JP2822242B2 - 光ディスク用ディスク基板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザ光の照射により情報の記録及び／又
は再生を行う光でディスクに用いられるディスク基板の
製造方法に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、合成樹脂材料を成形して形成され、一方の
面に記録層が形成される光ディスクに用いられるディス
ク基板の製造方法において、記録層非形成面側に発生す
るバリを切削により除去する一方で、記録層形成面側に
発生する成形バリの先端がディスク基板の最外周縁部を
越えないようにディスク基板の外周部を傾斜させて成形
することにより、記録層形成面側に発生する成形バリの
取り除きを不要としても、記録層の損傷を防止でき、形
成バリに起因するダスト発生を防止できる信頼性の高い
光ディスクを得ることができるようしたものである。

〔従来の技術〕

従来、レーザー光の照射により情報の記録及び／又は
再生を行う光ディスクとして、光磁気ディスク、追記型
光ディスク、書換え可能型光ディスク等が用いられてい
る。

これら光ディスクを構成するディスク基板には、ポリ
カーボネート等の合成樹脂を成形した樹脂成形体、特に
射出成形による成形体が広く用いられている。このよう
な成形体からなるディスク基板には、このディスク基板
を成形する金型装置にガイド溝（グルーブ）やID用の信
号ピットを形成するための凹凸を形成したスタンパを装
着しておくことにより、ナノメータ精度で要求されるガ
イド溝（グルーブ）やID用の信号ピットを同時に形成す
ることができ、量産性及び経済性に優れるものとなる。

このようなディスク基板を製造するための射出成形機
の金型及びその周辺部材の一部を第４図に示す。

金型は可動金型（51）と固定金型（52）を主たる構成
要素とするもので、可動金型（51）にはスタンパ（53）
が内周スタンパ押さえ（54）と外周リング（55）により
固定されている。スタンパ（53）には、ガイド溝やID用
の信号ピット等のパターンを反転させたパターンが刻ま
れている。固定金型（52）は固定盤（56）に固定され、
中央には樹脂を射出するためのノズル（57）に連結され
るゲート（58）が開口している。固定金型（52）の外周
部には固定盤（56）に固定されたストッパー（59）が設
けられており、このストッパー（59）の先端面（59a）
に可動金型（51）の外周部（51a）が突当たると型閉じ
状態となり、両金型（51）（52）間にディスク基板の形
状に対応したキャビティ（60）が形成される。このキャ
ビティ（60）内に溶融した樹脂をゲート（58）を通じて
導入し、冷却固化させた後に金型（51）（52）を開く
と、ディスク基板の原型となる成形体を取り出すことが
できる。

この成形体をもとに光ディスクを製造するには、成形
体からゲート（58）内部で固化したスプール等の不要部
を除去した後、記録層を構成する各種の機能性薄膜を成
膜し、最後に紫外線硬化樹脂等からなる保護膜を形成す
る。

このようにして製造された片面ディスクの一部を第５
図に示す。この片面ディスクは、基板（61）の面のうち
スタンパ（53）の微細な凹凸パターンが転写されている
側の面上に記録層（62）と保護膜（63）とが順次積層さ
れる。

一方、光磁気ディスクの主流となっている両面ディス
クは、第６図（Ａ）に示すように、保護膜（63）を互い
に突き合わせて２枚の片面ディスクを重ね合わせ、ホッ
トメルト接着剤（64）等により貼り合わせて製造され
る。ここで、貼り合わせ時の位置ずれによっては、わず
かながら両面ディスクの端面に段差（65）が生ずること
もある。

ところで、これら片面ディスク、両面ディスクのいず
れにおいても、記録層（62）の形成範囲は、その外周部
が基板（61）の外周部よりもいくらか内周側に後退させ
られ、両者の間にガードエリアＧが設けられている。ガ
ードエリアＧは、記録層（62）の材料が光ディスクの種
類によっては耐蝕性に劣るので、その端面を光ディスク
の外周面から露出しないようにするためと、外周部を切
削する外周切削を行う場合に記録層（62）に損傷を与え
ないためのスペースを確保することを目的に設けられ
る。

ここで、外周切削とは、成形体の収縮による寸法誤
差の補正、成形体の外周部に形成されるバリの除去、
両面ディスクにおいて貼り合わせ時の位置ずれによる
端面の段差の解消等を目的として行われるものである。

まず、上記及びおよびが必要とされる理由は、以
下のとおりである。一般に熱可塑性樹脂は線膨張係数が
大きく、冷却固化後の成形体の寸法は収縮により金型の
キャビティの寸法よりもわずかに小さくなる。そこで、
予め収縮分を見込んで若干キャビティを大きく設計して
おき、得られた成形体を所定の寸法まで切削することが
行われる。この切削は、第６図（Ａ）に示すような両面
ディスクにおいては、ガードエリアＧの範囲内で例えば
ａ−ａ線に沿って行われる。このとき、貼り合わせ時に
端面に発生した段差（65）は、第６図（Ｂ）に示すよう
に解消される。通常は、さらに外周縁部の仕上げを良好
にするためにｂ−ｂ線に沿った切削を行い、第６図
（Ｃ）に示すような切り欠き面を有する両面ディスクを
完成する。

なお、成形体の収縮についてはこれを抑制する方法
や、予め寸法変化を見込んだ金型の設計等の工夫が種々
行われており、最初から第６図（Ｂ）に示すような状態
を達成することも行われている。この場合においても、
破損し易い外周縁部はダストとなって読み出し時のエラ
ーを誘発する虞れがあることから前記第６図（Ｂ）に示
すｂ−ｂ線に沿った位置で切削する必要がある。

次に、前記が必要とされる理由は、以下のとおりで
ある。射出成形においては、前述した金型（51）（52）
の構成部材間に存在する幅数μｍ程度のミクロな隙間に
起因して、第７図に示すように、通常２種類のバリが発
生する。そのひとつは、ディスク基板（66）の面のうち
スタンパ（53）の凹凸パターンが転写された記録層形成
面（66a）の延長面に沿って基板の外縁部より突出して
成形される水平バリ（67）であり、他方は記録層の形成
されない裏面（66b）の外縁部から垂直方向に突出して
形成される垂直バリ（68）である。水平バリ（67）は、
スタンパ（53）と外周リング（55）の間の隙間ｉ（第４
図参照。）に、また垂直バリ（68）は固定金型（52）と
外周リング（55）の間の隙間ii（第４図参照。）にそれ
ぞれ溶融した樹脂が侵入することにより形成される。

これらのバリ（67）（68）が除去されずに残ると、外
径寸法の制御が困難となったり、これらバリ（67）（6
8）が破損してダストとなり読み取り時のエラーを発生
させる等の問題を引き起こす。特に、光磁気ディスクの
ようにディスクカートリッジとして構成された場合に
は、成形バリが破損して発生したダストがカートリッジ
内に残存し、ディスク表面を損傷させる危険が一層大き
くなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、5.25インチクラスウの追記型光ディスクや
光磁気ディスクは、両面型ディスクとして構成されディ
スクカートリッジに収納されている。そこで、この光デ
ィスクを構成するディスク基板には、上述したような外
周切削が行われている。

片面にのみ信号記録層が設けられる片面ディスクにお
いて上述のような外周切削を行った場合には、次のよう
な問題が生ずる。すなわち、外周切削は通常、ダイヤモ
ンド級の硬度を有する超硬バイトを使用して行われる
が、紫外線硬化樹脂等による保護膜の硬度はかなり高い
ため、破損やクラック等が生じ易い。このため、保護膜
に生じたクラック等を介して記録層が外部環境と接触し
て耐蝕性が劣化し、あるいは記録層が破損する等の問題
が生ずる。

そこで、保護膜を形成する前のディスク基板上に記録
層を形成した状態でディスク基板の外周切削を行うこと
が考えられる。この場合、磁性層が形成されていない裏
面側に発生する成形バリの除去は別段問題とならない
が、記録層側に発生するバリを除去する場合に、記録層
が直接外部に露出した状態にあるので、切削位置が記録
層とオーバラップしてしまうと記録層を損傷させてしま
う虞れがある。特に、3.5インチクラスの光ディスク
は、ディスク基板の最外周近傍まで信号記録層が設けら
れ、信号記録領域として用いられない最外周側のガード
エリアに余裕が少なくなるために、これらの問題が多発
する。

また、磁性層を損傷させずに切削できたとしてもガー
ドエリアが極めて狭いことから成形バリが取り切れずに
残存することがあり、このバリがカートリッジ内で削れ
てダストとなることもある。

そこで、本発明は、上述したような従来の実情に鑑み
て提案されたものであり、記録層形成面側の成形バリの
取り除きを不要とし、記録層の損傷を防止するとともに
カートリッジに収容されたときにダストの発生をなくし
信頼性の高い光ディスクを製造することを可能となすデ
ィスク基板を形成することができるディスク基板の製造
方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上述の目的を達成するために提案されたも
のであり、合成樹脂材料を成形して形成され、一方の面
に記録層が形成される光ディスク用ディスク基板の製造
方法において、外周部に記録層非形成面側より記録層形
成面側に向かってディスク基板の直径を小となすように
傾斜された傾斜面をディスク基板の成形とともに形成
し、上記ディスク基板の成形後、上記記録層非形成面側
の外周縁部に切削により切り欠き面を形成し、上記傾斜
面の傾斜角及び上記切り欠き面の切り欠き量を、上記切
り欠き面と上記傾斜面により決まる上記ディスク基板の
最外周縁部が上記ディスク基板の成形時に上記ディスク
基板の上記記録層形成面側に発生する成形バリの先端よ
り上記ディスク基板の外周部側に突出するように定める
ようにしたものである。

〔作用〕

本発明に係るディスク基板の製造方法において、ディ
スク基板の成形時に発生する２種類の成形バリのうち、
記録層非形成面側の外周縁部に発生する成形バリは、デ
ィスク基板の成形後に切削により除去され、記録層形成
面側に発生する成形バリはそのまま残される。記録層形
成面側に残される成形バリは、ディスク基板の外周部に
記録層非形成面側より記録層形成面側に向かってディス
ク基板の直径を小となすように傾斜された傾斜面の傾斜
面の傾斜角及び記録層非形成面側の外周縁部に切削によ
り形成される切り欠き面の切り欠き量が、切り欠き面と
傾斜面により決まるディスク基板の最外周縁部が記録層
形成面側に発生する成形バリの先端よりディスク基板の
外周部側に突出するように定められることにより、ディ
スク基板の外周に突出することが防止される。

〔実施例〕

以下、本発明に係る光ディスク用ディスク基板の製造
方法の具体的な実施例を図面を参照して説明する。

本発明方法により製造されるディスク基板を用いて製
造される光磁気ディスクを説明すると、この光磁気ディ
スクは、第１図に示すように、透明な合成樹脂材料を成
形したディスク基板（１）上に磁気光学効果を有する垂
直磁化膜を含む記録層（２）が形成され、さらにこの上
に記録層（２）を覆うようにして保護膜（３）が積層さ
れている。

光磁気ディスクを構成するディスク基板（１）は、外
周部に記録層（２）が形成されない裏面にあたる記録層
非形成面（1a）側より記録層（２）が形成される記録層
形成面（1b）側に向かってディスク基板（１）の直径が
小となるような傾斜面（４）が形成されるように射出成
形される。射出成形によって形成されるディスク基板
（１）には、前述したように記録層形成面（1b）側に外
周方向に向かって突出する成形バリである水平バリ
（５）と、信号の読出し面である記録層非形成面（1a）
の外周縁端部より垂直方向に突出する成形バリである垂
直バリ（６）とが形成される。

ここで、本発明方法に形成される光磁気ディスク用の
ディスク基板（１）は、第２図に示すように、水平バリ
（５）はそのまま残し、垂直バリ（６）のみが除去され
る。すなわち、垂直バリ（６）は、記録層非形成面（1
a）側の外周縁部が斜めに切削されることにより除去さ
れ、除去された部分が記録層非形成面（1a）に向かって
傾斜する切り欠き面（７）となされている。

なお、本実施例では、記録層非形成面（1a）側の外周
縁部を斜めに切削して垂直バリ（６）を除去している
が、第３図に示すように、平バイト等を用いて記録層非
形成面（1a）と略直交する方向に切削して垂直バリ
（６）を除去するようにしてもよい。また、この部分に
おける切り欠き量は、切削加工時のディスク基板（１）
の面ぶれ等を考慮すると約0.3mmは必要であるため、本
実施例では記録層非形成面（1a）側への切削量を0.3mm
とした。

また、切り欠き面（７）と傾斜面（４）との交点Ａ
は、ディスク基板（１）の直径が最大直径となるように
設定されており、且つ水平バリ（５）の先端（5a）より
も外周側に位置するようになされている。すなわち、水
平バリ（５）は、その先端（5a）が切り欠き面（７）と
傾斜面（４）との交点Ａであるディスク基板（１）の最
外周縁部から突出しないように形成されている。なお、
水平バリ（５）の先端（5a）にも後述の保護膜（３）が
被膜されるが、この保護膜（３）を含めた水平バリ
（５）の先端部が交点Ａを越えないようになされてい
る。このディスク基板（１）を用いて形成された光磁気
ディスクをカートリッジに収容した場合、光磁気ディス
クの最外周縁部である切り欠き面（７）と傾斜面（４）
との交点Ａがカートリッジ内の内壁面と接触することに
なり、水平バリ（５）のカートリッジへの接触が防止さ
れダストの発生が防止される。また、水平バリ（５）は
切削されないまま残されるので、外周切削に先立って記
録層（２）が形成されていたとしても、記録層（２）の
損傷を発生させることがない。従って、特に3.5インチ
クラスの光ディスクのようにガードエリアの少ないディ
スクに適用して好適である。

一方、記録層（２）は、光学的に情報の記録が可能な
層で、例えばSi₃N₄等からなる誘電体下地膜、TbFeCo合
金等からなる垂直磁化膜、Si₃N₄等からなる上部誘電体
膜、Al等からなる金属反射膜がスパッタリング等の薄膜
形成技術により順次積層されて構成されている。なお、
この光磁気ディスクにおいては、特に記録層（２）の構
成はこれに限定されるものではなく、従来公知の構成が
いずれも適用可能である。

記録層（２）を覆って形成される保護膜（３）は、記
録層（２）を衝撃や外部環境との接触による腐食から保
護するために設けられるもので、例えばスピンコーター
によって塗布された紫外線硬化樹脂が硬化せしめられる
ことによって形成される。なお、保護膜（３）の材料も
特に限定されるものではないが、スピンコーターにより
塗布することができ、その後硬化して十分な強度の被膜
を形成できる材料であればよい。例えば、紫外線硬化樹
脂の他に電子線硬化樹脂等が使用できる。

上述した光磁気ディスクは、次のような工程をもって
製造される。

まず、ポリカーボネート等の透明な合成樹脂材料を金
型に射出し、第２図に示すようなディスク基板（１）を
成形する。このとき、垂直バリ（６）が成形されてい
る。なお、ディスク基板（１）を構成する材料として
は、ポリカーボネートの他従来より公知の合成樹脂材料
を用いることができる。

ディスク基板（１）の射出成形においては、後処理工
程を必要としないように、水平バリ（５）がディスク基
板（１）の厚さ方向に出ないような金型構造とする。ま
た、ディスク基板（１）の外周部に形成する傾斜面
（４）の傾斜角度θは、水平バリ（５）の大きさと、垂
直バリ（６）を除去したときの切り欠き量とによって決
め、水平バリ（５）の先端（5a）が傾斜面（４）の一部
と垂直バリ（６）を除去した切り欠き面（７）とにより
決まるディスク基板（１）の最外周縁部を越えないよう
にする。例えば、厚さが12mmのディスク基板（１）を成
形する場合、水平バリ（５）と垂直バリ（６）の大きさ
は共に最大でも100μｍ程度であるから、記録層非形成
面（1a）側の外周縁部を例えば0.3mmの幅で切削する
と、水平バリ（５）を保護するにはおよそ７度の傾斜角
度θが必要となる。この場合、水平バリ（５）を覆って
保護膜（３）が被膜されるが、保護膜（３）の厚さは、
10μｍ〜20μｍ程度であるため、この部分がディスク基
板（１）の最外周縁部を越えるようなことはない。ま
た、傾斜面（４）の傾斜角度θは、より安全を見越して
必要に応じその角度を大きくするようにしてもよい。

次に、ディスク基板（１）の記録層形成面（1b）上に
記録層（２）を形成し、その後、ディスク基板（１）の
記録層形成面（1b）側に発生した水平バリ（５）を残し
たまま記録層非形成面（1a）側に発生した垂直バリ
（６）のみを除去する。この結果、垂直バリ（６）を除
去した部分に形成される切り欠き面（７）と傾斜面
（４）との交点Ａが光磁気ディスクの最大直径となる最
外周縁部となる。このとき、水平バリ（５）の切削が行
われないので、記録層（２）を損傷させるようなことは
ない。

最後に、記録層（２）を覆って紫外線硬化樹脂を塗布
し、紫外線照射によりこれを硬化させて保護膜（３）を
形成する。紫外線硬化樹脂は、水平バリ（５）も覆って
塗布されるため、水平バリ（５）の先端（5a）が保護膜
（３）で覆われる。このため、ディスク基板（１）の端
面の処理が良好なものとなる。

なお、本実施例においては、記録層を形成した後にデ
ィスク基板（１）の外周部の切削を行ったが、射出成形
後に外周部の切削を行いその後記録層を形成するように
してもよい。また、本発明方法により製造されるディス
ク基板は、ディスク基板上に記録層が形成される光ディ
スクであれば、いずれもにも適用することができる。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明方法は、ディスク基板の外周
部に記録層非形成面側より記録層形成面側に向かってデ
ィスク基板の直径が小となるように傾斜された傾斜面を
成形により形成し、記録層非形成面側の外周縁部に切削
により形成された切り欠き面を設けることにより、記録
層形成面側に外周方向へ突出する成形バリの先端が切り
欠き面と傾斜面により決まるディスク基板の最外周縁部
を越えないようにしているので、残存された成形バリが
異物に接触して削れ落ちなどの悪影響を生じないような
ディスク基板を製造することができ、しかも、成形バリ
の除去工程を少なくすることができるので製造も容易と
なる。

本発明方法により製造されたディスク基板を用いて製
造した光ディスクは、カートリッジ内に収容した場合
に、残存された成形バリがカートリッジの内壁面と接触
することが防止され、ダストの発生を確実に防止するこ
とができ、このディスク基板を用いて製造される光ディ
スクの確実な保護を図ることができる。

特に、本発明方法により製造されるディスク基板を用
いることにより、記録層が形成される側に発生する成形
バリを削除することなくそのまま残すことができるた
め、光ディスクの製造に当たり、成形バリの切削を行う
前に記録層の形成ができ、製造が容易となるばかりか、
外周部側にわずかのガードエリアしか取り得ない3.5イ
ンチクラスの小型の光ディスクに適用した場合において
も確実に信号記録層の保護を図った光ディスクの製造を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に製造されたディスク基板を用いて
製造された光磁気ディスクの要部拡大断面図であり、第
２図は本発明方法に製造されたディスク基板の要部拡大
断面図であり、第３図は他の例のディスク基板を示す要
部拡大断面図である。 第４図はディスク基板を製造するための射出成形機の金
型及びその周辺部材の一部を模式的に示す断面図であ
り、第５図は片面ディスクの一例を示す概略断面図であ
る。 第６図（Ａ）ないし第６図（Ｃ）は従来の両面ディスク
の外周切削工程を順次示す概略断面図であり、第６図
（Ａ）は切削前の両面ディスクの一例を示し、第６図
（Ｂ）は外周部の切削工程の一段階を行った状態を示
し、第６図（Ｃ）は外周部の切削工程の他の段階を行っ
た状態を示す。第７図は第４図に示す金型を使用して製
造されたディスク基板における成形バリの発生状態を示
す概略断面図である。 １……ディスク基板 ２……記録層 ３……保護膜 ４……傾斜面 ５……水平バリ ６……垂直バリ ７……切り欠き面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 7/24 531 G11B 7/26 521

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】合成樹脂材料を成形して形成され、一方の
   面に記録層が形成される光ディスク用ディスク基板の製
   造方法において、 外周部に記録層非形成面側より記録層形成面側に向かっ
   てディスク基盤の直径を小となすように傾斜された傾斜
   面をディスク基板の成形とともに形成し、 上記ディスク基板の成形後、上記記録層非形成面側の外
   周縁部に切削により切り欠き面を形成し、 上記傾斜面の傾斜角及び上記切り欠き面の切り欠き量
   は、上記切り欠き面と上記傾斜面により決まる上記ディ
   スク基板の最外周縁部が上記ディスク基板の成形時に上
   記ディスク基板の上記記録層形成面側に発生する成形バ
   リの先端より上記ディスク基板の外周部側に突出するよ
   うに定められたことを特徴とする光ディスク用ディスク
   基板の製造方法。