潤滑層３３を形成することにより表面型相変化記録媒体１と光ヘッド２との潤滑が良好となり、この光記録システムを用いて良好な記録、再生が可能となる。
さらに、炭素潤滑層３３に、フッ素系潤滑剤を用いた他の潤滑層（不図示）を形成することも可能であり、それにより窒化シリコンと強固に結合し潤滑性を向上することが可能となり、さらに大きな潤滑効果を得られる。
【００２３】
本実施の形態による光記録システムは、光ヘッドが媒体上を浮上した状態で記録、再生を行うことが望ましい。図１に示したように、表面型相変化記録媒体１と光ヘッド２とが対向した状態で配置される。表面型相変化記録媒体１が静止した状態では、光ヘッド２は媒体１の表面に接触した状態（不図示）である。表面型相変化記録媒体１が回転することにより、空気の浮上力で光ヘッド２は浮上し、この状態で記録・再生を行う。
また、別の方法としては、表面型相変化記録媒体１が静止した状態では、光ヘッドは媒体上にはなく退避しており、表面型相変化記録媒体１が定常回転した状態で媒体上を浮上しながら媒体１と対向した状態の位置に移動し、記録、再生を行う。
どちらの方法でも、浮上することにより表面型相変化記録媒体１と光ヘッド２の距離が特別な制御を行うことなく、安定して一定に保つことが可能となる。
【００２４】
また、本実施の形態による光記録システムは、図１に示されるスピンドルシャフト３に、表面型相変化記録媒体１を着脱可能なチャッキング機構を設けることにより可換としても良い。表面型相変化記録媒体１の内周部分にハブを設けたり、媒体の内周部分を挟みこみねじ止め、または磁石で固定するなどの方法を用いることができる。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、記録・再生特性と摺動などの機械的特性とを両立でき、記録・再生の際に媒体の変形などを起こしにくくすることが可能で、光ヘッドとの潤滑性の良好な表面型相変化記録媒体が提供可能となる。
【００２６】
請求項４の発明によると、本発明の表面型相変化記録媒体と共に使用することによって、高密度な記録・再生が可能な光記録システムが提供可能となる。
請求項５の発明によると、請求項４の効果に加え、光ヘッドの潤滑性能が改善された光記録システムが提供可能となる。
請求項６の発明によると、潤滑性能が向上した光ヘッドを有する光記録システムが提供可能となる。
請求項７の発明によると、光ヘッドと媒体とも潤滑性が向上し、良好な記録・再生が可能な光記録システムが提供可能となる。
請求項８の発明によると、表面型相変化記録媒体と光ヘッド間の距離を比較的簡単な方法で一定に保つことが可能となり、優れた記録・再生特性を有する光記録システムが提供可能となる。
請求項９の発明によると、媒体を可換とすることにより情報の交換、持ち運びが容易な光記録システムが提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による表面型相変化記録媒体を、光記録システムに用いた構成図である。
【図２】本発明の実施の形態による表面型相変化記録媒体の層構成を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態による光記録システムに用いる光ヘッドを説明する模式図である。
【図４】本発明の実施の形態による光記録システムの模式図である。
【符号の説明】
１：  表面型相変化記録媒体
２：  光ヘッド
３：  スピンドルシャフト
４：  スピンドルモータ
５：  アーム
６：  近接場光
２１：  基板
２２：  反射層
２３：  誘電体層
２４：  記録層
２５：  ＺｎＳ・ＳｉＯ2層
２６：  ＺｎＳとＳｉＯ2の複合材料層よりも熱伝導率の高い保護層
２７：  潤滑層
３１：  微小開口
３２：  摺動面
３３：  炭素潤滑層。
【図１】
0004081297.tif 000002
【図２】
0004081297.tif 000003
【図３】
0004081297.tif 000004
【図４】
0004081297.tif 000005