JP4209557B2 - 光学情報記録媒体およびその初期化方法 - Google Patents
光学情報記録媒体およびその初期化方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光を用いて大容量の情報を記録および再生する光学情報記録媒体と、その初期化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ光を用いて信号を記録および再生することのできる光学情報記録媒体としては、相変化形光ディスク、光磁気ディスク、色素ディスク等がある。記録・消去可能な相変化型光ディスクでは、記録層材料として、一般にカルコゲン化物が用いられ、通常、記録層材料が結晶状態の場合を未記録状態とし、レーザ光を照射して記録層材料を溶融・急冷して非晶質状態とすることにより、信号が記録される。一方、信号を消去する場合は、記録時よりも低いパワーのレーザ光を照射して、記録層を結晶状態とする。また、記録した信号の再生は、記録層材料の相変化が生じないパワーのレーザ光を照射して行われる。
【０００３】
カルコゲン化物からなる記録層は非晶質で成膜されるため、予め記録領域全面を結晶化して未記録状態を得る必要があり、この記録領域の全面結晶化が初期化と呼ばれる。初期化処理は、通常、ディスク製造工程の一部に組み込まれており、レーザ光源またはフラッシュ光源を用いて行われる。
【０００４】
記録可能、あるいは記録・消去が可能な相変化型光ディスクの記録容量を増加させるために、いわゆる片面２層構成の記録媒体が提案されている。この片面２層構成の光ディスクは、基板上に２層の記録層を備えており、この基板を通して照射される（すなわち同じ方向から照射される）レーザ光により、信号の記録または消去が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、片面２層構成の相変化型光ディスクにおいては、レーザ光入射面に近い側（基板に近い側）の第１の情報層を記録（非晶質マークの形成）によって反射率が低下する「Hi to Lo構成」（Ｈ−Ｌ構成）とするとともに、レーザ光入射面から遠い（基板から遠い）第２の情報層を記録（非晶質マークの形成）によって反射率が高くなる「Lo to Hi構成」（Ｌ−Ｈ構成）とすると、第１の情報層と第２の情報層との記録感度および再生信号レベルが揃った光学情報記録媒体を得ることができる（本出願人による特願平１０−１３２９８２号明細書に提案されている構成）。
【０００６】
相変化型片面多層構成の光学情報記録媒体の初期化プロセスにおいて重要な点は、各情報層の初期化時において、安定したフォーカス制御が可能であるかどうか、である。しかしながら、上記のように、第１の情報層をＨ−Ｌ構成、第２の情報層をＬ−Ｈ構成とした光学情報記録媒体では、第２の情報層では記録層が結晶状態の場合よりも非晶質状態である場合の反射率が高いものの、第１の情報層では記録層が結晶状態の場合よりも非晶質状態である場合の反射率が低くなる。このようにレーザ光の反射光量のバランスがとれていないため、記録領域における記録層の全面結晶化の際に、第２の情報層からフォーカス・エラー信号を得ることは容易であるが、第１の情報層からフォーカス・エラー信号を得ることが難しいという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題を解決する光学情報記録媒体の初期化方法、およびこれに適した光学情報記録媒体を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の光学情報記録媒体は、基板上に、少なくとも、第１の情報層、光学分離層および第２の情報層をこの順に備え、前記第１および第２の情報層に前記基板を通して信号を記録し、かつ再生できる光学情報記録媒体であって、
前記基板上に、前記第１の情報層が存在し、前記第２の情報層が存在しない領域を備えていることを特徴とする。
【０００９】
上記光学情報記録媒体では、基板の形状が円盤状であって、第１の情報層が存在し、第２の情報層が存在しない領域が、前記第１の情報層が存在する領域の最外周部および最内周部から選ばれる少なくとも一方に設けられていることが好ましい。また、第１の情報層が第１の記録層を含み、第２の情報層が第２の記録層を含み、前記第１および第２の記録層が、基板側からのレーザ光の照射によって非晶質状態と結晶状態との間を可逆的に変化する材料からなることが好ましい。
【００１０】
また、上記光学情報記録媒体では、第１および第２の記録層に記録された信号を再生するために基板側から照射される波長λ0のレーザ光に対し、
前記第１の記録層が非晶質状態であるときの第１の情報層の反射率Ｒ0(1amo)、前記第１の記録層が結晶状態であるときの前記第１の情報層の反射率Ｒ0(1cry)、前記第２の記録層が非晶質状態であるときの第２の情報層の反射率Ｒ0(2amo)、および前記第２の記録層が結晶状態であるときの前記第２の情報層の反射率Ｒ0(2cry)が、
Ｒ0(1amo)＜Ｒ0(1cry)、およびＲ0(2amo)＞Ｒ0(2cry)
の関係を満たすことが好ましい。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、本発明の光学情報記録媒体の第１の初期化方法は、基板上に、少なくとも、第１の情報層、光学分離層および第２の情報層をこの順に備え、前記第１および第２の情報層に前記基板を通して信号を記録し、かつ再生できる構成を有し、前記基板上に、前記第１の情報層が存在し、前記第２の情報層が存在しない領域を備えている光学情報記録媒体を、前記基板側からレーザ光を照射して初期化する方法であって、
前記第１の情報層の初期化を、前記領域から開始することを特徴とする。
【００１２】
上記第１の初期化方法では、第１の情報層を初期化する波長λ1のレーザ光に対する、前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の反射率Ｒ1(1前)、
前記第１の情報層を初期化した後の前記第１の情報層の反射率Ｒ1(1後)、
第２の情報層を初期化する前の前記第２の情報層の反射率Ｒ1(2前)、
前記第２の情報層を初期化した後の前記第２の情報層の反射率Ｒ1(2後)、および前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の透過率Ｔ1(1前)が、
Ｒ1(1前)＜Ｒ1(1後)、Ｒ1(1前)＜Ｒ1(2前)×［Ｔ1(1前)］2、および
Ｒ1(1前)＜Ｒ1(2後)×［Ｔ1(1前)］2
の関係を満たすことが好ましい。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、本発明の光学情報記録媒体の第２の初期化方法は、基板上に、少なくとも、第１の情報層、光学分離層および第２の情報層をこの順に備え、前記第１および第２の情報層に前記基板を通して信号を記録し、かつ再生できる光学情報記録媒体を、前記基板側からレーザ光を照射して初期化する方法であって、
少なくとも、前記第１の情報層と前記第２の情報層とが形成されている領域においては、前記第２の情報層を初期化してから前記第１の情報層を初期化することを特徴とする。
【００１４】
上記第２の初期化方法では、第２の情報層を初期化する波長λ2のレーザ光に対する、第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の透過率Ｔ2(1前)、および前記第１の情報層を初期化した後の前記第１の情報層の透過率Ｔ2(1後)が、
Ｔ2(1前)＞Ｔ2(1後)
の関係を満たすことが好ましい。
【００１５】
また、上記第２の初期化方法では、第１の情報層を初期化する波長λ1のレーザ光に対する、
前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の反射率Ｒ1(1前)、
第２の情報層を初期化する前の前記第２の情報層の反射率Ｒ1(2前)、
前記第２の情報層を初期化した後の前記第２の情報層の反射率Ｒ1(2後)および
前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の透過率Ｔ1(1前)、ならびに、
前記第２の情報層を初期化する波長λ2のレーザ光に対する、
前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の反射率Ｒ2(1前)、
前記第２の情報層を初期化する前の前記第２の情報層の反射率Ｒ2(2前)、および前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の透過率Ｔ2(1前)が、
Ｒ1(1前)＜Ｒ1(2前)×［Ｔ1(1前)］2、Ｒ1(2前)＞Ｒ1(2後)、および
Ｒ2(1前)＜Ｒ2(2前)×［Ｔ2(1前)］2
の関係を満たすことが好ましい。
【００１６】
また、上記第２の初期化方法では、第１の情報層を初期化するレーザ光の波長λ1と第２の情報層を初期化するレーザ光の波長λ2とが等しいことが好ましい。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、本発明の第３の光学情報記録媒体の初期化方法は、基板上に、少なくとも、第１の情報層、光学分離層および第２の情報層をこの順に備え、前記第１および第２の情報層に前記基板を通して信号を記録し、かつ再生できる構成を有し、前記基板上に、前記第１の情報層が存在し、前記第２の情報層が存在しない領域を備えている光学情報記録媒体を、前記基板側からレーザ光を照射して初期化する方法であって、
前記第１の情報層の初期化を、前記領域から開始し、
少なくとも、前記第１の情報層と前記第２の情報層とが形成されている領域においては、前記第２の情報層を初期化してから前記第１の情報層を初期化することを特徴とする。
【００１８】
上記第３の初期化方法では、第１の情報層を初期化する波長λ1のレーザ光に対する、
前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の反射率Ｒ1(1前)、
前記第１の情報層を初期化した後の前記第１の情報層の反射率Ｒ1(1後)、
第２の情報層を初期化する前の前記第２の情報層の反射率Ｒ1(2前)、
前記第２の情報層を初期化した後の前記第２の情報層の反射率Ｒ1(2後)および
前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の透過率Ｔ1(1前)、
ならびに、
前記第２の情報層を初期化する波長λ2のレーザ光に対する、
前記第１の情報層を初期化する前の第１の情報層の透過率Ｔ2(1前)、
前記第１の情報層を初期化した後の前記第１の情報層の透過率Ｔ2(1後)が、
Ｒ1(1前)＜Ｒ1(1後)、Ｒ1(1前)＜Ｒ1(2前)×［Ｔ1(1前)］2、
Ｒ1(1前)＜Ｒ1(2後)×［Ｔ1(1前)］2、およびＴ2(1前)＞Ｔ2(1後)
の関係を満たすことが好ましい。
【００１９】
また、上記第３の初期化方法では、第１の情報層を初期化する波長λ1のレーザ光に対する、
前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の反射率Ｒ1(1前)、
前記第１の情報層を初期化した後の前記第１の情報層の反射率Ｒ1(1後)、
第２の情報層を初期化する前の前記第２の情報層の反射率Ｒ1(2前)、
前記第２の情報層を初期化した後の前記第２の情報層の反射率Ｒ1(2後)および前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の透過率Ｔ1(1前)、
ならびに、
前記第２の情報層を初期化する波長λ2のレーザ光に対する、
前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の反射率Ｒ2(1前)、
前記第２の情報層を初期化する前の前記第２の情報層の反射率Ｒ2(2前)、および前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の透過率Ｔ2(1前)が、
Ｒ1(1前)＜Ｒ1(1後)、Ｒ1(1前)＜Ｒ1(2前)×［Ｔ1(1前)］2、
Ｒ1(1前)＜Ｒ1(2後)×［Ｔ1(1前)］2、Ｒ1(2前)＞Ｒ1(2後)、および
Ｒ2(1前)＜Ｒ2(2前)×［Ｔ2(1前)］2
の関係を満たすことが好ましい。
【００２０】
上記第３の初期化方法においても、第１の情報層を初期化するレーザ光の波長λ1と第２の情報層を初期化するレーザ光の波長λ2が等しいことが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３は、本発明の一実施形態に係る光学情報記録媒体（光ディスク）を示し、図１は光ディスクの部分切り欠き斜視図、図２は部分切り欠き平面図、図３は断面図である。なお、図２は、光ディスクを基板１側から見た平面図である。この光ディスクは、情報層を２層（第１の情報層２１、第２の情報層２２）備え、情報層がそれぞれ１層の記録層（第１の記録層４、第２の記録層１１）を含む片面２層構成の相変化型光ディスクであり、各情報層への信号の記録、再生等、さらに初期化を行うレーザ光は、基板１側から入射する。
【００２２】
基板１は、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ等の樹脂板、ガラス板等の透明材料から構成することが好ましい。基板は、紫外線硬化樹脂を用いて形成してもよい。基板の表面は、スパイラル状または同心円状の連続溝（案内溝、トラック）で覆われていることが好ましい。なお、基板１は、スピンコート法を用いて形成してもよい。この場合は、例えば、保護基板１５上に第２の情報層２２を成膜した後、表面が連続溝で覆われた光学分離層７を２Ｐ法で形成し、さらにその上に第１の情報層２１を成膜し、この第１の情報層上にスピンコート法で樹脂を塗布して基板とすればよい。スピンコート法で基板１を形成する場合、基板の厚さは、通常数１０μｍ以下となる。
【００２３】
保護層２，６，９，１３の材料は、物理的・化学的に安定であって、第１の記録層４や第２の記録層１１に用いる材料の融点よりも高い融点と軟化温度とを有し、かつ記録層材料と相固溶しないことが好ましい。このような材料としては、例えば、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＭｏＯ3、ＷＯ3、ＺｒＯ2、ＺｎＳ、ＡｌＮ、ＢＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＰｂＦ2、ＭｇＦ2等の誘電体、またはこれら材料の適当な組み合わせから構成できる。ただし、上記に例示した材料に含まれる元素は、化学量論比から外れた値となっていてもよい。また、保護層に用いる材料は、必ずしも、誘電体であり、また透明である必要はなく、例えば可視光線および赤外線に対して光吸収性を有するＺｎＴｅ等を用いてもよい。なお、各情報層２１，２２における一対の保護層は、同一材料で形成してもよいが、異なる材料で形成すると、熱的、光学的なディスク設計の自由度が大きくなるという利点が得られる。
【００２４】
界面層３，５，１０，１２の材料は、一般式Ｘ-Ｎ、Ｘ-Ｏ-Ｎ、Ｘ-Ｃのいずれかにより表されるか、あるいはこれらの混合物であることが好ましい。ここで、Ｘは、特に限定されないが、Ｇｅ、Ｃｒ、Ｓｉ、ＡｌおよびＴｅから選ばれる少なくとも一つの元素が好ましい。また、界面層には、窒素が含まれていることが好ましい。界面層は必須の層ではないが、この層を形成すると、記録層４，１１を構成する元素と、保護層２，６，９，１３を構成する元素との相互拡散が抑制され、記録消去の繰り返し特性が向上する。
【００２５】
記録層４，１１の材料は、結晶状態と非晶質状態との間を可逆的に変化すればよく、Ｔｅ、Ｉｎ、Ｓｅ等を主成分とする相変化材料を用いることができる。相変化材料の主成分としては、Ｔｅ-Ｓｂ-Ｇｅ、Ｔｅ-Ｇｅ、Ｔｅ-Ｇｅ-Ｓｎ、Ｔｅ-Ｇｅ-Ｓｎ-Ａｕ、Ｓｂ-Ｓｅ、Ｓｂ-Ｔｅ、Ｓｂ-Ｓｅ-Ｔｅ、Ｉｎ-Ｔｅ、Ｉｎ-Ｓｅ、Ｉｎ-Ｓｅ-Ｔｌ、Ｉｎ-Ｓｂ、Ｉｎ-Ｓｂ-Ｓｅ、Ｉｎ-Ｓｅ-Ｔｅ等が挙げられる。第１および第２の記録層４，１１は、通常、非晶質状態で成膜され、照射されるレーザ光等のエネルギーを吸収して結晶化（初期化）する。記録層の材料は、相変化に伴い、光学定数（屈折率ｎ、消衰係数ｋ）も変化する。
【００２６】
記録消去の繰り返し特性が良好な記録層を形成するためには、Ｇｅ，Ｓｂ，Ｔｅの３元素を主成分とする材料を用いることが好ましい。また、実験により確認したところでは、記録層は、ＧｅxＳｂyＴｅz（ｘ、ｙ、ｚは原子比）により表示して、0.10≦ｘ≦0.35，0.10≦ｙ，0.45≦ｚ≦0.65，ｘ＋ｙ＋ｚ＝１の範囲にある材料から構成することが特に好ましい。
【００２７】
光学分離層７は、第２の情報層２２に信号を記録・再生するために照射するレーザ光の波長に対して、透明な材料を用いて形成すればよく、第１の情報層２１と第２の情報層２２とを光学的に分離する機能を有する。光学分離層に供する材料としては、紫外線硬化樹脂、光ディスク貼り合わせ用の両面テープ（例えば日東電工（株）製の粘着シート「ＤＡ−８３２０」）等を例示できる。光学分離層は、スピンコート法、２Ｐ法等によって作製される。光学分離層を２Ｐ法で作製する場合には、次の２つの場合がある。第１には、基板１上に第１の情報層２１を成膜した後、表面にスパイラル状または同心円状の連続溝で覆われた光学分離層を２Ｐ法で形成し、さらにその上に第２の情報層を成膜する場合である。この場合、保護基板１５は形成しなくても構わない。第２には、保護基板１５上に第２の情報層を成膜した後、表面がスパイラル状または同心円状の連続溝で覆われた光学分離層を２Ｐ法で形成し、さらにその上に第１の情報層を成膜する場合である。この場合には、基板１はスピンコート法等で形成される。
【００２８】
半透過層８は、Ａｕ，Ａｌ，Ｓｉ等の金属元素を主成分とし、第２の記録層１１における光吸収補正構成を実現するためには形成することが好ましいが、必須の層ではない。また、半透過層に代えて、屈折率が異なる２種類の誘電体層を積層して用いても、半透過層と同様の光学特性を得ることができる。
【００２９】
反射層１４は、Ａｕ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｒ等の金属元素、またはこれらの合金から形成することが好ましい。反射層１４は、必須の層ではないが、第２の記録層１１への光吸収効率を高めるためには、形成することが好ましい。
【００３０】
保護基板１５は、例えばスピンコートした樹脂層でもよく、また、基板１と同様、樹脂板、ガラス板から構成してよい。光学分離層７の表面に第２の情報層２２の案内溝を２Ｐ法によって形成する場合には、保護基板１５の表面は平面でよく、例えば接着剤を用いて第２の情報層２２上に貼り合わせて形成することができる。なお、光学分離層７の表面に第２の情報層２２の案内溝を形成しない場合には、保護基板１５の表面をスパイラル状または同心円状の連続溝（案内溝）で覆う構成とすることが好ましい。この場合には、保護基板１５の表面に直接第２の情報層２２が形成され、基板１上に形成された第１の情報層２１と光学分離層７を介して貼り合わされることになる。
【００３１】
なお、２組の片面２層の相変化型光ディスクを第２の情報層どうしを内側にして接着剤等を用いて貼り合わせることにより、両面から記録、再生可能な４層構造の光学情報記録媒体としてもよい。
【００３２】
図１および図２に示したように、本実施形態の光ディスクには、レーザ光の入射側（基板１側）から見て、第１の情報層が存在し、第２の情報層が存在しない領域が設けられる。本実施形態では、上記領域を、リング状（ドーナツ状）に設けられた記録領域の最内周側に設けている。上記領域は、図４および図５に示すように、記録領域の最外周側に設けてもよい。このように、円盤状基板の上方に設けられたリング状の記録領域において、第１の情報層のみが存在する領域は、この領域の最外周側および／または最内周側に形成することが好ましい。
【００３３】
第１の情報層のみが存在する領域は、例えば、第１の情報層を成膜する際に用いる内周マスクの外径を第２の情報層を成膜する際に用いる内周マスクの外径よりも小さくする、あるいは、第１の情報層を成膜する際に用いる外周マスクの内径を第２の情報層を成膜する際に用いる外周マスクの内径よりも大きくすることにより形成することができる。
【００３４】
なお、第１の記録層４、第２の記録層１１、保護層２，６，９，１３、界面層３，５，１０，１２、半透過層８、反射層１４等上記各層の成膜方法としては、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、化学蒸着法（ＣＶＤ法）、レーザスパッタリング法等を適用できる。
【００３５】
第１の情報層に求められる特に重要な特性は、高透過率、高感度、高速でオーバライト可能であることであり、未記録部においてもある程度大きい反射率が得られることである。透過率を大きくするためには、第１の記録層以外に光を吸収する層（例えば反射層）がない構成とすることが好ましい。このような特性を得るために、記録のためのレーザ光の波長に対して、第１の記録層が非晶質状態であるときの第１の情報層の光吸収率が、第１の記録層が結晶状態であるときの第１の情報層の光吸収率よりも低くなる光吸収補正構成を有することが好ましい。
【００３６】
第２の情報層に求められる特に重要な特性は、高感度、高反射率、高速でオーバライト可能であることである。これらの特性を得るためには、第１の情報層を記録（非晶質マークの形成）によって反射率が低下するＨ−Ｌ構成とし、第２の情報層を記録（非晶質マークの形成）によって反射率が高くなるＬ−Ｈ構成とすることが好ましい。このような構成によれば、第１の情報層と第２の情報層との記録感度、および再生信号レベルの揃った片面多層の光学情報記録媒体を実現することができる。
【００３７】
上記特性を満足するための構成を下記に例示する。第１の情報層として、第１の記録層を厚さ７ｎｍのＧｅ-Ｓｂ-Ｔｅとし、第１の記録層に接して基板側に厚さ１００ｎｍ、基板と反対側に厚さ１１０ｎｍのＺｎＳ-ＳｉＯ2混合物層を形成する。また、第２の情報層として、光学分離層上に、厚さ１０ｎｍのＡｕ、厚さ７０ｎｍのＺｎＳ-ＳｉＯ2、厚さ１０ｎｍのＧｅ-Ｓｂ-Ｔｅ、厚さ８０ｎｍのＺｎＳ-ＳｉＯ2、厚さ１６ｎｍのＡｌ-Ｃｒをこの順に形成する。特に消去特性を改善する目的で、各記録層と各保護層との間に窒化物等からなる界面層を設けても構わない。いずれの構成にしても、第１の情報層の反射率は、第１の記録層が結晶状態の場合よりも非晶質状態の場合のほうが小さく、第２の情報層の反射率は、第２の記録層が結晶状態の場合よりも非晶質状態の場合のほうが大きい。なお、上記構成は、基本的には、いずれも波長６６０ｎｍ近傍のレーザ光を記録・再生に用いることを前提として設計された構成である。
【００３８】
次に、上記片面２層構成の相変化型光ディスクをレーザ光を用いて、初期化する方法について説明する。初期化は、成膜時点において非晶質状態にある第１および第２の記録層を記録領域において全面結晶化するプロセスである。初期化工程を短時間に終了させるためには、大出力のレーザ光を用いて各記録層を結晶化させることが好ましい。この観点からは、初期化に用いるレーザ光としては、記録・再生に用いる波長６６０ｎｍのレーザ光よりも、波長８００ｎｍ前後の近赤外域のレーザ光が好ましい。近赤外レーザ光により、高出力光を安価に得られるからである。
【００３９】
初期化装置の一形態の概略を図６に示す。この例では、レーザ光源２６から照射されたレーザ光は対物レンズ２５によって、スピンドルモータ２４により回転している光ディスク２３の第１の情報層または第２の情報層上に、例えば非点収差法を用いてフォーカシングされる。このフォーカシングには、各情報層から得られるフォーカス・エラー信号を用いることが好ましい。ただし、フォーカシング制御は、ナイフエッジ法等、種々の方法をとることもできる。なお、図６に示した装置は、光ディスクへの信号の記録、再生にも用いることができる。この装置には、信号の再生のために、フォトディテクター２７が準備されている。
【００４０】
ところで、前述のように、記録・再生のためのレーザ光の波長に対し、本実施形態の光ディスクでは、第１の情報層の反射率は、第１の記録層が結晶状態の場合よりも非晶質状態の場合のほうが小さく、第２の情報層の反射率は、第２の記録層が結晶状態の場合よりも非晶質状態の場合のほうが大きい。このような反射率の大小関係は、波長７８０ｎｍ、８３０ｎｍ等、大出力が入手容易な波長のレーザ光に対しても同様である。このような反射率の大小関係は、特願平１０−１３２９８２号明細書で提案されている構成についても同様に成立する。
【００４１】
しかも、第１の情報層では、透過率、記録感度、信号変調度を同時に高める必要があるため、通常、第１の記録層が非晶質状態における第１の情報層の反射率は数％台と非常に低くなる。これとは対照的に、第２の情報層は、第１の情報層を透過したレーザ光で記録された信号を再生することから、記録層が非晶質状態であれ結晶状態であれ、第１の情報層よりも高い反射率を選ぶ必要がある。これは、初期化に用いるレーザ光として、波長６６０ｎｍ、７８０ｎｍ、８３０ｎｍ等当該技術分野で一般に適用されているいずれのレーザ光を用いても、第１の情報層の記録層が非晶質の場合、第１の情報層から得られるフォーカス・エラー信号は、第２の情報層から得られるフォーカス・エラー信号に比べて常に小さくなり、第１の情報層からのフォーカスエラー信号が得にくくなることを意味する。
【００４２】
しかし、第２の情報層が第１の情報層上に形成されていない領域では、第１の情報層からフォーカス・エラー信号を得ることは容易である。すなわち、例えば初期化装置の検出器のゲインを高めれば、第１の情報層から容易にフォーカス・エラー信号を得ることができる。一方、第１の情報層上に第２の情報層が存在する領域では、初期化装置の検出器のゲインを高めても、両情報層のフォーカス・エラー信号の比は変わらないため、第１の情報層にフォーカシングすることはやはり困難である。
【００４３】
一旦、第１の情報層にフォーカシングして初期化を開始すれば、初期化のためのレーザ光が照射されている領域内に結晶化領域が生成して反射率が高まるため、初期化装置の検出器に到達する光量が増える。したがって、第２の情報層が存在する領域においても、第１の情報層の初期化を継続することは、（照射領域をスキャニングさせて初期化を続けても）比較的容易となる。
【００４４】
このように、第１の情報層のみが形成されている領域から第１の情報層を初期化していく本発明の初期化方法の一形態は、第１の情報層を初期化する波長λ1のレーザ光に対し、▲１▼初期化前の第１の情報層から得られる反射光量が初期化後の第１の情報層から得られる反射光量よりも小さく、▲２▼初期化前の第１の情報層から得られる反射光量よりも、第２の情報層から得られる反射光量が大きい場合に特に好適である。このような場合には、第１の情報層から得られるフォーカス・エラー信号が、初期化によって大きくなり、初期化の結果、第１の情報層から得られるフォーカス・エラー信号の強度が、第２の情報層から得られるフォーカス・エラー信号の強度に近づくからである。
【００４５】
なお、第１の情報層と第２の情報層とから得られる各フォーカス・エラー信号の強度を比較するためには、第１の情報層の反射率と、第２の情報層の反射率に第１の情報層の透過率の二乗を掛けた値とを比較すればよい。第２の情報層から得られる信号強度は、第１の情報層を２度通過するからである。
【００４６】
次に、第１の情報層と第２の情報層との初期化の順序について説明する。
第２の情報層を初期化する波長λ2のレーザ光に対し、初期化前の第１の情報層の透過率が初期化後の第１の情報層の透過率よりも大きい場合は、第１の情報層よりも先に第２の情報層を初期化することが好ましい。最初に第１の情報層を初期化すると第２の情報層の初期化時に第１の情報層の透過率が低減し、第２の情報層の初期化に必要なレーザパワーが相対的に大きくなるからである。
【００４７】
このように、第１の情報層よりも先に第２の情報層を初期化する本発明の初期化方法の一形態は、特に、▲１▼第１の情報層を初期化する波長λ1のレーザ光に対する、初期化前の第１の情報層から得られる反射光量が初期化前の第２の情報層から得られる反射光量よりも小さく、▲２▼波長λ1のレーザ光に対する、初期化前の第２の情報層から得られる反射光量が初期化後の第２の情報層から得られる反射光量よりも大きく、▲３▼第２の情報層を初期化する波長λ2のレーザ光に対する、初期化前の第１の情報層から得られる反射光量が初期化前の第２の情報層から得られる反射光量よりも小さい場合に適用することが好ましい。この順に初期化することにより、第１の情報層から得られるフォーカス・エラー信号と第２の情報層から得られるフォーカス・エラー信号との強度のアンバランスが矯正される（両者の強度比が１に近づく）からである。
【００４８】
上記２つの形態を組み合わせた初期化方法は、本発明の最も好ましい形態に相当する。この形態では、第１の情報層の初期化の開始点を、第１の情報層上に第２の情報層がない領域とするとともに、上記両情報層が形成されている領域では、第２の情報層を第１の情報層よりも先に初期化する。
【００４９】
この形態が特に効果的にその機能を発揮する場合について説明する。第１には、▲１▼第１の情報層を初期化する波長λ1のレーザ光に対する、初期化前の第１の情報層から得られる反射光量が初期化後に得られる反射光量よりも小さく、▲２▼波長λ1のレーザ光に対する、初期化前の第１の情報層から得られる反射光量が、初期化前・後いずれの第２の情報層から得られる反射光量よりも小さく、▲３▼第２の情報層を初期化する波長λ2のレーザ光に対する、初期化前の第１の情報層の透過率が初期化後の第１の情報層の透過率よりも大きい場合である。
【００５０】
第２には、▲１▼第１の情報層を初期化する波長λ1のレーザ光に対する、初期化前の第１の情報層から得られる反射光量が初期化後に得られる反射光量よりも小さく、▲２▼波長λ1のレーザ光に対する、初期化前の第１の情報層から得られる反射光量が、初期化前・後いずれの第２の情報層から得られる反射光量よりも小さく、▲３▼波長λ1のレーザ光に対する、第２の情報層の反射率が初期化前に比べて初期化後が小さく、▲４▼第２の情報層を初期化する波長λ2のレーザ光に対する、初期化前の第１の情報層から得られる反射光量が、初期化前の第２の情報層から得られる反射光量よりも小さい場合である。
【００５１】
なお、初期化の各形態において、第１の情報層と第２の情報層とを同じ波長のレーザ光で初期化してもよい。また、第２の情報層を先に初期化する場合であっても、必ずしも、第２の情報層を完全に初期化し終わってから第１の情報層の初期化を開始する必要はなく、初期化用の光源を情報層ごとに準備した初期化装置を用いて、第２の情報層の初期化処理を行いながら、第２の情報層の初期化が終了した領域において第１の情報層を初期化してもよい。また、レーザ光源は１つであっても、レーザ光をビームスプリッターで２つ以上に分割して、各情報層にレーザ光を照射して、照射する位置をずらしながら各情報層を初期化してもよい。この場合には、第２の情報層の初期化が済んだ領域において第１の情報層の初期化が行われるようなビーム配列とする。
【００５２】
【実施例】
以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例により限定されるものではない。
【００５３】
（実施例１）
表面が、ピッチ０．６０μｍ、溝深さ７０ｎｍの凹凸の案内溝で覆われている半径１２０ｍｍ、厚さ０．５８ｍｍの円盤状ポリカーボネートを第１の基板として、その上にＺｎＳ-２０mol％ＳｉＯ2、Ｇｅ29Ｓｂ21Ｔｅ50、ＺｎＳ-２０mol％ＳｉＯ2をこの順に、それぞれ、１００ｎｍ、７ｎｍ、１１０ｎｍの厚さとなるようにマグネトロンスパッタリング法を用いて成膜し、第１の情報層とした。一方、同じくピッチ０．６０μｍ、溝深さ７０ｎｍの凹凸の案内溝で覆われている半径１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍの円盤状ポリカーボネートを第２の基板として、その上に順次、Ａl-２at％Ｃｒ、ＺｎＳ-２０mol％ＳｉＯ2、Ｇｅ29Ｓｂ21Ｔｅ50、ＺｎＳ-２０mol％ＳｉＯ2、Ａｕを、それぞれ、１６ｎｍ、８０ｎｍ、１０ｎｍ、７０ｎｍ、１０ｎｍの厚さとなるようにマグネトロンスパッタリング法で成膜し、第２の情報層とした。なお、第１の情報層は、円盤の半径２０ｍｍから５９ｍｍまでの領域に形成し、第２の情報層は円盤の半径２３ｍｍから５９ｍｍまでの領域に形成した。
【００５４】
成膜を終えた第２の情報層上に、エポキシ系の紫外線硬化樹脂を塗布し、その上に第１の情報層が第２の情報層と向かい合うように、第１の基板と第２の基板とを密着させ、紫外線照射を行うことにより、第１の基板（基板）、第１の情報層、中間樹脂層（光学分離層）、第２の情報層，第２の基板（保護基板）の順に並んだ光ディスクを得た。なお、中間樹脂層の厚さとしては、３０μｍ以上６０μｍ以下が好ましい結果が得られたが、ここでは、厚さ４０μｍとした場合の実験結果について示す。
【００５５】
これら光ディスクは、記録層の結晶状態を未記録状態、記録層の非晶質状態を記録マークとする。波長６６０ｎｍ、波長８３０ｎｍのレーザ光に対する光学特性の設計値を（表１）に、実測値（溝による回折の影響を除去するため、光学特性は、案内溝のない鏡面基板を用いて測定した）を（表２）に示す。
【００５６】
【表１】
【００５７】
【表２】
【００５８】
（表１）および（表２）から、作製した光ディスクにおいてほぼ設計どおりの光学特性が得られていることがわかる。なお、第２の情報層を再生する場合、手前の第１の情報層の存在によって、第２の情報層の反射率に、第１の情報層の透過率を２乗した値をかけた値が、実効的な第２の情報層の反射率になる。例えば、第１の情報層に記録がなされていない場合には、波長６６０ｎｍにおける第２の情報層における未初期化時の反射率は３８％×４５％×４５％＝８％である。
【００５９】
この光ディスクの各情報層の記録層を、図６に示した装置と同様の初期化装置を用いて初期化した。初期化に用いるレーザ光の波長は８３０ｎｍとした。初期化のためのレーザ光は、各情報層にフォーカシングされた時、ディスク半径方向に１００μｍ、周方向に２０μｍとなるように整形されている。
【００６０】
第１の情報層の上に第２の情報層がある領域とない領域において、初期化を行う前にレーザを照射して、フォーカシングを行うためのフォーカス・エラー信号をオシロスコープを用いて観察した。検出器の感度はオートゲインコントローラによって調整した。各層から得られたフォーカス・エラー信号の振幅比を（表３）に示す。
【００６１】
【表３】
【００６２】
（表３）からわかるように、第１の情報層上に第２の情報層が存在する場合には、第１の情報層からフォーカス・エラー信号を分離することが極端に困難であった。実際、第２の情報層が存在する領域で第１の情報層にフォーカシングを行うことはできなかった。しかし、第２の情報層がない領域では、容易に第１の情報層にフォーカシングできた。第１の情報層は、線速度６ｍ／ｓ、レーザ電流値１０００ｍＡで初期化することができた。
【００６３】
（実施例２）
実施例１で作製した光ディスクを用いて、第１の情報層および第２の情報層のいずれを先に初期化すれば好ましいか、図６に示した装置と同様の初期化装置を用いて検討した。ここでも、各情報層の初期化に用いたレーザ光の波長は８３０ｎｍとした。初期化のためのレーザ光は、各情報層にフォーカシングされた時、ディスク半径方向に１００μｍ、周方向に２０μｍとなるように整形されている。
【００６４】
第１の情報層および第２の情報層がいずれも存在する領域において、初期化前の各層から得られるフォーカス・エラー信号の比は（表３）に示した通りである。２つの情報層が存在する領域では、最初に第１の情報層にフォーカシングすることは不可能であったが、第２の情報層を先に初期化した場合には、第１の情報層にフォーカシングでき、かつ、第１の情報層を初期化することができた。この時、第２の情報層は線速度８ｍ／ｓ、レーザ電流値１０００ｍＡで初期化できた。
【００６５】
試みに、実施例１の方法を用いて最初に第１の情報層を初期化した後に、第２の情報層を初期化しようとすると、線速度を５ｍ／ｓに落とさなければ１０００ｍＡで初期化することができなかった。しかも、第１の情報層を第２の情報層よりも先に初期化しようとすると、その逆の場合に比べて外乱に弱く、わずかの振動により第１の初期化作業中にフォーカシング動作が中断することがあった。しかし、第２の情報層を第１の情報層よりも先に初期化した場合には、外乱によりフォーカシング作業が中断されることはなかった。
【００６６】
以上の結果から、第２の情報層を先に、続いて第１の情報層を初期化することにより、安定した初期化が実現できることがわかる。また、第１の情報層において初期化のためのフォーカシングを最初に行う場所は、前述のように、第１の情報層のみが存在し、第２の情報層が存在しない領域内が好ましい。
【００６７】
（実施例３）
実施例１および実施例２において、第１の情報層、および第２の情報層を初期化した片面２層の光ディスクを用いて信号の記録・再生実験を行った。図６に示したと同様の構成を有する記録・再生装置を用いて、案内溝（グルーブ）と案内溝間（ランド）双方に信号を記録し、かつ再生した。記録および再生に用いたレーザ光源は波長６６０ｎｍの半導体レーザ、対物レンズのＮＡは０．６とした。また、線速度９ｍ／ｓでディスクを回転させながら、図７に示す記録パルスストラテジィを用いて、８／１６，ＲＬＬ（２，１０）の変調方式で記録情報を記録した。ピークパワーおよびバイアスパワーは、繰り返しオーバライト記録したランダム信号の再生ジッタが最小となるように選択した。
【００６８】
その結果、初期化を施した第１の情報層は、１回目から１００回目までランダム信号を繰り返しオーバライト記録した場合の再生信号の最悪ジッタ値が１０％と良好な値であった。ちなみに初期化をほどこしていない第１の情報層にはフォーカシングできなかったので信号を記録することができなかった。
【００６９】
また、最初に第２の情報層を初期化し、続いて第１の情報層を初期化した場合、第２の情報層は、１回目から１００回目までランダム信号を繰り返しオーバライト記録した場合の再生信号の最悪ジッタ値が１０％と良好な値であった。
【００７０】
また、最初に第１の情報層を初期化し、続いて第２の情報層を初期化した場合、第２の情報層は、１回目から１００回目までランダム信号を繰り返しオーバライト記録した場合の再生信号の最悪ジッタ値が１４％とよくなかった。これは、第１の情報層を最初に初期化したことによって第２の情報層の初期化時の線速度を５ｍ／ｓに下げざるを得なかったことに起因していると考えられる。初期化時の線速度が遅いと第２の情報層に対する熱負荷が増加し、ディスクノイズが増加する傾向にあるからである。
【００７１】
また、初期化を施していない第２の情報層に記録した場合には、１回目から１０回目までの繰り返しオーバライト記録においては、再生信号のジッタ値は２０％以上と非常に悪く、記録した情報を正しく再生することができなかった。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、片面から複数の情報層に信号を記録できる大容量の光学情報記録媒体を、レーザ光を用いて安定して初期化することができる。特に、本発明は、基板に近い側の情報層をＨ−Ｌ構成とするとともに、基板から遠い情報層をＬ−Ｈ構成とした場合の光学情報記録媒体の初期化に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の光学情報記録媒体の一形態を示す部分切り欠き斜視図である。
【図２】 本発明の光学情報記録媒体の一形態を示す部分切り欠き平面図である。
【図３】 本発明の光学情報記録媒体の一形態を示す部分断面図である。
【図４】 本発明の光学情報記録媒体の別の一形態を示す部分切り欠き斜視図である。
【図５】 本発明の光学情報記録媒体の別の一形態を示す部分切り欠き平面図である。
【図６】 本発明の初期化方法 および光学情報記録媒体への信号の記録・再生等を行う装置の構成を示す図である。
【図７】 本発明の光学情報記録媒体に、信号を記録する際の、記録パルスの変調波形の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ 基板
２，６，９，１３ 保護層
３，５，１０，１２ 界面層
４，１１ 記録層
７ 光学分離層
８ 半透過層
１４ 反射層
１５ 保護基板
２３ 光ディスク
２６ 半導体レーザ
２７ フォトディテクター
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光を用いて大容量の情報を記録および再生する光学情報記録媒体と、その初期化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ光を用いて信号を記録および再生することのできる光学情報記録媒体としては、相変化形光ディスク、光磁気ディスク、色素ディスク等がある。記録・消去可能な相変化型光ディスクでは、記録層材料として、一般にカルコゲン化物が用いられ、通常、記録層材料が結晶状態の場合を未記録状態とし、レーザ光を照射して記録層材料を溶融・急冷して非晶質状態とすることにより、信号が記録される。一方、信号を消去する場合は、記録時よりも低いパワーのレーザ光を照射して、記録層を結晶状態とする。また、記録した信号の再生は、記録層材料の相変化が生じないパワーのレーザ光を照射して行われる。
【０００３】
カルコゲン化物からなる記録層は非晶質で成膜されるため、予め記録領域全面を結晶化して未記録状態を得る必要があり、この記録領域の全面結晶化が初期化と呼ばれる。初期化処理は、通常、ディスク製造工程の一部に組み込まれており、レーザ光源またはフラッシュ光源を用いて行われる。
【０００４】
記録可能、あるいは記録・消去が可能な相変化型光ディスクの記録容量を増加させるために、いわゆる片面２層構成の記録媒体が提案されている。この片面２層構成の光ディスクは、基板上に２層の記録層を備えており、この基板を通して照射される（すなわち同じ方向から照射される）レーザ光により、信号の記録または消去が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、片面２層構成の相変化型光ディスクにおいては、レーザ光入射面に近い側（基板に近い側）の第１の情報層を記録（非晶質マークの形成）によって反射率が低下する「Hi to Lo構成」（Ｈ−Ｌ構成）とするとともに、レーザ光入射面から遠い（基板から遠い）第２の情報層を記録（非晶質マークの形成）によって反射率が高くなる「Lo to Hi構成」（Ｌ−Ｈ構成）とすると、第１の情報層と第２の情報層との記録感度および再生信号レベルが揃った光学情報記録媒体を得ることができる（本出願人による特願平１０−１３２９８２号明細書に提案されている構成）。
【０００６】
相変化型片面多層構成の光学情報記録媒体の初期化プロセスにおいて重要な点は、各情報層の初期化時において、安定したフォーカス制御が可能であるかどうか、である。しかしながら、上記のように、第１の情報層をＨ−Ｌ構成、第２の情報層をＬ−Ｈ構成とした光学情報記録媒体では、第２の情報層では記録層が結晶状態の場合よりも非晶質状態である場合の反射率が高いものの、第１の情報層では記録層が結晶状態の場合よりも非晶質状態である場合の反射率が低くなる。このようにレーザ光の反射光量のバランスがとれていないため、記録領域における記録層の全面結晶化の際に、第２の情報層からフォーカス・エラー信号を得ることは容易であるが、第１の情報層からフォーカス・エラー信号を得ることが難しいという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題を解決する光学情報記録媒体の初期化方法、およびこれに適した光学情報記録媒体を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の光学情報記録媒体は、基板上に、少なくとも、第１の情報層、光学分離層および第２の情報層をこの順に備え、前記第１および第２の情報層に前記基板を通して信号を記録し、かつ再生できる光学情報記録媒体であって、
前記基板上に、前記第１の情報層が存在し、前記第２の情報層が存在しない領域を備えていることを特徴とする。
【０００９】
上記光学情報記録媒体では、基板の形状が円盤状であって、第１の情報層が存在し、第２の情報層が存在しない領域が、前記第１の情報層が存在する領域の最外周部および最内周部から選ばれる少なくとも一方に設けられていることが好ましい。また、第１の情報層が第１の記録層を含み、第２の情報層が第２の記録層を含み、前記第１および第２の記録層が、基板側からのレーザ光の照射によって非晶質状態と結晶状態との間を可逆的に変化する材料からなることが好ましい。
【００１０】
また、上記光学情報記録媒体では、第１および第２の記録層に記録された信号を再生するために基板側から照射される波長λ0のレーザ光に対し、
前記第１の記録層が非晶質状態であるときの第１の情報層の反射率Ｒ0(1amo)、前記第１の記録層が結晶状態であるときの前記第１の情報層の反射率Ｒ0(1cry)、前記第２の記録層が非晶質状態であるときの第２の情報層の反射率Ｒ0(2amo)、および前記第２の記録層が結晶状態であるときの前記第２の情報層の反射率Ｒ0(2cry)が、
Ｒ0(1amo)＜Ｒ0(1cry)、およびＲ0(2amo)＞Ｒ0(2cry)
の関係を満たすことが好ましい。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、本発明の光学情報記録媒体の第１の初期化方法は、基板上に、少なくとも、第１の情報層、光学分離層および第２の情報層をこの順に備え、前記第１および第２の情報層に前記基板を通して信号を記録し、かつ再生できる構成を有し、前記基板上に、前記第１の情報層が存在し、前記第２の情報層が存在しない領域を備えている光学情報記録媒体を、前記基板側からレーザ光を照射して初期化する方法であって、
前記第１の情報層の初期化を、前記領域から開始することを特徴とする。
【００１２】
上記第１の初期化方法では、第１の情報層を初期化する波長λ1のレーザ光に対する、前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の反射率Ｒ1(1前)、
前記第１の情報層を初期化した後の前記第１の情報層の反射率Ｒ1(1後)、
第２の情報層を初期化する前の前記第２の情報層の反射率Ｒ1(2前)、
前記第２の情報層を初期化した後の前記第２の情報層の反射率Ｒ1(2後)、および前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の透過率Ｔ1(1前)が、
Ｒ1(1前)＜Ｒ1(1後)、Ｒ1(1前)＜Ｒ1(2前)×［Ｔ1(1前)］2、および
Ｒ1(1前)＜Ｒ1(2後)×［Ｔ1(1前)］2
の関係を満たすことが好ましい。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、本発明の光学情報記録媒体の第２の初期化方法は、基板上に、少なくとも、第１の情報層、光学分離層および第２の情報層をこの順に備え、前記第１および第２の情報層に前記基板を通して信号を記録し、かつ再生できる光学情報記録媒体を、前記基板側からレーザ光を照射して初期化する方法であって、
少なくとも、前記第１の情報層と前記第２の情報層とが形成されている領域においては、前記第２の情報層を初期化してから前記第１の情報層を初期化することを特徴とする。
【００１４】
上記第２の初期化方法では、第２の情報層を初期化する波長λ2のレーザ光に対する、第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の透過率Ｔ2(1前)、および前記第１の情報層を初期化した後の前記第１の情報層の透過率Ｔ2(1後)が、
Ｔ2(1前)＞Ｔ2(1後)
の関係を満たすことが好ましい。
【００１５】
また、上記第２の初期化方法では、第１の情報層を初期化する波長λ1のレーザ光に対する、
前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の反射率Ｒ1(1前)、
第２の情報層を初期化する前の前記第２の情報層の反射率Ｒ1(2前)、
前記第２の情報層を初期化した後の前記第２の情報層の反射率Ｒ1(2後)および
前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の透過率Ｔ1(1前)、ならびに、
前記第２の情報層を初期化する波長λ2のレーザ光に対する、
前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の反射率Ｒ2(1前)、
前記第２の情報層を初期化する前の前記第２の情報層の反射率Ｒ2(2前)、および前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の透過率Ｔ2(1前)が、
Ｒ1(1前)＜Ｒ1(2前)×［Ｔ1(1前)］2、Ｒ1(2前)＞Ｒ1(2後)、および
Ｒ2(1前)＜Ｒ2(2前)×［Ｔ2(1前)］2
の関係を満たすことが好ましい。
【００１６】
また、上記第２の初期化方法では、第１の情報層を初期化するレーザ光の波長λ1と第２の情報層を初期化するレーザ光の波長λ2とが等しいことが好ましい。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、本発明の第３の光学情報記録媒体の初期化方法は、基板上に、少なくとも、第１の情報層、光学分離層および第２の情報層をこの順に備え、前記第１および第２の情報層に前記基板を通して信号を記録し、かつ再生できる構成を有し、前記基板上に、前記第１の情報層が存在し、前記第２の情報層が存在しない領域を備えている光学情報記録媒体を、前記基板側からレーザ光を照射して初期化する方法であって、
前記第１の情報層の初期化を、前記領域から開始し、
少なくとも、前記第１の情報層と前記第２の情報層とが形成されている領域においては、前記第２の情報層を初期化してから前記第１の情報層を初期化することを特徴とする。
【００１８】
上記第３の初期化方法では、第１の情報層を初期化する波長λ1のレーザ光に対する、
前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の反射率Ｒ1(1前)、
前記第１の情報層を初期化した後の前記第１の情報層の反射率Ｒ1(1後)、
第２の情報層を初期化する前の前記第２の情報層の反射率Ｒ1(2前)、
前記第２の情報層を初期化した後の前記第２の情報層の反射率Ｒ1(2後)および
前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の透過率Ｔ1(1前)、
ならびに、
前記第２の情報層を初期化する波長λ2のレーザ光に対する、
前記第１の情報層を初期化する前の第１の情報層の透過率Ｔ2(1前)、
前記第１の情報層を初期化した後の前記第１の情報層の透過率Ｔ2(1後)が、
Ｒ1(1前)＜Ｒ1(1後)、Ｒ1(1前)＜Ｒ1(2前)×［Ｔ1(1前)］2、
Ｒ1(1前)＜Ｒ1(2後)×［Ｔ1(1前)］2、およびＴ2(1前)＞Ｔ2(1後)
の関係を満たすことが好ましい。
【００１９】
また、上記第３の初期化方法では、第１の情報層を初期化する波長λ1のレーザ光に対する、
前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の反射率Ｒ1(1前)、
前記第１の情報層を初期化した後の前記第１の情報層の反射率Ｒ1(1後)、
第２の情報層を初期化する前の前記第２の情報層の反射率Ｒ1(2前)、
前記第２の情報層を初期化した後の前記第２の情報層の反射率Ｒ1(2後)および前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の透過率Ｔ1(1前)、
ならびに、
前記第２の情報層を初期化する波長λ2のレーザ光に対する、
前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の反射率Ｒ2(1前)、
前記第２の情報層を初期化する前の前記第２の情報層の反射率Ｒ2(2前)、および前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の透過率Ｔ2(1前)が、
Ｒ1(1前)＜Ｒ1(1後)、Ｒ1(1前)＜Ｒ1(2前)×［Ｔ1(1前)］2、
Ｒ1(1前)＜Ｒ1(2後)×［Ｔ1(1前)］2、Ｒ1(2前)＞Ｒ1(2後)、および
Ｒ2(1前)＜Ｒ2(2前)×［Ｔ2(1前)］2
の関係を満たすことが好ましい。
【００２０】
上記第３の初期化方法においても、第１の情報層を初期化するレーザ光の波長λ1と第２の情報層を初期化するレーザ光の波長λ2が等しいことが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３は、本発明の一実施形態に係る光学情報記録媒体（光ディスク）を示し、図１は光ディスクの部分切り欠き斜視図、図２は部分切り欠き平面図、図３は断面図である。なお、図２は、光ディスクを基板１側から見た平面図である。この光ディスクは、情報層を２層（第１の情報層２１、第２の情報層２２）備え、情報層がそれぞれ１層の記録層（第１の記録層４、第２の記録層１１）を含む片面２層構成の相変化型光ディスクであり、各情報層への信号の記録、再生等、さらに初期化を行うレーザ光は、基板１側から入射する。
【００２２】
基板１は、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ等の樹脂板、ガラス板等の透明材料から構成することが好ましい。基板は、紫外線硬化樹脂を用いて形成してもよい。基板の表面は、スパイラル状または同心円状の連続溝（案内溝、トラック）で覆われていることが好ましい。なお、基板１は、スピンコート法を用いて形成してもよい。この場合は、例えば、保護基板１５上に第２の情報層２２を成膜した後、表面が連続溝で覆われた光学分離層７を２Ｐ法で形成し、さらにその上に第１の情報層２１を成膜し、この第１の情報層上にスピンコート法で樹脂を塗布して基板とすればよい。スピンコート法で基板１を形成する場合、基板の厚さは、通常数１０μｍ以下となる。
【００２３】
保護層２，６，９，１３の材料は、物理的・化学的に安定であって、第１の記録層４や第２の記録層１１に用いる材料の融点よりも高い融点と軟化温度とを有し、かつ記録層材料と相固溶しないことが好ましい。このような材料としては、例えば、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＭｏＯ3、ＷＯ3、ＺｒＯ2、ＺｎＳ、ＡｌＮ、ＢＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＰｂＦ2、ＭｇＦ2等の誘電体、またはこれら材料の適当な組み合わせから構成できる。ただし、上記に例示した材料に含まれる元素は、化学量論比から外れた値となっていてもよい。また、保護層に用いる材料は、必ずしも、誘電体であり、また透明である必要はなく、例えば可視光線および赤外線に対して光吸収性を有するＺｎＴｅ等を用いてもよい。なお、各情報層２１，２２における一対の保護層は、同一材料で形成してもよいが、異なる材料で形成すると、熱的、光学的なディスク設計の自由度が大きくなるという利点が得られる。
【００２４】
界面層３，５，１０，１２の材料は、一般式Ｘ-Ｎ、Ｘ-Ｏ-Ｎ、Ｘ-Ｃのいずれかにより表されるか、あるいはこれらの混合物であることが好ましい。ここで、Ｘは、特に限定されないが、Ｇｅ、Ｃｒ、Ｓｉ、ＡｌおよびＴｅから選ばれる少なくとも一つの元素が好ましい。また、界面層には、窒素が含まれていることが好ましい。界面層は必須の層ではないが、この層を形成すると、記録層４，１１を構成する元素と、保護層２，６，９，１３を構成する元素との相互拡散が抑制され、記録消去の繰り返し特性が向上する。
【００２５】
記録層４，１１の材料は、結晶状態と非晶質状態との間を可逆的に変化すればよく、Ｔｅ、Ｉｎ、Ｓｅ等を主成分とする相変化材料を用いることができる。相変化材料の主成分としては、Ｔｅ-Ｓｂ-Ｇｅ、Ｔｅ-Ｇｅ、Ｔｅ-Ｇｅ-Ｓｎ、Ｔｅ-Ｇｅ-Ｓｎ-Ａｕ、Ｓｂ-Ｓｅ、Ｓｂ-Ｔｅ、Ｓｂ-Ｓｅ-Ｔｅ、Ｉｎ-Ｔｅ、Ｉｎ-Ｓｅ、Ｉｎ-Ｓｅ-Ｔｌ、Ｉｎ-Ｓｂ、Ｉｎ-Ｓｂ-Ｓｅ、Ｉｎ-Ｓｅ-Ｔｅ等が挙げられる。第１および第２の記録層４，１１は、通常、非晶質状態で成膜され、照射されるレーザ光等のエネルギーを吸収して結晶化（初期化）する。記録層の材料は、相変化に伴い、光学定数（屈折率ｎ、消衰係数ｋ）も変化する。
【００２６】
記録消去の繰り返し特性が良好な記録層を形成するためには、Ｇｅ，Ｓｂ，Ｔｅの３元素を主成分とする材料を用いることが好ましい。また、実験により確認したところでは、記録層は、ＧｅxＳｂyＴｅz（ｘ、ｙ、ｚは原子比）により表示して、0.10≦ｘ≦0.35，0.10≦ｙ，0.45≦ｚ≦0.65，ｘ＋ｙ＋ｚ＝１の範囲にある材料から構成することが特に好ましい。
【００２７】
光学分離層７は、第２の情報層２２に信号を記録・再生するために照射するレーザ光の波長に対して、透明な材料を用いて形成すればよく、第１の情報層２１と第２の情報層２２とを光学的に分離する機能を有する。光学分離層に供する材料としては、紫外線硬化樹脂、光ディスク貼り合わせ用の両面テープ（例えば日東電工（株）製の粘着シート「ＤＡ−８３２０」）等を例示できる。光学分離層は、スピンコート法、２Ｐ法等によって作製される。光学分離層を２Ｐ法で作製する場合には、次の２つの場合がある。第１には、基板１上に第１の情報層２１を成膜した後、表面にスパイラル状または同心円状の連続溝で覆われた光学分離層を２Ｐ法で形成し、さらにその上に第２の情報層を成膜する場合である。この場合、保護基板１５は形成しなくても構わない。第２には、保護基板１５上に第２の情報層を成膜した後、表面がスパイラル状または同心円状の連続溝で覆われた光学分離層を２Ｐ法で形成し、さらにその上に第１の情報層を成膜する場合である。この場合には、基板１はスピンコート法等で形成される。
【００２８】
半透過層８は、Ａｕ，Ａｌ，Ｓｉ等の金属元素を主成分とし、第２の記録層１１における光吸収補正構成を実現するためには形成することが好ましいが、必須の層ではない。また、半透過層に代えて、屈折率が異なる２種類の誘電体層を積層して用いても、半透過層と同様の光学特性を得ることができる。
【００２９】
反射層１４は、Ａｕ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｒ等の金属元素、またはこれらの合金から形成することが好ましい。反射層１４は、必須の層ではないが、第２の記録層１１への光吸収効率を高めるためには、形成することが好ましい。
【００３０】
保護基板１５は、例えばスピンコートした樹脂層でもよく、また、基板１と同様、樹脂板、ガラス板から構成してよい。光学分離層７の表面に第２の情報層２２の案内溝を２Ｐ法によって形成する場合には、保護基板１５の表面は平面でよく、例えば接着剤を用いて第２の情報層２２上に貼り合わせて形成することができる。なお、光学分離層７の表面に第２の情報層２２の案内溝を形成しない場合には、保護基板１５の表面をスパイラル状または同心円状の連続溝（案内溝）で覆う構成とすることが好ましい。この場合には、保護基板１５の表面に直接第２の情報層２２が形成され、基板１上に形成された第１の情報層２１と光学分離層７を介して貼り合わされることになる。
【００３１】
なお、２組の片面２層の相変化型光ディスクを第２の情報層どうしを内側にして接着剤等を用いて貼り合わせることにより、両面から記録、再生可能な４層構造の光学情報記録媒体としてもよい。
【００３２】
図１および図２に示したように、本実施形態の光ディスクには、レーザ光の入射側（基板１側）から見て、第１の情報層が存在し、第２の情報層が存在しない領域が設けられる。本実施形態では、上記領域を、リング状（ドーナツ状）に設けられた記録領域の最内周側に設けている。上記領域は、図４および図５に示すように、記録領域の最外周側に設けてもよい。このように、円盤状基板の上方に設けられたリング状の記録領域において、第１の情報層のみが存在する領域は、この領域の最外周側および／または最内周側に形成することが好ましい。
【００３３】
第１の情報層のみが存在する領域は、例えば、第１の情報層を成膜する際に用いる内周マスクの外径を第２の情報層を成膜する際に用いる内周マスクの外径よりも小さくする、あるいは、第１の情報層を成膜する際に用いる外周マスクの内径を第２の情報層を成膜する際に用いる外周マスクの内径よりも大きくすることにより形成することができる。
【００３４】
なお、第１の記録層４、第２の記録層１１、保護層２，６，９，１３、界面層３，５，１０，１２、半透過層８、反射層１４等上記各層の成膜方法としては、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、化学蒸着法（ＣＶＤ法）、レーザスパッタリング法等を適用できる。
【００３５】
第１の情報層に求められる特に重要な特性は、高透過率、高感度、高速でオーバライト可能であることであり、未記録部においてもある程度大きい反射率が得られることである。透過率を大きくするためには、第１の記録層以外に光を吸収する層（例えば反射層）がない構成とすることが好ましい。このような特性を得るために、記録のためのレーザ光の波長に対して、第１の記録層が非晶質状態であるときの第１の情報層の光吸収率が、第１の記録層が結晶状態であるときの第１の情報層の光吸収率よりも低くなる光吸収補正構成を有することが好ましい。
【００３６】
第２の情報層に求められる特に重要な特性は、高感度、高反射率、高速でオーバライト可能であることである。これらの特性を得るためには、第１の情報層を記録（非晶質マークの形成）によって反射率が低下するＨ−Ｌ構成とし、第２の情報層を記録（非晶質マークの形成）によって反射率が高くなるＬ−Ｈ構成とすることが好ましい。このような構成によれば、第１の情報層と第２の情報層との記録感度、および再生信号レベルの揃った片面多層の光学情報記録媒体を実現することができる。
【００３７】
上記特性を満足するための構成を下記に例示する。第１の情報層として、第１の記録層を厚さ７ｎｍのＧｅ-Ｓｂ-Ｔｅとし、第１の記録層に接して基板側に厚さ１００ｎｍ、基板と反対側に厚さ１１０ｎｍのＺｎＳ-ＳｉＯ2混合物層を形成する。また、第２の情報層として、光学分離層上に、厚さ１０ｎｍのＡｕ、厚さ７０ｎｍのＺｎＳ-ＳｉＯ2、厚さ１０ｎｍのＧｅ-Ｓｂ-Ｔｅ、厚さ８０ｎｍのＺｎＳ-ＳｉＯ2、厚さ１６ｎｍのＡｌ-Ｃｒをこの順に形成する。特に消去特性を改善する目的で、各記録層と各保護層との間に窒化物等からなる界面層を設けても構わない。いずれの構成にしても、第１の情報層の反射率は、第１の記録層が結晶状態の場合よりも非晶質状態の場合のほうが小さく、第２の情報層の反射率は、第２の記録層が結晶状態の場合よりも非晶質状態の場合のほうが大きい。なお、上記構成は、基本的には、いずれも波長６６０ｎｍ近傍のレーザ光を記録・再生に用いることを前提として設計された構成である。
【００３８】
次に、上記片面２層構成の相変化型光ディスクをレーザ光を用いて、初期化する方法について説明する。初期化は、成膜時点において非晶質状態にある第１および第２の記録層を記録領域において全面結晶化するプロセスである。初期化工程を短時間に終了させるためには、大出力のレーザ光を用いて各記録層を結晶化させることが好ましい。この観点からは、初期化に用いるレーザ光としては、記録・再生に用いる波長６６０ｎｍのレーザ光よりも、波長８００ｎｍ前後の近赤外域のレーザ光が好ましい。近赤外レーザ光により、高出力光を安価に得られるからである。
【００３９】
初期化装置の一形態の概略を図６に示す。この例では、レーザ光源２６から照射されたレーザ光は対物レンズ２５によって、スピンドルモータ２４により回転している光ディスク２３の第１の情報層または第２の情報層上に、例えば非点収差法を用いてフォーカシングされる。このフォーカシングには、各情報層から得られるフォーカス・エラー信号を用いることが好ましい。ただし、フォーカシング制御は、ナイフエッジ法等、種々の方法をとることもできる。なお、図６に示した装置は、光ディスクへの信号の記録、再生にも用いることができる。この装置には、信号の再生のために、フォトディテクター２７が準備されている。
【００４０】
ところで、前述のように、記録・再生のためのレーザ光の波長に対し、本実施形態の光ディスクでは、第１の情報層の反射率は、第１の記録層が結晶状態の場合よりも非晶質状態の場合のほうが小さく、第２の情報層の反射率は、第２の記録層が結晶状態の場合よりも非晶質状態の場合のほうが大きい。このような反射率の大小関係は、波長７８０ｎｍ、８３０ｎｍ等、大出力が入手容易な波長のレーザ光に対しても同様である。このような反射率の大小関係は、特願平１０−１３２９８２号明細書で提案されている構成についても同様に成立する。
【００４１】
しかも、第１の情報層では、透過率、記録感度、信号変調度を同時に高める必要があるため、通常、第１の記録層が非晶質状態における第１の情報層の反射率は数％台と非常に低くなる。これとは対照的に、第２の情報層は、第１の情報層を透過したレーザ光で記録された信号を再生することから、記録層が非晶質状態であれ結晶状態であれ、第１の情報層よりも高い反射率を選ぶ必要がある。これは、初期化に用いるレーザ光として、波長６６０ｎｍ、７８０ｎｍ、８３０ｎｍ等当該技術分野で一般に適用されているいずれのレーザ光を用いても、第１の情報層の記録層が非晶質の場合、第１の情報層から得られるフォーカス・エラー信号は、第２の情報層から得られるフォーカス・エラー信号に比べて常に小さくなり、第１の情報層からのフォーカスエラー信号が得にくくなることを意味する。
【００４２】
しかし、第２の情報層が第１の情報層上に形成されていない領域では、第１の情報層からフォーカス・エラー信号を得ることは容易である。すなわち、例えば初期化装置の検出器のゲインを高めれば、第１の情報層から容易にフォーカス・エラー信号を得ることができる。一方、第１の情報層上に第２の情報層が存在する領域では、初期化装置の検出器のゲインを高めても、両情報層のフォーカス・エラー信号の比は変わらないため、第１の情報層にフォーカシングすることはやはり困難である。
【００４３】
一旦、第１の情報層にフォーカシングして初期化を開始すれば、初期化のためのレーザ光が照射されている領域内に結晶化領域が生成して反射率が高まるため、初期化装置の検出器に到達する光量が増える。したがって、第２の情報層が存在する領域においても、第１の情報層の初期化を継続することは、（照射領域をスキャニングさせて初期化を続けても）比較的容易となる。
【００４４】
このように、第１の情報層のみが形成されている領域から第１の情報層を初期化していく本発明の初期化方法の一形態は、第１の情報層を初期化する波長λ1のレーザ光に対し、▲１▼初期化前の第１の情報層から得られる反射光量が初期化後の第１の情報層から得られる反射光量よりも小さく、▲２▼初期化前の第１の情報層から得られる反射光量よりも、第２の情報層から得られる反射光量が大きい場合に特に好適である。このような場合には、第１の情報層から得られるフォーカス・エラー信号が、初期化によって大きくなり、初期化の結果、第１の情報層から得られるフォーカス・エラー信号の強度が、第２の情報層から得られるフォーカス・エラー信号の強度に近づくからである。
【００４５】
なお、第１の情報層と第２の情報層とから得られる各フォーカス・エラー信号の強度を比較するためには、第１の情報層の反射率と、第２の情報層の反射率に第１の情報層の透過率の二乗を掛けた値とを比較すればよい。第２の情報層から得られる信号強度は、第１の情報層を２度通過するからである。
【００４６】
次に、第１の情報層と第２の情報層との初期化の順序について説明する。
第２の情報層を初期化する波長λ2のレーザ光に対し、初期化前の第１の情報層の透過率が初期化後の第１の情報層の透過率よりも大きい場合は、第１の情報層よりも先に第２の情報層を初期化することが好ましい。最初に第１の情報層を初期化すると第２の情報層の初期化時に第１の情報層の透過率が低減し、第２の情報層の初期化に必要なレーザパワーが相対的に大きくなるからである。
【００４７】
このように、第１の情報層よりも先に第２の情報層を初期化する本発明の初期化方法の一形態は、特に、▲１▼第１の情報層を初期化する波長λ1のレーザ光に対する、初期化前の第１の情報層から得られる反射光量が初期化前の第２の情報層から得られる反射光量よりも小さく、▲２▼波長λ1のレーザ光に対する、初期化前の第２の情報層から得られる反射光量が初期化後の第２の情報層から得られる反射光量よりも大きく、▲３▼第２の情報層を初期化する波長λ2のレーザ光に対する、初期化前の第１の情報層から得られる反射光量が初期化前の第２の情報層から得られる反射光量よりも小さい場合に適用することが好ましい。この順に初期化することにより、第１の情報層から得られるフォーカス・エラー信号と第２の情報層から得られるフォーカス・エラー信号との強度のアンバランスが矯正される（両者の強度比が１に近づく）からである。
【００４８】
上記２つの形態を組み合わせた初期化方法は、本発明の最も好ましい形態に相当する。この形態では、第１の情報層の初期化の開始点を、第１の情報層上に第２の情報層がない領域とするとともに、上記両情報層が形成されている領域では、第２の情報層を第１の情報層よりも先に初期化する。
【００４９】
この形態が特に効果的にその機能を発揮する場合について説明する。第１には、▲１▼第１の情報層を初期化する波長λ1のレーザ光に対する、初期化前の第１の情報層から得られる反射光量が初期化後に得られる反射光量よりも小さく、▲２▼波長λ1のレーザ光に対する、初期化前の第１の情報層から得られる反射光量が、初期化前・後いずれの第２の情報層から得られる反射光量よりも小さく、▲３▼第２の情報層を初期化する波長λ2のレーザ光に対する、初期化前の第１の情報層の透過率が初期化後の第１の情報層の透過率よりも大きい場合である。
【００５０】
第２には、▲１▼第１の情報層を初期化する波長λ1のレーザ光に対する、初期化前の第１の情報層から得られる反射光量が初期化後に得られる反射光量よりも小さく、▲２▼波長λ1のレーザ光に対する、初期化前の第１の情報層から得られる反射光量が、初期化前・後いずれの第２の情報層から得られる反射光量よりも小さく、▲３▼波長λ1のレーザ光に対する、第２の情報層の反射率が初期化前に比べて初期化後が小さく、▲４▼第２の情報層を初期化する波長λ2のレーザ光に対する、初期化前の第１の情報層から得られる反射光量が、初期化前の第２の情報層から得られる反射光量よりも小さい場合である。
【００５１】
なお、初期化の各形態において、第１の情報層と第２の情報層とを同じ波長のレーザ光で初期化してもよい。また、第２の情報層を先に初期化する場合であっても、必ずしも、第２の情報層を完全に初期化し終わってから第１の情報層の初期化を開始する必要はなく、初期化用の光源を情報層ごとに準備した初期化装置を用いて、第２の情報層の初期化処理を行いながら、第２の情報層の初期化が終了した領域において第１の情報層を初期化してもよい。また、レーザ光源は１つであっても、レーザ光をビームスプリッターで２つ以上に分割して、各情報層にレーザ光を照射して、照射する位置をずらしながら各情報層を初期化してもよい。この場合には、第２の情報層の初期化が済んだ領域において第１の情報層の初期化が行われるようなビーム配列とする。
【００５２】
【実施例】
以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例により限定されるものではない。
【００５３】
（実施例１）
表面が、ピッチ０．６０μｍ、溝深さ７０ｎｍの凹凸の案内溝で覆われている半径１２０ｍｍ、厚さ０．５８ｍｍの円盤状ポリカーボネートを第１の基板として、その上にＺｎＳ-２０mol％ＳｉＯ2、Ｇｅ29Ｓｂ21Ｔｅ50、ＺｎＳ-２０mol％ＳｉＯ2をこの順に、それぞれ、１００ｎｍ、７ｎｍ、１１０ｎｍの厚さとなるようにマグネトロンスパッタリング法を用いて成膜し、第１の情報層とした。一方、同じくピッチ０．６０μｍ、溝深さ７０ｎｍの凹凸の案内溝で覆われている半径１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍの円盤状ポリカーボネートを第２の基板として、その上に順次、Ａl-２at％Ｃｒ、ＺｎＳ-２０mol％ＳｉＯ2、Ｇｅ29Ｓｂ21Ｔｅ50、ＺｎＳ-２０mol％ＳｉＯ2、Ａｕを、それぞれ、１６ｎｍ、８０ｎｍ、１０ｎｍ、７０ｎｍ、１０ｎｍの厚さとなるようにマグネトロンスパッタリング法で成膜し、第２の情報層とした。なお、第１の情報層は、円盤の半径２０ｍｍから５９ｍｍまでの領域に形成し、第２の情報層は円盤の半径２３ｍｍから５９ｍｍまでの領域に形成した。
【００５４】
成膜を終えた第２の情報層上に、エポキシ系の紫外線硬化樹脂を塗布し、その上に第１の情報層が第２の情報層と向かい合うように、第１の基板と第２の基板とを密着させ、紫外線照射を行うことにより、第１の基板（基板）、第１の情報層、中間樹脂層（光学分離層）、第２の情報層，第２の基板（保護基板）の順に並んだ光ディスクを得た。なお、中間樹脂層の厚さとしては、３０μｍ以上６０μｍ以下が好ましい結果が得られたが、ここでは、厚さ４０μｍとした場合の実験結果について示す。
【００５５】
これら光ディスクは、記録層の結晶状態を未記録状態、記録層の非晶質状態を記録マークとする。波長６６０ｎｍ、波長８３０ｎｍのレーザ光に対する光学特性の設計値を（表１）に、実測値（溝による回折の影響を除去するため、光学特性は、案内溝のない鏡面基板を用いて測定した）を（表２）に示す。
【００５６】
【表１】
【表２】
（表１）および（表２）から、作製した光ディスクにおいてほぼ設計どおりの光学特性が得られていることがわかる。なお、第２の情報層を再生する場合、手前の第１の情報層の存在によって、第２の情報層の反射率に、第１の情報層の透過率を２乗した値をかけた値が、実効的な第２の情報層の反射率になる。例えば、第１の情報層に記録がなされていない場合には、波長６６０ｎｍにおける第２の情報層における未初期化時の反射率は３８％×４５％×４５％＝８％である。
【００５９】
この光ディスクの各情報層の記録層を、図６に示した装置と同様の初期化装置を用いて初期化した。初期化に用いるレーザ光の波長は８３０ｎｍとした。初期化のためのレーザ光は、各情報層にフォーカシングされた時、ディスク半径方向に１００μｍ、周方向に２０μｍとなるように整形されている。
【００６０】
第１の情報層の上に第２の情報層がある領域とない領域において、初期化を行う前にレーザを照射して、フォーカシングを行うためのフォーカス・エラー信号をオシロスコープを用いて観察した。検出器の感度はオートゲインコントローラによって調整した。各層から得られたフォーカス・エラー信号の振幅比を（表３）に示す。
【００６１】
【表３】
（表３）からわかるように、第１の情報層上に第２の情報層が存在する場合には、第１の情報層からフォーカス・エラー信号を分離することが極端に困難であった。実際、第２の情報層が存在する領域で第１の情報層にフォーカシングを行うことはできなかった。しかし、第２の情報層がない領域では、容易に第１の情報層にフォーカシングできた。第１の情報層は、線速度６ｍ／ｓ、レーザ電流値１０００ｍＡで初期化することができた。
【００６３】
（実施例２）
実施例１で作製した光ディスクを用いて、第１の情報層および第２の情報層のいずれを先に初期化すれば好ましいか、図６に示した装置と同様の初期化装置を用いて検討した。ここでも、各情報層の初期化に用いたレーザ光の波長は８３０ｎｍとした。初期化のためのレーザ光は、各情報層にフォーカシングされた時、ディスク半径方向に１００μｍ、周方向に２０μｍとなるように整形されている。
【００６４】
第１の情報層および第２の情報層がいずれも存在する領域において、初期化前の各層から得られるフォーカス・エラー信号の比は（表３）に示した通りである。２つの情報層が存在する領域では、最初に第１の情報層にフォーカシングすることは不可能であったが、第２の情報層を先に初期化した場合には、第１の情報層にフォーカシングでき、かつ、第１の情報層を初期化することができた。この時、第２の情報層は線速度８ｍ／ｓ、レーザ電流値１０００ｍＡで初期化できた。
【００６５】
試みに、実施例１の方法を用いて最初に第１の情報層を初期化した後に、第２の情報層を初期化しようとすると、線速度を５ｍ／ｓに落とさなければ１０００ｍＡで初期化することができなかった。しかも、第１の情報層を第２の情報層よりも先に初期化しようとすると、その逆の場合に比べて外乱に弱く、わずかの振動により第１の初期化作業中にフォーカシング動作が中断することがあった。しかし、第２の情報層を第１の情報層よりも先に初期化した場合には、外乱によりフォーカシング作業が中断されることはなかった。
【００６６】
以上の結果から、第２の情報層を先に、続いて第１の情報層を初期化することにより、安定した初期化が実現できることがわかる。また、第１の情報層において初期化のためのフォーカシングを最初に行う場所は、前述のように、第１の情報層のみが存在し、第２の情報層が存在しない領域内が好ましい。
【００６７】
（実施例３）
実施例１および実施例２において、第１の情報層、および第２の情報層を初期化した片面２層の光ディスクを用いて信号の記録・再生実験を行った。図６に示したと同様の構成を有する記録・再生装置を用いて、案内溝（グルーブ）と案内溝間（ランド）双方に信号を記録し、かつ再生した。記録および再生に用いたレーザ光源は波長６６０ｎｍの半導体レーザ、対物レンズのＮＡは０．６とした。また、線速度９ｍ／ｓでディスクを回転させながら、図７に示す記録パルスストラテジィを用いて、８／１６，ＲＬＬ（２，１０）の変調方式で記録情報を記録した。ピークパワーおよびバイアスパワーは、繰り返しオーバライト記録したランダム信号の再生ジッタが最小となるように選択した。
【００６８】
その結果、初期化を施した第１の情報層は、１回目から１００回目までランダム信号を繰り返しオーバライト記録した場合の再生信号の最悪ジッタ値が１０％と良好な値であった。ちなみに初期化をほどこしていない第１の情報層にはフォーカシングできなかったので信号を記録することができなかった。
【００６９】
また、最初に第２の情報層を初期化し、続いて第１の情報層を初期化した場合、第２の情報層は、１回目から１００回目までランダム信号を繰り返しオーバライト記録した場合の再生信号の最悪ジッタ値が１０％と良好な値であった。
【００７０】
また、最初に第１の情報層を初期化し、続いて第２の情報層を初期化した場合、第２の情報層は、１回目から１００回目までランダム信号を繰り返しオーバライト記録した場合の再生信号の最悪ジッタ値が１４％とよくなかった。これは、第１の情報層を最初に初期化したことによって第２の情報層の初期化時の線速度を５ｍ／ｓに下げざるを得なかったことに起因していると考えられる。初期化時の線速度が遅いと第２の情報層に対する熱負荷が増加し、ディスクノイズが増加する傾向にあるからである。
【００７１】
また、初期化を施していない第２の情報層に記録した場合には、１回目から１０回目までの繰り返しオーバライト記録においては、再生信号のジッタ値は２０％以上と非常に悪く、記録した情報を正しく再生することができなかった。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、片面から複数の情報層に信号を記録できる大容量の光学情報記録媒体を、レーザ光を用いて安定して初期化することができる。特に、本発明は、基板に近い側の情報層をＨ−Ｌ構成とするとともに、基板から遠い情報層をＬ−Ｈ構成とした場合の光学情報記録媒体の初期化に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の光学情報記録媒体の一形態を示す部分切り欠き斜視図である。
【図２】 本発明の光学情報記録媒体の一形態を示す部分切り欠き平面図である。
【図３】 本発明の光学情報記録媒体の一形態を示す部分断面図である。
【図４】 本発明の光学情報記録媒体の別の一形態を示す部分切り欠き斜視図である。
【図５】 本発明の光学情報記録媒体の別の一形態を示す部分切り欠き平面図である。
【図６】 本発明の初期化方法 および光学情報記録媒体への信号の記録・再生等を行う装置の構成を示す図である。
【図７】 本発明の光学情報記録媒体に、信号を記録する際の、記録パルスの変調波形の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ 基板
２，６，９，１３ 保護層
３，５，１０，１２ 界面層
４，１１ 記録層
７ 光学分離層
８ 半透過層
１４ 反射層
１５ 保護基板
２３ 光ディスク
２６ 半導体レーザ
２７ フォトディテクター
Claims (8)
- 基板上に、少なくとも、第１の記録層を含む第１の情報層、光学分離層および第２の記録層を含む第２の情報層をこの順に備え、前記第１および第２の情報層に前記基板を通して信号を記録し、かつ再生できる光学情報記録媒体であって、
前記基板上に、前記第１の情報層が存在し、前記第２の情報層が存在しない領域を備え、
前記第１および第２の記録層が、基板側からのレーザ光の照射によって非晶質状態と結晶状態との間を可逆的に変化する材料からなり、
前記第１および第２の記録層に記録された信号を再生するために基板側から照射される波長λ 0 のレーザ光に対し、
前記第１の記録層が非晶質状態であるときの第１の情報層の反射率Ｒ 0 (1amo) 、
前記第１の記録層が結晶状態であるときの前記第１の情報層の反射率Ｒ 0 (1cry) 、
前記第２の記録層が非晶質状態であるときの第２の情報層の反射率Ｒ 0 (2amo) 、
および前記第２の記録層が結晶状態であるときの前記第２の情報層の反射率Ｒ 0 (2cry) が、
Ｒ 0 (1amo) ＜Ｒ 0 (1cry) 、およびＲ 0 (2amo) ＞Ｒ 0 (2cry)
の関係を満たし、
前記Ｒ 0 (1amo) は、前記基板上に、前記第１の情報層および前記第２の情報層が存在する領域では、前記第１の情報層へのフォーカス引き込みが困難である一方、前記基板上に、前記第１の情報層が存在し、前記第２の情報層が存在しない領域では、前記第１の情報層へのフォーカス引き込みが可能である反射率であり、
前記Ｒ 0 (2amo) は、前記基板上に、前記第１の情報層および前記第２の情報層が存在する領域では、前記第２の情報層へのフォーカス引き込みが可能である反射率である、光学情報記録媒体。 - 基板の形状が円盤状であって、
第１の情報層が存在し、第２の情報層が存在しない領域が、前記第１の情報層が存在する領域の最外周部および最内周部から選ばれる少なくとも一方に設けられている請求項１に記載の光学情報記録媒体。 - 基板上に、少なくとも、第１の記録層を含む第１の情報層、光学分離層および第２の記録層を含む第２の情報層をこの順に備え、前記第１および第２の情報層に前記基板を通して信号を記録し、かつ再生できる構成を有し、前記基板上に、前記第１の情報層が存在し、前記第２の情報層が存在しない領域を備え、
前記第１および第２の記録層が、基板側からのレーザ光の照射によって非晶質状態と結晶状態との間を可逆的に変化する材料からなる、光学情報記録媒体を、前記基板側からレーザ光を照射して初期化する方法であって、
第１の情報層を初期化する波長λ 1 のレーザ光に対し、
前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の反射率がＲ 1 (1 前 ) 、
第２の情報層を初期化する前の前記第２の情報層の反射率がＲ 1 (2 前 ) であり、
前記Ｒ 1 ( １前 ) は、前記基板上に、前記第１の情報層および前記第２の情報層が存在する領域では、前記第１の情報層へのフォーカス引き込みが困難である一方、前記基板上に、前記第１の情報層が存在し、前記第２の情報層が存在しない領域では、前記第１の情報層へのフォーカス引き込みが可能である反射率であり、
前記Ｒ 1 (2 前 ) は、前記基板上に、前記第１の情報層および前記第２の情報層が存在する領域では、前記第２の情報層へのフォーカス引き込みが可能である反射率であり、
前記基板上に、前記第１の情報層が存在し、前記第２の情報層が存在しない領域から、前記第１の情報層の初期化を開始する光学情報記録媒体の初期化方法。 - 第１の情報層を初期化する波長λ1のレーザ光に対する、
前記Ｒ 1 (1 前 ) 、
前記第１の情報層を初期化した後の前記第１の情報層の反射率Ｒ1(1後)、
前記Ｒ 1 (2 前 ) 、
前記第２の情報層を初期化した後の前記第２の情報層の反射率Ｒ1(2後)、
および前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の透過率Ｔ1(1前)が、
Ｒ1(1前)＜Ｒ1(1後)、Ｒ1(1前)＜Ｒ1(2前)×［Ｔ1(1前)］2、および Ｒ1(1前)＜Ｒ1(2後)×［Ｔ1(1前)］2
の関係を満たす、請求項３記載の光学情報記録媒体の初期化方法。 - 基板上に、少なくとも、第１の記録層を含む第１の情報層、光学分離層および第２の記録層を含む第２の情報層をこの順に備え、前記第１および第２の情報層に前記基板を通して信号を記録し、かつ再生できる構成を有し、前記基板上に、前記第１の情報層が存在し、前記第２の情報層が存在しない領域を備え、前記第１および第２の記録層が、基板側からのレーザ光の照射によって非晶質状態と結晶状態との間を可逆的に変化する材料からなる光学情報記録媒体を、前記基板側からレーザ光を照射して初期化する方法であって、
第１の情報層を初期化する波長λ 1 のレーザ光に対し、
前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の反射率がＲ 1 (1 前 ) 、
第２の情報層を初期化する前の前記第２の情報層の反射率がＲ 1 (2 前 ) であり、
前記Ｒ 1 ( １前 ) は、前記基板上に、前記第１の情報層および前記第２の情報層が存在する領域では、前記第１の情報層へのフォーカス引き込みが困難である一方、前記基板上に、前記第１の情報層が存在し、前記第２の情報層が存在しない領域では、前記第１の情報層へのフォーカス引き込みが可能である反射率であり、
前記Ｒ 1 (2 前 ) は、前記基板上に、前記第１の情報層および前記第２の情報層が存在する領域では、前記第２の情報層へのフォーカス引き込みが可能である反射率であり、
前記基板上に、前記第１の情報層が存在し、前記第２の情報層が存在しない領域から、前記第１の情報層の初期化を開始し、
少なくとも、前記第１の情報層と前記第２の情報層とが形成されている領域においては、前記第２の情報層を初期化してから前記第１の情報層を初期化する、光学情報記録媒体の初期化方法。 - 第１の情報層を初期化する波長λ1のレーザ光に対する、
前記Ｒ 1 (1 前 ) 、
前記第１の情報層を初期化した後の前記第１の情報層の反射率Ｒ1(1後)、
前記Ｒ 1 (2 前 ) 、
前記第２の情報層を初期化した後の前記第２の情報層の反射率Ｒ1(2後)および前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の透過率Ｔ1(1前)、
ならびに、
前記第２の情報層を初期化する波長λ2のレーザ光に対する、
前記第１の情報層を初期化する前の第１の情報層の透過率Ｔ2(1前)、前記第１の情報層を初期化した後の前記第１の情報層の透過率Ｔ2(1後)が、
Ｒ1(1前)＜Ｒ1(1後)、Ｒ1(1前)＜Ｒ1(2前)×［Ｔ1(1前)］2、
Ｒ1(1前)＜Ｒ1(2後)×［Ｔ1(1前)］2、およびＴ2(1前)＞Ｔ2(1後)
の関係を満たす、請求項５に記載の光学情報記録媒体の初期化方法。 - 第１の情報層を初期化する波長λ1のレーザ光に対する、
前記Ｒ 1 (1 前 ) 、
前記第１の情報層を初期化した後の前記第１の情報層の反射率Ｒ1(1後)、
前記Ｒ 1 (2 前 ) 、
前記第２の情報層を初期化した後の前記第２の情報層の反射率Ｒ1(2後)、および前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の透過率Ｔ1(1前)、
ならびに、
前記第２の情報層を初期化する波長λ2のレーザ光に対する、
前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の反射率Ｒ2(1前)、
前記第２の情報層を初期化する前の前記第２の情報層の反射率Ｒ2(2前)、および前記第１の情報層を初期化する前の前記第１の情報層の透過率Ｔ2(1前)が、
Ｒ1(1前)＜Ｒ1(1後)、Ｒ1(1前)＜Ｒ1(2前)×［Ｔ1(1前)］2、
Ｒ1(1前)＜Ｒ1(2後)×［Ｔ1(1前)］2、Ｒ1(2前)＞Ｒ1(2後)、および
Ｒ2(1前)＜Ｒ2(2前)×［Ｔ2(1前)］2
の関係を満たす、請求項５に記載の光学情報記録媒体の初期化方法。 - 第１の情報層を初期化するレーザ光の波長λ1と第２の情報層を初期化するレーザ光の波長λ2が等しい、請求項５に記載の光学情報記録媒体の初期化方法。
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