JP2008525930A - ラベル書き込み用パルスレーザーモード - Google Patents

Abstract

たとえば光ディスク（CD、DVD、ブルーレイなど）の上側表面上のような対象物表面上にラベルを書き込む装置及び方法について開示されている。そのラベルはディスクドライブの光ピックアップユニット内でレーザーを用いることによって書き込まれる。そのレーザー光は、そのレーザーの熱的負荷を減少させるため、パルス列として放出される。そのパルス列は、レーザーの電流供給を制御することによって供される。そのレーザーの放射出力は、2の連続する、パルス列の副パルス間でレーザーをオフにすることによって、その連続する副パルス間ではゼロに減少する。

Description

本発明は、対象物表面上にラベルを書き込む装置及び方法に関する。特に本発明は、光ディスク装置中のレーザーを用いて光ディスクの上側表面上に可視ラベルを書き込むことを可能にする装置及び方法に関する。

たとえばデータの種類、タイトル又は他のラベルのような、記録可能な光ディスク上の内容に関する情報は、レーザープリンタによってラベルされたステッカーを上側表面上に供することによって供されて良い。あるいはその代わりに、手書きのラベルが、光ディスク上の内容を記すために供されても良い。

ステッカーの利用はプリンタを含む。ステッカーを光ディスクの上側表面に正確に位置合わせするのは面倒であるが、手書きの記録は審美的理由から魅力的とはなりえない。

特許文献1では、光ディスクドライブによる書き込みレーザー機構を用いて、ラベルを光ディスク上に直接生成することを可能にする方法及び装置が供されている。ラベルを書き込むためには特殊な表面が必要とされる。

レーザーは長時間スイッチがオンになっているので、ラベルの大面積を占める暗い領域にとっては問題となる恐れがある。このことは、加熱の点からも重要となる。なぜなら、ラベルの書き込みは、像品質及び大きさに依存して20分-40分かかるからである。

本発明の発明者らは、ラベル生成中の熱の発生量が問題となることが分かっていたので、本発明を考え出した。
米国特許出願公開第2003/0161224号明細書

本発明は、対象物表面上にラベルを書き込む改良された装置及び方法の提供を目的とする。本発明は、1つ以上の上記欠点又は他の欠点を単独又は組み合わせによって緩和することが好ましい。

従って第1態様では、対象物表面上にラベルを書き込む装置が供される。当該装置は、光を放出する制御可能な放射線源、対象物上の所定領域を占める素子で可視コントラスト又は色変化が得られるように放出される放射線パルス列を放出する手段、及び、多数の領域を占める素子で可視コントラスト又は色変化を誘起するように多数の放射線パルスを放出する手段、を有する。

当該装置は光ドライブシステムであって良いし、又は光ドライブシステムを有しても良い。光ドライブシステムとは、たとえばレーザー、より詳細にはレーザーダイオードのような放射線源を用いるシステムであって、データを読む及び/又はデータ記憶媒体へデータを記録するシステムである。対象物とは、たとえば記録可能なCD、DVD、ブルーレイディスクのようなデータ記憶媒体のようなものであって良い。

対象物には、放射線源から放出される光と相互作用するように備えられている上側表面が供されて良い。その相互作用によって、その対象物上の所定領域を占める素子中に可視コントラスト又は色変化が誘起される。光の形態をとるエネルギーに曝露されることで、可視コントラスト又は色変化のような可視変化を起こすように備えられている1層以上の層によって、その対象物の上側表面はコーティングされて良い。多数の領域を占める素子中に可視コントラスト又は色変化を供することによって、たとえば像のようなラベルが供されて良い。そのラベルは、その対象物表面及び放射線源の駆動方法に依存して、単色のラベル、グレースケールのラベル、又は有色のラベルであって良い。

そのラベルの解像度は、放出光のスポットの大きさに対応して良い。その解像度は、0.5μmから25μmの範囲にあって良く、たとえば1μmから15μmの範囲で、たとえば5μmから10μmの範囲であって良い。

放射線パルス列を放出することによって、素子には可視コントラスト又は色変化が供されて良い。放射線パルス列を放出することで可視コントラスト又は色変化を誘起することは利点である。その理由は、そのパルス列と同一又は同程度のパルス幅を有する単一パルスを放出するのと比較して、放射線源の熱的負荷を減少させることができるからである。

放射線源の放射出力は、パルス列中の二連続する副パルス間で特定の閾値未満に減少して良い。具体的には、放射出力はゼロ又はゼロに近い値に減少して良い。放射出力は、放射線源の供給電流を制御することによって制御されて良い。具体的には、その放射線源は、パルス列中の二連続する副パルス間の特定の時間周期の間でオフにされて良い。

パルス列中の二連続する副パルス間での所定時間の間に放射線源の放射出力をゼロ又はゼロに近い値に減少させることは利点である。その理由は、その放射線源をオフにすることによって、放射線源の熱的負荷を最も良く減少させることができるからである。

パルス列中の副パルスの形状は、パルス列が期間T_onの間ではほぼ正方形の副パルスを有するような形状であって良い。またその副パルスの形状は、期間T_offで分離していて良い。あるいはその代わりに、パルス列は、高さが可変である副パルスを有して良い。副パルスの可変高さは、たとえば放射線パルス列の負荷サイクル変調によって得られて良い。

ラベルを上に生成することが可能な様々な異なる種類の表面に適合できる多目的装置を供するために、パルス列での外形において大きな自由度を、装置に供することは利点である。

本発明の第2態様に従うと、対象物表面上にラベルを書き込む光ドライブシステムの動作方法が供される。当該システムは、光の放出を制御できる放射線源を有する。ここで第1放射線信号は、放射線パルス列を放出することによって、その対象物上の所定領域を占める素子中で可視コントラスト又は色変化が得られるように放出される。また多数の放射線パルスは、多数の素子中で可視コントラスト又は色変化が誘起されるように放出されて良い。

当該方法は、放射線源の熱的負荷を減少させるような方法で本発明の第1態様に従った装置を制御するため、該装置中のソフトウエア、ファームウエハ又はハードウエアのいずれかによって実装されて良い。素子中での可視コントラスト又は色変化は、ラベルの像をある時間系列に変換することによって誘起されて良い。その時間系列は、対象物が所与の変動をする間の、放射線源の所与の素子への通過に対応する。時間系列は放射線源の制御装置へ供される。それにより、その放射線源は、素子を通過する間にパルス列を放出する場合には可視コントラスト又は色変化が誘起され、素子を通過する間に放射線源がオフである場合には可視コントラスト又は色変化が誘起されない。

当該方法は、放射線源の供給電流、並びに対象物及び/又は放射線源の変動を制御することによって実装されて良いため、当該方法に従ったラベルを供することは利点である。標準的な光ドライブでは、光ディスク及びレーザーの変動はすでに制御されているので、供給電流の制御のみが必要となるものと思われる。そのような制御は、制御用ソフトウエアを既存の光ドライブに供することによって実装されて良い。

当該装置は光データ記憶システムであって良いし、又はその一部であっても良い。データ記憶システムは光ピックアップユニット(OPU)を有して良い。データ記憶媒体は、ディスクドライブへ挿入される光ディスクである。ディスクをひっくり返してドライブへ挿入して、光ピックアップユニット内に存在する放射線源の手段によって、ラベルは光ディスクに供される。あるいはその代わりに、別な放射線源がOPUの反対側に供されても良い。このようにして、OPUがディスクからデータを読み取っているのか、又はディスクへデータを記録しているのかに関係なく、ラベルがディスク上側面上に生成されても良い。

当該装置を標準的な型の光ドライブ内に供することは利点である。

本発明のこれら及び他の態様、特徴、及び/又は利点は、以降で説明される実施例を参照することによって明らかとなる。本発明の実施例は、単なる例である添付の図を参照しながら説明される。

以降では好適実施例について説明する。この好適実施例では、対象物表面上にラベルを書き込む装置はレーザーを有する光ディスクドライブであって、その対象物はたとえばCD又はDVDであって、かつ供されるラベルは単色ラベルである。

ある量の光が表面上に供されるときに可視コントラスト又は色変化を起こす能力を有する表面をディスクに供することによって、視覚的変化はそのディスク表面に付与されて良い。その表面は、光と相互作用することでそのような能力を示す1層以上の層でコーティングされて良い。光との相互作用とはたとえば、化学組成の変化又は化学的構造の変化によって起こる。

所定領域での視覚的変化を供するため、レーザーは、図1Aに図示されているように駆動されて良い。図1Aは、レーザーに供給される電流を図示している。レーザーは、ある閾値8よりも大きな電流を受けるときには発光1を示し、その閾値8未満の電流が供給されるときには非発光2を示す。よって図1Aに図示されている供給電流については、2つの領域へ視覚的変化（黒点）が供される。これら2つの領域は空白領域（白点）で隔てられる。

しかし図1Aに図示されているようにレーザーを駆動することによって、暗い領域内でのレーザーによる大きな加熱が生じる恐れがある。図1Bで図示されているようにレーザーを駆動することによって、ディスク表面上には同一の可視変化を供することが依然として可能だが、レーザーの熱的負荷は減少する。図1Bは、パルス列の形態をとるレーザーに供給される電流を図示している。ここでは、パルス列中の二連続する副パルス間及び連続するパルス列間でレーザーはオフにされる。パルス列は、T_onで表される副パルス持続時間5、及びレーザーがオフになる副パルスの分離時間T_offによって特徴づけられる。時定数T_on及びT_offは、パルス列が発生している間に供給される必要量のエネルギーに従って調節されて良い。

光ドライブでは、記録媒体上にデータを記録するとき、その書き込み速度は非常に速く、個々のデータ要素を書き込む間での時間間隔はナノ秒範囲である。記録可能な媒体上にデータを書き込むのに用いられるレーザーが有限の立ち上がり時間に悩まされている、つまりそのレーザーの電源をオンにしてから最大発光が実現するまでの間にはある程度の時間を要するので、レーザーはそのレーザーの発光閾値周辺での電流変調によって駆動され、このようにすることで、そのレーザーは、発光と非発光との間を非常に高速に繰り返すことができる。しかしこのような方法では、発熱を起こす電流が定期的に供給されてしまう。

ディスクの上側表面上の特定要素に十分な光を供することで視覚的変化を誘起するため、ディスクを非常に遅く回転させる必要がある。その回転速度はたとえば、わずか0.2m/sから0.4m/sで、データ記録モードよりも1/10未満の速度である。

そのような遅い回転速度によって、そのレーザーの立ち上がり時間は重要でなくなり、その結果レーザーは、パルス列中の副パルス間でオフにして良い。レーザーの供給電流をオフにすることで、ラベル書き込み中の全体温度は減少する。

副パルスの形状は、たとえば負荷サイクル変調の手段によって、個々の副パルスの高さ7を変化させることによって変化させて良い。

時定数T_on及びT_offは、レーザーの特性、媒体、及びラベルでの放射線スポットの直径に依存して選ばれて良い。この直径は典型的には10μmである。よって直線媒体速度0.4m/sでは、ディスクは、スポットが完全にある点を通過する前に25μm進行しなければならない。T_onの値が25μm未満、たとえばT_on=5μm、に選ばれた場合、スポット直径全体が書き込み処理に寄与するように、T_off=20μmに選ばれるべきである。これらの数値の結果、出力は大きく減少する。T_onをさらに小さくとることによって、さらに出力は減少する。しかしこの場合、レーザー電流を完全にゼロに切り換え、かつ依然として鋭いパルスを有することは難しくなる。またレーザーの最大ピーク出力が得られなくなる。時定数を選ぶ際の考えられる選択基準は、最大ピーク出力及びパルス形状を台無しにしない、できる限り小さなT_onを取ることが考えられる。次に、T_offは、ドットの連続線を作製しながら、可能な限り大きい値が取られる。

図2では、ラベルをディスク20の上側面に供する原理が図示されている。たとえばテキスト及び画像のような多くの異なる種類のラベルが供されている。

ユーザーは、たとえば専用のソフトウエアアプリケーションを用いることによって、所望のラベルを有して良い。そのようなラベルは、たとえばbmp形式又はjpeg形式のようなビットマップ形式で保存されて良い。これらの形式はデカルト形式であって、その形式では、2Dグリッドが画定され、かつ各グリッド要素には、該要素が満たされているか否かを表す値が割り当てられる。そのような値はたとえば、黒点については”1”で、白点については”0”である。ラベルをレーザー制御装置に供するため、像は極座標系に変換されて良い。図2Aに図示されているように、同心円からなるディスクグリッドが画定されて良い。各グリッド上では、多数の要素、たとえばピクセル要素、が画定される。最内殻の円では、その円に沿ってN個の要素が存在して良い。その一方で、次の円では、M個の要素が存在して良く、M>Nである。その理由は、同心円の周囲は中心から外側へ向かって増大するからである。多数のピクセル要素は、レーザースポット直径によって分割された周囲に対応して良い。よってデカルト表現されたラベル上のピクセル要素は、極座標系に変換されて良い。この極座標系において、一の座標は特定の同心円を指し、他の座標は円上の要素数を指す。

上記系の幾何学的態様が明確であり、かつ回転速度が既知であるため、ディスク表面にわたるレーザーの動きは既知である。従って、ラベルの極座標表現は、時間系列に変換されて良い。この時間系列では、レーザーが黒点を供されている要素を通過するときにパルス列が供される。この時間系列は、その系の電子機器のマスタークロックであるシステムクロックで有利に決定される。そのシステムクロックは、ディスクのスポークパターンで決定される。それはドライブ中の特別なセンサによって読み取られる。これにより、非常に正確な速度制御及びピクセル設置が供される。

図2Aでは、3のグリッド円を表す3の同心円が図示されている。最外殻のグリッド円21上では、三連続の要素22Aが有色で、かつ空白部分24Aが、有色の二要素23Aを隔離している。図2Bでは、ディスク上のセクションの経路に対応する、レーザーに供される供給電流25が図示されている。ここでは、最初に三連続するパルス列22Bが供され、続いて、レーザーがオフのまま維持されている空白部分24B、及びそれに続いて二連続のパルス列23Bが供される。このようにして、全体像がディスクに供されて良い。

単色ラベルについてのみ説明したが、たとえばラスタ型の要素着色を用いるにように、当業者の能力の範囲内で、本発明はグレースケールのラベルの提供へ拡張される。有色ラベルを供するため、ディスク上側表面上は、光との相互作用によって色変化を示すように備えられていなければならない。

たとえ本発明が、好適実施例と関連づけて説明されているとしても、本発明を、本明細書で説明された特定形態に限定することを意図してはいない。むしろ、本発明の技術的範囲は、「特許請求の範囲」に記載された請求項によってのみ限定される。

本明細書において、たとえば、特定装置、パルス形状などの、開示された実施例に係る特定の詳細は、限定というよりはむしろ、本発明を明確かつ完全に理解してもらうための説明を目的としている。しかし当業者は、本明細書で説明された詳細と厳密には一致しない他の実施例でも、本開示の技術的思想及び技術的範囲から大きく逸脱することなく、本発明が実施できることをすぐに理解するはずである。さらに本明細書では、簡潔かつ明確を旨とし、不必要な詳細及び考えられる混乱を避けるように、周知装置、回路及び方法に係る詳細な説明は割愛した。

レーザーを駆動するモードを図示している。 本発明の適用方法に係る実施例を図示している。

Claims (9)

1. 対象物表面上にラベルを書き込む装置であって：
   光の放出を制御できる放射線源；
   前記対象物上の所定領域を占める素子で可視コントラスト又は色変化が得られるように、放射線パルス列を放出する手段；及び
   多数の領域を占める素子で可視コントラスト又は色変化を誘起するように、多数の放射線パルスを放出する手段；
   を有する装置。
2. 前記放射線源の放射出力が、前記パルス列の二連続する副パルス間でゼロになる、請求項1に記載の装置。
3. 前記パルス列が、持続時間T_onの実質的に正方形の副パルスを有し、かつ期間T_offで分離している、請求項1に記載の装置。
4. 前記パルス列が、高さが可変である副パルスを有する、請求項1に記載の装置。
5. 前記副パルスの可変高さが、前記放射線パルス列の負荷サイクル変調によって得られる、請求項4に記載の装置。
6. 光の放出を制御できる放射線源を有する、対象物表面上にラベルを書き込む光ドライブシステムの動作方法であって：
   少なくとも第1放射線信号は、放射線パルス列を放出することによって、前記対象物上の所定領域を占める素子中で可視コントラスト又は色変化が得られるように放出され、かつ、
   多数の放射線パルスは、多数の素子中で可視コントラスト又は色変化が誘起されるように放出される、
   方法。
7. 素子中での可視コントラスト又は色変化が、前記ラベルの像をある時間系列に変換することによって誘起され、
   該時間系列は、前記対象物が所定の変動をする間に、前記放射線源が所与の素子を通過することに対応し、
   前記時間系列は前記放射線源の制御装置へ供され、それにより、前記放射線源が素子を通過する間にパルス列を放出する場合には可視コントラスト又は色変化が誘起され、かつ、前記放射線源が素子を通過する間に前記放射線源がオフである場合には可視コントラスト又は色変化が誘起されない、
   請求項6に記載の方法。
8. 光ピックアップユニットを有する光データ記憶システムであって、
   データ記憶媒体はディスクドライブ中に挿入される光ディスクであって、かつ、
   前記ラベルは、前記光ピックアップユニット内に存在する前記放射線源の手段によって前記光ディスクへ供される、
   請求項1に記載の光記憶システム。
9. 前記データ記憶媒体の表面上である領域を占める要素で可視コントラスト又は色変化を誘起するための放射線パルス列の利用。

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