JP2004178647A

JP2004178647A - 光記録媒体

Info

Publication number: JP2004178647A
Application number: JP2002341042A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Kusaka; 裕日下; Yukihiko Ichinose; 幸彦一瀬; Kazunori Ikui; 一範生井
Original assignee: Memory Tech Corp
Current assignee: Memory Tech Corp
Priority date: 2002-11-25
Filing date: 2002-11-25
Publication date: 2004-06-24

Abstract

【課題】ＤＶＤなどの光記録媒体において、基板の反りを小さく抑え、情報の正確な再生や記録を確保する。
【解決手段】基板１３の一部であって回転駆動装置にてクランプされるクランプ部１５の厚さを１．２ｍｍとする。このクランプ部１５の外周に延設する基板１３の厚さを０．６ｍｍとし、その基板１３の片面に記録トラックからなる情報記録部１７を形成する。この情報記録部１７の上に硬化収縮率が７．５％以下の紫外線硬化型樹脂からなる保護膜３３を形成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光記録媒体に係り、再生装置の回転保持部にクランプされるクランプを中央に有しこの周囲にスパイラル状又は同心円状の記録トラックが形成された記録保持部を有する光記録媒体の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
音楽信号、画像信号、コンピュータデータやコンピュータプログラムなどを記録する光記録媒体のうち、例えばデジタルバーサタイルディスク（以下ＤＶＤという。）は、一方の面に情報が記録された厚さ０．６ｍｍの２枚の透明樹脂基板を、情報記録面を合わせるように接着して構成する規格となっている。
【０００３】
それら基板は、一般的に射出成型法で作成されるが、射出成型で生じる残留応力によって完全な平面にはならないことが多く、情報記録面が内側又は外側になるように反っていることが多い。
【０００４】
しかし、射出成型機が異なっても、同じ成型条件で成形成型することによって同じ方向に反らせた基板の成型が可能であるから、情報記録面どうしを合わせて基板を貼り合わせることにより、反りを相殺してほぼ平面に近い状況のＤＶＤを得ることが可能で、これを読取装置に装填すれば正確な情報読み取りが可能である。
【０００５】
例えば、ＤＶＤ−５又はＤＶＤ−１０と呼ばれる光記録媒体１は、図９に示すように、片面に情報記録部３、５の形成された厚さほぼ０．６ｍｍの例えばポリカーボネート樹脂製基板７、９をそれらの情報記録部３、５を内側にして合わせ、接着剤１１で接着して一体化したものである。
【０００６】
図９において、情報記録部３、５の詳細は省略したが、凹凸パターンをスパイラル状に形成した記録トラックからなる信号記録部や、この信号記録部上に形成された金属製の反射膜を有して形成されている。図９では情報記録部３、５および接着剤層１１を誇張して図示しているが、それらは基板７、９の厚み０．６ｍｍに比べて実際は極めて薄くなっている。
【０００７】
ところで、ＤＶＤ−５と呼ばれる光記録媒体１は、情報記録部３、５のうちの片面だけで４．７ギガバイトの情報量を保持できるよう形成され、記録したい情報量が４．７ギガバイトに満たない場合は、片面のみの記憶容量で十分その目的が果たせることになる。
【０００８】
そのような場合でも、光記録媒体１は、規格上から全体にわたってその厚さが１．２ｍｍに規定されているため、わざわざ何も信号の入っていない基板７又は９や、必ずしも必要でない信号の入った基板７又は９を貼り付けて構成され、必ずしも必要でない製造工程が必要となって製造工程が煩雑となったり、無駄な材料が消費される欠点があった。
【０００９】
そこで本出願人は、既に特許願２０００−１２１５６１（特開２００１−３０７３７８号）をもって新規の発明を提案した。
【００１０】
この発明に係る光記録媒体は、図１０に示すように、基板１３の一方の面を情報記録面とし、その基板１３の中央部に読取装置（図示せず。）でその基板１３を保持させるための厚さ１．２ｍｍのクランピングエリア（クランプ部）１５を有し、このクランプ部１５の周囲の情報記録面にスパイラル状又は同心円状のトラックや反射膜（図示せず。）を有する情報記録部１７を形成し、そのクランプ部１５周囲の厚さをほぼ０．６ｍｍとし、一枚の基板構成とすることによって工程の簡略化や材料の低減を図るとともに、読み取る側の表面からその情報記録部１７をほぼ０．６ｍｍの深さに位置させて再生信号の読み取りを確保しようとしたものである。図中符号１９はクランプ部１５の貫通孔である。
【００１１】
このような光記録媒体２１は、基板の一方の面に形成した情報記録部１７上に紫外線硬化形樹脂からなる保護膜２３を形成し、この保護膜２３によって上記情報記録部１７を形成する反射膜が空気中の酸素によって酸化するのを防止したり、取扱時に反射膜が汚れるのを防止している。
【００１２】
なお、図１０では保護膜２３を誇張して示したが、基板１３の厚み０．６ｍｍに比べて実際は極めて薄くなっている。
【００１３】
さらに図示はしないが、この保護膜２３の上にはこの光記録媒体２１の種類や内容を表示するための印刷が施されることが多く、これらの印刷インクにも紫外線硬化形樹脂が使用されることが多い。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００１−３０７３７８号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、厚さ１．２ｍｍのクランプ部１５の周囲を厚さ０．６ｍｍとして情報記録部１７を形成した一枚基板構成の光記録媒体２１は、その情報記録部１７上に紫外線硬化形樹脂からなる保護膜２３や印刷が施されると、紫外線硬化形樹脂が硬化する際に収縮する性質を有するので、保護膜２３や印刷の施された面が内側になるように基板１３が変形し易く、その変形が大ききなると正確な情報再生が難しくなる欠点がある。
【００１６】
図１１ＡおよびＢは、紫外線硬化形樹脂の硬化前後における基板１３の形状変化を示したもので、同図中の実線形状は紫外線硬化樹脂の硬化前の基板形状を、同図中の破線形状は紫外線硬化樹脂が塗布され硬化された後の基板形状を模式的に示している。
【００１７】
図１１ＡおよびＢにおいて、情報記録部１７や保護膜２３の図示は省略し、基板１３の変形状態を右半分だけ強調して図示したが、実際は数ミクロン程度の変形である。
【００１８】
一般に、ＤＶＤに関する規格では、情報記録部１７付近の反りの大きさを±０．８度以下と規定しており、厚さ１．２ｍｍのクランプ部１５周囲の基板１３の厚さを０．６ｍｍとした光記録媒体２１では、その規格を満たさないおそれがあり、改良が望まれていた。
【００１９】
また、紫外線硬化樹脂はその硬化後の引っ張り弾性率が大きい場合、基板１３を反らせ易く、この観点からも改良が望まれていた。
【００２０】
本発明はそのような従来の課題を解決するためになされたもので、紫外線硬化樹脂を保護膜として用いる光記録媒体であっても、光記録媒体の基板の反りを小さく抑え、正確な情報再生や情報記録が可能で、安価、軽量にして耐久性や製造効率が良好な光記録媒体の提供を目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明は、合成樹脂基板の中央部にこれをクランプして回転駆動するための厚さ１．２ｍｍのクランプ部を有し、このクランプ部周囲の基板にあってスパイラル状もしくは同心円状の記録トラックを有する情報記録部が一方の面に形成された厚さほぼ０．６ｍｍの光記録媒体において、その情報記録部上に硬化収縮率７．５％以下の紫外線硬化形樹脂の保護膜を形成し構成されている。
【００２２】
また、本発明は、合成樹脂基板の中央部にこれをクランプして回転駆動するための厚さ１．２ｍｍのクランプ部を有し、このクランプ部周囲の基板にあってスパイラル状もしくは同心円状の記録トラックを有する情報記録部が一方の面に形成された厚さ０．６ｍｍの光記録媒体において、その情報記録部上に硬化後の引っ張り弾性率が２００Ｍｐａ以下の紫外線硬化形樹脂の保護膜を形成し構成されている。
【００２３】
さらに、本発明では、上記情報記録部上に形成された紫外線硬化形樹脂として、硬化後の引っ張り弾性率が２００Ｍｐａ以下であって硬化収縮率７．５％以下のものとすることが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に実施の形態を図面を参照して説明する。なお上述した構成と共通する部分には同一の符号を付す。
【００２５】
図１および図２は本発明に係る光記録媒体の縦断面図および平面図の一例であり、図１は図２中のＩ−Ｉ間の断面図である。
【００２６】
図１および図２において、基板１３は、熱可塑性の透明性合成樹脂材料、例えば熱可塑性の透明性ポリカーボネート樹脂から厚さ０．６ｍｍで、直径１２０ｍｍの円盤状に射出成形されたものである。この製造方法については後述する。
【００２７】
基板１３の中央部における直径例えば３５ｍｍの円形領域は、当該基板１３の片面側（図１中上側）に厚さ０．６ｍｍ分円盤状に厚く突出して厚さ１．２ｍｍのクランプ部１５が形成されており、このクランプ部１５の外周はその半分の厚さ０．６ｍｍの外周半厚部２５となって一体的に延設されている。
【００２８】
すなわち、基板１３は、中央の厚さ１．２ｍｍのクランプ部１５と、このクランプ部１５の外周から延設された厚さ０．６ｍｍの外周半厚部２５を有して一体的に形成されている。なお、基板１３の中央部すなわちクランプ部１５の中央には貫通孔１９が形成されている。
【００２９】
外周半厚部２５において、クランプ部１５の一方の端面（図１中下面）とは反対面、すなわちクランプ部１５の他方の端面（図１中上面）から厚みにして０．６ｍｍの深さに相当する面には、従来公知の情報記録部１７が形成され、本発明の光記録媒体２７が構成されている。
【００３０】
情報記録部１７は、例えば図３（図１中の符号ＩＩＩ部分の断面）に示すように、基板１３における外周半厚部２５に凹凸パターン（ピットおよびランド）をスパイラル状又は同心円状に形成した記録トラックからなる信号記録部２９と、この信号記録部２９上にアルミニウムなど公知の金属材料を蒸着など公知の手法によって形成した反射膜３１とを有して形成されている。
【００３１】
反射膜３１上には、紫外線硬化樹脂からなる保護膜３３が形成されており、この保護膜３３を形成する紫外線硬化樹脂は、硬化収縮率７．５％以下のものが使用されるが、硬化後の引っ張り弾性率が２００Ｍｐａ以下のものであっても良い。
【００３２】
図３ではそれら信号記録部２９、反射膜３１および保護膜３３を誇張して図示しているが、実際は外周半厚部２５の厚みに比べて極めて薄く、外周半厚部２５が０．６ｍｍの厚さになっている。後述する表示部３５も同様である。
【００３３】
図１〜図３中の符号３５は、外周半厚部２５にあって情報記録部１７の保護膜３３上に印刷形成などされた表示部であり、保護膜３３と同様に紫外線硬化樹脂からなるインクによって当該光記録媒体２７の名称、記録情報の案内、制作者名などが表示されている。
【００３４】
すなわち、表示部３５を形成する紫外線硬化樹脂も、硬化収縮率７．５％以下のものや、硬化後の引っ張り弾性率が２００Ｍｐａ以下のものが使用される。
【００３５】
そして、光記録媒体２７は、従来構成と同様に、図示しない従来公知の再生装置に装填されたとき、再生装置の回転把持部が貫通孔１９に一部が差し込まれるとともにそれを挟むようにクランプして回転駆動され、外周半厚部２５において図１中下面（矢符Ｐ）側から基板１３を介して情報記録部１７にレーザ光ビームＰを照射して記録信号が読み取り再生される。
【００３６】
次に、本発明に係る光記録媒体２７の製造方法の概略を説明する。
まず、従来公知の手法によって記録信号の格納された金属原盤であるスタンパ３７を作る一方、図４に示すように、例えば固定金型としての第１の金型３９と可動金型としての第２の金型４１を用意する。
【００３７】
第１の金型３９は、上述したクランプ部１５のうち外周半厚部２５より突出する部分を形成する凹部４３をそのキャビティ内に有するとともに、このキャビティ内へ溶融した熱可塑性ポリカーボネート樹脂を圧入する樹脂注入孔４５も有している。なお、スタンパ３７は、凹部４３を囲むようにリング板状になっている。
【００３８】
そして、凹部４３を囲むようにスタンパ３７を第１の金型３９のキャビティ内に配置した後、第２の金型４１を第１の金型３９に重ねてキャビィ内を密封し、溶融樹脂の金型への射出速度、射出量、加圧力、加圧時間、第１、第２の金型３９、４１の冷却温度などを適正に制御しながら、射出成形機（図示せず。）から樹脂注入孔４５を介して溶融ポリカーボネート樹脂を圧入してスタンパ３７を転写し、加圧しながら冷却して第１、第２の金型３９、４１の型開きを行い、半製品としての光記録媒体２７ａを取り出す。図４中の符号４６は第２の金型４１に設けられ貫通孔１９を形成する凸部である。
【００３９】
その後、所定面にアルミニウムなどの金属材料を蒸着して反射膜３１を形成した後、上述した紫外線硬化樹脂からなる保護膜３３を形成し、更に、同様な紫外線硬化樹脂からなるインク材料によって表示部３５を印刷して上述した光記録媒体２７が製造される。なお、貫通孔１９は射出成形後の適当な工程で形成される。
【００４０】
以下に、本発明者による実験例を示す。
表１は複数の紫外線硬化形樹脂を保護膜３３として基板１３に塗布し、その前後および経時的な基板反り量を測定したものである。
【００４１】
実験に使用する基板１３の射出成型条件は以下の通りである。

【００４２】
保護膜３３を硬化させる紫外線照射条件は下の通りである。
光源：波長領域３２０〜３９０ｎｍの高圧水銀灯
照射エネルギー：２５０ｍＪ／ｃｍ２
【００４３】
弾性率は「レオバイブロンＤＤＶＩＩＥＡ」（製品名）を用いて３０℃にて行った。
経時試験の条件は６０℃、８０％ＲＨの下に９６時間の保持である。
【００４４】
【表１】

【００４５】
なお、紫外線硬化形樹脂名「ＳＫ５１１０」、「ダイキュアクリルＳＤ−２２００」、「ダイキュアクリルＥＸ−２５１３」「ダイキュアクリルＥＸ−２５１４」はいずれも製品名である。
【００４６】
この表１から分かるように、保護膜３３を形成する紫外線硬化形樹脂は、紫外線硬化後の硬化収縮率が７．７％以下であるとともに、硬化物の引っ張り弾性率が約３００ＭＰａ以下である場合に、基板１３の反りはＤＶＤの規格である０．８度以下を保つことができることが分かる。
【００４７】
本発明においては、保護膜３３を形成する紫外線硬化形樹脂は、紫外線硬化後の硬化収縮率が７．７％以下であるか、硬化物の引っ張り弾性率が約３００ＭＰａ以下のいずれか一方の特性を有しても、本発明の効果達成が可能であるが、双方の特性を有していた方が本発明の効果達成が確実である。
【００４８】
次に、保護膜３３の硬化後、この上に紫外線硬化形樹脂を主成分とするインクをスクリーン印刷して硬化させ、表示部３５を形成する実験例を示す。
【００４９】
印刷は基板１３の半径２３ｍｍから５９ｍｍの面積のうち約５０％の面積に対して行い、次の紫外線照射条件で行った。
光源：波長領域３００〜３９０ｎｍのメタルハライドランプ
照射エネルギー：３０ｍＪ／ｃｍ２
【００５０】
印刷されたインクの厚さは約１０ミクロンであり、インク硬化後および経時試験後の反りを表２に示す。使用したインクは大日精化工業（株）製の「ＵＶ硬化形スクリーン印刷用インキ」ＳＣＲ−Ｎ（黒）である。
【００５１】
【表２】

【００５２】
この実験結果からも、紫外線硬化後の硬化物の硬化収縮率が７．７％以下であるか、引っ張り弾性率が約３００ＭＰａ以下である場合に、基板１３の反りはＤＶＤの規格である０．８度以下を保つことができることが分かる。
【００５３】
表示部３５を形成する紫外線硬化形樹脂も、保護膜３３と同様に、硬化収縮率が７．７％以下で、引っ張り弾性率が約３００ＭＰａ以下といった双方の特性を有していた方が、本発明の効果達成が確実である。
【００５４】
上述した図１の構成は、クランプ部１５の突出部側において、クランプ部１５の厚み方向の中央位置に情報記録部１７を形成するとともに、基板１３を介して光ビームを当てて読み出す構成であったが、本発明はこれに限定されない。
【００５５】
例えば、図５に示すように、クランプ部１５の突出部側を、上述したような情報記録部４７とは反対側に位置させるとともに、この上に保護膜４９や表示部５１を形成して光記録媒体５９を形成し、光ビームをクランプ部の突出部側から当て再生信号を読み出す構成も可能である。
【００５６】
また、図６に示すように、厚さ１．２ｍｍのクランプ部１５の突出部を厚さ０．６ｍｍの外周半厚部２５の両主面側に突出配置し、この外周半厚部２５の片面側に情報記録部４７、保護膜４９および表示部５１を形成して光記録媒体５５を形成する構成も可能であり、その突出の寸法度合いも適度に按分することが可能であり、外周半厚部２５の両主面側に等寸法で突出配置する構成に限定されない。
【００５７】
さらにまた、本発明に係る光記録媒体５７は、図７に示すように、クランプ部１５を基板１３と同様に熱可塑性のポリカーボネート樹脂で形成する構成に限らず、クランプ部に相当する面積で厚さ０．６ｍｍの補助層５９を基板１３の中央部に貼付けて積層し、厚さ１．２ｍｍのクランプ部６１を形成する構成も可能である。他の構成は図１と同様であり、情報記録部、保護膜および表示部の図示は省略した。
【００５８】
さらに、上述した実施例では、クランプ部１５、６１の外周は外周半厚部２５に直角に接するように例示されているが、クランプ部１５、６１の外周の形状は特に規定するものではなく、外周半厚部２５の情報記録領域の最内周にかけてなだらかに接していても良い。
【００５９】
上述した実施の形態は再生専用の光記録媒体２７、５３、５５、５７を例にして説明しているが、本発明はこれに限らず記録用の光記録媒体、再生・記録兼用の光記録媒体にも適用できるし、光記録媒体にはいわゆる光磁気記録媒体も含むものである。
【００６０】
記録用の光記録媒体としては、例えば、図８に示すように、基板１３における外周半厚部２５に上述した信号記録部２９を形成し、この上に記録変更可能な色素膜などの記録変更部５５を形成し、この上に上述した反射膜３１や保護膜３３を形成して情報記録部５７とする構成である。他の構成は上述した図１、図５〜図７と同様である。
【００６１】
上述した本発明の実施の形態では、再生専用の光記録媒体２７、５１、５３、５５を例にして説明しているが、本発明はこれに限らず記録用の光記録媒体、再生・記録兼用の光記録媒体にも適用できるし、光記録媒体にはいわゆる光磁気記録媒体も含むものである。
【００６２】
記録用の光記録媒体としては、例えば、図８に示すように、基板１３における外周半厚部２５に上述した信号記録部２９を形成し、この上に記録変更可能な色素膜などの記録変更部６３を形成して情報記録部６５を形成し、この上に上述した反射膜３１や保護膜３３を形成する構成である。他の構成は上述した図１、図５〜図７と同様である。
【００６３】
さらに、一回書き込みが可能な光記録媒体の場合には、信号記録部２９の上に感光性染料を塗布してアルミニウムなどの金属反射膜を形成すれば良い。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の光記録媒体は、合成樹脂基板の中央部にこれをクランプして回転駆動するための厚さ１．２ｍｍのクランプ部を有し、このクランプ部周囲の基板を厚さ０．６ｍｍとし、この基板にスパイラル状もしくは同心円状の記録トラックを有する情報記録部を形成し、その情報記録部上に硬化収縮率７．５％以下の紫外線硬化形樹脂の保護膜を形成したから、保護膜の硬化収縮に伴う基板の反りを防ぎ、情報の正確な再生および記録が可能性となる。
また、本発明の光記録媒体は、合成樹脂基板の中央部にこれをクランプして回転駆動するための厚さ１．２ｍｍのクランプ部を有し、このクランプ部周囲の基板を厚さ０．６ｍｍとし、この基板にスパイラル状もしくは同心円状の記録トラックを有する情報記録部を形成し、この情報記録部に硬化後の引っ張り弾性率が２００Ｍｐａ以下の紫外線硬化形樹脂の保護膜を形成したから、保護膜の引っ張り弾性率を低く保つことにより基板の反りを抑え、情報の正確な再生および記録が可能性となる。
さらに、上記情報記録部上に形成された紫外線硬化形樹脂としては、硬化後の引っ張り弾性率が２００Ｍｐａ以下であって硬化収縮率７．５％以下のものとする構成では、保護膜の硬化収縮および引っ張り弾性率の観点から基板の反りを確実かつより一層小さく抑え、情報のより正確な再生および記録が可能性となる。なお、本発明の光記録媒体は、従来のＤＶＤ用射出成形金型がそのまま使用できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光記録媒体の実施の形態を示す断面図（図２中のＩ−Ｉ間断面）である。
【図２】図１に示す光記録媒体の平面図である。
【図３】図１に示す光記録媒体の情報記録部の１例を示す要部断面図である。
【図４】図１に示す光記録媒体の製造工程の１例を説明する断面図である。
【図５】本発明に係る光記録媒体の他の実施の形態を示す断面図である。
【図６】本発明に係る光記録媒体の他の実施の形態を示す断面図である。
【図７】本発明に係る光記録媒体の他の実施の形態を示す断面図である。
【図８】本発明の光記録媒体における情報記録部の他の例を示す要部断面図である。
【図９】従来の一般的な光記録媒体を示す断面図である。
【図１０】本発明の参考となる光記録媒体を示す断面図である。
【図１１】図１０の光記録媒体における形状変化を説明する概略半断面図である。
【符号の説明】
１、２１、２７、２７ａ、５３、５５、５７光記録媒体
３、５、１７、４７、６５情報記録部
７、９、１３基板
１１接着層
１５、６１クランプ部（クリンピングエリア）
１９貫通孔
２３、３３、４９保護膜
２５外周半厚部
２９信号記録部
３１反射膜
３３保護膜
３５、５１表示部
３７スタンパ
３９第１の金型
４１第２の金型
４３凹部
４５樹脂注入孔
４６凸部
５９補助層
６３記録変更部

Claims

合成樹脂基板の中央部にこれをクランプして回転駆動するための厚さ１．２ｍｍのクランプ部を有し、このクランプ部の周囲の前記基板にあってスパイラル状もしくは同心円状の記録トラックを有する情報記録部が一方の面に形成された厚さ０．６ｍｍの光記録媒体において、
前記情報記録部上に硬化収縮率７．５％以下の紫外線硬化形樹脂の保護膜が形成されてなることを特徴とする光記録媒体。
合成樹脂基板の中央部にこれをクランプして回転駆動するための厚さ１．２ｍｍのクランプ部を有し、このクランプ部の周囲の前記基板にあってスパイラル状もしくは同心円状の記録トラックを有する情報記録部が一方の面に形成された厚さ０．６ｍｍの光記録媒体において、
前記情報記録部上に硬化後の引っ張り弾性率が２００Ｍｐａ以下の紫外線硬化形樹脂の保護膜が形成されてなることを特徴とする光記録媒体。
前記情報記録部上に形成された前記紫外線硬化形樹脂は、硬化収縮率７．５％以下のものである請求項２記載の光記録媒体。