JPWO2003079336A1 - 記録装置及び記録方法 - Google Patents
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Abstract
相変化型光記録媒体に対するマルチスピード方式での情報の記録又は書換えに際して、記録品質を向上させる。記録装置（１）は、相変化型光記録媒体（２）に対する光学的な情報の記録又は書換えを、パルス幅変調（ＰＷＭ）させた記録波によってマルチスピード方式で行う。変調後の信号幅がｎＴである１信号の記録又は書換えをパルス部ｆｐ、マルチパルス部ｍｐ、パルス部ｅｐを有する記録波パルス列記録波によって行う。パルス部ｆｐの時間幅をｘ、パルス部ｅｐの時間幅をｚとした場合に、時間幅ｘと時間幅ｚとの関係が３ｚ≦ｘ≦４．５ｚを満たす。
Description
技術分野
本発明は、相変化型光記録媒体に対して情報の記録又は書換えを行うための記録装置及び記録方法に関する。
背景技術
近年の情報量の増大化に伴って、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）等の大容量の情報記録メディアが広く普及している。これらのＣＤ−ＲＯＭやＣＤ−Ｒとの互換が取りやすいことから、ＣＤ−ＲＷ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）等の相変化型光記録媒体が開発され、汎用されてきている。相変化型光記録媒体は、１９９６年１０月に発行されたオレンジブックパートＩＩＩ（ｖｅｒ１．０）に準じて線速度２倍での記録（２４〜２８ｍ／ｓ）に対する規格が決められている。
このような相変化型光記録媒体に対して、情報の記録、再生或いは書換えを高密度で行うことができる光ディスク装置も、普及してきている。
例えば、特開平９−１３８９４６号公報や特開平９−１３８９４７号公報や特開平９−２１９０２１号公報には、相変化型光記録媒体に対して光学的に情報の記録又は書換えを行う際に、発光素子の出力パワーをパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）させて、変調後の信号幅がｎＴ（Ｔはクロック時間）である０信号の記録又は書換えをパワーレベルｅの連続光である記録波によって行い、変調後の信号幅がｎＴである１信号の記録又は書換えを相変化型光記録媒体の記録層を融点以上に昇温させて記録マークの先頭部を形成させるパルス部ｆｐ、記録層を昇温させて記録マークの中間部を形成させるマルチパルス部ｍｐ、記録層を冷却させて記録マークの後端を形成させるパルス部ｅｐを有するパルス列である記録波によって行い、ｘ，ｙ，ｚを０．５Ｔ≦ｘ≦２．０Ｔ、０．４≦ｙ≦０．６、０．５Ｔ≦ｚ≦１．０Ｔとし、ｎ’をｎ’≦ｎの正の整数とし（ａ及びｃ）≧ｅ≧（ｂ及びｄ）とするようにした記録装置及び記録方法についての技術が開示されている。ここで、パルス部ｆｐの時間幅がｘ、パルス部ｆｐのパワーレベルがａ、マルチパルス部ｍｐの低レベルパルスのパワーレベルがｂ、マルチパルス部ｍｐの高レベルパルスのパワーレベルがｃ、マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとのデューティー比がｙ、マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとの合計である繰返し単位の時間幅がＴ、マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとの繰返し回数がｎ−ｎ’、パルス部ｅｐの時間幅がｚ、パルス部ｅｐのパワーレベルがｄとされている。
同公報に開示された技術によれば、オーバーライトをすることによる繰返し記録に際して記録信号の品質の安定化を図ることができる。
しかし、このような低線速度の記録では記録時間が長くかかってしまうため、より高速記録の書換え可能なコンパクトディスク及び記録方法が望まれている。また、これまでの技術では、例えばＣＤ線速度４ｘ（＝４倍速）で記録できるｆｐ、ｍｐ、ｏｐをもつ記録ストラテジで、８ｘ速度記録及び１０ｘ速度記録した場合に十分な信号品質が得られず、ＣＤ線速度４ｘ記録した部分への１０ｘ速度記録のオーバーライト或いはＣＤ線速度１０ｘ記録した部分への４ｘ速度記録のオーバーライトといった異なる記録線速度によるオーバーライト、ＣＬＶ記録した部分へのＣＡＶ記録でのオーバーライト或いはＣＡＶ記録した部分へのＣＬＶ記録でのオーバーライトといった異なる記録方式によるオーバーライトでは、信号品質の劣化が問題となった。つまり、上述した特開平９−１３８９４６号公報、特開平９−１３８９４７号公報、特開平９−２１９０２１号公報に記載の技術では対応できず、書換え型情報記録媒体、特に相変化型光記録媒体においては、一つの情報記録媒体に対して複数の線速度で記録（マルチスピード記録）できる技術が求められている。
そこで、これらの技術的要求に対し、相変化型光記録媒体を形成する各層の膜厚及び記録層の組成を特定化し、かつ、光記録媒体への記録或いは書換えを行う時の記録波パルス列のｆｐ部とｏｐ部の時間幅を各々０．５Ｔ≦ｘ≦２．０Ｔ、０．１２５Ｔ≦ｚ≦１．０Ｔ、ｍｐ部のデューティー比を０．１２５≦ｙ≦０．８７５と特定化することで、より高速記録の書換え可能な光記録媒体を獲得することが見出された。また、光記録媒体への情報記録をＰＷＭ記録にて行う際に、信号の記録或いは書換えを行う時の記録波パルス列のｍｐ部のデューティー比を記録線速度によって増減させることによって、マルチスピード記録に対応できることが報告されている。
ところが、このように改良・特定化された特徴を持つ光記録媒体の記録方法でも、特に１０ｘを超える記録速度で記録を行った場合に依然として十分な信号品質を得られず、対応できない現状にある。
発明の開示
本発明の総括的な目的は、上述の問題点を解決した改良された有用な記録装置及び記録方法を提供することである。
本発明のより具体的な目的は、相変化型光記録媒体に対するマルチスピード記録において、記録及び書換え時の信号品質の向上を図ることができる記録装置及び記録方法を提供することである。
本発明の他の目的は、相変化型光記録媒体に対して１０倍速以上の高線速領域で記録又は書換えを行う際の信号品質の向上を図ることができる記録装置及び記録方法を提供することである。
上述の目的を達成するために、本発明の一つの面によれば、相変化型光記録媒体に照射する光を発する発光素子と、前記相変化型光記録媒体を回転駆動させる回転駆動手段と、前記発光素子と前記回転駆動手段とによる前記相変化型光記録媒体に対する光学的な情報の記録又は書換えをマルチスピード方式で行うマルチ記録制御手段と、前記マルチ記録制御手段による情報の記録又は書換えに際して前記発光素子から発する光をパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）する変調手段と、を備え、前記変調手段による変調後の信号幅がｎＴ（Ｔはクロック時間）である０信号の記録又は書換えをパワーレベルｅの連続光である記録波によって行い、前記変調手段による変調後の信号幅がｎＴである１信号の記録又は書換えを前記相変化型光記録媒体の記録層を融点以上に昇温させて記録マークの先頭部を形成させるパルス部ｆｐ、記録層を昇温させて記録マークの中間部を形成させるマルチパルス部ｍｐ、記録層を冷却させて記録マークの後端を形成させるパルス部ｅｐを有するパルス列である記録波によって行い、前記パルス部ｆｐの時間幅をｘ、前記パルス部ｆｐのパワーレベルをａ、前記マルチパルス部ｍｐの低レベルパルスのパワーレベルをｂ、前記マルチパルス部ｍｐの高レベルパルスのパワーレベルをｃ、前記マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとのデューティー比をｙ、前記マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとの合計である繰返し単位の時間幅をＴ、前記マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとの繰返し回数をｎ−ｎ’、前記パルス部ｅｐの時間幅をｚ、前記パルス部ｅｐのパワーレベルをｄとした場合に、前記時間幅ｘ，ｙ，ｚ、前記パワーレベルａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ、及びｎ、ｎ’の関係が、０．５Ｔ≦ｘ≦２．０Ｔ、０．１２５≦ｙ≦０．８７５、０≦ｎ’、ｎ’≦ｎ（ｎ’，ｎ：整数）、０．１２５Ｔ≦ｚ≦１．０Ｔ、ａ，ｃ≧ｅ≧ｂ，ｄ、ｘ≧３ｚを満たすようにした記録装置が提供される。
上述の発明によれば、相変化型光記録媒体への情報記録を、信号の記録或いは書換えを行う時の記録波パルス列のｆｐとｅｐの時間幅とｍｐのデューティー比が特定化されたＰＷＭ記録で行う時、パルス部ｆｐの時間幅ｘがパルス部ｅｐの時間幅ｚの３倍以上に設定されるため、情報の書換えに際して既に記録されている情報を消去する場合には、融点以上に昇温された相変化型光記録媒体の記録層を徐冷することができる。ここで、パルス部ｆｐの時間幅ｘは、パルス部ｅｐの時間幅ｚに応じて設定されるため、例えば、１０倍速以上の高速記録等に際して、回転数が調整されることによる線速度の変動に左右されることがない。情報の記録又は書換えに際しては、マルチパルス部ｍｐにおけるデューティー比ｙを調整することで、線速度に左右されることなく、記録部と未記録部との境界を明確化することができる。これによって、オーバーライト特性の向上を図ることができる。
上述の発明において、前記時間幅ｘと前記時間幅ｚとの関係が、３ｚ≦ｘ≦４．５ｚを満たすようにすることが好ましい。これにより、パルス部ｆｐの時間幅ｘがパルス部ｅｐの時間幅ｚの３倍以上４．５倍以下に設定されるため、相変化型光記録媒体の記録層が、過剰に長い時間、融点以上に昇温されることを防止することができる。したがって、初期記録に際してランドジッタが増加することを抑制することができる。これによって、オーバーライトを繰返し行った場合にも、信号品質が劣化することを抑制してオーバーライト特性の向上をより効果的に図ることができる。
また、上述の発明において、前記マルチ記録制御手段によるマルチスピード方式の記録速度が１２．０ｍ／ｓ以上であることとしてもよい。これにより、目的とする１０倍速以上の高線速領域において、オーバーライト特性の向上を効果的に図ることができ、支障なく高速化を図ることができる。
また、本発明の他の面によれば、相変化型光記録媒体に対する光学的な情報の記録又は書換えをマルチスピード方式で行う記録装置の発光素子の出力パワーをパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）させて、変調後の信号幅がｎＴ（Ｔはクロック時間）である０信号の記録又は書換えをパワーレベルｅの連続光である記録波によって行い、変調後の信号幅がｎＴである１信号の記録又は書換えを前記相変化型光記録媒体の記録層を融点以上に昇温させて記録マークの先頭部を形成させるパルス部ｆｐ、記録層を昇温させて記録マークの中間部を形成させるマルチパルス部ｍｐ、記録層を冷却させて記録マークの後端を形成させるパルス部ｅｐを有するパルス列である記録波によって行い、前記パルス部ｆｐの時間幅をｘ、前記パルス部ｆｐのパワーレベルをａ、前記マルチパルス部ｍｐの低レベルパルスのパワーレベルをｂ、前記マルチパルス部ｍｐの高レベルパルスのパワーレベルをｃ、前記マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとのデューティー比をｙ、前記マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとの合計である繰返し単位の時間幅をＴ、前記マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとの繰返し回数をｎ−ｎ’、前記パルス部ｅｐの時間幅をｚ、前記パルス部ｅｐのパワーレベルをｄとした場合に、前記時間幅ｘ，ｙ，ｚ、前記パワーレベルａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ、及びｎ、ｎ’の関係が、０．５Ｔ≦ｘ≦２．０Ｔ、０．１２５≦ｙ≦０．８７５、０≦ｎ’、ｎ’≦ｎ（ｎ’，ｎ：整数）、０．１２５Ｔ≦ｚ≦１．０Ｔ、ａ，ｃ≧ｅ≧ｂ，ｄ、ｘ≧３ｚを満たすようにした記録方法が提供される。
上述の発明によれば、相変化型光記録媒体への情報記録を、信号の記録或いは書換えを行う時の記録波パルス列のｆｐとｅｐの時間幅とｍｐのデューティー比が特定化されたＰＷＭ記録で行う時、パルス部ｆｐの時間幅ｘがパルス部ｅｐの時間幅ｚの３倍以上に設定されるため、情報の書換えに際して既に記録されている情報を消去する場合には、融点以上に昇温された相変化型光記録媒体の記録層を徐冷することができる。ここで、パルス部ｆｐの時間幅ｘは、パルス部ｅｐの時間幅ｚに応じて設定されるため、例えば、１０倍速以上の高速記録等に際して、回転数が調整されることによる線速度の変動に左右されることがない。情報の記録又は書換えに際しては、マルチパルス部ｍｐにおけるデューティー比ｙを調整することで、線速度に左右されることなく、記録部と未記録部との境界を明確化することができる。これによって、オーバーライト特性の向上を図ることができる。
上述の発明において、前記時間幅ｘと前記時間幅ｚとの関係が、３ｚ≦ｘ≦４．５ｚを満たすようにすることとしてもよい。これにより、パルス部ｆｐの時間幅ｘがパルス部ｅｐの時間幅ｚの３倍以上４．５倍以下に設定されるため、相変化型光記録媒体の記録層が、過剰に長い時間、融点以上に昇温されることを防止することができる。これにより、初期記録に際してランドジッタが増加することを抑制することができる。これによって、オーバーライトを繰返し行った場合にも、信号品質が劣化することを抑制してオーバーライト特性の向上をより効果的に図ることができる。
発明を実施するための最良の形態
本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態は、相変化型光記録媒体への情報の記録又は書換えをマルチスピード方式で行う記録装置として光ディスク装置への適用例を示す。
図１は、本実施の形態の一実施の形態の光ディスク装置の構成を概略的に示すブロック図である。光ディスク装置１は、スピンドルモータを駆動することによりＣＤ−ＲＷ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）等の相変化型光記録媒体２（図２参照）を回転駆動させる回転駆動手段としての駆動部３と、駆動部３によって回転駆動される相変化型光記録媒体２に対して照射するレーザー光を発する発光素子としての半導体レーザー（図示せず）を備える記録再生用ピックアップ４とを備えている。
公知の技術であるため説明を省略するが、マルチスピード方式での情報の記録又は書換えに際して、駆動部３、記録再生用ピックアップ４を駆動制御するマルチ記録制御手段を備えている。
ここで、図２は、光ディスク装置１で使用する相変化型光記録媒体２の積層構造を原理的に示す断面図である。相変化型光記録媒体２は、幅が０．３０〜０．５５μｍ、深さが３００〜５５０Åに設定された図示しない案内溝（グルーブ）が、一面側に形成された基板５を備えている。本実施の形態の基板５は、厚さは１．２ｍｍとされたポリカーボネート樹脂により形成されている。ポリカーボネート樹脂により基板５を形成することで、成型性、光学特性、コストの点で、優れた特性を付与することができる。
なお、本実施の形態では、案内溝（グルーブ）の幅を０．３０〜０．５５μｍ、深さを３００〜５５０Åに設定したが、これに限るものではない。また、基板５を形成する材料として、成型性、光学特性、コストの点で優れているポリカーボネート樹脂を用いたが、基板５を形成する材料はポリカーボネート樹脂に限るものではない。
基板５の案内溝（グルーブ）が形成されている面側には、第１保護層６、記録層７、第２保護層８、反射放熱層９が、順次積層されている。
第１保護層６及び第２保護層８を形成する材料としては、ＳｉＯ，ＳｉＯ２，ＺｎＯ，ＳｎＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２，Ｉｎ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＺｒＯ２等の金属酸化物、Ｓｉ３Ｎ４，ＡｌＮ，ＴｉＮ，ＢＮ，ＺｒＮなどの窒化物、ＺｎＳ，Ｉｎ２Ｓ３，ＴａＳ４等の硫化物、ＳｉＣ，ＴａＣ，Ｂ４Ｃ，ＷＣ，ＴｉＣ，ＺｒＣなどの炭化物やダイヤモンド状カーボン、或いは、それらの混合物があげられる。第１保護層６及び第２保護層８は、公知の技術であるスパッタリング法を用いて形成されている。これによって、量産性、膜質等に優れた相変化型光記録媒体２を得ることができる。
第１保護層６の膜厚は、６５〜１３０ｎｍの範囲内に設定されている。これにより、反射率への影響力を抑制して、７８０ｎｍと６５０ｎｍの再生波長でＣＤ−ＲＷディスクの規格である反射率０．１５〜０．２５を満足することができる。
第２保護層８の膜厚は、２０〜４０ｎｍの範囲内に設定されている。これにより、情報の記録、再生及び書換え（以降、オーバーライトという）に際しての耐熱性や感度、及び、オーバーライト等による繰り返して上書き記録する（以降、オーバーライトという）場合の信号品質の向上を図ることができる。
記録層７の膜厚は、１４〜２５ｎｍの範囲内に設定されている。これにより、ジッタ等の初期特性、オーバーライト特性、量産効率の向上を図ることができる。また、本実施の形態の記録層７は、スパッタリング法を用いて形成されている。これによって、量産性に適した記録層を得ることができる。また、均一な厚さの記録層を得ることができるので、膜質の向上を図ることができる。
記録層７としては、Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｂ，Ｔｅを含む４元系の相変化形記録材料を主成分として含有する材料が適している。記録層７としてＡｇ，Ｉｎ，Ｓｂ，Ｔｅを含む４元系の相変化形記録材料を主成分として含有する材料を用いることにより、記録（アモルファス化）感度・速度、消去（結晶化）感度・速度、及び、消去比を極めて良好に保つことができる。また、Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｂ，Ｔｅを含む４元系元素の組成比を調整することによって、最適な記録線速度を取得するとともに、信号の再生安定性や信号の寿命を総合的に満足させることができる。
ここで、Ａｇの組成比（原子％）をα、Ｉｎの組成比（原子％）をβ、Ｓｂの組成比（原子％）をγ、Ｔｅの組成比（原子％）をδとした場合、Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｂ，Ｔｅを含む４元系元素の組成比は、下記数式で示される条件を満たすように設定されている。
０．１≦α≦７．０ ………（１）
１≦β≦９ ………（２）
６１≦γ≦７５ ………（３）
２２≦δ≦３０ ………（４）
これによって、信号の再生に際しての安定性や信号の寿命の向上を図ることができる。
また、記録層７には、Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｓｉ，Ｐｂ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｇｅ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｓ，Ｓｅ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂｉ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｒｈ，Ｃ，Ｎ，Ｏから選ばれた少なくとも一種類以上の元素が添加されている。これにより、非晶質マークの結晶化を抑制することができる。非晶質マークの結晶化を抑制することにより、信号の再生安定性や信号の寿命を向上させることができる。
非晶質マークの結晶化の抑制のメカニズムとしては、これらの元素がＡｇＩｎＳｂＴｅの空間的隙間に入ったり化学結合を形成したりすることで、ＡｇＩｎＳｂＴｅと化合物又は合金を形成するために、非晶質マークの結晶化が抑制されると考えられている。
記録層７に添加されるＧａ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｓｉ，Ｐｂ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｇｅ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｓ，Ｓｅ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂｉ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｒｈ，Ｃ，Ｎ，Ｏは、添加剤と考えることが可能である。添加剤としては、上述した理由から、Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｇｅのように原子半径が小さい元素、或いは、ＡｇＩｎＳｂＴｅとの化学結合力が大きい又は化学結合手が多い元素が効果的である。
さらに、初期化時に必要な反射率を取得するために、ＳｂとＴｅの組成の関係は、下記の式を満たす範囲内に設定されている。
γ＋δ≧８８ ………（５）
実験により、上式の条件を満たす場合には、初期化時に必要な反射率に到達することが見出されている。これにより、線速度が高速になった場合に重要となる反射率、特に初期化時の反射率を確保することができる。
本実施の形態では、第１保護層６、記録層７、第２保護層８をスパッタリング法により形成したが、これに限るものではなく、例えば、各種気相成長法によって第１保護層６、記録層７、第２保護層８を形成するようにしてもよい。
第２保護層８の記録層７と反対側に形成された反射放熱層９は、膜厚が１００〜１６０ｎｍの範囲内に設定されている。反射放熱層９としては、Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗなどの金属材料、又はそれらの合金などを用いることができる。また、反射放熱層９に添加する添加元素としては、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｔａなどが使用される。反射放熱層９は、各種気相成長法によって形成することができる。
反射放熱層９の第２保護層８と反対側には、オーバーコート層１０が積層されている。オーバーコート層１０を設けることにより、反射放熱層９の酸化を防止することができる。本実施の形態のオーバーコート層１０は、スピンコート法により塗布した紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することで、厚さが３〜１５μｍの範囲内となるように形成されている。これにより、情報の記録再生に際して、エラーの増大防止や機械特性の向上を図ることができる。
なお、本実施の形態の形態では、オーバーコート層１０として紫外線硬化樹脂を用いたが、これに限るものではない。
オーバーコート層１０の反射放熱層９と反対側には、印刷層１１が積層されている。印刷層１１は、例えば、スクリーン印刷等によって形成されている。
加えて、基板５の第１保護層６と反対側には、ハードコート層１２が積層されている。ハードコート層１２を設けることにより、耐擦傷性の向上を図ることができる。本実施の形態のハードコート層１２は、スピンコート法により塗布した紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することで、厚さが２〜６μｍの範囲内となるように形成されているこれにより、耐擦傷性が向上し、機械特性の向上を図ることができる。ハードコート層１２には、必要に応じて導電性の材料を混入させることで、帯電防止を図り、埃等の付着を防止することができる。
上述の相変化型光記録媒体２に照射するレーザー光を発する記録再生用ピックアップ４の半導体レーザーは、記録パワー設定回路１３により設定される最適記録パワーのレーザー光を出力するように、レーザー駆動回路１４によって駆動制御される。
加えて、光ディスク装置１は、変調信号波の振幅に応じてＰＷＭ方式で記録信号を変調する変調手段としてパルス変調部１５を備えている。本実施の形態のパルス変調部１５は、上述した相変化型光記録媒体２への情報の記録に適したＥＦＭ（Ｅｉｇｈｔ−ｔｏ−Ｆｏｕｒｔｅｅｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調方式、或いは、その改良変調方式（ＥＦＭ＋）を用いて、記録すべき信号をクロックＴを用いて変調する。
パルス変調部１５によって変調された記録信号に基づいて、変調後の信号幅がｎＴ（Ｔは信号の変調に用いるクロックの周期に相当する時間）である０信号の記録又はオーバーライトを行う場合、記録再生用ピックアップ４は、パワーレベルｅの連続光である記録波を照射する。
パルス変調部１５によって変調された記録信号に基づいて、変調後の信号幅がｎＴである１信号の記録又はオーバーライトを行う場合、記録再生用ピックアップ４は、パルス部ｆｐ、マルチパルス部ｍｐ、パルス部ｅｐを有するパルス列の記録波を照射する。
パルス部ｆｐにおける記録波は、相変化型光記録媒体２の記録層７を融点以上に昇温させて記録マークの先頭部を形成させる。マルチパルス部ｍｐにおける記録波は、記録層７を昇温させて記録マークの中間部を形成させる。パルス部ｅｐにおける記録波は、記録層７を冷却させて記録マークの後端を形成させる。
情報の記録又はオーバーライトに際しては、相変化型光記録媒体２に対してパルス部ｆｐの記録パワーが照射されると、相変化型光記録媒体２の記録層７が融点以上に昇温される。融点以上に昇温された記録層７にマルチパルス部ｍｐの記録パワーが照射されると、マルチパルス部ｍｐにおける時間幅ｚに応じた長さを有する記録マークの中間部が形成される。パルス部ｅｐの記録パワーが照射されると、融点以上に昇温された記録層７が冷却されて、記録マークの後端が形成される。
公知の技術であるが、融点以上に昇温されてアモルファス状態にある記録層７は、急冷されることによりアモルファス状態のまま固体化してアモルファス部を形成する。このアモルファス部が、記録マークとされる。
本実施の形態の光ディスク装置１は、情報の記録又はオーバーライトをマルチスピード方式で行うことから、線速度の変動に応じて、マルチパルス部ｍｐのデューティー比ｙを調整する。
ここで、図３Ａ〜３Ｄは、記録再生用ピックアップ４が光源から出射するレーザー光の記録波パルス列を示す波形図である。図３Ａは変調後の信号幅が３Ｔ（ｎ＝３）である記録信号を示している。図３Ｂは、ｎ＝３，ｎ’＝１の場合の記録波パルス列を示している。図３Ｃは、ｎ＝３，ｎ’＝２の場合の記録波パルス列を示している。図３Ｄは、ｎ＝３，ｎ’＝３の場合の記録波パルス列を示している。パルス部ｆｐの時間幅をｘ、パルス部ｆｐのパワーレベルをａ、マルチパルス部ｍｐの低レベルパルスのパワーレベルをｂ、マルチパルス部ｍｐの高レベルパルスのパワーレベルをｃ、マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとのデューティー比をｙ、マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとの合計である繰返し単位の時間幅をＴ、マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとの繰返し回数をｎ−ｎ’、パルス部ｅｐの時間幅をｚ、パルス部ｅｐのパワーレベルをｄとした場合、本実施の形態の記録再生用ピックアップ４は、時間幅ｘ，ｙ，ｚ、パワーレベルａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ、及びｎ、ｎ’の関係が、以下の式によって表わされる条件を満たすような範囲内に設定されている。
０．５Ｔ≦ｘ≦２．０Ｔ ………（６）
０．１２５≦ｙ≦０．８７５ ………（７）
０≦ｎ’ ………（８）
ｎ’≦ｎ（ｎ’，ｎ：整数） ………（９）
０．１２５Ｔ≦ｚ≦１．０Ｔ ………（１０）
ａ，ｃ≧ｅ≧ｂ，ｄ ………（１１）
３ｚ≦ｘ≦４．５ｚ ………（１２）
（１２）式からも判るように、パルス部ｆｐの時間幅ｘがパルス部ｅｐの時間幅ｚの３倍以上、かつ、４．５以下に設定されている。また、上述のパワーレベルａ〜ｅの好適な範囲は、８ｍＷ＜ａ、ｃ＜４０ｍＷ，０ｍＷ≦ｂ、ｄ＜２ｍＷ、４ｍＷ＜ｅ＜２０ｍＷである。
従来、例えば、回転数が調整されることによって線速度が変動して高速化されている場合、融点以上に昇温された相変化型光記録媒体２の記録層７を徐冷することができず、アモルファス状態のまま固体化してしまうことがあった。このため、既に記録されている情報が消去しきれずに残存してしまう不都合があった。
本実施の形態では、（１２）式からも判るように、パルス部ｆｐの時間幅ｘがパルス部ｅｐの時間幅ｚの３倍以上に設定されているため、融点以上に昇温された相変化型光記録媒体２の記録層７を徐冷することができる。これによって、情報のオーバーライトに際して、既に記録されている情報が消去しきれずに残存することを防止することができ、オーバーライト特性の向上を図ることができる。ここで、オーバーライト特性とは、相変化型光記録媒体２で既に情報が記録されている部分を別の情報に書換えた（オーバーライトした）場合に、オーバーライトされた信号の品質の良／不良を意味する。
同様に、公知の技術であるが、融点以上に昇温されてアモルファス状態にある記録層７は、徐冷されることにより結晶化する。この状態は、記録層７の初期化状態と同じであるため、何の情報も記録されていないこととなる。
ところで、ＰＷＭ記録方式では、相変化型光記録媒体２の記録層７への情報の記録又はオーバーライトに際して、記録マークのエッジ部に情報を持たせる。
このときに、記録層７上の記録部（アモルファス部）と未記録部（結晶部）との境界が不明確であったり、本来記録部となるべき箇所が結晶化されてしまうことによって情報が消去されたりすると、信号品質が低下する。
また、パルス部ｆｐの時間幅ｘが過剰に大きい場合には、初期のアシンメトリが深くなるため、パルス部ｆｐの時間幅ｘが、パルス部ｅｐの時間幅ｚの２倍以上という条件を満たしていても、オーバーライトを多数繰返す毎に信号品質が低下する。
本実施の形態では、パルス部ｆｐの時間幅ｘが、パルス部ｅｐの時間幅ｚの３倍以上４．５倍以下に設定することで、相変化型光記録媒体の記録層が、過剰に長い時間、融点以上に昇温されることを防止することができる。これによって、初期記録に際して、ランドジッタが増加することによる記録部と未記録部とのバランスが崩れることを抑制することができ、オーバーライトを繰返し行った場合にも、信号品質の低下を抑制してオーバーライト特性の向上をより効果的に図ることができる。
また、パルス部ｆｐの時間幅ｘは、パルス部ｅｐの時間幅ｚに応じて設定されるため、例えば、高速記録等に際して、回転数が調整されることによる線速度の変動に左右されることがない。これによって、マルチスピード記録を行うことが可能な記録装置に適用して、情報の記録又はオーバーライトの高速化を図ることができる。
回転数が調整されることによって線速度が変動した場合には、情報の記録又はオーバーライトに際して、マルチパルス部ｍｐにおけるデューティー比ｙを記録線速度に応じて増減させて記録線速度と記録パワーとのバランスを調整するので、線速度に左右されることなく、記録部と未記録部との境界を明確化することができる。
これによって、ジッタの発生を抑制して、記録品質の向上を図ることができるマルチスピード記録方式の光ディスク装置を提供することができる。
従来のマルチスピード記録を行う光ディスク装置１では、パルス部ｆｐとパルス部ｅｐとのバランスが一定とされていることから、線速度が低い場合には記録層７に対して過剰な記録パワーが加わって記録層７における記録すべき部分以外の部分に対して熱が伝導されて信号品質に影響を与えたり、逆に、線速度が高い場合には記録すべき部分に対して記録パワーが十分に加えられずに記録パワーが不足してしまったりするという不都合があった。
本実施の形態では、線速度に応じてマルチパルス部ｍｐのデューティー比ｙを調整することで、記録線速度と記録パワーとのバランスを取ることができる。また、上述したように、記録層７の主成分をＡｇ，Ｉｎ，Ｓｂ，Ｔｅとする相変化型光記録媒体２を用いることで、記録層７の熱物性を記録波にマッチングさせることができ、記録線速度と記録パワーとのバランスをより最適値に設定することができる。
このように、記録線速度に応じて、マルチパルス部ｍｐのデューティー比ｙを調整することで、情報の記録或いはオーバーライトをマルチスピード方式で行う場合にも、記録信号の品質の向上を図ることができる。
加えて、情報の記録に際して記録層７の溶融、急冷を伴う相変化型光記録媒体２では、記録層７の溶融、急冷のバランスの点から、記録パルスのｍｐのデューティー比が０．５近傍であることが、種々の信号品質、オーバーライトに有利であることが判っている。
このことから、情報の記録或いはオーバーライトをマルチスピード方式で行う光ディスク装置１では、マルチパルス部ｍｐのデューティー比が０．５となる記録パルス波形を、マルチスピード記録可能な光ディスク装置の高速記録側、望ましくは最高記録線速度に設定に設定することで、実用上より信頼性の高い記録を行うことができる。
本実施の形態による相変化型光記録媒体２（ＣＤ−ＲＷやＤＶＤ＋ＲＷ等のＤＶＤ系ディスクを含む）に対する記録方法では、単に高速で記録消去できるだけではなく、ジッタ等の初期特性、オーバーライト特性も同時に要求されるものであり、マルチスピード記録、特に１０倍速である１２．０ｍ／ｓを超える高線速度において、ｆｐ部の時間幅をｘ、ｏｐ部の時間幅をｚとした時、上述したように、ｘ≧３ｚとした場合にオーバーライト特性に効果的であることを見出したものである。ちなみに、ｘ＜３ｚの時、前に記録した信号に対して十分な消去を実施することができない。このため消し残りの部分が発生し、記録（アモルファス化）及び消去（結晶化）の感度に影響を与えてしまうことにより、オーバーライトにとって不利になる。故に、ｘ≧３ｚの場合、マルチスピード記録時のオーバーライト特性に効果的であった。
また、本実施の形態では、マルチスピード記録、特に１０倍速である１２．０ｍ／ｓを超える高線速度において、同様にｆｐ部の時間幅をｘ、ｏｐ部の時間幅をｚとした時、上述したようにｘ≦４．５ｚとした場合にジッタ等の初期特性に効果的であることも見出したものである。ちなみに、ｘ＞４．５ｚの時、初期のアシンメトリが深くなってしまう。また、初期の記録時にマークジッタが良好となる反面ランドジッタが増加することで、両者のバランスが取れなくなる。このため、オーバーライトを多数回繰返す毎に信号品質が劣化することになる。故に、ｘ≦４．５ｚの場合、マルチスピード記録時の初期特性に効果的であることが判明したものである。
ここで、具体例として、１倍速が１．２ｍ／ｓに設定された光ディスク装置１で、相変化型光記録媒体２としてＣＤ−ＲＷを用いて、４倍速〜１０倍速なるマルチスピードで記録を行った場合の、記録パルス波形の変化について説明する。図４Ａ〜４Ｃは、記録パルス波形を例示する波形図である。ここでは、図４Ｂに示すように、８倍速として記録線速度９．６ｍ／ｓでＣＤ−ＲＷに対して情報の記録を行う場合のマルチパルス部ｍｐのデューティー比を０．５に設定している。
図４Ａは、４倍速として記録線速度４．８ｍ／ｓで、ＣＤ−ＲＷに対する情報の記録を行った場合のパルス波形図を示している。４倍速として４．８ｍ／ｓという比較的低い線速度で記録を行う場合には、マルチパルス部ｍｐのデューティー比を０．６２５として、ｍｐの記録パルスを細くするとともに、マルチパルス部ｍｐの冷却時間を長くするようにしている。これによって、余分な熱ダメージを軽減するとともに、エッジの位置ずれの少ないマークを記録することができる。
図４Ｃは、１０倍速として記録線速度１２．０ｍ／ｓで、ＣＤ−ＲＷに対する情報の記録を行った場合のパルス波形図を示している。１０倍速として１２．０ｍ／ｓで記録を行う場合、マルチパルス部ｍｐのデューティー比ｙを０．３７５として、ｍｐ部の記録パルスを太くするとともに、冷却時間を短くするようにしている。これによって、１２．０ｍ／ｓの高速で記録を行う場合にも、記録膜に相変化できるだけのエネルギーを与えることができるようになり、また、高速のためマルチパルス部ｍｐの冷却時間が短くても記録層を急冷することができる。これによって、記録線速度が高速であっても、エッジの位置ずれの少ないマークを記録することができる。
ここでは、上述の光ディスク装置１を用いて、以下に示す相変化型光記録媒体２に情報の記録を行った場合（実施例１〜３）と、従来の光ディスク装置を用いて相変化型光記録媒体に情報の記録を行った場合（比較例１〜３）とにおけるオーバーライト特性の違いを比較する。
光ディスク装置１は、波長７８０ｎｍの半導体レーザーと、開口数ＮＡが０．５に設定された対物レンズとを備える記録再生用ピックアップ４を用いた。記録信号は、ＥＦＭ変調された入力信号とする。
相変化型光記録媒体２は、基板５として幅０．５μｍ、深さ３５ｎｍの案内溝（ウォブル）を有する厚さ１．２ｍｍのポリカーボネート樹脂製の基板５を用いた。
第１保護層６及び第２保護層８には、ＺｎＳＳｉＯ２を用いている。第１保護層６の厚さ（膜厚）は９０ｎｍ、第２保護層８の厚さ（膜厚）は３０ｎｍとされている。
記録層７の組成はＡｇ１．０Ｉｎ７．５Ｓｂ６６．５Ｔｅ２５．０とされ、厚さ（膜厚）は１８ｎｍとされている。記録層７は、大口径のＬＤを有する図示しない初期化装置によって、全面が結晶化処理されている。
反射放熱層９に、厚さ１４０ｎｍのアルミニウム合金によって形成されている。
この基板５上に積層される第１保護層６、記録層７、第２保護層８及び反射放熱層９は、各々スパッタリング法により形成されている。
オーバーコート層１０、ハードコート層１２は、ともに、紫外線硬化樹脂によって、スピンコート法を用いて形成されている。オーバーコート層１０上には、印刷層１１が印刷によって形成されている。
このような相変化型光記録媒体２に対して、光ディスク装置１の記録線速度を１２．０ｍ／ｓとし、マルチパルス部ｍｐのデューティー比ｙを０．５に設定した状態で、パルス部ｆｐ、パルス部ｅｐを表１に記載の時間幅に各々調整した各記録パルス波によって記録を行った（実施例１〜３、比較例１〜３の仕様）。
【表１】
表２には、表１中に示した実施例１〜３及び比較例１の仕様によるｆｐ部及びｏｐ部の時間幅ｘ，ｚを使用し、線速度１４．４ｍ／ｓにてオーバーライト１回及び１０００回行った後に信号を１．２ｍ／ｓで再生し、得られた３Ｔジッタの結果を示している。
【表２】
比較例１に記載のｆｐ部の時間幅ｘ＝１．００Ｔを実施例１に記載の１．１２５Ｔへ延伸したところ、オーバーライト１回後の３Ｔジッタが良好になった。また、実施例２に記載の通り、比較例１に記載のｏｐ部の時間幅ｚ＝０．３７５Ｔを実施例２に記載の０．２５Ｔへ短縮したところ、オーバーライト１回後の３Ｔジッタは同様に改善され、さらに、実施例２よりｘを１．１２５Ｔまで延伸した実施例３でも同等の３Ｔジッタが得られた。実施例１〜３ではオーバーライト１０００回後の３Ｔランドジッタも各々３５．９ｎｓ、３３．８ｎｓ、３２．１ｎｓと良好であった。よって、ｘ≧３ｚの時、オーバーライト特性に効果的であることが判明したものである。
表３には、同様に表１中に示した実施例２，３及び比較例２，３の仕様によるｆｐ部及びｏｐ部の時間幅ｘ，ｚを使用し、線速度１４．４ｍ／ｓにて１回記録した信号を１．２ｍ／ｓで再生し、得られた初期記録のアシンメトリ及び３Ｔジッタの結果を示している。ここでパワーレベルは、ａ＝ｃ＝２３．８ｍＷ、ｅ＝８．４ｍＷ、ｂ＝ｄ＝１．０（１２ｘ記録時）とした。
【表３】
実施例２に記載のｏｐ部の時間幅ｚ＝０．２５Ｔを比較例２に記載の０．１２５Ｔまで短縮したところ、初期アシンメトリの値が−１０以下と深くなった。また、実施例３に記載のｆｐ部の時間幅ｘ＝１．１２５Ｔを比較例３に記載の１．２５Ｔに延伸したときも同様であった。さらに、比較例２，３では３Ｔランドジッタと３Ｔマークジッタとの差が大きく広がり、特に、比較例３では１０ｎｓ以上の差がついた。よって、ｘ≦４．５ｚの時、初期記録特性に効果的であることが判明したものである。
また、実施例４として、記録領域をｒ＝４０ｍｍの位置で分割し、内周側の記録線速度を１２．０ｍ／ｓ（１０ｘ）、外周側の記録線速度を１４．４ｍ／ｓ（１２ｘ）とした場合について、３Ｔランドジッタ及び３Ｔマークジッタ（３Ｔピットジッタ）を求めた。ストラテジ（時間幅）ｘ、ｚは実施例１と同様とし、１０倍速（１０ｘ）の時の各パワーレベルは、ａ＝ｃ＝１９．０ｍＷ、ｅ＝６．７ｍＷ、ｂ＝ｄ＝１．０とし、１２倍速（１２ｘ）の時の各パワーレベルは、ａ＝ｃ＝２３．８ｍＷ、ｅ＝８．４ｍＷ、ｂ＝ｄ＝１．０とした。得られた結果は以下のようであった。
オーバーライト１回後
なお、以上の実施例ではＣＤ−ＲＷを用いたが、ＤＶＤ＋ＲＷ等のＤＶＤ系ディスク（２ｘ又は２．４ｘ以上の記録時）についても、本発明を適用して同様の効果を得ることができる。
本発明は上述の具体的に開示した実施例に限られず、本発明の範囲内で様々な変形例及び改良例がなされるであろう。
【図面の簡単な説明】
図１は本実施の形態の一実施の形態の光ディスク装置の構成を概略的に示すブロック図である。
図２は光ディスク装置で使用する相変化型光記録媒体の積層構造を原理的に示す断面図である。
図３Ａ〜３Ｄは記録再生用ピックアップの半導体レーザーが出射するレーザー光の記録波パルス列を示す波形図である。
図４Ａ〜４Ｃは記録パルス波形を例示する波形図である。
本発明は、相変化型光記録媒体に対して情報の記録又は書換えを行うための記録装置及び記録方法に関する。
背景技術
近年の情報量の増大化に伴って、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）等の大容量の情報記録メディアが広く普及している。これらのＣＤ−ＲＯＭやＣＤ−Ｒとの互換が取りやすいことから、ＣＤ−ＲＷ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）等の相変化型光記録媒体が開発され、汎用されてきている。相変化型光記録媒体は、１９９６年１０月に発行されたオレンジブックパートＩＩＩ（ｖｅｒ１．０）に準じて線速度２倍での記録（２４〜２８ｍ／ｓ）に対する規格が決められている。
このような相変化型光記録媒体に対して、情報の記録、再生或いは書換えを高密度で行うことができる光ディスク装置も、普及してきている。
例えば、特開平９−１３８９４６号公報や特開平９−１３８９４７号公報や特開平９−２１９０２１号公報には、相変化型光記録媒体に対して光学的に情報の記録又は書換えを行う際に、発光素子の出力パワーをパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）させて、変調後の信号幅がｎＴ（Ｔはクロック時間）である０信号の記録又は書換えをパワーレベルｅの連続光である記録波によって行い、変調後の信号幅がｎＴである１信号の記録又は書換えを相変化型光記録媒体の記録層を融点以上に昇温させて記録マークの先頭部を形成させるパルス部ｆｐ、記録層を昇温させて記録マークの中間部を形成させるマルチパルス部ｍｐ、記録層を冷却させて記録マークの後端を形成させるパルス部ｅｐを有するパルス列である記録波によって行い、ｘ，ｙ，ｚを０．５Ｔ≦ｘ≦２．０Ｔ、０．４≦ｙ≦０．６、０．５Ｔ≦ｚ≦１．０Ｔとし、ｎ’をｎ’≦ｎの正の整数とし（ａ及びｃ）≧ｅ≧（ｂ及びｄ）とするようにした記録装置及び記録方法についての技術が開示されている。ここで、パルス部ｆｐの時間幅がｘ、パルス部ｆｐのパワーレベルがａ、マルチパルス部ｍｐの低レベルパルスのパワーレベルがｂ、マルチパルス部ｍｐの高レベルパルスのパワーレベルがｃ、マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとのデューティー比がｙ、マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとの合計である繰返し単位の時間幅がＴ、マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとの繰返し回数がｎ−ｎ’、パルス部ｅｐの時間幅がｚ、パルス部ｅｐのパワーレベルがｄとされている。
同公報に開示された技術によれば、オーバーライトをすることによる繰返し記録に際して記録信号の品質の安定化を図ることができる。
しかし、このような低線速度の記録では記録時間が長くかかってしまうため、より高速記録の書換え可能なコンパクトディスク及び記録方法が望まれている。また、これまでの技術では、例えばＣＤ線速度４ｘ（＝４倍速）で記録できるｆｐ、ｍｐ、ｏｐをもつ記録ストラテジで、８ｘ速度記録及び１０ｘ速度記録した場合に十分な信号品質が得られず、ＣＤ線速度４ｘ記録した部分への１０ｘ速度記録のオーバーライト或いはＣＤ線速度１０ｘ記録した部分への４ｘ速度記録のオーバーライトといった異なる記録線速度によるオーバーライト、ＣＬＶ記録した部分へのＣＡＶ記録でのオーバーライト或いはＣＡＶ記録した部分へのＣＬＶ記録でのオーバーライトといった異なる記録方式によるオーバーライトでは、信号品質の劣化が問題となった。つまり、上述した特開平９−１３８９４６号公報、特開平９−１３８９４７号公報、特開平９−２１９０２１号公報に記載の技術では対応できず、書換え型情報記録媒体、特に相変化型光記録媒体においては、一つの情報記録媒体に対して複数の線速度で記録（マルチスピード記録）できる技術が求められている。
そこで、これらの技術的要求に対し、相変化型光記録媒体を形成する各層の膜厚及び記録層の組成を特定化し、かつ、光記録媒体への記録或いは書換えを行う時の記録波パルス列のｆｐ部とｏｐ部の時間幅を各々０．５Ｔ≦ｘ≦２．０Ｔ、０．１２５Ｔ≦ｚ≦１．０Ｔ、ｍｐ部のデューティー比を０．１２５≦ｙ≦０．８７５と特定化することで、より高速記録の書換え可能な光記録媒体を獲得することが見出された。また、光記録媒体への情報記録をＰＷＭ記録にて行う際に、信号の記録或いは書換えを行う時の記録波パルス列のｍｐ部のデューティー比を記録線速度によって増減させることによって、マルチスピード記録に対応できることが報告されている。
ところが、このように改良・特定化された特徴を持つ光記録媒体の記録方法でも、特に１０ｘを超える記録速度で記録を行った場合に依然として十分な信号品質を得られず、対応できない現状にある。
発明の開示
本発明の総括的な目的は、上述の問題点を解決した改良された有用な記録装置及び記録方法を提供することである。
本発明のより具体的な目的は、相変化型光記録媒体に対するマルチスピード記録において、記録及び書換え時の信号品質の向上を図ることができる記録装置及び記録方法を提供することである。
本発明の他の目的は、相変化型光記録媒体に対して１０倍速以上の高線速領域で記録又は書換えを行う際の信号品質の向上を図ることができる記録装置及び記録方法を提供することである。
上述の目的を達成するために、本発明の一つの面によれば、相変化型光記録媒体に照射する光を発する発光素子と、前記相変化型光記録媒体を回転駆動させる回転駆動手段と、前記発光素子と前記回転駆動手段とによる前記相変化型光記録媒体に対する光学的な情報の記録又は書換えをマルチスピード方式で行うマルチ記録制御手段と、前記マルチ記録制御手段による情報の記録又は書換えに際して前記発光素子から発する光をパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）する変調手段と、を備え、前記変調手段による変調後の信号幅がｎＴ（Ｔはクロック時間）である０信号の記録又は書換えをパワーレベルｅの連続光である記録波によって行い、前記変調手段による変調後の信号幅がｎＴである１信号の記録又は書換えを前記相変化型光記録媒体の記録層を融点以上に昇温させて記録マークの先頭部を形成させるパルス部ｆｐ、記録層を昇温させて記録マークの中間部を形成させるマルチパルス部ｍｐ、記録層を冷却させて記録マークの後端を形成させるパルス部ｅｐを有するパルス列である記録波によって行い、前記パルス部ｆｐの時間幅をｘ、前記パルス部ｆｐのパワーレベルをａ、前記マルチパルス部ｍｐの低レベルパルスのパワーレベルをｂ、前記マルチパルス部ｍｐの高レベルパルスのパワーレベルをｃ、前記マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとのデューティー比をｙ、前記マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとの合計である繰返し単位の時間幅をＴ、前記マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとの繰返し回数をｎ−ｎ’、前記パルス部ｅｐの時間幅をｚ、前記パルス部ｅｐのパワーレベルをｄとした場合に、前記時間幅ｘ，ｙ，ｚ、前記パワーレベルａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ、及びｎ、ｎ’の関係が、０．５Ｔ≦ｘ≦２．０Ｔ、０．１２５≦ｙ≦０．８７５、０≦ｎ’、ｎ’≦ｎ（ｎ’，ｎ：整数）、０．１２５Ｔ≦ｚ≦１．０Ｔ、ａ，ｃ≧ｅ≧ｂ，ｄ、ｘ≧３ｚを満たすようにした記録装置が提供される。
上述の発明によれば、相変化型光記録媒体への情報記録を、信号の記録或いは書換えを行う時の記録波パルス列のｆｐとｅｐの時間幅とｍｐのデューティー比が特定化されたＰＷＭ記録で行う時、パルス部ｆｐの時間幅ｘがパルス部ｅｐの時間幅ｚの３倍以上に設定されるため、情報の書換えに際して既に記録されている情報を消去する場合には、融点以上に昇温された相変化型光記録媒体の記録層を徐冷することができる。ここで、パルス部ｆｐの時間幅ｘは、パルス部ｅｐの時間幅ｚに応じて設定されるため、例えば、１０倍速以上の高速記録等に際して、回転数が調整されることによる線速度の変動に左右されることがない。情報の記録又は書換えに際しては、マルチパルス部ｍｐにおけるデューティー比ｙを調整することで、線速度に左右されることなく、記録部と未記録部との境界を明確化することができる。これによって、オーバーライト特性の向上を図ることができる。
上述の発明において、前記時間幅ｘと前記時間幅ｚとの関係が、３ｚ≦ｘ≦４．５ｚを満たすようにすることが好ましい。これにより、パルス部ｆｐの時間幅ｘがパルス部ｅｐの時間幅ｚの３倍以上４．５倍以下に設定されるため、相変化型光記録媒体の記録層が、過剰に長い時間、融点以上に昇温されることを防止することができる。したがって、初期記録に際してランドジッタが増加することを抑制することができる。これによって、オーバーライトを繰返し行った場合にも、信号品質が劣化することを抑制してオーバーライト特性の向上をより効果的に図ることができる。
また、上述の発明において、前記マルチ記録制御手段によるマルチスピード方式の記録速度が１２．０ｍ／ｓ以上であることとしてもよい。これにより、目的とする１０倍速以上の高線速領域において、オーバーライト特性の向上を効果的に図ることができ、支障なく高速化を図ることができる。
また、本発明の他の面によれば、相変化型光記録媒体に対する光学的な情報の記録又は書換えをマルチスピード方式で行う記録装置の発光素子の出力パワーをパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）させて、変調後の信号幅がｎＴ（Ｔはクロック時間）である０信号の記録又は書換えをパワーレベルｅの連続光である記録波によって行い、変調後の信号幅がｎＴである１信号の記録又は書換えを前記相変化型光記録媒体の記録層を融点以上に昇温させて記録マークの先頭部を形成させるパルス部ｆｐ、記録層を昇温させて記録マークの中間部を形成させるマルチパルス部ｍｐ、記録層を冷却させて記録マークの後端を形成させるパルス部ｅｐを有するパルス列である記録波によって行い、前記パルス部ｆｐの時間幅をｘ、前記パルス部ｆｐのパワーレベルをａ、前記マルチパルス部ｍｐの低レベルパルスのパワーレベルをｂ、前記マルチパルス部ｍｐの高レベルパルスのパワーレベルをｃ、前記マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとのデューティー比をｙ、前記マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとの合計である繰返し単位の時間幅をＴ、前記マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとの繰返し回数をｎ−ｎ’、前記パルス部ｅｐの時間幅をｚ、前記パルス部ｅｐのパワーレベルをｄとした場合に、前記時間幅ｘ，ｙ，ｚ、前記パワーレベルａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ、及びｎ、ｎ’の関係が、０．５Ｔ≦ｘ≦２．０Ｔ、０．１２５≦ｙ≦０．８７５、０≦ｎ’、ｎ’≦ｎ（ｎ’，ｎ：整数）、０．１２５Ｔ≦ｚ≦１．０Ｔ、ａ，ｃ≧ｅ≧ｂ，ｄ、ｘ≧３ｚを満たすようにした記録方法が提供される。
上述の発明によれば、相変化型光記録媒体への情報記録を、信号の記録或いは書換えを行う時の記録波パルス列のｆｐとｅｐの時間幅とｍｐのデューティー比が特定化されたＰＷＭ記録で行う時、パルス部ｆｐの時間幅ｘがパルス部ｅｐの時間幅ｚの３倍以上に設定されるため、情報の書換えに際して既に記録されている情報を消去する場合には、融点以上に昇温された相変化型光記録媒体の記録層を徐冷することができる。ここで、パルス部ｆｐの時間幅ｘは、パルス部ｅｐの時間幅ｚに応じて設定されるため、例えば、１０倍速以上の高速記録等に際して、回転数が調整されることによる線速度の変動に左右されることがない。情報の記録又は書換えに際しては、マルチパルス部ｍｐにおけるデューティー比ｙを調整することで、線速度に左右されることなく、記録部と未記録部との境界を明確化することができる。これによって、オーバーライト特性の向上を図ることができる。
上述の発明において、前記時間幅ｘと前記時間幅ｚとの関係が、３ｚ≦ｘ≦４．５ｚを満たすようにすることとしてもよい。これにより、パルス部ｆｐの時間幅ｘがパルス部ｅｐの時間幅ｚの３倍以上４．５倍以下に設定されるため、相変化型光記録媒体の記録層が、過剰に長い時間、融点以上に昇温されることを防止することができる。これにより、初期記録に際してランドジッタが増加することを抑制することができる。これによって、オーバーライトを繰返し行った場合にも、信号品質が劣化することを抑制してオーバーライト特性の向上をより効果的に図ることができる。
発明を実施するための最良の形態
本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態は、相変化型光記録媒体への情報の記録又は書換えをマルチスピード方式で行う記録装置として光ディスク装置への適用例を示す。
図１は、本実施の形態の一実施の形態の光ディスク装置の構成を概略的に示すブロック図である。光ディスク装置１は、スピンドルモータを駆動することによりＣＤ−ＲＷ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）等の相変化型光記録媒体２（図２参照）を回転駆動させる回転駆動手段としての駆動部３と、駆動部３によって回転駆動される相変化型光記録媒体２に対して照射するレーザー光を発する発光素子としての半導体レーザー（図示せず）を備える記録再生用ピックアップ４とを備えている。
公知の技術であるため説明を省略するが、マルチスピード方式での情報の記録又は書換えに際して、駆動部３、記録再生用ピックアップ４を駆動制御するマルチ記録制御手段を備えている。
ここで、図２は、光ディスク装置１で使用する相変化型光記録媒体２の積層構造を原理的に示す断面図である。相変化型光記録媒体２は、幅が０．３０〜０．５５μｍ、深さが３００〜５５０Åに設定された図示しない案内溝（グルーブ）が、一面側に形成された基板５を備えている。本実施の形態の基板５は、厚さは１．２ｍｍとされたポリカーボネート樹脂により形成されている。ポリカーボネート樹脂により基板５を形成することで、成型性、光学特性、コストの点で、優れた特性を付与することができる。
なお、本実施の形態では、案内溝（グルーブ）の幅を０．３０〜０．５５μｍ、深さを３００〜５５０Åに設定したが、これに限るものではない。また、基板５を形成する材料として、成型性、光学特性、コストの点で優れているポリカーボネート樹脂を用いたが、基板５を形成する材料はポリカーボネート樹脂に限るものではない。
基板５の案内溝（グルーブ）が形成されている面側には、第１保護層６、記録層７、第２保護層８、反射放熱層９が、順次積層されている。
第１保護層６及び第２保護層８を形成する材料としては、ＳｉＯ，ＳｉＯ２，ＺｎＯ，ＳｎＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２，Ｉｎ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＺｒＯ２等の金属酸化物、Ｓｉ３Ｎ４，ＡｌＮ，ＴｉＮ，ＢＮ，ＺｒＮなどの窒化物、ＺｎＳ，Ｉｎ２Ｓ３，ＴａＳ４等の硫化物、ＳｉＣ，ＴａＣ，Ｂ４Ｃ，ＷＣ，ＴｉＣ，ＺｒＣなどの炭化物やダイヤモンド状カーボン、或いは、それらの混合物があげられる。第１保護層６及び第２保護層８は、公知の技術であるスパッタリング法を用いて形成されている。これによって、量産性、膜質等に優れた相変化型光記録媒体２を得ることができる。
第１保護層６の膜厚は、６５〜１３０ｎｍの範囲内に設定されている。これにより、反射率への影響力を抑制して、７８０ｎｍと６５０ｎｍの再生波長でＣＤ−ＲＷディスクの規格である反射率０．１５〜０．２５を満足することができる。
第２保護層８の膜厚は、２０〜４０ｎｍの範囲内に設定されている。これにより、情報の記録、再生及び書換え（以降、オーバーライトという）に際しての耐熱性や感度、及び、オーバーライト等による繰り返して上書き記録する（以降、オーバーライトという）場合の信号品質の向上を図ることができる。
記録層７の膜厚は、１４〜２５ｎｍの範囲内に設定されている。これにより、ジッタ等の初期特性、オーバーライト特性、量産効率の向上を図ることができる。また、本実施の形態の記録層７は、スパッタリング法を用いて形成されている。これによって、量産性に適した記録層を得ることができる。また、均一な厚さの記録層を得ることができるので、膜質の向上を図ることができる。
記録層７としては、Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｂ，Ｔｅを含む４元系の相変化形記録材料を主成分として含有する材料が適している。記録層７としてＡｇ，Ｉｎ，Ｓｂ，Ｔｅを含む４元系の相変化形記録材料を主成分として含有する材料を用いることにより、記録（アモルファス化）感度・速度、消去（結晶化）感度・速度、及び、消去比を極めて良好に保つことができる。また、Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｂ，Ｔｅを含む４元系元素の組成比を調整することによって、最適な記録線速度を取得するとともに、信号の再生安定性や信号の寿命を総合的に満足させることができる。
ここで、Ａｇの組成比（原子％）をα、Ｉｎの組成比（原子％）をβ、Ｓｂの組成比（原子％）をγ、Ｔｅの組成比（原子％）をδとした場合、Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｂ，Ｔｅを含む４元系元素の組成比は、下記数式で示される条件を満たすように設定されている。
０．１≦α≦７．０ ………（１）
１≦β≦９ ………（２）
６１≦γ≦７５ ………（３）
２２≦δ≦３０ ………（４）
これによって、信号の再生に際しての安定性や信号の寿命の向上を図ることができる。
また、記録層７には、Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｓｉ，Ｐｂ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｇｅ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｓ，Ｓｅ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂｉ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｒｈ，Ｃ，Ｎ，Ｏから選ばれた少なくとも一種類以上の元素が添加されている。これにより、非晶質マークの結晶化を抑制することができる。非晶質マークの結晶化を抑制することにより、信号の再生安定性や信号の寿命を向上させることができる。
非晶質マークの結晶化の抑制のメカニズムとしては、これらの元素がＡｇＩｎＳｂＴｅの空間的隙間に入ったり化学結合を形成したりすることで、ＡｇＩｎＳｂＴｅと化合物又は合金を形成するために、非晶質マークの結晶化が抑制されると考えられている。
記録層７に添加されるＧａ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｓｉ，Ｐｂ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｇｅ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｓ，Ｓｅ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂｉ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｒｈ，Ｃ，Ｎ，Ｏは、添加剤と考えることが可能である。添加剤としては、上述した理由から、Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｇｅのように原子半径が小さい元素、或いは、ＡｇＩｎＳｂＴｅとの化学結合力が大きい又は化学結合手が多い元素が効果的である。
さらに、初期化時に必要な反射率を取得するために、ＳｂとＴｅの組成の関係は、下記の式を満たす範囲内に設定されている。
γ＋δ≧８８ ………（５）
実験により、上式の条件を満たす場合には、初期化時に必要な反射率に到達することが見出されている。これにより、線速度が高速になった場合に重要となる反射率、特に初期化時の反射率を確保することができる。
本実施の形態では、第１保護層６、記録層７、第２保護層８をスパッタリング法により形成したが、これに限るものではなく、例えば、各種気相成長法によって第１保護層６、記録層７、第２保護層８を形成するようにしてもよい。
第２保護層８の記録層７と反対側に形成された反射放熱層９は、膜厚が１００〜１６０ｎｍの範囲内に設定されている。反射放熱層９としては、Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗなどの金属材料、又はそれらの合金などを用いることができる。また、反射放熱層９に添加する添加元素としては、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｔａなどが使用される。反射放熱層９は、各種気相成長法によって形成することができる。
反射放熱層９の第２保護層８と反対側には、オーバーコート層１０が積層されている。オーバーコート層１０を設けることにより、反射放熱層９の酸化を防止することができる。本実施の形態のオーバーコート層１０は、スピンコート法により塗布した紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することで、厚さが３〜１５μｍの範囲内となるように形成されている。これにより、情報の記録再生に際して、エラーの増大防止や機械特性の向上を図ることができる。
なお、本実施の形態の形態では、オーバーコート層１０として紫外線硬化樹脂を用いたが、これに限るものではない。
オーバーコート層１０の反射放熱層９と反対側には、印刷層１１が積層されている。印刷層１１は、例えば、スクリーン印刷等によって形成されている。
加えて、基板５の第１保護層６と反対側には、ハードコート層１２が積層されている。ハードコート層１２を設けることにより、耐擦傷性の向上を図ることができる。本実施の形態のハードコート層１２は、スピンコート法により塗布した紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することで、厚さが２〜６μｍの範囲内となるように形成されているこれにより、耐擦傷性が向上し、機械特性の向上を図ることができる。ハードコート層１２には、必要に応じて導電性の材料を混入させることで、帯電防止を図り、埃等の付着を防止することができる。
上述の相変化型光記録媒体２に照射するレーザー光を発する記録再生用ピックアップ４の半導体レーザーは、記録パワー設定回路１３により設定される最適記録パワーのレーザー光を出力するように、レーザー駆動回路１４によって駆動制御される。
加えて、光ディスク装置１は、変調信号波の振幅に応じてＰＷＭ方式で記録信号を変調する変調手段としてパルス変調部１５を備えている。本実施の形態のパルス変調部１５は、上述した相変化型光記録媒体２への情報の記録に適したＥＦＭ（Ｅｉｇｈｔ−ｔｏ−Ｆｏｕｒｔｅｅｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調方式、或いは、その改良変調方式（ＥＦＭ＋）を用いて、記録すべき信号をクロックＴを用いて変調する。
パルス変調部１５によって変調された記録信号に基づいて、変調後の信号幅がｎＴ（Ｔは信号の変調に用いるクロックの周期に相当する時間）である０信号の記録又はオーバーライトを行う場合、記録再生用ピックアップ４は、パワーレベルｅの連続光である記録波を照射する。
パルス変調部１５によって変調された記録信号に基づいて、変調後の信号幅がｎＴである１信号の記録又はオーバーライトを行う場合、記録再生用ピックアップ４は、パルス部ｆｐ、マルチパルス部ｍｐ、パルス部ｅｐを有するパルス列の記録波を照射する。
パルス部ｆｐにおける記録波は、相変化型光記録媒体２の記録層７を融点以上に昇温させて記録マークの先頭部を形成させる。マルチパルス部ｍｐにおける記録波は、記録層７を昇温させて記録マークの中間部を形成させる。パルス部ｅｐにおける記録波は、記録層７を冷却させて記録マークの後端を形成させる。
情報の記録又はオーバーライトに際しては、相変化型光記録媒体２に対してパルス部ｆｐの記録パワーが照射されると、相変化型光記録媒体２の記録層７が融点以上に昇温される。融点以上に昇温された記録層７にマルチパルス部ｍｐの記録パワーが照射されると、マルチパルス部ｍｐにおける時間幅ｚに応じた長さを有する記録マークの中間部が形成される。パルス部ｅｐの記録パワーが照射されると、融点以上に昇温された記録層７が冷却されて、記録マークの後端が形成される。
公知の技術であるが、融点以上に昇温されてアモルファス状態にある記録層７は、急冷されることによりアモルファス状態のまま固体化してアモルファス部を形成する。このアモルファス部が、記録マークとされる。
本実施の形態の光ディスク装置１は、情報の記録又はオーバーライトをマルチスピード方式で行うことから、線速度の変動に応じて、マルチパルス部ｍｐのデューティー比ｙを調整する。
ここで、図３Ａ〜３Ｄは、記録再生用ピックアップ４が光源から出射するレーザー光の記録波パルス列を示す波形図である。図３Ａは変調後の信号幅が３Ｔ（ｎ＝３）である記録信号を示している。図３Ｂは、ｎ＝３，ｎ’＝１の場合の記録波パルス列を示している。図３Ｃは、ｎ＝３，ｎ’＝２の場合の記録波パルス列を示している。図３Ｄは、ｎ＝３，ｎ’＝３の場合の記録波パルス列を示している。パルス部ｆｐの時間幅をｘ、パルス部ｆｐのパワーレベルをａ、マルチパルス部ｍｐの低レベルパルスのパワーレベルをｂ、マルチパルス部ｍｐの高レベルパルスのパワーレベルをｃ、マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとのデューティー比をｙ、マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとの合計である繰返し単位の時間幅をＴ、マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとの繰返し回数をｎ−ｎ’、パルス部ｅｐの時間幅をｚ、パルス部ｅｐのパワーレベルをｄとした場合、本実施の形態の記録再生用ピックアップ４は、時間幅ｘ，ｙ，ｚ、パワーレベルａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ、及びｎ、ｎ’の関係が、以下の式によって表わされる条件を満たすような範囲内に設定されている。
０．５Ｔ≦ｘ≦２．０Ｔ ………（６）
０．１２５≦ｙ≦０．８７５ ………（７）
０≦ｎ’ ………（８）
ｎ’≦ｎ（ｎ’，ｎ：整数） ………（９）
０．１２５Ｔ≦ｚ≦１．０Ｔ ………（１０）
ａ，ｃ≧ｅ≧ｂ，ｄ ………（１１）
３ｚ≦ｘ≦４．５ｚ ………（１２）
（１２）式からも判るように、パルス部ｆｐの時間幅ｘがパルス部ｅｐの時間幅ｚの３倍以上、かつ、４．５以下に設定されている。また、上述のパワーレベルａ〜ｅの好適な範囲は、８ｍＷ＜ａ、ｃ＜４０ｍＷ，０ｍＷ≦ｂ、ｄ＜２ｍＷ、４ｍＷ＜ｅ＜２０ｍＷである。
従来、例えば、回転数が調整されることによって線速度が変動して高速化されている場合、融点以上に昇温された相変化型光記録媒体２の記録層７を徐冷することができず、アモルファス状態のまま固体化してしまうことがあった。このため、既に記録されている情報が消去しきれずに残存してしまう不都合があった。
本実施の形態では、（１２）式からも判るように、パルス部ｆｐの時間幅ｘがパルス部ｅｐの時間幅ｚの３倍以上に設定されているため、融点以上に昇温された相変化型光記録媒体２の記録層７を徐冷することができる。これによって、情報のオーバーライトに際して、既に記録されている情報が消去しきれずに残存することを防止することができ、オーバーライト特性の向上を図ることができる。ここで、オーバーライト特性とは、相変化型光記録媒体２で既に情報が記録されている部分を別の情報に書換えた（オーバーライトした）場合に、オーバーライトされた信号の品質の良／不良を意味する。
同様に、公知の技術であるが、融点以上に昇温されてアモルファス状態にある記録層７は、徐冷されることにより結晶化する。この状態は、記録層７の初期化状態と同じであるため、何の情報も記録されていないこととなる。
ところで、ＰＷＭ記録方式では、相変化型光記録媒体２の記録層７への情報の記録又はオーバーライトに際して、記録マークのエッジ部に情報を持たせる。
このときに、記録層７上の記録部（アモルファス部）と未記録部（結晶部）との境界が不明確であったり、本来記録部となるべき箇所が結晶化されてしまうことによって情報が消去されたりすると、信号品質が低下する。
また、パルス部ｆｐの時間幅ｘが過剰に大きい場合には、初期のアシンメトリが深くなるため、パルス部ｆｐの時間幅ｘが、パルス部ｅｐの時間幅ｚの２倍以上という条件を満たしていても、オーバーライトを多数繰返す毎に信号品質が低下する。
本実施の形態では、パルス部ｆｐの時間幅ｘが、パルス部ｅｐの時間幅ｚの３倍以上４．５倍以下に設定することで、相変化型光記録媒体の記録層が、過剰に長い時間、融点以上に昇温されることを防止することができる。これによって、初期記録に際して、ランドジッタが増加することによる記録部と未記録部とのバランスが崩れることを抑制することができ、オーバーライトを繰返し行った場合にも、信号品質の低下を抑制してオーバーライト特性の向上をより効果的に図ることができる。
また、パルス部ｆｐの時間幅ｘは、パルス部ｅｐの時間幅ｚに応じて設定されるため、例えば、高速記録等に際して、回転数が調整されることによる線速度の変動に左右されることがない。これによって、マルチスピード記録を行うことが可能な記録装置に適用して、情報の記録又はオーバーライトの高速化を図ることができる。
回転数が調整されることによって線速度が変動した場合には、情報の記録又はオーバーライトに際して、マルチパルス部ｍｐにおけるデューティー比ｙを記録線速度に応じて増減させて記録線速度と記録パワーとのバランスを調整するので、線速度に左右されることなく、記録部と未記録部との境界を明確化することができる。
これによって、ジッタの発生を抑制して、記録品質の向上を図ることができるマルチスピード記録方式の光ディスク装置を提供することができる。
従来のマルチスピード記録を行う光ディスク装置１では、パルス部ｆｐとパルス部ｅｐとのバランスが一定とされていることから、線速度が低い場合には記録層７に対して過剰な記録パワーが加わって記録層７における記録すべき部分以外の部分に対して熱が伝導されて信号品質に影響を与えたり、逆に、線速度が高い場合には記録すべき部分に対して記録パワーが十分に加えられずに記録パワーが不足してしまったりするという不都合があった。
本実施の形態では、線速度に応じてマルチパルス部ｍｐのデューティー比ｙを調整することで、記録線速度と記録パワーとのバランスを取ることができる。また、上述したように、記録層７の主成分をＡｇ，Ｉｎ，Ｓｂ，Ｔｅとする相変化型光記録媒体２を用いることで、記録層７の熱物性を記録波にマッチングさせることができ、記録線速度と記録パワーとのバランスをより最適値に設定することができる。
このように、記録線速度に応じて、マルチパルス部ｍｐのデューティー比ｙを調整することで、情報の記録或いはオーバーライトをマルチスピード方式で行う場合にも、記録信号の品質の向上を図ることができる。
加えて、情報の記録に際して記録層７の溶融、急冷を伴う相変化型光記録媒体２では、記録層７の溶融、急冷のバランスの点から、記録パルスのｍｐのデューティー比が０．５近傍であることが、種々の信号品質、オーバーライトに有利であることが判っている。
このことから、情報の記録或いはオーバーライトをマルチスピード方式で行う光ディスク装置１では、マルチパルス部ｍｐのデューティー比が０．５となる記録パルス波形を、マルチスピード記録可能な光ディスク装置の高速記録側、望ましくは最高記録線速度に設定に設定することで、実用上より信頼性の高い記録を行うことができる。
本実施の形態による相変化型光記録媒体２（ＣＤ−ＲＷやＤＶＤ＋ＲＷ等のＤＶＤ系ディスクを含む）に対する記録方法では、単に高速で記録消去できるだけではなく、ジッタ等の初期特性、オーバーライト特性も同時に要求されるものであり、マルチスピード記録、特に１０倍速である１２．０ｍ／ｓを超える高線速度において、ｆｐ部の時間幅をｘ、ｏｐ部の時間幅をｚとした時、上述したように、ｘ≧３ｚとした場合にオーバーライト特性に効果的であることを見出したものである。ちなみに、ｘ＜３ｚの時、前に記録した信号に対して十分な消去を実施することができない。このため消し残りの部分が発生し、記録（アモルファス化）及び消去（結晶化）の感度に影響を与えてしまうことにより、オーバーライトにとって不利になる。故に、ｘ≧３ｚの場合、マルチスピード記録時のオーバーライト特性に効果的であった。
また、本実施の形態では、マルチスピード記録、特に１０倍速である１２．０ｍ／ｓを超える高線速度において、同様にｆｐ部の時間幅をｘ、ｏｐ部の時間幅をｚとした時、上述したようにｘ≦４．５ｚとした場合にジッタ等の初期特性に効果的であることも見出したものである。ちなみに、ｘ＞４．５ｚの時、初期のアシンメトリが深くなってしまう。また、初期の記録時にマークジッタが良好となる反面ランドジッタが増加することで、両者のバランスが取れなくなる。このため、オーバーライトを多数回繰返す毎に信号品質が劣化することになる。故に、ｘ≦４．５ｚの場合、マルチスピード記録時の初期特性に効果的であることが判明したものである。
ここで、具体例として、１倍速が１．２ｍ／ｓに設定された光ディスク装置１で、相変化型光記録媒体２としてＣＤ−ＲＷを用いて、４倍速〜１０倍速なるマルチスピードで記録を行った場合の、記録パルス波形の変化について説明する。図４Ａ〜４Ｃは、記録パルス波形を例示する波形図である。ここでは、図４Ｂに示すように、８倍速として記録線速度９．６ｍ／ｓでＣＤ−ＲＷに対して情報の記録を行う場合のマルチパルス部ｍｐのデューティー比を０．５に設定している。
図４Ａは、４倍速として記録線速度４．８ｍ／ｓで、ＣＤ−ＲＷに対する情報の記録を行った場合のパルス波形図を示している。４倍速として４．８ｍ／ｓという比較的低い線速度で記録を行う場合には、マルチパルス部ｍｐのデューティー比を０．６２５として、ｍｐの記録パルスを細くするとともに、マルチパルス部ｍｐの冷却時間を長くするようにしている。これによって、余分な熱ダメージを軽減するとともに、エッジの位置ずれの少ないマークを記録することができる。
図４Ｃは、１０倍速として記録線速度１２．０ｍ／ｓで、ＣＤ−ＲＷに対する情報の記録を行った場合のパルス波形図を示している。１０倍速として１２．０ｍ／ｓで記録を行う場合、マルチパルス部ｍｐのデューティー比ｙを０．３７５として、ｍｐ部の記録パルスを太くするとともに、冷却時間を短くするようにしている。これによって、１２．０ｍ／ｓの高速で記録を行う場合にも、記録膜に相変化できるだけのエネルギーを与えることができるようになり、また、高速のためマルチパルス部ｍｐの冷却時間が短くても記録層を急冷することができる。これによって、記録線速度が高速であっても、エッジの位置ずれの少ないマークを記録することができる。
ここでは、上述の光ディスク装置１を用いて、以下に示す相変化型光記録媒体２に情報の記録を行った場合（実施例１〜３）と、従来の光ディスク装置を用いて相変化型光記録媒体に情報の記録を行った場合（比較例１〜３）とにおけるオーバーライト特性の違いを比較する。
光ディスク装置１は、波長７８０ｎｍの半導体レーザーと、開口数ＮＡが０．５に設定された対物レンズとを備える記録再生用ピックアップ４を用いた。記録信号は、ＥＦＭ変調された入力信号とする。
相変化型光記録媒体２は、基板５として幅０．５μｍ、深さ３５ｎｍの案内溝（ウォブル）を有する厚さ１．２ｍｍのポリカーボネート樹脂製の基板５を用いた。
第１保護層６及び第２保護層８には、ＺｎＳＳｉＯ２を用いている。第１保護層６の厚さ（膜厚）は９０ｎｍ、第２保護層８の厚さ（膜厚）は３０ｎｍとされている。
記録層７の組成はＡｇ１．０Ｉｎ７．５Ｓｂ６６．５Ｔｅ２５．０とされ、厚さ（膜厚）は１８ｎｍとされている。記録層７は、大口径のＬＤを有する図示しない初期化装置によって、全面が結晶化処理されている。
反射放熱層９に、厚さ１４０ｎｍのアルミニウム合金によって形成されている。
この基板５上に積層される第１保護層６、記録層７、第２保護層８及び反射放熱層９は、各々スパッタリング法により形成されている。
オーバーコート層１０、ハードコート層１２は、ともに、紫外線硬化樹脂によって、スピンコート法を用いて形成されている。オーバーコート層１０上には、印刷層１１が印刷によって形成されている。
このような相変化型光記録媒体２に対して、光ディスク装置１の記録線速度を１２．０ｍ／ｓとし、マルチパルス部ｍｐのデューティー比ｙを０．５に設定した状態で、パルス部ｆｐ、パルス部ｅｐを表１に記載の時間幅に各々調整した各記録パルス波によって記録を行った（実施例１〜３、比較例１〜３の仕様）。
【表１】
【表２】
表３には、同様に表１中に示した実施例２，３及び比較例２，３の仕様によるｆｐ部及びｏｐ部の時間幅ｘ，ｚを使用し、線速度１４．４ｍ／ｓにて１回記録した信号を１．２ｍ／ｓで再生し、得られた初期記録のアシンメトリ及び３Ｔジッタの結果を示している。ここでパワーレベルは、ａ＝ｃ＝２３．８ｍＷ、ｅ＝８．４ｍＷ、ｂ＝ｄ＝１．０（１２ｘ記録時）とした。
【表３】
また、実施例４として、記録領域をｒ＝４０ｍｍの位置で分割し、内周側の記録線速度を１２．０ｍ／ｓ（１０ｘ）、外周側の記録線速度を１４．４ｍ／ｓ（１２ｘ）とした場合について、３Ｔランドジッタ及び３Ｔマークジッタ（３Ｔピットジッタ）を求めた。ストラテジ（時間幅）ｘ、ｚは実施例１と同様とし、１０倍速（１０ｘ）の時の各パワーレベルは、ａ＝ｃ＝１９．０ｍＷ、ｅ＝６．７ｍＷ、ｂ＝ｄ＝１．０とし、１２倍速（１２ｘ）の時の各パワーレベルは、ａ＝ｃ＝２３．８ｍＷ、ｅ＝８．４ｍＷ、ｂ＝ｄ＝１．０とした。得られた結果は以下のようであった。
オーバーライト１回後
本発明は上述の具体的に開示した実施例に限られず、本発明の範囲内で様々な変形例及び改良例がなされるであろう。
【図面の簡単な説明】
図１は本実施の形態の一実施の形態の光ディスク装置の構成を概略的に示すブロック図である。
図２は光ディスク装置で使用する相変化型光記録媒体の積層構造を原理的に示す断面図である。
図３Ａ〜３Ｄは記録再生用ピックアップの半導体レーザーが出射するレーザー光の記録波パルス列を示す波形図である。
図４Ａ〜４Ｃは記録パルス波形を例示する波形図である。
Claims (5)
- 相変化型光記録媒体に照射する光を発する発光素子と、
前記相変化型光記録媒体を回転駆動させる回転駆動手段と、
前記発光素子と前記回転駆動手段とによる前記相変化型光記録媒体に対する光学的な情報の記録又は書換えをマルチスピード方式で行うマルチ記録制御手段と、
前記マルチ記録制御手段による情報の記録又は書換えに際して前記発光素子から発する光をパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）する変調手段と、
を備え、
前記変調手段による変調後の信号幅がｎＴ（Ｔはクロック時間）である０信号の記録又は書換えをパワーレベルｅの連続光である記録波によって行い、前記変調手段による変調後の信号幅がｎＴである１信号の記録又は書換えを前記相変化型光記録媒体の記録層を融点以上に昇温させて記録マークの先頭部を形成させるパルス部ｆｐ、記録層を昇温させて記録マークの中間部を形成させるマルチパルス部ｍｐ、記録層を冷却させて記録マークの後端を形成させるパルス部ｅｐを有するパルス列である記録波によって行い、
前記パルス部ｆｐの時間幅をｘ、前記パルス部ｆｐのパワーレベルをａ、前記マルチパルス部ｍｐの低レベルパルスのパワーレベルをｂ、前記マルチパルス部ｍｐの高レベルパルスのパワーレベルをｃ、前記マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとのデューティー比をｙ、前記マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとの合計である繰返し単位の時間幅をＴ、前記マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとの繰返し回数をｎ−ｎ’、前記パルス部ｅｐの時間幅をｚ、前記パルス部ｅｐのパワーレベルをｄとした場合に、前記時間幅ｘ，ｙ，ｚ、前記パワーレベルａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ、及びｎ、ｎ’の関係が、
０．５Ｔ≦ｘ≦２．０Ｔ、
０．１２５≦ｙ≦０．８７５、
０≦ｎ’、
ｎ’≦ｎ（ｎ’，ｎ：整数）、
０．１２５Ｔ≦ｚ≦１．０Ｔ、
ａ，ｃ≧ｅ≧ｂ，ｄ、ｘ≧３ｚ
を満たすようにした記録装置。 - 前記時間幅ｘと前記時間幅ｚとの関係が、３ｚ≦ｘ≦４．５ｚを満たすようにした請求項１記載の記録装置。
- 前記マルチ記録制御手段によるマルチスピード方式の記録速度が１２．０ｍ／ｓ以上である請求項１又は２記載の記録装置。
- 相変化型光記録媒体に対する光学的な情報の記録又は書換えをマルチスピード方式で行う記録装置の発光素子の出力パワーをパルス幅変調させて、
変調後の信号幅がｎＴ（Ｔはクロック時間）である０信号の記録又は書換えをパワーレベルｅの連続光である記録波によって行い、
変調後の信号幅がｎＴである１信号の記録又は書換えを前記相変化型光記録媒体の記録層を融点以上に昇温させて記録マークの先頭部を形成させるパルス部ｆｐ、記録層を昇温させて記録マークの中間部を形成させるマルチパルス部ｍｐ、記録層を冷却させて記録マークの後端を形成させるパルス部ｅｐを有するパルス列である記録波によって行い、
前記パルス部ｆｐの時間幅をｘ、前記パルス部ｆｐのパワーレベルをａ、前記マルチパルス部ｍｐの低レベルパルスのパワーレベルをｂ、前記マルチパルス部ｍｐの高レベルパルスのパワーレベルをｃ、前記マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとのデューティー比をｙ、前記マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとの合計である繰返し単位の時間幅をＴ、前記マルチパルス部ｍｐにおけるパワーレベルｂとパワーレベルｃとの繰返し回数をｎ−ｎ’、前記パルス部ｅｐの時間幅をｚ、前記パルス部ｅｐのパワーレベルをｄとした場合に、前記時間幅ｘ，ｙ，ｚ、前記パワーレベルａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ、及びｎ、ｎ’の関係が、
０．５Ｔ≦ｘ≦２．０Ｔ、
０．１２５≦ｙ≦０．８７５、
０≦ｎ’、ｎ’≦ｎ（ｎ’，ｎ：整数）、
０．１２５Ｔ≦ｚ≦１．０Ｔ、
ａ，ｃ≧ｅ≧ｂ，ｄ、
ｘ≧３ｚ
を満たすようにした記録方法。 - 前記時間幅ｘと前記時間幅ｚとの関係が、
３ｚ≦ｘ≦４．５ｚ
を満たすようにした請求項４記載の記録方法。
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