JPH0271435A - 光学的記録方法及びその装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、層変化型の記録層が形成された光記録媒体の
収束面に光源からの集束光を収束させて光学的に情報を
記録（情報の消去並びに出込み）する光学的記録方法及
びその装置に係わり、特に、占換え後における記録信号
に書換え前の記録成分が混入しないようにしたものに関
するものである。

［従来の技術］ この種の光学的記録方法を適用した装置としては、例え
ば、第９図に示すように消去、書込み、再生用の発光点
を各々備えたマルチスポット型半導体レーザ（ａ）と、
この半導体レーザ（ａ）からの拡散レーザ光を平行レー
ザ光に変換するコリメータレンズ（ｂ）と、このレーザ
光のスポット形状を楕円形状から略円形状に変換するビ
ーム整形プリズム（Ｃ）と、光記録媒体（ＣＩ）に入α
１する入射レーザ光と光記録媒体（ｄ）から反射してく
る反射レーザ光とを分離するビームスプリッタ（ｅ）と
、このビームスプリッタ（ｅ）を通過し直線偏光である
レーザ光を円偏光に変換させる１７４波長板（ｆ）と、
光記録媒体（ｄ）に対し進退可能に設けられ上記１７４
波長板（ｆ）を通過したレーザ光を光記録媒体（ｄ）の
収束面に収束させる対物レンズ（ｑ）と、上記ビームス
プリッタ（ｅ）により分離された反射レーザ光をトラッ
キングエラー信号、フォーカシングエラー信号、並びに
再生ＲＦ信号を得るための四分割ＰＩＮフォトダイオー
ド（ｈ）へ入射させるダイクロイックミラー（ｉ）、シ
リンドリカルレンズ（ｊ）とでその主要部を構成する装
置が知られている。

そして、この光学的記録装置においては第１０図〜第１
１図（Ａ）に示すように、半導体レーザ（ａ＞から占込
み用の高出力円形状レーザスポット（ｍ）を光記録媒体
（ｄ）の記録層へ照射して急速加熱、急速冷却処理を施
し、その照射部位を結晶質状態（ｃｒ）から非晶質状態
（ａｍ）へ変化させて情報を書込む一方、この書込まれ
た情報を消去する場合には、第１０図〜第１１図＜８）
に示すように上記記録層へ消去用の低出力長円形状レー
ザスポット（ｎ）を照射し、比較的ゆっくりとした加熱
、冷却処理を施して記録部位を非晶質状態（ａｍ）から
結晶質状態（ｃｒ）へ変化させる方法が採られている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、第１２図に示す定性的状態説明図を用い上述
した従来法における層変化型記録層の相変化状態につい
て説明すると、書込み時においては結晶質状態（ｃｒ）
にある記録層が高出力のレーザスポット（ｍ）によりそ
の記録材料の融点温度（Ｔ　　）以上まで加熱されて非
晶質状！（ａｍ）となり（第１２図において■の一点鎖
線で示す状態変化参照）、第１３図（Ｂ）に示すように
照射部位（ｐ）、すなわち非晶質部位の反射率（Ｒａｌ
、ｌ）が低くなって情報の占込みがなされ、一方、消去
時においでは非晶質状態（ａｍ）にある記録層が低出力
のレーザスポット（ｎ）によりその記録材料の結晶化温
度（Ｔ　　）以上まで加熱されて結晶賀状× 態（ｃｒ）となり（第１２図において■の二点鎖線で示
す状態変化参照）、第１３図（Ｃ）に示すようにその照
射部位（ｑ）、すなわち結晶質部位の反射率（Ｒｃｒ）
が高くなって情報の消去がなされるものであった。

ところが、上記消去時において完全な結晶質状態（ｃｒ
）にするには非常に長い時間がかかつてしまうため、実
際には反射率（Ｒ）がある程度飽和する程度のレーザ光
を照射することにより疑似的な結晶質状態（ｃｒ）を作
っていた。

従って、結晶質状態（ｃｒ）にある部位と非晶質状態（
ａｍ）にある部位に同じパワーの消去用レーザ光を照射
しても第１３図（Ｃ）に示すようにその反則率（”ｃｒ
、Ｒｃｒ）に差異が生じ、消去後における記録層に消去
前の記録成分が若干残留してしまう問題点があった。

このため、再度、書込み用レーザスポット（ｍ）を記録
層に照射して情報の占換えを行った場合、占換え後にお
ける記録信号に書換え前の記録成分が混入しこれが再生
時にノイズとなって出力されてしまう問題点があった。

尚、第１３図においては記録層の結晶質状態（ｃｒ）に
ある部位の反Ｉ８率（Ｒｏρが非晶質状態（ａｍ）にあ
る部位の反射率（ＲａＩｌｌ）より高くなっているが、
記録材料の種類によっては非晶質状ｐｉ（ａｍ）にある
部位の反射率（Ｒａｍ）の方が高い場合もある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は以上の問題点に着目してなされたもので、その
課題とするところは、書換え後における記録信号に占換
え前の記録成分が混入しない光学的記録方法及びその装
置を提供することにある。

すなわち光学的記録方法に係わる第一の発明は、層変化
型の記録層が形成された光記録媒体の所定の収束面に光
源からの集束光を収束させて光学的に情報を記録する光
学的記録方法を前提とし、上記集束光により記録層をそ
の記録材料の融点温度まで加熱し非晶質状態とすること
により情報を消去し、 情報が消去された非晶質状態にある記録層の一部を上記
集束光により少なくとも記録材料の結晶化温度まで加熱
し結晶質状態とすることにより情報を占込むことを特徴
とするものであり、一方、光学的記録袋δに係わる第二
の発明は、層変化型の記録層が形成された光記録媒体の
所定の収束面に光源からの集束光を収束させて光学的に
情報を記録する光学的記録装置を前提とし、上記光源が
、記録層をその記録材料の融点温度まで加熱して非晶質
状態とすることにより情報を消去する第一の集束光発生
手段と、 情報が消去された非晶質状態にある記録層の一部を少な
くとも記録材料の結晶化温度まで加熱して結晶質状態と
することにより情報を書込む第二の集束光発生手”段、 を具備することを特徴とするものである。

この様な技術的手段において上記光源としては、小型と
いう利点を有することから消去、書込み、再生用の発光
点を各々備えたマルチスポット型半導体レーザが好まし
いが、単一の発光点を有する２組の半導体レーザやガス
レーザ等を１のヘッドに搭載したちのく但し、再生用の
発光点が書込み用あるいは消去用の発光点と兼用してい
るもの）、あるいは別々に搭載された複数のヘッドで構
成したもの等も利用できる。

この場合、消去用ビームスポットの出力については、少
なくとも記録材料の融点温度まで記録層を加熱すること
を要するため、結晶化温度までの加熱で充分な書込み用
ビームスポットの出ツノより大きく設定することが必要
である。尚、再生用ビームスポットの出力については従
来のものと同様でよい。

一方、上記相変化型記録層を構成する記録材料としては
、例えば、ＴｅＯ、Ｔｅａｘ　（Ｇｅ。

Ｓｎ添加）、Ｉｎ−８ｅ、Ｉｎ−８ｂ、Ｉｎ　−Ｔ　ｅ
　、　Ｓ　ｂ　２　Ｓ　ｅ　−Ｔ　ｅ　　Ｇ　ｅ　　Ｓ
　ｎ　１Ｔ　ｅ−Ｇｅ−８ｎ−Ａｕ、Ａｓ　　Ｓ　　、
５ｂ−Ｔｅ。

Ｔｅ−ＮＳＧｅ−Ｔｅ、ＡＱ−Ｉ　ｎ、ＡＣｔ−Ｚｎ、
Ｃｕ−Ａｍ　　ＡＱ−Ａｊ−Ｃｕ、Ｃｕ−Ａ（ＩＮｉ、
Ａｕ−Ｔｉ、Ｃｒ−Ｔｌ等や、１ｎ−３ｅ−Ｔｉｔ　、
　Ｉｎ−８ｅ−１１−Ｃｏ、５ｂ−３ｅ。

Ｉｎ−８ｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−８ｂ−Ｔｅ、　　Ｇｅ　−Ｔ
ｅ−Ｔｉｔ等、あるいは、（３ａ、Ｉｎ、Ｔｊ、Ｇｅ、
３ｎ１△Ｓ、Ｓｂ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ等の元素を少な（と
も１つ含む材料等が使用できる。この場合、結晶化時間
が１ｕｓ以下である１ｎ−３ｅ−ＴＩ（結晶化時間０．
２．ｃｃ）　、　　Ｉ　ｎ−３ｅ−ＴＩ−ＣＯ（結晶化
時間ｏ、ｏ５　ｍ）　、５ｂ−８ｅ　（結晶化時間０．
２ｍ）　、Ｉ　ｎ−８ｂ−Ｔｅ　（結晶化時間０．１ｓ
＞、Ｇｅ−８ｂ−Ｔｅ　（結晶化時間０．０５〜０．２
Ｉｉｓ）、及びＧｅ−Ｔｅ−Ｔｌ（結晶化時間０．４１
）等の記録材料については、他の記録材料を使用した場
合に較べて記録スピードが速められる点で優れている。

また、上記光記録媒体としては相変化型記録層を備えて
いるものであればその構成は任意であり、例えば、従来
から広く利用されている基板の少なくとも一面に記録層
を一様に施した記録媒体や、反射率の異なる記録トラッ
クと非記録部とを交互に複数有し上記記録トラックの幅
寸法が記録用集束光スポットの半値幅と同程度以下に設
定されている記録媒体等が適用できる。尚、後者のタイ
プにおいては、書込み用ビームスポットと消去用ビーム
スポットの位置ずれ等に起因する消残りも更に減少でき
る利点を有している。

そして、記録トラックと非記録部を有する記録媒体の具
体例としては、低反射性基板と、この基板の少なくとも
一面に間隔を介し帯状記録層にて形成された複数の記録
トラックと、これ等記録トラック間で上記記録層の存在
しない低反射領域である複数の非記録部とを有する記録
媒体や、また他の例として基板に設けられた記録層とこ
の記録層に間隔を介し設けられた低反射性の表面粗面部
を備え、上記基板と、表面粗面部で形成される複数の非
記録部と、この非記録部間から露出する記録層で形成さ
れる複数の記録トラックとを有する記録媒体等が挙げら
れる。

［作用コ 上述したような技術的手段によれば、情報の消去時にお
いては必ず記録層がその記録材料の溶融状態を通過する
ことになるため、記録層における溶融前の状態を確実に
消去することができる。

［実施例１ 以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。

すなわち、この光学的記録装置は第１図に示すように、
消去用、古込み用、及び再生用の３種のビームスポット
を夫々独立して発光するマルチスポット型半導体レーザ
（１）と、この半導体レーザ（１）から照射される３種
の拡散レーザ光を平行レーザ光に変換するコリメータレ
ンズ（２）と、上記レーザ光のスポット形状を楕円形状
から略円形状に変換するビーム整形プリズム（３）と、
光記録媒体（４）に入射する入射レーザ光とこの光記録
媒体（４）から反射してくる反射レーザ光とを分列する
ビームスプリッタ（５）と、このビームスプリッタ（５
）を通過し直線隔光であるレーザ光を円偏光に変換させ
る１７４波長板（６）と、光記録媒体（４）に対し進退
可能に設けられ上記１７４波長板（６）を通過した３種
のレーザ光を光記録媒体（４）の所定の収束面に夫々収
束させる対物レンズ（７）と、上記ビームスプリッタ〈
５）により分離された反射レーザ光をトラッキングエラ
ー信号、フォーカシングエラー信号、再生ＲＦ信号を得
るための四分割ＰＩＮフォトダイオード（８）へ入射さ
せるダイクロイックミラー（９）、シリンドリカルレン
ズ（１０）とでその主要部を構成するものである。

まず、上記マルチスポット型半導体レーザ（１）は、第
２図に示すようにｐ−ＧａＡｓ１板（１０）と、この基
板（１０）上に形成されたｎ−ＧａＡＳ層〈１１）と、
このｎ−ＧａＡｓ１ｌ　（１１）上に形成されクラッド
層を構成する ｐ−Ｇａ　　　ＡＩ　　ＡＳｍ（１２）、！：、０．６
　　０４ このｐ−Ｇａ　　　ＡＩ　　　ＡＳ層（１２）上に形成
０．６　　０．４ され活性層を構成するＧａ　　　ＡＩ　　Ａｓ層０．９
　　０．１ （１３）と、このＧａ　　　ＡＩ　　　ＡＳｉ（１３）
上０．９　　０．１ に形成されたクラッド層の ｎ−ＧａＡＩＡＳ層（１４）ト、 ０．６　　０．４ このｎ−ＧａＡＩＡＳ層（１４）上ニ形成Ｏ０６０４ されたｎ−ＧａＡｓ層（１５）とでその主要部が構成さ
れ、ｐ−ＧａＡＳ基板（１０）ノ背面側ニｐ　側型Ｋ＜
１６）が、一方、上記ｎ−ＧａＡｓ１ｍ　（Ｉｓ）上に
ｎ側電極（１７）が形成されていると共に、上記ｎ−Ｇ
ａＡｓ層（１１）には３の分離溝（１８）（１９）　　
（２０）が設けられこれ等分離溝（１８）　　（１９）
（２０）の大小により、すなわち活性領域幅の大小によ
り消去用ビームスポット発光点（２１）　、！込み用ビ
ームスポット発光点（２２）、及び再生用ビームスポッ
ト発光点（２３）が形成されており、かつ、各発光点く
２１）〜（２３）間には上記各層（１１）〜（１５）の
厚み方向に沿って２の独立溝（２４）（２５）が設けら
れ上記各発光点（２１）〜（２３）の独立駆動を可能に
させる構成となっている。

一方、上記光記録媒体（４）は、第３図に示すように円
形状のガラス製基板（４０）と、この基板（４０）上に
おいて同心円状に設けられた帯状のＴｅＯ製記録層（４
１）にて形成された複数のトラック群（４２）〜（４２
）と、上記記録層（４１）側基板（４０）面上に一様に
形成された保ＨｉＪ（４３）とでその主要部が構成され
ており、上記記録層（４１）　、すなわちトラック（４
２）の幅寸法王については半導体レーザ（１）から照射
される各ビームスポットの半値幅以下の５ｏｏｏオンゲ
ス］〜ロームに、また、その厚み寸法については３００
オングストロームに夫々設定されている。

このように構成された光学的記録装置により情報を書込
むには、上記マルチスポット型半導体レーザく１）を作
動させその低出力の書込み用ビームスポット発光点（２
２）を独立駆動させて行うものである。

すなわち、上記書込み用ビームスポット発光点（２２）
を記録信号に対応させながらパルス的に照射し、円形状
の書込み用ビームスポット（５１）を、ビーム整形プリ
ズム（３）、ビームスプリッタ＜５）、１／４波長板（
６）、対物レンズ（７）等で構成される光学系を介して
第３図に示すように光記録媒体（４）の記録層（４１）
形成面へ収束させ、その記録材料であるＴｅＯｘの結晶
化温度（Ｔ　　’）まで加熱し、冷却することにより、
第４図（Ａ）に示すように記録層（４１）の照射部位を
非晶質状態（ａｍ）から結晶質状態（ｃｒ）へと変化さ
せ、第５図（Ｂ）に示すように上記照射部位の反射率（
Ｒ）を高めて情報の古込みを行うものｃｒ である。

また、このようにして書込まれた情報を再生するには、
マルチスポット型半導体レーザ（１）の低出力再生用ビ
ームスポット発光点（２３）を独立駆動し、再生用ビー
ムスポット（図示せず）を上記光学系を介して光記録媒
体（４）の記録層（４１）側へ収束させると共に、この
反射レーザ光を四分割ＰＩＮフォトダイオード（８）へ
入射させ再生ＲＦ信号を求めて再生するものであり、一
方、上記記録情報を消去するには、マルチスポット型半
導体レーザ（１）の高出力消去用ビームスポット発光点
く２１）を独立駆動し、円形状の消去用ビームスポット
（５３）を上記光学系を介し、第３図に示すように光記
録媒体（４）の記録層（４１）形成面へ収束させてその
記録材料の融点温度以上まで加熱し、冷却することによ
り、第４図（Ｂ）に示すように記録層（４１）の照射部
位を溶融状態を経由して結晶質状態（ｃｒ）から非晶質
状態（ａｍ）に変化させ、第５図（Ｂ）に示すように上
記照射部位の反射率（８８ｍ）を低下させて消去を行う
ものである。尚、光学ヘッドのトラッキング制御は、同
心円状に形成されたトラック群（４２）〜（４２）を利
用して行なわれている。

そして、この実施例においては記録情報の消去に際し、
記録層（４１）の照射部位を溶融状態を経由して結晶質
状態（ｃｒ）から非晶質状態（ａｍ）に変化させている
ため、第５図（Ｃ）に示すように記録材料であるＴｅＯ
ｘの溶融時において消去前の記録成分を確実に消去させ
ることができる。

従って、情報の書換えを行った場合、書換え後における
記録信号に書換え前の記録成分が混入することがないた
め、再生ノイズを著しく低減できる利点を有している。

更に、この実施例においては上記光記録媒体（４）にＪ
３けるトラック群（４２）〜（４２）の幅寸法下が、半
導体レーザ（１）から照射される各ビームスポット（５
１）〜（５３）の半値幅以下の５０００オングストロー
ムに設定されており、かつ、互いに隣接するトラック（
４２）〜（４２）間に記録層（４１）が存在しないため
、書込み用ビームスポット（５１）と消去用ビームスポ
ット（５３）の径寸法、すなわち幅寸法が同一でもトラ
ッキングずれ等を原因とする記録情報の消残りが起こら
ず、再生ノイズを更に低減できる利点を有している。

尚、この実施例においては第３図に示すように、平面平
滑のガラス製基板（４０）と、帯状に設けられた記録層
（４１）と、−様に形成された保護層（４３）とでその
主要部を構成する光記録媒体が使用されているが、これ
に替えて、例えば、第６図に示すように表面に同心円状
の凹溝〈６０）が設けられたガラス製基板（６１）と、
この凹溝（６０）内に着換されＴｅＯｘにて形成された
記録トラック（６２）と、上記基板（６１）の片側全面
に設けられた保護層（６３）とでその主要部が構成され
、かつ、上記凹溝（６０）間の６條（６４）でもって低
反射性の非記録部（６５）が形成された記録媒体であっ
てもよく、あるいは、第７図に示すように表面に同心円
状の粗面領域（１０）が形成された円形状のガラスｔＪ
Ｊｌ板（７１）と、この基板（１１〉上に一様に設けら
れた記録層（７２）と、この記録層（７２）側基板（７
１）面上に一様に設けられた保護層（７３）とでその主
要部が構成され、かつ、記録層（７２）には上記粗面領
域（７０）に基づいて形成された表面粗面部（７４）に
より構成される低反射性の非記録部（７５）と、上記粗
面領域（７０）間の平滑領域（７６）に基づいて形成さ
れた高反射性の記録トラック（７７）とを備える記録媒
体であってもよい。

また、第８図に示すようにプリグループ（８０〉を有す
るガラス製基板（８１）全面に一様に記録層（８２）の
形成された従来の光記録媒体も当然のことながら使用す
ることができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、情報の消去時においては必ず記録層が
その記録材料の溶融状態を通過することになるため、記
録層における溶融面の状態を確実に消去できる。

従って、再度、書込み用レーザスポットを記録層に照射
して情報の書換えを行った場合、書換え後における記録
信号に書換え前の記録成分が混入することがなく、再生
ノイズを低減できる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は本発明の実施例を示しており、第１図
は実施例に係る光学的記録装置の構成斜視図、第２図は
この装置におけるマルチスポット型半導体レーザの構成
説明図、第３図は光記録媒体の断面斜視図、第４図（Ａ
）〜（Ｂ）はこの光学的記録方法における由込み方法と
消去方法を示す説明図、第５図（Ａ）は光記録媒体の拡
大平面図、第５図（Ｂ）は光記録媒体における結晶質部
位と非晶質部位の反射率を示すグラフ図、第５図（Ｃ）
は消去後における非晶質部位の反射率を示すグラフ図、
第６図〜第８図は他の実施例において使用された光記録
媒体の断面斜視図を夫々示し、また、第９図〜第１３図
は従来法を示しており、第９図は従来法に係る光学的記
録装置の構成斜視図、第１０図は光記録媒体の拡大平面
図、第１１図（Ａ）〜（Ｂ）は従来法における占込み方
法と消去方法を示す説明図、第１２図は相変化型光記録
材料の定性的状態説明図、第１３図（Ａ）は光記録媒体
の拡大平面図、第１３図（Ｂ）は光記録媒体における結
晶質部位と非晶質部位の反射率を示すグラフ図、第１３
図（Ｃ）は消去後における非晶質部位の反０４−ｖを示
すグラフ図を夫々示す。 ［符号説明］ １　・・・マルチスポット型半導体レーリ“２　・・・
コリメータレンズ ３　・・・ビーム整形プリズム ４　・・・光記録媒体 ５　・・・ビームスプリッタ ６　・・・１７４波長板 ７　・・・対物レンズ ９　・・・ダイクロイックミラー ・・・シリンドリカルレンズ ・・・基板 ・・・記録層 ・・・トラック 第２図 特　許　出　願　人　富士ゼロックス株式会社代　　理
　　人　　弁理士　　中　　村　　智　　廣　（外３名
）第 図 第４ 図 照射パワ −／＼−−を 照射パワー −Ｎ−一。 ダイクロイックミラー ・シリンドリカルレンズ （Ｆ 第 図 第１０ 図 第 図 第１１ 図 照射パワー 一℃−１ 照射パワー −〇−１ 第１２ 図 ｒ 温度 −溶融状態 ｆｆｌ 第１３ 図 ρ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）層変化型の記録層が形成された光記録媒体の所定
   の収束面に光源からの集束光を収束させて光学的に情報
   を記録する光学的記録方法において、上記集束光により
   記録層をその記録材料の融点温度まで加熱し非晶質状態
   とすることにより情報を消去し、 情報が消去された非晶質状態にある記録層の一部を上記
   集束光により少なくとも記録材料の結晶化温度まで加熱
   し結晶質状態とすることにより情報を書込むことを特徴
   とする光学的記録方法。
2. （２）層変化型の記録層が形成された光記録媒体の所定
   の収束面に光源からの集束光を収束させて光学的に情報
   を記録する光学的記録装置において、上記光源が、記録
   層をその記録材料の融点温度まで加熱して非晶質状態と
   することにより情報を消去する第一の集束光発生手段と
   、 情報が消去された非晶質状態にある記録層の一部を少な
   くとも記録材料の結晶化温度まで加熱して結晶質状態と
   することにより情報を書込む第二の集束光発生手段、 を具備することを特徴とする光学的記録装置。