JPS63193330A - 情報の記録・再生方法 - 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、エネルギービームの照射によって情報の記録
を行う光ディスクなどの情報記録装置における記録（消
去を含む）・再生方法に関し、特に高速相変化が可能な
可逆的相変化型の記録膜を用い、既存の情報を消去しな
がら新しい情報を記録する、いわゆるオーバーライトが
可能な情報の記録・再生方法に関するものである。

〔従来の技術〕

光、電子線などのエネルギービームの照射によって記録
を行なう方式としては種々の方式が知られているにれら
のうち、たとえばレーザ光を可逆的相変化型光記録媒体
に照射して記録の書き換えを行う方法として、特開昭５
９−７１１４０号に開示されている方法が有る。この方
法では、トラック（案内溝）の方向に長い長円形の光ス
ポットと、円形の光スポットとを用い、長円形の光スポ
ットの連続光照射で情報を書き込むトラックをまず結晶
化させ、続いてトラック上を通過する円形光スポットの
パワーを情報信号に従ってパルス状に高め、融解・急冷
に伴う非晶質化によって記録を行う。

また、特開昭５５　２８５３０号には、１つの光ビーム
のパワーを非晶質化パワーレベルと結晶化パワーレベル
との間で変化させることにより。

記録したり、消去したりする方法が開示されている。

また、１つの光ビームを用いる他の例として特開昭５６
−１４５５３０号には、完全に飽和するまで結晶化させ
た記録膜に情報を記録あるいは書き換えを行う際、非晶
質化パワーレベルと結晶化パワーレベルとの間で情報信
号に応じて強度変調した光ビームを照射する方法が開示
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術のうち、長円形の光スポットを形成する光
ビームと、円形光スポットを形成する光ビームとの２つ
のビームを用いるものは、さらに２つに分類される。そ
れらのうちの一つは、２つのビームを同一トラック上に
照射するために、一方のビームをトラック上に位置合わ
せすると、他方のビームも同じトラック上に照射される
ようにビーム間の相対的な位置を固定する方法である。

しかしこの方法では、温度変化や振動による光学系の狙
いなどによって１位置ズレが生じやすい。

両方のビームでトラッキングを行うもう一つの方法では
上記の問題点は解決するが、長円形の光スポットでは解
像度が低いため、トラックアドレスを表わすディスク上
の凹凸などを読み取ることが困難であり、２つのビーム
が同一トラック上に有ることが確認できない。

また、上記従来技術のうち１つの光ビームを用いるもの
ではこのような問題点は無いが、書き換えの確実性が低
下する可能性が有り、高い信頼性で情報を記録するのは
容易ではない。

従って本発明の目的は上記従来技術の問題点を解決し１
．信頼性の高い書き換えが行える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〕

上記目的は、２つのエネルギービームを用い、２つのエ
ネルギービームの記録媒体上への照射領域の形状および
面積をほぼ同一とし、記録書き換えを行うのに２つのエ
ネルギービームに役割を分担させることにより達成され
る。２つのエネルギービームを生成するのは、例えば２
つの半導体レーザのように独立の２つのエネルギー源で
もよいし１例えばレーザアレイのように一体化したもの
でもよい。また、１つのエネルギー源からの１つのビー
ムを２つに分けて使ってもよい。これら２つのビームは
、それぞれ独立にトラッキングとトラックアドレスの確
認を行えるようにするのが好ましい。

２つのエネルギービームに役割を分担させる方法にはい
くつかの方法が有る。以下にそれらを述べる。

第１の方法、第１図（ａ）に示したように、ディスク上
に先に照射するビームを記録する領域で′くツ／ 低いパワーレベルから立ち上げ、はぼ一定のいパワーレ
ベルに保って照射し１次に照射するビームを中間のパワ
ーレベルと高いパワーレベルとの間で情報信号に従って
変調して記録の書き換えを行う、ただし、記録の書き換
えとは、何も記録されていないトラックに最初に情報を
記録する場合も含む、なお、第１図では各々上段に示し
た先に照射するビームと下段に示した後に照射するビー
ムのパワー変化パターンの時間軸をズラし、ディスク上
の同一点に照射される部分が上段と下段で揃うように表
示しである。

第２の方法。第１図（ｂ）に示したように、ディスク上
に先に照射するビームをほぼ一定の高いパワーレベルに
保って照射し１次に照射するビームを情報信号に応じて
中間のパワーのビームを照射すべき部分だけで中間のパ
ワーレベルにし、他の部分では低いパワーレベルに保っ
て照射することにより記録の書き換えを行う。

第３の方法、第１図（Ｃ）に示したように、ディスク上
に先に照射するビームをほぼ一定の高いパワーレベルに
保って照射し１次に照射するビームを低いパワーレベル
と高いパワーレベルとの間で情報信号に従ってパワー変
調することにより記録の書き換えを行う、また、第１図
（ｃ）の下段の図に点線で示したように、高いパワーレ
ベルと低いパワーレベルを逆にした変調を行ってもよい
。

第４の方法。第１図（ｄ）に示したように、ディスク上
に先に照射するビームを、中間のパワーレベルと高いパ
ワーレベルの間で情報信号に従って変調し、次に照射す
るビームを、低いパワーレベルと中間のパワーレベルと
の間で同じ情報信号に従ってパワー変調することにより
記録の書き換えを行う、この方法では先に照射するビー
ムと次に照射するビームの役割を逆にしてもよい、また
。

この方法の変形と、して次に照射するビームのパワー変
調を先に照射するビームと同じにして、同じ波形を２度
照射するのも有効である。

第５の方法、第１図（ｅ）に示したように、ディスク上
に先に照射するビームを、中間のパワーレベルと高いパ
ワーレベルとの間で情報信号に従ってパワー変調し、次
に照射するビームを低い（読み出し）パワーレベルと高
いパワーレベルとの間で同じ情報信号に従ってパワー変
調することにより記録の書き換えを行う。この方法も先
に照射するビームと次に照射するビームの役割を逆にし
てもよい。

第６の方法。第１図（ｆ）に示したように、ディスク上
に先に照射するビームを、中間のパワーレベルと高いパ
ワーレベルとの間で情報信号の最小単位を周期として規
則的にパワー変調して照射し、次に照射するビームは情
報信号に応じて中間のパワーのビームを照射すべき部分
のみで中間のパワーレベルにし、他の部分では低いパワ
ーレベルに保って照射することにより記録の書き換えを
行う。

第７の方法。第１図（ｇ）に示したように、ディスク上
に先に照射するビームを、低いパワーレベルと高いパワ
ーレベルとの間で情報信号の最小単位を周期として規則
的にパワー変調して照射し、次に照射するビームを中間
のパワーレベルと高いパワーレベルとの間で情報信号に
従ってパワー変調することにより記録の書き換えを行う
。なお、第６の方法の先に照射するビームと第７の方法
の次に照射するビームを組み合わせた照射も有効である
。

第８の方法。第１図（ｈ）に示したように、ディスク上
に先に照射するビームを、低いパワーレベルと高いパワ
ーレベルとの間で情報信号の最小ｍ位を周期として規則
的にパワー変調して照射し、次に照射するビームは情報
信号に応じて中間のパワーのビームを照射すべき部分の
みで中間のパワーレベルにし、他の部分では低いパワー
レベルに保って照射することにより記録の書き換えを行
う。

なお、情報信号が中間のパワーレベルの照射よりも高い
パワーレベルの照射の方が長いような符号化で記録され
る場合は、第６．第７および第８の方法で中間のパワー
レベルを高いパワーレベル、高いパワーレベルを中間の
パワーレベルに変えた波形で照射して書き換えを行うこ
とになる。

第８の方法の先に照射するビームは、パルス状にイニシ
ャライズする役割を持っていると考えることもできる。

パルス状にイニシャライズした後、この方法の次に照射
するビームでオーバーライトすると、結晶化速度が大き
くて、パワーの立ち下がり部のみで非晶質化するような
記録膜を用いた場合も、イニシャライズした部分からの
読み出し信号だけを取り出すようにすれば消え残りが生
じず、書き換えが正確に行える。すなわちパルス状にイ
ニシャライズする方法は、単一のビームでオーバーライ
トする場合にも消え残りを防ぐのに有効である。

第９の方法、第１図（ｉ）に示したように、ディスク上
に先に照射するビームを、中間のパワーレベルと高いパ
ワーレベルの間で情報信号に従ってパワー変調して記録
の書き換えを行い１次に照射するビームを、低いパワー
レベルに保って書き換えが正しく行われたかどうか確認
する。

第１０の方法、第１図（ｊ）に示したように、ディスク
上に先に照射するビームを低いパワーレベルとして書き
換えを行う場゛所の確認および記録状態の確認のうちの
少なくとも一方を行い、次に照射するビームを中間のパ
ワーレベルと高いパワーレベルの間で情報信号に従って
パワー変調して書き換えを行う。

第１１の方法。第１図（ｋ）に示したように、ディスク
上に先に照射するビームを中間のパワーレベルでほぼ一
定のパワーに保って照射し、次に照射するビームを、中
間のパワーレベルと高いパワーレベルとの間で情報信号
に従ってパワー変調して記録の書き換えを行う。

第１２の方法。第１図（ｊ２）に示したように、ディス
ク上に先に照射するビームを中間のパワーレベルでほぼ
一定のパワーに保って照射し１次に照射するビームを、
低いパワーレベルと高いパワーレベルとの間で情報信号
に従ってパワー変調して記録の書き換えを行う。

第１３の方法。第１図（ｍ）に示したように。

ディスク上に先に照射するビームを、情報信号に応じて
中間のパワーのビームを照射すべき部分だけで中間のパ
ワーレベルにして他の部分では低いパワーレベルに保っ
て照射し１次に照射するビームは、情報信号に応じて高
いパワーのビームを照射すべき部分だけで高いパワーレ
ベルにして他の部分では低いパワーレベルに保って照射
して記録の書き換えを行う。

第１４の方法、第１図（ｎ）に示したように、ディスク
上に先に照射するビームを、情報信号に応じて高いパワ
ーのビームを照射すべき部分だけで高いパワーレベルに
し、他の部分では低いパワーレベルに保って照射し、次
に照射するビームは、情報信号に応じて中間のパワーの
ビームを照射すべき部分だけで中間のパワーレベルにし
、他の部分では低いパワーレベルに保って照射して記録
の書き換えを行う。

以上の１４種（変形も含めると２１種）の方法において
、２つのビームは必ずしも同一の記録トラック上に位置
する必要は無く、たとえば光ディスクでは隣接するトラ
ックにそれぞれのビームを配置してもよい。

以上述べた１４種類の方法に共通学福、記録の書き換え
とは、何も記録されていない場所に最初に情報を記録す
る場合も含むものとする。また。

低いパワーレベルとは、通常読み出しパワーレベルのこ
とである。しかしパワーを０としてもよい場合も有る。

中間のパワーレベルと高いパワーレベルとの間でパワ・
−を変調する場合は、低いパワーレベルからまず情報の
消去に相当するパワーレベル（中間のパワーレベルであ
るのが好ましいが高いパワーレベルでもよい）に上げ、
その後パワーを変調するのが好ましい、しかし、まず情
報の書き込みに相当するパワーレベルに上げ、その後パ
ワーを変調することも可能である。記録媒体として原子
配列の規則性の高い状態、たとえば多結晶状態と、原子
配列の規則性の低い状寧、たとえば非晶質に近い状態と
の間で相変化（相転移、相変態などとも呼ばれる）を起
こさせて記録するものを用いる場合、結晶状態から非晶
質に近い状態への変化を書き込みと考え、その逆の変化
を消去と考える場合が多い、また、このような相変化を
利用する場合は高いパワーレベルのエネルギービーム照
射で照射部分の少なくとも一部が非晶質に近い状態にな
り、中間のパワーレベルのエネルギービーム照射で結晶
に近い状態になる。

先に照射するビームと次に照射するビームの両方で高い
、または中間、または低いパワーレベルの照射を行う場
合、それらのパワーレベルは完全に同じである必要は無
い。たとえば同じ中間パワーレベルでも先に照射するビ
ームでは７ｍＷ、次に照射するビームでは８ｍＷという
場合が有り得る。このような場合、照射部分の温度がほ
ぼ同じ温度になるようにパワーを調整するのが好ましい
場合が多い。

本発明の方法は上記の相変化に限らず、結晶−結晶間の
相変化や、非晶質−非晶質間の原子配列変化など、他の
記録原理による記録にも応用可能である。

高いパワーレベルのパワーを１とした時、中間のパワー
レベルは０．３以上０．９以下、低いパワーレベルは０
．０３以上０．３以下の範囲が好ましいが、低いパワー
レベルは０．０３未満の場合も有り得る。

上記の多種類の方法は、下記の５種類に分類することが
できる。

■　先に照射するビームで消去（非晶質化または結晶化
）シ１次に照射するビームで記録（結晶化パルス波形、
非晶質化パルス波形、またはオーバーライト波形を照射
）する。（第１図の（ａ）。

（ｂ）、（ｃ）、（２）、および（ｋ）が対応）■　先
に照射するビームでオーバーライトし、次に照射するビ
ームでもう一度オーバーライトするか、いずれか一方向
への相変化（非結晶化または結晶化）を確実にするため
の再照射を行う。

（第１図の（ｄ）および（ｅ）が対応、）■　先に照射
するビームと後のビームの一方で部分的な一方向への相
変化１次に照射するビームで反対方向への相変化を行う
、（第１図の（ｍ）および（ｎ）が対応、） ■　先に照射するビームと次に照射するビームの一方で
オーバーライトし、他方で情報を読む。

（第１図の（ｉ）および（ｊ）が対応。）■　先に照射
するビームで一定周波数でオーバーライト、または部分
的な一方向への相変化を行い、次に照射するビームでオ
ーバーライト、または部分的な反対方向への相変化を行
う。（第１図の（ｆ）、（ｇ）、および（ｈ）に対応）
。

上記の■〜■の方法のいずれにおいても、一方向への相
変化のための照射を行う時、もともと非晶質である場所
、結晶である場所はそのままの状態にとどまる。

次に、上記の１４種類の方法のそれぞれについて、長所
および短所を述べる。

第１の方法は、例えば結晶−非晶質間の相変化を利用す
る記録媒体を用いる場合は、先に照射するビームによっ
てトラック全体を非晶質に近い状態にし、次に照射する
ビームで結晶化と非晶質化（非晶質に近い状態にそのま
まとどまる）によって情報を記録するものである。この
方法の第１の長所は、たとえばＩｎとＳｓを主成分とす
る記録膜などの場合、最初に高いパワーのレーザ光照射
によって照射部分の膜を融かし、蒸着したままの状態か
ら書き換えが定常的に行える状態に変化させる操作（イ
ニシャライズ）が必要な場合が多いが、これを先に照射
するビームで行えるので、あらかじめ行っておく必要が
無いことである。第２の長所は、高い一定のパワーのレ
ーザ光照射によって、前の記録による記録膜や保護膜の
変形を平坦化したり、広い幅でセクターあるいはトラッ
ク全体を相変化させたり、生成した高融点結晶を融解し
たりして消え残りを防止できることである。

先に照射する高いパワーのレーザ光では、膜は必ず非晶
質に近い状態になることは限らず、結晶化速度が特に速
い記録膜を用いた場合は結晶状態に近くなる。これは、
一定のパワーの連続光照射時にはディスク上の点の冷却
速度はパルス状の光照射の場合より遅く、照射後の冷却
中に結晶化が起こるためである。

次に第１の方法の短所は、高いパワーのレーザ光を照射
する時間が最も長いので、基板や接着剤に有機物を用い
た場合、劣化や変形を起こす可能性が大きいことである
。

第２の方法においては、先に照射するビームの照射は第
１の方法と同じであるが、次に照射するビームは、結晶
化させる必要の有る場所にだけ中間のパワーのレーザ光
を照射するものである。従って第１の方法の第１および
第２の長所は第２の方法でも同様に長所である。短所に
ついては、第２の方法では次に照射するビームのパワー
が低いので第１の方法により劣化や変形を起こす可能性
が小さい、ただ、第２の方法では、結晶化速度が特に速
い記録膜を用いたために先に照射するビーム照射後に結
晶状態に近い状態になる場合には、再生信号強度が小さ
いか、はとんど得られなくなってしまうという短所が有
る。

第３の方法においては長所も短所も第１の方法と同様で
あるが、この方法では先に照射するビーム照射では結晶
状態に近い状態になるような結晶化速度の速い記録膜を
用いた場合にのみ大きな再生信号強度が得られるという
間諸点が有る。

第４の方法においては、結晶化させるべき場所に２度結
晶化バワーレ、ベルのビームが照射されるので、結晶化
速度がやや遅い記録膜を用いても確実に結晶化させられ
るという長所が有る。第４の方法の変形である先に照射
するビームと同じパターンの２度照射も同様な長所が有
る。短所は常にパワー変調されたビームが照射されるの
で、記録膜や保護膜の変形などによる消え残りが進行し
やすいことである。

第５の方法においては、先に照射するビーム照射では高
いパワーレベルから中間のパワーレベルに立ち下がるの
で冷却速度が充分速くなくて充分に非晶質化できないよ
うな結晶化速度の速い記録膜を用いた場合でも、次に照
射するビーム照射で非晶質化することができるという長
所が有る。しかし、第４の方法よりもさらに消え残りが
進行しやすいという短所も有る。

第６の方法においては、たとえば結晶−非晶質問相変化
によって記録する場合、先に照射するビームで前に記録
されていた情報の如何によらず情報を書き込む場所はす
べて非晶質に近い状態にされ、その間はすべて結晶状態
にされる。つづいて、次に照射するビームで、情報信号
に従って結晶化させるべき場所だけが結晶化させられる
。この方法の長所は、変形などによる消え残りが生ずる
としても一定の周期を持った規則的なものであり、不規
則なノイズとならないことである。短所は、先に照射す
るビームの高パワーレベルビーム照射で充分非晶質化で
きないような結晶化速度の大きな記録膜を用いた場合、
大きな再生信号強度が得られないことである。

第７の方法においては、先に照射するビームは第６の方
法と同様、情報を書き込む場所はすべて非晶質状態にす
るが、この方法の方が充分に非晶質化する。この方法で
は次に照射するビームも中間のパワーレベルと高いパワ
ーレベルの間で変調するので、第６の方法より平均パワ
ーレベルが高く、膜変形による消え残りが生じやすいの
が短所である。

第８の方法においては、先に照射するビームでは情報を
書き込む場所をすべてまず非晶質に近い状態にする６次
に照射するビームは第６の方法と同じである。従って第
６の方法と同じ長所が有るが、第６の方法よりも非晶質
化が充分に行えるという長所も有る。ただし、結晶化速
度の大きい記録膜を用いた場合、パワーの立ち下がり部
だけがトラックに直角方向の広い範囲で非晶質になり。

全部結晶化させるのが困憇であるという短所が有る。ま
た、第６の方法、第７の方法、第８の方法に共通の短所
である、書き込まれる情報の位相（’＄１位記録領域の
境界のトラック上の位ｒ！１）や単位記録領域の大きさ
が一定でない場合には適応しないという短所は回避でき
ない。

第９の方法の長所は、単一のビームで書き換えを行う場
合に比べて書き換えの確認が確実に行えることである。

短所は、書き換えを単一のビームで行うので、エラー発
生の確率が増す場合が有ることである。

第１０の方法では、書き換えを行う前に、場所や記録状
態の確認を行うので、書き換えの確実性が増すという長
所が有る。しかし、書き換えを単一のビームで行うので
エラー発生の確率が増す場合が有るという短所も有る。

第１１の方法では、結晶−非晶質相変化による記録膜を
用いる場合、先に照射するビームで照射された部分は結
晶状態にされ１次に照射するビームで情報が書き込まれ
る。この方法の長所は、結晶化がやや遅い記録膜を用い
ても、情報信号に従って結晶化させる場所には、先に照
射するビームと次に照射するビームの両方が中間のパワ
ーレベルで照射されるので、確実に結晶化させられるこ
とである。短所は、先に照射するビームは中間のパワー
レベルなので前回の記録による変形を平坦化するなどの
消え残り防止効果が弱いことである。

第１２の方法では、先に照射するビームは第１１の方法
と同じであるが１次に照射するビームは情報信号に従っ
てたとえば非晶質に近い状態にすべき場所だけに高いパ
ワーのレーザ光を照射する。この方法を第１１の方法と
比較した時の長所は１次に照射するビームによる非晶質
化が確実に行えることである。しかし先に照射するビー
ムで充分に結晶化しないような結晶化の遅い記録膜を用
いる場合は結晶化が不充分になるという短所が有る。

第１３の方法では、たとえば結晶−非晶質間の相変化に
よる記録膜を用いる場合、記録すべき情報に従って先に
照射するビームは非晶質化すべき場所の非晶質化５次に
照射するビームは結晶化すべき場所の結晶化だけを受は
持つ。この方法の長所は、先に照射するビームのパワー
の立ち下がりが大きいので、非晶質化が確実に行えるこ
とである。短所は、情報信号から２つのビームのパワー
変調パターンへの変換を別々に行わなければならないこ
とである。

第１４の方法では、先に照射するビームと次に照射する
ビームの照射順序が第１３の方法と逆になっているが、
長所、短所は第１３の方法と同様である。第１３の方法
と比較した時の長所は、パワーが高いために領域が広が
りやすい非晶質化よりも結晶化を後で行うので、高密度
記録を行っても非晶質化領域間の距離が小さくなること
による読み出し信号振幅の減少や歪みを防止できること
である。

これら１４（変形も含めて２１）の方法のいずれにおい
ても、ビームのパワーが上方あるいは下方に変化して別
のレベルに移る時、−たん所定のレベルを通り過ぎた後
逆方向にパワーを変化させて所定のレベルに戻すように
すると（たとえば上方への変化でオーバーシュートさせ
ると）温度の変化速度が向上する。上方への変化、下方
への変化のうち、少なくとも一方でこのようにするのが
良い。

２つのエネルギービームが照射される領域（スポット）
の形状や面積は必ずしも完全に同じである必要は無い、
たとえば、相対的に高いパワーレベルで照射される時間
が短く、中間のパワーレベルで照射される時間が長いビ
ームの方の、トランクに直角方向の幅を広くするのが好
ましい、中間のパワーレベルの照射では、パワーを高く
すると照射領域の中央が融点に近い温度になってしまう
などの理由で適当な温度になる領域の幅を広くするのが
難しく、消え残りの原因となるためである。

なお、ビームの幅は１強度分布のピークの１７２の強度
になる部分の幅で定義する。

パワーの立ち上がりおよび立ち下がりは必ずしも第１図
に示したように急峻である必要は無い。

たとえば結晶化速度の大きい記録膜を用いた場合で、パ
ルスの立ち下がり部のみでトラックに直角方向の広い範
囲が非晶質化し、次の書き換え時の消え残りの原因とな
るような場合は、立ち下がりを少しゆるやかにすると改
善が見られる。

本発明の記録・再生方法に適した記録膜の組成は下記の
とおりである。

（１）膜厚方向の平均組成がＡ　ｘ　ｅ　Ｂ　ｙ　＋　
Ｃｚ　＊Ｄ、で表わされ、Ｘ、Ｙ、Ｚ、およびαは原子
パーセントでそれぞれＯ≦Ｘ＜３０．３≦Ｙ≦２５゜３
５くＺ≦７０．２０≦α≦８０の範囲の値であり、Ｄは
ＳｅおよびＳのうちの少なくとも一元素。

ＣはＩｎ、ＢはＺｎ、Ｃｄ、ＡＭ、Ｇａ、Ｓ　ｉ。

Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、およびＴｅのう
ちの少なくとも一元素、ＡはＢ、Ｃ，およびＤで表わさ
れる元素以外の元素である記録膜。

（２）膜厚方向の平均組成がＡＸＩ　ＢＹ＊　Ｃ２゜Ｄ
、で表わされ、Ｘ、Ｙ、Ｚ、およびαは原子パーセント
でそれぞれＯ≦Ｘ＜３０．３≦Ｙ≦２５゜３５≦Ｚ≦７
０．２０≦α≦８０の範囲の値であリ、ＤはＳｅおよび
Ｓのうちの少なくとも一元素。

ＣはＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｔ、Ｇｅ、Ｓｒｚ　ＰｂｅＧ
ａ、Ｉｎ、Ｚｎ、およびＣｄのうちの少なくとも一元素
、ＢはＴｅ、ＡはＢ、Ｃ１およびＤで表わされる元素以
外の元素である記録膜。

（３）膜厚方向の平均組成がＡｘ、ＢＹ、Ｃ，。

Ｄ、で表わされ、Ｘ、Ｙ、Ｚ、およびαは原子パーセン
トでそれぞれＯ≦Ｘ＜３０．３≦Ｙ＜１５゜４５≦Ｚ≦
６５．３０≦α＜５０の範囲の値であり、ＤはＳｅおよ
びＳのうちの少なくとも一元素、ＣはＺｒ３．Ｃｄ、Ｇ
ａ、Ｉ　ｎ、Ｓｎ、Ｓ　ｉｓ　Ｇｅ。

Ａｓ、Ｓｂおよびｐｂのうちの少なくとも一元素、Ｂは
ＴＱ、ハロゲン元素、■８族から■ａ族までの各ａ族の
元素、■族元素およびＩｂ族元素のうちの少れなくとも
一元素、ＡはＢ、Ｃ１およびＤで表わされる元素以外の
元素である記録膜。

（４）膜厚方向の平均組成がＡ　Ｘ　Ｉ　Ｂ　ｙ　ｇ　
Ｃｚ　ｇＤヶで表わされ、Ｘ、Ｙ、Ｚ、およびαは原子
パーセントでそれぞれ０≦Ｘ＜３０．１≦Ｙ≦３０゜２
０≦Ｚ≦６５．３０≦α≦７５の範囲の値であり、Ｄは
Ｔｅ、ＣはＺｎ、Ｃｄ、Ｇａ、Ｉｎ。

Ｓｎ、Ｓｉ、Ｇｏ、Ａｓ、Ｓｂ、ＢｉおよびＰｂのうち
の少なくとも一元素、ＢはＴＱ、ハロゲン元素、Ｉａ族
から■ａ族までの各ａ族の元素、■族元素およびＩｋ、
族元素のうちの少なくとも一元素、ＡはＢ、Ｃ，および
Ｄで表わされる元素以外の元素である記録膜。

上記（１）の記録膜において、Ｂで表わされる元素のう
ち特に好ましいのはＴｅである。Ｄで表わされる元素の
うちではＳｅの方がより好ましい。

上記（２）の記録膜において、Ｃで表わされる元素のう
ち特に好ましいのはＩｎ、次いでｓｂが好ましい、Ｂで
表わされる元素のうち特に好ましいのは、ＴＱである二 上記（３）の記録膜において、Ｄで表わされる元素のう
ちＳｓの方がより好ましい、Ｃで表わされる元素のうち
ではＩｎが特に好ましく次いでｓｂが好ましい、Ｂで表
わされる元素のうちではＴＱが特に好ましい１次いでＣ
ｏ、Ｐｄ、Ａｕ。

Ｔｉ、およびＮｉのうちの少なくとも一元素が好ましい
。

上記（４）の記録膜において、Ｃで表わ、される元素の
うちＧｅ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ｓｉ、およびＧａのうちの少な
くとも一元素が好ましい、Ｉｎが特に好ましい、Ｂで表
わされる元素のうちでは、Ｃｏ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｔｉ、お
よびＮｉのうちの少なくとも一元素が好ましい。次いで
ＴＱが好ましい。

これら（１）〜（４）の記録膜組成は、本発明の記録・
再生方法に限らず、単一のレーザビームで書き換え（オ
ーバーライト）を行う方法などの、他の記録・再生方法
で使用するのにも適したものである。

本発明に用いる情報の記録用部材において、記録膜の、
記録書き換えレーザ光の入射側と反対の側に、光吸収係
数の大きい層（以下光吸収層と呼ぶ）を配置すると、光
吸収係数の小さい記録膜を用いても感度を高くする効果
が有る。また、レーザ光照射時の記録膜の膜厚方向の温
度差を軽減する効果が有る。この層の膜厚方向の平均光
吸収係数は、記録膜の膜厚方向の平均光吸収係数よりも
大きいのが好ましい、また、膜の軟化点または融点は、
記録膜の融点（融点の異なる複数の結晶が形成される時
は、主要な結晶のうち最高融点のものの融点）より高い
のが好ましい。また、記録感度を向上させるためにこの
層の熱伝導率は記録膜の熱伝導率の５倍以下であるのが
好ましい。この層と記録膜の間に薄い（３ｎｍ以上５０
ｎｍ以下が好ましい）中間層を設けてもよい。中間層は
、記録膜とこの光吸収層との相互拡散や反応を防ぐため
の高融点物質、たとえば酸化物、弗化物、硫化物、炭化
物、ホウ化物などより形成する。この光吸収層は記録膜
の上部保護膜を兼ねてもよいし、この上に別に上記の中
間層にも使用可能な高融点物質などの上部保護膜を設け
てもよい、この光吸収層に適した材料の例は、ＰｂＴｅ
、５ｎＴｅなどの融点５００℃以上のカルコゲン化物、
Ｔｉ、Ｏｒなどの遷移全屈の低酸化物などである。この
ような光吸収層を設けることは、本発明の記録・再生方
法による場合に限らず、相変化記録媒体全般に有効であ
る。

Ｃ作用〕 ２つのエネルギービームがほぼ同型、同面積であること
により、それぞれのビームで記録トラックのトラッキン
グとトラックアドレスの読み取り。

確認が行える。従って２つのビごムを確実に所定のトラ
ック上に照射することが可能である。

本発明の方法は記録パルスの最短幅が５０ｎｓ以上５μ
ｓ以下の時に特に有効である。記録パルスの最短間隔も
５０ｎｓ以上５μＳ以下の特に特に有効である。ディス
ク上の記録点の線速度は１ｍ／ｓ以上、３０ｍ／ｓ以下
の時に特に有効である。

〔実施例〕 以下に本発明を実施例により説明する。

実施例１゜ 直径１３ｃ＋ｓ、厚さ１．２＋ｌＩｎのディスク状化学
強化ガラス板上に紫外線硬化樹脂層を形成し、その表面
にトラッキング用の溝と、トラックアドレスやセクター
アドレスを表わす凹部を転写した基板を形成した。その
上に反射防止層兼保展層である厚さ約２００　ｎ　ｔｎ
のＺｎＳ層、厚さ１８０ｎｍのＩｎ５１Ｔｅａ　６Ｓｅ
３４記録膜、厚さ約２００ｎｍのＺｎＳ、Ｑを順次形成
した。Ｚｎ５Ｊ５はマグネトロンスパッタリング、記録
膜は単一元素の蒸Ｍ源を用いた多源回転同時蒸着法によ
って形成した。

次にこのディスクと、上記の化学強化ガラス板と同じガ
ラス板を、エポキシ系接着剤によって接着した。

記録を行うには、上記のディスクを６０Ｏｒｐｍで回転
させ、光ヘッドから波長の異なる２つの光　−ビームを
集光することにより、同一トラック上に約２０μｍの距
離で近接する２つの光スポットを形成した。２つの光ス
ポットはそれぞれ独立にトラッキングを行い、自動焦点
合わせは共通の１つのレンズで行った。まず１方の光ビ
ームをディスク上で１４ｍＷの高いパワーにして全トラ
ックに照射し、初期化した。初期化によってこの記録膜
は非晶質化するが、組成を変えれば照射後の冷却中に少
なくとも部分的に結晶化する０次に両方の光ビームを２
ｍＷの読み出し用の低いパワーレベルにしてトラックお
よびセクターのアドレスを読み、所定のトラックの所定
のセクターに光スポットを移動させ、それぞれの光ビー
ムのパワーを第１図（ａ）に示したように変調して情報
を記録した。第１図の各々において、上段が先に照射す
るビーム、下段が次に照射するビームの変調パターンで
、横軸は時間であるが、上段と下段で時間を少しズラし
て、ディスク上の同一点に照射される部分が上段と下段
で揃うように示しである。上段と下段の時間差は、ディ
スクの内周と外周の線速度の違いに対応して外周で大き
く、内周で小さくした。８ｍＷが中間のパワーレベル、
１４ｍＷが高いパワーレベルである。この場合、ディス
ク上の点に先に照射した光ビームは上記の初期化と同じ
効果を持つので、初期化は省略することもできる。次に
照射する光ビームが高パワーになる時間は約２５０ｎｓ
、その最短間隔も２５０ｎｓである８次に照射する光ビ
ームが高いパワーで照射された部分は非晶質に近い状態
になり（非晶質化し）中間のパワーで照射された部分は
多結晶状態となった。記録膜組成をもっと結晶化速度の
速い組成とすれば、高いパワーから低いパワーに立ち下
がるところのみ非晶質化した。このような記録は−たん
別の情報を記録したセクターに行ってもほぼ同様な状態
が得られ、書き換えが可能である。この他、第１図（ｂ
）〜（ｎ）に示した１４種類のパワー変調方法およびそ
の変形を含む２１種類の変調方法で、同様に記録書き換
えが行えた。

最初の初期化を連続的に１４ｍＷの高いパワーで行わず
、２ｍＷの読み出しパワーレベルと１５ｍＷの高いパワ
ーレベル間で周期的にパルス状に変化する波形により、
ディスク上の記録点を形成する場所のみにおいて行い、
再生信号から記録点の情報のみを取り出すようにすると
、高いパワーレベルのレーザ光を照射された時反射率が
完全にイニシャライズ後の状態に戻り、消え残りを防止
することができる。なお、読み出し光強度をパルス状に
変化させて記録点の情報のみを取り出すようにしてもよ
い。

第１図（ｂ）〜（ｎ）およびその変形における波形は、
パワーの立ち上がり立ち下がりは急峻でもゆるやかでも
よい。立ち下がりをゆるやかにすると、パワーの立ち下
がり部のみで強く非晶質化され、消え残りの原因となる
のを防ぐことができる。

また、パワーの立ち上がり、または立ち下がり時の少な
くとも一方で、目標のパワーより行き過ぎた後目標のパ
ワーに戻すようにすると、照射部分の温度変化を速くす
る効果が有る。上記のパルスによるイニシャライズ方法
、および立ち上がり、立ち下がりの種々の方法は、単一
ビームによる書き換え（オーバーライト）にも有効であ
る。

上記のようにして記録を行ったディスクからの情報の読
み出しは次のようにして行った。２つのレーザビームの
ディスクに入射するパワーを、いずれも読み出しパワー
レベルの２ｍＷとし、トラッキングおよび自動焦点合わ
せを行いながら、ディスク上に先に照射されるビームの
反射光の強度た。アイスフ上にＭ照射されるビームの反
射光から再生信号を得てもよい。また、読み出し時に読
み出しに使用しないビームのパワーは０としてもよい。

再生信号はコンパレータにより波形変換したが、第２図
に示したように、再生信号のレベルは結晶状態にある部
分からの反射光による部分より、非晶質に近い状態にあ
る部分からの反射光による部分の方が変動が大きいので
、コンパレータレベルは、最高反射率と最低反射率（い
ずれも特異点の反射率を除く）の中間よりも、結晶状態
に対応する反射率レベルに近い位置に設定した。

このレベル設定方法は学−ビームによる書き換えにおい
ても有効である。

本実施例において記録瞑組成を変化させた時。

好適な組成範囲は下記のとおりであった。

他の元素の相対的な比率を一定に保って、Ｙで表わされ
るＴｅの含有量を変化させた時、結晶化温度は次のよう
に変化した。

Ｙ＝０　　　　１２０℃ Ｙ＝２　　　　１３０℃ Ｙ＝３　　　　　　　１５０℃ Ｙ＝２５　　　　　１５０℃ Ｙ＝３５　　　　　　１３０℃ 他の元素の相対的な比率を一定に保って、Ｚで表わされ
るＩｎの含有量を変化させた時、一定速度で昇温した場
合の結晶化温度およびノイズレベルは次のように変化し
た。

結晶化温度 ２＝０　　　　　膜形成時から結晶化 Ｚ＝２５　　　１００℃ Ｚ＝３５　　　１５０℃ Ｚ＝４０　　　１８０℃ Ｚ＝６０　　　１８０℃ Ｚ＝７０　　　１５０℃ Ｚ＝８０　　　膜形成時から結晶化 ノイズレベル（相対値） Ｚ＝０　　　　　　０　ｄ　Ｂ Ｚ＝２０　　　　　０ｄＢ Ｚ＝２５　　　　　０ｄＢ Ｚ＝５０　　　　　＋１ｄＢ Ｚ＝６０　　　　＋３０ｄＢ Ｚ＝７０　　　　＋４０ｄＢ Ｚ＝８０　　　　＋４０ｄＢ 他の元素の相対的な比率を一定に保ってαで表わされる
Ｓｅの含有量を変化させた時、一定速度で昇温した場合
の結晶化温度は次のように変化した。

結晶化温度 α；１５　　　膜形成時から結晶化 α＝２０　　　１５０℃ α＝４０　　　２００℃ α＝７０　　　２００℃ α＝ａＯ１５０℃ α＝９０　　　　膜形成時から結晶化 Ａで表わされるその他の元素のうち遷移金属元素を本実
施例の記録膜に添加すると消去（結晶化）速度向上、結
晶化温度上昇すなわち記録状態の保存寿命向上などの効
果が有る。たとえばｃｏを添加した場合、他の元素の相
対的比率を一定に保って添加量Ｘを変化させると１次の
ような効果が得られた。

消去時間　　　　　結晶化温度 Ｘ＝１　　０．３μｓ　　　　２５０℃Ｘ＝３　　０．
２ｔｔｓ　　　　３００℃Ｘ＝５　　０．１μｓ　　　
　３５０℃Ｘ＝１５　０．２μｓ　　　３５０℃ Ｘ、−２００，３μｓ　　　　３５０℃従ってＣｏの添
加量は１％以上２０％以下が好ましく、３％以上１５％
以下が特に好ましい。

Ｇｏの他、Ｎｉなどの遷移金属元素（ｕｌａ族から■ａ
族までの各ａ族の元素、■族およびＩｂ族元素のうちの
少なくとも１元素）でもほぼ同様な効果が得られる。こ
れらのうちＣＯが特に好ましい。

さらに、八で表わされるその他の元素のうち、ＴＱ、ハ
ロゲン元素、アルカリ金属元素およびアルカリ土類全屈
元素のうちの少なくとも一元素も、１％以上２０％以下
、より好ましくは３％以上１５％以下添加すると消去時
間短縮の効果が有る。

これらの元素のうちではＴＱが特に好ましい。

上記のＳｓの一部または全部をＳで置き換えると毒性低
下などの効果が有る。しかし記録感度は低下する。

上記のＴｅの一部または全部をＺｎ、Ｃｄ。

ＡＱ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｇ、＝、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ。

Ｓｂ、Ｂｉのうちの少なくとも一元素で置換しても良い
が、Ｔｅに比べて結晶化温度上昇が少ないなどの問題が
有る。

本実施例の、記録膜上に後で形成するＺｎＳ層を、Ｐｂ
Ｔｅ、５ｎＴｅ、Ｔ　＋の低酸化物、Ｃｒの低酸化物の
うちの少なくとも一者にすると、記録膜を透過した光が
この層で吸収され１発熱するので記録感度が向上した。

上記の材料以外にも、融点または軟化点が記録膜中に形
成される結晶のうちの最高融点のものの融点より高い材
料はこの層に使用可能である。この層の上にさらに保展
届として、また、記録膜とこの層の間の中間層として。

高融点で光吸収係数の小さい硫化物、窒化物、弗化物、
酸化物、炭化物などの層を設けるとさらに好ましい。中
間層の膜厚は３ｎｍ以上５０ｎｍ以下が好ましい。また
、記録膜中で吸収される光量が光入射側で多く、反射側
で少ないために膜厚方向に温度分布が生ずるのが普通で
あるが、上記のＰｂＴｅなとの層の発熱によって、この
ような温度分布の発生による消え残り等を防ぐことがで
きる。

この層の光吸収係数は記録膜より大きいのが好ましく、
熱伝導率は記録膜の５倍以下であるのが好ましい。

本実施例の記録膜を、５ｂ−Ｔｅ−３ｓ系の記録膜でに
き換えても、ディスク回転数の調節によってほぼ同様な
記録が行える。この場合、ｓｂ含有量の好ましい範囲は
原子パーセントで３０％以上７０％以下の範囲であり、
Ｔｅ含有量の好ましい範囲は３パ一セント以上３０パー
セント以下の範囲であり、Ｓｅ含有量の好ましい範囲は
２０パ一セント以上８０パーセント以下の範囲であった
。

Ｓｓの一部または全部をＳで置き換えた時の変化は先の
例と同様である。ｓｂの一部または全部を、Ａｓ、Ｂｉ
、Ｓｔ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇａ＋Ｉｎ、Ｚｎ、および
ｃｄのうちの少なくとも一元素で置き換えることも可能
である。この他、Ａで表わされるＣｏ等のその他の元素
を添加してもよいことは先に述べた例と同様である。

本実施例の記録膜を、Ｉｎ−３ｅ−ＴＱ系の記録膜で置
き換えても、ディスク７回転数の調節によってほぼ同様
な記録が行える。この場合、Ｉｎ含有量の好ましい範囲
は原子パーセントで４５パ一セント以上６５パーセント
以下の範囲、Ｓｅ含有量の好ましい範囲は３０パ一セン
ト以上５０パーセント以下の範囲、ＴＱ含有量の好まし
い範囲は３パ一セント以上１５パーセント以下の範囲で
ある。Ｔａの一部または全部をＣＯなどの遷移金属元素
、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、およびハ
ロゲン元素の少なくとも一元素で置換しても同様に高速
消去が可能である。これらのうち、膜中で他の元素との
結合手が一本だけの元素が特に好ましい。Ｓｓの一部ま
たは全部をＳで置き換えた時の変化は先に述べた例と同
様である。

Ｉｎの一部または全部をＺｎ、Ｃｄ、Ｇａ、Ｓｎ。

Ｓ　ｉｇ　Ｇ　ａ　ｅ　Ａ　ｓ　ｔ　Ｓ　ｂ　、および
ｐｂのうちの少なくとも一元素で置き換えてもよい、こ
れらのうちＩｎが最も好ましく、ｓｂが次いで好ましい
。

この他、３０％未満の他の元素を含有してもよい。

本実施例の記録膜を、５ｂ−Ｔｏ−Ｔ（１系の記録膜で
置き換えても、ディスク回転数の調節によってほぼ同様
な記録が行える。Ｓｂの好ましい含有量範囲は原子数パ
ーセントで２０パ一セント以上６５パーセント以下、Ｔ
ｅの好ましい範囲は３０パ一セント以上７５パーセント
以下、ＴＱの好ましい範囲は１パ一セント以上３０パー
セント以下である。Ｓｂの一部または全部をＺｎ、Ｃｄ
５Ｑａ、　Ｉｎ、　Ｓｎ、　Ｓｔ、　Ｑｅ、　Ａｓ、　
Ｂｉ、およびｐｂのうちの少なくとも一元素で置き換え
てもよい。ＴΩの一部または全部を、ハロゲン元素。

！ａ族から■ａ族までの各ａ族元素、■族元素およびｒ
ｂ族元素のうちの少なくとも一元素で置き換えてもよい
ことは先に述べた例と同様である。

また、３０％未満の他の元素を含有してもよい。

本実施例のうち、たとえば（ｉ）では第２のビームは読
み出し専用であって、記録書き換えに関しては１ビーム
による書き換え（オーバーライト）と同じである。従っ
て、本実施例で述べた記録膜および光吸収層、中間層、
保護層などの構成や材質は１ビームによる書き換えを行
う場合にも好ましいものである。また、第１図（Ｃ）の
下段の回に点線で示したように高いパワーレベルから低
いパワーレベルへパルス状にパワーを下げる方法は読み
出し信号は第３図に示したようにパワーの立ち下がり部
と立ち上がり部で逆方向にパルス状にレベルが変化する
微分波形となるがオーバーライト可能であるから、ｌビ
ームによる書き換えにも有効である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、光ディスク等の情報記憶装置において
重ね書きによる情報の書き換え（オーバーライト）が確
実に行える。従って本方法を実施する装置はデータのア
クセスが速く、容易であり、広い用途に使用することが
できる。

本発明の方法はディスク状の記録媒体に対してばかりで
なく、テープ状、カード状などの他の形態の記録媒体に
対しても有効である。

本発明の方法の応用例として、本発明の２つのビームの
前または後、あるいは両方に、１つ、あるいは複数の他
のビームを付は加えることも可能である。これらのビー
ムは円形であっても長円形であっても、他の形状でもよ
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における光ビームのパワー変調パターン
を示した図、第２図は本発明の一実施例における情報の
読み出しの状況を示した図、第３図は本発明の他の実施
例における情報の記録と読み出しの状況を示した図であ
る。 戸　闇 第７図 碕関 第１囚

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２つのエネルギービームの照射によつて情報の記報
   を行なう相変化型情報記録媒体を用いた、情報の記録・
   再生方法において、上記２つのエネルギービームの記録
   媒体上への照射領域の形状および面積をほぼ同一とし、
   上記２つのエネルギービームに役割を分担させることに
   よって記録の書き換えを行なうことを特徴とする情報の
   記録・再生方法。 ２、上記役割の分担は、先に照射するビームで照射部分
   全体を一方の相にし、次に照射するビームで部分的に他
   の相に変化させて情報を書き込むことであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の情報の記録・再生方
   法。 ３、上記役割の分担は、先に照射するビームでオーバー
   ライトし、次に照射するビームでもう一度オーバーライ
   トするかあるいは相変化を確実にするための再照射を行
   なうことであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の情報の記録・再生方法。 ４、上記役割の分担は、先に照射するビームと次に照射
   するビームの一方で一方向の相変化を起こさせ、他方で
   逆方向の相変化を起こさせることであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の情報の記録・再生方法。 ５、上記役割の分担は、先に照射するビームと次に照射
   するビームの一方でオーバーライトし、他方で情報を読
   むことであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の情報の記録・再生方法。 ６、上記役割の分担は、先に照射するビームで一定周波
   数でのオーバーライトもしくは部分的に一方向の相変化
   を行い、次に照射するビームでオーバーライトもしくは
   逆方向の相変化を行うことであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の情報の記録・再生方法。