JP2002163842A - 表面再生型光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の曲率が比較的高い内周部でのＳＩＬヘ
ッドの浮上性を改善した表面再生型光記録媒体を提供す
る。 【解決手段】 案内溝の幅を最内周から外周に向かって
広くする、あるいは案内溝の深さを最内周から外周に向
かって深くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は書き換えが可能な光
記録媒体、特に、浮上型光ヘッドによりレーザービーム
を照射することにより情報の記録、再生及び消去を行な
う表面再生型光記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】光磁気記録媒体や相変化記録媒体などの
光記録媒体は大容量・高密度記録が可能な可搬型記録媒
体であり、近年のマルチメディア化に伴なうコンピュー
タの大容量ファイルや動画を記録する媒体として需要が
急増しつつある。

【０００３】光記録媒体は一般にプラスチック等の透明
な円盤状の基板に記録層を含む多層膜を形成し、レーザ
ーを照射して記録、消去を行い、レーザーの反射光で再
生する。

【０００４】光磁気記録媒体は、従来、固定磁界を加え
て消去した後、反対方向の固定磁界を加えて記録するい
わゆる光変調記録が中心であったが、近年、レーザーを
照射しながら、磁界を記録パターンに従って変調させる
磁界変調方式が、１回転で記録（ダイレクトオーバーラ
イト）可能でしかも高記録密度になっても正確に記録で
きる方式として注目を浴びている。

【０００５】相変化記録媒体は、光変調記録によりダイ
レクトオーバーライト可能で、ＣＤやＤＶＤと同じ光学
系で再生可能なため注目を浴びている。

【０００６】記録再生のためのレーザーは従来、基板を
通して記録膜に照射されていた。最近、光学ヘッドを記
録膜に近付けて記録再生する、いわゆる、近接場光記録
が高密度化の手段として注目されている（Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６８，ｐ．１４１（１９９６））。
この記録方法ではＳｏｌｉｄ ＩｍｍｅｒｓｉｏｎＬｅ
ｎｓ（以下ＳＩＬと略す）ヘッドを使用しレーザービー
ムスポットサイズを縮小することにより、光源のレーザ
ー波長（λ）によって決まる従来の記録限界（〜λ／２
ＮＡ：ＮＡは対物レンズの開口数）より短いマークでの
再生が可能であり、超高記録密度の記録再生が実現でき
る。この近接場光記録では光学ヘッドを記録媒体に近付
ける必要があるために（２０〜２００ｎｍ）、従来の光
記録媒体のように基板を通して記録膜にレーザービーム
を照射するのではなく、基板の記録膜が形成された側か
ら、直接記録膜にレーザービームを照射する方法を用い
る。このように、基板の記録膜が形成された側からレー
ザービームを照射して記録及び／又は再生を行う光記録
媒体を、本発明では表面再生型光記録媒体と称する。ま
た、近接場光記録を用いる表面再生型光記録媒体では、
記録膜が形成された側の媒体表面から一定の距離を保っ
てレーザービームを照射し、記録再生を行なうために浮
上式のＳＩＬヘッドを利用することが提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】光記録媒体は、射出成
形により作製された樹脂基板を用いることが一般的であ
るが、樹脂基板上に記録膜を形成して表面再生型光記録
媒体を作製し、ＳＩＬヘッドを浮上させた場合、媒体表
面の曲率が内周部で高まるために、内周の方が外周に比
べてヘッドがディスクに当たりやすいという現象がみら
れた。本発明の目的はこのような表面再生型光記録媒体
の浮上性を改善するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上述のよう
な現状に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成す
るに至った。

【０００９】すなわち、本発明は記録再生用のヘッドが
媒体表面を浮上可能な表面再生型光記録媒体において、
案内溝の幅が最内周から外周に向かって広くなることを
特徴とする表面再生型光記録媒体である。あるいはま
た、本発明は記録再生用のヘッドが媒体表面を浮上可能
な表面再生型光記録媒体において、案内溝の深さが最内
周から外周に向かって深くなることを特徴とする表面再
生型光記録媒体である。

【００１０】なお、本発明の表面再生型光記録媒体は、
媒体の回転により生じる空気流により、媒体表面上を相
対的に浮上走行する浮上式のヘッドを用いて記録再生を
行うものであり、その表面には、記録再生用のヘッドを
トラッキングするための螺旋状又は同心円状の案内溝が
外周から内周まで形成されている。本発明の特徴は、こ
の案内溝の幅又は深さを変化させることにより、媒体の
内周における浮上式のヘッドの浮上性を向上させたこと
にあるが、本発明の第１の表面再生型光記録媒体は、前
記案内溝の幅を、浮上式のヘッドが浮上走行する領域
（浮上領域）の最内周で最も狭くし、外周に向かって次
第に広くしたものであり、また、本発明の第２の表面再
生型光記録媒体は、前記案内溝の深さを、浮上領域の最
内周で最も浅くし、外周に向かって次第に深くしたもの
である。前記案内溝の幅又は深さを変化させる領域は、
浮上領域の全域に渡っても良いが、必ずしもその必要は
なく、媒体表面の半径による曲率の変化に応じて、少な
くとも最内周付近のある程度の領域で変化していれば良
い。なお、本発明の表面再生型光記録媒体は再生専用の
媒体であっても良く、また、使用する浮上式のヘッド
も、再生専用又は記録専用のヘッドであっても良い。す
なわち、本発明における記録再生とは再生のみ及び記録
のみを含むものである。

【００１１】以下、本発明を更に詳細に説明する。

【００１２】図１に本発明の表面再生型光記録媒体の一
実施態様を示す。基板１１上に案内溝が外周から内周ま
で螺旋状に形成されている。

【００１３】基板１１上に形成された記録膜の上をＳＩ
Ｌヘッドが浮上しながらを記録再生する。本発明では最
内周から外周に向かって案内溝の幅が広くあるいは深く
なる。

【００１４】図２に本発明の表面再生型光記録媒体の表
面をＳＩＬヘッド２３が浮上している状態の断面を模式
的に示す。図２（ａ）は最内周の断面で（ｂ）は中周の
断面を示す。

【００１５】基板２１の表面には内周〜外周まで一定の
トラックピッチ（図中２５および２８）で案内溝が形成
されている。案内溝の深さは適度なトラッキングエラー
信号を得るために２０ｎｍ以上が好ましく、狭いピッチ
で良好な浮上性を保ちながら媒体を作製するには１００
ｎｍ以下が好ましい。また、本発明では案内溝の幅は溝
深さの半値幅と定義する。図２では、中周の案内溝の幅
２７が、最内周の案内溝の幅２４に比べて広い。

【００１６】基板２１の上に記録膜２２がスパッタ法、
真空蒸着法あるいはスピンコート法などで形成されてい
る。記録膜２２は、光磁気記録媒体や相変化記録媒体で
は、反射層、記録層および保護層等の多層膜で形成さ
れ、追記型媒体では反射層および色素層等の多層膜で形
成される。記録膜２２の上をＳＩＬヘッド２３が浮上す
るが、記録膜２２の上に潤滑層を塗布してもよい。

【００１７】ＳＩＬヘッド２３は、平坦なガラス基板で
は、内周から外周までほぼ一定の高さで浮上するように
設計されるが、図２のように案内溝がある媒体では、溝
の面積が中周の方が増加するために、中周浮上高さ２９
は内周の浮上高さ２６と比較して低くなる。

【００１８】基板２１としては機械特性などの媒体基板
としての特性を満たすものであれば特に限定されず、ガ
ラス、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィ
ン、エンジニアリングプラスチック等を用いることがで
きる。ガラスの場合は紫外線硬化樹脂と２Ｐ法で作製す
ることが可能である。

【００１９】ポリカーボネート、アモルファスポリオレ
フィン、エンジニアリングプラスチック等の樹脂基板を
射出成形で作製した場合、図４の様に最内周４２の案内
溝の直ぐ内側にはスタンパを固定するための爪による窪
み４５が生じること、また、基板の中心穴４４をカット
パンチで切り取って形成することによる歪み等により、
最内周部にはわずかな変形が生じやすく、この曲率がヘ
ッドの大きさ、浮上高さで決まる値を超えるとヘッドが
媒体表面に接触しやすくなる。従って内周から外周まで
同じ浮上高さであれば、内周の方が中周よりヒットの確
率が上昇する。

【００２０】ここで、先に図２で説明したように案内溝
の幅を変化させることで、内周の方が中周より高く浮上
するようにすれば、内周でのヒットは改善される。内周
では中周より記録周波数が低いため帯域が狭く、さらに
内周の方が中周よりランドの幅が広いので再生出力も確
保しやすいので、内周で浮上高さが高くなっても記録密
度の低下にはつながらない。

【００２１】案内溝の幅の変化は、ヘッドの幅に比べて
十分細かい間隔で滑らかに変化させることが好ましく、
内周から外周へ向かって直線的に増加する、内周か
ら外周へ向かって増加するが内周程変化の割合を大きく
する、内周から中周まで増加させ中周から外周へは一
定であるなど、媒体表面の半径による曲率の変化を考慮
して設定することができる。

【００２２】図３に本発明の他の一例の表面再生型光記
録媒体表面をＳＩＬヘッド３３が浮上している状態の断
面を模式的に示す。図３（ａ）は最内周の断面で（ｂ）
は中周の断面を示す。

【００２３】基板３１の表面には内周〜外周まで一定の
トラックピッチ（図中３５および３８）で案内溝が形成
されている。案内溝の深さを最内周（図中３４）から外
側に向かって（図中３７）変化させることで溝の断面積
を増加させて内周から外周へ向かって浮上高さを下げる
ことができる。

【００２４】案内溝の深さの変化も、ヘッドの幅に比べ
て十分細かい間隔で滑らかに変化させることが好まし
く、内周から外周へ向かって直線的に増加する、内
周から外周へ向かって増加するが内周程変化の割合を大
きくする、内周から中周まで増加させ中周から外周へ
は一定であるなど、媒体表面の半径による曲率の変化を
考慮して設定することができる。

【００２５】また、案内溝の溝幅および溝深さは、原盤
のレジスト露光時のレーザーパワーやビームの絞り具合
により変化させることができるが、溝深さを変化させる
と同時に溝幅が変化してもよい。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるも
のではない。

【００２７】（実施例１）図２に示すような直径１３０
ｍｍの基板２１の表面にトラックピッチ４５０ｎｍの螺
旋状の案内溝を形成した。案内溝の幅は最内周（半径１
８ｍｍ）で１３０ｎｍ、中周（半径４０ｍｍ）で１８０
ｎｍとして最内周から中周まで半径に対して直線的に案
内溝の幅を増加させ、さらに中周から外周までは一定の
案内溝の幅とした。案内溝の深さは６０ｎｍとした。

【００２８】このような案内溝形成のために以下の方法
でスタンパーを作製した。スタンパー製造のための厚み
６０ｎｍのレジスト付原盤を一定の回転数で回転させな
がら紫外線レーザーで露光することで案内溝を形成し
た。レーザーパワーを内周から中周まで直線的に変化さ
せることにより溝幅を制御した。なお、溝幅はレーザー
パワーだけでなく線速度にも依存するため線速度に対し
てのレーザーパワーの補正はあらかじめ試験して行っ
た。露光後、現像、ポストベーク等を行った後、ニッケ
ルメッキを行って剥がすことによりレプリカを作製し、
最後にレプリカを所定のサイズに切り取ってスタンパー
とした。

【００２９】このスタンパーを成形機に装着して、射出
成形によりポリカーボネート製の基板２１を形成した。

【００３０】作製された基板２１上にスパッタ法で膜厚
３０ｎｍのＡｌ合金反射層、膜厚２０ｎｍのＴｂＦｅＣ
ｏ記録層、膜厚２３０ｎｍのＳｉＮ誘電体層、膜厚１０
ｎｍのＤＬＣ層を順次積層することにより、記録膜２２
を形成した。その後、膜厚１ｎｍのパーフロロエーテル
系のルブリカントを引き上げ法により塗布して表面再生
型光磁気記録媒体を完成した。

【００３１】（比較例１）案内溝の幅が内周から外周ま
で１８０ｎｍとした他は、実施例１と同様の表面再生型
光磁気記録媒体を製造した。

【００３２】（実施例２）図３に示すような直径１３０
ｍｍの基板３１の表面にトラックピッチ４５０ｎｍの螺
旋状の案内溝を形成した。案内溝の深さは最内周（半径
１８ｍｍ）で３０ｎｍ、半径３０ｍｍで７０ｎｍとして
最内周から半径３０ｍｍまで半径に対して直線的に案内
溝の深さを増加させ、さらに中周から外周までは一定の
案内溝の深さとした。

【００３３】このような案内溝形成のために以下の方法
でスタンパーを作製した。スタンパー製造のための厚み
１００ｎｍのレジスト付原盤を一定の回転数で回転させ
ながら紫外線レーザーで露光することで案内溝を形成し
た。レーザーパワーを最内周から半径３０ｍｍまで直線
的に変化させることにより溝深さを制御した。なお、溝
深さはレーザーパワーだけでなく線速度にも依存するた
め線速度に対してのレーザーパワーの補正はあらかじめ
試験して行った。露光後、現像、ポストベーク等を行っ
た後、ニッケルメッキを行って剥がすことによりレプリ
カを作製し、最後にレプリカを所定のサイズに切り取っ
てスタンパーとした。

【００３４】このスタンパーを成形機に装着して、射出
成形によりポリカーボネート製の基板３１を形成した。

【００３５】作製された基板３１上にスパッタ法で膜厚
３０ｎｍのＡｌ合金反射層、膜厚２０ｎｍのＴｂＦｅＣ
ｏ記録層、膜厚２３０ｎｍのＳｉＮ誘電体層、膜厚１０
ｎｍのＤＬＣ層を順次積層することにより、記録膜３２
を形成した。その後、膜厚１ｎｍのパーフロロエーテル
系のルブリカントを引き上げ法により塗布して表面再生
型光磁気記録媒体を完成した。

【００３６】実施例１、実施例２及び比較例１の表面再
生型光磁気記録媒体を５枚づつ作製し、ＡｌＴｉＣ製の
７０％スライダーを有するグライドヘッドを線速度７ｍ
／ｓで５０ｎｍの高さに浮上させることでヘッドの中心
位置で半径１９．５ｍｍから６２ｍｍまでグライドテス
トを行った。

【００３７】グライドテストによる５枚平均のヒット数
は実施例１で２個、実施例２で１個、比較例１で２０個
であった。ヒットの内訳を解析すると、実施例１、実施
例２ではスタンパー由来の共通欠陥によるものがほとん
どであった。また、比較例１では内周の１９．５〜２０
ｍｍ付近にヒットが集中していた。

【００３８】また、実施例１、実施例２、比較例１と同
じバッチで作製した試料の表面の曲率をＴｅｎｃｏｒ社
の触針式段差計アルファステップで測定したところ、い
ずれも内周の半径１９．５ｍｍでは１５〜２０ｍ、４０
ｍｍでは４０〜５０ｍであった。

【００３９】次に２４００ｒｐｍで媒体を回転させて、
記録膜上にレーザー波長６８５ｎｍ、有効開口数１．３
のスライダーＳＩＬヘッドを浮上させ（ガラス平板で浮
上高さ８０ｎｍ）、レーザーをパルス的に照射して記録
層をキュリー温度以上に暖めながら、ＳＩＬヘッド上の
コイル磁界を±１３０Ｏｅで変調させて記録信号を書き
込んだ。内周の半径２０ｍｍおよび中周の半径４０ｍｍ
の位置でマーク長０．３μｍの単一パターンのマークを
書き込んだ。次に再生信号を分解能バンド幅３０ｋＨｚ
の条件でスペクトラムアナライザーで観測し、内周と中
周でＣＮＲ（信号対ノイズ比）を測定した。

【００４０】実施例１の媒体のＣＮＲの値は、内周で４
５ｄＢ、中周で４４ｄＢであった。実施例２の媒体のＣ
ＮＲの値は、内周で４６ｄＢ、中周で４４ｄＢであっ
た。また、比較例１のＣＮＲの値は内周で４４ｄＢ、中
周で４４ｄＢであった。

【００４１】実施例１および実施例２では比較例１に比
べて内周での浮上性を改善したが、ＣＮＲに関して同等
以上の値が得られ、案内溝の幅あるいは深さを変化させ
たことによる記録再生特性への顕著な影響はみられなか
った。

【００４２】

【発明の効果】本発明では、案内溝の幅を最内周から外
周に向かって広くすること、あるいは案内溝の深さを最
内周から外周に向かって深くすることで、最内周の方が
浮上式のヘッドがより高く浮上するために、内周でのヒ
ットは改善される。また、内周では中周より記録周波数
が低いのでエラーレートが確保しやすく、さらに内周の
方が中周よりランドの幅が広いので再生出力も確保しや
すいので、内周で浮上高さが高くなっても記録密度は同
等に保たれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面再生型光記録媒体の一例の概観を
示す図である。

【図２】本発明の表面再生型光記録媒体の表面をＳＩＬ
ヘッドが浮上している状態の断面模式図である。（ａ）
は最内周の断面で（ｂ）は中周の断面を示す。

【図３】本発明の他の一例の表面再生型光記録媒体の表
面をＳＩＬヘッドが浮上している状態の断面模式図であ
る。（ａ）は最内周の断面で（ｂ）は中周の断面を示
す。

【図４】樹脂基板の典型的な形状とＳＩＬヘッドの浮上
状態を示す断面模式図である。

【符号の説明】

１１、２１、３１、４１： 基板 １２： 中周の案内溝 １３： 最内周の案内溝 １４、４４： 中心穴 ２２、３２： 記録膜 ２３、３３、４６： ＳＩＬヘッド ２４： 最内周の案内溝の幅 ３４： 最内周の案内溝の深さ ２５、２８、３５、３８： トラックピッチ ２６、３６： 最内周でのＳＩＬヘッドの浮上高さ ２７： 中周の案内溝の幅 ３７： 中周の案内溝の深さ ２９、３９： 中周でのＳＩＬヘッドの浮上高さ ４２： 最内周 ４３： 中周 ４５： スタンパを固定するための爪による窪み

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録再生用のヘッドが媒体表面を浮上可
   能な表面再生型光記録媒体において、案内溝の幅が最内
   周から外周に向かって広くなることを特徴とする表面再
   生型光記録媒体。
2. 【請求項２】 記録再生用のヘッドが媒体表面を浮上可
   能な表面再生型光記録媒体において、案内溝の深さが最
   内周から外周に向かって深くなることを特徴とする表面
   再生型光記録媒体。
3. 【請求項３】 樹脂基板を用いた請求項１又は請求項２
   記載の表面再生型光記録媒体。