JP4074257B2 - 多層相変化記録媒体及び記録再生方法 - Google Patents

Description

本発明は、８値（およそ３ビット）を超える多値記録が可能である記録再生方法及び該記録再生方法に用いる多層相変化記録媒体に関する。

従来より、相変化記録媒体の記録密度を上げる方法の一つとして多値記録方式が種々提案されている。例えば、マークの大きさを多値情報に応じて変える方法（特許文献１参照）、基板の凹凸と相変化マークの相互作用により多値情報を記録する方法（特許文献２参照）、一旦記録した相変化マークの一部分を第２のレーザービームで消去することで、多値情報を記録する方法（特許文献３参照）、相変化記録膜を多層構造として多値情報を記録する方法（特許文献４及び特許文献５参照）、及び相変化記録マークの後、エッジ位置を記録情報に応じてレーザービームの進行方向にシフトさせる多値記録方法（特許文献６参照）、などが提案されている。

しかしながら、前記従来の多値記録方法は、和信号としての反射光量の変化を検出し、記録媒体に記録した多値情報を判定するものであり、多値数でダイナミックレンジ（最大信号と最小信号とのレベル差）を分割し、結晶相とアモルファス相との間の変化で情報を記録する相変化記録においては、前記ダイナミックレンジの拡大には限界があり、このため記録再生できる多値数が制限されてしまい、８値程度が限界であり、更なる高記録密度化を図るための手段の開発が強く望まれているのが現状である。

特開２００１−８４５９１号公報 特開平０７−２１０８７０号公報 特開平０８−１４７６９５号公報 特開平０９−００７２２４号公報 特開平１０−２４１２０５号公報 特開２００２−０２５０６５号公報

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、記録できる多値数を大幅に増やして高密度化を図ることができる記録再生方法及び該記録再生方法に用いる多層相変化記録媒体記録媒体を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ レーザービーム入射側から少なくとも上部誘電体層、上部記録層、層間誘電体層、下部記録層、下部誘電体層、金属層、及び基板をこの順に有する多層相変化記録媒体に対する記録再生方法であって、
記録時には多値情報に応じてマーク長を変えると共に記録する記録層を変えて記録し、
再生時には少なくとも２層の記録層を同時に再生し、かつ再生時には、和信号の強度変化と、タンジェンシャルプッシュプル信号の強度変化とを検出することによって多値情報を判定することを特徴とする記録再生方法である。
ここで、前記和信号は、レーザービームの進行方向に対して、受光部を前後対称に２分割した状態で、該前後の分割領域で検出された信号を足した信号を示し、前記タンジェンシャルプッシュプル信号は、前記前後の分割領域で検出された信号強度の差による信号を示す。
該＜１＞に記載の記録再生方法においては、少なくとも２層の記録層を有し、記録できる多値数を層数分増やすことができるので、８値を超える高密度化が図れる。
また、再生時には、和信号の強度変化と、タンジェンシャルプッシュプル信号の強度変化とを検出することによって上部記録層及び下部記録層からの信号を精度よく分離することができる。

＜２＞ 多層相変化記録媒体が、レーザービーム入射側から少なくとも上部誘電体層、上部記録層、層間誘電体層、下部記録層、下部誘電体層、金属層、及び基板をこの順に有し、記録時には多値情報に応じてマーク長を変えると共に記録する上部記録層及び下部記録層を変えて記録し、再生時には上部記録層及び下部記録層を同時に再生する前記＜１＞に記載の記録再生方法である。
該＜２＞に記載の記録再生方法においては、レーザービーム入射側から少なくとも上部記録層及び下部記録層をこの順に有する多層相変化記録媒体を用いて、８値を超える高密度記録を効率良く行うことができる。
＜３＞ 層間誘電体層の厚みが、上部記録層及び下部記録層の２層の記録層を同時に再生できるように設定される前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の記録再生方法である。

＜４＞ 一つのマークを記録するレーザーパワーがＰ１＜Ｐ２の関係にある２水準で変える２水準変調パターンと、レーザーパワーがＰ０＜Ｐ３＜Ｐ４の関係にある３水準で変える３水準変調パターンをそれぞれ設定し、前記２水準変調パターンではレーザーパワーレベルをＰ２に保持する時間をパルス幅Ｔ２とし、前記３水準変調パターンではレーザーパワーレベルをＰ０に保持する時間をパルス幅Ｔ０とし、多値情報に対応させて２水準変調パターン及び３水準変調パターンとパルス幅Ｔ２及びＴ０を変化させる前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の記録再生方法である。
＜５＞ 各変調パターンにおける最高パワーレベルＰ２及びＰ４が、Ｐ２＜Ｐ４の関係を満たす前記＜４＞に記載の記録再生方法である。
＜６＞ 最高パワーレベルがＰ２である場合には、上部記録層のみにマークを記録し、最高パワーレベルがＰ４である場合には、上部記録層及び下部記録層にマークを記録する前記＜５＞に記載の記録再生方法である。

＜７＞ タンジェンシャルプッシュプル信号の強度変化が、上部記録層のみにマークを記録する場合にはＬｏレベルを出力し、上部記録層及び下部記録層にマークを記録する場合にはＨｉレベルを出力する前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の記録再生方法である。

本発明によると、従来における諸問題を解決でき、記録できる多値数を１６値（およそ４ビット）及びそれ以上の大幅に増やして高密度化を図ることができる記録再生方法及び該記録再生方法に用いる多層相変化記録媒体記録媒体を提供できる。

（記録再生方法及び多層相変化記録媒体）
本発明の記録再生方法は、少なくとも２層の記録層を有する多層相変化記録媒体に対し、記録時には多値情報に応じてマーク長を変えると共に記録する記録層を変えて記録し、再生時には少なくとも２層の記録層を同時に再生する。
本発明の多層相変化記録媒体は、本発明の記録再生方法に用いられ、レーザービーム入射側から少なくとも上部誘電体層、上部記録層、層間誘電体層、下部記録層、下部誘電体層、金属層、及び基板をこの順に積層してなり、更に必要に応じてその他の層を有してなる。
以下、本発明の記録再生方法の説明を通じて、本発明の多層相変化記録媒体の詳細も明らかにする。

−記録再生方法−
本発明の記録再生方法は、少なくとも２層の記録層を有する多層相変化記録媒体に対し、記録時には多値情報に応じてマーク長を変えると共に記録する記録層を変えて記録し、再生時には少なくとも２層の記録層を同時に再生するものであるが、前記多層相変化記録媒体としては、レーザービーム入射側から少なくとも上部記録層及び下部記録層をこの順に有し、記録時には多値情報に応じてマーク長を変えると共に記録する上部記録層及び下部記録層を変えて記録し、再生時には上部記録層及び下部記録層を同時に再生することが好ましい。

図１は、本発明の記録再生方法に好適に用いられる２層相変化記録媒体の構成を示す。この２層相変化記録媒体においては、レーザービーム入射側の記録層を上部記録層１０３、奥側の層を下部記録層１０４とする。この場合、上部記録層及び下部記録層の層間距離がレーザービームの焦点距離以内であることが、上部記録層及び下部記録層を同時に再生することができる点で好ましい。

図２（２１）は、マークの記録状態を示す上方視図である。２１１は上部記録層１０３におけるマークの記録状態、２１２は下部記録層１０５におけるマークの記録状態を示す。
記録時には、多値記録情報に応じてディスクタンジェンシャル方向におけるマークの長さを変えることができる。また、多値記録情報に応じてマークを記録する上部記録層１０３と下部記録層１０５とを切り替える。下部記録層１０５にマーク２１２１を記録する際には、上部記録層１０３にもマーク２１１２を記録する。再生時には、上部記録層１０３及び下部記録層１０５の層間距離をレーザービームの焦点距離以内に設定し、上部記録層及び下部記録層を同時に再生する。

図２（２２）は、レーザーパワーレベルの変調パターンを示す。２２１に示す変調パターン及び２２２に示す変調パターンで一つのマークを記録する。
図２（２２）における２２１は、パワーレベルＰ１＜Ｐ２の関係にある２水準で変調し多値情報に応じてパルス幅を変える２水準変調パターンである。図２（２２）における２２２は、Ｐ０＜Ｐ３＜Ｐ４の関係にある３水準で変調し多値情報に応じてパルス幅を変える３水準変調パターンである。
２２１の２水準変調パターンの場合には、Ｐ２レベルに保持する時間Ｔ２を多値情報に応じて変えることでマーク長を制御する。
一方、２２２の３水準変調パターンの場合には、Ｐ４レベルに保持する時間Ｔ４を固定し、多値情報に応じてＰ０レベルに保持する時間Ｔ０を変えることでマーク長を制御する。

各変調パターンにおける最高パワーレベルＰ２及びＰ４は、常にＰ２＜Ｐ４になるように設定する。上部記録層及び下部記録層の２層の記録層を積層した場合、レーザービーム入射側に位置する上部記録層は、奥側の下部記録層よりも低いレーザーパワーレベルでマークを記録することができる。奥側の下部記録層は、上部記録層でのレーザービームの吸収があることから、マークを記録するには高いパワーが必要になる。つまり、記録層を積層することによって上部記録層と下部記録層との間で記録感度に差が生じる。従って、最高パワーレベルがＰ２である場合には、上部記録層のみにマークが記録できる。最高パワーレベルがＰ４の場合には、上部記録層及び下部記録層にマークが記録できる。

図２（２１）における２２１に示すように、低パワーレベルＰ２で記録した場合には、上部記録層１０３のみにマーク２１１１が記録される。ここで、上部記録層に記録されるマーク２１１１のディスクタンジェンシャル方向の長さは、低パワーレベルＰ２に保持する時間Ｔ２に対応した長さになる。
一方、図２（２２）における２２２に示すように、高パワーレベルＰ４で記録した場合には、上部記録層１０３にマーク２１１２が記録され、下部記録層１０５にもマーク２１２１が記録される。ここで、上部記録層１０３に記録されるマーク２１１２のディスクタンジェンシャル方向の長さは、高パワーレベルＰ４に保持する時間Ｔ４に対応した長さになる。また、下部記録層１０５に記録されるマーク２１２１の長さは、Ｐ４レベルとＰ０レベルに保持する時間Ｔ４＋Ｔ０に対応する長さになる。

図３は、再生方法を示す。図３（３１）は、記録媒体に記録されたマークを示し、タンジェンシャル方向において一定の周期でマーク長を変えて記録した状態の上方視図である。この図３（３１）では、上部記録層のマークと下部記録層のマークを重ねて記載している。
図３（３２）では、記録マークをフォトダイオードで検出した和信号の変化を示す。図３（３３）は、フォトダイオードの受光部をタンジェンシャル方向に２分割して検出するタンジェンシャルプッシュプル信号の変化を示す。図３（３４）は、タンジェンシャルプッシュプル信号から生成した記録層検出信号を示す。図中ａ〜ｄはマークと信号の対応するタイミングを示している。

図３（３１）における２１１１は、レーザーパワー変調パターン２１１で記録した上部記録層１０３のマークを示す。図３（３１）における２１１２は、レーザーパワー変調パターン２２２で記録した上部記録層１０３のマークを示す。図３（３１）における２１２１は、レーザーパワー変調パターン２２２で記録した下部記録層１０５のマークを示す。レーザーパワー変調パターン２２２の場合、高パワーレベルＰ４に保持する時間Ｔ４に対応するタイミングで上部記録層１０３にマークが記録され、Ｐ４レベルとＰ０レベルに保持する時間Ｔ４＋Ｔ０に対応するタイミングで下部記録層１０５にマークが記録される。よって、マーク２１１２とマーク２１２１は、その重心位置がタンジェンシャル方向にシフトした状態で記録される。
図３（３２）における和信号は、マーク長の変化に対応して信号レベルが変化する。ａは上部記録層にマークがある場合の信号レベルである。ｃは上部記録層及び下部記録層にマークがある場合の信号レベルである。ａとｃは、同じ信号レベルになる。信号レベルは主にマーク長に応じて変化することから、再生信号の変化のみでは、マークが上部記録層にあるか、下部記録層にあるかを判定できない。
図３（３３）は、タンジェンシャルプッシュプル信号の変化を示す。例えば、上部記録層のみにマークを記録した場合のタンジェンシャルプッシュプル信号の変化を３３１に示す。マークのタイミングで０Ｖとなる信号波形になる。

３３２は、図３（３１）に示したマーク配列の信号レベルの変化を示す。下部記録層にマーク２１２１がある場合には、重心位置がシフトした状態で上部記録層にもマーク２１１２がある。よって、タンジェンシャルプッシュプル信号の０Ｖを通過するタイミングがシフトする。マーク周期のタイミングでタンジェンシャルプッシュプル信号の信号レベルを検出することで、上部記録層のみにマークが存在する状態（ａ）と、上部記録層及び下部記録層に存在する状態（ｃ）を判定することができる。図３（３４）にはタンジェンシャルプッシュプル信号の０クロス点を検出した記録層検出信号を示す。マーク記録周期のタイミングでタンジェンシャルプッシュプル信号のレベルを検出し、基準値を超える場合にはＨｉレベルを出力する信号である。上部記録層のみの場合にはＬｏレベル、上部記録層及び下部記録層にマークが記録されている場合にはＨｉレベルになる。従って、図３（３２）に示す再生信号レベルと、図３（３４）に示す記録層検出信号レベルを組み合わせることによって多値記録情報を判定することができる。

以上のことから、本発明の記録再生方法によれば、従来では８値（およそ３ビット）の多値化が限界であったが、８値を超える１６値（およそ４ビット）又はそれ以上の多値記録が実現でき、従来方法に比べて１．３倍程度（およそ４ビット／およそ３ビット）の高密度化が図れる。

本発明の記録再生方法は、少なくとも２層の記録層を有する多層相変化記録媒体であれば特に制限なく、目的に応じて用いることができるが、以下の本発明の多層相変化記録媒体に特に好適に用いられる。

−多層相変化記録媒体−
図１は、多層相変化記録媒体の構成を示す。１０１は、レーザービーム入射方向を示す。１０２は誘電体層、１０３は上部記録層、１０４は誘電体層、１０５は下部記録層、１０６は誘電体層、１０７は金属層、１０８は基板を示す。１０９は表面保護層を示す。レーザービーム入射側の記録層を上部記録層１０３、奥側の層を下部記録層１０４とする。

１０２は上部誘電体層、１０４は層間誘電体層、１０６は下部誘電体層を示す。これら誘電体層における誘電体材料としては、例えば、Ｓｉの酸化物、Ａｌの酸化物、Ｓｉの窒化物、又はＡｌの窒化物とＺｎＳの混合体、などを用いることができ、具体的には、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２、ＺｎＳ−Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｎＳ−ＳｉＮ、ＺｎＳ−ＡｌＮなどの材料が好適である。

前記上部誘電体層の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、５〜１００ｎｍが好ましい。
前記下部誘電体層の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、３〜５０ｎｍが好ましい。
前記層間誘電体層１０４の膜厚は、使用するレーザービームの波長、対物レンズの開口数に応じて設定され、上部記録層及び下部記録層の２層の記録層を同時に再生することから、レーザービームの焦点距離内となるように設定することが好ましい。

これらの誘電体層は、各種気相成長法、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できるが、これらの中でも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。

前記記録層の組成としては、１０３に示す上部記録層は、Ｓｂ／Ｔｅが０.３〜０.６の範囲にあるＳｂＴｅを含有し、該ＳｂＴｅ以外にも、更に必要に応じてＧｅ、Ｓｎ、Ｇａ及びＢｉから選択される少なくとも１つの元素を含有することができ、例えば、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ（Ｓｂ／Ｔｅ＝０．４）、Ｇａ−Ｓｂ−Ｔｅ（Ｓｂ／Ｔｅ＝０．５４）、Ｓｎ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ（Ｓｂ／Ｔｅ＝０．４）、Ｂｉ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ（Ｓｂ／Ｔｅ＝０．４）などの材料を用いることができる。これらの記録材料は、所定温度以上に到達した領域がアモルファス化し記録マークになる。

１０５に示す下部記録層は、Ｓｂ／Ｔｅ比が２〜３の範囲にあるＳｂＴｅを含有し、更に必要に応じてＡｇ、Ｉｎ、Ｇａ及びＧｅから選択される少なくとも１つの元素を含有し、例えば、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ（Ｓｂ／Ｔｅ＝２．２）、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ（Ｓｂ／Ｔｅ＝２．５）、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ（Ｓｂ／Ｔｅ＝２．８）、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ（Ｓｂ／Ｔｅ＝２．２）、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ（Ｓｂ／Ｔｅ＝２．５）、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ（Ｓｂ／Ｔｅ＝２．８）、Ｇａ−Ｓｂ−Ｔｅ（Ｓｂ／Ｔｅ＝２．２）、Ｇａ−Ｓｂ−Ｔｅ（Ｓｂ／Ｔｅ＝２．５）、Ｇａ−Ｓｂ−Ｔｅ（Ｓｂ／Ｔｅ＝２．８）、Ｇｅ−Ｇａ−Ｓｂ−Ｔｅ（Ｓｂ／Ｔｅ＝２．２）、Ｇｅ−Ｇａ−Ｓｂ−Ｔｅ（Ｓｂ／Ｔｅ＝２．５）、Ｇｅ−Ｇａ−Ｓｂ−Ｔｅ（Ｓｂ／Ｔｅ＝２．８）、などの記録材料組成を用いる。これら記録材料は、所定の温度変化が起こった領域がアモルファス化し記録マークになる。

前記上部記録層の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、３〜１５ｎｍが好ましい。前記厚みが３ｎｍ未満であると、均一な膜にするのが困難となることがあり、１５ｎｍを超えると、透過率が低下してしまう傾向がある。
前記下部記録層の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、３〜５０ｎｍが好ましい。前記厚みが３ｎｍ未満であると、均一な膜にするのが困難となることがあり、５０ｎｍを超えると、記録感度が低下してしまう傾向があるので好ましくない。

これらの記録層は、各種気相成長法、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できるが、これらの中でも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。

前記上部記録層は、２水準でパワーレベルを変える２水準変調パターン（図２における２２１）で記録した場合、タンジェンシャル方向において前後対象形状なマークが記録できる。また、変調パターン２２１においてＰ２レベルに保持する時間Ｔ２を変えることによってマーク長が制御できる。
前記下部記録層は、３水準でパワーレベルを変える３水準変調パターン（図２の２２２）で記録した場合、タンジェンシャル方向において前後非対称形状なマークが記録できる。また、変調パターン２２２においてＰ０レベルに保持する時間Ｔ０を変えることによってマーク長が制御できる。

１０７は金属層を示す。この金属層材料としては、例えば、Ａｇ又はＡｇ合金が好適である。該Ａｇ合金としては、ＡｇとＹ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｓｍ及びＢｉから選択される少なくとも１種の元素を含有する材料を用いる。具体的には、Ａｇ−Ｙ、Ａｇ−Ｎｄ、Ａｇ−Ｌａ、Ａｇ−Ｓｍ、Ａｇ−Ｂｉ、などが挙げられる。

前記金属層の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、５０〜１５０ｎｍが好ましい。
前記金属層は、各種気相成長法、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できる。中でも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。

１０８は基板を示す。該基板の材料としては、通常、ガラス、セラミックス、樹脂等が用いられるが、成形性、コストの点で樹脂が好適である。
前記樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂、などが挙げられるが、これらの中でも、成形性、光学特性、コストの点で優れるポリカーボネート樹脂やポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル系樹脂が好ましい。

前記基板の記録層を形成する面には、必要に応じて、レーザー光のトラッキング用のスパイラル状又は同心円状の溝などであって、通常グルーブ部及びランド部と称される凹凸パターンが形成されていてもよく、これは通常射出成形法又はフォトポリマー法などによって成形される。
前記基板の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、０．６〜１．１ｍｍ程度が好ましい。

１０９は表面保護層を示す。該表面保護層の材料としては、通常、通常紫外線硬化性の樹脂により形成する。膜厚は２〜１００μｍである。

前記多層相変化記録媒体においては、記録周期Ｌのマークを記録し基準マークとする。図４には基準マーク、多値情報記録マークの配列を示す。４０１はトラック中心を示す。４０２は基準マーク、４０３は記録マークを示す。基準マークは記録周期Ｌで記録する。情報を記録する記録マーク４０３は記録周期Ｌ／ｎで記録する。ｎは整数であり、２〜２０が好ましい。図４には、２個の基準マーク４０２を示すが２個以上の基準マークを記録してもかまわない。記録の際には、まず、基準マーク４０２の間隔Ｌを検出し、基準クロックを生成する。再生の際には基準マークの間隔Ｌを検出し、基準クロックを生成する。この基準クロックに基づいて、記録周期Ｌ／ｎのタイミングで和信号のレベル、タンジェンシャルプッシュプル信号のレベルを検出する。また、基板１０８の表面にプリピットを設けて基準信号源としてもかまわない。

図５には基準ピット、多値情報の記録マークの配列を示す。基準ピットはプリピットとして基板表面に予め形成されている。５０１はトラック中心を示す。５０２は基準ピット、５０３は記録マークを示す。基準ピット５０２のタンジェンシャル方向の周期をＬに設定する。図５には、２個の基準ピットを示すが２個以上の基準ピットを設けてもかまわない。記録の際には、まず、基準ピット５０２の間隔Ｌを検出し、基準クロックを生成する。基準クロックに基づいて、記録周期Ｌ／ｎのタイミングでマーク５０３を記録する。ｎは整数であり、２〜２０が好ましい。再生の際には基準ピットの間隔Ｌを検出し、基準クロックを生成する。この基準クロックに基づいて、記録周期Ｌ／ｎのタイミングで和信号のレベル、及びタンジェンシャルプッシュプル信号のレベルを検出する。レーザービームのトラッキングにはサンプルサーボ方式を用いることができる。５０４はサンプルサーボ用のトラッキングピットを示す。レーザービームをピット間に対してトラッキングし、マーク５０３を記録する。

図２(２１)に多値情報が記録された多層相変化記録媒体の状態を示す。上部記録層のマーク形状はタンジェンシャル方向において、前後対称な形状である。下部記録層のマーク形状は非対称、つまり、略三日月型形状である。上部記録層及び下部記録層で形状が異なるマークを記録する。このようなマーク形状とすることによって、前述の通りタンジェンシャルプッシュプル信号を使った上部記録層及び下部記録層の判定ができる。

以上、本発明の多層相変化記録媒体及び記録再生方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更しても差支えない。

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。

（実施例１）
−多層相変化記録媒体の作製−
トラックピッチが３４０ｎｍで、表面に凹凸を設けた厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート樹脂製基板上に、図１に示した構成の多層相変化記録媒体を、以下のようにして作製した。
まず、基板１０８上にＡｇからなる金属層１０７を膜厚が１４０ｎｍになるようにスパッタ法により成膜した。金属層１０７上にＺｎＳ−ＳｉＯ_２からなる下部誘電体層１０６を膜厚が２０ｎｍになるようにスパッタ法により成膜した。下部誘電体層上にＡｇＩｎＳｂＴｅ（Ｓｂ／Ｔｅ＝２．２）からなる下部記録層１０５を膜厚が１２ｎｍになるようにスパッタ法により成膜した。下部記録層上にＺｎＳ−ＳｉＯ_２からなる層間誘電体層１０４を膜厚が４０ｎｍになるようにスパッタ法により成膜した。層間誘電体層上にＧｅＳｂＴｅ（Ｓｂ／Ｔｅ＝０．４）からなる上部記録層１０３を膜厚が７ｎｍになるようにスパッタ法により成膜した。上部記録層上にＺｎＳ−ＳｉＯ_２からなる上部誘電体層１０２を膜厚が４０ｎｍになるようにスパッタ法により成膜した。
次いで、上部誘電体層上に紫外線硬化樹脂からなる表面保護層１０９を厚みが５μｍとなるように形成した。以上により２層相変化記録媒体を作製した。

−記録再生方法−
得られた２層相変化記録媒体に対しレーザービーム波長４０５ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡ０．８５の光学ピックアップで記録した。結果を図２に示す。図２における記録条件は次の通りである。

＜記録条件＞
Ｐ１＝１．５ｍＷ、Ｐ２＝３．０ｍＷ、Ｐ３＝１．５ｍＷ、Ｐ４＝５．０ｍＷ、Ｐ０＝０．１ｍＷ、Ｔ２＝１０ｎｓｅｃ〜５０ｎｓｅｃ、Ｔ４＝６ｎｓｅｃ、Ｔ０＝６ｎｓｅｃ〜４４ｎｓｅｃである。

図４に示す基準マーク４０２の周期Ｌは７６２ｎｍであり、多値情報の記録周期の３倍である。図２に示す変調パターン２２１及び２２２を用いて、記録周期２５４ｎｍ（７６２ｎｍ／３）で多値情報を記録した。

図３（３２）に示す再生信号を記録周期（２５４ｎｍ）の１／４の周期でサンプリングしてＡ／Ｄ変換した。デイジタルデータに対して符号間干渉を低減するイコライザ処理等の信号処理を行った。信号処理後の信号レベルの相対変化を求めた。図２示すレーザーパワー変調パターン２２１及び２２２で、パルス幅（Ｔ２及びＴ０）を０〜７の８段階で変えて記録した。変調パターン（２通り）と、パルス幅（８通り）の組み合わせは１６通りである。即ち、１６値の多値情報を記録再生した。

表１は信号レベルの相対変化を示す。和信号は図３（３２）に示す信号であり、層検出信号は図３（３４）に示す信号である。和信号は、変調パターン２２１、パルス幅０の場合の信号レベルを１として相対値で示している。表１に示す通り、和信号と層検出信号を検出することによって１６通りの多値情報が判定できる。

即ち、変調パターン２２１−パルス幅１で記録した場合と、変調パターン２２２−パルス幅０で記録した場合の和信号レベルは０．８で等しいが、層検出信号のレベルが異なっているため、両者は異なる多値情報と判定できる。また、変調パターン２２１−パルス幅２で記録した場合と、変調パターン２２２−パルス幅１で記録した場合の和信号レベルは０．６５で等しいが、層検出信号のレベルが異なっているため、両者は異なる多値情報と判定できる。また、変調パターン２２１−パルス幅３で記録した場合と、変調パターン２２２−パルス幅２で記録した場合の和信号レベルは０．５２で等しいが、層検出信号のレベルが異なっているため、両者は異なる多値情報と判定できる。また、変調パターン２２１−パルス幅４で記録した場合と、変調パターン２２２−パルス幅３で記録した場合の和信号レベルは０．４で等しいが、層検出信号のレベルが異なっているため、両者は異なる多値情報と判定できる。また、変調パターン２２１−パルス幅５で記録した場合と、変調パターン２２２−パルス幅４で記録した場合の和信号レベルは０．３で等しいが、層検出信号のレベルが異なっているため、両者は異なる多値情報と判定できる。また、変調パターン２２１−パルス幅６で記録した場合と、変調パターン２２２−パルス幅５で記録した場合の和信号レベルは０．２で等しいが、層検出信号のレベルが異なっているため、両者は異なる多値情報と判定できる。また、変調パターン２２１−パルス幅７で記録した場合と、変調パターン２２２−パルス幅６で記録した場合の和信号レベルは０．１２で等しいが、層検出信号のレベルが異なっているため、両者は異なる多値情報と判定できる。
以上のことから、多層相変化記録媒体において１６値の多値記録が実現できることが確認できた。

本発明の記録再生方法及び多層相変化記録媒体は、８値を超える多値記録が実現でき、例えば、大容量の動画などを記録する相変化型光記録媒体として幅広く用いることができる。

図１は、本発明の多層相変化記録媒体の層構成の一例を示す概略断面図である。 図２は、本発明の記録再生方法の一例を示す説明図である。 図３は、本発明の記録再生方法の一例を示す説明図である。 図４は、基準マークと多値情報記録マークの配列を示す図である。 図５は、基準ピットと多値情報記録マークの配列を示す図である。

符号の説明

１０１ レーザービーム入射方向
１０２ 上部誘電体層
１０３ 上部記録層
１０４ 層間誘電体層
１０５ 下部記録層
１０６ 下部誘電体層
１０７ 金属層
１０８ 基板
１０９ 表面保護層
２１ 記録マークの上方視
２１１ 上部記録層の状態
２１２ 下部記録層の状態
２１１１ 上部記録層の記録マーク
２１１２ 上部記録層の記録マーク
２１２１ 下部記録層の記録マーク
２２ レーザーパワーレベルの時間変化
２２１ パワーレベルを２水準で変える変調パターン
２２２ パワーレベルを３水準で変える変調パターン
Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４ レーザーパワーレベル
Ｔ２ パワーレベルをＰ２に保持する時間
Ｔ４ パワーレベルをＰ４に保持する時間
Ｔ０ パワーレベルをＰ０に保持する時間
３１ 記録マークの上方視
３２ 和信号の時間変化
３３ タンジェンシャルプッシュプル信号の時間変化
３３１ 記録マークが上部記録のみにある場合の変化
３３２ ３１に示すマーク配列の場合の変化
３４ 記録層検出信号
ａ〜ｄ 記録マークと信号の対応するタイミング
４０１ 記録トラック中心
４０２ 基準マーク
４０３ 多値情報記録マーク
５０１ 記録トラック中心
５０２ 基準ピット
５０３ 多値情報記録マーク

Claims (7)

1. レーザービーム入射側から少なくとも上部誘電体層、上部記録層、層間誘電体層、下部記録層、下部誘電体層、金属層、及び基板をこの順に有する多層相変化記録媒体に対する記録再生方法であって、
   記録時には多値情報に応じてマーク長を変えると共に記録する記録層を変えて記録し、
   再生時には少なくとも２層の記録層を同時に再生し、かつ再生時には、和信号の強度変化と、タンジェンシャルプッシュプル信号の強度変化とを検出することによって多値情報を判定することを特徴とする記録再生方法。
   ここで、前記和信号は、レーザービームの進行方向に対して、受光部を前後対称に２分割した状態で、該前後の分割領域で検出された信号を足した信号を示し、前記タンジェンシャルプッシュプル信号は、前記前後の分割領域で検出された信号強度の差による信号を示す。
2. 多層相変化記録媒体が、レーザービーム入射側から少なくとも上部誘電体層、上部記録層、層間誘電体層、下部記録層、下部誘電体層、金属層、及び基板をこの順に有し、記録時には多値情報に応じてマーク長を変えると共に記録する上部記録層及び下部記録層を変えて記録し、再生時には上部記録層及び下部記録層を同時に再生する請求項１に記載の記録再生方法。
3. 層間誘電体層の厚みが、上部記録層及び下部記録層の２層の記録層を同時に再生できるように設定される請求項１から２のいずれかに記載の記録再生方法。
4. 一つのマークを記録するレーザーパワーがＰ１＜Ｐ２の関係にある２水準で変える２水準変調パターンと、レーザーパワーがＰ０＜Ｐ３＜Ｐ４の関係にある３水準で変える３水準変調パターンをそれぞれ設定し、前記２水準変調パターンではレーザーパワーレベルをＰ２に保持する時間をパルス幅Ｔ２とし、前記３水準変調パターンではレーザーパワーレベルをＰ０に保持する時間をパルス幅Ｔ０とし、多値情報に対応させて２水準変調パターン及び３水準変調パターンとパルス幅Ｔ２及びＴ０を変化させる請求項１から３のいずれかに記載の記録再生方法。
5. 各変調パターンにおける最高パワーレベルＰ２及びＰ４が、Ｐ２＜Ｐ４の関係を満たす請求項４に記載の記録再生方法。
6. 最高パワーレベルがＰ２である場合には、上部記録層のみにマークを記録し、最高パワーレベルがＰ４である場合には、上部記録層及び下部記録層にマークを記録する請求項５に記載の記録再生方法。
7. タンジェンシャルプッシュプル信号の強度変化が、上部記録層のみにマークを記録する場合にはＬｏレベルを出力し、上部記録層及び下部記録層にマークを記録する場合にはＨｉレベルを出力する請求項１から６のいずれかに記載の記録再生方法。

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