(57)【要約】【課題】  溝に対する垂直方向での結晶状態、反射率の均一性が良好な初期化が施され、ドライブでの信号記録、再生品質が安定された相変化型情報記録媒体を提供する。【解決手段】  レーザー光の強度分布（光ディスクの記録溝方向に対して垂直方向の強度分布）がビーム巾の両端部を中央部より低くしたレーザー光を、媒体の半径方向に移動させて初期化された相変化型情報記録媒体。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光のビーム巾の両端部を中央部よりその光強度を低くした半導体レーザー光を、相変化型情報記録媒体の記録溝方向に対して垂直方向に、かつ半径方向に移動させて初期化されてなることを特徴とする相変化型情報記録媒体。
【請求項２】
２回レーザー光が当たる部分に相当する両端部のレーザーパワーが、１回だけレーザー光が当たる部分に相当する中央部のレーザーパワーより低くして初期化が施されていることを特徴とする請求項１に記載の相変化型情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は特に光ビームを照射することにより記録層材料に相変化を生じさせ、情報の記録・再生を行い、かつ、書き換えが可能である初期化された相変化型情報記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ−ＲＷディスク等の相変化型情報記録媒体は、円盤状の基板上に第１誘電体層、記録層、第２誘電体層、金属又は合金層をスパッタリング法により形成し、その上にＵＶ硬化樹脂層を塗布法によって形成している。記録層はスパッタした状態では非晶質状態であるため、記録装置（ドライブ）で記録できるように結晶化してやる必要がある。この記録層の結晶化工程を初期化工程と呼んでいる。記録層膜を一旦メルティング温度にまで昇温した後、冷却の時間を長くとれば結晶化し、短い時間で冷却してやれば、非晶質状態となる。
【０００３】
ディスクの材料としては機械特性の安定性、重量、価格等の観点から、ほとんどがポリカーボネート樹脂を使用している。そのため、全面を同等に初期化しようとするとパワー密度が高くなりすぎて、樹脂の耐熱温度を越えてしまう恐れがある。そこで初期化の方法としては、ディスクを回転させながら強度のレーザー光をフォーカシングしながら照射してやり、部分的に結晶化を進めて行くのが一般的である。
【０００４】
具体的にはディスクを回転させ、長楕円状のレーザー光の長手方向をトラックと垂直になるようにして、レーザーヘッドまたは回転するディスクを半径方向に少しずつ移動させていくことにより全面の初期化が完了できる。この際、特にトラックに対して垂直の方向の、長楕円状のレーザー光強度分布に大きなばらつきがあると、初期化完了後のディスクの反射率が溝に対して垂直方向に高低のあるものとなり、トラッキング信号がばらついてドライブでの書き込み、読み出しに支障を来す恐れがある。
【０００５】
また、初期化工程では、レーザー光をディスク全面にスキャンさせながらゆっくり冷却させるため、初期化完了までには長い時間がかかる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、相変化型光ディスクの初期化工程において、特に溝に対して垂直方向における結晶化状態や、反射率の均一性が良い初期化を行うことにより、ドライブでの信号記録、再生品質を安定させることである。また、本発明の他の目的は、初期化全体にかかる時間を短縮することにより、生産量を向上することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、相変化型光ディスクの初期化について次のように考察した。本発明はこれらに基づいてなされたものである。
【０００８】
（１）初期化工程の半導体レーザー光の強度分布は、相変化型情報記録媒体の初期化工程において、出来上がった記録媒体の信号品質、特にトラッキング信号品質を大きく左右する。
【０００９】
（２）相変化型光ディスクのトラックに対し垂直方向のレーザー光強度分布において、その両端部分のレーザー光強度をレーザー中央部の光強度より小さくすることにより、記録媒体の初期化後品質が良くなる。つまり、長楕円状のレーザー光の長手方向のレーザー光強度を両端部で鈍らせることにより、トラックと垂直方向に均一な初期化品質を得ることができる。
【００１０】
（３）両端部分のレーザー光強度を中央部のレーザー光強度より小さくするには、初期化装置の光学系を組み立てる前や、組み立てた後の実使用前に、許容電力の範囲内で通電、遮断のＯＮ、ＯＦＦを繰り返すことにより、両端部のレーザー光強度が鈍ったレーザーヘッドを製造することができる。
【００１１】
（４）このように、両端部のレーザー光出力が鈍った初期化装置で、相変化型情報記録媒体を初期化する場合の、送りステップ（相変化型情報記録媒体が１回転する間に初期化のヘッドが記録溝に対して垂直に、かつ相対的に移動する量）は、２回レーザー光が当たる部分に相当するレーザーパワーが、１回だけレーザー光が当たる部分に相当する中央部のレーザーパワーより低くしておくことで、均一の初期化が行なえるようになる。
【００１２】
従って、本発明によれば、第一に、レーザー光のビーム巾の両端部を中央部よりその光強度を低くした半導体レーザー光を、相変化型情報記録媒体の記録溝方向に対して垂直方向に、かつ半径方向に移動させて初期化されてなることを特徴とする相変化型情報記録媒体が提供される。
【００１３】
第二に、２回レーザー光が当たる部分に相当する両端部のレーザーパワーが、１回だけレーザー光が当たる部分に相当する中央部のレーザーパワーより低くして初期化が施されてなることを特徴とする上記第一に記載の相変化型情報記録媒体が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、相変化型情報記録媒体は、記録溝に対し垂直方向の初期化状態が非常に均一である。また、初期化状態が均一なため、ドライブで書き込み読み出しを行った場合のエラー発生率が低下する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。相変化型光ディスクの形態を図１に示す。基本的な構成は、案内溝を有する基板５１上に、第１保護層５２、記録層５３、第２保護層５４、反射放熱層５５、オーバーコート層５６を有する。さらに、好ましくは、オーバーコート層５６上に印刷層５７、基板１の裏面にハードコート層５８を有する。
【００１６】
基板の材料は通常、ガラス、セラミックス、樹脂などであり、特に成型性、光学特性、コストの点で優れるポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂が好ましい。また、基板の形状としてはディスク状、カード状あるいはシート状であってもよい。基板の厚さは１．２ｍｍ、０．６ｍｍなどが好適である。一方、第１誘電体層、記録層、第２誘電体層、反射放熱層はスパッタリングにより形成し、その上のオーバーコート層はＵＶ硬化樹脂を塗布によって形成している。
【００１７】
記録層としてはＡｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅを含む四元素の相変化型記録材を主成分として含有する材料が、記録（アモルファス化）感度・速度、消去（結晶化）感度・速度、及び消去比が良好なため適している。記録層の厚さは１５〜３５ｎｍくらいが適当である。
【００１８】
第１誘電体層および第２誘電体層としては、ＳｉＯ、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2などの金属酸化物、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮなどの窒化物、ＺｎＳ、Ｉｎ2Ｓ3などの硫化物、ＳｉＣ、ＴａＣなどの炭化物やダイヤモンド状カーボンなどがあげられる。第１誘戯体層の厚さは６５〜１３０ｎｍくらいが適当であり、第２誘電体層の厚さは１５〜４５ｎｍくらいが適当である。
【００１９】
反射放熱層としてはＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔａなどの金属材料、またはこれらの合金などを用いることができる。反射放熱層の厚さは７〜１８０ｎｍくらいが適当である。
【００２０】
ハードコート層としては、スピンコートで作製した紫外線硬化樹脂が一般的であり、その厚さは７〜１５μｍが適当である。
【００２１】
本発明の情報記録媒体の初期化に用いる電磁波としてはレーザー光、電子線、Ｘ線、紫外線、可視光線、赤外線、マイクロ波など種々のものが採用可能である。中でも小型でパワーが制御し易い半導体レーザーが最適である。
【００２２】
続いて初期化工程の詳細とその装置概要を以下に説明する。初期化装置はディスクを回転させる機能と、ディスク回転軸をディスクの半径方向に移動させる、またはレーザーユニットをディスクの半径方向に移動させる駆動機構と、ＬＤ発光機構、レーザー光をディスクの記録層に合焦させる光学系合焦機構、全体を制御する電気制御機構を備えた装置となっている。
【００２３】
数十本分の溝の記録層をスパッタリング後の非晶質状態から結晶化状態にまで一度に初期化するためには、ディスクを回転させながら、レーザー光による加熱後冷却を行うことにより可能になる。ディスクの回転数を一定にする角速度一定（ＣＡＶ）の回転の場合、半径値２５ｍｍの内周部と、半径値５５ｍｍの外周のパワー密度が２倍以上違ってしまうため、通常は、半径値に従って回転速度を調整する線速度一定（ＣＬＶ）モードで初期化を行う。
【００２４】
初期化のＬＤ（初期化用高出力半導体レーザー）は、活性層の厚さが約１００ｎｍ、幅が１００〜３００μｍの断面からレーザー光を発光し、レーザー光は図２のような光学系を通して収束され、基板側から入射したレーザー光は、ディスクの記録層で更に収束し、その部分の温度を結晶化温度にまで上昇させる。
【００２５】
レーザー光は、半導体レーザーの図３に示す端面から出射するが、エネルギーの分布は活性層の出射面側の形状に近い、短辺０．２〜４０μｍ×長辺８０〜２００μｍの長楕円形となる。これを光学系を使って収束して短辺０．５〜２０μｍ×長辺５０〜１５０μｍの光束として、情報記録媒体に当たることになる。
【００２６】
半導体レーザーから出射するレーザー光の長手方向のエネルギー分布は、光学系の収束後の分布にも影響し、相変化型情報記録媒体の溝に対して垂直方向の、初期化仕上がり特性に直接関係してくる。
【００２７】
初期化に使用するレーザー光は、初期化される情報記録媒体の全面積に対して最低１回、望ましくは２回以上当たっている必要がある。収束されたレーザー光は円形の記録媒体の場合は、楕円ビームの長手方向の約１００μｍ×円周分の面積を、情報記録媒体が１回転する間にスキャンすることができる。このビームを情報記録媒体の１回転する間に、溝と垂直方向に楕円ビームの長手方向の大きさの１００μｍより小さい距離を移動させることにより、全面に１回以上ビームをスキャンさせることが可能となる。
【００２８】
上記の移動距離に当たる、送り量を大きくすることにより、初期化に必要な時間は大きく短縮できる。例として、長手方向のビーム長が１００μｍであるレーザー光を使って、送り量を８０μｍとすると、図４のように中央部の６０μｍにはレーザー光が１回だけ当たり、両端部の２０μｍは２回レーザー光が当たるようになる。
【００２９】
上記の場合、中央部の６０μｍの部分に最適な条件で初期化を行う。１回目レーザー光が当たるまでに、ディスクが１回転する間の冷却の時間があるため、入射するエネルギーが単純に倍になるような計算にはならないが、両端の各２０μｍの部分はある程度の過度の初期化が行われて、中央部の６０μｍ部よりも反射率が大きくなり、溝に対して垂直方向のトラッキング信号にばらつきが大きくなる。そのため、２回レーザー光が当たる部分に相当する両端部のレーザーパワーが、１回だけレーザー光が当たる部分に相当する中央部のレーザーパワーより低いようにしてやると、この不都合を回避できる。
【００３０】
通常の製法で製造した半導体レーザーを使った場合、両端部のレーザーパワーが強くなっているのが一般的なため、両端の各２０μｍに当たる部分の反射率が高くなり、溝に対して垂直方向のトラッキング信号にばらつきが大きくなる（図４（ｂ））。そこで、今回の発明の半導体レーザーや光学系を備えた初期化装置を使った場合、重なり合う両端の各２０μｍの部分の反射率が、中央部の６０μｍの部分の反射率との差が小さくなり、トラッキング信号のばらつきが小さくなり、ドライブでの書き込み、読み出しに関してのエラー発生率が非常に小さくなる（図４（ａ））。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。
【００３２】
実施例１幅０．５μｍ、深さ３５ｎｍのグルーブを有する１．２ｍｍ厚のポリカーボネート基板に、第１保護層（６５〜１３０ｎｍ）、記録層（１５〜３５ｎｍ）、第２保護層（１５〜４５ｎｍ）、反射放熱層（７〜１８０ｎｍ）を枚葉型スパッタ装置によって連続製膜し、次いで、紫外線硬化樹脂のスピンコートによるハードコート（２〜６μｍ）、オーバーコート層（７〜１５μｍ）を形成し、相変化形光ディスクを作製した。記録層にはＡｇＩｎＳｂＴｅを用いた。第１保護層および第２保護層にはＺｎＳ−ＳｉＯ2を用いた。反射層にはアルミニウム合金を用いた。
【００３３】
図５は、ビーム強度の楕円長手方向のレーザー光強度分布が、ビーム巾の両端部が中央部より低くなっていることを示している。
図６は、ビーム強度の楕円長手方向のレーザー光強度分布が、ビーム巾の両端が中央部より高くなっていることを示している。
【００３４】
また、図７は、通常製法で製造した半導体レーザーを１２０時間通電、及び遮断の試験を行なった後のビーム強度分布である。初期の強度分布では両端部強度が中央部の強度より高かったが、両端部のレーザー光強度が低下することにより、初期化完了後の信号品質は向上したことを示している。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の相変化型情報記録媒体は、初期化状態が均一であるため、初期化することなくドライブでの使用に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】相変化型情報記録媒体の一例の概略図。
【図２】記録再生のための光学系を表わした図。
【図３】半導体レーザーのビーム放射角を表わした図。
【図４】（ａ）は本発明のレーザー光を使ったときの相変化型情報記録媒体に当たるレーザー光の強度分布を示した図、（ｂ）は通常のレーザー光を使ったときの相変化型情報記録媒体に当たるレーザー光の強度分布を示した図。
【図５】上記第二の発明で得られたレーザー光の強度分布を示した図。
【図６】通常製法のレーザー光の強度分布を示した図。
【図７】通常の半導体のレーザーを１２０時間使用した後のレーザー光の強度分布を示した図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図４】
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