JP4796796B2 - 情報記録方法及び情報記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体にエネルギーを注入して未記録部とは異なるマークを形成することによって情報を記録するための情報記録方法、及び情報記録装置に関するものである。

近年，取り扱う情報量の増大に伴い，光ディスクの大容量化が顕著である。例えばＤＶＤ−ＲＡＭの第1世代は２．６ＧＢ/面であったが，用いるレーザの短波長化やレンズのＮＡを上げるなどの技術開発に取り組んだ結果，Blu-ray Discでは２５ＧＢ/面を実現した。さらにより多くの情報を記録する面密度向上技術や情報面の多層化による大容量化技術の開発研究が進んでいる。例えば，International Symposium on Optical Memory 2004, Technical Digest, Tu-C-02,p22には，1面あたり５０ＧＢを実現するための記録再生技術が述べられている（非特許文献１）。また，情報面の多層化による大容量化技術の例としては，International Symposium on Optical Memory 2004, Technical Digest, We-E-02,p52に，単層あたり２５ＧＢの情報面を６層重ねることにより１５０ＧＢ容量を実現するための技術が記載されている（非特許文献２）。また，大容量化ディスクの例として，特開2002-74742に，2層以上の情報面を持つ多層ディスクの構造についての記述がある（特許文献１）。

これら高面密度化あるいは多層化といった大容量化技術の進歩とともに，記録再生技術の研究開発も進んでいる。光ディスクに精度良く情報を記録するための一手法として，適応波形制御技術が挙げられる。適応波形制御技術とは，記録マーク形成時の記録パルス幅を変化させる方式であり，例えば１９９９年第１１回相変化記録研究会資料９５ページに記載されている（非特許文献３）。先行するスペース及び／又は後続のスペースに依存して記録パルス形状をクロック単位より短い長さで増減させて記録するこの方式では、記録マークやスペースが光スポットに比べて小さいことから生じるトラック方向の熱干渉によるエッジシフトを極力抑制することができ、マークエッジ記録に非常に有効であり，また，熱干渉が顕著となる高面密度記録にて効果を発揮する。

一方、特開2005-63586（対応US2005/105438）には、高速記録時に発生する熱干渉を低減させるため、記録マークの直前に下向きパルスを導入する方式が述べられている（特許文献２）。この特許文献２の記録波形を、図１１（A）に示す。また、特開平6-295440（対応USP5490126）には、短いスペースの始端終端部分に再生パワーを照射して熱干渉を抑えるといった方式が述べられている（特許文献３）。この特許文献３の記録波形を、図１１（Ｂ）に示す。

多層化に対応した記録方式としては、特開2003-178448（対応US2003/081523）にて、光の入射側から最も遠い情報記録層よりも、光の入射側に近い情報層の方が光ビームの集光による記録層の温度変化が時間的により急冷になるような記録パルスを用いることで、良好な信号を記録する方式が記載されている（特許文献４）。

International Symposium on Optical Memory 2004, Technical Digest, Tu-C-02,p22

International Symposium on Optical Memory 2004, Technical Digest, We-E-02,p52 １９９４年第６回相変化記録研究会資料７０ページ 特開2002-74742 特開2005-63586 特開平6-295440 特開2003-178448

上記記録再生技術では，情報面が単層のみの媒体に対し精密な記録を行うための研究開発が行われていた。情報面が単層のみの媒体の場合，記録層に近接してアルミニウム合金や銀合金など熱伝導率の高い材料で構成された反射膜が形成されることが多かった。その結果，レーザ光照射により記録膜で発生した熱はディスク膜厚方向に拡散し，その結果，トラック方向の熱干渉によるエッジシフトを低減することができた。しかしながら，情報面が複数層ある多層ディスクに記録する場合，このトラック方向の熱干渉によるエッジシフトが問題となる。光入射側から最も遠い情報層には記録膜近傍に熱伝導率の高い反射膜を形成することができるため，情報層が単層のみのディスクと同等の熱拡散効果を期待できる。しかしながら，光入射側の情報層は高い透過率を要求されるため，十分な熱拡散効果を持たせるだけの膜厚をもった合金反射膜を形成することができず，結果として，ディスク膜厚方向への熱の逃げが不十分となる。そのため半透明層への記録では，記録膜平面方向に熱が伝播して，隣接マークのエッジ位置の温度が高くなり，エッジシフトを引き起こすという問題が生じた。この問題は、モノパルス波形を用いた高速記録にて顕著になった。モノパルス波形は、レーザパワーの上げ下げの回数が少ないため、レーザパワーの変調にかかる時間（Tr,Tf）が無視できなくなる高速記録に適している。しかしながら、N-1系ストラテジや２T系ストラテジと比較すると、短い時間でより多くのエネルギーを投入するため、マルチパルス波形のような記録マーク形成中のバイアスパワー冷却効果が得られない。そのため、前後のマーク同士の熱干渉もより顕著になり、エッジシフトが起きやすくなるといった問題が生じた。特に記録層が半透明な情報層への高速モノパルス記録においてエッジシフトが激しくなった。

本発明では、以下の構成とし、上記問題を解決する。
（１）記録マークを形成するモノパルスの後のスペース部を形成する際、そのスペース部の中間点よりも後側に、下向きパルスを設けるようにする。光ディスクの場合，エネルギービームとしてレーザ光を用いており，マーク部ではマルチパルスまたはモノパルス波形を用い，スペース部ではノンパルス波形すなわち同一パワーを照射することが多い。膜面方向への熱伝播が激しい媒体の場合，スペース部へのエネルギー照射によって発生した熱が，スペース部の直前に記録したマークの後エッジ部分，あるいは／及びスペース部の直後に記録されるマークの前エッジ部分へ伝播する。そこで，本発明では，例えば，次に記録されるマークの前エッジのエッジシフトが顕著な媒体の場合，前エッジ位置に近いスペース後部に下向きのパルスを挿入することにより、スペース部の平均照射パワーを前部よりも低くして熱遮断の効果を持たせた。これにより，後続するマークの前エッジシフトを低減することができる。

熱干渉によるエッジシフトは長いスペースよりも短いスペースで顕著になる。したがって，熱干渉がおきやすい所定のスペース長に、選択的にスペース後部に下向きパルスを挿入することが効果的である。所定のスペース長とは，例えば，１−７ＲＬＬ変調で記録した場合，最短スペースである２Ｔスペースが最も熱干渉が顕著であり，次に３Ｔスペースでの熱干渉が大きいことから，少なくとも２Ｔスペースにて上記記録波形を用いると良い。本発明におけるモノパルス形状のエネルギービーム波形とは、図５に示すように、記録マークを形成する際の記録パワー(Pw, Pg)が、スペース部を形成する際に照射する中間パワーPs以上のパワーで構成されているエネルギービーム波形を指す。

この下向きパルス挿入によるエッジシフト抑制効果は、記録波形にマルチパルス波形を用いる場合にも得ることができるが、キャッスル形に代表されるようなモノパルス波形にて、より高いジッタ低減効果を有する。モノパルス波形は、レーザパワーの上げ下げの回数が少ないため、レーザパワーを高速でスイッチングするマルチパルス波形よりも高速記録に適している。しかしながら、短い時間でより多くのエネルギーを投入するため、マルチパルス波形のような記録マーク形成中のバイアスパワー冷却効果が得られず、マルチパルス波形と比較して記録マーク幅が広くなったり、前後のマーク同士の熱干渉もより顕著になり、エッジシフトが起きやすくなり、マルチパルス波形と比較し、より精密な記録制御を必要とする。しかしながら、蓄熱型のモノパルス波形と下向きパルスを組み合わせた記録波形を用いることにより、マーク間での熱伝導が抑制でき、結果として高速記録においてもエッジシフトの少ない良好な記録特性を得ることができる。

なお、特許文献２に示されるように、マーク形成のための先頭のピークパワー光の直前に下向きパルスを挿入する技術があるが、直前に下向きパルスを入れた場合、最も低いパワーレベルであるバイアスパワーPbから最も高いパワーレベルである記録パワーPwへの大きな変調となり、実際のドライブに搭載した際、レーザの個体ばらつきの影響がでやすいという問題があった。本発明は、スペース後部に下向きパルスを導入したあと、中間パワーレベルに戻してから記録パワーレベルに移行するため、移行時のレーザパワーレベル差を小さくでき、その結果、ドライブでの記録安定化を実現できた。また、特許文献３に示されるような、短いスペースの始端終端部分に再生パワーを照射して熱干渉を抑える方式は、後ろエッジ位置が主に結晶化特性で決定される書き換え型の相変化型光ディスクに適している。後ろエッジ位置が熱特性で決定される追記型光ディスクにおいて、短いスペースの始端終端部分に再生パワーを照射した場合、始端部への下向きパルス導入が直前のマークの後ろエッジジッタを悪化させることがわかった。一方、スペース領域の中心より後ろ側のみに下向きパルスを挿入することにより、直前のマークの後ろエッジジッタを悪化させることなく、直後のマークの前エッジジッタを低減することができる。

図１２は、下向きパルスの幅とパワーレベル、及び前後ジッタ（トータルジッタ）の関係を示した概略図である。下向きパルスのパワーレベルを高くした場合、パルス幅を広くとることでより高いジッタ低減効果を得ることができる。反対に、パワーレベルを低くした場合、狭いパルス幅でより低いジッタを得ることができる。下向きパルスの挿入は、直前のマーク形成の際に照射された光パルスによって発生した熱が、後続するマークの前エッジ形成の際に影響を及ぼさないように、熱を遮断する効果をもつ。したがって、図１３の斜線部分に示したような、下向きパルス挿入による実効的な投入エネルギー低減分、すなわち、下向きパルスレベルと中間パワーの差（Ｐｓ１-Ｐｓ２）と下向きパルス幅Ｗ１の積である（Ｐｓ１-Ｐｓ２）*Ｗ１は、ジッタ改善効果と深い関係を示す。ただし、Ｗ１が広すぎる、あるいは、パルス位置が直前のマークに近すぎると直前のマークの後ろエッジジッタが上昇し、結果としてトータルジッタが上昇する場合がある。また、Ｗ１が狭すぎると安定にパルス波形を発生させることができない、といった問題が生じる。

このような関係を考慮し、本発明におけるスペース部に挿入した下向きパルスの幅は、1/16T≦Ｗ１≦1T、さらに優位には1/8T≦Ｗ１≦1/2T以下であることが好ましい（ここで、Ｔはクロック周期を表す）。1/16T以上のパルス幅を挿入することにより、ペース直後に形成されるマークの前エッジのジッタが改善する。さらに、W1を1/8Ｔ以上とすることにより、レーザドライバのばらつきを考慮した量産レベルで安定したパルス波形を確保することができるため、より好ましい。また、前エッジジッタと後ろエッジジッタを加味したトータルジッタでの低減効果を得るためには、下向きパルス幅Ｗ１は1T以下に設定するとよい。Ｗ１を１Ｔより大きくした場合、後続マークの前エッジジッタの改善量よりも、直前のマークの後ろエッジジッタの上昇量が上回り、記録特性の向上効果を得ることが難しい。さらに、Ｗ１を1/2Ｔ＜Ｗ１≦１Ｔの範囲にした場合、後続マークの前エッジのジッタが改善される一方で、直前のマークの後ろエッジに影響を及ぼす場合があった。直前のマークの後エッジジッタを上昇させることなく、後続マークの前エッジジッタを改善するには、Ｗ１は1/2T以下であることが望ましい。

本発明におけるスペース後部に挿入した下向きパルスのパワーレベルＰｓ２は、0.1ｍＷ≦Ｐｓ２＜Ｐｓ１（ここで、Ｐｓ１はスペース部前半を形成する際に照射する中間パワーを示す）、さらに好ましくは0.1ｍＷ≦Ｐｓ２≦Ｐｓ１*1/2とする。Ｐｓ２をＰｓ１＊1/２以下とすることにより、直前のマークの前エッジに影響を及ぼしにくい、より短いパルス幅にてジッタ低減効果を得ることができる。

パワーレベル値を少なくして装置構成を簡単にするには、Ｐｓ２を再生光パワーと一致させるか、あるいはモノパルス形成時のクーリングパルス（図４のＰｂ）と一致させるとさらによい。
（２）また、本発明における記録波形は，情報を有する面が複数層存在する光学的情報記録媒体への記録，特に，エネルギービームが半透過する半透明記録層への記録に対し，顕著な効果を発揮する。半透明記録層は高い透過率を要求されるため，十分な熱拡散効果を持たせるだけの膜厚をもった合金反射膜を形成することができず，結果として，ディスク膜厚方向への熱の逃げが不十分となり面内方向に熱伝播しやすい。その結果，熱干渉によるエッジシフトが発生しやすい。そこで，本発明を適用することでエッジシフトを低減することができ，結果として記録マージンを広げることができる。

一般的に追記型媒体では，レーザ照射後の温度分布によりエッジ位置が決定されることが多い。そのため，半透明層が追記型である場合には，本発明における記録波形を用いることで，熱干渉による温度上昇に起因したエッジシフトを低減することができる。

このような多層記録の場合は、情報を有する面のうち，エネルギービームが半透過する半透明情報面へ記録する際のエネルギービーム波形と，ビーム入射側から最も離れた情報面へ記録する際のエネルギービーム波形が異なるように設定する。前述したように，記録面が複数層ある場合，半透明な情報層と最も光入射側から遠い情報層とでは，記録時の熱拡散の状態が異なる場合が多い。従って，面内方向への熱拡散が主な半透明情報層に記録する場合には，スペース部を形成する際に照射するエネルギービーム波形として，中心より後側に下向きパルスを挿入する記録波形を用いた。また，膜厚方向への熱拡散が大きい，最も光入射側から遠い情報層には，全てのスペース長においてノンパルス波形、すなわち下向きパルスを挿入しない記録波形を用いた。これにより，全ての情報層に，エッジシフトの少ない良好な記録を行うことができる。

なお、特許文献４に示されるように、光の入射側から最も遠い情報記録層よりも、光の入射側に近い情報層の方が光ビームの集光による記録層の温度変化が時間的により急冷になるような記録パルスを用いる技術があるが、この技術はマーク形成時の記録パルスのみに着目しており、スペース部形成時のレーザ照射に関しての記述はない。本発明は記録マーク形成時の記録パルスを変更するのではなく、スペース部を形成する際のパルス骨格を情報層により変化させている点で解決への技術的方法が異なっている。

上記のように、スペース部の平均照射パワーを前部よりも低くして熱遮断の効果を持たせることにより，後続するマークの前エッジシフトを低減することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
本実施例で用いる記録方式について述べる。光ディスクにデータを書き込む場合にマルチパルスによるマークエッジ記録方式を用い，データをマークとスペースの長さ情報としてディスクに書き込む。ここでは，マークの長さが２Ｔから９Ｔ，スペースの長さが２Ｔから９Ｔの整数値の組み合わせである変調方式を用いた。図１に，本発明で用いた記録波形の一例を示す。Ｌ１層記録で用いる記録波形は，図１に示すように，スペース部を形成する際に照射するレーザビーム波形が２レベルのパワーから成り立っており，スペース後部の平均照射エネルギーがスペース前部の平均照射エネルギーと異なることが特徴である。本実施例で用いたディスクの熱特性を調べた結果，２Ｔスペースと３Ｔスペースにて熱干渉が起こりやすかったため，２Ｔスペースと３Ｔスペースを形成する光パルス波形を，スペース後部の平均照射エネルギーがスペース前部の平均照射エネルギーよりも低くした。４Ｔスペース以上は同一パワーで構成されたノンパルス波形となっている。

記録再生実験は，情報層を２層有した青色光源対応ディスクＡに，図６に示すような波長４０５ｎｍの青色レーザを搭載したドライブにて記録を行った。対物レンズのＮＡは０．８５である。本実施例で用いたディスクは相変化材料を用いた追記型記録層を有しており，ここでは，光入射側の情報層をＬ１層，光入射面から遠い情報層をＬ０層と定義する。記録時の線速度はＬ０層，Ｌ１層いずれの場合も約２１．１２ｍ／ｓとした。Ｌ１層のレーザパワーは，ピークパワー（Ｐｗ）１６．０ｍＷ，中間パワー（Ｐｓ１）５．０ｍＷ，バイアスパワー（Ｐｂ）０．５ｍＷである。キャッスル系モノパルスに特徴的なＰｇは１１．３ｍＷとし、下向きパルスのレーザパワーＰｓ２はバイアスパワーと同一の０．５ｍＷとした。また、下向きパルスは２つ設定し、それぞれの幅を2/16Ｔとした。Ｌ０層のレーザパワーは，Ｐｗ：１６．８ｍＷ，Ｐｇ：１１．３ｍＷ、Ｐｓ１：４．６ｍＷ，Ｐｂ＝Ｐｓ２：０．５ｍＷとした。これらの層にそれぞれランダム信号を記録し，信号はリミットイコライザを用いて再生した。その結果，Ｌ１層のジッタは７．５％，Ｌ０層のジッタは６．７％であった。比較のため，図１のＬ０層用光パルス波形を用いてＬ１層に記録したところ，前エッジのエッジシフト量が大きくなり，ジッタは８．３％と高くなってしまった。

図２にＬ０層用光パルス波形を用いてＬ１層に記録した場合の，図３にＬ１層用光パルス波形を用いてＬ１層に記録した場合のジッタの前エッジシフト量を，それぞれ示す。横軸に各スペース長のあとに続く記録マーク長を，縦軸に各条件での前エッジシフト量をウィンドウ幅（Ｔｗ）で規格化した値をとっている。縦軸のプラス及びマイナスは，記録マークが大きくなる方向に前エッジがシフトしたときはマイナス，反対に記録マークが小さくなる方向にシフトしたときはプラスと定義した。例えば，２Ｔスペースのあとに続く２Ｔマークの前エッジは，記録マークが大きくなる方向に５％／Ｔｗ分シフトしている，と読み取る。

Ｌ１層にＬ０層用の記録波形で記録した場合（図２），４Ｔ及び５Ｔ以上のスペースはほぼ同様の傾向を示しており，４Ｔスペース以上で顕著なエッジシフトは発生していないが，２Ｔスペースに後続するマークの前エッジはいずれもマイナス側にシフトしていることがわかる。また，３Ｔスペースも２Ｔスペースと比較してシフト量は少ないが，マイナス側にシフトしている。これらスペース長に依存したエッジシフトがジッタ増大の原因となっていると考えられる。しかしながら，図３に示すように，本発明における記録波形を用いることによって，エッジシフト量は低減され，スペース長に依らずほぼ同様のエッジシフトの傾向となることがわかった。

以上のように，本発明における情報記録波形を用いて記録することによりエッジシフトが低減するため，良好な記録特性を得ることができる。

Ｌ０層用光パルス波形，すなわち，全てのスペース長が同一パワーで構成された波形を用いてＬ０層に記録した場合，前述したようにジッタは６．７％と良好な値を示した。比較のため，Ｌ１層用光パルス波形を用いてＬ０層に記録したところ，２Ｔスペースと３Ｔスペース後に形成されたマークの前エッジシフトが激しくなり，ジッタは７．８％と悪化した。従って，Ｌ０層とＬ１層は異なる記録波形を用いることが好ましい。

図１のＬ１層用記録波形におけるスペース後部の下向きパルスの数は，用いるディスクおよびドライブに対応して変化させるのがよい。下向きパルスが１つでもよく，スペース長を形成するためのスペース後部の照射エネルギーの大小が重要である。つまり同じ後部照射エネルギーであれば，パルスが１つでもパルスを分割して２つ以上にしてもよい。また，スペース長に応じてパルス幅を変化させてもよい。パルス幅をスペース長により可変にすることにより，熱特性をスペース長に応じて制御することができるというメリットがある。また，本実施例では，２Ｔスペース及び３Ｔスペース長の後部に下向きパルスを挿入したが，用いるディスクの熱特性に応じて，２Ｔ，３Ｔスペース長に加えて４Ｔスペース長に下向きパルスを挿入してもよいし，必要であれば全てのスペース長に下向きパルスを挿入することも可能である。

また，図４に示すように，スペース部のレーザビーム波形がマルチパルス状ではなく，スペース前部を形成するレーザビームパワーレベルよりも低いパワーとした波形，たとえば，図４に示した，Ｌ１層用光パルス形状の２Ｔスペース部分のようなビーム形状でも本発明の効果は変わらない。スペース部後部の平均照射エネルギーがスペース前部の平均照射エネルギーよりも低くなっていることが重要である。ここで、図４中のＰｓ２は、Ｐｂ≦Ｐｓ２＜Ｐｓ１の範囲で定義される。

下向きパルスの幅やパワーなど、これら記録波形の情報は、媒体のコントロールデータに予め記載されていることが好ましい。図１０に媒体のコントロールデータゾーンの記載の概略図（一例）を示す。コントロールデータゾーンには、再生パワー、記録再生速度、記録パワー、バイアスパワーなどの記録パワーやパルス幅の情報に加え、下向きパルスの幅、パワーレベル、パルス開始位置（あるいは、パルス終了位置）が、推奨波形として記載されている。このような情報を予め媒体に装備することにより、ドライブでの試し書き時間を短縮することができる。

さらに，本実施例では情報層が２層であるディスクを用いたが，情報層が3層以上のディスクにおいても本発明の効果は変わらない。情報層が３層以上の場合には，本実施例でＬ１層用に用いた記録波形を半透明な情報層への記録に用いると良い。

本実施例では，図１に示すようなキャッスル系モノパルス記録波形を用いたが，記録パワーレベルが１レベルからなるモノパルス波形を用いても本発明の効果は変わらない。

また，本実施例では，青色レーザ対応の記録媒体及び青色レーザを搭載したドライブを用いたが，赤色レーザを用いた記録など，用いるレーザの波長が異なっても本発明の効果は変わらない。

本実施例では，実施例１で用いた青色光源対応ディスクと積層構造の異なるＬ１層を有する青色光源対応ディスクＢを用意し，Ｌ１層にランダム信号を記録した。Ｌ０層は実施例１で用いたディスクＡと同一の積層構造であるので，ここでは省略する。図４（ｂ）に示したように，２Ｔスペース以外のスペース長はパワー値が１レベルからなるノンパルス波形を用い，２Ｔスペース長のみパワー値が２レベル（Ｐｓ１，Ｐｓ２）から構成された波形となっている。レーザパワーは，ピークパワー（Ｐｗ）１４．０ｍＷ，中間パワー（Ｐｓ１）３．８ｍＷ，バイアスパワー（Ｐｂ）０．３ｍＷである。下向きパルスのレーザパワーＰｓ２は再生パワーと同一とし、０．６５ｍＷとした。また、下向きパルスは１つ設定し、パルス幅Ｗ１を4/16Ｔとした。比較として，図４（ｃ）のＬ０用記録波形と同様のビーム波形，すなわち，スペース部がノンパルス波形となっている波形でも記録を行った。その結果，図４（ｂ）のＬ１層用記録波形を用いた場合のジッタは７．３％，Ｌ０用記録波形と同様の記録波形（図４（ｃ））を用いた場合のジッタは，８．１％であった。本実施例で用いたディスクのＬ１層の場合，エッジシフトが２Ｔスペース後のマークの前エッジに顕著であるため，ジッタ低減効果を得ることができた。

さらに、図７に示した３通りの記録パターン（パターン１,2,3）で記録した場合の下向きパルスのパルス幅とジッタとの関係を調べた。その結果を図８および図９に示す。図８中のパターン１は本発明の一例である記録パターンであり、パターン2は２Ｔスペース直後に下向きパルスを挿入し、下向きパルスからそのまま次のマークの記録パワーに移行する記録パターンである（図７）。前述した特許文献２はパターン２に属する。また、図８の横軸であるパルス幅とは、下向きパルスの幅を示しており、図７に示したＷ１、Ｗ２にそれぞれ相当する。

図８を見るとわかるように、パターン1、２とも最小ジッタは約7.3％であり、同様のジッタ低減効果を得ることができる。ただし、最小ジッタが得られるのは最適パルス幅に設定し、ドライブが設定通りにパルス波形を発光した場合である。実際のドライブでの記録では、環境温度などの変化により発光パルス波形が設計（理想）と異なる場合がある。従って、ドライブ設計の観点から、パルス幅の変化に対してジッタの変化が少ないことが望まれる。この観点から図８をみると、パターン１では、最適パルス幅（ここでは4/16Ｔ）から±1/16Ｔ動いたとしてもジッタは0.1％上昇するにとどまるが、パターン２では、最適パルス幅（ここでは2/16Ｔ）から±1/16Ｔだけパルス幅が動くと、0.3〜0.4％のジッタ上昇が起こることがわかる。したがって、パターン１のほうがパターン２よりパルス幅変動に対してジッタが安定しており、ドライブの性能安定性に優れていることがわかる。以上のように、後続するマーク直前に下向きパルスを挿入する記録パターンよりも、スペース部後部に下向きパルスを挿入する本発明は、実用性の観点からも優れているといえる。

図９には、パターン３のパルス幅依存性を示した。パターン3は、２Tスペースの前後部分に下向きパルスを挿入する記録パターンであり、前述した特許文献３がこのタイプとなる。図９の横軸は、スペースの前部分の下向きパルスの幅（図７中、Ｗ３）をとっており、スペース後ろ部分の下向きパルス幅は一定とした。パルス幅が０の場合は、記録パターン１と同じパターンとなる。図９から明らかなように、スペース前部分の下向きパルス幅が広くなるに従ってジッタが上昇する。このジッタ上昇は後ろエッジジッタの上昇が主因であり、スペース前部に下向きパルスを入れることにより２Ｔスペース直前の後ろエッジジッタが悪化するために起きる。従って、スペース前部に下向きパルスを入れて熱遮断を行うよりもスペース後部に下向きパルスを設けたほうがジッタ性能を保つことができ、好ましい。

本発明における記録波形では，記録する半透明層の熱特性によって，どの長さのスペースで，スペース長前部と後部の平均照射エネルギーを変えた記録波形にするか，を決定するとよい。したがって，所定のスペース長のみ前部と後部での平均照射エネルギーが異なるように設定する，という本発明における“所定のスペース長”は，用いるディスクの種類，構造によって変えることが好ましい。また，本実施例および実施例１では，波長４０５ｎｍの青色レーザ，ＮＡ０．８５の対物レンズを搭載したドライブにて記録を行ったが，本発明における記録波形形状は，ディスクの熱特性同様，用いるレーザの波長，レンズのＮＡなどの記録条件によって変えることが好ましい。

本実施例では，情報を保持する記録膜を一層だけ有する６倍速記録が可能な青色光源対応ディスクを用いて記録再生を行った。線速度は約３１．７ｍ／ｓとし，２Ｔ〜９Ｔマークから構成される記録波形を用いた。用いたドライブは実施例１と同じである。レーザパワーを，ピークパワー（Ｐｗ）１８．０ｍＷ，中間パワー（Ｐｓ１）４．５ｍＷ，バイアスパワー（Ｐｂ）０．１ｍＷ、下向きパルスのレーザパワーＰｓ２はバイアスパワーと同一の０．１ｍＷとし、図４（ｂ）に示した記録波形を用いた。本実施例では、２Ｔスペースのみ下向きパルスを挿入した。下向きパルスは１つ設定し、パルス幅Ｗ１を3/16Ｔとした。記録再生の結果，ジッタは４．９％となり実用上問題のない良好な値となった。ここで、下向きパルスの挿入位置はスペース部を構成する中間点より後ろ部分がよいが、より良好な記録特性を得るためには、後続マークに近接した位置であることが望ましい。図１５に、下向きパルス位置を変えた場合のジッタの変化を示した。Ｗ１を3/16Ｔで固定し、図１４で示した下向きパルス開始位置Ｔｓを横軸にとっており、図１４（a）ＮＲＺＩ信号の２Ｔスペース開始位置Ｔ０を０として1/16Ｔ単位で表している。図１５で、Ｔｓ＝１６のときが、２Ｔスペースの中間点を開始点Ｔｓとして下向きパルスを挿入した場合であり、Ｔｓ＝３３が最も後続マークに近接して下向きパルスを挿入した場合である。図１５から、Ｔｓ＝２４以上の後続マーク側に下向きパルスを挿入した場合、ジッタはほぼ同じ良好な値を示すが、２４よりも前半側に下向きパルス開始位置を設定した場合、ジッタが徐々に上昇することがわかった。下向きパルス開始位置Ｔｓ＝２４は、２Ｔスペース部の後半1/3位置とほぼ同じである。このことから、下向きパルスはスペース部の中間点より後半、望ましくはスペース部の後半1/3の間に挿入するとよい。

本実施例では、マークの長さが３Ｔから１４Ｔ，スペースの長さが３Ｔから１４Ｔの整数値の組み合わせである変調方式を用いた。３Ｔマークの記録波形は、図５の(ｄ)に示したようなパワーレベルをＰｗとした１パルスで構成され、４Ｔマーク以上のマークは図５の(b)に示したような、パワーレベルがＰｗとＰｇからなるキャッスル型モノパルス波形の記録波形を用いた。

ディスクには，８倍速記録が可能な書換型ＤＶＤ（赤色光源対応相変化ディスク）を用い，記録再生測定には波長６６０ｎｍの半導体レーザを搭載したドライブを使用した。線速度は約２７．９ ｍ／ｓとした。クロック周期Ｔは約４．８ｎｓである。Ｐｗ＝３７．８ｍＷ、Ｐｇ＝３０．５ｍＷ，消去パワーＰｅ＝６．８ｍＷ，Ｐｂ＝０．３ｍＷ、下向きパルスのパワーレベルＰｓ２＝１.０ｍＷ、パルス幅5/16Ｔの条件にて、後続マークに近接して下向きパルスを設定して記録再生を行った。その結果、ジッタは６．５％であり，下向きパルスを挿入しなかった場合のジッタ８．２％と比較して１．７％のジッタ改善効果が得られた。このように、ＤＶＤのような赤色対応ディスクにおいても、スペース部に下向きパルスを挿入することによりジッタ改善効果を得ることができた。

本実施例では、下向きパルス挿入における記録線速度依存性を調べた。図１６にその結果を示す。記録膜が１層の青色対応ディスク、及び記録膜が２層の青色対応ディスクの２種類で、ドライブは実施例１と同様のものを用いた。記録波形はそれぞれの線速度で下向きパルス挿入波形と未挿入波形とを用い、各々最適な波形に調整した。下向きパルス挿入波形を用いて記録再生した場合のジッタをjitter(pulse)、下向きパルスを挿入していない従来の記録波形を用いて記録再生した場合のジッタをjitter(conv)とし、これらのジッタの差jitter(conv) -jitter(pulse)を図１６の縦軸とした。記録膜が単層のディスクでは、1-2倍速にて下向きパルス挿入の効果は見られなかったが、４倍速以上からジッタ低減効果が得られた。５倍速を超えた記録速度でジッタ低減効果が顕著に見られた。したがって、記録膜が単層のディスクの場合、下向きパルス挿入は６倍速以上で下向きパルスを用いるとよい。記録膜が複数層あるタイプのディスクのうち半透明層に記録する場合、下向きパルスの効果は１−２倍速でも0.5％のジッタ改善効果があったことから、半透明層への記録では、１倍速から用いることが望ましい。さらには、２倍速を超えた記録速度から顕著な記録性能向上が見られるため、３Ｘ以上など、２Ｘを超えた記録速度では下向きパルスを挿入した記録波形にて半透明層へ記録を行うことが好ましい。

ここでは、青色対応ディスクについて述べたが、赤色対応ディスクについても同様の実験を行ったところ、ＤＶＤ８倍速以上で下向きパルス挿入によるジッタ低減の効果を得ることができ、特に１０倍速以上では特に顕著な効果が得られた。また、２層以上の情報層を有する多層ディスクでは、光が透過する半透明層への記録においてジッタ低減の効果が大きく、５Ｘ以上にて１％以上のジッタ低減効果を得ることができた。

本発明で用いた記録パルス波形の一例。 本発明の一実施例にかかるスペース，マークと前エッジシフト量の関係を示した図。 本発明の一実施例にかかる記録パワーと変調度の関係を示した図。 本発明で用いた記録パルス波形の一例。 本発明で用いた記録パルス波形の一例。 本発明の光ディスク装置の構成を示す一実施例。 本発明で用いた記録パルス波形の一例。 本発明の一実施例にかかる下向きパルスのパルス幅とジッタとの関係を示した図。 本発明の一実施例にかかる下向きパルスのパルス幅とジッタとの関係を示した図。 コントロールデータに記録されるデータの内容の一部を示す図。 特許文献２及び３における記録波形。 本発明の一実施例にかかる下向きパルスの幅とパワーレベル及びトータルジッタの関係を示した概略図の一例。 本発明で用いた記録パルス波形の一例。 本発明の一実施例にかかる下向きパルスの開始位置とＮＲＺＩ信号の関係を示す図。 本発明の一実施例にかかる下向きパルスの開始位置とジッタとの関係を示した図。 本発明の一実施例にかかる記録速度とジッタ改善量との関係を示した図。

Claims (14)

1. 光学的情報記録媒体に対し，エネルギービームを照射することにより、情報を記録する情報記録方法であって、
   少なくとも第１のパワーレベルと、前記第１のパワーレベルよりも高い第２のパワーレベルを有するモノパルス形状のエネルギービームを照射することにより、第１の記録マークを形成し、
   前記第１の記録マークに続く最短スペース長であるスペース部は、前記スペース部の中間点より後ろ側に、前記第1のパワーレベルよりも低い第３のパワーレベルの下向きパルスを有する記録波形によって形成され、前記下向きパルスの前記第１のパワーレベルから前記第３のパワーレベルに立ち下げる位置は、前記中間点よりも後ろ側にあり、前記下向きパルスは、前記中間点よりも後ろ側のみに存在し、
   その後、前記第３のパワーレベルから前記第１のパワーレベルに立ち上げて保持し、
   前記第１のパワーレベルから前記第２のパワーレベルに立ち上げて保持し、第２の記録マークを形成する工程を有することを特徴とする情報記録方法。
2. 前記モノパルスは、前記第１のパワーレベルから前記第２のパワーレベルに立ち上げて保持し、前記第２のパワーレベルから前記第１と前記第２の間のレベルの第４のパワーレベルに立ち下げて保持し、前記第４のパワーレベルから前記第２のパワーレベルに立ち上げて保持し、前記第１のパワーレベル以下に立ち下げる記録波形であることを特徴とする請求項１記載の情報記録方法。
3. 前記エネルギービームの記録波形は，前記最短スペース長以外のスペース部には下向きパルスを設けないものであることを特徴とする請求項１記載の情報記録方法。
4. 前記モノパルスの後側に、前記モノパルスの前記第２のパワーレベルから、前記第１のパワーレベルよりも低い第５のパワーレベルに立ち下げて保持し、その後前記第１のパワーレベルに立ち上げて保持する記録波形を有することを特徴とする請求項１記載の情報記録方法。
5. 前記第３のパワーレベルを保持する幅Ｗ１は、1/16T≦Ｗ１≦1Tであることを特徴とする請求項１記載の情報記録方法。
6. 前記第３のパワーレベルを保持する幅Ｗ１は、1/8T≦Ｗ１≦1/2Tであることを特徴とする請求項１記載の情報記録方法。
7. 前記第３のパワーレベルは、0.1ｍＷ以上第１のパワーレベルの半分以下であることを特徴とする請求項１記載の情報記録方法。
8. 前記第３のパワーレベルは、0.1ｍＷ以上再生光パワー以下であることを特徴とする請求項１記載の情報記録方法。
9. 前記情報記録媒体が、青色対応媒体で単層の記録層を有するものであるとき、前記記録速度は６倍速以上であり、赤色対応媒体で単層の記録層を有するものであるとき、前記記録速度は８倍速以上であることを特徴とする請求項１記載の情報記録方法。
10. 前記情報記録媒体は、青色対応媒体で複数の記録層を有するものであるとき、前記記録速度は１倍速以上であり、赤色対応媒体で複数の記録層を有するものであるとき、前記記録速度は５倍速以上であることを特徴とする請求項１記載の情報記録方法。
11. 前記下向きパルスは、前記スペース部の後ろ側１／３の位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載の情報記録方法。
12. 複数層の記録膜を有する光学的情報記録媒体に対し，エネルギービームを照射することにより、情報を記録する情報記録方法であって、
    前記エネルギービーム入射側に設けられた第１の記録層に情報を記録する際、
    少なくとも第１のパワーレベルと、前記第１のパワーレベルよりも高い第２のパワーレベルを有するモノパルス形状のエネルギービームを照射することにより、第１の記録マークを形成し、
    前記第１の記録マークに続く最短スペース長であるスペース部は、前記スペース部の中間点より後ろ側に、前記第1のパワーレベルよりも低い第３のパワーレベルの下向きパルスを有する記録波形によって形成され、前記下向きパルスの前記第１のパワーレベルから前記第３のパワーレベルに立ち下げる位置は、前記中間点よりも後ろ側にあり、前記下向きパルスは、前記中間点よりも後ろ側のみに存在し、
    その後、前記第３のパワーレベルから前記第１のパワーレベルに立ち上げて保持し、
    前記第１のパワーレベルから前記第２のパワーレベルに立ち上げて保持し、第２の記録マークを形成する工程を有し、
    前記エネルギービーム入射側から最も離れた第２の記録層に、スペース部を記録する際、ノンパルス波形を用いることを特徴とする情報記録方法。
13. 前記情報を記録する記録速度は、３倍速以上であることを特徴とする請求項１２記載の情報記録方法。
14. エネルギービームを記録媒体に照射することによって、情報を記録する情報記録装置であって、
    前記エネルギービームを発生させる光源と、
    前記エネルギービームを整形する記録パルス整形回路とを有し、
    前記記録パルス整形回路は、
    第1の記録マークを形成する際、少なくとも第１のパワーレベルと、前記第１のパワーレベルよりも高い第２のパワーレベルを有するモノパルスの形状を整形し、
    前記第1の記録マークに続く最短スペース長であるスペース部を形成する際は、前記スペース部の中間点より後ろ側に、前記第1のパワーレベルよりも低い第３のパワーレベルの下向きパルスを有し、前記下向きパルスの前記第１のパワーレベルから前記第３のパワーレベルに立ち下げる位置は、前記中間点よりも後ろ側にあり、前記下向きパルスは、前記中間点よりも後ろ側のみに存在し、その後、前記第３のパワーレベルから前記第１のパワーレベルに立ち上げて保持し、
    引き続き、第２の記録マークを形成する際、前記第１のパワーレベルから前記第２のパワーレベルに立ち上げて保持する記録波形を形成することを特徴とする情報記録装置。

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