KR20020002489A - 디스크형 기록매체 및 그 제조방법 - Google Patents

디스크형 기록매체 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20020002489A
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아라카와노부유키
미네무라켄
아키야마유이지
카시와키토시유키
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이데이 노부유끼
소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

정보신호의 기록매체이며, 이 기록매체는, 기판과, 기판의 한편의 면측에 설치된 신호기록층과, 중앙부분에 위치결정부를 갖고, 자석에 의해 자기적으로 흡인 가능한 재료에 의해 형성된 클램프부재를 갖춘다. 클램프부재는, 기판의 중심부에 기판의 면과 거의 면일하게 되도록 일체화되어 부착된다.

Description

디스크형 기록매체 및 그 제조방법{Disk-like recording medium and method for producing the same for producing the same}
종래, 정보신호의 기록매체로서, 합성수지를 성형한 기판상에 신호기록층을 형성한 디스크형 기록매체가 이용되고 있다. 이런 종류의 디스크형 기록매체로서, 자기적으로 정보신호의 기록재생이 행해지는 자기디스크, 기록층의 자화방향이 조사되는 빛에 의해 변화하는 것을 이용하여 정보신호의 기록재생이 행해지는 광자기디스크, 주로서 광학적으로 신호의 기록재생이 행해지는 광디스크 등이 알려져 있다.
디스크형 기록매체에 있어서는, 기록재생장치에 대해서 교환 가능하게 장착되는 것이 이용되고 있다. 교환가능형의 디스크형 기록매체는, 기록재생장치 내에 설치되는 디스크회전 구동기구의 턴테이블에 장탈 가능하게 장착된다. 이 디스크형 기록매체는, 턴테이블과 동기하여 일체로 회전할 수 있도록, 턴테이블에 일체화 하도록 장착된다.
교환가능형의 디스크형 기록매체를 턴테이블에 일체화 하는 방식으로서, 몇개의 방식이 있다.
그 하나로서, 기계식 고정방식이라고 칭해지는 것이 있다. 기계식 고정방식은, 디스크형 기록매체를 턴테이블과 척킹부재에 의해 협지함으로써, 디스크형 기록매체를 턴테이블과 일체로 회전하도록 클램프하는 것이다. 이 기계식 고정방식은, 디스크형 기록매체의 중심부에 형성한 센터구멍이 턴테이블의 디스크 재치면측에 설치한 돌기형을 이루는 센터링부에 결합함으로써 디스크형 기록매체와 턴테이블의 회전중심이 일치된다. 회전중심이 일치됨으로써, 디스크형 기록매체는, 턴테이블에 대해서 편심을 발생시키지 않고 회전 가능하게 된다. 기계식 고정방식에 의해 턴테이블에 장착되는 디스크형 기록매체로서, 콤팩트디스크(CD;Compact Disc), 광학식의 비디오디스크, DVD(Digital Versatile Disc)가 있다.
기계식 고정방식은, 디스크형 기록매체를 끼우고 턴테이블과 척킹부재를 배치할 필요가 있으므로, 기록재생장치가 대형화되게 된다. 또, 척킹부재를 턴테이블 상의 디스크형 기록매체에 대해서 접리시키기 위한 기구도 필요하게 되어, 디스크형 기록매체를 클램프하기 위한 기구가 복잡하게 된다.
다른 방식으로서, 자석클램프방식이 있다. 자석클램프방식은, 자기흡인력을 이용하여 디스크형 기록매체를 턴테이블과 일체적으로 회전하도록 클램프하는 것이다. 이 방식에 이용되는 디스크형 기록매체는, 중심부에 형성한 센터구멍에, 자기 흡인되는 금속제의 클램프부재를 부착하고 있다. 클램프부재에는, 중심부에 턴테이블이 부착된 스핀들축의 선단이 결합하는 위치결정구멍이 설치되어있다. 이 디스크형 기록매체는, 클램프부재가 턴테이블측에 설치한 자석에 의해 흡인되고, 턴테이블의 중심부에 설치한 스핀들축의 선단부가 위치결정구멍에 결합하여 턴테이블에 클램프된다. 이때, 스핀들축의 선단부가 클램프부재에 설치한 위치결정구멍에 결합함으로써, 디스크형 기록매체와 턴테이블의 회전중심이 일치된다. 자석클램프방식에 의해 디스크테이블에 장착되는 디스크형 기록매체로서, 광자기디스크인 MO(Magent Optical Disc)가 있다.
자석클램프방식은, 디스크형 기록매체측에 설치한 클램프부재를 턴테이블 측에 설치한 자석에 의해 흡인함으로써, 디스크형 기록매체와 턴테이블을 일체로 회전할 수 있도록 클램프할 수 있으므로, 기계식 회전방식과 같이, 턴테이블 상의 디스크형 기록매체를 압착지지하기 위한 척킹부재를 이용할 필요가 없으므로, 클램프기구의 간소화를 도모할 수 있고, 기록재생장치의 박형화도 실현할 수 있다.
그런데, 자석클램프방식에 이용되는 디스크형 기록매체는, 클램프부재에 설치한 위치결정구멍에 스핀들축이 결합함으로써, 디스크형 기록매체와 턴테이블의 회전중심이 일치되어서 클램프된다. 즉, 정보신호의 정확한 기록 또는 재생을 행하기 위해서는, 예를 들면 광학헤드에 의해 디스크형 기록매체의 기록트랙을 정확하게 주사할 필요가 있다. 그래서, 클램프부재는, 디스크형 기록매체의 중심에 고정밀도로 위치결정되어서 부착될 필요가 있다. 이 클램프부재의 부착방법으로서, 예를 들면, X-Y테이블 상에서, 클램프부재에 설치된 구멍과 디스크형 기록매체에 형성되는 기록트랙의 중심을 일치시킨 후, 클램프부를 디스크형 기록매체에 고정하는방법이 있다.
클램프부재를 이용해서 턴테이블에의 클램프와 함께 위치결정을 행하는 자석클램프방식에 이용되는 디스크형 기록매체에 있어서는, 클램프부재를 고정밀도로 가공하는 것에 더해서, 디스크형 기록매체의 중심에 고정밀도로 부착할 필요가 있고, 제조가 극히 곤란하게 된다. 클램프부재에 턴테이블에의 클램프기능과 턴테이블에의 위치결정기능을 부여시키는 것에 의한 문제점을 해소하는 자석클램프방식이 이용되고 있다. 이 자석클램프방식은, 디스크형 기록매체의 중심부에 설치한 센터구멍에 디스크 테이블의 중심부에 설치한 센터링부를 결합함으로써 디스크형 기록매체와 턴테이블의 회전중심의 일치를 도모하고, 센터구멍을 폐색하도록 디스크형 기록매체의 한편의 면측에 부착된 금속제의 클램프부재를 턴테이블에 설치한 자석에 의해 흡인함으로써, 디스크형 기록매체를 턴테이블과 일체로 회전하도록 클램프한다. 이 방식에 의해 턴테이블에 장착되는 디스크형 기록매체로서, 직경을 64mm로 이루는 광자기디스크가 있다.
이와 같이, 디스크형 기록매체 측에서 턴테이블의 회전중심의 일치를 도모하도록 구성함으로써, 클램프부재의 가공 및 디스크형 기록매체에의 부착이 용이하게 된다. 또, 디스크형 기록매체에 형성되는 센터구멍에 턴테이블측의 센터링부가 결합함으로써, 디스크형 기록매체의 회전중심과 턴테이블의 회전중심을 한층 정확하게 일치시킬 수 있다. 즉, 센터구멍은, 디스크형 기록매체에 형성되는 기록트랙과 중심을 일치하여 형성되므로, 센터구멍에 턴테이블측의 센터링부가 결합함으로써, 기록트랙의 중심과 턴테이블의 중심이 직접 일치되기 때문이다.
그런데, 데이터량이 큰 화상파일이나 컴퓨터용 디스크메모리 등을 디스크형기록매체에 기록하고 혹은 재생하는데는, 종래의 음성이나 정지화상 등을 기록재생할 때와 달리, 데이터의 전송속도를 빠르게 할 필요가 있고, 디스크형 기록매체의회전속도를 빠르게 할 필요가 있다. 고속 데이터처리를 행하기 위해서는, 디스크형 기록매체의 회전수는, 약 4000rpm∼4500rpm이 요구된다.
디스크형 기록매체를 선속도 일정(CLV;Constant Linear Velocity)으로 회전시켜서 정보신호의 기록재생을 행하는데는, 기록트랙의 선속도가 디스크형 기록매체의 내외주에서 일정하게 되도록 회전 제어된다. 이와 같이 CLV로 회전 구동되는 디스크형 기록매체에서 고속으로 시크를 행하면, 정보신호의 독해위치, 즉 디스크형 기록매체의 내외주의 위치에 따라서 단시간에 스핀들모터의 회전수를 크게 변화시킬 필요가 있다.
디스크형 기록매체의 회전수가 높은 경우나, 단시간에 스핀들모터의 회전수를 변화시키는 경우에는, 디스크형 기록매체에 의해 생기는 이너셔(관성력)가 크게 된다. 이너셔가 크게됨으로써, 디스크형 기록매체는 예를 들면 턴테이블 상에서 슬립하기 쉽게 된다. 이들은, 턴테이블은 일반적으로 금속을 이용해서 형성되고, 디스크형 기록매체의 기판이 합성수지에 의해 형성되고, 더구나, 턴테이블의 기록매체의 받는면이 평탄하므로, 디스크형 기록매체와 턴테이블과의 사이의 마찰계수가 작고, 슬립을 일으키기 쉽게 된다.
턴테이블에 장착되어서 회전 구동되는 디스크형 기록매체의 편심이 크면, 스핀들모터의 회전축에 부담이 가해질뿐 아니라, 디스크형 기록매체의 슬립에 의해, 기록 재생되는 정보신호에 에러가 증대한다. 디스크형 기록매체에 슬립이 발생하면, 턴테이블과 정확히 동기하여 회전되지 않게 되고, 기록 또는 재생시에 기록된 신호 또는 독출된 신호의 시간축에 흐트러짐이 생기고, 기록재생되는 정보신호에 에러가 증대한다.
턴테이블에 장착되어서 회전 구동하는 디스크형 기록매체의 관성모멘트 Fi는, 관성질량을 I로 하고, 디스크형 기록매체가 회전할 때의 각속도를 ω로 하였을 때, 이하에 나타내는 수학식 1로 표현된다.
Fi = I(dω/dt)
디스크형 기록매체와 턴테이블과의 사이의 마찰계수를 μ로 하고, 디스크형 기록매체에 대해서 수직방향에서 걸리는 클램프의 힘을 N으로 하였을 때에, 디스크형 기록매체가 슬립을 개시하는 것은, 이하에 나타내는 수학식 2를 만족시키는 상태로 되었을 때이다.
Fi＞ μN
또, 디스크형 기록매체에 의해 생기는 이너셔는, 디스크형 기록매체의 기판이 폴리카보네이트수지로 형성되어 있는 경우에는, 이하에 나타내는 표 1과 같게된다.
1.2mm디스크 AS·MO 테이퍼디스크
이너셔(kgf·s2·m) 2.9847×10-6 1.4985×10-6 1.8300×10-6
중량(g) 15.98 9.73 11.20
또한, 표중 기판의 두께를 1.2mm로 하는 디스크형 기록매체는, 매체 전체에 걸쳐서 두께가 균일하게 1.2mm로 되어 있다. 또, AS·MO(Advantage Strage MO)라고 칭하여지는 광자기디스크는, 외경, 즉 직경을 122mm로 이루고, 신호기록부의 기판의 두께를 0.6mm로 하고, 클램프부의 두께를 1.2mm로 하고 있다. 또, 테이퍼디스크는, 클램프부의 두께를 1.2mm로 하고, 최외주의 두께를 0.6mm로 하여 형성되고, 클램프부에서 최외주에 걸치는 영역을 테이퍼 형태로 형성하고 있다.
표 1에 나타낸 디스크형 기록매체의 기판은, 전부 폴리카보네이트수지(데이진화성주식회사제, AD-5503)에 의해 형성된 것이다. 표 1의 결과에서, 디스크형 기록매체이 중량이 가벼울수록 이너셔가 적게되는 것을 알 수 있다. 특히, AS·MO는, 기판의 두께를 1.2mm로 하는 디스크형 기록매체와 비교하면 인너셔가 61.5%인 것을 알 수 있다. 환언하면, 디스크형 기록매체는, 무겁게 되는데 따라서 디스크형 기록매체의 회전시의 편심이 크게 되고, 턴테이블과의 사이에서의 슬립이 발생하기 쉽게 된다.
턴테이블에 장착하여 회전 구동하였을 때의 디스크형 기록매체의 슬립을 방지하는데는, 상술한 수학식 2에서, 턴테이블에의 클램프력(N) 또는 턴테이블과의 사이의 마찰력(μ)을 크게하면 좋은 것을 알 수 있다.
디스크형 기록매체의 턴테이블에의 클램프력(N)을 크게 하면, 턴테이블에서 이탈시키기 위한 힘도 크게 되며, 디스크형 기록매체를 기록재생장치에 로딩시키기 위한 기구 자체의 기계적인 강도를 크게할 필요가 있고, 기록재생장치 자체의 대형화를 초래하게 된다. 또, 큰 클램프력에 견딜 수 있도록 하기 위해, 클램프부재의 디스크형 기록매체에 대한 부착 강도를 크게할 필요가 있다. 클램프부재의 부착강도를 크게하기 위해서는, 접착제를 이용한 부착이 곤란하게 되고, 합성수지제의 기판의 일부를 열변형시키는 등하여 기계적인 부착기구에 의해 부착할 필요가 있다. 이와 같은 부착방법에서는, 클램프부재를 고정밀도로 디스크형 기록매체에 부착하는 것이 곤란할 뿐만 아니라, 부착공정이 복잡하게 되어 용이한 부착을 행할 수 없다.
또, 디스크형 기록매체와 턴테이블과의 사이의 마찰계수(μ)를 크게 하는데는, 턴테이블상에, 예를 들면 고무시트 혹은 0링(0 ring) 등의 마찰력을 크게하는 재료를 배치하는 것이 고려된다. 이 경우에는, 턴테이블의 디스크형 기록매체를 받는 면의 평행도를 유지할 수 없게 된다. 이와 같은 턴테이블에 디스크형 기록매체를 장착하면, 디스크형 기록매체와 기록재새용 헤드와의 사이의 거리를 유지하는 것이 불가능하게 된다. 이것은, 고무시트나 0링은, 표면을 미크론(micron)의 주문으로 평활하게 가공 또는 제조하는 것이 곤란한 재료인 것이나, 턴테이블상에 디스크형 기록매체를 고정하였을 때에 응력의 한쪽 하중에 추수하게 되는 것 등을 들 수 있다.
기판의 두께를 1.2mm로 하면서 직경을 12cm로 한 디스크형 기록매체나, 기판의 두께가 AS·MO와 같이 얇은 디스크형 기록매체는, 강성이 낮기 때문에, 보관시의 온도차나 습도차에 의해 휘어지는 등의 변형을 발생시킬 가능성이 있다. 특히, 디스크형 기록매체에 광빔을 집광하는 대물렌즈의 개구수(NA;Numerical Aaperture)를 높이고, 고기록밀도화 되어 있는 디스크형 기록매체는, 약간의 휘어짐 등의 변형이 생겨도, 소망의 기록트랙을 광빔에 의해 정확히 주사할 수 없게 되고, 정확한 정보신호의 기록재생을 행할 수 없게 된다. 이때문에, 디스크형 기록매체는, 강성이 보다 높고, 용이하게 휘어짐 등의 변형을 발생하지 않도록 형성되는 것이 소망스럽다.
또한, 디스크형 기록매체에 있어서, 그 두께와 변형에 대한 강도와의 관계는, 이하에 나타내는 수학식 3에 나타내는 바와 같다.
변형에 대한 강도 ∝ (디스크형 기록매체의 두께)3
고기록밀도가 도모된 디스크형 기록매체는, 이하에 나타내는 수학식 4에서도 명백한 바와 같이, 종래의 디스크형 기록매체 이상으로 휘어지는 변형을 적게 형성할 필요성이 있다.
스큐 허용도 ∝ λ/(NA)3
스큐 허용도를 고려하여, 디스크형 기록매체의 휘어짐을, 예를 들면 0.4。이내로 하여 형성하는 것은 극히 곤란하다. 이것 때문에, 텐테이블의 디스크형 기록매체를 받는 면의 평행도를 유지하고, 디스크형 기록매체와 기록재생용 헤드와의 사이의 거리를 일정하게 유지하는 것이 중요하게 된다.
본 발명은, 음성신호나 화상신호등의 각종 정보신호를 기록하기 위해 이용되는 디스크형 기록매체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
도 1은, 본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체의 평면도이다.
도 2는, 도 1의 단편이다.
도 3은, 본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체의 다른 예를 나타내는 것이며, 위치결정부로서 클램프부재의 중심부에 결합돌기부를 설치한 디스크형 기록매체의 단면도이다.
도 4는, 본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체의 또 다른 예를 나타내는 것이며, 클램프부재에 설치한 센터구멍의 내주면에 방사형으로 연장되는 복수의 홈부의 예를 나타내는 평면도이다.
도 5는, 도 1 및 도 2에 나타내는 디스크형 기록매체를 재생하고 있는 상태를 나타내는 모식도이다.
도 6은, 기판을 3층구조로 한 본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체를 나타내는 단면도이다.
도 7은, 도 6에 나타내는 디스크형 기록매체를 재생하고 있는 상태를 나타내는 모식도이다.
도 8은, 기판을 5층구조로 한 본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체를 나타내는 단면도이다.
도 9는, 본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체를 성형하기 위해 이용되는 사출성형기를 나타내는 단면도이다.
도 10은, 도 9의 평면도이다.
도 11은, 사출성형기를 구성하는 금형부를 나타내는 확대 단면도이다.
도 12는, 게이트 컷을 실시하기 전의 금형부에 있어서의 센터위치 결정핀의 주변을 나타내는 확대 단면도이다.
도 13은, 게이트 컷을 실시한 후의 금형부에 있어서의 센터위치 결정핀의 주변을 나타내는 확대 단면도이다.
도 14는, 본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체를 성형하는 사출성형기의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 15는, 도 14의 사출성형기의 노즐부분을 나타내는 확대 단면도이다.
도 16은, 본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체를 성형하기 위해 이용되는 전용 금형을 나타내는 단면도이다.
도 17은, 본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체의 제조공정을 나타내는 도면이며, 전용 금형에 클램프부재를 부착한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 18은, 수지로 형성된 시트를 금형 상에 얹은 상태를 나타내는 단면도이다.
도 19는, 롤에 의해 클램프부재와 수지로 형성된 시트를 압착하고 있는 상태를 나타내는 다면도이다.
도 20은, 클램프부재와 수지로 형성된 시트와의 압착을 종료하고, 냉각하고 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 21은, 수지로 형성된 시트를 박리한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 22는, 디스크형 기록매체의 외경을 정리하고, 소정의 외경으로 한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 23은, 디스크형 기록매체의 반경과 복굴절율과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 24는, 디스크형 기록매체의 진동레벨을 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
본 발명의 목적은, 종래의 디스크형 기록매체가 갖는 문제를 해소할 수 있는 신규한 디스크형 기록매체 및 그 제조방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 편심을 발생시키지 않고 정확히 턴테이블에 장착하여 회전 구동할 수 있는 디스크형 기록매체 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 환경의 변화에 강하고, 휘어짐 등의 변형이 생기기 어려운 디스크형 기록매체 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 제안되는 본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체는, 기판의 한편의 면측에 설치된 신호기록층과, 중앙부분에 위치결정부를 갖고, 자석에 의해 자기적으로 흡인 가능한 재료에 의해 형성된 클램프부재를 갖추고, 클램프부재를 기판의 중심부에 기판의 면과 거의 면일하게 되도록 일체화 하여 설치하도록 한 것이다.
여기서, 클램프부재는, 외주부의 기판과 접하는 부분에 돌기부가 형성되고, 돌기부가 기판에 침투하여 일체화 된다.
또, 본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체의 기판에는, 코어(core)부와 이 코어부의 신호기록층과의 사이에 적어도 배치되는 표층부로 구성된 것이 사용된다. 이 디스크형 기록매체는, 또한 신호기록층의 기판과 대향하는 면과는 반대측의 면측에 설치된 강투과층을 갖추고 있다.
또, 기판은, 코어부의 신호기록층과 대향하는 면과는 반대측면에 또 다른 표면층부가 설치되어 있다. 표면층부는, 예를 들면, 흡수율이 0.3% 이하의 합성수지 또는 수지조성물로 형성되어 있다.
본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체의 제조방법은, 클램프부재를 금형의 중심부분에 부착하고, 이어서, 금형에 수지를 사출함으로써 기판을 성형하고, 금형에 사출된 수지가 열변형온도 이하로 된 후에, 금형에서 클램프부재가 일체화 된 기판을 추출함으로써 기판의 제조가 행해진다.
금형에서 추출된 기판의 한편의 면측에는 신호기록층이 설치되고, 디스크형 기록매체를 구성한다.
또, 본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체의 제조방법은, 금형에 제 1수지재료를 사출하여 기판을 구성하는 표층부를 성형하고, 이 표층부를 성형한 후에 금형에 다시 제 2수지재료를 사출하여 기판을 구성하는 코어부를 성형한다. 또한 금형에 제 1수지재료를 사출하여 기판을 구성하는 또 다른 표층부를 성형한다.
또, 본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체의 제조방법은, 클램프부재를 금형의 중심에 부착하고, 금형을 가열한 후에 금형에 시트부재를 재치하고, 시트부재를 클램프부재에 압착하는 방향으로 가압하고, 이어서, 금형을 냉각한 후에 금형에서 클램프부재와 일체화된 시트부재를 박리한다.
여기서, 금형이 시트부재의 글라스 전이점보다도 높은 온도로 가열된 후, 시트부재가 금형에 재치되어, 금형이 시트부재의 글라스 전이점 이하의 온도가 되도록 냉각된 후에 시트부재가 금형에서 박리된다.
또, 본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체는, 기판의 한편의 면측에 설치된신호기록층과, 중앙부분에 위치결정부를 갖고, 자석에 의해 자기적으로 흡인 가능한 재료에 의해 형성된 클램프부재를 갖춘다. 여기서, 클램프부재는, 기판의 성형시에 기판에 일체화 된다.
본 발명의 또 다른 목적, 본 발명에 의해 얻어지는 구체적인 이점은, 이하에 설명되는 실시예의 설명에서 한 층 명확하게 될 것이다.
이하, 본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체 및 그 제조방법을 도면을 참조하여 설명한다.
먼저, 본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체, 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서 참조하는 도면은, 각부의 특징을 알기 쉽게 도시하기 위해, 특징이 되는 부분을 확대하여 나타내고 있는 경우가 있고, 각부의 치수의 비율이 실제와 다른 경우가 있다.
이하의 설명에서는, 디스크형 기록매체를 구성하는 재료 등에 대해서 예시하나, 본 발명은, 이들에 특정되는 것은 아니며, 소망으로 하는 목적이나 성능에 따라서 기록매체를 구성하는 각 박막의 구성이나 각 박막을 구성하는 재료 등이 선택된다.
먼저, 본 발명을 개구수(NA)가 낮은 대물렌즈를 이용해서 광빔을 집광하여 정보신호의 기록 또는 재생이 행해지는 디스크형 기록매체에 적용한 예를 들어서 설명한다.
이 디스크형 기록매체(1)는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 글라스나 광투과성을 갖는 합성수지, 예를 들면 폴리카보네이트 수지에 의해 형성된 기판(4)을 갖고, 이 기판(4)에 신호기록층(5)과 광반사층(6)과 보호막(7)을 순차 적층함으로써 신호기록부(9)를 구성하고 있다.
신호기록부(9)를 구성하는 기판(4)의 중심부에는 중앙개구부(4a)가 설치되고, 중앙개구부(4a)내에 기판(4)과 일체하되어서 클램프부재(3)가 설치되어 있다. 이 클램프부재(3)는, 디스크형 기록매체(1)를 턴테이블에 장착하였을 때, 턴테이블측에 설치된 자석에 의해 자기 흡인되는 것이며, 금속재료나 합성수지재료 중에 자성분말을 첨가하여 자기흡인 가능하게 된 수지조성물에 의해 형성된다.
클램프부재(3)를 자성분말을 첨가한 수지조성물에 의해 형성하는 경우에는, 이 수지조성물을 구성하는 합성주지재료는, 기판(4)과 동일한 재료를 이용하는 것이 소망스럽다. 기판(4)을 구성하는 재료와 동일한 합성수지를 이용해서 클램프부재(3)를 구성하는 수지조성물을 형성함으로써, 가열 가압에 의해 기판(4)과 클램프부재(3)를 강고히 일체화할 수 있다.
이와 같이, 자석에 자기 흡인되는 자성분말을 첨가한 수지조성물에 의해 형성된 클램프부재(3)는, 이 클램프부재(3)를 지지하는 턴테이블과의 사이의 마찰계수를 크게 할 수 있고, 디스크형 기록매체(1)가 고속회전되고, 혹은 급준한 감속회전이 행해진 경우라도, 턴테이블과의 사이에서의 슬립을 발생하기 어렵게 되고, 턴테이블의 회전에 동기한 회전이 보증된다. 이와 같이, 클램프부재(3)와 턴테이블과의 사이에서의 슬립이 방지됨으로써, 정보신호의 기록 또는 재생시에, 기록된 신호 또는 독출된 신호의 시간축의 흐트러짐이 없게 되어, 에러가 없는 정보신호의 기록 또는 재생을 행할 수 있다. 또, 디스크형 기록매체(1)가 턴테이블에 대해서 슬립함으로써, 디스크형 기록매체(1)의 일부가 턴테이블에 의해 깍여지게 되는 것을 방지할 수 있고, 깍여진 분말이 디스크형 기록매체의 신호기록부나 광헤드 등에 부착하여 기록재생 특성을 열화시키는 것을 방지할 수 있다.
기판(4)의 중심부에 기판(4)과 일체적으로 부착되는 클램프부재(3)의 중심부에는, 디스크형 기록매체(1)를 디스크회전 구동기구를 구성하는 턴테이블 상에 장착하였을 때, 턴테이블의 중심부에 독출하는 스핀들축 또는 돌기형 센터링부가 결합하고, 턴테이블에 대한 장착위치의 위치결정을 도모하는 센터구멍(2)이 설치되어 있다.
클램프부재(3)가 설치되는 기판(4)에 설치한 중앙개구부(4a)의 내주면에는, 클램프부재(30)의 외주면에 돌출설치한 돌기부(3a)가 진입하도록 결합하는 오목부(8)가 형성되어 있다. 클램프부재(3)는, 돌기부(3a)를 오목부(8)에 진입시켜서 개구부(4a) 내에 부착됨으로써, 기판(4)으로부터의 탈락이 방지되고, 확실히 기판(4)에 일체화하여 부착된다.
여기서, 클램프부재(3)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 기판(4)의 면과 거의면일하게 되도록 중앙개구부(4a) 내에 부착되어 있다. 이와 같이, 클램프부재(3)는, 기판(4)의 면과 면일하게 되도록 부착됨으로써, 자성분말이 들어간 수지조성물에 의해 형성하였을 때에도, 충분히 강도를 가지는 것으로서 형성할 수 있고, 더구나 강고히 기판(4)과 일체화 할 수 있다. 또한, 클램프부재(3)의 턴테이블에의 재치면측이 기판(4)과 면일하게 됨으로써, 턴테이블에 의한 지지여역을 크게 할 수 있고, 디스크형 기록매체(1)의 안정한 지지를 행하는 것도 가능하게 된다.
상술과 같이 구성된 디스크형 기록매체(1)는, 클램프부재(3)에 설치한 센터구멍(2)을 디스크회전 구동기구를 구성하는 턴테이블측의 스핀들축 또는 센터링부에 결합시키고, 클램프부재(3)를 턴테이블측에 설치한 자석에 의해 자기 흡인됨으로써, 회전중심을 턴테이블의 회전중심과 일치시키고, 턴테이블과 일체화가 가능하게 장착된다.
도 1 및 도 2에 나타내는 디스크형 기록매체(1)에 부착되는 클램프부재(3)는, 기판(4)을 성형하는 금형 내에 미리 배치되고, 기판(4)을 성형할 때에 기판(4)에 일체로 부착되므로, 기판(5)의 중심부에 고정밀도로 더구나 강고히 부착할 수 있다. 이 결과, 클램프부재(3)는 디스크형 기록매체(1)의 중심에 편심하지 않고 부착할 수 있고, 본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체(1)에 있어서는, 실험의 결과, 디스크형 기록매체(1)를 턴테이블에 장착하여 회전 구동하였을 때의 편심을 20㎛ 이내로 억제하는 것이 가능하게 되었다.
그런데, 종래 이용되는 디스크형 기록매체는, 턴테이블에 장착할 때 턴테이블측에 설치된 센터링부 등의 장착위치를 위치결정하는 위치결정부재가 결합하는 센터구멍을 직경 8mm 이하의 크기로 형성하는 것이 곤란하였다. 이것은, 센터구멍은 기판의 성형시에 기판과 함께 성형에 의해 형성되기 때문이다. 본원 발명에 있어서는, 센터구멍(2)을 직경 1mm의 크기로 형성할 수 있다. 이것은, 후술하는 이유에 의해, 디스크형 기록매체(1)에 있어서의 편심이 작게 되었기 때문이다. 이것에 의해, 디스크형 기록매체(1)를 고밀도 기록화하는 것이 가능하게 된다.
상술한 디스크형 기록매체(1)는, 턴테이블에 장착하였을 때의 위치결정을 도모하기 위해, 클램프부재(3)에 센터구멍(2)을 설치하고, 이 센터구멍(2)에 턴테이블측의 스핀들축 등의 위치결정부재를 결합하도록 하고 있으나, 도 3에 나타내는 바와 같이, 클램프부재(3)의 중심부에 결합돌기부(10)를 설치하고, 이 결합돌기부(10)를 턴테이블의 중심부에 형성한 결합 오목부에 결합함으로서 장착위치의 위치결정을 행하도록 하여도 좋다.
이 디스크형 기록매체(1)에 있어서도, 클램프부재(3)의 턴테이블에 의해 지지되는 지지면(3b)은, 기판(4)의 한편의 면과 면일하게 되어 있다. 또, 클램프부재(30는, 기판(4)의 양면에 걸쳐서 매설되도록 중앙개구부(4a) 내에 부착된다.
또한, 본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체(1)는, 클램프부재(3)의 중심부에 형성한 센터구멍(2)의 내주면에, 도 4에 나타내는 바와 같이, 중심에서 방사형으로 연장되는 복수의 홈부(11)를 둘레도는 방향으로 등간격으로 형성하도록 하여도 좋다.
도 4에 나타내는 디스크형 기록매체(1)가 장착되는 턴테이블에도, 선테구멍(2)에 결합하는 돌기부의 외주면에 홈부(11)가 결합하는 요철부를 형성하여 두는 것이 소망스럽다. 이와 같이, 턴테이블측의 요철부가 홈부(11)에 결합하여 디스크형 기록매체(1)의 장착이 행해짐으로써, 디스크형 기록매체(1)를 회전 구동하였을 때, 디스크형 기록매체(1)와 턴테이블과의 사이에 생기는 마찰이 더욱 크게 되기 때문에, 디스크형 기록매체(10가 고속회전되고, 혹은 CLV로 회전되고 있을 때, 회전수의 제어에 의해 생기는 슬립의 발생을 더욱 효과적으로 방지하는 것이 가능하게 된다.
또, 클램프부재(3)는, 도 3에 나타내는 결합돌기부(10)의 외주면에 기어부를 형성하고, 혹은 외주면을 조면으로 함으로써, 디스크형 기록매체(1)를 턴테이블에 대한 강고한 결합력을 가지고 장착할 수 있고, 디스크형 기록매체(1)가 고속회전되고, 혹은 CLV로 회전되어 있을 때, 회전수의 제어에 의해 생기는 슬립의 발생을 더욱 효과적으로 방지하는 것이 가능하게 된다.
상술한 본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체(1)를 구성하는 기판(4)은, 신호기록부(9)에 정보신호를 기록하고, 혹은 신호기록부(9)에 기록된 정보신호를 독출하기 위해 조사되는 광빔이 입사되는 광투과층을 구성한다. 즉, 기판(4)에는, 도시하지 않았으나, 기록 및/또는 재생장치의 광헤드에서 출사되는 광빔, 즉 레이저광이 광헤드의 대물렌즈에 의해 집광된 상태에서 조사되고, 후술하는 정보기록층(5) 상에 형성된 기록피트에 대해서 레이저광을 유도하는 것이다. 이 기판(4)은, 폴리카보네이트수지, 아모르퍼스 폴리올레핀수지 등의 합성수지에 의해형성된다. 기판(4)을 형성하는 합성수지는, 광학적으로 투명한 것이며, 그 굴절율을 1.55±0.1 이내로 하고, 투과율을 80% 이상으로 하는 것을 이용하는 것이 소망스럽다. 기판(4)의 레이저광이 조사되는 면과는 반대측의 면에는, 신호기록부(9)를 구성하는 정보신호의 기록시에 디스크형 기록매체(1)에 조상되는 레이저광을 가이드하기 위한 아내홈으로서의 프리그루브가 형성되는 동시에, 신호기록층(5)이 스패터링 등의 수법을 이용하여 형성된다.
또, 기판(4)을 형성하는 합성수지는, 흡수율이 0.3% 이하인 것이 소망스럽고, 0.15% 이하인 것이 더욱 소망스럽다. 흡수율이 0.3% 이상이 되면, 온도 및 습도가 변화함으로써 기판(4)의 편측으로부터의 흡수나 탈수 등이 현저하게 되고, 성형된 기판(4)에 휘어짐 등의 변형이 생겨서 기록 또는 재생특성이 악화한다.
후술하는 신호기록층(5) 및 보호막(7)은, 일반적으로 기판(4)보다도 흡수율이 낮다.
이때문에, 습도가 높은 환경하에서는, 신호기록층(5) 측이 오목형이 되도록 디스크형 기록매체(1)가 변형한다. 반대로, 습도가 낮은 환경하에서는, 신호기록층(5)측이 볼록형이 되도록 디스크형 기록매체(1)가 변형한다.
정보신호의 기록 및/또는 재생을 행하기 위해, 디스크형 기록매체(1)를 기록 및/또는 재생장치에 장착하면, 디스크형 기록매체(1)에 변형을 일으키기 쉽게 된다. 이것은, 기록 및/또는 재생장치 내의 환경이, 디스크형 기록매체(1)를 회전 구동하는 구동모터나 기록/또는 재생장치를 구성하는 요소로부터의 발열 등에 의해 고온이 되어, 역으로 습도가 저하하기 때문이다. 디스크형 기록매체(1)가 상술과 같이 변형하면, 기록되어 있는 정보신호를 독해하는 것이 불가능하게 되는 등의 에러가 생기기 쉽게 된다.
예를 들면, 기판(4)의 두께를 0.1mm정도로 얇게 하고, 대물렌즈의 개구수(NA)를 0.8이상으로 높게 하여 고기록밀도의 기록 또는 재생을 행하는 디스크형 기록매체로서의 광디스크(이하, DVR디스크라고 부른다)에 있어서는, 휘어지는 변형을 4。 이내로 억제할 필요가 있다. 이를 위해서는, 기판(4)을 형성하는 합성수지의 흡수율이 0.3% 이하인 것이 소망스럽고, 0.15% 이하인 것이 더욱 소망스럽다. DVR디스크를 제조할 때에 생기는 품질적인 불균일이나, DVR디스크를 보관할 때의 환경의 분균일 등을 고려하면, 기판(4)을 형성하는 수지의 흡수율은 0.1% 이하 인 것이 가장 소망스럽다.
기판(4)의 흡수율이 0.1 % 이하이면, DVR디스크를 제조할 때의 변형을 억제하는 것만으로 좋고, 보관이나 사용할 때의 환경을 고려할 필요성이 없어진다. 이때문에, DVR디스크의 기록 또는 재생시의 스큐마진 등의 시스템마진이 증가한다.
신호기록층(5)은, 예를 들면, Tb-Fe-Co 등의 비정질 합금박막 및 Ge-Se-Te, In-Se-Te, Sb2Se2, Bi2Te3등의 칼고게나이트계의 상변화 기록막 등에 의해 형성된다.
신호기록층(5)은, 도시하지 않은 광헤드에서 기판(4)을 거쳐서 합초상태로 조사되는 레이저광에 의해 기록피트가 그루브 내 또는 랜드 상에 형성되는 정보신호가 기록되는 부분이다. 이 디스크형 기록매체(1)에 대해서 이용되는 도시하지 않은 기록 및/또는 재생장치에 의해, 신호기록층(5)에 대해서 정보신호의 기록을행하거나, 혹은 신호기록층(5) 상에 이미 기록되어 있는 정보신호의 독출이 행해진다.
광반사층(6)은, A1 또는 A1을 포함하는 합금에 의해 신호기록층(5)을 뒷받침하는 것같이 신호기록층(5)에 적층하도록 형성된다. 광반사층(6)은, 신호기록층(5)에 기록딘 정보신호에 의거한 기록피트에 의해 회절된 레이저광을 반사한다. 이 반사된 레이저광이 도시하지 않은 광헤드의 검출기에 의해 검출되는 것에서, 디스크형 기록매체(1)에 기록된 정보신호의 독출이 행해진다. 또한, 반사층(6)을 형성하는 재료는, A1이외에 Ag이나 Au 등의 반사율이 높은 재료라면 다른 재료라도 좋다.
보호막(7)은 신호기록층(5)이나 반사층(6)을 보호하기 위해 반사층(6) 상에 형성된다.
클램프부재(3)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 상하의 단면이 디스크형 기록매체(1)의 상하면과 면일하게 되도록 디스크형 기록매체(1)의 중심부에 설치되어 있다. 클램프부재(3)는, 돌기부(3a)를 갖는다. 돌기부(3a)는 디스크형 기록매체(1)를 제조할 때에, 합성수지가 수축함으로써 클램프부재(3)와 기판(4)이 벗겨지지 않도록 하기 위해, 클램프부재(3)의 외주면에서 돌출하도록 연속 또는 복수의 돌출부로 이루는 군으로서 형성되어 있다. 이와 같이, 클램프부재(3)는, 기판(4)의 중앙 개구부(4a)에 부착되었을 때, 돌기부(3a)가 중앙 개구부(4a)의 내주면에 형성한 오목부(8)에 결합함으로써, 클램프부재(3)와 기판(4)과의 사이의 결합력이 높혀져 있다.
또한, 도 2 및 도 3에 나타낸 예에서는, 돌기부(3a)를 디스크형 기록매체(1)의 두께 방향의 중심보다도 기판(4) 측에 편의한 위치, 즉 돌기부(3a)를 클램프부재(3)의 기판과 접하고 있는 부분에 형성하고 있다. 이것은, 기판(4)의 도면 중 상면측이 일반적으로는 턴테이블에의 재치면이 되며, 슬립이 발생할 때에 클램프부재(3)에 슬립에 의한 힘이 증가하는 것에 기인하는 기판(4)과 클램프부재(3)와의 사이에 생기는 벗겨지려는 힘을 꺽기 위해서이다.
상술한 디스크형 기록매체(1)는, 클램프부재(3)의 외주면에 돌기부(3a)를 형성하고 있으나, 돌기부(3a)에 대신하여 오목부를 설치하도록 하여도 좋다. 오목부가 형성되어 있는 경우에도, 클램프부재(3)와 기판(4)을 구성하는 합성수지가 맞물림으로써, 클램프부재(3)와 기판(4)과의 사이의 결합력이 높아진다.
이와 같이 대물렌즈의 개구수(NA)가 0.6이하인 상술한 CD 및 DVD 등의 디스크형 기록매체(1)를 재생할 때에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 도시하지 않은 기록 및/또는 재생장치에 의해, 기록 및/또는 재생장치에 설치한 광헤드의 대물렌즈(12)를 통해서 레이저광(A)을 디스크형 기록매체(1)에 조사한다. 대물렌즈(12)에 의해 집광된 상태에서 조사된 레이저광(A)은, 기판(4)과 정보기록층(5)을 투과하고, 반사층(6)에 의해 기판(4)의 외부, 즉 대물렌즈(12)를 거쳐서 광헤드에 입사하도록 반사된다. 이때, 광반사층(6)에 의해 반사된 레이저광은, 신호기록층(5)에 기록되어 있는 정보신호에 의거한 기록피트에 의해 회절되어 있다. 이와 같이, 반사막(6)에 의해 반사된 레이저광이, 기록 및/또는 재생장치의 광헤드에 설치한 검출기에 의해 검출되고, 검출된 신호에 디코더처리가 실시되어서 디스크형기록매체(1)에 기록된 정보신호의 재생이 행해진다.
이상의 설명에서도 명백한 바와 같이, 디스크형 기록매체(1)는, 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 기판(4)과 클램프부재(3)가 대략 동일면을 형성하도록 일체화하여 형성된다. 또, 디스크형 기록매체(1)에 있어서의 클램프부재(3)는, 후술하도록 디스크형 기록매체(1)를 제조할 때에 미리 금형의 중심부에 부착되고, 그 상태로 기판(4)의 형성이 행해지므로, 디스크형 기록매체(1)의 중심부에 고정밀도로 부착된다. 이 것에 의해, 디스크형 기록매체(1)와 클램프부재(3)와의 부착 오차에 의해 생기는 편심이 적게 되며, 기록재생 시에는 트래킹서보가 벗겨지기 쉽게 되거나, 스핀들모터의 스핀들축에 부하가 증가하는 것을 방지할 수 있다.
클램프부재(3)를 자석에 대해서 흡착하는 자성재료를 포함하는 합성수지 재료를 이용해서 형성함으로써, 고속회전 및 감속회전 등을 행하였을 때에 턴테이블과 디스크형 기록매체(1)와의 사이에 슬립이 생기기 어렵게 된다. 슬립이 생기기 어렵게됨으로써, 디스크형 기록매체(1)와 턴테이블과의 사이에서 발생하는 상대적인 회전 오차에 기인하는 디스크형 기록매체(1)의 깎김이 방지되고, 디스크형 기록매체(1)에서 발생하는 깎긴 분말이 신호기록부(9)에 부착하고, 기록 또는 재생시의 에러발생의 요인이 되는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.
다음에, 도시하지 않은 광헤드의 대물렌즈, 예를 들면 도 5의 대물렌즈(12)의 개구수(NA)가 0.8이며, 고기록밀도의 상술한 DVR디스크 등에 적용하여 유용한 디스크형 기록매체(20)에 대해서 설명한다. 이 디스크형 기록매체(20)는, 후술하는 바와 같이, 기판이 3층 구조인 것을 특징으로 한다.
고기록밀도를 달성하기 위해 구성된 디스크형 기록매체(20)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 중심부에 형성된 중앙개구부(20a) 내에 센터구멍(21)이 형성된 클램프부재(22)가 부착되어 있다. 디스크형 기록매체(1)에는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 기판(26) 상에 광투과층(23)과 신호기록층(24)과 반사층(25)을 순차 적층하여 신호기록부(27)가 형성되어 있다.
또한, 도 6에 나타내는 디스크형 기록매체(20)에 있어서, 센터구멍(21), 클램프부재(22), 신호기록층(24) 및 반사층(25)은, 상술한 도 1 및 도 2에 나타내는 디스크형 기록매체(1)의 센터구멍(2), 클램프부재(3), 신호기록층(5) 및 반사층(6)에 상당하는 것이므로, 또 다른 설명은 생략한다.
광투과층(23)은, 예를 들면 적외선 경화수지박막, 광학적으로 투명한 수지시트 및 글라스 등에 의해 형성되어 있다. 광투과층(23)은, 기록 및/또는 재생장치가 도시하지 않은 광헤드에서 집광된 상태로 조사되는 레이저광을 투과하고, 후술하는 신호기록층(21)에 레이저광을 유도한다. 여기서 광투과층(23)을 형성하는데 사용되는 재료는, 굴절율을 1.56±0.1이내로 하고, 투과율을 80%이상으로 할 필요가 있다.
또한, 디스크형 기록매체(20)의 광투과층(23)은, 상술한 디스크형 기록매체(1)와는 다르며, 기록매체(20)를 구성할 때에 기판을 구성하는 것은 아니고, 후술하는 기판(26) 상에 형성된다.
여기서 이용하는 기판(26)은, 이항 기술하는 바와 같이, 제 1표층부(28)와 코어부(29)와 제 2표층부(30)를 갖춘다.
제 1표층부(28)는, 제 1표층부(28)에 스탬퍼에 요철형으로 형성되어 있는 정보신호에 의거한 기록피트의 전사성이 우수한 수지조성물에 의해 형성되는 것이 소망스럽다. 제 2표층부(30)는, 제 1표층부(28)를 형성하는 재료와 동일한 재료에 의해 형성되어 있다. 코어부(29)를 동일한 재료에 의해 형성된 제 1 및 제 2표층부(28, 30)에서 끼워넣는 구조로함으로써, 제 1 및 제 2표층부(28, 29)의 온도변화나 습도변화에 의한 변형량을 코어부(29)의 표리에서 동일하게 할 수 있다.
코어부(29)는, 제 1표리부(28) 및 제 2표리부(30)와 비교하여, 내부 손실이 높고, 또한 강성 및 공진특성이 높은 수지조성물에 의해 형성되는 것이 소망스럽다. 코어부(29)와 클램프부재(22)는, 상술한 디스크형 기록매체(1)와 동일하게 클램프부재(22)의 외주면에 형성한 돌기부(22a)가 코어부(29)에 맞물림으로써 강고히 일체화 되고, 서로 박리가 방지된다. 이 경우, 돌기부(22a)는 클램프부재(22)의 외주면의 코어부(29)와 접하는 위치에 설치되어 있다.
제 1 및 제 2표층부(28, 30)의 강성을 높게 하기위해서는, 제 1표층부(28) 및 제 2표층부(30)를 형성하는 수지조성물에 강성이 높은 재료를 혼합하면 좋다. 제 1 및 제 2표층부(28, 30)의 내부손실을 높게 하기 위해서는, 제 1표층부(28)를 형성하는 수지조성물에 대해서 내부손실이 높은 재료를 혼합하면 좋다. 이종 폴리머와 함께 바다섬구조 및 적층구조 등을 형성하는 것에 의해서도, 제 1 및 제 2표층부(28, 30)의 내부손실을 크게 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 제 1표층부(28)와 코어부(29)와 제 2표층부(30)를 형성하는 합성수지는, 광학적으로 투명한 수지재료일 필요는 없다.
상술한 바와 같이, 3층구조인 기판(26)이 형성됨으로써, 디스크형 기록매체(20)는, 강성 및 공진특성이 높은 것으로 된다. 이때문에, 고밀도 기록화되어 있는 디스크형 기록매체(20)는, 기록 및/또는 재생장치에의 장착시 또는 보관시의 온도 및 습도의 변화에 의한 휘어지는 변형이 생기기 어렵게 되고, 기록재생에 있어서의 에러가 생기기 어렵게 된다.
이와 같이 디스크형 기록매체(20)를 재생할 때에는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 먼저, 도시하지 않은 기록 및/또는 재생장치의 광헤드의 대물렌즈(31)에 의해 레이저광(B)을 광투과층(23)을 거쳐서 신호기록층(24)에 합초된 상태에서 조사된다.
도시하지 않은 광헤드에 설치된 대물렌즈(31)에 의해 집광된 상태에서 기록매체(20)에 조사되는 레이저광(B)은, 광투과층(23)과 신호기록층(24)을 투과하여, 광반사층(25)에 의해 반사된다. 반사층(25)에 의해 반사된 레이저광은, 광투과층(23)의 외부까지 반사되고, 즉 대물렌즈(31)를 거쳐서 도시하지 도시하지 않은 광헤드에 입사한다. 이때, 광반사층(25)에 의해 반사된 레이저광은, 정보신호에 의거한 기록피트에 의해 회절되어 있다. 반사층(25)에 의해 반사된 레이저광이, 기록/또는 재생장치의 광헤드에 설치되어 있는 검출기에 의해 검출되고, 검출기로부터의 출력신호에 디코드처리를 실시함으로써 정보신호의 재생이 행해진다.
본 발명에 관계되는 고기록 밀도화에 대응하는 디스크형 기록매체(20)는, 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 기판(26)과 클램프부재(22)가 대략 동일면을 구성하도록 일체화하여 형성되고 있다. 또, 디스크형 기록매체(20)에 있어서의 클램프부재(22)는, 후술하는 바와 같이 디스크형 기록매체(20)를 제조할 때에 미리 금형의 중심부에 부착되기 때문에, 디스크형 기록매체(20)의 중심부에 정확히 부착된다. 이것에 의해, 디스크형 기록매체(20)와 클램프부재(22)와의 부착 오차에 기인하는 편심을 적게할 수 있다. 기록 또는 재생 시에 스핀들모터의 회전축에 가해지는 부하 등을 작게할 수 있고, 기록 또는 재생 시에 에러의 발생을 감소시킬 수 있다.
또, 클램프부재(22)를 상술한 클램프부재(3)와 동일하게 자석에 대해서 흡착하는 자성재료를 포함하는 합성수지 재료를 이용해서 형성함으로써, 고속회전 및 감속회전 등을 행할 때에 턴테이블과 디스크형 기록매체(1)와의 사이에 슬립이 생기 어렵게 된다. 슬립이 생기기 어렵게 됨으로써, 디스크형 기록매체(1)와 턴테이블과의 사이에서 발생하는 상대적인 회전오차에 기인하는 디스크형 기록매체(20)의 깎김이 방지되고, 디스크형 기록매체(20)에서 발생하는 깎김분말이 신호기록부(27)에 부착하고, 기록 또는 재생시의 에러발생의 요인이 되는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.
또, 디스크형 기록매체(20)는, 기판(26)을 구성하는 코어부(29)를 강성이 높은 재료에 의해 형성함으로써, 휨 등의 변형이 생기기 어려운 것으로 된다. 이것에 의해서도, 기록 또는 기록매체에 있어서의 에러가 감소한다.
본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체의 기판은, 도 8에 나타내는 바와 같이 5층구조로 되어 있어도 좋다. 이 디스크형 기록매체(35)는, 중심부에 형성된 중앙개구부(35a) 내에 센터구멍(36)이 형성된 클램프부재(37)가 부착되어 있다. 디스크형 기록매체(35)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 기판(28) 상에 광투과층(39)과 신호기록층(40)과 반사층(41)을 순차 적층하고 있다. 이 디스크형 기록매체(35)를 구성하는 기판(38)은, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제 1표층부(42)와 제 1코어부(43)와 제 2코어부(44)와 제 3코어부(45)와 제 2표층부(46)를 순차 적층하도록 하여 형성되어 있다. 즉, 도 8에 나타내는 디스크형 기록매체(35)는, 기판(38)이 5층구조인 이외는, 상술한 도 6 및 도 7에 나타내는 기록매체(20)와 동일한 구성이므로, 여기서의 상세한 설명은 생략한다.
디스크형 기록매체를 구성하는 기판은, 동일 수지계를 적층한 구조이면, 상술한 3층구조, 5층구조 이외에 또한 다층의 것이라도 좋다. 각 층을 동일 수지계에 의해 형성함으로써, 유동성의 틀림이 있어도 가열 가압에 의해 층 또는 부재 사이에서 접착하는 것이 가능하게 된다. 이때문에, 광투과층 측의 표층부를 스탬퍼에 의해 기록되어 있는 정보신호에 의거한 기록피트의 전사성이 뛰어난 수지에 의해 형성하고, 코어부를 강성 및 공진특성이 뛰어난 수지에 의해 형성하고, 표층부와 코어층을 적층하여 기판을 형성하는 것이 가능하게 된다. 또한, 기판이 3층에서 다층일 때에는, 사출성형이 아니고, 가열프레스기 및 전용 금형에 의해 형성된다,
클램프부재를, 기판을 형성하는 합성수지와 동일한 수지에 자성체를 혼합한 재료에 의해 형성함으로써, 클램프부재와 신호기록층과는, 가압과 가열을 실시함으로써 클램프부재와 기판이 일체화된 디스크형 기록매체가 얻어진다. 이 것에 의해, 디스크형 기록매체와 클램프부재의 부착오차의 결과로서 생기는 편심을 떠욱작게하는 것이 가능하게 된다.
다음에, 상술한 디스크형 기록매체(1, 20)의 제조방법에 대해서 설명한다.
먼저, 사출성형에 기판(4)을 형성할 때의 디스크형 기록매체(1)의 제조방법에 대해서 설명한다.
여기서 기판(4)을 제작하기 위해 사용하는 사출성형기(50)에 대해서 설명한다. 사출성형기(50)는, 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 금형부(51)와 사출부(52)와, 호퍼(53)와, 유압모터(54)와, 유압실린더(55)와, 스크류(56)와, 형체(型締)실린더(57)를 갖춘다.
금형부(51)는, 디스크형 기록매체(1)에 있어서의 기판(4)을 성형하기 위한 금형이 되는 부위이다. 금형부(51)는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 고정금형부(60A)와, 가동금형부(60B)로 이루어진다.
고정금형부(60A)는, 외주 링(61)과, 고정측 미러(62)와, 고정측 온도조절회로(63)와, 스탬퍼(64)와, 스프루(65)와, 캐비티(66)를 갖춘다. 가동금형부(60B)는, 가동측 미러(67)와, 센터위치 결정핀(68)과, 게이트 절단펀치(69)를 갖춘다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 스프루(65) 내에는 랜드부(70)가 설치되어 있다. 고정측 온도조정회로부(63)에는, 온수 등을 흘려서 고정금형부(60A)의 온도가 사출 성형에 적합한 일정한 온도가 되도록 고정금형부(60A)의 온도를 조정하기 위한 것이다.
먼저, 기판(4)을 성형하는데 있어서 센터위치 결정핀(68)에 클램프부재(3)를 부착한다. 다음에, 도 12에 나타내는 바와 같이, 고정금형부(60A)와가동금형부(60B)와의 내부에, 후술하는 사출부(52)에서 스프루(65)를 통해서, 기판(4)의 재료가 되는 용융한 수지를 소정의 압력을 가지고 주입한다. 다음에, 도 13에 나타내는 바와 같이, 충전한 수지가 고화하지 않는 상태에서 클램프부재(3)가, 유압부(57)에서 센터위치 결정핀(68)과 게이트 절단펀치(69)를 돌출하고, 랜드부(70)에 압입한다. 이때, 게이트(71)가 실되는 동시에 절단된다.
이것에 의해, 클램프부재(3)와 기판(4)이 일체화되고, 또한 대략 동일면을 형성하는 디스크형 기록매체(1)의 기본적인 구조가 완성된다. 그후, 기판(4)의 한편의 면측에 신호기록층(5)을 형성하는 재료를 스패터링 등의 수법에 의해 피착하고, 또한 반사층(6)을 형성하는 재료를 동일하게 스패터링 등에 의해 피착하고, 최후에 보호층(7)을 형성함으로써 디스크형 기록매체(1)가 완성된다.
상술한 방법으로 기판(4)을 제작하면, 주입된 수지가 고화할 때에 체적이 수축하여 불량이 생기는 것 등에 의해, 스탬퍼의 요철패턴의 전사불량 등이 발생하는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다. 이것은, 기판(4)이 되는 수지가 고화하여 체적이 수축하면, 랜드부(70)에 유입한 여분의 수지가 캐비티(66)내에에 유입되고, 캐비티(66) 내의 압력이 일정하게 유지되기 때문이다.
이때, 고정금형부(60A)에는, 피트 또는 그루브를 형성하기 위한 스탬퍼(64)가 부착되어 있다. 스탬퍼(64)가 부착됨으로써, 디스크형 기록매체(1)를 구성하는 기판(4)의 한편의 면에 피트 또는 그루브가 형성된다.
사출부(52)는, 디스크형 기록매체(1)에 있어서의 기판(4)을 형성하는 재료가되는 수지를 상출하는 부위이다. 사출부(52)는, 후술하는 호퍼(53)와 접속되어 있다. 사출부(52)는, 도시하지 않은 히터를 갖추고 있고, 호퍼(53)에서 제공된 수지를 가열하여 용융시킨다. 사출부(52)는, 용융시킨 수지를 선단에서 금형부(51)에 분출한다.
호퍼(53)는, 디스크형 기록매체(1)를 형성하기 위한 재료가 되는 예를 들면 펠릿형의 수지가 투입되는 부분이며, 투입된 수지를 사출부(52)에 공급하는 기능을 갖는다.
유압모터(54)는, 후술하는 유압실린더(55)에 대해서 유압을 가하기 위해 기름을 제공하기 위한 모터이다. 유압모터(54)가 구동되어서 유압실린더(55)에 기름을 주입함으로써, 유압실린더(55)가 움직인다. 유압실린더(55)는, 유압모터(54)에 의해 기름이 주입됨에 따라서 움직이고, 그 결과, 후술하는 스크류(56)를 동작시키는 부위이다. 이와 같이, 스크류(56)가 움직임으로써, 호퍼(53) 내에 두입된 후에 사출부(52)에 공급된 용융된 수지가 금형부(51)에 압출된다.
스크류(56)는, 사출부(52) 내부를 움직이고, 호퍼(53)의 내부에 투입되어, 사출부(52)에 공급된 용융된 수지를 금형부(51)에 대해서 압출하는 부위이다.
형체실린더(57)는, 디스크형 기록매체(1)의 기판(4)을 형성하기 위한 수지가 금형부(51)에 사출된 후에, 금형부(51)에 소정의 압력을 가하는 부위이다. 이와 같이 금형부(51)에 소정의 압력을 가함으로써, 금형부(51)에 사출된 수지가 성형되어 기판(4)이 되는 동시에, 크램프부재(3)와 기판(4)이 대략 동일면을 형성하고,또한 일체화된 구조가 된다. 이때, 클램프부재(3)의 돌기부(3a)가 기판(4)과 맞물림으로써, 클램프부재(3)가 기판(4)에서 빠저 떨어지거나, 기판(4)에 대해서 회전하는 등이 방지된다.
디스크형 기록매체(1)에 있어서의 기판(4)을 형성하기 위한 재료가 되는 수지는, 먼저, 호퍼(53)에 투입된다. 다음에, 수지는 호퍼(53)에서 사출부(52)에 공급되고, 사출부(52)에서 용융된다. 여기서 유압모터(54)를 움직여 유압실린더(55)를 이동시킨다. 다음에, 스크류(56)를 움직임으로써 용융된 수지를 이동시킨다. 이것에 의해, 용융된 수지는 금형부(51)에 대해서 사출된다. 이때, 클램프부재(3)는 금형부(51)의 센터위치 결정핀(58)에 미리 부착되어 있다.
다음에, 형체실린더(57)에 의해 금형부(51)에 대해서 소정의 압력을 가함으로써, 기판(4)이 성형된다. 이때, 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 기판(4)은, 클램프부재(3)와 대략 동일면을 형성하고, 또한 일체화된 구조가 된다. 그후, 온도조정회로부(63)에 의해 고정금형부(60A)가 냉각되고, 금형부(51) 내에 사출된 용융된 수지, 즉, 기판(4)을 형성하기 위해 사출된 수지의 온도가 열성형 온도 이하로 된 시점에서 기판(4)을 스탬퍼(64)에서 박리하여 금형부(51)에서 떼어낸다. 이때, 상술한 바와 같이 클램프부재(3)의 돌기부(3a)가 기판(4)과 맞물려 있으므로, 클램프부재(3)가 기판(4)에서 탈락하게 되는 것이 확실히 방지된다.
디스크형 기록매체(1)의 기판(4)은, 상술한 바와 같은 사출성형기(50)에 의한 사출성형에 의해 작성된다.
상술한 바와 같이 기판(4)을 사출성형함으로써, 디스크형 기록매체(1)에 있어서의 스탬퍼(64)의 신호와 클램프부재(3)의 진원도를 클램프부재(3)의 금형부(51)에의 부착 클리어런스 내의 정밀도로 억제하는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 편심이 적은 디스크형 기록매체(1)를 제공하는 것이 가능하게 된다. 클램프부재(3)를 뒤에서 기록매체(1)에 접착하는 공정을 생략하는 것이 가능하게 되기 때문에, 디스크형 기록매체(1)의 제조공정을 간략화하고, 생산성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
다음에, 상술한 사출형성에 의해 제작된 기판(4)의 클램프부재(3)가 설치된 외주측 부분의 한편의 편에, 예를 들면 스패터링법 등에 의해, 신호기록층(5)과, 광반사층(6)을 피착 또는 성막하고, 자외선 경화형 수지 등의 재료로 이루는 보호막(7)을 반사층(6) 상에 적층하도록 설치한다. 이상과 같이 하여, 디스크형 기록매체(1)가 완성한다.
상술한 바와 같이, 디스크형 기록매체(1)의 제조방법에 의하면, 클램프부재(3)와 기판(4)을 일체화 하여 형성할 수 있다. 이때문에, 편심이 적고, 또한 슬립을 방지하는 것이 가능한 디스크형 기록매체(1)를 제공하는 것이 가능하게 된다.
다음에, 도 6 및 도 7에 나타내는 디스크형 기록매체(20)의 제조방법에 대해서 설명한다.
여기서, 디스크형 기록매체(20)를 구성하는 기판(26)을 제작하기 위해 사용하는 사출형성기(80)에 대해서 설명한다. 사출형성기(80)는, 도 14에 나타내는 바와 같이, 금형부(81)와, 제 1사출부(82)와, 제 1호퍼(83)와, 제 2사출부(84)와,제 2호퍼(85)와, 노즐(86)과, 형체스핀들(87)과, 형체실린더(88)를 갖춘다.
금형부(81)는, 디스크형 기록매체(20)를 성형하기 위한 금형이 되는 부위이다. 금형부(81)의 구조는, 상술한 사출성형기(50)에 있어서의 금형부(51)의 구조와 동일하다. 즉, 금형부(81)는, 도 11에 나타내는 구조와 동일한 구조가 된다. 금형부(81)는, 후술하는 노즐(86)에 대응하여 설치된다. 금형부(81)는, 후술하는 형체실린더(88)에 의해 형체피스톤(87)을 작동시킴으로써 유지된다.
제 1사출부(82)는, 기판(26)의 제 1표층부(28) 및 제 2표층부(30)를 형성하는 재료를, 후술하는 제 1스크류에 의해 압출함으로써 사출하는 부위이다. 제 1사출부(82)는, 후술하는 제 1호퍼(83)와 접속되어 있다. 제 1사출부(82)는, 도시하지 않은 히터를 갖추고, 제 1호퍼(83)에서 공급된 합성수지의 재료를 가열하여 용융한다. 용융된 재료를, 후술하는 노즐(86)을 거쳐서 금형부(81)에 대해서 사출한다.
제 1호퍼(83)는, 디스크형 기록매체(20)의 제 1 및 제 2표층부(28, 30)를 성형하기 위한 재료가 투입되는 부위이다. 제 1호퍼부(83)는, 투입된 재료를 제 1사출부(82)에 공급하는 부위이다.
제 2사출부(84)는, 디스크형 기록매체(20)에 있어서의 기판(26)의 코어부28(의 재료를, 후술하는 제 2스크류에 의해 사출하는 부위이다. 제 2사출부(84)는, 후술하는 제 2호퍼(85)와 접속되어 있다. 제 2사출부(84)는, 도시하지 않은 히터를 갖추고, 제 2호퍼(85)에서 공급된 수지 등의 재료를 가열하여 용융한다. 용융시킨 재료는, 후술하는 노즐(86)을 거쳐서 금형부(81)에 사출된다.
제 2호퍼(85)는, 디스크형 기록매체(20)의 제 1 및 제 2표층부(28, 30)를 성형하기 위한 재료가 투입되고, 투입된 재료를 제 2사출부(84)에 공급하는 부위이다.
노즐(86)은, 제 1사출부(82)에서 사출되는 수지와, 제 2사출부(84)에서 사출되는 수지를 금형부(81)에 사출시키는 부위이다. 노즐(86)은, 도 15에 나타내는 바와 같이, 표층부 수지통로부(90)와, 코어부 수지통로부(91)와, 연결부(92)와, 제 1수지 역류방지밸브(93)와, 제 2수지 역류방지밸브(94)를 갖는다.
표층부 수지통로부(90)는, 상술한 제 1사출부(82)와 연결되어 있다. 통로부(90)는, 제 1사출부(82)에서 제 1스크류(95)에 의해 사출되어 용융한 수지가 통과한다. 코어부 수지통로부(91)는, 상술한 제 2사출부(84)와 연결되어 있다. 통로부(91)는 제 2사출부(84)에서 제 2스크류(96)에 의해 사출되어 용융된 수지가 통과한다.
연결부(92)는, 제 1사출부(82)에서 사출된 수지와 제 2사출부(84)에서 사출된 수지가 합류하는 부위이다. 제 1수지 역류방지밸브(93)는, 표층부 수지통로부(90)를 통과하여 온 수지의 역류를 막는다. 제 2수지 역류방지밸브(94)는, 코어부 수지통로부(91)를 통과하여 온 수지의 역류를 막는다.
형체스핀들(87)은, 후술하는 형체실린더(88)로부터의 압력에 의해 이동한다. 형체피스톤(87)이 이동함으로써, 금형부(81)에 소정의 압력을 가하여 기판(26)을 형성하는 것이 가능하게 된다. 또, 금형부(81)를 유지하는 것도 가능하게 된다.
형체실린더(88)는, 디스크형 기록매체(20)의 기판(26)을 형성하기 위한 재료가 금형부(81)에 대해서 사출된 후에, 금형부(81)에 대해서 소정의 압력을 가하는 부위이다. 이와 같이 금형부(81)에 압력을 가함으로써, 금형부(81)에 사출된 재료에 의해 성형이 행해진다.
상술한 사출성형기(80)에 의해 디스크형 기록매체(20)에 있어서의 기판(26)을 형성하는 경우에는, 먼저, 금형부(81)의 센터위치 결정핀에 대해서, 인서트부재를 끼워 맞추게 한다. 다음에, 제 1호퍼(83)에 표층부의 재료가 되는 수지를 투입하고, 제 2호퍼(85)에 코어부(28)의 재료가 되는 수지를 투입한다. 다음에, 제 1호퍼(83)에 투입된 수지는, 제 1사출부(82)에 공급되고, 제 2호퍼(85)에 공급된 수지는, 제 2사출부(84)에 공급된다.
다음에, 제 1사출부(82) 내에 있어서 제 1스크류(95)가 움직임으로써, 제 1 및 제 2표층부(28, 30)를 성형하는 재료가 되는 수지 중 1회째로서 제 1 또는 제 2표층부(28, 30)의 어느 표층부를 성형하기 위한 수지가 금형부(81)에 대해서 사출된다. 다음에, 제 2사출부(84) 내에 있어서 제2스크류(96)가 움직임으로써 코어층(29)의 재료가 되는 수지가 금형부(81)에 대해서 사출된다. 또한, 제 1사출부(82)에서 제 2 또는 제 1표층부(30, 28)의 나머지 표층부를 성형하기 위한 수지가 금형부(81)에 사출된다. 다음에, 형체실린더(88)에 의해 형체피스톤(87)을 이동시키고, 금형부(81)에 대해서 압력을 가하여, 기판(26)을 형성한다. 또한, 제 1표층부(28)에는 금형부(81)에 부착되어 있는 스탬퍼의 피트나 그루브 등에 의거해서 요철 패턴이 전사된다.
디스크형 기록매체(20)에 있어서의 기판(26)은, 상술한 바와 같은 사출성형기에 의해서, 수지를 사출 성형함으로써 작성된다. 이때, 기판(26)과 클램프부재(22)는, 클램프부재(22)의 돌기부(22a)가 기판(26)에 맞물림으로써 클램프부재(22)의 기판으로부터의 탈락 등이 방지된다. 그후, 기판(26)을 형성하고 있는 수지의 온도가 열변형온도 이하로 된 후에 스탬퍼에서 박리되는 금형부(81)에서 추출된다.
상술한 바와 같이 기판(26)을 형성함으로써, 스탬퍼(64)의 신호와 클램프부재(22)이 진원도를, 금형부(81)에의 클램프부재(22)의 부착 클리어런스 내의 정밀도로 억제하는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 편심이 적은 디스크형 기록매체(20)를 제공하는 것이 가능하게 된다. 클램프부재(22)를 뒤에서 기록매체(20)에 접착하는 공정을 생략하는 것이 가능하게 되기 때문에, 디스크형 기록매체(20)의 제조공정을 간략화하여, 생산성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
다음에, 상술한 사출성형에 의해 제작된 기판(26) 상에, 예를 들면 스패터링법 등에 의해, 광반사층(25)과, 신호기록층(24)을 기판(26)의 제 1표층부(26) 상에 순차 저층하도록 피착 또는 성막하고, 수지를 이용해서 스핀코트나 롤코트 등의 소정의 수법을 이용해서 광투과층(23)을 형성한다. 이상과 같이하여 디스크형 기록매체(20)가 완성한다.
이와 같이, 사출성형기(80)에 의해 기판(26)을 형성함으로써, 디스크형 기록매체(20)는, 클램프부재(22)와 기판(26)을 일체화하여 형성하는 것이 가능하게 된다. 이때문에, 편심이 적고 또한 슬립을 방지하는 것이 가능한 디스크형 기록매체(20)를 제공할 수 있다.
또, 코어부(29)에 강성이 높은 재료를 사용하고 있기 때문에, 휘어지는 변형 등이 생기기 어려운 것으로 된다.
다음에, 디스크형 기록매체(1)에 있어서의 기판(4)의 형성방법 중, 사출성형이 아니고 가열프레스에 의해 형성하는 방법에 대해서 설명한다. 이 때에는, 전용 금형(100)을 이용한다. 먼저, 이 전용 금형(100)에 대해서 설명한다.
여기서 사용하는 전용 금형(100)은, 도 16에 나타내는 바와 같이, 스탬퍼(101)와, 온도조정회로부(102)와, 센터위치 결정핀(103)을 갖춘다. 스탬퍼(101)는 전용 금형(100) 상에 부착되고, 도 2에 나타내는 바와 같이 기판의 한편의 면에 소정의 요철패턴을 형성하기 위한 원반이 되는 것이다. 스탬퍼(101)는, 전용 금형(100) 상에 있는 도시하지 않은 가이드에 따라서 고정되어 있다. 온도조정회로부(102)는, 예를 들면 전용 금형(100)의 내부에 설치된 연속하는 닥트로 구성되고, 이 닥트 내에 온수 등을 흘림으로써, 전용 금형(100)의 온도를 조절한다. 센터위치 결정핀(103)은, 전용 금형(100)의 중심부에 설치되고, 성형하는 기판(4)의 중심을 결정한다.
먼저, 클램프부재(104)에 대해서 플라이머 처리를 실시한다. 본 발명에서는, 상품명 플라이머-ZPP-1(일본 제온사 제품)에 클램프부재를 적시는 것으로 플라이머처리를 실시하였다,
다음에, 도 17에 나타내는 바와 같이, 클램프부재(104)를 전용 금형(100) 상에 설치한다. 이때, 클램프부재(104)와 센터위치 결정핀(103)을 끼워 맞추게 한다. 다음에, 온도조정회로부(102)에 의해, 전용 금형(100)이 성형에 이용하는재료가 되는 수지의 글라스 전이점보다도 10℃∼40℃ 이상 높은 온도가 되도록 한다. 그 결과, 금형(100)의 스탬퍼(101) 상에 재치되는 시트부재(105)는, 스탬퍼(101)의 요철패턴이 전사 가능하고 클래프부재(104)와 접합이 가능하게 되는 상태까지 가열된다.
다음에, 도 18에 나타내는 바와 같이, 스탬퍼(101) 상에 수지제의 시트부재(105)를 설치한다. 또한, 후술하는 바와 같이 바깥지름 가공을 실시하기 위해, 이 때의 시트부재(105)는 디스크형 기록매체(1)의 외형 형태보다 크게 할 필요가 있고, 소망으로 하는 원반형의 형태 또는 원반형 이외의 형태라면 좋다. 기판으로서 기능하는 시트부재(105)가 단층이라면 최종적으로 디스크형 기록매체(1)가 얻어지고, 시트부재(105)가 3층의 것이라면 디스크형 기록매체(20)가 얻어지고, 시트부재(105)가 5층의 것이라면 디스크형 기록매체(35)가 얻어진다.
다음에, 도 19 및 도 20에 나타내는 바와 같이, 롤(106)을 도 19, 도 20 중 화살표로 나타내는 방향으로 이동시킴으로써 시트부재(105)를 스탬퍼(101)로 향해서 압력을 가함으로써, 클램프부재(104)와 시트부재(105)를 압착한다. 이때, 금형(100)과 시트부재(105)와의 사이의 공기 등 기체를 빼기 위해, 금형(100)에서 시트부재(105)를 뜨게 하여 두고, 롤(106)을 이동시키는 것이 바람직하다. 또한, 롤(106) 대신에 프레스에 의해 시트부재(105)에 압력을 가하도록 하여도 좋다. 이 경우, 금형(100)과 시트부재(105)와의 사이에 존재하는 기판을 빼기 위해, 전용 금형(100) 및 스탬퍼(101)의 형태는 평판이 아니고, 그 중심부가 볼록형으로 하면 좋다. 롤(106)에 의해 압력을 가함으로써, 클램프부재(104)와 시트부재(105)가접합하는 동시에, 스탬퍼(101)이 요철패턴이 시트부재(105)의 한편의 면측에 전사된다.
다음에, 도 21에 나타내는 바와 같이, 닥트에 흘리는 물의 온도를 내리는 등 하여 온도조정회로부(102)에 의해, 전용 금형(100)의 온도가 수지의 글라스 전이점 이하의 온도가 되도록 한다. 이것에 의해, 시트부재(105)의 온도가 내려가, 강성을 갖는 상태가 되며, 그후 클램프부재(104)와 시트부재(105)를 금형(100)의 스탬퍼(101)에서 박리하고, 금형(100)에서 추출된다. 이때, 클램프부재(104)에는 상술한 클램프부재(3, 22)에 설치한 돌기부(3a, 22a)와 동일하게 외주에 돌기부가 형성되어 있고, 이 돌기부가 시트부재(105)와 맞물려서 클램프부재(104)의 시트부재(105)로부터의 탈락 등이 방지된다.
다음에, 도 22에 나타내는 바와 같이, 클램프부재(104)의 센터구멍을 기준으로, 프레스 및 절삭가공 등에 의해 시트부재(105)의 외형을 가공 성형하고, 소망의 크기의 원반형의 기판(4)을 얻는다. 외형 형태가 정리된 기판(4) 상에 상술과 동일하게 신호기록층, 광반사층, 보호층을 설치함으로써, 도 1 및 도 2에 나타내는 것과 같은 디스크형 기록매체(1)가 완성한다. 또한, 본 실시예에서는, 클램프부재(104)와 시트부재(105)를 금형(100) 상에서 접합하는 방법을 설명하였으나, 클램프부재(104)와 기판(4)을 미리 끼워맞춤 또는 접합시킨 것을 금형을 이용해서 가열 가압형성하고, 스탬퍼의 요철패턴을 전사하는 것에 의해서도 본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체(20)를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이 도 1 및 도 2에 나타내는 디스크형 기록매체(1)나 도 6 및도 7에 나타내는 디스크형 기록매체(20)의 제조방법에 의하면, 상술한 사출성형법에 의해 제작된 디스크형 기록매체(1, 20)의 제조방법과 동일하게, 각각의 클램프부재와 기판이 대략 동일면을 형성하도록 일체화된 디스크형 기록매체(1, 20)가 제작된다. 여기서 얻어지는 디스크형 기록매체(1, 20)도, 턴테이블에 편심을 억제하여 장착할 수 있고, 회전구동시에 슬립의 발생을 방지할 수 있다.
상술한 사출성형법에 의해 제작되는 디스크형 기록매체(1, 20)의 제조방법과 동일하게, 가열프레스에 의한 제조방법에 의해서도, 디스크형 기록매체(1, 20)가 제조할 때에, 클램프부재를 뒤에서 기록매체(1, 20)에 접합, 접착하는 공정을 생략하는 것이 가능하게 된다. 이 때문에, 디스크형 기록매체(1, 20)이 제조공정을 간략화 하고, 생산성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
상술한 설명에서도 명백한 바와 같이, 가열프레스에 의한 제조방법에서도, 도 2, 도 7에 나타내는 바와 같이, 각각의 기판과 클램프부재가 대략 동일면을 형성하도록 일체화 한 디스크형 기록매체를 제작할 수 있다. 각각의 디스크형 기록매체에 있어서의 클램프부재는, 디스크형 기록매체를 제조할 때에 미리 금형의 중심부에 부착되기 때문에, 종래 이상의 정밀도를 갖고 디스크형 기록매체의 중심부에 부착된다.
이것에 의해, 디스크형 기록매체의 편심이 적게 되며, 기록매체의 편심이 적게됨으로써, 스핀들모터의 회전축에 가해지는 부담을 경감시키는 것이 가능하게 된다. 기록 또는 재생시에, 트래킹서보의 어긋남 등이 일어나기 어렵게 되므로, 기록 또는 재생에 있어서의 에러의 발생을 감소시킬 수 있다.
다음에, 본 발명을 적용한 디스크형 기록매체의 구제적인 실시예 및 실시예와 비교하기 위한 비교예에 대해서 설명한다.
또한, 실시예 1∼실시예 4, 및 비교예 1∼비교예 2에 있어서 기판을 형성하기 위해 사용되는 수지의 비중, 글라스전이점, 구부림탄성율 및 흡수율을 이하의 표 2에 나타낸다.
폴리카보네이트수지 제오넥스수지
상품명 AD-5503 ST-3000 E-28R E-490시트
충전재료와 첨가량 AB15+W5% 무첨가 무첨가 무첨가 무첨가
비중 1.26 1.2 1.13 1.01 1.01
글라스 전이점 143 143 146 136 140
구부림탄성율 30000 24000 28700 25000 31000
흡수율 0.3 0.3 0.15 0.01미만 0.01미만
실시예 1
먼저, 도 9에 나타내는 바와 같이 사출형성기의 금형부에 있어서의 센터위치 결정핀의 범위의 단면을, 로렛가공 등의 수법에 의해 요철형으로 가공하였다.
다음에, 클램프부재가 되는 SUS430 금속판(자석크램프로서 사용할 수 있는 금속이며, 그 두께는 1.2mm이다.)을, 금형부의 센터위치 결정핀에 로봇에 의해 부착하였다.
다음에, 폴리카보네이트 AD-9000TG(폴리카보네이트수지;데이진화성주식회사제;사출성형그레이드)를 사출성형기의 호퍼에 투입하고, 사출부에 의해 340℃로 가열 용융하였다. 다음에, 금형부의 온도를 127℃로 하고, 평균 사출속도를 140mm/sec로하고, 사출부에서 폴리카보네이트수지를 금형부에 사출하고, 도 2에 나타낸 디스크형 기록매체(1)에 상당하는 기판이 1층으로 구성된 디스크형 기록매체을 얻었다.
금형부를 10초간 냉각한 후 상술한 공정을 복수회 반복하는 것에서, 기판이 단층이고, 반지름이 다른 디스크형 기록매체을 복수 얻었다. 여기서, 얻어진 디스크형 기록매체는, 두께가 0.6mm이며, 바깥지름이 5cm였다. 스탬퍼에 새겨진 트랙피치가 0.5㎛이며, 신호 깊이가 80mm였다.
비교예 1
클램프부재가 되는 SUS430 금속판을, 기판을 사출성형한 후에 접착제에 의해 사출성형된 기판에 부착한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 기판이 단층의 반지름이 다른 복수의 디스크형 기록매체를 제작하였다.
실시예 2
먼저, 자성체를 가지는 바륨페라이트분말을, 제오넥스 E-28R(아모르퍼스 폴리올페린수지;일본제온사제;사출성형그레이드)에 대해서 50중량% 혼합하고, 1,2mm두께의 시트를 제작하였다. 이 시트를 타발 또는 절삭함으로써, 클램프부재를 제작하였다. 이 클램프부재를 사용한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 기판이 단층이며, 반지름이 다른 복수의 디스크형 기록매체를 얻었다.
또한, 이 경우, 도 9에 나타내는 바와 같이 사출성형기의 금형부에 있어서의 센터위치 결정핀 주변의 단면을 오목형으로 가공하지 않았다. 이것은, 클램프부재와 도 2에 나타낸 디스크형 기록매체(1)에서 말하는 신호기록부가 함께 수지에 의해 제작되어 있기 때문에, 신호기록부를 구성하는 기판을 성형하기 위해 수지를 사출할 때에 클램프부재와 신호기록부를 구성하는 기판과의 용융접합하므로, 디스크형 기록매체를 금형부에서 박리할 때에 클램프부재가 신호기록부를 구성하는 기판에서 벗겨지는 일이 없기 때문이다.
비교예 2
클램프부재가 되는 SUS430 금속판을, 기판을 사출성형한 후에 접착제에 의해 사출 성형된 기판에 부착한 것 이외는, 실시예 2와 동일하게 기판이 단층이며, 반지름이 다른 복수의 디스크형 기록매체를 제작하였다.
실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2에서 얻은 각각의 디스크형 기록매체에 대해서, 반지름과 복굴절율과의 관계를 조사하였다. 이 결과, 도 23에 나타내는 바와 같이, 실시예 1과 비교예 1을 비교하면, 복굴절율에 차가 없는 것을 판명하였다. 또, 실시예 2와 비교예 2를 비교하였을 때에도, 복굴절율에 차가 없는 것을 판명하였다.
이것에서, 처음에 클램프부재를 사출성형기의 센터위치 결정핀에 부착하고서 기판을 성형하여도, 복굴절율이 악화하는 일이 없는 것을 판명하였다.
또, 실시예 2의 결과에서, 자성재료를 혼합시킨 수지조성물에 의해 클램프부재를 제작하고, 이 클램프부재을 이용해서 사출성형하여도 복굴절율이 악화하는 일이 없는 것을 판명하였다.
실시예 3
먼저, 도 14에 나타내는 바와 같이 사출성형기의 금형부에 있어서의 센터위치 결정핀의 주변의 단면을 오목형으로 가공하였다.
다음에 인서트부재가 되는 SUS430 금속판을, 금형부의 센터위치 결정핀에 대해서 로봇에 의해 부착하였다.
다음에, 제 1호퍼에, 3층 구조로서 형성된 기판의 제 1 및 제 2표층부가 되는 폴리카보네이트 ST-3000(폴리카보네이트수지; 데이진화성주식회사제; 사출성형그레이드)를 투입하였다. 그리고, 제 1호퍼에 있어서의 실린더헤드의 온도를 330℃로 하고, 노즐의 온도를 310℃로 하여 폴리카보네이트수지의 가열용융을 행하였다.
또, 제 2호퍼에, 폴리카보네이트 AD-9000TG에 대해서, 그래파이트(graphite)AB(전기화학공업주식회사제)를 15중량%, 위스커W(와라스나이트)를 5중량% 혼합하 수지를 투입하였다. 이것은, 3층으로 되어 있는 기판에 있어서의 코어부가 된다. 제 2호퍼에 있어서의 실린더헤드의 온도를 345℃로 하고, 수지의 가열용융을 행하였다. 이 때의 실린더헤드의 온도를 330℃이며, 노즐의 온도는 310℃였다.
또한, 그래파이트AB는 공진특성을 개선하는 충전재이며, 위스커W는 강도를 향상시키는 충전제이다.
다음에, 금형부의 온도를 130℃로 하고, 제 1 및 제 2표층부를 형성하는 수지의 평균 사출속도를 145mm/sec로 하고, 코어부를 형성하는 수지의 평균 사출속도를 160mm/sec로 하여 폴리카보네이트수지를 그래파이트AB, 위스커W가 혼합된 폴리카보네이트수지를 금형부에 사출하고, 기록매체를 구성하는 3층의 기판을 얻었다.
금형부를 12초간 냉각한 후, 상술한 공정을 복수회 반복하는 것으로, 기판이 3층이며, 반지름이 다른 디스크형 기록매체를 복수 얻었다. 여기서 얻어진 디스크형 기록매체는, 클램프부재의 인서트부분의 두께가 1.2mm이며, 도 7의 신호기록부(26)에 상당하는 부분의 두께가 0.6mm였다.
실시예 3 및 비교예 1에서 얻어진 디스크형 기록매체에 대해서, 각각 진동측정을 행하였다. 이 결과, 도 24에 나타내는 바와 같이, 실시예 3에서 얻어진 디스크형 기록매체는, 비교예 1에서 얻어진 디스크형 기록매체와 비교하여 진동레빌이 저하하고 있고, 공진특성이 뛰어나고 있는 것을 판명하였다.
실시예 4
먼저, 도 16에 나타낸 바와 같이 전용 금형에 있어서의 센터위치 결정핀 주변의 단면을 오목형이 되도록 가공하였다.
다음에, SUS430 금속판을 플라이머 ZPP-1(일본제온사제; 고형분 5wt%에서 MIBK용액)에 적신후, 80℃에서 15분간 건조시킴으로써 플라이머 처리를 실시하였다. SUS430 금속판을 전용 금형에 있어서의 센터위치 결정핀에 부착하였다.
다음에, SUS430 금속판을 부착한 전용 금형을, 온도조정회로부에 의해 금형의 온도를 조절함으로써 160℃로 가열하였다. 또한, 이 160℃라는 온도는, 후술하는 제오넥스 E-490와 제오넥스 E-48R과의 글라스 전이점인 140℃보다 20℃ 높은온도이다.
다음에, 두께가 0.2mm인 제오넥스 E490시트와, 두께가 0.25mm이며, 또한 15중량%의 그래파이트를 첨가한 제오넥스 E48-R시트와, 탄소섬유 부직포(트레카맷= 상품번호 BO-030 TORAY)를 제어넥스 E-490의 톨루엔 용액에 적시고 건조시킨 시트와, 두께가 0.25mm이며, 또한 15중량%의 그래파이트를 첨가한 제오넥스 E48-R시트와, 두께가 0.2mm인 제어넥스 E490시트를 순차 적층한다. 이것에 의해 3층 구조의 기판이 형성된다.
다음에, 130℃∼140℃로 가열한 압착롤에 의해, 도 19, 도 20에 나타내는 바와 같이, SUS금속판과 기판을 구성하는 수지시트와의 가압접착을 행하였다. 이때, 압착롤에 의한 압력을 약 50kg/12cm폭∼100kg/12cm폭으로 하고, 압착롤을 회전시킬 때의 선속을 약 3m/sec∼4m/sec로 하였다.
다음에, 전용 금형을 100℃까지 냉각하고, 클램프부재와 일체화한 기판을 전용 금형에서 떼어내다, 즉, 박리하였다.
다음에, 클램프부재에 설치된 센터구멍을 기준으로 하여, 기판의 바깥지름에 절삭가공 또는 타발가공을 실시하고, 소망의 형태의 디스크형 기록매체로 하였다. 상술한 공정을 복수회 반복하여, 기판이 3층이며, 반지름이 다른 복수의 디스크형 기록매체를 얻었다.
실시예 4에서 얻어진 디스크형 기록매체에 대해서, 복굴절율을 측정하였다. 이 결과에서, 사출성형기를 이용해서 제조방법과 동일하게 전용 금형에 의한 가열 프레스에 의해 기판을 제조한 경우라도, 복굴절율에 큰 차가 없는 것을 판명하였다.
본 발명에 관계되는 디스크형 기록매체는, 한편의 면측에 신호기록층이 형성된 기판에, 중앙부분에 센터구멍과 같은 위치결정부를 가지며, 자석에 의해 자기적으로 흡인 가능한 재료에 의해 형성된 클램프부재를 기판의 중심부에 기판의 면과 거의 면일하게 되도록 일체화하여 설치하도록 하였으므로, 클램프부재를 강고히 기판에 일체화하여 부착할 수 있고, 더구나 고정밀도로 부착할 수 있다.
클램프부재가 고정밀도 기판에 일체화됨으로써, 편심이 없는 디스크형 기록매체를 제작할 수 있다.
또한, 클램프부재를 자성재료를 첨가한 수지조성물에 의해 형성함으로써, 클램프부재의 마찰력을 높일 수 있고, 턴테이블에 장착하여 회전 구동하였을 때, 슬립을 발생시키지 않고 턴테이블의 회전에 정확히 동기하여 회전 구동할 수 있다.

Claims (30)

  1. 기판과,
    상기 기판의 한편의 면측에 설치된 신호기록층과,
    중앙부분에 위치결정부를 가지고, 자석에 의해 자기적으로 흡인 가능한 재료에 의해 형성된 클램프부재를 갖추고,
    상기 클램프부재는 상기 기판의 중심부에 상기 기판의 면과 거의 면일하게 되도록 일체화하여 설치되어 있는 디스크형 기록매체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 클램프부재는, 상기 클램프부재의 외주부의 상기 기판과 접하는 부분에 돌기부가 형성되어 있는 디스크형 기록매체.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 기판은, 코어부와 상기 코어부의 상기 신호기록층과의 사이에 적어도 배치되는 표층부로 구성되어 있는 디스크형 기록매체.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 클램프부재는, 상기 클램프부재의 외주부의 상기 코어부와 접하는 부분에 돌기부가 형성되어 있는 디스크형 기록매체.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 디스크형 기록매체는, 또한 상기 신호기록층의 상기 기판과 대향하는 면과는 반대측의 면측에 설치된 광투과층을 갖추고 있는 디스크형 기록매체.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 기판은, 상기 코어부의 상기 신호기록층과 대향하는 면과는 반대층의 면에 또 다른 표면층이 설치되어 있는 디스크형 기록매체.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 표면층부는, 흡수율이 0.3%이하의 합성수지 또는 수지조성물로 형성되어 있는 디스크형 기록매체.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 클램프부재는, 자성재료에 의해 형성되어 있는 디스크형 기록매체.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 클램프부재는, 자성을 갖는 재료가 혼합된 수지로 형성되어 있는 디스크형 기록매체.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 클램프부재는, 단면이 다각형으로 되도록 형성되어 있는 디스크형 기록매체.
  11. 클램프부재를 금형의 중심부분에 부착하고,
    이어서, 상기 금형에 수지를 사출함으로써 기판을 성형하고,
    상기 금형에 사출된 수지가 열변형온도 이하로 된 후에 상기 금형에서 상기 클램프부재가 일체화된 상기 기판을 추출하는 디스크형 기록매체의 제조방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 방법은, 또한 상기 추출된 기판의 한편의 면측에 신호기록층을 설치하는 디스크형 기록매체의 제조방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 제조방법은, 상기 금형에 제 1수지재료를 사출하여 기판을 구성하는 표층부를 성형하고, 상기 표층부를 성형한 후에 상기 금형에 다시 제 2수지재료를 사출하여 상기 기판을 구성하는 코어부를 성형하는 디스크형 기록매체의 제조방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 방법은, 또한 상기 금형에 상기 제 1수지재료를 사출하여 상기 기판을구성하는 또 다른 표층부를 성형하는 디스크형 기록매체의 제조방법.
  15. 클램프부재를 금형의 중심에 부착하고,
    상기 금형을 가열한 후에 상기 금형에 시트부재를 재치하고,
    상기 시트부재를 상기 클램프부재에 압착하는 방향으로 가압하고,
    상기 금형을 냉각한 후에 상기 금형에서 상기 클램프부재와 일체화된 상기 시트부재를 박리하는 디스크형 기록매체의 제조방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 금형을 상기 시트부재의 글라스 전이점보다도 높은 온도로 가열한 후에 상기 시트부재가 상기 금형에 재치되는 디스크형 기록매체의 제조방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 방법은, 싱기 금형을 상기 시트부재의 글라스 전이점 이하의 온도가 되도록 냉각된 후에 상기 시트부재가 상기 금형에서 박리되는 디스크형 기록매체의 제조방법.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 금형에서 박리된 상기 시트부재에 바깥지름을 가공하는가공처리를 실시하는 디스크형 기록매체의 제조방법.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 시트부재의 한편의 면에 신호기록층을 설치하는 디스크형 기록매체의 제조방법.
  20. 제 15항에 있어서,
    상기 방법은, 가압롤에 의해 상기 시트부재를 상기 클래프부재에 압착하는 방향으로 가압하는 디스크형 기록매체의 제조방법.
  21. 기판과,
    상기 기판의 한편의 면측에 설치된 신호기록층과,
    중앙부분에 위치결정부를 가지며, 자석에 의해 자기적으로 흡입 가능한 재료에 의해 형성된 클램프부재를 갖추고,
    상기 클램프부재는, 상기 기판의 형성시에 상기 기판에 일체화되어서 이루는 디스크형 기록매체.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 클램프부재는, 상기 클램프부재의 외주부의 상기 기판과 접하는 부분에 돌기부가 형성되어 있는 디스크형 기록매체.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 기판은, 코어부와 상기 코어부의 상기 신호기록층과의 사이에 적어도 배치되는 표층부로 구성되어 있는 디스크형 기록매체.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 클램프부재는, 상기 클램프부재의 외주부의 상기 코어부와 접하는 부분에 돌기부가 형성되어 있는 디스크형 기록매체.
  25. 제 23항에 있어서,
    상기 디스크형 기록매체는, 또한 상기 신호기록층의 상기 기판과 대향하는 면과는 반대측의 면측에 설치된 광투과층을 갖추고 있는 디스크형 기록매체.
  26. 제 23항에 있어서,
    상기 기판은, 상기 코어부의 상기 신호기록층과 대향하는 면과는 반대측의 면에 또 다른 표층부가 설치되어 있는 디스크형 기록매체.
  27. 제 23항에 있어서,
    상기 표층부는, 흡수율이 0.3%이하의 합성수지 또는 수지조성물로 형성되어 있는 디스크형 기록매체.
  28. 제 21항에 있어서,
    상기 클램프부재는, 자성재료에 의해 형성되어 있는 디스크형 기록매체.
  29. 제 21항에 있어서,
    상기 클램프부재는, 자성을 가진 재료가 혼합된 수지로 형성되어 있는 디스크형 기록매체.
  30. 제 21항에 있어서,
    상기 클램프부재는, 단면이 다각형이 되도록 형성되어 있는 디스크형 기록매체.
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