專利名稱：增強(qiáng)光學(xué)密度的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及通過暴露于電磁輻射而變暗的打印介質(zhì)，更特別的是涉及增強(qiáng)該打印介質(zhì)上的光學(xué)密度。
背景技術(shù)：
按照慣例，利用激光激活材料在數(shù)據(jù)側(cè)對(duì)光盤作標(biāo)記從而產(chǎn)生表示數(shù)據(jù)的暗斑。光盤驅(qū)動(dòng)器讀取這些暗斑。光盤驅(qū)動(dòng)器通過將光發(fā)射到盤上并感測(cè)所述光是否反射回來而讀取數(shù)據(jù)。
為了更完全地利用光盤上的可用空間，希望在盤上提供盡可能多的數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，減小光斑尺寸來增大存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的密度。盡可能地減小光斑尺寸同時(shí)保持仍然能夠準(zhǔn)確地讀取和寫入數(shù)據(jù)。
光盤也可以用圖像來加上標(biāo)簽。激光激活材料應(yīng)用于該盤的標(biāo)簽一側(cè)。激光激活材料通過暴露于光盤驅(qū)動(dòng)器中的激光下而變暗或做標(biāo)記。
為了在激光激活材料上創(chuàng)建或打印標(biāo)簽所花費(fèi)的時(shí)間量是盤旋轉(zhuǎn)的速度以及盤上軌道寬度的函數(shù)。較高的速度減少打印時(shí)間，但是旋轉(zhuǎn)盤的速度以及打印的標(biāo)簽存在上限。
按照慣例，較寬的軌道可以減少打印時(shí)間，但是在軌道之間會(huì)留出無標(biāo)記的空間。較寬的軌道隔開的距離經(jīng)常比適當(dāng)聚焦的標(biāo)記光束的寬度更大，以便減少創(chuàng)建標(biāo)簽所需的時(shí)間。無標(biāo)記的空間在視覺上與標(biāo)記的空間結(jié)合而給出小于完全標(biāo)記的區(qū)域的外觀。無標(biāo)記的空間是白色或者其他淺色，標(biāo)記的空間規(guī)定為黑色的，結(jié)果可能看起來要弱于完全的黑色。
被吸收的光的量的量度是光學(xué)密度(OD)。在用戶看來具有完全吸收的區(qū)域看起來為黑色，并且OD為1.2。較高的OD值是可能的，但是在用戶看來它們不能更暗。較寬軌道的常規(guī)使用經(jīng)常導(dǎo)致OD小于1.2。
較窄的軌道導(dǎo)致在盤上每英寸更多的軌道，這產(chǎn)生更暗的圖像，因?yàn)樵谶@些軌道之間存在較小的無標(biāo)記空間。但是，較窄的軌道需要更長的打印時(shí)間，原因在于存在更大的表面區(qū)域要激光來覆蓋。因此，就要在打印速度和OD之間進(jìn)行權(quán)衡。利用常規(guī)技術(shù)打印的標(biāo)簽可以用較窄的軌道并具有至少1.2的OD來產(chǎn)生，但是這將比利用較寬的軌道并具有小于1.2OD來產(chǎn)生的標(biāo)簽花費(fèi)更長的時(shí)間來打印。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的原理，在一個(gè)實(shí)施例中，在通過暴露于電磁輻射而變暗的打印介質(zhì)上增強(qiáng)光學(xué)密度。將該打印介質(zhì)劃分成至少一個(gè)軌道。在該軌道內(nèi)形成電磁輻射的散焦光斑。電磁輻射的散焦光斑使軌道內(nèi)的打印介質(zhì)變暗。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是依照本發(fā)明具有為了使電磁輻射的焦點(diǎn)偏移而配置的徑向定位器的大容量存儲(chǔ)器的圖示。
圖2是說明用于增強(qiáng)在通過暴露于電磁輻射而變暗的打印介質(zhì)上的光學(xué)密度的本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
圖3是說明利用電磁發(fā)射器來增強(qiáng)在通過暴露于電磁輻射而變暗的打印介質(zhì)上的光學(xué)密度的本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
圖4是說明在激光功率為45毫瓦時(shí)光學(xué)密度與焦點(diǎn)偏移的圖。
圖5是說明在激光功率為70毫瓦時(shí)光學(xué)密度與焦點(diǎn)偏移的圖。
圖6是對(duì)于利用70毫瓦激光功率的各種焦點(diǎn)偏移來說顯示多條軌道與光斑尺寸的打印介質(zhì)的圖像的集合。
發(fā)明詳述本公開文件描述了一種用于增強(qiáng)光學(xué)標(biāo)記的介質(zhì)如光盤上的光學(xué)密度的方法和裝置。發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)研究顯示，通過使激光光斑尺寸散焦而不是利用聚焦的激光光斑，可以在光學(xué)標(biāo)記的介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)更大的標(biāo)記光斑而不必降低介質(zhì)相對(duì)于激光的線速度。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在OD上有高達(dá)30％的增量，同時(shí)在保持軌道間隔和線速度不變的同時(shí)使激光散焦。通過產(chǎn)生向激光聚焦伺服添加的偏移信號(hào)來進(jìn)行散焦，所述激光聚焦伺服通常保持在相關(guān)情況中討論的恒定最佳焦點(diǎn)。這種焦點(diǎn)偏移方案幫助恢復(fù)因“過度分隔的”軌道之間的“無信號(hào)區(qū)”而導(dǎo)致相當(dāng)大量的OD損失。此外，本發(fā)明允許增大OD而不會(huì)增加給介質(zhì)加標(biāo)簽所需的時(shí)間。
圖1中說明了本發(fā)明的大容量存儲(chǔ)器2的一個(gè)實(shí)施例。大容量存儲(chǔ)器2配置為供具有打印介質(zhì)6的大容量存儲(chǔ)介質(zhì)4使用，該打印介質(zhì)6覆蓋至少一部分大容量存儲(chǔ)介質(zhì)4。
大容量存儲(chǔ)介質(zhì)4是可以存儲(chǔ)信息的任何介質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施例中，大容量存儲(chǔ)介質(zhì)4是光盤。
打印介質(zhì)6是通過暴露于電磁輻射而打印圖像的任何介質(zhì)。當(dāng)打印介質(zhì)6暴露于電磁輻射時(shí)，其變暗、變亮、改變反射或者另外地改變其光學(xué)特性。在一個(gè)實(shí)施例中，打印介質(zhì)6覆蓋至少一部分大容量存儲(chǔ)介質(zhì)4。將打印介質(zhì)6劃分成至少一個(gè)軌道20。在一個(gè)實(shí)施例中，軌道20是在大容量存儲(chǔ)介質(zhì)4上的螺旋形軌道。在可替換的實(shí)施例中，軌道20是在大容量存儲(chǔ)介質(zhì)4上的多個(gè)同心環(huán)。
在一個(gè)實(shí)施例中，大容量存儲(chǔ)器2包括電磁輻射發(fā)射器8、聚焦檢測(cè)器10、偏移控制器12、徑向定位器14，任選地還可包括計(jì)算機(jī)16，以及程序存儲(chǔ)器系統(tǒng)18。
電磁輻射發(fā)射器8是配置為產(chǎn)生引導(dǎo)到打印介質(zhì)6的軌道20的電磁輻射的任何設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，電磁輻射發(fā)射器8是發(fā)射波長為780納米的電磁輻射的相干光束的激光發(fā)射器。
聚焦檢測(cè)器10是為了發(fā)現(xiàn)電磁輻射發(fā)射器8與打印介質(zhì)6之間的焦距而配置的硬件和可執(zhí)行碼的任何組合。在一個(gè)實(shí)施例中，焦距是距打印介質(zhì)6的距離，在該距離處，電磁輻射發(fā)射器8將電磁輻射的聚焦光斑發(fā)射到打印介質(zhì)6上。
偏移控制器12是為了確定電磁輻射發(fā)射器8的焦點(diǎn)偏移并將焦點(diǎn)偏移傳送到徑向定位器14而配置的硬件和可執(zhí)行碼的任何組合。
徑向定位器14是被配置成用于把電磁輻射發(fā)射器8定位于因焦點(diǎn)偏移而移動(dòng)離開打印介質(zhì)6的焦距處從而在軌道20內(nèi)產(chǎn)生電磁輻射的散焦光斑的硬件和可執(zhí)行碼的任何組合。散焦光斑使軌道20內(nèi)的打印介質(zhì)6變暗。散焦光斑產(chǎn)生的光斑尺寸比常規(guī)聚焦光斑尺寸更大。
計(jì)算機(jī)16是為了執(zhí)行在程序存儲(chǔ)器系統(tǒng)18中存儲(chǔ)的可執(zhí)行碼而配置的硬件和可執(zhí)行碼的任何組合。盡管圖示和討論的是聚焦檢測(cè)器10、偏移控制器12與計(jì)算機(jī)16相互分隔開，但是可替換的是，聚焦檢測(cè)器10和偏移控制器12與計(jì)算機(jī)16集成或者具有與計(jì)算機(jī)16集成的部分。
程序存儲(chǔ)器系統(tǒng)18是為了存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或可執(zhí)行碼而配置的任何設(shè)備或系統(tǒng)。程序存儲(chǔ)器系統(tǒng)18還可以是為了進(jìn)行可由計(jì)算機(jī)16執(zhí)行的本發(fā)明方法步驟而有形地具體化為可由計(jì)算機(jī)16執(zhí)行的程序、小應(yīng)用程序或指令的程序存儲(chǔ)器系統(tǒng)。程序存儲(chǔ)器系統(tǒng)18可以是任何類型的存儲(chǔ)介質(zhì)，如磁、光學(xué)或電子存儲(chǔ)介質(zhì)。
圖1中示出作為單一設(shè)備的程序存儲(chǔ)器系統(tǒng)18。可選擇的是，程序存儲(chǔ)器系統(tǒng)18可以包括不止一個(gè)設(shè)備。而且，程序存儲(chǔ)器系統(tǒng)18的每個(gè)設(shè)備可以具體化為不同的介質(zhì)類型。例如，程序存儲(chǔ)器系統(tǒng)18的一個(gè)設(shè)備可以是磁存儲(chǔ)介質(zhì)，而程序存儲(chǔ)器系統(tǒng)18的另一個(gè)設(shè)備可以是電子存儲(chǔ)介質(zhì)。
圖2示出代表本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的步驟的流程圖。盡管以特定順序呈現(xiàn)出圖2中代表的步驟，但是本發(fā)明包含步驟順序的變化。而且，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，可以在圖2中所示的步驟之間執(zhí)行額外的步驟。
將打印介質(zhì)6劃分成(24)至少一個(gè)軌道20。在一個(gè)實(shí)施例中，將打印介質(zhì)6劃分成(24)多個(gè)同心環(huán)軌道20。在可替換的實(shí)施例中，將打印介質(zhì)劃分成螺旋形軌道20。
電磁輻射的散焦光斑形成(26)在軌道20中。散焦光斑使軌道20中的打印介質(zhì)6變暗，或者改變軌道20中打印介質(zhì)6的光學(xué)特性。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖3中所示，通過發(fā)現(xiàn)(30)電磁輻射發(fā)射器8與打印介質(zhì)6之間的焦距來形成電磁輻射的散焦光斑。將焦點(diǎn)偏移應(yīng)用于(32)該焦距。焦點(diǎn)偏移可以是實(shí)現(xiàn)所需效果(例如參見圖4-6)的任何距離。在一個(gè)實(shí)施例中，焦點(diǎn)偏移是至少20微米的任何距離。在另一個(gè)實(shí)施例中，焦點(diǎn)偏移是不大于80微米的任何距離。
電磁輻射發(fā)射器8定位(34)于因焦點(diǎn)偏移而移動(dòng)離開打印介質(zhì)6的焦距處。電磁輻射發(fā)射器8產(chǎn)生(36)引導(dǎo)到打印介質(zhì)6的電磁輻射。焦點(diǎn)偏移是正量或負(fù)量的距離(參見圖4)。
在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)現(xiàn)(30)電磁輻射發(fā)射器8與打印介質(zhì)6之間的焦距包括發(fā)現(xiàn)(30)距打印介質(zhì)6的距離，在該距離處，電磁輻射發(fā)射器8將電磁輻射的聚焦光斑發(fā)射到打印介質(zhì)6上?？梢允褂脦追N不同的聚焦算法。例如，可以使用在相關(guān)申請(qǐng)中描述的基于表格的、前饋或自適應(yīng)伺服算法來發(fā)現(xiàn)到打印介質(zhì)6的焦距。
圖3是也代表本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的步驟的流程圖。盡管以特定順序呈現(xiàn)出圖3中代表的步驟，但是本發(fā)明包含步驟順序的變化。而且，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，可以在圖3所示的步驟之間執(zhí)行額外的步驟。
在電磁輻射發(fā)射器8和打印介質(zhì)6之間發(fā)現(xiàn)(30)焦距。電磁輻射發(fā)射器8定位于(34)因焦點(diǎn)偏移而移動(dòng)離開打印介質(zhì)6的焦距處。焦點(diǎn)偏移是正量或負(fù)量的距離(參見圖4)。
在一個(gè)實(shí)施例中，通過發(fā)現(xiàn)(30)距打印介質(zhì)6的距離來發(fā)現(xiàn)(30)電磁輻射發(fā)射器8與打印介質(zhì)6之間的焦距，在該距離處，電磁輻射發(fā)射器8將電磁輻射的聚焦光斑發(fā)射到打印介質(zhì)6上。如前所述，相關(guān)的申請(qǐng)公開了用于發(fā)現(xiàn)從打印介質(zhì)到發(fā)射器8的距離的許多可選擇的方法。
電磁輻射發(fā)射器8產(chǎn)生(36)引導(dǎo)到打印介質(zhì)6的電磁輻射，從而在軌道20內(nèi)形成電磁輻射的散焦光斑。散焦光斑使軌道20內(nèi)的打印介質(zhì)6變暗。
本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于增大了打印介質(zhì)中的光學(xué)密度而不會(huì)犧牲速度?？梢园凑张c電磁輻射的聚焦光斑相同的速度來標(biāo)記軌道，但是在利用散焦光斑來標(biāo)記時(shí)產(chǎn)生更大的光學(xué)密度。
例如，由光或其他電磁能量激活或?qū)懭氲拇蛴〗橘|(zhì)6需要在特定時(shí)期的最佳光學(xué)密度來提供最大光學(xué)密度(OD)。對(duì)于聚焦型系統(tǒng)，特別是具有大數(shù)值孔徑的聚焦型系統(tǒng)(如緊致盤和DVD系統(tǒng))，物鏡焦距(與徑向定位器14)的最適度偏移導(dǎo)致打印介質(zhì)6上光斑尺寸的明顯改變。通過使物鏡的焦距(Z軸)偏移最小光斑尺寸焦距一個(gè)指定的量，可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)密度的明顯改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明光學(xué)密度增大30％-100％。
作為示范性數(shù)據(jù)，圖4和5說明了在每英寸1040條軌道的軌道密度和0.5m/秒的激光線速度時(shí)OD變化與徑向定位器14在Z軸(焦距)的焦點(diǎn)偏移。圖4說明在激光功率為45毫瓦時(shí)OD變化與偏移，圖5說明在激光功率為70毫瓦下時(shí)OD變化與偏移。ΔOD是無標(biāo)記區(qū)的OD與有標(biāo)記區(qū)的OD之差。平均OD是有標(biāo)記表面的總OD。當(dāng)加寬軌道寬度(參見圖6)來包含軌道之間的區(qū)域時(shí)，無標(biāo)記區(qū)減少，因此平均OD增大更接近于有標(biāo)記區(qū)域本身的OD?？梢钥吹剑D與平均OD的軌跡相當(dāng)接近。
圖6是具有以每英寸1040條軌道的軌道間隔的軌道20并以0.5m/秒的跟蹤速度利用70毫瓦激光(發(fā)射器8)寫入的試驗(yàn)打印介質(zhì)6的實(shí)驗(yàn)圖像的集合。并且，緊接于軌道20顯示的是說明單個(gè)像素的光斑尺寸40。如利用沒有偏移的例子所看到的，這些軌道隔開很寬的距離。但是，由于偏移距離沿負(fù)方向增大，因此OD增大直到大約-50um，在這一點(diǎn)處，功率/區(qū)域的量在散焦中不能適當(dāng)?shù)貥?biāo)記打印介質(zhì)6。如圖5中所示，OD顯著地減小了-60um。并且示出了焦點(diǎn)沿正方向偏移的效果。對(duì)于設(shè)定在70毫瓦的激光功率，由于正偏移如圖5和6中所示增大，因此OD實(shí)際上減小。但是，對(duì)于較低的激光功率，如圖4中的45毫瓦，OD實(shí)際上增大，但是由于偏移進(jìn)一步增大，因此OD隨后減小。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，使OD最大化的實(shí)際偏移距離取決于打印介質(zhì)6、電磁發(fā)射器8及其相應(yīng)的功率電平，以及打印介質(zhì)6相對(duì)于電磁發(fā)射器8的速度。4-6僅僅用于說明一個(gè)特定的示范性實(shí)施例。
上面的描述僅僅說明本發(fā)明的一些實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的情況下可以設(shè)計(jì)各種可替換的方案和修改。例如，可以通過電機(jī)使打印介質(zhì)相對(duì)于徑向定位的發(fā)射器8旋轉(zhuǎn)。可替換的是，打印介質(zhì)6可以保持靜止，而發(fā)射器8相對(duì)于打印介質(zhì)6移動(dòng)。打印介質(zhì)6還可以是與光盤不同的材料。因此，本發(fā)明包含屬于隨附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有這些可替換的方案、修改以及變化。
權(quán)利要求
1.一種增強(qiáng)通過暴露于電磁輻射而變暗的打印介質(zhì)(6)上的光學(xué)密度的方法，該方法包括將打印介質(zhì)(6)劃分成(24)至少一個(gè)軌道(20)，在至少一個(gè)軌道(20)內(nèi)形成(26)電磁輻射的散焦光斑，以及該散焦光斑使至少一個(gè)軌道(20)內(nèi)的打印介質(zhì)(6)變暗(28)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中將打印介質(zhì)(6)劃分成(24)至少一個(gè)軌道(20)包括將打印介質(zhì)(6)劃分成多個(gè)同心環(huán)軌道(20)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中將打印介質(zhì)(6)劃分成(24)至少一個(gè)軌道(20)包括將打印介質(zhì)(6)劃分成螺旋形軌道(20)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中形成(26)電磁輻射的散焦光斑包括發(fā)現(xiàn)(30)電磁輻射發(fā)射器(8)和打印介質(zhì)(6)之間的焦距；把電磁輻射發(fā)射器(8)定位在因焦點(diǎn)偏移而移動(dòng)離開打印介質(zhì)(6)的焦距處；以及從電磁輻射發(fā)射器(8)產(chǎn)生引導(dǎo)到打印介質(zhì)(6)的電磁輻射。
5.一種供具有打印介質(zhì)(6)的大容量存儲(chǔ)介質(zhì)(4)使用的大容量存儲(chǔ)器(2)，該打印介質(zhì)(6)覆蓋至少一部分大容量存儲(chǔ)介質(zhì)(4)，打印介質(zhì)(6)通過暴露于電磁輻射而變暗，并劃分成至少一個(gè)軌道(20)；該大容量存儲(chǔ)器(2)包括電磁輻射發(fā)射器(8)，配置為產(chǎn)生引導(dǎo)到打印介質(zhì)(6)的至少一個(gè)軌道(20)的電磁輻射；聚焦檢測(cè)器(10)，配置為發(fā)現(xiàn)電磁輻射發(fā)射器(8)與打印介質(zhì)(6)之間的焦距；徑向定位器(14)，配置為將電磁輻射發(fā)射器(8)定位于因焦點(diǎn)偏移而移動(dòng)離開打印介質(zhì)(6)的焦距處，從而在至少一個(gè)軌道(20)內(nèi)形成電磁輻射的散焦光斑；以及其中該散焦光斑使至少一個(gè)軌道(20)內(nèi)的打印介質(zhì)(6)變暗。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的大容量存儲(chǔ)器(2)，進(jìn)一步包括偏移控制器(12)，配置為確定焦點(diǎn)偏移并將該焦點(diǎn)偏移傳送給徑向定位器(14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的大容量存儲(chǔ)器(2)，其中電磁輻射發(fā)射器(8)包括激光發(fā)射器。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的大容量存儲(chǔ)器(2)，其中聚焦檢測(cè)器(10)進(jìn)一步配置為發(fā)現(xiàn)距打印介質(zhì)(6)的距離，在該距離處，電磁輻射發(fā)射器(8)將電磁輻射的聚焦光斑發(fā)射到打印介質(zhì)(6)上。
9.一種利用電磁發(fā)射器增強(qiáng)通過暴露于電磁輻射而變暗并劃分成(24)至少一個(gè)軌道(20)的打印介質(zhì)(6)上的光學(xué)密度的方法，該方法包括發(fā)現(xiàn)(30)電磁輻射發(fā)射器(8)和打印介質(zhì)(6)之間的焦距；將電磁輻射發(fā)射器(8)定位于(34)通過焦點(diǎn)偏移而移動(dòng)離開打印介質(zhì)(6)的焦距處；從電磁輻射發(fā)射器(8)產(chǎn)生(36)引導(dǎo)到打印介質(zhì)(6)的電磁輻射，從而在至少一個(gè)軌道(20)內(nèi)形成電磁輻射的散焦光斑；以及該散焦光斑使至少一個(gè)軌道(20)內(nèi)的打印介質(zhì)(6)變暗(28)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中發(fā)現(xiàn)(30)電磁輻射發(fā)射器(8)與打印介質(zhì)(6)之間的焦距包括發(fā)現(xiàn)(30)距打印介質(zhì)(6)的距離，在該距離處，電磁輻射發(fā)射器(8)將電磁輻射的聚焦光斑發(fā)射到打印介質(zhì)(6)上。
全文摘要
光學(xué)密度是看起來對(duì)用戶具有完全吸收和看起來是黑色的區(qū)域，其在通過暴露于電磁輻射而變暗的打印介質(zhì)上得到增強(qiáng)。打印介質(zhì)(6)劃分(24)成至少一個(gè)軌道(20)。在軌道(20)內(nèi)形成(26)電磁輻射的散焦光斑。該電磁輻射的散焦光斑使軌道(20)內(nèi)的打印介質(zhì)(6)變暗(28)。
文檔編號(hào)B41J2/44GK1890729SQ200480036678
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2004年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月12日
發(fā)明者D·E·安德森, A·L·范布洛克林, P·利伯特, D·庫格勒, C·多爾什 申請(qǐng)人:惠普開發(fā)有限公司