JP4115995B2 - 光ディスク及び携帯機器のための装置 - Google Patents

Description

本発明は光ディスクに関し、さらに、光ディスクを記録及び再生するための光記録及び／又は再生装置に関する。

本発明は、スモール・フォーム・ファクタ・オプティカル（ＳＦＦＯ）ディスクのような低減された寸法の光ディスクが求められる携帯用途のために特に有用である。

光ディスクのために設計された読取り／書込みドライブから光ディスクを容易に取り出し可能な多様な種類のデジタルデータを記憶するために、多くのディスク形状光記憶媒体が開発されてきた。一般的な現在の例は、コンパクトディスク（ＣＤ）及びデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）を含む。これらの例は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）での使用のためにデータを記憶すること、或いは、音楽又は他の音声若しくは映画のようなビデオ情報を記憶することのような特定の用途のためには極めて成功しているが、これらの機器は、より小さなサイズの光記憶媒体が好ましい用途においては余り有用ではないことが分った。そのような用途の１つの分野は様々な携帯電子機器（ＰＥＤ）である。携帯電子機器は、そのような装置を人に携行するのが可能且つ便利である。携帯電子機器の例は、デジタルカメラ、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）及びそれらの類似品である。

よりコンパクトな設計及びより大きな記憶容量を有する光ディスクが欧州公報ＥＰ１０６７５１９号に記載されている。図１に示されるように、光ディスクは、０．６ｍｍの厚さＴｈ_１を有するポリカーボネート樹脂製の基板１から成る。基板１は中心空孔２を含む。中心空孔の周りで、基板はＴｈ_１と同等の厚さＴｈ_２を有する環状テーブル隣接部３を有する。テーブル隣接部３は、光ディスクが載置される光記録及び再生装置における回転駆動機構のターンテーブル４上に載置され得る。中心空孔２を閉塞するよう、磁気クランプハブ５が基板１の中心に設けられている。ハブ５は鉄のような磁性金属の薄板で出来ている。

前記光ディスクは光記録及び／又は再生装置の回転駆動機構上に載置される。回転駆動機構は、スピンドルモータ８と、スピンドルモータによって駆動されるスピンドル７と、スピンドルの端部に固定されたターンテーブル４とから成る。環状磁石６がターンテーブル４上に固定される。光ディスクのハブ５は環状磁石６によって引き付けられ、よって、ターンテーブル４上に確実に保持され、ターンテーブル４と共に回転され得る。ハブ５、ターンテーブル４及びテーブル隣接部３の形状は、光ディスクがターンテーブル４上に載置されたとき、ハブ５が環状磁石６の近傍にあるが環状磁石に接触しないよう設計されていることが留意されるべきである。これは過剰な引付力がハブに作用することを防止し、その結果、光ディスクはターンテーブルから容易に除去され得る。

そのような光ディスクの欠点は、ハブが光記録及び／又は再生装置のターンテーブルにクランプされることが求められることである。そのようなハブは光ディスクに固定されなければならず、それは光ディスクの生産工程において幾つかの困難を提起し、光ディスクの厚さが携帯機器にとって大き過ぎることの原因となる。

本発明の目的は、特に携帯用途のために実施が容易な光ディスクを提案することである。

この目的を達成するために、本発明に従った光ディスクは磁性基板を含み、磁性基板は、被覆層を受容するための凹部を有する。

本発明を用いることで、基板は、その磁性の故に、光ディスクを光記録及び／又は再生装置における回転駆動機構のターンテーブル上にクランプし得るので、ハブは不要である。

光ディスクへのハブの固定は特別な整列器具を必要とし、よって、ハブは光ディスクの製造工程における公差エラーの追加発生源である。従って、ハブを省くことの利点は、光ディスクの製造工程がより簡易且つより信頼性のあるものとされることである。

従来技術によれば、ハブは追加的な厚みを導入し、その厚みはハブを光ディスク上の所定位置に維持するのに必要なテーブル隣接部と少なくとも同等である。磁性基板を用いることで、テーブル隣接部は不要となる。従って、ハブを有さない他の利点は、光ディスクの厚みが低減され、それは携帯用途にとって大きな利益である。

そのような磁性基板は、次の２つの主要な理由のために、軟磁性材料で形成されるのが好ましい。即ち、第一に、軟磁性材料は硬磁性材料よりも一般的に安価である。第二に、光ディスクを光記録及び／又は再生装置から取り外した後、軟磁性材料は他の磁性材料を引き付けない。

金属基板を用いることは、ポリカーボネート基板を備える光ディスクと比較して、全体的なディスクの厚みを著しく低減するのに役立つ。実際のところ、薄いポリカーボネート基板の製造は射出成形技術及びポリカーボネート剛性に関する幾つかの問題の原因となり得る。それに反して、金属基板は、たとえ極端に薄く設計されたとしても、製造における特段の困難を引き起こさず、依然として剛的であり、それは光ディスクを屈曲から保護する。

従って、本発明の好適実施態様において、磁性基板は、例えば、鉄のような軟磁性金属で形成される。

そのような金属基板の他の利点は、金属基板は光媒体に高い慣性を与えることであり、それはスピンドルモータの速度変化の回避に貢献する。小さな速度変化さえも書込み中の劇的なエラーを引き起こし得ることが留意されるべきである。

そのような金属基板は、ポリカーボネート基板における傾斜問題の原因である湿度及び温度変化に対する感受性も低い。

本発明は、そのような光ディスクを記録及び／又は再生するための装置にも関する。

本発明のこれらの及び他の特徴は、以下に記載の実施態様を参照することによって明瞭に解明されよう。

添付の図面を参照して、本発明を以下に詳述する。

光ディスクは、情報層及び被覆層を支持するための基板と呼ばれる基礎層を含む。情報層は光ディスクに記憶されるべき情報を含むよう意図されており、被覆層は情報層を特にダストから保護する働きをする。

本発明に従った光ディスクは磁性基板を含む。そのような光ディスクの３つの実施例が図２ａ、２ｂ及び２ｃに描写されている。

図２ａは、平坦な磁性基板１０を備える光ディスクを示している。光ディスクは情報層１１及び被覆層１２も含む。

図２ｂは、本発明に従った平坦な光ディスクを示しており、その基板２０は情報層２１及び被覆層２２を受容するための凹部を含む。

図２ｃは、本発明に従った非平坦な光ディスクを示しており、平坦な磁性基板３０、情報層３１及び被覆層３２を含み、基板３０は情報層及び被覆層を越えて延びている。

本発明に従った光ディスクは、記録済み若しくは読出し専用（ＲＯＭ）光ディスク、記録可能若しくは１度だけ書込み（ＷＯ）光ディスク、再書込み可能（ＲＷ）又はこれらの種類の組み合わせ（例えば、再記録可能と組み合わされた読出し専用）であり得る。それは、例えば、二層ディスクのような複数の情報層からも形成され得る。

情報層（１１，２１，３３）は、記録済み光ディスクに関して、典型的に５〜１００ｎｍの範囲の厚さを有し、記録可能又は再書込み可能な光ディスクに関して、典型的に５０〜２５０ｎｍの厚さを有することが留意されるべきである。被覆層（１２，２２，３２）は、例えば、ポリカーボネートで形成されており、１００μｍの典型的な厚さを有する。

光ディスクは、例えば、スモール・フォーム・ファクタ・オプティカル（ＳＦＦＯ）ディスクであるが、これに限定されるものではない。この場合、光ディスクは約３０ｎｍの直径を有する。

前記基板は永久磁石、即ち、硬磁性材料である必要はない。それは有利に軟磁性材料で形成され得る。軟磁性材料とは、磁界の存在中において容易に磁化され得るが、もし磁界が除去されるならば、その磁化は永久でない材料を意味する。軟磁性材料は、金属及びそれらの合金を含むが、磁性粒子を備えるポリカーボネート又はプラスチック接合フェライトのようなセラミック型材料と呼ばれる軟磁性フェライトも含む。

本発明の好適実施態様において、例えば、鉄のような基板は軟磁性金属で形成されている。実際のところ、金属基板の利点は、それがポリマ基板よりも５倍高い特別の剛性を有することである。従って、金属の使用は基板の厚さの相当程度の減少を可能にし、それは携帯用途にとって大きな利益である。よって、１００μｍの厚さを有する金属基板を製造することが可能であるが、それは例えばポリマ基板を用いては可能でない。

基板（１０，２０，３０）の磁性特性は、本発明に従って、光ディスクを光記録及び／又は再生装置のターンテーブル上に磁気的にクランプするために用いられる。光ディスクがターンテーブル上に配置され且つ固定され得る幾つかの方法が図３乃至６に描写されている。

光記録及び／又は再生装置は、ターンテーブル５０を回転するための回転手段４０と、光ディスク３５を記録及び／又は再生するための光学手段６０とを含む。ターンテーブル５０は、スピンドル４１を通じて回転手段４０によって駆動される。光学手段６０は、物体レンズ６１と、レーザビーム６２とを含む。ターンテーブル５０は、光ディスクの磁性基板（１０，２０，３０）をターンテーブル５０上に引き付けるために、例えば、環状形状を有する磁性手段５１を含むことによって、ターンテーブルの回転中、光ディスクを所定位置に維持する。

ターンテーブル５０は、光ディスクが磁性手段５１に接触することを防止するための高さ増大手段５２をさらに含む。高さ増大手段５２は、ターンテーブル５０と光ディスクとの間に約０．０５ｍｍの空隙５３が残るよう、光ディスクをより高いレベルに置く。このようにして、過剰な引付力が光ディスク上に及ぼされず、光ディスクはターンテーブル５０から容易に除去され得る。本発明の好適実施態様において、高さ増大手段５２は環状突起によって形成され、それは光ディスクを支持する働きをする。

レーザビームが基板を通して情報層を読み取り得るよう、光ディスクは、光透過性材料によって形成されるのが一般的な基板を通して読み取られるのが普通である。しかしながら、本発明に従った光ディスクは、磁性基板を通して光学手段６０によって読み取ることができない。何故ならば、レーザビームは磁性材料を通過し得ないからである。従って、光ディスクは被覆層（１２，２２，３２）を通して読み取られなければならず、被覆層は、例えばポリカーボネートのような、レーザビームに対して透過性を有する材料で形成されなければならない。

図３に示される本発明の好適実施態様において、図２ａに描写されているような平坦な磁性基板１０を備える平坦な光ディスク３５が含まれている。従って、光ディスクは基板面及び被覆層面を有する。基板にハブ機能を達成させるよう、光記録及び／又は再生装置の回転手段４０は基板面に適用されているのに対し、光ディスクの記録及び／又は再生を可能にするよう、光学手段６０は被覆層に適用されている。レーザビーム６２は光学レンズ６２及び被覆層によって情報層１１に集束されていることが留意されるべきである。この解決策の利点は、薄く平坦な光ディスク３５の使用であり、それは製造が大変に容易である。

図４に示されている第二実施態様において、図２ａに示されているのと同一の光ディスク３５が記録及び／又は再生装置内に配置されている。この実施態様において、回転手段４０及び光学手段６０は光ディスクの同一側面、即ち、透明な被覆層の側面に適用されている。よって、回転手段４０によって駆動されるターンテーブル５０及び磁性手段５１は被覆層側に適用される。換言すれば、前記の実施態様に比べると、光ディスク３５は裏返しにされなければならない。その結果、磁性手段は磁性基板１０の直近の近傍にはない。しかしながら、磁性手段５１は、情報層１１及び被覆層１２を通じて磁性基板１０を引き付けるのに十分な密度を備えた磁界を有する。この実施態様の第一の利点は、前記の実施態様におけると同様に、包含される光ディスク３５が平坦な層を含み、その結果、製造が非常に容易であることである。第二の利点は、記録及び／又は再生装置の全体的な厚さが低減されることである。

図５に描写されている本発明の第三実施態様において、図２ｂに描写されている光ディスク３６が記録及び／又は再生装置内に配置されている。この実施態様において、回転手段４０及び光学手段６０は光ディスクの同一側面に適用されている。光ディスクは依然として平坦であるが、光ディスク３６の磁性基板２０は、情報層２１及び被覆層２２を受容するための凹部を含むことで、磁性基板２０の一部が取り外されている。磁性基板２０は光ディスク３６の両側面で可視的であるので、磁性基板２０はそのハブ機能を最善に達成し得る。

図６によって描写されている本発明の第四実施態様において、図２ｃに示されている光ディスク３７が記録及び／又は再生装置内に配置されている。この実施態様において、回転手段４０及び光学手段６０は光ディスクの同一側面に適用されている。光ディスク３７は平坦な磁性基板３０を含み、磁性手段５１のための空間を残すよう、磁性基板３０は情報層３１及び被覆層３２を越えて延びている。従って、光ディスク３７は、磁性基板３０がその両側面に存在し、且つ、磁性基板の厚さまで低減された厚さを備える領域を含む。従って、基板３０はそのクランプ機能を最適に達成し得る。磁性手段５１が光ディスクの中心空孔内に残された空間に嵌入するよう設計されていることを条件として、光記録及び／又は読取り装置の全体的な厚さの減少が得られる。この減少は情報層及び被覆層の厚さの合計と同等である。

本発明に従った光ディスクの製造方法は、当業者に既知の古典的な製造工程に極めて類似する。従って、それは詳細に記載されない。

金属基板を備える記録済み光ディスクの場合、情報層を製造し、それを磁性基板に接着するために、例えば、ＤＶＤ−１８ディスクのために用いられる一般的なガラス／フォトポリマ（２Ｐ）法が遂行される。この製造技術は図７に描写されており、次のステップを含む。即ち、

金属基板１０上にフォトポリマ紫外線硬化樹脂１３を回転塗布するステップ。樹脂１３は金属面上に良好に保持されることが留意されるべきである。

引き続き、適当な（逆の）溝及び／又はピット構造を備えるポリマスタンパ１４を、例えば、真空接合又はパッド接合を用いて、湿性フォトポリマ樹脂内に圧入するステップ。

紫外線透過性のポリマスタンパ１４を通じてフォトポリマ樹脂１３を紫外線硬化するステップ。

硬化後、ポリマスタンパ１４を金属基板から解放するステップ。

古典的な方法との主な相違は、紫外線硬化が、フォトポリマ（２Ｐ）が適用される基板１０を通じて起こる代わりに、ポリマスタンパを通じて起こるという事実にある。

このようにして、所望のレリーフ及び／又はピットがフォトポリマ樹脂１３に複製され、それは情報層１１を形成する。この製造工程においては、ポリマスタンパ１４及びフォトポリマ樹脂１３のための適切な材料を選択することが重要である。ポリマスタンパが容易に解放されるよう、紫外線硬化の後、例えばアクリル樹脂のようなフォトポリマ樹脂は、例えばポリオレフィンのようなポリマスタンパに対して弱い接着性を有するべきである。このようにして、良好な複製品質が得られ、ポリマスタンパは数回再使用され得る。

溝構造が一旦フォトポリマ層に複製されると、読出し専用光ディスク製造工程は、ブルーレイディスクのような薄い被覆層１２を備えたディスク製造の従来経路を介して進行する。

記録済み又は読出し専用ディスクの場合、薄い金属反射鏡が複製されたピット構造にスパッタリング処理される。

再書込み可能（ＲＷ）光ディスクの場合、情報層は、記録材料、１つ又はそれ以上の誘電体層及び反射鏡層を含む薄膜層積層体で形成され得る。

記録可能（ＷＯ）光ディスクの場合、情報層は、１つ又はそれ以上の誘電体層及び／又は金属反射鏡層との組み合わせの色素層で形成され得る。それは再書込み可能光ディスクの無機薄膜と類似する無機薄膜の積層体で形成され得る。

本発明の範囲から逸脱することなく、上記の光ディスク及び装置のための変形及び改良が提案され得る。よって、本発明は提案されている実施例に限定されない。例えば、本発明に従った光ディスクにおける情報層の代わりに、被覆層が記憶されるべき情報を含んでもよい。

図面及び前記記述は、本発明を限定するというよりも、むしろ、発明を例示するものである。添付の請求項の範囲内にある数々の代替手段があるのが明らかである。

請求項内にある如何なる参照番号も請求項を制限するものと解釈されてはならない。「含む」という動詞及びその活用形は、請求項中に記載されている部材又はステップ以外の部材又はステップの存在を排除しない。部材又はステップに先行する不定冠詞の使用はそのような部材又はステップが複数で存在することを排除しない。

背景技術に従った記録及び／又は再生装置のターンテーブルに配置された光ディスクを示す断面図である。 ａは、本発明に従った光ディスクを示す断面図であり、ｂは、本発明に従った光ディスクを示す断面図であり、ｃは、本発明に従った光ディスクを示す断面図である。 本発明の第一実施態様に従って、光ディスクがどのように光記録及び／再生装置のターンテーブル上に配置され且つクランプされるかを示す断面図である。 本発明の第二実施態様に従って、光ディスクがどのように光記録及び／再生装置のターンテーブル上に配置され且つクランプされるかを示す断面図である。 本発明の第三実施態様に従って、光ディスクがどのように光記録及び／再生装置のターンテーブル上に配置され且つクランプされるかを示す断面図である。 本発明の第四実施態様に従って、光ディスクがどのように光記録及び／再生装置のターンテーブル上に配置され且つクランプされるかを示す断面図である。 本発明に従った記録済み光ディスクの情報層の製造工程を示す工程図である。

Claims (10)

1. 磁性基板を含み、該磁性基板は、被覆層を受容するための凹部を有する、光ディスク。
2. 前記磁性基板は、軟磁性材料から成ることを特徴とする、請求項１に記載の光ディスク。
3. 前記磁性基板は、金属から成ることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光ディスク。
4. 当該光ディスクは、平坦であることを特徴とする、請求項１に記載の光ディスク。
5. 前記磁性基板は、平坦であることを特徴とする、請求項１に記載の光ディスク。
6. 磁石のための空間を残すよう、前記基板は前記被覆層を越えて延びることを特徴とする、請求項１に記載の光ディスク。
7. 当該光ディスクは、スモール・フォーム・ファクタ・オプティカルディスクであることを特徴とする、請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の光ディスク。
8. ターンテーブルを回転するための回転手段を有し、前記ターンテーブルは、請求項１に記載の光ディスクを前記ターンテーブル上にクランプするための磁性手段と、前記光ディスクが前記磁性手段と接触することを防止するための高さ増大手段とを有することを特徴とする、読取り及び／又は記録装置。
9. 前記光学ディスク上の情報を読取り及び／又は記録するための光学手段を有し、該光学手段は、前記回転手段と同一の前記光ディスクの側面に位置することを特徴とする、請求項８に記載の装置。
10. 前記高さ増大手段は、前記光ディスクを支持可能な環状隆起によって形成されることを特徴とする、請求項８又は９に記載の装置。

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