JP2003281722A - 光情報記録方法および媒体 - Google Patents
光情報記録方法および媒体Info
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- G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
- G11B7/006—Overwriting
- G11B7/0062—Overwriting strategies, e.g. recording pulse sequences with erasing level used for phase-change media
Abstract
Velocity:各速度一定記録)またはZ−CL
V(Zone−Constant LinearVel
ocity:半径位置ごとに線速度を変更し、擬似的に
CAVを実現する方法)を用い外周部で高い走査速度に
なる場合でも、低い記録パワーで十分な変調度をとる事
ができる光情報記録媒体の記録方法の提供。 【解決手段】 基板上に少なくとも1層以上の記録層と
少なくとも1層以上の反射層を有する媒体に光を照射・
走査することで記録層に相変化または状態変化を生じさ
せることで情報の記録、再生、書換えまたは消去を行う
ディスク状の光情報記録媒体の記録方法において、長さ
Lの記録マークを形成するときに照射する光が複数のパ
ルスに分割されており、かつN1/L>N2/L(N1
はr<r0のときのパルス数、N2はr≧r0のときの
パルス数、rはディスク状の光情報記録媒体の半径位
置、r0は任意の半径である)であることを特徴とする
光情報記録媒体の記録方法。
Description
D−RAM、DVD−RW、DVD+RW、PD等の相
変化型光ディスクに関する。
て記録する方法があるが(特開平9−219021)、
走査速度によりパルス数を変化させることに関する記述
はない。また、光記録方法及び光記録媒体に関して、パ
ルス分割して記録する方法があるが(特開2001−3
31936)、半径位置によって、パルス数を変更する
記述はない。
の高速記録が進んでいる。特にコンパクトディスクをベ
ースとした記録媒体であるCD−Rは記録モードの簡易
さと幅広い記録速度マージンから高速化が進み、基準速
度からその32倍相当の記録まで可能になっている。同
様にコンパクトディスクをベースとした書き換え型ディ
スクCD−RWがあるが、記録モードが急冷、徐冷を制
御することによって行う相変化材料を記録層材料に用い
ているため、熱記録モードが複雑で高速化には困難が多
いことが知られている。また、記録方法も複雑であり、
記録するマークの大きさに応じてパルス分割し、強度変
調された光を照射することによるため、CD−R系の記
録方法に対して、発光素子に求められる応答性が高くな
ければならず、記録装置としても困難が多くなってい
る。さらに、ディスク状の媒体に高速記録する場合は、
回転数を上げることが必要である。
Linear Velocity:線速度一定)で走
査して記録する場合は、内周部の回転数を非常に上げる
必要があるため高速化には適さない。それに対して、C
AV(Constant Angular Veloc
ity:各速度一定)で走査して記録する場合は、回転
数を一定にしてなおかつ、ディスク外周部では高い線速
度で記録できるのでメリットが大きい。CAVで記録す
る場合は、実際の線速度は5インチ径のディスク状媒体
の場合は内周部と外周部で2.4倍分の速度差が発生す
る。つまり、異なる走査速度で同一の特性を実現する記
録媒体および記録方法が必要となっている。
くとも1層以上の記録層と少なくとも1層以上の反射層
を有する媒体に光を照射・走査することで記録層に相変
化または状態変化を生じさせることで情報の記録、再
生、書換えまたは消去を行うディスク状の光情報記録媒
体の記録方法において、長さLの記録マークを形成する
ときに照射する光が複数のパルスに分割されており、か
つN1/L>N2/L(N1はr<r0のときのパルス
数、N2はr≧r0のときのパルス数、rはディスク状
の光情報記録媒体の半径位置、r0は任意(基準)の半
径である)であることを特徴とする光情報記録媒体の記
録方法を提供することができた。
光情報記録媒体への記録方法は、媒体中の記録層に光ビ
ームを集光し、媒体を走査することで行う。記録は光ビ
ームの強度変調によって行う。記録される情報は任意の
ものであるが、記録する際にはマーク長変調、マークエ
ッジ変調またはパルス幅変調(PWM)と呼ばれる方法
で変調された情報を記録する。PWM変調の方法として
は、記録するデータの長さ等に従って任意の変調方式を
採用して良いが、例としてコンパクトディスクのEFM
変調、DVDのEFM+変調などがある。このようなP
WM変調された情報は基本周期Tに対してnTの長さの
マークとマーク間のスペース(ランド)として媒体上に
記録される。このとき、nは自然数であり変調方式によ
ってその範囲が決定される。EFM変調の場合はn=3
〜11であり、EFM+変調ではn=3〜11、14と
なっている。
は、記録層に集光された光を照射することで形成する。
このような光記録装置の構成例として、ディスク状の光
情報記録媒体の場合について図1に示す。 (1)ディスク状光情報記録媒体1はその中心を固定さ
れ、(2)回転モータ2に接続される。これによりディ
スク1の回転速度が制御され、(3)光ピックアップ4
との相対速度つまりビームの走査速度Vが制御される。
(3)光ピックアップ4からはコリメータレンズ、対物
レンズ等の単数または複数のレンズ3で集光されたビー
ムが射出され(1)の媒体内の記録層近傍に焦点があう
ように制御される。情報の記録はPWM変調された情報
を(4)記録信号変調装置にて強度変調され、光ピック
アップから記録光として射出され媒体に照射される。
あるが、制御のしやすさからパルス発光を用いる。パル
ス発光の手法としては、ひとつの記録マークに対してひ
とつのパルス発光で記録するシングルパルス法と、ひと
つの記録マークに対して複数のパルス発光を用いるマル
チパルス法とに分けられる。マルチパルス法の発光波形
の例を図2に示す。例は図2(a)に示すように6Tの
長さのマークを記録する場合についてである。ここで記
録極性の例はLow to Highであり、図2
(a)のHighレベル(1と記述)がマークに相当
し、Lowレベル(0と記述)がスペース(マーク)に
相当する。
を示す。ここで図に示す通りパルスの数は任意に設定で
きる。図2(b)の例では6Tの長さのマークを記録す
る場合に5個のパルス発光を用いる場合である。つまり
nTの長さのマークを記録するために、N=(n−1)
個のパルスを用いる。パルスの強度はPw、Pe、Pb
に分けられ強度変調されている。それぞれの強度はPw
>Pe>Pbの関係にあり、Pwは記録パワーと呼ば
れ、この強度で発光している時間と強さでマークの特性
が決定される。それに対してPbはバイアスレベルと呼
ばれ、媒体に影響しない程度、好ましくは再生パワー以
下に押さえられ、通常は0.5〜2mW程度である。P
wとPbで変調されたパルスを照射することで、媒体の
記録層を溶融からの急冷状態にするため相変化を発生
し、反射率の低い状態、アモルファス状態のマークを形
成できる。Peは消去パワーまたはイレースパワーであ
り、スペースを記録すなわちマークを記録するときに照
射する強度である。PeはPwの0.1倍から0.7倍
程度であり、さらに好ましくは0.2〜0.6の範囲で
ある。Peを照射することで記録層を溶融状態から徐冷
または結晶化温度以上からの徐冷を行うことになり、反
射率の高い結晶化状態となる。つまりスペースが記録
(マークが消去)される。
ルス目を広めに設定し、2パルス以降のパルス幅Tmp
は同一とするのが制御上単純であると同時に多種の長さ
のマークを形成する場合にマーク長のばらつきを押さえ
ることができるため有利である。Tmpはマルチパルス
法を用いる場合、1パルス目の発光幅Ttop、最後の
冷却パルス幅Toffを固有の幅に設定することができ
る。Ttopは0.2T〜1.5Tの範囲であることが
好ましく、Tmpは0.2T〜0.7Tの範囲であるこ
とが好ましく、Toffは0.2T〜1.5Tの範囲に
あることが好ましい。
スの数も重要な要因となる。パルスの数としては、図2
の(b)に示すN=(n−1)個のパルスで記録するの
が最も単純でありマーク長さをそろえる上で有利であ
る。N=(n−1)個のマルチパルス法はCD−RW、
DVD−RW等の相変化記録媒体の記録方法として採用
されている。マルチパルス法は記録する走査速度に対し
てTmpを変化させることで、異なる記録速度でも同等
の記録パワーで記録することが可能となる。その例とし
てHS CD−RWの標準規格であるオレンジブックパ
ート3 volume2で採用されている手法があり、
記録線速4.8m/s(4倍速)ではTmp=0.2T
であり、9.6m/s(8倍速)ではTmp=0.4
T、12.0m/s(10倍速)では0.5Tとなって
いる。このように記録パワーをそろえることが可能であ
るため、本来CLV記録が主流であるCD−RWにCA
V記録または半径位置ごとに走査速度をCAV的に変化
させ、CLVで擬似的なCAVを行うゾーンCLV法等
が採用できる。他の例としてN=(n−2)個のパルス
で記録する例を図2(c)に示した。
長いマークを記録する場合も媒体の熱伝導の影響を受け
にくく、均一にエネルギーを加えることが可能なため、
ひずみの少ないマークを形成することができ、ジッタを
改善できる。また媒体にかかるエネルギー量も小さくな
るため、多数回の繰り返し記録でも劣化が遅い傾向にあ
る。しかし、基本クロック周期に近い細い発光パルスを
射出する必要があるため、高周波数に対応でき、応答の
速い回路(レーザーダイオード、アナログ回路)が必要
となる。つまり、CAV記録を行った場合には、ディス
ク半径をrとするとき、rがある半径r0よりも外周で
あるr≧r0の領域では発光パルスがLDの周波数特性
などの影響でひずんでしまう。ひずみの例を図3に示
す。図3の点線が理想的な発光波形の場合、高速になる
と図3(a)の実線のように、LDの回路の周波数特性
により、ひずんでしまう。さらに高速になると図3
(b)の実線のようになり、波形がひずむと同時にPw
がΔPw分だけ低下してしまい、パワーがかからないと
いうデメリットが発生する。さらに、PbがΔPb分だ
け高くなってしまい、十分な冷却効果が得られないとい
う問題が発生する。つまり、マークの形成の効率が著し
く低下するために、十分な変調度が確保できなくなって
しまう。
示されているパルスの発光周期を2倍にする方法があ
る。この方法では、N=(n−1)個のパルスで記録す
る場合に比べてPwの発光の実時間が長いため、媒体に
高い効率でエネルギーが照射され、速い走査線速でも低
いパワーで高い特性が確保できる。また、高速記録に対
応するために、発光波形がひずんでしまう場合でも、パ
ルス幅が広いために、図3(c)に示す通り、ひずみの
影響を受けにくく、Pw低下、Pb上昇を防止すること
ができる。しかし、このような2T周期の記録方法を用
いた場合には、長さL=nTのマークのためにn=2m
+1とn=2mの場合(m=1、2、3・・・・)にパ
ルスの数Nが同一になる。つまり、m=1の時(L=2
T、3Tのマーク)はN=1個のパルスで記録し、m=
2の時(L=4T、5T)はN=2個のパルスで記録す
る。そのため、パルスの発光タイミング、パルスの発光
の長さ等を、それぞれのLに対して個別に決定する必要
がある。
w依存性と記録方法依存性を示す。通常記録速度によら
ず、変調度は図4(a)の曲線に示すような曲線をと
る。つまり、Pwが高いほど高い変調度がでる。一般に
変調度が高いほど再生信頼性があるとみなされ、一般に
は0.5以上、さらに好ましくは0.6以上であること
が好ましい。つまり高いPwほど良い特性が得られる。
しかし、高い走査速度で記録する場合は、同一のPwで
あっても、媒体に照射されるエネルギー量は減少するた
め、一般に変調度は低くなる。さらに、図3(b)に示
したように、発光波形にひずみが発生した場合は、さら
にエネルギー量が減少してしまう。結果として、図4
(b)に示すように低い変調度となってしまう。一方図
2(d)に示す記録方法を用いた場合は、高い走査速度
で記録しても、高い変調度を確保することができ図4
(c)に示す通りになり、従って良好な記録特性をえる
ことが可能となる。
記録である、Zone CLVを考える。これらの記録
方法においては、図5に示す通り走査速度vはディスク
半径位置rに対して線形に変動し、外周部に行くほど高
い。つまりr1<r2ならばV1<V2の関係が成り立
つ。本発明の記録方法は、ある基準半径r=r0よりも
内周であるr<r0の領域では、長さLのマークを記録
するパルス数N1とし、あるr≧r0では長さLのマー
クを記録するためにN2のパルスで記録し、かつN1/
L>N2/L(請求項1)であることを特徴とする。
用い、r≧r0で図2(c)の記録方法を用いた場合、
L=6TでN1=5、N2=3となるため、 r<r0で N1/L=5/(6T) r≧r0で N2/L=3/(6T) であり、N1/L>N2/Lとなる。 さらに5Tでは r<r0で N1/L=4/(6T) r≧r0で N2/L=2/(6T) であり、N1/L>N2/Lとなる。このような記録方
法を用いることにより、r≧r0の高い走査速度の領域
でも、適したストラテジに変更できるため、良好な記録
信号特性を得ることができる。
<r0とr≧r0の領域のPwをそれぞれPw1、Pw
2とするとき、Pw1>Pw2であることを特徴とする
(請求項3)。図4について説明したとおり、N1/L
が小さいほど変調度が高くなる傾向にある。rに対する
変調度の変動を図6に示す。Pw1=Pw2の場合をd
−Iに、Pw1>Pw2の場合をd−IIに示す。d−I
の場合は、r=r0で変調度が不連続に変わってしま
う。そこで、d−IIとすることで、変調度の不連続を解
消することができる。従って図7に示すようにPwをr
=r0で変更することが好ましい。また、Pw2は0.
7Pw1〜0.9Pw1の範囲にあることがさらに好ま
しい。
のPeをPe1、r≧r0でのPeをPe2としたと
き、(Pe1/Pw1)/(Pe2/Pw2)<1であ
ることが好ましく(請求項4)、さらに好ましくは(P
e1/Pw1)/(Pe2/Pw2)≧0.7である。
この範囲とすることで、r≧r0での繰り返し記録後の
ジッタを低減することができる(請求項5)。つまり、
図9に示す通り、r=r0でPe/Pwをd−IIに示す
通りに変更することによって繰り返し記録(DOW:D
irect Over Write)後のジッタを低減
することが可能となる。ジッタは図10に示す通り、一
回目の書換え後ではPwの増加に対してJT1に示す通
り減少するが、1000回後のジッタはJT1Kのよう
にPwの増加に伴い増加する傾向にある。しかし、Pe
/Pwを下げることにより、JT1K’のように低下さ
せることが可能となる。このJT1000はN/Lが低
いと高くなる傾向にあるため、r≧r0の領域では、P
e/Pwを下げることが好ましい。図9に示す通りにP
e/Pwを変化させると、DOW後のジッタを図8に示
す通りd−Iからd−IIに下げることが可能となる。
ト製基板上に下部誘電体層、記録層、上部誘電体層、反
射放熱層を準じ積層した。下部保護層、上部保護層には
ZnS−SiO2の混合物を用いた。成膜には真空成膜
法の1種であるRFマグネトロンスパッタリング法を用
い、各層の膜厚を80nm、20nmとした。記録層の
材料としては、相変化合金であるGaSbTe合金に添
加物としてGeを添加したものを用いた。その組成比を
GaαSbβTeγGeδとしたとき 0.04≦α≦0.08 0.73≦β≦0.79 0.19≦γ≦0.21 0.01≦η≦0.05 の範囲であった。但しα+β+γ+η=1.0である。
DCマグネトロンスパッタリング法を用い、その膜厚は
20nmとした。反射放熱層の材料として、Agを用い
た。Agの純度は99.9%wtとした。反射層の成膜
には記録層と同様のDCマグネトロンスパッタリング法
を用いた。反射放熱層の膜厚は150nmとした。スパ
ッタ膜を積層した基板上に樹脂製の保護膜を作成し光デ
ィスクとした。保護層の樹脂としては紫外線硬化樹脂を
スピンコート法で均一に塗布し紫外線を照射し硬化させ
ることで成膜した。保護層の膜厚は4〜10μmの膜厚
であった。得られた光ディスクは記録層全面が非晶質状
態のため、結晶化する必要がある。市販の相変化光ディ
スク用初期化装置を使用して全面を初期化した。初期化
装置は高出力半導体レーザーをディスクに照射・走査す
ることで行う。走査速度は5.0m/sとし、照射する
ビーム径は幅80μmであった。得られたディスクはグ
ルーブ反射率20%のCD−RWディスクとなった。
せ記録を行い、記録特性を評価した。評価装置にはパル
ステック工業製CD−RW評価装置DDU1000を使
用した。ディスクを4800rpmでCAV回転させ、
半径位置rと基本クロックfを変動させ記録を行った。
半径位置rとクロックfの関係を表1に示す。記録に用
いた光ピックアップの仕様は以下のとおりであった。 NA=0.50:λ=780nm:再生パワー=0.7
mW:Pwの範囲:20〜35mW
(b)の方法、r≧r0では図2(d)の方法を採用し
た。ここで、Pw1=30mW、Pw2=27mWとし
た。また、Pe1/Pw1=0.3、Pe2/Pw2=
0.4とした。また、Ttop、Tmp、Toffを表
2に示した。記録は各半径位置でオーバーライト1回、
1000回行い変調度、ジッタを測定した。但し、r=
40mmでは図11に示す通り記録方法を変更する個所
を設けたため、r=39.8mmでも測定を行った。測
定結果を図12〜14に示す。CD−RWの標準規格に
よると、変調度は0.55以上、ジッタは35ns以下
とある。この基準から判断すると、変調度の変動も小さ
く、オーバーライト後のジッタも良好であると判断でき
る。
た。ただし、記録方法は図2(b)のみ使用し、Pw=
30mW、Pe/Pw=0.3とした。Ttop、Tm
p、Toffは実施例と同一とした。実施例と同様の評
価を行った結果を図12〜図14に実施例と併記した。
半径が大きくなると変調度が著しく低下し、ジッタも悪
化している。
が大きい媒体の外周部でエネルギー効率の高いパルス分
割方法を用いているので、CAV(Constant
Angular Velocity:各速度一定記録)
またはZ−CLV(Zone−Constant Li
near Velocity:半径位置ごとに線速度を
変更し、擬似的にCAVを実現する方法)を用い外周部
で高い走査速度になる場合でも、低い記録パワーで十分
な変調度をとる事ができる。 2.請求項3〜請求項5 光情報記録媒体の記録方法においては、記録パルス数の
変化と同時に記録パワーPw、消去パワーPeのそれぞ
れを最適化しているため、外周部の高速記録の領域でも
高い変調度を確保しつつ、良好なジッタを確保すること
ができる。 3.請求項6 媒体の構成材料が最適化しているため、請求項1から請
求項5に記載の記録方法を適用した場合に高変調度かつ
低ジッタの情報を記録することが可能となる。
図である。
ある。
した図である。
記録方法依存性を説明した図である。
て、ディスク半径位置rに対して走査速度vが線形に変
動を説明した図である。
明した図である。
を説明した図である。
DOW後のジッタをd−Iからd−IIに下げることが可
能となることを説明した図である。
更することによって繰り返し記録(DOW)後のジッタ
を低減することが可能となることを説明した図である。
図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 基板上に少なくとも1層以上の記録層と
少なくとも1層以上の反射層を有する媒体に光を照射・
走査することで記録層に相変化または状態変化を生じさ
せることで情報の記録、再生、書換えまたは消去を行う
ディスク状の光情報記録媒体の記録方法において、長さ
Lの記録マークを形成するときに照射する光が複数のパ
ルスに分割されており、かつN1/L>N2/L(N1
はr<r0のときのパルス数、N2はr≧r0のときの
パルス数、rはディスク状の光情報記録媒体の半径位
置、r0は任意の半径である)であることを特徴とする
光情報記録媒体の記録方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の光情報記録媒体の記録
方法において、r<r0の走査速度をV1、r≧r0の
ときのV2とするときV1/V2≦1であることを特徴
とする光情報記録媒体の記録方法。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の光情報記録媒
体の記録方法において、記録時に照射する光がPw、P
e、Pbの3レベル(Pw>Pe>Pb)で強度変調さ
れ、Pw1>Pw2(r<r0の時にPw=Pw1、r
≧r0のときPw=Pw2)であることを特徴とする光
情報記録媒体の記録方法。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の光情報
記録媒体において、(Pe1/Pw1)/(Pe2/P
w2)<1(r<r0のときPe=Pe1、r≧r0の
ときPe=Pe2)であることを特徴とする光情報記録
媒体の記録方法。 - 【請求項5】 請求項4に記載の光情報記録媒体の記録
方法において、(Pe1/Pw1)/(Pe2/Pw
2)≧0.7であることを特徴とする光情報記録媒体の
記録方法。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の光情報
記録媒体の記録方法において、該記録層材料がSb、T
eを主成分とする材料、Ge、Ga、Sb、Teを含む
合金またはGe、In、Sb、Teを主成分とする材料
であることを特徴とする光情報記録媒体の記録方法。
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