(57)【要約】【課題】高速でアモルファスの記録マークを形成するに際してパルス状に照射する光ビームのパワーが充分に得られる記録ストラテジを設定し、ＤＶＤの場合には６倍速以上の記録速度にも対応でき、変調度やジッタなどの記録特性の良好な書き換え型の相変化型光記録媒体とその記録方法を提供する。【解決手段】基板上にＧａＳｂ共晶組成からなる相変化記録層と、反射層とを有する相変化型光記録媒体に対して、光ビームのスポット径と該光ビームパワーの立ち上がり及び立下りに要する時間内に光ビームが移動する距離を加算し０．５５倍して設定した所定サイズＮに、更に１．３±０．１を乗じて先頭パルスＮ１とし、それに後続する複数のＮによりパルス列を構成して各記録マーク長の照射パルス数を決めてマーク長変調により記録する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくとも相変化記録層と反射層とを有する相変化型光記録媒体の予め結晶化された該相変化記録層に対してパルス状の光ビームを照射しマーク長変調により記録マークを形成する相変化型光記録媒体の記録方法において、
前記光ビームのスポット径と該光ビームパワーの立ち上がり及び立下りに要する時間内に光ビームが移動する距離とを加算したサイズを基準にして設定される所定サイズ以下の記録マークの形成に対しては単一パルスの光ビームを照射し、該所定サイズを超える記録マークの形成に対しては単一パルス以上の数のパルス列で光ビームを照射することを特徴とする相変化型光記録媒体の記録方法。
【請求項２】
前記所定サイズをＮとすると、該Ｎは前記光ビームのスポット径と該光ビームパワーの立ち上がり及び立下りに要する時間内にビームが移動する距離を加算したサイズの０．５５倍±１０％であることを特徴とする請求項１に記載の相変化型光記録媒体の記録方法。
【請求項３】
前記記録マークのサイズが所定サイズＮ以下である場合には単一パルスの光ビームを照射して記録し、記録マークのサイズがｐＮを超え（ｐ＋１）Ｎ（ｐは１以上の整数）以下である場合にはｐ＋１パルスとするように該記録マークのサイズに応じてパルス数を設定して光ビームを照射し記録を行うことを特徴とする請求項２に記載の相変化型光記録媒体の記録方法。
【請求項４】
基板上に少なくとも相変化記録層と反射層とを有する相変化型光記録媒体の予め結晶化された該相変化記録層に対して、
光ビームのスポット径と該光ビームパワーの立ち上がり及び立下りに要する時間内にビームが移動する距離を加算したサイズの０．５５倍±１０％に設定された所定サイズＮ以下の記録マークの形成では単一パルスとし、該Ｎを超える記録マークの形成では単一パルス以上の数のパルス列として光ビームを照射しマーク長変調により記録を行う相変化型光記録媒体の記録方法であって、
前記パルス列が前記Ｎに１．３±０．１を乗じたサイズの先頭パルスＮ１とそれに後続する複数の所定サイズＮから構成され、該パルス列（Ｎ１＋Ｎ＋Ｎ＋…）によって記録マーク長の照射パルス数を設定することを特徴とする相変化記録媒体の記録方法。
【請求項５】
前記マーク長変調がＥＦＭ＋変調であり、前記光ビームの波長が６６０ｎｍ近傍で、ピックアップのＮＡが０．６５±２の光学系を用い、記録線速度が２０ｍ／ｓｅｃ以上、４２ｍ／ｓｅｃ以下である記録条件における３Ｔ〜１４Ｔの各記録マーク長に対する前記照射パルス数を、それぞれ３Ｔ〜５Ｔを１パルス、６Ｔ〜８Ｔを２パルス、９Ｔ〜１１Ｔを３パルス、１４Ｔを４パルスに設定して記録することを特徴とする請求項４に記載の相変化型光記録媒体の記録方法。
【請求項６】
前記パルス数が単一パルスである記録マーク長の記録において、該単一パルスの前段に予熱パルスを追加することを特徴とする請求項４に記載の相変化型光記録媒体の記録方法。
【請求項７】
前記パルス数が単一パルスである記録マーク長３Ｔの記録において、該単一パルスの前段にチャネル周期の１倍以上、２倍以下のパルス幅でかつ記録パワー（Ｐｗ）と消去パワー（Ｐｅ）との中間値以下のパワーからなる予熱パルスを追加することを特徴とする請求項４に記載の相変化型光記録媒体の記録方法。
【請求項８】
基板上に少なくとも相変化記録層と反射層とを有し、予め結晶化された該相変化記録層に対してパルス状の光ビームが照射されて、マーク長変調により記録マークが形成される相変化型光記録媒体において、
前記相変化記録層がＳｂとＧａとの共晶組成近傍の組成比からなる材料で形成され、前記光ビームのスポット径と該光ビームパワーの立ち上がり及び立下りに要する時間内に光ビームが移動する距離とを加算したサイズを基準にして設定される所定サイズ以下の記録マークの形成に対しては単一パルスの光ビームが照射され、該所定サイズを超える記録マークの形成に対しては単一パルス以上の数のパルス列で光ビームが照射されて記録が行われることを特徴とする相変化型光記録媒体。
【請求項９】
前記相変化記録層は前記ＳｂＧａ共晶組成に、更にＧｅ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｓｎから選ばれる少なくとも１元素以上の添加物を１５原子％以下含むことを特徴とする請求項８に記載の相変化型光記録媒体。
【請求項１０】
基板上に少なくとも相変化記録層と反射層とを有し、予め結晶化された該相変化記録層に対してパルス状の光ビームが照射されて、マーク長変調により記録マークが形成される相変化型光記録媒体であって、
前記記録層がＳｂとＧａとの共晶組成近傍の組成比からなる材料で形成され、前記光ビームのスポット径と該光ビームパワーの立ち上がり及び立下りに要する時間内に光ビームが移動する距離とを加算したサイズの０．５５倍±１０％に設定された所定サイズＮに１．３±０．１を乗じた先頭パルスＮ１とそれに後続する複数の所定サイズＮからパルス列を構成し、該パルス列（Ｎ１＋Ｎ＋Ｎ＋…）によって記録マーク長の照射パルス数を決めて記録されることを特徴とする相変化型光記録媒体。
【請求項１１】
前記マーク長変調がＥＦＭ＋変調であり、前記光ビームの波長が６６０ｎｍ近傍でピックアップのＮＡが０．６５±２の光学系を使用し、記録線速度が２０ｍ／ｓｅｃ以上、４２ｍ／ｓｅｃ以下とする記録条件において、３Ｔ〜１４Ｔの各記録マーク長に対する前記パルス数を、それぞれ３Ｔ〜５Ｔを１パルス、６Ｔ〜８Ｔを２パルス、９Ｔ〜１１Ｔを３パルス、１４Ｔを４パルスに設定して記録した後の再生時における反射率が１５％以上、変調度が０．４以上であることを特徴とする請求項１０に記載の相変化型光記録媒体。
【請求項１２】
前記マーク長変調がＥＦＭ＋変調であり、前記光ビームの波長が６６０ｎｍ近傍でピックアップのＮＡが０．６５±２の光学系を使用し、記録線速度が２０ｍ／ｓｅｃ以上、４２ｍ／ｓｅｃ以下とする記録条件において、
３Ｔ〜１４Ｔの各記録マーク長に対する前記パルス数を、それぞれ３Ｔ〜５Ｔを１パルス、６Ｔ〜８Ｔを２パルス、９Ｔ〜１１Ｔを３パルス、１４Ｔを４パルスに設定し、かつ該記録マーク長３Ｔに対する前記単一パルスの前段にチャネル周期の１倍以上、２倍以下のパルス幅で、かつ記録パワー（Ｐｗ）と消去パワー（Ｐｅ）との中間値以下のパワーからなる予熱パルスを追加して記録した後の再生時における反射率が１５％以上、変調度が０．４以上であることを特徴とする請求項１０に記載の相変化型光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ビームを照射することにより記録層材料に光学的な変化を生じさせて情報の記録、再生を行ない、かつ書き換えが行える、いわゆる書き換え型の相変化型光記録媒体とその記録方法に関するものであって、特に高速記録を目的とする光記録システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷなどに用いられている相変化型光記録媒体に関しては、記録速度の向上が図られてきており、ＣＤ−ＲＷでは、２４倍速、ＤＶＤでは２倍速から４倍速程度の高速記録システムが提案されつつある。ＤＶＤフォーマットの書き換え可能な相変化記録媒体については、更に高速の記録を目指した光記録システムの開発が加速されている。
従来の記録ストラテジの形式としては、その基本周期を１Ｔ（Ｔはチャネル周期）とするものが中心であるが、記録速度の増加に伴って記録パルス幅が従来のチャネル周期と同じ周期に設定して記録するとアモルファスマークの記録に際し充分なパワーが得られなくなる問題が生じ、この対策として基本周期を２Ｔとして記録ストラテジを設定することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
すなわち、従来の記録ストラテジ設定においては、記録マークの長さをｎＴとすると記録のパルス数はｎ−１やｎ−２が用いられており、記録マークの長さが１Ｔ増えるごとにパルスを増やして記録するように規定している。基本周期を２Ｔとする記録ストラテジの場合は、記録マークの長さが２Ｔ増えるごとにパルスを増やすことでパルス数の低減を図り、高速で記録した場合においてもジッタが低減できるとされている
しかし、上記２Ｔ周期の記録ストラテジでは、記録に用いる記録装置の光ビームのパワーの立ち上がり及び立下り特性と記録のパルス数との関係を十分に考慮したものとなっていないため、記録ストラテジとして必ずしも満足できるものではなく適切なパルス設定になっていないという問題があった。
【０００４】
例えば、前出の従来技術（特許文献１）では、書き換え型ＤＶＤに用いる場合に４倍速以上の高速記録に適用可能としているが、この場合の適用範囲の限界としてはＤＶＤのリファレンス記録スピード（３．４９ｍ／ｓｅｃ：１倍速）の６倍速程度までとするのが望ましいことが本発明者らの実験により確認された。
【０００５】
また、より高速に記録マークの形成を行おうとする場合、例えばＤＶＤの１０倍速の記録スピードで記録を行う場合、従来の記録方法（図１（ａ）に示すようなパルス形状）により記録マークを形成しようとする場合、仮にデューティ比を０．５と設定したとするとパルス幅は１．９ｎｓｅｃ前後に設定する必要がある。
一方、図１（ｂ）のように、現在の半導体レーザＬＤの直接変調により形成できるパルスの立ち上がり、立下りの時定数は２ｎｓｅｃ前後であるため、照射時間内に記録パワー（Ｐｗ）レベルのパワーを出射するのは不可能である。
【０００６】
例えば、２Ｔ周期の記録ストラテジにより１０倍速の記録を行う場合でも、デューティ比０．５のパルス幅は３．８ｎｓｅｃであるため、パルスは出射可能であるが、図１（ｃ）に示すようにその半値幅は非常に狭くなってしまいアモルファスマーク形成のための十分なエネルギーを得ることが難しいことは容易に理解される。
以上のような状況から、高速記録（ＤＶＤの場合では６倍速以上の記録速度）に対応でき、記録速度が増加してもアモルファスマークの記録に際して十分なパワーが得られる記録ストラテジの更なる向上が望まれていた。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３３１９３６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、従来よりも高速でアモルファスの記録マークを形成する際に、パルス状に照射する光ビームのパワーが充分に得られる記録ストラテジを設定し、ＤＶＤの場合には６倍速以上の記録速度にも対応でき、変調度やジッタなどの記録特性の良好な書き換え型の相変化型光記録媒体とその記録方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、基板上に少なくとも相変化記録層と反射層とを有する相変化型光記録媒体の予め結晶化された該相変化記録層に対して、
パルス状の光ビームを照射しマーク長変調により記録マークを形成するに際して、光ビームのスポット径と該光ビームパワーの立ち上がり及び立下りに要する時間内にビームが移動する距離を加算したサイズを基準にして設定する「所定サイズ」を基に記録マークに対する光ビームのパルス数を決めて記録することにより前記課題を解決した。
本発明の記録ストラテジを採用することにより、高速記録に対応でき、変調度やジッタなどの記録特性の良好な書き換え型の相変化型光記録媒体とその記録方法を提供することができる。以下、本発明について具体的に説明する。
【００１０】
請求項１の発明は、基板上に少なくとも相変化記録層と反射層とを有する相変化型光記録媒体の予め結晶化された該相変化記録層に対してパルス状の光ビームを照射しマーク長変調により記録マークを形成する相変化型光記録媒体の記録方法において、
前記光ビームのスポット径と該光ビームパワーの立ち上がり及び立下りに要する時間内に光ビームが移動する距離とを加算したサイズを基準にして設定される所定サイズ以下の記録マークの形成に対しては単一パルスの光ビームを照射し、該所定サイズを超える記録マークの形成に対しては単一パルス以上の数のパルス列で光ビームを照射することを特徴とする相変化型光記録媒体の記録方法である。
【００１１】
請求項２の発明は、前記所定サイズをＮとすると、該Ｎは前記光ビームのスポット径と該光ビームパワーの立ち上がり及び立下りに要する時間内にビームが移動する距離を加算したサイズの０．５５倍±１０％であることを特徴とする請求項１に記載の相変化型光記録媒体の記録方法である。
【００１２】
請求項１及び２の構成によれば、光ビームの立ち上がり及び立下りの時定数を考慮し、記録マークに対して好適なパルス数（単一パルスまたはパルス列）を設定して記録するため、高速の記録を行った際にもアモルファスマークの記録に際して十分な光ビームのパワーが得られ良好な記録特性を維持することができる。例えば、ＤＶＤの場合では６倍速以上の記録速度に対しても対応することが可能である。
【００１３】
請求項３の発明は、前記記録マークのサイズが所定サイズＮ以下である場合には単一パルスの光ビームを照射して記録し、記録マークのサイズがｐＮを超え（ｐ＋１）Ｎ（ｐは１以上の整数）以下である場合にはｐ＋１パルスとするように該記録マークのサイズに応じてパルス数を設定して光ビームを照射し記録を行うことを特徴とする請求項２に記載の相変化型光記録媒体の記録方法である。
【００１４】
請求項３の構成によれば、記録マーク長に対するパルス数を適切に割り振った記録ストラテジとなっているため、高速で記録した場合においてもアモルファスマークの記録に際して十分なパワーが得られ、変調度も大きく、ジッタが低減され良好な記録特性が得られる。
【００１５】
請求項４の発明は、基板上に少なくとも相変化記録層と反射層とを有する相変化型光記録媒体の予め結晶化された該相変化記録層に対して、
光ビームのスポット径と該光ビームパワーの立ち上がり及び立下りに要する時間内にビームが移動する距離を加算したサイズの０．５５倍±１０％に設定された所定サイズＮ以下の記録マークの形成では単一パルスとし、該Ｎを超える記録マークの形成では単一パルス以上の数のパルス列として光ビームを照射しマーク長変調により記録を行う相変化型光記録媒体の記録方法であって、
前記パルス列が前記Ｎに１．３±０．１を乗じたサイズの先頭パルスＮ１とそれに後続する複数の所定サイズＮから構成され、該パルス列（Ｎ１＋Ｎ＋Ｎ＋…）によって記録マーク長の照射パルス数を設定することを特徴とする相変化記録媒体の記録方法である。
【００１６】
請求項４の構成によれば、パルス列の先頭パルスを所定サイズＮの１．３±０．１倍としたことにより、前記請求項３に較べて更にジッタを低減することができる。
【００１７】
請求項５の発明は、前記マーク長変調がＥＦＭ＋変調であり、前記光ビームの波長が６６０ｎｍ近傍で、ピックアップのＮＡが０．６５±２の光学系を用い、記録線速度が２０ｍ／ｓｅｃ以上、４２ｍ／ｓｅｃ以下である記録条件における３Ｔ〜１４Ｔの各記録マーク長に対する前記照射パルス数を、それぞれ３Ｔ〜５Ｔを１パルス、６Ｔ〜８Ｔを２パルス、９Ｔ〜１１Ｔを３パルス、１４Ｔを４パルスに設定して記録することを特徴とする請求項４に記載の相変化型光記録媒体の記録方法である。
【００１８】
請求項５の構成によれば、記録ストラテジがＥＦＭ＋変調方式と光ビーム特性を考慮した記録マーク長に対するパルス設定となっているため、高速で記録した場合においてもアモルファスマークの記録に際して充分な光ビームのパワーが得られる。これによって変調度も大きく、ジッタが低減され良好な記録特性が得られる。
【００１９】
請求項６の発明は、前記パルス数が単一パルスである記録マーク長の記録において、該単一パルスの前段に予熱パルスを追加することを特徴とする請求項４に記載の相変化型光記録媒体の記録方法である。
【００２０】
請求項７の発明は、前記パルス数が単一パルスである記録マーク長３Ｔの記録において、該単一パルスの前段にチャネル周期の１倍以上、２倍以下のパルス幅でかつ記録パワー（Ｐｗ）と消去パワー（Ｐｅ）との中間値以下のパワーからなる予熱パルスを追加することを特徴とする請求項４に記載の相変化型光記録媒体の記録方法である。
【００２１】
請求項６及び７の構成によれば、予熱パルスが追加されるため、高速記録においても最短記録マークの分離ができて、更に確実に所定マーク長の記録がなされ良好な記録特性が得られる。
【００２２】
請求項８の発明は、基板上に少なくとも相変化記録層と反射層とを有し、予め結晶化された該相変化記録層に対してパルス状の光ビームが照射されて、マーク長変調により記録マークが形成される相変化型光記録媒体において、
前記相変化記録層がＳｂとＧａとの共晶組成近傍の組成比からなる材料で形成され、前記光ビームのスポット径と該光ビームパワーの立ち上がり及び立下りに要する時間内に光ビームが移動する距離とを加算したサイズを基準にして設定される所定サイズ以下の記録マークの形成に対しては単一パルスの光ビームが照射され、該所定サイズを超える記録マークの形成に対しては単一パルス以上の数のパルス列で光ビームが照射されて記録が行われることを特徴とする相変化型光記録媒体である。
【００２３】
請求項８の構成によれば、相変化記録層をＳｂとＧａの共晶組成近傍の材料とすることで、本発明の記録ストラテジに基づいて設定されたパルス数の光ビームを高速で照射しても、充分に相変化記録層材料に光学的な変化を生じさせて情報の記録・消去及び書き換えを可能とし、変調度も大きくジッタが低減された良好な記録特性の相変化型光記録媒体が提供される。
【００２４】
請求項９の発明は、前記相変化記録層は前記ＳｂＧａ共晶組成に、更にＧｅ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｓｎから選ばれる少なくとも１元素以上の添加物を１５原子％以下含むことを特徴とする請求項８に記載の相変化型光記録媒体である。
【００２５】
請求項９の構成によれば、更に記録線速対応性や変調性などの特性を調整することができ、幅広い要求に応じることのできる相変化型光記録媒体が提供される。
【００２６】
請求項１０の発明は、基板上に少なくとも相変化記録層と反射層とを有し、予め結晶化された該相変化記録層に対してパルス状の光ビームが照射されて、マーク長変調により記録マークが形成される相変化型光記録媒体であって、
前記記録層がＳｂとＧａとの共晶組成近傍の組成比からなる材料で形成され、前記光ビームのスポット径と該光ビームパワーの立ち上がり及び立下りに要する時間内に光ビームが移動する距離とを加算したサイズの０．５５倍±１０％に設定された所定サイズＮに１．３±０．１を乗じた先頭パルスＮ１とそれに後続する複数の所定サイズＮからパルス列を構成し、該パルス列（Ｎ１＋Ｎ＋Ｎ＋…）によって記録マーク長の照射パルス数を決めて記録されることを特徴とする相変化型光記録媒体である。
【００２７】
請求項１０の構成によれば、記録層をＳｂとＧａの共晶組成近傍の材料とすることで、本発明のパルス列の先頭パルスを所定サイズＮの１．３±０．１倍とする記録ストラテジに基づいて設定されたパルス数の光ビームを高速で照射してもジッタを低減した相変化型光記録媒体が提供される。
【００２８】
請求項１１の発明は、前記マーク長変調がＥＦＭ＋変調であり、前記光ビームの波長が６６０ｎｍ近傍でピックアップのＮＡが０．６５±２の光学系を使用し、記録線速度が２０ｍ／ｓｅｃ以上、４２ｍ／ｓｅｃ以下とする記録条件において、３Ｔ〜１４Ｔの各記録マーク長に対する前記パルス数を、それぞれ３Ｔ〜５Ｔを１パルス、６Ｔ〜８Ｔを２パルス、９Ｔ〜１１Ｔを３パルス、１４Ｔを４パルスに設定して記録した後の再生時における反射率が１５％以上、変調度が０．４以上であることを特徴とする請求項１０に記載の相変化型光記録媒体である。
【００２９】
請求項１１の構成によれば、記録層をＳｂとＧａの共晶組成近傍の材料とすることで、本発明のＥＦＭ＋変調方式と光ビーム特性を考慮した記録ストラテジに基づいて設定されたパルス数の光ビームを高速で照射しても、アモルファスマークの記録に際して充分なパワーが得られ、変調度も大きくジッタが低減され良好な記録特性が得られる相変化型光記録媒体が提供される。
【００３０】
請求項１２の発明は、前記マーク長変調がＥＦＭ＋変調であり、前記光ビームの波長が６６０ｎｍ近傍でピックアップのＮＡが０．６５±２の光学系を使用し、記録線速度が２０ｍ／ｓｅｃ以上、４２ｍ／ｓｅｃ以下とする記録条件において、
３Ｔ〜１４Ｔの各記録マーク長に対する前記パルス数を、それぞれ３Ｔ〜５Ｔを１パルス、６Ｔ〜８Ｔを２パルス、９Ｔ〜１１Ｔを３パルス、１４Ｔを４パルスに設定し、かつ該記録マーク長３Ｔに対する前記単一パルスの前段にチャネル周期の１倍以上、２倍以下のパルス幅で、かつ記録パワー（Ｐｗ）と消去パワー（Ｐｅ）との中間値以下のパワーからなる予熱パルスを追加して記録した後の再生時における反射率が１５％以上、変調度が０．４以上であることを特徴とする請求項１０に記載の相変化型光記録媒体である。
【００３１】
請求項１２の構成によれば、予熱パルスが追加されるため、高速記録においても最短記録マークの分離ができて、更に確実に所定マーク長の記録がなされ良好な記録特性が得られる相変化型光記録媒体が提供される。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
図２は、本発明に関連する情報の記録、再生を行ない、かつ書換えが行える、いわゆる書き換え型の相変化型光記録媒体の概略構成図である。
図２（ａ）は相変化型光記録媒体の斜視図であり、一部切り欠いた状態を示している。図２（ｂ）は、該切り欠き部の断面図である。
すなわち、透明基板１上に下部保護層２、相変化記録層３、上部保護層４、反射層５、オーバーコート６の順番に成膜された構成となっている。なお、本構成は一例であってこれに限定するものではない。
【００３３】
上記相変化記録層３の記録材料としては、ＳｂとＧａとの共晶組成近傍の組成比からなる材料が高速記録を行う場合に好適なものであり、例えば形成される薄膜がＳｂとＧａ共晶組成近傍の組成比となるように、記録ターゲットの組成が共晶組成であるものを用いてスパッタ法などにより形成することができる。通常、相変化記録層３は、初期化により結晶相（消去状態）となっている。そして、本発明の記録方法などにより変調した光ビームを照射することによって、相変化記録層３にはアモルファス状態の記録マークが形成される。
【００３４】
相変化記録層３としては、上記ＳｂＧａ共晶組成に更にＧｅ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｓｎから選ばれる少なくとも１元素以上を１５原子％以下の添加量で添加したものが使用できる。例えば、Ｇｅ、Ｉｎ、ＭｎやＳｎなどの元素を添加して、記録線速対応性や変調度などの特性を調整することができる。添加量が１５原子％を超えると記録線速対応性が悪くなりすぎて、記録特性が悪化したり、反射率の経時変化などが起こってしまう。また、Ｓｎを１５原子％以上添加すると結晶化速度が早くなりすぎることによって、記録マークの保存安定性が悪くなってしまう。
【００３５】
本発明の相変化型光記録媒体の構成における基板材料としては、通常、ガラスあるいは樹脂などが用いられるが、特に樹脂が成形性、コストの点から好適である。樹脂の代表例としては、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂などの光透過性の良い材料が挙げられるが、加工性、光透過性など光学特性等の点からポリカーボネート樹脂が好ましい。
【００３６】
下部保護層２としては、例えばＺｎＳ・ＳｉＯ２などの誘電体が用いられる。
上部保護層４としては、下部保護層２と同じ材料が用いられるが、各種金属酸化物、窒化物もしくは炭化物あるいはそれらの混合物が用いられる。
このような各保護層の材料は、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できる。
【００３７】
反射層５としては、Ａｌ、Ａｇ、ＣｕあるいはＡｕなどの比較的腐食に強い金属やこれらを主成分とする合金を用いることができる。
更に、必要に応じて反射層５上にオーバーコート６を設けてもよい。オーバーコート６には、紫外線硬化型樹脂やカチオン重合により硬化する樹脂などが用いられる。また、ＤＶＤの場合には、更に透明基板１と同じ基板を反射層５上に貼り合わせた構成とすることもでき、オーバーコート６が接着材料を兼ねる場合がある。
【００３８】
次に、本発明の記録方法の概略を示す。
本発明における相変化型光記録媒体の相変化記録層に対して光ビームを照射し、マーク長変調により記録マークを形成する際に適用する記録ストラテジの基本的な考え方としては、前記光ビームのスポット径と該光ビームパワーの立ち上がり及び立下りに要する時間内に光ビームが移動する距離を加算したサイズを基準にして設定される「所定サイズ」を基にしてパルス数を決め、これによって記録するように設計する。
【００３９】
例えば、記録線速をＤＶＤのの８倍速以上、１２倍速の範囲において記録を行う場合、各記録マーク（マーク長）におけるパルス数ｐは、所定サイズＮを基にして、下記式（１）から境界を決めることができる。
マーク長≧ｐ×Ｎ  …（１）
なお、所定サイズＮは、下記式（２）により求める。
Ｎ＝０．５５×（Ｌ＋Ｘ）…（２）
（式中、Ｌはビーム径、Ｘはビームの立ちあがり及び立ち下がりの間にビームが移動する距離である。）
例えば、記録装置の光学系におけるビームスポットが約０．９２μｍで、半導体レーザ（ＬＤ）の立ち上がり、立下りの時定数が２ｎｓｅｃである場合、１０倍速の記録では、光ビームは各時定数を加算した時間内に約０．１４μｍ移動する。従って、ビームスポット０．９２μｍと移動距離０．１４μｍの合計１．０６μｍの０．５５倍である０．５８３μｍ程度が所定サイズＮとなる。
【００４０】
上記により、記録マークのサイズが所定サイズＮ以下である場合には単一パルスの光ビームを照射して記録し、記録マークのサイズがｐＮを超え（ｐ＋１）Ｎ（ｐは１以上の整数）以下である場合にはｐ＋１パルスとするように該記録マークのサイズに応じてパルス数を設定して光ビームを照射し記録を行う。
【００４１】
具体的にパルス数の境界を求める方法を示すと、ビーム径を０．９２μｍ、ビームの立ち上がり及び立下りに要する時間を４ｎｓｅｃとした場合、前記式（１）でｐ＝１の時、８倍速（８Ｘ）でのｐＮは０．５６７、１０倍速（１０Ｘ）でのｐＮは０．５８３、１２倍速（１２Ｘ）でのｐＮは０．５９８となり、この数値は下記表１のＥＦＭ＋変調に対応する実際のマーク長における４Ｔと５Ｔの中間値となる。
この場合には４Ｔまでを１パルスとし、５Ｔ以上のマークを記録する場合には２パルスを選択する。また、Ｐ＝２の時、８ＸでのｐＮは１．１３５、１０ＸでのｐＮは１．１６６、１２ＸでのｐＮは１．１９６となり、表１から８Ｔは２パルス（すなわち５Ｔ〜８Ｔは２パルス）、９Ｔ以上は３パルスと設定される。同様にしてｐ＝３、ｐ＝４の境界を決めて全体のパルスを設定することができる。
このようにして所定サイズを基準にＥＦＭ＋変調で用いる３Ｔ〜１４Ｔを割り振ると、３Ｔ〜４Ｔは１パルス、５Ｔ〜８Ｔは２パルス、９Ｔ〜１１Ｔは３パルス、１４Ｔは４パルスとなる。また、このようにパルス数を配分して記録を行うことによって、より高速な記録線速においても十分な記録パワーが得られる。
【００４２】
【表１】
2004213743.tif 000003
【００４３】
また、別の記録ストラテジとして、前記所定サイズＮに１．３±０．１を乗じたサイズの先頭パルスＮ１とそれに後続する複数の所定サイズＮから構成したパルス列（Ｎ１＋Ｎ＋Ｎ＋…）によって記録マーク長の照射パルス数を決めて記録を行うことができる。
例えば、記録線速をＤＶＤの８倍速（８Ｘ）以上、１２倍速（１２Ｘ）の範囲において記録を行う場合、先頭パルスをＮ１をＮ×（１．３±０．１）とし、後続パルスをＮとして前記パルス数設定と同様にして計算すると、ｐ＝１の時、８Ｘ〜１２Ｘでは５Ｔと６Ｔとの間にある値ｐＮが得られ、この結果から３Ｔ〜５Ｔは１パルスと設定することができる（なお、計算時にビーム径や立ち上がり時間のばらつきを考慮）。同様にしてｐ＝２、ｐ＝３、ｐ＝４の境界を決めて全体のパルスを設定することができる。
【００４４】
具体的には、パルス列の先頭パルス（Ｎ１）を上記所定サイズ０．５８３μｍに１．３±０．１を乗じた０．７５８μｍとし、それに後続するパルスサイズを所定サイズ０．５８３μｍ（Ｎ）としてパルス列を構成し、これを基にして各マーク長の記録に用いるパルス数を決める。
このような記録ストラテジによりＥＦＭ＋変調で用いる３Ｔ〜１４Ｔを割り振ると、３Ｔ〜５Ｔを１パルス、６Ｔ〜８Ｔを２パルス、９〜〜１１Ｔを３パルス、１４Ｔを４パルスと設定することができる。図３に各マーク長に対応するパルス数を示す。このようなパルス数を配分して記録を行うことによって、より高速な記録線速においても充分な記録パワーが得られ、前記パルス数の配分に較べて更にジッタを低減することができる。
発明者らの実験では、上記線速範囲においては特に１パルスの設定境界が記録特性に影響を与え、例えば１０Ｘの記録線速においては、５Ｔまでを１パルスで記録するようにした方が、ジッタ特性に対して良い結果を与えることが分かった。
【００４５】
一方、単一パルスで複数の長さのマークをカバーする際に、最短マークが分離しにくくなってくる傾向がある。
例えば、ＤＶＤに用いられるＥＦＭ＋変調方式の場合、８倍速以上の高速記録において、３Ｔ〜５Ｔのマークを１パルス（単一パルス）で記録しようとする場合、記録に用いる光ビームの立ち上がり特性の影響から、３Ｔマークにおいてはパルス幅を４Ｔや５Ｔに比較して短く設定する必要がある。８倍速程度の記録スピードの場合にはまだ問題は軽微であるが、１０倍速以上の記録スピードにおいては、３Ｔマークを記録する際に相変化記録材料の溶融範囲が充分に形成できなくなり、これによってアモルファスマークの幅が充分得られず、変調度が低減してしまうという不具合が生ずる。３Ｔマークの変調度を向上しようとして、記録パルスの立ち上がり開始時間設定を４Ｔや５Ｔよりも早くして充分な溶融領域を確保して記録しようとすると変調度は充分となっても、この場合には長さ方向において４Ｔとの分離が難しくなってしまう。
【００４６】
このような問題を回避するため、前記パルス数が単一パルスである記録マーク長の場合に、該パルスの前段に予熱パルスを追加することにより、高速記録においても確実に記録マーク長が形成され良好な記録特性を得ることができる。すなわち、最短パルスでも記録に充分なパワーを媒体に対して与えられる手段としては、図４の模式図に示すような予熱パルス（予熱パワー：Ｐｗａ）を記録パルス（記録パワー：Ｐｗ）の前段に設定するとよい。Ｐｗａのパワーレベルは、記録層材料が溶融しない温度になるようなパワーを設定する。このようにしておくことによって、Ｐｗのパルスを照射した際に、記録層材料が融点に達する時間を短縮できるため、記録時に充分な幅の変調度と４Ｔマークとの長さ方向の分離が両立できる。
特にマーク長３Ｔに対する前記パルス数の前段にチャネル周期の１倍以上、２倍以下で、記録パワー（Ｐｗ）と消去パワー（Ｐｅ）との中間値以下のパワーで予熱パルスを追加することが好ましい。
【００４７】
上記予熱パルスの照射時間（Ｔｐｗａ）は、５ｎｓｅｃ以上に設定する必要がある。照射時間が５ｎｓｅｃよりも短いと充分な予熱効果が得られず、予熱パルスの設定の有る無しにかかわらず得られるジッタ特性に顕著な差が見られない。これに対して、５ｎｓｅｃ以上の予熱パルスを設定した記録方法により記録を行った場合には、Ｐｗａを設定しない場合に較べてジッタを約１％低減できることが分かった。
一例として、予熱パワー（Ｐｗａ）が１２ｍＷ、記録パワー（Ｐｗ）が２８ｍＷ、記録線速が１０倍速の条件における、照射時間（Ｔｐｗａ）とジッタとの関係を図５に示す。図５に示すようにＴｐｗａは５ｎｓｅｃ以上であればジッタは良好な値を示している。
一方、予熱パルス幅は、他の記録マークへの影響を考慮すると、最短マークである３Ｔの半分以下の１．５Ｔ程度までがよい。予熱パワー（Ｐｗａ）は８ｍＷから影響が認められるようになり、２０ｍＷ以下、望ましくは１６ｍＷ以下のパワー条件が８〜１２倍速の記録線速範囲では良好であった。
【００４８】
本発明における前記記録方法により記録される場合の変調度は０．４以上、反射率は１５％以上であることが好ましい。
これはＤＶＤ−ＲＯＭ互換の規格値を満足するものであり、前記高速の記録においても充分な記録性能が得られる。
また、本発明の記録ストラテジにおける所定サイズによるパルス数の設定には余裕度（自由度）のあることが分かった。実験からこの自由度は±１０％程度と考えられる。記録マークの後端エッジは消去パルス（消去パワー：Ｐｅ）により結晶化されて決まるが、特に１パルス（単一パルス）で記録できるマーク長をより大きなマークまで拡張としようとすると、図６の模式図に示す図６（ｂ）のようにトラックに対するマークの幅方向が小さい部分でマークエッジを形成することになる。このような記録では、マークエッジのばらつきを大きくしてしまうため、なるべく記録パルス（記録パワー：Ｐｗ）のビームと消去パルス（消去パワー：Ｐｅ）のビームの幅が図６（ａ）図のように大きく取れる部分で重なるようにするのがよい。実験からはマーク先端からビーム直径の０．６程度までであればジッタの上昇は殆どなかった。
【００４９】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明する。ただし、本発明はなんら実施例に限定されるものではない。
実施例１、比較例１、２
前記図２に示した構成のオーバコート６以外は同じ構成にして評価用の書き換え型の相変化型光記録媒体（光記録媒体）を作製した。すなわち、照射レーザー光の案内溝を有する厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製透明基板１上にＺｎＳとＳｉＯ２（２０ｍｏｌ％）との混合物からなる下部保護層２を厚さ約７０ｎｍにスパッタ法で形成し、更に下部保護層２の上層にＧａＳｂからなる相変化記録層３を厚さ約１５ｎｍ、上部保護層４として下部保護層２と同じ材料を厚さ約１５ｎｍ、ＡｇＣｕ合金からなる反射層５を厚さ約１５０ｎｍに順次スパッタ法により形成し、反射層５上に透明基板１と同じ材質の基板を紫外線硬化樹脂を用いて接着して光記録媒体を作製した。なお、相変化記録層３用の材料は、形成される薄膜がＳｂとＧａ共晶組成近傍の組成比となるように、記録ターゲットの組成が共晶組成であるものを用いてスパッタを行った。組成比はＳｂが８８原子％、Ｇａが１２原子％である。
【００５０】
上記で得た光記録媒体の変調度を、書き換え型のＤＶＤに一般的に用いられている記録装置を用い、波長６６０ｎｍ、ＮＡ０．６５のピックアップにより、下記に示した本発明の記録ストラテジ（実施例１）及び従来の１Ｔ周期（比較例１）及び２Ｔ周期（比較例２）の各記録ストラテジにより１０回オーバーライトを行って評価した。記録スピードはＤＶＤの１０倍速の条件とし、記録パワー（Ｐｗ）は３０ｍＷ、スペース部の消去パワー（Ｐｅ）は６ｍＷとした。１Ｔ周期、２Ｔ周期、本発明の記録ストラテジのパルス幅の設定はそれぞれに最適化し、変調度が最大となるように設定した。
記録マークから得られる反射光量を電気信号としてモニターし、最大信号と最小信号とを測定した。結果を図７に示す。図７における絶対反射率は約２２％である。なお、変調度は下記式（３）により求められる。
変調度＝（最大信号−最小信号）／最大信号  …（３）
【００５１】
〈上記各記録ストラテジの条件〉
１Ｔ周期（比較例１）：チャネル周期に従ってパルスを１づつ増加する。
２Ｔ周期（比較例２）：チャネル周期２Ｔに従ってパルスを１づつ増加する。
本発明の記録ストラテジ（実施例１）：用いた上記記録装置の半導体レーザ（ＬＤ）の立ち上がり及び立下りの時定数は、それぞれ２ｎｓｅｃであるため、１０倍速の記録の場合、光ビームは各時定数を加算した時間内に約０．１４μｍ移動する。また、上記記録装置の光学系では、１／ｅ２のパワーとなるビームスポットは約０．９２μｍであるため、上記移動距離を足し合わせたサイズの０．５５倍は０．５８３μｍ程度と算出される。これを所定サイズとしてＥＦＭ＋変調で用いる３Ｔ〜１４Ｔを割り振り、３Ｔ〜４Ｔは１パルス、５Ｔ〜８Ｔは２パルス、９Ｔ〜１１Ｔは３パルス、１４Ｔは４パルスとした。
【００５２】
図７から明らかなように、比較例１（１Ｔ周期）及び比較例２（２Ｔ周期）の各ストラテジは、本発明の記録ストラテジに較べて明らかに記録パワーが不足していることを示しており、本発明のストラテジが有効性であることが確認された。
【００５３】
実施例２、実施例３
次に、記録ストラテジとして、パルス列の先頭パルス（Ｎ１）を実施例１の所定サイズ０．５８３μｍに１．３±０．１を乗じた０．７５８μｍとし、それに後続するパルスサイズを所定サイズ０．５８３μｍ（Ｎ）としてパルス列を構成し、これを基にして各マーク長の記録に用いるパルス数を、それぞれ３Ｔ〜５Ｔを１パルス、６Ｔ〜８Ｔを２パルス、９〜〜１１Ｔを３パルス、１４Ｔを４パルスと設定したほかは、実施例１で用いた構成と同じ本発明の光記録媒体と前記記録装置を用いて同じ記録再生条件（１０倍速の記録線速）で記録を行い、ジッタの評価を行った（実施例２）。
また、実施例１で用いた記録ストラテジによるパルス設定条件に従って同様にジッタの評価を行った（実施例３）。それぞれのストラテジの時定数条件は最適化して用いた。結果を表２に示す。なお、ジッタは記録マークエッジの時間ばらつきをチャネル周期で除した値であり、これが小さいほどマークエッジシフトが少ない良好な記録ができていることを示すものである。
【００５４】
【表２】
2004213743.tif 000004
【００５５】
表２から、先頭パルス（Ｎ１）を設定しない場合でも充分な記録特性が達成されるが、先頭パルス（Ｎ１）を追加することによって更にジッタが低減できることが確認された。また、この場合の変調度は０．６０、記録部分の最大信号から得られる反射率は２３％であった。これはＤＶＤ−ＲＯＭ互換の規格値を満足しており、本発明の記録方法と記録媒体の性能が相俟って、このような高速の記録においても充分な記録性能が得られることを示している。
【００５６】
実施例４
次に、本発明の記録媒体について、ＤＶＤの８倍速（８Ｘ）、１０倍速（１０Ｘ）及び１２倍速（１２Ｘ）における記録性能評価を行うため、それぞれに適した記録媒体を準備した。記録媒体の構成は実施例１と同じであるが、相変化記録層３は、下記のような組成のターゲット材料を用いてスパッタにより成膜した。
８Ｘ用材料：ＧａＳｂ共晶組成にＧｅを５％添加
１０Ｘ用材料：ＧａＳｂ共晶組成
１２Ｘ用材料：ＧａＳｂ共晶組成にＳｎを５％添加
【００５７】
実施例２と同様の記録ストラテジによるパルス設定に従って記録を行った。なお、８倍速の場合に５Ｔは２パルスで記録すべきであるが本実施例では、１０倍速及び１２倍速の記録線速と同じパルス設定とし、記録パワーと各パルス時定数についてはそれぞれの条件で最適化して記録を行った。
記録パワーは、（記録速度）１／２に比例し８倍速では２８ｍＷ、１０倍速では３１ｍＷ、１２倍速では３４ｍＷが最適記録パワーであった。記録性能をジッタで評価した結果を表３に示す。
【００５８】
【表３】
2004213743.tif 000005
【００５９】
実験の結果、表３に示したように８倍速の記録においても概ね良好なジッタ特性が得られることが分かり、本発明の記録ストラテジによるパルス数の設定方法には余裕度（自由度：±１０％程度）のあることが確認された。
実験から、前記図６に示したパルス数設定の余裕度の限界は、マーク先端からビーム直径（Ｌ）の０．６程度までであればジッタの上昇は殆どないことが確認された。
また、記録材料に関しては、８倍速ではＧｅを５原子％添加して記録媒体の記録線速対応性を低下させたが、Ｉｎ、Ｍｎやこれらの元素を添加して、記録線速対応性や変調度などの特性を調整可能である。しかし、添加量が１５原子％を超えると記録線速対応性が悪くなりすぎて、記録特性が悪化したり、反射率の経時変化などが起こってしまう。更に、１２倍速の記録媒体においては、Ｓｎを添加して記録線速対応性を向上させたが、もちろんこれに更にＩｎ、Ｍｎ，Ｇｅなどを添加し、変調度や記録感度を調整することは可能である。しかし、Ｓｎを１５原子％以上添加すると、結晶化速度が早くなり過ぎるため、記録マークの保存安定性が悪くなってしまう。もちろん１０倍速の媒体においてもＧｅ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｓｎの添加によりその記録特性の微調整が可能になるが１５原子を超える添加は上記と同様の不具合を与える。
【００６０】
【発明の効果】
本発明の記録方法によれば、光ビームの立ち上がり及び立下りの時定数を考慮し、記録マークに対して好適なパルス（（単一パルスまたはパルス列））を設定して記録するため、高速の記録を行った際にもアモルファスマークの記録に際して充分なパワーが得られ、ＤＶＤの場合では６倍速以上の記録速度に対しても対応することが可能であり、良好な記録特性を維持することができる。
特に、記録マーク長に対するパルス数を適切に割り振った記録ストラテジとすることにより、ジッタが低減された記録特性が得られる。更に、パルス列の先頭パルスを所定サイズＮの１．３±０．１倍とすることで、よりジッタを低減することができる。また、予熱パルスを追加することによって、高速記録においても更に確実に所定マーク長の記録がなされ良好な記録特性が得られる。
また、本発明の書き換え型の相変化型光記録媒体によれば、記録層をＳｂとＧａの共晶組成近傍の材料とすることで、上記本発明の記録ストラテジの設定により高速の光ビーム照射（パルス）を行っても、記録層材料に光学的な変化を生じさせて情報の記録・消去及び書き換えが可能である。更に、ＳｂとＧａの共晶組成近傍の材料にＧｅ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｓｎから選ばれる少なくとも１元素以上を添加することにより記録線速対応性や変調性などの特性を調整することができ、本発明における高速記録の各種要求に応じることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の設定パルス形状の模式図（ａ）と、パルスの立ち上がり及び立下りを示す模式図（ｂ）と、実際のパルス形状を示す模式図（ｃ）である。
【図２】実施の形態における本発明の書き換え型の相変化型光記録媒体の一例を示す概略構成図（斜視図（ａ）と切り欠き部の断面図（ｂ））である。
【図３】本発明の記録ストラテジにより先頭パルスをＮ１とし後続パルスをＮとするパルス列により割り振られた各記録マークに対応するパルスを示す模式図である。
【図４】実施の形態における単一パルスの前段に追加する予熱パルスのパワーレベルを説明する模式図である。
【図５】実施の形態において記録速度１０倍速における予熱照射時間とジッタとの関係を示す図である。
【図６】実施例においてパルス数設定の自由度の限界を説明するための概念を示す模式図である。
【図７】実施例において本発明の相変化型光記録媒体に本発明及び従来の記録ストラテジでそれぞれ記録した場合のモニタ信号を比較した図である。
【符号の説明】
１  透明基板
２  下部保護層
３  相変化記録層
４  上部記録層
５  反射層
６  オーバーコート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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