JPS63500752A - 情報信号を記録する方法および装置 - 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】 情報信号を記録する方法および装置 本発明は情報信号を、とくに板状の金属記録キャリヤに記録する方法に関するも のであり、かつ請求の範囲第１〜１０項記載の前文記録の方法を実施する装置に 関するものである。

情報信号を記録媒体の表面に電気機械的にカットし、それに続いて、完成された 蓄音機円盤が得られるまで繰返えし複写することにより、アナログ式でのみ録音 を行っていたほぼ１世紀の後で、近年デジタル音響およびデータ記録がしだいに 重要性を増してきている。そのデジタル記録においては、複雑な光学的および化 学的な方法により記録媒体に加えられた情報がレーザビームにより読出される。

この方法は、たとえばいわゆるＣＤ（コンパクトディスク）の場合には、良い音 響特性と非接触走査を特徴とする。

ＣＤは最終消費者が取扱うのが従来のレコードより十分に容易であるが、ＣＤの 製作ははるかに複雑である。

塵の粒子がディスクの製作過程を受け容れることができないようなやり方で損う おそれがないように、情報の「カッティング」は「スーパークリーン領域」内で のみ行うことができる。通常は、ガラス板をまず研磨し、洗浄し、乾燥し、それ から感光性被覆を施す。レーザビームを用いてデジタル情報信号をカッティング した後で、その情報信号を保持するいわゆるガラスマスターの製作が行われる。

銀めっきすることにより表面を導電性にした後で、そのガラスマスターを用いて て金属マスク（ネガ）をとる。その金属マスクから金属ポジが製作される。

その金属ポジは母型として機能し、その母型からスタンバ−が製作され、そのス タンバ−はディスクを製作するたための生の材料として用いられる。それから、 アナログディスクのプレス作業と同様にしてディスクのプレス作業が行われるが 、プレスされたディスクは薄いアルミニウム層と保護層により被覆される。

アナログ録音のために長い間用いられてきた方法は同様に近年かなり改良された 、すなわち、もはやアナログ音響情報によりラッカー膜にカットするのではなく 、金属製記録媒体に直接カットするのである。出願人により開発されたこの種の 録音（直接金属マスター製作−ＤＭＮｌ−）は、カットされた溝の寸法安定度が とくに高く、レコードの製作のいくつかの中間段階を無くすものである。

音響周波数より十分に高い周波数ををする信号を記録媒体にカットするために機 械的な記録を用いる試みも用いられており、それによっても満足できる結果がも たらされている。しかし、記録媒体への情報信号のカッティングは純粋にアナロ グ形式で行われていた。これにより連続するらせん溝を記録できた。そのらせん 溝は機械的な走査機によってのみのみ読出すことができる（ＴＥＤビデオディス クプロセス）。

初めに述べた情報信号のデジタル記録は記録媒体への連続溝の記録を阻害する。

たとえば、深さと幅がほぼ一定であるが、長さと間隔が異なる個々のくぼみの形 で情報信号が情報媒体に記録されるように、ＣＤ様式の記録が選択される。その ようにして記録された情報信号を読出す時は、くぼみと表面の間および表面とく ぼみの間の遷移が各場合に信号として検出される。平均値をほとんど持たない情 報信号が一連の０１信号を表すがら、記録媒体上には一連のくぼみが発生される 。それらのくぼみの間隔と長さは変化する。くぼみの幅と深さはほぼ一定である 。

情報保持層の表面からくぼみへの遷移を検出できるようにするために、情報信号 読出しのためにレーザビームが用いられる。そのレーザビームは、くぼみの間に 当った時にほぼ完全に反射されるが、くぼみに当った時は、くぼみに当ったレー ザビームの部分が回折させられるために、はぼ完全に吸収されるから、これは反 射ビームを非常に広範囲に消す。これの前提条件の］、一つは、くぼみの深さが ほぼ一定で、くぼみの側面においであるフランク角度が維持されることである。

前記した読出し原理のために、くぼみの深さとフランク角度を比較的正確に維持 せねばならない。ＣＤプロセスにおける深さは僅かに０，１μであるから、それ の製作法はそれらの高い要求を満すためにそれに対応して複雑である。

本発明の目的は、一様な変調深さで簡単がっ安価に記録できるようにし、マスタ ーの製作法が複雑でなく、比較的簡単な製作装置により実現できる、情報信号、 たとえばＣＤ信号またはそれに類似の信号を記録する方法を得ることである。本 発明の別の目的は、その方法を実施する装置を得ることである。

この目的は請求の範囲第１〜１ｏ項記載の発明により達成される。発明のそれ以 上の発展が副請求の範囲に記載されている。

本発明の方法により、レコード技術で通常行われている連続溝を形成することな しに、高い周波数デジタル信号を電気機械的な手段により記録媒体に直接刻む、 すなわち、カッティングする可能性が最初に存在する。情報信号の好適な刻みっ けにより切り屑の出ない変形が可能とされ、それにより、乱す粒子の発生が完全 に避けられる。情報信号の記録はレコード産業の慣例の製作領域において行うこ とができる。

ＣＤのマスター製作のために現在まで必要であったスーパークリーン領域は無く てすむ。本発明に従って製作されたマスターは化学的な電気手段（ｇａｌｖａｎ ｉｃ　ｍｅａｎｓ）によりスタンバを製作するために直接使用できる。

刻むすなわちカッティングする針と、その針に関連する部品が記録媒体上に静重 口により支持されるか、磁気力またはばね力により記録媒体に押しつけられる時 に、針を記録媒体から一定の距離の所に設定することではなくて、必要な距離を 自然に設定できるようにすることが重要であるということを本発明は確認してい る。情報信号には平均値がほとんどなく、一連の０１信号が発生されるから、連 続する２個のｒｌＪ信号の間の最大間隔は、記録書式のためにある大きさをこえ ることはできない。

くぼみの最大長さ、またはくぼみなしに残っている表面領域の最大長を形成する その比較的短い時間内に、針は位置ぎめ要素により指示されたそれの位置を大幅 に変化することはできない。したがって、動作中には針の先端部は記録媒体の表 面の下側またはその表面の上側の表面の上に配置される。連続する２個のくぼみ の間では、刻む針およびその針に連結されている部品の質量の慣性は、はんの小 さい位置変化が起ることを意味する。その位置変化は連続する２つの信号レベル の位置を垂直方向に移動させるのに十分ではない。

したがって、本発明の装置の助けにより、たとえばＣＤ様式で記録すること、ま たは別の類似の信号構造を記録することが可能である。

以下、実施例を参照して本発明を説明する。

第１図は記録媒体上への情報信号の記録における刻み針の２つの位置状態を示し 、 第２図は信号トラックの平面図を示し、第３図は針の支持の表現を示し、 第４図は針の取付けを示す。

第１図には刻み針の２つの位置が示されている。刻み針２は位置ぎめ要素どくに 圧電位置ぎめ要素の下側に配置される。圧電位置ぎめ要素の代りに、磁気ひずみ 位置ぎめ要素も使用できる。位置ぎめ要素１と刻み針２は互いにきつく連結する ことが好ましい。圧電位置ぎめ要素としては厚み共振型の圧電結晶を用いること が好ましい。

ダイヤモンドで作ることが好ましい刻み針は位置ぎめ要素にきつく連結される。

位置ぎめ要素はボルダ−の中に挿入される。そのホルダーは垂直方向に自由に動 くことができ、または僅かなばねの作用を受ける。好適な実施例においては、位 置ぎめ要素は磁気の作用を受ける。休止状態においては、刻み針は記録媒体４の 上にのる。圧電結晶の電極に電気信号があたえられると、圧電結晶は極性に応じ て形を変えるから、第１図の左側の細長い形、または逆極性では第１図の右側の 縮められた形が発生される。純粋にデジタル信号が与えられると、限界信号を考 慮に入れて、圧電結晶はその与えられたデジタル限界周波数に対応する形の変化 を行う。この装置の限界周波数は、くぼみの最小長さ、または２つのくぼみの間 の最小間隔においても、所要の入口フランク角度と出口フランク角度が依然とし て維持されるように十分に高くなければならない。その要求は正弦波振動により 満されるから、この装置の限界周波数は記録すべき最高周波数より高くてはなら ない。

第２図は信号トラックの平面図である。入口領域と出口領域は記録すべき最高周 波数により決定される。それには、記録媒体の中に針が入ったり、記録媒体から 針が出る（ｓｉｃ　）時に示される信号の輪郭の発生が伴う。

第１図の左側には細長い圧電素子が示されている。この場合には、刻み針２は記 録媒体４の中に圧入される。

記録媒体４は刻み針に対して所定の速さで動かされる。

板状記録媒体の場合には、情報信号の刻みこみは、刻み針の装着の一定の半径方 向調節により行うことができるらせん状くぼみパターンの形で行われる。

本発明では、刻み針は記録媒体に対して固定された垂直方向の指定にないが、く ぼみａがほぼ一定の深さで刻まれる。これは、静的な支持力と、記録媒体の変形 特性がくぼみの深さをほぼ決定するためである。

第１図の右側に示されている圧電位置ぎめ要素がそこに示されている状態、すな わち、刻み針２の先端部が記録媒体４の表面に当っている状態をとると、刻み針 を支持している装置の重力の加速度によりその先端部を静的休止位置に動かすま でにある時間が経過“夕る。情報信号をたとえばＣＤ様式で記録する場合には、 その時間は非常に短いから、刻み針の先端部の降下は記録媒体からの正常な距離 の１％台の大きさである。

位置ぎめ要素１と刻み針２と、支持装置とて構成された全体の装置は動作中は所 定位置にほぼ安定に保たれるから、重心の位置３が発生される。記録媒体４から の重心の位置３の距離は、記録中は、記録媒体４の特定の表面状態とは無関係に 、はぼ一定に保たれる。したがって、装置の静重量により発生された力、または 加えられた力と、針２に対する記録媒体４の復帰力が平衡状態を設定するから、 重心の位置３が自然にある値に設定され、記録媒体４の表面を極めて平らにする 必要はない。

刻み針の上昇がくぼみの深さの２倍に等しく選択されたとすると、刻み針の降下 量が記録媒体の表面に接触するほど大きくないように、２つのくぼみの間の最長 時間ｔ　は下記の値をこえてはならない： ！１１ａＸ ここに、Ｌはｈｊｌを示し、ａはくぼみの深さ、ｇは重力の加速度である。

変化するパルスおよび休止の記録においては、重心の位置が２つのくぼみの間で １％より大きく変化しないように、時間は下記の値をこえてはならない。

本発明の好適な実施例においては、針の経路は記録媒体の内部のみを通り、上側 の頂点が記録媒体の表面までくる。２つのくぼみの間では針が記録媒体の外側に ある方法と比較して、利点は、記録媒体が歪まず、全体の信号情報が記録され、 更に、針の上昇を同じ変調深さの半分まで減少できることである。

頂点が表面までニないとすると、２つのトラックの間の自由な幅が針により更に 制限され、したがって記録密度が低くなる。針がＰＶＣ膜にくぼみを同様につけ る記録方法がアール・シー−ニー・レビュー（ＲＣＡ　Ｒｅｖｌ、ｅν）４４巻 １９８３年９月号４３０〜４６４ページに記載されていることから一般に知られ ている。この場合には、信号周波数に関連して励振されて、高い周波数の表面音 響波（ＳＡν）を発生する圧電結晶を用いることによりくぼみが形成される。こ の場合には、表面へのくぼみ形成が行われないように、静的支持力の大きさが定 められる。

変形作業は、信号自体ではなくて圧電結晶の超音波エネルギーにより行われる。

印刷工業においては、刻み針が、情報媒体」−に配置される経路を描く。この場 合には、刻み針は走査信号により駆動される。その走査信号は一様な距離におけ る刻み線に沿って刻み針を偏向させる。走査信号に振幅変調された情報信号が重 畳される。その振幅変調された情報信号は刻み針を、オリジナルの輝度に従って 、刻みシリンダの中に多少とも深くくいこませる。インキを受けるくぼみすなわ ちセルが刻みシリンダから対にされ、オリジナルの輝度に従って寸法と深さを変 える。更に、この方法では、刻みシリンダからの刻み針の距離は変調されない状 態において予め決定される。

従来のレコード技術においては、走査器の案内を可能にするために、刻み針の経 路は表面までは進まず、最小深さを維持せねばならない。

本発明の装置の刻み針は「浮動」支持状態にあり、一定の深さでくぼみをつける 。ＣＤデータの書式を記録する例の場合は、記録媒体の塑性変形度に応じて０． １μのくぼみ深さに達するように、静的支持力が設定される。

この場合には、位置ぎめ要素の士’Ａ量も同様に０．１μであるから、歪のない 信号が刻まれる。

情報信号は金属製の記録媒体（マスター）に刻みつけることが好ましい。このよ うにして、化学的電池手段によりスタンバ−を直接体ることが可能である。

しかし、たとえば磁気法または静電法のような他の読出し法もそのような記録の 走査に適用できるように、本発明の記録技術は、たとえば強磁性体、プラスチッ ク、ガラス等のような他の記録物質にも適用できる。

第３図は刻み針の支持の表現を示す。刻み針２と位置ぎめ要素１はホルダー５の 中に配置される。そのホルダー５はほぼ三角形の関節状レバー６の先端部に設け られる。その三角形の底辺において関節状レバーが２個の支持軸受８により固定 ブロックに連結される。その固定ブロックは記録媒体に対して固定された任務に 置かれ、らせん記録を行うために記録媒体に対して半径方向に動くことができる 。ばね軸受の代りに、ブレード軸受も使用できる。関節状レバーの上に配置され ている電磁石により、関節状レバー、したがって針に磁気偏倚力を加えることが できる。その磁気偏倚力は、信号記録の頂点が記録媒体に対しであるレベル、な るべくなら表面、に配置されるようにして調整すなわち制御できる。

関節状レバー６を固定ブロック７の上に柔軟に支持しているために、位置ぎめ要 素１と刻み針２は固定された距離なしに記録媒体４に割当てられる。したがって 、休止状態においては、刻み針２と、位置ぎめ要素１と、関節状レバー６の静重 量のために、またはばね軸受８のばね力により、刻み針２は記録媒体上にのる。

第４図は位置ぎめ要素１の取付けを示す。三角錐形刻み表面を有するダイヤモン ドで構成できる刻み針２は、圧電結晶で構成される位置ぎめ要素１の下側にたと えば接着剤により連結できる。圧電結晶の上側と下側には信号電圧を供給するた めの電極が設けられる。

はぼ棒状の位置ぎめ要素が弾性物質により囲まれる。

弾性支持物質は位置ぎめ要素と刻み針を、関節状レバーが記録すべき信号により 動かされることなしに、「不動」支持することを可能にする。更に、この物質は 圧電セラミックから物質を囲んでいる管マウントへ除去するようにも機能する。

その管から熱が関節状レバー６を通って空気へ伝えられる。弾性物質は、たとえ ば酸化マグネシウムのような放電充填材が充填された軟かく調整されたシリコン ゴムで構成することが好ましい。

本発明の装置は情報信号を刻み、カッティングするのに適当である。

カッティングにおいては、削り屑を表面から除去することが必要である。その削 り屑は小さいから、吸引除去は可能でない。したがって、記録媒体をとり出した 時に全ての削り屑を持ちあげる取外し可能な接着剤層をカット記録媒体に設ける ことが好ましい。

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Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. １．個々のくぼみの結果として情報信号を記録媒体上に付着し、その情報信号を 記録媒体から読取ることができる、とくに板状金属記録媒体上に情報信号を記録 する方法において、位置ぎめ要素に連結されている記録媒体に対してほぼ垂直に 駆動される針により情報信号を記録媒体上に記録し、位置ぎめ要素の共通重心は 位置が十分に安定しており、動作している針が、記録媒体の変形されていない表 面の下側のくぼみの中を動く記録媒体に対して平衡な経路を描くように、針があ る支持力で記録媒体に押しつけられ、それの頂点は記録媒体の表面上の２つのく ぼみの間にあるとくに板状金属記録媒体上に情報信号を記録する方法。
2. ２．請求の範囲第１項記載の方法において、針は刻み針である方法。
3. ３．請求の範囲第１項記載の方法において、針はカッティング針である方法。
4. ４．請求の範囲第２項または第３項記載の方法において、支持力は針の場所にお ける静重量により形成され、支持力により生じさせられるくぼみの深さ（ａ）は 針の上昇量（Ｌ）より小さい方法。
5. ５．請求の範囲第２項、第３項または第４項記載の方法において、くぼみの深さ （ａ）は針の上昇量（Ｌ）に等しい方法。
6. ６．請求の範囲第４項記載の方法において、くぼみの深さ（ａ）は針の上昇量（ Ｌ）の半分に等しい方法。
7. ７．請求の範囲第４項または第６項の方法であって、ｇを重力の加速度、Ｌを刻 み針の上昇量、ａをくぼみの深さとして、２つのくぼみの間の時間（ｔｍａｘ） はｔｍａｘ≦√（２（Ｌ−ａ）／ｇ） である方法。
8. ８．請求の範囲第７項記載の方法において、２つのくぼみの間の最長時間は ｔ≦１０×ｔｍａｘ である方法。
9. ９．請求の範囲第１項記載の方法において、針の支持力を制御できる方法。
10. １０．請求の範囲第１項記載の方法を実施する装置において、位置ぎめ要素（１ ）に連結されて、記録媒体（４）に対してほぼ垂直に駆動される針（２）により 情報信号を記録媒体（４）上に記録され、針（２）と、それに連結されている位 置ぎめ要素（１）は、動作中は、記録媒体（４）に対して位置が十分に安定して 配置され、針（２）は所定の支持力で記録媒体（４）に押しつけられ、針（２） の上昇量（Ｌ）は支持力により針（２）が記録媒体（４）の中に入る深さより大 きいか、それに等しいように選択される請求の範囲第１項記載の方法を実施する 装置。
11. １１．請求の範囲第１０項記載の装置において、針は圧電的に駆動される装置。
12. １２．請求の範囲第１０項記載の装置において、針は磁気ひずみにより駆動され る装置。
13. １３．請求の範囲第１０項記載の装置において、針はカッティング針である装置 。
14. １４．請求の範囲第１０項記載の装置において、針は刻み針である装置
15. １５．請求の範囲第１０項記載の装置において、針（２）と位置ぎめ要素（１） は互いにきつく連結される装置。
16. １６．請求の範囲第１０項記載の装置において、針（２）は、針（２）と、位置 ぎめ要素（１）および保持部材の重量の刻み場所に向けられた静重量により記録 媒体に押しつけられる装置。
17. １７．請求の範囲第１０項記載の装置において、針（２）はばね力により記録媒 体（４）に押しつけられる装置。
18. １８．請求の範囲第１０項記載の装置において、針（２）は磁気力により記録媒 体（４）に押しつけられる装置。
19. １９．請求の範囲第１４項記載の装置において、記録媒体（４）の情報信号を受 ける表面層はほぼ弾性的に変形させられる装置。
20. ２０．請求の範囲第１０項記載の装置において、位置ぎめ要素と針は動くことが できるようにして支持される関節状レバー上に固定される装置。
21. ２１．請求の範囲第１０〜１５項または第２０項の１つに記載の装置において、 位置ぎめ要素は弾性物質内に支持される装置。
22. ２２．請求の範囲第２０項または第２１項記載の装置において、弾性物質が位置 ぎめ要素と関節状レバーの間に配置される装置。
23. ２３．請求の範囲第２１項または第２２項記載の装置において、弾性物質はシリ コンゴムである装置。
24. ２４．請求の範囲第２１項または第２３項記載の装置において、弾性物質は充填 材として酸化マグネシウムを含む装置。