JP4098592B2 - 光記録媒体、光記録媒体の成形用金型、および光記録媒体用の基板 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貼り合わせ型の光記録媒体、光記録媒体の製造装置、および光記録媒体の基板に係るものであり、特に、基板の反り（Ｒ−Ｔｉｌｔ）及びインナークォリティを向上させた貼り合わせ型の光記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大容量、高速のメモリ媒体として光記録媒体が注目されており、例えば再生専用型光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等）、記録再生型光ディスク（ライトワンス型）、記録、再生、消去、再書込可能型光ディスク（リライタブル型）等が知られている。
【０００３】
これらの光記録媒体を構成する基板には、一般に樹脂基板（ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等）が用いられている。このような基板は、生産性の面から通常、射出成形法や射出圧縮成形法により成形される。
具体的には、固定金型と可動金型との間に形成されるキャビティ内に、環状の金属薄板からなるスタンパーを配設し、キャビティ内に溶融樹脂を射出注入することにより、スタンパーの信号（ピット）やレーザ案内溝等を転写したディスク基板が製造されている。
【０００４】
上述のようにして成形される光ディスク用基板は、成形直後はフラットな形状を有しているが、その後の工程において基板上に記録層を成膜したり、保護層を形成したりすると、膜形成の際の熱的変化に基づく応力緩和や表面膜応力等により基板に反りを生じる。
【０００５】
特に厚さが１ｍｍ以下の薄肉の基板の場合には、基板の剛性が小さいため、膜形成の際の熱的変化に基づく応力緩和や表面膜応力等の影響が大きくなり、反りが大きくなるばかりでなく、成形時の樹脂の流動性が悪いので、基板の複屈折が悪化するという問題もある。
【０００６】
このような基板の反りは、高密度の記録を行うために高速回転を行う光ディスクにおいては、面振動等の発生原因となり、誤作動を招来する。
このような問題を解決するために、基板の中央孔周辺部分（内周側）の膜厚を厚肉にすることにより強度を持たせて、ディスク回転時の振動を小さくする試みが提案されている（例えば下記特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら上記方法においては基板が厚くなるために光学特性、特に複屈折が悪くなるという問題があり、また、熱的変形に対しても優れた効果が得られない。
【０００８】
また基板成形時に、成型用の固定金型と可動金型とのそれぞれの温度を制御することにより、成型される基板の反りを低減させる方法についての提案もなされている（例えば下記特許文献２参照）。
しかしながら、このような成型器の温度を制御するのみでは、基板の反りの制御幅に限界があり、かつ安定して精度よく反りを制御することは困難であった。
【０００９】
更には、基板の中心孔付近の信号非形成記録領域に、特定範囲の薄肉部を設けた基板と、この薄肉部に対応する位置に厚肉部を設けた他の基板とを、それぞれの薄肉部と厚肉部を向い合わせた構成としてディスク全体の反りを制御するという提案もなされている（例えば下記特許文献３参照）。
【００１０】
しかしながら、上記方法によると、図１に示すように薄肉とした基板１１の内周部分（中心孔１１ｈ付近）に反りが生じ、図中の破線のように変形してしまい、このように変形した基板同士を図２のように貼り合わせると、互いに撓みを生じるため、図３のように光ディスク１００の中心孔付近に空隙を生じたり、気泡が入り込んだりして、インナークォリティが悪化するという問題を生じる。
【００１１】
【特許文献１】
特開昭６０−２６１０４２号公報
【特許文献２】
特開平１−２７３２４４号公報
【特許文献３】
特開平１０−４０５８２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明者は、貼り合わせ型の光記録媒体用の基板について鋭意研究を行なった結果、基板の平坦度（Ｒ−Ｔｉｌｔ）を高くし、かつ光学特性（複屈折）、およびインナークォリティに優れた光記録媒体、光記録媒体の製造装置、および光記録媒体用の基板を提供することとした。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の光記録媒体は、中心孔を有するディスク基板を対向させて貼り合わせて成る構成の光記録媒体において、基板の中心孔近傍の信号非形成領域に、全周に亘って、信号形成領域面を基準とする凸部と凹部とが形成され、上記凸部は、上記中心孔の外周に沿って形成され、上記凹部は、上記凸部に対して外周側に隣接して形成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、基板の平坦度（Ｒ−Ｔｉｌｔ）を高くし、かつ光学特性（複屈折）、およびインナークォリティに優れた光記録媒体が提供される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態について図を参照して説明する。
図４に本発明の光記録媒体の概略断面図を示す。
光記録媒体１０は、所定の信号３が形成された第１の基板１と、この第１の基板と同一形状を有し信号が形成されていない第２の基板２とが、信号面を内側にして貼り合わされた構成を有している。
この光記録媒体１０に対する情報の記録および／あるいは再生は、例えば第１の基板１側から所定の波長のレーザ光を照射することによって行う。
【００１８】
図５に示すように、本発明の光記録媒体１０を構成する第１の基板１と第２の基板２とは、中心孔４を有するディスク形状のものであり、例えばポリカーボネート等の光透過性樹脂を射出成形金型に射出することによって作製される。
基板１（２）は、最終的に得られる光記録媒体の信号非形成領域６であって、基板の中心孔４近傍に、全周に亘って凸部２０と凹部３０とが形成されている。
【００１９】
ここで、基板の凸部２０の信号形成領域５の面５ｆを基準とした高さａは、０〜４０μｍであり、凹部３０の信号形成領域５の面５ｆを基準とした深さｂは、５〜２０μｍであるものとする。
【００２０】
例えば従来のＤＶＤ＋ＲＷ／＋Ｒのブック規格の基板の場合、一枚の基板の厚さを６００±２０μｍとすると、凹部３０の厚さは５８０±２０μｍとし、凸部２０の厚さは６００±２０μｍに形成することが好適である。
凹部３０の部分が広く形成されると、光ディスクの複屈折は小さくなるが、あまり広く形成すると内周部分の基板変形が大きくなり、基板の反り（Ｒ−Ｔｉｌｔ）が悪化するため、凸部２０は中心からの径２１±１．０ｍｍの領域に、凹部３０は中心からの径３６±２ｍｍの領域に形成することが好ましい。
【００２１】
次に、図６に光記録媒体の製造装置５０の概略図を示し、これを参照して基板１（２）と光記録媒体１０の作製工程について説明する。
製造装置５０は、基板を成形するためのキャビティ５１を構成する例えばステンレス系金属よりなる可動側金型５２と、基板面に信号を転写するためのスタンパー５４が設置される固定側金型５３とにより構成されている。
固定側金型５３には、キャビティ５１内に溶融した光透過性樹脂、例えばポリカーボネートを送り出すためのゲートが連結されるスプルブッシュ５５が配設されている。
【００２２】
可動側金型５２には、中心部に最終的に基板の中心孔４を打ち抜いて形成するためのカットパンチ５６が突出推動できるように配置されている。
【００２３】
固定側金型５３には、第１の基板１の成形時に、信号を構成する所定の微細凹凸を転写するスタンパー５４が、スタンパー押え手段５７により、真空チャック方式で保持されている。
なお、スタンパー押え手段５７の楔状の小突起７０は、高さが０〜２００μｍ、好ましくは０〜１００μｍであるものとする。基板成型時にこの小突起７０によって穿たれる凹部は浅ければ基板の変形は少なくなるが、０μｍであるとすると基板１（２）にバリが立ってしまい貼り合わせ不良を招来する。
【００２４】
光記録媒体製造装置５０の可動側金型５２の基板成形面であって、基板の中心孔近傍の信号非形成領域に該当する領域には、信号形成領域に該当する面に対して、凹部５８と凸部５９とが形成されている。
凹部５８は、図５に示した基板の凸部２０に対応する部分であり、図７の可動側金型５２の部分拡大図に示すように、深さｃは信号形成領域に該当する面に対して０〜４０μｍであり、凸部５９は、基板の凹部３０に対応する部分であり、高さｄは信号形成領域に該当する面に対して５〜２０μｍである。
【００２５】
この光記録媒体製造装置５０を用いて、基板１（２）を成形する方法について説明する。
先ず、可動側金型５２と固定側金型５３とを合致させて、両者間にキャビティ５１を形成する。この状態で、光透過性樹脂例えば溶融ポリカーボネートを、ゲート（図示せず）に送り込む。キャビティ５１内に流し込まれた光透過性樹脂は、
スタンパー５４により所定の信号が転写形成された後、降温し硬化する。次に、カットパンチ５６を突出させ、基板１（２）の中心孔４を打ち抜く。
【００２６】
上述のような工程により、基板１（２）の中心孔近傍の全周に亘って、凸部２０と凹部３０とが形成される。
【００２７】
その後、基板に転写された信号面に所定の材料層を形成し、さらに第１の基板１と第２の基板２の少なくともいずれか一方の信号面に光硬化性樹脂を塗布し、図４に示すように、信号面を内側にして合致させて押圧し、例えば第１の基板１の背面から紫外線照射を行って、紫外線硬化性樹脂を硬化させ、最終的に目的とする貼り合わせ型の光記録媒体１０を作製する。
【００２８】
上述のように、ディスク状基板の中心孔４の近傍に、信号形成領域５よりも肉厚の凸部２０を形成したことによって、基板１（２）には、従来問題となっていた反りの発生が効果的に低減化されることが確かめられた。これにより、２枚の基板を貼り合わせて光記録媒体１０を作製した場合においては、優れた平坦度が実現でき、特に一枚基板の厚さを薄くし、情報量の増大化を図った多層光学記録媒体を作製する場合の品質の向上を図ることができた。
【００２９】
また、信号形成領域５よりも肉薄の凹部３０を形成したことによって、複屈折等の光学特性を良好に担保することができた。
【００３０】
なお、本発明の光記録媒体の基板１（２）は、図８に示すように、信号形成面側の、中心孔近傍の信号非形成領域に凸部２０を形成した構成としても、上述した例と同様に従来問題となっていた反りの発生が効果的に低減化されることが確かめられた。
なお凸部２０の高さは、信号形成領域５の面を基準として０〜４０μｍ、好ましくは０〜２０μｍであるものとする。また、凹部３０の深さは、信号形成領域５の面を基準として５〜２０μｍであるものとする。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、貼り合わせ型の光ディスクを構成する基板の面精度、すなわち平坦度（Ｒ−Ｔｉｌｔ）を高くし、かつ光学特性（複屈折）、およびインナークォリティに優れた光記録媒体が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光ディスク用基板の概略断面図を示す。
【図２】従来の光ディスク用基板を貼り合わせた状態の概略断面図を示す。
【図３】従来の光ディスク用基板を貼り合わせた状態の概略平面図を示す。
【図４】本発明の光記録媒体の概略断面図を示す。
【図５】本発明の光記録媒体を構成する基板の概略断面図を示す。
【図６】本発明の光記録媒体製造装置の概略図と、基板作製の工程を示す。
【図７】本発明の光記録媒体製造装置の要部の概略図を示す。
【図８】本発明の光記録媒体製造装置の他の一例の概略図と、基板を示す
【符号の説明】
１ 第１の基板
２ 第２の基板
３ 信号
４ 中心孔
５ 信号形成領域
５ｆ 信号形成領域面
６ 信号非形成領域
１０ 光記録媒体
１１ 基板
１１ｈ 中心孔
２０ 凸部
３０ 凹部
５０ 光記録媒体製造装置
５１ キャビティ
５２ 可動側金型
５３ 固定側金型
５４ スタンパー
５５ スプルブッシュ
５６ カットパンチ
５７ スタンパー押え手段
５８ 凹部
５９ 凸部
７０ 小突起
【発明の属する技術分野】
本発明は、貼り合わせ型の光記録媒体、光記録媒体の製造装置、および光記録媒体の基板に係るものであり、特に、基板の反り（Ｒ−Ｔｉｌｔ）及びインナークォリティを向上させた貼り合わせ型の光記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大容量、高速のメモリ媒体として光記録媒体が注目されており、例えば再生専用型光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等）、記録再生型光ディスク（ライトワンス型）、記録、再生、消去、再書込可能型光ディスク（リライタブル型）等が知られている。
【０００３】
これらの光記録媒体を構成する基板には、一般に樹脂基板（ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等）が用いられている。このような基板は、生産性の面から通常、射出成形法や射出圧縮成形法により成形される。
具体的には、固定金型と可動金型との間に形成されるキャビティ内に、環状の金属薄板からなるスタンパーを配設し、キャビティ内に溶融樹脂を射出注入することにより、スタンパーの信号（ピット）やレーザ案内溝等を転写したディスク基板が製造されている。
【０００４】
上述のようにして成形される光ディスク用基板は、成形直後はフラットな形状を有しているが、その後の工程において基板上に記録層を成膜したり、保護層を形成したりすると、膜形成の際の熱的変化に基づく応力緩和や表面膜応力等により基板に反りを生じる。
【０００５】
特に厚さが１ｍｍ以下の薄肉の基板の場合には、基板の剛性が小さいため、膜形成の際の熱的変化に基づく応力緩和や表面膜応力等の影響が大きくなり、反りが大きくなるばかりでなく、成形時の樹脂の流動性が悪いので、基板の複屈折が悪化するという問題もある。
【０００６】
このような基板の反りは、高密度の記録を行うために高速回転を行う光ディスクにおいては、面振動等の発生原因となり、誤作動を招来する。
このような問題を解決するために、基板の中央孔周辺部分（内周側）の膜厚を厚肉にすることにより強度を持たせて、ディスク回転時の振動を小さくする試みが提案されている（例えば下記特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら上記方法においては基板が厚くなるために光学特性、特に複屈折が悪くなるという問題があり、また、熱的変形に対しても優れた効果が得られない。
【０００８】
また基板成形時に、成型用の固定金型と可動金型とのそれぞれの温度を制御することにより、成型される基板の反りを低減させる方法についての提案もなされている（例えば下記特許文献２参照）。
しかしながら、このような成型器の温度を制御するのみでは、基板の反りの制御幅に限界があり、かつ安定して精度よく反りを制御することは困難であった。
【０００９】
更には、基板の中心孔付近の信号非形成記録領域に、特定範囲の薄肉部を設けた基板と、この薄肉部に対応する位置に厚肉部を設けた他の基板とを、それぞれの薄肉部と厚肉部を向い合わせた構成としてディスク全体の反りを制御するという提案もなされている（例えば下記特許文献３参照）。
【００１０】
しかしながら、上記方法によると、図１に示すように薄肉とした基板１１の内周部分（中心孔１１ｈ付近）に反りが生じ、図中の破線のように変形してしまい、このように変形した基板同士を図２のように貼り合わせると、互いに撓みを生じるため、図３のように光ディスク１００の中心孔付近に空隙を生じたり、気泡が入り込んだりして、インナークォリティが悪化するという問題を生じる。
【００１１】
【特許文献１】
特開昭６０−２６１０４２号公報
【特許文献２】
特開平１−２７３２４４号公報
【特許文献３】
特開平１０−４０５８２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明者は、貼り合わせ型の光記録媒体用の基板について鋭意研究を行なった結果、基板の平坦度（Ｒ−Ｔｉｌｔ）を高くし、かつ光学特性（複屈折）、およびインナークォリティに優れた光記録媒体、光記録媒体の製造装置、および光記録媒体用の基板を提供することとした。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の光記録媒体は、中心孔を有するディスク基板を対向させて貼り合わせて成る構成の光記録媒体において、基板の中心孔近傍の信号非形成領域に、全周に亘って、信号形成領域面を基準とする凸部と凹部とが形成され、上記凸部は、上記中心孔の外周に沿って形成され、上記凹部は、上記凸部に対して外周側に隣接して形成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、基板の平坦度（Ｒ−Ｔｉｌｔ）を高くし、かつ光学特性（複屈折）、およびインナークォリティに優れた光記録媒体が提供される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態について図を参照して説明する。
図４に本発明の光記録媒体の概略断面図を示す。
光記録媒体１０は、所定の信号３が形成された第１の基板１と、この第１の基板と同一形状を有し信号が形成されていない第２の基板２とが、信号面を内側にして貼り合わされた構成を有している。
この光記録媒体１０に対する情報の記録および／あるいは再生は、例えば第１の基板１側から所定の波長のレーザ光を照射することによって行う。
【００１８】
図５に示すように、本発明の光記録媒体１０を構成する第１の基板１と第２の基板２とは、中心孔４を有するディスク形状のものであり、例えばポリカーボネート等の光透過性樹脂を射出成形金型に射出することによって作製される。
基板１（２）は、最終的に得られる光記録媒体の信号非形成領域６であって、基板の中心孔４近傍に、全周に亘って凸部２０と凹部３０とが形成されている。
【００１９】
ここで、基板の凸部２０の信号形成領域５の面５ｆを基準とした高さａは、０〜４０μｍであり、凹部３０の信号形成領域５の面５ｆを基準とした深さｂは、５〜２０μｍであるものとする。
【００２０】
例えば従来のＤＶＤ＋ＲＷ／＋Ｒのブック規格の基板の場合、一枚の基板の厚さを６００±２０μｍとすると、凹部３０の厚さは５８０±２０μｍとし、凸部２０の厚さは６００±２０μｍに形成することが好適である。
凹部３０の部分が広く形成されると、光ディスクの複屈折は小さくなるが、あまり広く形成すると内周部分の基板変形が大きくなり、基板の反り（Ｒ−Ｔｉｌｔ）が悪化するため、凸部２０は中心からの径２１±１．０ｍｍの領域に、凹部３０は中心からの径３６±２ｍｍの領域に形成することが好ましい。
【００２１】
次に、図６に光記録媒体の製造装置５０の概略図を示し、これを参照して基板１（２）と光記録媒体１０の作製工程について説明する。
製造装置５０は、基板を成形するためのキャビティ５１を構成する例えばステンレス系金属よりなる可動側金型５２と、基板面に信号を転写するためのスタンパー５４が設置される固定側金型５３とにより構成されている。
固定側金型５３には、キャビティ５１内に溶融した光透過性樹脂、例えばポリカーボネートを送り出すためのゲートが連結されるスプルブッシュ５５が配設されている。
【００２２】
可動側金型５２には、中心部に最終的に基板の中心孔４を打ち抜いて形成するためのカットパンチ５６が突出推動できるように配置されている。
【００２３】
固定側金型５３には、第１の基板１の成形時に、信号を構成する所定の微細凹凸を転写するスタンパー５４が、スタンパー押え手段５７により、真空チャック方式で保持されている。
なお、スタンパー押え手段５７の楔状の小突起７０は、高さが０〜２００μｍ、好ましくは０〜１００μｍであるものとする。基板成型時にこの小突起７０によって穿たれる凹部は浅ければ基板の変形は少なくなるが、０μｍであるとすると基板１（２）にバリが立ってしまい貼り合わせ不良を招来する。
【００２４】
光記録媒体製造装置５０の可動側金型５２の基板成形面であって、基板の中心孔近傍の信号非形成領域に該当する領域には、信号形成領域に該当する面に対して、凹部５８と凸部５９とが形成されている。
凹部５８は、図５に示した基板の凸部２０に対応する部分であり、図７の可動側金型５２の部分拡大図に示すように、深さｃは信号形成領域に該当する面に対して０〜４０μｍであり、凸部５９は、基板の凹部３０に対応する部分であり、高さｄは信号形成領域に該当する面に対して５〜２０μｍである。
【００２５】
この光記録媒体製造装置５０を用いて、基板１（２）を成形する方法について説明する。
先ず、可動側金型５２と固定側金型５３とを合致させて、両者間にキャビティ５１を形成する。この状態で、光透過性樹脂例えば溶融ポリカーボネートを、ゲート（図示せず）に送り込む。キャビティ５１内に流し込まれた光透過性樹脂は、
スタンパー５４により所定の信号が転写形成された後、降温し硬化する。次に、カットパンチ５６を突出させ、基板１（２）の中心孔４を打ち抜く。
【００２６】
上述のような工程により、基板１（２）の中心孔近傍の全周に亘って、凸部２０と凹部３０とが形成される。
【００２７】
その後、基板に転写された信号面に所定の材料層を形成し、さらに第１の基板１と第２の基板２の少なくともいずれか一方の信号面に光硬化性樹脂を塗布し、図４に示すように、信号面を内側にして合致させて押圧し、例えば第１の基板１の背面から紫外線照射を行って、紫外線硬化性樹脂を硬化させ、最終的に目的とする貼り合わせ型の光記録媒体１０を作製する。
【００２８】
上述のように、ディスク状基板の中心孔４の近傍に、信号形成領域５よりも肉厚の凸部２０を形成したことによって、基板１（２）には、従来問題となっていた反りの発生が効果的に低減化されることが確かめられた。これにより、２枚の基板を貼り合わせて光記録媒体１０を作製した場合においては、優れた平坦度が実現でき、特に一枚基板の厚さを薄くし、情報量の増大化を図った多層光学記録媒体を作製する場合の品質の向上を図ることができた。
【００２９】
また、信号形成領域５よりも肉薄の凹部３０を形成したことによって、複屈折等の光学特性を良好に担保することができた。
【００３０】
なお、本発明の光記録媒体の基板１（２）は、図８に示すように、信号形成面側の、中心孔近傍の信号非形成領域に凸部２０を形成した構成としても、上述した例と同様に従来問題となっていた反りの発生が効果的に低減化されることが確かめられた。
なお凸部２０の高さは、信号形成領域５の面を基準として０〜４０μｍ、好ましくは０〜２０μｍであるものとする。また、凹部３０の深さは、信号形成領域５の面を基準として５〜２０μｍであるものとする。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、貼り合わせ型の光ディスクを構成する基板の面精度、すなわち平坦度（Ｒ−Ｔｉｌｔ）を高くし、かつ光学特性（複屈折）、およびインナークォリティに優れた光記録媒体が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光ディスク用基板の概略断面図を示す。
【図２】従来の光ディスク用基板を貼り合わせた状態の概略断面図を示す。
【図３】従来の光ディスク用基板を貼り合わせた状態の概略平面図を示す。
【図４】本発明の光記録媒体の概略断面図を示す。
【図５】本発明の光記録媒体を構成する基板の概略断面図を示す。
【図６】本発明の光記録媒体製造装置の概略図と、基板作製の工程を示す。
【図７】本発明の光記録媒体製造装置の要部の概略図を示す。
【図８】本発明の光記録媒体製造装置の他の一例の概略図と、基板を示す
【符号の説明】
１ 第１の基板
２ 第２の基板
３ 信号
４ 中心孔
５ 信号形成領域
５ｆ 信号形成領域面
６ 信号非形成領域
１０ 光記録媒体
１１ 基板
１１ｈ 中心孔
２０ 凸部
３０ 凹部
５０ 光記録媒体製造装置
５１ キャビティ
５２ 可動側金型
５３ 固定側金型
５４ スタンパー
５５ スプルブッシュ
５６ カットパンチ
５７ スタンパー押え手段
５８ 凹部
５９ 凸部
７０ 小突起
Claims (1)
- 中心孔を有するディスク基板を対向させて貼り合わせてなる構成の光記録媒体において、
上記基板の中心孔近傍の信号非形成領域に、全周に亘って、信号形成領域面を基準とする凸部と凹部とが形成され、
上記凸部は、上記中心孔の外周に沿って形成され、
上記凹部は、上記凸部に対して外周側に隣接して形成されていることを特徴とする光記録媒体。
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