JP4375021B2 - 光学記録媒体の初期化方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学記録媒体（以下光ディスクとも言う）の初期化方法に関し、特に相変化型材料を記録材料とする光学記録層を有する多層光ディスクの初期化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報記録の分野においては、光学情報記録方式に関する研究が各所で進められている。この光学情報記録方式は、非接触で記録・再生が行えること、再生専用型、追記型、書換可能型のそれぞれのメモリ形態に対応できるなどの数々の利点を有し、安価な大容量ファイルの実現を可能とする方式として幅広い用途が考えられている。
上記の各種光学情報記録方式用の光学記録媒体（以下、光ディスクともいう）の大容量化は、主に、光学情報記録方式に用いる光源となるレーザ光の短波長化と、高開口数の対物レンズを採用することにより、焦点面でのスポットサイズを小さくすることで達成してきた。
【０００３】
例えば、ＣＤ（コンパクトディスク）では、レーザ光波長が７８０ｎｍ、対物レンズの開口数（ＮＡ）が０．４５であり、６５０ＭＢの容量であったが、ＤＶＤ−ＲＯＭ（デジタル多用途ディスク−再生専用メモリ）では、レーザ光波長が６５０ｎｍ、ＮＡが０．６であり、４．７ＧＢの容量となっている。
【０００４】
さらに、次世代の光ディスクシステムにおいては、光学記録層上に例えば１００μｍ程度の薄い光透過性の保護膜（カバー層）が形成された光ディスクを用い、保護膜側から記録再生用のレーザ光を光学記録層に照射し、この記録再生用のレーザ光波長を４５０ｎｍ以下とし、対物レンズの開口数（ＮＡ）を０．７８以上とすることで、大容量化が検討されている。
【０００５】
ところで、近年、相変化型記録材料を用い、かつ、２層の光学記録層を有する書換型の多層光ディスクの開発が進められている。以降は、このように複数の光学記録層を有する光ディスクを多層光ディスクと、１層の光学記録層を有する光ディスクを単層光ディスクと、それぞれ呼ぶことがある。
本発明者らは、相変化型多層光ディスクの開発を進めてきており、１９９９年のＯｐｔｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｓｔｏｒａｇｅ（ＯＤＳ）学会や、２００１年のＯＤＳ学会で発表を行っている。
相変化型光ディスクは、単層光ディスクと多層光ディスクとに関わらず、市場に出荷する前に初期化と呼ばれる工程を必要とする。
【０００６】
相変化型光ディスクの製造工程においては、一般にスパッタリング装置によって相変化型記録材料をポリカーボネート等の基板上に成膜するが、成膜を終えた段階であるａｓ−ｄｅｐｏｓｉｔｅｄでは、相変化型記録材料の相状態は非晶質に近い状態になっている。
相変化型光ディスクでは情報記録を行うときには、相変化型記録材料の状態が結晶状態であることが要求され、この成膜直後の非晶質状態を結晶状態に変化させる工程のことを初期化工程と呼ぶ。
【０００７】
現在広く用いられている初期化装置は、初期化を行う光学記録層上にレーザ光を集光して、相変化型記録材料を加熱しながら光学記録層全面を走査することで、光学記録層全面の結晶化を行っている。
このとき光学記録層上に集光されるレーザ光のビーム形状は、例えばディスク回転方向には１μｍ程度、半径方向には１００μｍ程度のビーム幅を有する。
【０００８】
このような初期化装置を用いて、光入射側から第１層目に設けられた相変化型の光学記録層を有する多層光ディスクの上記光学記録層を初期化する場合には、特開２００１−２５０２６５号公報に記載されているように、第１光学記録層と第２光学記録層の間の中間層の厚みムラによって発生する光干渉により、初期化光の光強度変調が第１記録層上で発生し、初期化ムラを引き起こすことが知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の状況に鑑みてなされたものであり、従って本発明の目的は、各記録層の情報記録再生信号特性を劣化することなく、初期化する際に生ずる光干渉による初期化ムラを低減することができる光学記録媒体の初期化方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の光学記録媒体の初期化方法は、基板上に第２光学記録層および第１光学記録層が中間層を介して順に積層され、さらに上記第１光学記録層の上層に保護層が形成されており、少なくとも上記第１光学記録層の記録膜が相変化型記録材料を有し、記録再生時には上記保護層側から記録再生光を照射する光学記録媒体の初期化工程を具備し、上記初期化工程は、上記第１光学記録層に上記保護膜側から初期化光を照射して、当該第１光学記録層に集光した集光領域内の各点における上記初期化光の入射光の単位面積あたりのエネルギー密度ＩＤ１と、上記初期化光が上記第１光学記録層を透過して上記第２光学記録層に到達し、かつ当該第２光学記録層において反射し、再び上記第１光学記録層に戻る戻り光の上記集光領域内の各点での単位面積あたりのエネルギー密度ＩＤ２とについて、下記式（１）を満たし、上記初期化光の波長が、上記記録再生光の波長と異なる波長であって、４００ｎｍ未満であり、上記第１光学記録層として、ＺｎＳ−ＳｉＯ ２ を含み、上記記録再生光に対して透過性であり、上記初期化光に対して吸収を有する膜を含む構成である上記第１光学記録層を初期化する。
ＩＤ２／ＩＤ１≦ ０．００２ …（１）
【００１１】
上記の本発明の光学記録媒体の初期化方法は、基板上に第２光学記録層および第１光学記録層が中間層を介して順に積層され、さらに上記第１光学記録層の上層に保護層が形成されており、少なくとも上記第１光学記録層の記録膜が相変化型記録材料を有し、記録再生時には上記保護層側から記録再生光を照射する光学記録媒体の初期化工程を具備し、上記初期化工程は、上記第１光学記録層に上記保護膜側から初期化光を照射して、当該第１光学記録層に集光した集光領域内の各点における上記初期化光の入射光の単位面積あたりのエネルギー密度ＩＤ１と、上記初期化光が上記第１光学記録層を透過して上記第２光学記録層に到達し、かつ当該第２光学記録層において反射し、再び上記第１光学記録層に戻る戻り光の上記集光領域内の各点での単位面積あたりのエネルギー密度ＩＤ２とについて、下記式（１）を満たし、上記初期化光の波長が、上記記録再生光の波長と異なる波長であって、４００ｎｍ未満であり、上記第１光学記録層として、ＩＴＯを含み、上記記録再生光に対して透過性であり、上記初期化光に対して吸収を有する膜を含む構成である上記第１光学記録層を初期化する。
ＩＤ２／ＩＤ１≦ ０．００２ …（１）
【００１２】
上記の本発明の光学記録媒体の初期化方法においては、第１光学記録層に初期化光を照射して初期化する工程において、初期化を行う第１光学記録層上に初期化光であるレーザを集光するとき、初期化を行う光学記録層上に照射された初期化光の一部は第１光学記録層を透過し、第２光学記録層に到達し、さらに第２光学記録層において反射して、第１光学記録層に戻り、初期化を行う第１光学記録層を照射する。
【００１３】
ここで第１光学記録層上にて、初期化光の入射光と第２光学記録層からの戻り光が重なる領域で、入射光のエネルギー密度に比べて戻り光のエネルギー密度を充分小さくすることができれば、問題としている光干渉による初期化ムラを十分に低減することができる。
即ち、第１光学記録層に集光した集光領域内の各点における初期化光の単位面積あたりのエネルギー密度ＩＤ１と、初期化光の入射光が第１光学記録層を透過して第２光学記録層に到達し、かつ第２光学記録層において反射し、再び第１光学記録層に戻る戻り光の集光領域内の各点での単位面積あたりのエネルギー密度ＩＤ２とについて、上記の式（１）を満たすようにして第１光学記録層を初期化することで初期化ムラを十分に低減することができる。
【００１４】
戻り光のエネルギー密度を小さくするためには、第１光学記録層の光透過率が初期化光の波長に対して充分小さいか、第２光学記録層の初期化光の波長に対する反射率が充分小さければ良い。本発明においては、前者を扱う。
相変化型の光学記録層を構成する多層膜は、一般に、相変化型記録材料からなる記録膜、記録再生波長に対して透明な誘電体膜、および、金属反射膜からなる膜を含んでいる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明においては、例えば、上記誘電体として、初期化光の波長に吸収を有する誘電体材料を導入することで、第１光学記録層の初期化波長に対する透過率を低減し、良好な初期化を実現することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。
本実施の形態は、光学記録媒体（光ディスク）の初期化方法に関し、まず、光ディスクの構成とその製造方法について簡単に説明した後に、光ディスクの初期化方法について説明する。
【００１７】
図１Ａは、本実施形態に係る２層の光学記録層を設けた光ディスクの光の照射の様子を示す模式斜視図である。
【００１８】
光ディスクＤＣは、中心部にセンタホールＣＨが開口された略円盤形状をしており、内周部がクランプ領域ＣＡとされ、その外側に情報記録再生領域ＲＡが設けられて、ドライブ方向ＤＲに回転駆動される。
情報を記録または再生するときには、光ディスクＤＣ中の光学記録層に対して、例えば開口数が０．８以上の対物レンズＯＬにより、青〜青紫色の領域のレーザ光などの記録再生光ＬＴRが照射される。
【００１９】
図１Ｂは図１Ａ中のＡ−Ａ’における模式断面図である。
例えば、厚さが１．１ｍｍ、外周径が１２０ｍｍ、センタホールＣＨの内周径が１５ｍｍであるポリカーボネートなどからなるディスク基板１１の一方の表面に第２光学記録層１２が形成されている。一方、樹脂フイルム１３一方の表面に紫外線硬化樹脂からなる転写層１４が形成され、その表面に第１光学記録層１６が形成され、第１光学記録層１６と第２光学記録層１２とが、例えば２０μｍ程度の膜厚であり、記録再生光の波長に対して透明な中間層１７により貼り合わされている。転写層１４と樹脂フイルム１３を合わせて例えば９０μｍの膜厚の光透過性の保護膜１８が構成される。
【００２０】
第２光学記録層１２および第１光学記録層１６は、それぞれ上層側から例えば誘電体膜、相変化型記録材料などの記録膜、誘電体膜および反射膜などがこの順番で積層された構成であり、少なくとも第１光学記録層１６の記録膜は相変化型記録材料を含む構成である。
【００２１】
ここで、ディスク基板１１の一方の表面に凹凸形状１１’が設けられており、この凹凸形状に沿って第２光学記録層１２が形成されている。また、転写層１４の表面にも凹凸形状１４’が設けられており、この凹凸形状に沿って第１光学記録層１６が形成されている。第１光学記録層１６および第２光学記録層１２は、上記の凹凸形状１４’あるいは凹凸形状１１’に起因した凹凸形状を有しており、この凹凸形状により例えばランドおよびグルーブと呼ばれるトラック領域に区分される。
【００２２】
上記の光ディスクを記録あるいは再生する場合には、図１Ｂに示すように、対物レンズＯＬによりレーザ光などの記録再生光ＬＴRを光透過性の保護膜１８側から第１光学記録層１６あるいは第２光学記録層１２にいずれか合焦するように照射する。再生時においては、第１および第２光学記録層（１６、１２）のいずれかで反射された戻り光を受光して再生信号が取り出される。
【００２３】
また、第２光学記録層１２については、凹凸形状１１’を記録データに対応する長さを有するピットとし、光学記録層をアルミニウム膜などの反射膜で構成することにより、再生専用の光学記録層とすることもできる。
【００２４】
次に、上記の２層の光学記録層を有する光ディスクの製造方法の一例について説明する。
【００２５】
ここでは、第１光学記録層１６だけでなく第２光学記録層１２も相変化型記録材料の記録膜を含む構成として説明する。
【００２６】
まず、従来より知られている所定の方法によって、第２光学記録層用のパターンである凹凸形状１０’を表面に有する第２光学記録層用スタンパ１０を作成する。
【００２７】
次に、上記の第２光学記録層用スタンパ１０を金型のキャビティ内側を臨むように設置し、例えば溶融状態のポリカーボネートを射出する射出成形により、図２Ａに示すように、ポリカーボネートからなるディスク基板１１を作成する。このとき、金型の形状を設定することで、ディスク基板１１にセンタホールＣＨの形状を形成する。
ここで、ディスク基板１１の表面には、第２光学記録層用スタンパ１０の凹凸形状１０’に対応して、凹凸形状１１’が形成される。
【００２８】
上記の第２光学記録層用スタンパ１０から離型することで、図２Ｂに示すような表面に凹凸形状１１’が形成されたディスク基板１１が得られる。
次に、図３Ａに示すように、ディスク基板１１の表面に空気や窒素ガスなどのガスを吹き付けてダストを除去した後、例えばスパッタリング法あるいはＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより、アルミニウム膜からなる全反射性の反射膜、誘電体膜、相変化型記録材料の記録膜、誘電体膜を順次積層させ、第２光学記録層１２を形成する。
【００２９】
次に、成膜を終えた段階であるａｓ−ｄｅｐｏｓｉｔｅｄでは非晶質に近い状態になっている第２光学記録層１２の相変化型記録材料を結晶化するため、図３Ｂに示すように、初期化光ＬＴI を対物レンズＯＬで集光して第２光学記録層１２に照射しながら第２光学記録層１２の全面に掃引し、第２光学記録層１２を初期化する。
初期化光ＬＴI としては、例えば赤外レーザや４００ｎｍ未満の波長のレーザなどを用いることができる。
【００３０】
一方、図４Ａに示すように、例えば８０μｍの厚みの中心にセンタホールＣＨを有する略円形の樹脂フイルム１３上に、転写層となる適量の紫外線硬化樹脂１４ａを供給して、スピン塗布する。
【００３１】
次に、予め第１光学記録層用のパターンである凹凸形状１５’を表面に有する第１光学記録層用スタンパ１５を形成しておき、図４Ｂに示すように、紫外線硬化樹脂１４ａに第１光学記録層用スタンパ１５を貼り合わせ、充分な量の紫外線を照射して紫外線硬化樹脂１４ａを固化させ、転写層１４とする。
ここで、転写層１４の表面には、第１光学記録層用スタンパ１５の凹凸形状１５’に対応して、凹凸形状１４’が形成される。
【００３２】
次に、図５Ａに示すように、第１光学記録層用スタンパ１５と転写層１４の界面で剥離することで、転写層１４の表面に凹凸形状１４’を転写する。
【００３３】
次に、図５Ｂに示すように、転写層１４の表面に空気や窒素ガスなどのガスを吹き付けてダストを除去した後、例えばスパッタリング法あるいはＣＶＤ法などにより、アルミニウム膜からなる半透過性の反射膜、誘電体膜、相変化型記録材料の記録膜、誘電体膜を順次積層させ、第１光学記録層１６を形成する。
【００３４】
次に、図６Ａに示すように、ディスク基板１１に形成された第２光学記録層１２上に、感圧性粘着シート１７ａを配置し、図６Ｂに示すように、感圧性粘着シート１７ａ貼り合わせ用の中間層１７として、第２光学記録層１２と第１光学記録層１６とを向かい合わせ、芯合わせをして貼り合わせる。
【００３５】
次に、第２光学記録層１２と同様に、成膜を終えた段階であるａｓ−ｄｅｐｏｓｉｔｅｄでは非晶質に近い状態になっている第１光学記録層１６の相変化型記録材料を結晶化するため、図７に示すように、初期化光ＬＴI を対物レンズＯＬで集光して第１光学記録層１６に照射しながら第１光学記録層１６の全面に掃引し、第１光学記録層１６を初期化する。
ここで、第１光学記録層１６を初期化するためには、初期化光ＬＴI としては例えば４００ｎｍ未満の波長のレーザなどを用いる。
以上で、図１に示す構成の光ディスクを製造することができる。
【００３６】
尚、上記の製造方法は１実施形態であり、例えば、第２光学記録層１２の上層に、表面に第１光学記録層用の凹凸パターンを有する中間層１７を形成し、その上層に第１光学記録層１６を形成し、その上層に光透過性の保護膜１８を形成する方法など、他の方法により製造することも可能である。但し、いずれの場合も、第１光学記録層１６の初期化は上述のように中間層１７を介して第２光学記録層１２と積層した後に行うものとする。
【００３７】
上記の第１光学記録層１６の初期化に用いる初期化装置の例の模式図を図８に示す。第１光学記録層１６に限らず、図３Ｂに示す第２光学記録層１２の初期化工程にも用いることができる。
【００３８】
第１光学記録層１６および第２光学記録層１２の多層の光学記録層を有する光ディスクＤＣは、スピンドルモータＳＭにより回転駆動され、この回転する光ディスクＤＣに対して光ディスクの半径方向ＤＲrad に可動である光学ヘッドＨＤにより初期化光ＬＴI を照射するようになっている。初期化光ＬＴI の波長は、４００ｎｍ未満である。
【００３９】
光学ヘッドＨＤは、初期化光光源であるレーザダイオードＬＤ、ビームスプリッタＢＳ、反射ミラーＭＲ、対物レンズＯＬを備えており、光ディスクＤＣからの戻り光をビームスプリッタＢＳおよび集光レンズＬＳを介してフォトディテクタＰＤに導き、これをモニタするような構成とされている。
【００４０】
この初期化装置によって光ディスクＤＣの第１光学記録層１６上に集光される初期化光ＬＴI のスポット形状および光強度（ＬＩ）プロファイルを図９に示す。
初期化光ＬＴI は長円形のスポット形状であり、ディスクの半径方向ｘに幅ｘ1 のプロファイルＰx 、トラック方向ｙに幅ｙ1 のプロファイルＰy を有する。例えば、幅ｘ1 は半値幅として５０μｍ程度、幅ｙ1 は半値幅として１μｍ程度とする。
【００４１】
次に、上述の初期化装置による多層の光学記録層を有する光ディスクの初期化方法について説明する。
【００４２】
スピンドルモータにより駆動される回転テーブルなどにより、光ディスクを適切な回転数で回転させ、初期化光であるレーザ収束光をその焦点位置が初期化したい記録層面位置にくるようにフォーカスサーボと呼ばれる技術を用いて焦点を結ばせる。
レーザ収束光は光ディスク１回転あたり半径方向に一定の距離、例えば５μｍ移動する。
この動作により光ディスクの情報記録再生領域ＲＡ全面を初期化する。
【００４３】
図１０に、多層（二層）の光学記録層を有する光ディスクの第１光学記録層１６を初期化する場合の初期化光の配置を示す。尚、図１０では各記録層上に本来存在する案内溝の表示を省略する。
【００４４】
対物レンズＯＬにより第１光学記録層１６上に焦点ＦＣを結んだ初期化光の入射光ＬＴI の一部は、第１光学記録層１６および中間層１７を透過し、第２光学記録層１２で反射し、再び中間層１７を透過して、戻り光ＬＴI ’として第１光学記録層１６に照射される。図１０中に第２光学記録層における反射光の第１光学記録層照射領域ＡＲを示す。
【００４５】
この場合、第１光学記録層１６へ収束する初期化光の入射光ＬＴI と第２光学記録層３からの戻り光ＬＴI ’は、第１光学記録層１６上で光干渉を起こす。光干渉が起こると、第１光学記録層１６におけるレーザ光強度が、第２光学記録層１２からの反射光が無い場合に対して変動する。
光干渉による第１光学記録層１６上のレーザ光強度の変化は中間層１７の厚さＤの変化に対し周期的であり、中間層１７の初期化光の波長λI に対する屈折率をｎI とした場合、中間層１７の厚さＤの増加量に応じてλI ／（２ｎI ）の周期で第１光学記録層１６上のレーザ光の強度変動が発生する。
【００４６】
従来技術において広く用いられている初期化光の波長λI ＝８００ｎｍの場合、中間層１７の屈折率ｎI ＝１．５を用いると、第１光学記録層１６上の光強度は、中間層１７の厚さＤが０．２７μｍ変動する毎に強弱を繰り返す。例えば、中間層１７の厚さＤを２０μｍとする場合、中間層１７の厚み誤差を０．０１μｍ以下で制御することが必要となるが、現実には不可能であり、実際には１μｍ以上の膜厚誤差をディスク面内で有する。このためディスク面内で干渉の度合いを一定に保つことはできない。
【００４７】
一方で、下記の実施例において説明するように、本実施形態においては初期化光の波長λI ＝４００ｎｍ未満としており、この領域の光に対して充分な光吸収を有し、かつ一般に可視光強度域で用いられる情報記録再生光に対して充分透明な材料を第１光学記録層内の誘電体膜として用いることなどにより、次式（１）を満たすことができる。
ＩＤ２／ＩＤ１≦ ０．００２ …（１）
【００４８】
この結果、収束光と戻り光の干渉の結果強め合う場合の強度をＩmax 、弱め合うときの強度をＩmin としたときの強度変調度はＩmax ／Ｉmin ≦１．２となり、第１光学記録層の初期化ムラを低減することができる。
【００４９】
（実施例）
本実施例において、初期化ムラを抑えるために必要な諸条件などについて見積もった結果について説明する。
【００５０】
まず、初期化ムラを抑えるために必要な条件を見積もる。
第１光学記録層を初期化する際に、第１光学記録層１６に集光した集光領域内の各点における初期化光の入射光の単位面積あたりのエネルギー密度ＩＤ１と、レーザ光が第１光学記録層１６を透過して第２光学記録層１２に到達し、かつ第２光学記録層１２において反射し、再び第１光学記録層１６に戻る戻り光の上記集光領域内の各点での単位面積あたりのエネルギー密度ＩＤ２について、この入射光と戻り光のエネルギー密度の比率と、層間干渉によって生じる光強度変調の関係を図１１に示す。
【００５１】
図１１において、横軸にＩＤ２／ＩＤ１の値をとる。また、収束光と戻り光の干渉の結果強め合う場合の強度をＩmax 、弱め合うときの強度をＩmin としてＩmax ／Ｉmin を縦軸に取る。
【００５２】
後述する理由で強度変調度はＩmax ／Ｉmin ≦１．２程度であることが望ましい。これを満たすためには、図１１から、次式（１）を満たせばよいことがわかる。
ＩＤ２／ＩＤ１≦ ０．００２ …（１）
【００５３】
次に、初期化用レーザ光の波長が３００ｎｍ、対物レンズの開口数が０．３５、焦点位置における初期化用レーザ光のスポット形状が半径方向の半値幅が５０μｍ、トラック方向の半値幅０．７μｍという具体的な構成の初期化装置により、中間層１７の厚みおよび屈折率がそれぞれ２０μｍ、１．５である多層の光学記録層を有する光ディスクを初期化する場合の、光干渉によって発生する第１光学記録層１６上での初期化光の強度変調度を見積もった結果について説明する。
ここで、初期化光の波長を３００ｎｍとしているが、以降はこの波長に基づくものとする。
【００５４】
上記で初期化光の強度変調度について見積もった結果を図１２に示す。
図１２において、横軸Ｘは、第１光学記録層１６の透過率をＴ16、中間層１７の透過率をＴ17（＝１−中間層の吸収率Ａ17）、第２光学記録層１２の反射率をＲ12としたときに、次式（２）で表される値をとる。
Ｘ＝Ｔ16 2 ×Ｔ17 2 ×Ｒ12 …（２）
【００５５】
縦軸は、第１光学記録層１６上での初期化光の強度変調度を示しており、干渉の結果強め合う場合の強度をＩmax 、弱め合うときの強度をＩmin として、Ｉmax ／Ｉmin で表される値をとる。
一方、相変化型光ディスクにおいて、初期化工程の条件の内、例えば初期化光のパワーは信号特性に影響を与える。
【００５６】
図１３は、信号特性の初期化光のパワー依存性を示す。図１３において、横軸は初期化光のパワーの最適値を１としたときの相対値を示し、縦軸は各初期化光のパワーで１０００回書き換えた後でのジッター値を示す。ジッター値は小さいほど良い。
【００５７】
図１３から、初期化パワーが最適値よりも高くなる、あるいは、低くなるにつれて、少ない書き換え回数でジッターが増大してしまい、ジッターを１０数％程度以下に低く抑えるためには、初期化光のパワーとして最適値±１０％以内が許容範囲と判断される。
初期化光のパワーの許容範囲が最適値±１０％以内であるということは、換算すると概ねＩmax ／Ｉmin ≦１．２程度に相当することになり、この条件を満たすためには、式（２）で示すＸについて、上述の図１２からＸ≦０．００３とすることが望ましいという結論が得られる。Ｘ＝０．００３のときＩＤ２／ＩＤ１はおおよそ０．００２となる。
【００５８】
次に第１光学記録層の例として、図１４Ａおよび図１４Ｂに示す層構成を想定し、これらの各々の光透過率を図１５および図１６に示す。
【００５９】
図１４Ａおよび図１４Ｂに示す第１光学記録層は、記録再生光の波長が４００ｎｍである場合に対して設計されたものであり、波長４００ｎｍにおいては適度な光透過率がある。但し、ここでは光入射側に本来設けられている光透過性の保護膜が無い状態での初期化を想定しており、光透過性の保護膜が存在する場合の透過率とは異なる。
【００６０】
図１４Ａおよび図１４Ｂの各第１光学記録層の構成の相違点は、波長４００ｎｍにおいて透明な誘電体層の材料として、図１４ＡではＳｉ3 Ｎ4 を、図１４ＢではＺｎＳ−ＳｉＯ2 を用いている点にあり、相変化型記録材料の記録膜と銀合金の反射膜は同じ構成である。
【００６１】
図１４Ａの場合の第１光学記録層における光透過率を図１５に示す。
これによると、波長２５０ｎｍ以上であまり光透過率に変化は見られない。
これは、Ｓｉ3 Ｎ4 が上記波長領域にてさほど吸収を持たず、他の材料も波長によって吸収特性がさほど変化しないためである。
【００６２】
一方、図１４Ｂの場合の第１光学記録層による光透過率を図１６に示す。
波長３５０ｎｍ以下で大きな吸収を持ち、光透過率が急激に低下している。透過率が急激に低下する理由はＺｎＳ−ＳｉＯ2 の光吸収特性にある。
【００６３】
図１７は、Ｓｉ3 Ｎ4 の複素屈折率（ｎは屈折率、ｋは消衰係数）の波長依存性を示す。
図１７に示す通り、Ｓｉ3 Ｎ4 のｋ値は波長２５０ｎｍ以上でほぼゼロであり、波長領域にてさほど吸収を持っていないことを示している。
【００６４】
図１８は、ＺｎＳ−ＳｉＯ2の複素屈折率（ｎは屈折率、ｋは消衰係数）の波長依存性を示す。
図１８からわかるように、波長３５０ｎｍ以下では消衰係数ｋの値が増大している。
ここで、誘電体膜としてＺｎＳ−ＳｉＯ2 を用いた図１４Ｂに示す光学記録層の波長３００ｎｍにおける光透過率は８％と小さく、また第２光学記録層の反射率は多く見積もっても５０％程度であることから、上述の式（２）に従ってＸを算出すると、Ｘ＝０．００３となり、Ｉmax／Ｉmin≦１．２程度を満たすために望まれるＸ≦０．００３という条件を満たすことになる。
【００６５】
一方、誘電体膜としてＳｉ3Ｎ4を用いた図１４Ａに示す光学記録層の場合は、第１光学記録層において波長２５０ｎｍ程度まで高い光透過率を有していることから、Ｘ≦０．００３という条件を満たすためには他の対策も必要とすることがわかった。
【００６６】
以上より、４００ｎｍ未満の紫外領域のレーザ光と、この領域の光に対して充分な光吸収を有し、かつ一般に可視光強度域で用いられる情報記録再生光に対して充分透明な材料を第１光学記録層内の誘電体膜として用いることで、第１光学記録層の初期化ムラを低減することができた。
【００６７】
なお可視光領域では透明で、紫外光領域では吸収を有する誘電体は、ＺｎＳ−ＳｉＯ2 に限られたものではなく、使用するレーザ波長との組合わせを考慮することにより、ＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）と呼ばれる材料あるいはその他の材料を選ぶことができる。
【００６８】
図１９はＩＴＯの複素屈折率（ｎは屈折率、ｋは消衰係数）の波長依存性を示す。
ＩＴＯもＺｎＳ−ＳｉＯ2 と同様に、波長４００ｎｍ付近から消衰係数ｋの値が増大しはじめ、２５０ｎｍ付近の短波長領域ではＺｎＳ−ＳｉＯ2 の消衰係数ｋよりも大きな値となっている。
【００６９】
従って、誘電体膜としてＩＴＯを用いた場合においても、初期化光の波長を適当に選択することにより、Ｉmax ／Ｉmin ≦１．２程度を満たすために望まれるＸ≦０．００３という条件を満たすことができる。
【００７０】
本実施形態により、相変化型光ディスクのうち、２層以上の書き換え型若しくは一度のみ記録を行える光学記録層を有する多層光ディスクの初期化を行うにあたり、情報記録再生に用いるレーザ光には充分透明であり、一方初期化に用いるレーザ光に対しては吸収を有する材料の層を第１光学記録層を構成する誘電体膜として用いることで、光学記録層間での光干渉が原因で発生する初期化面での光強度変調を低減し、良好な初期化を行うことができる。
【００７１】
特に、初期化波長を４００ｎｍ以下にすることで、情報記録再生に用いるレーザ光には充分透明で初期化波長においては吸収を有する材料を第１光学記録層を構成する膜として用いることが容易になり、上記初期化ムラを低減することができる。
【００７２】
本発明は上記の実施形態に限定されない。
例えば、初期化対象とするディスク構造は、図１に示す構造に限られるものではなく、例えば図１の構造において第１光学記録層１６上に形成された光透過性の保護膜１８が無い状態で初期化を行ってもよい。
【００７３】
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
本発明により、相変化型の光学記録層を有する光学記録媒体を初期化するときに、各記録層の情報記録再生信号特性を劣化することなく、初期化する際に生ずる光干渉による初期化ムラを低減することができる。
【００７４】
【産業上の利用可能性】
本発明は、相変化型材料を記録材料とする光学記録層を有する書換可能型などのメモリ形態に対応でき、安価な大容量ファイルの実現を可能とする光ディスクの製造方法において用いる光ディスクの初期化方法に利用可能である。
【００７５】
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１Ａは本発明の実施形態に係る光ディスクの光の照射の様子を示す模式斜視図であり、図１Ｂは模式断面図である。
【図２】 図２Ａおよび図２Ｂは実施形態に係る光ディスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図３】 図３Ａおよび図３Ｂは図２Ｂの続きの工程を示す断面図である。
【図４】 図４Ａおよび図４Ｂは図３Ｂの続きの工程を示す断面図である。
【図５】 図５Ａおよび図５Ｂは図４Ｂの続きの工程を示す断面図である。
【図６】 図６Ａおよび図６Ｂは図５Ｂの続きの工程を示す断面図である。
【図７】 図７は図６Ｂの続きの工程を示す断面図である。
【図８】 図８は実施形態において用いる初期化装置の模式構成図である。
【図９】 図９は実施形態において用いる初期化光のスポット形状および光強度プロファイルを示す模式図である。
【図１０】 図１０は実施形態に係る光ディスクの第１光学記録層を初期化する場合の初期化光の配置を示す模式図である。
【図１１】 図１１は実施例で第１光学記録層への入射光のエネルギー密度ＩＤ１と第２光学記録層からの戻り光のエネルギー密度ＩＤ２の比率について見積もった結果を示す図である。
【図１２】 図１２は実施例で初期化光の強度変調度について見積もった結果を示す図である。
【図１３】 図１３は信号特性（ジッター）の初期化光のパワー依存性を示す。
【図１４】 図１４Ａおよび図１４Ｂは実施例において想定する第１光学記録層の層構成を示す。
【図１５】 図１５は図１４Ａに示す構成の第１光学記録層の光透過率である。
【図１６】 図１６は図１４Ｂに示す構成の第１光学記録層の光透過率である。
【図１７】 図１７はＳｉ3 Ｎ4 の複素屈折率（ｎは屈折率、ｋは消衰係数）の波長依存性を示す。
【図１８】 図１８はＺｎＳ−ＳｉＯ2 の複素屈折率（ｎは屈折率、ｋは消衰係数）の波長依存性を示す。
【図１９】 図１９はＩＴＯの複素屈折率（ｎは屈折率、ｋは消衰係数）の波長依存性を示す。
【符号の説明】
１０…第２光学記録層用スタンパ、１１…ディスク基板、１２…第２光学記録層、１３…樹脂フイルム、１４…転写層、１４ａ…紫外線硬化樹脂、１５…第１光学記録層用スタンパ、１６…第１光学記録層、１７…中間層、１７ａ…感圧性粘着シート、１８…保護膜、１０’，１１’，１４’，１５’…凹凸形状、ＡＲ…第２光学記録層における反射光の第１光学記録層照射領域、ＢＳ…ビームスプリッタ、ＣＡ…クランプ領域、ＣＨ…センタホール、ＤＣ…光ディスク、ＤＲ…ドライブ方向、ＤＲrad …半径方向、ＦＣ…焦点、ＨＤ…光学ヘッド、ＬＤ…レーザダイオード、ＬＳ…集光レンズ、ＬＴI …初期化光（入射光）、ＬＴI ’…戻り光、ＬＴR …記録再生光、ＭＲ…ミラー、ＯＬ…対物レンズ、ＰＤ…フォトディテクタ、ＲＡ…情報記録再生領域、ＳＭ…スピンドルモータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学記録媒体（以下光ディスクとも言う）の初期化方法に関し、特に相変化型材料を記録材料とする光学記録層を有する多層光ディスクの初期化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報記録の分野においては、光学情報記録方式に関する研究が各所で進められている。この光学情報記録方式は、非接触で記録・再生が行えること、再生専用型、追記型、書換可能型のそれぞれのメモリ形態に対応できるなどの数々の利点を有し、安価な大容量ファイルの実現を可能とする方式として幅広い用途が考えられている。
上記の各種光学情報記録方式用の光学記録媒体（以下、光ディスクともいう）の大容量化は、主に、光学情報記録方式に用いる光源となるレーザ光の短波長化と、高開口数の対物レンズを採用することにより、焦点面でのスポットサイズを小さくすることで達成してきた。
【０００３】
例えば、ＣＤ（コンパクトディスク）では、レーザ光波長が７８０ｎｍ、対物レンズの開口数（ＮＡ）が０．４５であり、６５０ＭＢの容量であったが、ＤＶＤ−ＲＯＭ（デジタル多用途ディスク−再生専用メモリ）では、レーザ光波長が６５０ｎｍ、ＮＡが０．６であり、４．７ＧＢの容量となっている。
【０００４】
さらに、次世代の光ディスクシステムにおいては、光学記録層上に例えば１００μｍ程度の薄い光透過性の保護膜（カバー層）が形成された光ディスクを用い、保護膜側から記録再生用のレーザ光を光学記録層に照射し、この記録再生用のレーザ光波長を４５０ｎｍ以下とし、対物レンズの開口数（ＮＡ）を０．７８以上とすることで、大容量化が検討されている。
【０００５】
ところで、近年、相変化型記録材料を用い、かつ、２層の光学記録層を有する書換型の多層光ディスクの開発が進められている。以降は、このように複数の光学記録層を有する光ディスクを多層光ディスクと、１層の光学記録層を有する光ディスクを単層光ディスクと、それぞれ呼ぶことがある。
本発明者らは、相変化型多層光ディスクの開発を進めてきており、１９９９年のＯｐｔｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｓｔｏｒａｇｅ（ＯＤＳ）学会や、２００１年のＯＤＳ学会で発表を行っている。
相変化型光ディスクは、単層光ディスクと多層光ディスクとに関わらず、市場に出荷する前に初期化と呼ばれる工程を必要とする。
【０００６】
相変化型光ディスクの製造工程においては、一般にスパッタリング装置によって相変化型記録材料をポリカーボネート等の基板上に成膜するが、成膜を終えた段階であるａｓ−ｄｅｐｏｓｉｔｅｄでは、相変化型記録材料の相状態は非晶質に近い状態になっている。
相変化型光ディスクでは情報記録を行うときには、相変化型記録材料の状態が結晶状態であることが要求され、この成膜直後の非晶質状態を結晶状態に変化させる工程のことを初期化工程と呼ぶ。
【０００７】
現在広く用いられている初期化装置は、初期化を行う光学記録層上にレーザ光を集光して、相変化型記録材料を加熱しながら光学記録層全面を走査することで、光学記録層全面の結晶化を行っている。
このとき光学記録層上に集光されるレーザ光のビーム形状は、例えばディスク回転方向には１μｍ程度、半径方向には１００μｍ程度のビーム幅を有する。
【０００８】
このような初期化装置を用いて、光入射側から第１層目に設けられた相変化型の光学記録層を有する多層光ディスクの上記光学記録層を初期化する場合には、特開２００１−２５０２６５号公報に記載されているように、第１光学記録層と第２光学記録層の間の中間層の厚みムラによって発生する光干渉により、初期化光の光強度変調が第１記録層上で発生し、初期化ムラを引き起こすことが知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の状況に鑑みてなされたものであり、従って本発明の目的は、各記録層の情報記録再生信号特性を劣化することなく、初期化する際に生ずる光干渉による初期化ムラを低減することができる光学記録媒体の初期化方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の光学記録媒体の初期化方法は、基板上に第２光学記録層および第１光学記録層が中間層を介して順に積層され、さらに上記第１光学記録層の上層に保護層が形成されており、少なくとも上記第１光学記録層の記録膜が相変化型記録材料を有し、記録再生時には上記保護層側から記録再生光を照射する光学記録媒体の初期化工程を具備し、上記初期化工程は、上記第１光学記録層に上記保護膜側から初期化光を照射して、当該第１光学記録層に集光した集光領域内の各点における上記初期化光の入射光の単位面積あたりのエネルギー密度ＩＤ１と、上記初期化光が上記第１光学記録層を透過して上記第２光学記録層に到達し、かつ当該第２光学記録層において反射し、再び上記第１光学記録層に戻る戻り光の上記集光領域内の各点での単位面積あたりのエネルギー密度ＩＤ２とについて、下記式（１）を満たし、上記初期化光の波長が、上記記録再生光の波長と異なる波長であって、４００ｎｍ未満であり、上記第１光学記録層として、ＺｎＳ−ＳｉＯ ２ を含み、上記記録再生光に対して透過性であり、上記初期化光に対して吸収を有する膜を含む構成である上記第１光学記録層を初期化する。
ＩＤ２／ＩＤ１≦ ０．００２ …（１）
【００１１】
上記の本発明の光学記録媒体の初期化方法は、基板上に第２光学記録層および第１光学記録層が中間層を介して順に積層され、さらに上記第１光学記録層の上層に保護層が形成されており、少なくとも上記第１光学記録層の記録膜が相変化型記録材料を有し、記録再生時には上記保護層側から記録再生光を照射する光学記録媒体の初期化工程を具備し、上記初期化工程は、上記第１光学記録層に上記保護膜側から初期化光を照射して、当該第１光学記録層に集光した集光領域内の各点における上記初期化光の入射光の単位面積あたりのエネルギー密度ＩＤ１と、上記初期化光が上記第１光学記録層を透過して上記第２光学記録層に到達し、かつ当該第２光学記録層において反射し、再び上記第１光学記録層に戻る戻り光の上記集光領域内の各点での単位面積あたりのエネルギー密度ＩＤ２とについて、下記式（１）を満たし、上記初期化光の波長が、上記記録再生光の波長と異なる波長であって、４００ｎｍ未満であり、上記第１光学記録層として、ＩＴＯを含み、上記記録再生光に対して透過性であり、上記初期化光に対して吸収を有する膜を含む構成である上記第１光学記録層を初期化する。
ＩＤ２／ＩＤ１≦ ０．００２ …（１）
【００１２】
上記の本発明の光学記録媒体の初期化方法においては、第１光学記録層に初期化光を照射して初期化する工程において、初期化を行う第１光学記録層上に初期化光であるレーザを集光するとき、初期化を行う光学記録層上に照射された初期化光の一部は第１光学記録層を透過し、第２光学記録層に到達し、さらに第２光学記録層において反射して、第１光学記録層に戻り、初期化を行う第１光学記録層を照射する。
【００１３】
ここで第１光学記録層上にて、初期化光の入射光と第２光学記録層からの戻り光が重なる領域で、入射光のエネルギー密度に比べて戻り光のエネルギー密度を充分小さくすることができれば、問題としている光干渉による初期化ムラを十分に低減することができる。
即ち、第１光学記録層に集光した集光領域内の各点における初期化光の単位面積あたりのエネルギー密度ＩＤ１と、初期化光の入射光が第１光学記録層を透過して第２光学記録層に到達し、かつ第２光学記録層において反射し、再び第１光学記録層に戻る戻り光の集光領域内の各点での単位面積あたりのエネルギー密度ＩＤ２とについて、上記の式（１）を満たすようにして第１光学記録層を初期化することで初期化ムラを十分に低減することができる。
【００１４】
戻り光のエネルギー密度を小さくするためには、第１光学記録層の光透過率が初期化光の波長に対して充分小さいか、第２光学記録層の初期化光の波長に対する反射率が充分小さければ良い。本発明においては、前者を扱う。
相変化型の光学記録層を構成する多層膜は、一般に、相変化型記録材料からなる記録膜、記録再生波長に対して透明な誘電体膜、および、金属反射膜からなる膜を含んでいる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明においては、例えば、上記誘電体として、初期化光の波長に吸収を有する誘電体材料を導入することで、第１光学記録層の初期化波長に対する透過率を低減し、良好な初期化を実現することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。
本実施の形態は、光学記録媒体（光ディスク）の初期化方法に関し、まず、光ディスクの構成とその製造方法について簡単に説明した後に、光ディスクの初期化方法について説明する。
【００１７】
図１Ａは、本実施形態に係る２層の光学記録層を設けた光ディスクの光の照射の様子を示す模式斜視図である。
【００１８】
光ディスクＤＣは、中心部にセンタホールＣＨが開口された略円盤形状をしており、内周部がクランプ領域ＣＡとされ、その外側に情報記録再生領域ＲＡが設けられて、ドライブ方向ＤＲに回転駆動される。
情報を記録または再生するときには、光ディスクＤＣ中の光学記録層に対して、例えば開口数が０．８以上の対物レンズＯＬにより、青〜青紫色の領域のレーザ光などの記録再生光ＬＴRが照射される。
【００１９】
図１Ｂは図１Ａ中のＡ−Ａ’における模式断面図である。
例えば、厚さが１．１ｍｍ、外周径が１２０ｍｍ、センタホールＣＨの内周径が１５ｍｍであるポリカーボネートなどからなるディスク基板１１の一方の表面に第２光学記録層１２が形成されている。一方、樹脂フイルム１３一方の表面に紫外線硬化樹脂からなる転写層１４が形成され、その表面に第１光学記録層１６が形成され、第１光学記録層１６と第２光学記録層１２とが、例えば２０μｍ程度の膜厚であり、記録再生光の波長に対して透明な中間層１７により貼り合わされている。転写層１４と樹脂フイルム１３を合わせて例えば９０μｍの膜厚の光透過性の保護膜１８が構成される。
【００２０】
第２光学記録層１２および第１光学記録層１６は、それぞれ上層側から例えば誘電体膜、相変化型記録材料などの記録膜、誘電体膜および反射膜などがこの順番で積層された構成であり、少なくとも第１光学記録層１６の記録膜は相変化型記録材料を含む構成である。
【００２１】
ここで、ディスク基板１１の一方の表面に凹凸形状１１’が設けられており、この凹凸形状に沿って第２光学記録層１２が形成されている。また、転写層１４の表面にも凹凸形状１４’が設けられており、この凹凸形状に沿って第１光学記録層１６が形成されている。第１光学記録層１６および第２光学記録層１２は、上記の凹凸形状１４’あるいは凹凸形状１１’に起因した凹凸形状を有しており、この凹凸形状により例えばランドおよびグルーブと呼ばれるトラック領域に区分される。
【００２２】
上記の光ディスクを記録あるいは再生する場合には、図１Ｂに示すように、対物レンズＯＬによりレーザ光などの記録再生光ＬＴRを光透過性の保護膜１８側から第１光学記録層１６あるいは第２光学記録層１２にいずれか合焦するように照射する。再生時においては、第１および第２光学記録層（１６、１２）のいずれかで反射された戻り光を受光して再生信号が取り出される。
【００２３】
また、第２光学記録層１２については、凹凸形状１１’を記録データに対応する長さを有するピットとし、光学記録層をアルミニウム膜などの反射膜で構成することにより、再生専用の光学記録層とすることもできる。
【００２４】
次に、上記の２層の光学記録層を有する光ディスクの製造方法の一例について説明する。
【００２５】
ここでは、第１光学記録層１６だけでなく第２光学記録層１２も相変化型記録材料の記録膜を含む構成として説明する。
【００２６】
まず、従来より知られている所定の方法によって、第２光学記録層用のパターンである凹凸形状１０’を表面に有する第２光学記録層用スタンパ１０を作成する。
【００２７】
次に、上記の第２光学記録層用スタンパ１０を金型のキャビティ内側を臨むように設置し、例えば溶融状態のポリカーボネートを射出する射出成形により、図２Ａに示すように、ポリカーボネートからなるディスク基板１１を作成する。このとき、金型の形状を設定することで、ディスク基板１１にセンタホールＣＨの形状を形成する。
ここで、ディスク基板１１の表面には、第２光学記録層用スタンパ１０の凹凸形状１０’に対応して、凹凸形状１１’が形成される。
【００２８】
上記の第２光学記録層用スタンパ１０から離型することで、図２Ｂに示すような表面に凹凸形状１１’が形成されたディスク基板１１が得られる。
次に、図３Ａに示すように、ディスク基板１１の表面に空気や窒素ガスなどのガスを吹き付けてダストを除去した後、例えばスパッタリング法あるいはＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより、アルミニウム膜からなる全反射性の反射膜、誘電体膜、相変化型記録材料の記録膜、誘電体膜を順次積層させ、第２光学記録層１２を形成する。
【００２９】
次に、成膜を終えた段階であるａｓ−ｄｅｐｏｓｉｔｅｄでは非晶質に近い状態になっている第２光学記録層１２の相変化型記録材料を結晶化するため、図３Ｂに示すように、初期化光ＬＴI を対物レンズＯＬで集光して第２光学記録層１２に照射しながら第２光学記録層１２の全面に掃引し、第２光学記録層１２を初期化する。
初期化光ＬＴI としては、例えば赤外レーザや４００ｎｍ未満の波長のレーザなどを用いることができる。
【００３０】
一方、図４Ａに示すように、例えば８０μｍの厚みの中心にセンタホールＣＨを有する略円形の樹脂フイルム１３上に、転写層となる適量の紫外線硬化樹脂１４ａを供給して、スピン塗布する。
【００３１】
次に、予め第１光学記録層用のパターンである凹凸形状１５’を表面に有する第１光学記録層用スタンパ１５を形成しておき、図４Ｂに示すように、紫外線硬化樹脂１４ａに第１光学記録層用スタンパ１５を貼り合わせ、充分な量の紫外線を照射して紫外線硬化樹脂１４ａを固化させ、転写層１４とする。
ここで、転写層１４の表面には、第１光学記録層用スタンパ１５の凹凸形状１５’に対応して、凹凸形状１４’が形成される。
【００３２】
次に、図５Ａに示すように、第１光学記録層用スタンパ１５と転写層１４の界面で剥離することで、転写層１４の表面に凹凸形状１４’を転写する。
【００３３】
次に、図５Ｂに示すように、転写層１４の表面に空気や窒素ガスなどのガスを吹き付けてダストを除去した後、例えばスパッタリング法あるいはＣＶＤ法などにより、アルミニウム膜からなる半透過性の反射膜、誘電体膜、相変化型記録材料の記録膜、誘電体膜を順次積層させ、第１光学記録層１６を形成する。
【００３４】
次に、図６Ａに示すように、ディスク基板１１に形成された第２光学記録層１２上に、感圧性粘着シート１７ａを配置し、図６Ｂに示すように、感圧性粘着シート１７ａ貼り合わせ用の中間層１７として、第２光学記録層１２と第１光学記録層１６とを向かい合わせ、芯合わせをして貼り合わせる。
【００３５】
次に、第２光学記録層１２と同様に、成膜を終えた段階であるａｓ−ｄｅｐｏｓｉｔｅｄでは非晶質に近い状態になっている第１光学記録層１６の相変化型記録材料を結晶化するため、図７に示すように、初期化光ＬＴI を対物レンズＯＬで集光して第１光学記録層１６に照射しながら第１光学記録層１６の全面に掃引し、第１光学記録層１６を初期化する。
ここで、第１光学記録層１６を初期化するためには、初期化光ＬＴI としては例えば４００ｎｍ未満の波長のレーザなどを用いる。
以上で、図１に示す構成の光ディスクを製造することができる。
【００３６】
尚、上記の製造方法は１実施形態であり、例えば、第２光学記録層１２の上層に、表面に第１光学記録層用の凹凸パターンを有する中間層１７を形成し、その上層に第１光学記録層１６を形成し、その上層に光透過性の保護膜１８を形成する方法など、他の方法により製造することも可能である。但し、いずれの場合も、第１光学記録層１６の初期化は上述のように中間層１７を介して第２光学記録層１２と積層した後に行うものとする。
【００３７】
上記の第１光学記録層１６の初期化に用いる初期化装置の例の模式図を図８に示す。第１光学記録層１６に限らず、図３Ｂに示す第２光学記録層１２の初期化工程にも用いることができる。
【００３８】
第１光学記録層１６および第２光学記録層１２の多層の光学記録層を有する光ディスクＤＣは、スピンドルモータＳＭにより回転駆動され、この回転する光ディスクＤＣに対して光ディスクの半径方向ＤＲrad に可動である光学ヘッドＨＤにより初期化光ＬＴI を照射するようになっている。初期化光ＬＴI の波長は、４００ｎｍ未満である。
【００３９】
光学ヘッドＨＤは、初期化光光源であるレーザダイオードＬＤ、ビームスプリッタＢＳ、反射ミラーＭＲ、対物レンズＯＬを備えており、光ディスクＤＣからの戻り光をビームスプリッタＢＳおよび集光レンズＬＳを介してフォトディテクタＰＤに導き、これをモニタするような構成とされている。
【００４０】
この初期化装置によって光ディスクＤＣの第１光学記録層１６上に集光される初期化光ＬＴI のスポット形状および光強度（ＬＩ）プロファイルを図９に示す。
初期化光ＬＴI は長円形のスポット形状であり、ディスクの半径方向ｘに幅ｘ1 のプロファイルＰx 、トラック方向ｙに幅ｙ1 のプロファイルＰy を有する。例えば、幅ｘ1 は半値幅として５０μｍ程度、幅ｙ1 は半値幅として１μｍ程度とする。
【００４１】
次に、上述の初期化装置による多層の光学記録層を有する光ディスクの初期化方法について説明する。
【００４２】
スピンドルモータにより駆動される回転テーブルなどにより、光ディスクを適切な回転数で回転させ、初期化光であるレーザ収束光をその焦点位置が初期化したい記録層面位置にくるようにフォーカスサーボと呼ばれる技術を用いて焦点を結ばせる。
レーザ収束光は光ディスク１回転あたり半径方向に一定の距離、例えば５μｍ移動する。
この動作により光ディスクの情報記録再生領域ＲＡ全面を初期化する。
【００４３】
図１０に、多層（二層）の光学記録層を有する光ディスクの第１光学記録層１６を初期化する場合の初期化光の配置を示す。尚、図１０では各記録層上に本来存在する案内溝の表示を省略する。
【００４４】
対物レンズＯＬにより第１光学記録層１６上に焦点ＦＣを結んだ初期化光の入射光ＬＴI の一部は、第１光学記録層１６および中間層１７を透過し、第２光学記録層１２で反射し、再び中間層１７を透過して、戻り光ＬＴI ’として第１光学記録層１６に照射される。図１０中に第２光学記録層における反射光の第１光学記録層照射領域ＡＲを示す。
【００４５】
この場合、第１光学記録層１６へ収束する初期化光の入射光ＬＴI と第２光学記録層３からの戻り光ＬＴI ’は、第１光学記録層１６上で光干渉を起こす。光干渉が起こると、第１光学記録層１６におけるレーザ光強度が、第２光学記録層１２からの反射光が無い場合に対して変動する。
光干渉による第１光学記録層１６上のレーザ光強度の変化は中間層１７の厚さＤの変化に対し周期的であり、中間層１７の初期化光の波長λI に対する屈折率をｎI とした場合、中間層１７の厚さＤの増加量に応じてλI ／（２ｎI ）の周期で第１光学記録層１６上のレーザ光の強度変動が発生する。
【００４６】
従来技術において広く用いられている初期化光の波長λI ＝８００ｎｍの場合、中間層１７の屈折率ｎI ＝１．５を用いると、第１光学記録層１６上の光強度は、中間層１７の厚さＤが０．２７μｍ変動する毎に強弱を繰り返す。例えば、中間層１７の厚さＤを２０μｍとする場合、中間層１７の厚み誤差を０．０１μｍ以下で制御することが必要となるが、現実には不可能であり、実際には１μｍ以上の膜厚誤差をディスク面内で有する。このためディスク面内で干渉の度合いを一定に保つことはできない。
【００４７】
一方で、下記の実施例において説明するように、本実施形態においては初期化光の波長λI ＝４００ｎｍ未満としており、この領域の光に対して充分な光吸収を有し、かつ一般に可視光強度域で用いられる情報記録再生光に対して充分透明な材料を第１光学記録層内の誘電体膜として用いることなどにより、次式（１）を満たすことができる。
ＩＤ２／ＩＤ１≦ ０．００２ …（１）
【００４８】
この結果、収束光と戻り光の干渉の結果強め合う場合の強度をＩmax 、弱め合うときの強度をＩmin としたときの強度変調度はＩmax ／Ｉmin ≦１．２となり、第１光学記録層の初期化ムラを低減することができる。
【００４９】
（実施例）
本実施例において、初期化ムラを抑えるために必要な諸条件などについて見積もった結果について説明する。
【００５０】
まず、初期化ムラを抑えるために必要な条件を見積もる。
第１光学記録層を初期化する際に、第１光学記録層１６に集光した集光領域内の各点における初期化光の入射光の単位面積あたりのエネルギー密度ＩＤ１と、レーザ光が第１光学記録層１６を透過して第２光学記録層１２に到達し、かつ第２光学記録層１２において反射し、再び第１光学記録層１６に戻る戻り光の上記集光領域内の各点での単位面積あたりのエネルギー密度ＩＤ２について、この入射光と戻り光のエネルギー密度の比率と、層間干渉によって生じる光強度変調の関係を図１１に示す。
【００５１】
図１１において、横軸にＩＤ２／ＩＤ１の値をとる。また、収束光と戻り光の干渉の結果強め合う場合の強度をＩmax 、弱め合うときの強度をＩmin としてＩmax ／Ｉmin を縦軸に取る。
【００５２】
後述する理由で強度変調度はＩmax ／Ｉmin ≦１．２程度であることが望ましい。これを満たすためには、図１１から、次式（１）を満たせばよいことがわかる。
ＩＤ２／ＩＤ１≦ ０．００２ …（１）
【００５３】
次に、初期化用レーザ光の波長が３００ｎｍ、対物レンズの開口数が０．３５、焦点位置における初期化用レーザ光のスポット形状が半径方向の半値幅が５０μｍ、トラック方向の半値幅０．７μｍという具体的な構成の初期化装置により、中間層１７の厚みおよび屈折率がそれぞれ２０μｍ、１．５である多層の光学記録層を有する光ディスクを初期化する場合の、光干渉によって発生する第１光学記録層１６上での初期化光の強度変調度を見積もった結果について説明する。
ここで、初期化光の波長を３００ｎｍとしているが、以降はこの波長に基づくものとする。
【００５４】
上記で初期化光の強度変調度について見積もった結果を図１２に示す。
図１２において、横軸Ｘは、第１光学記録層１６の透過率をＴ16、中間層１７の透過率をＴ17（＝１−中間層の吸収率Ａ17）、第２光学記録層１２の反射率をＲ12としたときに、次式（２）で表される値をとる。
Ｘ＝Ｔ16 2 ×Ｔ17 2 ×Ｒ12 …（２）
【００５５】
縦軸は、第１光学記録層１６上での初期化光の強度変調度を示しており、干渉の結果強め合う場合の強度をＩmax 、弱め合うときの強度をＩmin として、Ｉmax ／Ｉmin で表される値をとる。
一方、相変化型光ディスクにおいて、初期化工程の条件の内、例えば初期化光のパワーは信号特性に影響を与える。
【００５６】
図１３は、信号特性の初期化光のパワー依存性を示す。図１３において、横軸は初期化光のパワーの最適値を１としたときの相対値を示し、縦軸は各初期化光のパワーで１０００回書き換えた後でのジッター値を示す。ジッター値は小さいほど良い。
【００５７】
図１３から、初期化パワーが最適値よりも高くなる、あるいは、低くなるにつれて、少ない書き換え回数でジッターが増大してしまい、ジッターを１０数％程度以下に低く抑えるためには、初期化光のパワーとして最適値±１０％以内が許容範囲と判断される。
初期化光のパワーの許容範囲が最適値±１０％以内であるということは、換算すると概ねＩmax ／Ｉmin ≦１．２程度に相当することになり、この条件を満たすためには、式（２）で示すＸについて、上述の図１２からＸ≦０．００３とすることが望ましいという結論が得られる。Ｘ＝０．００３のときＩＤ２／ＩＤ１はおおよそ０．００２となる。
【００５８】
次に第１光学記録層の例として、図１４Ａおよび図１４Ｂに示す層構成を想定し、これらの各々の光透過率を図１５および図１６に示す。
【００５９】
図１４Ａおよび図１４Ｂに示す第１光学記録層は、記録再生光の波長が４００ｎｍである場合に対して設計されたものであり、波長４００ｎｍにおいては適度な光透過率がある。但し、ここでは光入射側に本来設けられている光透過性の保護膜が無い状態での初期化を想定しており、光透過性の保護膜が存在する場合の透過率とは異なる。
【００６０】
図１４Ａおよび図１４Ｂの各第１光学記録層の構成の相違点は、波長４００ｎｍにおいて透明な誘電体層の材料として、図１４ＡではＳｉ3 Ｎ4 を、図１４ＢではＺｎＳ−ＳｉＯ2 を用いている点にあり、相変化型記録材料の記録膜と銀合金の反射膜は同じ構成である。
【００６１】
図１４Ａの場合の第１光学記録層における光透過率を図１５に示す。
これによると、波長２５０ｎｍ以上であまり光透過率に変化は見られない。
これは、Ｓｉ3 Ｎ4 が上記波長領域にてさほど吸収を持たず、他の材料も波長によって吸収特性がさほど変化しないためである。
【００６２】
一方、図１４Ｂの場合の第１光学記録層による光透過率を図１６に示す。
波長３５０ｎｍ以下で大きな吸収を持ち、光透過率が急激に低下している。透過率が急激に低下する理由はＺｎＳ−ＳｉＯ2 の光吸収特性にある。
【００６３】
図１７は、Ｓｉ3 Ｎ4 の複素屈折率（ｎは屈折率、ｋは消衰係数）の波長依存性を示す。
図１７に示す通り、Ｓｉ3 Ｎ4 のｋ値は波長２５０ｎｍ以上でほぼゼロであり、波長領域にてさほど吸収を持っていないことを示している。
【００６４】
図１８は、ＺｎＳ−ＳｉＯ2の複素屈折率（ｎは屈折率、ｋは消衰係数）の波長依存性を示す。
図１８からわかるように、波長３５０ｎｍ以下では消衰係数ｋの値が増大している。
ここで、誘電体膜としてＺｎＳ−ＳｉＯ2 を用いた図１４Ｂに示す光学記録層の波長３００ｎｍにおける光透過率は８％と小さく、また第２光学記録層の反射率は多く見積もっても５０％程度であることから、上述の式（２）に従ってＸを算出すると、Ｘ＝０．００３となり、Ｉmax／Ｉmin≦１．２程度を満たすために望まれるＸ≦０．００３という条件を満たすことになる。
【００６５】
一方、誘電体膜としてＳｉ3Ｎ4を用いた図１４Ａに示す光学記録層の場合は、第１光学記録層において波長２５０ｎｍ程度まで高い光透過率を有していることから、Ｘ≦０．００３という条件を満たすためには他の対策も必要とすることがわかった。
【００６６】
以上より、４００ｎｍ未満の紫外領域のレーザ光と、この領域の光に対して充分な光吸収を有し、かつ一般に可視光強度域で用いられる情報記録再生光に対して充分透明な材料を第１光学記録層内の誘電体膜として用いることで、第１光学記録層の初期化ムラを低減することができた。
【００６７】
なお可視光領域では透明で、紫外光領域では吸収を有する誘電体は、ＺｎＳ−ＳｉＯ2 に限られたものではなく、使用するレーザ波長との組合わせを考慮することにより、ＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）と呼ばれる材料あるいはその他の材料を選ぶことができる。
【００６８】
図１９はＩＴＯの複素屈折率（ｎは屈折率、ｋは消衰係数）の波長依存性を示す。
ＩＴＯもＺｎＳ−ＳｉＯ2 と同様に、波長４００ｎｍ付近から消衰係数ｋの値が増大しはじめ、２５０ｎｍ付近の短波長領域ではＺｎＳ−ＳｉＯ2 の消衰係数ｋよりも大きな値となっている。
【００６９】
従って、誘電体膜としてＩＴＯを用いた場合においても、初期化光の波長を適当に選択することにより、Ｉmax ／Ｉmin ≦１．２程度を満たすために望まれるＸ≦０．００３という条件を満たすことができる。
【００７０】
本実施形態により、相変化型光ディスクのうち、２層以上の書き換え型若しくは一度のみ記録を行える光学記録層を有する多層光ディスクの初期化を行うにあたり、情報記録再生に用いるレーザ光には充分透明であり、一方初期化に用いるレーザ光に対しては吸収を有する材料の層を第１光学記録層を構成する誘電体膜として用いることで、光学記録層間での光干渉が原因で発生する初期化面での光強度変調を低減し、良好な初期化を行うことができる。
【００７１】
特に、初期化波長を４００ｎｍ以下にすることで、情報記録再生に用いるレーザ光には充分透明で初期化波長においては吸収を有する材料を第１光学記録層を構成する膜として用いることが容易になり、上記初期化ムラを低減することができる。
【００７２】
本発明は上記の実施形態に限定されない。
例えば、初期化対象とするディスク構造は、図１に示す構造に限られるものではなく、例えば図１の構造において第１光学記録層１６上に形成された光透過性の保護膜１８が無い状態で初期化を行ってもよい。
【００７３】
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
本発明により、相変化型の光学記録層を有する光学記録媒体を初期化するときに、各記録層の情報記録再生信号特性を劣化することなく、初期化する際に生ずる光干渉による初期化ムラを低減することができる。
【００７４】
【産業上の利用可能性】
本発明は、相変化型材料を記録材料とする光学記録層を有する書換可能型などのメモリ形態に対応でき、安価な大容量ファイルの実現を可能とする光ディスクの製造方法において用いる光ディスクの初期化方法に利用可能である。
【００７５】
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１Ａは本発明の実施形態に係る光ディスクの光の照射の様子を示す模式斜視図であり、図１Ｂは模式断面図である。
【図２】 図２Ａおよび図２Ｂは実施形態に係る光ディスクの製造方法の製造工程を示す断面図である。
【図３】 図３Ａおよび図３Ｂは図２Ｂの続きの工程を示す断面図である。
【図４】 図４Ａおよび図４Ｂは図３Ｂの続きの工程を示す断面図である。
【図５】 図５Ａおよび図５Ｂは図４Ｂの続きの工程を示す断面図である。
【図６】 図６Ａおよび図６Ｂは図５Ｂの続きの工程を示す断面図である。
【図７】 図７は図６Ｂの続きの工程を示す断面図である。
【図８】 図８は実施形態において用いる初期化装置の模式構成図である。
【図９】 図９は実施形態において用いる初期化光のスポット形状および光強度プロファイルを示す模式図である。
【図１０】 図１０は実施形態に係る光ディスクの第１光学記録層を初期化する場合の初期化光の配置を示す模式図である。
【図１１】 図１１は実施例で第１光学記録層への入射光のエネルギー密度ＩＤ１と第２光学記録層からの戻り光のエネルギー密度ＩＤ２の比率について見積もった結果を示す図である。
【図１２】 図１２は実施例で初期化光の強度変調度について見積もった結果を示す図である。
【図１３】 図１３は信号特性（ジッター）の初期化光のパワー依存性を示す。
【図１４】 図１４Ａおよび図１４Ｂは実施例において想定する第１光学記録層の層構成を示す。
【図１５】 図１５は図１４Ａに示す構成の第１光学記録層の光透過率である。
【図１６】 図１６は図１４Ｂに示す構成の第１光学記録層の光透過率である。
【図１７】 図１７はＳｉ3 Ｎ4 の複素屈折率（ｎは屈折率、ｋは消衰係数）の波長依存性を示す。
【図１８】 図１８はＺｎＳ−ＳｉＯ2 の複素屈折率（ｎは屈折率、ｋは消衰係数）の波長依存性を示す。
【図１９】 図１９はＩＴＯの複素屈折率（ｎは屈折率、ｋは消衰係数）の波長依存性を示す。
【符号の説明】
１０…第２光学記録層用スタンパ、１１…ディスク基板、１２…第２光学記録層、１３…樹脂フイルム、１４…転写層、１４ａ…紫外線硬化樹脂、１５…第１光学記録層用スタンパ、１６…第１光学記録層、１７…中間層、１７ａ…感圧性粘着シート、１８…保護膜、１０’，１１’，１４’，１５’…凹凸形状、ＡＲ…第２光学記録層における反射光の第１光学記録層照射領域、ＢＳ…ビームスプリッタ、ＣＡ…クランプ領域、ＣＨ…センタホール、ＤＣ…光ディスク、ＤＲ…ドライブ方向、ＤＲrad …半径方向、ＦＣ…焦点、ＨＤ…光学ヘッド、ＬＤ…レーザダイオード、ＬＳ…集光レンズ、ＬＴI …初期化光（入射光）、ＬＴI ’…戻り光、ＬＴR …記録再生光、ＭＲ…ミラー、ＯＬ…対物レンズ、ＰＤ…フォトディテクタ、ＲＡ…情報記録再生領域、ＳＭ…スピンドルモータ
Claims (2)
- 基板上に第２光学記録層および第１光学記録層が中間層を介して順に積層され、さらに上記第１光学記録層の上層に保護層が形成されており、少なくとも上記第１光学記録層の記録膜が相変化型記録材料を有し、記録再生時には上記保護層側から記録再生光を照射する光学記録媒体の初期化工程を具備し、
上記初期化工程は、
上記第１光学記録層に上記保護膜側から初期化光を照射して、当該第１光学記録層に集光した集光領域内の各点における上記初期化光の入射光の単位面積あたりのエネルギー密度ＩＤ１と、上記初期化光が上記第１光学記録層を透過して上記第２光学記録層に到達し、かつ当該第２光学記録層において反射し、再び上記第１光学記録層に戻る戻り光の上記集光領域内の各点での単位面積あたりのエネルギー密度ＩＤ２とについて、下記式（１）を満たし、
上記初期化光の波長が、上記記録再生光の波長と異なる波長であって、４００ｎｍ未満であり、
上記第１光学記録層として、ＺｎＳ−ＳｉＯ ２ を含み、上記記録再生光に対して透過性であり、上記初期化光に対して吸収を有する膜を含む構成である上記第１光学記録層を初期化する
光学記録媒体の初期化方法。
ＩＤ２／ＩＤ１≦ ０．００２ …（１） - 基板上に第２光学記録層および第１光学記録層が中間層を介して順に積層され、さらに上記第１光学記録層の上層に保護層が形成されており、少なくとも上記第１光学記録層の記録膜が相変化型記録材料を有し、記録再生時には上記保護層側から記録再生光を照射する光学記録媒体の初期化工程を具備し、
上記初期化工程は、
上記第１光学記録層に上記保護膜側から初期化光を照射して、当該第１光学記録層に集光した集光領域内の各点における上記初期化光の入射光の単位面積あたりのエネルギー密度ＩＤ１と、上記初期化光が上記第１光学記録層を透過して上記第２光学記録層に到達し、かつ当該第２光学記録層において反射し、再び上記第１光学記録層に戻る戻り光の上記集光領域内の各点での単位面積あたりのエネルギー密度ＩＤ２とについて、下記式（１）を満たし、
上記初期化光の波長が、上記記録再生光の波長と異なる波長であって、４００ｎｍ未満であり、
上記第１光学記録層として、ＩＴＯを含み、上記記録再生光に対して透過性であり、上記初期化光に対して吸収を有する膜を含む構成である上記第１光学記録層を初期化する
光学記録媒体の初期化方法。
ＩＤ２／ＩＤ１≦ ０．００２ …（１）
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