JP4062976B2 - 光ディスクへの画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクに画像を形成する画像形成装置および画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、大容量の情報記録のために、CD−R(Compact Disc-Recordable)やCD−RW(Compact Disc-Rewritable)などの記録可能な光ディスクが広く用いられている。これらの光ディスクに音楽データなどの各種情報を記録する光ディスク記録装置は、光ディスクの一方の面に形成された記録面に対し、レーザ光を、記録すべき情報に応じて照射する構成となっている。
【0003】
また、上記光ディスクでは、記録面に記録した各種データを識別するため、記録面と反対側のレーベル面に、タイトルなどの画像を付加することも広く実施されている。このような画像は、一般的には、プリンタ装置等を用いてラベルシートにタイトル等の画像を印刷するとともに、当該ラベルシートを光ディスクのレーベル面に貼り付けることなどによって、付加される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように光ディスクに対して画像を付加するには、プリンタ装置が別途必要となるので、ユーザからみれば負担が大きくなる。さらに、光ディスク記録装置を用いて光ディスクの記録面に情報を記録した後、該光ディスクを光ディスク記録装置から取り出すだけでは足りず、上記プリンタ装置によってラベルシートを印刷して当該ラベルシートを貼り付けるなどの煩雑な作業を強いられることにもなる。
【0005】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、新たな装置等を別途必要とすることなく、記録面に対する情報記録に加え、光ディスクに対して、高コントラスト比の画像を記録することが可能な光ディスクへの画像形成装置および画像形成方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る光ディスクへの画像形成装置は、熱または光によって変色する変色層を有する光ディスクを回転させる回転手段と、前記回転手段によって回転する光ディスクの変色層に対してレーザ光が照射可能であるとともに、当該光ディスクの半径方向に移動可能な光照射手段と、前記回転手段によって前記光ディスクが所定数周回するまで、前記光ディスクに対する前記光照射手段の位置を固定するとともに、前記光ディスクが所定数周回したときに、前記光照射手段を前記光ディスクの半径方向に所定量だけ移動させるフィード手段と、前記光照射手段から当該光ディスクの変色層に向けて照射されるレーザ光の位置を操作する照射位置操作手段と、前記回転手段によって光ディスクが所定数の周回を重ねるときに、当該光ディスクの変色層に対するレーザ光の照射軌跡が周回毎に異なるように、前記照射位置操作手段を制御する照射位置制御手段と、当該光ディスクの円周上に配列させるべきドットに応じて、前記レーザ光の強度を規定するレーザ光強度規定手段とを具備することを特徴とする。
【0007】
この構成によれば、回転手段、光照射手段、フィード手段、照射位置操作手段および照射位置制御手段の各々は、光ディスクの記録面に情報を記録する光ディスク記録装置の構成と兼用することができるので、情報記録の延長として画像を形成することができる。さらに、光ディスクにおける画像は、変色層に対するレーザ光の照射によって該変色が変色することで形成されるが、画像のドットは、軌跡の異なるレーザ光を複数回、繰り返して照射することによって形成されるので、レーザ光のビームスポット径が小さい場合であっても、ドットのうち、変色層が変色しない面積を少なくすることができる。このため、高コントラスト比の画像を記録することが可能となる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【0009】
<光ディスクへの画像形成装置>
本実施形態に係る光ディスクへの画像形成装置(以下、単に「画像形成装置」とする)は、光ディスクの記録面にレーザ光を照射して情報を記録する一般的な情報記録機能に加えて、光ディスクに設けられるとともに熱または光によって変色する変色層に対して、レーザ光を照射することによって画像を形成する画像形成機能を新たに付加した構成となっている。
そこでまず、画像形成の前提となる光ディスクの構成について説明した後、当該光ディスクに対して情報記録および画像形成を実行する装置の構成について説明することにする。なお、記録した情報を読み出す機能については、一般的な技術に過ぎないので、特に詳細な説明については省略する。
【0010】
<光ディスクの構成>
図4は、ディスク面の一方に情報を記録することが可能であり、他方に画像を形成することが可能な光ディスクの構成を示す側断面図である。この図に示されるように、光ディスク200は、保護層201と、記録層202と、反射層203と、保護層204と、感熱層205と、保護層206とを、この順番に積層した構造となっている。なお、図4は、光ディスク200の構造を模式的に説明するためのものに過ぎず、各層の寸法比は、必ずしも図示される通りではない。
【0011】
これら各層のうち、記録層202には、螺旋状にグルーブ(案内溝、一般にはトラック)202aが形成されており、当該光ディスク200に情報を記録するときには、このグルーブ202aに沿ってレーザ光が照射されることになる。
すなわち、情報を記録するときには、保護層201側(図の上側)の面(記録面)を光ピックアップと対向するようにセットして、レーザ光を、上記グルーブ202aに沿って、記録すべき情報(ビット)に応じて照射することによって、目的の情報が記録される一方、照射したレーザ光の戻り光(を示す受信信号)を復調することで、情報が再生される。
【0012】
一方、感熱層205は、一定以上の強度を有するレーザ光が照射されたとき、その熱または光によって変色する。したがって、当該光ディスク200に画像を形成する場合には、保護層206側の面(レーベル面)を光ピックアップと対向するようにセットし、感熱層205を変色させるのに十分な強度のレーザ光を照射することによって、目的とする画像が形成される。
なお、光ディスク200は、感熱層205を有する点を除き、従来から用いられているCD−Rとほぼ同様の構成であるので、それ以上の詳細についてはその説明を省略する。
また、実施形態では、感熱層205を変色層としても用いる場合について説明するが、後述する応用・変形で述べるように記録層202を変色層としても用いることも可能である。
【0013】
<光ディスクへの画像形成置の構成>
次に、図1は、実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。この図に示されるように、この画像形成装置10は、光ピックアップ100と、スピンドルモータ130と、回転検出器132と、RF(Radio Frequency)アンプ134と、デコーダ136と、サーボ回路138と、ステッピングモータ140と、モータドライバ142と、PLL(Phase Locked Loop)回路144と、分周回路146と、インターフェイス150と、バッファメモリ152と、エンコーダ154と、ストラテジ回路156と、フレームメモリ158と、データ変換器160と、レーザパワー制御(LPC)回路162と、レーザドライバ164と、主制御部170とを備え、このうち、インターフェイス150を介してホストコンピュータに接続された構成となっている。
【0014】
スピンドルモータ130(回転手段)は、情報記録または画像形成の対象となる光ディスク200を回転させるものである。回転検出器132は、スピンドルモータ130の逆起電流を利用して、スピンドル回転速度に応じた周波数の信号FGを出力する一種の周波数タコジェネレータである。
本実施形態における画像形成装置10は、CAV(Constant Angular Velocity)方式で情報を記録するとともに、画像を形成する構成とするので、信号FGによって検出されるスピンドルモータ130の回転速度が、主制御部170から指示された角速度となるように、サーボ回路138によってフィードバック制御される。なお、サーボ回路138は、スピンドルモータ130に対する回転制御のほか、光ピックアップ100に対するトラッキング制御およびフォーカス制御についても実行する。
【0015】
光ピックアップ100(光照射手段)は、回転する光ディスク200に対してレーザ光を照射するブロックであり、その詳細な構成については、図2に示される通りである。この図に示されるように、光ピックアップ100は、レーザビームを出射するレーザダイオード102と、回折格子104と、レーザビームを光ディスク200に集光させる光学系110と、反射(戻り)光を受光する受光素子108とを備えている。
【0016】
レーザダイオード102は、レーザドライバ164(図1参照)からの駆動信号Liで駆動されて、その電流値に応じた強度でレーザビームを出射する。レーザダイオード102より出射されたレーザビームは、回折格子104によって、主ビームと2つの副ビームとに分離された後、光学系110を構成する偏光ビームスプリッタ111、コリメータレンズ112、1/4波長板113、対物レンズ114を順番に経て、光ディスク200に集光される。
一方、光ディスク200で反射された3つのレーザビームは、再び対物レンズ114、1/4波長板113、コリメータレンズ112を順番に経て、偏光ビームスプリッタ111にて直角方向に反射し、シリンドリカルレンズ115を経て、受光素子108に入射する。
受光素子108による受光信号Rvは、RFアンプ134(図1参照)による増幅を経た後、サーボ回路138等に供給される。なお、受光素子108は、実際には、主ビームと2つの副ビームとをそれぞれ受光する。ここで、受光素子108において主ビームを受光する検出エリアは、後述するように4つに分割されて、主ビームによる光像の受光強度が検出エリア毎にそれぞれ求められる。このため、受光信号Rvは、これらの受光強度を示す信号を、総称したものになる。
【0017】
対物レンズ114は、フォーカスアクチュエータ121およびトラッキングアクチュエータ122に保持されて、レーザビームの光軸方向および光ディスク200の径方向に移動可能となっている。
フォーカスアクチュエータ121は、サーボ回路138(図1参照)から供給されるフォーカス信号Fcにしたがって対物レンズ114を光軸方向に操作する。トラッキングアクチュエータ122(照射位置操作手段)は、サーボ回路138から供給されるトラッキング信号Trにしたがって対物レンズ114を、光ディスク200の径方向に操作する。
ここで、トラッキングアクチュエータ122は、例えばトラッキング信号Trが印加されたコイルと、対物レンズ114を保持するとともに当該コイルによって反発・吸引される保持部材とによって大略構成される。したがって、光ピックアップ100から出射されたレーザ光の照射位置は、当該コイルの両端に印加されるトラッキング信号の電圧によって規定されることになる。
なお、光ピックアップ100には、フロントモニターダイオード(図示省略)を有しており、レーザダイオード102によって出射されるレーザ光を受光して、その光量に応じた電流が、図1におけるレーザパワー制御回路162に供給される構成となっている。
【0018】
このような光ピックアップ100を、ステッピングモータ140(フィード手段)は、その回転によって、光ディスク200に対して径方向に移動させる構成となっている。モータドライバ142は、主制御部170からの指示された方向および量だけ、光ピックアップ100を移動させるための駆動信号を、ステッピングモータ140に供給する。
【0019】
RFアンプ134は、光ピックアップ100による受光信号Rvを増幅して、増幅後の信号をデコーダ136およびサーボ回路138に供給する。記録した情報を再生する場合における受光信号Rvは、EFM(Eight to Fourteen Modulation)変調されているので、デコーダ136は、これをEFM復調して、主制御部170に供給する。
【0020】
ここで、光ピックアップ100における主ビームと2つの副ビームとは、主ビームのスポット中心がグルーブ202a(図4参照)の溝中心に位置したときに、副ビームのスポットの一方が当該グルーブの内側面に、他方が外側面に、それぞれかかるような位置関係にある(図示省略)。このため、受光素子108によって検出される副ビームの受光強度の差分値を演算することによって、主ビームが目的とするグルーブ202aに対して内側/外側のどちらにズレているのか、および、そのズレ量を知ることができる。したがって、情報記録時において、サーボ回路138(照射位置制御手段)が、そのズレ方向のズレ量をゼロとするようなトラッキング信号Trを生成して、トラッキングアクチュエータ122を操作することによって、光ディスク200が偏心回転しても、主ビームをグルーブ202aに対して正確にトレースさせることができる(トラッキング制御)。
また、ステッピングモータ140の回転による光ピックアップ100を径方向に移動させる制御は、例えば光ディスク200が一定数回転する毎に、光ピックアップ100を外側に1ステップだけ移動するように主制御部170が指示することによって、実行される(スレッド制御)。
このように、情報再生時または情報記録時にあっては、光ディスク200に対して光ピックアップ100の位置決めは、スレッド制御によって実行される一方、位置決めされた光ピックアップ100から出射されるレーザ光を、グルーブ202aにトレースさせることは、トラッキング制御によって実行されることとなる。
ただし、画像形成時にあっては、サーボ回路138は、グルーブ202aをトレースさせるようなトラッキング制御を実行せずに、後述するように主制御部170の指示にしたがってトラッキング信号Trを生成するのみである。
【0021】
また、受光素子108は、実際には図3に示されるように、その検出エリアが、4つのエリアa、b、c、dに分割されている。一方、受光素子108における主ビームの結像は、シリンドリカルレンズ115によって、対物レンズ114が光ディスク200に近い状態であれば縦楕円Aになり、遠い状態であれば横楕円Bになり、ピントがあった状態では円Cになる。
このため、4つのエリアでの受光強度において、(a+c)−(b+d)を演算することによって、対物レンズ114が光ディスク200に対して近い側/遠い側のどちらにズレているのか、および、そのズレ量を知ることができる。したがって、サーボ回路138が、そのズレ量をゼロとするようなフォーカス信号Fcを生成して、フォーカスアクチュエータ121を操作することによって、光ディスク200が波打って回転しても、主ビームのスポット径を正確に一定にさせることができる(フォーカス制御)。
【0022】
次に、バッファメモリ152は、ホストコンピュータからインターフェイス150を介して供給される情報、すなわち、光ディスク200の記録面に記録すべき情報(以下、記録データという)をFIFO(先入れ先出し)形式にて記憶する。
エンコーダ154は、バッファメモリ152から読み出された記録データをEFM変調し、ストラテジ回路156に出力する。ストラテジ回路156は、エンコーダ154から供給されたEFM信号に対して時間軸補正処理等を施して、レーザドライバ164に出力する。
【0023】
一方、フレームメモリ158は、ホストコンピュータからインターフェイス150を介して供給される情報、すなわち、光ディスク200に形成すべき情報(以下、画像データという)を蓄積する。
この画像データは、円盤状の光ディスク200に描画すべきドットPの濃度を規定する階調データの集合であり、各ドットPについては、図5に示されるように、光ディスク200の同心円と中心からの放射線との各交点に対応してそれぞれ配列している。ここで、光ディスク200における交点座標を説明するために、同心円を内周側から外周側に向かって順番に1行、2行、3行、…、m(最終)行と規定し、ある一の放射線を基準線としたときに、他の放射線を、時計周りに順番に1列、2列、3列、…、n(最終)列と便宜的に規定する。
【0024】
ここで、このようにドットの配列を便宜的に規定したのは、次のような理由による。
一般に、光ディスク200のグルーブ202aを記録面からみると、図6に示されるように、内周側から時計回りに螺旋した形状となっている。情報記録時においては、規格上、グルーブ202aの内周側の端点Gsからトレースさせる必要があるので、光ディスク200は、記録面から見て反時計回りに回転する一方、光ピックアップ100を内周側から外側に向かって移動する構成となる。
本実施形態では、上記構成を前提として、レーベル面が光ピックアップ100と対向するようにセットされた状態にて光ディスク200を回転させたときに、その回転によって主走査する一方で、光ピックアップ100を内周側から外周側に向かう移動によって副走査することで画像を形成する。
このため、光ディスク200に対する光ピックアップ100の相対移動について、図5に示されるように、光ディスク200を固定して考えるとともに、レーベル面からみたとき、光ディスク200に対する主走査方向は、回転方向とは逆の時計回りとなるからである。
【0025】
このように規定したときに、フレームメモリ158には、図7に示されるように、階調データがm行n列の配列に対応して記憶されることになる。ここで、本実施形態では、階調データを3ビットとして、1ドットあたり8(=23)階調の画像を形成するものとする。詳細には、3ビットの階調データのうち、(000)が最も明るい(淡い)濃度を規定し、(001)、(010)、(011)、(100)、(101)、(110)、(111)の順番で暗い(濃い)濃度のドットの形成を指示するものとする。
【0026】
フレームメモリ158に蓄積された画像データは、主制御部170によって特定の行が指示されるとき、当該行の階調データが1行分一斉に読み出されて、主制御部170における判別に用いられる一方、主制御部170によって行および列が指示されるとき、当該行および当該列に位置する階調データが1ドット分だけ読み出されて、データ変換器160に供給される。
【0027】
なお、図5は、各ドットPの位置関係を示すための模式的な図に過ぎず、実際のドットは密に配列される。図6におけるグループ202aのピッチについても同様である。
また、ホストコンピュータにおいて用いられる画像データは、一般にはビットマップ形式である。このため、光ディスク200において画像形成する場合には、ビットマップ形式の画像データを、ホストコンピュータ等によって、図5に示されるような座標系に変換して、変換後のデータを、フレームメモリ158に、図7に示されるように蓄積すれば良い。
【0028】
主制御部170は、詳細にはついては図示を省略するが、CPU(Central Processing Unit)や、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等から構成され、ROMに格納されたプログラムにしたがって各部を適切に操作することによって、光ディスク200の記録面に対する情報記録や、光ディスク200のレーベル面に対する画像形成を制御するものである。
【0029】
<レーザ光の照射軌跡>
ところで、レーベル面からレーザ光を照射すると、その戻り光の状態は情報記録時と相違するので、正確かつ安定したトラッキング制御が期待できない場合が往々にしてある。このため、本実施形態では、レーベル面からレーザ光を照射して画像形成する場合に、グルーブ202aをトレースさせるトラッキング制御を用いないで、光ディスク200に対してレーザ光の照射位置を制御する構成となっている。
ただし、画像形成時にトラッキング制御することを否定する趣旨ではなく、後述する応用・変形で述べるように画像形成時にトラッキング制御を併用することも可能である。
【0030】
画像形成において光ディスク200の回転方向を主走査方向とし、径方向を副走査方向として考えた場合に、トラッキング制御を用いないで、レーザ光の照射位置を径方向に必要量だけ副走査させるための手段は、ステッピングモータ140の回転によって光ピックアップ100を移動させる構成のみとなる。
ここで、ステッピングモータ140による光ピックアップ100の最小移動分解能は10μm程度であると、形成画像の副走査方向における最小ピッチも、この分解能と同じ10μm程度となる。
したがって、感熱層205に対するレーザ光のスポット径が 分解能に等しい10μm程度となるようにフォーカス制御して、形成すべき画像のドットに応じてレーザ光の強度を規定する構成とすれば、一見すれば良いように考えられる。
【0031】
しかしながら、情報記録時にスポット径が1μm程度となるように設計されたレーザダイオード102を、画像形成時にスポット径が10μm程度にまで拡げて用いると、感熱層205に対する単位面積当たりの照射強度が低下して、十分な変色が得られない。
かといって、単純に、1μm程度のスポット径を感熱層205に照射するとともに、光ディスク200が1回転する毎に、光ピックアップ100を最小移動分解能である10μm程度ずつ径方向に副走査する構成では、1ドットのうち、実際に変色する部分は、レーザ光が照射された幅1μm程度の線状部分に過ぎず、残りの9割はレーザ光が照射されないために未変色のままになってしまう。したがって、濃度を最も淡くしたドットにおいて変色部分が占める割合は0%であるのに対し、濃度を最も濃くしたドットにおいて変色部分が占める割合は10%程度に過ぎず、両者の差はきわめて小さいため、形成画像のコントラスト比が著しく低下して、その視認性が悪化する、といった問題も想定される。
【0032】
そこで、本実施形態では、第1に、1行分のドットを形成するに際し、光ピックアップ100を固定した状態で光ディスク200を複数回、回転(周回)させる。ただし、このままでは、光ディスク200に対するレーザ光の照射軌跡は、複数の周回にわたって同一となってしまうので、本実施形態では、第2に、周回毎に、同一周波数かつ同一振幅であって、位相だけが異なるトラッキング信号Trを与えて、レーザ光の照射軌跡が周回毎に異なるように設定する。詳細には、本実施形態では、8階調の画像を形成する関係上、1行分のドットを形成するために光ディスク200を7周回させるとともに、基準線の通過タイミングを時間軸のゼロとしたとき、第1周回では位相をゼロとし、第2周回以降、位相を順番に(2π/7)ずつ遅延させた三角波信号をトラッキング信号Trとして生成するように、主制御部170がサーボ回路138に指示する。
【0033】
このようなトラッキング信号Trがトラッキングアクチュエータ122に供給されると、光ディスク200に対するレーザ光の照射軌跡は、図8(a)に示されるように、第1周回における軌跡▲1▼から第7周回における軌跡▲7▼までにわたって互いに相違したものとなる。
なお、図8(a)において、Qは、形成すべき画像のドット配列のうち、ある1行に相当する地点に光ピックアップ100を位置させた場合に、仮にトラッキング信号Trの電圧をゼロにしたときのレーザ光の照射軌跡を示している。レーザの照射軌跡は、実際には円弧であるが、図においては説明の便宜のために直線状に展開している。
【0034】
<階調表示>
上述したように、1行分のドットを形成するに際し、レーザ光の照射軌跡が周回毎に異なるので、ある周回では、レーザ光の照射によって感熱層205を変色させる一方、他の周回では、変色させないように制御させると、あるドットにおいて変色部分と未変色部分との面積比率が変化し、これによって濃淡の表示をすることが可能となる。
詳細には、本実施形態において、1行分のドットを形成するのに要する7周回のうち、階調データの十進値に相当する週回数だけ、レーザ光の照射して感熱層205を変色させる。例えば、階調データが(101)であれば、7周回のうち5回だけ、感熱層205を変色させる強度のレーザ光を照射することによって当該軌跡部分を変色させ、また、階調データが(011)であれば、7周回のうち3回だけ当該強度のレーザ光を照射して当該軌跡部分を変色させる。
【0035】
このように1行分のドットを形成するのに要する7周回にわたって、周回毎に、レーザ光の強度を規定するための主要な構成がデータ変換器160(レーザ光強度規定手段)である。すなわち、データ変換器160は、コントラスト優先モードであるとき、フレームメモリ158から読み出された階調データを、図9に示されるように、主制御部170から指示された周回数に応じて、レーザ光の強度をライトレベルにするかONデータ(ビット)、または、サーボレベルにするかOFFデータのいずれかに変換する。例えば、データ変換器160は、フレームメモリ158から読み出された階調データが(010)であるとき、第1周回および第2周回であれば、ONデータに、第3周回から第7周回までであれば、OFFデータに、それぞれ変換して出力する。
ここで、ライトレベルとは、その強度で照射すると感熱層205が十分に変色する程度の値である一方、サーボレベルとは、その強度で感熱層205を照射しても、感熱層205がほとんど変色しない程度の値である。感熱層205を変色させないにもかかわらず、サーボレベルの強度でレーザ光を出力させる理由は、後述するようにフォーカス制御(および光量制御)のためにほかならない。
なお、データ変換器160は、次に説明する時間短縮モードであるとき、フレームメモリ158から読み出された階調データが(000)以外であれば、一律にONデータに変換する一方、階調データが(000)であるときに限り、OFFデータに変換する。
【0036】
<画像形成モード>
さて、このように方法では、1行分のドットを形成するに際し、少なくとも7周回させる必要が生じることになる。一方、形成すべき画像が文字、記号、数字などのキャラクタのみから構成される場合、多階調や高コントラスト比の画像を形成する必要は必ずしもなく、単なるオンオフ的な2階調表示で十分な場面も想定されるし、階調表示よりも画像の形成に要する時間の短縮を図りたい旨をユーザが企図する場面も想定される。
【0037】
そこで、本実施形態では、高コントラスト比の画像形成を優先させるコントラスト優先モードと、画像形成に要する時間の短縮化を優先させる時間短縮モードとの2つのモードを用意して、いずれかのモードにて画像を形成する構成を採用することにした。
なお、モードの設定については、(1)ホストコンピュータがインターフェイス150を介して主制御部170に指示する、(2)主制御部170がフレームメモリ158に蓄積された階調データを解析して、ヒストグラムを作成し、これを基に判断する、(3)別途設けられた選択手段を介してユーザが設定する、など種々の構成が考えられる。
【0038】
説明を図1に戻すと、レーザパワー制御回路162は、レーザダイオード102(図2参照)から照射されるレーザ光の強度を制御するためのものである。具体的には、レーザパワー制御回路162は、フロントモニターダイオードによって検出されたレーザダイオード102の出射光量値が主制御部170によって供給される最適レーザパワーの目標値と一致するように、駆動信号Liの電流値を制御する。
ここで、本実施形態では、上述したように角速度一定のCAV方式としているので、光ディスク200の外側に向かうほど、その線速度が高くなる。このため、主制御部170は、光ピックアップ100が光ディスク200の外側に位置するほど、ライトレベルの目標値が高くなるように設定する。
レーザドライバ164は、情報記録時にあっては、ストラテジ回路156から供給される変調データにしたがって、画像形成時にあっては、データ変換器160によって変換されたデータにしたがって、それぞれレーザパワー制御回路20による制御内容を反映させた駆動信号Liを生成して、光ピックアップ100のレーザダイオード102に供給する。
これによって、レーザダイオード102によるレーザビームの強度は、主制御部170から供給される目標値と一致するように、フィードバック制御されることとなる。
【0039】
<基準線および列の検出>
回転検出器132は、上述したように、スピンドル回転速度に応じた周波数の信号FGを出力する。PLL回路144は、信号FGに同期し、かつ、その周波数を逓倍したクロック信号Dckを生成して、主制御部170に供給する。また、分周回路146は、信号FGを一定数だけ分周した基準信号SFGを生成して、主制御部170に供給する。
【0040】
ここで、スピンドルモータ130が1回転、すなわち光ディスク200が1回転する期間に、回転検出器132が信号FGとして、図10に示されるように8個のパルスを生成するとした場合、分周回路146は、信号FGを1/8分周し、基準信号SFGとして出力する。このため、主制御部170は、基準信号SFGの立ち上がりタイミングを、光ピックアップ100によるレーザ光の照射位置が光ディスク200の基準線を通過したタイミングであると検出することができる。
【0041】
また、この場合に、PLL回路144における周波数の逓倍率を、1行当たりの列数nを8で除した商の値に設定すると、クロック信号Dckの1周期は、光ディスク200がドット配列の1列分の角度だけ回転した期間に一致することになる。
したがって、主制御部170は、基準信号SFGが立ち上がってから、クロック信号Dckの立ち上がりタイミングを順次カウントすることで、画像形成時にあっては、光ピックアップ100のレーザ光照射位置が光ディスク200の基準線を通過してから何列目であるかを検出することができる。
【0042】
なお、光ディスク200の基準線という表現は、正確には、スピンドルモータ130の回転軸に対する基準線と言うべきではあるが、情報記録時または画像形成時にあっては、光ディスク200は、当該回転軸に直結するテーブルにチャッキングされた状態にて回転するので、スピンドルモータ130の回転軸に対する基準線は、光ディスク200のうちの、ある一の放射線と一定の位置関係を保つ。したがって、当該状態が維持される限り、光ディスク200における一の放射線を、光ディスク200の基準線と呼んでも差し支えない。
また、本実施形態では、基準信号SFGの立ち上がりタイミングを、光ディスク200の基準線通過タイミングとし、クロック信号Dckの立ち上がりタイミングを、ドット配列の1列分の角度だけ回転したタイミングとしているが、いずれにおいても、立ち下がりのタイミングを用いても良いのはもちろんである。
【0043】
<動作>
次に、本実施形態に係る画像形成装置10の動作について説明する。この画像形成装置10については、光ディスク200への画像形成を主な特徴とするものではあるが、一方で、従来の情報記録機能に加えて、当該画像形成機能を併せもつ一種の兼用機である点を従の特徴とするものでもあるので、はじめに、情報記録機能の実行時における動作を簡単に説明した後に、本件の特徴である画像形成動作について詳細に説明することにする。
【0044】
<情報記録動作>
まず、情報を記録する場合には、上述したように、記録面が光ピックアップ100に対向するように光ディスク200がセットされた後、スピンドルモータ130が、主制御部170から指示された角速度となるようにサーボ回路138によってフィードバック制御される。一方、光ピックアップ100は、グルーブ202aの最内周に相当する地点まで、ステッピングモータ140の回転によって送られる。
そして、トラッキング制御によってグルーブ202aのトレースが開始されると、バッファメモリ152に記憶された記録データが、記録された順番で読み出されるとともに、エンコーダ154によってEFM変調され、ストラテジ回路156によって時間軸補正処理等が施される。そして、EFM変調されたデータにしたがってライトレベル、サーボレベルに適宜切り替えられるとともに、その強度が、主制御部170によって指示される目標値に一致するように制御される。ライトレベルで照射された記録層202は変質するので、これによって、情報が記録されることになる。
なお、情報の記録時には、回転制御や、トラッキング制御、光量制御のほか、上述したようなスレッド制御やフォーカス制御も実行される。
【0045】
<画像形成動作>
次に、画像形成装置10による光ディスク200への画像形成動作について説明する。図11、図12および図13は、この画像形成動作を説明するためのフローチャートである。
なお、画像を形成する場合には、上述したように、レーベル面が光ピックアップ100に対向するように光ディスク200がセットされる一方、形成すべき画像を示す画像データがホストコンピュータから供給されて、フレームメモリ158に記憶されているものとする。また、画像形成時には、光ディスク200に対するフォーカス制御、光量制御および回転制御が常時実行されるが、上述したようにグルーブ202aをトレースするためのトラッキング制御は実行されない。
【0046】
<コントラスト優先モード>
まず、主制御部170は、実際の画像形成の前に、コントラスト優先モードに設定されているか否かを判別する(ステップS11)。この判別結果が肯定的である場合、主制御部170は、光ピックアップ100を光ディスク200の最内周(1行目)に相当する地点まで移動させる命令を出力する(ステップS12)。この命令によって、モータドライバ142は、光ピックアップ100を当該地点まで移動させるために必要な信号を生成し、ステッピングモータ140が当該信号にしたがって回転する結果、実際に、光ピックアップ100が当該地点に移動することになる。
【0047】
次に、主制御部170は、フレームメモリ158に記憶されている画像データのうち、光ピックアップ100が位置する行の階調データだけを1行分、先読みする(ステップS13)。なお、初めてステップS13が実行されるときには、光ディスク200の最内周である1行目の階調データのすべてが先読みされる。
【0048】
そして、主制御部(第1の判別手段)170は、先読みした1行分の階調データがすべて(000)であるか否かを判別する(ステップS14)。1行分の階調データがすべて(000)であるということは、当該行のドット形成に要する7周回にわたって1度たりとも感熱層205を変色させる必要がないことを意味する。
したがって、この判別結果が肯定的である場合、主制御部170は、処理手順を後述するステップS28まで一気にスキップさせて、当該行を構成するn個のドット形成に必要な処理を省略する。
一方、この判別結果が否定的である場合、主制御部170は、変数pに「1」をセットする(ステップS15)。ここで、変数pは、光ピックアップ100が位置する行のドット形成に必要な7周回のうち、何周回目であるかを把握するために用いられる。したがって、変数pに「1」をセットすることによって、最初の第1周回である旨が把握される。
【0049】
続いて、主制御部170は、光ピックアップ100が位置する行のうち、1列から最終n列までについて順番に処理するために、最初の1列目に着目する(ステップS16)。そして、主制御部170は、回転する光ディスク200の基準線が特定の位置を通過するまで、すなわち、基準信号SFGの立ち上がりタイミングが到来するまで待機する(ステップS17)。
【0050】
ここで、基準信号SFGが立ち上がると、主制御部170は、サーボ回路138に対し、変数pで示される周回数の位相でトラッキング信号Trを出力するように命令する(ステップS18)。これにより、サーボ回路138は、変数pで示される周回数に対応した位相でトラッキング信号Trの出力を開始するので、実際に、光ピックアップ100による光ビームは、図8(a)に示される軌跡▲1▼から軌跡▲7▼までのうち、変数pに対応したものをたどりながら、光ディスク200の系方向に振動を開始することになる。例えば、変数pが「1」であるときには、光ビームは光ディスク200に対して軌跡▲1▼をたどることになる。
【0051】
次のステップS19からS24までの一連の処理は、このようなトラッキング信号Trの生成と並行しつつ、クロック信号Dckの1周期に同期して実行される。
すなわち、主制御部170は、現時点において光ピックアップ100が位置する行であって、着目している列に対応したドットの階調データを、フレームメモリ158から読み出す。または、先読みした1行分の階調データのうち、当該行・列に対応したドットに対応したものを出力するとしても良い。これにより、当該階調データは、データ変換器160によって、変数pで示される周回数に対応して、レーザ光の強度をライトレベルにするONデータ、または、サーボレベルにするOFFデータのいずれかに変換される(ステップS19)。
【0052】
レーザドライバ164は、変換されたデータを判別して(ステップS20)、ONデータである場合に限り、ライトレベルに相当する駆動信号Liを出力する(ステップS21)。これによって、光ピックアップ100におけるレーザダイオード102はライトレベルにて発光する結果、光ディスク200の感熱層205において、光ピックアップ100が対向する行であり、かつ、現時点において着目している列に対応したドットのうち、変数pにて示される周回数に対応した軌跡部分だけが変色することになる。
一方、レーザドライバ164は、変換されたデータがOFFデータである場合や、変換されたデータが供給されない場合などのように、ONデータでない場合には、サーボレベルに相当する駆動信号Liを出力する(ステップS22)。これによって、光ピックアップ100におけるレーザダイオード102はサーボレベルにて発光するので、感熱層205は変色しないことになる。
【0053】
この後、主制御部170は、着目列が最終n列であるか否かを判別し(ステップS23)、この判別結果が否定的であれば、着目列を次列に移行させる(ステップS24)。そして、移行後の着目列に対して同様な処理が繰り返される。したがって、この繰り返し処理が最終n列まで対応して実行されることによって、光ピックアップ100が位置する行において、変数pに対応した周回数の軌跡にてレーザ光が照射されることになる。
なお、上述したようにこの繰り返し処理の1サイクルは、上述したようにクロック信号Dckの1周期に同期して実行されるので、光ディスク200が、基準線から1ドットに相当する角度だけ回転する毎に、当該行および周回数に応じて変換されたONデータまたはOFFデータにしたがって、レーザ光が照射されることになる。
【0054】
一方、主制御部170は、着目列が最終n列であると判別した場合、さらに、現時点における変数pが「7」であるか否かを判別し(ステップS25)、この判別結果が否定的であれば、変数pを「1」だけインクリメントし(ステップS26)、次の周回に備える。
さらに、主制御部(第2の判別手段)170は、先読みした1行分の階調データを再び精査して、インクリメント後の変数pにて示される周回において、レーザ光をライトレベルにて照射すべき場合があるか否かを判別する(ステップS27)。
例えば、インクリメント後の変数pが例えば「4」である状態において、1行分の階調データがすべて(011)以下であるとき、図9を参照すると、第4周回では、レーザ光をライトレベルにて照射すべき場合はない、と判別することができるし、(100)以上の階調データが1ドット分でも存在すれば、当該周回では、レーザ光をライトレベルにて照射すべき場合がある、と判別することができる。
【0055】
ステップS27における判別結果が否定的である場合、処理手順が再びステップS25に戻って、インクリメント後の変数pが「7」であるか否かが判別される。なお、本実施形態のようにデータ変換器160における変換内容が図9に示されるような場合、ある行において変数pが値α(αは2≦α<7を満たす整数)であるときにステップS27の判別結果が一旦否定的になると、以降は変数pが「7」となるまで、当該判別結果は継続的に否定的となる。
一方、ステップS27における判別結果が肯定的である場合、処理手順が再びステップS16に戻る。これによって、ステップS16からS25までの処理が、インクリメント後の変数pで示される周回に対応して実行されることになる。
【0056】
また、主制御部170は、ステップS25において、変数pが「7」であると判別した場合、または、ステップS14の判別結果が肯定的である場合、さらに、光ピックアップ100が位置する行が最終m行であるか否かを判別する(ステップS28)。この判別結果が否定的であれば、主制御部170は、光ピックアップ100を光ディスク200の1行分に相当する距離、すなわち、ステッピングモータ140による光ピックアップ100の最小移動分解能だけ、外周側の地点に移動させる命令を出力する(ステップS29)。この命令によって、モータドライバ142は、光ピックアップ100を当該地点まで移動させるために必要な信号を生成し、ステッピングモータ140が当該信号にしたがって回転する結果、実際に、光ピックアップ100が当該地点に移動することになる。この後、処理手順が再びステップS13に戻って、これにより、ステップS13からS28までの処理が、移動後の行に対応して実行されることになる。
一方、光ピックアップ100が位置する行が最終m行であるかと判別された場合、セットされた光ディスク200に対して、1行目から最終m行目までの画像形成が完了したことを意味するので、主制御部170は、当該画像形成を終了させるとともに、例えば必要に応じて、当該光ディスク200を排出するイジェクト処理(図示省略)などを実行する。
【0057】
このように本実施形態において、コントラスト優先モードでは、光ディスク200に対する1行(1周)分の画像形成がレーザ光の照射軌跡を異ならせた7回の重ね書きによって実行される。そして、これら7回のうち、階調データで指示される濃度が濃くなるにつれて、その重ね書きの回数も多くなるように実行される。
ここで、本実施形態では、1行分の重ね書きの前に、当該1行分の階調データを精査し、当該1行分の階調データがすべて(000)であれば、すなわち、当該1行分の画像形成に要する7周回においてライトレベルのレーザ光を1回でも照射する必要がなければ、実際に光ディスク200を7周回させることなく、直ちに光ピックアップ100を1行分外側に移動させる構成となっている。詳細には、ステップS14における判別結果が肯定的であれば、処理手順がステップS28にスキップし、さらに、ステップS28の判別結果が否定的であれば、ステップS29の処理が実行される構成となっている。このため、画像形成をしない(感熱層205を変色させない)行に対する処理がスキップさせられるので、その分、画像形成に要する時間の短縮化が図られることになる。
【0058】
さらに、コントラスト優先モードでは、1行分の画像形成に要する7周回のうち、最初の第1周回を除いた第2周回以降では、事前に、当該周回においてライトレベルのレーザ光を照射すべき場合があるか否かを判別して、この判別結果が否定的であれば、それ以降の周回がスキップされる構成となっている。すなわち、ステップS27における判別結果が否定的であれば、処理手順がステップS16ではなく、ステップS25に戻る構成となっている。くわえて、本実施形態のようにデータ変換器160における変換内容が図9に示されるような場合、ステップS27の判別結果が一旦否定的になると、以降、変数pが「7」となるまで、当該判別結果は継続的に否定的となる。
例えば、ある行において変数pが例えば「4」である状態において、当該行の階調データがすべて(011)以下であるとき、ステップS27において判別結果が否定的となると、以降、変数pが「7」にインクリメントされるまで、ステップS27における判別結果は継続的に否定的となるので、第4周回から第7周回まで、ステップS16からS24までの処理は実行されずに、光ピックアップ100が外側に1行分移動する。
このため、光ディスク200における画像形成をしない周回に対する処理がスキップ(周回スキップ)させられるので、画像処理に要する時間が、上述した行に対するスキップと併せて、より一層短縮化されることになる。
なお、コントラスト優先モードでは、1行分の画像形成に要する7周回のうち、周回スキップの対象から最初の第1周回が除外されているが、この理由は、最初の第1周回をスキップさせることは、ステップS14の判別結果が肯定的となって、当該行をスキップさせることにほかならないからである。
【0059】
<時間短縮モード>
次に、ステップS11における判別結果が否定的である場合、すなわち、画像形成のモードが時間短縮モードに設定されている場合の動作について説明する。この時間短縮モードでは、光ディスク200に対する1行(1周)分の画像形成は、当該光ディスク200に対する1回の周回のみによって実行される。このため、時間短縮モードでは、変数pに関与する処理は次に説明するように存在せず、また、重ね書きによる画像形成できない。したがって、ここで説明する時間短縮モードでは、オンオフのような2値的な表示しかできない。ただし、階調データ自体は3ビットであるので、本実施形態では、階調データが(000)以外であるとき、ライトレベルのレーザ光を照射して感熱層205を変色させる一方、階調データが(000)であるとき、サーボレベルのレーザ光を照射して感熱層205を未変色のままとさせることとした。
【0060】
時間短縮モードに設定されている場合、主制御部170は、光ピックアップ100を光ディスク200の最内周(1行目)に相当する地点まで移動させる命令を出力する(ステップS30)。この命令によって、上述したコントラスト優先モードと同様に、光ピックアップ100が当該地点に移動することになる。
【0061】
次に、主制御部170は、コントラスト優先モードと同様に、フレームメモリ158に記憶されている画像データのうち、光ピックアップ100が位置する行の階調データだけを1行分、先読みする(ステップS31)。そして、主制御部170は、先読みした1行分の階調データがすべて(000)であるか否かを判別する(ステップS32)。ここで、1行分の階調データがすべて(000)であるということは、当該行のドット形成に要する1周回において1度たりとも感熱層205を変色させる必要がないことを意味する。したがって、この判別結果が肯定的である場合、主制御部170は、処理手順を後述するステップS42まで一気にスキップさせて、当該行を構成するn個のドット形成に必要な処理を省略する。
一方、この判別結果が否定的である場合、主制御部170は、光ピックアップ100が位置する行のうち、1列から最終n列までについて順番に処理するために、最初の1列目に着目する(ステップS33)。そして、主制御部170は、回転する光ディスク200の基準線が特定の位置を通過するまで、すなわち、基準信号SFGの立ち上がりタイミングが到来するまで待機する(ステップS34)。
【0062】
ここで、基準信号SFGが立ち上がると、主制御部170は、サーボ回路138に対し、トラッキング信号Trの電圧をゼロとするように命令する(ステップS35)。これにより、サーボ回路138は、トラッキング信号Trの電圧をゼロとして固定出力するので、光ピックアップ100による光ビームの軌跡は、光ディスク200の系方向に振動することなく、回転する光ディスク200を単純に主走査した円状になる(図8(a)における軌跡Q)。
【0063】
次のステップS36からS41までの一連の処理は、クロック信号Dckの1周期に同期して実行される。すなわち、主制御部170は、現時点において光ピックアップ100が位置する行であって着目している列に対応したドットの階調データを、フレームメモリ158から読み出す一方、データ変換器160は、当該階調データが(000)であれば、レーザ光の強度をサーボレベルにするOFFデータに変換する一方、当該階調データが(000)以外であれば、レーザ光の強度をライトレベルにするONデータに変換する(ステップS36)。
【0064】
レーザドライバ164は、変換されたデータを判別して(ステップS37)、ONデータである場合に限り、ライトレベルに相当する駆動信号Liを出力する(ステップS38)。これによって、光ピックアップ100におけるレーザダイオード102はライトレベルにて発光するので、光ディスク200の感熱層205において、光ピックアップ100が対向する行であり、かつ、現時点において着目している列に対応したドットに対応した軌跡部分だけが変色することになる。
一方、レーザドライバ164は、変換されたデータがOFFデータである場合や、変換されたデータが供給されない場合などのように、ONデータでない場合には、サーボレベルに相当する駆動信号Liを出力する(ステップS39)。これによって、光ピックアップ100におけるレーザダイオード102はサーボレベルにて発光するので、感熱層205は変色しないことになる。
【0065】
この後、主制御部170は、着目列が最終n列であるか否かを判別し(ステップS40)、この判別結果が否定的であれば、着目列を次列に移行させる(ステップS41)。そして、移行後の着目列に対して同様な処理が繰り返される。したがって、この繰り返し処理が最終n列まで対応して実行されることによって、光ピックアップ100が位置する行において、変換されたONデータまたはOFFデータにしたがってレーザ光が照射されることになる。
なお、上述したようにこの繰り返し処理の1サイクルは、上述したようにクロック信号Dckの1周期に同期して実行されるので、光ディスク200が、基準線から1ドットに相当する角度だけ回転する毎に、変換されたONデータまたはOFFデータにしたがって、レーザ光が照射されることになる。
【0066】
一方、主制御部170は、着目列が最終n列であると判別した場合、または、ステップS32の判別結果が肯定的である場合、さらに、光ピックアップ100が位置する行が最終m行であるか否かを判別する(ステップS42)。この判別結果が否定的であれば、主制御部170は、光ピックアップ100を光ディスク200の1行分に相当する距離だけ外周側の地点に移動させる命令を出力し(ステップS43)、この命令によって、実際に、光ピックアップ100が当該地点に移動することになる。この後、処理手順が再びステップS31に戻って、これにより、ステップS31からS42までの処理が、移動後の行に対応して実行されることになる。
一方、光ピックアップ100が位置する行が最終m行であるかと判別された場合、セットされた光ディスク200に対して、1行目から最終m行目までの画像形成が完了したことを意味するので、主制御部170は、当該画像形成を終了させる。
【0067】
このように時間短縮モードでは、光ディスク200に対する1行(1周)分の画像形成は、単純な1回書きによって実行されるので、コントラスト優先モードと比較して形成画像のコントラストは劣るものの、その画像形成に要する時間は、圧倒的に短縮することができる。
また、1行分の1回書きの前に、当該1行分の階調データを精査し、当該1行分の階調データがすべて(000)であれば、直ちに光ピックアップ100を1行分外側に移動させる構成となっている。詳細には、ステップS32における判別結果が肯定的であれば、処理手順がステップS42にスキップし、さらに、ステップS42の判別結果が否定的であれば、ステップS43の処理が実行される構成となっている。このため、コントラスト優先モードと同様に、光ディスク200における画像形成をしない(感熱層205を変色させない)行に対する処理がスキップさせられるので、その分、画像形成に要する時間の短縮化が図られることになる。
【0068】
<形成画像の具体例>
次に、この画像形成装置10によって形成される画像について、具体的な例を挙げて説明することにする。
まず、コントラスト優先モードに設定されている場合、各行におけるドットは、その階調データの十進値で示される回数の重ね書きで表現される。詳細には、光ディスク200の感熱層205のうち、ドットに相当する領域には、当該ドットの階調データを十進値で示した回数だけライトレベルのレーザ光が周回毎に異なる軌跡で照射されるので、ライトレベルの照射回数が大きくなるにつれて、実質的にドット面積に対して変色する面積の割合が大きくなる。
【0069】
ここで、画像形成の前提となる階調データが、フレームメモリ158に、図14に示されるような内容で記憶されるとき、コントラスト優先モードによって形成される画像は、図15に示されるようなものとなる。すなわち、コントラスト優先モードにおいて、階調データが(111)であるドットでは、第1周回から第7周回までの周回毎にライトレベルのレーザ光が異なる軌跡で照射されるので、当該照射によって変色する部分の面積が、ドットの面積に対して占める割合が最大となる。
また、フレームメモリ158の記憶内容が図17に示されるようなものであるとき、コントラスト優先モードによって形成される画像は、図18に示されるようなものとなる。すなわち、コントラスト優先モードにおいて、階調データが(000)のドットにおいてライトレベルのレーザ光が照射される回数は0回であるが、階調データが(001)、(010)、(011)、…、(111)というように、その値が増加するにつれて、ライトレベルのレーザ光が照射される回数も、1、2、3、…、7回と増加する。このため、当該レーザ光の照射によって変色する面積がドットの面積に対して占める割合が、階調データにしたがって徐々に増加することになるので、結局、3ビットの階調データのそれぞれに対応した8階調の画像形成が可能となる。
【0070】
一方、時間短縮モードに設定されている場合、各行におけるドットは、本実施形態では(000)以外の階調データであれば、ライトレベルのレーザ光が1回だけ照射されることによって表現される。ここで、フレームメモリ158に、図14に示されるような階調データが記憶されるとき、時間短縮モードによって形成される画像は、図16に示されるようなものとなる。すなわち、時間短縮モードにおいて、階調データが(000)以外のドットでは、ライトレベルのレーザ光が1回だけの照射による変色で示されるに過ぎないので、コントラスト優先モードと比較すると、形成画像のコントラスト比は低下する。
ただし、時間短縮モードでは、1行の画像形成に要する時間が、光ディスク200を1回転させるだけの時間で済むので、コントラスト優先モードと比較すると、画像形成に要する時間が、各行において(111)の階調データが少なくとも1ドット以上存在する場合であれば、約1/7に短縮することができる。
【0071】
このように本実施形態では、高コントラスト比の画像を形成したい場合にはコントラスト優先モードに設定し、また、画像を短時間で形成したい場合には時間短縮モードに設定できるので、ユーザの嗜好や画質などの各種の条件に応じて適切にモードを使い分けて光ディスク200に画像を形成することが可能となる。なお、図14から図18までにおいて、iは、1からmまでの各行を一般的に説明するための符号であり、jは、1からnまでの各列を一般的に説明するための符号である(後述する図20においても同様である)。
【0072】
<応用・変形>
なお、本発明は、上述した実施形態に限られず、次のような応用・変形が可能である。
【0073】
<変色層として記録層を用いる>
上述した実施形態では、感熱層205にレーザ光を照射して画像を形成する構成としたが、情報記録時に用いる記録層202についても、レーザ光によって変色するので、本発明では、該記録層202を変色層として用いることも可能である。このように変色層として記録層202を用いると、記録面に記録データを記録した後に、光ディスク200を裏返すことなく、直ちに画像形成動作に移行させることができる。
ただし、記録層202を変色層として用いる場合に、光ディスク200の最内周側を起点として画像を形成することはできない。この理由は、言うまでもなく、情報記録時には、記録データがグルーブ202aの端点Gsを開始点として内周側から書き込まれるためであり、画像形成に用いる領域と情報記録に用いる領域とを重複させて用いることができないからである。
【0074】
したがって、変色層として記録層202を用いる場合には、(1)記録データを内周側から記録した後に、記録データの書込終了点から当該記録データの読み出しに影響を与えない距離だけ離間した地点を開始行として、上述した画像形成を実行する、(2)光ディスク200の最外周を開始行として、記録した記録データに影響を与えない範囲まで、内周側に向かって画像を形成する、などのように対処した上で、記録層202に記録するデータ量(情報記録に用いる領域)との関係において画像形成に用いる領域を制限するなどの措置を必要に応じて講じれば良い。
【0075】
<変色部分の偏り防止>
上述した実施形態にあっては、コントラスト優先モードに設定されている場合に、図9に示されるような変換テーブルを用いて、周回数に応じて階調データをONデータまたはOFFデータに、隣接する周回同士において連続するように変換する構成となっていたので、ある周回において、ある値以上の階調データが1行分のすべてにわたって存在しなければ、当該周回以降については、レーザ光の照射をスキップさせて、画像の形成に要する時間をそれだけ短縮することができた。
しかしながら、上記構成では、ライトレベルでのレーザ光の照射軌跡は、互いに隣接することになる。例えば、階調データが(100)である場合、図18に示されるように、ライトレベルでのレーザ光は、第1周回から第4周回までの各周回に対応した軌跡▲1▼、▲2▼、▲3▼、▲4▼をたどり、これらは互いに行方向にも列方向にも隣接することになる。したがって、同一の階調データであっても、レーザ光の照射によって変色する部分が、列によっては、ドットの上部に集中する場合と下部に集中する場合とが発生することになり、これが表示の差として視認される可能性がある。
例えば、(i+4)行(j+2)列のドットと、(i+4)行(j+5)列のドットとでは、階調データがいずれも(100)であるが(図17参照)、変色部分が、前者ではドットの上部に集中し、後者ではドットの下部に集中する(図18参照)。
【0076】
このような変色部分の偏りを解消するための応用例としては、ライトレベルでのレーザ光の照射軌跡が、第1周回から第7周回までなるべく等間隔に配置するように、データ変換器160による変換内容を規定した構成が考えられる。
具体的には、データ変換器160の変換内容を、図19に示されるように、ある1つの階調データについてみて、ONデータまたはOFFデータが各周回にわたってなるべく同じような間隔にて配列するような変換内容とすれば良い。このような変換内容である場合に、フレームメモリ158に階調データが図17に示されるように記憶されているとき、コントラスト優先モードによって形成される画像は、図20に示されるようなものとなって、変色部分の偏りを多少なりとも抑えることができる。
なお、このように変色部分の偏りを解消する方策としては、データ変換器160による変換内容を変更する以外に、周回毎にトラッキング信号Trの位相のシフト量、または、その順番を変更することでも可能である。
【0077】
<サーボレベルの強制的挿入>
上述した実施形態では、ある1行において濃いドットが連続するとき、ライトレベルでのレーザ光も連続的に照射される構成となっている。
一方、ライトレベルのレーザ光が照射されたとき、感熱層205は、そのレーザ光のエネルギーによって変色するが、変色に用いられるエネルギーは、照射開始から過渡的に刻々と変化するだけでなく、光ディスク200の個体差などによって定常的にも種々の条件に応じて変動する。このため、ライトレベルのレーザ光を照射したときの戻り光が一定化せず、フォーカス制御は不安定となりやすい、と考えられる。
したがって、ライトレベルでのレーザ光が連続的に照射される場合には、フォーカス制御が正常に機能しない状況に陥る可能性がある。
【0078】
そこで、このような状況に陥るのを防止するための応用例としては、ライトレベルでのレーザ光も連続的に照射すべき場合であっても、定期的に短い時間で(もちろん、変色に影響を与えない範囲内で)サーボレベルのレーザ光を照射するとともに、当該照射期間での受光信号Rvを戻り値としてフォーカス制御すれば良いと考えられる。
【0079】
<トラッキング信号の別例>
また、コントラスト優先モードにあっては、第1周回から第7周回まで、トラッキング信号Trの位相を同じ分だけ順番にシフトさせた構成としたが、レーザ光の照射軌跡が周回毎に異なるのであれば、トラッキング信号Trとしては十分である。
例えば、トラッキング信号Trを三角波信号にするのではなく、直流電圧信号にするとともに、その電圧を、周回毎に異なるようにしても良い。このようなトラッキング信号Trによっても、レーザ光の照射軌跡は、図8(b)に示されるように、周回毎に異なることになる。
ただし、トラッキング信号Trとして、ある電圧を与えたときに、その変位量がどの程度になるかについては、予め実験的に求めない限り、判明しない。さらに、トラッキング信号Trとして直流電圧を与える構成は、ノイズの発生や感度ばらつきなどによって形成画像が不均一となる可能性が高い。このため、上述した三角波信号や正弦波信号などの交流信号を用いるとともに、その位相をシフトさせる構成が望ましいと考える。
したがって、ノイズの発生や感度ばらつきなどの影響を排除する観点から言えば、時間短縮モードにおいて、トラッキング信号Trとしてゼロに固定した信号を用いるのではなく、コントラスト優先モードよりも振幅の小さい、または、同程度の三角波信号を用いるのが好ましい、とも言える。
【0080】
<レーザ光の照射回数、階調数>
上述した実施形態にあっては、コントラスト優先モードによって8階調で画像形成する場合に、感熱層205を変色させるライトレベルでのレーザ光の照射回数を0回から7回までとしたが、濃度を高くするにつれて、その照射回数が多くなるように設定すれば良い。例えば、階調データが(000)、(001)、(010)、(011)、…、(111)では、1行におけるライトレベルでのレーザ光の照射回数を、0、2、4、6、…、14回としても良い。このようにレーザ光の照射回数が多くなるように設定すると、さらに高コントラスト比の画像を形成することが可能となる。また、照射回数の増加分を固定的に設定しなくても良い。
さらに、階調データを3ビットとして1ドットについて8階調の画像を形成する場合を例にとって説明したが、これに限られず、例えば、階調データを8ビットとして256階調で画像を形成するとしても良い。
また、実施形態では、光ピックアップ100の1回の送り(フィード)によって画像の1行分を形成したが、複数回の送りによって画像の1行分を形成するとしても良い。このように、光ピックアップ100を複数回、例えば64回送ることによって画像の1行分を形成する場合に、1回の送りで4階調の濃度を表現するとともに、64回の各送りにおいて濃度変化させることによっても、256(=4×64)階調で画像を形成することが可能となる。
【0081】
<時間短縮モードでは減色して画像形成>
一方、上述した実施形態にあっては、時間短縮モードによって画像形成する場合に、単純にライトレベルのレーザ光を照射する/しないとした2値的なものであったが、階調データで示される本来の階調数を落として画像形成しても良い。例えば、1行におけるライトレベルでのレーザ光の照射回数を、階調データが(000)、(001)であれば0回とし、階調データが(010)、(011)であれば1回とし、階調データが(100)、(101)であれば2回とし、階調データが(110)、(111)であれば3回として、1行当たり3周回させるとともに、4階調に落として画像形成しても良い。もちろん、3周回においてレーザ光の照射軌跡は周回毎に異なるように設定する。このように階調データで示される本来の階調数を落として画像形成しても、コントラスト優先モードと比較して、時間短縮の効果は薄れるものの、画像形成に要する時間それ自体は、短縮化される。
【0082】
また、時間短縮モードによって画像形成する場合に、コントラスト優先モードと同じ階調データを、フレームメモリ158に記憶させる構成としたが、当該階調データをホストコンピュータが処理して、2値的な階調データ、または階調数を落として減色させた階調データを、フレームメモリ158に記憶させて、当該階調データにしたがってコントラスト優先モードと同じように画像形成しても良い。このようにしても、階調データの色数が2値、または、本来の色数よりも低下しているので、1行の画像形成に要する時間が短縮化される点においてなんら変わりはない。
【0083】
<CLV方式>
上述した実施形態では、光ディスク200を一定の角速度で回転させながらレーザ光を照射して画像を形成するCAV方式を採用していたが、線速度が一定としたCLV方式を採用するようにしてもよい。CLV方式では、CAV方式のように、レーザ光の照射位置が光ディスク200の外周側に移動するに伴ってレーザ光のライトレベルを大きくさせるような制御が必要ないので、レーザパワーの目標値の変動に起因して、形成される画像の質が低下するといったことが生じない。
【0084】
<グルーブを用いたトラッキング制御>
上述した実施形態では、グルーブ202aを無視して、レーザ光を照射する構成としたが、レーベル面が光ピックアップ100に対向するように、光ディスク200をセットした場合であっても、グルーブ202aを検出することができる場合がある。このような場合には、グルーブ202aでの戻り光を利用したトラッキング制御を併用して、レーザ光の照射位置を制御しても良い。
なお、記録面からみて、図6に示されるように螺旋方向で形成されたグルーブ202aを、レーベル面からトレースするためには、スピンドルモータ130による光ディスク200の回転方向を逆方向に設定し直す必要が生じるが、光ディスク200の外周側から内周側に向かってトレースすれば、光ディスク200の回転方向は同一で済ませることができる。
このようなグルーブを用いた制御は、レーベル面側に画像を形成する場合ではなく、変色層として記録層202を用いて記録面側に画像を形成する場合に、特に効果的であろう。
【0085】
<ドットの配列>
また、実施形態では、列数を、1行まで最終m行までにわたって同一のm個としたが、例えば、外側に向かうほど列数を増加させる構成としも良い。すなわち、列数を行毎に異ならせても良い。
上述した実施形態では、PLL回路144における周波数の逓倍率を、1行当たりの列数nを8で除した商の値に設定すると、クロック信号Dckの1周期が、光ディスク200がドット配列の1列分の角度だけ回転した期間に一致するので、PLL回路144の逓倍率を、行毎に、その列数に応じて設定することによって、列数が行毎に異なる構成に対応することができる。
【0086】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、新たな装置等を別途必要とすることなく、記録面に対する情報記録に加え、光ディスクに対して、高コントラスト比の画像を記録することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係る光ディスクへの画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 同画像形成装置における光ピックアップの構成を示すブロック図である。
【図3】 同光ピックアップにおける受光素子の構成を示す平面図である。
【図4】 同画像形成装置によって記録または画像形成される光ディスクの構成を示す断面図である。
【図5】 同光ディスクに対して形成すべき画像のドットを説明するための図である。
【図6】 同光ディスクのグルーブを記録面から見て説明するための図である。
【図7】 同フレームメモリの記憶内容を説明するための図である。
【図8】 (a)および(b)は、それぞれレーザ光の照射軌跡を説明するための図である。
【図9】 同画像形成装置におけるデータ変換器の変換内容を説明するための図である。
【図10】 同光ディスクの基準線の検出およびドット列の検出を説明するためのタイミングチャートである。
【図11】 同光ディスク画像形成装置における画像の形成動作を説明するためのフローチャートである。
【図12】 同光ディスク画像形成装置における画像の形成動作を説明するためのフローチャートである。
【図13】 同光ディスク画像形成装置における画像の形成動作を説明するためのフローチャートである。
【図14】 同フレームメモリの記憶内容の一例を説明するための図である。
【図15】 同記憶内容に対応して形成された画像を説明するための図である。
【図16】 同記憶内容に対応して形成された画像を説明するための図である。
【図17】 同フレームメモリの記憶内容の一例を説明するための図である。
【図18】 同記憶内容に対応して形成された画像を説明するための図である。
【図19】 同画像形成装置の応用例に係るデータ変換器の変換内容を説明するための図である。
【図20】 同応用例における画像の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
10…画像形成装置、100…光ピックアップ(光照射手段)、122…トラッキングアクチュエータ(照射位置操作手段)、130…スピンドルモータ(回転手段)、138…サーボ回路(照射位置制御手段)、140…ステッピングモータ(フィード手段)、160…データ変換器(レーザ光強度規定手段)、170…主制御部(第1および第2の判別手段)、200…光ディスク、202…記録層、205…感熱層。
Claims (4)
- 熱または光によって変色する変色層を有する光ディスクを回転させる回転手段と、
前記回転手段によって回転する光ディスクの変色層に対してレーザ光が照射可能であるとともに、当該光ディスクの半径方向に移動可能な光照射手段と、
前記回転手段によって前記光ディスクが所定数周回するまで、前記光ディスクに対する前記光照射手段の位置を固定するとともに、前記光ディスクが所定数周回したときに、前記光照射手段を前記光ディスクの半径方向に所定量だけ移動させるフィード手段と、
前記光照射手段から当該光ディスクの変色層に向けて照射されるレーザ光の位置を操作する照射位置操作手段と、
前記回転手段によって光ディスクが所定数の周回を重ねるときに、当該光ディスクの変色層に対するレーザ光の照射軌跡が周回毎に異なるように、前記照射位置操作手段を制御する照射位置制御手段と、
当該光ディスクの円周上に配列させるべきドットに応じて、前記レーザ光の強度を規定するレーザ光強度規定手段と
を具備することを特徴とする光ディスクへの画像形成装置。 - 前記照射位置操作手段は、トラッキング信号にしたがって、前記レーザ光の位置を操作し、
前記照射位置制御手段は、光ディスクが所定数の周回を重ねるときに、前記トラッキング信号の位相、または、直流電圧が周回毎に異なるように生成して、当該信号により前記レーザ光の位置を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の光ディスクへの画像形成装置。 - 前記レーザ光強度規定手段は、
光ディスクが所定数の周回を重ねるときに、濃度を高くするドットほど、前記変色層を変色させる強度のレーザ光の照射回数が多くなるように、レーザ光の強度を規定する
ことを特徴とする請求項1に記載の光ディスクへの画像形成装置。 - 熱または光によって変色する変色層を有する光ディスクに画像を形成する方法であって、
前記光ディスクを回転させ、
回転する光ディスクの変色層に対してレーザ光が照射可能であるとともに、当該光ディスクの半径方向に移動可能な光ピックアップの位置を、前記光ディスクが所定数周回するまで固定するとともに、前記光ディスクが所定数周回したときに、前記光ディスクの半径方向に所定量だけ移動させる一方、
前記光ディスクが所定数の周回を重ねるときに、前記光ピックアップから当該光ディスクの変色層に向けて照射されるレーザ光の照射軌跡が周回毎に異なるように、前記光ピックアップを制御するとともに、
当該光ディスクの円周上に配列させるべきドットに応じて、前記レーザ光の強度を規定する
ことを特徴とする光ディスクへの画像形成方法。
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