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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声信号や画像信号等の各種の情報信号を記録するためのディスク状の情報記録媒体に関するものであり、詳しくは情報信号が記録されている面の反対側の面をドライブのクランプ部の終わり部位より情報記録媒体の最外周にかけて順次情報記録媒体の厚さを薄くテーパー構造にする事により、情報記録媒体の剛性を維持して軽量化を図り、且つ情報記録媒体そのものの内部損失を樹脂の種類や組成や多層構造で大きくして共振を抑制し、円盤状のプラスチック基板の慣性モーメントを少なくし、情報記録媒体の回転開始時のイナーシャ(慣性)を軽減させて、回転スピンドルにかかる負荷を軽減し、ドライブシステムの消費電力を低減する情報記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
オーディオ用、ビデオ用その他各種情報を記録する媒体としては、ディスク状の光記録媒体、磁気記録媒体が知られている。これら記録媒体としては、エンボスピットやグルーブによって情報信号が凹凸状に書き込まれる相変化型光ディスクや、記録膜の磁気光学効果を利用した光磁気ディスクや、磁気的に信号を書き込む磁気ディスク等がある。
【0003】
データ情報、トラッキングサーボ信号等の記録がされる位相ピット、プリグルーブ等の微細凹凸を有する情報信号の記録層の形成方法としては、プラスチック製の基板を射出成形することが今日では一般的に行われている。つまり射出成形機と金型及びスタンパーを用いて、ディスク状の情報記録媒体を成形する際に情報信号をスタンパーから転写して形成する。
【0004】
CD(コンパクトディスクと呼ばれる光ディスク)やDVD(デジタルバーサタイルディスクあるいはデジタルビデオディスクと呼ばれる光ディスク)等の従来のディスク状の情報記録媒体(以下ディスクともいう)の成形は、光がディスクの厚さを通して情報信号を読み取るために、ディスクの基板はガラスに近い平坦性と光学的に透明な特性を必要とし且つ、ミクロな凹凸信号を転写する流動性の良い樹脂である必要があった。
【0005】
この様なディスクの基板を射出成形で得るには、樹脂の溶融、金型への射出充填、冷却固化の成形各工程で発生する各種の内部応力として、樹脂が金型キャビティー内に射出された段階で樹脂が充填する際の金型との摩擦、射出の際の圧力や温度等で応力が発生することである。
冷却から固化までのある程度の時間内での応力緩和により、基板の内部応力は小さくなるが、大部分は固化するまでに緩和されず残留応力として基板内に残り、これが光の複屈折やうねり等のスキュー(SKEW)の発生原因になっている。
これら内部応力を軽減する方法が成形機、金型、成形技術や樹脂等各分野で工夫されこれらの特許や文献も多く存在する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、基板の内部損失を大きくしてディスクそのものの共振特性を改善しかつ剛性を向上する方法は、これら成形機や成形技術で解決されるものでなく、ディスク構造や樹脂固有のポリマー構造に起因する基本的性質であるが故に、均一厚さのディスク構造で慣性モーメントを小さく光学特性を維持して内部損失を大きくかつ軽く剛性のあるディスク基板のような上記のディスクCDやDVD等のディスク厚さを通して信号を記録再生する従来構造のディスクでは、すべてを満足できずポリマーの改善等では難しかった。
この解決の手段としては、高NA化ディスクでは本発明者らが発明した多層サンドイッチ構造であるが、ディスク構造は従来の形状であって軽量化と剛性と内部損失を必ずしもクリアーしたものではない。
【0007】
高密度化、特に高NA(開口数)化に伴って、光のスポット径はCDやDVDのようなディスクに用いられる以上に絞られる結果、記録再生の信号の位置はディスクの底面から表面に近くなった為に、ディスク基板の反りやうねり等の許容範囲が少なくなる。この事は、レンズのNAとディスク厚さの関係式及び波長とNAの関係からも明らかである。
f=D/2NA>WD f:レンズの焦点距離
D:対物レンズの有効径
NA:対物レンズの開口数
WD:対物レンズの作動距離
焦点深度∝λ/(NA)
SKEW許容度∝λ/(NA)
厚さムラ許容度∝λ/(NA)
ディスクの強度∝(t)
(t:厚さ)
【0008】
上記関係式よりNAとディスク厚の関係を求めると以下の様になる。
NA=0.5の場合 ディスク厚さ=1.2mm (CD)
NA=0.6の場合 ディスク厚さ=0.6mm (DVD)
NA=0.75の場合 ディスク厚さ=0.3mm
NA=0.85の場合 ディスク厚さ=0.1mm
加えて、ディスクの強度は厚さの3乗に比例する関係があり、記録密度の増大にともなってディスクが薄くなるほど曲げ強度等の機械特性が悪くなる。さらに成膜時の熱や膜応力及び温度湿度の環境では、吸湿によるバイメタル変形が片面信号の光記録媒体では顕著に起こり易く、光学的に透明な単体での使用は事実上不可能で、信号を反転させて従来のディスクとは逆の基板表面から信号を記録再生するディスクシステムがソニー株式会社より発表されている。
【0009】
これら高NA化高密度ディスク基板として、CDやDVD等の従来のディスクに見られる光学的に透明な樹脂単体での使用以外に、本発明者が既に特許出願済みのサンドイッチ成形により、スキン層を流動性の良い従来の光学樹脂、コア層に共振特性や剛性を改善した2層または3層構造を、射出ユニット2機搭載して成形する2色同時成形又はコアバック或いはコア回転2色成形法による基板成形法がある。
【0010】
しかしながら、これらいずれの成形法でもディスク形状は均一な1.2mmまたは0.6mm板厚の貼り合わせか、本発明者らが特許出願済みのAS・MO(アドバンスト・ストレージ・光磁気ディスク)に見られるディスククランプ部の厚さが1.2mmで情報信号部の厚さが0.6mmの構造をしたディスクがある。振動特性や剛性等の特性は1.2mm厚のディスク単体に比べ劣ったものになる。
そこで本発明は上記課題を解消し、剛性を維持して軽量化を図ることができる情報記録媒体を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、情報信号を記録したり再生するための情報記録媒体であって、ディスク状の基板上に少なくとも前記情報信号を記録するための記録層と、光透過層が順次形成されており、中央にはチャッキングするためのチャッキング部を有し、前記光透過層側から光が入射されて前記情報信号の記録、再生が行われる前記記録層が形成されている側と反対の前記ディスク状の基板側が、前記チャッキング部の終わり部分より前記ディスク状の基板の外周部に向かい順次薄くなるようにテーパー状に形成され、又は、テーパー構造を有して成り、光透過層側から光が入射されて前記情報信号の記録、再生が行われる記録層が形成されている一方の面の少なくとも記録領域は略平面状とされて成り、そして、ディスク状の基板の光透過層側における情報信号の開始位置より内側には、0.1mm±0.05mmの円板状の凸形状部分を有し、ディスク状の基板には、円板状の凸形状部分に嵌合する光学的に透明な0.1mm±0.05mm厚の樹脂シートが積層して接着されていることを特徴とする情報記録媒体である。
請求項1又は2の発明では、記録層が形成されている側と反対の基板の側が、チャッキング部の終わり部分より基板の外周部に向かい順次薄くなるようにテーパー状に形成され、又はテーパー構造を有している。
これにより、内周側から外周側に付いてすべて同じ厚さで形成されている基板に比べて軽く、同等の剛性を有し、かつ回転開始時のイナーシャ(慣性)及び慣性モーメントを少なくすることができ、情報記録媒体を回転しようとするモータのスピンドルにかかる負担が軽減して、消費電力を少なくすることができる。
【0012】
請求項2の発明は、請求項1に記載の情報記録媒体において、前記ディスク状の基板の前記チャッキング部の厚さが、1.2mm±0.1mmであって、前記ディスク状の基板の外周部の厚さが0.6mm±0.2mmである。
これにより、クランプ部の厚さが1.2±0.1mmとしたのはCD等現行のディスクとの互換性以外にはなく、外周部の厚さが0.6±0.2mmにしたのは生産性と共に成膜時の応力変形や温湿度環境でのディスク変形等を考えた場合これより薄いと変形が大きくなるからである。
【0013】
請求項3は、請求項1に記載の情報記録媒体において、前記ディスク状の基板の前記光透過層側における前記情報信号の開始位置より内側には、0.1mm±0.05mmの円板状の凸形状部分を有する。図面の様に透明シート(100μm)貼り合わせやシートに信号を転写し記録膜をつけて2層構造ディスクを作成する際のシートのセンターガイドと共に偏芯をマックス50ミクロン以内に抑える役目をになうための形状である。
【0014】
請求項4は、請求項1に記載の情報記録媒体において、前記ディスク状の基板は、複数層で構成され前記情報信号が記録されている前記光透過層側の表層の樹脂は、吸水率が0.3%以下である。
光透過層側の表層の樹脂の吸水率が0.3%以下であれば、吸水変形が少なく高密度情報記録媒体における反りの変形が規格内に抑えることができる。
もし、表層の吸水率が0.3%を超えてしまうと、基板の記録層側には記録層等が形成されているが、成膜時の応力以外に温度、湿度の環境下では、基板の表面から吸水と脱水が行われて、保存及び使用環境で平衡になるまで反り等の変形が続き、規格を超えた反りの変形が生じてしまう。
【0015】
請求項5は、請求項3に記載の情報記録媒体において、前記ディスク状の基板には、前記円板状の凸形状部分にかんごうする光学的に透明な0.1mm±0.05mm厚の樹脂シートが積層して接着されている。
これにより、シートを貼り合わせた状態でディスククランプ部と同一高さ(厚さ)になり対物レンズがディスクとぶつかる事を防止する。
【0018】
本発明では、好ましくは基板を構成する樹脂のコア層は、内部損失が大きく、曲げ弾性率が25000kgf以上の剛性のある樹脂または樹脂組成物で構成されている。
曲げ弾性率が25000kgf以上の理由としては、実施例を含む透明樹脂で信号転写をになうスキン層の曲げ弾性率が24000kgf以下の流動性の良い樹脂でコア層はスキン層以上の曲げ弾性率をもつ樹脂で、剛性と耐熱性を確保する必要から、25000kgfである。ちなみに充填材の入らない樹脂単体の曲げ弾性率は、以下の通りである。
スキン層関連樹脂
ポリカ樹脂 AD−5503 24000kgf/cm2
ゼオネックス樹脂 E28R 23000〜25000kgf/cm2
コア層樹脂
ポリカ樹脂 ST−3000 28500kgf/cm2
ゼオネックス樹脂 L−6(試作グレード) 27000kgf/cm2
【0019】
本発明では、剛性を維持して軽量化を図る為に、情報信号が記録された反対の面を情報記録媒体であるディスククランプ部は従来のディスクと同様1.2mmとしクランプ部より外側からディスクの最外周を0.4mm〜0.6mmとし、この間は外周にかけて順次薄くしたテーパー構造にする事によって剛性と軽量化が図れ、円盤状プラスチック基板の慣性モーメントを少なくし、ディスク回転開始時のイナーシャ(慣性)を軽減させる事が出来る。さらに共振を抑える手段として内部損失が高く剛性のある材料を多層サンドイッチ構造にする事により可能となる。
【0020】
また、樹脂単独で剛性があって内部損失の大きい樹脂の場合は多層サンドイッチ構造を必要としないので従来のディスク成形機によってディスク基板を得る事により微細信号の転写と剛性と軽量化が達成出来、反り(SKEW)やひけの無い優れた耐久性のある記録媒体ができる。
【0021】
剛性については、これまで説明した構造以外にディスク成形材料を剛性の高い樹脂との混合又は充填材を添加する事によりその樹脂の混合比率に応じた剛性が確保され、内部損失についても同様である。これらディスク構造とともに円盤状プラスチック基板の慣性モーメントを少なくし、ディスク回転開始時のイナーシャを軽減させることが出来る。また、プラスチック基板は製造過程やユーザの使用環境、保存環境の熱や吸湿で変形し易いが表層(スキン層)を吸水が少ない熱変形が高い樹脂を選択する事により従来ディスク材料として使用されてきた例えばポリカーボネート樹脂のもつ吸湿変形や耐熱性や剛性を向上させることが出来る。
【0022】
本発明において、基板の表層の吸水率は0.3%以下の樹脂である。さらに好ましくは0.15%。これにより、吸水率が0.3以下では上記吸水変形が少なく例えばデジタルバーサタイルディスク(DVD:高密度情報記録媒体)は反り変形が規格では0.4度以内であるが、テーパー構造或いはブつき構造であっても0.4度以内のディスク変形に抑える事が出来る。
【0023】
この為に吸水変形を起こしても、例えば反り変形(ラジアルスキュー)角度を0.4度以内におさめる為には0.3%以下、さらに好ましくは0.15%以下の吸水率が必要となる。しかし、表層の吸水率が0.3%を超えてしまうと、ディスクの記録側には記録膜と保護膜が形成され成膜時の応力以外に温度、湿度の環境下ではディスクの表面から吸水と脱水が行われ、保存及び使用環境で平衡になるまで反り等の変形が続き規格を超えたそり変形になり記録/再生が不可能となる。
【0024】
この異なる環境下に於いて記録膜側と反対側では記録膜とその上の保護膜が基板材料と吸水率が異なり(一般的に吸水しずらい)、吸水時には信号側が凹状に反る。逆に乾燥時には凸状に変形する。特にドライブ運転中は機内温度が高く湿度も低いところから急激な変化が起こり易くディスクの変形により信号が読み出せないとかのフォーカスエラーをおこし易い。
【0025】
さらに、最も好ましくは表層の吸水率が0.15%以下の樹脂である。これにより、上記吸水反り変形角度を0.4度とした場合でも吸水平衡時のディスクの反り角度が0度であれば吸水変形が0.4度以内で収まるが、ディスクの製造時のバラツキや保管環境等を考慮すると吸水率が更に少ない実質的に吸水しない0.1%のディスクでは製造時の変形を抑えるだけで良く保存、使用環境の吸水変形を考慮しなくて良いためシステムマージンが増える。
【0026】
本発明において、基板の材質は情報記録媒体を回転する際に生じる共振現象を抑制する為に、テーパー構造以外の手段としてコア層に内部損失を大きくした2層以上の多層構造をとっている。この事により、情報記録媒体を高速回転する際に生じる振動波が基板を構成する複合樹脂の層をそれぞれ通過するごとに減衰を繰り返し共振現象を確実に抑制することができる。
【0027】
本発明において、基板の材質は2種類以上の樹脂の複合体で構成され、その中の1種類以上は剛性及び耐熱性を有する樹脂で構成された樹脂複合体であって、得られた基板としては樹脂の混合比に応じて相対的に剛性や耐熱性が高くなった結果、製造時の反り変形を抑えるだけでなく保存、使用環境での反り変形を少なくした事によりシステムマージンが増える。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【0029】
図1は、本発明の情報記録媒体の好ましい実施の形態を示しており、図2は、図1の情報記録媒体1のF−Fにおける断面図である。
このディスク状の情報記録媒体(円盤状の情報記録媒体)1は、所定の大きさのセンターホールHを有している。図1と図2に示すように、この情報記録媒体1は、いわゆるテーパー構造を有するディスクである。情報記録媒体1は基板2、光反射層3、記録層4、光透過層5及び凸形状部分6等を有している。
基板2は、たとえば透光性を有するポリカーボネートのような樹脂により作ることができる。光反射層3は、基板2の一方の面2A側に形成されている。この光反射層3は、たとえばアルミニウムのような光を反射する膜で作られている。記録層4は、光反射層3の上に積層して形成されている。記録層4には、光透過層5が積層して形成されている。これらの光反射層3と記録層4は、凹凸状の情報信号Sを記録する部分である。この凹凸状の情報信号Sは、ピットまたはプリグルーブ等の微細な凹凸のパターン列を形成している。
【0030】
光反射層3、記録層4及び光透過層5は、基板2の凸形状部分6の外周部に形成されている。光透過層5は、レンズLSを通して集光されるレーザ光Lを通して記録層4側にレーザ光Lを導く。このレーザ光Lにより、凹凸状の情報信号Sを記録したり、あるいはすでに記録された情報信号Sを再生するようになっている。
ディスク状の情報記録媒体、例えばオーディオ用やビデオ用あるいはその他の各種情報を記録する光学情報記録媒体としては、その記録もしくは再生を光照射によって行う各種の光情報記録媒体が存在している。
たとえばディスク状の情報記録媒体としてはコンパクトディスク(CD:商標名)や書換型の光磁気ディスクや相変化ディスク等があり、これらディスク状の情報記録媒体の情報記録層には、データ情報、トラッキングサーボ信号等の記録が行えるように、ピットやプリグルーブ等の微細凹凸のパターン列の形成が必要である。
基板2は、上述したようなポリカーボネートのような従来用いられている樹脂の単体か、あるいは図3に示すようなサンドイッチ構造を採用することもできる。
【0031】
図3は、図1の情報記録媒体1のF−Fにおける別の断面構造例を示しており、基板11は、表層(スキン層)16、コア層15、表層(スキン層)17の3層で構成されている。この表層17の上には光反射層12、記録層13、光透過層14が積層して形成されている。凹凸状の情報信号Sが記録層13と光反射層12のところに形成されている。
基板11は、多層サンドイッチ構造を採用しており、コア層15は、剛性や内部損失を高くした樹脂あるいは樹脂組成物により作られている。このようにすることで、基板11の剛性や内部損失を高めることができ、この樹脂または樹脂組成物としては、以下の例を採用する。
樹脂又は樹脂組成物の例
ポリカーボネート樹脂の場合
曲げ弾性率 tanδ
kgf/cm2
ポリカ樹脂/アクリル樹脂=50:50・・・・・・・ 26000 0.059
ポリカ/アクリル=55:45にグラファイト10%添加・・ 42000 0.074
比較例:ポリカ樹脂単体・・・・・・・・・・・・・・ 24000 0.004
曲げ弾性率測定法はASTM D790
tanδ測定はJIS K7198
【0032】
図1、図2及び図3を参照して明らかのように、この情報記録媒体1の最大の特徴は、基板2の他方の面2B側あるいは基板11の他方の面11B側がテーパー状になっていることである。
図2の情報記録媒体1の凸形状部分6は、チャッキング部である。このチャッキング部は、情報記録媒体1をモータのスピンドル側のクランプ部分に対して着脱可能に取り付ける部分である。同様にして図3の情報記録媒体1の凸形状部分6もチャッキング部である。
他方の面2Bあるいは11Bは、この凸形状部分6であるチャッキング部の終わり部分より基板2あるいは11の外周部に向かい順次薄くなるようにテーパー状に形成されている。すなわち他方の面2Bあるいは11Bは、断面で見てテーパー面となっている。
このように基板2の他方の面2Bあるいは11Bをテーパー面とすることにより、剛性を維持しつつ軽量化を図り、基板2,11の慣性モーメントを少なくして、基板2,11の回転開始時のイナーシャを軽減して回転スピンドルにかかる負荷を軽減しドライブシステムの消費電力を低減することができる。
また図3のように基板11のコア層15に対して表層16,17を設けることで、基板11そのものの内部損失を大きくして共振を抑制することができる。
【0033】
図1は、本発明の実施の形態である図2と図3と比較するために示した従来の情報記録媒体の構造例である。
従来の情報記録媒体1000は、光透過層を兼ねる基板1002と、記録層1004と、光反射層1003等を有し、凹凸状の情報信号Sが形成されている。光透過層を兼ねる基板1002は、光学的に透明で複屈折の少ない基板であり、レンズLSからのレーザ光Lを照射して情報信号Sを記録/再生する。このために、光反射層1003と記録層1004は、図2と図3の本発明の実施の形態とは逆の積層配置構成となっている。
光透過層1005は、対応する記録層1004と光反射層1003の保護層の役割を果たしており、光学的に透明である必要はないが、一般的に紫外線硬化樹脂を数μmの厚みでコートしたものが使われている
【0034】
図2と図3において、本発明の実施の形態の寸法的な説明をすると、凸形状部分6(チャッキング部)における厚さL1は、たとえば1.2mm±0.1mmであり、情報記録媒体1の最外周の厚さL2が0.6mm±2mmである。これらの厚さL1,L2は、図3の実施の形態でも同様である。
また凸形状部分6の厚みL3、すなわち光透過層5側の情報信号スタート位置より内側の部分の厚さが、0.1mm±0.05mmの円板状の凸形状になっている。
また図3において、基板11はコア層15と表層16,17で形成された2層構造以上の構造でなっているが、光透過層14側の表層17の樹脂は、吸水率が0.3%以下で、好ましくは比重が1.2以下の上述した樹脂及び樹脂組成物であるのが好ましい。
この光透過層14は凸形状部分6に対して嵌合しており、光学的に透明なたとえば0.1±0.05mmの厚みの樹脂シートである。
コア層15は、好ましくは内部損失が大きく、曲げ弾性率がたとえば25000kgf以上の剛性のある樹脂及び樹脂組成物の例は以下の通りである。

Figure 0004326047
【0035】
図4〜図6は、ディスク状の情報記録媒体の参考例を示している。この情報記録媒体100におけるA−Aの断面図は図5に示し、B−Bにおける断面は図6に示している。情報記録媒体100はセンターホールHを有し、基板101には光反射層102、記録層103、光透過層104が順次積層されている。記録層103と光透過層104には、情報信号Sを記録する。基板101の裏側には、複数本のリブ110が、放射方向(半径方向)にたとえば等間隔をおいて形成されている。図5と図6に示すように、基板101のセンターホールH側には、凸形状部分(チャッキング部)106が形成されている。
【0036】
図4に示すように、リブ110が基板の裏面側に放射状に複数本形成されている。図5ではリブ110は見えないが、図6ではリブ110が見えている。つまりリブ110は、基板101の下方に突出してしかも半径方向に同じ厚みで形成されている。図5と図6に示す凸形状部分106、すなわちチャッキング部の厚みL4は、たとえば1.2mm±0.1mmである。情報記録媒体100の外周部の厚みL5は、たとえば0.6mm〜0.8mmである。
図5と図6の例では、リブ110が、半径方向Rに沿って均一の厚さで放射状に形成されている。
これに対して、このリブ110が凸形状部分106から最外周部分に向けて順次薄くなるような構造を採用することもできる。
図4〜図6のような放射状のリブ構造を採用することにより、情報記録媒体100の剛性の確保と軽量化が図れ、基板の慣性モーメントを少なくし、情報記録媒体100の回転開始時のイナーシャを軽減することができる。
【0037】
次に、図7と図8を参照して、上述した情報記録媒体1,100を作成するための成形機と金型の例について説明する。
図7は、いわゆるディスク成形機(2色成形機)40を示している。この成形機40は、金型部41と射出ユニット42,43を有している。射出ユニット42の途中にはホッパー42Aが設けられ、射出ユニット43の途中にはホッパー43Aが設けられている。金型部41はノズル45に対応して配置され、金型部41は型締シリンダー46によりピストン47を作動させることで着脱可能に保持することができる。
【0038】
図8は、このような金型部41の構造例を示している。金型部41は、固定金型41Aと可動金型41Bを有している。固定金型41Aと可動金型41Bの中には、樹脂が射出ユニット42からスプルー52を介してキャビティー内に注入されることにより、上述したような情報記録媒体1または100の基板2または101を成形することができる。
この時に、固定金型41Aの中にはピットまたはグルーブを形成するためのスタンパー53が配置されており、これによりディスクの基板にはピットまたはグルーブを同時に成形する。
上述したような情報記録媒体1または100のセンターホールHを形成するために、ディスクの基板2(11あるいは100)は、金型部41内で図示しない油圧機構を有するパンチ54により打ち抜かれるようになっている。
【0039】
【実施例】
次に本発明のディスク状情報記録媒体のより具体的な実施例について説明する。
材料の説明:使用した材料は表1の通りである。
PC :ポリカーボネート樹脂[帝人化成(株)製 パンライトAD−5503、ST−3000]
ZEONEX:アモルファスポリオレフィン樹脂[日本ゼオン(株)E−48R、L−6]
AB :導電性カーボンブラック[電気化学工業(株)製デンカブラック]
W :ウィスカー[巴工業(株)ワラスナイト:サイカテックNN−4]
【表1】
Figure 0004326047
【0040】
実施例1:テーパー構造ディスク
ポリカーボネート樹脂AD−5503の充填材無添加で下記ディスク形状で図1のテーパー構造ディスク(情報記録媒体)として、最外周厚さ0.6mmと0.4mmのディスクを各々作成した。
比較例として図1の1.2mm均一厚さの従来構造と、図9と図10のチャッキング部(クランピング部)の厚さは1.2mmで直径33mmであり、直径33mm以降から最外周の厚さが0.6mm均一のAS・MO形状のディスク状の情報記録媒体2000を、図7と図8の成形機の片側のみの射出ユニットを用い、図8の金型41を用いて各々以下の条件で作成した。図9と図10の情報記録媒体2000は、基板11、光反射層12、記録層13、光透過層14を有している。
共通ディスク形状
センタークランプ部(チャッキング部)のディスク厚:1.2mm
センタークランプ部(チャッキング部)の直径 :33mm
ディスク直径 :120mm
成形条件
金型温度:130℃
冷却時間:16秒
射出速度:平均160mm/sec
【0043】
実施例
ディスク形状と慣性モーメントの関係を計算したのが下の表2である。
【表2】
Figure 0004326047
なお、上記表2においては単位系が重量単位系となっている。SI単位系であれば、
I=mr[kg・m
となる。重量単位系では質量mは
m=W/g
なので、慣性モーメントは、
I=(W/g)r={(kgf)/(m/s)}・m=kgf・s・m
となる(sec=s)。
テーパー形状としては、直径が12cmのディスクの最外周の厚さが0.6mmであり、慣性モーメントの単位はkgf・sec2 ・m
表2よりも明らかの様に、ディスクの重量が軽いほど慣性モーメントは少ないが、テーパー形状のディスクの慣性モーメントは1.2mmの均一厚さのディスクの慣性モーメントの61.5%しかないことが解る。これらのディスクの重量比は74.8%であり、慣性モーメントの比は、より小さくなることが解る。
【0044】
実施例
ディスク構造を、図3の3層のサンドイッチ構造で且つテーパー構造のディスクと、0.8t(0.8mm厚)のAS・MO構造のサンドイッチ3層ディスクを作成して、ディスク形状による変位と荷重の関係を測定したのが、下の表3である。
尚、3層構造のコア層は、帝人化成株式会社製のポリカーボネート樹脂に、アセチレンブラック5%にウィスカー30%を添加した樹脂で、スキン層はポリカ系の吸水率0.15%の帝人化成株式会社製のST−3000樹脂を図7の2色成形機により作成した。このディスクをサンタークランプして、図1に示す測定系でディスクの外周半径58mmに変位量を与えこの時の最大荷重を測定したのが、次の表3である。
図1の測定系は、ロードセル4000、変位測定系4001、レーザ4002、ターンテーブル4003を有する。
【表3】
Figure 0004326047
これらの結果より、ディスクの剛性はサンドイッチテーパー構造のディスクはコア層の剛性に応じた高い値を示し、従来の透明ディスク1.2mmよりも剛性のあるディスクが得られた。
【0045】
実施例:樹脂比重の違いによるディスク重量の違い
樹脂の比重の違いにより同じ構造であっても、成形ディスクの重量は軽くなり剛性があり比重の軽いアモルファスポリオレフィン樹脂を用いた上記基板を作成し、比較例として従来光ディスク一般に使用されているポリカーボネート樹脂と比較した。
使用した樹脂は表1のゼオネックス樹脂ZEONEXE−48Rとポリカーボネート樹脂AD−5503であり、これらから得られたディスクの重量は、以下の表4である。
【表4】
Figure 0004326047
表4に記載の様にゼオネックス樹脂とポリカ樹脂の比重の違いだけで14%も軽量化が図れ、さらにテーパー形状では従来のCD等の光ディスクに使用されるポリカ樹脂に比べ33.3%軽量化が図れる。表1にあるように曲げ弾性率はポリカと同等である。
【0046】
本発明では、ディスクの断面をチャッキング部は1.2mmのフラットで信号部を順次テーパー構造を採る事により1.2mm単体よりも軽く剛性のある高速回転時のイナーシャの少ないディスクが得られスピンドルにかかる負担が軽減し消費電力の少ないドライブの設計が可能となった
らにサンドイッチ構造を採る事により剛性が向上し記録膜の成膜応力や温度湿度の環境下での応力変形に強いディスクが得られ、高NAディスク様に焦点深度の浅い光学系のディスクシステムでもプラスチックディスクが適用できるようになった。プラスチック基板の材質を比重の軽い樹脂を用いると構造は同じであっても、さらに軽量化が図られる。信号部と反対側の面のディスクチャッキング部より外側からディスク最外周部にかけてディスク厚が順次薄くなるテーパー構造を採る事により、軽く剛性があって慣性モーメントが少なく回開始時のイナーシャが低減され消費電力が少なくてすむ。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、剛性を維持して軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のディスク状の情報記録媒体の好ましい実施の形態を示す斜視図。
【図2】 図1の情報記録媒体のF−Fにおける断面図。
【図3】 図1の情報記録媒体の別の断面構造例を示す図。
【図4】 報記録媒体の参考例を示す斜視図。
【図5】 図4の情報記録媒体のA−Aにおける断面図。
【図6】 図4の情報記録媒体のB−Bにおける断面図。
【図7】 本発明の情報記録媒体を成形する場合の成形機の一例を示す図。
【図8】 図7の成形機に取り付けられる金型部の構造例を示す図。
【図9】 比較例として示すアドバンスト・ストレージ・光磁気ディスク(情報記録媒体)を示す斜視図。
【図10】 図9の情報記録媒体のC−Cにおける断面図。
【図11】 振動解析測定フローチャートを示す図。
【図12】 振動モードの例を示す図。
【図13】 ディスク変位量と荷重の測定系の例を示す図。
【図14】 従来の情報記録媒体の構造例を示す図。
【符号の説明】
1,100・・・ディスク状の情報記録媒体、2,11・・・基板、2B,11B・・・他方の面(テーパー面)、3,12・・・光反射層、4,13・・・記録層、5,14・・・光透過層、6・・・凸形状部分(チャッキング部)、15・・・コア層、16,17・・・表層、101・・・基板、110・・・リブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a disk-shaped information recording medium for recording various information signals such as an audio signal and an image signal, and more specifically, a surface opposite to a surface on which an information signal is recorded is clamped on a drive. From the end of the section to the outermost circumference of the information recording medium, the thickness of the information recording medium is gradually reduced to a tapered structure.ThingsTherefore, the rigidity of the information recording medium is maintained to reduce the weight, and the internal loss of the information recording medium itself is increased by the type and composition of the resin and the multilayer structure to suppress resonance.,CircleReduce the moment of inertia of the board-shaped plastic substrate, Reduce the inertia (inertia) at the start of rotation of the information recording mediumThe present invention relates to an information recording medium that reduces a load applied to a rotating spindle and reduces power consumption of a drive system.
[0002]
[Prior art]
As a medium for recording various information for audio, video, and the like, a disk-shaped optical recording medium and a magnetic recording medium are known. As these recording media, there are a phase change type optical disk in which information signals are written in an uneven shape by embossed pits and grooves, a magneto-optical disk using the magneto-optical effect of a recording film, a magnetic disk for magnetically writing a signal, etc. .
[0003]
As a method of forming a recording layer for information signals having fine irregularities such as phase pits and pregrooves on which data information, tracking servo signals, etc. are recorded, injection molding of a plastic substrate is generally performed today. It has been broken. That is, an information signal is transferred from the stamper when the disk-shaped information recording medium is formed using an injection molding machine, a mold, and a stamper.
[0004]
In the formation of a conventional disc-shaped information recording medium (hereinafter also referred to as a disc) such as a CD (optical disc called a compact disc) or a DVD (optical disc called a digital versatile disc or a digital video disc), light is transmitted through the thickness of the disc. In order to read the signal, the substrate of the disk needs to be flat and close to glass and optically transparent, and be a resin with good fluidity to transfer a micro uneven signal.
[0005]
In order to obtain such a disk substrate by injection molding, the resin is injected into the mold cavity as various internal stresses generated in each process of resin melting, injection filling into the mold, and cooling solidification. That is, stress is generated due to friction with the mold when the resin is filled at the stage, pressure and temperature during injection, and the like.
Stress relaxation within a certain period of time from cooling to solidification reduces the internal stress of the substrate, but most of it is not relaxed until solidification and remains as residual stress in the substrate, which causes light birefringence and waviness, etc. This causes a skew (SKEW).
Methods for reducing these internal stresses have been devised in various fields such as molding machines, molds, molding techniques and resins, and there are many patents and literatures.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method of increasing the internal loss of the substrate to improve the resonance characteristics of the disk itself and improve the rigidity is not solved by these molding machines and molding techniques, but is caused by the disk structure and the polymer structure inherent to the resin. Therefore, the thickness of the disk such as the above-mentioned disk CD or DVD such as a disk substrate having a uniform thickness and having a small thickness of moment, maintaining an optical characteristic, a large internal loss and a light rigidity. The conventional structure of recording and reproducing signals through the above cannot satisfy all of them, and it has been difficult to improve the polymer.
As a means for solving this problem, the high NA disk has the multi-layer sandwich structure invented by the present inventors, but the disk structure has a conventional shape and does not necessarily achieve light weight, rigidity and internal loss.
[0007]
  With higher density, especially higher NA (numerical aperture), the spot diameter of light is reduced more than that used for discs such as CDs and DVDs. Because of the closeness, tolerances such as warping and waviness of the disk substrate are reduced. This is also apparent from the relationship between the lens NA and the disk thickness and the relationship between wavelength and NA.
f = D / 2NA> WD f: Focal length of lens
                            D: Effective diameter of objective lens
                          NA: Numerical aperture of the objective lens
                          WD: Working distance of objective lens
Depth of focus∝λ / (NA) 2
SKEW tolerance∝λ / (NA) 3
Thickness tolerance∝λ / (NA) 4
Disc strength∝ (t) 3
        (T: thickness)
[0008]
The relationship between NA and disk thickness is obtained from the above relational expression as follows.
When NA = 0.5 Disc thickness = 1.2mm (CD)
NA = 0.6 Disc thickness = 0.6mm (DVD)
When NA = 0.75 Disc thickness = 0.3 mm
When NA = 0.85 Disc thickness = 0.1mm
In addition, the strength of the disc is proportional to the cube of the thickness, and as the recording density increases, the mechanical properties such as bending strength become worse as the disc becomes thinner. Furthermore, in the environment of heat, film stress and temperature / humidity during film formation, bimetal deformation due to moisture absorption tends to occur remarkably in single-sided signal optical recording media, and it is virtually impossible to use optically transparent single substance. Sony has announced a disk system that records and reproduces signals from the substrate surface opposite to that of a conventional disk.
[0009]
As these high NA high density disk substrates, in addition to the use of optically transparent resin alone found in conventional disks such as CD and DVD, the inventor has already applied for a patent to form a skin layer by sandwich molding. Two-color simultaneous molding or core-back or core-rotating two-color molding method in which a conventional optical resin with good fluidity and a two-layer or three-layer structure with improved resonance characteristics and rigidity on the core layer are mounted on two injection units There is a method of forming a substrate.
[0010]
However, in any of these molding methods, the disk shape is bonded to a uniform 1.2 mm or 0.6 mm plate thickness, or the AS / MO (advanced storage / magneto-optical disk) patented by the present inventors. There is a disc having a structure in which the thickness of the disc clamp portion is 1.2 mm and the thickness of the information signal portion is 0.6 mm. Characteristics such as vibration characteristics and rigidity are inferior to those of a single disk having a thickness of 1.2 mm.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an information recording medium that solves the above-described problems and can reduce the weight while maintaining rigidity.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  The invention of claim 1 is an information recording medium for recording and reproducing an information signal, wherein at least a recording layer for recording the information signal and a light transmission layer are sequentially formed on a disk-shaped substrate. A chucking portion for chucking at the center, opposite to the side on which the recording layer on which the information signal is recorded and reproduced by the incidence of light from the light transmission layer side The disc-shaped substrate side of the disc-shaped substrate is gradually thinner from the end portion of the chucking portion toward the outer peripheral portion of the disc-shaped substrate.,Formed in a tapered shape,Or having a tapered structure,At least the recording area of one surface on which a recording layer on which light is incident from the light transmission layer side to record and reproduce the information signal is formed is substantially planar.And a disc-like substrate having a disc-like convex portion of 0.1 mm ± 0.05 mm inside the information signal start position on the light transmission layer side of the disc-like substrate. An optically transparent resin sheet having a thickness of 0.1 mm ± 0.05 mm that fits into a disk-shaped convex portion is laminated and bonded.This is an information recording medium characterized by the above.
  Claim 1Or 2In this invention, the side of the substrate opposite to the side on which the recording layer is formed is formed in a taper shape so that it gradually becomes thinner from the end portion of the chucking portion toward the outer peripheral portion of the substrate.Or have a tapered structureing.
  As a result, it is lighter and has the same rigidity as the board that is formed from the inner circumference side to the outer circumference side with the same thickness, and reduces the inertia and moment of inertia at the start of rotation. This reduces the burden on the spindle of the motor that attempts to rotate the information recording medium, and reduces power consumption.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the information recording medium according to the first aspect, the thickness of the chucking portion of the disk-shaped substrate is 1.2 mm ± 0.1 mm, and the disk-shaped substrate has a thickness of 1.2 mm ± 0.1 mm. The thickness of the outer periphery is 0.6 mm ± 0.2 mm.
As a result, the thickness of the clamp part was 1.2 ± 0.1 mm except for compatibility with current discs such as CDs, and the outer peripheral part thickness was 0.6 ± 0.2 mm. This is because, in consideration of stress deformation during film formation and disk deformation in a temperature and humidity environment as well as productivity, if the thickness is smaller than this, the deformation becomes large.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the information recording medium according to the first aspect, a disk shape of 0.1 mm ± 0.05 mm is provided on the inner side of the information signal start position on the light transmission layer side of the disk-shaped substrate. It has a convex-shaped part. As shown in the drawing, it serves to keep the eccentricity within 50 microns at the maximum together with the center guide of the sheet when a transparent sheet (100 μm) is laminated and a signal is transferred to the sheet and a recording film is attached to make a two-layer disc. It is the shape for
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in the information recording medium according to the first aspect, the disk-shaped substrate is composed of a plurality of layers, and the surface layer resin on which the information signal is recorded has a water absorption rate. 0.3% or less.
If the water absorption rate of the resin on the surface layer on the light transmission layer side is 0.3% or less, there is little water absorption deformation, and warpage deformation in the high-density information recording medium can be suppressed within the standard.
If the water absorption rate of the surface layer exceeds 0.3%, a recording layer or the like is formed on the recording layer side of the substrate. However, in the environment of temperature and humidity other than the stress at the time of film formation, the substrate Water absorption and dehydration are carried out from the surface, and deformation such as warping continues until equilibrium is reached in the storage and use environment, resulting in warpage deformation exceeding the standard.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, in the information recording medium according to the third aspect, the disk-shaped substrate has an optically transparent thickness of 0.1 mm ± 0.05 mm across the disk-shaped convex portion. Resin sheets are laminated and bonded.
This prevents the objective lens from colliding with the disc because it is the same height (thickness) as the disc clamp when the sheets are bonded together.
[0018]
In the present invention, the resin core layer constituting the substrate is preferably made of a rigid resin or resin composition having a large internal loss and a flexural modulus of 25000 kgf or more.
The reason why the flexural modulus is 25000 kgf or more is that the skin layer that performs signal transfer with a transparent resin including the embodiment has a fluidity resin with a flexural modulus of 24000 kgf or less, and the core layer has a flexural modulus greater than that of the skin layer. Since it is necessary to ensure rigidity and heat resistance, it is 25000 kgf. Incidentally, the flexural modulus of a single resin without a filler is as follows.
Skin layer related resin
Polycarbonate resin AD-5503 24000kgf / cm2
ZEONEX resin E28R 23,000-25000kgf / cm2
Core layer resin
Polycarbonate resin ST-3000 28500kgf / cm2
ZEONEX resin L-6 (prototype grade) 27000kgf / cm2
[0019]
  In the present invention, in order to reduce the weight while maintaining the rigidity, the disc clamping portion which is the information recording medium on the opposite side on which the information signal is recorded is 1.2 mm like the conventional disc, and the disc is viewed from the outside of the clamping portion. The outermost circumference of the taper is 0.4 mm to 0.6 mm, and during this period, the taper structure is made thinner gradually toward the outer circumference.To makeTo reduce rigidity and weight,CircleReduce the moment of inertia of the board-shaped plastic substrateComb, reduce inertia at the start of disk rotationCan do. TheFurther, as a means for suppressing resonance, a material having high internal loss and rigidity can be formed into a multilayer sandwich structure.
[0020]
In addition, in the case of a resin alone having rigidity and a large internal loss, a multi-layer sandwich structure is not required, so by obtaining a disk substrate with a conventional disk molding machine, transfer of fine signals and rigidity and weight reduction can be achieved, An excellent durable recording medium without warping (SKEW) or sink marks can be obtained.
[0021]
  In addition to the structure described so far, the rigidity according to the mixing ratio of the resin is ensured by mixing the disk molding material with a highly rigid resin or adding a filler, and the internal loss is the same. . With these disc structuresTo yenLess moment of inertia of board-shaped plastic substrateAnd reduce the inertia at the start of disk rotation.I can do it. In addition, plastic substrates have been used as conventional disc materials by selecting a resin that is easily deformed by heat and moisture absorption in the manufacturing process, user's usage environment, and storage environment, but whose surface layer (skin layer) has low water absorption and high heat deformation. For example, the moisture absorption deformation, heat resistance and rigidity of the polycarbonate resin can be improved.
[0022]
  In the present invention, the surface layer of the substrate is a resin having a water absorption of 0.3% or less. More preferably 0.15%. Thereby, when the water absorption is 0.3 or less, the water absorption deformation is small, for example, a digital versatile disk (DVD: high-density information recording medium) has a warp deformation within 0.4 degrees by the standard.ReEven with a bumped structure, it can be suppressed to disk deformation within 0.4 degrees.
[0023]
For this reason, even if water absorption deformation occurs, for example, a water absorption rate of 0.3% or less, more preferably 0.15% or less is required to keep the warp deformation (radial skew) angle within 0.4 degrees. . However, if the water absorption rate of the surface layer exceeds 0.3%, a recording film and a protective film are formed on the recording side of the disk, and water is absorbed from the surface of the disk in an environment of temperature and humidity in addition to the stress at the time of film formation. Dehydration is performed, and deformation such as warping continues until equilibrium is achieved in the storage and use environment, resulting in warpage deformation exceeding the standard, and recording / reproduction becomes impossible.
[0024]
Under this different environment, the recording film and the protective film on the opposite side of the recording film have different water absorption rates from the substrate material (generally difficult to absorb water), and the signal side warps in a concave shape at the time of water absorption. Conversely, it deforms into a convex shape when dried. In particular, during a drive operation, a rapid change is likely to occur since the temperature inside the machine is high and the humidity is low, and a focus error is likely to occur if the signal cannot be read due to deformation of the disk.
[0025]
Further, a resin having a surface layer water absorption of 0.15% or less is most preferable. As a result, even when the water absorption warp deformation angle is set to 0.4 degrees, if the disk warpage angle at the time of water absorption equilibrium is 0 degrees, the water absorption deformation is within 0.4 degrees. Considering the storage environment, etc. 0.1% disk that absorbs less water and has substantially no water absorption. It only needs to suppress deformation during manufacturing, and it is not necessary to consider water absorption deformation in the environment of use, so the system margin increases. .
[0026]
In the present invention, the material of the substrate has a multilayer structure of two or more layers in which the internal loss is increased in the core layer as means other than the taper structure in order to suppress the resonance phenomenon that occurs when the information recording medium is rotated. Accordingly, the resonance phenomenon can be reliably suppressed by repeating the attenuation every time the vibration wave generated when the information recording medium is rotated at high speed passes through the composite resin layer constituting the substrate.
[0027]
In the present invention, the material of the substrate is composed of a composite of two or more kinds of resins, and one or more of them are resin composites composed of a resin having rigidity and heat resistance. As a result of relatively high rigidity and heat resistance depending on the resin mixing ratio, not only warping deformation during manufacturing is suppressed, but also the system margin is increased by reducing warping deformation in the storage and use environment.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
The embodiment described below is a preferred specific example of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these forms.
[0029]
FIG. 1 shows a preferred embodiment of the information recording medium of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line FF of the information recording medium 1 of FIG.
This disk-shaped information recording medium (disc-shaped information recording medium) 1 has a center hole H having a predetermined size. As shown in FIGS. 1 and 2, the information recording medium 1 is a disk having a so-called taper structure. The information recording medium 1 has a substrate 2, a light reflecting layer 3, a recording layer 4, a light transmitting layer 5, and a convex portion 6.
The substrate 2 can be made of a resin such as polycarbonate having translucency. The light reflecting layer 3 is formed on the one surface 2 </ b> A side of the substrate 2. The light reflecting layer 3 is made of a film that reflects light, such as aluminum. The recording layer 4 is formed by laminating on the light reflecting layer 3. The recording layer 4 is formed by laminating a light transmission layer 5. The light reflecting layer 3 and the recording layer 4 are portions for recording the uneven information signal S. The uneven information signal S forms a fine uneven pattern row such as pits or pregrooves.
[0030]
The light reflection layer 3, the recording layer 4, and the light transmission layer 5 are formed on the outer peripheral portion of the convex portion 6 of the substrate 2. The light transmission layer 5 guides the laser light L to the recording layer 4 side through the laser light L condensed through the lens LS. The laser beam L is used to record the uneven information signal S or to reproduce the already recorded information signal S.
As a disc-shaped information recording medium, for example, an optical information recording medium for recording audio, video, or other various information, there are various optical information recording media that perform recording or reproduction by light irradiation.
For example, the disk-shaped information recording medium includes a compact disk (CD: trade name), a rewritable magneto-optical disk, a phase change disk, and the like. The information recording layer of these disk-shaped information recording media includes data information, tracking. It is necessary to form a pattern array of fine irregularities such as pits and pregrooves so that servo signals can be recorded.
The substrate 2 may be a single resin conventionally used such as polycarbonate as described above, or a sandwich structure as shown in FIG.
[0031]
  FIG. 3 shows another example of the cross-sectional structure at FF of the information recording medium 1 of FIG. 1, and the substrate 11 has three layers of a surface layer (skin layer) 16, a core layer 15, and a surface layer (skin layer) 17. It consists of On the surface layer 17, a light reflection layer 12, a recording layer 13, and a light transmission layer 14 are laminated. An uneven information signal S is formed at the recording layer 13 and the light reflecting layer 12.
  The substrate 11 employs a multilayer sandwich structure, and the core layer 15 isIt is made of a resin or resin composition having high rigidity and internal loss. By doing in this way, the rigidity and internal loss of the board | substrate 11 can be improved, and the following examples are employ | adopted as this resin or resin composition.
  Examples of resin or resin composition
  For polycarbonate resin
                                                    Flexural modulus tan δ
                                                    kgf / cm2
  Polycarbonate resin / acrylic resin = 50:50 ... 26000 0.059
  Polycarbonate / acrylic = 55:45 with 10% graphite added. 42000 0.074
  Comparative example: Polycarbonate resin alone ... 24000 0.004
    The flexural modulus measurement method is ASTM D790.
    Tanδ measurement is JIS K7198
[0032]
  As will be apparent with reference to FIGS. 1, 2 and 3, the greatest feature of the information recording medium 1 is that the other surface 2B side of the substrate 2 or the other surface 11B side of the substrate 11 is tapered. It is that you are.
  The convex portion 6 of the information recording medium 1 in FIG. 2 is a chucking portion. This chucking portion is a portion that attaches the information recording medium 1 to the clamp portion on the spindle side of the motor in a detachable manner. Similarly, the convex portion 6 of the information recording medium 1 in FIG. 3 is also a chucking portion.
  The other surface 2 </ b> B or 11 </ b> B is formed in a tapered shape so as to become thinner gradually from the end portion of the chucking portion which is the convex portion 6 toward the outer peripheral portion of the substrate 2 or 11. That is, the other surface 2B or 11B is a tapered surface when viewed in cross section.
  Thus, by making the other surface 2B or 11B of the substrate 2 a tapered surface, weight reduction is achieved while maintaining rigidity., GroupReduce the moment of inertia of plates 2 and 11Rotate while reducing the inertia at the start of rotation of the substrates 2 and 11The load applied to the rotating spindle can be reduced, and the power consumption of the drive system can be reduced.
  In addition, by providing the surface layers 16 and 17 with respect to the core layer 15 of the substrate 11 as shown in FIG. 3, the internal loss of the substrate 11 itself can be increased to suppress resonance.
[0033]
  FIG.5These are the structural examples of the conventional information recording medium shown in order to compare with FIG. 2 and FIG. 3 which are embodiment of this invention.
  A conventional information recording medium 1000 includes a substrate 1002 also serving as a light transmission layer, a recording layer 1004, a light reflection layer 1003, and the like, and an uneven information signal S is formed. A substrate 1002 also serving as a light transmission layer is a substrate that is optically transparent and has little birefringence, and records / reproduces the information signal S by irradiating the laser beam L from the lens LS. For this reason, the light reflecting layer 1003 and the recording layer 1004 have a laminated arrangement opposite to that of the embodiment of the present invention shown in FIGS.
  The light transmission layer 1005 serves as a protective layer for the corresponding recording layer 1004 and light reflection layer 1003 and does not need to be optically transparent, but is generally coated with an ultraviolet curable resin with a thickness of several μm. Things are used
[0034]
2 and 3, the dimensional description of the embodiment of the present invention is as follows. The thickness L1 of the convex portion 6 (chucking portion) is, for example, 1.2 mm ± 0.1 mm, and the information recording medium The thickness L2 of the outermost periphery of 1 is 0.6 mm ± 2 mm. These thicknesses L1 and L2 are the same in the embodiment of FIG.
Further, the thickness L3 of the convex portion 6, that is, the thickness of the portion inside the information signal start position on the light transmission layer 5 side is a disc-like convex shape of 0.1 mm ± 0.05 mm.
In FIG. 3, the substrate 11 has a structure of two or more layers formed by the core layer 15 and the surface layers 16 and 17, but the resin of the surface layer 17 on the light transmission layer 14 side has a water absorption rate of 0.3. % And preferably the above-mentioned resins and resin compositions having a specific gravity of 1.2 or less.
The light transmission layer 14 is fitted to the convex portion 6 and is an optically transparent resin sheet having a thickness of, for example, 0.1 ± 0.05 mm.
The core layer 15 preferably has a large internal loss and examples of rigid resins and resin compositions having a flexural modulus of, for example, 25000 kgf or more are as follows.
Figure 0004326047
[0035]
  4 to 6, DeDisk-shaped information recording mediumReference exampleIs shown. A cross-sectional view taken along the line AA in the information recording medium 100 is shown in FIG. 5, and a cross-sectional view taken along the line BB is shown in FIG. The information recording medium 100 has a center hole H, and a light reflecting layer 102, a recording layer 103, and a light transmitting layer 104 are sequentially laminated on a substrate 101. An information signal S is recorded on the recording layer 103 and the light transmission layer 104. On the back side of the substrate 101, a plurality of ribs 110 are formed, for example, at equal intervals in the radial direction (radial direction). As shown in FIGS. 5 and 6, a convex portion (chucking portion) 106 is formed on the center hole H side of the substrate 101.
[0036]
  As shown in FIG. 4, a plurality of ribs 110 are formed radially on the back side of the substrate. Although the rib 110 is not visible in FIG. 5, the rib 110 is visible in FIG. That is, the rib 110 protrudes below the substrate 101 and has the same thickness in the radial direction. The thickness L4 of the convex portion 106 shown in FIGS. 5 and 6, that is, the chucking portion is, for example, 1.2 mm ± 0.1 mm. A thickness L5 of the outer peripheral portion of the information recording medium 100 is, for example, 0.6 mm to 0.8 mm.
  In the example of FIGS. 5 and 6, the ribs 110 are radially formed with a uniform thickness along the radial direction R.
  On the other hand, it is also possible to adopt a structure in which the rib 110 becomes thinner gradually from the convex portion 106 toward the outermost peripheral portion.
  By employing the radial rib structure as shown in FIGS. 4 to 6, it is possible to ensure the rigidity and weight of the information recording medium 100., GroupReduce the moment of inertia of the plateComb, reducing inertia at the start of rotation of the information recording medium 100Can.
[0037]
Next, with reference to FIGS. 7 and 8, an example of a molding machine and a mold for producing the above-described information recording medium 1,100 will be described.
FIG. 7 shows a so-called disk molding machine (two-color molding machine) 40. The molding machine 40 includes a mold part 41 and injection units 42 and 43. A hopper 42 </ b> A is provided in the middle of the injection unit 42, and a hopper 43 </ b> A is provided in the middle of the injection unit 43. The mold part 41 is arranged corresponding to the nozzle 45, and the mold part 41 can be detachably held by operating the piston 47 by the mold clamping cylinder 46.
[0038]
FIG. 8 shows an example of the structure of such a mold part 41. The mold part 41 includes a fixed mold 41A and a movable mold 41B. In the fixed mold 41A and the movable mold 41B, resin is injected into the cavity from the injection unit 42 through the sprue 52, whereby the substrate 2 or 101 of the information recording medium 1 or 100 as described above. Can be molded.
At this time, a stamper 53 for forming pits or grooves is disposed in the fixed mold 41A, whereby pits or grooves are simultaneously formed on the substrate of the disk.
In order to form the center hole H of the information recording medium 1 or 100 as described above, the disk substrate 2 (11 or 100) is punched out by a punch 54 having a hydraulic mechanism (not shown) in the mold part 41. It has become.
[0039]
【Example】
  Next, a more specific embodiment of the disc-shaped information recording medium of the present invention will be described.
Material description: Table 1 shows the materials used.
PC: Polycarbonate resin [manufactured by Teijin Chemicals Ltd. Panlite AD-5503, ST-3000]
ZEONEX: amorphous polyolefin resin [Nippon Zeon Corporation E-48R, L-6]
AB: Conductive carbon black [Denka Black manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.]
W: Whisker[Sakai Kogyo Co., Ltd. Wallace Night: Psytectech NN-4]
[Table 1]
Figure 0004326047
[0040]
  Example 1: Tapered disk
  Disks with the outermost peripheral thickness of 0.6 mm and 0.4 mm were prepared as the taper structure disk (information recording medium) of FIG. 1 with the following disk shape without addition of a filler of polycarbonate resin AD-5503.
  As a comparative example, FIG.4The conventional structure having a uniform thickness of 1.2 mm and the chucking portion (clamping portion) of FIGS. 9 and 10 have a thickness of 1.2 mm and a diameter of 33 mm. .6 mm uniform AS / MO-shaped disc-shaped information recording medium 2000 using the injection unit on only one side of the molding machine of FIGS. 7 and 8 and using the mold 41 of FIG. did. The information recording medium 2000 shown in FIGS. 9 and 10 includes a substrate 11, a light reflection layer 12, a recording layer 13, and a light transmission layer 14.
  Common disc shape
      Center clamp part (chucking part) disc thickness: 1.2 mm
      Center clamp part (chucking part) diameter: 33 mm
      Disc diameter: 120 mm
  Molding condition
      Mold temperature: 130 ° C
      Cooling time: 16 seconds
      Injection speed: average 160mm / sec
[0043]
  Example2
  The relationship between the disk shape and the moment of inertia is calculated in Table 2 below.
[Table 2]
Figure 0004326047
  In Table 2, the unit system is a weight unit system. If SI unit system,
  I = mr2[Kg · m2]
It becomes. In the weight unit system, the mass m is
  m = W / g
So the moment of inertia is
  I = (W / g) r2= {(Kgf) / (m / s2)} ・ M2= Kgf · s2・ M
(Sec = s).
  As the taper shape, the thickness of the outermost periphery of a disk having a diameter of 12 cm is 0.6 mm, and the unit of moment of inertia is kgf · sec.2・ M
  As apparent from Table 2, the smaller the weight of the disk, the smaller the moment of inertia. However, the moment of inertia of the tapered disk is only 61.5% of the moment of inertia of the disk having a uniform thickness of 1.2 mm. I understand. It can be seen that the weight ratio of these disks is 74.8%, and the ratio of the moments of inertia becomes smaller.
[0044]
  Example3
  The disc structure is the three-layer sandwich and taper disc shown in FIG. 3 and the AS / MO sandwich three-layer disc of 0.8t (0.8mm thickness). Table 3 below measured the relationship.
  The core layer with a three-layer structure is a resin made by adding Teijin Kasei Co., Ltd. polycarbonate resin to 5% acetylene black and 30% whisker, and the skin layer is a Teijin Chemicals stock with a polycarbonate water absorption of 0.15%. ST-3000 resin manufactured by company was prepared by the two-color molding machine shown in FIG. This disc is sun clamped and3Table 3 shows the maximum load at this time when the displacement is given to the outer peripheral radius of 58 mm of the disk by the measurement system shown in FIG.
  FIG.3The measurement system includes a load cell 4000, a displacement measurement system 4001, a laser 4002, and a turntable 4003.
[Table 3]
Figure 0004326047
  From these results, the rigidity of the disk of the sandwich taper structure showed a high value corresponding to the rigidity of the core layer, and a disk having rigidity higher than the conventional transparent disk of 1.2 mm was obtained.
[0045]
  Example4: Difference in disc weight due to difference in resin specific gravity
  Even if it has the same structure due to the difference in specific gravity of the resin, the above-mentioned substrate is made using amorphous polyolefin resin that is light and rigid and has a low specific gravity, and a comparatively used polycarbonate resin as a comparative example. Compared with.
  The resins used were ZEONEX resin ZEONEX-48R in Table 1 and polycarbonate resin AD-5503, and the weight of the disc obtained from these was shown in Table 4 below.
[Table 4]
Figure 0004326047
  As shown in Table 4, the difference in specific gravity between ZEONEX resin and polycarbonate resin can be reduced by 14%, and the tapered shape reduces weight by 33.3% compared to the polycarbonate resin used for conventional optical discs such as CDs. Can be planned. As shown in Table 1, the flexural modulus is equivalent to that of polycarbonate.The
[0046]
  In the present invention, the cross-section of the disk has a flat chucking part of 1.2 mm, and the signal part has a tapered structure in order to obtain a disk that is lighter and stiffer than a single unit of 1.2 mm and less inertia during high-speed rotation. The design of a drive that consumes less power and consumes less power is now possible.
  TheIn addition, by adopting a sandwich structure, the rigidity is improved and a disk that is strong against stress deformation under the conditions of film formation stress and temperature and humidity can be obtained. Even in a disk system with a shallow focal depth like a high NA disk Plastic discs can be applied. Even if the structure is the same, the weight of the plastic substrate can be further reduced by using a resin with a low specific gravity.It is done.By adopting a taper structure in which the disc thickness gradually decreases from the outer side of the disc chucking portion on the surface opposite to the signal portion to the outermost peripheral portion of the disc, it is light and rigid.ConventionalThere is little sex momentTimesRollstartInertia is reduced and power consumption is reduced.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the weight while maintaining the rigidity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a preferred embodiment of a disk-shaped information recording medium of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line FF of the information recording medium in FIG.
3 is a diagram showing another example of a cross-sectional structure of the information recording medium of FIG.
[Fig. 4]AffectionInformation recording mediaReference exampleFIG.
5 is a cross-sectional view taken along line AA of the information recording medium in FIG.
6 is a cross-sectional view taken along line BB of the information recording medium in FIG.
FIG. 7 is a view showing an example of a molding machine for molding the information recording medium of the present invention.
8 is a view showing a structural example of a mold part attached to the molding machine of FIG.
FIG. 9 is a perspective view showing an advanced storage magneto-optical disk (information recording medium) shown as a comparative example.
10 is a cross-sectional view taken along the line CC of the information recording medium in FIG. 9;
FIG. 11 is a diagram showing a vibration analysis measurement flowchart.
FIG. 12 is a diagram showing an example of a vibration mode.
FIG. 13The figure which shows the example of the measurement system of a disk displacement amount and a load.
FIG. 14The figure which shows the structural example of the conventional information recording medium.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100 ... Disc-shaped information recording medium, 2, 11 ... Substrate, 2B, 11B ... The other surface (tapered surface), 3, 12 ... Light reflection layer, 4, 13,. Recording layer 5, 14 ... Light transmission layer, 6 ... Convex part (chucking part), 15 ... Core layer, 16, 17 ... Surface layer, 101 ... Substrate, 110 ··rib

Claims (4)

情報信号を記録したり再生するための情報記録媒体であって、
ディスク状の基板上に少なくとも前記情報信号を記録するための記録層と、光透過層が順次形成されており、中央にはチャッキングするためのチャッキング部を有し、
前記光透過層側から光が入射されて前記情報信号の記録、再生が行われる前記記録層が形成されている一方の面とは反対の前記ディスク状の基板の他方の面が、前記チャッキング部の終わり部分より前記ディスク状の基板の外周部に向かい順次薄くなるテーパー状に形成され、
前記光透過層側から光が入射されて前記情報信号の記録、再生が行われる前記記録層が形成されている一方の面の少なくとも記録領域は略平面状とされて成り、
前記ディスク状の基板の前記光透過層側における前記情報信号の開始位置より内側には、0.1mm±0.05mmの円板状の凸形状部分を有し、
前記ディスク状の基板には、前記円板状の凸形状部分に嵌合する光学的に透明な0.1mm±0.05mm厚の樹脂シートが積層して接着されている
情報記録媒体。
An information recording medium for recording and reproducing information signals,
A recording layer for recording at least the information signal and a light transmission layer are sequentially formed on a disc-shaped substrate, and has a chucking portion for chucking in the center,
The other surface of the disk-shaped substrate opposite to the one surface on which the recording layer on which light is incident from the light transmission layer side to record and reproduce the information signal is the chucking surface. It is formed in a tapered shape that becomes thinner gradually from the end part of the part toward the outer periphery of the disk-shaped substrate,
Recording of the information signal light is incident from the light transmission layer side, at least a recording area of one surface of the recording layer which reproduction is performed is formed Ri formed by the substantially flat,
On the inner side of the information signal start position on the light transmission layer side of the disk-shaped substrate, it has a disc-shaped convex portion of 0.1 mm ± 0.05 mm,
An information recording medium in which an optically transparent resin sheet having a thickness of 0.1 mm ± 0.05 mm that is fitted to the disk-shaped convex portion is laminated and bonded to the disk-shaped substrate .
情報信号を記録したり再生するための情報記録媒体であって、
ディスク状の基板上に少なくとも前記情報信号を記録するための記録層と、光透過層が順次形成されており、中央にはチャッキングするためのチャッキング部を有し、
前記光透過層側から光が入射されて前記情報信号の記録、再生が行われる前記記録層が形成されている一方の面とは反対の前記ディスク状の基板の他方の面が、前記チャッキング部の終わり部分より前記ディスク状の基板の外周部に向かい順次薄くなるテーパー構造を有して成り、
前記光透過層側から光が入射されて前記情報信号の記録、再生が行われる前記記録層が形成されている一方の面の少なくとも記録領域は略平面状とされて成り、
前記ディスク状の基板の前記光透過層側における前記情報信号の開始位置より内側には、0.1mm±0.05mmの円板状の凸形状部分を有し、
前記ディスク状の基板には、前記円板状の凸形状部分に嵌合する光学的に透明な0.1mm±0.05mm厚の樹脂シートが積層して接着されている
報記録媒体。
An information recording medium for recording and reproducing information signals,
A recording layer for recording at least the information signal and a light transmission layer are sequentially formed on a disc-shaped substrate, and has a chucking portion for chucking in the center,
The other surface of the disk-shaped substrate opposite to the one surface on which the recording layer on which light is incident from the light transmission layer side to record and reproduce the information signal is the chucking surface. Having a taper structure that gradually decreases from the end of the portion toward the outer periphery of the disk-shaped substrate,
Recording of the information signal light is incident from the light transmission layer side, at least a recording area of one surface of the recording layer which reproduction is performed is formed Ri formed by the substantially flat,
On the inner side of the information signal start position on the light transmission layer side of the disk-shaped substrate, it has a disc-shaped convex portion of 0.1 mm ± 0.05 mm,
An optically transparent resin sheet having a thickness of 0.1 mm ± 0.05 mm that fits into the disk-shaped convex portion is laminated and bonded to the disk-shaped substrate.
Information recording medium.
前記ディスク状の基板の前記チャッキング部の厚さが、1.2mm±0.1mmであって、前記ディスク状の基板の外周部の厚さが0.6mm±0.2mmである請求項1又は2に記載の情報記録媒体。The thickness of the chucking portion of the disc-shaped substrate, a 1.2 mm ± 0.1 mm, according to claim 1 thickness of the outer peripheral portion of the disk-shaped substrate is 0.6 mm ± 0.2 mm Or the information recording medium of 2. 前記ディスク状の基板は、複数層で構成され前記情報信号が記録されている前記光透過層側の表層の樹脂は、吸水率が0.3%以下である請求項1〜3のいずれかに記載の情報記録媒体。Said disk-like substrate, the above light transmission layer side of the surface layer of the resin which the information signal is composed of a plurality of layers are recorded, in any one of claims 1 to 3 a water absorption rate of 0.3% or less The information recording medium described.
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