(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクに光パルス列を照射したとき形成されるアモルファスの記録マークのエッジに情報を対応させて線速度可変で情報を記録する情報記録方法において、
第１の線速度ｖ１におけるウィンドウ幅をＴｗ１、第１の線速度ｖ１より速い第２の線速度ｖ２におけるウィンドウ幅をＴｗ２、前記第１の線速度ｖ１において記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をＰ１、前記第２の線速度ｖ２において前記第１の線速度ｖ１のときと同じ記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をＰ２とするとき、Ｐ１／Ｔｗ１＜Ｐ２／Ｔｗ２を満たし、
記録マークが短いほど、（Ｐ２／Ｔｗ２）−（Ｐ１／Ｔｗ１）が大きいことを特徴とする情報記録方法。
【請求項２】
相変化ディスクに光パルス列を照射したとき形成される記録マークのエッジに情報を対応させて線速度可変で情報を記録する情報記録方法において、
第１の線速度ｖ１において記録マークを消去するときに照射する光パルスのパワーをＰｅ１(ｍＷ)、記録マークを形成するときに照射する光パルスのパワーをＰｗ１(ｍＷ)、第１の線速度ｖ１より速い第２の線速度ｖ２において記録マークを消去するときに照射する光パルスのパワーをＰｅ２(ｍＷ)、記録マークを形成するときに照射する光パルスのパワーをＰｗ２(ｍＷ)とするとき、Ｐｗ１／Ｐｅ１＞Ｐｗ２／Ｐｅ２を満たし、
前記第１の線速度ｖ１におけるウィンドウ幅をＴｗ１、前記第２の線速度ｖ２におけるウィンドウ幅をＴｗ２、前記第１の線速度ｖ１において記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をＰ１、前記第２の線速度ｖ２において前記第１の線速度ｖ１のときと同じ記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をＰ２とするとき、
Ｐ１／Ｔｗ１＜Ｐ２／Ｔｗ２を満たし、
記録マークが短いほど、（Ｐ２／Ｔｗ２）−（Ｐ１／Ｔｗ１）が大きいことを特徴とする情報記録方法。
【請求項３】
光ディスクに光照射する光源及び光ディスクから反射された光を検出する光検出器を備える光ヘッドと、光ディスクに対して前記光ヘッドを駆動する光ヘッド駆動手段と、光ディスクを回転駆動するディスク駆動手段と、前記光源を駆動するための記録波形を発生する記録波形発生手段とを含み、
前記光源から照射される複数の光パルスで形成されるアモルファスの記録マークのエッジに情報を対応させて情報を記録する光ディスク装置において、
前記ディスク駆動手段は前記光ヘッドの位置における線速度を可変として光ディスクを回転駆動し、前記光源から光ディスクに照射される光パルスは、第１の線速度ｖ１におけるウィンドウ幅をＴｗ１、第１の線速度ｖ１より速い第２の線速度ｖ２におけるウィンドウ幅をＴｗ２、前記第１の線速度ｖ１において記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をＰ１、前記第２の線速度ｖ２において前記第１の線速度ｖ１のときと同じ記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をＰ２とするとき、Ｐ１／Ｔｗ１＜Ｐ２／Ｔｗ２を満たし、
記録マークが短いほど、（Ｐ２／Ｔｗ２）−（Ｐ１／Ｔｗ１）が大きいことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項４】
相変化光ディスクに光照射する光源及び光ディスクから反射された光を検出する光検出器を備える光ヘッドと、光ディスクに対して前記光ヘッドを駆動する光ヘッド駆動手段と、光ディスクを回転駆動するディスク駆動手段と、前記光源を駆動するための記録波形を発生する記録波形発生手段とを含み、前記光源から照射される複数の光パルスで形成される記録マークのエッジに情報を対応させて情報を記録する光ディスク装置において、
前記ディスク駆動手段は前記光ヘッドの位置における線速度を可変として光ディスクを回転駆動し、前記光源から光ディスクに照射される光パルスは、第１の線速度ｖ１において記録マークを消去するときに照射される光パルスのパワーをＰｅ１(ｍＷ)、記録マークを形成するときに照射される光パルスのパワーをＰｗ１(ｍＷ)、第１の線速度ｖ１より速い第２の線速度ｖ２において記録マークを消去するときに照射される光パルスのパワーをＰｅ２(ｍＷ)、記録マークを形成するときに照射する光パルスのパワーをＰｗ２(ｍＷ)とするとき、Ｐｗ１／Ｐｅ１＞Ｐｗ２／Ｐｅ２を満たし、
前記光源から光ディスクに照射される光パルスは、前記第１の線速度ｖ１におけるウィンドウ幅をＴｗ１、前記第２の線速度ｖ２におけるウィンドウ幅をＴｗ２、前記第１の線速度ｖ１において記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をＰ１、前記第２の線速度ｖ２において前記第１の線速度ｖ１のときと同じ記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をＰ２とするとき、Ｐ１／Ｔｗ１＜Ｐ２／Ｔｗ２を満たし、
記録マークが短いほど、（Ｐ２／Ｔｗ２）−（Ｐ１／Ｔｗ１）が大きいことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項５】
請求項３又は４記載の光ディスク装置において、前記光源から照射される複数の光パルスで記録マークを形成する際に、当該複数の光パルスのうち先頭のパルスの幅を前記Ｐ１およびＰ２としたことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項６】
請求項３又は４記載の光ディスク装置において、前記光源から照射される複数の光パルスで記録マークを形成する際に、当該複数の光パルスのうち最後尾のパルスの幅を前記Ｐ１およびＰ２としたことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項７】
請求項３又は４記載の光ディスク装置において、さらに、前記光源から照射される単一の光パルスで記録マークを形成することを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を用いて相変化ディスクにデータの記録・再生を行う光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＺＣＬＶ（Zone 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。ＺＣＬＶ方式は、記録再生信号の周波数が一定であり、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／面、第２世代で４．７ＧＢ／面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制御に時間がかかり、回転数制御時間がシークタイムを決めることもあった。また、スピンドルモータの回転数制御のために消費電力が増大するという問題も生じる。特開平11-29685号公報には、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】
回転数をディスク内外周でほぼ一定にすれば、シーク時の回転数制御時間が短縮でき、また、スピンドルモータの回転数制御に必要となる消費電力も低減することができる。そこで、再生時における高転送レート実現のために、線速度が低くなる内周ではクロック周波数を低く、線速度が高くなる外周ではクロック周波数を高くすることで、回転数一定あるいは少ない幅の変化でもＣＬＶフォーマットのディスクの再生を行う方式が提案されている（特開平06-89506号公報、特開平06-12785号公報など）。また、記録時は特開平08-212691号公報のように、ディスク回転数を一定にし、記録信号のクロック周波数を線速度に応じて変化させて高速記録を可能にする方法が提案されている。この記録方法では、線速度がディスク半径によって変化するために、線速度にあわせて記録条件を最適化する必要が生じる。特開平08-212691号公報、特開平10-106025号公報などでは、記録条件は記録媒体の特性を内外周で変えて最適化している。しかしながら、この記録媒体はディスク回転数一定（あるいはほぼ一定）の回転数制御をする光ディスク専用媒体となり、用途が限定されてしまうという問題があった。これらの問題を解決する手段として、特開平10-106008号公報には、記録媒体で記録条件を最適化するのではなく、線速度に応じて記録時のパワーやパルス幅を変化させることにより最適な形状の記録マークを形成する方法が提案されている。
【０００４】
線速度がほぼ一定のＺＣＬＶ方式においても、高密度化を達成するために、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、先行するスペース及び／又は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非常に有効である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
我々は、線速度がほぼ一定の条件下でジッターが必要十分なだけ良好（１３％程度以下）であることが保証されている相変化ディスクに、特開平10-106008号公報に示されているようにディスク回転数を一定にし記録信号のクロック周波数を線速度に応じて変化させて記録した場合、線速度にあわせて記録パルスのパワーやパルス幅を変化させて記録する方法の検討を行った。その結果、ある記録密度までは、この方法でジッターが必要十分なだけ、すなわち１３％程度以下に低減した。しかしながら、例えば４．７ＧＢ以上のＤＶＤ−ＲＡＭディスクのように記録密度が高い光ディスクでは、記録パルスのパワーやパルス幅を線速度に対して一義的に変化させるだけでは、十分良好なジッターを得ることはできないことがわかった。上述したように、４．７ＧＢ  ＤＶＤ−ＲＡＭでは、線速度がほぼ一定である状態で、適応制御記録方式を導入している。同じ記録密度で線速度を変化させるとトラック方向の熱干渉条件が変化するため、一義的なパルス幅あるいは記録パワーの制御だけでは良好なジッターを得ることはできなかった。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術における問題点を解決し、記録密度が高く線速度可変な光ディスクの場合、正確なマークエッジ記録が可能となる記録方式を具備した光ディスク装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的は、以下に示す本発明の情報記録方法によって達成される。
（１）相変化ディスクに光パルスを照射したとき形成される記録マークのエッジに情報を対応させて線速度可変で情報を記録する情報記録方法（マークエッジ記録）において、第１の線速度ｖ１において記録マークを消去するときに照射する光パルスのパワーをＰｅ１(ｍＷ)、記録マークを形成するときに照射する光パルスのパワーをＰｗ１(ｍＷ)、第１の線速度ｖ１より速い第２の線速度ｖ２において記録マークを消去するときに照射する光パルスのパワーをＰｅ２(ｍＷ)、記録マークを形成するときに照射する光パルスのパワーをＰｗ２(ｍＷ)とするとき、Ｐｗ１／Ｐｅ１＞Ｐｗ２／Ｐｅ２を満たすことを特徴とする情報記録方法。
【０００８】
（２）光ディスクに光パルスを照射したとき形成される記録マークのエッジに情報を対応させて線速度可変で情報を記録する情報記録方法において、第１の線速度ｖ１におけるウィンドウ幅をＴｗ１、第１の線速度ｖ１より速い第２の線速度ｖ２におけるウィンドウ幅をＴｗ２、第１の線速度ｖ１において記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をＰ１、第２の線速度ｖ２において第１の線速度ｖ１のときと同じ記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をＰ２とするとき、Ｐ１／Ｔｗ１＜Ｐ２／Ｔｗ２を満たすことを特徴とする情報記録方法。ウィンドウ幅はクロック周波数の逆数として定義される。
【０００９】
（３）（１）記載の情報記録方法において、第１の線速度ｖ１におけるウィンドウ幅をＴｗ１、第１の線速度ｖ１より速い第２の線速度ｖ２におけるウィンドウ幅をＴｗ２、前記第１の線速度ｖ１において記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をＰ１、前記第２の線速度ｖ２において前記第１の線速度ｖ１のときと同じ記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をＰ２とするとき、Ｐ１／Ｔｗ１＜Ｐ２／Ｔｗ２を満たすことを特徴とする情報記録方法。
（４）（２）又は（３）記載の情報記録方法において、記録マークが短いほど（Ｐ２／Ｔｗ２）−（Ｐ１／Ｔｗ１）が大きいことを特徴とする情報記録方法。
【００１０】
（５）相変化ディスクに光パルスを照射したとき形成される記録マークのエッジに情報を対応させて線速度可変で情報を記録する情報記録方法において、各線速度ｖにおける記録マークを形成するときに照射する光パルスのパワーＰｗと記録マークを消去するときに照射する光パルスのパワーＰｅとの比Ｐｗ／Ｐｅが、Ｐｗ／Ｐｅ＝γ×ｖ＋γ'（γ，γ'は定数）で表され、γが−０．１≦γ≦−０．０１の範囲にあることを特徴とする情報記録方法。
【００１１】
ここで、各線速度ｖにおける光パルスのパワー比Ｐｗ／Ｐｅが“Ｐｗ／Ｐｅ＝γ×ｖ＋γ'”で表され、γが−０．１≦γ≦−０．０１の範囲にあるとは、横軸を線速度ｖ、縦軸をＰｗ／Ｐｅとするグラフ上に、各線速度ｖにおける比Ｐｗ／Ｐｅをプロットしたとき、各プロットを結ぶ平均的な直線の傾斜γが−０．１≦γ≦−０．０１の範囲にあるということと同義である。
【００１２】
（６）相変化ディスクに光パルスを照射したとき形成される記録マークのエッジに情報を対応させて線速度可変で情報を記録する情報記録方法において、線速度ｖと記録マークを形成するときに照射する光パルスのパワーＰｗとの関係がＰｗ＝α×ｖ＋α'（α，α'は定数）で表され、αが０．０５≦α≦０．５の範囲にあり、線速度ｖと記録マークを消去するときに照射する光パルスのパワーＰｅとの関係がＰｅ＝β×ｖ＋β'（β，β'は定数）で表され、βが０．１≦β≦０．３の範囲にあることを特徴とする情報記録方法。
【００１３】
ここで、線速度ｖと光パルスのパワーＰｗとの関係が“Ｐｗ＝α×ｖ＋α'”で表され、αが０．０５≦α≦０．５の範囲にあるとは、横軸を線速度ｖ、縦軸をＰｗとするグラフ上に、各線速度ｖにおけるＰｗをプロットしたとき、各プロットを結ぶ平均的な直線の傾斜αが０．０５≦α≦０．５の範囲にあるということと同義である、同様に、線速度ｖと光パルスのパワーＰｅとの関係が“Ｐｅ＝β×ｖ＋β'”で表され、βが０．１≦β≦０．３の範囲にあるとは、横軸を線速度ｖ、縦軸をＰｅとするグラフ上に、各線速度ｖにおけるＰｅをプロットしたとき、各プロットを結ぶ平均的な直線の傾斜βが０．１≦β≦０．３の範囲にあるということと同義である。
【００１４】
また、前記目的は、以下に示す本発明の光ディスク装置によって達成される。
（７）光ディスクに光照射する光源及び光ディスクから反射された光を検出する光検出器とを備える光ヘッドと、光ディスクに対して前記光ヘッドを駆動する光ヘッド駆動手段と、光ディスクを回転駆動するディスク駆動手段と、光源を駆動するための記録波形を発生する記録波形発生手段とを含み、記録マークのエッジに情報を対応させて情報を記録する光ディスク装置において、ディスク駆動手段は光ヘッドの位置における線速度を可変として光ディスクを回転駆動し、光源から光ディスクに照射される光パルスは、第１の線速度ｖ１において記録マークを消去するときに照射される光パルスのパワーをＰｅ１(ｍＷ)、記録マークを形成するときに照射される光パルスのパワーをＰｗ１(ｍＷ)、第１の線速度ｖ１より速い第２の線速度ｖ２において記録マークを消去するときに照射される光パルスのパワーをＰｅ２(ｍＷ)、記録マークを形成するときに照射する光パルスのパワーをＰｗ２(ｍＷ)とするとき、Ｐｗ１／Ｐｅ１＞Ｐｗ２／Ｐｅ２を満たすことを特徴とする光ディスク装置。
【００１５】
（８）光ディスクに光照射する光源及び光ディスクから反射された光を検出する光検出器とを備える光ヘッドと、光ディスクに対して前記光ヘッドを駆動する光ヘッド駆動手段と、光ディスクを回転駆動するディスク駆動手段と、光源を駆動するための記録波形を発生する記録波形発生手段とを含み、記録マークのエッジに情報を対応させて情報を記録する光ディスク装置において、ディスク駆動手段は光ヘッドの位置における線速度を可変として光ディスクを回転駆動し、光源から光ディスクに照射される光パルスは、第１の線速度ｖ１におけるウィンドウ幅をＴｗ１、第１の線速度ｖ１より速い第２の線速度ｖ２におけるウィンドウ幅をＴｗ２、第１の線速度ｖ１において記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をＰ１、第２の線速度ｖ２において第１の線速度ｖ１のときと同じ記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をＰ２とするとき、Ｐ１／Ｔｗ１＜Ｐ２／Ｔｗ２を満たすことを特徴とする光ディスク装置。
【００１６】
（９）（７）記載の光ディスク装置において、光源から光ディスクに照射される光パルスは、第１の線速度ｖ１におけるウィンドウ幅をＴｗ１、第１の線速度ｖ１より速い第２の線速度ｖ２におけるウィンドウ幅をＴｗ２、第１の線速度ｖ１において記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をＰ１、第２の線速度ｖ２において第１の線速度ｖ１のときと同じ記録マークを形成するときに照射する光パルスのパルス幅をＰ２とするとき、Ｐ１／Ｔｗ１＜Ｐ２／Ｔｗ２を満たすことを特徴とする光ディスク装置。
（１０）（８）又は（９）記載の光ディスク装置において、記録マークが短いほど、（Ｐ２／Ｔｗ２）−（Ｐ１／Ｔｗ１）が大きいことを特徴とする光ディスク装置。
【００１７】
（１１）光ディスクに光照射する光源及び光ディスクから反射された光を検出する光検出器とを備える光ヘッドと、光ディスクに対して光ヘッドを駆動する光ヘッド駆動手段と、光ディスクを回転駆動するディスク駆動手段と、光源を駆動するための信号波形を発生する記録波形発生手段とを含み、記録マークのエッジに情報を対応させて情報を記録する光ディスク装置において、各線速度ｖにおける記録マークを形成するときに照射される光パルスのパワーＰｗと記録マークを消去するときに照射される光パルスのパワーＰｅとの比Ｐｗ／Ｐｅが、Ｐｗ／Ｐｅ＝γ×ｖ＋γ'（γ，γ'は定数であり、−０．１≦γ≦−０．０１）を満たすことを特徴とする光ディスク装置。
【００１８】
ここで、各線速度ｖにおける光パルスのパワー比Ｐｗ／Ｐｅが“Ｐｗ／Ｐｅ＝γ×ｖ＋γ'（−０．１≦γ≦−０．０１）”を満たすとは、横軸を線速度ｖ、縦軸をＰｗ／Ｐｅとするグラフ上に、各線速度ｖにおける比Ｐｗ／Ｐｅをプロットしたとき、各プロットを結ぶ平均的な直線の傾斜γが−０．１≦γ≦−０．０１の範囲にあるということと同義である。
【００１９】
（１２）光ディスクに光照射する光源及び光ディスクから反射された光を検出する光検出器とを備える光ヘッドと、光ディスクに対して光ヘッドを駆動する光ヘッド駆動手段と、光ディスクを回転駆動するディスク駆動手段と、光源を駆動するための信号波形を発生する記録波形発生手段とを含み、記録マークのエッジに情報を対応させて情報を記録する光ディスク装置において、ディスク駆動手段は光ヘッドの位置における線速度を可変として光ディスクを回転駆動し、光源から照射される光パルスは、線速度ｖと記録マークを形成するときに照射される光パルスのパワーＰｗとがＰｗ＝α×ｖ＋α'（α，α'は定数であり、０．０５≦α≦０．５）を満たし、線速度ｖと記録マークを消去するときに照射される光パルスのパワーＰｅとがＰｅ＝β×ｖ＋β'（β，β'は定数であり、０．１≦β≦０．３）を満たすことを特徴とする光ディスク装置。
【００２０】
ここで、線速度ｖと記録マークを形成するときの記録パワーＰｗとがＰｗ＝α×ｖ＋α'（０．０５≦α≦０．５）を満たすとは、横軸を線速度ｖ、縦軸を記録パワーＰｗとするグラフ上に、各線速度ｖにおけるＰｗをプロットしたとき、各プロットを結ぶ平均的な直線の傾斜αが０．０５≦α≦０．５の範囲にあるということと同義であり、線速度ｖと記録マークを消去するときの消去パワーＰｅとがＰｅ＝β×ｖ＋β'（０．１≦β≦０．３）を満たすとは、横軸を線速度ｖ、縦軸を消去パワーＰｅとするグラフ上に、各線速度ｖにおけるＰｅをプロットしたとき、各プロットを結ぶ平均的な直線の傾斜βが０．１≦β≦０．３の範囲にあるということと同義である。
【００２１】
（１３）（７）〜（１２）のいずれかに記載の光ディスク装置において、光ディスクは相変化ディスクであることを特徴とする光ディスク装置。
通常、線速度を速くするとディスク上の記録マーク上における光スポットの通過時間が短くなるため、単位時間内にディスクに照射されるエネルギー量が低下し記録マークが加熱されにくくなる。このため、消去に必要なレーザパワーは高くなる。また、線速度が速くなるに従ってクロック周波数が高くなるため、よりパルス幅の狭い記録パルスで記録を行うことになり、より高い記録パワーが必要となる。これら線速度と照射パワーの関係は光ディスク全般に言えることであるが、相変化記録の場合、この消去パワーと記録パワーの線速度に対する増大分を変化させることにより、より良好な記録マークを形成できる。
【００２２】
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、いわゆる再結晶化領域が形成される。この再結晶化領域幅は記録時の線速度に依存し、図２に示したように、線速度が速いほどその幅は狭くなることが検討の末明らかになった。これは、相変化記録が光磁気記録のように温度分布で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。
【００２３】
従って、線速度可変で記録する場合、ある一定の記録マーク幅を得るためには、再結晶化領域幅の線速度依存性を考慮する必要がある。具体的には、線速度を速くした場合、再結晶化領域が狭くなった分だけ記録膜の溶融幅を狭くする。溶融幅を狭くするには、投入する記録パワーを再結晶化領域を考慮に入れない場合に推定される記録パワーより低く設定すればよい。すなわち、第１の線速度ｖ１での消去パワーをPe１(mW)、記録パワーをPｗ１(mW)、第１の線速度より速い第２の線速度ｖ２での消去パワーをPe２(mW)、記録パワーをPｗ２(mW)としたとき、再結晶化領域を考慮に入れない場合に推定される記録パワーPｗ２'はPｗ２'＝Ｐｗ１×Ｐｅ２／Ｐｅ１で表されるが、実際に投入するＰｗ２をPｗ２'より小さくし、Ｐｗ１／Ｐｅ１＞Ｐｗ２／Ｐｅ２の関係を保つようにする。
【００２４】
消去パワーＰｅと線速度ｖの関係はＰｅ＝β×ｖ+β'で表され、記録パワーＰｗと線速度ｖの関係はＰｗ＝α×ｖ+α'で表される。α，βは用いたディスクの熱的な構造および記録膜の結晶化特性などに依存する。また、記録パワーＰｗと消去パワーＰｅの比と線速度ｖとの関係はＰｗ／Ｐｅ＝γ×ｖ+γ'で表され、γが−０．０１〜−０．１の範囲であると既製品との互換性が良く好ましい。このような線速度に対して最適であるような照射パワーを与える関数式を記憶する記憶手段を、本発明における光ディスク装置に搭載することにより、より迅速なパワー校正をすることができる。
【００２５】
線速度を可変にした場合、レーザパワーだけでなくパルス幅も線速度に対応した適応記録制御を行うことが好ましい。４．７ＧＢ／面の記録密度を有するＤＶＤ−ＲＡＭでは、先行するスペース及び後に続くスペースの長さに依存して記録パルス形状をクロック周波数の逆数であるウィンドウ幅Ｔｗより短い長さで増減させて記録する方式を採用している。実際にはマークの各々の前にあるスペースの長さに応じて先頭パルスの長さを調節することにより熱干渉による前エッジのシフトを抑制し、またマークの後ろにくるスペースの長さに応じて最後尾パルスの長さを調節することにより熱干渉による後ろエッジのシフトを抑制する。３Ｔｗマークの場合は、先頭パルスと最後尾パルスが一体化した形をしており単一記録パルスで記録を行うので、その記録パルスの立ち上げのタイミングおよび立ち下げのタイミングを調節することになる。
【００２６】
線速度が変化すると、ディスク上のある１点に対して光スポットが通過する時間が変化する。それに伴い、トラック方向の熱干渉状態が変化する。従って、線速度を変化させたとき記録パワーを最適化しただけでは、熱干渉の変化から引き起こされるエッジ位置のシフトを取り除くことはできない。さらに、線速度が速くなると、線速度に対応してクロック周波数が高くなってウィンドウ幅Ｔｗが短くなることに伴いパルスの発光時間が短くなるため、レーザの立ち上がり時間の影響が大きくなる。図３に示すように、線速度が遅いときにはクロック周波数が低いためにレーザの立ち上がり時間の影響は少なく、矩形に近い発光パルスを得ることができる。しかしながら、線速度が速いときにはクロック周波数は高くなり、レーザが本来のパワーになる前にパルスの立ち下げ時刻になってしまい、実質的には十分パワーを得ることができないことがある。従って、可変な線速度に対してそれぞれ最適な記録波形を作る必要がある。
【００２７】
本発明における光ディスク装置で行う記録パルス幅制御方法を、図１を用いて説明する。線速度は、第１の線速度ｖ１および第１の線速度ｖ１より速い第２の線速度ｖ２を考える。線速度ｖ１のとき必要であったマークを記録するための記録パルス幅は、線速度をｖ２にすることで広くするように補正する。具体的には、第１の線速度ｖ１における短いマークＡの先頭パルス幅をＦＬＰ（ｖ１）、短いマークＡより長いマークＢの先頭パルス幅をＦＰ（ｖ１）、最後尾パルス幅をＬＰ（ｖ１）とし、第２の線速度ｖ２における短いマークＡのパルス幅をＦＬＰ（ｖ２）、短いマークＡより長いマークＢの先頭パルス幅をＦＰ（ｖ２）、最後尾パルス幅をＬＰ（ｖ２）としたとき、ＦＬＰ（ｖ１）＜ＦＬＰ（ｖ２）、ＦＰ（ｖ１）＜ＦＰ（ｖ２）、ＬＰ（ｖ１）＜ＬＰ（ｖ２）の関係が成り立つようにする。
【００２８】
さらに、その補正量を記録マークが短いほど大きくするとよい。具体的には、図１で示した第２の線速度ｖ２におけるパルス幅補正量a, a', b ,ｂ'がａ＞ｂ，a'＞ｂ'になるようにする。ここで、aは短いマークＡの先頭パルス補正量、bは短いマークＡより長いマークＢの先頭パルス補正量、a'は短いマークＡの最後尾パルス補正量、ｂ'は短いマークＡより長いマークＢの最後尾パルス補正量である（図１では短いマークＡの先頭パルスおよび最後尾パルスは一体化している）。
【００２９】
さらに、熱干渉の影響を制御するには、線速度に応じて先頭パルスと最後尾パルスの間にあるマルチパルス幅とその間にある立ち下げ幅の比を変えてもよい。具体的には、図４に示すように、第１の線速度ｖ１でのマルチパルス幅をＭＰ（ｖ１）、立ち下げ幅をＭＢ（ｖ１）とし、第１の線速度ｖ１より速い第２の線速度ｖ２でのマルチパルス幅をＭＰ（ｖ２）、立ち下げ幅をＭＢ（ｖ２）としたとき、ＭＰ（ｖ１）／ＭＢ（ｖ１）≦ＭＰ（ｖ２）／ＭＢ（ｖ２）の関係が成り立つようにする。このようにすることで、線速度が変化しても熱干渉の変化によるエッジシフトを抑制して記録マーク幅を均一にすることができ、良好なジッターを得ることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図５は、本発明による光ディスク装置の構成を示す模式図である。直径１２ｃｍの光ディスク３−１を用意し、情報の記録再生を行った。この光ディスクは全記録可能領域が線速度８．２ｍ／ｓにて良好なジッターを有している相変化型の光ディスクである。以下に本光ディスク装置の動作を説明する。なお、記録再生を行う際のモーター３−２の制御方法としては、記録再生を行うゾーン毎にディスクの線速度およびクロック周波数を変化させるＺＣＡＶ方式とした。ここでは、クロック周波数はウォブル信号から生成したが、本発明の効果はクロック周波数生成方法によらない。
【００３１】
記録装置外部からの情報は８ビットを１単位として、８−１６変調器３−８に伝送される。上記記録媒体３−１上に情報を記録する際には、情報８ビットを１６ビットに変換する記録方式、いわゆる８−１６変調方式を用い記録を行った。この変調方式では媒体上に、８ビットの情報に対応させた３Ｔｗ〜１４Ｔｗのマーク長の情報の記録を行っている。図中の８−１６変調器３−８はこの変調を行っている。
【００３２】
８−１６変調器３−８により変換された３Ｔｗ〜１４Ｔｗのデジタル信号は記録波形発生回路３−６に転送され、高パワーパルスの幅を約Ｔｗ／２とし、高パワーレベルのレーザー照射間に幅が約Ｔｗ／２の低パワーレベルのレーザー照射を行い、上記一連の高パワーパルス間に中間パワーレベルのレーザー照射が行われるマルチパルス記録波形が生成される。この際、記録マークを形成するための高パワー（記録パワー）レベル、記録マークの消去が可能な中間パワー（消去パワー）レベル、消去パワーレベルより低い低パワーレベルを線速度に応じて変える。また、上記記録波形発生回路３−６内において、３Ｔｗ〜１４Ｔｗの信号を時系列的に交互に「０」と「１」に対応させ、「０」の場合には消去パワーレベルのレーザパワーを照射し、「１」の場合には高パワーレベルのパルスを含む一連の記録パワーパルス列を照射するようにしている。この際、光ディスク３−１上の消去パワーレベルレーザービームが照射された領域は結晶となり（スペース部）、記録パワーレベルのパルス領域は非晶質（マーク部）に変化する。また、上記記録波形発生回路３−６内は、マーク部を形成するための記録パワーレベルを含む一連の高パワーパルス列を形成する際に、マーク部の前後のスペース部の長さに応じてマルチパルス波形の先頭パルス幅と最後尾のパルス幅を変化する方式（適応型記録波形制御）に対応したマルチパルス波形テーブルを有しており、これによりマーク間に発生するマーク間熱干渉の影響を極力排除できるマルチパルス記録波形を発生している。ディスクへの適応型記録波形制御は各線速度に応じてクロック周波数の逆数であるウィンドウ幅の１／１６の時間刻みで行った。また、このディスクの反射率は結晶状態の方が高く、記録され非晶質状態になった領域の反射率が低くなっている。
【００３３】
記録波形発生回路３−６により生成された記録波形は、レーザ駆動回路３−７に転送され、レーザ駆動回路３−７はこの波形をもとに、光ヘッド３−３内の半導体レーザを発光させる。本記録装置に搭載された光ヘッド３−３には、情報記録用のエネルギービームとして波長６５９ｎｍの半導体レーザが使用されている。また、このレーザ光をレンズＮＡ０．６の対物レンズにより上記記録媒体の記録層上に絞り込み、上記記録波形に対応したエネルギーのレーザビームを照射することにより、情報の記録を行った。
【００３４】
また、本記録装置はグルーブとランド（グルーブ間の領域）の両方に情報を記録する方式（いわゆるランドグルーブ（Ｌ／Ｇ）記録方式）に対応している。本記録装置ではＬ／Ｇサーボ回路３−９により、ランドとグルーブに対するトラッキングを任意に選択することができる。
【００３５】
記録された情報の再生も上記光ヘッド３−３を用いて行った。レーザービームを記録されたマーク上に照射し、マークとマーク以外の部分からの反射光を検出することにより、再生信号を得る。この再生信号の振幅をプリアンプ回路３−４により増大させ、８−１６復調器３−１０では１６ビット毎に8ビットの情報に変換する。以上の動作により、記録されたマークの再生が完了する。
【００３６】
以上の条件で記録を行った場合、最短マークである３Ｔｗマークのマーク長は約０．４２μｍ、最長マークである１４Ｔｗマークのマーク長は約１．９６μｍとなる。記録信号には、情報信号の始端部 、終端部に４Ｔｗマークと４Ｔｗスペースの繰り返しのダミーデータが含まれている。始端部にはＶＦＯも含まれている。
【００３７】
このような記録方法では、既に情報が記録されている部分に対して消去することなく、重ね書きによって新たな情報を記録すれば、新たな情報に書き換えられる。すなわち、単一のほぼ円形の光スポットによるオーバーライトが可能である。しかし、書き換え時の最初のディスク１回転または複数回転で、前記のパワー変調した記録用レーザ光の中間パワーレベルまたはそれに近いパワーの連続光を照射して、記録されている情報を一たん消去し、その後、次の１回転で低パワーレベル（１．５ｍＷ）と高パワーレベルの間で、または中間パワーレベルと高パワーレベルとの間で、情報信号に従ってパワー変調したレーザ光を照射して記録するようにしてもよい。このように、情報を消去してから記録するようにすれば、前に書かれていた情報の消え残りが少ない。
【００３８】
まず、半径２３ｍｍにてＥＦＭ信号を記録した。線速度は約８．２ｍ／ｓである。記録パワーは１０ｍＷ，消去パワーは４ｍＷ，マルチパルスの立ち下りのパワーおよび最後尾パルスのあとにある低パワーレベルは消去パワーと同じ４ｍＷとした。また、先頭パルスと最後尾パルスの間にあるマルチパルスとその間にある立ち下げパルスとの比は１：１とした。このときのジッターはランドで８％、グルーブで８．３％であり、実用的に満足できる良好なジッターを示した。ここで、ジッターについては以後、前エッジおよび後エッジのジッター値の２乗平均値を示す。ジッター測定におけるウィンドウ幅はクロック周波数の逆数であるウィンドウ幅Ｔｗと同一とし、最短記録信号は３Ｔｗ、最長記録信号は１４Ｔｗでこれらをランダムに記録している。これらの測定には再生等化回路を使用した。
【００３９】
次に異なる半径にて記録を行うため、半径の違い（線速度の違い）による記録消去特性について調べた。まず、半径３３．７ｍｍおよび４４．９ｍｍにて消去特性を調べた。線速度は１２ｍ／ｓおよび１６ｍ／ｓとなる。このディスクの線速度（ディスク半径）の違いによる消去パワーの変化を調べたところ、図６に示すように、消去パワーは線速度が速くなるに従って高くなっていることがわかった。ここで、消去パワーＰｅは、各線速度にて記録マークが消え始めるレーザパワー（消去開始パワー）と記録され始めるパワー（記録開始パワー）の中間パワーとした。
【００４０】
本実験から、消去パワーＰｅと線速度ｖの関係は、Ｐｅ＝β×ｖ+β'で表されることがわかった。本実施例でのβの値は０．１５（ｍＷ・ｓ／ｍ）、β'は２．８（ｍＷ）であった。この関係から半径３３．７ｍｍでの消去パワーを半径２３ｍｍでの消去パワーの１．１４倍である４．５５ｍＷとし、半径４４．９ｍｍでの消去パワーを半径２３ｍｍでの消去パワーの１．２９倍である５．１５ｍＷとした。ここで、記録パワーを消去パワーと同じ比率で高くした場合、半径３３．７ｍｍでの記録パワーは１１．４ｍＷ，半径４４．９ｍｍでの記録パワーは１２．９ｍＷとなる。この記録パワーおよび前述した消去パワーを用いて１１Ｔｗマークの記録を行った。ここでＴｗは各線速度に対応して変化するクロック周波数の逆数に対応するウィンドウ幅であり、８．２ｍ／ｓでのＴｗは１７．１ｎｓ、１２ｍ／ｓでは１１．７ｎｓ、１６ｍ／ｓでは８．７６ｎｓである。図７に、１１Ｔｗマーク記録時の各線速度での変調度を示す。変調度（Ｍｏｄ）の計算は次の式に従って行った。
【００４１】
Ｍｏｄ （％）＝１００×（Ｉｃ−Ｉａ）／Ｉｃ
ここで、Ｉｃは信号記録時における結晶（消去）状態の反射率の一番高いレベル、Ｉａは信号記録時における非晶質（記録）状態の反射率の一番低いレベルである。図７から、線速度が高くなるに従って変調度が増大することがわかった。これは、線速度が速くなるに従って、記録マーク幅が増大していることを示している。線速度が速くなることにより記録マーク周辺に生成する再結晶化領域が狭くなるためである。線速度が変化しても記録マーク幅は一定であることが望ましい。ディスクのどの半径においても同じ幅（同じ変調度）の記録マークを得るために各線速度における記録パワーを設定すると、図８のようになった。記録パワーＰｗと線速度の関係はＰｗ＝α×ｖ+α'で表すことができ、本実施例でのαの値は０．１２（ｍＷ・ｓ／ｍ）、α'は9（ｍＷ）であった。これらの実験より、図９に示すように、各線速度ｖでのＰｗとＰｅの関係はＰｗ／Ｐｅ＝γ×ｖ+γ'で表すことができることがわかった、本実施例でのγの値は−０．０５（ｓ／ｍ）、γ'は２．９である。
【００４２】
これらの関係式を本発明における光ディスク装置に記憶させ、半径２８ｍｍ（１０ｍ／ｓ）にて１１Ｔｗ（ウィンドウ幅Ｔｗ＝１４．０ｎｓ）マークを記録したところ、変調度は約４５％となり、半径２３ｍｍでの変調度とほぼ同じ値を得ることができた。熱構造、記録膜の結晶化特性の異なる何種類かの光ディスクを同様にして調べたところ、α、α'、β、β'、γ、γ'はそれぞれ異なる値をとった。α、βは急冷構造ディスクで大きくなり、徐冷構造ディスクで小さくなる傾向にあった。αが０．０５より小さくなるディスクでは、記録膜の冷却速度が遅すぎて良好なマークを形成することができなかった。同様の理由で、βが０．１より小さいディスクでは良好なマーク形成が困難であった。また、αが０．５（ｍＷ・ｓ／ｍ）より大きいディスクでは、記録膜の冷却速度が速く、記録したデータの保存寿命が短くなるという問題が生じた。βが０．２より大きい場合も同様の問題が生じた。従って、α，βの単位をｍＷ・ｓ／ｍとするとき、０．０５≦α≦０．５、０．１≦β≦０．３が好ましい。さらに、０．０７≦α≦０．３、０．１２≦β≦０．２のとき、既製品との互換性が良好で好ましかった。また、γは−０．０１〜−０．１の範囲が既製品との互換性が良く好ましかった。これらの情報をシステムコントローラ３−５に記憶させることにより、より迅速な記録が可能になる。
【００４３】
次に、半径２３ｍｍ（線速度８．２ｍ／ｓ、ウィンドウ幅１７．１ｎｓ）にＥＦＭ信号を記録する時に用いた記録波形テーブルを示す。表１が各マークにおける先頭パルスのシフト量、表２が各マークにおける最後尾パルスのシフト量である。どちらの表も単位はウィンドウ幅Ｔｗを１６分割した時間（１／１６＊Ｔｗ）としている。縦に表示したSpace 3Ｔｗ、Space ４Ｔｗ、Space ５Ｔｗ、Space６Ｔｗは、横に示した記録マークの前にある、あるいは後に続くスペースの長さを示し、６Ｔｗ以上の長さのスペースが記録パルスの前後にきた場合、Space ６Ｔｗと同じ先頭パルス幅および最後尾パルス幅となる。同様に６Ｔｗマーク以上の長さのマークはMark６Tと同じ先頭パルス幅および最後尾パルス幅となる。３Ｔｗマークは、先頭パルスと最後尾パルスが一体化した形をしている。これらの記録波形制御は４．７ＧＢ  ＤＶＤ−ＲＡＭで行われている適応型記録波形制御を用いている。レーザパワーは前述した通り、記録パワー１０ｍＷ、消去パワーは４ｍＷに設定した。ジッタ−はランドで８％、グルーブで８．３％であった。
【００４４】
その後、半径４４．９ｍｍ（線速度１６ｍ／ｓ）に光ヘッドを移動し、下記の表３および表４の記録波形テーブルを用いてＥＦＭ信号を記録した。記録パワーおよび消去パワーはそれぞれ１０．９ｍＷ、５．１５ｍＷとした。その結果、ジッターはランドで８．５％、グルーブで８．６％となり、線速度が８．２ｍ／ｓのときと比較してほぼ同じ良好なジッターを得ることができた。
【００４５】
表１と表３を比較すると、線速度１６ｍ／ｓで用いる記録パルス幅は線速度８．２ｍ／ｓで用いる記録パルス幅よりも広くなるように補正されており、かつ記録マークが短いほどその補正量が大きくなっている。例えば、４Ｔｗスペースの後に続くマークに注目すると、８．２ｍ／ｓでの４Ｔｗマークの先頭パルス幅は１／１６＊Ｔｗを単位として２４であり、５Ｔｗマークの先頭パルス幅は２３である。一方、１６ｍ／ｓでの４Ｔｗマークの先頭パルス幅は１／１６＊Ｔｗを単位として２６であり、５Ｔｗマークの先頭パルス幅は２４である。線速度が速くなることにより４Ｔｗマークの先頭パルス幅は１／８＊Ｔｗだけ広くなり、５Ｔｗマークの先頭パルス幅は１／１６＊Ｔｗだけ広くなっている。また、その補正量は４Ｔｗマークの方が５Ｔｗマークより１／１６＊Ｔｗだけ広くなっている。
【００４６】
さらに、最後尾パルス幅についてみてみると、８．２ｍ／ｓでの４Ｔｗマーク、５Ｔｗマークの最後尾パルス幅は１／１６＊Ｔｗを単位としてともに１２である。一方、１６ｍ／ｓでの４Ｔｗマークの最後尾パルス幅は１／１６＊Ｔｗを単位として１４であり、５Ｔｗマークの最後尾パルス幅は１３である。線速度が速くなることにより４Ｔｗマークの最後尾パルス幅は１／８＊Ｔｗだけ広くなり、５Ｔｗマークの最後尾パルス幅は１／１６＊Ｔｗだけ広くなっている。また、その補正量は４Ｔｗマークのほうが５Ｔｗマークより１／１６＊Ｔｗだけ広くなっている。
【００４７】
このように、線速度が速くなるに従って記録パルス幅を広くなるように補正し、記録マークが短いほどその補正量を大きくするように制御することにより、線速度を変化させて記録しても良好なジッターを得ることができる。
【００４８】
比較例として、半径４４．９ｍｍ（線速度１６ｍ／ｓ）において、半径２３ｍｍ（線速度８．２ｍ／ｓ）用の記録波形テーブル（表１および表２）を用いた場合、ジッターはランドで１４％、グルーブで１６％となり、線速度８．２ｍ／ｓでの記録ジッターと比較して大幅に上昇した。
【００４９】
次に、半径４４．９ｍｍ（線速度１６ｍ／ｓ）にて、先頭パルスと最後尾パルスとの間にあるマルチパルス幅とその間にある立ち下げ幅の比を変えて記録したところ、マルチパルス幅を１／２Ｔｗ、立ち下げ幅を１／２Ｔｗとした場合のジッターがランドで８．５％、グルーブで８．６％であったのに対し、マルチパルス幅を９／１６Ｔｗ、立ち下げ幅を７／１６Ｔｗとした場合、ランドで８．２％、グルーブで８．２％というさらに良好なジッターを得ることができた。上述したように、半径２３ｍｍ（８．２ｍ／ｓ）でのマルチパルス幅：立ち下げ幅は１：１であり、半径４４．９ｍｍ（線速度１６ｍ／ｓ）でのそれは、９：７である。このように、線速度が速いときのマルチパルス幅／立ち下げ幅は、線速度が遅いときののマルチパルス幅／立ち下げ幅の値より大きくして記録することによりさらに良好なジッターを得ることができる。
【００５０】
【表１】
0003921046.tif 000002
【００５１】
【表２】
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【００５２】
【表３】
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【００５３】
【表４】
0003921046.tif 000005
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、線速度可変にしても線速度変化に伴う記録マークの形状変化およびトラック方向の熱干渉条件の変化から生じるエッジシフトを最小限に抑え、良好なジッターを有する方法記録方法及び光ディスク装置を提供することができる。また、ＺＣＬＶ方式では線速度がほぼ一定の状態にするためにディスク内周と外周でディスク回転数を変化させなければならず、そのためディスク回転数を変えるための電力を消費していたが、本発明における光ディスク装置では、ディスク回転数をほぼ一定にすることができ、低電力化できる。また、線速度が速くなる場合、転送レートをあげることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における線速度に対しての記録波形の補正方法に関する説明図である。
【図２】再結晶化領域幅の線速度依存性を説明する図である。
【図３】線速度が速くなるときに生じるクロック周波数変化に伴うレーザ出力に関する説明図である。
【図４】線速度に応じてマルチパルス幅と立ち下げ幅の比を変える方法の説明図である。
【図５】本発明による光ディスク装置の構成を示す模式図である。
【図６】線速度と消去パワー、消去開始パワー、記録開始パワーの関係の一例を示す図である。
【図７】線速度と１１Ｔｗマークの変調度の関係の一例を示す図である。
【図８】線速度と最適記録パワーの関係の一例を示す図である。
【図９】線速度と、記録パワーと消去パワーの比の関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
３−１  光ディスク
３−２  モーター
３−３  光ヘッド
３−４  プリアンプ回路
３−５  システムコントローラ
３−６  記録波形発生回路
３−７  レーザ駆動回路
３−８  ８−１６変調器
３−９  Ｌ／Ｇサーボ回路
３−１０  ８−１６復調器
【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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