JP2005063625A - 相変化型光記録媒体の記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い記録線速度で記録が可能で、かつ、低線速記録においても通常の低線速対応相変化型光記録媒体とほぼ同じ記録パワーで記録可能な相変化型光記録媒体に対して、最適な記録方法を提供し、良好なオーバライト特性を提供する。
【解決手段】相変化型光記録媒体の記録方法において、記録するための発光波形が、ピークパワー（Ｐｐ）、消去パワー（Ｐｅ）、バイアスパワー（Ｐｂ）、Ｐｐ照射時間（ＯＰ）、Ｐｂ照射時間（ＦＰ）で定められる複数のパルス状波形であって、先頭パルスの開始時間は照射マークに対応する一番目の基準クロック開始時点から０．５〜１．２５Ｔ（Ｔは基準クロック時間）遅れて開始し、終了時間は最後の基準クロック終了時点より最大Ｔ−ＯＰｍ（ＯＰｍは後部パルスのＰｐ照射時間）早く終了する。
【選択図】図３

Description

本発明は、相変化光ディスク、書き換え可能光ディスクに関し、大容量光ファイル、ＤＶＤ＋ＲＷディスクに応用される。

大容量の画像データを扱うようになり、今後ますます、大容量の相変化型光記録媒体が要求されているのは言うまでもない。大容量のデータだけに、これらデータを高速に記録再生することも要求されている。相変化型記録媒体は、ＣＤ、ＤＶＤの書き換え型記録媒体に用いられており、大容量、高速記録が可能であること、また、ＲＯＭとの互換が高いことから普及してきた。ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒの高速化が著しく、相変化型記録媒体もより高速化が要求されている。しかし、高線速に対応したディスクは、低線速ディスクに対応している低速ドライブでも記録できることが望ましい。ＣＤ−Ｒは、これが可能であり、広い線速をカバーできている。高い線速で記録するためには、より高い記録パワーが出せる高出力レーザーが必要になる。

しかし、低速ドライブに搭載されているレーザー光は高速対応ドライブより低いのが普通であり、高線速対応ディスクを低線速で、より低い記録パワーで記録することは相変化型記録媒体では難しい。相変化型記録媒体の場合、高線速記録が可能になるよう媒体構成を最適化するが、この場合、低い線速度で記録する場合も、高い線速度の場合と同様に最適な記録パワーはより高くなる。高い記録線速に対応した相変化型光記録媒体をより低パワーで記録するためには、感度を向上させる必要がある。そのためには、一つの方法として、媒体の反射率を下げる方法がある。しかし、ＤＶＤであれば、ＤＶＤ−ＲＯＭとの互換を確保する必要があるために、反射率を必要以上に下げることはできない。書き換え可能型ＤＶＤにおいては、ここ数年間で商品化されている線速は、２．４倍速が最高である。
これより速い記録線速度で記録でき、しかも従来の低線速ドライブで記録できる下位互換可能な相変化型光記録媒体はない。これらの要求を満たすためには、低い記録パワーでしかも記録パワーのマージンが広い相変化型光記録媒体の記録層材料、媒体構成、最適記録方法を見出すことが必要である。

レーザー光のパルス状発光波形におけるパルス幅を制御して、２．４倍速で、ＣＡＶ記録に対応した記載がある。（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。

しかし、書き換え可能型ＤＶＤにおいて、２．４倍速より高い線速度で、感度、オーバーライト特性が良く、しかも現状と同じパワーで２．４倍速以下の記録線速度で記録可能な媒体及び最適な記録方法はない。
また、高線速で記録する場合に、一定の消去パワーを照射しないで、消去パワーを再生パワーの範囲で変調させる方法がある（例えば、特許文献３参照。）。 しかし、この方法によると、充分な消去ができずに、消去パワーのレベルによっては却って非晶質相の形成が起きてしまう。

記録マークを形成する方法に、後端部冷却パルス時間を基本的になしにする方法がある（例えば、特許文献４参照。）。
しかし、この方法においては所定の長さのマークを記録することが難しい。

少なくとも、ＤＶＤの１倍速の線速３．４９ｍ／ｓに対し、その４倍である１４ｍ／ｓ（１３．９６ｍ／ｓ）までの記録線速で記録ができ、しかも該相変化型光記録媒体で記録線速１倍速及び２．４倍速で、かつ最適な盤面記録パワーが１〜２．４倍速対応相変化型光記録媒体と同じ記録パワー以下で記録できる相変化型光記録媒体と記録方法が必要である。
これを可能にするためには、相変化型光記録媒体の記録層の結晶化速度を最適化することが第１条件である。特に高線速記録になるほど、オーバーライト特性が劣化する。まず、オーバーライト一回目の特性が悪い。記録層材料は、高い記録線速に対応するために、結晶化速度が速くなるように構成元素及びこれら元素の組成を最適化する。相変化型光記録媒体の場合、マーク（非晶質相）を形成するために短時間に融点付近まで加熱しその後急冷させる必要があるが、結晶化速度が速くなるほど時間に対する温度勾配を大きく、しかも再結晶化を抑制するために加熱しない時間、すなわち冷却時間を長くする必要があるが、加熱、冷却時間に制限があるため、線速が高いと、温度が短時間に上昇しにくくなる傾向になるため、記録パワーを高くすることが必要になる。低線速記録の場合でも記録材料の結晶化速度が速いため記録パワーは同様に高い。

したがって、高線速度で記録するための相変化型光記録媒体で、低線速側をより低い記録パワーで記録することは結晶化速度はあまり速くすることができない。このため、一定の消去パワーを高線速時に照射した場合、この消去パワーをあまり高くしないでも、非晶質相が形成され易くなる。線速が速くなればなるほど消去パワーはあまり高くできなくなる。したがって、結晶化速度は低い線速と、高い線速の中間線速で最適化すると良い。しかし、この場合高い線速側において、消去パワーの制限によりオーバーライト時のマークの消去率が悪くなってしまう。

特許第３１２４７２０号公報 特開２０００−３２２７４０号公報 特許第２８４４９９６号公報 特許第２９４１７０３号公報

本発明の課題は、相変化型光記録媒体において、より高い記録線速度で記録が可能で、かつ、低線速記録において、低線速対応相変化型光記録媒体とほぼ同じ記録パワーで記録可能な相変化型光記録媒体に対して、これら媒体に適した記録方法を提供することである。更に、ＣＡＶ、ＣＬＶ記録に対して、良好なオーバーライト特性を得るための記録方法を提供することである。

上記課題は、本発明の（１）「電磁波を照射して非晶質相と結晶相の可逆的相変化による光学定数の変化を利用して記録再生を行なうための相変化型記録層を設けた相変化型光記録媒体を用いた記録方法において、ある大きさの消去パワーを照射した場合に、該相変化型光記録媒体で記録可能な線速度で記録前の反射率よりも減少する相変化型光記録媒体に記録するための発光波形が、ピークパワー（Ｐｐ）、消去パワー（Ｐｅ）、バイアスパワー（Ｐｂ）を照射し、記録層を加熱するためのＰｐの照射時間（ＯＰ）、冷却するためのＰｂの照射時間（ＦＰ）で定められる複数のパルス状波形であって、先頭パルスの開始時間が該照射マークに対応する一番目の基準クロックの開始時点から０．５〜１．２５Ｔ（Ｔは、基準クロックを表わす。）遅れて開始することを特徴とする光記録方法」、（２）「後部パルスの記録パワー照射時間ＯＰｍに対し、終了時間が該照射マークに対応する最後の基準クロックの終了点より、最大（Ｔ−ＯＰｍ）速く終了することを特徴とする前記第（１）項に記載の光記録方法」、（３）「相変化型光記録媒体で記録可能な最大記録線速度において、先頭パルスの開始時間が記録データの先頭部から１Ｔより大きく１．２５Ｔ以下遅れることを特徴とする前記第（１）項又は第（２）項に記載の光記録方法」、（４）「最大記録線速度で記録する場合の後部パルスの終了時間が、記録データ後端部より（１−ＯＰｍ）Ｔ速く終了することを特徴とする前記第（１）項又は第（２）項に記載の光記録方法」、（５）「中間記録線速度から最大記録線速度の線速度範囲内で用いられることを特徴とする前記第（３）項又は第（４）項に記載の光記録方法」、（６）「先頭、後端及びその間にある中間部のパルスのピークパワーを照射する時間ＯＰが、相変化型光記録媒体に情報が記録される最内周から最外周部まで連続的に記録線速度が変化する場合に、相変化型光記録媒体で記録可能な最小記録線速度から最大記録線速度の内、最小記録線速度から中間記録線速範囲で各記録線速度に対応した基準クロックに比例した時間と基準クロックに独立な時間の和で調整されるか、あるいは最大記録線速の１／３から最大記録線速度の範囲で基準クロックに比例した時間で制御することを特徴とする前記第（１）項乃至第（５）項のいずれかに記載の光記録方法」、（７）「ピークパワーを照射する時間ＯＰが、各記録線速度に対応した基準クロックに比例した時間と基準クロックに独立な時間の和で調整する方法が、該相変化型光記録媒体で記録可能な記録線速範囲の内、最小記録線速から中間記録線速の範囲と、最大記録線速度の１／３の線速度から最大記録線速度の範囲の各々に用いられることを特徴とする前記第（６）項に記載の光記録方法」、（８）「後端パルス部のバイアスパワーを照射後に、消去パワーＰｅを照射する部分と、消去パワーＰｅより高い第２の消去パワーＰｅ２を照射する部分からなる少なくとも一個以上の補償パルスを追加することを特徴とする前記第（１）項乃至第（７）項のいずれかに記載の光記録方法」、（９）「最大記録線速のみ記録位置に関係なく、照射する時間ＯＰが基準クロックに比例した時間と、基準クロックに独立な時間の和で調整され、その基準クロックに独立な時間が０．５ｎｓｅｃ．以上であることを特徴とする前記第（８）項に記載の光記録方法」、（１０）「前記補償パルスを記録されるマーク長の内、少なくとも最短マーク長のマークを記録する場合に用いることを特徴とする前記第（８）項又は第（９）項に記載の光記録方法」、（１１）「少なくとも最大記録線速度で用いることを特徴とする前記第（８）項又は第（９）項に記載の光記録方法」によって達成される。

以上、詳細かつ具体的な説明より明らかなように、本発明の請求項１から５により、下位互換で記録特性が確保され、しかも高い記録線速で記録特性が優れた記録方法が提供できる。また、請求項６及び７により、相変化型光記録媒体で記録可能な最小線速の範囲から最大線速の範囲の内、所定の記録線速範囲でＣＬＶ及びＣＡＶ記録が可能になる。また、請求項８により、記録特性のマージンが広がる。さらに、請求項９から１１において、高線速でオーバーライト特性に優れた記録方法を提供できる。

本発明で用いる相変化型光記録媒体の構成は、図１に示す透明基板（１）上に、下部誘電体保護層（２）、非晶質相と結晶相の可逆的相変化をする相変化型記録層（３）、界面層（７）、上部誘電体保護層（４）、硫化防止層（５）、反射層（６）の順に積層することを基本とする。あるいは、界面層（７）がない場合も含まれる。
使用する基板としては、記録再生光の波長に対し透明であるポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタアクリル酸（ＰＭＭＡ）などのプラスチックやガラスが用いられる。

基板（１）と記録層（３）の間に用いる下部誘電体保護層（２）、記録層（３）と反射層（６）の間に用いる上部誘電体保護層（４）の材料としては、ＳｉＯｘ、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５等の金属酸化物、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＢＮ、ＺｒＮ等の窒化物、ＺｎＳ、ＴａＳ_４等の硫化物、ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｂ_４Ｃ、ＷＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣ等の炭化物が挙げられる。

これらの材料は、単体あるいは混合物として用いることもできる。中でも、ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物が、相変化型記録媒体では一般的に用いられており、その混合比は８０：２０（モル比）が良い。下部誘電体保護層は、熱伝導率が低く、比熱が小さく、オーバーライトにより結晶化せず、加熱と急冷の多数回の履歴によるクラックの発生、元素の拡散などがないことが良い。
ＺｎＳ−ＳｉＯ_２（８０：２０）はこれら条件に対して適しており、上部誘電体保護層にも用いられている。ＺｒＯ_２は、Ｙ_２Ｏ_３を３ｍｏｌ％から６ｍｏｌ％を含む混合物は屈折率が、ＺｎＳ・ＳｉＯ_２とほぼ同じか、それよりも大きく、熱伝導率も低い。

バルクにおける熱伝導率はレーザーフラッシュ法により測定したところ、ＺｒＯ_２を主成分とする系として、ＺｒＯ_２・Ｙ_２Ｏ_３（３ｍｏｌ％）、ＺｒＯ_２・ＳｉＯ_２（５ｍｏｌ％）・Ｙ_２Ｏ_３（３ｍｏｌ％）、ＺｒＯ_２・ＴｉＯ_２（５０ｍｏｌ％）・Ｙ_２Ｏ_３（３ｍｏｌ％）、ＺｒＯ_２・ＴｉＯ_２（４０ｍｏｌ％）・ＳｉＯ_２（２０ａｔ％）・Ｙ_２Ｏ_３（３ｍｏｌ％）が、それぞれ５．１、３．５、１．７３、２．６（Ｗ／ｍ・Ｋ）、ＺｎＳ・ＳｉＯ_２（２０ｍｏｌ％）が８．４（Ｗ／ｍ・Ｋ）であった。

屈折率（ｎ）は、ＺｒＯ_２・ＳｉＯ_２（５ｍｏｌ％）以外は、すべて２以上であった。また、Ｙ_２Ｏ_３の代わりに、ＭｇＯを用いても良い。いずれもスパッタ法による成膜のためのターゲットを作製する際に、ターゲットの割れを防止するために用いる材料である。
一方、これら材料を上部誘電体保護層に用いて、媒体を作製し、記録後に８０℃、８５％ＲＨで記録マークの保存性を調べたところ、ＺｒＯ_２の含有量が５０ａｔ％より多い系の場合は、マークが消滅するか、ジッター劣化が大きい。しかし、ＺｒＯ_２系の繰り返しオーバーライト特性は良く、１０００回記録した後のジッター劣化はＺｎＳ・ＳｉＯ_２より少なかった。高線速でオーバーライトするにはより効果がある。したがって、上部誘電体保護層は、ＺｎＳ・ＳｉＯ_２が（８０：２０）が良い。

そこで、このオーバーライト特性を良くする効果を活かすために、ＺｒＯ_２系材料を記録層と上部誘電体保護層との間に界面層として設けることを検討した。 その結果、膜厚は１ｎｍ以上５ｎｍの範囲であれば、この効果を保ち、かつ保存信頼性の劣化もかなり抑制されることがわかった。
この界面層の効果は、この層が結晶状態にあって、記録層と界面層の格子定数が近く、結晶成長を助ける役割、界面層は結晶状態でないが、結晶成長を助けることで、消去比を高めオーバーライト特性が良くなったと考えられる。
また、濡れ性が悪いため記録層が溶融状態になったときに、流動性が抑制され記録層の局所的体積変化が抑制されるためにオーバーライト特性が良くなるということも併せもっている。

さらに、下部誘電体保護層の膜厚は、４０乃至２５０ｎｍの範囲であって、４５ｎｍ乃至８０ｎｍが好ましい。４０ｎｍより薄くなると、耐環境性保護機能の低下、放熱効果の低下となり繰り返しオーバーライト特性の劣化が大きくなる。２５０ｎｍより厚くなると、スパッタ法等による製膜過程において、膜温度の上昇により膜剥離やクラックが生じる場合が出てくる。
また、基板の厚さが０．６ｍｍになると基板の変形が大きくなり、貼りあわせ後もその変形を矯正できないこともある。
上部誘電体保護層の膜厚は５ｎｍ乃至５０ｎｍの範囲とし、８ｎｍ至２０ｎｍが好ましい。５ｎｍより薄いと、記録感度が低下する。５０ｎｍより厚くなると、温度上昇による変形、放熱性の低下により繰り返しオーバーライト特性が悪くなる。

反射層は、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属材料があり、膜厚は、５０ｎｍから２５０ｎｍが良い。膜厚が厚くなり過ぎると放熱性がより向上するが、薄膜を作製する間に媒体の温度上昇により、基板の変形が起きてしまう。薄すぎると、放熱性が悪くなり記録特性が劣化する。
反射層は、熱伝導率がより高いＡｇを用いることにより特性が向上するため、本発明において、ＡｇまたはＡｇ合金を用いる。線速が速くなると、冷却速度が大きくなるため、アモルファスマークは形成されやすいがマーク形成する際に、記録層を融点付近まで加熱させるために、発光パルスの加熱パルス時間を長くする必要があった。
一方、加熱時間を長くすると、冷却時間が短くなってしまい冷却時間の不足が起きるためマークが形成しにくくなる。これは、一つの加熱と冷却のパルス時間の和が基準クロックであり、この制約の中で変えているためである。
そこで媒体で冷却効率を上げるために、Ａｇを用いるのが良い。しかし、ここで上部誘電体保護層がＳ（イオウ）を含み、反射層がＡｇの場合、高温高湿下ではＡｇ_２Ｓが形成されやすく、これが特性劣化、欠陥発生原因になり問題となる。

そこで、反射層と上部誘電体保護層の間に硫化反応防止層を設けることが必要になってくる。これまで、酸化物、窒化物、炭化物、金属について鋭意検討した結果、Ｓｉ、ＳｉＣが好ましい。ＺｒＯ_２、ＭｇＯ、ＴｉＯｘも適している。好ましい。ＳｉＣは、ＡｇとＳの反応防止し、膜厚を３ｎｍと薄くしてもその効果が高い。膜厚は２ｎｍ以上、上限は１０ｎｍである。これ以上厚いと反射層と距離が離れるため、放熱効率が下がってしまうことと、吸収係数が高いために反射率が低下してしまう傾向がある。
反射層をＡｇにすることで、特性は向上するが、Ａｇそのものの腐食性、硫化防止層との密着性を考慮すると、Ａｇ単体でも、薄膜作製時のスパッタリング条件（アルゴンガス圧）を最適化することにより、Ａｇの結晶粒径を小さくし、粒成長を抑制することにより、Ａｇの薄膜表面が平滑になる。粒径が大きくなると、表面が凹凸状になり密着性の弱いところから剥がれやすくなるためである。

さらに、密着性を、向上させるには、反射層の上に環境保護層として用いるアクリル系紫外線硬化型樹脂の硬化条件、厚さを最適化することで、Ａｇ単体でも良い。しかし、最適条件で作製されていなかったり、記録膜のない基板を貼り合わせる前の保管条件や、基板自身の吸湿、紫外線硬化型樹脂の吸湿により、劣化する懸念がある。
そこで、Ａｇを９５ａｔ％以上の合金にすることにより信頼性が向上する。Ａｇに対する添加量は、５ａｔ％を超えると、熱伝導率が著しく減少するため、好ましくは、２ａｔ％以下が良い。
添加元素としては、Ｃｕ、Ｎｉが熱伝導率をあまり下げることなく、粒径成長を抑制し、耐環境性を向上させる。Ａｇの膜をスパッタ法により作製する場合に、Ａｇ膜の結晶粒径を小さくするために基板とターゲット間にかけるパワーは、３Ｗ以下が良い。

相変化記録層はこれまでＳｂ70Ｔｅ30付近の共晶組成を基本とし、Ａｇ、ＩｎさらＧｅを添加したＡｇＩｎＳｂＴｅ系、ＡｇＩｎＳｂＴｅＧｅ系が高線速でしかも高密度記録に適した材料系であるため用いられてきた。ＳｂはＴｅに対する比率が大きくなるほど、また、Ｓｂ量が８０ａｔ％を超えると結晶化速度が高くなるが、保存性が極端に悪く、しかも非晶質相を形成しにくくなる。したがって、高線速記録に対応するための好ましい量は、６５ａｔ％以上、８０ａｔ％より少ない方が良い。

一方、Ｔｅは、１５ａｔ％以上、２５ａｔ％以下が良い。Ｇｅは遅いにかかわらず、記録したマークの高温環境下での保存性を向上させるのに、必須の元素である。ＧｅとＴｅの結合エネルギーが大きく、しかもＧｅ添加量が増加する程、結晶化温度を高くするため保存性が良いと考えられる。しかし、あまり多く入れると結晶化温度がさらに高くり、結晶化速度も遅くなるので５ａｔ％以下がよい。Ａｇはマークを安定化させるが、結晶化温度はあまり増加させない。あまり多く入れると、結晶化の速度を下げてしまうため多く入れることができない。一方、結晶状態を安定化する役割も果たすので３ａｔ％以下が良い。

Ｉｎは、結晶化速度を上げるとともに、結晶化温度を上げるので保存性も向上させるが、多く入れると偏析しやすく、繰り返しオーバーライト特性の劣化と再生光パワーに対する劣化が起きるので５ａｔ％以下が良い。Ｉｎ以外に、結晶化速度を速くするものにＧａがある。Ｇａは同量のＩｎに比べ、結晶化速度をより速くするが、結晶化温度もより高くなる。Ｇｅが５ａｔ％で、Ｇａが５ａｔ％以上になると結晶化温度が２００℃をはるかに超えて、２５０℃以上にもなる。そのため、記録層を非晶質状態から結晶化させるための初期化過程において、トラック一周の反射率分布が大きくなり、記録特性、データエラーの原因になるため、Ｇａは結晶化速度を速くさせるための補助的な元素として、３ａｔ％以下添加するのが良い。

ＡｇＩｎＳｂＴｅＧｅ系は、より高線速な材料としては、限界があり、Ａｇ、Ｉｎに代わる元素を検討した結果、結晶化速度を速くするが、結晶化温度を必要以上に上げない元素として、Ｍｎが効果的であることがわかった。ＭｎはＩｎと同じく結晶化速度を上げる。多く入れても、オーバーライト特性を劣化させずに保存特性も良好である。結晶化温度も上げるが、量に対する増加量は小さく、再生光劣化も小さい。Ｍｎは、本発明においては多くて５ａｔ％入れれば充分である。
このように、ＧｅＭｎＳｂＴｅ系も高線速に適した材料である。さらに、Ｇａを添加し結晶化速度と保存性を向上させる系も有効である。記録層の膜厚は、１０ｎｍから２０ｎｍがよく、１０ｎｍ以下では、結晶と非晶質相の反射率差が小さくなり、これ以上厚いと記録感度、繰り返しオーバーライト特性が悪くなる。
本発明では、上記の記録層材料以外に、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｇａ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｓｂ、Ｇｅ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇａ−Ｓｎ−Ｓｂ、Ｇｅ−Ａｇ−Ｓｎ−Ｓｂ、Ｇａ−Ｍｎ−Ｓｂ、Ｇａ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｓｅを用いても良い。

以上の相変化型記録媒体は、記録波長が４００〜７８０ｎｍの範囲で記録再生が可能である。
ＤＶＤの場合、波長６５０ｎｍから６６０ｎｍ後、対物レンズの開口率を０．６０〜０．６５とし、入射光のビーム径を１μｍ以下とする。そのため、基板の厚さは０．６ｍｍとし、収差を小さくしている。
マークが書きこまれる溝部と溝部のピッチは、０．７４μｍ、溝の深さは１５ｎｍ〜４５ｎｍ、溝幅は０．２〜０．３μｍとする。
溝は、約８２０ｋＨｚの周期をもつ蛇行状溝となっている。アドレス部は、蛇行溝の周波数の位相を変調させ、この位相変化部分を検出し、２値化信号に変換しアドレス（番号）を読み取る。

この蛇行部の振幅は、５ｎｍから２０ｎｍである。記録線密度は、０．２６７μｍ／ｂｉｔで、（８−１６）変調方法で記録する。最短マーク長は０．４μｍになる。ＤＶＤの２倍速は、線速７ｍ／ｓ（６．９８ｍ／ｓ）であり、基準クロック周波数は５２．３ＭＨｚ（Ｔ：１９．１ナノ秒Ｔは、基準クロックである。）になる。４倍速では、線速１４ｍ／ｓ（１３．９６ｍ／ｓ）になり基準クロック周波数は１０４．６ＭＨｚ（Ｔ：９．５６ナノ秒）である。
上記相変化型光記録媒体に一定大きさの消去パワーを連続的又は一定間隔で照射（ｋ＊Ｔ（Ｔはクロック、ｋは実数）という形で、パルス時間を制御するときに、実際は、ｋ＝ｎ／１６（ｎは整数）というある刻みで制御するから）しながら、線速を１倍速から４倍速まで変えていき、この時の反射信号強度を測定していくとある線速から反射強度が減少し始め、それ以上の速い線速になるとさらに反射強度が減少しやがて飽和していく。

波長６５９ｎｍ、ＮＡ０．６５のピックアップを用いて盤面で測定した場合、１２ｍＷの消去パワーを照射したときに、反射率が下がり始める線速は９ｍ／ｓから１０．５ｍ／ｓである。
４倍速に対応した媒体において、従来は、記録線速がそれより遅い線速で最適化した媒体より高い記録パワーが必要であった。１倍速から２．４倍速までに対応した相変化型光記録媒体と同じ記録パワーで記録可能とするためには、反射率が下がり始める線速が記録線速２．４倍速すなわち、８．４ｍ／ｓとより０．５ｍ／ｓから１ｍ／ｓ速いのが好ましい。

図２は、記録消去するために従来用いられてきた発光波形である。照射パワーとして、ピークパワー（Ｐｐ）、消去パワー（Ｐｅ）、バイアスパワー（Ｐｂ）があり、記録パワーを照射し、記録層を加熱するための先頭加熱パルス部ＯＰ１、中間部の加熱パルス部ＯＰｊ（ｊ＝２〜ｍ−１）、後部加熱パルス部ＯＰｍと、バイアスパワーを照射する冷却パルス部ＦＰ１、ＦＰｊがあり、さらに、中間部の加熱パルス部ＯＰｊと冷却パルス部ＦＰｊの時間の和がＴになっている。

パルスの数はマーク長ｎＴに対し、（ｎ−１）または（ｎ−２）個である。線速２．４倍速までは、Δ２＝０、Δ１を最大０．５＊Ｔ、Δ３を０〜０．５Ｔの範囲で調整しながら所定の長さのマークが記録でき、線速２．４倍速まで良好な記録特性が得られている。しかし、記録線速が速くなり、線速度が４倍速（１４ｍ／ｓ）になってくると、この方法では特にオーバーライト特性において、充分な特性を得ることが難しくなってくる。
上記述べた相変化型光記録媒体の場合、４倍速の線速度においてより消去パワーを高くし、より後部冷却パルスＦＰｍの時間を長くするほど、オーバーライト一回目のジッター特性が悪くなる。これは、前のマークの消去率が悪くなることを意味する。マーク後端部の非晶質相領域が広がり、マーク長が長くなるからである。さらに、消去パワーの最適範囲が狭くなるため、再結晶速度が遅くなる。すなわち、記録層が充分加熱され、溶融状態から結晶成長する速度が最も速いのに対し、それより低い温度で成長をさせるために速度が下がるということである。

そこで、本発明において、少なくとも最大記録線速度では、後部パルスの終了時間が、記録マーク後端部より（Ｔ−ＯＰｍ）速く終了させることにより、オーバーライト特性を向上させることが可能になる。すなわち、後部冷却パルス幅をゼロにするか、もしくは極力短くすることが有効である。
この条件を、相変化型光記録媒体で記録可能な線速範囲のうち中間線速から、最大線速範囲に適用することも有効である。これは、図３のｂの位置に対し、ｄＴｅｒａを、最大（Ｔ−ＯＰｍ）の幅にすることである。
ここで、中間記録線速度は２．４倍速で、その場合は３．４９×２．４ｍ／ｓ、最大記録線速度は４倍速で、その場合は３．４９×４ｍ／ｓである。
図３において、ｄＴｏｐは、先頭パルス部のピークパワー照射開始時間の図３のａ（記録データの先頭部から１Ｔ遅れた位置）に対する可変時間である。位置ａより速く開始する場合は正の符号（＋）、遅く開始する場合は負の符号（−）となる。したがって、記録データの先頭部から０．５Ｔ〜１．２５Ｔ遅れるということは、ｄＴｏｐは−０．２５Ｔから＋０．５Ｔが可変範囲となる。ＯＰは加熱パルスの照射時間（ピークパワーＰｐの照射時間）を表わし、ＯＰ１は先頭パルス部の加熱パルス照射時間を表わし、ＯＰｊ（ｊ＝２〜（ｍ−１））は中間パルス部の加熱パルス照射時間を表わし、ＯＰｍは最終パルス部の加熱パルス照射時間を表わす。また、ＦＰは冷却パルスの照射時間（バイアスパワーＰｂの照射時間）を表わし、ＦＰ１は先頭パルス部の冷却パルス照射時間を表わし、ＦＰｊ（ｊ＝２〜（ｍ−１））は中間パルス部の冷却パルス照射時間を表わし、ＦＰｍは最終パルス部の冷却パルス照射時間を表わす。また、ｄｍｐは中間パルス部の加熱パルス開始時間の可変時間を表わし、ｄｌｐは最終パルス部の加熱パルス開始時間の可変時間を表わし、ｄＴｅｒａは、最終パルス部のバイアスパワー照射終了時間の図３のｂに対する可変時間を表わす。ｂより速く終了する場合を（＋）符号、ｂより遅く終了する場合を（−）符号とする。ｄｉｎｔは最終パルス部の冷却パルス部の終了位置から補償パルス開始までの時間を表わし、ｄｅｒａは第２の消去パワー（Ｐｅ２）の照射時間を表わす。
以上は、図３の、Ｐｅ２がＰｅ１と同じ値であり、ｄｉｎｔ及びｄｅｒａが０の場合である。

以下は、Ｐｅ２＞Ｐｅ１で、かつ、Ｐｅ２が記録される線速度で連続照射した場合に照射前よりも反射率が減少しないパワーとした場合であって、さらに後端冷却パルスの終了時間から、消去パワーＰｅ１を照射する時間ｄｉｎｔ及びＰｅ２を照射する時間ｄｅｒａを最適な時間に設定した補償パルスを加える。このパルスは必要により一個以上にしても良い。

また、この補償パルスは、すべてのマーク長に対し、適用する以外に短いマーク長に適用しても良い。この場合は、好ましくは、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔであって、これらすべてか、３Ｔのみか、３Ｔ、４Ｔの２つの場合である（３Ｔ、５Ｔとか、５Ｔのみの場合はない）。特に、最短マーク長、ＤＶＤにおいて３Ｔであるが、３Ｔ、４Ｔないし５Ｔのみに適用しても良い。これら補償パルスはオーバーライト時の消しのこりをなくすため、再結晶化を促進するために必要である。この補償パルスは、今回の目的以外に記録線速がより速くなるにつれ有効になる。記録線速がより速くなるほど消去パワーを照射してから記録層の温度が溶融状態なる温度まで上げるのに、線速が速いために時間が必要になる。

しかし、消去パワーＰｅ１を高くして温度を短時間に上げようとすると、そのパワーを次のマークを記録するまで照射し続けるので再結晶化領域が広がるか、かえって線速が速いことにより急冷効果とあいまって非晶相領域を広げてしまうことになる。そこで、補償パルスを設けることで、マーク後端の制御がしやすくなる。ｄｅｒａ及びｄｉｎｔの最適な時間は、各々０．２Ｔ≦ｄｅｒａ＜３Ｔ、０≦ｄｉｎｔ＜１Ｔである。この結果、オーバーライト一回目以降の消去率が改善され、ジッター特性が向上する。各加熱パルス幅ＯＰｋ（ｋ＝１，…ｍ）は、０．２Ｔから０．８Ｔの範囲である。ＤＶＤの場合、１倍速から４倍速に適用した場合、１倍速から２．４倍速をＣＡＶで記録する場合は、各線速に対応した基準クロックが連続的に変化するが、これに対し各加熱パルス幅を基準クロックＴに比例する時間とクロックとは独立な一定の時間の和で調整することにより最適な記録が可能になる。

具体的には、（１／ａ）Ｔ＊ｉ＋ｂ＊ｊ（ａ、ｂ、ｉ、ｊは整数（ナノ秒）を表わす。）である。
４倍速を記録する場合は、ａ＝１６とし、制御時間の分解能を上げるためにパルス幅を（１／１６）Ｔ＊ｉとし、ＣＬＶの場合に主に用いる。１．７倍速から４倍速をＣＡＶで制御するためには、ａ＝１６、ｂ＝１とし、（１／１６）Ｔ＊ｉ＋１＊ｊを用いる。
先頭パルス部の加熱及び冷却時間、中間パルスの加熱部及び冷却時間、後端パルスの加熱部及び冷却時間の和は、基本的には１Ｔであるが、先頭及び後端部はこれに限らない。
０．３Ｔから１．５Ｔの範囲で調整することにより、所定の長さのマークが記録できる。
１倍速から２．４倍速のＣＡＶ記録において、パルス幅は、（１／６）Ｔ＊ｉ＋２＊ｊで調整される。

以下、本発明の具体的な方法について、実施例を用いて説明する。
（実施例１）
相変化型光記録媒体を以下の条件で作製した。溝にマークを記録するための溝ピッチを０．７４μｍ、溝幅０．２５μｍ、溝深さ２５ｎｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製基板を用い、この上にスパッタリング方式により各層を積層する。アドレス情報は８１８ｋＨｚの周期の蛇行した溝に、位相を１８０°反転させた部位を情報に応じて設けている。下部誘電体保護層は、ＺｎＳ：ＳｉＯ_２＝８０：２０（ｍｏｌ％）のターゲットを使用し、膜厚を６９ｎｍとした。次に、Ｇｅ：Ａｇ：Ｉｎ：Ｓｂ：Ｔｅ＝３：０．８：３．５：７２：２０．７の相変化記録層を膜厚１４ｎｍ作製した後に、界面層としてＺｒＯ_２：ＴｉＯ_２：Ｙ_２Ｏ_３＝４９：４５：６（ｍｏｌ％）の複合酸化物ターゲットを用いて、膜厚２ｎｍとした。さらに、ＺｎＳ：ＳｉＯ_２＝８０：２０（ｍｏｌ％）のターゲットを使用し、膜厚１１ｎｍの上部誘電体保護層を作製した。そのうえに、膜厚４ｎｍのＳｉＣ層と膜厚１４０ｎｍのＡｇを作製後、耐環境性を向上させるために、大日本インキ製ＳＤ３１８紫外線硬化樹脂を５μｍの厚さで塗布後、硬化し、耐環境保護膜とした。最後に、膜のないもう一枚の同一基板を厚さ４０μｍの紫外線硬化樹脂（アクリル製、日本化薬、ＤＶＤ００３）を用いて貼合わせ相変化型光記録媒体とした。これにより、８０℃、８５％ＲＨ、あるいは９５％ＲＨの湿度で２５℃と４０℃の温度サイクル試験を行なっても欠陥のない媒体ができる。その後、波長８１０ｎｍの大口径ＬＤ（ビーム径；トラック方向１μｍ×半径方向７５μｍ）を用い、線速９ｍ／ｓ、パワー９００ｍＷ、ヘッドの送り速度１８μｍ／回転で記録層を結晶化させた。

この媒体を上記記録ヘッドで、線速を変えながらＤＣ光１２ｍＷを照射していったところ、線速９．５ｍ／ｓ付近から反射率が減少し始めた。記録再生は波長６５７ｎｍ、対物レンズＮＡ０．６５のピックアップヘッドを用いて、最高線速度１４ｍ／ｓで記録密度が０．２６７μｍ／ｂｉｔとなるように記録した。記録データの変調方式は（８，１６）変調。記録パワーは最大１９ｍＷ、バイアスパワーは０．５ｍＷ、消去パワーは記録パワーの３０％になるようにして記録した。各マーク長のパルスの数は（ｎ−１）個（ｎ＝３〜１４）である。
線速１４ｍ／ｓ（４倍速）でＣＬＶで記録する場合の記録条件及び１倍速から２．４倍速でＣＡＶで記録する場合の条件を表１に示す。ここで、ｄＴｏｐをｄＴｔｏｐに、ＯＰ１をＴｔｏｐに、ＯＰｊ、ＯＰｍをＴｍｐに、ｄＴｅをｄＴｅｒａと表記する。また、表中のｄｍｐ、ｄｌｐ、ｄｉｎｔ、ｄｅｒａは、すべてゼロとした。これらの条件は、図３の方法に基づいている。
なお、以下に示すｄＴｔｏｐは、図３のａからを基準にして、先頭パルスの開始が、それより速い場合は（＋）、遅い場合は（−）符号とする。これは、マークの開始位置（ａよりＴ速い時間）から見ると、ａはｄＴｔｏｐ＝１Ｔと同じことである。−０．２５Ｔは、マークの開始位置から１．２５Ｔ、０．５Ｔはマークの開始位置から０．５Ｔを意味する。

線速１４ｍ／ｓの場合の、オーバーライト１回後のジッターのｄＴｔｏｐ依存性を図４に示す。記録パワーは、１７ｍＷの場合である。開始位置を遅らせることにより、ジッターのマージンが広がる。従来は、図４のｄＴｔｏｐが０以上であったが、オーバーライト１回後のジッターが９％を超えてしまう。また、９％以下の場合は、０から−０．２５Ｔの範囲にあるが、マージンが狭いため、ｄＴｔｏｐを基準クロックの１６分の１程度に細かく制御する必要がある。
また、図５では、後端部の冷却パルス終了時間を速く終わらせる（−側）ほど特性が良いことが示されている。これら条件を反映させた表１の条件で記録した場合の、２．４倍速と４倍速の各記録線速で記録した場合のジッターのパワーマージンを図６と図７に示す。４倍速の記録パワーマージンが確保され、しかも２．４倍速は記録パワー１５ｍＷ以下のマージンが広いことから、４倍速記録ができて下位の互換も可能である。

（実施例２）
相変化型光記録媒体として、実施例１と同じものを用いる。記録条件は表２に示すように、４倍速については、パルス幅の調整を基準クロックに比例した時間で行ない、ｄＴｅｒａは、（Ｔ−Ｔｍｐ）としている。最大線速１４ｍ／ｓ、最小線速を３．５ｍ／ｓとしたときの中間線速に相当する８．４ｍ／ｓと３．５ｍ／ｓの線速範囲で、ＣＡＶ記録した場合は、表２に示すようにパルス幅の調整を基準クロックに比例した時間と固定した時間で調整した。
この結果、線速１４ｍ／ｓについては、記録パワー１７ｍＷ、消去パワー５．３ｍＷで記録した。８．４ｍ／ｓ及び３．５ｍ／ｓは、記録パワー１５ｍＷ、消去パワー７．５ｍＷで記録した。いずれも、オーバーライト１０００回まで、ジッター９％以下となった。

（実施例３）
相変化型光記録媒体として、実施例１、２と同じものを用いる。記録層材料をＧｅ：Ａｇ：Ｉｎ：Ｓｂ：Ｔｅ＝２：０．５：３．５：７２．５：２１．５とした。記録線速が最大線速１４ｍ／ｓの３分の１を超える６ｍ／ｓと１４ｍ／ｓを基準クロックに比例する時間と固定する時間でパルス幅を調整するようにし、ＣＡＶ記録を行なわせた。６ｍ／ｓ、８．４ｍ／ｓは記録パワー１５ｍＷで、１４ｍ／ｓは記録パワー１８ｍＷでいずれもジッター９％となった。記録条件を表３に示す。

（実施例４）
相変化型光記録媒体として、実施例１、２と同じものを用いる。記録線速１４ｍ／ｓ、記録パワー１７ｍＷで記録を行った。記録条件は表４に示すとおりである。各パルス幅は、基準クロックに比例する時間で調整した。補償パルスを３Ｔから１４Ｔマークの中で、３Ｔマークを記録する場合のみ適用した。消去パワーは、Ｐｅ１＝５．３ｍＷ、Ｐｅ２＝６．０ｍＷである。補償パルス開始時間をｄｉｎｔ＝０Ｔ、補償パルス照射時間ｄｅｒａ＝０．５Ｔに設定した。この結果、オーバーライト１０００回まで記録した結果、補償パルスのない場合が、オーバーライト１回目でジッター９％がある場合で、ジッター８％となり、オーバーライト１０００回後は、ない場合がジッター８％に対し、ある場合がジッター７．５％であった。したがって、相変化型記録媒体で高密度、高線速で問題になるオーバーライト１回目を改善する効果が大きい。

（比較例１）
相変化型光記録媒体として、実施例１で用いたものと同じものを用いた。記録条件において、ｄＴｔｏｐ以外は記録条件は同じである。
図８にオーバーライト１回目の各記録線速に対するジッターのｄＴｔｏｐ依存を示す。
記録線速度１４ｍ／ｓについては、記録パワー１９ｍＷ、消去パワー５．７ｍＷ、８．４ｍ／ｓ及び３．５ｍ／ｓは、記録パワー１６ｍＷ、消去パワー８ｍＷで記録した。特に、線速１４ｍ／ｓは、従来のｄＴｔｏｐが０．５〜１．０Ｔの範囲では、ジッター９％を超えてしまう。また、ｄｔｏｐが０．５Ｔより小さいとすべての線速でジッター９％を超える。

（実施例５）
記録層材料以外においては、実施例１と媒体構成、記録方法は同じであった。
記録層材料に、Ｇｅ：Ｇａ：Ｓｂ：Ｔｅ＝４：２：７３：２１を用いた。記録線速１４ｍ／ｓで記録パワー１９ｍＷ、消去パワー５．６ｍＷで記録し、オーバーライト１０００回まで、ジッター９％以下となった。

（実施例６）
記録層材料以外においては、実施例１と媒体構成、記録方法は同じであった。
記録層材料に、Ｇｅ：Ｓｎ：Ｓｂ：Ｔｅ＝４．０：４．５：７１．０：２０．５を用いた。記録線速１４ｍ／ｓで記録パワー１８ｍＷ、消去パワー５．４ｍＷで記録し、オーバーライト１０００回まで、ジッター９％以下となった。

本発明で用いる相変化型光記録媒体の層構成を示す図である。 従来、記録消去するために用いられる発光波形を示す図である。 本発明において、記録消去するために用いられる発光波形を示す図である。 線速１４ｍ／ｓの場合の、オーバーライト１回後のジッターのｄＴｔｏｐ依存性を示す図である。 ジッターとｄＴｅｒａの関係を示す図である。 ジッターとパワーマージンとの関係を示す図である。 ジッターとパワーマージンとの関係を示す他の図である。 オーバーライト１回目の各記録線速に対するジッターのｄＴｔｏｐ依存性を示す図である。

符号の説明

１ 基板
２ 下部誘電体保護層
３ 記録層
４ 上部誘電体保護層
５ 硫化防止層
６ 反射層
７ 界面層

Claims (11)

1. 電磁波を照射して非晶質相と結晶相の可逆的相変化による光学定数の変化を利用して記録再生を行なうための相変化型記録層を設けた相変化型光記録媒体を用いた記録方法において、ある大きさの消去パワーを照射した場合に、該相変化型光記録媒体で記録可能な線速度で記録前の反射率よりも減少する相変化型光記録媒体に記録するための発光波形が、ピークパワー（Ｐｐ）、消去パワー（Ｐｅ）、バイアスパワー（Ｐｂ）を照射し、記録層を加熱するためのＰｐの照射時間（ＯＰ）、冷却するためのＰｂの照射時間（ＦＰ）で定められる複数のパルス状波形であって、先頭パルスの開始時間が該照射マークに対応する一番目の基準クロックの開始時点から０．５〜１．２５Ｔ（Ｔは、基準クロックを表わす。）遅れて開始することを特徴とする光記録方法。
2. 後部パルスの記録パワー照射時間ＯＰｍに対し、終了時間が該照射マークに対応する最後の基準クロックの終了点より、最大（Ｔ−ＯＰｍ）速く終了することを特徴とする請求項１に記載の光記録方法。
3. 相変化型光記録媒体で記録可能な最大記録線速度において、先頭パルスの開始時間が記録データの先頭部から１Ｔより大きく１．２５Ｔ以下遅れることを特徴とする請求項１又は２に記載の光記録方法。
4. 最大記録線速度で記録する場合の後部パルスの終了時間が、記録データ後端部より（１−ＯＰｍ）Ｔ速く終了することを特徴とする請求項１又は２に記載の光記録方法。
5. 中間記録線速度から最大記録線速度の線速度範囲内で用いられることを特徴とする請求項３又は４に記載の光記録方法。
6. 先頭、後端及びその間にある中間部のパルスのピークパワーを照射する時間ＯＰが、相変化型光記録媒体に情報が記録される最内周から最外周部まで連続的に記録線速度が変化する場合に、相変化型光記録媒体で記録可能な最小記録線速度から最大記録線速度の内、最小記録線速度から中間記録線速範囲で各記録線速度に対応した基準クロックに比例した時間と基準クロックに独立な時間の和で調整されるか、あるいは最大記録線速の１／３から最大記録線速度の範囲で基準クロックに比例した時間で制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光記録方法。
7. ピークパワーを照射する時間ＯＰが、各記録線速度に対応した基準クロックに比例した時間と基準クロックに独立な時間の全範囲に用いられることを特徴とする請求項６に記載の光記録方法。
8. 後端パルス部のバイアスパワーを照射後に、消去パワーＰｅを照射する部分と、消去パワーＰｅより高い第２の消去パワーＰｅ２を照射する部分からなる少なくとも一個以上の補償パルスを追加することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光記録方法。
9. 最大記録線速のみ記録位置に関係なく、照射する時間ＯＰが基準クロックに比例した時間と、基準クロックに独立な時間の和で調整され、その基準クロックに独立な時間が０．５ｎｓｅｃ．以上であることを特徴とする請求項８に記載の光記録方法。
10. 前記補償パルスを記録されるマーク長の内、少なくとも最短マーク長のマークを記録する場合に用いることを特徴とする請求項８又は９に記載の光記録方法。
11. 少なくとも最大記録線速度で用いることを特徴とする請求項８又は９に記載の光記録方法。
    
    

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