JPH10124929A - 光ディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オーバーライト可能な光ディスクにおいてレ
ーザーパワーの設定精度を緩和する。 【解決手段】 メモリー層４は室温で保磁力が大きい磁
性薄膜からなり、記録層３はメモリー層４に比べて保磁
力が小さくキュリー点が高い磁性薄膜からなる。低パワ
ーレベルのレーザーで消去を行い、高パワーレベルのレ
ーザーで記録を行うことにより、オーバーライトが可能
となる。記録蓄熱層２には記録動作の発生する温度より
低い温度で熱吸収が生じる材料を用いる。消去蓄熱層５
には消去動作の発生する温度より低い温度で熱吸収が生
じる材料を用いる。蓄熱層２、５を設けることにより、
レーザーパワーを上げることが必要となり、再生−消去
間のパワーマージン、消去−記録間のパワーマージンを
大きくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクに係
り、特にオーバーライトが可能な光ディスクに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】最近、高密度、大容量、高いアクセス速
度、並びに高い記録及び再生速度を含めた種々の要求を
満足する光学的記録再生方法、それに使用される記録装
置、再生装置及び記録媒体を開発しようとする努力がな
されている。広範囲な光学的記録再生方法の中で、光磁
気記録再生方式は、情報を記録した後、消去することが
でき、再び新たな情報を記録することが繰り返し何度も
可能であるというユニークな利点のために、最も大きな
魅力に満ちている。この光磁気記録再生方式で使用され
る光磁気ディスクは、記録を残す層として１層又は多層
からなる磁性膜を有する。磁性膜は、記録密度が高く、
信号強度も高い垂直磁化膜が開発され使用されている。
このような磁化膜は、例えばアモルファスのＧｄやＧｄ
Ｃｏ、ＧｄＦｅＣｏ、ＴｂＦｅ、ＴｂＣｏ、ＴｂＦｅＣ
ｏなどからなる。垂直磁化膜は、一般に同心円状又はら
せん状のトラックを有しており、このトラックの上に情
報が記録される。

【０００３】記録マーク（情報）の形成においては、レ
ーザの特徴即ち空間的時間的に素晴らしい凝集性が有利
に使用され、レーザ光の波長によって決定される回折限
界とほとんど同じ位に小さいスポットにビームが絞り込
まれる。絞り込まれた光はトラック表面に照射され、記
録膜を熱して記録膜に直径が１μｍ以下のマークを形成
することにより情報が記録される。光学的記録において
は、理論的に約１０８マーク／ｃｍ² までの記録密度を
達成することができる。何故ならば、レーザビームはそ
の波長とほとんど同じ位に小さい直径を有するスポット
にまで凝集することができるからである。光磁気記録に
おいては、レーザビームを垂直磁化膜の上に絞り込み、
それを加熱する。その間、初期化された向きとは反対の
向きの記録磁界Ｈｂを加熱された部分に外部から印加す
る。そうすると局部的に加熱された部分の保磁力Ｈｃは
減少し、記録磁界Ｈｂより小さくなる。その結果、その
部分の磁化は、記録磁界Ｈｂの向きに並ぶ。こうして逆
に磁化されたマークが形成される。

【０００４】光は、光路に垂直な平面上で全ての方向に
通常は発散している電磁場ベクトルを有する電磁波であ
る。光が直線偏光に変換され、そして垂直磁化膜に照射
されたとき、光はその表面で反射されるか又は垂直磁化
膜を透過する。このとき、偏光面は磁化の向きに従って
回転する。この回転する現象は、磁気カー効果又は磁気
ファラデー効果と呼ばれる。例えば、もし反射光の偏光
面が初期化方向の磁化に対してθK 度回転するとする
と、記録方向の磁化に対しては−θk 度回転する。従っ
て、光アナライザー（偏光子）の軸をθK 度傾けた面に
垂直にセットしておくと、初期化方向に磁化されたマー
クから反射された光はアナライザーを透過することがで
きない。それに対し記録方向に磁化されたマークから反
射された光は、（ｓｉｎ２θk ）² を乗じた分がアナラ
イザーを透過し、ディテクター（光電変換手段）に捕獲
される。その結果、記録方向に磁化されたマークは初期
化方向に磁化されたマークよりも明るく見え、ディテク
ターにおいて、強い電気信号を発生させる。よって、こ
のディテクターからの電気信号は、記録された情報に従
って変調されるので、情報が再生されるのである。

【０００５】しかし、光磁気記録では、その記録にレー
ザー光による熱を用いるため、記録した部分に再記録す
る場合、一度消去する必要があった。つまり、磁気記録
では、記録した情報を消去することなしに直接新たな情
報に書き換える重ね書き、いわゆるオーバーライトが可
能であるのに対し、光磁気記録ではこのようなオーバー
ライトが不可能であった。この短所を克服するために、
光ビームの強度を記録すべき２値化情報に従って変調す
るだけでオーバーライトが可能な光強度変調オーバーラ
イト方法、並びにそれに使用される光ディスク及び光デ
ィスク装置が提案されている（特開昭６２−１７５９４
８号公報）。

【０００６】この光強度変調オーバーライトで用いる光
ディスクは、室温で保磁力が大きい垂直磁化可能な磁性
材料からなる、記録情報を保持するためのメモリー層
と、メモリー層に比べてキュリー温度が高い垂直磁化可
能な磁性材料からなる記録層とを有する。記録前に例え
ば初期化磁石によって記録層の磁化の向きだけを一方向
に揃え、その上で、ディスクに低パワーレベルＰL のレ
ーザービームを照射すると、ディスクの温度が上昇し
て、メモリー層の保磁力が非常に小さくなるか極端には
０となる。その結果、交換結合力によりメモリー層の磁
化は記録層の磁化の向きにならう。こうして、消去動作
が行われる。

【０００７】一方、高パワーレベルＰH のレーザービー
ムをディスクに照射すると、ディスクの温度は低レベル
のレーザー照射時よりも上昇して、メモリー層の保磁力
が０となり、記録層の保磁力は非常に小さくなるか極端
には０となる。その結果、記録層の磁化は記録磁界の向
きに反転し、媒体温度の低下に伴ってメモリー層の磁化
は反転した記録層３の磁化の向きにならって現れる。こ
れが記録動作である。このようにして、元のメモリー層
の磁化の向きには依存せずに、メモリー層の磁化方向を
決定することができ、オーバーライトが可能となる。

【０００８】ところで、光ディスクに実際に記録を行う
場合には、マーク形状を最適化するために、そのディス
クの記録温度や感度、環境温度に応じてレーザーパワー
の微調整が必要となる。しかし、上述した光強度変調オ
ーバーライト記録では、低パワーレベルＰL 以上高パワ
ーレベルＰH 未満のレーザービームで消去を行い、高パ
ワーレベルＰH以上のレーザービームで記録を行うた
め、再生時のレーザービームも入れると、レーザーパワ
ーが３値となり、かつ再生−消去間のパワーマージン、
消去−記録間のパワーマージンが少ないため、発光パワ
ー制御を精度良く行う必要がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の光
強度変調オーバーライト用光ディスクでは、発光パワー
制御を精度良く行う必要があるため、このディスクに記
録再生を行う光ディスク装置が複雑になってしまうとい
う問題点があった。本発明は、上記課題を解決するため
になされたもので、レーザーパワーの設定精度を緩和す
ることができる光ディスクを提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１に記
載のように、基板上に消去動作の発生する温度より低い
温度で熱吸収が生じる材料からなる消去畜熱層を有する
ものである。このように消去蓄熱層を設けると、消去動
作の発生する温度より低い温度で熱吸収が生じて熱を加
えてもディスクの温度が上昇しなくなるため、消去動作
の発生する温度まで上昇させるためには更に多量の熱量
を必要とし、従来の光ディスクよりレーザーパワーを上
げる必要がある。これにより、再生−消去間のパワーマ
ージンを大きくすることができる。また、請求項２に記
載のように、基板上に記録動作の発生する温度より低い
温度で熱吸収が生じる材料からなる記録蓄熱層を有する
ものである。このように記録蓄熱層を設けると、記録動
作の発生する温度より低い温度で熱吸収が生じて熱を加
えてもディスクの温度が上昇しなくなるため、記録動作
の発生する温度まで上昇させるためには更に多量の熱量
を必要とし、従来の光ディスクよりレーザーパワーを上
げる必要がある。これにより、消去−記録間のパワーマ
ージンを大きくすることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
を示す光ディスクの断面図である。この光ディスクで
は、ガラス又はプラスチックからなる円板状の透明基板
１上に、記録蓄熱層２、記録層３、メモリー層４、消去
蓄熱層５が順次積層されている。メモリー層４は室温で
保磁力が大きい垂直磁化可能な磁性薄膜からなり、記録
層３はメモリー層４に比べて室温で保磁力が小さくキュ
リー温度が高い垂直磁化可能な磁性薄膜からなる。

【００１２】記録層３、メモリー層４の保磁力と温度の
関係を図２に示す。これらの磁性薄膜は、それぞれ希土
類金属と遷移金属の合金で構成され、遷移金属の副格子
磁化と希土類金属の副格子磁化が互いに反対向きとなっ
ている。この２つの副格子磁化の差が、磁性層としての
磁化の大きさと方向を表す。そして、記録情報はメモリ
ー層４における磁化の向きで表現される。

【００１３】図１の光ディスクに対して記録再生を行う
光ディスク装置には、光ヘッドが配設された位置とは異
なるところに初期化磁石が設けられている。スピンドル
モータによって光ディスクを回転させ、初期化磁石から
初期化磁界Ｈini を光ディスクに印加すると、図１の区
間Ｔ１の矢印で示すように、記録層３の磁化の向きが一
方向に揃えられる。

【００１４】このとき、メモリー層４の磁化の向きは反
転せず、更にいったん一方向に揃えられた記録層３の磁
化の向きは、メモリー層４からの交換結合力を受けても
反転せず、メモリー層４の磁化の向きも、記録層３から
の交換結合力を受けても反転しない。

【００１５】次に、この光ディスクにオーバーライトを
行うには、初期化磁界と反対の向きを有する記録磁界Ｈ
ｂを印加しながら、２値化情報に従ってパルス変調した
レーザービームを光ヘッドから照射する。レーザービー
ムの強度には、高レベルＰHと低レベルＰL がある。こ
の低レベルＰL は、再生時のレーザービームのレベルＰ
R よりも高い。

【００１６】上記のように記録層３が初期化された光デ
ィスクに低パワーレベルＰL のレーザービームを照射す
ると、ディスクの温度が上昇して図２に示すＬプロセス
温度ＴL となり、メモリー層４の保磁力が非常に小さく
なるか極端には０となる。保磁力が０になるのはディス
クの温度がメモリー層４のキュリー点以上であるときで
ある。

【００１７】このとき、記録層３の保磁力は十分に大き
く、記録層３の磁化の向きが記録磁界Ｈｂで反転するこ
とはない。そして、記録層３からメモリー層４に交換結
合力が働くため、メモリー層４の磁化は、図１の区間Ｔ
２の矢印で示すように、記録層３の磁化の向きになら
う。ディスクの回転移動に伴ってレーザービームから遠
ざかりディスクの温度が低下しても、メモリー層４の磁
化の方向は変わらない。このような動作をＬプロセス
（消去動作）と呼ぶ。

【００１８】これに対して、光ディスクに高パワーレベ
ルＰH のレーザービームを照射すると、ディスクの温度
が低レベルのレーザー照射時よりも上昇して図２に示す
Ｈプロセス温度ＴH になり、メモリー層４のキュリー温
度を超えてメモリー層４の保磁力が０となり、記録層３
の保磁力は非常に小さくなるか極端には０となる。

【００１９】保磁力の小さくなった記録層３の磁化は、
図１の区間Ｔ３の矢印のように、記録磁界Ｈｂによって
反転する。レーザービームから遠ざかりディスクの温度
が低下して、メモリー層４のキュリー温度以下になる
と、メモリー層４の磁化は反転した記録層３の磁化にな
らって現れる。更に温度が下がっても、メモリー層４の
磁化の方向は変わらない。このメモリー層４の磁化は、
低レベルのレーザービームを照射した場合と反対方向で
ある。以上の動作をＨプロセス（記録動作）と呼ぶ。

【００２０】したがって、低レベルＰL 以上高レベルＰ
H 未満のレーザービームを照射することにより、消去を
行うことができ、高レベルＰH 以上のレーザービームを
照射することにより、記録を行うことができるので、元
のメモリー層４の磁化の向きには依存せずに、メモリー
層４の磁化方向を決定することができ、オーバーライト
が可能となる。

【００２１】以上のような光強度変調オーバーライト用
の光ディスクに対して、本実施の形態では、記録蓄熱層
２、消去蓄熱層５を設ける。記録蓄熱層２には、記録動
作の発生する温度（Ｈプロセス温度ＴH）より少し低い
温度で熱吸収が生じる材料が用いられる。このような材
料としては例えば相転移の際に潜熱が生じる材料があ
り、セレン、錫などの２００〜２５０℃の相転移温度を
有するものが望ましい。

【００２２】また、消去蓄熱層５には、消去動作の発生
する温度（Ｌプロセス温度ＴL ）より少し低い温度で熱
吸収が生じる材料が用いられる。このような材料として
は蓄熱層２と同様に相転移の際に潜熱が生じる材料があ
り、インジウムなどの１００〜１５０℃の相転移温度を
有するものが望ましい。なお、本実施の形態では、記録
蓄熱層２を磁性層の下に設けているが、消去蓄熱層５の
ように磁性層の上に設けてもよいし、同様に消去蓄熱層
５を磁性層の下に設けてもよい。

【００２３】ここで、記録蓄熱層及び消去蓄熱層を設け
ない従来の光ディスクにおいて、消去動作が開始される
レーザーパワーをＰLa、記録動作が開始されるレーザー
パワーをＰHa、再生レーザーパワーをＰR とすると、次
式のような関係が得られる。 ＰLa−ＰR ＝δＬ ・・・（１） ＰHa−（ＰR ＋δＬ）＝ＰHa−ＰLa＝δＨ ・・・（２） δＬは再生−消去間のパワーマージンであり、δＨは消
去−記録間のパワーマージンである。これらのマージン
の大きいものほど優れたオーバライト媒体といえる。

【００２４】これに対して本実施の形態の光ディスクで
は、消去蓄熱層５を設けたことにより、消去動作の発生
する温度より低い温度で熱吸収が生じてディスクの温度
が上昇しなくなるため、消去動作の発生する温度まで上
昇させるためには更に多量の熱量を必要とし、従来の光
ディスクよりレーザーパワーを上げる必要がある。同様
に、消去蓄熱層５および記録蓄熱層２により、記録動作
の発生する温度より低い温度で熱吸収が生じるため、記
録動作の発生する温度まで上昇させるために多量の熱量
を必要とし、従来の光ディスクよりレーザーパワーを上
げる必要がある。

【００２５】すなわち、本実施の形態の光ディスクにお
いて、消去動作が開始されるレーザーパワーをＰLb、記
録動作が開始されるレーザーパワーをＰHbとすると、次
式のような関係が得られる。 ＰLb−ＰLa＝δＥ ・・・（３） ＰHb−ＰHa＝δＥ＋δＷ ・・・（４） δＥは消去蓄熱層５の温度を上げるのに必要なレーザー
パワー、δＷは記録蓄熱層２の温度を上げるのに必要な
レーザーパワーである。以上のような関係を図３に示
す。

【００２６】よって、図３からも明らかなように再生−
消去間のパワーマージンＰLb−ＰRは次式のように表す
ことができ、式（１）に示す従来の光ディスクの場合よ
りも大きくすることができる。 ＰLb−ＰR ＝δＬ＋δＥ ・・・（５） 同様に、消去−記録間のパワーマージンＰHb−ＰLbは次
式のように表すことができ、式（２）に示す従来の光デ
ィスクの場合よりも大きくすることができる。 ＰHb−ＰLb＝δＨ＋δＷ ・・・（６）

【００２７】なお、消去蓄熱層５、記録蓄熱層２に熱吸
収が生じる温度は、再生レーザーパワーを照射したとき
のディスクの温度よりも高くなるようにしなければなら
ないのは言うまでもない。また、本実施の形態では、記
録層３、メモリー層４のそれぞれが単層からなっている
が、これらがそれぞれ多層膜から構成されていても良
い。また、メモリー層４と記録層３の間に交換結合力を
制御するための中間層が設けられていても良く、初期化
磁界をディスクに印加する代わりに記録層３を初期化す
るための初期化層が記録層３に隣接して設けられていて
も良い。また、本実施の形態では光磁気ディスクを例に
とって説明したが、相変化光ディスクに本発明を適用す
ることもできる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、基板上に消去動作の発
生する温度より低い温度で熱吸収が生じる材料からなる
消去畜熱層を設けることにより、再生−消去間のパワー
マージンを大きくすることができるので、レーザーパワ
ーの設定精度を緩和することができ、光ディスク装置を
より簡単な構造にすることができる。

【００２９】また、基板上に記録動作の発生する温度よ
り低い温度で熱吸収が生じる材料からなる記録蓄熱層を
設けることにより、消去−記録間のパワーマージンを大
きくすることができるので、レーザーパワーの設定精度
を緩和することができ、光ディスク装置をより簡単な構
造にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態を示す光ディスク
の断面図である。

【図２】 記録層、メモリー層の保磁力と温度の関係を
示す図である。

【図３】 従来及び図１の光ディスクに照射されるレー
ザービームの低レベルと高レベルの様子を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…基板、２…記録蓄熱層、３…記録層、４…メモリー
層、５…消去蓄熱層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録のための光強度を少なくとも高レベ
   ルと低レベルの２値以上に変調することによりオーバー
   ライトが可能な光ディスクにおいて、 基板上に消去動作の発生する温度より低い温度で熱吸収
   が生じる材料からなる消去畜熱層を有することを特徴と
   する光ディスク。
2. 【請求項２】 記録のための光強度を少なくとも高レベ
   ルと低レベルの２値以上に変調することによりオーバー
   ライトが可能な光ディスクにおいて、 基板上に記録動作の発生する温度より低い温度で熱吸収
   が生じる材料からなる記録蓄熱層を有することを特徴と
   する光ディスク。