JPH0685234B2 - 光学情報記録消去装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レーザ光線の照射によって、その光学的性質
を可逆的に変化する感光性記録材料を用いた光ディスク
の情報記録部を消去する装置に関するものである。

従来の技術 情報の訂正，書き換え可能な光ディスクとして、アクリ
ル等の高分子樹脂のディスク基板の上に、感光性材料を
薄膜の形で形成し、この光ディスクの上にレーザ照射す
ることにより加熱し、急冷と徐冷により、光学的特性す
なわち、反射率や透過率を変化させて記録，消去を行う
ものが一般に用いられている。

上記特性を示す記録材料として、例えばカルコゲン化合
物あるいはテルルにゲルマニウム，アンチモン等を添加
物とした金属化合物が用いられ、これらを使って記録は
反射率の低い一般にアモルファスといわれる状態とし、
消去は加熱徐冷により反射率の高い結晶状態とすること
で、光学情報を実時間で記録，消去することができる。
光源としては、高い絞り性能を満たし、かつ小型で直接
変調が可能な半導体レーザが一般的である。

アモルファス記録のためには、第４図の光b₁で示すよう
な、よく絞りこまれた例えば半値幅で１μｍ程度のパワ
ー密度の大きい円形のレーザ光で記録トラック１上を照
射し、第５図（Ａ）の温度変化図に示すように、記録材
料を溶融し、急冷させることが必要である。これに対し
消去時には、結晶化のために徐冷する必要があるのか、
第４図の光b₂のような比較的光スポット長の長い、例え
ば半値幅にして20μｍ程度の長円光を照射し、第５図
（Ｂ）の温度変化図に示したように徐冷し結晶化させる
のが従来一般的であった。

このようにして、生じた結晶状態は、固体状態での結晶
核の生成により生じたものであり、未記録部の結晶と
は、わずかながら光学定数がずれ、記録信号のこんせき
を残し、消去率が悪くなるという不都合を生じてきた。

この不都合をさけるために、第６図で示すように長円光
の消去ビームC₂の前に、比較的パワー密度の高い円形光
（以後メルト光と称する）C₁を照射し、記録トラック１
上の情報記録部２、未記録部３を一様に溶融し、後の長
円光（以後アニール光と称する）C₂により徐冷して確実
に消去する試みがある（特開昭60−231928号公報）。

第７図（Ａ）は前記の消去に用いられる円形のメルト光
C₁の記録トラックに直交する方向のレーザ強度分布を示
したものであり、第７図（Ｂ）は記録材料薄膜の温度分
布を示したものである。メルト光としては、前記トラッ
ク幅とほぼ同等の広がりをもった情報記録部を溶融させ
るために、レーザパワーにして15〜20mW,これと対応す
る半値幅として、２〜３μｍ必要であり、小さいパワー
例えば10mW程度だと、確実に記録トラック幅を溶融でき
ず、逆に半値幅を大きくとり、記録トラックの幅以上を
溶融するためには、上記のように大きなレーザパワーが
必要となってしまう。同時に、このような形状のレーザ
光を用いた場合、記録材料膜中の最高温度を示す、記録
トラック中央部の温度を、溶融温度（Tm）より、かなり
高い温度まで上昇させ、ひいては光ディスクの熱的損傷
を生じてしまうことがあった。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、従来用いられてきた消去用メルト光による前
記問題点、すなわち 必要レーザパワーが大きくなる
こと、 記録トラック部を必要以上に加熱し、光ディ
スクの耐熱性を下げることを解決し、小パワーが確実に
記録トラックを溶融し、消し残りのない、熱的損傷の小
さい消去装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、前記問題点を解決するために、長手方向が記
録トラックとほぼ直交するように配置した長円形の第１
の消去光を、次いで長手方向が記録トラックと同一方向
に配置した長円形の第２の消去光を順次連続して記録ト
ラック上を照射し、情報記録部を消去するようにしたも
のである。

作用 長手方向が記録トラックとほぼ直交するようにした長円
形の第１の消去光は、記録トラック幅をほぼ均一の強度
で照射し、かつ記録トラック方向には、レーザ強度が広
がらないため、より小さなパワーで、かつ記録膜温度の
過度の昇温を抑え、記録トラック部をほぼ均一に溶融温
度まで上げて溶融し、第２の長円形の消去光のトラック
方向に広がったレーザ強度により、加熱された記録膜を
徐冷することで、溶融，徐冷による確実な消去が実施で
きる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。記録媒体としては、前述のように記録前後により光
学定数の変化するもの、すなわち加熱急冷により反射率
の低いアモルファス状態とし、加熱徐冷により反射率の
高い結晶状態を生む、例えばカルコゲン化合物、あるい
は、テルル，ゲルマニウム，アンチモン等を用いた金属
酸化物を用いる。これらの記録媒体の結晶−アモルファ
スの相変態は、材料の組成によって微妙に異なるが、本
発明の方法とは直接関係なく、本発明を左右するもので
はない。又、記録状態をアモルファス、消去状態を結晶
と定めているが、逆も当然のことながら、可能であり、
本発明では、便宜上、記録状態をアモルファス、消去状
態を結晶とする。

最初、熱処理等で反射率の高い結晶状態とした未記録の
光ディスクに、ビームを絞ったパワー密度の大きい円形
光を照射して情報を記録する。

例えば、1000rpmで回転している光ディスクの場合、光
強度にして、10mW前後、半値幅にして１μｍ弱の円形光
をディスク半径10cmのトラックに照射すると、記録材料
膜はよく絞られた光のために急速に加熱せられ、かつ約
100nsecと短かい時間で、レーザ光が通過するために急
冷となり、ほぼ記録トラック幅（一般に約7000Å程度）
と同等の幅がアモルファス化されて情報記録部（ビッ
ト）が作成される。

第１図は本発明による消去光の光ディスク上の配置、お
よび形状を示したもので、長手方向が記録トラック１に
対して直交するように配置した長円形の第１の消去光a₁
と、長手方向が記録トラック１と同一線上に配置した第
２の消去光a₂より成る。第２図（Ａ）は前記２つの消去
光a₁,a₂を同一トラック上に照射し、ディスクを回転し
た時のトラック上の一点の光強度変化であり、（Ｂ）は
この時の記録材料膜の温度変化の様子を示したものであ
る。照射部の温度は、第１の消去光a₁により急上昇し、
融解点Tmに到達、メルトした後、冷却されて凝固する
が、第２の消去光a₂により、徐々に冷却され、結晶化温
度Tcよりも高い温度で十分長い時間保持され、結晶化さ
れる。

記録トラックをＸ線回折で観測した所、第１の消去光a₁
により加熱冷却された時は記録状態と同じくトラックの
中心近傍はアモルファス状態となっているが、次いで通
過する第２の消去光によってガラス化温度Tgに到達する
前に冷却が押えられて、結晶化温度以上に長く保たれる
ため、前記のアモルファス部分は結晶状態となり、消去
が完了する。記録トラック上の情報記録部（アモルファ
ス状態）、情報未記録部（結晶状態）の両者とも、第１
の消去光によって溶融され、液体状態となるため、十分
に拡散し、両者の組成上の変化等、何らの区別も生じな
い。

第３図（Ａ）は、記録トラック１に直交する方向（トラ
ック幅方向）の第１の消去光の光強度分布を示したもの
であり、第３図（Ｂ）は、第１の消去光によって加熱さ
れた時の記録材料の最高到達温度を、同じくトラック幅
方向に対して示したものである。

第２図，第３図に示した結果は、記録部材をTe₆₀Ge₁₀Sn
₁₅Au₁₅とした光ディスクを回転し、線速度を10m/secと
し、第１の消去光のパワーを10mW、半値幅を記録トラッ
クと直交方向に３μｍ、トラック方向に１μｍとしただ
円光を照射した時、得られたものである。第３図（Ｂ）
に示したように、記録材料の最高到達温度がメルト温度
に対して、比較的される温度差にとどまっており、しか
も溶融領域が、情報記録部の幅、すなわちトラック幅よ
りも十分広く、確実に溶融し、消し残りの原因となる溶
融残りは生じていない。第１の消去光の記録トラック方
向の半値幅はできるだけ短い方が、光パワーは小さくて
すむが、絞り込み限界に近い半値幅１μｍを短軸とした
だ円光に対して、長軸側、すなわちトラックと直交方向
の半値幅が、1.5〜４μｍ、第１の消去光の光パワーに
して７〜15mWの範囲で、記録トラック幅を溶融し有効に
前述の機能を発揮した。第２の消去光としては、徐冷の
ために、長軸が記録トラック方向の長円光であることが
望ましい。詳しく説明すれば、第１の消去光により生じ
たトラック幅のほぼ1/3〜１倍の幅のアモルファス部
を、結晶化温度に長時間保持して結晶化させるために、
短軸の半値幅１μｍ程度、長軸の半値幅10〜20μｍ、第
１の消去光と第２の消去光との中心から中心の間隔にし
て２〜15μｍ程度であれば、第２の消去光のパワーが５
〜10mWの弱いパワーであっても確実に結晶化できた。

発明の効果 以上示したように、本発明による消去法方は、第１の消
去光を記録トラックと直交する方向に幅広くとり、かつ
トラック方向に幅狭い長円光とすることにより、確実に
記録トラック幅を溶融し、連続して照射される第２の消
去光により徐冷して結晶化させるので、小パワーで、消
し残りがなく、しかも熱損失が少ない消去が達成でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の消去光の形状，配置を示す
説明図、第２図は（Ａ）は消去光による記録トラック上
の一点の光強度変化特性図、（Ｂ）は同じく記録膜の温
度変化特性図、第３図（Ａ）は第１の消去光の光強度分
布図、（Ｂ）は温度分布図、第４図は従来の記録光消去
光の形状図、第５図（Ａ）は記録時、（Ｂ）は消去時の
温度変化特性図、第６図は別の従来例の消去光の形状，
配置の説明図、第７図（Ａ）は従来例の第１消去光の光
強度分布図、（Ｂ）は温度分布図である。 １……記録トラック、２……情報記録部、３……情報未
記録部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光照射状態により光学的性質が変化する物
   質を記録材料とした光ディスクにおける光照射パワーを
   高めて加熱急冷させて作成した情報記録部に長手方向が
   記録トラックに対して直交するように配置した長円形の
   第１の光ビームを照射し加熱することで情報記録部を溶
   融し、次いで長手方向が記録トラックと同一方向に配置
   した長円形の第２の光ビームを照射し、溶融された状態
   から徐冷することにより消去することを特徴とする光学
   情報記録消去装置。