JP2005025889A - 光学的記録媒体への情報記録方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光変調方式のオーバーライト記録において、スポットサイズ以下の記録マークを高品質に形成する。
【解決手段】記録パルスＰｗ１により一定長の記録領域を形成した後、情報に対応した走査距離を経て、消去用のパルスＰｅにより直前に形成された記録領域の後部を消去することにより、情報に応じた複数の長さの記録マークを形成する。更に、消去用のパルスＰｅにより形成される消去領域の先端位置が、前記走査距離に依らず第２の照射パルスの照射位置に対して一定の位置となるように、記録パルスＰｗ１と消去用のパルスＰｅの間に媒体温度調整のための補間照射パルスＰｗ２を照射する。
【選択図】 図４
【解決手段】記録パルスＰｗ１により一定長の記録領域を形成した後、情報に対応した走査距離を経て、消去用のパルスＰｅにより直前に形成された記録領域の後部を消去することにより、情報に応じた複数の長さの記録マークを形成する。更に、消去用のパルスＰｅにより形成される消去領域の先端位置が、前記走査距離に依らず第２の照射パルスの照射位置に対して一定の位置となるように、記録パルスＰｗ１と消去用のパルスＰｅの間に媒体温度調整のための補間照射パルスＰｗ２を照射する。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ビームの強度、パルス幅を変調する、所謂光変調により情報のオーバーライト記録を行う光学的記録媒体への情報記録方法に関するものであり、特に光ビームのスポットサイズ以下の記録マークを含む高密度記録を行うための情報記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
書き換え可能な情報記録媒体として、各種の光記録媒体が実用化されている。近年、動画像のデジタル化に対応して、光記録媒体の記録密度を高めて大容量化する動きが進んでいる。
【０００３】
一般に、光ディスクの記録密度は、再生光学系のレーザー波長および対物レンズの開口数に大きく依存する。すなわち、再生光学系のレーザー波長λと対物レンズの開口数ＮＡが決まるとビームウェストの径（スポット径）が決まるため、再生時の空間周波数は２ＮＡ／λ程度が検出可能な限界となってしまう。そこで、青紫色レーザーを使って短波長化し、対物レンズの開口数ＮＡを０．８５程度まで大きくした方式などが実用化され始めている。しかしながら、レーザー波長や対物レンズの開口数には限界がある。このため、更なる高密度化を目指して、記録媒体の構成や読み取り方法を工夫して、スポット径に依存せずに記録密度を向上させる技術が開発されている。
【０００４】
このような技術の一つとして、既に発明者は特開平６−２９０４９６号において、光磁気記録媒体を用いて、温度勾配による磁壁移動現象を利用した磁壁移動検出方式（以下ＤＷＤＤ（Ｄｏｍａｉｎ Ｗａｌｌ ＤｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎ）と称す。）と呼ぶ再生方式を提案し、スポット径に対して一桁程度小さな記録マークからなる高密度記録信号を再生することが可能なことを実用レベルで確認している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０６−２９０４９６号公報
【特許文献２】
特開平０６−１３１７２２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが記録に関しては、上記のようなスポット径に比して微細な高密度記録パターンを、通常の光変調方式で記録することは、以下に述べるように従来は非常に困難であった。
【０００７】
通常の光変調記録でスポット径以下の磁区を形成する場合、光スポットの照射によって記録膜面上に誘起される温度分布のピーク温度近傍部分のみを用いて、いわゆる筆先記録を行うことになる。しかし、誘起される温度分布はスポット径相応の広がりを持ったガウシアンライクな形状になり、ピーク温度部に近づくほど温度勾配が緩慢になる。このため、スポット径に比してある程度以上微小な磁区を記録しようとすると、記録温度境界位置の揺らぎが大きくなり、形状の揃った磁区を安定に形成できなくなる。例えば直径１μｍのスポットを用いた場合、０．３μｍ程度以下の微小磁区を安定に形成することは出来なかった。
【０００８】
そのため、これまで記録には磁界変調方式を用いていた。磁界変調記録を行えば、スポット径によらず高密度の記録を行えることは、光磁気記録の大きなメリットである。しかし、光記録媒体として技術を展開させて行く上では、以下に述べるように、磁界変調記録を行うことが障害となる面もあった。
【０００９】
まず、記録膜に近接させて磁気ヘッドを配置する必要があるため、基板の貼り合わせ構造をとることができず、特に大径ディスクへの展開において基板の反り等の機械特性の点で不利である。カートリッジレス対応も困難である。また、膜面側から高ＮＡの対物レンズで記録再生を行う場合には、光ヘッドと磁気ヘッドとを一体に配置する必要があり構成が複雑になる。更に、低消費電力化するためには記録媒体の高磁界感度化が必須であり、高密度化と高磁界感度化との両立が媒体設計に足枷となる。高速化にも限界が見られる。
【００１０】
このような問題点を考慮すると、スポット径に比して微細な高密度記録パターンを、磁界変調方式を用いずに光変調方式で記録できるようにすることが望まれる。ところで、そのような方法について、発明者は既に特開平６−１３１７２２において一つの提案を行っている。その提案は、安定に記録することが可能な充分な大きさの磁区を一旦形成し、その直後に磁区の後部を消去して微小磁区を形成するという方法である。そのための記録媒体として、交換結合多層膜からなる光変調オーバーライト可能な光磁気記録媒体（以下ＬＩＭＤＯＷ（Ｌｉｇｈｔ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｖｅｒ−Ｗｒｉｔｅ）媒体と称す。）の構成を利用して、磁界の方向を切り換えずに記録と消去の動作を瞬時に連続して行えるようにしている。以下ではこの方式を磁区後部消去方式と呼ぶことにする。
【００１１】
しかしこの提案の当時は、微小磁区といってもスポット径に対して一桁も小さな記録マークのパターンは、再生分解能の点で読み出すことができなかった。このため、再生可能な範囲での信号振幅や記録パワーマージンの改善という程度でしかその効果を確認することができなかった。その後、上述のＤＷＤＤ等の光スポットの分解能を越えた高密度記録信号の再生方法が発明されたが、記録は磁界変調記録で行われ、これまで磁区後部消去方式が検討されたことはなかった。再生側と記録側の両方で未確立の技術を同時に検討することはできなかったからである。
【００１２】
今回、再生側のＤＷＤＤ技術が確立したので、ＤＷＤＤの層構成とＬＩＭＤＯＷの層構成とを組み合わせた構成の記録媒体を作製して、磁区後部消去方式の検討を行なった。その結果、磁区後部消去方式で実際にスポット径に対して一桁程度小さな記録マークからなるランダムパターンを記録しようとすると、熱干渉の影響が非常に大きく、簡単な記録補償方法では、任意の長さのマークを記録できない、もしくは記録されるマーク長にパターン依存性が大きく残ってしまうという問題点が明らかになった。
【００１３】
即ち、従来の光変調記録で使われている記録補償方法では、異なる長さの記録マークを形成するために、レーザーの照射強度や照射時間、照射回数等を変えて所定長の記録マークを形成していたが、このような操作により異なる温度状態を媒体上に誘起すると、その直後の消去動作において、媒体上に形成される温度分布が直前の記録マーク長に応じて変化してしまうので、これを補償するためにマーク長毎に消去条件を変える等、通常の記録システムでは実現できないような非常に複雑な記録補償をする必要が出てくる。
【００１４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、スポット径に比して微細な高密度記録パターンを安定に光変調方式でオーバーライト記録する情報記録方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は以下の情報記録方法により達成される。
【００１６】
記録状態を形成する第１の照射パルスと消去状態を形成する第２の照射パルスを情報に応じて切り替えながら記録マークをオーバーライト記録する光学的記録媒体への情報記録方法において、第１の照射パルスにより一定長の記録領域を形成した後、情報に対応した走査距離を経て、第２の照射パルスにより前記形成された記録領域の後部を消去することにより、情報に応じた複数の長さの記録マークを形成することを特徴とする光学的記録媒体への情報記録方法。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に具体的な実施例をもって本発明を詳細に説明するが、本発明はその主旨を逸脱しない限りにおいて以下の実施例に限定されるものではない。以下の実施例では、上述の磁区後部消去方式に本発明の記録方法を適用した例を示すが、本発明の方法はこれに限らず、相変化型の光記録媒体など、光ビームの変調に対応して異なる物理状態を任意に形成することが可能で、一旦形成した物理状態を直後に別の物理状態に重ね書きすることが可能な光記録媒体であれば、どのような記録媒体にも適用可能である。
【００１８】
ここで、実施例の理解を助けるために、ＬＩＭＤＯＷの基本動作と磁区後部消去方式について簡単に説明しておく。ＬＩＭＤＯＷ媒体の基本的な構成は、メモリ層（Ｍ層）／書き込み層（Ｗ層）／スイッチング層（Ｓ層）／初期化層（Ｉ層）となっており、キュリー温度がＳ層＜Ｍ層＜Ｗ層＜Ｉ層の順に高くなるように設計されている（詳しくは、特開平０１−２４１０５１号公報を参照のこと）。記録レーザー光の変調によって、レーザー照射部の媒体温度を、Ｗ層のキュリー温度Ｔｗ以上でかつＩ層のキュリー温度Ｔｉ以下の温度レベルと、Ｍ層のキュリー温度Ｔｍ以上でかつＴｗ以下の温度レベルとの２種類の温度レベルの間で変調し、以下に述べるように各々の温度レベルに対応させてメモリ層の磁化を配向させることでオーバーライトを実現する。
【００１９】
以下では、Ｔｗに加熱した時にメモリ層に形成されるスピン配向の状態を記録状態とし、Ｔｍに加熱した時に形成される状態を消去状態とする。Ｉ層は全面消去状態に初期化着磁されており、キュリー温度が最も高く、上記の温度レベルへの加熱操作では磁化反転することなく常に消去状態を維持する。
【００２０】
まず、Ｔｗに加熱するとＷ層は所定の方向に印加された外部磁界の作用により記録状態に配向する。その後の冷却過程でＴｍ以下に媒体温度が低下すると、Ｗ層との交換相互作用によりＭ層も記録状態に配向する。更にＳ層のキュリー温度Ｔｓ以下に媒体温度が低下すると、Ｓ層を介してＷ層がＩ層と交換結合し、その作用によってＷ層が再反転して消去状態に初期化される。この時にはＭ層は媒体温度の低下に伴う保磁力エネルギーの急激な増大に支えられ、Ｗ層との交換相互作用に反して記録状態を維持する。
【００２１】
一方Ｔｍに加熱すると、Ｗ層はこの温度では保磁力エネルギーがまだ充分大きいので初期化された消去状態を維持し、Ｍ層はキュリー温度に加熱される過程で保磁力エネルギーが急激に低下するのでＷ層との交換相互作用により消去状態に配向する。このようにして２種類の温度レベルに対応してメモリ層を磁化配向させることができ、記録光の変調のみで記録前の磁化状態に関わらず新しい情報を記録することが可能となる。以上がＬＩＭＤＯＷの基本動作である。
【００２２】
このＬＩＭＤＯＷ媒体を用いて、安定に記録可能な充分な大きさの磁区をメモリ層に一旦形成し、その直後にこの磁区の後部を消去して微小磁区を形成する一連の動作について、図１に示した典型例を用いて説明する。
【００２３】
図１（ａ）は記録レーザーの駆動波形の一例であり、図１（ｂ）はそれによりメモリ層に形成される磁区の模式図である。また、図１（ａ）中に記載のレーザーパワーＰｗ及びＰｅを照射したときに形成される記録膜面上の温度分布を、それぞれ図２に記載の温度分布（ｗ）及び温度分布（ｅ）で示す。また、レーザーパワーＰｅを照射する直前の温度分布を、図２に記載の温度分布（ｉ）で示す。以下に、図１（ａ）のようにレーザーを駆動した時に、図の先頭のパワーレベルＰｗのパルスが照射された後、レーザー停止期間τを経て、パワーレベルＰｅのレーザーが照射されるまでの間に、記録膜で起こる現象のプロセスを説明する。
【００２４】
Ｐｗのレーザーが照射されると、記録膜面上のスポットサイズ相応の領域がＴｗ以上になる温度分布（ｗ）が誘起され、レーザーの照射が停止されると放熱による冷却が始まる。この冷却過程で、Ｔｗ以上に加熱された領域のＷ層が記録状態に配向し、続いてＭ層にその磁区が転写される。更に冷却が進むとＷ層の磁区の初期化が外周部から始まり、ピーク温度がＴｓ以下になる温度分布（ｉ）になると、Ｗ層は完全に初期化される。ここまでのプロセスが、次にパワーレベルＰｅのレーザーが照射される直前までに完了する。この時点ではメモリ層には、図１（ｂ）の先頭に示した円形状の磁区が形成されている。続いてパワーレベルＰｅのレーザーが照射されると、スポットサイズ相応の領域がＴｍ以上になる温度分布（ｅ）が誘起され、その領域内の磁区が消去される。パワーレベルＰｗのレーザーが照射された時点から、次にパワーレベルＰｅのレーザーが照射されるまでの間に媒体が移動した距離に応じて、消去領域は直前に記録した磁区よりも後方にシフトするので、図１（ｂ）の波線で示した２番目の円形状の部分が消去され、前部に三日月状の微小磁区が残る。
【００２５】
最終的に形成される磁区の長さ及び消去領域の長さは、図１に示したようにＰｗ及びＰｅの照射期間に対応させて任意に決めることが出来る。このようにして、スポット径に比して微細な記録マークを含む高密度記録パターンを光変調方式で記録することが可能になる（ここまでの技術は特開平０６−１３１７２２号公報において既に紹介されている）。
【００２６】
次に、本実施例に用いた光記録媒体について説明する。前述の通り、本実施例では、ＤＷＤＤの層構成とＬＩＭＤＯＷの層構成とを組み合わせた構成の光磁気記録媒体を用いて、磁区後部消去方式で高密度記録を行った。この光磁気記録媒体の磁性層の層構成を表１に示す。Ｄ１／Ｄ２／Ｃ／Ｓｒ／Ｍの部分がＤＷＤＤによる再生を実現するための層構成であり、Ｍ／Ｉｎｔ／Ｗ／Ｓｗ／Ｉの部分がＬＩＭＤＯＷによる記録を実現するための層構成である。
【００２７】
層間の交換結合のオン・オフを切り換える機能を果たすスイッチング層が、ＤＷＤＤとＬＩＭＤＯＷの両方の構成に存在するので、区別のために前者のスイッチング層をＳｒ層、後者のそれをＳｗ層としてある。磁壁移動層はキュリー温度の異なる２層で構成し、再生温度範囲で飽和磁化がキャンセルされるようにして、磁壁移動動作に及ぼす浮遊磁界の影響を抑制してある。また、Ｍ層とＷ層との間に、両層間の交換相互作用の強さを調整するための磁性層が、中間層（Ｉｎｔ層）として挿入されている。
【００２８】
各磁性層のキュリー温度の設計において、磁区後部消去方式のプロセスを実現させる上で特に注意すべき点は、記録・消去・初期化の各温度に関わる磁性層、即ちＷ層・Ｍ層・Ｓｗ層のキュリー温度の設計である。記録温度まで加熱後、瞬時に初期化温度まで冷却して初期化を行い、直後に消去温度まで加熱するので、各温度の差は出来るだけ小さい方がよい。通常のＬＩＭＤＯＷ媒体では、消去温度レベルの温度分布を形成した時に、分布のピーク温度が記録温度を越えてはならないので、記録温度と消去温度との差を大きく取る必要があった。しかし、磁区後部消去方式の場合には、消去動作を行った時に中心の高温部に磁区が書けてしまっても、後続の記録もしくは消去の動作で上書きするようにできるので問題がない。このためＭ層のキュリー温度をＷ層のキュリー温度近くの高温に設計することが出来る。本実施例では両者の差が５０℃以下になるようにした。またそれに伴って、Ｓｗ層のキュリー温度も、Ｗ層の初期化がＭ層の磁化状態に影響を及ぼさない範囲で、Ｍ層のキュリー温度近くの高温に設計することが出来る。本実施例ではＷ層とＳｗ層とのキュリー温度の差を１００℃以下に抑制した。
【００２９】
また、冷却を効率よく行うための熱構造の設計も重要である。本実施例に用いた媒体は、磁性層の両側にＳｉＮの下地層及び保護層を、それぞれ３５ｎｍ及び２０ｎｍ成膜してあり、更に保護層を介してＡｌ合金の放熱層を１００ｎｍ付加してある。
【００３０】
なお、磁壁移動動作の安定化のために、上地層を成膜した後、一旦成膜装置から取り出して、記録トラックの両側を高出力のレーザーでアニール処理している。また、成膜後に永久磁石で１５ｋＯｅ程度の磁界を印加してＩ層を全面初期化している。生産性を考慮する場合には、アニール時に同時に初期化を行うことも可能である。あるいは、基板の表面形状や成膜条件を適切化して、アニール処理を省略することも可能である。
【００３１】
【実施例】
（実施例１）
上記の光磁気記録媒体に、光学系の分解能以上の高密度な微細パターンを、磁区後部消去方式で記録し、このパターンをＤＷＤＤ再生して記録特性を評価した。評価には、レーザー波長６６０ｎｍ、対物レンズＮＡ０．６０の光学系を用いた。スポット径は約０．９２μｍである。記録再生時の線速は３．０ｍ／ｓｅｃとした。
【００３２】
図３は、最短マーク長０．１μｍのランダムパターンを（１，７）ＲＬＬ変調でマークエッジ記録する際に適用した本発明のライトストラテジにおける８Ｔ連続パターン（Ｔ：ｃｈａｎｎｅｌ ｃｌｏｃｋ）のレーザー駆動波形である。
【００３３】
パワーレベルを、記録用２値、消去用１値と、０ｍＷ固定のボトムとの４値で変調している。パワーレベルＰｗ１のパルスで、情報“１”に相当する物理状態である記録状態を形成し、パワーレベルＰｅの消去用パルスで、情報“０”に相当する物理状態である消去状態を形成する。なお、本発明の特徴要件であるパワーレベルＰｗ２の役割については後述する。
【００３４】
消去用パルス（第２の照射パルス）は１Ｔにつき１パルスを立てて、先頭パルスのパルス幅を可変にしてある。２パルス目以降のパルス幅は全て０．２５Ｔに固定した。消去用パルスのパワーレベルＰｅは、０．２５Ｔの連続パルスを照射した時に、消去温度以上に加熱可能なパワーレベルに設定した。先頭パルスのパルス幅ωｅ１は、スペース長（情報“０”に相当する物理状態の長さ）を２Ｔから８Ｔまで変化させた時に、後続の記録パルス（第１の照射パルス）を照射する直前の温度状態が常に一定になるように調整した。
【００３５】
次に記録用パルスについて説明する。（１，７）ＲＬＬ変調では、２Ｔから８Ｔまで７種類の長さのマークを形成する必要があるが、最短マーク長の２Ｔが０．１μｍであるので、最長の８Ｔでも０．４μｍのマークが形成できればよい。そこでまず先頭のパワーレベルＰｗ１（第１の照射パルス）の記録パルスで０．４５μｍ程度の長さの磁区（記録状態の領域）を形成してしまう。その直後にこの磁区の後部を、形成しようとする磁区長（情報“１”に相当する物理状態の長さ）に応じた光ビームの走査距離を経て、消去用パルスにより消去する。後続の消去用の先頭パルスの照射タイミングは形成しようとする磁区長に応じて１Ｔずつ７段階にシフトさせるが、この消去用パルスを照射する直前の温度状態がシフト量によらず常に一定になるように、シフト量に応じた期間、記録パルス照射後にパワーレベルＰｗ２の補間照射パルスを照射する。このパワーレベルＰｗ２の具体的な値やパルス幅等は、媒体の温度感度、線速度などによって変化するため実験により求めるのが良い。具体的には、Ｐｗ２のパワーレベルや照射時間を変化させながら各マーク長の記録マークを記録し、それら記録マークの再生信号のエラーレートやジッター、タイムインターバル等に基づいて最適なＰｗ２を決定することが可能である。ここでは、補間照射パルスの前後に１Ｔのｃｏｏｌｉｎｇ ｇａｐを設けた上で、最適なＰｗ２を決定した。
【００３６】
更に、消去パルスのクロック対するディレイ量を調整して、磁区長とスペース長との各Ｔごとの長さを一致させ、アシンメトリを除去する。
【００３７】
磁区後部消去方式で最終的に形成される磁区は、前部の磁壁位置が先頭記録パルス照射による温度分布で決定し、後部の磁壁位置が先頭消去パルス照射による温度分布で決定することになる。上記のライトストラテジにより、両パルスを照射する直前の温度状態が、記録パターンによらず各々常に一定となるので、前後の磁壁位置がそれぞれのパルス照射の１Ｔ刻みのタイミングに応じて正確に１Ｔ刻みにシフトした位置に決まり、ランダム信号記録時のパターン依存性を抑えることが出来る。
【００３８】
本実施例で適用したライトストラテジにおける２Ｔから８Ｔに対応する消去パルスおよび記録パルスのレーザー駆動波形を図７に示す。
【００３９】
このライトストラテジで記録することにより、良好なアイパターンが得られ、トーン信号を記録した時のＪｉｔｔｅｒと同等のＳｕｍｍａｔｉｏｎ Ｊｉｔｔｅｒが得られた。ランダム信号記録時の熱干渉の影響等によるパターン依存性は完全に抑えられていると言える。
【００４０】
（実施例２）
図４は、実施例１と同一の記録媒体に、同様に最短マーク長０．１５μｍのランダムパターンを（１，７）ＲＬＬ変調でマークエッジ記録する際に適用した本発明のライトストラテジにおける８Ｔ連続パターンのレーザー駆動波形である。
【００４１】
この場合、最短マーク長の２Ｔが０．１５μｍであるので、最長の８Ｔは０．６μｍのマークが必要である。従って、先頭のパワーレベルＰｗ１の記録パルスで０．６μｍ以上の長さの磁区を形成してしまえば、実施例１と全く同様のライトストラテジで記録することが出来る。しかし、１パルスであまり大きな磁区を形成すると、記録時の温度分布の中心温度が高温になるため、Ｉ層の磁化反転が起こりやすくなって充分な記録パワーマージンを確保することが出来なくなったり、初期化冷却に要する時間が長くなって高速記録が出来なくなる場合がある。
【００４２】
そこで本実施例では、１パルスでは０．４５μｍ程度の磁区を形成して、この磁区の後部を消去することで２Ｔから５Ｔまでの磁区長を形成し、６Ｔから８Ｔまでの磁区長は、５Ｔ目に再度パワーレベルＰｗ１のパルスを照射して磁区を追加し、この磁区の後部を消去することで形成した。記録パルス照射後は実施例１と同様にパワーレベルＰｗ２の補間照射パルスを照射した。但し本実施例では、先頭記録パルスで形成した磁区を２本目の記録パルスで消去してしまうことがないように、記録パルス照射後のｃｏｏｌｉｎｇ ｇａｐを０．２５Ｔに短縮し、各パラメータ間のバランスをとって、パワーレベルＰｗ２で、先頭パルス照射部の温度を２本目のパルス照射時まで初期化温度以上に維持できるようにした。
【００４３】
本実施例では、先頭記録パルスと２本目の記録パルスとを同一のパワーで同一のパルス幅としたが、２本目の記録パルスを先頭パルスとは独立に、異なるパワーもしくはパルス幅に設定してもよい。
【００４４】
本実施例で適用したライトストラテジにおける２Ｔから８Ｔに対応する消去パルスおよび記録パルスのレーザー駆動波形を図８に示す。
【００４５】
上記のライトストラテジで記録したときの、ジッターの記録パワー依存性を図５に示す。縦軸の相対ジッターは、ｒｉｓｅ ｔｏ ｆａｌｌとｆａｌｌ ｔｏｒｉｓｅとを両方取り込んだＳｕｍｍａｔｉｏｎ Ｊｉｔｔｅｒを測定し、ｄａｔａ ｔｏ ｃｌｏｃｋ Ｊｉｔｔｅｒに換算した上で、ウィンドウ幅に対する比をとったものである。横軸の規格化パワーは、Ｐｗ１＝２８．０ｍＷ，Ｐｗ２＝６．８ｍＷ，Ｐｅ＝２３．０ｍＷの最適記録パワーで各パワーを規格化したものである。白丸印はＰｗ２とＰｅを固定してＰｗ１のみを変動させた場合のパワー依存性を示し、黒丸印はＰｗ１，Ｐｗ２，Ｐｅを同時に変動させた場合のパワー依存性を示す。ビットエラーレート１ｘ１０−４に相当する相対ジッター１２．８％をＣｒｉｔｅｒｉｏｎとすると、パワーマージンは、前者の場合が±６．５％、後者の場合が±９．５％程度となる。後者の場合の方が実際の使用状況に適合したパワーマージンと考えられる。磁区後部消去方式では、Ｐｗ１の変動に合わせてＰｅが変動すると、磁区長が自動的に補償されることになるので、Ｐｗ１のみが変動した場合と比較してパワーマージンが拡大するものと考えられる。
【００４６】
上記のジッターは振幅中心で固定スライスして測定したものであるが、アシンメトリに応じてスライスレベルを調整した場合には、波線に示したように±１５％以上の更に広いパワーマージンが得られた。
【００４７】
（実施例３）
実施例１に示したライトストラテジにおいて、消去側に関しても、記録側と全く同様に考えて、先頭の消去パルスのみで０．４５μｍ程度の長さのスペース（消去状態の領域）を一旦形成して、後続の記録パルスの照射タイミングに応じて、全てのパターンのスペース長を記録するようにした。
【００４８】
この場合、後続の記録用の先頭パルスの照射タイミングは形成しようとするスペース長に応じて１Ｔずつ７段階にシフトさせるが、この記録用パルスを照射する直前の温度状態がシフト量によらず常に一定になるように、シフト量に応じた期間、先頭消去パルス照射後にパワーレベルＰｅ２の補間照射パルスを照射する。
【００４９】
また本実施例においては、記録側の補間照射パルスは、先頭の記録パルス照射後、ｃｏｏｌｉｎｇ ｇａｐを設けることなく連続的にＰｗ１からＰｗ２にレベルダウンさせて照射するようにした。
【００５０】
本実施例で適用したライトストラテジにおける２Ｔから８Ｔに対応する消去パルスおよび記録パルスのレーザー駆動波形を図９に示す。
【００５１】
消去状態を形成するための温度は、記録状態を形成するための温度に比べて低いので、消去側に本方式を適用しても記録側ほど大きな効果は得られないが、より高密度の記録を行う場合には、効果が顕著になって行くと予想される。
【００５２】
（比較例）
従来の記録補償方法の考え方に基づいて、マーク長に対応して１Ｔ長くなる毎に１Ｔ分記録温度領域が広がるようにレーザーを駆動して記録を行った。
【００５３】
実施例２と同様に、最短マーク長０．１５μｍのランダムパターンを（１，７）ＲＬＬ変調でマークエッジ記録する際に、本比較例で実施したライトストラテジにおける８Ｔ連続パターンのレーザー駆動波形を図６に示す。マーク長に応じて１Ｔ毎に消去用パルスと記録用パルスを立てている。消去パルスと記録パルスの間に初期化冷却用のｃｏｏｌｉｎｇ ｇａｐを確保するために、記録パルスはｎＴのマーク長に対して（ｎ−１）本のパルスにしている。先頭の消去パルス及び先頭の記録パルスは、発光直前の温度状態が後続のパルスよりも低いので、パルス幅を広げて後続パルスと同等の温度分布を誘起できるように調整する。
【００５４】
この記録方法でランダムパターンの記録を試みたが、０．３μｍ程度までの短いマークとそれ以上の長いマークとを共に適切な長さに形成可能な記録条件は、各パラメーターをどのように調整しても見出すことができず、良好な記録特性を得ることはできなかった。
【００５５】
このような比較例の記録方法と本発明の記録方法との根本的な差異は、比較例の記録方法では、各々の記録パルス毎に記録状態を形成可能な温度分布を誘起するパワーを設定していることである。これに対し、本発明の記録方法においては、記録状態を形成可能な温度分布を誘起する記録パルス（第１の照射パルス）は基本的には最初の１本のみであり、その他の記録パルスは、消去用のパルス（第２の照射パルス）を照射する直前の媒体上の温度状態が一定になるように温度調整する補間パルスとして機能している。そして、形成しようとしているマーク長が１本の記録パルスで形成した記録領域の長さより長くなる場合に、改めて記録状態を形成可能な温度分布を誘起する記録パルスを照射している。
【００５６】
比較例の記録方法では、記録しようとするマーク長が変わる毎に入射熱エネルギーが大きく変化するので、直後の温度状態を均一化するための補償操作が極めて複雑で困難なものとなるが、本発明の記録方法では、記録しようとするマーク長が一定の範囲で変わっても記録動作は同一なので入射熱エネルギーは不変であり、後続の消去動作を行なうタイミングによる放熱状態の変化だけを補間パルスで補償すればよいのである。
【００５７】
以上の実施例では、（１，７）ＲＬＬ変調符号で記録した例のみ示したが、本発明は変調符号を限定するものではなく、最長マーク長の制限の無い変調符号に対しても適用可能である。
【００５８】
【表１】
【００５９】
表１は、実施例において用いた光磁気記録媒体の磁性層の層構成を示した表。
【００６０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の効果は、光変調記録でスポットサイズに比して微細な記録マークを記録する高密度記録方式において、ランダム信号の記録を高品質に行うことができることにある。簡略な手段で記録されるマーク長のパターン依存性を抑制でき、それにより再生信号のジッターが抑制され、エラーレートが低減する。また、従来の記録方式のようにマーク長が長くなるに伴って入射熱エネルギーが増大することはないので、必要以上に熱蓄積することがなく、記録後の冷却時間を短縮でき、高速記録が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、記録レーザーの駆動波形の一例を示した図。
（ｂ）は、図１（ａ）に示した記録レーザーの駆動により、メモリ層に形成される磁区の模式図。
【図２】図１（ａ）に示したように記録レーザーを駆動した時に、各プロセスにおいて記録媒体面上に誘起される温度分布を示した図。
【図３】実施例１で適用した本発明のライトストラテジーおける８Ｔ連続パターンのレーザー駆動波形を示した図。
【図４】実施例２で適用した本発明のライトストラテジーおける８Ｔ連続パターンのレーザー駆動波形を示した図。
【図５】実施例２のライトストラテジーで記録したときの、ジッターの記録パワー依存性を示した図。
【図６】比較例で適用したライトストラテジーおける８Ｔ連続パターンのレーザー駆動波形を示した図。
【図７】実施例１で適用したライトストラテジにおける２Ｔから８Ｔに対応する消去パルスおよび記録パルスのレーザー駆動波形を示した図。
【図８】実施例２で適用したライトストラテジにおける２Ｔから８Ｔに対応する消去パルスおよび記録パルスのレーザー駆動波形を示した図。
【図９】実施例３で適用したライトストラテジにおける２Ｔから８Ｔに対応する消去パルスおよび記録パルスのレーザー駆動波形を示した図。
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ビームの強度、パルス幅を変調する、所謂光変調により情報のオーバーライト記録を行う光学的記録媒体への情報記録方法に関するものであり、特に光ビームのスポットサイズ以下の記録マークを含む高密度記録を行うための情報記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
書き換え可能な情報記録媒体として、各種の光記録媒体が実用化されている。近年、動画像のデジタル化に対応して、光記録媒体の記録密度を高めて大容量化する動きが進んでいる。
【０００３】
一般に、光ディスクの記録密度は、再生光学系のレーザー波長および対物レンズの開口数に大きく依存する。すなわち、再生光学系のレーザー波長λと対物レンズの開口数ＮＡが決まるとビームウェストの径（スポット径）が決まるため、再生時の空間周波数は２ＮＡ／λ程度が検出可能な限界となってしまう。そこで、青紫色レーザーを使って短波長化し、対物レンズの開口数ＮＡを０．８５程度まで大きくした方式などが実用化され始めている。しかしながら、レーザー波長や対物レンズの開口数には限界がある。このため、更なる高密度化を目指して、記録媒体の構成や読み取り方法を工夫して、スポット径に依存せずに記録密度を向上させる技術が開発されている。
【０００４】
このような技術の一つとして、既に発明者は特開平６−２９０４９６号において、光磁気記録媒体を用いて、温度勾配による磁壁移動現象を利用した磁壁移動検出方式（以下ＤＷＤＤ（Ｄｏｍａｉｎ Ｗａｌｌ ＤｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎ）と称す。）と呼ぶ再生方式を提案し、スポット径に対して一桁程度小さな記録マークからなる高密度記録信号を再生することが可能なことを実用レベルで確認している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０６−２９０４９６号公報
【特許文献２】
特開平０６−１３１７２２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが記録に関しては、上記のようなスポット径に比して微細な高密度記録パターンを、通常の光変調方式で記録することは、以下に述べるように従来は非常に困難であった。
【０００７】
通常の光変調記録でスポット径以下の磁区を形成する場合、光スポットの照射によって記録膜面上に誘起される温度分布のピーク温度近傍部分のみを用いて、いわゆる筆先記録を行うことになる。しかし、誘起される温度分布はスポット径相応の広がりを持ったガウシアンライクな形状になり、ピーク温度部に近づくほど温度勾配が緩慢になる。このため、スポット径に比してある程度以上微小な磁区を記録しようとすると、記録温度境界位置の揺らぎが大きくなり、形状の揃った磁区を安定に形成できなくなる。例えば直径１μｍのスポットを用いた場合、０．３μｍ程度以下の微小磁区を安定に形成することは出来なかった。
【０００８】
そのため、これまで記録には磁界変調方式を用いていた。磁界変調記録を行えば、スポット径によらず高密度の記録を行えることは、光磁気記録の大きなメリットである。しかし、光記録媒体として技術を展開させて行く上では、以下に述べるように、磁界変調記録を行うことが障害となる面もあった。
【０００９】
まず、記録膜に近接させて磁気ヘッドを配置する必要があるため、基板の貼り合わせ構造をとることができず、特に大径ディスクへの展開において基板の反り等の機械特性の点で不利である。カートリッジレス対応も困難である。また、膜面側から高ＮＡの対物レンズで記録再生を行う場合には、光ヘッドと磁気ヘッドとを一体に配置する必要があり構成が複雑になる。更に、低消費電力化するためには記録媒体の高磁界感度化が必須であり、高密度化と高磁界感度化との両立が媒体設計に足枷となる。高速化にも限界が見られる。
【００１０】
このような問題点を考慮すると、スポット径に比して微細な高密度記録パターンを、磁界変調方式を用いずに光変調方式で記録できるようにすることが望まれる。ところで、そのような方法について、発明者は既に特開平６−１３１７２２において一つの提案を行っている。その提案は、安定に記録することが可能な充分な大きさの磁区を一旦形成し、その直後に磁区の後部を消去して微小磁区を形成するという方法である。そのための記録媒体として、交換結合多層膜からなる光変調オーバーライト可能な光磁気記録媒体（以下ＬＩＭＤＯＷ（Ｌｉｇｈｔ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｖｅｒ−Ｗｒｉｔｅ）媒体と称す。）の構成を利用して、磁界の方向を切り換えずに記録と消去の動作を瞬時に連続して行えるようにしている。以下ではこの方式を磁区後部消去方式と呼ぶことにする。
【００１１】
しかしこの提案の当時は、微小磁区といってもスポット径に対して一桁も小さな記録マークのパターンは、再生分解能の点で読み出すことができなかった。このため、再生可能な範囲での信号振幅や記録パワーマージンの改善という程度でしかその効果を確認することができなかった。その後、上述のＤＷＤＤ等の光スポットの分解能を越えた高密度記録信号の再生方法が発明されたが、記録は磁界変調記録で行われ、これまで磁区後部消去方式が検討されたことはなかった。再生側と記録側の両方で未確立の技術を同時に検討することはできなかったからである。
【００１２】
今回、再生側のＤＷＤＤ技術が確立したので、ＤＷＤＤの層構成とＬＩＭＤＯＷの層構成とを組み合わせた構成の記録媒体を作製して、磁区後部消去方式の検討を行なった。その結果、磁区後部消去方式で実際にスポット径に対して一桁程度小さな記録マークからなるランダムパターンを記録しようとすると、熱干渉の影響が非常に大きく、簡単な記録補償方法では、任意の長さのマークを記録できない、もしくは記録されるマーク長にパターン依存性が大きく残ってしまうという問題点が明らかになった。
【００１３】
即ち、従来の光変調記録で使われている記録補償方法では、異なる長さの記録マークを形成するために、レーザーの照射強度や照射時間、照射回数等を変えて所定長の記録マークを形成していたが、このような操作により異なる温度状態を媒体上に誘起すると、その直後の消去動作において、媒体上に形成される温度分布が直前の記録マーク長に応じて変化してしまうので、これを補償するためにマーク長毎に消去条件を変える等、通常の記録システムでは実現できないような非常に複雑な記録補償をする必要が出てくる。
【００１４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、スポット径に比して微細な高密度記録パターンを安定に光変調方式でオーバーライト記録する情報記録方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は以下の情報記録方法により達成される。
【００１６】
記録状態を形成する第１の照射パルスと消去状態を形成する第２の照射パルスを情報に応じて切り替えながら記録マークをオーバーライト記録する光学的記録媒体への情報記録方法において、第１の照射パルスにより一定長の記録領域を形成した後、情報に対応した走査距離を経て、第２の照射パルスにより前記形成された記録領域の後部を消去することにより、情報に応じた複数の長さの記録マークを形成することを特徴とする光学的記録媒体への情報記録方法。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に具体的な実施例をもって本発明を詳細に説明するが、本発明はその主旨を逸脱しない限りにおいて以下の実施例に限定されるものではない。以下の実施例では、上述の磁区後部消去方式に本発明の記録方法を適用した例を示すが、本発明の方法はこれに限らず、相変化型の光記録媒体など、光ビームの変調に対応して異なる物理状態を任意に形成することが可能で、一旦形成した物理状態を直後に別の物理状態に重ね書きすることが可能な光記録媒体であれば、どのような記録媒体にも適用可能である。
【００１８】
ここで、実施例の理解を助けるために、ＬＩＭＤＯＷの基本動作と磁区後部消去方式について簡単に説明しておく。ＬＩＭＤＯＷ媒体の基本的な構成は、メモリ層（Ｍ層）／書き込み層（Ｗ層）／スイッチング層（Ｓ層）／初期化層（Ｉ層）となっており、キュリー温度がＳ層＜Ｍ層＜Ｗ層＜Ｉ層の順に高くなるように設計されている（詳しくは、特開平０１−２４１０５１号公報を参照のこと）。記録レーザー光の変調によって、レーザー照射部の媒体温度を、Ｗ層のキュリー温度Ｔｗ以上でかつＩ層のキュリー温度Ｔｉ以下の温度レベルと、Ｍ層のキュリー温度Ｔｍ以上でかつＴｗ以下の温度レベルとの２種類の温度レベルの間で変調し、以下に述べるように各々の温度レベルに対応させてメモリ層の磁化を配向させることでオーバーライトを実現する。
【００１９】
以下では、Ｔｗに加熱した時にメモリ層に形成されるスピン配向の状態を記録状態とし、Ｔｍに加熱した時に形成される状態を消去状態とする。Ｉ層は全面消去状態に初期化着磁されており、キュリー温度が最も高く、上記の温度レベルへの加熱操作では磁化反転することなく常に消去状態を維持する。
【００２０】
まず、Ｔｗに加熱するとＷ層は所定の方向に印加された外部磁界の作用により記録状態に配向する。その後の冷却過程でＴｍ以下に媒体温度が低下すると、Ｗ層との交換相互作用によりＭ層も記録状態に配向する。更にＳ層のキュリー温度Ｔｓ以下に媒体温度が低下すると、Ｓ層を介してＷ層がＩ層と交換結合し、その作用によってＷ層が再反転して消去状態に初期化される。この時にはＭ層は媒体温度の低下に伴う保磁力エネルギーの急激な増大に支えられ、Ｗ層との交換相互作用に反して記録状態を維持する。
【００２１】
一方Ｔｍに加熱すると、Ｗ層はこの温度では保磁力エネルギーがまだ充分大きいので初期化された消去状態を維持し、Ｍ層はキュリー温度に加熱される過程で保磁力エネルギーが急激に低下するのでＷ層との交換相互作用により消去状態に配向する。このようにして２種類の温度レベルに対応してメモリ層を磁化配向させることができ、記録光の変調のみで記録前の磁化状態に関わらず新しい情報を記録することが可能となる。以上がＬＩＭＤＯＷの基本動作である。
【００２２】
このＬＩＭＤＯＷ媒体を用いて、安定に記録可能な充分な大きさの磁区をメモリ層に一旦形成し、その直後にこの磁区の後部を消去して微小磁区を形成する一連の動作について、図１に示した典型例を用いて説明する。
【００２３】
図１（ａ）は記録レーザーの駆動波形の一例であり、図１（ｂ）はそれによりメモリ層に形成される磁区の模式図である。また、図１（ａ）中に記載のレーザーパワーＰｗ及びＰｅを照射したときに形成される記録膜面上の温度分布を、それぞれ図２に記載の温度分布（ｗ）及び温度分布（ｅ）で示す。また、レーザーパワーＰｅを照射する直前の温度分布を、図２に記載の温度分布（ｉ）で示す。以下に、図１（ａ）のようにレーザーを駆動した時に、図の先頭のパワーレベルＰｗのパルスが照射された後、レーザー停止期間τを経て、パワーレベルＰｅのレーザーが照射されるまでの間に、記録膜で起こる現象のプロセスを説明する。
【００２４】
Ｐｗのレーザーが照射されると、記録膜面上のスポットサイズ相応の領域がＴｗ以上になる温度分布（ｗ）が誘起され、レーザーの照射が停止されると放熱による冷却が始まる。この冷却過程で、Ｔｗ以上に加熱された領域のＷ層が記録状態に配向し、続いてＭ層にその磁区が転写される。更に冷却が進むとＷ層の磁区の初期化が外周部から始まり、ピーク温度がＴｓ以下になる温度分布（ｉ）になると、Ｗ層は完全に初期化される。ここまでのプロセスが、次にパワーレベルＰｅのレーザーが照射される直前までに完了する。この時点ではメモリ層には、図１（ｂ）の先頭に示した円形状の磁区が形成されている。続いてパワーレベルＰｅのレーザーが照射されると、スポットサイズ相応の領域がＴｍ以上になる温度分布（ｅ）が誘起され、その領域内の磁区が消去される。パワーレベルＰｗのレーザーが照射された時点から、次にパワーレベルＰｅのレーザーが照射されるまでの間に媒体が移動した距離に応じて、消去領域は直前に記録した磁区よりも後方にシフトするので、図１（ｂ）の波線で示した２番目の円形状の部分が消去され、前部に三日月状の微小磁区が残る。
【００２５】
最終的に形成される磁区の長さ及び消去領域の長さは、図１に示したようにＰｗ及びＰｅの照射期間に対応させて任意に決めることが出来る。このようにして、スポット径に比して微細な記録マークを含む高密度記録パターンを光変調方式で記録することが可能になる（ここまでの技術は特開平０６−１３１７２２号公報において既に紹介されている）。
【００２６】
次に、本実施例に用いた光記録媒体について説明する。前述の通り、本実施例では、ＤＷＤＤの層構成とＬＩＭＤＯＷの層構成とを組み合わせた構成の光磁気記録媒体を用いて、磁区後部消去方式で高密度記録を行った。この光磁気記録媒体の磁性層の層構成を表１に示す。Ｄ１／Ｄ２／Ｃ／Ｓｒ／Ｍの部分がＤＷＤＤによる再生を実現するための層構成であり、Ｍ／Ｉｎｔ／Ｗ／Ｓｗ／Ｉの部分がＬＩＭＤＯＷによる記録を実現するための層構成である。
【００２７】
層間の交換結合のオン・オフを切り換える機能を果たすスイッチング層が、ＤＷＤＤとＬＩＭＤＯＷの両方の構成に存在するので、区別のために前者のスイッチング層をＳｒ層、後者のそれをＳｗ層としてある。磁壁移動層はキュリー温度の異なる２層で構成し、再生温度範囲で飽和磁化がキャンセルされるようにして、磁壁移動動作に及ぼす浮遊磁界の影響を抑制してある。また、Ｍ層とＷ層との間に、両層間の交換相互作用の強さを調整するための磁性層が、中間層（Ｉｎｔ層）として挿入されている。
【００２８】
各磁性層のキュリー温度の設計において、磁区後部消去方式のプロセスを実現させる上で特に注意すべき点は、記録・消去・初期化の各温度に関わる磁性層、即ちＷ層・Ｍ層・Ｓｗ層のキュリー温度の設計である。記録温度まで加熱後、瞬時に初期化温度まで冷却して初期化を行い、直後に消去温度まで加熱するので、各温度の差は出来るだけ小さい方がよい。通常のＬＩＭＤＯＷ媒体では、消去温度レベルの温度分布を形成した時に、分布のピーク温度が記録温度を越えてはならないので、記録温度と消去温度との差を大きく取る必要があった。しかし、磁区後部消去方式の場合には、消去動作を行った時に中心の高温部に磁区が書けてしまっても、後続の記録もしくは消去の動作で上書きするようにできるので問題がない。このためＭ層のキュリー温度をＷ層のキュリー温度近くの高温に設計することが出来る。本実施例では両者の差が５０℃以下になるようにした。またそれに伴って、Ｓｗ層のキュリー温度も、Ｗ層の初期化がＭ層の磁化状態に影響を及ぼさない範囲で、Ｍ層のキュリー温度近くの高温に設計することが出来る。本実施例ではＷ層とＳｗ層とのキュリー温度の差を１００℃以下に抑制した。
【００２９】
また、冷却を効率よく行うための熱構造の設計も重要である。本実施例に用いた媒体は、磁性層の両側にＳｉＮの下地層及び保護層を、それぞれ３５ｎｍ及び２０ｎｍ成膜してあり、更に保護層を介してＡｌ合金の放熱層を１００ｎｍ付加してある。
【００３０】
なお、磁壁移動動作の安定化のために、上地層を成膜した後、一旦成膜装置から取り出して、記録トラックの両側を高出力のレーザーでアニール処理している。また、成膜後に永久磁石で１５ｋＯｅ程度の磁界を印加してＩ層を全面初期化している。生産性を考慮する場合には、アニール時に同時に初期化を行うことも可能である。あるいは、基板の表面形状や成膜条件を適切化して、アニール処理を省略することも可能である。
【００３１】
【実施例】
（実施例１）
上記の光磁気記録媒体に、光学系の分解能以上の高密度な微細パターンを、磁区後部消去方式で記録し、このパターンをＤＷＤＤ再生して記録特性を評価した。評価には、レーザー波長６６０ｎｍ、対物レンズＮＡ０．６０の光学系を用いた。スポット径は約０．９２μｍである。記録再生時の線速は３．０ｍ／ｓｅｃとした。
【００３２】
図３は、最短マーク長０．１μｍのランダムパターンを（１，７）ＲＬＬ変調でマークエッジ記録する際に適用した本発明のライトストラテジにおける８Ｔ連続パターン（Ｔ：ｃｈａｎｎｅｌ ｃｌｏｃｋ）のレーザー駆動波形である。
【００３３】
パワーレベルを、記録用２値、消去用１値と、０ｍＷ固定のボトムとの４値で変調している。パワーレベルＰｗ１のパルスで、情報“１”に相当する物理状態である記録状態を形成し、パワーレベルＰｅの消去用パルスで、情報“０”に相当する物理状態である消去状態を形成する。なお、本発明の特徴要件であるパワーレベルＰｗ２の役割については後述する。
【００３４】
消去用パルス（第２の照射パルス）は１Ｔにつき１パルスを立てて、先頭パルスのパルス幅を可変にしてある。２パルス目以降のパルス幅は全て０．２５Ｔに固定した。消去用パルスのパワーレベルＰｅは、０．２５Ｔの連続パルスを照射した時に、消去温度以上に加熱可能なパワーレベルに設定した。先頭パルスのパルス幅ωｅ１は、スペース長（情報“０”に相当する物理状態の長さ）を２Ｔから８Ｔまで変化させた時に、後続の記録パルス（第１の照射パルス）を照射する直前の温度状態が常に一定になるように調整した。
【００３５】
次に記録用パルスについて説明する。（１，７）ＲＬＬ変調では、２Ｔから８Ｔまで７種類の長さのマークを形成する必要があるが、最短マーク長の２Ｔが０．１μｍであるので、最長の８Ｔでも０．４μｍのマークが形成できればよい。そこでまず先頭のパワーレベルＰｗ１（第１の照射パルス）の記録パルスで０．４５μｍ程度の長さの磁区（記録状態の領域）を形成してしまう。その直後にこの磁区の後部を、形成しようとする磁区長（情報“１”に相当する物理状態の長さ）に応じた光ビームの走査距離を経て、消去用パルスにより消去する。後続の消去用の先頭パルスの照射タイミングは形成しようとする磁区長に応じて１Ｔずつ７段階にシフトさせるが、この消去用パルスを照射する直前の温度状態がシフト量によらず常に一定になるように、シフト量に応じた期間、記録パルス照射後にパワーレベルＰｗ２の補間照射パルスを照射する。このパワーレベルＰｗ２の具体的な値やパルス幅等は、媒体の温度感度、線速度などによって変化するため実験により求めるのが良い。具体的には、Ｐｗ２のパワーレベルや照射時間を変化させながら各マーク長の記録マークを記録し、それら記録マークの再生信号のエラーレートやジッター、タイムインターバル等に基づいて最適なＰｗ２を決定することが可能である。ここでは、補間照射パルスの前後に１Ｔのｃｏｏｌｉｎｇ ｇａｐを設けた上で、最適なＰｗ２を決定した。
【００３６】
更に、消去パルスのクロック対するディレイ量を調整して、磁区長とスペース長との各Ｔごとの長さを一致させ、アシンメトリを除去する。
【００３７】
磁区後部消去方式で最終的に形成される磁区は、前部の磁壁位置が先頭記録パルス照射による温度分布で決定し、後部の磁壁位置が先頭消去パルス照射による温度分布で決定することになる。上記のライトストラテジにより、両パルスを照射する直前の温度状態が、記録パターンによらず各々常に一定となるので、前後の磁壁位置がそれぞれのパルス照射の１Ｔ刻みのタイミングに応じて正確に１Ｔ刻みにシフトした位置に決まり、ランダム信号記録時のパターン依存性を抑えることが出来る。
【００３８】
本実施例で適用したライトストラテジにおける２Ｔから８Ｔに対応する消去パルスおよび記録パルスのレーザー駆動波形を図７に示す。
【００３９】
このライトストラテジで記録することにより、良好なアイパターンが得られ、トーン信号を記録した時のＪｉｔｔｅｒと同等のＳｕｍｍａｔｉｏｎ Ｊｉｔｔｅｒが得られた。ランダム信号記録時の熱干渉の影響等によるパターン依存性は完全に抑えられていると言える。
【００４０】
（実施例２）
図４は、実施例１と同一の記録媒体に、同様に最短マーク長０．１５μｍのランダムパターンを（１，７）ＲＬＬ変調でマークエッジ記録する際に適用した本発明のライトストラテジにおける８Ｔ連続パターンのレーザー駆動波形である。
【００４１】
この場合、最短マーク長の２Ｔが０．１５μｍであるので、最長の８Ｔは０．６μｍのマークが必要である。従って、先頭のパワーレベルＰｗ１の記録パルスで０．６μｍ以上の長さの磁区を形成してしまえば、実施例１と全く同様のライトストラテジで記録することが出来る。しかし、１パルスであまり大きな磁区を形成すると、記録時の温度分布の中心温度が高温になるため、Ｉ層の磁化反転が起こりやすくなって充分な記録パワーマージンを確保することが出来なくなったり、初期化冷却に要する時間が長くなって高速記録が出来なくなる場合がある。
【００４２】
そこで本実施例では、１パルスでは０．４５μｍ程度の磁区を形成して、この磁区の後部を消去することで２Ｔから５Ｔまでの磁区長を形成し、６Ｔから８Ｔまでの磁区長は、５Ｔ目に再度パワーレベルＰｗ１のパルスを照射して磁区を追加し、この磁区の後部を消去することで形成した。記録パルス照射後は実施例１と同様にパワーレベルＰｗ２の補間照射パルスを照射した。但し本実施例では、先頭記録パルスで形成した磁区を２本目の記録パルスで消去してしまうことがないように、記録パルス照射後のｃｏｏｌｉｎｇ ｇａｐを０．２５Ｔに短縮し、各パラメータ間のバランスをとって、パワーレベルＰｗ２で、先頭パルス照射部の温度を２本目のパルス照射時まで初期化温度以上に維持できるようにした。
【００４３】
本実施例では、先頭記録パルスと２本目の記録パルスとを同一のパワーで同一のパルス幅としたが、２本目の記録パルスを先頭パルスとは独立に、異なるパワーもしくはパルス幅に設定してもよい。
【００４４】
本実施例で適用したライトストラテジにおける２Ｔから８Ｔに対応する消去パルスおよび記録パルスのレーザー駆動波形を図８に示す。
【００４５】
上記のライトストラテジで記録したときの、ジッターの記録パワー依存性を図５に示す。縦軸の相対ジッターは、ｒｉｓｅ ｔｏ ｆａｌｌとｆａｌｌ ｔｏｒｉｓｅとを両方取り込んだＳｕｍｍａｔｉｏｎ Ｊｉｔｔｅｒを測定し、ｄａｔａ ｔｏ ｃｌｏｃｋ Ｊｉｔｔｅｒに換算した上で、ウィンドウ幅に対する比をとったものである。横軸の規格化パワーは、Ｐｗ１＝２８．０ｍＷ，Ｐｗ２＝６．８ｍＷ，Ｐｅ＝２３．０ｍＷの最適記録パワーで各パワーを規格化したものである。白丸印はＰｗ２とＰｅを固定してＰｗ１のみを変動させた場合のパワー依存性を示し、黒丸印はＰｗ１，Ｐｗ２，Ｐｅを同時に変動させた場合のパワー依存性を示す。ビットエラーレート１ｘ１０−４に相当する相対ジッター１２．８％をＣｒｉｔｅｒｉｏｎとすると、パワーマージンは、前者の場合が±６．５％、後者の場合が±９．５％程度となる。後者の場合の方が実際の使用状況に適合したパワーマージンと考えられる。磁区後部消去方式では、Ｐｗ１の変動に合わせてＰｅが変動すると、磁区長が自動的に補償されることになるので、Ｐｗ１のみが変動した場合と比較してパワーマージンが拡大するものと考えられる。
【００４６】
上記のジッターは振幅中心で固定スライスして測定したものであるが、アシンメトリに応じてスライスレベルを調整した場合には、波線に示したように±１５％以上の更に広いパワーマージンが得られた。
【００４７】
（実施例３）
実施例１に示したライトストラテジにおいて、消去側に関しても、記録側と全く同様に考えて、先頭の消去パルスのみで０．４５μｍ程度の長さのスペース（消去状態の領域）を一旦形成して、後続の記録パルスの照射タイミングに応じて、全てのパターンのスペース長を記録するようにした。
【００４８】
この場合、後続の記録用の先頭パルスの照射タイミングは形成しようとするスペース長に応じて１Ｔずつ７段階にシフトさせるが、この記録用パルスを照射する直前の温度状態がシフト量によらず常に一定になるように、シフト量に応じた期間、先頭消去パルス照射後にパワーレベルＰｅ２の補間照射パルスを照射する。
【００４９】
また本実施例においては、記録側の補間照射パルスは、先頭の記録パルス照射後、ｃｏｏｌｉｎｇ ｇａｐを設けることなく連続的にＰｗ１からＰｗ２にレベルダウンさせて照射するようにした。
【００５０】
本実施例で適用したライトストラテジにおける２Ｔから８Ｔに対応する消去パルスおよび記録パルスのレーザー駆動波形を図９に示す。
【００５１】
消去状態を形成するための温度は、記録状態を形成するための温度に比べて低いので、消去側に本方式を適用しても記録側ほど大きな効果は得られないが、より高密度の記録を行う場合には、効果が顕著になって行くと予想される。
【００５２】
（比較例）
従来の記録補償方法の考え方に基づいて、マーク長に対応して１Ｔ長くなる毎に１Ｔ分記録温度領域が広がるようにレーザーを駆動して記録を行った。
【００５３】
実施例２と同様に、最短マーク長０．１５μｍのランダムパターンを（１，７）ＲＬＬ変調でマークエッジ記録する際に、本比較例で実施したライトストラテジにおける８Ｔ連続パターンのレーザー駆動波形を図６に示す。マーク長に応じて１Ｔ毎に消去用パルスと記録用パルスを立てている。消去パルスと記録パルスの間に初期化冷却用のｃｏｏｌｉｎｇ ｇａｐを確保するために、記録パルスはｎＴのマーク長に対して（ｎ−１）本のパルスにしている。先頭の消去パルス及び先頭の記録パルスは、発光直前の温度状態が後続のパルスよりも低いので、パルス幅を広げて後続パルスと同等の温度分布を誘起できるように調整する。
【００５４】
この記録方法でランダムパターンの記録を試みたが、０．３μｍ程度までの短いマークとそれ以上の長いマークとを共に適切な長さに形成可能な記録条件は、各パラメーターをどのように調整しても見出すことができず、良好な記録特性を得ることはできなかった。
【００５５】
このような比較例の記録方法と本発明の記録方法との根本的な差異は、比較例の記録方法では、各々の記録パルス毎に記録状態を形成可能な温度分布を誘起するパワーを設定していることである。これに対し、本発明の記録方法においては、記録状態を形成可能な温度分布を誘起する記録パルス（第１の照射パルス）は基本的には最初の１本のみであり、その他の記録パルスは、消去用のパルス（第２の照射パルス）を照射する直前の媒体上の温度状態が一定になるように温度調整する補間パルスとして機能している。そして、形成しようとしているマーク長が１本の記録パルスで形成した記録領域の長さより長くなる場合に、改めて記録状態を形成可能な温度分布を誘起する記録パルスを照射している。
【００５６】
比較例の記録方法では、記録しようとするマーク長が変わる毎に入射熱エネルギーが大きく変化するので、直後の温度状態を均一化するための補償操作が極めて複雑で困難なものとなるが、本発明の記録方法では、記録しようとするマーク長が一定の範囲で変わっても記録動作は同一なので入射熱エネルギーは不変であり、後続の消去動作を行なうタイミングによる放熱状態の変化だけを補間パルスで補償すればよいのである。
【００５７】
以上の実施例では、（１，７）ＲＬＬ変調符号で記録した例のみ示したが、本発明は変調符号を限定するものではなく、最長マーク長の制限の無い変調符号に対しても適用可能である。
【００５８】
【表１】
表１は、実施例において用いた光磁気記録媒体の磁性層の層構成を示した表。
【００６０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の効果は、光変調記録でスポットサイズに比して微細な記録マークを記録する高密度記録方式において、ランダム信号の記録を高品質に行うことができることにある。簡略な手段で記録されるマーク長のパターン依存性を抑制でき、それにより再生信号のジッターが抑制され、エラーレートが低減する。また、従来の記録方式のようにマーク長が長くなるに伴って入射熱エネルギーが増大することはないので、必要以上に熱蓄積することがなく、記録後の冷却時間を短縮でき、高速記録が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、記録レーザーの駆動波形の一例を示した図。
（ｂ）は、図１（ａ）に示した記録レーザーの駆動により、メモリ層に形成される磁区の模式図。
【図２】図１（ａ）に示したように記録レーザーを駆動した時に、各プロセスにおいて記録媒体面上に誘起される温度分布を示した図。
【図３】実施例１で適用した本発明のライトストラテジーおける８Ｔ連続パターンのレーザー駆動波形を示した図。
【図４】実施例２で適用した本発明のライトストラテジーおける８Ｔ連続パターンのレーザー駆動波形を示した図。
【図５】実施例２のライトストラテジーで記録したときの、ジッターの記録パワー依存性を示した図。
【図６】比較例で適用したライトストラテジーおける８Ｔ連続パターンのレーザー駆動波形を示した図。
【図７】実施例１で適用したライトストラテジにおける２Ｔから８Ｔに対応する消去パルスおよび記録パルスのレーザー駆動波形を示した図。
【図８】実施例２で適用したライトストラテジにおける２Ｔから８Ｔに対応する消去パルスおよび記録パルスのレーザー駆動波形を示した図。
【図９】実施例３で適用したライトストラテジにおける２Ｔから８Ｔに対応する消去パルスおよび記録パルスのレーザー駆動波形を示した図。
Claims (5)
- 記録状態を形成する第１の照射パルスと消去状態を形成する第２の照射パルスを情報に応じて切り替えながら記録マークをオーバーライト記録する光学的記録媒体への情報記録方法において、第１の照射パルスにより一定長の記録領域を形成した後、情報に対応した走査距離を経て、第２の照射パルスにより前記形成された記録領域の後部を消去することにより、情報に応じた複数の長さの記録マークを形成することを特徴とする光学的記録媒体への情報記録方法。
- 第２の照射パルスにより形成される消去領域の先端位置が、前記走査距離に依らず第２の照射パルスの照射位置に対して一定の位置となるように、第１の照射パルスと第２の照射パルスの間に媒体温度調整のための補間照射パルスを照射することを特徴とする請求項１に記載の情報記録方法。
- 前記第１の照射パルスは、単一の照射パルスであることを特徴とする請求項１に記載の情報記録方法。
- 前記第１の照射パルスは、複数の照射パルスから成ることを特徴とする請求項１に記載の情報記録方法。
- 前記補間照射パルスは、第２の照射パルスを照射する直前の媒体上の温度状態が常に一定に成るように照射されることを特徴とする請求項２に記載の情報記録方法。
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