JP2003006936A - 非対称上下構造の中央ホールを有する高密度光ディスク及びその製造方法 - Google Patents
非対称上下構造の中央ホールを有する高密度光ディスク及びその製造方法Info
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Abstract
度光ディスクが、光ディスク装置内にひっくり返した状
態で誤って挿入されたとき、光ピックアップの対物レン
ズがディスクと衝突しないようにする。 【解決手段】 本発明は、スピンドルに挿入するディス
クの中央孔の形状を従来のストレートな形状から傾斜さ
せるようにしたり、内部に段差を設け、一方、スピンド
ルは先端部を孔の傾斜と同様に傾斜させたり、ディスク
の段差と対応する段差を形成させ、表裏逆向きに挿入し
たときにディスクがスピンドルのディスク設置面に正し
く載らず、途中で引っかかり、浮いた状態となるように
した。したがって、ディスクを逆向きに入れると、ヘッ
ドとディスク表面との間に大きな空間ができヘッドとデ
ィスクと衝突しない。
Description
D−DVD:High Density Digital Versatile Disc)
のような高密度光ディスクに記録された信号を再生また
は記録する光ディスク装置内に、高密度光ディスクが誤
って挿入されたときに、光ディスクと光ピックアップの
対物レンズが衝突するのを防止させることができる構造
を有する高密度光ディスクとこれを製作する方法に関す
る。
1.2mmのディスク厚さを有し、ディスク直径は12
0mmである。また中央には15mm直径の中央ホール
を有し、その周辺に光ディスク装置内のターンテーブル
にクランパによってクランプするための44mm直径の
クランプ領域を有する。
ットパターンとして記録されたデータ記録層は、光ディ
スク装置の光ピックアップの対物レンズ(OL)を向い
ている表面から約1.1mm程度内側に設けられてい
る。このCD用光ピックアップの対物レンズは、開口数
(NA)が比較的小さなNA=0.45の値を有する。
ように、1.2mmのディスク厚さと120mmのディ
スク直径を有し、15mm直径の中央ホールを備え、光
ディスク装置のターンテーブルにクランパによってクラ
ンプするための44mm直径のクランプ領域を有する構
造である。基本的な形状自体CDと大きな差はない。
るとピットパターンとして記録されたデータ記録層は、
光ディスク装置の光ピックアップの対物レンズOL側の
表面から約0.6mm程内側の位置にある。一方、DV
D用光ピックアップの対物レンズは、開口数NAが比較
的大きなNA=0.6の値を有する。
DVD(HD−DVD)は、図3に示したように、1.
2mmのディスク厚さと120mmのディスク直径を有
し、15mm直径の中央ホールと光ディスク装置内のタ
ーンテーブルにクランパでクランプするための44mm
直径のクランプ領域を持つ構造を有する。同様に機械的
形状自体は前記したCDや一般的なDVDと特に異なら
ない。この高密度DVD(HD−DVD)をディスク装
置に正常に装着するとピットパターン雅兄征されている
データ記録層は、光ディスク装置の表面からわずか約
0.1mm程度しか離れていない。
は、開口数NAが相対的に最も大きいNA=0.85の
値を有し、高密度で記録されたデータを再生または記録
するために、CD及びDVDに比べて、波長が短い短波
長のレーザービームを用いている。
では、光ピックアップの対物レンズOLをCDとDVD
に比べて高密度DVDの記録層により近接させるととも
に、より短い波長のレーザービームを発光させるように
なっている。同時に、対物レンズの開口数NAを大きく
して、高密度で記録されたピットにより多くの光量を小
さなビームスポットとして集中させることができるよう
になっている。さらに、高密度DVD用ディスク装置で
は、短波長のレーザービームが透過される光透過距離を
短縮させることができるようになっており、レーザービ
ームの性質変化及び球面収差の発生を最少化させること
ができるようになってい。
光ディスク装置のターンテーブル11上に正常に挿入設
置されと、通常のスピンドルモータ12のサーボ動作、
例えばモータドライバ13やサーボコントローラ15に
よるサーボ動作によってディスクが高速に回転さ競られ
る。高密度DVD10が回転している状態で、光ピック
アップ14の対物レンズOLが所定の稼動範囲(OD:
Operating Distance)内で上下に移動するフォーカシン
グ動作によってフォーカシングされた後、高密度のピッ
トパターンとして記録されたデータの読出し(または記
録)が正常に実施される。
D10が、光ディスク装置のターンテーブル11に誤挿
入されると、例えば、高密度DVDがひっくり返した状
態で挿入された場合にも、前述したように、高密度DV
D10は、スピンドルモータ12とモータドライバ1
3、そしてサーボコントローラ15によるサーボ動作に
よって高速で回転する。ところでこのように逆向きに誤
挿入された高密度DVD10は、その記録層が正常に挿
入設置された高密度DVDの記録層に比べて、光ピック
アップ14の対物レンズOL側の表面から少なくとも
1.1mmほど離れた位置に存在するようになる。
状態では、通常のフォーカシング動作の範囲で光ピック
アップ14の対物レンズOLが上下に移動したのでは、
フォーカシングを合わせることができない。そのため、
フォーカシング動作を制御するサーボコントローラ15
は、光ピックアップの対物レンズOLを最大稼動範囲
(OD_Max)まで高密度DVD10の記録層方向に
継続的に移動させることになる。結局光ピックアップの
対物レンズOLが高密度DVD10に衝突することにな
る。その衝突によって、高密度光ディスクか、光ピック
アップの対物レンズのいずれか又は双方が破損された
り、サーボ動作に致命的なエラーが発生するという問題
点があった。
点を解決するために創作されたものであり、高密度DV
D(HD−DVD)のような高密度光ディスクが、光デ
ィスク装置内にひっくり返した状態で誤って挿入された
とき、光ピックアップの対物レンズがフォーカシングす
るための最大稼動範囲まで高密度光ディスクの記録層に
向かって移動しても、光ピックアップの対物レンズと高
密度光ディスクが相互に衝突しないようにすると同時
に、通常のフォーカシング動作によってディスク未挿入
と判別できるようにするための構造を有する高密度光デ
ィスク及びその製造方法を提供することに、その目的が
ある。
るための本発明による高密度光ディスクは、高密度ピッ
トパターンが形成されている記録層が、ディスク厚さの
中心面から一方に片寄って形成された高密度光ディスク
において、高密度光ディスクの中央ホールが、ディスク
厚さの中心面を基準に非対称形状を有することを特徴と
する。
方法は、高密度ピットパターンが形成されたマスター原
版を用意し、そのピットパターンを反転転写してスタン
パを製作し、上下に非対称構造の中央ホールをディスク
記録媒体に形成するためのホール成形部材が回転中心に
形成された成形機にスタンパを取り付けた後、その成形
機に記録媒体材料を高温で注入し、成形機からディスク
取り出すことを特徴とする。
クランプ領域を有する高密度光ディスク及びその製造方
法に対する望ましい実施形態を添付された図面を参照し
て詳細に説明する。
光ディスクに対する断面図を示したものであって、本発
明による高密度光ディスク、例えば高密度DVD20
は、図3を参照にして前述した従来のディスクのよう
に、1.2mmのディスク厚さと120mmのディスク
直径、最大15mm直径の中央ホール、光ディスク装置
のターンテーブルにクランパによってクランプされる4
4mm直径のクランプ領域を有する構造である。またこ
の高密度ディスクがディスク装置に正常に装着される
と、ピットパターンが形成されている記録層は、光ディ
スク装置の光ピックアップの対物レンズの方向で、表面
から約0.1mmの距離にある。しかし、本発明による
高密度ディスクはクランプ領域の中央ホールは、ディス
ク厚さの中心面(c)の上下方向に非対称の構造を有す
る。このために、中央ホールの内径は、図6に示したよ
うに、高さによって、すなわち、記録層が形成されてい
る側の第2表面では第2内径を有しているが、その面か
ら反対面(第1表面)に行くほど狭くなり、第1内径に
狭まる。すなわち、中央ホールの内側が所定の傾斜角θ
で傾斜して形成される。本実施形態では、中央ホールの
第1すなわち小さな直径は、15mm−2×D1の大き
さを有する。ここでD1=t(ディスク厚さ)×tan
θである。
図示のように、ディスクの中央ホールの形状に対応させ
て、ディスク設置面から上側に向かうにつれて細くなく
ように傾斜した側面を有している。すなわち、第2直径
はディスクの第2内径と対応しており、先端部の第1直
径は第2直径より小さくされている。もし、スピンドル
のディスク設置面からの高さがディスクの厚さ、すなわ
ち幅と等しい場合は第1直径もディスクの第1内径に対
応している。
ある。したがって、高密度DVD20が挿入設置される
光ディスク装置のターンテーブルの回転中心軸、すなわ
ちスピンドルのディスク設置面から上側もディスク中央
ホールの傾斜した内壁と同一の角度θで傾斜した構造を
有する。
に、光ディスク装置のターンテーブル11に正常に挿入
させた場合には、高密度DVD20の傾斜した中央ホー
ルが、ターンテーブル11の中心軸の傾斜面に密着され
て正常的な状態で設置及びクランプされる。
は、スピンドルモータ12、モータドライバ13及びサ
ーボコントローラ15による通常のサーボ動作によって
高速で回転され、この状態で、光ピックアップ14の対
物レンズOLが所定の稼動範囲OD内で上下に移動する
フォーカシング動作により、フォーカシングされた後、
高密度のピットパターンとして記録されたデータの読出
し(または記録)が正常に行われる。
20が、光ディスク装置のターンテーブル11にひっく
り返した状態で誤って挿入された場合、高密度DVD2
0の中央ホールの小さな直径(15mm−(D1×
2))の入口が、ターンテーブル11またはスピンドル
の回転中心軸のほぼ中間で引っかかり、正常な状態に設
置されない。すなわち、スピンドルのディスク設置面か
ら浮いた状態で保持される。したがって、ターンテーブ
ル11の面と高密度DVD20間に所定距離G1が離隔
される。
タドライバ13及びサーボコントローラ15による通常
のサーボ動作によってディスクが高速で回転している状
態で光ピックアップ14の対物レンズOLがフォーカシ
ングのための最大稼動範囲まで垂直に移動されても、高
密度DVD20と対物レンズOLが衝突することを防止
することができる。この場合、ピットパターンとして記
録されたデータの記録層は、対物レンズからさらに遠く
離れていてフォーカシングされないので、誤挿入状態は
ディスク未挿入とも判別できて高密度DVD20と対物
レンズOLが衝突されることを根本的に防止させること
ができる。逆に言えば、上記本実施形態のディスク中央
ホールの内面傾斜角度と中心軸11の傾斜角度はディス
クを逆向きで入れたときにディスクと対物レンズが衝突
しない値に選定するということになる。
高密度光ディスクに対する断面図を示したものである。
本実施形態による高密度光ディスク30は、クランプ領
域の中央ホールが、先の例と同様に、ディスク厚さの中
心面(c)に対して上下に非対称の構造を有する。前述
の例と異なり、本実施形態は、中心面(c)から記録層
がある記録面側の中央ホールの内径は図6を参照にして
前述したように、所定の傾斜角θで傾斜しているが、記
録層がある面とは反対側の面への層の内径は所定幅d2
だけ同一に形成される。
×D2の大きさを有する。ここでD2=(t−d2)×
tanθである。このように、中央ホールの記録層と反
対側を所定幅だけd2の同一内径とすることにより第1
実施形態よりは耐久性が増加する。
〜60度の範囲の角であり、高密度DVD30が挿入設
置される光ディスク装置のターンテーブルの回転中心軸
も傾斜した内壁と同一の角度θで傾斜した構造を有す
る。この場合は、中心軸の形状を中央ホールの内面形状
と一致させる必要はない。もちろん、一致させても差し
支えない。
に、光ディスク装置のターンテーブル11上に正常に挿
入させた場合には、高密度DVD30の傾斜した中央ホ
ールが、ターンテーブル11の中心軸の傾斜面に密着さ
れて正常的な状態で設置及びクランプされる。
ルモータ12、モータドライバ13及びサーボコントロ
ーラ15による通常のサーボ動作によって高速で回転さ
させられ、この状態で、光ピックアップ14の対物レン
ズOLが所定の稼動範囲OD内で上下に移動するフォー
カシング動作により、フォーカシングされ、高密度のピ
ットパターンとして記録されたデータの読出し(または
記録)が正常に実施される。
D30を、光ディスク装置のターンテーブル11上にひ
っくり返した状態で誤挿入させた場合、高密度DVD3
0の中央ホールの小さな直径(15mm−(D2×
2))の入口がターンテーブル11またはスピンドルの
回転中心軸の中間部で引っかかって、正常な状態に設置
されず、ターンテーブル11の表面と高密度DVD30
間に所定距離G2が形成される。この離隔距離G2は第
1実施形態での離隔距離G1よりは短い。
に、スピンドルモータ12、モータドライバ13及びサ
ーボコントローラ15による通常のサーボ動作によって
高速に回転させられた状態で、光ピックアップ14の対
物レンズOLがフォーカシングするための最大稼動範囲
まで垂直に移動しても、高密度DVD30と対物レンズ
OLが相互に衝突するのを防止できる。また、ピットパ
ターンとして記録されたデータの記録層が、対物レンズ
からさらに遠く離れていてフォーカシングがなされない
ので、誤挿入状態はディスク未挿入とも判別される。す
なわち、高密度DVD30と対物レンズOLが衝突する
のを防止できるとともに、誤挿入を未挿入と識別するこ
とができる。
中央ホールが形成された高密度DVDの製造方法に対し
て説明する。
の製造方法に対する工程流れ図を示したものである。
(S10)段階でマスターリング工程によって記録信号
のピットパターンを有するメタル原版を用意して、(S
11)段階でメタル原版からスタンパを製作する。この
ときメタル原版に形成されたピットパターンがスタンパ
に反転されて転写される。
たスタンパ100を第1成形機200に取付けて、第2
成形機300を圧着させた状態で、高温状態の樹脂等の
ような基板物質をスプルー400を通して注入して、ス
タンパ100によってピットパターンが形成された基板
を射出成形する(S12)。
る基板の中央ホールが、傾斜した内壁を有するように所
定角度θで傾斜した外壁を有する空洞のシリンダ201
が中心に形成されている。射出成形されたディスク基板
で空洞のシリンダ201によって形成された部分は、ス
プルー400と一緒に垂直に切断されて中央ホールを形
成する。
基板のピットパターン面に、アルミニウム等のような全
反射物質を成膜させ、反射膜(記録層)を形成させ、
(S14)段階でスピンコーティング法またはフィルム
接合などを通して光透過層(保護膜)を形成または接着
させる。スピンコーディング法では、UVボンド材が高
速回転するディスク基板の反射膜上に遠心力によって均
等に全体的に塗布された後紫外線が照射されて硬化され
て、その上にカバー層を対向するように載せられること
で高密度DVDが製作完成される。最終的に、(S1
5)段階で完成された高密度DVDの光学的反射量と品
質検査などを実施して良・不良を判別する検査を実施す
る。
密度DVDに対する断面図を示したものである。図15
aないし15cは図14の高密度DVDが光ディスク装
置に正常に挿入された状態と誤挿入された状態、そして
一般CDまたはDVDが図14の高密度ディスクを収容
するための回転中心軸を有するターンテーブルに挿入さ
れた状態を各々示したものである。
る高密度DVD40は、クランプ領域の中央ホール内壁
にヘッド側とは反対側の面から所定の厚さP3の範囲
で、H3だけ突出させて、中央ホール内壁に段差を形成
している。この内壁に段差を設けた中央ホールの高密度
DVD40が設置される光ディスク装置のターンテーブ
ル21の回転中心軸、すなわちスピンドルはディスクの
中央ホールの内壁形状に対応した段差が形成されてい
る。この場合も、第1直径は第2直径より小さく、それ
ぞれ第1内径、第2内径に対応した大きさである。中央
ホールの内壁に段差を設けることで、ホールの形状がデ
ィスクの中心面に対して非対称になっていることは特に
説明するまでもないであろう。
40は、図15aに示したように、光ディスク装置のタ
ーンテーブル11に正常に挿入されると、ターンテーブ
ルまたはスピンドルの回転軸に隙間なく密着された状態
で正常に設置され、一方、図15bのようにひっくり返
した状態で誤って挿入されると、中央ホールの狭い直径
の入口が、ターンテーブル21またはスピンドルの中心
軸に形成された段差によって、予定の面の高さより所定
高さ(t−P3)だけ離隔される。すなわち、高さ(t
−P3)だけ浮いた状態で設置される。
る状態でクランプされると、前述したように、スピンド
ルモータ12、モータドライバ13及びサーボコントロ
ーラ15による通常のサーボ動作によって高速で回転し
ているとき、光ピックアップ14の対物レンズOLがフ
ォーカシングするための最大稼動範囲まで垂直に移動し
ても、高密度DVD40と対物レンズOLが衝突するこ
とがない。さらにピットパターンとして記録されたデー
タの記録層が、対物レンズからより遠く離れていてフォ
ーカシングがなされないので、誤挿入状態はディスク未
挿入と判別される。したがって、高密度DVD40と対
物レンズOLが衝突することを根本的に防止させること
ができる。
スピンドルに段差がある回転軸を備える場合、図15c
に示したように、一般のCDまたはDVDは従来と同一
に挿入され、かつクランプされる。
の光ディスクの構造は、120mm直径以外にも80m
m直径の小型光ディスクはもちろん他の多様な形態の光
ディスクにも適用できる。
は、例示の目的のために開示されたものであって、再生
専用の高密度DVDはもちろん、再記録可能な高密度D
VD(HD−DVD RAM)にも適用することがで
き、当業者であれば特許請求範囲に開示された本発明の
技術的思想とその技術的範囲内で、多様な他の実施形態
を改良、変更、代替または付加などが可能であることで
ある。
造を有するディスクは、高密度ディスクの誤挿入時に光
ピックアップの対物レンズと高密度ディスク間の衝突に
よるレンズ、または高密度ディスクの破損及び致命的な
サーボエラーの発生を根本的に防止させることができる
ようになる。
図。
図。
示した図。
常挿入された状態を図示した図。
挿入された状態を図示した図。
対する断面図を示した図。
光ディスク装置内に正常挿入された状態を図示した図。
光ディスク装置内に誤挿入された状態を図示した図。
対する断面図を示した図。
が光ディスク装置内に正常挿入された状態を図示した
図。
が光ディスク装置内に誤挿入された状態を図示した図。
図を示した図。
いられるスタンパと成形機に対する断面図を概略的に示
した図。
に対する断面図を示した図。
が光ディスク装置内に正常挿入された状態と誤挿入され
た状態、そして一般CDまたはDVDが挿入された状態
を各々図示したものである。
Claims (18)
- 【請求項1】 第1表面と第2表面を有し、記録領域、
クランプ領域、そしてスピンドルを収容するための中央
ホールを含み、その中央ホールは少なくとも第1内径と
第2内径を有する所定内壁を備え、第1直径とそれより
も大きい第2直径とを有し、少なくとも第2直径が前記
第2内径に対応しているスピンドルに収容されるディス
クが、 前記第2表面に近接した位置に記録層を備え、前記中央
ホールは、前記ディスクの第1表面が前記スピンドルの
ディスク設置面に載せるようにして挿入されと前記スピ
ンドルのディスク設置面から持ち上げられて保持される
ように、ディスク厚さの中心平面に対して非対称に形成
されていることを特徴とする記録媒体。 - 【請求項2】 前記中央ホールの内壁は、所定の傾斜角
で傾斜し、前記第1内径が、第1の内径から前記内壁の
幅の2倍に前記傾斜角正接を掛けた値を前記第2内径か
ら引いた値と同一となるように傾斜していることを特徴
とする請求項1に記載の記録媒体。 - 【請求項3】 前記第2表面に近い所定幅の前記内壁の
一部は、前記中央ホールの中心に対して所定の角で傾い
て、前記内壁の残りの幅の部分は前記ディスクの平面に
垂直な面としたことを特徴とする請求項1に記載の記録
媒体。 - 【請求項4】 前記第2表面に近い所定幅の前記内壁の
一部は、前記スピンドルの傾斜角と同一の角で傾斜し、
前記第1内径が、第1の内径から前記内壁の幅の2倍に
前記傾斜角正接を掛けた値を前記第2内径から引いた値
と同一となるように傾斜していることを特徴とする請求
項3に記載の記録媒体。 - 【請求項5】 前記第1表面に近い前記内壁の一部は、
所定の幅で前記中央ホールの中心に向かって突出し、前
記中央ホールの内壁が段差を有することを特徴とする請
求項1に記載の記録媒体。 - 【請求項6】 前記第1内径は、前記第2内径より小さ
なことを特徴とする請求項1〜5項に記載のいずれかの
記録媒体。 - 【請求項7】 前記第1直径は、15mmより小さく、
前記第2内径はほぼ15mmであることを特徴とする請
求項1〜6項に記載のいずれかの記録媒体。 - 【請求項8】 前記傾斜角は、約30度から60度間で
あることを特徴とする請求項1〜4に記載のいずれかの
記録媒体。 - 【請求項9】 第1表面と第2表面を有し、記録領域、
クランプ領域、そしてスピンドルを収容するための中央
ホールを含み、前記中央ホールは第1と第2内径を有す
る所定幅の内壁と中心とで構成されるディスクと、当該
ディスクを収容するためのものであって、ディスク設置
面と先端部とでそれぞれ直径が異なっているスピンドル
とを有し、 前記ディスクは、前記第2表面に近接した位置に記録層
を含むとともに、前記ディスクの第1表面を前記スピン
ドルの設置面側としてそのスピンドルに挿入したときに
そのディスクがスピンドル設置面から持ち上げられて保
持されるように前記中央ホールがディスク厚さの中心平
面に対して非対称に形成されていることを特徴とする記
録/再生装置。 - 【請求項10】 前記スピンドルの表面は、前記先端部
直径が前記スピンドル設置面の直径より小さいように所
定角で傾斜していることを特徴とする請求項9に記載の
記録/再生装置。 - 【請求項11】 前記所定角は、約30度から60度間
であることを特徴とする請求項10に記載の記録/再生
装置。 - 【請求項12】 前記スピンドルの側面は、前記先端部
の直径がディスク設置面から直ぐ上の部分の直径より小
さいように少なくとも一つの段差が設けられていること
を特徴とする請求項9に記載の記録/再生装置。 - 【請求項13】 前記スピンドルのディスク設置面での
直径は、ほぼ15mmであることを特徴とする請求項9
に記載の記録/再生装置。 - 【請求項14】 記録媒体を製造する方法において、 記録のためのピットパターンが形成された原版を製作す
る1段階と、 前記原版を用いて、前記原版のピットパターンを反転さ
せて表面に複写した少なくとも一つのスタンパを製作す
る2段階と、 上部及び下部直径を有し、製造される記録媒体の中央ホ
ールが厚さの中心平面を基準として非対称形状とさせる
構造を有するホール形成部材を中心部に含む射出成形機
に前記製作されたスタンパを固定させる3段階と、 ディスク材料を前記射出成形機に高温状態で注入する4
段階と、 記録媒体を前記射出成形機から引き出す5段階とを含む
記録媒体製造方法。 - 【請求項15】 前記ホール形成部材の外径は、前記上
部直径が前記下部直径より大きくなるように所定角で傾
斜していることを特徴とする請求項14に記載の記録媒
体製造方法。 - 【請求項16】 前記記録媒体の中央ホールは、前記デ
ィスク材料を前記射出成形機に注入する注入口と一緒
に、前記引き出された記録媒体の中心領域を垂直に除去
することによって形成されることを特徴とする請求項1
4に記載の記録媒体製造方法。 - 【請求項17】 前記ホール形成部材の外壁は、前記上
部直径が前記下部直径より大きく部分的で傾斜している
ことを特徴とする請求項14に記載の記録媒体製造方
法。 - 【請求項18】 前記ホール形成部材の外壁は、前記上
部直径が前記下部直径より大きいように少なくとも一度
段差の付けられてあることを特徴とする請求項14に記
載の記録媒体製造方法。
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