Способ изготовления компакт-диска и устройство для его осуществления

 

Использование: в области накопления информации, а именно в технике изготовления компакт-дисков (КД) и цифровой записи на него. Сущность изобретения: с целью снижения стоимости изготовления компакт-дисков, устранения разброса размеров длин пит и формирования у них вертикальных граней и снижения стоимости устройства цифровой записи на диск, из процесса изготовления КД исключены действия, связанные с изготовлением стеклянного диска-оригинала, металлического диска и матриц для тиражирования. Способ изготовления КД включает изготовление из прозрачной пластмассы основы серийного КД, помещение ее в термостат и нагрев до температуры восприятия вдавливания алмазной микроголовки, цифровая запись на основе КД, снятие с термостата и охлаждение, напыление отражающего слоя и покрытие его защитным слоем из твердой пластмассы. Снижение стоимости устройства цифровой записи состоит в исключении из его состава лазера, оптического модулятора, объектива с системой автоматической фокусировки и введении вместо них усилителя и пьезоэлемента с алмазной микроголовкой. Устройство содержит источник цифровой фонограммы, усилитель, пьезоэлемент с алмазной микроголовкой, детектор положения микроголовки, компьютер, электропривод вращения, термостат с блоком контроля температуры, механизм подачи пьезоэлемента на шаг. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к накоплению информации, а именно к технике изготовления компакт-диска и цифровой записи на него.

Известен способ изготовления компакт-диска (КД), заключающийся в изготовлении диска-эталона из полированного стекла, на поверхность которого наносится слой фоторезистивного материала, подвергающегося облучению лазером, промодулированного цифровым кодом, проявлению, сушке и металлизации серебром, получении с него гальваникой металлического диска-оригинала, а с него получение дисков для тиражирования (матриц), и с них формирование основы серийных КД из пластмассы с нанесением отражающего слоя и защитного покрытия на отражающий слой.

Недостатки способа-прототипа следующие.

Высокая стоимость изготовления серийных КД из-за продолжительной многооперационной процедуры: изготовление диска-эталона из стекла, цифровая запись на него, получение металлического диска-оригинала, получение матриц и только после этого получение КД.

Получение пит (углублений) проявлением засвеченных участков фоторезиста формирует не вертикальные края питов, а наклонные, что приводит к ухудшению АЧХ воспроизведения и передаточной функции оптической системы воспроизводящего устройства (лазерного проигрывателя). Процесс проявления дает и разброс размеров пит по длине. Только 50% пит соответствует по размерам требованию стандарта. Разброс длин приводит к разбросу длительности воспроизводимых сигналов, для компенсации которого в лазерный проигрыватель вводится блок автоматической коррекции, ослабляющий влияние разброса длин пит.

Прототипом заявляемого устройства является станок оптической записи на диск, содержащий источник цифровой фонограммы, генератор вспомогательного кода, лазер, оптический модулятор, объектив с автоматической фокусировкой, механизм подачи на шаг, детектор положения записывающей головки, компьютер, регулирующий частоту вращения, и электропривод вращения диска.

Недостатки прототипа-устройства следующие.

Высокая стоимость и сложность аппаратуры, обеспечивающей кодовое экспонирование фоторезиста диска-эталона, в которую входят лазер, оптический модулятор и объектив с системой автоматической регулировки.

Цель изобретения - снижение стоимости изготовления компакт-диска, устранение разброса размеров длин пит и формирование у них вертикальных граней и снижение стоимости устройства цифровой записи на диск.

Снижение стоимости изготовления серийных КД состоит в исключении из процесса изготовления КД получения стеклянного диска-сигнала, металлического диска-оригинала и матриц для тиражирования, так как цифровая запись осуществляется непосредственно на основу серийного КД.

Получение питов без разброса размеров и с вертикальными краями выполняется алмазной микроголовкой, закрепленной на свободном конце пьезоэлемента, которая формирует питы вдавливанием микроголовки в нагретую основу КД.

Снижение стоимости устройства цифpовой записи заключается в исключении из его состава лазера, оптического модулятора, объектива с системой автоматической регулировки, вместо этого введены усилитель и пьезоэлемент с алмазной микроголовкой.

Способ изготовления КД состоит в последовательности операций, приведенных на фиг. 1, где 1 - изготовление из прозрачной пластмассы основы серийного КД, 2 - помещение основы КД в термостат (тепловой футляр), закрепление термостата с КД на устройстве записи и нагрев ее до температуры, при которой поверхность основы воспринимает вдавливание алмазной микроголовки; 3 - цифровая запись на основе КД; 4 - снятие термостата с КД с устройства записи и охлаждение; 5 - напыление отражающего слоя на поверхность основы КД, 6 - покрытие отражающего слоя защитным слоем из твердой пластмассы; 7 - наклейка этикетки.

Для получения основы КД применяется прозрачная пластмасса, поликарбонат или полихлорвинил. Метод создания основы - прессование или инжекционное литье. Основу КД помещают в термостат (тепловой футляр), не имеющий верхней крышки. В дне имеется тепловой элемент. Его назначение - нагревание и поддерживание стабильной температуры КД (±5%). Основа КД нагревается до температуры, при которой она воспринимает вдавливание алмазной микроголовки на глубину 0,1 мкм. Контроль температуры ведется двумя термопарами, установленными в диаметрально противоположных частях термостата. Термостат с вложенной в него основой КД устанавливается на станок записи. При достижении требуемой температуры блок контроля температуры выдает управляющий сигнал компьютеру на проведение записи. Питы формируются практически мгновенным вдавливанием на глубину 0,1 мкм алмазной микроголовки с размерами 0,87 мкм длиной и 0,5 мкм шириной. Форма микроголовки - прямоугольный параллелепипед. Размягченная пластмасса основы воспринимает давление микроголовки, и на ее поверхности формируется спираль из питов длиной 0,87 мкм, шириной 0,5 мкм и глубиной 0,1 м км. Так как питы принимают форму алмазной микроголовки, то разброс размеров у пит отсутствует, а края вертикальны. Вдавливание алмазной микроголовки осуществляется пьезоэлементом по сигналам импульсов цифровой фонограммы.

Процесс записи ведется так же, как у прототипа, и с шагом спирали в 1,6 мкм. По окончании записи термостат с заключенной в него основой КД снимается со станка записи и охлаждается до окружающей температуры. Процесс напыления отражающего слоя на поверхность основы КД и покрытие отражающего слоя защитным слоем из твердой пластмассы выполняются так же как у прототипа.

Структурная схема устройства для изготовления компакт-диска, реализующего способ, представлена на фиг. 2.

Схема содержит источник 8 цифровой фонограммы, усилитель 9, пьезоэлемент 10 с алмазной микроголовкой 11, детектор 12 положения микроголовки, компьютер 13, электропривод 14 вращения, термостат 15 с блоком 16 контроля температуры, механизм 17 подачи пьезоэлемента.

Источник 8 цифровой фонограммы, детектор 12, компьютер 13, электропривод 14 вращения и механизм 17 подачи те же, что и в прототипе. Усилитель 9 принимает импульсы кода цифровой фонограммы и усиливает их до величины, необходимой для управления пьезоэлементом 10. Пьезоэлемент 10 под воздействием импульса перемещается вниз и вдавливает алмазную микроголовку 11 в поверхность основы КД. Микроголовка 11 имеет форму прямоугольного параллелепипеда длиной 0,87 мкм, шириной 0,5 мкм. Глубина вдавливания в поверхность основы КД-0,1 мкм и регулируется величиной амплитуды импульса, воздействующего на пьезоэлемент 10. В процессе записи пьезоэлемент с микроголовкой 11 перемещается радиально точно так же, как в прототипе, и тем же механизмом. Компьютер 13 в процессе записи определяет частоту вращения КД в зависимости от положения алмазной микроголовки 11 и выдает команду на начало записи. Термостат 15 представляет собой тепловой футляр для помещения и нагрева КД и поддержания температуры близко к постоянной, например ±5%. Нагрев основы КД производится до температуры, при которой поверхность основы КД воспринимает микродеформации 100-120^оС. Термостат повторяет форму КД, верхней крышки не имеет, а в дне содержит тепловой элемент, нагревающий основу КД. Контроль температуры осуществляется двумя термопарами, установленными в диаметрально противоположных частях термостата и подключенными к входам блока 16 контроля температуры. Блок 16 осуществляет регулирование нагрева и поддержание температуры основы КД постоянной и выдает сигнал компьютеру 13 для начала записи при достижении требуемой температуры основы. Процесс записи ведется далее так же, как в прототипе.

По окончании записи термостат 15 отключается от блока 16 и вместе с основой КД снимается с устройства цифровой записи для охлаждения. По окончании охлаждения производится напыление отpажающего слоя и покpытие его защитным слоем.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПАКТ-ДИСКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.

1. Способ изготовления компакт-диска, заключающийся в изготовлении основы компакт-диска из прозрачной пластмассы с представлением цифровой записи на нем в виде пит, расположенных по спирали, напылении отражающего слоя на основу компакт-диска и покрытии его защитным слоем из твердой пластмассы, отличающийся тем, что дополнительно производится нагрев основы компакт-диска в термостате, а формирование пит осуществляется вдавливанием алмазной микроголовки в поверхность основы компакт-диска с последующим охлаждением ее перед напылением отражающего слоя.

2. Устройство для изготовления компакт-диска, содержащее источник цифровой фонограммы, последовательно соединенные детектор положения элемента записи, компьютер и электропривод вращения, механизм подачи элемента записи, отличающееся тем, что в него введены последовательно соединенные усилитель в пьезоэлемент, на свободном конце которого закреплена алмазная микроголовка, а также термостат и блок контроля температуры, входы которого подключены к выходам термостата, а выход подключен к второму входу компьютера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2