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JP2006092609A - 光記録媒体への情報記録方法及び情報記録・再生装置 - Google Patents

光記録媒体への情報記録方法及び情報記録・再生装置 Download PDF

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JP2006092609A JP2004274098A JP2004274098A JP2006092609A JP 2006092609 A JP2006092609 A JP 2006092609A JP 2004274098 A JP2004274098 A JP 2004274098A JP 2004274098 A JP2004274098 A JP 2004274098A JP 2006092609 A JP2006092609 A JP 2006092609A
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Abstract

【課題】2層光記録媒体のL1層のように、光透過率が高い記録層に、前後の記録マークとの熱干渉や隣接するトラックの記録マークとのクロスイレーズ等が生じることなく、正確に記録マークを形成する。
【解決手段】光透過率の高い半透過記録膜に記録する際に、レーザビームを、記録パワーのライトパルス及び基底パワーのクーリングパルスを含むパルス列となるようにパルス変調し、記録すべきデータを、記録層のトラックに沿った記録マークの長さに変調し、且つ、記録マークの長さを、1クロック周期をTとしたときに、Tの整数倍nTに対応させ、このnTに対応するnT記録マークは、nが4以上のとき、同数本のライトパルス及びクーリングパルスを用いて記録し、1本のクーリングパルス幅Tcの平均幅AveTcを、1.0<AveTc/T<1.6とし、且つ、用いるクーリングパルスの合計パルス幅SumTcを、0.5≦SumTc/nT≦0.8とする記録ストラテジを用いる。
【選択図】図3

Description

この発明は、半透過構造の記録層を有する光記録媒体、この光記録媒体への情報記録方法及び情報記録・再生装置に関する。
例えば、相変化記録膜からなる2つの記録層、L0層(rear−side layer)及びL1層(front−side layer)を備えた、いわゆる相変化2層光記録媒体がある。
DVD(Digital versatile disc)等の光記録媒体においては、記録すべきデータを記録層のトラックに沿った記録マークの長さに変調し、且つ、記録マークの長さは、1クロック周期をTとしたときに、Tの整数倍nTに対応させて記録するようにしている。例えば、CD−RW(compact disc rewritable)においては、EFM変調方式が用いられ、記録すべきデータを、3T〜11Tのいずれかの長さの記録マークに変調して記録するようにしている。
上記CD−RW等の、書換型光記録媒体においては、一般的に記録層として相変化膜が用いられ、レーザビームを、記録すべき情報に応じてパルス変調して記録層に照射して、nTに対応する長さの記録マークを形成している。ここで、記録マークの部分は相変化膜がアモルファス状態とされ、各記録マーク間には、結晶状態のスペース部が作成される。
前記アモルファス状態の記録マーク部は、レーザビームで結晶部分を溶融した後、急冷することで作成され、結晶状態の部分は、相変化膜の結晶化温度以上で一定時間以上保持するようにレーザビームを照射することによって作成している。
前記アモルファス状態とする場合には、記録パワーのライトパルスとほぼ基底パワーのクーリングパルスからなるパルス列のレーザビームを照射し、溶融・急冷化する。又、結晶状態とする場合には、消去パワーレベルのレーザビームを照射する。
例えば、前記CD−RWにおいては、nT記録マークを作成するのには、(n−1)個のライトパルスとクーリングパルスからなるパルス列のレーザビームを照射する。例えば、5T記録マークを作成する場合は、5−1=4個のライトパルスとクーリングパルスとからなるパルス列を照射する。
特に、5Tから6Tのように、1T分だけマーク長が長くなる場合は、ライトパルスとクーリングパルスからなる1T区間のパルス列を追加させ、マーク長さを制御するようにしている。
一方、光記録媒体の高密度化に伴い、複数の記録層を用いた多層型の光記録媒体が提案されているが、このような多層光記録媒体の光入射側記録層では、奥側の記録層の記録再生を可能とするために、半透過構造とし、記録波長の透過率を30〜80%とする必要がある。相変化記録膜を用いた光記録媒体においては金属放熱膜を用いていて、光入射側記録層を半透過構造とするために、従来100nm程度であった前記金属放熱膜の厚みを例えば30nm未満とするという必要性が生じている。このようにすると、放熱効果が減少するため、光入射側記録層は徐冷構造となる。
この徐冷構造の記録層においては、従来急冷化によってアモルファス状態となっていた部分の一部が急冷化できないことから、前後の記録マークとの熱干渉や、クロスイレーズと呼ばれるトラック間の熱干渉が生じるという問題点がある。
上記のような記録マーク間の熱干渉やトラック間のクロスイレーズは、多層光記録媒体に限らず一層の光記録媒体においても問題となっていたため、例えば特許文献1あるいは特許文献2のような対策が提案されている。
特許文献1では、消去パワーのパワーレベルをスペース長によって変更させ、又特許文献2においては、ライトパルスのパワーを2レベルとすることが提案されている。
しかしながら、これらは、レーザパルスのパワーレベルの段数を増加することになり、レーザの変調を困難にするという新たな問題点を生じる。
又、高速記録化に伴い、2Tクロックに同期させる記録ストラテジ(特許文献3参照)や1.5T〜3Tクロックの組合せとする記録ストラテジ(特許文献4参照)が提案されている。しかしこれらは、同期させるクロック周期に対するライトパルス幅について考慮されていないため、クロック周期の長さに比例してライトパルス幅が長くなる(太くなる)傾向にある。これらのストラテジでは、ライトパルス幅が長い(太い)ことから、記録時の溶融範囲がトラック幅方向に広がり、クロスイレーズが大きくなる。特に徐冷構造の記録層では、クロスイレーズが顕著になってしまうという問題点がある。
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、前後の記録マークの熱干渉及びトラック間のクロスイレーズを防止することが可能であり、特に金属放熱層が薄い半透過型記録層に用いて好適な光記録媒体への情報記録方法及び情報記録・再生装置を提供することを目的とする。
特開2003−203337 特開2003−208713 特許第3508932号公報 特開2002−312943号公報
本発明者は、鋭意研究の結果、ライトパルス及びクーリングパルスにより記録マークを形成する際に、これが4T以上の場合、ライトパルスとクーリングパルスを同数とすると共に、クーリングパルス幅の平均値及びクーリングパルスの合計パルス幅を一定範囲とすることによって、前後の記録マークの熱干渉及びトラック間のクロスイレーズの抑制が可能であることが分かった。
即ち、以下の本発明により上記目的を達成することができる。
(1)レーザビームを、記録パワーのライトパルス及びほぼ基底パワーのクーリングパルスを含むパルス列となるようにパルス変調して、光記録媒体の記録層に照射することにより、記録すべきデータを、前記記録層のトラックに沿った記録マークの長さに変調し、且つ、記録マークの長さを、1クロック周期をTとしたときに、Tの整数倍nTに対応させて記録する光記録媒体への情報記録方法であって、前記nが4以上のnT記録マークを記録する際に同数本のライトパルス及びクーリングパルスを用いると共に、1本のクーリングパルス幅Tcの平均幅AveTcを、1.0<AveTc/T<1.6とし、且つ、用いるクーリングパルスの合計パルス幅SumTcを、0.5≦SumTc/nT≦0.8とすることを特徴とする光記録媒体への情報記録方法。
(2)1本のライトパルス幅Twを、0.2<Tw/T<0.6とし、用いるライトパルスの合計パルス幅SumTwを、0.15≦SumTw/nT≦0.3、且つ、(SumTc+SumTw)/nT<1とすることを特徴とする(1)に記載の光記録媒体への情報記録方法。
(3)前記記録層の記録波長における光透過率を30%以上80%以下とし、且つ、記録材料にSbを主成分とする材料を用いることを特徴とする(1)又は(2)に記載の光記録媒体への情報記録方法。
(4)記録層及びこれを被う光透過層を有する光記録媒体の前記記録層に、前記光透過層を介して、パルス変調されたレーザビームを照射することにより、記録すべきデータを、前記記録層のトラックに沿った記録マークの長さに変調し、且つ、前記記録マークの長さを、1クロック周期をTとしたときに、Tの整数倍nTに対応して記録する情報記録・再生装置であって、前記光記録媒体にレーザビームを照射する光学装置と、前記レーザビームを、記録パワーのライトパルス及びほぼ基底パワーのクーリングパルスを含むパルス列に変調制御するためのレーザ駆動信号を供給するレーザ駆動装置と、を少なくとも有し、請求項1又は2に記載の方法により、ライトパルス及びクーリングパルスに対応するレーザ駆動信号を供給するようにされたことを特徴とする情報記録・再生装置。
(5)前記記録層の、記録波長における光透過率が30%以上80%以下とされたことを特徴とする(4)に記載の情報記録・再生装置。
本発明は、光記録媒体に記録マークを形成する際の、前後の記録マークとの熱干渉及びトラック間のクロスイレーズを防止することができる。特に、記録層における金属放熱膜が薄い半透過型記録層において、記録マーク間の熱干渉やトラック間の熱干渉であるクロスイレーズを顕著に抑制することができるという効果を有する。
最良の形態の、光記録媒体への情報記録方法は、この光記録媒体として、相変化記録膜及び金属放熱膜を含む第2の記録層、及び、この第2の記録層に光透過率を30%以上80%以下とし、相変化記録膜の記録材料として、Sbを主成分としたものを用いる。レーザビームを、記録パワーのライトパルス及び基底パワーのクーリングパルスを含むパルス列となるようにパルス変調して、光記録媒体に照射する。記録すべきデータは、前記第2の記録層のトラックに沿った記録マークの長さに変調し、且つ、記録マークの長さを1クロック周期をTとしたときに、Tの整数倍nTに対応させるものとし、このnTに対応するnT記録マークを、nが4以上のnT記録マークを、同数本のライトパルス及びクーリングパルスを用いて記録し、そのときの、1本のクーリングパルス幅Tcを、1.0<AveTc/T<1.6とし、且つ、用いるクーリングパルスの合計パルス幅SumTcを、0.5≦SumTc/nT≦0.8とし、更に、1本のライトパルス幅Twを、0.2<Tw/T<0.6とし、用いるライトパルスの合計パルス幅SumTwを、0.15≦SumTw/nT≦0.3、且つ、(SumTc+SumTw)/nT<1とする。
以下本発明の実施例1について図1及び図2を参照して詳細に説明する。
この実施例1に係る方法により情報を記録するための光記録媒体10は、基板12上に、第1の記録層(L0層)14、透明中間層16、第2の記録層(以下記録層)18(L1層)及び光透過層20をこの順で積層して構成されている。
前記記録層18は、図1において拡大して示されるように、前記透明中間層16側から、下地膜18A、金属放熱膜18B、第2保護膜18C、相変化記録膜18D及び第1保護膜18Eをこの順で積層して構成されている。
前記金属放熱膜18Bは、放熱と光干渉効果のために設けられ、材料として好ましくはAg合金が用いられ、その膜厚tは、半透過構造とするために0<t<30nmとされ、これにより、記録層18全体の、記録波長における光透過率が30%以上80%以下となるようにされている。又、膜厚tは、より好ましくは0<t<20nmとする。
ここで、前記記録層18の光透過率が30%未満であると第1の記録層14への記録が困難となり、80%を超えると記録層18への記録が困難となる。又、膜厚tは、30nmを超えると光透過率が小さくなり過ぎてしまう。
前記下地膜18A、第2保護膜18C及び第1保護膜18Eは、各々が各種誘電体の積層膜から構成されている。
前記相変化記録膜18Dは、アモルファスと結晶の相変化が可能な材料、例えばSbTe共晶合金等から構成され、その膜厚は半透過構造とするために10nm以下が好ましい。
上記のような構成の光記録媒体10に対して、図2に示されるような情報記録・再生装置30により、情報の記録及び再生を行なう。
この情報記録・再生装置30は、前記光記録媒体10を回転させるためのスピンドルモータ32、レーザビームを前記光記録媒体10に照射するためのヘッド34、このヘッド34及び前記スピンドルモータ32を制御するためのコントローラ36、前記ヘッド34からのレーザビームを、パルス列に変調制御するためのレーザ駆動信号を供給するレーザ駆動回路38と、前記ヘッド34にレンズ駆動信号を供給するレンズ駆動回路40と、を備えて構成されている。
前記コントローラ36は、フォーカスサーボ追従回路36A、トラッキングサーボ追従回路36B及びレーザコントロール回路36Cが含まれている。
前記レーザコントロール回路36Cは、レーザ駆動回路38により供給されるレーザ駆動信号を生成する回路であり、データの記録時においては、対象となる光記録媒体に記録されている記録条件設定情報に基づいて適切なレーザ駆動信号の生成を行ない、データの再生時においては、対象となる光記録媒体の種類に応じ、レーザビームのパワーが予め定められたパワーとなるように、レーザ駆動信号の生成を行なうようにされている。なお、データの再生時における予め決められたパワーは、再生条件設定情報によって定められる。
前記記録条件設定情報とは、光記録媒体10に対してデータを記録する場合に必要な各種条件を特定するために用いられる情報を言う。本実施例1においては、記録条件設定情報には、記録時におけるレーザビームのパワー及び以下に詳述する記録ストラテジを決定するために必要な情報が少なくとも含まれている。
前記記録条件設定情報としては、データの記録に必要な各条件を具体的に示すもののみならず、情報記録・再生装置内に予め格納されている各種条件のいずれかを指定することにより、記録条件の特定を行なうものも含まれる。
この実施例1において具体的には、記録条件設定情報としての、記録時におけるレーザパワーは、相変化記録膜をアモルファス状態とするために溶融するライトパワー(ライトパルス時のパワー)Pw(図3参照)、これを冷却する基底パワー(クーリングパルス時のパワー)Pb、及び、相変化記録膜を結晶状態とする消去パワーPeからなり、これらは、Pw>Pe>Pbの関係となっている。
記録時のレーザビームは、前記各レーザパワーのライトパルス、クーリングパルス、消去パルスを含むパルス列となるようにパルス変調して記録層に照射され、このときの変調するパルス数、パルス幅、パルス間隔、パワー等の設定が記録ストラテジとなる。
実施例1の記録ストラテジにおいて、図3に示されるように、ライトパルスTwとクーリングパルスTcが交互に照射される。ここで、前記Tw及びTcは、それぞれパルス幅(又は時間)を示すものであるが、説明の便宜上、パルスを示すものとしている。又、記録すべきデータは、記録層のトラックに沿った記録マークの長さに変調し、且つ、記録マークの長さを、1クロック周期をTとしたときに、Tの整数倍nTに対応させて記録するようにされている。
図3は(1.7)RLL変調における実施例1の記録ストラテジを示すものであり、図3においては、2T記録マーク〜8T記録マークをそれぞれ記録する場合の記録データを上段に、記録ストラテジを下段にそれぞれ示している。
この実施例1の記録ストラテジにおいて、前記nTに対応するnT記録マークを、各々同数本のライトパルス及びクーリングパルスにより記録すると共に、4T以上の記録マークを記録する際に、1本のクーリングパルス幅Tcの平均幅AveTcを、1.0<AveTc/T<1.6とし、且つ、用いるクーリングパルスの合計パルス幅SumTcを、0.5≦SumTc/nT≦0.8とするように設定されている。
又、図3に示されるように、この実施例1の記録ストラテジでは、nが4以上のnT記録マークを記録する場合におけるライトパルスTwとクーリングパルスTcの本数は、nが4以上で、且つ大きくなるに従って、(n−1)本よりも少なくなってくるようにされている。
更に、この実施例1では、クーリングパルス幅が、十分なクーリング効果を得るようにするために、平均パルス幅が1Tよりも長くされ、又、オーバーライト時の消去の熱量を確保するために、平均幅は1.6Tよりも短くされている。
従って、従来の記録ストラテジにおいて、(n−1)本のライトパルスとクーリングパルス列からなるレーザビームによって記録するnT記録マークを場合、長い記録マークではライトパルス間のクーリングパルスが短く、急冷効果が不十分となり、アモルファスマークが十分に形成されない問題点があったが、この実施例1の記録ストラテジでは、前述のように、十分に長いクーリングパルス幅を得ることができる。従って、急冷効果が十分となり、熱溜まりが低減し、記録マーク間の熱干渉の低減を図ることができる。
次に、本発明の実施例2について説明する。
この実施例2に係る記録ストラテジは、前記実施例1の記録ストラテジに加えて、nT記録マークを記録する際に、1本のライトパルス幅Twを、0.2<Tw/T<0.6とし、用いるライトパルスの合計パルス幅SumTwを、0.15≦SumTw/nT≦0.3、且つ、(SumTc+SumTw)/nT<1となるように設定されている。
通常、1本のライトパルス幅Twが長すぎると、記録マークを形成したとき、光記録媒体のトラック幅方向に熱が溜まってしまい、クロスイレーズが発生し易くなる。この実施例2のように、1本のライトパルス幅Twを、0.2<Tw/T<0.6の範囲とすると、徐冷構造である記録層であっても、クロスイレーズの発生を回避することができる。又、1本のライトパルス幅Twが0.2Tよりも短い場合は、レーザビームの立上り、立下りのマージンを確保することが困難となる。
更に、ライトパルスの合計パルス幅SumTwを上記のように設定すると、記録マーク間の熱干渉を避けることができると共に、良好な記録マーク形成が可能となる。又、この実施例2においても、(SumTc+SumTw)/nT<1であるので、記録マークが所定よりも長くなりすぎることがない。
[例1]
本発明の例1では、図1に示される2層の光記録媒体を次のように作成し、第2の記録層の記録再生特性を評価した。
光記録媒体は、
基板の厚み1.1mm、透明中間層の厚み25μm、光透過層の厚み75μmとした。
又、第2の記録層における相変化記録膜は、Sb共晶系合金を用い、厚みが6nm、金属放熱膜はAg合金を用い、厚みを15nmとした。又、第1保護膜、第2保護膜、下地膜は、AlN、ZnS・SiO2、ZrO2の各種誘電体を用いた積層膜とし、膜厚はそれぞれ55nm、5nm、20nmとした。
このような光記録媒体を、初期化機により、相変化記録膜を結晶状態とした後、記録再生特性を評価した。このときの第2記録層の光透過率は47%であった。
この光記録媒体の第2の記録層を、次のような条件で2T〜8Tまでの記録マークのランダム信号を記録した。
クロック周波数:132MHz、クロック周期(1T):7.6ns、記録線速度(CLV):9.8m/s、変調方式:(1,7)RLL、データ転送速度:72Mbps、データビット長:0.112μm/bit、開口数(NA):0.85、レーザ波長:405nm。
更に、所定のトラック上にランダム信号を10回オーバーライト記録した後、その両側のトラックにランダム信号をそれぞれ10回オーバーライト記録した。
その後、最初に記録した中央のトラックに形成された記録マークの再生波形を、エコライジング後、タイムインターバルアナライザにより再生信号のクロックジッター量を測定した(クロスジッタ)。
更に又、所定トラック上にランダム信号を10回オーバーライト記録した後、1トラックのみのクロックジッター量も測定した(シングルジッタ)。
次に、単一信号の記録特性を評価するため、8T記録マークとスペースの単一信号を記録し、信号のCNRを測定した。
例1では、図3の記録ストラテジを用い、1本のライトパルス幅Twは、0.4T又は0.35とした。それぞれの記録マーク長に対して、ライトパルスの合計幅、1本のクーリングパルス幅の平均値、合計幅は次の表1のようにした。
Figure 2006092609
[比較例]
比較のために、例1と同一の光記録媒体に、従来の記録ストラテジに基づき、(n−1)本のライトパルスとクーリングパルスを用いた場合の記録を行なった(比較例1)。ここで、4T以上の記録マークのクーリングパルスの平均幅は0.67〜0.70Tとした。
同様に、比較例2として、2Tクロックに同期させたn=偶数のとき、n/2本、n=奇数のとき、(n−1)/2本のライトパルスとクーリングパルスからなるパルス列を用いて、例1と同一の光記録媒体に記録を行なった。このとき、nT(n=奇数)の記録マークを記録するとき、マーク長を確保するため、Tw=0.7Tのライトパルスを組み込んだ。4T以上のクーリングパルス幅の平均幅は1.1〜1.5Tとした。上記の、例1、比較例1及び2のストラテジで、同一の光記録媒体に記録したときの8TCNR、シングルジッタ、クロスジッタを、次の表2に示す。
Figure 2006092609
この表2からも分かるように、通常、熱溜まりが生じ熱干渉を起こし易い長い記録マーク8T信号の特性(CNR)が、例1では、比較例1に対して2dB以上も高くなっている。又、比較例2では、シングルジッタに対してクロスジッタが大きく、クロスイレーズによる信号の劣化が見られるが、例1ではクロスイレーズが少なく劣化量が少ないことが分かる。
更に、比較例2では、0.7Tの幅を持つライトパルスが挿入されているために、クロスイレーズが大きくなっていることが分かる。即ち、従来は、ライトパルス幅とクロスイレーズとの関係が大きく考慮されていなかったが、半透過徐冷構造の記録層に記録する場合は、ライトパルス幅を本実施例のように考慮する必要があることが分かる。
上記のように構成された同一の光記録媒体に対して、前記例1、比較例1及び2のそれぞれの記録ストラテジにより、ライトパワー(Pw)を変化させて記録し、且つこれを再生した場合のクロスジッタ値を、図4に示す。
この図4からは、例1の記録ストラテジでは、記録マーク間の熱干渉及びクロスイレーズが抑制されるために、高Pwでも低いジッタが得られ、広いライトパワーマージンが得られていることが分かる。
本発明の実施例の方法により情報を記録する光記録媒体を模式的に示す断面図 本発明の実施例に係る情報記録・再生装置を示すブロック図 同実施例における記録ストラテジを示す線図 同記録ストラテジと、比較例として従来のストラテジ及び2Tストラテジにより記録した光記録媒体のL1層の記録を再生した場合のジッタ値を、ライトパワーとの関係で示す線図
符号の説明
10…光記録媒体
12…基板
14…第1の記録層(L0層)
16…透明中間層
18…第2の記録層(L1層)
18B…金属放熱膜
18D…相変化記録膜
20…光透過層
30…情報記録・再生装置
36…コントローラ
38…レーザ駆動回路

Claims (5)

  1. レーザビームを、記録パワーのライトパルス及びほぼ基底パワーのクーリングパルスを含むパルス列となるようにパルス変調して、光記録媒体の記録層に照射することにより、記録すべきデータを、前記記録層のトラックに沿った記録マークの長さに変調し、且つ、記録マークの長さを、1クロック周期をTとしたときに、Tの整数倍nTに対応させて記録する光記録媒体への情報記録方法であって、
    前記nが4以上のnT記録マークを記録する際に、同数本のライトパルス及びクーリングパルスを用いると共に、1本のクーリングパルス幅Tcの平均幅AveTcを、1.0<AveTc/T<1.6とし、且つ、用いるクーリングパルスの合計パルス幅SumTcを、0.5≦SumTc/nT≦0.8とすることを特徴とする光記録媒体への情報記録方法。
  2. 請求項1において、
    1本のライトパルス幅Twを、0.2<Tw/T<0.6とし、用いるライトパルスの合計パルス幅SumTwを、0.15≦SumTw/nT≦0.3、且つ、(SumTc+SumTw)/nT<1とすることを特徴とする光記録媒体への情報記録方法。
  3. 請求項1又は2において、前記記録層の記録波長における光透過率を30%以上80%以下とし、且つ、記録材料にSbを主成分とする材料を用いることを特徴とする光記録媒体への情報記録方法。
  4. 記録層及びこれを被う光透過層を有する光記録媒体の前記記録層に、前記光透過層を介して、パルス変調されたレーザビームを照射することにより、記録すべきデータを、前記記録層のトラックに沿った記録マークの長さに変調し、且つ、前記記録マークの長さを、1クロック周期をTとしたときに、Tの整数倍nTに対応して記録する情報記録・再生装置であって、
    前記光記録媒体にレーザビームを照射する光学装置と、
    前記レーザビームを、記録パワーのライトパルス及びほぼ基底パワーのクーリングパルスを含むパルス列に変調制御するためのレーザ駆動信号を供給するレーザ駆動装置と、を少なくとも有し、
    前記レーザ駆動装置は、請求項1又は2に記載の方法により、ライトパルス及びクーリングパルスに対応するレーザ駆動信号を供給するようにされたことを特徴とする情報記録・再生装置。
  5. 請求項4において、前記記録層の、記録波長における光透過率が30%以上80%以下とされたことを特徴とする情報記録・再生装置。
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