JP2004152364A

JP2004152364A - 光ディスクとその製造方法

Info

Publication number: JP2004152364A
Application number: JP2002314865A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Murofushi; 健一室伏
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【課題】２枚のディスクを貼り合わせて作られた光ディスクであって、ラジアル・デビエイション変化量が小さく、時間が経過した後も規格を満足する光ディスクの製造方法、及び該方法によって作製された光ディスクの提供。
【解決手段】（１）２枚のディスク用基板を貼り合わせた構造を持つ光ディスクのうち、情報基板の製造工程には乾燥工程（室温より３０℃以上高い温度による乾燥工程）を有するが、カバー基板の製造工程には乾燥工程を有しない光ディスクの製造方法において、情報基板成形金型温度（Ｔ１ａ）＜カバー基板成形金型温度（Ｔ１ｂ）という成形条件でディスク用基板を作成する光ディスク製造方法。
（２）（Ｔ１ａ）が１２４℃以上であるか、及び／又は、（Ｔ１ｂ）−（Ｔ１ａ）が４℃以上である（１）記載の光ディスク製造方法。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２枚のディスク用基板を貼り合わせた構造を持つ光ディスク、即ちＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ／−Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ／＋Ｒなどの光ディスクとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来の光ディスク製造方法は大略次のようなものである。
表面に光ピックアップ案内溝あるいは、アドレス等を表わすピットやセクタ・マーク或いは記録情報などの凹凸パターン、を有するフォトレジスト付き原盤からニッケルメッキ、電鋳等の工程を経てスタンパを作製し、そのスタンパを取り付けた金型内に溶解させたディスク基板用材料（例えばポリカーボネートなど）を充填し冷却固化したのち取り出すと、表面にスタンパの情報（光ピックアップ案内溝及びアドレス等を表わすピットやセクタ・マーク或いは記録情報などの凹凸パターンあるいは蛇行した溝）が転写されたプラスチック基板が出来上がる。この基板上に直接又は他の層を介して、反射膜又はレーザー光照射によって変化する記録膜を形成し、この膜を保護するための保護層（紫外線硬化樹脂など）をスピン塗布して硬化させるとＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＭＯ、ＰＤなどの光ディスクが完成する。
【０００３】
また、２枚の基板を貼り合わせた構造の光ディスクとしては、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＷ／−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ＋ＲＷ／＋Ｒ等がある。
ＣＤシリーズに対しＤＶＤシリーズでは基板の板厚が半分の０．６ｍｍと薄く、２枚を貼り合わせてＣＤシリーズと同じ厚さ１．２ｍｍとする構造になっている。貼り合わせる際の接着剤としては紫外線などの光、熱又は空気中の水分で硬化するタイプなど各種ある。
【０００４】
このような一般にＤＶＤと呼ばれる２枚のディスク用基板を貼り合わせた構造を持つ光ディスクは、貼り合わせた後に規格化された形状を満足しなければならない。具体的には、中心穴径、外径、板厚、クランプ領域厚み、バーティカル・デビエイション（ＶｅｒｔｉｃａｌＤｅｖｉａｔｉｏｎ、軸方向の反り（変位量））、タンジェンシャル・デビエイション（ＴａｎｇｅｎｔｉａｌＤｅｖｉａｔｉｏｎ、周方向の傾き角（α角））、ラジアル・デビエイション（ＲａｄｉａｌＤｅｖｉａｔｉｏｎ、半径方向の傾き角（α角））等の項目を満足する必要がある。
それらの項目の中で、バーティカル・デビエイションやラジアル・デビエイションは保管環境又は保管時間によりその値が変化してしまうことが、光ディスク専用の測定器で測定することによって明らかになっている。これはディスク基板、あるいは記録層、貼り合わせ接着層、印刷層などの残留歪、硬化収縮などの不均一な力がかかることが一因となり生じるものである。
このように変化してしまう項目を、製造直後から経時変化した後の将来も含めた実際の使用環境において規格化されたディスク仕様（バーティカル・デビエイション＝＋／−０．３ｍｍ、ラジアル・デビエイション＝＋／−０．７ｄｅｇ）を満足しようとするとすると、バーティカル・デビエイションやラジアル・デビエイションをより厳しい規格で管理する必要が生じ、生産量や良品率が落ちるため、コストの高い製品になってしまう。
【０００５】
一方、２枚の基板を貼り合わせた後の機械的特性などのバランスを取るため、「２枚の基板厚を５〜１００ミクロンの範囲内で異なるようにする」発明が特許文献１に開示されている。
しかしながら、この発明によれば、貼り合わせ直後のラジアル・デビエイションは小さくできても、時間の経過と共に変化を生じてしまうため、結果的に厳しい規格による管理が必要になる。従って、この発明では、本発明の課題であるラジアル・デビエイションの経時変化に係る問題は解決できない。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−６７７２６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、２枚のディスクを貼り合わせて作られた光ディスクであって、ラジアル・デビエイション変化量が小さく、時間が経過した後も規格を満足する光ディスクの製造方法、及び該方法によって作製された光ディスクの提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は次の１）〜４）の発明（以下、本発明１〜４という）によって解決される。
１）２枚のディスク用基板（具体的には一方に情報を追記、書き換え、あるいは情報を有した情報基板と、それと対向する側にはカバー基板）を貼り合わせた構造を持つ光ディスクのうち、情報基板の製造工程には乾燥工程（室温より３０℃以上高い温度による乾燥工程）を有し、カバー基板の製造工程に乾燥工程を有しない工程を経て、貼り合せられた光ディスクの製造方法において、
情報基板成形金型温度（Ｔ１ａ）＜カバー基板成形金型温度（Ｔ１ｂ）という成形条件でディスク用基板を作成することを特徴とする光ディスク製造方法。
２）情報基板成形金型温度（Ｔ１ａ）が１２４℃以上であることを特徴とする１）記載の光ディスク製造方法。
３）（Ｔ１ｂ）−（Ｔ１ａ）が４℃以上であることを特徴とする１）又は２）記載の光ディスク製造方法。
４）１）〜３）の何れかに記載の製造方法により作製された光ディスク。
【０００９】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明では、ＤＶＤに代表される２枚のディスク用基板を貼り合わせた構造を持つ光ディスクにおいて、情報読み取り側の基板を情報基板、通常、印刷を施す側の基板をカバー基板と呼ぶことにする。
またディスク用基板を成形する際に設定する金型温度を成形金型温度（Ｔ１）と呼んでいるが、通常、金型温度設定は固定金型側と可動金型側の２つの設定値があり、別々の温度調節機で温度調整している。そのため、実際には、固定金型温度（Ｔ２）、可動金型温度（Ｔ３）として、次式により成形金型温度（Ｔ１）を求めている。
（Ｔ１）＝〔（Ｔ２）＋（Ｔ３）〕／２
更に、本発明では、情報基板の成形金型温度を「情報基板金型温度（Ｔ１ａ）」、カバー基板の成形金型温度を「カバー基板成形金型温度（Ｔ１ｂ）」と呼ぶことにする。
【００１０】
ＤＶＤ−Ｒ又はＤＶＤ＋Ｒと呼ばれる追記可能な光ディスクの製造においては、通常、成形により作られた情報基板上に、スピンコート法により記録層を塗布形成したのち温風で乾燥させるため、情報基板は温風による乾燥工程を通過することになる。これに対し、もう一方のカバー基板は成形により作られたのち前記乾燥工程を通過することはないため、同一条件にて成形した２枚のディスクを、それぞれ情報基板及びカバー基板として用いて貼り合わせ装置により貼り合わせると、貼り合せ直後のラジアル・デビエイションは問題ないが、長期間経過するとラジアル・デビエイションが変化してしまい、変化の仕方によってはディスクで定められた規格を外れてしまうことが考えられる。
そこで本発明では、情報基板とカバー基板との製造条件、具体的には成形金型温度を変えて２枚のディスクを作成し、これら製造条件の異なる２枚のディスクを組み合わせることにより、ラジアル・デビエイションの経時変化の少ない光ディスクを作製することに成功した。
【００１１】
本発明１のように、情報基板成形金型温度（Ｔ１ａ）＜カバー基板成形金型温度（Ｔ１ｂ）となる成形条件でディスク用基板を製造し、光ディスクを作製すると、Ｔ１ａ＝Ｔ１ｂの成形条件でディスク用基板を製造した場合と比べて張り合わせたディスクの経時でのラジアル・デビエイション変化量の少ないディスクが得られる。
更に、本発明１の場合、情報基板成形金型温度（Ｔ１ａ）が１２４℃未満の条件では殆ど信号規格を満足しているが、ディスク最外周部で溝形状の形成が不十分であることを原因とする信号の周内での部分的低下を発生することがあるため、本発明２のように（Ｔ１ａ）を１２４℃以上に設定することが望ましい。なお、（Ｔ１ａ）の上限は、光ディスク用で一般的に使われているポリカーボネートを固化させるための温度上の理由から１３５℃程度である。
更に、本発明３で規定するように、（Ｔ１ｂ）−（Ｔ１ａ）を４℃以上に設定すれば、ラジアル・デビエイション変化量は更に少なくなり、貼り合わせ直後の規格をより広く設定することができ、より高い歩留まりを得ることができるので好ましい。なお、（Ｔ１ｂ）−（Ｔ１ａ）の上限は、ポリカーボネートの材料特性上の上限温度（１３５℃）、及び、必要な信号特性を得るための好ましい溝形状を作製し得る下限温度（１２４℃程度）の関係から、１１℃程度である。
【００１２】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【００１３】
実施例１〜９、比較例１〜４
下記表１に示した成形金型温度の組み合わせ条件により作成したディスク基板を用いて光ディスクを作製した。組み合わせは次の１３条件である。
・（Ｔ１ａ）＝１２２℃で、（Ｔ１ｂ）＝１２４℃（実施例１）、１２６℃（実施例２）、１２８℃（実施例３）
・（Ｔ１ａ）＝１２４℃で、（Ｔ１ｂ）＝１２４℃（比較例１）、１２６℃（実施例４）、１２８℃（実施例５）、１３０℃（実施例６）
・（Ｔ１ａ）＝１２６℃で、（Ｔ１ｂ）＝１２６℃（比較例２）、１２８℃（実施例７）、１３０℃（実施例８）
・（Ｔ１ａ）＝１２８℃で、（Ｔ１ｂ）＝１２８℃（比較例３）、１３０℃（実施例９）
・（Ｔ１ａ）＝１３０℃で、（Ｔ１ｂ）＝１３０℃（比較例４）
また、実施例及び比較例の光ディスクの層構成と作製手順は、以下の通りである。
＜使用設備＞
基板成形：ディスク用射出成形機、ＤＶＤ用金型
記録塗布：スピンコート法色素塗布装置
色素乾燥：温風式乾燥装置
記録膜形成、保護層：スパッタイング装置、保護層コーター、ＵＶ照射装置
貼り合せ装置：ＤＶＤ用ディスク貼り合せ装置
射出成形により作成した情報基板の片面に、スピンコーターにより記録用色素を塗布形成し、温風による乾燥工程を通過させる。別にカバー基板を成形により作成し、貼り合せ装置により情報基板と貼り合わせる。
基板成形に際し、情報基板とカバー基板とで金型温度を変えた。その際、情報基板とカバー基板の成形時間の差が±５分以内となるように調整してサンプルを作成した。金型温度の組み合わせを表１に示す。
なお、情報基板成形金型温度１２２℃未満では十分な転写ができず必要な信号特性を満足できないし、１３０℃を越えると温度が高すぎて基板が歪んでしまい機械特性が悪化することが明らかであるので、１２２〜１３０℃で実施した。
【表１】

【００１４】
上記表１の各光ディスクについて比較・評価を行った。その方法としては、環境試験（８０℃、２０％ＲＨ、９６時間）を実施した前後でのラジアル・デビエイションを測定し前後での変化量（ラジアル・デビエイション変化量）を測定した。測定にはＤｒ．Ｓｃｈｅｎｋ製ＭＴ−１３６を使用した。結果を表２及び図２〜図６に示す。表及び図中の「ｄｅｇ」は角度である。
なお、ラジアル・デビエイション変化量の測定は次のようにして行った。
情報基板とカバー基板の２枚のディスクを貼り合わせた後、ディスクのバーティカル・デビエイションとラジアル・デビエイションは２４時間程度で一応安定する。しかし、その後、時間の経過と共に更に変化していき、やがて安定状態に達する。このような時間の経過に伴って変化した場合でもディスク規格を満足しているかどうかを判断するため、一定の環境にて保存する環境試験を行い、環境試験前と環境試験後のラジアル・デビエイションの変化量を確認した。
今回の確認では、貼り合わせ後７２時間放置した時点で測定、環境試験を行い、取り出し２４時間後に再測定を実施した。測定はディスク内周、中周、外周の各周内の最大値、最小値を読み取ることにより行った。
各半径位置での最大値のプラス方向の変化量、或いは最小値のマイナス方向の変化量を比較して面内でにおける変化量の絶対値の最大値をラジアル・デビエイションとした。
ここで、環境試験実施前後のラジアル・デビエイションの変化の様子を図１により説明すると、図１の左欄に示したように、本発明のディスクも従来のディスクも、環境試験実施前にはフラットであるが、環境試験実施後にはラジアル・デビエイションが大きくなる。しかし図１の右欄に示すように、本発明のディスクの方が従来のディスクに比べて、環境試験実施後のラジアル・デビエイションの変化量が小さい。
【表２】

上記表２をみると、情報基板とカバー基板の成形金型温度差が無い比較例４に比べて、実施例１、４、７のラジアル・デビエイション変化量の方が大きくなっているが、情報基板成形金型温度が同一温度条件の場合で比較すると、比較例１に比べて実施例４、５、６の方が、比較例２に比べて実施例７、８の方が、比較例３に比べて実施例９の方がそれぞれ優れていることが分る。そして、図２〜５から明らかなように、情報基板とカバー基板の成形金型温度差（カバー基板成形金型温度−情報基板成形金型温度）が大きくなる程ラジアル・デビエイションの環境試験前後での変化量が小さくなる。このことは、上記表中の温度差２〜６℃のブランクの部分（＊の部分）についても同様であると推測される。
更に、情報基板成形金型温度が高くなるほど、金型温度差が小さくてもラジアル・デビエイション変化量が小さくなることが今回の結果より明らかになった。しかし、成形温度を高くし過ぎると基板そのものの歪みが大きくなるため貼り合せ後の機械特性初期値が悪くなってしまうので、前述のように実際上の上限は１３０℃である。
なお、カバー基板と情報基板の金型温度が何れも１２２℃の場合には、ラジアル・デビエイション変化量が大きくて使い物にならないとみて実施しなかった。
【００１５】
【発明の効果】
従来の貼り合わせプロセスを変更することなく、貼り合わせるディスク製造条件を改善することで経時的な機械的特性、特にラジアル・デビエイションの変化を小さく抑えた光ディスクを安定に歩留まりよく作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施して製造した光ディスクの機械特性（図中ではラジアル・デビエイションのみ記載）と未実施の光ディスクの機械特性を環境試験実施前後におけるディスク形状の違いとして模式的に示した図。
【図２】実施例１〜３のＴ１ａ＝１２２℃における、（Ｔ１ｂ）−（Ｔ１ａ）とラジアル・デビエイション変化量との関係を示す図。
【図３】実施例４〜６及び比較例１の、Ｔ１ａ＝１２４℃における（Ｔ１ｂ）−（Ｔ１ａ）とラジアル・デビエイション変化量との関係を示す図。
【図４】実施例７〜８及び比較例２の、Ｔ１ａ＝１２６℃における（Ｔ１ｂ）−（Ｔ１ａ）とラジアル・デビエイション変化量との関係を示す図。
【図５】実施例９及び比較例３の、Ｔ１ａ＝１２８℃における（Ｔ１ｂ）−（Ｔ１ａ）とラジアル・デビエイション変化量との関係を示す図。
【図６】比較例４のラジアル・デビエイション変化量の関係を示す図。

Claims

２枚のディスク用基板（具体的には一方に情報を追記、書き換え、あるいは情報を有した情報基板と、それと対向する側にはカバー基板）を貼り合わせた構造を持つ光ディスクのうち、情報基板の製造工程には乾燥工程（室温より３０℃以上高い温度による乾燥工程）を有し、カバー基板の製造工程に乾燥工程を有しない工程を経て、貼り合せられた光ディスクの製造方法において、情報基板成形金型温度（Ｔ１ａ）＜カバー基板成形金型温度（Ｔ１ｂ）という成形条件でディスク用基板を作成することを特徴とする光ディスク製造方法。
情報基板成形金型温度（Ｔ１ａ）が１２４℃以上であることを特徴とする請求項１記載の光ディスク製造方法。
（Ｔ１ｂ）−（Ｔ１ａ）が４℃以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の光ディスク製造方法。
請求項１〜３の何れかに記載の製造方法により作製された光ディスク。