JPH09231615A - 光ディスク及びその記録方法 - Google Patents

光ディスク及びその記録方法

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JPH09231615A
JPH09231615A JP8042995A JP4299596A JPH09231615A JP H09231615 A JPH09231615 A JP H09231615A JP 8042995 A JP8042995 A JP 8042995A JP 4299596 A JP4299596 A JP 4299596A JP H09231615 A JPH09231615 A JP H09231615A
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JP
Japan
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land
groove
width
recording
optical
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JP8042995A
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Seiji Morita
成二 森田
Hiroyuki Matsumoto
広行 松本
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Nikon Corp
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Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ランド部とグルーブ部で最適記録ビーム強
度をはじめとする磁気的諸特性が異なることのない信頼
性に優れた光ディスク及びその記録方法を提供する。 【解決手段】 ランド部とグルーブ部の段差が100nm以
上であって、かつ、ランド幅よりもグルーブ幅が広いこ
とを特徴とする光ディスクとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光ディスクに関し、
特に隣接トラック間の熱クロストークを低減した光ディ
スク及びその記録再生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高密度データが蓄積でき高速に情報処理
可能な光ディスクはコンピュータメモリーとして注目さ
れている。直径5.25インチや3.5インチ等の光ディスク
は情報の書換えが可能である光磁気タイプや相変化タイ
プがISO規格により標準化されており、今後更に普及
が加速されるものと予想されている。また、最近ではD
VD(デジタルビデオディスク)に関する規格が固ま
り、マルチメディア分野への光ディスクの更なる応用が
期待される。
【0003】光ディスクには、記録再生装置の光ピック
アップから出射されるレーザービームを情報列に沿って
導くための、即ち、トラッキングのためのガイドが凹ま
たは凸の形でスパイラル状に形成されている。この凹ま
たは凸状のガイドのことをガイド溝と呼ぶ。更に、ガイ
ド溝について詳しく説明すると、ISO規格において
は、ピックアップから見て凹部、即ち遠い側をランドと
呼び、逆にピックアップから見て凸部、即ち近い側をグ
ルーブと呼ぶ。情報はランドまたはグルーブのいずれか
一方に書き込まれるので、ランドまたはグルーブの中心
から隣りのランドまたはグルーブの中心までの距離をト
ラックピッチと呼んでいた。
【0004】また、光ディスクにはガイド溝の他にトラ
ック番号やセクター番号を記録したプリフォーマット信
号がピックアップから見た場合に凸となるマークの列す
なわちピット列として予め形成されている。グルーブの
幅Wは、グルーブ上部の幅をWtop、グルーブ底部の幅
をWbottomとすると、W=(Wtop+Wbottom)/2で
定義する。また、グルーブ底部よりグルーブ上端部まで
の高さ、即ち、ランド部とグルーブ部の段差をグルーブ
深さとも言う。これらの実際の寸法は、ランド記録方式
のものを例にとると、グルーブ幅は0.3〜0.6μm、ま
た、グルーブ深さは記録再生用レーザービームの波長を
λとし基板の屈折率をnとすれば、λ/(10・n)〜λ
/(6・n)である。
【0005】トラックピッチは1.6μmが標準であった
が、最近では更に高密度に情報を記録するためトラック
ピッチを狭くする報告がされており、1.4μmや1.2μ
m、更に1.0μmが報告されている。しかし、開口数
(NA)0.5〜0.6の対物レンズを搭載した光ピックアッ
プの場合、トラックピッチを1.4μmより狭くすると、
隣接したトラックに書き込まれた情報を同時に読み出し
てしまう(光クロストークと呼んでいる)ことによる影
響が極端に大きくなること、また、トラッキングに必要
なトラッキング誤差信号が極端に小さくなるので正確な
トラッキングが困難になること等の問題が生じる。
【0006】ところで、高密度に情報を記録するための
別のアプローチとして、ランドグルーブ記録方式が提案
された。これは、これまでランドまたはグルーブのいず
れか一方にしか情報を記録していなかったのに対して、
ランドとグルーブの両方に情報の記録を行うことで、ト
ラックピッチを半分にして記録密度を高めるというもの
である。例えば、ランド(またはグルーブ)の中心から
隣りのランド(またはグルーブ)の中心までの距離が1.
4μmの場合、ランドとグルーブの両方に記録を行うこ
とで、トラックピッチは0.7μmとなり記録密度を高め
ることができるというものである。
【0007】この方式において、グルーブ深さを適当な
値にとれば、ランド(グルーブ)トラックを読み出し中
に隣接するグルーブ(ランド)トラックの情報を同時に
読み出してしまう、即ち、光クロストークを防止でき
る。また、トラッキング誤差信号は、ランド(またはグ
ルーブ)の中心間距離が1.4μmであるから、十分な大
きさを確保できることは言うまでもない。
【0008】上記のように、光クロストークとトラッキ
ング誤差信号の維持については、一応の解決が図られる
が、トラックに情報を記録したり消去したりする際に、
レーザービームの熱により隣接トラックの温度が上昇
し、それにより隣接トラックの情報が消されてしまう
(クロスイレーズあるいは熱クロストークという)とい
う問題は依然としてある。これは、光磁気タイプにして
も相変化タイプにしても、共に熱による記録であるた
め、隣接トラックとの距離が小さくなれば、隣接トラッ
クへの熱移動が大きくなり、この問題が発生することは
避けられない。
【0009】トラックピッチをどこまで狭くできるか
は、このクロスイレーズによって決まる。従来の光ディ
スクでは、ランド部とグルーブ部の段差は70〜80nm程度
であるが、このようなガイド溝形状の光ディスクでは、
光磁気タイプや相変化タイプで0.8μm程度、また、光
変調オーバーライト光磁気タイプで0.9〜1.0μm程度ま
でが限界であり、これ以上の狭トラック化は困難と考え
られていた。
【0010】そこで本発明者らは,先に熱クロストーク
低減のために、ランド部とグルーブ部の段差を大きくす
ることを発明した。つまり、段差を大きくして隣接する
トラックへの熱伝搬距離を長くすることにより、隣接ト
ラックからの熱の影響を低減するのである。例えば、ラ
ンド部のみ、あるいはグルーブ部のみに記録を行う光デ
ィスクの段差40〜90nmであるところを、より深くして、
100nmとするのである。こうすると、トラックピッチを
0.7μm以下まで狭くできるのである。
【0011】しかしながら、段差が100nm以上であれば
どのような深さであってもよい訳ではない。まず、ラン
ド反射率やグルーブ反射率は再生信号レベルを確保する
上で0.5以上であることが望ましいが、ランド反射率や
グルーブ反射率はランド部とグルーブ部の段差により変
化し、段差の値によっては再生信号レベルが低くなり情
報の読み誤り等の原因となる。また、プッシュプル信号
変調度はトラッキング精度を確保する上で0.2以上であ
ることが望ましいが、段差の値によってはプッシュプル
信号変調度が低くなりトラッキングが外れる、高速アク
セスできない、データを誤って消してしまう等の原因と
なる。
【0012】再生信号レベルについては、光スポットの
波長をλ、光ディスク基板の屈折率をnとすると、ラン
ド部とグルーブ部の段差が略mλ/(2n)で極大とな
る。ただし、mは自然数(m=1、2、3、4、5、
6、・・・・)である。例えば、λ=680nm、n=1.5と
するとm=1のときは226.7nm、m=2のときは453.3n
m、m=3のときは680nmである。実際には、偏光方向の
影響等により厳密にmλ/(2n)ではなく、ガイド溝
に平行な方向に偏光面を有する直線偏光の場合には、例
えばmλ/(1.8n)やmλ/(1.95n)等になること
もある。
【0013】また、プッシュプル信号変調度について
は、ランド部とグルーブ部の段差が略(2m+1)λ/
(8n)で極大となる。このような観点で好適な最適な
ランド部とグルーブ部の段差を求めると、110〜220nm、
または、230〜330nm、または、350〜580nmの範囲である
ことが望ましいことがわかる。また、H偏光により再生
した場合には、E偏光により再生した場合に比べて、グ
ルーブ反射率Ig/Ioの値が全体的に大きく、良好な
再生信号レベルが得やすいことがわかる。H偏光による
再生の場合には、ランド部とグルーブ部の段差は110〜2
10nm、または、230〜320nm、または、350〜440nm、また
は、450〜570nmの範囲であれば、特に良好な結果が得ら
れる。また、段差が350nm以上では0.3μm程度の狭いト
ラックピッチまで熱クロストーク低減の効果がある。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ランド
部とグルーブ部の段差を大きくするだけでは、次に記載
するような問題がある。即ち、ランド幅とグルーブ幅が
等しい従来の光ディスクでは、ランド部とグルーブ部の
段差を大きくしていくと、グルーブ部(基板表面の凹
部)に保護層や光記録層が成膜しにくくなる。これはラ
ンド部とグルーブ部の段差が大きくなるにつれて、光記
録層を成膜する際、グルーブ部がランド部の影になり、
その物質が到達しにくくなることによる。成膜がスパッ
タリング法の場合にはこの傾向が特に顕著となる。これ
に対して、ランド部ではこのような現象は起こらないの
で、結果としてグルーブ部の膜厚はランド部の膜厚に比
較して薄くなるのである。この現象は、グルーブ部の両
端部(ランドとの境界付近)で特に著しい。
【0015】グルーブ部における膜厚がランド部におけ
る膜厚に比べて薄いと、最適記録ビーム強度がグルーブ
部ちランド部で異なることになる。即ち、グルーブ部に
おける最適記録ビーム強度がランド部における最適記録
ビーム強度に比べて低くなる。従って、もしランド部の
最適記録ビーム強度を唯一の最適記録ビーム強度とし
て、その値でグルーブに記録を行うと、グルーブ部にお
ける最適記録ビーム強度に対してオーバーパワーとなる
ため、記録マークの長さが所定の長さに比べて長くなっ
てしまい、データの読み誤りの原因となる。これとは逆
に、グルーブ部の最適記録ビーム強度を唯一の最適記録
ビーム強度として、その値でランドに記録を行うと、ラ
ンド部における最適記録ビーム強度に対してアンダーパ
ワーとなるため、記録マークの長さが所定の長さに比べ
て短くなってしまい、やはりデータの読み誤りの原因と
なる。
【0016】また、上記の現象は、膜厚に対してのみな
らず、光記録層の組成にも影響を与える。これは、光記
録層物質を構成する元素により成膜される際の動きが異
なるので、ランド部の影としての影響の度合が元素によ
り異なるためである。光記録層の組成が所定の組成から
ずれると、それに応じて磁気的性質も変化するため、本
来の機能が発揮できなくなるという事態も起こり得る。
即ち、ランドあるいはグルーブのいずれかで記録誤りが
増加したりすること、あるいは、記録が行われなくなる
ということが起こり得る。
【0017】磁気的超解像(MSR)光磁気記録媒体や
光変調オーバーライト型(DOW)光磁気記録媒体で
は、多層の光記録層によりこれらの機能を実現している
関係で、これらの現象の影響は通常の光記録媒体に比べ
てより深刻になる。本発明は上記問題点を解決し、ラン
ド部とグルーブ部で最適記録ビーム強度をはじめとする
磁気的諸特性が異なることのない信頼性に優れた光ディ
スク及びその記録方法を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記問題点解決のため
に、本発明では、ランド部とグルーブ部の段差を100nm
以上とし、かつ、ランド幅よりもグルーブ幅を広くし
た。
【0019】
【発明の実施の形態】
【0020】
【実施例】光磁気ディスクと光磁気ディスクドライブを
用意する。光磁気ディスクは、ランド幅とグルーブ幅の
和が1.4μmと1.2μmの2種類であって、及びランド部
とグルーブ部の段差が以下に記載するような値を有する
複数種類の光磁気ディスクを用意する。即ち、(グルー
ブ幅/ランド幅)は、1, 1.05, 1.08, 1.1, 1.15, 1.2,
1.3, 1.5, 2の9種類、ランド部とグルーブ部の段差
は、140nm,190nm,280nm,550nmの4種類である。なお、
これらの光磁気ディスクはスパッタリングにより、基板
上に窒化シリコン層、TbFeCo光磁気記録層、窒化シリコ
ン層の順に成膜して製造される。
【0021】また、光磁気ディスクドライブは、光源波
長λが680nm、対物レンズの開口数NA0.55、波面収差
0.025λ(rms値)である光ピックアップを装備してお
り、光ピックアップから出射するビームの偏光方向は、
ガイド溝に対し平行な方向、即ちE偏光である。光磁気
ディスクドライブに上記の光磁気ディスクをセットした
後、線速度が9m/secとなるように回転させ、ランド
部及びグルーブ部における最適記録ピークパワーPpを
測定した。最適記録ピークパワーPpは、記録したマー
クを再生して、光磁気再生信号出力をスペクトラムアナ
ライザーに入力し、第2次高調波歪みのレベルが最小と
なるパワーとした。なお、この時のレーザー駆動波形は
図5に示す通りであり、これは、マークの長さが1.2μ
m、マークとマークの間のスペースが1.2μmとなるよ
うにしたものである。また、記録ボトムパワーPbはマ
ーク形成が起こらないようなパワーである0.8mWと
し、記録磁界強度は350Oeとした。
【0022】結果を図1〜4に示す。ランド幅とグルー
ブ幅の和が1.4μmの光磁気ディスクによる結果と、1.2
μmの結果は殆ど違いがなかったので、1.4μmでの結
果のみを示す。ここで、図1はランド部とグルーブ部の
段差が280nmの光磁気ディスクでの結果、図2は140nmの
光磁気ディスクでの結果、図3は190nmでの結果、図4
は550nmでの結果である。なお、図6は従来技術である
段差が48nmによる結果である。
【0023】これらの結果より、(グルーブ幅/ランド
幅)の値が、1.05以上であれば段差が140nm以上に対し
て効果があり、1.2以上であれば段差280nm以上に対して
効果がある。更に、1.3以上であれば段差が550nmでも効
果があることがわかる。しかし、特殊なスパッタリング
方式やスパッタリング以外の成膜方式にも対応するには
上記の結果よりも更に(グルーブ幅/ランド幅)の値を
大きくする必要もあり、1.3以上や1.4以上が好ましい場
合もある。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ラ
ンド部とグルーブ部の段差が大きい光ディスクのグルー
ブ幅をランド幅よりも広くすることにより、ランド部と
グルーブ部の記録層や保護層の膜厚や組成が異なること
を防止することができ、その結果、ランド部とグルーブ
部で最適記録ビーム強度をはじめとする磁気的諸特性が
異なることのない信頼性に優れた光ディスク及びその記
録方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のランド部とグルーブ部の段差が280n
mの光磁気ディスクでのランド部及びグルーブ部におけ
る最適記録ピークパワーを表わすグラフである。
【図2】 本発明のランド部とグルーブ部の段差が140n
mの光磁気ディスクでのランド部及びグルーブ部におけ
る最適記録ピークパワーを表わすグラフである。
【図3】 本発明のランド部とグルーブ部の段差が190n
mの光磁気ディスクでのランド部及びグルーブ部におけ
る最適記録ピークパワーを表わすグラフである。
【図4】 本発明のランド部とグルーブ部の段差が550n
mの光磁気ディスクでのランド部及びグルーブ部におけ
る最適記録ピークパワーを表わすグラフである。
【図5】 記録時のレーザー駆動波形を表わす説明図で
ある。
【図6】 従来技術であるランド部とグルーブ部の段差
が48nmの光磁気ディスクでのランド部及びグルーブ部に
おける最適記録ピークパワーを表わすグラフである。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ランド部とグルーブ部の段差が100nm以
    上であって、かつ、ランド幅よりもグルーブ幅が広いこ
    とを特徴とする光ディスク。
  2. 【請求項2】 (グルーブ部の幅/ランド部の幅)の値
    が1.05以上であることを特徴とする請求項1に記載の光
    ディスク。
  3. 【請求項3】 ランド部とグルーブ部の段差が、230〜3
    30nm、または、350〜580nmの範囲であり、かつ、(グル
    ーブ部の幅/ランド部の幅)の値が1.08以上であること
    を特徴とする光ディスク。
  4. 【請求項4】 ランド部とグルーブ部の段差が、350〜5
    80nmの範囲であり、かつ、(グルーブ部の幅/ランド部
    の幅)の値が1.1以上であることを特徴とする光ディス
    ク。
  5. 【請求項5】 ランド中心と前記ランドに隣接するグル
    ーブ中心の間の距離が0.7μm以下であることを特徴と
    する請求項1記載の光ディスク。
  6. 【請求項6】 光ディスクは書換え可能な光ディスクで
    あることを特徴とする請求項1に記載の光ディスク。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6記載の光ディスクのランド
    部とグルーブ部いずれにも記録を行うことを特徴とする
    記録方法。
JP8042995A 1995-12-05 1996-02-29 光ディスク及びその記録方法 Pending JPH09231615A (ja)

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EP96650055A EP0777216A3 (en) 1995-12-05 1996-12-05 A high density optical disk and a method of high density recording
US09/264,735 US6407979B1 (en) 1995-12-05 1999-03-09 High density optical disk and a method for manufacturing same
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US10/395,731 US6822938B2 (en) 1995-12-05 2003-03-24 Optical disk having lands and grooves with a reduced track pitch

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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