JP3647427B2 - ディスク製造装置及びその透過層の形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスクの製造方法に係り、特に光ディスクの透過層を形成させる装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクの記録密度を高めるための方法のうち、光ディスクに照射される記録用レーザービームのスポット径を小さくする方法がある。レーザービームのスポット径は、レーザービームの波長が小さいほど、対物レンズの開口数（ＮＡ）が大きいほど、小さくなる。しかし、レーザービームの短波長化または対物レンズの高開口数化には限界がある。なぜなら、開口数を増加させて波長を短くすれば、レーザービームのスポット径は小さくなる一方、収差は著しく増加して再生信号の特性を劣化させるからである。
【０００３】
図１は一般の光ディスクの断面図である。図１を参照すれば、光ディスクはディスク基板１０と透過層１５とを含み、その中心には軸孔１４が形成されている。ディスク基板１０の厚さＴはＨＤ−ＤＶＤの場合に１．１ｍｍで、透過層１５の厚さｄは０．１ｍｍであって総１．２ｍｍとなる。特に再生装置から照射されたレーザービームを透過層１５の表面に正確に集束させるためには透過層１５の厚さは１００μｍ±３μｍ以内に含まれなければならない。このような薄膜透過層１５を形成させる方法の１つはスピンコーティング法である。
【０００４】
図２は、従来のスピンコーティング法による透過層の形成方法を説明するための参考図である。
【０００５】
従来のスピンコーティング法は、図２に示されたように低速回転するディスク基板１０の基板面の１地点に液状の紫外線硬化性樹脂１３を落とした後、ディスク基板１０を高速回転させる。紫外線硬化性樹脂１３は遠心力によりディスク基板１０の半径方向に拡散されて基板全体に塗布される。次いで、塗布された紫外線硬化性樹脂１３に紫外線を照射して硬化させる。
【０００６】
スピンコーティング法により薄膜透過層１５を形成させるに当たって、透過層１５の厚さはスピニング速度、スピニング時間、紫外線硬化性樹脂１３の吐出位置、吐出量などの加工条件と粘度などの樹脂特性に依存する。特に、１００μｍ程度の厚さにコーティングするためには紫外線硬化性樹脂１３の粘度が数百ｃｐｓ（ｃｅｎｔｉ−ｐｏｉｓｅ）以上でなければならない。一方、粘度が増加するほど生成された膜厚さの均一性は増加するが、同時に分子間の引力も増加するので、膜厚さの均一性は樹脂が吐出された表面の状態に敏感に影響を受ける。
【０００７】
図３は、吐出位置と均一性との関係を示すグラフである。図３を参照すれば、例えば、粘度５０００ｃｐｓ、吐出量５ｇ及びスピニング速度７００ｒｐｍ条件で各々ディスク基板１０の軸孔（中心）、半径２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ、４５ｍｍで各々紫外線硬化性樹脂１３を吐出した時に生成された透過層１５の膜厚さの均一性を示している。これにより、紫外線硬化性樹脂１３がディスク基板１０の中心から吐出された時、生成される透過層１５の膜厚が最も均一であることが確認できる。
【０００８】
ところが、従来のスピンコーティング法による透過層形成方法は、前述したようにスピンコーティング装置により紫外線硬化性樹脂をディスク基板の中心でない、基板面の１地点に吐出させる方法である。一方、従来にはスピンコーティング装置において、スピンコーティング法によりディスク基板に樹脂を塗布した後、ディスク基板を紫外線硬化器に移動させた後、硬化する方法を取っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、より高い均一性を有する透過層を形成可能に樹脂をディスク基板の中心に吐出させる中心吐出法を施行するディスク製造装置及びその透過層形成方法を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、さらに広い記録面を確保しうるディスク製造装置及びその透過層形成方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を、
請求項１に記載したように、
ディスク基板に透過層を形成する方法において、
（ａ）前記ディスク基板の中央に形成された軸孔を蓋部で遮蔽する段階と、
（ｂ）前記ディスク基板の上側から前記軸孔に向かって樹脂を吐出す段階と、
（ｃ）前記蓋部を除去する段階とを含み、
前記（ｃ）段階は、内側に磁石を埋設したパンチャを使用して金属材質の前記蓋部を除去する段階であることを特徴とする透過層形成方法により、また、
請求項２に記載したように、
前記（ｂ）段階以後に、
（ｂ−１）前記ディスク基板を高速回転させて前記樹脂を前記ディスク基板に均一に塗布する段階と、
（ｂ−３）塗布された樹脂を硬化させる段階とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の透過層形成方法により、また、
請求項３に記載したように、
前記（ｃ）段階の前後に、
（ｃ−１）塗布された樹脂を硬化させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の透過層形成方法により、また、
請求項４に記載したように、
前記（ａ）段階以前に、
（ａ０）スピンドルテーブルから突設された中心軸を前記ディスク基板の軸孔に挿入して前記ディスク基板を前記スピンドルテーブルに装着する段階をさらに含み、
前記スピンドルテーブルから突出された中心軸の長さと前記突起の長さとの和は前記ディスク基板の厚さより小さいことを特徴とする請求項１乃至３のうち、いずれか一項に記載の透過層形成方法により、解決する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００２２】
本発明に係るディスク製造装置及び方法の特徴の１つは、透過層を製造するに当たってディスクを移動させる必要がないようにスピンコーティングと樹脂硬化とが１つの装置内で行われるということである。すなわち、ディスク製造装置はディスクにスピンコーティングを実施した後、ディスクを移動させず、そのまま放置した状態でコーティングされた樹脂を硬化させる。
【００２３】
図４は、本発明の望ましい実施例に係るディスク製造装置の正面図であり、図５は側面図である。図４及び５を参照すれば、ディスク製造装置はディスクに樹脂を塗布するスピンコーティング部と塗布された樹脂を硬化させる樹脂硬化部とを含む。
【００２４】
スピンコーティング部はディスク基板が安着されるスピンドルテーブル４４を回転させるスピンドルモータ４０、樹脂が噴射される吐出ノズル４２が備えられた吐出ヘッダ４１、吐出ヘッダ４１を支持する支持台４２、スピンコーティングコントローラー４５を具備する。
【００２５】
樹脂硬化部は紫外線照射部６０、紫外線照射部６０を支持して移動させる支持部、紫外線照射部６０と支持部とを制御する樹脂硬化コントローラ５０で構成される。紫外線照射部６０は紫外線が放射されるランプ６２、及びランプ６２からの紫外線を反射させるミラー６３を具備する。本実施例では紫外線硬化性樹脂が使われるので樹脂硬化部は紫外線照射部６０として具現されるが、その他の方式により硬化される樹脂が使われる場合にはそれによって変更されうる。支持部は紫外線照射部６０を水平に支持する水平支持台５４、垂直支持台５２、水平支持台５４と垂直支持台５２とが相互左右に回転自在か、水平支持台５４が垂直支持台５２に沿って昇降自在に結合させる結合部５３、及び水平支持台５４及び垂直支持台５２を各々垂直または回転移動させるためのモータ５１を具備する。結合部５３と垂直支持台５２とは各々結合スクリューとスクリュー棒より構成されうる。スクリュー棒には、結合スクリューを昇降自在にする溝が形成されている。
【００２６】
図６は、図４及び図５に備えられたスピンコーティング部の一例である。図６を参照すれば、ディスク基板６０の中心に形成された軸孔に樹脂を吐出す中心吐出法を施行するためにスピンコーティング部のスピンドルテーブル４４とディスク基板６０との間にはディスク基板６０をさらに安定的に回転及び支持可能にスピンドルモータ４０の中心軸４７を取囲む形態の回転支持台４６が設けられる。回転支持台４６の材質としては特に制限がなくプラスチック、金属等全てが使用できる。
【００２７】
スピンドルモータ４０の中心軸４７はディスク基板６０の軸孔に挿入されるように回転支持台４６の外側に突出されている。蓋部７０はディスク基板６０の軸孔を遮蔽することによって樹脂の漏れを遮断するためのものであって、高速回転時の揺れを防止するために下側に突起部が形成されている。回転時に汚染された樹脂の残留物を容易に除去するためには、蓋部７０の表面張力を最小化しうる物質、例えばテフロン（登録商標）等でコーティングしうる。また、回転時、ディスク基板６０を回転支持台４６とスピンドルテーブル４４に密着支持させるためには蓋部７０の突起部の長さｕと中心軸４７の回転支持台４６の外側に突出された部分の長さｐとの和はディスク基板６０の厚さｄと同一か、小さくなければならない。これを式で示すと次の通りである。
【００２８】
ｕ＋ｐ≦ｄ
図７は、図４及び５のスピンコーティング部に関する他の例である。図７を参照すれば、図６の場合とは異なって、本実施例では回転支持台４６が設けられておらず、ディスク基板６０が直ちにスピンドルテーブル４４に装着される。装着されたディスク基板６０には、図６のように、蓋部７０が設けられる。蓋部７０はディスク基板６０の軸孔を遮蔽することによって、樹脂の漏れを遮断するものであって、高速回転時の揺れを防止するために下側に突起部が形成されている。同様に、回転時に汚染された樹脂の残留物を容易に除去するためには蓋部７０の表面張力を最小化しうる物質、例えばテフロン（登録商標）でコーティングしうる。
【００２９】
一方、スピンドルモータ４０の中心軸４７はディスク基板６０の軸孔に挿入されるようにスピンドルテーブル４４の外側に突出されている。スピンドルテーブル４４の半径はディスク基板６０のそれより小さい。蓋部７０は高速回転時の揺れを防止するために下側に突起部が形成されている。但し、ディスク基板６０を密着支持するためには蓋部７０の突起の長さｕと中心軸４７のスピンドルテーブル４４の外側に突出された部分の長さｐとの和はディスク基板６０の厚さｄ以下にならなければならない。これを式で示すと次のようである。
【００３０】
ｕ＋ｐ≦ｄ
また、回転時に樹脂が飛んでディスク基板６０の背面を汚染させることを防止するためには蓋部７０の突起の長さと突出された中心軸４７の長さとの和がディスク基板６０の厚さより若干小さなことが望ましい。
【００３１】
前述したような構成に基づいて本発明の望ましい実施例に係る光ディスクの製造方法を説明すれば次の通りである。
【００３２】
図８は、光ディスクの製造方法の第１実施例を説明するためのフローチャートである。図８を参照すれば、まずディスク基板６０を、透過層を形成させようとする面が上側に向かうようにスピンドルテーブル４４に装着した後、ディスク基板６０の中央に形成された軸孔を蓋部７０で閉塞する（８０１段階）。次いで、スピンコーティングコントローラ４５はスピンドルモータ４０を制御してディスク基板６０を低速に回転させつつ吐出ヘッダ４１の吐出ノズル４３を通じて紫外線硬化性樹脂をディスク基板６０の中心に所定量吐出す（８０２段階）。次いで、スピンドルモータ４０を制御してスピンドルテーブル４４に装着されたディスク基板６０を高速に回転させる（８０３段階）。回転による遠心力は紫外線硬化性樹脂をディスク基板６０の半径方向に拡散させ、ディスク基板６０の全面に均一に塗布させる。スピンコーティングコントローラ４５は吐出ヘッダ４１をスピンドルテーブル４４の上側から外側に移動させる（８０４段階）。次いで、蓋部７０を除去する（８０５段階）。蓋部７０が金属よりなる場合、磁石を用いれば容易に除去しうる。樹脂硬化コントローラ５０はランプ６２から放射される紫外線が漏れないように紫外線照射部６０をスピンドルテーブル４４に完全に密着させた後、ランプ６２を通じて紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させる（８０６段階）。この際、ランプ６２は１２０ｍｍ以上の一定した紫外線を放射できなければならない。また、紫外線硬化性樹脂が均一に硬化されるように硬化時にディスク基板６０を回転させる。樹脂が吐出される時、紫外線に露出されれば樹脂が塗布されない状態で硬化される問題点が発生し、装置の操作者にもよくない影響を与える恐れがあるので、ランプ６２から放射される紫外線が外部に漏れないように紫外線照射部６０をスピンドルテーブル４４に完全に密着させた後、紫外線を照射し、硬化に用いない時には蓋部（図示せず）を用いて紫外線を完全に遮断させる。蓋部は紫外線照射部６０の最下部に位置することが望ましい。
【００３３】
図９は、光ディスク製造方法の第２実施例を説明するためのフローチャートである。図９を参照すれば、まずディスク基板６０を、透過層を形成させようとする面が上側に向かうようにスピンドルテーブル４４に装着した後、ディスク基板６０の中央に形成された軸孔を蓋部７０で閉塞する（９０１段階）。次いで、スピンコーティングコントローラ４５はスピンドルモータ４０を制御してディスク基板６０を低速回転させつつ吐出ヘッダ４１の吐出ノズル４３を通じて紫外線硬化性樹脂をディスク基板６０の中心に所定量吐出す（９０２段階）。次いで、スピンドルモータ４０を制御してスピンドルテーブル４４に装着されたディスク基板６０を高速回転させる（９０３段階）。回転による遠心力は紫外線硬化性樹脂をディスク基板６０の半径方向に拡散させ、ディスク基板６０の全面に均一に塗布させる。スピンコーティングコントローラ４５は吐出ヘッダ４１をスピンドルテーブル４４の上側から外側に移動させ（９０４段階）、スピンドルテーブル４４を若干持ち上げる（９０５段階）。これは、以後の蓋部７０を容易に除去するための事前準備過程である。次いで、樹脂硬化コントローラ５０はランプ６２から放射される紫外線が漏れないように紫外線照射部６０をスピンドルテーブル４４に完全に密着させた後、ランプ６２を通じて紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させる（９０６段階）。この際、ランプ６２は１２０ｍｍ以上の一定した紫外線を放射できなければならない。また、紫外線硬化性樹脂が均一に硬化されるように硬化時にディスク基板６０を回転させる。次いで、蓋部７０を除去する（９０７段階）。同様に、蓋部７０が金属よりなる場合、磁石を用いれば容易に除去しうる。さらに、図１０に示されたようなパンチャ９０を用いて除去すればよい。パンチャ９０の内側に磁石９１を埋設すれば金属材質の蓋部７０をさらに容易に除去しうる。
【００３４】
このように、１箇所でそのままスピンコーティング工程と樹脂硬化工程とを行えることによって、真空アームを使用せずにもディスク基板６０を移動でき、これにより真空アームの吸着領域が不要となって樹脂をディスク基板６０の軸孔に吐出す中心吐出法を施行しうる。具体的に、従来にはディスク基板６０の中心でない一領域に樹脂を吐出してスピンコーティングを行った後、樹脂未塗布領域（ディスク基板６０の軸孔の周り領域）を真空アームで把持して硬化器に移動させた後、硬化工程を行った。換言すれば、従来には真空アームが把持する領域、すなわち樹脂が塗布されていない領域が存在し、この領域は記録面として使用できなかった。一方、従来のディスク製造環境で中心吐出法を行えば液体状態の樹脂がディスクの全領域に塗布されるので、真空アームを使用してディスクを把持しにくい。その他、他の方法を使用してディスクを移動させるとしても、透過層が損傷される可能性が高い。しかし、本発明によれば真空アームなどを使用してディスク基板６０を移動させる必要がないので、光透過層の損傷無しにディスクを製造しうる。
【００３５】
一方、本発明に係るディスクの製造方法を適用して実際にディスクを形成させた実測値は次の通りである。
【００３６】
（ディスクの製造条件）
・スタンパ：
トラックピッチイン−グルーブタイプ ０．３２μｍ
転写特性を確認するために半径２２ｍｍから６０ｍｍまでトラック記録
・射出成形：
図１の１２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのディスク基板の射出時に半径５８．５ｍｍまで転写良好
−射出条件
固定側モールド温度１２５℃、可動側モールド温度１２５℃、スプルーブッシュ（Ｓｐｒｕｅ ｂｕｓｈ）温度９０℃、樹脂温度：最大３８０℃、形体力：３５ｔｏｎ／ｓｅｃ ２５ｔｏｎ／ｓｅｃ １０ｔｏｎ／ｓｅｃ
前記条件で射出成形を実施して機械特性０．３℃以下を得て、エッジ部分まで樹脂の流動フローが安定的であることが確認された。
【００３７】
スパッタリング：
外側マスクの精度ｒ＝５９．７±０．２ｍｍ、マスクエッジ部分の厚さ不均一領域：０．２ｍｍ、４層膜構造：Ａｇ Ａｌｌｏｙ／ＺｎＳＳｉＯ２／ＳｂＧｅＴｅ／ＺｎＳＳｉＯ２
スピンコーディング：
直径２２〜４４ｍｍ、厚さ０．２４〜０．７８ｍｍの多様な形状を有する蓋部を使用してディスク基板６０の軸孔を遮蔽し、その上に次のような条件でスピンコーティングを実施して大部分半径１７〜５７ｍｍまで約１００±２μｍの厚さと均一性とを得た。
【００３８】
−スピンコーティング条件
粘度５０００ｃｐｓ、スピニング時間６０〜７０ｓｅｃ、スピニング速度７００ｒｐｍ、硬化時間３０００ｗのランプで３ｓｅｃ
・記録再生実験結果：
半径１７〜５７ｍｍまで均一な特性を得られた。
【００３９】
【発明の効果】
前述したように、本発明によればより均一な透過層が得られる。また、透過層形成のために必要なスピンコーティング工程及び樹脂硬化工程を行うに当たって基板を移動させず、１箇所で行えて中心吐出法により透過層を形成できるので得られた透過層の均一性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般の光ディスクの断面図である。
【図２】スピンコーティング法を説明するための参考図である。
【図３】吐出位置と均一性との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の望ましい実施例に係る光ディスク製造装置の正面図である。
【図５】本発明の望ましい実施例に係る光ディスク製造装置の側面図である。
【図６】図４及び図５に備えられたスピンコーティング部の一例である。
【図７】図４及び図５に備えられたスピンコーティング部の他の例である。
【図８】光ディスク製造方法の第１実施例を説明するためのフローチャートである。
【図９】光ディスク製造方法の第２実施例を説明するためのフローチャートである。
【図１０】蓋部を除去する方法を説明するための参考図である。
【符号の説明】
４０ スピンドルモータ
５０ 樹脂硬化コントローラ
５１ モータ
５２ 垂直支持台
５３ 結合部
５４ 水平支持台
６０ 紫外線照射部
６２ ランプ
６３ ミラー
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスクの製造方法に係り、特に光ディスクの透過層を形成させる装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクの記録密度を高めるための方法のうち、光ディスクに照射される記録用レーザービームのスポット径を小さくする方法がある。レーザービームのスポット径は、レーザービームの波長が小さいほど、対物レンズの開口数（ＮＡ）が大きいほど、小さくなる。しかし、レーザービームの短波長化または対物レンズの高開口数化には限界がある。なぜなら、開口数を増加させて波長を短くすれば、レーザービームのスポット径は小さくなる一方、収差は著しく増加して再生信号の特性を劣化させるからである。
【０００３】
図１は一般の光ディスクの断面図である。図１を参照すれば、光ディスクはディスク基板１０と透過層１５とを含み、その中心には軸孔１４が形成されている。ディスク基板１０の厚さＴはＨＤ−ＤＶＤの場合に１．１ｍｍで、透過層１５の厚さｄは０．１ｍｍであって総１．２ｍｍとなる。特に再生装置から照射されたレーザービームを透過層１５の表面に正確に集束させるためには透過層１５の厚さは１００μｍ±３μｍ以内に含まれなければならない。このような薄膜透過層１５を形成させる方法の１つはスピンコーティング法である。
【０００４】
図２は、従来のスピンコーティング法による透過層の形成方法を説明するための参考図である。
【０００５】
従来のスピンコーティング法は、図２に示されたように低速回転するディスク基板１０の基板面の１地点に液状の紫外線硬化性樹脂１３を落とした後、ディスク基板１０を高速回転させる。紫外線硬化性樹脂１３は遠心力によりディスク基板１０の半径方向に拡散されて基板全体に塗布される。次いで、塗布された紫外線硬化性樹脂１３に紫外線を照射して硬化させる。
【０００６】
スピンコーティング法により薄膜透過層１５を形成させるに当たって、透過層１５の厚さはスピニング速度、スピニング時間、紫外線硬化性樹脂１３の吐出位置、吐出量などの加工条件と粘度などの樹脂特性に依存する。特に、１００μｍ程度の厚さにコーティングするためには紫外線硬化性樹脂１３の粘度が数百ｃｐｓ（ｃｅｎｔｉ−ｐｏｉｓｅ）以上でなければならない。一方、粘度が増加するほど生成された膜厚さの均一性は増加するが、同時に分子間の引力も増加するので、膜厚さの均一性は樹脂が吐出された表面の状態に敏感に影響を受ける。
【０００７】
図３は、吐出位置と均一性との関係を示すグラフである。図３を参照すれば、例えば、粘度５０００ｃｐｓ、吐出量５ｇ及びスピニング速度７００ｒｐｍ条件で各々ディスク基板１０の軸孔（中心）、半径２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ、４５ｍｍで各々紫外線硬化性樹脂１３を吐出した時に生成された透過層１５の膜厚さの均一性を示している。これにより、紫外線硬化性樹脂１３がディスク基板１０の中心から吐出された時、生成される透過層１５の膜厚が最も均一であることが確認できる。
【０００８】
ところが、従来のスピンコーティング法による透過層形成方法は、前述したようにスピンコーティング装置により紫外線硬化性樹脂をディスク基板の中心でない、基板面の１地点に吐出させる方法である。一方、従来にはスピンコーティング装置において、スピンコーティング法によりディスク基板に樹脂を塗布した後、ディスク基板を紫外線硬化器に移動させた後、硬化する方法を取っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、より高い均一性を有する透過層を形成可能に樹脂をディスク基板の中心に吐出させる中心吐出法を施行するディスク製造装置及びその透過層形成方法を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、さらに広い記録面を確保しうるディスク製造装置及びその透過層形成方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を、
請求項１に記載したように、
ディスク基板に透過層を形成する方法において、
（ａ）前記ディスク基板の中央に形成された軸孔を蓋部で遮蔽する段階と、
（ｂ）前記ディスク基板の上側から前記軸孔に向かって樹脂を吐出す段階と、
（ｃ）前記蓋部を除去する段階とを含み、
前記（ｃ）段階は、内側に磁石を埋設したパンチャを使用して金属材質の前記蓋部を除去する段階であることを特徴とする透過層形成方法により、また、
請求項２に記載したように、
前記（ｂ）段階以後に、
（ｂ−１）前記ディスク基板を高速回転させて前記樹脂を前記ディスク基板に均一に塗布する段階と、
（ｂ−３）塗布された樹脂を硬化させる段階とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の透過層形成方法により、また、
請求項３に記載したように、
前記（ｃ）段階の前後に、
（ｃ−１）塗布された樹脂を硬化させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の透過層形成方法により、また、
請求項４に記載したように、
前記（ａ）段階以前に、
（ａ０）スピンドルテーブルから突設された中心軸を前記ディスク基板の軸孔に挿入して前記ディスク基板を前記スピンドルテーブルに装着する段階をさらに含み、
前記スピンドルテーブルから突出された中心軸の長さと前記突起の長さとの和は前記ディスク基板の厚さより小さいことを特徴とする請求項１乃至３のうち、いずれか一項に記載の透過層形成方法により、解決する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００２２】
本発明に係るディスク製造装置及び方法の特徴の１つは、透過層を製造するに当たってディスクを移動させる必要がないようにスピンコーティングと樹脂硬化とが１つの装置内で行われるということである。すなわち、ディスク製造装置はディスクにスピンコーティングを実施した後、ディスクを移動させず、そのまま放置した状態でコーティングされた樹脂を硬化させる。
【００２３】
図４は、本発明の望ましい実施例に係るディスク製造装置の正面図であり、図５は側面図である。図４及び５を参照すれば、ディスク製造装置はディスクに樹脂を塗布するスピンコーティング部と塗布された樹脂を硬化させる樹脂硬化部とを含む。
【００２４】
スピンコーティング部はディスク基板が安着されるスピンドルテーブル４４を回転させるスピンドルモータ４０、樹脂が噴射される吐出ノズル４２が備えられた吐出ヘッダ４１、吐出ヘッダ４１を支持する支持台４２、スピンコーティングコントローラー４５を具備する。
【００２５】
樹脂硬化部は紫外線照射部６０、紫外線照射部６０を支持して移動させる支持部、紫外線照射部６０と支持部とを制御する樹脂硬化コントローラ５０で構成される。紫外線照射部６０は紫外線が放射されるランプ６２、及びランプ６２からの紫外線を反射させるミラー６３を具備する。本実施例では紫外線硬化性樹脂が使われるので樹脂硬化部は紫外線照射部６０として具現されるが、その他の方式により硬化される樹脂が使われる場合にはそれによって変更されうる。支持部は紫外線照射部６０を水平に支持する水平支持台５４、垂直支持台５２、水平支持台５４と垂直支持台５２とが相互左右に回転自在か、水平支持台５４が垂直支持台５２に沿って昇降自在に結合させる結合部５３、及び水平支持台５４及び垂直支持台５２を各々垂直または回転移動させるためのモータ５１を具備する。結合部５３と垂直支持台５２とは各々結合スクリューとスクリュー棒より構成されうる。スクリュー棒には、結合スクリューを昇降自在にする溝が形成されている。
【００２６】
図６は、図４及び図５に備えられたスピンコーティング部の一例である。図６を参照すれば、ディスク基板６０の中心に形成された軸孔に樹脂を吐出す中心吐出法を施行するためにスピンコーティング部のスピンドルテーブル４４とディスク基板６０との間にはディスク基板６０をさらに安定的に回転及び支持可能にスピンドルモータ４０の中心軸４７を取囲む形態の回転支持台４６が設けられる。回転支持台４６の材質としては特に制限がなくプラスチック、金属等全てが使用できる。
【００２７】
スピンドルモータ４０の中心軸４７はディスク基板６０の軸孔に挿入されるように回転支持台４６の外側に突出されている。蓋部７０はディスク基板６０の軸孔を遮蔽することによって樹脂の漏れを遮断するためのものであって、高速回転時の揺れを防止するために下側に突起部が形成されている。回転時に汚染された樹脂の残留物を容易に除去するためには、蓋部７０の表面張力を最小化しうる物質、例えばテフロン（登録商標）等でコーティングしうる。また、回転時、ディスク基板６０を回転支持台４６とスピンドルテーブル４４に密着支持させるためには蓋部７０の突起部の長さｕと中心軸４７の回転支持台４６の外側に突出された部分の長さｐとの和はディスク基板６０の厚さｄと同一か、小さくなければならない。これを式で示すと次の通りである。
【００２８】
ｕ＋ｐ≦ｄ
図７は、図４及び５のスピンコーティング部に関する他の例である。図７を参照すれば、図６の場合とは異なって、本実施例では回転支持台４６が設けられておらず、ディスク基板６０が直ちにスピンドルテーブル４４に装着される。装着されたディスク基板６０には、図６のように、蓋部７０が設けられる。蓋部７０はディスク基板６０の軸孔を遮蔽することによって、樹脂の漏れを遮断するものであって、高速回転時の揺れを防止するために下側に突起部が形成されている。同様に、回転時に汚染された樹脂の残留物を容易に除去するためには蓋部７０の表面張力を最小化しうる物質、例えばテフロン（登録商標）でコーティングしうる。
【００２９】
一方、スピンドルモータ４０の中心軸４７はディスク基板６０の軸孔に挿入されるようにスピンドルテーブル４４の外側に突出されている。スピンドルテーブル４４の半径はディスク基板６０のそれより小さい。蓋部７０は高速回転時の揺れを防止するために下側に突起部が形成されている。但し、ディスク基板６０を密着支持するためには蓋部７０の突起の長さｕと中心軸４７のスピンドルテーブル４４の外側に突出された部分の長さｐとの和はディスク基板６０の厚さｄ以下にならなければならない。これを式で示すと次のようである。
【００３０】
ｕ＋ｐ≦ｄ
また、回転時に樹脂が飛んでディスク基板６０の背面を汚染させることを防止するためには蓋部７０の突起の長さと突出された中心軸４７の長さとの和がディスク基板６０の厚さより若干小さなことが望ましい。
【００３１】
前述したような構成に基づいて本発明の望ましい実施例に係る光ディスクの製造方法を説明すれば次の通りである。
【００３２】
図８は、光ディスクの製造方法の第１実施例を説明するためのフローチャートである。図８を参照すれば、まずディスク基板６０を、透過層を形成させようとする面が上側に向かうようにスピンドルテーブル４４に装着した後、ディスク基板６０の中央に形成された軸孔を蓋部７０で閉塞する（８０１段階）。次いで、スピンコーティングコントローラ４５はスピンドルモータ４０を制御してディスク基板６０を低速に回転させつつ吐出ヘッダ４１の吐出ノズル４３を通じて紫外線硬化性樹脂をディスク基板６０の中心に所定量吐出す（８０２段階）。次いで、スピンドルモータ４０を制御してスピンドルテーブル４４に装着されたディスク基板６０を高速に回転させる（８０３段階）。回転による遠心力は紫外線硬化性樹脂をディスク基板６０の半径方向に拡散させ、ディスク基板６０の全面に均一に塗布させる。スピンコーティングコントローラ４５は吐出ヘッダ４１をスピンドルテーブル４４の上側から外側に移動させる（８０４段階）。次いで、蓋部７０を除去する（８０５段階）。蓋部７０が金属よりなる場合、磁石を用いれば容易に除去しうる。樹脂硬化コントローラ５０はランプ６２から放射される紫外線が漏れないように紫外線照射部６０をスピンドルテーブル４４に完全に密着させた後、ランプ６２を通じて紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させる（８０６段階）。この際、ランプ６２は１２０ｍｍ以上の一定した紫外線を放射できなければならない。また、紫外線硬化性樹脂が均一に硬化されるように硬化時にディスク基板６０を回転させる。樹脂が吐出される時、紫外線に露出されれば樹脂が塗布されない状態で硬化される問題点が発生し、装置の操作者にもよくない影響を与える恐れがあるので、ランプ６２から放射される紫外線が外部に漏れないように紫外線照射部６０をスピンドルテーブル４４に完全に密着させた後、紫外線を照射し、硬化に用いない時には蓋部（図示せず）を用いて紫外線を完全に遮断させる。蓋部は紫外線照射部６０の最下部に位置することが望ましい。
【００３３】
図９は、光ディスク製造方法の第２実施例を説明するためのフローチャートである。図９を参照すれば、まずディスク基板６０を、透過層を形成させようとする面が上側に向かうようにスピンドルテーブル４４に装着した後、ディスク基板６０の中央に形成された軸孔を蓋部７０で閉塞する（９０１段階）。次いで、スピンコーティングコントローラ４５はスピンドルモータ４０を制御してディスク基板６０を低速回転させつつ吐出ヘッダ４１の吐出ノズル４３を通じて紫外線硬化性樹脂をディスク基板６０の中心に所定量吐出す（９０２段階）。次いで、スピンドルモータ４０を制御してスピンドルテーブル４４に装着されたディスク基板６０を高速回転させる（９０３段階）。回転による遠心力は紫外線硬化性樹脂をディスク基板６０の半径方向に拡散させ、ディスク基板６０の全面に均一に塗布させる。スピンコーティングコントローラ４５は吐出ヘッダ４１をスピンドルテーブル４４の上側から外側に移動させ（９０４段階）、スピンドルテーブル４４を若干持ち上げる（９０５段階）。これは、以後の蓋部７０を容易に除去するための事前準備過程である。次いで、樹脂硬化コントローラ５０はランプ６２から放射される紫外線が漏れないように紫外線照射部６０をスピンドルテーブル４４に完全に密着させた後、ランプ６２を通じて紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させる（９０６段階）。この際、ランプ６２は１２０ｍｍ以上の一定した紫外線を放射できなければならない。また、紫外線硬化性樹脂が均一に硬化されるように硬化時にディスク基板６０を回転させる。次いで、蓋部７０を除去する（９０７段階）。同様に、蓋部７０が金属よりなる場合、磁石を用いれば容易に除去しうる。さらに、図１０に示されたようなパンチャ９０を用いて除去すればよい。パンチャ９０の内側に磁石９１を埋設すれば金属材質の蓋部７０をさらに容易に除去しうる。
【００３４】
このように、１箇所でそのままスピンコーティング工程と樹脂硬化工程とを行えることによって、真空アームを使用せずにもディスク基板６０を移動でき、これにより真空アームの吸着領域が不要となって樹脂をディスク基板６０の軸孔に吐出す中心吐出法を施行しうる。具体的に、従来にはディスク基板６０の中心でない一領域に樹脂を吐出してスピンコーティングを行った後、樹脂未塗布領域（ディスク基板６０の軸孔の周り領域）を真空アームで把持して硬化器に移動させた後、硬化工程を行った。換言すれば、従来には真空アームが把持する領域、すなわち樹脂が塗布されていない領域が存在し、この領域は記録面として使用できなかった。一方、従来のディスク製造環境で中心吐出法を行えば液体状態の樹脂がディスクの全領域に塗布されるので、真空アームを使用してディスクを把持しにくい。その他、他の方法を使用してディスクを移動させるとしても、透過層が損傷される可能性が高い。しかし、本発明によれば真空アームなどを使用してディスク基板６０を移動させる必要がないので、光透過層の損傷無しにディスクを製造しうる。
【００３５】
一方、本発明に係るディスクの製造方法を適用して実際にディスクを形成させた実測値は次の通りである。
【００３６】
（ディスクの製造条件）
・スタンパ：
トラックピッチイン−グルーブタイプ ０．３２μｍ
転写特性を確認するために半径２２ｍｍから６０ｍｍまでトラック記録
・射出成形：
図１の１２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのディスク基板の射出時に半径５８．５ｍｍまで転写良好
−射出条件
固定側モールド温度１２５℃、可動側モールド温度１２５℃、スプルーブッシュ（Ｓｐｒｕｅ ｂｕｓｈ）温度９０℃、樹脂温度：最大３８０℃、形体力：３５ｔｏｎ／ｓｅｃ ２５ｔｏｎ／ｓｅｃ １０ｔｏｎ／ｓｅｃ
前記条件で射出成形を実施して機械特性０．３℃以下を得て、エッジ部分まで樹脂の流動フローが安定的であることが確認された。
【００３７】
スパッタリング：
外側マスクの精度ｒ＝５９．７±０．２ｍｍ、マスクエッジ部分の厚さ不均一領域：０．２ｍｍ、４層膜構造：Ａｇ Ａｌｌｏｙ／ＺｎＳＳｉＯ２／ＳｂＧｅＴｅ／ＺｎＳＳｉＯ２
スピンコーディング：
直径２２〜４４ｍｍ、厚さ０．２４〜０．７８ｍｍの多様な形状を有する蓋部を使用してディスク基板６０の軸孔を遮蔽し、その上に次のような条件でスピンコーティングを実施して大部分半径１７〜５７ｍｍまで約１００±２μｍの厚さと均一性とを得た。
【００３８】
−スピンコーティング条件
粘度５０００ｃｐｓ、スピニング時間６０〜７０ｓｅｃ、スピニング速度７００ｒｐｍ、硬化時間３０００ｗのランプで３ｓｅｃ
・記録再生実験結果：
半径１７〜５７ｍｍまで均一な特性を得られた。
【００３９】
【発明の効果】
前述したように、本発明によればより均一な透過層が得られる。また、透過層形成のために必要なスピンコーティング工程及び樹脂硬化工程を行うに当たって基板を移動させず、１箇所で行えて中心吐出法により透過層を形成できるので得られた透過層の均一性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般の光ディスクの断面図である。
【図２】スピンコーティング法を説明するための参考図である。
【図３】吐出位置と均一性との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の望ましい実施例に係る光ディスク製造装置の正面図である。
【図５】本発明の望ましい実施例に係る光ディスク製造装置の側面図である。
【図６】図４及び図５に備えられたスピンコーティング部の一例である。
【図７】図４及び図５に備えられたスピンコーティング部の他の例である。
【図８】光ディスク製造方法の第１実施例を説明するためのフローチャートである。
【図９】光ディスク製造方法の第２実施例を説明するためのフローチャートである。
【図１０】蓋部を除去する方法を説明するための参考図である。
【符号の説明】
４０ スピンドルモータ
５０ 樹脂硬化コントローラ
５１ モータ
５２ 垂直支持台
５３ 結合部
５４ 水平支持台
６０ 紫外線照射部
６２ ランプ
６３ ミラー
Claims (4)
- ディスク基板に透過層を形成する方法において、
（ａ）前記ディスク基板の中央に形成された軸孔を蓋部で遮蔽する段階と、
（ｂ）前記ディスク基板の上側から前記軸孔に向かって樹脂を吐出す段階と、
（ｃ）前記蓋部を除去する段階とを含み、
前記（ｃ）段階は、内側に磁石を埋設したパンチャを使用して金属材質の前記蓋部を除去する段階であることを特徴とする透過層形成方法。 - 前記（ｂ）段階以後に、
（ｂ−１）前記ディスク基板を高速回転させて前記樹脂を前記ディスク基板に均一に塗布する段階と、
（ｂ−３）塗布された樹脂を硬化させる段階とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の透過層形成方法。 - 前記（ｃ）段階の前後に、
（ｃ−１）塗布された樹脂を硬化させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の透過層形成方法。 - 前記（ａ）段階以前に、
（ａ０）スピンドルテーブルから突設された中心軸を前記ディスク基板の軸孔に挿入して前記ディスク基板を前記スピンドルテーブルに装着する段階をさらに含み、
前記スピンドルテーブルから突出された中心軸の長さと前記突起の長さとの和は前記ディスク基板の厚さより小さいことを特徴とする請求項１乃至３のうち、いずれか一項に記載の透過層形成方法。
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