JP2638149B2 - 光学的情報記録消去方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、書き変え可能な光学情報記録媒体上に信号
を重ね書き記録（オーバーライト）する光学的情報記録
消去方法に関するものである。

従来の技術 書き換え可能な相対化形の光学情報記録媒体上に、記
録レベルと消去レベルの二つのレベルの間で変調された
レーザー光線を照射することで、既に書かれている古い
信号を消去しながら、その上に新しい信号を直接記録し
ていく方法、いわゆるオーバライト方法は既に公知であ
る（特開昭56−145530号公報）。すなわちこの従来例に
よれば高いレーザーパワーで照射された部位は一旦メト
ルしたのち急冷されてアモルファス化する、いっぽう低
いレーザーパワーで照射された部位は融点を越えること
なくガラス化温度付近でアニールされて結晶化する。こ
のプロセスがレーザー光線を照射する前の状態に拘わら
ず、つまりアモルファスであったか、結晶であったかに
は拘わらず生じれば単一のレーザースポットでオーバラ
イトができる。

発明が解決しようとする課題 単一レーザースポットでのオーバライト機能は光学系
を簡単にできる、書き換えのためのアクセス時間を（も
し回転数が同じならば）1/2に短縮できる等のメリット
を有する。ただし装置間の互換性、例えば、ある装置で
記録した信号を別の装置で消去するというようなことを
考えると、より正確なトラッキング技術が必要とされる
ようになった。即ち、記録動作と消去動作を同一の光ス
ポットで行うことから記録時と消去時とで光スポットの
大きさが常に等しく、このためトラッキングがずれた際
にトラック端部において消し残りが生じやすくなってし
まうという問題があった。

光磁気記録を代表例として、その記録ビットの幅と消
去幅との差が小さいために生じやすい消去残りを低減す
る試みとしては光ビームをトラッキング方向に高周波で
振動させる提案がなされている（特開昭59−148141号公
報）が、この場合は記録動作と、消去動作が独立してお
り重ね書きを可能にはしていなかった。

課題を解決するための手段 本発明は上記のように高いトラッキング精度が要求さ
れる記録消去方法においてトラッキング誤差による消去
率の低下を防止するために成されたものであって、重ね
書き記録を行う時には光スポットをトラックの進行方向
に移動させつつ、かつ記録マークを形成する位置（記録
位置）では照射パワーを高くし、記録マークを形成しな
い位置（消去位置）では照射パワーを低くして照射す
る。別の方法としては、照射パワーは一定の値に固定し
ておき、記録マークを形成する位置（記録位置）では光
スポットを振動させずに、もしくは相対的に小さい振幅
で振動させつつ照射して照射部を相対的に高温に昇温
し、記録マークを形成しない位置（消去位置）では光ス
ポットを相対的に大きい振幅で振動させて照射して照射
部を相対的に低温にしか昇温されない方法も有力な手段
である。何れの場合も、再生時には光スポットを振動さ
せずに照射する。

作用 光スポットを振動させることによって記録マークの
幅、消去可能幅を広げることを得、トラッキングのずれ
に対して広い許容幅を持たせることが可能となる。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を用いて、詳細
に説明する。

単一レーザースポットによるオーバライト記録の場合
には、記録用と消去用の二つの光スポットを独立に用い
る場合に比較して、より高いトラッキング精度が必要と
なる。このことは第３図（ａ）〜（ｄ）によって説明で
きる。第３図は例えばアモルファス−結晶間の可逆的相
変化を利用した書き換え可能な記録媒体上の一つの溝ト
ラック内に単一の光スポットでオーバライト記録を行う
様子を示したものである。図中（ａ）は、情報を記録す
るトラックとその上に照射するレーザー光のスポットの
形、およびその変調された発光波形、（ｂ）はこれによ
って記録されたトラック上の記録マーク列の様子、
（ｃ）はこの真上に別の記録マークをオーバライトした
ときの記録マーク列の様子を示している。記録幅（アモ
ルファス化幅）と消去幅（結晶化幅）がほとんど同等と
仮定すれば、（ｄ）においてトラックの片側に消し残り
６が生じてしまうことが分かる。

第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の光学的情報記録消去
方法を実施するためのレーザースポットの構成と照射方
法の実施例を示したものである。図中（ａ）は円形の光
スポット１をトラック２に対して垂直に振動させながら
照射する様子を示している。この場合は照射するパワー
は一定で、図中（ｂ）のような波形で示される信号のオ
ン状態、オフ状態に対応して上記振動幅を変化させるこ
とで照射部の到達温度を制御し単一光スポットでオーバ
ーライトを行う。振幅の大きい部分ではトラックの両側
の広い面積が均等に加熱され広い幅で消去（結晶化）す
ることができる。すなわち、図に示し、ような消去部
（結晶化部）５を形成することができる。一方振幅の小
さい部分、もしくは無振動の部分ではトラックの中心部
に消去部５よりも狭い幅で記録マーク３が形成されるこ
とになる。第１図中では、記録マーク３の両側にも若干
消去部が形成されるように示している。これは光スポッ
トは通常、スポットの中心部に近づくほど強度が大きく
なる分布を有しているためである。つまり、照射中央部
で融点を越えるような照射を行おうとすると、照射周辺
部では必然的に、融点は越えないが結晶化温度以上に加
熱される領域ができ、そこでは結晶化が行われるからで
ある。（ｃ）にトラックの真上に別の信号をオーバーラ
イトしたときの記録マーク列の様子、（ｄ）にトラッキ
ングの中心がややずれた場合に（ｃ）と同じ信号をオー
バーライトしたときの信号列の様子を示す。光スポット
を振動させない場合に比べてトラッキングずれによる影
響が小さいことが分かる。

また、この方法によればレーザのパワーを変調するこ
とが不要となり、簡単な電気回路でレーザドライバーを
構成することができる。

第２図（ａ）〜（ｄ）は本発明の光学的情報記録消去
方法を実施するためのもう一つの例である。この場合に
は図中（ａ）に示すように入力信号を対応した波形で照
射する光パワーを強度変調し、（ｂ）を示すように記録
マーク形成部であるか消去部であるかを問わず一定の振
幅で振動させながら照射する。この場合には（ｃ）に示
すように記録マークを形成する位置（記録位置）でも記
録マークを形成しない位置（消去位置）でも、結晶化領
域をトラックの両側に広く形成することが可能となり、
（ｄ）に示すようにやはりトラックずれに対して強くな
ることが分かる。

第１図の方法と第２図の方法の中間的方法、即ち、光
強度を入力信号に対応して変調し、同時に記録マーク形
成部では振幅を小さくしてあるいは無変調で照射し、消
去部では振幅を大きくして振動させながら照射するとい
う方法も可能である。

いずれの実施例においても上記振動数は媒体の移動速
度および記録周波数に対して十分高い周波数で変調して
照射することが肝要で、これによって場所によるムラを
なくすことができる。

本発明において光スポットを振動させる手段として
は、例えばピエゾ素子を用いる。第１図の実施例の場合
には印加電圧を信号情報と同期させ、記録マーク形成部
では低い電圧、消去部では高い電圧を加えることで振動
幅を変化させる。第２図の実施例の場合には、信号によ
らず一定の電圧を印加することで一定の振幅幅を得るこ
とができる。

本発明の振動照射方法は、従来の二本の光スポットを
用いる方法にもまた有効である。この場合には消去スポ
ットのみを振動させることでより確実な消去を行うこと
が可能となる。

以下、更に詳細な具体例を示す。

実施例１ その表面に深さ70nm、幅700nmの溝が1.6μｍのピッチ
でスパイラル状に予め形成された厚さ1.2mm、直径130mm
のポリカーボネイト基板の上に100nmのZnS保護層、60nm
のGeSnAu記録層、200nmのZnS保護層、20nmのAu反射層を
順次積層し、その上に基板と同じポリカーボネイト基板
を接着材で張り合わせて光ディスクを準備した。各層は
１×10^-4P程度の真空下で蒸着により形成した。記録層
の形成には４つのソースを用い、それぞれの蒸着レート
をコントロールし、基板が順次各ソースの上を通過する
べく回転させる。トラッキングのずれに対する消去率の
変動を調べるために以下に説明するダイナミックテスタ
ー（デッキ）を用いた。光スポットとしては波長780nm
のレーザー光線を半値幅0.8μｍの円い光スポットに絞
りこんで用いた。また二本の光スポットを用いる場合の
ために、消去用として波長830nmのレーザー光線を半値
幅0.9nmの円い光スポットに絞りこんだものを準備し、
先行して照射するようにとりつけた。各レーザーダイオ
ードにはピエゾ素子が取り付けられ、いずれの光スポッ
トも溝に対して直角方向に振幅できるようになってい
る。ディスクは360rpmで回転し、線速度にして1m/secの
ポイントで消去率の測定を行った。測定手順を以下に示
す。

（ａ） 測定するべきトラックを初期化（結晶化）す
る。初期化方法としてはディスクをオーブン中で熱処理
する、高出力のガスレーザを用いて例えば直径50μｍ程
度の大きな光スポットを作り、これによってディスク前
面を予め初期化しておく等の方法がある。この例の場合
は後者の方法によった。

（ｂ） 780nmの光スポットのみを用い、照射パワーを6
mWとして周波数0.5KHzの単一周波数モード記録を行っ
た。光スポットは記録マーク形成部では振動させず、消
去部では5MHzの周波数でトラックに対して直角な方向に
プラスマイナス0.2μｍの振幅で振動された。

（ｃ） 同一トラック上に0.3MHzの信号をオーバーライ
トし、0.5MHz成分の信号の消去比をスペクトラムアナラ
イザーを用いて測定した。この際、トラッキング制御信
号のオフセットを徐々に動かしながらトラッキングのず
れによる消去比の変化を調べた。ピエゾ素子に対する印
加電圧をパラメーターとして変化し上記振動幅を変化さ
せてトラッキングずれによる消去率の低下程度の差を比
較した。

第４図に測定結果を示す。この図から光スポットを振
動させた場合にはトラッキングずれが多少大きくても十
分高い消去比が得られること、即ちトラッキングのずれ
に対して許容幅が大きいことが分かる。

実施例２ 実施例１と同様の系を用いて第２図に示した方法を試
みた。この場合も780nmの波長の光スポットのみを用い
た。ディスクを初期化したあとの実験手順を以下に示
す。

（ａ） 780nmの光スポットのみを用い、照射パワーを
記録マーク形成部6mW、消去部3mWとして周波数0.5KHzの
単一周波数モード記録を行った。光スポットは記録マー
ク形成部、消去部にかかわらず5MHzの周波数でトラック
に対して直角な方向にプラスマイナス0.2μｍの振幅で
振動された。

（ｂ） 同一トラック上に0.3MHzの信号をオーバーライ
トし、0.5MHz成分の信号の消去比をスペクトラムアナラ
イザーを用いて測定した。この際、トラッキング制御信
号のオフセットを徐々に動かしながらトラッキングのず
れによる消去比の変化を調べた。ピエゾ素子に対する印
加電圧をパラメーターとして変化し上記振動幅を変化さ
せてトラッキングずれによる消去率の低下程度の差を比
較した。

第５図に測定結果を示す。この図からこの場合にも振
動させた場合には、トラッキングずれが多少大きくても
十分高い消去比が得られること、即ちトラッキングのず
れに対して許容幅が大きいことが分かる。

実施例３ 実施例１と同様の系を用いて二本の光スポットを用い
る方法を試みた。ディスク上には、まず830nmの消去用
の光スポットが照射され、続いて780nmの波長の光スポ
ットが照射されることになる。ディスクを初期化したあ
との実験手順を以下に示す。

（ａ） 780nmの記録用の光スポットのみを用い、記録
パワーを6mWとして0.5KHzの単一周波数モード記録を行
った。

（ｂ） 830nmの消去用の光スポットを5MHzの周波数で
トラックに対して直角な方向にプラスマイナス0.2μｍ
の振幅で振動させながら照射強度3mWで無変調で照射し
消去比を調べた。

（ｃ） この際、トラッキング制御信号のオフセットを
徐々に動かしながらトラッキングのずれによる消去比の
変化を調べた。ピエゾ素子に対する印加電圧をパラメー
ターとして変化し上記振動幅を変化させてトラッキング
ずれによる消去率の低下程度の差を比較した。

第６図に測定結果を示す。この図からこの場合にも振
動させた場合には、トラッキングずれが多少大きくても
十分高い消去比が得られること、即ちトラッキングのず
れに対して許容幅が大きいことが分かる。

発明の効果 本発明によって以下の特徴、すなわち情報の記録，消
去、書き換え時において、特に単一光スポットによる重
ね書き時において、トラッキング変動に強い光学的情報
記録消去方法が提供された。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の光学的情報記録消去方法
を実施するためのレーザースポットの構成と照射方法を
示す説明図、第３図は単一のレーザースポットを用いて
光学情報記録媒体上に重ね書きを行うための原理図、第
４図〜第６図は本発明の光学的情報記録消去方法を適用
したときの消去率とトラッキング変動量の関係図であ
る。 １……光スポット、２……トラック溝、３……記録マー
ク、４……書き換え前の記録マーク、５……結晶化部。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光線の照射条件に対応して光学的特性を可
   逆的に変化する記録材料薄膜を基板上に備えた可逆的光
   学情報記録媒体上に光源からの光を微小光スポットに絞
   り込んで照射して順次信号を重ね書き記録および再生す
   る方法があって、上記光スポットを上記可逆的光学情報
   記録媒体の記録トラックに沿って照射する際、少なくと
   も記録マークを形成をしない位置（消去位置）では上記
   光スポットをトラックの移動方向に対して垂直方向に振
   動させながら照射し、記録マークを形成する位置（記録
   位置）では、記録マークを形成しない位置（消去位置）
   に比較して相対的にその照射パワーを高め、上記記録マ
   ークを形成する位置（記録位置）では、上記記録マーク
   を形成しない位置（消去位置）に比べて相対的に小さい
   振幅で振動させつつ、もしくは振動させずに照射するこ
   とで重ね書き記録を行うことを特徴とする光学的情報記
   録消去方法。
2. 【請求項２】光線の照射条件に対応して光学的特性を可
   逆的に変化する記録材料薄膜を基板上に備えた可逆的光
   学情報記録媒体上に光源からの光を微小光スポットに絞
   り込んで照射して順次信号を重ね書き記録および再生す
   る方法があって、信号を重ね書きする場合には、上記光
   スポットを上記可逆的光学情報記録媒体の記録トラック
   に沿って照射する際、その照射パワーを一定値に保持
   し、記録マークを形成しない位置（消去位置）では、上
   記光スポットを記録トラックの移動方向に対して垂直方
   向に振動させつつ照射し、記録マークを形成する位置
   （記録位置）では、上記記録マークを形成しない位置に
   比べて相対的に小さい振幅で振動させつつ、もしくは振
   動させずに照射することを特徴とする光学的情報記録消
   去方法。
3. 【請求項３】記録材料薄膜が光線の照射条件に対応して
   構造変化を生起し、それに伴って光学的特性を可逆的に
   変化する相変化材料であって記録マークをを形成する位
   置（記録位置）では照射部を融点以上に加熱し、記録マ
   ークを形成しない位置（消去位置）では照射部を結晶化
   温度以上に加熱することを特徴とする請求項第１項また
   は第２項記載の光学的情報記録消去方法。