JP2002063741A

JP2002063741A - 光ディスク

Info

Publication number: JP2002063741A
Application number: JP2001211517A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Kuramoto; 浩樹蔵本; Masaki Yoshii; 正樹吉井; Naotake Ebinuma; 尚武海老沼; Masahiro Oshima; 正啓尾島; Keizo Kato; 惠三加藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-07-12
Filing date: 2001-07-12
Publication date: 2002-02-28

Abstract

(57)【要約】【目的】不良信号マークがなく、トラッキングおよび情
報信号の良好な光ディスクを得る。【構成】信号マークの密度が低い(１０⁵個／mm²以下)光
ディスク(例えばサンプルサーボ方式光ディスク)や小
型，薄型の光ディスクにおいて、トラッキングおよび情
報用の信号マークを突起形状にした光ディスク。【効果】トラッキングおよび情報用の信号マークの多重
転写を防止することができ、トラッキングおよび情報読
み出し安定性の良い光ディスクを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は情報記録再生可能な
光ディスクに係り、特に、良好なトラッキングおよび情
報信号の得られる光ディスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクには、再生専用型，追加記録
型，書換可能型の３タイプがある。

【０００３】このうち、再生専用型は音声情報を記録し
たＣＤ、画像情報を記録したビデオディスク、文字情報
を記録したＣＤ−ＲＯＭなどがある。これらの光ディス
クは大容量記録のため情報を再生するための情報ビット
となる信号マークは一般に、高密度（200000〜400000個
/mm²）になっている。

【０００４】また、追加記録型，書換可能型の光ディス
クは文書ファイル，ビデオファイル用として実用化され
ている。これらの光ディスクにおけるトラッキング方式
は連続溝サーボ方式とサンプルサーボ方式の２方式があ
る。連続サーボ方式は従来から開発されてきた方式であ
るが、サンプルサーボ方式はトラッキング安定性が良い
ことから開発が活発化してきている。以下、サンプルサ
ーボ方式光ディスクについて説明する。

【０００５】図５に従来のサンプルサーボ方式光ディス
ク９の概要を示す。図５に示すように、サンプルサーボ
方式は情報記録領域３にトラッキングのための案内溝は
用いず、トラックのところどころにトラッキング用の信
号マーク１０を設ける。図５（ａ）に示すように、この
信号マーク１０はトラック中心から左右にずらしてお
き、このサンプル点を検出しながらトラッキングを行
う。図６はサンプルサーボ方式光ディスク９の断面図で
あるが、光ディスクのレプリカ基板１１の表面上にはピ
ット形状の信号マーク１０が形成されている。そして、
レプリカ基板上に記録層１７が構成され、情報信号の記
録および再生が行われる。

【０００６】光ディスク９を構成する基板は射出成形に
よるプラスチックのレプリカ基板１１であり、図７に示
す光ディスク基板成形用金型１２により成形される。金
型１２にはスタンパ１３が設けられ、キャビティ１４内
に溶融樹脂を鋳込むことにより、スタンパ１３の表面の
突起１５を凹状ピットとして転写し、図６に示すように
光ディスクのレプリカ基板１１の表面にピット形状の信
号マーク１０が形成される。この信号マーク１０のピッ
トの光学的深さはλ／４(λは読み取りレーザ波長)であ
る。サンプルサーボ方式光ディスク９の場合、信号マー
ク１０はディスク一周で1000〜3000個所必要であり、そ
の他の部分はミラー面である。したがって、光ディスク
９のレプリカ基板１１全体においてピット形状の信号マ
ーク１０の占める面積は約１０％程度と非常に少ない。

【０００７】従来のサンプルサーボ方式光ディスクに関
するものとして、ピット形状の信号マークの転写性能を
向上させるために、例えば特開昭６３−２１１１３７あ
るいは特開平３−２０３８２６に記載されているものが
知られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記したサンプルサー
ボ方式のように信号マークの密度が低い(１０⁵個／mm²
以下)光ディスクのレプリカ基板を射出成形法で成形す
ると図８の部分平面図に示すように正常なピット形状の
信号マーク１０以外に不良のピット形状の信号マーク１
６が成形条件に依存して、レプリカ基板１１の全面ある
いは局部的に多重に転写する。特開昭６３−２１１１３
７に記載の方法により不良信号マークをなくすことがで
きるが、この場合、成形条件はかなり限られたものとな
り、光ディスクとして必要な他の性質(例えば、光学的
特性，形状精度)を満足させることが困難であった。ま
た、特開平３−２０３８２６に記載の方法では、ダミー
の凹状溝を形成するため余分な工程を必要とし、凹状溝
の最適な形状を見出すのに手間がかかるという問題があ
った。さらに、トラックピッチの狭い光ディスクではダ
ミーの凹状溝が信号特性に悪影響を与えるため、適用で
きないという問題があった。

【０００９】また、φ２．５″光ディスクのような小型
の光ディスクおよびレプリカ基板の厚さが１．０mm以下
の薄型の光ディスクにおいても、同様にピット形状の不
良信号マーク１６が発生し、この場合、特開昭６３−２
１１１３７に記載の方法では、不良信号マーク１６をな
くすのは不可能であった。

【００１０】この不良信号マーク１６の多重転写はトラ
ッキング信号および情報信号に悪影響を及ぼし、トラッ
キングおよび情報の読み出しが正常に行えないという問
題が生じた。

【００１１】本発明の目的は、不良ピットの信号マーク
の多重転写をなくし、良好なトラッキング信号および情
報信号の得られる光ディスクを供給することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は信号マークの密度が低い(１０⁵個／mm²以
下)光ディスク(例えばサンプルサーボ方式光ディスク)
あるいは小型，薄型の光ディスクにおいて、信号マーク
を突起形状にしたものである。

【００１３】

【作用】従来の光ディスク(例えばサンプルサーボ方式
光ディスク)ではトラッキングおよび情報用の信号マー
クはピット形状として形成されていた。このようなピッ
トをレプリカ基板上に形成するためにスタンパにはピッ
トに対応するための突起が形成されている。射出成形法
により、スタンパ表面の突起がレプリカ基板上にピット
として形成されるが、この射出成形過程について説明す
る。レプリカ基板の材料となる樹脂を溶融状態にし、こ
の溶融樹脂をスタンパが取り付けられた金型内に射出，
充填する。射出，充填により金型内の樹脂圧は上昇し、
その後保圧力(樹脂の固化収縮分を補填するために加え
る圧力)により、この圧力に保持され冷却過程へと移
り、保圧力は解除され冷却終了後離型を行い、取り出し
てレプリカ基板となる。不良ピットの多重転写は、この
成形過程の保圧力解除時に発生すると考えられる。図９
にこの不良信号マークの発生メカニズムの説明図を示
す。図９に示すように射出，充填，保圧過程によりスタ
ンパ１３表面上の突起１５が正常ピット信号マーク１０
としてレプリカ基板１１に転写される。その後、保圧解
除時に冷却によるレプリカ基板１１の熱収縮が起こり、
スタンパ１３とレプリカ基板１１とが離れる。そして、
圧力変動（圧力低下）によりレプリカ基板１１の比容積
が増大し、レプリカ基板１１が再びスタンパ１３に押し
つけられ、正常ピットの信号マーク１０以外に不良ピッ
トの信号マーク１６が転写される。このレプリカ基板１
１の熱収縮と比容積増大の現象が繰返し起こり、不良ピ
ットの信号マーク１６が多重に転写されると考えられ
る。特に、サンプルサーボ方式光ディスクでは信号マー
クとなるピットの割合がレプリカ基板全体の約１０％と
小さいためレプリカ基板とスタンパが離れ易く、容易に
不良ピットの信号マークが生じる。また、小型の光ディ
スクのレプリカ基板では保圧解除時の樹脂温度が高いた
め、薄型の光ディスクのレプリカ基板では熱収縮力が大
きいため、容易に不良ピットの信号マークが生じる。

【００１４】本発明は、信号マークの密度が低い(１０⁵
個／mm²以下)光ディスク(例えばサンプルサーボ方式光
ディスク)あるいは小型，薄型の光ディスクにおいて、
トラッキングおよび情報用の信号マークを突起形状にし
たものであり、この突起をレプリカ基板に形成するため
に、スタンパには凹状ピットが形成されている。これに
より、上記したように射出成形時にレプリカ基板がスタ
ンパと離れ、再度押しつけられても、基板表面の樹脂の
粘度は高いため、スタンパの凹状ピットに樹脂が入り込
むことはない。このため、不良信号マークが生じること
はなく、トラッキングおよび情報信号の良好な光ディス
クを得ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について
図１（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図１（ａ）は本
発明の一実施例である光ディスクの概要図である。この
光ディスク１はプラスチックのレプリカ基板２を単板あ
るいは張り合わせることにより構成される。レプリカ基
板２においてデータ等を記録するための情報領域３には
トラッキングあるいは情報の読み出しを行うための信号
マーク４が形成されている。この信号マーク４の密度は
１０⁵個／mm²以下である。図１（ｂ）にレプリカ基板２
の情報領域における部分拡大断面図を示す。レプリカ基
板２の情報領域３におけるトラッキングあるいは情報読
み出し用の信号マーク４は図１（ｂ）に示すように突起
形状となっている。この信号マーク４の突起の高さはλ
／４(λは読み取りレーザ波長)が最適であり、長さは例
えば０．３〜２．０μmである。また、この信号マーク
４の突起はトラッキングおよび情報信号特性を劣化させ
ることのない範囲であればどのような形状でもよい。そ
して、レプリカ基板上に記録層１７が構成され、情報信
号の記録および再生が行われる。

【００１６】また、本発明は信号マークが半径１５mm以
下からリードインになる小型の光ディスクやレプリカ基
板の厚さが１．０mm以下であるような薄型の光ディスク
に関して、レプリカ基板の情報領域におけるトラッキン
グあるいは情報読み出し用の信号マークを突起形状にし
たものである。

【００１７】図２（ａ），（ｂ）は本発明の他の実施例
を示すサンプルサーボ方式光ディスクの部分平面図およ
び部分断面図である。このサンプルサーボ方式光ディス
ク５を構成するレプリカ基板６の情報領域にはトラッキ
ングを行うための信号マーク４が形成されている。図２
（ｂ）に示すようにこのトラッキング用の信号マーク４
は突起形状となっている。この信号マーク４の突起の高
さはλ／４(λは読み取りレーザ波長)であり、長さは時
間軸で９０nsであり、半径３０mm、回転数１８００rpm
においては０．５μmとなる。また、この信号マーク４
の突起はトラッキング信号特性を劣化させることのない
範囲であればどのような形状でもよい。

【００１８】次にレプリカ基板２の情報領域３における
突起形状の信号マーク４を形成するための方法について
述べる。本発明の光ディスク１を構成するプラスチック
のレプリカ基板２は射出成形法により成形される。この
時に用いるスタンパの断面図を図３に示す。このスタン
パ７を用いることにより、情報領域３に突起形状の信号
マーク４を形成することができる。図３に示すようにス
タンパ７の表面にはレプリカ基板２の情報領域３の信号
マーク４に対応する部分に凹状のピット８が形成されて
いる。このスタンパ７を用いて射出成形法によりレプリ
カ基板２を成形することにより突起形状の信号マーク４
を形成することができる。また、このスタンパ７は従来
のスタンパと同様な方法で容易に製造することができ
る。

【００１９】図３に示すスタンパ７を用いてレプリカ基
板を射出成形した場合のレプリカ基板の熱収縮と圧力変
動によるレプリカ基板とスタンパの状態を図４に示す。
図４に示すように射出，充填，保圧過程によりスタンパ
７表面上の凹状ピット８が突起形状の信号マーク４とし
てレプリカ基板２に転写される。その後、保圧解除時に
冷却によるレプリカ基板２の熱収縮が起こり、スタンパ
７とレプリカ基板２とが離れる。そして、圧力変動(圧
力低下)によりレプリカ基板２の比容積が増大し、レプ
リカ基板２が再びスタンパ７に押しつけられる。この場
合、本発明におけるレプリカ基板２では、この現象が繰
返し起こっても、基板表面の樹脂の粘度は高いため、ス
タンパ７の凹状ピット８に樹脂が入り込むことはなく、
従来の光ディスクにおけるレプリカ基板上に発生したよ
うな不良信号マークが生じることはない。

【００２０】本発明の光ディスクのレプリカ基板成形に
おいては、射出成形時の金型温度をレプリカ基板樹脂の
熱変形温度以上で成形することにより、信号マークの信
号特性が良好な光ディスクを得ることができる。図１０
は金型温度と信号マークの突起の高さとの関係をレプリ
カ基板がポリカーボネート樹脂の場合について示したも
のである。ここで、信号マークの突起の高さが高いほ
ど、スタンパの凹状ピットを高精度に転写していること
を示し、信号マークの信号特性が向上する。図１０に示
すように、金型温度がポリカーボネート樹脂の熱変形温
度１２６℃以上で信号マークの突起の高さは高くなり、
スタンパの凹状ピットを高精度に転写していることがわ
かる。これにより、本発明の光ディスクのレプリカ基板
の射出成形時の金型温度をレプリカ基板樹脂の熱変形温
度以上で成形することにより、信号マークの信号特性が
良好な光ディスクを得ることができる。

【００２１】また、本発明の光ディスクのレプリカ基板
の射出成形における成形条件（樹脂温度，射出率，保圧
力，保圧時間）と信号マークの突起の高さとの関係をレ
プリカ基板がポリカーボネート樹脂の場合について図１
１，図１２，図１３，図１４に示す。ここで、標準条件
は金型温度１２０℃、樹脂温度３３０℃、射出率７５cm
³/s、保圧力３０Mpa、保圧時間１．Ｏsである。これら
の実験データをもとに成形条件を決定し、本発明の光デ
ィスクのレプリカ基板を成形することにより、信号マー
クの信号特性が良好な光ディスクを得ることができる。

【００２２】また、本発明の光ディスクのレプリカ基板
を射出圧縮成形を行い成形することにより、高精度な突
起形状の信号マークを形成できる。図１５は、圧縮圧力
と信号マークの突起の高さとの関係を示したものであ
る。図１５に示すように圧縮圧力が大きくなるにしたが
って信号マークの突起高さが高くなることがわかり、射
出圧縮成形の効果を確認することができる。これより、
本発明の光ディスクのレプリカ基板を射出圧縮成形を行
い成形することにより、高精度な突起形状の信号マーク
を形成でき、信号マークの信号特性が良好な光ディスク
を得ることができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、トラッキングおよび情
報用の信号マークの多重転写を防止することができるの
で、トラッキングおよび情報読み出し安定性の良い光デ
ィスクを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す光ディスク

【図２】本発明の実施例を示すサンプルサーボ方式光デ
ィスクの部分平面図および部分断面図

【図３】本発明の光ディスクのレプリカ基板成形用スタ
ンパの断面図

【図４】本発明の光ディスクのレプリカ基板における保
圧解除後の状態説明図

【図５】従来のサンプルサーボ方式光ディスクの概要図

【図６】従来のサンプルサーボ方式光ディスクの断面図

【図７】光ディスク基板成形用金型

【図８】多重転写した不良信号マークの状態を示す部分
平面図

【図９】不良信号マークの発生メカニズムの説明図

【図１０】金型温度と信号マークの突起高さの関係

【図１１】樹脂温度と信号マークの突起高さの関係

【図１２】射出率と信号マークの突起高さの関係

【図１３】保圧力と信号マークの突起高さの関係

【図１４】保圧時間と信号マークの突起高さの関係

【図１５】圧縮圧力と信号マークの突起高さの関係

【符号の説明】

１…光ディスク、２，１１…レプリカ基板、３，６…情
報領域、４…突起形状の信号マーク、５，９…サンプル
サーボ方式光ディスク、７，１３…スタンパ、８……ス
タンパ表面のピット、１０…ピット形状の信号マーク、
１２…光ディスク基板成形用金型、１４…キャビティ、
１５…スタンパ表面の突起、１６…ピット形状の不良信
号マーク、１７…記録層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者海老沼尚武神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所横浜工場内 (72)発明者尾島正啓東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者加藤惠三東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内Ｆターム(参考） 5D029 KB03 WB01 WD01 5D090 AA01 CC14 DD01 FF03 GG22 5D121 CA10 DD05 DD07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報を記録再生することができる光ディス
クにおいて、突起形状で形成されたトラッキング用の信
号マークを有することを特徴とする光ディスク。
【請求項２】光ディスクの製造方法において、トラッキング用の信号マークを転写する凹部を有するス
タンパを用いて射出成形することを特徴とする光ディス
クの製造方法。
【請求項３】情報を記録再生することができる光ディス
クにおいて、トラッキング用の信号マークを転写する凹
部を有するスタンパを用いた射出成形で形成される突起
形状を有することを特徴とする光ディスク。