WO2004015703A1 - 光ディスク - Google Patents

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WO2004015703A1
WO2004015703A1 PCT/JP2003/009943 JP0309943W WO2004015703A1 WO 2004015703 A1 WO2004015703 A1 WO 2004015703A1 JP 0309943 W JP0309943 W JP 0309943W WO 2004015703 A1 WO2004015703 A1 WO 2004015703A1
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optical disk
substrate
optical disc
recording
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Inventor
Daisuke Ueda
Takeshi Yamasaki
Toshiyuki Kashiwagi
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Sony Corporation
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    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/24018—Laminated discs
    • G11B7/24027—Layers; Shape, structure or physical properties thereof
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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    • G11B7/24056—Light transmission layers lying on the light entrance side and being thinner than the substrate, e.g. specially adapted for Blu-ray® discs
    • G—PHYSICS
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    • G11B7/2403—Layers; Shape, structure or physical properties thereof
    • G11B7/24035—Recording layers
    • G11B7/24038—Multiple laminated recording layers

Definitions

  • the present invention relates to an optical disk, and more particularly, to an optical disk that includes a substrate, a recording layer, and a protective layer, and is irradiated with laser light from the protective layer side.
  • the portable information recording processing terminal has a compact size from the viewpoint of convenience, the disk size of the optical disk used must be small.
  • the recording capacity of data that can be recorded per disc must be large.
  • the wavelength of the recording or reproducing laser beam is shortened, and the recording or reproducing laser beam is focused on the optical disk.
  • a method of increasing the number of apertures (NA) of the objective lens is generally used. Based on such a method, for example, a laser beam for recording or reproduction
  • the NA of the objective lens is 0.78 or more. It is the structure that is.
  • optical discs used in portable information recording and processing terminals are exposed to severe temperature and humidity changes due to environmental changes caused by carrying. For this reason, optical disks used in portable information recording and processing terminals must have a small amount of disk warpage due to changes in temperature and humidity.
  • An object of the present invention is to provide a novel optical disk that can solve the problems of the conventional technology as described above.
  • An optical disc according to the present invention comprises: a substrate having a diameter larger than 50 mm; a recording layer provided on the substrate; and the substrate provided so as to be laminated on the recording layer, on which a laser beam for recording or reproduction is incident. It has a thinner protective layer, and the overall thickness is 0.7 mm or more.
  • Another optical disk according to the present invention has a substrate having a diameter of about 80 mm, a recording layer provided on the substrate, and a thickness provided on the recording layer so as to be laminated on the recording layer, on which a laser beam for recording or reproduction is incident.
  • the protective layer has a thickness of 0.1 mm and the overall thickness is 0.94 mm or more.
  • Still another optical disc according to the present invention is provided with a substrate having a diameter of about 50 mm, a recording layer provided on the substrate, and a recording layer, and a recording or reproducing laser beam incident thereon.
  • the protective layer has a thickness of 0.1 mm and the overall thickness is 0.7 mm or more.
  • Still another optical disc according to the present invention is provided with a substrate having a diameter of approximately 51.5 mm, a recording layer provided on the substrate, and a laser beam for recording or reproducing.
  • a protective layer having a thickness of 0.08 mm to be incident is provided, and the overall thickness is at least ⁇ .8 mm.
  • Still another optical disc according to the present invention is provided with at least a substrate, a recording layer having a single-layer structure or a multi-layer structure provided in a state of being laminated on the substrate, and provided so as to be laminated on the recording layer for recording or reproducing. And a protective layer that is thinner than the substrate on which the laser light is incident.
  • the substrate and the recording layer are formed so as to satisfy the following conditions. f: El (y) e (y) dy + J ni E2 (y) e (y) dy
  • y displacement in the thickness direction of the optical disc
  • m represents each layer constituting the optical disc.
  • e (y) represents the distortion generated in the optical disk.
  • E 0 represents the initial strain of the optical disc
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an optical disc according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the disk diameter of the optical disk and the disk thickness of the optical disk obtained by the optical disk manufacturing method according to the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an apparatus for measuring the maximum amount of warpage of an optical disk at a predetermined disk thickness.
  • an optical disc 1 has an information recording / reproducing layer 12 formed on a substrate 11 and a protective layer 13 formed on the information recording / reproducing layer 12 .
  • Each of the information recording / reproducing layer 12 and the protective layer 13 may have a single-layer structure or a multilayer structure.
  • the information recording / reproducing layer 12 has at least a reflective film and a dielectric It has a structure in which one or more body films and recording films are laminated.
  • the recording film constituting the information recording / reproducing layer 12 a film made of a phase-change optical recording material, a magneto-optical recording film, or a recording film containing an organic dye can be used. In the present invention, for example, a film made of a phase-change optical recording material is used as the recording film.
  • the thickness of the protective layer 13 provided on the optical disc 1 is 0.1 mm, and the recording / reproducing layer 12 receives laser light having a wavelength of 450 nm or less, for example, 405 nm via the protective layer 13 through the protective layer 13. Is set to 0.78 or more. For example, irradiation is performed in a state of being focused by an objective lens having an NA of 0.8.
  • each layer and the disc thickness of the optical disc 1 that is, the thickness of the entire disc, are obtained by using a force balance equation, a moment balance equation, or the like in each layer constituting the optical disc 1.
  • each layer constituting the optical disc 1 for example, each layer constituting a multilayer structure when the information recording / reproducing layer 12 or the protective layer 13 has a multilayer structure is also included.
  • the balance equation of the force of each layer constituting the optical disc 1 is as the following equation (5).
  • eo represents the initial strain of the optical disc 1, and represents the curvature of the optical disc 1.
  • the radius of curvature r is 1 /.
  • ⁇ represents the amount of warpage of the optical disc 1
  • 1 is the width of the portion where the layers constituting the optical disc 1 are stacked, that is, the radial length of the optical disc on which a signal is recorded or on which a signal can be recorded. It represents the degree.
  • the disc diameter and the signal is or will be recorded
  • the diameter is approximately proportional to the diameter of the optical disk 1
  • the maximum allowable value of the warp amount ⁇ of the optical disc is 0.3 degrees.
  • the reason why the warp amount of the optical disk is suppressed to 0.3 degrees or less is that if it is 0.3 degrees or less, the influence of aberrations such as coma aberration can be suppressed.
  • the thickness of each layer constituting the optical disc 1 and the thickness of the substrate of the optical disc 1 can be obtained.
  • the thickness of the substrate 11 is set to 0.1 if the thickness of the protective layer 13 is 0.1 mm. It can be obtained as 6 mm. There is no need to consider the thickness of the recording / reproducing layer 12 because it is sufficiently thinner than the thickness of the substrate 11 and the protective layer 13.
  • the substrate 11 having the thickness determined by the above-described method is formed using, for example, an injection molding method or a pressing method using, for example, polycarbonate, polypropylene, or the like.
  • the information recording / reproducing layer 12 having a thickness determined by the above-described method is formed on the prepared substrate 11 by, for example, a sputtering method, an evaporation method, a spin coating method, or the like.
  • a protective layer 13 having a thickness determined by the above-described method is applied to a material such as an ultraviolet curable resin, polycarbonate, PMMA, amorphous polyolefin, or modified acrylic. It is formed using.
  • the protective layer 13 may be formed by bonding a film constituting the protective layer 13 with an ultraviolet-curable resin, an adhesive, or an ultraviolet-curable adhesive.
  • the optical disc 1 is completed.
  • the optical disk is manufactured using an equation that takes into account the amount of warpage due to temperature and / or humidity changes according to the diameter of the optical disk. Since the thickness of each component layer and the thickness of the entire disc are determined, large warpage does not occur due to changes in the surrounding temperature and humidity, and even in an environment where the surrounding temperature and humidity change.
  • An optical disc capable of accurately recording and reproducing information signals can be manufactured.
  • FIG. 2 shows the relationship between the disk diameter of the optical disk and the thickness of the entire optical disk determined by the above-described method.
  • the optical disk for which the thickness of the entire disk was determined is an optical disk having the structure shown in FIG. 1, in which the thickness of the protective layer is about 0, l mm, and the diameter of the disk is about 12 O mm.
  • the optical disk has the same configuration as the optical disk except for the diameter of the disk and the thickness of the entire disk.
  • the maximum allowable value of the optical disc warpage ⁇ is 0.3 degrees, and the radial length 1 of the optical disc where signals are recorded or can be recorded is about 60% of the total length, The environment was changed so that the temperature changed by about 50 degrees.
  • Table 1 shows the total disk required for the maximum warpage to be 0.3 degrees or less when the disk diameter is 50.5 mm, 80 mm, and 120 mm, obtained using Fig. 2.
  • the thickness of the substrate may be 0.6 mm or more.
  • the thickness of the substrate 11 at this time may be a value obtained by subtracting the thickness of the protective layer by 0.1 mm from the thickness of the entire disc, that is, 0.94 mm, that is, 0.84 mm or more.
  • the maximum amount of warpage of the disk is set to 0.33 degrees in the same manner as in the above example.
  • the total thickness of the optical disc 1 that satisfies the following can be obtained from the equation (7) and the like to be 0.8 mm.
  • the thickness of the substrate at that time can be obtained as 0.72 mm. .
  • FIG. 3 shows an apparatus for measuring the maximum amount of warpage of an optical disk at a predetermined disk thickness.
  • the warpage measuring device 20 includes a laser light source 21, a position detection light detector 22, a rotation mechanism (not shown) for rotating the optical disc 1, and a movement (not shown) for moving the rotation mechanism in the radial direction of the optical disk. And a disk hold mechanism (not shown) having a mechanism.
  • the laser light emitted from the laser light source 21 is applied to the optical disc 1, and the position where the reflected laser light returns is measured by the position detection light detector 22. Since the position of the laser beam that strikes the position detection photodetector 22 changes according to the amount of warpage of the optical disk 1, the amount of warpage is measured based on the amount of change in the position. In this measurement, the in-circumference average value of the amount of warpage measured by rotating the optical disk 1 once by a rotation mechanism at a predetermined measurement radius is defined as a measurement value at the measurement radius. The position of the measured radius is moved in the radial direction of the optical disk by the moving mechanism of the disk holding mechanism, and the maximum value of the measured value is defined as the maximum warpage of the optical disk 1 having a predetermined disk thickness. 3 009943
  • Table 2 shows the measurement results of the maximum amount of warpage measured at each disk thickness by changing the disk thickness of the optical disk, that is, the thickness of the substrate, using the warpage measurement device 2 °.
  • the optical disk used for this measurement was a small-diameter disk having a substrate layer, an information recording / reproducing layer, and a polycarbonate protective layer having a thickness of 0.1 mm and a disk diameter of 50.5 mm.
  • the temperature around the optical disk was set to 80 degrees and the humidity was set to 85%, and the maximum amount of warpage after 96 hours had elapsed was measured. Table 2
  • the maximum warpage is 0.3 degrees or less when the disk thickness is 0.7 mm or more, which is sufficiently small. .
  • the disk thickness may be set to 0.7 mm or more.However, the upper limit of the disk thickness is limited from the viewpoint of the amount of warpage due to temperature and / or humidity changes. Not determined.
  • the thickness of a small optical disk having a diameter of about 50 mm is determined by using an equation that takes into account the amount of warpage due to temperature and / or humidity changes. mm or more, so that it is used in portable information recording and processing terminals, for example, and is carried around, so that even if the temperature or humidity around the optical disc changes, the optical disc will be greatly warped. Such a situation is eliminated, and accurate information signal recording and reproduction can be performed.
  • the present invention has been described with reference to specific configuration examples. However, the present invention is not limited to the above examples, and various modifications are possible.
  • an optical disk having a structure as shown in FIG. 1 has been described.
  • the present invention can be applied to the optical disk of (1).
  • an optical disc having a substrate layer, an information recording / reproducing layer, and a protective layer has been described.
  • the present invention can be applied to an optical disc having only the substrate layer and the information recording / reproducing layer.
  • the optical disc in which only the substrate layer, the information recording / reproducing layer, and the protective layer are formed has been described, but each layer constituting the optical disc is not limited to these layers.
  • the present invention can be applied to an optical disc having an intermediate layer provided between the information recording / reproducing layers.
  • the maximum allowable value of the warp amount 0 of the optical disk is 0.3 degrees, but the optical disk has the structure as shown in FIG. If it is not a structure, the maximum amount of warpage may be determined so as to suppress the influence of aberration.
  • the disk thickness was determined using an equation that considers the amount of warpage due to changes in temperature and temperature or humidity, and the disk thickness was determined to be 0.994 mm or more.
  • optical disk according to the present invention has a large resistance even when the temperature or humidity around the disk changes. Can be prevented from occurring, and can be applied to a small-diameter optical disc to accurately record and reproduce information signals.

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  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Abstract

本発明は、基板と記録層と保護層からなり、保護層側からレーザ光が照射される光ディスクであり、直径が５０ｍｍよりも大きい基板と、基板に設けられた記録層と、記録層に積層するように設けられ、記録又は再生用のレーザ光が入射される基板よりも薄い保護層とを備え、全体の厚みを０．７ｍｍ以上としている。

Description

明細書 光ディスク 技術分野 本発明は、 光ディスクに関し、 特に、 基板と記録層と保護層からなり、 保護層 側からレーザ光が照射される光ディスクに関する。
本出願は、 日本国において 2 0 0 2年 8月 9日に出願された日本特許出願番号 2 0 0 2 - 2 3 2 3 1 2を基礎として優先権を主張するものであり、 この出願は 参照することにより、 本出願に援用される。 景技術 近年、 携帯電話、 P D A (Personal D igital Assistants) 、 携帯型パーソナル コンピュータなどや、 ビデオカメラ、 デジ夕ルスチルカメラ、 携帯型録音再生装 置などの携帯型の情報記録処理端末について、 記録処理される情報を保管するた めの記録媒体の開発が望まれている。
このような記録媒体として、 安価で取り扱いの簡単なリムーバブルメディアと して光ディスクを用いた機器の鬨発がされ、 更にその検討が進められている。 携帯型の情報記録処理端末は利便性の観点からコンパクトなサイズとなるため、 用いられる光ディスクのディスクサイズは小さくなければならない。 しかし、 例 えばビデオカメラや P D Aなど、 情報量の大きなデータを用いる機器に対する使 用を考えると、 ディスク 1枚あたりに記録することのできるデータの記録容量は 大きくなければならない。
光ディスクに対して、 高記録密度でのデータの記録又は再生を実現するために は、 記録又は再生用のレーザ光の波長を短く し、 かつ、 記録又は再生用レーザ光 を光ディスクへと集光する対物レンズの闘口数 （N A ) を大きくする方法が一般 的に用いられる。 このような手法に基づいて、 例えば、 記録又は再生用レーザ光 に波長が 4 5◦ n m以下である青色光が用いられ、 対物レンズの N . A . が 0 . 7 8以上とされ、 0 . 1 mm以下の薄い保護層を有する光ディスクを用いる方式 の検討がされている構造である。
このように薄い保護層を有する光ディスクを例えば直径 5 0 mm程度の小径の 光ディスクに適用した場合、 ディスク 1枚あたり 2 G B以上の大容量のデータを 記録し、 再生することができる。
ところで、 携帯型の情報記録処理端末に用いられる光ディスクは、 持ち運び等 による環境変化により、 激しい温度や湿度の変化にさらされる。 このため携帯型 の情報記録処理端末に用いられる光ディスクは温度や湿度の変化によるディスク の反り量が小さくなければならない。
しかし、 上述した薄い保護層を有する小径の光ディスクにおいては、 温度や湿 度が変化した際の反りに関しては具体的な知見がなかったため、 これまでは、 例 えば、 温度及び/又は湿度の変化による反りを考慮しないで、 ディスク径とディ スク厚の比率を固定して、 ディスク厚を決定すればよいという考え方があった。 このように温度や湿度の変化を考慮せずにディスク厚を決定したのでは、 温度 や湿度の変化によって光ディスクに大きな反りが生じてしまい、 光ディスクにつ いて正確な情報信号の記録再生を行うことができなくなってしまうという問題が ある。 発明の開示 本発明の目的は、 上述したような従来の技術が有する問題点を解消することが できる新規な光ディスクを提供することにある。
本発明の他の目的は、 温度及び/又は湿度変化による反り量を低減することが できる光ディスク及び光ディスクの製造方法を提供することにある。
本発明に係る光ディスクは、 直径が 5 0 mmよりも大きい基板と、 基板に設け られた記録層と、 記録層に積層するように設けられ、 記録又は再生用のレーザ光 が入射される上記基板よりも薄い保護層とを備え、 全体の厚みを 0 . 7 mm以上 としている。 本発明に係る他の光ディスクは、 直径がほぼ 8 0mmの基板と、 基板に設けら れた記録層と、 記録層に積層するように設けられ、 記録又は再生用のレーザ光が 入射される厚さ 0. 1 mmの保護層とを備え、 全体の厚みを 0. 9 4mm以上と している。
本発明に係る更に他の光ディスクは、 直径がほぼ 5 0 mmの基板と、 基板に設 けられた記録層と、 記録層に積層するように設けられ、 記録又は再生用のレーザ 光が入射される厚さ 0. 1 mmの保護層とを備え、 全体の厚みを 0. 7 mm以上 としている。
本発明に係る更に他の光ディスクは、 直径がほぼ' 5 1. 5 mmの基板と、 基板 に設けられた記録層と、 基板に積層するように設けられ、 記録又は再生用のレー ザ光が入射される厚さ 0. 0 8 mmの保護層とを備え、 全体の厚みを◦ . 8 mm 以上としている。
本発明に係る更に他の光ディスクは、 少なくとも基板と、 基板に積層された状 態で設けられる単層構造又は多層構造からなる記録層と、 記録層に積層されるよ うに設けられ、 記録又は再生用のレーザ光が入射される上記基板よりも薄い保護 層とを備え、 基板と上記記録層は下記条件を満足するように形成されている。 f: El(y)e (y)dy+Jni E2(y )e (y)dy
Em y )e y jdy
一 1
。 nl al(y)TEl(y)dy + : 1+ a2(y )ΤΕ 2 (y )dy
/ul+ ··* + nm ヽ / 、
am y JTEm y dy
nl+.'' + flm - 1 · · · ( 1 ) f0 El(y )e (y )ydy + E2(y )e (y )ydy
+…十に Em ( y )e ( y )ydy
J η1 + ··· + nm—1
= /o nl al(y )TEl(y )ydy + 2 ( y )TE 2 ( y )ydy
/η1+·- + nm ヽ ヽ
am ( y )TEm ( y ydy (2) η1 + -·· + nm—1
差-替え用紙（規則 26) e ( ) e o + k y · · · ( 3 )
Θ = - k 1 · · · ( 4 )
但し、 yは上記光ディスクの厚さ方向の変位を表し、 n i ( i = 1 , 2 , 3 · - · m ) は上記光ディスクを構成する各層の厚さを表し、 mは上記光ディスクを 構成する各層の総数 （m≥ 2 ) を表し、 E i ( i = 1 , 2 , 3 ■ · - m) は上記 光ディスクを構成する各層のヤング率を表し、 e ( y ) は前記光ディスクで生じ るひずみを表し、 e 0は上記光ディスクの初期ひずみを表し、 ひ i ( i = 1 , 2 : 3 · · · m) は温度又は/及び湿度による上記光ディスクを構成する各層におけ る膨張係数を表し、 Tは上記光ディスク周囲の温度又は/及び湿度の変化量を表 し、 0は上記光ディスクの反り量を表し、 kは上記光ディスクの曲率を表し、 1 は上記光デイスクを構成する各層が積層されている部位の幅を表している。
本発明の更に他の目的、 本発明によって得られる具体的な利点は、 以下におい て図面を参照して説明される実施の形態の説明から一層明らかにされるであろう 図面の簡単な説明 図 1は、 本発明に係る光ディスクの概略構成を表す断面図である。
図 2は、 光ディスクのディスク直径と、 本発明に係る光ディスクの製造方法に より求めた光ディスクのディスク厚との関係を表す図である。
図 3は、 光ディスクの所定のディスク厚での最大反り量を測定する装置を表す 概略構成図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明に係る光ディスクを図面を参照して詳細に説明する。
本発明に係る光ディスク 1は、 図 1に示すように、 基板 1 1の上に情報記録再 生層 1 2が形成され、 情報記録再生層 1 2の上に保護層 1 3が形成されている。 情報記録再生層 1 2及び保護層 1 3は、 それそれ単層構造とすることもできるし、 多層構造とすることもできる。 情報記録再生層 1 2は、 少なくとも反射膜、 誘電 体膜、 記録膜を一層以上積層した構造を備える。 この情報記録再生層 1 2を構成 する記録膜には、 相変化型の光記録材料からなる膜、 光磁気記録膜、 又は、 有機 色素を含む記録膜を用いることができる。 本発明では記録膜として、 例えば、 相 変化型の光記録材料からなる膜が用いられる。
光ディスク 1に設けられる保護層 1 3の厚みは 0. 1 mmで、 記録再生層 1 2 には保護層 13を介して波長が 450 nm以下、 例えば 405 nmのレーザ光が、 閧口数 （NA) を 0. 78以上とする、 例えば NAが 0. 8の対物レンズによつ て集光された状態で照射される。
本発明では、 光デイスク 1を構成する各層における力のつりあい式やモーメン トのつりあい式等を用いて、 各層の厚さや光ディスク 1のディスク厚、 すなわち、 ディスク全体の厚さを求める。 ここで、 光ディスク 1を構成する各層、 例えば、 情報記録再生層 1 2又は保護層 1 3が多層構造である場合の多層構造を構成する 各層も含まれる。
光ディスク 1を構成する各層による力のつりあい式は以下の式 （5) のように なる。
f0 El(y)e(y)dy+Jni +n E2(y )e (y )dy + ニ E3(y)e(y)dy
+ ··· + , Em (y )e(y )dy
J η1 + ·- + nm—1
=/Q nl al(y)TEl(y)dy + a2 (y )ΤΕ 2 (y )dy ^ x3(y )TE 3 (y )dy η1 + ··· + ηηι , ヽ , ヽ
+ · + j am(y )TEm (y )dy
J nl + -" + nm -1
• · · (5) ここで、 yは光ディスク 1の厚さ方向の変位を表し、 n i (i = l， 2， 3 .
• · m) は光ディスク 1を構成する各層の厚さを表し、 mは光ディスク 1を構成 する各層の総数を表し、 E i (i= l , 2 , 3 ' ' ' m) は光ディスク 1を構成 する各層のヤング率を表し、 e(y)は光ディスク 1で生じるひずみを表し、 ひ i
( i = 1 , 2 , 3 - · - m) は温度又は/及び湿度による光ディスク 1を構成す る各層における膨張係数を表し、 Tは光ディスク 1の周囲の温度又はノ及び湿度 の変化量を表している。 光ディスク 1を構成する各層によるモーメントのつりあい式は以下の式 （ 6 ) のようになる。
fo El(y)e(y)ydy + Γ. E2 ( y )e ( y )ydy + ； E3(y)e(y)ydy
+ ··. +に Em y e(y )ydy
J
=JQ nl al(y )TEl(y )ydy + "2(y )TE 2 (y )ydy + ^ a3(y )lE 3 (y )ydy
+■·· + I am (y )lEm (y )ydy
J +歸 -
… （6) 光ディスク 1で生じるひずみ e (y) は、 円形のそりを仮定して、 以下の式 （ 3 ) で示される。
e (y) - e o + K γ · · · ( 3 )
ここで、 e oは光ディスク 1の初期ひずみを表し、 は光ディスク 1の曲率を 表している。 なお、 曲率半径 rは 1/ である。
上記の式 （5) 、 式 （6) 及び式 （3) により、 曲率 は、 以下の式 （7) に より示すことができる。
AQ-CP
AQ-BC · ' . (7)
但し、 式 （7) における A、 B、 C、 D、 P、 Qは、 以下の式 （8) 及び式 (9 ) の関係を満たしている。
AeO +B A? = P · · · (8)
CeO +D = Q · · · ( 9 )
一方、 光ディスク 1における曲率と反り量との関係は以下の式 （4) により示さ れる。
θ =-κ\ - · · (4)
ここで、 Θは光ディスク 1の反り量を表し、 1は光ディスク 1を構成する各層 が積層されている部分の幅、 すなわち、 信号が記録されている、 又は記録されう る光ディスクの半径方向の長さを表している。
光ディスクでは、 ディスク直径と、 信号が記録されている、 又は記録されうる
差-替え用紙（規則 26) 半径方向の長さとはほぼ比例関係にあるために、 式 （4 ) は、 光ディスクの直径 と光ディスクの反り量との関係を表しているともいえる。
上述した各式により、 このような光ディスク 1を構成する各層の厚さや光ディ スク 1のディスク厚 （ディスク全体の厚さ） を求めるには、 例えば、 まず、 光デ イスク 1の直径とほぼ比例闋係にある信号の記録されている、 又は記録されうる 半径方向の長さ 1と、 反り量 Θの最大許容値を用いて式 （4 ) から光ディスク 1 の曲率 を計算する。
ここで、 例えば、 光ディスクが厚さが 0 . 1 mmの薄い保護層を有する光ディ スクを有する場合には、 例えば、 光ディスクの反り量 Θの最大許容値は 0 . 3度 である。 この場合に、 光ディスクの反り量を 0 . 3度以下に抑えるようにしたの は、 0 . 3度以下であればコマ収差等の収差の影響を抑えることができるためで ある。
このようにして算出した曲率 と式 （7 ) から、 光ディスク 1を構成する各層 の厚さや光ディスク 1の基板の厚さを求めることができる。 例えば、 上述した数 式に基づいて光ディスク 1のディスク全体の厚さ 0 . 7 mmが求められると、 保 護層 1 3の厚さを 0 . 1 mmとすると基板 1 1の厚さは 0 . 6 mmとして求める ことができる。 記録再生層 1 2の厚さは、 基板 1 1と保護層 1 3の厚さに対して 充分薄いので考慮する必要はない。
上述した方法により求めた厚さの基板 1 1を例えばポリカーボネート、 ポリオ レフィン等により例えば射出成型法やプレス法を用いて作成する。 作成された基 板 1 1の上に、 例えば、 上述した方法により求めた厚さの情報記録再生層 1 2を 例えばスパッタリング法、 蒸着法、 スピンコート法等により成膜する。 成膜され た情報記録再生層 1 2の上に、 例えば、 上述した方法により求めた厚さの保護層 1 3を例えば紫外線硬化樹脂、 ポリカーボネート、 P M M A、 アモルファスポリ ォレフィン、 又は、 変性アクリル等の材料を用いて形成する。 保護層 1 3は、 保 護層 1 3を構成するフィルムを紫外線硬化樹脂、 粘着剤、 又は、 紫外線硬化粘着 剤で接着して形成してもよい。 これにより、 光ディスク 1が完成する。
このように本発明に係る光ディスクの製造方法では、 光ディスクの直径に応じ て、 温度及び/又は湿度変化による反り量を考慮した式を用いて、 光ディスクを 構成する各層の厚さやディスク全体の厚さを決定するようにしたので、 周囲の温 度や湿度が変化することにより大きな反りが生じることがなく、 周囲の温度や湿 度が変化する環境においても正確に情報信号の記録や再生を行うことができる光 ディスクを製造することができる。
図 2は、 光ディスクのディスク直径と、 上述した方法により求めた光ディスク のディスク全体の厚さとの関係を表している。 ここで、 ディスク全体の厚さを求 めた光ディスクは、 図 1に示した構造の光ディスクであって、 保護層の厚さが 0 , l mm程度、 ディスクの直径が 1 2 O mm程度であるものと、 ディスクの直径及 びディスク全体の厚さ以外については同一の構成の光ディスクである。
なお、 光ディスクの反り量 Θの最大許容値は 0 . 3度とし、 光ディスクについ て信号の記録されている、 又は記録されうる半径方向の長さ 1は、 全体の長さの 6割程度とし、 環境変化としては温度が 5 0度程度変化する条件とした。
図 2において、 ディスク全体の厚さが図中の斜線の領域内に入った場合に、 光 ディスクの反り量は 0 . 3度以下に抑えられる。 この結果を用いることによりデ イスク直径に応じたディスク全体の厚さを決定することができる。
表 1は、 図 2を用いて求めた、 ディスクの直径が 5 0 . 5 mm、 8 0 mm、 1 2 0 mmの場合の最大反り量が 0 . 3度以下になるために必要なディスク全体の 厚さを表している。 表 1より、 基板 1 1と情報記録再生層 1 2と 0 . 1 mmの厚 さを有する保護層とを備えており、 ディスクの直径が 5 0 . 5 mmの小径ディス クでは、 ディスク全体の厚さが 0 . 7 mm以上必要であることがわかる。 なお、 基板の厚さは 0 . 6 mm以上であればよい。
ディスクの直径が 8 0 mmの小径ディスクでは、 ディスク全体の厚さが 0 . 9 4 mm以上必要であることがわかる。 そのときの基板 1 1の厚さはディスク全体の 厚さ 0 9 4 mmから保護層の厚さ 0 . 1 mmと引いた値、 すなわち 0 . 8 4 mm 以上であればよい。 表 1
Figure imgf000011_0001
上述した例に限らず例えばディスクの直径を 5 1 . 5 mmとし、 保護層 1 3の 厚みを 0 . 0 8 mmの場合で、 ディスクの最大の反り量を上述した例と同様に 0 3度以下を満足する光ディスク 1の全体の厚さは、 式 （7 ) 等から 0 . 8 mmと 求めることができる。 そのときの基板の厚さは、 0 . 7 2 mmと求めることがで きる。 .
なお、 上述した各数値は、 実際の量産の際には公差を見込んだ値が用いられる ことになる。
. 図 3は、 光ディスクの所定のディスク厚での最大反り量を測定する装置を表し ている。 この反り量測定装置 2 0は、 レーザ光源 2 1と、 位置検出光検出器 2 2 と、 光ディスク 1を回転させる図示しない回転機構及びこの回転機構を光デイス クの半径方向へ移動させる図示しない移動機構とを有する図示しないディスクホ —ルド機構とを備えている。
この反り量測定装置 2 0では、 レーザ光源 2 1から出射したレーザ光を光ディ スク 1に照射して、 反射したレーザ光の戻ってくる位置を位置検出光検出器 2 2 により測定する。 光ディスク 1の反り量に応じて、 位置検出光検出器 2 2へあた るレーザ光の位置が変化するので、 この位置の変化量により反り量を測定するこ ,と.が:^き^ ^この測定では、 所定の測定半径で光デイスク 1を回転機構により一 回転させることにより測定される反り量の周内平均値をその測定半径での測定値 とする。 測定半径の位置をディスクホールド機構の移動機構により光ディスクの 半径方向の全体にわたって移動させ、 その測定値の最大値を所定のディスク厚を 有する光ディスク 1の最大反り量とする。 3 009943
10 表 2は、 反り量測定装置 2◦を用いて、 光ディスクのディスク厚、 すなわち基 板の厚みを変化させてそれぞれのディスク厚で測定した最大反り量の測定結果を 表している。 この測定に用いた光ディスクは、 基板層と情報記録再生層と 0 . 1 m mの厚さを有するポリカーボネート保護層とを備えており、 ディスク直径が 5 0 . 5 m mの小径ディスクである。 この測定においては、 光ディスク周囲の温度 を 8 0度、 湿度を 8 5 %として、 9 6時間経過後の最大反り量を測定した。 表 2
Figure imgf000012_0001
表 2からわかるように、 ディスク直径が 5 0 . 5 mmの小径ディスクでは、 デ イスク厚が 0 . 7 m m以上のときに、 最大反り量が 0 . 3度以下となり十分少な い.ことがわかる。
このようにディスク直径が 5 0 . 5 mmの小径ディスクでは、 ディスク厚を 0 , 7 mm以上とすればよいが、 ディスク厚の上限については、 温度及び/又は湿度 変化による反り量という観点からは決定されない。
このように本発明に係る光ディスクでは、 直径が 5 0 mm程度の小径の光ディ スクについて、 温度及び/又は湿度変化による反り量を考慮した式を用いて、 デ イスク厚を決定し 0 . 7 m m以上とするようにしたので、 例えば携帯型の情報記 録処理端末に用いられて、 持ち運ばれたりすること等により、 光ディスク周囲の 温度や湿度が変化しても光デイスクに大きな反りが生じるようなことはなくなり、 正確な情報信号の記録や再生を行うことができる。
以上、 本発明を具体的な構成例を挙げて説明したが、 本発明は、 上記の例に限 定されるものではなく、 種々変形が可能である。 例えば、 本発明では図 1に示す ような構造を有する光ディスクについて説明したが、 これに限らず、 任意の構造 の光ディスクについて本発明を適用することができる。
本発明では、 基板層、 情報記録再生層、 保護層が形成された光ディスクについ て説明したが、 基板層及び情報記録再生層のみを有する光ディスクについても本 発明は適用できる。 本発明では、 基板層、 情報記録再生層、 保護層のみが形成さ れた光ディスクについて説明したが、 光ディスクを構成する各層はこれらの層に 限られない。 例えば、 光ディスクの情報記録再生層が多層構造からなる場合に、 各情報記録再生層の間に設けられる中間層を有する光ディスクについても本発明 は適用できる。
更に、 本発明では、 光ディスクを図 1に示す如き構造とする場合には、 例えば、 光ディスクの反り量 0の最大許容値は 0 . 3度であると説明したが、 光ディスク が図 1に示す如き構造でない場合には、 収差の影響を抑えることができるように 最大反り量を決定すればよい。
基板と情報記録再生層と 0 . 1 mmの厚さを有する保護層とを備え、 直怪が 8 0 mmである光ディスクであって、 ディスク厚を 0 . 9 4 mm以上とすることを 特徴とする光ディスクであっても、 直径が 5 0 mmである光ディスクと同様の効 果が得られる。
すなわち、 直径が 8 0 mm程度の小径の光ディスクについて、 温度及びノ又は 湿度変化による反り量を考慮した式を用いて、 ディスク厚を決定し 0 . 9 4 mm 以上とするようにしたので、 例えば携帯型の情報記録処理端末に用いられて、 持 ち運ばれたりすること等により、 光ディスク周囲の温度や湿度が変化しても光デ イスクに大きな反りが生じるようなことはなくなり、 正確な情報信号の記録や再 生を行うことができる。
なお、 本発明は、 図面を参照して説明した上述の実施例に限定されるものでは なく、 添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、 様々な変更、 置換又 はその同等のものを行うことができることは当業者にとって明らかである。 産業上の利用可能性 本発明に係る光ディスクは、 ディスク周囲の温度や湿度が変化しても大きな反 りが生じるようなことを防止でき、 小径の光ディスクに適用して正確な情報信号 の記録や再生を行うことができる。

Claims

請求の範囲
1. 直径が 50 mmよりも大きい基板と、
上記基板に設けられた記録層と、
上記記録層に積層するように設けられ、 記録又は再生用のレーザ光が入射され る上記基板よりも薄い保護層とを備え、
全体の厚みを 0. 7 mm以上とした光ディスク。
2. 上記基板は、 厚さが 0. 6 mm以上である請求の範囲第 1項記載の光デイス ク。
3. 上記保護層は、 厚さがほぼ 0. 1 mmである請求の範囲第 1項記載の光ディ スク。
4. 直径がほぼ 80mmの基板と、
上記基板に設けられた記録層と、
上記記録層に積層するように設けられ、 記録又は再生用のレーザ光が入射され る厚さ 0. 1mmの保護層とを備え、
全体の厚みを 0. 94 mm以上とした光ディスク。
5. 上記基板は厚さが 0. 84 mm以上である請求の範囲第 4項記載の光デイス ク。
6. 直径がほぼ 50 mmの基板と、
上記基板に設けられた記録層と、
上記記録層に積層するように設けられ、 記録又は再生用のレーザ光が入射され る厚さ 0. 1mmの保護層とを備え、
全体の厚みを 0. 7 mm以上とした光ディスク。
7. 上記基板は、 厚さが 0. 6 mm以上である請求の範囲第 6項記載の光デイス ク。
8. 直径がほぼ 5 1. 5 mmの基板と、
上記基板に設けられた記録層と、
上記基板に積層するように設けられ、 記録又は再生用のレーザ光が入射される 厚さ 0. 08 mmの保護層とを備え、 全体の厚みを 0. 8 mm以上とした光ディスク。
9. 上記基板は、 厚さが 0. 7 2 mm以上である請求の翁囲第 8項記載の光ディ スク。
1 0. 少なくとも基板と、
上記基板に積層された状態で設けられる単層構造又は多層構造からなる記録層 と、
上記記録層に積層されるように設けられ、 記録又は再生用のレーザ光が入射さ れる上記基板よりも薄い保護層とを備え、
上記基板と上記記録層は下記条件を満足するように形成されている光ディスク <
/0 El(y)e(y)dy+Jni E2(y)e(y)dy
Em y； e y dy = /o nl «l(y )TEl(y )dy + a2(y )ΤΕ 2 (y )dy
+■ + Jn , am (y )TEm (y )dy
' η1 + ·
( 1 )
Jo nl El(y )e(y)ydy + E2(y )e(y )ydy + ··· +に Em ( y )e ( y )ydy
nl + *" + nm—1
= /o nl al(y )TE l(y)ydy + f^2 c 2(y )TE 2 (y )ydy + ···+ (* am ( y )TEm ( y )ydy
J η1 + ·- + nm - 1
(2) e (y) e o +k y ■ · · (3)
Θ =-k 1 · · · (4)
但し、 yは上記光ディスクの厚さ方向の変位を表し、 ni ( i = , 2 , 3
差-替え用紙（規則 26) - · m) は上記光ディスクを構成する各層の厚さを表し、 mは上記光ディスクを 構成する各層の総数 （m≥ 2 ) を表し、 E i ( i = 1 , 2 , 3 · · - m) は上記 光ディスクを構成する各層のヤング率を表し、 e ( y ) は前記光ディスクで生じ るひずみを表し、 e 0は上記光ディスクの初期ひずみを表し、 ひ i ( i = 1 , 2 : 3 · · · m) は温度又は/及び湿度による上記光ディスクを構成する各層におけ る膨張係数を表し、 Tは上記光ディスク周囲の温度又は/及び湿度の変化量を表 し、 0は上記光ディスクの反り量を表し、 kは上記光ディスクの曲率を表し、 1 は上記光ディスクを構成する各層が積層されている部位の幅を表している。
1 1 . 上記光ディスクの許容できる最大反り量 Θと上記光ディスクを構成する各 層が積層されている部位の幅である 1と式 （4 ) から、 上記光ディスクの曲率 k を計算し、 この計算された上記光ディスクの曲率 kと式 （ 1 ) 〜式 （3 ) を用い て上記光ディスクを構成する各層の厚さを求めることを特徴とする請求の範囲第 1 0項記載の光ディスク。
1 2 . 上記光ディスクは、 直径が 8 0 mm以下である請求の範囲第 1 1項記載の 光ディスク。
1 3 . 上記保護層は、 厚さが 0 . 1 mm以下である請求の範囲第 1 2項記載の光 ディスク。
差'替え用紙（規則 26)
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