JPH03137835A - 光ディスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光ディスクの製造方法に関し、特に光ディスク
の信頼性を損なうことなく基板の寸法制御やパリの除去
を行うための外周切削の方法に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、射出成形により製造された基板上に記録層お
よび保護膜を順次形成する光ディスクの製造方法におい
て、前記保護膜の形成に先立って外周切削を行うことに
より、保護膜の損傷を防止し、信頼性の高い光ディスク
の製造を可能とするものである。

〔従来の技術〕

従来、レーザー光の照射により情報の記録・再生を行う
光ディスクとしては、光磁気ディスク。

各種連記型光ディスク、書換え可能型光ディスク。

デジタル・オーディオ・ディスク（いわゆるコンパクト
ディスク）、光学式ビデオディスク（いわゆるレーザー
ディスク）等の各種の媒体が実用化されている。

これらの光ディスクの構成や使用形態は、記録再生原理
、信頼性や経済性に対する要求度等により様々に異なっ
ている。

たとえば、記録再生がディスクの片面のみで行ねれるか
、あるいは両面で行われるかにより、片面ディスクと両
面ディスクに分類される。デジタル・オーディオ・ディ
スクは前者の代表例であり、光学式ビデオディスクは後
者の代表例である。上記両面ディスクのうち記録時に記
録層の形状変化を伴わないものについては、密着貼り合
わせ構造が広く採用されている。これは、それぞれに記
録層、保護膜等が形成された２枚の基板を、該記録層、
保護膜等の形成面同士を対向させて接着剤等により貼り
合わせたものである。

また、光ディスクが単体で使用されるか、プラスチック
製のケースに収納してカートリッジとして取り扱われる
かの差異もある。デジタル・オーディオ・ディスクや光
学式ビデオディスク等は単体で使用され、また各種追記
型光ディスクや光磁気ディスクの多くはカートリッジと
して取り扱われる。

これら光ディスクの基板としては、ポリカーボネート等
の樹脂からなる射出成形体を用いるのが一般的である。

これは、スタンパを使用すればナノメータ精度を要求す
るガイド溝やＩＤ用の信号ピットが容易に形成でき、ガ
ラス基板上にこれらの形成を行うよりは蟲かに量産性、
経済性に優れるからである。

このような射出成形体を製造するための射出成形機の金
型およびその周辺部材の一部を第３図に示す。上記金型
は可動金型（１１）と固定金型（１２）を主たる構成要
素とするもので、可動金型（１１）にはスタンパ（１３
）が内周スタンパ押さえ（１４）と外周リング（１５）
により固定されている。上記スタンパ（１３）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。上記固定金型（１２）は固定
盤（１６）に固定されており、中央には樹脂を射出する
ためのノズノ喧１７）に連結されるゲート（１８）が開
口している。固定金型（１２）の外周部には上記固定盤
（１６）に固定されたストッパー（１９）が設けられて
おり、このストッパー（１９）の先端面（１９ａ）に可
動金型（１１）の外周部（ｌｌａ）が当されると型閉じ
状態となり、両全型（１１）　、　（１２）間に光デイ
スク基板の形状に対応したキャビティ（ｌＯ）が形成さ
れる。このキャビティ（１０）内に溶融した樹脂をゲー
ト（１８）を通じて導入し、冷却固化させた後に金型を
開くと、光デイ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、該成形
体からゲート（８）内部で固化した部分に相当する突起
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
膜を形成して表面を保護している。

第４回には、このようにして製造された片面ディスクの
一部を示す、この片面ディスクは、基板（２１）の面の
゛うちスタンパのパターンが転写されている方の面上に
記録層（２２）と表面保護膜（２３）とが順次積層され
てなるものである。

一方、たとえば従来の光磁気ディスクの主流となってい
る両面ディスクは、第５図（Ａ）に示すよう辷、上記の
片面ディスクをその保護膜（２３）面同士が対向するよ
うに２枚重ね合わせ、ホットメルト接着剤（２４）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（２５）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（２２）の形成範囲は、その外周部
が基板（２１）の外周部よりもい（らか内側に後退せし
められ、両者の間にガードエリアＧが設けられている。

これには、記録Ｎ　（２２）の材料が光ディスクの種類
によっては極めて耐蝕性に劣るので、その端面を光ディ
スクの側面から露出させないようにする意味と、外周切
削を行う場合に記録層（２２）に損傷を与えないための
クリアランスを確保する意味がある。

ここで、上記外周切削とは、■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パリの除去
、■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■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
るのである。この切削は、たとえば第５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
でたとえば線ｄ−ｄに沿って行われ、ディスクは第５図
（Ｂ）に示すように外径寸法の減少した状態となる。こ
のとき、貼り合わせ時に端面に発生した段差（２５）も
同時に解消される。通常は、さらに外縁部の仕上げを良
好にするために線ｅ−ｅに沿った切削を行い、第５図（
Ｃ）に示すような切り欠き面を存する両面ディスクを完
成する。

ところで、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５図（Ｂ）に示すような状態
を達成することも不可能ではなくなっているゆしかしこ
の場合にも、上記■のパリの除去のために、線ｅ−ｅに
沿った切削は依然として必要である。

第６図に、問題となるパリの発生状態を示す。

射出成形により成形された光デイスク基板（３１）には
、金型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、通常２種類のパリが発生している。そ
のひとつは、光デイスク基板（３１）の面のうちスタン
パのパターンが転写された記録層形成面（３１ａ）の延
長面に沿って基板の外縁部から突出して形成される水平
パリ（３２）であり、他方は記録層の形成されない裏面
（３１ｂ）の外縁部から垂直方向に突出して形成される
垂直パリ（３３）である。これらのパリ（３２）　、　
（３３）はいずれも長さ数１０μｍ程度であるが、この
図では光デイスク基板（３１）の大きさに比べ誇張して
描かれている。上記水平パリ（３２）は、スタンパ（１
３）と外周リング（１５）の間の隙間１　（第３図参照
。）に、また上記垂直パリ（３４）は固定金型（１２）
と外周リング（１５）の間の隙間ｉｉ（第３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。

これらのパリ（３２）　、　（３３）が除去されずに残
ると、外形寸法の制御が困難となったり、取り扱い時に
破損してダストを発生し、読み取り時のエラーを誘発す
る等の問題を引き起こす。このことは、デジタル・オー
ディオ・ディスクのように再生時にディスクが単体で取
り扱われる場合よりも、光磁気ディスクのようにカート
リッジとして取り扱われる場合に特に重大な問題となる
。したがって、たとえ最初から第５図ＣＢ）に示すよう
な状態に作成されたディスクであっても、やはり綿ｅ−
ｅに沿った切削は必要なのである。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、従来の５．２５インチクラスの追記型光ディ
スクや光磁気ディスクは、その大半がカートリッジ型の
両面ディスクであり、上述のような工程により外周切削
が行われてきた。

しかし、今後、磁界変調方式による３、５インチクラス
の小型の光磁気ディスクや再生専用光磁気ディスクを展
開するにあたっては、片面ディスクをカートリッジとし
て取り扱う機会が増大するものと予想される。ところが
、上述のような両面ディスクの外周切削方法をそのまま
片面ディスクに適用しようとすると、次のような問題が
生ずる。

すなわち、上記の外周切削は通常、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、これによ
り基板は良好に切削されるものの、硬度が高くて脆い表
面保護膜は砕けながら切削される。このため、保護膜へ
クランクが生じ、該クラックを介して記録層が外部環境
と接触することにより腐食が発生したり、切削時に大量
のダストが発生しする等の問題が起こり易い。

これまでに実用化されている片面ディスクの代表例はデ
ジタル・オーディオ・ディスクであるが、この場合は再
生時にディスクが単体で取り扱われること、非使用時に
は収納ケースと一体化された固定部材に中央のハブが固
定されること等の理由により特にパリを除去する必要が
なく、したがって片面ディスクに適した切削技術も確立
されていなかった。しかし、カートリッジとして取り扱
われる片面ディスクについては、光ディスクの信鎖性低
下を招かずに効果的にパリを除去する技術が今後は必須
となる。

さらに、片面ディスク、両面ディスクに共通する問題と
して、保護膜の塗布ムラが挙げられる。

保護膜は一般に紫外線硬化樹脂等の高分子材料をスピン
コードすることにより形成されるが、このとき光デイス
ク基板の記録層形成面側に形成されている水平パリ（前
記第６図の（３２）参照。〕に粘性の高い高分子材料が
引きずられることにより、該高分子材料がディスクの裏
面まで回り込んだり、飛沫による塗布ムラが発生する等
の問題が生ずる。

さらに、両面ディスクの場合には、保護膜の表面に接着
剤が塗布されるが、上記のような水平パリに該接着剤が
引きずられて糸ひきを生じ、これが貼り合わせ面に挟み
込まれてフォーカスエラーを招く原因ともなる。

そこで本発明は、上述の様々な不都合を招くことなく外
周切削を行う方法を確立することを目的とする。

〔課題を解決するための手段］ 本発明者らは、上述の目的を達成するために検討を行っ
たところ、保護膜を形成する前に基板の外周切削を行っ
ておけば従来の問題点が解決されることを見出し、本発
明を完成するに至ったものである。

すなわち、本発明にかかる光ディスクの製造方法は、射
出成形により製造された基板上に記録層および保護膜を
順次形成する光ディスクの製造方法であって、前記基板
の外周切削が前記保護膜の形成に先立って行われること
を特徴とするものである。

本発明のポイントは、外周切削が保護膜形成の前に行わ
れることである。実際の工程の流れとしては、（イ）射
出成形−外周切削一記録層成膜一保護膜形成、もしくは
（ロ）射出成形−記録層成膜一外周切削一保護膜形成、
の２通りが考えられる。

まず、上記（イ）の工程順にしたがう場合は、外周切削
時に発生するダストにより記録層成膜に支障を来さない
よう、ダスト対策に細心の注意を要する。たとえば、ク
ラス１００程度のクリーンルームを利用すること、基板
に対して逆スパツタリングを行うこと等が有効である。

一方、上記（ロ）の工程順にしたがう場合には、成膜さ
れた記録層に損傷を与えないことが重要である。特に、
小型化された光ディスクではガードエリアの幅も狭くな
っているので、位置制御を精密に行う、この場合にも外
周切削によるダストは発生するが、次の保護膜形成に際
して行われるスピンコードの過程で飛散除去されるので
、問題はない。

なお、従来の光ディスクの製造工程では、射出成形−記
録層成膜→保護膜形成−外周切削の順で各作業が行われ
ており、外周切削は一般に保護膜側に真空チャック等の
固定手段を当接させることによりディスクを固定して行
われていた。しかし、上記（ロ）の場合には外周切削時
にはまだ保護膜が形成されていないため、記録層への損
傷を防止するために、固定手段を基板側から当接させる
ことが望ましい。

本発明の製造方法を適用して製造される光ディスクの種
類、構成、材料等は特に限定されるものではなく、従来
公知のものをいずれも適用することができる。

〔作用〕

本発明の光ディスクの製造方法では、保護膜の形成に先
立って基板の外周切削が行われるため、硬くて脆い保護
膜を切削する必要がなくなり、保護膜にクラックが発生
することによる信頼性の低下が防止される。さらに、保
護膜の形成が最終工程となるために、硬化前の保護膜材
料自身の流動性により切削面の一部も平滑に覆われ、端
面の仕上げも良好となる。

［実施例］ 以下、本発明の好適な実施例について、図面を参照しな
がら説明する。

実施例１ 本実施例は、前述（イ）の工程順にしたがい、基板の射
出成形後に外周切削を行って片面型の光磁気ディスクを
製造する例である。これを第１図（Ａ）ないし第１図（
Ｄ）を参照しながら説明する。

まず、たとえばポリカーボネートの射出成形により第１
図（Ａ）に示すような基板（１）を成形する。上記基板
（１）には、スタンパのパターンが転写された記録層形
成面（１ａ）の延長面に沿って基板の外縁部から突出す
る水平パリ（２）と、記録層の形成されない裏面（ｌｂ
）の外縁部から垂直方向に突出する垂直パリ（３）が発
生している。ここで、基板（１）の外径寸法が冷却時の
収縮を見込んで予め大きく設定されている場合には、ま
ず線ａ−ａに沿った切削により外径寸法を合わせると同
時に水平パリ（２）と垂直パリ（３）を除去し、さらに
線ｂ−ｂに沿った切削により基板の切り欠き仕上げを行
う。また、基板（１）の外径寸法が始めから設計値通り
となされている場合には、線Ｃ−Ｃに沿った切削のみを
行い、水平パリ（２）と垂直パリ（３）を除去する。こ
の切削作業は、記録層形成面（ｌａ）の汚染を防止する
ために十分に清浄な環境下で行われることが必要である
。

ここで、Ｌ’Ａ　ａ　−ａおよび線ｂ−ｂに沿った切削
を行うと、基板（１）は第１図（Ｂ）に示すように外径
寸法が調節され、パリが除去された状態となる。線ｂ−
ｂに沿った切削面は切り欠き面（１ｃ）となっている。

次に、第１図（Ｃ）に示すように上記基板（１）の記録
層形成面（１ａ）に記録層（４）を成膜する。この場合
の記録Ｎ（４）の構成は特に限定されるものではないが
、たとえば、Ｓｉ＊Ｎａ等からなる誘電体下地膜、Ｔｂ
ＦｅＣｏ合金等からなる光磁気記録膜、Ｓｉ、Ｎ、等か
らなる上部誘電体膜、Ａｆｆｉ等からなる金属反射膜を
スパッタリング等の真空薄膜形成技術により順次積層し
た構成とすることができる。上記記録Ｎ（４）の形成範
囲は、その外周が基板（１）の外周よりも若干内側に後
退するように選ばれる。

次に第１図（Ｄ）に示すように、記録層形成面側にたと
えば紫外線硬化樹脂をスピンコーターを用いて塗布し、
紫外線照射によりこれを硬化させて保護膜（５）を形成
する。この保ｉ膜（５）により上記記録層（４）は完全
に被覆され、衝撃あるいは外部環境との接触による腐食
から保護される。また、保護膜（５）は切り欠き面（１
ｃ）も覆って形成されるので、ディスク端面の仕上げも
良好となる。

なお、保護膜（５）の材料はスピンコーターにより塗布
することができ、しかる後に硬化して十分な強度の被膜
を形成できる材料であれば良く、たとえば電子線硬化樹
脂も使用可能である。

実施例２ 本実施例は、前述（ロ）の工程順にしたがい、記録層の
成膜後に基板の外周切削を行って片面型の光磁気ディス
クを製造する例である。これを第２図（Ａ）ないし第２
図（Ｃ）を参照しながら説明する。なお、これらの図に
おいて、第１図（Ａ）ないし第１図ＣＤ）と共通の部分
については同一の番号を使用して説明する。

まず、たとえばポリカーボネートの射出成形により第２
図（Ａ）に示すような基板（１）を成形すし、その記録
層形成面（１ａ）に記録層（４）を成膜する。ここで、
上記記録層（４）はその外周が基板（１）の外周よりも
若干内側に後退するように選ばれており、これら両外周
の中間部はガードエリアＧとなっている。ここで、上述
の実施例１と同様に、線ａ−ａおよび線ｂ−ｂに沿った
切削、もしくは線ｃ−ｃに沿った切削を行う。線ａ−ａ
に沿った切削は、ガードエリアＧ内で行われる。また、
線ｂ−ｂおよび線ｃ−ｃに沿った切削には、既に形成さ
れている記録層（４）を損傷させないよう十分な注意を
要する。

ここで、線ａ−ａおよび線ｂ−ｂに沿った切削を行うと
、基板（１）は第２図（Ｂ）に示すように、外径寸法が
制御されるとともにハリ〔第２図（Ａ）の（２）　、　
（３）参照。）を除去された状態となる。

最後に第２図（Ｃ）に示すように、上記記録層（４）を
覆ってたとえば紫外線硬化樹脂をスピンコ−ターを用い
て塗布し、紫外線照射によりこれを硬化させて保護膜（
５）を形成する。このとき、基板（１）をスピンコータ
ーにセットした後、塗料を落下させないうちにしばらく
高速回転させておくことにより、前段の外周切削により
生じたダストを飛散除去することができる。

なお、以上の実施例では片面ディスクを製造する場合に
ついて説明したが、さらに上記第１図（Ｄ）もしくは第
２図（Ｃ）に示す状態のディスクを２枚貼り合わせて両
面ディスクを製造することも可能である。また、光ディ
スクの種類も上述の光磁気ディスクに限られるものでは
なく、記録層の構成あるいは材料によりあらゆる種類の
光ディスクとできることは言うまでもない。

（発明の効果〕 以上の説明からも明らかなように、本発明を適用すれば
、保護膜の形成に先立って基板の外周切削が行われるた
め、歩留りの高い切削加工を容易に行うことができ、光
ディスクの信頬性が向上する。また、保護膜の形成が製
造の最終工程となるため、端面の仕上がりも良好となる
。製造される光ディスクにはパリがないので、ケースに
収納されカートリッジとして取り扱われる場合にもケー
ス内部でダストを発生することがなく、再生時のエラー
が防止される。また保護膜材料や接着剤等も均一に塗布
できるようになるので、品質制御も容易となる。さらに
、本発明の実施により従来の製造工程が増加することは
ないので、生産性にも何ら問題は生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）ないし第１１Ｅ　（Ｄ）は本発明の製造方
法を片面型の光磁気ディスクの製造に適用した一例をそ
の工程順にしたがって説明する概略断面図であり、第１
図（Ａ）は射出成形により成形された基板、第１図（Ｂ
）は外周切削工程、第１図（Ｃ）は記録層の成膜工程、
第１図（Ｄ）は保護膜の形成工程をそれぞれ示す。第２
図（Ａ）ないし第２図（Ｃ）は本発明の製造方法を片面
型の光磁気ディスクの製造に適用した他の例をその工程
順にしたがって説明する概略断面図であり、第２図（Ａ
）は射出成形により成形された基板上における記録層の
成膜工程、第２図（Ｂ）は外周切削工程、第２１１ｉ１
　（Ｃ）は保護膜の形成工程をそれぞれ示す。第３図は
光デイスク基板を製造するための射出成形機の金型およ
びその周辺部材の一部を模式的に示す側面図である。第
４図は片面ディスクの一構成例、を示す概略断面図であ
る。第５図（Ａ）ないし第５図（Ｃ）は従来の技術によ
る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５図（Ａ）は切削前の両面ディスクの一構成例
、第５図（Ｂ）は外周切削工程の一段階を行った状態、
第５図（Ｃ）は外周切削工程の他の段階を行った状態を
それぞれ示す。第６図は第３図に示す金型を使用して製
造された光デイスク基板におけるパリの発生状態を示す
概略断面図である。 基板 記録層形成面 水平パリ 垂直パリ 記録層 保護膜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　射出成形により製造された基板上に記録層および保護
   膜を順次形成する光ディスクの製造方法において、 前記基板の外周切削が前記保護膜の形成に先立って行わ
   れることを特徴とする光ディスクの製造方法。