JP3915320B2 - 情報記録装置及び情報記録方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録媒体にエネルギーを照射することによって記録媒体に局所的な物理的変化を引き起こし情報の記録を行う情報記録装置に関するものであり、もっぱら光ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在一般に流通している光ディスク媒体と装置は、記録膜を加熱することにより記録膜上に反転磁区によるマークを形成する光磁気ディスクと光磁気ディスク装置、加熱時の記録エネルギー投入量を制御することにより記録膜の冷却速度を変化させ、記録膜上にアモルファス領域によるマークを形成する相変化ディスクと光ディスク装置に大別できる。これらの光ディスク媒体に記録する情報の記録密度向上を図るための方法としては、情報を担うマークを全体的に縮小し、同時にマーク間の間隔を接近させる方法があげられるが、いずれの方式においてもマーク形状を高精度に制御することが必須である。すなわち光スポット走査方向（トラック方向）のマーク長が不足した場合には再生信号のジッタが増大し、再生情報の信頼性が確保できなくなる。逆にトラック方向のマーク長が過剰に長い場合にも再生信号のジッタが増大する。また光スポット走査方向と直交する方向（トラック直交方向）のマーク幅が狭い場合には再生信号振幅が低下し、再生情報の信頼性が確保できなくなる。逆にトラック直交方向のマーク幅が過剰に広い場合には隣接トラックとの再生クロストークが増大し、再生情報の信頼性が確保できなくなるばかりか、最悪の場合には隣接する記録済みのマークを破壊するクロスイレーズの危険がある。以上説明した通り、光ディスク媒体に対する記録密度の高密度化において情報を担うマークを所望の形状（長さおよび幅）に過不足なく形成することは重要な課題である。
【０００３】
しかし高密度記録を目的としてマークを縮小しようとしても、光スポット径の約半分以下の微小マークを安定かつ高精度に形成することは極めて難しい。これは微小マークを形成する場合には、光スポットによる記録膜の昇温部分の中でもピーク温度部分付近の空間的な温度勾配が緩やかな部分のみでマークの形成をせざるを得ないからである。このため記録エネルギー照射前の記録膜温度や記録エネルギーの強度変動によって記録時の最高到達温度がマーク毎に変動し、実効的に記録膜の記録感度が変動すると、マーク形状が大きくばらつく。記録エネルギー強度波形によってマークの形状を制御するタイプの光ディスクの場合、特に記録媒体の記録膜厚変動や記録パターンによって記録膜の最高到達温度にばらつきが生じやすい。この問題を解決するには短波長レーザ光源を用いて光スポット径を縮小するのが最も直接的である。しかし代表的なレーザ光源である半導体レーザ・ダイオードの短波長化は技術的に困難をともない、記録密度の上昇に対する要求に応じ切れていないのが現状である。
【０００４】
これらの問題を解決し、同一の光スポットでより微小なマークを安定かつ高精度に形成する目的で、特開平 5-298737 号公報（以下第１の従来技術）では、記録媒体上に試し書き領域を設け、該試し書き領域に記録したマークからの再生信号を評価している。すなわち記録パワーを変化させながら記録を行えばマークの先端部と後端部がトラック方向に沿って逆方向にシフトするので、このことを利用してマークのトラック方向長さを検出し、記録条件（特に記録パワー）を最適化できるとしている。
【０００５】
また第 1 の従来技術と同様の目的で、特開平 1-292603 号公報（以下第 2 の従来技術）では、光磁気記録媒体を一定間隔の光パルスで周期的かつ間欠的に加熱し、同時に該加熱領域への印加磁界を高速に反転させている。すなわち光パルスによる 1 発の加熱毎に略円形の加熱領域の磁化方向が決定できるので、この動作をトラック方向に沿って加熱位置をずらしながら繰り返し行うことにより、光パルスによる 1 発の加熱毎に実質的に三日月型領域の磁化方向が決定できる。本従来技術ではトラック方向のマーク長さとトラック直交方向のマーク幅を独立に制御でき、光スポット径に比して極めて短いマークをマーク幅に関係なく安定に形成できるとしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前記第1の従来技術では、光スポットによる加熱手順によってのみマーク形状が決定されるいわゆる「光変調記録方式」の特徴を利用している。すなわち記録パワーを変化させながら記録を行った場合にマークの先端部と後端部が逆方向にシフトする現象は光変調記録方式に特有のものであり、記録パワーを変化させて記録を行った場合でもマークの先端部と後端部がトラック方向に沿って同じ方向に同一距離だけシフトする「磁界変調記録方式」あるいは「光パルス磁界変調記録方式」には適用することができない。また本従来技術では実質的に、記録パワーの変化にともなうマークの先端部および後端部のシフトのみを検出しており、マーク幅を直接検出していないので、高精度なマーク幅の管理すなわち高精度な記録パワーの決定が困難であった。このため微小マークによる狭いトラック間隔での記録再生が行えず、記録面密度の改善の点で不利であった。
【０００７】
また前記第2の従来技術では、光スポット径に比べて極めて短いマークを形成でき、同時にマーク幅と最短マーク長を独立に変化させることも可能であったが、その効果は光磁気記録媒体に対してのみ有効である。また前述の通り記録パワーを変化させて記録を行った場合でもマークの先端部と後端部がトラック方向に沿って同じ方向に同一距離だけシフトするため、前記第1の従来技術に開示されているような従来の試し書き方式が適用できない。このためマーク幅の制御が十分に行えず、トラック間隔を縮小することが困難であった。
【０００８】
したがって以上の理由から、前記各従来技術では微小マークを十分な精度で形成することができず、結果として記録面密度を改善することができなかった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決する目的で、記録媒体にエネルギーを注入して未記録部とは物理的性質の異なるマークを形成することによって情報を記録する情報記録装置において、記録用のエネルギーの発生手段と、前記記録媒体上の所望の位置に該記録エネルギー発生手段の出力を注入する位置制御手段と、前記エネルギー発生手段を駆動する手段と、該駆動手段にユーザ・データに基づく情報とテスト用情報とを切り換えて入力する切り換え手段と、前記記録媒体上のマークを読み取る読み取り手段と、該読み取り手段によって得られた再生信号を評価する手段と、該評価手段の評価結果に基づいて記録条件を制御する記録条件制御手段とを備え、前記テスト用情報を記録したマークを再生する場合に前記位置制御手段の制御動作を前記テスト用情報の記録時と変更する。
【００１０】
以上の構成によりマーク幅を直接検出し、記録条件の最適化を行うことが可能となる。この記録条件最適化動作により記録媒体の記録膜厚変動や環境温度変動による記録媒体の記録感度変動に起因して発生するマーク形状の変動を極力低減でき、同時に記録を行なう装置の動作特性の変動を低減できる。このため微小マークを極めて高精度に形成することが可能となり、結果として記録面密度の改善が達成できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の例を説明する。以下の説明では光変調記録方式による光磁気ディスク装置を想定して説明を行うが、これは本発明の対象として記録媒体の形状や記録方式を特に限定するものではない。すなわち媒体の形状はテープ状, カード状等であってもよく、記録方式としても光変調記録方式の他に磁界変調記録方式や光パルス磁界変調記録方式であってもよい。また以下の説明は記録原理を限定する意図もなく、本発明の内容は相変化記録等に基づく情報記録装置等に対しても有効である。すなわち記録媒体にエネルギーを照射することによって記録媒体に局所的な物理的変化を引き起こし情報の記録を行う情報記録装置全般に対して本発明は適用可能である。
【００１２】
第 1 図は本発明による情報記録装置の構成例を説明する図である。装置の各ブロックは主コントローラ 103 によって制御されており、主コントローラ 103 はレーザ駆動回路 110 に対する記録パワー, 記録信号切り換え器 102 に対する入力の選択, 電磁石駆動回路 100 に対する磁界印加方向, サーボ制御回路 121 に対するサーボ条件（フォーカシング・オフセット量, フォーカシング動作のオン／オフ, トラッキング極性, トラッキング・オフセット量, トラッキング動作のオン／オフ等）に関する指示を与える。情報の記録再生時にはレーザ光 134 で光磁気記録媒体 114 上のマーク（図示せず）および凹凸ピット（図示せず）を走査する。光磁気記録媒体 114 からの反射光は対物レンズ 107, ビーム・スプリッタ 108 を経由し、光検出器 116 に導かれる。光検出器 116 は反射光の強度分布および偏光成分をそれらの強度に比例した電気信号に変換し、さらにこれらの信号は再生アンプ 117 において光スポットの位置を示すフォーカシング誤差信号, トラッキング誤差信号, 総光量信号 135 , 光磁気再生信号 138 に変換される。サーボ誤差信号（フォーカシング誤差信号, トラッキング誤差信号） 137 はサーボ制御回路 121 に与えられ、記録再生用の光スポットが光磁気記録媒体 114 上の所望の位置を適当なサイズで走査できるように、対物レンズ 107 の位置がアクチュエータ 115 によって制御される。通常の情報記録時には、ユーザ・データである記録データ 105 は光磁気記録媒体 114 上に形成されるマーク配列に対応した記録符号列 132 に符号器 104 において変換される。符号器 104 は (1, 7) 変調に従う変調規則を有するものとする。記録符号列 132 は記録信号切り換え器 102 を介してレーザ駆動回路 110 に伝達され、ここでレーザ発光波形に応じたレーザ駆動電流に変換され、記録エネルギー源であるレーザ 109を発光させる。レーザ 109 から放出されたレーザ光 134 はビーム・スプリッタ 108, 対物レンズ 107 を経由して光磁気記録媒体 114 上に集光され、記録膜（図示せず）を加熱してマークを形成する。この時レーザ光 134 の収束位置には電磁石 106 によって所定の方向の記録磁界が印加されている。通常の情報再生時にはマークを破壊しない程度に低いレベルのレーザ光 134 で光磁気記録媒体 114 上のマークを走査する。光磁気記録媒体 114 上の光スポット走査位置におけるマークの有無に対応した光磁気再生信号 138 は波形等化器 118 によって波形等化処理を受け、さらに 2 値化器 119 において再生符号列 140 に変換される。またこれと同時に PLL 112 は総光量信号 135 および光磁気再生信号 138からクロック信号 136 を生成し、このクロック信号 136 は 2 値化器 119 において光磁気再生信号 138 から再生符号列 140 を復元するときの基準タイミングとして用いられる。最後に復号器 120 はこの再生符号列 140 を参照し、符号器 104 の逆変換を施して再生データ 113 を復元し、外部に出力する。情報の消去時にはレーザ 109 が直流的に発光して光磁気記録媒体 114 をその記録温度以上に連続的に加熱するとともに、情報の記録時とは逆向きの消去磁界が電磁石 106 により発生され、レーザ光 134 の収束位置に印加される。試し書き記録時には通常の情報記録時と同じ向きの磁界が光磁気記録媒体 114 に印加され、アクチュエータ 115 によって光スポット位置が光磁気記録媒体 114 上に設けられた所定の試し書き領域（図示せず）に移動される。次に通常の情報記録時とは異なり、記録符号列 132 の代わりに試し書き符号列発生器 101 の発生した試し書き符号列 131 がレーザ駆動回路 110 に与えられ、主コントローラ 103 の指示に従って記録条件（記録パワー, 記録時のフォーカシング・オフセット量, 記録時のトラッキング・オフセット量）を変化させながら試し書き符号列 131 が記録される。記録された試し書き符号列 131 は通常の情報再生時と同様に再生される。試し書き符号列 131 からの再生信号である光磁気再生信号 138 は再生信号評価回路 111 によって評価され、その評価結果 133 は主コントローラ 103 に入力される。再生信号評価回路 111 には PLL 112 または主コントローラ 103 から評価に必要なタイミングを示す基準タイミング信号 141, 142 が必要に応じて供給されている。主コントローラ 103 は記録条件と光磁気再生信号 136 の評価結果 133 を対比し、最適な記録条件を決定してその結果に基づいて装置各部の制御を行う。
【００１３】
第 2 図は本発明による情報記録装置の記録条件最適化手順の例を説明する図である。まず装置の電源等を投入することで装置が初期化されると、記録媒体が装置にセットされているか否かを判断し、記録媒体がなければそのまま待機状態とする。記録媒体がセットされていたならば、引き続き記録条件最適化動作を継続する。この記録条件最適化動作は装置初期化時の他、記録媒体が交換された場合, 記録再生でエラーが発生した場合または前回の記録条件最適化動作終了後所定の時間が経過した場合にも起動される。まず光スポットが所定の試し書き領域に移動され、該領域が消去された後に、まだ試されていない記録条件が装置各部に対して設定される。次に消去された試し書き領域に試し書き符号列が記録され、直後にサーボ条件（フォーカシング・オフセット量, トラッキング・オフセット量またはトラッキング極性またはトラッキング動作のオン／オフ）を変更することなくその試し書き符号列が再生され、再生信号評価回路によってその振幅が測定される。この時の再生信号振幅を V1 とする。その後サーボ条件を変更し、再度試し書き領域を再生する。この時の再生信号振幅を V2 とする。主コントローラは V1, V2 の関係（例えば V1, V2 の比の値）が許容範囲内であれば記録マーク幅が許容範囲内であるとして記録条件最適化動作を正常終了し、装置本来の記録／再生動作に復帰する。V1, V2 の関係が許容範囲に収まらない場合には、試みるべき記録条件を探し、まだ残っている場合には記録条件を変更して試し書き領域の消去に戻って一連の処理を繰り返す。試みるべき記録条件が残っていない場合には記録媒体または装置の異常として記録条件最適化動作を異常終了し、外部にその旨を通知する。
【００１４】
第 3 図は第 1 図で説明した装置による試し書き領域の記録再生例を説明する第 1 の図である。記録媒体であるディスク上にはサンプル・サーボ方式によってトラッキング・サーボ信号を生成するためのウォブル・ピット 303 および記録再生用のタイミングを生成するためのクロック・ピット 300 が一定の角度周期で形成されている。まず試し書き記録時には、隣接するトラック n-1, n, n+1が消去され、ついで隣接トラック間でマークの位相を合わせた状態（隣接トラック間でマークの隣はマーク、マーク間の隣はマーク間となる状態）で適当な周期の試し書きマーク 302 が形成される。記録再生間およびトラック間でのタイミングの誤差、およびマーク幅検出時にマーク先端部および後端部の影響を回避してマーク幅を精密に測定する必要を考慮すると、各トラックにおける試し書きマーク 302 および試し書きマーク 302 のトラック方向の間隔（スペース）の長さは光スポット径以上であり、できるだけ長いことが望ましい。また、特に光変調記録方式による場合には、マーク先端部の幅は記録エネルギーの蓄積が収束していないために、マーク後端部で収束していく幅と異なる可能性がある。この観点からもマーク幅を精密に測定するためには可能な限り長いマークであることが望ましい。しかし記録再生チャネルの周波数特性等を考慮すると、各トラックにおける試し書きマーク 302 およびスペースとして実際のユーザ・データの記録再生に用いられない長さのマークおよびスペースを用いることは好ましくない。したがって以上を総合すると、トラック n-1, n+1 における試し書きマーク 302およびスペースとしては、符号器 104 の変換規則の範囲内で出現可能性のある最長のマークおよびスペースを用いることが最も望ましい。例えば符号器 104 の変換規則が (1, 7) 変調であり、変換後の情報をマーク・エッジ記録（NRZI 変調）する場合には、実際のユーザ・データの記録再生に用いられるマークおよびスペースの長さは 2 から 8 チャネル・ビット長の範囲となる。したがってこの場合には各トラックにおける試し書きマーク 302 およびスペースは 8 チャネル・ビット長であることが最も望ましい。試し書き記録時に光スポットは、オントラック光スポット 301 で示す通り、各トラック中央を走査するように（オントラック）制御される。図中の各矢印は光スポットの走査方向および中心位置を示している。次に試し書き評価時には光スポットがトラック中央を走査するように試し書き記録時と同一のサーボ条件で再生を行った後、サーボ条件を変更する。すなわち逆トラック光スポット 304 で示す通り、逆極性のトラッキング制御を行いトラック間を再生する（逆トラック）。ただしここでは逆トラック再生の場合を示しているが、これは例えば記録時と同一極性でトラッキング・オフセットを印加するようなサーボ条件でも良い。
【００１５】
第 4 図は第 3 図に対応した再生信号評価回路の構成例を説明する図であり、第 5 図は第 4 図の再生信号評価回路の動作を説明する図である。回路全体は、クロック・ピット 300 を基準として PLL 112 により生成されたクロック信号 500 を参照し、動作の基準タイミングとしている。試し書きマーク 302 の中央位置および試し書きマーク間の中央位置を示すピーク・タイミング信号 401 およびボトム・タイミング信号 402 はクロック信号 500 から生成されており、PLL 112 から供給されている。まず光磁気再生信号等の再生信号 400 は D/A 変換器 410 に入力されディジタル化される。D/A 変換器 410 の出力はピーク累算器 411 およびボトム累算器 412 に入力され、それぞれピーク・タイミング信号 401およびボトム・タイミング信号 402 に従ってレベルが累算される。これらの累算処理は再生信号 400 に含まれる雑音の影響を低減し、記録条件最適化動作をより高精度に行うためであるが、再生信号 400 の信号対雑音比が十分高い場合には省略可能である。次にピーク累算器 411 およびボトム累算器 412 の出力はオントラック用減算器 414 および逆トラック用累算器 413 に入力され、それぞれオントラック再生時の再生信号振幅 Von と逆トラック再生時の再生信号振幅 Vre に変換される。最後に Von と Vre は除算器 415 に与えられ Vre/Von の演算後、演算結果は試し書きの評価結果 403 として主コントローラに伝達される。
【００１６】
第 6 図は第 3 図から第 5 図を用いて説明した記録条件最適化方法における再生信号評価方法を説明する図である。記録条件最適化動作によって記録パワーを最適化するためには、以下の手順に従う。すなわち試し書き領域を用いて記録パワーを変化させながらオントラック再生および逆トラック再生によって試し書きマークからの再生信号振幅を検出する。オントラック再生時の再生信号振幅 Von は記録が始まるパワーから増加を始め、マーク幅の拡大につれて増加を続ける。しかしマーク幅が光スポット径と同程度になると記録パワーを増大させても振幅はほとんど変化しない。これらは Von がマーク幅を反映しているからである。一方、逆トラック再生時の再生信号振幅 Vre は記録開始パワーから徐々に増加を始めマーク幅の拡大につれて増加を続けるが、隣接するトラック同士のマークが接触すると Von と同じ飽和値を取って飽和する。これは Vre が隣接トラック間のマーク間隔を反映しているからである。そこで Vre と Von の比が所定の値を取るような記録パワーで記録を行えば、一定幅のマークを極めて高精度に形成することが可能となる。したがって光ディスクのトラック間隔を縮小することが可能となり、情報記録装置の記憶容量および信頼性を改善することができる。
【００１７】
第 7 図は第 1 図で説明した装置による試し書き領域の記録再生方法の例を説明する第 2 の図である。記録媒体であるディスク上にはトラックを区切り、同時に連続サーボ方式によってトラッキング・サーボ信号を生成するためのグルーブ 705 がディスク半径方向に一定の間隔で形成されており、さらに各トラックにはアドレス情報を保持するアドレス・ピット 700 が所定の間隔で形成され、書き換え最小単位のセクタ 707 に区切られている。記録時にはアドレス・ピット 700 直後に記録再生タイミングの基準となる VFO マーク 701 が形成され、その後にユーザ・データまたは試し書きマーク 706 が形成される。まず試し書き記録時には、隣接するトラック n-1, n, n+1 が消去され、ついでトラック n-1, n+1 には適当な周期の試し書きマーク 706 が、トラック n にはトラック n-1, n+1 に比べて十分に長い試し書きマーク 706 が形成される。記録再生間でのタイミングの誤差、およびマーク幅検出時にマーク先端部および後端部の影響を回避してマーク幅を精密に測定する必要を考慮すると、トラック n-1, n+1 における試し書きマーク 706 およびスペースの長さは光スポット径以上であり、できるだけ長いことが望ましい。また、特に光変調記録方式による場合には、マーク先端部の幅は記録エネルギーの蓄積が収束していないために、マーク後端部で収束していく幅と異なる可能性がある。この観点からもマーク幅を精密に測定するためには可能な限り長いマークであることが望ましい。しかし記録再生チャネルの周波数特性や記録再生タイミング信号を生成する PLL の追従特性等を考慮すると、トラック n-1, n+1 における試し書きマーク 706 およびスペースとして実際のユーザ・データの記録再生に用いられない長さのマークおよびスペースを用いることは好ましくない。したがって以上を総合すると、トラック n-1, n+1 における試し書きマーク 706 およびスペースとしては、符号器 104 の変換規則の範囲内で出現可能性のある最長のマークおよびスペースを用いることが最も望ましい。例えば符号器 104 の変換規則が (1, 7) 変調であり、変換後の情報をマーク・エッジ記録（NRZI 変調）する場合には、実際のユーザ・データの記録再生に用いられるマークおよびスペースの長さは 2 から 8 チャネル・ビット長の範囲となる。したがってこの場合にはトラック n-1, n+1 における試し書きマーク 706 およびスペースは 8 チャネル・ビット長であることが最も望ましい。一方トラック n にトラック n-1, n+1 に比べて長いマークを記録するのは、連続サーボ方式ではトラック間での記録再生タイミングを高精度に一致させることが難しく、隣接トラック間でマークの位相を合わせることが困難であるためである。トラック n+1, n-1 における試し書きマーク 706 が符号器 104 の変換規則の範囲内で最長のマークである場合、トラック n の試し書きマークは必然的に符号器 104 の変換規則から外れることとなる。しかしマーク幅の測定対象はトラック n-1 または n+1 に形成された試し書きマーク 706 であり、トラック n に形成される試し書きマーク 706 は測定（再生）対象ではないので、符号器 104 の変換規則に反しても（ラン・レングス規則を超えても）問題とはならない。これは記録条件最適化動作に際しては問題とはならず、むしろセクタ 707 全体にわたるような可能な限り長いマークであってもよい。試し書き記録時に光スポットは、オントラック光スポット 702 で示す通り、各トラック中央を走査するように（オントラック）制御される。図中の各矢印は光スポットの走査方向および中心位置を示している。次に試し書き評価時には光スポットがトラック n+1または n-1 の中央を走査するように試し書き記録時と同一のサーボ条件で再生を行った後、サーボ条件を変更する。すなわちデトラック光スポット 704 で示す通り、トラック n+1 の中央を基準に図中下向きにトラッキング・オフセットを印加して走査する（デトラック）。ただしここではデトラック再生の場合を示しているが、これは例えば試し書き記録時とは逆極性のサーボ条件でも良い。
【００１８】
第 8 図は第 7 図に対応した再生信号評価回路の構成例を説明する図であり、第 9 図は第 8 図の再生信号評価回路の動作を説明する図である。まず光磁気再生信号等の再生信号 800 はピーク検出回路 811 およびボトム検出回路 810 に入力され、再生信号 800 のピーク・エンベロープ信号 Vp およびボトム・エンベロープ信号 Vb に変換される。Vp, Vb は減算器 812 に入力され再生信号振幅 Vp-Vb としてオントラック用 S-H （サンプル・ホールド）回路 814 およびデトラック用 S-H 回路 813 に入力される。オントラック用 S-H 回路 814 およびデトラック用 S-H 回路 813 ではそれぞれオントラック時の再生信号およびデトラック時の再生信号から得られた Vp-Vb を、それぞれオントラック・タイミング信号 802, デトラック・タイミング信号 801 を参照して保持し、オントラック時の再生信号振幅 Von とデトラック時の再生信号振幅 Vde として出力する。ここでオントラック・タイミング信号 802 とはオントラック再生を行っていることを、デトラック・タイミング信号 801 はデトラック再生を行っていることを意味するの基準タイミング信号であり、主コントローラ 103 から供給されている。さらに Vde は利得可変増幅器 815 で所定の倍率 G だけ増幅後、Von とともに減算器 816 に与えられる。減算器 816 では Von-G・Vde が演算され、演算結果が試し書きの評価結果 803 として主コントローラに伝達される。ここで図 6 と同様に Vde と Von の比が所定の値 G を取るような記録パワー、すなわち Von-G・Vde が零となるような記録パワーで記録を行えば、一定幅のマークを極めて高精度に形成することが可能となる。したがって光ディスクのトラック間隔を縮小することが可能となり、情報記録装置の記憶容量および信頼性を改善することができる。
【００１９】
第 10 図は第 1 図で説明した装置による試し書き領域の記録再生方法の例を説明する第 3 の図である。記録媒体であるディスク上にはトラックを区切り、同時に連続サーボ方式によってトラッキング・サーボ信号を生成するためのグルーブ 1004 がディスク半径方向に一定の間隔で形成されており、さらに各トラックにはアドレス情報を保持するアドレス・ピット 1000 が所定の間隔で形成され、書き換え最小単位のセクタ 1006 に区切られている。記録時にはアドレス・ピット 1000 直後に記録再生タイミングの基準となる VFO マーク 1001 が形成され、その後にユーザ・データまたは試し書きマーク 1005 が形成される。まず試し書き記録時には、隣接するトラック n-1, n, n+1 が消去され、ついで各トラックにセクタ 1006 全体にわたる長い試し書きマーク 1005 が形成される。各トラックに形成される試し書きマーク 1005 は符号器 104 の変換規則に反しても（ラン・レングス規則を超えても）良い。これは記録条件最適化動作に際しては問題とはならず、むしろセクタ 1006 全体にわたるような可能な限り長いマークであることが望ましい。試し書き記録時に光スポットは、オントラック光スポット 1003 で示す通り、各トラック中央を走査するように（オントラック）制御される。図中の各矢印は光スポットの走査方向および中心位置を示している。次に試し書き評価時には光スポットがトラック中央を走査するように試し書き記録時と同一のサーボ条件で再生を行った後、光スポットがトラック間を横切って走査するようにトラッキング制御を停止して（オフトラック）再生を行う。ここではオフトラック再生の場合を示しているが、これは例えば光スポットがトラック方向の走査（主走査）に加えて、トラックをまたいでトラックと直交する方向に往復運動するような加振制御を行っても良い。
【００２０】
第 11 図は第 10 図に対応した再生信号評価回路の構成例を説明する図であり、第 12 図は第 11 図の再生信号評価回路の動作を説明する図である。まず光磁気再生信号等の再生信号 1100 はロー・パス・フィルタ 1110 で高周波成分を除去された後、D/A 変換器 1111 に入力されディジタル化される。D/A 変換器 1111 の出力は飽和レベル・ラッチ 1112, 初期化レベル・ラッチ 1113 および試し書きレベル・ラッチ 1114 に入力さる。飽和レベル・ラッチ 1112 は試し書きマーク 1005 をオントラック再生した場合の再生信号平均レベル Vs を、初期化レベル・ラッチ 1113 は初期化された試し書き領域をオントラック再生した場合の再生信号平均レベル Vi を保持する。試し書きレベル・ラッチ 1114 は光スポットがトラック間を横切って走査するように再生を行った場合の再生信号平均レベル Vt を保持する。各レベル・ラッチ 1112, 1113, 1114 の出力 Vs, Vi, Vt は減算器 1115, 1116 に入力され各々の減算器で Vs-Vi, Vt-Vi が演算される。次にこれらの演算結果は除算器 1117 に与えられ、最終的に (Vt-Vi)/(Vs-Vi) が演算され、演算結果が試し書きの評価結果 1101 として主コントローラに伝達される。
【００２１】
第 13 図は第 10 図から第 12 図を用いて説明した記録条件最適化方法における再生信号評価方法を説明する図である。記録条件最適化動作によって記録パワーを最適化するためには、以下の手順に従う。すなわち試し書き領域を用いて記録パワーを変化させながらオントラック再生およびオフトラック再生によって試し書きマークからの再生信号平均レベル Vs, Vi, Vt を検出する。オントラック再生時の信号振幅に相当する Vs-Vi は記録が始まるパワーから増加を始め、マーク幅の拡大につれて増加を続ける。しかしマーク幅が光スポット径と同程度になると記録パワーを増大させても振幅はほとんど変化しない。これらは Vs-Vi がマーク幅を反映しているからである。一方オフトラック再生時の平均レベル Vt は記録開始パワーから Vi を初期値として徐々に増加を始め、マーク幅の拡大につれて増加を続けるが、隣接するトラック同士のマークが接触すると Vs と同じ値で飽和する。これは Vt-Vi が隣接トラック間のマーク間隔を反映しているからである。そこで Vt-Vi と Vs-Vi の比が所定の値を取るような記録パワーで記録を行えば、一定幅のマークを極めて高精度に形成することが可能となる。したがってしたがって光ディスクのトラック間隔を縮小することが可能となり、情報記録装置の記憶容量および信頼性を改善することができる。
【００２２】
第 14 図は第 1 図で説明した装置による試し書き領域の記録再生方法の例を説明する第 4 の図である。記録媒体であるディスク上にはトラックを区切り、同時に連続サーボ方式によってトラッキング・サーボ信号を生成するためのグルーブ 1405 がディスク半径方向に一定の間隔で形成されており、さらに各トラックにはアドレス情報を保持するアドレス・ピット 1400 が所定の間隔で形成され、書き換え最小単位のセクタ 1407 に区切られている。記録時にはアドレス・ピット 1400 直後に記録再生タイミングの基準となる VFO マーク 1401 が形成され、その後にユーザ・データまたは試し書きマーク 1406 が形成される。まず試し書き記録時には、隣接するトラック n-1, n, n+1 が消去され、ついでトラック n-1, n+1 には適当な周期の試し書きマーク 1406 が形成される。記録再生間でのタイミングの誤差、およびマーク幅検出時にマーク先端部および後端部の影響を回避してマーク幅を精密に測定する必要を考慮すると、トラック n-1, n+1 における試し書きマーク 1406 およびスペースの長さは光スポット径以上であり、できるだけ長いことが望ましい。また、特に光変調記録方式による場合には、マーク先端部の幅は記録エネルギーの蓄積が収束していないために、マーク後端部で収束していく幅と異なる可能性がある。この観点からもマーク幅を精密に測定するためには可能な限り長いマークであることが望ましい。しかし記録再生チャネルの周波数特性や記録再生タイミング信号を生成する PLL の追従特性等を考慮すると、トラック n-1, n+1 における試し書きマーク 1406 およびスペースとして実際のユーザ・データの記録再生に用いられない長さのマークおよびスペースを用いることは好ましくない。したがって以上を総合すると、トラック n-1, n+1 における試し書きマーク 1406 およびスペースとしては、符号器 104 の変換規則の範囲内で出現可能性のある最長のマークおよびスペースを用いることが最も望ましい。例えば符号器 104 の変換規則が (1, 7) 変調であり、変換後の情報をマーク・エッジ記録（NRZI 変調）する場合には、実際のユーザ・データの記録再生に用いられるマークおよびスペースの長さは 2 から 8 チャネル・ビット長の範囲となる。したがってこの場合にはトラック n-1, n+1 における試し書きマーク 1406 およびスペースは 8 チャネル・ビット長であることが最も望ましい。試し書き記録時に光スポットは、マーク記録トラック光スポット 1402 で示す通り、各トラック中央を走査するように制御される。図中の各矢印は光スポットの走査方向および中心位置を示している。次に試し書き評価時には光スポットがトラック n-1 または n+1 の中央を走査するように試し書き記録時と同一のサーボ条件で再生を行った後、サーボ条件を変更する。すなわちマーク隣接トラック光スポット 1404 で示す通り、トラック n の中央を走査する。
【００２３】
第 15 図は第 14 図に対応した再生信号評価回路の構成例を説明する図であり、第 16 図は第 15 図の再生信号評価回路の動作を説明する図である。まず光磁気再生信号等の再生信号 1500 はピーク検出回路 1511 およびボトム検出回路 1510 に入力され、再生信号 1500 のピーク・エンベロープ信号 Vp およびボトム・エンベロープ信号 Vb に変換される。Vp, Vb は減算器 1512 に入力され再生信号振幅 Vp-Vb としてマーク記録トラック用 S-H 回路 1514 およびマーク隣接トラック用 S-H 回路 1513 に入力される。マーク記録トラック用 S-H 回路 1514 およびマーク隣接トラック用 S-H 回路 1513 ではそれぞれ試し書きマーク 1406 を記録したトラックを再生した時の再生信号および試し書きマーク 1406 に隣接したトラックを再生した時の再生信号から得られた Vp-Vb を、それぞれのマーク記録トラック・タイミング信号 1502, マーク隣接トラック・タイミング信号 1501 を参照して保持し、試し書きマーク 1406 記録トラック再生時の再生信号振幅 Von と試し書きマーク 1406 隣接トラック再生時の再生信号振幅 Vne として出力する。ここでマーク記録トラック・タイミング信号 1502 とは試し書きマーク 1406 の記録されたトラック上を再生していることを、マーク隣接トラック・タイミング信号 1501 は試し書きマーク 1406 の記録されたトラックの隣接トラック上を再生していることを意味する基準タイミング信号であり、主コントローラ 103 から供給されている。さらに Von は可変減衰器 1516 で所定の減衰率 G で減衰後、Vne とともに減算器 1515 に与えられる。減算器 1515 では Von/G-Vne が演算され、演算結果が試し書きの評価結果 1503 として主コントローラに伝達される。ここで図 6 と同様に Von と Vne の比が所定の値 G を取るような記録パワー、すなわち Von/G-Vne が零となるような記録パワーで記録を行えば、一定幅のマークを極めて高精度に形成することが可能となる。したがって光ディスクのトラック間隔を縮小することが可能となり、情報記録装置の記憶容量および信頼性を改善することができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、記録媒体にエネルギーを照射することによって記録媒体に局所的な物理的変化を引き起こし情報の記録を行う情報記録装置情報記録装置において、情報を担うマークを所望の形状に過不足なく形成することが可能となる。これによりクロストークの増大およびクロスイレーズに備えてトラック幅に余裕を確保することが不要となり、トラック間隔を縮小することが可能となり、結果として記録面密度を向上できる。同時に記録再生動作の高信頼化が図られ、情報記録装置および記録媒体の小型化が可能となるので、コストの点で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による情報記録装置の構成例を説明する図。
【図２】本発明による情報記録装置の記録条件最適化手順の例を説明する図。
【図３】図1の装置による試し書き領域の記録再生方法の１例を説明する図。
【図４】図3に対応した再生信号評価回路の構成例を説明する図。
【図５】図4の再生信号評価回路の動作説明図。
【図６】図3から図5で説明した記録条件最適化方法における再生信号評価方法を説明する図。
【図７】図1の装置による試し書き領域の記録再生方法の一例を説明する図。
【図８】図7に対応した再生信号評価回路の構成例を説明する図。
【図９】図8の再生信号評価回路の動作説明図。
【図１０】図1の装置による試し書き領域の記録再生方法の一例を説明する図。
【図１１】図10に対応した再生信号評価回路の構成例を説明する図。
【図１２】図11の再生信号評価回路の動作説明図。
【図１３】図10から図12で説明した記録条件最適化方法における再生信号評価方法を説明する図。
【図１４】図1の装置による試し書き領域の記録再生方法の一例を説明する図。
【図１５】図14に対応した再生信号評価回路の構成例を説明する図。
【図１６】図15の再生信号評価回路の動作説明図。
【符号の説明】
101 … 試し書き符号列発生器
102 … 記録信号切り換え器
103 … 主コントローラ
109 … レーザ
110 … レーザ駆動回路
111 … 再生信号評価回路
121 … サーボ制御回路
131 … 試し書き符号列
137 … サーボ誤差信号
139 … サーボオフセット信号
141, 142 … 基準タイミング信号
301, 702, 1003 … オントラック光スポット
302, 706, 1005, 1406 … 試し書きマーク
304 … 逆トラック光スポット
400, 800, 1100, 1500 … 再生信号
403, 803, 1101, 1503 … 評価結果
704 … デトラック光スポット
1002 … オフトラック光スポット
1402 … マーク記録トラック光スポット
1404 … マーク隣接トラック光スポット。

Claims (10)

1. 記録媒体にエネルギーを注入して未記録部とは物理的性質の異なるマークを形成することによって情報を記録する情報記録装置において、
   記録用のエネルギーの発生手段と、
   前記記録媒体に対する該記録エネルギー発生手段出力の注入位置を制御する位置制御手段と、
   前記エネルギー発生手段を駆動する手段と、
   該駆動手段にユーザ・データに基づく情報とテスト用情報とを切り換えて入力する切り換え手段と、
   前記記録媒体上のマークを読み取る読み取り手段と、
   該読み取り手段によって得られた再生信号を評価する手段と、
   該評価手段の評価結果に基づいて記録条件を制御する記録条件制御手段とを備え、
   前記テスト用情報を記録したマークを再生する場合に、前記位置制御手段の制御動作を第１回目の再生時には前記テスト用情報の記録時とは変更しなく、第２回目の再生時には前記テスト用情報の記録時とは変更するものであって、前記第１回目の再生の信号振幅と前記第２回目の再生の信号振幅の値に基づいて記録条件を制御することを特徴とする情報記録装置。
2. 前記位置制御手段の制御動作の変更内容が前記位置制御手段のトラッキング・オフセット量、トラッキング極性、トラッキング動作の停止又は開始のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の情報記録装置。
3. 前記位置制御手段の制御動作の変更内容が前記位置制御手段の目標トラックであることを特徴とする請求項１に記載の情報記録装置。
4. 前記テスト用情報を前記駆動手段に入力して記録を行う場合に、隣接するトラック間で同相のマーク配列を記録することを特徴とする請求項１記載の情報記録装置。
5. 該読み取り手段を前記記録媒体上での主走査方向と直交する方向に加振する手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載の情報記録装置。
6. 前記テスト用情報を前記駆動手段に入力して記録を行う場合に、前記変換手段の変換規則に合致しないテスト用情報を用いることを特徴とする請求項１記載の情報記録装置。
7. 前記テスト用情報を、前記駆動する手段に入力して記録を行う場合に、複数のトラックに複数の異なるテスト用情報を記録することを特徴とする請求項１記載の情報記録装置。
8. 前記テスト用情報として、前記変換手段のラン・レングス規則よりも長いランを含むテスト用情報を用いることを特徴とする請求項６に記載の情報記録装置。
9. 記録媒体にエネルギーを注入して未記録部とは物理的性質の異なるマークを形成することによって情報を記録する情報記録方法において、
   記録用エネルギー照射を発生させる手段を前記記録媒体の所定の領域に位置制御する工程と、
   前記記録エネルギーを照射してテスト用情報を記録する工程と、
   前記テスト用情報を、記録時と前記位置制御を変更せずに再生する第１の再生工程と、
   前記テスト用情報を、記録時と前記位置制御を変更して再生する第２の再生工程と、
   前記第１の再生工程の信号振幅と前記第２の再生工程の信号振幅の値に基づいて記録条件を制御する工程を有することを特徴とする情報記録方法。
10. 前記第１の再生工程と前記第２の再生工程とでは、トラッキング・オフセット量、トラッキング極性、トラッキング動作の停止又は開始のいずれかが変更されていることを特徴とする請求項９に記載の情報記録方法。

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