JP2717675B2 - 光ディスク記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高密度記録を効率良く達成する光ディスク
への記録方法、特に１ビームオーバライト（１ビームに
よる重ね書き）を可能とした光ディスクへの記録方法に
関する。

〔従来の技術〕

第６図は結晶相とアモルファス相とに相転移する記録
層を持つ光ディスクを用いた従来の記録方法を示すため
の光ビームの光量の時間変化を示す図である。該図にお
いて、11は結晶相を記録する光量、12はアモルファス相
を記録する光量である。即ち、アモルファス相を記録す
る光量12は結晶相を記録する光量11より増加されてい
る。

まず、結晶相の記録時には、光量11を光ディスクの記
録層に対して連続照射する。該光量11で照射された記録
層部分は温度が結晶化温度まで上昇し、光ビームが通過
すると、主として光ディスク基板への熱の拡散によっ
て、温度が低下する。このときトラック方向の光ビーム
後端部の影響による熱の流入の影響があり、記録層の温
度はゆっくりと低下する。よって、光量11で照射された
部分は結晶化される。

一方、アモルファス相の記録時には、光量12を記録層
に照射する。これにより、照射された記録層部分は溶融
温度を越えて上昇し、溶融状態となる。その直後、光ビ
ームが光量11に戻されるため該記録層は光ディスク基板
への熱の拡散によって温度が急低下する。このように溶
融状態から急冷されるため、光量12で照射された部分は
アモルファス化される。

このように従来の記録方式では、結晶相とアモルファ
ス相の記録を、光ディスクの記録層に対して照射する光
ビームの光量の差で実行し、これら結晶相とアモルファ
ス相を記録することによって光ディスクに信号を記録し
ていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、結晶相とアモルファス相の両相を隣接して
高分解能に記録するためには、両相に各々照射する光ビ
ームの光量の差を大きくしなければならない。

しかし、アモルファス化後の結晶化過程において、上
記アモルファス相を再結晶化してしまうという問題があ
り、アモルファス相を分解能良く記録できない。加え
て、結晶化を十分にさせようとすると、記録層の結晶化
速度の速度限界が存在し、高速な１ビームオーバライト
を実現できないという問題があった。

また、アモルファス相の記録を明瞭に残そうとする場
合には、結晶化のための温度を上昇できないので、既に
記録層に結晶相あるいはアモルファス相の何れかが記録
されているところへ重ね書き（オーバライト）しても消
し残りが大きいと言う問題もあった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的は分解能の高い明瞭なアモルファス相の形成を実
現可能にすること、同様に消し残しの少ない１ビームオ
ーバライトの実現を可能にすること、更に高速な１ビー
ムオーバライトの実現を可能にすることである。

〔課題を解決するための手段〕

このために、本発明は、結晶相とアモルファス相とに
相転移する記録層を持つ光ディスクに対して光ビームを
照射して情報を記録する光ディスク記録方法において、 結晶相の記録時には第１の光量を照射し、アモルファ
ス相の記録時には上記第１の光量より増量した第２の光
量を照射し、該第２の光量を照射する前に上記第１の光
量より減量した第３の光量を照射し、及び／又は上記第
２の光量を照射した後に上記第１の光量より減量した第
４の光量を照射し、かつ上記第１〜第４の光量の波形を
パルス列の包絡線で構成した。

〔作用〕

本発明では、結晶相の記録時よりも大きな光量を照射
させるアモルファス相の記録時には、その前及び／又は
後に結晶相の記録時よりも少ない光量を照射させるた
め、アモルファス相として記録する部分を急冷すること
ができ、明瞭なアモルファス相を記録できる。つまり、
高分解能記録が可能となる。

また、結晶相を記録する光量とアモルファス相を記録
するための光量との差を小さくすることができるので、
記録時間を短縮化でき、高速な１ビームオーバライトが
実現できと共に、消し残しも無くすることができる。ま
た、本発明で使用する光ビームはパルス列の包絡線で構
成されているので、熱広がり効果を抑圧して媒体温度を
急速に低下させてアモルファス化することが容易とな
る。

〔実施例〕

まず、本発明の原理を説明する。第１図は光ディスク
記録方法を示し、その（ａ）は記録パルスにより駆動さ
れた光ビーム（例えばレーザビーム）の光量の時間変化
を示す図、（ｂ）は光ディスクの記録層における１トラ
ックの記録状態を示す図である。また、第２図は第１図
の光ビーム照射による光ディスクの記録層温度の時間変
化を示す図であり、T₁は従来の技術の項で触れた結晶化
温度を、T₂は同様に溶融温度を各々示している。

第１図（ａ）において、21は記録層を溶融点前後の温
度に上昇させる第１の光量、22は記録層を溶融する温度
まで上昇させる第２の光量、23は第１の光量21より低下
した第３の光量である。また、第１図（ｂ）において、
31は記録層のトラック上に記録された結晶相、32はアモ
ルファス相である。

さて、結晶相31の記録時には、第１の光量21を光ディ
スクの記録層に連続照射する。この結果、該記録層部分
は、第２図の曲線41で示すように、結晶化温度T₁を越え
て溶融温度T₂手前まで上昇する。そして、光ビームが通
過すると主として光ビームの後端、即ちトラック方向の
後からの熱の流入の効果と光ディスク基板への遅い熱の
拡散により、その記録層部分の温度がゆっくりと低下す
る。

このようにゆっくりと温度が低下するため、第１の光
量21で照射された部分は結晶化される。このとき、光デ
ィスクの記録層に結晶相あるいはアモルファス相の何れ
の相が形成されていても、それらを消し去って結晶相31
の十分な記録ができる。

次に、アモルファス相32の記録時には、第２の光量22
を記録層に対して照射し、直後に当該光ビームを第３の
光量23に若干時間だけ低下させる。よって、該記録層は
第２図の曲線42に示すように温度変化する。即ち、光ビ
ームが照射されると温度が上昇し、結晶化温度T₁、溶融
温度T₂を越えて、記録層は溶融状態となる。そして光ビ
ームが通過すると同時に当該ビームの光量が第３の光量
23に低下するので、トラック方向からの熱の流入の減少
と光ディスク基板への熱の拡散によって温度が急激に低
下する。

このように温度が急激に低下するため、第２の光量22
で照射された部分はアモルファス化される。即ち、記録
層が完全に溶融する温度まで上昇した直後に照射光量が
低下することにより、アモルファス相を記録すべき記録
層の温度低下が促進され、明瞭なアモルファス相32を記
録することができるのである。

なお、第３の光量23で照射された部分は、その部分の
前のアモルファス相を記録した部分からの熱拡散とその
部分の後部に結晶相を記録する時の熱拡散とによって温
度が上昇し結晶化される。

このようにして、光ディスクの記録層に結晶相31とア
モルファス相32が記録できる。従って、既に記録層に結
晶相とアモルファス相の何れかが記録されていても、記
録を望む情報を結晶化記録しつつ記録パルスに応じた新
しいアモルファス相を記録できるため、一回の走査でオ
ーバライトができる。

実験例では、1.6μｍピッチの溝が形成されたポリカ
ーボネート基板の上に硫化亜鉛（ZnS）の下地層を100m
m、テルル化アンチモン（SbTe）の記録膜を100mm、その
上に硫化亜鉛（ZnS）の保護膜を100mm形成した光ディス
クを用いた。そして周速を約15m/s、信号のくり返し周
波数を4MHzとし、第１の光量21を18mW、第２の光量22を
25mW、第３の光量23を1mWとして記録を行い、これを再
生したところ、C/N＝49dB、オーバーライト消去率36dB
以上の結果が得られた。

ここでは、第２の光量22で記録層に対して照射した直
後に、光量を第３の光量23に低下させているが、第３図
に示すように、第２の光量22にする直前の光量を、第４
の光量23Aに低下させてもよい。

なお、第３の光量23や第４の光量23Aは零にすること
もできる。

第４図は若干変更した光ディスク記録方法を示し、そ
の（ａ）は記録パルスにより駆動された光ビームの光量
の時間変化を示す図、（ｂ）は記録層における１トラッ
クの記録状態を示す図である。第４図（ａ）中の符号24
は第１の光量21より低下した第４の光量を示している。
第１図の場合と同様なものには同じ符号を附した。

結晶相31の記録は第１図の場合と同様である。

アモルファス相32の記録時には、第２の光量22を光デ
ィスクの記録層に対して照射する直前にその光ビームの
光量を第４の光量24にまで低下させ、その後第２の光量
22に増加させ、その直後に第３の光量23に低下させる。

この場合の温度変化は第２図の一部破線で示す曲線4
2′のようになる。つまり、結晶温度T₁、溶融温度T₂を
越えて溶融状態となった記録層は、光ビームが通過する
と同時に光量が第３の光量23に低下するので、トラック
前後両方向からの熱の流入が減少し、光ディスク基板へ
の熱の拡散によって温度が急激に低下するのである。

この場合、温度が第１図の場合より急激に低下するた
め、第２の光量22で照射された部分はより明瞭にアモル
ファス化される。即ち、記録層が完全に溶融する温度ま
で上昇する前後において、照射する光量を低下すること
により、アモルファス相を記録すべき記録層の急激な温
度低下が促進され、明瞭なアモルファス相32が記録でき
る。

なお、この例でも第３の光量23と第４の光量24の一方
あるいは両方を零にすることができる。

このようにして、記録層に結晶相31とアモルファス相
32が記録できる。従って、この例でも既に記録層に結晶
相とアモルファス相の何れかが記録されていても、記録
を望む情報を結晶化記録しつつ記録パルスに応じた新し
いアモルファス相を記録できるため、一回の走査でオー
バライトができることは勿論である。

第５図は本発明の実施例の光ディスク記録方法を示す
図である。本例では、第１図に示した光量変化を、光パ
ルス列の包絡線で構成している。図中、51は記録層を溶
融点前後の温度に上昇させる第１の光量（第１図の光量
21に相当する）、52は記録層が溶融する温度まで上昇さ
せる第２の光量（第１図の第２の光量22に相当する）、
53は第１の光量51より低下した第３の光量（第１図の第
３の光量23に相当する）である。

このように第１図の（ａ）で示した光量変化の波形を
パルス列の包絡線で構成すれば、熱広がり効果を抑圧し
て記録層温度を急速に低下させてアモルファス化するこ
とが容易になる。ここでは、第１図の（ａ）に対応する
例のみを示したが、第３図、第４図（ａ）に対応する波
形をパルス列の包絡線で構成することができることは勿
論である。

〔発明の効果〕

以上から本発明によれば、従来の技術と比較して、ア
モルファス相の記録において、記録層が溶融温度まで上
昇する光量を加えると共に、アモルファス相を記録する
部分への前及び／又は後からの熱の拡散流入を抑圧して
いるので、アモルファス相を記録する部分の温度を急激
に低下させ、結果としてアモルファス化のための急冷条
件を達成させることができ、従って信号ジッタの少ない
明瞭なアモルファス相を記録することができる。

また、本発明ではアモルファス相を明瞭に形成するよ
う光量を変調して記録することも可能で、ジッタの極め
て少ない記録、とりわけ１ビームオーバライトが達成で
きる。

また、このことはアモルファスマークを制御性良く記
録することと等価であるため、従来結晶化速度で制御さ
れていた１ビームオーバライトの速度限界を打ち破り、
高速な１ビームオーバライトが達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は第１の実施例の光ディスク記録
方法を示し、（ａ）は記録パルスにより駆動された光ビ
ームの光量の時間変化を示す説明図、（ｂ）は光ディス
ク記録層における１トラックの記録状態を示す説明図、
第２図は第１図の光ビーム照射による光ディスク記録層
温度の時間変化を示す説明図、第３図は第１の実施例の
変形例の光ディスク記録方法を示す説明図、第４図
（ａ）、（ｂ）は第２の実施例の光ディスク記録方法を
示し、（ａ）は記録パルスにより駆動された光ビームの
光量の時間変化を示す説明図、（ｂ）は光ディスク記録
層における１トラックの記録状態を示す説明図、第５図
は第３の実施例の光ディスク記録方法を示す光ビームパ
ルス列の時間変化の説明図、第６図は従来の光ディスク
記録方法を示す説明図である。 21……第１の光量、22……第２の光量、23……第３の光
量、23A、24……第４の光量、31……結晶相、32……ア
モルファス相、41、42、42′……曲線、51……第１の光
量の光ビームパルス、52……第２の光量の光ビームパル
ス、53……第３の光量の光ビームパルス、T₁……結晶化
温度、T₂……溶融温度。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】結晶相とアモルファス相とに相転移する記
   録層をもつ光ディスクに対して光ビームを照射して情報
   を記録する光ディスク記録方法において、 結晶相の記録時には第１の光量を照射し、アモルファス
   相の記録時には上記第１の光量より増量した第２の光量
   を照射し、該第２の光量を照射する前に上記第１の光量
   より減量した第３の光量を照射し、及び／又は上記第２
   の光量を照射した後に上記第１の光量より減量した第４
   の光量を照射し、かつ上記第１〜第４の光量の波形をパ
   ルス列の包絡線で構成したことを特徴とする光ディスク
   の記録方法。