JP3989789B2 - 相変化型光記録媒体とその記録方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ビームを照射することにより記録層材料に光学的な変化を生じさせて情報の記録、再生を行ない、かつ書換えが可能な相変化型光記録媒体とその記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に関連する発明としては特開平５−１５１５７２号公報（登録済み）に係るものがあり、記録ストラテジの形式は本発明に似ているが、技術思想は異なり、かつパワーレベルの設定範囲も相違している。
また、特開平９−１３８９４７号公報（登録済み）には、図３に示す記録ストラテジを用い、ＣＤ−ＲＷへの適用を目的として、パルスの幅などを規定した発明が開示されている。
また、特開平１１−１１５３１３号公報には、従来の記録方法を用いた光ディスクの設計方法を採用した、再結晶化上限線速度が２．５〜５．０ｍ／ｓである光記録媒体の発明が開示されている。
【０００３】
従来からＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷなどに用いられているＡｇＩｎＳｂＴｅ系合金を記録材料とする相変化型光記録媒体に関しては、特開平１１−１１５３１３号公報に示すような設計がなされ、媒体の設計指針としては、記録方法をあまり複雑化せずに済むように反射率がハイレベルからローレベルに転移する線速に対し、該線速以下の線速範囲を記録可能線速範囲としてきた。
しかし最近のように高い記録線速と更に広い記録可能線速範囲が求められるようになってくると、材料による記録線速の高速化だけでは記録マークの保存信頼性が低下してしまうなど問題が顕在化する。
【０００４】
本発明者等は、従来の設計線速範囲以上の記録可能線速範囲においても充分なオーバーライト特性が得られ、記録マークの保存信頼性が充分に図れる光記録媒体とその記録方法の提供を目的として、基板上に少なくとも相変化記録層と反射層を有し、少なくともＣＡＶ記録によるオーバーライトが可能な記録線速範囲以上の記録線速範囲を有する光記録媒体であって、低速側において最適なオーバーライト特性が得られる消去パワー（Ｐｅｌｏ）より高いレーザー光の連続照射により反射率が低下し始める線速（反射率低下線速）が記録可能な記録線速範囲内に存在する相変化型光記録媒体、及び低速側において最適なオーバーライト特性が得られる消去パワー（Ｐｅｌｏ）以上のレーザー光の連続照射により反射率が低下し始める線速（反射率低下線速）に対し、反射率低下線速以下の記録線速においては消去パワー（Ｐｅｌｏ）を記録パワー（Ｐｗ）の０．４倍以上に設定し、これ以上の記録線速においては消去パワー（Ｐｅｈｉｇｈ）の平均値を記録パワー（Ｐｗ）の０．４倍未満に設定する相変化型光記録媒体の記録方法を発明し（以下、発明Ａという）、別途出願した（特願２００２−２２０３８５号）。
【０００５】
上記発明Ａによれば、高線速記録が可能な相変化型光記録媒体とその記録方法が得られるが、本発明は、更に記録方法を改善し、同じ光記録媒体を使用しても一層の高速記録が可能な記録方法を提供するものである。
具体的にＤＶＤを例として説明すると、特開平１１−１１５３１３号公報記載の設計方法により作成した光記録媒体を用い、特開平９−１３８９４７号公報記載の従来の記録方法で記録可能な線速範囲を約９ｍ／ｓとすると、該光記録媒体と同じ記録材料を用い、発明Ａのような媒体設計をし、発明Ａの記録方法を用いて記録すれば、１２．５ｍ／ｓ程度の記録線速に対応する光記録媒体を得ることができる。
【０００６】
しかし、発明Ａの記録方法を用いて１２．５ｍ／ｓ以上のスピードで記録しようとすると、初回の記録についてはかなり早い線速領域まで記録可能であるが、オーバーライトについては１回目のオーバーライトからジッタ特性が急激に悪くなってしまうという問題が生じる。これは、記録済みマークの消去が十分に行えないために起る現象である。
発明Ａは、ＣＡＶ記録を行うなどの目的であまり記録ストラテジ変化を好まないシステムにおいて記録線速範囲を広げるという目的には非常に良い方法であるが、更に高線速側に着目するとまだ改善の余地がある。つまり、発明Ａの方式は高線速側の記録を可能にするために消去パワーＰｅを低く設定しているのが特徴であるが、そのためにより高速にしようとした場合にはＰｅを更に低下していく必要がある。Ｐｅレベルが小さくなり過ぎれば、スペース部には記録済みのマークが消去できずに残ってしまう。
【０００７】
これに対し本発明の記録方式を用いれば、消去に必要なエネルギーはＰｅ領域にパルス状にＰｅ＋を配置することによって供給でき、更に良好な結晶状態とするには低いレベルのＰｅで補修すれば良いわけである。このような考え方は特開平５−１５１５７２号公報に記載の発明（以下、発明Ｂという）と類似しているようにも見えるが、発明Ｂのパルスデューティー比は０．５〜０．７５と計算できるのに対し、本発明では、後述するように、Ｐｅ＋のパルスデューティー比が０．５以下のときに良い結果が得られることから、両発明は異なった発明であると考えられる。
更に、発明Ｂでは、パルス後のパワーレベルは殆どゼロレベルであると判断できるのに対し、本発明においては、パルス後のパワーレベルＰｅは結晶状態をコントロールする領域であるため、ある一定のパワーレベルが必要であり、発明Ｂの消去パルスとは性格が異なる。
恐らく発明Ｂでは、消去時の温度変動を防ぐ目的でパルス消去を用いているものと考えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来よりも高速の記録を行った際のオーバーライト特性が良好となる相変化型光記録媒体の記録方法、及び該記録方法の実施に好適な相変化型光記録媒体の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、次の１）〜５）の発明（以下、本発明１〜５という）によって解決される。
１） 基板上に少なくとも相変化記録層と反射層を有する相変化型光記録媒体に記録マークを形成するに際し、記録に用いるレーザー光などの光ビームの発光波形を複数のパルスからなる記録パルス列とし、このパルス列を変調することによって記録を行う方法であって、記録マーク部は記録パワー（Ｐｗ）とボトムパワー（Ｐｂ）の間で変調されたパルス列とし、スペース部は記録パワー（Ｐｗ）と消去パワー（Ｐｅ）の間のレベルに設定されたパワー（Ｐｅ＋）と消去パワー（Ｐｅ）の間で変調されたパルス列とし、記録マーク部のＰｗのパルスデューティ比を予め０．２〜０．８の範囲に設定し、スペース部のＰｅ＋のパルスデューティ比を予め０．０５〜０．４の範囲に設定することを特徴とする相変化型光記録媒体の記録方法。
２） 基板上に少なくとも相変化記録層と反射層を有する相変化型光記録媒体に記録マークを形成するに際し、記録に用いるレーザー光などの光ビームの発光波形を複数のパルスからなる記録パルス列とし、このパルス列を変調することによって記録を行う方法であって、記録マーク部は記録パワー（Ｐｗ）とボトムパワー（Ｐｂ）の間で変調されたパルス列とし、スペース部は記録パワー（Ｐｗ）と消去パワー（Ｐｅ）の間のレベルに設定されたパワー（Ｐｅ＋）と消去パワー（Ｐｅ）の間で変調されたパルス列とし、Ｐｅ＋のパルスデューティ比が０．３以上の場合に、光ビームの照射により相変化記録層が記録材料の融点以上となるパワー条件をＰｅ＋として使用する場合には、スペース部のＰｅ＋のパルスデューティ比を０．３未満とすることを特徴とする相変化型光記録媒体の記録方法。
３） Ｐｅが記録マークの形成に最適な記録パワーＰｗの０．２〜０．４倍である１）又は２）に記載の相変化型光記録媒体の記録方法。
４） 予め決められた記録線速以上の場合には１）〜３）の何れかに記載の記録方法を用い、予め決められた記録線速未満の場合にはスペース部を変調せずに、予め決められたＰｅの連続光とすることを特徴とする相変化型光記録媒体の記録方法。
５） ４）記載の記録方法における記録ストラテジを変更する記録線速（予め決められた記録線速）が、記録方法の設定情報として記録されていることを特徴とする相変化型光記録媒体。
【００１０】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
図１は、本発明に関連する書き換え型の相変化型光記録媒体の説明図である。図１（ａ）は斜視図であり、一部切り欠いた状態を示している。図１（ｂ）は、該切り欠き部の断面図である。
記録層は通常、初期化により結晶相（消去状態）となっている。そして、本発明の記録方法などにより変調した光ビームを照射することによって、記録層にはアモルファス状態の記録マークが形成される。
図２に、本発明の記録方法の概略例を示す。
本発明の記録方法では、オーバーライト時のスペース部において消去エネルギーを与えるパワーＰｅ＋のパルスと消去レベルをコントロールするＰｅパワーレベルが一対になって、より高速な記録線速においても良好な消去特性が得られる。
【００１１】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００１２】
実施例１
図３に示す様な特開平９−１３８９４７号公報に記載の記録ストラテジを用いて記録した場合に、約３倍速までの記録線速において記録が可能な光記録媒体に対して、Ｐｅレベルを変化させる前記発明Ａの記録方法を用いて記録した場合と、本発明の記録ストラテジを用いて記録した場合とにおいて得られるジッタ特性を表１に示す。
ジッタ特性はチャネル周期Ｔｗに対するマークエッジのばらつきσ／Ｔｗ（％表示）で評価しその実測値を記載した。
相変化型光記録媒体としてはＤＶＤ密度の記録に対応するものを用い、記録装置もＤＶＤ用の波長６６０ｎｍ、ＮＡ０．６５のピックアップを用いて１００回までのオーバーライトを行った結果を示した。記録スピードはＤＶＤの１、２、４、５倍速の条件で行った。
特に５倍速条件でのオバーライト特性の結果については、図４にグラフを用いて示した。発明Ａの記録方法（ストラテジＡ）を用いて記録した場合には、オーバーライト特性、特にＤＯＷ１のジッタ上昇が大きく、この辺りのオーバーライト回数においてスペース部の消去不足が顕著になっていることが確認された。
これに対し、本発明の記録ストラテジ（改良ストラテジ）を用いた結果では、このオーバーライト繰り返しにおいてもジッタ上昇が緩和されており、本発明の記録ストラテジの有効性が確認された。
このとき５倍速の記録ストラテジの各条件は基本的に以下のように設定した。
まず、レーザビームのパワーは、Ｐｗ＝１８ｍＷ、Ｐｅ＋＝１２ｍＷ、Ｐｅ＝６ｍＷとした。
記録マーク部のＰｗのパルスデューティ比は約０．５、スペース部のＰｅ＋のパルスデューティ比は０．２５とし、周波数は各線速毎にＤＶＤのチャネル周波数に合わせて変更した。
もちろん各条件はこれに限定されるものではなく、更に各線速における評価時にはそれぞれに最適化して使用した。
【００１３】
【表１】
【００１４】
実施例２
実施例１で用いたのと同じ、従来ストラテジで約３倍速までの記録線速において記録が可能な光記録媒体を用い、記録線速を５倍速にし、記録マーク部のＰｗのパルスデューティ比を０．５に固定し、スペース部のＰｅ＋のパルスデューティ比を変化させて記録を行った例を表２に、スペース部のＰｅ＋のパルスデューティ比を０．２５に固定し、記録マーク部のＰｗのパルスデューティ比を変化させて評価した例を表３に示す。評価はＤＯＷ１のジッタ特性をモニタすることで行った。Ｐｗ及びＰｅ＋のパワー条件は実施例１と同じにした。
その結果、表２に示すように、Ｐｅ＋のパルスデューティ比が０．１５〜０．３の範囲ではジッタが９％以下と良好であったが、媒体の記録層材料などの変更を考慮した実験では、最適中心値がＰｅ＋のパルスデューティ比で約０．１変化する場合があることから、Ｐｅ＋のパルスデューティ比は、０．０５〜０．４の範囲が好ましい。
また、Ｐｗのパルスデューティ比は０．４〜０．６のとき良い結果が得られたが、上記と同様に媒体の記録層材料などの変更分が０．２あり、これを考慮すると０．２〜０．８の範囲が良い。
【００１５】
【表２】
【００１６】
【表３】
【００１７】
実施例３
実施例１と同じ光記録媒体を用いて、Ｐｗを１８ｍＷに固定し、Ｐｅ＋のパワーを表４のように変化させて、ＤＯＷ１ジッタ及び反射率のＰｅ＋依存性を評価した。パルスの条件は実施例１と同じである。結果を表４に示した。
この光記録媒体を用いた場合、Ｐｅ＋が１６ｍＷ以上のパワー条件になるとジッタが測定できなくなる。また反射率が極端に低下するため、このパワー条件においては記録層材料が溶融し、アモルファス相に変化してしまうことが予想される。従って、Ｐｅ＋は１６ｍＷ未満のパワー条件とする必要がある。
相変化記録材料の記録再生原理としては、レーザ光などのエネルギービームを記録層材料で吸収し、記録層材料のビーム照射された部分が加熱溶融された状態を経て急冷されることにより、溶融状態の構造がそのまま固化し、その結果形成されるアモルファス相が記録マークとして保存される。再生は、記録マークとそれ以外のスペース部分の結晶相との光学定数による反射率差を利用して光ビームにより読み取るものである。一般に相変化型光記録媒体においては、記録マークが低反射率、スペース部が高反射率となるように設計されている。
記録マークを形成する際には、材料の溶融と急冷条件が必須であるため、高パワーのエネルギーパルスを照射して行うが、一方で記録マークを消去（結晶化）する際には、記録材料の結晶化温度以上に材料固有の一定時間以上保持することによって達成されるため、通常は材料の結晶化温度以上融点以下に記録層が加熱されるような連続的なエネルギービームを照射することによって行う。
現在の光ディスクシステムにおいて、消去はダイレクトオーバーライトにより実施され、具体的には、図３に示すような光ビームで記録消去を同時に実施しているが、消去はＰｅの部分で行われることになる。
このＰｅの条件が材料の融点以上になるようなパワー設定になると、ビームが移動した際にアモルファス相が形成されるような急冷条件となってしまい、スペース部分にアモルファスが形成され、結果的にスペース部の反射率低下を引き起してしまう。従って、消去は材料の融点以下に設定する必要があり、本実施例においては、この臨界条件が１６ｍＷ程度であると推測される。
また、Ｐｅ＝６ｍＷの条件でＰｅ＋を変化させて記録実験を行った場合には、Ｐｅ＋が７．５ｍＷ以上１６ｍＷ未満の条件まではジッタ低減の効果が認められた。この条件については更に検討が必要と考えるが、実験からはＰｅ＋はＰｅの１５％〜１６６％高いパワー条件が必要である。
【００１８】
【表４】
【００１９】
実施例４
実施例１と同じ媒体を用い、Ｐｅ＋をＰｗと同じ１８ｍＷとし、Ｐｗのパルスデューティ比を０．５に固定し、Ｐｅ＋のパルスデューティ比を変化させて記録テストを行った。結果を表５に示すが、パルスデューティ比０．２以下では反射率低下が抑えられる結果となり、ジッタ評価も良好であった。実施例２の場合と同様に、媒体の記録層材料などの変更ではＰｅ＋のパルスデューティ比に０．１程度のばらつきがあるため、Ｐｅ＋のパルスデューティ比が０．３以下の条件であっても本発明１に示す記録ストラテジの効果が確認された。
この結果は、実施例３で説明した０．２５以上のパルスデューティとした消去動作においては、パワー条件は融点以上の設定値であるが、照射されるエネルギーパルスが十分に短い場合には、記録材料層が融点まで達しない領域があることを示している。
本実施例において示す記録型のＤＶＤの例では、パルスデューティ０．３以下望ましくは０．２以下の条件範囲がこの範囲内にあるといえる。
更に、Ｐｅ＋とＰｗを同じ設定にできれば記録装置の設定値が１条件軽減されることになるため、記録装置の製造、及び調整上の負担が軽減される効果もある。
【００２０】
【表５】
【００２１】
実施例５
実施例１と同じ媒体を用い、Ｐｅを変化させてテストを行った。Ｐｗ、Ｐｅ＋の条件は実施例１と同様にした。本実施例の場合、良好な結果を与えるＰｅのパワー範囲はＰｗの０．３±０．０３倍程度であった。媒体の記録層材料などの変更では中心値が０．０７５倍程度変動するため、ＰｅはＰｗの０．２〜０．４倍のパワーレベルが良い。
【００２２】
実施例６
実施例１に示すように、従来の記録ストラテジでは３倍速の記録スピードまでしか再生に充分な記録特性が得られないような記録媒体でも、本発明の記録ストラテジを用いることによって消去性能が向上し、５倍速までの記録が可能になることを示したが、このように記録ストラテジを変更して記録スピードの向上を図る場合であって、例えば１２０ｍｍφの記録媒体を使って２倍速から４．８倍速のＣＡＶ記録を行おうとすると、記録装置は、媒体に情報を記録する際に３倍速の記録線速となる半径位置において、この位置より内周側においては従来と同じ記録ストラテジを用いて記録を行い、外周側では本発明のスペース部を変調して記録を行う記録ストラテジにより記録を行うようにする必要がある。このような記録ストラテジを変更して媒体全面に記録を行うようにしようとする場合には、記録媒体に記録ストラテジの条件と記録ストラテジの変更を行う線速条件（予め決められた記録線速）として半径位置やアドレス情報などを予め情報として記録しておき、それを装置が読み取り、予め条件を設定しておくように制御する必要がある。なお、本実施例では、予め決められた記録線速は３倍速である。
本実施例においては、光記録媒体に予め情報を記録する方法として、記録媒体に予め形成しておく案内溝に、ある周期のウォブルを形成し、記録可能線速範囲と本発明６の記録ストラテジ条件とその切り替え線速をデータ化し、上記ウォブルの位相を反転することによって入力するようにした。この情報のエリアは、データエリアの内周側、通常ＤＶＤなどにおいては半径２４ｍｍがデータ領域であるので、これより内周側に設置した。
この媒体を記録装置に導入した場合、記録装置がこの情報を読み取り、適切な記録線速と記録ストラテジを設定できるようになり、安定した記録システムを実現できた。
この方法以外に媒体にデータを入力する手段としては、ＲＯＭに用いられているようなピットを用いる方法も使用可能である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明１〜３によれば、高速記録時のオーバーライト特性を改善でき、従来の光記録媒体を更に高線速で記録できる記録方法を確実に設定できる。
本発明４によれば、従来よりも改善された広い線速範囲で記録可能な光ディスクシステムを実現できる。
本発明５によれば、安定した記録システムを実現可能な光記録媒体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関連する書き換え型の相変化型光記録媒体の説明図。
（ａ） 斜視図
（ｂ） （ａ）の切り欠き部の断面図
【図２】本発明の記録方法の概略例を示す図。
【図３】特開平９−１３８９４７号公報記載の記録ストラテジを示す図。
【図４】実施例１の５倍速条件でのオバーライト特性の結果を示す図。
【符号の説明】
Ｐｗ 記録パワー
Ｐｅ 消去パワー
Ｐｂ ボトムパワー
Ｐｅ＋ オーバーライト時のスペース部において消去エネルギーを与えるパワー
Ｔｗ チャネル周期
ＤＯＷ ダイレクト・オーバー・ライト
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ビームを照射することにより記録層材料に光学的な変化を生じさせて情報の記録、再生を行ない、かつ書換えが可能な相変化型光記録媒体とその記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に関連する発明としては特開平５−１５１５７２号公報（登録済み）に係るものがあり、記録ストラテジの形式は本発明に似ているが、技術思想は異なり、かつパワーレベルの設定範囲も相違している。
また、特開平９−１３８９４７号公報（登録済み）には、図３に示す記録ストラテジを用い、ＣＤ−ＲＷへの適用を目的として、パルスの幅などを規定した発明が開示されている。
また、特開平１１−１１５３１３号公報には、従来の記録方法を用いた光ディスクの設計方法を採用した、再結晶化上限線速度が２．５〜５．０ｍ／ｓである光記録媒体の発明が開示されている。
【０００３】
従来からＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷなどに用いられているＡｇＩｎＳｂＴｅ系合金を記録材料とする相変化型光記録媒体に関しては、特開平１１−１１５３１３号公報に示すような設計がなされ、媒体の設計指針としては、記録方法をあまり複雑化せずに済むように反射率がハイレベルからローレベルに転移する線速に対し、該線速以下の線速範囲を記録可能線速範囲としてきた。
しかし最近のように高い記録線速と更に広い記録可能線速範囲が求められるようになってくると、材料による記録線速の高速化だけでは記録マークの保存信頼性が低下してしまうなど問題が顕在化する。
【０００４】
本発明者等は、従来の設計線速範囲以上の記録可能線速範囲においても充分なオーバーライト特性が得られ、記録マークの保存信頼性が充分に図れる光記録媒体とその記録方法の提供を目的として、基板上に少なくとも相変化記録層と反射層を有し、少なくともＣＡＶ記録によるオーバーライトが可能な記録線速範囲以上の記録線速範囲を有する光記録媒体であって、低速側において最適なオーバーライト特性が得られる消去パワー（Ｐｅｌｏ）より高いレーザー光の連続照射により反射率が低下し始める線速（反射率低下線速）が記録可能な記録線速範囲内に存在する相変化型光記録媒体、及び低速側において最適なオーバーライト特性が得られる消去パワー（Ｐｅｌｏ）以上のレーザー光の連続照射により反射率が低下し始める線速（反射率低下線速）に対し、反射率低下線速以下の記録線速においては消去パワー（Ｐｅｌｏ）を記録パワー（Ｐｗ）の０．４倍以上に設定し、これ以上の記録線速においては消去パワー（Ｐｅｈｉｇｈ）の平均値を記録パワー（Ｐｗ）の０．４倍未満に設定する相変化型光記録媒体の記録方法を発明し（以下、発明Ａという）、別途出願した（特願２００２−２２０３８５号）。
【０００５】
上記発明Ａによれば、高線速記録が可能な相変化型光記録媒体とその記録方法が得られるが、本発明は、更に記録方法を改善し、同じ光記録媒体を使用しても一層の高速記録が可能な記録方法を提供するものである。
具体的にＤＶＤを例として説明すると、特開平１１−１１５３１３号公報記載の設計方法により作成した光記録媒体を用い、特開平９−１３８９４７号公報記載の従来の記録方法で記録可能な線速範囲を約９ｍ／ｓとすると、該光記録媒体と同じ記録材料を用い、発明Ａのような媒体設計をし、発明Ａの記録方法を用いて記録すれば、１２．５ｍ／ｓ程度の記録線速に対応する光記録媒体を得ることができる。
【０００６】
しかし、発明Ａの記録方法を用いて１２．５ｍ／ｓ以上のスピードで記録しようとすると、初回の記録についてはかなり早い線速領域まで記録可能であるが、オーバーライトについては１回目のオーバーライトからジッタ特性が急激に悪くなってしまうという問題が生じる。これは、記録済みマークの消去が十分に行えないために起る現象である。
発明Ａは、ＣＡＶ記録を行うなどの目的であまり記録ストラテジ変化を好まないシステムにおいて記録線速範囲を広げるという目的には非常に良い方法であるが、更に高線速側に着目するとまだ改善の余地がある。つまり、発明Ａの方式は高線速側の記録を可能にするために消去パワーＰｅを低く設定しているのが特徴であるが、そのためにより高速にしようとした場合にはＰｅを更に低下していく必要がある。Ｐｅレベルが小さくなり過ぎれば、スペース部には記録済みのマークが消去できずに残ってしまう。
【０００７】
これに対し本発明の記録方式を用いれば、消去に必要なエネルギーはＰｅ領域にパルス状にＰｅ＋を配置することによって供給でき、更に良好な結晶状態とするには低いレベルのＰｅで補修すれば良いわけである。このような考え方は特開平５−１５１５７２号公報に記載の発明（以下、発明Ｂという）と類似しているようにも見えるが、発明Ｂのパルスデューティー比は０．５〜０．７５と計算できるのに対し、本発明では、後述するように、Ｐｅ＋のパルスデューティー比が０．５以下のときに良い結果が得られることから、両発明は異なった発明であると考えられる。
更に、発明Ｂでは、パルス後のパワーレベルは殆どゼロレベルであると判断できるのに対し、本発明においては、パルス後のパワーレベルＰｅは結晶状態をコントロールする領域であるため、ある一定のパワーレベルが必要であり、発明Ｂの消去パルスとは性格が異なる。
恐らく発明Ｂでは、消去時の温度変動を防ぐ目的でパルス消去を用いているものと考えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来よりも高速の記録を行った際のオーバーライト特性が良好となる相変化型光記録媒体の記録方法、及び該記録方法の実施に好適な相変化型光記録媒体の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、次の１）〜５）の発明（以下、本発明１〜５という）によって解決される。
１） 基板上に少なくとも相変化記録層と反射層を有する相変化型光記録媒体に記録マークを形成するに際し、記録に用いるレーザー光などの光ビームの発光波形を複数のパルスからなる記録パルス列とし、このパルス列を変調することによって記録を行う方法であって、記録マーク部は記録パワー（Ｐｗ）とボトムパワー（Ｐｂ）の間で変調されたパルス列とし、スペース部は記録パワー（Ｐｗ）と消去パワー（Ｐｅ）の間のレベルに設定されたパワー（Ｐｅ＋）と消去パワー（Ｐｅ）の間で変調されたパルス列とし、記録マーク部のＰｗのパルスデューティ比を予め０．２〜０．８の範囲に設定し、スペース部のＰｅ＋のパルスデューティ比を予め０．０５〜０．４の範囲に設定することを特徴とする相変化型光記録媒体の記録方法。
２） 基板上に少なくとも相変化記録層と反射層を有する相変化型光記録媒体に記録マークを形成するに際し、記録に用いるレーザー光などの光ビームの発光波形を複数のパルスからなる記録パルス列とし、このパルス列を変調することによって記録を行う方法であって、記録マーク部は記録パワー（Ｐｗ）とボトムパワー（Ｐｂ）の間で変調されたパルス列とし、スペース部は記録パワー（Ｐｗ）と消去パワー（Ｐｅ）の間のレベルに設定されたパワー（Ｐｅ＋）と消去パワー（Ｐｅ）の間で変調されたパルス列とし、Ｐｅ＋のパルスデューティ比が０．３以上の場合に、光ビームの照射により相変化記録層が記録材料の融点以上となるパワー条件をＰｅ＋として使用する場合には、スペース部のＰｅ＋のパルスデューティ比を０．３未満とすることを特徴とする相変化型光記録媒体の記録方法。
３） Ｐｅが記録マークの形成に最適な記録パワーＰｗの０．２〜０．４倍である１）又は２）に記載の相変化型光記録媒体の記録方法。
４） 予め決められた記録線速以上の場合には１）〜３）の何れかに記載の記録方法を用い、予め決められた記録線速未満の場合にはスペース部を変調せずに、予め決められたＰｅの連続光とすることを特徴とする相変化型光記録媒体の記録方法。
５） ４）記載の記録方法における記録ストラテジを変更する記録線速（予め決められた記録線速）が、記録方法の設定情報として記録されていることを特徴とする相変化型光記録媒体。
【００１０】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
図１は、本発明に関連する書き換え型の相変化型光記録媒体の説明図である。図１（ａ）は斜視図であり、一部切り欠いた状態を示している。図１（ｂ）は、該切り欠き部の断面図である。
記録層は通常、初期化により結晶相（消去状態）となっている。そして、本発明の記録方法などにより変調した光ビームを照射することによって、記録層にはアモルファス状態の記録マークが形成される。
図２に、本発明の記録方法の概略例を示す。
本発明の記録方法では、オーバーライト時のスペース部において消去エネルギーを与えるパワーＰｅ＋のパルスと消去レベルをコントロールするＰｅパワーレベルが一対になって、より高速な記録線速においても良好な消去特性が得られる。
【００１１】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００１２】
実施例１
図３に示す様な特開平９−１３８９４７号公報に記載の記録ストラテジを用いて記録した場合に、約３倍速までの記録線速において記録が可能な光記録媒体に対して、Ｐｅレベルを変化させる前記発明Ａの記録方法を用いて記録した場合と、本発明の記録ストラテジを用いて記録した場合とにおいて得られるジッタ特性を表１に示す。
ジッタ特性はチャネル周期Ｔｗに対するマークエッジのばらつきσ／Ｔｗ（％表示）で評価しその実測値を記載した。
相変化型光記録媒体としてはＤＶＤ密度の記録に対応するものを用い、記録装置もＤＶＤ用の波長６６０ｎｍ、ＮＡ０．６５のピックアップを用いて１００回までのオーバーライトを行った結果を示した。記録スピードはＤＶＤの１、２、４、５倍速の条件で行った。
特に５倍速条件でのオバーライト特性の結果については、図４にグラフを用いて示した。発明Ａの記録方法（ストラテジＡ）を用いて記録した場合には、オーバーライト特性、特にＤＯＷ１のジッタ上昇が大きく、この辺りのオーバーライト回数においてスペース部の消去不足が顕著になっていることが確認された。
これに対し、本発明の記録ストラテジ（改良ストラテジ）を用いた結果では、このオーバーライト繰り返しにおいてもジッタ上昇が緩和されており、本発明の記録ストラテジの有効性が確認された。
このとき５倍速の記録ストラテジの各条件は基本的に以下のように設定した。
まず、レーザビームのパワーは、Ｐｗ＝１８ｍＷ、Ｐｅ＋＝１２ｍＷ、Ｐｅ＝６ｍＷとした。
記録マーク部のＰｗのパルスデューティ比は約０．５、スペース部のＰｅ＋のパルスデューティ比は０．２５とし、周波数は各線速毎にＤＶＤのチャネル周波数に合わせて変更した。
もちろん各条件はこれに限定されるものではなく、更に各線速における評価時にはそれぞれに最適化して使用した。
【００１３】
【表１】
実施例２
実施例１で用いたのと同じ、従来ストラテジで約３倍速までの記録線速において記録が可能な光記録媒体を用い、記録線速を５倍速にし、記録マーク部のＰｗのパルスデューティ比を０．５に固定し、スペース部のＰｅ＋のパルスデューティ比を変化させて記録を行った例を表２に、スペース部のＰｅ＋のパルスデューティ比を０．２５に固定し、記録マーク部のＰｗのパルスデューティ比を変化させて評価した例を表３に示す。評価はＤＯＷ１のジッタ特性をモニタすることで行った。Ｐｗ及びＰｅ＋のパワー条件は実施例１と同じにした。
その結果、表２に示すように、Ｐｅ＋のパルスデューティ比が０．１５〜０．３の範囲ではジッタが９％以下と良好であったが、媒体の記録層材料などの変更を考慮した実験では、最適中心値がＰｅ＋のパルスデューティ比で約０．１変化する場合があることから、Ｐｅ＋のパルスデューティ比は、０．０５〜０．４の範囲が好ましい。
また、Ｐｗのパルスデューティ比は０．４〜０．６のとき良い結果が得られたが、上記と同様に媒体の記録層材料などの変更分が０．２あり、これを考慮すると０．２〜０．８の範囲が良い。
【００１５】
【表２】
【表３】
実施例３
実施例１と同じ光記録媒体を用いて、Ｐｗを１８ｍＷに固定し、Ｐｅ＋のパワーを表４のように変化させて、ＤＯＷ１ジッタ及び反射率のＰｅ＋依存性を評価した。パルスの条件は実施例１と同じである。結果を表４に示した。
この光記録媒体を用いた場合、Ｐｅ＋が１６ｍＷ以上のパワー条件になるとジッタが測定できなくなる。また反射率が極端に低下するため、このパワー条件においては記録層材料が溶融し、アモルファス相に変化してしまうことが予想される。従って、Ｐｅ＋は１６ｍＷ未満のパワー条件とする必要がある。
相変化記録材料の記録再生原理としては、レーザ光などのエネルギービームを記録層材料で吸収し、記録層材料のビーム照射された部分が加熱溶融された状態を経て急冷されることにより、溶融状態の構造がそのまま固化し、その結果形成されるアモルファス相が記録マークとして保存される。再生は、記録マークとそれ以外のスペース部分の結晶相との光学定数による反射率差を利用して光ビームにより読み取るものである。一般に相変化型光記録媒体においては、記録マークが低反射率、スペース部が高反射率となるように設計されている。
記録マークを形成する際には、材料の溶融と急冷条件が必須であるため、高パワーのエネルギーパルスを照射して行うが、一方で記録マークを消去（結晶化）する際には、記録材料の結晶化温度以上に材料固有の一定時間以上保持することによって達成されるため、通常は材料の結晶化温度以上融点以下に記録層が加熱されるような連続的なエネルギービームを照射することによって行う。
現在の光ディスクシステムにおいて、消去はダイレクトオーバーライトにより実施され、具体的には、図３に示すような光ビームで記録消去を同時に実施しているが、消去はＰｅの部分で行われることになる。
このＰｅの条件が材料の融点以上になるようなパワー設定になると、ビームが移動した際にアモルファス相が形成されるような急冷条件となってしまい、スペース部分にアモルファスが形成され、結果的にスペース部の反射率低下を引き起してしまう。従って、消去は材料の融点以下に設定する必要があり、本実施例においては、この臨界条件が１６ｍＷ程度であると推測される。
また、Ｐｅ＝６ｍＷの条件でＰｅ＋を変化させて記録実験を行った場合には、Ｐｅ＋が７．５ｍＷ以上１６ｍＷ未満の条件まではジッタ低減の効果が認められた。この条件については更に検討が必要と考えるが、実験からはＰｅ＋はＰｅの１５％〜１６６％高いパワー条件が必要である。
【００１８】
【表４】
実施例４
実施例１と同じ媒体を用い、Ｐｅ＋をＰｗと同じ１８ｍＷとし、Ｐｗのパルスデューティ比を０．５に固定し、Ｐｅ＋のパルスデューティ比を変化させて記録テストを行った。結果を表５に示すが、パルスデューティ比０．２以下では反射率低下が抑えられる結果となり、ジッタ評価も良好であった。実施例２の場合と同様に、媒体の記録層材料などの変更ではＰｅ＋のパルスデューティ比に０．１程度のばらつきがあるため、Ｐｅ＋のパルスデューティ比が０．３以下の条件であっても本発明１に示す記録ストラテジの効果が確認された。
この結果は、実施例３で説明した０．２５以上のパルスデューティとした消去動作においては、パワー条件は融点以上の設定値であるが、照射されるエネルギーパルスが十分に短い場合には、記録材料層が融点まで達しない領域があることを示している。
本実施例において示す記録型のＤＶＤの例では、パルスデューティ０．３以下望ましくは０．２以下の条件範囲がこの範囲内にあるといえる。
更に、Ｐｅ＋とＰｗを同じ設定にできれば記録装置の設定値が１条件軽減されることになるため、記録装置の製造、及び調整上の負担が軽減される効果もある。
【００２０】
【表５】
実施例５
実施例１と同じ媒体を用い、Ｐｅを変化させてテストを行った。Ｐｗ、Ｐｅ＋の条件は実施例１と同様にした。本実施例の場合、良好な結果を与えるＰｅのパワー範囲はＰｗの０．３±０．０３倍程度であった。媒体の記録層材料などの変更では中心値が０．０７５倍程度変動するため、ＰｅはＰｗの０．２〜０．４倍のパワーレベルが良い。
【００２２】
実施例６
実施例１に示すように、従来の記録ストラテジでは３倍速の記録スピードまでしか再生に充分な記録特性が得られないような記録媒体でも、本発明の記録ストラテジを用いることによって消去性能が向上し、５倍速までの記録が可能になることを示したが、このように記録ストラテジを変更して記録スピードの向上を図る場合であって、例えば１２０ｍｍφの記録媒体を使って２倍速から４．８倍速のＣＡＶ記録を行おうとすると、記録装置は、媒体に情報を記録する際に３倍速の記録線速となる半径位置において、この位置より内周側においては従来と同じ記録ストラテジを用いて記録を行い、外周側では本発明のスペース部を変調して記録を行う記録ストラテジにより記録を行うようにする必要がある。このような記録ストラテジを変更して媒体全面に記録を行うようにしようとする場合には、記録媒体に記録ストラテジの条件と記録ストラテジの変更を行う線速条件（予め決められた記録線速）として半径位置やアドレス情報などを予め情報として記録しておき、それを装置が読み取り、予め条件を設定しておくように制御する必要がある。なお、本実施例では、予め決められた記録線速は３倍速である。
本実施例においては、光記録媒体に予め情報を記録する方法として、記録媒体に予め形成しておく案内溝に、ある周期のウォブルを形成し、記録可能線速範囲と本発明６の記録ストラテジ条件とその切り替え線速をデータ化し、上記ウォブルの位相を反転することによって入力するようにした。この情報のエリアは、データエリアの内周側、通常ＤＶＤなどにおいては半径２４ｍｍがデータ領域であるので、これより内周側に設置した。
この媒体を記録装置に導入した場合、記録装置がこの情報を読み取り、適切な記録線速と記録ストラテジを設定できるようになり、安定した記録システムを実現できた。
この方法以外に媒体にデータを入力する手段としては、ＲＯＭに用いられているようなピットを用いる方法も使用可能である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明１〜３によれば、高速記録時のオーバーライト特性を改善でき、従来の光記録媒体を更に高線速で記録できる記録方法を確実に設定できる。
本発明４によれば、従来よりも改善された広い線速範囲で記録可能な光ディスクシステムを実現できる。
本発明５によれば、安定した記録システムを実現可能な光記録媒体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関連する書き換え型の相変化型光記録媒体の説明図。
（ａ） 斜視図
（ｂ） （ａ）の切り欠き部の断面図
【図２】本発明の記録方法の概略例を示す図。
【図３】特開平９−１３８９４７号公報記載の記録ストラテジを示す図。
【図４】実施例１の５倍速条件でのオバーライト特性の結果を示す図。
【符号の説明】
Ｐｗ 記録パワー
Ｐｅ 消去パワー
Ｐｂ ボトムパワー
Ｐｅ＋ オーバーライト時のスペース部において消去エネルギーを与えるパワー
Ｔｗ チャネル周期
ＤＯＷ ダイレクト・オーバー・ライト
Claims (5)
- 基板上に少なくとも相変化記録層と反射層を有する相変化型光記録媒体に記録マークを形成するに際し、記録に用いるレーザー光などの光ビームの発光波形を複数のパルスからなる記録パルス列とし、このパルス列を変調することによって記録を行う方法であって、記録マーク部は記録パワー（Ｐｗ）とボトムパワー（Ｐｂ）の間で変調されたパルス列とし、スペース部は記録パワー（Ｐｗ）と消去パワー（Ｐｅ）の間のレベルに設定されたパワー（Ｐｅ＋）と消去パワー（Ｐｅ）の間で変調されたパルス列とし、記録マーク部のＰｗのパルスデューティ比を予め０．２〜０．８の範囲に設定し、スペース部のＰｅ＋のパルスデューティ比を予め０．０５〜０．４の範囲に設定することを特徴とする相変化型光記録媒体の記録方法。
- 基板上に少なくとも相変化記録層と反射層を有する相変化型光記録媒体に記録マークを形成するに際し、記録に用いるレーザー光などの光ビームの発光波形を複数のパルスからなる記録パルス列とし、このパルス列を変調することによって記録を行う方法であって、記録マーク部は記録パワー（Ｐｗ）とボトムパワー（Ｐｂ）の間で変調されたパルス列とし、スペース部は記録パワー（Ｐｗ）と消去パワー（Ｐｅ）の間のレベルに設定されたパワー（Ｐｅ＋）と消去パワー（Ｐｅ）の間で変調されたパルス列とし、Ｐｅ＋のパルスデューティ比が０．３以上の場合に、光ビームの照射により相変化記録層が記録材料の融点以上となるパワー条件をＰｅ＋として使用する場合には、スペース部のＰｅ＋のパルスデューティ比を０．３未満とすることを特徴とする相変化型光記録媒体の記録方法。
- Ｐｅが記録マークの形成に最適な記録パワーＰｗの０．２〜０．４倍である請求項１又は２に記載の相変化型光記録媒体の記録方法。
- 予め決められた記録線速以上の場合には請求項１〜３の何れかに記載の記録方法を用い、予め決められた記録線速未満の場合にはスペース部を変調せずに、予め決められたＰｅの連続光とすることを特徴とする相変化型光記録媒体の記録方法。
- 請求項４記載の記録方法における記録ストラテジを変更する記録線速（予め決められた記録線速）が、記録方法の設定情報として記録されていることを特徴とする相変化型光記録媒体。
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