JP2003059132A

JP2003059132A - 電子線情報再生装置

Info

Publication number: JP2003059132A
Application number: JP2001251302A
Authority: JP
Inventors: Atsuyuki Watada; 篤行和多田; Kaori Otaka; かをり大▲高▼
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-08-22
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2003-02-28

Abstract

(57)【要約】【課題】電子線情報再生装置の小型化、低コスト化、
媒体交換性が十分でない。【解決手段】電子線集束機構３と記録媒体１０との間
の電子線の通路に小孔６を配置し、電子線発生機構１、
電子線加速機構２及び電子線集束機構３を小孔６以外で
は記録媒体１０と隔離する隔離機構７を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子線情報再生装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】レーザー光により情報を記録再生する光
記録媒体において、光照射によりアモルファス相−結晶
相間の可逆的な相変化が生じる材料を記録層とした書き
換え型の記録媒体がある。この記録媒体は、記録・消去
ができるとともに、既に記録された情報を消去しながら
新たな情報を記録することができる特徴を持っている。

【０００３】このような記録媒体は、一般的に、記録層
におけるアモルファス状態を記録状態とし、結晶状態を
消去状態としている。情報の記録は、記録レベルのレー
ザビームを照射し融点以上に加熱した後に急冷すること
でアモルファスマークを形成し、消去は消去レベルのレ
ーザ光を照射し結晶化温度まで昇温した後に徐冷するこ
とでマークを結晶化する。記録情報は、アモルファス−
結晶間での反射率差や位相差による反射光量の変化を検
出し再生することができる。

【０００４】この場合、記録密度を上げるには、マーク
長、トラックピッチの縮小が必要になる。書換型もしく
は追記型記録媒体では、記録・再生を同一のレーザービ
ームで行っている。レーザービームの発光パルス長を短
くすることによって、ビーム径より小さいマーク長で記
録できる。しかし、再生できるマーク長は、レーザー発
光波長とレンズのＮＡによって決まる。また、トラック
ピッチのスケーリングもビーム径で決定される。これ
は、マーク長・ピッチもしくはトラックピッチがビーム
径以下になると、相互干渉が起こり信号強度が減衰する
ためである。

【０００５】つまり、記録・再生を同一レーザービーム
で行う場合には、小さいマークが記録できても再生でき
ず、再生限界が媒体の記録密度をりっそくしている。現
在、光ディスクにおいては次世代ＤＶＤとして短波長レ
ーザーによる高密度化が進行しているが、何れの世代に
おいても記録密度は再生の制限を受ける。

【０００６】そこで、本発明者らは、レーザービームよ
りも空間分解能が格段に高い電子線を用いて再生を行う
ことができれば、記録密度が大幅に向上することに着目
し、電子線により相変化記録マークが再生できることを
示した（９９年秋季第６０回応用物理学会予稿集３a-ZC
-4）。

【０００７】また、特開平９−７２４０号公報には電子
線を利用した記憶装置が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、電子
線を用いて相変化形記録媒体の再生を行うことで光（レ
ーザー光）で再生する場合の記録密度の限界を越えた情
報再生装置を得られることが分かったが、実際に電子線
を用いて情報を再生する装置については研究途上であ
る。

【０００９】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、電子線を用いた情報再生装置の小型、低コスト化
を図るとともに、記録媒体の交換を容易にすることを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の請求項１の電子線情報再生装置は、電子線
を集束させる手段と記録媒体の間の電子線の通路に小孔
を配置し、電子線を発生させる手段、電子線を加速する
手段及び電子線を集束させる手段を、小孔以外では記録
媒体と隔離する手段を設けたものである。

【００１１】請求項２の電子線情報再生装置は、請求項
１の電子線情報再生装置の小孔は開口面積が１ｍｍ²以
下であるものである。請求項３の電子線情報再生装置
は、請求項１又は２の電子線情報再生装置において、小
孔と前記記録媒体の距離が１μｍ以下になるものであ
る。請求項４の電子線情報再生装置は、請求項１乃至３
のいずれかの電子線情報再生装置において、隔離する手
段の内部を略真空にする手段を備えているものである。
請求項５の電子線情報再生装置は、請求項１乃至４のい
ずれかの電子線情報再生装置において、前記隔離する手
段の内壁面に絶縁性材料がコートされているものであ
る。

【００１２】請求項６の電子線情報再生装置は、請求項
１乃至５のいずれかの電子線情報再生装置において、小
孔の近傍に電子線を検出するための電極が配置されてい
るものである。請求項７の電子線情報再生装置は、請求
項６の電子線情報再生装置において、電極に、記録媒体
に対してプラスの電圧を印加するもので、請求項８の電
子線情報再生装置は、請求項６の電子線情報再生装置に
おいて、電極以外の部分にマイナスの電圧を印加するも
のである。

【００１３】請求項９の電子線情報再生装置は、請求項
１乃至５のいずれかの電子線報再生装置において、隔離
する手段の内部に電子線の通路以外の部分に電子線を検
出する電子線検出手段が配置されているものである。請
求項１０の電子線情報再生装置は、請求項９の電子線情
報再生装置において、電子線検出手段に、周りに対して
プラスの電圧を印加するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施形態
に係る電子線情報再生装置に概略ブロック図である。こ
の電子線情報再生装置は、電子線を発生させる手段であ
る電子線発生機構１と、電子線発生機構１で発生させた
電子線を加速する手段である電子線加速機構２と、電子
線を集束させる手段である電子線集束機構３と、記録媒
体１０からの電子を検出する手段である電子線検出機構
４と、電子線検出機構４からの検出結果を復調するデジ
タル信号復調機構５とを備えている。

【００１５】そして、電子線集束機構３と記録媒体１０
との間の電子線の通路に小孔６を配置し、電子線発生機
構１、電子線加速機構２及び電子線集束機構３を小孔６
以外では記録媒体１０と隔離する隔離機構７を備えてい
る。なお、ここでは、隔離機構７内部に電子線検出機構
４も配置しているが、この電子線検出機構４及びディジ
タル復調機構５は何処に配置してもかまわない。

【００１６】隔離機構７としては、電子線発生機構１、
電子線加速機構２及び電子線集束機構３を収納する金属
等の容器を用いることができ、この隔離機構７の電子線
が出射する部分に小孔６を形成して、記録媒体１０に電
子線を照射できるようにしている。

【００１７】ここで、電子線集束機構３としては、例え
ば図２に示すように電界レンズ３ａを使用したもの、或
いは図３又は図４に示すように磁界レンズ３ｂを使用し
たものなどを用いることができる。

【００１８】また、小孔６の開口面積を１ｍｍ²以下に
することが好ましい。小孔６の形状は円形或いは楕円形
が好ましいが、特に限定されるものではない。円形の小
孔６の場合、図３に示すように、直径Ｄを略１．１ｍｍ
以下にすることが好ましい。この小孔６の大きさ（開口
面積）は小さいほうがよいが、必要以上に小さいと電子
線を効率良く小孔６を通過するようにするのが難しくな
り、コストが高くなり、また、電子線を偏向させる場合
にはある程度の大きさが必要となる。

【００１９】さらに、図４に示すように、小孔６（隔離
機構７の外面）と記録媒体１０の距離Ｌは１μｍ以下に
なるようにすることが好ましい。隔離機構７の記録媒体
１０に近接する部分は平坦にする必要がある。また、小
孔６のある部分付近が最も記録媒体１０に近接し、その
他の部分は必要以上に近接しないように湾曲させること
が好ましい。

【００２０】このように構成した電子線情報再生装置に
おいては、電子線を用いて記録媒体１０の情報を読み取
るので、光の回折限界以上の記録密度で記録した相変化
記録メディアの情報を読み取ることが可能になり、相変
化記録メディアの記録密度の向上が図れる。

【００２１】そして、電子線発生機構１、電子線加速機
構２及び電子線集束機構３を小孔６以外では記録媒体１
０と隔離する隔離機構７を備えているので、記録媒体の
周辺の真空度が低下、或いは大気圧になっても、電子線
発生機構，電子線加速機構及び電子線集束機構を高真空
に維持することが容易となり、真空ポンプのコスト低
減、装置全体の小型化が可能となる。また、記録媒体を
交換する際も短時間で交換可能となる。

【００２２】また、小孔の開口面積を１ｍｍ^２以下にす
ることで、記録媒体の周辺の真空度が低下、或いは大気
圧になっても、電子線発生機構，電子線加速機構及び電
子線集束機構を高真空に維持することが一層容易とな
り、更なる真空ポンプのコスト低減、装置全体の小型化
が可能となる。

【００２３】さらに、小孔と記録媒体の距離が１μｍ以
下になるようにすることで、記録媒体の周りの真空度に
対する要求が緩くなり、記録媒体の周りを真空にする装
置のコスト低減、或いは省略（電子線発生機構，電子線
加速機構，電子線集束機構を高真空に維持する装置を兼
用する。）することが可能となり、一層の装置の小型化
が可能となる。また、記録媒体を交換する際も時間も更
に短時間でよくなる。

【００２４】次に、本発明の第２実施形態について図５
を参照して説明する。なお、同図は同実施形態の概略ブ
ロック図である。この実施形態は、隔離機構７の内部を
略真空にする真空ポンプ８を備えたものであり、隔離機
構７の内部を略真空に、外部を大気圧にすることができ
る。これにより、記録媒体１０の周りを真空にする装置
は不要となり、記録媒体１０を交換する際の真空排気作
業による時間が無くなり、一層装置の小型化、記録媒体
の交換時間の短縮を図れる。

【００２５】次に、本発明の第３実施形態について図６
及び図７を参照して説明する。なお、なお、図６は同実
施形態の要部概略構成図、図７は同実施形態の異なる例
を示す要部概略構成図である。この実施形態は、隔離機
構７の内壁面に絶縁性材料９をコートしたものである。
これにより、装置を小型化した場合に電子線を加速する
電圧によっては、異常放電が発生しやすくなるが、これ
を防ぐことができ、安定した情報読み取りを行うことが
できる。

【００２６】なお、図７に示すように、必要に応じて、
磁界レンズによる電子線集束機構３ｂ等にも同様の処理
をしても効果が有る場合がある。

【００２７】次に、本発明の第４実施形態について図８
及び図９を参照して説明する。なお、図８は同実施形態
の装置の概略ブロック図、図９は同実施形態の要部概略
構成図である。この実施形態は、小孔６の近傍に電子線
を検出するための電極１１を配置したものである。ここ
では、隔離機構７の外面側で小孔６の周囲に電極１１を
配置している。これにより、低コストで高効率の電子線
の検出を行うことができる。

【００２８】ここで、この第４実施形態の他の異なる例
について図１０乃至図１２を参照して説明する。なお、
各図は同例の要部概略構成図である。図１０の例は隔離
機構７の内部で小孔６と電子線集束機構３との間に電子
線の流れの方向と直交する方向で電極１１を配置したも
の、図１１の例は隔離機構７の内部で小孔６と電子線集
束機構３との間に電子線の流れの方向に沿う方向で電極
１１を配置したもの、図１２は隔離機構７の内壁面で小
孔６の周囲に電極１１を配置したものである。このよう
にしても上記と同様の作用効果が得られるが、電極１１
は基本的には隔離機構７の外面側に配置した方がより効
率的な検出を行うことができる。

【００２９】次に、本発明の第５実施形態について図１
３を参照して説明する。なお、同図は同実施形態の要部
概略構成図である。この実施形態は、小孔６の近傍に電
子線を検出するための電極１１を配置し、この電極１１
に、電源１３から記録媒体１０に対してプラス（＋）の
電圧を印加するものである。これにより、電子線の検出
効率がより向上する。

【００３０】次に、本発明の第６実施形態の異なる例に
ついて図１４及び図１５を参照して説明する。なお、各
図は同実施形態の要部概略構成図である。この実施形態
は、小孔６の近傍に電子線を検出するための電極１１を
配置し、この電極１１以外の部分、すなわち、図１４の
例では記録媒体１０に、図１５の例では電子線集束機構
３に電源１３からマイナス（−）の電圧を印加するもの
である。このようにしても、電子線の検出効率がより向
上する。

【００３１】次に、本発明の第７実施形態の異なる例に
ついて図１６及び図１７を参照して説明する。なお、各
図は同実施形態の要部概略構成図である。この実施形態
は、隔離機構７の内部の電子線の通路以外の部分に電子
線検出機構４を配置したものであり、図１６の例は電子
線集束機構３よりも電子線の流れの方向（出射方向）で
上流側に電子線検出機構４を配置したもの、図１７の例
は電子線集束機構３よりも電子線の流れの方向（出射方
向）で下流側（電子線集束機構３と隔離機構７の小孔６
側内壁面との間）に電子線検出機構４を配置したもので
ある。これにより、高効率の電子線検出器を使用でき
て、信頼性の高い再生装置が得られる。

【００３２】次に、本発明の第８実施形態の異なる例に
ついて図１８及び図１９を参照して説明する。なお、各
図は同実施形態の要部概略構成図である。この実施形態
は、隔離機構７の内部の電子線の通路以外の部分に電子
線検出機構４を配置し、電子線検出機構４の周りに対し
て、すなわち、ここでは電子線集束機構３及び隔離機構
７に対して電源１４からプラス（＋）の電圧を印加した
ものであり、図１８は図１６の配置例に適用したもの、
図１９は図１７の配置例に適用したものである。これに
より、電子線検出器の検出効率が一層向上する。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の電子線
情報再生装置によれば、電子線を集束させる手段と記録
媒体の間の電子線の通路に小孔を配置し、電子線を発生
させる手段、電子線を加速する手段及び電子線を集束さ
せる手段を、小孔以外では記録媒体と隔離する手段を設
けたので、装置の小型化、低コスト化を図れ、記録媒体
の交換時間も短縮できる。

【００３４】請求項２の電子線情報再生装置によれば、
請求項１の電子線情報再生装置の小孔は開口面積が１ｍ
ｍ²以下であるので、一層、装置の小型化、低コスト化
を図れ、記録媒体の交換時間も短縮できる。

【００３５】請求項３の電子線情報再生装置によれば、
請求項１又は２の電子線情報再生装置において、小孔と
前記記録媒体の距離が１μｍ以下になるので、更なる装
置の小型化、低コスト化を図れるとともに、記録媒体の
交換時間も一層短縮できる。

【００３６】請求項４の電子線情報再生装置によれば、
請求項１乃至３のいずれかの電子線情報再生装置におい
て、隔離する手段の内部を略真空にする手段を備えてい
るので、更なる記録媒体の交換時間の短縮を図れる。

【００３７】請求項５の電子線情報再生装置によれば、
請求項１乃至４のいずれかの電子線情報再生装置におい
て、隔離する手段の内壁面に絶縁性材料がコートされて
いるので、安定した読み取りを行うことができるととも
に、装置の小型化を図れる。

【００３８】請求項６の電子線情報再生装置によれば、
請求項１乃至５のいずれかの電子線情報再生装置におい
て、小孔の近傍に電子線を検出するための電極が配置さ
れているので、低コストで電子線を効率的に検出でき
る。

【００３９】請求項７の電子線情報再生装置によれば、
請求項６の電子線情報再生装置において、電極に記録媒
体に対してプラスの電圧を印加するので、請求項８の電
子線情報再生装置によれば、請求項６の電子線情報再生
装置において、電極以外の部分にマイナスの電圧を印加
するので、いずれも電子線の検出効率が向上する。

【００４０】請求項９の電子線情報再生装置によれば、
請求項１乃至５のいずれかの電子線報再生装置におい
て、隔離する手段の内部に電子線の通路以外の部分に電
子線を検出する電子線検出手段が配置されているので、
信頼性が向上する。

【００４１】請求項１０の電子線情報再生装置によれ
ば、請求項９の電子線情報再生装置において、電子線検
出手段に周りに対してプラスの電圧を印加するので、検
出効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る電子線情報再生装
置の概略ブロック図

【図２】同装置の電子線集束機構の一例を説明する要部
概略構成図

【図３】同装置の電子線集束機構の他の例及び小孔の大
きさの説明に供する要部概略構成図

【図４】同装置の小孔と記録媒体の距離の説明に供する
説明図

【図５】本発明の第２実施形態に係る電子線情報再生装
置の概略ブロック図

【図６】本発明の第３実施形態に係る電子線情報再生装
置の要部概略構成図

【図７】同実施形態に係る電子線情報再生装置の他の例
を示す要部概略構成図

【図８】本発明の第４実施形態に係る電子線情報再生装
置の概略ブロック図

【図９】同実施形態の説明に供する要部概略構成図

【図１０】同実施形態の他の例の説明に供する要部概略
構成図

【図１１】同実施形態の更に他の例の説明に供する要部
概略構成図

【図１２】同実施形態の更にまた他の例の説明に供する
要部概略構成図

【図１３】本発明の第５実施形態に係る電子線情報再生
装置の要部概略構成図

【図１４】本発明の第６実施形態に係る電子線情報再生
装置の要部概略構成図

【図１５】同実施形態の他の例の説明に供する要部概略
構成図

【図１６】本発明の第７実施形態に係る電子線情報再生
装置の要部概略構成図

【図１７】同実施形態の他の例の説明に供する要部概略
構成図

【図１８】本発明の第８実施形態に係る電子線情報再生
装置の要部概略構成図

【図１９】同実施形態の他の例の説明に供する要部概略
構成図

【符号の説明】

１…電子線発生機構、２…電子線加速機構、３…電子線
集束機構、３ａ…電界レンズ、３ｂ…磁界レンズ、４…
電子線検出機構、５…デジタル信号復調機構、６…小
孔、７…隔離機構、９…絶縁性材料、１１…電極。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子線を発生させる手段と、電子線を加
速する手段と、電子線を集束させる手段と、記録媒体か
らの電子を検出する手段とを有する電子線再生装置にお
いて、前記電子線を集束させる手段と前記記録媒体の間
の電子線の通路に小孔を配置し、電子線を発生させる手
段、電子線を加速する手段及び電子線を集束させる手段
を、前記小孔以外では前記記録媒体と隔離する手段を設
けたことを特徴とする電子線再生装置。
【請求項２】請求項１に記載の電子線情報再生装置に
おいて、前記小孔は開口面積が１ｍｍ²以下であること
を特徴とする電子線情報再生装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載の電子線情報再生
装置において、前記小孔と前記記録媒体の距離が１μｍ
以下になることを特徴とする電子線情報再生装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の電子
線情報再生装置において、前記隔離する手段の内部を略
真空にする手段を備えていることを特徴とする電子線情
報再生装置。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の電子
線情報再生装置において、前記隔離する手段の内壁面に
絶縁性材料がコートされていることを特徴とする電子線
情報再生装置。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載の電子
線情報再生装置において、前記小孔の近傍に電子線を検
出するための電極が配置されていることを特徴とする電
子線情報再生装置。
【請求項７】請求項６に記載の電子線情報再生装置に
おいて、前記電極に、記録媒体に対してプラスの電圧を
印加することを特徴とする電子線情報再生装置。
【請求項８】請求項６に記載の電子線情報再生装置に
おいて、前記電極以外の部分にマイナスの電圧を印加す
ることを特徴とする電子線情報再生装置。
【請求項９】請求項１乃至５のいずれかに記載の電子
線情報再生装置において、前記隔離する手段の内部に電
子線の通路以外の部分に電子線を検出する電子線検出手
段が配置されていることを特徴とする電子線情報再生装
置。
【請求項１０】請求項９に記載の電子線情報再生装置
において、前記電子線検出手段に、周りに対してプラス
の電圧を印加することを特徴とする電子線情報再生装
置。