JPH1131331A - 光ディスク原盤製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つのレーザビームを用いてグルーブがウォ
ブルされた光ディスク用の原盤を製造できる光ディスク
原盤製造装置を提供する。 【解決手段】 振幅変調しかつ整流したキャリア信号に
応じて１つのレーザビームを基板の半径方向に高速に偏
向し、グルーブ２を形成しようとする部分全面にレーザ
ビームのスポット２７を照射するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスク原盤製造
装置に関し、さらに詳しくは、ウォブルされたグルーブ
を有する光ディスク用の原盤を製造するための光ディス
ク原盤製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光磁気（ＭＯ）ディスクのような光ディ
スクには、一般にいわゆるランドグルーブ方式が採用さ
れている。図１６は、ランドグルーブ方式の光ディスク
の構造を示す平面図である。図１６に示されるように、
この光ディスクには、凸状のランド１と、凹状のグルー
ブ２とが交互に形成されている。図１６に示された光デ
ィスクにおいては、各グルーブ２の一方の側壁だけがデ
ータ信号やクロック信号に応じてウォブルされ、他方の
側壁４はウォブルされず真直ぐに形成されている。な
お、図１６では明らかではないが、ランド１およびグル
ーブ２は同心円状またはスパイラル状に形成されてい
る。

【０００３】図１７は、図１６に示された光ディスク用
の原盤を製造する方法を説明するための図である。原盤
は一般にフォトレジスト法によって製造される。すなわ
ち、まず円形のガラス基板が用意され、その上にフォト
レジストが塗布される。続いて、グルーブ２となるべき
箇所にレーザビームが照射される。

【０００４】一方の側壁３だけをウォブルするために
は、１つのレーザビームのスポット５をデータ信号やク
ロック信号に応じて半径方向に繰返し往復させるととも
に、もう１つのレーザビームのスポット６を円周方向に
真直ぐ移動させている。その結果、ガラス基板上に塗布
されたフォトレジストのうち、２つのレーザビームが照
射された部分のみが除去され、これによりグルーブ２の
一方の側壁３だけがウォブルされた光ディスク用の原盤
が製造される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような製造方法ではレーザビームが２つ必要であり、そ
のため、製造装置が大掛かりになったり、あるいは製造
時間が長くなるという問題があった。

【０００６】また、レーザビームのスポットの直径の２
倍を超える幅のグルーブを形成するためには、３つ以上
のレーザビームが必要になるという問題があった。

【０００７】本発明は上記のような問題を解決するため
になされたもので、１つのレーザビームでグルーブの一
方の側壁だけがウォブルされた光ディスク用の原盤を製
造するための光ディスク原盤製造装置を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の光ディ
スク原盤製造装置は、ウォブルされたグルーブを有する
光ディスク用の原盤を製造するためのものであって、モ
ータと、レーザと、往復手段とを備える。モータは、原
盤用の基板を回転させる。レーザは、基板上に照射する
ためのレーザビームを発生する。往復手段は、レーザビ
ームを基板上における一定の位置と外部信号に応じて変
動する位置との間で基板の半径方向に繰返し往復させ
る。ここで、往復手段によるレーザビームの１回の往復
時間をＴ、レーザビームが照射されている基板上の位置
の線速度をＬ、レーザビームが照射されることによって
基板上に形成されたスポットの直径をＤとすると、Ｔ≦
Ｄ／Ｌを満足する。

【０００９】請求項２に記載の光ディスク原盤製造装置
においては、請求項１の構成に加えて、往復手段は、キ
ャリア発生器と、変調器と、整流器と、偏向器とを含
む。キャリア発生器は、キャリア信号を発生する。変調
器は、外部信号に応答してキャリア信号の振幅を変調す
る。整流器は、変調器によって変調された信号を整流す
る。偏向器は、整流器によって整流された信号に応答し
てレーザビームを偏向する。

【００１０】請求項３に記載の光ディスク原盤製造装置
においては、請求項１の構成に加えて、往復手段は、キ
ャリア発生器と、変調器と、整流器と、偏向器とを含
む。キャリア発生器は、キャリア信号を発生する。変調
器は、外部信号に応答してキャリア信号のオフセットを
変調する。整流器は、変調器によって変調された信号を
整流する。偏向器は、整流器によって整流された信号に
応答してレーザビームを偏向する。

【００１１】請求項４に記載の光ディスク原盤製造装置
においては、請求項２または請求項３の構成に加えて、
往復手段はさらに、オフセット器を含む。オフセット器
は、整流された信号に一定のオフセットを付加して偏向
器に供給する。

【００１２】請求項５に記載の光ディスク原盤製造装置
においては、請求項２または請求項３の構成に加えて、
往復手段はさらに、エンコーダと、ローパスフィルタと
を含む。エンコーダは、外部信号を符号化する。ローパ
スフィルタは、エンコーダによって符号化された信号の
低周波成分を通過させて変調器に供給する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当
部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

【００１４】［実施の形態１］図１は、本発明の実施の
形態１による光ディスク原盤製造装置の構成を示すブロ
ック図である。図１を参照して、この光ディスク原盤製
造装置は、原盤となる円形のガラス基板１０を回転させ
るモータ１１と、モータ１１を駆動するモータドライバ
１２と、ガラス基板１０上に照射するためのレーザビー
ムＬＢを発生するレーザ１３と、レーザ１３からのレー
ザビームＬＢを偏向するディフレクタ１４と、ディフレ
クタ１４からのレーザビームをガラス基板１０の法線方
向に反射する反射ミラー１５と、反射ミラー１５からの
レーザビームをガラス基板１０の表面上に集光する対物
レンズ１６とを備える。

【００１５】ＣＬＶ（線速度一定）方式の光ディスク用
の原盤を製造するには、ガラス基板１０の線速度が常に
一定（たとえば２ｍ／ｓ）になるようにモータ１１が基
板１０を回転させる。レーザ１３としては、たとえば波
長４５７．９ｎｍのレーザビームを発生するアルゴンレ
ーザが用いられる。レーザビームの径は、たとえばφｒ
ａｄ（半径方向の直径）が０．６μｍであり、φｔａｎ
（接線方向の直径）が０．３μｍである。また、レーザ
ビームのパワーはたとえば３０ｍＷである。

【００１６】ディフレクタ１４は入力電圧ＶＩに応じて
レーザビームの偏向角を変化させるもので、たとえばＡ
ＤＰの結晶が用いられる。ＡＤＰの結晶は、入力電圧に
応じて屈折率の分布勾配が連続的に変化するという特性
を有する。

【００１７】この光ディスク原盤製造装置はさらに、デ
ィフレクタ１４の入力電圧ＶＩを発生するために、外部
からデータ信号を受入れるインタフェース１７と、イン
タフェース１７を通って入力されたデータ信号ＤＴを所
定の方式、たとえばバイフェーズ変調方式、ＮＲＺＩ
（Non Return Zero Inversed）プラス変調方式などに従
って符号化するエンコーダ１８と、キャリア信号ＣＲを
発生するキャリア発生器１９と、エンコーダ１８によっ
て符号化されたウォブル信号ＷＢに応答してキャリア信
号ＣＲの振幅を変調する振幅変調器２０と、振幅変調器
２０によって変調された変調信号ＭＤ１を増幅するアン
プ２１と、アンプ２１によって増幅された変調信号ＭＤ
２を整流する整流器２２と、整流器２２によって整流さ
れた整流信号ＲＣに一定のオフセットを付加してカッテ
ィングデータ信号ＣＤを発生するオフセット器２３と、
カッティングデータ信号ＣＤに応答してディフレクタ１
４に供給するための入力電圧ＶＩを発生するディフレク
タドライバ２４と、この製造装置全体を制御するマイク
ロコンピュータ２５とを備える。

【００１８】エンコーダ１８は、たとえば図２に示され
るようなウォブル信号ＷＢを発生する。キャリア発生器
１９は、たとえば図３（ａ）に示されるような方形波の
キャリア信号ＣＲを発生する。なお、キャリア発生器１
９は、方形波のキャリア信号ＣＲの代わりに、図３
（ｂ）に示されるような三角波のキャリア信号ＣＲ、ま
たは図３（ｃ）に示されるような正弦波のキャリア信号
ＣＲを発生してもよい。

【００１９】整流器２２は、たとえば図４に示されるよ
うにダイオード２６から構成される。ディフレクタドラ
イバ２４は、オフセット器２３からのカッティングデー
タ信号ＣＤは微弱であるために、カッティングデータ信
号ＣＤを増幅してディフレクタ１４を駆動可能にするた
めのものである。

【００２０】次に、上記のように構成された光ディスク
原盤製造装置の動作を説明する。振幅変調器２０におい
ては、図５に示されるように方形波のキャリア信号ＣＲ
の振幅がウォブル信号ＷＢに応答して変調され、変調信
号ＭＤ１が発生される。

【００２１】続いてアンプ２１においては、変調信号Ｍ
Ｄ１が増幅され、変調信号ＭＤ１よりも大きい振幅を有
する変調信号ＭＤ２が発生される。

【００２２】続いて整流器２２においては、変調信号Ｍ
Ｄ２が整流され、整流信号ＲＣが発生される。すなわ
ち、整流器２２、具体的にはダイオード２６によって、
変調信号ＭＤ２のうち負の電圧を有する部分が遮断され
る。

【００２３】続いてオフセット器２３においては、整流
信号ＲＣに一定のオフセット（±Ｘボルト）が付加さ
れ、カッティングデータ信号ＣＤが発生される。

【００２４】そして、このカッティングデータ信号ＣＤ
に比例する入力電圧ＶＩがディフレクタドライバ２４か
らディフレクタ１４に供給される。

【００２５】図５に示されるようなカッティングデータ
信号ＣＤに比例する入力電圧ＶＩがディフレクタ１４に
供給されると、ディフレクタ１４はレーザ１３からのレ
ーザビームＬＢをその入力電圧ＶＩに応答して偏向す
る。ここでは、ガラス基板１０上に照射されるレーザビ
ームがガラス基板１０の半径方向に繰返し往復するよう
にレーザ１３からのレーザビームＬＢを偏向する必要が
ある。

【００２６】レーザビームがガラス基板１０上に照射さ
れると、ガラス基板１０上にスポットが形成されるが、
図６には、このスポット２７の中心２８の軌跡２９が示
されている。上記のようにレーザビームＬＢは入力電圧
ＶＩに応答して偏向されるため、レーザビームのスポッ
ト２７はガラス基板１０の半径方向に従来よりも短い時
間で繰返し往復する。また、変調信号ＭＤ２が整流器２
２によって整流されるため、レーザビームはガラス基板
１０上における一定の位置とウォブル信号ＷＢに応じて
変動する位置との間で繰返し往復する。したがって、軌
跡２９の上側の包絡線は変化するが、下側の包絡線は一
定になる。そのため、グルーブ２の一方の側壁３だけが
ウォブルされ、他方の側壁４はウォブルされず円周方向
に沿って真直ぐになる。したがって、この実施の形態１
においては、エンコーダ１８、キャリア発生器１９、振
幅変調器２０、アンプ２１、整流器２２、オフセット器
２３、ディフレクタドライバ２４、およびディフレクタ
１４が、レーザビームをガラス基板１０上における一定
の位置とデータ信号ＤＴに応じて変動する位置との間で
ガラス基板１０の半径方向に繰返し往復させている。

【００２７】ここで、レーザビームが照射されているガ
ラス基板１０上の位置の線速度に対して、レーザビーム
の１回の往復時間が長すぎると、レーザビームによって
照射されずに残る部分が生じる。そこで、図７に示され
るように、スポット２７の中心２８の往路と復路との間
の距離がスポットの直径Ｄよりも小さければ、往路のス
ポット２７と復路のスポット２７との間に上記のような
照射残りはほとんど生じない。したがって、レーザビー
ムの１回の往復時間をＴ、レーザビームが照射されてい
るガラス基板１０上の位置の線速度をＬ、スポット２７
の直径をＤとすると、少なくとも次の式（１）を満足す
る必要がある。

【００２８】Ｔ＜Ｄ／Ｌ…（１） また、側壁４側に三角形状の照射残りが生じないように
するためには、次の式（２）を満足するのが好ましい。

【００２９】Ｔ≦Ｄ／（２Ｌ）…（２） ここで、公知のフォトレジスト法によるレーザカッティ
ングについて簡単に説明する。

【００３０】図８（ａ）に示されるように、表面上にフ
ォトレジスト３０が塗布されたガラス基板１０が用意さ
れ、そのフォトレジスト３０にレーザビームＬＢが照射
される。これにより図８（ｂ）に示されるように、フォ
トレジスト３０のレーザビームＬＢが照射された部分が
変質する。

【００３１】続いてこれを現像すると、図８（ｃ）に示
されるように、その変質した部分が除去され、フォトレ
ジスト３０がパターン化される。これにより、光ディス
ク用の原盤３１が製造される。

【００３２】続いてこの原盤３１上に図８（ｄ）に示さ
れるようにクロムなどの金属膜３２が形成される。この
金属膜３２を原盤３１から解離することにより、図８
（ｅ）に示されるようにスタンパ３３が製造される。

【００３３】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、１つのレーザビームＬＢをガラス基板１０の半径方
向に高速で偏向しているため、従来のように２つのレー
ザビームを必要としない。すなわち、１つのレーザビー
ムでグルーブの一方の側壁だけがウォブルされた光ディ
スク用の原盤を製造することができる。したがって、こ
の製造装置は簡略化可能であって、製造時間も短縮する
ことができる。しかも、レーザビームのスポットの直径
の２倍を超える幅のグルーブを形成することも可能とな
る。また、キャリア信号の振幅を変調し、さらに整流す
るだけであるため、公知の変調器および整流器を用いる
ことにより、この製造装置は容易に実現することができ
る。

【００３４】キャリア発生器１９が図３（ｂ）に示され
るような三角波のキャリア信号ＣＲを発生する場合は、
図９に示されるように、スポット２７の中心２８の軌跡
３４は三角形状になる。

【００３５】また、キャリア発生器１９が図３（ｃ）に
示されるような正弦波のキャリア信号ＣＲを発生する場
合は、図１０に示されるように、スポット２７の中心２
８の軌跡３５は正弦波形状になる。

【００３６】［実施の形態２］図１１は、本発明の実施
の形態２による光ディスク原盤製造装置の構成を示すブ
ロック図である。図１１を参照して、この光ディスク原
盤製造装置は、図１に示された振幅変調器２０の代わり
に、ウォブル信号ＷＢに応答してキャリア信号ＣＲのオ
フセットを変調するオフセット変調器３６を備える。こ
のオフセット変調器３６は、図１２に示されるように、
差動増幅器３７と、キャリア発生器１９の出力と差動増
幅器３７の反転入力との間に接続された抵抗器３８と、
差動増幅器３７の出力と反転入力との間に接続された抵
抗器３９とを備える。差動増幅器３７の非反転入力はエ
ンコーダ１８からのウォブル信号ＷＢを受ける。その他
の構成は図１に示された実施の形態１と同一である。

【００３７】次に、上記のように構成された光ディスク
原盤製造装置の動作を説明する。オフセット変調器３６
においては、ウォブル信号ＷＢに応答しキャリア信号Ｃ
Ｒのオフセットが変調され、図１３に示されるような変
調信号ＭＤ１が発生される。キャリア信号ＣＲのオフセ
ットを変調するということは、より具体的に言うと、ウ
ォブル信号ＷＢがハイレベルのときキャリア信号ＣＲに
正のバイアス電圧を加え、他方、ウォブル信号ＷＢがロ
ーレベルのときキャリア信号ＣＲに負のバイアス電圧を
加えるということである。

【００３８】続いてアンプ２１において、変調信号ＭＤ
１が増幅され、変調信号ＭＤ２が発生される。続いて整
流器２２において、変調信号ＭＤ２が整流され、整流信
号ＲＣが発生される。この整流信号ＲＣは図５に示され
た整流信号ＲＣと全く同一である。

【００３９】上記実施の形態２から明らかなように、キ
ャリア信号ＣＲの変調は実施の形態１のような振幅変調
に限定されることなく、この実施の形態２のようなオフ
セット変調であってもよい。ただし、このようなオフセ
ット変調方式の方が振幅変調方式に比べて回路構成が簡
単になる。

【００４０】［実施の形態３］図１４は、本発明の実施
の形態３による光ディスク原盤製造装置の構成を示すブ
ロック図である。図１４を参照して、この光ディスク原
盤製造装置は、図１に示された実施の形態１の構成に加
えて、エンコーダ１８からのウォブル信号ＷＢの低周波
成分ＷＢＬを透過させて振幅変調器２０に供給するロー
パスフィルタ（ＬＰＦ）３７を備える。

【００４１】ウォブル信号ＷＢはローパスフィルタ３７
を通して振幅変調器２０に供給されるため、ウォブル信
号ＷＢの立上がりエッジおよび立下がりエッジはともに
鈍る。そのため、カッティングデータ信号ＣＤの包絡線
が滑らかになり、グルーブ２の側壁３も滑らかにウォブ
ルされる。

【００４２】［実施の形態４］図１５は、本発明の実施
の形態４による光ディスク原盤製造装置の構成を示すブ
ロック図である。図１５を参照して、この光ディスク原
盤製造装置は、図１１に示された実施の形態２の構成に
加えて、エンコーダ１８からのウォブル信号ＷＢの低周
波成分ＷＢＬを通過させてオフセット変調器３６に供給
するローパスフィルタ（ＬＰＦ）３８を備える。

【００４３】この実施の形態４から明らかなように、上
記実施の形態３のように振幅変調のためのウォブル信号
ＷＢを鈍らせてもよいが、オフセット変調のためのウォ
ブル信号ＷＢを鈍らせてもよい。

【００４４】

【発明の効果】本発明に係る光ディスク原盤製造装置に
よれば、レーザビームが基板上における一定の位置と外
部信号に応じて変動する位置との間で従来よりも速い速
度で基板の半径方向に繰返し往復するため、１つのレー
ザビームでウォブルされたグルーブを有する光ディスク
用の原盤を製造することができる。その結果、この製造
装置はより簡易な構成になり、しかも製造時間が短くな
る。また、ビーム径の２倍を超える幅のグルーブを形成
することも可能となる。

【００４５】また、レーザビームを偏向する偏向器に供
給される信号をオフセット変調方式によって得る場合
は、振幅変調方式に比べて回路構成が簡単になるので、
その結果としてディスク原盤製造装置全体の回路構成も
簡単になる。

【００４６】請求項５に記載の光ディスク原盤製造装置
によれば、上記効果に加えて、エンコーダによって符号
化された信号のうち低周波成分だけが変調器に供給され
るため、その変調された信号の包絡線が滑らかになり、
その結果、製造された原盤のウォブルが滑らかになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による光ディスク原盤製
造装置の構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示されたエンコーダによって発生される
ウォブル信号を示すタイミング図である。

【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ、図１に
示されたキャリア発生器によって発生される方形波、三
角波、正弦波のキャリア信号を示すタイミング図であ
る。

【図４】図１に示された整流器の具体的な構成を示す回
路図である。

【図５】図１に示された光ディスク原盤製造装置の動作
を説明するための図である。

【図６】図１に示された光ディスク原盤製造装置を用い
てレーザビームを照射する様子を示す原盤用の基板の平
面図である。

【図７】レーザビームの１回の往復時間と、レーザビー
ムが照射されている基板上の位置の線速度と、レーザビ
ームが照射されることによって基板上に形成されたスポ
ットの直径との関係を説明するための図である。

【図８】（ａ）〜（ｅ）はフォトレジスト法による原盤
の製造方法を示す工程図である。

【図９】図６に示された方形波のキャリア信号の代わり
に、図３（ｂ）に示された三角波のキャリア信号を用い
てレーザビームを照射する様子を示す原盤用の基板の平
面図である。

【図１０】図６に示された方形波のキャリア信号の代わ
りに、図３（ｃ）に示された正弦波のキャリア信号を用
いてレーザビームを照射する様子を示す原盤用の基板の
平面図である。

【図１１】本発明の実施の形態２による光ディスク用原
盤製造装置の構成を示すブロック図である。

【図１２】図１１に示されたオフセット変調器の具体的
な構成を示す回路図である。

【図１３】図１１に示された光ディスク原盤製造装置の
動作を説明するための図である。

【図１４】本発明の実施の形態３による光ディスク原盤
製造装置の構成を示すブロック図である。

【図１５】本発明の実施の形態４による光ディスク原盤
製造装置の構成を示すブロック図である。

【図１６】ランドグルーブ方式の光ディスクの構造を示
す平面図である。

【図１７】図１６に示されるような光ディスク用の原盤
を製造する従来の方法を説明するための図である。

【符号の説明】

１ ランド ２ グルーブ １０ ガラス基板 １１ モータ １３ レーザ １４ ディフレクタ １８ エンコーダ １９ キャリア発生器 ２０ 振幅変調器 ２２ 整流器 ２３ オフセット器 ２７ レーザビームのスポット ３６ オフセット変調器 ３７，３８ ローパスフィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 吉宏 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウォブルされたグルーブを有する光ディ
   スク用の原盤を製造するための光ディスク原盤製造装置
   であって、 前記原盤用の基板を回転させるモータと、 前記基板上に照射するためのレーザビームを発生するレ
   ーザと、 前記レーザビームを前記基板上における一定の位置と外
   部信号に応じて変動する位置との間で前記基板の半径方
   向に繰返し往復させる往復手段とを備え、 前記往復手段による前記レーザビームの１回の往復時間
   をＴ、前記レーザビームが照射されている前記基板上の
   位置の線速度をＬ、前記レーザビームが照射されること
   によって前記基板上に形成されたスポットの直径をＤと
   すると、Ｔ＜Ｄ／Ｌを満足する、光ディスク原盤製造装
   置。
2. 【請求項２】 前記往復手段は、 キャリア信号を発生するキャリア発生器と、 前記外部信号に応答して前記キャリア信号の振幅を変調
   する変調器と、 前記変調器によって変調された信号を整流する整流器
   と、 前記整流器によって整流された信号に応答して前記レー
   ザビームを偏向する偏向器とを含む、請求項１に記載の
   光ディスク原盤製造装置。
3. 【請求項３】 前記往復手段は、 キャリア信号を発生するキャリア発生器と、 前記外部信号に応答して前記キャリア信号のオフセット
   を変調する変調器と、 前記変調器によって変調された信号を整流する整流器
   と、 前記整流器によって整流された信号に応答して前記レー
   ザビームを偏向する偏向器とを含む、請求項１に記載の
   光ディスク原盤製造装置。
4. 【請求項４】 前記往復手段はさらに、 前記整流された信号に一定のオフセットを付加して前記
   偏向器に供給するオフセット器を含む、請求項２または
   請求項３に記載の光ディスク原盤製造装置。
5. 【請求項５】 前記往復手段はさらに、 前記外部信号を符号化するエンコーダと、 前記エンコーダによって符号化された信号の低周波成分
   を通過させて前記変調器に供給するローパスフィルタと
   を含む、請求項２または請求項３に記載の光ディスク原
   盤製造装置。