JP2892818B2 - 記録媒体の初期化方法 - Google Patents

記録媒体の初期化方法

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JP2892818B2 JP2313947A JP31394790A JP2892818B2 JP 2892818 B2 JP2892818 B2 JP 2892818B2 JP 2313947 A JP2313947 A JP 2313947A JP 31394790 A JP31394790 A JP 31394790A JP 2892818 B2 JP2892818 B2 JP 2892818B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザ光等の記録用ビームによって、たとえ
ば映像や音声などのアナログ信号をFM変調したものや、
たとえば電子計算機のデータや、ファクシミリ信号やデ
ィジタルオーディオ信号などのディジタル情報を、リア
ルタイムで記録することが可能な情報の記録用薄膜を初
期化する方法に関するものである。
〔従来の技術〕
結晶−非晶質問の相変化を利用して情報の記録を行う
相変化型光ディスクにおいて、記録するレーザ照射時間
とほぼ同じ程度の時間で結晶化が行える高速消去が可能
な記録膜を用いた場合には、1つのエネルギービームの
パワーを、いずれも読み出しパワーレベルより高い2つ
のレベル、すなわち高いパワーレベルと中間のパワーレ
ベルとの間で変化させることにより、既存の情報を消去
しながら新しい情報を記録する、いわゆるオーバーライ
ト(重ね書きによる書き換え)が可能である。このよう
な記録膜を真空蒸着法およびスパッタリング法などで形
成した直後は少なくとも一部分が非晶質状態となってい
るか、または準安定な結晶状態となっている。このよう
な膜形成直後の状態は書き換えを繰り返した後の状態と
異なるので、これらの記録膜に記録を行うと記録の繰り
返し回数や記録場所による記録感度などの記録・消去・
再生特性の違いが生じてくる可能性がある。そこで記録
膜を予め一様な状態にしておく(初期化)ことにより、
安定な記録が行える。従来は、この初期化の手段とし
て、ディスク全体を加熱し全面結晶化を行う方法か、ま
たは特開昭62−20153号のように基板加熱とArレーザ照
射との組み合わせなどの方法、あるいは記録消去に用い
る半導体レーザ照射により行われている。また、最近高
出力半導体レーザによる多数トラック同時初期化方法も
提案された。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の方法で初期化を行う場合、たとえばディスク全
体を加熱する場合には基板に有機物を用いていると基板
を高温にすることができないので完全な結晶化が行えな
いし、部分的な結晶化をすることはできない。また、Ar
レーザなどを用いて初期化を行った場合には、装置が大
きく、高価になり、冷却水を必要とする。そして、スポ
ット径2μm以下まで集光した半導体レーザ光の照射の
場合、複数回の照射が必要となる場合が多く、ディスク
に繰り返し複数回照射することになり、時間がかかる。
また、従来のように高出力半導体レーザのビームスポッ
トの長手方向を記録トラック方向に対して平行に配置し
て初期化を行なってもやはり時間がかかった。
また、記録膜によっては、初期化が不十分な場合にお
いて部分的に反射率むらができる場合がある。
本発明の目的は、上記従来技術における問題点を解決
し、記録膜全域において良好な記録特性を得るための初
期化方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上述した従来技術における問題点を解決するために、
本発明の初期化方法においては、単一の高出力の半導体
レーザを用い、ビームスポットの長手方向が記録トラッ
ク方向に対して平行以外の角度をなすように配置し、初
期化しようとする領域を移動させ、かつビームスポット
を記録トラック方向に対してほぼ垂直方向に移動させな
がら初期化を行なう。たとえば、初期化しようとする領
域の移動速度(ディスクの場合は、線速度)が場所によ
らず一定の場合、ビームスポットの長手方向と記録トラ
ック方向とが交わる角度を、ほぼ90度に配置して初期化
を行なうことにより、最も短時間で行なえる。そして、
ディスク状の記録媒体においては、線速度を大きくした
り、ビームスポットの1回転あたりの半径方向への移動
距離(送りピッチ)を大きくすることによりさらに短縮
できる。この場合には、レーザのビームパワーを大きく
して同一場所でのビーム照射エネルギーを大きくする必
要がある。また、ディスク状の記録媒体において、回転
数が一定の場合は、初期化しようとする半径が大きいほ
ど、レーザのビームパワーを大きくしたり、ビームスポ
ットの長手方向と記録トラック方向とが交わる角度を小
さくしたり、あるいはパワーと角度の両方を変化させれ
ば半径によらず良好な初期化が行える。また、場合によ
っては送りピッチを小さくすることも有効である。これ
らの場合、初期化しようとする全領域をいくつかの領域
に分割し、それぞれの領域での最適条件で初期化した方
が、装置が簡単になる。
また、ビームスポットの通過時間が長すぎるとその場
所の温度が必要以上に上昇して記録膜の変形を生じてく
る可能性がある。ビームスポットの短径(半値幅)は、
2〜10μmが好ましい。短径と長径の比は、1:3から1:1
0の範囲が好ましい。
初期化が確実に行なえたかどうかの確認(ベリファ
イ)を行なうことにより、さらに確実に初期化できる。
このとき、初期化用のビームを分割してそのうちの少な
くとも一つをベリファイ用のビームスポットとして用い
てもよいし、初期化用のビームとは別に、もう一個のレ
ーザビームを用意してベリファイ用ビームスポットとし
てもよい。
たとえばGe,Te及びSbを主成分とする薄膜を、複数の
蒸発源からの回転蒸着によって形成した場合、蒸着直後
にはGe,Te及びSbがうまく結合していない場合が多い。
また、スパッタリングによって形成した場合も原子配列
が極めて乱れた状態になる。このような場合は、まず、
高いパワー密度のレーザ光を初期化しようとする領域上
に照射して、場合によっては膜を融解させるのがよい。
さらにこの上に低いパワー密度のレーザ光を照射して結
晶化させると、全周にわたって反射率が均一になりやす
い。結晶化するパワーレベルと非晶質に近い状態にする
パワーレベルとの間でパワー変調したレーザ光で記録す
ることは上記のような初期化後の状態が完全な結晶状態
でなく、結晶と非晶質との中間状態などであっても可能
である。ここで述べた種々の初期化方法は、本発明で述
べる記録用部材ばかりでなく、他の組成の記録用部材に
対しても有効である。
〔作用〕
本発明における初期化方法においては、記録しようと
するすべての領域を確実に、かつ均一な状態(結晶状
態)にする。
また、高出力の半導体レーザを用いて複数トラック同
時に初期化を行なうため、短時間で全領域の初期化が行
え、かつ、ベリファイを行なうため確実な初期化が行な
えるとともに、装置の小型化ができた。
〔実施例〕
実施例1 以下、本発明の一実施例を挙げ、第1図〜第4図を参
照しながら、さらに詳細に説明する。
第2図は、本発明の情報の記録媒体の初期化方法に用
いたディスクの構造断面図の一例を示したものである。
まず、案内溝(トラック)を有する直径13cm,厚さ12mm
のポリカーボネート基板1上にマグネトロンスパッタリ
ングによって厚さ約100nmのSiN4層2を形成した。次にS
i3N4層2上に同一スパッタリング装置内でGe13Sb30Te57
の組成の記録膜3を約30nmの膜厚に形成した。次に再び
同一スパッタリング装置内でSi3N4の保護層4を約220nm
の膜厚に形成した。さらに、この上に同一スパッタリン
グ装置内でNi−Cr層5を100nmつけた。その後、この上
に接着剤層6を介して、同じ構造のもう一枚のディスク
との貼りあわせを行った。このディスクでの記録領域
は、半径30mm〜60mmである。
このようにして作製したディスクの初期化方法につい
て述べる。まずディスクを8m/s一定(線速度一定)で回
転させ、最大出力1Wの半導体レーザのビームを記録膜面
に焦点が合うように照射した(膜面パワー:450mW)。こ
の時、第1図に示したように、初期化用のビームスポッ
ト7(長径:25μm、短径:5μm)を長径方向が記録ト
ラック8方向に対してほぼ直交(90度)するように配置
した。これにより、ディスク1回転で最も多くの領域の
初期化が行なえるため、短時間でディスク全面を初期化
することができる。また、ビームスポット7の通過時間
が短いので、通過時間が長い場合に温度が必要以上に長
時間上昇して起こる記録膜の熱変形などを防ぐことがで
きる。次に、このビームスポット7を記録トラック8方
向に対して垂直方向(半径方向)へ移動させ、ディスク
1回転でビームスポット7が移動する距離(送りピッ
チ)と初期化状態との関係を調べた。
送りピッチ 初期化状態 2μm 均一な初期化 4μm 均一な初期化 6μm 均一な初期化 8μm 均一な初期化 10μm 均一な初期化 12μm 均一な初期化 14μm 初期化むら発生 16μm 初期化むら発生 これらの結果から、ビームスポット7の送りピッチを
12μmに固定して初期化を行なったところ、ディスク全
面にわたって均一な初期化ができた。この時、全面初期
化に要する時間は、約80秒であった。
ここで、全面初期化に要する時間を短縮するための一
つの方法として、線速度を大きくすることが考えられ
る。すなわち、線速度が大きくすることによりビームス
ポット7の1回転あたりの半径方向への送り速度が早く
なり、ディスク全面の初期化時間が短縮できる。また、
ビームスポット7の1回転あたりの半径方向への送りピ
ッチを大きくしても同様な効果が得られる。このような
場合には、ビームスポット7の形状を小さくしたり、レ
ーザのビームパワーを大きくしたりして同一場所でのビ
ーム照射エネルギーを大きくする必要がある。
ここでビームスポット7を長径方向が記録トラック8
方向に対してほぼ直交(90度)するように配置したが、
必ずしも90度である必要はない。
記録膜によっては、初期化条件が不適当だと、第3図
に示したような反射率むらが出てくる場合がある。この
図において、反射率が高い部分は記録膜が結晶化してお
り、反射率が低い部分は完全に結晶化していない部分で
ある。このような反射率むらが生じると記録状態にもむ
らを生じる可能性がある。そこで、本実施例では、第4
図に示したように、初期化用のビームスポット7の後に
ベリファイ用のビームスポット9を配置し、確実に初期
化が行なえたかどうかの確認を行なった。このベリファ
イ用のビームスポット9は、初期化用のビームを2つに
分割して用いたが、初期化用のレーザとは別のレーザを
用い、これによりベリファイを行なってもよい。
また、光磁気ディスク媒体についても、必要に応じて
1〜3個の磁石を併用することによってほぼ同様の結果
が得られる。
実施例2 ディスク状の記録媒体において、回転数が一定の場合
には、半径によって線速度が異なるため、半径に応じて
レーザのビームパワーを変化させた。たとえば、ディス
クを1800rpmで回転させて初期化を行ったときには、半
径30mmでのビームパワー300mW(膜面)が最適パワーだ
とすると、半径60mmでの線速度は2倍であるため、ビー
ムパワーも2倍の600mWにした。本実施例では書き換え
を行う場所の線速度に応じて初期化のためのレーザパワ
ーを連続的に変化させたが、初期化しようとする全領域
をいくつかの領域に分割し、それぞれの領域を別々に初
期化しても同様の効果が得られた。また、半径に応じて
ビームスポットの長手方向と記録トラック方向とが交わ
る角度θ(0<θ≦90)を変化させても良い。たとえ
ば、内周から外周へ移動する場合は角度を徐徐に小さく
してビームが照射される時間を長くすることにより確実
に初期化が行える。また、半径が大きい場所ほど、ビー
ムスポットの送りピッチを小さくしても良い。この時、
ビームパワーも同時に変化させることにより、回転数を
大きくすることができるため初期化時間が短縮できた。
照射する光ビームスポットの短径(半値幅)が2μm以
上10μm以下の範囲、また、短径と長径の比は、1:3か
ら1:10の範囲で良好な初期化が行えた。これより短径が
長いと記録膜の熱変形が大きくてエラーレートが増大
し、短径が短いと長径も短くなって、初期化の能力が低
下した。短径と長径の比が1:3より小さいときも初期化
の能力が低下した。短径と長径の比を1:10以上とするに
は光学系が複雑となり、レーザパワーの面密度も不足と
なった。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したごとく、本発明の初期化方法およ
び装置によれば、1個の高出力半導体レーザを用い、そ
のビームスポットの長手方向を記録トラック方向に対し
て角度(平行以外)をなすように配置したため、短時間
で初期化が行えるとともに、ベリファイ用のビームスポ
ットを併用したため、ディスク全面において均一な初期
化ができた。
さらに本発明の初期化方法および装置はディスク状の
記録媒体に対してばかりでなく、テープ状、カード状な
どの他の形態の記録媒体に対しても有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は記録膜上における初期化用ビームスポットの配
置図、第2図は本発明の実施例におけるディスク構造を
示す断面図の一例を示し、第3図は初期化不十分の場合
の反射率むらの一例を、第4図はベリファイ用のビーム
スポットを用いた場合の配置図を示したものである。 1,1′…ポリカーボネート基板、2,2′…Si3N4層、3,3′
…記録膜、4,4′…Si3N4層、5,5′…Ni−Cr層、6,6′…
有機接着層、7…初期化用のビームスポット、8…記録
トラック、9…ベリファイ用のビームスポット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 圭吉 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−10337(JP,A) 特開 平2−42661(JP,A) 特開 平2−40144(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 7/00 G11B 7/135 G11B 11/10

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エネルギービームの照射によって情報の記
    録が可能な光記録媒体を初期化する方法において、半導
    体レーザを用い、該半導体レーザのビームスポットの長
    手方向を前記光記録媒体の記録トラック方向に対して平
    行以外の角度をなすように配置した状態で初期化を行
    い、 初期化時における前記光記録媒体の回転数が一定であ
    り、 前記ビームスポットの送りピッチを、前記光記録媒体の
    初期化しようとする領域の移動速度が大きいほど小さく
    することを特徴とする記録媒体の初期化方法。
  2. 【請求項2】エネルギービームの照射によって情報の記
    録が可能な光記録媒体を初期化する方法において、半導
    体レーザを用い、該半導体レーザのビームスポットの長
    手方向を前記光記録媒体の記録トラック方向に対して平
    行以外の角度をなすように配置した状態で初期化を行
    い、 初期化時における前記光記録媒体の回転数が一定であ
    り、 前記ビームスポットの長手方向と前記記録トラック方向
    とが交わる角度を、前記光記録媒体の初期化しようとす
    る領域の移動速度が大きいほど小さくすることを特徴と
    する記録媒体の初期化方法。
  3. 【請求項3】エネルギービームの照射によって情報の記
    録が可能な光記録媒体を初期化する際に、そのビームス
    ポットの長手方向を前記光記録媒体の記録トラック方向
    に対して平行以外の角度をなすように配置した半導体レ
    ーザを有し、 初期化時における前記光記録媒体の回転数が一定であ
    り、 前記ビームスポットの送りピッチを、前記光記録媒体の
    初期化しようとする領域の移動速度が大きいほど小さく
    することを特徴とするレーザ光照射装置。
  4. 【請求項4】エネルギービームの照射によって情報の記
    録が可能な光記録媒体を初期化する際に、そのビームス
    ポットの長手方向を前記光記録媒体の記録トラック方向
    に対して平行以外の角度をなすように配置した半導体レ
    ーザを有し、 初期化時における前記光記録媒体の回転数が一定であ
    り、 前記ビームスポットの長手方向と前記記録トラック方向
    とが交わる角度を、前記光記録媒体の初期化しようとす
    る領域の移動速度が大きいほど小さくすることを特徴と
    するレーザ光照射装置。
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