JP2677325B2 - 情報の記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エネルギービームの照射によって情報の記
録・再生・消去するための情報記録方法に係り、特に光
ディスクに好適な情報記録方法に関する。 〔従来の技術〕 近年、情報の多様化、大容量化に伴い、光ディスクへ
の需要が高まってきている。この光ディスクには、再生
専用ディスク、追加記録ができる記録再生光ディスク、
そして情報の書き換えができる書き換え可能光ディスク
がある。これらのうち、ユーザ自身が情報を記録するこ
とのできる記録再生光ディスクや書き換え可能光ディス
クを使用した場合、情報の内容によっては高いパワーの
トラック方向に長い光パルスが照射されることがある。
また、長い光パルスの代りに、オプティカル ソサェテ
イ オブ アメリカ、オプテェカル データ ストレー
ジ、テクニカル ダイジェスト シリーズ 第10巻（19
87）第50頁から第53頁（Optical Society of America、
Optical Data Storage、Technical Digest Series、Vo
l.10（1987）pp.50−53）に記載されているように、パ
ワー、パルス幅、周期が同一のパルスを所定の時間、連
続的に照射する方法が知られている。なお、従来技術と
して特開昭63−160017号公報、同63−214922号公報、同
63−266632号公報、同64−46231号公報等が挙げられ
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来技術を用いて、トラック方向に長く、高いパ
ワーのレーザ光で照射を行なった場合、熱伝導により、
後に照射される場所ほど温度が高くなり、記録あるいは
消去される領域のディスク半径方向の幅が大きくなって
行く。すなわち、形成された記録あるいは消去部分の形
状が涙滴状となるのである。このような形状の部分から
信号を再生すると、再生信号波形に歪みがあるため、S/
Nが悪くなったり、ピットエッジ検出方式の場合には記
録信号に正しく対応した再生信号が得られないなどの問
題がある。 また、この涙滴状の記録あるいは消去部分を消去ある
いは記録しようとする、たとえば消去の場合、消去可能
な幅よりも記録点の半径方向の幅が大きくなっている部
分があるため、消え残りが生じてしまう。また、膜面の
温度が必要以上に上昇する部分があるため、下地膜など
が変形し、ノイズが増える可能性がある。 本発明の目的は、トラック方向に長い高パワーのパル
ス光照射を行なった場合に、涙滴状とならず、トラック
方向に整った長円形の記録あるいは消去部分を形成させ
ることにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は、少なくとも最長パルス幅のパルスを二つ
以上のパルスに分割し、元のパルスの後部ほど平均照射
エネルギーが小さいような波形のパルスで記録を行なう
ことにより達成される。ここで、平均エネルギーという
のは、任意の時間幅で光パルスの間隔、すなわち、先行
パルスの後縁と後続パルスの前縁との間隔を一定にした
分割方法とした時、それぞれの時間内において膜面上に
照射される平均エネルギーのことをいう。 本発明の目的を達成するための具体的手段は、特許請
求の範囲に記載されているような構成とするものであ
る。すなわち、 特許請求の範囲第１項記載の方法においては、エネル
ギービームの照射によって情報の記録が可能な記録用部
材に複数の異なるパルス幅を持ったパルスで記録および
書換えを行なう方法において、記録用部材に照射するエ
ネルギービームのパワーを少なくとも第１、第２および
第３の三つのレベル間で変化させるものとし、第２のレ
ベルは、第１のレベルよりも高いパワーレベルとし、第
３のレベルは、第２のレベルよりも高いパワーレベルと
し、情報の記録または書換え時には、エネルギービーム
のパワーは、情報信号に応じて主として第２のレベルと
第３のレベルとの間で交互に変化させるものとし、また
前記パルスのうちの少なくとも最長のパルス幅を先頭パ
ルスに続く２番目のパルスのパルス幅よりも広くしてい
る。 特許請求の範囲第２項の方法では、上記請求の範囲第
１項に記載の情報記録方法において、パルス間の間隔、
すなわち先行パルスの後縁と後続パルスの前縁の間隔を
実質的に同じにして記録パルス列を構成している。 〔作用〕 トラック方向に長い光パルスをいくつかのパルスに分
割し、かつ光照射パワーを予め設定された複数のレベル
間を切り替えることによりディスクの半径方向への熱の
拡がりを制御するため、形成される記録あるいは消去領
域が涙滴状とならず、トラック方向に形の整った長円形
状となる。すなわち、再生信号のエラーレート、消去時
の消え残り、変形によるノイズ増加などの問題を容易に
解決できる。 ここで、光パルスを分割する方法は、光パルス列の所
定の時間内での平均照射エネルギーが後ほど小さくなる
ような分割方法であれば、記録パワーを一定にして、記
録パルス幅あるいはパルス間隔を徐々に変化させて行く
方法、記録パルス幅を一定にして記録パワーを変化させ
る方法、あるいは記録パワーも記録パルス幅も変化させ
る方法などどんな方法でもよい。ここで、パルス幅とパ
ルス間隔を変化させるにはディジタル・シグナル・ジェ
ネレータなどを用いればよい。 また、２ビームで記録・消去を行なう場合でも、１ビ
ームでオーバーライト（重ね書き）して記録・消去を行
なう場合でも、上記の方法、すなわち、長い光パルスを
分割する方法を用いれば、涙滴状の記録点は形成され
ず、良好な記録・再生・消去を行なうことができる。 記録膜材料として、穴形成などの追記型材料、書き換
え可能な相変化材料や光磁気材料などを用いれば同様な
結果が得られ、効果が大きいが、その他の記録材料を用
いる場合に本発明を用いても効果がある。本発明は相変
化材料の場合に最も効果が大きい。 〔実施例〕 以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。 第１図（１）〜（５）は、本発明の前提となる先行技
術における波形図である。また、第２図（１）〜（５）
は、比較のために示した従来の記録方法の説明図であ
る。両者とも２ビームによる記録・再生・消去を行なう
ものである。 まず最初に、第２図（１）〜（５）を用いて、従来の
記録方法について説明する。ここでは、相変化型光ディ
スク記録膜であるSn−Te−Se系記録膜に記録・再生・消
去を行なった場合について述べる。結晶状態である記録
膜上に半導体レーザ（波長830nm）を用いて、第２図
（１）に示すような記録パルス列で記録を行なった。こ
こで、は記録が可能なパワー、は読み出しパワーを
示す。この場合、記録パルスＣは記録パルスＡの３倍の
パルス幅とした。この時の平均照射エネルギーの時間的
推移を第２図（２）に示した。この例では、わかりやす
くするために、記録パルスＣを３等分した時間、すなわ
ち、記録パルス幅Ａと同じ時間内での平均照射エネルギ
ーをそれぞれ示している。このような記録パルス列で記
録すると、光照射領域のうち、最も高温となる部分の温
度は第２図のような時間変化を示す。そして、試料温度
が融点を越えた場所では融解が起こり、その後に急冷さ
れることにより、その場所は非晶質状態となる。そし
て、記録パルスＡでは円形の非晶質部分（記録点）を形
成できるが、記録パルスＣでは、トラック方向に長円形
となると同時に熱伝導のために第２図（４）の右側の斜
線図のように、後で照射される部分では半径方向に非晶
質部分が広がってしまう（この形状を涙滴状と呼ぶ）。
このような記録点をエツジ検出方式で再生すると、第２
図（５）のように記録情報に対応した再生信号よりも少
しタイミングがずれてしまい、エラーが生じた。また、
パワーが一定のレーザ光で結晶化による消去を行なう
と、記録パルスＡで記録した点では確実に消去できる
が、記録パルスＣで記録した涙滴状の記録点では大きな
消え残りが生じた。さらに、長い記録パルスが照射され
た部分では熱により下地膜や保護膜に変化を生じ、それ
がノイズの原因となってS/Nを低下させた。このように
従来の方法で長い記録点を形成することには問題があっ
た。 これに対して、第１図（１）〜（５）は、従来法の問
題点を解決するための本発明の先行技術となった方法を
説明するための波形図を示したものである。この先行技
術で用いられている記録パルス列は第１図（１）のよう
にした。これは第２図（１）のパルス波形を改良したも
のである。記録パルスＢのトータルの記録パルス幅は、
第２図（１）の記録パルスＣと同じであるが、涙滴状の
記録点が形成されることを防止することを目的として、
上記本発明の先行技術においては平均照射エネルギーが
第１図（２）に示したように徐々に小さくなるように記
録パルスＢを分割した。ここでは、記録パルスのパワー
変化までの時間、すなわち先行パルスの後縁と後続パル
スの前縁との間隔を一定にした分割方法とした。このよ
うな記録パルス列で記録を行なうと、第１図（３）に示
す温度の時間変化を示す。その結果、第１図（４）に示
すような記録点が形成できた。すなわち、第２図（４）
に示した従来法におけるような涙滴状の記録点ではな
く、トラック方向に形の整った長円形の記録点となっ
た。これを再生すると、第１図（５）のように記録点に
対応した再生信号が得られた。また、これらの記録点を
消去すると、ほとんど消え残りは生ぜず、良好な記録／
消去特性が得られた。 長い記録パルスを分割する方法としては、この他にも
いくつか考えられるが、すべての場合において熱の広が
りを防ぐため平均照射エネルギーを徐々に小さくしてい
く必要がある。この平均照射エネルギーは任意の単位時
間内の平均値であり、平均する時間幅は膜試料によって
熱伝導率などが異なるため、その都度適宜変化させてよ
い。すなわち、第１図（２）では三等分としたが、これ
を四等分としてもよい。しかし、単位時間内に照射され
る平均エネルギーが徐々に小さくなるようにしなければ
ならない。また、すべての記録パルスを分割する必要は
なく、少なくとも一番長い記録パルスを分割しさえすれ
ば、あとの記録パルスは必要に応じて分割すればよく、
他の記録パルスでは、分割数やパワーを変化させる段階
の数は一番長い記録パルスより少なく、またパルス幅が
短いほど分割が少なくてよい。 第３図（ａ）〜（ｅ）と第４図（ａ）〜（ｅ）は本発
明の先行技術における長い記録パルスの分割例を示した
ものである。第３図、第４図のすべての例において第２
図（１）と同じ幅の長い記録パルスを三等分した場合の
平均照射エネルギーが徐々に小さくなるようにパルスを
分割している。また、わかりやすくするため、分割した
最初の記録パルスのパルス幅と分割していない記録パル
ス（たとえば記録パルスＡ）のパルス幅は同じにした
が、必ずしも同じにする必要はない。 第３図（ａ）は、分割した二番目の記録パルス以降の
各パルスの記録パワーおよびパルス幅を一定にし、パル
スの間隔を変化させた場合の一例を示している。 第３図（ｂ）は、分割した各パルスの記録パワーを一
定にし、パルス幅およびパルス間隔を徐々に変化させた
場合の一例を示している。 第３図（ｃ）は、分割した二番目のパルス以降の各パ
ルスのパルス幅およびパルスの間隔を一定にすると共に
記録パワーを順次小さくした場合の一例を示している。 第３図（ｄ）は、分割した各パルスのパルス間隔のみ
を一定にし、記録パワーおよびパルス幅を変化させた場
合の一例で、特にパルス幅の広い先行パルスのパルス高
さをパルス幅の狭い後続パルスのパルス高さに比べて低
くすることにより、記録媒体上での記録点の前縁近傍の
形状を整える方法についての一例を示している。 第３図（ｅ）は、分割した各パルスの記録パワー、パ
ルス幅、パルス間隔のすべてを変化させた場合の一例を
示している。 第４図（ａ）〜（ｄ）は、分割したパルスの立下げる
パワーを変化させた場合の例を示している。すなわち、
第３図（ａ）〜（ｄ）では、分割したパルスはすべて読
み出しパワーまで一旦下げていたが、第４図（ａ）〜
（ｄ）では読み出しパワーよりも高いパワーで止めた
り、０レベルまで下げたりしている。これらは第３図
（ａ）〜（ｄ）と同じように記録パワー、パルス幅、パ
ルス間隔変化させたりして図示のように種々のパターン
の分割方法が考えられる。結局のところ、平均照射エネ
ルギーが徐々に小さくなりさえすれば、記録パルスの分
割方法はどのようにしてもよい。 以上の先行技術で述べた各パルス波形のうち、第１図
（１）および第３図（ａ）および（ｂ）の波形ではパワ
ー変動の振幅が一定であるため、パルス波形の形成が容
易であるという長所である。また、第３図（ｃ）、
（ｄ）、（ｅ）、第４図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の波形
は、一方のパワーレベルが一定であるため、上記の波形
についで形成が容易である。 実施例１ 第５図（ａ）および（ｂ）は、１ビームで記録・再生
・消去が行なえる試料を用いた場合の、比較例としての
従来例および本発明の実施例における記録・消去方法に
ついて示したものである。ここで、は記録パワーレベ
ルを、は消去パワーレベルを、は読み出しパワーレ
ベルを示す。 第５図（ａ）のような従来の方法で記録・消去を行な
うと、レーザ光が高いパワーを長く照射される部分でや
はり涙滴状の記録点が形成されてしまう。これを防止す
るためには、上記先行技術を示す第１図と同じように長
い記録パルスをいくつかのパルスに分割すればよい。第
５図（ｂ）は、その一例を示したもので、パルスの間隔
を一定にした場合を示している。この他、実施例１と同
じような種々の分割方法が考えられる。 一方、第５図（ａ）の波形で、パワーが高いレベルか
ら立ち下がり、中間のパワーレベルに長く保たれる部分
では、徐々に照射部分の温度が低下し、結晶化速度が変
動するため、照射前に非晶質状態にあった部分を十分結
晶化させられず消え残りを生じる場合がある。これを防
ぐには、第５図（ｂ）に示したように、中間のパワーレ
ベルの部分の後部ほど平均照射エネルギーが高くなるよ
うにするのがよい。 エネルギーの変化の方向は逆であるが、第１図に示し
た先行技術のようなパルス波形を利用できる。すなわ
ち、中間のパワーレベルの上に、第１図、第３図、第４
図の、第１図（１）のＢに対応する領域のパルスを、時
間軸を逆転させて並べればよい。第５図（ｂ）の波形
は、中間のパワーレベルの上に第３図（ａ）のＢ領域の
２つ目以降のパルスを時間軸を逆にして並べたものであ
る。 中間のパワーレベルあるいは高いパワーレベルの照射
が長く続く部分ほど、分割数あるいはパワー変化の段階
数を多くするのが好ましい。 〔発明の効果〕 本発明によれば、トラック方向に長い記録ビットを形
成する場合にも、涙滴状とならず、トラック方向に整っ
た長円形状の記録ビットを形成させることができるの
で、再生信号のエラーレート、消去時の消え残り、変形
によるノイズ増加などを少なくする効果がある。 本発明は、相変化記録媒体を用いる場合に最も効果が
大きいが、光磁気記録媒体、穴形成による記録媒体など
の他の光記録媒体を用いる場合にも効果が大きい。

【図面の簡単な説明】 第１図（１）〜（５）は本発明に関する先行技術を説明
するための波形図、第２図（１）〜（５）は従来用いら
れて来た方法を説明するための波形図、第３図（ａ）〜
（ｅ）および第４図（ａ）〜（ｅ）は本発明に関する先
行技術における記録パルスの各種分割法を示す波形図、
第５図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ比較例と本発明の実施
例１を説明するための波形図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 哲也 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 安藤 圭吉 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 安岡 宏 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 田村 礼仁 大阪府茨木市丑寅１丁目１番88号 日立 マクセル株式会社内 (72)発明者 太田 憲雄 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭64−46231（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−216126（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−237233（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．エネルギービームの照射によって情報の記録が可能
   な記録用部材に複数の異なるパルス幅を持ったパルスで
   情報の記録および書換えを行なう方法において、記録用
   部材に照射するエネルギービームのパワーを少なくとも
   第１、第２および第３の三つのレベル間で変化させるも
   のとし、第２のレベルは、第１のレベルよりも高いパワ
   ーレベルとし、第３のレベルは、第２のレベルよりも高
   いパワーレベルとし、情報の記録又は書換え時には、エ
   ネルギービームのパワーは、情報信号に応じて主として
   第２のレベルと第３のレベルとの間で交互に変化させる
   ものとし、また前記パルスのうちの少なくとも最長のパ
   ルス幅のパルスを二つ以上のパルスよりなるパルス列に
   分割し、該パルス列の先頭パルスのパルス幅を先頭パル
   スに続く２番目のパルスのパルス幅よりも広くしたこと
   を特徴とする情報の記録方法。 ２．特許請求の範囲第１項記載の情報の記録方法におい
   て、該パルス列におけるパルスの間隔、すなわち先行パ
   ルスの後縁と後続パルスの前縁との間隔がすべて実質的
   に同じであることを特徴とする情報の記録方法。