JPS6396751A - マグネツト・チヤツク用ハブ付光デイスク基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザ光を集光し、情報の記録再生を行なう
ディスク基板に係るもので、さらに詳しくは光ディスク
板をスピンドルに固定するためにマグネット・チャック
を用いる構造の光ディスク基板に関するものである。

〔従来の技術および問題点〕

近年、レーザ光を基板上の記録膜に集光し、情報の記録
再生を行なう光ディスク技術が活発に研究開発されてい
る。

記録膜においてはＷｒｉｔｅ−Ｏｎｃｅ型、消去可能の
相変態型、光磁気記録型等数多くの特許、研究論文が発
表され、その内の幾つかはほぼ実用化段階にある。

このような状況において、記録薄膜を担持し、光ディス
ク形状にするディスク基板もガラス、ガラス＋光硬貨樹
脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の材質が検
討され、それぞれの長所・欠点を競いあっている。

光ディスク基板の形状としても、対応するスピンドルへ
の固定方法によって、メカニカル・チャック型、マグネ
ット・チャック型名々に対応する型が公開されている。

第４図、第５図に各々のスピンドル固定のモデルを示す
。

第４図生得号１１は上押え板、１２は光ディスク基板、
１３はスピンドル台、１４はモータを示す。この方式は
ディスク設置のセンタ穴精度を光ディスク基板１２自身
の精度で出し、基板１２の平行度も、上押え板１１、ス
ピンドル台１３と光ディスク基板１２の接触面で設定す
るため、光ディスク基板１２自体はシンプルであるが、
樹脂基板の生産段階で高い精度が要求される欠点がある
。

また、装脱着の繰り返しにより基板１２のセンタ穴周辺
の摩耗、痛みにより精度が落ちる欠点も持っている。更
に上押え板１１とその動作ストロークの確保が必要なた
め、ドライブの高さが小さくできないことも欠点とされ
る。

第５図はマグネット・チャック型の例で、図中符号２１
は吸着金属ハブ、２２はスピンドル台、２３は吸着用マ
グネット、２４は光ディスク板、２５はモータ、２６は
スペーサを示す。この方式はディスク基板２４をスピン
ドル設置台に吸着金属ハブ２１の中心式精度で位置決め
し、平行度も金属ハブ２１の張出し支えで位置決めする
ために剛性にもすぐれ、メカニカル・チャックの様に上
押え板も不要なため、ドライブ全体の高さも低くできる
利点を持っている。ところがこの方式の光ディスク基板
は作製時に光ディスク板２４と、金属ハブ２１を一枚ず
つセンタ穴精度と平行度を出しながらはり合わせし、さ
らに、逆サイドの光ディスク板も同様にセットした後、
両面をはり合わせるため、金属ハブ２１、光ディスク板
２４の工業的精度が全く活かされず、量産に対しては全
く適していない、更に金属ハブ２１と光ディスク板２４
の接合面積が大きくなる要因を持つ。

一般に、光ディスク板板は厚み方向にレーザ光が通り収
束されるため、この方向の均一性についての要求は厳し
い。特にポリカーボネート樹脂等複屈曲を光ディスク板
板面内に有する材質を用いる際はその複屈折の面内変化
が再生信号の変調を引き起こしたり、トラッキング、フ
ォーカシングの不調を生じさせるため光ディスク板の複
屈折許容値が設けられている事が通例である。この値は
追記型（Ｗｒｉｔｅ−ｏｎｃｅ）用で位相ずれをレーザ
波長換算し、２０ｎｍ以下（透過シングル・パス）であ
り、カー効果等更に位相ずれの許されない光磁気では１
０ｎｉ以下が要求される。

ところが、金属ハブと光ディスク板の接合は光ディスク
板自体の初期複屈折値を１０〜２０ｎｍ以上増加させる
ことが明らかになり、金属ハブと光ディスク板の接合部
が基板の記録部に接近している第５図の方式は以上述べ
た欠点があり、容易に光ディスクシステムに適応させる
ことが困難であった。

本発明者らは、光ディスク板（樹脂）間、或いは光ディ
スク板（樹脂）と樹脂製ハブ部の接合では複屈折の増加
がシングルパス４ｎｍ以下の増加にとどまる事実を得、
また接合を避ける方法を考慮して第６図、第７図、第８
図の光ディスク基板を試作し検討を加えた。

第６図は光ディスク板３１と金属ハブ３２が接合部を持
たず、通常はフリーとなっており、スピンドル固定は、
金属吸着ハブ３２がスピンドル台３４に引かれる力で金
属吸着ハブ３２とスペーサ３３の押しつけ、光ディスク
板３１をスピンドルに固定する。図中、符号３５は吸着
用マグネット、３６はモータを示す。この例では光ディ
スク基板の平行度は光ディスク板３１の面精度で決定さ
れるが、中心ハブがフリーのため、この遊びスペースに
よりスピンドルの中心軸への位置決めの誤差がスピンド
ルへの脱着の度にばらつきを生じた。

メタルと樹脂光ディスク板の直接接合がないためハブ付
による複屈折の増加は数Ｏ１以下（シングルパス）に抑
えることができたが、上面、下面の両サイドに記録膜を
設けた際、中心軸よりの偏心が上下面で極端に異なる結
果が得られ、以上の欠点を改善する手段は見い出されな
かった。

第７図は光ディスク板と金属ハブが接合を持たないもう
１つの例で、図中符号４１は光ディスク板、４２は吸着
金属ハブ、４３はスペーサ、４４はスピンドル台、４５
は吸着用マグネット、４６はモータを各々示す。また、
符号４７は、吸着金属ハブの固定ビス及びナツトを示す
ものである。

この方式においては光ディスク基板の平行度は、光ディ
スク板４１がスピンドル４４の周辺エツジに押しつけら
れる事で決定され、平行度の設定は容易であるが、金属
ハブ４２への設定を光ディスク板４１を上、下独立に設
定した後、ビスおよびナツト４７を締付は加工しなけれ
ばならない。このために、金属ハブ４２の中心軸の位置
出しと、光ディスク板４１の固定を同時に行なう必要が
あり、調整が困難であるため大量生産向きではなかった
。また、金属ハブ４２と光ディスク板４１の接着による
直接接合はないために、ハブ付けによる複屈折増加は数
ｎｕｔにとどまったが、吸収ハブ４２とスピンドル台４
４との磁力が光ディスク板４１にせん断路力として加わ
るため、光ディスク板４１に応力による光弾性複屈折が
生じることが確認された。この概念を第８図に示す。

図中、符号５１はスピンドル受は台、５２は吸着用マグ
ネット、５３は光ディスク板、５４は金属ハブ５８にか
かる吸引力、５５は光ディスク板５３とスピンドル受は
台５１間に吸引力５４によって生じる反力、５６は吸引
力５４、反力５３とによって生じる光ディスク板へのせ
ん断路力による複屈折増加エリア、５７は光ディスク板
５３によって平行度を決定するためスピンドルマグネッ
トとチャック間のギャップ、５８は金属ハブをそれぞれ
示すものである。

光ディスク板５３には複屈折増加エリアが現われ、やは
り光ディスク板５３の記録再生の障害となることが明ら
かとなった。

本発明は以上述べた従来のマグネット・チャック用ハブ
付光ディスク基板に生じた問題点を全て解決した新しい
構成による高精度かつ低複屈折で量産効果にも優れた光
ディスク基板を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明は以下に述べるハブ付光ディスク基板の検討によ
って得られた知見から導き出された合理的な構成を持つ
ことを最も主要な特徴とする。

（１）金属ハブと光ディスク板（樹脂）との直接接合は
、接合の種類（接着剤、溶媒接着、超音波接着）に拘ら
ず、光ディスク板の複屈折をシングルパスで１０〜２０
ｎｍ増加させる。

（２）光ディスク板（樹脂）と樹脂板との接合による複
屈折増加は、シングルパス４ｎｍ以下である。

（３）スピンドル台とマグネット・チャック間の吸引力
が光ディスク板にせん断路力の型で加わると、応力近傍
に光弾性効果による複屈折増加エリアが生じ結果として
複屈折が増加する。

（４）両面型光ディスクを構成する際は、両サイドの基
板における位置決めのずれを解消することが困難である
ため、各面独立に決定できるハブ設定が望ましい。

（５）インジクション等の大量生産技術で生じる寸法精
度を極力活かしたハブ付基板構成が生産性向上の為に要
求される。

以上の知見より、■光ディスク板とハブ部の接合は樹脂
量接合とし、■スピンドル台とマグネット・チャック間
の吸引力が光ディスク板の記録再生エリアから遠い中心
部にのみ加わる様にし、せん断力を緩和する構成で、か
つ■光ディスク板、ハブ部の大量生産による寸法精度を
光ディスク板、ハブ部で補ない合い各面づつ作製するこ
とによって、本発明のマグネット・チャック用ハブ付光
ディスク基板が構成されたものである。

以下、この発明を実施例によりさらに詳しく説明する。

〔実施例１〕 第１図はこの発明の第１の実施例を示すもので、図中符
号６１は吸着用金属板、６２は金属板６１を埋め込み固
定した樹脂製ハブ、６３は光ディスク板、６４は両面は
り合わせ用スペーサ、６５は光ディスク板６３と樹脂製
ハブ６２の接着部を示す。また、符号６６はハブ用スピ
ンドル台、６７は吸着用マグネット、６８はスピンドル
モータを示す。さらに、符号６９はハブ部直径を示すも
のである。

本実施例の基板は、まず、２枚の光ディスク板６３．６
３がスペーサ６４を介してはり合せられ、その中央に内
側に吸着用金属板６１．６１を有する樹脂製ハブ部６２
．６２が挟持するように接合されてなるもので、スピン
ドルの外周部分にマグネット６７を有するスピンドル台
６６上に載置され、マグネット６７−金属板６１間に働
く吸着によりスピンドル台６６に固定される。前記ハブ
部８２と光ディスク板６３との接合部位６５の面積は可
能なかぎり小さくなるように設定される。

本実施例によって作製した１３０φハブ付光ディスク基
根は、スピンドル台６６のセンタから４０φの円周にお
いてスピンドル設置前でポリカーボネート製光ディスク
板６３の複屈折のハブ取付前後の複屈折増加は１００１
（波長８３０　ｎｉｌ、シングルパス）に抑えることが
できた。ハブ部直径６９を２２φとしてスピンドル台６
６にマグネット６７−金属板６１の吸着が１８ｙ重〜３
００ｇ重の力で生じる時は、光ディスク板６３−ハブ部
６２の接着部位６５に生じる応力が複屈折を増加させ、
４０φの円周において複屈折の合計増加量は、１５ｎｍ
となった。

このように、この第１の実施例では光ディスク板６３と
ハブ部６２との接合を最小面積とすることによって複屈
折を少なくできている。

（実施例２） 第２図は本発明の第２の実施例を示すもので、図中符号
７１は吸着用金属板、７２は金属板７１を固定した樹脂
製ハブ部、７３は光ディスク板、７４は両面はり合わせ
用スペーサ、７５は光ディスク板とハブ部の接合部位、
７６は補助ハブ部、７７はハブ用スピンドル台、７８は
ハブ用吸着マグネット、７９はモータをそれぞれ示すも
のであり、符号７１０はハブ直径を示すものである。こ
の実施例の特徴は、樹脂製のハブ部７２が光ディスク板
７３の中央の穴の内周面に接合されていることにある。

すなわち、光ディスク板７３の成形の穴精度を利用して
接合ハブ部７２の中心精度を容易出せるようにした点を
特徴とする。

上記構成の１３０φハブ付基板はハブ取付時にスピンド
ルセンタから４０φの円周において、複屈折増加が１０
ｎｌ（波長８３０　ｎｌ、シングルパス）以下に抑える
ことができた。また、ハブ径２２φに対しては、１　Ｋ
９〜５００ｇ重の力でスピンドル台７７にマグネット吸
着させた後もトータルの複屈折増加量を１５ｎｍ以下に
とどめられることがわかった。

（実施例３〕 第３図は本発明の第３の実施例を示すもので、図中符号
８１は吸着用金属板、８２は金属板８１を一体成型した
樹脂製ハブ部、８３は光ディスク板、８４は両面はり合
わせ用スペーサ、８５は光ディスク板８３とハブ部８２
との接着部位をそれぞれ示すものである。この実施例の
特徴は、スペーサ８４によってはり合わされた２枚の光
ディスク板８３．８３の中央の穴の内周面を外方へ拡径
するように形成するとともに、ハブ部８２．８２の外周
面（接合面）をテーパ状に形成し、接合部位８５に生じ
る応力が光ディスク板８３．８３の中央の穴の内周面内
側に加わるように構成した点にあり、これによって複屈
折を小さくしたものである。

この構成により１３０φポリカーボネート製光ディスク
板８３を直径２２φのハブ部８２に接着し、両面をスペ
ーサ８４で接着した後、スピンドルセンタ４０φの円周
において、副屈折の増加を測定した。

両面はり合わせ後の複屈折増加は７ｎｍ（波長８３０ｎ
ｍ、シングルパス〉で、またチャック吸引力１０００〜
５００９重の状態で吸着させた後もトータルの複屈折増
加量は１Ｑｎ１１以下であることが明らかとなった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によるマグネット・チせツ
ク用ハブ付光ディスク基板は、以下のような優れた利点
を合せ持つものである。

（１）光ディスク板と樹脂ハブとの接合構造のため、接
合による複屈折増加が少ない。

（２）基板の平行度は、光ディスク板の面積度を利用す
るため製作が容易である。

（３）マグネット・チャックの吸引力が光ディスク板セ
ンタ部のみに加わり、せん断路力が極力ディスク記録再
生エリアに加わらない構造であるため、チャック固定時
に生じる光弾性効率による複屈折増加が少ない。

（４）基板の中心式精度は、光ディスク板穴精度とハブ
部寸法精度の２要因で規定されるため、両者の量産によ
る狂いを把握することができていれば、接合時に、狂い
をキャンセルする方向にセットでき、それによって、非
常に高精度の中心式精度が量産効率も良く実現できる。

（５）片面づつの作製後、両面をはり合わせられるため
、単面の平面度、中心式精度を保ったまま容易に両面型
に作製できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すもので、本発明に
係るマグネット・チャック用ハブ付光ディスク基板の側
断面図、第２図は本発明の第２の実施例を示すもので、
本発明のマグネット・チャック用ハブ付光ディスク基板
の側断面図、第３図は本発明の第３の実施例を示すもの
で、本発明のマグネット・チャック用ハブ付光ディスク
基板の側断面図、第４図は従来のメカニカル・チャック
方式の光ディスク基板の概略構成図、第５図は従来のマ
グネット・チャック方式の光ディスク基板の概略構成図
、第６図は従来のマグネット・チャック方式の光ディス
ク基板の一改良例を示す概略構成図、第７図は従来のマ
グネットチャック方式の光ディスク基板の他の改良例を
示す概略構成図、第８図はマグネットチャック吸着時に
光ディスク板に生じる応力を示す模式図である。 ６１．７１．８１・・・吸着用金属板、６２．７２．８
２・・・樹脂製ハブ部、６３．７２．８３・・・光ディ
スク板、６４．７４，８４−・・はり合わせ用スペーサ
、６５．７６．８５・・・光ディスク−ハブ部間の接合
部位、 ６６．７７・・・ハブ用スピンドル台、６７．７８・・
・吸着用マグネット、 ６８．７９・・・スピンドルモータ、 ６９．７１０・・・ハブ部直径、 ７５・・・補助ハブ部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ光を集光し、情報を記録、消去、再生する
   記録膜を担持する光ディスク板を回転させるスピンドル
   にマグネット・チャックで固定することのできるマグネ
   ット・チャック用ハブ付光ディスク基板であって、 マグネット・チャック用金属吸着板が樹脂とともに一体
   成型されたハブ部或いはあらかじめ金属吸着板が接合さ
   れたハブ部と、別途成型した光ディスク板とがこの光デ
   ィスク板に設けられているセンタ穴内部或いは近傍部で
   接合されていることを特徴とするマグネット・チャック
   用ハブ付光ディスク基板。
2. （２）前記ハブ部と光ディスク板とが接合点以外では互
   に接触していないことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載のマグネット・チャック用ハブ付光ディスク基
   板。
3. （３）前記ハブ部と光ディスク板との接合が樹脂接着、
   溶媒接着、及び超音波接着のいずれかにより行なわれて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のマ
   グネット・チャック用ハブ付光ディスク基板。
4. （４）前記ハブ部と光ディスク板との接合がハブ部、光
   ディスク板の各中心軸からの測定偏心量を互いに打消し
   合う位置関係に設定された後に行なわれたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載のマグネット・チャッ
   ク用ハブ付光ディスク基板。