JP2003067940A - 近接場光記録ディスク及び近接場光記録再生装置 - Google Patents

近接場光記録ディスク及び近接場光記録再生装置

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JP2003067940A
JP2003067940A JP2001260380A JP2001260380A JP2003067940A JP 2003067940 A JP2003067940 A JP 2003067940A JP 2001260380 A JP2001260380 A JP 2001260380A JP 2001260380 A JP2001260380 A JP 2001260380A JP 2003067940 A JP2003067940 A JP 2003067940A
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Japan
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optical recording
sil
field optical
guide groove
pit row
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JP2001260380A
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English (en)
Inventor
Koji Katayama
晃治 片山
Shigeru Hiramatsu
茂 平松
Keiichiro Nishizawa
恵一郎 西澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 SILヘッドを用いて近接場光により記録再
生を行う近接場光記録再生装置において、SIL底面へ
の異物付着を防止するとともに、SIL底面の異物付着
の有無の検出を可能とする。 【解決手段】 中心からの距離が一周内において周期的
に変動する案内溝又はピット列を形成し、それをトラッ
キングさせることにより、SIL最下面に位置する、記
録媒体との光結合面内に集光された光を常に移動させ、
集光された光により発生する熱をSIL底面の広範囲な
部分に分散させるとともに、記録媒体及びSIL底面か
らの反射戻り光量の変化によりSIL底面に付着した異
物の存在を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は記録再生可能な近接
場光記録ディスク、特に、浮上式の光学ヘッドを用い
て、レーザービームにより記録層の光学特性あるいは磁
気特性を変化させ、情報の記録、再生及び消去を行なう
近接場光記録ディスク及びその記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】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書
き換え型メディア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】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(〜100nm)、従来の光磁気
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、基板を通さずに直接記録膜にレ
ーザービームを照射する方法を用いる。この際、記録膜
とSILヘッドを近付けるために浮上式のスライダーヘ
ッドを利用することが多い。
【0005】上記のSILヘッドを用いて記録媒体の記
録再生を長期間行うと記録媒体上に存在する薄膜の微少
破片あるいは雰囲気中の浮遊物等が、SILヘッドのレ
ンズ最下部の記録媒体と相対する面(以下SIL底面と
称す)に付着して、再生信号の劣化が生じ、記録媒体の
記録再生が不可能となることがあった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】浮上型SILヘッドを
用いた近接場光記録再生方式において、SIL底面の光
結合部位と記録媒体最表面の距離は100nm以下であ
り、且つビームスポットは0.5μm程度となる。記録
時におけるレーザーパワーは再生時の数倍〜十数倍であ
りビームスポットのパワー密度は通常の光ディスクより
も高くなる。この高パワー密度を有する光がSIL底面
の局所に停滞し、且つ記録膜との空隙に光吸収物質であ
る異物が存在した場合、その異物は瞬時に溶融してレン
ズに付着する。またこの状態のままでレーザーを照射し
続けた場合、温度上昇により最悪の場合レンズの溶融が
発生することがある。しかし、データ記録時にSIL底
面への溶融した異物の付着を防ぐことは困難であった。
【0007】一方、ディスク再生時には、SIL底面へ
の異物の付着が一時的に生じている場合においても、レ
ーザーパワーが低いので、SIL底面への異物の溶融付
着が生じず、比較的簡単な手法によりSIL底面をクリ
ーニングすることが可能である。
【0008】磁気テープ用のヘッドにおいては異物が付
着した場合、専用のクリーニングテープ等により磁気ヘ
ッドの最表面を研磨することにより付着物を取り除いて
いた。同様にSILヘッドのレンズ最下部の記録媒体と
相対する面(SIL底面)の付着物を取り除くためは、
ディスクの一部に研磨領域を設けておけば良い。しかし
ながら磁気テープの再生ヘッドと異なりSIL底面は光
学的に平坦でなければならないためヘッドクリーニング
によるSIL底面の劣化を避けなければならない。その
ためクリーニングの回数は極力減らす必要がある。した
がって、SIL底面に付着物が存在する場合にのみクリ
ーニングを行うことが非常に有効であるが、従来はSI
L底面への異物の付着を検出する手段が存在しなかっ
た。
【0009】本発明の目的は、長期に渡って良好な記録
再生を行うため、浮上式のSILヘッドのSIL底面へ
の異物の付着を低減することができ、さらに、SILヘ
ッドの適切なクリーニング時期を検知するための検出手
段を具備した近接場光記録再生装置を提供することにあ
る。
【0010】
【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。
【0011】すなわち、本発明は浮上式SILヘッドの
SIL底面への異物付着の低減を実現するために、光記
録ディスクの案内溝を故意に振動させ、レーザースポッ
トによるSIL底面の微小部分への熱集中を回避するこ
とができ、また、信号再生時において、振動した案内溝
によりレーザースポットがトラック半径方向に振動する
ことにより広範囲にSILに付着した異物を検知し、適
切なクリーニング時期の検知を可能とした近接場光記録
ディスク及び近接場光記録再生装置である。
【0012】以下に本発明を更に詳細に説明する。
【0013】近接場光記録ディスクは基板上に下地層・
反射層・誘電体層・記録再生層・誘電体層・表面潤滑層
等を組み合わせて作成する。最終的に得られる記録媒体
表面には製造工程で生じる欠陥や大小の粉塵が付着し残
有している。またディスク保管時、記録再生時の雰囲気
中に存在する粉塵がディスク表面に付着する場合もあ
る。
【0014】ヘッドロード時あるいはディスク再生時に
は、この付着した粉塵がSILの直下を通過する場合も
あればレンズの構造的な凹凸部分にひっかかり瞬間的に
停滞する場合もあるが、多くの場合SILには付着しな
い。しかし記録膜に情報を書き込む際には、レーザーパ
ワーは再生時より数倍〜十数倍になるためレーザースポ
ットと異物が一致した場合、異物及びSILの異物に接
触する局所部分が急激に温度上昇、溶融し、異物がSI
L底面に付着することがある。これと同様な現象は磁気
テープを用いた記録再生技術に見られ、磁気ヘッドとテ
ープの摩擦熱が生じた中に異物が混入することにより磁
気ヘッドに異物あるいは異物を構成する元素が熱分解さ
れて生成された化合物が付着されることに類似してい
る。
【0015】SILを用いた記録再生方式では、SIL
ヘッドのレンズ最下部の記録媒体と相対する面(SIL
底面)の光結合部位はディスクの案内溝あるいはピット
等によるトラッキング動作により決定される。この時レ
ーザービームが照射される光結合部位の位置は、ディス
ク回転中心を中心とする真円に対するディスクの案内溝
あるいはピットのズレから決定される。
【0016】近接場光を用いて記録再生を行うためのS
ILヘッドには、例えば図3(a)に示すように、光を
SIL10に入射するための対物レンズ11が設置され
ており、微少の案内溝の歪みやズレを補正してトラック
を追従するためにこの対物レンズを矢印12で示すよう
に半径方向に移動させ、SIL底面16での光ビームス
ポットを矢印18で示すように半径方向に移動させるこ
とによってトラックサーボのコントロールを行ってい
る。この様子を図3に示す。
【0017】SILの前段において図3(a)の対物レ
ンズ11は、光ビームスポット15を案内溝14に追従
するようにトラッキングコントロールを行うと、矢印1
2で示す半径方向に移動し、図3(b)の光ビームスポ
ット15はSIL底面16において、矢印18で示すよ
うに半径方向に移動する。
【0018】通常この光ビームスポットのSIL底面1
6での移動量は数十μm程度である。このような微少な
移動範囲においてはディスク面内に存在する異物と光ビ
ームスポットが遭遇する頻度が高く、また、遭遇した場
合の光ビームが異物を照射している時間が長く、微少範
囲での温度上昇が激しくなり異物の吸着が起こり易い。
【0019】本発明ではSIL底面の狭い範囲に光ビー
ムが固定されず、且つ光ビームがSIL底面において半
径方向に故意に振動するように、記録再生装置のトラッ
キング追従可能な範囲内において同心円、又は螺旋状溝
中心点から半径方向に中心点を一周内で移動して、ある
いは半径を変更して溝あるいはピット情報を有する媒体
を作成する。媒体回転中心点と再生すべき情報が形成さ
れる半径値から描かれる真円から作成した媒体の溝位置
のずれは好ましくは100μm程度であり、1周内の周
期は1周期以上である。この溝位置のずれは、トラッキ
ングサーボの有効周波数及び追従範囲の上限を越えない
ものであれば周期的なものであってもあるいは非周期的
なものであっても良く、特に制限されないが、光ビーム
スポットの位置をSIL底面において振動させるため
に、適当な領域内で少なくとも1回以上、ずれの変化方
向が逆転するものであれば良い。すなわち、案内溝又は
ピット列が形成する曲線の、近接場光記録ディスクの回
転中心を中心とする真円からの変位の回転角に対する微
分値の符号が、所定の領域内で少なくとも1回以上反転
するものであれば良く、特に、1周内で1回以上反転す
るものであることがさらに好ましい。なお、このような
案内溝又はピット列は近接場光記録ディスクの光ビーム
がアクセスする全領域に形成されているものであっても
良いし、記録及び/又は再生領域の一部の領域にのみ形
成されているものであっても良い。
【0020】光記録再生薄膜としては反射層、熱伝導
層、誘電体層、記録再生層、潤滑層を組み合わせたもの
が適用可能であり記録再生層としては例えば、光磁気記
録媒体では垂直磁化で保磁力が大きい材料であれば良
く、また結晶相とアモルファス相との可逆的相変化を利
用した相変化記録媒体あるいは追記型記録媒体を使用す
ることができる。
【0021】本発明の近接場光記録再生装置により、上
記の近接場光記録ディスクに対してトラッキングサーボ
をかけて光ビームを案内溝に沿って走査させた場合、信
号記録時においてSIL底面温度の分散及び異物と光ビ
ームスポットの一致頻度の減少及び一致時間の短縮がお
き、SIL底面への異物の付着を低減することが可能と
なった。
【0022】また、再生時において、SIL底面の光結
合部位に異物が付着した場合、異物とSIL底面の光結
合部位の空隙は存在しなくなる。これにより異物への光
伝搬比が他部位に比べ高くなる。従って異物が光吸収物
質である場合、熱の上昇及び再生光強度の低下が生じ
る。また付着異物が光吸収性物質で無い場合は、異物の
形状により散乱あるいは偏光状態の変化が生じ、結果的
に再生光強度の低下が生じる。従って再生光の強度変化
を検知することによりSIL最下面への異物の付着の検
出が可能である。
【0023】本発明の近接場光記録再生装置により、上
記の近接場光記録ディスクに形成された案内溝に沿って
光ビームを走査することにより、光ビームがSIL底面
を広範囲に渡って移動するため、その再生光を検出する
ことにより一時的に停滞した異物の検出が可能となっ
た。
【0024】
【実施例】(実施例1)図1に示す光学ヘッド及び、図
4に示すような半径40mm〜50mmの範囲にディス
クの回転中心点を基準とした真円より半径方向に±50
μmの変化幅を周方向に対し8周期持たせトラックピッ
チ0.5μmの案内溝を有する直径130mmのPC樹
脂基板を作成し、図2に示すような構造の近接場光磁気
記録用の媒体を製造した。図5に本基板の案内溝の概要
を示す。
【0025】この基板4上に膜厚50nmのCu膜から
なる反射層6をDCスパッタ法で形成した。この上に保
磁力10kOeのTbFeCoからなる記録層7を20
nm、それぞれDCスパッタ法により形成した。さらに
その上に、SiNからなる誘電体層8をArとN2の混
合雰囲気中でSiターゲットを使用した反応性DCスパ
ッタ法で50nm、ダイヤモンドライクカーボン(DL
C)からなる固体潤滑層9をArとCH4の混合雰囲気
中でCターゲットを使用した反応性RFスパッタ法で1
5nm形成した。DLC層を形成した後、パーフルオロ
ポリエーテル系潤滑層10を1nm塗布して光磁気記録
媒体を作製した。
【0026】10m/sの線速度一定条件で半径40m
mから50mmにおいて1mmの範囲ごとにディスク板
面で10mWのレーザーパワーで全周消去を行い、SI
L下面の付着物を顕微鏡により調べた。同様に10m/
sの線速度一定条件で半径30mmから40mmにおい
て実施した。
【0027】表1に各半径における1mm区間の全周消
去後の異物付着の有無を示す。
【0028】この結果により半径40〜50mmでの異
物付着回数が30〜40mmの範囲での結果の4割に減
少し、半径方向に±50μmの変化幅及び周方向に対し
8周期を持たせたことによる効果であるといえる。
【0029】
【表1】 (実施例2)実施例1で作成した試料において、付着物
が存在しないヘッドAと半径約1μmの記録薄膜の破片
が付着したヘッドBを用いて半径45mmでトラッキン
グサーボをかけた時の反射光量信号の変位電圧を付着物
に光ビームが照射されない状態の反射光量の最大電圧値
に対する比率を測定し、ヘッドBにおいてのみSILレ
ンズ表面の付着物により反射光量変動比20%が得られ
た。この結果より反射光量の変動比によりヘッド付着物
を検出することが可能である。
【0030】
【発明の効果】ディスクの回転中心を中心とする真円よ
り故意に半径方向にずらした案内溝又はピット列を有す
る近接場光記録ディスクを用い、光ビームがSIL底面
において半径方向に振動するようにすることにより、信
号記録時に発生するヘッド最下面への異物付着の低減及
び再生時に異物付着の検出が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の近接場光記録再生装置で用いる浮上型
光学ヘッドの一例を示す図である。(a)平面図、
(b)側面図、(c)A・A線断面図
【図2】実施例1で使用した近接場光磁気記録媒体の薄
膜構成を示す図である。
【図3】SIL底面のトラッキング時の光スポットの動
きを示す図である。
【図4】実施例1で使用した近接場光磁気記録媒体の基
板の案内溝の構成を示す図である。
【図5】実施例1で使用した近接場光磁気記録媒体の基
板の案内溝の概略図である。
【符号の説明】
1 スライダー 2 SILレンズ 3 接合部 4 基板 5 反射層 6 記録層 7 誘電体層 8 固体潤滑層 9 パーフルオロポリエーテル系潤滑層 10 SIL 11 対物レンズ 12 対物レンズ移動方向 13 光記録媒体 14 案内溝 15 光ビームスポット 16 SIL底面の一部 17 SIL進行方向 18 光ビームスポットの半径方向の動き 19 記録再生ディスク 20 半径30mm 21 半径40mm 22 半径50mm 23 ディスク回転中心点から描かれる真円 24 案内溝 25 ディスク回転中心点から描かれる真円に対す
る案内溝のずれ(±50μm)
フロントページの続き Fターム(参考) 5D029 WA05 WC01 WD10 WD30 5D090 AA01 BB03 BB05 BB10 CC14 DD03 EE01 FF11 GG03 HH05 JJ16 LL01 5D119 AA11 AA22 AA23 AA32 BA01 BB02 BB04 BB05 CA06 EB02 JA44 MA10 MA26 5D789 AA11 AA22 AA23 AA32 BA01 BB02 BB04 BB05 CA06 CA21 CA22 CA23 EB02 JA44 MA10 MA26

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トラッキングのための案内溝又はピット
    列を有する近接場光記録ディスクにおいて、前記案内溝
    又はピット列が形成する曲線の少なくとも一部分が、近
    接場光記録ディスクの回転中心を中心とする真円から変
    位しており、その変位の回転角に対する微分値の符号
    が、所定の領域内で少なくとも1回以上反転する案内溝
    又はピット列が形成されていることを特徴とする近接場
    光記録ディスク。
  2. 【請求項2】 トラッキングのための案内溝又はピット
    列を有する近接場光記録ディスクにおいて、前記案内溝
    又はピット列が形成する曲線の半径が一周内において周
    期的に変動する案内溝又はピット列が形成されているこ
    とを特徴とする近接場光記録ディスク。
  3. 【請求項3】 渦巻き状あるいは同心円状の案内溝又は
    ピット列がトラック幅を隔てて形成されており、且つそ
    の一つ一つの案内溝又はピット列の半径値が一周内にお
    いて、周期的に100μm以下の変動値を有することを
    特徴とする請求項2記載の近接場光記録ディスク。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の案
    内溝又はピット列がディスク全面又はディスクの一部分
    に形成されていることを特徴とする近接場光記録ディス
    ク。
  5. 【請求項5】 SILヘッドを用いて近接場光により記
    録再生を行う近接場光記録再生装置において、近接場光
    記録ディスクに形成された、少なくとも一部分が、近接
    場光記録ディスクの回転中心を中心とする真円から変位
    しており、その変位の回転角に対する微分値の符号が、
    所定の領域内で少なくとも1回以上反転する案内溝又は
    ピット列をトラッキングさせることにより、SIL最下
    面に位置する、記録媒体との光結合面内に集光された光
    を常に移動させ、集光された光により発生する熱をSI
    L底面の広範囲な部分に分散させることを特徴とする近
    接場光記録再生装置。
  6. 【請求項6】 近接場光記録ディスクに形成された、少
    なくとも一部分が、近接場光記録ディスクの回転中心を
    中心とする真円から変位しており、その変位の回転角に
    対する微分値の符号が、所定の領域内で少なくとも1回
    以上反転する案内溝又はピット列をトラッキングさせる
    ことにより得られる、記録媒体及びSIL底面からの反
    射戻り光量の変化によりSIL底面に付着した異物の存
    在を検出する手段を具備したことを特徴とする近接場光
    記録再生装置。
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