(57)【要約】【課題】相変化光ディスクを用いた光メモリシステムであって，最小限の試し書き回数で任意の線速度に対して適正な記録条件を得る記録方法，記録媒体及び記録装置を提供すること。【解決手段】２つの線速度で得た記録条件を用いて，任意の線速度の記録条件を線形補間処理により得ることを可能にするため，記録メカニズムに即して光パルスのパワーとパルス幅，パルス位置を機能分離して定める記録方法を用いる。当該記録方法によって定められた記録条件が予め記録された光ディスク媒体と，当該の記録条件を読み出す機能を有する光ディスク装置とを用いる。【効果】本発明によって，信頼性が高く高速で，かつ使い勝ってのよい（ローディング待ち時間が短い）光メモリシステムを提供することができるようになった。【選択図】  図１
2004280891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録時の線速度を変化させながら相変化光ディスクに情報を記録またはオーバライトする記録方法において，
記録に用いる光パルスは，消去パワーに少なくともファーストパルス，マルチパルス，ラストパルスを重畳したものからなり，
前記ファーストパルスのパワー値，マルチパルスのパワー値，及びラストパルスのパワー値はそれぞれ，前記消去パワーの値よりも大であって，
前記マルチパルスはクロック周期に高パワーと低パワーが周期的に繰り返すものであって，
前記ファーストパルス及びラストパルスの幅を記録時のクロック単位で表した値をそれぞれＦＰ及びＬＰとした時，
記録時の線速度が大きくなるに従って，前記ＦＰ値を小さくし，前記ＬＰ値を同じか大きくすることによって，
異なる２つの線速度，線速度１及び線速度２で適正化した光パルスの各パラメータを用いて，前記線速度１と線速度２の間の線速度３で記録に用いる光パルスの各パラメータとして，前記線速度１及び線速度２の各パラメータを線速度３の比率で内挿したものを用いることによって，
種々の線速度に対応した条件で記録をおこなうことを特徴とする記録方法。
【請求項２】
推奨記録条件を記録するための媒体情報記録領域を備え，線速度を変えて、記録可能な相変化材料を記録層に有する記録媒体において，
記録に用いる光パルスは，消去パワーに少なくともファーストパルス，マルチパルス，ラストパルスを重畳したものからなり，
前記ファーストパルスのパワー値，マルチパルスのパワー値，及びラストパルスのパワー値はそれぞれ，前記消去パワーの値よりも大であって，
前記マルチパルスはクロック周期に高パワーと低パワーが周期的に繰り返すものであって，
前記ファーストパルス及びラストパルスの幅を記録時のクロック単位で表した値をそれぞれＦＰ及びＬＰとした時，
記録時の線速度が大きくなるに従って，前記ＦＰ値を小さくし，前記ＬＰ値を同じか大きくすることによって，
異なる２つの線速度，線速度１及び線速度２で適正化した光パルスの各パラメータを用いて，前記線速度１と線速度２の間の線速度３で記録に用いる光パルスの各パラメータとして，前記線速度１及び線速度２の各パラメータを線速度３の比率で内挿したものを用いることによって，
種々の線速度に対応して適正な条件で記録をおこなうことが可能であり，
少なくとも前記線速度１に適正化した光パルスの各パラメータ値，及び前記線速度２に適正化した光パルスの各パラメータ値を媒体情報記録領域に記録してあることを特徴とする記録媒体。
【請求項３】
記録時の線速度を変化させながら相変化光ディスクに情報を記録可能な記録装置であって，
記録媒体をローディングしたときに，前記媒体情報記録領域に記憶された前記線速度１及び線速度２に適正化した光パルスの各パラメータ値を再生する機能，
前記記録媒体から再生した，前記線速度１及び線速度２に適正化した光パルスの各パラメータ値に基づいて，前記線速度１及び線速度２においてテスト記録を実施して各々のパラメータ値を補正する記録条件補正機能，
前記線速度１及び線速度２の間の線速度３に対して，前記記録条件補正機能で補正した前記線速度１の光パルスの各パラメータと，前記記録条件補正機能で補正した前記線速度２の光パルスの各パラメータとを，線速度３の比率で内挿した光パルスの各パラメータを用いて情報を記録する機能，
とを有し，種々の線速度に対応した条件で記録をおこなうことを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，交換可能な光ディスクを用いた情報記憶装置に関するものである。本発明は，線速度可変に良好な情報記録を実現する記録方法，記録媒体及び記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＺＣＬＶ（Ｚｏｎｅｄ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）フォーマットの光ディスクは，半径方向に複数のゾーンに分割されており，各ゾーン内ではＣＡＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ａｎｇｕｌａｒ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）方式で記録・再生する。記録再生信号の周波数は一定であり，外周でも内周と同じく情報を密に記録できる特長がある。ＤＶＤ−ＲＡＭではこの方式を採用しており，第１世代で２．６ＧＢ，第２世代で４．７ＧＢの高密度化を実現している。この方式では，線速度を内外周でほぼ一定にするために，光ヘッド位置が内周にあるときはディスク回転数を高く，逆に外周にあるときはディスク回転数を低くする。従って，シークする場合，光ヘッドの移動のみでなくディスク回転数を制御しなければならない。例えば直径１２０ｍｍの光ディスクの場合，半径２５ｍｍから半径５０ｍｍにシークしたときのディスク回転数は１／２となり，スピンドルモータの回転数が所定の値になるまでの待ち時間がシーク時間を決めることがあった。特開平１１−２９６８５には，シーク直後等の目標回転数に対して実回転数が追従しきれず線速度が目標速度からずれている場合でも，実の線速度に合わせて記録パワーを調整する方法が提案されている。
【０００３】
回転数を一定にすれば，回転待ち時間がゼロになり転送速度も速くすることができる。再生に関しては，クロック信号の生成を所謂ワイドキャプチャ化して対応することができ，ＣＤ−ＲＯＭ装置などで実用化され広く普及している。
【０００４】
一方，記録に関しては，媒体の物理変化を伴うので，記録条件を線速度に応じて適正化する必要がある。線速度にあわせて記録条件を最適化する手段として，特開平１０−１０６００８には，線速度が大きくなるに従って，１チャネルビット辺りの照射エネルギーを大きくする方法が提案されている。
【０００５】
記録制御方法としては，記録マーク形成時の記録パルス幅を変化させる方式が採用されている。１９９４年第６回相変化記録研究会資料７０ページに記載されているように，先行するスペースあるいは／及び後続のスペースに依存して記録パルス形状をクロック単位より短い長さで増減させて記録する方式（適応型記録波形制御）である。この方式では，記録マークやスペースが光スポットに比べて小さいことから生じるトラック方向の熱干渉によるエッジシフトを極力抑制することができ，マークエッジ記録に有効である。
【０００６】
適応型記録波形制御方式を用いて，線速度を変えながら記録条件を最適化する手法として，特開２００２−３５２４３０には，ディスク外周部で線速度を変えながら試し書きを実施して，各線速度ごとに適正な記録条件を得る方法が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上に述べた適応型記録波形制御方法では，記録パワー及び記録パルス幅等の条件を３０〜４０用いている。相変化ディスクで適応型記録波形制御を用いて，異なった線速度で記録するために，特開平１０−１０６００８の方法に従うと，線速度が大きくなるに従って１チャネルビット辺りの照射エネルギーを大きくしながら，３０〜４０の記録パラメータのそれぞれを最適化する必要がある。この最適化方法として，特開２００２−３５２４３０に提案されている試し書き手法を用いることで対応できる。
【０００８】
ビデオディスクレコーダとして広く普及している４．７ＧＢＤＶＤ−ＲＡＭを例に考えると，半径方向に分割されたゾーンの数３５ある。上の従来の技術に沿って，例えば３５のゾーンに対して，それぞれ３０〜４０の記録パラメータを全て定めるためには，上の試し書き手法を使ったとしても，膨大な時間を要する。ユーザがビデオディスクレコーダにディスクを挿入してから，実際に録画が開始できるまでに，何分も待たされることになってしまう。
【０００９】
実際のビデオディスクレコーダや記録型ＤＶＤドライブでは，ディスクが挿入されたから実際に記録が開始できるまでの待ち時間は１０〜２０秒程度である。このうち試し書きに要する時間は２〜３秒程度であるものが多い。従って，終了する必要がある。
【００１０】
ＣＡＶ方式（回転数を一定化）等によって，シーク時間や転送速度が高められるメリットを活用するには，待ち時間は１０〜２０秒程度の待ち時間を２〜３秒程度増やしただけで，記録開始できるようにしなければならない。
【００１１】
上に述べた従来の技術によって，この問題を解決しようと試みれば，試し書きの回数を減らす以外には対応策がなく，結果として，全ての線速度に対して最適な記録条件が保証されなくなってしまう。
【００１２】
本発明の目的は，上記従来技術における問題点を解決し，線速度を変えながら記録可能な相変化光ディスクのシステムであって，最小限の試し書き回数で全ての線速度に対して適正な最適な記録条件を保証する記録方法，記録媒体及び記録装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上に述べた問題点を解決するには，相変化記録のメカニズムに沿って，適切な記録条件を定める手法を考案する必要がある。その手法においては，線速度の変化に対して各記録パラメータの変化が連続的でなくてはならない。媒体メーカはこうした記録条件を２つの線速度Ｖ１とＶ２で定め，これを推奨条件としてディスクに記録しておく。ＣＡＶ対応ディスクであれば，Ｖ１は最内周の周速度，Ｖ２は最外周の周速度にしておくとよい。ドライブ装置はディスクから推奨条件を読み取って，これらを基本に温度や光スポットの形状変化などの変動要素に対して，記録条件を適正化する試し書きをＶ１とＶ２の速度で実施する。このときＶ１とＶ２の間のいかなる線速度の記録条件も連続性が保証されているので，必要な速度に対して，Ｖ１とＶ２の記録条件を内挿処理することによって，全ての線速度に対して，良好な品質の記録を行うことが可能になる。
【００１４】
相変化記録のメカニズムに沿って，記録速度に対して連続性のある記録方法について，以下に詳細を述べる。
【００１５】
相変化ディスクに対して，線速度可変に記録を実現するには，以下の３点を考慮する必要がある。
【００１６】
（１）再結晶化に関して
相変化記録では，記録層を融点以上まで昇温し，その後急冷することによってアモルファスの記録マークを形成する。その記録マーク周辺には，一度融点まで温度上昇したのち，冷却過程で周囲にある結晶核から結晶成長して結晶相となる，いわゆる再結晶化が生じる。再結晶化メカニズムの存在は，相変化記録が光磁気記録のように温度分布で記録マーク形状が決定される記録原理とは異なり，昇温後の冷却過程が，より重要な記録原理であることによる。従って，相変化光ディスクで適正な記録を行うためには，再結晶化による記録マークの縮小を打ち消すように溶融領域を形成する記録パルスを用いることが重要である。再結晶化による記録マークの縮小量は，記録膜の結晶化速度と記録時の線速度に依存している。冷却過程での温度の変化率（冷却速度）は光ビームが通過する時間が短いほど大きくなる。従って，冷却速度と線速度には概略比例の関係がある。一方，記録膜の結晶化速度は材料組成と薄膜構造で決まる一定の値である。このため，線速度の増加に対して再結晶化による記録マークの縮小量は概略反比例の関係で連続的に減少する。さらに，再結晶化によるマークの縮小量が，記録マークの前エッジと後エッジとで異なることを述べておかなくてはならない。光パルスで記録を行う場合には，前エッジの冷却速度は線速度に概略比例する。これは，先頭の光パルスに後続する高パワーの光パルス列があるためである。一方，後エッジの場合には，後続する高パワーの光パルスが照射されないので，線速度よりも，レーザ光の立下り時間によって冷却速度が支配される。熱シミュレーションの結果の一例を示すと，前エッジの冷却速度が５Ｋ／ｎｓ，後エッジの冷却速度が４０Ｋ／ｎｓであり，１桁近い差がある。こうした理由によって，再結晶化による記録マークの縮小量は，前エッジでは大きく，後エッジでは小さい。線速度に対する依存性は，前エッジが線速度の影響を受け易く，後エッジでは線速度の影響を受け難い。
【００１７】
ＣＡＶ制御を前提として記録を行う場合，ＤＶＤ−ＲＡＭディスクを含めた外形１２０ｍｍのディスクについては，内周と外周の半径の比はおおよそ２．５倍である。この範囲であれば，再結晶化量は線形補間が可能である。
【００１８】
（２）記録時の熱拡散に関して
記録過程においては，レーザ光の照射によって記録膜が昇温すると同時に，周辺への熱拡散が同時に進行する。周辺への熱拡散は記録膜周辺の熱伝導率によって定まるので，時間応答は概略一定であり，変化するのは線速度（光ビームの移動速度）の方である。線速度が遅い場合には，照射された光エネルギーの内で，記録膜の昇温に使われるエネルギーに比較して，周辺へ拡散するエネルギーの割合が大きくなる。線速度が早い場合には，この割合が小さくなる。熱シミュレーションの結果をまとめると，線速度が低い場合には溶融領域の等温線が円に近い形であり，線速度が高くなると，ビーム移動方向に伸びた涙型形状に変化する。光パルス列を用いて記録を行う場合には，１つ光パルスの照射によって周辺に拡散された熱エネルギーは，次の光パルスに対して余熱効果をもつ。線速度が大きくなると連続するパルス間の余熱効果が小さくなるので，記録膜を一定の幅で溶融するには，余熱効果を補正するために，例えば個々のパルスの発光デューティ比を大きくしたり，ラストパルスの幅を広げる必要がある。
【００１９】
実際にＣＡＶ記録可能なＤＶＤ−ＲＡＭディスクを試作して，線速度を変えて実験を行うと，２倍速（データ転送速度２２Ｍｂｐｓ（Ｍｅｇａ  ｂｉｔ  ｐｅｒ  ｓｅｃｏｎｄ））での記録パワー約１２．３ｍＷ，４倍速（データ転送速度４４Ｍｂｐｓ）での記録パワーは１３．７ｍＷであった。相変化光ディスクでは線速度の増加に対して記録パワー増加が少なくてすむ。これは，線速度が大きくなるに従って，周辺へ拡散するエネルギーの割合が小さくなると同時に，再結晶化による記録マークの縮小量も小さくなるためである。光ビームとして照射するエネルギーに関しては，２倍速から４倍速の間でチャネルクロックが１／２になることを考慮すると，４倍速記録の場合の照射エネルギーは２倍速記録の場合に比較して約５５％にする必要があった。従来提案されている特開平１０−１０６００８では，線速度が大きくなるに従って１チャネルビット辺りの照射エネルギーを大きくするので，従来の方法だけでは相変化ディスクに対して良好な記録を実施することができなかった。
【００２０】
上の実測によって，記録膜を溶融するために必要な記録パワーが熱拡散の影響を大きく受けることが確かめられた。熱拡散は記録膜周辺の熱伝導率と線速度によって決まるので，結果として，記録パワーは線速度が大きくなるに応じてゆるやかに連続的に変化させればよい。上に述べたように，ＣＡＶ制御を前提として記録を行う場合，内外周の線速度の変化が約２．５倍であるので，この範囲であれば記録パワーは線形補間が可能である。
【００２１】
（３）記録パルスの固定部と可変部について
ある線速度に対して，良好な品質の記録を行う記録条件は無数に存在する。記録膜の同じ領域を溶融するのであれば，短いパルス幅で高パワーの光パルスでも，長いパルス幅でもよい。マルチパルスを用いる場合は，小さいデューティ比で高パワーの光パルスでも，大きなデューティ比で高パワーの光パルスでもよい。
【００２２】
各線速度で独立に記録条件を設定するのであれば，例えば，２倍速と５倍速で短いパルス幅で高いパワーの記録条件を選択し，３倍速と４倍速で長いパルス幅で低パワーの記録条件を選択することもできる。同様にマルチパルスデューティ比についても２倍速で５０％，３倍速で６０％，４倍速で５０％，５倍速で８０％にすることもできる。適応型記録制御のように，記録条件のうちパワーとパルス幅を独立に設定する場合，こうした記録条件を選んでも記録品質が良好でジッター値が所定の値より小さければ，狭義の意味でそれぞれ最適な記録条件と言える。こうした記録条件を選択した場合，線速度の変化に対する記録条件が不連続になってしまう。こうした記録条件を選択する実例として，例えばＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒのドライブ装置がある。これらのドライブ装置では，ユーザが指定した倍速度で一気にまとまったデータの記録を行う。従って，１倍速と２倍速の記録条件を独立に設定することができる。ＤＶＤ−ＲＡＭのようなＺＣＬＶフォーマットされたディスクでは，３５の線速度の違うゾーンに対して，ユーザやオペレーティングシステムの指定に応じてどのゾーン（線速度）でも良好な記録を実施する必要がある。ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒのドライブ装置でも，例えば１倍速，１．０５倍速，１．２３倍速，等のように任意の線速度で記録する場合には，記録原理に沿って連続性のある記録条件を考案しなければならないが，実用上，現在のような不連続な線速度に対する記録条件さえあれば不具合は生じない。
【００２３】
ＤＶＤ−ＲＡＭ用の適応型記録制御を前提にすると，記録に用いる光パルスは，少なくともファーストパルス，マルチパルス，ラストパルスからなる。オーバライト性能の向上や記録マークの保存寿命の改善の目的で，ラストパルスの直後にクーリングパルスを付加する場合もある。３５のゾーンに対して記録条件の線形補間をする場合，ゾーンごとのパラメータの変化は１％程度の精度で設定できることが望ましい。光パルスのパワー値に関しては，光源である半導体レーザに流す電流値でアナログ的に制御できるので，例えば８ビットのＡ／Ｄコンバータで電流量を制御すればパワーの設定精度を１％以下にすることが容易である。一方，光パルスのパルス幅に関しては，論理回路でパルスを生成するのが一般的なので，プログラマブルなディレイラインや，ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）を使ったクロックの分周技術を使っても，パルス幅の設定精度を１％以下にすることは困難である。このため，実用性の高い光パルスとしては，パルス幅はできるだけ固定して，線速度の変化に対してパワー値で対応することが望ましい。ところが，上に述べた再結晶化，熱拡散に伴う余熱効果に関しては，パルス幅の変化で対応することが必要になる。従って，光パルス列に線速度に応じて変化させる部分と線速度に依らず固定する部分とに機能分離させればよい。
【００２４】
以上の考察から，線速度に対して線形補間が可能な記録条件として，適応型記録制御を前提とすると，以下の５点が本発明の技術的な骨子となる。
（１）記録に用いる光パルスは，少なくともファーストパルス，マルチパルス，ラストパルスから構成する。
（２）線速度に対する再結晶化の影響を補正するため，ファーストパルスの幅を変化させる。具体的には，線速度の増加に従って，再結晶化による前エッジのマーク縮小量が小さくなるので，これに応じてファーストパルスの幅を狭くする。
（３）マルチパルスを光パルスの固定部とし，そのデューティ比を一定に保つことによって，パラメータの変化の線形性を向上する。
（４）線速度に対する隣接パルス間の余熱効果の補正に関しては，これの積算結果（以下，熱蓄積と呼ぶ）がラストパルスに集約するので，ラストパルスの幅を変化させて対応する。具体的には，線速度の増加によって，隣接パルス間の余熱効果が小さくなるため，これに応じてラストパルスの幅を広げる。ただし，隣接パルス間の余熱効果を補正するためには，マルチパルスのパワー値を変化させても同様の効果が得られる。具体的には，線速度の増加に応じて，マルチパルスの平均パワー値をファーストパルス及びラストパルスに対して相対的に大きくすればよい。実際には，マルチパルスの高パワー側のパワー値を大きくする方法も，低パワー側のパワー値を大きくする方法も，両方を大きくする方法も同様の効果がある。
（５）線速度に対して，照射した光エネルギーのうち，記録膜の昇温に関わるエネルギーの割合が変化する点の補正に関しては，記録パワーを線速度の増加に対して，増加させることで対応すればよい。
【００２５】
以上述べた，記録条件のうち，パルス幅の記述に関しては，すべて記録クロックで規格化した値を示したものである。線速度に依存せずにパルス幅を一定にするとは，パルス幅をクロック単位で示した値を一定にするということである。
【００２６】
以上述べた，記録条件を記録方法として，媒体とドライブ装置とで個別の記録条件を適正化する手法を提供することによって，従来技術における問題点を解決し，線速度を変えながら記録可能な相変化光ディスクのシステムであって，最小限の試し書き回数で全ての線速度に対して最適な記録条件を保証できる記録方法，記録媒体及び記録装置を提供することができる。以下に提供技術の内容をまとめる。
【００２７】
本発明の記録方法は，記録時の線速度を変化させながら相変化光ディスクに略一定の線密度で情報を記録またはオーバライトする記録方法において，
記録に用いる光パルスは，消去パワーに少なくともファーストパルス，マルチパルス，ラストパルスを重畳したものからなり，
前記ファーストパルスのパワー値，マルチパルスのパワー値，及びラストパルスのパワー値はそれぞれ，前記消去パワーの値よりも大であって，
前記マルチパルスはクロック周期に高パワーと低パワーが周期的に繰り返すものであって，
前記ファーストパルス及びラストパルスの幅を記録時のクロック単位で表した値をそれぞれＦＰ及びＬＰとした時，記録時の線速度が大きくなるに従って，前記ＦＰ値を小さくし，前記ＬＰ値を同じか大きくすることによって，異なる２つの線速度，線速度１及び線速度２で適正化した光パルスの各パラメータを用いて，前記線速度１と線速度２の間の線速度３で記録に用いる光パルスの各パラメータとして，前記線速度１及び線速度２の各パラメータを線速度３の比率で内挿したものを用いることによって，種々の線速度に対応して適正な条件で記録をおこなうことを特徴とする記録方法である。
【００２８】
本発明の記録媒体は，推奨記録条件を記録するための媒体情報記録領域を備えたディスク状の記録媒体であって，線速度を変えて記録可能な相変化材料を記録層に有する記録媒体において，
記録に用いる光パルスは，消去パワーに少なくともファーストパルス，マルチパルス，ラストパルスを重畳したものからなり，
前記ファーストパルスのパワー値，マルチパルスのパワー値，及びラストパルスのパワー値はそれぞれ，前記消去パワーの値よりも大であって，
前記マルチパルスはクロック周期に高パワーと低パワーが周期的に繰り返すものであって，
前記ファーストパルス及びラストパルスの幅を記録時のクロック単位で表した値をそれぞれＦＰ及びＬＰとした時，
記録時の線速度が大きくなるに従って，前記ＦＰ値を小さくし，前記ＬＰ値を同じか大きくすることによって，異なる２つの線速度，線速度１及び線速度２で適正化した光パルスの各パラメータを用いて，前記線速度１と線速度２の間の線速度３で記録に用いる光パルスの各パラメータとして，前記線速度１及び線速度２の各パラメータを線速度３の比率で内挿したものを用いることによって，種々の線速度に対応して適正な条件で記録をおこなうことが可能であり，少なくとも前記線速度１に適正化した光パルスの各パラメータ値，及び前記線速度２に適正化した光パルスの各パラメータ値を媒体情報記録領域に記録してあることを特徴とする記録媒体である。
【００２９】
本発明の記録装置は，記録時の線速度を変化させながら相変化光ディスクに情報を記録可能な記録装置であって，
記録媒体をローディングしたときに，前記媒体情報記録領域に記憶された前記線速度１及び線速度２に適正化した光パルスの各パラメータ値を再生する機能，
前記記録媒体から再生した，前記線速度１及び線速度２に適正化した光パルスの各パラメータ値に基づいて，前記線速度１及び線速度２においてテスト記録を実施して各々のパラメータ値を補正する記録条件補正機能，
前記線速度１及び線速度２の間の線速度３に対して，前記記録条件補正機能で補正した前記線速度１の光パルスの各パラメータと，前記記録条件補正機能で補正した前記線速度２の光パルスの各パラメータとを，線速度３の比率で内挿した光パルスの各パラメータを用いて情報を記録する機能，
とを有し，種々の線速度に対応して適正な条件で記録をおこなうことを特徴とする記録装置である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下，本発明を実施例によって詳細に説明する。
【００３１】
図１は本発明の記録方法を模式的に示したものである。既に説明したように，本発明の記録方法の骨子は，相変化ディスクの記録メカニズムに即して，線速度に対して線形補間が可能な記録条件を提供することにある。そのために，ＣＡＶ記録に対応するＤＶＤ−ＲＡＭディスクを試作し，実際に記録再生しながら記録方法を模索した。相変化ディスクに対して，線速度可変に記録を実現するには，以下の３点を考慮する必要がある。
【００３２】
（１）再結晶化に関して
相変化記録では，記録層を融点以上まで昇温し，その後急冷することによってアモルファスの記録マークを形成する。その際に記録マーク周辺には，溶融した後に冷却過程で再び結晶相となる，いわゆる再結晶化が生じる。再結晶化によるマークの縮小量は，記録マークの前エッジと後エッジとで異なる。前エッジの冷却速度は線速度の影響を大きく受ける。これは先頭の光パルスに後続する高パワーの光パルス列があるためである。一方，後エッジには，後続する高パワーの光パルスが照射されないので，レーザ光の立下り時間によって冷却速度が支配される。熱シミュレーションの結果から前エッジに比べて後エッジの冷却速度が１桁近く大きいことが判っている。このため，再結晶化による記録マークの縮小量は，前エッジでは大きく，後エッジでは小さい。線速度に対する依存性は，前エッジが線速度の影響を受け易く，後エッジでは線速度の影響を受け難い。
【００３３】
さらに，再結晶化による記録マークの縮小量は，記録するマークの長によって異なる。最小ランレングス長のマークは，一般に１つの光パルスで記録されることが多い。この場合，後続する光パルスが存在しないので，前エッジの冷却速度も後エッジの冷却速度と同様に線速度の影響を受け難くなる。図１（ａ）は，試作したＣＡＶ記録対応のＤＶＤ−ＲＡＭディスクの熱シミュレーションの結果を摸式的に示したものである。
【００３４】
（２）記録時の熱拡散に関して
記録過程においては，レーザ光の照射によって記録膜が昇温すると同時に，周辺への熱拡散が同時に進行する。線速度が遅い場合には，照射された光エネルギーの内で，記録膜の昇温に使われるエネルギーに比較して，周辺へ拡散するエネルギーの割合が大きくなる。線速度が早い場合には，この割合が小さくなる。光パルス列を用いて記録を行う場合には，１つ光パルスの照射によって周辺に拡散された熱エネルギーは，次の光パルスに対して余熱効果をもつ。線速度が大きくなると連続するパルス間の余熱効果が小さくなるので，線速度の変化に応じて余熱効果の補正が必要である。熱拡散は記録膜周辺の熱伝導率と線速度によって決まるので，結果として，記録パワーは線速度が大きくなるに応じてゆるやかに連続的に変化させればよい。
【００３５】
（３）記録パルスの固定部と可変部について
適応型記録制御を前提にすると，記録に用いる光パルスは，少なくともファーストパルス，マルチパルス，ラストパルスからなる。オーバライト性能の向上や記録マークの保存寿命の改善の目的で，ラストパルスの直後にクーリングパルスを付加する場合もある。各ゾーンに対して記録条件の線形補間をする場合，各パラメータは１％程度の精度で設定できることが望ましい。光パルスのパワー値に関しては，光源である半導体レーザに流す電流値でアナログ的に制御できるので，例えば８ビットのＡ／Ｄコンバータで電流量を制御すればパワーの設定精度を１％以下にすることが容易である。一方，光パルスのパルス幅に関しては，論理回路でパルスを生成するのが一般的なので，プログラマブルなディレイラインや，ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）を使ったクロックの分周技術を使っても，パルス幅の設定精度を１％以下にすることは困難である。このため，実用性の高い光パルスとしては，パルス幅はできるだけ固定して，線速度の変化に対してパワー値で対応することが望ましい。ところが，上に述べた再結晶化，熱拡散に伴う余熱効果に関しては，パルス幅の変化で対応することが必要になる。従って，光パルス列に線速度に応じて変化させる部分と線速度に依らず固定する部分とに機能分離させればよい。
【００３６】
ＣＡＶ制御を前提として記録を行う場合，ＤＶＤ−ＲＡＭディスクを含めた外形１２０ｍｍのディスクについては，内周と外周の半径の比はおおよそ２．５倍である。この範囲であれば，再結晶化及び熱拡散の変化は，線速度の変化に対して線形補間が可能である。以上の考察から，線速度に対して線形補間が可能な記録条件として，適応型記録制御を前提とすると，以下の６点が本発明の技術的な骨子となる。以下の記述で，パルス幅は，全て記録クロックで規格化した値を示す。
（１）記録に用いる光パルスは，少なくともファーストパルス，マルチパルス，ラストパルスから構成する。
（２）線速度に対する再結晶化の影響を補正するため，ファーストパルスの幅を変化させる。具体的には，線速度の増加に従って，再結晶化による前エッジのマーク縮小量が小さくなるので，これに応じてファーストパルスの幅を狭くする。
（３）マルチパルスを光パルスの固定部とし，そのデューティ比を一定に保つことによって，パラメータの変化の線形性を向上する。
（４）線速度に対する隣接パルス間の余熱効果の補正に関しては，これの積算結果（以下，熱蓄積と呼ぶ）がラストパルスに集約するので，ラストパルスの幅を変化させて対応する。具体的には，線速度の増加によって，隣接パルス間の余熱効果が小さくなるため，これに応じてラストパルスの幅を広げる。ただし，隣接パルス間の余熱効果を補正するためには，マルチパルスのパワー値を変化させても同様の効果が得られる。具体的には，線速度の増加に応じて，マルチパルスの平均パワー値をファーストパルス及びラストパルスに対して相対的に大きくすればよい。実際には，マルチパルスの高パワー側のパワー値を大きくする方法も，低パワー側のパワー値を大きくする方法も，両方を大きくする方法も同様の効果がある。
（５）線速度に対する熱拡散による隣接パルス間の余熱効果の補正に関しては，これの積算結果がラストパルスに集約するので，ラストパルスの幅を変化させて対応する。具体的には，線速度の増加によって，隣接パルス間の余熱効果が小さくなるため，これに応じてラストパルスの幅を広げる。ただし，隣接パルス間の余熱効果を補正するためには，マルチパルスのパワー値を変化させても同様の効果が得られる。具体的には，線速度の増加に応じて，マルチパルスの平均パワー値をファーストパルス及びラストパルスに対して相対的に大きくすればよい。実際には，マルチパルスの高パワー側のパワー値を大きくする方法も，低パワー側のパワー値を大きくする方法も，両方を大きくする方法も同様の効果がある。
（６）線速度に対して，照射した光エネルギーのうち，記録膜の昇温に関わるエネルギーの割合が変化する点の補正に関しては，記録パワーを線速度の増加に対して，増加させることで対応すればよい。
【００３７】
図１（ｂ）は試作したＣＡＶ対応ＤＶＤ−ＲＡＭディスクの光パルスの一例を示す。図中，Ｐｗは記録パワー，Ｐｅは消去パワー，ＦＰはファーストパルス，ＭＰはマルチパルス，ＬＰはラストパルス，ＴＳＦＰはファーストパルスの開始位置，ＴＥＦＰはファーストパルスの終了位置，ＴＳＬＰはラストパルスの開始位置，ＴＥＬＰはラストパルスの終了位置，ＴＭＰはマルチパルスの幅，をそれぞれ表す。図中の光パルスは６Ｔマークと３Ｔマークのパルスを示し，ＤＶＤ−ＲＡＭの記録速度２倍速（２２Ｍｂｐｓ）から５倍速（５５Ｍｂｐｓ）のものを記録クロック単位で表示したものである。６Ｔマークの光パルスに見られるように，ここでは再結晶化を補正するためにファーストパルスの開始位置を線速度に応じて，図中で右方向にずらす。マルチパルスはパルスの固定部として線速度に依らずデューティ比とする。ラストパルスの終了位置は熱蓄積の補正のために，図中で右方向にずらす。３Ｔマークの光パルスに関しては，前エッジも再結晶化が小さいので，基本的に線速度によらず同じ幅の光パルスで形成するのが，パラメータの連続性を向上するために重要である。ただし，６Ｔマークの形成位置に応じた，パルス照射タイミングの補正は必要である。の再結晶化の影響を受け難いので，パルス幅をほぼ一定として，６Ｔマークが形成される位置に合わせて，パルスの照射タイミングをずらしている。３Ｔマークの光パルスの照射タイミング３Ｔを一定にすることもできるが，この場合には，６Ｔ以上の長のマークの幅を一定に保つために，マルチパルスの照射タイミングをずらさなくてはならない。逆に言うと，本発明に従ってマルチパルスを固定することによって，おのずと３Ｔマークの光パルスと６Ｔマークの光パルスとが定まることになり，パラメータを決定するための作業量を軽減することができるのである。これも，本発明の優れた効果の１つである。
【００３８】
図２は，試作したＣＡＶ記録対応のＤＶＤ−ＲＡＭディスクに対して，上の光パルスを用いて，２から５倍速で記録再生したとき結果を示す。評価にはシバソク製ＬＭ３２０評価装置を用いた。光源の波長は６６０ｎｍ，対物レンズの開口数は０．６である。図中のジッター値は初回記録の値を示しており，２倍速（ＣＡＶ時の最内周に対応），３倍速，４倍速，５倍速（ＣＡＶ時の最外周に対応）のそれぞれで，５．４％，５．２％，５．０％，５．０％と非常に良好な値が得られた。アイパターンも十分に開いており，信頼性の高い記録が実現できたことを示す。信号振幅に関しては，２倍速，３倍速，４倍速，５倍速のそれぞれで，１３７ｍＶ，１５３ｍＶ，１６９ｍＶ，１６７ｍＶとなった。線速度が速くなるに従って信号振幅が大きくなるのは，再結晶化によって記録マークの幅が細くなる影響が次第に小さくなることを示す。これも相変化ディスクに対して，線速度を変化させながら記録を行う場合の特徴である。本ディスクにおいては，再結晶化の影響が２倍速で大きく，４倍速以上で飽和することが判る。信号振幅の差はあるものの，どの線速度でも，良好なジッター値が得られており，通常のドライブ装置にはＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）機能が搭載されるので，実用上の問題はない。
【００３９】
図３から図６は上の記録再生実験を実施したときに用いた記録条件を示す。図３，図４，図５，図６はそれぞれ２倍速，３倍速，４倍速，５倍速の記録条件を示す。光パルスは適応型記録制御に基づくものである。図３を例に説明をすると，光パルスとして記録パワーＰｗと消去パワーＰｅの２つのパワーレベルのものを用いた。記録パワーは１２．３ｍＷ，消去パワーは５．４ｍＷとした。光パルスの時間軸方向のパラメータはウインドウ幅Ｔｗを１６分割したものを単位として表示してある。光パルスの固定部として，マルチパルスの幅ＴＭＰは８／１６Ｔｗで一定の値とした。前エッジの制御パラメータを表すファーストパルスの開始位置ＴＳＦＰは先行するスペース長と当該マーク長から定まる４行４列のテーブルとして表示してある。後エッジの制御パラメータを表すラストパルスの終了位置ＴＥＬＰは後続するスペース長と当該マーク長から定まる４行４列のテーブルとして表示してある。図４と図５に示す３倍速と４倍速の各パラメータは，図３と図６に示す２倍速と５倍速のパラメータを内挿したものを初期値として，各エッジのシフトが最小になるように調整した結果である。
【００４０】
図７は前エッジ制御パラメータと後エッジ制御パラメータの値と記録速度との関係をまとめたものである。ＴＦＳＰ，ＴＥＬＰ値はそれぞれ１６個あるので，煩雑さを解消するため，図中にはマーク長ごとに平均化した値を表示した。図７（ａ）はＴＳＦＰの平均値を示す。図中の直線は２倍速と５倍速の内挿結果を表す。３倍速と４倍速の値ともに，ほぼ直線上にあって，その誤差はＴｗ／１６以下である。一般にエッジ記録の場合には，各マークのエッジのシフト量の許容範囲はＴｗ／１０程度でよいので，上の結果は，本発明に沿って２倍速と５倍速とでパラメータを定めれば，その間の線速度に対しては，内挿値を用いて良好な品質のデータ記録が可能であることを実証するものである。図７（ｂ）はＴＥＬＰの平均値をまとめたものである。同様に，内挿結果と３倍速及び４倍速の調整結果との差がＴｗ／１６以下になっており，内挿値を用いて良好な記録を実現できることを示している。
【００４１】
本発明の効果を実証するために，５倍速の６Ｔマークの記録条件を基本として，２倍速，３倍速，４倍速の記録条件を各エッジのシフトが最小になるように調整した。初回記録のジッター値は，２倍速，３倍速，４倍速，５倍速のそれぞれで，６．５％，５．７％，５．０％，５．０％となり，実用上十分に良好な値が得られた。図８はＴＳＦＰとＴＥＬＰの平均値と記録速度の関係をまとめたものである。煩雑さを解消するため，３Ｔと４Ｔマークの結果のみ示した。上と同様に２倍速と５倍速の値の内挿結果を直線で表している。図８（ａ）はＴＳＦＰの平均値を示す。３倍速において，３Ｔマークの調整結果と内挿値とのずれが最大で２．３／１６Ｔｗとなった。上に示した許容範囲１／１０Ｔｗを超えており，内挿値を用いただけでは良好な記録が実現できないことが判る。図８（ｂ）はＴＥＬＰの結果である。内挿結果からのずれはあるがＴＳＦＰよりは小さい。このように，ＴＳＦＰに大きなずれが生じる要因は，再結晶化が前エッジで大きく起こるという相変化記録のメカニズムにある。この例では，光パルスの各パラメータを記録メカニズムに即して機能分離せずに用いた。このため，特に再結晶化を補正するためのＴＳＦＰ値が線速度に対して線形補間できないような高次の変化をしてしまった。このような場合でも，２倍速，３倍速，５倍速にて調整した記録パラメータを用いて，それぞれの範囲で内挿処理すれば，ＣＡＶ記録に対しても実用上十分な品質でデータを記録することが可能である。しかしながら，上の例に比べてジッター値が悪化し，試し書き処理回数が増加する等，劣る点が多くある。
【００４２】
図９は図３から図６に示した記録条件を用いて測定した記録パワーとジッター値の関係である。図９（ａ）は初回記録の結果である。２倍速，３倍速，４倍速，５倍速のそれぞれで６％以下のジッター値と必要十分なパワーマージンが得られることを示す。図９（ｂ）はオーバライト１０回後の結果である。各線速度において，７％以下のジッター値と必要十分なパワーマージンが得られることを示す。
【００４３】
以上の例では，光パルスのパワー値として記録パワーと消去パワーの２つの値を用いた例を示した。広く知られているように，マルチパルスの低パワー側のパワー値（Ｐｂ２）を消去パワーとは別の値にすることも熱蓄積の制御の観点から有効であるし，ラストパルスに後続してクーリングパルスを付加することもオーバライト性能の改善等の観点から有効である。本発明の記録方法は，これらの光パルスに対しても同様に適応できる。
【００４４】
以下，上に示した本発明の記録方法を用いて，光ディスク媒体とドライブ装置からなる光メモリシステムが，どのようにすれば，信頼性が高く高速で使い勝手のよいものになるかについて説明する。
【００４５】
光ディスク媒体の提供者は，異なる線速度において良好な記録を実現する媒体を開発した場合，上の記録方法に沿って記録条件を２つの線速度Ｖ１とＶ２で定め，これを推奨記録条件として当該ディスク媒体に記録しておけばよい。一方，ドライブ装置は挿入された光ディスク媒体から推奨条件を読み取って，これらを基本に温度や光スポットの形状変化などの変動要素に対して，記録条件を適正化する試し書きをＶ１とＶ２の速度で実施する。このときＶ１とＶ２の間のいかなる線速度の記録条件も内挿値によって良好な記録が行えることが保証されているので，Ｖ１とＶ２のパラメータの内挿値を用いて，Ｖ１とＶ２の間の任意の線速度で，良好な品質の記録を行うことが可能になる。
【００４６】
図１０は本発明の光ディスク媒体の構成を示す摸式図である。図１０（ａ）のように，光ディスク媒体１００には，ディスク情報記録領域１０２がある。ディスク情報記録領域１０２は図１０（ｂ）に示すように，その他の情報に混じって，線速度１の推奨記録条件１０３と線速度２の推奨記録条件が記録されている。ディスク情報記録領域は書換えや消去ができないようにプリピットで情報を記録しておくとよい。ここで，線速度１として対応する最も遅い速度，線速度２として対応する最も早い速度にしておくのがよい。
【００４７】
図１１は本発明の光ディスク装置の構成の一例を示すものである。光ディスク媒体１００はモータ１６２により回転される。光ヘッド１３０は光発生手段１３１，集光手段１３２，光検出手段１３３から構成され，サーボメカ制御手段１６０内の自動位置制御手段１６１によって光ディスク媒体１００の半径方向の任意の位置決めされる。光強度制御手段１７１は中央制御手段１５１から指令された光強度になるように光発生手段１３１を制御して光１２１を発生させる。光１２２は集光手段１３２によって集光され光スポット１０１を光ディスク媒体１００上に形成する。集光手段１３２は自動位置制御手段１６１によってフォーカス動作とトラッキング動作を行う。光スポット１０１からの反射光１２３は光検出手段１３３で電気信号に変換され再生信号１３０となる。再生手段１９０は，再生信号１３０を用いて，光ディスク媒体上に記録されたコード情報やアドレス情報などを再生する。
【００４８】
こうした構成において，ドライブ装置は挿入された光ディスク媒体から線速度１の推奨記録条件と線速度２の推奨記録条件を読み取る。されに，これらの値を基準にして線速度１と線速度２において試し書きを実施して，それぞれの記録条件を補正する。ＤＶＤ−ＲＡＭディスクをＣＡＶ制御して記録する場合には，線速度１は最内周の線速度であり，最内周のドライブテストゾーンにて試し書きを実施すればよい。線速度２は最外周の線速度であり，最外周のドライブテストゾーンにて試し書きをすればよい。任意のゾーンに記録を行うには，最内周と最外周の記録条件を当該ゾーンＮｏで内挿（線形補間）した値を記録条件と定め，これを光強度制御手段１７１に設定して記録を行う。任意のゾーンの記録条件の算出は中央制御手段１５１にて実施すればよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明の記録方法，記録媒体及び記録装置を用いれば，信頼性が高く高速で，かつ使い勝ってのよい（ローディング待ち時間が短い）光メモリシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の記録方法を模式的に示す実施例。
【図２】本発明の記録方法を用いてＣＡＶ記録対応のＤＶＤ−ＲＡＭディスクに記録した実験結果。
【図３】本発明の記録方法を用いてＣＡＶ記録対応のＤＶＤ−ＲＡＭディスクに記録する場合の２倍速の記録条件を示す実施例。
【図４】本発明の記録方法を用いてＣＡＶ記録対応のＤＶＤ−ＲＡＭディスクに記録する場合の３倍速の記録条件を示す実施例。
【図５】本発明の記録方法を用いてＣＡＶ記録対応のＤＶＤ−ＲＡＭディスクに記録する場合の４倍速の記録条件を示す実施例。
【図６】本発明の記録方法を用いてＣＡＶ記録対応のＤＶＤ−ＲＡＭディスクに記録する場合の５倍速の記録条件を示す実施例。
【図７】本発明の記録方法の前エッジ制御パラメータと後エッジ制御パラメータの値と記録速度との関係を示す実施例。
【図８】本発明の記録方法の前エッジ制御パラメータと後エッジ制御パラメータの値と記録速度との関係を示す別の実施例。
【図９】本発明の記録方法を用いてＣＡＶ記録対応のＤＶＤ−ＲＡＭディスクに記録したときのパワーマージンを示す実験結果。
【図１０】本発明の記録媒体の構成を示す実施例。
【図１１】本発明の記録装置の構成を示す実施例。
【符号の説明】
１００  光ディスク媒体
１０１  光スポット
１０２  ディスク情報記録領域
１０３  線速度１の推奨記録条件
１０４  線速度２の推奨記録条件
１２２  光
１２３  反射光
１３０  光ヘッド
１３１  光発生手段
１３２  集光手段
１５１  中央制御手段
１６０  サーボメカ制御手段
１６１  自動位置制御手段
１６２  モータ光ディスク媒体
１７１  光強度制御手段
１９０  再生手段。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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