JPH0459693B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、記録媒体の情報信号の記録再生を、
レーザーなどを用いて行なうようにした高密度の
光記録媒体及びその製造方法に関し、特に記録再
生時における光ビームのトラツキングを確実かつ
容易に行ない、さらにはランダムアクセス再生、
ランダムアクセス消去、ランダムアクセスアドオ
ン（追加書き）を確実容易に行なうことを可能に
する光デイスク記録媒体とその製造方法に関する
ものである。

光記録を利用したデイジタルオーデイオデイス
ク（D.A.D.）やビデオデイスク（V.D.）は、現
在実用化の域に達したが、これらは記録情報密度
が極めて高いものであるが、いずれも再生専用で
あつてユーザー側で記録情報の書き替えが出来な
いという欠点を有している。一方高密度記録が可
能で、書き替え可能な光デイスクの有望な記録媒
体として光熱磁気記録媒体がある。これは、情報
信号の記録にはレーザ光による熱磁気効果を用
い、再生には磁気カー（Kerr）効果やフアラデ
ー効果などの光磁気効果を利用するものである。

この記録媒体の代表的なものとして、ガラスや
樹脂等のデイスク型基板上に、M_oB_i、M_oC_uB_iな
どの結晶質磁性薄膜や、G_dC_p、G_dT_bF_eなどのア
モルフアス磁性薄膜を、蒸着法やスパツタ法など
を用いて、被着したものなどが用いられる。そし
て、これら光熱磁気記録媒体に於ける記録情報の
消去は、ヘツドなどにより保磁力以上の磁場を加
える方法、または微小領域をキユーリ温度や磁気
補償温度以上にレーザー光などにより照射加熱し
て、その領域の磁化を消失、低下させ、冷却時に
発生する磁化を外部磁場や周囲媒体からの反磁場
などにより望みの方向に向ける方法などによつて
行なわれる。特に後者の光による方法は、微小に
収束された光ビームにより照射部を適当に選ぶこ
とが出来、非接触で任意の微小部分を選択的に消
去可能である。すなわちランダムアクセス消去が
可能という優れた利点を有している。

光熱磁気記録媒体は、上述のように記録、再
生、消去のいずれもが光ビームにより非接触の状
態で行ない得るので、記録媒体が摩耗せず高速ア
クセスが可能などの多くの利点を有するが、記録
媒体本来の特色である高密度の記録・再生・消去
を行なおうとすれば、いずれの場合にも、ミクロ
ンオーダー（例えば2μm以下）の精度で、極めて
正確な情報トラツクの位置合わせ制御が要求され
る。

再生専用の光デイスクも再生時に上述したよう
なトラツキングの問題を有しているが、この問題
を解決するため従来から３ビーム法、ビーム揺動
法（ウオブリング法）などを用いたトラツキング
制御方式が実施されてきた。まずこれらのトラツ
キング制御方式について説明する。

第１図は３ビーム法の具体例を示したものであ
る。デイスク上に記録された情報信号ピツト列１
に対して、回析格子により分けられた３本のレー
ザビーム２，３，４を第１図ａに示すように、同
一トラツクに対してわずかにずれた位置に集束照
射させ、同図ｂに示すような構成で両側の２個の
ビームスポツト２，４からの反射光ｒ，ｔの差動
出力をとり、これからトラツキング制御信号ｕを
形成しこの信号ｕを用いて対物レンズを左右に振
ることにより、あるいは、トラツキングミラーを
回転制御することにより、光ビームの照射位置を
制御し、中央主ビームスポツト３により記録信号
ｓの再生を行なう。

次にビーム揺動法について説明する。前記の３
ビーム法では、トラツキング制御に使用するため
の光を分割する必要があるが、これが主光ビーム
のパワー損失となる。それを避けるため、トラツ
ク周辺に沿つて、光ビームをデイスク半径方向に
揺動させながらトラツキング制御を行なうもので
あり、揺動（ウオブリング）周波数は通常数10k
Hz位に設定される。これはトラツキングずれの主
要因であるデイスクの偏心、モータの振動などの
外乱による振動がモータ回転周期の10倍程度まで
であること、また、螢光灯などによる迷光雑音も
数100Hz以下のものが大部分であることなどによ
る。

再生専用デイスクで用いられている、以上に述
べたトラツキングの方法は、いずれも記録主情報
そのものからの光量変化をトラツキング制御用と
して用いている。ところが、光磁気記録媒体にお
いて、カー（Kerr）回転角は高々2゜程度の小さい
ものであり、再生光のわずかな偏光面の回転によ
り記録信号の再生を行なわねばならない。とのと
き再生出力信号は、２値の情報の再生に対しては
充分な値のSN比を有しているが、本来アナログ
情報であるトラツキング制御用の位置情報に関し
て、完全正確なトラツキング制御を行なうに充分
なSN比を有する信号を得るのは困難な状況であ
つた。したがつて、情報信号の記録ビツト列から
なるトラツクからの光そのものをトラツキングの
ための差動検出に使用するという手段が、簡単に
は光熱磁気記録再生装置に導入出来なかつた。

一方、トラツキングを行なうため、記録信号と
無関係にあらかじめ記録膜形成前に、基板にトラ
ツキング用の溝を設ける方法がある。この方法の
具体例を示したのが第２図である。これはデイス
ク基板５に凹凸のくぼみを設け、トラツキング溝
６の記録情報トラツクに対する深さをλ／４に選
び（λは再生レーザ波長）、凹部と凸部で反射し
た光の干渉により光強度変化として検出受光され
る。その後、第１図ａで述べたと同じような手段
で光量差を検出して、トラツキング制御を行なう
ものである。このトラツキング用の溝を別個にあ
らかじめ設けておく方法は、再生時だけでなく記
録あるいは消去時にも、再生時と同じ方法でトラ
ツキング制御が出来る大きな利点を有する。とこ
ろがこの方法をそのまま光熱磁気記録媒体に適し
ようとすれば、次のような難点がある。

(A) 基板がガラスのように硬い場合には、微細な
溝を刻む加工が比較的困難であること。

(B) 光ビームの偏光面回転角を最大化せるため
に、膜面に垂直な磁化容易軸を有する垂直磁化
膜を用いる必要があるが、垂直膜を得るための
垂直磁気異方性の物理的起因として、歪み誘起
や形状異方性によるものが多いため、ミクロン
オーダーのピツチで刻まれた溝が、薄膜磁気特
性に影響を与える場合が多く、平坦な基板にお
ける磁性膜作製条件とは別個の条件を設定せね
ばならず、しかも、磁気特性が平胆な基板を用
いる場合に比較して同一基板上で均一になりに
くい欠点を有していた。

以上述べたような欠点を克服するため、記録媒
体薄膜自体の一部をトラツキングのためエツチン
グにより完全除去し光の干渉を利用して検出する
方法があるが、この場合には、凹面と凸面での光
路差を所定の値にするため、記録媒体の厚さが使
用レーザ波長によつて限定される。そして、この
膜厚が所望の磁気特性を得る膜厚に一致しない場
合、本手段が適用出来なかつた。

本発明は、これまで述べてきた種々の欠点を克
服したものであり、デイスク状基板に付された磁
性膜自体に、簡単な手段で加熱による非可逆の形
状変化を起こしてトラツキングガイド用の情報を
記録してトラツキングガイド情報を光学的に検出
することにより、磁性膜中の磁気情報の記録、再
生、消去を行なうことを特徴としている。加熱手
段としてはレーザービームによる加熱、あるいは
微細なフオトマスクを施した後、クセノンのフラ
ツシユ光で瞬時に全面を加熱する方法などが採用
される。また、ここでいう非可逆形状変化とは、
加熱による薄膜の蒸発または溶融により作られた
くぼみ形成を意味し、凹部と他の部分で反射され
た光が干渉することにより光散乱の変化を生じ
る。しかし必ずしも、蒸発や融解により完全に下
地基板に到達した窪みを磁性薄膜に形成する必要
はなく、その分だけ、低エネルギー密度でのトラ
ツキング制御用情報を含む固定情報の記録を可能
とすればよい。

本発明において、光検出手段としては、加熱に
より形成されたくぼみの形状変化部での光の回折
変化により反射光が濃淡変化するのを利用する。
トラツキング制御についても、同様に反射光の濃
淡変化により二つのトラツキング用光検出器１５
への到達光の強度に光ビームのトラツキングのず
れに比例した差異が生じる。そのため差動出力１
６がトラツキングずれに比例したトラツキング制
御信号となる。

第３図は本発明の一実施例による光デイスク記
録媒体を用いた記録再生装置のトラツキング方法
の具体例を示す説明図である。図において５は基
板、７は磁性薄膜であり、この磁性薄膜中にはす
でに述べた加熱手段によりトラツキング情報８が
記録されており、さらにデイスクには透明保護層
９がつけられている。１０はレーザなどを含む直
線偏光ビーム源であり、光は回折格子などにより
トラツキング用ビームが分割された後ビームスプ
リツタ１２を通り、対物レンズを含む光学ピツク
アツプ１３により微小径に収束されて、磁性膜中
の主情報及びトラツキング情報に照射される。ト
ラツキング用ビームはトラツキング情報により、
反射時に偏光面の回転変化あるいは濃淡変化を受
け、その反射光が検光子１４によりさらにコント
ラストの良い濃淡変化にかえられる。その後、差
動構成されたトラツキング用光検出器１５に導か
れ、それらによりトラツキングずれ信号１６に変
換された後、光学ピツクアツプ１３にフイードバ
ツクされトラツキングずれが補正される。

次に、本発明におけるデイスク状記録媒体の一
具体例につきその製造法を含めて詳述する。

充分洗浄されたガラスなどからなる円板型の基
板上に、10^-6Torr発上の真空槽内でM_oC_uB_iを構
成する３元元素を蒸着する。その代表的な蒸着例
としては、あらかじめ定めた組成に応じて蒸着す
べきM_o、C_u、B_iの分量を定め、それらを別々の
蒸発源から定められた順序に従つて、または同じ
蒸発源から交互に蒸着し、または同時に蒸着し全
膜厚を約500Åに設定する。これら磁性膜構成元
素の蒸着完了後、S_iＯ、T_iO₂などの誘電体薄膜を
カー強調効果及び磁性薄膜の保護を兼ねて所定の
膜厚になるよう蒸着する。次に、拡散による結晶
形成と所望の磁気特性付与のための焼鈍を250゜〜
400℃の温度で、30分〜数時間、真空中あるいは
非酸化雰囲気中で行なう。その後すでに述べたよ
うな手段で光加熱によりくぼみを磁性膜中に形成
することによりスパイラル状、または同心円状の
トラツキング制御用のための加熱形状変化の記録
を行なう。

上記のようなM_oC_uB_iを使用した場合には、ト
ラツキング制御用の充分なるSN比を有する信号
を得るための記録エネルギー密度は、120〜
200mJ／cm²あれば充分であり、一方、熱磁気記録
のための記録エネルギー密度は、30〜60mJ／cm²
である。これはレーザビームを使用して記録した
場合、デイスク回転速度＝数100rpmにおいて、
書き替え可能な可変データは数mW〜15mW出力
のレーザにより記録出来ることを意味し、一方ト
ラツキング情報などの固定データの記録には数
10mWの出力のレーザーで記録出来ることにな
る。もちろん、さらに大出力のレーザーを用い
て、より高速回転してより短時間にトラツキング
情報などの固定情報を記録することも可能とな
る。このようにしてトラツキング制御用の情報が
記録されて後、記録薄膜の傷を防止するためにデ
イスク表面に透明保護板をつけるが、順序を逆に
して、透明保護板を取りつけた後にトラツキング
情報などの固定情報を形成してもよい。従つて本
願発明における固定情報の記録は磁性膜の酸化を
要因とするものではない。

本発明ではこのようにデイスクの作製終了段階
で、トラツキング用の情報を形成出来るため、各
種フアイル装置などにたびたび使用される、同心
円状のトラツキング制御用記録、あるいは音楽な
どの比較的長時間の時系列情報によく使用され
る、スパイラル状のトラツキング制御用の記録
を、あらかじめ前もつて決定してからデイスクを
作製する必要はなく、後から用途に応じてトラツ
キング情報を適宜記録出来るなどの利点も有して
いる。

以上述べてきたように、本発明により書き替え
可能光デイスクのトラツキングが記録・再生・消
去いずれの時にも確実かつ容易に行なうことが可
能になり、ランダムアクセス再生消去、ランダム
アクセスアドオンの機能を有する光デイスク記録
媒体の提供が可能となるばかりでなく、必要に応
じて消去不能な長期保存の出来る固定データも入
れ得る光デイスク記録再生媒体の提供が可能とな
つた。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ及び第２図は従来の光デイスクに
おけるトラツキング方式を示す説明図、第３図は
本発明の光デイスク記録媒体のトラツキング方法
の一実施例を示す説明図である。 ５……デイスク基板、７……磁性薄膜、８……
トラツキング情報、９……透明保護層、１０……
直線偏光ビーム源、１２……ビームスプリツタ、
１３……光学ピツクアツプ、１４……検光子、１
５……トラツキング用光検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ デイスク状基板に付された磁性膜中に、加熱
   によるくぼみを形成することにより非可逆形状変
   化を起こして消去不能な固定情報を記録した部分
   を有し、前記磁性膜の他の部分に熱磁気記録によ
   り可変情報を記録することを特徴とする光デイス
   ク記録媒体。 ２ デイスク状基板に磁性膜を形成した後に、前
   記磁性膜中に加熱によるくぼみを形成することに
   より非可逆の形状変化を起こして消去不能な固定
   情報を形性することを特徴とする光デイスク記録
   媒体の製造方法。 ３ 固定情報は光ビームのトラツキングガイド用
   情報であることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の光デイスク記録媒体の製造方法。