JP2001222819A - 相変化型光記録媒体の記録方法および記録再生装置 - Google Patents
相変化型光記録媒体の記録方法および記録再生装置Info
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Abstract
による信号品質とオーバーライト繰返し時の安定性の向
上を目的とする。 【解決手段】 変調後の信号幅nTである0信号の記録
を行う時、記録波をパワーレベルeの連続電磁波とし、
1信号の記録を行う時、記録波パルス列を、時間幅xと
パワーレベルaを持つパルス部fpと、合計でTの時間
幅を持つパワーレベルbの低レベルパルスとパワーレベ
ルcの高レベルパルスとが交互にデューティ比yで、計
(n−n')回連続するマルチパルス部mpと、時間幅
zとパワーレベルdを持つパルス部opを有する電磁波
パルス列とし、x、y、zを0.5T≦x≦2.0T、
0.125≦y≦0.875、0.125T≦z≦1.
0Tとし、n'をn'≦nの正の整数とし(a及びc)≧
e≧(b及びd)とし、デューティ比yを記録線速度の
増大とともに減少させる。
Description
体の記録、書き換え記録の方法および記録再生装置に関
する。
上させる方式としては、様々な記録補償方式が開示され
ている。例えば、特開昭63−266632号記載のものでは、
結晶化速度の大きい記録膜を用いた場合のPWM記録に
おいて、パルス列を用いて長いアモルフアスマークを記
録する方式が有効であるとしている。また、特開昭63−
266633号及び米国特許第5150351号に記載のものでは、
パルス列の先頭及び後尾のレーザーエネルギーを高めた
り、照射時間を長くすることにより、マークエッジの位
置揺らぎを抑えることでジツタの改良を行っている。ま
た、従来、特公昭63−29336号に記載されているよう
に、光ディスク記録装置においてレーザー光などの光ス
ポットを光ディスク上に照射しながら走査し、レーザー
光などの光スポットを情報信号で強弱変調して光ディス
クに情報信号を記録する方法は知られており、また、光
ディスクに記録された情報信号を再生してその再生信号
の振幅や記録マークの長さをモニターすることにより記
録光パワーや記録光パルスの幅などの記録条件を最適に
調整し、設定する方法も知られている。
7、特開平9−219021には、図1に示すように、情報記録
媒体にPWM記録することにより情報の記録を行う際
に、変調後の信号幅がnT(Tはクロック時間)である
0信号の記録あるいは書き換えを行う時の記録波をパワ
ーレベルeの連続電磁波とし、変調後信号幅がnTであ
る1信号の記録あるいは書き換えを行う時の記録波パル
ス列を、時間幅xとパワーレベルaを持つパルス部fp
と、合計でTの時間幅を持つパワーレベルbの低レベル
パルス部とパワーレベルcの高レベルパルスとが交互に
デューティ比yで計(n−n')回連続するマルチパル
ス部mpと、時間幅zとパワーレベルdを持つパルス部
opを有する電磁波パルス列とし、x、y、zを0.5
T≦x≦2.0T、0.4≦y≦0.6、0.5T≦z
≦1.0Tとし、n'をn'≦nの正の整数とし(a及び
c)≧e≧(b及びd)とすることが開示されている。
また、その記録方法を用いた情報記録媒体の記録再生装
置が開示されている。
とオーバーライト繰り返し時の安定性の向上、信頼性、
汎用性の向上は図られた。しかし、近年、書き換え型情
報記録媒体、特に相変化型光記録媒体においては、一つ
の情報記録媒体で、複数の線速度で記録できる技術が求
められている。また、記録速度の高速化が求められてお
り、高速記録に有利なCAV記録も要求されるようにな
ってきた。これらの技術的な要求に対して、上記の特開
平9−138946、特開平9−138947、特開平9−219021に記
載の技術では対応できなかった。例えば、CD線速度4
Xで記録できるfp、mp、opをもつ記録ストラテジ
で、8X速度記録、および10X速度記録した場合に、
8X速度記録、および10X速度記録では十分な信号品
質が得られなかった。
よびまたはCAV記録による信号品質とオーバーライト
繰り返し時の安定性の向上、信頼性、汎用性の向上が課
題である。
チスピードおよびCAV記録可能な情報記録方法および
情報記録再生装置を提供することを目的とする。
め、請求項1に係る発明は、電磁波を情報記録媒体に照
射することにより該情報記録媒体の記録層に相変化を生
じさせ、前記情報記録媒体に対する情報の記録、再生を
行い、かつ書き換えが可能である情報記録再生方法にお
いて、信号を変調して前記情報記録媒体にPWM記録す
ることにより情報の記録を行う際に、変調後の信号幅n
T(Tはクロック時間)である0信号の記録あるいは書
き換えを行う時の記録波をパワーレベルeの連続電磁波
とし、変調後信号幅がnTである1信号の記録あるいは
書き換えを行う時の記録波パルス列を、時間幅xとパワ
ーレベルaを持つパルス部fpと、合計でTの時間幅を
持つパワーレベルbの低レベルパルスとパワーレベルc
の高レベルパルスとが交互にデューティ比yで、計(n
−n')回連続するマルチパルス部mpと、時間幅zと
パワーレベルdを持つパルス部opを有する電磁波パル
ス列とし、x、y、zを0.5T≦x≦2.0T、0.
125≦y≦0.875、0.125T≦z≦1.0T
とし、n'をn'≦nの正の整数とし(a及びc)≧e≧
(b及びd)とし、デューティ比yを記録線速度の増大
とともに減少させることによって、高線速記録時の記録
エネルギーを補い、マルチスピード記録およびCAV記
録を容易にする。また、低線速記録時には、デューティ
比yを大きくすることで、過剰な記録エネルギーを抑制
し、マルチスピード記録およびまたはCAV記録を容易
にする。
発明は、請求項1に加えて、さらにデューティ比yが
0.5を好適とする記録線速度を記録可能最高線速度V
Hと記録可能最低記録線速度VLの中心値(VH+VL)/
2より大きく、かつ記録可能最高線遠度VH以下とする
ことで、よりドライブーメディアのマッチング性能の良
好な記録信号が得られる。
発明は、情報記録媒体にAg、In、Sb、Teを主成
分とする記録層を用いる事で、請求項1および2の情報
記録方法がより効果的になる。
発明は、請求項1および2の情報記録方法をもつこと
で、マルチスピード記録およびCAV記録を可能とする
情報記録再生装置が得られる。
びCAV記録の場合、低線速度では過剰な記録パワーと
なり、高線速度では記録パワー不足となってしまう。し
たがって、記録線速度と記録パワーのバランスをとるこ
とが重要となる具体的な方法としては、高線速記録ほ
ど、高パワーとすることが、CD−R等にみられるよう
に一般的である。本発明では、図1のmp部のデューテ
ィを、記録線速度で増減させることが有効である事を見
出し本発明に至った。また、この情報記録方法は、記録
層がAg、In、Sb、Teを主成分とする情報記録媒
体に特に有効であった。これは、Ag、In、Sb、T
eを主成分とする記録層の熱物性が、本記録パルス波に
マッチングされているためである。
4X−10X記録のマルチスピード記録の記録波形を示
す。この例は内周4.8m/s、外周12.0m/sの
CAV記録にも対応している。この例では、記録線速度
4.8、9.6、12.0m/sで、それぞれmpのデ
ューティ0.75、0.5、0.375と、記録線速度
の増大にあわせて、mpのデューティを減少させてい
る。4.8m/sの低線速度記録では、mpの記録パル
スを細くすることで、余分な熱ダメージを軽減し、かつ
mp部の冷却時間を長くすることでエッジの位置ずれの
少ないマークを記録することができる。一方、12.0
m/sの高線速度記録では、mp部の記録パルスを太く
することで、記録膜に相変化できるだけのエネルギーを
与えることができるようになり、かつ、高速のためmp
部の冷却時間が短くても記録層の急冷条件が整い、エッ
ジの位置ずれの少ないマークを記録することができる。
記録媒体において、記録パルスのmpのデューティが
0.5近傍であることが記録層の溶融、急冷のバランス
がとれており、種々の信号品質、オーバーライトに有利
である。したがって、ドライブ−メディアのマッチング
を考慮する上で、mpのデューティ0.5をマルチスピ
ード記録におけるいかなる記録線速において、設定する
かが課題となる。本発明では、mpのデューティが0.
5となる記録線速度を、(最低記録線速度+最高記録線
速度)/2より大きく、最高記録線速度以下とすること
が、有効である事を見出した。マルチスピード記録可能
なドライブにおいて、よく利用される記録線速度は、最
高記録線速度である。CAV記録では、機械特性の影響
を受けやすい外周部で高速記録となる。よって、CAV
記録でも、高速記録の信号品質がより重要になってく
る。このようなことから、実用上、より信頼性の高い記
録を行うためには、信頼性の高いmpのデューティ0.
5の記録パルス波形を高速記録側に設定する事が有効で
ある事を見出し、本発明に至った。さらに、mpのデュ
ーティ0.5となる記録線速度が、0.55×(最低記
録線速度+最高記録線速度)より大きく、かつ最高記録
線速度以下とすることがより効果的であった。
相変化型光記録再生装置の実施形態は、図3に示すよう
に相変化型光記録媒体をスピンドルモータからなる駆動
手段により回転駆動し、記録再生用ピックアップにて光
源駆動手段としてのレーザー駆動回路により半導体レー
ザーからなる光源を駆動して該半導体レーザーから図示
しない光学系を介して情報記録媒体に電磁波として、図
2に示したような記録線速度でmpのデューティを増減
させたレーザー光を照射することにより該情報記録媒体
の記録層に相変化を生じさせ、情報記録媒体からの反射
光を記録再生用ピックアップで受光して情報記録媒体に
対する情報の記録や再生を行う。記録再生用ピックアッ
プの最適記録パワーは記録パワー設定手段としての記録
パワー設定回路により設定される。
録再生用ピックアップにて電磁波としてレーザー光を相
変化型情報記録媒体に照射することにより該情報記録媒
体の記録層に相変化を生じさせ、情報記録媒体に対する
情報の記録、再生を行い、かつ、書き換えが可能である
相変化型光記録再生装置であり、記録すべき信号を変調
部で変調して記録再生用ピックアップにて情報記録媒体
に記録することにより情報の記録を行う記録手段を備え
ている。
記録媒体の記録層に対してマークの幅として信号を記録
するようマークを記録する、いわゆるPWM記録方式で
情報の記録を行う。記録手段は記録すべき信号を変調部
にてクロックを用いて例えば書き換え型コンパクトディ
スクの情報記録に適したEFM(Eight-to-FourteenMod
ulation)変調方式、あるいはその改良変調方式で変調
する。
後の信号幅がnT(nは所定の値、Tはクロック時間:
信号の変調に用いるクロックの周期に相当する時間)で
ある0信号の記録あるいは書き換えを行う時の記録光を
パワーレベルeの連続光とし、変調後の信号幅がnTで
ある1信号の記録あるいは書き換えを行う時の記録光の
パルス列、時間幅xとパワーレベルaを持つパルス部f
pと、合計でTの時間幅を持つパワーレベルbの低レベ
ルパルスとパワーレベルcの高レベルパルスとが交互に
デューティ比yで計(n−n')回連続するマルチパル
ス部mpと、時間幅zとパワーレベルdを持つパルス部
opからなる電磁波パルス列とし、x、y、zを0.5
T≦x≦2.0T、0.125≦y≦0.875、0.1
25T≦z≦1.0Tとし、nを1以上の正の整数と
し、n'をn'≦nの正の整数とし、(aおよびc)≧e
≧(bおよびd)とする。図2は、n'=1の場合であ
る。
基本的な構成は、図4に示すように案内溝を有する基板
1上に第1誘電体層2、記録層3、第2誘電体層4、金
属または合金層5、オーバーコート層6を有する。さら
に、好ましくは、オーバーコート層上に印刷層7、基板
鏡面に、ハードコート層8を有する。
あるいは樹脂であり、樹脂基板が成型性、コストの点で
好適である。樹脂の例としてはポリカーボネート樹脂、
アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、アク
リロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリエチレン樹
脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン系樹脂、フツ素系
樹脂、ABS樹脂、ウレタン樹脂などがあげられるが、
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。
き換え可能なコンパクトディスク(CD−RW)に応用
する場合には、以下のような特定の条件が付与されるこ
とが望ましい。その条件は、使用する基板に形成される
案内溝(グルーブ)の幅が0.25〜0.65μm、好
適には0.30〜0.6μm、その案内溝の深さが15
0〜550Å、好適には200〜450Åとなっている
ことである。
変化型光記録媒体に要求される品質は、単に、記録消去
できるだけでなく、信号の再生安定性や信号の寿命も同
時に要求される。これらを総合的に満足できる記録層と
して、AgInSbTe 系が優れており、それぞれの組成
比α、β、γ、δ、ε、(原子%)が 0<α≦10 2≦β≦12 55≦γ≦70 22≦δ≦32 α十β十γ+δ+ε=100 の場合に効果的であった。Agが10at%以上、Inが1
2at%以上、Sbが70at%以上では、信号の再生安定
性や信号の寿命が不充分であった。Teの含有量は再結
晶化線速度に大きく影響するため、記録層厚や他の層の
熱伝導率によって制御したとしても少なくとも、22at
%以上32at%以下である必要があった。信号の再生安
定性や信号の寿命を向上させる方法として、記録層に周
期表の3B族およびまたは4B族およびまたは5B族か
ら選ばれた元素を添加することが効果的であった。信号
の再生劣化や信号の寿命低下は、非晶質マークの結晶化
が原因であった。非晶質マークの結晶化を抑制するため
には、周期表の3B族およびまたは4B族およびまたは
5B族から選ばれた元素を記録層に添加することが効果
的であった。このメカニズムは、明確ではないが、これ
ら添加元素は、AgInSbTeの空間的隙間に入ったり、
化学結合を形成することで、非晶質マークの結晶化を抑
制すると考えられている。よって、原子半径が小さかっ
たり、AgInSbTe との化学結合力が大きかったり、
化学結合手が多い元素が効果的である。特に、B、C、
N、Si、Ge、Snが効果的である。これら添加元素の
量は、記録層の5at%以下が効果的である。5at%以上
では、AgInSbTe 記録層の本来有する記録消去特性
に影響を与えてしまい、消し残りの原因となってしま
う。
適には12〜30nmとするのがよい。さらに、ジッタ
ー等の初期特性、オーバーライト特性、量産効率を考慮
すると、好適には、14〜25nmとするのがよい。1
0nmより薄いと光吸収能が著しく低下し、記録層とし
ての役割を果たさなくなる。また、50nmより厚いと
高速で均一な相変化がおこりにくくなる。このような記
録層は、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、スパッ
タリング法、プラズマCVD法、光CVD法、イオンプ
レーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成で
きる。なかでも、スパッタリング法が、量産性、膜質等
に優れている。
しては、SiO、SiO2、ZnO、SnO2、Al2O3、
TiO2、In2O3、MgO、ZrO2などの金属酸化
物、Si3N4、AlN、TiN、BN、ZrNなどの窒
化物、ZnS、In2S3、TaS4などの硫化物、Si
C、TaC、B4C、WC、TiC、ZrCなどの炭化
物やダイヤモンド状カーボンあるいは、それらの混合物
があげられる。これらの材料は、単体で保護層とするこ
ともできるが、互いの混合物としてもよい。また、必要
に応じて不純物を含んでもよい。必要に応じて、誘電体
層を多層化することもできる。ただし、第1誘電体層お
よび第2誘電体層の融点は記録層よりも高いことが必要
である。このような第1誘電体層および第2誘電体層の
材料としては、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、
スパッタリング法、プラズマCVD法、光VCVD法、
イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによっ
て形成できる。なかでも、スパッタリング法が、量産
性、膜質等に優れている。
である650nmの反射率に大きく影響する。780n
mと650nmの再生波長でCD−RWディスクの規格
である反射率0.15〜0.25を満足するためには、
第1誘電体層を65〜130nmとすることが要求され
る。
nm、好適には20〜40nmとするのがよい。15n
mより薄くなると耐熱性保護層としての機能を果たさな
くなる。また、感度の低下を生じる。一方、45nmよ
り厚くなると、界面剥離を生じやすくなり、繰り返し記
録性能も低下する。
Ag、Cu、Taなどの金属材料、またはそれらの合金
などを用いることができる。また添加元素としては、C
r、Ti、Si、Cu、Ag、Pd、Taなどが使用さ
れる。このような反射放熱層は、各種気相成長法、たと
えば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマCVD
法、光CVD法、イオンプレーティング法、電子ビーム
蒸着法などによって形成できる。合金または金属層の膜
厚としては、70〜200nm、好適には100〜16
0nmとするのがよい。
としてオーバーコート層を有することが望ましい。オー
バーコート層としては、スピンコートで作製した紫外線
硬化樹脂が一般的である。その厚さは、3〜15μmが
適当である。3μm以下では、オーバーコート層上に印
刷層を設ける場合、エラーの増大が認められることがあ
る。一方、15μm以上の厚さでは、内部応力が大きく
なってしまい、ディスクの機械特性に大きく影響してし
まう。
作製した紫外線硬化樹脂が一般的である。その厚さは、
2〜6μmが適当である。2μm以下では、十分な耐擦
傷性が得られない。6μm以上の厚さでは、内部応力が
大きくなってしまい、ディスクの機械特性に大きく影響
してしまう。その硬度は、布でこすっても大きな傷がつ
かない鉛筆硬度であるH以上とする必要がある。必要に
応じて、導電性の材料を混入させ、帯電防止を図り、挨
等の付着を防止することも効果的である。
(18nm)/ZnSSiO2(30nm)/Al合金
(140nm)という層構成を有する相変化型光記録媒
体に、9.6m/s、19.2m/s、24.0m/sの
記録線速度で、図5に記載のパルス波で記録した。光記
録装置は、図3に記載の回路および駆動部、波長780
nm、NA0.5のピックアップを有するものを用い
た。記録信号は、EFM変調された入力信号とした。そ
れぞれの線速で記録した信号を、1.2m/sで再生し
た結果、それぞれ22ns、20ns、23nsと良好
な初期ジツターが得られた。それぞれの記録線速度での
オーバーライト1000回後のジツターは、それぞれ3
2ns、30ns、33nsと良好であった。
と、高速化に有利なCAV記録により信号品質とオーバ
ーライト繰り返し時の安定性が向上し、請求項1では、
良好な信号品質が得られるマルチスピードおよびCAV
記録可能な情報記録方法および記録再生装置が得られ
る。請求項2では、よりドライブメディアのマッチング
性能の良好な記録信号が得られる。請求項3では、情報
記録媒体に、Ag、In、Sb、Teを主成分とする記
録層を用いることでより効果的な情報記録方法が得られ
る。請求項4では、マルチスピード記録およびCAV記
録を可能とする情報記録再生装置が得られる。
形を3T信号で、n'=1〜3の例について模式的に示
す波形系図である。
記録のマルチスピード記録の記録波形である。
ブロック図である。
図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 電磁波を情報記録媒体に照射することに
より該情報記録媒体の記録層に相変化を生じさせ、前記
情報記録媒体に対する情報の記録、再生を行い、かつ書
き換えが可能である情報記録再生方法において、信号を
変調して前記情報記録媒体にPWM記録することにより
情報の記録を行う際に、変調後の信号幅nT(Tはクロ
ック時間)である0信号の記録あるいは書き換えを行う
時の記録波をパワーレベルeの連続電磁波とし、変調後
信号幅がnTである1信号の記録あるいは書き換えを行
う時の記録波パルス列を、時間幅xとパワーレベルaを
持つパルス部fpと、合計でTの時間幅を持つパワーレ
ベルbの低レベルパルスとパワーレベルcの高レベルパ
ルスとが交互にデューティ比yで、計(n−n')回連
続するマルチパルス部mpと、時間幅zとパワーレベル
dを持つパルス部opを有する電磁波パルス列とし、
x、y、zを0.5T≦x≦2.0T、0.125≦y
≦0.875、0.125T≦z≦1.0Tとし、n'
をn'≦nの正の整数とし(a及びc)≧e≧(b及び
d)とし、デューティ比yを記録線速度の増大とともに
減少させてマルチスピード記録及びまたはCAV記録す
ることを特徴とする情報記録方法。 - 【請求項2】 デューティ比yが0.5となる記録線速
度が、記録可能最高線速度VHと記録可能最低記録線速
度VLの値(VH+VL)/2より大きく、かつ記録可能
最高線速度VH以下としたことを特徴とする請求項1に
記載の情報記録方法。 - 【請求項3】 情報記録媒体の記録層がAg、In、S
b、Teを主成分としていることを特徴とする請求項1
又は2に記載の情報記録方法。 - 【請求項4】 請求項1又は2の情報記録方法を用いた
情報記録再生装置。
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