JP4356729B2 - 光ディスク描画装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスクに描画を行うための技術に関する。

ＣＤ−Ｒ（Compact Disc-Recordable）、ＣＤ−ＲＷ（Compact Disc-Rewritable）又はＤＶＤ−Ｒ（Digital Versatile Disk-Recordable）等の光ディスクにおいては、記録されたデータの内容を肉眼で識別することはできないので、ディスクの外観からそれぞれの光ディスクを識別することは困難である。そこで、光ディスクに文字や記号或いは図形・絵柄などを描画することによって、光ディスクをその外観によって簡単に識別できるような技術が提案されている。例えば特許文献１には、光ディスク描画装置が光ディスクに設けられた変色層に画像データに応じたレーザ光を照射し、その照射領域を変色させることによって画像を形成する技術が開示されている。

ところで、光ディスクに描く画像をユーザが自由に編集するためには、光ディスク描画装置に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト装置を用いた方が便利である。このようなホスト装置であれば、操作性にも優れているし、高機能の描画アプリケーションプログラムを実行することもできるからである。この場合、描画アプリケーションプログラムを用いて生成された画像データがホスト装置から光ディスク描画装置に供給されると、光ディスク描画装置によってその画像データがバッフメモリに蓄積される。そして、バッファメモリから適宜読み出された画像データがエンコードされ、それがレーザドライバに供給されてレーザ光が光ディスクに照射される。
特開２００４−５８４６号公報

ホスト装置から光ディスク描画装置に供給される画像データのデータ量が増えると、ホスト装置と光ディスク描画装置との間の通信負荷が増大する。よって、通信負荷を抑制するという観点からは、ホスト装置から光ディスク描画装置に供給される画像データのデータ量をできる限り少なくすることが望ましい。

また、ホスト装置から光ディスク描画装置へデータを供給するペースが、光ディスク描画装置による画像データの読み出し速度に追いつかないという事態になることがある。この場合、光ディスク描画装置においてバッフメモリから読み出すべき画像データが無くなってしまうので、いわゆるバッファアンダーランエラーが発生し、描画処理を中断せざるを得なくなってしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ホスト装置から光ディスク描画装置に供給されるデータ量を少なくするとともに、光ディスク描画装置において描画処理が滞ってしまうような事態を防止することを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明は、熱又は光により変色する描画層を有する光ディスクを回転させる回転手段と、前記光ディスクの径方向に移動可能で、前記回転手段によって回転させられる光ディスクの前記描画層に焦点を合わせたレーザ光を照射する照射手段と、前記光ディスクが１回転する期間にわたって前記描画層に描画される画像を表す画像データを受信する受信手段と、記憶手段と、前記受信手段によって受信された画像データを前記記憶手段の第１の記憶領域に書き込む書込手段と、前記記憶手段の第１の記憶領域に書き込まれた画像データの複製データを１又は複数生成し、前記記憶手段の第２の記憶領域に書き込む複製生成手段と、前記照射手段の径方向の位置を或る範囲内に保ちつつ前記回転手段によって前記光ディスクを回転させ、前記記憶手段から読み出した前記画像データ及びその複製データに応じたレーザ光を前記照射手段から前記描画層に照射させる描画手段とを備えることを特徴とする光ディスク描画装置を提供する。

上記課題を解決するため、本発明は、熱又は光により変色する描画層を有する光ディスクを回転させる回転手段と、前記光ディスクの径方向に移動可能で、前記回転手段によって回転させられる光ディスクの前記描画層に焦点を合わせたレーザ光を照射する照射手段と、前記光ディスクが１回転する期間にわたって前記描画層に描画される画像を表す画像データを受信する受信手段と、記憶手段と、前記受信手段によって受信された、前記光ディスクの１回転分に対応する画像データを、前記記憶手段の第１の記憶領域に書き込む書込手段と、前記記憶手段の第１の記憶領域に書き込まれた画像データの複製データを、前記照射手段の径方向の位置が或る範囲内に保たれた状態で前記光ディスクに重ね書きされる回数分だけ繰り返し生成し、前記記憶手段の第２の記憶領域に書き込む複製生成手段と、前記回転手段によって前記光ディスクを回転させ、前記照射手段の径方向の位置が或る範囲内に保たれている期間は、前記記憶手段から読み出した前記画像データ及びその複製データに応じたレーザ光を前記照射手段から前記描画層に照射させる描画手段とを備えることを特徴とする光ディスク描画装置を提供する。

本発明の好ましい態様において、前記記憶手段は、ＦＩＦＯ（First in First out）形式でデータが読み書きされる記憶手段であり、前記書込手段は、前記記憶手段の前記第１の領域に前記画像データを書き込み、前記複製生成手段は、前記第１の領域に書き込まれた画像データから前記複製データを生成し、前記第１の記憶領域に続く前記第２の記憶領域に対して当該複製データを生成した順に書き込む。

本発明の別の好ましい態様において、前記記憶手段は、前記第１の記憶領域を有する第１の記憶手段と、前記第２の記憶領域を有し、ＦＩＦＯ形式でデータが読み書きされる第２の記憶手段とを備え、前記書込手段は、前記第１の記憶手段に前記画像データを書き込み、前記複製生成手段は、前記第１の記憶手段に書き込まれた画像データから前記複製データを１又は複数生成し、前記第２の記憶手段に対して当該複製データを生成した順に書き込み、前記描画手段は、前記第２の記憶手段から読み出した前記複製データに応じたレーザ光を前記照射手段から前記描画層に照射させる。

本発明の別の好ましい態様において、前記記憶手段は、前記第１の記憶領域を有する第１の記憶手段と、前記第２の記憶領域を有し、ＦＩＦＯ（First in First out）形式でデータが読み書きされる第２の記憶手段とを備え、前記書込手段は、前記第１の記憶手段に前記画像データを書き込み、前記複製生成手段は、前記第１の記憶手段に書き込まれた画像データから前記複製データを生成し、前記第２の記憶手段に対して当該複製データを生成した順に書き込み、前記描画手段は、前記第２の記憶手段から読み出した前記複製データに応じたレーザ光を前記照射手段から前記描画層に照射させる。

本発明によれば、ホスト装置から光ディスク描画装置に供給されるデータ量を少なくすることができる。また、光ディスク描画装置において描画処理が滞ってしまうような事態を防止することができる。

本実施形態に係る光ディスク記録装置１２は、光ディスクに対して例えば音楽データのデータを記録・再生する機能（データ記録・再生機能）と、その光ディスクに利用者が視認し得る画像を描く機能（描画機能）とを有している。以下の説明では、まずはじめに、光ディスクそのものの構成を説明し、その次に、光ディスク記録装置１２を含むシステムについての説明を行う。

（１）構成
（１−１）光ディスクの構成
図１には、本実施形態に係る光ディスクの一例として、ＤＶＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ−Ｒ混合型光ディスクの断面図を示している。ＤＶＤ−Ｒ１ａにおいては、記録面Ｄａからレーベル面Ｌａに向かって順番に、ポリカーボネート層１０１ａ、データ記録層１０３ａ、半透明層１０４ａ、中間層１０５ａ、描画層１０６ａ、半透明層１０７ａ及びポリカーボネート層１０８ａが積層されている。ＤＶＤ−Ｒ１ａの厚さはおおよそ１．２（ｍｍ）であるが、そのうちポリカーボネート層１０１ａ及びポリカーボネート層１０８ａがそれぞれ０．６（ｍｍ）程度を占めており、データ記録層１０３ａから半透明層１０７ａまでの厚さは微少な距離Δｄ１である。

データ記録層１０３ａの記録面Ｄａ側には、螺旋状のグルーブ（案内溝）１０２ａが形成されている。データ記録時には、対物レンズ３３ａの位置が矢印Ｐ方向の適切な位置に調整され、半透明層１０４ａからの反射光に基づいて、データ記録層１０３ａにレーザ光の焦点が合わせられる。そして、記録すべきデータに応じた強度のレーザ光が、データ記録層１０３ａのグルーブ１０２ａに沿って照射される。このときレーザ光が照射された箇所にはデータ長に対応するピットが形成され、これによりデータ記録が行われる。なお、記録したデータを読み出して再生を行う場合は、グルーブ１０２ａに沿って記録時よりも弱い強度のレーザ光が照射され、その反射光（戻り光）の強度が検知されることでデータ再生が実現される。

描画層１０６ａは、或る強度のレーザ光が照射されると変色する物質によって形成されている。描画時には、対物レンズ３３ａの位置が矢印Ｐ方向の適切な位置に調整され、半透明層１０７ａからの反射光に基づいて、描画層１０６ａにレーザ光ｌａの焦点が合わせられる。そして、或る強度のレーザ光ｌａが照射されると、レーザ光ｌａが照射された描画層１０６ａの領域が変色する。この変色した領域と変色していない領域によって、ユーザが視認可能な画像が形成される。なお、図１では、描画層１０６ａに焦点が合わせられたレーザ光ｌａが照射されている場合を示している。

次に、ＣＤ−Ｒ１ｂについて説明する。
ＣＤ−Ｒ１ｂにおいては、記録面Ｄｂからレーベル面Ｌｂに向かって順番に、ポリカーボネート層１０１ｂ、データ記録層１０３ｂ、半透明層１０４ｂ、中間層１０５ｂ、描画層１０６ｂ、半透明層１０７ｂ及び保護層１０８ｂが積層されている。記録層１０３ｂの記録面Ｄａ側には、螺旋状のグルーブ１０２ｂが形成されている。描画層１０６ａは、或る強度のレーザ光が照射されると変色する性質を有している。ＤＶＤ−Ｒ１ａと同じく、ＣＤ−Ｒ１ｂの厚さはおおよそ１．２（ｍｍ）であるが、その大半はポリカーボネート層１０１ｂの厚さであり、データ記録層１０３ｂから保護層１０８ｂまでの厚さは微少な距離Δｄ２である。

このＣＤ−Ｒ１ｂに対してデータを記録・再生するときや、画像の形成するときの原理は、ＤＶＤ−Ｒ１ａと同様である。つまり、データ記録時には、データ記録層１０３ｂに焦点が合わせられて、記録すべきデータに応じた強度のレーザ光が、グルーブ１０２ｂに沿って照射される。また、描画時には、描画層１０６ｂに焦点が合わせられたレーザ光ｌｂが照射され、その照射された領域が変色する。この変色した領域と変色していない領域によって、ユーザが視認可能な画像が形成される。なお、図１では、描画層１０６ｂに焦点が合わせられたレーザ光ｌｂが照射されている場合を示している。

次に、ＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ−Ｒ１ｃについて説明する。
ＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ−Ｒ１ｃにおいては、記録面Ｄｃからレーベル面Ｌｃに向かって順番に、ポリカーボネート層１０１ｃ、データ記録層１０３ｃ、半透明層１０４ｃ、中間層１０５ｃ、描画層１０６ｃ、半透明層１０７ｃ及び保護層１０８ｃが積層されている。記録層１０３ｃの記録面Ｄｃ側には、螺旋状のグルーブ１０２ｃが形成されている。描画層１０６ｃは、或る強度のレーザ光が照射されると変色する性質を有している。ＤＶＤ−Ｒ１ｃやＣＤ−Ｒ１ｂと同じく、ＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ−Ｒ１ｃの厚さはおおよそ１．２（ｍｍ）であるが、その大半はポリカーボネート層１０１ｃ及び中間層１０５ｃの厚さであり、データ記録層１０３ｃから半透明層１０４ｃまでの厚さは微少な距離Δｄ３であり、描画層１０６ｃから保護層１０８ｃまでの厚さは微少な距離Δｄ４である。

このＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ−Ｒ１ｃに対してデータを記録・再生するときや、画像の形成するときの原理も、ＤＶＤ−Ｒ１ａやＣＤ−Ｒ１ｂと同様である。つまり、データ記録時には、データ記録層１０３ｃに焦点が合わせられて、記録すべきデータに応じた強度のレーザ光がグルーブ１０２ｃに沿って照射される。また、描画時には、描画層１０６ｃに焦点が合わせられたレーザ光ｌｃが照射され、その照射された領域が変色する。この変色した領域と変色していない領域によって、ユーザが視認可能な画像が形成される。なお、図１では、描画層１０６ｃに焦点が合わせられたレーザ光ｌｃが照射されている場合を示している。

（１−２）システムの全体構成
本実施形態に係るシステムは、図２に示すように、ホスト装置１０と光ディスク記録装置１２とを相互に通信可能な状態に接続して構成される。光ディスク記録装置１２は、ホスト装置１０に内蔵する形式でも外付けする形式でもよい。光ディスク記録装置１２には、前述したＤＶＤ−Ｒ１ａ，ＣＤ−Ｒ１ｂ，ＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ−Ｒ１ｃのいずれかが装填されるが、以下の説明では、例えばＣＤ−Ｒ１ｂが「光ディスク１」として装填された場合について説明する。

光ディスク記録装置１２において、光ディスク１はスピンドルモータ３０によって回転させられる。スピンドルサーボ３２は、スピンドルモータ３０の回転を、記録時および再生時は線速度一定に制御し（CLV制御）、描画時は回転数一定に制御する（CAV制御）。光ピックアップ３４（光ヘッド）は、ステッピングモータ３６で駆動される送りねじ等による送り機構３８により、光ディスク１の径方向（図中左右方向）に移動される。モータドライバ４０はシステム制御部５６の指令に基づきステッピングモータ３６を駆動する。

ステッピングモータ３６は、例えば図３に示す形式の２相ステッピングモータによって構成される。この２相ステッピングモータ３６は、２つのコイル３６ａ，３６ｂを備えており、モータドライバ４０を構成する各ドライバ４０ａ，４０ｂから各コイル３６ａ，３６ｂに印加される２相の駆動パルスによりバイポーラ駆動される。この２相ステッピングモータ３６をフルステップ駆動する場合に、各コイル３６ａ，３６ｂに印加する駆動／パルスＡ，Ｂの電圧波形を図４に示す。この駆動パルスＡ，Ｂはデューティがともに５０％で極性が交互に切り替わる、位相が相互に９０°ずれた方形波信号である。この駆動／パルスＡ，Ｂを使用することにより、ロータ３７は１ステップにつき９０°ずつ回転する。ステッピングモータ３６の駆動方式にマイクロステップ駆動方式を用いることにより、１ステップあたりの回転角度を小さくすることができる。２相ステッピングモータ３６をマイクロステップ駆動する場合に各コイル３６ａ，３６ｂに印加する駆動パルスＡ，Ｂの電圧波形の一例を図５に示す。図５は１フルステップあたりの分割数を「５」とした場合の波形であり、この駆動パルスを使用することにより、ロータ３７は１マイクロステップにつき、フルステップ駆動の場合の１ステップの１／５の移動量（＝１８°）ずつ回転する。

再び図２において、フォーカスサーボ４２は、データ記録および再生時並びに描画時に光ピックアップ３４のフォーカス制御を行う。フォーカスジャンプ信号発生器４３は、データ記録及び再生時には、光ディスク１のデータ記録層にレーザ光の焦点を合わせるように指示する制御信号を生成する一方、描画時には、光ディスク１の描画層にレーザ光の焦点を合わせるように指示する制御信号を発生する。トラッキングサーボ４４は、データ記録および再生時に光ピックアップ３４のトラッキングサーボ制御を行う。ただし、描画時においては、トラッキングサーボ制御はオフされる。レーザドライバ４８は、データ記録および再生時並びに描画時に光ピックアップ３４のレーザダイオードを駆動する。ＡＬＰＣ（Automatic Laser Power Control）回路５０は、データ記録および再生時並びに描画時にレーザパワーをそれぞれ指令された値に制御する。

振動信号発生器４６は、描画時に振動信号を発生し、これを光ピックアップ３４のトラッキングアクチュエータに供給して対物レンズ３３を振動させる。これにより、レーザ光が、光ディスク１の径方向に、光ピックアップ３４の１マイクロステップ動作による単位送り量よりも大きい振幅で振動させられる。この振動動作によって、レーザ光は光ピックアップ３４の単位送り量よりも広い幅で蛇行しながら描画層を走査することが可能となる。詳しくは後述するが、光ディスク記録装置１２は描画時において、光ピックアップ３４を径方向のほぼ同一の位置に保ちつつ上記振動動作を行わせるとともに、光ディスク１を複数回回転させながら同一画像の重ね書きを行う。この重ね書き回数を、以下では「Ｎｗ」とする。

メモリ６２には、光ディスク記録装置１２において予め設定されている描画条件と、操作者が設定可能な描画条件が記憶されている。この「予め設定されている描画条件」としては、光ピックアップ３４を光ディスク１の径方向に移送する単位送り量の算出に用いられる「ステッピングモータ３６の１フルステップ動作による光ピックアップ３４の送り量N」と、「ステッピングモータ３６のマイクロステップ動作の分割数M」とが記憶されている。また、「操作者が設定可能な描画条件」としては、「光ディスクの回転速度」と、「エンコーダ５２による画像データのエンコード速度」とを組み合わせた複数種類の「描画モード」の情報や、上述した「重ね書き回数Ｎｗ」とが記憶されている。

エンコーダ５２は、データ記録時において、記録データを光ディスク１の形式（この場合はＣＤ）に応じたフォーマットにエンコードする。レーザドライバ４８はこのエンコードされた記録データに応じてレーザ光を変調し、その記録データを光ディスク１のデータ記録層にピットとして記録する。一方、エンコーダ５２は、描画時においては、画像データをエンコードすることで、当該画像データを構成する画素の階調データに応じてデューティが変化するパルス信号（描画信号）を生成する。レーザドライバ４８はこのデューティが変化するパルス信号に応じてレーザ光を変調し、光ディスク１の描画層の可視光特性を変化させて（つまり変色させて）、モノクロ多階調による描画を行う。デコーダ５４は、データ再生時に光ピックアップ３４が受光した戻り光に応じた受光信号をEFM復調してデータ再生を行う。

ホスト装置１０は、データ記録および再生時並びに描画時に、操作者による指令を光ディスク記録装置１２に送信する。この指令はインタフェース５８を介してシステム制御部５６に送信される。システム制御部５６は該指令に応じた指令を光ディスク記録装置１２内の各回路に送り、該当する動作を実行させる。例えばデータ記録時には、ホスト装置１０は、記録データを光ディスク記録装置１２に送信する。この記録データは、光ディスク記録装置１２のインタフェース５８で受信され、システム制御部５６によってＦＩＦＯ形式のバッファメモリ６０に書き込まれる。そして、システム制御部５６は、バッファメモリ６０から記録データを読み出しエンコーダ５２に供給する。エンコーダ５２は、上述したエンコード処理を実行してレーザドライバ４８に供給する。また、データ再生時には、デコーダ５４で再生されたデータがインタフェース５８を介してホスト装置１０に転送される。一方、描画時においては、ホスト装置１０は、画像データを光ディスク記録装置１２に送信する。この画像データは、インタフェース５８で受信され、システム制御部５６によってバッファメモリ６０に書き込まれる。システム制御部５６は、バッファメモリ６０から画像データを読み出し、エンコーダ５２に供給する。エンコーダ５２は、上述したエンコード処理を実行してパルス信号（描画信号）を生成し、レーザドライバ４８に供給する。

（１−３）画像の重ねがき
次に、前述した画像の重ねがきについて説明する。
図６は、描画層に照射されるレーザ光の軌跡を示した平面図である。同図（ａ）は重ね書き回数が「２」の場合のレーザ光の軌跡を示しており、（ｂ）は重ね書き回数が「５」の場合のレーザ光の軌跡を示している。図示のように、ほぼ同一円周上において、各周回のレーザ光の軌跡が重ならないようにして重ね書きが行われる。これによって、隙間の少ない描画ができるとともに、きめ細やかな濃淡の表現が可能となる。例えば、各画素の濃淡によって表現可能な階調数を２５とすると、図６（ａ）のように重ね書きを２回行った場合には、表現可能な階調数は２×２５＝５０となる。更に、図６（ｂ）のように重ね書き回数を５回とすると、表現可能な階調数は５×２５＝１２５となる。つまり、重ね書き回数を多くした方が階調数を多くすることができる。

ただし、人間の目によって濃淡を判別することができる限界もあるから、階調数を過剰に多くしても意味がない。これらのことを考慮して、重ね書き回数Ｎｗとしての適切な値（例えばＮｗ＝３）がメモリ６２に記憶されている。システム制御部５６は、レーザ光の照射位置（つまり光ピックアップ３４の径方向の位置）を、図６に示すような或る一定の振幅の範囲内に保ちつつ、スピンドルを重ね書き回数分Ｎｗだけ回転させる。そして、その回数分の回転が終了したら、レーザ光の照射位置を外周方向へ所定距離だけ移動させ、再びレーザ光の照射位置を上記振幅の範囲内に保ちつつ、スピンドルを重ね書き回数分Ｎｗだけ回転させる、という処理を繰り返す。

このときに重ね書きされる画像データは、全て同一内容のデータを用いれば足りる。そのため、システム制御部５６は、ホスト装置１０から受信した画像データをバッファメモリ６０の第１の記憶領域に書き込むと、その画像データの複製データを（重ね書き回数「Ｎｗ」−１）個生成してバッファメモリ６０の第２の記憶領域に書き込む。これにより、画像データと複製データとを合わせて、Ｎｗ個の同一内容のデータをバッファメモリ６０に用意することができる。そして、システム制御部５６は、バッファメモリ６０から画像データを読み出して、その画像データに応じたレーザ光を照射させる。この間に光ディスク１は１回転する。次に、システム制御部５６は、バッファメモリ６０から１つの複製データを読み出し、光ディスク１が１回転する間に、読み出した複製データに応じたレーザ光を照射させる。システム制御部５６がこの動作を複製データの数だけ繰り返すことで、同一のデータに基づく重ね書きが繰り返されることになる。

（１−４）バッファメモリ６０の構成
次にバッファメモリ６０の構成について説明する。
光ディスク１に対するデータ記録時と描画時のいずれにおいても、共通のバッファメモリ６０を用いてデータの読み書きを行うようにすれば、光ディスク記録装置１２の開発の簡略化やハードウェアの共通化を図ることができる。ただし、光ディスク１に対する描画の際には、上述した画像データの複製処理が行われる点が特徴的となる。

ここで、例えばＣＤ−Ｒ／ＲＷのフォーマットにおいては、ひとまとまりのデータを「セクタ」と呼び、このセクタがデータ読み書きの１単位とされる。１セクタには９８個の「EFMフレーム」と、１個のサブコードフレーム」が含まれている。さらに、それぞれのEFMフレームには、２４バイトのメインデータが含まれており、サブコードフレームには、９６バイトのサブコードデータが含まれている。よって、１セクタのバイト数は、９８［個］×２４［バイト］＋１［個］×９６［バイト］＝２４４８［バイト］となる（データを加工しないＲＡＷモードの場合）。

ホスト装置１０から光ディスク記録装置１２へのデータ転送は、ＡＴＡＰＩ（AT Attachment Packet Interface）によって規定されたWRITEコマンドが用いられる。WRITEコマンドとは、ホスト装置１０から転送されるデータをバッファメモリ６０に書き込むことを指示するコマンドであり、このWRITEコマンドには、転送される画像データのデータサイズなどの情報が含まれている。データ転送においては、いくつかの「セクタ」単位のデータ群をまとめ、これらを１つのWRITEコマンドで転送する方法が採られている。そして、光ディスクの周回と、ホスト装置１０からのデータ転送に関しては、次の式が成り立つようにシステムが構成されている。
Ｓｒ＝ Ｓｕ×Ｎｔ・・・（ａ）
ただし、
Ｓｒ：光ディスク１が１周する間に記録されるセクタの数
Ｓｕ：１つのWRITEコマンドによってホスト装置１０から転送されるセクタの数
Ｎｔ：光ディスク１が１周する間にホスト装置１０からのデータ転送に用いられるWRITEコマンドの数
である。

（ａ）式においては、光ディスク１が１周する間のWRITEコマンドの数Ｎｔを整数にしなければならないが、そのためには、光ディスク記録装置１２におけるエンコード周波数（ＣＤのエンコード倍速）とスピンドルモータ３０の単位時間あたりの回転数とがそれぞれ適切な値となるように予め設計しておく必要がある。例えばＳｒ（記録セクタ数）を「９０」とし、Ｓｕ（転送セクタ数）を「１５」とし、Ｎｔ（WRITEコマンド数）を「６」とした場合には、エンコード倍速がＣＤの４５倍速で、スピンドルモータ３０の回転数が２２５０［rpm］（revolutions per minute）となる。その理由を以下に説明する。

光ディスク１がＣＤ−Ｒの場合、エンコーダ５２は、標準速度（１倍速）にて、１秒間に７５セクタに相当する量のデータをエンコードするようになっている。セクタをバイト数に換算した単位時間あたりのエンコード処理量は、７５×２４４８＝１８３６００［バイト／秒］となる。これを、エンコード倍速がＣＤの４５倍速の場合に換算すると、４５×１８３６００＝８２６２０００［バイト／秒］となる。

ここで、前述したように、Ｓｕ（転送セクタ数）＝１５であり、Ｎｔ（WRITEコマンド数）＝６である。よって、ホスト装置１０から１５セクタに相当するデータを光ディスク記録装置１２に転送すると、そのデータ量がちょうど光ディスク１の１回転分のデータ量に相当する。つまり、光ディスク１が１回転したときに記憶し得るデータのバイト数は、２４４８×Ｓｕ×Ｎｔ＝２４４８×１５×６＝２２０３２０［バイト／周］となる。そして、前述した単位時間あたりのエンコード処理量を、この光ディスク１の１回転あたりのデータ量で除算すると、スピンドルモータの単位時間あたりの回転数を求めることができる。つまり、８２６２０００／２２０３２０＝３７．５［周／秒］となる。これを、毎分あたりの回転数に換算すると、３７．５×６０＝２２５０［rpm］となる。このように、光ディスク１が１回転する間に、１５セクタに相当するデータ群を計６回、ホスト装置１０から光ディスク記録装置１２に転送するのであれは、例えばエンコード周波数がＣＤ４５倍速で、且つ、スピンドルモータの回転数が２２５０［rpm］であることが分かる。光ディスク記録装置１２の設計者は、このようなエンコード周波数及びスピンドルモータの回転数の組み合わせを実現可能なように光ディスク記録装置１２を設計する必要がある。

上記のことを踏まえて、バッファメモリ６０にデータを読み書きする際の基本動作について説明する。
図７に模式的に示すように、バッファメモリ６０は、３６個の記憶領域ｍをリング状に並べたリングバッファの形式を採っている。各記憶領域ｍに付された番号は、それぞれの領域に対して便宜的に割り当てられた領域番号を意味している。各記憶領域ｍの記憶容量は１５セクタに相当する。よって、バッファメモリ６０の全記憶容量は、３６［個］×１５［セクタ］×２４４８［バイト］＝１３２１９２０［バイト］となる。

また、図中の「READ」および「WRITE」と記された矢印はポインタを表したものである。例えば「READ」はREADポインタであり、バッファメモリ６０から読み出すべきデータが記憶された記憶領域ｍを指し示している。一方、「WRITE」はWRITEポインタであり、バッファメモリ６０に対してデータを書き込むべき記憶領域ｍを指し示している。なお、図中の「NULL」は、ポインタがバッファメモリ６０のどの記憶領域ｍも指し示さないという場合に、ポインタが便宜的に指し示す領域である。

バッファリングを開始する前のバッファメモリ６０の状態を図７（ａ）に示す。このように、WRITEポインタは、最初にデータを記憶すべき領域番号「０」の記憶領域ｍを指し示すが、READポインタは、読み出すべきデータがまだ無いので、NULLを指し示している。次に、ホスト装置１０からの転送１回分のデータをバッファメモリ６０に書き込んだときの状態を図７（ｂ）に示す。斜線が施された記憶領域ｍは、その領域にデータが記憶されていることを意味する。このとき、WRITEポインタは、データが記憶された領域番号「０」の記憶領域ｍよりも１つ先に進んで、領域番号「１」の記憶領域ｍを指し示している。また、READポインタは、最初にデータを読み出すべき領域番号「０」の記憶領域ｍを指し示している。さらにホスト装置１０からの２回分の転送がなされたときの状態を図７（ｃ）に示す。WRITEポインタは、データが記憶された領域番号「０」，「１」の記憶領域ｍよりも１つ先に進んで、領域番号「２」の記憶領域ｍを指し示している。
なお、ここでは、データ読み出し動作を分かりやすく説明するため、READポインタは領域番号「０」の記憶領域ｍを指し示したままとする。

以上のようにして、システム制御部５６はWRITEポインタを移動させつつ、ホスト装置１０から転送されてくるデータをバッファメモリ６０に順次書き込んでいく。図７（ｄ）は、この書き込み処理が繰り返されて、バッファメモリ６０の全ての記憶領域ｍにデータが書き込まれた状態を表している。このようにREADポインタとWRITEポインタが同じ記憶領域ｍを指し示している状態は、データを書き込むべき記憶領域が空いていないことを意味するから、この状態ではこれ以上のデータをバッファメモリ６０に記憶することはできない。よって、この状態で、ホスト装置１０からWRITEコマンドを伴ったデータ転送の要求が送信されてきたら、光ディスク記録装置１２はその要求をエラーで返し、データを受け取らないようにする。

次に、データの読み出し動作について説明する。
図７（ｄ）に示した状態から、データの読み出しが開始されると、まずシステム制御部５６は、READポインタが指し示す領域番号「０」の記憶領域ｍからデータを読み出し、それをエンコーダ５２に供給する。同時にREADポインタを次の領域番号「１」の記憶領域ｍに移動させる。その結果、バッファメモリ６０は図７（ｅ）に示すような状態となる。このようにシステム制御部５６はREADポインタを移動させつつ、バッファメモリ６０からデータを順次読み出してエンコーダに供給するという動作を繰り返す、その結果、最後は図７（ａ）の状態に戻る。この図７（ａ）の状態では、読み出すべきデータが存在しないバッファエンプティとなるから、システム制御部５６は、READポインタを再びNULLを指し示す状態にする。

上記の説明では、データ書き込みの動作とデータ読み出し動作とをそれぞれ別々に述べたが、実際には、バッファメモリ６０に或る程度の量のデータがバッファリングされると、READポインタに従ったデータの読み出しが開始される。よって、図７（ｆ）に示すように、データ書き込みとデータ読み出しは、バッファメモリ６０上で同時に実行される。

ここで、一例として、ホスト装置１０からのデータ転送をＡＴＡＰＩで規定されたULTRA DMA転送ModeOで行う場合を考える。なお、光ディスク記録装置１２でのエンコード周波数をＣＤの４５倍速とする。この場合のエンコードは、前述したように、８３６２０００［バイト／秒］のペースで実行される。図７に示した各記憶領域ｍの記憶容量は、１５×２４４８＝３６７２０バイトであるから、３６７２０÷８３６２０００＝４．４［ミリ秒］ごとに、READポインタが次の記憶領域ｍへ移動することになる。

一方、ホスト装置１０からのデータ転送速度は、ＡＴＡＰＩのULTRA DMA転送Mode0の規定によれば、最大約１７４０６３６２［バイト／秒］である。この場合は、３６７２０÷１７４０６３６２＝２．１［ミリ秒］ごとに、WRITEポインタが次の記憶領域ｍへ移動することになる。上述したように、READポインタの移動間隔は４．４［ミリ秒］であるのに対し、WRITEポインタの移動間隔が２．１［ミリ秒］であるということは、READポインタの移動速度がWRITEポインタの移動速度よりも速いことを意味し、バッファメモリ６０にはデータが溜まらないことになる。ただし、これはあくまでホスト装置１０によるデータ転送速度が最高の場合であり、実際にはホスト装置１０の能力などの要因により、これよりも遅い転送速度となることが多い。更には、データ転送中に様々な条件の影響で転送速度が変動する事もあり、場合によっては瞬間的にデータ転送が止まってしまうこともある。このような状況から、実際には、WRITEポインタとREADポインタの移動速度がそれぞれダイナミックに変動しながら、バッファメモリ６０へのデータの書き込み及び読み出しが実行されている。

バッファメモリ６０の記憶領域ｍの容量は、描画モードに関連づけておくと都合が良い。例えば、前出の条件（Ｓｕ＝１５、Ｎｔ＝６）で描画する場合は、バッファメモリ６０の各記憶領域ｍの容量をＳｕと同じ１５セクタとしておくとよい。このようにしておけば、Ｎｔ＝６であるので、１つのWRITEコマンドでデータをバッファリングすると、WRITEポインタが丁度６個の記憶領域分だけ移動することになる。なお、この場合、光ディスク一周分に相当するデータ量は、Ｓｒ＝９０であり、これはバッファメモリ６０の記憶領域ｍの６個分に相当する。バッファメモリ６０は３６個の記憶領域ｍを有しているので、バッファメモリ６０全体で光ディスク６周分のデータを格納することができる。バッファメモリ６０の容量を大きくすれば、更に多くの周回分のデータを蓄えることができる。

（１−５）エンコーダ５２の構成
次に、図８を参照してエンコーダ５２の構成を詳細に説明する。
図８において、エンコーダ回路６４は、データ記録時は記録データ、描画時は画像データを入力する。エンコーダ回路６４は、データ記録時は記録データをインタリープ処理した後にEFM変調し、さらに、同期処理や、パリティデータおよびマージンビットの付加処理や、NRZI（NonReturntoZeroInvert）変換処理を施して、１EFMフレームを構成する記録信号を連続して作成する。エンコーダ回路６４で作成された記録信号はアンドゲート６８をそのまま通過し、レーザドライバ４８に供給される。レーザドライバ４８はこの記録信号に応じてレーザダイオード７０を駆動してレーザ光のパワーを２値に変調し、該記録信号を光ディスク１のデータ記録層にピットとして記録する。つまり、レーザドライバ４８は、記録信号が“H”レベルの区間でレーザパワーをピットが形成されるレベルに上げ、記録信号が“L”レベルの区間でレーザパワーをピットが形成されないレベルに下げる。

エンコーダ回路６４は、描画時における画像データを、データ記録時の記録データと同様に扱って処理をする。ただし、インタリーブ処理を行わないようにすることもできる。インタリープ処理を行わない場合は、エンコーダ回路６４は画像データをインタリープ処理をせずにそのままEFM変調し、さらに、同期処理や、パリティデータおよびマージンビットの付加処理や、NRZI変換処理を施して、１EFMフレームを構成する記録信号を連続して作成する。ここで、１EFMフレームのデータには、１画素分の画像データ（その画素の階調を表す階調データ）が含まれている。本実施形態では、１画素のデータを１EFMフレーム長で表すようにしている。

デコーダ回路６６はデータ記録時と描画時とで切り換えられる。まずデータ記録時には、デコーダ回路６６は“H”レベルの信号を連続して出力する。この“H”レベルの信号はアンドゲート６８の一方の入力端に入力される。したがって、データ記録時にアンドゲート６８の他方の入力端に入力されるエンコーダ回路６４の出力、すなわち記録信号はアンドゲート６８をそのまま通過することになる。一方、描画時には、デコーダ回路６６は、エンコーダ回路６４から出力されるデータをEFM復調して、１EFMフレームにつき１画素分ずつ、その画素の階調データを取得する。そして、デコーダ回路６６は、周期が１EFMフレーム長で、デューティがこの取得した画索ごとの階調データに応じて変化するパルス信号DOTXを出力する。このパルス信号DOTXはアンドゲート６８の一方の入力端に入力される。したがって、描画時において、アンドゲート６８は、１EFMフレーム周期ごとに、対応する画素の階調値に応じた時間だけゲートを開いて、他方の入力端に入力されているエンコーダ回路６４の出力信号（NRZI変換されたEFM信号）をその時間だけ通過させる。このアンドゲート６８から出力されるNRZI信号の断片信号WEN（１つの画素を描画する描画信号）は、そのデータ単体はもはや意味を持たないが、NRZI信号であるので、デューティは約５０％である。したがって、１画素に対応する１EFMフレーム周期中にアンドゲート６８を通過するNRZI断片信号WENの１EFMフレーム長に対するデューティ（１EFMフレーム長に対する、その期間にアンドゲート６８を通過するNRZI断片信号WENのパルス幅の合計値の比率）は、パルス信号DOTXのデューティに対応したもの、すなわち対応する画素の階調値に対応したものとなる。

描画時にアンドゲート６８から出力されるNRZI断片信号WENは、描画信号としてレーザドライバ４８に供給される。レーザドライバ４８は、この描画信号WENに応じてレーザダイオード７０を駆動してレーザ光のパワーを２値に変調し、光ディスク１の描画層に照射する。具体的には、レーザドライバ４８は、描画信号WENが“H”レベルの区間ではレーザパワーを描画するレベルに上げ、描画信号WENが“L”レベルの区間ではレーザパワーを描画されないレベルに下げる。この場合、１EFMフレーム長に相当する光ディスク１上での周方向の距離（すなわち１画素を描画するのに割り当てられた周方向の長さ）はきわめて短いので、描画された１つの画素は人の目には１つの点（ドット）としてことになる。デューティが高いほど淡い描画として感じられる。このようにして、光ディスク１の描画層に形成される画像において階調を表現することができる。

ここで、描画時にデコーダ回路６６から出力されるパルス信号DOTXのデューティの設定について、図９，１０を参照して説明する。
図９は、EFMフレームのデータ構造とパルス信号DOTXとの関係を示したものである。図９（ａ）の「ビット列」はNRZI信号のフォーマットを表し、図中の数字はビット数である。図９（ｂ）の「データ構造」はEFMフレームのデータ構造を表す。「EFM sync」は、EFMフレームの区切りを示すシンクパターン、「Ｄ０」〜「Ｄ２３」はデータ、「Ｐ０」〜「Ｐ３」はＰパリティ、「Ｑ０」〜「Ｑ３」はＱパリティ、「ｍ」はマージンビットである。このＥＦＭフレームのデータ構造自体はデータ記録用も描画用も同じである。データ記録用と描画用とで異なるのは、データＤ０〜Ｄ２３の内容である。すなわち、データ記録用のデータＤ０〜Ｄ２３は記録する情報を表すデータであるのに対し、描画用のデータＤ０〜Ｄ２３はこの１EFMフレームに割り当てられた１画素の階調に応じたデータである。

図９（ｃ）の「DOTX」はパルス信号DOTXである。このパルス信号DOTXは、１EFMフレーム長を区間０〜２３に２４等分して、該分割された区間単位で“H”レベルまたは“L”レベルに設定される（デューティが０〜１００％まで変化する）信号である。図９において矢印で示すように、データＤ０〜Ｄ２３は、パルス信号DOTXの区間０〜２３にそれぞれ対応づけられている。そして、データＤ０〜Ｄ２３が特定のコードの場合にパルス信号DOTXの対応する分割区間が“H’レベルに設定され、それ以外のコードの場合にパルス信号DOTXの対応する分割区間が“L”レベルに設定される。すなわち、デコーダ回路６６（図８）で復調された階調データ（ここでは、第０階調〜第２４階調の２５段階の階調を表すデータIに応じて、第０階調（描画なし）の場合はパルス信号DOTXの全分割区間が“L”レベルに設定され、第１階調の場合はパルス信号DOTXの１つの分割区間のみ“H’レベルに設定され、第２階調の場合はパルス信号DOTXの２つの分割区間が“H’’レベルに設定され、…、第２４階調（最も濃い濃度）の場合はパルス信号DOTXの全分割区間が“H”レベルに設定される。

図１０は、第０階調〜第２４階調の２５段階の階調毎のパルス信号DOTXの波形の一例を示す。この設定では、パルス信号DOTXの“H”レベルの区間は、階調数が上がるにつれて、１EFMフレーム長の区間の中央部付近から前後両側に順次広がっていく。デコーダ回路６６は、復調した階調データに応じて、図１０に示すパルス信号DOTXが生成されるように、データＤ０〜Ｄ２３の値をそれぞれ設定する。即ち、データＤ０〜２３のうち、パルス信号DOTXを“H”レベルに設定する分割区間に対応するデータを前記特定のコードに設定し、パルス信号DOTXを“L”レベルに設定する分割区間に対応するデータを該特定のコード以外のコードに設定する。また、エンコーダ５２の描画時の動作波形を図１１に示す。図１１において、（a）のNRZI信号は、アンドゲート６８で（ｂ）のパルス信号DOTXにより１EFMフレーム長の周期でスイッチングされて、（ｃ）のNRZI断片信号WENが作成される。なお、図１１のNRZI信号及びWEN信号は、説明を分かりやすくするために、簡易的な波形にしたものである。

（２）動作
次に、以上説明したシステムの動作説明を行う。
図１２は、システム制御部５６の動作を表したフローチャートである。このフローチャート用いて、WRITEコマンドによって転送されるセクタ数Ｓｕ＝１５、光ディスク１が１回転する間のデータ転送に用いられるWRITEコマンド数Ｎｔ＝６、重ね書き回数Ｎｗ＝３とした場合の動作を述べる。

光ディスク記録装置１２に光ディスクが挿入されると、図１２に示す処理が開始される。まず、システム制御部５６は、ホスト装置１０から何らかの処理を指示するコマンドを受信したか否かを判断する（ステップＳ１）。コマンドを受信すると（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、システム制御部５６は、受信したコマンドが、画像データのWRITEコマンドであるか否かを判断する（ステップＳ２）。コマンドが画像データのWRITEコマンドでなければ（ステップＳ２；Ｎｏ）、システム制御部５６は、そのコマンドによって指示される処理を実行すればよい（ステップＳ１０）。この処理に関しては従来と同じであるので、詳細な説明は省略する。

一方、受信したコマンドが画像データのWRITEコマンドである場合には（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、システム制御部５６は、そのWRITEコマンドに引き続いて転送されてくる画像データの受信を開始し、受信した画像データをバッファメモリ６０の記憶領域ｍに順次書き込んでいく（ステップＳ３）。そして、１回のWRITEコマンドによって転送される画像データの受信・書き込みが完了すると（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、システム制御部５６は、光ディスク１周分に相当する画像データを全て受信したか否かを判断する（ステップＳ５）。光ディスク１周分に相当する画像データを受信していなければ（ステップＳ５；Ｎｏ）、システム制御部５６は再びステップＳ１に戻り、光ディスク１周分に相当する画像データを受信するまで、上述したステップＳ１〜Ｓ５の処理を繰り返す。

さて、光ディスク１周分に相当する画像データを受信すると（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、システム制御部５６は、バッファメモリ６０に書き込んだ画像データの複製データを書き込むことが可能な記憶領域が空いているか否かを判断する（ステップＳ６）。空いていれば（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、システム制御部５６は、バッファメモリ６０に書き込んだ画像データの複製データを生成して、その画像データが記憶されている記憶領域ｍに続く記憶領域ｍに書き込んでいく（ステップＳ７）。そして、必要な数の複製データが生成されると（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、システム制御部５６は、すべての画像データが受信されたか否かを判断する（ステップＳ９）。すべての画像データが受信されたと判断される（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、システム制御部５６によるデータ受信処理は終了する。

ステップＳ７における複製データの生成方法には以下の２通りがある。以下では、まず、図１３を用いて第１の方法を説明する。
ステップＳ３において、システム制御部５６は、図１３（ａ）に示すように、受信した画像データを領域番号「０」〜「５」の６個の記憶領域ｍ（第１の記憶領域）に書き込む。そして、ステップＳ７において、システム制御部５６は、図１３（ｂ）に示すように、領域番号「０」〜「５」の記憶領域ｍ（第１の記憶領域）に書き込まれている画像データから、その複製データを生成し、領域番号「６」〜「１１」の６個の記憶領域ｍ（第２の記憶領域）に書き込む。図においては、矢印の元の記憶領域ｍが複製データを生成元を意味しており、矢印の先の記憶領域ｍが複製データの生成先を意味している（後述する図１４及び図１７において同じ）。即ち、システム制御部５６は、領域番号「０」の記憶領域ｍの画像データを複製して領域番号「６」の記憶領域ｍに書き込み、領域番号「１」の記憶領域ｍの画像データを複製して領域番号「７」の記憶領域ｍに書き込み、領域番号「２」の記憶領域ｍの画像データを複製して領域番号「８」の記憶領域ｍに書き込み、領域番号「３」の記憶領域ｍの画像データを複製して領域番号「９」の記憶領域ｍに書き込み、領域番号「４」の記憶領域ｍの画像データを複製して領域番号「１０」の記憶領域ｍに書き込み、領域番号「５」の記憶領域ｍの画像データを複製して領域番号「１１」の記憶領域ｍに書き込む。前述したように、Ｎｗ＝３であるから、システム制御部５６はもう１つの複製データを生成する必要がある。そこで、システム制御部５６は、図１３（ｃ）に示すように、領域番号「０」〜「５」の記憶領域ｍ（第１の記憶領域）に書き込まれている画像データから、その複製データを生成し、領域番号「１２」〜「１７」の６個の記憶領域ｍ（第２の記憶領域）に書き込む。これにより、１個の画像データと、Ｎｗ−１＝２個の複製データとをバッファメモリ６０上に用意される。

次に、図１４を用いて第２の方法を説明する。
ステップＳ３において、システム制御部５６は、図１４（ａ）に示すように、受信した画像データを領域番号「０」〜「５」の６個の記憶領域ｍ（第１の記憶領域）に書き込む。そして、ステップＳ７において、システム制御部５６は、図１４（ｂ）に示すように、領域番号「０」〜「５」の記憶領域ｍ（第１の記憶領域）に書き込まれている画像データから、その複製データを生成し、領域番号「６」〜「１１」の６個の記憶領域ｍ（第２の記憶領域）に書き込む。ここまでは、上述した第１の方法と同じである。

次に、システム制御部５６は、２回目の複製データの生成処理を開始する。この複製処理では、１４（ｃ）に示すように、システム制御部５６は、領域番号「６」〜「１１」の記憶領域ｍ（第２の記憶領域）に書き込まれている複製データから、さらにその複製データを生成し、領域番号「１２」〜「１７」の６個の記憶領域ｍ（第２の記憶領域）に書き込む。即ち、システム制御部５６は、領域番号「６」の記憶領域ｍの画像データを複製して領域番号「１２」の記憶領域ｍに書き込み、領域番号「７」の記憶領域ｍの画像データを複製して領域番号「１３」の記憶領域ｍに書き込み、領域番号「８」の記憶領域ｍの画像データを複製して領域番号「１４」の記憶領域ｍに書き込み、領域番号「９」の記憶領域ｍの画像データを複製して領域番号「１５」の記憶領域ｍに書き込み、領域番号「１０」の記憶領域ｍの画像データを複製して領域番号「１６」の記憶領域ｍに書き込み、領域番号「１１」の記憶領域の画像データを複製して領域番号「１７」の記憶領域ｍに書き込む。このように、システム制御部５６は、２個以上の複製データを生成する場合には、最後に書き込んだ複製データから複製データを生成し、その生成した複製データを、最後に複製データが書き込まれた記憶領域ｍに続く記憶領域ｍに書き込むのである。

第２の方法は、第１の方法に比べて、次のような利点がある。
図１３，１４はＮｗ＝３の場合を説明する図であったが、例えばＮｗ＝７の場合には、バッファメモリ６０の容量を超える量の画像データ及び複製データをバッファリングしなければならない。第２の方法の場合、複製データを５回生成した時点で、図１４（ｄ）のような状態となる。このような状態になると、図１２のステップＳ６において複製データを書き込むことが可能な記憶領域が空いていないと判断される（ステップＳ６；Ｎｏ）。そこで、システム制御部５６は、そのまま待機していると、そのうちにデータの読み出しが開始されてREADポインタが移動し始める。そして、図１４（ｅ）に示すように、複製データを書き込み可能な６個分の記憶領域ｍが空くと（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、図１４（ｆ）に示すように、システム制御部５６は、領域番号「３０」〜「３５」までの記憶領域ｍに書き込まれている複製データから、さらにその複製データを生成し、領域番号「０」〜「５」まで６個の記憶領域ｍに書き込む。このように、第２の方法によれば、複製データから複製データを生成していくので、バッファメモリ６０の容量を超える量の画像データ及び複製データを用意することができる。これに対し、第１の方法によれば、領域番号「０」〜「５」まで６個の記憶領域ｍに書き込まれている画像データをREADポインタで読み出してしまうと、そこにはもう画像データが残っていないことになるので、複製データを生成することができないという欠点がある。従って、重ね書き回数と、バッファメモリ６０の記憶容量との関係から、上記の第１の方法と第２の方法のいずれを用いればよいかを決めることが望ましい。

さて、以上のようにして複製データを必要な個数だけ生成すると、システム制御部５６は、画像データ及び複製データをバッファメモリ６０から順次読み出してエンコーダ５２に供給する。エンコーダ５２は、これをEFM変調し、NRZI信号｛図９（ａ）｝に変換して、画像データを構成する各画素の階調値に応じたデューティのNRZI断片信号WEN｛図９（ｃ）｝に変調する。このNRZI断片信号WENは、ＡＬＰＣ回路５０を介してレーザドライバ４８に供給される。レーザドライバ４８は描画用レーザ光をNRZI断片信号WENで変調する。変調された描画用レーザ光は光ピックアップ３４から出射され、光ディスク１の描画層に照射される。

この描画処理について、図１５を参照しながら更に詳細に説明する。
描画は、光ディスク１を回転させながら光ピックアップ３４をディスク径方向に順次移送して行われる。よって、描画に用いられる画像データは、光ディスク１の回転中心位置を極とする極座標で表すのが便利である。そこで、ここでは画像データを構成する各画素の座標位置を、動径をrとし、偏角θが原線から左回り方向に増加する極座標（r，θ）でそれぞれ表す。システム制御部５６は、描画開始前に光ピックアップ３４の対物レンズのディスク径方向光軸位置を、書き始め半径位置ROに位置決めする（ステップＳ４１）。この制御は、ステッピングモータ３６を駆動して光ピックアップ３４を内周方向に一旦戻し、最内周の原点位置（リミットスイッチで検出される位置、或いはストッパで機械的に係止される位置）を検出したら、その位置から対物レンズが書き始め半径位置ROに到達するステップ数分、ステッピングモータ３６を駆動することにより実現される。続いて、振動信号発生器４６から振動信号を発生させて、光ピックアップ３４のトラッキングアクチュエータに供給して、対物レンズ３３をディスク径方向に一定周期で振動させる（ステップＳ４２）。振動の周波数Hzをスピンドル回転数rpsよりも大きな値に設定することにより、スピンドル１回転あたりに１周期以上振動させる。この振動は描画が終了するまで継続して行われる。なお、描画時はトラッキングサーボはオフにされる。

振動信号により対物レンズを振動させる場合、システム制御部５６は、「振動の周波数Hz／スピンドル回転数rps」の値が循環桁数の長い循環小数となるように、「振動の周波数Hz」と「スピンドル回転数rps」の値を設定するのが望ましい。すなわち、このような設定にすると、重ね書き回数が多くても、レーザ光の照射位置が重ね書き中に相互に重ならないようにすることができる。例えばスピンドル回転数１３１．２５rpsに対して振動の周波数を２００Hzに設定すれば、「振動の周波数／スピンドル回転数rps」の値は循環桁数の長い循環小数となる。

スピンドルモータ３０が所定の回転数で安定にCAV制御され、かつ光ピックアップ３４の対物レンズ３３のディスク径方向の光軸位置が書き始め半径位置ROに位置決めされた状態に達したら、任意の周方向位直から描画が開始される。システム制御部５６は、この描画を開始した周方向位置をθ＝０と定める（ステップＳ４３）。描画中は、システム制御部５６は、スピンドルモータ３０のCAV制御に用いられているのと同じ水晶発振クロックを分周して作成したクロックをカウントして、θ＝０の位置に対する周方向位置を前記△θ（周方向に隣接して描画する画素問の偏角差）ごとに検出する。△θは、周方向に隣接して描画する画素間の偏角差である。この偏角差△θの値はディスク１周あたりの描画数に基づき、△θ＝２π／１周あたりの描画数の演算で求められる。

そして、θ＝２π×Lに達したら（ステップＳ４４）、システム制御部５６は、重ね書き回数Lで指定された回数だけ周回したものと判断して、ステッピングモータ３６を１マイクロステップ分駆動して、対物レンズ３３の光軸位置（振動の中央位置）をディスク外周方向に距離△r分移動させる（ステップＳ４５）。△rは、光ピックアップ３４のディスク径方向単位送り星、すなわちステッピングモータ３６の１マイクロステップによる光ピックアップ３４の移動量である。この△rの値は、「ステッピングモータ３６の１フルステップ動作による光ピックアップ３４のディスク径方向への送り量N」と「ステッピングモータ３６のマイクロステップ動作の分割数M」の情報に基づき、N／Mの演算で求められる。
θ＝２π×Lでθの計数値が０に戻り（ステップＳ４６）、そのままθの計数を繰り返す。距離△rの移動を、θが２π×Lに達するごとに行い、ディスク径方向位置が書き終わり半径位置Rlに達したら（ステップＳ４７）、システム制御部５６は描画処理を終了する（ステップＳ４８）。

以上のように、光ピックアップ３４の対物レンズ３３の光軸位置（振動の中央位置）が光ディスク１上の任意の位置（r，θ）にあるときに、該当する位置（r，θ）の画素データに基づいて生成されたNRZI断片信号WENで変調したレーザ光で描画が行われるように、対物レンズ３３のディスク周方向およびディスク径方向の光軸位置（振動の中央位置）とエンコーダ５２のエンコード動作とが同期するわけである。スピンドルモータ３０のCAV制御とエンコーダ５２によるエンコード処理は、同じ水晶発振クロックに基づいて行われるので、この同期は容易に実現されることになる。

図１６は、重ね書き回数を「３」に設定した場合の１つの径方向位置でのレーザ光の走査位置の軌跡の一例を示す。図１６では、説明の便宜上、光ディスク１の円周を直線に展開して示している。なお、図１６の例でほ、ステッピングモータ３６の１フルステップ動作による光ピックアップ３４のディスク径方向への送り量＝９５μｍとし、ステッピングモータ３６のマイクロステップ動作の分割数M＝８とし、ステッピングモータ３６の１マイクロステップによる光ピックアップ３４の移動量△r＝N／M＝９５μｍ／８とし、レーザ光の振動振幅＝振動の中央位置に対し土５０μｍとし、レーザ光の振動数Hz／スピンドル回転数rps＞l（循環小数）としている。図１６によれば、レーザ光は振動動作により、１マイクロステップによる光ピックアップ３４の移動量△rよりも広いディスク径方向範囲を走査している。しかも、レーザ光の振動数Hｚ／スピンドル回転数rpsが循環小数となるように設定されているので、レーザ光の軌跡が周回ごとに相互に重ならない。したがって、レーザ光による個々の描画線は細くても、隙間の少ない描画が実現される。

以上に説明した実施形態によれば、ホスト装置１０から受信した画像データを用いて、描画に必要な複製データを生成するので、ホスト装置１０から光ディスク記録装置１２に供給されるデータ量を少なくすることができる。また、ホスト装置１０から受信した画像データから複製データを生成するので、ホスト装置１０から必要なデータを供給してもらってその都度バッファメモリに書き込んでいくよりも、書き込み処理を迅速に実行することができる。これにより、データの読み出しにデータの書き込みが間に合わないという事態、つまり、バッファランアンダーエラーの発生を抑制することができる。

（３）変形例
以上述べた実施形態を次のように変形してもよい。
バッファメモリ６０は、リングバッファの形式でなくてもよく、要するに、受信された画像データを記憶するための第１の記憶領域と、その複製データを記憶するための第２の記憶領域とが設けられた記憶手段であればよい。この記憶手段は、ＦＩＦＯ形式でデータが読み書きされるものであることが望ましい。

また、実施形態では、１つのバッファメモリ６０に対して、画像データの読み書きと、複製データの読み書きの双方の処理を行っていた。これに対して、画像データの読み書きを行う記憶手段と、複製データの読み書きを行う記憶手段とを別々に構成してもよい。例えば、光ディスク記録装置１２は、図２に示した構成のうち、メモリ６２を画像データの読み書きを行うための第１の記憶手段として利用し、バッファメモリ６０を複製データの読み書きを行うための第２の記憶手段として利用する。メモリ６２には、バッファメモリ６０と同様の記憶領域ｍが設けられている。そして、システム制御部５６は、図１７（ａ）に示すように、受信した画像データをメモリ６２の領域番号「０」〜「５」まで６個の記憶領域ｍ（第１の記憶領域）に書き込む。そして、システム制御部５６は、図１７（ｂ）に示すように、領域番号「０」〜「５」までの記憶領域ｍに書き込まれている画像データから、その複製データを生成し、バッファメモリ６０の領域番号「０」〜「５」まで６個の記憶領域ｍ（第２の記憶領域）に書き込む。さらに複製データが必要なときには、システム制御部５６は、図１７（ｃ）に示すように、領域番号「０」〜「５」までの記憶領域ｍに書き込まれている画像データから、その複製データを生成し、バッファメモリ６０の領域番号「６」〜「１１」まで６個の記憶領域ｍ（第２の記憶領域）に書き込む。図１７（ｄ）においても同様に、システム制御部５６は、領域番号「０」〜「５」までの記憶領域ｍに書き込まれている画像データから、その複製データを生成し、バッファメモリ６０の領域番号「１２」〜「１７」まで６個の記憶領域ｍ（第２の記憶領域）に書き込む。これにより、Ｎｗ＝３個の複製データをバッファメモリ６０上に用意することができる。そして、システム制御部５６は、光ピックアップ３４をの径方向の位置を或る範囲内に保ちつつ、バッファメモリ６０から読み出した複製データに応じたレーザ光を描画層に照射させる。
１つのバッファメモリ６０に画像データの読み書きと複製データの読み書きの双方の処理を行う場合には、複製データの元となるデータをバッファメモリ６０から読み出す際にREADポインタを移動させる処理が必要であった。一方、上記態様によればその必要がなく、ポインタ制御が簡単な内容で済むという利点がある。

また、実施形態のように、光ディスク記録装置１２がホスト装置１０から受信した画像データを複製するのではなく、光ディスク記録装置１２のエンコーダ５２によって、受信した画像データを複数回エンコードするようにしてもよい。そのためには、光ディスク記録装置１２は、図２のエンコーダ５２に代えて、同一のデータに対して複数回のエンコード処理を行い、各エンコード処理で同一のエンコード結果を出力するようなエンコーダを備える必要がある。この場合、エンコーダは、バッファメモリ６０から読み出された画像データを、重ね書き回数と同じ数だけエンコードして出力する。そして、システム制御部５６は、光ピックアップ３４の径方向の位置を或る範囲内に保ちつつ、エンコーダから出力されるエンコードされた画像データに応じたレーザ光を光ピックアップ３４から描画層に照射させる。このように、エンコーダによって必要な数の画像データを生成するので、ホスト装置１０から光ディスク記録装置１２に供給されるデータ量を少なくすることができるとともに、データの読み出しにデータの書き込みが間に合わないというバッファランアンダーエラーの発生を抑制することができる。

光ディスク１の描画層は、熱又は光の少なくともいずれか一方に応じて変色するものであればよい。また、光ディスク１における描画層の位置は、図１に示したものに限らず、要するにデータ記録層とは異なる（光ディスク１の記録面又はレーベル面からの距離が異なる）位置に設けられていればよい。また、光ディスク１は各メーカにより提供されるが、メーカごとにデータ記録層や描画層の特性は異なっていることが考えられる。たとえば、データ記録層の熱吸収率が異なる場合は、ピットを形成するために照射すべきレーザ光のレベルや変色させるために照射すべきレーザ光のレベルが異なることも想定される。描画層にしても同様である。このため、予め多数のメーカの光ディスク１に対してデータ記録及び描画を実際に行い、どの程度のレーザ光を照射するのが適しているのかを求めておき、かかる値をメモリ６２に格納しておくようにしてもよい。この場合、光ディスク１の種類を示す識別情報（ディスクＩＤ情報）と対応付けて格納しておけば、セットされた光ディスク１のディスクＩＤ情報を読み取った上で、ディスク種類に沿ったレーザ光照射をすることができる。

実施形態では描画を開始した任意の周方向位置をθ＝０としたが、これに代えて、光ディスク１の描画領域よりも内周側に、特定の認識コードを形成し、描画に先立ち光ピックアップ３４でこの認識コードの周方向位置を検出し、その位置をθ＝０と走めて、この周方向位置から描画を開始することもできる。このようにすれば、光ディスク１を光ディスク記録装置１２から出し入れしても、θ＝０の位置は変わらないので、描画の書き継ぎを行うことができる。

なお、上記実施形態では「ステッピングモータ３６のマイクロステップ動作の分割数M」を「予め設定されている描画条件」として固定にしたが、これに代えてこの分割数Mを「操作者が設定可能な描画条件」としてもよい。これにより、光ディスク記録装置１２は、描画時に、マイクロステップ駆動用駆動／パルスA，B（図５）の波形を、設定された分割数Mに応じた段数に変更して、分割数Mに応じたマイクロステップ移動量で径方向に順次移動して描画を行う。この場合、原画像データから、操作者によって設定（選択）された分割数Mに応じたマイクロステップ移動量ごとの径方向位置の画素データを抽出した描画用画像データが用いられる。

本発明の実施形態に係る光ディスクの断面図である。 本実施形態に係るシステム全体の構成を示す図である。 ステッピングモータの構成例を示す模式図である。 ステッピングモータをフルステップ駆動する場合の駆動パルスの電圧波形図である。 ステッピングモータをマイクロステップ駆動する場合の駆動パルスの電圧波形図である。 光ディスクに対する重ね書きの様子を示す図である。 バッファメモリに対するデータの読み書きの動作を説明する図である。 エンコーダの構成を示すブロック図である。 EFMフレームのデータ構造とパルス信号DOTXの関係を示す図である。 パルス信号DOTXの階調ごとの波形の−例を示す図である。 エンコーダの描画時の動作波形図である。 システム制御部５６によって実行される処理を示すフローチャートである。 バッファメモリに対する画像データの読み書きの動作を説明する図である。 バッファメモリに対する画像データの読み書きの動作を説明する図である。 システム制御部５６が描画を行う処理を示すフローチャートである。 重ね書き回数を「３」に設定した場合の１つの径方向位置での描画用レーザ光の走査位置の軌跡の一例を示す図である。 バッファメモリに対する画像データの読み書きの動作の別の例を説明する図である。

符号の説明

１０……ホスト装置、１２……光ディスク記録装置、３０……スピンドルモータ、３４……光ピックアップ、５２……エンコーダ、５８……インタフェース、５６……システム制御部、６０……バッファメモリ。

Claims (5)

1. 熱又は光により変色する描画層を有する光ディスクを回転させる回転手段と、
   前記光ディスクの径方向に移動可能で、前記回転手段によって回転させられる光ディスクの前記描画層に焦点を合わせたレーザ光を照射する照射手段と、
   前記光ディスクが１回転する期間にわたって前記描画層に描画される画像を表す画像データを受信する受信手段と、
   記憶手段と、
   前記受信手段によって受信された、前記光ディスクの１回転分に対応する画像データを、前記記憶手段の第１の記憶領域に書き込む書込手段と、
   前記記憶手段の第１の記憶領域に書き込まれた画像データの複製データを、前記照射手段の径方向の位置が或る範囲内に保たれた状態で前記光ディスクに重ね書きされる回数分だけ繰り返し生成し、前記記憶手段の第２の記憶領域に書き込む複製生成手段と、
   前記回転手段によって前記光ディスクを回転させ、前記照射手段の径方向の位置が或る範囲内に保たれている期間は、前記記憶手段から読み出した前記画像データ及びその複製データに応じたレーザ光を前記照射手段から前記描画層に照射させる描画手段と
   を備えることを特徴とする光ディスク描画装置。
2. 前記記憶手段は、ＦＩＦＯ（First in First out）形式でデータが読み書きされる記憶手段であり、
   前記書込手段は、前記記憶手段の前記第１の領域に前記画像データを書き込み、
   前記複製生成手段は、前記第１の領域に書き込まれた画像データから前記複製データを生成し、前記第１の記憶領域に続く前記第２の記憶領域に対して当該複製データを生成した順に書き込む
   ことを特徴とする請求項１記載の光ディスク描画装置。
3. 前記記憶手段は、ＦＩＦＯ（First in First out）形式でデータが読み書きされる記憶手段であり、
   前記書込手段は、前記記憶手段の前記第１の領域に前記画像データを書き込み、
   前記複製生成手段は、
   前記第１の領域に書き込まれた画像データから１つの前記複製データを生成して、前記第１の記憶領域に続く前記第２の記憶領域に当該複製データを書き込み、
   さらに複製データを生成する場合には、最後に書き込んだ複製データから複製データを生成し、生成した複製データを、最後に複製データが書き込まれた前記第２の記憶領域に続く記憶領域に書き込む処理を繰り返す
   ことを特徴とする請求項１記載の光ディスク描画装置。
4. 前記記憶手段は、
   前記第１の記憶領域を有する第１の記憶手段と、
   前記第２の記憶領域を有し、ＦＩＦＯ（First in First out）形式でデータが読み書きされる第２の記憶手段とを備え、
   前記書込手段は、前記第１の記憶手段に前記画像データを書き込み、
   前記複製生成手段は、前記第１の記憶手段に書き込まれた画像データから前記複製データを生成し、前記第２の記憶手段に対して当該複製データを生成した順に書き込み、
   前記描画手段は、前記第２の記憶手段から読み出した前記複製データに応じたレーザ光を前記照射手段から前記描画層に照射させる
   ことを特徴とする請求項１記載の光ディスク描画装置。
5. 前記記憶手段は、ＦＩＦＯ（First in First out）形式でデータが読み書きされる記憶手段であり、
   前記複製生成手段は、前記記憶手段においてデータを書き込み可能な記憶領域がない場合には、データを書き込み可能な記憶領域が空くまで待機し、データを書き込み可能な記憶領域が空くと、当該記憶領域と前記第２の記憶領域として前記複製データを書き込む
   ことを特徴とする請求項１記載の光ディスク描画装置。

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