JP2000123367A

JP2000123367A - 相変化光記録媒体の記録方法及び記録装置

Info

Publication number: JP2000123367A
Application number: JP10292263A
Authority: JP
Inventors: Katsutaro Ichihara; 原勝太郎市
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-10-14
Filing date: 1998-10-14
Publication date: 2000-04-28
Also published as: US6396792B1

Abstract

(57)【要約】【課題】結晶スペース部を形成する際の「消え残り」
を解消してオーバライト消去比を改善することを目的と
する。【解決手段】結晶スペース部を形成する際のレーザ光
を少なくとも２種類のステップにより照射することによ
り、結晶核生成頻度の高い温度帯と結晶成長速度の大き
い温度帯とにそれぞれバランス良く保持することが可能
となり、結晶化を促進して「消え残り」を解消してオー
バライト消去比を改善することができる。特に、無初
期化状態から記録を行う形態、すなわちアズデポ（ａｓ
−ｄｅｐｏ．）の非晶質状態に結晶スペースを記録する
形態において効果的である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、相変化光記録媒体
の記録方法及び記録装置に関する。より具体的には、本
発明は、光ビームを照射することにより情報の記録再生
を行う相変化光光記録媒体の記録方法であって、従来よ
りも消去比を改善することができる記録方法及び記録装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ビームを照射して情報の記録・再生を
行う光記録媒体は、大容量性、高速アクセス性、媒体可
搬性を兼ね備え、計算機用記憶装置、画像・音声ファイ
ル等に応用されており、今後もその発展が期待されてい
る。特に、相変化型の光記録媒体は、単一ビームの照射
でデータの重ね書き（オーバライト）が容易に出来る
点、反射率変化形の再生原理なのでＣＤ−ＲＯＭ（Comp
act Disc−Read Only Memory）との互換が取り易い点な
どから、書換え型光記録媒体の主流をなすものと期待さ
れている。

【０００３】以下では、光記録媒体の一例として光ディ
スクを例に挙げて説明する。相変化光ディスクは光強度
変調された記録ビームの照射によって情報の記録再生動
作を行うものであり、基本的には、記録層を融点以上に
昇温して溶融したランダムな状態から急冷により室温に
クエンチして「非晶質マーク」を形成する第一の記録パ
ワーレベル（Ｐａ）と、記録層を融点未満、結晶化温度
以上の温度帯に昇温し徐冷により結晶化することにより
「結晶スペース部」を形成する第二の記録パワーレベル
（Ｐｃ）と、記録層を結晶化温度未満に保持して非破壊
で情報の読み出しを行う再生パワーレベル（Ｐｒ）の３
つのパワーレベルを用いる。

【０００４】記録トラック方向に所定の長さの非晶質マ
ークを形成する際に、基本的にはＰａレベルの光をマー
クの長さに対応する時間、連続的に照射すれば良いこと
になるが、連続照射をすると照射開始時よりも照射終了
時の方が記録層の温度が高くなる為に、液滴状のマーク
となり好ましくない。特に、記録密度的に有利なマーク
長記録エッジ検出方式においては、液滴状のマークは再
生信号のエッジ位置変動の要因となるので線密度を損ね
てしまう。

【０００５】そこで、従来の相変化ディスク、特にマー
ク長記録エッジ検出方式を採用する相変化光ディスクに
おいては、Ｐａレベルの光をパルス化する手段が用いら
れている。例えば、相変化ディスクを用いる第一世代の
ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disc-Random Acce
ss Memory）の記録パルス照射方法は、日経エレクトロ
ニクス誌１９９７．１０．６号のｐ．３１８に紹介され
ている。この様なＰａレベルのパルス化によりマークエ
ッジ位置変動の少ない高線密度の記録が可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来は、結晶
化レベルのＰｃには特に工夫が無く、結晶化させたい部
分はその長さに対応する時間、Ｐｃレベルの光ビームを
連続照射する手段が採用されていた。前述した日経エレ
クトロニクス１９９７．１０．６号のｐ．３１８に開示
されているように、結晶化させたい部分のうちで、非晶
質記録マーク形成直後、もしくは直前にはＰｃレベル以
外のパワーレベルの光が照射される例はあるが、マーク
間に形成する結晶スペースの殆どの領域では、Ｐｃレベ
ルの一定強度の光ビームが用いられている。また、特開
平０９−７１７６号公報にも、記録マーク形成部はパル
ス化したビーム照射の例示が有るが、結晶スペース形成
部には、特にパルス化したビーム照射の記載は無い。

【０００７】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
である。すなわち、本発明者は、結晶スペース形成時の
光照射方法を色々検討した結果、Ｐｃレベルの光ビーム
をパルス化することが、消去比を向上させる上で極めて
効果的であることを発見し、本発明をなすに至った。本
発明は、相変化光ディスク全般に対して効果を奏する
が、特に、無初期化状態から記録を行う形態、すなわち
アズデポ（ａｓ−ｄｅｐｏ．：堆積したままの状態）の
非晶質状態に結晶スペースを記録する形態において特に
効果的である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、相変化光ディ
スクの特性向上、特にオーバライト消去比の向上の為
に、以下の記録方法を提供するものである。

【０００９】すなわち、本発明の相変化光記録媒体の記
録方法は、記録層を有する相変化光記録媒体の記録方法
であって、レーザ光を照射して前記記録層の一部を非晶
質化することにより非晶質マークを形成するステップ
と、レーザ光を照射して前記記録層の一部を結晶化する
ことにより結晶スペース部を形成するステップと、を備
え、前記結晶スペース部を形成するステップは、第１の
パワーレベルの前記レーザ光を照射する第１のステップ
と、前記第１のパワーレベルとは異なる第２のパワーレ
ベルの前記レーザ光を照射する第２のステップと、を有
することを特徴とする。

【００１０】ここで、本発明の望ましい実施の形態とし
て、前記第１のステップと前記第２のステップの少なく
ともいずれかは、前記レーザ光の半値全幅が前記記録層
の一点を通過する時間よりも短い時間内に行われること
を特徴とする。

【００１１】また、前記相変化光記録媒体として、前記
記録層の記録前の初期状態が非晶質である無初期化媒体
を用いた場合に、特に効果的に結晶スペース部を形成す
ることができる。

【００１２】一方、本発明の相変化光記録媒体の記録装
置は、記録層を有する相変化光記録媒体の記録装置であ
って、レーザ光を照射して前記記録層を非晶質化するこ
とにより非晶質マークを形成する手段と、レーザ光を照
射して前記記録層を結晶化することにより結晶スペース
部を形成する手段と、を備え、前記結晶スペース部を形
成する手段は、第１のパワーレベルの前記レーザ光を照
射する第１のステップと、前記第１のパワーレベルとは
異なる第２のパワーレベルの前記レーザ光を照射する第
２のステップと、を実行するものとして構成されている
ことを特徴とする。

【００１３】ここで、本発明の望ましい実施の形態とし
て、前記結晶スペース部を形成する手段は、前記第１の
ステップと前記第２のステップの少なくともいずれか
が、前記レーザ光の半値全幅が前記記録層の一点を通過
する時間よりも短い時間内に行われるものとして構成さ
れていることを特徴とする。

【００１４】本発明の記録方法の具体例としては、相変
化型の光ディスクに対して、記録層を非晶質化させる第
一の記録パワーレベル（Ｐａ）と記録層を結晶化させる
第二記録パワーレベル（Ｐｃ）と再生パワーレベル（Ｐ
ｒ）の少なくも三つのパワーレベルの光ビームを照射し
て、情報の記録・消去・再生を行う手段において、少な
くも前記した第二の記録パワーレベルの光が、少なくも
前記した第一の記録パワーレベルよりも低いピークレベ
ル（Ｐｃ１）とＰｃ１よりも低いボトムパワーレベル
（Ｐｃ２）との間でパルス化されており、このパルス列
の光ビームの照射によって相変化記録層中に結晶スペー
ス部を形成することができる。

【００１５】ここで、前記したＰｃ１レベルの光照射に
よって、前記相変化記録層のトラック端部付近の温度
を、結晶核生成頻度の高い温度帯に昇温し、前記したＰ
ｃ２レベルの光照射によって、前記相変化記録層のトラ
ック中央部付近の温度が、結晶核生成頻度の高い温度帯
に昇温するようにしても良い。

【００１６】本発明は記録層を結晶化させる消去信号と
しての第二の記録パワーレベルが２以上のステップに分
割されていれば良く、従来技術としての記録層を非晶質
化させる第一の記録パワーレベルもパルス化されている
形態でも構わない。第二の記録パワーレベルがステップ
化されているという意味は、非晶質マークの前端もしく
は後端の位置を調整する為に結晶スペースを記録する際
のマークに近い部分のみをパルス化するということでは
無く、非晶質マークから離れた部分においても結晶スペ
ースの形成をパルスビームで行うことを意味する。

【００１７】前記した様に第二の記録パワーレベルの光
は、例えば、前記した第一の記録パワーレベルよりも低
いピークレベル（Ｐｃ１）とＰｃ１よりも低いボトムパ
ワーレベル（Ｐｃ２）の間でパルス化されるが、Ｐｃ１
の上限は記録層が融点に達するパワーであり、Ｐｃ２の
下限は記録層のトラック中央部の温度が結晶化温度に達
するパワーである。この範囲内でのＰｃ１とＰｃ２の選
び方は媒体の熱応答に最も適合する様に設定される。こ
のようにＰｃ１とＰｃ２とを選ぶことによって、Ｐｃ１
レベルの光照射では、相変化記録層のトラック端部付近
の温度が結晶核生成頻度の高い温度帯に昇温し、Ｐｃ２
レベルの光照射によって、前記相変化記録層のトラック
中央部付近の温度が結晶核生成頻度の高い温度帯に昇温
する。その結果、トラック幅の全域に亘り記録層が結晶
核生成温度帯に均等な時間保持されることになり、オー
バライト消去比が改善される。

【００１８】本発明が最も効果的なのは、相変化記録層
の記録動作前の初期状態が非晶質である場合、すなわち
無初期化ディスクの場合である。無初期化ディスクは、
後述する様に特殊な成膜条件により、アズデポの非晶質
状態から初期結晶化工程を経ずに直ちに記録が可能であ
る。無初期化ディスクヘの記録は、非晶質のマークの形
成というよりも、非晶質中への結晶スペースの記録によ
って行われる。従って、結晶化を促進する（すなわち消
去比の高い）本発明の記録方法は、無初期化ディスクに
適用した場合に最も大きな作用効果を有する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図１は、本発明の相変化
光ディスクの記録方法の具体例を説明するための概念図
である。すなわち、同図（ａ）は記録マークとスペース
の長さに対応するＮＲＺＩ信号波形、（ｂ）は本発明の
記録パルス波形、（ｃ）は従来の記録パルス波形、
（ｄ）は長いマークを記録した後に本発明の記録パルス
でオーバライト（ＯＷ）した後のマークとスペースのＴ
ＥＭ像の概略、（ｅ）は長いマークを記録した後に従来
の記録パルスでＯＷした後のマークとスペースのＴＥＭ
像の概略をそれぞれ表す。また、同図において、ｔｗは
ウィンドウ幅、Ｐａは記録レベル、Ｐｃは従来の消去レ
ベル（「バイアスパワー１」とも称する）、Ｐｒは再生
レベル（「バイアスパワー２」とも称する）、Ｐｃ１，
Ｐｃ２は本発明の消去信号として用いられる少なくも二
種類の消去ステップである。

【００２０】例えば、片面容量が２．６ＧＢのＤＶＤ−
ＲＡＭの場合、最短記録マークとスペースの長さは８／
１６変調で０．４１μｍ／ｂｉｔなので、物理的な記録
マーク長は０．６１５μｍとなり、これが３ｔｗに相当
する。従って、線速が６ｍ／ｓ（秒）である事を考慮す
れば、ｔｗは３４ｎｓ（ナノ秒）となる。

【００２１】一方で、レーザビーム径は光源波長：６５
０ｎｍ、対物レンズのＮＡ：０．６に対してＦＷＨＭ
（full width at half maximum：半値全幅）径が約０．
５μｍである。従って、レーザスポットのＦＷＨＭが媒
体を通過するに要する時間は、８３ｎｓとなる。

【００２２】すなわち、２．４４ｔｗ以上の長さのパル
スを用いた場合は、実質的にＤＣ照射したと同じ熱応答
を示す部分が媒体に形成される。従来技術においては、
実際に用いられる記録パルスは記録時（非晶質マーク形
成時）は２．４４ｔｗよりも短く設定されているが、消
去時は最短スペース相当の部分においても３．５ｔｗと
長いＤＣ的照射方式を採用している。

【００２３】図１においては、向かって左側から順に、
前のマークとの間のスペースの後端部、パルス長３ｔｗ
の記録マーク、３ｔｗのスペース、５ｔｗのマーク、次
のマークとの問のスペースを記録する場合が例示されて
いる。

【００２４】このような場合において、まず従来技術の
記録方法について説明する。従来は、同図（ｃ）に示し
た記録パルス列が用いられていた。すなわち、スペース
形成部では一定のＰｃレベルの光が照射され、非晶質マ
ーク形成時は、ＮＲＺＩ信号の立上りよりも０．５ｔｗ
の遅れの後に、３ｔｗに対してはパルス長１．５ｔｗの
Ｐａレベルパルスに続いてｔｗのＰｒレベル光、次のマ
ーク迄のスペース部はＰｃレベルのＤＣ光が照射され
る。また、５ｔｗのマークに対しては、０．５ｔｗの遅
れの後にｔｗのＰａレベル光、０．５ｔｗのＰｒレベル
光、０．５ｔｗのＰａレベル光、０．５ｔｗのＰｒレベ
ル光、ｔｗのＰａレベル光、ｔｗのＰｒレベル光と続
き、次のマーク形成迄はＰｃレベルのＤＣ光が照射され
る。

【００２５】一般に、非晶質マークの長さは、最短が３
ｔｗ、最長が１１ｔｗでその間は自然数の数だけの長さ
が割振られている。そして、基本的なパルスは、最初の
立上りがｔｗの長さのＰａ光、続いてラストパルスまで
の間が０．５ｔｗのＰｒ光と０．５ｔｗのＰａ光の繰返
し、ラストパルスとしてｔｗの長さのＰａ光、ラストパ
ルスに続くオフパルスとしてｔｗのＰｒ光が使用され
る。ファーストパルスとラストパルスの間が短い３ｔｗ
では、１．５ｔｗのＰａレベルのファーストパルスとｔ
ｗのＰｒレベルのオフパルスのみで構成される。４ｔｗ
では、ファーストパルスとラストパルスの間に０．５ｔ
ｗのオフパルスが来る。

【００２６】バリエーションとして、オフパルスのパワ
ーをＰｒレベルではない適当な低いパワーレベルに設定
する方法や、ラストパルスの長さをｔｗ以外の値に設定
する方法、あるいは、ファーストパルス直前にＰｃレベ
ルから少し持ち上げたプリヒートパルスを用いる方法、
各パルス幅を媒体の熱応答に合わせて最適化する方法な
ど、各種の記録方法が提案されている。しかし、従来
は、基本的にスペース形成部はＰｃレベルのＤＣ光が照
射されていた。

【００２７】これに対して、本発明の記録方法は、スペ
ース形成部すなわち結晶化部の形成にパルスを使用する
点に特徴を有する。図１（ｂ）は、その一つの具体例を
示しており、非晶質マークを形成する部分のパルスの打
ち方は従来例、もしくはその変形例、あるいはＰａレベ
ルのＤＣ光でも何でも構わない。図１（ｂ）では、前述
した片面容量が２．６ＧＢのＤＶＤ−ＲＡＭに用いられ
ている非晶質マーク形成パルス列で示してある。

【００２８】本発明では、結晶スペース形成部分を同図
（ｂ）に示すようにパルス化する。消去パルスは、例え
ばＰａレベルより低い２種類のパワーレベルＰｃ１，Ｐ
ｃ２のパルスにより構成される。Ｐｃ１のパルスとＰｃ
２のパルスのうちの少なくともいずれかは、レーザビー
ムの半値全幅が媒体上の一点を通過する時間よりも短
い。または、Ｐｃ１，Ｐｃ２のパルス長は最短マークス
ペース長相当の時間よりも少なくとも短い。

【００２９】容量２．６ＧＢのＤＶＤ−ＲＡＭで例示す
れば、最短スペースは３ｔｗであり、対応する時間は１
０２．５ｎｓであり、さらにＮＲＺＩの立上りから実際
の記録に入るまでに０．５ｔｗの間隔が開いているの
で、従来技術ではＰｃレベル光を最短スペース相当の部
分において約１２０ｎｓの間ＤＣ照射している。

【００３０】これに対して、本発明では、Ｐｃ１，Ｐｃ
２レベル光の各々の照射時間を１２０ｎｓよりは短く設
定すれば良い。さらに、本発明の効果を顕著に得るため
には、Ｐｃ１，Ｐｃ２の幅がレーザスポットのＦＷＨＭ
を媒体が通過する時間よりも短くすることが望ましい。
２．６ＧＢ−ＤＶＤ−ＲＡＭの場合には、前述したよう
に８３ｎｓ以下とするのが良い。さらに望ましくは、Ｐ
ｃ１，Ｐｃ２のパルス長をＦＷＨＭ通過時間の半分以
下、例えば、ｔｗもしくは０．５ｔｗとするのが良い。
また、変形例としてＰｃ１，Ｐｃ２各々の時間幅は同じ
でも違っていても構わない。

【００３１】また、Ｐｃ１，Ｐｃ２のレベルについて
も、図１（ｂ）に例示したものには限定されない。例え
ば、図１（ｂ）においては、Ｐｃ２のレベルをマーク記
録時のラストパルスのレベルと同一にしたが、これ以外
にも、Ｐｃ２のレベルをマーク記録時のラストパルスの
レベルと異なるレベルに設定しても良い。つまり、マー
ク記録時のラストパルスは、図１（ｃ）に例示したよう
な結晶化温度未満の再生パワーレベル（Ｐｒ）に設定
し、Ｐｃ２のレベルは、結晶化温度以上でＰｃ１よりも
低いレベルに設定しても良い。

【００３２】後に、図３及び図４に関して詳述するよう
に、Ｐｃ１のレベルは、記録層の結晶成長速度が顕著に
なる温度に達するように設定され、Ｐｃ２のレベルは、
記録層の結晶核生成頻度が顕著になる温度に達するよう
に設定することが望ましい。

【００３３】例えば、Ｐｃ１のパルス幅を極めて短くし
た場合には、そのレベルをＰａと同程度あるいはそれ以
上としても良い。但し、図１に例示したように、非晶質
マークの形成時と結晶スペース部の形成時のパルス幅が
概ね同様である場合には、Ｐｃ１のレベルは、Ｐａより
も低いレベルとすることが望ましい。

【００３４】また、Ｐｃ１，Ｐｃ２レベル以外にＰａレ
ベルよりも低いパワーレベルが複数設定されていても良
く、また、複数設定された各々のパワーレベルに対応す
るパルス幅は同じでも違っていても構わない。

【００３５】図１（ｂ）では、典型的で最も実施が簡単
な二つのレベル（Ｐｃ１，Ｐｃ２）を用い、各々のパル
ス幅が０．５ｔｗの例が表されている。非晶質マーク形
成時のファーストパルス及びラストのオフパルスとのタ
イミングは適宜設定可能であり、Ｐｃ１からＰａでも、
Ｐｃ２からＰａでも、あるいは一旦従来用いられている
Ｐｃレベルに戻してからＰａに移行させても構わない。
本発明の本質は、後に詳述するように、結晶核生成頻度
の高い温度帯を記録トラック幅方向の全域が一様に通過
する様に結晶化パワーレベルをパルス化する点にある。

【００３６】図１（ｂ）のパルス列を用いて相変化ディ
スクヘの記録を実施し本発明の効果を確認した結果を以
下に説明する。図２は、本発明の方法を実施するに際し
て使用した相変化記録媒体の断面構成図である。図２に
おいて、符号１は直径１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍのポ
リカーボネイト基板、２は膜厚１０ｎｍのＡｕ（金）半
透明膜、３は膜厚８５ｎｍのＺｎＳ−Ｓｉ０₂第一干渉
膜、４は膜厚１０ｎｍのＧｅＳｂＴｅ記録膜、５は膜厚
３０ｎｍのＺｎＳ−Ｓｉ０₂第二干渉膜、６は膜厚１０
０ｎｍのＡｌ合金膜である。なお、同図においては、光
ディスクの片面の構成のみを表したが、本発明は、基板
１の裏面側にも同様の構成を有する両面ディスクについ
ても同様に適用することができる。

【００３７】図２の構成のディスクは以下の手順で作成
した。まず、ポリカーボネイト基板１は、ＤＶＤ−ＲＡ
Ｍフォーマットが記入されたスタンパを用いて射出成形
して形成した。基板上の各膜は多室スパッタリング装置
を用いて連続的に形成した。成膜条件は、通常行われる
典型的な条件とした。すなわち、スパッタガスとしては
Ａｒ（アルゴン）を用い、ガス圧力は０．６７Ｐａ、ス
パッタパワーは数１００Ｗとした。成膜後、基板を取出
して、ＵＶ硬化型接着剤を介して、膜の設けられていな
いディスク基板をＡｌ合金反射膜６上に貼り合せた。次
に、初期化装置を用いて記録膜４の初期結晶化を行い、
図２のディスクを得た。

【００３８】このようにして形成したディスクを相変化
ディスク記録再生評価装置に設置し、線速６ｍ／ｓの条
件で駆動して記録テストを実施した。図１においてＰ
ａ：１１ｍＷ，Ｐｃ：５．５ｍＷ，Ｐｃ１：６．２ｍ
Ｗ，Ｐｃ２：４．８ｍＷ，Ｐｒ：１ｍＷと設定した。Ｐ
ｃ１，Ｐｃ２は実験的に３ｔｗ−ＣＮＲと有効消去比が
最も良好な値として求めた。

【００３９】まず、初期化後のトラックに本発明のパル
ス列（図１（ｂ））と従来技術のパルス列（図１
（ｃ））を用いて初期記録特性を調べたところ、いずれ
のパルス条件によってもランダムジッタは８％と実用的
な値を示した。

【００４０】次に、オーバライトを各パルス列で繰り返
したところ、本発明のパルス列ではジッタ値に変化が全
く見られなかった一方で、従来技術のパルス列ではジッ
タが徐々に上昇し、１００回で８．５％、１０００回で
は９％程度に増加した。

【００４１】ランダムパターンではなく、３ｔｗと１１
ｔｗの二つの単一周波数のテスト信号を交互に記録して
ＣＮＲと有効消去比を調べたところ、本発明のパルス列
を用いた場合はオーバライトを繰り返してもＣＮＲは３
ｔｗに対して５４ｄＢ、有効消去比（１１ｔｗ→３ｔ
ｗ）は３８ｄＢだったが、従来のパルス列を用いた場合
には徐々にＣＮＲと消去比の劣化が見られた。

【００４２】本発明者は、この劣化の原因を探る目的
で、トラック上に連続的に非晶質化のパルスを照射して
非晶質バンドを形成し、次にランダムデータを記録して
マークをＴＥＭ（transmission electron microscope：
透過型電子顕微鏡）観察した。図１（ｄ）及び（ｅ）
は、それぞれ本発明及び従来の方法による記録マークの
平面形態を表す模式図であり、斜線部が非晶質部分を表
す。また、これらのマークは、図１（ａ）〜（ｃ）のパ
ルス波形と対応するように表した。

【００４３】同図（ｅ）に示したように、結晶化スペー
ス部をＤＣ的に光照射する従来のパルス列では、スペー
ス部のトラック中心付近に非晶質バンドの「消え残り」
が発生している。「消え残り」は、マークの後端では消
失し、その後スペース中央部に出現して次のマークまで
連結する形態を呈していた。マーク後端の一部の領域で
「消え残り」が出なかったのは、ラストパルス後にオフ
パルスに低下した時にはマーク後端には結晶化リングが
形成されるためであると考えられる。

【００４４】一方で、本発明のパルス列の場合には、図
１（ｄ）に示したように、「消え残り」は皆無であっ
た。

【００４５】次に、本発明により結晶スペース部が効果
的に形成される理由について説明する。

【００４６】図３は、光記録膜の結晶成長温度と結晶核
生成頻度の温度依存性を表すグラフ図である。すなわ
ち、同図の横軸は結晶成長速度Ｒｇ及び結晶核生成頻度
νｘを表し、縦軸は温度を表す。また、縦軸のＴｘは結
晶化温度、Ｔｍは溶融温度（融点）をそれぞれ表す。図
３から、結晶成長速度Ｒｇがピークとなる温度は、結晶
核生成頻度νｘがピークとなる温度よりも高いことが分
かる。つまり、結晶化温度Ｔｘと融点Ｔｍとの間におい
ては、低め温度帯では結晶成長よりも結晶核生成の方が
顕著に生じ、高めの温度帯では結晶核生成よりも結晶成
長の方が顕著に生ずる。図３においては、この低めの温
度帯と高めの温度帯との境界を便宜的に決定し、符号Ｔ
ｎで示した。但し、この境界温度Ｔｎは、一例に過ぎ
ず、両者の境界となる温度は、光ディスクの構成などに
応じて適宜決定することができる。

【００４７】本発明者は、以上説明したような温度依存
性をふまえつつ、図２の構成を有する光ディスクを対象
に熱応答特性を数値解析した。図４は、熱応答特性の解
析結果を表すグラフ図である。すなわち、同図は、図１
で結晶スペースが形成される部分のトラック位置での熱
応答を表す。同図中Ｂは従来の記録方法を採用した場
合、Ｃは本発明の記録方法を採用した場合をそれぞれ表
す。

【００４８】トラック中央部のある位置に光スポットが
近づいてきて温度が上昇し、記録膜温度は結晶化温度
（Ｔｘ）を超え、ＴｘからＴｎまでの間、結晶核生成頻
度νｘの高い温度帯を通過する。従来の記録方法（図４
のＢ）では、スポットが近づいてきた時のｔＢ１で示し
た時間帯とスポットが離れていく時のｔＢ２で示した時
間帯のみ記録膜は結晶核生成頻度の高い温度帯に保持さ
れ、その他の時間帯は融点に近い温度帯（結晶成長速度
Ｒｇは速いが結晶核生成頻度νｘは低い温度帯）に保持
される。つまり、従来の方法では、結晶核の生成が十分
でないうちに結晶成長が顕著に生ずる温度帯に加熱さ
れ、非晶質の中にわずかに生じた結晶核のみが成長する
に過ぎない。その結果として、結晶化が十分に進行せ
ず、図１（ｅ）に示したように「消え残り」が発生し、
消去比が劣化する。

【００４９】これに対して、本発明によれば、結晶化レ
ベルをパルス化することにより、トラック中央部におい
ては消去パルスに従って、図４のＣに示したように温度
が上下する。本具体例では、０．５ｔｗの時間幅でＰｃ
１とＰｃ２との間をパルス的に動くので、２．４４回ず
つ高い温度と低い温度との間を動くことになる。従っ
て、ｔＣ１，ｔＣ２，ｔＣ３，ｔＣ４の時間帯は結晶核
生成頻度の高い温度帯に保持され、その他の温度帯は結
晶成長速度の速い温度帯に保持されることになる。つま
り、結晶核の生成と結晶成長とがバランス良く生じ、結
晶化が円滑に進行する。その結果として、図１（ｄ）に
示したように「消え残り」のない結晶化が実現され、オ
ーバライト消去比が改善される。

【００５０】すなわち、本発明を効果的に作用させるた
めには、図１（ｂ）に示したＰｃ１のレベルは、記録層
の結晶成長速度Ｒｇが顕著になる温度に達するように設
定され、Ｐｃ２のレベルは、記録層の結晶核生成頻度ν
ｘが顕著になる温度に達するように設定することが望ま
しい。

【００５１】また、以上の説明から明らかなように、本
発明は、結晶成長速度Ｒｇのピークの温度帯と結晶核生
成頻度νｘのピークの温度帯とが異なるような特性を有
するすべての記録層に対して同様に適用して同様の効果
を得ることができる。

【００５２】次に、本発明を初期状態が非晶質のディス
クに適用した具体例について説明する。本具体例におい
て用いた光ディスクの積層構造は図２に示したものと概
略同様である。但し、干渉膜３、５と記録膜４の成膜条
件を前述した例とは変えることにより、アズデポの非晶
質状態から直ちに光記録が可能な、いわゆる無初期化デ
ィスクとした。具体的には、干渉膜の成膜時にはガス圧
力を０．１Ｐａに低下させ、スパッタパワーを１ｋＷに
高めて高速成膜を行い、記録膜に対して圧縮性応力を積
極的に付与した。また、記録膜の形成時にはスパッタガ
スとしてＫｒ（クリプトン）を用い、ガス圧力を５Ｐａ
に増加するとともにスパッタパワーを１００Ｗ以下に低
下することによって、基板面に入射するＧｅ，Ｓｂ，Ｔ
ｅスパッタ粒子のエネルギを低下し、基板上でのスパッ
タ粒子の冷却速度を光記録時並みに低下させた。このよ
うなプロセスを採用することで、アズデポの非晶質状態
から直ちに記録動作が可能となる。

【００５３】このようにして形成した無初期化ディスク
に対して本発明の方法を実施した。記録動作条件として
は前述の実施例と同様の条件を用いた。無初期化ディス
クに対して、本発明の記録方法を適用した場合は、前述
した初期化工程の後に光記録したディスクと同等の特性
が得られた。

【００５４】一方で、無初期化ディスクに対して従来の
記録方法を適用した場合には、初回記録から１０回のオ
ーバライトの間は消去比が不安定で、スペース部の再生
信号レベルがオーバライト毎に変動した。無初期化ディ
スクの場合には初期化工程を施した光ディスクよりも非
晶質性が強いので、特に初回記録から数回のオーバライ
ト記録時に結晶核生成を促すことが重要である。この点
で、本発明の記録方法は、特に無初期化ディスクに対し
て効果的であるといえる。無初期化ディスクは、その製
造に際して初期化工程が不要であり、低コストで市場に
供給することができる点で有利である。本発明によれ
ば、このような低コストの無初期化ディスクを安定して
用いることができるようになり、産業上のメリットは多
大である。

【００５５】次に、本発明の光記録装置について説明す
る。図５は、本発明の光記録装置の要部を表すブロック
図である。すなわち、同図に例示した光記録装置は、再
生機能も併有した記録再生型の光ディスク装置であり、
記録媒体である光ディスク１１と、光ピックアップ１３
と、データ再生系と、データ記録系と、ドライブコント
ローラ２２と、インターフェイス２３とを有する。光デ
ィスク１１は、スピンドルモータ１２により回転駆動さ
れる。光ピックアップ１３は、サーボモータ１４により
移動調節され、レーザドライバ２５による駆動で光ディ
スク１１にレーザ光を照射し、光学的に情報の記録再生
を行う。スピンドルモータ１２とサーボモータ１４は、
ドライブコントローラ２２により駆動制御回路２４を介
して駆動制御される。

【００５６】データ記録系は、レーザドライバ２５及び
変調回路２６を有する。変調回路２６は、ドライブコン
トローラ２２から送出された記録データを所定の符号ビ
ット列に変換する符号化処理を実行する。レーザドライ
バ２５は、変調回路２６から出力された符号ビット列に
従ったマークをディスク１１の上に記録するように光ピ
ックアップ１３を駆動する。

【００５７】データ再生系（再生信号処理回路）は、プ
リアンプ１５と、可変利得増幅器（ＶＧＡ）１６と、Ａ
／Ｄ変換回路１７と、線形等化回路１８と、データ検出
回路２０と、デコーダ２１とを有する。プリアンプ１５
とＶＧＡ１６は、光ピックアップ１３より読み出された
再生信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換回路１７は、増幅され
た再生信号を離散時間の量子化サンプル値であるディジ
タル信号に変換する。

【００５８】線形等化回路１８は、ディジタルフィルタ
の一種である。データ検出回路２０は、例えばパーシャ
ル・レスポンスで等化した再生信号波形からデータを検
出する最尤系列推定方式の信号処理回路であり、具体的
にはビタビ（viterbi）デコーダからなる。デコーダ２
１は、データ検出回路２０により検出された符号ビット
列を元のデータ（記録データ）に復元する。なお、一連
の信号再生系は、本発明においては本質ではなく、デー
タ記録系のみを有する装置であっても良い。

【００５９】ドライブコントローラ２２は、装置のメイ
ン制御装置であり、インターフェイス２３を介して、例
えばパーソナルコンピュータやテレビジョン受信機と接
続され、記録再生データの転送制御を実行する。なお、
本装置には、図示しないが映像情報の記録再生動作に必
要な動画圧縮回路、動画伸長回路、および復調回路２０
により復調されたデータの誤り検出訂正処理を行う誤り
検出訂正回路も含まれている。

【００６０】本発明の特徴である結晶スペース部におけ
る消去パルスの形成は、例えば変調回路２６において実
行される。すなわち、変調回路２６は、ドライブコント
ローラ２２から送出された記録データを符号ビット列に
変換する符号化処理を実行する。この際に、結晶スペー
ス部を形成する信号として、図１に例示したようなＰｃ
１とＰｃ２などからなる消去パルス列を生成する。

【００６１】この消去パルス列は、図３及び図４に関し
て前述したように、記録媒体の記録層を結晶成長速度Ｒ
ｇが大きい温度帯と結晶核生成頻度νｘが高い温度帯と
にそれぞれ加熱するように決定される。従って、消去パ
ルス列を構成するパルスの種類やパルスレベル、パルス
幅、パルス数などは、記録層の材料やレーザの光学特性
などに応じて適宜決定される。

【００６２】さらに、消去パルス列の構成は、インター
フェイス２３を介して外部から設定できるようにしても
良い。

【００６３】本発明によれば、結晶スペース部を形成す
るための消去信号をパルス列とすることにより、「消え
残り」を解消し、オーバライト消去比を改善した光記録
装置を提供することができる。

【００６４】また、本発明の光記録装置は、特に、無初
期化ディスクに対して用いて効果的である。すなわち、
前述したように、結晶スペース部を形成するための消去
信号をパルス列とすることにより、結晶化を促進でき
る。このために、無初期化ディスクに対して、安定して
情報を記録することができるという効果も得られる。

【００６５】以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の
形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体
例に限定されるものではない。

【００６６】例えば、結晶スペースを形成する際の各パ
ルスのパワーレベルやパルス長は、記録媒体の特性など
に応じて適宜決定することができる。

【００６７】また、光ディスクの構成についても適宜変
更することができる。例えば、その積層構造や各層の材
料についても当業者が適宜選択して本発明を同様に適用
し、同様の効果を得ることができる。

【００６８】また、記録層としては前述したＧｅＳｂＴ
ｅの他にＩｎＳｂＴｅ，ＡｇＩｎＳｂＴｅ，ＧｅＴｅＳ
ｅなどのカルゴゲン系膜材料などを始めとした各種の反
射性の材料を適宜選択して用いることができる。

【００６９】さらに、上述した具体例においては、光記
録媒体の一例として光ディスクを例に挙げて説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、その他に
も、例えば、光記録カードなど種々の形態の光記録媒体
に同様に適用し、同様の効果を得ることができる。

【００７０】

【発明の効果】本発明によれば、結晶スペースを形成す
る際に、消去信号を少なくとも２種類のステップに分け
ることにより、記録トラック幅全域に亘って記録膜を結
晶核生成頻度の高い温度帯と結晶成長速度が速い温度帯
とにバランス良くに保持することができるので、相変化
光記録媒体のオーバライト消去比を改善することができ
る。

【００７１】また、本発明は、特に無初期化ディスクに
対して効果的である。すなわち、本発明によれば、低コ
ストで供給することができる無初期化ディスクに対して
安定してデータを記録することができるようになり、産
業上のメリットは多大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の相変化光ディスクの記録方法の具体例
を説明するための概念図である。

【図２】本発明の方法を実施するに際して使用した相変
化記録媒体の断面構成図である。

【図３】光記録膜の結晶成長温度と結晶核生成頻度の温
度依存性を表すグラフ図である。

【図４】熱応答特性の解析結果を表すグラフ図である。

【図５】本発明の光記録装置の要部を表すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１基板２半透明膜３第一干渉膜４記録膜５第二干渉膜６反射膜１１光ディスク１２スピンドルモータ１３光ピックアップ１４サーボモータ２２ドライブコントローラ２３インターフェイス２４駆動制御回路２５レーザドライバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録層を有する相変化光記録媒体の記録方
法であって、レーザ光を照射して前記記録層の一部を非晶質化するこ
とにより非晶質マークを形成するステップと、レーザ光を照射して前記記録層の一部を結晶化すること
により結晶スペース部を形成するステップと、を備え、前記結晶スペース部を形成するステップは、第１のパワ
ーレベルの前記レーザ光を照射する第１のステップと、
前記第１のパワーレベルとは異なる第２のパワーレベル
の前記レーザ光を照射する第２のステップと、を有する
ことを特徴とする相変化光記録媒体の記録方法。
【請求項２】前記第１のステップと前記第２のステップ
の少なくともいずれかは、前記レーザ光の半値全幅が前
記記録層の一点を通過する時間よりも短い時間内に行わ
れることを特徴とする請求項１記載の相変化光記録媒体
の記録方法。
【請求項３】前記相変化光記録媒体は、前記記録層の記
録前の初期状態が非晶質である無初期化媒体であること
を特徴とする請求項１または２に記載の相変化光記録媒
体の記録方法。
【請求項４】記録層を有する相変化光記録媒体の記録装
置であって、レーザ光を照射して前記記録層を非晶質化することによ
り非晶質マークを形成する手段と、レーザ光を照射して前記記録層を結晶化することにより
結晶スペース部を形成する手段と、を備え、前記結晶スペース部を形成する手段は、第１のパワーレ
ベルの前記レーザ光を照射する第１のステップと、前記
第１のパワーレベルとは異なる第２のパワーレベルの前
記レーザ光を照射する第２のステップと、を実行するも
のとして構成されていることを特徴とする相変化光記録
媒体の記録装置。
【請求項５】前記結晶スペース部を形成する手段は、前
記第１のステップと前記第２のステップの少なくともい
ずれかを、前記レーザ光の半値全幅が前記記録層の一点
を通過する時間よりも短い時間内に行うものとして構成
されていることを特徴とする請求項４記載の相変化光記
録媒体の記録装置。