JP4288818B2 - 光記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に信号記録層を備え、この信号記録層に対して光ビームを照射することにより、情報信号の記録及び／又は再生が行われる光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光記録媒体は、信号記録層を備えて円板状に形成されてなり、この信号記録層に対して光ビームを照射することによって、情報信号の記録及び／又は再生（以下、記録再生という。）が行われる記録媒体である。
【０００３】
このような光記録媒体としては、例えば、いわゆるコンパクトディスク・レコーダブルシステムに用いられて、情報信号の追記が可能な光ディスクＣＤ−Ｒ（CD-Recordable）がある。ＣＤ−Ｒは、情報信号が記録される信号記録層が有機色素系の材料により形成されており、光ビームを照射することによって記録マークを書き込み、この記録マークの有無により信号記録層の反射率を変化させることにより記録が行われるとともに、信号反射層の反射率を検出して記録マークの有無を検出することにより記録された信号の再生が行われる。
【０００４】
また、光記録媒体としては、例えば、ミニディスク（ＭＤ：Mini Disc）やＭＯ（Magneto-Optical）ディスク等のように、磁気光学効果を利用して信号記録層に対する記録再生を行う光磁気ディスクや、ＣＤ−ＲＷ（CD-Rewritable）等のように、信号記録層の相変化を利用して記録信号の書き換えが可能な相変化型光ディスクなどが実用化されている。
【０００５】
さらに、光記録媒体としては、例えば、従来から広く用いられているＣＤ（Compact Disc）やＣＤ−ＲＯＭ（CD-Read Only Memory）等のように、記録する情報信号に対応した凹凸パターンがディスク基板上に予め形成されてなる再生専用光ディスクがある。このような再生専用光ディスクでは、ディスク基板上に光反射層を備え、照射した光ビームの反射光を検出することにより凹凸パターンを検出して、記録された信号を再生する。すなわち、ディスク基板上に形成された凹凸パターンが情報信号を記録する信号記録層としての機能を有している。
【０００６】
ところで、上述したような光記録媒体においては、光ビームを記録トラックに沿って照射するトラッキングサーボを実現するために、この記録トラックに沿って所定の溝形状を形成するという方法が提案され、実用化されている。このような溝形状は、スパイラル状或いは同心円状に形成され、光ビームの照射側から見た凹部及び凸部がそれぞれランド部及びグルーブ部と称されている。そして、例えば、光ビームの照射側から見て凸となるグルーブ部に沿って記録トラックを形成し、この記録トラックに対して情報信号の記録再生が行われる。
【０００７】
また、記録再生の分野においては、記録媒体や記録再生装置の小型軽量化や大容量化が強く望まれており、これに伴って、光記録媒体の高記録密度化を達成することが重要となってきている。そこで、光記録媒体では、上述したように記録トラックに沿って形成された溝形状のうち、その凹凸の一方だけに対して記録再生を行うだけでなく、ランド部とグルーブ部との両方に対して記録再生を行う、いわゆるランドグルーブ記録方式が提案されている。
【０００８】
また、光記録媒体では、高記録密度化を達成するために、例えば、磁気超解像方式により記録再生を行うことが提案されている。磁気超解像方式では、光記録媒体の信号記録層として、情報信号に応じた磁気信号が記録される第１の磁性層と、光ビームが照射されて昇温されることにより、第１の磁性層に記録された磁気信号が転写される第２の磁性層とを備えて形成される。そして、再生時には、第２の磁性層に転写された磁気信号を読みとるように構成されている。これにより、光ビームのスポット径よりも小さな磁気信号を第１の磁性層に記録した場合であっても、第２の磁性層に転写された磁気信号だけを検出することができ、高密度に記録された磁気信号を確実に再生可能とされている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したランドグルーブ記録方式では、ランド部及びグルーブ部の両方で同様な記録再生特性が得られるように、これらランド部とグルーブ部との幅を、それぞれ記録再生に用いる光ビームのスポット径と同程度に形成されている。
【００１０】
しかしながら、例えば上述した磁気超解像方式のように、信号記録層に記録された記録マークを光ビームのスポット径よりも小さくした場合には、ランドグルーブ記録方式を適用してランド部とグルーブ部との両方に記録すると、これらランド部及びグルーブ部で記録再生特性が異なったものになってしまうという問題があった。そのため、ランドグルーブ記録方式において、記録トラックを狭く形成し、信号記録層に記録する情報信号の大きさを光ビームのスポット径よりも小さくすることにより、さらなる高密度化を進める場合に、安定して確実な記録再生を行うことが極めて困難になってしまう。
【００１１】
そこで、本発明は、ランドグルーブ記録方式において、さらなる高記録密度化を進めた場合であっても、安定して確実な記録再生を行うことが可能な光記録媒体を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光記録媒体は、基板上に信号記録層及び保護層を備え、この信号記録層に対して光ビームを照射することにより、情報信号の記録及び／又は再生が行われる光記録媒体である。上記信号記録層には、上記光ビームのスポット径よりも小さい幅で、上記光ビームが照射される側から見て凹となる部分であるランド部と、凸となる部分であるグルーブ部とが記録トラックに沿って形成され、上記ランド部及びグルーブ部の両方に対して情報信号の記録及び／又は再生が行われるとともに、上記ランド部は、上記ランド部と上記グルーブ部との記録再生特性が同等となるように上記グルーブ部よりも幅広に形成され、上記信号記録層は、情報信号に応じた磁気信号が記録される第１の磁性層と、光ビームが照射されて昇温されることにより、上記第１の磁性層に記録された磁気信号が転写される第２の磁性層とを備え、上記第１の磁性層と上記第２の磁性層との間には、磁気的な結合状態を制御する中間層が設けられ、上記第２の磁性層と上記保護層との間には、光ビームが照射されることにより生じる熱を拡散させる光反射層が設けられている。
【００１３】
以上のように構成された光記録媒体は、記録トラックに記録された情報信号の記録再生特性を、ランド部とグルーブ部とにおいて同程度とすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では、本発明を適用した光記録媒体の例として、図１及び図２に示すように、磁気超解像方式により記録再生が行われる光磁気ディスク１について説明する。ただし、本発明は、磁気超解像方式により記録再生が行われる光記録媒体への適用に限定されるものではなく、信号記録層に対して光ビームを照射することにより情報信号の記録再生が行われる光記録媒体に対して広く適用することができる。
【００１５】
具体的には、例えば、信号記録層が有機色素系の材料により形成されてなる追記型の光ディスク、磁気光学効果を利用して信号記録層に対する記録再生を行う光磁気ディスク、信号記録層の相変化を利用して記録再生を行う相変化型光ディスク、ディスク基板上に形成された凹凸パターンが情報信号を記録する信号記録層としての機能を有している再生専用の光ディスクなどに対して適用することができる。
【００１６】
また、以下では、本発明を適用した光記録媒体の例として、磁気光学効果を利用した磁気超解像方式により信号記録層に対する記録再生が行われる光磁気ディスク１について説明するが、本発明は、例えば、相変化型光ディスクにおいて、透過光量の熱分布を応用した超解像方式の光記録媒体にも適用することができる。
【００１７】
本発明を適用した光磁気ディスク１は、図１及び図２に示すように、例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂材料によって略円板状に成形されてなるディスク基板２を備える。また、ディスク基板２上には、例えばＧｄＦｅＣｏにより形成された第１の信号記録層３と、例えばＴｂＦｅＣｏにより形成された第２の信号記録層４と、紫外線硬化樹脂等がスピンコートされてなる保護層５とが順に形成されている。なお、図１は、光磁気ディスク１の概略を示す斜視図であり、図２は、光磁気ディスク１の積層構造を概略的に示す要部拡大断面図である。
【００１８】
また、ディスク基板２には、その中心部にセンター穴２ａが形成されている。光磁気ディスク１は、記録再生装置により記録再生が行われる際に、センター穴２ａ近傍で記録再生装置の回転駆動機構に対して支持固定され、所定の速度で回転駆動される。また、ディスク基板２は、記録再生に用いられる光ビームに対して透光性を有している。そして、ディスク基板２の各層が積層されていない側の主面１ｂから光ビームが入射される。
【００１９】
また、ディスク基板２には、各層が積層されていない側の主面２ｃに、案内溝としての凹凸形状が所定の凹凸パターンで形成されている。この凹凸パターンは、ディスク基板２の主面２ｃ上で、スパイラル状又は同心円状に形成されており、光ビームが入射される側から見て凹となる部分がランド部６とされ、凸となる部分がグルーブ部７とされている。光磁気ディスク１においては、これらランド部６及びグルーブ部７の溝形状に沿って記録トラックが形成されており、この記録トラックに沿って、第１及び第２の信号記録層３，４に対する記録再生が行われるように構成されている。
【００２０】
また、ランド部６及びグルーブ部７は、第１の及び第２の信号記録層３，４に対する記録再生時に照射される光ビームのスポット径よりも小さい幅で形成されている。具体的には、例えば、ディスク基板２の厚さが１．２ｍｍである光磁気ディスク１に対して、このディスク基板２側から照射する光ビームの波長を６８０ｎｍとし、開口数ＮＡが０．５５である対物レンズを用いるとすると、信号記録面となる第１及び第２の信号記録層３，４上に照射される光ビームのスポット径は、直径が０．９μｍ程度となる。この場合に、ランド部６及びグルーブ部７は、例えば、それぞれ０．７２５μｍ及び０．５８８μｍ程度に形成する。
【００２１】
一般に、光記録媒体に対して記録再生するために用いる光ビームのスポット径は、この光ビームの波長λを対物レンズの開口数ＮＡで除した値に比例する関係を有する。光ビームの波長λは、例えば、情報信号を記録する信号記録層の材料や半導体レーザ素子の発信特性に依存しており、対物レンズの開口数ＮＡは、例えば、光ビームの透過層となるディスク基板の厚さや、対物レンズを搭載した光学ヘッドと光記録媒体との記録再生時における距離などによって規制される。そのため、記録再生に用いることができる光ビームの波長λや対物レンズの開口数ＮＡには限界があり、光ビームのスポット径を小さくすることには限界がある。したがって、信号記録層に記録する記録マークの大きさを小さく形成することには限界があり、高記録密度化を達成することが困難であった。
【００２２】
しかしながら、本発明を適用した光磁気ディスク１においては、ランド部６及びグルーブ部７が光ビームのスポット径よりも小さい幅で形成されていることにより、第２の信号記録層４に記録される磁気信号を小さくすることができる。すなわち、第２の信号記録層４に記録される磁気信号のトラック方向の幅は、ランド部６及びグルーブ部７の幅によって規制されることから、これらランド部６及びグルーブ部７の幅を狭くすることにより、磁気信号を高密度に形成することができ、ひいては光磁気ディスク１の高記録密度化・大容量化を達成することが可能となる。
【００２３】
ところで、光磁気ディスク１では、ランド部６の幅が、グルーブ部７の幅よりも広く形成されている。これにより、詳細を後述するように、記録トラックに記録する記録マークの記録再生特性を同等とすることができ、安定して確実な記録再生動作を行うことが可能となる。
【００２４】
なお、これらランド部６及びグルーブ部７は、所定の周期で蛇行（ウォブリング）して形成し、このウォブリングにウォブル信号が予め記録された構成としてもよい。ウォブル信号としては、例えば、記録トラックの絶対時間情報やアドレス情報などを含むセクタ情報をＦＭ変調した信号などであればよい。光磁気ディスク１では、このようにランド部６及びグルーブ部７の凹凸形状に記録されたウォブル信号を検出しながら記録再生を行うとすることによって、記録再生ヘッドが任意の記録トラックにアクセスすることを容易にすることができる。
【００２５】
第１及び第２の信号記録層３，４は、光磁気ディスク１において信号記録層としての機能を有しており、いわゆる磁気超解像方式によって情報信号の記録再生が行われる。すなわち、記録時には、記録再生装置によって情報信号に応じた外部磁界が印加されることによって、この情報信号に応じた磁気信号が第２の信号記録層４に記録マークとして記録される。そして、再生時には、光ビームが照射されて第１の信号記録層３における所定の領域が昇温されることにより、この領域で第２の信号記録層４に記録された磁気信号が第１の信号記録層３に転写され、転写された磁気信号を磁気ヘッドによって検出される。
【００２６】
すなわち、光磁気ディスク１においては、第２の信号記録層４が、情報信号に応じて記録される磁気信号を保持する記録状態保持層としての機能を有しており、第１の信号記録層３が、再生時に第２の信号記録層４に保持された磁気信号を転写されて読みとられる再生層としての機能を有している。光磁気ディスク１は、このように磁気超解像方式によって情報信号の記録再生が行われるように構成されていることにより、第２の信号記録層４に微小な磁気信号を形成して高記録密度化・大容量化を達成することができるとともに、再生時には第１の信号記録層３に転写された磁気信号を確実に且つ安定して読みとることが可能となる。
【００２７】
なお、光磁気ディスク１では、第１の信号記録層３と第２の信号記録層４との間に、これら第１及び第２の信号記録層４間の磁気的な結合状態を制御する目的で、例えばＧｄＦｅにより形成された中間層が形成されていてもよい。また、第２の信号記録層４と保護層５との間に、記録再生に用いる光ビームの利用効率を向上させたり、光ビームが照射されることにより生じる熱を拡散させる目的で、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ等により形成された光反射層が形成されていてもよい。また、光磁気ディスク１においては、各層の間に、誘電体層などが形成されていてもよい。
【００２８】
以上で説明したような本発明を適用した光磁気ディスク１を製造する際には、その原盤となるスタンパを用いて射出成形などを行うことにより、ランド部６及びグルーブ部７が形成されたディスク基板２を作製し、このディスク基板２上に、第１の信号記録層３、第２の信号記録層４、及び保護層５を順次薄膜形成する。以下では、ディスク基板２を作製する際に用いられるスタンパを作製するレーザカッティング装置の一例について説明する。
【００２９】
図３に示すレーザカッティング装置２０は、ガラス基板２１の上に塗布されたフォトレジスト層２２を露光して潜像を形成するための装置である。このレーザカッティング装置２０でフォトレジスト層２２に潜像を形成する際に、フォトレジスト層２２が塗布されたガラス基板２１は、移動光学テーブル上に設けられた回転駆動装置に取り付けられる。そして、フォトレジスト層２２を露光する際に、ガラス基板２１は、フォトレジスト層２２の全面にわたって、ディスク基板１に形成するランド部６及びグルーブ部７の凹凸パターン（スパイラル状又は同心円状）に対応したパターンで露光がなされるように、図中矢印Ａに示すように回転駆動装置によって回転駆動されるとともに、光学移動テーブルによって径方向に平行移動される。
【００３０】
このレーザカッティング装置２０は、レーザ光を出射する光源２３と、光源２３から出射されたレーザ光の光強度を調整するための電気光学変調器（ＥＯＭ：Electro Optical Modulator）２４と、電気光学変調器２４から出射されたレーザ光を反射光と透過光とに分割するビームスプリッタ２５と、ビームスプリッタ２５を透過してきたレーザ光を検出するフォトディテクタ（ＰＤ：Photo Detector）２６と、電気光学変調器２４に対して信号電界を印加して当該電気光学変調器２４から出射されるレーザ光強度を調整するオートパワーコントローラ（ＡＰＣ：Auto Power Controller）２７とを備えている。
【００３１】
このレーザカッティング装置２０において、光源２３から出射されたレーザ光は、先ず、オートパワーコントローラ２７から印加される信号電界によって駆動される電気光学変調器２４によって、所定の光強度とされる。
【００３２】
なお、光源２３には、任意のものが使用可能であるが、比較的に短波長のレーザ光を出射するものが好ましい。具体的には、例えば、波長λが４１３ｎｍのレーザ光を出射するＫｒレーザや、波長λが４４２ｎｍのレーザ光を出射するＨｅ−Ｃｄレーザなどが、光源２３として好適である。
【００３３】
そして、電気光学変調器２４から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ２５によって反射光と透過光とに分けられる。なお、ビームスプリッタ２５によって反射されたレーザ光は、フォトレジスト層２２を露光する露光ビームとなる。
【００３４】
ここで、ビームスプリッタ２５を透過したレーザ光は、フォトディテクタ２６によって、その光強度が検出され、当該光強度に応じた信号がフォトディテクタ２６からオートパワーコントローラ２７に送られる。そして、フォトディテクタ２６から送られてきた信号に応じて、オートパワーコントローラ２７は、フォトディテクタ２６によって検出される光強度が所定のレベルにて一定となるように、電気光学変調器２４に対して印加する信号電界を調整する。これにより、電気光学変調器２４から出射するレーザ光の光強度が一定となるように、自動光量制御（ＡＰＣ：Auto Power Control）が施され、ノイズの少ない安定したレーザ光が得られる。
【００３５】
一方、ビームスプリッタ２５によって反射されてなる露光ビームは、当該露光ビームを光強度変調するための変調光学系３１に導かれ、当該変調光学系３１によって光強度変調が施される。
【００３６】
変調光学系３１に入射した露光ビームは、集光レンズ３２によって集光された上で音響光学変調器（ＡＯＭ：Acousto Optical Modulator）３３に入射し、この音響光学変調器３３によって、所望する露光パターンに対応するように光強度変調される。そして、音響光学変調器３３によって光強度変調された露光ビームは、コリメートレンズ３４によって平行光とされた上で、変調光学系３１から出射される。
【００３７】
ここで、音響光学変調器３３には、当該音響光学変調器３３を駆動するための駆動用ドライバ３５が取り付けられている。そして、フォトレジスト層２２の露光時には、所望する露光パターンに応じた信号Ｓ１が駆動用ドライバ３５に入力され、当該信号Ｓ１に応じて駆動用ドライバ３５によって音響光学変調器３３が駆動され、露光ビームに対して光強度変調が施される。
【００３８】
具体的には、一定の深さのグルーブ部７に対応した凹凸パターンの潜像をフォトレジスト層２２に形成する場合に、一定レベルのＤＣ信号が駆動用ドライバ３５に入力され、当該ＤＣ信号に応じて駆動用ドライバ３５によって音響光学変調器３３が駆動される。これにより、所望する凹凸パターンに対応するように、露光ビームに対して光強度変調が施される。
【００３９】
以上のようにして、露光ビームは変調光学系３１によって光強度変調が施される。そして、変調光学系３１から出射された露光ビームは、ミラー３６によって反射され、移動光学テーブル上に水平且つ平行に導かれる。
【００４０】
そして、移動光学テーブル上に水平且つ平行に導かれた露光ビームは、偏向光学系３７によって光学偏向が施される。ここで、偏向光学系３７は、露光ビームに対して光学偏向を施すためのものである。すなわち、本発明を適用した光磁気ディスク１のディスク基板２に形成されるランド部６及びグルーブ部７に対応した潜像を形成するときは、この偏向光学系３７によって、ランド部６及びグルーブ部７の凹凸形状に対応するように露光ビームに光学偏向を施し、当該光学偏向を施した露光ビームによりフォトレジスト層２２を露光するようにする。
【００４１】
すなわち、変調光学系３１から出射され偏向光学系３７に入射した露光ビームは、ウェッジプリズム３８を介して音響光学偏向器（ＡＯＤ：Acousto Optical Deflector）３９に入射し、この音響光学偏向器３９によって、所望する露光パターンに対応するように光学偏向が施される。そして、音響光学偏向器３９によって光学偏向が施された露光ビームは、ウエッジプリズム４０を介して偏向光学系３７から出射される。
【００４２】
ここで、音響光学偏向器３９には、当該音響光学偏向器３９を駆動するための駆動用ドライバ４１が取り付けられている。そして、フォトレジスト層２２の露光時には、所望する露光パターンに応じた信号Ｓ２が駆動用ドライバ４１に入力され、当該信号Ｓ２に応じて駆動用ドライバ４１によって音響光学偏向器３９が駆動され、露光ビームに対して光学偏向が施される。
【００４３】
そして、このような偏向光学系３７によって、光学偏向が施された露光ビームは、拡大レンズ４２によって所定のビーム径とされた上でミラー４３によって反射されて対物レンズ４４へと導かれ、当該対物レンズ４４によってフォトレジスト層２２上に集光される。これにより、フォトレジスト層２２が露光され、フォトレジスト層２２に潜像が形成されることとなる。
【００４４】
このとき、フォトレジスト層２２が塗布されているガラス基板２１は、上述したように、フォトレジスト層２２の全面にわたって所望のパターンでの露光がなされるように、図中矢印Ａに示すように回転駆動装置によって回転駆動されるとともに、移動光学テーブルによって平行移動される。この結果、露光ビームの照射軌跡に応じた潜像が、フォトレジスト層２２の全面にわたって形成されることとなる。
【００４５】
つぎに、本発明を適用した光磁気ディスク１の製造方法について、具体的な例を挙げて詳細に説明する。
【００４６】
本発明を適用した光磁気ディスク１を作製する際は、先ず、原盤工程として、ディスク基板２に形成されるランド部６及びグルーブ部７に対応した凹凸パターンを有するスタンパを作製する。
【００４７】
この原盤工程においては、先ず、表面を研磨した円盤状のガラス基板を洗浄し乾燥させ、その後、このガラス基板上に感光材料であるフォトレジスト層を塗布する。次に、このフォトレジスト層を上述したレーザカッティング装置２０によって露光し、ディスク基板２に形成されるランド部６及びグルーブ部７に対応した潜像をフォトレジスト層に形成する。
【００４８】
このとき、記録する信号に対応するように、レーザカッティング装置２０の偏向光学系３７により、露光ビームに対して光学偏向を施す。これにより、ランド部６及びグルーブ部７に対応した潜像が、フォトレジスト層に形成されることとなる。
【００４９】
なお、フォトレジスト層を露光して、ランド部６及びグルーブ部７対応した潜像を形成する際は、フォトレジスト層が塗布形成されているガラス基板を、所定の回転速度にて回転駆動させるとともに、所定の速度にて径方向に平行移動させる。具体的には、例えば、ガラス基板の回転速度と径方向への移動速度とを調整することにより、ランド部６及びグルーブ部７でのトラックピッチが１．３μｍ程度となるように設定する。
【００５０】
そして、以上のようにしてフォトレジスト層に潜像を形成した後、このフォトレジスト層が塗布されている面が上面となるようにして、ガラス基板を現像機のターンテーブル上に載置する。そして、当該ターンテーブルを回転させることによりガラス基板を回転させながら、フォトレジスト層上に現像液を滴下して現像処理を施して、ガラス基板上にランド部６及びグルーブ部７に対応した凹凸パターンを形成する。
【００５１】
次に、この凹凸パターン上に無電界メッキ法によりＮｉ等からなる導電化膜を形成し、その後、導電化膜が形成されたガラス基板を電鋳装置に取り付け、電気メッキ法により導電化膜上にＮｉ等からなるメッキ層を、３００±５μｍ程度の厚さとなるように形成する。その後、このメッキ層を剥離し、剥離したメッキをアセトン等を用いて洗浄し、凹凸パターンが転写された面に残存しているフォトレジスト層を除去する。
【００５２】
以上の工程により、ガラス基板上に形成されていた凹凸パターンが転写されたメッキからなる光記録媒体製造用原盤、すなわち、ランド部６及びグルーブ部７に対応した凹凸パターンが形成されたスタンパが完成する。
【００５３】
次に、転写工程として、フォトポリマー法（いわゆる２Ｐ法）により、スタンパの表面形状が転写されてなるディスク基板２を作製する。
【００５４】
具体的には、先ず、スタンパの凹凸パターンが形成された面上にフォトポリマーを平滑に塗布してフォトポリマー層を形成し、次に、当該フォトポリマー層に泡やゴミが入らないようにしながら、フォトポリマー層上にベースプレートを密着させる。ここで、ベースプレートには、例えば、１．２ｍｍ厚のポリメチルメタクリレートからなるベースプレートを使用する。
【００５５】
その後、紫外線を照射してフォトポリマーを硬化させ、その後、スタンパを剥離することにより、このスタンパの表面形状が転写されてなるディスク基板２を作製する。
【００５６】
なお、ここでは、スタンパに形成された凹凸パターンがより正確にディスク基板２に転写されるように、２Ｐ法を用いてディスク基板２を作製する例を挙げたが、ディスク基板２を量産するような場合には、ポリメチルメタクリレートやポリカーボネート等の透明樹脂を用いて射出成形することによって作製するようにしてもよいことは言うまでもない。
【００５７】
次に、成膜工程として、スタンパの表面形状が転写されてなるディスク基板２の上に、第１の信号記録層３、第２の信号記録層４、及び保護層５を順次薄膜形成する。具体的には、例えば、先ず、ディスク基板２の凹凸パターンが形成された面上に、所定のターゲット材を用いてスパッタリングを行うことによって、ＧｄＦｅＣｏにより形成されてなる第１の信号記録層３と、ＴｂＦｅＣｏにより形成されてなる第２の信号記録層４とを薄膜状に形成する。その後、第２の信号記録層４の上に紫外線硬化樹脂をスピンコート法により塗布し、当該紫外線硬化樹脂に対して紫外線を照射し硬化させることにより、保護層５を形成する。
【００５８】
以上の工程により、本発明を適用した光磁気ディスク１が完成する。すなわち、上述したようにして、ディスク基板２に形成されるランド部６及びグルーブ部７に対応した凹凸パターンが形成されたスタンパを用いることにより、本発明を適用した光磁気ディスク１を作製することができる。
【００５９】
＜実験例＞
以下では、上述した光磁気ディスク１を実際に作製し、その記録再生特性を測定した結果について説明する。
【００６０】
実験例１
先ず、実験例１としては、ディスク基板２におけるグルーブ部７の深さを７０ｎｍとし、ランド部６及びグルーブ部７の幅の比を僅かずつ変えて、複数の光磁気ディスク１を作製した。このとき、ディスク基板２は、上述したようにしてスタンパを用いて２Ｐ法により１．２ｍｍの厚さで作製し、ランド部６及びグルーブ部７の幅は、それぞれ、０．７μｍ程度及び０．６μｍ程度となるようにして作製した。
【００６１】
なお、ランド部６及びグルーブ部７の幅の比を測定するに際しては、これらランド部６及びグルーブ部７の幅に応じて、照射した光ビームが反射して戻ってくる反射光の光量が変化することから、この反射光の光量比をランド部６及びグルーブ部７の幅の比とした。ただし、例えば、各種の光学顕微鏡や電子顕微鏡などにより、直接ランド部６及びグルーブ部７の幅を測定し、比を算出してもよい。
【００６２】
そして、以上のように作製した複数の光磁気ディスク１のランド部６及びグルーブ部７に対して、波長λが６８０ｎｍである光ビームを開口数ＮＡが０．５５である対物レンズにより照射することによって記録再生を行い、ランド部６及びグルーブ部７における再生時のＣＮ比をそれぞれ測定した。
【００６３】
実験例２
次に、実験例２として、ディスク基板２におけるグルーブ部７の深さを６０ｎｍとした他は、上述した実験例１と同様にして複数の光磁気ディスク１を作製した。そして、これら複数の光磁気ディスク１に対して、実験例１の場合と同様にして記録再生を行い、再生時のＣＮ比をランド部６及びグルーブ部７でそれぞれ測定した。
【００６４】
実験例３
次に、実験例３として、ディスク基板２におけるグルーブ部７の深さを５０ｎｍとした他は、上述した実験例１と同様にして複数の光磁気ディスク１を作製した。そして、これら複数の光磁気ディスク１に対して、実験例１の場合と同様にして記録再生を行い、再生時のＣＮ比をランド部６及びグルーブ部７でそれぞれ測定した。
【００６５】
以上のようにして実験例１乃至実験例３で測定した結果を、図４に示す。図４に示す結果から明らかであるように、グルーブ部７の幅に対するランド部６の幅の比を大きくしてゆく、すなわち、ランド部６がグルーブ部７よりも幅広となるにつれて、ランド部６でのＣＮ比が向上し、グルーブ部７でのＣＮ比が劣化することが分かる。したがって、ランド部６及びグルーブ部７での記録再生特性を同等とするためには、これらランド部６及びグルーブ部７の幅を、ランド部６及びグルーブ部７とでＣＮ比の曲線が交差する点に設定することが最適となる。
【００６６】
このように、ランド部６及びグルーブ部７とでＣＮ比の曲線が交差する点は、グルーブ部７の深さに関わらず、幅の比が１．０以上の位置にあることが分かる。したがって、本発明を適用した光磁気ディスク１のように、ランド部６の幅をグルーブ部７の幅よりも広く形成することによって、これらランド部６及びグルーブ部７における記録再生特性を同等とすることができ、ランド部６とグルーブ部７とのどちらの位置にある記録トラックに対しても良好な記録再生を行うことが可能であることが明らかである。
【００６７】
実験例４
次に、実験例４では、グルーブ部７の幅に対するランド部６の幅の比を１．０とし、ディスク基板２におけるグルーブ部７の深さを６０ｎｍとした他は、上述した実験例１と同様にして光磁気ディスク１を作製した。そして、この光磁気ディスク１のランド部６とグルーブ部７とに対して、波長λが６８０ｎｍである光ビームを開口数ＮＡが０．５５である対物レンズにより照射することによって、記録再生を行った。このとき、記録時における光ビームの照射パワーと、再生時における光ビームの照射パワーとを変化させて、再生時におけるバイトエラーレートを、ランド部６及びグルーブ部７でそれぞれ測定した。ランド部６におけるバイトエラーレートの測定結果を図５に示し、グルーブ部７における測定結果を図６に示す。
【００６８】
実験例５
次に、実験例５では、グルーブ部７の幅に対するランド部６の幅の比を１．０５とした他は、上述した実験例４と同様にして光磁気ディスク１を作製し、記録再生を行った。このとき、記録時における光ビームの照射パワーと、再生時における光ビームの照射パワーとを変化させて、再生時におけるバイトエラーレートを、ランド部６及びグルーブ部７でそれぞれ測定した。ランド部６におけるバイトエラーレートの測定結果を図７に示し、グルーブ部７における測定結果を図８に示す。
【００６９】
実験例６
次に、実験例６では、グルーブ部７の幅に対するランド部６の幅の比を１．１０とした他は、上述した実験例４と同様にして光磁気ディスク１を作製し、記録再生を行った。このとき、記録時における光ビームの照射パワーと、再生時における光ビームの照射パワーとを変化させて、再生時におけるバイトエラーレートを、ランド部６及びグルーブ部７でそれぞれ測定した。ランド部６におけるバイトエラーレートの測定結果を図９に示し、グルーブ部７における測定結果を図１０に示す。
【００７０】
図５乃至図１０に示す実験例４乃至実験例６の結果から明らかであるように、ランド部６とグルーブ部７との幅が同等である実験例４の場合には、これらランド部６とグルーブ部７とにおけるバイトエラーレート特性が大きく異なり、同等の記録再生特性を得ることができないことが分かる。また、図７及び図８に示すように、ランド部６及びグルーブ部７の幅の比を１．０５として、ランド部６を幅広に形成した場合には、これらランド部６及びグルーブ部７で同等のバイトエラーレート特性が得られ、ランド部６及びグルーブ部７の位置でそれぞれ同等の記録再生特性を得ることができることが分かる。
【００７１】
また、図９及び図１０に示すように、ランド部６の幅をグルーブ部７に比して幅広に形成しすぎた場合にも、これらランド部６とグルーブ部７とにおけるバイトエラーレート特性が大きく異なる結果となり、同等の記録再生特性を得ることが困難であることが分かる。
【００７２】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明に係る光記録媒体は、ランド部がグルーブ部よりも幅広に形成されていることにより、これらランド部及びグルーブ部の幅が記録再生に用いる光ビームのスポット径よりも小さい場合であっても、記録トラックに記録された情報信号の記録再生特性を、ランド部とグルーブ部とにおいて同程度とすることができる。これにより、記録トラックに対して情報信号を高密度に記録することができ、大容量化を果たすことが可能となるとともに、安定して確実な記録再生を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した光記録媒体の一構成例として示す光磁気ディスクの概略斜視図である。
【図２】同光磁気ディスクの積層構造を示す要部拡大断面図である。
【図３】同光磁気ディスクを製造する際に用いるレーザカッティング装置を示す概略構成図である。
【図４】同光磁気ディスクのランド部及びグルーブ部の幅を変えた場合における再生時のＣＮ比を測定した結果を示す図である。
【図５】同光磁気ディスクの記録再生特性を説明するための図であり、ランド部及びグルーブ部の幅の比を１．００としたときのランド部におけるバイトエラーレート特性を示す図である。
【図６】同光磁気ディスクの記録再生特性を説明するための図であり、ランド部及びグルーブ部の幅の比を１．００としたときのグルーブ部におけるバイトエラーレート特性を示す図である。
【図７】同光磁気ディスクの記録再生特性を説明するための図であり、ランド部及びグルーブ部の幅の比を１．０５としたときのランド部におけるバイトエラーレート特性を示す図である。
【図８】同光磁気ディスクの記録再生特性を説明するための図であり、ランド部及びグルーブ部の幅の比を１．０５としたときのグルーブ部におけるバイトエラーレート特性を示す図である。
【図９】同光磁気ディスクの記録再生特性を説明するための図であり、ランド部及びグルーブ部の幅の比を１．１０としたときのランド部におけるバイトエラーレート特性を示す図である。
【図１０】同光磁気ディスクの記録再生特性を説明するための図であり、ランド部及びグルーブ部の幅の比を１．１０としたときのグルーブ部におけるバイトエラーレート特性を示す図である。
【符号の説明】
１ 光磁気ディスク、２ ディスク基板、３ 第１の信号記録層、４ 第２の信号記録層、５ 保護層、６ ランド部、７ グルーブ部
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に信号記録層を備え、この信号記録層に対して光ビームを照射することにより、情報信号の記録及び／又は再生が行われる光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光記録媒体は、信号記録層を備えて円板状に形成されてなり、この信号記録層に対して光ビームを照射することによって、情報信号の記録及び／又は再生（以下、記録再生という。）が行われる記録媒体である。
【０００３】
このような光記録媒体としては、例えば、いわゆるコンパクトディスク・レコーダブルシステムに用いられて、情報信号の追記が可能な光ディスクＣＤ−Ｒ（CD-Recordable）がある。ＣＤ−Ｒは、情報信号が記録される信号記録層が有機色素系の材料により形成されており、光ビームを照射することによって記録マークを書き込み、この記録マークの有無により信号記録層の反射率を変化させることにより記録が行われるとともに、信号反射層の反射率を検出して記録マークの有無を検出することにより記録された信号の再生が行われる。
【０００４】
また、光記録媒体としては、例えば、ミニディスク（ＭＤ：Mini Disc）やＭＯ（Magneto-Optical）ディスク等のように、磁気光学効果を利用して信号記録層に対する記録再生を行う光磁気ディスクや、ＣＤ−ＲＷ（CD-Rewritable）等のように、信号記録層の相変化を利用して記録信号の書き換えが可能な相変化型光ディスクなどが実用化されている。
【０００５】
さらに、光記録媒体としては、例えば、従来から広く用いられているＣＤ（Compact Disc）やＣＤ−ＲＯＭ（CD-Read Only Memory）等のように、記録する情報信号に対応した凹凸パターンがディスク基板上に予め形成されてなる再生専用光ディスクがある。このような再生専用光ディスクでは、ディスク基板上に光反射層を備え、照射した光ビームの反射光を検出することにより凹凸パターンを検出して、記録された信号を再生する。すなわち、ディスク基板上に形成された凹凸パターンが情報信号を記録する信号記録層としての機能を有している。
【０００６】
ところで、上述したような光記録媒体においては、光ビームを記録トラックに沿って照射するトラッキングサーボを実現するために、この記録トラックに沿って所定の溝形状を形成するという方法が提案され、実用化されている。このような溝形状は、スパイラル状或いは同心円状に形成され、光ビームの照射側から見た凹部及び凸部がそれぞれランド部及びグルーブ部と称されている。そして、例えば、光ビームの照射側から見て凸となるグルーブ部に沿って記録トラックを形成し、この記録トラックに対して情報信号の記録再生が行われる。
【０００７】
また、記録再生の分野においては、記録媒体や記録再生装置の小型軽量化や大容量化が強く望まれており、これに伴って、光記録媒体の高記録密度化を達成することが重要となってきている。そこで、光記録媒体では、上述したように記録トラックに沿って形成された溝形状のうち、その凹凸の一方だけに対して記録再生を行うだけでなく、ランド部とグルーブ部との両方に対して記録再生を行う、いわゆるランドグルーブ記録方式が提案されている。
【０００８】
また、光記録媒体では、高記録密度化を達成するために、例えば、磁気超解像方式により記録再生を行うことが提案されている。磁気超解像方式では、光記録媒体の信号記録層として、情報信号に応じた磁気信号が記録される第１の磁性層と、光ビームが照射されて昇温されることにより、第１の磁性層に記録された磁気信号が転写される第２の磁性層とを備えて形成される。そして、再生時には、第２の磁性層に転写された磁気信号を読みとるように構成されている。これにより、光ビームのスポット径よりも小さな磁気信号を第１の磁性層に記録した場合であっても、第２の磁性層に転写された磁気信号だけを検出することができ、高密度に記録された磁気信号を確実に再生可能とされている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したランドグルーブ記録方式では、ランド部及びグルーブ部の両方で同様な記録再生特性が得られるように、これらランド部とグルーブ部との幅を、それぞれ記録再生に用いる光ビームのスポット径と同程度に形成されている。
【００１０】
しかしながら、例えば上述した磁気超解像方式のように、信号記録層に記録された記録マークを光ビームのスポット径よりも小さくした場合には、ランドグルーブ記録方式を適用してランド部とグルーブ部との両方に記録すると、これらランド部及びグルーブ部で記録再生特性が異なったものになってしまうという問題があった。そのため、ランドグルーブ記録方式において、記録トラックを狭く形成し、信号記録層に記録する情報信号の大きさを光ビームのスポット径よりも小さくすることにより、さらなる高密度化を進める場合に、安定して確実な記録再生を行うことが極めて困難になってしまう。
【００１１】
そこで、本発明は、ランドグルーブ記録方式において、さらなる高記録密度化を進めた場合であっても、安定して確実な記録再生を行うことが可能な光記録媒体を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光記録媒体は、基板上に信号記録層及び保護層を備え、この信号記録層に対して光ビームを照射することにより、情報信号の記録及び／又は再生が行われる光記録媒体である。上記信号記録層には、上記光ビームのスポット径よりも小さい幅で、上記光ビームが照射される側から見て凹となる部分であるランド部と、凸となる部分であるグルーブ部とが記録トラックに沿って形成され、上記ランド部及びグルーブ部の両方に対して情報信号の記録及び／又は再生が行われるとともに、上記ランド部は、上記ランド部と上記グルーブ部との記録再生特性が同等となるように上記グルーブ部よりも幅広に形成され、上記信号記録層は、情報信号に応じた磁気信号が記録される第１の磁性層と、光ビームが照射されて昇温されることにより、上記第１の磁性層に記録された磁気信号が転写される第２の磁性層とを備え、上記第１の磁性層と上記第２の磁性層との間には、磁気的な結合状態を制御する中間層が設けられ、上記第２の磁性層と上記保護層との間には、光ビームが照射されることにより生じる熱を拡散させる光反射層が設けられている。
【００１３】
以上のように構成された光記録媒体は、記録トラックに記録された情報信号の記録再生特性を、ランド部とグルーブ部とにおいて同程度とすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では、本発明を適用した光記録媒体の例として、図１及び図２に示すように、磁気超解像方式により記録再生が行われる光磁気ディスク１について説明する。ただし、本発明は、磁気超解像方式により記録再生が行われる光記録媒体への適用に限定されるものではなく、信号記録層に対して光ビームを照射することにより情報信号の記録再生が行われる光記録媒体に対して広く適用することができる。
【００１５】
具体的には、例えば、信号記録層が有機色素系の材料により形成されてなる追記型の光ディスク、磁気光学効果を利用して信号記録層に対する記録再生を行う光磁気ディスク、信号記録層の相変化を利用して記録再生を行う相変化型光ディスク、ディスク基板上に形成された凹凸パターンが情報信号を記録する信号記録層としての機能を有している再生専用の光ディスクなどに対して適用することができる。
【００１６】
また、以下では、本発明を適用した光記録媒体の例として、磁気光学効果を利用した磁気超解像方式により信号記録層に対する記録再生が行われる光磁気ディスク１について説明するが、本発明は、例えば、相変化型光ディスクにおいて、透過光量の熱分布を応用した超解像方式の光記録媒体にも適用することができる。
【００１７】
本発明を適用した光磁気ディスク１は、図１及び図２に示すように、例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂材料によって略円板状に成形されてなるディスク基板２を備える。また、ディスク基板２上には、例えばＧｄＦｅＣｏにより形成された第１の信号記録層３と、例えばＴｂＦｅＣｏにより形成された第２の信号記録層４と、紫外線硬化樹脂等がスピンコートされてなる保護層５とが順に形成されている。なお、図１は、光磁気ディスク１の概略を示す斜視図であり、図２は、光磁気ディスク１の積層構造を概略的に示す要部拡大断面図である。
【００１８】
また、ディスク基板２には、その中心部にセンター穴２ａが形成されている。光磁気ディスク１は、記録再生装置により記録再生が行われる際に、センター穴２ａ近傍で記録再生装置の回転駆動機構に対して支持固定され、所定の速度で回転駆動される。また、ディスク基板２は、記録再生に用いられる光ビームに対して透光性を有している。そして、ディスク基板２の各層が積層されていない側の主面１ｂから光ビームが入射される。
【００１９】
また、ディスク基板２には、各層が積層されていない側の主面２ｃに、案内溝としての凹凸形状が所定の凹凸パターンで形成されている。この凹凸パターンは、ディスク基板２の主面２ｃ上で、スパイラル状又は同心円状に形成されており、光ビームが入射される側から見て凹となる部分がランド部６とされ、凸となる部分がグルーブ部７とされている。光磁気ディスク１においては、これらランド部６及びグルーブ部７の溝形状に沿って記録トラックが形成されており、この記録トラックに沿って、第１及び第２の信号記録層３，４に対する記録再生が行われるように構成されている。
【００２０】
また、ランド部６及びグルーブ部７は、第１の及び第２の信号記録層３，４に対する記録再生時に照射される光ビームのスポット径よりも小さい幅で形成されている。具体的には、例えば、ディスク基板２の厚さが１．２ｍｍである光磁気ディスク１に対して、このディスク基板２側から照射する光ビームの波長を６８０ｎｍとし、開口数ＮＡが０．５５である対物レンズを用いるとすると、信号記録面となる第１及び第２の信号記録層３，４上に照射される光ビームのスポット径は、直径が０．９μｍ程度となる。この場合に、ランド部６及びグルーブ部７は、例えば、それぞれ０．７２５μｍ及び０．５８８μｍ程度に形成する。
【００２１】
一般に、光記録媒体に対して記録再生するために用いる光ビームのスポット径は、この光ビームの波長λを対物レンズの開口数ＮＡで除した値に比例する関係を有する。光ビームの波長λは、例えば、情報信号を記録する信号記録層の材料や半導体レーザ素子の発信特性に依存しており、対物レンズの開口数ＮＡは、例えば、光ビームの透過層となるディスク基板の厚さや、対物レンズを搭載した光学ヘッドと光記録媒体との記録再生時における距離などによって規制される。そのため、記録再生に用いることができる光ビームの波長λや対物レンズの開口数ＮＡには限界があり、光ビームのスポット径を小さくすることには限界がある。したがって、信号記録層に記録する記録マークの大きさを小さく形成することには限界があり、高記録密度化を達成することが困難であった。
【００２２】
しかしながら、本発明を適用した光磁気ディスク１においては、ランド部６及びグルーブ部７が光ビームのスポット径よりも小さい幅で形成されていることにより、第２の信号記録層４に記録される磁気信号を小さくすることができる。すなわち、第２の信号記録層４に記録される磁気信号のトラック方向の幅は、ランド部６及びグルーブ部７の幅によって規制されることから、これらランド部６及びグルーブ部７の幅を狭くすることにより、磁気信号を高密度に形成することができ、ひいては光磁気ディスク１の高記録密度化・大容量化を達成することが可能となる。
【００２３】
ところで、光磁気ディスク１では、ランド部６の幅が、グルーブ部７の幅よりも広く形成されている。これにより、詳細を後述するように、記録トラックに記録する記録マークの記録再生特性を同等とすることができ、安定して確実な記録再生動作を行うことが可能となる。
【００２４】
なお、これらランド部６及びグルーブ部７は、所定の周期で蛇行（ウォブリング）して形成し、このウォブリングにウォブル信号が予め記録された構成としてもよい。ウォブル信号としては、例えば、記録トラックの絶対時間情報やアドレス情報などを含むセクタ情報をＦＭ変調した信号などであればよい。光磁気ディスク１では、このようにランド部６及びグルーブ部７の凹凸形状に記録されたウォブル信号を検出しながら記録再生を行うとすることによって、記録再生ヘッドが任意の記録トラックにアクセスすることを容易にすることができる。
【００２５】
第１及び第２の信号記録層３，４は、光磁気ディスク１において信号記録層としての機能を有しており、いわゆる磁気超解像方式によって情報信号の記録再生が行われる。すなわち、記録時には、記録再生装置によって情報信号に応じた外部磁界が印加されることによって、この情報信号に応じた磁気信号が第２の信号記録層４に記録マークとして記録される。そして、再生時には、光ビームが照射されて第１の信号記録層３における所定の領域が昇温されることにより、この領域で第２の信号記録層４に記録された磁気信号が第１の信号記録層３に転写され、転写された磁気信号を磁気ヘッドによって検出される。
【００２６】
すなわち、光磁気ディスク１においては、第２の信号記録層４が、情報信号に応じて記録される磁気信号を保持する記録状態保持層としての機能を有しており、第１の信号記録層３が、再生時に第２の信号記録層４に保持された磁気信号を転写されて読みとられる再生層としての機能を有している。光磁気ディスク１は、このように磁気超解像方式によって情報信号の記録再生が行われるように構成されていることにより、第２の信号記録層４に微小な磁気信号を形成して高記録密度化・大容量化を達成することができるとともに、再生時には第１の信号記録層３に転写された磁気信号を確実に且つ安定して読みとることが可能となる。
【００２７】
なお、光磁気ディスク１では、第１の信号記録層３と第２の信号記録層４との間に、これら第１及び第２の信号記録層４間の磁気的な結合状態を制御する目的で、例えばＧｄＦｅにより形成された中間層が形成されていてもよい。また、第２の信号記録層４と保護層５との間に、記録再生に用いる光ビームの利用効率を向上させたり、光ビームが照射されることにより生じる熱を拡散させる目的で、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ等により形成された光反射層が形成されていてもよい。また、光磁気ディスク１においては、各層の間に、誘電体層などが形成されていてもよい。
【００２８】
以上で説明したような本発明を適用した光磁気ディスク１を製造する際には、その原盤となるスタンパを用いて射出成形などを行うことにより、ランド部６及びグルーブ部７が形成されたディスク基板２を作製し、このディスク基板２上に、第１の信号記録層３、第２の信号記録層４、及び保護層５を順次薄膜形成する。以下では、ディスク基板２を作製する際に用いられるスタンパを作製するレーザカッティング装置の一例について説明する。
【００２９】
図３に示すレーザカッティング装置２０は、ガラス基板２１の上に塗布されたフォトレジスト層２２を露光して潜像を形成するための装置である。このレーザカッティング装置２０でフォトレジスト層２２に潜像を形成する際に、フォトレジスト層２２が塗布されたガラス基板２１は、移動光学テーブル上に設けられた回転駆動装置に取り付けられる。そして、フォトレジスト層２２を露光する際に、ガラス基板２１は、フォトレジスト層２２の全面にわたって、ディスク基板１に形成するランド部６及びグルーブ部７の凹凸パターン（スパイラル状又は同心円状）に対応したパターンで露光がなされるように、図中矢印Ａに示すように回転駆動装置によって回転駆動されるとともに、光学移動テーブルによって径方向に平行移動される。
【００３０】
このレーザカッティング装置２０は、レーザ光を出射する光源２３と、光源２３から出射されたレーザ光の光強度を調整するための電気光学変調器（ＥＯＭ：Electro Optical Modulator）２４と、電気光学変調器２４から出射されたレーザ光を反射光と透過光とに分割するビームスプリッタ２５と、ビームスプリッタ２５を透過してきたレーザ光を検出するフォトディテクタ（ＰＤ：Photo Detector）２６と、電気光学変調器２４に対して信号電界を印加して当該電気光学変調器２４から出射されるレーザ光強度を調整するオートパワーコントローラ（ＡＰＣ：Auto Power Controller）２７とを備えている。
【００３１】
このレーザカッティング装置２０において、光源２３から出射されたレーザ光は、先ず、オートパワーコントローラ２７から印加される信号電界によって駆動される電気光学変調器２４によって、所定の光強度とされる。
【００３２】
なお、光源２３には、任意のものが使用可能であるが、比較的に短波長のレーザ光を出射するものが好ましい。具体的には、例えば、波長λが４１３ｎｍのレーザ光を出射するＫｒレーザや、波長λが４４２ｎｍのレーザ光を出射するＨｅ−Ｃｄレーザなどが、光源２３として好適である。
【００３３】
そして、電気光学変調器２４から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ２５によって反射光と透過光とに分けられる。なお、ビームスプリッタ２５によって反射されたレーザ光は、フォトレジスト層２２を露光する露光ビームとなる。
【００３４】
ここで、ビームスプリッタ２５を透過したレーザ光は、フォトディテクタ２６によって、その光強度が検出され、当該光強度に応じた信号がフォトディテクタ２６からオートパワーコントローラ２７に送られる。そして、フォトディテクタ２６から送られてきた信号に応じて、オートパワーコントローラ２７は、フォトディテクタ２６によって検出される光強度が所定のレベルにて一定となるように、電気光学変調器２４に対して印加する信号電界を調整する。これにより、電気光学変調器２４から出射するレーザ光の光強度が一定となるように、自動光量制御（ＡＰＣ：Auto Power Control）が施され、ノイズの少ない安定したレーザ光が得られる。
【００３５】
一方、ビームスプリッタ２５によって反射されてなる露光ビームは、当該露光ビームを光強度変調するための変調光学系３１に導かれ、当該変調光学系３１によって光強度変調が施される。
【００３６】
変調光学系３１に入射した露光ビームは、集光レンズ３２によって集光された上で音響光学変調器（ＡＯＭ：Acousto Optical Modulator）３３に入射し、この音響光学変調器３３によって、所望する露光パターンに対応するように光強度変調される。そして、音響光学変調器３３によって光強度変調された露光ビームは、コリメートレンズ３４によって平行光とされた上で、変調光学系３１から出射される。
【００３７】
ここで、音響光学変調器３３には、当該音響光学変調器３３を駆動するための駆動用ドライバ３５が取り付けられている。そして、フォトレジスト層２２の露光時には、所望する露光パターンに応じた信号Ｓ１が駆動用ドライバ３５に入力され、当該信号Ｓ１に応じて駆動用ドライバ３５によって音響光学変調器３３が駆動され、露光ビームに対して光強度変調が施される。
【００３８】
具体的には、一定の深さのグルーブ部７に対応した凹凸パターンの潜像をフォトレジスト層２２に形成する場合に、一定レベルのＤＣ信号が駆動用ドライバ３５に入力され、当該ＤＣ信号に応じて駆動用ドライバ３５によって音響光学変調器３３が駆動される。これにより、所望する凹凸パターンに対応するように、露光ビームに対して光強度変調が施される。
【００３９】
以上のようにして、露光ビームは変調光学系３１によって光強度変調が施される。そして、変調光学系３１から出射された露光ビームは、ミラー３６によって反射され、移動光学テーブル上に水平且つ平行に導かれる。
【００４０】
そして、移動光学テーブル上に水平且つ平行に導かれた露光ビームは、偏向光学系３７によって光学偏向が施される。ここで、偏向光学系３７は、露光ビームに対して光学偏向を施すためのものである。すなわち、本発明を適用した光磁気ディスク１のディスク基板２に形成されるランド部６及びグルーブ部７に対応した潜像を形成するときは、この偏向光学系３７によって、ランド部６及びグルーブ部７の凹凸形状に対応するように露光ビームに光学偏向を施し、当該光学偏向を施した露光ビームによりフォトレジスト層２２を露光するようにする。
【００４１】
すなわち、変調光学系３１から出射され偏向光学系３７に入射した露光ビームは、ウェッジプリズム３８を介して音響光学偏向器（ＡＯＤ：Acousto Optical Deflector）３９に入射し、この音響光学偏向器３９によって、所望する露光パターンに対応するように光学偏向が施される。そして、音響光学偏向器３９によって光学偏向が施された露光ビームは、ウエッジプリズム４０を介して偏向光学系３７から出射される。
【００４２】
ここで、音響光学偏向器３９には、当該音響光学偏向器３９を駆動するための駆動用ドライバ４１が取り付けられている。そして、フォトレジスト層２２の露光時には、所望する露光パターンに応じた信号Ｓ２が駆動用ドライバ４１に入力され、当該信号Ｓ２に応じて駆動用ドライバ４１によって音響光学偏向器３９が駆動され、露光ビームに対して光学偏向が施される。
【００４３】
そして、このような偏向光学系３７によって、光学偏向が施された露光ビームは、拡大レンズ４２によって所定のビーム径とされた上でミラー４３によって反射されて対物レンズ４４へと導かれ、当該対物レンズ４４によってフォトレジスト層２２上に集光される。これにより、フォトレジスト層２２が露光され、フォトレジスト層２２に潜像が形成されることとなる。
【００４４】
このとき、フォトレジスト層２２が塗布されているガラス基板２１は、上述したように、フォトレジスト層２２の全面にわたって所望のパターンでの露光がなされるように、図中矢印Ａに示すように回転駆動装置によって回転駆動されるとともに、移動光学テーブルによって平行移動される。この結果、露光ビームの照射軌跡に応じた潜像が、フォトレジスト層２２の全面にわたって形成されることとなる。
【００４５】
つぎに、本発明を適用した光磁気ディスク１の製造方法について、具体的な例を挙げて詳細に説明する。
【００４６】
本発明を適用した光磁気ディスク１を作製する際は、先ず、原盤工程として、ディスク基板２に形成されるランド部６及びグルーブ部７に対応した凹凸パターンを有するスタンパを作製する。
【００４７】
この原盤工程においては、先ず、表面を研磨した円盤状のガラス基板を洗浄し乾燥させ、その後、このガラス基板上に感光材料であるフォトレジスト層を塗布する。次に、このフォトレジスト層を上述したレーザカッティング装置２０によって露光し、ディスク基板２に形成されるランド部６及びグルーブ部７に対応した潜像をフォトレジスト層に形成する。
【００４８】
このとき、記録する信号に対応するように、レーザカッティング装置２０の偏向光学系３７により、露光ビームに対して光学偏向を施す。これにより、ランド部６及びグルーブ部７に対応した潜像が、フォトレジスト層に形成されることとなる。
【００４９】
なお、フォトレジスト層を露光して、ランド部６及びグルーブ部７対応した潜像を形成する際は、フォトレジスト層が塗布形成されているガラス基板を、所定の回転速度にて回転駆動させるとともに、所定の速度にて径方向に平行移動させる。具体的には、例えば、ガラス基板の回転速度と径方向への移動速度とを調整することにより、ランド部６及びグルーブ部７でのトラックピッチが１．３μｍ程度となるように設定する。
【００５０】
そして、以上のようにしてフォトレジスト層に潜像を形成した後、このフォトレジスト層が塗布されている面が上面となるようにして、ガラス基板を現像機のターンテーブル上に載置する。そして、当該ターンテーブルを回転させることによりガラス基板を回転させながら、フォトレジスト層上に現像液を滴下して現像処理を施して、ガラス基板上にランド部６及びグルーブ部７に対応した凹凸パターンを形成する。
【００５１】
次に、この凹凸パターン上に無電界メッキ法によりＮｉ等からなる導電化膜を形成し、その後、導電化膜が形成されたガラス基板を電鋳装置に取り付け、電気メッキ法により導電化膜上にＮｉ等からなるメッキ層を、３００±５μｍ程度の厚さとなるように形成する。その後、このメッキ層を剥離し、剥離したメッキをアセトン等を用いて洗浄し、凹凸パターンが転写された面に残存しているフォトレジスト層を除去する。
【００５２】
以上の工程により、ガラス基板上に形成されていた凹凸パターンが転写されたメッキからなる光記録媒体製造用原盤、すなわち、ランド部６及びグルーブ部７に対応した凹凸パターンが形成されたスタンパが完成する。
【００５３】
次に、転写工程として、フォトポリマー法（いわゆる２Ｐ法）により、スタンパの表面形状が転写されてなるディスク基板２を作製する。
【００５４】
具体的には、先ず、スタンパの凹凸パターンが形成された面上にフォトポリマーを平滑に塗布してフォトポリマー層を形成し、次に、当該フォトポリマー層に泡やゴミが入らないようにしながら、フォトポリマー層上にベースプレートを密着させる。ここで、ベースプレートには、例えば、１．２ｍｍ厚のポリメチルメタクリレートからなるベースプレートを使用する。
【００５５】
その後、紫外線を照射してフォトポリマーを硬化させ、その後、スタンパを剥離することにより、このスタンパの表面形状が転写されてなるディスク基板２を作製する。
【００５６】
なお、ここでは、スタンパに形成された凹凸パターンがより正確にディスク基板２に転写されるように、２Ｐ法を用いてディスク基板２を作製する例を挙げたが、ディスク基板２を量産するような場合には、ポリメチルメタクリレートやポリカーボネート等の透明樹脂を用いて射出成形することによって作製するようにしてもよいことは言うまでもない。
【００５７】
次に、成膜工程として、スタンパの表面形状が転写されてなるディスク基板２の上に、第１の信号記録層３、第２の信号記録層４、及び保護層５を順次薄膜形成する。具体的には、例えば、先ず、ディスク基板２の凹凸パターンが形成された面上に、所定のターゲット材を用いてスパッタリングを行うことによって、ＧｄＦｅＣｏにより形成されてなる第１の信号記録層３と、ＴｂＦｅＣｏにより形成されてなる第２の信号記録層４とを薄膜状に形成する。その後、第２の信号記録層４の上に紫外線硬化樹脂をスピンコート法により塗布し、当該紫外線硬化樹脂に対して紫外線を照射し硬化させることにより、保護層５を形成する。
【００５８】
以上の工程により、本発明を適用した光磁気ディスク１が完成する。すなわち、上述したようにして、ディスク基板２に形成されるランド部６及びグルーブ部７に対応した凹凸パターンが形成されたスタンパを用いることにより、本発明を適用した光磁気ディスク１を作製することができる。
【００５９】
＜実験例＞
以下では、上述した光磁気ディスク１を実際に作製し、その記録再生特性を測定した結果について説明する。
【００６０】
実験例１
先ず、実験例１としては、ディスク基板２におけるグルーブ部７の深さを７０ｎｍとし、ランド部６及びグルーブ部７の幅の比を僅かずつ変えて、複数の光磁気ディスク１を作製した。このとき、ディスク基板２は、上述したようにしてスタンパを用いて２Ｐ法により１．２ｍｍの厚さで作製し、ランド部６及びグルーブ部７の幅は、それぞれ、０．７μｍ程度及び０．６μｍ程度となるようにして作製した。
【００６１】
なお、ランド部６及びグルーブ部７の幅の比を測定するに際しては、これらランド部６及びグルーブ部７の幅に応じて、照射した光ビームが反射して戻ってくる反射光の光量が変化することから、この反射光の光量比をランド部６及びグルーブ部７の幅の比とした。ただし、例えば、各種の光学顕微鏡や電子顕微鏡などにより、直接ランド部６及びグルーブ部７の幅を測定し、比を算出してもよい。
【００６２】
そして、以上のように作製した複数の光磁気ディスク１のランド部６及びグルーブ部７に対して、波長λが６８０ｎｍである光ビームを開口数ＮＡが０．５５である対物レンズにより照射することによって記録再生を行い、ランド部６及びグルーブ部７における再生時のＣＮ比をそれぞれ測定した。
【００６３】
実験例２
次に、実験例２として、ディスク基板２におけるグルーブ部７の深さを６０ｎｍとした他は、上述した実験例１と同様にして複数の光磁気ディスク１を作製した。そして、これら複数の光磁気ディスク１に対して、実験例１の場合と同様にして記録再生を行い、再生時のＣＮ比をランド部６及びグルーブ部７でそれぞれ測定した。
【００６４】
実験例３
次に、実験例３として、ディスク基板２におけるグルーブ部７の深さを５０ｎｍとした他は、上述した実験例１と同様にして複数の光磁気ディスク１を作製した。そして、これら複数の光磁気ディスク１に対して、実験例１の場合と同様にして記録再生を行い、再生時のＣＮ比をランド部６及びグルーブ部７でそれぞれ測定した。
【００６５】
以上のようにして実験例１乃至実験例３で測定した結果を、図４に示す。図４に示す結果から明らかであるように、グルーブ部７の幅に対するランド部６の幅の比を大きくしてゆく、すなわち、ランド部６がグルーブ部７よりも幅広となるにつれて、ランド部６でのＣＮ比が向上し、グルーブ部７でのＣＮ比が劣化することが分かる。したがって、ランド部６及びグルーブ部７での記録再生特性を同等とするためには、これらランド部６及びグルーブ部７の幅を、ランド部６及びグルーブ部７とでＣＮ比の曲線が交差する点に設定することが最適となる。
【００６６】
このように、ランド部６及びグルーブ部７とでＣＮ比の曲線が交差する点は、グルーブ部７の深さに関わらず、幅の比が１．０以上の位置にあることが分かる。したがって、本発明を適用した光磁気ディスク１のように、ランド部６の幅をグルーブ部７の幅よりも広く形成することによって、これらランド部６及びグルーブ部７における記録再生特性を同等とすることができ、ランド部６とグルーブ部７とのどちらの位置にある記録トラックに対しても良好な記録再生を行うことが可能であることが明らかである。
【００６７】
実験例４
次に、実験例４では、グルーブ部７の幅に対するランド部６の幅の比を１．０とし、ディスク基板２におけるグルーブ部７の深さを６０ｎｍとした他は、上述した実験例１と同様にして光磁気ディスク１を作製した。そして、この光磁気ディスク１のランド部６とグルーブ部７とに対して、波長λが６８０ｎｍである光ビームを開口数ＮＡが０．５５である対物レンズにより照射することによって、記録再生を行った。このとき、記録時における光ビームの照射パワーと、再生時における光ビームの照射パワーとを変化させて、再生時におけるバイトエラーレートを、ランド部６及びグルーブ部７でそれぞれ測定した。ランド部６におけるバイトエラーレートの測定結果を図５に示し、グルーブ部７における測定結果を図６に示す。
【００６８】
実験例５
次に、実験例５では、グルーブ部７の幅に対するランド部６の幅の比を１．０５とした他は、上述した実験例４と同様にして光磁気ディスク１を作製し、記録再生を行った。このとき、記録時における光ビームの照射パワーと、再生時における光ビームの照射パワーとを変化させて、再生時におけるバイトエラーレートを、ランド部６及びグルーブ部７でそれぞれ測定した。ランド部６におけるバイトエラーレートの測定結果を図７に示し、グルーブ部７における測定結果を図８に示す。
【００６９】
実験例６
次に、実験例６では、グルーブ部７の幅に対するランド部６の幅の比を１．１０とした他は、上述した実験例４と同様にして光磁気ディスク１を作製し、記録再生を行った。このとき、記録時における光ビームの照射パワーと、再生時における光ビームの照射パワーとを変化させて、再生時におけるバイトエラーレートを、ランド部６及びグルーブ部７でそれぞれ測定した。ランド部６におけるバイトエラーレートの測定結果を図９に示し、グルーブ部７における測定結果を図１０に示す。
【００７０】
図５乃至図１０に示す実験例４乃至実験例６の結果から明らかであるように、ランド部６とグルーブ部７との幅が同等である実験例４の場合には、これらランド部６とグルーブ部７とにおけるバイトエラーレート特性が大きく異なり、同等の記録再生特性を得ることができないことが分かる。また、図７及び図８に示すように、ランド部６及びグルーブ部７の幅の比を１．０５として、ランド部６を幅広に形成した場合には、これらランド部６及びグルーブ部７で同等のバイトエラーレート特性が得られ、ランド部６及びグルーブ部７の位置でそれぞれ同等の記録再生特性を得ることができることが分かる。
【００７１】
また、図９及び図１０に示すように、ランド部６の幅をグルーブ部７に比して幅広に形成しすぎた場合にも、これらランド部６とグルーブ部７とにおけるバイトエラーレート特性が大きく異なる結果となり、同等の記録再生特性を得ることが困難であることが分かる。
【００７２】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明に係る光記録媒体は、ランド部がグルーブ部よりも幅広に形成されていることにより、これらランド部及びグルーブ部の幅が記録再生に用いる光ビームのスポット径よりも小さい場合であっても、記録トラックに記録された情報信号の記録再生特性を、ランド部とグルーブ部とにおいて同程度とすることができる。これにより、記録トラックに対して情報信号を高密度に記録することができ、大容量化を果たすことが可能となるとともに、安定して確実な記録再生を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した光記録媒体の一構成例として示す光磁気ディスクの概略斜視図である。
【図２】同光磁気ディスクの積層構造を示す要部拡大断面図である。
【図３】同光磁気ディスクを製造する際に用いるレーザカッティング装置を示す概略構成図である。
【図４】同光磁気ディスクのランド部及びグルーブ部の幅を変えた場合における再生時のＣＮ比を測定した結果を示す図である。
【図５】同光磁気ディスクの記録再生特性を説明するための図であり、ランド部及びグルーブ部の幅の比を１．００としたときのランド部におけるバイトエラーレート特性を示す図である。
【図６】同光磁気ディスクの記録再生特性を説明するための図であり、ランド部及びグルーブ部の幅の比を１．００としたときのグルーブ部におけるバイトエラーレート特性を示す図である。
【図７】同光磁気ディスクの記録再生特性を説明するための図であり、ランド部及びグルーブ部の幅の比を１．０５としたときのランド部におけるバイトエラーレート特性を示す図である。
【図８】同光磁気ディスクの記録再生特性を説明するための図であり、ランド部及びグルーブ部の幅の比を１．０５としたときのグルーブ部におけるバイトエラーレート特性を示す図である。
【図９】同光磁気ディスクの記録再生特性を説明するための図であり、ランド部及びグルーブ部の幅の比を１．１０としたときのランド部におけるバイトエラーレート特性を示す図である。
【図１０】同光磁気ディスクの記録再生特性を説明するための図であり、ランド部及びグルーブ部の幅の比を１．１０としたときのグルーブ部におけるバイトエラーレート特性を示す図である。
【符号の説明】
１ 光磁気ディスク、２ ディスク基板、３ 第１の信号記録層、４ 第２の信号記録層、５ 保護層、６ ランド部、７ グルーブ部
Claims (1)
- 基板上に信号記録層及び保護層を備え、この信号記録層に対して光ビームを照射することにより、情報信号の記録及び／又は再生が行われる光記録媒体であって、
上記信号記録層には、上記光ビームのスポット径よりも小さい幅で、上記光ビームが照射される側から見て凹となる部分であるランド部と、凸となる部分であるグルーブ部とが記録トラックに沿って形成され、
上記ランド部及びグルーブ部の両方に対して情報信号の記録及び／又は再生が行われるとともに、
上記ランド部は、上記ランド部と上記グルーブ部との記録再生特性が同等となるように上記グルーブ部よりも幅広に形成され、
上記信号記録層は、情報信号に応じた磁気信号が記録される第１の磁性層と、光ビームが照射されて昇温されることにより、上記第１の磁性層に記録された磁気信号が転写される第２の磁性層とを備え、
上記第１の磁性層と上記第２の磁性層との間には、磁気的な結合状態を制御する中間層が設けられ、
上記第２の磁性層と上記保護層との間には、光ビームが照射されることにより生じる熱を拡散させる光反射層が設けられる光記録媒体。
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