JPH0636357A

JPH0636357A - 原盤露光装置

Info

Publication number: JPH0636357A
Application number: JP19190892A
Authority: JP
Inventors: Yasuhide Fujiwara; 康秀藤原
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-07-20
Filing date: 1992-07-20
Publication date: 1994-02-10

Abstract

(57)【要約】【目的】ＣＡＶ方式の光ディスク原盤を製造する際に
線速度が一定となるように露光制御を行うことにより、
ディスク全面に均一な幅のピットを形成することが可能
な原盤露光装置を提供する。【構成】光ディスク原盤９を所定の回転数で駆動さ
せ、その光ディスク原盤９の表面にレーザ光源１から出
射されたレーザ光を照射することにより記録ピットの形
成を行う原盤露光装置において、光ディスク原盤９を線
速度一定に制御する線速度制御手段と、露光量を一定に
制御する露光量制御手段と、記録用のレーザ光をオンオ
フさせ記録ピットを形成させるフォーマット信号の周波
数を半径位置に反比例するように制御する周波数制御手
段とを配した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＡＶ（回転数の一定
制御）方式により光ディスク原盤に露光を行い記録ピッ
ト等の形成を行う原盤露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクや光磁気ディスク等の光ディ
スク原盤の光情報記録媒体は、その回転駆動方式で分類
すると、光ディスク原盤を所定の回転数に駆動するＣＡ
Ｖ方式（ＭＣＡＶ含む）と、線速度が一定になるように
駆動するＣＬＶ方式とに大別される。ＣＡＶ方式は高い
アクセス速度の要求される光磁気ディスク等に使用さ
れ、ＣＬＶ方式は大容量が必要なＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等
で用いられる。

【０００３】そこで、今、ＣＡＶ方式を用いた原盤露光
装置の一例を図５に基づいて説明する。レーザ光源（Ａ
ｒレーザ）１から出射された光は、ミラー２，３を介し
て、光量変調器４（ＡＭ）で光量制御され、パルス変調
器５（ＤＭ）で断続されたパルス光６となる。このパル
ス光６は、ミラー７を介して、対物レンズ８により集光
され、フォトレジスト等の感光材を塗布した光ディスク
原盤９上に照射される。この光ディスク原盤９は、ター
ンテーブルモータ１４ａで回転制御されるため、一定ピ
ッチで半径方向に移動してラセン状の潜像が形成され、
その後、その形成された潜像を現像することにより記録
ピットの形成等を行うことができる。

【０００４】光ディスク原盤９のピット形成を制御する
パルス変調器５は、光ディスク原盤９で決められたフォ
ーマットに従ってオン（ＯＮ）かオフ（ＯＦＦ）の信号
を出力するフォーマットジェネレータ１０（ＦＧ）で制
御される。このフォーマットジェネレータ１０は、パル
スジェネレータ１１（ＰＧ）の発するフォーマット周波
数でＯＮかＯＦＦかを出力する。パルスジェネレータ１
１は基準クロック１２から発せられ基準クロック信号ｋ
をもとに、分周器１１ａを介して、フォーマットクロッ
ク信号ａを生成し、このタイミングでフォーマットジェ
ネレータ１０はその内部で生成したフォーマットデータ
に従い、フォーマットパルス信号ｃを生成する。一方、
パルスジェネレータ１１は基準クロック発生器１２から
分周器１１ｂを介して、ターンテーブルパルス信号ｂを
生成し、ターンテーブルドライバー１３に送る。このタ
ーンテーブルドライバー１３は、このターンテーブルパ
ルス信号ｂをもとにターンテーブルモータ１４ａを駆動
させ、これにより光ディスク原盤９の載置されたターン
テーブル１４を一定回転数に制御する。図６は、それら
各種信号ａ，ｂ，ｃ，ｋの波形を比較して示したもので
ある。

【０００５】また、図７（ａ）（ｂ）は、光ディスク原
盤９の半径位置に対する、ターンテーブル１４の回転数
及びフォーマットパルス信号ｃの周波数の変化の様子を
示したものである。記録ピット等は、フォーマットパル
ス信号ｃでパルス変調器５が光をＯＮ／ＯＦＦすること
により生成されるため、「線速度」は外周に行くほどタ
ーンテーブル１４の速度は速くなる。この場合、一定の
幅のピットを形成するためには、光量を外周に行くほど
強くする必要がある。このため、光量制御器（ＰＣＵ）
１５は、半径位置情報をもとに光量変調器４を単位面積
当りの光量が一定になるように制御する。図７（ｃ）
は、光ディスク原盤９の半径位置に対する、露光量の変
化の様子を示したものである。

【０００６】従来におけるサンプルサーボ方式のＣＡＶ
方式を採用した光ディスクメディアの露光量の制御方式
としては、例えば、特開平１−１７８１４１号公報や、
特開平３−８４７５３号公報に開示されているものがあ
る。この種の従来例においては、一般的に、光量変調器
やパルス変調器に電界効果型変調器（ＥＯＭ）を用い、
ウォブルピット形成のために偏向器（ＡＯＤ）を用いて
ピットを光ディスク原盤の半径方向にウォブルさせてい
る。この場合、露光量は、ディスク半径に比例した信号
を光量変調器に入力することにより制御を行っている。
そして、光量変調器からの出力を検出してディスク半径
に比例した信号との差分をとり、フィードバック制御
し、これにより光量変調器、光学系等の温度特性による
露光量の変動分の除去を行っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の場合、図７
（ｃ）に示すように、露光量を半径に比例して変えてい
く必要がある。このため、その露光量がわずかでもずれ
ると、光ディスク原盤上に形成されるピットの幅が変動
してこの光ディスク原盤から作られる媒体のアドレス部
の信号特性にバラツキが生じてしまう。このバラツキの
要因としては、光量変調器４、パルス変調器５その他光
学部品の温度特性、光量変調器４の非線形性等が考えら
れる。

【０００８】このような光量変動要因を抑えるために、
従来においては図８に示すように、圧電発生器１６と、
差動アンプ１７と、ループフィルタ１８と、ドライバー
１９とよりなる光量制御器１５に、光量変調器４からの
光をハーフミラー２０を介して光量検出器２１により検
出して得られた光量信号ｄをフィードバックさせ、これ
により光量変動の制御を行うようにしたものがある。

【０００９】このように反射光を用いることにより光量
変動要因は除去することができるが、光ディスク原盤の
反射率のバラツキ、パルスのデューティー比の影響を受
けるため、正確な制御をすることができなかった。しか
も、ハーフミラー２０の分離以降のパルス変調器５等の
他の光学部品の温度特性の影響で正確に制御することが
できなかった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、光ディスク原盤を所定の回転数で駆動させ、その光
ディスク原盤の表面にレーザ光源から出射されたレーザ
光を照射することにより記録ピットの形成を行う原盤露
光装置において、前記光ディスク原盤を線速度一定に制
御する線速度制御手段と、露光量を一定に制御する露光
量制御手段と、前記記録用のレーザ光をオンオフさせ前
記記録ピットを形成させるフォーマット信号の周波数を
半径位置に反比例するように制御する周波数制御手段と
を備えるようにした。

【００１１】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、半径位置に反比例した周波数のパルスを
発生させるパルス発生手段と、このパルス発生手段によ
り発生したパルスを第一パルスと第二パルスとに分離す
るパルス分離手段と、前記第一パルスを分周しこの分周
されたパルスを回転数の制御を行う線速度制御手段に送
る第一分周手段と、前記第二パルスを分周しこの分周さ
れたパルスをフォーマット信号の周波数の制御を行う周
波数制御手段に送る第二分周手段とを備えるようにし
た。

【００１２】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
発明において、パルス発生手段は、１トラック又は複数
トラック毎に周波数を一定周波数ずつ減少させていくよ
うに制御した。

【００１３】

【作用】請求項１記載の発明においては、ＣＡＶ方式の
光ディスク原盤の露光をその露光中の線速度が光ディス
ク原盤全体で一定になるようにＣＬＶ制御を行いながら
露光量を常に一定に保つようにすることにより、変調器
やその他の光学部品等の温度特性を考慮する必要がなく
正確な光量制御を行えるため、ディスク全面に渡って均
一な露光を行うことが可能となる。

【００１４】請求項２記載の発明においては、露光量が
一定の状態でＣＡＶ方式の光ディスク原盤の露光を行う
際、ターンテーブルの回転とフォーマット信号の同期を
とったままの状態で回転数とフォーマット信号周波数と
を半径に反比例して制御することが可能となる。

【００１５】請求項３記載の発明においては、ターンテ
ーブルの回転数とフォーマット信号周波数の制御とを１
又は複数トラック毎に行うことにより、制御間隔を長く
とることが可能となる。

【００１６】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜図４に基づいて説
明する。なお、原盤露光装置の全体構成については従来
技術（図５参照）で述べたのでその同一部分についての
説明は省略し、その同一部分については同一符号を用い
る。

【００１７】図１に示す原盤露光装置において、レーザ
光源１から出射された光は、ミラー２，３を介してパル
ス変調器５によりオン，オフされ断続されたパルス光６
となり、このパルス光６はミラー７を介して対物レンズ
８により集光され光ディスク原盤９上に照射され、光デ
ィスク原盤９上に潜像の形成を行い、これにより記録等
のピットの作成を行うことができる。

【００１８】このような原盤露光装置において、本実施
例では、以下に述べるようなパルス変調器５の制御方法
に特徴を持たせたものである。すなわち、ここでは、図
示しない、露光量制御手段と、周波数制御手段と、線速
度制御手段との各種制御手段を設けたものである。この
場合、前記露光量制御手段は、パルス変調器５を用いて
露光量を一定に制御する。前記周波数制御手段は、フォ
ーマットジェネレータ１０を用いてレーザ光をオン，オ
フさせ、記録ピットを形成させるフォーマット信号の周
波数を半径位置に反比例するように制御する。前記線速
度制御手段は、ターンテーブルドライバー１３を用いて
光ディスク原盤９の回転を線速度一定に制御する。

【００１９】また、ここでは、パルス発生手段と、パル
ス分離手段と、第一分周手段と、第二分周手段との各種
手段を備えている。この場合、前記パルス発生手段は、
光ディスク原盤９の半径位置に反比例した周波数のパル
スを発生させるものであり、パルス発生器２２によりそ
の目的を達成することができる。図示しない前記パルス
分離手段は、前記パルス発生手段により発生したパルス
を第一パルスＰ１と第二パルスＰ２とに分離する。前記
第一分周手段は、第一パルスＰ１を分周しこの分周され
たターンテーブルパルス信号ｂを回転数の制御を行う前
記線速度制御手段に送るものであり、第一分周器２３に
よりその目的を達成することができる。前記第二分周手
段は、第二パルスＰ２を分周しこの分周して生成された
フォーマットクロック信号ａをフォーマットパルス信号
ｃの周波数の制御を行う前記周波数制御手段に送るもの
であり、第二分周器２４によりその目的を達成すること
ができる。

【００２０】さらに、前記パルス発生手段は、光ディス
ク原盤９の１トラック又は複数トラック毎に周波数を一
定周波数ずつ減少させる制御することができる。

【００２１】これにより、図１のパルスジェネレータ１
１は、前記パルス発生器２２と、前記パルス分離手段
と、前記第一分周器２３と、前記第二分周器２４と、前
記パルス発生器２２に半径位置情報にちなんだ周波数発
生指令信号を送る周波数指令回路２５とを備えているこ
とになる。

【００２２】このような各種手段を備えた原盤露光装置
において、パルス変調器５の制御方法について述べる。
図２は、図１の回路内で発生する各種信号波形の様子を
示したものである。まず、パルスジェネレータ１１内で
は、基準クロック発生器１２により発生した基準クロッ
ク信号ｋからディスク半径位置が外周になるにつれてリ
ニアに減少する所定の周波数のパルスを発生させる。こ
のパルスは第一パルスＰ１と第二パルスＰ２とに分離さ
れ、第一パルスＰ１は第一分周器２３により分周されて
ターンテーブルパルス信号ｂを生成し、第二パルスＰ２
は第二分周器２４により分周されてフォーマットクロッ
ク信号ａを生成する。そして、ターンテーブルドライバ
ー１３は、ターンテーブルパルス信号ｂをもとに回転数
を制御する。また、フォーマットジェネレータ１０は、
その内部で生成したフォーマットデータをフォーマット
クロック信号ａのタイミングで出力してフォーマットパ
ルス信号ｃを生成する。このフォーマットパルス信号ｃ
で記録用のレーザ光をオン／オフしてピットの形成を行
う。図３（ａ）（ｂ）（ｃ）は、ディスク半径位置に対
する、ターンテーブル１４の回転数、フォーマットパル
ス信号ｃの周波数、露光量の変化の様子を示したもので
ある。これにより、本実施例では、前述した従来の図７
（ａ）〜（ｃ）に比較して、露光量はディスク半径位置
に関係なく常に一定に制御されるのに対して、ターンテ
ーブル１４の回転数及びフォーマット周波数はディスク
半径が大きくなるにつれて減少していくように制御され
ることがわかる。

【００２３】上述したように、ＣＡＶ方式の光ディスク
原盤９の露光を、その露光中の線速度が光ディスク原盤
９全体で一定になるようにＣＬＶ制御を行いながら露光
量を常に一定に保つことにより、変調器やその他の光学
部品等の温度特性を考慮する必要がなく正確な光量制御
を行えるため、ディスク全面に渡って均一な露光を行う
ことが可能となり、これによりディスク全面に渡って均
一なピットやグルーブの形成を行うことができる。ま
た、本実施例では、図５や図８に示す従来の構成のよう
に、光量変調器４や光量制御器１５、光量検出器２１の
光学部品を必要としないため、その分、部品点数を削減
して光学系の簡略化を図ることができる。

【００２４】また、半径位置に反比例した周波数のパル
スを分周して回転数の制御や周波数の制御を行うことに
より、露光量が一定の状態で、ＣＡＶ方式の光ディスク
原盤９の露光を行う際、ターンテーブル１４の回転とフ
ォーマットパルス信号ｃの同期とをとったままの状態で
回転数とフォーマット信号周波数とを半径に反比例して
制御することが可能となり、これによりピットの位置精
度を確保することができるものである。

【００２５】さらに、ターンテーブル１４の回転数とフ
ォーマット信号周波数の制御とを１又は複数トラック毎
に行うことにより、制御間隔を長くとることが可能とな
り、これにより回転制御を簡単に行うことが可能とな
る。

【００２６】最後に、上述した実施例の装置を用いて光
ディスク原盤を作製する具体例を図４に基づいて説明す
る。ここでは、ＩＳＯ９０ｍｍの光ディスクを作製する
場合について述べる。ＩＳＯ９０ｍｍのフォーマット
は、１セクタが７２５バイト（７２５×チャンネルビッ
ト）、１周２５セクタから構成されるため、１周７２５
×１６×２５＝２９００００チャンネルビットとなる。
すなわち、フォーマットジェネレータ１０は、２９００
００ビットのオンかオフか（ピットかスペース）を制御
するため、パルスジェネレータ１１は１回転当り２９０
０００パルスのフォーマットクロック信号ａをフォーマ
ットジェネレータ１０に出力する。また、１回転２００
０パルスのターンテーブルモータ１４ａを使用した場
合、フォーマットジェネレータ１０へのフォーマットク
ロック信号ａを１４５分周してターンテーブルクロック
信号ｂとしてターンテーブルドライバー１３に供給すれ
ば、常にターンテーブル１４の回転とフォーマットとの
同期をとることができる。仮に、半径２４ｍｍで６００
ｒｐｍのターンテーブル回転数で露光したとすると、フ
ォーマットクロック信号ａは２．９ＭＨｚで開始し、ピ
ッチ１．６μｍ（１００００トラック）なので、１回転
毎に１１６Ｈｚずつフォーマットクロック信号ａを下
げ、ディスク半径４０ｍｍで１．７４ＭＨｚ（ターンテ
ーブル１４は３６０ｒｐｍ）とすれば、所定のＩＳＯ９
０ｍｍの光ディスク原盤を露光することができる。他の
フォーマットのＣＡＶ方式の光ディスク原盤の露光も同
様に光量を一定に保ったままの状態で実施することがで
きる。

【００２７】また、ここでは、１回転毎に周波数を変化
させているが、１０回転毎に変化させた場合でも、これ
により発生するピット長さのずれは０．２ｎｓ以下（６
００ｒｐｍ時）であり何ら問題はない。また、１セクタ
毎に変化させてもよいし、連続的に変化させてもよい
が、変化の間隔が短くなればなるほど制御が困難とな
る。このようにして露光量の制御を行うことにより、光
ディスク原盤上に全面均一なピットやグルーブの形成を
行うことができる。

【００２８】図４は、本方式により作製した光ディスク
原盤の半径位置に対する溝深さの様子を示したものであ
る。これにより、従来の方式（ＣＡＶ）によるディスク
面では溝深さのバラツキは大きくなるが、本方式（ＣＬ
Ｖ）によるディスク面では内外周に渡って溝深さのバラ
ツキは少なくすることができる。

【００２９】なお、上述した例はＣＡＶ方式の光ディス
ク原盤の作製例であるが、これに限るものではなく、Ｍ
ＣＡＶ方式の場合も同様に露光量を一定に保ったまま回
転数や周波数を変化させて制御することにより、同様な
効果を得ることができる。

【００３０】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、光ディスク原盤
を所定の回転数で駆動させ、その光ディスク原盤の表面
にレーザ光源から出射されたレーザ光を照射することに
より記録ピットの形成を行う原盤露光装置において、前
記光ディスク原盤を線速度一定に制御する線速度制御手
段と、露光量を一定に制御する露光量制御手段と、前記
記録用のレーザ光をオンオフさせ前記記録ピットを形成
させるフォーマット信号の周波数を半径位置に反比例す
るように制御する周波数制御手段とを備えるようにした
ので、ＣＡＶ方式の光ディスク原盤の露光をその露光中
の線速度が光ディスク原盤全体で一定になるようにＣＬ
Ｖ制御を行いながら露光量を常に一定に保つようにする
ことにより、変調器やその他の光学部品等の温度特性を
考慮する必要がなく正確な光量制御を行うことができ、
しかも、ディスク全面に渡って均一な露光を行えるため
ディスク全面に渡って均一な幅のピットやグルーブの形
成をを行うことができ、さらに、部品点数を削減できる
ため光学系の簡略化を図ることができるものである。

【００３１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、半径位置に反比例した周波数のパルスを発
生させるパルス発生手段と、このパルス発生手段により
発生したパルスを第一パルスと第二パルスとに分離する
パルス分離手段と、前記第一パルスを分周しこの分周さ
れたパルスを回転数の制御を行う線速度制御手段に送る
第一分周手段と、前記第二パルスを分周しこの分周され
たパルスをフォーマット信号の周波数の制御を行う周波
数制御手段に送る第二分周手段とを備えるようにしたの
で、露光量が一定の状態でＣＡＶ方式の光ディスク原盤
の露光を行う際、ターンテーブルの回転とフォーマット
信号の同期をとったままの状態で回転数とフォーマット
信号周波数とを半径に反比例して制御することが可能と
なり、これによりピットの位置精度を十分に確保するこ
とができるものである。

【００３２】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、パルス発生手段は、１トラック又は複数ト
ラック毎に周波数を一定周波数ずつ減少させていくよう
に制御したので、ターンテーブルの回転数とフォーマッ
ト信号周波数の制御とを１又は複数トラック毎に行うこ
とにより制御間隔を長くとることが可能となり、これに
より露光量の制御をより簡単に行うことができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である原盤露光装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】各種信号波形を示すタイミングチャートであ
る。

【図３】ディスク半径位置に対する各種の制御特性を示
す特性図である。

【図４】本方式により作製されたディスクと従来方式と
のディスクとを比較して示す特性図である。

【図５】従来の原盤露光装置の構成を示すブロック図で
ある。

【図６】従来の各種信号波形を示すタイミングチャート
である。

【図７】従来の装置におけるディスク半径位置に対する
各種の制御特性を示す特性図である。

【図８】パルスジェネレータの内部構成を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１レーザ光源９光ディスク原盤２２パルス発生手段２３第一分周手段２４第二分周手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ディスク原盤を所定の回転数で駆動さ
せ、その光ディスク原盤の表面にレーザ光源から出射さ
れたレーザ光を照射することにより記録ピットの形成を
行う原盤露光装置において、前記光ディスク原盤を線速
度一定に制御する線速度制御手段と、露光量を一定に制
御する露光量制御手段と、前記記録用のレーザ光をオン
オフさせ前記記録ピットを形成させるフォーマット信号
の周波数を半径位置に反比例するように制御する周波数
制御手段とを備えたことを特徴とする原盤露光装置。
【請求項２】半径位置に反比例した周波数のパルスを
発生させるパルス発生手段と、このパルス発生手段によ
り発生したパルスを第一パルスと第二パルスとに分離す
るパルス分離手段と、前記第一パルスを分周しこの分周
されたパルスを回転数の制御を行う線速度制御手段に送
る第一分周手段と、前記第二パルスを分周しこの分周さ
れたパルスをフォーマット信号の周波数の制御を行う周
波数制御手段に送る第二分周手段とを備えたことを特徴
とする請求項１記載の原盤露光装置。
【請求項３】パルス発生手段は、１トラック又は複数
トラック毎に周波数を一定周波数ずつ減少させていくよ
うに制御することを特徴とする請求項２記載の原盤露光
装置。