JP2000228031A - 円板形状の記録媒体用基板とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半径方向変位量の少ない円板形状の記録媒体
を得ることを目的とする。 【解決手段】 記録媒体用の基板は、偏芯量を５μ以下
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー光などの
光もしくは磁気によって、情報の記録、再生、消去を行
う円板形状の光記録媒体、光磁気記録媒体、磁気媒体に
用いる基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】光記録媒体は、高密度、大容量でかつ記
録再生ヘッドと非接触という特徴を有し、再生専用のコ
ンパクトディスクやビデオディスク、追記可能な光ディ
スク、更には記録、再生、消去可能な光磁気ディスク、
相変化ディスクなどが開発され、実用化されている。

【０００３】このような光記録媒体の基板は、大量生産
が可能なようにポリカーボネート等の光学特性に優れた
有機樹脂を用いて射出成形、射出圧縮成形によって成形
される。そして光記録媒体は、この基板の上に、記録
層、反射層、光干渉の誘電体層、有機膜などを、スパッ
タリング、蒸着、コーティングなどによって積層するこ
とにより、製造される。

【０００４】これらの基板には、データ、記録フォーマ
ット、番地、トラックガイドなどの情報が、グルーブ、
ピットなどで前もって記録されている。このような基板
は、スタンパーに凹凸の形で前もって情報を記録してお
き、射出（圧縮）成形により転写することによって製造
される。

【０００５】基板は、射出成形方法により製造されるの
が、一般である。すなわち、射出成形機を用い、その固
定金型本体と可動側金型本体間との間のキャビティ内の
片面にピット、グルーブ等のパターン形状が形成された
スタンパを配置し、キャビティ内へ溶融した樹脂を射出
して冷却することによりそのスタンパのピットやグルー
ブが転写された光ディスク基板を成形する射出成形方法
により製造される。ＭＯ（光磁気記録）媒体、ＰＤ、Ｄ
ＶＤ等、高密度記録でかつ複屈折や転写性などの要求が
厳しい基板成形では、溶融樹脂の射出時の圧力によって
金型を若干開かせ、その後型締力で押圧して基板を圧縮
して所定の基板厚さにする射出圧縮成形法が用いられて
いる。この金型内での冷却時に、カットパンチと呼ばれ
る円形のカッターにより中心部を打ち抜き、型を開いて
基板を取出す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】高密度記録になるほど
高いトラッキング、フォーカシング性能が媒体に要求さ
れる。その結果、軸方向、半径方向の変位量（Ｒａｄｉ
ａｌ Ｒｕｎｏｕｔとも呼ぶ）、加速度などの値はより
小さいことが必要になってきた。その一方、低コスト化
ということで、ＭＯなどで用いられているハブを使用し
ない媒体が増加してきた。ハブを用いる場合には、その
融着（通常は超音波融着が用いられる）前にセンターの
位置合わせを行なうので、そこで半径方向の変位量を改
善することができる。しかし近年はハブを用いない記録
媒体を増えており、そうした場合は、ハブにより半径方
向の変位量を調整することができない。本発明は、かか
る課題を解決して、高密度記録に対応できる半径方向の
変位量が小さな円板形状の記録媒体を得ることを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の円板形状の記録
媒体用基板は、偏芯を５μｍ以下にしたことを特徴とし
ている。さらに基板は、半径方向変位量を１０μｍ以下
にすることがより好ましい。あるいはそれら基板は、内
周にハブを使用しない記録媒体に用いることが好まし
い。また本発明の円板形状の記録媒体用基板の製造方法
は、そしてこうした基板を、スタンパーは偏芯方向を下
向きにして金型に取りつけ、射出成形法を用いて成形す
ることを特徴としている。こうしたことにより、半径方
向の変位量を小さくした記録媒体を得ることができる。

【０００８】ここで、半径方向変位量（Ｒａｄｉａｌ
Ｒｕｎｏｕｔ）が何によって決まるか鋭意検討した結
果、スタンパーの取付け方法を工夫するのが最も良いと
いう結論に達した。半径方向変位量（Ｒａｄｉａｌ Ｒ
ｕｎｏｕｔ）は理論的には、真円度に偏芯量の２倍を加
えた値になる。真円度はスタンパーのカッティングで決
まってしまい、かつ数μｍと小さい。

【０００９】一方、偏芯量はカッティング以外に （１）スタンパー／インナー押え間のクリアランス （２）スタンパー内周、インナー押え外周の突起、傷な
どの凹凸 （３）基板の内周カッティング状態（バリ、変形） によって変化すると考えられる。上記（２）（３）につ
いては、それを良くするのは当然である。

【００１０】そこで（１）に注目した。インナー押えと
は図１に示すように、スタンパーの内周打ち抜き部を固
定するものである。図１はスタンパー取付け部拡大（取
付け位置が固定側の例）を示す図であり、図中の１はス
タンパー、２は固定側鏡面、３はインナー押え、３Ａは
インナー押えのつめ、４は固定ブッシュである。インナ
ー押えのつめ３Ａとスタンパー１の間には隙間が有り、
インナー押え３は金型固定側鏡面にある溝（図には書か
れていない）からの真空吸引で保持されている。なお、
インナー押えと金型間のクリアランスよりスタンパー厚
さの方が薄く設計するのが通常であり、物理的に接触に
よって固定されているわけではない。

【００１１】スタンパー／インナー押え間のクリアラン
スは、インナー押え外径とスタンパー内径打ち抜きの仕
様値をどうするかによって決る。通常、インナー押え外
径仕様値の最大値とスタンパー内径打ち抜き径の最小値
には、数μｍのクリアランスを取る。例えば、インナー
押え外径の仕様値を直径３７．３９０＋０．０００／−
０．００５ｍｍ、スタンパー内径打ち抜き径を直径３
７．４＋０．０１／−０．００ｍｍのようにする。

【００１２】この場合クリアランスは、最大で０．０２
５ｍｍ、最小で０．０１０ｍｍということになる。クリ
アランスをあまり小さくすると、スタンパーの取付け、
取り外し時に困難を生ずることがある。特に成形終了時
の金型温度がまだ高い時には抜けないことがある。スタ
ンパー自体の偏芯はどうしても０にはできないし、上記
クリアランスも０にできなければ、それを打ち消し合う
ような方法でスタンパーを取り付ければ良いということ
を見出し、本発明に到達した。つまり、本発明は、スタ
ンパーの偏芯方向を下向きにして金型に取りつけること
を特徴とする基板の成形方法、及びその方法によって成
形された偏芯が５μｍ以下の円板形状の記録媒体用基板
である。

【００１３】本発明でいう記録媒体とは、レーザー光な
どの光によって情報の記録、再生、又は／及び消去を行
う光記録媒体、光と磁気を併用した光磁気記録媒体、磁
気を利用した磁気記録媒体のことである。具体的には再
生専用のコンパクトディスクやビデオディスク、追記可
能な光ディスク、ＭＯと呼ばれる書き換え可能な光磁気
ディスク、ＰＤ、ＤＶＤなどの相変化ディスクなどがあ
る。現在実用化されている磁気記録媒体には基板を成形
で作成しているものはないが、将来そのような媒体が現
れた時はそれにも適用できることは言うまでもない。

【００１４】スタンパーの偏芯は、数μｍはある。また
上述したようにクリアランスも通常は数μｍは有り、他
にも偏芯を大きくする因子も有るので、成形された基板
及び媒体の偏芯は本発明を用いない限り５μｍを越え
る。半径方向変位量（Ｒａｄｉａｌ Ｒｕｎｏｕｔ）は
偏芯の２倍に真円度を加えたものになる。つまり、半径
方向変位量（Ｒａｄｉａｌ Ｒｕｎｏｕｔ）で１０μｍ
以下という条件は、偏芯の５μｍより厳しい。

【００１５】本発明の基板、媒体を作成する方法は特に
限定されず、成形は射出成形、または射出圧縮などの方
法が用いられる。また誘電体、記録層、反射層はスパッ
タリング、蒸着法、保護層は紫外線硬化樹脂を用いたス
ピンコーティングが好適に用いられる。

【００１６】

【実施例１、比較例１】射出成形機（日精樹脂工業
（株）製の型名：ＭＯ４０Ｄ３Ｈ）に厚さ０．６ｍｍの
ＤＶＤ−２．６ＧＢ基板用金型を取付け、デイスク径１
２０ｍｍで記憶容量２．６ＧＢＤＶＤ−ＲＡＭスタンパ
ーを取り付けた。このスタンパー自体の偏芯測定は、図
２に示すように、内周の打ち抜き穴及びグルーブの中心
を工具顕微鏡によって求め、それらの中心位置の変化量
と向きを求めることにより行なった。図２は偏芯測定方
法を示しており、図中の５は内周グルーブ、６は打ち抜
き穴内径、７は偏芯量と偏芯の向き、Ｃ１は打ち抜き穴
内径の中心、Ｃ２は内周グループの中心、Ａは図２中で
Ｃ１で中心とする２次元座標軸の縦軸である。

【００１７】その結果、スタンパー自体の偏芯量は８．
４μｍであり、またその向きについては第２象限でＣ１
−Ｃ２とＣ１−Ａのなす角度が４７．２度であった。そ
こでこのＣ１−Ｃ２の向きを下向きにして金型に取り付
けた場合と（実施例１）、上向きに取り付けた場合（比
較例１）の両方について基板成形を行なった。

【００１８】射出成形する際に、金型温度は可動側１２
３℃、固定側（スタンパー取付け側）１２８℃とした。
また、カッター、スプルーの温度は６０℃とした。樹脂
（帝人化成（株）製ポリカーボネート樹脂ＡＤ５５０
３）を用い、シリンダー温度は３４０℃、射出速度は２
５０ｍｍ／ｓｅｃで溶融樹脂を金型のキャビティに充填
した。

【００１９】この基板上に、第１誘電体層としてＺｎＳ
−ＳｉＯ₂膜を、記録層として相変化型のＧｅＳｂＴｅ
膜を、第２誘電体層としてＺｎＳ−ＳｉＯ２膜を、反射
膜としてはＡｌＣｒ合金膜をそれぞれ所定の厚みに堆積
した。厚みは記録、読み出しに使用されるレーザ波長に
光学的に最適な膜厚が選択され、例えば６５０ｎｍ波長
のレーザを使用する場合は、第１誘電体９５ｎｍ／記録
層１９ｎｍ／第２誘電体１５ｎｍ／金属膜１５０ｎｍに
なる。その上に紫外線硬化型の樹脂をスピンコーティン
グ法で設けた後、上述の基板を貼り合わせ１．２ｍｍの
媒体とした。

【００２０】基板及び媒体の機械特性の測定は、光ディ
スク機械測定装置（小野測器（株）製のＬＭ−１２０
０）を用いた。その結果を表１に示す。測定点は、半径
２５ｍｍから５６．５ｍｍまで３．５ｍｍピッチ毎に行
ない、その最大値を求めた。表中の単位は全てμｍであ
る。

【００２１】偏芯は前述したようにいくつかの因子の影
響を受けるが、このスタンパーの場合にはそれが小さ
く、本発明を用いることにより、偏芯が３μｍ以下、半
径方向変位量（Ｒａｄｉａｌ Ｒｕｎｏｕｔ）で６μｍ
の非常にトラッキング性能に優れた記録媒体を得ること
ができた。偏芯の２倍に真円度を加えたものが半径方向
変位量（Ｒａｄｉａｌ Ｒｕｎｏｕｔ）より大きいの
は、各特性の最大値が表示されているためである。

【００２２】

【実施例２、比較例２】ＤＶＤ−２．６ＧＢであるが別
のスタンパーを用いて基板、媒体を作成し、実施例１と
同様の評価を行なった。このスタンパー自体の偏芯は大
きさが６．４μｍ、向きは第３象限でＣ１−Ｃ２とＣ１
−Ａのなす角度は１２８度であった。偏芯方向を下向き
にした場合の結果を実施例２、上向きにした場合の結果
を比較例２として、表１に示す。この場合にも、偏芯量
や半径方向変位量に優れた記録媒体を得ることができ
た。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明はトラッキ
ング性能と密接に関係した偏芯や半径方向の変位量の良
好な基板及び記録媒体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スタンパー取付け部拡大

【図２】偏芯測定方法

【符号の説明】

１ スタンパー ２ 固定側鏡面 ３ インナー押え ４ 固定ブッシュ ５ 内周グルーブ ６ 打ち抜き穴内径 ７ 偏芯量と偏芯の向き

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 偏芯を５μｍ以下にしたことを特徴とす
   る円板形状の記録媒体用基板。
2. 【請求項２】 半径方向変位量を１０μｍ以下にしたこ
   とを特徴とする請求項１記載の円板形状の記録媒体用基
   板。
3. 【請求項３】 内周にハブを使用しない記録媒体に用い
   ることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の円
   板形状の記録媒体用基板。
4. 【請求項４】 スタンパーは偏芯方向を下向きにして金
   型に取りつけ、射出成形法を用いて成形することを特徴
   とする請求項１〜３のいずれかに記載の円板形状の記録
   媒体用基板の製造方法。