(57)【要約】電磁放射にさらすことにより色が濃くなる印刷媒体（６）における光学濃度、すなわち、ユーザにとって最大吸収度を有するように見え、黒に見える領域が改善される。印刷媒体（６）は少なくとも１つのトラック（２０）に分割（２４）される。トラック（２０）内に、焦点をずらした電磁放射のスポットを形成する。焦点をずらした電磁放射のスポットは、トラック（２０）内の印刷媒体（６）の色を濃くする。
2007514267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁放射にさらすことにより色が濃くなる印刷媒体（６）の光学濃度を向上させる方法であって、
前記印刷媒体（６）を少なくとも１つのトラック（２０）に分割するステップ（２４）と、
前記少なくとも１つのトラック（２０）内に、焦点をずらした電磁放射のスポットを形成するステップ（２６）と、
前記焦点をずらした電磁放射のスポットが、前記少なくとも１つのトラック（２０）の色を濃くするステップと
からなる方法。
【請求項２】
前記印刷媒体（６）を少なくとも１つのトラック（２０）に分割するステップ（２４）は、前記印刷媒体（６）を複数の同心円トラック（２０）に分割することからなる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記印刷媒体（６）を少なくとも１つのトラック（２０）に分割するステップ（２４）は、前記印刷媒体（６）を螺旋状トラック（２０）に分割することからなる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記焦点をずらした電磁放射のスポットを形成するステップ（２６）は、
電磁放射源（８）と前記印刷媒体（６）の間の焦点距離を求めるステップ（３０）と、
前記印刷媒体（６）から焦点オフセットだけずらした前記焦点距離の位置に前記電磁放射源（８）を位置決めするステップ（３４）と、
前記電磁放射源（８）から前記印刷媒体（６）に向けて電磁放射を生成するステップと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
大容量記憶媒体（４）の少なくとも一部を被覆する印刷媒体（６）を備えた大容量記憶媒体（４）と共に使用される大容量記憶装置（２）であって、前記印刷媒体（６）は、電磁放射にさらすことによって色が濃くなり、少なくとも１つのトラック（２０）に分割され、前記大容量記憶装置（２）は、
前記印刷媒体（６）の少なくとも１つのトラック（２０）に向けて電磁放射を生成するように構成された電磁放射源（８）と、
前記電磁放射源（８）と前記印刷媒体（６）の間のの焦点距離を求めるように構成された焦点検出器（１０）と、
前記印刷媒体（６）から焦点オフセットだけずらした前記焦点距離の位置に前記電磁放射源（８）を位置決めし、前記少なくとも１つのトラック（２０）内に焦点をずらした電磁放射のスポットを形成するように構成された半径方向位置決め装置（１４）と
を含み、前記焦点をずらした電磁放射が、前記少なくとも１つのトラック内の前記印刷媒体（６）の色を濃くするように構成される、大容量記憶装置（２）。
【請求項６】
前記焦点オフセットを決定し、該焦点オフセットを前記半径方向位置決め装置（１４）に伝達するように構成されたオフセット制御装置（１２）をさらに含む、請求項５に記載の大容量記憶装置（２）。
【請求項７】
前記電磁放射源（８）はレーザー光源を含む、請求項５に記載の大容量記憶装置（２）。
【請求項８】
前記焦点検出器（１０）は、前記電磁放射源（８）が前記印刷媒体（６）上に焦点のあった電磁放射のスポットを形成するときの前記印刷媒体（６）からの距離を求めるように更に構成される、請求項５に記載の大容量記憶装置（２）。
【請求項９】
電磁放射源を使用して、電磁放射にさらすことにより色が黒くなり、少なくとも１つのトラック（２０）に分割（２４）された印刷媒体（６）の光学濃度を向上させる方法であって、
前記電磁放射源（８）と前記印刷媒体（６）の間の焦点距離を求めるステップ（３０）と、
前記印刷媒体（６）から焦点オフセットだけずらした前記焦点距離の位置に前記電磁放射源（８）を位置決めするステップ（３４）と、
前記電磁放射源（８）から前記印刷媒体（６）に向けて電磁放射を生成し、前記少なくとも１つのトラック（２０）内に焦点をずらした電磁放射のスポットを形成するステップ（３６）と、
前記焦点をずらしたスポットが、前記少なくとも１つのトラック（２０）内の前記印刷媒体（６）の色を濃くするステップと
からなる方法。
【請求項１０】
前記電磁放射源（８）と前記印刷媒体（６）の間の焦点距離を求めるステップ（３０）は、前記電磁放射源（８）が前記印刷媒体（６）上に焦点の合った電磁放射のスポットを形成するときの前記印刷媒体（６）からの距離を求めることからなる、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本特許出願は、２００３年９月１２日に出願され引用により本明細書に組み込まれる「Optical Disc Drive Focusing Apparatus」と題する同一出願人による米国特許出願第１０／６６０９９１号、代理人整理番号第２００３１１７４５号の一部継続出願である。本出願は、また、２００３年９月１２日に出願され引用により本明細書に組み込まれる「Optical disk Drive Focusing Apparatus」と題する同一出願人による米国特許出願第１０／６６１３９４号、代理人整理番号第２００３１３５９２号に関連する。本出願は、また、２００３年９月１２日に出願され引用により本明細書に組み込まれる「Optical disk Drive Focusing Apparatus」と題する同一出願人による米国特許出願第１０／６６１７５２号、代理人整理番号第２００３１３５９６号に関連する。
【０００２】
発明の分野
本発明は、一般に電磁放射にさらすことによって色が濃くなる印刷媒体に関し、詳しくは、印刷媒体の光学濃度を高めることに関する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
従来から、光ディスクは、データを表わす色の濃いスポットを形成するために、レーザ活性化材料を使用してデータ側にマークされている。色の濃いスポットは、光ディスクドライブによって読み取られる。光ディスクドライブはディスクに光を放射し、その光が反射されたか否かを検出することによってデータを読み取る。
【０００４】
光ディスク上の使用可能なスペースをより完全に利用するために、ディスク上に出来るだけ多くのデータを収めることが望ましい。この目的を達成するためには、スポットサイズを小さくし、記憶するデータの密度を高める。データを正確に読み書きする能力を維持しつつ、スポットサイズは可能な限り小さくされる。
【０００５】
また、光ディスクには、画像がラベル付けされる場合がある。レーザ活性化材料は、ディスクのラベル側に付着される。このレーザ活性化材料は、光ディスクドライブ内でレーザにさらされると色が濃くなり、すなわちマークされる。
【０００６】
レーザ活性化材料上にラベルを作成または印刷するのにかかる時間の長さは、ディスクの回転速度とディスク上のトラック幅の関数である。回転速度が速くなるほど印刷時間は短くなるが、ディスクを回転させてラベルを印刷することが可能な速度には上限がある。
【０００７】
従来は、トラックの幅を拡大して印刷時間を短縮しているが、トラック間にマークされないスペースができる。ラベルの作成に必要な時間を短縮するために、この幅の広いトラックは、十分に集束されたマーキングビームの幅よりもさらに離間されることが多い。マークされないスペースはマークされたスペースと視覚的に結合され、完全にマークされてはいない領域のように見える。マークされないスペースを白又は他の明るい色とし、マークされたスペースを黒とした場合、得られる結果は、完全な黒には見えない場合がある。
【０００８】
吸収される光の量の尺度は光学濃度（ＯＤ）である。ユーザにとって最大の吸収度を有するように見える領域は、黒に見えるＯＤ１．２の領域である。それより高いＯＤ値も可能ではあるが、ユーザにとって、そのような値がさらに黒く見えることはない。従来の幅の広いトラックを使用した場合、ＯＤは１．２よりも小さくなることが多い。
【０００９】
トラックの幅を狭くすると、ディスク上の１インチ当たりのトラック数が増え、トラック間に出来るマークされないスペースが少なくなるので、得られる画像の色は濃くなる。しかしながら、トラックの幅を狭くすると、レーザがカバーしなければならない表面積が増えるため、長い印刷時間が必要になる。このように、印刷速度とＯＤの間にはトレードオフがある。従来技術を使用して印刷されるラベルは、比較的幅の狭いトラックを使用して作成され、少なくとも１．２のＯＤを有する場合があるが、比較的幅の広いトラックを使用して作成される１．２よりも小さいＯＤのラベルに比べて、印刷に長い時間がかかる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明の概要
一実施形態において、本発明の原理によれば、電磁放射にさらすことによって色が濃くなる印刷媒体の光学濃度を向上させることができる。印刷媒体は、少なくとも１つのトラックに分割される。トラック内には、焦点をずらした電磁放射のスポットが形成される。焦点をずらした電磁放射のスポットによって、トラック内の印刷媒体の色が濃くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この開示は、光ディスクのような光学的にラベル付けされる媒体の光学濃度を高める方法および装置について説明する。本発明者による実験的研究によれば、焦点の合ったレーザスポットを使用するのではなく、レーザスポットサイズの焦点をずらすことにより、レーザに対する媒体の線速度を低下させことなく、光学的にラベル付けされる媒体上のマーキングスポットの大きさを拡大できることが分かった。これらの実験結果によれば、トラック間隔及び線速度を一定に維持すると共にレーザの焦点をずらした場合、ＯＤは最大３０％向上することが分かった。この焦点ずらしは、オフセット信号を生成し、それを関連事例に記載されてるような一定の最良の焦点を普通は維持しているレーザの焦点調節サーボに加えることによって行われる。この焦点オフセット法は、「離れすぎた」トラック間に出来る「デッドスペース」による大きなＯＤ損失を回復するのに役立つ。また、本発明によれば、媒体のラベル付けに必要な時間を増加させることなくＯＤを向上させることができる。
【００１２】
図１に、本発明の大容量記憶装置２の一実施形態を示している。大容量記憶装置２は、少なくとも一部に印刷媒体６がコーティングされた大容量記憶媒体４と共に使用されるように構成される。
【００１３】
大容量記憶媒体４は情報を記憶することが可能な任意の媒体である。一実施形態において、大容量記憶媒体４は光ディスクである。
【００１４】
印刷媒体６は、電磁放射にさらすことによりその上に画像を印刷することが可能な任意の媒体である。印刷媒体６は、電磁放射にさらされたときに色が濃くなるか、明るくなるか、反射率が変化するか、又は、その光学特性が変化する。一実施形態において、印刷媒体６は大容量記憶媒体４の少なくとも一部を被覆する。印刷媒体６は少なくとも１つのトラック２０に分割される。一実施形態において、トラック２０は大容量記憶媒体４上の螺旋状トラックである。代替実施形態において、トラック２０は大容量記憶媒体４上の同心円リングである。
【００１５】
一実施形態において、大容量記憶装置２は電磁放射源８、焦点検出器１０、オフセットコントローラ１２、及び、半径方向位置決め装置１４を含み、必要に応じて、コンピュータ１６、及び、プログラム記憶システム１８を更に含む。
【００１６】
電磁放射源８は、印刷媒体６のトラック２０に向けて放射される電磁放射を生成するように構成された任意の装置である。一実施形態において、電磁放射源８は、７８０ナノメートルの波長の電磁放射のコヒーレントビームを放射するレーザ放射源である。
【００１７】
焦点検出器１０は、電磁放射源８と印刷媒体６間の焦点距離を見付けるように構成されたハードウェアと実行可能コードの任意の組み合わせである。一実施形態において、この焦点距離は、電磁放射源８が印刷媒体６上に焦点の合った電磁放射のスポットを形成するときの、印刷媒体６からの距離である。
【００１８】
オフセットコントローラ１２は、電磁放射源８の焦点オフセットを決定し、その焦点オフセットを半径方向位置決め装置１４に伝達するように構成されたハードウェアと実行可能コードの任意の組み合わせである。
【００１９】
半径方向位置決め装置１４は、印刷媒体６から焦点オフセットだけずらした焦点距離の位置に電磁放射源８を位置決めし、トラック２０内に焦点をずらした電磁放射のスポットを形成するように構成されたハードウェアと実行可能コードの任意の組み合わせである。焦点をずらしたスポットによって、トラック２０内の印刷媒体６の色が濃くなる。この焦点をずらしたスポットのスポットサイズは、従来の焦点の合ったスポットサイズよりも大きい。
【００２０】
コンピュータ１６は、プログラム記憶システム１８に記憶された実行可能コードを実行するように構成されたハードウェアと実行可能コードの任意の組み合わせである。焦点検出器１０及びオフセットコントローラ１２は、コンピュータ１６とは別のものとして図示説明されているが、代替実施形態において、それらは、又はそれらの一部は、コンピュータ１６と一体化させてもよい。
【００２１】
プログラム記憶システム１８は、データまたは実行可能コードを記憶するように構成された任意の装置またはシステムである。また、プログラム記憶システム１８は、コンピュータ１６により実行可能な本発明の方法の種々のステップを実施するためのコンピュータ１６により実行可能なプログラム、アプレットまたは命令を具体的に実施するプログラム記憶システムであってもよい。プログラム記憶システム１８は、磁気記憶媒体、光記憶媒体、又は、電子記憶媒体のような任意のタイプの記憶媒体であってよい。
【００２２】
図１においてプログラム記憶システム１８は単一の装置として描かれている。代替として、プログラム記憶システム１８は複数の装置を含むこともできる。また、プログラム記憶システム１８の各装置は、異なる媒体タイプで実施してもよい。例えば、プログラム記憶システム１８の或る装置は磁気記憶媒体とし、プログラム記憶システム１８の別の装置は電子記憶媒体としてもよい。
【００２３】
図２は、本発明の一実施形態のステップを示すフロー図である。図２に示したステップは特定の順序で記載されているが、本発明はステップの順序の変更したものも含む。また、本発明の範囲を外れることなく図２に示したステップの間において別のステップ更に実実施してもよい。
【００２４】
印刷媒体６は少なくとも１つのトラック２０に分割（２４）される。一実施形態において、印刷媒体６は複数の同心円トラック２０に分割（２４）される。代替実施形態において、印刷媒体６は螺旋状トラック２０に分割される。
【００２５】
トラック２０内に焦点をずらした電磁放射のスポットを形成（２６）する。焦点をずらしたスポットは、トラック２０内の印刷媒体６の色を濃くし（２８）、又は、その光学特性を変化させる。一実施形態において、この焦点をずらした電磁放射のスポットは、図３に示すように電磁放射源８と印刷媒体６の間の焦点距離を求めることによって形成（３０）される。焦点オフセットがその焦点距離に適用（３２）される。焦点オフセットは、所望の効果を達成する任意の距離であってよい（例は図４〜図６を参照）。一実施形態において、焦点オフセットは、少なくとも２０ミクロンの任意の距離である。他の実施形態において、焦点オフセットは、８０ミクロン未満の任意の距離である。
【００２６】
電磁放射源８は、印刷媒体６から焦点オフセットだけずらした焦点距離の位置に位置決め（３４）される。電磁放射源８は、印刷媒体６に向けて電磁放射を生成（３６）する。焦点オフセットは、正または負の大きさの距離である（図４を参照）。
【００２７】
一実施形態において、電磁放射源８と印刷媒体６の間の焦点距離を求める（３０）ステップは、電磁放射源８が印刷媒体６上に焦点の合った電磁放射のスポットを形成するときの印刷媒体６からの距離を求める（３０）ことを含む。複数の異なる焦点調節アルゴリズムを使用してもよい。関連出願に記載されている表を利用したフィードフォワードアルゴリズムや適応サーボアルゴリズムを使用して、印刷媒体６までの焦点距離を求めてもよい。
【００２８】
図３は、本発明の他の実施形態のステップを示すフロー図である。図３に示すステップは特定の順序で記載されているが、本発明は、ステップの順序を変更したものも含む。また、本発明の範囲を外れることなく、図３に示したステップの間において更に別のステップを実施してもよい。
【００２９】
電磁放射源８と印刷媒体６の間の焦点距離を求める（３０）。印刷媒体６から焦点オフセットだけずらした焦点距離に電磁放射源８を位置決め（３４）する。焦点オフセットは、正または負の大きさの距離である。
【００３０】
一実施形態において、電磁放射源８と印刷媒体６の間の焦点距離は、電磁放射源８が印刷媒体６上に焦点の合った電磁放射のスポットを形成するときの印刷媒体６からの距離を求める（３０）ことによって求める（３０）ことができる。前述のように、印刷媒体６から放射源８までの距離を求めるための多数の代替方法のうちの幾つかは、関連出願に開示されている。
【００３１】
電磁放射源８は、トラック２０内に焦点をずらした電磁放射のスポットを形成するために、印刷媒体６に向けて電磁放射を生成（３６）する。焦点をずらしたスポットは、トラック２０内の印刷媒体６の色を濃くする（２８）。
【００３２】
本発明のシステム及び方法の１つの利点は、速度を犠牲にせずに印刷媒体の光学濃度を向上させることができる点にある。焦点をずらしたスポットを使用してマークした場合、トラックは、焦点の合った電磁放射のスポットを使用した場合と同じ速度でマークされるが、光学濃度は高くなる。
【００３３】
例えば、光や他の電磁エネルギーによって活性化される、すなわち書き込みされる印刷媒体６が最大光学濃度（ＯＤ）を得るためには、特定の時間にわたる最適な放射線強度が必要である。焦点調節システムの場合、特に開口数の大きなシステム（コンパクトディスクシステムやＤＶＤシステム等）の場合、（半径方向位置決め装置１４による）対物レンズ焦点距離のわずかなずれによって、印刷媒体６上のスポットサイズは大きく変化する。対物レンズの焦点（Ｚ軸方向）距離を最小スポットサイズ焦点距離から指定量だけずらすことにより、光学濃度を大幅に向上させることができる。実験的テストから、光学濃度は３０％〜１００％増加することが分かった。
【００３４】
データ例として、図４及び図５は、トラック密度が１０４０トラック／インチ、レーザの線速度が０．５ｍ／秒の場合の、半径方向位置決め装置１４のＺ軸（焦点距離）方向の焦点オフセットとＯＤの変化との関係を示している。図４はレーザ出力が４５ミリワットの場合のオフセットとＯＤの変化との関係を示し、図５はレーザ出力が７０ミリワットの場合のオフセットとＯＤの変化との関係を示している。デルタＯＤは、非マーク領域のＯＤとマーク領域のＯＤの差である。平均ＯＤは、マーク面からの全体的ＯＤである。トラック間の領域を含むところまでトラック幅を拡大してゆくと（図６を参照）、非マーク領域は減少してゆき、従って平均ＯＤはマーク領域自体のＯＤ付近にまで上昇する。見て分かるとおり、デルタＯＤと平均ＯＤは非常に似た軌跡を描いている。
【００３５】
図６は、７０ミリワットレーザ（放射源８）を使用して、トラック間隔１０４０トラック／インチのトラック２０がトラック速度０．５ｍ／秒で書き込まれたテスト印刷媒体６の実験画像を集めたものである。また、トラック２０の隣りには、単一画素を示すスポットサイズ４０も描かれている。オフセットなしの例から分かるように、トラック間は、広い距離だけ離間されている。しかしながら、焦点をずらす際、オフセット距離を負の方向に増大させるのに従って、約−５０μｍまではＯＤが増大してゆき、その時点で、焦点ずらしにおける出力／面積の大きさは、印刷媒体６を適切にマークできないものになる。図５に示すように、−６０μｍまでは、ＯＤが顕しく減少する。また、図には、焦点を正の向きにオフセットしたときの効果も示されている。レーザー出力を７０ミリワットに設定した場合、図５及び図６に示すように、ＯＤは、実際には、正のオフセットが大きくなるほど減少する。しかしながら、図４の場合のように、レーザ出力が４５ミリワットのような低いものである場合、実際には、ＯＤは増加する。ただし、オフセットがさらに大きくなるとＯＤは減少する。当業者には分かるように、ＯＤが最大になる実際のオフセット距離は、印刷媒体６、電磁気放射源８、それに対応する電力レベル、及び、電磁気放射源８に対する印刷媒体６の速度によって異なる。図４〜図６は、特定の一実施形態を例として示すために使用したものに過ぎない。
【００３６】
以上の説明は、本発明のいくつかの実施形態の単なる例に過ぎない。当業者であれば、本発明の範囲から外れることなく、種々の代替及び変更を考え出すことが可能である。例えば、放射状に配置された放射源８に対して、印刷媒体をモータによって回転してもよい。あるいは、印刷媒体６を静止させたまま、放射源８を印刷媒体６に対して移動させてもよい。また、印刷媒体６は、光ディスク以外の材料であってもよい。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲に含まれるそのような代替、変更および変形も全て含む。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に従って電磁放射源の焦点をずらすように構成された半径方向位置決め装置を備えた大容量記憶装置の図である。
【図２】電磁放射にさらすことによって色が濃くなる印刷媒体の光学濃度を向上させる本発明の方法の一実施形態を示すフロー図である。
【図３】電磁放射源を使用して、電磁放射にさらすことにより色が濃くなる印刷媒体の光学濃度を向上させる本発明の方法の他の実施形態を示すフロー図である。
【図４】レーザ出力が４５ミリワットの場合の光学濃度と焦点オフセットの関係を示すグラフである。
【図５】レーザ出力が７０ミリワットの場合の光学濃度と焦点オフセットの関係を示すグラフである。
【図６】７０ミリワットのレーザ出力を使用したときの様々な焦点オフセットの複数のトラックとスポットサイズを示す、印刷媒体の一群の画像である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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2007514267.tif 000010