JP3557761B2 - 光磁気ディスク - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気ディスクに関し、特にアドレス信号等がエンボスピットによって書き込まれる光磁気ディスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光磁気記録方式は、磁性薄膜を部分的にキュリー点または温度補償点を越えて昇温し、この部分の保磁力を消滅させて外部から印加される記録磁界の方向に磁化の向きを反転することを基本原理とするもので、光ファイルシステムやコンピュータの外部記憶装置、あるいは音響、映像情報の記録装置等において実用化されつつある。
【０００３】
この光磁気記録方式に用いられる光磁気ディスクとしては、ポリカーボネート等からなる透明基板の一主面に、膜面と垂直方向に磁化容易軸を有し、且つ磁気光学効果の大きな記録磁性層（例えば希土類−遷移金属合金非晶質薄膜）や反射層，誘電体層を積層することにより記録部を形成し、さらにこの記録部の腐食を防止するために、記録部上に紫外線硬化樹脂等よりなる保護層を覆う如く形成したものが知られている。
【０００４】
このような光磁気ディスクでは、ディスク上に螺旋状または同心円状のトラックが設定され、情報信号はこのトラックに沿って書き込まれる。このトラックは一定の容量を有する複数のセクタに割り付けられている。各セクタは、先頭部分に当該セクタのディスク上での物理的な番地（アドレス）を表すアドレスエリアが設けられ、この領域以外がユーザによってデータ信号が書き込みまれるデータエリアとされる。
【０００５】
トラックや、アドレスエリアに形成されるアドレスピットは、通常、透明基板上に凹凸形状として形成される。すなわち、トラックは、螺旋状または同心円状の連続溝として刻設され、アドレスピットは、微小なエンボスピットとして刻設されている。
【０００６】
ところで、トラック上にセクタを配置する方式は、ディスクの回転速度制御方式と対応して選択される。
【０００７】
ディスクの回転速度制御方式としては、ディスクの角速度を一定にする方式（ＣＡＶ方式）と、線速度を一定にする方式（ＣＬＶ方式）とがあり、このうち前者の方式の方がディスクの回転速度制御が容易であるといった利点がある。
【０００８】
ＣＡＶ方式では、記録周波数が一定である場合、外周側のトラックと内周側のトラックでバイト数が同じになるので、セクタ数も等しくなる。この場合、外周側と内周側で１セクタの占める角度範囲は等しくなり、セクタの先頭に付されるアドレスエリアは半径方向に配列された形になる。
【０００９】
ここで、このようなセクタフォーマットでは、内周側にいくにしたがって、物理的なセクタ長が短くなり、セクタ内の記録密度は高くなる。外周側ではスペース的には余裕があるものの、内周側で記録が可能なバイト数に制限され、記録密度を十分に高めることができない。このため、このＣＡＶ方式は、ディスクの高密度記録化には不利である。
【００１０】
そこで、外周側のスペースを有効利用する方式としてＺＣＡＶ方式（ＺｏｎｅＣＡＶ方式）が提案されている。このＺＣＡＶ方式では、トラックを半径方向にブロック分割（ゾーンニング）し、１ブロックに対応するトラック群（ゾーン）内では角速度一定、記録周波数一定で記録再生を行うが、ゾーン同士を見たときには、ゾーン間で線密度が略一定になるようにディスクの角速度、記録周波数を制御する。このようにＺＣＡＶ方式では、外周側と内周側のゾーンで略一定な線密度になることから、ディスク全体で高密度記録化が図れることになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＺＣＡＶ方式では、ゾーン内では１セクタの占める角度範囲は外周側と内周側で等しくなり、セクタのアドレスエリアが半径方向に配列する。一方、ゾーン同士を見たときには、ゾーン内でセクタが半径方向に配列することで構成されるセクタ群の、線方向の長さが略一定になる。この場合、セクタ群の占める角度範囲は内周側にいく程広くなるので、隣合うゾーン同士でアドレスエリアにずれた位置関係が生じる。
【００１２】
ここで、このようにアドレスエリアがずれた位置関係になっていると、アドレスピットによる再生信号への影響が問題になる。
【００１３】
すなわち、アドレスエリアのアドレスピットは、透明基板上にエンボスピットとして形成される。このピットの周辺は、基板成形時のピットのアンカー効果によって樹脂の流れが不連続になっているため、基板内応力が残存し、これに由来する複屈折異常が生じている。
【００１４】
アドレスエリアが半径方向に配列している場合には、アドレスエリアのアドレスピットとデータエリアの光磁気信号（ＭＯ信号）が隣り合うことはない。このため、アドレスピット周辺の複屈折異常がデータエリアから得られる再生信号に影響することはほとんどない。
【００１５】
ところが、アドレスエリアが半径方向に配列せず、ずれた位置関係になっていると、アドレスエリアのアドレスピットとデータエリアのＭＯ信号が隣り合う場合が生じる。このような場合、アドレスピット周辺の複屈折異常がＭＯ信号に影響し、再生波形にスパイク状のノイズを与えるといった問題が生じる。
【００１６】
そこで、本発明はこのような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、エンボスピット周辺の複屈折異常を小さく抑え、ＺＣＡＶ方式を採用した場合に、データエリアから良好な再生信号が得られる光磁気ディスクを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明は、ランド部とグルーブ部が交互に同心円状に形成されるとともに、データエリアが構成される上記グルーブ部にアドレスを示すエンボスピットが形成された透明基板と、上記透明基板の上記ランド部及びグルーブ部が形成された面側に形成された磁気光学効果を有する記録磁性層を含む記録部とを有し、ＺＣＡＶ方式によりデータの記録再生が行われる光磁気ディスクにおいて、上記グルーブ部に形成された上記エンボスピットが、上記グルーブ部の底面からの深さが、読み取りレーザー波長をλ、基板の屈折率をｎとしたときに、λ／３．３ｎ〜λ／２．７ｎの範囲とされて形成されていることを特徴とする。
【００１８】
基板上に形成されるエンボスピットの深さを上記範囲にすると、エンボスピット周辺の内部応力が低減し、複屈折異常が抑えられる。したがって、エンボスピットと、記録部に記録されたデータ信号がディスク上で隣り合っているような場合でも、データ信号が良好に再生される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光ディスクの実施の形態について説明する。
【００２０】
この実施の形態の光ディスクは、ＺＣＡＶ方式が適用された光磁気ディスクである。まず、この光磁気ディスクの記録フォーマットについて図１、図２を参照しながら説明する。
【００２１】
この光磁気ディスクは、ディスク面上に、同心円状のトラックが複数設定され、この複数のトラックが半径方向にブロック分割されている。このブロック分割されたトラック群は、図１に示すように、交互にデータフィールド１０とバッファーフィールド１１とされている。ここで、１データフィールドと、そのデータフィールドの両側にあるバッファーフィールドの１／２が１ゾーン１２に相当する。
【００２２】
上記データフィールド１０は、ユーザによって記録磁性層に情報信号の記録が行われる領域であり、このデータフィールド１０内の各トラックは、一定の容量を有する複数のセクタ１３に割り付けられている。この各セクタ１３において、先頭部分には当該セクタ１３のディスク上での物理的な番地（アドレス）を表すアドレスエリア１４が設けられ、この領域以外がユーザによってデータ信号が書き込まれるデータエリア１５とされる。
【００２３】
このセクタ１３の配置は、ゾーン１２内ではトラック当たりのセクタ数が等しくなるように、すなわち外周側のトラックと内周側のトラックでセクタ１３の占める角度範囲が等しくなるように、また、ゾーン１２同士を見たときには、ゾーン１２内でセクタ１３が半径方向に配列することで構成されるセクタ群の、線方向での長さが略一定となるように設定されている。したがって、セクタ１３の先頭部に設けられたアドレスエリア１４は、ゾーン１２内では半径方向に配列するが、図１に示すように、隣り合うゾーン１２同士では、アドレスエリア１４にずれた位置関係が生じている。すなわち、このフォーマットでは、隣合うゾーン１４同士で、アドレスエリア１４とデータエリア１５が半径方向に並んだ領域を有している。なお、ディスク全体のアドレスエリア１５の配置の様子を図２に示す。
【００２４】
このような記録フォーマットが設定された光磁気ディスクは、図３に示すように基板１の一主面に記録部２が積層されて構成される。
【００２５】
基板１は、厚さ数ｍｍ程度の円板状の透明基板であり、記録部２を設ける側の表面には、上述の記録フォーマットのトラックに対応して案内溝（グルーブ）３が刻設され、またアドレスエリアのアドレスピットに対応して微小なエンボスピット４が刻設されている。
【００２６】
ここで、この光磁気ディスクでは、特に、エンボスピット４の深さｄが、読み取りレーザー波長をλ、基板の屈折率をｎとしたときに、λ／３．３ｎ〜λ／２．７ｎの範囲とされている。
【００２７】
このピット深さの上限λ／２．７ｎは、アドレスピット周辺の複屈折異常を抑え、この複屈折異常が当該アドレスピットと隣接するＭＯ信号に影響することで生じるノイズを低減する点から設定される。
【００２８】
まず、図４に、アドレスピットの深さと、データエリアから得られる再生信号のバイトエラーレートの関係を示す。このようにバイトエラーレートは、ピットの深さが深い程大きくなり、ピットの深さを浅くすることで、小さく抑えられるようになる。
【００２９】
ここで、光磁気記録再生システムの誤り訂正符号（ＥＣＲ）の訂正限界は、１０^−３以下のバイトエラーレートであり、このような範囲にバイトエラーレートが抑えられるのはピットの深さがλ／２．７ｎ以下の場合である。つまり、データエリアから良好な再生信号を得るには、基板上に形成するアドレスピットの深さはλ／２．７ｎ以下とすることが必要である。
【００３０】
しかし、アドレスピットの深さはその信号強度にも影響する。光波干渉の点から、ピットの深さがλ／４ｎとなるときに最も信号強度が大きくなる。このアドレスピットの信号強度があまり大きくなると、その信号がトラッキングエラー信号に漏れ込み、トラッキングやクロストラック数の検出が正確に行われなくなる。
【００３１】
このことを示すために、図５に、アドレスピットの深さと、その信号のトラッキングエラー信号への漏れ込み量の関係を示す。
【００３２】
なお、ここでは、トラッキングエラー信号への漏れ込み量は、再生光スポットをトラックを横切って走査したときに得られるトラッククロス信号を検出することで調べた。再生光スポットをトラックを横切るように走査すると、図６に示すように、再生光スポットが跨いだグルーブ部とランド部の数に対応して振幅する再生波形が得られる。アドレスピットの漏れ込みは、この再生波形上に畳重するスパイク状ノイズとして観測される。この再生波形の振幅Ａに対するノイズの大きさＢの比Ｂ／Ａ×１００（％）が、アドレス信号のトラッキングエラー信号の漏れ込み量である。
【００３３】
この図５に示すように、トラッキングエラー信号への漏れ込み量は、ピットの深さがλ／４ｎに近づく程大きくなる。このトラッキングエラー信号への漏れ込み量を実用範囲内（４０％以下）に抑えるためには、アドレスピットの深さをλ／３．３ｎ以上にする必要がある。
【００３４】
以上の結果から、アドレスピット周辺の複屈折異常に由来する再生信号上のノイズや、アドレス信号のトラッキングエラー信号への漏れ込みを抑えるには、アドレスピットの深さはλ／３．３ｎ〜λ／２．７ｎの範囲とすることが必要であることがわかり、アドレスピットの深さをこの範囲とすることでアクセス信頼性を犠牲にすることなくデータエリアから高品質な再生信号が得られるようになる。
【００３５】
この光磁気ディスクでは、このようにアドレスピット４の深さを規制するが、このピットが形成される透明基板１の材質は、光磁気ディスクで通常用いられているものがいずれも使用可能である。具体的には、アクリル樹脂，ポリカーボネート樹脂，ポリオレフィン樹脂，エポキシ樹脂等のプラスチック材料の他、ガラス等も使用される。前者の場合には射出成形によって、後者の場合にはフォトポリマー法（２Ｐ法）によって、案内溝３やエンボスピット４等が凹凸形状として形成される。
【００３６】
このうち、光磁気ディスクで汎用されている基板は、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ガラス等であり、これら基板の屈折率ｎは、波長６８０ｎｍで１．５９程度である。このような基板を用いた光磁気ディスクに対して、波長６８０ｎｍの読み取り光で再生を行うような場合には、アドレスピットの深さは０．１３０〜０．１５８μｍとすれば良い。
【００３７】
このような透明基板上には、記録部が形成される。
【００３８】
記録部２は、図３に示すように例えば記録磁性層５，誘電体層６，７及び反射層８よりなる４層構造を有し、基板１上に第１の誘電体層６，記録磁性層５，第２の誘電体層７，反射層８なる順序で積層されて構成されている。
【００３９】
これらのうち、第１の誘電体層６及び第２の誘電体層７としては、酸化物や窒化物等が使用可能であるが、誘電体層中の酸素が記録磁性層に悪影響を及ぼす虞れがあることから窒化物がより好ましく、酸素および水分を透過させず且つ使用レーザ光を十分に透過し得る物質として窒化珪素あるいは窒化アルミニウム等が好適である。
【００４０】
また、上記記録磁性層５は、膜面に垂直な方向に磁化容易方向を有する非晶質の磁性薄膜であって、磁気光学特性に優れることは勿論、室温にて大きな保磁力を持ち、且つ２００℃近辺にキュリー点を持つことが望ましい。このような条件に叶った記録材料としては、希土類−遷移金属合金非晶質薄膜等が挙げられ、なかでもＴｂＦｅＣｏ系非晶質薄膜が好適である。この記録磁性層には、耐蝕性を向上させる目的で、Ｃｒ等の添加元素が添加されていてもよい。
【００４１】
反射層８は、前記第２の誘電体層との境界でレーザ光を７０％以上反射する高反射率の膜により構成することが好ましく、非磁性金属の蒸着膜が好適である。また、この反射層は、熱的に良導体であることが望ましく、入手の容易さや成膜の容易さ等を考慮すると、アルミニウムが適している。
【００４２】
さらに、上記記録部２上に保護層を形成するようにしても良い。この保護層は、記録部を大気中の水や酸素から隔離するためのものであり、アクリル系紫外線硬化樹脂等の紫外線硬化樹脂が使用される。
【００４３】
このような構成の光磁気ディスクは、ＺＣＡＶ方式によって情報の記録再生が行われる。すなわち、ゾーン内では、角速度一定、記録周波数一定、すなわちＣＡＶ方式で記録再生を行い、またゾーン同士を見たときにはゾーン間で線密度が略一定となるように角速度、記録周波数を制御する。ここで、この光磁気ディスクでは、アドレスピットの深さが所定の範囲となされていることから、目的のセクタに正確にアクセスできるとともにデータエリアからノイズの小さい再生信号が得られ、良好な記録再生特性を得ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
上述したように、本発明は、ＺＣＡＶ方式によりデータの記録再生が行われる光磁気ディスクにおいて、データエリアが構成されるグルーブ部に形成されたアドレスを示すエンボスピットのグルーブ部の底面からの深さが、読み取りレーザー波長をλ、基板の屈折率をｎとしたときに、λ／３．３ｎ〜λ／２．７ｎの範囲とされて形成されているので、エンボスピット周辺の複屈折異常に由来するノイズが抑えられ、エンボスピット信号のアドレストラッキングエラー信号への漏れ込みが低減される。したがって、ＺＣＡＶ方式のように、エンボスピットと記録部に記録されたデータがディスク上で隣り合うような領域が生じるようなフォーマットを採用した場合でも、品質の高い再生信号がアクセス信頼性を犠牲にすることなく得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した光ディスクのフォーマットを説明するための模式図である。
【図２】上記光ディスクのアドレスエリアの配置の様子を示す模式図である。
【図３】本発明を適用した光ディスクの１構成例を示す断面図である。
【図４】エンボスピットの深さとバイトエラーレートの関係を示す特性図である。
【図５】エンボスピットの深さとトラッキングエラー信号への漏れ込み量の関係を示す特性図である。
【図６】トラッキングエラー信号への漏れ込み量を説明するために模式図である。
【符号の説明】
１ 透明基板
２ 記録部
３ 案内溝
４ アドレスピット
１０ データフィールド
１１ バッファーフィールド
１２ ゾーン
１３ セクタ
１４ アドレスエリア

Claims (2)

1. ランド部とグルーブ部が交互に同心円状に形成されるとともに、データエリアが構成される上記グルーブ部にアドレスを示すエンボスピットが形成された透明基板と、上記透明基板の上記ランド部及びグルーブ部が形成された面側に形成された磁気光学効果を有する記録磁性層を含む記録部とを有し、ＺＣＡＶ方式によりデータの記録再生が行われる光磁気ディスクにおいて、
   上記グルーブ部に形成された上記エンボスピットは、上記グルーブ部の底面からの深さが、読み取りレーザー波長をλ、基板の屈折率をｎとしたときに、λ／３．３ｎ〜λ／２．７ｎの範囲とされて形成されていることを特徴とする光磁気ディスク。
2. 上記データエリアに記録されたデータの読み取りに用いられる読み取りレーザ波長が、略６８０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の光磁気ディスク。

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