JPH03216816A - 光記録媒体の初期化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は記録情報の高いＣＮ比と消去比を有する書き換
え型の光記録媒体を初期化する方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、情報記録の高密度化，大容量化に対する要求が高
まり、国内外でその研究開発が盛ん（こ行なわれている
が、特にレーザを光源として用いる光記録媒体は従来の
磁気記録媒体に比べておよそ１０　−　１００倍の記録
Ｖ度を有し、しかも記録，再生ヘッドと記録媒体とが非
接触状態で情報の記録，再生ができるために記録媒体の
損傷も少なく、長寿命であるなどの特徴があることから
、膨大な情報量を記録，再生する手段として有望である
。

この光記録媒体は用途に応じて再生専用型，追記型，書
き換え型の３種類に大別することができる。再生専用型
は情報の読み出しのみが可能な再生専用記録媒体であり
、追記型は必要に応じて情報を記録．再生することはで
きるが、記録した情報の消去は不可能なものである。こ
れに対して書き換え型は情報の記録，再生とざらに記録
済みの情報を消去して書き換えることが可能であり、コ
ンピュータ用のデータファイルとしての利用が望まれ最
も期待の大きいものである。

書き換え型の光記録媒体は、光出気方式と相変化方式の
二つの記録方式の開発が進められているが、ここではこ
れら二つの記録方式のうち、相変化方式について述べる
。

相変化方式は一般にレーザ光を光記録媒体の記碌面に集
光して加熱し、レーザ光のパルス出力とパルス幅を制御
することによって生ずる記録材料の相変化，即ち結晶状
態から非結晶状態への移行または相転移などを起こさせ
、それぞれの状態における反射率の違いから情報の記録
と消去を行なうものである。

この相変化方式を用いる光記録媒体の構造についてここ
では図示を省略するが、通常多くのトラッキング溝を形
成した例えばポリカーボネートなどの基板表面に、Ｚｎ
Ｓなどのセラミックスからなる第１の保護層を設け、こ
の保膜層の上に記録用材料層即ち記録層，さらにその上
にセラミックスなどの第２の保護層と有機物の表面保護
層を順次堆積した構造としてある。また第１，第２の両
保護層にＡ−６Ｎを用いることもできる。その他第２の
保護層と有機物の表面保護層との関ζζＡ−ｅなどの反
射冷却層を設けることも行なわれている。反射冷却層は
基根から入射したレーザ光を反射してレーザ光の利用効
率を上げるとともに、記録層が結晶状態から非結晶状態
へ変化する際、溶融状態からの冷却速度を高めるための
ものであり、このとき二つの保睡層は断熱層としての役
割も果たす。

断熱層としての保護層の厚さは、光紀録媒体の良好な特
性を確保するために最適値に設定することが肝要である
。そしてレーザ光は基板の積層膜を有する側と反対の面
から入射させるのが普通である。

通常の相変化型光記録媒体では、初期状悪は記録層の元
記録材科を結、晶状態としておき、情報記録時にこれに
レーザ光を照射し、照射部を浴融した後急冷却して非結
晶状態のスホットを形成する。

消去時にはこの非結晶状態のスポットをレーザ光により
アニールして結晶状態へ戻すのである。

♂ころで、記録層の光記録材科を成膜する方法は、真空
蒸着法やスパッタ法が用いられているが、これらの方法
により成膜された直後の光記録材料は、非結晶状態とな
るのが普通である。したがって、元記録媒体を使用する
に当たって、光記録材料を初期化することにより、これ
を結晶状態に変化させなければならない。

光記録材料を初期化する方法は二つあり、一つは光記録
媒体の基板とともに全体を加熱して結晶化させる方法で
あり、もう一つはレーザ光を照射することにより、光記
録材科膜だけ８７１Ｉ］熱して結晶化させる方法である
。これら二つの初期化方法のうち、基板ごと加熱して結
晶化させるのは、基板材科に耐熱性のあるガラスなどを
用いたときのみ可能である。レーザ光の照射により光記
録材料膜だけを加熱して結晶化させるときは、半導体レ
ーザ光を記録位置であるトラッキング溝内に集光し、こ
れをトラッキング溝に沿って走査するものであり、通常
の書き換えを繰り返すときの消去手順と同様の操作を行
なう。

しかしながら、半導体レーザ光を照射して初期化する方
法には、なお次のような問題がある◇〔発明が解決しよ
うとする課題〕 光記録媒体に情報を記録する際用いられるのは、通常近
亦外の半導体レーザ光（波長約８３０ｎｍ）であり、光
記録材科としては、エネルギーの利用効率を上げるため
、この波長における吸収係数の高い材料を選択している
。この吸収係数は、一般に光記録材料が結韮状態のとき
は非結晶状態のときより大きい。このような光記録材料
膜を半導体レーザ光により初期化しようとすると、光記
録材科膜の吸収係数が大きいため、光記録材料膜の光入
射側に比べて光出射側における吸収光景が小さくなる。

その様子を第３図に示す。第３図は光記録材料膜１の元
入射面を１０，光出射面を１１で表わした模式断面図で
あり、元記録材料膜１の吸収係数が大きいために、結果
的に第３図のように、光入射面１０側のみが肌熱されて
結晶化部分２１を形成するが、光出射面ｌｌ側では非結
晶化部分四のまま残る２層構造となる。

このような状態で情報の書き込み、消去を行なうと、書
き込みの際、臀き込み点のみが高出力のレーザ光照射を
受け、第４図のようになる。＠４図は第３図と同じ光記
録材料膜１の模式断面図を示したものであり、レーザ光
照射を受けた部分の光入射面１０＃ｌは非結晶状態の１
き込みスポット部分３１が得られるが、光出射面１１＠
はアニールされて結晶状態となる。第４図の点線内の領
域２１が結晶化部分であり、ｎが非結晶化部分である。

次にこれに消去光を照射したときの様子を第５図に示す
。第５図は第４図の状態の光記録材料膜１に涌去レーザ
光を照射したときの記録材料膜１を示す模式断面図であ
り、：！Ｆき込みスポット部分３１の非結晶部は結晶化
するが、書き込み点以外の光出射面１１側は、レーザ光
が光入射面１０｛１１で殆ど吸収されるため、加熱され
ることなく非結晶化部分ことして残る。この状態を再生
光で再生すると、光出射面１１＠が結晶状態か非結晶状
態かにより反射率が僅かに異なるため、消え残りが大き
くなるという問題がある。

書き込まれた信号の大きさとノ・ｆズの比率をＣＮべた
消え残りが大きいということは、消去比が小さいことを
意味し、したがって、情報の再生エラーの増力口につな
がるものである。

本発明の目的は、上述の問題を解決し、消去比が安定し
て高い光記碌媒体の初期化方法を提供することにある。

（ａ題を解決するための手段〕 上記の課題を解決するために、本発明は光記録媒体を初
期化するに当たり、この光記録媒体の記録，再生，消去
に用いるレーザ光より長波長の光を照射して初期化を行
なうものである。

〔作用〕

相変化型の光記録媒体の光記録材料に多く用いられるの
は、Ｔｅ　，　Ｓｅ　，　Ｓｂ系の半導体材料である。

これらの材料の光吸収係数の波長依存性は、一般に第６
図に示す波長一吸収係数号図のようｔこ、光記録材料の
バンドギャップに対応した波長より長波長側では光吸収
係数が小さくなる。前述のように、光記録材科は記録．
再生，消去に用いるレーザ光の波長に対する光吸収係数
が十分大きいものが選択されているのが普通である。本
発明の方法において重要なことは、初期化に用いる光の
波長を記録，再生，消去に用いるレーザ光の波長よりも
敢て長くし、光吸収係数の小さい状態で初期化を行なう
ことである。

この場合、初期化に用いる光は光記碌材料膜の光入射面
側における吸収が比較的小さくなるため、光出射面１！
１ｉ１における吸収が記録，再生，消去に用いるレーザ
光の場合よりも大きくなり、光記録材科膜の嗅厚万向に
均一にエネルギーが分配される。

その結果、初期化後の光記録材料膜は均一に結晶化し、
非結晶状態の部分が残らないので、前述のような消去時
の消え残りが出現しなくなるのである。

〔夷施例〕

以下、本発明を実施例に基づき説明する。

ポリカーボネート製の基板上に、ＺｎＳ，価ＳｂｚＴｅ
ｓ　ｒＺｎＳ　．　Ａａの順にスパッタ膜を形成し、こ
れら谷膜の厚さはそれぞれＺｏｏ，　３０，　１７０，
　１００ｎｍとした。

この光記録媒体の直径は１３０關である。この光記録媒
体を初期化するために用いた装置の概要を第１図の模式
図に示す。第１図の装置を用い、光源６１から呂射する
出力５ＷのＹＡＧレーザ光をＮＤフィルター６２により
減衰させて約３Ｗとし、筐体お中のミラー佃と対物レン
ズ団を通して、光記録媒体偶の所定の面に２００　ｐｍ
に集光し、光記録媒体６０をその回転用モータ６７によ
り３６００ｒｐｍ　　で回転させながら、レーザ光走査
用モーター６８を用いてミラー口と対物レンズｉを移動
させ、ＹＡＧレーザ光を元記録媒体６６の半径方向へ０
．　１　０　３／ｅｅの速さで走査することにより初期
化を行なった。このとき、一度に初期化するトラック数
は約１２トラックである。なお＠１図ではＹＡＧレーザ
光を直線で表わし、レーザ元の走査方向を矢印を付した
縁で示してある。

以上の初期化過程により、スパッタ膜形成直後には１０
％であった光記ｆ＆媒体団の反射率が３０％に変化した
。これにレーザ出力１５　２ＦｍＷで周波数３．７ＭＨ
ｚのパルス入力を書き込んだとき、光記録媒体の再生出
力としてＣＮ比で４８　ｄＢの値が得られた。

さらにピーク値１５　ｍＷ　，バイアス値６ｍＷ　のレ
ーザ出力で２．２　ＭＨｚの信号を書き込むことにより
、２．２ＭＨｚの信号のＣＮ比として５０　ｄＢ，　３
．７ＭＨＺの侶号のＣＮ比として１５ｄＢが得られた。

　このときの３．７ＭＨｚの信号の消去比は４８−１５
＝３３ｄＢであった。また上記の操作を１０４　回繰り
返した後でも、ＣＮ比，消去比の変化は認められなかっ
た。

本発明の方法により初期化した光記録媒体を記録，再生
，消去した後の光記録材料を、第３図〜第５図に倣って
模式図として表わすと第２図の如くなり、元記録材料ｌ
は結晶化部分２１のみとなってＳり、第５図に示したよ
うな消え残りが現われるＣとはない。

次に上記実施例と比釈のため、同様にして作袈した元記
録媒体を用いて、波長が半導体レーザより短いアルコン
レーザ元による初期化を行なった。

初期化による反射率の変化は上記央施例と同様であり、
スパッタ膜形成直後にはＩＯ％であった反射率が加％に
変化した。これにレーザ出力１５　ｍＷで周波数３．７
ＭＨｚのパルス入力を書き込んだとき、光記録媒体の再
生出力としてＯＮ比で４９ｄＢの値が得られた。さらに
ピーク値１５　ｍＷ　，　　バイアス値６ｍＷのレーザ
出力で２．　２　ＭＨｚの信号を蒼き込むことにより、
２．２ＭＨｚの信号のＣＮ比として４９　ｄＢが得られ
、上記夾施例と同等の結果となったが、３．　７　ＭＨ
ｚの信号のＣＮ比は２５ｄＢであった。このときの３．
７ＭＨｚの信号の消去比は４９−か＝２４ｄＢであり、
上記実施例の場合より低い値となる。但し、上記の操作
を１０４回繰り返していくと、消去比は徐々に上昇し、
１００回後には加ｄＢ以上の値となった。これは瞥き込
みを繰り返すうちに、光記録材料膜の出射側の部分の結
晶化が進んだためとみられる。このように、繰り返し初
期において消去比が低いのは、初期化を短波長のレーザ
光で行なった場合に共通の現象であるが、本発明の方法
により初期化を行なった場合には、このような現象は起
こらない。

以上のように、元記録媒体の初期化を行なう際に用いる
レーザ元の波長は、比較的吸収係数の小さいものであれ
は本発明の目的は達せられる。具体的には元記録材科の
種類によってその都度選択しなけれはならないのは勿論
であるが、あまりに吸収係数が小さいと初期化に多大の
工不ルギーを必要とするため、例えば記録，消去，再生
用レーザ光の波長が８３０　ｎｍ程度の場曾には、初期
化用レーザ光の波長は９００〜２０００　ｎｍ程度が遣
当である。この波長領域の光源として机在知られている
ものでは、発振波長１，０６μｍのＹＡＧレーザ光がそ
の安足性．出力．価格などの点から多くの場合好適であ
る。また、レーザ光に限ることなく、十分なパワー密度
が得られる光源であれば、本発明に適することは勿論で
ある。

〔発明の効果〕

相変化型の光記録媒体を初期化する際、従来その元記録
媒体の記録．再生，消去に用いる半導体レーザ光で行な
っており、光記碌材料に吸収係数の大きい材料が選択さ
れているために、この光記録媒体による記録，再午，消
去後に消え残りが生じ、消去比を大きくとれないという
問題があったのに対し、本発明では夫施例で述べた如く
、初期化に用いるレーザ光の波長を、敢て記録．再生，
消去に用いる半導体レーザ光の波長より長くし、吸収係
数の小さい状態で初期化を行なうものであり、初期化に
際して記録，再生．消去とは光源を使い分けるようにし
たため、光記録材料の膜厚方向に均一にエネルギーが分
配され、初期化後の光記録材料が均一に結晶化して非結
晶状態の領域が存在することなく、消去時の消え残りか
生ずることがない。その結果、本発明の方法を用いて初
期化を行なった光記録媒体は常に安定な高い消去比を持
つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法が適用される初期化芸置の概要を
示す模式図、第２図は本発明の方法により初期化した光
記録媒体の記録，再生，消去後の元記録材料の状態を示
す模式断面図、第３図は従来の光記録媒体の初期化後の
元記録材料の状態を示す模式断面図、第４図は同じく蒼
き込み後の元記録材料の状態を示す模式断面図、第５図
は同じく消去後の元記録材科の状態を示す模式断面因、
＠６図は元記録材料の光吸収係数の波長依存性を示す線
図である。 １：元記録材科、ｌＯ二元入射面、１１：光出射面、２
１：結晶化部分、２２：非結晶化部分、３１：書き込み
スボ，ト部分、６１：光源、６２：ＮＤフィルター６３
：筐体、６４：ミラー　６５＝対物レンズ、６６＝光記
録媒体、６７：回転用モーター　６８：レーザ光第 ｌ 図 第 ２ 図 第 ３ 図 第 ４ 図 １１ 第 ５ 図 第 ６ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）レーザ光の照射によって可逆的相変化を生ずる光記
   録材料を用いた光記録媒体を初期化するに当たり、前記
   光記録媒体の記録、再生、消去に用いるレーザ光より長
   波長の光を照射して初期化を行なうことを特徴とする光
   記録媒体の初期化方法。 ２）請求項１記載の初期化方法において、初期化に用い
   る光源がＹＡＧレーザ光であることを特徴とする光記録
   媒体の初期化方法。