JP4774364B2 - 光ディスクの製造装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本願は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等のような光ディスクの製造装置等に関する。

近年、データ記憶媒体の一種として、ＤＶＤ等の光ディスクが存在する。当該光ディスクは、例えば、基板上に記録層及び光透過層が順次積層されて形成され、前記光透過層側から入射される光によって情報信号の記録及び再生の少なくとも一方が行われるものであり、当該光透過層は、紫外線硬化樹脂を用いて記録層が形成された基材の表面に硬化膜が形成されてなる。

光透過層は、例えば、スピンコート法、フィルム転写法、シート法などにより製造される。一例として、スピンコート法では、基材を回転させつつ、その基材の表面上に液状樹脂を滴下することで、回転の遠心力によって基材の表面全体に一様に引き延ばされて展延されることにより硬化膜が基材の片面全面に亘って形成されるようになっている。（例えば、特許文献１又は２）。

特開２００３−３３７１３号公報 特開２００３−２３３９３６号公報

しかしながら、従来のスピンコート法では、製造環境等による紫外線硬化樹脂の粘度変化など種々の事情により、ディスク全面に亘って均等性を維持するのが困難でディスク全面に形成された硬化膜の膜厚が不均一となる傾向がある。そのため、記録再生時において、光学収差が発生し、安定して情報信号の再生又は記録ができないなどの不都合が生じていた。

この解決方法の１つとして、樹脂を加熱することにより、樹脂の粘度を低くして拡散性を高める方法があるが、この場合のデメリットとして、大幅なシステム変更やそれに伴う設備投資の増大が挙げられる。

そこで、このような課題の一例を解消するために、本願は、容易に光ディスク全面において光透過層の膜厚を均一に形成可能な光ディスクの製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本願請求項１に記載の光ディスクの製造装置は、円形基板（２）に記録層（４）及び光透過層（６）を有し、前記光透過層側から光が入射されて記録層に対する情報の記録及び再生の少なくとも一方が行われる光ディスクの製造装置（Ｓ）であって、基板が載置されて前記基板の中心を回転軸として前記基板を回転させるステージ（１１）と、前記ステージに載置された基板に紫外線硬化樹脂を滴下する樹脂滴下部（１６）と、前記ステージに載置された基板に対して紫外領域の波長成分及び紫外領域よりも長波長領域の波長成分を含む放射線を照射する光源（１８）と、前記光源とステージ上に配置された基板との間に移動可能に配置され且つ前記放射線の紫外領域の波長成分をカット又は吸収するフィルタ（２０ａ）と、を具備し、更に前記基板の記録層上に液状の紫外線硬化樹脂を滴下して拡散させる際、前記光源と前記ステージ上に配置された基板との間に前記フィルタを移動させ、紫外領域よりも長波長領域の波長成分を含む放射線を基板上に照射することによって前記基板の表面を所定の温度分布状態に設定し、前記拡散された紫外線硬化樹脂を硬化させて前記光透過層を形成する際、前記光源と回転ステージ上に配置された基板との間から前記フィルタを取り除き、紫外領域の波長成分及び紫外領域よりも長波長の波長成分を含む放射線を基板上に照射する制御手段を備えていることを特徴とする。

また、本願請求項２に記載の光ディスクの製造装置は、円形基板に記録層及び光透過層を有し、前記光透過層側から光が入射されて記録層に対する情報の記録及び再生の少なくとも一方が行われる光ディスクの製造装置であって、基板が載置されて前記基板の中心を回転軸として前記基板を回転させるステージと、前記ステージに載置された基板に紫外線硬化樹脂を滴下する樹脂滴下部と、前記ステージに載置された基板に対して紫外領域の波長成分及び紫外領域よりも長波長領域の波長成分を含む放射線を照射する光源と、前記光源とステージ上に配置された基板との間に移動可能に配置され且つ前記放射線の紫外領域以外の波長成分をカット又は吸収する第１のフィルタと、紫外領域の波長成分をカット又は吸収する第２のフィルタと、を含んで構成されるフィルタ部（２０）と、前記第１及び第２のフィルタを切り替える切り替え手段（３０）と、を有することを特徴とする。

また、本願請求項５に記載の光ディスクの製造方法は、基板上に記録層及び光透過層が順に積層されて形成され、前記光透過層側から入射される光によって情報信号の記録及び再生の少なくとも一方が行われる光ディスクの製造方法であって、前記基板の記録層上に液状の紫外線硬化樹脂を滴下し、前記基板の表面の温度分布を加熱手段により制御しつつ、且つ前記基板の中心を回転軸として前記基板を回転させつつ前記紫外線硬化樹脂を前記記録面上に拡散させる第１工程と、紫外線照射手段により前記拡散された紫外線硬化樹脂を硬化させて前記光透過層を形成する第２工程と、を含み、前記加熱手段として紫外領域の波長成分及び紫外領域よりも長波長領域の波長成分を含む放射線を照射する光源と紫外領域の波長成分をカット又は吸収するフィルタとで構成される熱源を用いると共に前記紫外線照射手段として前記光源を用いることを特徴とする。

以下、本願の最良の実施形態について添付図面に基づいて説明する。

まず、本願の光ディスクの製造装置によって製造される光ディスクについて図１を用いて説明する。

図１に示すように、光ディスクＤは、中心に孔部２ａを有する円環状の基板２を有しており、当該基板２は、アクリル樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリオレフィン樹脂等の樹脂材料又はガラス材料等にて形成されている。基板２の片面の表面には、射出成形により、情報信号に対応するピット及びグルーブの凹凸２ｂが形成され、当該ピット及びグルーブが形成されている面は記録面となっている。当該記録面上には、例えば、書換不能な光記録層、追記型光記録層、相変化型光記録層のいずれか１つからなる記録層４を有して構成されている。

また、当該記録層４の表面には、例えば、スピンコート法により、光透過層６が形成される。当該光透過層６は、紫外線硬化樹脂が当該光ディスクＤの表面の全面に均一の膜厚で形成されている。

このような基板２上に記録層４及び光透過層６が順次積層されて形成された光ディスクＤは、前記光透過層６側から入射される光によって情報信号の記録及び再生の少なくとも一方が行われるようになっている。

次に、光透過層を形成するための光ディスク製造装置について図２及び図３を用いて説明する。

本実施形態の光ディスク製造装置Ｓは、記録層４が形成された基板２をその中心を回転軸として回転させつつ、当該基板２の表面に紫外線硬化樹脂からなる液状樹脂を滴下して光透過層６からなる硬化膜を光ディスクＤの表面全面に亘って均一な膜厚で形成する装置である。

図２に示すように、この光ディスク製造装置Ｓは、記録層４が形成された基板２が載置されるステージ１１と、このステージ１１を回転させる回転機構部１４と、基板２上に紫外線硬化樹脂を滴下する樹脂滴下部１６と、基板２に対して放射線を照射する光源部１８と、前記光源部１８と基板２との間に移動可能に配置されるフィルタ２０ａを含むフィルタ部２０と、を含んで構成されている。なお、各部１４、１６、１８、２０、２５はシステム制御部３０により統括してコントロールされる。

ステージ１１は略円形状に形成され、その中心には基板２の内径とほぼ同形状に形成された突起が設けられている。この突起には、基板２を固定するための固定手段が設けられており、基板２が着脱可能に固定される。

回転機構部１４は、当該ステージを回転させるためのスピンドルモータを含んで構成され、前記ステージ１１と図示しない軸受けを介して接続されている。この回転機構部１４は、システム制御部３０により管理されて、スピンドルモータの回転速度を制御して当該ステージ１１の回転速度を制御するようになっている。これによりシステム制御部３０は基板２の回転状態を制御可能になっている。

樹脂滴下部１６は、図示しない紫外線硬化樹脂を貯蔵するタンクと、当該紫外線硬化樹脂を基板の規定された位置まで導く供給ノズル１６ａと、図示しないタンクから所定量の紫外線硬化樹脂を供給ノズル１６ａへと供給する供給量調整手段と、を含んで構成される。この樹脂滴下部１６は、システム制御部３０により管理されて、当該供給量調整手段を制御して前記供給ノズル１６ａから基板２上に滴下される紫外線硬化樹脂の滴下量を制御するようになっている。これによりシステム制御部３０は紫外線硬化樹脂の滴下状態を制御可能になっている。

光源部１８は、例えば、所定の光量の放射線を照射する照射手段と、光量を調整する調整手段と、基板２に対して上下方向に光源部１８の本体を移動する移動手段と、を含んで構成され、前記基板２上に配置される。また、光源部１８は、本体を基板２に対して遠ざけたり近づけたりすることによって、放射線の照射領域を変更可能になっている。

また、放射線は、前記紫外線硬化樹脂を硬化させる紫外領域の波長成分及び前記基板２を加熱させる前記紫外領域よりも長波長領域の波長成分を含んでいる。

光源部１８は、システム制御部３０により管理されて、本体を基板２へ近づけたり遠ざけたりしつつ、基板２に対して放射線を照射することで、基板２の所定領域に所定の光量で放射線を照射可能となっている。

フィルタ部２０は、例えば、石英ガラスによって形成され前記放射線の特定帯域の波長成分のみをカット又は透過するフィルタ２０ａと、前記フィルタを基板２に対して左右方向に移動する移動手段と、前記フィルタ２０ａを収容する筐体と、を含んで構成されている。

前記フィルタ２０ａは、例えば、放射線に含まれる紫外領域の波長成分（例えば、２００〜４００ｎｍ）が入射する際に反射又は吸収することで前記波長成分を透過させずにカットするようになっている。よって、前記フィルタ２０ａは、前記紫外領域以外の波長成分が透過するようになっている。具体的には、フィルタ２０ａは、石英ガラスの表面に酸化チタン等を成膜することにより形成される。また、フィルタ２０ａは、紫外領域以外の波長成分が内側の領域よりも外側の領域がより透過するように形成されている。

フィルタ部２０は、システム制御部３０により管理されて、移動手段を制御し、フィルタ２０ａを基板２と光源部１８との間に介在させたり、前記フィルタ２０ａを筐体内に移動させて基板２と光源部１８との間から取り除いたりするようになっている。

例えば、光源部１８と基板２との間にフィルタ２０ａを介在させれば、紫外領域の波長成分をカットし、紫外領域以外の波長成分を透過させることが可能となり、結果として、基板２に対して紫外領域以外の波長成分のみを照射することが可能となっている。このようにすれば、基板２上に滴下された紫外線硬化樹脂を硬化させることなく、紫外線硬化樹脂（又は基板）を加熱することが可能となり、紫外線硬化樹脂の流動性を高めることが可能となる。また、フィルタ２０ａは、内側の領域よりも外側の領域の方が放射線が透過されやすくなっているため、基板２の外周領域が内周領域よりも加熱されるようになっている。これにより、基板２の内周領域よりも外周領域における紫外線硬化樹脂の流動性を高めることができ、より好適に紫外線硬化樹脂を基板２上に拡散させることが可能となる。

一方、移動手段によりフィルタ２０ａを筐体内に移動させて光源部１８と基板２との間から取り除くことによって、基板２に対して紫外領域の波長成分を含む放射線を照射することが可能となる。このようにすれば、基板２上に滴下された紫外線硬化樹脂を硬化させることが可能となる。

システム制御部３０は、主として演算機能を有するＣＰＵ（Central Processing Unit）、作業用ＲＡＭ、及び各種データやプログラムを記憶するＲＯＭを備えて構成されている。当該ＣＰＵが、例えばＲＯＭに記憶された各種プログラムを実行することにより、各部１４、１６、１８、２０、を制御するとともに光ディスク製造装置Ｓ全体を統括制御する。

システム制御部３０は、予め定められた規定値でステージ１１を回転制御しつつ、基板２上に滴下する紫外線硬化樹脂の供給量を調整するとともに、フィルタ２０ａを移動させ、且つ光源部１８の光量を調整して基板２に対して所定の帯域の放射線を照射させる。

より具体的には、システム制御部３０は、前記紫外線硬化樹脂を前記基板２上に拡散させる際、前記光源部１８とステージ１１上に配置された基板２との間に前記フィルタ２０ａを移動させ、紫外領域よりも長波長領域の波長成分を含む放射線を基板２上に照射することによって前記基板２の表面を所定の温度分布状態に設定（制御）するようになっている。また、システム制御部３０は、前記拡散された紫外線硬化樹脂を硬化させて前記光透過層６を形成する際、前記光源部１８とステージ１１上に配置された基板２との間から前記フィルタ２０ａを取り除き、紫外領域の波長成分及び紫外領域よりも長波長の波長成分を含む放射線を基板２上に照射制御するようになっている。

以上に説明したように、本実施形態の光ディスクＤの製造装置Ｓによれば、光源部１８と基板２との間に所定のタイミングでフィルタ２０ａを介在させたり、取り除いたりすれば良いので、大幅なシステム変更をすることなく、容易に光ディスクＤを製造することが可能となるため、製造コストを抑えることが可能となる。また、紫外線硬化樹脂の加熱と硬化の工程を同一のコーター内で行うことができるため、省スペース化を図れる。

なお、他の実施形態として、図３に示すように、フィルタ部２０は、紫外領域以外の波長成分をカット又は吸収し紫外領域の波長成分のみを透過させる第１のフィルタ２０ａと、紫外領域の波長成分をカット又は吸収し紫外領域以外の波長成分のみを透過させる第２のフィルタ２０ｂと、を用意し、システム制御部３０によって、紫外線硬化樹脂を前記記録面上に拡散させる際には第２のフィルタ２０ｂを移動し、当該第２のフィルタ２０ｂを光源部１８と基板２との間に介在させ、前記拡散された紫外線硬化樹脂を硬化させて前記光透過層６を形成する際には、前記第２のフィルタ２０ｂを筐体内に移動させて光源部１８と基板２との間から取り除き第１のフィルタ２０ａに切り替えて、当該第１のフィルタ２０ａを光源部１８と基板２との間に介在させるように制御していても構わない。

このようにすれば、紫外線硬化樹脂を硬化させる際に、紫外領域以外の波長成分の放射線がカットされ紫外領域の波長成分のみの放射線が基板２に対して照射されるため、余計な熱を基板２等に与えることなく光ディスクＤを製造できるので、熱の影響による基板２の反りなどを容易に抑えることが可能となる。

なお、本実施形態の光源部１８とフィルタ部２０は、本願の加熱手段として機能し、本実施形態の光源部１８は、本願の紫外線照射手段、及び光源として機能する。また、本実施形態のシステム制御部３０は、本願の制御手段、フィルタ切り替え手段として機能する。

次に、光ディスク製造装置を用いて光ディスクに光透過層を形成する一例について説明する。

〈実施例１〉
本実施例１は、所定のタイミングで光源部１８と基板２との間にフィルタ２０ａを介在させたり取り除いたりすることにより、紫外線硬化樹脂を加熱又は硬化させ、光ディスクＤを製造するようになっている。

まず、図２において、表面に凹凸部が形成された記録層４が成膜された基板２を、その成膜面を上にしてステージ１１に取り付けた状態で、システム制御部３０は、予め規定された回転数（低速）でスピンドルモータを駆動させ、基板２を回転させながら、樹脂滴下部１６によって記録面上に滴下される液状の紫外線硬化樹脂の滴下量及び光源部１８から照射される放射線の光量や照射時間を制御する。また、システム制御部は、フィルタを移動させ、当該フィルタ２０ａを光源部１８と基板２との間に介在させる。これにより、基板２の記録層４上に液状の紫外線硬化樹脂が滴下され、基板２の回転による遠心力によって前記紫外線硬化樹脂が前記記録層４の表面に拡散される。

また、システム制御部３０は、フィルタ２０ａの位置又は光源部１８の位置を制御して光源部１８からの放射線の照射による基板２の外周領域の温度が内周領域の温度よりも高くなるように制御するようになっている。

次に、システム制御部３０は、予め規定された回転数（高速）でモータを駆動させ、更に紫外線硬化樹脂を基板２の外側へと拡散させつつ、所定のタイミングでフィルタ２０ａを光源部１８と基板２との間から退避させて取り除き、紫外線硬化樹脂を硬化させて光透過層６を形成し、処理を終了する。

〈実施例２〉
実施例１が１つのフィルタを光源部と基板との間に介在させたり又は取り除いたりすることによって、紫外線硬化樹脂を加熱又は硬化させるのに対し、実施例２は、２つのフィルタを用い、各フィルタを切り替えて光源部１８と基板２との間に介在させることにより、紫外線硬化樹脂を加熱又は硬化させ、光ディスクＤを製造するようになっている。

まず、図３において、表面に凹凸部が形成された記録層４が成膜された基板２を、その成膜面を上にしてステージ１１に取り付けた状態で、システム制御部３０は、予め規定された回転数（低速）でスピンドルモータを駆動させ、基板２を回転させながら、樹脂滴下部１６によって記録面上に滴下される液状の紫外線硬化樹脂の滴下量及び光源部１８から照射される放射線の光量や照射時間を制御する。また、システム制御部３０は、第２のフィルタ２０ｂを移動させ、当該第２のフィルタ２０ｂを光源部１８と基板２との間に介在させる。これにより、基板２の記録層４上に液状の紫外線硬化樹脂が滴下され、基板２の回転による遠心力によって前記紫外線硬化樹脂が前記記録層４の表面に拡散される。

また、システム制御部３０は、第２のフィルタ２０ｂの位置又は光源部１８の位置を制御して光源部１８からの放射線の照射による基板２の外周領域の温度が内周領域の温度よりも高くなるように制御するようになっている。

次に、システム制御部３０は、予め規定された回転数（高速）でモータを駆動させ、更に紫外線硬化樹脂を基板２の外側へと拡散させつつ、所定のタイミングで第２のフィルタ２０ｂから第１のフィルタ２０ａに切り替えて、当該第１のフィルタ２０ａを光源部１８と基板２との間に介在させ、紫外線硬化樹脂を硬化させて光透過層６を形成し、処理を終了する。

なお、本実施形態は一形態であって、この形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、紫外線硬化樹脂を基板２上に拡散させる際に、フィルタ２０ａを移動させて、基板２の外周領域の温度が内周領域よりも高くなるように制御されているが、光源の位置を制御することによって、基板２の外周領域の温度が内周領域よりも高くなるように制御しても構わない。また、紫外領域以外の波長成分とは、紫外線硬化樹脂の種類などによって異なり、当該紫外線硬化樹脂が硬化しない周波数であればよい。また、適宜、各部を組み合わせて一体化したり、一般的に用いられている部品などに変更したりしても構わない。

本願の光ディスク製造方法により製造される光ディスクを示す断面図である。 光ディスク製造装置の概略構成例を示す図である。 光ディスク製造装置の他の実施例における概略構成例を示す図である。

符号の説明

Ｄ 光ディスク
Ｓ 光ディスク製造装置
２ 基板
４ 記録層
６ 光透過層
１１ ステージ
１６ 樹脂滴下部
１８ 光源部
２０ａ フィルタ
２０ フィルタ部
３０ システム制御部

Claims (6)

1. 円形基板に記録層及び光透過層を有し、前記光透過層側から光が入射されて記録層に対する情報の記録及び再生の少なくとも一方が行われる光ディスクの製造装置であって、
   基板が載置されて前記基板の中心を回転軸として前記基板を回転させるステージと、
   前記ステージに載置された基板に紫外線硬化樹脂を滴下する樹脂滴下部と、
   前記ステージに載置された基板に対して紫外領域の波長成分及び紫外領域よりも長波長領域の波長成分を含む放射線を照射する光源と、
   前記光源とステージ上に配置された基板との間に移動可能に配置され且つ前記放射線の紫外領域の波長成分をカット又は吸収するフィルタと、
   を具備し、更に、
   前記基板の記録層上に液状の紫外線硬化樹脂を滴下して拡散させる際、前記光源と前記ステージ上に配置された基板との間に前記フィルタを移動させ、紫外領域よりも長波長領域の波長成分を含む放射線を基板上に照射することによって前記基板の表面を所定の温度分布状態に設定し、前記拡散された紫外線硬化樹脂を硬化させて前記光透過層を形成する際、前記光源と回転ステージ上に配置された基板との間から前記フィルタを取り除き、紫外領域の波長成分及び紫外領域よりも長波長の波長成分を含む放射線を基板上に照射する制御手段を備えていることを特徴とする光ディスクの製造装置。
2. 円形基板に記録層及び光透過層を有し、前記光透過層側から光が入射されて記録層に対する情報の記録及び再生の少なくとも一方が行われる光ディスクの製造装置であって、
   基板が載置されて前記基板の中心を回転軸として前記基板を回転させるステージと、
   前記ステージに載置された基板に紫外線硬化樹脂を滴下する樹脂滴下部と、
   前記ステージに載置された基板に対して紫外領域の波長成分及び紫外領域よりも長波長領域の波長成分を含む放射線を照射する光源と、
   前記光源とステージ上に配置された基板との間に移動可能に配置され且つ前記放射線の紫外領域以外の波長成分をカット又は吸収する第１のフィルタと、紫外領域の波長成分をカット又は吸収する第２のフィルタと、を含んで構成されるフィルタ部と、
   前記第１及び第２のフィルタを切り替えるフィルタ切り替え手段と、
   を有することを特徴とする光ディスクの製造装置。
3. 前記紫外線硬化樹脂を前記記録面上に拡散させる際に、前記基板の外周領域の温度を内周領域の温度より高くなるように前記光源の位置が制御されることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の光ディスクの製造装置。
4. 前記光源の紫外領域の波長成分は、２００〜４００ｎｍの波長成分であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ディスクの製造装置。
5. 基板上に記録層及び光透過層が順に積層されて形成され、前記光透過層側から入射される光によって情報信号の記録及び再生の少なくとも一方が行われる光ディスクの製造方法であって、
   前記基板の記録層上に液状の紫外線硬化樹脂を滴下し、前記基板の表面の温度分布を加熱手段により制御しつつ、且つ前記基板の中心を回転軸として前記基板を回転させつつ前記紫外線硬化樹脂を前記記録面上に拡散させる第１工程と、
   紫外線照射手段により前記拡散された紫外線硬化樹脂を硬化させて前記光透過層を形成する第２工程と、を含み、
   前記加熱手段として紫外領域の波長成分及び紫外領域よりも長波長領域の波長成分を含む放射線を照射する光源と紫外領域の波長成分をカット又は吸収するフィルタとで構成される熱源を用いると共に前記紫外線照射手段として前記光源を用いることを特徴とする光ディスクの製造方法。
6. 前記第１工程において、前記基板の外周領域の温度を内周領域の温度より高くなるように前記加熱手段の位置が制御されることを特徴とする請求項５に記載の光ディスクの製造方法。

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