(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ディスクであって情報支持表面を有する第１ディスクと、第２ディスクとを一緒に結合してなる光ディスク組み立て用システムであって、
前記第１ディスクおよび前記第２ディスクは、最初はそれぞれ平板状であり、
前記第１ディスクおよび前記第２ディスクは、それぞれ中央孔を備え、
該システムは、
前記第１ディスクの中央領域および前記第２ディスクの中央領域を下方から支持するプラットフォームであって、鉛直方向に移動可能なプラットフォームと、
前記プラットフォームに固定され、鉛直方向に伸びる中央軸であって、前記第１ディスクの中央孔および前記第２ディスクの中央孔と嵌合する中央軸と、
前記中央軸と嵌合した前記第１ディスクおよび前記第２ディスクの中央領域を押圧する機構と、
前記中央軸上に配置された前記第１ディスクおよび前記第２ディスクの間に挿入される曲げ部材であって、前記中央軸へ接近且つ離隔運動可能である、曲げ部材と
を備える、システムにおいて、以下の場合に、すなわち
前記プラットフォームが前記第１ディスクおよび前記第２ディスクを支持し、
前記中央軸が前記第１ディスクの中央孔および前記第２ディスクの中央孔と嵌合し、
前記曲げ部材が前記第１ディスクおよび前記第２ディスクの間に挿入された場合に、
前記押圧する機構が、前記第１ディスクおよび前記第２ディスクの中央領域を上方から押圧することによって、前記第１ディスクおよび前記第２ディスクの内の少なくとも一方が前記曲げ部材によって曲げられて円筒面状となるようになっている、システム。
【請求項２】
前記曲げ部材は少なくとも１つのスペーサである、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
さらに、前記曲げ部材の位置を制限するための止め手段を備える請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
さらに、完成した前記光ディスクを受け取るためのオフローディングステーションを備える請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、ピット光学トラック構造（pit optical track structure）を有する両面コンパクトディスクシステムに関する。特に、本発明は、組み立てライン製造システムにおいて、平坦な両面コンパクトディスクを形成するために、二つの薄いコンパクトディスクを一緒に結合する方法及び装置に関する。また、本発明は、薄いコンパクトディスクを薄いプラスチックディスクへ結合して、結合ディスクの強度をより強くすることに関する。
発明の背景
ピット光学トラック構造を有するプラスチックディスクは、コンパクトディスクとして周知である。二つのコンパクトディスクを結合することにより形成されるかかる構造の両側に情報を記録する両面ディスク、及び当該ディスクを使用する装置は、例えば、米国特許第４９０３１４０号、第４９３９０１１号、第５０９７４６５号及び第４８１１３２４号明細書のように、周知である。そのような両面ディスクの形成において結合を容易にするために、二つのディスク部をある角度を付けて一緒にすることが有利であることも、米国特許第５２８４５３８号及び第５３７８５１７号明細書から知られている。
本願において使用されるコンパクトディスクという用語は、データ情報を記録する平坦面上の光学トラック構造を形成するピット＆ランド（pit and land）を有する如何なるディスク型記録媒体も含む。従って、用語コンパクトディスクは、ピット＆ランドとして記憶された情報がデジタル情報、アナログ情報、あるいはグラフィックまたはホログラフィー性質の情報であるディスクを含む。異なる型の情報記憶装置の例は、次の通りである。デジタル情報は、デジタルデータのストリームとして機械翻訳可能な量子化された長さのピットとして、ピット＆ランドへコード化され得るものであり、各ピットあるいはランドセグメント長は、例えば、データストリームにおいて１ビットあるいは０ビットの数字に関係するであろう。そのようなシステムの例は、コンパクトディスク（「ＣＤ」）オーディオまたはビデオディスクである。アナログ情報は、連続値に亙って変化可能なピット長として、ピット＆ランドへコード化され得るものであり、各ピットあるいはランドセグメント長は、例えば、所望の出力における電圧レベルに関係するであろう。そのようなシステムの例は、レーザーディスクビデオ記録システムである。グラフィックは、肉眼で可視できる窪み表面（pitted surface）の光反射特性を使用することにより、ディスクの表面に配置することができる。同様に、ホログラフィー情報は、ピット＆ランド形式、特に、肉眼で目視できるホログラフィーとして可視可能で得ある反射干渉縞を生成するために、ピット深さを変更することができるようなピット＆ランド形式に記憶することができる。
インライン製造システムは、コンパクトディスクのコピーを大量に生産するために利用されている。これらのシステムは、マスターディスクが製造されたら、数秒毎に一枚のコンパクトディスクを生産することができる。その工程では、射出成形、真空蒸着、電気メッキプリント、そして必要ならば保護ラッカーコーティングや、コンパクトディスクをステーションからステーションへ移送するためのロボット機構を使用する。
所定の両面コンパクトディスク構造の重要な要件は、結合ディスクを形成するために、二つの非常に薄いディスクを結合させる必要があることである。薄いディスクにより、データのコード化は、低減したピット寸法において行われる。薄いディスクを製造する場合には、たとえプラスチック表面がコンパクトディスクでなく、データを分離してコード化しないとしても、コンパクトディスクにプラスチック表面を結合させることにより、追加の厚みを付与する必要がある。
結合ディスクは、読み出し可能にするために、その平面性を維持しなければならず、結合剤は、結合されるべき両表面全体に亙って、均一に塗布されなければならない。インライン工程に関して、二つの表面は、加工による熱が発生してからの時間の長さが異なるために、異なる温度で結合ステーションに到着することを予期せねばならない。従って、両側のディスクが均一の温度になるように、これらの温度差を補正して、結合構造の撓みが発生しないようにし、それにより、製造された結合ディスクがポテトチップ形になるのを回避する必要がある。この目的のために、いずれか一方あるいは両方とも情報支持表面を有する、結合により形成された結合ディスクは、両面コンパクトディスクとして言及されるであろう。
発明の簡単な説明
本発明は、コンパクトディスクとして言及される情報支持表面と、情報を支持することもあればしないこともある第２表面とを一緒に結合させることにより、高データ密度において読み出し可能な平坦な結合ディスクとなる、両面コンパクトディスク組み立て用インラインシステムである。
インラインシステムは、予備プレスステーションと、結合ステーション（接着剤が塗布される）と、そして適宜オフローディング用回転木馬状ステーションとを備える。結合ステーション及び予備プレスステーションは、一つのステーションに結合することができる。本発明の目的を達成するための主要な構成要素は、予備プレスステーションであり、この予備プレスステーションの作用は、両面コンパクトディスクが、二つの接合表面の冷却の違いの結果として生じる、非平面ポテトチップ形状、すなわちサドル状あるいは双曲線状を帯びることを回避するように構成されている。予備プレスステーションは、両表面間の温度差に応じて、少なくとも一方の表面を撓ませる結合用予備プレス手段を備える。予備プレス手段は、両表面の外周の対称な湾曲部間の調節可能な離間距離を維持するための調節可能スペーサと、両表面を該スペーサに対して支持するための可動チャックとを備える。該調節可能スペーサは、二つの対向するスペーサアームを備え、該スペーサアームは、両表面の縁部間に進入し、両ディスクの少なくとも最外周縁部の離間距離を維持するための楔状部を備える。協働するプラットフォームを伴う可動チャックは、両表面の平面に直交しながら二つの情報支持表面の中央へ移動するディスク押退け手段と、該ディスク押退け手段の最小押退け量を制限するための止め手段とを備える。オフローディング用回転木馬状ステーションは、完成した両面コンパクトディスクを受け取る。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明により製造された両面コンパクトディスクの断面を示す図である。
図２は、両面コンパクトディスクを製造するための本発明のインラインシステムを示す図である。
図３は、本発明の結合用予備プレスステーションを示す図である。
図４は、両面コンパクトディスクの表面を撓ませている間の、予備プレスステーションを示す図である。
発明の好適な実施例の詳細な説明
本発明の好適な実施例を、図面を参照しながら詳述する。図１は、第１及び第２情報支持表面３及び５から形成された両面コンパクトディスク１の一部分の断面を示している。各情報支持表面は、ピット＆ランド７の配列に金属反射コーティング８を堆積させることにより形成される。ピット＆ランドの配列は、情報支持表面のデータをコード化するが、このピット＆ランドの配列は、最初に、型穴に溶融透明ポリカーボネートプラスチックを注入することにより形成されるが、一方側に型押しされたピットを備えるクリアプラスチックディスクを形成するために、この型穴は、一方面にスタンパを備えている。形成された反対側のクリアプラスチック表面９が確実に平坦になるように、多大な注意を払わなければならない。ディスク半分の反対側は、透明である必要はなく、ピット＆ランド７に堆積した金属表面１３を保護するために、材料１１が充満している。片面コンパクトディスクにおいてプリントされるのは、この材料である。結合剤１５は、情報支持表面同士を接着する。同時に、金属表面をもシールする結合剤を使用することも、本発明の範囲内である。他の代替法としては、二つの表面１１を一緒に結合させる付加結合剤１５を必要としない両面コンパクトディスクを形成することである。本発明の結合ディスクは、厚さ０．６ｍｍの両表面から、厚さ約１．２ｍｍの結合ディスクを形成するように組み立てられるのが好ましい。
０．６ｍｍのコンパクトディスクは、１．２ｍｍ形式よりも幾つかの利点、特に、データをピット＆ランドが交互するスパイラルトラックに記録する高データ密度光学ディスクの分野において、利点を提供する。そのようなピット＆ランドにより読み取りヘッドへ戻されるレーザー光は、コンパクトディスクの光学的な平坦側を通して見られる。ピットあるいはランドから受け取ったレーザー光の幾らかの屈曲は、コンパクトディスクのポリカーボネート面の表面において生じる。より薄いコンパクトディスクにより、読み取りレーザーは、ピット＆ランドの配列を読み出すために使用される際に、より高い開口数を有するため、読み取りヘッドのより小さなスポット及びレンズを使用することができる。そのようなより薄いコンパクトディスクからのデータの読み出しは、１．２ｍｍのコンパクトディスクに使用されるより短い波長のレーザー光を使用する。これにより、波長の変化は、７８０ｎｍから６５０ｎｍあるいはそれより低くなる。従って、高密度のピット＆ランドの読み出し、ひいてはディスク当たりのデータがより多い読み出しが、より薄い光学ディスクに伴って可能となる。光学的改善度は、６５０メガバイトのデータから５ギガバイトになる。
図２は、両面コンパクトディスク用のインライン製造システムの一部を示している。結合して一対になる二つのディスク３及び５は、ディスク運搬ベルト２７上を一緒に移動する。一対の一方のディスク５は、予備プレスステーション２９へ搬入される。
図３は、予備プレスステーションの構成の詳細を示している。予備プレスステーションは、プラットフォーム１７と、コンパクトディスク３及び５の中央孔と嵌合するチャック用中央軸２１の回りに交互に配設された対の押退け楔１９とを備えている。ディスク３は、情報支持ディスクである必要はない。中央軸２１とプラットフォーム１７とは、昇降アーム３１により押退け楔１９に関して上下し得るようになっており、昇降アーム３１は、鉛直昇降装置２３に支持されている。昇降アームの上方運動は、マイクロメータ止め２５により制限されている。
図４ａ〜４ｃは、中央軸２１が押退け楔１９に関して異なる位置にあり、そのために押退け楔１９と接触するコンパクトディスク５の縁部が、そのディスクの中央孔に関して異なる角度で持ち上げられるようになる予備プレスステーションの一部を示している。このような状態において、少なくとも一つのコンパクトディスク５は、もはや平坦ではなく、円筒表面の一部である形状を帯び、その円筒の軸線を仮に図４に示すとするならば、紙面から出てきて、ディスク表面より上に位置する。図４ａは、二つのディスクが似た様な構成且つ温度であれば好適とされる配置を示している。図４ｂは、底側ディスクがより暖かい時の好適な配置を示している。図４は、底側ディスクがより冷たい時の好適な配置を示している。各配置において、結合剤は、すでに両ディスクの対向する表面に置かれているものと仮定する。
予備プレスと称されるコンパクトディスク５の撓みは、データ系路に沿う距離がディスク上に情報をコード化するため、実際、コンパクトディスクの表面における如何なるデータ系路に沿う距離も変えることなく、また、結合中にディスクが平坦な形状に復帰した際に、如何なる撓みも元どおりにされることが重要である。従って、好適なものは、引伸ばしのないように、ディスク表面へ湾曲を導入する撓みである。本発明は、コンパクトディスクの表面を、その内部に記憶されるデータの内容が改変されることのないように撓ますことができるように使用する。
引伸ばしのないように平坦表面を撓ませることは、可能である。特に、撓んだ表面の各点において、直線がこの撓んだ表面に位置する時に、平面の撓みは、引伸ばしを生じさせない。撓みが円筒状の撓みになれば、この状態は満足させられる。例えば、ディスクの縁回りに総てが上向きになり球形のカップとなるようにディスクが変形したら、先の状態を満足させることはできない。従って、表面が円筒状の撓みになるように対向する楔を選択することが好ましい。これにより、ディスク上の如何なる二点間に沿って計測した距離も、変化することがなく、その結果、ディスク上にコード化された如何なる情報も変化することがない。
進退自在スペーサ１９は、チャック用中央軸２１の軸線に関するそれらの位置を、スペーサ前進器２４により制御される。この位置は、スペース前進器にねじ立てられた前進ねじ２６により制御することができる。
図５ａ〜５ｆは、結合操作中の一連の工程を示している。図５ａに示すように、一つのディスク（簡略にするために、ディスクの半分のみを図面に示してある）が中央軸に位置され、スペーサ１９が中央軸２１に関して適正な位置までもたらされる。それから、プラットフォーム１７を適切な高さへ上昇させることにより、プラットフォームは、スペーサ１９に関して適正な位置にもたらされる。図は、図４に示したように、両方のディスクを均等に撓ませたい状況のための適正な位置を示している。ロボット機構３１は、次に、図５ｃに示すように、中央軸の所定位置に上側ディスクを配置させ、スペーサに対して（もし必要なら）上側ディスクが撓むように下向きに支持する。それから、両スペーサは、（図５ｄに示すように）取り除かれ、所望のように非平面撓みが減少した、二つのディスクの接着を完成させる。そして、ロボット機構３１は、両ディスクを取り去り、それらを積み重ねて所望の次なる操作ステーションへ移送するスピンドルへ運搬する。
自然の弾性及び楔の除去により、両ディスク表面が一緒に押圧されるので、ディスク５の円筒状の湾曲は、結合剤の流れを補助する。これに関し、両ディスク間の角度が５°であるのが最適であることが分かった。この角度５°は、ディスクの半径により分割されたスペーサの厚みの正接（タンジェント）である。
結合剤の流れを補助するのとは別に、一方のディスクの湾曲は、更なる利点を有する。両ディスクは、最初異なる温度を有するので、二つのディスクが同じ温度になるまで、結合過程において一方の表面を他方の表面に亙って幾らかスライドさせて調節する必要がある。このスライドは、他方のディスクに関する一方のディスクの膨張によるものである。ディスクの湾曲は、このようなスライドを容易にする。なぜなら、接触している全表面積は、初期値から始まって、両表面が一緒になるまで、徐々に増加して行く。従って、スライド力は、比較的小さく、両ディスクによって、より簡単に調節される。
異なる温度の表面結合をさらに調節するために、スペーサ前進器２３が温度差のために自動調節可能になっているのが好ましい。両ディスク表面の間の温度差がより大きい場合には、結合させる表面間の角度をより大きくする。これは、一群のディスクが相当前に形成され冷却されており、第二群のディスクが射出成形工程からより後になって出てくるようなインラインシステムにおいて、特に有益な特徴である。
ここまで、好適な実施例を用いながら、本発明の基本的に新規な特徴を示し、説明し且つ指摘してきたが、本発明の精神から逸脱することなしに、いわゆる当業者により、図解した装置の形状や細部、そしてその操作において、種々の省略、代替物、及び変更がなされることは、お分かりであろう。従って、本発明は、添付の請求の範囲の範囲により示されるところにのみ限定される。
【図１】
0004163750.tif 000002
【図２】
0004163750.tif 000003
【図３】
0004163750.tif 000004
【図４ａ】
0004163750.tif 000005
【図４ｂ】
0004163750.tif 000006
【図４ｃ】
0004163750.tif 000007
【図５ａ】
0004163750.tif 000008
【図５ｂ】
0004163750.tif 000009
【図５ｃ】
0004163750.tif 000010
【図５ｄ】
0004163750.tif 000011
【図５ｅ】
0004163750.tif 000012
【図５ｆ】
0004163750.tif 000013