(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相変化型記録媒体に対して多値情報を記録する情報記録方法であって、
ピーク値の１／ｅ２で表される記録再生ビーム径の０．５〜１．０の周期で、ディスクタンジェンシャル方向におけるマーク長を記録する情報に応じて変えることにより多値情報として記録するようにした情報記録方法において、
変調されるパワーレベルが記録レベルと消去レベルとバイアスレベルとの３水準（ただし、記録レベル＞消去レベル＞バイアスレベル）であり、記録する情報に応じてレベルを変える前記パワーレベルが前記消去レベルであり、
記録レベルと消去レベルのパワーの比率（消去レベル／記録レベル）を０〜０．７の範囲で変える情報記録方法。
【請求項２】
２水準以上でパワーレベルを変調する記録パルスストラテジを用い、前記記録する情報に応じて少なくとも１つのパワーレベルを変えることにより前記マーク長を変えるようにした請求項１記載の情報記録方法。
【請求項３】
２水準以上でパワーレベルを変調する記録パルスストラテジを用い、前記記録する情報に応じて少なくとも１つのパワーレベルを保持する時間を変えることにより前記マーク長を変えるようにした請求項１記載の情報記録方法。
【請求項４】
２水準以上でパワーレベルを変調する記録パルスストラテジを用い、前記記録する情報に応じて少なくとも１つのパワーレベルと１つのパワーレベルを保持する時間とを独立して変えることにより前記マーク長を変えるようにした請求項１記載の情報記録方法。
【請求項５】
変調されるパワーレベルが記録レベルと消去レベルとバイアスレベルとの３水準（ただし、記録レベル＞消去レベル＞バイアスレベル）であり、記録する情報に応じてレベルを保持する時間を変える前記パワーレベルが前記記録レベルと前記バイアスレベルとの少なくとも一方である請求項３又は４記載の情報記録方法。
【請求項６】
相変化型記録媒体に対して多値情報を記録・再生する情報記録再生方法であって、
ピーク値の１／ｅ２で表される記録再生ビーム径の０．５〜１．０の周期で、ディスクタンジェンシャル方向におけるマーク長を記録する情報に応じて変えることにより多値情報として記録し、前記マーク長の変化に伴う反射光量の変化を検出することにより前記多値情報を再生するようにした情報記録再生方法において、
変調されるパワーレベルが記録レベルと消去レベルとバイアスレベルとの３水準（ただし、記録レベル＞消去レベル＞バイアスレベル）であり、記録する情報に応じてレベルを変える前記パワーレベルが前記消去レベルであり、
記録レベルと消去レベルのパワーの比率（消去レベル／記録レベル）を０〜０．７の範囲で変える情報記録再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多値記録により高記録密度を意図した情報記録方法、情報再生方法、情報記録再生方法及び相変化型記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザビームにより情報を記録・再生する光記録媒体として、相変化材料を記録層に用いた書換え可能な相変化型記録媒体がある。この相変化型記録媒体は、記録層として光照射によりアモルファス−結晶間の可逆的な相変化が生じる材料を用い、簡単な光学系で記録・消去ができるとともに、既に記録された情報を消去しながら新たな情報を記録することが容易にできる。
【０００３】
このような相変化を利用した記録方法では、記録マークの有無の２値記録が一般的であるが、１つの記録単位に複数の情報を書き込む多値記録により、情報の高密度化、高速転送化も試みられている。
【０００４】
例えば、特開平８−２８７４６８号公報や特開平１１−２５４５６号公報等によれば、平均反射率が多段階になるように、記録ピットの面積や形状・構造を変化させる方法や、記録マーク位置，配置の組合せを複数定義する方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
多値記録によって記録密度を上げるためには、１つの記録単位（ユニット）の大きさを縮小することが必要である。また、その小さなユニットに内において、反射率変化のダイナミックレンジを大きくすることが重要である。また、記録スピードやドライブのコストの面から複雑な記録パルスストラテジは避けるべきである。
【０００６】
このような点を考慮すると、前述した特開平８−２８７４６８号公報や特開平１１−２５４５６号公報等に示される従来の多値記録方式では、記録パルスストラテジが複雑である等の不具合があり、改良の余地が多分にある。
【０００７】
そこで、本発明では、単純な記録パルスストラテジによって多値記録を実現できる情報記録方法、情報再生方法、情報記録再生方法及び相変化型記録媒体を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の情報記録方法は、相変化型記録媒体に対して多値情報を記録する情報記録方法であって、ピーク値の１／ｅ２で表される記録再生ビーム径の０．５〜１．０の周期で、ディスクタンジェンシャル方向におけるマーク長を記録する情報に応じて変えることにより多値情報として記録するようにした。
【０００９】
従って、相変化型記録媒体においてはマーク長が変化することによりアモルファスマークと結晶状態のベースとの比率が変化するので、記録再生ビーム径との関係で所定の周期で、ビーム径以下のマーク長を多段階に変化させることにより多値情報の記録が可能となり、そのための記録パルスストラテジも単純で済む。
【００１０】
本発明の情報記録方法において、２水準以上でパワーレベルを変調する記録パルスストラテジを用い、前記記録する情報に応じて少なくとも１つのパワーレベルを変えることにより前記マーク長を変えるようにした。
【００１１】
従って、少なくとも１つのパワーレベルを変える単純な記録パルスストラテジでビーム径以下の寸法でマーク長を多段階に変化させることができる。
【００１２】
本発明の情報記録方法において、２水準以上でパワーレベルを変調する記録パルスストラテジを用い、前記記録する情報に応じて少なくとも１つのパワーレベルを保持する時間を変えることにより前記マーク長を変えるようにした。
【００１３】
従って、少なくとも１つのパワーレベルを保持する時間を変える単純な記録パルスストラテジでビーム径以下の寸法でマーク長を多段階に変化させることができる。
【００１４】
本発明の情報記録方法において、２水準以上でパワーレベルを変調する記録パルスストラテジを用い、前記記録する情報に応じて少なくとも１つのパワーレベルと１つのパワーレベルを保持する時間とを独立して変えることにより前記マーク長を変えるようにした。
【００１５】
従って、少なくとも１つのパワーレベルと、少なくとも１つのパワーレベルを保持する時間とを独立として変えることにより、さらに細かくマーク長を多段階に変化させることができる。
【００１６】
本発明の情報記録方法において、変調されるパワーレベルが記録レベルと消去レベルとバイアスレベルとの３水準（ただし、記録レベル＞消去レベル＞バイアスレベル）であり、記録する情報に応じてレベルを変える前記パワーレベルが前記消去レベルである。
【００１７】
従って、変調されるパワーレベルが３水準の場合、消去レベルのレベルを変えることにより、単純な記録パルスストラテジでビーム径以下の寸法でマーク長を多段階に変化させることができる。
【００１８】
本発明の情報記録方法において、変調されるパワーレベルが記録レベルと消去レベルとバイアスレベルとの３水準（ただし、記録レベル＞消去レベル＞バイアスレベル）であり、記録する情報に応じてレベルを保持する時間を変える前記パワーレベルが前記記録レベルと前記バイアスレベルとの少なくとも一方である。
【００１９】
従って、変調されるパワーレベルが３水準の場合、記録レベルとバイアスレベルとの少なくとも一方のレベルを保持する時間を変えることにより、単純な記録パルスストラテジでビーム径以下の寸法でマーク長を多段階に変化させることができる。好ましくは、記録レベルとバイアスレベルとの両方のレベルを保持する時間を変えるのがよい。
【００２０】
参考発明の相変化型記録媒体は、上記の何れか一記載の情報記録方法により記録情報が多値情報として記録層に記録されている。
【００２１】
従って、単純な記録パルスストラテジによる記録で情報の高密度化が図られた相変化型記録媒体を提供できる。
【００２２】
参考発明の相変化型記録媒体において、前記記録層は、Ｓｂ／Ｔｅ比が２から５の範囲にあるＳｂＴｅと、Ａｇ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ｇａ，Ｂ，Ｓｉ，Ａｌ中から選ばれた少なくとも１種の元素とを含有する。
【００２３】
従って、このような記録層構成とすることにより、結晶化速度のレーザパワー依存性が強く現れ、かつ、結晶化速度が速いことから、記録パルスに対する相変化の追従性がよいため、請求項１ないし６記載の情報記録方法や請求項９記載の情報再生方法や請求項１０記載の情報記録再生方法に好適となる。
【００２４】
参考発明の相変化型記録媒体から多値情報を再生する情報再生方法であって、マーク長の変化に伴う反射光量の変化を検出することにより前記多値情報を再生するようにした。
【００２５】
従って、相変化型記録媒体の場合、マークピッチが再生ビームの回折限界以下になると振幅が低下し、アモルファスマークと結晶状態のベースとの比率に応じて、反射光強度を多段階に変えることができるので、請求項１ないし６記載の発明のように記録する情報に応じて所定周期内のマーク長を変えて記録された多値情報に関しては、その反射光強度の変化を検出することによって多値情報の再生が可能となる。
【００２６】
本発明の情報記録再生方法は、相変化型記録媒体に対して多値情報を記録・再生する情報記録再生方法であって、ピーク値の１／ｅ２で表される記録再生ビーム径の０．５〜１．０の周期で、ディスクタンジェンシャル方向におけるマーク長を記録する情報に応じて変えることにより多値情報として記録し、前記マーク長の変化に伴う反射光量の変化を検出することにより前記多値情報を再生するようにした。
【００２７】
従って、相変化型記録媒体においてはマーク長が変化することによりアモルファスマークと結晶状態のベースとの比率が変化するので、記録再生ビーム径との関係で所定の周期で、ビーム径以下のマーク長を多段階に変化させることにより多値情報の記録が可能となり、そのための記録パルスストラテジも単純で済む。また、相変化型記録媒体の場合、マークピッチが再生ビームの回折限界以下になると振幅が低下し、アモルファスマークと結晶状態のベースとの比率に応じて、反射光強度を多段階に変えることができるので、上記のように記録する情報に応じて所定周期内のマーク長を変えて記録された多値情報に関しては、その反射光強度の変化を検出することによって多値情報の再生が可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。
【００２９】
図１に本実施の形態の情報記録再生方法の概要を示す。図１（ａ）は、記録再生ビームＢのビーム形状と相変化型記録媒体における相変化マーク形状とを示す。
【００３０】
１つのユニット（記録単位）Ｕ内に１つのマークＭを形成する。この際、本実施の形態の情報記録方法では、マークＭのタンジェンシャル方向の長さ（マーク長）を記録する情報に応じて多段階に変えることを基本とする。マーク長が変化することによって、１つのユニットＵにおけるアモルファスマークと結晶状態のベースとの比率が変化する。そこで、本実施の形態では、１つのユニットＵの長さＬを、１／ｅ２で表されるビーム径φの０．５〜１．０、より好ましくは０．７５〜０．９とし、ユニット長Ｌに対応する一定周期ＰでマークＭを形成する。
【００３１】
マークピッチが再生ビームＢの回折限界以下になると、振幅が低下し、ユニットＵ内のアモルファスマークと結晶状態のベースとの比率に応じて、反射光強度を多段階に変えることができる。そこで、本実施の形態では、記録する情報に応じてユニットＵ内のマーク長を多段階に変えて記録させることで、多値情報を記録し、その反射光強度の変化を検出することによって、多値情報を再生させるようにしたものである。
【００３２】
ここで、ビーム径φ以下の寸法にマーク長を制御する方法について説明する。まず、レーザパワーのパワーレベルは２水準、より好ましくは３水準以上で変調するようにする。図１（ｂ）は、本実施の形態の記録パルスストラテジを示すもので、パワーレベルを３水準で変調する矩形波を用いるものとする。レーザパワーを記録レベルＰｗ、バイアスレベルＰｂ、消去レベルＰｅ（ただし、Ｐｗ＞Ｐｅ＞Ｐｂ）の順序で変調させ、各ユニットＵにマークＭを形成する。
【００３３】
図１中、（ア）の部分はマーク長を制御する一例として、記録する情報に応じて、少なくとも１つのパワーレベル、好ましくは消去レベルＰｅを変える例を示している。この消去レベルＰｅを変えることによって、マークＭの後端Ｍｅ部分が消去されるタイミングを変えることができる。Ｐｅ１のように消去レベルＰｅを下げた場合には、結晶化速度が低下し消去のタイミングが遅れるので、記録されるマークＭのマーク長が長くなる。Ｐｅ３のように消去レベルＰｅを上げた場合には、結晶化速度が速くなり消去のタイミングが発光波形に近づくので、記録されるマークＭのマーク長が短くなる。従って、消去レベルＰｅのレベルをＰｅ１，Ｐｅ２，Ｐｅ３に示す如く複数段階で変えることによって、ユニットＵ内におけるマーク長（ユニットＵ内におけるマークＭの占有面積）を変えることができる。より具体的には、消去レベルＰｅは、記録レベルＰｗとの関係で、Ｐｅ／Ｐｗ＝０．０〜０．７の範囲で変化させることが望ましい。
【００３４】
図１中、（イ）の部分はマーク長を制御する一例として、記録する情報に応じて少なくとも１つのパワーレベルを保持する時間を変える例を示している。ここでは、記録する情報に応じて記録レベルＰｗ若しくはバイアスレベルＰｂをそのレベルに保持する時間（＝パルス幅に相当する）Ｔｗ，Ｔｂを数段階に変えるようにしたものである。より好ましい例として、これらの保持時間Ｔｗ，Ｔｂの比率Ｔｗ／Ｔｂを０．３〜１．５の範囲に設定し、両者（Ｔｗ，Ｔｂ）をともに変える例を示している。
【００３５】
短いマークＭを形成する場合には保持時間Ｔｗ，Ｔｂを短くする。長いマークＭを形成する場合には保持時間Ｔｗ，Ｔｂを長くする。保持時間Ｔｗを長くすることによってマークＭが長くなる。保持時間Ｔｂを長くすることで冷却時間が長くなり、マーク後端Ｍｅ部分の裾引きによりマークＭがさらに延びる。
【００３６】
なお、後述の実施例に示すように、消去レベルＰｅのレベルと、記録レベルＰｗ，バイアスレベルＰｂの保持時間Ｔｗ，Ｔｂとを各々独立して同時に変えるようにすれば、マーク長をさらに細かく制御することができる。
【００３７】
このような記録方法の制御は、相変化型記録媒体の記録層材料を以下のような組成とすることによって好適となる。層構成は、図２に示すように一般的な４層構成の相変化型記録媒体１であり、その記録層４の材料に特徴がある。記録層４の母相にはＳｂＴｅを用いる。ＳｂＴｅの比率Ｓｂ／Ｔｅは２〜５、より好ましくは３〜４とする。ＳｂＴｅを母層とし添加元素としてＡｇ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ｇａ，Ｂ，Ｓｉ，Ａｌ中から選ばれる少なくとも１種の元素を含有した組成とする。好ましくは、ＡｇＩｎＳｂＴｅ，ＧｅＡｇＩｎＳｂＴｅ，ＧｅＩｎＳｂＴｅ，ＧｅＧａＳｂＴｅ，ＧａＳｂＴｅなどの組成である。このような記録層２の組成によれば、結晶化速度のレーザパワー依存性が強く現れるようになり、また、結晶化速度が速いことから記録パルスに対する相変化の追従性がよいため、好適となる。
【００３８】
【実施例】
上述の実施の形態に基づく、実施例を説明する。
【００３９】
相変化型記録媒体１の構成は、図２に示すように、ポリカーボネート基板２／ＺｎＳ−ＳｉＯ２層３／記録層４／ＺｎＳ−ＳｉＯ２層５／Ａｇ層６／オーバーコート層７の積層構造である。記録層４の組成は、Ｇｅ-３at％，Ｇａ-７at％，Ｓｂ-６５at％，Ｔｅ-２５at％である。トラックピッチは０．４μｍ、光学系の開口数ＮＡは０．６５、使用するレーザビームの波長は４０５ｎｍである。
【００４０】
図３は、本実施例の記録条件とマーク長の実測結果を示す。ユニット長は０．５μｍであり、この周期で記録したマークＭのタンジェンシャル方向の長さを実測した。横軸は前述の保持時間Ｔｗ，Ｔｂを加算したＴｗ＋Ｔｂの時間であり、各々の保持時間Ｔｗ，Ｔｂを変えている。ここでは、Ｔｗ／Ｔｂ＝０．７としている。縦軸はマーク長であり、トラック中心におけるマークＭの前後端の距離を測定した値である。
【００４１】
パワーレベル比Ｐｅ／Ｐｗを大きくすることによってマーク長が短くなる。また、保持時間Ｔｗ，Ｔｂを短くすることによってマーク長が短くなる。図３中に示す状態Ｆ，Ｅ，ＤはＴｗ＋Ｔｂ時間を固定とし、パワーレベル比Ｐｅ／Ｐｗを０．４から０．６に変えた場合の変化を示しており、状態Ｃ，Ｂはパワーレベル比Ｐｅ／Ｐｗ＝０．６に固定し、Ｔｗ＋Ｔｂ時間を変えた場合の変化を示している。
【００４２】
このように、マークＭのマーク長は０．４μｍから０．１μｍの範囲で５段階に変えられる。マークＭを記録しない状態Ａと併せると、０．５μｍなる長さのユニットＵ内において６段階の反射光レベルを形成できることとなる。
【００４３】
図４は記録信号と再生波形を説明するためのもので、図４（ａ）はマーク形状（マーク長）の変化を示している。ユニット長は０．５μｍである。状態Ａ〜Ｆは、各々図３の条件に対応し、図４（ｂ）に示すような記録パルスストラテジで記録したものである。図４（ｃ）がこのようにマークＭが記録された相変化型記録媒体１からの再生波形を示すもので、縦軸は反射光強度の変化を示している。マーク間干渉によって反射光強度は階段状の変化を示す。アモルファスマークの占有面積が変化することから、強度レベルが変化する。
【００４４】
図４（ｂ）に示すような記録パルスストラテジを用いて、前述したような組成の記録層４に記録することによって、簡単な単一の記録パルスストラテジで６段階に反射光レベルが変えられる。つまり、６値情報の記録・再生が可能となる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の情報記録方法によれば、相変化型記録媒体においてはマーク長が変化することによりアモルファスマークと結晶状態のベースとの比率が変化するので、記録再生ビーム径との関係で所定の周期で、ビーム径以下のマーク長を多段階に変化させることにより多値情報の記録が可能となり、そのための記録パルスストラテジも単純で済ませることができる。
【００４６】
本発明の情報記録方法において、２水準以上でパワーレベルを変調する記録パルスストラテジに関して、少なくとも１つのパワーレベルを変える単純な記録パルスストラテジでビーム径以下の寸法でマーク長を多段階に変化させることができる。
【００４７】
本発明の情報記録方法において、２水準以上でパワーレベルを変調する記録パルスストラテジに関して、少なくとも１つのパワーレベルを保持する時間を変える単純な記録パルスストラテジでビーム径以下の寸法でマーク長を多段階に変化させることができる。
【００４８】
本発明の情報記録方法において、２水準以上でパワーレベルを変調する記録パルスストラテジに関して、少なくとも１つのパワーレベルと、少なくとも１つのパワーレベルを保持する時間とを独立として変えることにより、さらに細かくマーク長を多段階に変化させることができる。
【００４９】
本発明の情報記録方法において、変調されるパワーレベルが３水準の場合、消去レベルのレベルを変えることにより、単純な記録パルスストラテジでビーム径以下の寸法でマーク長を多段階に変化させることができる。
【００５０】
本発明の情報記録方法において、変調されるパワーレベルが３水準の場合、記録レベルとバイアスレベルとの少なくとも一方のレベルを保持する時間を変えることにより、単純な記録パルスストラテジでビーム径以下の寸法でマーク長を多段階に変化させることができる。
【００５１】
本発明によれば、単純な記録パルスストラテジによる記録で情報の高密度化が図られた相変化型記録媒体を提供することができる。
【００５２】
本発明によれば、相変化型記録媒体において、記録層の組成を特定することにより、結晶化速度のレーザパワー依存性が強く現れ、かつ、結晶化速度が速いことから、記録パルスに対する相変化の追従性がよいため、上記情報記録方法や上記情報再生方法や上記情報記録再生方法に好適となる。
【００５３】
本発明によれば、相変化型記録媒体の場合、マークピッチが再生ビームの回折限界以下になると振幅が低下し、アモルファスマークと結晶状態のベースとの比率に応じて、反射光強度を多段階に変えることができるので、記録する情報に応じて所定周期内のマーク長を変えて記録された多値情報に関しては、その反射光強度の変化を検出することによって多値情報の再生が可能となる。
【００５４】
本発明の情報記録再生方法によれば、相変化型記録媒体においてはマーク長が変化することによりアモルファスマークと結晶状態のベースとの比率が変化するので、記録再生ビーム径との関係で所定の周期で、ビーム径以下のマーク長を多段階に変化させることにより多値情報の記録が可能となり、そのための記録パルスストラテジも単純で済ませることができ、また、相変化型記録媒体の場合、マークピッチが再生ビームの回折限界以下になると振幅が低下し、アモルファスマークと結晶状態のベースとの比率に応じて、反射光強度を多段階に変えることができるので、上記のように記録する情報に応じて所定周期内のマーク長を変えて記録された多値情報に関しては、その反射光強度の変化を検出することによって多値情報の再生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による情報記録再生方法の概要を示し、（ａ）はビーム形状と相変化マーク形状とを示す説明図、（ｂ）は記録パルスストラテジを示すパルス波形図である。
【図２】相変化型記録媒体の層構成を示す概略断面図である。
【図３】本発明の一実施例の記録条件とマーク長の実測結果を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施例の情報記録再生方法の概要を示し、（ａ）は相変化マーク形状とを示す説明図、（ｂ）は記録パルスストラテジを示すパルス波形図、（ｃ）は再生波形を示す波形図である。
【符号の説明】
１      相変化型記録媒体
４      記録層
Ｐｗ      記録レベル
Ｐｅ      消去レベル
Ｐｂ      バイアスレベル
Ｔｗ      保持時間
Ｔｂ      保持時間
【図１】
0004409110.tif 000002
【図２】
0004409110.tif 000003
【図３】
0004409110.tif 000004
【図４】
0004409110.tif 000005