APARATO Y MÉTODO PARA PROBAR LA RESISTENCIA MECÁNICA DE UNA SUPERFICIE DE UN DISCO ÓPTICO DESCRIPCIÓN DE LA INVENCION La presente invención está relacionada con un aparato y método para probar la calidad de un disco óptico, y más particularmente con un aparato y método para probar la calidad de la resistencia mecánica de la superficie de un disco óptico. Hasta ahora, existen medios de grabación tales como cintas de grabación magnéticas, un disco láser (LD) o un disco compacto (CD) , como un disco óptico, y un disco de video digital (DVD) que se han creado recientemente con una basta capacidad de grabación. Ya que el disco óptico entre los medios de grabación utiliza un sistema de grabación digital diferente al sistema de grabación convencional, es decir, el sistema de grabación magnético, y tiene un peso y volumen muy pequeños de modo que es eficiente y conveniente de guardar y transportar, es una tendencia reciente para el consumidor preferir el disco óptico. Sin embargo, aún cualquier electrodoméstico debería utilizarse sin ningún defecto, y si existiera algún problema en la calidad, entonces la conflabilidad del consumidor hacia el fabricante disminuiría. Esto provoca un problema más serio en el disco óptico teniendo características de señal diminutas y otorgando una calidad inferior originada por el error de espesor del disco, ralladuras, deformidad, huellas y la fijación de materia extraña durante la fabricación del producto . De este modo, un disco óptico producido pasa por la prueba de calidad como un siguiente proceso, y el disco óptico es transportado al mercado de los discos ópticos. Una prueba de calidad convencional para un disco óptico generalmente se realiza por cuatro unidades de medición. Primero, bajo la suposición que las características de los discos ópticos fabricados por el mismo equipo son idénticas, el fabricante elige un disco óptico de manera arbitraria de todos ¦ los discos ópticos fabricados y carga el disco óptico seleccionado sobre un sistema de medición. En la primera unidad de medición, se miden la señal de onda de alta frecuencia y las fluctuaciones por medio de una señal reproducida del disco óptico. En la segunda unidad de medición, una servo-señal (una señal de enfoque de error y una señal de rastreo de error) se miden en base a la señal reproducida del disco óptico . En la tercera unidad de medición, se miden las características mecánicas del disco óptico, el cual pasa por la prueba de calidad.
Finalmente, en la cuarta unidad de medición, se miden las características ópticas del disco óptico. Como se describió anteriormente, de acuerdo con la prueba convencional, se revisan la exactitud de grabación de información, y las características mecánicas y las características ópticas del disco' óptico. A partir de esto, ya que un daño mecánico que pudiera ocurrir en una superficie incidental de un rayo láser de grabación de información/reproducción durante el uso de un disco óptico de alta densidad, es decir, una ralladura y los similares provoca el deterioro de una señal de un disco óptico al igual que la pérdida de los datos, y en el peor de los casos, hace que la reproducción y/o grabación de información sobre el disco óptico sea imposible, el daño se considera la porción más importante de la prueba de calidad del disco óptico. Por lo tanto, para evitar esto, se puede formar un revestimiento protector para mejorar la dureza o rigidez mecánica de la superficie del disco óptico. Sin embargo, después de formar el revestimiento protector sobre la superficie del disco para este propósito, las características mecánicas del revestimiento protector deberán cuantificarse . Principalmente, existe la necesidad de cuantificar durante cuánto tiempo el revestimiento protector resistirá a las ralladuras, lo cual debería ocurrir durante el uso del disco óptico. Existe una prueba de dureza del lápiz y una prueba de abrasión taber como la prueba de cuantificación de la duración de la superficie del disco óptico de alta densidad. La prueba de dureza del lápiz es un método de cálculo que calcula la ralladura a un valor de dureza que corresponde a la dureza de un lápiz al instante en el cual ocurre la ralladura haciendo contacto lápices de diferentes durezas sobre el disco óptico en un movimiento rectilíneo. Sin embargo, la prueba de dureza de lápiz es una prueba para generar una ralladura mediante la cual una persona toma un lápiz y hace contacto con la superficie del disco óptico, lo cual tiene las desventajas de que es difícil no solamente de mantener la misma carga de manera continua, sino también de generar la cuantificación de la ralladura debido a que la ralladura no ocurre tan frecuentemente como se desee. La prueba de abrasión taber es una prueba para calcular el grado de resistencia uniformemente desgastando la superficie del disco óptico mientras que se proporciona una carga predeterminada por medio de un método D1004 de la norma de la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales (ASTM) como un tipo de muela abrasiva. En el aparato de prueba de abrasión taber convencional, si un disco óptico que será rallado se carga y se hace girar, una pluralidad de muelas abrasivas teniendo un peso predeterminado hacen contacto con el disco óptico en una posición perpendicular con el disco óptico para rallar la superficie del disco óptico mediante una carga uniforme por lo menos por diez rotaciones más del disco óptico. En ese momento, la AST ' define la carga generada de la muela abrasiva en menos de 9.8N (lOOOgf) , y existen varios tipos a utilizar tales como CS-10F, CS-10, y CS-17. El aparato de prueba de abrasión taber como se describió anteriormente es un equipo diseñado para el propósito no solamente de probar la resistencia mecánica de la superficie del disco óptico rallando el disco óptico, sino probando un grado de ralladura de los artículos de plástico en general . Por lo tanto, la ralladura que se produce por el aparato de prueba de abrasión taber es sorprendentemente diferente de la ralladura generada cuando el disco óptico se utiliza actualmente en la vida real. Principalmente, el aparato de prueba de abrasión taber determina la resistencia de las superficies del disco óptico desgastando la superficie. Esto es sorprendentemente diferente de la situación en la cual se genera una ralladura real se hace reaccionar en una unidad (por ejemplo, una unidad de disco óptico) para accionar el disco óptico respondiendo la operación.
Por lo tanto, ya que el fabricante determina la calidad del disco óptico mediante su determinación relativa con sus conocimientos veteranos en lugar de con una clasificación cuantitativa de acuerdo con un estándar de referencia actual para determinar la calidad del disco óptico como bueno o deficiente mediante el aparato de prueba de abrasión taber, existen muchos errores. Por otra parte, ya que las ralladuras generadas en el disco óptico en la vida real y mediante el aparato de prueba de abrasión taber son diferentes unas de las otras en cuanto a forma, al intentar determinar como bueno o deficiente un disco óptico solamente con el conocimiento, sin un valor de referencia absoluto reduce una gran cantidad de errores . Como se describió anteriormente, ya que hasta ahora no existe un método especial para cuantificar el grado de generación de la ralladura para poder probar la resistencia mecánica de la superficie del disco óptico, es necesaria de manera urgente la cuantificacion del grado de ralladura. Por consiguiente, la presente invención está dirigida a un aparato y método para probar la resistencia mecánica de la superficie del disco óptico que sustancialmente elimine uno o más de los problemas debido a las limitantes y desventajas de la técnica relacionada. Un objeto de la presente invención es proporcionar un aparato óptimo para probar y cuantificar las características del rendimiento mecánico de una superficie del disco óptico para el propósito de mejorar las características mecánicas de la superficie y método realizado por el aparato. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un aparato para probar la resistencia mecánica de la superficie de un disco óptico, aumentar la conflabilidad y ahorrar costos de prueba, y un método realizado por el aparato. Aún otro objeto de la presente invención es proporcionar un aparato para clasificar un producto deficiente y producto bueno estableciendo una referencia absoluta de manera rápida y precisa, y un método realizado por el aparato. ~" Aún otro objeto de la presente invención es generar ralladuras del tipo más estrecho de ralladura que pudiera generarse en vida real como para mejorar la conflabilidad de la prueba para la resistencia mecánica de la superficie de un disco óptico. Ventajas, objetos y características adicionales de la invención se establecerán en parte en la siguiente descripción y en parte serán evidentes para aquellos con experiencia ordinaria en la técnica al examinar la siguiente o pueden - aprenderse de la práctica de la invención. Los objetivos y otras ventajas de la invención pueden llevarse a cabo y obtenerse mediante la estructura particularmente establecida en la descripción escrita de las reivindicaciones de la presente al igual que de los dibujos anexos. Para lograr estos objetos y otras ventajas de acuerdo con el propósito de la invención, como se ejemplifica y describe ampliamente en la presente, un aparato para probar la resistencia mecánica de la superficie de un disco óptico, incluye una placa de rotación sobre la cual se cargará un disco óptico que será rallado, para girar el disco óptico cargado, y una pluralidad de muelas abrasivas, colocadas perpendiculares a la placa de rotación, que hacen contacto con el disco óptico y generan la ralladura, la ralladura es generada cuando el disco óptico gira a cinco vueltas mientras que las muelas abrasivas aplican una carga predeterminada sobre el disco óptico. En otro aspecto de la presente invención, la carga aplicada en el disco óptico por las muelas abrasivas varia de 0.5N (50gf) a 16.2N (1650gf) y la profundidad de la ralladura en la superficie del disco óptico varía de ?µp? a 2µp?. La muela abrasiva puede seleccionarse de cualquiera de CS-10F, CS-10, y CS-17. La ralladura puede generarse cuando el disco óptico gira una vuelta cuando se le aplica al disco óptico con una carga de 0.5N a 2.5N (50gf a 250gf) por la rueda de abrasión CS-10F, cuando el disco óptico gira una vuelta se le aplica al disco óptico una carga de 6.4N a 8.3N (650gf a 850gf) por la muela abrasiva CS-10, y cuando el disco óptico gira una vuelta se le aplica al disco óptico una carga de 11.8N a 13.7N (1200gf a 1400gf) por la muela abrasiva CS-17. Aún en otro aspecto de la presente invención, un método para probar la resistencia mecánica de la superficie de un disco óptico utilizando un aparato de prueba en el cual una placa giratoria hace girar el disco óptico y una pluralidad de muelas abrasivas generan ralladuras sobre el disco óptico, incluye el paso de fijar el disco óptico sobre la placa giratoria, hacer girar el disco óptico mediante la placa giratoria, poner en contacto las muelas abrasivas con la superficie del disco óptico e incrementar la carga de contacto de las muelas abrasivas y el disco óptico mediante una carga predeterminada, generando la ralladura sobre la superficie del disco óptico manteniendo la carga de contacto del disco óptico y las muelas abrasivas hasta que el disco óptico gire por debajo de cinco vueltas y separando las muelas abrasivas que hacen contacto con el disco óptico del disco óptico, y separando el disco óptico de la placa giratoria y determinar si el disco óptico es bueno o deficiente comparando la profundidad de la ralladura generada en la superficie del disco óptico con un valor de referencia absoluta predeterminada. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, el paso de determinar el disco óptico determina que el disco óptico es bueno cuando la profundidad de la ralladura generada sobre la superficie del disco óptico es igual a o mayor que ?µp? o menor a 2µp?, y el disco óptico es deficiente cuando la profundidad de la ralladura generada sobre la superficie del disco óptico es mayor que 2pm. El valor de referencia absoluto para determinar si un disco óptico es bueno o deficiente se fija en 2um. Se deberá entender que tanto la descripción general anterior y la siguiente descripción detallada de la presente invención son ejemplares y explicativas y pretenden proporcionar una mayor explicación de la invención como se reclama . BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Otros objetos y ventajas de la invención pueden entenderse mejor a partir de la siguiente descripción detallada tomada en conjunto con los dibujos anexos en los cuales : la FIGURA. 1 ilustra una vista esquemática que muestra un aparato de prueba de abrasión taber de acuerdo con la presente invención. la FIGURA 2 ilustra un diagrama de flujo que muestra un método para probar la resistencia mecánica de la superficie de un disco óptico de acuerdo con la presente invención;
la FIGURA 3 ilustra una vista que explica el patrón de ralladura predeterminado que es generado sobre un disco óptico utilizando un probador de miero-ralladura de acuerdo con la presente invención; la FIGURA 4 ilustra una gráfica que muestra valores experimentales de profundidad de ralladura generadas de acuerdo con la presión aplicada sobre el disco óptico de acuerdo con la presente invención; y la FIGURA 5 ilustra una gráfica que explica un método para probar la resistencia mecánica de la superficie de un disco óptico de acuerdo con la presente invención. Se hará referencia ahora en detalle a las modalidades preferidas de la invención, ejemplos de la cual se ilustran en los dibujos anexos. Cuando sea posible, se utilizarán los mismos números de referencia en todos los dibujos para hacer referencia a las mismas partes o partes similares . La FIGURA 1 ilustra una vista esquemática que muestra un aparato de prueba de abrasión taber de acuerdo con la presente invención. Como se ilustra en la FIGURA 1, un aparato para probar la resistencia mecánica de la superficie de un disco óptico incluye una placa 20 giratoria, sobre la cual se carga un disco 30 óptico el cual será rallado, para hacer girar el disco 30 óptico cargado, y una pluralidad de muelas 10 abrasivas, colocadas a un ángulo perpendicular con la placa
giratoria, para poner en contacto el disco 30 óptico y generar la ralladura, la ralladura se genera cuando el disco
óptico gira menos de cinco vueltas mientras que las muelas 10 abrasivas aplican una carga predeterminada sobre el disco 30 óptico. Mientras tanto, las muelas abrasivas se seleccionan de cualquiera de CS-10F, CS-10, y CS-17. A continuación, se describirá el método de prueba de la resistencia mecánica de la superficie del disco óptico de la presente invención , haciendo referencia a los dibujos anexos . La FIGURA 2 ilustra un diagrama de flujo que muestra un método para probar la resistencia mecánica de la superficie de un disco óptico de acuerdo con la presente invención. Como se muestra en la FIGURA 2, primero, el disco 30 óptico se fija en la placa 20 giratoria, y enseguida la placa 20 giratoria gira junto con el disco óptico (paso S10) . Después, las muelas 10 abrasivas hacen contacto con el disco 30 óptico el cual gira en su extremo superior en un movimiento normal (paso S20) . Se aplica la carga predeterminada sobre el disco 30 óptico en una dirección normal de acuerdo con la prueba de ralladura de modo que la carga de contacto entre el disco 30 óptico y las muelas 10 abrasivas se incrementa (paso S30) . Después de mantener la carga de contacto entre el disco 30 óptico y las muelas 10 abrasivas el número de veces predeterminado del disco 30 óptico, las muelas 10 abrasivas se mueven en la dirección normal de modo que las muelas abrasivas se alejan del disco 30 óptico (paso S40) . Como se describió anteriormente, sobre la superficie del disco 30 óptico que está siendo girado, la carga predeterminada y las muelas 10 abrasivas que hacen contacto con el disco 30 óptico en base a vueltas predeterminadas provocan la generación de un patrón de ralladura predeterminado sobre la superficie del disco 30 óptico como se ilustra en la FIGURA 2. Como se ilustra en la FIGURA 3, al utilizar el probador de abrasión taber de acuerdo con la presente invención, se genera un patrón de ralladura predeterminado en la superficie del disco 30 óptico, de modo que se puede obtener la profundidad de la ralladura. La FIGURA 4 ilustra una gráfica que muestra valores experimentales de la profundidad de ralladura generada de acuerdo con la presión aplicada sobre le disco 30 óptico de acuerdo con la presente invención. Aquí, un disco sin tapa de revestimiento y un disco revestido con capa dura se utilizan como materiales experimentales . En el experimento que se ilustra en la FIGURA 4, si se genera una ralladura con una profundidad mayor a 2µ???, dicha medición genera un servo error cuando se calculan las características dinámicas del disco 30 óptico. Principalmente, cuando se realiza la prueba de resistencia de la superficie del disco 30 óptico, la medición de 2µt? se define como el valor de referencia absoluto para determinar si el disco 30 óptico es bueno o deficiente, y al encontrar una condición de prueba con lana mineral que provoca una profundidad de ralladura de 2µp?, se puede cuantificar el grado de generación de ralladura de la prueba de resistencia mecánica de la superficie del disco 30 óptico bajo esta condición. La FIGURA 5 es una gráfica que explica un método para probar la resistencia mecánica de la superficie de un disco óptico de acuerdo con la presente invención, y representa una gráfica de la profundidad de la ralladura generada sobre el disco 30 óptico por la carga aplicada al tipo de muela abrasiva tal como CS-10F, CS-10 y CS-17. Como se ilustra en la FIGURA 5, la carga generada de las muelas 10 abrasivas se cuantifica como 0.5N (50gf) a 16.2N (1650gf) , y se establece de manera diferente de acuerdo con el tipo de muela abrasiva. Principalmente, en la prueba de abrasión taber, bajo la condición de utilizar la muela 10 abrasiva CS-10F y girar el disco 30 óptico sólo una vuelta se deberá entender que la carga que genera la profundidad de ralladura de 2µp? puede variar de 0.5N (50gf) hasta 2.5N (250gf) , de preferencia 1.5N (150gf) . Bajo la condición de utilizar CS-10 como la muela 10 abrasiva y girar el disco 30 óptico una sola vuelta se deberá entender que la carga que genera la profundidad de ralladura de 2µp? puede variar de 6.4N (650gf) hasta 8.3N (850gf) , más preferiblemente 7.4N (750gf) . Por otra parte, bajo la condición de utilizar CS-17 como la muela 10 abrasiva y girar el disco 30 óptico una sola vuelta se deberá entender que la carga que genera la profundidad de ralladura de 2µp? puede variar de 11.8N (1200gf) hasta 13.7N (1400gf) , más preferiblemente 13.2N (1350gf) . Por lo tanto, si la muela 10 abrasiva fuera suave, es decir, CS-10F, la carga de la superficie del disco 30 óptico se cuantifica como 0.5N (50gf) a 2.5N (250gf) , más preferiblemente se cuantifica como 1.5N (150gf) , si la muela 10 abrasiva fuera media, es decir, CS-10, la carga de la superficie del disco 30 óptico se cuantifica como 6.4N (650gf) a 8.3N (850gf) , más preferiblemente se cuantifica como 7.4N (750gf) , y si la muela 10 abrasiva fuera dura, es decir CS-17, la carga de la superficie del disco 30 óptico se cuantifica como 11.8N (1200gf) a 13.7N (1400gf) , más preferiblemente se cuantifica como 13.2N (1350gf) .
La carga de contacto entre el disco 30 óptico y la muela 10 abrasiva se mantiene en una carga correspondiente a la proporción de número de vueltas del disco óptico de acuerdo con la condición cuantificada de modo que se genera una ralladura en el disco 30 óptico. En este momento, al reducir el grado de abrasión del disco 30 óptico por la muela 10 abrasiva a un mínimo disminuyendo el número de vueltas del disco 30 óptico a menos de cinco vueltas, la ralladura que se genera es muy similar a la ralladura que se podría generar actualmente de modo que se puede mejorar la conflabilidad de la prueba para la resistencia mecánica de la superficie del disco 30 óptico. En otras palabras, la ralladura sobre el disco 20 óptico en la vida real se genera por la ralladura de varias veces, por el contrario, mientras más veces se utilicen las muelas 10 ¦ abrasivas para rallar, se obtienen más ralladuras durante la rotación del disco 30 óptico utilizando el probador de abrasión taber lo cual hace la diferencia entre las ralladuras en la vida real debido a la abrasión del ambiente del disco óptico que será rallado. Por esta razón, existe el problema de la conflabilidad de la prueba de resistencia mecánica de la superficie del disco óptico debido a la ralladura, y por lo tanto este es el peor problema que ocurre en la prueba de resistencia mecánica de la superficie del disco óptico de acuerdo con la técnica convencional . De acuerdo con la presente invención, ya que el número de vueltas del disco óptico puede reducirse a 1 vuelta con relación a un valor máximo de 5 vueltas según el valor de referencia absoluto cuantificado, la conflabilidad de la prueba de resistencia mecánica de la superficie del disco óptico puede mejorarse provocando la ralladura del tipo más cercano a la ralladura provocada en la vida real. Como se describió anteriormente, justo durante una vuelta del disco óptico después de generar la ralladura y utilizando la condición de carga de 0.5N (50gf) a 16.2N (1650gf) provocando la ralladura con una profundidad de 2pm, la resistencia deberá probarse a través de la ralladura generada en la superficie del disco 30 óptico separando el disco 30 rallado de la placa 20 giratoria. Después, el disco 30 óptico será clasificado como bueno o deficiente (paso S50) . , Posteriormente, el disco óptico que será probado se carga sobre la placa 20 giratoria, las operaciones de prueba tal como fueron descritas anteriormente se repiten de modo que una variedad de discos ópticos se clasifican como buenos o deficientes. Como se describió anteriormente, el aparato para probar la resistencia mecánica de la superficie del disco óptico y el método realizado con el aparato tiene las siguientes ventajas. Primera, el grado de generación de ralladura se cuantifica para mejorar las características mecánicas de la superficie, de modo que la conservación de datos de acuerdo con la característica de alta densidad del disco óptico puede incrementarse. Segunda, ya que la calidad del disco óptico se prueba de manera fácil y precisa, se puede mejorar la conflabilidad del disco óptico. Tercera, la ralladura puede formarse como se desee en un corto periodo de tiempo de modo que el tiempo de prueba para la prueba de resistencia mecánica de la superficie del disco óptico deba también disminuirse al igual que los costos de fabricación. Como será evidente para aquellos expertos en la técnica, varias modificaciones y variaciones pueden hacerse a la presente invención. De este modo, se pretende que la presente invención cubra las modificaciones y variaciones de esta invención tomando en cuenta que entren dentro del alcance de las reivindicaciones anexas y sus equivalentes.