KR100486403B1

KR100486403B1 - 기록 장치

Info

Publication number: KR100486403B1
Application number: KR10-1999-7005352A
Authority: KR
Inventors: 야마다히데아키
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 1997-10-16
Filing date: 1998-01-13
Publication date: 2005-04-29
Also published as: EP0967600A1; DE69826251T2; KR20000069491A; WO1999021182A1; DE69826251D1; US6211900B1; CN1247623A; EP0967600A4; WO1999021181A1; EP0967600B1

Abstract

본 발명의 기록 장치는 PD(81)를 광학대 상의 소정 위치에 위치 결정하고, 레지스트 마스터 디스크(110)의 회전을 정지시키고, 포커스용 레이저(73)를 구동시키며, 헤드 슬라이더 제어 회로(101)에 의해 헤드(77)를 적정 위치에 위치 결정한다. 마스터 디스크(110)를 회전시켜 포커스 서보 회로(103)를 기동하고, 포커스 미세 조정 회로(99)에 의해 추정 적정 포커스 위치 데이터에 대응한 PD(81)의 미소 이동량으로 PD(81)를 좌우 방향으로 미소량 이동시킨다. 마스터 디스크(110)의 회전에 기인하는 면의 흔들림과 미소 이동량 이동에 의해, PD(81)의 2개의 출력 단자로부터의 전압 신호의 차분이 가변하므로 차동 증폭기(103a)는 오차 신호가 0으로 되도록 기록 렌즈(77a)를 상하 방향으로 수 ㎛ 이동시킨다. 이 때의 디지털 표시기(93)의 수치 정보와 상기 포커스 위치 데이터를 비교하고, 양자가 일치하면, 상기 포커스 위치 데이터를 적정 포커스 위치 데이터로 하여 이것을 적정 포커스 위치의 초기 설정에 이용한다. 불일치할 때는 수치 정보를 적정 포커스 위치 데이터로 하는 고쳐 쓰기를 행한다. 이와 같이 적정 포커스 위치 데이터를 수치화하여 이용하는 것으로 레지스트 마스터 디스크의 종류에 따른 적정 포커스 위치의 초기 설정 작업을 쉽게 행할 수 있다.

Description

기록 장치{Recorder}

본 발명은 레이저 컷팅 머신(이하 "기록 장치"라 함)의 개량에 관한 것이다.

종래 기술로서, 도 1에 도시되어 있는 바와 같은, 기록용 레이저(1)와 포커스용 레이저(3)를 구비한 구성의 기록 장치가 공지되어 있다. 이러한 장치에서는 하기에 설명한 바와 같은 프로세스로 기록 렌즈(21)의 적정 포커스 위치를 초기 설정한다. 우선, 레지스터 마스터 디스크(20)의 회전 정지 시에 헤드 위치 결정 기구(17)를 통해 헤드(19)를 적정 위치에 위치 결정한다. 다음으로, 마스터 디스크(20)가 소정의 회전수로 안정된 후, 레이저(1)로부터의 기록용 레이저광을 미러(5, 7, 9), 기록 렌즈(21)를 통해 마스터 디스크(20)에 조사한다. 그에 따라 동일한 광로(光路)를 역방향으로 진행하는 상기 레이저광의 반사광이 미러(5)로부터 CCD 카메라(13)에 입사하여 카메라(13)를 통해 모니터(15)에 레이저 스포트 상이 형성된다. 오퍼레이터는 육안으로 레이저 스포트 상의 형태를 관찰하면서 모터 드라이버(29)를 제어하고 모터(27)를 회전 시켜 광검출기(PD)(23)를 좌우 방향으로 이동시키는 조작을 행한다. 이에 따라, 서보 회로(31)는 상기 레이저광이 오퍼레이터의 상기 조작에 의해 어느 위치에서 이동을 정지한 PD(23)의 중심 위치에 입사하도록, 기록 렌즈(21)를 상하 방향으로 미소 이동시켜 위치 결정을 행한다. 이와 같은 작업을 반복함으로써 기록 렌즈(21)는 적정 포커스 위치에 위치 결정된다.

그런데, 상술한 기록 렌즈(21)를 적정 포커스 위치에 초기 설정하는 작업에 있어서, 모니터(15)에 표시되는 기록용 레이저광의 레이저 스포트 상은 아날로그 정보이기 때문에 상기 레이저 스포트 상은 PD(23)의 이동에 따라 연속적으로 변화한다. 그 때문에 이와 같은 레이저 스포트 상의 변화를 육안으로 따라 가면서 기록 렌즈(21)의 적정 포커스 위치에 대응하는 레이저 스포트 상을 상기 변화하는 가운데서 발견하고 기록 렌즈(21)의 위치 결정을 행하는데는 상당한 숙련도를 필요로 한다. 또한, 레지스트 마스터 디스크의 종류에 의해 기록 렌즈(21)의 적정 포커스 위치는 미소하게 상위(相違)하므로 숙련된 오퍼레이터라도 상기 작업에는 상당한 시간이 걸리고 정밀도가 높은 위치 결정을 행하는 것은 쉽지 않다.

게다가, 상기 장치에서는 일시적으로 기록 렌즈(21)를 적정 포커스 위치에 결정할 수 있다고 하더라도, 그 때의 데이터는 모니터(15) 상에 표시되는 레이저 스포트 상(아날로그 데이터) 뿐이기 때문에, 이것을 보존할 수는 없으므로 이후에 상기 적정 포커스 위치를 재현하는 단서는 될 수 없다.

그 때문에, 사용하는 레지스트 마스터 디스크의 종류가 상위할 때마다, 상기 시간이 걸리는 곤란한 작업을 다시 하지 않으면 안되고, 비능률적이었다.

따라서, 본 발명의 목적은 기록 렌즈의 적정 포커스 위치를 나타내는 데이터를 수치화하여 사용함으로써, 레지스트 마스터 디스크의 종류에 따른 적정 포커스 위치의 초기 설정 작업을 쉽게 행할 수 있는 기록 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 기록 장치의 전체 구성을 도시하는 블록도.

도 2는 제 1 실시예의 기록 장치의 전체 구성을 도시하는 블록도.

도 3은 광검출기와 포커스용 레이저 스포트와의 위치 관계를 도시하는 설명도.

도 4는 제 1 실시예의 위치에서 포커싱의 작업 순서를 도시하는 플로우차트를 도시하는 도면.

도 5는 포커스용 레이저광에 의한 기록 렌즈의 초점 오차 검출 방식을 도시하는 설명도.

도 6은 제 1 실시예의 레지스트 마스터 디스크를 기초로 복제된 디스크의 피트(또는 그루브)의 깊이와 폭 사이의 관계의 불규칙한 분포를 도시하는 특성도.

도 7은 종래 기술의 레지스트 마스터 디스크를 기초로 제작된 디스크의 피트(또는 그루브)의 깊이와 폭 사이의 관계의 불규칙한 분포를 도시하는 특성도.

도 8은 제 2 실시예의 기록 장치의 전체 구성을 도시하는 블록도.

도 9는 도 8의 위치의 적정 포커스 위치 확인 회로의 내부 구성을 도시하는 블록도.

도 10은 제 2 실시예의 장치에서 포커싱의 작업 순서를 도시하는 플로우차트를 도시하는 도면.

본 발명의 기록 장치는 레지스트 마스터 디스크에, 적정 포커스 위치에 설정되는 기록 렌즈를 통해 기록용 레이저광을 노광하는 기록 장치에 있어서,

상기 적정 포커스 위치의 초기 설정 시에 상기 레지스트 마스터 디스크에 조사되어 상기 레지스트 마스터 디스크로부터 반사되는 포커스용 레이저광을 수광하고, 그 수광 위치와 소정의 기준 수광 위치와의 위치 편차에 따른 검출 신호를 출력하는 변위 가능한 레이저광 검출 수단과,

상기 검출 신호에 응답하여 상기 위치 편차를 해소하도록 상기 기록 렌즈의 레지스트 마스터 디스크에 대한 상대적인 위치를 자동적으로 조정하여 상기 기록 렌즈를 적정 포커스 위치에 위치 결정하는 서보 장치와,

상기 레이저광 검출 수단의 변위량을 검출하는 변위량 검출 수단과,

상기 변위량 검출 수단으로부터의 출력 신호를 수치화하여 표시하는 표시 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 구성에 의하면, 미리 숙련된 오퍼레이터가 설정했을 때의 레이저 검출 수단의 변위량을 수치화하여 표시 해두면, 다음에 적정 포커스 위치를 초기 설정할 때에는 그 숫자를 기준으로 하면, 숙련된 오퍼레이터 이외의 사람이라도 정확한 초기 설정을 쉽게 할 수 있다. 더욱이 종류가 다른 레지스트 마스터 디스크마다 적정 포커스 위치 데이터를 보존하여 두면 레지스트 마스터 디스크의 종류에 대응하는 적정 포커스 위치의 초기 설정을 쉽게 행할 수 있기 때문에 작업 능률은 더욱 향상된다.

또한, 상기 기록 렌즈가 적정한 포커스 위치에 있을 때에 상기 포커스용 레이저광의 수광 위치가 상기 기준 수광 위치에 일치했을 때의 변위량을 기준 변위량으로 하여 미리 설정되어 있는 기준 변위량 설정 수단과,

상기 기준 변위량과 상기 변위량 검출 수단으로부터의 변위량 검출값이 일치하도록 상기 레이저광 검출 수단의 변위량을 자동적으로 조정하는 변위량 자동 조정 수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명에 따른 양호한 실시예에서는 기준 변위량 설정 수단과, 변위량 자동 조정 수단이 더 구비된다.

상기 기준 변위량 설정 수단에는 기록 렌즈가 적정 포커스 위치에 있을 때에 포커스용 레이저광의 수광 위치가 기준 수광 위치에 일치했을 때의 변위량이 기준 변위량으로서 미리 설정된다. 변위량 자동 조정 수단은 기준 변위량과 변위량 검출 수단으로부터의 변위량 검출치가 일치하도록 레이저광 검출 수단의 위치량을 자동적으로 조정한다.

상술한 양호한 실시예에 의하면 기준 변위량과 변위량 검출치가 일치하도록 레이저광 검출 수단의 변위량이 자동적으로 조정되므로 오퍼레이터의 수고를 끼치지 않고 레이저광 검출 수단의 변위량을 자동적으로 조정할 수 있다.

이하 본 발명의 양호한 실시예는 도면에 의해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기록 장치의 전체 구성을 도시하는 블록도이다.

상기 장치는 도시하는 바와 같이 광학계(50)와, 이 광학계(50)를 구성하는 기록 렌즈(77a)를 서브미크론의 정밀도로 레지스트 마스터 디스크(110)에 추종시키기 위한 포커스 서보 시스템(80)을 구비한다. 상기 장치는 더욱이 레지스트 마스터 디스크(110)를 높은 정밀도로 회전시키고, 또한 광학계(50)와 상대적인 이동을 시키는 이송 기구(도시하지 않음)나, 기록 정보를 나타내는 신호의 변복조 장치 등의 신호 처리 회로(도시하지 않음)등도 구비한다.

광학계(50)는 기록용 레이저(51)와, 파워 제어기(53)와, 미러(55)와, 변조기(57)와, 미러(59 내지 65)와, CCD 카메라(67)와, 모니터(69)와, 헤드 기구(71)와 포커스용 레이저(73)를 구비한다.

포커스 서보 시스템(80)은 광검출기(PD)(81)와, 감속 기어 기구(85)와, 전위차계(87)와, 증폭기(89)와, A/D 변환기(91)와, 디지털 표시기(93)를 구비한다. 포커스 서보 시스템(80)은 모터(95)와, 모터 구동 회로(97)와, 포커스 미세 조정 회로(99)와, 헤드 슬라이드 제어 회로(101)와, 포커스 서보 회로(103)를 더 구비한다.

광학계(50)를 구성하는 상기 각부와, 포커스 서보 시스템(80)을 구성하는 PD(81), 전위차계(87), 모터(95)와는 1 개의 광학대(도시하지 않음) 상의 소정위치에 각각 위치되어 있으며, PD(81)는 그 광학대 상에서 도시한 바와 같이 좌우 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다.

다음으로, 광학계(50)를 구성하는 각부분에 대해서 설명한다.

기록용 레이저(51)는 기록 광원 및 제어 신호용 광원으로서 기능하는 것으로, 예컨대 λ= 441.6nm 의 레이저광을 기록용 레이저광으로서 출사하는 He-Cd 레이저가 사용되고 있다. 파워 제어기(53)는 기록용 레이저(51)로부터의 레이저광을 미러(55)에 출사함과 동시에, 미러(55)를 투과하여 직진하는 레이저광을 검출하는 광검출기(도시하지 않음)로부터의 검출 신호를 입력하여 기록용 레이저(51)로부터의 레이저광을 원하는 강도로 제어한다. 제어기(57)에는 예컨대 매체중의 음향파와 광파와의 관계를 이용하는 음향 광학 효과(A/O) 광변조기가 이용되고 있다. 변조기(57)는 기록용 레이저(51)로부터 파워 제어기(53)를 통해 출사되어 미러(55)에 의해 인도된 레이저광을 수광하고, 이것을 기록해야하는 정보 신호나 제어 신호에 의해 변조하여 미러(59)에 출사한다.

미러(59)는 변조기(57)로부터의 기록용 레이저광을 다이크로익 미러(61), 미러(63), 헤드 기구(71)의 기록 렌즈(77a)를 통해 레지스트 마스터 디스크(110)에 인도한다. 미러(59)는 또한, 레지스트 마스터 디스크(110)로부터 반사되고, 상기 광로를 역방향으로 통과하여 입사하는 기록용 레이저광을 CCD 카메라(67)에 인도한다. 본 실시예에서는 미러(59)로서 편향 빔 스플리터(PBS)가 이용되어 있다.

헤드 기구(71)는 헤드(77)와, 이 헤드(77)를, 레지스트 마스터 디스크(110)에서 30밀리 정도 떨어진 위치를 홈 포지션으로 하여 상하 방향으로 미끄럼이동가능하게 유지하는 헤드 슬라이더(75)로 이루어진다.

헤드 슬라이더(75)는 헤드 슬라이더 제어 회로(101)의 제어 하에서, 상기 위치(홈 포지션)를 상한으로 하여 헤드(77)를 상하 방향으로 수십 밀리 미끄럼이동시킨다. 그리고, 레지스트 마스터 디스크(110)의 회전 정지 시에는 기록 렌즈(77a)가 저스트포커스 상태로 될 수 있는 위치(이하, 헤드(77)의 적정 위치라 함)에 헤드(77)를 위치 결정한다. 헤드 슬라이더(75)는 응답성이 나쁘다. 그 때문에, 레지스트 마스터 디스크(110)의 회전에 수반되는 면의 흔들림에 기인하여 기록 렌즈(77a)가 저스트포커스 상태로 되는 위치(이하, "적정 포커스 위치"라 함)가 헤드(77)의 적정 위치로부터 수 ㎛ 정도로 변동하여도 이 변동에 추종시켜 상기 적정 위치를 보정하는 제어는 행하지 않는다.

헤드(77)는 기록 렌즈(77a)와, 기록 렌즈(77a)를 둘러싸고 설치되며, 헤드 본체 내에서 기록 렌즈(77a)를 상하 방향으로 50㎛까지 이동 가능하게 형성된 보이스 코일 모터(VCM)(77b)를 구비한다.

기록 렌즈(77a)에는 예컨대 개구수 NA가 0.9의 조임 렌즈가 이용된다. 이 경우 기록 렌즈(77a)의 초점 심도 h(h = λ/(NA) 2 로 구해짐)는 매우 얕아지므로 기록용 렌즈의 조사 시에는 이 초점 심도 h 내에 레지스트 마스터 디스크(110)의 노광면이 들어가도록 기록 렌즈(77a)의 위치를 조정할 필요가 있다.

VCM(77b)는 포커스 서보 회로(103)의 제어 하에서, 일단 헤드(77)가 적정 위치에 위치 결정된 후 레지스트 마스터 디스크(110)의 회전 시에 그 면의 흔들림에 기인하여 적정 포커스 위치가 변동했을 때에 이 변동에 추종하여 기록 렌즈(77a)의 헤드 본체 내에서 상대 위치를 적정 포커스 위치가 되도록 조정한다.

포커스용 레이저(73)는 포커싱(초점 제어)을 위한 오차 신호 검출 광원으로서 기능하므로, 예컨대 λ= 632.8nm의 렌즈광을 출사하는 He-Ne 레이저가 이용되고 있다. 미러(65)는 포커스용 레이저(73)로부터 출사된 레이저광을 다이크로익 미러(61), 미러(63) 및 기록 렌즈(77a)를 통해 레지스트 마스터 디스크(110)에 인도하도록 반사한다. 미러(65)는 또한, 레지스트 마스터 디스크(110)로부터 반사되고, 기록 렌즈(77a), 미러(63), 다이크로익 미러(61)를 통해 입사하는 렌즈광 중 포커스용 레이저광만을 투과시키고, 기록용 레이저광에 대해서는 투과시키지 않도록 구성되어 있다. 그러므로, 레지스트 마스터 디스크(110)로부터 반사된 포커스용 레이저광 만이 포커스 서보 시스템(80)을 구성하는 광검출기(PD)(81)에 인도된다. 본 실시예에서는, 미러(65)로서 상기 미러(59)의 경우와 마찬가지로 편광 빔 스플리터(PBS)가 이용되고 있다.

CCD 카메라(67)는 미러(59)를 통해 입사하는 기록용 레이저광의 스포트 상을 나타내는 전기 신호를 생성하여 모니터(69)에 출력한다. 이것에 의해 모니터(69)에는 상기 각각의 스포트 상이 육안으로 관찰 가능하게 표시된다.

다음에, 포커스 서보 시스템(80)을 구성하는 각부분에 대해서 설명한다.

PD(81)는 도 3에 도시하는 바와 같은 평면 형상을 가지며, 구동축(81a)에 의해 좌우 방향으로 이동 가능한 일차원의 위치 검출 센서 또는 2분할 센서이다.

구동축(81a)은 그 외주면에 PD 본체와 나사 결합하는 이송 나사(도시하지 않음)를 가지며, 또한 감속 기어 기구(85)와 전위차계(87)를 구비한다. 그리고, 감속 기어 기구(85)를 통해서 전달되는 모터(95)의(정/역방향의)회전력에 의해 PD 본체를 도2(도3)의 좌우 방향으로 이동시킨다.

위치 검출 센서 또는 2분할 포토다이오드는 검출 영역이 도 3의 길이(횡) 방향을 따라 설정되어 있고, 도 3에 도시하는 중심 위치에서 도 3의 우측에 위치하는 포토다이오드(우측 포토다이오드)와 도 3의 좌측에 위치하는 포토다이오드(좌측 포토다이오드)로 분할되어 있다. 그래서, 분할된 좌우의 포토다이오드 각각 1개의 출력 단자(우측 포토다이오드 대응하는 출력 단자를 우측 출력 단자, 또한 좌측 포토다이오드에 대응하는 출력 단자를 좌측 출력 단자라고 각각 칭함. 어느 것도 도시되어 있지 않음)를 구비한다. 본 실시예에서, 2분할 포토다이오드는 광검출 신호로서 좌우의 출력 단자로부터 각각 양의 전압 신호를 출력하도록 구성되어 있다.

즉, 도 3에서, 미러(65)를 투과하여 입사하는 포커스용 레이저광의 빔 스포트가 우측 포토다이오드의 검출 영역인 부호 f3 의 위치에 있을 때는 우측 출력 단자로부터는 비교적 큰 양의 전압 신호가, 좌측 출력 단자로부터는 비교적 작은 양의 전압 신호가 각각 출력된다. 또한, 상기 빔 스포트가 우측 포토다이오드의 검출 영역에서 부호 f3 의 위치 보다 더 우측의 부호 f4 의 위치에 있을 때는 우측 출력 단자로부터는 상기 보다 더 큰 양의 전압 신호가 좌측 출력 단자로부터는 더욱 작은 양의 전압 신호가 각각 출력된다.

이에 대해서, 상기 빔 스포트가 좌측 포토다이오드 검출 영역인 부호 f2 의 위치에 있을 때는 좌우의 출력 단자로부터의 전압 신호의 크기는 상기 빔 스포트가 부호 f3 의 위치에 있을 때와는 역으로 된다. 또한 상기 빔 스포트가 좌측 포토다이오드의 검출 영역에 대해서 부호 f2 의 위치 보다 더 좌측의 부호 f1 의 위치에 있을 때는 좌우의 출력 단자로부터의 전압 신호의 크기는 상기 빔 스포트가 부호 f4 의 위치에 있을 때와는 역으로 된다.

또한, 상기 빔 스포트가 부호 f0 로 도시하는 도 3의 중심 위치에 있을 때는 좌우의 출력 단자로부터는 각각 크기가 동일한 양의 전압 신호가 출력된다. 후술하는 바와 같이, 이 부호 f0 로 나타낸 위치는 전술한 광학대 상에서 PD(81)의 위치에 의해서는 기록 렌즈(77a)의 적정 포커스(=저스트포커스 상태)에 대응하는 위치이다. 이 이외의 부호 f1, f2, f3, f4 로 도시하는 중심으로부터 치우친 위치는 광학대 상에서 PD(81)의 위치에 의해서는 기록 렌즈(77a)의 디포커스 상태에 대응할 수 있는 위치이다. 광학대 상에서 PD(81)의 위치 여하에 무관하게, 상기 빔 스포트가 도 3의 중심으로부터 치우친 위치 f1 내지 f4 에 있을 때는, 반드시 도 3의 중심 위치 f0 에 오도록, 상기 렌즈(77a)의 위치가 포커스 서보 회로(103)와 VCM(77b)에 의해 자동적으로 조정된다. 또한, 상술한 좌우의 출력 단자로부터 정의 전압 신호에 대신하여 음의 전압 신호를 출력하도록 하여도 좋다.

상술한 2분할 포토다이오드의 광검출 신호는 좌우의 출력 단자로부터 각각 포커스 서보 회로(103)의 차동 증폭기(103a)에 출력된다.

다시 도 2를 참조하면, 전위차계(87)에는 예컨대 회전 각도를 전압으로 변환하는 다회전 전위차계가 이용되어 있고, 이 다회전 전위차계는 검출한 구동축(81a)의 회전량에 따른 전압 신호를 증폭기(89)에 출력한다. 증폭기(89)는 전위차계(87)로부터의 전압 신호를 소정의 증폭률로 증폭한 후, A/D 변환기(91)에 출력한다. A/D 변환기(91)는 증폭기(89)로부터 출력된 전압 신호(아날로그 신호)를 디지털 신호로 변환하여 디지털 표시기(93)에 출력한다.

디지털 표시기(93)는 복수항의 7 세그먼트를 구비하고 있으며, A/D 변환기(91)로부터 출력되는 디지털 신호를 상기 각각의 7 세트먼트를 구동함으로써 수치 정보로서 표시한다.

이 수치 정보는 예컨대 레지스트 마스터 디스크(110)의 회전 정지 시에 헤드(77)가 적정 위치에 위치 결정될 때의 광학대 상의 PD(81)의 위치를 기준 위치로 하여, 레지스트 마스터 디스크(110)의 회전 시에 기록 렌즈(77a)가 VCM(77b)에 의해 적정 포커스 위치에 위치 결정될 때에 광학대 상의 PD(81)의 현재 위치와 기준 위치와의 거리를 나타내고 있다. 이 수치 정보는 컷팅을 행하는 레지스트 마스터 디스크(110)의 종류에 따라 다르며, 본 장치에 의해서 각종의 레지스트 마스터 디스크(110)의 컷팅을 행할 때에 초기 설정되는 값으로 된다. 이것에 대해서는 나중에 상세히 설명한다.

모터(95)는 정/역 회전가능하게 구성되어 있으며, 모터 구동 회로(97)에 의해 구동된다. 포커스 미세 조정 회로(99)는 PD(81)를 도 2(도 3)의 좌우 방향으로 미소량 이동시킴으로써 포커스 서보 회로(103), 및 VCM(77b)를 통해 기록 렌즈(77a)의 포커스를 미세 조정하는 것으로 모터 구동 회로(97)에 대해 모터(95)를 미소량 회전시키기 위한 제어 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 포커스 미세 조정 회로(99)에는 오퍼레이터가 PD(81)의 좌우 방향으로의 이동량을 설정하기 위한 조작부(도시하지 않음)가 설치되어 있다.

헤드 슬라이더 제어 회로(101)는 적정 포커스 위치를 각종 레지스트 마스터 디스크마다 초기 설정하기 위한 포커스 동작, 또는 레지스트 마스터 디스크(110)의 노광을 행하기 위해 본 장치(도 2에 도시한 기록 장치)의 포커스 동작을 개시할 때에 최초로 구동되는 것이다. 즉, 레지스트 마스터 디스크(110)의 회전 정지 시에 미리 광학대 상의 소정 위치에 위치 결정되어 있는 PD(81)로부터의 광검출 신호에 기인하여 예컨대 차동 증폭기(103a)와 같은 오차 신호 생성 수단으로부터 출력되는 차동 신호(나중에 설명함)를 참조하면서 헤드 슬라이더(75)를 제어한다. 이러한 제어에 의해, 헤드(77)를 그 홈 포지션(레지스트 마스터 디스크(110)의 표면에서 30 밀리 정도 상방향의 위치)으로부터 미리 정해져 있는 적정 위치까지 하강시킨다.

포커스 서보 회로(103)는 이미 설명한 바와 같이 차동 증폭기(103a)를 내장하고 있으며, 헤드 슬라이더 제어 회로(101)에 의한 헤드(77)의 적정 위치로의 위치 결정 동작이 종료한 후 자동적으로 또는 오퍼레이터에 의해 기동된다. 포커스 서보 회로(103)는 레지스트 마스터 디스크(110)의 회전 시에 포커스 미세 조정 회로(99)에 의해 도 2의 좌우 방향으로 위치를 변경시킨 PD(81)로부터의 광검출 신호에 기초하여 VCM(77b)를 제어하고, 기록 렌즈(77a)의 위치를 미세 조정한다.

즉, PD(81)이 광학대 상의 어느 위치에 위치 결정된 상태로, 차동 증폭기(103a)에 의해 연산된 상기 2개의 출력 단자로부터의 전압 신호의 차분(오차 신호)이 양일 때는 포커스용 레이저광의 빔 스포트가 예컨대 도 3의 부호 f3 또는 f4 로 도시하는 우측 포토다이오드의 검출 영역에 있다. 그 때문에 포커스 서보 회로(103)은, 상기 빔 스포트가 도 3의 부호 f0 로 도시하는 위치에 와서 상기 오차 신호가 0 으로 되도록 VCM(77b)를 통해 기록 렌즈(77a)를 상하 방향으로 수 ㎛ 이동시키는 조정을 행한다. 상기 2개의 출력 단자로부터의 전압 신호의 차분이 음일 때는 상기 레이저광의 빔 스포트가 도3의 부호 f1 또는 f2 로 도시하는 좌측 포토다이오드의 검출 영역에 있다. 이 때에도 상기와 마찬가지로 상기 빔 스포트가 예컨대 도 3의 부호 f0 로 도시하는 위치에 오도록 VCM(77b)를 통해 기록 렌즈(77a)의 위치를 미세 조정한다.

그러므로, PD(81)를 광학대 상의 어느 위치로부터 좌우 방향으로 미소량 이동시켜 별도의 위치에 정지시킴으로써, 포커스용 레이저광의 빔 스포트가 PD(81)의 중심 위치 f0 로부터 떨어진 위치(f1, f2, f3, f4)에 와도, 상기 빔 스포트가 중심 위치 f0 에 오도록, 기록 렌즈(77a)의 위치가 자동적으로 조정된다.

예컨대, PD(81)의 중심 위치를 도 5에서 부호 S'의 위치에 설정하여, 헤드 슬라이더 제어 회로(101)에 의해 헤드(77)를 도 5에 도시한 위치에 위치 결정한다. 이 경우 레지스트 마스터 디스크(110)의 노광면이 마스터 디스크(110)의 회전에 기인하는 면의 흔들림 등에 의해 부호 (110b)의 위치로 위치가 벗어나 있을 때는 포커스용 레이저광의 빔(70)은 부호(72)에 도시하는 노광면상의 위치에서 반사하고, 부호(74)로 도시한 형태로 PD(81)에 입사한다. 그 때문에 기록용 서보광(78)이 디포커스 상태로 컷팅이 행해진다.

이 경우 PD(81)의 중심 위치를 도 5에서 부호 S의 위치로 다시 설정하면 포커스 서보 회로(103)에 의해 기록 렌즈(7a)의 위치가 레지스트 마스터 디스크(110)로부터 떨어지도록 미세 조정된다. 그 결과 레지스트 마스터 디스크(110)의 노광면의 기록 렌즈(77a)에 대한 상대적인 위치가 부호(110b)로부터 부호(110a)로 보정되므로, 포커스용 레이저광의 빔(70)은 부호(80)로 도시하는 노광면 상의 위치에서 반사하고, 부호(76)로 도시한 형태로 PD(81)에 입사한다. 그 때문에 기록용 레이저광(78)이 저스트포커스 상태(=적정 포커스위치)로 컷팅이 행해진다. PD(81)의 중심 위치를 부호 S'로 도시한 위치로부터 부호 S로 도시한 위치로 변경했을 때의 PD(81)의 이동량을 전위차계(87)로 검출하고, 그것을 디지털량으로 하여 표시한 점이 본 실시예의 장치에서 중요한 특징이다.

또한, 디스크의 종류에 따라서는, 기록 렌즈(77a)의 적정 포커스 위치가 부호(110b)로 도시한 위치에 오는 것도 존재한다.

다음에, 상기 장치에 있어서, 기록 렌즈(77a)의 적정 포커스 위치를 초기 설정할 때의 포커싱의 작업 순서는 도 4의 플로우차트를 참조하면서 설명한다.

이하에 설명하는 작업 순서를 실행하는 전제로서, 숙련된 오퍼레이터에 의해 미리 채집된 기록 렌즈(77a)의 적정하다고 사료될 수 있는 포커스 위치 데이터(이하 "추정 적정 포커스 위치 데이터" 라함)를 이용한다.

포커싱의 개시 때에, 우선 오퍼레이터는 PD(81)를 광학대 상의 소정 위치에 위치 결정하고, 또한 레지스트 마스터 디스크(110)의 회전을 정지시킨 상태에서 포커스용 레이저(73)를 구동한다. 그래서 헤드 슬라이더 제어 회로(101)에 구동 지령을 입력함으로써 제어 회로(101)를 통해 헤드 슬라이더(75)를 제어하여 헤드(77)를 하강시킨다(단계 S121). 이 제어 동작에 대해서, 헤드 슬라이더 제어 회로(101)는, 헤드(77)가 미리 정해져 있는 적정 위치에 도달하였는지의 여부를, 예컨대 차동 증폭기(103a)로부터의 오차 신호를 참조함으로서 정기적으로 체크한다(단계 S122).

이 체크 결과, 헤드(77)가 적정 위치 보다 상방향에 있다고 판단했을 때는(단계 S123) 하강 동작을 지속시키고(단계 121), 하방향에 있다고 판단했을 때는(단계 123) 하강 동작을 정지함과 동시에 상승 동작으로 전환한다(단계 124). 또한 헤드 슬라이더 제어 회로(101)에 의한 상기 제어 동작 중에는 오퍼레이터는 포커스 서보 회로(103)를 기동시키지 않는다. 이와 같이 하여 헤드(77)가 상기 적정 위치에 도달했다고 판단하면(단계 S122), 헤드 슬라이더 제어 회로(101)는 헤드 슬라이더(75)의 구동을 정지한다(단계 S125).

다음에, 마스터 디스크(110)를 회전시켰을 때, 상기 적정 위치에서는 기록 렌즈(77a)가 적정 포커스 위치에 위치 결정할 수 없다고 판단했을 때, 포커스 서보 회로(103)는 기동한다(단계 S126). 그래서, 포커스 미세 조정 회로(99)의 조작부로부터 추정 적정 포커스 위치 데이터에 대응한 PD(81)의 미소 이동량을 설정하여, 포커스 미세 조정 회로(99)에 의해 PD(81)을 좌우 방향으로 미소 이동시킨다(단계 S127). 레지스트 마스터 디스크(110)의 회전에 기인하는 면의 흔들림과 상기 미소 이동에 의해 PD(81)의 2개의 출력 단자로부터의 전압 신호의 차분이 가변되므로, 포커스 서보 회로(103)는 차동 증폭기(103a)로부터의 오차 신호가 0으로 되도록 기록 렌즈(77a)를 상하 방향으로 수 ㎛ 이동시킨다. 이와 같이 하여 포커스 서보 회로(103)에 의해 상기 오차 신호가 0이 되도록 조정되는 기록 렌즈(77a)의 헤드(77) 내에서의 상대적 위치가, 레지스트 마스터 디스크(110)를 회전시켰을 때의 적정 포커스 위치가 될 수 있다. 오퍼레이터는 이 때에 디지털 표시기(93)에 표시된 수치 정보와, 상기 추정 적정 포커스 위치 데이터를 비교한다(단계 S128). 이러한 비교 결과, 표시된 수치 정보와, 상기 추정 적정 포커스 위치 데이터가 일치하면, 상기 추정 적정 포커스 위치 데이터를 적정 포커스 위치 데이터로 하여 그 보존을 지속시킴과 동시에(단계 S129), 이것을 적정 포커스 위치의 초기 설정으로 이용한다(단계 S130).

단계 S128 에서의 비교 결과, 양자가 불일치하면, 표시된 수치 정보를 적정 포커스 위치 데이터로 하여 상기 추정 적정 포커스 위치 데이터를 바꿔 기록한 후에(단계 S131), 단계 S130 로 진행한다.

상술한 단계 S121 내지 단계 S131 에 나타낸 작업 동작을 몇 번이고 반복함으로써, 미리 알고 있는 추정 적정 포커스 위치 데이터로부터 각종 디스크마다의 적정 포커스 위치 데이터를 채집할 수 있게 된다.

그러므로, 레지스트 마스터 디스크(110)의 노광에 앞서, 레지스트 마스터 디스크(110)의 종류에 대응한 적정 포커스 위치 데이터를 선택하고, 그것에 기초하여 기록 렌즈(77a)의 적정 포커스 위치를 초기 설정함으로써, 복제된 디스크에 새겨지는 피트(또는 그루브) 형상의 불규칙한 분포를, 종래의 것 보다 적게 할 수 있다.

본 실시예에 따른 레지스트 마스터 디스크(110)를 기초로 복제된 디스크와 종래 기술에 관계되는 레지스트 마스터 디스크를 기초로 복제된 디스크에 있어서, 각각의 디스크에 새겨진 피트(또는 그루브)의 깊이와 폭 사이의 관계의 불규칙한 분포를 비교한다.

도 6은 본 실시예에 따른 레지스트 마스터 디스크(110)를 기초로 복제된 디스크에서 피트(또는 그루브)의 깊이와 폭 사이의 관계의 불규칙한 분포를 도시한다. 또한 도 7은 종래 기술에 따른 레지스트 마스터 디스크를 기초로 복제된 디스크에서 피트(또는 그루브)의 깊이와 폭 사이의 관계의 불규칙한 분포를 도시한다.

상기 양 도면에서 종축은 디스크에 새겨진 피트(또는 그루브)의 폭을, 횡축은 디스크에 새겨진 피트(또는 그루브)의 깊이를 나타내고 있다. 피트(또는 그루브)의 깊이와 폭은 일정한 관계(깊이가 깊어지면 그에 따라 폭도 넓어짐)를 가지지만, 그 관계는 기록 렌즈(77a)의 포커스 위치에 불규칙한 분포가 적은 것을 전제로 하여 성립하는 것이다. 그러므로 기록 렌즈(77a)의 포커스 위치에 불규칙한 분포가 생기면, 깊이와 폭 사이의 상기 관계가 흐트러진다.

도 6은 기록 렌즈(77a)의 포커스 위치에 불규칙한 분포가 적은 경우를, 도 7은 기록 렌즈(77a)의 포커스 위치에 불규칙한 분포가 많은 경우를 도시하고 있다. 도 6과 도 7을 비교하면, 본 실시예에 따른 레지스트 마스터 디스크(110)를 기초로 복제된 디스크 쪽이 종래 기술에 따른 레지스트 마스터 디스크를 기초로 복제된 디스크보다도 피트(또는 그루브)의 깊이와 폭 사이의 관계의 불규칙한 분포가 적은 것은 분명하다.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기록 장치의 전체 구성을 도시하는 블록도이다.

상기 장치는 도시한 바와 같이, 증폭기(89)의 출력측과 포커스 서보 회로(103)의 입력측과의 사이에서 적정 포커스 위치 확인 회로(105) 및 수동으로 개폐하는 스위치(107)를 구비하는 점에서 제 1 실시예에 따른 기록 장치와 상위하다. 그 외의 구성에 있어서는 제 1 실시예에 따른 기록 장치와 마찬가지이므로 그들의 설명을 생략한다.

적정 포커스 위치 확인 회로(105)는 제 1 실시예에서 포커스 미세 조정 회로(99)의 조작부와 마찬가지의 기능을 갖는 것으로, 적정 포커스 위치를 초기 설정할 때에 이용되는 것이다. 적정 포커스 위치 확인 회로(105)는, 도9에 도시하는 바와 같이, 차동 증폭기(105a)와, 그 반전 입력 단자측에 접속되는 리어 렌즈 전압 설정 회로(105c)와, 버퍼로서의 기능을 갖는 증폭기(105b)를 구비한다.

리어 렌즈 전압 설정 회로(105c)에는 리어 렌즈 전압을 소망의 값으로 분압하기 위한 가변 저항 회로가 이용되고 있다. 리어 렌즈 전압 설정 회로(105c)는 오퍼레이터가 그 접동자를 조작함으로서 추정 적정 포커스 위치 데이터를 나타내는 PD(81)의 미소 이동량에 대응한 리어 렌즈 전압이 설정 가능하게 되어 있다.

차동 증폭기(105a)는 증폭기(89)로부터의 출력 신호와 리어 렌즈 전압 설정 회로(105c)로부터 인가되는 리어 렌즈 전압과의 차분을 연산하고, 그 차분에 대응한 전압 신호(오차 신호)를 출력한다. 이 오차 신호는 스위치(107)가 닫혀져 있을 때만 포커스 미세 조정 회로(99)에 출력되고, 이것에 의해 포커스 미세 조정 회로(99) 및 모터 구동 회로(97)를 통해 모터(95)가 제어되며, PD(81)가 좌우 방향으로 미소량 이동한다.

스위치(107)는 적정 포커스 위치 확인 회로(105)에 의한 적정 포커스 위치의 초기 설정시에만 오퍼레이터에 의해 닫혀지는 스위치이다. 따라서, 일단 적정 포커스 위치가 초기 설정된 후에는 열린 상태로 놓인다.

도 10은 상기 장치에서 기록 렌즈(77a)의 적정 포커스 위치를 초기 설정할 때의 포커싱의 작업 순서를 도시하는 플로우차트이다.

도 10에 도시한 작업 순서와 도 4에 도시한 작업 순서와는 양 도면에 각각 도시한 플로우차트를 비교 대조하면 명백한 바와 같이 단계 S127 에 도시한 처리 동작과 단계 S132 에 도시한 처리 동작만이 다르다.

즉, 도 10의 작업 순서에서는 포커스 서보 회로(103)를 기동한 후(단계 S126)에 스위치(107)를 개방한 채로 리어 렌즈 전압 설정회로(105c)에 의한 추정 적정 포커스 위치 데이터에 대응한 리어 렌즈 전압을 설정한다(단계 S132). 그 이후 스위치(107)를 닫으면, 차동 증폭기(105a)에 있어서 연산된 증폭기(89)로부터의 출력 신호와 리어 렌즈 전압과의 차분 신호에 의한 모터(95)가 제어되고, PD(81)가 좌우 방향으로 미소량 이동한다. 이하 포커스 서보 회로(103)에 의한 기록 렌즈(77a)를 상하 방향으로 수 ㎛ 이동시키는 조정 동작과, 오퍼레이터에 의한 적정 포커스 위치인지의 여부를 체크하는 작업으로 이동한다.

상술한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 장치에서도 제 1 실시예에 따른 장치와 마찬가지의 효과를 이룰 수 있다.

또한, 상술한 내용은 어디까지나 본 발명의 각각의 실시예에 관한 것으로서 본 발명이 상기 내용에만 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 기록 렌즈의 적정 포커스 위치를 나타내는 데이터를 수치화하여 사용함으로써 레지스트 마스터 디스크의 종류에 따른 적정 포커스 위치의 초기 설정 작업을 쉽게 행할 수 있는 기록 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 기록 장치는 레이저 컷팅 머신으로서 이용하기에 적합하다.

Claims

레지스트 마스터 디스크에, 적정 포커스 위치에 설정된 기록 렌즈를 통해 기록용 레이저광을 노광하는 기록 장치에 있어서,

상기 적정 포커스 위치의 초기 설정 시에 상기 레지스트 마스터 디스크에 조사되어 상기 레지스트 마스터 디스크로부터 반사하는 포커스용 레이저광을 수광하고, 그 수광 위치와 소정의 기준 수광 위치와의 위치 편차에 따른 검출 신호를 출력하는 변위 가능한 레이저광 검출 수단과,

상기 검출 신호에 응답하여 상기 위치 편차를 해소하도록 상기 기록 렌즈의 레지스트 마스터 디스크에 대한 상대적 위치를 자동적으로 조정하여 상기 기록 렌즈를 적정 포커스 위치에 위치 결정하는 서보 장치와,

상기 레이저광 검출 수단의 변위량을 검출하는 변위량 검출 수단과,

상기 변위량 검출 수단으로부터의 출력 신호를 수치화하여 표시하는 표시 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기록 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 기록 렌즈가 적정 포커스 위치에 있을 때 상기 포커스용 레이저광의 수광 위치가 상기 기준 수광 위치에 일치했을 때의 변위량을 기준 변위량으로하여 미리 설정되어 있는 기준 변위량 설정 수단과,

상기 기준 변위량과 상기 변위량 검출 수단으로부터의 변위량 검출치가 일치하도록 상기 레이저 검출 수단의 변위량을 자동적으로 조정하는 변위량 자동 조정 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기록 장치.