JP3022770B2 - 光記録方法、装置及び光記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学的記録媒体およ
び光学的記録方法及び装置に関する。より詳しくは、レ
ーザー光などの照射により、情報を記録、消去、再生可
能な相変化型光学的記録媒体について、再結晶化特性及
び線速度依存性が異なるディスク間の互換性を確保し得
る記録方法及びこれに用いる記録媒体及び記録装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報量の増大、記録・再生の高密
度・高速化の要求に応える記録媒体として、レーザーを
利用した光ディスクについての開発が盛んに行われてい
る。記録可能な光ディスクには、一度だけ記録が可能な
追記型と、記録・消去が何度でも可能な書換え型とがあ
る。書換え型光ディスクとしては、光磁気効果を利用し
た光磁気記録媒体や、可逆的な結晶状態の変化を利用し
た相変化媒体が挙げられる。相変化媒体は外部磁界を必
要とせず、レーザー光のパワー変調だけで、記録・消去
が可能である。さらに、消去及び再記録を単一ビームで
同時に行う、１ビームオーバーライトが可能であるとい
う利点を有する。１ビームオーバーライト可能な相変化
記録方式では、記録膜のμmオーダーの微小部分を非晶
質化させることによって記録マークを形成し、これを結
晶化させることによって消去を行う手法が一般的であ
る。このような、相変化記録方式で用いられる記録層材
料としては、カルコゲン系合金薄膜を用いることが多
く、例えば、Ｇe−Ｔe系、Ｇe−Ｔe−Ｓb系、Ｉn−Ｓb
−Ｔe系、Ｇe−Ｓn−Ｔe系合金薄膜等が挙げられる。

【０００３】一般に、書換え型の相変化記録媒体では、
相異なる２つの状態（結晶状態及び非晶質状態）を実現
するために、異なる２つのレベルのレーザー光パワーを
用いる。この方式を、結晶化された初期状態から非晶質
マークを形成し、また、これを再び結晶化して非晶質マ
ークの消去を行う場合を例にとって説明する。結晶化
は、記録層の結晶化温度より十分に高く、融点よりは低
い温度まで記録層部分を加熱することによってなされ
る。この場合、結晶化が十分なされる程度に冷却速度が
遅くなるように、記録層を誘電体層で挟んだり、ビーム
の移動方向に長い楕円形ビームを用いたりする。一方、
非晶質化は融点より高い温度まで記録層を加熱し、急冷
することによって行う。通常の相変化媒体において１ビ
ームオーバーライトを行う際には、記録パルスを記録レ
ーザーパワーとそれよりも低いパワーの消去レーザーパ
ワーとの間で変調して、既に記録されている過去の非晶
質マークを消去しながら記録を行う。この場合、誘電体
層は、記録層で十分な冷却速度（過冷却速度）を得るた
めの放熱層として機能する。さらに、上述のような、加
熱・冷却過程における記録層の溶融・体積変化に伴う変
形や、プラスチック基板への熱的ダメージを防ぎ、或い
は、湿気による記録層の劣化を防止するためにも、上記
誘電体層が重要な役割を有する。一般に、誘電体層の材
質は、レーザー光に対して光学的に透明であること、融
点・軟化点・分解温度が高いこと、膜形成が容易である
こと、適当な熱伝導性を有すること等の観点から選定さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】非晶質マークの形成
は、一旦記録パワーで溶融せしめた記録層部分を、臨界
冷却速度以上の速さで冷却することによって行われる
（Mitsubishi Kasei R&D Review vol.4 No2 p68-81）。
この冷却速度は、同一層構成を用いた場合には線速度に
依存する。つまり、高線速では冷却速度が速くなり、低
線速では冷却速度は遅くなる。これを確認するため、本
発明の実施例でも用いた層構成である、ポリカーボネー
ト基板上にＺnＳ：ＳiＯ₂混合膜を１００ｎｍ、ＧeＳb
Ｔe記録層を２５ｎｍ、ＺnＳ：ＳiＯ₂混合膜を２０ｎ
ｍ、Ａl合金膜を１００ｎｍ順次に形成したディスク
で、一般的な差分法を用いた熱分布シミュレーションを
行った。この場合、計算上の記録パワー（レベル）Ｐ
w、及び、ベースパワー（レベル）Ｐbを照射して、記録
層が最高到達温度１３５０℃にまで達するように昇温し
た後に、温度が降下する過程において、融点（６００
℃）付近における臨界冷却速度を、パルス照射開始位置
から０．１μｍ進んだ位置で調べた。結果は、線速度が
１０ｍ／ｓ以上では数Ｋ／ｎｓｅｃ以上、４ｍ／ｓでは
２．２Ｋ／ｎｓｅｃ、１．４ｍ／ｓでは０．９Ｋ／ｎｓ
ｅｃであった。

【０００５】上記は、ディスク線速度が比較的小さな場
合には、溶融領域の一部又は全部が再凝固する際の冷却
速度が非晶質化のための臨界冷却速度に達せず、記録溶
融後に再結晶化が起こり、十分な非晶質マークの形成が
困難になるためと考えられる。溶融後に再結晶化した記
録マークの再生波形を観察すると図１のようになり、非
晶質膜部分の状態を示す図２を併せて参照すると、記録
マークの前半部分では再結晶化が大きく、マーク後半部
分では比較的良好に非晶質化されていることが判る。こ
のことは、記録パワーに相当するレーザービームの連続
照射により、マーク後半部分に相当する領域へのレーザ
ー照射による熱が、一旦は溶融したマーク前半部分に相
当する領域に伝導し、その結果、マーク前半部分が急冷
されずに再結晶化してしまうことによると説明できる。
この場合、マーク後半部分では、その直後に記録パワー
に相当するレーザービームが照射されなくなるために、
余計な熱の伝導がなく、溶融した部分が良好な非晶質に
なる。以上を考慮すると、記録パワーの照射開始後に、
一旦パワーを落とすことによって記録パルスを分割すれ
ば、記録層の時間的な温度変化が急冷的になり、記録時
の再結晶化によるマークの劣化を抑えることが可能にな
ると推論できる。

【０００６】上記を考慮した記録方法の例としては、特
開平２−１６５４２０号、特開平４−２１２７３５号、
特開平５−６２１９３号、特開平５−３２５２５８号、
特開平１−１１６９２７号の各公報、Jap. J vol.30 N
o.4 (1991), pp677-681等があり、また、オフパルスを
利用したものでは第４０回応用物理学関係連合会春季講
演会29a-B-4、特開平７−３７２５１号、特開平６−４
８６７号、特開平１−２５３８２８号、特開平１−１５
０２３０号、特開平１−３１５０３０号、特開平４−３
１３８１６号、特開平２−１９９６２８号、特開昭６３
−１１３９３８号の各公報等が挙げられる。

【０００７】他方、記録媒体側、特に記録層材料の観点
からすれば、記録時には、非晶質マーク形成のための臨
界冷却速度、再凝固時の溶融領域からの結晶化速度で非
晶質マークの形状等が定まる。消去時には、固相での核
形成、核成長速度に支配される結晶化特性で消去比が定
まる。このような物質固有の特性は、記録層材料及び組
成によって大きく異なる。現在、実用化されている、或
いは、実用化されつつある有用な記録層材料としては、
Ｇe、Ｓb、Ｔeの３元を主成分とする合金や、Ａg、Ｉ
n、Ｉb、Ｔeを主成分とする合金であるが、当然のこと
ながら、上記の物質固有の特性は大ききく異なる。更
に、冷却速度や結晶化のための保温時間は、記録媒体の
層構成にも大きく依存する。前述のように、相変化媒体
の記録層は、耐熱性の誘電体保護層で挟まれるのが普通
である。また、記録層上部の保護層上に更に金属反射層
を用いることも多い。当然のことながら、保護層や反射
層の熱物性や厚みにより、記録層の冷却速度、高温に維
持される時間は異なってくる。

【０００８】上記のような記録層材料及び層構成の最適
化を行うことにより、特定の線速及び特定の記録方法
（記録パルス分割方法）を使用する記録装置で、特性よ
く情報の記録、消去、再生を行うことが可能である。し
かしながら、そのような最適化のみでは、その記録媒体
の層構成及び記録層組成が適応できる線速度及びパルス
分割方法が狭いため、ある一定の範囲の線速度及びパル
ス分割方法や、特定の媒体での記録時には有効ではある
ものの、線速度が大きく異なる条件下や再結晶化特性が
異なる媒体では良好な記録が行えなくなる場合が多い。
すなわち、記録装置側がある特定の媒体のみを対象に設
計され、一定のパルス分割方法を採用する限り、相異な
る再結晶化特性、従って、線速依存性を有する相変化型
光ディスク媒体の互換性をとることは困難であった。こ
の問題が解決されない限り、ユーザサイドでのトラブル
が続出し、相変化媒体の健全な市場の発展は望めない。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記問題
の解決のため、記録時線速度及び個々の媒体に合わせた
パルス分割の方法を提案し、また、互換性を確保するた
めの具体的方法についても提案する。

【００１０】すなわち、本発明の光記録方法は、レーザ
ーパワーをクロック周期Ｔに従って記録パワーＰw、消
去パワーＰe、及び、バイアスパワーＰbの少なくとも３
値の間で変調することで光学的に識別可能な非晶質マー
クの形成又は消去を行って、相変化型記録媒体にデータ
を記録・消去する光記録方法において、記録パワーＰw
を印加する期間をα₁Ｔ、α₂Ｔ、・・・、α_mＴとし且
つバイアスパワーＰbを印加する期間をβ₁Ｔ、β₂Ｔ、
・・・、β_mＴとして、レーザパワーのための印加期間
を順次にα₁Ｔ、β₁Ｔ、α₂Ｔ、β₂Ｔ、・・・・、α_m
Ｔ、β_mＴと選定することで、ｎを２以上の整数として
長さｎＴの非晶質マークを記録するレーザパワーをｍ個
のパルスに分割し、ｋを０から２迄の整数から成るパラ
メータ、ｊを０から２迄の実数からなるパラメータと
し、且つ、前記ｎの最小値をｎ_minとして、ｎ_min−ｋ≧
１、ｍ＝ｎ−ｋ、α₁＋β₁＋・・・・・＋α_m＋β_m＝ｎ
−ｊ＝ｎ_Lを条件として、上記分割されたα_iＴ、β_iＴ
又は該β_iＴにおけるバイアスパワーＰb_iとＰeとの比Ｐ
b_i／Ｐe＝θ、消去パワーＰe、及び、記録パワーＰwの
パラメータ（Ｐw、Ｐe、θ _i 、α _i ）のうち可変とするも
のの組合せを、使用する線速度及び記録媒体に合わせて
変更するように予め記録媒体上に記載し、該パルス分割
情報を選択して記録を行なうことを特徴とする。

【００１１】また、本発明の相変化型記録媒体は、上記
光記録方法に適した相変化型記録媒体であって、基板上
に、少なくとも下部誘電体層、｛（ＧeＴe）_y（Ｓb₂Ｔe
₃）_1-y｝_1-xＳb_x（但し０≦ｘ＜０．１及び０．２＜ｙ
＜０．９）記録層、上部誘電体層、金属反射層が順次に
形成されており、記録層膜厚が１５〜３０ｎｍ、上部誘
電体保護層の膜厚が１０〜３０ｎｍであることを特徴と
する。

【００１２】また、上記に代えて、本発明の相変化型記
録媒体は、前記光記録方法に適した相変化型記録媒体で
あって、基板上に、少なくとも下部誘電体層、｛Ｍ
_y（Ｔe_1-xＳb_x)_1-y（但し、０≦ｙ＜０．３、０．５＜
ｘ＜０．９、及び、ＭはＩn、Ｇa、Ｚn、Ｓi、Ｐb、Ｃ
o、Ｃr、Ｃu、Ａg、Ａu、Ｐd、Ｐt、Ｓ、Ｓe、Ｏから選
択される少くとも１種）記録層、上部誘電体層、金属反
射層が順次に形成されており、記録層膜厚が１５〜３０
ｎｍ、上部誘電体層の膜厚が１０〜３０ｎｍであること
を特徴とする。

【００１３】更に、本発明の記録装置は、上記記録方法
を用いて記録を行う記録装置であって、相変化型記録媒
体上に記載されたパルス分割方法を読み取り、指定され
たパルス分割方法及び線速度に従って、前記相変化型記
録媒体にマーク長変調記録を行なうことを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】マーク長記録では、記録マークの
始端位置と後端位置とが記録データに対応するため特に
重要である。ある最大線速度Ｖ_hのときに採用されるク
ロック周期をＴ_hとすると、ｎを指定することにより、
つまり、ｎＴ_hによって記録されるマーク長さが決ま
る。低線速度Ｖで同じ長さのマークを記録するには、ク
ロック周期Ｔを計算上（Ｖ_h／Ｖ）×Ｔ_hとし、ｎＴパル
スにより同じ長さのマークが得られる筈である。線速に
応じてこのようにクロック周期Ｔを調整することは既に
一般的に行われている。しかし、実際には熱拡散による
マーク長の拡大、あるいは再結晶化によるマーク長短縮
により、必ずしも所望のマーク長が得られない。このよ
うなことは、最低線速度Ｖ_Lが４〜６ｍ／ｓ未満の低線
速度の場合に特に起こりやすい。そこで、記録パルスを
分割し、個々の分割パルス幅を短くすることで記録層内
の温度分布を調整する。このようなマーク長変調の記録
方法における記録パルスを図３に示す。

【００１５】図３では、長さｎＴのマークを記録するた
めのレーザパワーをｎ−ｋ個のパルスに分割した例を示
す。場合によっては、ｎＴマークを記録するのにパルス
長ｎＴ分のレーザパワー、つまり、（α₁＋β₁＋・・・
・・＋α_m＋β_m）＝ｎとなるパルス列を印加すると、加
熱時間が長くなりすぎて、必要な長さより長いマークが
書けてしまうことがある。その場合には、（α₁＋β₁＋
・・・・・＋α_m＋β_m）＝ｎ−ｊ（ｊは０＜ｊ≦２の範
囲の実数）とし、それに応じてパルス分割数ｍ＝ｎ−ｋ
を変化させてもよい。図４には、例として、β_i（１≦
ｉ≦ｍ−１）を一定とし、β_mのみ異なる値とするパタ
ーンを例示した。この場合、β_mの調整により、ｎ−ｊ
を変化させ、所望のマーク長ｎＴを得ることができる。

【００１６】記録媒体に対して、記録時の線速度が異な
る場合に、クロック周期を上記のように線速度に比例し
て変化させ、また、パルス分割方法もその媒体に適応さ
せて変化させることで、広い線速度で高品質の記録を行
うことは比較的容易である。一方、層構成や記録層の材
料及び組成が若干異なる相変化型記録媒体に対しては、
パルス分割方法、及び、その線速による変化のさせかた
を、各相変化型媒体の特性に応じて変化させなければな
らない。即ち、線速度が小さく冷却速度が遅くなった場
合に、或いは、記録しようとする相変化型媒体の非晶質
化のための臨界冷却速度が大きく、非晶質マークが形成
され難い場合には、記録パルス分割方法を変えて、溶融
領域の冷却速度を大きくする。

【００１７】各相変化媒体の特性に応じて変化させるべ
きパルス分割方法のパラメータには幾つかあるが、この
うちパルス分割数ｍ＝ｎ−ｋ、及び、パルス長ｎ_L＝ｎ
−ｊ、更にはα_i＋β_iも線速及び媒体によらず一定とし
たほうが、クロック周期に同期した回路構成を利用でき
るので、パルス制御回路を簡素化する上で好ましい。本
発明においては、記録パワーＰwがオンとなるパルス幅
α_iＴを短くし、オフとなる時間β_iＴを長くし、又は、
記録パワーＰwがオフとなる期間β_iＴに印加されるレー
ザー光パワー（バイアスパワー）Ｐb_iの消去パワーＰe
に対する比Ｐb_i／Ｐe＝θ_iを低線速ほど低くすること
で、１マーク内に熱がたまることを抑制して冷却速度を
増大せしめ、再結晶化を防止する。但し、当然のことな
がら、記録パワーＰw、消去パワーＰeは個々の線速によ
って異なる値をとる。

【００１８】特に、Ｐeは、それのみを直流的に一回だ
け照射したときに、非晶質マークを消去できるパワーに
選ばれる。より具体的には、ｆ_max＝１／（２ｎ
_maxＴ）、又は、ｆ_min＝１／（２ｎ_minＴ）なる単一周
波数（デューティ比５０％）で記録したマーク上に直流
的にＰeを照射したときに、消去された信号のキャリア
レベルの減衰が約２０ｄＢ以上となるＰeが選ばれる。
或いは、ｆ_max＝１／（２ｎ_maxＴ）なる単一周波数（デ
ューティ比５０％）で記録したマーク上に、ｆ_min＝１
／（２ｎ_minＴ）なる単一周波数（デューティ比５０
％）の信号でオーバーライト（このとき、記録パルスは
分割してもしなくても良いが、ＰwとＰeの２値で変調を
行う）したときに、ｆ_minのキャリアレベルと消去され
たｆ_maxのキャリアレベルの差が約２０ｄＢ以上となる
ようにＰeを選ぶ。なお、Ｐwはｆ_max及びｆ_minの記録信
号のＣ／Ｎ比（Carrier to Noise 比）が約４５ｄＢ以
上となるように選ばれる。

【００１９】記録パワーＰwは、個々の線速において
は、パルス長ｎＴに依存せず一定であり、且つ、一つの
マーク内の分割された個々のパルス相互で一定であるこ
とが、パルス制御回路を簡素化する上で望ましい。Ｐ
w、Ｐe、及び、クロック周期Ｔを記録時の線速に応じて
変更することは公知である。しかし、パルス分割方法を
線速及び媒体に応じて変化させることは、本発明者等が
最初に提案するものである。これらのパルス分割方法を
記述するパラメータは、線速に応じて連続的に変化させ
てもよいが、一定の線速の範囲ごとに段階的に変化させ
てもよい。ここで、Ｐb_iが０になるとサーボ信号がとれ
なくなり、トラッキングサーボがかからなくなるので好
ましくない。また、Ｐb_iがＰeを超えると、記録層が溶
融するため、かえって消去不可能となるため好ましくな
い。結局、Ｐb_iは、０より大でＰe以下であることが好
ましい。

【００２０】異なる相変化媒体の互換性を確保するため
に、使用するディスクに予めそのディスクに適したパル
ス分割方法に関する情報を記録する。そのパルス分割情
報は、上記パラメータ（Ｐw、Ｐe、θ_i、α_i）のうち可
変とするものの組合せを、使用する線速度に合わせて変
更するように記載されている。この記載は、Ｖ_L≦Ｖ≦
Ｖ_hの範囲の線速度Ｖについて、Ｖ_L及びＶ_hにおける線
速度Ｖのみに関して分割方法を記載し、その間のＶにつ
いては、Ｖ_L及びＶ_hに対するパラメータを補間して利用
することが可能である。上記情報は、使用するディスク
の記録領域の最内周又は最外周に近接した領域の、光ビ
ーム案内用の溝の断続、又は、溝内若しくは溝間の凹凸
によって記載することが出来る。或いは、ＣＤ−Ｅで
は、記録領域の最内周又は最外周に近接した領域の、光
ビーム案内用の溝の周期的蛇行となる周波数変調によっ
て記載できる。このような信号記録方法自体は、ＣＤ−
Ｒで実用化されており、ＡＴＩＰ信号（特開平２−８７
３４４号公報、特開平３−３１６８号公報等に記載の技
術）と呼ばれるが、本発明で開示する記載内容及びその
利用方法は、従来知られていなかった。

【００２１】非晶質マークの形を整えるために、β_iＴ
期間中のＰb_iを一定ではなくＰb_iとＰeの比θ_iで変化さ
せることは、回路が複雑になるが、ときには好ましい。
図５（ｂ）に例示した４Ｔマークのためのパターンで
は、β_iＴの期間中にＰbが、まず、０＜Ｐb＜Ｐeをと
り、次いで、Ｐb＝Ｐeと変化させる場合を挙げた。ま
た、図５（ａ）に例示したパターンでは、先にＰb＝Ｐe
とし、その後にＰb＜Ｐeと変化させる例をあげた。この
ように、β_iＴにおいてＰb_iをＰbとＰeとの間で変化さ
せるタイミングは、β_iに関して一定であることが好ま
しい。即ち、クロック周期Ｔの整数分の１のタイミング
のサブクロックに同期させる。このようにすると、クロ
ック周期Ｔを変化させても自動的にタイミングが調整さ
れる。

【００２２】これらの光記録方法において、マーク先端
部は、直前のレーザパワーが消去パワーであり、従って
温度が上がりにくいことから、先頭の分割パルスのパル
ス幅をこれに後続する分割パルスよりも長くすると良い
場合がある。これを図６（ｂ）に示した。また、個々の
分割された記録パルスの立上がりは、必ずしもクロック
周期と同期している必要はないが、パルス制御回路を簡
素化するためには、同期していることが好ましい。但
し、その場合にも、１つのマーク長に対する、先頭パル
ス又は最終パルスの立上がりだけをクロック周期から高
々Ｔだけずらすことは、異なるマーク間の熱干渉を補正
する上で効果がある。さらには、先行するマークとの熱
干渉を抑制するため、後続マークの先頭パルスの直前
（最大でも２Ｔ時間経過以前）にオフパルス区間を設け
ることも複雑にはなるが有効である。この例を図６
（ｂ）に示した。

【００２３】更に、上記光記録方法において、線速度Ｖ
_L≦Ｖ＜Ｖ_hにおいて、低線速になるほどパルス幅を短く
して最結晶化を防ぐことが出来る。しかし、あまり短く
すると記録感度が低下するので、０．０５＜α_iと下限
を設けることが好ましい。

【００２４】本発明では、マーク長変調記録方法を対象
とするが、マーク端検出方式には制限されない。即ち、
Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 31 (1992). pp584-589に記
載されているような、単純な直流レベルによるスライ
ス、２回微分によるピーク検出の何れも採用できる。ま
た、同文献に記載されているような、マーク端の検出を
マーク前端と後端とで別々に行う方法も適用できる。

【００２５】本発明を適用できる光記録媒体は、いわゆ
る相変化型記録媒体であって、結晶状態を未記録状態と
し、非晶質の記録マークを形成する形式のものである。
この形式の相変化媒体の構成の１例を図７に示す。もち
ろん、本発明はこの層構成に限定されるものではない。
同図において、基板１上に、下部保護層２、相変化型の
記録層３、上部保護層４、金属または半導体からなる反
射層５、及び、紫外線または熱硬化樹脂からなる保護層
６が順次に形成されている。符号２−５で示した各層
は、通常はスパッタ法で成膜される薄膜である。記録再
生用の集束光は、一般に、透明基板１を透過して記録層
３に照射される。記録層３は記録パワーＰwの照射によ
り局所的に加熱されて溶融し、集束照射光のオフによ
り、急激に冷却され、固化する際に非晶質マークとな
る。非晶質マークは、消去パワーＰeの照射により、融
点以下で結晶化温度以上の温度となるように加熱され、
再結晶化されて消去される。このような原理でオーバー
ライトできる記録層材料としては、すでに述べたような
ＧeＳbＴe合金（なかでも、ＧeＴeとＳb₂Ｔe₃の疑似２
元合金）、Ｓb₇₀Ｔe₃₀共晶組成の近傍でＡg、Ｃu、Ａ
u、Ｇe、Ｐd、Ｐt等を添加したものが挙げられる。これ
らの合金では、特にＳb量の制御により、結晶化速度お
よび非晶質形成能、あるいは結晶化温度を制御し、使用
する線速度にあわせて最適化を行っている。例えば、Ｇ
eＴe−Ｓb₂Ｔe₃疑似２元合金にＳbを添加していくと、
非晶質形成能が増し、結晶化速度が遅くなるので、低線
速向きとなる。また、記録層３や保護層２、４の厚み、
保護層及び反射層５の熱伝導率を制御することで、記録
時に形成された溶融領域の過冷却速度を制御することで
も、線速に適合させる制御が可能となる。例えば、保護
層の熱伝導率を高くする、或いは、記録層および上部保
護層の厚みを１５−３０ｎｍとして、記録層から反射層
への熱拡散を促進すると、非晶質化が促進されるので、
低線速向きとなる。なお、本発明では、前記Ｐｅを決定
する際に、消去比が２０ｄＢに達しないような記録層材
料、組成、層構成の媒体は好ましくない。このような媒
体は、いかようにパルス分割方法を変更しようとも、オ
ーバーライトした際に、以前に記録したマークの消し残
りが生じ、信号品質を大幅に低下させるからである。

【００２６】本発明のより具体的な応用例としては、記
録可能なコンパクトディスク（ＣＤ−Ｅ）が挙げられ
る。ＣＤ−Ｅでは、最小線速度Ｖ_LはＶ_L＝１．２〜１．
４ｍ／ｓであり、通常は１倍速又は２倍速で記録／再生
するが、１、２、４、６倍速の全てで記録／再生できれ
ば望ましい。このような、ＣＤ−Ｅの使用方法は、公表
されてはいないが、現在すでに市場に出回っている、ラ
イトワンス型の記録可能ＣＤ（ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Recror
dable）では、１−６倍速の広い範囲の線速度で記録可
能であることが望ましい。この場合、好ましいパルス分
割方法としては、まず、マーク長変調方式としてｍ＝
ｎ、ｎ−１、又は、ｎ−２なるＥＦＭ変調を採用し、Ｖ
としてＶ_L、２Ｖ_L、４Ｖ_L、又は、６Ｖ_Lの有限個の値を
取りうるものとする。線速２Ｖ_L以上においてα_1h＝
１．５又は１．０、β_1h＝α_ih＝０．５（２≦ｉ≦ｍ）
とし、且つ、全ての線速度において、α_i＋β_i-1＝１．
０（２≦ｉ≦ｍ）としている。更に、線速度２Ｖ_Lでは
Ｐb_i＝Ｐr±０．５ｍＷ（１≦ｉ≦ｍ、Ｐrは再生光パワ
ー）、線速度Ｖ＝Ｖ_h＝４Ｖ_L又は６Ｖ_LにおいてはＰb_i
＝Ｐe±０．５ｍＷ（１≦ｉ≦ｍ）、線速度Ｖ_Lにおいて
は０．０５＜α_i＜０．５（２≦ｉ≦ｍ）及びα_1L≦α
_1hとなるように線速度に応じて記録パルス分割方法を変
更させる。但し、β_m＝０．５又はβ_m≠０．５（０であ
り得る）とする。この例を図８に示した。

【００２７】或いは、上記に代えて、マーク長変調変調
方式としてｍ＝ｎ、ｎ−１、又は、ｍ−２のＥＦＭ変調
を用い、線速度ＶとしてＶ_L＝１．２〜１．４ｍ／ｓの
１、２、４、又は、６倍速の有限個の範囲を取り得るも
のとし、α_i＝０．０５〜１．５、且つ、全ての線速に
おいてα_i＋β_i-1＝１．０（２≦ｉ≦ｍ、β_mは０を含
み、他のβ_iとは異なる値を取り得る）とし、θ_i＝Ｐb_i
／Ｐe、又は、Ｐb_iは記録媒体及び線速に依存せず一定
であり、α_iは、同一記録媒体に対しては、記録時の線
速度が小さいほど単調に小さくなるように、線速度Ｖに
応じて記録パルス分割方法を変更させることも出来る。
この例を図９に示した。このようにすることで、種々の
線速度で記録を行う多種の記録装置に対して、１種類の
媒体で対応できる。

【００２８】上記光記録方法に適したＣＤ−Ｅ記録媒体
として、より具体的には、基板上に少なくとも下部誘電
体保護層、｛（ＧeＴe）_y（Ｓb₂Ｔe₃）_1-y｝_1-xＳb
_x（０≦ｘ＜０．１、０．２＜ｙ＜０．９）記録層、上
部誘電体保護層、金属反射層を順に設けてなり、記録層
膜厚が１５−３０ｎｍ、上部誘電体保護層膜厚が１０−
３０ｎｍとした相変化型媒体が挙げられる。或いは、こ
の記録層を、Ｍ_y（Ｔe_1-xＳb_x）_1-y（０≦ｙ＜０．３、
０．５＜ｘ＜０．９、Ｍ＝Ｉn、Ｇa、Ｚn、Ｇe、Ｓn、
Ｓi、Ｃo、Ｃr、Ｃu、Ａg、Ａu、Ｐd、Ｐt、Ｓ、Ｓe、
Ｏのうちの少なくとも１種）に代えてもよい。特開平４
−２１２７３５号公報及び特開平５−６２１９３号公報
は、特にＣＤ線速において書き換え可能なＧeＳbＴe記
録層を用いた相変化型記録媒体に関する先行技術であ
り、長マークで記録パルスを分割する記録方法が示され
ている。しかし、上記２倍速（２Ｖ_L）におけるパルス
分割方法は示唆すらされておらず、また、２、４、６倍
速で記録するときに生じる線速度依存性の問題について
はなんら記載されていない。更に、特定の組成範囲のＧ
eＳbＴe記録層及び特定の層構成に限定されており、他
の相変化記録媒体との互換性を確保する方法については
全く開示されていない。特開平７−３７２５１号公報、
及びその発明者等による学会発表（International symp
osium on Optical Memory、 1995、 Knanazawa、 Japa
n、 No.P-33）においては、ＡgＩnＳbＴe記録層を用い
たＣＤ−Ｅ媒体の例及びその記録方法が例示されてい
る。しかしながら、やはり、線速度依存性の問題及びそ
の解決方法についてはなんら開示されていない。

【００２９】予めディスクに記載された上記パルス分割
方法を読み取り、指定されたパルス分割方法及び線速度
で記録を行なうスキームを自動的に実施する装置を使用
すれば、線速依存性は異なるが記録される情報のフォー
マットが同じ複数の相変化媒体が市場に共存しても、そ
の互換性をとることが出来る。即ち、ある特定の相変化
媒体を、ある特定の固定されたパルス分割方法のみを採
用した記録装置で記録した場合に、再結晶化により正常
な信号が記録されないという問題を解消し得る。より具
体例として、上記ＣＤ−Ｅを挙げると、図８及び図９に
示したような記録パルス分割方法を用い、そのディスク
を使用できる線速がＣＤ線速１．２〜１．４ｍ／ｓの何
倍速（Ｎ倍速）であるかを明記し、（Ｎ、Ｐw、Ｐe、
θ、α₁、α、β_m）なるパラメータの組を記載すればよ
い。このとき、場合によっては、ｍ及びｎ_Lも可変とす
る。ここで、図８及び図９の記録方法では、α_i（２≦
ｉ≦ｍ）の値は同一のＮに対しては一定であるので、１
つの値αで代表している。また、α_i＋β_i-1＝１．０
（２≦ｉ≦ｍ）としている。なお、Ｐw、Ｐeはパワーの
絶対値で与えてもよく、一方を他方の比で与えてもよ
い。また、双方を別途定められた基準となるパワーとの
比で与えてもよい。なお、参照すべき線速に対して記録
パワー等を記載することは既にＣＤ−Ｒ規格（オレンジ
ブック、パート２）において利用されている。但し、パ
ルス分割方法を線速に応じて変更するとの記載はない。

【００３０】

【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明は以
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、７８０ｎｍのレーザーダイオード、ＮＡ＝０．６０
の光学レンズを搭載したパルステック社製光ディスクド
ライブテスタ（ＤＤＵ１０００）を用いて記録（１ビー
ム・オーバーライト）を行った。再生光パワーＰrは
０．８ｍＷで線速によらず一定とした。媒体ＣＤ線速
（１．２〜１．４ｍ／ｓ）の１．２倍又は１．４倍でＦ
ＥＭランダムパターンによる評価を行なった。また、ク
ロック周期Ｔは２倍速で１１５ナノ秒（ｎｓ）である。
適当な条件で数回オーバーライトした後に、１１Ｔマー
クの再生信号の振幅（peak-to-peak）の中心でスライス
し、マーク長を検出した。検出にはタイムインターバル
アナライザー（ＴＩＡ、ヒューレットパッカード製、Ｅ
１７２５Ａ）を用いた（Jpn. J. Appl.Phys. , vol. 31
(1992)、pp584-589等に開示された簡易法）。また、媒
体は、直径１２０mm（ＣＤサイズ）で、ピッチ１．６μ
mのスパイラル状グルーブを有するポリカーボネート樹
脂基板上に形成した。更に、消去パワーＰeは、２２Ｔ
単一周期（デューティ比５０％）で記録したマーク上に
６Ｔ単一周期（デューティ比５０％）でオーバーライト
した場合に、１１Ｔ信号の残留信号のキャリアレベル
と、３Ｔ信号のキャリアレベルとの差が２０ｄＢ以上と
なるように選んだ。

【００３１】媒体Ａとして、ポリカーボネート基板上
に、（ＺnＳ）₈₀（ＳiＯ₂）₂₀［mol％］層を１００ｎ
ｍ、Ｇe_22.0Ｓb_25.0Ｔe₅₃.₀［at％］層を２５ｎｍ、
（ＺnＳ）₈₀（ＳiＯ₂）₂₀［mol％］層を２０ｎｍ、Ａl
合金層を１００ｎｍ順次にマグネトロンスパッタリング
法にて積層し、更にその上に紫外線硬化樹脂を４μｍ設
けることにより作成したディスクを用意した。一方、媒
体Ｂとして同様な層構成で記録層のみをＡg_7.0Ｉn_12.0
Ｓb_58.0Ｔe_23.0としたものを用意した。記録層に使用し
た上記２種類の合金材料は、書換え可能な相変化媒体の
記録層材料として何れも従来から用いられており、共に
市場に普及しつつある。これら２種類の記録層材料に
は、何れも特性に一長一短があり、どちらが優れている
と簡単には決め難い。また、相互に大きく異なる結晶化
・非結晶化プロセスを有し、相互に異なる線速依存性を
示す。ＣＤ−Ｅへの適用を考えた場合に、特定の線速に
限れば互換性を確保できるものの、従来、１−４倍速の
広範囲においては互換性を確保するのが困難であった。

【００３２】媒体Ａ及びＢに対して１、２、４倍速によ
る記録を試み、良好な結果が得られたＰw、Ｐe、Ｐb及
びパルス分割方法の組合せについて表１にまとめた。こ
こで、良好な結果とは、ＥＦＭランダムパターンにおい
て明瞭なアイパターンが得られ、最短マークである３Ｔ
マークのジッターがＴの１０％未満となったことをい
う。記録時のパルス分割パターンは図１０に示した通り
である。

【００３３】

【表１】

【００３４】上記実施例は、記録時の線速度が最大で４
倍速、ｍ＝ｎ−１、Ｐb＝Ｐr（一定）としたＥＦＭ変調
記録である。媒体Ａに対しては表１の媒体Ａとした欄で
示したように、最大線速度が４倍速の場合に相当する記
録方法において、１−４倍速の範囲で良好に記録可能で
ある。上記表１より、媒体Ａ及び媒体Ｂは、α₁、α
（２≦ｉ≦ｍに対するα_iの値）、β（１≦ｉ≦ｍ−１
に対するβ_iの値）、β_m、θ、Ｐw、及び、Ｐeを各線速
において指定した値とすれば、良好なＥＦＭ信号の記録
が可能であることが判明した。また、何れの場合も、低
線速ほどα及びθの少なくとも一方を減少させるような
パルス分割方法が好ましいことが判明した。上記情報を
ＡＴＩＰ信号の「特別情報」として記載し、記録装置側
でこの特殊情報を読み取ることは、特開昭６３−１０３
４５４号、特開平２−８７３４４号、特開平２−１９８
０４０号、特開平３−８８１２４号、特開平３−２３７
６５７号、特公平１−２３８５９号、特開平３−３１６
８号等の各公報に記載された既存の技術で実現できる。
また、パルス分割方法を表１の如く可変とする回路技術
自体は既存の技術の組合せで達成される。

【００３５】以上、説明したように、本発明の特徴は、
パルス分割方法のうち、特に、α_i、β_i及びθを可変と
すること、及び、これを予めディスクに記載することの
組合せによって、相変化媒体の互換性を確保することに
ある。

【００３６】

【発明の効果】本発明の光記録方式を用いることによ
り、記録データのフォーマットに互換性を持たせなが
ら、記録時の線速度が異なる種々の媒体に対して同一の
記録装置で対応でき、特定の記録装置に特化したディス
クが出回ることによる互換性欠除の問題が解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の非晶質マークの反射特性を示すグラフ。

【図２】図１の非晶質マークの構造を示す模式的平面
図。

【図３】ｎＴマークを記録するマーク長変調方式におけ
るパルスパターンを例示する波形図。

【図４】本発明で採用されるマーク長変調におけるパル
スパターンを７Ｔマークの形成を例として示す波形図。

【図５】（ａ）及び（ｂ）は夫々、４Ｔマークを記録す
るパルスパターンを例示する波形図。

【図６】（ａ）及び（ｂ）は夫々、パルス印加期間を変
えたときのパルスパターンを例示する波形図。

【図７】本発明で採用される記録媒体の層構成を示す断
面図。

【図８】本発明の実施例で採用されるパルスパターンを
例示する波形図。

【図９】本発明の実施例で採用される別のパルスパター
ンを例示する波形図。

【図１０】本発明の実施例で採用される別のパルスパタ
ーンを例示する波形図。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 下部保護層 ３ 記録層 ４ 上部保護層 ５ 反射層 ６ 保護層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−12674（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−278518（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−143996（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−212735（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/00 - 7/007 G11B 7/24 B41M 5/26

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザーパワーをクロック周期Ｔに従っ
   て記録パワーＰw、消去パワーＰe、及び、バイアスパワ
   ーＰbの少なくとも３値の間で変調することで光学的に
   識別可能な非晶質マークの形成又は消去を行って、相変
   化型記録媒体にデータを記録・消去する光記録方法にお
   いて、 記録パワーＰwを印加する期間をα_１Ｔ、α_２Ｔ、・・
   ・、α_ｍＴとし且つバイアスパワーＰbを印加する期間
   をβ_１Ｔ、β_２Ｔ、・・・、β_ｍＴとして、レーザパワ
   ーのための印加期間を順次にα_１Ｔ、β_１Ｔ、α_２Ｔ、
   β_２Ｔ、・・・・、α_ｍＴ、β_ｍＴと選定することで、
   ｎを２以上の整数として長さｎＴの非晶質マークを記録
   するレーザパワーをｍ個のパルスに分割し、 ｋを０から２迄の整数から成るパラメータ、ｊを０から
   ２迄の実数からなるパラメータとし、且つ、前記ｎの最
   小値をｎ_ｍｉｎとして、 ｎ_ｍｉｎ−ｋ≧１、ｍ＝ｎ−ｋ、α_１＋β_１＋・・・・
   ・＋α_ｍ＋β_ｍ＝ｎ−ｊ＝ｎ_Ｌを条件として、上記分割
   されたα_ｉＴ、β_ｉＴ又は該β_ｉＴにおけるバイアスパ
   ワーＰb_ｉとＰeとの比Ｐb_ｉ／Ｐe＝θ_ｉ、消去パワーＰ
   _e、及び、記録パワーＰwの組合せに関するパルス分割情
   報のパラメータ（Ｐw、Ｐe、θ_i、α_i）のうち可変とす
   るものの組合せを、使用する線速度及び記録媒体に合わ
   せて変更するように予め記録媒体上に記載し、該パルス
   分割情報を選択して記録を行ない、 最小線速度Ｖ_Ｌを１．２〜１．４ｍ／ｓの範囲とし、 ｍ＝ｎ、ｎ−１又はｎ−２としたマーク長変調のＥＦＭ
   変調を用い、 線速度ＶをＶ_Ｌ、２Ｖ_Ｌ、４Ｖ_Ｌ又は６Ｖ_Ｌの有限個の
   値として選定し、 線速度Ｖが２Ｖ_Ｌ以上において、α_１ｈ＝１．５又は
   １．０、且つ、ｉが２≦ｉ≦ｍの範囲においてβ_１ｈ＝
   α_ｉｈ＝０．５とし、 全ての線速度Ｖにおいて、ｉが２≦ｉ≦ｍの範囲におい
   てα_ｉ＋β_ｉ−１＝１．０とし、且つ、β_ｍが０を含み
   β_m≠β_ｉ（i＜ｍ）なる値を取り得るものとし、 線速度Ｖが２Ｖ_Ｌにおいて、ｉが１≦ｉ≦ｍの範囲に対
   して、Ｐrを再生光パワーとして、Ｐb_ｉ＝Ｐr±０．５
   ｍＷとし、 線速度ＶがＶ_Ｌにおいて、ｉが２≦ｉ≦ｍの範囲におい
   て０．０５＜α_ｉ＜０．５、且つ、α_１Ｌ≦α_１ｈと
   し、 線速度Ｖが４Ｖ_Ｌ及び６Ｖ_Ｌにおいて、ｉが１≦ｉ≦ｍ
   の範囲においてＰ_bｉ＝Ｐeとすることを特徴とする光記
   録方法。
2. 【請求項２】 レーザーパワーをクロック周期Ｔに従っ
   て記録パワーＰw、消去パワーＰe、及び、バイアスパワ
   ーＰbの少なくとも３値の間で変調することで光学的に
   識別可能な非晶質マークの形成又は消去を行って、相変
   化型記録媒体にデータを記録・消去する光記録方法にお
   いて、 記録パワーＰwを印加する期間をα_１Ｔ、α_２Ｔ、・・
   ・、α_ｍＴとし且つバイアスパワーＰbを印加する期間
   をβ_１Ｔ、β_２Ｔ、・・・、β_ｍＴとして、レーザパワ
   ーのための印加期間を順次にα_１Ｔ、β_１Ｔ、α_２Ｔ、
   β_２Ｔ、・・・・、α_ｍＴ、β_ｍＴと選定することで、
   ｎを２以上の整数として長さｎＴの非晶質マークを記録
   するレーザパワーをｍ個のパルスに分割し、 ｋを０から２迄の整数から成るパラメータ、ｊを０から
   ２迄の実数からなるパラメータとし、且つ、前記ｎの最
   小値をｎ_ｍｉｎとして、 ｎ_ｍｉｎ−ｋ≧１、ｍ＝ｎ−ｋ、α_１＋β_１＋・・・・
   ・＋α_ｍ＋β_ｍ＝ｎ−ｊ＝ｎ_Ｌを条件として、上記分割
   されたα_ｉＴ、β_ｉＴ又は該β_ｉＴにおけるバイアスパ
   ワーＰb_ｉとＰeとの比Ｐb_ｉ／Ｐe＝θ_ｉ、消去パワーＰ
   e、及び、記録パワーＰwの組合せに関するパルス分割情
   報のパラメータ（Ｐw、Ｐe、θ_i、α_i）のうち可変とす
   るものの組合せを、使用する線速度及び記録媒体に合わ
   せて変更するように予め記録媒体上に記載し、該パルス
   分割情報を選択して記録を行ない、 ｍ＝ｎ、ｎ−１、又は、ｎ−２とするＥＦＭ変調方式を
   用い、最小線速度Ｖ_Ｌが１．２〜１．４ｍ／ｓの範囲に
   あり、線速度ＶをＶ＝Ｖ_Ｌ、２Ｖ_L、４Ｖ_Ｌ又は６Ｖ_Ｌ
   の有限個の値を取り得るものとし、α_ｉをα_ｉ＝０．０
   ５〜１．５とし、全ての線速度においてｉを２≦ｉ≦ｍ
   の範囲としてα_ｉ＋β_ｉ−１＝１．０、且つ、β_ｍが０
   を含み他のβ_ｉとは異なる値をとるものとし、バイアス
   パワーＰbと消去パワーＰeの比θ＝Ｐb／Ｐe、又は、Ｐ
   bを記録媒体及び線速度に依存しない一定値とし、α_ｉ
   を同一の記録媒体については記録時の線速度が低いほど
   単調に小さくしたことを特徴とする光記録方法。
3. 【請求項３】 線速度Ｖが２Ｖ_L以上において、α_1h=
   １．５又は１．０、ｉが２≦ｉ≦ｍの範囲においてβ_1h
   =α_1h=０．５、且つ、ｉが１≦ｉ≦ｍの範囲に対してＰ
   rを再生光パワーとしてＰb_i=Ｐr±１５ｍＷとし、 線速度ＶがＶ_Lにおいて、ｉが２≦ｉ≦ｍの範囲におい
   て０．０５＜α_i＜０．５、且つ、α_1L≦α_1hとするこ
   とを特徴とする、請求項２に記載の光記録方法。
4. 【請求項４】 ｉを１≦ｉ≦ｍの範囲として線速に応じ
   てα_ｉを変化させる際に、α_ｉＴに対して一律にγＴを
   加減する、請求項１又は２に記載の光記録方法。
5. 【請求項５】 請求項１又は２に記載の光記録方法に使
   用する相変化型記録媒体であって、 基板上に、少なくとも下部誘電体層、｛（ＧeＴe）
   _ｙ（Ｓb_２Ｔe_３）_１−ｙ｝_１−ｘＳb_x（但し０≦ｘ＜
   ０．１及び０．２＜ｙ＜０．９）記録層、上部誘電体
   層、金属反射層が順次に形成されており、記録層膜厚が
   １５〜３０ｎｍ、上部誘電体保護層の膜厚が１０〜３０
   ｎｍの範囲であることを特徴とする相変化型記録媒体。
6. 【請求項６】 請求項１又は２に記載の光記録方法に使
   用する相変化型記録媒体であって、 基板上に、少なくとも下部誘電体層、｛Ｍ_ｙ（Ｔe
   _１−ｘＳb_x)_１ーｙ（但し、０≦ｙ＜０．３、０．５＜
   ｘ＜０．９、及び、ＭはＩn、Ｇa、Ｚn、Ｓi、Ｐb、Ｃ
   o、Ｃr、Ｃu、Ａg、Ａu、Ｐd、Ｐt、Ｓ、Ｓe、Ｏから選
   択される少くとも１種）記録層、上部誘電体層、金属反
   射層が順次に形成されており、記録層膜厚が１５〜３０
   ｎｍ、上部誘電体層の膜厚が１０〜３０ｎｍの範囲であ
   ることを特徴とする相変化型記録媒体。
7. 【請求項７】 前記パルス分割情報が、記録領域の最内
   周又は最外周に近接した領域に配設された、光ビーム案
   内用の溝の断続、又は、溝内若しくは溝間の凹凸によっ
   て記録される、請求項５に相変化型記録媒体。
8. 【請求項８】 前記パルス分割情報が、記録領域の最内
   周又は最外周に接した領域に配設された溝の周期的蛇行
   となる周波数変調により記録される、請求項５に記載の
   相変化型記録媒体。
9. 【請求項９】 請求項１乃至４の何れかに記載の光記録
   方法により記録を行う記録装置であって、相変化型記録
   媒体上に記載されたパルス分割方法を読み取り、指定さ
   れたパルス分割方法及び線速度に従って、相変化型記録
   媒体にマーク長変調記録を行なうことを特徴とする、相
   変化型記録媒体のための記録装置。
10. 【請求項１０】 最小線速度をＶ_L、最大線速度をＶ_hと
    したとき、記録媒体上に記載されたＶ_L及びＶ_hにおける
    パルス分割情報を読み取り、Ｖ_L≦Ｖ≦Ｖ_hの範囲の線速
    度ＶについてはＶ_L及びＶ_hに対するパラメータを補間し
    てパルス分割情報とし記録媒体上にマーク長変調記録を
    行う、請求項９に記載の記録装置。