JP2005011435A - バーコード記録装置及びバーコード記録方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】多層光ディスクに対するバートコードの記録方法の提供。
【解決手段】再生面からレーザスポットを照射して多層の記録層に記録した情報を再生可能な片面多層光ディスクにバーコードを記録するバーコード記録方法であって、再生面にレーザ光を開口数（ＮＡ）が０．５＜ＮＡ＜０．８５の対物レンズ７を介して照射し、記録層上の半径方向に長い直線状のレーザスポットを形成する高出力半導体レーザ６と、光ディスクの回転角に同期をかけながら高出力半導体レーザのレーザ出力をパルス状に変化させるレーザドライバ回路２２と、レーザスポットを記録層上に焦点合わせを行う多層フォーカス制御回路１４と、記録層上に形成させた直線状のレーザスポットが半径方向出力分布の平均直線の一方端と他方端の出力比を０．９〜０．３とし、且つ前記半径方向出力分布の最大となる一端を半径送りの進行方向側に設定するもの。
【選択図】 図１
【解決手段】再生面からレーザスポットを照射して多層の記録層に記録した情報を再生可能な片面多層光ディスクにバーコードを記録するバーコード記録方法であって、再生面にレーザ光を開口数（ＮＡ）が０．５＜ＮＡ＜０．８５の対物レンズ７を介して照射し、記録層上の半径方向に長い直線状のレーザスポットを形成する高出力半導体レーザ６と、光ディスクの回転角に同期をかけながら高出力半導体レーザのレーザ出力をパルス状に変化させるレーザドライバ回路２２と、レーザスポットを記録層上に焦点合わせを行う多層フォーカス制御回路１４と、記録層上に形成させた直線状のレーザスポットが半径方向出力分布の平均直線の一方端と他方端の出力比を０．９〜０．３とし、且つ前記半径方向出力分布の最大となる一端を半径送りの進行方向側に設定するもの。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、著作権保護やコピー防止を目的としたバーコード状のマークをレーザ光の照射によって光ディスク面上に形成させるバーコード記録装置およびバーコード記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に光ディスクを記録媒体とした音楽ＣＤや映画ＤＶＤが多数販売されているが、前記光ディスクは他の媒体にデータの複写を行っても記録内容が複写によって劣化しない特性をもつため、これら光ディスクの違法コピーや海賊版ディスクが増加し、コンテンツ作成者の著作権を侵害する可能性があった。
【０００３】
前記違法コピーは、パーソナルコンピュータの高性能化や容易に入手できる無料のコピーソフトが出回っているため、一般のパーソナルコンピュータ使用者においても、特別な技術や知識なしに、一般的な光ディスクドライブを用いて光ディスクに記録された情報を、追記型光ディスク／書換型光ディスク等の記録媒体にビット転写し、クローンディスクを簡単に作成できるものであった。また、海賊版ディスクに関しても、ＲＯＭ型ディスク製造装置が比較的容易かつ低価格で入手でき、非合法地域での生産が可能となっている。
【０００４】
前記不正コピーを阻止するための従来技術の一つとして、光ディスク記録面上又は反射膜面上にコンテンツデータ（音楽／映画等）を含んでいるピット（マーク）とは全く異質な物理マークを形成させ、オリジナルディスクとしての識別を図りながらコンテンツの再生および記録を制御する技術が提案されている。この技術をフルに活用した例としてＤＶＤディスクが挙げられ、この物理マークはディスクの内周側の周方向に配列させたバーコード状の補助データでありＢＣＡ（Ｂｕｒｓｔ Ｃｕｔｔｉｎｇ Ａｒｅａ）コードと呼ばれている。
【０００５】
前述物理マークは、光ディスク製造過程の記録膜等の積層膜を形成した後の工程において、特殊な装置で任意のマーク（データ）を記録するため、複製するには非常に困難である。前記バーコードによるマーク部は、他のディスク面の反射率が高いことから所定値を満たすように反射率を低く処理して形成される。
【０００６】
尚、前述の光ディスクにマークを記録する方法および装置に関する技術が記載された文献としては、例えば特許第３１４４４２２号公報や特許第３１４４４２３号公報が挙げられ、これら文献には光ディスク製造工程のディスク貼合わせ工程以降にＹＡＧレーザを用いて光ディスクの反射層を溶融除去させる技術が記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来技術においては、レーザを用いて光ディスクの反射層を溶融除去させて前記マークを形成する旨が記載されているものの、例えば光ディスクの反射膜を溶融除去するためのレーザのスポット形状／レーザ出力の時間的推移等のレーザ照射技術／レーザ照射方法等の具体的技術は開示されていなかった。特に、二つの記録層をもち、片面より両記録層のデータ再生可能な所謂片面２層ディスクは、レーザ光が両層共に同時に貫通させる特性をもつめた、各記録層別々に独立したバーコードデータを記録することができないと言う不具合があった。更に従来技術においては、片面２層ディスクの再生面側から遠い層にバーコードデータを記録する場合、レーザ光が近い側の層を通過しなければならず、遠い層ヘの記録効率が落ちると言う不具合もあった。更に、片面に二つ以上の記録層を持つ、いわゆる片面多層光ディスクへのバーコード記録に関する技術記載はなかった。
【０００８】
本発明の目的は、前述の従来技術による不具合を除去することであり、具体的には、片面多層光ディスクに対し、各記録層毎に異なったデータのバーコード状のマークを記録し、且つ再生信号が良質なバーコードマークを記録することができるバーコード記録装置及びバーコード記録方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明は、複数の記録層を持ち、再生面からレーザスポットを照射して前記複数の記録層に記録した情報を再生可能な片面多層光ディスクにバーコードを記録するバーコード記録装置において、前記再生面にレーザ光を開口数（ＮＡ）が０．５＜ＮＡ＜０．８５の対物レンズを介して照射し、ディスク記録層上の半径方向に長い直線状のレーザスポットを形成する高出力半導体レーザと、前記光ディスクの回転角に同期をかけながら前記高出力半導体レーザのレーザ出力をパルス状に変化させるレーザドライバ回路と、前記レーザスポットを任意の記録層上に焦点合わせを行う多層フォーカス制御回路と、記録層上に形成させた直線状のレーザスポットの半径方向出力分布の平均直線の一方端と他方端の出力比を０．９〜０．３の勾配とし、且つ前記半径方向出力分布の最大となる一端を半径送りの進行方向側に設定する光学系とを備えることを第１の特徴とする。
【００１０】
また本発明は、複数の記録層を持ち、再生面からレーザスポットを照射して前記複数の記録層に記録した情報を再生可能な片面多層光ディスクにバーコードを記録するバーコード記録装置において、前記再生面と逆側の裏面にレーザ光を開口数（ＮＡ）が０．５＜ＮＡ＜０．８５の対物レンズを介して照射し、ディスク記録層上の半径方向に長い直線状のレーザスポットを形成する高出力半導体レーザと、前記光ディスクの回転角に同期をかけながら前記高出力半導体レーザのレーザ出力をパルス状に変化させるレーザドライバ回路と、前記レーザスポットを任意の記録層上に焦点合わせを行う多層フォーカス制御回路と、ディスク記録層上に形成させたレーザスポットが半径方向出力分布の平均直線の一方端と他方端の出力比を０．９〜０．３の勾配とし、且つ前記半径方向出力分布の最大となる一端を半径送りの進行方向側に設定する光学系と、前記レーザドライバ回路に対してバーコードとして記録するディスク１回転分のシリアルデータ羅列群を時間的に逆送又は順送させるデータ処理回路と、前記光ディスクの回転方向を逆転又は正転して駆動するモータドライバー回路とを備えることを第２の特徴とし、前記何れかのバーコード記録装置において、前記レーザドライバ回路が、高出力半導体レーザからパルス状に発光させるレーザ出力のパルス立ち上がり部分を所定のオーバーシュート率にオーバーシュートさせることを第３の特徴とする。
【００１１】
更に本発明は、複数の記録層を持ち、再生面からレーザスポットを照射して前記複数の記録層に記録した情報を再生可能な片面多層光ディスクにバーコードを記録するバーコード記録方法において、高出力半導体レーザから照射されるレーザ光を前記再生面にレーザ光を開口数（ＮＡ）が０．５＜ＮＡ＜０．８５の対物レンズを介して任意の記録層上に焦点合わせを行いながらディスク記録層上の半径方向に長い直線状のレーザスポットを形成すると共に、前記光ディスクの回転角に同期をかけながら前記高出力半導体レーザのレーザ出力をパルス状に変化させるとき、ディスク記録層上に形成させたレーザスポットの半径方向出力分布の平均直線の一方端と他方端の出力比を０．９〜０．３の勾配とし、且つ前記半径方向出力分布の最大となる一端を半径送りの進行方向側に設定することを第４の特徴とする。
【００１２】
また本発明は、複数の記録層を持ち、再生面からレーザスポットを照射して前記複数の記録層に記録した情報を再生可能な片面多層光ディスクにバーコードを記録するバーコード記録方法において、高出力半導体レーザから照射されるレーザ光を前記再生面と逆側の裏面にレーザ光を開口数（ＮＡ）が０．５＜ＮＡ＜０．８５の対物レンズを介して任意の記録層上に焦点合わせを行いながらディスク記録層上の半径方向に長い直線状のレーザスポットを形成すると共に、前記光ディスクの回転角に同期をかけながら前記高出力半導体レーザのレーザ出力をパルス状に変化させるとき、ディスク記録層上に形成させたレーザスポットの半径方向出力分布の平均直線の一方端と他方端の出力比を０．９〜０．３の勾配とし、且つ前記半径方向出力分布の最大となる一端を半径送りの進行方向側に設定し、更にバーコードとして記録するディスク１回転分のシリアルデータ羅列群を時間的に逆送又は順送させ、且つ前記光ディスクの回転方向を逆転又は正転することを第５の特徴とし、前記何れかのバーコード記録方法において、前記高出力半導体レーザからパルス状に発光させるレーザ出力のパルス立ち上がり部分を所定のオーバーシュート率にオーバーシュートさせることを第６の特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態によるバーコード記録方法及びバーコード記録装置を図面を参照して詳細に説明する。図１は本実施形態による記録方法を適用したバーコード記録装置を説明するための図、図２は本実施形態により光ディスクに記録したバーコードを説明するための図、図３は本実施形態によるバーコード記録方法のタイムチャート図、図４は本実施形態によるレーザスポット長手方向のレーザ出力強度分布を示す図、図５は本実施形態によるレーザ出力を説明するための図、図６は本実施形態によるバーコード記録中のマークとレーザスポットの位置及び出力の関係を示す図、図７は本実施形態によるレーザ光ディスクの焦点合わせを説明するための図、図８は一般的な片面２層光ディスクのバーコード記録方法を説明するための図、図９本実施形態による片面２層光ディスクのバーコード記録方法を説明するための図、図１０は片面２層光ディスクを説明するための図である。
【００１４】
＜前提説明＞
まず、本発明の前提となる光ディスクや用語の定義について説明する。本発明の対象となる片面２層光ディスク３は、図１０に示す如く、基材の上に反射層を伴った第２記録層２と、該第２記録層２上に半透明状態の反射層を伴った第１記録層１を配置し、該第２記録層２と該第１記録層１の間に数μｍ〜１００μｍ程度の透明状態の中間層をはさみこんだ、記録層を二面もつ片面２層光ディスクである。該片面２層ディスクは、ポリカーボネート等の材料を射出成型して作られた０．６ｍｍ厚の基板のデータ面に、厚さ１０ｎｍ〜１００ｎｍのアルミ合金等を反射材としてスパッタリング法で形成したものと、同様の方法で作製した別の基板のデータ面に金やシリコン等をレーザ光が透過するようにスパッタリング法で形成したものとのデータ面を互いに数μｍ〜１００μｍ程度の接着材で貼り合わせ作られている。また、該片面２層ディスクは、０．６ｍｍ〜１．２ｍｍのポリカーボネート基板に２Ｐ法等によりデータ面を形成させたのち、厚さ１０ｎｍ〜１００ｎｍのアルミ合金等を反射材としてスパッタリング法で形成させ、その上にデータ面を転写した厚さ数μｍ〜１００μｍ程度の樹脂等の中間層を作り、更に金やシリコン等をレーザ光が透過するようにスパッタリング法で形成させるように順次積層し、最後に１０ｕｍ〜３００ｕｍの透明なシートや樹脂などを保護層として配置し作られている。
【００１５】
この片面２層光ディスク３は、片面からレーザ光４を照射することによって各記録層１又は２に記録された情報を再生可能であり、データを記録／再生するレーザ光４の入射側をディスクのおもて面５とし、もう一方の面を裏面と呼び、第１記録層１はレーザ光４の一部が半透明状態により透過する構造である。尚、前記おもて面５は、再生面とも呼ぶ。
【００１６】
また本実施形態によるバーコード記録装置により記録した光ディスクは、図２に示す如く、ディスク７５の内周側に、ディスクの回転中心から放射上に延びるバーコード状に複数のマーク（バー及びスペースから成るキャラクタ）をディスク周方向に沿ったバーコードマーク７６を形成したものである。
【００１７】
更に本明細書においては、おもて面５からのレーザ光入射によってコンテンツデータ又はバーコードデータが再生できるディスク回転方向７８への回転を正転とし、更に前記ディスク正転において、バーコードデータが再生できるバーコードデータ羅列の順序（ディスク周方向７７）を順配列とし、前記ディスク正転において順配列になるように記録するバーコードデータの転送を順送とし、バーコードの記録とはディスク記録層の反射層を溶融除去を意味することとする。また前記正転方向と逆方向の回転を逆転と呼ぶ。
【００１８】
＜バーコード記録装置の構成説明＞
本実施形態によるバーコード記録装置は、図１に示す如く、高出力半導体レーザ６と、開口数Ｎが０．５＜Ｎ＜０．８５の対物レンズ７と、ディスク記録層の半径方向に長い直線状のレーザスポット９を照射し且つ該直線状のレーザスポット９の強度分布に傾斜を加えるスポット傾斜光学系１０と、二つの記録層１１と記録層１２とを分離して認識し、各記録層に対応したフォーカスサーボ信号を生成する多層分離認識光学系１３と、ディスク面振れに対し焦点ズレが生じないように対物レンズ７を方向７ａに移動して焦点合わせ制御を行う多層フォーカス制御回路１４と、ディスク２７を所定の回転数で方向７８に回転駆動するスピンドルモータ１５と、該モータ１５の回転に応じたディスクの回転角を検出するロータリエンコーダ１６と、該エンコーダ１６から入力した回転角を基に変調用クロック信号をディスクの回転角に同期して発生するクロック同期回路１７と、データバッファ１８に貯えられたバーコード記録用のバッファデータと変調用クロック信号を基にディスク面に記録するためのＲＺ信号３２を生成する変調回路１９と、前述シリアルＲＺ信号羅列群の順番を切替える転送方向切替信号２１により光ディスク１回転分のシリアルＲＺ信号羅列を時間的に先頭と後尾を反転させる機能をもつデータ処理回路２０と、半導体レーザ６を駆動するレーザドライバー回路２２と、後述するパルス波形を生成するオーバシュートコントロール回路２３と、ディスクの回転方向を切替える機能を持つモータドライバ回路２４と、ディスク記録層に集光したスポットをディスク半径方向に移動させるキャリッジ２５と、フォーカス系／レーザ系／モータ系／キャリッジ系の各回路や装置全体動作をコントロールするマイクロプロセッサ（以下ＭＰＵ）２６とを備える。
【００１９】
＜動作説明＞
本実施形態によるバーコード記録装置の動作を、次に図１〜３を参照して説明する。
まず、バーコード記録対象の光ディスク２７をおもて面５からレーザ照射２８を行うようにスピンドルモータ１５に搭載した状態で、ＭＰＵ２６は予め設定されたプログラミングにより自動的にバーコードの記録を行う。
【００２０】
この動作は、スピンドルモータ１５が、モータドライバー回路２４の指示によってディスク２７を所定の回転数で正転方向に回転させる。この場合の回転方式は、ＣＬＶ（ｃｏｎｓｔａｎｔ ｌｉｎｅａｒ ｖｅｌｏｃｉｔｙ）回転でもＣＡＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ ａｎｇｕｌａｒ ｖｅｌｏｃｉｔｙ）回転でもどちらでもよい。次にＭＰＵ２６は、キャリッジ２５を光ディスク２７上のバーコード記録半径位置に移動させ、記録を行わないレベルのボトムパワー２９によりレーザを発光させ、多層フォーカス制御回路１４によりバーコードの記録層にオートフォーカス制御をかける。
【００２１】
次いでＭＰＵ２６は、バーコード記録用のバーコードデータをデータバッファ１８に出力し、該データバッファ１８から出力したシリアルバファデータ３０を変調回路１９において変調用クロック信号３１により同期をとってディスク回転に同期させたＲＺ信号３２を生成すると共に、転送方向切替信号２１によってデータ処理回路２０に対して順送指定を行うことにより、前記ＲＺ信号３２を順送でレーザドライバー回路２２に送信する。
【００２２】
これによりレーザドライバー回路２２は、順次取りこまれるＲＺ信号３２を増幅して高出力半導体レーザ６に出力指示を行うことにより、半導体レーザ６が、ＲＺ信号３２と同タイミングでパルス発光するレーザ出力３３の照射を開始する。図３に示す如く、前記パルス出力するレーザ光のトップパワー３４は、ディスク記録層の反射層が溶融開始する出力以上に設定し、ボトムパワー２９は溶融しない出力に設定されている。特にボトムパワー２９は、フォーカスが外れない程度まで減少させるのが好ましい。
【００２３】
この様に本実施形態によるバーコード記録装置は、光ディスクの回転に同期し且つ、ディスクの１回転毎に同じパルスレーザを出力３３しながらレーザスポット４０をキャリッジ２５により記録隙間ができない所定の送りピッチ３５で半径方向３６に送ることによって、マーク部３７の反射層１２が溶融除去された半径方向に所定の長さのバーコード３９を記録することができる。このバーコードに対する記録データ３８は図３の最下部に示すごとく「０１００１１・・」の数字である。この記録データ３８は、反射層が溶融除去されたマーク部３７が反射率が低く、他のディスク面と反射率が充分に異なるために、一般の光ディスクドライブ装置等にて再生認識が可能である。
【００２４】
更に本実施形態においては、ディスクの回転方向を正転とし、且つバーコードデータを順配列で記録したことにより、一般の光ディスクドライブ装置等にて再生しても期待するバーコードデータとして認識することができる。
【００２５】
＜レーザ出力の説明＞
次に、前述したディスク記録層に形成した直線状のレーザスポットの空間的パワー分布及び出力の時間的変化について、図４〜図６を参照して説明する。
まず、本実施形態によるレーザスポットの長手方向のレーザ出力分布は、図４に示す如く、ディスク外周側の一方の端５３（振幅ｄ）がもう一方の端５４（振幅ｃ）より大きくかつその振幅比（ｃ／ｄ）を０．９〜０．３、レーザ出力分布の平均を直線的５１に設定している。このレーザ出力オーバーシュート出力５０は、図１に示したオーバシュートコントロール回路２３により生成され、また前記レーザスポットの短手方向のパワー分布はガウス分布しているのがよい。
【００２６】
尚、前記振幅比の上限を０．９とした理由は、レーザ強度分布が図４に示すように数十％で凸凹し、この傾斜による効果を引き立てるには０．９以下が好ましいためであり、下限を０．３とした理由は、溶融除去できる最低出力と劣化が開始する最低出力の比が３倍程度という実験結果に基づくものであるが、一方の端で溶融除去できず、もう一方の端で劣化が発生する事を防止できる範囲で有れば、厳密に限られるものではない。
【００２７】
またレーザのパルス出力は、図５に示す如く、時間に対して当初の出力が急激に立ち上がり／立ち下がる領域をもつオーバーシュート出力５０を形成している。このオーバーシュート出力５０は、図１に示したオーバシュートコントロール回路２３により生成され、オーバシュート率（ａ／ｂ）を任意に設定することができる。本実施形態によるパルス出力は、マークの先頭部４７にて良好なエッジ境界４９が得られようにオーバシュート率（ａ／ｂ）を設定し、且つマーク内４４に溶融反射材が残らないようにレーザ出力（ｂ−ａ）を設定することにより、良好なマークを得ることができる。また、記録層に近接した接着材などの熱膨張や熱変形により剥離が発生した場合にも効果的である。尚、図５に示す如く、マークの後端においても若干のオーバーシュートを設けることによって良好なエッジ境界を得ることもできる。
【００２８】
尚、前記オーバシュート率（ａ／ｂ）は、（１／１０）〜（２／３）の範囲が好ましく、この下限を（１／１０）とした理由は、レーザ強度分布が図４に示すように数十％で凸凹し、この凸凹による影響をカバーし且つマークエッジをシャープに引き立てるには（１／１０）以上が好ましいためであり、上限を（２／３）とした理由は、溶融除去できる最低出力と劣化が開始する最低出力の比が３倍程度という実験結果に基づくものであるが、オーバシュートトップ部で劣化したり、オーバシュート後の出力平坦部で溶融除去できない事を防止できる範囲であれば、厳密に限られるものではない。
【００２９】
次に前述の半径方向のレーザ出力分布と時間経過によるパルス出力との関係を図６を用いて説明する。尚、直線状のレーザスポットの長手方向はディスクの半径方向に配置してあるものとする。
【００３０】
図６に示す如く、レーザスポットの短手方向の幅（半値幅）４１、即ちディスク周方向４５のレーザスポットの幅は、記録マーク幅（周方向）４２に対し少なくとも１／２以下に設定する。従って、本実施形態ではレーザのパルス発光により記録層の反射層を一気に溶融貫通させるものではなく、レーザスポットをディスク周方向４５に走査方向４３に移動しながら徐々に反射層を溶融して除去する様に動作する。尚、図中の斜線部４４は反射層を溶融除去した部分である。
【００３１】
本実施形態においては、図６の上に示す如く、レーザ出力４６がマーク先頭部４７において出力が高くなるようにオーバーシュートを設定していることにより、熱蓄積の少ないマーク先頭部４８に対して一気（短時間）に溶融を行い、マーク先頭部に相当するエッジ境界４９において半溶融物や溶融残留物の発生を防止することができ、従ってエッジ境界４９を明瞭に作ることができる。
【００３２】
前記レーザスポットがマーク先頭部を過ぎたのちは先頭部からの熱伝導があり、先頭部より低い出力で連続溶融が可能となる。反射層材の溶融表面張力によって反射層材を走査方向４３に追いやり、反射層を除去することができる。この様にレーザ出力４６はオーバシュートさせることが好ましい。
【００３３】
また図６のレーザ出力分布５２は、出力が大きい外周側の一方の端５３を、半径方向５４に送るレーザスポットの進行側５６に配置する理由は、ディスク回転の前周回（この場合１周目）で形成したマークの境界５５付近は熱残留があり境界５５から遠いほど温度が低い状態となり、境界５５から最も遠い側、即ち半径方向５４に送るレーザスポットの進行側５６にてレーザ出力を大きく分布させることにより、境界５５から最も遠いマークの先頭部である位置５７を中心に溶融を開始させ、溶融除去領域を一気に広めるためである。
【００３４】
前述のレーザ出力分布は、マーク形成のエネルギー効率向上とマーク内４４の残留溶融物の低減に効果的であり、図４の様なレーザスポット長手方向の傾斜レーザパワー分布５２は、振幅比（ｃ／ｄ）をマーク内の残留溶融物が低減しかつ偏在しないように調整する事が望ましい。また、マーク部およびマーク間で良好な状態が得られるようにディスクの回転速度及び送り量に設定される。
【００３５】
＜焦点合わせの説明＞
図７は片面２層ディスクのおもて面５側よりレーザ光を入射させ各記録層に焦点を合わせた模式図である。図１に構成したバーコード記録装置により、図７に示す如く光ディスクのバーコード記録する記録層５９又は６０に焦点位置６１を合わせることが可能となり、ディスクの回転による面振れやその他外乱に対しても記録膜に形成したレーザスポット形状が変わることはなく、常時、記録層にて最大パワー密度のレーザスポットを確保することができる。
【００３６】
また、大きなＮＡの対物レンズ５８を用いることにより、入射角θ［θ＝ｓｉｎ−１（ＮＡ／ｎ）。尚、ｎは保護層または中間層の屈折率、θは記録面と直交する法線と入射光線がなす角度］を大きくとることができる。即ち、光軸方向６２に対しレーザスポットの面積変化が大きく、合焦点位置６１から僅かにずれた位置においてはレーザのパワー密度を激減させることができる。
【００３７】
本実施形態は、バーコード記録対象の記録層に焦点を合わせ記録しているとき、近接するもう一方の記録層まで同時に記録することはない。従って本実施形態によれば、目的とする記録層のみバーコード記録６３を行うことができ、両記録層に別々に異なったバーコードデータを記録することができる。また、一方の記録層にバーコード記録した後にフォーカスジャンプによりもう一方の記録層に焦点を移し、連続して異なったデータのバーコードを記録することもできる。尚、記録層６０の記録時に第２記録６０を通り抜けたレーザ光がディスク裏面６０ａまで到達することも考えられるが、この場合であっても、レーザ光は十分拡散しており、例えディスク裏面６０ａに印刷等施されていても印刷材料の溶融や化学変化などの影響を与えることはない。
【００３８】
更にバーコード記録による反射層近傍の剥離や経時的劣化を抑制し、かつ良好なマーク形成には、短時間に高熱エネルギーの印加が不可欠であり、このためにレーザ光を強く強く絞り込む大きなＮＡを持つ対物レンズが有用である。このＮＡは大きい方が望ましいが、実用的な値としては、０．５＜ＮＡ＜０．８５とするのが好適である。
【００３９】
＜第２実施形態の説明＞
次に本発明の第２の実施形態による片面２層光ディスクの第２記録層にバーコード記録するバーコード記録方法について説明する。図８は一般的な片面２層ディスクの第２記録層へのバーコード記録方法を示した図で、本実施形態と比較するためのものである。また片面２層ディスクは、その裏面へユーザ印刷を行なう前の状態とする。
【００４０】
さて、一般的なバーコード記録方法は、片面２層光ディスク６９のおもて面６４からレーザ光６５を入射し、光ディスク６９を正転方向に所定の回転数で回転させた状態において、第２記録層６６に焦点６７を合わせ、第２記録層６６にフォーカス制御をかけ、ＲＺ信号に変換されたディスク一回転分のシリアルデータ羅列群を順送でレーザパルスドライバー回路２２に送り、時間的にｂ０、ｂ１、ｂ２、…ｂｎ−２、ｂ１ｎ − １、ｂｎの順序６８で第２記録層６７にバーコード「１００１０・・・」を記録する。
【００４１】
このように、ディスク１回転毎にディスクの回転に同期した同一シリアルデータ羅列群を順送でレーザパルスドライバー回路２２に送り、且つ所定送りピッチでレーザスポットを半径方向に送ることにより、第２記録層６６に順配列のバーコードデータの記録を行うことができる。
【００４２】
図９は本発明の第２実施形態による片面２層ディスクの第２記録層へのバーコード記録方法を示した図である。本実施形態においては、図９に示す如く、片面２層光ディスク６９の裏面７０からレーザ光７１が入射するように配置し、ディスクは正転方向に回転させた状態において、第２記録層７２に焦点７３を合わせ、第２記録層７２にフォーカス制御をかける。この場合、ディスク裏面よりレーザ光を入射しているため対物レンズに近い記録層が第２記録層となる。ＲＺ信号に変換されたディスク一回転分のシリアルデータ羅列群は逆送でレーザパルスドライバー回路２２に送られ時間的にｂｎ、ｂｎ−１、ｂｎ−２、…ｂ２、ｂ１、ｂ０の順序６８ａで第２記録層７２にバーコード「１００・・・」を記録する。
【００４３】
この様に本実施形態においては、ディスク１回転毎にディスクの回転に同期した同一シリアルデータ羅列群を逆送でレーザパルスドライバー回路２２に送りかつ、所定送りピッチでレーザスポットを半径方向に送ることにより、結果として、第２記録層に順配列のバーコードデータの記録が可能となる。
【００４４】
＜第３実施形態の説明＞
また第３実施形態によるバーコード記録方法では、片面２層光ディスクの裏面からレーザ光が入射するように配置する。ディスクは逆転方向に回転させる。第２記録層に焦点を合わせ、第２記録層にフォーカス制御をかける。この場合、ディスク裏面よりレーザ光を入射しているので対物レンズに近い記録層が第２記録層となる。ＲＺ信号に変換されたバーコードデータ羅列群は順送でレーザパルスドライバー回路に送られ時間的にｂ０、ｂ１、ｂ２、…ｂｎ−２、ｂ１ｎ − １、ｂｎの順序で第２記録層に記録される。結果として、第２記録層に順配列のバーコードデータの記録が可能となる。
【００４５】
前述のシリアルデータ羅列群の順送及び逆送は、図１のデータ処理回路２０で送り方向が変換され、ＭＰＵ２６からの転送方向切替信号２１によって任意に選択することができる。また前述のディスクの正転及び反転は、図１のモータドライバ回路２４で行われ、ＭＰＵ２６からの切替信号７４によって任意に選択することができる。
【００４６】
この様に本発明の第２実施形態および第３実施形態においては、ディスク裏面からのレーザ入射によって第２記録層に順配列で記録することができる。片面２層ディスクで第１記録層の透過率が低く、第２記録層へのバーコード記録のパワー効率が低下しかつ均一にマークを形成できない場合は、ディスク裏面からのレーザ入射によるバーコード記録が有効である。
【００４７】
一般に、対物レンズは集光した記録層上で光収差が発生しないように、記録層を保護するサブストレートや保護シート等の透過材の厚さを考慮し設計してあるが、ディスク裏面からの入射により、透過材の厚さが変わる場合は、設計設定厚さ値になるように対物レンズとディスクの間に透過材を付加するのが好ましい。ディスク裏面からのバーコード記録はディスク裏面へのユーザ印刷を行なう前に記録するのが好ましい。また、少なくともバーコード記録領域を印刷しないようにしておけば、ディスク裏面へのユーザ印刷を行なった後でも、ディスク裏面からのバーコード記録を行うこともできる。
【００４８】
尚、前記各実施形態では片面２層ディスクに関して説明したが、２層に限定することなく３層以上の片面多層ディスクでも同様の効果を得ることができる。また前記実施形態ではディスク内周部でのバーコード記録を示したが、ディスクの内周部に限ることなく、中周や外周にバーコードを設けても良い
【００４９】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明は、光ディスクの記録層の反射層を溶融除去した良好なマークを形成させることができ、結果として、良質なバーコード再生信号を得ることができる。また、片面多層ディスクの各記録層に対し、それぞれ異なったデータのバーコード記録を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による記録方法を適用したバーコード記録装置を説明するための図。
【図２】本実施形態により光ディスクに記録したバーコードを説明するための図。
【図３】本実施形態によるバーコード記録方法のタイムチャート図。
【図４】本実施形態によるレーザスポット長手方向のレーザ出力強度分布を示す図。
【図５】本実施形態によるレーザ出力強さを説明するための図。
【図６】本実施形態によるバーコード記録中のマークとレーザスポットの位置及び出力の関係を示す図。
【図７】本実施形態によるレーザ光ディスクの焦点合わせを説明するための図。
【図８】一般的な片面２層光ディスクのバーコード記録方法を説明するための図。
【図９】本発明の第２の実施形態による片面２層光ディスクのバーコード記録方法を説明するための図。
【図１０】本発明の対象となる片面２層光ディスクを説明するための図。
【符号の説明】
１：第１の記録層、２：第２の記録層、３：光ディスク、４：レーザ光、６け半導体レーザ、７：対物レンズ、９：レーザスポット、１０：スポット傾斜光学系、１２：反射層、１３：多層分離認識光学系、１４：多層フォーカス制御回路、１５：スピンドルモータ、１６：ロータリエンコーダ、１７：クロック同期回路、１８：データバッファ、１９：変調回路、２０：データ処理回路、２１：転送方向切替信号、２２：レーザドライバー回路、２２：レーザパルスドライバー回路、２３：オーバシュートコントロール回路、２４：モータドライバー回路、２４：モータドライバ回路、２５：キャリッジ、２８：レーザ照射、２９：ボトムパワー、３０：シリアルバファデータ、３１：変調用クロック信号、３４：トップパワー、３７：マーク部、３９：バーコード、４０：レーザスポット。
【産業上の利用分野】
本発明は、著作権保護やコピー防止を目的としたバーコード状のマークをレーザ光の照射によって光ディスク面上に形成させるバーコード記録装置およびバーコード記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に光ディスクを記録媒体とした音楽ＣＤや映画ＤＶＤが多数販売されているが、前記光ディスクは他の媒体にデータの複写を行っても記録内容が複写によって劣化しない特性をもつため、これら光ディスクの違法コピーや海賊版ディスクが増加し、コンテンツ作成者の著作権を侵害する可能性があった。
【０００３】
前記違法コピーは、パーソナルコンピュータの高性能化や容易に入手できる無料のコピーソフトが出回っているため、一般のパーソナルコンピュータ使用者においても、特別な技術や知識なしに、一般的な光ディスクドライブを用いて光ディスクに記録された情報を、追記型光ディスク／書換型光ディスク等の記録媒体にビット転写し、クローンディスクを簡単に作成できるものであった。また、海賊版ディスクに関しても、ＲＯＭ型ディスク製造装置が比較的容易かつ低価格で入手でき、非合法地域での生産が可能となっている。
【０００４】
前記不正コピーを阻止するための従来技術の一つとして、光ディスク記録面上又は反射膜面上にコンテンツデータ（音楽／映画等）を含んでいるピット（マーク）とは全く異質な物理マークを形成させ、オリジナルディスクとしての識別を図りながらコンテンツの再生および記録を制御する技術が提案されている。この技術をフルに活用した例としてＤＶＤディスクが挙げられ、この物理マークはディスクの内周側の周方向に配列させたバーコード状の補助データでありＢＣＡ（Ｂｕｒｓｔ Ｃｕｔｔｉｎｇ Ａｒｅａ）コードと呼ばれている。
【０００５】
前述物理マークは、光ディスク製造過程の記録膜等の積層膜を形成した後の工程において、特殊な装置で任意のマーク（データ）を記録するため、複製するには非常に困難である。前記バーコードによるマーク部は、他のディスク面の反射率が高いことから所定値を満たすように反射率を低く処理して形成される。
【０００６】
尚、前述の光ディスクにマークを記録する方法および装置に関する技術が記載された文献としては、例えば特許第３１４４４２２号公報や特許第３１４４４２３号公報が挙げられ、これら文献には光ディスク製造工程のディスク貼合わせ工程以降にＹＡＧレーザを用いて光ディスクの反射層を溶融除去させる技術が記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来技術においては、レーザを用いて光ディスクの反射層を溶融除去させて前記マークを形成する旨が記載されているものの、例えば光ディスクの反射膜を溶融除去するためのレーザのスポット形状／レーザ出力の時間的推移等のレーザ照射技術／レーザ照射方法等の具体的技術は開示されていなかった。特に、二つの記録層をもち、片面より両記録層のデータ再生可能な所謂片面２層ディスクは、レーザ光が両層共に同時に貫通させる特性をもつめた、各記録層別々に独立したバーコードデータを記録することができないと言う不具合があった。更に従来技術においては、片面２層ディスクの再生面側から遠い層にバーコードデータを記録する場合、レーザ光が近い側の層を通過しなければならず、遠い層ヘの記録効率が落ちると言う不具合もあった。更に、片面に二つ以上の記録層を持つ、いわゆる片面多層光ディスクへのバーコード記録に関する技術記載はなかった。
【０００８】
本発明の目的は、前述の従来技術による不具合を除去することであり、具体的には、片面多層光ディスクに対し、各記録層毎に異なったデータのバーコード状のマークを記録し、且つ再生信号が良質なバーコードマークを記録することができるバーコード記録装置及びバーコード記録方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明は、複数の記録層を持ち、再生面からレーザスポットを照射して前記複数の記録層に記録した情報を再生可能な片面多層光ディスクにバーコードを記録するバーコード記録装置において、前記再生面にレーザ光を開口数（ＮＡ）が０．５＜ＮＡ＜０．８５の対物レンズを介して照射し、ディスク記録層上の半径方向に長い直線状のレーザスポットを形成する高出力半導体レーザと、前記光ディスクの回転角に同期をかけながら前記高出力半導体レーザのレーザ出力をパルス状に変化させるレーザドライバ回路と、前記レーザスポットを任意の記録層上に焦点合わせを行う多層フォーカス制御回路と、記録層上に形成させた直線状のレーザスポットの半径方向出力分布の平均直線の一方端と他方端の出力比を０．９〜０．３の勾配とし、且つ前記半径方向出力分布の最大となる一端を半径送りの進行方向側に設定する光学系とを備えることを第１の特徴とする。
【００１０】
また本発明は、複数の記録層を持ち、再生面からレーザスポットを照射して前記複数の記録層に記録した情報を再生可能な片面多層光ディスクにバーコードを記録するバーコード記録装置において、前記再生面と逆側の裏面にレーザ光を開口数（ＮＡ）が０．５＜ＮＡ＜０．８５の対物レンズを介して照射し、ディスク記録層上の半径方向に長い直線状のレーザスポットを形成する高出力半導体レーザと、前記光ディスクの回転角に同期をかけながら前記高出力半導体レーザのレーザ出力をパルス状に変化させるレーザドライバ回路と、前記レーザスポットを任意の記録層上に焦点合わせを行う多層フォーカス制御回路と、ディスク記録層上に形成させたレーザスポットが半径方向出力分布の平均直線の一方端と他方端の出力比を０．９〜０．３の勾配とし、且つ前記半径方向出力分布の最大となる一端を半径送りの進行方向側に設定する光学系と、前記レーザドライバ回路に対してバーコードとして記録するディスク１回転分のシリアルデータ羅列群を時間的に逆送又は順送させるデータ処理回路と、前記光ディスクの回転方向を逆転又は正転して駆動するモータドライバー回路とを備えることを第２の特徴とし、前記何れかのバーコード記録装置において、前記レーザドライバ回路が、高出力半導体レーザからパルス状に発光させるレーザ出力のパルス立ち上がり部分を所定のオーバーシュート率にオーバーシュートさせることを第３の特徴とする。
【００１１】
更に本発明は、複数の記録層を持ち、再生面からレーザスポットを照射して前記複数の記録層に記録した情報を再生可能な片面多層光ディスクにバーコードを記録するバーコード記録方法において、高出力半導体レーザから照射されるレーザ光を前記再生面にレーザ光を開口数（ＮＡ）が０．５＜ＮＡ＜０．８５の対物レンズを介して任意の記録層上に焦点合わせを行いながらディスク記録層上の半径方向に長い直線状のレーザスポットを形成すると共に、前記光ディスクの回転角に同期をかけながら前記高出力半導体レーザのレーザ出力をパルス状に変化させるとき、ディスク記録層上に形成させたレーザスポットの半径方向出力分布の平均直線の一方端と他方端の出力比を０．９〜０．３の勾配とし、且つ前記半径方向出力分布の最大となる一端を半径送りの進行方向側に設定することを第４の特徴とする。
【００１２】
また本発明は、複数の記録層を持ち、再生面からレーザスポットを照射して前記複数の記録層に記録した情報を再生可能な片面多層光ディスクにバーコードを記録するバーコード記録方法において、高出力半導体レーザから照射されるレーザ光を前記再生面と逆側の裏面にレーザ光を開口数（ＮＡ）が０．５＜ＮＡ＜０．８５の対物レンズを介して任意の記録層上に焦点合わせを行いながらディスク記録層上の半径方向に長い直線状のレーザスポットを形成すると共に、前記光ディスクの回転角に同期をかけながら前記高出力半導体レーザのレーザ出力をパルス状に変化させるとき、ディスク記録層上に形成させたレーザスポットの半径方向出力分布の平均直線の一方端と他方端の出力比を０．９〜０．３の勾配とし、且つ前記半径方向出力分布の最大となる一端を半径送りの進行方向側に設定し、更にバーコードとして記録するディスク１回転分のシリアルデータ羅列群を時間的に逆送又は順送させ、且つ前記光ディスクの回転方向を逆転又は正転することを第５の特徴とし、前記何れかのバーコード記録方法において、前記高出力半導体レーザからパルス状に発光させるレーザ出力のパルス立ち上がり部分を所定のオーバーシュート率にオーバーシュートさせることを第６の特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態によるバーコード記録方法及びバーコード記録装置を図面を参照して詳細に説明する。図１は本実施形態による記録方法を適用したバーコード記録装置を説明するための図、図２は本実施形態により光ディスクに記録したバーコードを説明するための図、図３は本実施形態によるバーコード記録方法のタイムチャート図、図４は本実施形態によるレーザスポット長手方向のレーザ出力強度分布を示す図、図５は本実施形態によるレーザ出力を説明するための図、図６は本実施形態によるバーコード記録中のマークとレーザスポットの位置及び出力の関係を示す図、図７は本実施形態によるレーザ光ディスクの焦点合わせを説明するための図、図８は一般的な片面２層光ディスクのバーコード記録方法を説明するための図、図９本実施形態による片面２層光ディスクのバーコード記録方法を説明するための図、図１０は片面２層光ディスクを説明するための図である。
【００１４】
＜前提説明＞
まず、本発明の前提となる光ディスクや用語の定義について説明する。本発明の対象となる片面２層光ディスク３は、図１０に示す如く、基材の上に反射層を伴った第２記録層２と、該第２記録層２上に半透明状態の反射層を伴った第１記録層１を配置し、該第２記録層２と該第１記録層１の間に数μｍ〜１００μｍ程度の透明状態の中間層をはさみこんだ、記録層を二面もつ片面２層光ディスクである。該片面２層ディスクは、ポリカーボネート等の材料を射出成型して作られた０．６ｍｍ厚の基板のデータ面に、厚さ１０ｎｍ〜１００ｎｍのアルミ合金等を反射材としてスパッタリング法で形成したものと、同様の方法で作製した別の基板のデータ面に金やシリコン等をレーザ光が透過するようにスパッタリング法で形成したものとのデータ面を互いに数μｍ〜１００μｍ程度の接着材で貼り合わせ作られている。また、該片面２層ディスクは、０．６ｍｍ〜１．２ｍｍのポリカーボネート基板に２Ｐ法等によりデータ面を形成させたのち、厚さ１０ｎｍ〜１００ｎｍのアルミ合金等を反射材としてスパッタリング法で形成させ、その上にデータ面を転写した厚さ数μｍ〜１００μｍ程度の樹脂等の中間層を作り、更に金やシリコン等をレーザ光が透過するようにスパッタリング法で形成させるように順次積層し、最後に１０ｕｍ〜３００ｕｍの透明なシートや樹脂などを保護層として配置し作られている。
【００１５】
この片面２層光ディスク３は、片面からレーザ光４を照射することによって各記録層１又は２に記録された情報を再生可能であり、データを記録／再生するレーザ光４の入射側をディスクのおもて面５とし、もう一方の面を裏面と呼び、第１記録層１はレーザ光４の一部が半透明状態により透過する構造である。尚、前記おもて面５は、再生面とも呼ぶ。
【００１６】
また本実施形態によるバーコード記録装置により記録した光ディスクは、図２に示す如く、ディスク７５の内周側に、ディスクの回転中心から放射上に延びるバーコード状に複数のマーク（バー及びスペースから成るキャラクタ）をディスク周方向に沿ったバーコードマーク７６を形成したものである。
【００１７】
更に本明細書においては、おもて面５からのレーザ光入射によってコンテンツデータ又はバーコードデータが再生できるディスク回転方向７８への回転を正転とし、更に前記ディスク正転において、バーコードデータが再生できるバーコードデータ羅列の順序（ディスク周方向７７）を順配列とし、前記ディスク正転において順配列になるように記録するバーコードデータの転送を順送とし、バーコードの記録とはディスク記録層の反射層を溶融除去を意味することとする。また前記正転方向と逆方向の回転を逆転と呼ぶ。
【００１８】
＜バーコード記録装置の構成説明＞
本実施形態によるバーコード記録装置は、図１に示す如く、高出力半導体レーザ６と、開口数Ｎが０．５＜Ｎ＜０．８５の対物レンズ７と、ディスク記録層の半径方向に長い直線状のレーザスポット９を照射し且つ該直線状のレーザスポット９の強度分布に傾斜を加えるスポット傾斜光学系１０と、二つの記録層１１と記録層１２とを分離して認識し、各記録層に対応したフォーカスサーボ信号を生成する多層分離認識光学系１３と、ディスク面振れに対し焦点ズレが生じないように対物レンズ７を方向７ａに移動して焦点合わせ制御を行う多層フォーカス制御回路１４と、ディスク２７を所定の回転数で方向７８に回転駆動するスピンドルモータ１５と、該モータ１５の回転に応じたディスクの回転角を検出するロータリエンコーダ１６と、該エンコーダ１６から入力した回転角を基に変調用クロック信号をディスクの回転角に同期して発生するクロック同期回路１７と、データバッファ１８に貯えられたバーコード記録用のバッファデータと変調用クロック信号を基にディスク面に記録するためのＲＺ信号３２を生成する変調回路１９と、前述シリアルＲＺ信号羅列群の順番を切替える転送方向切替信号２１により光ディスク１回転分のシリアルＲＺ信号羅列を時間的に先頭と後尾を反転させる機能をもつデータ処理回路２０と、半導体レーザ６を駆動するレーザドライバー回路２２と、後述するパルス波形を生成するオーバシュートコントロール回路２３と、ディスクの回転方向を切替える機能を持つモータドライバ回路２４と、ディスク記録層に集光したスポットをディスク半径方向に移動させるキャリッジ２５と、フォーカス系／レーザ系／モータ系／キャリッジ系の各回路や装置全体動作をコントロールするマイクロプロセッサ（以下ＭＰＵ）２６とを備える。
【００１９】
＜動作説明＞
本実施形態によるバーコード記録装置の動作を、次に図１〜３を参照して説明する。
まず、バーコード記録対象の光ディスク２７をおもて面５からレーザ照射２８を行うようにスピンドルモータ１５に搭載した状態で、ＭＰＵ２６は予め設定されたプログラミングにより自動的にバーコードの記録を行う。
【００２０】
この動作は、スピンドルモータ１５が、モータドライバー回路２４の指示によってディスク２７を所定の回転数で正転方向に回転させる。この場合の回転方式は、ＣＬＶ（ｃｏｎｓｔａｎｔ ｌｉｎｅａｒ ｖｅｌｏｃｉｔｙ）回転でもＣＡＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ ａｎｇｕｌａｒ ｖｅｌｏｃｉｔｙ）回転でもどちらでもよい。次にＭＰＵ２６は、キャリッジ２５を光ディスク２７上のバーコード記録半径位置に移動させ、記録を行わないレベルのボトムパワー２９によりレーザを発光させ、多層フォーカス制御回路１４によりバーコードの記録層にオートフォーカス制御をかける。
【００２１】
次いでＭＰＵ２６は、バーコード記録用のバーコードデータをデータバッファ１８に出力し、該データバッファ１８から出力したシリアルバファデータ３０を変調回路１９において変調用クロック信号３１により同期をとってディスク回転に同期させたＲＺ信号３２を生成すると共に、転送方向切替信号２１によってデータ処理回路２０に対して順送指定を行うことにより、前記ＲＺ信号３２を順送でレーザドライバー回路２２に送信する。
【００２２】
これによりレーザドライバー回路２２は、順次取りこまれるＲＺ信号３２を増幅して高出力半導体レーザ６に出力指示を行うことにより、半導体レーザ６が、ＲＺ信号３２と同タイミングでパルス発光するレーザ出力３３の照射を開始する。図３に示す如く、前記パルス出力するレーザ光のトップパワー３４は、ディスク記録層の反射層が溶融開始する出力以上に設定し、ボトムパワー２９は溶融しない出力に設定されている。特にボトムパワー２９は、フォーカスが外れない程度まで減少させるのが好ましい。
【００２３】
この様に本実施形態によるバーコード記録装置は、光ディスクの回転に同期し且つ、ディスクの１回転毎に同じパルスレーザを出力３３しながらレーザスポット４０をキャリッジ２５により記録隙間ができない所定の送りピッチ３５で半径方向３６に送ることによって、マーク部３７の反射層１２が溶融除去された半径方向に所定の長さのバーコード３９を記録することができる。このバーコードに対する記録データ３８は図３の最下部に示すごとく「０１００１１・・」の数字である。この記録データ３８は、反射層が溶融除去されたマーク部３７が反射率が低く、他のディスク面と反射率が充分に異なるために、一般の光ディスクドライブ装置等にて再生認識が可能である。
【００２４】
更に本実施形態においては、ディスクの回転方向を正転とし、且つバーコードデータを順配列で記録したことにより、一般の光ディスクドライブ装置等にて再生しても期待するバーコードデータとして認識することができる。
【００２５】
＜レーザ出力の説明＞
次に、前述したディスク記録層に形成した直線状のレーザスポットの空間的パワー分布及び出力の時間的変化について、図４〜図６を参照して説明する。
まず、本実施形態によるレーザスポットの長手方向のレーザ出力分布は、図４に示す如く、ディスク外周側の一方の端５３（振幅ｄ）がもう一方の端５４（振幅ｃ）より大きくかつその振幅比（ｃ／ｄ）を０．９〜０．３、レーザ出力分布の平均を直線的５１に設定している。このレーザ出力オーバーシュート出力５０は、図１に示したオーバシュートコントロール回路２３により生成され、また前記レーザスポットの短手方向のパワー分布はガウス分布しているのがよい。
【００２６】
尚、前記振幅比の上限を０．９とした理由は、レーザ強度分布が図４に示すように数十％で凸凹し、この傾斜による効果を引き立てるには０．９以下が好ましいためであり、下限を０．３とした理由は、溶融除去できる最低出力と劣化が開始する最低出力の比が３倍程度という実験結果に基づくものであるが、一方の端で溶融除去できず、もう一方の端で劣化が発生する事を防止できる範囲で有れば、厳密に限られるものではない。
【００２７】
またレーザのパルス出力は、図５に示す如く、時間に対して当初の出力が急激に立ち上がり／立ち下がる領域をもつオーバーシュート出力５０を形成している。このオーバーシュート出力５０は、図１に示したオーバシュートコントロール回路２３により生成され、オーバシュート率（ａ／ｂ）を任意に設定することができる。本実施形態によるパルス出力は、マークの先頭部４７にて良好なエッジ境界４９が得られようにオーバシュート率（ａ／ｂ）を設定し、且つマーク内４４に溶融反射材が残らないようにレーザ出力（ｂ−ａ）を設定することにより、良好なマークを得ることができる。また、記録層に近接した接着材などの熱膨張や熱変形により剥離が発生した場合にも効果的である。尚、図５に示す如く、マークの後端においても若干のオーバーシュートを設けることによって良好なエッジ境界を得ることもできる。
【００２８】
尚、前記オーバシュート率（ａ／ｂ）は、（１／１０）〜（２／３）の範囲が好ましく、この下限を（１／１０）とした理由は、レーザ強度分布が図４に示すように数十％で凸凹し、この凸凹による影響をカバーし且つマークエッジをシャープに引き立てるには（１／１０）以上が好ましいためであり、上限を（２／３）とした理由は、溶融除去できる最低出力と劣化が開始する最低出力の比が３倍程度という実験結果に基づくものであるが、オーバシュートトップ部で劣化したり、オーバシュート後の出力平坦部で溶融除去できない事を防止できる範囲であれば、厳密に限られるものではない。
【００２９】
次に前述の半径方向のレーザ出力分布と時間経過によるパルス出力との関係を図６を用いて説明する。尚、直線状のレーザスポットの長手方向はディスクの半径方向に配置してあるものとする。
【００３０】
図６に示す如く、レーザスポットの短手方向の幅（半値幅）４１、即ちディスク周方向４５のレーザスポットの幅は、記録マーク幅（周方向）４２に対し少なくとも１／２以下に設定する。従って、本実施形態ではレーザのパルス発光により記録層の反射層を一気に溶融貫通させるものではなく、レーザスポットをディスク周方向４５に走査方向４３に移動しながら徐々に反射層を溶融して除去する様に動作する。尚、図中の斜線部４４は反射層を溶融除去した部分である。
【００３１】
本実施形態においては、図６の上に示す如く、レーザ出力４６がマーク先頭部４７において出力が高くなるようにオーバーシュートを設定していることにより、熱蓄積の少ないマーク先頭部４８に対して一気（短時間）に溶融を行い、マーク先頭部に相当するエッジ境界４９において半溶融物や溶融残留物の発生を防止することができ、従ってエッジ境界４９を明瞭に作ることができる。
【００３２】
前記レーザスポットがマーク先頭部を過ぎたのちは先頭部からの熱伝導があり、先頭部より低い出力で連続溶融が可能となる。反射層材の溶融表面張力によって反射層材を走査方向４３に追いやり、反射層を除去することができる。この様にレーザ出力４６はオーバシュートさせることが好ましい。
【００３３】
また図６のレーザ出力分布５２は、出力が大きい外周側の一方の端５３を、半径方向５４に送るレーザスポットの進行側５６に配置する理由は、ディスク回転の前周回（この場合１周目）で形成したマークの境界５５付近は熱残留があり境界５５から遠いほど温度が低い状態となり、境界５５から最も遠い側、即ち半径方向５４に送るレーザスポットの進行側５６にてレーザ出力を大きく分布させることにより、境界５５から最も遠いマークの先頭部である位置５７を中心に溶融を開始させ、溶融除去領域を一気に広めるためである。
【００３４】
前述のレーザ出力分布は、マーク形成のエネルギー効率向上とマーク内４４の残留溶融物の低減に効果的であり、図４の様なレーザスポット長手方向の傾斜レーザパワー分布５２は、振幅比（ｃ／ｄ）をマーク内の残留溶融物が低減しかつ偏在しないように調整する事が望ましい。また、マーク部およびマーク間で良好な状態が得られるようにディスクの回転速度及び送り量に設定される。
【００３５】
＜焦点合わせの説明＞
図７は片面２層ディスクのおもて面５側よりレーザ光を入射させ各記録層に焦点を合わせた模式図である。図１に構成したバーコード記録装置により、図７に示す如く光ディスクのバーコード記録する記録層５９又は６０に焦点位置６１を合わせることが可能となり、ディスクの回転による面振れやその他外乱に対しても記録膜に形成したレーザスポット形状が変わることはなく、常時、記録層にて最大パワー密度のレーザスポットを確保することができる。
【００３６】
また、大きなＮＡの対物レンズ５８を用いることにより、入射角θ［θ＝ｓｉｎ−１（ＮＡ／ｎ）。尚、ｎは保護層または中間層の屈折率、θは記録面と直交する法線と入射光線がなす角度］を大きくとることができる。即ち、光軸方向６２に対しレーザスポットの面積変化が大きく、合焦点位置６１から僅かにずれた位置においてはレーザのパワー密度を激減させることができる。
【００３７】
本実施形態は、バーコード記録対象の記録層に焦点を合わせ記録しているとき、近接するもう一方の記録層まで同時に記録することはない。従って本実施形態によれば、目的とする記録層のみバーコード記録６３を行うことができ、両記録層に別々に異なったバーコードデータを記録することができる。また、一方の記録層にバーコード記録した後にフォーカスジャンプによりもう一方の記録層に焦点を移し、連続して異なったデータのバーコードを記録することもできる。尚、記録層６０の記録時に第２記録６０を通り抜けたレーザ光がディスク裏面６０ａまで到達することも考えられるが、この場合であっても、レーザ光は十分拡散しており、例えディスク裏面６０ａに印刷等施されていても印刷材料の溶融や化学変化などの影響を与えることはない。
【００３８】
更にバーコード記録による反射層近傍の剥離や経時的劣化を抑制し、かつ良好なマーク形成には、短時間に高熱エネルギーの印加が不可欠であり、このためにレーザ光を強く強く絞り込む大きなＮＡを持つ対物レンズが有用である。このＮＡは大きい方が望ましいが、実用的な値としては、０．５＜ＮＡ＜０．８５とするのが好適である。
【００３９】
＜第２実施形態の説明＞
次に本発明の第２の実施形態による片面２層光ディスクの第２記録層にバーコード記録するバーコード記録方法について説明する。図８は一般的な片面２層ディスクの第２記録層へのバーコード記録方法を示した図で、本実施形態と比較するためのものである。また片面２層ディスクは、その裏面へユーザ印刷を行なう前の状態とする。
【００４０】
さて、一般的なバーコード記録方法は、片面２層光ディスク６９のおもて面６４からレーザ光６５を入射し、光ディスク６９を正転方向に所定の回転数で回転させた状態において、第２記録層６６に焦点６７を合わせ、第２記録層６６にフォーカス制御をかけ、ＲＺ信号に変換されたディスク一回転分のシリアルデータ羅列群を順送でレーザパルスドライバー回路２２に送り、時間的にｂ０、ｂ１、ｂ２、…ｂｎ−２、ｂ１ｎ − １、ｂｎの順序６８で第２記録層６７にバーコード「１００１０・・・」を記録する。
【００４１】
このように、ディスク１回転毎にディスクの回転に同期した同一シリアルデータ羅列群を順送でレーザパルスドライバー回路２２に送り、且つ所定送りピッチでレーザスポットを半径方向に送ることにより、第２記録層６６に順配列のバーコードデータの記録を行うことができる。
【００４２】
図９は本発明の第２実施形態による片面２層ディスクの第２記録層へのバーコード記録方法を示した図である。本実施形態においては、図９に示す如く、片面２層光ディスク６９の裏面７０からレーザ光７１が入射するように配置し、ディスクは正転方向に回転させた状態において、第２記録層７２に焦点７３を合わせ、第２記録層７２にフォーカス制御をかける。この場合、ディスク裏面よりレーザ光を入射しているため対物レンズに近い記録層が第２記録層となる。ＲＺ信号に変換されたディスク一回転分のシリアルデータ羅列群は逆送でレーザパルスドライバー回路２２に送られ時間的にｂｎ、ｂｎ−１、ｂｎ−２、…ｂ２、ｂ１、ｂ０の順序６８ａで第２記録層７２にバーコード「１００・・・」を記録する。
【００４３】
この様に本実施形態においては、ディスク１回転毎にディスクの回転に同期した同一シリアルデータ羅列群を逆送でレーザパルスドライバー回路２２に送りかつ、所定送りピッチでレーザスポットを半径方向に送ることにより、結果として、第２記録層に順配列のバーコードデータの記録が可能となる。
【００４４】
＜第３実施形態の説明＞
また第３実施形態によるバーコード記録方法では、片面２層光ディスクの裏面からレーザ光が入射するように配置する。ディスクは逆転方向に回転させる。第２記録層に焦点を合わせ、第２記録層にフォーカス制御をかける。この場合、ディスク裏面よりレーザ光を入射しているので対物レンズに近い記録層が第２記録層となる。ＲＺ信号に変換されたバーコードデータ羅列群は順送でレーザパルスドライバー回路に送られ時間的にｂ０、ｂ１、ｂ２、…ｂｎ−２、ｂ１ｎ − １、ｂｎの順序で第２記録層に記録される。結果として、第２記録層に順配列のバーコードデータの記録が可能となる。
【００４５】
前述のシリアルデータ羅列群の順送及び逆送は、図１のデータ処理回路２０で送り方向が変換され、ＭＰＵ２６からの転送方向切替信号２１によって任意に選択することができる。また前述のディスクの正転及び反転は、図１のモータドライバ回路２４で行われ、ＭＰＵ２６からの切替信号７４によって任意に選択することができる。
【００４６】
この様に本発明の第２実施形態および第３実施形態においては、ディスク裏面からのレーザ入射によって第２記録層に順配列で記録することができる。片面２層ディスクで第１記録層の透過率が低く、第２記録層へのバーコード記録のパワー効率が低下しかつ均一にマークを形成できない場合は、ディスク裏面からのレーザ入射によるバーコード記録が有効である。
【００４７】
一般に、対物レンズは集光した記録層上で光収差が発生しないように、記録層を保護するサブストレートや保護シート等の透過材の厚さを考慮し設計してあるが、ディスク裏面からの入射により、透過材の厚さが変わる場合は、設計設定厚さ値になるように対物レンズとディスクの間に透過材を付加するのが好ましい。ディスク裏面からのバーコード記録はディスク裏面へのユーザ印刷を行なう前に記録するのが好ましい。また、少なくともバーコード記録領域を印刷しないようにしておけば、ディスク裏面へのユーザ印刷を行なった後でも、ディスク裏面からのバーコード記録を行うこともできる。
【００４８】
尚、前記各実施形態では片面２層ディスクに関して説明したが、２層に限定することなく３層以上の片面多層ディスクでも同様の効果を得ることができる。また前記実施形態ではディスク内周部でのバーコード記録を示したが、ディスクの内周部に限ることなく、中周や外周にバーコードを設けても良い
【００４９】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明は、光ディスクの記録層の反射層を溶融除去した良好なマークを形成させることができ、結果として、良質なバーコード再生信号を得ることができる。また、片面多層ディスクの各記録層に対し、それぞれ異なったデータのバーコード記録を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による記録方法を適用したバーコード記録装置を説明するための図。
【図２】本実施形態により光ディスクに記録したバーコードを説明するための図。
【図３】本実施形態によるバーコード記録方法のタイムチャート図。
【図４】本実施形態によるレーザスポット長手方向のレーザ出力強度分布を示す図。
【図５】本実施形態によるレーザ出力強さを説明するための図。
【図６】本実施形態によるバーコード記録中のマークとレーザスポットの位置及び出力の関係を示す図。
【図７】本実施形態によるレーザ光ディスクの焦点合わせを説明するための図。
【図８】一般的な片面２層光ディスクのバーコード記録方法を説明するための図。
【図９】本発明の第２の実施形態による片面２層光ディスクのバーコード記録方法を説明するための図。
【図１０】本発明の対象となる片面２層光ディスクを説明するための図。
【符号の説明】
１：第１の記録層、２：第２の記録層、３：光ディスク、４：レーザ光、６け半導体レーザ、７：対物レンズ、９：レーザスポット、１０：スポット傾斜光学系、１２：反射層、１３：多層分離認識光学系、１４：多層フォーカス制御回路、１５：スピンドルモータ、１６：ロータリエンコーダ、１７：クロック同期回路、１８：データバッファ、１９：変調回路、２０：データ処理回路、２１：転送方向切替信号、２２：レーザドライバー回路、２２：レーザパルスドライバー回路、２３：オーバシュートコントロール回路、２４：モータドライバー回路、２４：モータドライバ回路、２５：キャリッジ、２８：レーザ照射、２９：ボトムパワー、３０：シリアルバファデータ、３１：変調用クロック信号、３４：トップパワー、３７：マーク部、３９：バーコード、４０：レーザスポット。
Claims (6)
- 複数の記録層を持ち、再生面からレーザスポットを照射して前記複数の記録層に記録した情報を再生可能な片面多層光ディスクにバーコードを記録するバーコード記録装置であって、前記再生面にレーザ光を開口数（ＮＡ）が０．５＜ＮＡ＜０．８５の対物レンズを介して照射し、ディスク記録層上の半径方向に長い直線状のレーザスポットを形成する高出力半導体レーザと、前記光ディスクの回転角に同期をかけながら前記高出力半導体レーザのレーザ出力をパルス状に変化させるレーザドライバ回路と、前記レーザスポットを任意の記録層上に焦点合わせを行う多層フォーカス制御回路と、記録層上に形成させた直線状のレーザスポットの半径方向出力分布の平均直線の一方端と他方端の出力比を０．９〜０．３の勾配とし、且つ前記半径方向出力分布の最大となる一端を半径送りの進行方向側に設定する光学系とを備えることを特徴とするバーコード記録装置。
- 複数の記録層を持ち、再生面からレーザスポットを照射して前記複数の記録層に記録した情報を再生可能な片面多層光ディスクにバーコードを記録するバーコード記録装置であって、前記再生面と逆側の裏面にレーザ光を開口数（ＮＡ）が０．５＜ＮＡ＜０．８５の対物レンズを介して照射し、ディスク記録層上の半径方向に長い直線状のレーザスポットを形成する高出力半導体レーザと、前記光ディスクの回転角に同期をかけながら前記高出力半導体レーザのレーザ出力をパルス状に変化させるレーザドライバ回路と、前記レーザスポットを任意の記録層上に焦点合わせを行う多層フォーカス制御回路と、記録層上に形成させたレーザスポットの半径方向出力分布の平均直線の一方端と他方端の出力比を０．９〜０．３の勾配とし、且つ前記半径方向出力分布の最大となる一端を半径送りの進行方向側に設定する光学系と、前記レーザドライバ回路に対してバーコードとして記録するディスク１回転分のシリアルデータ羅列群を時間的に逆送又は順送させるデータ処理回路と、前記光ディスクの回転方向を正転又は逆転して駆動するモータドライバー回路とを備えることを特徴とするバーコード記録装置。
- 前記レーザドライバ回路が、高出力半導体レーザからパルス状に発光させるレーザ出力のパルス立ち上がり部分を所定のオーバーシュート率にオーバーシュートさせることを特徴とする請求項１又は２記載のバーコード記録装置。
- 複数の記録層を持ち、再生面からレーザスポットを照射して前記複数の記録層に記録した情報を再生可能な片面多層光ディスクにバーコードを記録するバーコード記録方法であって、高出力半導体レーザから照射されるレーザ光を前記再生面にレーザ光を開口数（ＮＡ）が０．５＜ＮＡ＜０．８５の対物レンズを介して任意の記録層上に焦点合わせを行いながらディスク記録層上の半径方向に長い直線状のレーザスポットを形成すると共に、前記光ディスクの回転角に同期をかけながら前記高出力半導体レーザのレーザ出力をパルス状に変化させるとき、ディスク記録層上に形成させたレーザスポットの半径方向出力分布の平均直線の一方端と他方端の出力比を０．９〜０．３の勾配とし、且つ前記半径方向出力分布の最大となる一端を半径送りの進行方向側に設定することを特徴とするバーコード記録方法。
- 複数の記録層を持ち、再生面からレーザスポットを照射して前記複数の記録層に記録した情報を再生可能な片面多層光ディスクにバーコードを記録するバーコード記録方法であって、高出力半導体レーザから照射されるレーザ光を前記再生面と逆側の裏面にレーザ光を開口数（ＮＡ）が０．５＜ＮＡ＜０．８５の対物レンズを介して任意の記録層上に焦点合わせを行いながらディスク記録層上の半径方向に長い直線状のレーザスポットを形成すると共に、前記光ディスクの回転角に同期をかけながら前記高出力半導体レーザのレーザ出力をパルス状に変化させるとき、ディスク記録層上に形成させたレーザスポットの半径方向出力分布の平均直線の一方端と他方端の出力比を０．９〜０．３の勾配とし、且つ前記半径方向出力分布の最大となる一端を半径送りの進行方向側に設定し、更にバーコードとして記録するディスク１回転分のシリアルデータ羅列群を時間的に逆送又は順送させ、且つ前記光ディスクの回転方向を正転又は逆転することを特徴とするバーコード記録方法。
- 前記高出力半導体レーザからパルス状に発光させるレーザ出力のパルス立ち上がり部分を所定のオーバーシュート率にオーバーシュートさせることを特徴とする請求項４又は５記載のバーコード記録方法。
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