(57)【要約】【課題】  多値記録において熱干渉の影響差を緩和することによって記録密度が高い場合でもエラー率を低く抑えることである。【解決手段】  非記録対象の単位セルＳに対しても記録パワーでレーザ光を照射することによって（図４（ｃ）及び図４（ｄ）参照）、記録対象の前後の単位セルＳに記録マークＭを形成する場合（図４（ａ）参照）と記録マークＭを形成しない場合（図４（ｃ）及び図４（ｄ）参照）とで熱干渉の影響差を小さくすることが可能になり、各記録マークＭのマーク形状及びマークサイズは略同じになる。したがって、多値記録において熱干渉の影響差を緩和することによって記録密度が高い場合でもエラー率を低く抑えることができる。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相変化型の光情報記録媒体に対して、その単位セル毎にレーザ光をパルス状に照射してサイズが異なる複数の記録マークを形成することによって多値情報を記録する光情報記録方法において、
前記記録マークを形成する記録対象の単位セルに対して、前記レーザ光の照射パワーを記録パワーとその記録パワーより小さい消去パワーとその消去パワーより小さいボトムパワーとの３水準で変更して前記レーザ光を照射し、前記記録マークを形成しない非記録対象の単位セルに対して前記記録パワーで前記レーザ光を照射する、
ことを特徴とする光情報記録方法。
【請求項２】
前記記録対象の単位セルに対する前記記録パワーでのレーザ光照射時間を固定し、前記記録対象の単位セルに対する前記ボトムパワーでのレーザ光照射時間を変更することにより前記記録マークのサイズを変更する、ことを特徴とする請求項１記載の光情報記録方法。
【請求項３】
前記記録対象の単位セルに隣接する前記非記録対象の単位セルに対してだけ前記記録パワーで前記レーザ光を照射する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の光情報記録方法。
【請求項４】
前記非記録対象の単位セルの中央に対して前記記録パワーで前記レーザ光を照射する、ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の光情報記録方法。
【請求項５】
前記非記録対象の単位セルに対する前記記録パワーでのレーザ光照射時間を、最小サイズの前記記録マークを形成する場合の、前記記録対象の単位セルに対する前記記録パワーでのレーザ光照射時間と同じにする、ことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の光情報記録方法。
【請求項６】
前記非記録対象の単位セルに対して、前記記録パワーで前記レーザ光を照射することに続いて前記ボトムパワーで前記レーザ光を照射し、
前記非記録対象の単位セルに対する前記ボトムパワーでのレーザ光照射時間を、最小サイズの前記記録マークを形成する場合の、前記記録対象の単位セルに対する前記記録パワーでのレーザ光照射時間より小さくする、ことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の光情報記録方法。
【請求項７】
前記レーザ光として波長４０５ｎｍのレーザ光を用いて、そのレーザ光を開口数０．６５の対物レンズにより前記光情報記録媒体に集光する、ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６記載の光情報記録方法。
【請求項８】
相変化型の光情報記録媒体に対して、その単位セル毎にレーザ光をパルス状に照射してサイズが異なる複数の記録マークを形成することによって多値情報を記録する光情報記録装置において、
前記記録マークを形成する記録対象の単位セルに対して、前記レーザ光の照射パワーを記録パワーとその記録パワーより小さい消去パワーとその消去パワーより小さいボトムパワーとの３水準で変更して前記レーザ光を照射し、前記記録マークを形成しない非記録対象の単位セルに対して前記記録パワーで前記レーザ光を照射する、
ことを特徴とする光情報記録装置。
【請求項９】
前記記録対象の単位セルに対する前記記録パワーでのレーザ光照射時間を固定し、前記記録対象の単位セルに対する前記ボトムパワーでのレーザ光照射時間を変更することにより前記記録マークのサイズを変更する、ことを特徴とする請求項８記載の光情報記録装置。
【請求項１０】
前記記録対象の単位セルに隣接する前記非記録対象の単位セルに対してだけ前記記録パワーで前記レーザ光を照射する、ことを特徴とする請求項８又は９記載の光情報記録装置。
【請求項１１】
前記非記録対象の単位セルの中央に対して前記記録パワーで前記レーザ光を照射する、ことを特徴とする請求項８、９又は１０記載の光情報記録装置。
【請求項１２】
前記非記録対象の単位セルに対する前記記録パワーでのレーザ光照射時間を、最小サイズの前記記録マークを形成する場合の、前記記録対象の単位セルに対する前記記録パワーでのレーザ光照射時間と同じにする、ことを特徴とする請求項８、９、１０又は１１記載の光情報記録装置。
【請求項１３】
前記非記録対象の単位セルに対して、前記記録パワーで前記レーザ光を照射することに続いて前記ボトムパワーで前記レーザ光を照射し、
前記非記録対象の単位セルに対する前記ボトムパワーでのレーザ光照射時間を、最小サイズの前記記録マークを形成する場合の、前記記録対象の単位セルに対する前記記録パワーでのレーザ光照射時間より小さくする、ことを特徴とする請求項８、９、１０、１１又は１２記載の光情報記録装置。
【請求項１４】
前記レーザ光として波長４０５ｎｍのレーザ光を用いて、そのレーザ光を開口数０．６５の対物レンズにより前記光情報記録媒体に集光する、ことを特徴とする請求項８、９、１０、１１、１２又は１３記載の光情報記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報記録方法及び光情報記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光の照射による情報の記録、再生及び消去が可能な光情報記録媒体としては、結晶状態と非晶質（アモルファス）状態の可逆的相変化を利用した相変化型の光情報記録媒体が知られている。現在、５インチのディスクに４．７ＧＢの容量を記録するＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ及びＤＶＤ＋ＲＷ等が実用化されている。
【０００３】
現在実用化されている相変化型の光情報記録媒体は、螺旋状もしくは同心円状の溝を有するポリカーボネイト基板（ＰＣ基板）上に、下部誘電体層、相変化記録層、上部誘電体層及び反射層をその順番で積層した構造になっている。反射層にＡｇ又はＡｇ合金を用いる場合には、上部誘電体層を２層にする場合もある。誘電体材料としては、例えばＺｎＳとＳＯ２の混合物が実用化されており、その混合比率はモル比でＺｎＳ：ＳｉＯ２＝８：２である。記録材料としては、例えばＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅを主成分として不純物を添加したものと、Ｓｂ−Ｔｅを主成分として不純物を添加したものとが実用化されている。また、現在実用化されている繰り返し記録可能な光情報記録媒体の最大の記録容量は、１２０ｍｍディスクにおいて４．７ＧＢであり、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ及びＤＶＤ＋ＲＷ等の規格として広く普及している。高画質ビデオレコーディングを行う場合には、４．７ＧＢでは記録容量が不充分であり、容量の増大が望まれている。
【０００４】
光情報記録媒体における記録容量の増大のためには、対物レンズ口径（開口数ＮＡ）の拡大化、記録波長の短波長化、もしくは多値記録等の方法がある。現在、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５で記録を行って１２０ｍｍディスクに約２５ＧＢを記録する規格と、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６５で記録を行って１２０ｍｍディスクに約２０ＧＢを記録する規格とが提案されている。
【０００５】
ＮＡ０．８５の規格においては、記録容量を大きくすることが可能である反面、光透過層の厚さ均一性が格段に厳しくなる。例えば、特許文献１では、光透過層の厚さを３μｍ〜１７７μｍとして厚さ均一性のスペックを緩和している。これはＤＶＤの光透過層の厚さの１／３未満であり、ＤＶＤ表面の指紋やキズ等に対する信頼性が極端に悪化することは明らかである。これに対して、開口数ＮＡを従来の記録型ＤＶＤシステムの０．６５程度に保ったままで、高密度化及び高速化を実現する技術としては、多値記録方式が注目されている。例えば、記録マークであるアモルファスマークの周辺結晶部に対する占有率の違いで多値情報を記録し、従来の２値記録と比べて１．５倍以上の記録密度を達成する方法が既に提案されている（非特許文献１参照）。以下、この従来技術について説明する。
【０００６】
図５にマーク占有率とＲｆ信号とを示す説明図（概念図）を示す。記録マーク（アモルファスマーク）は各セル（単位セル）の略中心に位置している。記録マークは、書換え可能な相変化材料あるいは基板の凹凸形状として記録された位相ピットでも同じ関係となる。記録マークが基板の凹凸形状として記録された位相ピットの場合には、Ｒｆ信号の信号利得が最大になるように位相ピットの光学的溝深さがλ／４（λは記録再生レーザ光の波長）である必要がある。Ｒｆ信号値は、記録再生用の集光ビームがセルの中心に位置する場合の値で与えられ、１つのセルに占める記録マークの占有率の大小によって変化する。一般的に、Ｒｆ信号値は、記録マークが存在しないときに最大となり、記録マークの占有率が最も高いときに最小となる。
【０００７】
このような面積変調方式により、例えば、記録マークパターン数（多値レベル数）＝６で多値記録を行うと、各記録マークパターンからのＲｆ信号値は図６に示すような分布を示す。Ｒｆ信号値は、その最大値と最小値の幅（ダイナミックレンジＤＲ）を１として正規化された数値で表記されている。記録再生は、λ＝６５０ｎｍ、ＮＡ＝０．６５（集光ビーム径＝約０．８μｍ）の光学系を用いて行われ、セルの円周方向の長さ（以下、セル長という）を約０．６μｍとした。このような多値記録マークは、図７に示すようなライトストラテジ（記録ストラテジ）で、記録パワーＰｗ、消去パワーＰｅ、ボトムパワーＰｂのパワー及びそれらの開始時間をパラメータとしてレーザ変調することで形成される。
【０００８】
このような多値記録方式においては、記録線密度を上げていく（セル長を短くしていく）と、次第に集光ビーム径に対してセル長の方が短くなり、対象となるセルを再生するとき、集光ビームが対象となる前後のセルにはみ出すようになる。このため、対象となるセルのマーク占有率が同じでも、前後セルのマーク占有率の組合せにより、対象となるセルから再生されるＲｆ信号値が影響を受ける。すなわち、前後の記録マークとの符号間干渉が起こるようになる。この影響で、図６に示すように、各記録マークパターンにおけるＲｆ信号値は偏差を持った分布になる。すなわち、対象となるセルがどの記録マークのパターンであるかを判定するためには、各記録マークから再生されるＲｆ信号値の間隔が、前記の偏差以上に離れている必要がある。図６に示すような場合には、各記録マークのＲｆ信号値の間隔と偏差はほぼ同等であり、記録マークパターンの判定ができる限界になっている。
【０００９】
この限界を打破する技術としては、連続する３つのデータセルを用いた多値判定技術ＤＤＰＲ（Data Detection using Pattern Recognition：非特許文献１参照）が提案されている。この技術は、連続する３つのデータセルの組み合わせパターン（８値記録時、８３＝５１２通り）からなる多値信号分布を学習し、そのパターンテーブルを作成するステップと、未知データの再生信号結果から３連続マークパターンを予測した後、パターンテーブルを参照して再生対象となる未知信号を多値判定するステップとから構成されている。これにより、再生時に符号間干渉が生じるような従来のセル密度あるいはＳＤＲ値においても、多値信号判定のエラー率を低くすることが可能になる。ここで、ＳＤＲ値とは、多値階調数をｎとした場合の各多値信号の標準偏差σiの平均値と、多値Ｒｆ信号のダイナミックレンジＤＲとの比＝Σσｉ／（ｎ×ＤＲ）で表され、２値記録におけるジッターに相当する信号品質である。一般に、多値階調数ｎを一定とすると、多値信号の標準偏差σｉが小さいほど、かつダイナミックレンジＤＲが大きいほどＳＤＲ値は小さくなり、多値信号の分別性が良くなってエラー率は低くなる。逆に、多値階調数ｎを大きくすると、ＳＤＲ値は大きくなりエラー率は高くなる。このような多値判定技術を用いると、例えば、多値階調数を８に増やして、各Ｒｆ信号値の分布が重なり合ってしまう図８に示すような場合でも、８値の多値判定が可能となる。
【００１０】
図７に示すような記録方法としては、特許文献２に示すような技術が提案されている。特許文献２では、各レベル０〜７に相当する記録マークを記録する際に、記録パワーＰｗ、消去パワーＰｅ及びボトムパワーＰｂの３水準の照射パワーでレーザ光を制御し、記録パワーＰｗを照射するパルスとボトムパワーＰｂを照射するパルスとを１組とした場合、各記録マークをすべてこの１組のパルスで記録する。なお、記録マーク間には消去パワーＰｅでレーザ光が照射される。記録マークは、記録パワー照射時間（記録パワーＰｗでのレーザ光照射時間）及びボトムパワー照射時間（ボトムパワーＰｂでのレーザ光照射時間）を制御することで所定の長さに形成される。単位セルに記録マークを形成しない場合には、記録パワーＰｗ及びボトムパワーＰｂでレーザ光を照射せずに消去パワーＰｅを一定にしてレーザ光を照射する。
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−３２６４３５号公報
【特許文献２】特開２００２−２３７０４０公報
【非特許文献１】Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍｅｍｏｒｙ  ２００１，Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｄｉｇｅｓｔ  ２００１，Ｐｄ−２７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、ＤＤＰＲでは、記録時の熱干渉により記録マークのマーク形状及びマークサイズが変動すると、その有効性を損なうことになる。例えば、記録対象のセルに隣接する前後セルの両方に記録マークを形成する場合には、記録対象のセルは前後セルから熱干渉を受け、記録対象のセルに隣接する前後セルに記録マークを形成しない場合には、記録対象のセルは前後セルから熱干渉を受けない。すなわち、両者の場合では、記録対象のセルが前後セルから受ける熱干渉の影響は異なっており、その熱干渉の影響差は最大になっている。このように熱干渉の影響差が存在する場合には、特に単位セル長が記録再生ビームのビーム径の０．５倍以下であると、各記録マークのマーク形状及びマークサイズが異なるため、ＤＤＰＲの有効性が損なわれてしまう。
【００１３】
本発明の目的は、多値記録において熱干渉の影響差を緩和することによって記録密度が高い場合でもエラー率を低く抑えることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１記載の発明は、相変化型の光情報記録媒体に対して、その単位セル毎にレーザ光をパルス状に照射してサイズが異なる複数の記録マークを形成することによって多値情報を記録する光情報記録方法において、前記記録マークを形成する記録対象の単位セルに対して、前記レーザ光の照射パワーを記録パワーとその記録パワーより小さい消去パワーとその消去パワーより小さいボトムパワーとの３水準で変更して前記レーザ光を照射し、前記記録マークを形成しない非記録対象の単位セルに対して前記記録パワーで前記レーザ光を照射する、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光情報記録方法において、前記記録対象の単位セルに対する前記記録パワーでのレーザ光照射時間を固定し、前記記録対象の単位セルに対する前記ボトムパワーでのレーザ光照射時間を変更することにより前記記録マークのサイズを変更する、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の光情報記録方法において、前記記録対象の単位セルに隣接する前記非記録対象の単位セルに対してだけ前記記録パワーで前記レーザ光を照射する、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載の光情報記録方法において、前記非記録対象の単位セルの中央に対して前記記録パワーで前記レーザ光を照射する、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項１、２、３又は４記載の光情報記録方法において、前記非記録対象の単位セルに対する前記記録パワーでのレーザ光照射時間を、最小サイズの前記記録マークを形成する場合の、前記記録対象の単位セルに対する前記記録パワーでのレーザ光照射時間と同じにする、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項１、２、３、４又は５記載の光情報記録方法において、前記非記録対象の単位セルに対して、前記記録パワーで前記レーザ光を照射することに続いて前記ボトムパワーで前記レーザ光を照射し、前記非記録対象の単位セルに対する前記ボトムパワーでのレーザ光照射時間を、最小サイズの前記記録マークを形成する場合の、前記記録対象の単位セルに対する前記記録パワーでのレーザ光照射時間より小さくする、ことを特徴とする。
【００２０】
請求項７記載の発明は、請求項１、２、３、４、５又は６記載の光情報記録方法において、前記レーザ光として波長４０５ｎｍのレーザ光を用いて、そのレーザ光を開口数０．６５の対物レンズにより前記光情報記録媒体に集光する、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項８記載の発明は、相変化型の光情報記録媒体に対して、その単位セル毎にレーザ光をパルス状に照射してサイズが異なる複数の記録マークを形成することによって多値情報を記録する光情報記録装置において、前記記録マークを形成する記録対象の単位セルに対して、前記レーザ光の照射パワーを記録パワーとその記録パワーより小さい消去パワーとその消去パワーより小さいボトムパワーとの３水準で変更して前記レーザ光を照射し、前記記録マークを形成しない非記録対象の単位セルに対して前記記録パワーで前記レーザ光を照射する、ことを特徴とする。
【００２２】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の光情報記録装置において、前記記録対象の単位セルに対する前記記録パワーでのレーザ光照射時間を固定し、前記記録対象の単位セルに対する前記ボトムパワーでのレーザ光照射時間を変更することにより前記記録マークのサイズを変更する、ことを特徴とする。
【００２３】
請求項１０記載の発明は、請求項８又は９記載の光情報記録装置において、前記記録対象の単位セルに隣接する前記非記録対象の単位セルに対してだけ前記記録パワーで前記レーザ光を照射する、ことを特徴とする。
【００２４】
請求項１１記載の発明は、請求項８、９又は１０記載の光情報記録装置において、前記非記録対象の単位セルの中央に対して前記記録パワーで前記レーザ光を照射する、ことを特徴とする。
【００２５】
請求項１２記載の発明は、請求項８、９、１０又は１１記載の光情報記録装置において、前記非記録対象の単位セルに対する前記記録パワーでのレーザ光照射時間を、最小サイズの前記記録マークを形成する場合の、前記記録対象の単位セルに対する前記記録パワーでのレーザ光照射時間と同じにする、ことを特徴とする。
【００２６】
請求項１３記載の発明は、請求項８、９、１０、１１又は１２記載の光情報記録装置において、前記非記録対象の単位セルに対して、前記記録パワーで前記レーザ光を照射することに続いて前記ボトムパワーで前記レーザ光を照射し、前記非記録対象の単位セルに対する前記ボトムパワーでのレーザ光照射時間を、最小サイズの前記記録マークを形成する場合の、前記記録対象の単位セルに対する前記記録パワーでのレーザ光照射時間より小さくする、ことを特徴とする。
【００２７】
請求項１４記載の発明は、請求項８、９、１０、１１、１２又は１３記載の光情報記録装置において、前記レーザ光として波長４０５ｎｍのレーザ光を用いて、そのレーザ光を開口数０．６５の対物レンズにより前記光情報記録媒体に集光する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１又は８記載の発明によれば、記録対象の前後の単位セルに記録マークを形成しない場合でも、非記録対象の単位セルに記録パワーでレーザ光が照射されるため、記録対象の前後の単位セルに記録マークを形成する場合と記録対象の前後の単位セルに記録マークを形成しない場合とで熱干渉の影響差を小さくすることが可能になる。これにより、多値記録において熱干渉の差を緩和することによって記録密度が高い場合でもエラー率を低く抑えることができる。
【００２９】
請求項２又は９記載の発明によれば、精度良く記録マークのサイズを変更することができる。
【００３０】
請求項３又は１０記載の発明によれば、非記録対象の単位セルの中で必要とする特定の単位セルだけに記録パワーでレーザ光を照射することができる。
【００３１】
請求項４又は１１記載の発明によれば、多値記録において熱干渉の差を確実に緩和することができる。
【００３２】
請求項５又は１２記載の発明によれば、多値記録において熱干渉の差を確実に緩和することができる。
【００３３】
請求項６又は１３記載の発明によれば、多値記録において熱干渉の差を確実に緩和することができる。
【００３４】
請求項７又は１４記載の発明によれば、高い記録密度を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明を実施するための最良の一形態を図１ないし図４に基づいて説明する。
【００３６】
まず、本実施の形態の光情報記録装置である光ディスク装置について図１を参照して説明する。図１は本実施の形態の光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。
【００３７】
図１に示すように、光ディスク装置１は、光情報記録媒体である光ディスク２を回転駆動するためのスピンドルモータ３、光ピックアップ装置４、レーザコントロール回路５、モータドライバ６、再生信号処理回路７、サーボコントローラ８、バッファＲＡＭ９、バッファマネージャ１０、インターフェース１１、ＲＯＭ１２、ＣＰＵ１３及びＲＡＭ１４等から構成されている。なお、図１中に示す矢印は代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。
【００３８】
光ピックアップ装置４は、光源である半導体レーザＬＤ、この半導体レーザＬＤから出射されるレーザ光ＬＢを光ディスク２の記録面に導くとともに記録面で反射された戻り光を所定の受光位置まで導く光学系、受光位置に配置されて戻り光を受光する受光器、及び、駆動系（フォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ、シークモータ等）（何れも図示せず）等から構成されている。光学系は、光ディスク２上にレーザ光ＬＢを集光する対物レンズ等を有している。受光器は、受光量に応じた電流（再生信号）を再生信号処理回路７に出力する。
【００３９】
なお、半導体レーザＬＤとしては、レーザ光ＬＢの波長λが例えば４０５ｎｍであるレーザダイオードが用いられている。また、対物レンズとしては、その開口数ＮＡが例えば０．６５であるレンズが用いられており、レーザ光ＬＢのビーム径は例えば０．５４μｍに設定されている。
【００４０】
サーボコントローラ８では、フォーカスエラー信号に基づいて光ピックアップ装置４のフォーカシングアクチュエータを制御する制御信号を生成するとともに、トラックエラー信号に基づいて光ピックアップ装置４のトラッキングアクチュエータを制御する制御信号を生成する。これらの制御信号はサーボコントローラ８からモータドライバ６に出力される。
【００４１】
モータドライバ６では、サーボコントローラ８からの制御信号に基づいて光ピックアップ装置４のフォーカシングアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータを駆動する。また、モータドライバ６では、ＣＰＵ１３の指示に基づいて、光ディスク２の線速度が一定となるようにスピンドルモータ３を制御する。さらに、モータドライバ６では、ＣＰＵ１３の指示に基づいて、光ピックアップ装置４用のシークモータを駆動し、光ピックアップ装置４を光ディスク２の目標トラックに向けて半径方向（光ディスク２の半径方向の所定位置）に移動させる。
【００４２】
インターフェース１１は、例えばパーソナルコンピュータ等の外部装置であるホストとの双方向の通信インターフェースであり、ＡＴＡＰＩ及びＳＣＳＩ等の標準インターフェースに準拠している。
【００４３】
ＣＰＵ１３は、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１４と共に光ディスク装置１が備えるマイクロコンピュータ（コンピュータ）を構成している。記憶媒体であるＲＯＭ１２には、ＣＰＵ１３により解読可能なコードで記述された制御プログラムを含むプログラムが格納されている。ＣＰＵ１３は、ＲＯＭ１２に格納されているプログラムに従って上述の各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータ等を一時的にＲＡＭ１４に保存する。なお、光ディスク装置１の電源が投入されると、ＲＯＭ１２に格納されているプログラムは、ＣＰＵ１３のメインメモリ（図示せず）にロード（インストール）される。
【００４４】
次に、本実施の形態の相変化型の光情報記録媒体である光ディスク２の概略構成について図２を参照して説明する。図２は光ディスク２の概略構成を示す縦断側面図である。
【００４５】
図２に示すように、光ディスク２は、支持基板である透明基板２１上に、下部保護層２２、レーザ光ＬＢを照射して非晶質相（アモルファス）と結晶相の可逆的相変化する相変化記録層２３、上部保護層２４、硫化防止層２５及び反射層２６をその順に積層した構造、あるいはその逆順に積層することで構成されている。なお、硫化防止層２５等は必要に応じて設けられている。また、下部保護層２２及び上部保護層２４は、材料が異なる複数の層から構成されることもある。
【００４６】
透明基板２１は円盤状に形成されている。この透明基板２１には、例えば、螺旋状又は同心円状に形成された溝（図示せず）が形成されている。透明基板２１としては、波長４０５ｎｍの青紫色レーザ光以上の波長で透過率が高く、しかも複屈折がなく、吸湿性がない基板が好ましい。また、透明基板２１としては、変形や反りがほとんどない基板が用いられ、さらに機械特性まで考慮された基板が最適である。しかし、実用的には、安価であって加工しやすい材料が好ましい。例えば、ＣＤやＤＶＤ系の主要な基板材料であるポリカーボネイト等が使用される。
【００４７】
下部保護層２２及び上部保護層２４としては、例えばＺｎＳとＳｉＯ２の混合物が用いられており、そのモル比は例えばＺｎＳ:ＳｉＯ２＝（３０〜９０）：（７０〜１０）である。その中でも（５０〜８０）：（５０〜２０）が好ましい。また、レーザ光ＬＢの波長が短くても光吸収がない材料が良い。他の酸化物、窒化物及び炭化物も用いることができるが、ＳｉＣ等の炭化物は吸収が大きいので単体では適さない。ただし、炭化物は結晶化を促進する効果を有するため、結晶化を促進させる目的で下部保護層２２及び上部保護層２４として用いられることもある。なお、炭化物を用いる場合には、膜厚を数ｎｍ程度の薄い膜厚にする必要がある。さらに、異なる酸化物及び窒化物を組み合わせることで繰り返し記録や高温環境下での結晶化を抑制する効果がある場合には、それらの混合物が用いられる。なお、ＺｎＳ・ＳｉＯ２はそのような効果も有している。
【００４８】
反射層２６としては、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｄ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｂｉ、その他遷移金属元素、希土類元素が用いられる。その中でも、ＡｇあるいはＡｇ９５ａｔ％以上の合金が良い。光ディスク２に入射するレーザ光ＬＢの波長が短くなると、反射層２６は反射率の減少や膜表面の凹凸の影響を受け易くなる。Ａｇが最適であるが、高温環境下で凝集や結晶粒成長の変化を抑制するために不純物を添加することもある。ただし、添加量は熱伝導率を大きく下げない程度が良く、添加元素は２〜３ａｔ％が良い。Ａｇ合金の場合においても、接触する保護層２２，２４にＺｎＳやＺｎＳ・ＳｉＯ２を用いた場合には、高温環境下でＡｇとＳの化合物ができやすいので、その間に酸化物、窒化物及び炭化物を硫化防止層２５として設けることが必要である。
【００４９】
相変化記録層２３は、結晶核形成後に結晶成長していく均一核形成型ではなく、ＳｂＴｅ（Ｓｎ：Ｔｅ＝６０：４０〜８０：２０）系のような、溝境界、非晶質相と結晶相の界面部から直接結晶成長していく特徴を有している。このような相変化記録層２３では、多値記録において結晶成長による再結晶化を利用して記録マークＭの長さを制御する方が所望の記録マークＭを形成しやすい。また、結晶成長速度は融点付近で最も高くなる。しかも、繰り返しオーバーライトを行う場合には、そのような相変化記録層２３を用いることはさらに有効である。
【００５０】
相変化記録層２３としては、例えばＳｂＴｅ系を基本として添加元素を加えた系である、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｂｉ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｚｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇａ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇａ−Ｓｂ−Ｔｅ、および、Ｇｅ−Ｓｂ、Ｇａ−Ｓｂ、Ｇａ−Ｇｅ−Ｓｎ、Ｉｎ−Ｓｂ等が用いられる。なお、特に、高温環境下に対する劣化を抑えるのに有効な元素はＧｅである。その添加量は５ａｔ％以上で２０ａｔ％未満であって、Ｇｅを添加することは、反射率変動、マーク劣化すなわち結晶化によるマーク面積の減少、再生パワーに対する劣化に対して効果がある。
【００５１】
相変化記録層２３の膜厚は５〜２５ｎｍであり、特に１０〜２０ｎｍであることが望ましい。また、下部保護層２２及び上部保護層２４の膜厚は各々４０ｎｍ〜２５０ｎｍ、５ｎｍ〜２０ｎｍであることが望ましい。硫化防止層の膜厚は２ｎｍ〜１０ｎｍであることが望ましい。反射層２６の膜厚は１００ｎｍ〜１５０ｎｍであることが望ましい。これらの層は、厚さ０．６ｍｍの透明基板２１上にスパッタリング法により積層される。例えば、透明基板２１の溝深さは２０〜３５ｎｍであり、溝幅は０．２μｍ〜０．３μｍであり、溝ピッチは０．４０〜０．５０μｍである。
【００５２】
なお、本実施の形態では、透明基板２１の溝深さが２５ｎｍであり、溝幅が０．３０μｍであり、溝ピッチが０．４６μｍである。また、下部保護層２２はＺｎＳ・ＳｉＯ２（７０:３０）で膜厚５０ｎｍに形成されており、相変化記録層２３はＧｅ:Ｓｂ:Ｔｅ＝５:７４:２１（ａｔ％）で膜厚１２ｎｍに形成されている。上部保護層２４は、ＺｎＳ・ＳｉＯ２（８０:２０）で膜厚１２ｎｍに形成されており、硫化防止層はＳｉＣで３ｎｍに形成されており、反射層２６はＡｇで膜厚１４０ｎｍに形成されている。さらに、これらの層の上には、紫外線硬化樹脂（大日本インキ製：ＳＤ３１８）が膜厚７μｍで環境保護層（図示せず）として積層されている。さらに、その層の上には、膜がない厚さ０．６ｍｍの基板が厚さ１００μｍの紫外線硬化型樹脂（日本化薬製：ＤＶＤ００３）により貼り合わされている。
【００５３】
このような光ディスク２は、レーザ光ＬＢの波長が７８０ｎｍであってそのビーム径が２００μｍ＊１μｍ（半径方向＊トラック方向)である初期化装置により、その相変化記録層２３が結晶化されて初期化される。光ディスク２は、ＣＬＶ（Constant Linear Velocity）の線速３．０ｍ／ｓで回転して、一回転する毎に３６μｍ送られながら初期化される。光ディスク２には、情報を記録するための記録トラックが光ディスク２の半径方向に並んで形成されており、記録トラックには、複数の単位セルＳが光ディスク２の円周方向に所定の長さ（所定の周期）で分割されて形成される。なお、単位セルＳは、ピーク値の１／ｅ２で表されるレーザ光ＬＢのビーム径の０．５以下を周期として分割される。
【００５４】
このような構成において、初期化済みの光ディスク２に光ディスク装置１により情報を記録する光情報記録動作（光情報記録方法）について図３及び図４を参照して説明する。実際には、ＲＯＭ１２に格納されたプログラムに基づいてＣＰＵ１３が各部を駆動制御して情報記録処理を実行する。図３はライトストラテジを示す説明図である。
【００５５】
図３に示すように、光ディスク装置１は、レーザコントロール回路５によりレーザ光ＬＢの照射パワーを、記録パワーＰｗ、消去パワーＰｅ及びボトムパワーＰｂの最低３つの値で変更することで制御する。なお、記録パワー及び消去パワーを２値以上にして４値以上で制御しても良い。ここで、記録マーク（アモルファスマーク）Ｍの大きさは、記録パワーパルス照射時間（記録パワーＰｗでのレーザ光照射時間）Ｂとボトムパワーパルス照射時間（ボトムパワーＰｂでのレーザ光照射時間）Ｃと記録パワーと消去パワーとをパラメータとして制御される。記録マークＭを大きくするためには、記録パワーパルス照射時間を長くしたり、ボトムパワーパルス照射時間を長くしたり、記録パワーを大きくしたり、消去パワーを小さくしたり、それらを組み合わせたりする。最適な方法は、光ディスク２の層構成や基板溝形状によって異なる。単位セルＳ内における記録マークＭの位置は、記録パワーパルス照射開始時間Ａを変更することで制御される。
【００５６】
なお、記録条件としては、光ディスク２の記録面に照射される記録パワーＰｗは最大１０ｍＷであり、消去パワーＰｅは記録パワーの４０％から９０％の大きさである。また、ボトムパワーＰｂは、信号再生パワーＰｒ以下とする。基本セル長を０．２４μｍとし、記録マークＭがない状態を“０”レベルとして、長さ０．０３μｍ、すなわち基本セル長の１／８の記録マークＭを“１”とし、それから順番に２／８〜７／８の記録マークＭを“２〜７”として、最大８値の多値記録を行う。記録線速は６ｍ／ｓである。また、光ディスク装置１は、ｎ（ｎ＝１，２，３，…）段階以上の異なるサイズの記録マークＭを形成し、記録マークＭを形成しない場合を含めて（ｎ＋１）値以上の多値情報を記録する。
【００５７】
このような光ディスク装置１は、光ディスク２に対してその所定周期の単位セルＳ内に光ピックアップ装置４によりレーザ光をパルス状に照射することによってサイズが異なる複数の記録マークＭを形成して多値情報を記録する。このとき、記録マークＭを形成する記録対象の単位セルＳに対して、レーザ光ＬＢの照射パワーを記録パワーＰｗ、消去パワーＰｅ及びボトムパワーＰｂの３水準で変更（変調）してレーザ光ＬＢを照射し、記録マークＭを形成しない非記録対象の単位セルＳに対して記録パワーでレーザ光ＬＢを照射する。なお、ここでは、Ｐｗ＞Ｐｅ＞Ｐｄの関係式が成り立っている。
【００５８】
ここで、詳しくは後述するが、従来の技術（比較例）では、記録対象の前後の単位セルＳに記録マークＭを形成しない場合、図４（ａ）に示すように、記録対象の前後の単位セルＳに対して消去パワーＰｅを一定にしてレーザ光ＬＢを照射するライトストラテジとなる。しかし、本実施の形態（実施例１及び実施例２）においては、図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示すように、記録マークＭを形成しない非記録対象の単位セルＳに対しても記録パワーＰｗでレーザ光ＬＢを照射する。また、図４（ｄ）に示すように、記録パワーＰｗでのレーザ光ＬＢの照射に続いてボトムパワーＰｂでのレーザ光ＬＢの照射も行う。この場合には、非記録対象の単位セルＳに対するボトムパワーパルス照射時間（ボトムパワーＰｂでのレーザ光照射時間）Ｃを、最小サイズの記録マークＭを形成する場合の、記録対象の単位セルＳに対する記録パワーパルス照射時間（記録パワーＰｗでのレーザ光照射時間）Ｂより小さくする。
【００５９】
このように本実施の形態によれば、記録対象の前後の単位セルＳに記録マークＭを形成しない場合でも、非記録対象の単位セルＳに記録パワーでレーザ光が照射されるため、記録対象の前後の単位セルＳに記録マークＭを形成する場合と記録対象の前後の単位セルＳに記録マークＭを形成しない場合とで熱干渉の影響差を小さくすることが可能になり、各記録マークＭのマーク形状及びマークサイズは略同じになる。したがって、多値記録において熱干渉の影響差を緩和することによって記録密度が高い場合でもエラー率を低く抑えることができる。特に、単位セル長がレーザ光ＬＢのビーム径の１／２以下の場合には、記録マークＭのサイズの揺らぎを抑えることが可能となり、符号間干渉が大きい場合にもエラー率を低くすることができる。
【実施例】
【００６０】
本実施の形態の相変化型の光情報記録媒体である光ディスク２の実施例１、実施例２及び比較例を示す。
【００６１】
実施例１、実施例２及び比較例では、射出成形法により、第１の基板として厚さ０．６ｍｍの透明基板２１であるポリカーボネイト基板（以下ＰＣ基板という）を形成する。ＰＣ基板には、０．４６μｍピッチで溝幅０．２μｍの螺旋状の溝が転写形成されている。
【００６２】
ＰＣ基板の溝を有する面上に、マグネトロンスパッタリング法により、下記の順に薄膜を形成して情報基盤とする。
（１）第１誘電体層：材料ＺｎＳ・ＳｉＯ２（ＺｎＳモル比７０％）、膜厚５０ｎｍ
（２）記録層      ：材料Ｇｅ５Ｓｂ７５Ｔｅ２０、膜厚１４ｎｍ
（３）第２誘電体層：材料ＺｎＳ・ＳｉＯ２（モル比７９．５：２０．５）、膜厚１４ｎｍ
（４）反射放熱層  ：材料Ａｇ、膜厚１４０ｎｍ
反射放熱層上に、１０μｍの紫外線硬化樹脂をスピンコートし、第２の基板と圧着する。第２の基板は射出成形法により形成した厚さ０．６ｍｍのＰＣ基板を用いる。なお、第１誘電体層は下部保護層２２であり、記録層が相変化記録層２３であり、第２誘電体層は上部保護層２４であり、反射放熱層は反射層２６である（図２参照）。
【００６３】
このように製作した光ディスク２に、波長が４０５ｎｍの半導体レーザとＮＡ０．６５の光ピックアップ装置を備える本実施の形態の光ディスク装置１を用いて、多値レベル８値の記録を行った。記録マークＭを形成しない場合をＭＬ０として、記録マークＭの大きさを小さい順にＭＬ１〜ＭＬ７として合計８値の多値レベルとした。
以下に、記録条件を示す。
記録パワーＰｗ    ：８．０ｍＷ
消去パワーＰｅ    ：５．０ｍＷ
ボトムパワーＰｂ  ：０．１ｍＷ
記録線速          ：６．０ｍ／ｓ
表１にＭＬ（記録マークＭ）を記録する時のライトストラテジを示す。
【００６４】
【表１】
2006065997.tif 000003
【００６５】
なお、表１でのＡ、Ｂ、Ｃは図３での各種の時間を示す。すなわち、Ａは記録パワーパルス照射開始時間であり、Ｂは記録パワーパルス照射時間であり、Ｃはボトムパワーパルス照射時間である。
【００６６】
記録対象の前後の単位セルＳに記録マークＭを形成する場合と記録対象の前後の単位セルＳに記録マークＭを形成しない場合とについて、ＭＬ２→ＭＬ７→ＭＬ２の場合とＭＬ０→ＭＬ７→ＭＬ０の場合とを一例として図４を参照して説明する。
【００６７】
図４はライトストラテジと記録マークＭとの関係を示し、（ａ）は記録対象の前後の単位セルＳに記録マークＭを形成する場合の説明図、（ｂ）は比較例の説明図、（ｃ）は実施例１の説明図、（ｄ）は実施例２の説明図である。図４（ｂ）、図４（ｃ）、図（ｄ）は、記録対象の前後の単位セルＳに記録マークＭを形成しない場合の説明図である。
【００６８】
図４に示すように、比較例では（図４（ｂ）参照）、記録マークＭは、ＭＬ０→ＭＬ７→ＭＬ０の場合の方がＭＬ２→ＭＬ７→ＭＬ２の場合に比べて大きいことがわかる。これに比して、実施例１（図４（ｃ）参照）及び実施例２（図４（ｄ）参照）では、両者の場合での差はほとんど無いことがわかる。すなわち、記録対象の前後の単位セルＳに記録マークＭを形成する場合と記録対象の前後の単位セルＳに記録マークＭを形成しない場合とで熱干渉の影響差を小さくすることが可能になり、各記録マークＭのマーク形状及びマークサイズは略同じになる。
【００６９】
なお、ランダムパターンを記録した場合のＳＤＲ（Siguma to Dynamic Range）及びシンボルエラーレート（ＳＥＲ）は、
比較例  ：ＳＤＲ４．０％、ＳＥＲ１×１０−２
実施例１：ＳＤＲ２．４％、ＳＥＲ５×１０−５
実施例２：ＳＤＲ２．３％、ＳＥＲ２×１０−５
であり、熱干渉差が無くなった効果が現れている。ここで、ＳＤＲとは、各段階の反射率の標準偏差を最大反射率レベルと最小反射率レベルとの差で除した値であり、ＳＤＲが３％以下の場合にエラー訂正が可能なエラー率となる。すなわち、実施例１及び実施例２では、ＳＤＲが３％以下になっており、エラー訂正が可能である。これにより、多値記録において熱干渉の影響差を緩和することによって記録密度が高い場合でもエラー率を低く抑えることができることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施の一形態の光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の一形態の光ディスクの概略構成を示す縦断側面図である。
【図３】本発明の実施の一形態のライトストラテジを示す説明図である。
【図４】ライトストラテジと記録マークとの関係を示し、（ａ）は記録対象の前後の単位セルにも記録マークを形成する場合の説明図、（ｂ）は比較例の説明図、（ｃ）は実施例１の説明図、（ｄ）は実施例２の説明図である。
【図５】マーク占有率とＲｆ信号とを示す説明図である。
【図６】Ｒｆ信号値を示す説明図である。
【図７】ライトストラテジと記録マークとの関係を示す説明図である。
【図８】Ｒｆ信号値を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７１】
１        光情報記録装置（光ディスク装置）
２        光情報記録媒体（光ディスク）
Ｍ        記録マーク
Ｓ        単位セル
Ｐｗ      記録パワー
Ｐｅ      消去パワー
Ｐｂ      ボトムパワー
【図１】
2006065997.tif 000004
【図２】
2006065997.tif 000005
【図３】
2006065997.tif 000006
【図４】
2006065997.tif 000007
【図５】
2006065997.tif 000008
【図６】
2006065997.tif 000009
【図７】
2006065997.tif 000010
【図８】
2006065997.tif 000011