(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を情報記録媒体に照射することにより該情報記録媒体の記録層に相変化を生じさせ、前記情報記録媒体に対する情報の記録、再生、書き換えが可能である情報記録再生方法において、信号を変調して前記情報記録媒体にＰＷＭ記録することにより情報の記録を行う際に、変調後の信号幅ｎＴ（Ｔはクロック時間）である０信号の記録あるいは書き換えを行う時の記録波をパワーレベルｅの連続電磁波とし、変調後信号幅がｎＴである１信号の記録あるいは書き換えを行う時の記録波パルス列を、時間幅ｘとパワーレベルａを持つパルス部ｆｐと、合計でＴの時間幅を持つパワーレベルｂの低レベルパルスとパワーレベルｃの高レベルパルスとが交互にデューティ比ｙで、計（ｎ−ｎ'）回連続するマルチパルス部ｍｐと、時間幅ｚとパワーレベルｄを持つパルス部ｏｐを有する電磁波パルス列とし、ｘ、ｙ、ｚを０．５Ｔ≦ｘ≦２．０Ｔ、０．１２５≦ｙ≦０．８７５、０．１２５Ｔ≦ｚ≦１．０Ｔとし、ｎ'をｎ'＜ｎの正の整数とし（ａ及びｃ）≧ｅ≧（ｂ及びｄ）とし、デューティ比ｙを記録線速度の増大とともに減少させてマルチスピード記録及びまたはＣＡＶ記録する際、デューティ比ｙが０．５となる記録線速度は、記録可能最高線速度ＶHと記録可能最低記録線速度ＶLの値（ＶH＋ＶL）／２より大きく、かつ記録可能最高線速度ＶH以下であることを特徴とする情報記録方法。
【請求項２】
情報記録媒体の記録層がＡｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅを主成分としていることを特徴とする請求項１に記載の情報記録方法。
【請求項３】
スピンドルモータ、記録再生用ピックアップ、レーザー駆動回路を有する請求項１又は２の情報記録方法を用いた情報記録再生装置。
【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の記録、書き換え記録の方法および記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
相変化記録における記録信号の品質を向上させる方式としては、様々な記録補償方式が開示されている。例えば、特開昭63−266632号記載のものでは、結晶化速度の大きい記録膜を用いた場合のＰＷＭ記録において、パルス列を用いて長いアモルフアスマークを記録する方式が有効であるとしている。また、特開昭63−266633号及び米国特許第5150351号に記載のものでは、パルス列の先頭及び後尾のレーザーエネルギーを高めたり、照射時間を長くすることにより、マークエッジの位置揺らぎを抑えることでジツタの改良を行っている。また、従来、特公昭63−29336号に記載されているように、光ディスク記録装置においてレーザー光などの光スポットを光ディスク上に照射しながら走査し、レーザー光などの光スポットを情報信号で強弱変調して光ディスクに情報信号を記録する方法は知られており、また、光ディスクに記録された情報信号を再生してその再生信号の振幅や記録マークの長さをモニターすることにより記録光パワーや記録光パルスの幅などの記録条件を最適に調整し、設定する方法も知られている。
【０００３】
また、特開平9−138946、特開平9−138947、特開平9−219021には、図１に示すように、情報記録媒体にＰＷＭ記録することにより情報の記録を行う際に、変調後の信号幅がｎＴ（Ｔはクロック時間）である０信号の記録あるいは書き換えを行う時の記録波をパワーレベルｅの連続電磁波とし、変調後信号幅がｎＴである１信号の記録あるいは書き換えを行う時の記録波パルス列を、時間幅ｘとパワーレベルａを持つパルス部ｆｐと、合計でＴの時間幅を持つパワーレベルｂの低レベルパルス部とパワーレベルｃの高レベルパルスとが交互にデューティ比ｙで計（ｎ−ｎ'）回連続するマルチパルス部ｍｐと、時間幅ｚとパワーレベルｄを持つパルス部ｏｐを有する電磁波パルス列とし、ｘ、ｙ、ｚを０．５Ｔ≦ｘ≦２．０Ｔ、０．４≦ｙ≦０．６、０．５Ｔ≦ｚ≦１．０Ｔとし、ｎ'をｎ'≦ｎの正の整数とし（ａ及びｃ）≧ｅ≧（ｂ及びｄ）とすることが開示されている。また、その記録方法を用いた情報記録媒体の記録再生装置が開示されている。
【０００４】
従来の技術により、大幅に、記録信号品質とオーバーライト繰り返し時の安定性の向上、信頼性、汎用性の向上は図られた。しかし、近年、書き換え型情報記録媒体、特に相変化型光記録媒体においては、一つの情報記録媒体で、複数の線速度で記録できる技術が求められている。また、記録速度の高速化が求められており、高速記録に有利なＣＡＶ記録も要求されるようになってきた。これらの技術的な要求に対して、上記の特開平9−138946、特開平9−138947、特開平9−219021に記載の技術では対応できなかった。例えば、ＣＤ線速度４Ｘで記録できるｆｐ、ｍｐ、ｏｐをもつ記録ストラテジで、８Ｘ速度記録、および１０Ｘ速度記録した場合に、８Ｘ速度記録、および１０Ｘ速度記録では十分な信号品質が得られなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
マルチスピード記録およびまたはＣＡＶ記録による信号品質とオーバーライト繰り返し時の安定性の向上、信頼性、汎用性の向上が課題である。
【０００６】
本発明は、良好な信号品質が得られるマルチスピードおよびＣＡＶ記録可能な情報記録方法および情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、電磁波を情報記録媒体に照射することにより該情報記録媒体の記録層に相変化を生じさせ、前記情報記録媒体に対する情報の記録、再生、書き換えが可能である情報記録再生方法において、信号を変調して前記情報記録媒体にＰＷＭ記録することにより情報の記録を行う際に、変調後の信号幅ｎＴ（Ｔはクロック時間）である０信号の記録あるいは書き換えを行う時の記録波をパワーレベルｅの連続電磁波とし、変調後信号幅がｎＴである１信号の記録あるいは書き換えを行う時の記録波パルス列を、時間幅ｘとパワーレベルａを持つパルス部ｆｐと、合計でＴの時間幅を持つパワーレベルｂの低レベルパルスとパワーレベルｃの高レベルパルスとが交互にデューティ比ｙで、計（ｎ−ｎ'）回連続するマルチパルス部ｍｐと、時間幅ｚとパワーレベルｄを持つパルス部ｏｐを有する電磁波パルス列とし、ｘ、ｙ、ｚを０．５Ｔ≦ｘ≦２．０Ｔ、０．１２５≦ｙ≦０．８７５、０．１２５Ｔ≦ｚ≦１．０Ｔとし、ｎ'をｎ'＜ｎの正の整数とし（ａ及びｃ）≧ｅ≧（ｂ及びｄ）とし、デューティ比ｙを記録線速度の増大とともに減少させてマルチスピード記録及びまたはＣＡＶ記録する際、デューティ比ｙが０．５となる記録線速度は、記録可能最高線速度ＶHと記録可能最低記録線速度ＶLの値（ＶH＋ＶL）／２より大きく、かつ記録可能最高線速度ＶH以下とすることによって、高線速記録時の記録エネルギーを補い、マルチスピード記録およびCAV記録を容易にする。また、低線速記録時には、デューティ比ｙを大きくすることで、過剰な記録エネルギーを抑制し、マルチスピード記録およびまたはCAV記録を容易にする。
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項２に係る発明は、情報記録媒体にＡｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅを主成分とする記録層を用いる事で、請求項１および２の情報記録方法がより効果的になる。
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項３に係る発明は、スピンドルモータ、記録再生用ピックアップ、レーザー駆動回路を有する請求項１又は２の情報記録方法を用いた情報記録再生装置によってマルチスピード記録およびＣＡＶ記録を可能とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
一般に、マルチスピード記録およびＣＡＶ記録の場合、低線速度では過剰な記録パワーとなり、高線速度では記録パワー不足となってしまう。したがって、記録線速度と記録パワーのバランスをとることが重要となる具体的な方法としては、高線速記録ほど、高パワーとすることが、ＣＤ−Ｒ等にみられるように一般的である。本発明では、図１のｍｐ部のデューティを、記録線速度で増減させることが有効である事を見出し本発明に至った。また、この情報記録方法は、記録層がＡｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅを主成分とする情報記録媒体に特に有効であった。これは、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅを主成分とする記録層の熱物性が、本記録パルス波にマッチングされているためである。
【００１２】
図２に、本発明の一例であるＣＤ−ＲＷの４Ｘ−１０Ｘ記録のマルチスピード記録の記録波形を示す。この例は内周４．８ｍ／s、外周１２．０ｍ／ｓのＣＡＶ記録にも対応している。この例では、記録線速度４．８、９．６、１２．０ｍ／sで、それぞれｍｐのデューティ０．７５、０．５、０．３７５と、記録線速度の増大にあわせて、ｍｐのデューティを減少させている。４．８ｍ／sの低線速度記録では、ｍｐの記録パルスを細くすることで、余分な熱ダメージを軽減し、かつｍｐ部の冷却時間を長くすることでエッジの位置ずれの少ないマークを記録することができる。一方、１２．０ｍ／sの高線速度記録では、ｍｐ部の記録パルスを太くすることで、記録膜に相変化できるだけのエネルギーを与えることができるようになり、かつ、高速のためｍｐ部の冷却時間が短くても記録層の急冷条件が整い、エッジの位置ずれの少ないマークを記録することができる。
【００１３】
記録層の溶融、急冷をともなう相変化型光記録媒体において、記録パルスのｍｐのデューティが０．５近傍であることが記録層の溶融、急冷のバランスがとれており、種々の信号品質、オーバーライトに有利である。したがって、ドライブ−メディアのマッチングを考慮する上で、ｍｐのデューティ０．５をマルチスピード記録におけるいかなる記録線速において、設定するかが課題となる。本発明では、ｍｐのデューティが０．５となる記録線速度を、（最低記録線速度＋最高記録線速度）／２より大きく、最高記録線速度以下とすることが、有効である事を見出した。マルチスピード記録可能なドライブにおいて、よく利用される記録線速度は、最高記録線速度である。ＣＡＶ記録では、機械特性の影響を受けやすい外周部で高速記録となる。よって、ＣＡＶ記録でも、高速記録の信号品質がより重要になってくる。このようなことから、実用上、より信頼性の高い記録を行うためには、信頼性の高いｍｐのデューティ０．５の記録パルス波形を高速記録側に設定する事が有効である事を見出し、本発明に至った。さらに、ｍｐのデューティ０．５となる記録線速度が、０．５５×（最低記録線速度＋最高記録線速度）より大きく、かつ最高記録線速度以下とすることがより効果的であった。
【００１４】
また、上記情報記録方法の一例を適用した相変化型光記録再生装置の実施形態は、図３に示すように相変化型光記録媒体をスピンドルモータからなる駆動手段により回転駆動し、記録再生用ピックアップにて光源駆動手段としてのレーザー駆動回路により半導体レーザーからなる光源を駆動して該半導体レーザーから図示しない光学系を介して情報記録媒体に電磁波として、図２に示したような記録線速度でｍｐのデューティを増減させたレーザー光を照射することにより該情報記録媒体の記録層に相変化を生じさせ、情報記録媒体からの反射光を記録再生用ピックアップで受光して情報記録媒体に対する情報の記録や再生を行う。記録再生用ピックアップの最適記録パワーは記録パワー設定手段としての記録パワー設定回路により設定される。
【００１５】
相変化型光記録媒体の記録再生装置は、記録再生用ピックアップにて電磁波としてレーザー光を相変化型情報記録媒体に照射することにより該情報記録媒体の記録層に相変化を生じさせ、情報記録媒体に対する情報の記録、再生を行い、かつ、書き換えが可能である相変化型光記録再生装置であり、記録すべき信号を変調部で変調して記録再生用ピックアップにて情報記録媒体に記録することにより情報の記録を行う記録手段を備えている。
【００１６】
このピックアップを含む記録手段は、情報記録媒体の記録層に対してマークの幅として信号を記録するようマークを記録する、いわゆるＰＷＭ記録方式で情報の記録を行う。記録手段は記録すべき信号を変調部にてクロックを用いて例えば書き換え型コンパクトディスクの情報記録に適したＥＦＭ（Eight-to-Fourteen
Modulation）変調方式、あるいはその改良変調方式で変調する。
【００１７】
記録手投は、ＰＷＭ記録を行う際に、変調後の信号幅がｎＴ（ｎは所定の値、Ｔはクロック時間：信号の変調に用いるクロックの周期に相当する時間）である０信号の記録あるいは書き換えを行う時の記録光をパワーレベルｅの連続光とし、変調後の信号幅がｎＴである１信号の記録あるいは書き換えを行う時の記録光のパルス列、時間幅ｘとパワーレベルａを持つパルス部ｆｐと、合計でＴの時間幅を持つパワーレベルｂの低レベルパルスとパワーレベルｃの高レベルパルスとが交互にデューティ比ｙで計（ｎ−ｎ'）回連続するマルチパルス部ｍｐと、時間幅ｚとパワーレベルｄを持つパルス部ｏｐからなる電磁波パルス列とし、ｘ、ｙ、ｚを０．５Ｔ≦ｘ≦２.０Ｔ、０．１２５≦ｙ≦０．８７５、０．１２５Ｔ≦ｚ≦１．０Ｔとし、ｎを１以上の正の整数とし、ｎ'をｎ'＜ｎの正の整数とし、（ａおよびｃ）≧ｅ≧（ｂおよびｄ）とする。図２は、ｎ'＝１の場合である。
。
【００１８】
情報記録媒体、特に相変化型光記録媒体の基本的な構成は、図４に示すように案内溝を有する基板１上に第１誘電体層２、記録層３、第２誘電体層４、金属または合金層５、オーバーコート層６を有する。さらに、好ましくは、オーバーコート層上に印刷層７、基板鏡面に、ハードコート層８を有する。
【００１９】
基板の材料は通常ガラス、セラミックス、あるいは樹脂であり、樹脂基板が成型性、コストの点で好適である。樹脂の例としてはポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン系樹脂、フツ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂などがあげられるが、成型性、光学特性、コストの点で優れるポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂が好ましい。また、基板の形状としてはディスク状、カード状あるいは、シート状であってもよい。
【００２０】
ただし、本発明の相変化形光記録媒体を書き換え可能なコンパクトディスク（ＣＤ−ＲＷ）に応用する場合には、以下のような特定の条件が付与されることが望ましい。その条件は、使用する基板に形成される案内溝（グルーブ）の幅が０．２５〜０．６５μｍ、好適には０．３０〜０．６μｍ、その案内溝の深さが１５０〜５５０Å、好適には２００〜４５０Åとなっていることである。
【００２１】
本発明で用いられる情報記録媒体、特に相変化型光記録媒体に要求される品質は、単に、記録消去できるだけでなく、信号の再生安定性や信号の寿命も同時に要求される。これらを総合的に満足できる記録層として、ＡgＩnＳbＴe 系が優れており、それぞれの組成比α、β、γ、δ、ε、（原子％）が
０＜α≦１０
２≦β≦１２
５５≦γ≦７０
２２≦δ≦３２
α十β十γ＋δ＋ε＝１００
の場合に効果的であった。Ａgが１０at％以上、Ｉnが１２at％以上、Ｓbが７０at％以上では、信号の再生安定性や信号の寿命が不充分であった。Ｔeの含有量は再結晶化線速度に大きく影響するため、記録層厚や他の層の熱伝導率によって制御したとしても少なくとも、２２at％以上３２at％以下である必要があった。信号の再生安定性や信号の寿命を向上させる方法として、記録層に周期表の３Ｂ族およびまたは４Ｂ族およびまたは５Ｂ族から選ばれた元素を添加することが効果的であった。信号の再生劣化や信号の寿命低下は、非晶質マークの結晶化が原因であった。非晶質マークの結晶化を抑制するためには、周期表の３Ｂ族およびまたは４Ｂ族およびまたは５Ｂ族から選ばれた元素を記録層に添加することが効果的であった。このメカニズムは、明確ではないが、これら添加元素は、ＡgＩnＳbＴeの空間的隙間に入ったり、化学結合を形成することで、非晶質マークの結晶化を抑制すると考えられている。よって、原子半径が小さかったり、ＡgＩnＳbＴe との化学結合力が大きかったり、化学結合手が多い元素が効果的である。特に、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｓi、Ｇe、Ｓnが効果的である。これら添加元素の量は、記録層の５at％以下が効果的である。５at％以上では、ＡgＩnＳbＴe 記録層の本来有する記録消去特性に影響を与えてしまい、消し残りの原因となってしまう。
【００２２】
記録層の膜厚としては１０〜５０ｎｍ、好適には１２〜３０ｎｍとするのがよい。さらに、ジッター等の初期特性、オーバーライト特性、量産効率を考慮すると、好適には、１４〜２５ｎｍとするのがよい。１０ｎｍより薄いと光吸収能が著しく低下し、記録層としての役割を果たさなくなる。また、５０ｎｍより厚いと高速で均一な相変化がおこりにくくなる。このような記録層は、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できる。なかでも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。
【００２３】
第１誘電体層および第２誘電体層の材料としては、ＳｉＯ、ＳｉＯ2、ＺnＯ、ＳｎＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｉｎ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＺｒＯ2などの金属酸化物、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などの炭化物やダイヤモンド状カーボンあるいは、それらの混合物があげられる。これらの材料は、単体で保護層とすることもできるが、互いの混合物としてもよい。また、必要に応じて不純物を含んでもよい。必要に応じて、誘電体層を多層化することもできる。ただし、第１誘電体層および第２誘電体層の融点は記録層よりも高いことが必要である。このような第１誘電体層および第２誘電体層の材料としては、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＶＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できる。なかでも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。
【００２４】
第1誘電体層の膜厚は、ＤＶＤの再生波長である６５０ｎｍの反射率に大きく影響する。７８０ｎｍと６５０ｎｍの再生波長でＣＤ−ＲＷディスクの規格である反射率０．１５〜０．２５を満足するためには、第１誘電体層を６５〜１３０ｎｍとすることが要求される。
【００２５】
第2誘電体層の膜厚としては、１５〜４５ｎｍ、好適には２０〜４０ｎｍとするのがよい。１５ｎｍより薄くなると耐熱性保護層としての機能を果たさなくなる。また、感度の低下を生じる。一方、４５ｎｍより厚くなると、界面剥離を生じやすくなり、繰り返し記録性能も低下する。
【００２６】
合金または金属層としては、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔａなどの金属材料、またはそれらの合金などを用いることができる。また添加元素としては、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｔａなどが使用される。このような反射放熱層は、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できる。合金または金属層の膜厚としては、７０〜２００ｎｍ、好適には１００〜１６０ｎｍとするのがよい。
【００２７】
合金または金属層の上には、その酸化防止としてオーバーコート層を有することが望ましい。オーバーコート層としては、スピンコートで作製した紫外線硬化樹脂が一般的である。その厚さは、３〜１５μｍが適当である。３μｍ以下では、オーバーコート層上に印刷層を設ける場合、エラーの増大が認められることがある。一方、１５μｍ以上の厚さでは、内部応力が大きくなってしまい、ディスクの機械特性に大きく影響してしまう。
【００２８】
ハードコート層としては、スピンコートで作製した紫外線硬化樹脂が一般的である。その厚さは、２〜６μｍが適当である。２μｍ以下では、十分な耐擦傷性が得られない。６μｍ以上の厚さでは、内部応力が大きくなってしまい、ディスクの機械特性に大きく影響してしまう。その硬度は、布でこすっても大きな傷がつかない鉛筆硬度であるＨ以上とする必要がある。必要に応じて、導電性の材料を混入させ、帯電防止を図り、挨等の付着を防止することも効果的である。
【００２９】
実施例
基板／ＺｎＳＳｉＯ2（９０ｎｍ）／ＡｇＩｎＳｂＴｅ（１８ｎｍ）／ＺｎＳＳｉＯ2（３０ｎｍ）／Ａｌ合金（１４０ｎｍ）という層構成を有する相変化型光記録媒体に、９．６ｍ／ｓ、１９．２ｍ／s、２４．０ｍ／sの記録線速度で、図５に記載のパルス波で記録した。光記録装置は、図３に記載の回路および駆動部、波長７８０ｎｍ、ＮＡ０．５のピックアップを有するものを用いた。記録信号は、ＥＦＭ変調された入力信号とした。それぞれの線速で記録した信号を、１．２ｍ／sで再生した結果、それぞれ２２ｎｓ、２０ｎｓ、２３ｎｓと良好な初期ジツターが得られた。それぞれの記録線速度でのオーバーライト１０００回後のジツターは、それぞれ３２ｎｓ、３０ｎｓ、３３ｎｓと良好であった。
【００３０】
【発明の効果】
相変化記録における記録速度の高速化と、高速化に有利なＣＡＶ記録により信号品質とオーバーライト繰り返し時の安定性が向上し、請求項１では、良好な信号品質が得られるマルチスピードおよびＣＡＶ記録可能な情報記録方法および記録再生装置が得られる。請求項２では、よりドライブメディアのマッチング性能の良好な記録信号が得られる。請求項３では、情報記録媒体に、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅを主成分とする記録層を用いることでより効果的な情報記録方法が得られる。
請求項４では、マルチスピード記録およびＣＡＶ記録を可能とする情報記録再生装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例における記録波のパルス波形を３Ｔ信号で、ｎ'＝１〜３の例について模式的に示す波形系図である。
【図２】本発明の一例であるＣＤ−ＲＷの４Ｘ−１０Ｘ記録のマルチスピード記録の記録波形である。
【図３】本発明の記録再生装置の実施形態の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態例の情報記録媒体を示す断面図である。
【図５】実施例の記録に用いたパルス波形である。
【図１】
0003839213.tif 000002
【図２】
0003839213.tif 000003
【図３】
0003839213.tif 000004
【図４】
0003839213.tif 000005
【図５】
0003839213.tif 000006