JPS62293518A - 情報記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は光メモリの記録・消去に係り、特に高速に情報
を記録・消去するのに好適な光メモリの記録・及び消去
装置に関する。

〔従来の技術〕

近年ｆ？を報記録の高、密度化、デジタル化が進むにつ
れて種々の情報記録再生方式の開発が進められている。

特にレーザの光エネルギを情報の記録消去、再生に利用
した光ディスクは工業レアメタル’Ｎａ　８０．１９８
３　（光ディスクと材料）に記載されているように磁気
ディスクに比べ、高い記ａ密度が可能であり、今後の情
報記録の有力な方式である。このうち、レーザによる再
生装置はコンパクト・ディスク（ＣＤ）として実用化さ
れている。

一方、記録可能な方式には追記型と書き換え可能型の大
きく２つに分けられる。前者は１回の書き込みのみが可
能であり、消去はできない。後者はくり返しの記録、消
去が可能な方式である。追記型の記録方法はレーザ光に
より記録部分の媒体を破壊あるいは成形して凹凸をつけ
、再生にはこの凹凸部分でのレーザ光の干渉により光反
射量の変化を利用する。この記録媒体にはＴｅやその合
金一般的に知られている。この種の媒体では毒性など若
干の問題を含んでいる。書き換え可能型の記録媒体とし
ては光磁気材料が主流である。この方法は光エネルギを
利用してキュリ一点あるいは補償点温度付近で媒体の局
部的な磁気異方性を反転させ記録し、その部分での偏光
入射光の磁気ファラデー効果及び磁気カー効果による偏
光面の回転量にて再生する。この方法は書き換え可能性
の最も有望なものとして数年後の実用化を目指し精力的
な研究開発が進められている。その他の書き換え可能型
方式として記録媒体の非晶質の結晶質の可逆的相変化に
よる反射率変化を利用したものがある。例えばナショナ
ルテクニカルレポート第２９巻第５号（Ｎａｔｉｏｎａ
ｌ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ＲｅｐｏｒｔＶｏ１２９　、
　Ｎａ５）　（１９８３）に記載Ｔｅ○スに少量のＧｅ
およびＳｎを添加した材料がある。発明者らは、特願昭
５９−４２０７９号、特願昭５９−１３０６１１号明細
書において、新規な光記録合金媒体を開示している。こ
の光記録合金は、室温で二つの結晶構造を持つものであ
る。即ち、第２図のように２媒体を変態温度０１以上に
上げ急冷した場合と、変態湿度θ２とθｌの間に保持し
た場合とで結晶構造が異なるものである。このように室
温で二つの異なる結晶構造を持つため、レーザ光等の電
磁波の分光反射率や電気比抵抗、屈折率、偏光率、透過
率等の物理的、又は、電気的特性も異なるので、この特
性の変化を利用して情報を記録することができる。

ところで、この種の書換え可能ディスクは消去が容易に
できるようにすると当然の事ながら記録したデータの長
期安定性が悪くなる。このため、データの長期安定性か
ら考えると、できるだけ高い記録温度・消去温度である
ことが望ましい。上記した光記録合金は結晶と結晶間の
相変化を利用するものであるから非晶質と結晶間の相転
位を利用するものに比べ本質的に安定であり、データの
長期安定性からは秀れている。

しかし、現在半導体レーザの出力は数十ｍｗが量産品の
限界であり、高エネルギを媒体に与えることは困難であ
った。

このため、安定性の高い記録媒体として前記光記録合金
を用いて、従来のレーザによる加熱と全く異なる加熱方
法として、光記録合金の附近に磁束発生装置を設け、４
体に磁束の変化を与えて渦電流を発生させ、ジュール熱
による加熱が本出願人から出願されている。６０−２２
３５８８　、この発明は概念的なものであり、ディスク
の一部を局部的に昇温させる技術は開示されていなかっ
た。

〔作用〕

記録媒体の１部に渦電流が集中するので、媒体の１部を
前記した消去温度あるいは記録温度附近まで昇温させる
ことができる。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、記録媒体の１部に過電流を集中させる磁気
回路を磁性部材で構成することにより達成される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は渦電流の流れる場所を集中させる点につ
いて何ら開示されておらず、実際には記録媒体の１部を
昇温させることが技術的に大きな問題であった。

本発明の目的は記録媒体の１部を渦電流により加熱し、
記録及び消去速度が速く、データの長期安定性が高い情
報記録装置を提供するにある。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。磁気
ヘッド２０はコア２２、コイル２６、電源２８で構成さ
れている。図示しないスイッチを投入するとコイル２６
に電流が流れ磁速φ生じる。

ここで重要な要素は膜の少なくとも一層に良導体膜が含
まれていることであり、前記した光記録合金は良導体で
あ′る。この磁気ヘッドの電源２８が交流電源であれば
磁束φは交番磁界となり、ディスク１０の導体である記
録材料１４に渦電流が生じる。ここで、コアＢ２４はコ
アＡ２２デイスクを介して対向しており、コア２２から
生じる磁束が通る磁気回路を成す。ディスク１ｏは基板
１２と記録材料１４、保護膜１５を基本構成としており
、基板１２の厚さは通常１　、２　ｍ　ｍである。

この基板（ガラス）厚さはディスク表面についたゴミ等
の影響を小さくするためにガラス表面でのレーザスポッ
ト径は数ｍｍとし、記録材料１４の膜面上で１μｍφ程
度のスポット径に集光し。

高いエネルギー密度となるように標準的に決められてい
るものである。この基板厚さは空気ギャップと同様な磁
気抵抗となるので、記録材料１４番こおける磁束密度を
高めるためにコア２２の極ＮおよびＳを接近させると磁
極Ｎ、磁極Ｓ間の洩れ磁束の方が多くなり、記録材料１
４・磁束密度は減少し効率は低下する。すなわち磁極Ｎ
、磁極Ｓ間の距＃念は洩れ磁束の少ない範囲で小さくし
た方が良いが基板厚さより小さくなると与えたアンペア
ターンに対して、実際にディスクの導電体に流れる渦電
流が減少する。この距離Ωを大きくするとＷＬ極Ｎ、磁
極Ｓ間の磁気回路の１部を成す空気ギャップが大きくな
り、記録膜における磁束密度は低下する。このため、コ
アＢ２４を設けると磁気抵抗は低下し磁気ヘッドから発
生した磁束の大部分がこのコア２４を通り、従って記録
膜１４を貫く。磁束φが交番磁界の場合には、この磁束
の変化を防げる方向に渦電流が発生し、ジュール熱が発
生する。磁束φが直流磁界であっても、ディスクが回転
すると記録膜１４の、磁束が変化するので、渦電流は発
生する。ここでは交番磁界の場合について説明する。第
１図（ａ）の平面図第１図（ｂ）は記録膜１４を流れる
渦電流を示したものである。渦電流は磁極Ｎ、磁極Ｓの
周囲を上述の方向に流れ電流密度は磁極の周囲では低く
、磁極間では高くなり、発生するエネルギ密度は磁極間
で高くなる。従って磁極間の記録膜１４の温度を高くす
ることができる。

以上１例とした光記録合金は、二つの異なる結晶構造間
で相変化しても比抵抗はほとんど変らずいずれも良導体
の特性を示す。このように二つの状態とも良導体の場合
は、記録材料で渦電流が発生するので第３図のように、
簡単な膜構成で良いことが分る。一方、Ｓ、Ｒ，オプシ
ンスキー氏の特公昭４７−２６８９７号公報で開示され
た記録材料で代表される結晶−非晶質相変化利用記録媒
体は、非晶質になるとほとんど電気を通さない絶縁状態
となる。このため、この非晶質物質に磁束の変化を与え
ても渦電流は生じない。このように渦電流の発生がない
か、あるいは、少ない記録媒体を使用する場合は、第４
図に示すように、記録媒体に近接して良導体膜を付加す
る必要がある。

次に具体的な磁束発生方法について説明する。

第５図における磁束発生器２００は、コイル２６゜スイ
ッチ２４．電源２８、可変抵抗器２９で構成されている
。スイッチ２７を投入すると、コイル２６に電流が流れ
て磁束φが生じる。この磁束発生器２００とディスク１
ｏの位置が相対的に変動していれば、ディスク１０の導
体上に渦電流が生じる。又、可変抵抗器２９は、磁束φ
の強さを制御するためのもので、記録媒体の感度に応じ
て調整ができるようになっている。

第６図は、本発明を実施するのに好適な光デイスク装置
の構成を示す。図で、光ディスク１ｏは。

モータ３０により回転されている６光デイスク装置には
、現在、回転数一定方式のものと周速一定方式のものが
開発されているが、ここでは、そのどちらでも良い。こ
のような構成で通常の光デイスク装置では、信号処理器
１５０により制御された光ヘッド４０により情報、ある
いは、データの記録・再生・消去が行なわれるが１本シ
ステムの特徴は、更に、磁束発生器２００が付加されて
いる点である。すなわち、第５図で説明したように、磁
束発生器２００により磁界が発生し、光デイスク１０内
に渦電流が起こり、ディスクが加熱される。このように
して、ディスク内の記録媒体が消去温度θ２に達すると
、ディスク内に記録してあった情報、あるいは、データ
は消去される。又、この磁束発生器［２００は、記録感
度向上にも役立てることができる。すなわち、渦電流に
より記録媒体を加熱する際に、消去温度０２未満ででき
るだけ高温に加熱すれば、光ヘッド４０で加熱する負担
が減り、記録温度θ１に到達する所要時間）も短縮でき
る１図では磁束発生器２００がヘッド４０と反対側に位
置する例を示したが、同じ側へ設置することもできるの
は勿論である。又、第７図（ａ）に示すように、ディス
クの回転方向に対し、渦電流発生部と光レーザスポット
の位置関係を図のように配置することによって消去しな
がら記録するオーバライド方式の記録システムを実現す
ることができる。すなわち、第７図（ｂ）に示すように
、渦電流により温度が上昇するが、０２以上の時間が消
去所要時間より僅かに少ない値になるように渦電流発生
量を制御しておく、これにより、温度はレーザが照射さ
れないと、α線のように下り、照射されるとβ線のよう
に温度を保持でき、消去が可能となる。又、レーザの強
度を。

更に、γ線にように上昇させ、記録温度θ１に到達して
記録することができる。このように、レー′ザの強度変
調のみで記録・消去ができるのが本システムの特徴であ
る。

次に、磁束発生器２００の制御系について第８図（第二
の実施例）第９図を用いて説明する。制御系は、トラッ
クアドレス制御系５０，６０゜７ｏと磁束強度制御系８
０により構成する。トラックアドレスは、アドレス制御
部７０の指令によりアクチュエータ５０が駆動される。

アクチュエータ５ｏは、ボイスコイルやギヤなどを利用
して作ることができる。又、実際のアドレス６２はセン
サ６ｏにより検出され、フィードバック制御用として使
用される。又、実際のトラックアドレスは、第９図のよ
うにディスク１０に記録されているアドレス６２を利用
しても良いし、装置の固定部１例えば、ボイスコイルの
静止側に記録しておいても良い。又、アドレスの正確な
制御をしない用途で使用する場合、例えば、ディスク全
体を一括消去するような場合は、アドレスのフィードバ
ック制御は不要であり、この場合は６ｏを省略しても良
い。

又、ディスクを回転数一定で回している場合。

ディスクの内周と外周では感度が異って来る。従って、
トラックアドレスに応じて磁束密度を制御するのが望ま
しい。この制御機能を果すのがブロック８０である。感
度は周速にほぼ比例するので、この周東により磁束を制
御すれば良い。具体的には、第５図の可変抵抗器２８．
あるいは、電源２６の大きさを変えることによって、コ
イル２２に流れる電流が変り、磁束密度φを変えること
ができる。

第１０図は、第三の実施例を示したものである。

第８図では、磁束発生器２００がディスクの記録領域よ
り小さい例を示したが、第１０図は大きい例を示す。こ
のように、コイル２６を大きくすれば、ディスクを一回
転するだけでディスク内の情報全てを消去できる。

第１１図では、光ディスク１０は多数のブロックで構成
されている。すなわち、円周方向にブロックアドレス６
２があり、ブロックが、１６ａ。

ｉ、１６ｂ、ｉ＋ｔ＋・・・のように割り付られでいる
。

又、ブロックは第１２図に示すように、複数のトラック
１７で構成されている。このように、ディスク内を複数
のブロックに分け、ブロック単位に磁束を当て情報を消
去することもできる。

第１３図は、同心円状にブロック１６ａ、１６ｂを構成
した例である。このように、同心円状に分け、ブロック
間に絶縁物を付加すれば、渦電流が半径方向に流れる心
配がなく局部的な加熱が可能となる。又、絶縁物により
半径方向への熱の流出も少なくなり、熱効率も上げるこ
とができる。

第１４図は、状態を確認しながら消去する場合の第四の
実施例を示す。図で、光ヘッド４０は、光ディスクの反
射率をモニタし、反射率をトラックアドレス制御部７０
にフィードバックするものである。トラックアドレス制
御部７０は、反射率が適正な値に入るように、アドレス
をアクチェータ５０及び４０に指示する。反射率モニタ
部４０は、一つの反射率をモニタする場合と複数の反射
率をモニタする場合が考えられる。

第１５図、第１６図は、一つの反射率をモニタする場合
の光ヘッド４ｏの方式とアドレス制御部７０のアルゴリ
ズムを示す。

第１５図において、１００は光ヘッドの光学系であり、
コンパクトディスク等再生専用の光ディスクで使用され
ている光学系と基本的に変らないので説明は省略する。

この光ヘツド光学系１００の六分割センサで検出された
光は、増幅器４２で、増幅され、光のトータル強度、オ
ートフォーカス信号、トラッキングエラー信号となる。

このうち光のトータル強度は、反射率推定に使用され（
ブロック４４）、トラックアドレス制御部へフィードバ
ックされる。又、オートフォーカス信号は、オートフォ
ーカス制御器４６に導かれ、光ヘツド光学系の対物レン
ズの制御に使用される。又、トラッキングエラー信号は
、トラッキング制御部４８に導かれ、トラックアドレス
制御部７０からの信号の補正用として使用され、最終的
には、光ヘツド光学系１００のトラッキング用ミラー、
あるいは、二次元対物のトラック方向の制御に使用され
る。第１６図は、反射率がフィードバックされた時のト
ラックアドレスの制御方法を示す。まず、最初にブロッ
ク４４で推定した反射率を読み出し所定の値に入ってい
るかどうかをチェックする。入っていれば消去が完了し
たものと見做し、次のトラックアドレスへコイル２０及
び光学系１００を移動すべくアドレスの更新をして終了
する。一方、反射率が所定の値に入っていない場合は、
ディスクの速度を下げる指示を出し終了する。

ディスクの速度を下げる目的は、消去のための時間を充
分に取ることであり、基板の温度を上げれば同じような
効果をもたらすので、ディスクの速度を下げる指示の代
りに磁束強度を上げる指示でも良い。

第１７図は、本発明の第五の実施例の複数の反射率モニ
タが付いた場合のトラックアドレス制御の方法を示す。

第１７図（ａ）は、反射率モニタの相対的位置関係を示
したものであり、ディスクなどメモリの移動方向に対し
、モニタ用のスポットは後方に設置されるのが望ましい
。第１７図（ｂ）は、二個の反射率をモニタとした場合
のトラックアドレス制御部のアルゴリズムの例を示す。

まず、反射率Ａ、Ｂを読み出す。反射率Ｂのモニタ位置
は、Ａの後方であるものとする。次のステップでは、反
射率Ａが規定値内に入っているかどうかをチェックする
。反射率Ａが規定値内に入っているということは、Ａの
位置ですでに消去が完了していることを示すので、メモ
リの移動速度を更に上げることができる。又、反射率Ａ
が規定値に入っていないときは、更に、反射率Ｂをチェ
ックする。この反射率Ｂが規定値内に入っているという
ことは、ＡとＢの間で消去が完了したことを示している
ので、ディスクの移動速度も磁束強度も適切であったこ
とになる。従って、この場合は、トラックアドレスの更
新のみをしていれば良い。

又、反射率Ｂも規定値に入っていない場合は消去が完了
していないことを示しているので、ディスクの移動速度
を下げるか、あるいは、磁束強度を上げて、再度消去を
試みる必要がある。

第１．８＠は、温度検出器９０を持つ場合の実施例を示
す。この温度検出器９０で検出された温度は磁束強度の
制御用に使用される。第１９図はその制御アルゴリズム
を示す。温度検出器は第１９図（ａ）に示すようにメモ
リの移動方向に対し渦電流発生部の最後尾となるように
設置するのが望ましい、すなわち、最後尾の温度が最も
高くこの温度が記録温度にならないように制御する必要
があるからである。勿論、代用として他の部分の温度を
モニタし、使用することも可能である。

第１９図（ｂ）は、制御アルゴリズムの一例を示す。検
出器で検出された温度は設定値（記録温度より僅かに低
い値）と比較され、比例・積分制御などの演算が施され
、磁束強度が決定される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、レーザに比べ、大領域に高いエネルギ
を与えることができ、しかもメモリ内部から発熱するの
で、ディスク基板を損傷することなく、高速に記録媒体
の消去および記録のための予熱が行われ、高信頼度の情
報記録装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例の磁極構成図、
第２図は記録、消去方法を示すタイムチャート、第３図
、第４図は光メモリ媒体の構成図、第５図は磁束発生の
原理図、第６図は、一実施例の機器構成図、第７図は第
６図の実施例の補足説明図、第８図は、第２の実施例の
機器構成図、第９図はディスク上のトラックアドレス例
の説明図、第１０図は本発明の第３の実施例の説明図、
第１１図は、実施するのに好適なディスクの説明図、第
１２図はディスクの弱部拡大図、第１３図は他のディス
クの説明図、第１４図は、第４図の詳細説明図、第１５
図、第１６図はアドレス制御ブロック図、第１７図、第
１８図、第１９図は本発明の磁気回路構成図である。 １０・・・光メモリ、２４・・・コア、３０・・・メモ
リ駆動用モータ、４０・・・光ヘッド、５０アクチユエ
ータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザ光源と該レーザ光源を駆動するレーザ駆動回
   路と該レーザ光を光記録媒体面上に収束させる光学系を
   備えた情報記録装置において、交流電源とコイルとコア
   から成る磁束発生装置により、光ディスクの一部を成す
   光記録媒体及び／又は導電体に渦電流を発生させる手段
   を備え、渦電流が該記録媒体及び／又は導電体の特定部
   を流れるように磁極を構成したことを特徴とする情報記
   録装置。 ２、前記記録媒体は固体状態の高温における結晶構造が
   高温からの過冷によつて保持される金属又は合金からな
   る特許請求の範囲第１項に記載の情報記録装置。 ３、前記磁極はコイルとコアから成り、相異なる極性を
   持つ磁極と光ディスクを介して反対側に磁気回路を成す
   コアを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の情報記録装置。 ４、前記磁極と磁気回路を成すコアはディスクの略半径
   位置に対向して設けること特徴とする特許請求の範囲第
   ３項に記載の情報記録装置。 ５、前記磁極ディスクの半径方向に可動で、磁気回路を
   成すコアはディスクの略半径位置に設置することを特徴
   とする特許請求の範囲第３項記載の情報記録装置。