(57)【要約】【課題】初期化ムラを抑制した初期化を実現できる光記録媒体の初期化装置を提供し、高密度の光記録媒体においても記録特性のムラをなくす。【解決手段】相変化光記録媒体の記録膜に光ビームを照射して前記記録膜を結晶化することにより前記光記録媒体を光記録が可能な初期状態とする相変化光記録媒体の初期化装置において、前記光ビームが形成するビームスポットの長手方向の強度分布は前記ビームスポットのスキャン方向先端から前記ビームスポットの長手方向の全長の１／２以上４／５以下の位置まで漸増したのち前記長手方向の末端まで略一様であり、かつ前記ビームスポットの送りピッチが前記ビームスポットの長手方向の強度分布が略一様になっている幅よりも小さく設定されていることを特徴とする光記録媒体の初期化装置。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相変化光記録媒体の記録膜に光ビームを照射して前記記録膜を結晶化することにより前記光記録媒体を光記録が可能な初期状態とする相変化光記録媒体の初期化装置において、前記光ビームが形成するビームスポットの長手方向の強度分布は前記ビームスポットのスキャン方向先端から前記ビームスポットの長手方向の全長の１／２以上４／５以下の位置まで漸増したのち前記長手方向の末端まで略一様であり、かつ前記ビームスポットの送りピッチが前記ビームスポットの長手方向の強度分布が略一様になっている幅よりも小さく設定されていることを特徴とする光記録媒体の初期化装置。
【請求項２】
前記ビームスポットの長手方向のスキャン方向先端の強度は、実質的に前記記録膜が結晶化され始める強度に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体の初期化装置。
【請求項３】
前記ビームスポットの強度の最大値は、前記記録膜が結晶化され始める強度の１．２倍〜１．５倍の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光記録媒体の初期化装置。
【請求項４】
相変化光記録媒体の記録膜に光ビームを照射して前記記録膜を結晶化することにより前記光記録媒体を光記録が可能な初期状態とする相変化光記録媒体の初期化装置において、前記相変化光記録媒体は初期化ビームの波長において結晶状態のときの方がアモルファス状態のときよりも反射率が小さい記録膜を有するものであり、前記光ビームが形成するビームスポットの強度はその長手方向における中央部で最小に設定されていることを特徴とする光記録媒体の初期化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結晶状態とアモルファス状態との間の相変化が可逆的に生じる相変化材料からなる記録膜を備え、光ビームを照射して記録膜に相変化を生じさせることにより情報信号の記録が行われる光記録媒体の初期化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、データ記録の分野において、安価な大容量ファイルの実現を可能とする記録方式として、光学記録方式に関する研究が進められており、産業用から民生用まで幅広い用途が考えられている。
【０００３】
光学記録方式のうち、書き換え可能型のメモリー形態に対応したものとして相変化光ディスクなどが挙げられる。相変化型光ディスクは、結晶状態とアモルファス状態との間の相変化が可逆的に生じる相変化材料からなる記録膜を備えている。この相変化型光ディスクでは、レーザー光などの照射により記録膜を昇温させ、記録膜に相変化を生じさせて情報を記録または消去し、また、光学的に情報信号を読み出す。
【０００４】
相変化型光ディスクなどに用いられる相変化材料としては、Ｇｅ−Ｔｅ系合金材料、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｂ系合金材料、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系合金材料、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｔｅ系合金材料などのいわゆるカルコゲン系合金材料が知られている。
【０００５】
これらの相変化材料は、一般にスパッタリング法などにより記録膜として形成される。スパッタリングにより形成された記録膜は、そのままではアモルファス状態であるため、一般に記録膜材料を結晶化する工程、すなわち初期化工程が必要となる。
【０００６】
初期化工程では、光ディスクを所定の線速度で回転させながら、所定パワーの光ビームを記録膜に照射し、光ビームを所定の送りピッチで光ディスクの一回転ごとにその半径方向にスキャンさせることにより光ビームを記録膜の全面に照射して、記録膜の相変化材料をアモルファス状態から結晶状態へと変化させる。以下において、光ディスクの半径方向を、光ビームのスキャン方向という場合がある。
【０００７】
初期化工程では、光ディスクの半径方向に横長になっている長円形のビームを用いて初期化を行っている（特許文献１参照）。一般的には、初期化装置に光ディスクを装着し、光ビームの照射パワー、線速度、スキャン方向への送りピッチ速度などを調整することにより、初期化条件を最適化する。
【０００８】
また、１回の初期化では十分に均一な初期化を行えないという理由で、複数回の初期化を異なるビームパワーで行い、初期化ムラを抑制する方法が報告されている（特許文献２参照）。また、複数の光ヘッドを有する初期化装置が報告されている（特許文献３参照）。
【０００９】
しかし、複数回の初期化を行う場合には初期化工程に要する時間が長くなり、複数のピックアップを有する初期化装置を用いる場合には光ヘッド間の位置調整が困難である、装置コストが高くなる、という問題点がある。このため、より簡単に初期化できる初期化装置が望まれている。
【００１０】
これらの公知文献のように複数回の初期化を行うのとは別に、光ビームが形成するビームスポットの強度分布を規定することにより、初期化ムラを抑制する試みが開示されている（特許文献４参照）。特許文献４では、同公報図４に示すようにビームスポットの長手方向の強度分布を規定し、記録膜に最初に照射されるビーム強度を最大ビーム強度の５０％以下に抑えている。しかし、この方法を採用する場合、光ディスクの全領域で段階的に強い光ビームが照射された後、同じ強度の光ビームが照射されるように強度分布および送りピッチを設定する必要がある。
【００１１】
また、初期化ビームスポットの強度分布を、その最大強度の５０％にあたる強度を示す幅（半値幅）のそれぞれの両端部から１０％までの部分の平均強度が半値幅内の平均強度より小さくなるように設定することにより、ビームの長手方向への送りピッチを大きくして効率的な初期化を行う提案がなされている（特許文献５参照）。特許文献５の図５では、ビームスポットの長手方向において強度が単調に変化する初期化ビームを用いた例が示されている。しかし、さらに高密度化を進めた場合には、この方法では十分に初期化ムラを抑制できなくなることがわかっている。
【００１２】
【特許文献１】
特開平７−１９２２６６号公報
【００１３】
【特許文献２】
特開平１０−２４１１６０号公報
【００１４】
【特許文献３】
特開２０００−２１５５３１号公報
【００１５】
【特許文献４】
特開２００２−９２８８７号公報
【００１６】
【特許文献５】
特開２０００−１９５１１２号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、初期化ムラを抑制した初期化を実現できる光記録媒体の初期化装置を提供し、ひいては高密度の光記録媒体においても記録特性のムラをなくすことにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様に係る光記録媒体の初期化装置は、相変化光記録媒体の記録膜に光ビームを照射して前記記録膜を結晶化することにより前記光記録媒体を光記録が可能な初期状態とする相変化光記録媒体の初期化装置において、前記光ビームが形成するビームスポットの長手方向の強度分布は前記ビームスポットのスキャン方向先端から前記ビームスポットの長手方向の全長の１／２以上４／５以下の位置まで漸増したのち前記長手方向の末端まで略一様であり、かつ前記ビームスポットの送りピッチが前記ビームスポットの長手方向の強度分布が略一様になっている幅よりも小さく設定されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明の他の態様に係る光記録媒体の初期化装置は、相変化光記録媒体の記録膜に光ビームを照射して前記記録膜を結晶化することにより前記光記録媒体を光記録が可能な初期状態とする相変化光記録媒体の初期化装置において、前記相変化光記録媒体は初期化ビームの波長において結晶状態のときの方がアモルファス状態のときよりも反射率が小さい記録膜を有するものであり、前記光ビームが形成するビームスポットの強度はその長手方向における中央部で最小に設定されていることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
図１に本発明に係る光記録媒体の初期化装置の概略図を示す。図１において、光ディスク１は、スピンドル制御系２によって制御される駆動モータ３のスピンドル４に装着されて回転される。光ディスク１の上方に光ピックアップ５が配置され、レーザーダイオード（ＬＤ）６から対物レンズ７を通して初期化ビームが光ディスク１に照射される。これらの光学系は、ピックアップ制御系８によって制御される駆動モータ９によって駆動される。
【００２２】
図１に示す初期化装置を用い、ユーザー記録容量２０ＧＢの光ディスクを初期化して評価する実験を行った。この光ディスクは、０．６ｍｍ厚で、トラックピッチ０．３４μｍのランド・グルーブ記録用のポリカーボネート基板上に、ＺｎＳ：ＳｉＯ２（ＺｎＳとＳｉＯ２の混合物，２０ｎｍ）、ＳｉＯ２（７０ｎｍ）、ＺｎＳ：ＳｉＯ２（２０ｎｍ）、ＧｅＳｂＴｅＢｉ（１５ｎｍ）、ＺｎＳ：ＳｉＯ２（２０ｎｍ）、ＡｇＰｄＣｕ（１００ｎｍ）を順次成膜し、ダミーの０．６ｍｍ厚のポリカーボネート基板を貼り合わせたものである。記録膜ＧｅＳｂＴｅＢｉはＳｂの一部をＢｉで置換したものであり、Ｇｅ３０．８Ｓｂ１４．４Ｔｅ５３．８Ｂｉ１．０である。記録膜ＧｅＳｂＴｅＢｉが結晶状態にあるときの反射率が６．０％、アモルファス状態にあるときの反射率が２５．４％なので、この光ディスクはいわゆるＬｏｗ−ｔｏ−Ｈｉｇｈ媒体と呼ばれるものである。
【００２３】
光ディスクを構成する各層の材料の屈折率、消衰係数および膜厚を決め、すべての界面に対してエネルギー保存則に基づいて各界面における光エネルギー収支の連立方程式を立て、これを解くことにより、多層膜全体の反射率・透過率及び各層の吸収率を求めることができる。この方法自体はマトリックス法として公知である（例えば、久保田広ら「波動光学」岩波書店、１９７１年など）。ここでは、初期化ビーム（波長８１０ｎｍ）が媒体に入射したときの記録膜の吸収量を計算した。その結果、この媒体では、記録膜が結晶状態にあるときの吸収量Ａｃとアモルファス状態にあるときの吸収量Ａａは、Ａｃ／Ａａ＝０．９であることがわかった。このときの結晶状態およびアモルファス状態での反射率は、それぞれ２４．０％、４．０％であった。
【００２４】
初期化操作の効率を考慮して、初期化ビームとしてはビームスポットが長円形のものを用い、その長手方向を光ディスクの半径方向（初期化ビームのスキャン方向）に一致させて初期化を行う。
【００２５】
最初に、図２に示すように、長手方向の強度分布が略一様な初期化ビームスポットを用いて初期化を行った。
【００２６】
線速１０ｍ／ｓ、送りピッチ６μｍとして、初期化パワーを変化させて反射率の変化を調べた。この条件では、初期化パワー７９０ｍＷのビームスポットを一回照射しただけでは反射率の変化は目視では認められないが、初期化パワー８００ｍＷのビームスポットを一回照射すると反射率の変化が目視で認められた。以下、８００ｍＷを初期化開始パワーと呼ぶ。この初期化開始パワーは、初期化する媒体、初期化条件（線速および送りピッチ）に対して一意的に決定される量である。
【００２７】
この媒体に対して、線速５．６ｍ／ｓ、ビットピッチ０．１３μｍ／ｂｉｔ、記録光ピークパワー５．０ｍＷ、バイアス光パワー０．１ｍＷ、再生光強度０．５ｍＷの条件で記録・再生を行い、ｂＥＲを評価した（評価条件の詳細については、例えば文献  Ｎ．  Ｏｈｍａｃｈｉ  ら、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  １４ｔｈ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｐｈａｓｅ  Ｃｈａｎｇｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｓｔｏｒａｇｅ  ＰＣＯＳ２００２  ｐｐ．  ９８−１０２を参照のこと）。
【００２８】
この光記録媒体の半径４２ｍｍの位置にある未記録のグルーブにランダム信号を記録し、ビットエラーレート（ｂＥＲ）を実測すると、以下のようにタンジェンシャル方向の位置によりｂＥＲの値が変動することがわかった。ここで、ランダム信号とは、異なるマーク長を有する信号をランダムにつなぎ合わせた信号をさす。トラックジャンプ信号から５ｍｓ、１５ｍｓ、２５ｍｓ遅れた位置から３０セクター分のｂＥＲを測定した場合、それぞれ８．１×１０−５、６．２×１０−５、５．３×１０−６であった。
【００２９】
次に、同一の光記録媒体を、線速１４ｍ／ｓ、送りピッチ１０μｍ、初期化パワーを１０００ｍＷ、１１００ｍＷ、１２００ｍＷ、１３００ｍＷ、１４００ｍＷと順次変えて５回初期化した。この初期化条件での初期化開始パワーは１０００ｍＷであった。前記と同様に、この媒体のｂＥＲを未記録のグルーブで測定したところ、４．８×１０−６、５．２×１０−６、５．１×１０−６とｂＥＲの変動が小さかった。
【００３０】
半導体レーザーの高強度化により、光記録媒体の初期化装置に搭載される光源の光強度も大きくなった。光強度の大きな光源を用いると、単一面積あたりの光強度を減少させることなく、より大面積を有するビームスポットを形成することができる。
【００３１】
次いで、幅方向の強度分布は従来のものと同じで、長手方向に図３に示すような強度分布を有する初期化ビームスポットを用いて初期化を行った。このとき、線速１４ｍ／ｓ、送りピッチ１０μｍとした。前述のように、この条件では、初期化開始パワーＰ０は１０００ｍＷである。この図において、Ｐｔｏｐとは最大パワー、Ｌａｌｌとは初期化ビームスポットの長手方向の全長、Ｌｔｏｐとは初期化ビームスポットの最大パワー部分の長さである。ここで、Ｐ０＝１０００ｍＷ、Ｐｔｏｐ＝１４００ｍＷ、Ｌａｌｌ＝４５０μｍ、Ｌｔｏｐ＝１５０μｍとしたので、長手方向の強度分布はスキャン方向先端で１０００ｍＷ、スキャン方向から２／３の位置で１４００ｍＷであり、この間では初期化ビームスポットの強度はほぼ単調に増加する。その後、初期化ビームスポットのスキャン方向後端までは一定の値Ｐｔｏｐを示す。このとき、スキャン方向への送りピッチ１０μｍは、長手方向の初期化ビームスポット全長に比べて十分に小さいので、光記録媒体の内周側から初期化を始めれば、記録膜の全ての記録領域は、最初にほぼ初期化開始パワーのビームスポット部分で照射された後、徐々に強いビームスポット部分で照射され、最後にＰｔｏｐの強度を有するビームスポット部分で照射されることになる。つまり、光ビーム強度を徐々に上げながら、複数回の初期化を行ったと同等の効果を得ることができる。前記と同様にこの媒体のｂＥＲを未記録のグルーブで測定したところ、５．１×１０−６、５．０×１０−６、４．４×１０−６と変動が小さかった。
【００３２】
このように、初期化強度を徐々にあげて初期化を行ったときに、特性むらが小さくなる理由は明らかではないが、以下のように推察される。記録膜は成膜時にはアモルファス状態にあるが、アモルファス状態から完全な結晶状態に移行するには原子の大きな移動を伴う。このため、アモルファスマークを消去した後の記録膜の結晶状態は、ステーブルな結晶状態ではなくメタステーブルな状態にあると考えられている（たとえば、文献  Ｔ．  Ｍａｔｓｕｎａｇａ  ａｎｄ  Ｎ．Ｙａｍａｄａ，  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  １４ｔｈ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｐｈａｓｅ  Ｃｈａｎｇｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｓｔｏｒａｇｅ  ＰＣＯＳ２００２  ｐｐ．  １６−１９）。アモルファス状態からメタステーブル状態への遷移では、原子の移動はそれほど大きくないが、それでも、移動しやすい位置にある原子と比較的大きな移動を伴うため移動しにくい位置にある原子とが存在すると考えられる。従って、移動しにくい位置にある原子をメタステーブル状態の位置まで移動させるために必要なパワーを一度に与えると、移動しやすい位置にある原子にとっては過剰なパワーが与えられ、理想的なメタステーブル状態とは異なるサイトに移動する可能性がある。したがって、一度に移動させるよりは、複数回に分けて徐々に移動させた方が、記録膜の結晶状態をメタステーブルにしやすく、また、記録膜に接する層に与えるダメージも小さくすることができると考えられる。
【００３３】
前述のように、初期化ビームにおいて結晶状態での反射率がアモルファス状態での反射率よりも大きい場合には、初期化ビーム波長において一般にアモルファス状態での記録膜の吸収が結晶状態での吸収よりも大きいので、段階的に結晶状態に変化しつつある記録膜に段階的に光吸収をさせるためには、初期化ビームスポットの強度も段階的に大きくする必要がある。
【００３４】
最初に光記録媒体に照射されるビームスポットの強度は、おおよそ初期化開始パワーよりも大きく、その１．２倍よりも小さいとよい。最初に光記録媒体に照射されるビームスポットの強度が初期化開始パワーよりも小さくなると、光照射による原子の移動を伴わないため光照射の効果が小さくなる。逆に、その１．２倍より大きくなると、移動しにくい位置にある原子まで移動させてしまうので、記録膜または記録膜に接する層にダメージを与えることになる。
【００３５】
図５を参照しながら、特性むらが小さくなるもう１つの理由を説明する。図５に示すように、相変化材料では結晶核生成頻度（実線）は、結晶核成長速度（破線）が速い温度よりも低い温度で大きな値を示す（たとえば、作花済夫「ガラス非晶質の科学」内田老鶴圃、第７章、１９８５年）。つまり、初期化ビームスポットの強度が比較的弱く、相変化材料がＴｘ近辺までしか昇温されない範囲では、結晶核がより多く生成される。相変化材料による初期化ビームの吸収量を段階的にあげていくと、相変化材料の到達温度も上昇するが、一度形成された結晶核は相変化材料がその融点以上まで加熱されない限り消滅することはない。つまり、最初に初期化ビームが照射されたときに図５のＴｘ近傍までしか昇温されないように初期化ビームスポットの強度を設定することにより、結晶核が高密度に生成され、最終的に全体が結晶粒で埋め尽くされたとき、個々の結晶粒径を小さくすることができる。従って、初回記録時の記録マークの輪郭がより滑らかになり、再生信号のノイズを低くできる。
【００３６】
ここで発明者らは、ビームスポット形状と最終的に得られる結晶状態との関係を検討した結果、以下のような知見を得た。ビームスポット全長ｗ（μｍ）の傾斜ビームを送りピッチｐ（μｍ）（ｗ＞ｐ）で連続的に半径位置をずらしていくとする。前記のように、段階的に照射パワーを上げる目的を達成するには、図７のようにパワーに傾斜をもつビームスポットを使用することが考えられる。しかし、この場合、媒体上の特定の領域が累積的に受けるパワーの半径位置分布は鋸歯状になってしまう。これに起因して、記録媒体の結晶状態、より具体的には結晶粒径またはメタステーブル状態の種類が半径位置によって異なる、不均一な媒体となる。この不均一性は、送りピッチｐがビームスポット全長ｗに対して大きいほど顕著であり、特にｐ＞ｗ／２のときには顕著である。
【００３７】
上記の理由から、相変化材料全体にわたって一様な結晶化を生じさせるためには、初期化開始パワーよりも十分に大きな強度でかつ均一な強度を有する初期化ビームスポットの部分を最後に照射して初期化を終了するのがよい。このとき、相変化材料にできるだけ結晶成長を生じさせるために、膜にダメージを与えない範囲でできるだけ結晶成長速度が速くなる温度まで昇温させるのがよい。したがって、相変化材料のすべての領域において最後に照射される初期化ビームスポットの部分の強度は相変化材料の温度が図５のＴａ近辺になる略一様の強度とすることが好ましい。このため、ビームスポット形状は図３に示すように、送りピッチｐよりも幅の広い（長い）均一パワー部分を持つことが重要である。
【００３８】
最後に照射される部分の初期化ビームスポットの強度（図３のＰｔｏｐに相当）は初期化開始パワーの１．２倍程度から１．５倍程度であるのがよい。１．２倍より小さいと、結晶成長速度が遅く完全にメタステーブル状態に移行することができないため、結晶状態とアモルファス状態との反射率差が十分に取れない。一方、１．５倍より大きくすると、記録膜に不可逆的なダメージを与えることになる。
【００３９】
図３に示す強度分布を有する初期化ビームスポットを用いて初期化を行う場合、送りピッチをＬｔｏｐおよび（Ｌａｌｌ−Ｌｔｏｐ）より小さくすれば、図６に示すように、光記録媒体上の各領域において、まず初期化ビームスポット先端部の強度が漸増している部分が照射された後に、必ずＰｔｏｐの強度を有する部分が照射される。図６によれば、段階的に強い初期化ビームスポットの部分を照射する効果を十分に発揮するためには、初期化ビームの送りピッチは（Ｌａｌｌ−Ｌｔｏｐ）／２程度より小さいことが好ましい。
【００４０】
記録媒体の全領域で照射される初期化ビームを段階的に強くする効果を活かしながら、送りピッチを大きくして効率的に初期化を行うためには、ＬｔｏｐをＬａｌｌ／５以上、Ｌａｌｌ／２以下とする必要がある。言い換えれば初期化ビームスポットの長手方向の強度分布を初期化ビームスポットのスキャン方向先端から初期化ビームスポットの長手方向の全長の１／２以上４／５以下の位置まで漸増したのち長手方向の末端まで略一様になるように設定する必要がある。ＬｔｏｐがＬａｌｌ／２より大きいと、送りピッチｐを（Ｌａｌｌ−Ｌｔｏｐ）／２より小さくするためには、ｐ＜Ｌａｌｌ／４となり、送りピッチを大きくすることができない。同様に、ＬｔｏｐがＬａｌｌ／５より小さいと、送りピッチをＬａｌｌ／５より大きくすることができない。ＬｔｏｐはＬａｌｌ／４以上、Ｌａｌｌ／３以下とすることがさらに好ましい。このとき、前述のようにＰ０は初期化が開始される強度程度より大きく、その１．２倍程度以下が好ましく、Ｐｔｏｐは初期化が開始される強度の１．２倍程度より大きく１．５倍程度以下であることが好ましい。
【００４１】
図６のような強度分布を有する初期化ビームスポットを用いる場合には、送りピッチｐがＬｔｏｐより少し大きくても、最後に照射される初期化ビーム強度は実質的に略一様といえる。即ち、送りピッチｐの範囲内において、Ｐｔｏｐの強度よりも該強度の５％程度以下だけ小さなビーム強度を有していても良い。
【００４２】
図４のような３段階にステップ状に強度が変化している強度分布を有する初期化ビームスポットを用いても、同様に段階的に強い初期化ビームスポットの部分を照射して初期化を行うことができる。この図で、Ｌ１は最強パワー（Ｐｔｏｐ）の部分の長さ、Ｌ２は中間パワー（Ｐ１）の部分の長さ、Ｌ３は最低パワー（Ｐ０）の部分の長さである。光記録媒体の全領域において最後にＰｔｏｐの強度が照射されるためには、送りピッチはＬ１程度より小さい必要がある。記録媒体の全領域で照射される初期化ビームを段階的に強くする効果を活かしながら、効率的に初期化を行うためには、Ｌ１とＬ２とＬ３は同程度であることが好ましい。このとき、前述のようにＰ０は初期化が開始される強度程度より大きく、その１．２倍程度以下が好ましく、Ｐｔｏｐは初期化が開始される強度の１．２倍程度より大きく１．５倍程度以下であることが好ましい。
【００４３】
なお、初期化ビームにおいて結晶状態での反射率がアモルファス状態での反射率よりも小さい場合には、初期化ビーム波長において一般に反射率の関係が逆転し、結晶状態の反射率がアモルファス状態の反射率よりも小さくなる。このとき、アモルファス状態での記録膜の吸収は結晶状態での吸収よりも小さい。この場合、段階的に結晶化しつつある記録膜に段階的に光吸収をさせるために、ある程度結晶化が進んだ状態で初期化ビーム強度を下げても同様な効果が得られる。
【００４４】
したがって、このような媒体に対しては、長手方向における中央部で強度が最小に設定されている初期化ビームスポットを用いて初期化することもできる。
【００４５】
図３および図４のような強度分布を有する初期化ビームスポットは、最も簡単には図１のレーザーダイオード（ＬＤ）６から光記録媒体１までの間のいずれかの位置に透過率の異なるフィルターを設置することによっても形成することができるが、対物レンズ７の形状をその透過光が図３や図４のような強度分布を示すように設計することが光パワーの効率的な利用という点から好ましい。この場合、厳密に図３や図４に示す強度分布を形成することは難しい。したがって、光記録媒体全領域にわたり、照射される初期化ビーム強度が段階的に増加し、かつ最後におおよそ同じ強度を有する初期化ビームが照射されるという主旨を逸脱しない範囲であれば、強度分布が厳密に図３や図４に示されたものでなくても構わない。特に、スキャン方向後端の一様な強度を有する部分は、その強度の変化が光強度が漸増している部分での強度変化の半分より小さければ、略一様とみなす。この領域での強度のばらつきは±１０％程度より小さいことが本発明の主旨に鑑みてより好ましく、±５％程度より小さいことがさらに好ましい。
【００４６】
記録光の波長を４０５ｎｍとし、初期化ビームの波長を８１０ｎｍとした場合、初期化波長における結晶状態の反射率Ｒｃとアモルファス状態における反射率Ｒａの大小関係と記録光波長におけるそれとは、逆転する場合が多い。つまり、記録光波長においてＲｃ＜Ｒａを満たす所謂Ｌｏｗ−ｔｏ−Ｈｉｇｈ媒体に対しては、初期化ビームの波長ではＲｃ＞Ｒａであることが多く、逆に記録光波長においてＲｃ＞Ｒａを満たす所謂Ｈｉｇｈ−ｔｏ−Ｌｏｗ媒体に対しては、初期化ビームの波長ではＲｃ＜Ｒａであることが多い。
【００４７】
【実施例】
実施例１
図１に示す初期化装置を用いて前述のＬｏｗ−ｔｏ−Ｈｉｇｈ型の光記録媒体を初期化し、評価した。前述のように、この媒体は初期化ビーム波長において、Ａｃ／Ａａ＝０．９である。初期化の条件は、線速１４ｍ／ｓ、送りピッチ１０μｍとし、初期化ビームスポットの長手方向の強度分布は図３のように設定した。前述のとおり、この初期化条件でのこの媒体の初期化開始パワーは１０００ｍＷである。ここで、Ｐ０＝１０００ｍＷ、Ｐｔｏｐ＝１４００ｍＷ、Ｌａｌｌ＝４５０μｍ、Ｌｔｏｐ＝１５０μｍとした。この媒体に対して、線速５．６ｍ／ｓ、ビットピッチ０．１３μｍ／ｂｉｔ、記録光ピークパワー５．０ｍＷ、バイアス光パワー０．１ｍＷ、再生光強度０．５ｍＷの条件で記録・再生を行い、ｂＥＲを評価した。この光記録媒体の未記録のグルーブにランダム信号を記録し、ｂＥＲを実測すると、タンジェンシャル方向の異なる位置で５．１×１０−６、５．０×１０−６、４．４×１０−６でありｂＥＲの変動は小さく抑えられている。
【００４８】
実施例２
実施例１と同一の媒体を初期化した。初期化の条件は、線速１４ｍ／ｓ、送りピッチ１０μｍとし、長手方向の強度分布を図３のように設定した。ここで、Ｐ０＝１０００ｍＷ、Ｐｔｏｐ＝１４００ｍＷ、Ｌａｌｌ＝４５０μｍ、Ｌｔｏｐ＝１００μｍとした。この光記録媒体の未記録のグルーブにランダム信号を記録し、ｂＥＲを実測すると、タンジェンシャル方向の異なる位置で４．３×１０−６、６．９×１０−６、４．７×１０−６でありｂＥＲの変動は小さく抑えられている。
【００４９】
実施例３
実施例１と同一の媒体を初期化した。初期化の条件は、線速１０ｍ／ｓ、送りピッチ２０μｍとし、長手方向の強度分布を図４のように設定した。ここで、Ｐ０＝９００ｍＷ、Ｐ１＝１０００ｍＷ、Ｐｔｏｐ＝１１００ｍＷ、Ｌａｌｌ＝４５０μｍ、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３＝１５０μｍとした。このときの、初期化開始パワーは８５０ｍＷであった。この光記録媒体の未記録のグルーブにランダム信号を記録し、ｂＥＲを実測すると、タンジェンシャル方向の異なる位置で６．０×１０−６、３．４×１０−６、７．０×１０−６でありｂＥＲの変動は小さく抑えられている。
【００５０】
実施例４
媒体として、ポリカーボネート基板上に、ＺｎＳ：ＳｉＯ２（６０ｎｍ）、ＧｅＮ（５ｎｍ）、ＧｅＳｂＴｅＢｉ（１２ｎｍ）、ＧｅＮ（５ｎｍ）、ＺｎＳ：ＳｉＯ２（２０ｎｍ）、ＡｇＰｄＣｕ（１００ｎｍ）を順次成膜したものを作製した。記録膜ＧｅＳｂＴｅＢｉが、結晶状態にあるときの反射率が１５．１％、アモルファス状態にあるときの反射率が０．４％であり、いわゆるＨｉｇｈ−ｔｏ−Ｌｏｗ媒体である。マトリックス法による計算の結果、この媒体では初期化ビームの波長においてＡｃ／Ａａ＝１．２であった。初期化光の波長での反射率は結晶状態、アモルファス状態でそれぞれ５．８％、９．４％であった。
【００５１】
この媒体を初期化した。初期化の条件は、線速１０ｍ／ｓ、送りピッチ２０μｍとし、長手方向の強度分布を図３のように設定した。ここで、Ｐ０＝８５０ｍＷ、Ｐｔｏｐ＝１１２０ｍＷ、Ｌａｌｌ＝４５０μｍ、Ｌｔｏｐ＝１５０μｍとした。このときの、初期化開始パワーは８００ｍＷであった。この光記録媒体の未記録のグルーブにランダム信号を記録し、ｂＥＲを実測すると、タンジェンシャル方向の異なる位置で４．９×１０−６、６．３×１０−６、４．０×１０−６でありｂＥＲの変動は小さく抑えられている。
【００５２】
実施例５
実施例４と同一の媒体を初期化した。初期化の条件は、線速１０ｍ／ｓ、送りピッチ５０μｍとし、長手方向の強度分布を図４のように設定した。ここで、Ｐ０＝９００ｍＷ、Ｐ１＝１０００ｍＷ、Ｐｔｏｐ＝１１００ｍＷ、Ｌａｌｌ＝４５０μｍ、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３＝１５０μｍとした。このときの、初期化開始パワーは８８０ｍＷであった。この光記録媒体の未記録のグルーブにランダム信号を記録し、ｂＥＲを実測すると、タンジェンシャル方向の異なる位置で３．９×１０−６、３．１×１０−６、３．３×１０−６でありｂＥＲの変動は小さく抑えられている。
【００５３】
実施例６
実施例４と同一の媒体を初期化した。初期化の条件は、線速１４ｍ／ｓ、送りピッチ１０μｍとし、長手方向の強度分布を図４のように設定した。ここで、Ｐ０＝１１００ｍＷ、Ｐ１＝１０００ｍＷ、Ｐｔｏｐ＝１３００ｍＷ、Ｌａｌｌ＝４５０μｍ、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３＝１５０μｍとした。このときの、初期化開始パワーは１０００ｍＷであった。この光記録媒体の未記録のグルーブにランダム信号を記録し、ｂＥＲを実測すると、タンジェンシャル方向の異なる位置で３．６×１０−６、３．８×１０−６、４．５×１０−６でありｂＥＲの変動は小さく抑えられている。
【００５４】
比較例１
実施例１と同一の媒体を初期化した。初期化の条件は、線速１０ｍ／ｓ、送りピッチ６μｍとし、初期化パワーは１１２０ｍＷとした。このときの、初期化開始パワーは８００ｍＷであった。初期化ビームスポットの長手方向の強度分布は図２に示す略一様なものであった。この光記録媒体の未記録のグルーブにランダム信号を記録し、ｂＥＲを実測すると、タンジェンシャル方向の異なる位置で８．１×１０−５、６．２×１０−５、５．３×１０−６であり、ｂＥＲに変動が観測された。これは、最初から高強度を有する初期化ビームを記録膜に照射したために、記録膜にダメージを与えたためであると考えられる。
【００５５】
比較例２
実施例１と同一の媒体を初期化した。初期化条件は、線速１０ｍ／ｓ、送りピッチ１００μｍとし、長手方向の強度分布を図３の記号で表して、Ｐ０＝９００ｍＷ、Ｐｔｏｐ＝１１００ｍＷ、Ｌａｌｌ＝２００μｍ、Ｌｔｏｐ＝０μｍとした。この初期化条件での、初期化開始パワーは９００ｍＷであった。この光記録媒体のある未記録のトラックにランダム信号を記録し、ｂＥＲを測定すると、タンジェンシャル方向のどの位置でも５×１０−５以下のよい値であった。しかし、このトラックから２５０トラック（８５μｍに相当）離れたトラックで未記録のグルーブにランダム信号を記録し、ｂＥＲを実測すると、タンジェンシャル方向の異なる位置で３．８×１０−４、４．１×１０−４、２．６×１０−５とｂＥＲにばらつきがあった。図３の強度分布と送りピッチとの換算から分かるように、この比較例では、最後に照射される初期化ビームの強度が１１００ｍＷに近い領域と１０００ｍＷに近い領域が存在する。初期化強度は段階的に増加しているが、最後に照射されるビームスポットの部分の強度が十分でない領域では、結晶成長速度が十分でないために完全なメタステーブル状態が形成されない。この領域では、結晶状態とアモルファス状態とのコントラストが小さいため良好な記録特性を示すことができなかったと考えられる。つまり、光記録媒体の全領域において良好な記録特性を示すことができなかった。
【００５６】
比較例３
実施例１と同一の媒体を初期化した。初期化条件は、線速１０ｍ／ｓ、送りピッチ１００μｍとし、長手方向の強度分布を図３の記号で表して、Ｐ０＝９００ｍＷ、Ｐｔｏｐ＝１１００ｍＷ、Ｌａｌｌ＝１５０μｍ、Ｌｔｏｐ＝５０μｍとした。この光記録媒体のある未記録のトラックにランダム信号を記録し、ｂＥＲを測定すると、タンジェンシャル方向のどの位置でも５×１０−５以下のよい値であった。しかし、このトラックから２５０トラック（８５μｍに相当）離れたトラックで未記録のグルーブにランダム信号を記録し、ｂＥＲを実測すると、タンジェンシャル方向の異なる位置で６．８×１０−５、２．１×１０−４、３．６×１０−４とｂＥＲにばらつきがあった。図３の強度分布と送りピッチとの換算から分かるように、この比較例では、送りピッチがＬｔｏｐよりも明らかに大きいために、最後に照射される初期化ビームの強度が１１００ｍＷに近い領域と１０００ｍＷに近い領域が存在する。このため、比較例２と同様に、光記録媒体の全領域において良好な記録特性を示すことができなかったと考えられる。
【００５７】
比較例４
実施例１と同一の媒体を初期化した。初期化条件は、線速１０ｍ／ｓ、送りピッチ１００μｍとし、長手方向の強度分布を図３の記号で表して、Ｐ０＝９００ｍＷ、Ｐｔｏｐ＝１２００ｍＷ、Ｌａｌｌ＝２００μｍ、Ｌｔｏｐ＝１５０μｍとした。この光記録媒体のある未記録のトラックにランダム信号を記録し、ｂＥＲを測定すると、タンジェンシャル方向のどの位置でも５×１０−５以下のよい値であった。しかし、このトラックから２５０トラック（８５μｍに相当）離れたトラックで未記録のグルーブにランダム信号を記録し、ｂＥＲを実測すると、タンジェンシャル方向の異なる位置で５．８×１０−６、７．５×１０−５、８．２×１０−５とｂＥＲにばらつきがあった。図３の強度分布と送りピッチとの換算から分かるように、この比較例では、送りピッチが（Ｌａｌｌ−Ｌｔｏｐ）よりも明らかに大きいために、最初に結晶核生成頻度が大きくなる強度の光が照射されない領域が存在する。この領域では、最初から高強度を有する初期化ビームを記録膜に照射したために、比較例１と同様に記録膜にダメージを与えたと考えられる。
【００５８】
比較例５
実施例１と同一の媒体を初期化した。初期化条件は、線速１４ｍ／ｓ、送りピッチ２０μｍとし、長手方向の強度分布を図３の記号で表して、Ｐ０＝１１００ｍＷ、Ｐｔｏｐ＝１５００ｍＷ、Ｌａｌｌ＝２００μｍ、Ｌｔｏｐ＝０μｍとし、スキャン方向を逆向きにした。つまり、ビームスポットの強度が、スキャン方向先端の強度Ｐｔｏｐから長手方向に沿ってが漸減しスキャン方向後端で最低のＰ０になるようにした。この初期化条件での初期化開始パワーは１１００ｍＷである。この光記録媒体の未記録のグルーブにランダム信号を記録し、ｂＥＲを実測すると、タンジェンシャル方向の異なる位置で３．１×１０−４、９．２×１０−５、５．３×１０−４であり、ｂＥＲに変動が観測された。これは、最初から高強度を有する初期化ビームを記録膜に照射したために、記録膜にダメージを与えたと考えられる。このように、図３のような強度分布を示す初期化ビームスポットを用いても、光記録媒体に段階的に強い光が照射されるようにスキャン方向を決めないと、特性ムラのない初期化を行うことはできない。
【００５９】
本発明に係る光記録媒体の初期化装置は、種々変形して実施することが可能である。本発明では、初期化ビームスポットの強度分布を長手方向にわたって規定したが、ビームスポット形状を完全に整形することは困難であるので、長手方向の先端および末端の長さ３％以下の領域で強度が急激に落ちていたとしても、本発明で規定している段階的な初期化が行える程度であれば全く問題がない。また、本明細書では、グルーブのｂＥＲ変動をもって初期化の優劣を決定したが、ランドのｂＥＲも同様な振る舞いを示す。また、本明細書では、０．６ｍｍの基板を通して光ビームが入射されるシステムでの評価を記しているが、１．１ｍｍ厚の基板と０．１ｍｍ厚のカバーシートを用いたシステムにおいても同様な初期化装置を用いることにより、タンジェンシャル方向への特性ムラを抑制することが可能であることはいうまでもない。
【００６０】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、初期化ムラを抑制した初期化を実現できる光記録媒体の初期化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る光記録媒体の初期化装置を示す図。
【図２】比較例の初期化ビームスポットの長手方向の強度分布を示す図。
【図３】本発明の実施形態に係る初期化ビームスポットの長手方向の強度分布の例を示す図。
【図４】本発明の実施形態に係る初期化ビームスポットの長手方向の強度分布の別の例を示す図。
【図５】相変化材料の結晶核生成頻度および結晶核成長速度を示す図。
【図６】本発明の実施形態に係る初期化ビームの送りピッチを示す図。
【図７】比較例の初期化ビームの送りピッチを示す図。
【符号の説明】
１…光記録媒体、２…スピンドル制御系、３…駆動モータ、４…スピンドル、５…光ピックアップ、６…レーザーダイオード（ＬＤ）、７…対物レンズ、８…ピックアップ制御系、９…駆動モータ。
【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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