JP2004013949A

JP2004013949A - Optical recording medium and its manufacturing method

Info

Publication number: JP2004013949A
Application number: JP2002162609A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Yusa; 遊佐　敦
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2002-06-04
Filing date: 2002-06-04
Publication date: 2004-01-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical recording medium which has a uniform thickness over the whole body and small weight, and which has record or regenerated light radiated from a cover layer side, and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: This optical recording medium is provided with a recording layer and a cover layer on a substrate on one surface of which the signal pattern is formed, and information is recorded on/reproduced from the optical recording medium by radiating light from the cover layer side. A foamed layer is formed on the substrate. The optical recording medium is manufactured by using the substrate on which the foamed layer is provided. The substrate on which the foamed layer is provided is made lightweight, and thus the weight of the optical recording medium manufactured by using this substrate is also reduced. In particular, it is preferable that the thickness of the foamed layer is 0.5 mm to 1.1 mm. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、基板とは反対側に設けられたカバー層を通して記録又は再生光が照射される光記録媒体に関し、さらに詳細には波長５００ｎｍ以下の短波長レーザ光を、カバー層を通して照射することにより記録又は再生を行う高密度記録可能な光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータ以外の視聴覚装置においても、ディジタル化された大容量の音声データや画像データが扱われるようになっている。これに伴い、これらのデータを保存するための大容量の情報記録媒体が要求されている。この要求に応える光記録媒体として、従来のＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等と比較して７倍以上の容量のデータを記録することができるＤＶＤ−ＲＡＭやＤＶＤ−ＲＷ等の高密度記録媒体が開発されている。しかしながら、例えば、今後普及が見込まれているＨＤＴＶ（高精細度テレビ）の映像を２時間以上記録する場合、２３ＧＢ以上の容量を持つ光記録媒体が必要となると考えられる。
【０００３】
レーザ光のスポット径を小さくすることにより、高密度記録を実現する光記録システムが、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３９（２０００）　ｐｐ．７５６−７６１，Ｐａｒｔ１，Ｎｏ．２Ｂ，Ｆｅｂ．２０００に開示されている。この公報では、光学系としてレーザ波長λ＝４０５ｎｍの青色レーザと開口数ＮＡ＝０．８５である対物レンズとを用いることにより、光記録媒体に照射されるレーザ光のスポット径を縮小して記録が行われている。このような記録システムとして用いられる光記録媒体は、記録層として相変化材料を用いた書換え可能な光記録媒体であり、ピットやグルーブが形成されている基板上に反射層、記録層及びカバー層が順に形成されている構造を有する。上述のような光学系を用いることにより光の焦点距離が短くなるので、従来のような所定の厚みを有する基板を通して記録光を照射しても、記録層に光を集光させることが困難となる。そこで、基板に比較して厚みが非常に薄いカバー層側から光を照射することにより、記録層に情報を記録する方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の書換え可能な光記録媒体における基板は、従来の光記録媒体に用いられている基板と同様にして、熱可塑性樹脂を用いた射出成形方法により作製されている。この射出成形方法は、閉塞された空間（キャビティ）内に予め溶融した熱可塑性樹脂を充填する。キャビティ内にはピット及びグルーブの転写パターンが形成されたスタンパが設置されており、これにより、樹脂表面に所望のパターンが形成された成形品を得ることができる。しかしながら、この射出成形方法においては、充填された溶融樹脂が金型に接触することにより、キャビティの中央にある溶融樹脂充填口付近とキャビティ末端部付近とでは、溶融樹脂が冷却される時間に差が生じる。その結果、溶融樹脂内部に粘度差が生じる。また、金型で冷却された溶融樹脂の表面は固化し、スキン層が形成される。これにより、溶融樹脂充填口付近と溶融樹脂末端部付近とでは、溶融樹脂内部に圧力差が生じる。このことにより、溶融樹脂内部でまだ固化していない末端部付近の溶融樹脂がひけて、樹脂末端部の板厚が、パターン転写面及びその反対側の面のそれぞれの方向に向かって広がるように、局所的に厚くなる不具合が生じていた（スキージャンプ現象）。このような不具合が生じた樹脂成形品を基板として、基板上に反射層、記録層及びカバー層を形成して光記録媒体を作製した場合、上記カバー層側から光を照射させて記録する方式では、媒体の末端部付近も基板の厚み変動の影響を受けて厚みが増す。この媒体を用いて光記録を行う場合、光記録装置の光学系（ピックアップ）と媒体表面とが接触し、ピックアップを破損する恐れがある。また、基板上に色素記録膜やカバー層等をスピンコート法により形成する場合、基板のスキージャンプ現象により、基板上に形成される層の厚みが面内で均一とならないという問題も生じる。この問題を解決する方法が、本発明者らにより特開平１１−２４２８３２にて開示されている。この解決方法では、樹脂充填直後に射出成形機の金型における外周規制部材を後退させることが提案されている。しかしながら、金型構造が複雑になる等の問題があった。
【０００５】
また、有機材料である樹脂製基板の表面片側のみに無機系材料からなる記録膜が形成された光記録媒体において、作製された光記録媒体の反りが常温で小さいものであっても高温状態においてはバイメタル効果により大きくなることが知られている。つまり、記録膜と基板材料の熱膨張係数及びヤング率の差が温度変化に比例したバイメタル効果を引き起こし、それにより媒体の反りが大きくなる。レーザー光が透過する薄いカバー層を有する記録媒体においては、対物レンズの開口数（ＮＡ）の増大に伴い、記録媒体のわずかな反りの変化が多大な悪影響を及ぼす。このバイメタル効果を抑制するために、記録膜の形成された面と反対側に誘電体膜を積層する方法が、特開平１１−１４９６６４に開示されている。しかしながら、この方法においては、媒体の製造等のコスト上昇を避けることができない。
【０００６】
一方、光記録媒体の記録容量の増大化と共に、光記録媒体に対して情報の記録再生の高速化が望まれている。そのためには、光記録媒体の記録再生時におけるデータ転送レートを向上させる必要がある。データ転送レートは、一般に光記録媒体を回転させる際の回転数によって決定される。したがって、光記録媒体の回転数を上げることにより、データ転送レートも向上する。しかしながら、従来の光記録媒体をさらに高速回転させる場合、光記録装置の駆動系に負荷がかかるため、新たに駆動系を導入する必要があり、装置コストが上がるという問題が生じていた。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、光記録媒体の全体にわたって厚みが均一であり且つより軽量化された、カバー層側から記録または再生光を照射する光記録媒体及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様によれば、一方の表面に信号パターンが形成されている基板上に記録層及びカバー層を有する光記録媒体であり、カバー層側から光を照射させることにより情報の記録再生を行う光記録媒体において、
上記基板に発泡層が形成されていることを特徴とする光記録媒体が提供される。
【０００９】
本発明の光記録媒体は、発泡層を形成した基板を用いて作製されている。発泡層を形成した基板は軽量化され、この基板を用いて作製する光記録媒体の軽量化も可能となる。特に、発泡層の厚みが０．５ｍｍ〜１．１ｍｍであることが望ましい。
【００１０】
上記信号パターンが形成されている基板面と発泡層との間が発泡されていないことが望ましい。特に、上記信号パターンが形成されている基板面と発泡層との間の厚みが１μｍ〜５００μｍであることが望ましい。このように発泡層の位置を限定することにより、射出成形時に用いられるスタンパのパターンに忠実なパターンが基板上に得られ、その信号パターン形成面上に形成される記録層等の膜も均一な膜厚で形成される。これにより、より安定した情報の記録再生が可能となる。
【００１１】
本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様における光記録媒体を製造する方法であって、
上記溶融樹脂に超臨界状態のＣＯ_２を含浸することと；
所定容積のキャビティにＣＯ_２を充填することと；
上記ＣＯ_２を充填した所定容積のキャビティに上記溶融樹脂を充填することと；
溶融樹脂を充填したキャビティの容積を減少させることにより上記溶融樹脂を圧縮することと；
上記溶融樹脂を圧縮した後に、再び上記キャビティの容積を増大させて溶融樹脂を発泡させて基板に発泡層を形成することにより上記基板を形成すること含む光記録媒体を製造する方法が提供される。
【００１２】
本発明においては、基板上に記録層及びカバー層が形成され、カバー層側から光を入射させてデータの記録再生を行う、薄型カバー層方式（膜面入射型記録方式）の光記録媒体を作製する方法に関するものであり、その基板として熱可塑性樹脂内部に発泡層を形成する。基板の発泡層形成として、超臨界状態のＣＯ_２を含浸した熱可塑性樹脂（溶融樹脂）を用いて、射出圧縮成形方法により作製する。この方法では、金型（キャビティ）容積が十分に増大した所定の容積の状態で溶融樹脂を充填することができるので、溶融樹脂に対する流動抵抗が殆どない。また、溶融樹脂の充填前のキャビティ内に予めＣＯ_２を充填しておくことにより、このＣＯ_２がキャビティ内に充填された溶融樹脂に対して可塑材として機能し、溶融樹脂の粘性を低く維持することができる。さらに、金型に溶融樹脂を充填した後に金型を型締めすることにより、溶融樹脂を一様な圧力で圧縮する。これにより、従来の基板に比較して樹脂表面への金型パターンの転写性が向上する。さらに、樹脂表面が固化した状態でキャビティ容積を増大させることにより、溶融樹脂内に発泡層を形成する。これにより、溶融樹脂の末端部においても、発泡圧力により溶融樹脂のひけが生じにくくなる。したがって、厚み変動の少ない、発泡層が形成された基板を得ることができる。この基板を用いて基板上に記録層及びカバー層等を形成することにより、厚みの均一な光記録媒体が得られる。また、本発明の方法で作製した光記録媒体は、基板側からでなくカバー層側から光を入射させることにより記録層にデータを記録させるので、発泡層が形成されることによる基板の透明度の低下は問題とならない。さらに、本方法では基板に発泡層を形成しているので、基板のみならずこの基板を用いて作製した光記録媒体を軽量化することができる。
【００１３】
本発明では、上記溶融樹脂を発泡させた後に、再び溶融樹脂を圧縮することが好ましい。これにより、溶融樹脂の冷却速度を速くすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明における実施の形態を、図を用いて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１５】
【実施例】
［光記録媒体の基板の作製方法］
まず、本発明の光記録媒体に用いた基板の作製方法について、図１〜６を用いて説明する。本発明の基板は、射出圧縮成形方法により作製した。図１は、本基板の射出成形に用いた金型を示している。金型は、固定金型１０１及び可動金型１０２から構成される。固定金型１０１及び可動金型１０２は、それぞれの中心ＡＸとＢＸが同軸上になるように、互いに対向して配置される。これらの金型は、固定金型１０１の一部分である凸部１０３’と可動金型１０２の突起部１０６’とが、凸部１０３’の外側壁面１０３ｂと突起部１０６’の内側壁面１０６ａを接触するように、嵌合される。また、これらの金型を嵌合させることにより、金型内部にキャビティが画成される。
【００１６】
固定金型１０１は、主に固定金型ベース１０３、ブロック１０５、リング状ブロック１０７、スプールブッシュ１３から構成される。固定金型ベース１０３の可動金型１０２に対向する面の外周部分近傍には、凸部１０３’が軸ＡＸを中心として周回するようにリング状に設けられている。また、固定金型ベース１０３の中央部には、キャビティ内に溶融樹脂を充填するためのスプールブッシュ１３が、軸ＡＸを中心軸として、固定金型ベース１０３を貫通するように設置されている。このスプールブッシュ１３と凸部１０３’で形成される凹部には、表面が鏡面加工されたブロック１０５が設置されている。このブロック１０５のキャビティ側の面上に、表面にピットパターン及びグルーブパターンが形成されたＮｉ製スタンパ２１が載置される。スタンパ２１には、成形後に得られるグルーブ幅２１０ｎｍ、ランド幅１７０ｎｍ及びトラックピッチ３８０ｎｍのパターンと逆の凹凸パターンが形成されている。スタンパ２１の内周部は、スプールブッシュ１３とブロック１０５との間にスプールブッシュ１３の外側を取り囲むように設置される分割式のスタンパ押え１１によって、ブロック１０５上に固定される。また、スタンパ２１の外周部は、ブロック１０５に形成された不図示の吸着口を介して、ブロック１０５上に真空吸着される。これにより、スタンパ２１は、確実にブロック１０５上に固定される。さらに、固定金型ベース１０３とブロック１０５とが接するそれぞれ面１０３ａ、１０５ａには、固定金型ベース１０３とブロック１０５とを跨るように、軸ＡＸを中心軸とした渦巻状の温調路１５が設けられている。温調路１５は、軸ＡＸから離れるにつれて、その断面積がより大きく且つキャビティから一層離れるように形成されている。これにより、温調路１５に冷却水を流通させた場合には、固定ブロック１０５及びスタンパ２１の軸ＡＸからの位置が遠い程、そこを流れる冷却水の流速が遅くなり、冷却効率も低下する。よって、キャビティ内に射出充填される溶融樹脂は、軸ＡＸから離れる程、固化しにくくなる。
【００１７】
また、ブロック１０５のキャビティ面側の外周部には、リング状ブロック１０７が凸部１０３’に接するように埋設されている。リング状ブロック３１のキャビティ側の表面には、幅４ｍｍ、深さ３ｍｍの溝１０７’がリング状ブロック１０７に沿って形成されており、溝１０７’には、Ｏ−リング１９が設置されている。このＯ−リング１９を介して、固定金型１０１と後述する可動金型１０２が、各々の中心軸ＡＸとＢＸを合わせるように組み合わされることにより、固定金型１０１と可動金型１０２により画成したキャビティの閉塞状態が維持される。また、固定金型ベース、ブロック１０５及びリング状ブロック１０７には、それらを通じるようにＣＯ_２供給路２３が設けられている。このＣＯ_２供給路２３は、固定金型１０１外部から閉塞したキャビティ内にＣＯ_２を供給するための供給路として用いられる。
【００１８】
一方、可動金型１０２は、図１に示すように、可動金型ベース１０４、リング状ブロック１０６，１１２、ブロック１０８，１１０、ブッシュ１１４，１１６、及びカットパンチ１２から構成される。可動金型ベース１０４には、可動金型ベース１０４の中心軸ＢＸを中心軸として、カットパンチ１２が可動金型ベース１０４を貫通するように設置されている。また、カットパンチ１２は、後述のブロック１１０の中央部に埋設された２つのブッシュ１１４及び１１６によって、軸ＢＸ方向に移動可能なように支持されている。カットパンチ１２は、キャビティ内に所定量の溶融樹脂が充填された後、固定金型１０１方向に移動することによって、さらにキャビティ内に溶融樹脂が流入することを防止する。さらに、カットパンチ１２の内部には、押出ピン１４が軸ＢＸ方向に移動可能なように延在している。押出ピン１４は、その先端がカットパンチ１２の固定金型１０１側先端から突き出ることが可能な移動量を有している。これにより、樹脂成形が完了した後キャビティの開放時に、溶融樹脂の充填口付近で固化してカットパンチに貼り付いた樹脂をカットパンチ２０から除去することができる。
【００１９】
可動金型ベース１０４の固定金型１０１方向の面に、リング状ブロック１０６が設置されている。リング状ブロック１０６は、その断面形状がＬ字状であり、固定金型１０１側表面の外周部に突起部１０６’が固定金型１０１の方向に突出するように可動金型ベース１０４上に設置される。ブロック１０８及び１１０は表面がそれぞれ鏡面加工されており、可動金型ベース１０４とリング状ブロック１０６で形成された凹部に、ブロック１０８，１１０の順に嵌め込まれている。また、ブロック１０８及び１１０には、上述の固定金型ベース１０３及びブロック１０５と同様にして、互いが接する面１０８ａ、１１０ａに温調路１６が設けられている。この温調路１６は、ブロック１０８とブロック１１０とを跨るように、軸ＢＸを中心軸とした渦巻状に形成されている。また、温調路１６は、軸ＢＸから離れるにつれて、その断面積がより大きく且つキャビティから一層離れるように形成されている。これにより、固定金型１０１の温調路１５と同様にして、温調路１６に冷却水を流通させた場合、キャビティ面を構成するブロック１１０の軸ＢＸからの位置が遠い程、そこを流れる冷却水の流速が遅くなり、冷却効率が低下する。よって、キャビティ内に射出充填される溶融樹脂は、軸ＢＸから離れる程、固化しにくくなる。
【００２０】
また、ブロック１１０のキャビティ面側の外周部には、リング状ブロック１１２がリング状ブロック１０６に接するように取り付けられている。また、リング状ブロック１１２は、固定金型１０１のリング状ブロック１０７に対向する位置に配置され、固定金型１０１と可動金型１０２が組み合わされた状態でＯ−リングを介して接触する。リング状ブロック１１２は、ブロック１１０にバネ１８を介して設置されている。また、リング状ブロック１０６及びブロック１１０を通じて、外部からバネ１８の取り付け空間２２に加圧ＣＯ_２を供給するためのＣＯ_２供給路２０が設けられている。金型外部に設置した不図示の加圧ＣＯ_２供給装置から、ＣＯ_２供給路２０を介して空間２２にＣＯ_２を供給することにより、リング状ブロック１１２を固定金型１０１側に突き出す。このとき、空間２２に流入させる加圧ＣＯ_２の圧力は、キャビティ内に供給されるＣＯ_２の圧力以上であることが望ましい。これにより、固定金型１０１に対して可動金型１０２を移動させてキャビティ容積を増大させた場合でも、空間２２へのＣＯ_２の供給圧力とバネ１８の弾性力により、この加圧ＣＯ_２とバネ１８を用いることにより、リング状ブロック１１２をリング状ブロック１０７に対して適度な圧力で押し付け、キャビティ内の気密性を維持することが可能となる。
【００２１】
次に、溶融樹脂の充填から溶融樹脂の発泡までの工程を、図２〜６を用いて説明する。まず、図２に示すように、固定金型１０１と可動金型１０２を、それぞれの外周部分の面１０３ｃと１０６ｂとの距離Ｔを０．５ｍｍとなるように、Ｏ−リング１９を介して結合させた。次いで、キャビティ５０に導通したＣＯ_２供給路２３を介して、不図示のＣＯ_２発生装置からキャビティ５０に、５ＭＰａの高圧なＣＯ_２ガスＧＳ１を０．２秒間供給する。同時に、ＣＯ_２供給路２０を介して、不図示のＣＯ_２供給装置からバネ１８の設置空間２２に、７ＭＰａのＣＯ_２ガスＧＳ２を供給する。不図示のＣＯ_２発生装置とＣＯ_２供給路２３及び２２との間にはそれぞれ電磁弁が設けられており、キャビティ及びバネの設置空間１８をそれぞれ気密状態に維持しながら、ＣＯ_２の供給制御が行われる。
【００２２】
次いで、不図示のベント機構を有するインラインスクリュー式射出充填装置を用いて予め超臨界状態のＣＯ_２を８ＭＰａの圧力で含浸した溶融樹脂ＲＳを、キャビティ５０に所定量充填する。溶融樹脂ＲＳは、射出充填装置のシャットオフノズル１７を介して、キャビティ５０内に０．０５秒間充填した。本実施例では、溶融樹脂ＲＳとして、帝人化成製ポリカーボネートＡＤ−５５０３を用いた。上述の通りキャビティ５０内には予めＣＯ_２が供給されており、このＣＯ_２は溶融樹脂ＲＳに対して可塑材として機能する。これにより、射出充填された溶融樹脂の粘性が低く保たれることに加え、溶融樹脂内に含浸されているＣＯ_２や残留ガスの揮発による発泡や空気等が溶融樹脂内に取り込まれることによる発泡を抑制することができる。なお、キャビティ５０への溶融樹脂充填時には、可動金型１０２を不図示の型締め装置を用いて、型締力の自動制御により距離Ｔを維持する（このとき、型締め圧Ｐ１は未設定）。同時に、固定金型１０１の温調路１５及び可動金型１０２の温調路１６に温水を流入させることにより、キャビティに面するブロック１０５及び１１０を１２５℃に温調するとともに、金型全体もまた不図示の温調回路を用いて同じ１２５℃に温調した。
【００２３】
溶融樹脂ＲＳがキャビティ内に所定量充填された後、図３に示すように、カットパンチ１２を、不図示の駆動装置を用いて、圧力Ｐ２＝５ＭＰａで固定金型１０１の方向に突き出す。カットパンチ１２を突き出すことで、その先端部分は固定金型１０１のスプールブッシュ１３の内周部に接触し、キャビティ５０と溶融樹脂充填口付近の空間は遮断される。これにより、キャビティ５０内への更なる溶融樹脂ＲＳの侵入を防止することができる。さらに、図４に示すように、このカットパンチ１２の駆動に連動して、可動金型１０２を型締め圧Ｐ３＝３０ＭＰａで固定金型１０１方向に押圧する。このとき、距離Ｔは０となる。これにより、キャビティ５０の容積が縮小し、キャビティ５０に充填された溶融樹脂ＲＳは一様な圧力で圧縮され、キャビティ５０の末端部分まで十分に充填される。また、上述の通り、キャビティ内に予め充填したＣＯ_２が溶融樹脂ＲＳに対して可塑材として機能することにより、溶融樹脂ＲＳの粘性が低く維持される。これにより、溶融樹脂ＲＳは、微細な金型パターンを有するスタンパ２１のパターン内部まで十分に侵入することができる。この状態で、溶融樹脂ＲＳの信号パターン形成面側表面を冷却し固化させる。溶融樹脂ＲＳ内部は、信号パターン形成面に対しても一様な圧力で圧縮されているので、樹脂内圧が低下することによる樹脂内部でのＣＯ_２の発泡を抑制できるとともに、均一な厚みの無発泡層を得ることができる。
【００２４】
次いで、図５に示すように、溶融樹脂ＲＳの表面が固化するが溶融樹脂内部がまだ固化していない状態で、可動金型１０２の型締め圧Ｐ４＝２ＭＰａまで減圧し、可動金型１０２を固定金型１０１から離れる方向に、距離Ｔ＝０．１ｍｍとなるまで移動する。これにより、キャビティ５０の容積が増大するとともに、キャビティ内圧力が低下する。このとき、溶融樹脂ＲＳに含浸されたＣＯ_２も減圧し発泡する。この状態で、溶融樹脂を冷却し固化することにより、図６に示すような、樹脂表面が無発泡層１Ａ及び１Ｃであり且つ樹脂内部が発泡層１Ｂとなる熱可塑性樹脂発泡体２が形成される。この熱可塑性樹脂発泡体２を、不図示の加圧エアーを用いて金型から離型することにより、熱可塑性樹脂発泡体の基板２を得ることができた。
【００２５】
本実施例では、上記の射出成形方法により、外径１２０ｍｍ、内径１５ｍｍ、板厚が１．１ｍｍの円形基板２を作製した。基板２の表面には、グルーブ幅２１０ｎｍ、ランド幅１７０ｎｍ、トラックピッチ３８０ｎｍのランド及びグルーブが形成されている。光記録媒体の記録媒体認識情報やアドレス情報は、グルーブをウォブル状に形成し、ウォブルの周期を調整することにより記録されている。また、情報の記録にはグルーブ記録方式を用いた。
【００２６】
作製した基板２の断面構造を、ＳＥＭを用いて確認した。基板２の内部構造は、図７に示すように、信号面から１０μｍまでの断面領域１Ａが無発泡層、１０μｍから１０８０μｍまでの断面領域１Ｂが発泡層及び１０８０μｍから基板底面までの断面領域１Ｃが無発泡層であった。領域１Ｂ中の発泡体の平均セル径は６μｍであり、そのばらつきも平均セル径に対して±２０％の範囲内であった。これにより、基板の内周部と外周部においても、発泡倍率や発泡セル径について大きく差がないことが確認できた。また、基板２の信号パターン形成面の表面には、スタンパのパターンがほぼ１００％の割合で転写されていることを確認した。さらに、ＡＦＭを用いて、信号パターン形成面の最上面にあたるランドの表面粗さＲｍａｘ＝２０ｎｍであることを確認した。この表面粗さの値は、基板内部が未発泡である成形品と同等の値を示しており、基板内部を発泡させた場合においても、基板表面の無発泡層の表面粗さには影響がないことが分かる。
【００２７】
［光記録媒体の作製方法］
次に、上記の発泡層を有する基板２を有する光記録媒体について、図７を用いて説明する。本実施例においては、図７に示すように、基板２上に反射層３、記録層４、保護層５及びカバー層６が順に形成されている。反射層３は、カバー層６側から入射した光を現されたパターン形状にしたがって反射させるための層であり、基板２の信号パターン形成面上に信号パターンの凹凸形状に追従して堆積されている。記録層４は、光に変換された情報を記録するための層である。保護層５は、記録層４の耐蝕防止のための層である。カバー層６は、基板２上に形成された反射膜３、記録膜４及び保護層５を外力による破壊等から保護するための層であるとともに、酸素または紫外線等の劣化要因から光記録媒体を保護するための層である。
【００２８】
上記の光記録媒体は以下のようにして作製した。まず、不図示のスパッタ装置のスパッタ室内部に上記射出成形方法で作製した基板２を設置した。次いで、スパッタ室内部にアルゴンガスを充填した状態で、Ａｇをターゲットとして用いてスパッタを行うことにより、基板２の信号パターン形成面上に膜厚１００ｎｍの反射層３を形成した。次いで、反射層３が形成された基板２をスパッタ室から取り出し、不図示のスピン式の塗布装置に載置する。次いで、ポルフィセン系色素０．５ｇをオクタフルオロペンタノール４０ｇに溶解し、４０℃の環境下で３０分間超音波分散した後、０．２μｍのフィルターでろ過した溶液を、基板２を回転数１３００ｒｐｍで回転させながら、反射層３上に膜厚１００ｎｍとなるようにスピン塗布する。この後、８０℃に設定した不図示のオーブン内で３０分乾燥することにより記録層４を形成した。次いで、記録層４上に、４−モルフォリン−２，５−ジブトキシジアゾニウムトリフルオロメタンスルフォネートとポリビニルピロリドンの水溶液を回転塗布し、乾燥させることにより、膜厚２００ｎｍの保護層５を形成した。次いで、保護層５上に紫外線硬化樹脂を膜厚０．１ｍｍとなるように回転塗布し、この樹脂にＵＶ照射を行うことで樹脂を硬化させた。これにより、保護層５上にカバー層６を形成した。以上の方法で、図７に示すような、基板に発泡層を有する光記録媒体を得た。
【００２９】
【比較例】
基板内に発泡層が形成されていない光記録媒体を作製するために、基板を形成する際に、溶融樹脂内に超臨界状態の加圧ＣＯ_２を含浸しないこと及び基板内に発泡層を形成するためにキャビティの容積を変化させないこと以外は、上記実施例と同様にして光記録媒体を作製した。こうして得られた光記録媒体と上記実施例にて作製した光記録媒体との厚み変動（誤差）、反り及び重量を比較した結果を表１に示す。表中、厚み変動は光記録媒体の外周部から０．５ｍｍの範囲内における厚み変動の最大値を示す。重量比は、比較例の光記録媒体の重量を１００として表わした。
【００３０】
【表１】

【００３１】
表１より、上記実施例で作製した光記録媒体は比較例の光記録媒体と比較して、厚み変動については１０分の１、反りについては６分の１となり、また、重量では２０％減少することが確認できた。これは、以下のような理由による。実施例の光記録媒体の基板は、予めＣＯ_２を充填したキャビティ内に超臨界状態のＣＯ_２を含浸した熱可塑性樹脂を充填し射出圧縮成形方法を用いて作製されている。この方法によると、流動抵抗が殆どない状態で溶融樹脂がキャビティに充填されるとともに、キャビティ内に充填された溶融樹脂の粘性はＣＯ_２により低く維持される。これにより、キャビティ内の溶融樹脂内部に生じる粘度差を抑制できるとともに、溶融樹脂表面の早期固化を抑制する。このことより、溶融樹脂内部に圧力差は殆ど生ずることがなく、樹脂表面への金型パターンの転写性が向上する。また、溶融樹脂内部を発泡させることにより、溶融樹脂のひけは生じにくくなる。よって、基板の厚み変動や反りを抑制することができる。上記実施例の光記録媒体は、こうして作製した基板上に記録層及びカバー層等の各層を形成しているので、上記のような厚み変動が少なく且つ反りの小さい光記録媒体を製造することができる。
【００３２】
また、上記実施例で作製した光記録媒体を再生した際に発生するノイズのレベルを、スペクトラムアナライザで測定した。光記録媒体は線速６ｍ／ｓで回転させ、波長４０５ｎｍの半導体レーザ光を開口数０．８５の対物レンズを介して媒体の記録層に集光させる。この状態で、周波数１２ＭＨｚの再生信号を再生パワー０．３ｍＷで再生したときのノイズレベルを測定した。このとき、ＲＢＷは３０ｋＨｚ、ＶＢＷは１００Ｈｚとした。測定されたノイズレベルの値は−７６．０ｄＢｍであり、良好なＣ／Ｎを示していることが分かる。
【００３３】
【変形例】
本発明における変形例を、図８を用いて説明する。本変形例では、光記録媒体の基板の射出成形において、キャビティ５０の容積を縮小し溶融樹脂ＲＳを圧縮する際に、信号パターン形成面側に接する金型（スタンパ）のみを断熱状態とし、溶融樹脂の信号パターン形成面側の固化層成長を遅らせた以外は、上記実施例と同様に構成した。これにより、図８に示すように、基板２’の信号パターン形成面側の領域１Ａ’のみが無発泡層となり、その下方の領域１Ｂ’は全て発泡した基板を得た。上記実施例と同様にして、基板２’の信号パターン形成面側に各層を形成することにより、光記録媒体を得ることができた。
【００３４】
上記実施例及び変形例では、基板の射出成形にベント機構を有するインライン式の可塑化機構を有する射出充填装置を用いたが、プリプラ式の可塑化機構を有する射出充填装置を用いて射出成形を行っても構わない。また、基板作製における熱可塑性樹脂として、帝人化成製ポリカーボネートＡＤ−５５０３を用いたが、これに限らず、例えば、他のポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルイミド等を用いることもできる。樹脂は、加圧ＣＯ_２を含浸することによってガラス転移温度が下がる熱可塑性樹脂であればよい。
【００３５】
上記実施例及び変形例では、基板上に、反射層、記録層、保護層及びカバー層を形成したが、カバー層上に、さらに硬質な紫外線硬化樹脂からなるハードカバー層を形成してもよい。この場合、光記録媒体の板厚を従来の媒体と同様にの値とするために、カバー層の膜厚を９９μｍとし、ハードカバー層を１μｍ程度の膜厚で形成することが好ましい。これにより、光記録媒体の板厚方向の強度がさらに向上する。
【００３６】
上記実施例及び変形例では、反射層３の材料としてＡｇを用いたが、反射率の一層高い金属、例えば純銀あるいはプラチナ等を用いてもよい。また、基板２に用いる材料と反射層３に用いる材料が化学反応しやすい場合、基板２と反射層３とを隔離するために、それらの間に中間層を一層またはそれ以上設けてもよい。このとき、中間層として、例えば窒化ケイ素、酸化ケイ素等の無機材料あるいは金、銀、硫化亜鉛等の金属材料等を用いることができる。
【００３７】
上記実施例及び変形例では、記録層４としてポルフィセン系色素を用いたが、高密度記録のためには青色レーザーを用いた光記録方式に対応可能な任意の材料を用い得る。色素材料を用いる場合、ポルフィリン系色素、クマリン系色素、ピラゾールアゾ系色素等を用いてもよい。記録層４に相変化材料を用いる場合には、スパッタリング法によりＧｅＳｂＴｅや、さらにＳｎ，Ａｇ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｎ等の金属を添加したもの、ＳｂＴｅＳｅ、ＡｇＩｎＧｅＳｂ等の無機材料を積層することができる。
【００３８】
上記実施例及び変形例では、保護層５上に紫外線硬化樹脂を回転塗布し、この樹脂にＵＶ照射を行い樹脂を硬化させることによりカバー層６を形成したが、シート状の高分子材料を保護層５上に接着することによりカバー層を形成してもよい。
【００３９】
上記実施例では、発泡セル径の平均値が６μｍの発泡層を有する基板を得たが、その発泡セル径や発泡倍率は任意である。これらの値は、機械強度や機械特性、重量インバランスおよび環境試験時における光記録媒体の反り等を考慮して決定される。この発泡セル径や発泡倍率は、金型の型締め圧等を制御することによって、任意の値に調整することができる。本発明の光記録媒体においては、発泡層の発泡倍率を大きくすることにより基板の熱膨張係数を小さくすることができる。これにより、記録膜と基板の熱膨張係数の差が低減されるので、光記録媒体のバイメタル効果を抑制することができる。さらに、信号パターンが形成された基板面とその反対側の面における発泡状態を変化させることにより、両面の熱膨張係数を制御し、バイメタル効果を一層抑制することができる。具体的には、信号パターンが形成される基板面の金型温度に対し、その反対側の面の金型温度を低くすることで、その面の圧力を低下させ発泡状態を促進させる。これにより、無機材料からなる記録膜を積層しない側の基板面の熱膨張係数をより一層低減させることができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明では、板厚が均一な光記録媒体が提供されるので、光記録装置のピックアップとの空間マージンを小さくすることができる。光記録媒体を光記録装置に設置し光記録または再生を行った際、光記録装置の光学系（ピックアップ）と媒体表面との接触を回避することによるピックアップの破損を回避できるとともに、良好なトラッキング性能やＣ／Ｎを得ることができる。また、軽量化することにより重量インバランスを低減させた光記録媒体が提供されるので、光記録媒体をさらに高速回転させることができる。したがって、光記録媒体に対して記録再生を行う際のデータ転送レートを向上させることができ、それにより記憶容量が増大され且つ情報アクセスが高速化された光記録媒体を提供することができる。また、上述のようなバイメタル効果を抑制した光記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における実施例で基板作製に用いた金型の断面図である。
【図２】本発明の実施例における基板作製方法を説明する図である。
【図３】本発明の実施例における基板作製方法を説明する図である。
【図４】本発明の実施例における基板作製方法を説明する図である。
【図５】本発明の実施例における基板作製方法を説明する図である。
【図６】図５のＡ部分の拡大図であり、本発明の実施例で作製した基板の断面構造を概略的に示した図である。
【図７】本発明の実施例で作製した光記録媒体の概略的な層構成図である。
【図８】本発明の変形例で作製した光記録媒体の概略的な層構成図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ａ’，１Ｃ　無発泡層
１Ｂ，１Ｂ’　発泡層
２，２’　基板
３，３’　反射層
４，４’　記録層
５，５’　保護層
６，６’　カバー層
１１　スタンパ押え
１２　カットパンチ
１３　スプールブッシュ
１４　押出ピン
１５，１６　温調路
１７　シャットオフノズル
１８　バネ
１９　Ｏ−リング
２１　スタンパ
１０１　固定金型
１０２　可動金型[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an optical recording medium irradiated with recording or reproduction light through a cover layer provided on the side opposite to the substrate, and more specifically, by irradiating short-wavelength laser light having a wavelength of 500 nm or less through the cover layer. The present invention relates to an optical recording medium capable of high-density recording for performing recording or reproduction.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, audio-visual devices other than computers have been handling large volumes of digitized audio data and image data. Accordingly, a large-capacity information recording medium for storing such data is required. As an optical recording medium meeting this demand, a high-density recording medium such as a DVD-RAM or a DVD-RW capable of recording data having a capacity seven times or more that of a conventional CD-R, CD-RW or the like is available. Is being developed. However, for example, when recording an HDTV (high definition television) image, which is expected to spread in the future, for 2 hours or more, it is considered that an optical recording medium having a capacity of 23 GB or more is required.
[0003]
An optical recording system that realizes high-density recording by reducing the spot diameter of laser light is disclosed in Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 39 (2000) pp. 756-761, Part 1, No. 2B, Feb. 2000. In this publication, recording is performed by using a blue laser having a laser wavelength λ = 405 nm and an objective lens having a numerical aperture NA = 0.85 as an optical system to reduce the spot diameter of a laser beam applied to an optical recording medium. Has been done. An optical recording medium used as such a recording system is a rewritable optical recording medium using a phase change material as a recording layer, and a reflective layer, a recording layer, and a cover layer are formed on a substrate on which pits and grooves are formed. Are sequentially formed. Since the focal length of light is shortened by using the above-described optical system, it is difficult to condense light on the recording layer even when irradiating recording light through a substrate having a predetermined thickness as in the related art. Become. Therefore, a method of recording information on the recording layer by irradiating light from the cover layer side, which is very thin compared to the substrate, has been proposed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the substrate in the rewritable optical recording medium described above is manufactured by an injection molding method using a thermoplastic resin in the same manner as the substrate used in the conventional optical recording medium. In this injection molding method, a closed space (cavity) is filled with a thermoplastic resin melted in advance. A stamper on which a transfer pattern of pits and grooves is formed is provided in the cavity, whereby a molded article having a desired pattern formed on the resin surface can be obtained. However, in this injection molding method, when the filled molten resin comes into contact with the mold, there is a difference in the cooling time between the vicinity of the molten resin filling port in the center of the cavity and the vicinity of the end of the cavity. Occurs. As a result, a viscosity difference occurs inside the molten resin. Further, the surface of the molten resin cooled by the mold is solidified, and a skin layer is formed. As a result, a pressure difference is generated inside the molten resin between the vicinity of the molten resin filling port and the vicinity of the end of the molten resin. As a result, the molten resin near the end not yet solidified inside the molten resin sinks, so that the thickness of the resin end is increased in each direction of the pattern transfer surface and the opposite surface. However, there was a problem that the film became thick locally (ski jump phenomenon). In the case where an optical recording medium is manufactured by forming a reflective layer, a recording layer, and a cover layer on a substrate using the resin molded product having such a defect as a substrate, a method of irradiating light from the cover layer side to perform recording. In this case, the thickness near the end of the medium also increases under the influence of the thickness variation of the substrate. When optical recording is performed using this medium, the optical system (pickup) of the optical recording device comes into contact with the surface of the medium, and the pickup may be damaged. Further, when a dye recording film, a cover layer, and the like are formed on a substrate by a spin coating method, there is a problem that the thickness of a layer formed on the substrate is not uniform in a plane due to a ski jump phenomenon of the substrate. A method for solving this problem is disclosed by the present inventors in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-242832. In this solution, it is proposed that the outer periphery regulating member in the mold of the injection molding machine is retracted immediately after the resin is filled. However, there were problems such as a complicated mold structure.
[0005]
In addition, in an optical recording medium in which a recording film made of an inorganic material is formed only on one side of the surface of a resin substrate made of an organic material, even if the produced optical recording medium has a small warp at room temperature, it can be used at a high temperature. Is known to increase due to the bimetal effect. That is, the difference between the thermal expansion coefficient and the Young's modulus of the recording film and the substrate material causes a bimetal effect proportional to the temperature change, thereby increasing the warpage of the medium. In a recording medium having a thin cover layer through which laser light is transmitted, a slight change in warpage of the recording medium has a great adverse effect as the numerical aperture (NA) of the objective lens increases. Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-149664 discloses a method of laminating a dielectric film on the side opposite to the surface on which a recording film is formed in order to suppress the bimetal effect. However, this method cannot avoid an increase in cost such as the production of a medium.
[0006]
On the other hand, with the increase in the recording capacity of the optical recording medium, it is desired to increase the speed of recording and reproducing information on the optical recording medium. For that purpose, it is necessary to improve the data transfer rate at the time of recording and reproduction on the optical recording medium. The data transfer rate is generally determined by the number of rotations when rotating the optical recording medium. Therefore, increasing the rotation speed of the optical recording medium also improves the data transfer rate. However, when the conventional optical recording medium is further rotated at a higher speed, a load is applied to the drive system of the optical recording apparatus, so that it is necessary to introduce a new drive system, and there has been a problem that the apparatus cost increases.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and to provide an optical recording medium that irradiates recording or reproduction light from a cover layer side, in which the thickness is uniform and lighter over the entire optical recording medium, and the same. It is to provide a manufacturing method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical recording medium having a recording layer and a cover layer on a substrate on which a signal pattern is formed on one surface. In an optical recording medium that performs recording and reproduction,
An optical recording medium is provided, wherein a foam layer is formed on the substrate.
[0009]
The optical recording medium of the present invention is manufactured using a substrate on which a foam layer is formed. The substrate on which the foam layer is formed is reduced in weight, and the optical recording medium manufactured using this substrate can be reduced in weight. In particular, it is desirable that the thickness of the foam layer is 0.5 mm to 1.1 mm.
[0010]
It is preferable that the space between the substrate surface on which the signal pattern is formed and the foam layer is not foamed. In particular, it is desirable that the thickness between the substrate surface on which the signal pattern is formed and the foam layer is 1 μm to 500 μm. By limiting the position of the foam layer in this manner, a pattern faithful to the pattern of the stamper used during injection molding is obtained on the substrate, and the film such as the recording layer formed on the signal pattern forming surface is also uniform. It is formed with a film thickness. This enables more stable recording and reproduction of information.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical recording medium according to the first aspect of the present invention,
The supercritical CO 2 ₂ Impregnating with;
CO in a cavity of a predetermined volume ₂ Filling;
The above CO ₂ Filling the molten resin into a cavity having a predetermined volume filled with the resin;
Compressing the molten resin by reducing the volume of the cavity filled with the molten resin;
There is provided a method of manufacturing an optical recording medium including forming the substrate by compressing the molten resin and then expanding the volume of the cavity again to foam the molten resin to form a foamed layer on the substrate. .
[0012]
In the present invention, an optical recording medium of a thin cover layer type (film surface incident type recording type) in which a recording layer and a cover layer are formed on a substrate and data is recorded and reproduced by irradiating light from the cover layer side. The present invention relates to a method for producing a substrate, in which a foamed layer is formed inside a thermoplastic resin as a substrate. Supercritical CO 2 ₂ It is produced by an injection compression molding method using a thermoplastic resin (molten resin) impregnated with. According to this method, the molten resin can be filled in a predetermined volume state in which the volume of the mold (cavity) is sufficiently increased, so that there is almost no flow resistance to the molten resin. In addition, before filling the cavity with molten resin, ₂ By filling this CO ₂ Functions as a plasticizer for the molten resin filled in the cavity, and the viscosity of the molten resin can be kept low. Further, the molten resin is compressed at a uniform pressure by clamping the mold after filling the molten resin into the mold. Thereby, the transferability of the mold pattern to the resin surface is improved as compared with the conventional substrate. Furthermore, a foam layer is formed in the molten resin by increasing the cavity volume in a state where the resin surface is solidified. As a result, even at the end of the molten resin, sinking of the molten resin is less likely to occur due to the foaming pressure. Therefore, it is possible to obtain a substrate on which a foamed layer is formed with little change in thickness. By forming a recording layer and a cover layer on the substrate using this substrate, an optical recording medium having a uniform thickness can be obtained. The optical recording medium manufactured by the method of the present invention records data on the recording layer by irradiating light not from the substrate side but from the cover layer side. The drop is not a problem. Furthermore, in the present method, since the foamed layer is formed on the substrate, not only the substrate but also the optical recording medium manufactured using this substrate can be reduced in weight.
[0013]
In the present invention, it is preferable that the molten resin is compressed again after the molten resin is foamed. Thereby, the cooling rate of the molten resin can be increased.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
[0015]
【Example】
[Method for Manufacturing Substrate of Optical Recording Medium]
First, a method for manufacturing a substrate used for the optical recording medium of the present invention will be described with reference to FIGS. The substrate of the present invention was produced by an injection compression molding method. FIG. 1 shows a mold used for injection molding of the present substrate. The mold includes a fixed mold 101 and a movable mold 102. The fixed mold 101 and the movable mold 102 are arranged to face each other such that their centers AX and BX are coaxial. In these dies, the convex portion 103 ', which is a part of the fixed die 101, and the protrusion 106' of the movable die 102 contact the outer wall surface 103b of the protrusion 103 'and the inner wall surface 106a of the protrusion 106'. So that they fit together. By fitting these molds, a cavity is defined inside the mold.
[0016]
The fixed mold 101 mainly includes a fixed mold base 103, a block 105, a ring-shaped block 107, and a spool bush 13. In the vicinity of the outer peripheral portion of the surface of the fixed mold base 103 facing the movable mold 102, a convex portion 103 'is provided in a ring shape so as to orbit around the axis AX. At the center of the fixed mold base 103, a spool bush 13 for filling the cavity with the molten resin is provided so as to penetrate the fixed mold base 103 around the axis AX. A block 105 having a mirror-finished surface is installed in a concave portion formed by the spool bush 13 and the convex portion 103 '. On the cavity-side surface of the block 105, a Ni stamper 21 having a pit pattern and a groove pattern formed on the surface is placed. The stamper 21 has a concave / convex pattern opposite to the pattern having a groove width of 210 nm, a land width of 170 nm, and a track pitch of 380 nm obtained after molding. The inner peripheral portion of the stamper 21 is fixed on the block 105 by a split-type stamper holder 11 installed between the spool bush 13 and the block 105 so as to surround the outside of the spool bush 13. Further, the outer peripheral portion of the stamper 21 is vacuum-sucked on the block 105 via a suction port (not shown) formed in the block 105. Thus, the stamper 21 is securely fixed on the block 105. Further, a spiral temperature control path 15 having an axis AX as a central axis is provided on each of the surfaces 103a and 105a where the fixed mold base 103 and the block 105 are in contact with each other so as to straddle the fixed mold base 103 and the block 105. Is provided. The temperature control path 15 is formed such that the farther away from the axis AX, the larger the cross-sectional area thereof and the further away from the cavity. Thereby, when the cooling water is circulated through the temperature control path 15, the farther the fixed block 105 and the stamper 21 are from the axis AX, the slower the flow velocity of the cooling water flows therethrough, and the lower the cooling efficiency. . Therefore, the molten resin injected and filled in the cavity becomes harder to solidify as the distance from the axis AX increases.
[0017]
A ring-shaped block 107 is embedded in the outer peripheral portion of the block 105 on the cavity surface side so as to be in contact with the convex portion 103 '. A groove 107 ′ having a width of 4 mm and a depth of 3 mm is formed along the ring-shaped block 107 on the cavity-side surface of the ring-shaped block 31, and the O-ring 19 is provided in the groove 107 ′. . The fixed mold 101 and the movable mold 102 to be described later are combined via the O-ring 19 so as to align the respective central axes AX and BX, thereby defining the fixed mold 101 and the movable mold 102. The closed state of the cavity thus maintained is maintained. The fixed mold base, the block 105 and the ring-shaped block 107 are provided with CO so as to pass through them. ₂ A supply path 23 is provided. This CO ₂ The supply path 23 is provided with CO 2 in the cavity closed from outside the fixed mold 101. ₂ Is used as a supply path for supplying the water.
[0018]
On the other hand, the movable mold 102 includes a movable mold base 104, ring-shaped

blocks

106 and 112, blocks 108 and 110,

bushes

114 and 116, and a cut punch 12, as shown in FIG. On the movable mold base 104, the cut punch 12 is installed so as to pass through the movable mold base 104 with the central axis BX of the movable mold base 104 as the central axis. The cut punch 12 is supported by two

bushes

114 and 116 embedded in the center of a block 110 described later so as to be movable in the axis BX direction. After the cavity is filled with a predetermined amount of molten resin, the cut punch 12 moves in the direction of the fixed mold 101, thereby further preventing the molten resin from flowing into the cavity. Further, inside the cut punch 12, an extrusion pin 14 extends so as to be movable in the axis BX direction. The push pin 14 has a movement amount such that the tip thereof can protrude from the tip of the cut punch 12 on the fixed die 101 side. Thereby, when the cavity is opened after the resin molding is completed, the resin solidified in the vicinity of the filling port of the molten resin and stuck to the cut punch can be removed from the cut punch 20.
[0019]
A ring-shaped block 106 is provided on a surface of the movable mold base 104 in the direction of the fixed mold 101. The ring-shaped block 106 has an L-shaped cross-section, and is mounted on the movable mold base 104 such that a protrusion 106 ′ protrudes in the direction of the fixed mold 101 on the outer peripheral portion of the surface of the fixed mold 101. Is done. The surfaces of the

blocks

108 and 110 are mirror-finished, and are fitted in the concave portions formed by the movable mold base 104 and the ring-shaped block 106 in the order of the

blocks

108 and 110. Further, in the

blocks

108 and 110, similarly to the above-described fixed mold base 103 and the block 105, the temperature control path 16 is provided on the surfaces 108a and 110a that are in contact with each other. The temperature control path 16 is formed in a spiral shape around the axis BX so as to straddle the block 108 and the block 110. In addition, the temperature control path 16 is formed so that its cross-sectional area becomes larger and further away from the cavity as the distance from the axis BX increases. Thus, when cooling water flows through the temperature control path 16 in the same manner as the temperature control path 15 of the fixed mold 101, the farther the block 110 constituting the cavity surface is from the axis BX, the more it flows there. The flow rate of the cooling water decreases, and the cooling efficiency decreases. Therefore, the molten resin injected and filled in the cavity becomes harder to solidify as the distance from the axis BX increases.
[0020]
A ring-shaped block 112 is attached to an outer peripheral portion of the block 110 on the cavity surface side so as to be in contact with the ring-shaped block 106. Further, the ring-shaped block 112 is arranged at a position facing the ring-shaped block 107 of the fixed mold 101, and comes into contact via an O-ring in a state where the fixed mold 101 and the movable mold 102 are combined. The ring-shaped block 112 is installed on the block 110 via the spring 18. In addition, through the ring-shaped block 106 and the block 110, a pressurized CO ₂ To supply CO ₂ A supply path 20 is provided. Pressurized CO (not shown) installed outside the mold ₂ From the feeder, ₂ CO 2 is supplied to the space 22 through the supply path 20. ₂ To protrude the ring-shaped block 112 toward the fixed mold 101 side. At this time, the pressurized CO ₂ Is controlled by the CO supplied into the cavity. ₂ It is desirable that the pressure be equal to or higher than Accordingly, even when the movable mold 102 is moved with respect to the fixed mold 101 to increase the cavity volume, CO ₂ Pressure and the elastic force of the spring 18, this pressurized CO ₂ By using the spring 18 and the ring-shaped block 112, it is possible to press the ring-shaped block 112 against the ring-shaped block 107 with an appropriate pressure, and to maintain the airtightness in the cavity.
[0021]
Next, steps from filling of the molten resin to foaming of the molten resin will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 2, the fixed mold 101 and the movable mold 102 are connected via the O-ring 19 such that the distance T between the outer

peripheral surfaces

103c and 106b is 0.5 mm. I let it. Next, the CO conducted to the cavity 50 ₂ Through the supply path 23, CO (not shown) ₂ High-pressure 5MPa CO from the generator to the cavity 50 ₂ The gas GS1 is supplied for 0.2 seconds. At the same time, CO ₂ CO 2 (not shown) through the supply path 20 ₂ 7 MPa of CO is supplied from the supply device to the installation space 22 of the spring 18. ₂ Supply gas GS2. CO not shown ₂ Generator and CO ₂ Solenoid valves are provided between the

supply passages

23 and 22, respectively, and while maintaining the cavity and the spring installation space 18 in an airtight state, respectively, ₂ Supply control is performed.
[0022]
Then, using an in-line screw type injection filling apparatus having a vent mechanism (not shown), CO ₂ The cavity 50 is filled with a predetermined amount of molten resin RS impregnated with a pressure of 8 MPa. The molten resin RS was charged into the cavity 50 via the shut-off nozzle 17 of the injection filling device for 0.05 seconds. In this example, Teijin Chemicals polycarbonate AD-5503 was used as the molten resin RS. As described above, CO2 is previously stored in the cavity 50. ₂ Is supplied and this CO ₂ Functions as a plasticizer for the molten resin RS. This keeps the viscosity of the injection-filled molten resin low, as well as the CO impregnated in the molten resin. ₂ And foaming due to volatilization of residual gas and foaming due to air or the like being taken into the molten resin. When filling the cavity 50 with the molten resin, the movable mold 102 is maintained at a distance T by automatically controlling the mold clamping force by using a mold clamping device (not shown) (at this time, the mold clamping pressure P1 is not set). . At the same time, the temperature of the

blocks

105 and 110 facing the cavity is adjusted to 125 ° C. by flowing hot water into the temperature control path 15 of the fixed mold 101 and the temperature control path 16 of the movable mold 102, and the entire mold is also controlled. The temperature was adjusted to 125 ° C. using a temperature adjustment circuit (not shown).
[0023]
After the cavity is filled with the molten resin RS by a predetermined amount, as shown in FIG. 3, the cut punch 12 is protruded in the direction of the fixed mold 101 at a pressure P2 = 5 MPa using a driving device (not shown). By protruding the cut punch 12, the front end portion comes into contact with the inner peripheral portion of the spool bush 13 of the fixed mold 101, and the cavity 50 and the space near the molten resin filling port are shut off. Thereby, it is possible to prevent further intrusion of the molten resin RS into the cavity 50. Further, as shown in FIG. 4, in conjunction with the driving of the cut punch 12, the movable mold 102 is pressed toward the fixed mold 101 at a mold clamping pressure P3 = 30 MPa. At this time, the distance T becomes 0. As a result, the volume of the cavity 50 is reduced, and the molten resin RS filled in the cavity 50 is compressed at a uniform pressure, and is sufficiently filled up to the end of the cavity 50. Further, as described above, the CO previously filled in the cavity is used. ₂ Functions as a plasticizer for the molten resin RS, whereby the viscosity of the molten resin RS is kept low. Thus, the molten resin RS can sufficiently penetrate into the pattern of the stamper 21 having a fine mold pattern. In this state, the surface of the molten resin RS on the signal pattern forming surface side is cooled and solidified. Since the inside of the molten resin RS is compressed with a uniform pressure also on the signal pattern forming surface, the CO inside the resin due to a decrease in the resin internal pressure is reduced. ₂ Can be suppressed, and a non-foamed layer having a uniform thickness can be obtained.
[0024]
Next, as shown in FIG. 5, in a state where the surface of the molten resin RS is solidified but the inside of the molten resin is not yet solidified, the pressure of the movable mold 102 is reduced to P4 = 2 MPa, and the movable mold 102 is removed. It moves in the direction away from the fixed mold 101 until the distance T becomes 0.1 mm. Thus, the volume of the cavity 50 increases, and the pressure in the cavity decreases. At this time, CO impregnated in the molten resin RS ₂ Also decompress and foam. In this state, the molten resin is cooled and solidified to form a thermoplastic resin foam 2 in which the resin surfaces are the non-foamed layers 1A and 1C and the resin interior is the foamed layer 1B as shown in FIG. You. The thermoplastic resin foam 2 was released from the mold using pressurized air (not shown), whereby the thermoplastic resin foam substrate 2 could be obtained.
[0025]
In this example, a circular substrate 2 having an outer diameter of 120 mm, an inner diameter of 15 mm, and a plate thickness of 1.1 mm was produced by the above-described injection molding method. On the surface of the substrate 2, lands and grooves having a groove width of 210 nm, a land width of 170 nm, and a track pitch of 380 nm are formed. The recording medium recognition information and address information of the optical recording medium are recorded by forming a groove in a wobble shape and adjusting a wobble cycle. Further, a groove recording method was used for recording information.
[0026]
The cross-sectional structure of the manufactured substrate 2 was confirmed using SEM. As shown in FIG. 7, the internal structure of the substrate 2 has a non-foamed layer in a cross-sectional area 1A from the signal surface to 10 μm, a foamed layer in a cross-sectional area 1B from 10 μm to 1080 μm, and a cross-sectional area 1C from 1080 μm to the bottom of the substrate. It was a non-foamed layer. The average cell diameter of the foam in the region 1B was 6 μm, and the variation was within ± 20% of the average cell diameter. As a result, it was confirmed that there was no significant difference in the expansion ratio and the cell diameter between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion of the substrate. In addition, it was confirmed that the pattern of the stamper was transferred to the surface of the signal pattern forming surface of the substrate 2 at a rate of almost 100%. Further, it was confirmed by using AFM that the surface roughness Rmax of the land corresponding to the uppermost surface of the signal pattern formation surface was Rmax = 20 nm. This surface roughness value is equivalent to that of a molded product in which the inside of the substrate is not foamed, and even when the inside of the substrate is foamed, the surface roughness of the non-foamed layer on the substrate surface is not affected. I understand that there is no.
[0027]
[Method of Manufacturing Optical Recording Medium]
Next, an optical recording medium having the substrate 2 having the above foam layer will be described with reference to FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 7, a reflective layer 3, a recording layer 4, a protective layer 5, and a cover layer 6 are sequentially formed on a substrate 2. The reflection layer 3 is a layer for reflecting light incident from the cover layer 6 side in accordance with the revealed pattern shape, and is deposited on the signal pattern forming surface of the substrate 2 so as to follow the unevenness of the signal pattern. I have. The recording layer 4 is a layer for recording information converted into light. The protective layer 5 is a layer for preventing the recording layer 4 from being corroded. The cover layer 6 is a layer for protecting the reflective film 3, the recording film 4, and the protective layer 5 formed on the substrate 2 from destruction by an external force and the like, and protects the optical recording medium from deterioration factors such as oxygen or ultraviolet rays. It is a layer for protection.
[0028]
The above optical recording medium was produced as follows. First, the substrate 2 manufactured by the above-described injection molding method was installed in a sputtering chamber of a sputtering device (not shown). Next, in a state where the inside of the sputtering chamber was filled with argon gas, sputtering was performed using Ag as a target to form a reflective layer 3 having a thickness of 100 nm on the signal pattern forming surface of the substrate 2. Next, the substrate 2 on which the reflection layer 3 has been formed is taken out of the sputtering chamber and placed on a spin-type coating device (not shown). Next, 0.5 g of the porphycene dye was dissolved in 40 g of octafluoropentanol, ultrasonically dispersed in an environment of 40 ° C. for 30 minutes, and then filtered with a 0.2 μm filter, and the substrate 2 was rotated at 1300 rpm. While rotating, spin coating is performed on the reflective layer 3 so as to have a thickness of 100 nm. Thereafter, the recording layer 4 was formed by drying in an oven (not shown) set at 80 ° C. for 30 minutes. Subsequently, an aqueous solution of 4-morpholine-2,5-dibutoxydiazonium trifluoromethanesulfonate and polyvinylpyrrolidone was spin-coated on the recording layer 4 and dried to form a protective layer 5 having a thickness of 200 nm. . Next, a UV curable resin was spin-coated on the protective layer 5 so as to have a thickness of 0.1 mm, and the resin was irradiated with UV to cure the resin. Thereby, the cover layer 6 was formed on the protective layer 5. By the above method, an optical recording medium having a foam layer on a substrate as shown in FIG. 7 was obtained.
[0029]
[Comparative example]
In order to produce an optical recording medium in which a foam layer is not formed in a substrate, when forming a substrate, a supercritical pressurized CO ₂ An optical recording medium was manufactured in the same manner as in the above example, except that the resin was not impregnated and that the volume of the cavity was not changed in order to form a foamed layer in the substrate. Table 1 shows the results of comparing the thickness fluctuation (error), warpage, and weight of the optical recording medium thus obtained and the optical recording medium manufactured in the above example. In the table, the thickness variation indicates the maximum value of the thickness variation within a range of 0.5 mm from the outer peripheral portion of the optical recording medium. The weight ratio was expressed assuming that the weight of the optical recording medium of Comparative Example was 100.
[0030]
[Table 1]

[0031]
From Table 1, the optical recording medium manufactured in the above example has a thickness variation of 1/10, a warpage of 1/6 and a weight of 20% as compared with the optical recording medium of the comparative example. I was able to confirm. This is for the following reasons. The substrate of the optical recording medium of the embodiment was previously CO 2 ₂ Supercritical CO in the cavity filled with ₂ Is filled with a thermoplastic resin impregnated with the resin and is manufactured by using an injection compression molding method. According to this method, the molten resin is filled in the cavity with almost no flow resistance, and the viscosity of the molten resin filled in the cavity becomes CO ₂ Is kept low. Thereby, the difference in viscosity generated inside the molten resin in the cavity can be suppressed, and the early solidification of the surface of the molten resin is suppressed. As a result, a pressure difference hardly occurs inside the molten resin, and the transferability of the mold pattern to the resin surface is improved. Also, by foaming the inside of the molten resin, sink of the molten resin is less likely to occur. Therefore, it is possible to suppress the thickness variation and warpage of the substrate. In the optical recording medium of the above embodiment, since each layer such as the recording layer and the cover layer is formed on the substrate thus manufactured, it is possible to manufacture an optical recording medium having a small thickness variation and a small warpage as described above. it can.
[0032]
The level of noise generated when the optical recording medium manufactured in the above example was reproduced was measured with a spectrum analyzer. The optical recording medium is rotated at a linear velocity of 6 m / s, and semiconductor laser light having a wavelength of 405 nm is focused on a recording layer of the medium via an objective lens having a numerical aperture of 0.85. In this state, a noise level was measured when a reproduction signal having a frequency of 12 MHz was reproduced with a reproduction power of 0.3 mW. At this time, RBW was 30 kHz and VBW was 100 Hz. The value of the measured noise level is -76.0 dBm, which indicates that a good C / N is exhibited.
[0033]
[Modification]
A modification of the present invention will be described with reference to FIG. In this modification, in injection molding of a substrate of an optical recording medium, when the volume of the cavity 50 is reduced and the molten resin RS is compressed, only the mold (stamper) in contact with the signal pattern forming surface side is insulated, Except for delaying the growth of the solidified layer on the signal pattern forming surface side of the resin, the configuration was the same as in the above example. As a result, as shown in FIG. 8, only the region 1A 'on the signal pattern forming surface side of the substrate 2' was a non-foamed layer, and the region 1B 'below the entire surface was a foamed substrate. An optical recording medium was obtained by forming each layer on the signal pattern forming surface side of the substrate 2 'in the same manner as in the above example.
[0034]
In the above embodiments and the modified examples, the injection molding apparatus having the in-line type plasticizing mechanism having the vent mechanism is used for the injection molding of the substrate, but the injection molding is performed using the injection filling apparatus having the pre-plasticizing type plasticizing mechanism. You can go. In addition, as the thermoplastic resin in the substrate production, Teijin Chemicals polycarbonate AD-5503 was used, but not limited thereto, for example, other polycarbonate, amorphous polyolefin, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyphenylene oxide, polyetherimide, etc. It can also be used. The resin is pressurized CO ₂ Any thermoplastic resin can be used as long as the glass transition temperature is lowered by impregnation.
[0035]
In the above embodiments and modifications, the reflective layer, the recording layer, the protective layer, and the cover layer are formed on the substrate. However, a hard cover layer made of a harder ultraviolet curable resin may be formed on the cover layer. . In this case, in order to make the plate thickness of the optical recording medium the same as that of the conventional medium, it is preferable that the cover layer has a thickness of 99 μm and the hard cover layer has a thickness of about 1 μm. This further improves the strength of the optical recording medium in the thickness direction.
[0036]
Although Ag is used as the material of the reflective layer 3 in the above embodiments and modifications, a metal having a higher reflectivity, such as pure silver or platinum, may be used. When the material used for the substrate 2 and the material used for the reflective layer 3 are easily chemically reacted, one or more intermediate layers may be provided between the substrate 2 and the reflective layer 3 to separate them. At this time, as the intermediate layer, for example, an inorganic material such as silicon nitride or silicon oxide or a metal material such as gold, silver, or zinc sulfide can be used.
[0037]
In the above embodiments and modifications, a porphycene dye is used for the recording layer 4. However, for high-density recording, any material compatible with an optical recording method using a blue laser can be used. When a dye material is used, a porphyrin dye, a coumarin dye, a pyrazoleazo dye, or the like may be used. When a phase change material is used for the recording layer 4, GeSbTe or a material to which a metal such as Sn, Ag, Al, Cr, or Mn is added by a sputtering method, or an inorganic material such as SbTeSe or AgInGeSb can be laminated. .
[0038]
In the above embodiment and the modified example, the cover layer 6 is formed by spin-coating an ultraviolet curable resin on the protective layer 5 and irradiating the resin with UV to cure the resin. The cover layer may be formed by bonding on the layer 5.
[0039]
In the above example, a substrate having a foam layer having an average foam cell diameter of 6 μm was obtained, but the foam cell diameter and the expansion ratio are arbitrary. These values are determined in consideration of mechanical strength and mechanical properties, weight imbalance, warpage of the optical recording medium during an environmental test, and the like. The foam cell diameter and the expansion ratio can be adjusted to arbitrary values by controlling the mold clamping pressure of the mold. In the optical recording medium of the present invention, the thermal expansion coefficient of the substrate can be reduced by increasing the expansion ratio of the foam layer. Thereby, the difference between the thermal expansion coefficients of the recording film and the substrate is reduced, so that the bimetal effect of the optical recording medium can be suppressed. Further, by changing the foaming state on the substrate surface on which the signal pattern is formed and the surface on the opposite side, the thermal expansion coefficients of both surfaces can be controlled, and the bimetal effect can be further suppressed. Specifically, by lowering the mold temperature on the surface opposite to the mold temperature on the substrate surface on which the signal pattern is formed, the pressure on that surface is reduced and the foaming state is promoted. This makes it possible to further reduce the thermal expansion coefficient of the substrate surface on which the recording film made of an inorganic material is not laminated.
[0040]
【The invention's effect】
According to the present invention, an optical recording medium having a uniform plate thickness is provided, so that a space margin with a pickup of an optical recording apparatus can be reduced. When an optical recording medium is installed in an optical recording apparatus and optical recording or reproduction is performed, damage to the pickup due to avoiding contact between the optical system (pickup) of the optical recording apparatus and the surface of the medium can be avoided, and good tracking can be achieved. Performance and C / N can be obtained. Further, an optical recording medium having reduced weight imbalance is provided by reducing the weight, so that the optical recording medium can be rotated at a higher speed. Therefore, it is possible to improve the data transfer rate at the time of performing recording and reproduction on the optical recording medium, thereby providing an optical recording medium with an increased storage capacity and an increased information access speed. Further, an optical recording medium in which the bimetal effect as described above is suppressed can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a mold used for manufacturing a substrate in an example of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a method for manufacturing a substrate according to an example of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a method for manufacturing a substrate according to an example of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a method for manufacturing a substrate according to an example of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a method for manufacturing a substrate according to an example of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged view of a portion A in FIG. 5 and is a diagram schematically illustrating a cross-sectional structure of a substrate manufactured in an example of the present invention.
FIG. 7 is a schematic layer configuration diagram of an optical recording medium manufactured in an example of the present invention.
FIG. 8 is a schematic layer configuration diagram of an optical recording medium manufactured in a modified example of the present invention.
[Explanation of symbols]
1A, 1A ', 1C Non-foamed layer
1B, 1B 'foam layer
2,2 'substrate
3,3 'reflective layer
4,4 'recording layer
5,5 'protective layer
6,6 'cover layer
11 Stamper foot
12 Cut punch
13 Spool bush
14 Extrusion pin
15, 16 Temperature control path
17 Shut-off nozzle
18 spring
19 O-ring
21 Stamper
101 Fixed mold
102 movable mold

Claims

An optical recording medium having a recording layer and a cover layer on a substrate on which a signal pattern is formed on one surface, and an optical recording medium that records and reproduces information by irradiating light from the cover layer side.
An optical recording medium, wherein a foam layer is formed on the substrate.

The optical recording medium according to claim 1, wherein the thickness of the foam layer is 0.5 mm to 1.1 mm.

3. The optical recording medium according to claim 1, wherein a space between the substrate surface on which the signal pattern is formed and a foam layer is not foamed.

The optical recording medium according to claim 3, wherein a thickness between the substrate surface on which the signal pattern is formed and the foam layer is 1 m to 500 m.

A method for manufacturing an optical recording medium according to claim 1,
Impregnating the molten resin with supercritical CO ₂ ;
And filling the CO ₂ in the cavity of predetermined volume;
Filling the molten resin into a cavity having a predetermined volume filled with the CO ₂ ;
Compressing the molten resin by reducing the volume of the cavity filled with the molten resin;
A method for producing an optical recording medium, comprising forming the substrate by compressing the molten resin and then expanding the molten resin by expanding the volume of the cavity again to form a foamed layer on the substrate.

6. The method for producing an optical recording medium according to claim 5, further comprising compressing the molten resin again after foaming the molten resin.