JPH0594620A - 書換え形光情報記録媒体の重ね書き方法 - Google Patents

書換え形光情報記録媒体の重ね書き方法

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JPH0594620A
JPH0594620A JP8049091A JP8049091A JPH0594620A JP H0594620 A JPH0594620 A JP H0594620A JP 8049091 A JP8049091 A JP 8049091A JP 8049091 A JP8049091 A JP 8049091A JP H0594620 A JPH0594620 A JP H0594620A
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JP8049091A
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Yasushi Miyazono
泰 宮園
Shuji Yoshida
修治 吉田
Jun Watanabe
準 渡辺
Toshiharu Yamashita
俊晴 山下
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HISANKABUTSU GLASS KENKYU
HISANKABUTSU GLASS KENKYU KAIHATSU KK
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HISANKABUTSU GLASS KENKYU
HISANKABUTSU GLASS KENKYU KAIHATSU KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 書換え形光情報記録媒体の消去率の改善をは
かる。 【構成】 記録マ―ク間隔の異なる信号を重ね書きする
際に、記録・消去に用いるレ―ザ光の出力波形が記録レ
―ザ出力パルスとそのパルス間隔よりも狭い間隔を有す
るパルス状レ―ザ出力を重畳したバイアス・レ―ザ出力
で変調して照射する。 【効果】 消去したマ―ク周辺にのみ粗大化した結晶が
残らず消去率が高まる。重ね書き動作の繰り返し回数が
低下せず良好な性能が保存される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光学的に情報の記録、再
生及び消去を行うことの出来る、いわゆる書換え形光情
報記録媒体(以下、単に光媒体と呼ぶ。)に関するもの
であって、重ね書きによって前に記録してあった信号を
消去した際の消去率を改善する方法を提供する。
【0002】
【従来の技術】光照射、主にレ―ザ光の照射によって生
じた物質の非晶質状態と結晶質状態の間の可逆的な構造
変化(相変化)を積極的に情報の記録に利用した相変化
形書換え可能な光情報記録媒体は情報の高速処理能力に
加えて記録容量が大きく、将来の情報蓄積装置として期
待されている。
【0003】この光媒体には情報処理の高速化が一段と
厳しくなる中で、記録を行い、その記録した情報を消去
し、新たな情報を記録するといった動作の高速性能が求
められている。そのためには、先に記録した情報を消去
しながら、同時に新しい情報を記録する、いわゆる、重
ね書き動作が必要となる。この重ね書き動作は従来、図
4に示すように消去動作を行うバイアス・レ―ザ出力P
bに記録レ―ザ出力Pwが重畳された形のレ―ザ出力波
形を用いて行われていた。図中Tmは記録膜の融点、T
xは記録膜の結晶化温度である。
【0004】光媒体への記録は通常、あらかじめ結晶化
(初期結晶化)を施した記録膜にレ―ザ光を照射し非晶
質化した領域(記録マ―ク)を形成することで行われる
が、この記録領域は記録膜の温度が結晶化温度以上とな
り、結晶化に要する時間保持されると急速に結晶化が進
み、消滅することになる。GeTeと、Sb2 Te3
結ぶ線上の化合物あるいは若干Sbを過剰に添加したG
e−Te−Sb3元系記録膜材料では通常、レ―ザ光あ
るいは加熱処理によって記録膜の温度を結晶化温度と融
点の間に定め、記録膜を固相の状態に保ったまま初期結
晶化(固相結晶化)を施す。この初期結晶化によって、
記録膜は微細な結晶状態となる。前記図4のレ―ザ出力
波形により、この初期結晶化を施した記録膜に重ね書き
を行うと記録・消去条件によって、記録マ―ク及び記録
マ―ク間には記録トラック方向および記録トラックの幅
方向に温度分布が生じるため、記録マ―ク周囲に初期結
晶化領域とは粒径の異なる粗大結晶粒が発生する。前に
記録した記録マ―クを重ね書きによって消去した際に、
この粗大結晶粒が消去した記録マ―クの周辺部分にリン
グ状に残る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】記録・消去条件に発生
した粗大結晶は、そのほかの部分を構成する微細結晶と
は反射率が異なるため消去率の悪化につながる。この消
去率は記録膜材料の性質に止まらず媒体構成に強く影響
されるため記録膜材料と媒体構成の両面から検討されて
来ている。記録膜材料からは、Ge−Te−Sb3元系
記録膜では、消去率の改善が記録マ―ク周辺に発生した
粗大結晶粒をいかにして抑制するかということで行われ
てきており、GeTeとSb2 Te3 を結ぶ線上の化合
物あるいは若干Sbを過剰に添加した組成が粗大結晶粒
の発生、成長が少ないため消去率を高める上で望ましい
ことが知られている。
【0006】その他の記録膜材料、例えば、In−Sb
−Te3元系記録膜材料では初期結晶化をレ―ザ光を照
射して記録膜の温度を融点以上に高め一旦溶融した後、
結晶化するようにして施すことが知られている。この結
晶化方法を溶融結晶化と呼び、前記の固相結晶化と区別
している。この初期結晶化方法によると、記録膜の結晶
粒は前記Ge−Te−Sb3元系記録膜のそれよりも粗
大化することが知られている。この初期結晶化方法の違
いは消去した記録マ―ク内の結晶粒径、等と深く関わ
る。すなわち、初期結晶化状態、消去した記録マ―ク内
の結晶状態そして消去した記録マ―クの周辺に発生する
粗大結晶のそれぞれの結晶粒径の違いを制御し同程度に
することで消去率を高めようとするものである。また、
媒体構成は、およそ10m/s以下の低線速度では熱の蓄
積が大きくなるため媒体構成は出来る限り記録膜が急冷
されるようにすることで粗大結晶粒の成長が効果的に抑
制されることも知られている。しかし、前記の溶融結晶
化方法では記録膜材料と媒体構成によって、初期結晶粒
径と消去した記録マ―ク内の結晶粒径とが同程度となら
ない場合に消去率を高めることが難しくなる。
【0007】我々は、前記Ge−Sb−Te3元系より
もSbを多量に含んだGe−Te−Sb3元系記録膜や
同様にSbを多量に含んだGe−Te−Sb−Bi−S
e5元系記録膜を用い固相結晶化を施した光媒体で、例
えば、2−7変調の 1.5T(0.5Tを記録パルス幅に設
定)に相当する信号を記録した部分に4Tの信号を重ね
書きした場合、 1.5T信号の消去率が、4Tの信号を記
録した部分に 1.5Tの信号を重ね書きした場合の4T信
号の消去率に比べて小さく、消去性能が劣る場合が認め
られることに注目して、上記消去率の改善をはかるよう
にしたものである。すなわち、記録マ―ク間隔の広い信
号を記録した部分に記録マ―ク間隔の狭い信号を重ね書
きした場合に比較して記録マ―ク間隔の狭い信号を記録
した部分に記録マ―ク間隔の広い信号を重ね書きした場
合の消去率が低くなることに着目し、この消去率を改善
する方法について鋭意検討し、本発明につなげた。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたものであって、次の手段を講ずるこ
とにより可能なものとなる。すなわち、記録レ―ザ出力
パルスの間の従来一定であったバイアス・レ―ザ出力を
図1に示すように部分的に高めて記録膜の温度が融点以
上となるように設定する。
【0009】
【作用】詳細は十分明らかではないが、バイアス・レ―
ザ出力の一部分を記録膜の温度を融点以上になるように
高めることにより、記録トラックに沿って、広い範囲に
わたって記録膜の結晶を粗大化することが可能となり、
消去したマ―ク部分の結晶粒径と他の部分の結晶粒径が
近づき、従って、重ね書きによる消去率を改善すること
が出来るようになるものと思われる。
【0010】
【実施例】
実施例1 本発明に使用した光媒体は図2に示すように透明基板31
上に誘電体膜32、記録膜33、誘電体膜34、金属膜35を順
次積層した構成からなる。透明基板31にはプレグル―プ
付きガラス基板(HOYA,N5、130 mmφ-15 mmφ-
1.2mmt )、誘電体膜32及び34にはZnS系材料、そし
て金属膜35にはAl合金を用いた。記録膜には {(GeTe)2[(Sb-Bi)2(Te-Se)311-XSbx,X=0.6,Bi:4.
4at%,Se:4.4at%, を用いた。誘電体膜32、記録膜33、誘電体膜34、金属膜
35の各膜の膜厚はそれぞれ 120,20,20そして100nm程
度に設定した。各膜の成膜は主に高周波マグネトロン・
スパッタ法により行った。光媒体の記録膜には初期結晶
化を施した。初期結晶化は加熱処理あるいはレ―ザ・ア
ニ―ルにより行った。レ―ザ・アニ―ルは2-4(m/s)の範
囲の一定線速度で回転する光媒体に7(mW) 以下の連続光
をトラックに沿って照射することで行った。加熱処理は
300(℃)以下の温度で窒素雰囲気中で行った。
【0011】本発明の重ね書き方法の原理を図3に示
す。パルス発生器43,44を2台用意し、1台は周期的な
記録レ―ザ出力パルスを発生させるための駆動信号を出
力し、もう1台のパルス発生器は図1に示した変調され
たバイアス・パワ―用の駆動信号を出力する。それらの
信号を電気的に重ね合わせてレ―ザ光源41を駆動して図
1に示したようなレ―ザ出力を得た。レ―ザ光42はNA
0.52 の対物レンズ(図示省略)を介して回転する光媒
体の基板側より記録膜33に集光、照射した。使用したレ
―ザ光源の波長は 830(nm)ある。光媒体は線速度を9(m/
s)一定として回転させた。記録パルス幅は75(ns)一定と
しキャリア周波数に 4.44(MHz)と 1.67(MHz)の2種類を
用いた。バイアス・レ―ザ出力のピ―ク値Pb2 そして
ボトム値Pb1 を変化させて、そのときの消去率を測定
した。表1は実験結果の幾つかの例をまとめて示したも
のである。ここで、C/N及び消去率は重ね書きを20回
繰り返した後の値を示した。
【0012】
【表1】
【0013】記録パワ―Pwを16(mW)、バイアス
条件はPb1 及びPb2 をそれぞれ7.0,14.0
(mW)、パルス幅を75nsそしてその周波数を5.
0(MHz)としてf1 及びf2 にそれぞれ4.44
(MHz)、1.67(MHz)を用いたとき、4.4
4(MHz)に1.67(MHz)を重ね書きしたとき
の消去率は25.9(dB)と本発明の重ね書き方法に
より従来の方法で得られた値よりも2−3(dB)の改
善が可能となり、良好な値となった。逆に1.68(M
Hz)に4.44(HMz)を重ね書きしたとき消去率
は27.0(dB)と同様の良好な値が得られた記録マ
―ク間隔の狭い信号(4.44MHz)を記録した部分
に記録マ―ク間隔の広い信号(1.67MHz)を重ね
書きした場合の消去率が改善される理由は十分に明らか
ではないが、従来の一定のバイアス・レ―ザ出力では記
録マ―クを消去すると消去マ―ク周辺に粗大結晶粒が残
り、加えて重ね書きする信号のマ―ク間隔が長くなるほ
どマ―ク間に初期結晶化の状態と同様の微細な領域が広
くなり消去率の低下につながるものと思われる。逆に、
記録マ―ク間が狭くなると隣り合う消去マ―ク周辺の粗
大結晶粒の領域がつながり、消去部分の結晶粒径が全体
に粗大化したようになり、従って消去率が高くなるもの
と思われる。C/Nはいずれのキャリア周波数において
も45(dB)以上の高い値を得ることが出来た。
【0014】同様にPb1 及びPb2 それぞれ8.0,
16.0(mW)としたとき、それぞれの消去率は2
6.2そして27.3(dB)と良好な値であった。バ
イアスの周波数を7.4(MHz)に高くした場合、表
1に示すように、消去率は同様の良好なものであった。
Pb1 の値を従来の重ね書き方法における消去可能なレ
―ザ・パワ―の下限(ここでは、およそ6mW)以下に
設定すると25(dB)以上の十分高い消去率を得るこ
とは難しく、又、上限の値を越える(ここでは、およそ
10mW)場合も同様に難しいものであった。従って、
Pb1 の値は従来の重ね書き方法の消去可能なバイアス
・パワ―の範囲に設定することが望ましい。Pb2 の値
は記録パワ―の閾値以上であればよいが、記録信号との
識別が可能な程度にPb2 の信号レベルは低く設定する
ことが出来るような値であることが望ましい。バイアス
周波数は最長記録マ―ク間隔を定める周波数よりも高く
設定すればよいが、最短マ―ク間隔を定める周波数より
も高く設定することが望ましい。バイアス条件のパルス
幅の1/2倍から1.5倍の範囲にあるとよい。パルス
幅が1/2以下になるとPb2 の高い値が必要となり、
逆に2倍以上になると熱の蓄積が多くなるため、いずれ
の場合の重ね書きの繰り返し回数の低下が発生するため
好ましいものではなかった。初期結晶化を本実施例のよ
うに変調を加えてから行った後、従来の重ね書き動作を
行うと初期の消去率は25(dB)以上の良好な値を示
すが繰り返し回数の増加と共にしだいに低下し20−2
3(dB)の値に集束するようになり、好ましいもので
はなかった。また、従来の重ね書き方法でバイアス・レ
―ザ出力を高めて記録膜の温度を融点以上にして消去を
行うと重ね書き動作の繰り返し回数が低下し好ましいも
のではなかった。
【0015】記録膜材料には本実施例で用いたものに限
定されるものではなく、本発明の重ね書き方法を適用す
ることの出来るものであれば、In−Sb−Te系記録
膜材料、等いずれの材料であってもよい。誘電体膜材料
はZnS系に限定されるものではなく、ZnSe等のセ
レン化物、SiO2 等の酸化物、Si34 等の窒化物
そしてそれらの2種類以上からなる混合物などを用いる
ことが出来る。金属膜材料はAl合金に限定されるもの
ではなく、Au,Ag,Cu,Ni,Pt,Cr,W
o,W,Ta,Ti等の金属材料およびその合金等を用
いることが出来る。基板材料はガラスに制限されるもの
ではなく、PCやPMMA等の樹脂を適宜用いることは
可能である。光媒体は実施例の片面盤に限らず同様な光
媒体を2枚用意して貼り合わせて両面盤として使用する
ことも出来る。バイアス・レ―ザの変調波形は図1の矩
形波に限定されるものではなく、鋸波、三角波、等適宜
用いるようにしてもよい。バイアス・レ―ザの変調出力
のピ―ク値は常に一定である必要はなく、必要に応じて
出力強度に変調を加えるようにして用いることも可能で
ある。さらに、バイアス・レ―ザの変調は図1に示すよ
うな単一周波数に限定されるものではなく、効果が得ら
れるようなものであればよく、例えば、記録パルスの近
傍では粗にし離れるに従って密になるように設定する、
等であってもよい。
【0016】
【比較例】図4に示した従来の重ね書き方法では、前記
実施例に用いたものと同様の光媒体において測定した結
果を第1表中に示す。消去率はキャリア周波数1.67
MHzの信号に4.44MHzの信号を重ね書きした場
合、25(dB)以上の高い値を示すが、逆に4.44
(MHz)に1.67(MHz)を重ね書きした場合2
3.6(dB)と25(dB)以下の低い値に止まり、
好ましいものではなかった。
【0017】
【発明の効果】記録マ―ク間隔の異なる信号を重ね書き
した際に生じる消去率の低下を重ね書きに使用するレ―
ザ光のバイアス・レ―ザ出力に変調を加え、部分的に記
録膜の温度が融点以上になるように高めることで、消去
したマ―ク周辺にのみ粗大化した結晶が残らないように
なり、従って、消去率を改善して高めることが出来る。
さらに、バイアス・レ―ザ出力を一定にしたまま記録膜
の温度を融点以上にあげるようにしないため、重ね書き
動作の繰り返し回数が低下せず、従来の重ね書き方法と
同様の良好な性能が保存されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の重ね書き方法のレ―ザ出力波形を示す
図である。
【図2】光情報記録媒体の構成例を示す断面図である。
【図3】本発明の重ね書き方法の原理を示す図である。
【図4】従来の重ね書き方法のレ―ザ出力波形を示す図
である。
【符号の説明】
Pw 記録レ―ザ出力 Pb バイアス・レ―ザ出力 Pb1 バイアス・レ―ザ出力のボトム値 Pb2 バイアス・レ―ザ出力のピ―ク値 Tm 記録膜の融点 Tx 記録膜の結晶化温度 31 透明基板 32 誘電体膜 33 記録膜 34 誘電体膜 35 金属膜 41 光ヘッド 42 レ―ザ光 43 パルス発生器 44 パルス発生器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 俊晴 東京都八王子市元八王子1丁目242−33

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光照射によって、情報の記録及び消去を
    可能にする書換え形光情報媒体の重ね書き方法におい
    て、記録・消去に用いるレ―ザ光の出力波形が記録レ―
    ザ出力パルスとそのパルス間隔よりも狭い間隔を有する
    パルス状レ―ザ出力を重畳したバイアス・レ―ザ出力と
    からなることを特徴とする書換え形光情報記録媒体の重
    ね書き方法。
  2. 【請求項2】 光照射によって、情報の記録及び消去を
    可能にする書換え形光情報記録媒体の重ね書き方法にお
    いて、上記バイアス・レ―ザ出力に重畳したパルス状レ
    ―ザ出力を書換え形光情報記録媒体の記録膜の温度を融
    点以上に高めるように設定したことを特徴とする請求項
    1記載の書換え形光情報記録媒体の重ね書き方法。
  3. 【請求項3】 光照射によって、情報の記録及び消去を
    可能にする書換え形光情報記録媒体の重ね書き方法にお
    いて、上記バイアス・レ―ザ出力に重畳したパルス状レ
    ―ザ出力のパルス幅が記録パルス幅の 0.5から 1.5倍の
    範囲にあることを特徴とする請求項1又は2記載の書き
    換え形光情報記録媒体の重ね書き方法。
  4. 【請求項4】 光照射によって、情報の記録及び消去を
    可能にする書換え形光情報記録媒体の重ね書き方法にお
    いて、上記バイアス・レ―ザ出力に重畳したパルス状レ
    ―ザ出力の周波数が記録レ―ザ出力の周波数よりも高い
    ことを特徴とする請求項1、2又は3記載の書換え形光
    情報記録媒体の重ね書き方法。
JP8049091A 1991-03-20 1991-03-20 書換え形光情報記録媒体の重ね書き方法 Pending JPH0594620A (ja)

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