(57)【要約】本発明は、所望形状に対応するオス型およびメス型を有するダイセット間に光記憶デバイス（ＯＳＤ）を載置するステップと、ダイセットを前進および後退させ、ＯＳＤを所望形状に型抜きして、整形ＯＳＤを形成するステップとによってＯＳＤを整形する方法、それにより形成される整形ＯＳＤ製品、ならびにダイセットを提供する。
2005507134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記憶デバイス（ＯＳＤ）を整形する方法であって、
所望形状に対応するオス型およびメス型を有するダイセット間にＯＳＤを載置するステップと、
前記ダイセットを前進および後退させ、前記ＯＳＤを前記所望形状に型抜きして、整形ＯＳＤを形成するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記オス型が、前記オス型上で前記ＯＳＤを位置合わせするための中心ピンを含む、
請求項１の方法。
【請求項３】
前記メス型が隆起した切断縁部を含む、
請求項１の方法。
【請求項４】
前記オス型および前記メス型間の公差が１／１０００〜１０／１０００インチの間である、
請求項１の方法。
【請求項５】
前記オス型および前記メス型が、平面の配向がずれた状態で進行して、片側から反対側へと互いに係合する、
請求項１の方法。
【請求項６】
前記メス型が３次元の切断面を有し、前記オス型および前記メス型間の最初の重なる点として定義される１ヶ所以上の最初の接触点から、前記メス型が前記オス型に対して前進する、
請求項１の方法。
【請求項７】
前記１ヶ所以上の最初の接触点が、前記所望形状が半径方向で最大となる位置にある、
請求項６の方法。
【請求項８】
前記メス型が前記オス型上で完全に前進した時に、前記オス型の上面から整形ＯＳＤを除去できる厚さを前記メス型が有する、
請求項１の方法。
【請求項９】
前記メス型が、前記メス型が前記オス型から後退する際、整形ＯＳＤを前記オス型に対して付勢する装置を含む、
請求項１の方法。
【請求項１０】
サイクル時間が１サイクル毎秒である、
請求項１の方法。
【請求項１１】
前記整形ＯＳＤの外縁部をシールするステップを更に含む、
請求項１の方法。
【請求項１２】
シール用化合物が、塗料、ラッカー、もしくは紫外線硬化アクリル酸エステルのいずれか１つ、またはそれらの組み合わせから選択される、
請求項１１の方法。
【請求項１３】
シール用化合物が、ブラシ、スプレー、ローラ、または中空管塗布により塗布される、
請求項１１の方法。
【請求項１４】
請求項１の型抜き処理により製作される整形ＯＳＤ。
【請求項１５】
光記憶デバイスを整形するためのダイセットであって、
所望形状に対応する平坦な上面を有するオス型と、
前記オス型と１／１０００〜１０／１０００インチの間の公差を有する対応するメス型であって、前記オス型および前記メス型間の最初に重なる点として定義される１ヶ所以上の最初の接触点から、前記オス型に対して前進するようになされた３次元の切断面を有するメス型と、
を備えるダイセット。
【請求項１６】
前記１ヶ所以上の最初の接触点が、前記所望形状が半径方向で最大となる位置にある、
請求項１５のダイセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望形状に対応するオス型およびメス型を有するダイセット間に光記憶デバイス（ＯＳＤ）を載置するステップと、ダイセットを前進および後退させ、ＯＳＤを所望形状に型抜きして、整形ＯＳＤを形成するステップとによってＯＳＤを整形する方法、この方法により形成される整形ＯＳＤ製品、ならびにダイセットを提供する。本発明の工程は、切断された縁部に隣接するＯＳＤのデータ層に損傷を与えることなく、記録可能型ＯＳＤデバイスを整形する場合に特に効果的である。
【背景技術】
【０００２】
音楽およびコンピュータ産業では、ＣＤ（コンパクトディスク）およびＤＶＤ（デジタル多用途ディスクまたはデジタルビデオディスク）を含む光記憶媒体の使用が広く知られている。読取専用型および読取書込型のＣＤおよびＤＶＤは現在、デジタル情報の大量記憶の好適な手段の１つとなっていて、市場に広く受け入れられている。ＣＤおよびＤＶＤにはともに、ディスクの特性に基づいて、読取専用形式および読取書込形式の両方を含む異なる形式が存在する。読取専用型ＣＤはＣＤ−ＲＯＭと呼ばれ、読取書込型ＣＤはＣＤ−Ｒ（書込可能型コンパクトディスク）と呼ばれることもあり、後者はＷＯＲＭ（ライトワンスリードメニー型）ディスク、およびＣＤ−ＲＷ（書換可能型コンパクトディスク、またはライトメニーリードメニー型）の両方を含む。ＤＶＤはＤＶＤ−ＲおよびＤＶＤ−ＲＷと呼ばれることが多く、それぞれ読取型、および読取書込型バージョンを指している。
【０００３】
周知のように、読取専用型ＣＤまたはＤＶＤの設計は、厚さ約１．２ｍｍ、直径１２ｃｍの射出成形された透明プラスチック（通常はポリカーボネート）の円形片を含む。読取専用型ディスクでは、ポリカーボネートは、無数の微小な凹凸を有する、ディスク中心から始まる長く密な螺旋を含む。それらの凹凸は、アルミ反射層で被覆すると、レーザおよび光電の複合デバイスにより読み取ることができ、データビットとして解釈される。アルミ反射層に加えて、ＣＤはアルミ層のアクリル被覆を含み、アクリル層に接着されるラベルを含んでもよい。レーザはポリカーボネート層を通過して当てられる。
【０００４】
記録可能型ＣＤおよびＤＶＤは、その反射層において、およびポリカーボネートプラスチックに物理的な凹凸が存在しないという点において、読み込み専用媒体と異なる。より正確には、記録可能型ＣＤまたはＤＶＤは、物理的な凹凸に相当する光を表すように変化可能な化学化合物で構成されるデータ層を含む。ＷＯＲＭ媒体は、通常は反射性だが、レーザにより特定の温度に加熱されると色の変化を起こす有機染料を利用し、それによって凹凸を光学的に表す。
【０００５】
ＣＤ−ＲＷもまた、ＷＯＲＭ媒体と同様の特殊な反射層を用いる。より具体的には、多数回のＲＷ技術は、アンチモニ、インジウム、銀、およびテルリウムの合金である特殊化合物を用いる。この化合物は、異なる温度まで加熱すると異なる相変化を受ける。その化合物は、第１の低い温度まで加熱すると、冷却時に結晶化して反射性となる。高い温度まで加熱すると、冷却しても結晶化せずに鈍い外観となる。従って、媒体が加熱される温度によって、化合物が凹凸を表すかどうかが決定されることになる。更に、加熱温度によって化学的性質が変化することはないので、媒体は消去および再記録できる。
【０００６】
ＣＤ／ＤＶＤ媒体は、従来の１２ｃｍディスク上に７８０ＭＢを超えるデータを記憶できる。それ程の大記憶容量を持つが、利用可能な全表面領域をデータ記憶に利用する必要があるのはまれであり、従って、より小型で、従来の円形とは異なる形状のＣＤ／ＤＶＤ媒体の作成が認められる。例えば、相当量のデータ記憶領域をディスク上に残しつつも、名刺に対応する小さな矩形、またはほとんどどのような形状にもディスクを整形できる。
【０００７】
ディスクを標準的な１２ｃｍ円形フォーマット以外の形状に整形するためのこれまでの技法は、主として、高速回転する切断スピンドルを利用して円形ブランクから所望形状を作成するコンピュータ制御の整形装置を使用していた。この技法は、大量のディスクを効率的に整形するのに効果的である一方、その処理がデータ記憶媒体の縁部に直ぐ隣接する部分に損傷を与えることが多く、整形されたディスクの見た目を悪化させるとともに、データ記憶媒体の容量を減少させ、ディスク上に記憶されたいずれのデータについても読み取りおよび書き込みエラーを招く可能性がある。この問題は特に、データ記憶媒体が読取専用型ＣＤよりも脆弱な、読取書込型コンパクトディスクの整形において注意すべきである。
【０００８】
記録可能型ＣＤ／ＤＶＤ技術に関しては、物理的な凹凸が存在しないことから、データ層とプラスチック基板との相対的な接着強度が低下し、その結果、従来の整形技法によるＣＤの整形が困難になる。すなわち、伝統的なＣＤの整形方法では、縁部直近のデータ層を越えてかなりの損傷が発生してしまう。
【０００９】
従って、ディスクをいかなる所望形状にも整形する効果的かつ効率的な方法を提供するとともに、光ディスクの縁部に損傷を与えない装置に対するニーズがある。
【００１０】
より具体的には、打抜き処理、および／またはディスクに剪断圧力を与える剪断処理によって、縁部に損傷を与えることなくディスクを整形し、ならびに切断した縁部をシールする、ディスク整形方法に対するニーズがある。更に、妥当な価格で整形ディスクを迅速に作成できる方法に対するニーズがある。
【００１１】
従来技術を調査したところ、このような装置または処理は記載されていないことが明らかになった。例えば、米国特許第５，９９７，７８８号には、成形処理および切断処理を組み合わせてＣＤおよびＤＶＤを製造する方法が記載されている。米国特許第５，９４２，１６５号には、切断技術を用いて不規則に整形されたＣＤを形成する処理が記載されている。米国特許第５，９３８，９８９号には、大型のディスクから光素子を製造する処理が記載されている。米国特許第５，８８２，５５５号には、ディスクを非円形に切断する方法が記載されている。米国特許第５，１０８，７８９号には、スピンドルを利用してディスクの安定性を向上させるディスクの機械加工方法が記載されている。そして、日本公報第８９−３５３０５９／４８号には、紫外線硬化樹脂を用いてバリのないディスクを生産する方法が記載されている。
【発明の開示】
【００１２】
本発明は、一般に、光記憶デバイスを整形する方法、および本方法により製作される整形光記憶デバイスに関する。
【００１３】
本発明によれば、光記憶デバイス（ＯＳＤ）を整形する方法であって、所望形状に対応するオス型およびメス型を有するダイセット間にＯＳＤを載置するステップと、ダイセットを前進および後退させ、ＯＳＤを所望形状に型抜きして、整形ＯＳＤを形成するステップとを含む方法が提供される。
【００１４】
本発明の各種の実施形態では、各種の金型設計が、オス型上のＯＳＤ位置合わせ用の中心ピン、および／または、メス型上の隆起した切断縁部、等の特徴を含んでいる。
【００１５】
好適な実施形態では、メス型が３次元の切断面を有し、オス型およびメス型間の最初に重なる点として定義される１ヶ所以上の最初の接触点から、メス型がオス型に対して前進し、および／または、メス型が、メス型がオス型から後退する際、整形ＯＳＤをオス型に対して付勢する装置を有する。
【００１６】
別の好適な実施形態では、特に記録可能型ＯＳＤの場合、本方法は、整形ＯＳＤの外縁部をシールするステップを更に含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
概観
図面を参照して、光記憶デバイス（ＯＳＤ）を整形する方法および装置を説明する。
【００１８】
より具体的には、図１を参照して、標準的な円形のＣＤ／ＤＶＤ１０を示す。本発明によれば、破線で示すように非円形のディスク１２も製造できる。
【００１９】
図２を参照すると、オス部２０およびメス部２２を含むダイセットが示されている。オス部は、所望の光デバイスの形状に対応するとともに、壁２０ｄにより基部２０ｃの上に隆起した上縁部２０ｂを有する中央の柱２０ａを有する。センタリングピン２０ｅを更に設けて、ダイセットに対するディスクの正確な位置合わせを確実に行い、および切断中にＯＳＤが金型に対して移動するのを防止するのが好ましい。同様に、メス部２２は本体２２ｄ内に、下縁部２２ｂおよび側壁２２ｃを有するとともに形状が柱２０ａに対応する開口部２２ａを含む。柱２０ａは、壁２０ｄおよび２２ｃが所望の工学的公差で互いにスライド係合するように、開口部２２ａと嵌め合わせ係合される。オス部２０およびメス部２２は、それらを互いに位置決めし、前進および後退させる金型プレス装置およびガイドピン（不図示）に搭載される。図示のように、基部２０ｃおよび本体２２ｄは、ガイドピンを組み付けるための適切なガイドピン孔を含み、基部２０ｃおよび本体２２ｄが互いに前進および後退する際、正確な位置合わせを確実に行える。シートメタル打抜き用の標準的なプレス機、または偏心カム、油圧もしくは空気圧シリンダ等に基づくカスタム構成のプレス機を、整形機能に使用できる。
【００２０】
打抜きディスクを製造する処理は、以下のステップを含む。
１．オス部およびメス部を互いに引き離し、データ面がオス部と向き合わないようにして、ＯＳＤをオス部またはメス部のいずれかに載置し、センタリングする。
２．両金型を引き合わせて、ＯＳＤを所望形状に切断する。
３．両金型を引き離して、ＯＳＤを取り出す。
４．オプションとして、整形ＯＳＤの縁部をシール用化合物でシールする。
【００２１】
金型設計
本発明によれば、オス型およびメス型ダイセットの設計は、各種の形式で実施できる。公差範囲、金型縁部の特性、および位置合わせ角度を利用して、下記のような、美的に満足できる外観を持ち、縁部に近いデータ層に与える損傷を最小にした整形ＯＳＤを製造する。
【００２２】
オス型およびメス型間の公差は、型抜き後の縁部の品質に影響を与える。１／１０００〜１０／１０００インチの間の公差で試験を行った。厳しい公差では型抜きされた縁部の滑らかさが向上したが、金型の公差は打抜き機械の公差に対してバランスをとって、打抜き機械の位置合わせ不良によってダイセットが損傷を受けないことを確実にしなければならない。
【００２３】
図２Ａに示すように、金型の縁部特性は、縁部の品質にも影響を与え得る。柱２０ａの縁部２０ｂまたは本体２２ｄの縁部２２ｂに、隆起した縁部２２ｅを設けてもよい。製造時、隆起した縁部２０ｅは型抜きの際、滑らかな型抜き縁部を提供したが、繰り返し使用後は鈍くなって、製品の品質を低下させた。
【００２４】
位置合わせ角度、すなわち、本体２２ｄの平面に対する基部２０ｃの平面の相対的な配向に関しては、両平面の配向がずれていると、ディスクの片側が、先行している金型によってディスクの反対側より先に切断されることになる。従って、両平面の配向ずれにより、金型を引き合わせてＯＳＤを切断する際、剪断力がＯＳＤの周囲に沿って進行することになる。この金型設計も滑らかな縁部を形成したが、注意すべきは、オス型に傾斜を付けた場合、ＯＳＤの中心位置合わせを維持するのに困難が見受けられたことである。しかしながら、メス型の切断縁部に傾斜を付けた場合も、滑らかな縁部が形成された。
【００２５】
更に、メス型が３次元プロファイルを有する金型設計も効果的である。この設計では、図１および図２Ｂに示すように、メス型の１ヶ所以上の特定箇所が、他の領域より先にＯＳＤの上面に接触することになる。具体的には、メス型を皿状にして、または傾斜を付けて、１ヶ所以上の最初の接触点を作成し、そこからＯＳＤの切断を進行させてもよい。図２Ｂは２ヶ所の接触点Ｘを示しており、その位置Ｘにおいて、最初にメス型２２がＯＳＤの上縁部に接触し、ＯＳＤの剪断が矢印の方向に進行する。同様に、図１は、ＯＳＤが（位置Ｘで）３ヶ所の接触点から矢印の方向に剪断され得る様子を概略的に示す。この金型設計は、所望形状の領域の半径が別の領域の半径より大きい、非円形のＯＳＤデザインを作成するのに特に効果的である。剪断力がＯＳＤの半径方向の最も外側の縁部で発生して、中心に向かって進行するダイセットを作成することにより、ＯＳＤに中心方向の力が与えられ、ＯＳＤ製品の位置合わせ不良が低減される。
【００２６】
型抜き処理
ＯＳＤの切断処理は、データ層の損傷を確実に最小にし、美的に満足できる縁部を形成するように制御しなければならないパラメータを伴う。これらのパラメータは、処理速度および製品除去処理に関するパラメータを含む。
【００２７】
記録可能型ＯＳＤは、データ層への損傷リスクが読取専用型ＯＳＤより大きく、不適当に制御された型抜き処理によってデータ層が破損したり、またはプラスチック層から持ち上がってしまうことがある。各種の方法を用いてデータ層への損傷を排除できる。
【００２８】
好適な方法は、上部開放型のメス型の設計を伴い、それによれば図２Ｃに示すように、金型を引き離す前に型抜きされたＯＳＤを除去できる。この方法では、メス型２２がオス型２０の上に延在し（ステップ１）、切断されたディスク２６ａを除去してから（ステップ２）、メス型２２が後退する（ステップ３）。後退前に切断されたディスク２６ａを除去することにより、データ層の縁部に上向きの圧力がかかるのを防止する。切断された部分２６ｂは、メス型２２が後退した後に除去される。切断されたディスク２６ａを除去するためには、除去装置（不図示）が切断されたディスク２６ａを除去できるように、メス型２２をサイクル中に一時停止させることが必要な場合もあり得る。
【００２９】
別の実施形態では、メス型キャビティ２２ａに弾力のある発泡化合物を充填してもよく、この発泡化合物は、メス型２２がオス型上で前進するにつれて圧縮され、メス型が後退する際、オス型２０の上面に対して整形されたディスクを付勢する。これは、整形されたディスクがメス型とともに後退してしまわず、およびデータ層が型抜き中に保護されることを確実にするという効果と利点がある。弾力のある発泡体の代替として、メス型に内板４０（その下側はデータ層保護化合物で被覆されていてもよい）を設けてもよく、この内板は図２Ｄに示すように、バネ４０ａによりオス型の上面に対して付勢される。
【００３０】
処理速度に関しては、金型のオス部がディスクに接触する速度、および金型がディスクを通過する速度がともに重要である。一般に、接触速度は、接触時にディスクを破損する可能性があるため、速すぎないことが重要である。同様に、オス型がメス型を通過する移動速度が速すぎると、仕上がった縁部の品質が最良ではなくなってしまう。従って、高い製造速度の維持と、その一方で縁部の高い品質の維持との間で、妥協点を探らなければならない。高品質の縁部を持つ型抜きディスクの製造において、１サイクル／秒のサイクル時間が達成されている。
【００３１】
ダイセット内のＯＳＤの位置合わせも、上記のように重要である。これは、読取専用型ＯＳＤの場合と比較して、整形後に記録が行われる記録可能型ＯＳＤの型抜き処理の場合に更に重要である。より具体的には、読取専用型ＯＳＤからの読み取り時には、典型的なエラー訂正アルゴリズムのために、より大きな位置合わせ不良エラーも許容される。しかしながら、記録可能型ＯＳＤでは、記録処理中に同様のアルゴリズムは使用されず、その結果、ＯＳＤのアンバランスに起因する振動エラーによって、より高レベルの書き込みエラーが発生する可能性がある。
【００３２】
ＯＳＤは上記のように、中心ピン２０ｅで保持するのが好ましい。代替として、ＯＳＤはその外周部で保持してもよいが、この方法は位置合わせ精度の点で劣ることが観察された。
【００３３】
シール処理
ディスクを所望形状に切断してから、整形ＯＳＤの縁部をシールするのが好ましく、特に、記録可能なデータ層を持つディスクでは好ましい。すなわち、過去に生産されたＯＳＤを型抜き処理する場合、縁部に沿った既存の保護膜は切断された縁部に沿って除去されるので、取扱い中の損傷、および／またはプラスチックからのデータ層の分離を防止するために、シールすべきである。ラッカーおよび塗料を含め、ポリカーボネートプラスチックへの使用に適したシール用化合物であれば、ほぼどれでも用いることができる。好適な化合物の１つは、ＬＯＣＴＩＴＥ３７５１（改質アクリル酸エステル）であり、専用のＬＯＣＴＩＴＥ塗布器で塗布し、低レベルの紫外線に曝露して硬化させるのが好ましい。この特定のシール方法は、大量生産に好適である。
【００３４】
シール用化合物は、特定の化合物、または最終製品の所望の外観に応じて適宜、ブラシ、ローラ、またはスプレー塗布器を含む、他の技法により塗布してもよい。
【００３５】
他のシール方法として、ラベル印刷処理と連携してシール用化合物の塗布を複合的に行ってもよい。
【００３６】
本発明による型抜きされたＯＳＤの代表的な見取図（図３Ａ）を、従来技術により作成されるルータ切断されたＯＳＤ（図３Ｂ）と比較して示す。図３Ａに示すように、データ層１００は損傷を受けていない一方、図３Ｂにおいて、データ層１００ａは最も典型的に縁部からデータ層が剥離することによって損傷を受けた状態で示されている。更に、図３ａは縁部の垂直なスクラッチ１０１を示している一方、図３Ｂは水平なスクラッチを示している。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】整形された光記憶デバイス（ＯＳＤ）の外形を破線で示す、典型的なコンパクトディスクの平面図である。
【図２】未打抜きＯＳＤを破線で示す、開いた状態の型抜き装置の斜視図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による切断縁部の詳細を示す、型抜き装置の概略側面図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態による３次元切断面の詳細を示す、型抜き装置の概略側面図である。
【図２Ｃ】本発明の一実施形態による切断ディスク除去中のオス型およびメス型の位置の詳細を示す、型抜き装置の概略側面図である。
【図２Ｄ】本発明の一実施形態によるオス型上面に対して付勢された内板を有するメス型の詳細を示す、型抜き装置の概略側面図である。
【図３Ａ】損傷を受けていないデータ層、およびディスク縁部の垂直なスクラッチを示す、本発明による打抜きＯＳＤの縁部の見取図である。
【図３Ｂ】データ層への損傷、およびディスク縁部の水平なスクラッチを示す、従来技術によるルータで作製されたＯＳＤの縁部の見取図である。
【図１】
2005507134.tif 000003
【図２】
2005507134.tif 000004
【図２Ａ】
2005507134.tif 000005
【図２Ｂ】
2005507134.tif 000006
【図２Ｃ】
2005507134.tif 000007
【図２Ｄ】
2005507134.tif 000008
【図３Ａ】
2005507134.tif 000009
【図３Ｂ】
2005507134.tif 000010
【国際公開パンフレット】
2005507134.tif 000011
2005507134.tif 000012
2005507134.tif 000013
2005507134.tif 000014
2005507134.tif 000015
2005507134.tif 000016
2005507134.tif 000017
2005507134.tif 000018
2005507134.tif 000019
2005507134.tif 000020
2005507134.tif 000021
2005507134.tif 000022
2005507134.tif 000023
2005507134.tif 000024
2005507134.tif 000025
2005507134.tif 000026
2005507134.tif 000027
【国際調査報告】
2005507134.tif 000028
2005507134.tif 000029
2005507134.tif 000030