JP2007521598A - 追記型記録担体上にマークを記録する方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、追記型記録担体の、有機材料を含む情報層を、放射ビームによって照射することにより、その情報層内に、データを表すマークを書込パルス（１０）によって書き込んで記録する方法および対応の装置に関するものである。特に高速の追記型記録において、短いスペースの後にマークが書き込まれる際に生じるピットの品質低下を軽減するため、本発明によって、書込パルス（１０）が、時間と共に増加する書込パワーレベルを持つ前端部分（２１、２２）を含むようにすることが提案される。

Description

本発明は、追記型記録担体の、有機材料を含む情報層を、放射ビームによって照射することにより、その情報層内に、データを表すマークを書込パルスによって書き込んで記録する方法および対応の装置に関するものである。

熱干渉は、高速追記型記録において現在直面している、１つの重要な問題である。これは主に、マークの後に短いスペースが続く場合に問題となる（たとえばＩ３スペース、すなわち参照クロックの周期Ｔの３周期分の時間長を有するスペースの場合）。ＤＶＤ＋Ｒ記録においては、この問題は、ポストヒートに起因するピット収縮としてよりよく知られている。次のマークの書込みが、その前のマークの形成に影響を及ぼす。低い速度では、２つのマークを書き込むための、好ましくはブロック形状である２つの書込パルス間の時間は十分に長く、その情報層を含む記録スタックを十分に冷えさせる。そのため、次のマークの書込みは、マークの立下りエッジの形成に影響を及ぼさない。しかしながら、記録速度が上がると、それに応じて、２つの書込パルス間の時間は短くなる。

このことは、マークの物理的長さは、すべての記録速度において同一に保たれる一方、滞留時間は、記録速度が上がるにつれて減少するということから理解できよう。減少させられた冷却時間は、直接のレーザーによる加熱と記録スタックを介した熱拡散との両方により、前に書き込まれたマークのポストヒート効果を生じさせる。このポストヒートの問題の一例として、４倍速のＤＶＤ＋Ｒでは、データは、公称パワーおよび１０％の過剰パワーをもって書き込まれていた。最短（Ｉ３）のマークの後にＩ３スペースが続くと、そのマークの品質が低下することが分かっている。

ピット収縮は、全体のデータ容量および／またはデータ転送レートを制限する重要な問題である。マークの品質低下（収縮）の背景にある機構が厳密にどのようなものかは、完全には分かっていないが、スタックの冷却段階においてのみ生じる、ある種のアニーリング効果だと考えられている。複数のＩ３マークが９Ｔの距離を置いて書き込まれ、スタックが完全に冷えた後の次の書込サイクルにおいて、以前に書き込まれた複数のＩ３マークのちょうど中間にＩ３マークが書き込まれた場合、マークの品質低下は生じない。こうすることにより、マークの品質低下の痕跡が見られないＩ３−Ｉ３担体の書込みがなされる。

本発明の１つの目的は、上記の問題、特にマークの品質低下の問題を克服することのできる記録方法および装置を提供することである。

本発明によれば、上記の目的は、請求項１に記載された、書込パルスが、時間と共に増加する書込パワーレベルを持つ前端部分を含む方法により達成される。放射源と制御ユニットとを備えた対応の装置は、請求項１１において規定されている。

本発明は、書込パルスの漸増する立上りエッジ（前端部分）、たとえばランプ（ｒａｍｐ）形状または階段形状の立上りエッジを付与して書込みのブーストを遅らせることにより、書込みをする際に２つのマークの間において生じる熱干渉、とりわけ介在するスペースが短い場合におけるかかる熱干渉を軽減するという思想に基づいている。究極的には、高い書込パワーを有する極めて短い書込パルスを１Ｔブロックの最後に用いれば、その前の領域の温度上昇をかなり遅らせることができる。しかしながら、そのような高い書込パワーは、現在および近い将来のレーザーダイオードを用いては利用不可能である。そのため、実際の染料の分解（書込み）に先立って、周辺領域を加熱するために、立上りエッジにおいて漸増するレーザーパワーが必要とされる。マークの鮮鋭なエッジを得るためには可能な限り速い急冷速度が望ましいので、本発明で提案する書込パルスの立下りエッジは、好ましくは、上記と対応する減少を示さないものとされる。

本発明の好ましいいくつかの実施形態が、従属請求項において規定されている。前端部分の種々の形状が、請求項２から５に規定されている。第１の好ましい実施形態によれば、上記の前端部分は、時間と共に連続的に増加する書込パワーレベルを有し、結果としてランプ形状の立上りエッジをもたらすものとされる。あるいは、上記の前端部分がｎ個のサブ部分からなり、ｎは１よりも大きな整数であり、ｉ番目のサブ部分がｉ番目の書込パワーレベルを有し、ｉは１とｎとの間の範囲内の整数であり、ｉ番目のサブ部分は（ｉ＋１）番目のサブ部分に先行する部分であり、ｉ番目の書込パワーレベルは（ｉ＋１）番目の書込パワーレベルよりも低いレベルであるような、請求項３に規定する階段形状の立上りエッジが用いられてもよい。このましくは、そのような前端部分は、実質的に同一の持続時間を有するｎ個の部分からなる。

一般的には、ランプ形状の立上りエッジの方が、階段形状のエッジよりも好ましい。しかしながら、限られた時間分解能のもとでは、階段形状が論理的な結果である。光記録装置では、離散的なレベルの数は限られているので、典型的には、動的な分解能（パワーレベルの数）と時間刻み数との間で、妥協点が見出される。書込方式の最適化が時間領域内で行われ、書込挙動の微調整が時間のシフトにより行われる光記録装置もあれば、パワーレベルの微調整により微調整が行われる光記録装置もある。したがって、時間分解能のため、ランプ状ではなく階段状の挙動の規定を余儀なくされる場合もある。

たとえば超高速記録の場合のように、指数関数的に増加するパワーといったような、通常からはずれたプロファイルが有利な場合もあり得る。

上記の前端部分が、書込パルスの後続部分の通常書込パワーレベルよりも高い書込パワーレベルを持つ終端部を有するような、１つの有利な実施形態によれば、より少ないアニーリング、したがってより少ないピットの品質低下という効果を、さらに得ることができる。すなわち、前端部分の終端部、つまりパワーレベルが書込パルスの残りの部分において適用される通常書込パワーレベルに戻る前の部分において、過剰なブーストが付与される。

好ましくは、書込パルスは、ｘＴマークを書き込むのにｘＴの時間長を含み、ｘは１よりも大きな整数であり、Ｔは参照クロックの１周期の長さを表し、上記の前端部分はＴの時間長を有し、書込パルスの残りの部分は（ｘ−１）Ｔの時間長を有するものとされる。このことは、前端部分が、パワーレベルが漸増する間の時間長と精確に一致する時間長を有することを意味する。残りの時間中は、パワーレベルは、好ましくは通常書込パワーレベルに一定に保たれる。変更実施形態では、Ｔが参照クロックの１周期の長さを表すものとして、書込パルスの前端部分は、１Ｔ未満または１Ｔよりも長い時間長を有するものとされてもよい。

さらに、別の実施形態では、ＮＴマークが書き込まれるべき場合に、前端部分を含む書込パルスの全体が、（Ｎ−１）Ｔの長さを有するものとされる。すなわち、（Ｎ−１）Ｔ書込方式を用いて、長さＮＴのマークを書き込むことも可能である。

上記で既に述べたように、本発明に係る漸増する（すなわち書込パワーレベルが時間と共に増加する）前端部分を含む書込パルスは、短いスペースの後にマークを記録するためのみに用いられることが好ましく、ｙＴの時間長を有するスペースの後にマークを記録するためのみに用いられることがさらに好ましい。ここでｙは、ＣＤまたはＤＶＤ型記録担体については３であり、ＢＤ型記録担体については２である。そのような短いスペースの後においては、短いスペースの後にピットを書き込む際のピットの品質低下の問題が最大となる。より長いスペースの後にピットを書き込む場合には、生じるピットの品質低下はより少ない。したがって、前端部分における書込パワーレベルの漸増は、先行するスペースの長さに依存するものとされてもよい。たとえば、３Ｔのピットに対しては前端部分が１Ｔの長さとされ、４Ｔのピットに対しては０．５Ｔの長さとされ、５Ｔのピットに対しては０．２５Ｔの長さとされ、６Ｔから１１Ｔのピットに対しては０．１２５Ｔの長さとされてもよい。

さらに、別の１つの実施形態によれば、前端部分の時間長は、記録速度に依存するものとされる。記録速度が増大すると共に、それに対応して、２つの書込動作間の時間が減少する。また、速度が増大すると共に、前端部分の長さも長くなる。しかしながら、この場合においては、高速書込みのために利用可能なレーザーパワーが必要とされるので、過度に多くのエネルギーが失われるべきではない。

本発明の１つの好ましい実施形態によれば、書込パルスは、前端部分を除き、好ましくは一定のパワーレベルを含む、ブロック状の形状を有するパルスとされる。いくつかの変更実施形態においては、ブロック形状の書込パルスのパワーレベルが、そのブロック内において、記録スタックの加熱を補償するために減少させられる。この結果、徐々に減少するパワーがもたらされる。さらに別の可能な形態は、パワーレベルがわずかにパルス状とされた、一種のパルスブロックの形態である。さらに、読出特性を改善するためには、マークの立上りエッジと立下りエッジとをいくらか幅広に書き込む、ドッグボーン（ｄｏｇ−ｂｏｎｅ）型のパルスが有利である。

本発明に係る記録装置は、本発明に係る方法を実行するように構成される。この目的のため、本発明に係る記録装置は、放射ビームを付与する放射源と、その放射ビームのパワーを制御して、マークを記録するための書込パルスを付与するように動作可能な制御ユニットとを含む。この制御ユニットはさらに、ブロック形状の書込パルスが、時間と共に増加する書込パワーレベルを持つ前端部分を含むものとなるよう、放射ビームのパワーを制御するように動作可能とされる。この制御ユニットは、たとえば切換ユニットやパターンジェネレータ等といったような、従来のアナログまたはデジタル電子機器を用いて実装されてもよい。あるいは、制御ユニットは、デジタル処理ユニットと、その処理ユニットを制御する適切なソフトウェアプログラムとによって実装されてもよい。

以下、図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る、放射ビームのパワーを制御するための制御信号１０の、時間依存性を示した図である。この実施形態では、書込パルスの前端部分（立上りエッジ）１１は、ランプ状のエッジを付与されている（すなわち、「通常の」書込パワーレベルに到達するまで、書込パワーレベルが連続的に増加している）。書込パルスの残りの部分１２は、この通常書込パワーレベルに一定に保たれている。このような制御信号１０を用いて、たとえば、有機材料（たとえば染料）で作製された情報層を有する追記型記録担体上に情報を記録する際に特に用いられる（ｘ−１）書込方式を適用する場合において、８Ｔの長さの書込パルス（時間長１Ｔの前端部分を含む）を用いて９Ｔのマークが書き込まれる。

前端部分の種々の実装形態が図２に示されている。図２において、参照番号２０は既知の（標準的な）ブロック形状の前端部分を示し、参照番号２１は図１に示されたランプ状エッジを示し、参照番号２２は階段形状の前端部分を示している。この実施形態では、参照番号２２の階段形状は、均等な時間長および均等なステップサイズを持つ複数のステップを有している。ステップの数、ステップサイズ、持続時間等のパラメータは、記録スタックおよび記録速度に大きく依存する。ステップの数は、一般的には２とＮとの間の数（Ｎは少なくとも２０）を取ることができ、ステップサイズは、一般的には通常書込パワーレベルの２％と９９％との間、好ましくは５％と１０％との間のサイズである。

過剰パワーブースト３０を付与するために、図３に提示しているような、前端部分の変更形態を用いてもよい。この過剰パワーブースト３０は、好ましくは、前端部分３０の終端部かつ通常パワーレベルの部分３２の前に印加され、部分３２の間に適用される通常パワーレベルよりも高いパワーレベルを有する。この形態は、高速記録時における熱干渉のより良好な抑制をもたらす。

本発明は、好ましくは、２つの長いＩ１１マークの間に、Ｉ３スペースで隔てられてＩ３マークが書き込まれなくてはならない、図４に示すような状況に適用される。図５において、Ｉ３マークの立下りエッジ４０における温度−時間応答を、ブロック形状（５０）および階段形状（５１）の書込方式について比較する。階段形状は、書込パワーの２５％ずつの増分幅でパワーが変化させられる６個の時間ステップからなる。すなわち、パワーは、２５％、５０％、７５％、１００％、１２５％および１５０％と変化させられる。かかる階段形状の前端部分を含む制御信号６１が、図６に示されている。図６にはまた、既知のブロック形状の前端部分６０を有する制御信号も示されている。立下りエッジ４０における最初の温度上昇５２は、実際にマークを書き込むための書込パルスにより引き起こされ、２回目の温度上昇５３は、後続のＩ１１マークからのポストヒートに起因する。ポストヒートは、レーザービームの直接加熱による温度上昇と、記録スタックを介した熱拡散との両方を含む。Ｉ３マークの後にＩ３スペースが続く際に階段形状の立上りエッジを用いた場合には、２回目の温度上昇５３が抑制されるか、少なくともずっと低いピーク（ピーク５４）となることが見て取れる。１つ目のＩ１１マークを実際に書き込むための最初の書込パルスは、Ｉ３マークの立下りエッジにおいてほとんど温度上昇を生じさせない点に留意されたい。

また、ピット収縮は、ある種のアニーリング過程としてモデリングされてきた。数値シミュレーションの結果として得られたピット形状が、図７に示されている。ブロック形状の書込パルス（３つのピットすべてがブロック状のパルスで書き込まれた場合）の結果として得られたピット形状７１は、当初のピット形状７０と比較して、激しくピット収縮している点が特徴である。ピット形状７２から見て取れるように、階段形状のパルスの場合（２つ目のＩ１１ピットが、図６に示すような階段形状のパルスを用いて書き込まれた場合）、低減された温度上昇が、より少ないアニーリングへと繋がり、したがってより少ないピット品質低下にも繋がることは明らかである。

階段形状の書込方式の利点を示す実験証拠が、図８に示されている。図示されているのは、書込パワーの関数としての、Ｉ３マークの変調である（ＤＶＤ＋Ｒ Ｉ３担体、４倍速について）。ブロック状方式に関しては、高すぎる書込パワーにおいて、変調８０が飽和し徐々に落ち込んでいく一方、書込パワーの２５％の増分幅でパワーが変化させられる（すなわち、２５％、５０％、７５％および１００％と変化させられる）階段状のパルス形状に関しては、達成される変調８１はずっと高く、落ち込むようにも見えない。

図９および１０は、一定のパワーレベルを有する既知のブロック形状の制御信号（破線で示す）と比較した、本発明に係る制御信号のさらなる実施形態を示している。図９に示されているのは、過剰ブーストを有する階段形状の前端部分７１と、ほぼ一定のパワーレベルを有するドッグボーン型パルスの中間部分７２と、増分させられた終端部分７３とを有する、制御信号７０である。かかる制御信号７０は、読出特性を改善するために、マークの、いくらか幅広とされた立上りエッジおよび立下りエッジを書き込むのに有利である。

別の可能な制御信号が、参照番号８０で示されている。この制御信号８０もまた、階段形状の前端部分８１を有し、さらに、徐々に減少する中間部分８２と、一定値の終端部分８３とを有している。中間部分８２において徐々に減少するパワーレベルは、記録スタックの加熱を補償するために用いられる。

第３の制御信号９０が図１０に示されている。この制御信号９０は、階段形状の前端部分９１と、わずかにパルス状とされ、既知のブロック形状のパルスの通常パワーレベルの周辺または上の２つのレベルの間でパワーレベルがパルス変動させられる、残りの部分９２とを有している。

本発明の１つの実施形態に係る、放射ビームのパワーを制御するための制御信号の、時間依存性を示した図 図１のような制御信号中の書込パルスの前端部分の、種々の実装形態を示した図 別の実施形態に係る制御信号の、時間依存性を示した図 本発明の好ましい適用領域を示した図 Ｉ１１マークに後続および先行する２つのＩ３スペース間に配された、Ｉ３マークの立下りエッジの温度−時間プロファイルを示した図 さらに別の実施形態に係る制御信号の、時間依存性を示した図 Ｉ３マークのマーク形成シミュレーションを示した図 既知の書込方式および本発明に従う書込方式について、Ｉ３マークの変調を、書込パワーの関数として示した図 さらに別の実施形態に係る制御信号の、時間依存性を示した図 さらに別の実施形態に係るパルス型制御信号の、時間依存性を示した図

Claims (11)

1. 追記型記録担体の、有機材料を含む情報層を、放射ビームによって照射することにより、該情報層内に、データを表すマークを書込パルスによって書き込んで記録する方法であって、
   前記書込パルスが、時間と共に増加する書込パワーレベルを持つ前端部分を含むことを特徴とする方法。
2. 前記前端部分が、時間と共に連続的に増加する書込パワーレベルを有することを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記前端部分がｎ個のサブ部分からなり、ｎは１よりも大きな整数であり、ｉ番目のサブ部分がｉ番目の書込パワーレベルを有し、ｉは１とｎとの間の範囲内の整数であり、ｉ番目のサブ部分は（ｉ＋１）番目のサブ部分に先行する部分であり、ｉ番目の書込パワーレベルは（ｉ＋１）番目の書込パワーレベルよりも低いレベルであることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 前記前端部分が、実質的に同一の持続時間を有するｎ個の部分からなることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 前記前端部分が、前記書込パルスの後続部分の通常書込パワーレベルよりも高い書込パワーレベルを持つ終端部を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
6. 前記書込パルスが、ｘＴマークを書き込むのにｘＴの時間長を含み、ｘは１よりも大きな整数であり、Ｔは参照クロックの１周期の長さを表し、前記前端部分はＴの時間長を有し、前記書込パルスの残りの部分は（ｘ−１）Ｔの時間長を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
7. Ｔが参照クロックの１周期の長さを表すものとして、前記書込パルスの前記前端部分が、１Ｔ未満または１Ｔよりも長い時間長を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
8. 時間と共に増加する書込パワーレベルを持つ前端部分を含む書込パルスが、短いスペース、とりわけｙＴの時間長を有するスペースの後にマークを記録するためのみに用いられ、ｙは、ＣＤまたはＤＶＤ型記録担体については３であり、ＢＤ型記録担体については２であることを特徴とする請求項１記載の方法。
9. 書込パルスが、記録速度に依存する時間長、とりわけ記録速度の増大と共に増加する時間長を有する前端部分を含んでいることを特徴とする請求項１記載の方法。
10. 前記書込パルスが、前記前端部分を除き、実質的に一定のパワーレベル、徐々に減少するパワーレベル、またはわずかにパルス状とされたパワーレベルを持つ、ブロック状の形状を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
11. 追記型記録担体の、有機材料を含む情報層を、放射ビームによって照射することにより、該情報層内に、データを表すマークを書込パルスによって書き込んで記録する記録装置であって、
    前記放射ビームを付与する放射源と、
    前記放射ビームのパワーを制御して、前記マークを記録するための前記書込パルスを付与するように動作可能な制御ユニットとを含み、
    前記制御ユニットは、前記書込パルスが、時間と共に増加する書込パワーレベルを持つ前端部分を含むものとなるよう、前記放射ビームの前記パワーを制御するように動作可能であることを特徴とする記録装置。

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