JP4253609B2

JP4253609B2 - 光ディスク初期化装置、初期化方法及び情報記録方法

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Publication number: JP4253609B2
Application number: JP2004111684A
Authority: JP
Inventors: 俊通新谷; 浩行峯邑; 英司佐保田; 義明荻野; 範幸石川
Original assignee: Hitachi Computer Peripherals Co Ltd
Current assignee: Hitachi Information and Telecommunication Engineering Ltd
Priority date: 2004-04-06
Filing date: 2004-04-06
Publication date: 2009-04-15
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Also published as: TWI354988B; TW200534276A; JP2005293810A; CN1681009A; CN100339892C

Description

本発明は、相変化型の光ディスクを初期化する装置及び初期化方法に関する。

現在CD-RW、DVD-RAM、DVD±RW、及びBlu-ray Discなどの書換え型ディスクには、相変化記録方式が用いられている。相変化記録とは、結晶状態の記録膜中にアモルファスマークを形成することにより、データを記録する方式である。ディスクは、ポリカーボネート基板にスパッタによって薄膜を形成して作製するが、スパッタによって作製される記録膜はアモルファス状態である。そのため、ディスク出荷前に記録膜を結晶状態にする必要がある。これを初期化と呼ぶ。

通常は、レーザ照射によって相変化ディスクは初期化される。初期化機の光学系のブロック図を図２(a)に示す。今、初期化機内で未初期化の相変化ディスク201が回転している。半導体レーザ202から出射された偏光レーザ光は、コリメートレンズ203によって平行光となり、偏光ビームスプリッタ204に入射される。この際、偏光ビームスプリッタ204は、半導体レーザ202から出射されたレーザ光の偏光面を有する光を通過し、偏光面がその垂直の方向を有する光は反射するように設置する。これによって、レーザ光はλ/4板205を通過し、ミラー206、対物レンズ207を経てディスク201の記録膜に焦点を結ぶ。ディスク201からの反射光は再び対物レンズ207、ミラー206を経てλ/4板205を通過する。レーザ光はλ/4板205を２回通過するので、この光の偏光面は、半導体レーザ202から出射された直後の偏光面と９０°異なっている。そのため、反射光は偏光ビームスプリッタ204においてその光路を変えられて、オートフォーカスサーボ系208に入射され、光スポットがディスク201の動きに追従するように自動的に焦点を結ぶようにする。

光スポットが記録膜に照射されると、その光をディスクが吸収することによって発生する熱によって、記録膜が結晶化される。そして、光スポットの焦点をディスク上に結んだまま、ディスク201を回転させ、かつその回転に同期してスポットをディスク半径方向、即ちディスク回転の法線方向に移動させる。このことにより、ディスク全面が初期化される。

ディスク201上のスポットの状態を図２（b）に示す。通常、光ディスクドライブのスポットはほぼ円形であるが、初期化機のスポット209は図に示すように、トラック210の垂直方向に長いスポットとする。このような横長のビームを、ここではシートビームと呼ぶことにする。このシートビームは、横長のレーザビームを出射する半導体レーザ202を用いることによって作製される。シートビームのディスク半径方向の長さは、典型的には数１０μｍから数１００μｍにする。ディスク半径方向にビームが長いことにより、ディスクが１回転する間に初期化される領域が広くなるため、ディスクを短時間で初期化することができる。

なお、光パワー密度を光ディスクドライブの円形ビームと同等にするために、初期化機では数Ｗから数１０Ｗの高パワーレーザが用いられる。

更に、特開２００２−３１２９４６号には、パルス光の照射時間幅が１０ｎｓ〜１μｓのレーザ光を相変化膜に照射して、初期化させることが記載されている。なお、特開平１０−１６２３６３号、特開平９−２５１６６４号も、パルス光をディスクに照射して、初期化させることが記載されている。また、特開平１１−１３４７２３号には、相変化型ディスクにマスクを介してキセノンランプからフラッシュ光を照射して、部分初期化領域を形成し、続いてマスクをフラッシュ光が通過する部分の幅だけ移動させて、フラッシュ光を照射を行い、ディスク全面の初期化を行うことが記載されている。

一方、現在光ディスクの分野では、高速記録再生が可能な追記型ディスク或いは相変化ディスクの開発が進んでいる。Digital Versatile Disc (ＤＶＤ) では11Mbpsのデータ転送速度を1倍速として、例えば８倍速の記録が可能となっている。また次世代技術として、１６倍速記録が可能な追記型ディスク技術が、International Symposium on Optical Memory 2003 We-PP-01において報告されている。相変化ディスクの分野でもそれに伴い、高速記録が可能なディスクの開発が進んでいる。例えば、青色レーザ対応の光ディスクであるBlu-ray Disc（BD）は、データ転送レート36Mbpsを1倍速とするが、6倍速のBDの書き換え型相変化ディスク技術が、SPIE Vol. 5069 Optical Data Storage 2003 pp.130-135に報告されている。高速記録可能な相変化ディスク（以下、高速相変化ディスクと呼ぶ）の開発には、記録膜の結晶化速度の高速化と、ディスク内の熱拡散の高速化が必要となる。それぞれの意味は、前者はオーバーライトするために、アモルファスを高速に結晶化させる必要があるため、後者は記録時の記録マーク間の熱干渉を防ぐ必要があるためである。近似的には、x倍速でのオーバーライトを可能にするためには、熱拡散速度と結晶化速度をx倍に向上させる必要がある。

特開２００２−３１２９４６号

特開平１０−１６２３６３号特開平９−２５１６６４号特開平１１−１３４７２３号 International Symposium on Optical Memory 2003 We-PP-01 SPIE Vol. 5069 Optical Data Storage 2003 pp.130-135

しかし、特許文献１乃至３のように、単にレーザ光をパルス化しても、特に高速記録ディスクの場合、高いパワーレベルで結晶化、低いパワーレベルで蓄積された熱を拡散させることが、上手くできなかった。その結果、初期化条件の最適化が困難になってきた。

まず、本願発明の構成を開示する前に、本願発明者らの検討結果を示す。

相変化ディスクの初期化とオーバーライト性能の関係を調べた結果を図３に示す。図３は、初期化時の線速と初期化パワーと、オーバーライト後にデータを再生した際のデータエラー率の関係を示している。この初期化は、パルス光ではなく、ＤＣ光を用いている。初期化時の線速は、ディスクをドライブで記録再生する速度で規格化した。初期化パワーは最適値によって規格化した。データエラー率は、初回記録から１００回オーバーライトの間で、最もデータエラー率が高い値を示した。図３より、初期化時の線速は、ディスクをドライブで記録再生する速度と同程度にすることが好ましいことがわかる。このことは、初期化スポット照射によって生じる熱の時間変化に起因する。

相変化ディスクに、光ディスクドライブの円形ビームと初期化装置のシートビームのそれぞれを照射して走査した場合の、スポット中心が通る線上のある一点の温度の時間変化を示す。両者のビームの光強度は両者とも連続光である。円形ビームは、光源４００ｎｍ、対物レンズの開口数0.85の場合を示した。図４より、シートビーム照射による温度の時間変化は、ピーク周辺の比較的急激な変化を示す部分と、その後の緩やかな変化を示す部分の２つに分けられることがわかる。比較的急激な部分は、シートビームが通過する時間に相当する。その後の緩やかな部分の原因は、シートビームは一方向に長いため、その方向への熱伝導が抑制され、熱拡散速度が低下するためである。

上記のことを利用して、図３の結果を考察する。ディスクに与えられた熱エネルギーが小さい場合は、初期化が不十分、或いは、結晶粒径の不均一性が生じるなどの理由により、ジッタが大きくなる。ディスクに与えられる熱エネルギーが大きい場合には、上記の緩やかな温度変化により、ディスクの膜が劣化する。具体的には、相変化記録膜に接触している保護膜の元素が相変化記録膜内へ拡散すること、高温によって膜が変形することなどである。高パワーの円形ビームをディスクに照射した場合も膜の劣化は起こるが、シートビームによる劣化の方が、温度の緩やかな変化により、より顕著に現れる。このことが、初期化条件のマージンを小さくしている。

一方、記録速度の高速化に伴い、初期化時のディスクの回転速度を速くする必要がある。しかしディスクの最内周での回転速度は、例えばＤＶＤの８倍速では約12,000rpm、１６倍速はその２倍になる。通常、ディスク破壊を防ぐことと装置性能の点から、ディスクの回転速度は10,000rpmが最大であるとされる。ドライブでは、回転速度を一定とするＣＡＶ（Constant Angular Velocity）方式が採用されるため、10,000rpmを超えないようにすることができるが、初期化装置の場合、初期化状態の一様性を確保するためには、ディスク面上でスポット走査速度が等しくなるように回転速度を制御するＣＬＶ（Constant Linear Velocity）方式が望ましい。すると上記のように、例えばＤＶＤ８倍速以上の記録速度に対応した相変化媒体の初期化時のディスク回転数は10,000rpm以上となり、ディスク破壊及び装置性能の限界を超える。このことにより、高速記録ディスクの初期化の際には、そのディスクに望ましい初期化線速よりも低い線速で初期化をする必要がある。しかし、低線速では初期化時にディスク内に生じた熱が拡散する速度が低下するため、図3に示したように初期化マージンが小さくなってしまう。

そこで、本発明では、所定の条件を満たすように、初期化時に与えるレーザ光をパルス状にする。図4のシートビーム照射時の熱拡散速度の低下は、通過したビームが照射した場所からの熱拡散が一因である。シートビームでは、長手方向への熱拡散が抑制されるため、円形ビームに比べて通過後のビームによる熱干渉がより大きくなる。以下、パルスのうち、高いパワーをPhigh、低いパワーをPlowと記す。レーザ光を、所定の条件を満たすようにパルス状にすれば、Phighで記録膜を結晶化し、Plowの間に蓄積された熱を拡散させることができ、この課題は解決される。

以下、上記「所定の条件」について説明する。ドライブで記録する際の線速の最適値が5m/sであるディスクについて、パルスのシートビームを走査した場合のディスク上の温度の時間変化を図５に示す。この図は、PhighとPlowの出射時間が等しく１００ｎｓの場合について示した。ビームの中心が通過した線上で、(a)は到達温度が最も高い場所、(b)は最も低い場所である。図５より、シートビームをパルスにすることにより、温度の時間変化は急峻となり、蓄積された熱が拡散していることがわかる。しかし図5では、緩やかな温度低下の上に個々のパルスによる急峻な温度変化が見られる。この緩やかな温度変化は蓄積された熱であり、その量は図４と比較して小さくはなっているが、その効果は十分ではない。

図6に、上記と同じ条件で、PhighとPlowの出射時間がそれぞれ２００ｎｓの場合の温度変化を示した。上記と同様、(a)が到達温度の最も高い場所、(b)が最も低い場所である。図6(a)において、ビーム通過後の次のパルスによって上昇する温度は、最高到達温度の約0.5倍である。初期化時の最高到達温度は約６００℃であるので、その温度は約３００℃であり、その時間は数１００ｎｓである。この程度の温度と時間では、膜の劣化は特に問題にならない。これらのことにより、パルス長２００ｎｓとすることによって、初期化マージンを向上させることができる。

上記のことを纏めると、ドライブ線速が5m/sであるディスクについては、パルスのPlowの時間（以下tcoolと記す）が200ns以上であることが必要であるということになる。熱拡散速度は、ドライブ線速にほぼ比例するので、例えばドライブ線速が2.5m/sのディスクに関しては、ディスクの熱拡散速度が5m/sのディスクの半分になっているので、tcoolは上記の倍の４００ｎｓ以上にする必要がある。即ち、ドライブ線速とシートビームのtcoolは反比例の関係にあり、その積は1×10^-6以上であることが必要である。即ち、ドライブ線速Vdrive（m/s）とtcool（秒）は、

の関係にある必要がある。

ここでPhigh、Plowの最適値はディスクの熱的性質に依存するが、Plowは熱を拡散させる目的であることから、０或いはオートフォーカスサーボに影響を及ぼさない程度の低パワーである必要がある。ただし、tcoolが長ければ十分に冷却されるので、tcoolの値と相関がある。上記のように、パルス入射による最高到達温度が約６００℃であるのに対し、その後の冷却温度が約３００℃であれば、ディスク破壊には特に問題がないので、tcoolが十分に長い場合には、PlowはPhighの半分以下のパワーであればよい。ただしtcoolの間にディスクが十分に冷却しない場合には、Plowを注意深く決定する必要がある。

ここで、Plowの望ましい値を簡単に見積もる。レーザ照射によってディスク内に熱が生じるが、レーザ照射を止めると、発生した熱は拡散し、温度は指数関数的に低下する。熱がn次元の方向に等方的に拡散する場合、温度は時間tに対してexp(−ｎαｔ)に依存する。ここでαはディスクの熱拡散率に依存する定数である。ドライブのような円形ビームによって熱が与えられる場合にはｎ＝３であるが、多くの初期化装置では図２（b）のように1方向に長いスポットを用いるため、その長手方向への熱伝導が抑制され、ｎ＝２とするのが適切である。通常のディスクは、記録時のマーク間での熱干渉を低減するために、適切な熱拡散が起こるように設計される。ドライブでのマークの検出窓幅をTwと書くとすると、通常は5Tw程度で温度が1/e^２程度になるようにディスクを設計する。即ち、exp(−３α×５Ｔｗ)が1/e^２であるから、αは２／１５Ｔｗ程度である。即ち、初期化装置でレーザ照射によってディスクに熱を発生させた後、レーザ照射を止めた場合の温度はexp(−４ｔ／１５Ｔｗ)に依存して低下する。今、パワーPhighのパルスを照射したとし、その後パワーPlowのレーザを十分に長い時間照射したとすると、初期温度はPhighに比例し、その後、Plowに比例した温度に漸近する。即ち、時間t後の温度T(t)は

と書ける。T(tcool)がPhigh照射による最高到達温度の1/2程度になればよいから、

即ち、

が成り立てばよい。

また、シートビームはパルスではなく、例えば正弦波でもよい。正弦波の最高パワー付近で記録膜を結晶化し、最低パワー付近で生じた熱を拡散させればよい。特にパルス発生器やレーザの品質によっては、パルス周波数を大きくすると、パルス波形がなまり、正弦波に近い形となる。このことを一般化すると、光パワーが変調されていれば、上記の課題は解決される。上記のパルスの場合、例えばtcoolが２００ｎｓの場合のパルスは周波数２．５ＭＨｚに相当する。このことから、シートビームの光変調の周波数をfpower（Hz）と書くとすると、式（1）を一般化して、

と書くことができる。パルスデューティが50％の場合、tcoolは1/2fpowerであるので、Plowの値は、式（3）のtcoolを1/2fpowerに置き換えた式を満たすことが必要である。

なお、特開２００２−３１２９４６号は、線速度1.44m/s、パルス光照射時間幅が１０ｎｓ〜１μｓと、初期化速度につき記載があるが、Ｖdriveについては記載されておらず、本願とは異なるものである。さらに、図３では初期化線速度VinitとVdriveは同等か、或いはVinitがVdriveよりも大きいとよい旨記載したが、この結果はＤＣ初期化であって、パルス光照射の結果ではない。

上記の方法では、照射されたパワーがPhighの場所とPlowの場所の初期化状態の違い、即ち初期化ムラが生じる場合がある。図６の(b)では、到達温度が最高到達温度の約0.5倍であり、初期化が不十分となる。これを避けるためには、同じ場所の初期化を複数回行い、1回目に初期化不十分であった場所に２回目のパルスを照射し、十分に温度を上昇させればよい。このことはディスクを複数回初期化することによって可能となるが、それはディスク初期化に時間がかかり、ディスク生産コストの向上の原因となる。

そこで、このような場合には、シートビームを複数にすれば良い。このことを、図７を用いて説明する。

ディスクの複数のトラック701上を先行シートビーム702と、その後に後行シートビーム703が走査する。先行ビーム702と後行ビームは、図７(a)下方に示したようなレーザ出射パターンを有する。即ち、ディスク上で先行ビーム702がレーザ光を照射しなかった場所を後行ビーム703が照射する。先行ビーム702を照射することにより、ディスクは図7(a)のように部分的に結晶化され、アモルファス部分が残る。しかし後行ビーム703がそのアモルファス部分に照射され、その領域が結晶化されるため、最終的に図７(b)のように全ての領域が結晶化される。

先行ビームと後行ビームのそれぞれが照射する領域は、完全に補完する必要があるが、実際にはそれは困難なことがある。このことから、ビームは３つ以上が望ましい。ビームが3つ以上であれば、ディスクの回転速度の揺らぎやディスクのばたつきや偏心などによって先行ビームと後行ビームのいずれも照射されない領域があったとしても、第3のビームが先行ビームと後行ビームの間を埋める領域を照射するようにすれば、ディスク上の全領域が少なくとも1回はレーザ照射されることになる。

上記の方法を可能とする初期化装置の光学系のブロック図を図１に示す。ディスク101を初期化する場合を考える。レーザ102はパワー変調レーザ駆動回路103によって駆動される。レーザ102から出射されたレーザビームはコリメータレンズ104によって平行光となる。この平行光は回折格子105によって３つのビームに分けられる。３つのビームは偏光ビームスプリッタ106、λ/4板107、ミラー108を通り、対物レンズ109によってディスク101の記録膜面上に焦点を結ぶ。この際、3つのビームがディスク101上の同一半径上に焦点を結ぶように回折格子105の位置を調整する。ディスク101からの反射光は再び対物レンズ109、ミラー108を通り、λ/4板107によって、レーザ102から出射された時点での偏光面と90度異なる方向の偏光面を獲得し、偏光ビームスプリッタ106によって光路を変更し、オートフォーカスサーボ系110に入射される。オートフォーカスサーボは、３つのビームのうち、少なくとも１つのビームについて行えばよい。

ここで、ディスクに照射されるレーザ光は、パワーが変調されたものに限らず、変調されたものと均一パワー（ＤＣ光）の組み合わせでも構わない。

また、図１には３ビームの場合について記したが、このビームの数は３つに限らず、複数であればいくつでもよい。

複数ビームのパワー比は、ディスクの特性に適した値を選択すればよい。パワー比は回折格子の形状によって制御することができる。

上記の回折格子を用いたビーム分割方法は既によく知られた方法であり、光ディスクの分野でもトラッキング方式の一つである差動プッシュプル方式などにおいて用いられており、その方法を用いたドライブが、例えばJapanese Journal of Applied Physics 第38巻1761〜1767ページ（1999年）に報告されている。本特許の技術もこれと全く同様の方法を用いることができる。

なお、記録膜を結晶化して初期化した後は、記録ドライブで、相変化膜にエネルギービームを照射してマークを形成することにより、ユーザデータを記録する、通常の情報記録を行う。

Japanese Journal of Applied Physics 第38巻1761〜1767ページ（1999年）

本発明により、相変化ディスクの初期化の際の速度、照射レーザパワーのマージンを拡大し、かつ初期化状態の均一性を確保した初期化が可能となる。

以下、本願発明の実施例を説明する。

図1の光学系を用い、相変化ディスクを初期化した。ビームの数は3つとし、そのパワー比は全て同じとした。レーザの光変調は、パルス状にした。レーザ102の波長は８３０ｎｍ、対物レンズ109の開口数は0.5とした。またシートビームの長手方向の長さは５０μｍとした。ディスクは、その最適なドライブ線速Vdriveが5m/s、10m/s、20m/sの３つを用意した。これらのディスクをそれぞれVdriveの線速で初期化した。パルスのデューティーは50％としたが、パルス周波数fpowerを変えて初期化し、初期化した領域にランダムデータを記録し、ジッタを測定した。パルスのパワーのうち、Plowはオートフォーカスに必要な最低限のパワーである１００ｍＷとした。1つのスポットのPhighは各ディスクについて最適化した結果、Vdriveが5m/sのディスクは７００ｍＷ、10m/s、20m/sのディスクはそれぞれ１０００ｍＷ、１４００ｍＷであった。それぞれの記録再生の検出窓幅Twは、Vdiveが5m/sの場合が15ns、10m/s、20m/sの場合は7.5ns、3.75nsであった。

ジッタの測定結果を、Vdrive/fpowerと１０回オーバーライト後のジッタ値との関係として図８に示す。この結果より、Vdrive/fpower≧2×10^-6の領域において良好な記録特性が得られることがわかる。

次に、上記ディスクのうち、Vdriveが5m/sのディスクについて、初期化時の線速及びパルスのパワーPhighを変えて初期化し、上記と同様にランダムデータを記録し、データエラー率を測定した結果を図9に示す。ここで、fpowerはVdrive×2×10⁶、即ち上式の等式が成り立つように設定した。図9のデータから、図３に示した結果に比べて、初期化マージンが拡大していることがわかる。

次に上記のVdriveが5m/sのディスクを用い、Phighを７００ｍＷに固定してPlowを変えた場合のジッタを調べた結果を図１０に示す。式(3)に値を挿入すると、このディスクに対してはPlowが約２３２ｍＷ以下である必要があることがわかる。図１０の結果では、Plow＝２００ｍＷの付近でジッタ値が８％以上となっており、よってPlowは２００ｍＷ以下が望ましいことがわかる。このことから、式（3）はPlowの範囲を見積もるのに十分であることがわかる。

このディスクを線速度2.5m/s、即ちVdriveの1/2の速度で初期化した後、ランダムデータをオーバーライトした場合の、オーバーライト回数とジッタの実測値を図１１に示す。通常、相変化ディスクでは初回記録のジッタに対して、オーバーライト１回後のジッタが悪化し、その後１０〜数１０回のオーバーライトによってそのディスクの最良のジッタ値が得られる。しかし図１１では初回記録のジッタの方が、オーバーライト１回後のジッタよりも高い。このことは、パルス初期化によって初期化ムラが多少残ったことが原因であると思われる。このことは実施例２において述べる。

本実施例で用いた３つのビームの照射のタイミングについて説明する。ディスクの１点から見て、最初に照射されるビームを第１ビームと呼び、２番目、３番目のそれを第２ビーム、第３ビームと呼ぶことにする。ディスク上のある固定した領域に注目し、これらのビームが照射する部分を図１２に示す。第２ビーム照射部分1204と第１ビーム照射部分1202の約１／３の長さが重なるようにする。第2ビーム照射部分1204と第３ビーム照射部分1206も同様に約１／３だけ重なるようにする。このことにより、全てのビームの照射部分は1/3重なるようになり、ディスク上の全領域が少なくとも一度はビームによって照射される。更に、各ビーム同士の照射部分の重なりが、ビーム照射のタイミングの揺らぎなどによって正確に１／３でなかったとしても、重なり部分の大きさは十分に大きいので、ディスク上の初期化領域の全ての部分が必ず一度はレーザ照射される。

上記のことを実現するためには、以下の3つの方法が考えられる：Ａ．パルスのタイミングの制御、Ｂ．ビーム間距離の制御、Ｃ．初期化時のディスク線速度の制御。ここで、Ａ．は３つのレーザを独立に制御できる場合のみに利用可能であるが、ここでは1つの半導体レーザから出射されたレーザ光を分割しているので、Ａ．は適用できない。

本実施例では、初期化時のディスク線速度を調整することによってビーム照射のタイミングを制御した。ビーム間距離が３０μｍ、パルス周期fpowerが２ＭＨｚの場合を例に説明する。初期化線速度をVinit（m/s）とすると、パルス1周期の間に、ビームに対してディスクは0.5Vinit（μm）移動する。つまり、パルスＮ周期の間にディスクは0.5ＮVinit（μm）だけ移動する。図１２のようなビーム照射を実現するには、0.5×（Ｎ＋１／３）Vinitがビーム間距離３０μｍに等しくなるようなＮとVinitの組を選べばよい。例えばVinitを2.5m/sに設定したい場合は、Ｎ＝２４として約2.47m/sにすればよい。この方法では、初期化線速度は正確には目標値に一致しないが、ここでの目標値とのずれは数％程度かそれ以下であり、この程度の差異は全く問題にならない。

ここでＮは正の整数であるので、この方法によって設定できるVinitは不連続である。ビーム間距離を固定すると、Vinitが大きくなるほど、Vinitの設定可能な値の差が大きくなる。Vinitを大きい値の中で微調整したい場合には、ビーム間距離を大きくすればよい。そのことにより、Vinitは大きな値でも小さな刻みで設定することができる。

ここでは、図１２のようにビーム照射部分の重なりが１／３の場合について述べたが、この方法は任意のビーム重なりサイズに対して用いることができる。ビーム重なりサイズを、1つのビームによって照射されるサイズの１／２にしたい場合には、上式のＮ＋１／３をＮ＋１／２とすればよい。そのようにすれば、例えばビーム数がもっと多くなった場合にも適用することができる。

ビーム照射のタイミングは、ビーム間距離を調整することによっても可能である。初期化線速度が2.5m/s、パルス周期fpowerが２ＭＨｚの場合を例に説明する。この場合、パルス１周期の間に、ビームに対してディスクは１．２５μｍ移動する。つまり、Ｎ周期の間には１．２５Ｎ（μm）移動する。図１２において、第１ビーム照射部分1202と第２ビーム照射部分1204は、パルスの照射タイミングとは位相が１／３ずれているので、第１ビームと第２ビームの距離が1.25×（Ｎ＋１／３）（μm）離れていれば、図１２は実現される。同様に、第2ビームと第3ビームの距離も、上記と同じだけ離れていればよい。ここではＮ＝８として、約10.42μmとした。この距離は、回折格子における０次光と１次光の出射方向、対物レンズの開口数、及び回折格子、対物レンズ、ディスクの配置によって決まる。

ここでは、パルス初期化とＤＣ光初期化を組み合わせた場合について述べる。
ここで用いた光学系を図１３に記す。図１の光学系と異なる点は、レーザが２つ設置されており、その一つがパルス光出射、他方がDC光出射である点である。パルス出射のビームは回折格子1305で３つのビームに分割され、ＤＣ出射のビームは分割せずに１ビームとした。ＤＣ出射ビームは、ディスク上で３つのパルスビームの後に照射されるようにした。ディスクは第1形態で述べたうち、Vdriveが5m/sのものを用いた。パルス条件、パルスパワー及びビーム距離は第1形態と同様である。ＤＣ光のパワーは５００ｍＷとした。ＤＣ光のパワーをPhighよりも低いパワーしたのは、ＤＣ光照射による膜の劣化を防ぐためである。

このディスクにオーバーライトした場合のジッタを図１４に示す。この結果より、ＤＣ光照射によって初回記録後のジッタが低くなったことがわかる。
３つのパルスビームについては、実施例１と同一である。

ここでは図１の光学系において、光変調を正弦波とした場合について述べる。正弦波の周波数fpowerは実施例１と同様、Vdrive／（２×10⁻⁶）とした。光学系、ディスク、初期化線速度、及びパルスパワーは第２形態のそれらと同様とした。この場合のオーバーライトによるジッタ値を図１３に示す。この結果から、光変調が正弦波でもよいことがわかる。

ここでは、図２に示した１ビームの初期化装置でパルス光によって初期化した場合について述べる。Vdriveが30m/sであるディスクを用いた場合の、Vdrive/fpowerとジッタの実測値の関係を図１６に示す。ここでは初期化線速度Vinitを変えて初期化した場合のデータを記した。図１６より、Vdrive／fpowerが2×10^-6の部分で良好なジッタ値が得られていることがわかる。図１６のデータにおいて、Vinitが10m/sの場合に最良のジッタ値が得られている理由は、この場合が最も初期化ムラが少なかったからであると推測される。fpowerが固定された状態ではVinitが小さい方がパルス照射部分同士の間隙が小さい。パルス照射されなかった部分は、パルス照射された部分から伝導した熱によって結晶化されるが、その距離が小さいほど、より均一な初期化状態が形成される。

本発明における初期化装置の光学系の説明図。従来の初期化装置の説明図。(a)光学系、(b)ディスク上面から見た場合のトラックと初期化ビームスポットの関係。従来の初期化装置において初期化時の線速度、レーザパワーとデータエラー率の関係。線速度、レーザパワーは最適値で規格化されている。ディスク上にレーザビームを照射した際のディスク内の温度の時間変化。ドライブの円形スポットと初期化装置のシートビームの場合について記した。初期化装置においてパルス上のレーザビームを照射した場合のディスク内の温度の時間変化。パルスパワーのPhigh、Plowの照射時間はともに１００ｎｓ。(a)最高到達温度が最も高い場所、(b)最高到達温度が最も低い場所。初期化装置においてパルス上のレーザビームを照射した場合のディスク内の温度の時間変化。パルスパワーのPhigh、Plowの照射時間はともに２００ｎｓ。(a)最高到達温度が最も高い場所、(b)最高到達温度が最も低い場所。パルス初期化装置のレーザビームを複数にした場合の説明図。(a)先行ビーム照射後のディスクの記録膜の状態と、先行ビーム及び後行ビームのレーザ出射パターン、(b)後行ビーム照射後のディスクの記録膜の状態。３つの異なるディスクにおける、Vdrive/fpowerとジッタの関係。ディスクのVdriveは、5m/s、10m/s、20m/s。本発明の装置でのディスク初期化時の線速度、レーザパワーとデータエラー率の関係。線速度、レーザパワーは最適値で規格化されている。本発明の装置でのディスク初期化時のパルスの低パワー部分Plowとディスク記録時のジッタの関係。３つの初期化ビームをパルス状にして初期化したディスクのオーバーライトジッタ。ディスク上を３つのビームが照射する部分の関係の説明図。初期化ビームを３つのパルスと１つのDC光照射にする装置の説明図。図１１の光学系で初期化したディスクのオーバーライトジッタ。図１の光学系で、レーザの光変調を正弦波として初期化したディスクのオーバーライトジッタ。図２の光学系で、レーザの光変調をパルスとして初期化したディスクのVdrive/fpowerとジッタの関係。ディスクのVdriveは、30m/s、初期化時のディスク線速度を10m/s、20m/s、30m/sとした。

符号の説明

101：ディスク、102：レーザ、103：パワー変調レーザ駆動回路、104：レンズ、105：回折格子、106：偏光ビームスプリッタ、107：λ/4板、108：ミラー、109：対物レンズ、110：オートフォーカスサーボ系、
201：ディスク、202：レーザ、203：レンズ、204：偏光ビームスプリッタ、205：λ/4板、206：ミラー、207：対物レンズ、208：オートフォーカスサーボ系、209：初期化ビームスポット、210：トラック、
701：トラック、702：先行ビーム、703：後行ビーム、
1301：ディスク、1302：レーザ、1303：パワー変調レーザ駆動回路、1304：レンズ、1305：回折格子、1306：レーザ、1307：DCパワーレーザ駆動回路、1308：レンズ、1309：ハーフミラー、1310：偏光ビームスプリッタ、1311：λ/4板、1312：ミラー、1313：対物レンズ、1314：オートフォーカスサーボ系。

Claims

相変化型の記録膜を有する光ディスクに、シート状のレーザビームを照射し、前記記録膜を結晶化して初期化する装置であって、
前記レーザビームの光強度がパルス状に変調されており、かつ、前記光ディスクをドライブで記録する際の線速度の最適値をVdrive（m/s）、前記光強度の変調の周波数をfpower（Hz）としたとき、
Vdrive/fpower≧2×10^-6となるように前記線速度とfpowerとを制御し、
かつ、前記パルス状の光強度の高い方のパワーをPhigh、低い方のパワーをPlow、前記ドライブにおける検出窓幅をTｗとしたとき、

前記Phigh、Plow、Twが上記の式を満たすように制御して、前記初期化を行うことを特徴とする光ディスク初期化装置。
相変化型の記録膜を有する光ディスクに、シート状のレーザビームを照射し、前記記録膜を結晶化して初期化する装置であって、
前記レーザビームの光強度が正弦波状に変調されており、かつ、前記光ディスクをドライブで記録する際の線速度の最適値をVdrive（m/s）、前記光強度の変調の周波数をfpower（Hz）としたとき、
Vdrive/fpower≧2×10^-6 となるように前記線速度とfpowerとを制御し、
かつ、前記正弦波状の光強度の最高パワーをPhigh、最低パワーをPlow、前記ドライブにおける検出窓幅をTｗとしたとき、

前記Phigh、Plow、Twが上記の式を満たすように制御して、前記初期化を行うことを特徴とする光ディスク初期化装置。
前記光ディスクに照射されるレーザビームを複数に分割する回折格子を有することを特徴とする請求項１記載の光ディスク初期化装置。
更に、前記光ディスクに直流パワーを投入する光源を有することを特徴とする請求項１記載の光ディスク初期化装置。
相変化型の記録膜を有する光ディスクにシート状のレーザビームを照射し、前記記録膜を結晶化して初期化する初期化方法であって、
前記レーザビームの光強度はパルス状に変調されており、かつ前記光ディスクをドライブで記録する際の線速度の最適値をVdrive（m/s）、前記光強度の変調の周波数をfpower（Hz）としたとき、
Vdrive/fpower≧2×10^-6となるように前記線速度とfpowerとを制御し、
かつ、前記パルス状の光強度の高い方のパワーをPhigh、低い方のパワーをPlow、前記ドライブにおける検出窓幅をTｗとしたとき、

前記Phigh、Plow、Twが上記の式を満たすように制御して、前記初期化を行うことを特徴とする光ディスク初期化方法。
相変化型の記録膜を有する光ディスクにシート状のレーザビームを照射し、前記記録膜を結晶化して初期化する初期化方法であって、
前記レーザビームの光強度は正弦波状に変調されており、かつ前記光ディスクをドライブで記録する際の線速度の最適値をVdrive（m/s）、前記光強度の変調の周波数をfpower（Hz）としたとき、
Vdrive/fpower≧2×10^-6となるように前記線速度とfpowerとを制御し、
かつ、前記正弦波状の光強度の最高パワーをPhigh、最低パワーをPlow、前記ドライブにおける検出窓幅をTｗとしたとき、

前記Phigh、Plow、Twが上記の式を満たすように制御して、前記初期化を行うことを特徴とする光ディスク初期化方法。
前記光ディスクに照射されるレーザビームは、光強度が強弱に変調された第１，第２のビームであって、
前記第１のビームを照射した後前記第１のビームの弱い光強度で照射された前記光ディスクの第１の領域に前記第２の光ビームの強い光強度で照射することを特徴とする請求項６記載の光ディスク初期化方法。
前記第１，第２のビームはパルス状に変調されていることを特徴とする請求項７記載の光ディスク初期化方法。
前記光ディスクに照射されるレーザビームは、光強度が強弱に変調された第１，第２、第３のビームであって、
前記第１のビームを照射した後前記第１のビームの弱い光強度で照射された前記光デ
ィスクの第１の領域に前記第２の光ビームの強い光強度で照射し前記第１のビームの
強い光強度で照射された前記光ディスクの第２の領域に前記第２の光ビームの弱い光強
度で照射し、
前記第１の領域と前記第２の領域との境界領域を強い強度の前記第３の光ビームを照
射することを特徴とする請求項７記載の光ディスク初期化方法。
更に、前記光ディスクに直流パワーのビームを照射することを特徴とする請求項７記
載の光ディスク初期化方法。