(57)【要約】【課題】良好な記録再生特性を有し、片面から記録再生可能な情報記憶媒体を得る。【解決手段】基板、有機色素材料を含有する第１の光反射層、第１の記録層、第１のバリア層、スペース層、第２の光反射層、第２の記録層、第２のバリア層と、該第２のバリア層上に形成された保護層とを有し、第１及び第２の記録層は４０５ｎｍの波長で再生可能であり、最大吸収波長λｍａｘが４０５ｎｍより高いところにあり、かつ記録可能であり、グルーブは、インナーゾーンとデータゾーンを有し、インナーゾーンはＢＣＡ領域とプリ記録領域と書き換え領域を有し、保護層を通して再生光を第１及び第２の記録層に照射することにより再生が可能である。【選択図】図１
2008217991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心円形状またはスパイラル形状のランド及びグルーブが形成され、その中心に開孔を有する基板と、前記第１の光反射層上に設けられ、前記形状と同期するランド及びグルーブが形成され、４０５ｎｍの波長で再生可能であり、最大吸収波長λｍａｘが４０５ｎｍより高いところにあり、かつ記録可能な第１の記録層と、該第１の記録層上に設けられた第１のバリア層と、該第１のバリア層上に設けられ、該第１のバリア層と面する表面と反対の表面に前記形状と同期するランド及びグルーブが形成されたスペース層と、該スペース層のランド及びグルーブに沿って設けられ、前記形状と同期するランド及びグルーブが形成された第２の光反射層、前記形状と同期するランド及びグルーブが形成され、４０５ｎｍの波長で再生可能であり、最大吸収波長λｍａｘが４０５ｎｍより高いところにあり、かつ記録可能な第２の記録層と、該第２の記録層上に形成された第２のバリア層と、該第２のバリア層上に形成された保護層とを具備し、前記グルーブは、インナーゾーンとデータゾーンを有し、該インナーゾーンはＢＣＡ領域とプリ記録領域と書き換え領域を有し、該保護層を通して再生光を該第１及び第２の記録層に照射することにより再生が可能な情報記憶媒体。
【請求項２】
前記第１のバリア層及び前記第２のバリア層は、その両主面に前記形状と同期したランド及びグルーブを有し、かつその基板側の主面のランドの深さよりも、もう一方の主面のランドの深さの方が小さいことを特徴とする請求項１に記載の情報記憶媒体。
【請求項３】
前記第１の記録層のランドの幅または深さは、前記第２の記録層のランドと異なることを特徴とする請求項１に記載の情報記憶媒体。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の情報記憶媒体にレーザ光を照射して得られた反射光を検出する検出機構と、
この検出手段によって検出された前記反射光に基づいて再生信号を生成する生成機構とを備えたことを特徴とするディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば青色レーザ光等のような短波長レーザ光による情報の記録再生を可能とした情報記憶媒体及びその再生を行うディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、近年では、パーソナルコンピュータ等の普及に伴なって、デジタルデータを蓄積するメディアの重要性が高まっている。例えば、現在では、長時間の映像情報及び音声情報等をデジタル記録再生可能な情報記憶媒体が普及している。また、携帯電話等のモバイル機器にも、デジタル記録再生用の情報記憶媒体が使用されてきている。
【０００３】
ここで、この種の情報記憶媒体としては、情報の記録容量が大きく、所望の記録情報を迅速に検索し得る高いランダムアクセス性能を有し、しかも、小型軽量で保存性及び可搬性に優れ、かつ、経済的にも安価である等の理由により、ディスク形状のものが多く利用されている。
【０００４】
そして、このようなディスク形状の情報記憶媒体として、現状では、レーザ光を照射することにより非接触で情報の記録及び再生が可能な、いわゆる光ディスクが主流となっている。この光ディスクは、主として、ＣＤ（Compact Disk）規格またはＤＶＤ（Digital Versatile Disk）規格に準拠しており、両規格間で互換性も備えられている。
【０００５】
光ディスクには、ＣＤ−ＤＡ（Digital Audio）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＤＶＤ−Ｖ（Video）、ＤＶＤ−ＲＯＭ等のように情報の記録ができない再生専用型と、ＣＤ−Ｒ（Recordable）、ＤＶＤ−Ｒ等のように１回だけ情報の書き込みができる追記（ライトワンス）型と、ＣＤ−ＲＷ（Rewritable）、ＤＶＤ−ＲＷ等のように何回でも情報の書き替えができるリライタブル型との３種類がある。
【０００６】
このうち、記録が可能なものとしては、製造コストが低いことから、記録層に有機色素を用いた追記型光ディスクが最も普及している。
【０００７】
近年、追記型記録ディスクの大容量化に要求に対し、２層ＤＶＤ−Ｒが提案されている。これは、ＤＶＤ−Ｒの記録層を２層化したディスクであり、有機色素の記録層を２層にしている。
【０００８】
しかしながら、十分な記録再生特性を得るのは困難であった。
【０００９】
また、このような２層追記型記録ディスクは、例えば透明樹脂基板上に、光反射層、記録層、バリア層、光半透過層、記録層、バリア層、及び保護層等を順に積層した構成を有し得、その製造プロセスが非常に複雑となり、コストアップとなり易く、歩留まりが低下する傾向があった。
【００１０】
その歩留まりを向上する製造プロセス技術として、例えば保護層を２回に分けてスピナーコートする方法がある（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。この方法を用いることにより、保護層を短時間で乾燥させることができるけれども、保護層に厚みムラが生じ、記録特性及び再生特性に劣化を生じる傾向があった。
【特許文献１】特開２００５−２５９３１１号公報
【特許文献２】特開２００５−４９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、良好な記録再生特性を有し、片面から記録再生可能な情報記憶媒体を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の情報記憶媒体は、片面から記録再生可能であって、同心円形状またはスパイラル形状のランド及びグルーブが形成され、その中心に開孔を有する基板と、前記基板のランド及びグルーブに沿って設けられた第１の光反射層と、４０５ｎｍの波長で再生可能であり、最大吸収波長λｍａｘが４０５ｎｍより高いところにあり、かつ記録可能な第１の記録層と、該第１の記録層上に設けられた第１のバリア層と、該第１のバリア層上に設けられ、該第１のバリア層と面する表面と反対の表面に前記形状と同期するランド及びグルーブが形成されたスペース層と、該スペース層のランド及びグルーブに沿って設けられ、前記形状と同期するランド及びグルーブが形成された第２の光反射層、前記形状と同期するランド及びグルーブが形成され、４０５ｎｍの波長で再生可能であり、最大吸収波長λｍａｘが４０５ｎｍより高いところにあり、かつ記録可能な第２の記録層と、該第２の記録層上に形成された第２のバリア層と、該第２のバリア層上に形成された保護層とを具備し、前記グルーブは、インナーゾーンとデータゾーンを有し、該インナーゾーンはＢＣＡ領域とプリ記録領域と書き換え領域を有し、該保護層を通して再生光を該第１及び第２の記録層に照射することにより再生が可能である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、良好な記録再生特性を有し、片面から記録再生可能な情報記憶媒体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の種々の実施態様について説明する。
【００１５】
上記情報記憶媒体は、以下の各特徴を有する第１ないし第５の実施態様に分けられる。
【００１６】
本発明の第１ないし第３の実施態様にかかる情報記憶媒体は、基本的に、片面から記録再生可能な情報記憶媒体であって、同心円形状またはスパイラル形状のランド及びグルーブが形成された基板上に、有機色素材料を含有する第１の記録層、第１のバリア層、スペース層、有機色素材料を含有する第２の記録層、第２のバリア層、及び保護層が順に積層された構成を含む。第１の記録層、第１のバリア層、スペース層、第２の記録層、及び第２のバリア層の少なくとも一方の主面上には、上記同心円形状またはスパイラル形状に同期したランド及びグルーブが形成されている。
【００１７】
本発明の第１の実施態様においては、情報記憶媒体はその中心に開孔を有し、保護層の外側面及び内側面と第２のバリア層表面と平行な方向のなす角度を、３０ないし１５０°にすることができる。
【００１８】
本発明の第２の実施態様においては、第１のバリア層及び第２のバリア層のうち少なくとも１つは、その両主面に上記同心円形状またはスパイラル形状と同期したランド及びグルーブを有し、かつ基板側の主面のランドの深さよりも、もう一方の主面のランドの深さの方を小さくし得る。
【００１９】
本発明の第３の実施態様においては、第１のバリア層及び第２のバリア層が塗布可能な材料で形成され得る。
【００２０】
また、本発明の第４及び第５の実施態様に係る情報記憶媒体は、基本的に、片面から記録再生可能な情報記憶媒体であって、同心円形状またはスパイラル形状のランド及びグルーブが形成された基板上に、光反射層、有機色素材料を含有する第１の記録層、第１のバリア層、スペース層、光半透過層、有機色素材料を含有する第２の記録層、及び第２のバリア層、及び保護層が順に積層された構成を含む。光反射層、第１の記録層、第１のバリア層、スペース層、光半透過層、第２の記録層、及び第２のバリア層の少なくとも一方の主面には、上記同心円形状またはスパイラル形状に同期したランド及びグルーブが形成されている。
【００２１】
本発明の第４の実施態様においては、第１の記録層の光半透過層に面するグルーブのウォブル振幅は、第２の記録層の第２の光反射層に面するグルーブのウォブル振幅よりも大きくすることができる。
【００２２】
本発明の第５の実施態様においては、第１の記録層のランドの深さは、第２の記録層のランドの深さと異なり得る。
【００２３】
また、第１の実施態様によれば、透明保護層内側面または外側面と記録層との成す角度を３０度〜１５０度の範囲に設定することにより、情報記憶媒体の内周部から外周部までの広い領域に渡り、透明保護層の厚みを均一に設定する事が可能となる。その結果、透明保護層を通過して記録層に対し、水分が浸入する事により生ずる記録層の特性劣化を食い止める事が出来る。また、そればかりで無く、内周部から外周部へ向けた広い範囲で透明保護層の厚みが均一な為、情報記録再生装置での記録層からの再生特性または記録特性を向上させる事が可能となる。
【００２４】
第２の実施態様によれば、第１のバリア層及び第２のバリア層のうち少なくとも１つは、その両主面に同心円形状またはスパイラル形状と同期したランド及びグルーブを有し、かつ基板側の主面のランドの深さよりも、もう一方の主面のランドの深さの方が小さいことにより、第１及び第２の記録層の濡れ性が考慮され、第１の記録層から得られるウォブル信号量と第２の記録層から得られるウォブル信号量をほぼ等しくする事ができ、第１の記録層と第２の記録層共に安定したウォブル信号を得る事が可能となる。
【００２５】
第３の実施態様によれば、記録層とスペース層との間に、バリア層を設ける事により、記録層の特性および形状を損なうこと無く、安定にスペース層を形成する事が可能となる。また同様に、記録層と保護層との間にバリア層を形成する事により記録層の特性および形状を損なう事なく安定に透明保護層を形成する事が可能となる。また、バリア層を塗布が可能な材料に選択する事により、種々の塗布方法により形成することができる。塗布方法は、従来のスパッタリング法あるいは真空蒸着法と比べて製造が容易となると共に製造時間が短縮される。また、常圧下で製造可能であるため、装置も簡便で安価である。その結果、本発明の第２の実施態様にかかる情報記憶媒体はコストの低減が可能である。
【００２６】
第４の実施態様によれば、第１の記録層と第２の記録層の形成時の濡れ性の違いを考慮に入れ、スペース層のランド及びグルーブによるウォブル振幅を基板のランド及びグルーブに対するウォブル振幅よりも小さくする事により、第１の記録層から得られるウォブル信号量と第２の記録層から得られるウォブル信号量をほぼ等しくさせ、情報記録再生装置におけるウォブル信号検出の安定性を向上させる事が出来る。
【００２７】
第５の実施態様によれば、前記第１の記録層のランドの深さは、前記第２の記録層のランドの深さと異なる。第１の記録層のランドの深さと第２の記録層のランドの深さを異なる深さにすることにより第１及び第２の記録層の濡れ性の違いが考慮され、第１の記録層から得られるウォブル信号量と第２の記録層から得られるウォブル信号量をほぼ等しく調整する事が可能となり、第１の記録層及び第２の記録層共に安定したウォブル信号を得る事が可能となる。
【００２８】
また、第１及び第２のバリア層の材料として例えば水性塗料等を用いることができる。水性塗料は安価で取り扱いが容易であり、本発明にかかる情報記憶媒体の製造コストを削減し、製造時間を短縮出来る。
【００２９】
以下、図面を参照し、本発明をより詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の情報記憶媒体の一実施態様を模式的に表す断面図を示す。
【００３１】
図示するように、この情報記憶媒体１５は、その一主面に同心円形状またはスパイラル形状のランド及びグルーブを有する基板８を有する。基板８上には、各々その両主面にランド及びグルーブを有する光反射層４−４、及び記録層３−４が順に積層されている。記録層３−４上には、ランドの凹みが少なくとも部分的に埋められるようにバリア層６−４が設けられている。バリア層６−４上には、スペース層７が設けられ、その表面には、図示しないスタンパにより同心円形状またはスパイラル形状のランド及びグルーブが形成されている。スペース層７上には、各々、その両主面にランド及びグルーブを有する光半透過層４−３及び記録層３−３が順に設けられている。記録層３−３上には、ランドの凹みが少なくとも部分的に埋められるように第２のバリア層６−３が設けられている。バリア層６−３上には、透明な保護層５として、透明保護層５−２、及び透明保護層５−１が順に積層されている。
【００３２】
ここでは、光半透過反射層４−３及び記録層３−３の組み合わせを記録部としてのレイヤーＬ０、光反射層４−４と記録層３−４の組み合わせを記録部としてのレイヤーＬ１とする。
【００３３】
例えば矢印１０１の方向からの入射したレーザ光が例えばレイヤーＬ０で矢印１０２の方向へ反射した反射光を基に記録された情報を読み取ることができる。
【００３４】
この情報記憶媒体では、保護層５−１が読み出し面となるので、凹凸１１，１６のうち読み出し面に近い凸部１１をグルーブ、グルーブ１１よりも読み出し面から遠い凹部１６をランドとする。
【００３５】
基板の厚さは充分に厚く例えば１．１ｍｍ弱の厚さを有する。
【００３６】
また、保護層の厚みtは、例えば約０．１ｍｍである。
【００３７】
第１の実施態様では、上記図１に示す情報記憶媒体において、保護層の外側面及び内側面とバリア層表面と平行な方向のなす角度が、３０ないし１５０°である。
【００３８】
保護層の側面角度を３０ないし１５０°、さらには９０°に近づける事により、情報記憶媒体の内周側および外周側での透明保護層の厚みの均一化を確保でき、保護層５を通過して記録層に対し、水が浸入する事により生ずる記録層の特性劣化を食い止める事が出来る。さらに、情報記録再生装置の読み取り精度および記録精度が確保できる。
【００３９】
図２に、本発明の情報記憶媒体の他の一例を模式的に表す断面図を示す。
【００４０】
図２に示すように、本発明の第２の実施態様に係る情報記憶媒体は、バリア層６−３，６−４のうち少なくとも１つは、その両主面１３−３，１３−３’，１３−４，１３−４’に同心円形状またはスパイラル形状と同期したランド及びグルーブを有し、かつ前記基板側の主面１３−３’，１３−４’のランドの深さよりも、もう一方の主面１３−３，１３−４のランドの深さの方を小さくし得ること以外は、図１と同様の構成を有する。
【００４１】
バリヤ層の界面の段差量を変える事により、その上に形成されるスペース層、保護層の形成容易性を向上させ、量産時の信頼性をあげると共に、情報記憶媒体の製造を簡単にする事で情報記憶媒体の低価格化を実現できる。
【００４２】
本発明の第３の実施形態では、図１に示す情報記憶媒体において、バリア層６-３，６-４の材質として塗布方法により形成可能な材料を使用することができる。
【００４３】
さらに塗布行程によるバリヤ層６-３、６-４形成時に記録層３-３、３-４が溶解したり変形／変質しないようにバリア層６-３、６-４の材料を含んだ溶液の溶媒として、例えば水、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリウレタンビニルアルコール、パーフルオロエーテル、フォンプリオニオイルなどから選択し、バリア層６-３、６-４の材料として、それらの溶媒に溶ける水溶性材料や水性塗料、ゼラチン系材料、ユトリルゴム系材料、シリコーン系材料、ウレタンゴム系材料などから選択することができる。バリア層６-３及び６-４を塗布による形成可能にする事で、製造が容易となると共に製造時間が短縮される。情報記憶媒体の製造コストを大幅に低減させる事が出来る。
【００４４】
本発明の第４及び第５の実施態様では、図１に示す情報記憶媒体において、光半透過層４−３と記録層３−３との間のランドＭ１，光反射層４−４と記録層３−４との間のランドＭ２について、そのウォブル振幅をＭ１よりもＭ２の方を小さくするか、あるいは深さ方向の寸法をレイヤーＬ１とレイヤーＬ０で変更させることができる。
【００４５】
記録層３-４及び記録層３-３の形成段階において、記録層３-４用の有機色素材料を含んだ塗布液と光反射層との間の濡れ性、記録層３-３用の有機色素材料を含んだ塗布液と光半透過層４−３との間の濡れ性が各々異なるように設定することにより、記録層３-４のランドＭ２及び記録層３-３のランドＭ１の形状、寸法例えば深さ方向の寸法を互いに異なるようにすることができる。これにより、レイヤー０とレイヤー１からの再生信号特性を一致させ、情報記録再生装置の記録／再生特性を向上させる事が出来る。
【００４６】
本発明の他の実施態様において、情報記憶媒体の全面に渡り、保護層の表面の平坦性を確保することができる。
【００４７】
情報記憶媒体の全面に渡り、透明保護層の表面を平坦化する事で水の浸入による記録層の劣化を防ぐことができる。また、透明保護層の厚みtの均一化を図る事により情報記憶媒体全面に渡る情報記録再生装置の十分な読み取り精度または書き込み精度を確保出来る。
【００４８】
本発明のさらに他の実施態様において、保護層は多層化構造にすることができる。
【００４９】
保護層を積層構造にすることにより、単層で厚膜の保護層を形成するよりも情報記憶媒体の製造容易性を向上させ、情報記憶媒体の低価格化と高信頼化を確保することができる。
【００５０】
また、図１及び図２に情報記憶媒体では、この情報記憶媒体には予めランド１６及びグルーブが形成されていると共に、グルーブ１１がウォブルされる事によりアドレス情報が予め記録されている。本実施形態にかかる情報記憶媒体におけるプリグルーブ１１内に記録される情報内容および記録層３-３または記録層３-４に記録されるデーターフォーマットの例を以下に示す。
【００５１】
§  Ｂフォーマットの説明
Ｂフォーマットの光ディスク仕様
図３は青紫色レーザ光源を使うＢフォーマットの光ディスクの仕様を示す。Ｂフォーマットの光ディスクは書き換え型（ＲＥディスク）と、再生専用（ＲＯＭディスク）と、追記型（Ｒディスク）に分類されるが、図３に示すように、標準のデータ転送速度以外はどのタイプでも共通の仕様であり、異なるタイプに共通の互換性のあるドライブの実現が容易である。現行ＤＶＤでは厚さが０．６ｎｍのディスク基板２枚を張り合わせているのに対して、Ｂフォーマットでは、ディスクでは厚さが１．１ｎｍのディスク基板上に記録層を設け、０．１ｎｍの透明なカバー層で覆う構造である。片面２層媒体も規定されている。
【００５２】
[誤り訂正方式]
Ｂフォーマットではピケット（picket）コードと呼ばれるバースト誤りを効率的に検知できる誤り訂正方式を採用している。ピケットは一定間隔でメインデータ（ユーザデータ）の列に挿入される。メインデータは強力で効率的なリードソロモン符号により保護されている。ピケットはメインデータとは別の第２の非常に強力で効率的なリードソロモン符号により保護されている。復号の際は、先ずピケットが誤り訂正される。訂正情報はメインデータ内のバーストエラーの位置を推定するために使うことができる。これらの位置のシンボルはメインデータのコードワードを訂正する時に利用されるErasureと呼ばれるフラグが立てられる。
【００５３】
図４はピケットコード（誤り訂正ブロック）の構成を示す。Ｂフォーマットの誤り訂正ブロック（ＥＣＣブロック）は、Ｈフォーマットと同様に６４Ｋバイトのユーザデータを単位に構成している。このデータは非常に強固なリードソロモン符号ＬＤＣ（long distance code）によって保護されている。
【００５４】
ＬＣＤは３０４個のコードワードから成る。それぞれのコードワードは２１６個の情報シンボルと３２個のパリティシンボルから成る。つまりコードワード長は２４８（＝２１６＋３２）シンボルである。これらのコードワードはＥＣＣブロックの縦方向に２×２ごとにインターリーブしてあり、横１５２（＝３０４÷２）バイト×縦４９６（＝２×２１６＋２×３２）バイトのＥＣＣブッロクを構成している。
【００５５】
ピケットのインターリーブ長は１５５×８バイト（４９６バイト中に制御コードの訂正系列が８個ある）、ユーザデータのインターリーブ長は１５５×２バイトである。縦方向の４９６バイトは３１行毎が記録単位とされる。メインデータのパリティシンボルは２グループのパリティシンボルが１行毎に入れ子となっている。
【００５６】
Ｂフォーマットでは、このＥＣＣブッロクに「柱」のような形で一定の間隔で埋め込むピケットコードを採り入れた。その誤りの状況を見ることよってバースト誤りを検知する。具体的には、１つのＥＣＣブロッの中に４本のピケット列を等間隔に配置した。ピケットの中にはアドレスもある。ピケットは独自のパリティを含む。
【００５７】
ピケット列内のシンボルも訂正する必要があるので、右３列のピケットはＢＩＳ（burst indicator subcode）によって誤り訂正符号化し、保護している。このＢＩＳは３０個の情報シンボルと３２個のパリティシンボルから成り、コードワード長は６２シンボルである。情報シンボルとパリティシンボルの比率から、極めて強力な訂正能力があることが分かる。
【００５８】
ＢＩＳのコードワードは、それぞれ４９６バイトで構成している３列のｐｉｃｋｅｔ列にインタリ一ブして格納する。ここで、ＬＤＣとＢＩＳの両コードが持つ１コードワード当たりのパリティシンボル数は両者とも３２個で等しい。これは、１つの共通のリードソロモン復号器でＬＤＣもＢＩＳも復号できることを意味している。
【００５９】
データを復号する際は、まずＢＩＳによってピケット列の訂正処理を行う。それによってバースト誤りの場所を推定し、その場所にＥｒａｓｕｒｅと呼ぶフラグを立てておく。これをメインデータのコードワードを訂正するときに利用する。
【００６０】
なお、ＢＩＳコードで保護した情報シンボルは、メインデータとは別の付加的なデータチャネル（サイドチャネル）を形成している。このサイドチャネルにはアドレス情報を格納してある。アドレス情報の誤り訂正は、メインデータとは別に用意した専用のリードソロモン符号を使う。このコードは５つの情報シンボルと４つのパリティシンボルから成る。これによって、メインデータの誤り訂正体系とは独立した、高速かつ信頼性の高いアドレスの把握を可能とした。
【００６１】
[アドレスフォーマット]
ＲＥディスクにはＣＤ−Ｒディスクと同様に記録トラックとして渦巻気のように極めて細い溝が刻まれている。記録マークを書き込むのは、その凹凸のうち、レーザ光の入射方向から見て凸の部分だけである（オングルーブ記録）。
【００６２】
ディスク上の絶対位置を示すアドレス情報はＣＤ−Ｒディスクなどと同じようにこのグルーブをわずかにウォブル（蛇行、揺動）させることによって埋め込んでいる。信号を変調し、蛇行の形状や周期などに“１”や“０”を表すデジタルデータを載せている。図５にウォブル方式を示す。蛇行の振幅はディスク半径方向にわずか±１０ｎｍである。５６ウォブル（ディスク上の長さで約０．３ｍｍ）がアドレス情報１ビット＝ＡＤＩＰユニット（後述）となる。
【００６３】
微細な記録マークをほとんど位置ズレなく書き込むには、安定で正確な記録用クロック信号を生成する必要がある。そこで、ウォブルの主な周波数成分が単一で、かつグルーブがスムーズに連続する方式に注目した。周波数が単一であれば、フィルタで抽出したウォブル成分から容易に安定な記録用クロック信号を生成できる。
【００６４】
この単一周波数をベースとしたウォブルにタイミング情報やアドレス情報を付加する。そのために施すのが、「変調」である。この変調方式には、光ディスク固有のさまざまな歪みがあっても誤りを起こしにくいものが選ばれる。
【００６５】
光ディスクで発生するウォブル信号の歪みは、原因別に整理すると次の４つとなる。
【００６６】
（１）ディスク雑音：製造時にグルーブの部分に生じた表面形状の乱れ（表面粗さ）、記録膜で発生する雑音、記録したデータから漏れてくるクロストーク雑音など。
【００６７】
（２）ウォブルシフト：記録再生装置においてウォブル検出位置が正規位置より相対的にズレることで検出感度が低下する現象。シーク動作の直後などに発生しやすい。
【００６８】
（３）ウォブルビート：記録したいトラックと隣接トラックのウォブル信号の間に発生するクロストーク。回転制御方式がＣＬＶ（constant linear velocity）において、隣接ウォブルの角周波数にズレがある場合に起こる。
【００６９】
（４）欠陥：ディスク表面のゴミや傷による局所欠陥によって生じる。
【００７０】
ＲＥディスクでは、これら異なる４タイプの信号歪みのすべてに対して高い耐性を備えることを条件に、異なる２つのウォブル変調方式を、相乗効果を生み出す形で組み合わせている。一般に１種類の変調方式だけでは達成が困難な、４タイプの信号歪みに対する耐性が副作用なしに得られるからである。
【００７１】
２つの方式とは、ＭＳＫ（minimum shift keying）方式とＳＴＷ（saw tooth wobble）方式である（図６）。ＳＴＷの名前は、その波形が「のこぎりの歯形」に似ていることから命名されている。
【００７２】
ＲＥディスクでは、合計５６個のウォブルで“０”または“１”の１ビットを表現する。この５６個をひとまとまりの単位、すなわちＡＤＩＰ（address inpre groove）ユニットと呼ぶ。このＡＤＩＰユニットを８３個連続して読み出すと、１つのアドレスを示すＡＤＩＰワードとなる。ＡＤＩＰワードは、２４ビット長のアドレス情報と１２ビット長の補助データ、リファレンス（校正）領域、誤り訂正用データなどから成る。ＲＥディスクでは、メインデータを記録するＲＵＢ（recording unit block、６４Ｋバイト単位）１つ当たりに３個のＡＤＩＰワードを割り当てた。
【００７３】
５６ウォブルから成るＡＤＩＰユニットは、前半と後半に大きく分けられる。ウォブル番号が０番〜１７番までの前半はＭＳＫ方式、１８番から５５番の後半はＳＴＷ方式で、次のＡＤＩＰユニットへと滑らかにつないでいる。１つのＡＤＩＰユニットで１ビットを表現できる。“０”か“１”かによって、先ず前半ではＭＳＫ方式の変調を施したウォブルの位置を変え、後半ではのこぎり波の形状の向きを変えて区別している。
【００７４】
ＭＳＫ方式の前半部分は、さらにＭＳＫ変調を施した３個のウォブルの領域と、モノトーンウォブルｃｏｓ（ｗｔ）の領域に分かれる。まず０番から２番までの３個のウォブルは、どのＡＤＩＰユニットでも必ず、ＭＳＫ変調を施したもので始まる。これをビットシンク（ＡＤＩＰユニットの開始位置を示す識別子）と呼ぶ。
【００７５】
それが過ぎると、次にモノトーンウォブルの連続になる。そして次に再び現れるＭＳＫ変調を施した３個のウォブルまで何個のモノトーンウォブルがあるかで、データを表す。具体的には１１個の場合は“０”で、９個の場合は“１”である。ウォブル２個分のズレでデータを区別している。
【００７６】
ＭＳＫ方式は基本波の局所的な位相変化を利用している。言い換えると、位相変化が無い領域は支配的である。この領域はＳＴＷ方式でも、基本波の位相が変化しない場所として有効に利用される。
【００７７】
ＭＳＫ変調を施した領域はウォブル３個長の長さがある。１個目のところは、モノトーンウォブルに対して周波数を１．５倍にして（ｃｏｓ（１．５ｗｔ））、２個目はモノトーンウォブルと同じ周波数とし、３個目は再び周波数を１．５倍にして、位相を元に戻す。こうすると２個目（中央）のウォブルは、モノトーンウォブルに対してちょうど極性が反転し、これが検出される。１個目の始点と３個目の終点は、モノトーンウォブルとぴったり位相が合っている。従って、不連続部がない滑らかな接続が可能である。
【００７８】
一方、後半のＳＴＷ方式の波形は２種類ある。１つは、ディスク外周側に向かって急峻に立ち上がり、ディスク中心側へ緩い傾斜で戻ってくる波形で、もう１つは逆に緩い傾斜で立ち上がって急峻に戻る波形である。前者はデータ“０”を、後者はデーダ“１”を表す。１つのＡＤＩＰユニットの中でＭＳＫ方式とＳＴＷ方式の両方を使って同じビットを指し示すことで、データの信頼性を増している。
【００７９】
ＳＴＷ方式を数学的に表現すると基本波ｃｏｓ（ｗｔ）に、振幅が１／４の２次高調波ｓｉｎ（２ｗｔ）を加算または減算したものといえる。ただし、ＳＴＷ方式が“０”と“１”のどちらを表すものであっても、ゼロクロス点はモノトーンウォブルと同じである。つまり、ＭＳＫ方式のモノトーンウォブルの部分と共通の基本波成分からクロック信号を抽出するにあたり、その位相に全く影響を与えない。
【００８０】
以上のようにＭＳＫ方式とＳＴＷ方式は、互いに相手の弱点を補うように働く。
【００８１】
図７はＡＤＩＰユニットを示す。アドレスウォブルフォーマットの基本ユニットはＡＤＩＰユニットである。５６ＮＭＬ（公称ウォブル長：Nominal Wobble Length）の各グループがＡＤＩＰユニットと呼ばれる。１ＮＭＬは６９チャンネルビットに等しい。異なるタイプのＡＤＩＰユニットは変調ウォブル（ＭＳＫマーク）をＡＤＩＰユニット内の特定の位置に挿入することにより定義される（図６参照）。８３個のＡＤＩＰユニットが１個のＡＤＩＰワードとされる。ディスクに記録されるデータの最小区分は連続する３個のＡＤＩＰワードに正確に一致する。各ＡＤＩＰワードは３６情報ビット（そのうちの２４ビットはアドレス情報ビットである）を含む。
【００８２】
図８、図９は１個のＡＤＩＰワードの構成を示す。
【００８３】
１個のＡＤＩＰワードは１５個のニブルを含み、図１０に示すように、９個のニブルが情報ニブルである。他のニブルはＡＤＩＰの誤り訂正のために使われる。１５個のニブルは［１５，９，７］のリードソロモン符号のコードワードを構成する。
【００８４】
コードワードは９個の情報ニブルからなり、６個の情報ニブルはアドレス情報を記録し、３個の情報ニブルは補助情報（例えば、ディスク情報）を記録する。
【００８５】
［１５，９，７］のリードソロモン符号は非体系的であり、事前の知識が“Informed Decoding”によるハミング距離を増加させることができる。“Informed Decoding”とは全てのコードワードが距離７を有し、ニブルｎ０の全てのコードワードが共通に距離８を有するので、ｎ０に関する事前の知識がハミング距離を増加する。ニブルｎ０はレイヤインデックス（３ビット）と物理セクタ番号のＭＳＢからなる。ニブルｎ０が既知であれば、距離が７から８に増加する。
【００８６】
図１１はトラック構造を示す。ここでは、片面２層構造のディスクの第１層（第１層はレーザ光源から遠い層とする）と第２層のトラック構造を説明する。プッシュプル方式のトラッキングを可能とするためにグルーブが設けられている。複数のタイプのトラック形状が用いられている。第１層レイヤＬ０と第２層レイヤＬ１はトラッキング方向が異なり、第１層では図の左から右がトラッキング方向であり、第２層では右から左がトラッキング方向となる。図の左側がディスクの内周であり、右側が外周である。第１層のストレートグルーブからなるＢＣＡ領域と、ＨＦＭ（High Frequency Modulated）グルーブからなるプリ記録領域と、書き換え領域内のウォブルグルーブ領域とがＨフォーマットのリードイン領域に相当し、第２層の書き換え領域内のウォブルグルーブ領域と、ＨＦＭ（High Frequency Modulated）グルーブからなるプリ記録領域と、ストレートグルーブからなるＢＣＡ領域とがＨフォーマットのリードアウト領域に相当する。ただし、Ｈフォーマットでは、リードイン領域、リードアウト領域はグルーブ方式ではなくプレピット方式で記録されている。ＨＦＭグルーブは層間クロストークが生じないように、第１層と第２層とで位相をずらしている。
【００８７】
図１２は記録フレームを示す。図４に示したように、ユーザデータは６４Ｋバイトの区分毎に記録される。ＥＣＣクラスタの各行はフレームシンクビットとＤＣコントロールビットを付加することにより記録フレームに変換される。各行の１２４０ビット（１５５バイト）のストリームは次のように変換される。１２４０ビットのストリームは先頭に２５ビットのデータが配置され、以下は４５ビットのデータに分割され、２０ビットのフレームシンクが２５ビットのデータの前に付加され、２５ビットのデータの後ろに１ビットのＤＣコントロールビットが付加され、以下同様に４５ビットのデータの後ろに１ビットのＤＣコントロールビットが付加される。最初の２５ビットのデータを含むブロックがＤＣコントロールブロック＃０とされ、以下、４５ビットのデータと１ビットのＤＣコントロールビットがＤＣコントロールブロック＃１、＃２、…＃２７とされる。４９６個の記録フレームが物理クラスタと称される。
【００８８】
記録フレームは２／３のレートで１−７ＰＰ変調される。先頭のフレームシンクを除いた１２６８ビットに変調規則を適用し、１９０２チャンネルビットとし、それ全体の先頭に３０ビットのフレームシンクを付加する。すなわち、１９３２チャンネルビット（＝２８ＮＭＬ）が構成される。チャンネルビットはＮＲＺＩ変調されてディスクに記録される。
【００８９】
フレームシンクの構造
各物理クラスタは１６個のアドレスユニットを含む。各アドレスユニットは３１個の記録フレームを含む。各記録フレームは３０チャンネルビットのフレームシンクで始まる。フレームシンクの最初の２４ビットは１−７ＰＰ変調規則に違反する（９Ｔの２倍のランレングスを含む）。１−７ＰＰ変調規則とは（１，７）ＰＬＬ変調方式を用い、Parity Preserve/ProhibitＰＭＴＲ（repeated minimum transition runlength）を行うものである。Parity Preserveは符号のいわゆるＤＣ（直流）成分の制御（符号のＤＣ成分を減らす）を行う。フレームシンクの残りの６ビットは変化し、７フレームシンクＦＳ０、ＦＳ１、…ＦＳ６を識別する。これらの６ビットの記号は偏移量に関する距離が２以上であるように選ばれる。
【００９０】
７個のフレームシンクは１６個のアドレスユニットだけよりも詳細な位置情報を得ることを可能とする。もちろん、７個の異なるフレームシンクだけでは３１個の記録フレームを識別するのが不十分である。したがって、３１個の記録フレームから、各フレームが自身のフレームシンクと４個の先行するフレームのいずれかのフレームシンクとの組み合わせにより識別できるように、７個のフレームシンクシーケンスが選択される。
【００９１】
図１３は記録ユニットブロックＲＵＢの構造を示す。記録の単位はＲＵＢと呼ばれる。同図（ａ）に示すように、ＲＵＢは４０ウォブルのデータ・ラン・インと、４９６×２８ウォブルの物理クラスタと、１６ウォブルのデータ・ラン・アウトからなる。データ・ラン・インとデータ・ラン・アウトは完全にランダムな上書きを容易にするために十分なデータバッファリングを可能とする。ＲＵＢは１個１個記録されてもよいし、あるいは同図（ｂ）に示すように複数のＲＵＢが連続して記録されてもよい。
【００９２】
データ・ラン・インは主に３Ｔ／３Ｔ／２Ｔ／２Ｔ／５Ｔ／５Ｔの繰り返しパターンからなり、この中に２つのフレームシンク（ＦＳ４、ＦＳ６）が次の記録ユニットブロックの開始位置を示すインジケータとして互いに４０ｃｂｓ離間している。
【００９３】
データ・ラン・アウトはＦＳ０で開始し、ＦＳ０の次にデータの終了を示す９Ｔ／９Ｔ／９Ｔ／９Ｔ／９Ｔ／９Ｔパターンが続き、主に３Ｔ／３Ｔ／２Ｔ／２Ｔ／５Ｔ／５Ｔの繰り返しパターンからなる。
【００９４】
図１４はデータ・ラン・インとデータ・ラン・アウトの構造である。
【００９５】
図１５はウォブルアドレスに関するデータの配置を示す図である。物理クラスタは４９６フレームである。データ・ラン・インとデータ・ラン・アウトの合計の５６ウォブル（ＮＷＬ）は２×２８ウォブルであり、２個の記録フレームに相当する。
【００９６】
１ＲＵＢ＝４９６＋２＝４９８記録フレーム
１ＡＤＩＰユニット＝５６ＮＷＬ＝２記録フレーム
８３ＡＤＩＰユニット＝１ＡＤＩＰワード（１ＡＤＩＰアドレスを含む）
３ＡＤＩＰワード＝３×８３ＡＤＩＰユニット
３ＡＤＩＰワード＝３×８３×２＝４９８記録フレーム
追記型のディスクではデータを記録する際に、既に記録されているデータに連続して次のデータを記録することが必要である。データの間に隙間が生じると、再生できなくなる。そこで、後続記録フレームの最初のデータ・ラン・イン領域を先行記録フレームの最後のデータ・ラン・アウト領域に重ねて記録（上書き）するために、図１６に示すようにデータ・ラン・アウト領域の最後にガード３領域を配置する。同図（ａ）は１個の物理クラスタだけ記録する場合であり、同図（ｂ）は複数の物理クラスタを連続して記録する場合であり、最後のクラスタのラン・アウトの後だけガード３領域を設ける。このように、単独で記録された各記録ユニットブロック、あるいは連続して記録された複数の記録ユニットブロックはガード３領域で終結される。ガード３領域は２つの記録ユニットブロック間に未記録領域がないことを保証する。
【００９７】
以上のような  §  Ｂフォーマットの説明において、図５から図１１に示したグルーブ１１のウォブル信号に対し、情報記録再生装置は高い精度でアドレス信号を読み取ることが望まれる。本実施形態の情報記憶媒体において、レイヤー１ ７-４とレイヤー０ ７-３におけるウォブル信号品質が異なると、特定のレイヤーでのウォブル検出特性が低下するという問題が発生する。従って、上述したようにレイヤー０ ７-３とレイヤー１ ７-４でプリグルーブ １１の形状を変え、ウォブルからの情報記録再生装置における検出信号特性をほぼ一致させる事で、レイヤーによらず安定したウォブル検出信号を得られる。なお、レイヤー０ ７-３とは、図１における記録層 ３-３と光半透過層 ４-３の組み合わせを意味し、レイヤー１ ７-４は図１の記録層 ３-４と光反射層 ４-４の組み合わせを意味する。
【００９８】
また、記録層 ３-４、３-３には図１２から図１６に示す情報が記録され、更に図４に示すようなエラー訂正方式を取っている。しかし、本実施形態における情報記憶媒体においては図４に示すエラー訂正では不十分な場合がある。従って、本実施形態では透明保護層 ５の表面の情報記憶媒体全域に渡る平坦化を確保する事により、特に内周部または外周部での再生信号特性を向上させ、図１２から図１６に示す記録信号の安定的な再生を可能としている。
【００９９】
また同様に、情報記憶媒体の全面に亘る透明保護層 ５表面の平坦化を確保する事で特に内周部あるいは外周部への記録特性を向上させ、図１３から図１６のフォーマットに基づく記録の更なる安定化を図る事が可能となる。
【０１００】
次に、図１、及び図１７ないし図２２を用い、本実施形態の情報記憶媒体における製造方法を説明する。ポリカーボネートの材質を有し、厚みが１．１ミリメートル弱で表面にランド及びグルーブが形成されている基板８を用意する。基板８の上に、真空蒸着またはスパッタリングにより、光反射層 ４-４を形成する。
【０１０１】
本実施形態においては光反射層 ４-４の材質として例えば銀ビスマスＡgＢiを採用する。光反射層 ４-４の厚さは例えば１００ｎｍ以上にすることができる。このように光反射層 ４-４の厚さが充分厚いと、後述するように、記録層３-４を形成する時の下地は、銀ビスマスＡgＢiの表面特性がそのまま現れる。本実施形態では、光反射層  ４-４の上に記録層 ３-４をスピナーコーティングにより形成する。
【０１０２】
また、本実施形態では前記記録層３-４の材質として有機金属錯体を使用する。具体的には、有機金属錯体の中で例えばアゾ金属錯体を使用することができる。溶媒にアゾ金属錯体が溶けた状態の溶液を光反射層４-４の上に塗布し、基板８を回転する事で溶液を拡散させ、均一に塗布させた後、溶媒を蒸発させる事により記録層３-４を形成する。スピナーコーティングにより溶液を光反射層４-４の上に均一に広げる工程において、前述したように光反射層４-４の表面は銀ビスマスＡgＢi単体の表面特性を有しているため、溶液との濡れ性が低い構造となっている。図１では、記録層３-４が光反射層４-４の凹凸に沿って形成されているように示しているが、実は濡れ性の低下により光反射層４-４の形状よりも、なまった形状で記録層３-４が形成され易い。このため、前述した濡れ性の影響から記録層３-４内での段差は前述したランド１６の形状を、なまった形状例えばランド１６の幅よりも狭く、かつランド１６の深さよりも浅い形状で、記録層３-４の段差が形成され得る。
【０１０３】
本実施形態においてランド１６の幅や深さの形状は基板８と光反射層４-４との界面での形状を意味する。基板８と光反射層４-４との界面におけるランド１６の高さとランド１６以外の高さの段差量をランド１６の深さと呼び、ランド１６の側面での段差の中央部の幅を本実施形態ではランド１６の幅と定義する。また、従って記録層 ３-４におけるランド１６に対応した部分での段差量（深さ）は定義に従ったランド１６の深さよりも浅くなっている。同様に記録層 ３-４におけるランド１６に対応した部分での段差箇所の幅は上記定義に従ったランド１６の幅より狭くなっている。
【０１０４】
スペースレイヤー７は２Ｐ樹脂（フォトポリマー）により形成される。スペースレイヤー７を形成する時に記録層３-４が一部破損し、安定な記録層３-４を保持出来なくなるという問題が生じる。これは、液体状の２Ｐ樹脂を塗布して（スピナーコーティングにより）スペースレイヤー７を形成すると、有機溶剤に溶ける材質で作られている記録層３-４が液体状の２Ｐ樹脂 ２の中に溶け出し、記録層３-４が一部剥離してしまうことによる。それを防止するために、本実施形態では記録層３-４とスペースレイヤー７との間にバリア層６-４を形成し、スペースレイヤー７形成時の記録層３-４への破損を防止している。バリア層６-４を、ＳiＯ２等の酸化物、Ｓｉ３Ｎ４等、金属や半導体の酸化物、硫化物、窒化物、炭化物やＣａ、Ｍｇ、Ｌiなどのフッ化物を用いて、真空蒸着やスパッタリングなどにより形成すると、製造時間が掛かると共に製造コストが高くなる。しかしながら、本実施形態においては、バリア層 ６-４として塗布（スピナーコーティング）により形成可能な材料を選択する事でバリア層 ６-４形成時間を大幅に短縮させ、情報記憶媒体の低価格化を可能としている。
【０１０５】
本実施形態では記録層 ３-４は有機溶剤に溶ける材質により構成されている。このため、有機溶剤を溶媒とした溶液によりバリア層 ６-４を形成する事は出来ない。そこで、記録層 ３-４を構成する材質は有機溶剤には溶けるが、水には溶け辛い性質を持つことを利用し、本実施形態ではバリア層 ６-４の材料として水に溶ける水溶性材料を使用することができる。具体的には、例えば水溶性塗料を使用できる。バリア層６-４が水に溶ける水溶性塗料を使用する事により、バリア層６-４形成時にバリア層材料を含んだ溶液に記録層 ３-４が溶け出す事を防止出来る。このように、水溶性の塗料を利用するとバリア層を形成する時に記録層 ３-４が剥離する事が無く、記録層 ３-４の形状や特性が安定に保持されたままバリア層 ６-４を形成する事が出来る。本実施形態においては水溶性塗料に限らずバリア層 ６-４の材料として、例えば水に溶けるガラスであるスピンオングラスやゼラチン（ヤマト糊など）、水に溶けるシリコーンを使用することができる。
【０１０６】
また、本実施形態では、記録層３-４を構成する有機記録材料はポリビニルアルコール（ＰＶＡ）またはポリウレタンビニルアルコール、パーフルオロエーテル、フォンプリオニオイルなどにも溶けない特性を有している。従って本実施形態の他の応用例としてＰＶＡまたはポリウレタンビニルアルコール、パーフルオロエーテル、フォンプリオニオイルを溶媒として使用できる有機材料をバリア層６-４の材料として選択することができる。具体的にはパーフルオロエーテル、フォンプリオニオイルを溶媒として利用できるニトリルゴム系有機材料やシリコーン系有機材料、ウレタンゴム系有機材料やＰＶＡ（ポリビニルアルコール）またはポリウレタンビニルアルコールを溶媒として利用できるゼラチンやシリコーン系有機材料を使用する。それにより、バリア層形成時にバリア層形成前の溶液に記録層 ３-４が溶けること無く、安定な記録層 ３-４の形状や特性を保ったままバリア層 ６-４が形成される。
【０１０７】
本実施形態において、図１８に示すようにバリア層 ６-４の表面は比較的平坦な形に見える。しかしながら、バリア層６-４を塗布（スピナーコーティング）により形成すると、図２に示すように、実際は記録層３-４内のランド１６での凹形状の影響を受け、多少段差が生じ易いけれども、このバリア層６-４表面での凹凸は基板８上でのでの凹凸より緩和されたものとなる。このように、バリア層 ６-４の表面の凹凸はある程度平滑化されるので、その上にスペースレイヤー７が形成しやすくなっている。
【０１０８】
スペースレイヤー７は、図１９に示すように、紫外線硬化樹脂（２Ｐ樹脂）２を塗布した後、ポリカーボネート製スタンパー １-４によりランド１６及びプリグルーブ １１に基づく凹凸形状を転写させて形成される。具体的には図１８に示したバリア層 ６-４の上に、液体上の２Ｐ樹脂 ２を垂らし、次に、基板表面のランド及びグルーブと同様のランド及びグルーブを有するポリカーボネート製スタンパー１-４を図１９に示すように適用し、基板８全体を回転させて２Ｐ樹脂２を広げる。その時に、ポリカーボネート製スタンパー１-４状のランド及びグルーブによる凹凸形状が転写される。その後、ポリカーボネート製スタンパー１-４側から紫外線を照射させる。紫外線はポリカーボネート製スタンパー１-４を透過して２Ｐ樹脂２に入射する。その結果、紫外線を照射されて２Ｐ樹脂２が硬化する。
【０１０９】
図１９の工程で２Ｐ樹脂２からスペースレイヤー７を形成すると、ポリカーボネート製スタンパー１-４の凹凸形状が転写され、スペースレイヤー７の表面に凹凸状態が形成され、プリグルーブ１１とランド１６が形成される。その上に、図２０に示すように、光半透過層４-３を形成する。本実施形態において光半透過層４-３の材質は銀ビスマスＡgＢiを使用し、スパッタリングまたは真空蒸着により形成する。本実施形態において、記録層 ３-４に記録されている情報を再生する時にはレーザー光９は光半透過層 ４-３を通過しなければならない。そのため、光半透過層 ４-３の厚みは充分薄い事が望まれ、１００ｎｍ以下である事が望ましい。本実施形態では、光半透過層 ４-３の厚みを２３〜２５ｎｍに設定することができる。
【０１１０】
光半透過層 ４-３形成後には、図２０に示すように、スピナーコーティング法により記録層３-３を形成する。記録層 ３-３の材質としては、記録層 ３-４と同様、有機金属錯体を使用している。本実施形態では、記録層 ３-３の具体的な材質として、有機金属錯体の中のアゾ金属錯体を使用し得る。
【０１１１】
しかし、記録層 ３-４では高感度な記録特性が要求される。すなわち、レーザー光 ９が記録層 ３-３と光半透過層 ４-３を通過した後、記録層 ３-４に到達するので、記録層 ３-４に要求される性能として高感度な特性が要求される。それに対して記録層 ３-３では、レーザー光 ９が記録層 ３-４まで透過しなければならないため、光透過率を高くする必要がある。従って、本実施形態においてはそれぞれの記録層 ３-４、３-３に要求される性能に対応し、同じアゾ金属錯体でも異なる材質や異なる分子構造を持つ記録材料を使用し得る。
【０１１２】
前述したように、光反射層 ４-４の厚みは充分厚いため、その上に形成する記録層 ３-４から見ると、下地は銀ビスマスＡgＢiの材質のみと同じ特性となり、記録層 ３-４を形成する時の記録材料を含んだ溶液に対する濡れ性が低い。それに対して光半透過層 ４-３は充分厚みが薄いため、下地のスペースレイヤー  ７の特性が反映されて記録層 ３-３を形成する時の記録材料を含んだ溶液に対する濡れ性が相対的に高くなる。前述したように、記録層 ３-３もスピナーコーティング法により形成される。すなわち記録層 ３-３を構成する記録材料（アゾ金属錯体）を含んだ溶液を塗布し、基板 ８を回転させながら溶液を広げる作用をするが、その時、光半透過層 ４-３の表面の溶液に対する濡れ性が高いので、記録層 ３-３は光半透過層 ４-３の表面の凹凸形状すなわちランド１６及びプリグルーブ １１の形状を良好に再現し得る。
【０１１３】
その結果、もし基板 ８上でのランド１６及びプリグルーブ １１の形状（幅と深さ）とスペースレイヤー ７表面のランド１６及びプリグルーブ １１の形状（幅と深さ）が同じだった場合には、記録層 ３-４に対し、記録層 ３-３の方がプリグルーブ １１の深さが深くなると共に、幅も広く見える。その結果、記録層 ３-４と記録層 ３-３から得られるランド１６及びプリグルーブ １１からのウォブルアドレス信号の信号量が変化してしまう。
【０１１４】
図５から図１１に示したプリグルーブ １１によるウォブルアドレス情報はレイヤー０ ７-３とレイヤー１ ７-４から、ほぼ等しい事が要求される。このようなことから、本実施態様においては、記録溶液の濡れ性を考慮し、スペースレイヤー ７の表面のプリグルーブ １１の形状を基板 ８の表面でのプリグルーブ １１の形状と異なる形状にすることができる。上述のように、記録層 ３-３の方が記録層 ３-４よりもその形成時に使用される溶液の濡れ性が高いので、ランド１６及びプリグルーブ １１での凹凸形状の転写性が良いので、スペースレイヤー ７のプリグルーブ １１の深さを基板 ８の深さよりも浅くすることができる。種々の実験から、その深さは、大きいものに対し小さいものをその９５％以下にすることによりウォブル信号振幅をほぼ等しくさせることができることがわかった。更に、スペースレイヤー ７のプリグルーブ １１の幅をウォブル検出信号振幅が小さくなる方向に基板 ８のプリグルーブ １１の幅よりも変化させている。
【０１１５】
本実施形態では、それ以外の方法として、ランド１６及びプリグルーブ １１の形状をスペースレイヤー ７表面と基板８表面で変化させる代わりに、両者の形状寸法を等しくし、その代わりウォブル検出信号振幅が小さく出るようにスペースレイヤー ７（レイヤー０ ７-３側）のプリグルーブ １１のウォブル振幅を基板 ８上の（レイヤー１ ７-４側の）プリグルーブ １１のウォブル振幅よりも小さくさせ、レイヤー０ ７-３とレイヤー１ ７-４からのウォブル信号振幅をほぼ一致させることもできる。種々の実験結果により、振幅の大きいものに対し振幅の小さいものを９５％以下にすることによりウォブル信号振幅をほぼ等しくさせることができることがわかった。また、他の態様によれば、振幅の大きいものに対し振幅の小さいものを８０％以下にすることによりウォブル信号振幅をほぼ一致させることができることがわかった。
【０１１６】
次に、図２１に示すように、記録層３-３の上にバリア層６-３を形成する。本実施形態において、バリア層６-３の材質、および形成方法は前述したバリア層 ６-４と同様にすることができる。これにより、情報記憶媒体の製造コストを低減することができる。
【０１１７】
さらに、本実施形態において、バリア層６-３の上に形成する保護層５の形成時に、平坦な表面を有するポリカーボネート製スタンパー１-３を使用することにより、保護層の表面１２を平坦化することができる。また、その製造性を上げるために保護層５を保護層５-１と保護層５-２の積層とし、１層当たりの膜厚を薄くすることにより製造の効率及び膜の平坦性を向上させることができる。図２１に示すようにバリア層６-３の上に液体状の２Ｐ樹脂 ２を垂らし、その上に平坦性が確保されたポリカーボネート製スタンパー １-３を乗せ、基板 ８ごと回転させる事で、２Ｐ樹脂 ２を情報記憶媒体内にまんべんなく広げることができる。次に、ポリカーボネート製スタンパー １-３越しに紫外線を２Ｐ樹脂 ２に対して照射し、透明保護層 ５-２を形成する。
【０１１８】
更に、図２２に示すように、硬化させた透明保護層 ５-２の上に、図２１と同様にして液体状の２Ｐ樹脂 ２を垂らし、前述した表面が平坦なポリカーボネート製スタンパー １-３を再度のせ、基板 ８ごと回転させる事で２Ｐ樹脂 ２を情報記憶媒体全体に広げ、その後、ポリカーボネート製スタンパー １-３越しに紫外線を２Ｐ樹脂 ２に対し照射させることで保護層 ５-１を形成する。
【０１１９】
本実施形態では、図１に示すように、保護層 ５の厚みtを例えば０．１ミリメートルに設定し得る。しかし、保護層 ５の厚みtが０．１ミリメートルと充分に厚いと、スピナーコーティングによる塗布では液体状の２Ｐ樹脂 ２の粘性を高くしなければならず、そのような高い粘度の２Ｐ樹脂 ２で保護層 ５を形成すると、情報記憶媒体内での厚みの均一性を確保する事が困難となる傾向がある。これに対し、本実施形態のように保護層 ５を２層に分離させた場合には１層の保護層 ５-１または５-２の厚みが５０μｍで済む。この程度の厚みだと２Ｐ樹脂 ２に要求される粘度が低くて済むので、製造が容易である。また、仮に保護層 ５-２の厚みが情報記憶媒体内で均一性が損なわれていた場合でも、保護層 ５-１を形成する段階でポリカーボネート製スタンパー １-３の置き方を工夫する事により、保護層 ５-２内の厚みムラを相殺させる事が可能となる。トータル的に見た時の保護層 ５-２と５-１の積層状態での情報記憶媒体の厚みｔの均一性を確保する事が可能となる。スピナーコーティングによる２Ｐ樹脂 ２を用いた保護層 ５の形成方法に比べ、図２１，図２２に示すように、ポリカーボネート製スタンパー １-３を利用して保護層 ５を形成した方がポリカーボネート製スタンパー １-３の平面性が転写されるため、大幅に保護層 ５の厚みムラを低減させる事が可能となる。
【０１２０】
紫外線を透過させるスタンパーとして、ＣＯＰ（シクオオレフィンポリマー）からなる有機スタンパー（ポレオレフィン系）がしられているが、ＣＯＰは高価格でなので、情報記憶媒体のコスト高を招く。それに対し、本実施形態のように透明保護層 ５形成時に使用するスタンパーとして紫外線を通過させる安価なポリカーボネートを利用する事により、平坦性を確保したスタンパー １-３の製造コストが大幅に低減される。安価なポリカーボネート製スタンパー １-３を頻繁に新品と交換することにより、スタンパー １-３の傷や汚れによる影響を防ぎ、情報記憶媒体の低価格化と高品質とを保つ事が可能となる。このように作成した情報記憶媒体は図１に示すように、レーザー光 ９を透明保護層 ５-１、透明保護層 ５-２、バリア層 ６-３を通して記録層 ３-３に照射し、記録または再生させる事が可能となる。またそれに限らず、更に光半透過層 ４-３とスペースレイヤー ７、バリア層 ６-４を通過させ、レーザー光 ９を記録層 ３-４に照射させ、記録または再生させる事が可能となる。
【０１２１】
次に、透明保護層の表面 １２の平坦性および透明保護層 ５の厚みの均一性について説明をする。２Ｐ樹脂 ２をスピナーコーティング法により透明保護層 ５を形成した場合には、情報記憶媒体の内周部もしくは外周部で透明保護層 ５の厚みtが薄くなったり、厚くなる場合も発生する。前述した図３３または図４１から図４５に示したデータを再生したり、あるいはこのようなデータを記録する場合に、図２１のように透明保護層 ５の厚みtが局所的に厚くなると、情報記録再生装置内の光学ヘッドでの球面収差が記録または再生性能が劣化するという問題が発生する。
【０１２２】
図２３に、本発明の一実施態様に係るディスク状の情報記憶媒体の縦断面を表す斜視図を示す。本実施形態ではポリカーボネート製スタンパー １-３の平坦性が転写されるため、図２３に示すように透明保護層 ５の厚みtは情報記憶媒体内至るところ均一となる。これにより、水の浸入による記録層 ３-３の膜劣化や記録／再生信号特性劣化を防止する事ができ、情報記憶媒体の記録／再生性能を大幅に向上させる事が出来る。それのみならず、本実施形態に示した製造方法によると透明保護層 ５の境界部での断面形状に対しても後述する大きな特徴を持つ事が可能となる。
【０１２３】
図２４は図２３の内周部での透明保護層 ５境界部の断面を拡大した図であり、図２５は図２３に示した透明保護層 ５の外周部での断面形状を示したものである。
【０１２４】
本実施形態の製造方法を使用すると、図２１，図２２に示すように透明保護層 ５を形成する２Ｐ樹脂 ２がポリカーボネート製スタンパー １-３とバリア層 ６-３または透明保護層 ５-２との間に挟まれているため、内周部および外周部の境界部側面の傾き角度θは９０度に近い形になる。多くの実験結果で、ポリカーボネート製スタンパー １-３の平坦性を転写した場合に、図２４及び図２５に示す境界部側面の角度θは、３０度以上１５０度以下を確保する事が出来る。しかしながら、このようなスタンパーを使用しないと、透明保護層境界部での断面の角度θは３０度以下、または１５０度を越えてしまう場合がある。このように、透明保護層 ５の外周または外周での境界部の側面の角度を３０度から１５０度の範囲にする事により、情報記憶媒体の内周部ぎりぎりまで透明保護層 ５の厚みtを均一に出来ると共に外周部ぎりぎりまで透明保護層 ５の厚みtを均一にする事ができ、内周部から外周部にかけて広い範囲に亘り、安定した記録または再生性能を確保する事が出来る。
【０１２５】
更に、情報記憶媒体内周部から外周部にかけてのより一層広い範囲に亘り、透明保護層 ５の厚みtを均一にしたい場合には、保護層 ５の境界部での側面の角度を４５度以上１３５度以下にする事ができる。更にそれに以上に情報記憶媒体の有効記録範囲をより広く取ろうとした場合、更に内周部および外周部までなお一層広い範囲に亘り、透明保護層 ５の厚みtを均一にしたい場合には、図２４及び図２５に示す保護層 ５の境界部での側面角度θを６０度以上１２０度以下に設定することができる。
【０１２６】
図１，２１，２２に示す製造方法を用いた場合には、製造条件を適切に管理する事により保護層 ５の境界部での側面角度θを６０度以上１２０度の範囲にする事が容易となる。
【０１２７】
次に、図１に示す記録層 ３-４と記録層 ３-３の具体的な材料について説明を行う。
【０１２８】
前述したように、記録層 ３-４では高い感度が要求され、記録層 ３-３では高い光透過率が要求される為、それぞれの要求性能に合わせて使用される材料の構造、もしくは混入物が異なる。しかし、いずれの記録層 ３-４、３-３においても有機金属錯体であるアゾ金属錯体で使用しているところは共通している。以下に記録層 ３-４と記録層 ３-３における共通した材質および分子構造についての説明を行う。
【０１２９】
§記録層における共通した材質および分子構造
相変化記録膜と有機色素記録膜との再生信号の違い説明
２−１）記録原理／記録膜構造の違いと再生信号生成に関する基本的な考え方の違い
図２６（ａ）に標準的な相変化記録膜構造（主に書替え形情報記憶媒体に使用されている）を示し、図２６（ｂ）に標準的な有機色素記録膜構造（主に追記形情報記憶媒体に使用されている）を示す。本実施形態の説明文内では図２６に示した透明基板２−１、２−２を除いた記録膜構造全体を（光反射層４−１、４−２を含めて）“記録膜”と定義し、記録材料が配置されている記録層単体３−１、３−２とは区別する。相変化を用いた記録材料では一般的に既記録領域（記録マーク内）と未記録領域（記録マーク外）での光学的な特性変化量が小さいので、再生信号の相対的な変化率を強調するためのエンハンス構造を採用している。そのため相変化記録膜構造では図２６（ａ）に示すように透明基板２−１と相変化形記録層３−１との間に下地中間層５を配置し、光反射層４−２と相変化形記録層３−１との間に上側中間層６を配置している。本実施形態では透明基板２−１、２−２の材料として透明プラスチック材料であるポリカーボネートＰＣあるいはアクリルＰＭＭＡ（ポリ・メチル・メタクリレート）を採用している。本実施形態で使用されるレーザ光７の中心波長は４０５ｎｍであり、この波長におけるポリカーボネートＰＣの屈折率ｎ２１、ｎ２２は１．６２近傍になっている。相変化形記録材料として最も一般的に用いられているＧｅＳｂＴｅ（ゲルマニウム・アンチモン・テルル）での４０５ｎｍにおける標準的な屈折率ｎ３１と吸収係数ｋ３１は結晶領域ではｎ３１≒１．５、ｋ３１≒２．５に対して非晶質領域ではｎ３１≒２．５、ｋ３１≒１．８となっている。このように相変化形記録材料における（非晶質領域内での）屈折率は透明基板２−１の屈折率と大きく異なり、相変化記録膜構造では各層の界面でのレーザ光７の反射が起こり易くなっている。上記のように（１）相変化記録膜構造がエンハンス（強調）構造を取っている、（２）各層間の屈折率差が大きいなどの理由から相変化記録膜に記録された記録マークからの再生時における光反射量変化（記録マークからの光反射量と未記録領域からの光反射量の差分値）は下地中間層５、記録層３−１、上側中間層６、光反射層４−２のそれぞれの界面で発生する多重反射光の干渉結果として得られる。図２６（ａ）ではレーザ光７が下地中間層５と記録層３−１との間の界面、記録層３−１と上側中間層６との間の界面、上側中間層６と光反射層４−２との間の界面のみで反射しているように見えるが、実際には複数回の多重反射光間の干渉結果で光反射光量変化が得られている。
【０１３０】
それに対して有機色素記録膜構造は有機色素記録層３−２と光反射層４−２のみの非常に簡素な積層構造を取っている。この有機色素記録膜を使用した情報記憶媒体（光ディスク）は追記形情報記憶媒体と呼ばれ、１回のみの記録が可能であるが、前記相変化記録膜を用いた書替え形情報記憶媒体のように一度記録した情報の消去処理や書き替え処理はできない。一般的な有機色素記録材料の４０５ｎｍでの屈折率はｎ３２≒１．４（各種の有機色素記録材料の４０５ｎｍでの屈折率範囲としてもｎ３２＝１．４〜１．９）、吸収係数ｋ３２≒０．２（各種の有機色素記録材料の４０５ｎｍでの吸収係数範囲としてもｋ３２≒０．１〜０．２）近傍が多い。有機色素記録材料と透明基板２−２間の屈折率差が小さいので記録層３−２と透明基板２−２との間の界面での光反射量はほとんど生じない。従って、有機色素記録膜からの光学的再生原理（反射光量変化を発生する理由）は上述したような相変化記録膜内での“多重干渉”では無く、“光反射層４−２で反射して戻って来るレーザ光７に対する光路途中での（干渉も含めた）光量損失”が主な要因となっている。光路途中での光量損失を引き起こす具体的な理由は“レーザ光７内で部分的に引き起こされる位相差による干渉現象”や“記録層３−２内での光吸収現象”が有る。プリグルーブやプリピットの無い鏡面上での未記録領域における有機色素記録膜の光反射率は光反射層４−２におけるレーザ光７の光反射率から記録層３−２内を通過する時の光吸収量を差し引いた値で単純に求まる所に特徴がある。上述したように“多重干渉”の計算により光反射率を求める相変化記録膜とは大きな違いが有る。
【０１３１】
まず始めに従来技術として現行ＤＶＤ−Ｒディスクで解釈されている記録原理について説明する。現行ＤＶＤ−Ｒディスクでは記録膜にレーザ光７を照射すると、記録層３−２が局所的にレーザ光７のエネルギーを吸収して高熱になる。特定温度を越えると、透明基板２−２が局所的に変形する。透明基板２−２の変形を誘発するメカニズムはＤＶＤ−Ｒディスクの製造メーカーにより異なるが、
（１）記録層３−２の気化エネルギーによる局所的に透明基板２−２が塑性変形や
（２）記録層３−２から熱が透明基板２−２に伝わり、その熱により局所的に透明基板２−２が塑性変形
が原因と言われている。透明基板２−２が局所的に塑性変形すると、透明基板２−２を通過して光反射層４−２で反射し、再度透明基板２−２を通過して戻って来るレーザ光７の光学的距離が変化する。局所的に塑性変形した透明基板２−２の部分を通過して戻ってくる記録マーク内からのレーザ光７と、変形して無い透明基板２−２の部分を通過して戻ってくる記録マーク周辺部からのレーザ光７との間に位相差が生じるので、両社間の干渉により反射光の光量変化が生じる。また、特に、上記（１）のメカニズムが生じた場合には、記録層３−２の記録マーク内が気化（蒸発）により空洞化して生じる実質的な屈折率ｎ３２の変化、あるいは記録マーク内での有機色素記録材料の熱分解により生じる屈折率ｎ３２の変化も上記の位相差発生に寄与する。現行ＤＶＤ−Ｒディスクでは、透明基板２−２が局所的に変形するまで記録層３−２が高温（上記（１）のメカニズムでは記録層３−２の気化温度、（２）のメカニズムでは透明基板２−２を塑性変形させるために必要な記録層３−２内温度）になる必要や、記録層３−２の一部を熱分解または気化（蒸発）させるために高温にする必要が有り、記録マークを形成させるためにはレーザ光７の大きなパワーが必要となる。
【０１３２】
記録マークを形成するには第１段階として記録層３−２がレーザ光７のエネルギーを吸収できる必要が有る。記録層３−２内の光吸収スペクトルが有機色素記録膜の記録感度に大きく影響を及ぼす。記録層３−２を形成する有機色素記録材料内での光の吸収原理を本実施形態の（Ａ３）を用いて説明する。
【０１３３】
化１は情報記憶媒体構成要素の具体的内容“（Ａ３）アゾ金属錯体＋Ｃｕ”の具体的な構造式を示している。化１に示したアゾ金属錯体の中心金属Ｍを中心とした円形の周辺領域が発色領域８となる。この発色領域８をレーザ光７が通過すると、この発色領域８内の局在電子がレーザ光７の電場変化に共鳴（共振）してレーザ光７のエネルギーを吸収する。この局在電子が最も共鳴（共振）してエネルギーを吸収し易い電場変化の周波数に対してレーザ光７の波長に換算した値を最大吸収波長と呼び、λｍａｘで表す。化１に示すような発色領域８（共鳴範囲）の長さが長くなる程、最大吸収波長λｍａｘが長波長側にシフトする。また、化１において中心金属Ｍの原子を代える事で中心金属Ｍ周辺の局在電子の局在範囲（中心金属Ｍが局在電子をどれだけ中心付近に引き寄せられるか）が変化し、最大吸収波長λｍａｘの値が変化する。
【０１３４】
絶対零度でかつ純度が高く発色領域８が一箇所しか無い場合の有機色素記録材料の光吸収スペクトルは最大吸収波長λｍａｘ近傍で幅の狭い線スペクトルを描く事が予想されるが、常温で不純物を含み更に、複数の光吸収領域を含んだ一般的な有機色素記録材料の光吸収スペクトルは最大吸収波長λｍａｘを中心とした光の波長に対する幅の広い吸光特性を示している。現行ＤＶＤ−Ｒディスクに用いられている有機色素記録材料の光吸収スペクトルの一例を図２７に示す。図２７において有機色素記録材料を塗布して形成した有機色素記録膜に対して照射する光の波長を横軸に取り、それぞれの波長の光を有機色素記録膜に照射した時の吸光度を縦軸に取ってある。吸光度とは追記形情報記憶媒体として完成した状態（あるいは透明基板２−２上に記録層３−２が形成されたのみの状態（図２６（ｂ）の構造に対して光反射層４−２が形成される前の状態））に対して透明基板２−２側から入射強度Ｉｏのレーザ光を入射させ、反射したレーザ光強度Ｉｒ（記録層３−２側から透過したレーザ光の光強度Ｉｔ）を測定して得られる値で有る。吸光度Ａｒ（Ａｔ）は
Ａｒ≡−ｌｏｇ１０（Ｉｒ／Ｉｏ）                    （Ａ−１）
Ａｔ≡−ｌｏｇ１０（Ｉｔ／Ｉｏ）                    （Ａ−２）
で表される。今後特に断らない限り吸光度としては（Ａ−１）式で表させる反射形の吸光度Ａｒの事を示して説明を行うが、本実施形態においてはそれに限らず、（Ａ−２）式で表させる透過形の吸光度Ａｔとして考える事も出来る。図２７に示した実施形態では発色領域８を含む光吸収領域が複数存在しているため、吸光度が極大になる位置が複数存在する。この場合には、吸光度が極大値を取る時の最大吸収波長λｍａｘが複数存在する。現行ＤＶＤ−Ｒディスクにおける記録用レーザ光の波長は６５０ｎｍになっている。本実施形態において最大吸収波長λｍａｘが複数存在した場合には、記録用レーザ光の波長に最も波長が近い最大吸収波長λｍａｘの値が重要になって来る。従って、本実施形態説明文中に限り、記録用レーザ光の波長に最も近い位置にある最大吸収波長λｍａｘの値を“λ”と定義し、他のλｍａｘ（λｍａｘ ０）と区別する。
【０１３５】
２−２）プリピット／プリグルーブ領域内での光反射層形状の違い
プリピット領域またはプリグルーブ領域１０での記録膜の形成形状比較を図２８に示す。図２８（ａ）は相変化記録膜に対する形状を示している。下地中間層５、記録層３−１、上側中間層６、光反射層４−１いずれの層を形成する場合にも真空中でスパッタ蒸着、真空蒸着またはイオンプレーティングのいずれかの方法を用いる。その結果、全ての層で透明基板２−１の凹凸形状を比較的忠実に複製する。例えば、透明基板２−１のプリピット領域またはプリグルーブ領域１０での断面形状が矩形または台形になっていた場合には、記録層３−１と光反射層４−１の断面形状も概略矩形または台形となる。
【０１３６】
図２８（ｂ）は有機色素記録膜を用いた場合の記録膜として従来技術である現行ＤＶＤ−Ｒディスクの一般的記録膜断面形状を示す。この場合の記録膜３−２の形成方法としては図２８（ａ）とは異なりスピンコーティング（またはスピナーコーディング）と言う全く異なる方法を用いる。スピンコーティングとは記録層３−２を形成する有機色素記録材料を有機溶剤に溶かして透明基板２−２上に塗布した後、透明基板２−２を高速で回転させて遠心力で塗布剤を透明基板２−２の外周側へ広げ、有機溶剤を気化させる事で記録層３−２を形成する方法である。この方法を用いると有機溶剤の塗布工程を用いるため、記録層３−２表面（光反射層２−２との界面）が平坦になり易い。その結果、光反射層２−２と記録層３−２との間の界面での断面形状は透明基板２−２の表面（透明基板２−２と記録層３−２との界面）形状とは異なった形状となる。例えば、透明基板２−２の表面（透明基板２−２と記録層３−２との界面）の断面形状が矩形または台形となっているプリグルーブ領域では光反射層２−２と記録層３−２との間の界面での断面形状は概略Ｖ字形の溝形状に、プリピット領域では概略円錐の側面形状になる。更に、スピンコーティング時に有機溶剤が凹部に溜まり易いため、プリピット領域またはプリグルーブ領域１０内での記録層３−２の厚みＤｇ（図２８（ｂ）に示すようにプリピット領域またはプリグルーブ領域１０の底面から光反射層２−２との界面の最も低くなった位置までの距離）がランド領域１２内での厚みＤｌよりも大幅に厚く（Ｄｇ＞Ｄｌと）なる。その結果、プリピット領域またはプリグルーブ領域１０での透明基板２−２と記録層３−２との界面の凹凸量が透明基板２−２と記録層３−２との界面での凹凸量より大幅に少なくなっている。
【０１３７】
このように光反射層２−２と記録層３−２との間の界面での凹凸形状が鈍るとともに凹凸量も大幅に小さくなるため、記録膜形成方法の違いにより透明基板２表面（プリピット領域またはプリグルーブ領域１０）の凹凸形状と寸法が同じ場合には、レーザ光を照射した時の有機色素記録膜からの反射光の回折強度が相変化記録膜からの反射光の回折強度より大幅に劣化する。その結果、透明基板２表面（プリピット領域またはプリグルーブ領域１０）の凹凸形状と寸法が同じ場合には、従来の有機色素記録膜を用いた場合には相変化記録膜を用いた場合に比べて
（１）プリピット領域からの光再生信号の変調度が小さく、プリピット領域からの信号再生信頼性が悪い
（２）プリグルーブ領域からのプッシュプル法による充分大きなトラックずれ検出信号が得辛い
（３）プリグルーブ領域がウォブリング（蛇行）した場合の充分に大きなウォブル検出信号が得辛い
と言う特徴が有る。
【０１３８】
また、ＤＶＤ−Ｒディスクではアドレス情報等の特定情報がランド領域１２に微少な凹凸（ピット）形状で記録されているため、プリピット領域またはプリグルーブ領域１０の幅Ｗｇよりもランド領域１２の幅Ｗｌが広く（Ｗｇ＞Ｗｌ）なっている。
【０１３９】
本実施形態における有機色素記録膜の特徴説明
３−１）従来の有機色素材料を用いた追記記録膜（ＤＶＤ−Ｒ）での高密度化に対する問題点
“２−１）記録原理／記録膜構造の違いと再生信号生成に関する基本的な考え方の違い”で既に説明したように、従来の有機色素材料を用いた追記形情報記憶媒体である現行のＤＶＤ−ＲとＣＤ−Ｒの一般的な記録原理は“透明基板２−２の局所的な塑性変形”あるいは“記録層３−２内の局所的な熱分解や気化”を伴っている。従来の有機色素材料を用いた追記形情報記憶媒体における記録マーク９位置での具体的な透明基板２−２の塑性変形状況を図２９に示す。代表的な塑性変形状況は２種類存在し、図２９（ａ）に示すように記録マーク９位置でのプリグルーブ領域の底面１４の深さ（隣接するランド領域１２との間の段差量）が未記録領域でのプリグルーブ領域１１の底面の深さと異なる場合（図２９（ａ）に示した例では記録マーク９位置でのプリグルーブ領域の底面１４の深さが未記録領域よりも浅くなっている）と、図２９（ｂ）に示すように記録マーク９位置でのプリグルーブ領域の底面１４が歪み微少に湾曲する（底面１４の平坦性が崩れる：図２９（ｂ）に示した例では記録マーク９位置でのプリグルーブ領域の底面１４が下側に向かって微少に湾曲している）場合が有る。いずれの場合でも記録マーク９位置での透明基板２−２の塑性変形範囲が広い領域に及ぶ特徴が有る。従来技術である現行のＤＶＤ−Ｒディスクではトラックピッチが０．７４μｍ、チャネルビット長が０．１３３μｍとなっている。この程度の大きな値の場合には記録マーク９位置での透明基板２−２の塑性変形範囲が広い領域に及んでも比較的安定な記録処理と再生処理が行える。
【０１４０】
しかし。トラックピッチを上記の０．７４μｍより狭くしていくと、記録マーク９位置での透明基板２−２の塑性変形範囲が広い領域に及ぶために隣接トラックへの悪影響が現れ、隣接トラックまで記録マーク９が広がる“クロスライト”や多重書きにより既に存在している隣接トラックの記録マーク９を実質的に消してしまう（再生不能にする）“クロスイレーズ”の現象が発生する。また、トラックに沿った方向（円周方向）においてチャネルビット長を０．１３３μｍより狭くすると、符号間干渉が現れ、再生時のエラーレイトが大幅に増加して再生の信頼性が低下するという問題が発生する。
【０１４１】
３−２）本実施形態における有機色素記録膜に共通する基本的特徴説明
３−２−Ａ〕本実施形態の技術の適用を必要とする範囲
図２９に示すように透明基板２−２の塑性変形あるいは記録層３−２内の局所的な熱分解や気化現象を伴う従来の追記形情報記憶媒体（ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒ）においてどの程度トラックピッチを詰めると悪影響が現れるか、あるいはどの程度チャネルビット長を詰めると悪影響が現れるか、及びその理由について技術的な検討を行った結果を以下に説明する。従来の記録原理を利用した場合に悪影響が出始める範囲が本実施形態に示す新規の記録原理により効果を発揮する（高密度化に適した）範囲を示している。
【０１４２】
（１）記録層３−２の厚みＤｇの条件
許容チャネルビット長の下限値や許容トラックピッチの下限値を理論的に割り出すために熱解析を行おうとすると、実質的に可能な記録層３−２の厚みＤｇの範囲が重要となる。図２９に示すような透明基板２−２の塑性変形を伴う従来の追記形情報記憶媒体（ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒ）において、情報再生用集光スポットが記録マーク９内に有る場合と、記録層３−２の未記録領域内に有る場合の光反射量の変化は“記録マーク９内と未記録領域内での光学的距離の違いによる干渉効果”の要因が最も大きい。また、その光学的距離の違いは主に“透明基板２−２の塑性変形による物理的な記録層３−２の厚みＤｇ（透明基板２−２と記録層３−２の界面から記録層３−２と光反射層４−２の界面までの物理的な距離）の変化”と、“記録マーク９内での記録層３−２の屈折率ｎ３２の変化”が起因している。従って、記録マーク９内と未記録領域内との間で充分な再生信号（光反射量の変化）を得るためには、レーザ光の真空中の波長をλとした時、未記録領域での記録層３−２の厚みＤｇの値がλ／ｎ３２と比較して有る程度の大きさを持っている必要が有る。そうで無いと、記録マーク９内と未記録領域内との間での光学的距離の差（位相差）が現れず、光の干渉効果が薄くなる。実際には最低でも
Ｄｇ≧λ／８ｎ３２                                （１）
望ましくは
Ｄｇ≧λ／４ｎ３２                                （２）
の条件が必要となる。
【０１４３】
取りあえず、現在の検討の時点ではλ＝４０５ｎｍ近傍を仮定する。４０５ｎｍにおける有機色素記録材料の屈折率ｎ３２の値は一般的に１．３〜２．０の範囲に有る。従って、記録層３−２の厚みＤｇの値としては（１）式にｎ３２＝２．０を代入する結果、
Ｄｇ≧２５ｎｍ                                    （３）
が必須の条件となる。なお、ここでは透明基板２−２の塑性変形を伴う従来の追記形情報記憶媒体（ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒ）の有機色素記録層を４０５ｎｍの光に対応させた時の条件について検討を行っている。後述するように本実施形態では透明基板２−２の塑性変形を起こさず、吸収係数ｋ３２の変化を記録原理の主要因として説明するが、記録マーク９からＤＰＤ（Differential Phase Detection）法を用いてトラックずれ検出をする必要が有るので、実際には記録マーク９内で屈折率ｎ３２の変化を起こしている。従って、（３）式の条件は透明基板２−２の塑性変形を起こさない本実施形態に於いても満たすべき条件となっている。
【０１４４】
別の観点からも記録層３−２の厚みＤｇの範囲を指定できる。図２８（ａ）に示した相変化記録膜の場合には透明基板の屈折率をｎ２１とした時、プッシュプル法を用いて最もトラックずれ検出信号が大きく出る時のプリピット領域とランド領域間の段差量はλ／（８ｎ２１）となる。しかし、図２８（ｂ）に示した有機色素記録膜の場合には前述したように、記録層３−２と光反射層４−２の界面での形状が鈍り段差量も小さくなるので、透明基板２−２上でのプリピット領域とランド領域間の段差量はλ／（８ｎ２２）より大きくする必要が有る。透明基板２−２の材質として例えば、ポリカーボネートを用いた場合の４０５ｎｍでの屈折率はｎ２２≒１．６２なので、プリピット領域とランド領域間の段差量は３１ｎｍより大きくする必要が有る。スピンコーティング法を用いる場合、プリグルーブ領域内の記録層３−２の厚みＤｇを透明基板２−２上でのプリピット領域とランド領域間の段差量より大きくしないとランド領域１２での記録層３−２の厚みＤｌが無くなる危険性が有る。したがって上記の検討結果から
Ｄｇ≧３１ｎｍ                              （４）
と言う条件も満足する必要が有る。（４）式の条件も透明基板２−２の塑性変形を起こさない本実施形態に於いても満たすべき条件となっている。（３）式、（４）式で下限値の条件を示したが、熱解析に用いた記録層３−２の厚みＤｇとしては（２）式の等号部にｎ３２＝１．８を代入して得た値Ｄｇ≒６０ｎｍを利用した。
【０１４５】
そして、透明基板２−２の材料として標準的に用いられているポリカーボネートを仮定し、透明基板２−２側の熱変形温度の見積もり値としてポリカーボネートのカラス転移温度である１５０℃を設定した。熱解析を用いた検討には４０５ｎｍにおける有機色素記録膜３−２の吸収係数の値としてｋ３２＝０．１〜０．２の値を想定した。さらに、集光用対物レンズのＮＡ値及び対物レンズ通過時の入射光強度分布を従来のＤＶＤ−Ｒフォーマットでの前提条件であるＮＡ＝０．６０及びＨフォーマット（（Ｄ１）：ＮＡ＝０．６５）とＢフォーマット（（Ｄ２）：ＮＡ＝０．８５）の場合を検討した。
【０１４６】
（２）チャネルビット長の下限値条件
記録パワーを変化させた時の記録層３−２に接する透明基板２−２側の熱変形温度に達する領域のトラックに沿った方向での長さ変化を調べ、再生時のウィンドマージンも考慮した許容チャネルビット長さの下限値を検討した。その結果、チャネルビット長を１０５ｎｍより小さくするとわずかな記録パワーの変化に応じて透明基板２−２側の熱変形温度に達する領域のトラックに沿った方向での長さ変化が発生して充分なウィンドマージンが取れないと考えられる。熱解析の検討上ではＮＡの値として０．６０、０．６５、０．８５いずれの場合も類似した傾向を示している。ＮＡ値を変える事で集光スポットサイズは変化するが、熱の広がり範囲が広い（記録層３−２に接する透明基板２−２側の温度分布の勾配が比較的なだらか）のが原因と考えられる。上記熱解析では記録層３−２に接する透明基板２−２側の温度分布を検討しているため、記録層３−２の厚みＤｇの影響は現れない。
【０１４７】
更に、図２９に示す透明基板２−２の形状変化が生じた場合には基板変形領域の境界位置がぼやけている（曖昧）ため、より一層ウィンドマージンを低下させている。記録マーク９が形成されている領域の断面形状を電子顕微鏡で観察すると、基板変形領域の境界位置のぼけ量は記録層３−２の厚みＤｇの値が大きくなるほど広がると考えれる。上記記録パワー変化による熱変形領域長さの影響にこの基板変形領域の境界位置のぼけを考慮すると、充分なウィンドマージンが確保できるための許容されるチャネルビット長の下限値は記録層３−２の厚みＤｇの２倍程度が必要と考えられ、１２０ｎｍより大きい事が望ましい。
【０１４８】
上記では透明基板２−２の熱変形が生じる場合の熱解析による検討に付いて主に説明した。従来の追記形情報記憶媒体（ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒ）での他の記録原理（記録マーク９の形成メカニズム）として透明基板２−２の塑性変形が非常にわずかで記録層３−２内での有機色素記録材料の熱分解や気化（蒸発）が中心の場合も存在するので、その場合についても付加説明する。有機色素記録材料の気化（蒸発）温度は有機色素材料により異なるが、一般的には２２０℃〜３７０℃の範囲内に有り、熱分解温度はそれより低い。上記検討では基板変形時の到達温度としてポリカーボネート樹脂のガラス転移温度１５０℃を前提としていたが、１５０℃と２２０℃との間の温度差は小さく、透明基板２−２が１５０℃に到達する時には記録層３−２内部では２２０℃を越えている。従って、有機色素記録材料による例外は有るが、透明基板２−２の塑性変形が非常にわずかで記録層３−２内での有機色素記録材料の熱分解や気化（蒸発）が中心の場合でも上記検討結果とほぼ同じ結果が得られている。
【０１４９】
上記チャネルビット長に関する検討結果をまとめると透明基板２−２の塑性変形を伴う従来の追記形情報記憶媒体（ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒ）ではチャネルビット長を１２０ｎｍより狭くして行くとウィンドマージンの低下が発生し、更に、１０５ｎｍより小さいと安定な再生が難しくなると考えられる。すなわち、チャネルビットが１２０ｎｍ（１０５ｎｍ）より小さくなる時には本実施形態に示す新規記録原理を用いる事の効果が発揮される。
【０１５０】
（３）トラックピッチの下限値条件
記録パワーで記録層３−２を露光すると、記録層３−２内でエネルギーを吸収して高温になる。従来の追記形情報記憶媒体（ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒ）では透明基板２−２側が熱変形温度に達するまで記録層３−２内でエネルギーを吸収させる必要が有る。記録層３−２内で有機色素記録材料の構造変化が起こり屈折率ｎ３２や吸収係数ｋ３２の値が変化を開始する温度は透明基板２−２が熱変形を開始するための到達温度より遙かに低い。従って、透明基板２−２側が熱変形している記録マーク９の周辺の記録層３−２内の比較的広い領域で屈折率ｎ３２や吸収係数ｋ３２の値が変化し、これが隣接トラックへの“クロスライト”や“クロスイレーズ”の原因と思われる。透明基板２−２側が熱変形温度を超えた時の記録層３−２内での屈折率ｎ３２や吸収係数ｋ３２を変化させる温度に到達する領域の広さで“クロスライト”や“クロスイレーズ”を起こさないトラックピッチの下限値を設定できる。上記の視点からトラックピッチが５００ｎｍ以下の所で“クロスライト”や“クロスイレーズ”が生じる考えられる。更に、情報記憶媒体の反りや傾きの影響や記録パワーの変化（記録パワーマージン）も考慮すると、透明基板２−２側が熱変形温度に達するまで記録層３−２内でエネルギーを吸収させる従来の追記形情報記憶媒体（ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒ）ではトラックピッチを６００ｎｍ以下にするのは難しいと結論できる。上述したようにＮＡ値を０．６０、０．６５、０．８５と変化させても、中心部で透明基板２−２側が熱変形温度に達した時の周囲の記録層３−２内での温度分布の勾配が比較的なだらかで熱の広がり範囲が広いためほぼ同様の傾向を示している。従来の追記形情報記憶媒体（ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒ）での他の記録原理（記録マーク９の形成メカニズム）として透明基板２−２の塑性変形が非常にわずかで記録層３−２内での有機色素記録材料の熱分解や気化（蒸発）が中心の場合でも、既に“(2)チャネルビット長の下限値条件”の所で説明したように“クロスライト”や“クロスイレーズ”が始まるトラックピッチの値はほぼ類似した結果が得られる。以上の理由からトラックピッチを６００ｎｍ（５００ｎｍ）以下にする時に本実施形態に示す新規記録原理を用いる事の効果が発揮される。
【０１５１】
３−２−Ｂ〕本実施形態における有機色素記録材料に共通する基本的特徴
上述したように従来の追記形情報記憶媒体（ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒ）での記録原理（記録マーク９の形成メカニズム）として透明基板２−２の塑性変形を伴う場合や記録層３−２内で局所的に熱分解や気化（蒸発）が発生する場合には、記録マーク９の形成時に記録層３−２内部や透明基板２−２表面が高温に達するためにチャネルビット長やトラックピッチを狭くできないと言う問題が発生する。上記問題の解決策として本実施形態では基板変形や記録層３−２内での気化（蒸発）を起こす事無く
『比較的低温で発生する記録層３−２内での局所的な光学特性変化を記録原理とする』
“有機色素材料の発明”と上記記録原理が生じ易い“環境（記録膜構造や形状）の設定”を行った所に大きな特徴が有る。本実施形態の具体的な特徴として以下の内容を上げることができる。
【０１５２】
α〕記録層３−２内部の光学特性変化方法として
・発色特性変化
…  発色領域８（化１）の質的変化による光吸収断面積の変化やモル分子吸光係数の変化
発色領域８が部分的に破壊されたり、発色領域８のサイズが変わる事により実質的な光吸収断面積が変化する事で光吸収スペクトル（図２７）プロファイル（特性）自体は保存されたままλｍａｘ ｗｒｉｔｅ位置での振幅（吸光度）が記録マーク９内で変化する
・発色現象に寄与する電子に対する電子構造（電子軌道）の変化
…  局所的な電子軌道の切断（局所的な分子結合の解離）による脱色作用や発色領域８（化１）の寸法や構造の変化に基付く光吸収スペクトル（図２７）変化
・分子内（または分子間）の配向や配列の変化
…  例えば、化１に示したアゾ金属錯体内部の配向変化に基付く光学特性変化
・分子内部での分子構造変化
…  例えば、アニオン部とカチオン部との間の結合解離や、アニオン部またはカチオン部のどちらか一方の熱分解、あるいは分子構造自体が破壊され、炭素原子が析出するタール化（黒色のコールタールに変質する）のいずれかを起こす有機色素材料を考案する。その結果、記録マーク９内の屈折率ｎ３２や吸収係数ｋ３２を未記録領域に対して変化させて光学的再生を可能にする。
【０１５３】
β〕上記〔α〕の光学特性変化を安定に起こし易い記録膜構造や形状の設定を行う
…  この技術に関する具体的内容については“３−２−Ｃ〕本実施形態に示した記録原理を発生させ易い理想的な記録膜構造”以降で詳細に説明する。
【０１５４】
γ〕記録層内や透明基板表面が比較的低温の状態で記録マークを形成させるために記録パワーを下げる
…  上記〔α〕で示す光学特性変化は透明基板２−２の変形温度や記録層３−２内での気化（蒸発）温度より低い温度で生じる。そのため、記録時の露光量（記録パワー）を低くして透明基板２−２表面で変形温度を越えたり記録層３−２内で気化（蒸発）温度を越えるのを防止する。この内容については“３−３）本実施形態における有機色素記録膜に共通する記録特性”で詳細に後述する。また、逆に記録時の最適パワーの値を調べる事で上記〔α〕で示す光学特性変化が起きているかの判定も可能となる。
【０１５５】
δ〕発色領域での電子構造を安定化させ、紫外線や再生光照射に対する構造分解が生じ辛くする
…  記録層３−２に対して紫外線を照射したり、再生時に再生光を記録層３−２に照射すると記録層３−２内の温度上昇が起きる。その温度上昇に対する特性劣化を防止すると共に、基板変形温度や記録層３−２内での気化（蒸発）温度より低い温度で記録すると言う温度特性上は一見矛盾する性能が要求される。本実施形態では“発色領域での電子構造を安定化”させる事で上記の一見矛盾する性能を確保する。この具体的技術内容については“第４章  本実施形態における有機色素記録膜の具体的実施形態説明”の所で説明を行う。
【０１５６】
ε〕紫外線や再生光照射による再生信号劣化が万一発生した場合に備えて再生情報の信頼性を向上させる
…  本実施形態では“発色領域での電子構造を安定化”させるための技術的工夫を行っているが、透明基板２−２表面の塑性変形や気化（蒸発）により生じた記録層３−２内の局所的な空洞から比べると本実施形態に示した記録原理で形成される記録マーク９の信頼性は原理的に低下すると言わざるを得ない。その対策として本実施形態では“第７章  Ｈフォーマットの説明”と“§１．  Ｂフォーマットの説明”で後述するように強力なエラー訂正能力（新規なＥＣＣブロック構造）との組み合わせにより高密度化と記録情報の信頼性確保を同時に達成する効果を発揮する。更に、本実施形態では“４−２）本実施形態での再生回路の説明”で説明するように再生方法としてＰＲＭＬ（Pertial Response Maximum Likelyhood）法を採用し、ＭＬ復調時のエラー訂正技術と組み合わせる事でより一層の高密度化と記録情報の信頼性確保を同時に達成している。
【０１５７】
上記の本実施形態の具体的な特徴の中で〔α〕〜〔γ〕は“狭トラックピッチ化”と“狭チャネルビット長化”を実現するために本実施形態で新規に考案した技術的工夫内容になっている事は既に説明した。また、“狭チャネルビット長化”は“最小記録マーク長の縮小化”の実現にも繋がる。残りの〔δ〕と〔ε〕に関する本実施形態の意味（目的）について詳細に説明する。本実施形態におけるＨフォーマットでの再生時に記録層３−２を通過する集光スポットの通過速度（線速）を６．６１ｍ／ｓに設定し、Ｂフォーマットでの線速は５．０〜１０．２ｍ／ｓの範囲で設定する。いずれの場合でも、本実施形態における再生時の線速は５ｍ／ｓ以上になっている。Ｈフォーマットでのデータリードイン領域ＤＴＬＤＩの開始位置は直径４７．６ｍｍであり、Ｂフォーマットを視野に入れた場合でも直径４５ｍｍ以上の所でユーザーデータが記録される。直径４５ｍｍの円周は０．１４１ｍなので、この位置を線速５ｍ／ｓで再生する時の情報記憶媒体の回転数は３５．４回転／ｓとなる。本実施形態の追記形情報記憶媒体の利用方法の一つとしてＴＶ番組などの映像情報録画が有る。例えば、ユーザーが録画した映像の再生時にユーザーが“ポーズ（一時停止）ボタン”を押すと、再生用集光スポットはその一時停止位置のトラック上に留まる。一時停止位置のトラック上に止まっていればユーザーが“再生開始ボタン”を押した直後に一時停止した位置から再生を開始できる。例えば、ユーザーが“ポーズ（一時停止）ボタン”を押して用足しに立ち上がった直後に来客が来た場合、接客対応で１時間ポーズボタンを押したままで放置される事もある。１時間の間で追記形情報記憶媒体は
３５．４×６０×６０≒１３万回転
しており、集光スポットはその間中ずっと同一トラック上をトレース（１３万回繰り返し再生）する。もしその間に記録層３−２が繰り返し再生劣化して映像情報の再生が不可能になると、１時間後で戻って来たユーザーは一部分の映像が見れ無いので怒り心頭に発し、最悪の場合には裁判沙汰になる危険性が有る。従って、１時間程度放置（同一トラック内の連続再生）しても録画した映像情報が破壊され無い条件として最低でも１０万回繰り返し再生しても再生劣化しない事を保証する必要が有る。一般的なユーザー使用状況として同一場所に対して１時間のポーズ放置（繰り返し再生）を１０回繰り返す事はほとんど無い。従って、本実施の追記形情報記憶媒体として望ましくは１００万回の繰り返し再生が保証されれば、一般的なユーザー利用には問題が生じず、記録層３−２が劣化しない繰り返し再生回数の上限値としては１００万回程度に設定すれば充分と考えられる。繰り返し再生回数の上限値を１００万回を大幅に越えた値に設定すると、“記録感度が低下する”とか“媒体価格が上昇する”などの不都合が発生する。
【０１５８】
上記繰り返し再生回数の上限値を保証する場合に、再生パワー値が重要な要因となる。本実施形態において記録パワーは後述する（８）式〜（１３）式で設定する範囲に規定される。半導体レーザの特性として最大使用パワーの８０分の１以下の値では連続発光が安定しないと言われている。最大使用パワーの１／８０のパワーではやっと発光を開始する（モードが立ち始める）所のため、モードホップし易い状況にある。従って、この発光パワーでは情報記憶媒体の光反射層４−２で反射した光が半導体レーザ光源に戻ると発光量が常に変動すると言う“戻り光ノイズ”が発生するためである。従って、本実施形態では再生パワーの値は（１２）式または（１３）式の右辺に記載されている値の１／８０の値を基準として
［最適な再生パワー］
＞０．１９×（０．６５／ＮＡ）２×（Ｖ／６．６）            （Ｂ−１）
［最適な再生パワー］
＞０．１９×（０．６５／ＮＡ）２×（Ｖ／６．６）１／２        （Ｂ−２）
に設定している。
【０１５９】
また、最適な再生パワーの値としてはパワーモニター用光検出器のダイナミックレンジにより制約される。情報記録再生部内に記録／再生用の光学ヘッドが存在する。この光学ヘッド内には半導体レーザ光源の発光量をモニターする光検出器が内蔵されている。本実施形態では再生時の再生パワーの発光精度を向上させるため、この光検出器で発光量を検出し発光時の半導体レーザ光源に供給する電流量にフィードバックを掛けている。光学ヘッドの価格を下げるためには非常に安価な光検出器を使う必要が有る。市販されている安価な光検出器は樹脂でモールドされている（光検出部が囲まれている）場合が多い。
【０１６０】
“本実施形態での光源波長は５３０ｎｍ以下（特に４５５ｎｍ以下）を使用する。この波長領域の場合、光検出部をモールドしている樹脂（主にエポキシ系）は前記波長光を照射すると紫外線を照射した時に生じるような劣化（黄濁色に変色またはクラック（細かな白い筋）の発生など）が起こり光検出特性を悪化させてしまう。特に、本実施形態に示す追記形情報記憶媒体の場合には、図３１に示すようなプリグルーブ領域１１を持つのでモールド樹脂劣化を起こし易い。光学ヘッドの焦点ぼけ検出方式としてこのプリグルーブ領域１１からの回折光による悪影響を除去するため情報記憶媒体に対する結像位置（結像倍率Ｍは３〜１０倍程度）に光検出器を配置する“ナイフエッジ法”を採用する場合が最も多い。結像位置に光検出器を配置すると、光検出器上に光が集光するためモールド樹脂上に照射される光密度が高くなり、この光照射による樹脂劣化を起こし易くする。このモールド樹脂の特性劣化は主にフォトンモード（光学的作用）により生じるが、サーマルモード（熱励起）の光照射量との対比で許容照射量の上限値を予想できる。最悪の状態を想定して光学ヘッドとして結像位置に光検出器を配置する光学系を想定する。
【０１６１】
“３−２−Ａ〕本実施形態の技術の適用を必要とする範囲”内の“（１）記録層３−２の厚みＤｇの条件”に記載した内容から本実施形態における記録時に記録層３−２内で光学特性変化（サーマルモード）が発生している時には記録層３−２内では一時的に８０℃〜１５０℃の範囲に温度上昇していると考えている。室温を１５℃前後と考えると、温度差ΔＴｗｒｉｔｅは６５℃〜１３５℃となる。記録時にはパルス発光しているが再生時には連続発光しているので、再生時にも記録層３−２内で温度上昇し、温度差ΔＴｒｅａｄが発生している。光学ヘッド内の検出系の結像倍率をＭとすると、光検出器上に集光する検出光の光密度は記録層３−２上に照射される収束光の光密度の１／Ｍ２になるので、再生時の光検出器上での温度上昇量は粗い見積もりとしてΔＴｒｅａｄ／Ｍ２となる。モールド樹脂劣化がフォトンモードで発生する事を考えると、光検出器上で照射可能な光密度の上限値を温度上昇量で換算すると、ΔＴｒｅａｄ／Ｍ２≦１℃程度と考えられる。光学ヘッド内の検出系の結像倍率をＭは一般的に３〜１０倍程度なので暫定的にＭ２≒１０と見積もると、
ΔＴｒｅａｄ／ΔＴｗｒｉｔｅ≦２０        （Ｂ−３）
になるように再生パワーを設定する必要が有る。記録時の記録パルスのデューティ比を仮に５０％と見積もると
［最適な再生パワー］≦［最適な記録パワー］／１０    （Ｂ−４）
が要求される。従って、後述する（８）式〜（１３）式と上記（Ｂ−４）式を加味すると最適な再生パワーは
［最適な再生パワー］
＜３×（０．６５／ＮＡ）２×（Ｖ／６．６）              （Ｂ−５）
［最適な再生パワー］
＜３×（０．６５／ＮＡ）２×（Ｖ／６．６）１／２          （Ｂ−６）
［最適な再生パワー］
＜２×（０．６５／ＮＡ）２×（Ｖ／６．６）              （Ｂ−７）
［最適な再生パワー］
＜２×（０．６５／ＮＡ）２×（Ｖ／６．６）１／２          （Ｂ−８）
［最適な再生パワー］
＜１．５×（０．６５／ＮＡ）２×（Ｖ／６．６）          （Ｂ−９）
［最適な再生パワー］
＜１．５×（０．６５／ＮＡ）２×（Ｖ／６．６）１／２      （Ｂ−１０）
（各パラメーターの定義は“３−２−Ｅ〕本実施形態における記録層の厚み分布に関する基本的特徴”を参照。）
で与えられる。例えば、ＮＡ＝０．６５、Ｖ＝６．６ｍ／ｓの時には
［最適な再生パワー］＜３ｍＷ、
［最適な再生パワー］＜２ｍＷ、
または
［最適な再生パワー］＜１．５ｍＷ
となる。実際には情報記憶媒体は回転して相対的に移動しているのに比べて光検出器は固定されているので、更に、それを考慮に入れて最適な再生パワーを上記式の１／３程度以下にする必要が有る。本実施形態における情報記録再生装置では再生パワーの値として０．４ｍＷに設定している。
【０１６２】
３−２−Ｃ〕本実施形態に示した記録原理を発生させ易い理想的な記録膜構造
本実施形態において上記記録原理が生じ易い“環境（記録膜構造や形状）の設定”方法に付いて説明する。
【０１６３】
上記説明した記録層３−２内部の光学特性変化を起こし易い環境として
『記録マーク９形成領域内では光学特性変化が発生する臨界温度を超えると共に記録マーク９の中心部では気化（蒸発）温度を越えず、記録マーク９の中心部近傍の透明基板２−２表面が熱変形温度を超えない』
ように記録膜構造や形状に技術的工夫を行っている所に本実施形態の次の特徴が有る。
【０１６４】
上記に関する具体的な内容について図３０を用いて説明する。図３０において中抜きの矢印は照射レーザ光７の光路を示し、破線の矢印は熱流を表している。図３０（ａ）に示した記録膜構造が本実施形態に対応した記録層３−２内部の光学特性変化を最も起こし易い環境を示している。すなわち、図３０（ａ）において有機色素記録材料からなる記録層３−２は（２）式、または（４）式に示す範囲の（充分に厚い）至る所均一な厚みを持ち、記録層３−２に対して垂直な方向からレーザ光７の照射を受ける。“６−１）光反射層（材質と厚み）”で詳しく後述するように、本実施形態では光反射層４−２の材質として銀合金を使用する。銀合金に限らず光反射率の高い金属を含む材質は一般に熱伝導率が高く放熱特性を持つ。従って、照射されたレーザ光７のエネルギーを吸収して記録層３−２の温度は上昇するが、放熱特性を持つ光反射層４−２へ向けて熱が放出される。図３０（ａ）に示した記録膜は至る所均一な形状をしているため、記録層３−２内部では比較的均一な温度上昇が起き、中心部α点、及びβ点とγ点での温度差は比較的少ない。従って、記録マーク９の形成時にはβ点とγ点で光学特性変化が発生する臨界温度を超える時には中心部α点では気化（蒸発）温度を越える事無く、中心部α点に最も近い位置にある透明基板（図示して無い）表面が熱変形温度を超える事も無い。
【０１６５】
それに比べて、図３０（ｂ）に示すように記録膜３−２の一部に段差が有ると、δ点とε点では記録層３−２が配列されている方向に対して斜め方向からレーザ光７の照射を受けるため、単位面積当たりのレーザ光７の照射量が中心部α点に比べて相対的に低下し、その結果、δ点とε点での記録層３−２内の温度上昇量が低下する。δ点とε点でも光反射層４−２へ向かう熱放出が有るので、中心部α点に比べてδ点とε点での到達温度は大幅に低下する。そのため、β点からδ点へ向けて熱が流れると共にγ点からε点へ向けて熱が流れるので、中心部α点に対するβ点とγ点での温度差が非常に大きくなる。記録時にβ点とγ点での温度上昇量が低く、β点とγ点でなかなか光学特性変化が発生する臨界温度を超え無い。その対策としてβ点とγ点で光学特性変化を起こすため（臨界温度以上にするため）、レーザ光７の露光量（記録パワー）を上げる必要が有る。図３０（ｂ）に示す記録膜構造ではβ点とγ点に対する中心部α点での温度差が非常に大きいため、β点とγ点で光学特性変化が起こる温度に上昇した時には中心部α点で気化（蒸発）温度を越えるか、中心部α点近傍の透明基板（図示して無い）表面が熱変形温度を越え易くなっている。
【０１６６】
また、レーザ光７の照射を受ける側の記録層３−２の表面が至る所レーザ光７の照射方向に対して垂直になっていても、記録層３−２の厚みが場所により変化する場合には本実施形態の記録層３−２内部の光学特性変化を起こし辛い構造となる。例えば、図３０（ｃ）に示すように中心部α点での記録層３−２の厚みＤｇに対して周辺部の厚みＤｌが大幅に薄い（例えば、（２）式や（４）式を満足しない）場合を考える。中心部α点でも光反射層４−２へ向けた熱の放出は有るが、記録層３−２の厚みＤｇが充分に厚いために熱の蓄積が行え高温に達する事が出来る。それに比べて記録層３−２の厚みがＤｌ大幅に薄いζ点とη点では充分な熱の蓄積を行う事無く光反射層４−２へ向けて熱が放出されるため、温度上昇量が少ない。その結果、光反射層４−２へ向けた熱の放出のみで無くβ点→δ点→ζ点へ向かう熱の放出、あるいはγ点→ε点→η点へ向かう熱の放出が起きるため、図３０（ｂ）と同様にβ点とγ点に対する中心部α点での温度差が非常に大きくなる。β点とγ点で光学特性変化を起こすため（臨界温度以上にするため）にレーザ光７の露光量（記録パワー）を上げると、中心部α点で気化（蒸発）温度を越えるか、中心部α点近傍の透明基板（図示して無い）表面が熱変形温度を越え易くなる。
【０１６７】
上記説明した内容に基づき本実施形態の記録原理が生じ易い“環境（記録膜構造や形状）の設定”を行うためのプリグルーブ形状／寸法に関する本実施形態における技術的工夫内容と記録層の厚み分布に関する本実施形態における技術的工夫内容に付いて図３１を用いて説明する。図３１（ａ）はＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒなどの従来の追記形情報記憶媒体における記録膜構造を示し、図３１（ｂ）、（ｃ）に本実施形態における記録膜構造を示す。本説明において図３１に示すようにプリグルーブ領域１１内に記録マーク９を形成する。
【０１６８】
３−２−Ｄ〕本実施形態におけるプリグルーブ形状／寸法に関する基本的特徴
図３１（ａ）に示すようにＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒなどの従来の追記形情報記憶媒体ではプリグルーブ領域１１が“Ｖ溝”形状をしている場合が多かった。この構造の場合には、図３０（ｂ）で説明したようにレーザ光７のエネルギー吸収効率が低く、記録層３−２内の温度分布ムラが非常に大きく出る。図３０（ａ）の理想状態に近付けるため、少なくとも“透明基板２−２側にプリグルーブ領域１１内に入射レーザ光７の進行方向に直行する平面領域を設ける”所に本実施形態の特徴が有る。図３０（ａ）を用いて説明したように、この平面領域はなるべく広くする事が望ましい。従って、プリグルーブ領域１１内に平面領域を設けるだけでなく、プリグルーブ領域の幅Ｗｇをランド領域の幅Ｗｌよりも広くする（Ｗｇ＞Ｗｌ）所に本実施形態の次の特徴が有る。本説明上ではプリグルーブ領域の幅Ｗｇとランド領域の幅Ｗｌをプリグルーブ領域の平面位置での高さとランド領域の最も高くなった位置での高さとの中間高さを持つ平面とプリグルーブ内の斜面とが交差する位置でのそれぞれの幅として定義する。
【０１６９】
熱解析による検討と実際に試作した追記形情報記憶媒体にデータを記録し、記録マーク９位置での断面ＳＥＭ（走査形電子顕微鏡）像による基板変形観察や記録層３−２内の気化（蒸発）により生じた空洞の有無観察を繰り返した結果、プリグルーブ領域の幅Ｗｇをランド領域の幅Ｗｌよりも広くする（Ｗｇ＞Ｗｌ）事で効果が有る事が分かった。更に、プリグルーブ領域幅Ｗｇとランド領域幅Ｗｌの比率をＷｇ：Ｗｌ＝６：４、望ましくはＷｇ：Ｗｌ＝７：３より大きくする事で、記録時により一層安定して記録層３−２内での局所的な光学特性変化が起き易くなると考えられる。このようにプリグルーブ領域幅Ｗｇとランド領域幅Ｗｌの違いを大きくすると、図３１（ｃ）のようにランド領域１２上に平坦面が無くなる。従来のＤＶＤ−Ｒディスクではランド領域１２にプリピット（ランドプリピット：図示して無い）を形成し、ここにアドレス情報などを予め記録するフォーマットになっていた。そのためランド領域１２に平坦領域を形成する事が必須条件となり、結果的にプリグルーブ領域１１で“Ｖ溝”形状になる場合が多かった。また、従来のＣＤ−Ｒディスクでは周波数変調によりプリグルーブ領域１１にウォブル信号を入れていた。従来のＣＤ−Ｒディスクでの周波数変調方式では、スロット間隔（詳細については各フォーマット説明の所で後述する）が一定せずウォブル信号検波時の位相合わせ（ＰＬＬ：PhaseLockLoopの同期化）が比較的難しかった。そのため、再生用集光スポットの強度が最も高い中心付近にプリグルーブ領域１１の壁面を集中させる（Ｖ溝に近くさせる）と共にウォブル振幅量を大きくしてウォブル信号検出精度を保証していた。図３１（ｂ）、（ｃ）に示すように本実施形態でのプリグルーブ領域１１内の平坦領域を広げ、プリグルーブ領域１１の斜面を再生用集光スポットの中心位置より相対的に外側へ移動させるとウォブル検出信号が得辛くなる。本実施形態では上述したプリグルーブ領域の幅Ｗｇを広げると共にウォブル検出時のスロット間隔が常に固定に保たれる位相変調（ＰＳＫ：Phase Shift Keying）を利用したＨフォーマットまたはＦＳＫ（Frequency Shift Keying）やＳＴＷ（Saw Tooth Wobble）を利用したＢフォーマットを組み合わせる事で、低い記録パワーで安定な記録特性を保証（高速記録や多層化に適する）と共に安定なウォブル信号検出特性を保証している所にも大きな特徴が有る。特に、Ｈフォーマットでは上記組み合わせに加えて“ウォブル変調領域の比率を無変調領域よりも下げる”事でウォブル信号検出時の同期合わせをより一層容易にして更に、より一層ウォブル信号検出特性を安定化させている。
【０１７０】
３−２−Ｅ〕本実施形態における記録層の厚み分布に関する基本的特徴
本説明では図３１（ｂ）、（ｃ）に示すようにランド領域１２内での最も記録層３−２が厚い部分での厚みをランド領域での記録層厚みＤｌと定義し、プリグルーブ領域１１内での最も記録層３−２が厚い部分での厚みをプリグルーブ領域での記録層厚みＤｇと定義する。既に図３０（ｃ）を用いて説明したように、相対的にランド領域での記録層厚みＤｌを厚くする事で記録時に記録層３−２内で局所的な光学特性変化を安定に起こし易くなる。
【０１７１】
上記と同様に熱解析による検討と実際に試作した追記形情報記憶媒体にデータを記録し、記録マーク９位置での断面ＳＥＭ（走査形電子顕微鏡）像による基板変形観察や記録層３−２内の気化（蒸発）により生じた空洞の有無観察を繰り返した結果、プリグルーブ領域での記録層厚みＤｇとランド領域での記録層厚みＤｌとの比率は最大でもＤｇ：Ｄｌ＝４：１以下にする必要が有る。更に、Ｄｇ：Ｄｌ＝３：１以下、望ましくはＤｇ：Ｄｌ＝２：１以下にすると本実施形態における記録原理の安定性が保証できる。
【０１７２】
３−３）本実施形態における有機色素記録膜に共通する記録特性
“３−２−Ｂ〕本実施形態における有機色素記録材料に共通する基本的特徴”の一つとして〔γ〕で記載したように記録パワー制御が本実施形態における大きな特徴になっている。
【０１７３】
記録層３−２内での局所的な光学特性変化による記録マーク９形成は従来の透明基板２−２の塑性変形温度や記録層３−２内での熱分解温度や気化（蒸発）温度よりも遙かに低い温度で起きるため、記録時に透明基板２−２が局所的に塑性変形温度を越えたり記録層３−２内で局所的に熱分解温度や気化（蒸発）温度を越えないように記録パワーの上限値を制限する。
【０１７４】
熱解析による検討と平行して“４−１）本実施形態での再生装置もしくは記録再生装置の構造と特徴説明”で後述する装置を用い、“４−３）本実施形態での記録条件の説明”で後述する記録条件を用いて本実施形態に示した記録原理で記録が行われている場合の最適パワーの値の実証も行った。実証実験に用いた記録再生装置内の対物レンズＮＡ（Numerical Apperture）値は０．６５、記録時の線速は６．６１ｍ／ｓであった。後で“４−３）本実施形態での記録条件の説明”で定義する記録パワー（Peak Power）の値として
◎３０ｍＷでほとんどの有機色素記録材料で気化（蒸発）し、記録マーク内に空洞が生じる
…  記録層３−２近傍位置での透明基板２−２温度はガラス転移温度を大幅に超えている
◎２０ｍＷで記録層３−２近傍位置での透明基板２−２温度が塑性変形温度（ガラス転移温度）に達する
◎情報記憶媒体の面ブレ・反りや記録パワー変動などのマージンを見越して１５ｍＷ以下が望ましい
と言う事が分かった。
【０１７５】
上記で説明した“記録パワー”とは記録層３−２に照射される露光量の総和を意味している。集光スポット中心部で有り最も光強度密度の高い部分での光エネルギー密度が本実施形態での検討対象パラメータとなる。集光スポットサイズはＮＡ値に反比例するので、集光スポット中心部での光エネルギー密度はＮＡ値の２乗に比例して増加する。従って、
［異なるＮＡにも適応可能な記録パワー］
＝［ＮＡ＝０．６５時の記録パワー］×０．６５２／ＮＡ２      （５）
の関係式を用いて後述するＢフォーマットや表１（Ｄ３）に示した別のフォーマット（別のＮＡ値）での最適な記録パワーの値に換算できる。
【０１７６】
更に、最適な記録パワーは記録時の線速Ｖに依存して変化する。一般的に最適な記録パワーは相変化形記録材料では線速Ｖの１／２乗に比例して変化し、有機色素記録材料では線速Ｖに比例して変化すると言われている。従って、線速Ｖも考慮に入れた最適な記録パワーの換算式は（５）式を拡張させた
［一般的な記録パワー］
＝［ＮＡ＝０．６５；６．６ｍ／ｓ時の記録パワー］
×（０．６５／ＮＡ）２×（Ｖ／６．６）                （６）
または
［一般的な記録パワー］
＝［ＮＡ＝０．６５；６．６ｍ／ｓ時の記録パワー］
×（０．６５／ＮＡ）２×（Ｖ／６．６）１／２            （７）
で得られる。以上の検討結果をまとめると本実施形態に示した記録原理を保証するための記録パワーとして
［最適な記録パワー］
＜３０×（０．６５／ＮＡ）２×（Ｖ／６．６）      （８）
［最適な記録パワー］
＜３０×（０．６５／ＮＡ）２×（Ｖ／６．６）１／２      （９）
［最適な記録パワー］
＜２０×（０．６５／ＮＡ）２×（Ｖ／６．６）      （１０）
［最適な記録パワー］
＜２０×（０．６５／ＮＡ）２×（Ｖ／６．６）１／２      （１１）
［最適な記録パワー］
＜１５×（０．６５／ＮＡ）２×（Ｖ／６．６）      （１２）
［最適な記録パワー］
＜１５×（０．６５／ＮＡ）２×（Ｖ／６．６）１／２      （１３）
と言う上限値を設定する事が望ましい。上記各式の内、（８）式または（９）式の条件は必須条件となり、（１０）式または（１１）式が目標条件、（１２）式または（１３）式が望ましい条件となる。
【０１７７】
３−４）本実施形態における“Ｈ→Ｌ”記録膜に関する特徴説明
記録マーク９内の光反射量が未記録領域での光反射量よりも低くなる特性を有した記録膜を“Ｈ→Ｌ”記録膜と呼び、逆に高くなる記録膜を“Ｌ→Ｈ”記録膜と呼ぶ。この中で“Ｈ→Ｌ”記録膜は
（１）光吸収スペクトルのλｍａｘ ｗｒｉｔｅ位置での吸光度に対する再生波長での吸光度の比に上限値を設ける
（２）光吸収スペクトルプロファイルを変化させて記録マークを形成させる
所に本実施形態の大きな特徴が有る。
【０１７８】
図３２を用いて上記内容に関する詳細な説明を行う。本実施形態におけるＨ→Ｌ記録膜では図３２に示すようにλｍａｘ ｗｒｉｔｅの波長が記録/再生に利用される使用波長（４０５ｎｍ近傍）よりも短い。化１４から分かるように、λｍａｘ ｗｒｉｔｅの波長近傍では未記録と既記録間で吸光度の変化が少ない。未記録と既記録間で吸光度の変化が少ないと再生信号振幅が大きく取れない。記録又は再生用レーザ光源の波長変動が生じても安定に記録または再生ができる事も視野に入れると、本実施形態においては図３２に示すようにλｍａｘ ｗｒｉｔｅの波長が３５５ｎｍ〜４５５ｎｍの範囲の外側、すなわち３５５ｎｍよりも短波長側に来るように記録膜３−２の設計を行っている。なお、図３３は、“Ｈ→Ｌ”記録膜における記録マーク内での光吸収スペクトル特性の説明図である。
【０１７９】
既に“２−１）記録原理／記録膜構造の違いと再生信号生成に関する基本的な考え方の違い”で定義したλｍａｘ ｗｒｉｔｅ位置での吸光度を“１”と規格化した時の“第０章  使用波長と本実施形態との関係説明”で説明した３５５ｎｍ、４５５ｎｍ、４０５ｎｍにおける相対的な吸光度をＡｈ３５５、Ａｈ４５５、Ａｈ４０５と定義する。
【０１８０】
Ａｈ４０５＝０．０の場合には未記録状態での記録膜からの光反射率は光反射層４−２での４０５ｎｍにおける光反射率に一致する。光反射層４−２の光反射率については“６−１）光反射層”の所で詳細に後述するが、ここでは説明の簡素化のために光反射層４−２の光反射率を１００％として説明を進める。
【０１８１】
本実施形態における“Ｈ→Ｌ”記録膜を用いた追記形情報記憶媒体では片側単層膜の場合の再生専用情報記憶媒体（ＨＤ  ＤＶＤ−ＲＯＭディスク）を用いた場合と再生回路を共通化させている。従って、この場合の光反射率を片側単層膜の再生専用情報記憶媒体（ＨＤ  ＤＶＤ−ＲＯＭディスク）の光反射率に合わせて４０〜８５％とする。そのためには未記録位置での光反射率を４０％以上に設定する必要が有る。１−０．４＝０．６なので、４０５ｎｍにおける吸光度Ａｈ４０５として
Ａｈ４０５≦０．６      （１４）
とすれば良い事が直感的に理解できる。上記（１４）式を満足する場合には未記録位置での光反射率を４０％以上にできる事が容易に理解できるので、本実施形態では未記録場所において（１４）式を満足する有機色素記録材料を選定している。上記（１４）式は図３２においてλｍａｘ ｗｒｉｔｅの波長光で記録層３−２越しに光反射層４−２を反射させた時の光反射率が０％になる事を仮定している。しかし、実際にはこの時の光反射率は０％にならず、有る程度の光反射率を持つので、厳密には（１４）式に対する補正が必要となる。図３２においてλｍａｘ ｗｒｉｔｅの波長光で記録層３−２越しに光反射層４−２を反射させた時の光反射率をＲλｍａｘ ｗｒｉｔｅで定義すると、未記録位置での光反射率を４０％以上に設定する厳密な条件式は
１−Ａｈ４０５×（１−Ｒλｍａｘ ｗｒｉｔｅ）≧０．４    （１５）
となる。“Ｈ→Ｌ”記録膜では多くの場合、Ｒλｍａｘ ｗｒｉｔｅ≧０．２５なので（１５）式は
Ａｈ４０５≦０．８  （１６）
となる。本実施形態の“Ｈ→Ｌ”記録膜では（１６）式を満足する事が必須条件となる。上記（１４）式の特性を持たせ、更に、記録層３−２の膜厚として（３）式または（４）式の条件を満足する事を条件として詳細な光学的な膜設計を行った結果、膜厚変動や再生光の波長変動などの各種マージンを考慮に入れると
Ａｈ４０５≦０．３  （１７）
が望ましい。（１４）式を前提とすると、
Ａｈ４５５≦０．６  （１８）
あるいは
Ａｈ３５５≦０．６  （１９）
に設定すると、一層記録／再生特性が安定する。なぜなら（１４）式が成り立つ上で少なくとも（１８）式と（１９）式のいずれかを満足する場合には、３５５ｎｍから４０５ｎｍの範囲、又は４０５ｎｍから４５５ｎｍの範囲に亘り（場合によっては３５５ｎｍから４５５ｎｍの範囲で）Ａｈの値が０．６以下になるので記録用レーザ光源（または再生用レーザ光源）の発光波長にばらつきが生じても吸光度の値が大きく変化しないためである。
【０１８２】
本実施形態における“Ｈ→Ｌ”記録膜の具体的な記録原理としては既に説明した“３−２−Ｂ〕本実施形態における有機色素記録材料に共通する基本的特徴”内の〔α〕に列記した記録メカニズムの内“分子間の配列変化”または“分子内部での分子構造変化”の現象を利用する。その結果、上述した（２）に記載されているように光吸収スペクトルプロファイルを変化させる。本実施形態における記録マーク内での光吸収スペクトルプロファイルを化１４中の実線で示し、未記録場所での光吸収スペクトルプロファイルを破線で重ね合わせる事で両者の比較が出来るようにした。本実施形態では記録マーク内での光吸収スペクトルプロファイルが比較的ブロードに変化しており、分子内部での分子構造変化が生じ一部炭素原子の析出（コールタール化）の可能性が有る。記録マーク内での吸光度が最大になる波長λｌｍａｘの値を未記録位置での波長λｍａｘ ｗｒｉｔｅの値よりも再生波長４０５ｎｍに近付ける事により“Ｈ→Ｌ”記録膜での再生信号を発生している所に本実施形態の特徴が有る。これにより、吸光度が最も高くなる波長λｌｍａｘでの吸光度が“１”よりも小さく再生波長４０５ｎｍにおける吸光度Ａｌ４０５の値がＡｈ４０５の値よりも大きくなる。その結果、記録マーク内でのトータル的な光反射率が低下する。
【０１８３】
本実施形態におけるＨフォーマットでは変調方式としてＥＴＭ（Eight to Twelve：８ビットのデータコードを１２チャネルビットに変換する）、ＲＬＬ（１，１０）（変調後のコード列の中でチャネルビット長Ｔに対する最小反転長が２Ｔ、最大反転長が１１Ｔ）を採用している。“４−２）本実施形態での再生回路の説明”で後述する再生回路の性能評価を行った所、前記再生回路で安定に再生するには〔充分に長い長さ（１１Ｔ）の未記録領域からの再生信号量Ｉ１１Ｈ〕に対する〔前記Ｉ１１Ｈと充分に長い長さ（１１Ｔ）を持つ記録マークからの再生信号量Ｉ１１Ｌとの差分値Ｉ１１≡Ｉ１１Ｈ−Ｉ１１Ｌ〕の比率が最低でも
Ｉ１１／Ｉ１１Ｈ≧０．４      （２０）
望ましくは
Ｉ１１／Ｉ１１Ｈ＞０．２      （２１）
を満足する必要が有る事が分かった。本実施形態では高密度に記録された信号再生時にＰＲＭＬ法を利用する。ＰＲＭＬ法で精度良く検出するためには再生信号の線形性（リニアリティー）が要求される。上記再生信号の線形性（リニアリティー）を確保するためには３Ｔの長さを持つ記録マークと未記録スペースの繰り返し信号からの再生信号振幅をＩ３とした時のこの値の上記Ｉ１１に対する比率が
Ｉ３／Ｉ１１≧０．３５      （２２）
望ましくは
Ｉ３／Ｉ１１＞０．２      （２３）
を満足する必要が有る事も分かった。上記（１６）式の条件を視野に入れながら（２０）式、（２１）式を満足するようにＡｌ４０５の値を設定した所に本実施形態の技術的特徴が有る。（１６）式を参照し
１−０．３＝０．７      （２４）
となる。（２４）式を視野に入れ、（２０）式との対応関係から
（Ａｌ４０５−０．３）／０．７≧０．４  すなわち、
Ａｌ４０５≧０．５８      （２５）
の条件が導かれる。（２５）式は非常に粗い検討結果から導かれた式で基本的な考え方を示したに過ぎない。Ａｈ４０５の設定範囲を（１６）式で規定しているので、本実施形態ではＡｌ４０５の条件として少なくとも
Ａｌ４０５＞０．３      （２６）
が必須となる。
【０１８４】
具体的な“Ｈ→Ｌ”記録膜に適した有機色素材料の選定方法として本実施形態では光学的な膜設計を元に未記録状態での屈折率範囲がｎ３２＝１．３〜２．０、吸収係数範囲がｋ３２＝０．１〜０．２、望ましくはｎ３２＝１．７〜１．９、吸収係数範囲がｋ３２＝０．１５〜０．１７の有機色素材料を選定し、上記説明した一連の条件を満足させている。
【０１８５】
図３２または化１４に示した“Ｈ→Ｌ”記録膜では未記録領域での光吸収スペクトルにおいてλｍａｘ ｗｒｉｔｅの波長が再生光または記録／再生光の波長（例えば、４０５ｎｍ）よりも短くなっているが、本発明においてそれに限らず例えば、λｍａｘ ｗｒｉｔｅの波長が再生光または記録／再生光の波長（例えば、４０５ｎｍ）よりも長くても良い。
【０１８６】
上記（２２）式または（２３）式を満足させるためには記録層３−２の厚みＤｇが大きく影響する。例えば、記録層３−２の厚みＤｇが許容値を大幅に越えると、記録マーク９形成後の状態として記録層３−２内での透明基板２−２に接する一部のみの光学特性が変化するだけでその場所に隣接する光反射層４−２に接する部分の光学特性が他の未記録領域と同じ値のままになる。その結果、再生光量変化が低下して（２２）式または（２３）式におけるＩ３の値が小さくなり、（２２）式または（２３）式の条件が満足できなくなる。従って、（２２）式を満足させるためには、図３１（ｂ）、（ｃ）に示すように記録マーク９内の光反射層４−２に接する部分の光学特性まで変化させる必要が有る。さらに、記録層３−２の厚みＤｇが許容値を大幅に越えると記録マーク形成時に記録層３−２内の厚み方向で温度勾配が発生し、記録層３−２内の光反射層４−２に接する部分で光学特性変化温度に達する前に透明基板２−２に接する部分の気化（蒸発）温度を越えるか、透明基板２−２内で熱変形温度を超えてしまう。上記理由から本実施形態では熱解析検討により（２２）式を満足させるために記録層３−２の厚みＤｇを“３Ｔ”以下とし、（２３）式を満足させる条件として記録層３−２の厚みＤｇを“３×３Ｔ”以下にしている。基本的には記録層３−２の厚みＤｇが“３Ｔ”以下の場合には（２２）式を満足させる事が出来るが、追記形情報記憶媒体の面ブレ・反りによるチルトの影響や焦点ぼけに対するマージンを考慮すると“Ｔ”以下にする場合もある。既に説明した（１）式と（２）式の結果も考慮すると、本実施形態における記録層３−２の厚みＤｇの範囲は必要最低な条件としては
９Ｔ≧Ｄｇ≧λ／８ｎ３２      （２７）
望ましい条件としては
３Ｔ≧Ｄｇ≧λ／４ｎ３２      （２８）
で与えられる範囲で記録層３−２の厚みＤｇを設定している。それに限らず、最も厳しい条件としては
Ｔ≧Ｄｇ≧λ／４ｎ３２      （２９）
とする事も可能である。後述するようにチャネルビット長Ｔの値はＨフォーマットでは１０２ｎｍ、Ｂフォーマットでは６９ｎｍ〜８０ｎｍになっているので、３Ｔの値はＨフォーマットでは３０６ｎｍ、Ｂフォーマットでは２０７ｎｍ〜２４０ｎｍ、９Ｔの値はＨフォーマットでは９１８ｎｍ、Ｂフォーマットでは６２１ｎｍ〜７２０ｎｍとなる。ここでは“Ｈ→Ｌ”記録膜に関して説明しているが、（２７）式〜（２９）式の条件はそれに限らず、“Ｌ→Ｈ”記録膜に対しても適用できる。
【０１８７】
本実施形態における有機色素記録膜の具体的説明
５−１）本実施形態における“Ｌ→Ｈ”記録膜に関する特徴説明
未記録領域に比べて記録マーク内で光反射量が低下する特性を有する“Ｌ→Ｈ”記録膜に関する説明を行う。この記録膜を用いた場合の記録原理としては“３−２−Ｂ〕本実施形態における有機色素記録材料に共通する基本的特徴”で説明した記録原理の中で主に
・発色特性変化
・発色現象に寄与する電子に対する電子構造（電子軌道）の変化〔脱色作用など〕
・分子間の配列変化
のいずれかを利用し、吸光スペクトルの特性を変化させる。“Ｌ→Ｈ”記録膜に関しては、特に未記録場所と既記録場所での反射量範囲を片面２層構造を持った再生専用情報記憶媒体の特性を視野に入れて規定した所に大きな特徴が有る。本実施形態では“Ｈ→Ｌ”記録膜の非記録部での反射率下限値δが“Ｌ→Ｈ”記録膜の非記録部での上限値γより高くなるように規定している。情報記録再生装置あるいは情報再生装置に上記情報記憶媒体を装着した時、スライスレベル検出部１３２またはＰＲ等化回路１３０で非記録部の光反射率を測定し、瞬時に“Ｈ→Ｌ”記録膜か“Ｌ→Ｈ”記録膜の判別が出来るので、記録膜の種別判別が非常に容易になる。多くの製造条件を変えて作成した“Ｈ→Ｌ”記録膜と“Ｌ→Ｈ”記録膜を作成して測定した結果、“Ｈ→Ｌ”記録膜の非記録部での反射率下限値δと“Ｌ→Ｈ”記録膜の非記録部での上限値γの間の光反射率αを３２％〜４０％の範囲以内にすると、記録膜の製造性が高く、媒体の低価格化が容易である事が分かった。“Ｌ→Ｈ”記録膜非記録部（“Ｌ”部）の光反射率範囲８０１を再生専用形情報記憶媒体における片面２記録層の光反射率範囲８０３に一致させ、“Ｈ→Ｌ”記録膜の非記録部（“Ｈ”部）の光反射率範囲８０２を再生専用形情報記憶媒体における片面単層の光反射率範囲８０４に一致させると、再生専用形情報記憶媒体との互換性が良く情報再生装置の再生回路を兼用化出来るので情報再生装置を安価に作ることができる。多くの製造条件を変えて作成した“Ｈ→Ｌ”記録膜と“Ｌ→Ｈ”記録膜を作成して測定した結果、記録膜の製造性を高めて媒体の低価格化を容易にするために本実施形態では“Ｌ→Ｈ”記録膜の非記録部（“Ｌ”部）の光反射率の下限値βを１８％、上限値γを３２％とし、“Ｈ→Ｌ”記録膜の非記録部（“Ｈ”部）の光反射率下限値δを４０％、上限値εを８５％にした。
【０１８８】
Ｈフォーマットを採用した場合、非記録部での光反射率範囲を規定する事でグルーブレベルを基準として“Ｌ→Ｈ”記録膜ではエンボス領域（システムリードイン領域ＳＹＬＤＩなど）と記録マーク領域（データリードイン領域ＤＴＬＤＩ、データリードアウト領域ＤＴＬＤＯやデータ領域ＤＴＡ）で同じ方向に信号が現れる。同様に“Ｈ→Ｌ”記録膜ではグルーブレベルを基準としてエンボス領域（システムリードイン領域ＳＹＬＤＩなど）と記録マーク領域（データリードイン領域ＤＴＬＤＩ、データリードアウト領域ＤＴＬＤＯやデータ領域ＤＴＡ）で反対方向に信号が現れる。この現象を利用し、“Ｌ→Ｈ”記録膜と“Ｈ→Ｌ”記録膜間での記録膜識別に使えるだけでなく、“Ｌ→Ｈ”記録膜と“Ｈ→Ｌ”記録膜に対応した検出回路設計が容易となる。また、本実施形態に示した“Ｌ→Ｈ”記録膜上に記録した記録マークから得られる再生信号特性を“Ｈ→Ｌ”記録膜から得られる信号特性に合わせて（２０）式〜（２３）式を満足させる。これにより、“Ｌ→Ｈ”記録膜と“Ｈ→Ｌ”記録膜いずれの記録膜を用いた場合にも同一の信号処理回路が使え、信号処理回路の簡素化と低価格化が図れる。
【０１８９】
５−２）本実施形態の“Ｌ→Ｈ”記録膜に関する光吸収スペクトルの特徴
“３−４）本実施形態における“Ｈ→Ｌ”記録膜に関する特徴説明”で説明したように“Ｈ→Ｌ”記録膜では未記録領域での相対的な吸光度が基本的に低いため、再生時に再生光を照射された時にその再生光のエネルギーを吸収して生じる光学特性変化が起こりにくい。仮に吸光度が高い記録マーク内で再生光のエネルギーを吸収して光学特性変化（記録作用の更新）が生じたとしても記録マーク内からの光反射率が下がる一方なので、再生信号の振幅（Ｉ１１≡Ｉ１１Ｈ−Ｉ１１Ｌ）が増加する方向に働き、再生信号処理への悪影響は少ない。
【０１９０】
それに比べて、“Ｌ→Ｈ”記録膜は“未記録部の光反射率が記録マーク内より低い”と言う光学的特性を持つ。この事は図２６（ｂ）を用いて説明した内容から分かるように、記録マーク内より未記録部の吸光度が高い事を意味している。そのため、“Ｌ→Ｈ”記録膜は“Ｈ→Ｌ”記録膜に比べると再生時の信号劣化が起こり易い。“３−２−Ｂ〕本実施形態における有機色素記録材料に共通する基本的特徴”内で説明したように、“ε〕紫外線や再生光照射による再生信号劣化が万一発生した場合に備えて再生情報の信頼性を向上させる”必要が有る。
【０１９１】
有機色素記録材料の特性を詳細に調べた結果、再生光のエネルギーを吸収して光学特性変化を起こすメカニズムと紫外線照射による光学特性変化のメカニズムがほぼ類似している事が分かった。その結果、未記録領域での紫外線照射に対する耐久性を向上させる構造を持たせると再生時の信号劣化が起き辛くなる。そのため、“Ｌ→Ｈ”記録膜ではλｍａｘ ｗｒｉｔｅ（記録光の波長に最も近い極大吸収波長）の値を記録光または再生光の波長（４０５ｎｍ近傍）よりも長くした所に本実施形態の大きな特徴がある。これにより紫外線に対する吸収率を低くでき、紫外線照射に対する耐久性を大幅に向上できる。図３５から分かるように、λｍａｘ ｗｒｉｔｅ近傍での既記録部と未記録部間での吸光度の違いが小さく、λｍａｘ ｗｒｉｔｅ近傍の波長光で再生した場合の再生信号変調度（信号振幅）が小さくなる。半導体レーザ光源の波長変動も視野に入れると、３５５ｎｍ〜４５５ｎｍの範囲では充分に大きな再生信号変調度（信号振幅）を取れる事が望ましい。従って、本実施形態においてλｍａｘ ｗｒｉｔｅの波長は３５５ｎｍ〜４５５ｎｍの範囲外（すなわち、４５５ｎｍよりも長波長側）に存在するように記録膜３−２の設計を行っている。
【０１９２】
本実施形態での“Ｌ→Ｈ”記録膜における光吸収スペクトルの一例を図３４に示す。“５−１）本実施形態における“Ｌ→Ｈ”記録膜に関する特徴説明”で説明したように、本実施形態では“Ｌ→Ｈ”記録膜の非記録部（“Ｌ”部）の光反射率の下限値βを１８％、上限値γを３２％に設定している。１−０．３２＝０．６８より上記条件を満足するためには４０５ｎｍにおける未記録領域での吸光度の値Ａｌ４０５として
Ａｌ４０５≧６８％      （３６）
を満足すべきなのが直感的に理解できる。図２６における光反射層４−２の４０５ｎｍにおける光反射率は１００％より若干低下するが、説明の簡略化のためほぼ１００％に近いと仮定する。従って、吸光度Ａｌ＝０の時の光反射率はほぼ１００％になる。図３４においてλｍａｘ ｗｒｉｔｅの波長での記録膜全体としての光反射率をＲλｍａｘ ｗｒｉｔｅで表す。この時の光反射率がゼロ（Ｒλｍａｘ ｗｒｉｔｅ≒０）と仮定して（３６）式を導いているが、実際には“０”とはならないので、より厳密な式を導く必要が有る。“Ｌ→Ｈ”記録膜の非記録部（“Ｌ”部）の光反射率の上限値γを３２％に設定する厳密な条件式は
１−Ａｌ４０５×（１−Ｒλｍａｘ ｗｒｉｔｅ）≦０．３２      （３７）
で与えられる。従来の追記形情報記憶媒体は全て“Ｈ→Ｌ”記録膜を使用しており、“Ｌ→Ｈ”記録膜に関する情報の蓄積が無いが、“５−３）アニオン部：アゾ金属錯体＋カチオン部：色素”と“５−４）アゾ金属錯体＋中心金属として“銅”使用”で後述する本実施形態を使用した場合には（３７）式を満たす最も厳しい条件として
Ａｌ４０５≧８０％      （３８）
となる。上記実施形態で後述する有機色素記録材料を使用した場合には、製造時の特性ばらつきや記録層３−２の厚み変化などのマージンも含めて記録膜の光学設計を行うと“５−１）本実施形態における“Ｌ→Ｈ”記録膜に関する特徴説明”で説明した反射率を満足する最低限の条件としては
Ａｌ４０５≧４０％      （３９）
を満足すれば良い事が分かった。さらに
Ａｌ３５５≧４０％      （４０）
Ａｌ４５５≧４０％      （４１）
のいずれかを満足する事で３５５ｎｍから４０５ｎｍの範囲あるいは４０５ｎｍから４５５ｎｍの範囲（両方の式が同時に満足する場合には３５５ｎｍから４５５ｎｍの範囲）で光源の波長が変化しても安定な記録特性または再生特性を確保できる。
【０１９３】
本実施形態の“Ｌ→Ｈ”記録膜における記録後の光吸収スペクトル変化状況を図３５に示す。記録マーク内での最大吸収波長λｌｍａｘの値がλｍａｘ ｗｒｉｔｅの波長からずれており、分子間の配列変化（例えば、アゾ金属錯体同士の配列変化）が生じていると考えられる。更に、λｌｍａｘの所での吸光度と４０５ｎｍでの吸光度Ａｌ４０５のいずれもが低下していると共に光吸収スペクトルの広がり自体が広がっている所から平行して脱色作用（局所的な電子軌道の切断（局所的な分子結合の解離））が起きていると考えられる。
【０１９４】
本実施形態の“Ｌ→Ｈ”記録膜においても（２０）、（２１）、（２２）、（２３）の各式を満足させる事で“Ｌ→Ｈ”記録膜と“Ｈ→Ｌ”記録膜どちらに対しても同一の信号処理回路を使えるようにして信号処理回路の簡素化と低価格化を図っている。（２０）式において
Ｉ１１／Ｉ１１Ｈ≡（Ｉ１１Ｈ−Ｉ１１Ｌ）／Ｉ１１Ｈ≧０．４      （４２）
を変形すると
Ｉ１１Ｈ≧／Ｉ１１Ｌ／０．６      （４３）
となる。既に説明したように本実施形態において“Ｌ→Ｈ”記録膜の未記録部（“Ｌ”部）の光反射率の下限値βを１８％に設定しており、この値がＩ１１Ｌに対応する。更に、概念的に
Ｉ１１Ｈ≒１−Ａｈ４０５×（１−Ｒλｍａｘ ｗｒｉｔｅ）      （４４）
と対応するので、（４３）式と（４４）式から
１−Ａｈ４０５×（１−Ｒλｍａｘ ｗｒｉｔｅ）≧０．１８／０．６      （４５）
となる。１−Ｒλｍａｘ ｗｒｉｔｅ≒０の時は（４５）式は
Ａｈ４０５≦０．７      （４６）
で得られる。上記（４６）式と（３６）式を比較すると吸光度の値として６８％〜７０％近傍を境にＡｌ４０５とＡｈ４０５の値を設定すれば良さそうな事が分かる。更に、Ａｌ４０５の値として（３９）式の範囲になる場合と、信号処理回路の性能安定性を考えると、厳しい条件として
Ａｈ４０５≦０．４      （４７）
がある。なお、可能で有れば
Ａｈ４０５≦０．３      （４８）
を満足する事が望ましい。
【０１９５】
５−３）アニオン部：アゾ金属錯体＋カチオン部：色素
“５−１）本実施形態における“Ｌ→Ｈ”記録膜に関する特徴説明”で説明した特徴を有し、“５−２）本実施形態の“Ｌ→Ｈ”記録膜に関する光吸収スペクトルの特徴”で示した条件を満足する本実施形態における具体的に有機色素材料について説明する。記録層３−２の厚みは（３）、（４）、（２７）、（２８）の各式で示した条件を満足し、スピナーコーティング（スピンコーティング）により形成する。比較のために一例を上げると、“食塩”の結晶はプラスに帯電する“ナトリウムイオン”とマイナスに帯電する“塩素イオン”との間の“イオン結合”で組み立てられている。それと同様、高分子においても“イオン結合”に近い形で異なる複数の高分子が組み合わさり有機色素材料を構成する場合が有る。本実施形態における有機色素記録膜３−２はプラス側に帯電する“カチオン部”とマイナス側に帯電する“アニオン部”で構成されている。特にプラス側に帯電する“カチオン部”に発色特性を有する“色素”を利用し、対イオン部を意味しマイナス側に帯電する“アニオン部”に有機金属錯体を利用する事で結合の安定性を高め、“３−２−Ｂ〕本実施形態における有機色素記録材料に共通する基本的特徴”の中で示した“δ〕発色領域での電子構造を安定化させ、紫外線や再生光照射に対する構造分解が生じ辛くする”の条件を満足させた所に技術的な大きな特徴が有る。具体的な内容として本実施形態では有機金属錯体として化１に一般構造式を示した“アゾ金属錯体”を利用している。アニオン部とカチオン部の組み合わせからなる本実施形態においてこのアゾ金属錯体の中心金属Ｍとしてコバルトまたはニッケルを使用して光安定性を高めているが、それに限らずスカンジウム、イットリウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛、カドミウム、水銀などを使っても良い。本実施形態ではカチオン部に使用する色素として化３に一般構造式を示したシアニン色素、スチリル色素、モノメチンシアニン色素のいずれかを使用する。本実施形態ではアニオン部にアゾ金属錯体を使用しているが、それに限らず例えば、ホルマザン金属錯体を使用しても良い。上記アニオン部とカチオン部からなる有機色素記録材料は最初粉末状になっている。記録層３−２を形成する場合にはこの粉末状の有機色素記録材料を有機溶剤に溶かした後、透明基板２−２上にスピンコーティングを行う。この時に使用する有機溶剤として例えば、フッ素アルコール系のＴＦＰ（テトラフルオロプロパノール）やペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、石油エーテル、石油ベンジンなどの炭化水素類、アルコール類、フェノール類、エーテル類、ニトリル類、ニトロ化合物や含硫化合物のいずれかかまたはそれらの組み合わせを使用する。
【０１９６】
５−４）アゾ金属錯体＋中心金属として“銅”使用
記録原理として本実施形態の光学特性変化を用いた“Ｈ→Ｌ”記録膜と“Ｌ→Ｈ”記録膜における記録（記録マーク形成）前後での光吸収スペクトル変化の一例を図３６と図３７に示す。記録前（未記録領域内で）のλｍａｘ ｗｒｉｔｅ波長をλｂｍａｘ ｗｒｉｔｅ、このλｂｍａｘ ｗｒｉｔｅを中心とした光吸収スペクトル（ｂ）の半値幅（λｂｍａｘ ｗｒｉｔｅでの吸光度Ａを“１”とした時の“Ａ≧０．５”の範囲を満足する波長領域の幅）をＷａｓ、記録後（記録マーク内で）の光吸収スペクトル（ａ）のλｍａｘ ｗｒｉｔｅ波長をλａｍａｘ ｗｒｉｔｅと定義する。図３６と図３７に示した特性を有する記録膜３−２は“３−２−Ｂ〕本実施形態における有機色素記録材料に共通する基本的特徴”の〔α〕に示した記録原理の内、“発色現象に寄与する電子に対する電子構造（電子軌道）の変化”と“分子内部での分子構造変化”を利用している。“発色現象に寄与する電子に対する電子構造（電子軌道）の変化”が生じると、例えば、化１に示すような発色領域８の寸法や構造が変化する。例えば、発光領域８の寸法が変化すると、そこの局在電子の共鳴吸収波長が変化するので、光吸収スペクトルの極大（最大）吸収波長がλｂｍａｘ ｗｒｉｔｅからλａｍａｘ ｗｒｉｔｅに変化する。同様に“分子内部での分子構造変化”が生じると発色領域８の構造も変化するので、同様に光吸収スペクトルの極大（最大）吸収波長が変化する。ここで極大（最大）吸収波長の変化量をΔλｍａｘと定義すると
Δλｍａｘ≡｜λａｍａｘ ｗｒｉｔｅ−λｂｍａｘ ｗｒｉｔｅ｜      （４９）
の関係が成り立つ。このように光吸収スペクトルの極大（最大）吸収波長が変化すると、連動して光吸収スペクトルの半値幅Ｗａｓも変化する。このように光吸収スペクトルの極大（最大）吸収波長と光吸収スペクトルの半値幅Ｗａｓが同時に変化した時に、記録マーク位置から得られる再生信号への影響を説明する。図３６（図３７）において記録前／未記録領域における光吸収スペクトルは（ｂ）で与えられるので、４０５ｎｍ再生光での吸光度はＡｈ４０５（Ａｌ４０５）になっている。もし仮に記録後（記録マーク内）の光スペクトルとして極大（最大）吸収波長のみがλａｍａｘ ｗｒｉｔｅに変化し、半値幅Ｗａｓの変化が無かった場合には光吸収スペクトルは図３６（図３７）（ｃ）のようになり、４０５ｎｍ再生光での吸光度はＡ*４０５に変化するが、実際には半値幅が変化するために記録後（記録マーク内）の吸光度はＡｌ４０５（Ａｈ４０５）になってしまう。記録前後での吸光度の変化量｜Ａｌ４０５−Ａｈ４０５｜は再生信号振幅値に比例するので、図３６（図３７）に示した例では極大（最大）吸収波長変化と半値幅変化が再生信号振幅増加に対する相殺作用をするため、再生信号のＣ／Ｎ比を悪化させるという問題が生じる。その問題を解消するための本実施形態の第１の応用例として極大（最大）吸収波長変化と半値幅変化が再生信号振幅増加に対して相乗的に働くように記録層３−２の特性を設定（膜設計）する所に大きな特徴が有る。すなわち、図３６（図３７）での変化から容易に予想が付くように
“Ｈ→Ｌ”記録膜では記録前のλｂｍａｘ ｗｒｉｔｅに対する記録後のλａｍａｘ ｗｒｉｔｅの移動方向に依らず
半値幅が広がり、
“Ｌ→Ｈ”記録膜では記録前のλｂｍａｘ ｗｒｉｔｅに対する記録後のλａｍａｘ ｗｒｉｔｅの移動方向に依らず
半値幅が狭くなる方向に変化するように記録層３−２の特性を設定（膜設計）する。
【０１９７】
次に、本実施形態における第２の応用例について説明する。前述したように極大（最大）吸収波長変化と半値幅Ｗａｓ変化によりＡｈ４０５とＡｌ４０５との間の開きを相殺させて再生信号のＣ／Ｎ比を下げる場合がある。更に、上記第１の応用例や図３６または図３７に示した実施形態では極大（最大）吸収波長変化と光吸収スペクトルの半値幅Ｗａｓが同時に変化するため、記録後（記録マーク内で）の吸光度Ａの値は極大（最大）吸収波長変化量Δλｍａｘと半値幅変化量の両方の影響を受ける。追記形情報記憶媒体１２を量産した時にこの極大（最大）吸収波長変化量Δλｍａｘと半値幅変化量の両方の値を同時に精度良く制御する事が難しく、量産された追記形情報記憶媒体１２に情報を記録した時の再生信号振幅のばらつきが大きくなり、情報再生装置で再生した時の再生信号の信頼性が低下する。それに対して本実施形態における第２の応用例に示す記録層３−２の材質として記録前後（記録マーク内と未記録領域で）の極大（最大）吸収波長が変化しないように工夫する事で記録後（記録マーク内で）の吸光度Ａの値のばらつきを抑え、そこからの再生信号振幅の個体間ばらつきを少なくする事で再生信号の信頼性を向上させた所に大きな特徴が有る。この第２の応用例では記録前後（記録マーク内と未記録領域で）の極大（最大）吸収波長が変化しないので、吸光度Ａの値は記録前後（記録マーク内と未記録領域で）の光吸収スペクトルの広がりのみで決まる。数多く追記形情報記憶媒体１２を量産した時に記録前後（記録マーク内と未記録領域で）の光吸収スペクトルの広がりのみを制御すれば良いので媒体間の特性のばら付きを小くできる。記録前後（記録マーク内と未記録領域で）の極大（最大）吸収波長が変化しないように工夫したとしても、厳密には図３８に示すように完全にλｂｍａｘ ｗｒｉｔｅとλａｍａｘ ｗｒｉｔｅの値を完全に合わせるのは難しい。図３６や図３７に示すλｂｍａｘ ｗｒｉｔｅを中心とした光吸収スペクトルの半値幅Ｗａｓは一般的な有機色素記録材料では１００ｎｍ〜２００ｎｍの範囲に入る場合が多い。従って、極大（最大）吸収波長変化量Δλｍａｘの値として１００ｎｍを越えると（ｂ）の特性から得られる吸光度Ａｈ４０５（Ａｌ４０５）と（ｃ）の特性から得られる吸光度Ａ*４０５との値に大きな開きが生じる事が図３６や図３７から容易に予想できる。従って、第２の応用例として“極大（最大）吸収波長が変化しない”と言う意味は
Δλｍａｘ≦１００ｎｍ      （５０）
の条件を満足する事を意味している。さらに極大（最大）吸収波長変化量Δλｍａｘが（５０）式の１／３
Δλｍａｘ≦３０ｎｍ      （５１）
の条件になると（ｂ）の特性から得られる吸光度Ａｈ４０５（Ａｌ４０５）と（ｃ）の特性から得られる吸光度Ａ*４０５との間の差は非常に少なくなり、量産した時に媒体間の再生信号特性のばら付きが小さくできる。
【０１９８】
（５０）式または（５１）式を満たす“Ｌ→Ｈ”記録膜特性を図３８に示す。記録前（未記録領域で）の光吸収スペクトルは図３８の特性（ｂ）のように幅の広いスペクトルになっており、４０５ｎｍの再生波長での吸光度Ａｈ４０５は充分に小さな値になっている。記録後（記録マーク内で）の光吸収スペクトルは図３８の特性（ａ）のように幅が狭くなり、４０５ｎｍの再生波長での吸光度Ａｌ４０５が上昇する。
【０１９９】
（５０）式または（５１）式を満たすために本実施形態では記録原理として“３−２−Ｂ〕本実施形態における有機色素記録材料に共通する基本的特徴”の〔α〕の中で“分子内の配向の変化”を利用する。以下に本実施形態（第２の応用例）に付いての具体的内容を説明する。化１に示したアゾ金属錯体において、ベンゼン核環内はラジカル結合しているために複数のベンゼン核環どうしは同一平面上に配置されている。すなわち、化１において中心金属Ｍよりも上側に有る４個のベンゼン核環はベンゼン核グループが作るＵ（up側）平面を形成し、中心金属Ｍよりも下側に有る４個のベンゼン核環はベンゼン核グループが作るＤ（down側）平面を形成する。上記Ｕ平面とＤ平面の間はどんな場合でも（記録前後に関わらず）常に互いに平行な関係を保っている。上記Ｕ平面とＤ平面に直交する形でＲ１とＲ３の各側鎖基が配置されている。中心金属原子Ｍと酸素原子Ｏとの間（実線部）はイオン結合で結合され、Ｏ−Ｍ−Ｏを結ぶ線が形成する平面は上記Ｕ平面とＤ平面に対して平行に配置されている。化１の丸い領域で囲まれた発色領域８はこのような立体構造をしている。今後の説明のため、Ｕ平面内でＲ４の方向からＲ５の方向に向かう方向を暫定的に“Ｙｕ方向”と定義し、Ｄ平面内でＲ４の方向からＲ５の方向に向かう方向を暫定的に“Ｙｄ方向”と定義する。Ｕ平面もしくはＤ平面内に含まれる窒素原子Ｎとその２面の間に挟まれた中心金属原子Ｍとの間（破線部）は配位結合で結合され、中心金属原子Ｍを中心とした窒素原子Ｎの位置が回転可能になっている。すなわち、上記Ｕ平面とＤ平面の間は互いに平行な関係を保ちながらＹｕ方向に対してＹｄ方向が回転できる構造になっている。化１に示したアゾ金属錯体は化２（ａ）に示すようにＹｕ方向とＹｄ方向が互いに平行になったり（向きは化２（ａ）のように反対向きになったり同じ向きになれる）、化２（ｂ）のようにＹｕ方向とＹｄ方向が互いにねじれの関係になったりする。当然、化２（ａ）と化２（ｂ）の間の任意の角度関係にもなる。前述したように、化１に示したＲ１とＲ３の各側鎖基は上記Ｕ平面とＤ平面に直交する形で配置されているため、化２（ａ）の構造では上下のＲ１またはＲ３の側鎖基または他のＲ４等の側鎖基間で衝突し易い。従って、化２（ｂ）のようにＹｕ方向とＹｄ方向が互いにねじれの（Ｕ平面の遙か上の方から見るとＹｕ方向とＹｄ方向が互いに直交しているように見える）関係にある時が最も構造的に安定する。この化２（ｂ）の状態になっている時の発色領域８での光吸収波長が図３８におけるλａｍａｘ ｗｒｉｔｅ＝λｂlの値に一致する。Ｙｕ方向とＹｄ方向の関係が化２（ｂ）の状態からずれ出すと発色領域８内の電子構造および光吸収電子の局在距離（局在領域のサイズ）が微妙に変化して光吸収波長がλａｍａｘ ｗｒｉｔｅ＝λｂｍａｘ ｗｒｉｔｅの値からずれる。スピナーコーティングにより透明基板２−２上に形成直後（未記録状態）の記録層３−２内部では上記Ｙｕ方向とＹｄ方向の関係が任意に配向されている。そのため、図３８の特性（ｂ）に示すように光吸収スペクトルの分布幅は広くなっている。記録マーク形成のため記録層３−２内の温度を局所的に上げると、高温のため分子配向が動き���し、最終的にはほとんどが構造的に安定する化２（ｂ）の状態になる。すると、記録マーク内の至る所で発色領域８内の電子構造が一致し、図３８の特性（ａ）に示すように分布幅の狭い光吸収スペクトルに変化する。その結果、再生波長（例えば、４０５ｎｍ）における吸光度がＡｌ４０５からＡｈ４０５に変化する。
【０２００】
化１に示すようにアゾ金属錯体内の発色領域８を使用する別の効果について説明する。前述したアニオン部とカチオン部の組み合わせを利用する場合にはカチオン部に色素を利用する。発色領域に寄与しないアニオン部と組み合わせる事で記録層３−２内での発色領域の相対的な占有容積が減少する。そのため相対的に光吸収断面積が低くなりモル分子吸光係数が低下する結果、図３４に示すλｍａｘ ｗｒｉｔｅ位置での吸光度の値が小さくなり記録感度が低下する。それに比べてここで説明するアゾ金属錯体単体の中心金属周辺での発色特性を利用する場合には、アゾ金属錯体自体で発光するため前述したアニオン部のような発色領域に寄与しない余分な部分が存在しない。そのため発色領域の相対的な占有容積が減少する不要な要因が無く、さらに化１に示すようにアゾ金属錯体内での発色領域８の占有容積も広いので、光吸収断面積が高くなりモル分子吸光係数値が上昇する。その結果、図３４に示すλｍａｘ ｗｒｉｔｅ位置での吸光度の値が高くなり記録感度が向上すると言う効果を持つ。
【０２０１】
“３−２−Ｂ〕本実施形態における有機色素記録材料に共通する基本的特徴”で説明した“δ〕発色領域での電子構造を安定化させ、紫外線や再生光照射に対する構造分解が生じ辛くする”ための具体的な方法として上記アゾ金属錯体の中心金属を最適化して発色領域の構造安定化を実現した所に本実施形態の大きな特徴が有る。
【０２０２】
金属イオンにはそれぞれ独自のイオン化傾向特性を持っている事が知られている。この各金属原子をイオン化傾向の強い順に並べると
Ｎａ＞Ｍｇ＞Ａｌ＞Ｚｎ＞Ｆｅ＞Ｎｉ＞Ｃｕ＞Ｈｇ＞Ａｇ＞Ａｕ
となっている。この金属原子のイオン化傾向は“金属が電子を放出して陽イオンになる性質”を表している。
【０２０３】
化１に示す構造を持ったアゾ金属錯体の中心金属として各種の金属原子を入れて繰り返し再生の安定性（４０５ｎｍ近傍の光を再生パワーで繰り返し照射した時の発色特性の安定性）を調べた所、上記イオン化傾向の高い金属原子ほど電子を放出して結合が切れて発色領域８が破壊され易い事が分かった。数々の実験の結果、発色領域の構造安定化を確保するには中心金属としてニッケル（Ｎｉ）以降の金属材料（Ｎｉ、Ｃｕ、Ｈｇ、Ａｇ、Ａｕ）を使うのが望ましい事が分かった。更に、“高い発色領域の構造安定性”、“低価格化”、“使用安全性”の観点から本実施形態として中心金属に銅（Ｃｕ）を用いるのが最も望ましい。なお本実施形態において化１の側鎖であるＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５としてはＣＨ３、ＣｘＨｙ、Ｈ、Ｃｌ、Ｆ、ＮＯ２、ＳＯ２ＮＨＣＨ３のいずれかを使用する。
【０２０４】
次に、化１に示した分子構造を有する有機色素記録材料を記録層３−２として透明基板２−２上に形成する方法を説明する。始め粉末状になった上記有機色素記録材料１．４９ｇをフッ素アルコール系溶媒である１００ｍｌのＴＦＰ（テトラフルオロ・プロパノール）に溶かす。上記数値は混合比として１．４ウェイト％にする事を意味し、追記形情報記憶媒体の製造量により実際の使用量は変わる。混合比としては１．２〜１．５ウェイト％の範囲が望ましい。溶媒としてはポリカーボネート樹脂で作られた透明基板２−２表面を溶かさない事が必須条件となり、上記のようなアルコール系を使う。上記ＴＦＰ（テトラフルオロ・プロパノール）は極性を持つため、粉末状になった上記有機色素記録材料の溶解性が向上される。スピンドルモーター上の透明基板２−２を回転させながら透明基板２−２の中心部に上記溶媒に溶けた状態の有機色素記録材料を塗布し、遠心力を利用して広げた後に溶媒が蒸発するのを待ち、その後全体の温度を上げるベーキング処理により記録層３−２を固める。
【０２０５】
５-５）中心金属が４個の酸素原子とイオン結合するアゾ金属錯体
化１に示した中心金属に対して２個の酸素原子がイオン結合している構造の場合には、記録原理として化２（ａ）、（ｂ）に示すようにベンゼン核グループが作るＵ平面とＤ平面間のお互いの配列角度により、記録原理が行われている。
【０２０６】
上記に説明したように中心金属Ｍの材質として銅などを用いることにより、分子結合が強く紫外線照射による分子破壊が起きずらい。そのため化２に示すように長期安定性は確保される。しかし、中心金属Ｍに対して２個だけの酸素原子がイオン結合している場合には、化２（ａ）、（ｂ）に示すようにベンゼン核グループが作るＵ平面とＤ平面の間が容易に回転しやすくなっている。そのため、繰返し再生を行うことにより化２（ａ）に示す未記録領域が次第に化２（ｂ）に示すように記録後の配置に変化するため、記録された信号が劣化するという現象が起きる。
【化１】
2008217991.tif 000003
【０２０７】
【化２】
2008217991.tif 000004
【０２０８】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２０９】
【図１】本発明の情報記憶媒体の一実施態様を模式的に表す断面図
【図２】本発明の情報記憶媒体の他の一例を模式的に表す断面図
【図３】Ｂフォーマットの光ディスクの仕様説明図。
【図４】Ｂフォーマットにおけるピケットコード（誤り訂正ブロック）の構成を示す図。
【図５】Ｂフォーマットにおけるウォブルアドレスの説明図。
【図６】ＭＳＫ方式とＳＴＷ方式を組み合わせたウォブルアドレスの詳細な構造を示す図。
【図７】５６個のウォブルのひとまとまりの単位であり、“０”または“１”の１ビットを表現するＡＤＩＰユニットを示す図。
【図８】８３個のＡＤＩＰユニットからなり、１つのアドレスを示すＡＤＩＰワードを示す図。
【図９】ＡＤＩＰワードを示す図。
【図１０】ＡＤＩＰワードに含まれる１５個のニブルを示す図。
【図１１】Ｂフォーマットのトラック構造を示す図。
【図１２】Ｂフォーマットの記録フレームを示す図。
【図１３】記録ユニットブロックの構造を示す図。
【図１４】データ・ラン・インとデータ・ラン・アウトの構造を示す図。
【図１５】ウォブルアドレスに関するデータの配置を示す図。
【図１６】データ・ラン・アウト領域の最後に配置されるガード３領域の説明図。
【図１７】本発明の一実施形態かかる情報記憶媒体の製造工程を表す図
【図１８】本発明の一実施形態かかる情報記憶媒体の製造工程を表す図
【図１９】本発明の一実施形態かかる情報記憶媒体の製造工程を表す図
【図２０】本発明の一実施形態かかる情報記憶媒体の製造工程を表す図
【図２１】本発明の一実施形態かかる情報記憶媒体の製造工程を表す図
【図２２】本発明の一実施形態かかる情報記憶媒体の製造工程を表す図
【図２３】本発明の一実施態様に係るディスク状の情報記憶媒体の縦断面を表す斜視図
【図２４】図２３の断面の一部を拡大した図
【図２５】図２３の断面の他の一部を拡大した図
【図２６】標準的な相変化記録膜構造と有機色素記録膜構造を示す図
【図２７】現行ＤＶＤ−Ｒディスクに用いられている有機色素記録材料の光吸収スペクトル特性の一例の説明図
【図２８】相変化記録膜と有機色素記録膜でのプリピット領域またはプリグルーブ領域１０での記録膜の形成形状比較を示す図
【図２９】従来の有機色素材料を用いた追記形情報記憶媒体における記録マーク９位置での具体的な透明基板２−２の塑性変形状況を示す図
【図３０】記録原理を起こし易くする記録膜に関する形状や寸法に関する説明図
【図３１】記録膜の形状と寸法の特徴説明図
【図３２】“Ｈ→Ｌ”記録膜における未記録状態での光吸収スペクトル特性の説明図
【図３３】“Ｈ→Ｌ”記録膜における記録マーク内での光吸収スペクトル特性の説明図
【図３４】“Ｌ→Ｈ”記録膜における未記録状態での光吸収スペクトル特性の説明図
【図３５】“Ｌ→Ｈ”記録膜における既記録状態と未記録状態での光吸収スペクトル特性変化を表す図
【図３６】“Ｈ→Ｌ”記録膜における記録前後の光吸収スペクトル特性変化例の説明図
【図３７】“Ｌ→Ｈ”記録膜における記録前後の光吸収スペクトル特性変化例の説明図
【図３８】“Ｌ→Ｈ”記録膜における記録前後の光吸収スペクトル特性変化の他の例の説明図
【符号の説明】
【０２１０】
３−３…第２の記録層、３−４…第１の記録層、４−３…光半透過層、４−４…光反射層、５，５−１，５−２…保護層、６−３…第２のバリア層、６−４…第１のバリア層、７…スペース層、８…基板、１１…グルーブ、１５…情報記憶媒体
【図１】
2008217991.tif 000005
【図２】
2008217991.tif 000006
【図３】
2008217991.tif 000007
【図４】
2008217991.tif 000008
【図５】
2008217991.tif 000009
【図６】
2008217991.tif 000010
【図７】
2008217991.tif 000011
【図８】
2008217991.tif 000012
【図９】
2008217991.tif 000013
【図１０】
2008217991.tif 000014
【図１１】
2008217991.tif 000015
【図１２】
2008217991.tif 000016
【図１３】
2008217991.tif 000017
【図１４】
2008217991.tif 000018
【図１５】
2008217991.tif 000019
【図１６】
2008217991.tif 000020
【図１７】
2008217991.tif 000021
【図１８】
2008217991.tif 000022
【図１９】
2008217991.tif 000023
【図２０】
2008217991.tif 000024
【図２１】
2008217991.tif 000025
【図２２】
2008217991.tif 000026
【図２３】
2008217991.tif 000027
【図２４】
2008217991.tif 000028
【図２５】
2008217991.tif 000029
【図２６】
2008217991.tif 000030
【図２７】
2008217991.tif 000031
【図２８】
2008217991.tif 000032
【図２９】
2008217991.tif 000033
【図３０】
2008217991.tif 000034
【図３１】
2008217991.tif 000035
【図３２】
2008217991.tif 000036
【図３３】
2008217991.tif 000037
【図３４】
2008217991.tif 000038
【図３５】
2008217991.tif 000039
【図３６】
2008217991.tif 000040
【図３７】
2008217991.tif 000041
【図３８】
2008217991.tif 000042