光記録再生方法、光記録再生装置
【課題】相変化型の記録層を４層以上有する多層光記録媒体に対して、効率的に情報を消去できるようにする。
【解決手段】第１波長の第１ビーム１７０を単一トラックに照射して情報の記録・再生を行う記録再生光学系１００と、第１波長より長い第２波長の第２ビーム２７０を複数トラックに跨るように照射して情報を消去する消去光学系２００とを用い、記録再生光学系１００の第１ビームを記録層１４に照射してフォーカス信号を引き込むようにし、このフォーカス信号を利用して、消去光学系２００の第２ビーム２７０を消去対象となる記録層１４にフォーカスさせて、この第２ビーム２７０により複数トラックの情報を同時に消去していくようにした。
【解決手段】第１波長の第１ビーム１７０を単一トラックに照射して情報の記録・再生を行う記録再生光学系１００と、第１波長より長い第２波長の第２ビーム２７０を複数トラックに跨るように照射して情報を消去する消去光学系２００とを用い、記録再生光学系１００の第１ビームを記録層１４に照射してフォーカス信号を引き込むようにし、このフォーカス信号を利用して、消去光学系２００の第２ビーム２７０を消去対象となる記録層１４にフォーカスさせて、この第２ビーム２７０により複数トラックの情報を同時に消去していくようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、書換可能な相変化型記録層を複数備えた多層光記録媒体に対する光記録再生方法及び光記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディジタル動画コンテンツの視聴や、ディジタルデータの記録のために、ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ：ＢＤなどの光記録媒体が広く利用されている。この中でも、次世代型ＤＶＤ規格の一つとされるＢＤは、記録再生に用いるレーザー光の波長を４０５ｎｍと短くし、対物レンズの開口数を０．８５に設定される。ＢＤ規格に対応した光記録媒体側は、０．３２μｍのピッチでトラックを形成することで、光記録媒体の１つの記録層に対して２５ＧＢ以上の記録再生を可能にしている。
【０００３】
光記録媒体には、その記録方式として追記型光記録媒体と書換型光記録媒体がある。追記型光記録媒体は、その記録層に情報を１度だけ書き込むことができるタイプの光記録媒体であり、書換型光記録媒体は、その記録層に情報を繰り返し書き込むことができるタイプの光記録媒体である。書換型光記録媒体として、たとえば、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋／−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ−ＲＥなどの規格がある。
【０００４】
特許文献１には、書換型の記録層に記録された情報をより確実に消去する、いわゆる疑似オーバーライト技術が提案されている。この疑似オーバーライト技術は、記録再生用ビームよりも長い波長となる消去用ビームを用意し、この消去用ビームを複数のビームに分割して記録直前のトラックに照射する。即ち、記録直前のトラックに対して複数回の消去作業を行うようにすることで、消去率を高めるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】登録３００６８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、動画やデータの容量は今後益々増大することが予想される。従って、書換型光記録媒体においても、記録層を多層化することで記録容量を増大させる方法が検討されている。
【０００７】
書換型光記録媒体において記録層を多層化する場合、光入射面から一番奥の記録層（Ｌ０記録層）を除いた手前側の記録層は、高い透過率を持たなければならない。そのためには、金属材料からなる相変化記録膜及び反射膜を薄膜化する必要がある。しかし、これらの膜厚を薄くするほど、相変化型記録膜の結晶化スピードが低下し、消去率が悪化する。
【０００８】
本発明者らの未公知の研究では、光記録媒体において相変化型の記録層を４層以上に多層化する場合、反射膜や相変化記録膜の膜厚が一層薄くなるので、従来のいわゆる疑似オーバーライト技術を採用しようとすると、例えば３０回以上の消去作業が必要となり、実現が困難になるという問題があった。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、相変化型の記録層を４層以上有する多層光記録媒体に対して、書換の確実性の向上と、書換効率の向上を合理的に両立させることが出来る記録再生方法、及び記録再生装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らの鋭意研究によって、上記目的は以下の手段によって達成される。
【００１１】
即ち、上記目的を達成する本発明は、４層以上となる相変化型の記録層を有する多層光記録媒体に対して情報を記録再生する記録再生方法であって、第１波長の第１ビームを単一トラックに照射して情報の記録・再生を行う記録再生光学系と、前記第１波長より長い第２波長の第２ビームを複数トラックに跨るように照射して情報を消去する消去光学系とを用い、前記記録再生光学系の第１ビームを前記記録層に照射してフォーカス信号を引き込む信号取得ステップと、該フォーカス信号を利用して、前記消去光学系の前記第２ビームを消去対象となる前記記録層にフォーカスさせて、該第２ビームにより前記複数トラックの情報を同時に消去する消去ステップと、を有することを特徴とする記録再生方法である。
【００１２】
上記目的を達成する記録再生方法は、上記発明において、前記消去ステップでは、前記消去光学系のトラッキングを行わないことを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成する記録再生方法は、上記発明において、前記消去ステップでは、消去中における前記記録再生光学系の前記フォーカス信号を利用して、前記消去光学系の前記第２ビームを常にフォーカス制御することを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成する記録再生方法は、上記発明において、前記信号取得ステップでは、前記記録再生光学系の前記フォーカス信号を利用して、光入射面から消去対象となる前記記録層までの距離Ｔを算出し、前記消去ステップでは、前記消去光学系の前記第２ビームを利用して前記光入射面を検出し、且つ、前記信号取得ステップにおける前記距離Ｔを利用して、前記消去対象となる前記記録層に該第２ビームをフォーカスさせることを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成する記録再生方法は、上記発明において、前記記録再生光学系の前記第１波長をλ１、対物レンズの開口数をＮＡ１、前記消去光学系の前記第２波長をλ２、対物レンズの開口数をＮＡ２とした際に、前記記録再生光学系の前記第１ビームのスポット径λ１／ＮＡ１は、前記多層光記録媒体の前記記録層のトラックピッチＬとの関係で、λ１／ＮＡ１≦２Ｌを満たすようになっており、前記消去光学系の前記第２ビームのスポット径λ２／ＮＡ２は、前記多層光記録媒体の前記記録層のトラックピッチＬとの関係で、λ１／ＮＡ１≧３Ｌを満たすことを特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成する記録再生方法は、上記発明において、前記記録再生光学系の前記第１波長をλ１、前記消去光学系の前記第２波長をλ２とした際に、０．４３≦λ１／λ２≦０．６０を満たすことを特徴とする。このように、比率λ１／λ２を０．４３以上にすることで、記録再生光学系と消去光学系のコマ収差の影響の差を小さくすることができる。同様に、光記録媒体の傾斜に対して、記録再生光学系と消去光学系のビームスポットの歪みの差も小さくすることができる。この結果、記録再生光学系と消去光学系における各フォーカス信号への影響度合いを互いに近似させることができるので、第１ビームのフォーカス信号を用いて、第２ビームのフォーカス制御を行う際も、オフセット量を抑制することができる。従って、第２ビームがデフォーカス状態になることを回避でき、所望の消去特性を得ることができる。例えば、λ１／λ２の比の値が小さくなりすぎる（λ１とλ２の差が大きくなりすぎる）と、第２ビームがデフォーカス状態になり易く、十分な消去特性が得られ難くなる。
【００１７】
また、この比率λ１／λ２を０．６０以下にすることで、記録再生光学系と消去光学系のビームスポット径の差を大きくすることができ、第２ビームのスポット径を大きくすることで消去効率を高めることが可能になる。例えば、比率λ１／λ２の値を大きくしすぎる（即ち１に近づけすぎる）と、フォーカス制御は簡単になるが、記録再生光学系と消去光学系のビームスポット径の差が小さくなるので、消去効率が低下してしまう。
【００１８】
上記目的を達成する記録再生方法は、上記発明において、前記記録再生光学系の対物レンズの開口数をＮＡ１、前記消去光学系の対物レンズの開口数をＮＡ２とした際に、１．２≦ＮＡ１／ＮＡ２≦３．３を満たすことを特徴とする。この比率ＮＡ１／ＮＡ２の値を３．３以下にすることで、記録再生光学系と消去光学系のコマ収差の影響の差を小さくすることができる。同様に、光記録媒体の傾斜に対して、記録再生光学系と消去光学系のビームスポットの歪みの差も小さくすることができる。この結果、記録再生光学系と消去光学系における各フォーカス信号への影響度合いを互いに近似させることができるので、第１ビームのフォーカス信号を用いて、第２ビームのフォーカス制御を行う際も、オフセット量を抑制することができる。従って、第２ビームがデフォーカス状態になることを回避でき、所望の消去特性を得ることができる。例えば、ＮＡ１／ＮＡ２の比の値が大きくなりすぎる（即ち、ＮＡ１とＮＡ２の差が大きくなりすぎると）、第２ビームがデフォーカス状態になり易く、十分な消去特性が得られなくなる。
【００１９】
更に、比率ＮＡ１／ＮＡ２を３．３以下にすることで、記録再生光学系と消去光学系のヘッドと光記録媒体の距離（ワーキングディスタンス）の差を小さくすることができる。この結果、記録再生光学系と消去光学系の高さ方向のレンジ差が狭まるため、小型化、スリム化を実現でき、光学設計の構成としての自由度を高めることが可能となる。
【００２０】
また、比率ＮＡ１／ＮＡ２を１．２以上にすることで、記録再生光学系と消去光学系のビームスポット径の差を大きくすることができ、第２ビームのスポット径を大きくすることで消去効率を高めることが可能になる。特に、波長比（λ１／λ２）と比較して、開口数比（ＮＡ１／ＮＡ２）の方が影響が大きい。コマ収差は、開口数の３乗に比例して大きくなるが、波長には反比例して大きくなるからである。従って、開口数の方が波長よりも影響が大きい。
【００２１】
上記目的を達成する記録再生方法は、上記発明において、前記多層光記録媒体の前記記録層の層間距離をＳとした際に、λ２／ＮＡ２２／Ｓ≦０．８５ を満たすことを特徴とする。このようにすると、第２ビームの焦点深度を小さくすることができるので、消去時に隣接層の記録データに影響を及ぼすことを回避できる。
【００２２】
上記目的を達成する記録再生方法は、上記発明において、前記消去ステップでは、少なくとも１層の前記記録層の全情報を一括消去することを特徴とする。
【００２３】
上記目的を達成する記録再生方法は、上記発明において、前記消去光学系と前記記録再生光学系は、前記多層光記録媒体の半径方向に異なる位置に配置されており、前記消去光学系による前記消去ステップと、前記消去ステップによって消去された領域に対して前記記録再生光学系が情報を記録する記録ステップを、同時進行させることを特徴とする。
【００２４】
上記目的を達成する本発明は、４層以上となる相変化型の記録層を有する多層光記録媒体に対して情報を記録再生する記録再生装置であって、第１波長の第１ビームを照射して情報の記録・再生を行う記録再生光学系と、前記第１波長より長い第２波長の第２ビームを照射して情報を消去する消去光学系と、前記記録再生光学系の前記第１ビームを移動させる第１フォーカスサーボと、前記消去光学系の前記第２ビームを移動させる第２フォーカスサーボと、前記第１及び第２フォーカスサーボを制御するフォーカスコントローラと、を備えるようにし、前記フォーカスコントローラは、前記第１フォーカスサーボによって前記記録再生光学系の第１ビームを移動させることで、消去対象となる前記記録層の位置を特定し、前記第２フォーカスサーボによって前記消去光学系の前記第２ビームを消去対象となる前記記録層にフォーカスさせて、該第２ビームにより情報を消去することを特徴とする記録再生装置である。
【００２５】
上記目的を達成する記録再生装置の前記フォーカスコントローラは、上記発明において、前記第１ビームを移動させて、光入射面から消去対象となる前記記録層までの範囲を含むフォーカス信号を取得する信号取得部と、前記フォーカス信号を利用して、前記光入射面から前記消去対象となる前記記録層までの距離Ｔを算出するターゲット位置算出部と、前記第２ビームを移動させて光入射面の位置を検知する基準位置設定部と、前記第２ビームを前記光入射面から前記距離Ｔだけ移動させて、前記消去対象となる前記記録層にフォーカスさせる消去位置確定部と、を備えることを特徴とする。
【００２６】
上記目的を達成する記録再生装置の前記フォーカスコントローラは、上記発明において、消去作業中、前記記録再生光学系の前記第１ビームを前記消去対象となる前記記録層にフォーカスして、前記第１フォーカスサーボの制御変動をモニターするモニタリング部と、前記制御変動を前記消去光学系の前記第２フォーカスサーボにフィードバックして前記第２フォーカスサーボを制御するフィードバック部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、相変化型の記録層を４層以上有する多層光記録媒体に対して、短い時間で情報を確実に消去することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施形態に係る記録再生装置の構造を示すブロック図である。
【図２】同記録再生装置で記録再生される光記録媒体の積層構造、及び記録再生光学系と消去光学系で得られるフォーカス信号を示す図である。
【図３】同光記録媒体の積層構造を更に拡大して示した断面図である。
【図４】同記録再生装置のフォーカスコントローラの機能構成を示すブロック図である。
【図５】同記録再生装置による消去作業中の状態を示す斜視図である。
【図６】本実施形態の他の構成例に係る記録再生装置による消去作業中の状態を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施例で用いた消去パワーと記録パワー条件を示す表図である。
【図８】本発明の実施例における検証結果を示す表図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００３０】
図１には、本実施形態に係る光記録再生方法が適用される光記録再生装置９０と、この光記録再生装置９０によって情報の記録再生が行われる書換型の光記録媒体１０の構成が示されている。
【００３１】
光記録再生装置９０は、記録再生光学系１００、消去光学系１００、フォーカスコントローラ３００を備える。なお、ビームの波長を除いて、記録再生光学系１００と消去光学系２００の構成は殆ど同じである。従って、互いに同一又は類似する部材に関して互いの符号の下二桁を一致させている。
【００３２】
記録再生光学系１００は、光記録媒体１０の記録層群１４に対して記録・再生を行う光学系となる。消去光学系１００は、記録層群１４に記録される情報の消去を行う光学系となる。記録再生光学系１００と消去光学系１００は、光記録媒体１０の周方向に沿って配置されており、特に記録再生光学系１００が光記録媒体１０の相対回転方向Ｊの上流側、消去光学系１００が下流側に配置される。
【００３３】
記録再生光学系１００の光源１０１から出射された第１波長λ１（青色波長となる３９０〜４２０ｎｍ（ここでは４０５ｎｍ））となる発散性の第１ビーム１７０は、球面収差補正手段１９３を備えたコリメートレンズ１５３を透過して偏光ビームスプリッタ１５２に入射する。偏光ビームスプリッタ１５２を透過した第１ビーム１７０は、更に４分の１波長板１５４の透過によって円偏光に変換された後、対物レンズ１５６で収束ビームに変換される。この第１ビーム１７０は、光記録媒体１０の内部に形成された複数の記録層群１４のいずれか記録層の上に集光される。
【００３４】
対物レンズ１５６の開口はアパーチャ１５５で制限され、開口数ＮＡ１を０．８０〜１．００（ここでは０．８５）としている。第１ビーム１７０のスポット径はλ１／ＮＡ１で表現されることから、０．３９μｍ〜０．５２５μｍ（ここでは０．４７６μｍ）となる。特に、記録層群１４のトラックピッチＬ（図５参照）との関係では、λ１／ＮＡ１≦２Ｌ、好ましくはλ１／ＮＡ１≦１．６５Ｌを満たすようになっており、単一トラックのみにスポットをフォーカス可能となっている。また、第１ビーム１７０の焦点深度はλ１／ＮＡ１２で表現されることから、０．３９μｍ〜０．６５６μｍ（ここでは０．５６１μｍ）となっている。この焦点深度λ１／ＮＡ１２は、再生層群１４の最小層間距離Ｋ（中間層群１６の最小厚さ、図３参照）との関係で、λ１／ＮＡ１２≦０．１Ｋを満たすようになっており、特定の記録層群１４に対して記録パワーで第１ビーム１７０を照射しても、隣接する記録層群１４に悪影響を与えないようになっている。
【００３５】
記録層群１４で反射された第１ビーム１７０は、対物レンズ１５６、４分の１波長板１５４を透過して往路とは９０度異なる直線偏光に変換された後、偏光ビームスプリッタ１５２で反射される。
【００３６】
偏光ビームスプリッタ１５２で反射された第１ビーム１７０は、集光レンズ１５９を透過して収束光に変換され、シリンドリカルレンズ１５７を経て、光検出器１３２に入射する。第１ビーム１７０には、シリンドリカルレンズ１５７を透過する際、非点収差が付与される。
【００３７】
光検出器１３２は、図示しない４つの受光部を有し、それぞれ受光した光量に応じた電流信号を出力する。これら電流信号から、非点収差法によるフォーカス誤差（以下ＦＥとする）信号、再生時に限定されるプッシュプル法によるトラッキング誤差（以下ＴＥとする）信号、光記録媒体１０に記録された情報の再生信号等が生成される。ＦＥ信号およびＴＥ信号は、所望のレベルに増幅および位相補償が行われた後、フォーカスサーボ用アクチュエータ１９１およびトラッキングサーボ用アクチュエータ１９２にフィードバック供給されて、フォーカス制御およびトラッキング制御がなされる。なお、詳細は後述するが、記録再生光学系１００によるフォーカス制御及びトラッキング制御は、消去光学系１００における情報の消去時にも実行される。
【００３８】
消去光学系１００の光源２０１から出射された第２波長λ２（赤色〜赤外線波長となる７００〜９００ｎｍ（ここでは８１０ｎｍ））となる発散性のビーム２００は、球面収差補正手段２９３を備えたコリメートレンズ２５３を透過し、偏光ビームスプリッタ２５２に入射する。偏光ビームスプリッタ２５２を透過した第２ビーム２７０は、更に４分の１波長板２５４を透過して円偏光に変換された後、対物レンズ２５６で収束ビームに変換される。この第２ビーム２７０は、光記録媒体１０の内部に形成された複数の記録層群１４のいずれか記録層の上に集光される。
【００３９】
対物レンズ２５６の開口はアパーチャ２５５で制限され、開口数ＮＡ２を０．３０〜０．６５（ここでは０．４）としている。従って、第２ビーム２７０のスポット径はλ２／ＮＡ２で表現されることから、１．０７７μｍ〜３．００μｍ（ここでは２．０２５μｍ）となる。トラックピッチＬとの関係では、λ２／ＮＡ２≧３Ｌ、好ましくはλ２／ＮＡ２≧５Ｌを満たすようになっており、少なくとも３つ（好ましくは５つ）のトラックに跨って第２ビーム２７０を照射できるサイズとなっている。また、第２ビーム２７０の焦点深度はλ２／ＮＡ２２で表現されることから、１．６５７μｍ〜１０．００μｍ（ここでは５．０６μｍ）となっている。
【００４０】
特に、より短時間で消去を行うためには、対物レンズ２５６のＸ−Ｙ軸方向での各絞り量を異ならせるようにし、トラック方向（光記録媒体１０の周方向）に対しては、第２ビーム２７０のスポットを絞り込んでエネルギー密度を高め、一方で、ラジアル方向（光記録媒体１０の半径方向）に対しては、絞りを弱くして広範囲に広げることで、全体として楕円形の幅広なスポット形状にすることが好ましい。このようにすることで、スポットのラジアル方向サイズを数十μｍ〜２００μｍ程度の幅に広げることが可能となり、広い領域を一括して消去することが可能となる。この際、基本的にはトラッキングをオフにして、第２ビーム２２０のラジアル方向への送り量を、通常よりも増大させるように制御することが好ましい。なお、スポットの絞り量やサイズは、光源となるレーザーの定格パワーに応じて適宜最適化すれば良い。なお、記録と消去を同時に行う場合は、第１ビーム１７０によってトラッキング制御を行いながら、それに連動させて第２ビーム２７０を送れば良い。
【００４１】
なお、消去光学系１００において、記録層群１４で反射された第２ビーム２７０は、対物レンズ２５６、４分の１波長板２５４を透過して往路とは９０度異なる直線偏光に変換された後、偏光ビームスプリッタ２５２で反射される。
【００４２】
偏光ビームスプリッタ２５２で反射された第２ビーム２７０は、集光レンズ２５９を透過して収束光に変換され、シリンドリカルレンズ２５７を経て、光検出器２３２に入射する。第２ビーム２７０には、シリンドリカルレンズ２５７を透過する際、非点収差が付与される。
【００４３】
光検出器２３２は、図示しない４つの受光部を有し、それぞれ受光した光量に応じた電流信号を出力する。これら電流信号から、非点収差法によるフォーカス誤差（以下ＦＥとする）信号、再生時に限定されるプッシュプル法によるトラッキング誤差（以下ＴＥとする）信号が生成される。ＦＥ信号およびＴＥ信号は、所望のレベルに増幅および位相補償が行われた後、フォーカスサーボ用アクチュエータ２９１およびトラッキングサーボ用アクチュエータ２９２にフィードバック供給されて、フォーカス制御およびトラッキング制御できるようになっている。
【００４４】
図２及び図３には、書換型の光記録媒体１０の断面構造が拡大して示されている。
【００４５】
光記録媒体１０は、外径が約１２０ｍｍ、厚みが約１．２ｍｍの円盤形状となっている。この光記録媒体１０は、光入射面１０Ａ側から、カバー層１１、記録層群１４及び中間層群１６、支持基板１２を備えて構成される。
【００４６】
記録層群１４は、ここでは奥側から順番にＬ０記録層１４Ａ、Ｌ１記録層１４Ｂ、Ｌ２記録層１４Ｃ、Ｌ３記録層１４Ｄ、Ｌ４記録層１４Ｅを備えて構成されており、それぞれに情報を書換記録できる相変化型となっている。これらのＬ０〜Ｌ４記録層１４Ａ〜１４Ｅは、トラッキング制御用の凹凸（グルーブ及びランド）を有しており、記録再生光学系１００から高エネルギーとなる記録用の第１ビーム１７０が照射されると、記録マークが形成される。本実施形態ではグルーブ上に記録マークを形成する場合を示すが、ランド側に記録しても良く、グルーブとランドの双方に記録してもよい。
【００４７】
具体的には、記録再生光学系１００の第１ビーム１７０の照射によって、Ｌ０〜Ｌ４記録層１４Ａ〜１４Ｅを加熱すると共に、その冷却速度を適宜制御することで、アモルファス（非晶質）領域と結晶領域を自在に形成し、これらの反射率の違いによって情報を記録する。この際、第１ビーム１７０は、最も高いエネルギーを有する記録パワー（Ｐｗ）と、低いエネルギーとなるバイアスパワー（Ｐｂ）と、中間のエネルギーとなるプリヒートパワー（Ｐｐ）等の条件設定を行う。なお、後述するように、本実施形態では、記録再生光学系１００によるオーバーライト（消去と記録を同時に行う作業）を行わないので、いわゆる消去パワー（Ｐｅ）の設定は不要となるが、その場合であっても、記録パルスが入る直前の所定時間について、プリヒートパワー（Ｐｐ）で記録膜を溶融温度まで上がらない程度まで予熱することで、記録パワー（Ｐｗ）を低めに設定することが可能となる。従って、この３種類のパワー（Ｐｗ、Ｐｐ、Ｐｂ）を切替ながら、ブランク状態となるＬ０〜Ｌ４記録層１４Ａ〜１４Ｅに情報を記録する。例えば、記録マークを形成するには、直前においてプリヒートパワー（Ｐｐ）でプリヒートパルスを照射し、その後、記録パワー（Ｐｗ）に設定された記録パルスと、バイアスパワー（Ｐｂ）に設定されたバイアスパルスを交互に照射する。Ｌ０〜Ｌ４記録層１４Ａ〜１４Ｅでは、記録パルスが照射されることによって、この照射領域が融点以上に加熱され、その後、照射領域にバイアスパルスが照射されると、この照射領域が急冷されて非晶質の記録マークとなる。従って、記録パルスとバイアスパルスの組み合わせの数を増やせば、長い記録マークを形成することが可能となる。
【００４８】
また、記録されたマークを消去するには、消去光学系１００の第２ビーム２７０の照射によって、消去パワー（Ｐｅ）が一定となるように設定された消去パルスを照射する。即ち、消去パワー（Ｐｅ）を一定にして常に第２ビーム２７０を照射していく。なお、この消去手法のことをＤＣ消去という。Ｌ０〜Ｌ４記録層１４Ａ〜１４Ｅは、消去パルスが照射されることで、この照射領域が結晶化温度以上の温度に加熱される。その後、照射領域が自然放熱されることにより、全ての照射領域が結晶化して記録マークが消去される。
【００４９】
支持基板１２は、光記録媒体に求められる厚み（約１．２ｍｍ）を確保するための、厚さ１．１ｍｍで直径１２０ｍｍとなる円盤形状の基板であり、この支持基板１２の光入射面１０Ａ側の面にＬ０記録層１４Ａが形成される。また、支持基板１２における光入射面１０Ａ側に、その中心部近傍から外縁部に向けてグルーブおよびランドが螺旋状に形成される。このグルーブおよびランドが、Ｌ０記録層１４Ａにおけるトラッキング制御用の凹凸（溝）となる。
【００５０】
なお、支持基板１２の材料としては種々の材料を用いることが可能であり、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂を利用できる。これらのうち成型の容易性の観点から樹脂が好ましい。樹脂としてはポリカーボネイト樹脂、オレフィン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、加工性などの点からポリカーボネイト樹脂やオレフィン樹脂が特に好ましい。なお、支持基板１２は、第２ビーム２７０の光路とならないことから、高い光透過性を有している必要はない。
【００５１】
中間層群１６は、光入射面１０Ａから遠い側から順番に第１〜第４中間層１６Ａ〜１６Ｄを有しており、Ｌ０〜Ｌ４記録層１４Ａ〜１４Ｅの間に積層される。各中間層１６Ａ〜１６Ｄは、アクリル系またはエポキシ系の紫外線硬化型樹脂によって構成される。第１〜第４中間層１６Ａ〜１６Ｄの表面には、トラッキング制御用の凹凸（グルーブおよびランド）が形成される。この凹凸は、Ｌ１〜Ｌ４記録層１４Ｂ〜１４Ｅのグルーブ及びランドとなる。これら支持基板１２及び中間層群１６に形成されるトラッキング制御用の凹凸のトラックピッチＬは０．３２μｍ前後に設定されている。このトラックピッチＬは、記録再生光学系１００の第１波長λ１の第１ビーム１７０でトラッキング制御できるサイズとなる。
【００５２】
この中間層１６Ａ〜１６Ｄの膜厚は、例えば本実施形態では、中間層１６Ａが１４μｍ、中間層１６Ｂが１８μｍ、中間層１６Ｃが１１μｍ、中間層１６Ｄが１５μｍとなっており、全て３０μｍ以下に設定され、ここでは特に２０μｍ以下に設定されている。このようにすると、光入射面１０Ａから１１０μｍ以内の間に４層以上の記録層を配置可能となる。
【００５３】
カバー層１１は、中間層群１６と同様に光透過性のアクリル系の紫外線硬化型樹脂により構成されており、本実施形態では４２μｍの膜厚に設定されている。
【００５４】
図３には、Ｌ０記録層１４ＡとＬ１記録層１４Ｂを部分的に拡大した断面構造が模式的に示されている。なお、Ｌ２記録層１４Ｃ〜Ｌ４記録層１４Ｅは、Ｌ１記録層１４Ｂと同様であるので、ここでの説明を省略する。
【００５５】
Ｌ０記録層１４Ａは、光入射面の反対側から順に、反射層１４Ａ−１、誘電体膜１４Ａ−２、保護膜１４Ａ−３、記録膜１４Ａ−４、保護膜１４Ａ−５、放熱膜１４Ａ−６を備えている。
【００５６】
反射膜１４Ａ−１は、放熱と光反射効果を得る為のものであり、好ましくはＡｇ合金が用いられる。反射膜１４Ａ−１の膜厚は５０ｎｍに設定している。
【００５７】
誘電体膜１４Ａ−２は光学特性の調整及び放熱制御を行うものである。材料は特に限定されないが、好ましくはＺｎＳとＳｉＯ２の混合物から形成される。
【００５８】
記録膜１４Ａ−４は、例えばＳｂを主成分とする材料系や、ＧｅＴｅを主成分とする材料を用いて形成されている。例えば、Ｓｂを主成分とする材料系では、Ｓｂ量が６０ａｔ％以上８５ａｔ％以下であり、Ｔｅ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｇａ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎから選ばれる少なくとも１種類の元素を含む材料が好ましい。記録膜１４Ａ−４の膜厚は１４ｎｍに設定している。
【００５９】
保護膜１４Ａ−３、１４Ａ−５は、記録膜１４Ａ−４の保護及び結晶化速度の制御を行う。保護層１４Ａ−３の材料には、例えばＺｒとＣｒとＯを含むようにする。例えば、Ｃｒ２Ｏ３の含有比率を高めると結晶化速度を高めることができるので好ましい。
【００６０】
放熱膜１４−６は、記録膜１４−４からの放熱を制御し、記録膜１４Ａ−４の冷却効果を高めて正確にアモルファスマークを形成し易くするためのものである。材料は、例えばＡｌＮ、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２やＩｎ２Ｏ３、ＺｎＯを主成分とする透明導電膜が好ましい。
【００６１】
Ｌ１記録層１４Ｂの構造も、Ｌ０記録膜１４Ａと殆ど同じであり、光入射面の反対側から順に、反射層１４Ｂ−１、誘電体膜１４Ｂ−２、保護膜１４Ｂ−３、記録膜１４Ｂ−４、保護膜１４Ｂ−５、放熱膜１４Ｂ−６を備えている。
【００６２】
Ｌ０記録層１４Ａと異なる点として、このＬ１記録層１４Ｂは半透過膜として機能させなければならない点が挙げられる。従って、反射膜１４Ｂ−１の膜厚は極めて薄く設定しなければならない。ここでは反射膜１４Ｂ−１の膜厚は１０ｎｍに設定している。なお、この結果、反射膜１４Ｂ−１の放熱機能は低下する。
【００６３】
同様に記録膜１４Ｂ−４も薄く設定され、ここでは４ｎｍに設定している。これにより光透過率を高めることが出来るが、同様に放熱機能は低下する。
【００６４】
保護膜１４Ｂ−３、１４Ｂ−５は、Ｃｒ２Ｏ３の含有比率を高めると、結晶化速度が高まる点で好ましいが光透過率が低下する。従って、Ｌ０記録層１４Ａの保護膜１４Ａ−３、１４Ａ−５と比較して、保護膜１４Ｂ−３、１４Ｂ−５ではＣｒ２Ｏ３の含有比率を低く設定している。
【００６５】
なお、特に図示しないが、Ｌ２記録層１４Ｃの反射膜１４Ｃ−１の膜厚は８ｎｍ、記録膜１４Ｃ−４の膜厚は３．８ｎｍに設定され、Ｌ３記録層１４Ｄの反射膜１４Ｄ−１の膜厚は５ｎｍ、記録膜１４Ｄ−４の膜厚は３．８ｎｍに設定され、Ｌ４記録層１４Ｅの反射膜１４Ｅ−１の膜厚は４ｎｍ、記録膜１４Ｅ−４の膜厚は３．８ｎｍに設定される。
【００６６】
以上のことから分かるように、この光記録媒体１０では、相変化型の記録層を多層化しているため、Ｌ１〜Ｌ４記録層１４Ｂ〜１４Ｅにおいて記録膜・反射膜が薄くなり放熱特性が悪くなる。この結果、Ｌ１〜Ｌ４記録層１４Ｂ〜１４Ｅでは、Ｌ０記録層１４Ａと同等の結晶化スピードが得られないことから、記録再生光学系１００のビーム１７０では、十分なパワーが得られないため、消去率が低下する。
【００６７】
図４には、フォーカスコントローラ３００の機能構成が示されている。このフォーカスコントローラ３００は、特に図示しないメモリ、ＣＰＵ等の汎用部品を有しており、ＣＰＵにおいて所定のプログラムが実行されることで、以下に示す機能構成が実現される。
【００６８】
即ち、このフォーカスコントローラ３００は、機能構成として、信号取得部３０２、ターゲット位置算出部３０４、基準位置設定部３０６、消去位置確定部３０８、モニタリング部３１０、フィードバック部３１２を有している。
【００６９】
信号取得部３０２は、第１ビーム１７０を、光記録媒体１０の厚さ方向に移動させて、光入射面１０Ａから、消去対象となるＬ０〜Ｌ４記録層１４Ａ〜１４Ｅのいずれかまでの範囲を含むフォーカス信号を取得する。例えば図３には、第１ビーム１７０を、光入射面１０Ａからスタートして最も奥側のＬ４記録層１４Ｅまで移動させることにより、光検出器１３２で取得されたフォーカス信号Ｐが示されている。このフォーカス信号Ｐから分かるとおり、記録再生光学系１００では、Ｌ０〜Ｌ４記録層１４Ａ〜１４Ｅを通過する毎にＳ字カーブが正確に出力されることになる。
【００７０】
ターゲット位置算出部３０４は、このフォーカス信号Ｐを解析して、光入射面１０Ａの位置（Ｓｕｒｆａｃｅ）から消去対象となる記録層（ここではＬ２記録層１４Ｃ）までの距離Ｔを算出する。具体的には、フォーカス信号Ｐの振幅がゼロになる領域を解析していき、最も手前側の振幅ゼロ点を光入射面１０Ａとし、これを基準にして奥側の振幅ゼロ点を順番にＬ４、Ｌ３、Ｌ２、Ｌ１、Ｌ０記録層の位置と定義し、目的とする距離Ｔを算出する。また、これと同時に、第１ビーム１７０のフォーカスを消去対象となるＬ２記録層１４Ｃに合わせておく。
【００７１】
基準位置設定部３０６は、消去光学系２００における第２ビーム２７０を移動させて、そのフォーカス信号Ｑによって、光入射面１０Ａの位置を検知する。図３には、第２ビーム２７０を、光入射面１０Ａからスタートして最も奥側のＬ４記録層１４Ｅまで移動させることにより、光検出器２３２で取得されたフォーカス信号Ｑが示されている。このフォーカス信号Ｑから分かるとおり、消去光学系２００では、Ｌ０〜Ｌ４記録層１４Ａ〜１４Ｅを通過する毎のＳ字カーブは正しく出力されない。既に述べたように、第２ビーム２７０のスポット径は１．０７７μｍ〜３．００μｍ、焦点深度は１．６５７μｍ〜１０．００μｍと大きいので、層間距離が３０μｍ以下、トラックピッチが０．３２μｍ前後となるこの光記録媒体１０では十分なフォーカス信号を得られないからである。一方、このフォーカス信号Ｑの出力が始まる位置、即ち光入射面１０Ａの位置のみは正しく検知することができる。そこで、基準位置設定部３０６では、第２ビーム２７０のスポットが光入射面１０Ａにフォーカスした場所を基準位置として検出する。
【００７２】
消去位置確定部３０８は、消去光学系２００のフォーカスサーボアクチュエータ２９１を制御して、第２ビーム２７０を、光入射面１０Ａとなる基準位置から距離Ｔだけ移動させる。この距離Ｔは、ターゲット位置算出部３０４においてフォーカス信号Ｐを利用して算出したものを用いる。この結果、第２ビーム２７０を、消去対象となるＬ２記録層１４Ｃに対して正確にフォーカスさせることができる。これにより消去準備が整う。
【００７３】
消去準備が完了した状態を図５に示す。Ｌ２記録層１４Ｃに対して第１ビーム１７０と第２ビーム２７０の双方が照射されている。第２ビーム２７０のスポット径は、Ｌ２記録層１４Ｃの凹凸１８（ランド１８Ａおよびグルーブ１８Ｂ）のトラックピッチＬよりも遙かに大きい。従って、第２ビーム２７０は、複数のトラックを跨るようにして照射される。一方、第１ビーム１７０のスポット径は、トラックピッチＬと略同等に設定されている。
【００７４】
この状態で、光記録媒体１０を回転させながら、消去パワー（Ｐｅ）となる第２ビーム２７０を照射していくと、記録マークＭが消去される。例えば、第２ビーム２７０のスポット内に３トラック以上を同時に含むようにすると、３トラック以上の記録マークＭを同時に消去していくことが可能となり極めて効率的な作業となる。
【００７５】
モニタリング部３１０は、この消去中において、記録再生光学系１００の第１ビーム１７０を、消去対象となるＬ２記録層１４Ｃにフォーカスしておき、この記録再生光学系１００のフォーカスサーボアクチュエータ１９１の制御変動（ここでは電流変位量）をモニターする。これにより、光記録媒体１０が回転中におけるＬ２記録層１４Ｃの周方向の面ぶれを検知することができる。
【００７６】
そこで、フィードバック部３１２は、モニタリング部３１０でモニタしている電流変位量を利用して、消去光学系２００のフォーカスサーボアクチュエータ２９１をフィードバック制御する。これにより、第２ビーム２７０も、Ｌ２記録層１４Ｃの周方向の変位に対してリアルタイムで追従することが可能となる。
【００７７】
以上の構成となるフォーカスコントローラ３００は、記録再生光学系１００のフォーカスサーボアクチュエータ１９１によって、光記録媒体１０における消去対象となるＬ２記録層１４Ｃの位置を特定し、この情報を利用して、消去光学系２００のフォーカスサーボアクチュエータ２９１によって、第２ビーム２７０をＬ２記録層１４Ｃにフォーカスさせて、効率的に情報を消去することを実現する。
【００７８】
次に、この光記録再生装置９０を用いた光記録媒体１０の記録再生手法と、その利点について説明する。この記録再生手法では、４層以上となる相変化型の記録層を有する光記録媒体１０に対して、一旦記録された情報を記録層単位で確実に消去してから、記録再生を行うようにしている。具体的には、短波長となる記録再生光学系１００側においては、第１ビーム１７０を単一トラックに照射して情報の記録・再生を行うようにし、長波長となる消去光学系２００側においては、第２ビーム２７０を複数トラックに跨るように照射して情報を消去する。
【００７９】
消去時は、記録再生光学系１００の第１ビーム１７０を記録層群１４に照射して、記録層群１４の位置を取得する為のフォーカス信号Ｐを引き込む。そして、このフォーカス信号Ｐを利用して、消去光学系２００の第２ビーム２７０を、消去対象の記録層にフォーカスさせて、この第２ビーム２７０により複数トラックの情報を同時に消去する。第２ビーム２７０のスポット径は、第１ビーム１７０と比較して大きくなるため、いわゆるＤＣ消去の場合はスポットの通過時間が長くなる。即ち、長い時間に亘って第２ビーム２７０を照射することになるので、記録膜を薄くして結晶化スピードが低下したＬ１〜Ｌ４記録層１４Ｂ〜１４Ｅに対して、極めて効率的な消去作業が実現される。なお、結晶化スピードとは、結晶化温度以上の状態でアモルファス状態が結晶に変わる為に要する時間であり、結晶化スピードが落ちると、結晶化温度以上の状態を長い時間に亘って保たなければならない。
【００８０】
また更に、長波長となる光源２０１の方が、高パワーに設定できるので、この結果、広い範囲に亘って十分な消去エネルギーを光記録媒体１０に印加することが可能となり、これによっても極めて効率的な消去作業を実現できる。
【００８１】
特に本実施形態では、第２ビーム２７０のスポット径（λ２／ＮＡ２）が、トラックピッチＬの３倍以上、好ましくは５倍以上に設定されている。即ち、少なくとも３つのトラック、好ましくは５つのトラックに跨って第２ビーム２７０をまとめて照射できる。仮に第２ビーム２７０を５つのトラックに同時に跨るように照射する場合、この第２ビーム２７０をグルーブ１８Ｂに沿って移動させるだけで、ＤＣ消去としては１回となるが、各トラックでは実質的に５回の消去作業が行われる。なお、このトラッキングは、図５で示されるように、記録再生光学系１００の第１ビーム１７０で行い、これを第２ビーム２７０にフィードバック制御することが好ましい。
【００８２】
更に消去作業中は、記録再生光学系１００のフォーカス信号を利用して、消去光学系２００の第２ビーム２７０を常にフィードバック制御する。この結果、記録層群１４の周方向変位にリアルタイムで追従することができる。従って、第２ビーム２７０のフォーカスエラーが抑制され、より確実な消去作業が可能となっている。
【００８３】
なお、本実施形態では、記録再生光学系１００の第１波長をλ１、消去光学系２００の第２波長をλ２とした際に、これらの比率λ１／λ２が、０．４３≦λ１／λ２≦０．６０を満たすようになっている。また更に、記録再生光学系１００の対物レンズの開口数をＮＡ１、消去光学系２００の対物レンズの開口数をＮＡ２とした際に、これらの比率ＮＡ１／ＮＡ２が、１．２≦ＮＡ１／ＮＡ２≦３．３を満たすようになっている。更にまた、光記録媒体１０の記録層群１４の層間距離をＳとした際に、λ２／ＮＡ２２／Ｓ≦０．８５を満たすようになっている。
【００８４】
このように、比率λ１／λ２を０．４３以上にすることで、記録再生光学系１００と消去光学系２００のコマ収差の影響の差を小さくすることができる。同様に、光記録媒体１０の傾斜に対して、記録再生光学系１００と消去光学系２００のビームスポットの歪みの差も小さくすることができる。この結果、記録再生光学系１００と消去光学系２００における、各フォーカス信号への影響度合いを互いに近似させることができるので、第１ビーム１７０のフォーカス信号を用いて、第２ビーム２７０のフォーカス制御を行う際も、第２ビーム２７０のオフセット量を抑制できる。従って、第２ビーム２７０がデフォーカス状態になることを回避でき、所望の消去特性を得ることができる。例えば、λ１／λ２の比が小さくなりすぎると、オフセット量が増大し、第２ビーム２７０がデフォーカス状態になり易く、十分な消去特性が得られ難くなる。
【００８５】
また、この比率λ１／λ２を０．６０以下にすることで、記録再生光学系１００と消去光学系２００のビームスポット径の差を大きくすることができ、第２ビーム２７０のスポット径を大きくすることで消去効率を高めることが可能になる。比率λ１／λ２を０．６０よりも大きくして１に近づけすぎると、フォーカス制御は簡単になるが、記録再生光学系１００と消去光学系２００のビームスポット径の差が小さくなるので、消去効率が低下してしまう。なお、本実施形態では、λ１／λ２＝（４０５／８１０）＝０．５となり、上記条件を満たしている。
【００８６】
また、比率ＮＡ１／ＮＡ２を３．３以下にすることによっても、記録再生光学系１００と消去光学系２００のコマ収差の影響の差を小さくすることができる。同様に、光記録媒体１０の傾斜に対して、記録再生光学系１００と消去光学系２００のビームスポットの歪みの差も小さくすることができる。この結果、記録再生光学系１００と消去光学系２００における、各フォーカス信号への影響度合いを互いに近似させることができるので、第１ビーム１７０のフォーカス信号を用いて、第２ビーム２７０のフォーカス制御を行う際も、オフセット量を抑制することができる。従って、第２ビーム２７０がデフォーカス状態になることを回避でき、所望の消去特性を得ることができる。更に、比率ＮＡ１／ＮＡ２を３．３以下にすることで、各光学系のヘッドと光記録媒体１０との距離（ワーキングディスタンス）の差を小さくすることができる。この結果、記録再生光学系と消去光学系の高さ方向のレンジ差が狭まるため、小型化、スリム化を実現でき、光学設計の構成としての自由度を高めることが可能となる。
【００８７】
また、比率ＮＡ１／ＮＡ２を１．２以上にすることで、記録再生光学系１００と消去光学系２００のビームスポット径の差を大きくすることができ、第２ビーム２７０のスポット径を大きくすることで消去効率を高めることが可能になる。特に、波長比（λ１／λ２）と比較して、開口数比（ＮＡ１／ＮＡ２）の方が影響が大きい。コマ収差は、開口数（ＮＡ）の３乗に比例して大きくなるが、波長（λ）に反比例（−１乗に比例）して大きくなるからである。従って、開口数の方が波長よりも影響が大きい。なお、本実施形態では、ＮＡ１／ＮＡ２＝（０．８５／０．４）＝２．１２５となり、上記条件を満たしている。
また、λ２／ＮＡ２２／Ｓ≦０．８５にすると、第２ビーム２７０の焦点深度を小さくすることができるので、消去時に隣接層の記録データに影響を及ぼすことを回避できる。本実施形態では、最小となる層間距離Ｓが１１μｍであり、焦点深度は５．０６μｍに設定されていることから、λ２／ＮＡ２２／Ｓ＝０．４６となり、この条件を満たす。
【００８８】
以上、本実施形態では、第２ビーム２７０をグルーブ１８Ｂに沿って移動させる場合に限って示したが、本発明はこれに限定されない。この消去光学系２００の第２ビーム２７０の消去パワーを十分に確保できる場合は、トラッキング制御を行わないことも好ましい。例えば、第２ビーム２７０が、６つのトラックに同時に跨るように照射されるにも拘わらず、各トラックは実質的に２回の消去工程で十分となる場合は、この第２ビーム２７０を、グルーブ１８Ｂ飛び越えながら通常よりも３倍の早さで半径方向に移動させる。即ち、光記録媒体１０が一周する間に、第２ビーム２７０が３つのトラックを飛び越えるように半径方向に移動する。この結果、各トラックは実質的に２回の消去工程となる。このようにすると、記録層全体を消去する際の消去時間が飛躍的に短くなる。
【００８９】
更に本実施形態では、記録再生光学系１００と消去光学系２００が、光記録媒体１０の周方向に沿って並列配置されている場合を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば図６に示される他の構成のように、消去光学系２００と記録再生光学系１００を、光記録媒体１０の半径方向にずれた位置に配置することも好ましい。例えば、半径方向の移動方向に対して、消去光学系２００を先、記録再生光学系１００を後に配列することで、消去光学系２００で記録層の情報Ｍを消去しながら、その消去領域に対して記録再生光学系１００で情報を記録していくことも可能である。この結果、消去作業と記録作業を同時進行することができるので、記録時間をより短くすることが可能となる。この際にも、記録再生光学系１００のフォーカスサーボアクチュエータ１９１の電流変位量をモニタリングして、消去光学系２００をフィードバック制御すれば、記録層の面変動に追従できる。
【００９０】
また、本実施形態では、第２ビーム２７０の最小スポットを記録層群１４に照射するようにしているが、あえてピントをぼかすことでスポット径を大きくし、より広範囲に第２ビーム２７０を照射して消去効率を高めるようにしてもよい。
【実施例１】
【００９１】
上記実施形態で示した記録再生装置９０と光記録媒体１０を用いて消去率を検証した。具体的には、初期状態として、光記録媒体１０の記録層群１４の全てに対して、ＣＬＶ（線速度一定）が８ｍ／ｓとし、記録信号の周波数を８．９７ＭＨｚに設定して、情報を記録した。その後、実施例１として、ＣＬＶ（線速度一定）を８ｍ／ｓ、消去パワーを一定（ＤＣ消去）に条件設定し、各記録層に対して１回ずつ消去作業を行い、再度、ＣＬＶ（線速度一定）が８ｍ／ｓ、記録信号の周波数８．９７ＭＨｚとなる条件で情報を記録して、記録前後の再生信号のＣＮＲをスペクトルアナライザで評価した。消去が不十分な状態に対して更に情報が記録されると、ノイズレベルが悪化してＣＮＲが低下するので、その低下具合によって消去効率が判定できる。なお、記録及び消去で用いた記録パワーと消去パワーの各設定値については図７に示す。
【００９２】
ここでいうＤＣ消去１回とは、グルーブ１８Ｂに沿って１回（最内周から最外周まで）に限って第２ビーム２７０を照射したことを意味している。消去前と消去後において、ＣＮＲの差が無い場合は○（良好）と判定し、消去後の記録・再生におけるＣＮＲの低下が１ｄＢ未満の場合は△（普通）と判定し、消去後の記録・再生におけるＣＮＲの低下が１ｄＢ以上の場合は×（悪化）と判定した。実施例２では、ＣＬＶ（線速度一定）が４ｍ／ｓの条件でＤＣ消去を１回行い、再度、ＣＬＶ（線速度一定）が８ｍ／ｓの条件で情報を記録して評価を行った。
【００９３】
更に、比較例１として、従来方式でオーバーライト（上書き）作業を行った場合と、比較例２として、記録再生光学系１００のみを利用してＤＣ消去を１回行った場合と、比較例３として、記録再生光学系１００のみを利用してＤＣ消去を１０回行った場合と、比較例４として、記録再生光学系１００のみを利用してＤＣ消去を３０回行った場合も同様に評価した。実施例と比較例の検証結果を図８に示す。
【００９４】
図８から明らかなように、実施例１、実施例２の場合は、ＤＣ消去が１回であるにも拘わらず、その後に形成した記録マークの信号品質の低下が抑制されていることが分かる。特に、消去スピードを４ｍ／ｓに低下させれば、信号品質は消去前後で変わらない。一方、比較例１〜３に示されるように、記録再生光学系１００を用いるだけでは、ＤＣ消去を１０回繰り返しても記録マークが確実に消去されていないため、その後に形成した記録マークの信号品質が低下する。なお、比較例４のように、ＤＣ消去を３０回繰り返せば情報が確実に消去され、その後に形成した記録マークの信号品質が良好になる。しかし、３０回の消去作業は時間がかかりすぎるので、実現するのは難しい。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、相変化型の記録層を複数有する各種光記録媒体に適用することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１０ 第１記録媒体
１１ カバー層
１２ 支持基板
１４ 記録層群
１６ 中間層群
９０ 光記録再生装置
１００ 記録再生光学系
２００ 消去光学系
３００ フォーカスコントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、書換可能な相変化型記録層を複数備えた多層光記録媒体に対する光記録再生方法及び光記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディジタル動画コンテンツの視聴や、ディジタルデータの記録のために、ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ：ＢＤなどの光記録媒体が広く利用されている。この中でも、次世代型ＤＶＤ規格の一つとされるＢＤは、記録再生に用いるレーザー光の波長を４０５ｎｍと短くし、対物レンズの開口数を０．８５に設定される。ＢＤ規格に対応した光記録媒体側は、０．３２μｍのピッチでトラックを形成することで、光記録媒体の１つの記録層に対して２５ＧＢ以上の記録再生を可能にしている。
【０００３】
光記録媒体には、その記録方式として追記型光記録媒体と書換型光記録媒体がある。追記型光記録媒体は、その記録層に情報を１度だけ書き込むことができるタイプの光記録媒体であり、書換型光記録媒体は、その記録層に情報を繰り返し書き込むことができるタイプの光記録媒体である。書換型光記録媒体として、たとえば、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋／−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ−ＲＥなどの規格がある。
【０００４】
特許文献１には、書換型の記録層に記録された情報をより確実に消去する、いわゆる疑似オーバーライト技術が提案されている。この疑似オーバーライト技術は、記録再生用ビームよりも長い波長となる消去用ビームを用意し、この消去用ビームを複数のビームに分割して記録直前のトラックに照射する。即ち、記録直前のトラックに対して複数回の消去作業を行うようにすることで、消去率を高めるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】登録３００６８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、動画やデータの容量は今後益々増大することが予想される。従って、書換型光記録媒体においても、記録層を多層化することで記録容量を増大させる方法が検討されている。
【０００７】
書換型光記録媒体において記録層を多層化する場合、光入射面から一番奥の記録層（Ｌ０記録層）を除いた手前側の記録層は、高い透過率を持たなければならない。そのためには、金属材料からなる相変化記録膜及び反射膜を薄膜化する必要がある。しかし、これらの膜厚を薄くするほど、相変化型記録膜の結晶化スピードが低下し、消去率が悪化する。
【０００８】
本発明者らの未公知の研究では、光記録媒体において相変化型の記録層を４層以上に多層化する場合、反射膜や相変化記録膜の膜厚が一層薄くなるので、従来のいわゆる疑似オーバーライト技術を採用しようとすると、例えば３０回以上の消去作業が必要となり、実現が困難になるという問題があった。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、相変化型の記録層を４層以上有する多層光記録媒体に対して、書換の確実性の向上と、書換効率の向上を合理的に両立させることが出来る記録再生方法、及び記録再生装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らの鋭意研究によって、上記目的は以下の手段によって達成される。
【００１１】
即ち、上記目的を達成する本発明は、４層以上となる相変化型の記録層を有する多層光記録媒体に対して情報を記録再生する記録再生方法であって、第１波長の第１ビームを単一トラックに照射して情報の記録・再生を行う記録再生光学系と、前記第１波長より長い第２波長の第２ビームを複数トラックに跨るように照射して情報を消去する消去光学系とを用い、前記記録再生光学系の第１ビームを前記記録層に照射してフォーカス信号を引き込む信号取得ステップと、該フォーカス信号を利用して、前記消去光学系の前記第２ビームを消去対象となる前記記録層にフォーカスさせて、該第２ビームにより前記複数トラックの情報を同時に消去する消去ステップと、を有することを特徴とする記録再生方法である。
【００１２】
上記目的を達成する記録再生方法は、上記発明において、前記消去ステップでは、前記消去光学系のトラッキングを行わないことを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成する記録再生方法は、上記発明において、前記消去ステップでは、消去中における前記記録再生光学系の前記フォーカス信号を利用して、前記消去光学系の前記第２ビームを常にフォーカス制御することを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成する記録再生方法は、上記発明において、前記信号取得ステップでは、前記記録再生光学系の前記フォーカス信号を利用して、光入射面から消去対象となる前記記録層までの距離Ｔを算出し、前記消去ステップでは、前記消去光学系の前記第２ビームを利用して前記光入射面を検出し、且つ、前記信号取得ステップにおける前記距離Ｔを利用して、前記消去対象となる前記記録層に該第２ビームをフォーカスさせることを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成する記録再生方法は、上記発明において、前記記録再生光学系の前記第１波長をλ１、対物レンズの開口数をＮＡ１、前記消去光学系の前記第２波長をλ２、対物レンズの開口数をＮＡ２とした際に、前記記録再生光学系の前記第１ビームのスポット径λ１／ＮＡ１は、前記多層光記録媒体の前記記録層のトラックピッチＬとの関係で、λ１／ＮＡ１≦２Ｌを満たすようになっており、前記消去光学系の前記第２ビームのスポット径λ２／ＮＡ２は、前記多層光記録媒体の前記記録層のトラックピッチＬとの関係で、λ１／ＮＡ１≧３Ｌを満たすことを特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成する記録再生方法は、上記発明において、前記記録再生光学系の前記第１波長をλ１、前記消去光学系の前記第２波長をλ２とした際に、０．４３≦λ１／λ２≦０．６０を満たすことを特徴とする。このように、比率λ１／λ２を０．４３以上にすることで、記録再生光学系と消去光学系のコマ収差の影響の差を小さくすることができる。同様に、光記録媒体の傾斜に対して、記録再生光学系と消去光学系のビームスポットの歪みの差も小さくすることができる。この結果、記録再生光学系と消去光学系における各フォーカス信号への影響度合いを互いに近似させることができるので、第１ビームのフォーカス信号を用いて、第２ビームのフォーカス制御を行う際も、オフセット量を抑制することができる。従って、第２ビームがデフォーカス状態になることを回避でき、所望の消去特性を得ることができる。例えば、λ１／λ２の比の値が小さくなりすぎる（λ１とλ２の差が大きくなりすぎる）と、第２ビームがデフォーカス状態になり易く、十分な消去特性が得られ難くなる。
【００１７】
また、この比率λ１／λ２を０．６０以下にすることで、記録再生光学系と消去光学系のビームスポット径の差を大きくすることができ、第２ビームのスポット径を大きくすることで消去効率を高めることが可能になる。例えば、比率λ１／λ２の値を大きくしすぎる（即ち１に近づけすぎる）と、フォーカス制御は簡単になるが、記録再生光学系と消去光学系のビームスポット径の差が小さくなるので、消去効率が低下してしまう。
【００１８】
上記目的を達成する記録再生方法は、上記発明において、前記記録再生光学系の対物レンズの開口数をＮＡ１、前記消去光学系の対物レンズの開口数をＮＡ２とした際に、１．２≦ＮＡ１／ＮＡ２≦３．３を満たすことを特徴とする。この比率ＮＡ１／ＮＡ２の値を３．３以下にすることで、記録再生光学系と消去光学系のコマ収差の影響の差を小さくすることができる。同様に、光記録媒体の傾斜に対して、記録再生光学系と消去光学系のビームスポットの歪みの差も小さくすることができる。この結果、記録再生光学系と消去光学系における各フォーカス信号への影響度合いを互いに近似させることができるので、第１ビームのフォーカス信号を用いて、第２ビームのフォーカス制御を行う際も、オフセット量を抑制することができる。従って、第２ビームがデフォーカス状態になることを回避でき、所望の消去特性を得ることができる。例えば、ＮＡ１／ＮＡ２の比の値が大きくなりすぎる（即ち、ＮＡ１とＮＡ２の差が大きくなりすぎると）、第２ビームがデフォーカス状態になり易く、十分な消去特性が得られなくなる。
【００１９】
更に、比率ＮＡ１／ＮＡ２を３．３以下にすることで、記録再生光学系と消去光学系のヘッドと光記録媒体の距離（ワーキングディスタンス）の差を小さくすることができる。この結果、記録再生光学系と消去光学系の高さ方向のレンジ差が狭まるため、小型化、スリム化を実現でき、光学設計の構成としての自由度を高めることが可能となる。
【００２０】
また、比率ＮＡ１／ＮＡ２を１．２以上にすることで、記録再生光学系と消去光学系のビームスポット径の差を大きくすることができ、第２ビームのスポット径を大きくすることで消去効率を高めることが可能になる。特に、波長比（λ１／λ２）と比較して、開口数比（ＮＡ１／ＮＡ２）の方が影響が大きい。コマ収差は、開口数の３乗に比例して大きくなるが、波長には反比例して大きくなるからである。従って、開口数の方が波長よりも影響が大きい。
【００２１】
上記目的を達成する記録再生方法は、上記発明において、前記多層光記録媒体の前記記録層の層間距離をＳとした際に、λ２／ＮＡ２２／Ｓ≦０．８５ を満たすことを特徴とする。このようにすると、第２ビームの焦点深度を小さくすることができるので、消去時に隣接層の記録データに影響を及ぼすことを回避できる。
【００２２】
上記目的を達成する記録再生方法は、上記発明において、前記消去ステップでは、少なくとも１層の前記記録層の全情報を一括消去することを特徴とする。
【００２３】
上記目的を達成する記録再生方法は、上記発明において、前記消去光学系と前記記録再生光学系は、前記多層光記録媒体の半径方向に異なる位置に配置されており、前記消去光学系による前記消去ステップと、前記消去ステップによって消去された領域に対して前記記録再生光学系が情報を記録する記録ステップを、同時進行させることを特徴とする。
【００２４】
上記目的を達成する本発明は、４層以上となる相変化型の記録層を有する多層光記録媒体に対して情報を記録再生する記録再生装置であって、第１波長の第１ビームを照射して情報の記録・再生を行う記録再生光学系と、前記第１波長より長い第２波長の第２ビームを照射して情報を消去する消去光学系と、前記記録再生光学系の前記第１ビームを移動させる第１フォーカスサーボと、前記消去光学系の前記第２ビームを移動させる第２フォーカスサーボと、前記第１及び第２フォーカスサーボを制御するフォーカスコントローラと、を備えるようにし、前記フォーカスコントローラは、前記第１フォーカスサーボによって前記記録再生光学系の第１ビームを移動させることで、消去対象となる前記記録層の位置を特定し、前記第２フォーカスサーボによって前記消去光学系の前記第２ビームを消去対象となる前記記録層にフォーカスさせて、該第２ビームにより情報を消去することを特徴とする記録再生装置である。
【００２５】
上記目的を達成する記録再生装置の前記フォーカスコントローラは、上記発明において、前記第１ビームを移動させて、光入射面から消去対象となる前記記録層までの範囲を含むフォーカス信号を取得する信号取得部と、前記フォーカス信号を利用して、前記光入射面から前記消去対象となる前記記録層までの距離Ｔを算出するターゲット位置算出部と、前記第２ビームを移動させて光入射面の位置を検知する基準位置設定部と、前記第２ビームを前記光入射面から前記距離Ｔだけ移動させて、前記消去対象となる前記記録層にフォーカスさせる消去位置確定部と、を備えることを特徴とする。
【００２６】
上記目的を達成する記録再生装置の前記フォーカスコントローラは、上記発明において、消去作業中、前記記録再生光学系の前記第１ビームを前記消去対象となる前記記録層にフォーカスして、前記第１フォーカスサーボの制御変動をモニターするモニタリング部と、前記制御変動を前記消去光学系の前記第２フォーカスサーボにフィードバックして前記第２フォーカスサーボを制御するフィードバック部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、相変化型の記録層を４層以上有する多層光記録媒体に対して、短い時間で情報を確実に消去することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施形態に係る記録再生装置の構造を示すブロック図である。
【図２】同記録再生装置で記録再生される光記録媒体の積層構造、及び記録再生光学系と消去光学系で得られるフォーカス信号を示す図である。
【図３】同光記録媒体の積層構造を更に拡大して示した断面図である。
【図４】同記録再生装置のフォーカスコントローラの機能構成を示すブロック図である。
【図５】同記録再生装置による消去作業中の状態を示す斜視図である。
【図６】本実施形態の他の構成例に係る記録再生装置による消去作業中の状態を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施例で用いた消去パワーと記録パワー条件を示す表図である。
【図８】本発明の実施例における検証結果を示す表図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００３０】
図１には、本実施形態に係る光記録再生方法が適用される光記録再生装置９０と、この光記録再生装置９０によって情報の記録再生が行われる書換型の光記録媒体１０の構成が示されている。
【００３１】
光記録再生装置９０は、記録再生光学系１００、消去光学系１００、フォーカスコントローラ３００を備える。なお、ビームの波長を除いて、記録再生光学系１００と消去光学系２００の構成は殆ど同じである。従って、互いに同一又は類似する部材に関して互いの符号の下二桁を一致させている。
【００３２】
記録再生光学系１００は、光記録媒体１０の記録層群１４に対して記録・再生を行う光学系となる。消去光学系１００は、記録層群１４に記録される情報の消去を行う光学系となる。記録再生光学系１００と消去光学系１００は、光記録媒体１０の周方向に沿って配置されており、特に記録再生光学系１００が光記録媒体１０の相対回転方向Ｊの上流側、消去光学系１００が下流側に配置される。
【００３３】
記録再生光学系１００の光源１０１から出射された第１波長λ１（青色波長となる３９０〜４２０ｎｍ（ここでは４０５ｎｍ））となる発散性の第１ビーム１７０は、球面収差補正手段１９３を備えたコリメートレンズ１５３を透過して偏光ビームスプリッタ１５２に入射する。偏光ビームスプリッタ１５２を透過した第１ビーム１７０は、更に４分の１波長板１５４の透過によって円偏光に変換された後、対物レンズ１５６で収束ビームに変換される。この第１ビーム１７０は、光記録媒体１０の内部に形成された複数の記録層群１４のいずれか記録層の上に集光される。
【００３４】
対物レンズ１５６の開口はアパーチャ１５５で制限され、開口数ＮＡ１を０．８０〜１．００（ここでは０．８５）としている。第１ビーム１７０のスポット径はλ１／ＮＡ１で表現されることから、０．３９μｍ〜０．５２５μｍ（ここでは０．４７６μｍ）となる。特に、記録層群１４のトラックピッチＬ（図５参照）との関係では、λ１／ＮＡ１≦２Ｌ、好ましくはλ１／ＮＡ１≦１．６５Ｌを満たすようになっており、単一トラックのみにスポットをフォーカス可能となっている。また、第１ビーム１７０の焦点深度はλ１／ＮＡ１２で表現されることから、０．３９μｍ〜０．６５６μｍ（ここでは０．５６１μｍ）となっている。この焦点深度λ１／ＮＡ１２は、再生層群１４の最小層間距離Ｋ（中間層群１６の最小厚さ、図３参照）との関係で、λ１／ＮＡ１２≦０．１Ｋを満たすようになっており、特定の記録層群１４に対して記録パワーで第１ビーム１７０を照射しても、隣接する記録層群１４に悪影響を与えないようになっている。
【００３５】
記録層群１４で反射された第１ビーム１７０は、対物レンズ１５６、４分の１波長板１５４を透過して往路とは９０度異なる直線偏光に変換された後、偏光ビームスプリッタ１５２で反射される。
【００３６】
偏光ビームスプリッタ１５２で反射された第１ビーム１７０は、集光レンズ１５９を透過して収束光に変換され、シリンドリカルレンズ１５７を経て、光検出器１３２に入射する。第１ビーム１７０には、シリンドリカルレンズ１５７を透過する際、非点収差が付与される。
【００３７】
光検出器１３２は、図示しない４つの受光部を有し、それぞれ受光した光量に応じた電流信号を出力する。これら電流信号から、非点収差法によるフォーカス誤差（以下ＦＥとする）信号、再生時に限定されるプッシュプル法によるトラッキング誤差（以下ＴＥとする）信号、光記録媒体１０に記録された情報の再生信号等が生成される。ＦＥ信号およびＴＥ信号は、所望のレベルに増幅および位相補償が行われた後、フォーカスサーボ用アクチュエータ１９１およびトラッキングサーボ用アクチュエータ１９２にフィードバック供給されて、フォーカス制御およびトラッキング制御がなされる。なお、詳細は後述するが、記録再生光学系１００によるフォーカス制御及びトラッキング制御は、消去光学系１００における情報の消去時にも実行される。
【００３８】
消去光学系１００の光源２０１から出射された第２波長λ２（赤色〜赤外線波長となる７００〜９００ｎｍ（ここでは８１０ｎｍ））となる発散性のビーム２００は、球面収差補正手段２９３を備えたコリメートレンズ２５３を透過し、偏光ビームスプリッタ２５２に入射する。偏光ビームスプリッタ２５２を透過した第２ビーム２７０は、更に４分の１波長板２５４を透過して円偏光に変換された後、対物レンズ２５６で収束ビームに変換される。この第２ビーム２７０は、光記録媒体１０の内部に形成された複数の記録層群１４のいずれか記録層の上に集光される。
【００３９】
対物レンズ２５６の開口はアパーチャ２５５で制限され、開口数ＮＡ２を０．３０〜０．６５（ここでは０．４）としている。従って、第２ビーム２７０のスポット径はλ２／ＮＡ２で表現されることから、１．０７７μｍ〜３．００μｍ（ここでは２．０２５μｍ）となる。トラックピッチＬとの関係では、λ２／ＮＡ２≧３Ｌ、好ましくはλ２／ＮＡ２≧５Ｌを満たすようになっており、少なくとも３つ（好ましくは５つ）のトラックに跨って第２ビーム２７０を照射できるサイズとなっている。また、第２ビーム２７０の焦点深度はλ２／ＮＡ２２で表現されることから、１．６５７μｍ〜１０．００μｍ（ここでは５．０６μｍ）となっている。
【００４０】
特に、より短時間で消去を行うためには、対物レンズ２５６のＸ−Ｙ軸方向での各絞り量を異ならせるようにし、トラック方向（光記録媒体１０の周方向）に対しては、第２ビーム２７０のスポットを絞り込んでエネルギー密度を高め、一方で、ラジアル方向（光記録媒体１０の半径方向）に対しては、絞りを弱くして広範囲に広げることで、全体として楕円形の幅広なスポット形状にすることが好ましい。このようにすることで、スポットのラジアル方向サイズを数十μｍ〜２００μｍ程度の幅に広げることが可能となり、広い領域を一括して消去することが可能となる。この際、基本的にはトラッキングをオフにして、第２ビーム２２０のラジアル方向への送り量を、通常よりも増大させるように制御することが好ましい。なお、スポットの絞り量やサイズは、光源となるレーザーの定格パワーに応じて適宜最適化すれば良い。なお、記録と消去を同時に行う場合は、第１ビーム１７０によってトラッキング制御を行いながら、それに連動させて第２ビーム２７０を送れば良い。
【００４１】
なお、消去光学系１００において、記録層群１４で反射された第２ビーム２７０は、対物レンズ２５６、４分の１波長板２５４を透過して往路とは９０度異なる直線偏光に変換された後、偏光ビームスプリッタ２５２で反射される。
【００４２】
偏光ビームスプリッタ２５２で反射された第２ビーム２７０は、集光レンズ２５９を透過して収束光に変換され、シリンドリカルレンズ２５７を経て、光検出器２３２に入射する。第２ビーム２７０には、シリンドリカルレンズ２５７を透過する際、非点収差が付与される。
【００４３】
光検出器２３２は、図示しない４つの受光部を有し、それぞれ受光した光量に応じた電流信号を出力する。これら電流信号から、非点収差法によるフォーカス誤差（以下ＦＥとする）信号、再生時に限定されるプッシュプル法によるトラッキング誤差（以下ＴＥとする）信号が生成される。ＦＥ信号およびＴＥ信号は、所望のレベルに増幅および位相補償が行われた後、フォーカスサーボ用アクチュエータ２９１およびトラッキングサーボ用アクチュエータ２９２にフィードバック供給されて、フォーカス制御およびトラッキング制御できるようになっている。
【００４４】
図２及び図３には、書換型の光記録媒体１０の断面構造が拡大して示されている。
【００４５】
光記録媒体１０は、外径が約１２０ｍｍ、厚みが約１．２ｍｍの円盤形状となっている。この光記録媒体１０は、光入射面１０Ａ側から、カバー層１１、記録層群１４及び中間層群１６、支持基板１２を備えて構成される。
【００４６】
記録層群１４は、ここでは奥側から順番にＬ０記録層１４Ａ、Ｌ１記録層１４Ｂ、Ｌ２記録層１４Ｃ、Ｌ３記録層１４Ｄ、Ｌ４記録層１４Ｅを備えて構成されており、それぞれに情報を書換記録できる相変化型となっている。これらのＬ０〜Ｌ４記録層１４Ａ〜１４Ｅは、トラッキング制御用の凹凸（グルーブ及びランド）を有しており、記録再生光学系１００から高エネルギーとなる記録用の第１ビーム１７０が照射されると、記録マークが形成される。本実施形態ではグルーブ上に記録マークを形成する場合を示すが、ランド側に記録しても良く、グルーブとランドの双方に記録してもよい。
【００４７】
具体的には、記録再生光学系１００の第１ビーム１７０の照射によって、Ｌ０〜Ｌ４記録層１４Ａ〜１４Ｅを加熱すると共に、その冷却速度を適宜制御することで、アモルファス（非晶質）領域と結晶領域を自在に形成し、これらの反射率の違いによって情報を記録する。この際、第１ビーム１７０は、最も高いエネルギーを有する記録パワー（Ｐｗ）と、低いエネルギーとなるバイアスパワー（Ｐｂ）と、中間のエネルギーとなるプリヒートパワー（Ｐｐ）等の条件設定を行う。なお、後述するように、本実施形態では、記録再生光学系１００によるオーバーライト（消去と記録を同時に行う作業）を行わないので、いわゆる消去パワー（Ｐｅ）の設定は不要となるが、その場合であっても、記録パルスが入る直前の所定時間について、プリヒートパワー（Ｐｐ）で記録膜を溶融温度まで上がらない程度まで予熱することで、記録パワー（Ｐｗ）を低めに設定することが可能となる。従って、この３種類のパワー（Ｐｗ、Ｐｐ、Ｐｂ）を切替ながら、ブランク状態となるＬ０〜Ｌ４記録層１４Ａ〜１４Ｅに情報を記録する。例えば、記録マークを形成するには、直前においてプリヒートパワー（Ｐｐ）でプリヒートパルスを照射し、その後、記録パワー（Ｐｗ）に設定された記録パルスと、バイアスパワー（Ｐｂ）に設定されたバイアスパルスを交互に照射する。Ｌ０〜Ｌ４記録層１４Ａ〜１４Ｅでは、記録パルスが照射されることによって、この照射領域が融点以上に加熱され、その後、照射領域にバイアスパルスが照射されると、この照射領域が急冷されて非晶質の記録マークとなる。従って、記録パルスとバイアスパルスの組み合わせの数を増やせば、長い記録マークを形成することが可能となる。
【００４８】
また、記録されたマークを消去するには、消去光学系１００の第２ビーム２７０の照射によって、消去パワー（Ｐｅ）が一定となるように設定された消去パルスを照射する。即ち、消去パワー（Ｐｅ）を一定にして常に第２ビーム２７０を照射していく。なお、この消去手法のことをＤＣ消去という。Ｌ０〜Ｌ４記録層１４Ａ〜１４Ｅは、消去パルスが照射されることで、この照射領域が結晶化温度以上の温度に加熱される。その後、照射領域が自然放熱されることにより、全ての照射領域が結晶化して記録マークが消去される。
【００４９】
支持基板１２は、光記録媒体に求められる厚み（約１．２ｍｍ）を確保するための、厚さ１．１ｍｍで直径１２０ｍｍとなる円盤形状の基板であり、この支持基板１２の光入射面１０Ａ側の面にＬ０記録層１４Ａが形成される。また、支持基板１２における光入射面１０Ａ側に、その中心部近傍から外縁部に向けてグルーブおよびランドが螺旋状に形成される。このグルーブおよびランドが、Ｌ０記録層１４Ａにおけるトラッキング制御用の凹凸（溝）となる。
【００５０】
なお、支持基板１２の材料としては種々の材料を用いることが可能であり、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂を利用できる。これらのうち成型の容易性の観点から樹脂が好ましい。樹脂としてはポリカーボネイト樹脂、オレフィン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、加工性などの点からポリカーボネイト樹脂やオレフィン樹脂が特に好ましい。なお、支持基板１２は、第２ビーム２７０の光路とならないことから、高い光透過性を有している必要はない。
【００５１】
中間層群１６は、光入射面１０Ａから遠い側から順番に第１〜第４中間層１６Ａ〜１６Ｄを有しており、Ｌ０〜Ｌ４記録層１４Ａ〜１４Ｅの間に積層される。各中間層１６Ａ〜１６Ｄは、アクリル系またはエポキシ系の紫外線硬化型樹脂によって構成される。第１〜第４中間層１６Ａ〜１６Ｄの表面には、トラッキング制御用の凹凸（グルーブおよびランド）が形成される。この凹凸は、Ｌ１〜Ｌ４記録層１４Ｂ〜１４Ｅのグルーブ及びランドとなる。これら支持基板１２及び中間層群１６に形成されるトラッキング制御用の凹凸のトラックピッチＬは０．３２μｍ前後に設定されている。このトラックピッチＬは、記録再生光学系１００の第１波長λ１の第１ビーム１７０でトラッキング制御できるサイズとなる。
【００５２】
この中間層１６Ａ〜１６Ｄの膜厚は、例えば本実施形態では、中間層１６Ａが１４μｍ、中間層１６Ｂが１８μｍ、中間層１６Ｃが１１μｍ、中間層１６Ｄが１５μｍとなっており、全て３０μｍ以下に設定され、ここでは特に２０μｍ以下に設定されている。このようにすると、光入射面１０Ａから１１０μｍ以内の間に４層以上の記録層を配置可能となる。
【００５３】
カバー層１１は、中間層群１６と同様に光透過性のアクリル系の紫外線硬化型樹脂により構成されており、本実施形態では４２μｍの膜厚に設定されている。
【００５４】
図３には、Ｌ０記録層１４ＡとＬ１記録層１４Ｂを部分的に拡大した断面構造が模式的に示されている。なお、Ｌ２記録層１４Ｃ〜Ｌ４記録層１４Ｅは、Ｌ１記録層１４Ｂと同様であるので、ここでの説明を省略する。
【００５５】
Ｌ０記録層１４Ａは、光入射面の反対側から順に、反射層１４Ａ−１、誘電体膜１４Ａ−２、保護膜１４Ａ−３、記録膜１４Ａ−４、保護膜１４Ａ−５、放熱膜１４Ａ−６を備えている。
【００５６】
反射膜１４Ａ−１は、放熱と光反射効果を得る為のものであり、好ましくはＡｇ合金が用いられる。反射膜１４Ａ−１の膜厚は５０ｎｍに設定している。
【００５７】
誘電体膜１４Ａ−２は光学特性の調整及び放熱制御を行うものである。材料は特に限定されないが、好ましくはＺｎＳとＳｉＯ２の混合物から形成される。
【００５８】
記録膜１４Ａ−４は、例えばＳｂを主成分とする材料系や、ＧｅＴｅを主成分とする材料を用いて形成されている。例えば、Ｓｂを主成分とする材料系では、Ｓｂ量が６０ａｔ％以上８５ａｔ％以下であり、Ｔｅ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｇａ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎから選ばれる少なくとも１種類の元素を含む材料が好ましい。記録膜１４Ａ−４の膜厚は１４ｎｍに設定している。
【００５９】
保護膜１４Ａ−３、１４Ａ−５は、記録膜１４Ａ−４の保護及び結晶化速度の制御を行う。保護層１４Ａ−３の材料には、例えばＺｒとＣｒとＯを含むようにする。例えば、Ｃｒ２Ｏ３の含有比率を高めると結晶化速度を高めることができるので好ましい。
【００６０】
放熱膜１４−６は、記録膜１４−４からの放熱を制御し、記録膜１４Ａ−４の冷却効果を高めて正確にアモルファスマークを形成し易くするためのものである。材料は、例えばＡｌＮ、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２やＩｎ２Ｏ３、ＺｎＯを主成分とする透明導電膜が好ましい。
【００６１】
Ｌ１記録層１４Ｂの構造も、Ｌ０記録膜１４Ａと殆ど同じであり、光入射面の反対側から順に、反射層１４Ｂ−１、誘電体膜１４Ｂ−２、保護膜１４Ｂ−３、記録膜１４Ｂ−４、保護膜１４Ｂ−５、放熱膜１４Ｂ−６を備えている。
【００６２】
Ｌ０記録層１４Ａと異なる点として、このＬ１記録層１４Ｂは半透過膜として機能させなければならない点が挙げられる。従って、反射膜１４Ｂ−１の膜厚は極めて薄く設定しなければならない。ここでは反射膜１４Ｂ−１の膜厚は１０ｎｍに設定している。なお、この結果、反射膜１４Ｂ−１の放熱機能は低下する。
【００６３】
同様に記録膜１４Ｂ−４も薄く設定され、ここでは４ｎｍに設定している。これにより光透過率を高めることが出来るが、同様に放熱機能は低下する。
【００６４】
保護膜１４Ｂ−３、１４Ｂ−５は、Ｃｒ２Ｏ３の含有比率を高めると、結晶化速度が高まる点で好ましいが光透過率が低下する。従って、Ｌ０記録層１４Ａの保護膜１４Ａ−３、１４Ａ−５と比較して、保護膜１４Ｂ−３、１４Ｂ−５ではＣｒ２Ｏ３の含有比率を低く設定している。
【００６５】
なお、特に図示しないが、Ｌ２記録層１４Ｃの反射膜１４Ｃ−１の膜厚は８ｎｍ、記録膜１４Ｃ−４の膜厚は３．８ｎｍに設定され、Ｌ３記録層１４Ｄの反射膜１４Ｄ−１の膜厚は５ｎｍ、記録膜１４Ｄ−４の膜厚は３．８ｎｍに設定され、Ｌ４記録層１４Ｅの反射膜１４Ｅ−１の膜厚は４ｎｍ、記録膜１４Ｅ−４の膜厚は３．８ｎｍに設定される。
【００６６】
以上のことから分かるように、この光記録媒体１０では、相変化型の記録層を多層化しているため、Ｌ１〜Ｌ４記録層１４Ｂ〜１４Ｅにおいて記録膜・反射膜が薄くなり放熱特性が悪くなる。この結果、Ｌ１〜Ｌ４記録層１４Ｂ〜１４Ｅでは、Ｌ０記録層１４Ａと同等の結晶化スピードが得られないことから、記録再生光学系１００のビーム１７０では、十分なパワーが得られないため、消去率が低下する。
【００６７】
図４には、フォーカスコントローラ３００の機能構成が示されている。このフォーカスコントローラ３００は、特に図示しないメモリ、ＣＰＵ等の汎用部品を有しており、ＣＰＵにおいて所定のプログラムが実行されることで、以下に示す機能構成が実現される。
【００６８】
即ち、このフォーカスコントローラ３００は、機能構成として、信号取得部３０２、ターゲット位置算出部３０４、基準位置設定部３０６、消去位置確定部３０８、モニタリング部３１０、フィードバック部３１２を有している。
【００６９】
信号取得部３０２は、第１ビーム１７０を、光記録媒体１０の厚さ方向に移動させて、光入射面１０Ａから、消去対象となるＬ０〜Ｌ４記録層１４Ａ〜１４Ｅのいずれかまでの範囲を含むフォーカス信号を取得する。例えば図３には、第１ビーム１７０を、光入射面１０Ａからスタートして最も奥側のＬ４記録層１４Ｅまで移動させることにより、光検出器１３２で取得されたフォーカス信号Ｐが示されている。このフォーカス信号Ｐから分かるとおり、記録再生光学系１００では、Ｌ０〜Ｌ４記録層１４Ａ〜１４Ｅを通過する毎にＳ字カーブが正確に出力されることになる。
【００７０】
ターゲット位置算出部３０４は、このフォーカス信号Ｐを解析して、光入射面１０Ａの位置（Ｓｕｒｆａｃｅ）から消去対象となる記録層（ここではＬ２記録層１４Ｃ）までの距離Ｔを算出する。具体的には、フォーカス信号Ｐの振幅がゼロになる領域を解析していき、最も手前側の振幅ゼロ点を光入射面１０Ａとし、これを基準にして奥側の振幅ゼロ点を順番にＬ４、Ｌ３、Ｌ２、Ｌ１、Ｌ０記録層の位置と定義し、目的とする距離Ｔを算出する。また、これと同時に、第１ビーム１７０のフォーカスを消去対象となるＬ２記録層１４Ｃに合わせておく。
【００７１】
基準位置設定部３０６は、消去光学系２００における第２ビーム２７０を移動させて、そのフォーカス信号Ｑによって、光入射面１０Ａの位置を検知する。図３には、第２ビーム２７０を、光入射面１０Ａからスタートして最も奥側のＬ４記録層１４Ｅまで移動させることにより、光検出器２３２で取得されたフォーカス信号Ｑが示されている。このフォーカス信号Ｑから分かるとおり、消去光学系２００では、Ｌ０〜Ｌ４記録層１４Ａ〜１４Ｅを通過する毎のＳ字カーブは正しく出力されない。既に述べたように、第２ビーム２７０のスポット径は１．０７７μｍ〜３．００μｍ、焦点深度は１．６５７μｍ〜１０．００μｍと大きいので、層間距離が３０μｍ以下、トラックピッチが０．３２μｍ前後となるこの光記録媒体１０では十分なフォーカス信号を得られないからである。一方、このフォーカス信号Ｑの出力が始まる位置、即ち光入射面１０Ａの位置のみは正しく検知することができる。そこで、基準位置設定部３０６では、第２ビーム２７０のスポットが光入射面１０Ａにフォーカスした場所を基準位置として検出する。
【００７２】
消去位置確定部３０８は、消去光学系２００のフォーカスサーボアクチュエータ２９１を制御して、第２ビーム２７０を、光入射面１０Ａとなる基準位置から距離Ｔだけ移動させる。この距離Ｔは、ターゲット位置算出部３０４においてフォーカス信号Ｐを利用して算出したものを用いる。この結果、第２ビーム２７０を、消去対象となるＬ２記録層１４Ｃに対して正確にフォーカスさせることができる。これにより消去準備が整う。
【００７３】
消去準備が完了した状態を図５に示す。Ｌ２記録層１４Ｃに対して第１ビーム１７０と第２ビーム２７０の双方が照射されている。第２ビーム２７０のスポット径は、Ｌ２記録層１４Ｃの凹凸１８（ランド１８Ａおよびグルーブ１８Ｂ）のトラックピッチＬよりも遙かに大きい。従って、第２ビーム２７０は、複数のトラックを跨るようにして照射される。一方、第１ビーム１７０のスポット径は、トラックピッチＬと略同等に設定されている。
【００７４】
この状態で、光記録媒体１０を回転させながら、消去パワー（Ｐｅ）となる第２ビーム２７０を照射していくと、記録マークＭが消去される。例えば、第２ビーム２７０のスポット内に３トラック以上を同時に含むようにすると、３トラック以上の記録マークＭを同時に消去していくことが可能となり極めて効率的な作業となる。
【００７５】
モニタリング部３１０は、この消去中において、記録再生光学系１００の第１ビーム１７０を、消去対象となるＬ２記録層１４Ｃにフォーカスしておき、この記録再生光学系１００のフォーカスサーボアクチュエータ１９１の制御変動（ここでは電流変位量）をモニターする。これにより、光記録媒体１０が回転中におけるＬ２記録層１４Ｃの周方向の面ぶれを検知することができる。
【００７６】
そこで、フィードバック部３１２は、モニタリング部３１０でモニタしている電流変位量を利用して、消去光学系２００のフォーカスサーボアクチュエータ２９１をフィードバック制御する。これにより、第２ビーム２７０も、Ｌ２記録層１４Ｃの周方向の変位に対してリアルタイムで追従することが可能となる。
【００７７】
以上の構成となるフォーカスコントローラ３００は、記録再生光学系１００のフォーカスサーボアクチュエータ１９１によって、光記録媒体１０における消去対象となるＬ２記録層１４Ｃの位置を特定し、この情報を利用して、消去光学系２００のフォーカスサーボアクチュエータ２９１によって、第２ビーム２７０をＬ２記録層１４Ｃにフォーカスさせて、効率的に情報を消去することを実現する。
【００７８】
次に、この光記録再生装置９０を用いた光記録媒体１０の記録再生手法と、その利点について説明する。この記録再生手法では、４層以上となる相変化型の記録層を有する光記録媒体１０に対して、一旦記録された情報を記録層単位で確実に消去してから、記録再生を行うようにしている。具体的には、短波長となる記録再生光学系１００側においては、第１ビーム１７０を単一トラックに照射して情報の記録・再生を行うようにし、長波長となる消去光学系２００側においては、第２ビーム２７０を複数トラックに跨るように照射して情報を消去する。
【００７９】
消去時は、記録再生光学系１００の第１ビーム１７０を記録層群１４に照射して、記録層群１４の位置を取得する為のフォーカス信号Ｐを引き込む。そして、このフォーカス信号Ｐを利用して、消去光学系２００の第２ビーム２７０を、消去対象の記録層にフォーカスさせて、この第２ビーム２７０により複数トラックの情報を同時に消去する。第２ビーム２７０のスポット径は、第１ビーム１７０と比較して大きくなるため、いわゆるＤＣ消去の場合はスポットの通過時間が長くなる。即ち、長い時間に亘って第２ビーム２７０を照射することになるので、記録膜を薄くして結晶化スピードが低下したＬ１〜Ｌ４記録層１４Ｂ〜１４Ｅに対して、極めて効率的な消去作業が実現される。なお、結晶化スピードとは、結晶化温度以上の状態でアモルファス状態が結晶に変わる為に要する時間であり、結晶化スピードが落ちると、結晶化温度以上の状態を長い時間に亘って保たなければならない。
【００８０】
また更に、長波長となる光源２０１の方が、高パワーに設定できるので、この結果、広い範囲に亘って十分な消去エネルギーを光記録媒体１０に印加することが可能となり、これによっても極めて効率的な消去作業を実現できる。
【００８１】
特に本実施形態では、第２ビーム２７０のスポット径（λ２／ＮＡ２）が、トラックピッチＬの３倍以上、好ましくは５倍以上に設定されている。即ち、少なくとも３つのトラック、好ましくは５つのトラックに跨って第２ビーム２７０をまとめて照射できる。仮に第２ビーム２７０を５つのトラックに同時に跨るように照射する場合、この第２ビーム２７０をグルーブ１８Ｂに沿って移動させるだけで、ＤＣ消去としては１回となるが、各トラックでは実質的に５回の消去作業が行われる。なお、このトラッキングは、図５で示されるように、記録再生光学系１００の第１ビーム１７０で行い、これを第２ビーム２７０にフィードバック制御することが好ましい。
【００８２】
更に消去作業中は、記録再生光学系１００のフォーカス信号を利用して、消去光学系２００の第２ビーム２７０を常にフィードバック制御する。この結果、記録層群１４の周方向変位にリアルタイムで追従することができる。従って、第２ビーム２７０のフォーカスエラーが抑制され、より確実な消去作業が可能となっている。
【００８３】
なお、本実施形態では、記録再生光学系１００の第１波長をλ１、消去光学系２００の第２波長をλ２とした際に、これらの比率λ１／λ２が、０．４３≦λ１／λ２≦０．６０を満たすようになっている。また更に、記録再生光学系１００の対物レンズの開口数をＮＡ１、消去光学系２００の対物レンズの開口数をＮＡ２とした際に、これらの比率ＮＡ１／ＮＡ２が、１．２≦ＮＡ１／ＮＡ２≦３．３を満たすようになっている。更にまた、光記録媒体１０の記録層群１４の層間距離をＳとした際に、λ２／ＮＡ２２／Ｓ≦０．８５を満たすようになっている。
【００８４】
このように、比率λ１／λ２を０．４３以上にすることで、記録再生光学系１００と消去光学系２００のコマ収差の影響の差を小さくすることができる。同様に、光記録媒体１０の傾斜に対して、記録再生光学系１００と消去光学系２００のビームスポットの歪みの差も小さくすることができる。この結果、記録再生光学系１００と消去光学系２００における、各フォーカス信号への影響度合いを互いに近似させることができるので、第１ビーム１７０のフォーカス信号を用いて、第２ビーム２７０のフォーカス制御を行う際も、第２ビーム２７０のオフセット量を抑制できる。従って、第２ビーム２７０がデフォーカス状態になることを回避でき、所望の消去特性を得ることができる。例えば、λ１／λ２の比が小さくなりすぎると、オフセット量が増大し、第２ビーム２７０がデフォーカス状態になり易く、十分な消去特性が得られ難くなる。
【００８５】
また、この比率λ１／λ２を０．６０以下にすることで、記録再生光学系１００と消去光学系２００のビームスポット径の差を大きくすることができ、第２ビーム２７０のスポット径を大きくすることで消去効率を高めることが可能になる。比率λ１／λ２を０．６０よりも大きくして１に近づけすぎると、フォーカス制御は簡単になるが、記録再生光学系１００と消去光学系２００のビームスポット径の差が小さくなるので、消去効率が低下してしまう。なお、本実施形態では、λ１／λ２＝（４０５／８１０）＝０．５となり、上記条件を満たしている。
【００８６】
また、比率ＮＡ１／ＮＡ２を３．３以下にすることによっても、記録再生光学系１００と消去光学系２００のコマ収差の影響の差を小さくすることができる。同様に、光記録媒体１０の傾斜に対して、記録再生光学系１００と消去光学系２００のビームスポットの歪みの差も小さくすることができる。この結果、記録再生光学系１００と消去光学系２００における、各フォーカス信号への影響度合いを互いに近似させることができるので、第１ビーム１７０のフォーカス信号を用いて、第２ビーム２７０のフォーカス制御を行う際も、オフセット量を抑制することができる。従って、第２ビーム２７０がデフォーカス状態になることを回避でき、所望の消去特性を得ることができる。更に、比率ＮＡ１／ＮＡ２を３．３以下にすることで、各光学系のヘッドと光記録媒体１０との距離（ワーキングディスタンス）の差を小さくすることができる。この結果、記録再生光学系と消去光学系の高さ方向のレンジ差が狭まるため、小型化、スリム化を実現でき、光学設計の構成としての自由度を高めることが可能となる。
【００８７】
また、比率ＮＡ１／ＮＡ２を１．２以上にすることで、記録再生光学系１００と消去光学系２００のビームスポット径の差を大きくすることができ、第２ビーム２７０のスポット径を大きくすることで消去効率を高めることが可能になる。特に、波長比（λ１／λ２）と比較して、開口数比（ＮＡ１／ＮＡ２）の方が影響が大きい。コマ収差は、開口数（ＮＡ）の３乗に比例して大きくなるが、波長（λ）に反比例（−１乗に比例）して大きくなるからである。従って、開口数の方が波長よりも影響が大きい。なお、本実施形態では、ＮＡ１／ＮＡ２＝（０．８５／０．４）＝２．１２５となり、上記条件を満たしている。
また、λ２／ＮＡ２２／Ｓ≦０．８５にすると、第２ビーム２７０の焦点深度を小さくすることができるので、消去時に隣接層の記録データに影響を及ぼすことを回避できる。本実施形態では、最小となる層間距離Ｓが１１μｍであり、焦点深度は５．０６μｍに設定されていることから、λ２／ＮＡ２２／Ｓ＝０．４６となり、この条件を満たす。
【００８８】
以上、本実施形態では、第２ビーム２７０をグルーブ１８Ｂに沿って移動させる場合に限って示したが、本発明はこれに限定されない。この消去光学系２００の第２ビーム２７０の消去パワーを十分に確保できる場合は、トラッキング制御を行わないことも好ましい。例えば、第２ビーム２７０が、６つのトラックに同時に跨るように照射されるにも拘わらず、各トラックは実質的に２回の消去工程で十分となる場合は、この第２ビーム２７０を、グルーブ１８Ｂ飛び越えながら通常よりも３倍の早さで半径方向に移動させる。即ち、光記録媒体１０が一周する間に、第２ビーム２７０が３つのトラックを飛び越えるように半径方向に移動する。この結果、各トラックは実質的に２回の消去工程となる。このようにすると、記録層全体を消去する際の消去時間が飛躍的に短くなる。
【００８９】
更に本実施形態では、記録再生光学系１００と消去光学系２００が、光記録媒体１０の周方向に沿って並列配置されている場合を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば図６に示される他の構成のように、消去光学系２００と記録再生光学系１００を、光記録媒体１０の半径方向にずれた位置に配置することも好ましい。例えば、半径方向の移動方向に対して、消去光学系２００を先、記録再生光学系１００を後に配列することで、消去光学系２００で記録層の情報Ｍを消去しながら、その消去領域に対して記録再生光学系１００で情報を記録していくことも可能である。この結果、消去作業と記録作業を同時進行することができるので、記録時間をより短くすることが可能となる。この際にも、記録再生光学系１００のフォーカスサーボアクチュエータ１９１の電流変位量をモニタリングして、消去光学系２００をフィードバック制御すれば、記録層の面変動に追従できる。
【００９０】
また、本実施形態では、第２ビーム２７０の最小スポットを記録層群１４に照射するようにしているが、あえてピントをぼかすことでスポット径を大きくし、より広範囲に第２ビーム２７０を照射して消去効率を高めるようにしてもよい。
【実施例１】
【００９１】
上記実施形態で示した記録再生装置９０と光記録媒体１０を用いて消去率を検証した。具体的には、初期状態として、光記録媒体１０の記録層群１４の全てに対して、ＣＬＶ（線速度一定）が８ｍ／ｓとし、記録信号の周波数を８．９７ＭＨｚに設定して、情報を記録した。その後、実施例１として、ＣＬＶ（線速度一定）を８ｍ／ｓ、消去パワーを一定（ＤＣ消去）に条件設定し、各記録層に対して１回ずつ消去作業を行い、再度、ＣＬＶ（線速度一定）が８ｍ／ｓ、記録信号の周波数８．９７ＭＨｚとなる条件で情報を記録して、記録前後の再生信号のＣＮＲをスペクトルアナライザで評価した。消去が不十分な状態に対して更に情報が記録されると、ノイズレベルが悪化してＣＮＲが低下するので、その低下具合によって消去効率が判定できる。なお、記録及び消去で用いた記録パワーと消去パワーの各設定値については図７に示す。
【００９２】
ここでいうＤＣ消去１回とは、グルーブ１８Ｂに沿って１回（最内周から最外周まで）に限って第２ビーム２７０を照射したことを意味している。消去前と消去後において、ＣＮＲの差が無い場合は○（良好）と判定し、消去後の記録・再生におけるＣＮＲの低下が１ｄＢ未満の場合は△（普通）と判定し、消去後の記録・再生におけるＣＮＲの低下が１ｄＢ以上の場合は×（悪化）と判定した。実施例２では、ＣＬＶ（線速度一定）が４ｍ／ｓの条件でＤＣ消去を１回行い、再度、ＣＬＶ（線速度一定）が８ｍ／ｓの条件で情報を記録して評価を行った。
【００９３】
更に、比較例１として、従来方式でオーバーライト（上書き）作業を行った場合と、比較例２として、記録再生光学系１００のみを利用してＤＣ消去を１回行った場合と、比較例３として、記録再生光学系１００のみを利用してＤＣ消去を１０回行った場合と、比較例４として、記録再生光学系１００のみを利用してＤＣ消去を３０回行った場合も同様に評価した。実施例と比較例の検証結果を図８に示す。
【００９４】
図８から明らかなように、実施例１、実施例２の場合は、ＤＣ消去が１回であるにも拘わらず、その後に形成した記録マークの信号品質の低下が抑制されていることが分かる。特に、消去スピードを４ｍ／ｓに低下させれば、信号品質は消去前後で変わらない。一方、比較例１〜３に示されるように、記録再生光学系１００を用いるだけでは、ＤＣ消去を１０回繰り返しても記録マークが確実に消去されていないため、その後に形成した記録マークの信号品質が低下する。なお、比較例４のように、ＤＣ消去を３０回繰り返せば情報が確実に消去され、その後に形成した記録マークの信号品質が良好になる。しかし、３０回の消去作業は時間がかかりすぎるので、実現するのは難しい。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、相変化型の記録層を複数有する各種光記録媒体に適用することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１０ 第１記録媒体
１１ カバー層
１２ 支持基板
１４ 記録層群
１６ 中間層群
９０ 光記録再生装置
１００ 記録再生光学系
２００ 消去光学系
３００ フォーカスコントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４層以上となる相変化型の記録層を有する多層光記録媒体に対して情報を記録再生する記録再生方法であって、
第１波長の第１ビームを単一トラックに照射して情報の記録・再生を行う記録再生光学系と、前記第１波長より長い第２波長の第２ビームを複数トラックに跨るように照射して情報を消去する消去光学系とを用い、
前記記録再生光学系の第１ビームを前記記録層に照射してフォーカス信号を引き込む信号取得ステップと、
該フォーカス信号を利用して、前記消去光学系の前記第２ビームを消去対象となる前記記録層にフォーカスさせて、該第２ビームにより前記複数トラックの情報を同時に消去する消去ステップと、を有することを特徴とする記録再生方法。
【請求項２】
前記消去ステップでは、前記消去光学系のトラッキングを行わないことを特徴とする請求項１に記載の記録再生方法。
【請求項３】
前記消去ステップでは、消去中における前記記録再生光学系の前記フォーカス信号を利用して、前記消去光学系の前記第２ビームを常にフォーカス制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の記録再生方法。
【請求項４】
前記信号取得ステップでは、前記記録再生光学系の前記フォーカス信号を利用して、光入射面から消去対象となる前記記録層までの距離Ｔを算出し、
前記消去ステップでは、前記消去光学系の前記第２ビームを利用して前記光入射面を検出し、且つ、前記信号取得ステップにおける前記距離Ｔを利用して、前記消去対象となる前記記録層に該第２ビームをフォーカスさせることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の記録再生方法。
【請求項５】
前記記録再生光学系の前記第１波長をλ１、対物レンズの開口数をＮＡ１、前記消去光学系の前記第２波長をλ２、対物レンズの開口数をＮＡ２とした際に、
前記記録再生光学系の前記第１ビームのスポット径λ１／ＮＡ１は、前記多層光記録媒体の前記記録層のトラックピッチＬとの関係で、λ１／ＮＡ１≦２Ｌを満たすようになっており、
前記消去光学系の前記第２ビームのスポット径λ２／ＮＡ２は、前記多層光記録媒体の前記記録層のトラックピッチＬとの関係で、λ１／ＮＡ１≧３Ｌを満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の記録再生方法。
【請求項６】
前記記録再生光学系の前記第１波長をλ１、前記消去光学系の前記第２波長をλ２とした際に、
０．４３≦λ１／λ２≦０．６０
を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の記録再生方法。
【請求項７】
前記記録再生光学系の対物レンズの開口数をＮＡ１、前記消去光学系の対物レンズの開口数をＮＡ２とした際に、
１．２≦ＮＡ１／ＮＡ２≦３．３
を満たすことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の記録再生方法。
【請求項８】
前記多層光記録媒体の前記記録層の層間距離をＳとした際に、
λ２／ＮＡ２２／Ｓ≦０．８５
を満たすことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の記録再生方法。
【請求項９】
前記消去ステップでは、少なくとも１層の前記記録層の全情報を一括消去することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の記録再生方法。
【請求項１０】
前記消去光学系と前記記録再生光学系は、前記多層光記録媒体の半径方向に異なる位置に配置されており、
前記消去光学系による前記消去ステップと、前記消去ステップによって消去された領域に対して前記記録再生光学系が情報を記録する記録ステップを、同時進行させることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の記録再生方法。
【請求項１１】
４層以上となる相変化型の記録層を有する多層光記録媒体に対して情報を記録再生する記録再生装置であって、
第１波長の第１ビームを照射して情報の記録・再生を行う記録再生光学系と、
前記第１波長より長い第２波長の第２ビームを照射して情報を消去する消去光学系と、
前記記録再生光学系の前記第１ビームを移動させる第１フォーカスサーボと、
前記消去光学系の前記第２ビームを移動させる第２フォーカスサーボと、
前記第１及び第２フォーカスサーボを制御するフォーカスコントローラと、を備えるようにし、
前記フォーカスコントローラは、
前記第１フォーカスサーボによって前記記録再生光学系の第１ビームを移動させることで、消去対象となる前記記録層の位置を特定し、
前記第２フォーカスサーボによって前記消去光学系の前記第２ビームを消去対象となる前記記録層にフォーカスさせて、該第２ビームにより情報を消去することを特徴とする記録再生装置。
【請求項１２】
前記フォーカスコントローラは、
前記第１ビームを移動させて、光入射面から消去対象となる前記記録層までの範囲を含むフォーカス信号を取得する信号取得部と、
前記フォーカス信号を利用して、前記光入射面から前記消去対象となる前記記録層までの距離Ｔを算出するターゲット位置算出部と、
前記第２ビームを移動させて光入射面の位置を検知する基準位置設定部と、
前記第２ビームを前記光入射面から前記距離Ｔだけ移動させて、前記消去対象となる前記記録層にフォーカスさせる消去位置確定部と、
を備えることを特徴とする請求項１１に記載の記録再生装置。
【請求項１３】
前記フォーカスコントローラは、
消去作業中、前記記録再生光学系の前記第１ビームを前記消去対象となる前記記録層にフォーカスして、前記第１フォーカスサーボの制御変動をモニターするモニタリング部と、
前記制御変動を前記消去光学系の前記第２フォーカスサーボにフィードバックして前記第２フォーカスサーボを制御するフィードバック部と、
を備えることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の記録再生装置。
【請求項１】
４層以上となる相変化型の記録層を有する多層光記録媒体に対して情報を記録再生する記録再生方法であって、
第１波長の第１ビームを単一トラックに照射して情報の記録・再生を行う記録再生光学系と、前記第１波長より長い第２波長の第２ビームを複数トラックに跨るように照射して情報を消去する消去光学系とを用い、
前記記録再生光学系の第１ビームを前記記録層に照射してフォーカス信号を引き込む信号取得ステップと、
該フォーカス信号を利用して、前記消去光学系の前記第２ビームを消去対象となる前記記録層にフォーカスさせて、該第２ビームにより前記複数トラックの情報を同時に消去する消去ステップと、を有することを特徴とする記録再生方法。
【請求項２】
前記消去ステップでは、前記消去光学系のトラッキングを行わないことを特徴とする請求項１に記載の記録再生方法。
【請求項３】
前記消去ステップでは、消去中における前記記録再生光学系の前記フォーカス信号を利用して、前記消去光学系の前記第２ビームを常にフォーカス制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の記録再生方法。
【請求項４】
前記信号取得ステップでは、前記記録再生光学系の前記フォーカス信号を利用して、光入射面から消去対象となる前記記録層までの距離Ｔを算出し、
前記消去ステップでは、前記消去光学系の前記第２ビームを利用して前記光入射面を検出し、且つ、前記信号取得ステップにおける前記距離Ｔを利用して、前記消去対象となる前記記録層に該第２ビームをフォーカスさせることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の記録再生方法。
【請求項５】
前記記録再生光学系の前記第１波長をλ１、対物レンズの開口数をＮＡ１、前記消去光学系の前記第２波長をλ２、対物レンズの開口数をＮＡ２とした際に、
前記記録再生光学系の前記第１ビームのスポット径λ１／ＮＡ１は、前記多層光記録媒体の前記記録層のトラックピッチＬとの関係で、λ１／ＮＡ１≦２Ｌを満たすようになっており、
前記消去光学系の前記第２ビームのスポット径λ２／ＮＡ２は、前記多層光記録媒体の前記記録層のトラックピッチＬとの関係で、λ１／ＮＡ１≧３Ｌを満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の記録再生方法。
【請求項６】
前記記録再生光学系の前記第１波長をλ１、前記消去光学系の前記第２波長をλ２とした際に、
０．４３≦λ１／λ２≦０．６０
を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の記録再生方法。
【請求項７】
前記記録再生光学系の対物レンズの開口数をＮＡ１、前記消去光学系の対物レンズの開口数をＮＡ２とした際に、
１．２≦ＮＡ１／ＮＡ２≦３．３
を満たすことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の記録再生方法。
【請求項８】
前記多層光記録媒体の前記記録層の層間距離をＳとした際に、
λ２／ＮＡ２２／Ｓ≦０．８５
を満たすことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の記録再生方法。
【請求項９】
前記消去ステップでは、少なくとも１層の前記記録層の全情報を一括消去することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の記録再生方法。
【請求項１０】
前記消去光学系と前記記録再生光学系は、前記多層光記録媒体の半径方向に異なる位置に配置されており、
前記消去光学系による前記消去ステップと、前記消去ステップによって消去された領域に対して前記記録再生光学系が情報を記録する記録ステップを、同時進行させることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の記録再生方法。
【請求項１１】
４層以上となる相変化型の記録層を有する多層光記録媒体に対して情報を記録再生する記録再生装置であって、
第１波長の第１ビームを照射して情報の記録・再生を行う記録再生光学系と、
前記第１波長より長い第２波長の第２ビームを照射して情報を消去する消去光学系と、
前記記録再生光学系の前記第１ビームを移動させる第１フォーカスサーボと、
前記消去光学系の前記第２ビームを移動させる第２フォーカスサーボと、
前記第１及び第２フォーカスサーボを制御するフォーカスコントローラと、を備えるようにし、
前記フォーカスコントローラは、
前記第１フォーカスサーボによって前記記録再生光学系の第１ビームを移動させることで、消去対象となる前記記録層の位置を特定し、
前記第２フォーカスサーボによって前記消去光学系の前記第２ビームを消去対象となる前記記録層にフォーカスさせて、該第２ビームにより情報を消去することを特徴とする記録再生装置。
【請求項１２】
前記フォーカスコントローラは、
前記第１ビームを移動させて、光入射面から消去対象となる前記記録層までの範囲を含むフォーカス信号を取得する信号取得部と、
前記フォーカス信号を利用して、前記光入射面から前記消去対象となる前記記録層までの距離Ｔを算出するターゲット位置算出部と、
前記第２ビームを移動させて光入射面の位置を検知する基準位置設定部と、
前記第２ビームを前記光入射面から前記距離Ｔだけ移動させて、前記消去対象となる前記記録層にフォーカスさせる消去位置確定部と、
を備えることを特徴とする請求項１１に記載の記録再生装置。
【請求項１３】
前記フォーカスコントローラは、
消去作業中、前記記録再生光学系の前記第１ビームを前記消去対象となる前記記録層にフォーカスして、前記第１フォーカスサーボの制御変動をモニターするモニタリング部と、
前記制御変動を前記消去光学系の前記第２フォーカスサーボにフィードバックして前記第２フォーカスサーボを制御するフィードバック部と、
を備えることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の記録再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１８７３０（Ｐ２０１２−１８７３０Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５５８３２（Ｐ２０１０−１５５８３２）
【出願日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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