JPH10241161A - 光ディスク初期化方法および初期化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスクに特別な領域を設けることなしにフ
ォーカス引込動作を容易にする光ディスク初期化方法を
提供することを目的とする。 【解決手段】 初期化対象相変化ディスク１１はスピン
ドルモータ１２により一定の線速度で回転される。記録
膜にレーザ光を照射してそのアモルファス状態を結晶状
態に初期化するためのレーザ光源１３には、記録・再生
・消去に用いる光源の最適な波長をλとしたときに、α
×λ（０．９５＞α＞０．７０）の波長のレーザ光を出
射する光源が使用される。レーザ光源１３から出射され
たレーザ光は、コリメータレンズ１４で平行光にされ、
初期化対象相変化ディスク１１の記録膜上で一定のビー
ム形状を保つようにフォーカスサーボ用のアクチュエー
タを備えた対物レンズ１５で絞られる。レーザ光をα×
λの波長としたことにより、アモルファス状態での反射
率が大きなレーザ光で初期化が可能になる。

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初期化方
法および初期化装置に関し、特にレーザ光の照射により
情報の記録、再生、消去が可能である相変化光ディスク
の初期化方法および初期化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ光の照射により情報の記録・再生
を行う光ディスクとしては、光磁気ディスク、相変化デ
ィスク、各種追記型光ディスク、ディジタルオーディオ
ディスク（いわゆるコンパクトディスク）、光学式ビデ
オディスク（いわゆるレーザーディスク）などの各種媒
体が実用化されている。

【０００３】これら光ディスクは、いずれもポリカーボ
ネートなどのプラスチックあるいはガラス製の透明基板
上に、記録層や反射膜などの機能膜よりなる記録部が形
成された構成になっている。

【０００４】このような光ディスクの利用法としては、
コンパクトディスク（ＣＤ）や、レーザーディスクのよ
うにユーザは再生のみを行って利用するＲＯＭ（Read O
nlyMemory）的な利用法と、光磁気ディスク、相変化デ
ィスクのように、ユーザが任意情報を記録し、必要に応
じて再生や追記書き込み、書き換えを行うＲＡＭ（Rand
om Access Memory）的な利用法とがある。このうち、相
変化ディスクは、外部磁場が不要であることから記録再
生装置の小型化が可能であり、かつオーバライトが容易
にできることから、データ記録媒体として盛んに研究さ
れている。

【０００５】相変化ディスクの場合、情報の記録、消
去、再生はレーザパワーを強、中、弱と３段階に変化さ
せることにより行う。すなわち、記録過程は、記録情報
に応じて高出力のレーザを記録膜に照射し、記録膜温度
を融点温度以上に上昇させることで、前の状態に関係な
く冷却時に記録膜がアモルファス状態に変わり、記録ピ
ットが形成される。また、消去過程では、記録膜がその
結晶化温度以上、融点以下の温度に達するような出力の
レーザを記録膜に照射し、前の状態にかかわらず、冷却
時に結晶状態に変わることで消去を行う。再生は低出力
のレーザを照射し、結晶状態とアモルファス状態とでは
記録膜の光学定数が変化することに起因する反射率変化
を検出することで行う。

【０００６】一般的に相変化ディスクの記録膜は、通
常、真空蒸着法やスパッタリング法の非平衡プロセスで
形成されるのでアモルファス状態となるのが普通であ
る。この記録膜がアモルファス状態の場合、記録、再生
時の反射率が非常に小さくなり、フォーカスやトラッキ
ングを安定してかけることが困難となる。したがって、
相変化光ディスクでは初期の状態で記録膜をアモルファ
ス状態から結晶状態に変化させ、反射率を大きくし、フ
ォーカスやトラッキングが安定してかかるようにする初
期化が必要である。

【０００７】従来の相変化ディスクの初期化は、連続発
光する記録・再生・消去に用いる波長のレーザ光を光学
系で収束させるとともに、幅広のスポットに形成して、
その短い方が光ディスクのトラック進行方向になるよう
に相対的に走査して行っていた（特開平３−９１１３０
号公報、特開平１−２４１０４９号公報）。しかし、こ
の方法ではアモルファス状態の記録膜の反射率が低いた
め、特に光源の出力が低い場合には、記録膜面上に一定
のスポット形状を保つようにフォーカスをかけることが
非常に困難である。そこで、最近ではディスクの内周部
に記録膜を設けずに反射膜のみを設け、フォーカス引込
動作を行いやすくする工夫がなされている（特開平４−
３２５９４０号公報）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法も、
ディスク上に記録領域以外の部分が生じるため、ディス
クの高容量化を考えた場合に余り好ましい方法とは言え
なかった。

【０００９】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、ディスクに特別な領域を設けることなしにフ
ォーカス引込動作を容易にする光ディスク初期化方法お
よび初期化装置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】本発明によれば、相変化
光ディスクの記録膜をアモルファス状態から結晶状態へ
変化させて記録膜の反射率を大きくする光ディスク初期
化方法において、記録・再生・消去に用いる光源の最適
な波長をλとしたときに、初期化用光源の波長をα×λ
（０．９５＞α＞０．７０）にしたことを特徴とする光
ディスク初期化方法が提供される。

【００１１】上記構成によれば、相変化ディスクの初期
化において、記録・再生・消去に用いる光源の最適な波
長をλとした場合に、初期化用光源の波長をα×λ
（０．９５＞α＞０．７０）とすることで、波長をλと
した場合よりも高い反射率を得ることができる領域で初
期化することができ、この結果、初期化時のフォーカス
引込動作を容易にすることができるとともに、ディスク
全面における安定したフォーカス動作の確保ができるよ
うになる。

【００１２】また、本発明によれば、相変化光ディスク
の記録膜をアモルファス状態から結晶状態へ変化させて
記録膜の反射率を大きくする光ディスク初期化装置にお
いて、相変化光ディスクを一定の線速度で回転させる回
転手段と、記録・再生・消去に用いる光源の最適な波長
をλとしたときに、出射されるレーザ光がα×λ（０．
９５＞α＞０．７０）の波長を有する初期化用光源と、
前記初期化用光源から出射されたレーザ光に対して記録
膜面上に一定のスポット形状を保つようにフォーカスサ
ーボをかけるサーボ手段と、を備えていることを特徴と
する光ディスク初期化装置が提供される。

【００１３】この光ディスク初期化装置によれば、初期
化用光源として記録・再生・消去に用いる光源の最適な
波長λより短いα×λ（０．９５＞α＞０．７０）の波
長のレーザ光が使用される。これにより、アモルファス
状態でレーザ光の反射率が高い波長領域で初期化するこ
とになり、初期化時のフォーカス引込動作が容易になる
とともに、ディスク全面における安定したフォーカス動
作の確保ができるようになる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら計算機シミュレーションに基づ
いて詳細に説明する。

【００１５】図２は相変化ディスクの断面を示す図であ
る。相変化ディスクは、ポリカーボネート基板１と、相
変化記録を行う記録膜２と、保護膜３とから構成され
る。ポリカーボネート基板１は射出成形により作製さ
れ、厚さは１．２ｍｍである。このポリカーボネート基
板１の片面には、凹凸状の溝が形成されており、その面
には、記録膜２が蒸着あるいはスパッタリングにより形
成される。この記録膜２は、相変化記録ディスクでは多
層膜で形成される。記録膜２の上に形成される保護膜３
は腐食防止のため紫外線硬化樹脂からなるもので、スピ
ンコート法やスクリーン印刷法により、１５μｍの厚さ
に形成される。

【００１６】図１は相変化ディスクの初期化装置の構成
を示す図である。この相変化ディスクの初期化装置は、
初期化対象相変化ディスク１１を一定の線速度で回転駆
動するスピンドルモータ１２と、初期化用光源としての
レーザ光源１３と、コリメータレンズ１４と、対物レン
ズ１５とで構成される。

【００１７】この初期化装置により初期化を行うとき、
初期化対象相変化ディスク１１はスピンドルモータ１２
に固定され、規定の線速度で回転される。レーザ光源１
３から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ１４で
平行光にされた後、対物レンズ１５で絞られて初期化対
象相変化ディスク１１の記録膜上に照射される。対物レ
ンズ１５はフォーカスサーボ用のアクチュエータを備
え、レーザ光が初期化対象相変化ディスク１１の記録膜
上で一定のビーム形状を保つようにする。ここで、レー
ザ光源１３は、初期化対象相変化ディスク１１に対する
記録・再生・消去に用いられる光源の最適波長よりも短
い波長のレーザ光を出射する。そのレーザ光の波長の具
体的な値については後述するが、初期化対象相変化ディ
スク１１の記録膜が製造時のアモルファス状態におい
て、記録・再生・消去に用いられる光源の最適波長より
も短い波長の領域に分布する、反射率の大きい波長が選
ばれる。

【００１８】本実施の形態では、ポリカーボネート樹脂
を使用して厚さ１．２ｍｍに射出成形した基板に、記録
膜２として第一ＺｎＳ−ＳｉＯ₂ 膜、ＧｅＳｂＴｅ膜、
第二ＺｎＳ−ＳｉＯ₂ 膜、Ａｌ膜の四つの膜を順番にＲ
Ｆスパッタリングにより形成したものを想定して、計算
機シミュレーションを行った。このときに用いた結晶状
態およびアモルファス状態の記録膜、その他基板や膜の
光学定数一覧を表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】この光学定数一覧は、４３０ｎｍから８３
０ｎｍまでの各波長に対して、記録膜２としてのＺｎＳ
−ＳｉＯ₂ 、ＧｅＳｂＴｅ（結晶状態・アモルファス状
態）、Ａｌの各材料の光学定数（ｎ，ｋ）を示してい
る。なお、光学定数のｎは材料の屈折率、ｋは光の吸収
に関係する消衰係数を表している。

【００２１】次に、この光学定数一覧のデータを用いて
計算機シミュレーションを行う。ここで、記録膜の膜厚
構成を、第一ＺｎＳ−ＳｉＯ₂ 膜が１３０ｎｍ、ＧｅＳ
ｂＴｅ膜が２０ｎｍ、第二ＺｎＳ−ＳｉＯ₂ 膜が２０ｎ
ｍと仮定し、記録膜が結晶状態での反射率とアモルファ
ス状態での反射率との差の波長依存性についてシミュレ
ーションを行った。

【００２２】図３は記録膜が結晶状態とアモルファス状
態での反射率差の波長依存性を示す図である。この図３
から、上記の膜厚構成の場合には、再生波長が６８０ｎ
ｍの時に反射率差が最大となることが分かる。相変化記
録ディスクの場合、一般的にこの反射率差が大きければ
再生信号を大きく取ることができる。つまり、この膜厚
構成の場合には、記録・再生・消去に用いるレーザ光の
波長が６８０ｎｍの場合に、最良の再生信号を得ること
ができる。

【００２３】また、同じ膜厚構成のディスクにおいて、
記録膜がアモルファス状態における反射率の波長依存性
についてシミュレーションを行った。図４は記録膜がア
モルファス状態における反射率の波長依存性を示す図で
ある。ここで、本シミュレーションでの反射率は、溝の
ないミラー面での計算値である。したがって、溝がある
面での反射率の平均レベルは約半分ほどになると考えら
れる。図４から、波長６８０ｎｍ以下、４８０ｎｍ以上
の領域では、反射率が１５％以上となり、記録・再生・
消去に最適なレーザ光の波長６８０ｎｍと比較し、フォ
ーカスサーボの引込動作が容易になることが明らかに分
かる。つまり、記録・再生・消去に最適な波長が６８０
ｎｍの場合には、波長６８０ｎｍ以下、４８０ｎｍ以上
のレーザ光で初期化を行うことにより、フォーカスサー
ボの引込動作を容易にすることが可能となる。

【００２４】次に、記録膜の膜厚構成を変えて、第一Ｚ
ｎＳ−ＳｉＯ₂ 膜を１３０ｎｍ、ＧｅＳｂＴｅ膜を２５
ｎｍ、第二ＺｎＳ−ＳｉＯ₂ 膜を４０ｎｍと仮定し、同
じように記録膜が結晶状態での反射率とアモルファス状
態での反射率との差の波長依存性についてシミュレーシ
ョンを行った。

【００２５】図５は記録膜が結晶状態とアモルファス状
態での反射率差の波長依存性を示す図である。この図５
から、第一ＺｎＳ−ＳｉＯ₂ 膜／ＧｅＳｂＴｅ膜／第二
ＺｎＳ−ＳｉＯ₂ 膜が１３０ｎｍ／２５ｎｍ／４０ｎｍ
の膜厚構成の場合には、再生波長７８０ｎｍの時に反射
率差が最大となることが分かる。つまり、上記と同じ理
由でこの膜厚構成の場合には、記録・再生・消去に用い
る波長が７８０ｎｍの場合に、最良の再生信号を得るこ
とができる。

【００２６】また、この同じ膜厚構成のディスクにおい
て、記録膜がアモルファス状態における反射率の波長依
存性についてシミュレーションを行った。図６は記録膜
がアモルファス状態における反射率波長依存性を示す図
である。ここで、反射率が１５％以上あるにも拘らず、
計算領域の下限を４３０ｎｍとしている。この値は、基
板材料の光学特性からくる制約であって、図７に、その
基板材料であるポリカーボネート樹脂の光学特性を示
す。

【００２７】図７はポリカーボネート樹脂の透過率の波
長依存性を示す図である。図７に示すように、４３０ｎ
ｍ以下の波長においては、基板材料がこの波長帯の光を
吸収するため、光線の透過率が極端に悪くなっている。
このため、初期化に使用する波長を４３０ｎｍ以下にす
ると、記録膜に十分な光パワーが到達せず、基板に欠陥
を発生させるおそれがある。したがって、４３０ｎｍ以
下の波長は初期化に使用する波長に適さないので、計算
領域の下限を４３０ｎｍとしているのは、このためであ
る。

【００２８】図６に戻り、この図６からは、波長７５０
ｎｍ以下、４３０ｎｍ以上の領域では反射率が１５％以
上となり、記録・再生・消去に最適な波長７８０ｎｍと
比較し、フォーカスサーボの引込動作が容易になること
が明らかに分かる。つまり、記録・再生・消去に最適な
波長が７８０ｎｍの場合には、７５０ｎｍ以下、４３０
ｎｍ以上の範囲の波長のレーザ光で初期化を行うことに
より、フォーカスサーボの引込動作を容易にすることが
可能となる。

【００２９】以上をまとめると、記録・再生・消去に用
いる最適波長をλとした場合に、初期化に用いる光源の
波長をλ_ini.とすると、以下の式

【００３０】

【数１】λ_ini.＝α×λ ・・・（１） が成り立つことになる。ただし、λ_ini.≧４３０ｎｍ、
０．９５＞α＞０．７０である。

【００３１】相変化光ディスクを初期化するときに、上
記式を満たすレーザ光源を用いることにより、記録膜の
アモルファス状態での反射率が大きくなり、したがっ
て、初期化時のフォーカスサーボ引込動作が安定になる
とともに、安定したフォーカス動作をディスク全面で確
保できるようになり、相変化光ディスクの初期化ムラや
不良が減少する。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、相変化
ディスクの初期化に使用される光源として、記録・再生
・消去に用いる最適な光源の波長の７０ないし９５％の
波長を有するレーザ光源を使用するように構成にした。
このレーザ光源の使用により、初期化前のアモルファス
状態にある記録膜での反射率が大きくなるので、相変化
ディスクの初期化時のフォーカスサーボ引込動作を容易
にし、ディスク全面における安定したフォーカス動作の
確保ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】相変化ディスクの初期化装置の構成を示す図で
ある。

【図２】相変化ディスクの断面を示す図である。

【図３】記録膜が結晶状態とアモルファス状態での反射
率差の波長依存性を示す図である。

【図４】記録膜がアモルファス状態における反射率の波
長依存性を示す図である。

【図５】記録膜が結晶状態とアモルファス状態での反射
率差の波長依存性を示す図である。

【図６】記録膜がアモルファス状態における反射率波長
依存性を示す図である。

【図７】ポリカーボネート樹脂の透過率の波長依存性を
示す図である。

【符号の説明】

１……ポリカーボネート基板、２……記録膜、３……保
護膜、１１……初期化対象相変化ディスク、１２……ス
ピンドルモータ、１３……レーザ光源、１４……コリメ
ータレンズ、１５……対物レンズ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相変化光ディスクの記録膜をアモルファ
   ス状態から結晶状態へ変化させて記録膜の反射率を大き
   くする光ディスク初期化方法において、 記録・再生・消去に用いる光源の最適な波長をλとした
   ときに、初期化用光源の波長をα×λ（０．９５＞α＞
   ０．７０）にしたことを特徴とする光ディスク初期化方
   法。
2. 【請求項２】 相変化光ディスクの記録膜をアモルファ
   ス状態から結晶状態へ変化させて記録膜の反射率を大き
   くする光ディスク初期化装置において、 相変化光ディスクを一定の線速度で回転させる回転手段
   と、 記録・再生・消去に用いる光源の最適な波長をλとした
   ときに、出射されるレーザ光がα×λ（０．９５＞α＞
   ０．７０）の波長を有する初期化用光源と、 前記初期化用光源から出射されたレーザ光に対して記録
   膜面上に一定のスポット形状を保つようにフォーカスサ
   ーボをかけるサーボ手段と、 を備えていることを特徴とする光ディスク初期化装置。