JPS63171429A - 光デイスクの記録情報の消去方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は書き換え可能型光ディスクに記録された情報を
消去する方法に関する。

〔従来の技術〕

近年情報記録の高密度化、大容量化に対する要求が高ま
り、国内外でその研究開発が盛んに行なわれているが、
とくにレーザを光源として用いる光ディスクは従来の８
気記録媒体に比べておよそ１０〜１００倍の記録密度を
もっており、また記録。

再生へ、ドと記録媒体とが非接触状態で情報の記録、再
生ができるので長寿命であるなどの特徴があることから
、高密度、大容量の記録方式として開発を急がれている
。

この光ディスクは用途に応じて再生専用型、追記型、書
き換え型の３種類に大別することができる。再生専用型
は文字通り情報の読み出しのみが可能な再生専用ディス
クであり、追記型は必要に応じて情報を記録し再生する
ことはできるが、記録した情報の消去は不可能なもので
ある。これに対して書き換え型は情報の記録、再生とさ
らに記録済みの情報を消去して書き換えることが可能で
あり、コンピュータ用のデータファイルとしての利用が
望まれ、最も期待されているものである。

書き換え型のディスクについては光磁気記録と相変態記
録の二つの記録方式の開発が進められているが、いずれ
も記録材料や書き込み機構などの点でなお改良すべき余
地が残されている。これらのうち相変態記録は書き換え
可能な光ディスクとして記録材料の相変態を利用した記
録方式であり、一般にレーザ光を記録面に集光１、て加
熱し、レーザ光のパルス出力、継続時間を制御すること
によって生ずる記録材料の相変態前後の各相における反
射率の違いで情報の記録を行なうものでめった。

この相変態型光ディスクの構造の１例を第３図の模型断
面図に示す。第３図において例えばポリカーボネートな
どの基板１の片面にあらかじめ多くのトラッキング用の
溝２が設けられており、この溝２を有する方の基板１の
表面にスパッタ法などにょすＳｉＯ，ｊ＠　３が形成さ
れ、その上に記録用材料すなわち媒体膜４が形成される
。その上にＳｉｎ。

膜５と有機物保論層６がこの頭に堆積された構成となっ
ている。このように媒体膜４がＳｉｎ、膜３゜５によっ
てはさまれた構造としであるのは、信号の書き込みや消
去の際に光加熱のために媒体膜４が高温になるので、そ
の時媒体膜４が基板ｌと反応したり、蒸発、飛散するの
を防止し、媒体膜４の変質が生じないようにするためで
ある。そしてレーザ光は基板１の媒体膜４を有する側と
反対の面から入射するのが普通である。

このような光記録媒体に実際に情報を書き込むには、ま
ずフラッシュランプなどの光照射により媒体を十分に結
晶化させ、書き込み可能な初期状態を確保し、次いで高
出力、短パルスのレーザ光を媒体面上にスポット状に照
射して媒体を浴融した後急冷する。このことにより媒体
面上のスポット領域は結晶質から非晶質へ変態し、曹き
込みが行なわれる。一方情報を消去するときは非晶質の
媒体に比較的低出力のレーザ光を照射して媒体を結晶化
温度まで昇温、アニールし結晶質とすることにより行な
われる。このときのレーザ光照射時間は媒体の結晶化速
度により決定される。

この相変態記録方式の書き換え可能な光記録用材料は従
来いくつかのものが提案されているが、現在量も実用性
が高いと考えられているのはＴｅ系材料の結晶質−非晶
質遷移による反射率の変化を利用したものである。この
種の材料に関する発明は多数出願されており、最近のも
のでは例えば特開昭６０−４２０９５号公報に開示され
ている５ｎ−Ｔｅ−５ｅＯ系や、特開昭６０−１０７７
４４号公報に開示されているＴｅ−Ｇｅ−５ｎＯ系など
がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、これらの材料はいずれも情報を書き込み
長期間保存したときの非晶質状態の安定性や情報の書き
込みと消去を繰り返し行なった場合の安定性などが十分
でなく、例えば相変態記録方式と競合する光磁気記録方
式の記録情報の保存寿命が約１０年と言われているのに
対して、上記媒体材料では２〜３年であり、相変態記録
方式の一つの問題となっている。

以下この点についてやや詳しく説明する。光記録媒体の
情報の保存寿命を決定するのはレーザ西により書き込ま
れた非晶質スポットが結晶質へ変化する結晶化速度であ
って、情報の保存寿命を延ばすためには結晶化速度の小
さい媒体材料を使用すればよいことになるが、その場合
には記録情報を消去するときのレーザ光照射時間を長く
するかレーザ光出力を大きくするなどの対策を必要とす
る。

例えば第４図は結晶化速度が比較的大きい５ｎ２ｓＴｅ
４ｓＳｅｓｏの温度と結晶化時間の関係を示した線図で
あって、結晶化速度は温度が高くなる程はや（なる。通
常の光デイスクシステムでは記録情報の消去を１μｓｅ
ｃ　−１０秒以下で行なうことが要求されるが、そのた
めζこは第４図からレーザ光により情報書き込み点を約
２７０°Ｏに昇温すればよい。この温度にあげることは
最高出力４０ｍＷを有する現今の半導体レーザｌこよれ
ば可能な範囲である。しかし、室温付近例えば４０℃に
おける結晶化時間は３×１σ秒すなわちほぼ１年であり
、情報の保存寿命としては短かい。

一方第５図は結晶化速度の比較的遅い５ｎ４ｏ’ｒｅｔ
。

５ｅｓｏの温度と結晶化時間の関係線図を示したもので
あって、この場合には４０℃における結晶化時間は５刈
び１　秒であり、７０℃においても３×１０ａ秒すなわ
ちほぼ１０年の保存寿命を期待できる。しかしその反面
１μｓｅｃで記録情報の消去を行なうには第５図かられ
かるように約３９０’Ｏまでレーザ加熱しなければなら
ない。これは第４図の５ｎｚｓＴｅ４＋１Ｓｅ３０の場
合に比べて１２０°０高い温度であり、加熱に要するレ
ーザ出力は約５９ｍＷとなる。このような高出力の半導
体レーザを実現することは現状では技術的に困難であり
、たとえ製作されたとしても極めて高価なものとならざ
るを得す、実用に供することはできない。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目
的は光ディスクの記録情報の保存寿命を長くシ、シかも
比較的低出力のレーザによって短時間に消去可能な方法
を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はＴｅ系材料からなる媒体膜にレーザ光を照射し
て結晶質−非晶質遷移による書き換え可能な光ディスク
に対して記録情報を消去する際に、記録、消去用のレー
ザとは別に適当な熱縁を設けてディスク上の記録情報を
消去すべき部分の近傍を予備加熱することにより、消去
時のディスク温度を部分的に記録情報保存時のか境温度
より高くした状態で消去を行なうものである。

〔作用〕

本発明は記録情報を消去すべき部分近傍を記録、消去用
とは別のレーザオたはタングステンランプなどの熱源を
用いて部分的に予備加熱しているために、結晶化速度が
比較的小さい５ｎ４ｏＴｅｘｃ＋ｓｅｓ。

のような媒体膜に対しても結晶化を促進させ、消去に必
要なレーザ出力を低くすることができ、通常の半導体レ
ーザによる消去が可能となると同時にこれら媒体膜を用
いることにより記録情報の保存寿命を十分長くするもの
である。

〔実施例〕

以下本発明を実施例に基づき説明する。

第１図は本発明の詳細な説明するための光デイスク周辺
の光学系の要部系統図である。ｇ１図において消去用の
半導体レーザ１１から放出される一点鎖線の矢印加で示
したレーザ光はビーム整形レンズ系１２．偏光ビームス
プリッタ１３　、１／４波長板１４を通り、対物レンズ
１５により光デイスク２１上のスポット２２に集光され
る。光ディスク２１は実線矢印るの方向に回転している
。スポット２２はレーザ照射時間を長くするため回転方
向に寸法が長い楕円形とし、その寸法は半径方向は１ト
ラツクの寸法で決ま９０．８〜１．０μｍであり、回転
方向はこれの５〜１０倍である。さらに本発明では半導
体レーザ１１とは別の予備加熱用半導体レーザ１６を設
け、この半導体レーザ１６から放出される点線の矢印ス
で示したレーザ光はビーム整形レンズ系１７と偏光ビー
ムスプリッタ１３を通った後、ミラー１８により反射さ
れて１／４波長板１９を往復し、進行方向を逆転すると
同時に偏光面を９０回転させる。次いでレーザ光冴は偏
光ビームスプリッタ１３と１／４波長板１４を通って対
物レンズ１５により光デイスク２１上のスポットδに集
光される。スポット５はスポットｎと同一トラック上に
あって、回転方向に関して上流側に位置し、ディスク２
１上の媒体膜はスポット乙に到達する直前にスポット５
で予備加熱を受けるように両スポットηと５の位置関係
を定める。

このようにすると光デイスク媒体膜材料として結晶化速
度が比較的小さい５ｎ４ｏＴｅｔｏＳｅｓｏなとそ用い
たとき、レーザ光加による結晶化はその部分かレーザ光
調により既に予備加熱されているので、消去用半導体レ
ーザ１１の出力は予備刃ｎ熱がなければ５９ｍＷを必要
とするのに対して、この場合はほぼその１／２で済ませ
ることができる。すなわぢ、記録情報の消去条件は消去
用半導体レーザ１１の出力ａｏｍｗ、ビーＡスポット２
２（７）形状１．ＯＸ　３，９μｍ。

予備加熱用レーザ１６の出力３ＱｍＷ、ビームスポット
δの形状１．ＯＸ　５．０μｍとすることにより光ディ
スクの回転数が１２００γｐｍであっても十分に記録情
報を消去することが可能である。

次に第２図は予備加熱の熱のとして半導体レーザを用い
る代りにタングステンランプ加と円弧状の反射鏡３１を
用いた場合の要部系統図を示したものであり、第１図と
共通部分を同一符号で表わしである。第１図と同様に消
去用半導体レーザ１１から放出されるレーザ光加は光デ
イスク２１上のスポットｎに集光される。このときビー
ム壷形レンズ系１２も同じであるが第１図の偏光ビーム
玄プリッタ１３は必要なく、反ＩＪ＋針３２が用いられ
る。光ディスク２１の上方に設けたタングステンランプ
Ｉの光は反射ｆＰ３１で反射されてディスク２１上のゾ
ーンおに集光される。集光ゾーンおけなるべく狭い方が
よく、反射枦３１を楕円体形状とし、タングステンラン
プ（９）と集光ゾーン羽を楕円体の焦点位置とすること
が有効であるが、タングステンランプの光はレーザ光の
ようなコヒーレンシーがないので集光ゾーンあの大きさ
は必然的に教職のオーダとなる。第２図では媒体膜の図
示を省略しであるので、ここで再び第３図を引用して、
予備加熱がマクロ的加熱になる場合について述べると、
熱は媒体膜４だけでな（、Ｓｉｎ、膜３を通ってポリカ
ーボネート基板１にまで達する。ポリヵボート基板１の
耐熱温度は約１００℃であるから、予備加熱のためのタ
ングステンランプ（資）への入力は基板温度が１００℃
を超えることのないように定める必要がある。

タングステンランプ（至）による予備加熱を併用して記
録情報を消去するときの条件はディスクの回転数１２０
０１ｐｍのとき上述の制限温度に達するタングステンラ
ンプ力への入力は約３９ｍＷ、消去用早導体レーザ１１
の出力は４０ｍＷで十分に消去が可能である。これは予
備加熱をしないときは、スポットｎは室温から３９０℃
への昇温か必要であるのに対して、予備加熱を行なうこ
とｉこより、１００℃から３９０℃の昇温で済むからで
ある。

以上記録情報の消去の際に予備加熱を行なう熱源として
第１図とｇ２図を比較するとタングステンランプを用い
る第２図の方が半導体レーザを用いる第１図より応答は
遅くなるが装ｆＪ／ｓ成上はかなり簡素化される点もあ
るのでこれらの選択は実情をよく勘案した上で決めるの
がよい。

〔発明の効果〕

光ディスクの媒体膜に結晶化速度の比較的大きい材料を
用いると記録情報の保存寿命が短かく、結晶化速度の比
較的小さい材料では結晶化のための加熱に高出力を要す
るなどの問題があったのに対し、本発明では媒体材料の
結晶化の加熱手段のほかに、予備加熱手段を設けて消去
スポットの近傍を予備加熱しておくことにより、結晶化
速度の小さい媒体材料を用いても記録情報を消去すべき
部位が既に昇温さねているので、比較的低出力の半導体
レーザで記録情報の消去が短時間に行なわれ、しかも記
録情報の保存寿命を長く雑持することを可能としたもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一冥施例であ抄、予備加熱用熱源
として半導体レーザを用いたときのディスク周辺の光学
系の要部系統図、第２図は同じくタングステンランプを
用いたときの要部系統図。 ′ｊ４３図は光ディスクの構造を示す模型断面図、第４
図は５ｎｚｓＴｅａＳｅａｏの結晶化時間の温度依存性
を示す線図、第５図は５ｎ４ｏＴｅｌｏＳｅｓｏの結晶
化時間の温度依存性を示す線図である。 １・・・基板、２・・・篩、３．５・・・Ｓｉｎ、膜、
４・・・媒体膜、６・・・有機物保護層、　１１　、１
６・・・半導体レーザ、１２　、１７・・・ビーム整形
レンズ系、１３・・・偏光ビームスプリッタ、１４　、
１９・・・Ｖ４波長板、１５・・・対物レンズ、１８・
・・ミラー、２０．２４・・・レーザ光、２１・・・光
ディスク、ｎ、２５・・・スポット、２・・・ディスク
回転方向、（資）・・・タングステンランプ、３１　、
３２・・・反射猷１、お・・・集光ゾーン。 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）基板上の媒体膜にレーザ光を照射し、媒体膜に生ず
   る可逆的相変態を利用して情報の記録、消去が可能な光
   ディスクに記録された情報を消去する方法であって、消
   去用レーザとは別に設けた予備加熱用熱源を用いて回転
   ディスク上の消去用レーザスポット近傍を加熱した後、
   消去用レーザにより消去を行なうことを特徴とする光デ
   ィスクの記録情報の消去方法。 ２）特許請求の範囲第１項記載の方法において、予備加
   熱用熱源として半導体レーザを用いることを特徴とする
   光ディスクの記録情報の消去方法。 ３）特許請求の範囲第１項記載の方法において、予備加
   熱用熱源としてタングステンランプを用いることを特徴
   とする光ディスクの記録情報の消去方法。