JP2004335014A - ディスク製造方法及びディスク製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスク製品の歩留りを良くすることができ、アニーリング工程において使用されるエネルギーを少なくすることができるようにする。
【解決手段】情報面を備えない第１のディスク基板を成形し、情報面を備えた第２のディスク基板を成形し、成形された直後の第１のディスク基板に対してアニーリング処理を行い、成形された第２のディスク基板に記録層及び反射層を形成し、アニーリング処理が行われた第１のディスク基板と、記録層及び反射層が形成された第２のディスク基板とを貼（は）り合わせる。成形された直後の第１のディスク基板に対してアニーリング処理が行われるので、第１のディスク基板内の内部残留応力を小さくすることができ、内部残留応力を小さくした後に第１、第２のディスク基板が貼り合わせられることになる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク製造方法及びディスク製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディスク製品、例えば、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等のＤＶＤの光ディスクにおいては、それぞれ成形された二つの基板を貼（は）り合わせることによって製造されるようになっている。そして、記録容量によって、二つの基板のいずれにも情報が記録される光ディスク、一つの基板にだけ情報が記録される光ディスク等が提供されている。
【０００３】
そのうち、一つの基板にだけ情報が記録される光ディスクにおいては、二つの基板のうちの情報が記録される基板、すなわち、情報基板、及び情報が記録されない基板、すなわち、ダミー基板が別々の製造工程で形成された後、情報基板とダミー基板とが貼り合わせられるようになっている。
【０００４】
図２は従来のディスク製造方法の製造工程を示すブロック図である。
【０００５】
ダミー基板を製造するに当たり、基板成形工程Ｐｄ１において、図示されない射出成形機によってダミー基板の原材となる第１のディスク基板が成形され、射出成形機から取り出された第１のディスク基板は、冷却工程Ｐｄ２において冷却された後、ストック工程Ｐｄ３において図示されない第１のストック装置に送られ、該第１のストック装置内においてダミー基板として蓄えられる。
【０００６】
一方、情報基板を製造するに当たり、基板成形工程Ｐｉ１において、図示されない他の射出成形機によって情報基板の原材となる第２のディスク基板が成形され、該第２のディスク基板の一方の面が情報面にされ、該情報面に細かいトラックピッチで微細なグルーブ（溝）が形成される。前記射出成形機から取り出された第２のディスク基板は、冷却工程Ｐｉ２において冷却された後、ダイコート工程Ｐｉ３において記録用の色素（ダイ）が塗布され、記録層が形成される。続いて、第２のディスク基板は、乾燥工程Ｐｉ４において乾燥させられた後、反射膜スパッタ工程Ｐｉ５において、第２のディスク基板に対してスパッタリングが行われ、反射膜としての金属膜が被覆され、反射層が形成される。
【０００７】
次に、第２のディスク基板は、ストック工程Ｐｉ６において図示されない第２のストック装置に送られ、該第２のストック装置内において情報基板として蓄えられる。
【０００８】
続いて、前記第１のストック装置からダミー基板が、第２のストック装置から情報基板が取り出され、貼（はり）合工程Ｐｃ１においてダミー基板と情報基板とが、情報面をダミー基板側に向けて接着剤によって貼り合わせられた後、ＵＶコート工程Ｐｃ２において、前記ダミー基板の表面を保護するために、紫外線硬化樹脂から成るＵＶコート層が被覆される。このようにして、光ディスクが製造される。
【０００９】
ところが、前記情報基板においては、第２のディスク基板が成形され、冷却された後、乾燥工程Ｐｉ４において乾燥させられるようになっているだけでなく、反射膜スパッタ工程Ｐｉ５は真空チャンバ内で行われ真空脱気されているので、内部に残留する応力、すなわち、内部残留応力が小さくなるのに対して、ダミー基板においては、第１のディスク基板が成形され、冷却された後、そのまま第１のストック装置内に蓄えられるようになっているので、内部残留応力が比較的大きい。したがって、前記情報基板とダミー基板とを貼り合わせると、内部残留応力の差によって貼合せの状態が不安定になるだけでなく、経時的に光ディスクに反りが発生してしまう。
【００１０】
ところで、従来、ＣＤ−ＲＯＭ等の光ディスクにおいて、射出成形を行うことによって発生した分子配設向歪（ひず）みが残留していると複屈折が大きくなるので、ダミー基板に対してアニーリング処理が行われるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１１】
そこで、該アニーリング処理をＤＶＤの光ディスクに適用し、ダミー基板に対してアニーリング処理を施すことによって、内部残留応力を小さくした後、ダミー基板と情報基板とを貼り合わせるようにしたディスク製造方法が考えられる。
【００１２】
図３は従来のディスク製造方法におけるダミー基板の製造工程を示すブロック図である。
【００１３】
この場合、ダミー基板を製造するに当たり、基板成形工程Ｐｄ１において、図示されない複数の射出成形機によって第１のディスク基板が成形され、前記各射出成形機から取り出された第１のディスク基板は、それぞれ冷却工程Ｐｄ２において冷却される。続いて、ストック工程Ｐｄ３において図示されない各第１のストック装置に送られ、該第１のストック装置内においてダミー基板として蓄えられた後、アニーリング工程Ｐｄ４において図示されないアニーリング炉に送られ、該アニーリング炉内においてダミー基板が加熱され、ダミー基板に対してアニーリング処理が行われる。
【００１４】
このようにして、内部残留応力が小さくなったダミー基板と別の製造工程で製造された情報基板とが貼合工程Ｐｃ１で貼り合わせられる。
【００１５】
【特許文献１】
特開平１０−１１８１５号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のディスク製造方法において、各第１のディスク基板は、それぞれ別々の射出成形機において、異なる金型装置を使用し、異なる成形条件に従って成形されるので、互いに内部残留応力が異なるにもかかわらず、いずれのダミー基板も一つのアニーリング炉に供給され、同じアニール温度で、同じ処理時間だけ加熱され、同じアニーリング条件でアニーリング処理が行われてしまう。
【００１７】
したがって、アニーリング処理が行われた後に存在する内部残留応力にばらつきが生じるので、ダミー基板と情報基板とを貼り合わせたときに、内部残留応力の差によって貼合せの状態が不安定になったり、経時的に光ディスクに反りが発生したりしてしまう。その結果、光ディスクの歩留りを悪くしてしまう。
【００１８】
また、ストック工程Ｐｄ３の後にアニーリング工程Ｐｄ４が設けられ、アニーリング処理においてダミー基板を室温から所定のアニール温度にするようになっているので、アニーリング工程Ｐｄ４において使用されるエネルギーが多くなってしまう。
【００１９】
しかも、アニーリング処理を行う際に、ダミー基板を急激に加熱すると、ダミー基板の品質が低下してしまう。そこで、ダミー基板を予熱した後、所定のアニール温度に加熱するようにしているが、その分、多くのダミー基板をアニーリング炉内に収容しておく必要がある。したがって、アニーリング炉が大型化してしまう。
【００２０】
本発明は、前記従来のディスク製造方法の問題点を解決して、ディスク製品の歩留りを良くすることができ、アニーリング工程において使用されるエネルギーを少なくすることができ、アニーリング炉を小型化することができるディスク製造方法及びディスク製造装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明のディスク製造方法においては、情報面を備えない第１のディスク基板を成形し、情報面を備えた第２のディスク基板を成形し、成形された直後の第１のディスク基板に対してアニーリング処理を行い、成形された第２のディスク基板に記録層及び反射層を形成し、前記アニーリング処理が行われた第１のディスク基板と、記録層及び反射層が形成された第２のディスク基板とを貼り合わせる。
【００２２】
本発明の他のディスク製造方法においては、さらに、前記アニーリング処理が行われた第１のディスク基板は、冷却された後、ストック装置に蓄えられる。
【００２３】
本発明の更に他のディスク製造方法においては、さらに、成形された第２のディスク基板は、記録用の色素が塗布されて記録層が形成された後、乾燥させられる。
【００２４】
本発明のディスク製造装置においては、情報面を備えない第１のディスク基板を成形する第１の成形機と、情報面を備えた第２のディスク基板を成形する第２の成形機と、成形された直後の第１のディスク基板に対してアニーリング処理を行う熱処理装置と、成形された第２のディスク基板に記録層及び反射層を形成する表面処理装置と、前記アニーリング処理が行われた第１のディスク基板と、記録層及び反射層が形成された第２のディスク基板とを貼り合わせる貼合装置とを有する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この場合、ディスク製品として光ディスク、すなわち、ＤＶＤ−Ｒについて説明するが、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の光ディスクに適用することもできる。
【００２６】
図４は本発明の実施の形態における光ディスクの断面図である。
【００２７】
図４において、１１は、ＤＶＤ−Ｒ等のＤＶＤの光ディスクであり、該光ディスク１１は、第１の基板としてのダミー基板２２と、該ダミー基板２２とは別の製造工程で製造された第２の基板としての情報基板２３とを接着剤によって貼り合わせることにより製造され、ダミー基板２２と情報基板２３との間に接着剤から成る接着層１４が形成される。前記ダミー基板２２には、情報が記録されず、第１の射出成形機においてダミー基板２２の原材となる第１のディスク基板１２を成形する際に、前記情報基板２３と対向する側の面に凹凸は形成されない。一方、前記情報基板２３には、情報が記録されるようになっていて、ＤＶＤ−Ｒの場合、第２の射出成形機において情報基板２３の原材となる第２のディスク基板１５を成形する際に、ダミー基板２２と対向する側の面が情報面にされ、該情報面に、０．７４〔μｍ〕の細かいトラックピッチで、０．４〔μｍ〕で深さが１００〜２００〔ｎｍ〕の微細なグルーブ（溝）が形成されるようになっている。なお、第１、第２の射出成形機によって第１、第２の成形機が構成される。また、前記第１、第２の射出成形機は、いずれも、２個取りの射出成形機であり、１回の成形サイクルで第１、第２のディスク基板１２、１５がそれぞれ２個ずつ成形される。
【００２８】
そして、１６は、前記情報面に記録用の色素を塗布することによって形成された記録層、１７は該記録層１６上にスパッタリングを行うことによって形成された反射膜としての金属膜から成る反射層、１８は、ダミー基板２２の表面を保護するために保護層として形成された、紫外線硬化樹脂から成るＵＶコート層である。
【００２９】
次に、前記構成の光ディスク１１を製造するためのディスク製造方法及びディク製造装置について説明する。
【００３０】
図１は本発明の実施の形態におけるディスク製造方法の工程を示すブロック図、図５は本発明の実施の形態におけるディスク製造装置の要部を示す概略図、図６は本発明の実施の形態における光ディスクの特性図である。
【００３１】
ダミー基板２２（図４）を製造するに当たり、基板成形工程Ｐｄ１１において、第１の射出成形機３１によってダミー基板２２の原材となる第１のディスク基板１２が成形され、取出機３２によって第１の射出成形機３１から取り出された直後の第１のディスク基板１２に対して、アニーリング工程Ｐｄ１２が開始され、アニーリング処理が行われる。
【００３２】
そのために、第１のディスク基板１２は、一対ずつ取出機３２によって取り出された後、移載アーム３３に受け取られる。続いて、各第１のディスク基板１２は、前記移載アーム３３によって保持されたまま、矢印Ａ方向に搬送され、基板移載装置３４に送られる。該基板移載装置３４は、一対の反転機構３５、３６を備え、移載アーム３３から第１のディスク基板１２を受け取り、前記反転機構３５、３６によって１８０〔°〕向きを変えた後、搬送装置としての歩進コンベヤ３７上に置く。
【００３３】
該歩進コンベヤ３７は、互いに並行に配設され、図示されない駆動部を駆動することによって走行させられる二つのコンベヤ３８、３９を備え、各コンベヤ３８、３９には、長手方向に、複数の図示されない支持具が所定のピッチで形成される。そして、前記各第１のディスク基板１２は、前記各コンベヤ３８、３９を走行させるのに伴って、前記支持具によって支持された状態で搬送され、熱処理装置としてのアニーリング炉４１に送られ、該アニーリング炉４１内において所定のアニール温度（本実施の形態においては、１３０〔℃〕）で所定の時間、本実施の形態においては、３分間程度加熱される。そのために、アニーリング炉４１は、筐（きょう）体４２、該筐体４２内に配設された加熱部材としての図示されない赤外線ヒータ、筐体４２内の空気を循環させるための循環装置としての図示されない送風ファン、アニーリング処理が行われる温度及び時間を設定するための図示されない設定器等を備える。そして、図示されない制御部の熱処理手段は、熱処理を行い、アニーリング工程Ｐｄ１２を開始し、前記赤外線ヒータを通電するとともに、送風ファンを作動させ、筐体４２内の所定の箇所に配設された温度検出部としての図示されない温度センサによって検出された温度を読み込み、前記アニール温度と設定値（本実施の形態においては、１３０〔℃〕）との偏差が零（０）になるように、赤外線ヒータの通電を制御する。なお、前記設定値は、製造された情報基板２３に発生した反り等の評価結果に基づいて調整される。また、アニーリング処理を行う時間は、歩進コンベヤ３７の走行速度及びアニーリング炉４１の炉長に対応させて決定される。
【００３４】
このように、前記アニーリング炉４１内のアニーリングゾーンＺ１を搬送される間に第１のディスク基板１２に対してアニーリング処理が行われるので、第１のディスク基板１２の全体の温度を均一化することができるだけでなく、第１のディスク基板１２内の内部残留応力を小さくすることができる。
【００３５】
そして、第１のディスク基板１２がアニーリング炉４１に送られ、アニーリング工程Ｐｄ１２が開始されてから、前記所定の時間が経過すると、各第１のディスク基板１２がアニーリング炉４１を通過し、アニーリング工程Ｐｄ１２が完了する。その後、前記第１のディスク基板１２は、冷却工程Ｐｄ１３において歩進コンベヤ３７によって冷却ゾーンＺ２を搬送される間に冷却部材としての図示されない送風ファンによって冷却される。なお、該送風ファンによる強制冷却だけでなく、自然冷却を利用することもできる。
【００３６】
また、アニーリング工程Ｐｄ１２が開始されてから、所定の時間、例えば、２０分が経過したときに、前記熱処理手段によるアニーリング工程Ｐｄ１２を完了し、冷却工程Ｐｄ１３を開始し、赤外線ヒータの通電を停止させ、送風ファンの作動を継続することによって、第１のディスク基板１２を冷却することもできる。
【００３７】
このようにして、第１のディスク基板１２は、冷却工程Ｐｄ１３において冷却された後、ストック工程Ｐｄ１４においてダミー基板２２として第１のストック装置４５に送られ、該第１のストック装置４５において蓄えられる。そのために、該第１のストック装置４５は、各コンベヤ３８、３９に対応させて一対の回転支持装置４６、４７、及び各コンベヤ３８、３９から第１のディスク基板１２を受け取り、各回転支持装置４６、４７に受け渡すための反転機構４８を備える。また、前記各回転支持装置４６、４７は、いずれも、円周方向における６箇所に、複数の支持具としてのストッカ４９を備え、各ストッカ４９において、各第１のディスク基板１２は図示されないスペーサ等を介して積層される。
【００３８】
一方、情報基板２３を製造するに当たり、基板成形工程Ｐｉ１１において、前記第２の射出成形機によって情報基板２３の原材となる第２のディスク基板１５が成形され、該第２のディスク基板１５の一方の面が情報面にされ、細かいトラックピッチで前記グルーブが形成される。前記第２の射出成形機から取り出された第２のディスク基板１５は、冷却工程Ｐｉ１２において冷却された後、ダイコート工程Ｐｉ１３において第１の表面処理装置としての図示されない塗布装置によって、第１の表面処理が行われ、記録用の色素が塗布され、記録層１６が形成される。続いて、第２のディスク基板１５は、乾燥工程Ｐｉ１４において乾燥させられた後、反射膜スパッタ工程Ｐｉ１５において、第２の表面処理装置としての図示されないスパッタリング装置によって、第２の表面処理が行われ、第２のディスク基板１５に対してスパッタリングが行われ、反射膜としての金属膜が被覆され、反射層１７が形成される。
【００３９】
なお、前記乾燥工程Ｐｉ１４において第２のディスク基板１５を乾燥させるために、図示されない乾燥炉が配設され、該乾燥炉に加熱部材としてのヒータ、加熱された空気を循環させるための送風ファン等が配設される。
【００４０】
次に、第２のディスク基板１５は、ストック工程Ｐｉ１６において図示されない第２のストック装置に送られ、該第２のストック装置内において情報基板２３として蓄えられる。
【００４１】
続いて、前記第１のストック装置４５からダミー基板２２が、第２のストック装置から情報基板２３が取り出され、図示されない貼合装置によって貼合工程Ｐｃ１１においてダミー基板２２と情報基板２３とが、情報面をダミー基板２２側に向けて接着剤によって貼り合わせられ、ダミー基板２２と情報基板２３との間に接着層１４が形成される。その後、ＵＶコート工程Ｐｃ１２において、前記ダミー基板２２の表面を保護するために、紫外線硬化樹脂から成る保護層としてのＵＶコート層１８が被覆される。このようにして、光ディスク１１が製造される。
【００４２】
このように、第１のディスク基板１２に対してアニーリング処理が行われるので、内部残留応力を小さくした後にダミー基板２２と情報基板２３とが貼り合わせられることになる。したがって、内部残留応力の差によって貼合せの状態が不安定になることがなく、経時的に光ディスク１１に反りが発生することがないので、光ディスク１１の歩留りを良くすることができる。
【００４３】
例えば、図６に示されるように、第１のディスク基板１２を成形した後、１分以内にアニーリング処理が行われた場合、第１のディスク基板１２を成形した後、１０分間放置した後に冷却した場合、及び第１のディスク基板１２を成形した後、そのまま冷却した場合について、光ディスク１１に発生した反りの量、すなわち、反り量をそれぞれ比較すると、第１のディスク基板１２を成形した後、１分以内にアニーリング処理が行われた場合、反り量が少ないことが分かる。
【００４４】
また、第１のストック装置４５内には、一つの第１の射出成形機３１から取り出されたダミー基板２２が蓄えられることになる。したがって、アニーリング処理が行われた後に存在する内部残留応力にばらつきが生じることがなくなるので、ダミー基板２２と情報基板２３とを貼り合わせたときに、貼合せの状態を安定させることができるだけでなく、経時的に光ディスク１１に反りが発生することが一層なくなる。
【００４５】
なお、複数の第１の射出成形機において、それぞれ異なる金型装置を使用し、異なる成形条件に従って第１のディスク基板１２を成形する場合には、各第１の射出成形機から取り出された第１のディスク基板１２の内部残留応力が等しくなるように、アニーリング処理が行われるアニール温度及び時間のアニーリング条件を異ならせる。
【００４６】
ところで、第１の射出成形機３１から取り出された直後の第１のディスク基板１２の温度は、１２０〔℃〕程度である。したがって、基板成形工程Ｐｄ１１の直後にアニーリング工程Ｐｄ１２が設けられるようになっているので、アニーリング処理を行うに当たり、第１のディスク基板１２の温度を室温からアニール温度にする必要がない。その結果、アニーリング工程Ｐｄ１２において使用されるエネルギーを少なくすることができる。
【００４７】
しかも、アニーリング処理を行う際に、第１のディスク基板１２を予熱する必要がないので、アニーリング処理の時間をその分短くすることができる。また、多くの第１のディスク基板１２をアニーリング炉４１内に収容しておく必要がないので、アニーリング炉４１を小型化することができる。
【００４８】
本実施の形態においては、光ディスク１１としてＤＶＤ−Ｒを製造する場合について説明したが、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等を製造する場合、冷却工程Ｐｉ１２が完了した後、ダイコート工程Ｐｉ１３において記録層１６が形成されるようになっているが、前記ダイコート工程Ｐｉ１３に代えて複数のスパッタ工程を設定し、該各スパッタ工程において、例えば、多層の金属膜（アモルファスの膜）等から成る各種の相変化層を記録層として形成することもできる。その場合、各スパッタ工程が完了した後、乾燥工程Ｐｉ１４及び反射膜スパッタ工程Ｐｉ１５が行われる。
【００４９】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ディスク製造方法においては、情報面を備えない第１のディスク基板を成形し、情報面を備えた第２のディスク基板を成形し、成形された直後の第１のディスク基板に対してアニーリング処理を行い、成形された第２のディスク基板に記録層及び反射層を形成し、前記アニーリング処理が行われた第１のディスク基板と、記録層及び反射層が形成された第２のディスク基板とを貼り合わせる。
【００５１】
この場合、成形された直後の第１のディスク基板に対してアニーリング処理が行われるので、第１のディスク基板内の内部残留応力を小さくすることができ、内部残留応力を小さくした後に第１、第２のディスク基板が貼り合わせられることになる。したがって、内部残留応力の差によって貼合せの状態が不安定になることがなく、経時的にディスク製品に反りが発生することがないので、ディスク製品の歩留りを良くすることができる。
【００５２】
また、成形された直後にアニーリング処理が行われるので、第１のディスク基板の温度を室温からアニール温度にする必要がない。したがって、アニーリング工程において使用されるエネルギーを少なくすることができる。
【００５３】
しかも、アニーリング処理を行う際に、第１のディスク基板を予熱する必要がないので、アニーリング処理の時間をその分短くすることができる。また、多くの第１のディスク基板をアニーリング炉内に収容しておく必要がないので、アニーリング炉を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるディスク製造方法の工程を示すブロック図である。
【図２】従来のディスク製造方法の製造工程を示すブロック図である。
【図３】従来のディスク製造方法におけるダミー基板の製造工程を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態における光ディスクの断面図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるディスク製造装置の要部を示す概略図である。
【図６】本発明の実施の形態における光ディスクの特性図である。
【符号の説明】
１１ 光ディスク
１２、１５ 第１、第２のディスク基板
１６ 記録層
１７ 反射層
３１ 第１の射出成形機
４１ アニーリング炉

Claims (4)

1. （ａ）情報面を備えない第１のディスク基板を成形し、
   （ｂ）情報面を備えた第２のディスク基板を成形し、
   （ｃ）成形された直後の第１のディスク基板に対してアニーリング処理を行い、
   （ｄ）成形された第２のディスク基板に記録層及び反射層を形成し、
   （ｅ）前記アニーリング処理が行われた第１のディスク基板と、記録層及び反射層が形成された第２のディスク基板とを貼り合わせることを特徴とするディスク製造方法。
2. 前記アニーリング処理が行われた第１のディスク基板は、冷却された後、ストック装置に蓄えられる請求項１に記載のディスク製造方法。
3. 成形された第２のディスク基板は、記録用の色素が塗布されて記録層が形成された後、乾燥させられる請求項１に記載のディスク製造方法。
4. （ａ）情報面を備えない第１のディスク基板を成形する第１の成形機と、
   （ｂ）情報面を備えた第２のディスク基板を成形する第２の成形機と、
   （ｃ）成形された直後の第１のディスク基板に対してアニーリング処理を行う熱処理装置と、
   （ｄ）成形された第２のディスク基板に記録層及び反射層を形成する表面処理装置と、
   （ｅ）前記アニーリング処理が行われた第１のディスク基板と、記録層及び反射層が形成された第２のディスク基板とを貼り合わせる貼合装置とを有することを特徴とするディスク製造装置。

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