JPH06203383A - 光記録の熱遮断条件決定方法、同決定装置、 光記録方法及び光記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】データの弁別性の低下を避ける。 【構成】レーザビームを出射する光源２と、前記レーザ
ビームを光記録媒体Ｄに照射する照射手段５と、媒体Ｄ
上の前記レーザビームの照射位置を変化させる移動手段
６と、マークを形成すべく、光記録媒体に照射するレー
ザビーム強度を、媒体Ｄ面の温度がある一定温度となる
プレヒート状態を保つ強度ＰpreからＰpreより高い強度
ＰW1へ立ち上げ、ＰW1を時間ＴW1維持した後ＰW1より低
い強度ＰW2に立ち下げる変調手段１と、次のマークを形
成すべく再度ＰW1に立ち上げるまでの時間内に前記プレ
ヒート状態となるように、Ｐpre、Ｔoff及びＰLBのうち
の少なくとも１つを制御する制御手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光記録の熱遮断条件決
定方法、同決定装置、光記録方法及び光記録装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光記録は、現在、レーザビームの熱的性
質が専ら利用されて記録が成されており、記録媒体（光
ディスク）としては、（１）一度だけ記録可能なライト
ワンス型光ディスク（孔開けタイプ）、例えば薄い金属
膜もしくはサーメット膜を記録層とする光ディスク、
（２）記録、再生、消去が繰り返し何度でも可能な光デ
ィスク、例えば磁性薄膜を記録層とする光磁気ディス
ク、結晶相と非晶質相との間で相変化する金属膜もしく
はサーメット膜を記録層とする相変化光ディスクなどが
挙げられる。

【０００３】光ディスクには、これから情報を記録する
トラックが渦巻き状又は同心円状に何万本も形成されて
いる。このトラック上に０と１に相当する２種の情報単
位が形成され、情報が記録される。実際には、トラック
それ自身（つまり、地の部分）が０又は１の一方に相当
する第１情報単位を示し、トラック上に点々と又は島状
に０又は１の他方に相当する第２情報単位（最近、これ
をマークと呼ぶ）が形成される。この場合、マークの有
無、マーク間隔、マークの長さ、マーク形成開始位置
（つまり、マークの前エッジ位置）、マーク形成終了位
置（つまり、マークの後エッジ位置）等が情報を表す。
特にマークのエッジ位置が情報を表す方法はマーク長記
録と呼ばれる。

【０００４】光記録装置は、主として、レーザビーム光
源、該光源からレーザビームを光ディスクに照射する照
射光学系、レーザビーム強度を記録すべき情報に従い変
調する変調手段、並びに光ディスクの回転手段からな
る。光磁気記録装置の場合には、更にビームの照射位置
にバイアス磁界を印加する磁気手段が付加される。光記
録はレーザビームの熱的性質を専ら利用する（ヒートモ
ード）ので、原理的には、レーザビーム強度を相対的に
高い第１レベルと相対的に低い基底レベル（第２レベ
ル）との間でパルス変調すればよく、第１レベルのと
き、マークが形成され、第２レベルのとき、マークは形
成されない。つまり、１つのパルスで１つのマークが形
成される。第２レベルはマークを形成しないので、第２
レベルはゼロでもよい。しかし、マークを形成したいと
き、言い換えれば、マークの前エッジを形成したいと
き、形成直前のディスク温度状態を、常に積極的に一定
温度状態に保っておくことが好ましい。そうしないと、
前エッジ位置が形成直前の温度状態に依存して変動する
ことになる。変動は、高密度で記録しようとすると、障
害となる。そこで、光ディスクを所定の温度Θpre に余
熱してプレヒート状態にしておくことが好ましく、第２
レベルはこのプレヒート状態（温度Θpre ）を保つ強度
Ｐpre とすることが一般的である。温度Θpre は、マー
ク形成直前のディスクの温度が、ビームのピーク温度位
置又はスポット中心位置で記録する情報（データ）パタ
ーンによらず一定の温度であり、Ｐpre は以下の式で示
される。

【０００５】 Θpre ＝Ａ×Ｐpre ×｛１−exp(−∞／τ）｝＋ΘA ・・・式（２） 但し、Ａ（℃／ｍＷ）は、当該ディスクとスポットと記
録線速度によって決定されるレーザビーム強度の熱効率
であり、ΘA （℃）はビームを全く照射していない状態
でのディスク温度である。マークの形成方法の第１は、
単純に１つのパルスで１つのマークを形成する方法であ
る。図１１は、この第１の方法で１つのマークを形成す
る場合のレーザビーム強度の波形図である。図１１に示
すように、マーク形成を開始すべくレーザビーム強度を
基底レベル（第２レベル）Ｐpre から立ち上げ、立ち上
げた強度（第１レベル）ＰW1を半値幅で時間ＴW1維持し
た後、Ｐpre に立ち下げるパルス波形となる。この場合
には、マーク長が長くなったとき、熱蓄積による弊害が
でる。その弊害とは、マーク形成を終了すべくレーザビ
ーム強度をＰpre に立ち下げても、それまでの熱蓄積が
あるので、媒体温度がマーク形成開始温度以下になかな
か下がらない。そのため、マーク長さが不用意に長くな
ってしまったり、マークの幅が不用意に太くなることで
ある。この弊害を「マーク形成の終了位置、つまりマー
クの後エッジ位置の、記録データパターン依存性」と言
う。この依存性は、高密度記録にとって障害になり、デ
ータの弁別性を低下させる。

【０００６】マーク形成方法の第２は、この問題を幾分
か解決するものである。図１２は、この第２の方法で１
つのマークを形成する場合のレーザビーム強度の波形図
である。図１２に示すように、マークを形成すべく、光
記録媒体に照射するレーザビーム強度を、Ｐpre からＰ
pre より高い強度ＰW1へ立ち上げ、ＰW1を時間ＴW1維持
した後ＰW1より低い強度ＰLTに立ち下げ、その後ＰLTと
ＰLTより高い強度ＰW2との間で強度変調させるのであ
る。ＰW2を維持する時間はＴW2、ＰLTとＰW2との間で強
度変調させる際の変調周期はＴp である。この方式は、
本来１つのパルスであるべき波形（図１１参照）が、先
頭の小パルスと１又は２以上の後続の小パルスとからな
る波形となっており、パルストレイン（pulse train ）
方式と呼ばれる。この場合には、マーク形成中の光ディ
スクのレーザビーム照射位置の温度は、一般に、高い温
度付近で上下に変動する。

【０００７】他方、高密度記録の場合、次のマークの開
始位置が、前のマークの終了位置に依存して変動してし
まう問題があった。このことを「マーク形成の開始位
置、つまりマークの前エッジ位置の、記録データパター
ン依存性」と言う。この問題を解決するため、マーク形
成を終了すべくレーザビーム強度を立ち下げるとき、一
旦、Ｐpre より低いＰLBに下げて、時間Ｔoff 後Ｐpre
に立ち上げる光記録方式が提案された。図９、図１０
は、この方式で１つのマークを形成する場合のレーザビ
ーム強度の波形図である。図９は１つのパルスで１つマ
ークを形成する場合であり、図１０はパルストレイン方
式でマークを形成する場合である。この方式では、前の
マーク長さがどんなであっても、次のマーク形成は所定
の位置から開始される。つまり、次のマークにとって
は、前のマークからの熱的影響が遮断されている訳であ
る。このように熱的影響が遮断される条件のことを「熱
遮断条件」と呼び、これはＰpre とＰLBとＴoff で示さ
れる。従来、熱遮断条件は、欧州コンピュータ製造業者
連合（EUROPEAN COMPUTER MANUFACTURERS ASSOCIATION
：ECMAと略す) の規格書 ECMA ／TC31／92／36文書の
第87頁（図１３参照）にも示されているように、ＰLBは
再生時のレーザビーム強度Ｐr 、Ｔoff は書き込みクロ
ック周期（write clock period) Ｔにそれぞれ固定され
ていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来技術
では、高密度記録の場合、使用する光ディスクによっ
て、データの弁別性が不用意に低下するという問題点が
あった。本発明の目的はこの問題点の解決にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らの研究によれ
ば、レーザビーム強度がＰW1又はＰW2から低下し、ＰLB
を経てＰpre になったとき、光ディスクの温度はマーク
形成が可能な高い温度（以下、Θtop とする）から降温
し、やがてプレヒート状態の温度Θpre で一定になる。
この場合に降温プロフィールは２通りある。

【００１０】第１は、Θtop から単調に低下してΘpre
に達し、そのまま横ばい（一定）となる降温プロフィー
ルである。第２は、Θtop から低下し、一旦、Θpre 以
下になり、今度は昇温を始めてΘpre に達し、そのまま
横ばい（一定）となる降温プロフィールである。いずれ
にせよ、光ディスクの温度がΘpre で一定になっていな
いと、次のマーク形成の開始位置、つまりマークの前エ
ッジ位置が所望の通りにならない。いずれの場合にも、
Θtop から低下しΘpre で一定になるまでの時間をＴtc
と呼ぶ。

【００１１】記録密度を高めるべく、Ｔtc時間過ぎる前
に次のマークを形成させると、マークの前エッジ位置が
記録データパターン依存性を持ってしまい、データ弁別
性が低下する。そこで、Ｔtc時間過ぎた後、次のマーク
を形成させることになるが、このＴtcが長いと次のマー
クとの間隔を長くせざるをえないので、記録密度が粗く
なる。

【００１２】このＴtcを短くする条件が熱遮断条件であ
るとも言える。本発明者らは、鋭意研究の結果、前記問
題点の原因が、光ディスクによらず固定された、熱遮断
条件にあり、そのため、光ディスクによっては最適な熱
遮断条件が確立されていないことを突き止めた。図１４
は、パルストレイン及び熱遮断方式でマークを形成した
場合の、各時刻のレーザビームのスポット中心の温度又
は各時刻のピーク温度のグラフである。熱遮断が足りな
いと、図１４に一点鎖線で示す降温プロフィールが得ら
れ、長いＴtcがもたらされる。また、熱遮断が過ぎると
図１４に二点鎖線で示す降温プロフィールが得られ、同
じく長いＴtcがもたらされる。最適な熱遮断条件では、
図１４に実線で示す降温プロフィールが得られ、最短の
Ｔtcがもたらされる。最適な熱遮断条件ではないことに
起因して、より高密度の記録を実施した場合に、前エッ
ジ位置の記録データパターン依存性がでて、データの弁
別性が低下する。

【００１３】本発明者らは、更に研究を進めた結果、光
ディスクごとに最適な熱遮断条件を決定する方法を発明
した。また、決定された熱遮断条件を用いて光記録する
方法、光磁気装置も発明した。即ち、本発明は、第１
に、「光記録媒体に照射するレーザビーム強度を、前記
媒体面上の温度がある一定温度Θpreとなるプレヒート
状態を保つ強度ＰpreからＰpreより高い強度ＰW1へ立ち
上げて前記媒体面上にマークを形成し、その後Ｐpreよ
り低い強度ＰLBに立ち下げ、時間Ｔoff後Ｐpreに立ち上
げる光記録方法であって、 Ｐpre、Ｔoff及びＰLBのう
ちの少なくとも１つを制御することにより、次のマーク
を形成すべく再度ＰW1に立ち上げるまでの時間内に前記
プレヒート状態とすることを特徴とする光記録方法（請
求項１）」を提供する。

【００１４】また、本発明は、第２に、「前記光記録媒
体は熱応答特性が指数関数で近似できることを特徴とす
る請求項１記載の光記録方法（請求項２）」を提供す
る。また、本発明は、第３に、「光記録媒体に照射する
レーザビーム強度を、前記媒体面上の温度がある一定温
度Θpreとなるプレヒート状態を保つ強度ＰpreからＰpr
eより高い強度ＰW1へ立ち上げて前記媒体面上にマーク
を形成し、ＰW1を時間ＴW1維持した後Ｐpreより低い強
度ＰLBに立ち下げ、時間Ｔoff後Ｐpreに立ち上げる光記
録方法であって、 前記各値を下記式（１）を満足する
組合せとして求めることを特徴とする光記録方法（請求
項３）」を提供する。 Ｔoff＝τ×ln[{(ＰW1-ＰLB)-(ＰW1-Ｐpre)×exp(-ＴW1/τ)}÷(Ｐpre-ＰLB)] ・・・・・式（１） （τは前記光記録媒体の熱時定数） また、本発明は、第４に、「前記強度ＰLB をゼロとし
たことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３
記載の光記録方法（請求項４）」を提供する。

【００１５】また、本発明は、第５に、「前記時間Ｔof
fを、書き込みクロック周期Ｔのｍ／ｎ倍（ｍ，ｎは自
然数）又はそれに近い値とすることを特徴とする請求項
１又は請求項２又は請求項３又は請求項４記載の光記録
方法（請求項５）」を提供する。また、本発明は、第６
に、「レーザビームを出射する光源と、 前記レーザビ
ームを光記録媒体に照射する照射手段と、 前記媒体上
の前記レーザビームの照射位置を変化させる移動手段
と、 マークを形成すべく、前記媒体に照射するレーザ
ビーム強度を、前記媒体面上の温度がある一定温度Θpr
eとなるプレヒート状態を保つ強度ＰpreからＰpreより
高い強度ＰW1へ立ち上げ、その後Ｐpreより低い強度ＰL
Bに立ち下げ、時間Ｔoff後Ｐpreに立ち上げる変調手段
と、 次のマークを形成すべく再度ＰW1に立ち上げるま
での時間内に前記プレヒート状態となるように、Ｐpr
e、Ｔoff及びＰLBのうちの少なくとも１つを制御する制
御手段とを備えたことを特徴とする光記録装置（請求項
６）」を提供する。

【００１６】また、本発明は、第７に、「レーザビーム
を出射する光源と、 前記レーザビームを光記録媒体に
照射する照射手段と、 前記記媒体上の前記レーザビー
ムの照射位置を変化させる移動手段と、 マークを形成
すべく、前記媒体に照射するレーザビーム強度を、前記
媒体面上の温度がある一定温度Θpreとなるプレヒート
状態を保つ強度ＰpreからＰpreより高い強度ＰW1へ立ち
上げ、ＰW1を時間ＴW1維持した後Ｐpreより低い強度ＰL
Bに立ち下げ、時間Ｔoff後Ｐpreに立ち上げる変調手段
と、 前記各値を式（１）を満足する組合せとして求め
る条件決定手段とを備えたことを特徴とする光記録装置
（請求項７）」を提供する。

【００１７】また、本発明は、第８に、「前記強度ＰLB
をゼロとしたことを特徴とする請求項６又は請求項７
記載の光記録装置（請求項８）」を提供する。また、本
発明は、第９に、「前記時間Ｔoffを、書き込みクロッ
ク周期Ｔのｍ／ｎ倍（ｍ，ｎは自然数）又はそれに近い
値とすることを特徴とする請求項６又は請求項７又は請
求項８記載の光記録装置（請求項９）」を提供する。

【００１８】また、本発明は、第１０に、「光記録媒体
に照射するレーザビーム強度を、前記媒体面上の温度が
ある一定温度Θpreとなるプレヒート状態を保つ強度Ｐp
reからＰpreより高い強度ＰW1へ立ち上げて前記媒体面
上にマークを形成し、その後Ｐpreより低い強度ＰLBに
立ち下げ、時間Ｔoff後Ｐpreに立ち上げる光記録方法の
条件を決定する方法であって、 次のマークを形成すべ
く再度ＰW1に立ち上げるまでの時間内に前記プレヒート
状態となるような、Ｐpre、Ｔoff及びＰLBの組合せを求
めることを特徴とする光記録の熱遮断条件決定方法（請
求項１０）」を提供する。

【００１９】また、本発明は、第１１に、「光記録媒体
に照射するレーザビーム強度を、前記媒体面上の温度が
ある一定温度Θpreとなるプレヒート状態を保つ強度Ｐp
reからＰpreより高い強度ＰW1へ立ち上げて前記媒体面
上にマークを形成し、ＰW1を時間ＴW1維持した後Ｐpre
より低い強度ＰLBに立ち下げ、時間Ｔoff後Ｐpreに立ち
上げる光記録方法の条件を決定する方法であって、 前
記各値を式（１）を満足する組合せとして求めることを
特徴とする光記録の熱遮断条件決定方法（請求項１
１）」を提供する。

【００２０】また、本発明は、第１２に、「前記強度Ｐ
LB をゼロとしたことを特徴とする請求項１０又は請求
項１１記載の光記録の熱遮断条件決定方法（請求項１
２）」を提供する。また、本発明は、第１３に、「前記
時間Ｔoffを、書き込みクロック周期Ｔのｍ／ｎ倍
（ｍ，ｎは自然数）又はそれに近い値とすることを特徴
とする請求項１０又は請求項１１又は請求項１２記載の
光記録の熱遮断条件決定方法（請求項１３）」を提供す
る。

【００２１】また、本発明は、第１４に、「光記録媒体
に照射するレーザビーム強度を、前記媒体面上の温度が
ある一定温度Θpreとなるプレヒート状態を保つ強度Ｐp
reからＰpreより高い強度ＰW1へ立ち上げて前記媒体面
上にマークを形成し、その後Ｐpreより低い強度ＰLBに
立ち下げ、時間Ｔoff後Ｐpreに立ち上げる光記録方法の
条件を決定する装置であって、 次のマークを形成すべ
く再度ＰW1に立ち上げるまでの時間内に前記プレヒート
状態となるような、Ｐpre、Ｔoff及びＰLBの組合せを求
める演算部と、 前記演算部で求められた値を出力する
出力部とを備えたことを特徴とする光記録の熱遮断条件
決定装置（請求項１４）」を提供する。

【００２２】また、本発明は、第１５に、「光記録媒体
に照射するレーザビーム強度を、前記媒体面上の温度が
ある一定温度Θpreとなるプレヒート状態を保つ強度Ｐp
reからＰpreより高い強度ＰW1へ立ち上げて前記媒体面
上にマークを形成し、ＰW1を時間ＴW1維持した後Ｐpre
より低い強度ＰLBに立ち下げ、時間Ｔoff後Ｐpreに立ち
上げる光記録方法の条件を決定する装置であって、 前
記各値を式（１）を満足する組合せとして求める演算部
と、 前記演算部で算出された値を出力する出力部とを
備えたことを特徴とする光記録の熱遮断条件決定装置
（請求項１５）」を提供する。

【００２３】また、本発明は、第１６に、「前記強度Ｐ
LB をゼロとしたことを特徴とする請求項１４又は請求
項１５記載の光記録の熱遮断条件決定装置（請求項１
６）」を提供する。また、本発明は、第１７に、「前記
時間Ｔoffを、書き込みクロック周期Ｔのｍ／ｎ倍
（ｍ，ｎは自然数）又はそれに近い値とすることを特徴
とする請求項１４又は請求項１５又は請求項１６記載の
光記録の熱遮断条件決定装置（請求項１７）」を提供す
る。

【００２４】

【作用】まず、熱時定数τについて説明する。図３は、
記録すべきデータ信号のパターン（波形）の一例（図３
(1)）、そのときのレーザビームの発光及び消光を示す
チャート（光源へ入力する電力のチャート）（図３
(2)）、そのときのディスクの温度プロフィール（昇温
プロフィール）（図３(3)）、及び形成されるマークの
関係を示す説明図（図３(4)）である。

【００２５】光ディスクに対し、記録用レーザビーム
（パルス）を用いて光記録を行なう場合、熱拡散の立場
から光ディスクを見ると、断熱的ディスクと熱拡散的デ
ィスクの２種存在する。レーザビームをデータ信号（図
３(1)）に従い、図３(2) に示すように、消光から発光
へとステップ関数的（矩形波のように）に立ち上げると
する。断熱的ディスクは、熱拡散的ディスクに比べて熱
がこもり易いため、レーザビームの単位強度当たりの昇
温［℃／ｍＷ］、すなわち、式（２）に於けるＡが大き
い。つまり、同一の強度で長時間照射した場合、温度が
飽和するレベルは、断熱的ディスクの方が高い。一方、
断熱的ディスクは、昇温プロフィール又は温度プロフィ
ール〔instantaneous (elevated) temperature profil
e 〕が飽和に達するまでの所要時間が、熱拡散的ディス
クに比べて長い。図４は、温度が飽和に達するまでの所
要時間（ｔsat ）を示す温度プロフィールのグラフであ
る。すなわち、断熱的ディスクは、図４におけるｔsat
が、熱拡散的ディスクに比べて長い。このことは、土瓶
は鉄瓶よりも熱し難く冷め難いと考えれば、分かりやす
い。熱時定数τは、このｔsat に対応する。すなわち、
ｔsat の長いディスクはτが大きいといえる。

【００２６】本発明者の一人は、鋭意研究の結果、先に
光ディスクそれ自体を測定することによって、ディスク
の熱時定数を測定する方法を発明した。次にこの測定方
法を説明する。 ＜熱時定数の測定方法＞被測定物である光ディスクと、
測定ツール（測定手段）である光ディスク評価用の光記
録／再生装置（以下、評価用ドライブとも言う）を用意
する。レーザビームは、N.A.＝ 0.55 、波長＝ 830 nm
であり、立ち上がり時間と立ち下がり時間は共に約 5ns
ecである。評価用ドライブに光ディスクをセットし、デ
ィスクのトラックが測定線速度（Ｖ＝11.3 ｍ／sec ）
となるようにディスクを回転させる。次に評価用ドライ
ブのレーザビームのスポットをトラック上にサーボオン
させる。つまり、フォーカシングとトラッキングのサー
ボ装置を作動させる。そして、レーザビームをパルス変
調する。レーザビームの照射によりディスクの温度は上
昇するが、パルス変調は、各パルスの加熱による熱が干
渉し合わないと見なせるに十分な時間間隔が開くような
デュティ・サイクル（duty cycle）とする。そして、様
々なパルス時間長（pulse dulation time ；以下、P.D.
T.と略す）を持つパルスをディスクに照射し、各P.D.T.
毎の「ディスクに記録を行うことのできる最小パワー
（Ｐth ）」を求める。図５は、パルス時間長（P.D.
T.）を説明する波形図である。時間P.D.Tの間、「ディ
スクに記録を行うことのできる最小パワー（Ｐth ）」
でレーザビームのパルスをディスクに照射することを示
している。図６は、Ｐth を縦軸、P.D.T.を横軸にデー
タをプロットしたグラフである。図６に示すように、Ｐ
th はP.D.T.が長くなるにつれて低下し、ある一定のレ
ベルＰ0に収束する。

【００２７】次に、図７に示す如くに、Ｐth をＰ0で規
格化した値の逆数、すなわち、Ｐ0／Ｐth を縦軸、P.D.
T.を横軸にデータをプロットする。これは、レーザビー
ムをディスクに照射した場合の、昇温時の熱応答関数の
グラフを表す。また、図８に示す如くに、縦軸に１−Ｐ
0／Ｐth をとれば、レーザビームをＯＦＦした時の、降
温時の熱応答関数のグラフを表す。図８の熱応答関数が
指数関数 exp(−ｔ／τ)に近似できるとき、前記τは測
定した光ディスクの、測定した線速度（Ｖ）での、測定
したレーザビームによる昇温降温の熱時定数を表す。

【００２８】従来の固定された熱遮断条件（ＰLB＝Ｐr
、Ｔoff ＝Ｔ）では、図１４に示したＴtcを最短にす
る最適条件が得られないため、プレヒート状態が定状状
態に達する所要時間が大きい。特に熱時定数τが大きい
ディスクの場合、その影響が顕著であり、そのため、次
のマーク形成位置が前のマークに依存する傾向が強かっ
た。しかし、本発明に従いτを下記（１）に代入して決
定された熱遮断条件を用いれば、図１４に示したＴtcが
そのＰLBで最小になる。 Ｔoff＝τ×ln[{(ＰW1-ＰLB)-(ＰW1-Ｐpre)×exp(-ＴW1/τ)}÷(Ｐpre-ＰLB)] ・・・・・（１） （τは前記光記録媒体の熱時定数） このことは本発明者らが初めて見いだした。そのため、
決定された熱遮断条件を用いれば、高密度記録時でも、
次のマーク形成位置（換言すれば、マークの前エッジ位
置）が、前のマークによらず常に所定の位置となる。こ
のことは、記録データパターン依存性がなくなり、高密
度記録が正確に行えること、データの弁別性の不用意な
低下がなくなることを意味する。

【００２９】更に、本発明者らは、式（１）でＰLBをゼ
ロにした熱遮断条件のとき、図１４に示したＴtcが、絶
対値として最小になることを見いだした。従って、ＰLB
はゼロとすることが好ましい。また、Ｔoff は、書き込
みクロック周期（write clock period）Ｔのｍ／ｎ倍
（ｍ，ｎは自然数）又はそれに近い値とすることが好ま
しい。

【００３０】本発明は、特にＶ＝11.3ｍ／sec での熱時
定数τが30nsec以上の光ディスクに有用である。また、
本発明は、τ＞Ｔの光ディスクに有用である。ところ
で、式（１）の熱遮断条件は、ディスクの熱応答特性が
単純な指数関数exp(−ｔ／τ) で近似できる場合につい
てのみ適用できる。単純な指数関数で近似できない場合
は、熱応答関数を時間の関数ｆ(ｔ)とおいて、次のよう
に考える。

【００３１】Ｔoff 時間熱遮断を施し、再度Ｐpre に立
ち上げたときの時刻をｔ＝０として、そのときのディス
クの温度（温度はレーザビームの強度に比例するので、
以後強度の時間関数として表す）をＦ0 とおくと、Ｆ0
は以下のように表せる。 Ｆ0 ＝Ｐpre・ｆ(ＴW1+Ｔoff)＋ＰW1・｛ｆ(Ｔoff)−ｆ(ＴW1+Ｔoff)｝ ＋ＰLB・｛１−ｆ(Ｔoff)｝ また、ｔ＝ｎｘ（ｘは任意）時間後のディスク温度Ｆnx
は、以下のようになる。

【００３２】 Ｆnx＝Ｐpre・ｆ(ＴW1+Ｔoff+ｎｘ) ＋ＰW1・｛ｆ(Ｔoff+ｎｘ)−ｆ(ＴW1+Ｔoff+ｎｘ)｝ ＋ＰLB・｛ｆ(ｎｘ)−ｆ(Ｔoff+ｎｘ)｝＋Ｐpre・｛１−ｆ(ｎｘ)｝ 熱遮断後のディスク温度が一定となるための条件は Ｆ0
＝Ｆ1x＝Ｆ2x＝・・・・Ｆnxである。即ち、Ｆnx＝Ｆ(n+1)x
（ｎ＝0,1,2,・・・・）として式を立てると、下記式（３）
となる。

【００３３】 Ｐpre・［ｆ{ＴW1+Ｔoff+(n+1)ｘ}−ｆ(ＴW1+Ｔoff+ｎｘ) −ｆ{(n+1)ｘ}＋ｆ(ｎｘ)］ ＋ＰW1・［ｆ{Ｔoff+(n+1)ｘ}−ｆ{ＴW1+Ｔoff+(n+1)ｘ} −ｆ(Ｔoff+ｎｘ)＋ｆ(ＴW1+Ｔoff+ｎｘ)］ ＋ＰLB・［ｆ{(n+1)ｘ}−ｆ{Ｔoff+(n+1)ｘ} −ｆ(ｎｘ)＋ｆ(Ｔoff+ｎｘ)］ ＝０ ・・・（３） 式（３）はこれ以上解けない。そこでｆ(ｔ)が以下の条
件を満たすと仮定する。

【００３４】 ｆ(ａ)・ｆ(ｂ)＝ｆ(ａ＋ｂ)，ｆ(ａ)／ｆ(ｂ)＝ｆ(ａ−ｂ) ・・・（４） すると式（３）はさらに分解できて、以下の式となる。 ｆ(ｎｘ)｛ｆ(ｘ)−１｝［ｆ(Ｔoff)・｛（ＰW1−ＰLB） −（ＰW1−Ｐpre）・ｆ(ＴW1)｝−（Ｐpre−ＰLB）］＝０ ・・・（５） ｆ(ｘ)−１≠０であることは明らかである。したがっ
て、式（５）において、 ｆ(Ｔoff)・｛（ＰW1−ＰLB）−（ＰW1−Ｐpre）・ｆ(ＴW1)｝ −（Ｐpre−ＰLB）＝０ とすれば、任意のｎについて Ｆnx＝Ｆ(n+1)x が成り立
つ条件が決まる。即ちその条件は、 ｆ(Ｔoff)＝（Ｐpre−ＰLB） ／｛（ＰW1−ＰLB）−（ＰW1−Ｐpre）・ｆ(ＴW1)｝・・・（６） 式（６）は、熱遮断の条件式（１）において、exp(−ｔ
／τ)＝ｆ(ｔ) とした形と等しくなる。

【００３５】以上のことから、熱応答関数ｆ(ｔ)が式
（４）の条件を満たすとき、熱遮断後のディスク温度が
一定となる条件が決定できる。熱応答関数ｆ(ｔ)が式
（４）の条件を満たさない場合は、ディスク温度が一定
となる条件が決定できないので、ＦA をＦ0 〜Ｆnxの平
均として、

【００３６】

【数１】

【００３７】を最小とする条件を探すことになる。以
下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本
発明はこれに限られるものではない。

【００３８】

【実施例】図１は、本実施例にかかる光磁気記録装置の
主要な構成を示す概念図である。この装置は再生装置を
兼用しており、主として、光磁気記録媒体Ｄを回転させ
るモータ（回転手段６）、レーザビーム光源２、レーザ
ビームの強度を、記録すべき２値化情報に従い、高レベ
ルと低レベルとの間でパルス変調する光源駆動回路１、
記録磁界印加手段（永久磁石１１）、パルス波形整形回
路１０、及び条件決定手段１２からなる。ここでは、パ
ルス波形整形回路１０は、パルス波形を、図２（後述）
に示すような波形に整形する。

【００３９】条件決定手段１２は、式（１）に基づいて
各値（Ｐpre、ＰW1、ＰLB、ＴW1、Ｔoff）の組合わせを
決定する演算部と、決定された値を出力する出力部を備
えている。演算部では、式（１）に基づいて各値を決定
する。そして、決定された値を出力部から出力する。パ
ルス波形整形回路１０では、この出力値に基づいてパル
ス波形を整形する。

【００４０】媒体Ｄとして、光磁気ディスクをセットす
る。回転手段６で媒体Ｄを回転させ、媒体Ｄのトラック
の線速度が所定値となるようにする。光源２からのレー
ザビームのスポットをトラック上にサーボオンさせる。
つまり、フォーカシングとトラッキングのサーボ装置
（不図示）を作動させる。そして、光源２から出射され
るレーザビームを、光源駆動回路１により記録すべき２
値化情報に従いパルス変調する。光源２から出射したビ
ームは、コリメータレンズ３を通って平行にされた後、
ビームスプリッタ４で反射される。反射されたビーム
は、対物レンズ５で集光され、媒体Ｄ上に焦点を結ぶ。
記録は、これで基本的に終わりである。

【００４１】再生の場合は、強度変調をしないＤＣ点灯
のレーザビームを記録時と同様に媒体Ｄに照射する。そ
して、媒体から反射された光を対物レンズ５を通してビ
ームスプリッタ４に入射させ、そこを透過した光を集光
レンズ７で集光した上で、ディテクタ９に入射させる。
このとき、集光レンズ７とディテクタ９との間に置いた
アナライザ（偏光子）を通して、偏光面の回転状況を光
の強度変化に変換する。これにより、偏光面の回転とし
て読みとった媒体Ｄの記録情報を光の強度変化に変換す
る。光の強度変化は、ディテクタ９で電気信号の強弱に
変換される。これが再生である。

【００４２】上記のような装置において、作用の項で説
明したτの測定法でτ＝55nsec（Ｖ＝11.3ｍ／sec ）を
有する光磁気ディスクを用意した。全面初期化の後、こ
の光磁気ディスクを測定線速度：Ｖ＝11.3ｍ／sec で回
転させ、これに対し、N.A.＝0.55 、波長＝830nm 、レ
ーザパルスの立ち上がり、立ち下がり時間が共に約 5ns
ec である記録再生用レーザビームを用い、次の条件で
２／３（１，７） R.L.L., 0.56 μｍ／bit,Ｔ（write
clock period）＝ 33 nsecの NRZI マーク長記録用ラン
ダム信号を記録した。パルス波形は、図２に示すよう
な、パルストレイン方式及び熱遮断方式を使用した。マ
ークの種類は２Ｔマーク〜８Ｔマークの７種である。図
２は、２Ｔマーク〜８Ｔマークを形成する場合のレーザ
ビーム強度の波形図である。ここで、ｎＴマークとは、
記録されたマークを再生した際に、そのマークに対応す
る再生パルスの幅がクロック周期Ｔのｎ倍（例えば２Ｔ
マークの場合は２倍）になるようなマークを示す。

【００４３】パルストレイン条件は、ＰW1＝11ｍＷ、Ｔ
p ＝33nsec（＝Ｔ）、ＴW1＝50nsec（＝Ｔ×３／２）、
ＰLT＝Ｐpre 、後続パルスの半値幅ＴW2＝16.5nsec（＝
Ｔ×１／２）、ＰW2＝11.2ｍＷ（マーク形成の終了位
置、つまりマークの後エッジ位置の、記録データパター
ン依存性が最小になる値）とした。 ［実施例１］ＰLB及びＴoff を、ＰLB＝Ｐr ＝1.5 ｍ
Ｗ、Ｔoff ＝33nsec（＝Ｔ）に固定した。

【００４４】その後Ｐpre を種々に変えて記録を行い、
再生レーザビーム強度Ｐr ＝1.5 ｍＷで再生して、「マ
ーク形成の開始位置、つまりマークの前エッジ位置の、
記録データパターン依存性」を測定したところ、Ｐpre
＝5.5 ｍＷで該依存性が最小となった。 ［実施例２］ＰLB及びＴoff を、ＰLB＝0 ｍＷ、Ｔoff
＝33nsec（＝Ｔ）に固定した。

【００４５】その後Ｐpre を種々に変えて記録を行い、
再生レーザビーム強度Ｐr ＝1.5 ｍＷで再生して、「マ
ーク形成の開始位置、つまりマークの前エッジ位置の、
記録データパターン依存性」を測定したところ、Ｐpre
＝4.6 ｍＷで該依存性が最小となった。 ［実施例３］ＰLB及びＰpre を、ＰLB＝Ｐr ＝1.5 ｍ
Ｗ、Ｐpre ＝4.2 ｍＷに固定した。

【００４６】その後Ｔoff を種々に変えて記録を行い、
再生レーザビーム強度Ｐr ＝1.5 ｍＷで再生して、「マ
ーク形成の開始位置、つまりマークの前エッジ位置の、
記録データパターン依存性」を測定したところ、Ｔoff
＝50nsecで該依存性が最小となった。 ［実施例４］ＰLB及びＰpre を、ＰLB＝Ｐr ＝1.5 ｍ
Ｗ、Ｐpre ＝4.2 ｍＷに固定した。

【００４７】また、Ｔoff を式（１）から算出したとこ
ろ、Ｔoff ＝50nsecとなった。この値は「マーク形成の
開始位置、つまりマークの前エッジ位置の、記録データ
パターン依存性」が最小となる値、すなわち［実施例
３］で得られた値と等しかった。

【００４８】

【比較例】Ｔoff ＝33nsec（＝Ｔ）とした以外は［実施
例３］の条件と全く同様に記録し、再生した。その結果
は、２Ｔインターバル（前のマークと後のマークとの間
隔）後の次のマークの前エッジ位置が、３Ｔインターバ
ル〜８Ｔインターバル後の次のマークの前エッジ位置に
比べて、約１nsec、手前にズレていた。「マーク形成の
開始位置、つまりマークの前エッジ位置の、記録データ
パターン依存性」がまだ残っていた。Ｔtcが２Ｔインタ
ーバルより大きいものと思われる。

【００４９】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、光ディス
クに最適な熱遮断条件が求められるので、これを使用し
て光記録した場合、どんな光ディスクでも常に「マーク
形成の開始位置、つまりマークの前エッジ位置の、記録
データパターン依存性」が解消される。その結果、常に
高密度で記録でき、それでいてデータの弁別性の低下が
常に避けられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる光磁気記録装置の主要
な構成を示す概念図。

【図２】実施例に使用した、２Ｔマーク〜８Ｔマークを
形成する場合のレーザビーム強度の波形図。

【図３】記録すべきデータ信号のパターン（波形）の一
例、そのときのレーザビームの発光及び消光を示すチャ
ート（光源へ入力する電力のチャート）、そのときのデ
ィスクの温度プロフィール（昇温プロフィール）及び形
成されるマークの関係を示す説明図。

【図４】温度が飽和に達するまでの所要時間（ｔsat ）
を示す温度プロフィールのグラフ。

【図５】パルス時間長（P.D.T.）を説明する波形図。

【図６】Pth を縦軸、P.D.T.を横軸にデータをプロット
したグラフ。

【図７】P0／Pth を縦軸、P.D.T.を横軸にデータをプロ
ットしたグラフ（ディスクの昇温プロフィールを表
す）。

【図８】１−P0／Pth を縦軸、P.D.T.を横軸にデータを
プロットしたグラフ（ディスクの降温プロフィールを表
す）。

【図９】熱遮断を用いて１つのマークを形成する場合の
レーザビーム強度の波形図。

【図１０】熱遮断を用い、かつパルストレイン方式で１
つのマークを形成する場合のレーザビーム強度の波形
図。

【図１１】従来の方式で１つのマークを形成する場合の
レーザビーム強度の波形図。

【図１２】パルストレイン方式で１つのマークを形成す
る場合のレーザビーム強度の波形図。

【図１３】規格書 ECMA ／TC31／92／36文書の第87頁に
記載された波形図。

【図１４】パルストレイン及び熱遮断方式でマークを形
成した場合の、各時刻のレーザビームのスポット中心の
温度又は各時刻のピーク温度のグラフ。

【符号の説明】

１；光源駆動回路 ２；レーザビーム光源 ３；コリメータレンズ ４；ビームスプリッタ ５；対物レンズ ６；モータ（回転手段） ７；集光レンズ ８；アナライザ（偏光子） ９；ディテクタ １０；パルス波形整形回路 １１；記録磁界印加手段（永久磁石） １２；条件決定手段 Ｄ；記録媒体

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光記録媒体に照射するレーザビーム強度
   を、前記媒体面上の温度がある一定温度Θpreとなるプ
   レヒート状態を保つ強度ＰpreからＰpreより高い強度Ｐ
   W1へ立ち上げて前記媒体面上にマークを形成し、その後
   Ｐpreより低い強度ＰLBに立ち下げ、時間Ｔoff後Ｐpre
   に立ち上げる光記録方法であって、 Ｐpre、Ｔoff及びＰLBのうちの少なくとも１つを制御す
   ることにより、次のマークを形成すべく再度ＰW1に立ち
   上げるまでの時間内に前記プレヒート状態とすることを
   特徴とする光記録方法。
2. 【請求項２】前記光記録媒体は熱応答特性が指数関数で
   近似できることを特徴とする請求項１記載の光記録方
   法。
3. 【請求項３】光記録媒体に照射するレーザビーム強度
   を、前記媒体面上の温度がある一定温度Θpreとなるプ
   レヒート状態を保つ強度ＰpreからＰpreより高い強度Ｐ
   W1へ立ち上げて前記媒体面上にマークを形成し、ＰW1を
   時間ＴW1維持した後Ｐpreより低い強度ＰLBに立ち下
   げ、時間Ｔoff後Ｐpreに立ち上げる光記録方法であっ
   て、 前記各値を下記式（１）を満足する組合せとして求める
   ことを特徴とする光記録方法。 Ｔoff＝τ×ln[{(ＰW1-ＰLB)-(ＰW1-Ｐpre)×exp(-ＴW1/τ)}÷(Ｐpre-ＰLB)] ・・・・・式（１） （τは前記光記録媒体の熱時定数）
4. 【請求項４】前記強度ＰLB をゼロとしたことを特徴と
   する請求項１又は請求項２又は請求項３記載の光記録方
   法。
5. 【請求項５】前記時間Ｔoffを、書き込みクロック周期
   Ｔのｍ／ｎ倍（ｍ，ｎは自然数）又はそれに近い値とす
   ることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３
   又は請求項４記載の光記録方法。
6. 【請求項６】レーザビームを出射する光源と、 前記レーザビームを光記録媒体に照射する照射手段と、 前記媒体上の前記レーザビームの照射位置を変化させる
   移動手段と、 マークを形成すべく、前記媒体に照射するレーザビーム
   強度を、前記媒体面上の温度がある一定温度Θpreとな
   るプレヒート状態を保つ強度ＰpreからＰpreより高い強
   度ＰW1へ立ち上げ、その後Ｐpreより低い強度ＰLBに立
   ち下げ、時間Ｔoff後Ｐpreに立ち上げる変調手段と、 次のマークを形成すべく再度ＰW1に立ち上げるまでの時
   間内に前記プレヒート状態となるように、Ｐpre、Ｔoff
   及びＰLBのうちの少なくとも１つを制御する制御手段と
   を備えたことを特徴とする光記録装置。
7. 【請求項７】レーザビームを出射する光源と、 前記レーザビームを光記録媒体に照射する照射手段と、 前記記媒体上の前記レーザビームの照射位置を変化させ
   る移動手段と、 マークを形成すべく、前記媒体に照射するレーザビーム
   強度を、前記媒体面上の温度がある一定温度Θpreとな
   るプレヒート状態を保つ強度ＰpreからＰpreより高い強
   度ＰW1へ立ち上げ、ＰW1を時間ＴW1維持した後Ｐpreよ
   り低い強度ＰLBに立ち下げ、時間Ｔoff後Ｐpreに立ち上
   げる変調手段と、 前記各値を下記式（１）を満足する組合せとして求める
   条件決定手段とを備えたことを特徴とする光記録装置。 Ｔoff＝τ×ln[{(ＰW1-ＰLB)-(ＰW1-Ｐpre)×exp(-ＴW1/τ)}÷(Ｐpre-ＰLB)] ・・・・・式（１） （τは前記光記録媒体の熱時定数）
8. 【請求項８】前記強度ＰLB をゼロとしたことを特徴と
   する請求項６又は請求項７記載の光記録装置。
9. 【請求項９】前記時間Ｔoffを、書き込みクロック周期
   Ｔのｍ／ｎ倍（ｍ，ｎは自然数）又はそれに近い値とす
   ることを特徴とする請求項６又は請求項７又は請求項８
   記載の光記録装置。
10. 【請求項１０】光記録媒体に照射するレーザビーム強度
    を、前記媒体面上の温度がある一定温度Θpreとなるプ
    レヒート状態を保つ強度ＰpreからＰpreより高い強度Ｐ
    W1へ立ち上げて前記媒体面上にマークを形成し、その後
    Ｐpreより低い強度ＰLBに立ち下げ、時間Ｔoff後Ｐpre
    に立ち上げる光記録方法の条件を決定する方法であっ
    て、 次のマークを形成すべく再度ＰW1に立ち上げるまでの時
    間内に前記プレヒート状態となるような、Ｐpre、Ｔoff
    及びＰLBの組合せを求めることを特徴とする光記録の熱
    遮断条件決定方法。
11. 【請求項１１】光記録媒体に照射するレーザビーム強度
    を、前記媒体面上の温度がある一定温度Θpreとなるプ
    レヒート状態を保つ強度ＰpreからＰpreより高い強度Ｐ
    W1へ立ち上げて前記媒体面上にマークを形成し、ＰW1を
    時間ＴW1維持した後Ｐpreより低い強度ＰLBに立ち下
    げ、時間Ｔoff後Ｐpreに立ち上げる光記録方法の条件を
    決定する方法であって、 前記各値を下記式（１）を満足する組合せとして求める
    ことを特徴とする光記録の熱遮断条件決定方法。 Ｔoff＝τ×ln[{(ＰW1-ＰLB)-(ＰW1-Ｐpre)×exp(-ＴW1/τ)}÷(Ｐpre-ＰLB)] ・・・・・式（１） （τは前記光記録媒体の熱時定数）
12. 【請求項１２】前記強度ＰLB をゼロとしたことを特徴
    とする請求項１０又は請求項１１記載の光記録の熱遮断
    条件決定方法。
13. 【請求項１３】前記時間Ｔoffを、書き込みクロック周
    期Ｔのｍ／ｎ倍（ｍ，ｎは自然数）又はそれに近い値と
    することを特徴とする請求項１０又は請求項１１又は請
    求項１２記載の光記録の熱遮断条件決定方法。
14. 【請求項１４】光記録媒体に照射するレーザビーム強度
    を、前記媒体面上の温度がある一定温度Θpreとなるプ
    レヒート状態を保つ強度ＰpreからＰpreより高い強度Ｐ
    W1へ立ち上げて前記媒体面上にマークを形成し、その後
    Ｐpreより低い強度ＰLBに立ち下げ、時間Ｔoff後Ｐpre
    に立ち上げる光記録方法の条件を決定する装置であっ
    て、 次のマークを形成すべく再度ＰW1に立ち上げるまでの時
    間内に前記プレヒート状態となるような、Ｐpre、Ｔoff
    及びＰLBの組合せを求める演算部と、 前記演算部で求められた値を出力する出力部とを備えた
    ことを特徴とする光記録の熱遮断条件決定装置。
15. 【請求項１５】光記録媒体に照射するレーザビーム強度
    を、前記媒体面上の温度がある一定温度Θpreとなるプ
    レヒート状態を保つ強度ＰpreからＰpreより高い強度Ｐ
    W1へ立ち上げて前記媒体面上にマークを形成し、ＰW1を
    時間ＴW1維持した後Ｐpreより低い強度ＰLBに立ち下
    げ、時間Ｔoff後Ｐpreに立ち上げる光記録方法の条件を
    決定する装置であって、 前記各値を下記式（１）を満足する組合せとして求める
    演算部と、 前記演算部で算出された値を出力する出力部とを備えた
    ことを特徴とする光記録の熱遮断条件決定装置。 Ｔoff＝τ×ln[{(ＰW1-ＰLB)-(ＰW1-Ｐpre)×exp(-ＴW1/τ)}÷(Ｐpre-ＰLB)] ・・・・・式（１） （τは前記光記録媒体の熱時定数）
16. 【請求項１６】前記強度ＰLB をゼロとしたことを特徴
    とする請求項１４又は請求項１５記載の光記録の熱遮断
    条件決定装置。
17. 【請求項１７】前記時間Ｔoffを、書き込みクロック周
    期Ｔのｍ／ｎ倍（ｍ，ｎは自然数）又はそれに近い値と
    することを特徴とする請求項１４又は請求項１５又は請
    求項１６記載の光記録の熱遮断条件決定装置。