特許第5834554号(P5834554)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ ソニー株式会社の特許一覧
<>
  • 特許5834554-光記録媒体 図000002
  • 特許5834554-光記録媒体 図000003
  • 特許5834554-光記録媒体 図000004
  • 特許5834554-光記録媒体 図000005
  • 特許5834554-光記録媒体 図000006
  • 特許5834554-光記録媒体 図000007
  • 特許5834554-光記録媒体 図000008
  • 特許5834554-光記録媒体 図000009
  • 特許5834554-光記録媒体 図000010
  • 特許5834554-光記録媒体 図000011
  • 特許5834554-光記録媒体 図000012
  • 特許5834554-光記録媒体 図000013
  • 特許5834554-光記録媒体 図000014
  • 特許5834554-光記録媒体 図000015
  • 特許5834554-光記録媒体 図000016
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5834554
(24)【登録日】2015年11月13日
(45)【発行日】2015年12月24日
(54)【発明の名称】光記録媒体
(51)【国際特許分類】
   G11B 7/24079 20130101AFI20151203BHJP
   G11B 7/24082 20130101ALI20151203BHJP
   G11B 7/24038 20130101ALI20151203BHJP
【FI】
   G11B7/24 561M
   G11B7/24 561Q
   G11B7/24 522P
【請求項の数】3
【全頁数】23
(21)【出願番号】特願2011-151196(P2011-151196)
(22)【出願日】2011年7月7日
(65)【公開番号】特開2013-20663(P2013-20663A)
(43)【公開日】2013年1月31日
【審査請求日】2014年5月21日
(73)【特許権者】
【識別番号】000002185
【氏名又は名称】ソニー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100086841
【弁理士】
【氏名又は名称】脇 篤夫
(74)【代理人】
【識別番号】100114122
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 伸夫
(74)【代理人】
【識別番号】100167704
【弁理士】
【氏名又は名称】中川 裕人
(72)【発明者】
【氏名】高橋 謙作
(72)【発明者】
【氏名】三木 剛
(72)【発明者】
【氏名】中野 淳
【審査官】 松田 直也
(56)【参考文献】
【文献】 特開2010−135005(JP,A)
【文献】 特開2009−003993(JP,A)
【文献】 特開2006−344348(JP,A)
【文献】 特開2007−073117(JP,A)
【文献】 特開2002−203340(JP,A)
【文献】 特開平11−259911(JP,A)
【文献】 特表2007−528575(JP,A)
【文献】 特開2003−157543(JP,A)
【文献】 特開2004−013947(JP,A)
【文献】 特開2002−334484(JP,A)
【文献】 特開2006−252671(JP,A)
【文献】 特開2003−346379(JP,A)
【文献】 特開2007−265593(JP,A)
【文献】 特開2007−172717(JP,A)
【文献】 国際公開第2006/001131(WO,A1)
【文献】 特開2006−236421(JP,A)
【文献】 特開2009−070487(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G11B 7/24079
G11B 7/24038
G11B 7/24082
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
レーザ光の入射面側から見て凹状となるグルーブと凸状となるランドが形成され、上記グルーブと上記ランドの両方が、波長400nm〜415nmのレーザ光をNA=0.85±0.1の光学系により照射して情報の記録又は再生が行われる記録トラックとされる記録層を有し、
上記記録層では、記録トラックとして隣接するグルーブとランドのピッチは、225nm〜220nmの範囲内とされ、
レーザ光の入射面側から見た上記グルーブの上記ランドからの深さは25nm〜7nmの範囲内とされ、
上記グルーブと上記ランドの断面凹凸形状についてのデューティを、
{(ランドの幅)/(グルーブとグルーブ間のピッチ)}×100
とした場合に、上記デューティは50〜5の範囲内とされ、
上記グルーブは、情報に応じてウォブリングされており、
上記記録層が、レーザ光の入射面側から見て異なる深さ位置に複数設けられている光記録媒体。
【請求項2】
ディスク状の光記録媒体であり、上記記録層では、上記グルーブがスパイラル状又は同心円状に形成されている請求項1に記載の光記録媒体。
【請求項3】
上記情報の記録の方式は、相変化記録、色素変化記録、干渉縞記録、ボイド記録、又は屈折率変化記録のうち、いずれかの記録方式である請求項1に記載の光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、例えば光ディスク等の光記録媒体に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0002】
【特許文献1】特開2005−116058号公報
【特許文献2】特開2005−174423号公報
【特許文献3】特開平8−306080号公報
【背景技術】
【0003】
CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、ブルーレイディスク(Blu-ray Disc(登録商標))等の範疇に属する再生専用ディスクや記録可能型ディスク(ライトワンスディスクやリライタブルディスク)が各種開発されている。
例えばこれらのような光ディスクの分野では、次世代ディスクとして、高密度記録による一層の大容量化が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
例えばディスク状記録媒体における高密度記録の方向性としては、記録層を多層化すること、トラック線方向に記録密度を高めること、トラックピッチ方向に記録密度を高めること(狭トラックピッチ化)、さらにはデータ圧縮処理などの信号処理により記録容量を増加させることなどが考えられる。
【0005】
これらの各点で高密度記録を進める場合には、記録再生や適切に実行できることを考慮しなければならない。
本開示では、記録再生が適切に実行できる限度での高密度記録により一層の大容量を実現する光記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の記録媒体は、レーザ光の入射面側から見て凹状となるグルーブと凸状となるランドが形成され、上記グルーブと上記ランドの両方が、波長400nm〜415nmのレーザ光をNA=0.85±0.1の光学系により照射して情報の記録又は再生が行われる記録トラックとされる記録層を有し、上記記録層では、記録トラックとして隣接するグルーブとランドのピッチは、225nm〜220nmの範囲内とされている。
なお、さらにレーザ光の入射面側から見た上記グルーブの上記ランドからの深さは25nm〜7nmの範囲内とすることが好適である。
また、上記グルーブと上記ランドの断面凹凸形状についてのデューティを、{(ランドの幅)/(グルーブとグルーブ間のピッチ)}×100とした場合に、上記デューティは50〜5の範囲内とされていることが好適である。
【0007】
このような本開示の光記録媒体は、ランドとグルーブの両方に情報を記録するランド/グルーブ記録方式のものとなる。その場合に、記録トラックとして隣接するグルーブとランドのピッチ(つまり、ランド/グルーブ記録方式でのトラックピッチ)は250nm〜200nmの範囲とする。グルーブとグルーブのピッチは500nm〜400nmの範囲となる。
グルーブのみに記録する場合、トラックピッチ(グルーブ記録方式でのグルーブとグルーブのピッチ)を考えると、250nmがほぼトラッキングサーボをかけることのできる限界である。そこでランド/グルーブ記録方式を採用し、250nm以下の記録トラックのピッチを実現する。この場合、グルーブとグルーブのピッチは上記の通り500nm〜400nmの範囲とでき、トラッキングサーボは通常にかけることができる。
一方、狭トラックピッチ化を進めるほど、隣接トラックからのクロストークなどにより再生信号品質が悪化する。再生信号品質が維持できる記録トラックのピッチの下限が200nmとなる。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、従前の光記録媒体に比して、さらなる大容量記録が可能な光記録媒体を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】本開示の実施の形態の光ディスクのランド/グルーブの説明図である。
図2】実施の形態の光ディスクの層構造の説明図である。
図3】実施の形態の光ディスクのランド/グルーブ構造の説明図である。
図4】実施の形態のトラックピッチ上限の説明図である。
図5】実施の形態のトラックピッチ下限の説明図である。
図6】実施の形態のグルーブ深さの上限の説明図である。
図7】実施の形態のグルーブ深さの下限の説明図である。
図8】実施の形態のデューティの上限の説明図である。
図9】実施の形態のデューティの下限の説明図である。
図10】実施の形態のウォブリング振幅の説明図である。
図11】実施の形態で凹部ウォブリングが有利であることの説明図である。
図12】実施の形態の光ディスクに対するディスクドライブ装置のブロック図である。
図13】実施の形態の光ディスクの製造工程のフローチャートである。
図14】実施の形態の光ディスクの製造工程の説明図である。
図15】実施の形態の光ディスクの記録再生特性の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本開示の実施の形態を次の順序で説明する。
<1.光ディスク構造>
<2.トラックピッチ>
<3.グルーブ深さ>
<4.ランド/グルーブのデューティ>
<5.ウォブリング振幅>
<6.ディスクドライブ装置>
<7.光ディスク製造工程>
<8.変形例>
【0011】
なお、本明細書で使用する語句については、それぞれ次の意味で用いることとする。
・グルーブ及びランド
本実施の形態については、光記録媒体の記録層の凹凸形状において、レーザ光の入射面側から見て凹状となる部分をグルーブ、凸状となる部分をランドとする。つまりレーザ光の入射面側から見ての凹凸の奥側をグルーブと呼ぶこととする。
・グルーブピッチ
或るグルーブの中央と、その隣のグルーブの中央の間の距離をグルーブピッチとする。なお、或るランドの中央と、その隣のランドの中央の間の距離をランドピッチとすると、ランドピッチ=グルーブピッチとなる。
・L/Gピッチ(ランド/グルーブピッチ)
或るグルーブの中央と、その隣のランドの中央の間の距離をL/Gピッチとする。
・トラックピッチ
記録トラック間のピッチをいう。本実施の形態では、ランド/グルーブの両方を記録トラックとするため、トラックピッチ=L/Gピッチである。但し、ランドを記録トラックとして用いないグルーブ記録方式の光ディスクに言及する場合、トラックピッチ=グルーブピッチである。なお説明上、特に断ってグルーブピッチをトラックピッチと表記する場合がある。
・グルーブ深さ
レーザ光の入射面側から見たときに、ランド上面からグルーブ底面までの垂直方向の距離をグルーブ深さとする。
・デューティ
ディスク半径方向にみたグルーブとランドの断面凹凸形状について比率を表す。
デューティ={(ランドの幅)/(グルーブピッチ)}×100とする。
【0012】
<1.光ディスク構造>

実施の形態の光記録媒体は、例えばCD、DVD、ブルーレイディスク(BD)等のように、例えば直径12cmの光ディスクであるとする。
そして記録/再生のためのレーザとして、いわゆる青色レーザ(波長λ=400〜415nm程度)が用いられ、また光学系が高NA(例えばNA=0.85±0.1)とされる。この条件下で、以降説明していく構成により、記録層一層あたりで50GB(Giga Byte)程度を実現する。
【0013】
図1は、実施の形態の光ディスク1のグルーブについて模式的に示している。
図1Aに示すように、光ディスク1には、蛇行されたグルーブG(ウォブリンググルーブ)がスパイラル状に形成されている。
グルーブGとグルーブGの間がランドLとなる。
図1Bに、ディスク半径方向に並んだグルーブG、ランドLの構造を拡大して示している。グルーブGはレーザ光の入射方向からみて奥側となる。そして半径方向に並ぶグルーブGとグルーブGの間にランドLが形成される。
【0014】
グルーブGはアドレス情報等が変調された信号に応じてウォブリングされている。これによりグルーブG自体からアドレス情報等を再生することができるようにされている。
光ディスク1の製造過程(原盤マスタリング)では、レーザ光照射によりウォブリンググルーブのパターンが形成される。従って、光ディスク1におけるグルーブGの幅GWは一定である。一方、隣接するグルーブGのウォブリング状態は同じではないため、ランドLの幅は変動する。例えば図示するランド幅LW1、LW2は異なる値となる。
【0015】
図2は光ディスク1の層構造を模式的に示している。
図2Aは、記録層3が1つのシングルレイヤーディスク、図2Bは記録層3が複数のマルチレイヤーディスクの例である。
【0016】
図2Aに示すように、光ディスク1は、例えば約1.1mm厚のポリカーボネート等の樹脂基板(ディスク基板2)上に、記録層(レイヤーL0)が形成される。
ディスク基板2の成形時に、その一面側にグルーブG及びランドLとなる凹凸形状が形成され、該一面上にスパッタリング等で記録層3を形成することで、記録層3がグルーブG及びランドLを有する形状とされる。
例えば記録層3は、誘電体膜3a、記録膜3b、誘電体膜3cを積層した構造とされている。記録膜3bは熱により変質してマークを形成する。誘電体膜3a、3cは熱伝達を制御する作用を持つ。なお、図示する記録層3の構造は一例であり、例えば誘電体膜が記録膜の片側だけの構造や、或いは他の機能層を設ける場合もある。
記録層3の上面は、UV硬化樹脂等によるカバー層4が形成される。カバー層4の厚みは例えば75〜100μm程度とされる。カバー層4の厚みが100μm前後となるのは、レーザ光波長が405nm前後、光学系のNAが0.85程度の場合に球面収差を考慮したことによる。
このカバー層4の表面側が、記録再生時にレーザ光が入射される光入射面となる。即ちレーザ光はカバー層4の表面側から入射され、記録層3(レイヤーL0)に合焦されてスポットを形成し、記録又は再生が行われる。
【0017】
マルチレイヤーディスクの場合は、図2Bに示すように、ディスク2上に、中間層5を介して複数の記録層3が形成される。即ち記録層3が、レーザ光の入射面側から見て異なる深さ位置に複数設けられている。
ここではレイヤーL0〜L4として、5つの記録層3を設けた例を示しているが、もちろん記録層数は多様に考えられる。記録層3の数が2以上のものをマルチレイヤーディスクと呼ぶ。当然ながら、多数の記録層を設けることで、記録容量を大幅に拡大できる。
各記録層3(L0〜L4)は、それぞれランド/グルーブ形状を備える。
【0018】
図2の各例はあくまでも一例である。実施の形態の光ディスク1の層構造としては、これらの構造以外の例も考えられる。
実施の形態の光ディスク1としては、記録可能型ディスク(ライトワンスディスクやリライタブルディスク)として説明するが、再生専用ディスクも考えられる。
再生専用ディスクの場合、記録層3にエンボスピット列が形成される。
【0019】
記録可能型ディスクとしての光ディスク1の場合は、記録装置により回転駆動された状態にて記録用のレーザ光照射が行われて記録層3に記録情報に応じたマーク列が形成される。マークとしては、相変化マーク、色素変化マーク、干渉縞マーク、ボイド(空孔)マーク、屈折率変化マークなどが想定される。
【0020】
光ディスク1に対する再生時には、再生装置により光ディスク1が回転駆動された状態にて、再生用のレーザ光が、再生する目的の記録層3に照射される。そしてその記録層3に形成されたマーク列に応じた反射光情報が検出され、データが再生される。
【0021】
本実施の形態の光ディスク1は、記録層3におけるランド/グルーブ構造を次のように規定する。
まず、ランドL、グルーブGの両方が記録トラックとして情報記録に用いられる。即ちランド/グルーブ記録方式を採用する。
その上で、図3に示すように各値を規定する。
図3Aはディスク半径方向での断面としてみたランド/グルーブ構造を示し、グルーブピッチTP−GG、L/GピッチTP−LG、グルーブ深さ(depth)を示している。また、デューティを決めるランド幅LW、ランドグルーブ幅LGW(=グルーブピッチTP−GG)を示している。
なお、ランド幅LWは、図示するように、いわゆる半値幅である。つまり断面台形のランドLの上面の幅と、下面の幅の中間値である。
【0022】
図3Bに、これらの上限値と下限値を示している。
本例ではランド/グルーブ記録方式であるため、L/GピッチTP−LGが記録トラックピッチとなる。このL/GピッチTP−LGは250nm〜200nmの範囲内に設定される。グルーブピッチTP−GGは、L/GピッチTP−LGの2倍となるため、500nm〜400nmの範囲となる。
グルーブ深さ(depth)については、30nm〜5nmの範囲内で設定される。
ランド/グルーブ構造におけるデューティは、50〜5の範囲内になるように設定される。
以上の数値範囲内で形成される本実施の形態の光ディスク1は、記録層一層あたりで50GB程度の容量の記録媒体となる。もちろん図2Bに示した5層構造であれば250GB程度の容量を実現できる。
【0023】
<2.トラックピッチ>

上記図3Bに示した上限値、下限値について以下、説明していく。まずここではトラックピッチ(L/GピッチTP−LG)を250nm〜200nmの範囲とすることについて説明する。グルーブピッチTP−GGでいえば500nm〜400nmである。
【0024】
図4を用いて、トラックピッチの上限として、L/GピッチTP−LGを250nm(グルーブピッチTP−GGを500nm)とする理由を述べる。
図4Aは、グルーブ記録方式、つまりランドを記録トラックとして使用せずにグルーブのみに記録する場合で、トラックピッチに対するNPP値を調査した結果を示している。
【0025】
この場合の横軸のトラックピッチは、グルーブピッチTP−GGに相当する。
またNPP値とは、プッシュプル信号レベルに対する反射光量の比である。図4Cにレーザ光の光ディスクからの反射光が2分割フォトディテクタ(A,B)に受光される様子を示している。斜線部は、0次光と±1次回折光が重なる範囲であり、この重なり部分が変調成分となる。つまり斜線部として示す重なり部分の面積が大きいほど、フォトディテクタでの検出上で明暗の差が大きくなり、大きな信号変調が得られる。
2分割フォトディテクタA,Bで得られる信号をそのままA,Bとして表すと、
NPP値=(A−B)/(A+B)
となる。
このNPP値は、トラックピッチが広がると大きくなる。またプッシュプル信号の変調成分の指標ともなり、プッシュプル信号の変調信号成分が低下すれば、それだけトラッキングサーボがかけにくくなる。NPP値=0.2がトラッキングサーボの信頼性を確保できる最小値である。そこでクライテリアCrtとしてNPP値=0.2で評価した。
【0026】
なお、調査では、図4Bのように、NA=0.85、レーザ波長λ=405nm、グルーブ深さ=20nm、デューティ=50とした。
グルーブ記録方式でトラックピッチに対するNPP値を調査すると、図4Aに示すように、トラックピッチが250nm付近でクライテリアCrtを下回る結果となった。
つまり狭トラックピッチ化により大容量化を目的とする場合、グルーブ記録方式ではトラックピッチ(グルーブピッチTP−GG)は250nmが限界であるといえる。
【0027】
グルーブピッチTP−GGが250nmより詰められないとすれば、記録トラック間のピッチをさらに狭くして大容量化を図る場合、本実施の形態のように、ランド/グルーブ記録方式を採用する必要がある。
図4Aでは、トラックピッチが250nm以下の範囲を、ランド/グルーブ記録方式のみ記録可能と示しているが、トラックピッチが250nmであるということは、ランド/グルーブ記録方式の場合のグルーブピッチTP−GGを500nmとするという意味である。グルーブピッチTP−GGが500nmであれば、NPP値は十分に高く、トラッキングサーボに支障はない。
そこで、本実施の形態では、ランド/グルーブ記録方式を採用したうえで、トラックピッチ(つまりこの場合はL/GピッチTP−LG)を250nmを上限とする。換言すれば、L/GピッチTP−LGを250nm(グルーブピッチTP−GGを500nm)とすることが、ランド/グルーブ記録方式を採用することによる狭トラックピッチ化の利点を得ることができる上限といえるものである。
【0028】
なお、実際の記録においてグルーブピッチTP−GGが500nm程度にもなると、グルーブG(凹部)のトラック幅が250nmを超えてくる。仮にデューティが60ともなると、幅300nmのグルーブに記録マーク形成が必要なる。記録されるマークはその記録原理にも依存するため、一概には言及できないが、熱による記録形成が主である。
300nmもの幅を持ったトラックはラディアル方向に非常に広いトラックであるため、熱が横方向に伝達しやすい。つまり、記録マーク形成に必要な熱が横に逃げやすく、ある程度のマーク形成には大きな記録パワーを必要とする。
グルーブピッチTP−GGが500nmのディスク基板を用いて、仮に多層ディスクを記録した場合、レーザ入射側からみて最も奥の記録層(レイヤーL0)の記録に必要なパワーが甚大なものとなる可能性が出てくる。よって、多層大容量ディスクを想定したディスクでは最大のグルーブピッチTP−GG=480nm程度(L/GピッチTP−LG=240nm)がより好ましい。
【0029】
次にどこまで狭トラックピッチ化が可能かの下限を考察した。図5を用いて説明する。
ランド/グルーブ記録方式において、L/GピッチTP−LGが狭くなると、隣り合う記録トラックからの漏れ込みノイズが発生し、再生信号は極端に劣化する(SER(Symbol Error Rate)劣化)。図5CにレーザスポットSPに対してL/GピッチTP−LGが狭くなっている様子を示しているが、図のようにレーザスポットSP内に隣接する記録トラックが含まれる。これにより反射光から得られる再生信号に隣接トラックによる信号が漏れ込む(クロストーク)。
そこでトラックピッチとSERの関係を調査した。
図5Aは、トラックピッチに対するSERの測定結果を示している。ここでの横軸のトラックピッチは、グルーブピッチTP−GGで示している。
また測定時の諸条件としては、図5Bのように、NA=0.85、レーザ波長λ=405nm、グルーブ深さ=20nm、デューティ=50、データビット長=111.7とし、またパーシャルレスポンス復号処理としてPR(1,2,2,1)MLを用いた。
【0030】
クライテリアCrtとしてSER=4.3×10-3とした。これはブルーレイディスクシステムで規定されるECCクライテリアであり、訂正不能となる確率が十分低く、再生品質を保証できる閾値である。
図5Aからわかるように、トラックピッチ(グルーブピッチTP−GG)が0.4μm(400nm)以下になると、クライテリアCrtを越える。
従って、グルーブピッチTP−GGは、下限を400nmとすることが適切である。つまりランド/グルーブ記録方式でのトラックピッチ(L/GピッチTP−LG)は200nmを下限とする。
なお実際の大容量記録では線密度方向(トラック線方向)も高密度化がされる。データビット長は確実に90nm以下を切ることが予想される。つまり、線方向のS/N(Signal to Noise Ratio)も悪化する。よって、高線密度条件下では、クロストークによるノイズレベル上昇に極端に弱くなる。そのため、上述の下限値であるL/GピッチTP−LG=200nmではクロストークノイズが大きすぎて、SERがクライテリアをクリアできないこともあり得る。そこで特に大容量記録を想定した光ディスクでは下限値としてはL/GピッチTP−LG=220nmとすることが良い。
【0031】
以上の理由から、本実施の形態の光ディスク1では、トラックピッチ(L/GピッチTP−LG)は250nm〜200nmの範囲内に設定するものとする。グルーブピッチTP−GGでいえば500nm〜400nmの範囲とする。
もちろんトラックピッチは、大容量化の観点からは、上記範囲内でもなるべく狭くすることが好適となる。特にランド/グルーブ記録方式を採用した優位性をより有効に大容量化に生かすためには、トラックピッチ(L/GピッチTP−LG)は、225nm〜200nmが好ましい。
また、上述のように多層大容量ディスクを想定したディスクでは最大のグルーブピッチTP−GG480nm程度(L/GピッチTP−LG=240nm)が好ましいことを考えれば、本実施の形態の光ディスク1では、トラックピッチ(L/GピッチTP−LG)は240nm〜200nmの範囲内(グルーブピッチTP−GGが480nm〜400nm)に設定することが好ましい。
さらに上述のように、線密度方向の高密度化によるクロストークの点でL/GピッチTP−LGの下限値を220nmということを考慮すれば、光ディスク1では、トラックピッチ(L/GピッチTP−LG)は250nm〜220nmの範囲内(グルーブピッチTP−GGが500nm〜440nm)に設定することが好ましい。
さらに、多層大容量ディスク及び線密度方向の高密度化の両方を考慮すれば、光ディスク1では、トラックピッチ(L/GピッチTP−LG)は240nm〜220nmの範囲内(グルーブピッチTP−GGが480nm〜440nm)に設定することが好ましい。
【0032】
<3.グルーブ深さ>

次にグルーブ深さの範囲について説明する。本実施の形態の光ディスク1のグルーブ深さは30nm〜5nmの範囲内で設定される。
まず上限の30nmについて図6を用いて説明する。
【0033】
グルーブ深さが深くなるとともに、入射光が奥の記録トラック(グルーブトラック)に入りづらくなる。図6Cにその様子を模式的に示しているが、ランドLがグルーブGへの入射光の障壁となる。
このため、グルーブ深さは、記録特性、再生特性に大きく影響を与える。
【0034】
図6Aは、グルーブ深さに対するSERの測定結果を示している。
測定時の諸条件としては、図6Bのように、NA=0.85、レーザ波長λ=405nm、トラックピッチ(ここではグルーブピッチTP−GG)=0.45μm、デューティ=35、データビット長=111.7とし、またパーシャルレスポンス復号処理としてPR(1,2,2,1)MLを用いた。
先の図5Aの場合と同様、クライテリアCrtはSER=4.3×10-3とする。
図6Aからわかるように、グルーブ深さが30nm付近で、SERはクライテリアを越えることとなる。
従って、再生特性の観点から、グルーブ深さの上限は30nmとする。
【0035】
次にグルーブ深さの下限を図7を用いて説明する。
グルーブ深さの最小値は究極的には0nmよりは深いということである。0nmとは、ランド/グルーブ構造が存在しなくなるということであり、0nmより深ければ、ランド/グルーブ構造を有するといえるためである。
但し、もちろん記録再生のために適正にトラッキングサーボがかけられるランド/グルーブ構造でなければならない。そこで、先の図4Aの場合と同様、NPP値=0.2(サーボ特性の最低ライン)をクライテリアにした。
【0036】
図7Aは、グルーブ深さに対するNPPの測定値である。
測定時の諸条件としては、図7Bのように、NA=0.85、レーザ波長λ=405nm、トラックピッチ(ここではグルーブピッチTP−GG)=0.45μm、デューティ=50とした。
図7Aからわかるように、グルーブ深さが5nmより浅くなると、NPP値が0.2以下となり、サーボ特性が劣化する。
そこで本実施の形態の光ディスク1では、グルーブ深さの下限を5nmとした。
つまりグルーブ深さは30nm〜5nmの範囲内とする。
【0037】
但し実際は、グルーブGが30nmの深さになると、SERはクライテリアをクリアしているが、いくつかの問題を生じることがある。たとえば、レーザーパワーに関しては、凹状のグルーブGには光が届きにくいため、強力なパワー発光を必要とする。これが多層ディスクになると、もっとも光が届きにくい記録層(レイヤーL0)の凹部であるグルーブGに対して必要なパワーは甚大なものとなる。
また、グルーブ深さ30nmのパターンは、未記録状態ですでに、再生光が大きな振幅を示す(NPP値が大きいのが一つの例である。)。これは多層ディスクにおいて、迷光問題を引き起こす。迷光とはある記録層3にフォーカスし、信号再生を行っているとき、別の記録層3(中間層5を隔てて近接している層)からの反射光の侵入問題をいう。別の記録層3でのスポットは完全に合焦点からは外れているが、それでもパターンに依存した振幅が反射光として、再生光に侵入してくる。グルーブ深さが30nmと深い場合、この侵入してくる迷光の振幅量が大きく、ノイズ源として悪影響する。
以上より、グルーブ深さの上限は25nmがよりよい。特にマルチレイヤーディスクでは上限は25nmが好適である。その意味では、グルーブ深さは25nm〜5nmの範囲内とすることが考えられる。
また、上述の下限についてのクライテリアとしたNPP値の0.2は最低値であり、製造上、商品上のマージン(ばらつきを考えた許容値)を考慮すると、グルーブ深さは7nmは必要である。そのことから、グルーブ深さは30nm〜7nmの範囲内、又はグルーブ深さは25nm〜7nmの範囲内とすることが考えられる。
【0038】
<4.ランド/グルーブのデューティ>

次にランド/グルーブ構造のデューティについて説明する。デューティは50〜5の範囲内とした。
まず上限の50について図8を用いて説明する。
【0039】
デューティ={(ランドの幅)/(グルーブピッチ)}×100である。
従ってデューティ値が高ければ、グルーブピッチTP−GGの範囲内でランド幅が広くなるということである。つまりデューティ=50であれば、ランド幅=グルーブ幅である(それぞれ半値幅)。そしてデューティが50を越えれば、ランド幅がグルーブ幅より広く、デューティが50未満であれば、グルーブ幅がランド幅より広いということになる。
デューティの値が大きくなるにつれて、入射光が奥のグルーブトラックに入りづらくなる。従って記録特性、再生特性にデューティ値は大きく影響を与える。
【0040】
図8Aは、デューティに対するSERの測定結果を示している。
測定時の諸条件としては、図8Bのように、NA=0.85、レーザ波長λ=405nm、トラックピッチ(ここではグルーブピッチTP−GG)=0.45μm、グルーブ深さ=17nm、データビット長=111.7とし、またパーシャルレスポンス復号処理としてPR(1,2,2,1)MLを用いた。
【0041】
先の図5A図6Aの場合と同様、クライテリアCrtはSER=4.3×10-3とする。
図8Aからわかるように、デューティが50を越えると、SERはクライテリアを越えることとなる。
従って、再生特性の観点から、デューティの上限は50とする。
【0042】
次にデューティの下限を図9を用いて説明する。
もちろんデューティに関しても、記録再生のために適正にトラッキングサーボがかけられるランド/グルーブ構造でなければならない。
そこでデューティの下限を規定するため、先の図4A図7Aの場合と同様、NPP値=0.2(サーボ特性の最低ライン)をクライテリアにした。
【0043】
図9Aは、デューティに対するNPPの測定値である。
測定時の諸条件としては、図9Bのように、NA=0.85、レーザ波長λ=405nm、トラックピッチ(ここではグルーブピッチTP−GG)=0.45μm、グルーブ深さ=17nmとした。
図9Aからわかるように、デューティが5より小さくなると、NPP値が0.2以下となり、サーボ特性が劣化する。
そこで本実施の形態の光ディスク1では、デューティの下限を5とした。
なお、例えばグルーブピッチTP−GG=450nmにおけるデューティ=5は、ランド幅22nm程度となる。これはディスク作成プロセス上、困難である。現在、ディスク露光技術で最小幅はおよそ100nm程度となっている。よって、現実的なデューティの下限値は20とすることが適切である。その意味でデューティは50〜20の範囲内とすることが考えられる。
【0044】
<5.ウォブリング振幅>

本実施の形態の光ディスク1は、上述したようにグルーブGはウォブリングしており、ウォブリンググルーブによりアドレス情報等を記録している。
光ディスク1に対する記録時には、ウォブリンググルーブから得られる反射光情報からアドレスを検出することになる。
【0045】
図10AはグルーブGのウォブリングを模式的に示している。このグルーブGのウォブリング振幅Wa、つまりトラックセンターからの左右への振り幅が、アドレス情報等のリーダビリティを決める。
このウォブリング振幅Waとしては、スペクトラムアナライザで測定して29dB以上となる振幅量を確保する必要がある。なお上限は特に規定されない。
【0046】
図10Bに、ウォブリング振幅Waに対するウォブルCN(Carriar Noise Ratio)の測定結果を示している。
この測定においては、ウォブリングのキャリアは956.5kHz、ノイズ成分は500kHzとし、1倍速再生の状態でのキャリアレベルとノイズレベルの比としてウォブルCN[dB]を測定した。
図からわかるように、ウォブリング振幅Waが約5nmで、クライテリアの29dBを下回る。そこで、ウォブリング振幅Waとしては最小で5nmとする。
【0047】
ところで、本実施の形態の光ディスク1では、レーザ光の入射面側から見て凹凸の奥側をグルーブGとし、手前側をランドLとした。そして奥側のグルーブGをウォブリングさせている。
これは、ランド/グルーブ記録方式の場合での再生特性を考慮してものである。
【0048】
例えば、本例でいうランドL側(レーザ光の入射面側から見て凹凸の手前側)をウォブリングさせるということも、構造例の1つとして考えられる。
しかし本例でのランド/グルーブ記録方式の場合、奥側(グルーブG)をウォブリングさせた方が、以下の点で好ましい。
なお、本明細書では先に定義したように、説明上、レーザ光の入射面側から見て凹凸の手前側を「ランド」、奥側を「グルーブ」と呼んでいるが、手前側か奥側かにかかわらず、ウォブリングさせる方を「グルーブ」と呼ぶこともある。その場合、本明細書でいう手前側のランドLをウォブリングさせる場合を「オン−グルーブ」、本明細書でいう奥側のグルーブGをウォブリングさせる場合を「イン−グルーブ」と呼ばれることもあることは注意されたい。
【0049】
まず、レーザ光の入射面側からみて凹凸の奥側というのは、手前側に比べてレーザ光が入りづらく、手前側と比べて再生信号特性が低下する。
【0050】
また、ランド/グルーブの一方をウォブリングさせるとする場合、一方はトラック幅が常に一定であるのに対し、他方はトラック幅が変動する。
図1Bで述べたように、本例のようにグルーブGをウォブリングさせている場合、グルーブGの幅GWは一定であるのに対し、ランドLの幅LWは、図1B中の幅LW1,LW2のように変動してしまう。即ち幅LW2のような「腹」の部分と、幅LW2のような「節」の部分が生ずる。
つまりランドLとグルーブGの一方をウォブリングさせると、ウォブリングさせていない方は、腹と節の形状によるトラック幅の変動により、何も記録していなくても再生信号には変調信号成分が乗ってしまい、再生特性が悪化する。
【0051】
仮に、レーザ光の入射面側からみて手前側であるランドLをウォブリングするとすると、ランドトラックからの再生信号は、手前側であることと、トラック幅が一定になることで、良好な再生信号特性が得られる。しかし、グルーブG側では、奥側であることとトラック幅が変動することで、再生信号特性は大幅に悪化する。
これによりランドトラックとグルーブトラックの再生信号品質のバランスが非常に悪くなる。
【0052】
そこで本実施の形態では、奥側であるグルーブGをウォブリングさせていることで、グルーブGでは、奥側であって不利であるが、トラック幅が一定な点は有利とし、ランドLでは、手前側である点で有利であるが、トラック幅が変動することは不利なものとする。つまり、再生信号特性を悪化させる要因をランドLとグルーブGに振り分け、ランドトラックとグルーブトラックの再生信号品質のバランスを取り、一方が極端に品質の悪い再生信号となることがないようにするとよい。
【0053】
図11は、ウォブリングによる信号品質のばらつきを示している。信号品質の評価値としてはPRML方式を用いた光ディスクの評価手法であるi−MLSE値を用いた。
この図11のグラフは記録した連続3トラックを24分割して、各点ごとに評価値i−MLSEを測定したものである。
◆の測定値は、凸部(ランドL)側をウォブリングさせたときの凹部(グルーブG)の記録再生特性である。
●の測定値は、凹部(グルーブG)側をウォブリングさせたときの凸部(ランドL)の記録再生特性である。
▲の測定値は、ウォブリングさせない場合での凹部、もしくは凸部の記録再生特性である。
【0054】
ウォブル無しの場合と比較して、凸部、凹部のいずれをウォブリングさせる場合もウォブル周波数の漏れ込みによるi−MLSE劣化は避けられないが、凸部、凹部のいずれをウォブリングさせる方が有利であるかは、図11から明瞭である。
凸部をウォブリングさせると、凹部にレーザ光が侵入する際、凸部の腹と節の形状が光の侵入を妨げ、記録特性を大幅に劣化させ、かつ再生時もウォブル周波数に相当するスペクトルが戻り光に重畳して、i−MLSE特性を大幅に劣化させている。なおi−MLSEがばらつくのは最も腹と節が発生する箇所が1周に約一回だからである。
【0055】
それに対して、凹部をウォブリングさせる場合は、図1Bのように凸部(ランドL)に腹節構造があるが、入射光に対して手前にあるため記録時に障害になることはない。それによって、記録特性の劣化がない。再生時はウォブル周波数に相当するスペクトルが戻り光に重畳するが、劣化はウォブル無しの場合と比較して、約1%に抑えられることが分かった。
【0056】
以上のことから本実施の形態では、奥側であるグルーブGをウォブリングさせることが好ましい。
ただし、各種の要因により記録再生特性が十分に良好であるならば、手前側であるランドLをウォブリングさせることも考えられる。
【0057】
<6.ディスクドライブ装置>

続いて本実施の形態の光ディスク1に対して記録再生を行うディスクドライブ装置の構成例を図12で説明する。
本実施の形態の光ディスク1は、ディスクドライブ装置に装填されると図示しないターンテーブルに積載され、記録/再生動作時においてスピンドルモータ22によって一定線速度(CLV)又は一定角速度(CAV)で回転駆動される。
そして再生時には光ピックアップ(光学ヘッド)21によって光ディスク1上の記録トラック(ランドトラックとグルーブトラック)に記録されたマーク情報の読出が行われる。
また光ディスク1に対してのデータ記録時には、光ピックアップ21によって光ディスク1上の記録トラックに、ユーザーデータがマーク列として記録される。
【0058】
なお、光ディスク1に対しては、光ピックアップ1によって光ディスク1上のグルーブトラックのウォブリングとして埋め込まれたADIP(Address in Pregroove)情報の読み出しもおこなわれる。
【0059】
光ピックアップ21内には、レーザ光源となるレーザダイオードや、反射光を検出するためのフォトディテクタ、レーザ光の出力端となる対物レンズ、対物レンズを介してディスク記録面にレーザ光を照射し、またその反射光をフォトディテクタに導く光学系等が形成される。
光ピックアップ21内において対物レンズは二軸機構によってトラッキング方向及びフォーカス方向に移動可能に保持されている。
また光ピックアップ21全体はスレッド機構23によりディスク半径方向に移動可能とされている。
また光ピックアップ21におけるレーザダイオードはレーザドライバ13によって駆動電流が流されることでレーザ発光駆動される。
【0060】
光ディスク1からの反射光情報はフォトディテクタによって検出され、受光光量に応じた電気信号とされてマトリクス回路24に供給される。
マトリクス回路24には、フォトディテクタとしての複数の受光素子からの出力電流に対応して電流電圧変換回路、マトリクス演算/増幅回路等を備え、マトリクス演算処理により必要な信号を生成する。
例えば再生データに相当する再生情報信号(RF信号)、サーボ制御のためのフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号などを生成する。
さらに、グルーブのウォブリングに係る信号、即ちウォブリングを検出する信号としてプッシュプル信号を生成する。
マトリクス回路24から出力される再生情報信号は、クロストークキャンセル回路19を介してデータ検出処理部25へ供給される。またマトリクス回路24から出力されるフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号は光学ブロックサーボ回路11へ供給される。
【0061】
クロストークキャンセル回路19は、RF信号に対してクロストークキャンセル処理を行う。本実施の形態の光ディスク1は、ランド/グルーブ記録方式で、トラックピッチ(L/GピッチTP−LG)は非常に狭くなる。
トラックピッチが狭くなるほど、再生時に隣接トラックのクロストーク成分の混入が多くなる。そこで、クロストークキャンセル回路19を設け、隣接するトラックのRF信号成分をキャンセルする処理を行うようにする。
なお、光ディスク1上の記録トラックのフォーマット(トラックピッチ等)によっては、クロストークキャンセル回路19は設けないで良い場合もある。
【0062】
データ検出処理部25は、再生情報信号の2値化処理を行う。
例えばデータ検出処理部25では、RF信号のA/D変換処理、PLLによる再生クロック生成処理、PR(Partial Response)等化処理、ビタビ復号(最尤復号)等を行い、パーシャルレスポンス最尤復号処理(PRML検出方式:Partial Response Maximum Likelihood検出方式)により、2値データ列を得る。一例として、PR(2,3,3,3,2)MLを用いることが考えられる。
そしてデータ検出処理部25は、光ディスク1から読み出した情報としての2値データ列を、後段のエンコード/デコード部27に供給する。
【0063】
エンコード/デコード部27は、再生時おける再生データの復調と、記録時における記録データの変調処理を行う。即ち、再生時にはデータ復調、デインターリーブ、ECCデコード、アドレスデコード等を行い、また記録時にはECCエンコード、インターリーブ、データ変調等を行う。
再生時においては、データ検出処理部25で復号された2値データ列がエンコード/デコード部27に供給される。エンコード/デコード部27では2値データ列に対する復調処理を行い、光ディスク1からの再生データを得る。例えばRLL(1,7)PP変調(RLL;Run Length Limited、PP:Parity preserve/Prohibit rmtr(repeated minimum transition runlength))等のランレングスリミテッドコード変調が施されて光ディスク1に記録されたデータに対しての復調処理と、エラー訂正を行うECCデコード処理を行って、光ディスク1からの再生データを得る。
エンコード/デコード部27で再生データにまでデコードされたデータは、ホストインターフェース28に転送され、システムコントローラ10の指示に基づいてホスト機器100に転送される。ホスト機器100とは、例えばコンピュータ装置やAV(Audio-Visual)システム機器などである。
【0064】
光ディスク1に対する記録/再生時にはADIP情報の処理が行われる。
即ちグルーブのウォブリングに係る信号としてマトリクス回路24から出力されるプッシュプル信号は、ウォブル信号処理回路26においてデジタル化されたウォブルデータとされる。またPLL処理によりプッシュプル信号に同期したクロックが生成される。
ウォブルデータはADIP復調回路16で、ADIPアドレスを構成するデータストリームに復調されてアドレスデコーダ29に供給される。
アドレスデコーダ29は、供給されるデータについてのデコードを行い、アドレス値を得て、システムコントローラ10に供給する。
【0065】
記録時には、ホスト機器100から記録データが転送されてくるが、その記録データはホストインターフェース28を介してエンコード/デコード部27に供給される。
この場合エンコード/デコード部27は、記録データのエンコード処理として、エラー訂正コード付加(ECCエンコード)やインターリーブ、サブコードの付加等を行う。またこれらの処理を施したデータに対して、RLL(1−7)PP方式等のランレングスリミテッドコード変調を施す。
【0066】
エンコード/デコード部27で処理された記録データは、ライトストラテジ部14に供給される。ライトストラテジ部14では、記録補償処理として、記録層の特性、レーザ光のスポット形状、記録線速度等に対するレーザ駆動パルス波形調整を行う。そして、レーザ駆動パルスをレーザドライバ13に出力する。
【0067】
レーザドライバ13は、記録補償処理したレーザ駆動パルスに基づいて、光ピックアップ21内のレーザダイオードに電流を流し、レーザ発光駆動を実行させる。これにより光ディスク1に、記録データに応じたマークが形成されることになる。
なお、レーザドライバ13は、いわゆるAPC回路(Auto Power Control)を備え、光ピックアップ21内に設けられたレーザパワーのモニタ用ディテクタの出力によりレーザ出力パワーをモニタしながらレーザの出力が温度などによらず一定になるように制御する。
記録時及び再生時のレーザ出力の目標値はシステムコントローラ10から与えられ、記録時及び再生時にはそれぞれレーザ出力レベルが、その目標値になるように制御する。
【0068】
光学ブロックサーボ回路11は、マトリクス回路24からのフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号から、フォーカス、トラッキング、スレッドの各種サーボドライブ信号を生成しサーボ動作を実行させる。
即ちフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号に応じてフォーカスドライブ信号、トラッキングドライブ信号を生成し、二軸ドライバ18により光ピックアップ21内の二軸機構のフォーカスコイル、トラッキングコイルを駆動することになる。これによって光ピックアップ21、マトリクス回路24、光学ブロックサーボ回路11、二軸ドライバ18、二軸機構によるトラッキングサーボループ及びフォーカスサーボループが形成される。
また光学ブロックサーボ回路11は、システムコントローラ10からのトラックジャンプ指令に応じて、トラッキングサーボループをオフとし、ジャンプドライブ信号を出力することで、トラックジャンプ動作を実行させる。
また光学ブロックサーボ回路11は、トラッキングエラー信号の低域成分として得られるスレッドエラー信号や、システムコントローラ10からのアクセス実行制御などに基づいてスレッドドライブ信号を生成し、スレッドドライバ19によりスレッド機構23を駆動する。スレッド機構23には、図示しないが、光ピックアップ21を保持するメインシャフト、スレッドモータ、伝達ギア等による機構を有し、スレッドドライブ信号に応じてスレッドモータを駆動することで、光ピックアップ21の所要のスライド移動が行なわれる。
【0069】
スピンドルサーボ回路12はスピンドルモータ22をCLV回転させる制御を行う。
スピンドルサーボ回路12は、ウォブル信号に対するPLL処理で生成されるクロックを、現在のスピンドルモータ2の回転速度情報として得、これを所定のCLV基準速度情報と比較することで、スピンドルエラー信号を生成する。
またデータ再生時においては、データ信号処理回路25内のPLLによって生成される再生クロックが、現在のスピンドルモータ22の回転速度情報となるため、これを所定のCLV基準速度情報と比較することでスピンドルエラー信号を生成することもできる。
そしてスピンドルサーボ回路12は、スピンドルエラー信号に応じて生成したスピンドルドライブ信号を出力し、スピンドルドライバ17によりスピンドルモータ22のCLV回転を実行させる。
またスピンドルサーボ回路12は、システムコントローラ10からのスピンドルキック/ブレーキ制御信号に応じてスピンドルドライブ信号を発生させ、スピンドルモータ22の起動、停止、加速、減速などの動作も実行させる。
なおスピンドルモータ22には、例えばFG(Frequency Generator)やPG(Pulse Generator)が設けられ、その出力がシステムコントローラ10に供給される。これによりシステムコントローラ10はスピンドルモータ22の回転情報(回転速度、回転角度位置)を認識できる。
【0070】
以上のようなサーボ系及び記録再生系の各種動作はマイクロコンピュータによって形成されたシステムコントローラ10により制御される。
システムコントローラ10は、ホストインターフェース8を介して与えられるホスト機器100からのコマンドに応じて各種処理を実行する。
例えばホスト機器100から書込命令(ライトコマンド)が出されると、システムコントローラ10は、まず書き込むべきアドレスに光ピックアップ21を移動させる。そしてエンコード/デコード部27により、ホスト機器100から転送されてきたデータ(例えばビデオデータやオーディオデータ等)について上述したようにエンコード処理を実行させる。そして上記のようにエンコードされたデータに応じてレーザドライバ13がレーザ発光駆動することで記録が実行される。
【0071】
また例えばホスト機器100から、光ディスク1に記録されている或るデータの転送を求めるリードコマンドが供給された場合は、システムコントローラ10はまず指示されたアドレスを目的としてシーク動作制御を行う。即ち光学ブロックサーボ回路11に指令を出し、シークコマンドにより指定されたアドレスをターゲットとする光ピックアップ21のアクセス動作を実行させる。
その後、その指示されたデータ区間のデータをホスト機器100に転送するために必要な動作制御を行う。即ち光ディスク1からのデータ読出を行い、データ検出処理部25、エンコード/デコード部27における再生処理を実行させ、要求されたデータを転送する。
【0072】
なお図12の例は、ホスト機器100に接続されるディスクドライブ装置として説明したが、ディスクドライブ装置としては他の機器に接続されない形態もあり得る。その場合は、操作部や表示部が設けられたり、データ入出力のインターフェース部位の構成が、図12とは異なるものとなる。つまり、ユーザーの操作に応じて記録や再生が行われるとともに、各種データの入出力のための端子部が形成されればよい。もちろんディスクドライブ装置の構成例としては他にも多様に考えられる。
【0073】
<7.光ディスク製造工程>

続いて本実施の形態の光ディスク1の製造工程を説明する。図13に実施の形態の光ディスク1の製造工程を示す。
製造工程は、大きく分けて図13に示すように、
ステップST1:原盤製造工程
ステップST2:ニッケル電気メッキ工程
ステップST3:射出成形工程
ステップST4:層構造形成工程
から成る。
【0074】
ステップST1の原盤製造工程では、PTM(Phase Transition Mastering)と呼ばれる無機レジストとBLD(青波長レーザーダイオード)を組み合わせた露光技術を用いて、上述したトラックピッチ範囲、デューティ範囲、グルーブ深さ範囲に該当するランド/グルーブ構造を持つ原盤を作成する。
実際には、グルーブピッチTP−GGを例えば0.45μm、デューティを30〜40程度、グルーブ深さを例えば17nmの原盤を作成した。
PTMでは、例えば原板基板上に成膜した無機レジストに対して、ヒートモードで露光し、原盤上にグルーブパターンを描く。そして現像処理を行って、露光部分が凹状のグルーブとなった原盤を作成する。なお、露光のためのレーザ光を、例えばAOD(音響光学偏向器)やEOD(電気光学偏向器)等の偏向素子を用いて、アドレス情報等の変調信号に応じて偏向することで、ウォブリンググルーブとしてのグルーブパターンを形成する。
図14A図14Dに原盤製造工程を模式的に示す。
【0075】
図14Aは原盤を構成する原盤基板100を示している。原盤基板100としては、例えばシリコンウェハ、石英ガラス等が用いられる。
この原盤基板100上に、スパッタリング法により図14Bのように、蓄熱層101、無機レジスト層102を成膜する
次に図14Cのように、マスタリング装置を利用して無機レジスト層102にウォブリンググルーブパターンの露光を施し感光させる。
そして無機レジスト層102を有機アルカリ現像液により現像することによって、図14Dのように所定の凹凸形状のランド/グルーブパターンが形成された原盤103が生成される
【0076】
この場合において、無機レジスト材料、無機レジスト層102の膜厚、さらにマスタリング装置で露光する際のレーザパワーやパルス幅を調節することで、形成されるグルーブの深さを制御している。
またグルーブピッチTP−GG及びデューティについては、マスタリング装置での原盤の半径方向への移送速度により設定できる。
ウォブリング振幅Waについては、偏向素子によるレーザ光の偏向量で設定できる。
この原盤103上におけるトラックピッチ、デューティ、グルーブ深さ、ウォブリング振幅は、その後の転写により、最終製品である光ディスク1にも、ほぼそのまま引き継がれることになる。
【0077】
ステップST2のニッケル電気メッキ工程では、ステップST1で作られた原盤103と凹凸が反転したスタンパを形成する。
即ち図14Eのように、生成した原盤103の凹凸面上に、電鋳処理により金属ニッケル膜を析出させ、これをディスク原盤103から剥離させた後に所定の加工を施し、ディスク原盤103のピット列形状が転写された成型用のスタンパ104を得る(図14F)。スタンパ104ではグルーブに相当する部分が凸状となる。
【0078】
ステップST3の射出成形工程では、ニッケル電気メッキ工程で作られたスタンパ104を用いて、凹凸が反転したプラスチックディスク基板を大量に成形する。
即ち金型内にスタンパを配置させた上、射出成形により、図14Gに示すように、スタンパ104を用いて熱可塑性樹脂であるポリカーボネートからなる、厚さ約1.1mm、直径120mmの樹脂製ディスク基板2を成形する。
そしてスタンパ104を剥離し、図14Hに示すディスク基板2を作成する。ディスク基板2では、スタンパ104の凹凸形状が反転転写されたものとなる。即ち原盤103と同様、凹状のグルーブが形成される。
【0079】
ステップST4の層構造形成工程では、射出成形により大量に生産されるディスク基板105のそれぞれに対し、所定の層構造を形成していく。
まず図14Iのように、ディスク基板2の凹凸面、即ちスタンパ104から転写されたランド/グルーブ形状の面に、スパッタリングにより無機膜を成膜する。即ち図2に示した記録層3である。この無機膜は熱伝達を制御する誘電体膜3a,3cと熱により変質する記録膜3bにより構成されている。
【0080】
そして図14Jのように、記録層3のレーザ入射面側に、例えば紫外線硬化型樹脂のスピンコート及び紫外線硬化による手法、或いはシート貼付の手法等で、75〜100μm程度のカバー層4を生成する。カバー層4の膜厚ムラはピーク・トゥ・ピークで2μm以下とする。
これにより本実施の形態の光ディスク1が製造される。この光ディスク1は、上述したトラックピッチ範囲、デューティ範囲、グルーブ深さ範囲、ウォブリング振幅の値に合致したものとなる。
なお、カバー層4の表面にさらにハードコート層を形成したり、ディスク基板3の表面へのレーベル印刷や、防湿膜形成を行う場合もある。
また、図2Bに示したようなマルチレイヤーディスクの場合、層構造形成工程ST4において、記録層3の形成、中間層5の成膜が必要回数繰り返されることになる。
【0081】
以上のように製造した光ディスク1について、記録再生実験を行った。
条件は図15Bに示すようにした。対物レンズのNAは0.85、レーザ波長λは405nmである。光ディスク1については、シングルレイヤーディスクであって、トラックピッチ=0.225(グルーブピッチTP−GG=0.45)、グルーブ深さ(depth)=17nm、デューティ=35とした。記録方式はランド/グルーブ記録方式で、変調方式としてRLL(1,7)PP、最短データビット長は77.68nm、チャネルクロックレートは132MHz、PRML復号におけるPRクラスはPR(2,3,3,3,2)MLとした。
これは直径12cmの光ディスク1として51.2GBの記録を実現する条件である。
【0082】
図15Aは実験結果として、記録レーザパワーに対する再生信号評価を示している。評価値としてはPRML方式を用いた光ディスクの評価手法であるi−MLSE値を用いた。
横軸のPw/Pwoについて、Pwは記録パワー、Pwoは最適パワーである。つまりPw/Pwo=1とは最適パワーで記録を行った場合のことであり、Pw/Pwo=1.1とは最適パワーの10%増し記録を行った場合のこととなる。
ランドトラックとグルーブトラックのそれぞれについて、記録パワーを変化させたときのi−MLSE値を示している。
なお、ランド/グルーブ記録方式では、レーザ光の進入具合やデューティ等の凹凸形状によって、ランドトラックとグルーブトラックでは最適な記録パワーは異なる。図15Aでは、ランドトラックでの最適パワーをPwoとしている。従って、ランドトラックではPw/Pwo=1のときにi−MLSE値が最も良い値となっている。
【0083】
i−MLSE値としては15%以下が求められる。これに対して本実施の形態の光ディスク1では、i−MLSE値が12%を下回るボトム特性と、パワーマージン10%以上が確保できたことが、図15Aに示されている。
即ち本実施の形態では、ランド/グルーブ記録方式により1レイヤーあたり51.2GBの高密度記録を行い、ある程度のシステムマージンも確保することに成功した。
【0084】
<8.変形例>

以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、光記録媒体としての変形例は多様に考えられる。
実施の形態では、グルーブがスパイラル状に形成された例を挙げたが、同心円状にグルーブ/ランドが形成される構造でもよい。
また、記録層3の膜構造、光ディスク1の層構造も図2で示した例に限定されるものではない。記録方式は相変化記録、色素変化記録、干渉縞記録、ボイド(空孔)記録、屈折率変化記録など、多様な記録方式が想定される。
また、ディスク型の記録媒体を例に挙げたが、カード型記録媒体など、他の形状の記録媒体としても本開示の技術は適用できる。
【0085】
なお本技術は以下のような構成も採ることができる。
(1)レーザ光の入射面側から見て凹状となるグルーブと凸状となるランドが形成され、上記グルーブと上記ランドの両方が、波長400nm〜415nmのレーザ光をNA=0.85±0.1の光学系により照射して情報の記録又は再生が行われる記録トラックとされる記録層を有し、
上記記録層では、記録トラックとして隣接するグルーブとランドのピッチは、250nm〜200nmの範囲内とされている光記録媒体。
(2)レーザ光の入射面側から見た上記グルーブの上記ランドからの深さは30nm〜5nmの範囲内とされている上記(1)に記載の光記録媒体。
(3)上記グルーブと上記ランドの断面凹凸形状についてのデューティを、
{(ランドの幅)/(グルーブとグルーブ間のピッチ)}×100
とした場合に、
上記デューティは50〜5の範囲内とされている上記(1)又は(2)に記載の光記録媒体。
(4)上記グルーブは、情報に応じてウォブリングされている上記(1)乃至(3)のいずれかに記載の光記録媒体。
(5)上記グルーブのウォブリングの振幅は、5nm以上である上記(4)に記載の光記録媒体。
(6)上記記録層が、レーザ光の入射面側から見て異なる深さ位置に複数設けられている上記(1)乃至(5)のいずれかに記載の光記録媒体。
(7)ディスク状の光記録媒体であり、上記記録層では、上記グルーブがスパイラル状又は同心円状に形成されている上記(1)乃至(6)のいずれかに記載の光記録媒体。
【符号の説明】
【0086】
1 光ディスク、2 ディスク基板、3 記録層、4 カバー層、5 中間層、10 システムコントローラ、19 クロストークキャンセル回路、21 光ピックアップ、24 マトリクス回路、25 データ検出処理部、27 エンコード/デコード部、103 原盤、104 スタンパ
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15