JP2009123264A

JP2009123264A - 情報の記録再生方法

Info

Publication number: JP2009123264A
Application number: JP2007294359A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Miyauchi; 靖宮内
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2007-11-13
Filing date: 2007-11-13
Publication date: 2009-06-04

Abstract

【課題】低価格の為に膜構造を変えた多層光記録媒体において、連続記録あるいは連続再生に適した情報の記録再生方向を提供する。
【解決手段】少なくとも情報の記録あるいは再生を行う領域が高反射率金属層２を形成したミラー面であり、更にＬ０記録層４とＬ１記録層６におけるグルーブ（溝）のスパイラル方向が異なる多層光記録媒体を用い、これらの二つの記録層間で連続して記録あるいは再生を実施する場合には二つの記録層間を交互にビームを移動させる。これにより、連続記録あるいは連続再生が可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、情報の記録再生方法等に関し、より詳しくは、ほぼ同じ記録容量でありながら従来よりも安価な多層光記録媒体に適した情報の記録再生方法に関する。

近年、マルチメディア（ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ）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記録媒体（光ディスクなど）が注目されている。

このような光記録媒体のさらなる大容量化の方法として、複数の情報記録層を積層した多層型光記録媒体を利用する方法が知られている。多層型光記録媒体としては、２層再生専用型ディスク（２層ＤＶＤ−ＲＯＭ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ））や２層追記型ディスク（２層ＤＶＤ−Ｒ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋＲｅｃｏｒｄａｂｌｅ））等がすでに商品化されている。同様に、２層書き換え型ディスクも開発が進められている。さらに、次世代の光記録、例えば、追記型ブルーレイディスク（ＢＤ−Ｒ（Ｂｌｕ−ｒａｙＤｉｓｃＲｅｃｏｒｄａｂｌｅ））においては、レーザ光源の波長を４０５ｎｍ程度、ＮＡを０．８５とすることにより、より大きな記録密度を得ることができ、既に２層ＢＤ−Ｒも製品化されている。

また、３層以上の情報記録層を有する多層型光記録媒体において、情報記録層間での多重反射による影響を低減するために、隣り合う情報記録層間に設ける光透過性のスペーサー層の厚みを変える方式が検討されている。例えば、４層の場合には３つのスペーサー層の厚みをすべて変えることにより、情報記録層間での多重反射、いわゆるゴーストスポットによる層間クロストークを効果的に抑制している。

また、多層における連続記録再生を可能とするために、特許文献１に記載されているように記録トラックのスパイラル方向の異なる記録面を有している光記録媒体が報告されている。

特開平８−９６４０６号公報

従来技術においては、チルトマージンや球面収差補正の観点から現状ではビームの入射側のカバー層表面から一番奥の記録層まで距離を１００μｍ程度にする必要がある為に各スペーサー層の厚みをそれぞれ薄くしており、更に層間クロストークを抑制する為にスペーサー層の厚みの差が最小で２μｍ程度と小さくなる場合がある。従って、多層光記録媒体の製造過程で各スペーサー層の厚みや一様性を正確にモニターし、最終的な製造マージンを高くする必要がある。

ここで、図４を用いて従来の４層光記録媒体の製造プロセスを説明する。まず、凹凸溝を有する厚さ１．１ｍｍのポリカーボネイト（ＰＣ）基板１００上にＬ０記録層１０１をスパッタ法により形成した。Ｌ０記録層１０１は、少なくとも記録膜の両側を誘電体層で挟んだ形態となっており、片側の誘電体層と基板１００の間に金属反射層を設けている。その後、Ｌ０記録層１０１の上にＴ０スペーサー層１０２を形成し、更にＴ０スペーサー層１０２の上にＬ１記録層１０３を形成した。スペーサー層は、紫外線硬化樹脂を使った２Ｐ法やシート状のナノプリント法を用いて１０〜３０μｍ程度形成している。以後、スペーサー層１０４、１０６と記録層１０５、１０７を交互に形成し、最後にＬ３記録層１０７の上にカバー層１０８を形成して４層光記録媒体が完成する。記録あるいは再生の時は、カバー層１０８側からビーム１０９を入射する。従来技術ではビーム１０９の入射方向に対して手前側の記録面に記録を行う。即ち、実際に記録を行う記録面は記録層数と同じ４面である（Ｓ３〜Ｓ０：ビームの入射方向に対して光学的に一番奥側にある記録面から手前側の記録面に向かって番号を順番につけた）。なお、凹凸部を有する記録層の場合には、ビームの進行方向に対して、手前側の記録面（ここでは凸部）にビームを集光して記録を行う場合をオン・グルーブ記録と呼び、奥側の記録面（ここでは凹部）にビームを集光して記録を行う場合をイン・グルーブ記録と呼ぶことにする。

この図に示すように、４層光記録媒体を作製する場合、少なくとも記録層作製プロセス数が４回、スペーサー層形成プロセス数が３回、カバー層形成プロセス数が１回の合計８プロセスが必要となりそれに伴って材料費も高くなっていく。

更に、各プロセスにマージンを見込んで形成しているが、プロセス数が多い為に最終的に出来上がったディスクにおける各種パラメータがスペック外になる可能性があった。例えば、各記録層の膜厚や光学特性、各スペーサー層の膜厚や一様性、各記録層の半径方向における偏芯量などである。このようなことから各パラメータ値をスペック内に収めることができたとしてもディスク１枚あたりの価格が高くなってしまう問題もあった。

ここで、凹凸部を有する記録層の場合には、凸部と凹部の両方に記録を行う従来技術でいうランド・グルーブ記録方式を用いると、実質的に記録層数を半分に減らせる。しかし、この多層光記録媒体を用いて記録あるいは再生を行う場合、従来のようにカバー層側からビームを入射して凸部あるいは凹部にビームを集光すると、グルーブの影響でビームの集中度が異なるという問題がある。即ち、数値計算によるシミュレーションによると、オン・グルーブ記録ではビームがグルーブ内に集中するのに対して、イン・グルーブ記録ではビームがグルーブの外側まで広がるという問題がある。

更に、多層光記録媒体において連続記録あるいは連続再生を行う場合には、例えばある記録層では内周から外周に向かってスパイラル状に連続記録あるいは連続再生を行い、すぐに連続記録あるいは連続再生を行うために内周に戻ってから他の記録面に移動しオートフォーカス（ＡＦ）をかけなおしてから外周に向かって連続記録あるいは連続再生を行う必要がある。あるいは、他の記録面に移動し外周から内周に向かって連続記録あるいは連続再生を行うためにディスクを逆回転させる必要がある。そこで、連続記録あるいは連続再生をスムーズに行うためには、二つの記録層を有する場合には両者で記録トラックのスパイラル方向を逆にする必要がある。従来技術では、各記録層に記録面が一つしかない為に一度しかその記録面ではビームは移動せず、必ず隣接する記録面とでは必ずビームの移動方向が逆となる。

本発明は、このような従来技術における問題点を解決し、従来とほぼ同じ記録容量で比較した場合に製造プロセス数が少なくかつ製造マージンを確保した安価な多層光記録媒体に適した情報の記録再生方法を提供することにある。

かかる課題を解決するために、本発明では、レーザ光源から出射されたビームを多層光記録媒体に照射し、情報の記録あるいは再生を行う情報の記録再生方法において、ビームの進行方向にほぼ垂直面である記録面を一つの記録層に対して少なくとも二つ以上有し、かつ少なくとも情報の記録あるいは再生を行う領域が高反射率金属層を形成したミラー面であり、更に記録トラックのスパイラル方向が異なる任意の二つの記録層を組として少なくとも１組以上有する多層光記録媒体を用い、前記任意の二つの記録層間で連続して記録あるいは再生を実施する場合には二つの記録層間を交互にビームを移動させながら行うことを特徴としている。具体的には、カバー層側からビームを入射し、任意の記録層における手前側の記録面（凸部）をＡ、奥側の記録面（凹部）をＢ、同様に、その奥側に位置する記録層における手前側の記録面（凸部）をＣ、奥側の記録面（凹部）をＤとすると、例えば、Ａの内周から外周に向かってビームを移動させた場合には、必ずＢではなくてＣかＤを通って外周から内周に戻ってくるのである。これを言い換えれば、個々の記録層における二つの記録面では同じ方向にビームが移動することになる。前記の例では、手前側の記録層の記録面Ａと記録面Ｂは共に内周から外周にビームが移動し、奥側の記録層の記録面Ｃと記録面Ｄは共に外周から内周にビームが移動することになる。

ここで用いた高反射率金属層は入射してきたビームの９０％以上反射することが可能な材質の金属を用いている（反射率９０％以上）。例えば、銀、アルミニウムなどの金属やそれらを含む合金である。また、各記録層は少なくとも情報を記録する記録膜及び保護膜で形成されており、これら各記録層には金属膜を設けていない。さらに、ビームの入射方向に対して一番奥にある高反射率金属層とその手前にある記録層とは接しておらず、透明樹脂などのスペーサー層で隔てられている。ただ、一般的に記録層間の光学的距離が１０μｍ以内と近い場合には、層間クロストークが急に大きくなることが知られている。そこで、層間クロストークの影響を少なくするために本発明における高反射率金属層とそれに一番近い記録層との間隔は少なくとも５μｍ以上離れているのが好ましい（記録層間距離としては１０μｍ以上離れている）。

本発明では、ビームの進行方向にほぼ垂直面である記録面を一つの記録層に対して少なくとも二つ以上有する光記録媒体に情報の記録あるいは再生を行う記録再生方法において、前記光記録媒体にレンズを介してビームを入射し、任意の一つの記録層における一番外の両側の記録面に記録あるいは再生を行う場合、前記ビームの入射方向に対して、前記の二つの記録面においてビームの集光方向が逆である。例えば、各記録層の両側の記録面が凹凸部のそれぞれの表面に対応している場合、凹部と凸部でビームの集光方向が逆である。この時、二つの記録面への記録においては、両記録面共にビームの進行方向に対して手前側の記録面に記録を行うことが可能となる（オン・グルーブ記録）。

さらに、前記光記録媒体にレンズを介してビームを入射し、その入射方向に対して一つの記録層における手前側にある記録面に記録あるいは再生を行った場合、もう一方の奥側にある記録面への記録あるいは再生は、ビームの入射方向に対して一番奥に形成されている高反射率金属層で一旦反射させて戻ってきたビームで行う。例えば、各記録層の両側の記録面が凹凸部のそれぞれの表面に対応している場合、その入射方向に対して一つの記録層における手前側にある凸部の記録面に記録あるいは再生を行った場合、もう一方の奥側にある凹部の記録面への記録あるいは再生は、ビームの入射方向に対して一番奥に形成されている高反射率金属層で一旦反射させて逆方向に戻ってきたビームで行う。

また、凹凸部の両方に記録を行うので、隣の記録トラックからのクロストークやクロスイレーズの影響が考えられる。そこで本発明に用いた多層光記録媒体においては、溝深さを従来よりも深くして溝断面における記録層の厚さを薄くしている。場合によっては、段差部で記録膜を断絶させても良い。また、マークピッチを狭くしてトラックピッチを広くすることもクロストークやクロスイレーズの影響を低減する効果がある。

更に、ＢＣＡ（ＢｕｒｓｔＣｕｔｔｉｎｇＡｒｅａ）を高反射率金属層のみに設けることにより、確実なＢＣＡ記録再生が可能となり好ましい。

かくして本発明によれば、ほぼ同じ記録容量でありながら従来よりも安価な多層光記録媒体に適した情報の記録再生方法が提供される。

以下、図面に基づき、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
（実施例１）
図１は、本実施例における２層光記録媒体の構造断面図を示したものである。記録層は２層であるが実際に記録を行う記録面は４面ある。

厚さ１．１ｍｍのポリカーボネイト（ＰＣ）基板１上に高反射率金属層２をスパッタ法により形成した。少なくとも、情報の記録あるいは再生を行う領域においては、基板１の表面がミラー面（平坦部：凹凸溝やピット列ではない）であることが本実施例の特徴である。次に、この高反射率金属層２上に表面が凹凸溝であるＴ０スペーサー層３を１５μｍ程度形成した。その上にＬ０記録層４をスパッタ法により形成した。Ｌ０記録層４は、少なくとも記録膜の両側を誘電体層で挟んだ形態となっており、金属反射層は設けていない。本実施例では高反射率金属層２とＬ０記録層４との間が入射ビームの焦点深度以上隔てていることも特徴の一つである。その後、Ｌ０記録層４の上にＴ１スペーサー層５を１５μｍ程度形成し、更にＴ１スペーサー層５の上にＬ１記録層６を形成した。各スペーサー層は、紫外線硬化樹脂を使った２Ｐ法やシート状のナノプリント法を用いて形成している。最後にＬ１記録層６の上にカバー層７を５５μｍ程度形成してディスクが完成する。記録あるいは再生の時は、カバー層７側から絞り込みレンズにより集光された波長４０５ｎｍのビーム８を入射させる。また、本実施例で用いる高反射率金属層２としては、ビーム８の波長において、入射してきたビームの９０％以上ミラー面で反射することが可能な材質の金属を用いている（反射率９０％以上）。例えば、銀、アルミニウムなどの金属やそれらを含む合金である。また、記録膜としては高透過率が必要であるために、窒化物系あるいは酸化物系の材料を必要に応じて使い分けた。また、各記録面での反射率及び吸収率を最適化するために、記録膜及び誘電体層（ＺｎＳ−ＳｉＯ_２など）の膜厚で最適化している。

この図に示すように、従来と同じ記録面が４面（Ｓ０〜Ｓ３）であり記録容量としては従来の４層光記録媒体とほぼ同じであるが、記録層作製プロセス数が２回、スペーサー層形成プロセス数が２回、カバー層形成プロセス数が１回の合計で５プロセスとなり、従来に比べて、記録層作製プロセス数が０．５倍、スペーサー層形成が０．６７倍と各プロセス数を少なくすることができる。即ち、従来に比べてプロセス数が大幅に減ることにより最終的な製造マージンが広くなり、更に、カバー層７の表面と基板１の表面とのトータル厚さが薄くなる為に材料費が抑えられ、結果的に多層光記録媒体の低価格化が可能となる。

なお、本実施例では、各記録層の記録面の呼び名として、次のように規定した。即ち、カバー層７側からビーム８を入射し、一番手前のＬ１記録層６における記録面としては、Ｌ１記録層６の手前側の記録面（凸部）をＳ３、奥側の記録面（凹部）をＳ０とした。同様に、Ｌ０記録層４における記録面としては、Ｌ０記録層４の手前側の記録面（凸部）をＳ２、奥側の記録面（凹部）をＳ１とした。

ここで、図２を用いて、２層光記録媒体における製造プロセスの一例を説明する。

まず少なくとも情報の記録あるいは再生を行う領域がミラー面である基板１を用い、その表面に高反射率金属層２を形成する。そしてその上にＴ０スペーサー層３となる紫外線硬化樹脂を塗布し、少なくとも表面に凹凸溝を有する透明スタンパ９を押し当てる（図２（Ａ））。そして透明スタンパ９を介してＴ０スペーサー層３に紫外線露光機１０により紫外線を適度に露光し、透明スタンパ９の凹凸部をＴ０スペーサー層３に転写する（図２（Ｂ））。透明スタンパ９を剥がした後、Ｔ０スペーサー層３の表面にＬ０記録層４をスパッタ法により形成する（図２（Ｃ））。続けて、Ｌ０記録層４上にＴ１スペーサー層５となる紫外線硬化樹脂を塗布し、表面の凹凸部にＬ１記録層６を形成した透明なカバーシート層７を押し当てる（図２（Ｄ））。そして透明なカバーシート層７を介してＴ１スペーサー層５に紫外線露光機１１により紫外線を適度に露光し両者を接着する（図２（Ｅ））。これらのプロセスを経て本実施例で用いる２層光記録媒体が完成する（図２（Ｆ））。なお、本実施例ではナノプリント法で形成したカバーシート層７を用いたが、２Ｐ法を用いてＬ１記録層の凹凸部を形成しても良い。この場合、各スペーサー層の形成に２Ｐ法を用いた場合には、前記の透明スタンパの使用枚数も従来に比べて半分の数ですむ為、低価格化に有利である。

図３は、本実施例における各記録面へ記録あるいは再生を行った時のビームの集光状態を示したものである。特に、連続記録あるいは連続再生時のビームの位置関係を示す。なお、Ｌ０記録層４とＬ１記録層６のグルーブ（溝）のスパイラル方向が異なっている。まず、一番手前のＬ１記録層６の記録面Ｓ３（凸部）から記録あるいは再生を開始した場合には、図３（Ａ）のようにカバー層７を介して記録面Ｓ３にビーム８を集光して、その状態で例えば外周方向（この図では右方向）へビーム８を移動させながら記録あるいは再生を実行すればよい。そして、記録あるいは再生すべき外周部までビーム８が移動したら、すぐにビーム８の焦点位置をＬ０記録層４の記録面Ｓ２（凸部）に移動させてＡＦをかける。と同時に記録面Ｓ２に沿って内周側へ記録あるいは再生を連続的に実施する。そして、記録あるいは再生すべき内周部までビーム８が移動したら、すぐにビーム８の焦点位置をＬ１記録層６の記録面Ｓ０（凹部）に移動させてＡＦをかける。この時、ビーム８は光反射率金属層２で反射したビームで行う。と同時に記録面Ｓ０に沿って外周側へビーム８を移動させながら記録あるいは再生を連続的に実施する。そして、記録あるいは再生すべき外周部までビーム８が移動したら、すぐにビーム８の焦点位置をＬ０記録層４の記録面Ｓ１（凹部）に移動させてＡＦをかける。この時、ビーム８は光反射率金属層２で反射したビームで行う。同時に記録面Ｓ１に沿って内周側へ記録あるいは再生を連続的に実施する。これにより、４つの記録面すべてに記録あるいは再生が連続的に行える。

このように本発明では記録層の層数が偶数（記録面の数も偶数）であることが特徴である。そして、二つの記録層毎に連続あるいは再生を行い、２層以上の場合にはこれを繰り返す。本発明では、任意の二つの記録層毎に連続あるいは再生を行う場合、記録あるいは再生を実施する順番を次のようにしている。

カバー層７側からビーム８を入射し、Ｌ１記録層６における手前側の記録面（凸部）をＳ３、奥側の記録面（凹部）をＳ０、Ｌ０記録層４における手前側の記録面（凸部）をＳ２、奥側の記録面（凹部）をＳ１とすると、例えば、Ｓ３の内周から外周に向かってビーム８を移動させた場合には、隣の記録面であるＳ０ではなくてＬ０記録層４のＳ２かＳ１を通って外周から内周に戻ってくる。このように、同じ記録層をビームが連続して往復せずに、必ず各記録層を交互に移動するのである。これを言い換えれば、個々の記録層における二つの記録面では同じ方向にビームが移動することになる。前記の例では、Ｌ１記録層６の記録面Ｓ３と記録面Ｓ０は共に内周から外周にビーム８が移動し、Ｌ０記録層４の記録面Ｓ２と記録面Ｓ１は共に外周から内周にビーム８が移動することになる。なお、図３に示すように、各記録層への記録はすべてオン・グルーブ記録となる。

以上のように、連続記録あるいは連続再生が可能な安価な多層光記録媒体に適した情報の記録再生方法が提供される。

実施例における２層光記録媒体の構造断面図実施例における２層光記録媒体の製造プロセス説明図実施例における２層光記録媒体の各記録面でのビームの集光状態説明図従来例における４層光記録媒体の構造断面図

符号の説明

１、１００ポリカーボネイト基板
２高反射率金属層
３、１０２Ｔ０スペーサー層
４、１０１Ｌ０記録層
５、１０４Ｔ１スペーサー層
６、１０３Ｌ１記録層
７、１０８カバー層
８、１０９ビーム
９透明スタンパ
１０、１１紫外線露光機
１０５Ｌ１記録層
１０６Ｔ２スペーサー層
１０７Ｌ２記録層
Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３記録面

Claims

ビームを多層光記録媒体に照射して情報の記録あるいは再生を行う情報の記録再生方法において、
上記多層光記録媒体は、記録層群と、高反射率金属層とを少なくとも有し、
上記記録層群は少なくとも２以上の記録層を有し、かつ、上記各記録層は第一の記録領域および第二の記録領域を有し、
上記高反射率金属層は、少なくとも上記記録層群における情報の記録あるいは再生を行う領域に対応する場所にミラー面を有し、
上記多層光記録媒体は、記録トラックのスパイラル方向が異なる２つの記録層を組とする場合に、上記記録層の組を１以上有し、
上記任意の２つの記録層間で連続して情報の記録あるいは再生する場合には、２つの記録層間を交互にビーム移動させながら行うことを特徴とする情報の記録再生方法。
請求項１記載の情報の記録再生方法において、各記録層における第一の記録領域および第二の記録領域では、記録トラックのスパイラル方向が同じであることを特徴とする情報の記録再生方法。