JPS59198547A - 情報担体デイスク及びその製造方法 - 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】 く技術分類・分野〉 開示技術は、レーザービーム等による情報記録、再生を
行うディスクの構造、及び、製造の技術分野に属する。

〈要旨の解説〉 而して、この出願の発明は、レーザービーム等の光を照
射することによって情報を記録、或は、再生づ−る情報
担体ディスクとその製造方法に関する発明であり、特に
、吸湿による反りや変形が小さいように基材に引張応力
を存在さばた中空サンドディスクとその製造方法に係る
発明である。

〈従来技術〉 周知の如く、レーザー光、或は、レーザー光と印加電磁
場とによって、物理的変化や化学的変化を生じさせ、孔
や元の薄膜とは光学特性の異なるビットを形成しうる情
報記録層としての薄膜を基板に形成し、該情報記録層に
レーザー光を基板越しに照射することによって、情報を
記録、或は、再生するいわゆる光ディスクが広く用いら
れるようになり、この基板としては、ガラスやプラスチ
ックの円板が用いられてきている。

而して、プラスチック基板は、ガラス基板と比較すると
、成形加工が容易であり、取り扱い中に破損する危険性
も少なく、軽量であるばかりでなく、コスト的にもガラ
ス基板より優っている。

そして、プラスチック基板のなかでも、特にアクリル基
板は透明性にすぐれて４３す、したがって、基板側から
光を照射する場合に、基板として多用されている。

ところで、上記基板担体でディスクを構成すると情報記
録層が大気中にさらされるので、酸化や腐蝕などによっ
て該情報記録層が劣化しゃすくなり、取り扱い中に情報
記録層が損傷しやすいばかりでな（、塵埃等が付着して
記録、或は、再生特性が低下してしまうおそれがある。

これに対処するに、情報記録層の上層に保護層を形成し
たり、２枚のディスク基材の情報記録層を相対向させ全
面に接着剤を塗布して貼り合わせた、いわゆる全面接着
手段が採用されているが、これらの技術手段では、記録
再生時に感度やＣＺＮ比の低下やエラー率の増加をまね
く不具合がある。

これに対し、記録、或は、再生特性を損なうことなく、
情報記録層の劣化や、傷・塵埃などの彩管を有効に抑制
り−ることが可能となるいわゆる中空サンドディスクが
開発されている。

該中空１ナンドデイスクについては第１図、及び、第２
図に示す様に円板状のアクリル等の合成樹脂基板１の１
面上に情報記録層２を設（〕た２枚のディスク基材を、
情報記録層が相対向するように内周部スペーサ３と外周
部スペーナ４を介して接着剤５によってドーナツ状に接
合一体化したディスク構造どされている。

ところで１一般に、合成樹脂でできた板状体やフィルム
の片面に薄膜を設けた物を乾燥状態、或は、多湿状態の
環境下に放置すると、湾曲づる傾向があり、特に、フィ
ルム状の物では極端な場合には、まきつぎ現象を生ずる
。

蓋し、薄膜を設けた表面と、薄膜を設けない表面とで吸
湿率が異なり、これら両表面での吸湿量に差を生じ、樹
脂の膨潤、或は、乾燥による収縮が両表面で違うために
起るものであり、例えば、第３図に示づ様にアクリル板
６０片面にテルル合金の金属膜７を蒸着形成した板体を
、多湿な環境下に放置すると、該金属膜７を設けた表面
は水分を殆ど吸収しないが、金属膜７を設（）ない片方
の表面は水分を吸収して膨潤するために、アクリル板６
側が湾曲変形する。

しかしながら、長時間経過すると、金属膜７を設けた表
面からも徐々に吸水することと、金属膜を設けない表面
から吸収された水分が板体全体に浸透していくことによ
って、板内の水の分布が−様になり、板全体は伸び平板
状に復元はする。

而して、これまでの通常の光ディスクのプラスデックｑ
ｌ板、就中、アクリル基板は吸湿率が高く、そのために
、基板上に前記情報記録層が形成された場合、両面での
吸湿ｍが異なることになり、両面の伸縮の違いにより上
述の如く基板に反りや変形が生じることになり、反りＡ
ゝ）変形が大きい場合にはレーザービーム等の光の焦点
を上記情報記録層上に結ばせて情報の記録、或は、再生
を行なう際に、光学的記録再生装置の自動焦点制御の範
囲から外れたり、基板越しにレーザー光を照射する場合
に、収差を生じ、実用上の障害となる欠点があった。

これに対処するに情報記録層とは反対側の基板表面、或
ば、基板の全表面を、無機質もしくは有機質の薄膜で被
覆し、両面の吸湿度差を縮めることが従来行なわれてい
る。

しかしながら、上述の如き従来の技術では、記録再生特
性を損なうことなく充分な防湿効果を得るのが難しいガ
点があるばかりでなく、工程が複雑多岐になりコスト高
となる不利益があった。

このことは前記優れた点を有する中空サンドディスクに
ついても例外ではなかった。

〈発明の目的〉 この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく光ディス
クの吸湿湾曲変形の問題点を解決づべき技術的課題とし
機械的に優れた中空サンドディスクにおいて、情報記録
層を設りたディスク基材に半径方向一様な張力がかかり
′、それにより反りゃ変形を抑えることができるように
して情報産業における光デイスク利用分野に益する優れ
た情報担体ディスクとその製造方法を提供せんとづ”る
ものである。

〈発明の構成〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの出
願の発明の構成は、前述問題点を解決するために合成樹
脂からなる円板状の基板上に情報記録層を設けた２枚の
ディスク基材を、該情報記録層が相対向するように内周
部と外周部にスペーサを介して接合一体化して中空サン
ドディスクを形成し接合一体化した状態でディスク基材
に半径方向一様な引張応力が存するようにし、使用中に
中空サンドディスクが吸湿湾曲しないようにした技術的
手段を講じたものである。

〈発明の構成〉 次に、この出願の発明の実施例を第４図以Ｔの図面に基
づいて説明ずれば以下の通りである。尚、第１〜３図と
同一態様部分については同一符号を用いて説明するもの
とする。

この出願の発明にお（プる情報担体ディスクに用いる基
板としては、次の２種類のものがあり、第１のものは、
両表面が平滑な合成樹脂阜椴であって、周知のキャス１
法や射出成型法によって作製されるものであり、又、第
２のものは、片側の表面が平滑な基板のもう一方の表面
に予め案内面や情報検索用のピットを形成した、いわゆ
るプレグルーブ入りの合成樹脂塞板であり、周知の射出
成型法や２Ｐ法によって作製されるもので・ある。

これらの基板を情報担体ディスクとして用いる場合は前
述第１．２図の中空サンドディスクの態様として用い中
空ナンドディスクに形成される。

そして、中空サンドデ゛イスクの基材８に対し第４図に
示す様に半径方向に一様な引張応力がかがる如くするに
は以下に示す４つの方法が効果的に適用される。

先づ、第１の方法としては、機械的にディスク基材８の
周辺を半径方向に引張り、一様な張力をか（〕た状態で
スペーサ３．４を介して接着剤５により接着させるが、
この場合内周部のスペーサーとディスク基杓８との接着
において、接着部分を適宜の超音波や加熱ヒータ一手段
で加熱して接触部分を溶融させたり、接着剤としてモノ
マーを予備重合したシラツブやエポキシ樹脂、或は、光
重合性の接着剤を用いることにより、それぞれ冷却時、
重合時、或は、光重合時に接着部分に硬化収縮を起こさ
せることによってもディスク基材８に引張応力をかける
ことが出来る。

次に、第２の方法としてディスク基材８を人工的に作ら
れた高湿度の環境、特に、情報担体ディスクを使用する
環境より高い相対湿度のＩＭ境下で、吸湿平衡状態にさ
Ｖ　ｔ＝ディスク基基材を反りのない伸びきった状態に
した後、スペーサ３．４を介して接首覆る方法であり、
使用環境下ではディスク基材　８が脱湿して収縮しよう
とすることによってディスク基材８に引張応力がががる
。

第３の方法は、スペーサ３．４を介して基材８を接着し
た後、内周部のスペーサ３を収縮させることによって該
ディスク基材８に張力をかける方法であり、特に、スペ
ーサ３が合成樹脂からなる場合は、内周部のスペーサ３
を飽和吸水させた後、接着することによって、通常の環
境下では該内周部のスペーサ３が脱水して収縮が起り、
該スペーサ３の収縮に随伴してディスク基材８に引張応
ツノがかかる。

そして、この方法は効果的であるばかりでなく、簡便で
あり比較的有効な方法で゛ある。

又、第４の方法としてはスペーサ３．４を介して基材８
を接着した後、外周部のスペーサ４を伸長さけることに
よってディスク基材８に張力をかける方法で、特に、ス
ペーサ４が合成樹脂からなる場合は、外周部のスペーサ
４を乾燥させた後に接着する方法が効果的であり、又、
簡便でもある。

以上述べた４つの方法は、各々単独で用いても良いこと
は勿論であるが、２つ以上の方法を組み合けて用いれば
、より効果的である。

又、かける張力の大きさについては、ディスク基板８を
な寸樹脂の種類によって異なりはするが、合成樹脂の弾
性限界以下で、且つ、吸水率が０％から水浸の飽和水分
率まで変化したときの伸びと同程度の伸びを生じさせる
張力以上であることが望ましい。

例えば、ポリメチルメタクリレートの場合では、１００
Ｋｇ／Ｃｍ２〜５００に９／Ｃｍ２、ポリカーボネート
の場合では、５０Ｋ（］　／ＣＩｌ＋２−４００Ｋｇ　
７ｃｍ２を大体の目安とすることが出来る。

次に実施例に則す実験例を示せば次の通りである。

インジェクション法によって作製した厚さ　１．２ｍｍ
、内径３５ｍｍφ、外径３０５１１１ｍφのポリメチル
メタクリレート（ＰＭＭＡ）の円板の片面に、ＡＩを真
空蒸着によって厚さ　７００人になるように形成したサ
ンプルを１０枚作製した。

作製したリンプルのうち、２枚は温度２０℃、相対湿度
９０％に保たれた室内に１ケ月放置した後Ｉ±ンドイッ
ヂ化し、残り８枚はＡｌＦ１着後２４時間以内にザンド
イッチ化した。

１ナンドイツチ化は、温度２０℃、相対湿度４０％の室
内で次の方法によって行なった。

即ち、円板の△４を蒸着した側の面の内周部と外周部に
常温硬化型のエポキシ接着剤を均一に塗布し、この上に
ＰＭＭＡからなるリング状のスペーサ３．４を内周部及
び外周部に載ぜ、更に、これらのスペーサに常温硬化型
のエポキシ接着剤５を均一に塗布し、最後に、この上に
もう１枚の円板をＡ／蒸着面が相λ−１向するように載
せて、常温で２４時間放置し、接着剤５を硬化させた。

中空サンドディスクの各−ナンプルの内容は次の表１に
示す。尚、Ａを比較サンプルとした。

［ 「 ［ ■ 霧 このようにして作製したサンプルを温度４０’Ｃ１相対
湿度８０％の恒温恒湿ｍ内に入れて、反りの経時変化を
５００時間にわたって調べた。

反りの測定は、８ｏφのタ−ンテーブル上にサンドイッ
ヂ化ナンプルを固定し、ターンテーブルを４５０ｐｐｍ
で回転させながら直径１４０ｍｍφがら２８Ｏｎ＋ｍφ
にわたって基板表面の変位の変化を以下の方法に従って
測定した。

即ち、第５図に示Ｊ様な光学系にＪ５いて、半導体レー
ク“−９の光がＰＭＭＡ基板１越しにＡ１層２に焦点が
合致した状態にあるときにビーム形状が真円となる位置
に４分割フォトダイオード１０を配置しておき、ディス
ク基板８の変位に応じてビーム形状が変化することを利
用して、４分割フォトダイア１−ド１０の出力の対角同
志を加え合わＵ、その差をエラー信号として用い、対物
レンズ１１を上下に移動させて、Ａ１層２に自助的に焦
点を合わせるシステムにＪ３いて、予め対物レンズ１１
の駆動信号と変位の較正曲線を作っておき、該較正曲線
を利用して、測定した対物レンズ１１の駆動信号から変
位を出した。

もつとも、実際は、回転中に而振れを生じるので、面振
れの中心値を測り、これを変位値とした。

このような方法で、前記のサンプルの反りを測定したと
ころ、Ａ−Ｄの１ノンプルは第６図に示づ様な形状の反
りとなり、サンプルＦは第７図に示す様な形状の反りと
なった。

直径１４０ｍｍφから２８０ｍｍφにおいて、変位の最
大値と最少値の差を］）とした場合の、１１の経時変化
を第８図から第１２図に示寸。

尚、グラフ中の白丸と黒丸は中空ナンドディスクの２面
の反りを表わすものである。

これらの図に示す様にサンプル八では、約１００時間で
反りが最大となり、サンドインチ化直後の反りから両面
の平均で約３００μｍ増加しており、その後、徐々にサ
ンドイツチ化直後の反りに近づくことが分る。

これに対し、Ｂ−Ｅのサンプルでは反りの増加が小さく
、特にＢ及びＤの４ノーンプルでは、１００時間以上経
つと逆に、サンドインチ化直後より反りが小さくなって
いることが分る。

先づ、サンプルＢでは、ナンドインチ化直後の反りは、
サンプル△に比し１５０〜２００μｍ小さく、４０℃、
８０％での反り増加も１００μｍ以下であるばかりでな
く、１００時間以上ではサンドイツチ化直後の反りより
も僅かではあるが減少している。

次にサンプルＣでは、１００時間までは反りは殆んど変
化せず、１００時間から３００時間で最大となり、５０
０時間ではサンドイツチ化直後の値に近づき、最大の反
り増加も約１５０μｍと、す＝ンプル△の半分に減って
いる。

そして、サンプル［３とサンプルＣの方法を組み合Ｕた
→ノンプルＤでは、１Ｊンドイツチ化直後の反りはサン
プルＡの約半分であり、４０°℃、８０％でも反りは減
少し、５００時間ではサンドイツチ化直後の約２７／３
となっている。

最後に、サンプル口においては、サンドイツチ化直後の
反りはサンプルＡと同程度であるが、５００時間の期間
中、大きな変化はなかった。

〈発明の効果〉 以」二この発明によれば基本的に光ディスクを大気中で
使用するに際し吸水による反りや変形による湾曲が常時
半径方向に一様な引張力を付与されていることにより防
止され、したがって、記録、再生が設定通りに確実に行
なわれる優れた効果が得られる。

又、該光ディスクのＩＥＪ　造に際し使用中に上記引張
力が常に在るように張力を印加するようにしたことによ
り実使用中に引張残留応力が付与されて上述の反りや変
形の防止が保証される１りれた効果が得られる。

更に、製造中の上記引張力印加を行ってもディスク基体
の透明さや情報記録層の機能になんら劣化を与えること
なく光ディスクの利点を充分に生かすことが出来る優れ
た効果が得られる。

加えて、ディスク基体に対する引張力を印加Ｊ−るに際
し物理的、物理化学的な手段を種々選択することが出来
るので手段の自由度が１＠られる利点もある。

そして、引張力印加手段は特には格別な装置を用いずに
すみ、したがって、コスト的に高くならず経済的に見合
う光ディスクを１ｑることが出来る４ メリットがある。

そして又、使用に供される光ディスクが耐久性を向上す
るため使用歩留りが高まり、使用の便利さが中途で損な
われないという良さもある。

【図面の簡単な説明】

第１図、及び、第２図は中空ナンドディスクの部分切截
斜視図及び断面図、第３図は金属膜を設けたアクリル板
の多湿環境中放置状態での変化断面図、第４図以下はこ
の出願の発明の詳細な説明図であり、第４図はこの出願
の発明にお（プるディスク基材に対する張力印加説明平
面図、第５図はサンプルの反り測定用装置の光学系の概
略説明図、第６ａ　、　６ｂ図、及び、第７ａ、７ｂ図
は、それぞれ前述実験例中のサンプル八〜Ｄ及びＥの反
り形状説明断面図第８図〜第１２図は、実験例の反りの
経時変化説明グラフ図である。 １・・・垂板、　　　２・・・情報記録層、８・・・デ
ィスク基材、　　　３．４・・・スペーサ第１図 と 第　３　図 第　５　図 第６０図　　　　　　第６ｂ図 第７ａ図　　　　３ 第７ｂｌｌ？

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）合成樹脂製の円板状基板上に情報記録層を設けた
   一対のディスク基材を該情報記録層が相対向ブーるよう
   に内周部と外周部にスペーサを介して接合一体化した情
   報担体ディスクにおいて、接合一体化しｌ〔通常の使用
   状態で上記ディスク基材に一様な引張応力が付与されて
   形成されていることを特徴とする情報担体ディスク。 （２）上記一対のディスク基材をその情報記録層を相対
   向させて−Ｆ記ススペーサ介し接合一体化させるに際し
   、該一体化の前後のいづれかにおいて該ディスク基材に
   張力を印加し、使用状態にて引張応力が付与されている
   ようにすることを特徴とする情報担体ディスクの製造方
   法。 （３）上記ディスク基材に一様な引張力を印加した状態
   で前記スペーサを介して接合一体化づ−ることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載の情報担体ディスクの製
   造方法。 （４）上記一対のディスク基材をスペーサーを介して接
   合一体化した後、内周部のスペーυ−を収縮させること
   によって該ディスク基材に一様な引張応力を付与するこ
   とを特徴とする特許の範囲第２項記載の情報担体ディス
   クの製造方法。 （５》前記内周部のスペーサを合成樹脂で作製し該スペ
   ーサを飽和吸水させた後、上記ディスク基材を接合一体
   化することを特徴とする上記特許請求の範囲第４項記載
   の情報担体ディスクの製造方法。 （６）上記一対のディスク基材をスペーサを介して接合
   一体化した後、外周部のスペーサを伸張させることにＪ
   ；ってディスクＩＨＨに一様な引張応力をイ」与するこ
   とを特徴とする上記特許請求の範囲第２項記載のいづれ
   かの情報担体ディスクの製造方法。 （７）上記外周部のスペーサを合成樹脂より作成し、該
   スペーサを乾燥させたのち、上記ディスク基材を接合一
   体化することを特徴とＪる上記特許請求の範囲第６項記
   載の情報担体ディスクの製造方法。 （８）前記情報担体ディスクを使用する環境より高い相
   対湿度の環境下で、ディスク基材を吸湿平衡さけた後、
   スペーサを介し接合一体化することを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の情報担体ディスクの製造方法。