(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相変化型光記録媒体に光ビームを照射して情報の記録及び消去を行う情報記録方法であって、
前記光ビームのパワーレベルとして、第１のパワー、該第１のパワーよりも大きく情報の消去に用いる第２のパワー、該第２のパワーより大きく情報の記録に用いる第３のパワーを用いて記録を行うと共に、
前記相変化型光記録媒体の温度が上昇するにつれて、前記第３のパワーＰwと前記第２のパワーＰeの比Ｐe／Ｐwを下げることを特徴とする情報記録方法。
【請求項２】
請求項１記載の情報記録方法において、前記相変化型光記録媒体の温度が基準温度Ｔ0(℃)の時の前記第３のパワーＰw0と前記第２のパワーＰe0の比Ｐe0／Ｐw0、測定された温度がＴ1(℃)の時の前記第３のパワーＰw1と前記第２のパワーＰe1の比Ｐe1／Ｐw1が
Ｐe1／Ｐw1=Ａp*(Ｔ0-Ｔ1)+Ｐe0／Ｐw0 (Ａpは定数，Ａp＞０)
の関係を満たすことを特徴とする情報記録方法。
【請求項３】
請求項２記載の情報記録方法において、定数Ａpが0.06＞Ａp＞０の範囲であることを特徴とする情報記録方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の情報記録方法において、前記相変化型光記録媒体の表面温度の範囲は５℃以上、７０℃以下であることを特徴とする情報記録方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の情報記録方法において、前記相変化型光記録媒体の記録層の主たる構成元素が
（ア）ＡgとＧeの少なくとも一方、
（イ）ＩnとＧaの少なくとも一方、
（ウ）Ｓb、
（エ）Ｔe、
（オ）ＮとＯの一方、
であり、前記（ア）、（イ）、（ウ）、（エ）、（オ）の組成比α、β、γ、δ、ε（原子％）が
０＜α≦６
３≦β≦１５
５０≦γ≦８０
１５≦δ≦３５
０≦ε≦５
α＋β＋γ＋δ＋ε＋ζ＝１００
の条件を満たすことを特徴とする情報記録方法。
【請求項６】
相変化型光記録媒体に光ビームを照射して情報の記録及び消去を行う情報記録装置であって、
光記録媒体の温度を測定する温度測定手段と、
請求項１乃至５のいずれか１項記載の情報記録方法のために前記温度測定手段により測定された温度に応じて前記光ビームの光源の駆動電流を制御する手段を有することを特徴とする情報記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相変化型光記録媒体に情報の記録及び記録情報の消去を行う情報記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録層の加熱・冷却による相変化を利用して情報の記録や記録情報の消去が可能な光記録媒体は、ＣＤフォーマットのＣＤ−ＲＷや、ＤＶＤフォーマットのＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷなどが開発され、その普及が進んでいる。
【０００３】
このような相変化型光記録媒体は、熱的に記録層を結晶状態又はアモルファス状態に変化させるため本質的に環境温度の影響を受けやすい。しかるに、相変化型光記録媒体を用いる従来の情報記録装置では、環境温度の影響に対して格別な考慮が払われていないため、記録マークを重ね書きすることで情報の書換えを行ったときに記録信号品質が大幅に低下する場合があるなどの問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明の目的は、相変化型光記録媒体に対し情報の記憶及び記録情報の消去を行う情報記録装置において、環境温度の変動があっても良好な記録品質を確保できるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
相変化型光記録媒体は、相変化材料をレーザー光などの照射により加熱して溶融させ、その後の冷却条件を変えることにより、アモルファス部と結晶部を同一記録媒体上に作り記録マークの記録又は消去を行なうため、記録媒体の温度変動により記録信号特性が変わってしまう。特に、温度上昇時に記録品質が低下するが、その原因の一つとして記録媒体の温度上昇により記録媒体上における冷却条件が変化し、所望の急冷条件が得られなくなることが考えられる。
【０００６】
本発明は、そのような観点に立って環境温度の変化による記録品質の悪化を防止しようとするものであり、その特徴は、請求項１に記載のように、相変化型光記録媒体に光ビームを照射して情報の記録及び消去を行う情報記録方法であって、前記光ビームのパワーレベルとして、第１のパワー、該第１のパワーよりも大きく情報の消去に用いる第２のパワー、該第２のパワーより大きく情報の記録に用いる第３のパワーを用いて記録を行うと共に、該相変化型光記録媒体の温度が上昇するにつれて第３のパワーＰwと第２のパワーＰeの比Ｐe／Ｐwを下げることにある。
【０００７】
具体的には、請求項２に記載のように、請求項１記載の情報記録方法において、光記録媒体の温度が基準温度Ｔ0(℃)の時の第３のパワーＰw0とＰe0の比Ｐe0／Ｐw0、測定された温度がＴ1(℃)の時の記録のための第３のパワーＰw1と第２のパワーＰe1の比Ｐe1／Ｐw1が
Ｐe1／Ｐw1=Ａp*(Ｔ0-Ｔ1)+Ｐe0／Ｐw0    (Ａpは定数，Ａp＞０)
の関係を満たすようにする。
【０００８】
さらに、請求項３に記載のように、請求項２記載の情報記録方法において、定数Ａpが0.06＞Ａp＞０の範囲であるようにする。
【０００９】
さらには、請求項４に記載のように、請求項１乃至３のいずれか１項記載の情報記録方法において、光記録媒体の表面温度の範囲は５℃以上、７０℃以下であることにする。
【００１０】
また、本発明のもう１つの特徴は、請求項５に記載のように、請求項１乃至３のいずれか１項記載の情報記録方法において、光記録媒体の記録層の主たる構成元素が
（ア）ＡgとＧeの少なくとも一方、
（イ）ＩnとＧaの少なくとも一方、
（ウ）Ｓb、
（エ）Ｔe、
（オ）ＮとＯの一方、
であり、前記（ア）、（イ）、（ウ）、（エ）、（オ）の組成比α、β、γ、δ、ε（原子％）が
０＜α≦６
３≦β≦１５
５０≦γ≦８０
１５≦δ≦３５
０≦ε≦５
α＋β＋γ＋δ＋ε＋ζ＝１００
の条件を満たすことにある。
【００１１】
また、本発明のもう１つの特徴は、請求項６に記載のように、相変化型光記録媒体に光ビームを照射して情報の記録及び消去を行う情報記録装置であって、相変化型光記録媒体の温度を測定するための温度測定手段と、請求項１乃至５のいずれか１項記載の情報記録方法のために前記温度測定手段により測定された温度に応じて前記光ビームの光源の駆動電流を制御する手段を有する情報記録装置にある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明による情報記録方法及び情報記録装置を説明するための概略ブロック図である。
【００１３】
図１に示した光記録媒体ドライブは、相変化型光記録媒体（以下、単に光記録媒体と云う）１０１に対する情報の記録、消去のほかに記録情報の再生が可能なものである。情報の記録、消去及び再生に直接関わる要素として、光ピックアップ１０２、レーザコントローラ１０９、エンコーダ１０８、アナログフロントエンド１０６、デコーダ１０７、デジタルサーボ１０５、モータドライバ１０４を有する。これ以外に、光記録媒体１０１を高速回転させるためのスピンドルモータ１０３、光ピックアップ１０２を光記録媒体１０１の半径方向に移動させるシークモータ（不図示）、記録しようとするデータ又は再生されたデータなどを一時的に蓄積するためのバッファメモリ１１２、バッファメモリ１１２の書き込み及び読み込みを管理するバッファマネージャ１１３、外部のパソコンなどの上位装置とのインターフェース１１４、上記各部の動作及び光記録媒体ドライブの全体的動作を制御するためのシステムコントローラ１１５などを有する。システムコントローラ１１５は、図示しないが、例えばプロセッサ（ＣＰＵ）と、その制御のためのプログラム及びその他データを格納するメモリなどから構成されたプログラム制御方式のものであるが、ＡＳＩＣなどで構成することも可能である。
【００１４】
光ピックアップ１０２は、光記録媒体１０１に対しレーザ光ビームを照射して情報の記録、消去及び再生を行うためのもので、レーザ光源としての半導体レーザ、この半導体レーザから出射されたレーザー光ビームをディスクに照射させ、また、その反射光を受光するための光学系及び光センサ、レーザ光ビームのフォーカス調整のためのフォーカスアクチュエータ、レーザ光ビームのトラッキング調整のためのトラッキングアクチュエータなどから構成される。
【００１５】
レーザコントローラ１０９は光ピックアップ１０２内の半導体レーザを駆動するものであり、エンコーダ１０８は書き込み情報を光記録媒体への書き込み信号にエンコードするためのものであり、アナログフロントエンド１０６は光ピックアップ１０２内の光センサの出力信号の増幅や２値化、トラッキングエラーやフォーカスエラーの検出などを行うものである。デコーダ１０７はアナログフロントエンド１０６より出力される信号から光記録媒体上の記録情報などをデコードするためのものである。デジタルサーボ１０５は、アナログフロントエンド１０６で検出されたトラッキングエラー及びフォーカスエラーを補償するために、モータドライバ１０４を介して光ピックアップ１０２内のトラッキングアクチュエータ及びフォーカスアクチュエータを制御し、またスピンドルモータ１０３及びシークモータも制御する。
【００１６】
この光記録媒体ドライブの以上に説明したブロック構成及び記録、消去及び再生に関係する基本的な動作は従来の同種装置と同様であるので、それについての説明は省略する。
【００１７】
この光記録媒体ドライブは、本発明に特徴的な構成要素として、光記録媒体１１０の温度を測定するための温度測定手段と、この温度測定手段により測定された温度に応じて光記録媒体１０１に照射されるレーザ光パワーを制御するためのレーザ光パワー制御手段を有する。
【００１８】
ここに示す光記録媒体ドライブにおいては、前記温度測定手段としての機能は、温度センサ１１０及びセンサ回路１１１によって実現される。温度センサ１１０としては例えばサーミスタやポジスタ用いることができる。このような温度センサ１１０は、光記録媒体１０１に接近した位置（例えば光ピックアップ１０２の適所）又はドライブ筐体の適所に設けられる。温度センサ１１０により検知された温度又は変換された温度は、デジタルデータとしてセンサ回路１１１よりシステムコントローラ１１５に送られる。温度測定の目的は光記録媒体１０１の温度を測定することであるが、サーミスタやポジスタなどの温度センサ１１０により検知される温度は光記録媒体１０１の温度そのものを示すものではないため、温度センサ１１０による検知温度から光記録媒体１０１の温度を推定する必要がある。この温度の推定もしくは変換は例えばセンサ回路１１１で行われる。ただし、この温度変換をシステムコントローラ１１５においてプログラム処理により行うことも可能である。なお、温度センサ１１１として光記録媒体１０１の表面温度を直接測定可能なセンサを用いるならば、そのような温度変換を行う必要はない。
【００１９】
また、ここに示す光記録媒体ドライブにおいて、前記レーザ光パワー制御手段の機能は、システムコントローラ１１５のプログラムにより、レーザコントローラ１０９による半導体レーザ駆動電流を制御することによって実現される。ただし、同プログラムの役割を、センサ回路１１１の出力データに応じて動作するＡＳＩＣなどによって実現することも可能である。
【００２０】
以下に説明する本発明の実施例においては、光記録媒体１０１として図２に示すような透明基板２０１、第１保護層２０２、記録層２０３、第２保護層２０４、反射層２０５、オーバーコート層２０６、印刷層２０７から構成される相変化型光記録媒体である。第１保護層２０２、記録層２０３、第２保護層２０４、反射層２０５の各層は、一般的には組成の均一な単一構造もしくは組成の異なる複数層の複合構造から成る。
【００２１】
以下に説明する実施例においては、透明基板２０１はポリカーボネートの基板であるが、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルペンテン、エポキシなどの透明樹脂材料、ガラス等の透明セラミックなどの基板を用いることもできる。
【００２２】
第１保護層２０２及び第２保護層２０４は、同一材料又は別々の材料により構成されるが、それぞれの材料として、SiO、SiO2、ZnO、SnO2、Al2O3、TiO2、In2O3、MgO、ZrO2などの酸化物、Si3N4、AlN、TiN、BN、ZrNなどの窒化物、ZnS、In2S3、TaS4などの硫化物、SiC、TaC、B4C、WC、TiC、ZrCなどの炭化物又はダイヤモンド状炭素、あるいはこれらの２種以上の混合物が用いられる。その成形方法としてはスパッタリング、イオンプレーティング、真空蒸着法、プラズマCVD法など後用いられる。以下に説明する実施例においては、第１保護層２０２及び第２保護層２０４はスパッタリングにより成膜されたZnSSiO2膜である。
【００２３】
記録層２０３の相変化材料としては、GeTe、GeTeSe、GeTeS、GeSeS、GeSeSb、GeASSe、InTe、SeTe、SeAS、Ge-Te-(Sn，Au，Pd)、GeTeSeSb、GeTeSb、Ag-In-Sb-Teなどが用いられる。特に、AG-IN-SB-TEは高感度で、アモルファス領域の輪郭が明確であり、マークエッジ記録用の記録層として有用である。これに他の元素や不純物を添加する事で記録性能、信頼性をさらに向上することができる。添加する元素としては、B、N、C、O、Si、P、S、Se、Al、Ti、Zr、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cr、Cu、Zn、Sn、Pd、Pt、Auなどが好ましい例として挙げられる。下に説明する実施例ではAg-In-Sb-Teを用い、それぞれの組成比α、β、γ、δ（原子％）をα=4、β=7、γ=60、δ=29としてスパッタで成膜した。この材料は記録（アモルファス化）感度・速度、消去（結晶化）感度・速度、及び消去比が極めて良好である。
【００２４】
なお、相変化型記録媒体の記録層の主たる構成元素が、
（ア）ＡgとＧeの少なくとも一方、
（イ）InとGaの少なくとも一方、
（ウ）Ｓb、
（エ）Ｔe、
（オ）ＮとＯの一方、
であり、前記（ア）、（イ）、（ウ）、（エ）、（オ）の組成比α、β、γ、δ、ε（原子％）が
０＜α≦６
３≦β≦１５
５０≦γ≦８０
１５≦δ≦３５
０≦ε≦５
α＋β＋γ＋δ＋ε＋ζ＝１００
の条件を満たす場合に、本発明による環境温度に応じたパワー制御による記録品質向上の効果を十分に得られることが確認された。
【００２５】
反射層２０５としてはアルミニウム、金、銀などの金属材料又はその合金を用いることができ、その中でもチタン、シリコン、クロム、タンタル等が１〜５重量％含有したアルミニウム合金が適している。反射層２０５の成形方法としてはスパッタリング、イオンプレーティング、真空蒸着法、プラズマＣＶＤ法などが用いられる。以下に説明する実施例では、アルミニウム合金をスパッタリングにより成形した。
【００２６】
オーバーコート層２０６は主に光硬化樹脂膜を塗布後、光硬化により成形する方法が用いられる。以下に説明する実施例では、オーバーコート層２０６としてＵＶ硬化樹脂膜が用いられた。この他に、ＳｉＯ，ＳｉＮ，ＡｌＮ等の無機材料を用いて、真空成膜方法によって形成することもできる。
【００２７】
以上に説明したような構造の相変化型光記録媒体としては、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷなどを挙げることができる。
【００２８】
以上に説明したような層変化型光記録媒体に対する記録又は消去は、半導体レーザをマルチパルス発光させることにより行われる。これについて図３により説明する。
【００２９】
図３（ａ）は記録データである。この記録データはレッド・ブックの変調規則（ＥＭＦ）によって反転規則が３Ｔから１１ＴのＮＲＺＩ信号とされ、そのＨレベルが記録マークに対応する。Ｔは変調後のチャンネルビット周期である。
【００３０】
図３（ｂ）は半導体レーザの発光パワーのマルチパルス波形を示している。パワーレベルは記録パワー（Ｐw）、消去パワー（Ｐe）、リードパワー（Ｐr）、ボトムパワー（Ｐb）の４通りである。記録時は、マーク部分を細かいパルスに分割し、記録パワー（第３のパワー）Ｐwとボトムパワー（第１のパワー）Ｐbの間で変調し、急熱・急冷により図３（ｃ）のように記録層をアモルファス状態とする（マーク記録）。スペース部分では記録パワーＰwより低レベルの消去パワー（第２のパワー）Ｐeを照射し、徐熱・徐冷により記録層を結晶状態とする。図３（ｄ）は同（ａ）の記録データに対応するＲＦ信号である。
【００３１】
本発明においては、前記温度測定手段により測定した温度の変化に応じて、前記レーザ光パワー制御手段により記録パワー及び／又は消去パワーを変化させることによって、温度変化による記録品質の悪化を補償する。より具体的には、温度が上昇するに従い記録パワーＰwと消去パワーＰeの比Ｐe／Ｐwを下げることにより、記録時の急冷条件を確保して記録品質の悪化を抑える。以下に説明する実施例においては、測定手段により測定された温度が基準温度Ｔ0(℃)の時の記録パワーＰw及び消去パワーＰeの比をＰe0／Ｐw0、その温度がＴ1(℃)の時の同パワー比Ｐe1／Ｐw1を次式により決定する。
【００３２】
Ｐe1／Ｐw1=Ａp*(Ｔ0-Ｔ1)+Ｐe0／Ｐw0
(Ａpは定数，p＞0)                    （１）
【００３３】
以下、２つの実施例と２つの比較例について説明する。
《実施例１》
基準温度Ｔ0＝25℃（室温）のときのパワー比Ｐe0／Ｐw0＝0.5、定数Ａp＝0.02として、２５℃、４０℃、５５℃、７０℃の各温度の時の記録パワーＰe及び消去パワーＰeを制御した。記録線速は４倍ＤＶＤスピードである。
【００３４】
《実施例２》
基準温度Ｔ0＝25℃（室温）ときのパワー比Ｐe0／Ｐw0＝0.5、定数Ａp＝0.04として、２５℃、４０℃、５５℃、７０℃の各温度の時の記録パワーＰe及び消去パワーＰeを制御した。記録線速は４倍ＤＶＤスピードである。
【００３５】
《比較例１》
基準温度Ｔ0＝25℃（室温）のときのパワー比Ｐe0／Ｐw0＝0.5、定数Ａp＝0.00として、２５℃、４０℃、５５℃、７０℃の各温度の時の記録パワーＰe及び消去パワーＰeを制御した。記録線速は４倍ＤＶＤスピードである。
【００３６】
《比較例２》
基準温度Ｔ0＝25℃（室温）のときのパワー比Ｐe0／Ｐw0＝0.5、定数Ａp＝0.06として、２５℃、４０℃、５５℃、７０℃の各温度の時の記録パワーＰe及び消去パワーＰeを制御した。記録線速は４倍ＤＶＤスピードである。
【００３７】
以上の実施例及び比較例において、記録品質の評価のため各温度でのジッタ(jitter)と再生信号（ＲＦ信号）のアシンメトリ(asymmetry)を測定した結果を図５乃至図７に示す。
【００３８】
ジッタは記録マークの長さのバラツキを表す指標であり、記録品質の評価に多用される。一般的には記録型ＤＶＤにおいてジッタが１１％未満であれば記録再生に支障が無く再生互換性を保持できるので、ここでもジッタについては１１％未満なら良好（図５中、丸印）と判定した。
【００３９】
アシンメトリは、最短記録マーク、最短スペースのＲＦ信号レベルと最長記録マーク、最長スペースのＲＦ信号レベルのバランスを表す指標である。前述のようにオレンジブックＰart３で定義されているように最短周期が３Ｔ、最長周期が１１Ｔであるとして、図４に示すように最短マークのＲＦ信号の最大値Ｉ2t及び最小値Ｉ3b、最長マークのＲＦ信号の最大値Ｉ11t及び最小値Ｉ11bから、アシンメトリは次式で計算される。
【００４０】
アシンメトリ={(I3t+I3b)／2-(I11t+I11b)／2}／(I11t-I11b)*100(%)    （２）
アシンメトリは規格では＋0.15から−0.05まで規定されているが、アシンメトリが大きくずれていると記録装置間の重ね書きにおいて、そのリンク部でのアシンメトリの差が再生能力に支障きたすことが明らかになっている。そこで、アシンメトリが−0.5から＋0.10までの範囲内であれば良好（図５中、丸印）と判定した。
【００４１】
比較例１の条件では７０℃でジッタが１１％を超えてしまう。比較例２の条件では消去パワーが不足し、高温でジッタが大幅に増加してしまうため、本発明の目的を達成できない。これに対し、実施例１及び実施例２によれば、温度上昇に伴うジッタの増加が小さく、７０℃でもジッタは１１％未満であり、アシンメトリも問題はなく、本発明の目的を達成できる。なお、実施例１及び実施例２の条件のみに限定されるわけでなく、0.06＞Ａp＞０の範囲で本発明の目的を達成できることが確認された。
【００４２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、相変化型光記録媒体に対し情報の記憶及び記録情報の消去を行う情報記録装置において、環境温度の変動があっても良好な記録品質を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による情報記録装置及び情報記録方法を説明するための概略ブロック図である。
【図２】  相変化型光記録媒体の構造例を示す模式図である。
【図３】  相変化型光記録媒体の記録、消去及び再生の説明図である。
【図４】  アシンメトリに関連したＲＦ信号レベルの説明図である。
【図５】  実施例及び比較例の評価結果を示す図である。
【図６】  実施例及び比較例におけるジッタと温度の関係を示すグラフである。
【図７】  実施例及び比較例におけるアシンメトリと温度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０１  光記録媒体
１０２  光ピックアップ
１０９  レーザコントローラ
１１０  温度センサ
１１１  センサ回路
１１５  システムコントローラ
【図１】
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【図２】
0004001272.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0004001272.tif 000007
【図７】
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