JP2005141799A - Apparatus for manufacturing optical recording medium and method for manufacturing the same - Google Patents
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Description
この発明は、光記録媒体、特に紫外線硬化樹脂層を有する光記録媒体の製造装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an apparatus for manufacturing an optical recording medium, particularly an optical recording medium having an ultraviolet curable resin layer, and a manufacturing method thereof.
光記録媒体例えば光ディスクの大容量化は、光ピックアップで使用されるレーザ光の短波長化と、対物レンズの開口数NAを大きくし、集光スポットのサイズを小さくすることで達成できる。 Increasing the capacity of an optical recording medium such as an optical disk can be achieved by shortening the wavelength of laser light used in an optical pickup, increasing the numerical aperture NA of the objective lens, and reducing the size of the focused spot.
例えばCD(Compact Disc)では、レーザ光波長が780nm、開口数NAが0.45であり、650MB(メガバイト)の記憶容量である。DVD(Digital
Versatile Disc)ではレーザ光波長が650nm、開口数NAが0.6とされ、CDの6〜8倍の4.7GB(ギガバイト)の記憶容量を有している。さらにブルーレイディスク(Blu-Ray
Disc)においては、レーザ光波長が400nm程度、開口数NAを0.85まで大きくすることにより、DVDの4倍以上の高密度記録容量(>20GB/面)を実現している。
For example, a CD (Compact Disc) has a laser beam wavelength of 780 nm, a numerical aperture NA of 0.45, and a storage capacity of 650 MB (megabytes). DVD (Digital
Versatile Disc) has a laser beam wavelength of 650 nm, a numerical aperture NA of 0.6, and a storage capacity of 4.7 GB (gigabytes), which is 6 to 8 times the CD. Furthermore, Blu-ray Disc (Blu-Ray
In (Disc), the laser beam wavelength is increased to about 400 nm and the numerical aperture NA is increased to 0.85, thereby realizing a high density recording capacity (> 20 GB / surface) that is four times or more that of DVD.
図5は高密度の光ディスクの一例を示すものである。図5Aに示す様に光ディスクDCは、中心部にセンターホールCHが開口された略円盤形状をしており、ドライブ方向DRに回転駆動される。情報を記録または再生するときには、光ディスクDC中の光学記録層に対して、例えば開口数NAが0.8以上の対物レンズOLによって、青〜青紫色の波長領域のレーザ光LTが照射される。 FIG. 5 shows an example of a high-density optical disc. As shown in FIG. 5A, the optical disc DC has a substantially disk shape with a center hole CH opened at the center, and is driven to rotate in the drive direction DR. When recording or reproducing information, the optical recording layer in the optical disc DC is irradiated with laser light LT in the blue to blue-violet wavelength region, for example, by an objective lens OL having a numerical aperture NA of 0.8 or more.
光ディスクDCの断面図である図5Bを示す。ディスク基板1は、厚さが約1.1mmのポリカーボネートからなり、このディスク基板1の凹凸に沿って光学記録層2が形成されている。光学記録層2に所定の膜厚、例えば0.1mmのカバー層である光透過層3が形成されている。
FIG. 5B is a cross-sectional view of the optical disc DC. The disk substrate 1 is made of polycarbonate having a thickness of about 1.1 mm, and an optical recording layer 2 is formed along the unevenness of the disk substrate 1. On the optical recording layer 2, a
図5Bに示すように、上述した光ディスクDCの光学記録層2に対して、対物レンズOLを介されたレーザ光LTが光透過層3の側から照射される。対物レンズOLの光ディスクからの距離を調整して、光学記録層2に焦点を合わせ、光学記録層2に対して記録または再生がなされる。光学記録層2で反射された戻り光は受光素子で受光される。
As shown in FIG. 5B, the optical recording layer 2 of the optical disc DC described above is irradiated with laser light LT from the light transmitting
上述した微細な凹凸形状は、ランドおよびグルーブを交互に形成する。例えばレーザ光LTの入射側に近い部分がグルーブと定義され、入射側から遠い部分がランドと定義される。 The fine concavo-convex shape described above forms lands and grooves alternately. For example, a portion close to the incident side of the laser beam LT is defined as a groove, and a portion far from the incident side is defined as a land.
書き込み可能な光ディスクの場合には、ランドおよびグルーブの一方の光学記録層またはその両方の光学記録層に対して信号が記録される。ランドおよびグルーブは、トラッキングのために使用され、また、スピンドルモータの回転制御に使用され、さらに、ウォブルされたグルーブによってディスク上の位置を示すアドレス情報を記録するために使用される。記録可能なディスクでは、このアドレス情報を参照して所望の位置にデータを記録している。 In the case of a writable optical disc, a signal is recorded on one of the land and groove optical recording layers or both optical recording layers. The land and groove are used for tracking, used for rotation control of the spindle motor, and further used for recording address information indicating a position on the disk by the wobbled groove. In a recordable disc, data is recorded at a desired position with reference to this address information.
書き込み可能な光ディスクの場合には、光学記録層2は、上層側から例えば誘電体膜、相変化膜等の記録膜、誘電体膜および反射膜が順に積層された構成を有する。層構成、層数は、記録材料の種類や設計によって異なる。 In the case of a writable optical disc, the optical recording layer 2 has a configuration in which, for example, a dielectric film, a recording film such as a phase change film, a dielectric film, and a reflective film are sequentially laminated from the upper layer side. The layer configuration and the number of layers vary depending on the type and design of the recording material.
また読み出し専用の光ディスクの場合には、ディスク基板1のピットに沿ってアルミニウム(Al)等によって蒸着された反射膜が形成され、その上部に光透過層3が形成される。
In the case of a read-only optical disk, a reflective film deposited by aluminum (Al) or the like is formed along the pits of the disk substrate 1, and the
光透過層3には紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化樹脂が用いられ、例えばスピンコート法で塗布される。ここで、光透過層3は0.1mm(100μm)と比較的厚いために硬化の過程における硬化収縮により、光透過層3の側にディスクが引っ張られ、硬化後の反りの増大を引き起こし、大きな問題となる。
The
従来のCD、DVD等の光ディスクにおいても、保護層や接着層に紫外線硬化樹脂が使用されている。しかしながらCDについては、保護層に紫外線硬化樹脂が使用されているが、塗布膜厚が5μm程度と薄いため、硬化後の反りの変化量も少なく、大きな問題とはならなかった。 Also in conventional optical disks such as CD and DVD, an ultraviolet curable resin is used for the protective layer and the adhesive layer. However, for the CD, an ultraviolet curable resin is used for the protective layer. However, since the coating film thickness is as thin as about 5 μm, the amount of change in warping after curing is small, and it has not been a big problem.
DVDについては、少なくとも一方に情報記録面が設けられた2枚の薄型ディスクを貼り合わせる構造となっており、紫外線硬化樹脂は当該2枚のディスクを貼り合わせるときの接着剤として用いられる。 A DVD has a structure in which two thin discs each having an information recording surface provided on at least one side are bonded together, and an ultraviolet curable resin is used as an adhesive when the two discs are bonded.
下記の特許文献1ではディスク上の温度を均一化し、その温度上昇を抑えることで反りの増大を防ぐことが記載されている。 The following Patent Document 1 describes that the temperature on the disk is made uniform and the increase in warpage is prevented by suppressing the temperature rise.
図6を参照して従来の紫外線照射装置について説明する。この紫外線照射装置では紫外線硬化樹脂を塗布したディスク4の塗布された側に向けて紫外線光源6、反射板7が備えられている。またディスク4の中央部に設けられた穴はディスクテーブル5上の中心部のボスに係合する。紫外線をディスク4に照射する方法としては紫外線照射領域にディスク4をコンベヤ等で通過させる方法や、ディスク4を静止させて、シャッターを開閉させる方法等がある。 A conventional ultraviolet irradiation apparatus will be described with reference to FIG. In this ultraviolet irradiation device, an ultraviolet light source 6 and a reflecting plate 7 are provided toward the coated side of the disk 4 coated with ultraviolet curable resin. A hole provided in the center of the disk 4 engages with a boss at the center of the disk table 5. As a method of irradiating the disk 4 with ultraviolet rays, there are a method in which the disk 4 is passed through an ultraviolet irradiation region by a conveyor or the like, a method in which the disk 4 is stopped and a shutter is opened and closed.
上記の従来の紫外線照射装置で硬化させた場合、照射する紫外線の照度を下げ、照射時間を長くすることにより、ディスク4の硬化収縮による反りの増大を低減できることが知られている。 It is known that when cured by the above-described conventional ultraviolet irradiation device, the increase in warpage due to curing shrinkage of the disk 4 can be reduced by lowering the illuminance of the ultraviolet rays to be irradiated and lengthening the irradiation time.
上記の方法では硬化収縮の問題を解決することは可能であるが、樹脂を硬化させるまでに要する時間が長くなり、生産性の観点から好ましくない。 Although the above method can solve the problem of curing shrinkage, it takes a long time to cure the resin, which is not preferable from the viewpoint of productivity.
この発明の目的は、紫外線硬化樹脂を用いて光透過層を形成し、硬化収縮が低減され、かつ生産性を低下せずに光記録媒体を製造する装置を提供する。 An object of the present invention is to provide an apparatus for producing an optical recording medium in which a light transmission layer is formed using an ultraviolet curable resin, curing shrinkage is reduced, and productivity is not lowered.
この発明は、一面に比較的厚い光透過層を有する光記録媒体の製造装置において、未硬化の紫外線硬化樹脂層に低い照度の第1の紫外線を照射して半硬化させる第1の紫外線照射装置と、半硬化の紫外線硬化樹脂層に上記第1の紫外線よりも高い照度の第2の紫外線を照射して完全硬化させる第2の紫外線照射装置とからなる光記録媒体の製造装置である。 The present invention provides an optical recording medium manufacturing apparatus having a relatively thick light-transmitting layer on one surface, wherein the uncured ultraviolet curable resin layer is irradiated with a first ultraviolet ray having a low illuminance to be semi-cured. And a second ultraviolet irradiation device for irradiating the semi-cured ultraviolet curable resin layer with a second ultraviolet ray having an illuminance higher than that of the first ultraviolet ray to completely cure the optical recording medium.
また、この発明は、一面に比較的厚い光透過層を有する光記録媒体の製造方法において、第1の紫外線照射装置によって未硬化の紫外線硬化樹脂層に低い照度の第1の紫外線を照射して半硬化させる第1の工程と、第2の紫外線照射装置によって半硬化の紫外線硬化樹脂層に上記第1の紫外線よりも高い照度の第2の紫外線を照射して完全硬化させる第2の工程とからなる光記録媒体の製造方法である。 Further, according to the present invention, in the method for manufacturing an optical recording medium having a relatively thick light transmission layer on one surface, the first ultraviolet irradiation device irradiates the uncured ultraviolet curable resin layer with the first ultraviolet light having a low illuminance. A first step of semi-curing, and a second step of irradiating the semi-cured ultraviolet curable resin layer with a second ultraviolet ray having an illuminance higher than the first ultraviolet ray by the second ultraviolet irradiation device to completely cure the second step. An optical recording medium manufacturing method comprising:
この発明は、高い照度でのみ紫外線を照射した場合と比較してディスクの反りの増大を低減することができる。また紫外線の照度を下げて長時間照射して、硬化させる方法と比較して、製造時間を短縮でき、かつディスクにおける反りの増大の低減する点で同程度の効果を得ることができる The present invention can reduce an increase in warpage of the disk as compared with the case where ultraviolet rays are irradiated only at a high illuminance. Compared with the method of curing by irradiating for a long time with lowering the illuminance of ultraviolet rays, the manufacturing time can be shortened, and the same effect can be obtained in terms of reducing the increase in warpage in the disk.
図1にこの発明の一実施形態を示す。従来の紫外線照射装置との違いは、第1の紫外線照射装置である紫外線照射装置10と第2の紫外線照射装置である紫外線照射装置20とを工程ラインに沿って直列に配置したことである。 FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. The difference from the conventional ultraviolet irradiation apparatus is that the ultraviolet irradiation apparatus 10 that is the first ultraviolet irradiation apparatus and the ultraviolet irradiation apparatus 20 that is the second ultraviolet irradiation apparatus are arranged in series along the process line.
紫外線照射装置10では紫外線硬化樹脂を塗布したディスク11の塗布された側に向けて紫外線光源13、反射板14が備えられている。紫外線光源13には高圧水銀ランプや、メタルアイランドランプ等が用いられる。また反射板14には、赤外線を反射しない、いわゆるコールドミラーが用いられるのが一般的である。またディスク11の中央部に設けられた穴はディスクテーブル12上の中心部のボスに係合する。ディスク11に紫外線を照射する方法としては紫外線照射領域にディスク11をコンベヤ等で通過させる方法や、ディスク11を静止させて、シャッターを開閉させる方法等がある。
In the ultraviolet irradiation device 10, an
この紫外線照射装置10において、紫外線光源13の紫外線の照度は低く(例えば30mW/cm2)設定されている。紫外線硬化樹脂が塗布されたディスク11がコンベヤ等によって紫外線照射装置10に移動してくると、紫外線照射が行われるが、樹脂は完全硬化には至らず、半硬化状態となる。
In this ultraviolet irradiation device 10, the illuminance of ultraviolet rays from the
紫外線照射装置10で処理され、樹脂が半硬化状態となったディスク11はコンベア等で紫外線照射装置20に移動する。紫外線照射装置20における装置構成は紫外線照射装置10と同様に紫外線光源15、反射板16から構成される。紫外線照射装置20においては、紫外線光源15の紫外線の照度は、紫外線照射装置10の紫外線光源13の照度よりも高く(例えば900mW/cm2)設定されている。移動してきたディスク11は紫外線照射装置20による高い照度の紫外線照射で、樹脂が完全硬化される。
The
この方法により紫外線硬化樹脂の硬化前後でのディスク11の反りの変化量を低減させることができ、かつ紫外線照射時間も長くならず、生産性を失わない。
By this method, the amount of change in the warp of the
外径120mm、厚み1.1mmのポリカーボネート樹脂によって形成されたディスク基板に、アクリル系の紫外線硬化樹脂を厚さ100μmで塗布し、従来の方法及びこの発明の方法により硬化させたときの2つの比較例を以下に示す。なお、比較例における紫外線硬化樹脂が塗布されたディスク25の反りの測定値の定義を図4に示す。 Two comparisons when an acrylic UV curable resin is applied at a thickness of 100 μm to a disk substrate formed of a polycarbonate resin having an outer diameter of 120 mm and a thickness of 1.1 mm and cured by the conventional method and the method of the present invention. An example is shown below. In addition, the definition of the measured value of the curvature of the disk 25 coated with the ultraviolet curable resin in the comparative example is shown in FIG.
[比較例1]
従来例として図6の装置を用い、紫外線照度900mW/cm2(波長355nm)で2秒間照射し硬化させたときにおけるディスク4の反りの測定値23と、この発明の実施例として図1の装置において、紫外線照射装置10の照度を30mW/cm2(波長355nm)で5秒間照射した後、紫外線照射装置20の照度を900mW/cm2(波長355nm)で2秒間照射したときのディスク11の反りの測定値22とを、硬化前の反りの測定値21と共に、それぞれ反りの角度として縦軸に、ディスク中心からの距離を半径として横軸に図2で示す。この発明の実施例では、従来例と比較して、硬化前後での反りの変化量が、半分程度に低減されている。
[Comparative Example 1]
The apparatus shown in FIG. 6 is used as a conventional example, and the measured value 23 of the warp of the disk 4 when cured by irradiating with ultraviolet illuminance of 900 mW / cm 2 (wavelength 355 nm) for 2 seconds, and the apparatus shown in FIG. , When the illuminance of the ultraviolet irradiation device 10 is irradiated at 30 mW / cm 2 (wavelength 355 nm) for 5 seconds and then the irradiance of the ultraviolet irradiation device 20 is irradiated at 900 mW / cm 2 (wavelength 355 nm) for 2 seconds. 2 are shown in FIG. 2 along with the measured value 21 of the warp before curing on the vertical axis as the angle of warpage, and on the horizontal axis as the distance from the center of the disk as the radius. In the embodiment of the present invention, the amount of change in warpage before and after curing is reduced by about half compared to the conventional example.
[比較例2]
図6の装置を用い、紫外線照度30mW/cm2(波長355nm)で完全に樹脂を硬化させるためには100秒間の紫外線照射が必要であった。そこで従来例として、紫外線照度30mW/cm2(波長355nm)で100秒間の紫外線照射をした場合におけるディスク4の反りの測定値24について、この発明の実施例(比較例1と同様に、紫外線照射装置10の照度を30mW/cm2(波長355nm)で5秒間照射した後、紫外線照射装置20の照度を900mW/cm2(波長355nm)で2秒間照射したときのディスク11の反りの測定値22)との比較を図3で示す。反りの変化量は、従来例とこの発明の実施例とでは差はないが、硬化に要する時間が、この発明の実施例では7秒間(紫外線照射装置10による照射時間5秒間+紫外線照射装置20による照射時間2秒間)と大幅に短縮されている。
[Comparative Example 2]
In order to completely cure the resin with an ultraviolet illuminance of 30 mW / cm 2 (wavelength 355 nm) using the apparatus shown in FIG. 6, irradiation with ultraviolet rays for 100 seconds was necessary. Accordingly, as a conventional example, the measured
この発明の製造方法では、比較例1より、従来の方法である高い照度でのみディスクに紫外線を照射した場合と比較してディスクの反りの増大を低減することができる。また比較例2より、従来の方法である紫外線の照度を下げて長時間、硬化させる方法と比較して、製造時間を大きく短縮でき、かつディスクの反りの増大を低減する点で同程度の効果を得ることができる。 In the manufacturing method of the present invention, compared with Comparative Example 1, it is possible to reduce the increase in warpage of the disk as compared with the conventional method in which the disk is irradiated with ultraviolet rays only at high illuminance. Further, compared with the comparative method 2, compared with the conventional method in which the illuminance of ultraviolet rays is lowered and cured for a long time, the manufacturing time can be greatly shortened, and the same effect is obtained in that the increase in the warp of the disk is reduced. Can be obtained.
この発明は光記録媒体として書き込み可能ディスク、読み出し専用ディスクのどちらにも適用可能である。また、光透過層に限らず、保護層や接着層等で紫外線硬化樹脂を用いた光記録媒体にも広く適用可能であり、さらに光学記録層が2層以上で構成されている光記録媒体、および両面から読み取る光記録媒体にも適用可能である。 The present invention can be applied to both a writable disk and a read-only disk as an optical recording medium. In addition, the optical recording medium is not limited to the light transmission layer but can be widely applied to an optical recording medium using an ultraviolet curable resin for a protective layer, an adhesive layer, and the like, and further, an optical recording medium having two or more optical recording layers, It can also be applied to optical recording media that are read from both sides.
DC 光ディスク
1 ディスク基板
2 光学記録層
3 光透過層(カバー層)
4 紫外線硬化樹脂が塗布されたディスク
5 ディスクテーブル
6 紫外線光源
7 反射板
11 紫外線硬化樹脂が塗布されたディスク
12 ディスクテーブル
13 紫外線光源
14 反射板
15 紫外線光源
16 反射板
DC optical disk 1 disk substrate 2
4 Disc coated with UV curable resin 5 Disc table 6 UV light source 7
Claims (2)
未硬化の紫外線硬化樹脂層に低い照度の第1の紫外線を照射して半硬化させる第1の紫外線照射装置と、
半硬化の紫外線硬化樹脂層に上記第1の紫外線よりも高い照度の第2の紫外線を照射して完全硬化させる第2の紫外線照射装置とからなる光記録媒体の製造装置。 In an apparatus for manufacturing an optical recording medium having a relatively thick light transmission layer on one side,
A first ultraviolet irradiation device that irradiates the uncured ultraviolet curable resin layer with a first ultraviolet ray having a low illuminance to be semi-cured;
An apparatus for producing an optical recording medium, comprising: a second ultraviolet irradiation device that irradiates a semi-cured ultraviolet curable resin layer with a second ultraviolet ray having an illuminance higher than that of the first ultraviolet ray to completely cure.
第1の紫外線照射装置によって未硬化の紫外線硬化樹脂層に低い照度の第1の紫外線を照射して半硬化させる第1の工程と、
第2の紫外線照射装置によって半硬化の紫外線硬化樹脂層に上記第1の紫外線よりも高い照度の第2の紫外線を照射して完全硬化させる第2の工程とからなる光記録媒体の製造方法。
In a method of manufacturing an optical recording medium having a relatively thick light transmission layer on one surface,
A first step of irradiating the uncured UV curable resin layer with a first UV light having a low illuminance by the first UV light irradiation device and semi-curing;
A method for producing an optical recording medium comprising a second step of irradiating a semi-cured ultraviolet curable resin layer with a second ultraviolet ray having an illuminance higher than the first ultraviolet ray to completely cure the second ultraviolet ray irradiating device.
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