JP3194280B2 - 光ディスク及びその製造方法 - Google Patents

光ディスク及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ディスク及びその製造
方法に関し、特に透明基板の中心部にハブを取付ける際
の取付け方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】いわゆるＣＤ−ＲＯＭやディジタル・オ
ーディオ・ディスクあるいは光磁気ディスク等に代表さ
れる光ディスクは、一般にポリカーボネートやアクリル
樹脂等からなる透明基板上に信号記録層や反射膜を成膜
し、この上に硬質の保護膜を形成することで構成されて
いる。そして、この種の光ディスクにおいては、通常、
透明基板の中心部の円盤状のディスクハブが取付けら
れ、記録再生装置のスピンドル軸先端に固定されるディ
スクテーブル上に上記ディスクハブが磁気吸着されてこ
のディスクテーブルとともに回転操作されるようになっ
ている。
【０００３】上記ディスクハブは、光ディスクを上記デ
ィスクテーブルに磁気吸着させるとともに、光ディスク
の回転中心をスピンドル軸の回転中心に一致させる役目
をするものである。かかるディスクハブとしては、たと
えば、ディスクテーブルに磁気吸着される円盤状の金属
板と、透明基板である光ディスク基板に取付けられる円
盤状の固着部とからなる。上記固着部は、ハブの軽量
化，基板に対する接着性を考慮して、通常、樹脂等より
構成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なディスクハブを透明基板の中心部に取り付ける方法と
しては、従来より、いくつかの方法が提案されている。
【０００５】たとえば、そのひとつとして超音波による
溶着法が知られている。この超音波による溶着法では、
たとえば図１２に示すように、取り付けるディスクハブ
７１として、固着部７２の基板取付け面７２ａの外周に
沿ってリブ７４が設けられたものを使用する。そして、
溶着に際しては、このリブ７４が透明基板７５のディス
クハブ溶着部に接触するようにディスクハブ７１を透明
基板７５上に載置し、ディスクハブ７１に超音波縦振動
を印加する。これにより、透明基板７５とリブ７４の接
触部分が溶融し、透明基板７５に対してディスクハブ７
１が固定されることとなる。
【０００６】しかしながら、この方法には、接着面積が
小さいために、十分な接着強度が得られないといった欠
点がある。そこで、接着強度を上げるために、リブの大
きさを大きくする等により接着面積を確保することも考
えられているが、リブの大きさを大きくすると基板にス
トレスがかかり、ディスク基板自体の強度が低下すると
いった不都合が生じる。
【０００７】この他の取付け方法としては、紫外線硬化
樹脂を使用する方法も提案されている。この方法は、デ
ィスク基板のディスクハブが載置される部分全面に紫外
線硬化樹脂を塗布してディスクハブを接着させるもので
あり、接着面積が大きく、接着強度が十分得られること
となる。
【０００８】ところが、紫外線硬化樹脂による接着で
は、一般に、接着する物同志を紫外線硬化樹脂を介して
重ねた後、仮硬化を行い、その後でさらに本硬化を行う
ため、超音波溶着法等に比べて時間がかかる。特に、デ
ィスクハブが載置される部分全面に紫外線硬化樹脂を塗
布して接着させると、硬化にかなりの時間を要し、生産
性が十分得られない。しかも、紫外線硬化樹脂は何らか
の不具合によって未硬化部分が生じ易いため、接着が不
十分となる可能性が高く、信頼性にも欠ける。
【０００９】さらに、この他の方法としては、たとえば
特開昭６２−１９２９４６号公報に示すような熱溶着に
よって接着する方法も知られているが、ディスク基板の
光学的特性が劣化する虞れがあり、適当な方法とは言え
ない。
【００１０】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、ディスクハブを高い強度
で短時間に取り付けることができ、機械強度の高い光デ
ィスク、及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上述の課題を達成するた
めに、本発明によれば、信号記録層が形成された透明基
板の中心部にディスクハブを取り付けるに際し、超音波
による溶着と紫外線硬化樹脂による接着の両方を行うこ
とを特徴とする。
【００１２】
【作用】透明基板の中央部に、超音波溶着と紫外線硬化
樹脂による接着の両方によってディスクハブを取り付け
ると、超音波溶着のみによってディスクハブを取り付け
た場合に比べて、ディスクハブの取付け強度が向上す
る。また、この場合、紫外線硬化樹脂は、超音波溶着部
分よりも外側にのみ塗布すれば十分な取付け強度が得ら
れるので、接着面積が少なくてすみ、硬化に要する時間
が短縮される。しかも、超音波溶着と紫外線硬化樹脂に
よる接着を併用すれば、どちらかの取付け状態が不十分
であっても、十分な強度が確保でき、信頼性が向上す
る。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を適用した光ディスク及びその
製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００１４】光ディスクを製造するには、まず、透明基
板上に、スタンパ上に形成された凹凸パターンを転写す
る。転写方法としては、コンプレッション方式，インジ
ェクション方式，インジェクション・コンプレッション
方式，フォトポリマー方式（いわゆる２Ｐ法）等いずれ
であっても差し支えない。また、透明基板の材料につい
ても特に制限がなく、アクリル樹脂，ポリカーボネート
樹脂等，通常使用されている基板材料であればいずれで
もよい。
【００１５】さらに、凹凸パターンが転写されたディス
ク基板は、信号記録層や反射膜を成膜したり、保護層等
が設けられるが、光ディスクの構成は任意であり、した
がってディスク基板上に成膜される反射膜，信号記録
層，保護膜等は用途に応じて任意選択することができ
る。例えば、デジタルオーディオディスクや、いわゆる
ＣＤ−ＲＯＭ等においては、凹凸パターンが転写された
ディスク基板上にＡｌ等の金属反射膜が成膜される。光
磁気ディスクでは、磁気光学特性（カー効果やファラデ
ー効果）を有する垂直磁化膜が成膜される。その他、低
融点金属薄膜，相変化膜，有機色素を含有する膜等を信
号記録層とする光ディスクにも適用可能である。
【００１６】このように、透明基板上に所望の信号記録
層，保護膜等を形成した後、透明基板の中央部にディス
クハブを取付ける。ここで、ディスクハブの取付けは、
取付け強度の確保、接着時間の短縮化および光ディスク
自体の機械的強度を得るために、超音波による溶着と紫
外線硬化樹脂による接着の両方を行う。このとき、工程
順序としては、はじめに超音波溶着を行った後、紫外線
硬化樹脂による接着を行ってもよく、あるいは、透明基
板のディスクハブ接着部分に予め紫外線硬化樹脂を塗布
しておき、その後で超音波溶着を行い、さらに超音波溶
着後に紫外線硬化樹脂の硬化を行って接着してもよい。
【００１７】まず、前者の方法でディスクハブを取り付
けるには、図１に示すように、両面テープ等の吸着手段
が表面に設けられたターンテーブル１上に透明基板２を
載置して固定する。そして、上下動自在とされた溶着ホ
ーン３が備えられた超音波溶着装置の溶着ホーン３の先
端にディスクハブ５を取り付ける。上記ディスクハブ５
は、ディスクテーブル上に磁気吸着される円盤状の金属
板６と、透明基板２に溶着される樹脂よりなる円盤状の
固着部７とからなり、固着部７の透明基板２に溶着され
る基板取付け面７ａの外周に沿ってリブ８が設けられて
いる。そして、上記溶着ホーン３の先端には、上記金属
板６が取り付けられる。
【００１８】このように、ディスクハブ５を溶着ホーン
３先端に取付けた後、上記溶着ホーン３を透明基板２に
対して位置調整し、図２に示すように、リブ８が透明基
板２に接触するまで下降させる。そして、リブ８が透明
基板２に接触したところで上記溶着ホーン３を作動させ
て、超音波縦振動をディスクハブ５に印加する。する
と、図３に示すように、透明基板２とリブ８の接触部分
が溶融するので、溶着前の基板取付け面７ａの位置と、
溶着後の取付け面７ａの位置との距離で規定される総合
溶着深さＴＤが所定の値となったところで超音波印加を
停止する。これにより、透明基板２に対して、ディスク
ハブ５は所定の高さを持って取付けられることとなる。
そして、溶着ホーン３の先端からディスクハブをはずし
て溶着ホーン３を上昇させる。
【００１９】このようにして超音波溶着を行った後、さ
らに紫外線硬化樹脂による接着を行うことで、ディスク
ハブの取付けをさらに確実なものとする。ここで、紫外
線硬化樹脂によるハブの接着は、リブよりも内側を接着
してもほとんど意味がなく、リブよりも外側を接着する
ことで、取付け強度の格段の向上が得られる。したがっ
て、本実施例では、以下に記す如く、リブより外側にの
み紫外線硬化樹脂を塗布して硬化することにより、ハブ
の取付け強度を確保するとともに取付け時間の短縮を図
ることとする。
【００２０】すなわち、図４に示すように、透明基板２
が載置されたターンテーブル１を斜めに傾け、超音波溶
着されたディスクハブ５と透明基板２の間隙に紫外線硬
化樹脂が塗布されるように紫外線硬化樹脂供給口９をデ
ィスクハブ５の円周近傍に配置する。そして、ターンテ
ーブル１を一方向に回転させつつ紫外線硬化樹脂供給口
９より紫外線硬化樹脂１１を供給する。これにより、紫
外線硬化樹脂１１は、ディスクハブ５と透明基板２との
間隙に流れ込み、リブ８より外側部分に塗布される。そ
して、図５に示すように、透明基板２側に光源１０を配
置して、紫外線硬化樹脂１１が塗布された部分に紫外線
を照射することで、ディスクハブ５と透明基板２が接着
されることとなる。
【００２１】次に、後者の方法，すなわち紫外線硬化樹
脂の塗布，超音波溶着，紫外線硬化樹脂の硬化の順でハ
ブの取付けを行う方法について説明する。
【００２２】先ず、図６に示すように、上述の場合と同
様に吸着手段が表面に設けられたターンテーブル１に透
明基板２を載置して固定する。そして、この透明基板２
上のディスクハブ取付け部分の外周に沿って紫外線硬化
樹脂が塗布されるように、紫外線硬化樹脂供給口９を配
置し、ターンテーブル１を一方向に回転させつつ、紫外
線硬化樹脂１１を塗布する。そして、図７に示すよう
に、超音波溶着装置の溶着ホーン３の先端にディスクハ
ブ５を取付け、溶着ホーン３を透明基板２に対して位置
調整した後、図８に示すように、リブ８が透明基板２に
接触するまで下降させる。リブ８が接触したところで、
上記溶着ホーン３を作動させて、超音波縦振動を印加
し、リブ８と透明基板２を、透明基板２に対してディス
クハブ５が所定の高さとなるように溶着させる。なお、
このとき超音波縦振動により、塗布した紫外線硬化樹脂
１１が飛散する虞れがあるので、予め、紫外線硬化樹脂
塗布部分の外周にマスクを設ける等により、樹脂の飛散
を防止する。そして、超音波溶着後、図９に示すように
紫外線硬化樹脂１１が塗布された部分に光源１０を配置
して紫外線を照射することで、ディスクハブと透明基板
とを接着する。
【００２３】このように超音波溶着と紫外線硬化樹脂に
よる接着とを併用すれば、超音波溶着のみの場合に比べ
て取付け強度が向上する。また、超音波溶着と紫外線硬
化樹脂による接着を併用する場合、紫外線硬化樹脂は、
上述の如くリブの外側にのみ塗布すればよく、接着面積
が少なくて済むので、硬化時間にそれほど時間を要さ
ず、取付け時間の増大が抑えられる。しかも、超音波溶
着、紫外線硬化樹脂による接着の両方によって取付けを
行うと、たとえば、どちらかの取付け状態が不十分であ
っても、十分な強度（１０ｋｇ重以上）が確保できるの
で、信頼性の向上が望める。
【００２４】なお、このような効果は、上記２法のいず
れを採用した場合でも同程度に得られるが、透明基板２
上に予め紫外線硬化樹脂１１を塗布しておき、その後で
超音波溶着を行う場合には、上述の如く、超音波振動に
よって塗布した紫外線硬化樹脂１１が漏出するため、こ
れを防止するために紫外線硬化樹脂１１を塗布した部分
の外周にマスクを設けることが必要となり、それだけ操
作が煩雑となる。したがって、作業操作の簡易化、作業
時間の短縮化の点から、超音波溶着を行った後、紫外線
硬化樹脂による接着を行う方が有利である。
【００２５】次に、上述のようにして作製される光ディ
スクの機械的強度を検討するために、ディスクハブの取
付け方法として表１に示す方法を使用して各種光ディス
ク（ディスク１，ディスク２，比較ディスク１，比較デ
ィスク２）を作製し、ハブ破断強度を比較した。
【００２６】
【表１】
【００２７】なお、ハブ破断強度の測定は以下のように
して行った。ハブ破断強度の測定するには、先ず、図１
０に示すようなディスク受け台５１に光ディスク５２を
載置する。なお、上記ディスク受け台５１は、ディスク
ハブ５４の外径よりも一回り大きな外径を有する円筒体
であり、光ディスク５２が載置される一端面に円筒の外
周に沿った円形状の凹部５１ａが設けられており、載置
された光ディスク５２のハブ取付け部分の回りがリング
状に支持されるようになっている。そして、このような
ディスク受け台５１に光ディスク５２を載置し、ハブ取
付け部分に向かって上部から各種重量でロードセル５３
を下降させる。そして、光ディスク５２を破断するのに
要したロードセル５３の重量を測定することによってハ
ブ破断強度を評価した。なお、測定を行ったサンプル数
は各光ディスクについて１０枚である。測定結果を図１
１に示す。
【００２８】図１１からわかるように、ディスクハブを
紫外線硬化樹脂による接着と超音波溶着を併用して取り
付けたディスク１およびディスク２においては、ディス
クを破断するのに要する重量は６０〜８０ｋｇであり、
ハブ破断強度がいずれも高いのに対し、紫外線硬化樹脂
接着のみでディスクハブを取り付けた比較ディスク１お
よび超音波溶着のみでディスクハブを取り付けた比較デ
ィスク２では、いずれもハブ破断強度が低い。したがっ
て、このことから、ディスクハブを超音波溶着と紫外線
硬化樹脂による接着の両方の手段で取り付けることは、
ディスクハブの取付け強度を確保して機械的強度の高い
光ディスクを得る上で有効であることが確認された。
【００２９】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、透明基板の中央部にディスクハブを取り付
ける際に、超音波溶着と紫外線硬化樹脂による接着の両
方を行っているので、ディスクハブの取り付け強度の確
保、取り付け時間の短縮化、光ディスクの機械的強度の
向上を図ることができる。しかも、超音波溶着と紫外線
硬化樹脂による接着を併用すれば、どちらかの取り付け
状態が不十分であっても、ある程度の強度は確保できる
ので、信頼性の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した製造方法の一例において、デ
ィスクハブの溶着ホーン取付け工程を示す模式図であ
る。
【図２】本発明を適用した製造方法の一例において、超
音波印加工程を示す模式図である。
【図３】超音波溶着されたリブの様子を示す模式図であ
る。
【図４】本発明を適用した製造方法の一例において、紫
外線硬化樹脂塗布工程を示す模式図である。
【図５】本発明を適用した製造方法の一例において、紫
外線照射工程を示す模式図である。
【図６】本発明を適用した製造方法の他の例において、
紫外線硬化樹脂塗布工程を示す模式図である。
【図７】本発明を適用した製造方法の他の例において、
ディスクハブの溶着ホーン取付け工程を示す模式図であ
る。
【図８】本発明を適用した製造方法の他の例において、
超音波印加工程を示す模式図である。
【図９】本発明を適用した製造方法の他の例において、
紫外線照射工程を示す模式図である。
【図１０】ハブ破断強度の測定方法を示す模式図であ
る。
【図１１】光ディスクのハブ破断強度を示す特性図であ
る。
【図１２】従来のディスクハブ取付け方法を示す模式図
である。
【符号の説明】
２ ・・・透明基板 ３ ・・・溶着ホーン ５ ・・・ディスクハブ １１・・・紫外線硬化樹脂

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 信号記録層が形成された透明樹脂基板の
    中心部にディスクハブが取り付けられた光ディスクであ
    って、 前記透明樹脂基板と前記ディスクハブの接着部分は、超
    音波による溶着部と、紫外線硬化樹脂による接着部とを
    有することを特徴とする光ディスク。
  2. 【請求項２】 前記紫外線硬化樹脂による接着部は、前
    記超音波による溶着部の外側に位置することを特徴とす
    る請求項１記載の光ディスク。
  3. 【請求項３】 信号記録層が形成された透明樹脂基板の
    中心部にディスクハブを取り付けるに際し、超音波によ
    る溶着と紫外線硬化樹脂による接着の両方を行うことを
    特徴とする光ディスクの製造方法。
  4. 【請求項４】 前記紫外線硬化樹脂による接着は、前記
    超音波による溶着部の外周側に施すことを特徴とする請
    求項３記載の光ディスクの製造方法。
  5. 【請求項５】 前記透明樹脂基板に対して、所定の溶着
    深さで前記超音波による溶着を行い、 前記超音波による溶着部の外周側に紫外線硬化樹脂を塗
    布、硬化して接着することを特徴とする請求項３記載の
    光ディスクの製造方法。
  6. 【請求項６】 前記透明樹脂基板に対して、前記超音波
    による溶着部の外周側に位置するように予め紫外線硬化
    樹脂を塗布し、 前記超音波による溶着を行い、 前記塗布された紫外線硬化樹脂を硬化させて接着するこ
    とを特徴とする請求項３記載の光ディスクの製造方法。
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