JP2007310998A - 光ディスク - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＤやＤＶＤ並みに低価格でかつ通常の光ディスクドライブでの記録・再生が可能な光ディスクであって、しかも情報記録領域に皺や凹凸のない平面性を確保した光ディスクを提供する。
【解決手段】情報記録層１２を有する可撓性フィルムディスク２と、該フィルムディスクが重ねられる板状のホルダー３とを備え、該ホルダーの表面には、前記フィルムディスクの前記情報記録層における情報記録領域以外のクランプエリア及びリムエリアが重ねられる位置に、前記フィルムディスクを剥離可能に貼り合わせる接着層１６、１７が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、可撓性フィルムディスクと該フィルムディスクが貼り合わせられる板状のホルダーとを備える光ディスクに係り、次世代光ディスクであるブルーレイディスクに用いて好適な光ディスクに関する。

近年、光ディスクの大容量化が進んできており、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）よりもさらに高密度・大容量化したディスクとして、青紫色光源（波長４０５ｎｍ付近）を利用したブルーレイディスク（Blu-ray Disc：以下ＢＤと記す）が商品化されてきている。ＢＤは、ディスク表面から記録反射層までの透明樹脂層の厚さが０．１ｍｍ程度と非常に薄く、開口数（ＮＡ）が０．８５程度のレンズを用いて微細なレーザスポットを形成し、情報記録に情報の記録、又は再生を行う。ＢＤは片面単層記録で約２５Ｇバイト、片面２層記録で約５０ＧバイトとＤＶＤの約５倍の大容量メディアである。

ＢＤを製造する方法の説明をする。最初に、厚さ１．１ｍｍの基板上に情報記録層を形成する。次に、情報記録層上に、透明フィルムを貼り合わせたり、紫外線硬化樹脂を塗布したりすることで０．１ｍｍ厚のカバー層を作製し、総厚１．２ｍｍのＢＤとする方法がある。この方法では、製造工程が複雑であり、工程が多いという問題がある。樹脂シートを貼り合わせ、又は樹脂を塗布等の製造工程が複雑である。さらに、多層構造にするため、製造工程が多い。

また、別の方法では、最初に、透明フィルム（０．０７〜０．０９ｍｍ厚）上に情報記録層を形成し、総厚０．１ｍｍとする。次に、このフィルムと厚い基板（１．１ｍｍ厚）とを貼り合わせる方法により、総厚１．２ｍｍのＢＤを製造する方法がある。

しかし、情報記録パターン内に形成するピットは、長さが０．３〜０.１４９μｍ、深さが５０ｎｍと極めて小さいため、射出成形法での転写では限界に近く、かつ、ディスク表面から記録パターンまでの厚さの規格が０．１ｍｍと薄く制限されているため、製造工程での取扱いも難しく、ロスが生じ易い。

また、ディスク表面の傷・汚れに影響しやすいためハードコートが必須であり、さらに、貼り合わせ、樹脂塗布等の多層構成の工程において、ディスク表面から記録層までの厚さむらを±２μｍ公差内に抑えるように、高精度の厚さ制御が必要となる。ＢＤのカバーフィルムに使用されるポリカーボネイトフィルムは溶剤キャスト法（原料を溶剤で溶かしてフィルム状に広げ、溶剤を除去して膜とする方法）で作られるため、膜厚精度が良く、複屈折も小さいが、生産性が悪く、かつＢＤ製品の要求品質が高レベルのためロス率も高くなり、コスト高となる。

このＢＤが普及するにはＣＤ及びＤＶＤ並みにコスト削減が必須条件である。そこで、可撓性フィルムに情報記録層を形成した厚さ０．１ｍｍ程度のフレキシブル光ディスクが検討されている。

このフレキシブル光ディスクの記録再生方法としては、例えばベルヌーイの法則に基づいた安定化ガイドを使用する方法などが提案されている（特許文献１、特許文献２）。これは、高速で回転したフレキシブル光ディスクのピックアップと反対側にガイドを近づけることで、一定厚さの空気層が発生し、これによりフレキシブル光ディスクの反りやウネリ及び凹凸を矯正する方法である。

しかし、上記の方式では安定化ガイドが必要であり、ＢＤのような一般的光ディスクと互換性が無い。更に常時フレキシブル光ディスクを高回転させなければ、ベルヌーイの法則が成り立たなくなり、停止時や低回転時には自重でディスクが撓み、ピックアップまたは安定化ガイドと接触する可能性がある。ディスクの回転が停止または低回転時には、ディスクまたはピックアップまたは安定化ガイドを退避させることも技術的には可能であるが、コストアップの要因となる。
特開２００３−２２６５１号公報 特開２００３−６８０５０号公報

本発明は、ＣＤやＤＶＤ並みに低価格でかつ通常の光ディスクドライブでの記録・再生が可能な光ディスクであって、しかも情報記録領域に皺や凹凸のない平面性を確保した光ディスクの提供を目的とする。

本発明の光ディスクは、上記の問題を解決するために、情報記録層を有する可撓性フィルムディスクと、該フィルムディスクが重ねられる板状のホルダーとを備え、これらフィルムディスクとホルダーとを前記情報記録層における情報記録領域以外のクランプエリア又はリムエリアのいずれかの位置で剥離可能に貼り合わせる固定手段が設けられていることを特徴とする。

このような構成を採用し、これら可撓性フィルムディスクとホルダーとを貼り合わせたディスクをＢＤ規格の諸寸法に形成することにより、ＢＤ規格対応プレーヤーで再生可能となる。この場合、フィルムディスクの情報記録領域以外をホルダーに固定するものであるから、両者を貼り合わせる際に気泡や異物混入によってフィルムディスクに皺等の凹凸が生じたとしても、その発生箇所を情報記録領域以外のエリアにとどめることができ、情報記録領域内での平面性は確保することができる。

また、この光ディスクにおいて、前記固定手段は、ホルダーの表面に形成された接着層による構成とされるもの、あるいは、フィルムディスクに形成された磁性体層と、ホルダーに形成された永久磁石とを備える構成とされるもの、が適用できる。いずれの場合も差繰り返し使用することができ、接着層を用いる場合は、その柔軟性により皺などの原因となる歪も緩和できる。また、永久磁石を用いる固定手段の場合は、接着層よりもごみ等が付着しにくい。
そして、前記ホルダーは、前記情報記録領域がフィルムディスクを非接触状態とする空洞部とされている構成とすることにより、フィルムディスクとの間での異物噛み込みを確実に防止することができる。

また、前記ホルダーには、前記クランプエリアとリムエリアとの間を連結する複数の支持部材が形成され、前記空洞部はこれら支持部材の間に形成されている構成としてもよい。
この構成とすることにより、情報記録領域に対向する部分が小さい領域となることから、異物噛み込みをより確実に防止することができるとともに、情報記録領域においてもフィルムディスクの背面を支持部材で受けることができるので、フィルムディスクの剛性が低い場合でも、その平面性を確保することができる。

本発明によれば、情報記録層を有する可撓性フィルムディスクをホルダーに装着することにより、BD規格対応のプレーヤーで再生可能となる。この光ディスクは、ホルダーは繰り返し使用できるため、消費者は記録層を有するフィルムディスクのみ買い換えればよく、ブルーレイディスク−ロム（以下ＢＤ−ＲＯＭとする）の大幅な低価格化を実現できる。さらに、記録層を有するフィルムディスクは薄型で軽量であるため、多数のROMの持ち運びが容易でかつ保管場所も小さくて済むようになる。さらに本発明によれば、フィルムディスクをホルダーに貼り合わせする際に生じやすい皺、及び気泡や異物混入による記録面の平滑性の乱れを防止することができ、記録・再生を正確に処理することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
この実施形態の光ディスクは、ＢＤ−ＲＯＭの規格に準じたディスクとして取り扱われるように設計されている。

この光ディスク１は、可撓性フィルムディスク２と、比較的剛性を有する板状のホルダー３とを重ねて貼り合わせた構成であり、図１に示すように、中央に位置決め用のセンターホール４がフィルムディスク２及びホルダー３を貫通して形成されている。
この光ディスク１は、例えば、外径が１２０ｍｍ、センターホール４の直径が１５ｍｍであり、図２にフィルムディスクで示すように、センターホール４からその外側の直径３３mmまでの位置がクランプエリア５、さらに直径４２mmの位置から１１７mmまでの位置が情報記録領域６、その外側から直径１２０ｍｍまでがリムエリア７である。

前記フィルムディスク２は、可撓性フィルム基材１１の表面に情報記録層１２が形成されるとともに、該情報記録層１２の上に反射層１３が形成され、その上に保護層１４が形成された構成であり、厚さが約０．１ｍｍとされている。
フィルム基材１１としては、紫外線を透過するような高透明の材料でかつ低複屈折性の材料が使用され、例えば、ポリカーボネイト、ポリメチルメタクリレート及びトリアセチルセルロースなどが挙げられる。

また、情報記録層１２は、紫外線（UV）硬化性アクリル樹脂の層に原版スタンパーからピットを転写して紫外線硬化させたものである。
前記反射層１３は、ピットが形成された情報記録層１２に、スパッタ法若しくは蒸着法にてアルミニウム、銀又はそれらの合金のいずれかの薄膜を形成させて構成されている。
前記保護層１４は反射層１３の表面に粘着付保護フィルムを貼り付けて構成されている。

一方、前記ホルダー３は、図１に示すように、基材プレート１５の片面の中央部と外周部とに接着層１６、１７が形成され、両接着層１６、１７の間が接着層１６、１７の厚さ分だけ窪んだ空洞部１８とされた構成とされており、全体で例えば１．１ｍｍの厚さに形成されている。
基材プレート１５に使用できる材料は、平滑性を有する基材であれば光学的性質は問わないので、例えばポリカーボネイト又はポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂、紙等が使用できる。

また、基材プレート１５表面の接着層１６は、前記フィルムディスク２を重ねたときに該フィルムディスク２における情報記録領域６を除くクランプエリア５及びリムエリア７に対応する領域にそれぞれリング状に形成されている。この接着層１６は、再剥離可能な弱粘着剤が塗布されることによって形成されており、この粘着剤としては、例えば、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤等いずれでもよいが、そのなかでも、環境に強く、任意の粘着特性にしやすいことからアクリル系粘着剤が適している。

また、再剥離可能な弱粘着剤の代替として、吸着性を有する樹脂としてもよい。これらの吸着性樹脂の場合、糊残りも少なく、再剥離性に優れる。吸着性の樹脂は、例えば、フジコピアン株式会社製フィックスフィルム（商品名）やポリスチレンーポリイソプレンのブロック構造を有するエラストマーである日本ゼオン製クインタック（商品名）、またはミクロ吸盤をシート化した株式会社アクト製ミクロフィット（商品名）などが挙げられる。本発明においては、この粘着、吸着を含めて接着と称している。

このように構成した光ディスク１は、流通時等には、フィルムディスク２のみを１枚ずつ、又は複数枚セットにして取り扱われ、記録・再生時には、図３に示すように、フィルムディスク２をホルダー３の接着層１６、１７に貼り合わせて使用される。この貼り合わせ状態においては、外径が１２０ｍｍ、センターホール４の直径が１５ｍｍ、総厚さが１．２ｍｍの通常のＢＤと同じ寸法となり、この貼り合わせ状態で通常のＢＤ規格対応プレーヤーで記録・再生が可能になる。

また、ホルダー３の全面に接着層が設けられている場合は、これにフィルムディスク２を貼り合わせた際に気泡を閉じ込めてしまうおそれがあるが、情報記録領域６には接着層が設けられていないことにより、少なくとも情報記録領域６に気泡の閉じ込みが発生することはなく、接着後においても情報記録領域６の平面性を確保することができる。
この貼り合わせ作業は、ホルダー３のセンターホール４に、先細り状の位置決めピン（図示略）を挿入して嵌め合わせた状態としておき、この位置決めピンを通しながらフィルムディスク２をホルダー３に重ね合わせればよい。

一方、図１の合成樹脂製の保護層に替えて、磁性体（例えば、ニッケル、コバルト、鉄）を有する金属箔を保護層として使用し、ホルダーには、前記接着層１６、１７に替えて、金属箔からなる保護層を磁力によって吸着する永久磁石層をクランプエリアとリムエリアに設けた構成としてもよい。
このような構成とすることにより、異物付着などによる貼り合わせ強度低下の問題も少なくなる。その一方で粘着や吸着による方法に比べコスト面で劣る。
なお、この金属箔を永久磁石で吸着する構成とする場合、保護層を金属箔で構成したが、情報記録層をいわゆる空気ピットとし、その情報記録層に反射層として金属箔を積層し、その上に保護層を設ける構成としてもよい。
本発明では、接着層によるものと、磁性体と永久磁石とによるものとを併せて固定手段と称している。

図３及び図４は本発明の他の実施形態におけるホルダーを示しており、このホルダー３１においては、そのクランプエリア（図２参照）の部分とリムエリアに対応する部分とにそれぞれリング状に接着層１６、１７が形成されているとともに、これら接着層１６、１７の間に、複数本の支持部材３２がスポーク状に３本形成され、これら接着層１６、１７及び支持部材３２によって囲まれた空間が空洞部３３とされた構成である。
この場合、図４に示すように、支持部材３２は基材プレート１５の上に一体に固定され、前記接着層１６、１７の表面と面一になるように配置されている。

このような構成とすることにより、支持部材３２が設けられたことによってホルダー３１、４１としての剛性が高まり、その平面性を保持することができる。また、この支持部材３２が存在することにより、情報記録領域６においてもフィルムディスクの下面を受けることになるので、フィルムディスクの剛性が低い場合でもその平面性を確保することができ、かつ、この情報記録領域においては接着されているものではないので、気泡や異物の噛み込みの問題も生じない。

一方、図５は、支持部材３２を４本設けたホルダー４１を示している。
これら図３から図５の各実施形態における支持部材３２の本数は、ホルダー３１、４１としての平面性を保持できるだけの強度があればよく、複数本の支持部材があれば十分であってその本数は特に制限されるものではない。また、この支持部材３２の材料は、本数が少ない場合には金属のような剛性のあるものがよいが、4本以上ある場合には、ポリプロピレンやポリスチレンのような安価なプラスチックでも可能である。基材プレート１５と一体に成形してもよいし、別材料で形成して基材プレート１５に固着してもよい。また、基材プレートも、クランプエリアに対応する内側リング状部と、リムエリアに対応する外側リング状部と、支持部材の部分とによるフレーム状に形成して、空洞部を表裏貫通するものとしてもよい。

また、図６及び図７は、本発明のさらに他の実施形態におけるホルダーを示しており、図６に示すホルダー５１においては、基材プレート５２は、クランプエリア（図２参照）に対応する部分にリング状部５３が形成されるとともに、該リング状部５３から半径方向外方に突出する複数本の支持部材５４が設けられ、各支持部材５４の先端のリムエリアに対応する部分に支持部材５４より若干幅広の保持部５５が一体に形成されており、支持部材５４の間の空間が空洞部５６とされている。そして、リング状部５４及び保持部５５の表面に接着層１６、５７が形成され、各支持部材５４が接着層１６、５７の表面と面一に形成された構成とされている。

図６のホルダー５１では支持部材５４が４本、図７のホルダー６１では支持部材５４が６本設けられているが、図３から図５の実施形態と同様、その本数は、ホルダー５１、６１としての平面性を保持できるだけの強度があればよく、複数本の支持部材があれば十分であってその本数は特に制限されるものではない。また、その材料も、本数が少ない場合には金属のような剛性のあるものがよいが、本数が多い場合には、ポリプロピレンやポリスチレンのような安価なプラスチックでも可能である。基材プレートと一体に成形してもよいし、別材料で形成して基材プレートに固着してもよい。
このようにホルダーをその強度が保てる範囲であればフレーム状に形成してもよく、このような構成とすると、ホルダーのコスト削減にもなる。

次に、本発明の光ディスクをＢＤ−ＲＯＭに適用した例を挙げて説明する。
フィルムディスク２のフィルム基材１１として厚さ９０μｍのポリカーボネートを使用し、その表面に５００ｃｐｓのアクリル系紫外線硬化樹脂を約１０μｍ厚さで塗工する。
フィルム基材１１の種類は、樹脂と密着性がよく、複屈折が小さく、紫外線を透過するような材料がよく、例えばアクリル（ＰＭＭＡ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等が適当である。

また紫外線硬化樹脂の種類は、ラジカル重合反応する樹脂で、分子中にアクリロイル基を有するアクリル樹脂であり、エポキシアクリレート系，ウレタンアクリレート系，ポリエステルアクリレート系，ポリオールアクリレート系のオリゴマー、ポリマーと単官能・２官能・あるいは多官能重合性（メタ）アクリル系モノマー、例えばテトラヒドロフルフリルアクリレート，２ーヒドロキシエチルアクリレート，２ーヒドロキシー３ーフェノキシプロピルアクリレート，ポリエチレングリコールジアクリレート，ポリプロピレングリコールジアクリレート，トリメチロールプロパントリアクリレート，ペンタエリトリトールトリアクリレート，ペンタエリトリトールテトラアクリレートなどのモノマー、オリゴマー、ポリマーなどの混合物が使用できる。またその厚さは５〜５０μｍ、粘度は３００〜５０００ｃｐｓ程度が好ましい。

次に、シリンダーに巻かれたスタンパー（ともに図示略）を用いて、前記紫外線硬化樹脂層と、シリンダーのスタンパー表面を圧着させ、平面部で紫外線照射し硬化させ、剥離ロールで抱かせながら剥離することで、フィルム基材１１の片面にピットが転写された情報記録層１２が形成される。尚、駆動ロールは冷却効果をもたせるため、冷却水を通す構造とするのが良い。

次に粘着加工を施した厚さ３０μｍの平滑なニッケル箔を、反射層１３として情報記録層１２に貼り合せる。反射層用箔としては、記録・再生用レーザー波長に対し適当な反射率を有する材料であればよいが、表面の平滑性（Ｒａ）は３ｎｍ以下が必要で、１ｎｍ以下が好ましい。
この場合、一般的な光ディスクと同様に、ピット上にスパッタや蒸着等で反射膜を形成し、ピットの有無による光路長差を利用した反射光の打ち消し効果で信号を読み取る方式とするか、ニッケル箔を情報記録層の上に貼り合せることでできるピット状の空間部分と、樹脂部分との屈折率の差により発生する光学的光路長差で信号を読み取る方式のいずれをも採用することができる。後者の場合、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中で作業を行うことで、ピット内に不活性ガスが充填され、より信頼性の高いディスクを作製することができる。尚、ＢＤに適用する場合、レーザー波長４０５ｍｍ，樹脂屈折率約１．５、空気屈折率約１．０を考慮すれば、ピット深さは５０〜１５０ｎｍが好ましい。

更に保護層１４として厚さ５０μｍのポリカーボネートフィルムを貼り合せ、ディスク全体の厚さを１８０μｍとし、外径１１９ｍｍ、内径３０ｍｍに打抜き、フィルムディスク２とした。ＢＤに適用する場合、外径１１８〜１２０ｍｍ、内径２０〜４０ｍｍが好ましい。

一方、ホルダー３は、外形１２０ｍｍ、センターホール径１５ｍｍのポリカーボネイト又はポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂、紙等からなる基材プレート１５のクランプエリアとリムエリアに、アクリル系のエマルジョンから成る粘着剤を塗布して接着層１６、１７として、全体の厚さ１．０２ｍｍとし、フィルムディスク２を装着することで、ＢＤの規格値を満足する寸法となり、一般的なＢＤドライブでの記録・再生が可能となる。

本発明の一実施形態における光ディスクの半断面斜視図である。 図1のフィルムディスクの平面図である。 図1のホルダーの平面図である。 図３のホルダーの半断面斜視図である。 本発明の他の実施形態におけるホルダーを示す平面図である。 本発明のさらに他の実施形態におけるホルダーを示す平面図である。 図６のさらに変形した他の実施形態におけるホルダーを示す平面図である。

符号の説明

１…光ディスク ２・…フィルムディスク ３・…ホルダー ４・…センターホール ５…クランプエリア ６…情報記録領域 ７…リムエリア １１…フィルム基材 １２…情報記録層 １３…反射層 １４…保護層 １５…基材プレート １５ａ…リング状部 １６…接着層（固定手段） １７…接着層（固定手段） ３１…ホルダー ３２…支持部材 ３３…空洞部 ４１…ホルダー ５１…ホルダー ６１…ホルダー

Claims (5)

1. 情報記録層を有する可撓性フィルムディスクと、該フィルムディスクが重ねられる板状のホルダーとを備え、これらフィルムディスクとホルダーとを前記情報記録層における情報記録領域以外のクランプエリア又はリムエリアのいずれかの位置で剥離可能に貼り合わせる固定手段が設けられていることを特徴とする光ディスク。
2. 前記固定手段は、ホルダーの表面に形成された接着層によって構成されていることを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
3. 前記固定手段は、フィルムディスクに形成された磁性体層と、ホルダーに形成された永久磁石とを備えることを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
4. 前記ホルダーは、前記情報記録領域がフィルムディスクを非接触状態とする空洞部とされていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光ディスク。
5. 前記ホルダーには、前記クランプエリアとリムエリアとの間を連結する複数の支持部材が形成され、前記空洞部はこれら支持部材の間に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光ディスク。
   
   

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