(57)【要約】【課題】焦点ずれによる初期化ムラを解決できる光記録媒体の初期化装置を提供する。【解決手段】ビームエキスパンダーと、ビームエキスパンダーからのレーザ光を反射させる第１のガルバノミラーと、第１のガルバノミラーからのレーザ光を反射させる第２のガルバノミラーと、第２のガルバノミラーからのレーザ光を前記光記録媒体の所定のスポットに集光するｆ・θレンズとを備える。【選択図】図１
2013051005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録媒体の初期化装置であって、
ビームエキスパンダーと、
前記ビームエキスパンダーからのレーザ光を反射させる第１のガルバノミラーと、
前記第１のガルバノミラーからのレーザ光を反射させる第２のガルバノミラーと、
前記第２のガルバノミラーからのレーザ光を前記光記録媒体の所定のスポットに集光するｆ・θレンズとを備えることを特徴とする光記録媒体の初期化装置。
【請求項２】
光記録媒体の初期化方法であって、
ビームエキスパンダーでレーザビームのビーム径を拡大してレーザ光を出射し、
第１のガルバノミラーで前記レーザ光を反射して、
第２のガルバノミラーで前記第１のガルバノミラーで反射された前記レーザ光をさらに反射して、
ｆ・θレンズで、前記第２のガルバノミラーからのレーザ光を前記光記録媒体の所定のスポットに集光する光記録媒体の初期化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体の初期化装置及び初期化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ＹＡＧレーザを時系列的に回鏡するポリゴンミラーに入射し、そのレーザ光をポリゴンミラーからｆ・θレンズに入射集光し、更に、ｆ・θレンズから反射面を時系列的に角度変えするガルバノミラーに入射し、光ディスクを停止したまま、レーザ光を光ディスクのディスク全面に照射する初期化方法及び装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１８７８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の初期化方法では、ガルバノミラーを回転させると、レーザビームの焦点位置が光ディスクの信号記録層から大きくずれるため、焦点深度の深いｆ・θレンズを使用しても、均一なレーザ照射が不可能であり初期化ムラが発生するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記の問題を解決すべく、均一なレーザ照射が可能であり、初期化ムラが軽減する光記録媒体の初期化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の光記録媒体の初期化装置は、ビームエキスパンダーと、前記ビームエキスパンダーからのレーザ光を反射させる第１のガルバノミラーと、前記第１のガルバノミラーからのレーザ光を反射させる第２のガルバノミラーと、前記第２のガルバノミラーからのレーザ光を前記光記録媒体の所定のスポットに集光するｆ・θレンズとを備える。
【発明の効果】
【０００７】
上記の構成によれば、ｆ・θレンズを光ディスク側に設置することにより、ビームスキャン領域全体において集光されたレーザビームの照射を可能とするとともに、焦点ずれによる初期化ムラを解決することを可能とする光記録媒体の初期化装置を提供することができる。さらに本発明は、光ディスクの初期化に限らず、どのような形状のワークでも初期化またはレーザアニールが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１における初期化装置の概略構成図
【図２】実施の形態２における初期化装置の概略構成図
【図３】実施の形態３における初期化装置の概略構成図
【図４】光ディスクを上側から見た平面図
【図５】光ディスクの断面図
【図６】パルス状のレーザビームを示す図
【図７】レーザビームスキャン方法を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における初期化装置の概略構成図である。
【００１１】
１００はレーザ光源であり、加熱性のよい近赤外領域の波長（０．７〜２．５
1314587145609_0
）を有するＹＡＧレーザ、半導体レーザ等を使用する。１０６はレーザビームであり、レーザ光源１００から出射される。
【００１２】
１０１はビームエキスパンダーであり、ビーム径を拡大することにより光ディスク１０５に照射するレーザスポット径を拡大する。
【００１３】
１０２は第１のガルバノミラー、１０３は第２のガルバノミラーであり、それぞれ反射面の角度を時系列的に変えることができる。これにより、光ディスクの任意の位置にレーザビーム照射位置を移動させることができる。
【００１４】
１０４はｆ・θレンズであり、レーザ光を所定のスポットに集光する。ｆ・θレンズ１０４は、光ディスクの基板厚みムラ等による初期化記録膜の微小な高さ方向位置変動に対して、レーザスポットサイズの変動を抑制できるよう、焦点深度が十分深いものを使用する。
【００１５】
１０５は相変化書き換え型の光ディスクであり、外形寸法は直径１２０ｍｍ、内周孔直径１５ｍｍ、板厚１．２ｍｍが一般的である。光ディスク１０５に反りがあると、初期化装置においてはレーザ照射の際に焦点位置が記録膜からずれ、レーザスポットサイズが変化する。これにより、加熱温度が不均一となり、結晶化状態が不均一となるため、光ディスク１０５は、真空吸着機構（図示せず）により平面性のよいテーブル（図示せず）上に吸着し固定する。
【００１６】
以上のように構成された初期化装置の動作を図１を用いて説明する。
【００１７】
まず、光ディスク１０５は、真空吸着機構（図示せず）により平面性の良いテーブル（図示せず）上に吸着し固定される。
【００１８】
次に、レーザ光源１００は、レーザビーム１０６をビームエキスパンダー１０１に向けて出射する。レーザビーム１０６は、ビームエキスパンダー１０１で拡大され、第１のガルバノミラーに入射する。レーザビーム１０６のビーム径は、ビームエキスパンダー１０１で拡大されるので、光ディスク１０５上のレーザスポット照射面積が拡大し、光ディスク１０５全体の初期化時間が短縮される。
【００１９】
さらに、第１のガルバノミラー１０２から出射したレーザビーム１０６は、第２のガルバノミラー１０３に入射する。制御部（図示せず）は、２枚のガルバノミラー１０２、１０３を予め設定された光ディスク１０５の初期化条件情報に基づき、時系列的に鏡面の角度を計算し、２枚のガルバノミラー１０２、１０３を回転させることで角度を変える。これにより、レーザビーム１０６は、初期化条件で規定された通りに、光ディスク１０５上でスキャンされる。ここで、光ディスク１０５の初期化条件とは、初期化開始半径、初期化終了半径、レーザビームスキャン速度、レーザビーム送りピッチ、初期化レーザパワー等の情報である。
【００２０】
第２のガルバノミラー１０３を出射したレーザビーム１０６は、ｆ・θレンズ１０４に入射し、所定のスポットに集光し、光ディスク１０５の記録膜上に照射する。
【００２１】
この構成により、光ディスク１０５を停止したままで、記録膜の所定の領域を、所定のレーザビームスキャン条件で、非結晶状態から結晶状態に変化させる初期化を可能とする。この構成では、ｆ・θレンズ１０４を２枚のガルバノミラー１０２、１０３よりも光ディスク１０５側に配置することにより、オートフォーカス系無しで、光ディスク１０５全域に渡り集光したレーザスポット照射を可能とし、従来例におけるガルバノミラー回転時のレーザビーム焦点ずれを解決することができる。
【００２２】
また本実施の形態の初期化装置は、一般的な光ディスクを回転させる初期化装置と比較し、複雑な光学系によるオートフォーカス系が不要となり、簡単な構成となる。さらに光ディスクを停止したままで初期化が可能であるため、光ディスクの回転系、レーザ送り系も無くすことができ、装置全体で大幅なコストダウンが可能となる。
【００２３】
なお、実施の形態１では、光ディスクに関する初期化装置を説明したが、初期化する対象である記録媒体を回転させる必要がないため、光ディスクのような円盤型の記録媒体に限らず、光テープのような円盤型ではないフィルム状の記録媒体にも適用可能である。
【００２４】
（実施の形態２）
図２は、実施の形態２における初期化装置の概略構成図である。実施の形態１との差異部分のみ説明する。
【００２５】
実施の形態２の初期化装置は、実施の形態１の初期化装置と同様、光ディスクを停止したままで初期化が可能であり、従来例の問題点である初期化領域での焦点位置ずれによる照射スポットサイズの変化を抑制するものである。実施の形態１との相違は、ｆ・θレンズを使用せず２枚のガルバノミラーとビームエキスパンダー１０１の間に集光用の対物レンズ１１１および対物レンズ移動手段１０７を設置し、対物レンズ１１１を光軸方向に直線往復移動可能にした点である。対物レンズ移動手段１０７はボイスコイルモータ（リニアモータ）であり対物レンズの直線高速移動を可能にする。
【００２６】
図２のように構成された初期化装置では、まず実施の形態１と同様、光ディスク１０５は、真空吸着機構（図示せず）により平面性の良いテーブル（図示せず）上に固定される。
【００２７】
次に、レーザ光源１００は、レーザビーム１０６をビームエキスパンダー１０１に向けて出射する。レーザビーム１０６は、ビームエキスパンダー１０１で拡大され、対物レンズ１１１に入射し、所定のスポットに集光する。
【００２８】
次に、対物レンズ１１１を出射したレーザビーム１０６は、第１のガルバノミラー１０２に入射する。さらに、第１のガルバノミラー１０２から出射したレーザビーム１０６は、第２のガルバノミラー１０３に入射する。第２のガルバノミラー１０３を出射したレーザビーム１０６は、光ディスク１０５の記録膜上に照射する。
【００２９】
制御部（図示せず）は、実施の形態１と同様、２枚のガルバノミラー１０２、１０３を予め設定した光ディスク１０５の初期化条件情報に基づき、時系列的に鏡面の角度を計算し、２枚のガルバノミラー（１０２、１０３）を回転させることで角度を変える。これにより、レーザビーム１０６は、初期化条件情報に規定された通りにスキャンされる。
【００３０】
本実施の形態２では、さらに、制御部（図示せず）は、光ディスク１０５上のレーザビーム照射位置から対物レンズまでのビーム距離を算出し、このビーム距離が対物レンズ１１１の焦点距離を保つように、対物レンズ移動手段１０７により対物レンズ１１１を光軸上で移動させる。これにより、実施の形態１と同様、光ディスク１０５を停止したままで、記録膜の所定の領域を、所定のレーザビームスキャン条件で、非結晶状態から結晶状態に変化させる初期化を可能とする。この構成では、対物レンズ１１１および対物レンズ移動手段１０７を、２枚のガルバノミラー１０２、１０３よりレーザ側に配置することにより、オートフォーカス系無しで、光ディスク１０５全域に渡り集光したレーザスポット照射を可能とし、従来例におけるガルバノミラー回転時のレーザビーム焦点ずれを解決することができる。
【００３１】
また、本実施の形態２においても、実施の形態１と同様、オートフォーカス系を無くすことにより、初期化装置の光学系が簡単な構成となる。さらに光ディスクを停止したままで初期化が可能であるため、光ディスクの回転系、レーザ送り系も無くすことができ、装置全体で大幅なコストダウンが可能となる。
【００３２】
なお、実施の形態２では、光ディスクに関する初期化装置を説明したが、初期化する対象である記録媒体を回転させる必要がないため、光ディスクのような円盤型の記録媒体に限らず、光テープのような円盤型ではないフィルム状の記録媒体にも適用可能である。
【００３３】
（実施の形態３）
図３は、実施の形態３における初期化装置の概略構成図である。実施の形態１および２との差異部分のみ説明する。
【００３４】
実施の形態３の初期化装置は、実施の形態１および２の初期化装置と同様、光ディスクを停止したままで初期化が可能であり、従来例の問題点である初期化領域での照射スポットサイズの変化を抑制するものである。実施の形態１および２との相違は、テレセントリックｆ・θレンズ１０８を使用することにより光ディスク１０５の全域に渡りレーザビームを集光した状態で、垂直照射することを可能にした点である。このような構成にすることにより、実施の形態１および２におけるレーザビームの傾きによる微小なスポットサイズの変化をも無くすことができる。
【００３５】
図３のように構成された初期化装置では、まず実施の形態１と同様、光ディスク１０５を真空吸着機構（図示せず）により平面性の良いテーブル（図示せず）上に固定する。
【００３６】
次に、レーザ光源１００は、レーザビーム１０６をビームエキスパンダー１０１に向けて出射する。レーザビーム１０６は、ビームエキスパンダー１０１で拡大され、第１のガルバノミラー１０２に入射する。
【００３７】
さらに、第１のガルバノミラー１０２から出射したレーザビーム１０６は、第２のガルバノミラー１０３に入射する。制御部（図示せず）は、２枚のガルバノミラー１０２、１０３を予め設定された光ディスク１０５の初期化条件情報に基づき、時系列的に鏡面の角度を計算し、２枚のガルバノミラー１０２、１０３を回転させることで角度を変える。これにより、レーザビーム１０６は、初期化条件に規定された通りに、光ディスク１０５上でスキャンされる。ここで、光ディスク１０５の初期化条件とは、実施の形態１と同じである。
【００３８】
第２のガルバノミラー１０３を出射したレーザビーム１０６は、テレセントリックｆ・θレンズ１０８に入射し、所定のスポットに集光し、常に光ディスク１０５の全域に渡り、記録膜への垂直照射を可能とする。
【００３９】
この構成により、光ディスク１０５を停止したままで、レーザビーム１０６のスキャン領域におけるスポットサイズの変化を、入射角が変化する実施例１および２よりも少なくし、所定のレーザビームスキャン条件で、より均一に非結晶状態から結晶状態に変化させる初期化を可能とする。この構成では、テレセントリックｆ・θレンズ１０８を２枚のガルバノミラー１０２、１０３より光ディスク側に配置することにより、複雑なオートフォーカス系無しで、光ディスク１０５全域に渡り集光したレーザスポットの垂直照射が可能となり、従来例の焦点位置ずれの問題点を解決し、さらに実施の形態１および２におけるレーザビーム照射時の傾きについても補正するものである。実施の形態３では、実施の形態１および２と同様、オートフォーカス系を無くすことにより、初期化装置は光学系が簡単な構成となる。さらに光ディスクを停止したままで初期化が可能であるため、光ディスクの回転系、レーザ送り系も無くすことができ、装置全体で大幅なコストダウンが可能となる。
【００４０】
なお、実施の形態３では、光ディスクに関する初期化装置を説明したが、初期化する対象である記録媒体を回転させる必要がないため、光ディスクのような円盤型の記録媒体に限らず、光テープのような円盤型ではないフィルム状の記録媒体にも適用可能である。
【００４１】
（実施の形態４）
実施の形態４は、実施の形態１〜３の初期化装置において、初期化品質と生産性の向上に有効なレーザビーム１０６を提供するものである。
【００４２】
図４は、初期化途中の光ディスクを上側（レーザビーム入射側）から平面的に見た図であり、１０９は楕円形状に整形されたレーザスポットである。
【００４３】
レーザスポット１０９は、破線の矢印で示すレーザスポット１０９の移動方向には、楕円形の短軸方向、垂直方向には長軸方向となるよう配置する。レーザビーム１０６の移動方向に楕円の短軸方向を配置することにより、レーザスポット１０９の移動照射において、光ディスク１０５の記録膜の加熱時間（スポット通過時間）の短縮が可能であり、長時間加熱した場合に問題となる記録膜の熱的損傷を防止可能とする。またレーザビーム１０６の移動方向の垂直方向に楕円の長軸方向を配置することでビームスキャンの際の送りピッチが拡大でき、初期化時間の短縮が可能となり生産性が向上する。
【００４４】
本実施の形態４では、レーザスポットとして、短軸長さ１０μｍ以下、長軸方向１００μｍ以上のサイズのスポットを使用する。
【００４５】
なお、実施の形態４では、光ディスクに関する初期化装置を説明したが、光ディスクのような円盤型の記録媒体に限らず、光テープのような円盤型ではないフィルム状の記録媒体にも適用可能である。
【００４６】
（実施の形態５）
実施の形態５は、実施の形態１〜３の初期化装置において初期化強度分布を改善するレーザビーム１０６の照射方法を提供するものである。
【００４７】
図５は、初期化途中のレーザビームと光ディスク記録層の位置関係を光ディスクの断面図にて示した図である。光ディスク１０５の記録膜とレーザビーム焦点位置との距離をＬとする。実施の形態１〜３では、レーザビームを光ディスク１０５の記録膜に集光させる、即ちＬ＝０として説明した。Ｌ＝０ではレーザのパワー密度が高く、最も低パワーで効率的な初期化が可能である。しかしながら、レーザプロファイルによっては、初期化ムラが発生する可能性がある。この場合、レーザビームの焦点を記録膜より下方向にずらし、ぼかした状態のレーザスポットで初期化することによりレーザプロファイルによる初期化ムラの改善が可能である。
【００４８】
なお、実施の形態５では、光ディスクに関する初期化装置を説明したが、光ディスクのような円盤型の記録媒体に限らず、光テープのような円盤型ではないフィルム状の記録媒体にも適用可能である。
【００４９】
（実施の形態６）
実施の形態６は、光ディスク初期化または、光ディスク以外の薄いフィルムのレーザアニールにおいて、熱により損傷が発生しやすい材料に対する好適なレーザビーム照射方法を提供する。
【００５０】
連続発振光による照射では、レーザ照射部分から周辺へ熱が拡散することにより、記録膜や基板に損傷が発生しやすいので、熱的にダメージを受けやすい材料には、図６に示すようなパルス状のレーザビーム照射を行うことにより初期化品質またはアニール品質が改善される。
【００５１】
本実施例ではパルス幅を０．１μｓ以上、周期を２０μｓ以下とする。このような設定をすることで、パルス幅が短い場合にピークパワーが高くなり過ぎることにより発生するパルススポット中心部と周辺部の加熱ムラ、および周期が長い場合に発生するパルススポット間の照射不足による加熱ムラを防止するという効果が得られる。
【００５２】
なお、実施の形態６では、光ディスクに関する初期化装置を説明したが、光ディスクのような円盤型の記録媒体に限らず、光テープのような円盤型ではないフィルム状の記録媒体にも適用可能である。
【００５３】
（実施の形態７）
実施の形態７は、初期化ムラを改善するレーザビームのスキャン方法を提供するものである。
【００５４】
図７は、初期化途中の光ディスクを上側（レーザビーム入射側）から平面的に見た図であり、楕円状のレーザスポット１１０により光ディスク上をスキャンして初期化している途中の状態を示している。楕円状のレーザスポット１１０の長さをＡ、スキャン送りピッチをＢとする。ここでＡ＝ｋＢの関係が成り立つよう、ＡをＢの整数倍に設定する。このように設定すると、スキャン開始位置付近と終了位置付近を除いて、各初期化領域はレーザビームが１／ｋずつ位置をずらしながら、ｋ回スキャンされることになり、１回ではレーザプロファイル分布による初期化ムラが発生しても複数回レーザビームをずらしてスキャンすることにより初期化ムラを少なくすることが可能となる。ここでｋは２以上の整数に設定する。
【００５５】
なお、実施の形態７では、光ディスクに関する初期化装置を説明したが、光ディスクのような円盤型の記録媒体に限らず、光テープのような円盤型ではないフィルム状の記録媒体にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の初期化装置は、光ディスクのような円盤型の記録媒体に限らず、光テープのような円盤型ではないフィルム状の記録媒体にも適用可能であり、バックアップのための幅広い記録媒体に応用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１００  レーザ光源
１０１  ビームエキスパンダー
１０２  第１のガルバノミラー
１０３  第２のガルバノミラー
１０４  ｆ・θレンズ
１０５  光ディスク
１０６  レーザビーム
【図１】
2013051005.tif 000003
【図２】
2013051005.tif 000004
【図３】
2013051005.tif 000005
【図４】
2013051005.tif 000006
【図５】
2013051005.tif 000007
【図６】
2013051005.tif 000008
【図７】
2013051005.tif 000009