JPH09204700A

JPH09204700A - 光磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH09204700A
Application number: JP1003396A
Authority: JP
Inventors: Nobuhide Aoyama; 信秀青山; Yasuaki Morimoto; 寧章森本; Kenji Morita; 健治森田
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd; Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp; JFE Engineering Corp
Priority date: 1996-01-24
Filing date: 1996-01-24
Publication date: 1997-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】ランド＆グルーブ記録を行う光磁気記録媒体
に於いて、クロスイレーズ及びクロストークの影響を小
さくし実効的な記録密度を上げる。【解決手段】ランド＆グルーブ記録において、ランド
幅およびグルーブ幅を大きくとり、ランド部、グルーブ
部から反射され、光検出器に到達する光量が、ランドも
グルーブもない平坦部から反射され到達する光量の８０
％以上となる構造を有し、また、ランドの幅がグルーブ
幅に較べて大きい構造を有する光磁気記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ランド＆グルーブ
記録において、高密度記録可能な光磁気記録媒体に係る
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、音声、映像、データの記録媒体と
して、高い記録容量を有する光ディスクが注目されてい
る。特に、書き換え可能である相変化記録媒体や光磁気
記録媒体の研究が盛んに行われている。相変化ディス
ク、光磁気ディスクのいずれの場合においても、記録密
度を向上させるためには、短波長半導体レーザーの開発
が望まれる。

【０００３】しかし、現在の状況では、室温で安定に連
続発振する青色半導体レーザーが廉価で製造されるまで
には、かなりの年月が必要とされると思われる。そのよ
うな状況のもと、同じ波長のレーザーダイオードを用い
て記録密度を向上させる技術の開発が盛んに行われてい
る。そのような技術として、ランド＆グルーブ記録、光
学的超解像現象や光磁気記録媒体におけるＭＳＲ等が提
案されている。

【０００４】光ディスクの記録方式としては、マークポ
ジション記録とマークエッジ記録とがあるが、高密度記
録にはマークエッジ記録が適している。相変化記録、或
いは光変調方式を用いた光磁気記録においては、記録マ
ークの形状がレーザー光を照射した時の温度分布と熱の
拡散に依るため、マーク長を制御するのが難しい。そこ
で、マークエッジ記録を行う際には、振幅とパルス幅の
異なる複数のレーザーパルスを組み合わせて書き込むよ
うな工夫が必要である。これに対して、磁界変調を用い
た光磁気記録においては、記録マークの反転位置が印加
磁界の反転に対応するため、マークエッジの制御が容易
であり、高密度記録に有利である。

【０００５】上述のように、磁界変調方式を用いた光磁
気記録では、同じ波長のレーザーピックアップを用いた
時に、線記録密度を最大限に増大させることができる。
さらに、トラックピッチの短縮やランド＆グルーブ記録
等によって、記録密度を向上させることも検討されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】トラックピッチの短縮
化やランドグルーブ記録を行うことによって、情報を書
き込む際に、隣のトラックの情報を消してしまうクロス
イレーズや、情報の読み出し時に、となりの情報の信号
成分を検出してしまうクロストークが、問題となる。ま
た、トラックピッチの短縮化によって、記録マークの横
幅が小さくなるために再生信号出力が低下してしまう。

【０００７】クロストークを低減する方法としては、特
開平５−６２２５０にあるように、グルーブ深さの最適
化よる方法等が提案されている。しかし、クロスイレー
ズの増大や再生出力の低下を改善することは容易ではな
い。

【０００８】ランド＆グルーブ記録は、ランド記録また
はグルーブ記録に較べて、同じトラックピッチ、同じ線
記録密度で記録再生を行うと、単純に２倍の記録密度に
なるため、高密度記録を目指す上で魅力的な技術であ
る。しかし、現行のランド記録またはグルーブ記録は、
それぞれランド、グルーブのトラックピッチに占める割
合を大きくしているため、同じトラックピッチのまま
で、同じ波長のレーザーを用いてランド＆グルーブ記録
再生を行うと、クロストークやクロスイレーズの影響と
再生出力の低下が問題となる。特に、再生出力の低下に
伴い信号の分解能が低下することによって、線記録密度
が抑えられてしまうため、磁界変調方式を用いた光磁気
記録の利点が充分に発揮されない。

【０００９】従って本発明の課題は、ランド＆グルーブ
記録を行う際に、記録媒体の溝形状を最適化し、クロス
トーク及びクロスイレーズの影響を減少させ、線記録密
度とトラック密度の積を最大にすることによって、高密
度記録可能な光磁気ディスクを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、グルーブおよ
びランドを基板上に交互に形成し、そのグルーブ幅およ
びランド幅を大きくして、レーザー光をランド部または
グルーブ部に集光した際に、光磁気記録媒体より反射さ
れて光学検出器に到達する光量が、平坦部に集光した際
に、反射されて光学検出器に達する光量の８０％以上の
値を持つような溝形状の記録媒体で構成される。

【００１１】また本発明では、ランド幅をグルーブ幅よ
りも広くすることによって、ランド部から反射して光検
出器に到達する光量を、グルーブから反射されて到達す
る光量よりも大きくなるような溝形状の記録媒体から構
成される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る光
磁気記録媒体の記録再生装置の構成を示すものである。
図１のレーザーダイオード１から出射した光は、コリメ
ータレンズ２、偏光ビームスプリッター３を介して、対
物レンズ４によって光磁気ディスク５に集光される。光
磁気ディスク５は、スピンドルモータ６により回転す
る。本発明ではレーザーの波長が６８０ｎｍ、対物レン
ズのＮＡが０．５５のものを使用している。

【００１３】光磁気ディスク５より反射された光は、１
／２波長板７、偏光ビームスプリッター８を通り、シリ
ンドリカルレンズ９、集光レンズ１０を介して、フォー
カスエラー検出用の４分割フォトダイオード１１上に集
光される。フォーカシングには、非点収差法を用いてい
る。偏光ビームスプリッター８を通過したもう一方の光
は、集光レンズ１２によって２分割フォトダイオード１
３に集光される。トラッキングには、プッシュプル法を
用いている。ランド部およびグルーブ部へのそれぞれの
トラッキングは、プッシュプル信号のゼロクロス部分の
傾きの極性を利用して行っている。

【００１４】信号の書き込みは、磁気ヘッド１４を用い
た磁界変調方式で行う。変調磁界に同期させて、レーザ
ー光をパルスで照射できる構造も兼ね備えているため、
パルスアシストを用いた磁界変調も行える。また、図に
は示していないが信号の再生には、１／２波長板と偏光
ビームスプリッターとを介して、フォトダイオードを用
いて光磁気信号を読み出している。

【００１５】基板の溝形状は図２に示すごとく、従来の
典型的なグルーブ＆ランド記録用の基板と比較して幅広
にとる。更に、ランド部の幅をグルーブ部の幅よりも大
きくとることもできる。

【００１６】ランドとグルーブとが交互に設けられてい
る光磁気記録媒体において、グルーブ幅およびランド幅
をそれぞれ大きくすることによって、情報を記録再生す
るためにランド部またはグルーブ部上に集光されたレー
ザー光の回折が抑えられる。これによって、情報の再生
時にランド部またはグルーブ部によって反射され、光検
出器まで到達する光量が増大するため、再生信号の実効
的な性能指数が増大し、再生出力が増大する。また、ラ
ンド幅およびグルーブ幅の増大によって、トラック幅方
向に大きなマークを記録してもクロストークおよびクロ
スイレーズが増大しない。このため、記録マークの横幅
を拡大することによって、再生出力が増大する。

【００１７】

【実施例】以下、比較例、実施例を用いて本発明を詳細
に説明する。

【００１８】（比較例）図２の１５は、本発明の比較例
での光磁気記録媒体の基板の断面を示す模式図である。
基板には、ポリカーボネートを射出成形したものを用い
ている。基板１５には、トラックピッチ１．１μｍ、デ
ューティー５０％でランド１６とグルーブ１７が螺旋状
に形成されている。溝深さは、プッシュプル信号が最大
になるように約６０ｎｍに設定してある。この基板上
に、誘電体層／磁気記録層／誘電体層／反射層の４層構
造からなる膜をスパッタリング法によって形成してあ
る。磁気記録層には、キュリー温度が約２００℃で、室
温での保磁力が約８k Ｏｅと良好な垂直磁気異方性を有
する、遷移金属と希土類金属からなるアモルファス合金
薄膜を用いている。

【００１９】この光磁気記録媒体に、上述の記録再生装
置を用いて、記録再生特性の評価を行った。記録時の線
速が５ｍ／ｓｅｃとなるように、半径位置と回転数を設
定し、書き込み周波数を変化させて、クロストーク、ク
ロスイレーズおよびＣ／Ｎを調べた。また、１−７変調
のランダム信号を記録再生した際のジッター特性につい
ても調べた。

【００２０】（実施例１）図２の１８には、本実施例１
で用いた基板の断面の模式図を示す。基板には、スタン
パを用いてポリカーボネートを射出成形したものを用い
る。または、平坦なガラスまたはプラスチックのディス
ク上に、２Ｐ法により溝を形成した基板でも良い。トラ
ックピッチは２．０μｍとし、溝深さおよびランドグル
ーブのデューティは、比較例と同様にそれぞれ６０ｎ
ｍ、５０％とした。

【００２１】溝形状および表面粗さは、走査型トンネル
顕微鏡を用いて測定した。表面粗さの測定結果から、ラ
ンド部に較べてグルーブ部の方が平滑性が良いことがわ
かった。基板を作製する際に使用したスタンパーの表面
観察でも同じ結果が得られたことから、ランド部、グル
ーブ部の表面性は、基板のマスタリング工程に依存した
ものであると考えられる。従って、ランド部の幅をグル
ーブ部の幅より大きくとることで表面の平滑性を同程度
にすることができる。

【００２２】上述のようにして作製した基板上に比較例
と同じ構造の膜をスパッタリング法により基板上に成膜
して光磁気記録媒体を作製した。この光磁気記録媒体
に、上述の記録再生装置を用いて、記録再生特性の評価
を行った。記録時の線速が５ｍ／ｓｅｃとなるように、
半径位置と回転数を設定し、書き込み周波数を変化させ
て、クロストーク、クロスイレーズおよびＣ／Ｎを調べ
た。また、１−７変調のランダム信号を記録再生した際
のジッター特性についても調べた。

【００２３】（実施例２）図２の１９には、本実施例２
で用いた基板の断面の模式図を示す。基板には、スタン
パを用いてポリカーボネートを射出成形したものを用い
る。または、平坦なガラスまたはプラスチックのディス
ク上に、２Ｐ法により溝を形成した基板でも良い。トラ
ックピッチは、２．０μｍとし、ランド幅２０とグルー
ブ幅２１を６：４に設定した。溝形深さは、比較例と同
じ６０ｎｍにした。この基板の上に比較例と同じ構造の
膜をスパッタリング法により成膜した。この光磁気記録
媒体に、上述の記録再生装置を用いて、記録再生特性の
評価を行った。記録時の線速が５ｍ／ｓｅｃとなるよう
に、半径位置と回転数を設定し、書き込み周波数を変化
させて、クロストーク、クロスイレーズおよびＣ／Ｎを
調べた。また、１−７変調のランダム信号を記録再生し
た際のジッター特性についても調べた。

【００２４】表１には、クロストーク、クロスイレーズ
およびＣ／Ｎの測定結果を示す。クロストーク量は、５
つの連続するランドまたはグルーブ領域のデータを一定
の磁界とレーザー光を用いて消去し、次に、中心のラン
ドまたはグルーブにマーク長０．８μｍのマークを磁界
変調方式で記録し、そのキャリアレベルＣ_C を測定した
後に、隣接する両側のランドまたはグルーブを読み出
し、そのキャリアレベルを測定した値のうち高い方の値
をＣ_M とし、クロストークＣ_CR＝Ｃ_M −Ｃ_C を求めた。
クロストークをランドとグルーブについてそれぞれ測定
し、符号も含めて値の大きい方を第１表に示した。Ｃ_C
の書き込みパワーは、Ｃ_C の書き込みパワー依存性を測
定して、その値が飽和するパワーＰ_S に設定した。

【００２５】クロスイレーズ量は、３つの隣接するラン
ドまたはグルーブ領域のデータをまず消去し、中心のラ
ンドまたはグルーブにマーク長０．８μｍのマークをク
ロストークと同じ条件で記録し、そのキャリアレベルＣ
_A を測定した後に、隣接する両側のランドまたはグルー
ブに、一定の磁界と強度Ｐ_S のレーザー光でデータの消
去を行った後に、再び中心のランドまたはグルーブにつ
いてそのキャリアレベルＣ_B を測定し、クロスイレーズ
Ｃ_E ＝Ｃ_B −Ｃ_A を求めた。クロスイレーズをランドと
グルーブについてそれぞれ測定し、符号も含めて値の小
さな方を表１に示した。

【００２６】Ｃ／Ｎは、ランド部、グルーブ部につい
て、マーク長０．４５μｍのマークをデューティー５０
％で記録再生して測定した。ランド部とグルーブ部につ
いて測定したＣ／Ｎのうち、小さい方の値を表１に示し
た。

【００２７】表２には、ランド部、グルーブ部から反射
して光学検出器に到達する光量のミラー部に対する割合
を示す。比較例では、ミラー部に較べてランド部および
グルーブ部から反射される光が回折の影響を大きく受け
るため、検出器に到達する光量が小さい。これに較べ
て、実施例１および実施例２では、ランド幅およびグル
ーブ幅が集光されたレーザー光のビームウエストに対し
て大きいため、検出器に達する光量が大きい。特に実施
例２では、ランド幅がグルーブ幅に比して広いため、ラ
ンド部から検出器に到達する光量がグルーブ部に比して
大きい。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】表３には、書き込み周波数を変化させて、
１−７変調のランダム信号の記録再生を行った際に、そ
のジッター値が１０％以下となるような最短記録マーク
長とそのときの記録密度を示す。比較例においては、ジ
ッター値が１０％以下になるような条件が得られなかっ
た。実施例１においては、ランド部を読み出した時の信
号の分解能が、グルーブ部に較べて悪かった。グルーブ
部では、０．４７μｍでも１０％以下のジッターが得ら
れた。実施例２では、ランド部とグルーブ部での差は、
殆ど見られなかった。

【００３１】

【表３】

【００３２】さらに、１．７μｍトラックピッチでラン
ド幅とグルーブ幅を６：５にした光磁気ディスクで、最
短マーク長０．４５μｍの１−７変調ランダム信号のジ
ッター特性を測定したところ、１０％以下の値がえられ
た。この光磁気ディスクのランド部、グルーブ部から光
検出器に到達する光量は、平坦部の約８２％であった。

【００３３】

【発明の効果】この発明によれば、光磁気記録媒体を用
いたランド＆グルーブ記録において、ランド幅、グルー
ブ幅を共に大きくし、ランド部、グルーブ部から反射さ
れて光検出器に到達する光量を大きくすることにより、
実効的な性能指数を向上させることができる。このこと
により、記録マーク長を短くしても再生出力が高いた
め、線記録密度を向上させることができる。実際には、
ランド幅およびグルーブ幅の増大による記録密度の低下
と線記録密度との兼ね合いによって、トータルの記録密
度が決まってくる。短いトラックピッチでランド＆グル
ーブ記録を行うと、ランド幅およびグルーブ幅の短縮に
よって再生出力が低下するため、線記録密度を増大させ
ようとすると信号の分解能が極端に低下する。また、ク
ロストークおよびクロスイレーズの影響が大きいため、
記録パワー等の書き込み条件の制限が厳しくなる。

【００３４】ランドおよびグルーブから反射されて光検
出器に到達する光量が、ランドもグルーブもない平坦部
からの光量に対して８０％以上になるようなランド幅お
よびグルーブ幅にすることにより、トラックピッチは大
きくなるものの、線記録密度を向上させることで、トー
タルでの記録密度を大きくすることができる。ランド
幅、グルーブ幅が十分大きいことで、クロストークやク
ロスイレーズの影響が小さくなる。

【００３５】また、ランド幅をグルーブ幅より大きくす
ることにより、マスタリング工程に起因したランド部の
ノイズの影響を低減することができる。このことによ
り、ランド部とグルーブ部の記録特性のバランスを調節
することで、全体の記録密度の向上が計られる。

【００３６】本発明の技術は、青色半導体レーザーのよ
うな短波長レザーを使用しても有効に使える技術であ
る。特に、現行のＴｂＦｅＣｏのような良好な垂直磁気
異方性を有する希土類遷移金属からなるアモルファス合
金薄膜では、光源の短波長化によるカー回転角の低下
が、再生出力の低下につながるため、短波長になったか
らといって、安易にトラックピッチを縮めてしまうと線
記録密度が向上できない。青色半導体を用いても、本発
明によりランドグルーブ記録を行い、線記録密度とトラ
ックピッチを設定することにより、高密度記録が実現で
きる。

【００３７】本発明の実施例によれば、ジッター値の上
限を１０％に設定すると、大きさ３．５インチの光磁気
ディスクにおいて、波長６８０ｎｍ、対物レンズのＮＡ
＝０．５５を用いて、片面で１．３ギガバイトの記録容
量が、ＭＳＲ等の特別な方法を用いずに容易に実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で使用した光磁気記録媒体の記録再生装
置の模式図である。

【図２】本発明で使用した光磁気記録媒体の断面を示す
模式図である。

【符号の説明】

１．レーザーダイオード２．コリメータレンズ３．偏光ビームスプリッター４．対物レンズ５．光磁気ディスク６．スピンドルモータ７．１／２波長板８．偏光ビームスプリッター９．シリンドリカルレンズ１０．集光レンズ１１．４分割フォトダイオード１２．集光レンズ１３．２分割フォトダイオード１４．磁気ヘッド１５．比較例基板断面１６．ランド１７．グルーブ１８．実施例１基板断面１９．実施例２基板断面２０．ランド幅２１．グルーブ幅

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板にグルーブ及びランドが交互に形成
されている光磁気記録媒体において、グルーブ部または
ランド部にレーザー光を集光した時に、反射されて光検
出器に到達する光量が、該光磁気記録媒体のグルーブ、
ランド及びピット等の形成されていない平坦部に集光し
た時に反射されて該光検出器に到達する光量の８０％以
上の値を持つことを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項２】前記ランド部から反射されて前記光検出
器に到達する光量が、前記グルーブ部より反射されて前
記光検出器に到達する光量よりも大きいものである請求
項１に記載の光磁気記録媒体。