JPH07192266A

JPH07192266A - 相変化形光ディスクの初期化装置

Info

Publication number: JPH07192266A
Application number: JP5348214A
Authority: JP
Inventors: Koji Deguchi; 浩司出口; Yukio Ide; 由紀雄井手; Masato Harigai; 眞人針谷; Yoshiyuki Kageyama; 喜之影山; Hiroko Iwasaki; 博子岩崎; Masayoshi Takahashi; 正悦高橋; Katsuyuki Yamada; 勝幸山田; Yoshitaka Hayashi; 嘉隆林
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-12-26
Filing date: 1993-12-26
Publication date: 1995-07-28

Abstract

(57)【要約】【目的】相変化形光ディスクの記録層にレーザ光を照
射して初期化を行うにあたり、初期化過程の時間を短縮
し、ディスクの生産性を向上させる。【構成】相変化形光ディスクの記録層にレーザ光を照
射して初期化を行う装置において、初期化すべき光ディ
スクを回転自在に固定支持するディスク支持手段と、初
期化用レーザ光を照射する第１のレーザ装置と、該第１
のレーザ装置から出射したレーザ光のビームを楕円形も
しくは長方形の形状に整形し、その長軸と前記光ディス
クのトラックとが直交するように前記光ディスクの記録
層に照射させる光学手段と、参照用のレーザ光を出射す
る第２のレーザ装置と、該第２のレーザ装置から出射
し、前記光ディスクで反射した参照用レーザ光を用いて
フォーカスサーボを行うフォーカスサーボ機構と、初期
化用レーザ光及び参照用レーザ光の光ディスク上の照射
位置を光ディスクの半径方向に移動させる移動機構を具
備することを特徴とする相変化形光ディスクの初期化装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は相変化形光ディスクの初
期化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近物質の相変化を利用したメモリー、
いわゆる相変化形メモリーが盛んに研究されている。な
かでも、光ディスクへの応用は書き換え可能なメモリー
として関心を集めている。

【０００３】相変化形光ディスクの代表的な構造を図３
に示す。この構造例は、ディスク基板１１に第１の保護
層１２、記録層１３、第２の保護層１４、反射放熱層１
５及び樹脂層１６を順次積層して構成されている。保護
層の材料としては、上部下部ともＺｎＳ・ＳｉＯ₂やＡ
ｌＮ、ＳｉＮ等が用いられている。記録層の材料として
は、ＧｅＳｂＴｅやＩｎＳｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅ等
が用いられている。反射放熱層の材料としては、Ａｌ、
Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ等の金属、あるいはそれらの合金が用
いられている。この相変化形光ディスクの記録の原理
は、主に記録層の非晶（アモルファス）相と結晶相の変
化を利用しており、それぞれの反射率が異なることこと
から２値のデジタル記録が可能となる。

【０００４】記録層の作製方法としては、主にスパッタ
法が用いられているが、この場合、作製直後は、記録層
はアモルファス相の状態である。この状態で光ディスク
として用いる場合、記録層は、ほとんどが不安定なアモ
ルファス状態であることから、ディスクの信頼性が問題
となる。そのため、従来からディスク作製後、初期化と
いう過程を通して記録層全体を結晶化させていた。

【０００５】従来の初期化装置では初期化の方法とし
て、高パワーのレーザ光を照射するものやランプなどを
用いて加熱する方法などを採用している。なかでもレー
ザ光を用いる方法は制御性に優れ、多くの場合この方法
が用いられる。

【０００６】ところが、通常のレーザ光のビーム径は数
μｍと小さいため、ディスク全体を初期化するには時間
がかかる。これを解決するには、ディスク面上でのレー
ザ光のスキャン速度を速くするか、レーザのビーム径を
広げるようにビーム整形することが考えられる。しか
し、スキャン速度の変更は、ディスクの加熱あるいは冷
却速度に強く依存することから、高速化には限界があ
る。また、レーザ光のビーム径を広げた場合、パワー密
度が低下することから、より高いパワーのレーザ光が必
要となるが、ビーム径が大きくしかも高いパワーのレー
ザ光を照射した場合、ディスクそのものにダメージを与
える。さらにビーム径を広げる場合、そのビームの強度
分布を均一にすることが難しくなり、初期化が不均一に
なる。

【０００７】このような問題を解決するために、特開平
４−２１６３２３号公報には、半導体レーザから出射し
たレーザ光のビームをシリンドリカルレンズ系により、
楕円形状に整形して、相変化形光ディスクの記録層に照
射することにより初期化を行う初期化装置が提案されて
いる。そして、これにより、初期化の際に記録層から発
生する熱による基板等の熱変形、形成膜の熱歪みによる
反りやクラックの発生が防止できるとされている。

【０００８】一方、最近になって記録密度を上げるため
に、基板の厚みを薄くして、よりビームを絞り込むこと
が可能なレンズを用いることが提案されている。また、
記録再生装置の小型化の点でも基板の厚みが薄いことや
基板サイズが小さいことが望まれる。このようなことか
ら様々なディスクサイズのものが用いられるが、従来の
初期化装置ではこれら全てに対して対応することは不可
能であった。さらに従来技術では、初期化が充分に行わ
れているか否かの判定は、別の検査装置を用いる必要が
あった。また、初期化過程でディスクの損傷を判断する
ことはできなかった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の従来
技術の問題点を解決するためになされたもので、その目
的は、以下の通りである。（１）相変化形光ディスクの初期化過程の時間短縮を実
現し、ディスクの生産性を向上させること。（２）初期化を均一にすること。（３）様々なディスクサイズのものに対して初期化が可
能なこと。（４）初期化の結果の良否が別の検査装置を用いずに判
定できること。（５）初期化過程でディスクの損傷を判断すること。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、相変化形光ディスクの記録層にレ
ーザ光を照射して初期化を行う装置において、初期化す
べき光ディスクを回転自在に固定支持するディスク支持
手段と、初期化用レーザ光を照射する第１のレーザ装置
と、該第１のレーザ装置から出射したレーザ光のビーム
を、楕円形もしくは長方形の形状に整形し、その長軸と
前記光ディスクのトラックとが直交するように前記光デ
ィスクの記録層に照射させる光学手段と、参照用のレー
ザ光を出射する第２のレーザ装置と、該第２のレーザ装
置から出射し、前記光ディスクで反射した参照用レーザ
光を用いてフォーカスサーボを行うフォーカスサーボ機
構と、初期化用レーザ光及び参照用レーザ光の光ディス
ク上の照射位置を光ディスクの半径方向に移動させる移
動機構を具備することを特徴とする相変化形光ディスク
の初期化装置が提供される。また、本発明によれば、上
記構成において、前記参照用レーザ光を用いて前記光デ
ィスクの反射率を測定する反射率測定手段を設けたこと
を特徴とする初期化装置が提供される。また、本発明に
よれば、上記構成において、前記参照用レーザ光を用い
てトラッキングサーボを行うトラッキングサーボ機構を
設けたことを特徴とする初期化装置が提供される。ま
た、本発明によれば、上記構成において前記第１及び第
２のレーザ装置のレーザ出射口と、光ディスクを支持す
るディスク支持出段とが、光ディスクに対して反対側と
なるように配置されていることを特徴とする初期化装置
が提供される。また、本発明によれば、上記構成におい
て、前記初期化用レーザ光の光路上に、レーザ光のビー
ムスポットの焦点が前記光ディスクの記録層に合うよう
にその光路長を調整する光路長調整手段を設けたことを
特徴とする初期化装置が提供される。

【００１１】以下本発明による相変化形光ディスクの初
期化装置について図１の構成例に基づいて詳述する。図
１は本発明による初期化装置の概略図であり、図中、１
は初期化用光源部、２は参照光光源部、３は制御系及び
反射率測定系、４は初期化されるべき相変化形光ディス
ク、５はＰＢＳ偏光子、６はλ／４板、７はフィルタ
ー、８はハーフミラー、９はミラー、１０は調整板、１
１はディスク支持機構である。本発明の初期化装置は、
相変化形光ディスク、即ち、基板上に形成された記録層
に光を照射することによって情報の記録、消去及び再生
が可能であり、しかも情報の記録及び消去が非晶相と結
晶相あるいは微結晶を含む混晶相との間の相変化により
行われるタイプの光ディスクを対象とし、相変化形光デ
ィスクの記録層にレーザ光を照射して初期化を行うもの
である。

【００１２】初期化用光源部１は、初期化用レーザを出
射する初期化用レーザ装置とビーム成形を行う光学系か
らなる。この光学系は、図２に示すように、初期化用レ
ーザ装置から出射したレーザ光のビームを、楕円形又は
長方形の形状に整形し、その長軸と光ディスク４のトラ
ックとが直交するように光ディスク４の記録層に照射さ
せるもので、光ディスク４の半径方向に移動可能となっ
ている。ビームの整形方法としてはレンズの特性や配置
などで調整する等、公知の任意の方法を使用することが
できる。また、整形されたビームの寸法は、レーザ光の
最大パワーやディスクの回転速度、ディスクの構成や材
料等に依存し一義的には決まらないが、短軸の長さが１
μｍ以上でビーム面積が３００μｍ²以下であることが
好ましい。レーザ光ビームの短軸の長さが１μｍ未満で
あるとき、トラック方向の冷却速度が速いため一部アモ
ルファス化が起こり均一な結晶ができなくなる。また、
ビームの面積が３００μｍ²よりも大きいと、ディスク
そのものにダメージを与えてしまう。このような形状の
ビームに整形することにより、１ビーム当たりのトラッ
ク数が増え、ディスクへのダメージなしに均一、高速な
初期化が行えるようになる。なお、初期化用レーザ装置
としては、特に限定されないが、省スペース、保守の簡
単さ等から半導体レーザ装置が望ましい。

【００１３】初期化すべき相変化形光ディスク４は、該
光ディスク４を所定の回転速度で回転自在に固定支持す
るディスク支持機構１１により、固定支持される。この
場合、ディスク支持機構１１は、光ディスク４に対し
て、初期化用レーザ装置１のレーザ出射口と同じ方向に
設けられていてもよいが、図１に示すように、反対側に
も設けられていると、様々なディスクサイズの光ディス
クに対して初期化を行うことができるので、好ましい。
即ち、光ディスクを支持するディスク支持機構１１側に
レーザ出射口がある場合は、レーザ光をその支持部より
内側に照射することは構造上、不可能であり、ディスク
内径側の初期化範囲が限定されるが、ディスク支持機構
１１とレーザ出射口が光ディスク４に対して反対となる
ように配置されると、このような限定がなくなる。ま
た、ディスク支持機構１１は従来のようなクランプ式あ
るいはマグネットチャック式のものでもよいが、エアー
吸着方式を採用すると、初期化範囲の制限がなくなるの
で、好ましい。

【００１４】また、本構成例の初期化装置は、フォーカ
スサーボ機構、トラッキングサーボ機構及び反射率測定
系を備えている。このフォーカスサーボを行うため、参
照光光源部２は評価装置に用いられているものと同様な
半導体レーザ装置を備えており、出射されたレーザ光
は、ミラー９，９、ＰＢＳ偏光子５、λ／４板６、フィ
ルター７及びハーフミラー８を介して光ディスク４に照
射され、その反射光は、ハーフミラー８、フィルター
７、λ／４板６及びＰＢＳ偏光子５を介して、制御系及
び反射率測定系３にてフォトダイオード等の受光素子に
て受光される。そしてその受光信号に基づき、フォーカ
スサーボ、トラッキングサーボ及び反射率測定が行える
ようになっている。この各機構は光ディスクドライブや
評価装置に用いられている公知の回路技術で構成するこ
とができる。また、参照用レーザ光は初期化用レーザ装
置と兼用してもよいが、そのビーム形状が楕円形もしく
は長方形となっているため、図１のように別途設置する
のが望ましい。また、参照用レーザ光の波長は、光ディ
スクの情報を再生するときに用いる光の波長と同じであ
るのが望ましい。上記フォーカスサーボ機構によれば、
効率良く均一にレーザのパワーを光ディスクの記録層に
照射することができる。また、上記トラッキングサーボ
機構によれば、初期化過程でディスクダメージがわかる
ため、ディスクの不良判定が初期化過程で行える利点が
ある。さらに、上記反射率測定系によれば、初期化過程
でディスク特性としての反射率を求めることができ、初
期化の判定がその段階で行える利点がある。

【００１５】また、本構成例の初期化装置は、初期化用
レーザ光の光路長を調整する手段として調整板１０を設
置することができる。初期化用レーザ光の光学系で整合
しているディスク厚より薄いディスクでは、その分だけ
記録層への焦点距離が変化し、その変化量は従来用いら
れているフォーカスサーボ機構では対応できないが、整
合しているディスクと薄いディスクとの厚さの差だけの
厚みを有し、かつディスク基板同様な光学特性を有する
調整板上記調整板１０を配置することにより、ディスク
の厚さが薄くなっても記録層に焦点が合うように光路長
を調整することが可能となる。

【００１６】さらに、本構成例の初期化装置は、レーザ
光のビーム形状及びビームの強度分布をモニターする機
能を有する機構を有することができる。この機構は、こ
の機構を用いると、より効果的に初期化を行うことが可
能となる。

【００１７】

【実施例】次に本発明を実施例に基づき更に具体的に説
明する。〈実施例１〉初期化を行なう相変化形光ディスクとし
て、図１に示す初期化装置の光学系で整合している厚さ
である厚さ１．２ｍｍ、直径１３０ｍｍ、１．６μｍピ
ッチのスパイラルグルーブ付きのポりカーボネート基板
上に、ＲＦマグネトロンスパッタリング法を用いて、保
護層、記録層、保護層、反射放熱層の順に形成したもの
を用いた。保護層としては、ＺｎＳとＳｉＯ₂のモル比
が８０：２０のターゲットを用いて２００ｎｍ形成し、
Ｇｅ、ＳｂそしてＴｅからなる記録層を３０ｎｍ形成
し、更に上記保護層と同様な材料からなる層を２０ｎｍ
形成し、さらにその上に、反射放熱層としてＡｌ合金を
８０ｎｍ形成した。最後に反射放熱層上に紫外線硬化樹
脂をスピンコート法により塗布し、その後、紫外線を照
射して硬化させ１０μｍの樹脂層を形成した。

【００１８】次に、図１に示した初期化装置でビームの
形状がほぼ長方形で短軸の長さが２μｍ、面積が１２０
μｍ²のレーザ光を用いて上記ディスクの初期化を行な
った。そして、レーザパワーと回転速度及び移動速度を
それぞれ変化させ、最適な初期化条件を決定した。こう
して得られた光ディスクを波長８３０ｎｍ、線速度７ｍ
／ｓ、周波数４ＭＨｚ、５０％デューティ比で記録し、
周波数５ＭＨｚ、５０％デューティ比でオーバーライト
を行ったときの周波数４ＭＨｚの信号Ｃ／Ｎ、消去比を
測定し、ディスクとしての特性判定を行った。

【００１９】同時に、初期化後のノイズルレベルについ
ても測定を行った。その結果、Ｃ／Ｎは５０ｄＢ、消去
比は２５ｄＢ、ノイズルレベルは−７６ｄＢと良好な結
果を得た。

【００２０】＜実施例２＞図１の初期化装置を用いて、
実施例１の基板厚よりも０．６ｍｍ薄い基板を用いた以
外は同様な光ディスクに対し、光路上に基板と同じ材料
からなる０．６ｍｍ厚の調整板を設けて、実施例１と同
様に初期化を行った後、同様に評価を行った。その結
果、Ｃ／Ｎは５０ｄＢ、消去比は２５ｄＢ、ノイズレベ
ルは−７６ｄＢと、実施例１と同様に良好な特性であっ
た。

【００２１】＜実施例３＞図１の初期化装置を用いて、
記録層材料がＡｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅからなること以外
は同様な光ディスクに対して、実施例１と同様に初期化
を行った後、同様に評価を行った。その結果、Ｃ／Ｎは
５０ｄＢ、消去比は３０ｄＢ、ノイズレベルは−７５ｄ
Ｂと、良好な結果が得られた。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、前記構成としたので、
相変化形光ディスクの初期化を均一にかつ短時間で行う
ことが可能となる。また、様々なディスクサイズの光デ
ィスクに対して初期化を行うことが可能となる。さら
に、初期化の結果の良否が別の検査装置を用いずに判定
すること、初期化過程でディスクの損傷を判断すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による相変化形光ディスクの初期化装置
の構成を示す概略図である。

【図２】本発明で用いる初期化用レーザ光のビーム形状
とディスクトラックの関係を示す図である。

【図３】一般的な相変化形光ディスクの媒体構成を模式
的に示す断面図である。

【符号の説明】

１初期化用光源部２参照光光源部３制御系及び反射率測定系４相変化形光ディ
スク５ＰＢＳ偏光子６ λ／４板７フィルター８ハーフミラー９ミラー１０調整板１１ディスク支持機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者影山喜之東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者岩崎博子東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者高橋正悦東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者山田勝幸東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者林嘉隆東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相変化形光ディスクの記録層にレーザ光
を照射して初期化を行う装置において、初期化すべき光ディスクを回転自在に固定支持するディ
スク支持手段と、初期化用レーザ光を照射する第１のレーザ装置と、該第１のレーザ装置から出射したレーザ光のビームを、
楕円形もしくは長方形の形状に整形し、その長軸と前記
光ディスクのトラックとが直交するように前記光ディス
クの記録層に照射させる光学手段と、参照用のレーザ光を出射する第２のレーザ装置と、該第２のレーザ装置から出射し、前記光ディスクで反射
した参照用レーザ光を用いてフォーカスサーボを行うフ
ォーカスサーボ機構と、初期化用レーザ光及び参照用レーザ光の光ディスク上の
照射位置を光ディスクの半径方向に移動させる移動機構
を具備することを特徴とする相変化形光ディスクの初期
化装置。
【請求項２】前記参照用レーザ光を用いて前記光ディ
スクの反射率を測定する反射率測定手段を設けたことを
特徴とする請求項１に記載の初期化装置。
【請求項３】前記参照用レーザ光を用いてトラッキン
グサーボを行うトラッキングサーボ機構を設けたことを
特徴とする請求項１又は２に記載の初期化装置。
【請求項４】前記第１及び第２のレーザ装置のレーザ
出射口と、光ディスクを支持するディスク支持出段と
が、光ディスクに対して反対側となるように配置されて
いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記
載の初期化装置。
【請求項５】前記初期化用レーザ光の光路上に、レー
ザ光のビームスポットの焦点が前記光ディスクの記録層
に合うようにその光路調を調整する光路長調整手段を設
けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記
載の初期化装置。