JP2006085845A - 多層光情報記録媒体及び光情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 個々の記録膜の光透過率を高く保ちつつ反射率を高め、記録再生光の光効率を向上させた多層光情報記録媒体を提供すること。
【解決手段】 複数の記録膜を有する多層光情報記録媒体の1個の記録膜２００は、Ａｇ-Ｏ層２１２，２１４及びＳｉＯ層２１１，２１３が交互に繰り返し積層された積層型選択層２１０と、記録材料層２３０とを有し、レーザ光２５０の照射により発熱した記録材料層２３０から伝達された熱エネルギーによりＡｇ−Ｏ層２１２，２１４に高反射部が形成され、記録再生光の光効率が向上する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、多層光情報記録媒体等に関し、より詳しくは、記録再生光の光効率が向上する多層光情報記録媒体等に関する。

近年、マルチメディア化に対応して、大量のデータを高密度で記録し、かつ迅速に記録再生する情報記録媒体としての光情報記録媒体（光ディスク）が注目されている。このような光ディスクとしては、例えば、ＣＤまたはレーザーディスク等のように、ディスク製作時にスタンピングされた情報の再生のみが行われる再生専用型ディスク、ＣＤ−Ｒ等のように、一回だけの記録を可能とした追記型ディスク、光磁気記録方式や相変化記録方式を用いて、何回もデータの書き換え消去が可能な書き換え型ディスク等が知られている。

一方、光ディスクにデータを記録し、記録されたデータを再生する方法は、レーザ光を対物レンズを用いて回折限界にまで絞り込んだ光スポットを照射して行われる。この光スポットの径は、レーザ光の波長λと対物レンズの開口数ＮＡとを用いて（λ／ＮＡ）程度となる。近年の光ディスクの大容量化の要求に応えるべく、これらの光ディスク製品は高密度化され、これらに情報を記録再生するための光ヘッド装置は、光ディスク面上に集光するスポット径を小さくする必要があるために、レーザ光源の波長を６５０ｎｍまたは６３５ｎｍとしたり、対物レンズの開口数（ＮＡ）を０．６にしている。さらに、次世代の光記録においてはレーザ光源の波長を４００ｎｍ程度、ＮＡを０．６以上とすることにより、より大きな記録密度を得ることが提案されている。

さらに、レーザ光源の短波長化や高ＮＡ化が限界に達すると、新しい大容量化技術として、複数の記録膜を有する多層光情報記録媒体が注目されている。このような多層光情報記録媒体としては、２層再生専用型ディスク（ＤＶＤ−ＲＯＭ）がすでに商品化されており、同様に、２層追記型ディスクや２層書き換え型ディスクも開発が進められている。また、３層以上の多層光情報記録媒体も盛んに検討されており、今後の大容量化技術として期待されている。

これらの多層光情報記録媒体では、記録再生光の光入射側から見て奥側に設けた記録膜にアクセスする際、入射光が手前の記録膜を透過する必要があり、そのため、手前の記録膜の透過率を予め高くしておく必要性がある。その一方、記録膜の反射率は十分に高いことが求められるため、透過率と反射率との相反するバランスをとり、両者を同時に高める膜設計がなされる。また、光入射側から見て奥側になるほど記録膜の反射率が高いことが必要となるために、透過率と反射率とのバランスを考慮すると、奥から２番目の記録膜の膜設計が最も難しく、記録膜の総数はこの膜設計が可能な範囲に限定される。

このような膜設計の方法として、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ等の記録材料からなる半透明記録層と、所定温度以下では光透過性の銀酸化物からなる可変反射層との積層体からなる記録膜を複数備えた多層記録媒体が報告されている（特許文献１参照）。この多層記録媒体においては、記録再生光が照射されることにより半透明記録層が局所的に発熱し、その熱が伝達されることにより可変反射層の銀酸化物が銀と酸素とに分解し、その結果、可変反射層に高反射部が形成される。この高反射部は、複数の記録膜の中の記録再生光がアクセスする記録膜のみに形成されるため、信号検出が可能となるとされている。

国際公開第０２／０３１８２５号パンフレット

ところで、特許文献１に記載されているような方法を用いても、記録膜の総数を増加させるためには以下のような問題が生じる。即ち、複数の記録膜を有する多層記録媒体の記録膜の１つを、所定の記録材料からなる記録層と、所定の温度以上で高反射部が形成される可変反射層とを組み合わせた構造とした場合でも、記録膜の透過率を高く保ち、且つ、反射率や吸収率を高く保つことは困難である。また、多層になるほど、記録再生光の光入射側から見て奥側に設けた記録膜の反射率や吸収率をさらに大きくする必要がある。

本発明は、このような技術的課題を解決すべくなされたものである。
即ち本発明の目的は、複数の記録膜を有する多層光情報記録媒体において、個々の記録膜の透過率を高く保ちつつ、記録膜の反射率や吸収率を高め、記録再生光の光効率が向上する多層光情報記録媒体を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、多層光情報記録媒体に情報を記録し、記録された情報を再生する光情報記録再生装置を提供することにある。

かかる目的を達成するために、本発明によれば、光照射によって情報信号が記録再生される複数の透明又は半透明な記録膜を備え、複数の記録膜の少なくとも１つの記録膜は、記録膜に印加される所定のエネルギーにより光学特性が変化する層が複数含まれた積層構造を有することを特徴とする多層光情報記録媒体が提供される。

本発明が適用される多層光情報記録媒体において、複数の記録膜の中の少なくとも１つの記録膜は、印加される所定のエネルギーにより記録膜の反射率及び／又は吸収率が増大することを特徴とすれば、記録再生光の光効率を向上させることができる。即ち、透明又は半透明な記録膜は、エネルギー印加により、光学特性である反射率及び／又は吸収率が増大するので、透過率を高く保ちつつ、記録膜の反射率や吸収率を高めることが可能となる。また、透明又は半透明な記録膜の光学特性を変化させるために印加されるエネルギーとしては、所定の波長を有するレーザ光が好ましい。

本発明が適用される多層光情報記録媒体において、少なくとも１つの記録膜が有する積層構造は、印加される所定のエネルギーにより光学特性が変化する層と、印加される所定のエネルギーに対して安定な性質の材料からなる層とが、繰り返し交互に積層された積層体（積層型選択層）であることが好ましい。このような積層型選択層を有する記録膜に所定のエネルギーを印加し、光学特性の変化を増幅することができる。

さらに、記録膜は、上述した積層型選択層に対して光照射される側に設けた所定の光記録材料を含有する記録材料層を有することが好ましい。記録材料層が、例えば、有機色素または相変化材料等の光照射により発熱する材料を用いて形成されるものである場合は、これらの材料の発熱反応によって生じる熱エネルギーが積層型選択層に印加され、高反射部等が形成される。

次に、本発明によれば、複数の記録膜を有する多層光情報記録媒体の光情報記録再生装置であって、印加される所定のエネルギーにより光学特性が変化する層が複数含まれた積層構造を有する記録膜に、エネルギーを印加するエネルギー印加手段と、記録膜に光情報の記録再生を行う記録再生手段と、を有することを特徴とする光情報記録再生装置が提供される。このような光情報記録再生装置におけるエネルギー印加手段は、光ヘッドから照射されるレーザ光を所望の記録膜に集光させる機構を有することが好ましい。

かくして本発明によれば、複数の記録膜を有する多層光情報記録媒体において、個々の記録膜の透過率を高く保ちつつ、記録膜の反射率や吸収率を高め、記録再生光の光効率が向上する多層光情報記録媒体が得られる。

以下、添付図面に基づき、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態）について詳述する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することが出来る。また、ここでは、カバー層側から光再生光を入射する方式の膜面入射型多層光情報記録媒体について述べるが、本発明によれば、基板側から記録再生光を入射する方式の基板入射型多層光情報記録媒体に適用することもできる。尚、本実施の形態においては、多層光情報記録媒体に記録再生光が入射する側を多層光情報記録媒体の上側とし、一方、記録再生光が入射する側と反対側を多層光情報記録媒体の下側として説明を行う。例えば、膜面入射型多層光情報記録媒体の場合は、カバー層側が、多層光情報記録媒体の上側となり、ディスク基板側が多層光情報記録媒体の下側となる。

（多層光情報記録媒体）
図１は、本実施の形態が適用される多層光情報記録媒体を説明する図である。図１には、６個の記録膜を有する膜面入射型の多層光情報記録媒体１００の層構成が示されている。多層光情報記録媒体１００は、ディスク基板１１０と、このディスク基板１１０上に積層された６個の記録膜１２１〜記録膜１２６と、記録膜１２１〜記録膜１２６の、２個の記録膜間にそれぞれ設けられた５個のスペーサー層１３１〜スペーサー層１３５と、記録膜１２６上に設けられたカバー層１４０と、から構成される。図１に示すように、多層光情報記録媒体１００は、カバー層１４０側から入射するレーザ光１５０を記録再生光として６個の記録膜１２１〜記録膜１２６に情報が記録され、記録された情報が再生される。

（記録膜）
次に、記録膜１２１〜記録膜１２６について説明する。
図２は、記録膜の第１の実施形態を説明する図である。図２は、高光透過性の記録膜２００の構造が示されている。図２に示すように、記録膜２００は、ＳｉＯ_２からなる層とＡｇ−Ｏからなる層との積層体である積層型選択層２１０と、積層型選択層２１０上の入射するレーザ光２５０側に設けられた下地層２２０と、所定の記録材料からなる記録材料層２３０と、記録材料層２３０上に積層された誘電体層２４０と、を有している。

（積層型選択層）
さらに、積層型選択層２１０は、誘電体であるＳｉＯ_２からなるＳｉＯ_２層２１１及びＳｉＯ_２層２１３と、所定の温度以上に熱せられることにより分解し、光学特性の光透過率が光透過性から光反射性に変化する酸化銀からなるＡｇ−Ｏ層２１２及びＡｇ−Ｏ層２１４とが交互に積層された積層構造を有している。
この記録膜２００は、各層の屈折率が互いに同程度で、かつ、各層の消衰係数がほぼゼロの透明層であることが望ましい。

積層型選択層２１０に含まれるＡｇ−Ｏ層２１２及びＡｇ−Ｏ層２１４は、印加される所定のエネルギーにより光学特性が変化する材料からなる層（以下、選択層と記すことがある。）である。即ち、積層型選択層２１０は、所定の温度以下では光透過性であり、且つ、エネルギー印加により光学特性が変化する層を二層以上含む積層構造により形成されている。

積層型選択層２１０を形成し、印加される所定のエネルギーにより光学特性が変化する材料としては、具体的には、複屈折率または形状が可逆的に変化する材料を用いることができる。このような材料としては、例えば、クロミズム材料、熱分解性（熱解離性）材料または熱変形材料等が挙げられる。クロミズム材料としては、例えば、電子供与呈色性色素と電子受容性化合物とを組み合わせた系に第３成分を存在させ、熱反応により変色するサーモクロミック材料；スピロピラン系、フルギド系、ジアリールエテン系等の光の作用により変色するフォトクロミック材料；ビオロゲン系、希土類ジフタロシアニン等の電気化学的な酸化還元により変色するエレクトロクロミック材料等が挙げられる。熱分解性（熱解離性）材料としては、Ａｇ−Ｏ、Ｐｔ−Ｏ、Ｃｏ−Ｏ、Ｆｅ−Ｏ等の金属酸化物が挙げられる。

積層型選択層２１０の選択層に用いる前述した材料は、必要に応じて適宜選択され、例えば、印加されるエネルギーとしてレーザ集光を用いる場合は、フォトクロミック材料、サーモクロミック材料、熱分解性（熱解離性）材料、熱変形材料等が使用される。また、電圧印加を用いる場合は、エレクトロクロミック材料等が利用可能である。

（下地層）
下地層２２０を形成するための材料としては、特に限定されず、例えば、ＭｇＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ等が挙げられる。下地層２２０の厚さは、通常、１ｎｍ〜５０ｎｍ、好ましくは１ｎｍ〜１０ｎｍである。

（記録材料層）
記録材料層２３０を形成するための材料としては、特に限定されず、例えば、有機色素を記録材料とするものは、例えば、ベンゾフェノン系色素、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素、シアニン系色素等が挙げられる。相変化型記録材料としては、例えば、Ｓｂ−Ｔｅ系、Ｇｅ−Ｔｅ系、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系、Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系、Ｉｎ−Ｓｅ−Ｔｌ系、Ｓｎ−Ｓｂ−Ｓｅ系等が挙げられる。また、Ｂｉ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ａｌ−Ｏガーネット光磁気記録透明材料等も用いることができる。記録材料層２３０の厚さは、通常、５ｎｍ〜５０ｎｍ、好ましくは、５ｎｍ〜２０ｎｍである。

（誘電体層）
誘電体層２４０を形成するための材料としては、特に限定されず、例えば、ＳｉＯ_２、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２、Ｓｉ−Ｎ等が挙げられる。誘電体層２４０の厚さは、通常、２０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは、２０ｎｍ〜５０ｎｍである。

次に、記録膜２００の作用について説明する。
本実施の形態においては、先ず、レーザ光２５０の照射により発熱した記録材料層２３０から積層型選択層２１０のＡｇ−Ｏ層２１２及びＡｇ−Ｏ層２１４に熱エネルギーが印加され、印加された熱エネルギーによってＡｇ−Ｏ層２１２及びＡｇ−Ｏ層２１４が銀と酸素とに分解し、その結果、光透過性の積層型選択層２１０に高反射部が形成され、反射率が増大する。

本実施の形態が適用される多層光情報記録媒体１００においては、積層型選択層２１０が、印加される所定のエネルギーにより光学特性が変化する材料からなる層（選択層）と誘電体層とが交互に積層された積層構造を有することにより、積層型選択層２１０に印加されるエネルギーによる光学特性の変化を増幅することができる。尚、エネルギー印加手段は、レーザ集光を用いることが好ましく、また、電圧印加を用いることもできる。

図３は、記録膜の第２の実施形態を説明する図である。図３は、高反射性の記録膜３００の構造が示されている。図３に示すように、記録膜３００は、ＳｉＯ_２からなる層とＡｇ−Ｏからなる層との積層体である積層型選択層３１０と、積層型選択層３１０上の入射するレーザ光３６０側に設けられた反射層３５０と、下地層３２０と、所定の記録材料からなる記録材料層３３０と、記録材料層３３０上に積層された誘電体層３４０と、を有している。

さらに、積層型選択層３１０は、誘電体であるＳｉＯ_２からなるＳｉＯ_２層３１１及びＳｉＯ_２層３１３と、所定の温度以上に熱せられることにより分解し、光学特性の光透過率が光透過性から光反射性に変化する酸化銀からなるＡｇ−Ｏ層３１２及びＡｇ−Ｏ層３１４とが交互に積層された積層構造を有している。
この記録膜３００は、積層型選択層３１０と反射層３５０を併用した反射率の高いタイプの記録膜である。積層型選択層３１０と反射層３５０の積層順は、熱制御や結晶制御などが適切に行えるように順番を変えてもよい。

本実施の形態が適用される多層光情報記録媒体１００における６個の記録膜１２１〜記録膜１２６は、レーザ光１５０の入射側から見て手前側に、図２で示される記録膜２００の構造を有する記録膜を配置し、また、レーザ光１５０の入射側から見て奥側に、図３で示される記録膜３００の構造を有する記録膜を配置することが好ましい。

即ち、前述したように、図２に示される記録膜２００は、各層の屈折率が互いに同程度で、且つ、各層の消衰係数がほぼゼロの透明層であることが望ましく、また、図３に示される記録膜３００は、積層型選択層３１０と反射層３５０とを併用した反射率の高いタイプの記録膜である。したがって、本実施の形態が適用される多層光情報記録媒体１００において、レーザ光１５０の入射側から見て手前側に、高光透過性の記録膜を配置し、また、レーザ光１５０の入射側から見て奥側に、高反射率を有する記録膜を配置することにより、６個の記録膜１２１〜記録膜１２６の総てにおいて、情報の記録再生が良好に行われる。

尚、図２に示される記録膜２００または図３に示される記録膜３００の膜構造は、例えば、記録再生方式等に応じ、適切な膜構造に変更することができる。
例えば、光磁気記録方式であれば図２及び図３に示される膜構造が利用できる。また、相変化記録方式では、記録材料層２３０または記録材料層３３０の界面に界面層を挿入することが好ましい。さらに、ピット列を再生する方式または樹脂の変形により情報信号を記録する方式では、下地層２２０または下地層３２０、記録材料層２３０または記録材料層３３０及び誘電体層２４０または誘電体層３４０を省略することができる。
また、積層型選択層２１０または積層型選択層３１０そのものを記録層としても機能するように材料を選択すれば、記録膜２００または記録膜３００は積層型選択層２１０または積層型選択層３１０のみで構成できるので好ましい。各記録膜の記録方式や記録再生条件や膜材料等は、それぞれ異なっていてもよい。

さらに、本実施の形態が適用される多層光情報記録媒体１００においては、記録膜を構成する積層型選択層２１０または積層型選択層３１０は、Ａｇ−Ｏ層２１２等のように、印加された所定のエネルギーにより光学特性が変化する材料からなる層（選択層）と、ＳｉＯ層２１１等のように、印加されたエネルギーに対して安定な材料からなる層とが、交互に積層された構造を有するものであるが、積層型選択層２１０または積層型選択層３１０の構造はこれに限定されない。

積層型選択層２１０または積層型選択層３１０の他の構造としては、例えば、ＳｉＯ層２１１等の安定な層を介さず、印加された所定のエネルギーにより光学特性が変化する材料からなる層（選択層）を直接２層以上積層した構造が挙げられる。この場合、複数の選択層において、所定のエネルギーにより変化する光学特性の種類がそれぞれ異なる場合と、同じ種類の光学特性の変化の程度が異なる場合と、が考えられる。

次に、本実施の形態が適用される多層光情報記録媒体１００の他の層について説明する。
（ディスク基板）
ディスク基板１１０は、所要の剛性を有する材料により、通常、厚さ０．４ｍｍ〜２．４ｍｍ、直径８０ｍｍ〜１３０ｍｍ寸法の円形状に形成されている。ディスク基板１１０の材料としては、例えば、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂（特に、非晶質ポリオレフィン）、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂等のプラスチック；ガラス、セラミック、金属等が挙げられる。

ディスク基板１１０の表面には、中心側から外周側まで連続するスパイラル状または同心円状のトラッキング案内溝（図示せず）が形成されている。ディスク基板１１０を射出成型法により形成する場合、トラッキング案内溝などのプリフォーマットパターンが形成された原盤にニッケル等の金属を電鋳してスタンパを作製し、このスタンパを射出成型用の金型内に設置した後、溶融樹脂を充填し、充填後の樹脂は、充填直後の溶融状態にあるとき成形機のピストンに連動して動くカットパンチによって内周孔を打ち抜かれ、表面にプリフォーマットパターンが転写された樹脂製基板が形成される。尚、このディスク基板１１０には、ディスク認識情報やアドレス情報等がトラッキング案内溝のウォブルやプリピットによって予め記録されている。情報記録用のトラックとして、溝あるいは溝間のどちらか一方を用いることができる。

（スペーサー層）
スペーサー層１３１〜スペーサー層１３５は、ディスク基板１１０上に、前述した６個の記録膜１２１〜記録膜１２６と交互に積層されるようにそれぞれ設けられている。スペーサー層１３１〜スペーサー層１３５は、通常、紫外線硬化樹脂、プラスチックフィルム等の光透過性の透明材料により各々形成されている。スペーサー層１３１〜スペーサー層１３５のそれぞれの厚さは特に限定されないが、通常、１μｍ〜１００μｍの範囲である。

スペーサー層１３１〜スペーサー層１３５を形成する際、前述したディスク基板１１０を形成する際に使用するスタンパを用いて、スペーサー層１３１〜スペーサー層１３５のそれぞれの表面にプリフォーマットパターンを転写してもよい。また、６個の記録膜１２１〜記録膜１２６同士のクロストークを防止するために、スペーサー層１３１〜スペーサー層１３５のそれぞれの厚さが異なるようにしてもよい。また、前述した積層型選択層２１０または積層型選択層３１０を、電圧印加により光学特性が変化する材料を用いて構成する場合は、スペーサー層１３１〜スペーサー層１３５として、それぞれの厚さが数１０ｎｍ〜数１００ｎｍである透明層を用いることができる。

（カバー層）
カバー層１４０は、記録膜１２６上に形成されている。カバー層１４０の材料は、前述したスペーサー層１３１〜スペーサー層１３５を構成する材料と同様なものが挙げられる。カバー層１４０の厚さは特に限定されないが、通常、１μｍ〜１００μｍの範囲である。
尚、カバー層１４０は、薄型カバー層として厚さ数ｎｍ〜数１０ｎｍのカーボン系保護層を形成した表面に潤滑材を塗布してもよい。

（光情報記録再生装置）
次に、光情報記録再生装置について説明する。ここでは、多層光情報記録媒体のカバー層側からレーザ光を入射するタイプの光磁気記録方式について説明するが、本実施の形態によれば、基板側からレーザ光を入射する方式にも適用でき、また、相変化記録方式等の他の光情報記録再生方式にも適用できる。

図４は、本実施の形態が適用される光情報記録再生装置を説明する図である。図４に示す光情報記録再生装置４００は、多層光情報記録媒体１００を回転駆動する回転駆動装置４０１と、多層光情報記録媒体１００の所望の記録膜１２０に所定のエネルギーを印加するエネルギー印加手段４０２と、多層光情報記録媒体１００に対してレーザ光を照射及び受光する光ヘッド４０３と、光ヘッド４０３を所望の位置に移動するヘッド駆動装置４０４と、記録再生される信号を処理する記録再生信号処理装置４０５と、を備えている。
尚、エネルギー印加手段４０２としては、光ヘッド４０３から照射されるレーザ光を所望の記録膜１２０に集光させる機構が好ましい。あるいは、記録膜１２０に設けた電極に所定の電圧を印加する機構のエネルギー印加手段であってもよい。

図５は、図４に示す光情報記録再生装置４００の光ヘッド４０３の光学系を説明する図である。図５に示す光ヘッド４０３は、レーザ光源５１０と、球面収差補正機構５２０と、対物レンズ５３０と、光検出器５４１，５４２，５４３と、磁気コイル５９０とを備えている。

図５に示すように、レーザ光源５１０より発生されたレーザ光は、球面収差補正機構５２０を通じて、対物レンズ５３０により多層光情報記録媒体１００の所望の記録膜１２０に集光される。このとき、対物レンズ５３０はフォーカス機構及びトラッキング機構（図示せず）によって駆動され、それぞれ所望の記録膜１２０及び所望の記録トラックに追随するようにレーザ集光位置が調整される。その後、記録膜１２０から反射されたレーザ光は光検出器５４１，５４２，５４３によって検出される。また、情報を記録するときは、磁気コイル５９０から、記録膜面に垂直方向の磁界が発生される。このときの磁界は１００Ｏｅ〜３００Ｏｅが好ましい。また、記録方式は光変調方式又は磁界変調方式又は光パルス磁界変調方式等を用いることができる。

前述したように、本実施の形態が適用される多層光情報記録媒体１００は、６個の記録膜１２１〜記録膜１２６を有し、カバー層１４０に接する記録膜１２６からディスク基板側１１０に接する記録膜１２１迄の間隔が広い。このため、光学系の球面収差補正が特定の記録膜に対して最適となるように固定化されていると、他の記録膜にレーザ光が集光されたときに球面収差が生じる。球面収差補正機構５２０は、それぞれの記録膜に応じて光学系を調整することにより、すべての記録膜においてそれぞれ球面収差を補正する役割を持っている。具体的な球面収差補正機構としては、同心円状に配置した複数のリング状の液晶素子、可動式のリレーレンズが挙げられる。

以下に、実施例に基づき本実施の形態をさらに詳細に説明する。なお、本実施の形態は実施例に限定されるものではない。

（光ディスク記録再生装置）
本実施の形態に従い、予め調製した光ディスクのカバー層側からレーザ光を入射するタイプの光磁気記録再生装置を製作した。所望の記録膜へのエネルギー印加手段としては、光ヘッドから照射されるレーザ光を所望の記録膜に集光する機構を適用し、フォーカス機構と兼用にした。球面収差補正機構としては、可動式のリレーレンズを光学系に挿入した。レーザ光源は波長４０５ｎｍの半導体レーザとし、対物レンズの開口数ＮＡは０．８５とした。磁気コイルには、約２００Ｏｅの磁界を発生するコイルを用いた。また、記録方式は光変調方式とした。また、光ディスクを、光ディスク記録再生装置に装填して記録再生動作を試行し、フォーカス動作、トラッキング動作および記録再生の３項目について、動作試験を行った。

（実施例）
（１）光ディスク１の調製
レーザ集光により複素屈折率の変化する材料であるＡｇ−Ｏを用いて、本実施の形態に基づく光ディスク１を作製した。先ず、プリフォーマットパターンが形成された原盤にニッケルを電鋳したスタンパを用い、射出成形法にてポリカーボネート製の厚さ１．１ｍｍ、内径１５ｍｍ、外径１２０ｍｍ、トラックピッチ０．３２μｍ、グルーブの深さ２４ｎｍのランド／グルーブ構造を有するディスク基板を成形した。

次に、このディスク基板上に、記録膜（合計６個）と紫外線硬化樹脂からなるスペーサー層（合計５個）を交互に形成し、さらに紫外線硬化樹脂からなる厚さ２５μｍのカバー層を形成した。スペーサー層は平均厚さ１５μｍとし、各層の厚さが数μｍずつ異なるようにした。また、紫外線硬化樹脂にスタンパを押し当てながら紫外線を照射することにより、スペーサー層表面にディスク基板と同様のランド／グルーブ形状を形成した。

ディスク基板側から数えて２個の記録膜（記録膜１，２）は、ＳｉＯ_２層とＡｇ−Ｏ層とを繰り返し積層した積層型選択層と、ＡｌＴｉ反射層と、ＭｇＯ下地層と、Ｂｉ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ａｌ−Ｏガーネット光磁気記録透明材料からなる記録材料層と、ＳｉＯ_２誘電体層とをこの順番に積層した。その他の記録膜（記録膜３〜記録膜６）は、ＡｌＴｉ反射層を設けずに、ＳｉＯ_２層とＡｇ−Ｏ層とを繰り返し積層した積層型選択層と、ＭｇＯ下地層と、Ｂｉ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ａｌ−Ｏ記録材料層と、ＳｉＯ_２誘電体層とがこの順番に積層された構造とした。
記録膜１〜記録膜６のそれぞれの積層型選択層及び反射層の個数および厚さを表１に示すように設定し、その他の層の条件は各層とも同一にした。

（２）光学計算
予め調製した光ディスク１の各記録膜の透過率、反射率、吸収率をコンピュータ・シミュレーションにより求めた。入射光の条件は、レーザ光波長を４０５ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡを０．８５、リムインテンシティを０．５と設定した。コンピュータ・シミュレーションにより求めた結果を表１に示す。
表１中、Ｔ_０は、調製後の記録膜の透過率であり、Ｒ_０は、調製後の記録膜の反射率であり、Ａ_０は、調製後の記録膜の吸収率である。また、Ｔ_１は、レーザ光照射時の記録膜の透過率であり、Ｒ_１は、レーザ光照射時の記録膜の反射率であり、Ａ_１は、レーザ光照射時の記録膜の吸収率である。尚、実際のレーザ光は媒体表面や所望の記録膜以外の記録膜による損失が、反射ならば往復分、吸収ならば片道分あるため、それらを考慮した実効反射率（実効Ｒ_１）と、実効吸収率（実効Ａ_１）とを併せて計算した。
さらに、光ディスク１を光ディスク記録再生装置に装填して記録再生動作を試行し、フォーカス動作、トラッキング動作および記録再生の３項目について、動作試験を行った。動作試験の結果を表１に示す。

（比較例）
（光ディスク２の調製）
実施例と同じ操作を行い、積層型選択層を有しない記録膜を６個（記録膜ａ〜記録膜ｆ）備えた多層光情報記録媒体である光ディスク２を調製した。光ディスク２の６個の記録膜ａ〜記録膜ｆの構成及び厚さを表１に示す。表１に示すように、記録膜ａ，ｂは、ＡｌＴｉ反射層と、ＭｇＯ下地層と、Ｂｉ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ａｌ−Ｏガーネット光磁気記録透明材料からなる記録材料層と、ＳｉＯ_２誘電体層とをこの順番に積層した構造である。記録膜ｃ〜記録膜ｆは、単一のＡｇ−Ｏ層またはＡｌＴｉ反射層と、ＭｇＯ下地層と、Ｂｉ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ａｌ−Ｏガーネット光磁気記録透明材料からなる記録材料層と、ＳｉＯ_２誘電体層とをこの順番に積層した構造である。

実施例と同様に、光ディスク２の各記録膜の透過率、反射率、吸収率をコンピュータ・シミュレーションにより求めた。また、実施例と同様に、光ディスク２を光ディスク記録再生装置に装填して記録再生動作を試行し、フォーカス動作、トラッキング動作および記録再生の３項目について動作試験を行った。動作試験の結果を表１に示す。

表１の結果から、積層型選択層を備えた６個の記録膜（記録膜１〜記録膜６）を有する多層光情報記録媒体である光ディスク１（実施例）は、高い透過率Ｔ_０（記録膜１を除き、Ｔ_０＞８４％）を保ちつつ、反射率Ｒ_１が２倍以上に増幅（Ｒ_１＞１５％）されることが分かる。これにより、光ディスク１は、カバー層表面の反射率Ｒ_０（５．５％）及び６個の記録膜１〜記録膜６の反射率Ｒ_０（＜８％）に比べて十分大きな実効Ｒ_１（＞１０％）が、記録膜１〜記録膜６の総てにおいて得られる。また、記録膜１〜記録膜６の透明性が高い（（記録膜１）Ｔ_０＞７２％、（記録膜２〜記録膜６）Ｔ_０＞８４％）にもかかわらず、記録膜１〜記録膜６において、大きい吸収率Ａ_１（Ａ_１＞５７％）を示し、それぞれの記録膜における積層型選択層が、吸収層としての役割を持つことが分かる。

さらに、動作試験の結果、光ディスク１は、記録膜１〜記録膜６において比較的高い実効Ｒ_１（＞１０％）及び実効Ａ_１（＞３２％）が得られており、すべての記録膜において、フォーカス、トラッキング及び記録再生が良好であった。

一方、積層型選択層を有しない６個の記録膜（記録膜ａ〜記録膜ｆ）を設けた多層光情報記録媒体である光ディスク２（比較例）は、ＡｌＴｉ反射層と、ＭｇＯ下地層と、Ｂｉ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ａｌ−Ｏガーネット光磁気記録透明材料からなる記録材料層と、ＳｉＯ_２誘電体層とをこの順番に積層した構造の記録膜ａ，ｂは、実効Ａ_１が低く（実効Ａ_１＜１２％）、プリピットなどの再生は可能であったが、記録パワー感度が非常に低く記録が不可能であった。また、単一のＡｇ−Ｏ層と、ＡｌＴｉ反射層と、ＭｇＯ下地層と、Ｂｉ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ａｌ−Ｏガーネット光磁気記録透明材料からなる記録材料層と、ＳｉＯ_２誘電体層とをこの順番に積層した構造の記録膜ｃ〜記録膜ｆは、実効Ｒ_１が低く（Ｒ_１＜６％）、フォーカスやトラッキングが困難であった。

本実施の形態が適用される膜面入射型の多層光情報記録媒体を説明する図である。 記録膜の第１の実施形態を説明する図である。 記録膜の第２の実施形態を説明する図である。 本実施の形態が適用される光情報記録再生装置を説明する図である。 図４に示す光情報記録再生装置の光ヘッドの光学系を説明する図である。

符号の説明

１００…多層光情報記録媒体、１１０…ディスク基板、１２０，１２１〜１２６，２００，３００…記録膜、１３１〜１３５…スペーサー層、１４０…カバー層、１５０，２５０，３６０…レーザ光、２１０，３１０…積層型選択層、２２０，３２０…下地層、２３０，３３０…記録材料層、２４０，３４０…誘電体層、３５０…反射層、４００…光情報記録再生装置、４０１…回転駆動装置、４０２…エネルギー印加手段、４０３…光ヘッド、４０４…ヘッド駆動装置、４０５…記録再生信号処理装置、５１０…レーザ光源、５２０…球面収差補正機構、５３０…対物レンズ、５４１〜５４３…光検出器、５９０…磁気コイル

Claims (7)

1. 光照射によって情報信号が記録再生される複数の透明又は半透明な記録膜を備え、
   前記複数の記録膜の少なくとも１つの記録膜は、当該記録膜に印加される所定のエネルギーにより光学特性が変化する層が複数含まれた積層構造を有することを特徴とする多層光情報記録媒体。
2. 前記記録膜は、印加される前記所定のエネルギーにより当該記録膜の反射率及び／又は吸収率が増大することを特徴とする請求項１記載の多層光情報記録媒体。
3. 前記記録膜は、当該記録膜に照射される所定の波長を有するレーザ光により前記光学特性が変化することを特徴とする請求項１記載の多層光情報記録媒体。
4. 前記積層構造は、印加される前記所定のエネルギーにより光学特性が変化する層と、印加される前記所定のエネルギーに対して安定な性質の材料からなる層とが、繰り返し交互に積層された積層体であることを特徴とする請求項１記載の多層光情報記録媒体。
5. 前記記録膜は、前記光照射される側に設けた所定の光記録材料を含有する記録材料層をさらに有することを特徴とする請求項１記載の多層光情報記録媒体。
6. 複数の記録膜を有する多層光情報記録媒体の光情報記録再生装置であって、
   印加される所定のエネルギーにより光学特性が変化する層が複数含まれた積層構造を有する記録膜に、前記エネルギーを印加するエネルギー印加手段と、
   前記記録膜に光情報の記録再生を行う記録再生手段と、を有することを特徴とする光情報記録再生装置。
7. 前記エネルギー印加手段は、光ヘッドから照射されるレーザ光を所望の前記記録膜に集光させる機構を有することを特徴とする請求項６記載の光情報記録再生装置。

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