JPH11213404A - 原盤記録装置及びその方法 - Google Patents
原盤記録装置及びその方法Info
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- JPH11213404A JPH11213404A JP1028798A JP1028798A JPH11213404A JP H11213404 A JPH11213404 A JP H11213404A JP 1028798 A JP1028798 A JP 1028798A JP 1028798 A JP1028798 A JP 1028798A JP H11213404 A JPH11213404 A JP H11213404A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、フォーカスアクチュエータの動作に
起因するトラック方向記録誤差を補正して高精度な記録
を行う。 【解決手段】対物レンズ51の位置を円筒型圧電素子5
4により光ディスク原盤1の表面に対して略垂直方向に
移動制御させると共に、対物レンズ51の位置を圧電チ
ューブ50により光ディスク原盤1のラジアル方向に移
動させる。
起因するトラック方向記録誤差を補正して高精度な記録
を行う。 【解決手段】対物レンズ51の位置を円筒型圧電素子5
4により光ディスク原盤1の表面に対して略垂直方向に
移動制御させると共に、対物レンズ51の位置を圧電チ
ューブ50により光ディスク原盤1のラジアル方向に移
動させる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光ディスク
原盤に対して記録用のレーザ光を照射して、この光ディ
スク原盤に情報の記録を行う原盤記録装置及びその方法
に関する。
原盤に対して記録用のレーザ光を照射して、この光ディ
スク原盤に情報の記録を行う原盤記録装置及びその方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】光ディスクは、大量の情報を記録し取り
出すことができ、情報化社会を支える記録媒体として近
年世の中に広まりつつある。
出すことができ、情報化社会を支える記録媒体として近
年世の中に広まりつつある。
【0003】図26はかかる光ディスク原盤記録装置の
構成図である。
構成図である。
【0004】光ディスク原盤1は、スピンドルモータ2
に連結されたターンテーブル3上に載置され、一定の回
転速度で回転する。
に連結されたターンテーブル3上に載置され、一定の回
転速度で回転する。
【0005】又、軸受け4上には、一軸スライダ5がX
方向に移動自在に設けられている。
方向に移動自在に設けられている。
【0006】この一軸スライダ5の先端部には、対物レ
ンズ6がフォーカスアクチュエータ7の動作により光デ
ィスク原盤1に対して略垂直方向に移動自在に設けられ
ている。
ンズ6がフォーカスアクチュエータ7の動作により光デ
ィスク原盤1に対して略垂直方向に移動自在に設けられ
ている。
【0007】一方、記録レーザヘッド8から出力された
記録用のレーザ光がミラー9で反射し、対物レンズ6を
通して光ディスク原盤1に集光されるようになってい
る。
記録用のレーザ光がミラー9で反射し、対物レンズ6を
通して光ディスク原盤1に集光されるようになってい
る。
【0008】このような構成であれば、光ディスク原盤
1が一定の回転速度で回転しているときに、記録レーザ
ヘッド8から出力された記録用のレーザ光がミラー9で
反射し、対物レンズ6を通して光ディスク原盤1に照射
される。
1が一定の回転速度で回転しているときに、記録レーザ
ヘッド8から出力された記録用のレーザ光がミラー9で
反射し、対物レンズ6を通して光ディスク原盤1に照射
される。
【0009】これと共に一軸スライダ5がX方向に移動
することにより、光ディスク原盤1には、螺旋状に情報
の記録が行われる。
することにより、光ディスク原盤1には、螺旋状に情報
の記録が行われる。
【0010】このような記録動作のとき、対物レンズ6
のフォーカス位置が光ディスク原盤1の表面上になるよ
うに、対物レンズ6の位置がフォーカスアクチュエータ
7によって制御されている。
のフォーカス位置が光ディスク原盤1の表面上になるよ
うに、対物レンズ6の位置がフォーカスアクチュエータ
7によって制御されている。
【0011】このフォーカスアクチュエータ7として
は、ボイスコイルモータが用いられ、このボイスコイル
モータの駆動により対物レンズ6の位置が光ディスク原
盤1の振れに応じて光ディスク原盤1に対して略垂直方
向に制御されている。
は、ボイスコイルモータが用いられ、このボイスコイル
モータの駆動により対物レンズ6の位置が光ディスク原
盤1の振れに応じて光ディスク原盤1に対して略垂直方
向に制御されている。
【0012】しかしながら、ボイスコイルモータでは、
光ディスク原盤1が回転することにより発生する光ディ
スク原盤1の表面の上下動(振れ)の周波数が高くなる
と、この振れに応じて対物レンズ6の位置を制御するこ
とが困難になる。
光ディスク原盤1が回転することにより発生する光ディ
スク原盤1の表面の上下動(振れ)の周波数が高くなる
と、この振れに応じて対物レンズ6の位置を制御するこ
とが困難になる。
【0013】例えば、光ディスク原盤1の回転数が18
00rpm(周波数30Hz)であれば、ボイスコイル
モータの動作による対物レンズ6のストロークが±25
μmでよいが、周波数数十kHzオーダの帯域では、対
物レンズ6の位置を制御することが困難となる。
00rpm(周波数30Hz)であれば、ボイスコイル
モータの動作による対物レンズ6のストロークが±25
μmでよいが、周波数数十kHzオーダの帯域では、対
物レンズ6の位置を制御することが困難となる。
【0014】又、フォーカスアクチュエータ7により対
物レンズ6のフォーカス位置を合わせるとき、対物レン
ズ6が図27に示すように光ディスク原盤1に対して略
垂直方向(イ)に移動すればよいが、フォーカスアクチ
ュエータ7が傾いて取り付けられると、例えば対物レン
ズ6が光ディスク原盤1のラジアル方向(ロ)に変位す
る場合がある。
物レンズ6のフォーカス位置を合わせるとき、対物レン
ズ6が図27に示すように光ディスク原盤1に対して略
垂直方向(イ)に移動すればよいが、フォーカスアクチ
ュエータ7が傾いて取り付けられると、例えば対物レン
ズ6が光ディスク原盤1のラジアル方向(ロ)に変位す
る場合がある。
【0015】このように対物レンズ6が光ディスク原盤
1のラジアル方向に変位すると、光ディスク原盤1上に
おける所定のトラック位置に情報が記録されず、記録誤
差の原因になる。
1のラジアル方向に変位すると、光ディスク原盤1上に
おける所定のトラック位置に情報が記録されず、記録誤
差の原因になる。
【0016】一方、フォーカスアクチュエータ7の非同
期クロスアクションに起因する光ディスク1上のトラッ
ク方向記録誤差を無くすために非同期クロスアクション
の測定が行われている。
期クロスアクションに起因する光ディスク1上のトラッ
ク方向記録誤差を無くすために非同期クロスアクション
の測定が行われている。
【0017】図28はフォーカスアクチュエータ7の同
期クロスアクションの測定を示す概略図である。
期クロスアクションの測定を示す概略図である。
【0018】同期クロスアクションは、フォーカスアク
チュエータ7の光ディスク原盤1のラジアル方向に対す
る変位Er とフォーカス方向の変位Ef との比(Er /
Ef)として表される。
チュエータ7の光ディスク原盤1のラジアル方向に対す
る変位Er とフォーカス方向の変位Ef との比(Er /
Ef)として表される。
【0019】この同期クロスアクションは、2つのレー
ザドップラ速度計10、11を用いて同期クロスアクシ
ョンに相当する値を測定する。
ザドップラ速度計10、11を用いて同期クロスアクシ
ョンに相当する値を測定する。
【0020】そこから、非同期クロスアクションを同期
クロスアクション相当値の例えば10分の1として仮定
し、光ディスク原盤1上のトラック方向記録誤差が推定
される。
クロスアクション相当値の例えば10分の1として仮定
し、光ディスク原盤1上のトラック方向記録誤差が推定
される。
【0021】なお、非同期クロスアクションを同期クロ
スアクション相当値の例えば10分の1として仮定する
に根拠はないが、例えば図29に示すようにエアスライ
ダ、転がり軸受けの真直度の繰り返し誤差が真直度の1
0分の1であるというデータ列はある。
スアクション相当値の例えば10分の1として仮定する
に根拠はないが、例えば図29に示すようにエアスライ
ダ、転がり軸受けの真直度の繰り返し誤差が真直度の1
0分の1であるというデータ列はある。
【0022】しかしながら、以上のような非同期クロス
アクションの測定は、以下の理由から正確な測定とはい
えない。
アクションの測定は、以下の理由から正確な測定とはい
えない。
【0023】第1に、フォーカスアクチュエータ7の可
動部すなわちホルダ、対物レンズ6のラジアル方向の一
点のみを測定しているため、同期クロスアクションを正
確に測定できない。例えば図30に示すようにフォーカ
スアクチュエータ7の可動部の姿勢変化は、フォーカス
アクチュエータ7´のような傾いた姿勢もあり、この姿
勢に対しては、フォーカスアクチュエータ7´の可動部
のラジアル方向の一点のみでは正確に測定できない。
動部すなわちホルダ、対物レンズ6のラジアル方向の一
点のみを測定しているため、同期クロスアクションを正
確に測定できない。例えば図30に示すようにフォーカ
スアクチュエータ7の可動部の姿勢変化は、フォーカス
アクチュエータ7´のような傾いた姿勢もあり、この姿
勢に対しては、フォーカスアクチュエータ7´の可動部
のラジアル方向の一点のみでは正確に測定できない。
【0024】第2に、非同期クロスアクションを同期ク
ロスアクションの10分の1に仮定しているが、この仮
定に信頼性がない。
ロスアクションの10分の1に仮定しているが、この仮
定に信頼性がない。
【0025】又、光ディスク原盤1への記録動作時の非
同期クロスアクションに対する補正は行われていない。
同期クロスアクションに対する補正は行われていない。
【0026】一方、現在の光ディスク原盤1のトラック
ピッチは、0.74μm以下とも言われ、そのトラック
ピッチむらを数十nm以下に抑えるために、光ディスク
原盤記録装置には、nmオーダの高精度位置決め技術や
装置の振動の低減技術が要求されている。
ピッチは、0.74μm以下とも言われ、そのトラック
ピッチむらを数十nm以下に抑えるために、光ディスク
原盤記録装置には、nmオーダの高精度位置決め技術や
装置の振動の低減技術が要求されている。
【0027】図31は別の光ディスク原盤記録装置の構
成図である。
成図である。
【0028】定盤12上には、エアスピンドル13が設
置されている。このエアスピンドル13には、光ディス
ク原盤1を着脱可能とするターンテーブル14が連結さ
れている。
置されている。このエアスピンドル13には、光ディス
ク原盤1を着脱可能とするターンテーブル14が連結さ
れている。
【0029】又、定盤12上には、静圧軸受け15が設
置されている。この静圧軸受け15には、一軸スライダ
16を例えばモータとボールネジ、又はリニアモータ等
の駆動により静圧軸受けで一軸方向(X方向)に案内す
るものとなっている。
置されている。この静圧軸受け15には、一軸スライダ
16を例えばモータとボールネジ、又はリニアモータ等
の駆動により静圧軸受けで一軸方向(X方向)に案内す
るものとなっている。
【0030】一軸スライダ16の先端部には、対物レン
ズ17が設けられている。この対物レンズ17は、一軸
スライダ16の移動に伴って光ディスク原盤1の上方を
X方向に移動するものとなっている。
ズ17が設けられている。この対物レンズ17は、一軸
スライダ16の移動に伴って光ディスク原盤1の上方を
X方向に移動するものとなっている。
【0031】又、定盤12上には、記録用レーザ本体1
8が固定されている。この記録用レーザ本体18から出
力されるレーザ光の光路上には、各ミラー19、20を
介してEOM(電気光学変調器)21、AOM(音響光
学的光変調器)22及び拡大光学系23が配置され、さ
らにビームスプリッタ24を通して対物レンズ17に光
学的に連結されている。
8が固定されている。この記録用レーザ本体18から出
力されるレーザ光の光路上には、各ミラー19、20を
介してEOM(電気光学変調器)21、AOM(音響光
学的光変調器)22及び拡大光学系23が配置され、さ
らにビームスプリッタ24を通して対物レンズ17に光
学的に連結されている。
【0032】又、ビームスプリッタ24の対物レンズ1
7からの光透過方向には、焦点検出光学系25を介して
焦点検出系26が配置されている。
7からの光透過方向には、焦点検出光学系25を介して
焦点検出系26が配置されている。
【0033】このような構成であれば、光ディスク原盤
1が一定の回転速度で回転しているときに、記録用レー
ザ本体18から出力されたレーザ光は、各ミラー19、
20で反射し、EOM21、AOM22及び拡大光学系
23を通り、さらにビームスプリッタ24を通して対物
レンズ17により光ディスク原盤1に照射される。
1が一定の回転速度で回転しているときに、記録用レー
ザ本体18から出力されたレーザ光は、各ミラー19、
20で反射し、EOM21、AOM22及び拡大光学系
23を通り、さらにビームスプリッタ24を通して対物
レンズ17により光ディスク原盤1に照射される。
【0034】これと共に一軸スライダ16がX方向に移
動することにより、光ディスク原盤1には、螺旋状に情
報の記録が行われる。
動することにより、光ディスク原盤1には、螺旋状に情
報の記録が行われる。
【0035】このような記録装置では、対物レンズ17
は図32に示すような上下機構に搭載されている。
は図32に示すような上下機構に搭載されている。
【0036】この上下機構により対物レンズ17のスト
ロークは、mmオーダと長いことが要求されている。こ
れは、厚さにばらつきのある光ディスク原盤1の面を対
物レンズ17の結像点に位置決めさせたり、又はエアス
ピンドル13のターンテーブル14上の光ディスク原盤
1を交換する際に対物レンズ17と光ディスク原盤1と
が接触しないようにするためにである。
ロークは、mmオーダと長いことが要求されている。こ
れは、厚さにばらつきのある光ディスク原盤1の面を対
物レンズ17の結像点に位置決めさせたり、又はエアス
ピンドル13のターンテーブル14上の光ディスク原盤
1を交換する際に対物レンズ17と光ディスク原盤1と
が接触しないようにするためにである。
【0037】又、平行度や平面度の誤差のある光ディス
ク原盤1がターンテーブル14によって回転すること
で、光ディスク原盤1における記録位置が上下に変動す
るため、上記記録装置には、常に対物レンズ17の結像
点にその光ディスク原盤1面の記録位置が合うように、
高速でかつ高い精度の位置決めが要求される。
ク原盤1がターンテーブル14によって回転すること
で、光ディスク原盤1における記録位置が上下に変動す
るため、上記記録装置には、常に対物レンズ17の結像
点にその光ディスク原盤1面の記録位置が合うように、
高速でかつ高い精度の位置決めが要求される。
【0038】このように長ストローク高速で高精度での
位置決めを満足するために、上記図32に示す上下機構
を微動機構と粗動機構との重畳構造にしている。
位置決めを満足するために、上記図32に示す上下機構
を微動機構と粗動機構との重畳構造にしている。
【0039】すなわち、一軸スライダ16の端部にはモ
ータ27が設けられるとともにリニアガイド28が設け
られ、このリニアガイド28上に第1のテーブル29が
上下方向に摺動自在に設けられている。そして、モータ
27の回転軸に送りネジ30を介して第1のテーブル2
9が連結され、モータ27の駆動により第1のテーブル
29が上下方向に粗動移動する。
ータ27が設けられるとともにリニアガイド28が設け
られ、このリニアガイド28上に第1のテーブル29が
上下方向に摺動自在に設けられている。そして、モータ
27の回転軸に送りネジ30を介して第1のテーブル2
9が連結され、モータ27の駆動により第1のテーブル
29が上下方向に粗動移動する。
【0040】又、第1のテーブル29には、対物レンズ
17の支持筐体31が設けられている。この支持筐体3
1内には、ボイスコイルモータ32が設けられ、かつこ
のボイスコイルモータ32内に対物レンズ17が板ばね
33により支持されている。なお、ボイスコイルモータ
32のコイル34及び磁石35が設けられている。この
ボイスコイルモータ32の動作により対物レンズ17が
微動移動する。
17の支持筐体31が設けられている。この支持筐体3
1内には、ボイスコイルモータ32が設けられ、かつこ
のボイスコイルモータ32内に対物レンズ17が板ばね
33により支持されている。なお、ボイスコイルモータ
32のコイル34及び磁石35が設けられている。この
ボイスコイルモータ32の動作により対物レンズ17が
微動移動する。
【0041】しかしながら、微動と粗動との重畳構造に
すると、装置の大型化を招く。
すると、装置の大型化を招く。
【0042】さらに、粗動機構のリニアガイド28が微
動機構と対物レンズ17との重量を支持するので、リニ
アガイド28のバネ要素で決まる剛性が低くなり、例え
ば定盤12や一軸スライダ16が振動すると、その振動
周波数によってはリニアガイド28の剛性の低さにより
共振等の振動現象を生じ、対物レンズ17が水平振動す
る。
動機構と対物レンズ17との重量を支持するので、リニ
アガイド28のバネ要素で決まる剛性が低くなり、例え
ば定盤12や一軸スライダ16が振動すると、その振動
周波数によってはリニアガイド28の剛性の低さにより
共振等の振動現象を生じ、対物レンズ17が水平振動す
る。
【0043】又、対物レンズ17が回転する光ディスク
原盤1面の上下変動に追従して上下する際、この対物レ
ンズ17の上下移動が振動源となり、リニアガイド28
で振動することで、対物レンズ17もボイスコイルモー
タ32と一体的に水平方向に振動する。
原盤1面の上下変動に追従して上下する際、この対物レ
ンズ17の上下移動が振動源となり、リニアガイド28
で振動することで、対物レンズ17もボイスコイルモー
タ32と一体的に水平方向に振動する。
【0044】これらの水平方向の振動は、光ディスク原
盤1上における記録スポット位置をも水平方向に移動さ
せてしまうので、光ディスク原盤1上に描かれたピット
のトラックピット誤差が生じる。
盤1上における記録スポット位置をも水平方向に移動さ
せてしまうので、光ディスク原盤1上に描かれたピット
のトラックピット誤差が生じる。
【0045】
【発明が解決しようとする課題】以上のようにフォーカ
スアクチュエータとしてのボイスコイルモータでは、光
ディスク原盤1が回転することにより発生する光ディス
ク原盤1の表面の振れの周波数が高くなると、この振れ
に応じて対物レンズ6の位置を制御することが困難にな
る。
スアクチュエータとしてのボイスコイルモータでは、光
ディスク原盤1が回転することにより発生する光ディス
ク原盤1の表面の振れの周波数が高くなると、この振れ
に応じて対物レンズ6の位置を制御することが困難にな
る。
【0046】又、対物レンズ6が光ディスク原盤1のラ
ジアル方向に変位し、光ディスク原盤1上における所定
のトラック位置に情報が記録されない。
ジアル方向に変位し、光ディスク原盤1上における所定
のトラック位置に情報が記録されない。
【0047】一方、フォーカスアクチュエータ7の非同
期クロスアクションに起因する光ディスク1上のトラッ
ク方向記録誤差を無くすために非同期クロスアクション
の測定が行われるが、この非同期クロスアクションの測
定は正確でない。
期クロスアクションに起因する光ディスク1上のトラッ
ク方向記録誤差を無くすために非同期クロスアクション
の測定が行われるが、この非同期クロスアクションの測
定は正確でない。
【0048】一方、微動と粗動との重畳構造にすると、
フォーカスアクチュエータであるボイスコイルモータ3
2とともに対物レンズ17が水平振動し、光ディスク原
盤1上に描かれたピットにトラックピット誤差が生じ
る。
フォーカスアクチュエータであるボイスコイルモータ3
2とともに対物レンズ17が水平振動し、光ディスク原
盤1上に描かれたピットにトラックピット誤差が生じ
る。
【0049】そこで本発明は、フォーカスアクチュエー
タの動作に起因するトラック方向記録誤差を補正して高
精度な記録ができる原盤記録装置及びその方法を提供す
ることを目的とする。
タの動作に起因するトラック方向記録誤差を補正して高
精度な記録ができる原盤記録装置及びその方法を提供す
ることを目的とする。
【0050】
【課題を解決するための手段】請求項1によれば、原盤
を回転させ、かつ記録用光を対物レンズを通して原盤に
照射して記録を行う原盤記録装置において、対物レンズ
の位置を原盤の表面に対して略垂直方向に移動制御する
第1の移動手段と、対物レンズの位置を原盤のラジアル
方向に移動させる第2の移動手段と、を備えた原盤記録
装置である。
を回転させ、かつ記録用光を対物レンズを通して原盤に
照射して記録を行う原盤記録装置において、対物レンズ
の位置を原盤の表面に対して略垂直方向に移動制御する
第1の移動手段と、対物レンズの位置を原盤のラジアル
方向に移動させる第2の移動手段と、を備えた原盤記録
装置である。
【0051】請求項2によれば、請求項1記載の原盤記
録装置において、第1の移動手段は、先端に対物レンズ
が取り付けられた円筒型の圧電素子と、原盤に対する記
録用光のフォーカス位置を検出する検出光学系と、この
検出光学系により検出されたフォーカス位置に基づいて
円筒型圧電素子を原盤の表面に対して略垂直方向に移動
させるフォーカス制御手段とを有する。
録装置において、第1の移動手段は、先端に対物レンズ
が取り付けられた円筒型の圧電素子と、原盤に対する記
録用光のフォーカス位置を検出する検出光学系と、この
検出光学系により検出されたフォーカス位置に基づいて
円筒型圧電素子を原盤の表面に対して略垂直方向に移動
させるフォーカス制御手段とを有する。
【0052】請求項3によれば、請求項1記載の原盤記
録装置において、第2の移動手段は、対物レンズが取り
付けられた圧電チューブと、圧電チューブの原盤のラジ
アル方向に対する位置を検出する位置センサと、この位
置センサにより検出された圧電チューブの位置に基づい
て圧電チューブを原盤のラジアル方向に変位させて圧電
チューブの変位成分を補正する補正制御手段とを有す
る。
録装置において、第2の移動手段は、対物レンズが取り
付けられた圧電チューブと、圧電チューブの原盤のラジ
アル方向に対する位置を検出する位置センサと、この位
置センサにより検出された圧電チューブの位置に基づい
て圧電チューブを原盤のラジアル方向に変位させて圧電
チューブの変位成分を補正する補正制御手段とを有す
る。
【0053】請求項4によれば、原盤を回転させ、かつ
対物レンズをアクチュエータの伸縮動作によって原盤表
面に対して略垂直方向に移動させてフォーカスを合わ
せ、記録用光を対物レンズを通して原盤に照射して記録
を行う原盤記録方法において、アクチュエータの原盤の
ラジアル方向に対する位置を測定すると共に、アクチュ
エータの原盤表面に対して略垂直方向に対する位置を測
定し、これら測定結果に基づいて原盤上でのトラック方
向の記録誤差を求め、この記録誤差を相殺するようにア
クチュエータの原盤のラジアル方向に対する位置を補正
する原盤記録方法である。
対物レンズをアクチュエータの伸縮動作によって原盤表
面に対して略垂直方向に移動させてフォーカスを合わ
せ、記録用光を対物レンズを通して原盤に照射して記録
を行う原盤記録方法において、アクチュエータの原盤の
ラジアル方向に対する位置を測定すると共に、アクチュ
エータの原盤表面に対して略垂直方向に対する位置を測
定し、これら測定結果に基づいて原盤上でのトラック方
向の記録誤差を求め、この記録誤差を相殺するようにア
クチュエータの原盤のラジアル方向に対する位置を補正
する原盤記録方法である。
【0054】請求項5によれば、原盤を回転させ、かつ
対物レンズをアクチュエータの伸縮動作により原盤表面
に対して略垂直方向に移動させてフォーカスを合わせ、
記録用光を対物レンズを通して原盤に照射して記録を行
う原盤記録装置において、アクチュエータの原盤のラジ
アル方向に対する位置を測定する少なくとも2つの第1
の位置センサと、アクチュエータの伸縮方向に対する位
置を測定する第2の位置センサと、これら第1及び第2
の位置センサの測定結果に基づいて原盤上でのトラック
方向の記録誤差を求める記録誤差算出手段と、この記録
誤差手段により求められた記録誤差を相殺するようにア
クチュエータの原盤のラジアル方向に対する位置を補正
する補正手段と、を備えた原盤記録装置である。
対物レンズをアクチュエータの伸縮動作により原盤表面
に対して略垂直方向に移動させてフォーカスを合わせ、
記録用光を対物レンズを通して原盤に照射して記録を行
う原盤記録装置において、アクチュエータの原盤のラジ
アル方向に対する位置を測定する少なくとも2つの第1
の位置センサと、アクチュエータの伸縮方向に対する位
置を測定する第2の位置センサと、これら第1及び第2
の位置センサの測定結果に基づいて原盤上でのトラック
方向の記録誤差を求める記録誤差算出手段と、この記録
誤差手段により求められた記録誤差を相殺するようにア
クチュエータの原盤のラジアル方向に対する位置を補正
する補正手段と、を備えた原盤記録装置である。
【0055】請求項6によれば、請求項5記載の原盤記
録装置において、記録誤差算出手段は、第2の位置セン
サにより測定されたアクチュエータの伸縮のストローク
位置に対する2つの第1の位置センサによりそれぞれ測
定された各位置の差の関係を求め、この関係に基づいて
原盤上でのトラック方向の記録誤差を求める機能を有す
る。
録装置において、記録誤差算出手段は、第2の位置セン
サにより測定されたアクチュエータの伸縮のストローク
位置に対する2つの第1の位置センサによりそれぞれ測
定された各位置の差の関係を求め、この関係に基づいて
原盤上でのトラック方向の記録誤差を求める機能を有す
る。
【0056】請求項7によれば、原盤を回転させ、かつ
対物レンズを原盤表面に対して略垂直方向に移動させて
フォーカスを合わせ、記録用光を対物レンズを通して原
盤に照射して記録を行う原盤記録装置において、対物レ
ンズを原盤表面に対して略垂直方向に移動させる軸受け
案内機構と、対物レンズを軸受け案内機構の軸受け方向
に沿って移動させる第1の移動手段と、対物レンズを軸
受け案内機構の軸受け方向に沿って第1の移動手段によ
り移動ストロークよりも大きなストロークで移動させる
第2の移動手段と、を備えた原盤記録装置である。
対物レンズを原盤表面に対して略垂直方向に移動させて
フォーカスを合わせ、記録用光を対物レンズを通して原
盤に照射して記録を行う原盤記録装置において、対物レ
ンズを原盤表面に対して略垂直方向に移動させる軸受け
案内機構と、対物レンズを軸受け案内機構の軸受け方向
に沿って移動させる第1の移動手段と、対物レンズを軸
受け案内機構の軸受け方向に沿って第1の移動手段によ
り移動ストロークよりも大きなストロークで移動させる
第2の移動手段と、を備えた原盤記録装置である。
【0057】請求項8によれば、原盤を回転させ、かつ
対物レンズを原盤表面に対して略垂直方向に移動させて
フォーカスを合わせ、記録用光を対物レンズを通して原
盤に照射して記録を行う原盤記録装置において、対物レ
ンズを原盤表面に対して略垂直方向に移動させる空気静
圧軸受けから構成された軸受け案内機構と、ボイスコイ
ルモータの駆動により対物レンズを軸受け案内機構の軸
受け方向に移動させる第1の移動手段と、モータと、こ
のモータの回転駆動を軸受け案内機構の軸受け方向への
移動に変換し、対物レンズを軸受け案内機構の軸受け方
向に移動させる伝達機構とを備えた第2の移動手段と、
対物レンズと原盤との距離を検出する焦点検出手段と、
この焦点検出手段により検出された距離が一定になるよ
うに第1の移動手段を駆動して対物レンズの焦点合わせ
を行う焦点合わせ手段と、を備えた原盤記録装置であ
る。
対物レンズを原盤表面に対して略垂直方向に移動させて
フォーカスを合わせ、記録用光を対物レンズを通して原
盤に照射して記録を行う原盤記録装置において、対物レ
ンズを原盤表面に対して略垂直方向に移動させる空気静
圧軸受けから構成された軸受け案内機構と、ボイスコイ
ルモータの駆動により対物レンズを軸受け案内機構の軸
受け方向に移動させる第1の移動手段と、モータと、こ
のモータの回転駆動を軸受け案内機構の軸受け方向への
移動に変換し、対物レンズを軸受け案内機構の軸受け方
向に移動させる伝達機構とを備えた第2の移動手段と、
対物レンズと原盤との距離を検出する焦点検出手段と、
この焦点検出手段により検出された距離が一定になるよ
うに第1の移動手段を駆動して対物レンズの焦点合わせ
を行う焦点合わせ手段と、を備えた原盤記録装置であ
る。
【0058】
【発明の実施の形態】(1) 以下、本発明の第1の実施の
形態について図面を参照して説明する。
形態について図面を参照して説明する。
【0059】図1は光ディスク原盤記録装置の構成図で
ある。
ある。
【0060】スピンドルモータ40の回転軸にはターン
テーブル42が連結され、このターンテーブル42上に
光ディスク原盤1が載置されている。
テーブル42が連結され、このターンテーブル42上に
光ディスク原盤1が載置されている。
【0061】このターンテーブル42の上方には、一軸
スライダ43が設けられ、一軸方向(X方向)に移動自
在となっている。
スライダ43が設けられ、一軸方向(X方向)に移動自
在となっている。
【0062】この一軸スライダ43の端部には、記録用
光であるレーザ光Qの通過孔44が形成され、かつこの
通過孔44の下部には、第1の移動手段を構成する粗動
用の円筒型圧電素子45が取り付けられている。
光であるレーザ光Qの通過孔44が形成され、かつこの
通過孔44の下部には、第1の移動手段を構成する粗動
用の円筒型圧電素子45が取り付けられている。
【0063】この円筒型圧電素子45は、レーザ光Qを
通過させるように円筒状に形成され、かつZ方向すなわ
ち光ディスク原盤1の表面に対して略垂直方向(上下方
向、フォーカス方向)に移動するものである。
通過させるように円筒状に形成され、かつZ方向すなわ
ち光ディスク原盤1の表面に対して略垂直方向(上下方
向、フォーカス方向)に移動するものである。
【0064】図2は円筒型圧電素子45の具体的な構成
及びその動作を示す図である。
及びその動作を示す図である。
【0065】この円筒型圧電素子45は、例えばインチ
ワーム型圧電アクチュエータが用いられ、図2(a) に示
すように円筒型の移動子46の外周に円筒状の圧電素子
47を設け、かつこの圧電素子47の両端側にそれぞれ
第1及び第2のクランプ48、49を設けた構成となっ
ている。
ワーム型圧電アクチュエータが用いられ、図2(a) に示
すように円筒型の移動子46の外周に円筒状の圧電素子
47を設け、かつこの圧電素子47の両端側にそれぞれ
第1及び第2のクランプ48、49を設けた構成となっ
ている。
【0066】この円筒型圧電素子45の動作を説明する
と、例えば同図(a) に示す初期の状態から、同図(b) に
示すように第1のクランプ48により円筒型移動子46
がクランプされ、続いて同図(c) に示すように圧電素子
47が伸び動作する。
と、例えば同図(a) に示す初期の状態から、同図(b) に
示すように第1のクランプ48により円筒型移動子46
がクランプされ、続いて同図(c) に示すように圧電素子
47が伸び動作する。
【0067】次に同図(d) に示すように第2のクランプ
49により円筒型移動子46がクランプされ、次に同図
(e) に示すように第1のクランプ48のクランプが解除
される。
49により円筒型移動子46がクランプされ、次に同図
(e) に示すように第1のクランプ48のクランプが解除
される。
【0068】次に同図(f) に示すように圧電素子47が
縮み動作し、続いて同図(g) に示すように第1のクラン
プ48が円筒型圧電素子45をクランプし、次に同図
(h) に示すように第2のクランプ49のクランプが解除
される。
縮み動作し、続いて同図(g) に示すように第1のクラン
プ48が円筒型圧電素子45をクランプし、次に同図
(h) に示すように第2のクランプ49のクランプが解除
される。
【0069】このような一連の動作の繰り返しにより円
筒型圧電素子45は、Z方向に上下移動する。
筒型圧電素子45は、Z方向に上下移動する。
【0070】この円筒型圧電素子45の下方の端部に
は、圧電チューブ50が設けられている。この圧電チュ
ーブ50は、レーザ光Qを通過させるように円筒状に形
成され、かつその下端部には対物レンズ51が取り付け
られている。
は、圧電チューブ50が設けられている。この圧電チュ
ーブ50は、レーザ光Qを通過させるように円筒状に形
成され、かつその下端部には対物レンズ51が取り付け
られている。
【0071】この圧電チューブ50は、対物レンズ51
の位置を、光ディスク原盤1のラジアル方向に移動させ
る微動用の第2の移動手段として動作するものである。
の位置を、光ディスク原盤1のラジアル方向に移動させ
る微動用の第2の移動手段として動作するものである。
【0072】図3は圧電チューブ50の具体的な構成図
である。
である。
【0073】この圧電チューブ50は、例えば8分割電
極圧電チューブが用いられ、8つの電極A1 〜A4 及び
B1 〜B4 をそれぞれ圧電チューブ本体52の外周に設
けたものとなっている。
極圧電チューブが用いられ、8つの電極A1 〜A4 及び
B1 〜B4 をそれぞれ圧電チューブ本体52の外周に設
けたものとなっている。
【0074】図4は例えば圧電チューブ50の先端の+
X方向への変位を示し、図5はこの変位のときの各電極
に対する印加電圧を示す。すなわち、電極A1 及び電極
B3にそれぞれ電圧+V1 を印加してこれら電極A1 部
及び電極B3 部をZ方向に伸ばし、これと同時に電極A
3 及び電極B1 にそれぞれ電圧−V1 を印加してこれら
電極A3 部及び電極B1 部をZ方向に縮める。これによ
り圧電チューブ50は、全体的に+X方向に屈曲し、そ
の先端は+X方向に変位する。
X方向への変位を示し、図5はこの変位のときの各電極
に対する印加電圧を示す。すなわち、電極A1 及び電極
B3にそれぞれ電圧+V1 を印加してこれら電極A1 部
及び電極B3 部をZ方向に伸ばし、これと同時に電極A
3 及び電極B1 にそれぞれ電圧−V1 を印加してこれら
電極A3 部及び電極B1 部をZ方向に縮める。これによ
り圧電チューブ50は、全体的に+X方向に屈曲し、そ
の先端は+X方向に変位する。
【0075】図6は圧電チューブ50の先端の−X方向
への変位を示し、図7はこの変位のときの各電極に対す
る印加電圧を示す。すなわち、電極A3 及び電極B1 に
それぞれ電圧+V1 を印加してこれら電極A3 部及び電
極B1 部をZ方向に伸ばし、これと同時に電極A1 及び
電極B3 にそれぞれ電圧−V1 を印加してこれら電極A
1 部及び電極B3 部をZ方向に縮める。これにより圧電
チューブ50は、全体的に−X方向に屈曲し、その先端
は−X方向に変位する。
への変位を示し、図7はこの変位のときの各電極に対す
る印加電圧を示す。すなわち、電極A3 及び電極B1 に
それぞれ電圧+V1 を印加してこれら電極A3 部及び電
極B1 部をZ方向に伸ばし、これと同時に電極A1 及び
電極B3 にそれぞれ電圧−V1 を印加してこれら電極A
1 部及び電極B3 部をZ方向に縮める。これにより圧電
チューブ50は、全体的に−X方向に屈曲し、その先端
は−X方向に変位する。
【0076】このような8分割電極圧電チューブ50を
用いることによって、微動制御時の対物レンズ51の光
軸傾きをなくすことができる。なお、圧電チューブ50
の微動制御時のX方向に対する変位は10nm程度であ
り、対物レンズ51に入射するレーザ光Qの径φ15に
対して微小であり、圧電チューブ50を屈曲したときの
レーザ光Qに対する影響は無視できる。
用いることによって、微動制御時の対物レンズ51の光
軸傾きをなくすことができる。なお、圧電チューブ50
の微動制御時のX方向に対する変位は10nm程度であ
り、対物レンズ51に入射するレーザ光Qの径φ15に
対して微小であり、圧電チューブ50を屈曲したときの
レーザ光Qに対する影響は無視できる。
【0077】次にこれら円筒型圧電素子45及び圧電チ
ューブ50に対する制御系について説明する。
ューブ50に対する制御系について説明する。
【0078】対物レンズ51から出射されるレーザ光Q
の光路上には、ビームスプリッタ53が配置され、その
分岐方向に検出光学系54が配置されている。
の光路上には、ビームスプリッタ53が配置され、その
分岐方向に検出光学系54が配置されている。
【0079】この検出光学系54は、光ディスク原盤1
に対するレーザ光Qのフォーカス位置を検出し、そのフ
ォーカス位置検出信号を制御器55に送出する機能を有
している。
に対するレーザ光Qのフォーカス位置を検出し、そのフ
ォーカス位置検出信号を制御器55に送出する機能を有
している。
【0080】又、位置センサ56は、圧電チューブ50
の光ディスク原盤1のラジアル方向に対する位置を検出
し、そのラジアル位置信号を制御器55に送出する機能
を有している。
の光ディスク原盤1のラジアル方向に対する位置を検出
し、そのラジアル位置信号を制御器55に送出する機能
を有している。
【0081】制御器55は、検出光学系54から送出さ
れたフォーカス位置信号を入力し、このフォーカス位置
信号に基づいて円筒型圧電素子54の円筒型移動子46
を光ディスク原盤1の表面に対して略垂直方向(上下方
向)に大ストロークに亘って移動させるための第1のサ
ーボ指令を円筒型圧電素子54に与えてフィードバック
制御する第1のフォーカス制御手段57aの機能を有し
ている(図8)。
れたフォーカス位置信号を入力し、このフォーカス位置
信号に基づいて円筒型圧電素子54の円筒型移動子46
を光ディスク原盤1の表面に対して略垂直方向(上下方
向)に大ストロークに亘って移動させるための第1のサ
ーボ指令を円筒型圧電素子54に与えてフィードバック
制御する第1のフォーカス制御手段57aの機能を有し
ている(図8)。
【0082】又、制御器55は、検出光学系54から送
出されたフォーカス位置信号を入力し、このフォーカス
位置信号に基づいて圧電チューブ50を上下方向に微動
させる第2のサーボ指令を圧電チューブ50に与えてフ
ィードバック制御する第2のフォーカス制御手段57b
としての機能を有している。
出されたフォーカス位置信号を入力し、このフォーカス
位置信号に基づいて圧電チューブ50を上下方向に微動
させる第2のサーボ指令を圧電チューブ50に与えてフ
ィードバック制御する第2のフォーカス制御手段57b
としての機能を有している。
【0083】なお、圧電チューブ50に与える第2のサ
ーボ指令は、圧電チューブ50の各電極A1 〜A4 、B
1 〜B4 に対する印加電圧を示す。
ーボ指令は、圧電チューブ50の各電極A1 〜A4 、B
1 〜B4 に対する印加電圧を示す。
【0084】又、制御器55は、位置センサ56から送
出されたラジアル位置信号を入力し、このラジアル位置
信号に基づいて圧電チューブ50を光ディスク原盤1の
ラジアル方向に変位させて円筒型圧電素子45の変位成
分を補正するための第3のサーボ指令を圧電チューブ5
0に与える補正制御手段58としての機能を有してい
る。なお、圧電チューブ50に与える第3のサーボ指令
も圧電チューブ50の各電極A1 〜A4 、B1 〜B4 に
対する印加電圧を示す。
出されたラジアル位置信号を入力し、このラジアル位置
信号に基づいて圧電チューブ50を光ディスク原盤1の
ラジアル方向に変位させて円筒型圧電素子45の変位成
分を補正するための第3のサーボ指令を圧電チューブ5
0に与える補正制御手段58としての機能を有してい
る。なお、圧電チューブ50に与える第3のサーボ指令
も圧電チューブ50の各電極A1 〜A4 、B1 〜B4 に
対する印加電圧を示す。
【0085】一方、記録レーザヘッド59は、記録用の
レーザ光Qを出力するもので、このレーザ光Qの光路上
には、記録光学系60及びミラー61が配置されてい
る。
レーザ光Qを出力するもので、このレーザ光Qの光路上
には、記録光学系60及びミラー61が配置されてい
る。
【0086】このミラー61は、一軸スライダ43と一
体的に移動するもので、レーザ光Qの光路を変更して一
軸スライダ43の通過孔44を通して対物レンズ51に
導く作用を行うものとなっている。
体的に移動するもので、レーザ光Qの光路を変更して一
軸スライダ43の通過孔44を通して対物レンズ51に
導く作用を行うものとなっている。
【0087】上記制御器55は、第1及び第2のフォー
カス制御手段57a、57b及び補正制御手段58の各
機能の他に、図8に示すようにスピンドルモータ40及
び一軸スライダ43を動作制御する機能を有している。
カス制御手段57a、57b及び補正制御手段58の各
機能の他に、図8に示すようにスピンドルモータ40及
び一軸スライダ43を動作制御する機能を有している。
【0088】すなわち、制御器55は、スピンドルモー
タ40に対して回転信号を送出し、スピンドルモータ4
0を回転速度で回転制御するスピンドル制御手段62の
機能を有している。
タ40に対して回転信号を送出し、スピンドルモータ4
0を回転速度で回転制御するスピンドル制御手段62の
機能を有している。
【0089】又、制御器55は、一軸スライダ43とと
もに移動する対物レンズ51の位置指令を発するスライ
ダ位置制御手段62の機能を有している。すなわち、一
軸スライダ43上には、位置検出用のミラー64が設け
られている。
もに移動する対物レンズ51の位置指令を発するスライ
ダ位置制御手段62の機能を有している。すなわち、一
軸スライダ43上には、位置検出用のミラー64が設け
られている。
【0090】レーザ位置検出器65は、ミラー64に対
してレーザ光を出力し、その反射レーザ光が入力するま
での時間からミラー64の移動位置、すなわち対物レン
ズ51のX方向の位置を示す位置信号を偏差器66に送
出する機能を有している。
してレーザ光を出力し、その反射レーザ光が入力するま
での時間からミラー64の移動位置、すなわち対物レン
ズ51のX方向の位置を示す位置信号を偏差器66に送
出する機能を有している。
【0091】この偏差器66は、制御器55からの位置
指令とレーザ位置検出器65からの位置信号とを入力し
てこれら位置指令と位置信号との偏差を求め、この偏差
信号をスライダ駆動系67に送出する機能を有してい
る。
指令とレーザ位置検出器65からの位置信号とを入力し
てこれら位置指令と位置信号との偏差を求め、この偏差
信号をスライダ駆動系67に送出する機能を有してい
る。
【0092】このスライダ駆動系67は、偏差器66か
らの偏差信号を入力し、この偏差を無くすような駆動信
号を一軸スライダ43に与えて、一軸スライダ43を移
動させる機能を有している。
らの偏差信号を入力し、この偏差を無くすような駆動信
号を一軸スライダ43に与えて、一軸スライダ43を移
動させる機能を有している。
【0093】又、制御器55は、記録レーザヘッド59
及び記録光学系60を動作制御する機能を有している。
及び記録光学系60を動作制御する機能を有している。
【0094】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。
いて説明する。
【0095】光ディスク原盤1がスピンドルモータ40
の駆動により一定の回転速度で回転しているときに、記
録用レーザヘッド59から出力されたレーザ光Qは、記
録光学系60を通ってミラー61で反射し、一軸スライ
ダ43の通過孔44を通して対物レンズ51に導かれ
る。
の駆動により一定の回転速度で回転しているときに、記
録用レーザヘッド59から出力されたレーザ光Qは、記
録光学系60を通ってミラー61で反射し、一軸スライ
ダ43の通過孔44を通して対物レンズ51に導かれ
る。
【0096】これと共に一軸スライダ43は、制御器5
5から発せられる位置指令とレーザ位置検出器65によ
り検出される対物レンズ51の位置との偏差に応じてX
方向に移動する。
5から発せられる位置指令とレーザ位置検出器65によ
り検出される対物レンズ51の位置との偏差に応じてX
方向に移動する。
【0097】これにより、レーザ光Qは、対物レンズ1
7により光ディスク原盤1に照射され、光ディスク原盤
1には螺旋状に情報が記録される。
7により光ディスク原盤1に照射され、光ディスク原盤
1には螺旋状に情報が記録される。
【0098】この記録動作のとき、円筒型圧電素子45
は、制御器55の第1のフォーカス制御手段57aから
発せられる第1のサーボ指令に従い、光ディスク原盤1
の表面に対して略垂直方向(Z方向)に大ストロークで
移動し、対物レンズ51によるレーザ光Qのフォーカス
位置を光ディスク原盤1の表面に合わせる。
は、制御器55の第1のフォーカス制御手段57aから
発せられる第1のサーボ指令に従い、光ディスク原盤1
の表面に対して略垂直方向(Z方向)に大ストロークで
移動し、対物レンズ51によるレーザ光Qのフォーカス
位置を光ディスク原盤1の表面に合わせる。
【0099】すなわち、円筒型圧電素子45は、回転し
ている光ディスク原盤1の表面のうねりに合わせて上下
に粗動移動し、レーザ光Qのフォーカス位置を光ディス
ク原盤1の表面に合わせる。
ている光ディスク原盤1の表面のうねりに合わせて上下
に粗動移動し、レーザ光Qのフォーカス位置を光ディス
ク原盤1の表面に合わせる。
【0100】これと共に、圧電チューブ50は、制御器
55の第2のフォーカス制御手段57bから発せられる
第2のサーボ指令に従い、対物レンズ51の位置を、円
筒型圧電素子45の移動のストロークよりも小さいスト
ロークで上下に微動移動し、レーザ光Qのフォーカス位
置を高速かつ高精度に光ディスク原盤1の表面に合わせ
る。
55の第2のフォーカス制御手段57bから発せられる
第2のサーボ指令に従い、対物レンズ51の位置を、円
筒型圧電素子45の移動のストロークよりも小さいスト
ロークで上下に微動移動し、レーザ光Qのフォーカス位
置を高速かつ高精度に光ディスク原盤1の表面に合わせ
る。
【0101】一方、位置センサ56は、圧電チューブ5
0の光ディスク原盤1のラジアル方向に対する位置を検
出し、そのラジアル位置信号を制御器55に送出する。
0の光ディスク原盤1のラジアル方向に対する位置を検
出し、そのラジアル位置信号を制御器55に送出する。
【0102】この制御器55の補正制御手段58は、位
置センサ56から送出されたラジアル位置信号を入力
し、このラジアル位置信号に基づいて圧電チューブ50
を光ディスク原盤1のラジアル方向に変位させて円筒型
圧電素子54の変位成分を補正するための第3のサーボ
指令を圧電チューブ50に与える。
置センサ56から送出されたラジアル位置信号を入力
し、このラジアル位置信号に基づいて圧電チューブ50
を光ディスク原盤1のラジアル方向に変位させて円筒型
圧電素子54の変位成分を補正するための第3のサーボ
指令を圧電チューブ50に与える。
【0103】この圧電チューブ50は、第3のサーボ指
令を受け、例えば図4及び図6に示すように+X方向又
は−X方向に屈曲し、円筒型圧電素子45の光ディスク
原盤1のラジアル方向に対する変位成分を補正し、結果
として非同期ラジアル方向変位を軽減する。すなわち、
微動制御時の対物レンズ51の光軸傾きによる影響がが
軽減される。
令を受け、例えば図4及び図6に示すように+X方向又
は−X方向に屈曲し、円筒型圧電素子45の光ディスク
原盤1のラジアル方向に対する変位成分を補正し、結果
として非同期ラジアル方向変位を軽減する。すなわち、
微動制御時の対物レンズ51の光軸傾きによる影響がが
軽減される。
【0104】このように上記第1の実施の形態において
は、対物レンズ51の位置を円筒型圧電素子54により
光ディスク原盤1の表面に対して略垂直方向に移動制御
させると共に、対物レンズ51の位置を圧電チューブ5
0により光ディスク原盤1のラジアル方向に移動させる
ので、円筒型圧電素子45の光ディスク原盤1のラジア
ル方向に対する変位成分を補正し、結果として非同期ラ
ジアル方向変位を軽減できる。
は、対物レンズ51の位置を円筒型圧電素子54により
光ディスク原盤1の表面に対して略垂直方向に移動制御
させると共に、対物レンズ51の位置を圧電チューブ5
0により光ディスク原盤1のラジアル方向に移動させる
ので、円筒型圧電素子45の光ディスク原盤1のラジア
ル方向に対する変位成分を補正し、結果として非同期ラ
ジアル方向変位を軽減できる。
【0105】ところで、光ディスク原盤記録装置のフォ
ーカスアクチュエータのストロークとしては、±25μ
mすなわち50μmのストロークが要求されている。圧
電素子を用いたアクチュエータでは、ストロークが50
μmと大きくなると、帯域が1kHz以下となってしま
い、圧電素子単独ではフォーカスアクチュエータとして
不十分となる。
ーカスアクチュエータのストロークとしては、±25μ
mすなわち50μmのストロークが要求されている。圧
電素子を用いたアクチュエータでは、ストロークが50
μmと大きくなると、帯域が1kHz以下となってしま
い、圧電素子単独ではフォーカスアクチュエータとして
不十分となる。
【0106】上記50μmストロークの大半は、図9に
示すように光ディスク原盤1のうねりに起因する光ディ
スク原盤表面の上下動(振れ)であり、これは光ディス
ク原盤1の回転数に同期する。
示すように光ディスク原盤1のうねりに起因する光ディ
スク原盤表面の上下動(振れ)であり、これは光ディス
ク原盤1の回転数に同期する。
【0107】回転する光ディスク原盤1の回転数を18
00rpm(30Hz)とすると、このときの±25μ
m,30Hzの光ディスク原盤1の表面の振れに対して
は、大ストロークの圧電素子を用いて制御可能である。
00rpm(30Hz)とすると、このときの±25μ
m,30Hzの光ディスク原盤1の表面の振れに対して
は、大ストロークの圧電素子を用いて制御可能である。
【0108】高周波成分の光ディスク原盤1の表面の振
れは、図9に示すように周波数が高くなるにつれて指数
関数的に減少し、例えば周波数30Hzでの光ディスク
原盤1の表面の振れを±25μmとすると、1kHz以
上の周波数成分の光ディスク原盤1の表面の振れは、±
0.025μm以下と考えられる。この光ディスク原盤
1の表面の微小な振れを圧電チューブを用いて制御す
る。
れは、図9に示すように周波数が高くなるにつれて指数
関数的に減少し、例えば周波数30Hzでの光ディスク
原盤1の表面の振れを±25μmとすると、1kHz以
上の周波数成分の光ディスク原盤1の表面の振れは、±
0.025μm以下と考えられる。この光ディスク原盤
1の表面の微小な振れを圧電チューブを用いて制御す
る。
【0109】例えば、Z方向の変位約±0.025μm
の圧電チューブの帯域は、約50kHzと十分高い。
又、このような圧電チューブの変位分解能は、X,Y,
Z方向共に1nm以下であり、フォーカス精度及びフォ
ーカスアクチュエータの光ディスク原盤1のラジアル方
向の変位補正上、精度の面で問題はない。
の圧電チューブの帯域は、約50kHzと十分高い。
又、このような圧電チューブの変位分解能は、X,Y,
Z方向共に1nm以下であり、フォーカス精度及びフォ
ーカスアクチュエータの光ディスク原盤1のラジアル方
向の変位補正上、精度の面で問題はない。
【0110】このように低周波数の大きな光ディスク原
盤1の表面の振れに対して大ストロークの円筒型圧電素
子45を用いて制御し、高周波の光ディスク原盤1の表
面の振れに対して圧電チューブ50を用いて制御するこ
とによって、高速(帯域:数十kHz)・高精度(フォ
ーカス精度nmオーダ)のフォーカスアクチュエータを
実現できる。
盤1の表面の振れに対して大ストロークの円筒型圧電素
子45を用いて制御し、高周波の光ディスク原盤1の表
面の振れに対して圧電チューブ50を用いて制御するこ
とによって、高速(帯域:数十kHz)・高精度(フォ
ーカス精度nmオーダ)のフォーカスアクチュエータを
実現できる。
【0111】なお、上記第1の実施の形態において円筒
型圧電素子45は、他のアクチュエータ・駆動系、例え
ば送りねじ、摩擦駆動を用いてもよい。この場合、圧電
チューブとアクチュエータ・駆動系との取り付け関係が
異なってくる。
型圧電素子45は、他のアクチュエータ・駆動系、例え
ば送りねじ、摩擦駆動を用いてもよい。この場合、圧電
チューブとアクチュエータ・駆動系との取り付け関係が
異なってくる。
【0112】(2) 次に本発明の第2の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【0113】図10は光ディスク原盤記録装置の構成図
である。
である。
【0114】粗動機構70には、一軸スライダ71が連
結機構72を介して連結されている。この一軸スライダ
71は、粗動機構70の動作により光ディスク原盤1の
ラジアル方向に移動するものとなっている。
結機構72を介して連結されている。この一軸スライダ
71は、粗動機構70の動作により光ディスク原盤1の
ラジアル方向に移動するものとなっている。
【0115】粗動機構70は、例えばモータ73の回転
駆動を光ディスク原盤1のラジアル方向への移動に変換
するもので、粗動用ドライバ74の駆動によってモータ
73が回転する。
駆動を光ディスク原盤1のラジアル方向への移動に変換
するもので、粗動用ドライバ74の駆動によってモータ
73が回転する。
【0116】一軸スライダ71の先端部は、微動素子7
5を介して記録ヘッド本体76が設けられている。この
微動素子75は、例えば圧電素子により構成され、粗動
機構70のストロークによりも小さなストロークで光デ
ィスク原盤1のラジアル方向に伸縮するものとなってい
る。この微動素子75は、微動用ドライバ77による電
圧印加により伸縮するものとなっている。
5を介して記録ヘッド本体76が設けられている。この
微動素子75は、例えば圧電素子により構成され、粗動
機構70のストロークによりも小さなストロークで光デ
ィスク原盤1のラジアル方向に伸縮するものとなってい
る。この微動素子75は、微動用ドライバ77による電
圧印加により伸縮するものとなっている。
【0117】これら一軸スライダ71及び微動素子75
には、それぞれミラー78、79が取り付けられ、かつ
これらミラー78、79に対応して粗動位置検出センサ
80、微動位置検出センサ81が設けられている。
には、それぞれミラー78、79が取り付けられ、かつ
これらミラー78、79に対応して粗動位置検出センサ
80、微動位置検出センサ81が設けられている。
【0118】粗動位置検出センサ80は一軸スライダ7
1の移動位置を検出してその位置信号を出力する機能を
有し、微動位置検出センサ81は微動素子75の移動位
置を検出してその位置信号を出力する機能を有してい
る。
1の移動位置を検出してその位置信号を出力する機能を
有し、微動位置検出センサ81は微動素子75の移動位
置を検出してその位置信号を出力する機能を有してい
る。
【0119】記録ヘッド本体76は、対物レンズ82に
よりフォーカス位置を光ディスク原盤1上に合わせ、記
録レーザヘッド59から出力されたレーザ光Qを光ディ
スク原盤1上に照射して情報の記録を行うものである。
よりフォーカス位置を光ディスク原盤1上に合わせ、記
録レーザヘッド59から出力されたレーザ光Qを光ディ
スク原盤1上に照射して情報の記録を行うものである。
【0120】この記録ヘッド本体76は、図11に示す
ように対物レンズ82を保持し、かつ光ディスク原盤1
に対して略垂直方向(フォーカス方向)に移動させるフ
ォーカスアクチュエータ83を備えている。なお、この
フォーカスアクチュエータ83は、ボイスコイルモータ
(VCM)により構成されている。
ように対物レンズ82を保持し、かつ光ディスク原盤1
に対して略垂直方向(フォーカス方向)に移動させるフ
ォーカスアクチュエータ83を備えている。なお、この
フォーカスアクチュエータ83は、ボイスコイルモータ
(VCM)により構成されている。
【0121】このフォーカスアクチュエータ83の側面
側には、2つの第1の位置センサ84、85が配置され
るとともに、フォーカス方向に第2の位置センサ86が
配置されている。
側には、2つの第1の位置センサ84、85が配置され
るとともに、フォーカス方向に第2の位置センサ86が
配置されている。
【0122】このうち2つの第1の位置センサ84、8
5は、それぞれフォーカスアクチュエータ83の光ディ
スク原盤1のラジアル方向に対する各位置を測定し、こ
れらの位置信号X1 、X2 を出力する機能を有してい
る。
5は、それぞれフォーカスアクチュエータ83の光ディ
スク原盤1のラジアル方向に対する各位置を測定し、こ
れらの位置信号X1 、X2 を出力する機能を有してい
る。
【0123】第2の位置センサ86は、フォーカスアク
チュエータ83のフォーカス方向に対する位置を測定
し、その位置信号Y1 を出力する機能を有している。
チュエータ83のフォーカス方向に対する位置を測定
し、その位置信号Y1 を出力する機能を有している。
【0124】制御器87は、第1及び第2の位置センサ
84、85、86から出力された各位置信号X1 、
X2 、Y1 を入力し、これら位置信号X1 、X2 、Y1
に基づいて光ディスク原盤1上でのトラック方向の記録
誤差を求める記録誤差算出手段88としての機能を有し
ている。
84、85、86から出力された各位置信号X1 、
X2 、Y1 を入力し、これら位置信号X1 、X2 、Y1
に基づいて光ディスク原盤1上でのトラック方向の記録
誤差を求める記録誤差算出手段88としての機能を有し
ている。
【0125】この記録誤差算出手段88は、第2の位置
センサ86により測定されたフォーカスアクチュエータ
83のフォーカス方向のストローク位置に対する2つの
第1の位置センサ84、85によりそれぞれ測定された
各位置の差(X1 −X2 )の関係を求め、この関係に基
づいて光ディスク原盤1上でのトラック方向の記録誤差
を求める機能を有している。
センサ86により測定されたフォーカスアクチュエータ
83のフォーカス方向のストローク位置に対する2つの
第1の位置センサ84、85によりそれぞれ測定された
各位置の差(X1 −X2 )の関係を求め、この関係に基
づいて光ディスク原盤1上でのトラック方向の記録誤差
を求める機能を有している。
【0126】又、制御器87は、記録誤差算出手段88
により求められた記録誤差を相殺する駆動指令をアクチ
ュエータドライバ89に与え、これによりフォーカスア
クチュエータ83の光ディスク原盤1のラジアル方向に
対する位置を補正する補正手段90としての機能を有し
ている。
により求められた記録誤差を相殺する駆動指令をアクチ
ュエータドライバ89に与え、これによりフォーカスア
クチュエータ83の光ディスク原盤1のラジアル方向に
対する位置を補正する補正手段90としての機能を有し
ている。
【0127】この制御器87は、記録誤差算出手段88
及び補正手段90の各機能の他に、スピンドルモータ4
0や一軸スライダ71、粗動機構75を動作制御する機
能を有している。
及び補正手段90の各機能の他に、スピンドルモータ4
0や一軸スライダ71、粗動機構75を動作制御する機
能を有している。
【0128】すなわち、制御器87は、スピンドルモー
タ40に対して回転信号を送出し、スピンドルモータ4
0を一定の回転速度で回転制御する機能を有している。
タ40に対して回転信号を送出し、スピンドルモータ4
0を一定の回転速度で回転制御する機能を有している。
【0129】又、制御器87は、粗動機構70に対する
位置指令を偏差器91に発する機能を有している。この
偏差器91は、粗動位置検出センサ80から出力される
位置信号と制御器87からの位置指令との偏差を求め、
この偏差信号を粗動用ドライバ74に送出する機能を有
している。そして、この粗動用ドライバ74は、上記偏
差信号を無くす駆動信号を粗動機構70に送出する機能
を有している。
位置指令を偏差器91に発する機能を有している。この
偏差器91は、粗動位置検出センサ80から出力される
位置信号と制御器87からの位置指令との偏差を求め、
この偏差信号を粗動用ドライバ74に送出する機能を有
している。そして、この粗動用ドライバ74は、上記偏
差信号を無くす駆動信号を粗動機構70に送出する機能
を有している。
【0130】又、制御器87は、微動素子75に対する
位置指令を偏差器92に発する機能を有している。この
偏差器92は、微動位置検出センサ81から出力される
位置信号と制御器87からの位置指令との偏差を求め、
この偏差信号を微動用ドライバ77に送出する機能を有
している。そして、この微動用ドライバ77は、上記偏
差信号を無くすための駆動信号を微動素子75に対して
送出する機能を有している。
位置指令を偏差器92に発する機能を有している。この
偏差器92は、微動位置検出センサ81から出力される
位置信号と制御器87からの位置指令との偏差を求め、
この偏差信号を微動用ドライバ77に送出する機能を有
している。そして、この微動用ドライバ77は、上記偏
差信号を無くすための駆動信号を微動素子75に対して
送出する機能を有している。
【0131】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて図12に示す制御フローチャートに従って説明す
る。
いて図12に示す制御フローチャートに従って説明す
る。
【0132】制御器87は、ステップ#1においてアチ
ュエータドライバ89を介してフォーカスアクチュエー
タ76をオフ状態にし、次のステップ#2においてフォ
ーカスアクチュエータ(VCM)76をフォーカス方向
に振動(アップ/ダウン)させる。
ュエータドライバ89を介してフォーカスアクチュエー
タ76をオフ状態にし、次のステップ#2においてフォ
ーカスアクチュエータ(VCM)76をフォーカス方向
に振動(アップ/ダウン)させる。
【0133】このとき、2つの第1の位置センサ84、
85は、ステップ#3において、それぞれフォーカスア
クチュエータ83の光ディスク原盤1のラジアル方向に
対する各位置を測定し、これら位置信号X1 、X2 を出
力する。
85は、ステップ#3において、それぞれフォーカスア
クチュエータ83の光ディスク原盤1のラジアル方向に
対する各位置を測定し、これら位置信号X1 、X2 を出
力する。
【0134】これと共に第2の位置センサ86は、フォ
ーカスアクチュエータ83のフォーカス方向に対する位
置を測定し、その位置信号Y1 を出力する。
ーカスアクチュエータ83のフォーカス方向に対する位
置を測定し、その位置信号Y1 を出力する。
【0135】次に制御器87の記録誤差算出手段88
は、ステップ#4において、第1及び第2の位置センサ
84、85、86から出力された各位置信号X1 、
X2 、Y1を入力し、このうち2つの第1の位置センサ
84、85からの各位置信号X1 、X2 の差(X1 −X
2 )を求め、この差(X1 −X2 )を図13に示すよう
に位置信号Y1 に対してプロットし、これを参照プロフ
ァイルとして記憶する。ここで、y1 、y2 は、フォー
カスアクチュエータ83のストロークの両端の位置を示
している。
は、ステップ#4において、第1及び第2の位置センサ
84、85、86から出力された各位置信号X1 、
X2 、Y1を入力し、このうち2つの第1の位置センサ
84、85からの各位置信号X1 、X2 の差(X1 −X
2 )を求め、この差(X1 −X2 )を図13に示すよう
に位置信号Y1 に対してプロットし、これを参照プロフ
ァイルとして記憶する。ここで、y1 、y2 は、フォー
カスアクチュエータ83のストロークの両端の位置を示
している。
【0136】この参照プロファイルは、光ディスク原盤
1への情報の記録中に、光ディスク原盤1の1回転ごと
に作成することができる。
1への情報の記録中に、光ディスク原盤1の1回転ごと
に作成することができる。
【0137】光ディスク原盤1を1回転ごとに参照プロ
ファイルを作成し、これら参照プロファイルを重ね合わ
せた際、その参照プロファイルは、図14に示すように
差(X1 −X2 )がフォーカスアクチュエータ83のス
トローク位置Y1 に対してほぼ一定になることが理想的
であり、このときの光ディスク原盤1上の記録トラック
は、図15に示すように同心円状に形成される。
ファイルを作成し、これら参照プロファイルを重ね合わ
せた際、その参照プロファイルは、図14に示すように
差(X1 −X2 )がフォーカスアクチュエータ83のス
トローク位置Y1 に対してほぼ一定になることが理想的
であり、このときの光ディスク原盤1上の記録トラック
は、図15に示すように同心円状に形成される。
【0138】これに対して重ね合わせた際の参照プロフ
ァイルが、図16に示すように差(X1 −X2 )がフォ
ーカスアクチュエータ83のストローク位置Y1 に対し
て一定でなければ、このときの光ディスク原盤1上の記
録トラックは、図17に示すように歪んだ円状に形成さ
れる。なお、光ディスク原盤1への情報の記録に最も重
要視される隣接間記録トラック誤差としいう観点では問
題はない。
ァイルが、図16に示すように差(X1 −X2 )がフォ
ーカスアクチュエータ83のストローク位置Y1 に対し
て一定でなければ、このときの光ディスク原盤1上の記
録トラックは、図17に示すように歪んだ円状に形成さ
れる。なお、光ディスク原盤1への情報の記録に最も重
要視される隣接間記録トラック誤差としいう観点では問
題はない。
【0139】これと共に制御器87の記録誤差算出手段
88は、2つの第1の位置センサ84、85からの各位
置信号X1 、X2 の差(X1 −X2 )の2分の1を求
め、この(X1 −X2 )/2を図18に示すように位置
信号Y1 に対してプロットし、これを参照プロファイル
として記憶する。
88は、2つの第1の位置センサ84、85からの各位
置信号X1 、X2 の差(X1 −X2 )の2分の1を求
め、この(X1 −X2 )/2を図18に示すように位置
信号Y1 に対してプロットし、これを参照プロファイル
として記憶する。
【0140】次に、制御器87は、ステップ#5におい
てアチュエータドライバ89を介してフォーカスアクチ
ュエータ76をオン状態にし、次のステップ#6におい
て記録レーザヘッド59からレーザ光Qを出力させ、光
ディスク原盤1に対する情報の記録をスタートする。
てアチュエータドライバ89を介してフォーカスアクチ
ュエータ76をオン状態にし、次のステップ#6におい
て記録レーザヘッド59からレーザ光Qを出力させ、光
ディスク原盤1に対する情報の記録をスタートする。
【0141】このとき、2つの第1の位置センサ84、
85は、ステップ#7において、光ディスク原盤1に対
する記録動作中に、それぞれフォーカスアクチュエータ
83の光ディスク原盤1のラジアル方向に対する各位置
を測定し、これら位置信号X1 、X2 を出力する。
85は、ステップ#7において、光ディスク原盤1に対
する記録動作中に、それぞれフォーカスアクチュエータ
83の光ディスク原盤1のラジアル方向に対する各位置
を測定し、これら位置信号X1 、X2 を出力する。
【0142】これと共に第2の位置センサ86は、フォ
ーカスアクチュエータ83のフォーカス方向に対する位
置を測定し、その位置信号Y1 を出力する。
ーカスアクチュエータ83のフォーカス方向に対する位
置を測定し、その位置信号Y1 を出力する。
【0143】次に制御器87の記録誤差算出手段88
は、ステップ#8において、これら第1及び第2の位置
センサ84、85、86から出力される各位置信号
X1 、X2、Y1 を入力し、このうち2つの第1の位置
センサ84、85からの各位置信号X1 、X2 の差(X
1 −X2 )を求め、この差(X1 −X2 )を図19に示
すように位置信号Y1 に対してプロットする。
は、ステップ#8において、これら第1及び第2の位置
センサ84、85、86から出力される各位置信号
X1 、X2、Y1 を入力し、このうち2つの第1の位置
センサ84、85からの各位置信号X1 、X2 の差(X
1 −X2 )を求め、この差(X1 −X2 )を図19に示
すように位置信号Y1 に対してプロットする。
【0144】そして、記録誤差算出手段88は、ステッ
プ#8において、図19に示すように記録動作中の時刻
tにプロットした差(X1 −X2 )と参照プロファイル
との差ΔMを求め、かつ図20に示すようにフォーカス
アクチュエータ83の軸が平行移動したときの非同期成
分ΔM´(図18)を求める。
プ#8において、図19に示すように記録動作中の時刻
tにプロットした差(X1 −X2 )と参照プロファイル
との差ΔMを求め、かつ図20に示すようにフォーカス
アクチュエータ83の軸が平行移動したときの非同期成
分ΔM´(図18)を求める。
【0145】次に制御器87の補正手段90は、ステッ
プ#9及び#10において、記録誤差算出手段88によ
り求められた記録誤差ΔM、非同期成分ΔM´を相殺す
る駆動指令をアクチュエータドライバ89に与え、これ
によりフォーカスアクチュエータ83の光ディスク原盤
1のラジアル方向に対する位置を補正する。
プ#9及び#10において、記録誤差算出手段88によ
り求められた記録誤差ΔM、非同期成分ΔM´を相殺す
る駆動指令をアクチュエータドライバ89に与え、これ
によりフォーカスアクチュエータ83の光ディスク原盤
1のラジアル方向に対する位置を補正する。
【0146】すなわち、非同期クロスアクションに起因
する光ディスク原盤1でのトラック方向の記録誤差を図
21に示すようにΔEとすると、このΔEは、 ΔE=ΔM(L2 /L1 ) …(1) により算出される。なお、L1 は図22に示すように2
つの第1の位置センサ84、85の間隔であり、L2 は
フォーカスアクチュエータ83と光ディスク原盤1との
間隔である。
する光ディスク原盤1でのトラック方向の記録誤差を図
21に示すようにΔEとすると、このΔEは、 ΔE=ΔM(L2 /L1 ) …(1) により算出される。なお、L1 は図22に示すように2
つの第1の位置センサ84、85の間隔であり、L2 は
フォーカスアクチュエータ83と光ディスク原盤1との
間隔である。
【0147】又、フォーカスアクチュエータ83の上下
動に起因するトラック方向の記録誤差をΔE´とする
と、このΔE´は、 ΔE´=ΔE+ΔM´ =ΔM(L2 /L1 )+ΔM´ …(2) により算出される。
動に起因するトラック方向の記録誤差をΔE´とする
と、このΔE´は、 ΔE´=ΔE+ΔM´ =ΔM(L2 /L1 )+ΔM´ …(2) により算出される。
【0148】次に補正手段90は、ステップ#10にお
いて、微動素子75に対する印加電圧Vp を Vp =(ΔE´/k)・Lp …(3) により求める。ここで、kは圧電定数であり、Lp は微
動素子75を構成する圧電素子の長さである。
いて、微動素子75に対する印加電圧Vp を Vp =(ΔE´/k)・Lp …(3) により求める。ここで、kは圧電定数であり、Lp は微
動素子75を構成する圧電素子の長さである。
【0149】そして、補正手段90は、この電圧Vp を
微動素子75に印加してトラック方向の記録誤差をΔE
´を補正する。
微動素子75に印加してトラック方向の記録誤差をΔE
´を補正する。
【0150】以上のように光ディスク原盤1への記録動
作中に、各位置X1 、X2 、Y1 を測定してトラック方
向の記録誤差ΔE´を補正し、光ディスク原盤1への記
録が終了すると、制御器87は、ステップ#12におい
てフォーカスサーボをオフする。
作中に、各位置X1 、X2 、Y1 を測定してトラック方
向の記録誤差ΔE´を補正し、光ディスク原盤1への記
録が終了すると、制御器87は、ステップ#12におい
てフォーカスサーボをオフする。
【0151】例えば、上記各位置センサ84、85、8
6の分解能を1nmとし、2つの第1の位置センサ8
4、85の間隔L1 を3mm、フォーカスアクチュエー
タ83と光ディスク原盤1との間隔L2 を0.2mmと
すると、この場合の記録誤差測定分解能は、 1nm×(L2 −L1 ) =0.067nm …(4) となる。この記録誤差測定分解能は、例えばDVD(デ
ィジタル・ビデオ・ディスク)におけるトラックピッチ
許容誤差30nmと比較して十分に小さく、記録誤差測
定分解能として十分である。
6の分解能を1nmとし、2つの第1の位置センサ8
4、85の間隔L1 を3mm、フォーカスアクチュエー
タ83と光ディスク原盤1との間隔L2 を0.2mmと
すると、この場合の記録誤差測定分解能は、 1nm×(L2 −L1 ) =0.067nm …(4) となる。この記録誤差測定分解能は、例えばDVD(デ
ィジタル・ビデオ・ディスク)におけるトラックピッチ
許容誤差30nmと比較して十分に小さく、記録誤差測
定分解能として十分である。
【0152】補正周波数に関しては、次の通りに定量的
に考察できる。
に考察できる。
【0153】現状の非同期クロスアクションに起因する
光ディスク原盤1上でのトラック方向記録誤差ΔE
1 は、 ΔE1 =Sv ・Nc /10 =10μm×(1/100)/10 =10nm …(5) と予想される。ここで、Sv は記録中のフォーカスアク
チュエータ83の上下動振幅、Nc は同期クロスアクシ
ョンである。
光ディスク原盤1上でのトラック方向記録誤差ΔE
1 は、 ΔE1 =Sv ・Nc /10 =10μm×(1/100)/10 =10nm …(5) と予想される。ここで、Sv は記録中のフォーカスアク
チュエータ83の上下動振幅、Nc は同期クロスアクシ
ョンである。
【0154】本発明装置において1nm(=Cm)オー
ダの補正をかけようとする場合、光ディスク原盤1の回
転速度を例えば1500rpm(25Hz)とすると、
微動素子75によるフォーカスアクチュエータ83の位
置補正周波数は、光ディスク原盤1の回転速度1500
rpm(25Hz)に対して、 (ΔE1 /Cm)×4 =(10/1)×4 =40倍 …(6) となる。すなわち、25Hz×40倍=1kHz程度確
保できれば十分と考えられる。
ダの補正をかけようとする場合、光ディスク原盤1の回
転速度を例えば1500rpm(25Hz)とすると、
微動素子75によるフォーカスアクチュエータ83の位
置補正周波数は、光ディスク原盤1の回転速度1500
rpm(25Hz)に対して、 (ΔE1 /Cm)×4 =(10/1)×4 =40倍 …(6) となる。すなわち、25Hz×40倍=1kHz程度確
保できれば十分と考えられる。
【0155】そこで、圧電素子を微動用アクチュエータ
として用いた場合、微動の応答周波数は1.3kHzの
実績があり、上記1kHz周期の補正は可能である。
として用いた場合、微動の応答周波数は1.3kHzの
実績があり、上記1kHz周期の補正は可能である。
【0156】このように上記第2の実施の形態において
は、フォーカスアクチュエータ83の光ディスク原盤1
のラジアル方向に対する位置を測定すると共に、フォー
カスアクチュエータ83のフォーカス方向に対する位置
を測定し、これら測定結果に基づいて光ディスク原盤1
上でのトラック方向の記録誤差を求め、この記録誤差を
相殺するようにフォーカスアクチュエータ83の光ディ
スク原盤1のラジアル方向に対する位置を補正するの
で、フォーカスアクチュエータ83の動作に起因するト
ラック方向記録誤差ΔE´を補正して高精度な記録がで
きる。
は、フォーカスアクチュエータ83の光ディスク原盤1
のラジアル方向に対する位置を測定すると共に、フォー
カスアクチュエータ83のフォーカス方向に対する位置
を測定し、これら測定結果に基づいて光ディスク原盤1
上でのトラック方向の記録誤差を求め、この記録誤差を
相殺するようにフォーカスアクチュエータ83の光ディ
スク原盤1のラジアル方向に対する位置を補正するの
で、フォーカスアクチュエータ83の動作に起因するト
ラック方向記録誤差ΔE´を補正して高精度な記録がで
きる。
【0157】(3) 次に本発明の第3の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。なお、図31と同一部分に
は同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
て図面を参照して説明する。なお、図31と同一部分に
は同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【0158】図23は光ディスク原盤記録装置の構成図
である。
である。
【0159】一軸スライダ16の先端部には、ボイスコ
イルモータ90により駆動される対物レンズ91が搭載
されている。
イルモータ90により駆動される対物レンズ91が搭載
されている。
【0160】図24はかかる一軸スライダ16の先端部
の構成図であり、図25は一軸スライダ16の先端部を
上方から見た図である。
の構成図であり、図25は一軸スライダ16の先端部を
上方から見た図である。
【0161】ボイスコイルモータ90は、コイル92及
び磁石93から構成されている。
び磁石93から構成されている。
【0162】一軸スライダ16の先端部には、対物レン
ズ91を光ディスク原盤1の表面に対して略垂直方向
(上下方向)に移動させる軸受け案内機構94が形成さ
れている。この軸受け案内機構94は、空気静圧軸受け
から構成されている。
ズ91を光ディスク原盤1の表面に対して略垂直方向
(上下方向)に移動させる軸受け案内機構94が形成さ
れている。この軸受け案内機構94は、空気静圧軸受け
から構成されている。
【0163】従って、対物レンズ91は、ボイスコイル
モータ90の動作により軸受け案内機構94の軸受け方
向に沿って移動、すなわち光ディスク原盤1の表面に対
して上下方向に移動するという第1の移動手段が構成さ
れている。
モータ90の動作により軸受け案内機構94の軸受け方
向に沿って移動、すなわち光ディスク原盤1の表面に対
して上下方向に移動するという第1の移動手段が構成さ
れている。
【0164】又、焦点検出系95は、対物レンズ91の
先端と光ディスク原盤1との距離lを検出する機能を有
している。
先端と光ディスク原盤1との距離lを検出する機能を有
している。
【0165】コントローラ96は、焦点検出系95によ
り検出された距離lが一定になるようにボイスコイルモ
ータ90のコイル92に電流iを供給し、対物レンズ9
1の焦点合わせを行う焦点合わせ手段としての機能を有
している。
り検出された距離lが一定になるようにボイスコイルモ
ータ90のコイル92に電流iを供給し、対物レンズ9
1の焦点合わせを行う焦点合わせ手段としての機能を有
している。
【0166】一方、一軸スライダ16上には、巻き上げ
モータ97が設けられている。この巻き上げモータ97
の回転軸には、伝達機構としてのロープ98を介して対
物レンズ91に連結されている。このロープ98は、そ
の一端側がモータ97の回転軸に巻回され、途中プーリ
99に掛けられ、かつバネ100を介して対物レンズ9
1に連結され、この対物レンズ91を吊り下げている。
モータ97が設けられている。この巻き上げモータ97
の回転軸には、伝達機構としてのロープ98を介して対
物レンズ91に連結されている。このロープ98は、そ
の一端側がモータ97の回転軸に巻回され、途中プーリ
99に掛けられ、かつバネ100を介して対物レンズ9
1に連結され、この対物レンズ91を吊り下げている。
【0167】従って、モータ97の回転駆動がロープ9
8により軸受け案内機構94の軸受け方向への移動に変
換されて対物レンズ91に伝達され、対物レンズ91が
軸受け案内機構94の軸受け方向に移動するものとなっ
ている。
8により軸受け案内機構94の軸受け方向への移動に変
換されて対物レンズ91に伝達され、対物レンズ91が
軸受け案内機構94の軸受け方向に移動するものとなっ
ている。
【0168】上記コントローラ96は、モータ97を駆
動し、対物レンズ91を軸受け案内機構94の軸受け方
向に沿って、ボイスコイルモータ90を用いた上記第1
の移動手段による移動ストロークよりも大きなストロー
クで移動させる第2の移動手段としての機能を有してい
る。
動し、対物レンズ91を軸受け案内機構94の軸受け方
向に沿って、ボイスコイルモータ90を用いた上記第1
の移動手段による移動ストロークよりも大きなストロー
クで移動させる第2の移動手段としての機能を有してい
る。
【0169】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。
いて説明する。
【0170】光ディスク原盤1が一定の回転速度で回転
しているときに、記録用レーザ本体18から出力された
レーザ光は、各ミラー19、20で反射し、拡大光学系
23を通り、さらにビームスプリッタ24を通して対物
レンズ91により光ディスク原盤1に照射される。
しているときに、記録用レーザ本体18から出力された
レーザ光は、各ミラー19、20で反射し、拡大光学系
23を通り、さらにビームスプリッタ24を通して対物
レンズ91により光ディスク原盤1に照射される。
【0171】これと共に一軸スライダ16がX方向に移
動することにより、光ディスク原盤1には、螺旋状に情
報の記録が行われる。
動することにより、光ディスク原盤1には、螺旋状に情
報の記録が行われる。
【0172】このような光ディスク原盤1への記録動作
中、対物レンズ91は、モータ97の回転駆動がロープ
98を介して対物レンズ91に伝達され、軸受け案内機
構94の軸受け方向に沿ってボイスコイルモータ90に
よるストロークよりも大きなストロークで移動する。
中、対物レンズ91は、モータ97の回転駆動がロープ
98を介して対物レンズ91に伝達され、軸受け案内機
構94の軸受け方向に沿ってボイスコイルモータ90に
よるストロークよりも大きなストロークで移動する。
【0173】これと共に焦点検出系95は、対物レンズ
91の先端と光ディスク原盤1との距離lを検出し、そ
の検出信号をコントローラ96に送出する。
91の先端と光ディスク原盤1との距離lを検出し、そ
の検出信号をコントローラ96に送出する。
【0174】このコントローラ96は、焦点検出系95
により検出された距離lが一定になるようにボイスコイ
ルモータ90のコイル92に電流iを供給する。これに
より、対物レンズ91は、軸受け案内機構94の軸受け
方向に沿って移動し、焦点合わせを行う。
により検出された距離lが一定になるようにボイスコイ
ルモータ90のコイル92に電流iを供給する。これに
より、対物レンズ91は、軸受け案内機構94の軸受け
方向に沿って移動し、焦点合わせを行う。
【0175】このように上記第3の実施の形態において
は、対物レンズ91を光ディスク原盤1の表面に対して
略垂直方向に移動させる軸受け案内機構94を設け、ボ
イスコイルモータ90の動作により対物レンズ91を軸
受け案内機構94の軸受け方向に沿って微動移動させ、
かつ巻き上げモータ97の動作により対物レンズ91を
軸受け案内機構94の軸受け方向に沿ってボイスコイル
モータ90による移動ストロークよりも大きなストロー
クで粗動移動させるようにしたので、軸受け案内機構9
4は対物レンズ91のみを支持する構成となり、積載重
量が軽くなり、軸受け案内機構94での支持剛性が高く
なる。例えば、ボイスコイルモータ90による粗動方向
の剛性をボイスコイルモータ90による微動方向の剛性
に比べて10分の1以下にできる。
は、対物レンズ91を光ディスク原盤1の表面に対して
略垂直方向に移動させる軸受け案内機構94を設け、ボ
イスコイルモータ90の動作により対物レンズ91を軸
受け案内機構94の軸受け方向に沿って微動移動させ、
かつ巻き上げモータ97の動作により対物レンズ91を
軸受け案内機構94の軸受け方向に沿ってボイスコイル
モータ90による移動ストロークよりも大きなストロー
クで粗動移動させるようにしたので、軸受け案内機構9
4は対物レンズ91のみを支持する構成となり、積載重
量が軽くなり、軸受け案内機構94での支持剛性が高く
なる。例えば、ボイスコイルモータ90による粗動方向
の剛性をボイスコイルモータ90による微動方向の剛性
に比べて10分の1以下にできる。
【0176】これにより、対物レンズ91が水平方向に
振動する振幅が小さくなり、光ディスク原盤1上に描か
れたピットのトラックピッチ精度を向上できる。
振動する振幅が小さくなり、光ディスク原盤1上に描か
れたピットのトラックピッチ精度を向上できる。
【0177】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、フ
ォーカスアクチュエータの動作に起因するトラック方向
記録誤差を補正して高精度な記録ができる原盤記録装置
及びその方法を提供できる。
ォーカスアクチュエータの動作に起因するトラック方向
記録誤差を補正して高精度な記録ができる原盤記録装置
及びその方法を提供できる。
【図1】本発明に係わる光ディスク原盤記録装置の第1
の実施の形態を示す構成図。
の実施の形態を示す構成図。
【図2】同装置に用いられる円筒型圧電素子の具体的な
構成及びその動作を示す図。
構成及びその動作を示す図。
【図3】同装置に用いられる圧電チューブの具体的な構
成図。
成図。
【図4】圧電チューブ先端の+X方向への変位を示す
図。
図。
【図5】圧電チューブ先端の+X方向への変位のときの
各電極に対する印加電圧を示す図。
各電極に対する印加電圧を示す図。
【図6】圧電チューブ先端の−X方向への変位を示す
図。
図。
【図7】圧電チューブ先端の−X方向への変位のときの
各電極に対する印加電圧を示す図。
各電極に対する印加電圧を示す図。
【図8】同装置に用いられる制御器の機能ブロック図。
【図9】周波数に対する光ディスク原盤の表面の振れを
示す図。
示す図。
【図10】本発明に係わる光ディスク原盤記録装置の第
2の実施の形態を示す構成図。
2の実施の形態を示す構成図。
【図11】同装置における記録ヘッド本体の構成図。
【図12】同装置の制御フローチャート。
【図13】参照プロファイルを示す図。
【図14】重ね合わせた際の理想的な参照プロファイル
を示す図。
を示す図。
【図15】理想的な参照プロファイルのときの記録トラ
ックを示す図。
ックを示す図。
【図16】重ね合わせた際の理想からずれた参照プロフ
ァイルを示す図。
ァイルを示す図。
【図17】理想からずれた参照プロファイルのときの歪
んだ記録トラックを示す図。
んだ記録トラックを示す図。
【図18】フォーカスアクチュエータの軸が平行移動し
たときの非同期成分を示す図。
たときの非同期成分を示す図。
【図19】記録動作中のプロットと参照プロファイルと
の差を示す図。
の差を示す図。
【図20】フォーカスアクチュエータの軸の平行移動を
示す図。
示す図。
【図21】非同期クロスアクションに起因する光ディス
ク原盤でのトラック方向記録誤差を示す図。
ク原盤でのトラック方向記録誤差を示す図。
【図22】第1の位置センサの間隔及びフォーカスアク
チュエータと光ディスク原盤との間隔を示す図。
チュエータと光ディスク原盤との間隔を示す図。
【図23】本発明に係わる光ディスク原盤記録装置の第
3の実施の形態を示す構成図。
3の実施の形態を示す構成図。
【図24】同装置における一軸スライダの先端部の構成
図。
図。
【図25】同一軸スライダの先端部を上方から見た図。
【図26】従来の光ディスク原盤記録装置の構成図。
【図27】対物レンズの光ディスク原盤のラジアル方向
に対する変位を示す図。
に対する変位を示す図。
【図28】フォーカスアクチュエータの同期クロスアク
ションの測定を示す概略図。
ションの測定を示す概略図。
【図29】エアースライダ及び転がり軸受けの真直度の
繰り返し誤差の説明図。
繰り返し誤差の説明図。
【図30】フォーカスアクチュエータ可動部の姿勢変化
のときの非同期クロスアクションの測定を説明するため
の図。
のときの非同期クロスアクションの測定を説明するため
の図。
【図31】従来の別の光ディスク原盤記録装置の構成
図。
図。
【図32】同装置における対物レンズを搭載する上下機
構の構成図。
構の構成図。
1…光ディスク原盤、 40…スピンドルモータ、 42…ターンテーブル、 43…一軸スライダ、 45…円筒型圧電素子、 50…圧電チューブ、 51…対物レンズ、 54…検出光学系、 55…制御器、 56…位置センサ、 59…記録レーザヘッド、 70…粗動機構、 71…一軸スライダ、 75…微動素子、 76…記録ヘッド本体、 82…対物レンズ、 83…フォーカスアクチュエータ、 84,85…第1の位置センサ、 85…第2の位置センサ、 87…制御器、 90…ボイスコイルモータ、 91…対物レンズ、 92…コイル、 93…磁石、 94…軸受け案内機構、 95…焦点検出系、 96…コントローラ、 97…巻き上げモータ、 98…ロープ、 100…バネ。
Claims (8)
- 【請求項1】 原盤を回転させ、かつ記録用光を対物レ
ンズを通して前記原盤に照射して記録を行う原盤記録装
置において、 前記対物レンズの位置を前記原盤の表面に対して略垂直
方向に移動制御する第1の移動手段と、 前記対物レンズの位置を前記原盤のラジアル方向に移動
させる第2の移動手段と、を具備したことを特徴とする
原盤記録装置。 - 【請求項2】 前記第1の移動手段は、先端に前記対物
レンズが取り付けられた円筒型の圧電素子と、 前記原盤に対する前記記録用光のフォーカス位置を検出
する検出光学系と、 この検出光学系により検出された前記フォーカス位置に
基づいて前記円筒型圧電素子を前記原盤の表面に対して
略垂直方向に移動させるフォーカス制御手段と、を有す
ることを特徴とする請求項1記載の原盤記録装置。 - 【請求項3】 前記第2の移動手段は、前記対物レンズ
が取り付けられた圧電チューブと、 前記圧電チューブの前記原盤のラジアル方向に対する位
置を検出する位置センサと、 この位置センサにより検出された前記圧電チューブの位
置に基づいて前記圧電チューブを前記原盤のラジアル方
向に変位させて前記圧電チューブの変位成分を補正する
補正制御手段と、を有することを特徴とする請求項1記
載の原盤記録装置。 - 【請求項4】 原盤を回転させ、かつ対物レンズをアク
チュエータの伸縮動作によって前記原盤表面に対して略
垂直方向に移動させてフォーカスを合わせ、記録用光を
前記対物レンズを通して前記原盤に照射して記録を行う
原盤記録方法において、 前記アクチュエータの前記原盤のラジアル方向に対する
位置を測定すると共に、前記アクチュエータの前記原盤
表面に対して略垂直方向に対する位置を測定し、これら
測定結果に基づいて前記原盤上でのトラック方向の記録
誤差を求め、この記録誤差を相殺するように前記アクチ
ュエータの前記原盤のラジアル方向に対する位置を補正
することを特徴とする原盤記録方法。 - 【請求項5】 原盤を回転させ、かつ対物レンズをアク
チュエータの伸縮動作により前記原盤表面に対して略垂
直方向に移動させてフォーカスを合わせ、記録用光を前
記対物レンズを通して前記原盤に照射して記録を行う原
盤記録装置において、 前記アクチュエータの前記原盤のラジアル方向に対する
位置を測定する少なくとも2つの第1の位置センサと、 前記アクチュエータの伸縮方向に対する位置を測定する
第2の位置センサと、 これら第1及び第2の位置センサの測定結果に基づいて
前記原盤上でのトラック方向の記録誤差を求める記録誤
差算出手段と、 この記録誤差手段により求められた記録誤差を相殺する
ように前記アクチュエータの前記原盤のラジアル方向に
対する位置を補正する補正手段と、を具備したことを特
徴とする原盤記録装置。 - 【請求項6】 前記記録誤差算出手段は、前記第2の位
置センサにより測定された前記アクチュエータの伸縮の
ストローク位置に対する前記2つの第1の位置センサに
よりそれぞれ測定された各位置の差の関係を求め、この
関係に基づいて前記原盤上でのトラック方向の記録誤差
を求める機能を有することを特徴とする請求項5記載の
原盤記録装置。 - 【請求項7】 原盤を回転させ、かつ対物レンズを前記
原盤表面に対して略垂直方向に移動させてフォーカスを
合わせ、記録用光を前記対物レンズを通して前記原盤に
照射して記録を行う原盤記録装置において、 前記対物レンズを前記原盤表面に対して略垂直方向に移
動させる軸受け案内機構と、 前記対物レンズを前記軸受け案内機構の軸受け方向に沿
って移動させる第1の移動手段と、 前記対物レンズを前記軸受け案内機構の軸受け方向に沿
って前記第1の移動手段により移動ストロークよりも大
きなストロークで移動させる第2の移動手段と、を具備
したことを特徴とする原盤記録装置。 - 【請求項8】 原盤を回転させ、かつ対物レンズを前記
原盤表面に対して略垂直方向に移動させてフォーカスを
合わせ、記録用光を前記対物レンズを通して前記原盤に
照射して記録を行う原盤記録装置において、 前記対物レンズを前記原盤表面に対して略垂直方向に移
動させる空気静圧軸受けから構成された軸受け案内機構
と、 ボイスコイルモータの駆動により前記対物レンズを前記
軸受け案内機構の軸受け方向に移動させる第1の移動手
段と、 モータと、このモータの回転駆動を前記軸受け案内機構
の軸受け方向への移動に変換し、前記対物レンズを前記
軸受け案内機構の軸受け方向に移動させる伝達機構とを
備えた第2の移動手段と、 前記対物レンズと前記原盤との距離を検出する焦点検出
手段と、 この焦点検出手段により検出された距離が一定になるよ
うに第1の移動手段を駆動して前記対物レンズの焦点合
わせを行う焦点合わせ手段と、を具備したことを特徴と
する原盤記録装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1028798A JPH11213404A (ja) | 1998-01-22 | 1998-01-22 | 原盤記録装置及びその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1028798A JPH11213404A (ja) | 1998-01-22 | 1998-01-22 | 原盤記録装置及びその方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11213404A true JPH11213404A (ja) | 1999-08-06 |
Family
ID=11746105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1028798A Pending JPH11213404A (ja) | 1998-01-22 | 1998-01-22 | 原盤記録装置及びその方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11213404A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100368201B1 (ko) * | 2000-06-12 | 2003-01-24 | 박영필 | 광픽업의 대물렌즈 구동장치 |
-
1998
- 1998-01-22 JP JP1028798A patent/JPH11213404A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100368201B1 (ko) * | 2000-06-12 | 2003-01-24 | 박영필 | 광픽업의 대물렌즈 구동장치 |
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