JP2000100002A - 光ディスク原盤記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成により、光ディスク原盤の回転中
心とスポットとの相対位置を直接的に制御して、光ディ
スク原盤に対して高精度で記録が行われる光ディスク原
盤記録装置を提供すること。 【解決手段】 光ディスク原盤Ｄが載置され且つ回転駆
動される回転テーブル１３と、回転テーブル上に載置さ
れた光ディスク原盤に対して光ビームを照射してスポッ
トを形成することにより記録を行なう光照射手段１４
と、上記回転テーブルを直線移動可能に支持する案内機
構１２と、上記案内機構を駆動して、回転テーブルを直
線移動させる電磁アクチュエータ１６と、上記電磁アク
チュエータを駆動制御する制御手段２０とを含んでお
り、上記案内機構上に設けられ、上記光照射手段による
スポットと光ディスク原盤の回転中心との相対位置の位
置情報を検出する位置検出手段１５を備え、上記制御手
段が、位置検出手段からの位置情報をフィードバックし
つつ、電磁アクチュエータを駆動制御する構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクのマス
ターとなるガラス原盤に対して、トラックに沿って照射
スポットを走査する光ディスク原盤記録装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスクや光磁気ディスク等
（以下、光ディスク記録媒体という）を大量に複製する
ためには、材料となる樹脂等を成形するために、光ディ
スク記録媒体のマスターとなるべきガラス原盤により作
成されたスタンパーが使用される。上記ガラス原盤は、
一般的には、その作成工程において、想定される記録ト
ラックに対応してガラス原盤表面に、光ビームまたは電
子ビームを集束して照射し、スポットを形成することに
より、記録層の化学反応を利用して、ピットまたはグル
ーブを形成するようにしている。

【０００３】このガラス原盤への記録は、ガラス原盤を
回転駆動しながら、原盤の回転中心と上記スポットの相
対位置を変化させることにより、螺旋状または同心円状
の信号トラックを作成するようになっている。ここで、
原盤の回転中心とスポットの相対位置の変化は、回転す
る原盤またはスポットの何れか一方を移動手段である案
内機構上に搭載し、駆動機構によって移動させることに
より、行なわれる。

【０００４】そして、このようにして記録された光ディ
スク記録媒体は、上記信号トラックをトラック位置検出
手段により検出して、記録または再生用のスポットを所
定箇所に位置決め駆動制御することにより、高品質の信
号記録または再生が行なわれるようになっている。従っ
て、信号トラックが不規則に蛇行したり、隣接トラック
との間隔が不規則に乱れていると、スポットを信号トラ
ックに沿って正確に位置決め走査することが困難になる
と共に、スポットが隣接トラックの影響を受けて、高品
質の信号記録または再生が阻害されてしまう。

【０００５】このため、信号トラックに関して、両側に
隣接する信号トラックとの間隔（トラックピッチ）や真
円度、そして一定の増加または減少率を有する螺旋形状
が高精度である必要がある。かくして、光ディスク原盤
記録装置においては、高精度の案内機構や駆動機構を使
用することにより、光ディスク原盤の目標位置に対して
正確にスポットを走査するように構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の光デ
ィスク原盤記録装置では、十分な位置精度の分解能を得
るために、ネジ送りや摩擦駆動等の機械的な減速機構を
設けることにより、回転駆動のエンコーダによるフィー
ドバック制御に対して、この減速機構の減速比に対応し
た倍率で分解能を高めて、回転運動を直線運動に変換し
て、位置決め及び送り駆動を行なうようにしている。

【０００７】しかしながら、このような光ディスク原盤
記録装置においては、位置決め制御されるのは、回転駆
動機構のみであり、直線運動を行なう案内機構では、機
械的精度に依存して駆動されることから、案内機構によ
り駆動される回転テーブルの位置決めが間接的に制御さ
れることになる。従って、案内機構については高い精度
と剛性が要求されることになり、案内機構が複雑で且つ
コストの高い機構になってしまう。また、駆動機構の機
械的振動や熱膨張収縮の影響等により、光ディスクがコ
ンパクトディスク（ＣＤ）程度の低密度記録の場合に
は、十分な精度であるが、これよりＣＤより高い記録密
度の光ディスクの場合には、十分な記録精度が得られな
くなってしまうという問題があった。

【０００８】さらに、最近では、対物レンズを搭載した
案内機構を使用して、この対物レンズ位置をレーザ干渉
計により測長して、位置決め及び送り駆動を制御する方
法も採用されている。この方法は、例えば、所謂デジタ
ルビデオディスク（ＤＶＤ）程度の中密度記録の光ディ
スクの場合には、十分な精度である。しかしながら、原
盤上にスポットの焦点を維持するための自動焦点制御に
よる対物レンズの位置の移動で生ずる振動によって、案
内機構にも振動が生じてしまうので、例えば、ＤＶＤよ
り高い記録密度の光ディスクの場合には、十分な記録精
度が得られなくなってしまうという問題があった。

【０００９】また、光ディスク原盤が載置される回転テ
ーブルを送りネジや摩擦駆動機構により駆動する方法も
使用されているが、回転テーブル上に載置される光ディ
スク原盤の中心位置ずれや平行度の不正によるアンバラ
ンス等によって、回転テーブルの回転により遠心力が生
じて、駆動機構に振動が生ずることになり、同様に、例
えば、ＤＶＤより高い記録密度の光ディスクの場合に
は、十分な記録精度が得られなくなってしまうという問
題があった。このようにして、高い記録密度の光ディス
クのための原盤記録装置において、原盤の中心とスポッ
トとの間の高い位置決め精度を維持することは困難であ
った。

【００１０】本発明は、以上の点に鑑み、簡単且つ低コ
ストの構成により、光ディスク原盤の回転中心とスポッ
トとの相対位置を直接的に制御して、光ディスク原盤に
対して高精度で記録が行われるようにした、光ディスク
原盤記録装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１の
構成によれば、光ディスク原盤が載置され且つ回転駆動
される回転テーブルと、回転テーブル上に載置された光
ディスク原盤に対して光ビームを照射してスポットを形
成することにより記録を行なう光照射手段と、上記回転
テーブルを直線移動可能に支持する案内機構と、上記案
内機構を駆動して、回転テーブルを直線移動させるアク
チュエータと、上記アクチュエータを駆動制御する制御
手段とを含んでおり、さらに、上記案内機構上に設けら
れ、上記光照射手段によるスポットと光ディスク原盤の
回転中心との相対位置の位置情報を検出する位置検出手
段を備えており、上記制御手段が、位置検出手段からの
位置情報をフィードバックしながら、アクチュエータを
駆動制御する構成とした、光ディスク原盤記録装置によ
り、達成される。

【００１２】請求項１の構成によれば、回転テーブルに
より回転駆動される光ディスク原盤に対して、光照射手
段から光ビームが照射されることにより、光ディスク原
盤上にスポットが形成される。そして、案内機構上に直
線移動可能に支持された回転テーブルをアクチュエータ
としての例えば電磁アクチュエータにより位置決め送り
駆動することにより、上記スポットが光ディスク原盤上
にて螺旋状または同心円状に走査される。これにより、
上記スポットにより光ディスク原盤の記録層に対して記
録が行なわれることになる。 その際、電磁アクチュエ
ータによる回転テーブルの送り駆動は、位置検出手段に
より検出された位置情報をフィードバックしながら、制
御手段が電磁アクチュエータを駆動制御することによ
り、直接的に行なわれるので、中間に摩擦駆動機構やネ
ジ送り機構等の高精度の伝動機構が不要となる。従っ
て、これらの伝動機構に関する保守が不要になり、部品
コスト及び保守コストが低減されると共に、回転テーブ
ルの直接的な移動によって、これらの伝動機構の機械的
振動の影響がなくなるので、位置検出手段の位置検出分
解能に基づいた高精度の移動、そして位置決めが可能に
なる。

【００１３】また、上記回転テーブルの位置決め送り駆
動、即ち回転テーブルと光照射手段との相対位置の変更
は、回転テーブルが移動されることにより、行なわれる
ようになっていることから、光照射手段は、固定配置さ
れるので、この光照射手段からの光ビームのスポットの
焦点合わせ機構が、光ディスク原盤の回転による所謂う
ねりに対応して振動したり、微細なゴミ，傷等によって
インパルス状の振動を発生したとしても、これらの振動
が案内機構や電磁アクチュエータに与える影響は殆どな
い。従って、回転テーブルの位置決め送り駆動による位
置決め精度が著しく向上することになる。

【００１４】さらに、回転テーブルは、その回転に同期
して遠心力による正弦波状の振動を発生するが、上述し
た焦点合わせ機構による振動は、一般に回転テーブルの
一回転に一回以上発生し、ゴミや傷等による振動は、さ
らに高い周波数の振動となる。従って、回転テーブル
は、焦点合わせ機構の振動より緩やかで低い周波数の振
動となることから、焦点合わせ機構による振動は、電磁
アクチュエータによる回転テーブルの移動及び位置決め
の駆動制御に対して、容易に抑制される外乱である。か
くして、電磁アクチュエータによる回転テーブルの駆動
制御は、より高精度で行われることになる。

【００１５】請求項２のように、上記案内機構が、非接
触式に回転テーブルを案内すると共に、上記電磁アクチ
ュエータが、非接触式に回転テーブルを移動させる場合
には、移動テーブルが摩擦損失の影響を殆ど受けないこ
とから、移動テーブル上の質量及び偏心による加速度の
演算が、容易に行われることになる。

【００１６】請求項３のように、上記制御手段が、記録
の前に、先ず回転テーブルの回転時に光ディスク原盤の
偏心により生ずるパラメータ、例えば光ディスク原盤の
偏心により生ずる遠心力による案内機構の位置ずれ量
（請求項５），光ディスク原盤の偏心により生ずる遠心
力による案内機構の位置を静定させるための電磁アクチ
ュエータの駆動電流量（請求項６）または案内機構上に
設けられた加速度検出手段により検出される光ディスク
原盤の偏心により生ずる加速度（請求項７）と、回転テ
ーブルに設けられた回転角度検出手段による回転テーブ
ルの角度とを同期して検出して、光ディスク原盤の偏心
の方向及び量を演算し、次に回転テーブルを回転停止し
た状態で、この偏心の方向と案内装置による回転テーブ
ルの移動方向とを合わせて、電磁アクチュエータにより
回転テーブルの回転中心に対する光ディスク原盤の重心
位置を相対移動させて、上記偏心を打ち消す場合には、
前以て回転テーブルに光ディスク原盤を載置して回動さ
せて、上記パラメータを検出して、偏心の方向及び量を
求める。

【００１７】そして、この偏心の方向及び量に基づい
て、偏心の方向を回転テーブルの移動方向に一致させ
て、例えば、請求項４のように、光ディスク原盤を固定
部に当接させた状態で、電磁アクチュエータを利用して
光ディスク原盤を回転テーブル上で移動させることによ
り、光ディスク原盤は、その中心が回転テーブルの回転
中心とほぼ一致することになり、上記偏心が大幅に低減
される。これにより、光ディスク原盤の回転テーブルに
対する偏心が実質的に排除されるので、光照射手段によ
るスポットが光ディスク原盤の所望位置に対して正確に
形成されることになる。この場合、電磁アクチュエータ
による回転テーブルの移動は、電磁アクチュエータの推
力による力制御であることから、位置検出だけでなく、
移動量や加速度も容易に検出される。

【００１８】請求項８のように、上記制御手段が、案内
機構上に設けられた加速度検出手段により検出される光
ディスク原盤の偏心により生ずる遠心力による回転に同
期した送り方向の振れに基づいて、上記偏心による送り
方向の振れを相殺するように、案内機構上に設けられた
重りを電磁アクチュエータにより駆動制御する場合に
は、上記重りの駆動制御によって、光ディスク原盤の偏
心による振れに同期した反力が発生することにより、光
ディスク原盤の偏心による振れが相殺されて、打ち消さ
れまたは大幅に低減されることになり、光ディスク原盤
の偏心による影響のない正確な回転テーブルの位置決め
が行われることになる。

【００１９】請求項９のように、上記制御手段が、光デ
ィスク原盤の偏心により生ずる遠心力による回転に同期
した送り方向の振れを、偏心の方向及び量から演算し
て、逆方向の振れが生ずるように、電磁アクチュエータ
をフィードフォワード駆動制御する場合には、上記電磁
アクチュエータのフィードフォワード駆動制御によっ
て、光ディスク原盤の偏心による振れに同期した反力が
発生することにより、光ディスク原盤の偏心による振れ
が相殺されて、打ち消されまたは大幅に低減されること
になり、光ディスク原盤の偏心による影響のない正確な
回転テーブルの位置決めが行われることになる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図１乃至図６を参照しながら、詳細に説明する。尚、
以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例である
から、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、
本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもの
ではない。

【００２１】図１乃至図４は、本発明による光ディスク
原盤記録装置の第一の実施形態を示している。図１乃至
図３において、光ディスク原盤記録装置１０は、ベース
１１と、このベース１１上に備えられた案内機構として
の直動案内機構１２と、直動案内機構１２により直線移
動可能に支持された回転テーブル１３と、回転テーブル
１３の上方にてベース１１に対して固定配置された光照
射手段としての照射スポット集束機構１４と、位置検出
手段１５と、アクチュエータとしての電磁アクチュエー
タ１６とを備えている。

【００２２】上記ベース１１は、マシンベースまたはマ
シンベースに対して取り付けられたサブベースとして構
成されている。マシンベースは、例えば鋳鉄，天然石等
の形状寸法安定性及び振動減衰性等に優れた材料から構
成されており、例えば空気バネ等の除振機構により懸架
されることにより、床振動が減衰または絶縁できるよう
になっている。尚、上記除振機構は、好ましくは、例え
ばベース１１上の加速度を検出して、この加速度を相殺
するようにベース１１と床との間に相対的な駆動力を与
えるようにした所謂アクティブ除振機構が使用される。
これにより、除振機構自体の固有振動数による固有振動
領域で床振動が増幅されたり、ベース１１上に搭載され
た他の振動源からの振動によりベース１１が共振するこ
とが排除される。

【００２３】上記直動案内機構１２は、図示の場合、ベ
ース１１の表面に対して平行に且つ互いに平行な二本の
ガイドレール１２ａと、ガイドレール１２ａの両端をベ
ース１１に対して支持する取付部１２ｂと、ガイドレー
ル１２ａに被嵌されたスライド部１２ｃと、各スライド
部１２ｃにより支持された移動テーブル１２ｄとから構
成されている。これにより、各スライド部１２ｃがガイ
ドレール１２ａに沿って摺動することにより、移動テー
ブル１２ｄがベース１１に対して水平方向に移動可能に
なっている。

【００２４】上記回転テーブル１３は、直動案内機構１
２の移動テーブル１２ｄ上に取り付けられており、例え
ばエアスピンドル等の摩擦が極めて低い、好ましくは非
接触式の軸受（図示せず）により回転可能に支持されて
おり、直接連結された回転式電磁モータ（図示せず）に
より回転駆動されるようになっていると共に、回転角度
を検出するためのエンコーダ（図示せず）を備えてい
る。この場合、回転テーブル１３は、その上面に、例え
ば真空吸着によって光ディスク原盤Ｄを吸着保持できる
ようになっている。

【００２５】上記照射スポット集束機構１４は、この回
転テーブル１３の上方にて、移動テーブル１２ｄが移動
する際に、回転テーブル１３の回転中心が通過する位置
に、光軸を一致させるようにして、ベース１１に固定さ
れた固定枠１７上に保持されている。

【００２６】上記位置検出手段１５は、移動テーブル１
２ｄとベース１１との間に設けられており、これら相互
の相対変位を測長するために、例えば１０ｎｍ以下の分
解能を有するリニアスケールまたはレーザ干渉測長機等
が使用されるが、図示の場合には、移動テーブル１２ｄ
に取り付けられたスケール部１５ａとベース１１上に設
けられた測定部１５ｂとから構成されている。

【００２７】上記電磁アクチュエータ１６は、移動テー
ブル１２ｄ及びベース１１の間に設けられており、例え
ば与えた電流に応じて駆動力を発生させる所謂ボイスコ
イル型リニアモータ等が使用される。ここで、移動テー
ブル１２ｄは、位置検出手段１５により検出された位置
情報と原盤記録の目標位置との誤差が最小となるよう
に、位置検出手段１５による位置情報を電流電圧に変換
する駆動回路を介して、電磁アクチュエータ１６により
位置決め送り駆動されるようになっている。

【００２８】さらに、上記移動テーブル１２ｄ上には、
好ましくは、移動テーブル１２ｄの加速度を検出するた
めの加速度計１８と、が設けられていると共に、ベース
１１上には、図１及び図２にて左端付近に、当て駒１８
が設けられている。

【００２９】ここで、上記電磁アクチュエータ１６は、
図４に示すように、制御手段としての制御回路２０によ
り駆動制御されるようになっている。制御回路２０は、
上述した位置検出手段１５により検出された位置情報に
基づいて、この位置情報をフィードバックしながら、電
磁アクチュエータ１６を駆動制御すると共に、後述する
ように加速度計１８により検出された加速度，電磁アク
チュエータ１６の駆動電流値等が入力されることによ
り、光ディスク原盤Ｄの偏心量及び方向等の各種演算を
行なうようになっている。

【００３０】本実施形態による光ディスク原盤記録装置
１０は、以上のように構成されており、光ディスク原盤
Ｄの記録を行なう前に、図５のフローチャートに示すよ
うに、光ディスク原盤Ｄの偏心補正が行なわれる。即
ち、先ずステップＳＴ１にて、光ディスク原盤Ｄが回転
テーブル１３上に載置され、回転テーブル１３の上面に
真空吸着される。この状態から、ステップＳＴ２にて、
回転テーブル１３が回転駆動される。

【００３１】ここで、光ディスク原盤Ｄが回転テーブル
１３に対して偏心していると、この偏心により回転テー
ブル１３に偏心による振れが発生して、移動テーブル１
２ｄが振動し、この振動が位置検出手段１５により検出
され、電磁アクチュエータ１６の駆動制御にフィードバ
ックされる。従って、ステップＳＴ３にて、この振動に
よるパラメータが検出される、例えば、移動テーブル１
２ｄの変位誤差が位置検出手段１５により検出され、ま
たは電磁アクチュエータ１６の駆動電流値が制御回路２
０により検出され、あるいは移動テーブル１２ｄの加速
度が移動テーブル１２ｄ上に設けられた加速度計１８に
より検出される。そして、ステップＳＴ４にて、制御回
路２０は、これらの変位誤差，駆動電流値または加速度
の極大極小値等に基づいて、光ディスク原盤Ｄの偏心の
量を演算する。また、ステップＳＴ５にて、制御回路２
０は、回転テーブル１３のエンコーダからの角度信号
と、上記変位誤差，駆動電流値または加速度の極大極小
値等に基づいて、光ディスク原盤Ｄの偏心の方向を演算
する。これにより、光ディスク原盤Ｄの偏心の量及び方
向が求められることになる。

【００３２】その後、ステップＳＴ６にて、回転テーブ
ル１３が停止され、ステップＳＴ７にて、光ディスク原
盤Ｄの偏心の方向が、移動テーブル１２ｄの送り方向と
一致するように、回転テーブル１３の回転角度が調整さ
れて、静止される。

【００３３】そして、ステップＳＴ７にて、電磁アクチ
ュエータ１６が作動して、移動テーブル１２ｄが図１及
び図２にて左端付近まで移動され、回転テーブル１３の
端縁から突出した光ディスク原盤Ｄの端縁が、ベース１
１上に設けられた当て駒１９に対して当接され、さらに
ステップＳＴ８にて、移動テーブル１２ｄが上記偏心量
と同じ距離だけ移動されることにより、光ディスク原盤
Ｄは回転テーブル１３上で偏心の方向の逆方向に偏心量
と同じ距離だけ移動することになる。これにより、光デ
ィスク原盤Ｄは、その偏心が大幅に低減されることにな
る。尚、このとき、光ディスク原盤Ｄの回転テーブル１
３に対する真空吸着は、電磁アクチュエータ１６の推力
によって光ディスク原盤Ｄが回転テーブル１３上で移動
できる程度に、軽減されるようになっている。

【００３４】次に、光ディスク原盤Ｄの記録を行なう場
合には、光ディスク原盤Ｄが回転テーブル１３上に載置
され、回転テーブル１３の上面に真空吸着される。この
状態から、回転テーブル１３が回転駆動されると共に、
制御回路２０により電磁アクチュエータ１６により移動
テーブル１２ｄそして回転テーブル１３が直動案内機構
１２のガイドレール１２ａに沿って送り方向に移動さ
れ、同時に照射スポット集束機構１４が動作して、光デ
ィスク原盤Ｄ上にスポットが照射される。これにより、
光ディスク原盤Ｄは、回転テーブル１３により回転駆動
されると共に、上記送り方向に送り駆動されるので、光
ディスク原盤Ｄに対して螺旋状または同心円状に記録が
行なわれることになる。その際、電磁アクチュエータ１
６は、位置検出手段１５からの位置情報をフィードバッ
クしながら、移動テーブル１２ｄそして回転テーブル１
３を直接に送り駆動することから、光ディスク原盤Ｄの
送り方向の位置決め送り駆動が高精度で行われることに
なる。

【００３５】尚、上記電磁アクチュエータのフィードバ
ック駆動制御は、回転テーブル１３の偏心による移動テ
ーブル１２ｄの送り方向の単振動状の振動加速度による
位置ずれを抑圧するように、行なわれており、その抑圧
比は、フィードバックのループゲインの周波数特性によ
り決まる。

【００３６】このようにして、本実施形態による光ディ
スク原盤記録装置１０によれば、ＣＤのような低密度記
録の光ディスクや所謂ＤＶＤ等の中密度記録の光ディス
クだけでなく、より高密度記録の光ディスクの場合であ
っても、その光ディスク原盤記録が高精度で行われるこ
とになる。

【００３７】上記実施形態においては、光ディスク原盤
Ｄの記録の前に、光ディスク原盤Ｄの偏心を検出して補
正するようになっているが、この補正に加えて、あるい
はこの補正の代わりに、この光ディスク原盤Ｄの偏心に
対応して、電磁アクチュエータをフィードフォワード駆
動制御するようにしてもよい。このフィードフォワード
駆動制御は、図５のフローチャートにより求められた光
ディスク原盤Ｄの偏心の方向及び量に基づいて、加速度
計１８により得られた加速度の大きさ及び方向を打ち消
すように、制御回路２０が、電磁アクチュエータ１６を
駆動制御する、即ち電磁アクチュエータ１６の駆動制御
を行なう駆動電流値に対して、上記加速度を打ち消すよ
うな推力を電磁アクチュエータ１６の推力に負荷するよ
うに、フィードフォワード制御を付加することによっ
て、行なわれる。このような電磁アクチュエータ１６の
フィードフォワード駆動制御により、光ディスク原盤Ｄ
の回転時に発生する偏心による位置ずれが大幅に低減さ
れることになる。

【００３８】また、このようなフィードフォワード駆動
制御に加えて、またはその代わりに、以下のような制御
も行われる。電磁アクチュエータ１６とは別に、図６に
示すように、移動テーブル１２ｄ上に、第二の電磁アク
チュエータ２１と、この電磁アクチュエータ２１により
移動テーブル１２ｄの移動方向に駆動される重り２２
と、が設けられる。そして、制御回路２０は、図５のフ
ローチャートにより求められた光ディスク原盤Ｄの偏心
の方向及び量に基づいて、加速度計１８により得られた
加速度の大きさ及び方向を打ち消すように、第二の電磁
アクチュエータ２１を駆動制御して、上記加速度を打ち
消すように重り２２を駆動すると共に、電磁アクチュエ
ータ１６を前述したようにフィードバック駆動制御また
はフィードフォワード制御する。このような第二の電磁
アクチュエータ２１の駆動制御により、光ディスク原盤
Ｄの回転時に発生する偏心による位置ずれが大幅に低減
されることになる。

【００３９】すなわち、図６は、上述したフィードフォ
ワード駆動制御を行なう光ディスク原盤記録装置の具体
例を示すブロック図である。図６において、光ディスク
原盤記録装置３０は、光ディスク原盤に対するスポット
の軌跡及び速度を指令する記録部３１と、記録部３１か
らの制御信号に基づいて、回転テーブル１３のスピンド
ルモータの回転制御を行なう回転制御系３２と、同様に
記録部３１からの制御信号に基づいて、電磁アクチュエ
ータ１６の駆動制御を行なう直動制御系３３と、フィー
ドフォワード制御器３４とを備えている。回転制御系３
２は、スピンドル制御器３２ａ，ドライバ３２ｂ，スピ
ンドルモータ３２ｃ，回転テーブル１３及びエンコーダ
３２ｄから構成されており、また直動制御系３３は、ス
ライド制御器３３ａ，ドライバ３３ｂ，電磁アクチュエ
ータ１６，移動テーブル１２ｄ，位置検出手段１５と、
加速度計１８，第二の電磁アクチュエータ２１とを備え
ている。ここで、各制御器３２ａ，３３ａ，３４は、例
えば同一のＣＰＵ及びＣＰＵリソース上で実現されてい
るが、これに限らず、それぞれ個別のＣＰＵ及びＣＰＵ
リソースにより実現されるようにしてもよい。

【００４０】上記スピンドル制御器３２ａは、スピンド
ルモータのサーボ系を安定動作させると共に、回転制御
系３２のループに入り込む外乱を抑圧し、且つ記録部３
１が生成する指令値に忠実に従って、ドライバ３２ｂに
よりスピンドルモータ３２ｃを動作させると共に、エン
コーダ３２ｄからの回転角度がフィードバックされるよ
うになっている。

【００４１】上記スライド制御器３３ａは、電磁アクチ
ュエータ１６のサーボ系を安定動作させると共に、直動
制御系３３のループに入り込む外乱を抑圧し、且つ記録
部３１が生成する指令値に忠実に従って、ドライバ３３
ｂにより電磁アクチュエータ１６を動作させると共に、
位置検出手段１５からの位置情報がフィードバックされ
るようになっている。

【００４２】上記フィードフォワード制御器３４は、回
転制御系３２及び直動制御系３３の動作時に、エンコー
ダ３２ｄ及び位置検出手段１５または加速度計１８から
の検出信号（回転角度，位置情報または加速度）から、
光ディスク原盤Ｄの偏心の大きさ及び方向を検出し、こ
れらに基づいて、直動制御系３３の電磁アクチュエータ
１６を駆動し、あるいは別個に設けられた第二の電磁ア
クチュエータ２１を駆動して、上記偏心による加速度を
打ち消すようにフィードフォワード制御するようになっ
ている。

【００４３】このような構成の光ディスク原盤記録装置
3０によれば、加速度のキャンセルために、記録の前
に、順次にキャリブレ運転，加速度パターンの確保，加
速度パターンの分析が行なわれた後、原盤記録時に加速
度がキャンセルされるようになっている。以下に、上記
キャリブレ運転，加速度パターンの確保，加速度パター
ンの分析を説明する。

【００４４】先ず、キャリブレ運転は、移動テーブル１
２ｄに入り込む光ディスク原盤の偏心を検出確定するた
めに、直動制御系３３により移動テーブル１２ｄを所定
位置に位置決めすると共に、スピンドルモータ３２ｃを
例えばＰＬＬ（フェイズ・ロック・ループ）制御により
所定回転速度で回転駆動する。ここで、上記偏心の補正
を高精度で行なうためには、キャリブレ運転時の直動制
御特性（周波数特性）を、スピンドルモータ３２ｃの回
転周波数より十分に大きく（好ましくは１０倍以上）設
定する必要がある。即ち、キャリブレ運転時のスピンド
ルモータ３２ｃの回転周波数を直動制御特性より十分小
さく（好ましくは１／１０以下）に設定する必要があ
る。尚、直動制御特性を変更することは容易ではないの
で、スピンドルモータ３２ｃの回転周波数を小さくする
ことが好ましい。尚、上記条件を確保できない場合、フ
ィードフォワード時に、直動制御特性を含んだ補正が必
要になり、制御が多少複雑にはなるが、フィードフォワ
ード制御は可能である。この場合、移動テーブル１２ｄ
は停止しているので、理想的には直動発生トルクは０で
ある。

【００４５】次に、加速度パターンの確保は、以下のよ
うにして行なわれる。フィードフォワード制御器３４
は、上記キャリブレ運転で各制御が安定した後、エンコ
ーダ３２ｄがスピンドルモータ３２ｃのロータの回転位
相基準であるスピンドルＺ相を検出したとき、スピンド
ル制御器３２ａがエンコーダ３２ｄのエッジに順次に番
号付けを行なうと共に、各エッジ番号Ｅｎにおける電磁
アクチュエータ１６へのトルク指令値をエッジ番号順に
メモリに記憶する。そして、フィードフォワード制御器
３４は、この操作をスピンドルモータ３２ｄの一回転
分、即ちエンコーダ３２ｄが再度スピンドルＺ相を検出
するまで行なう。これにより、フィードフォワード制御
器３４は、スピンドルモータ３２ｄそして回転テーブル
１３の一回転分の電磁アクチュエータ１６の発生トルク
パターン情報を得て、メモリに記憶する。ここで、移動
テーブル１２ｄは停止していることから、発生トルクは
本来０である筈であり、またキャリブレ運転時のスピン
ドルモータ３２ｃの回転周波数は直動制御特性より十分
小さく設定されているので、得られた発生トルクパター
ン情報は、スピンドルモータ３２ｃにかかる加速度パタ
ーンとなる。

【００４６】続いて、加速度パターンの分析は、以下の
ようにして行なわれる。フィードフォワード制御器３４
は、得られた加速度パターンをメモリから読み出して、
この加速度パターンに基づいて、力学公式の適用によっ
て、加速度の大きさ，方向及び形状その他必要な情報を
演算し、複数のフィードフォワード方式に対応したデー
タを生成する。ここで、複数のフィードフォワード方式
のうち、最も単純な方式は、図６に符号Ａで示すよう
に、得られた加速度パターンを反転して、ドライバ３３
ｂに加算入力する方式である。実際にキャリブレ運転時
に、このようにして得られた加速度パターンを反転して
ドライバ３３ｂに加算すると、上記加速度はほぼ完全に
キャンセルできることになる。

【００４７】このようにして得られた加速度パターン
は、キャリブレ運転時における加速度パターンであるこ
とから、原盤記録時には、スピンドルモータ３２ｃの回
転周波数が異なるので、そのまま原盤記録時に利用する
ことはできない。特に、所謂ＣＬＶ（線速度一定）動作
の場合には、スピンドルモータ３２ｃの回転周波数は、
移動テーブル１２ｄの位置によって変化することにな
る。ところで、移動テーブル１２ｄは、非接触式の直動
案内機構１２と非接触式の電磁アクチュエータ１６によ
り移動されることから、スピンドルモータ３２ｃのある
回転周波数における加速度の位相（タイミング）は、ス
ピンドルモータ３２ｃの回転周波数に完全に同期してお
り、且つその大きさは、スピンドルモータ３２ｃの二乗
に完全に比例する。従って、原盤記録時には、スピンド
ルモータ３２ｃの回転周波数に応じて、キャリブレ運
転，加速度パターンの確保及び加速度パターンの分析に
よって得られた加速度パターンを、時間軸方向に比例伸
縮させると共に、その大きさをキャリブレ運転時と原盤
記録時のスピンドルモータ３２ｃの回転数比の二乗で修
正した修正加速度パターンを反転して、ドライバ３３ｂ
に加算することにより、原盤記録時においても、加速度
がほぼ完全にキャンセルされることになる。

【００４８】尚、第二の電磁アクチュエータ２１及び重
り２２を備えている場合には、第二の電磁アクチュエー
タ２１の制御特性及び直動制御特性を参照して、加速度
パターンを必要に応じて適宜に修正または変更して、図
６にて符号Ｂで示すように、第二の電磁アクチュエータ
２１を駆動制御して、電磁アクチュエータ１６をフィー
ドフォワード駆動制御することにより、加速度がほぼ完
全にキャンセルされることになる。

【００４９】上述した実施形態においては、直動案内機
構１２として、所謂エアシリンダ等が使用されている
が、他の直動案内機構が使用されてもよい。

【００５０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、簡
単且つ低コストの構成により、光ディスク原盤の回転中
心とスポットとの相対位置を直接的に制御して、光ディ
スク原盤に対して高精度で記録が行われるようにした、
光ディスク原盤記録装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光ディスク原盤記録装置の一実施
形態を示す概略平面図である。

【図２】図１の光ディスク原盤記録装置の概略正面図で
ある。

【図３】図１の光ディスク原盤記録装置の概略側面図で
ある。

【図４】図１の光ディスク原盤記録装置の電気的構成を
示すブロック図である。

【図５】図１の光ディスク原盤記録装置における光ディ
スク原盤の偏心補正操作を示すフローチャートである。

【図６】本発明の実施形態による光ディスク原盤記録装
置の加速度パターンによるフィードフォワード駆動制御
を示す概略ブロック図である。

【符号の説明】

１０・・・光ディスク原盤記録装置、１１・・・ベー
ス、１２・・・直動案内機構（案内機構）、１３・・・
回転テーブル、１４・・・照射スポット集束機構（光照
射手段）、１５・・・位置検出手段、１６・・・電磁ア
クチュエータ、１７・・・固定枠、１８・・・加速度
計、１９・・・当て駒、２０・・・制御回路（制御手
段）、２１・・・第二の電磁アクチュエータ、２２・・
・重り、３０・・・光ディスク原盤記録装置、３１・・
・記録部、３２・・・回転制御系、３２ａ・・・スピン
ドル制御器、３２ｂ・・・ドライバ、３２ｃ・・・スピ
ンドルモータ、ｄ・・・エンコーダ、３３・・・直動制
御系、３３ａ・・・スライド制御器、３３ｂ・・・ドラ
イバ、３４・・・フィードフォワード制御器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 克美 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 伊藤 家年 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 吉田 哲之 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5D117 AA02 BB04 CC04 FF25 FF28 GG06 5D121 BB21 BB38

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスク原盤が載置され且つ回転駆動
   される回転テーブルと、 回転テーブル上に載置された光ディスク原盤に対して光
   ビームを照射してスポットを形成することにより記録を
   行なう光照射手段と、 上記回転テーブルを直線移動可能に支持する案内機構
   と、 上記案内機構を駆動して、回転テーブルを直線移動させ
   るアクチュエータと、 上記アクチュエータを駆動制御する制御手段とを含んで
   おり、 さらに、上記案内機構上に設けられ、上記光照射手段に
   よるスポットと光ディスク原盤の回転中心との相対位置
   の位置情報を検出する位置検出手段を備えており、 上記制御手段が、位置検出手段からの位置情報をフィー
   ドバックしながら、アクチュエータを駆動制御する構成
   としたことを特徴とする光ディスク原盤記録装置。
2. 【請求項２】 上記案内機構が、非接触式に回転テーブ
   ルを案内すると共に、 上記アクチュエータが、非接触式に回転テーブルを移動
   させる構成としたことを特徴とする請求項１に記載の光
   ディスク原盤記録装置。
3. 【請求項３】 上記制御手段が、記録の前に、回転テー
   ブルの回転時に光ディスク原盤の偏心により生ずるパラ
   メータと、回転テーブルに設けられた回転角度検出手段
   による回転テーブルの角度とを同期して検出して、光デ
   ィスク原盤の偏心の方向及び量を演算し、次に回転テー
   ブルを回転停止した状態で、この偏心の方向と案内装置
   による回転テーブルの移動方向とを合わせて、アクチュ
   エータにより回転テーブルの回転中心に対する光ディス
   ク原盤の重心位置を相対移動させて、上記偏心を打ち消
   す構成としたことを特徴とする請求項１に記載の光ディ
   スク原盤記録装置。
4. 【請求項４】 上記光ディスク原盤の重心位置の相対移
   動が、光ディスク原盤を固定部に当接させた状態で行な
   われることを特徴とする、請求項３に記載の光ディスク
   原盤記録装置。
5. 【請求項５】 上記パラメータが、光ディスク原盤の偏
   心により生ずる遠心力による案内機構の位置ずれ量であ
   ることを特徴とする、請求項３に記載の光ディスク原盤
   記録装置。
6. 【請求項６】 上記パラメータが、光ディスク原盤の偏
   心により生ずる遠心力による案内機構の位置を静定させ
   るためのアクチュエータの駆動電流量であることを特徴
   とする、請求項３に記載の光ディスク原盤記録装置。
7. 【請求項７】 上記パラメータが、案内機構上に設けら
   れた加速度検出手段により検出される光ディスク原盤の
   偏心により生ずる加速度であることを特徴とする、請求
   項３に記載の光ディスク原盤記録装置。
8. 【請求項８】 上記制御手段が、案内機構上に設けられ
   た加速度検出手段により検出される光ディスク原盤の偏
   心により生ずる遠心力による回転に同期した送り方向の
   振れに基づいて、上記偏心による送り方向の振れを相殺
   するように、案内機構上に設けられた重りをアクチュエ
   ータにより駆動制御する構成としたことを特徴とする請
   求項１に記載の光ディスク原盤記録装置。
9. 【請求項９】 上記制御手段が、光ディスク原盤の偏心
   により生ずる遠心力による回転に同期した送り方向の振
   れを、偏心の方向及び量から演算して、逆方向の振れが
   生ずるように、アクチュエータをフィードフォワード駆
   動制御する構成としたことを特徴とする請求項１に記載
   の光ディスク原盤記録装置。