JPH04114331A - 光ディスクおよびその製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、記録層を内側にして２枚の透明基板が貼り合
されたいわゆる貼り合せ構造の光ディスクとその製造方
法とに関する。

［従来の技術］ 従来より、少なくとも一方の透明基板の片面に記録層が
形成された２枚の透明基板を、前記記録層を内側にし、
スペーサおよびこのスペーサに塗布された接着層を介し
て同心に貼り合せたエアサンドイッチ構造の光ディスク
、および少なくとも一方の透明基板の片面に記録層が形
成された２枚の透明基板を、前記記録層を内側にし、透
明基板および記録層の表面に塗布された接着層を介して
同心に貼り合せた密着貼り合せ構造の光ディスクが知ら
れている。

かかる貼り合せ構造の光ディスクは、■射出成形法（プ
ラスチック基板の場合）や２Ｐ法（光硬化性樹脂法；主
としてガラス基板の場合）によって片面に所望のプリフ
ォーマットパターンが同心円状もしくは渦巻き状に形成
された透明基板を作製する、■当該透明基板のプリフォ
ーマットパターン形成面に少なくとも記録層または反射
層を含む所望の薄膜を形成し、さらには必要に応じて透
明基板の中心部にセンターハブを取り付けるなどして、
単体でも情報の記録／再生が可能な透明基板（以下、こ
れを光デイスク単板という）を作製する、■このように
して作製された多数の光デイスク単板の中から２枚の光
デイスク単板を任意に取り出し、心出しを行ったのちに
、スペーサおよびこのスペーサに塗布された接着層を介
して、あるいは透明基板および記録層の表面に塗布され
た接着層を介して貼り合せる、といった方法で製造され
る。片面記録形の光ディスクでは、前記■の工程におい
て、１枚の光デイスク単板と、これに使用される透明基
板とほぼ同形でプリフォーマ・ソトパターンおよび記録
層が形成されていない透明基板（以下、これを保護板と
いう）とが貼り合わされる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、光ディスクは、光デイスク駆動装置に備えら
れた回転スピンドルに装着されて回転駆動され、プリフ
ォーマットされた記録トラックにヘッドをトラッキング
しつつ、ヘッドから出射された光ビームスポットを記録
層あるいは反射層の膜面にフォーカシングすることによ
って情報の記録／再生を行う。従って、ヘッドのトラッ
キングサーボマージンおよびフォーカスサーボマージン
を確保し、正常な記Ｓ／再生動作を行うためには、回転
駆動時の光ディスクの面方向および半径方向の振動を極
力小さくすることが必要である。また、静粛性に優れた
光デイスク駆動装置を提供するためにも、回転駆動時の
光ディスクの振動を極力小さくする必要がある。

インバランス（動的下つりあい）があると、光ディスク
は、回転駆動時に面方向および半径方向に振動する。振
動は、光ディスクのインバランス量が大きくなるほど大
きくなる。

従来は、光ディスクのインバランスの問題についてなん
ら考慮されておらず、上記のように、貼り合せ構造の光
ディスクを製造するに際しても、作製された光デイスク
単板群の中から２枚の光デイスク単板を任意に取り出し
、心出しを行っただけで直−ちに貼り合されている。こ
のため、２枚の光デイスク単板（あるいは光デイスク単
板と保護板）のインバランス量が重なり合い、回転駆動
時に大きな振動を発生し、充分なトラッキングサーボマ
ージンおよびフォーカスサーボマージンを確保し得ない
ものが製造されやすいという不都合が合った。

かかる不都合は、透明基板として重量が大きなガラス基
板を用い、記録容量の大容量化および記録密度の高密度
化を図るため、トラックピッチがより小さく形成され、
かつより高速で回転駆動される光ディスクはど顕著にな
る。

本発明は、前記した従来技術の不備を解消するためにな
されたものであって、その第１の目的は、インバランス
量が小さく、記録／再生時の安定性に優れた光ディスク
を提供することにあり、またその第２の目的は、そのよ
うな光ディスクを製造する方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前記第１の目的を達成するため、少なくとも
一方の透明基板の片面に記録層が形成された２枚の透明
基板を、前記記録層を内側にして同心に貼り合せた光デ
ィスクにおいて、前記各透明基板が有するインバランス
量が相殺され、組立られた光ディスクのインバランス量
が最小になるように、これら２枚の透明基板の半径方向
位置が調節された構成とする。

また、前記第２の目的を達成するため、少なくとも一方
の透明基板の片面に記録層が形成された２枚の透明基板
を、前記記録層を内側にして同心に貼り合せてなる光デ
ィスクの製造方法において、所定の工程を経て製造され
た透明基板のインバランス量を測定してインバランス量
が近似した２枚の透明基板を選択し、これら各透明基板
のインバランス量が相殺され、組立られた光ディスクの
インバランス量が最小になるようにこれら２枚の透明基
板の半径方向位置および中心位置を調整し、しかる後に
、これら２枚の透明基板をスペーサおよびこのスペーサ
に塗布された接着層を介して、あるいは透明基板および
記録層の表面に塗布された接着層を介して貼り合せる。

［作用コ 前記第１の目的を達成するための第１の手段によると、
貼り合せ構造の光ディスクを構成する各透明基板が有す
るインバランス量が相殺され、組立られた光ディスクの
インバランス量が最小になっているので、これを高速度
で回転駆動しても発生する振動を低レベルに押えること
ができる。よって、充分なトラッキングサーボマージン
およびフォーカスサーボマージンを確保することができ
、記録／再生特性の安定化、記録容量の大容量化、およ
び記録密度の高密度化を図ることができる。

また、前記第２の目的を達成するための第２の手段によ
ると、所定の工程を経て製造された透明基板（光デイス
ク単板または保護板）のインバランス量を測定してイン
バランス量が近似した２枚の透明基板を選択し、これら
を貼り合わせるようにしたので、光ディスクのインバラ
ンス量を最小にするための２枚の透明基板の半径方向位
置の調整が容易になり、この種の光ディスクを生産性良
く製造することができる。

［実施例コ 第１図は第１実施例に係る光ディスクの平面図、第２図
は第１図の中央断面図であって、１はガラス製の透明基
板（以下、これをガラス基板という）、２はガラス基板
］の片面に形成されたプリフォーマットパターン３の転
写層、４は転写層２の表面に被着された記録層、５はガ
ラス基板１の内周部に介設された内周スペーサ、６はガ
ラス基板１の外周部に介設された外周スペーサ、７はガ
ラス基板ｌとスペーサ５，６とを接着する接着層、８は
ガラス基板ｌの中心部に取付けられたセンターハブ、９
はガラス基板１とセンターハブ８とを接着する接着層を
示している。

ガラス基板１のもとになるガラス板としては、所謂フロ
ート法で製造されたガラス板やコルバーン法で製造され
たガラス板など、任意のガラス板を用いることができる
が、いずれの場合にも、イオン交換法などの化学強化処
理が施されたものが用いられる。

ガラス板としてフロート法で製造されたものを用いる場
合には、所望の形状および寸法に切断したのち、少なく
ともガラス板製造時に金属錫溶融物と接触した面に研磨
加工を施し、しかる後に、この研磨済みガラス板にイオ
ン交換法などの化学強化処理を施してガラス基板を製造
する。また、ガラス板としてコルバーン法で製造された
ものを用いる場合には、所望の形状および寸法に切断し
たのち、直ちに化学強化処理を施してガラス基板を製造
することができる。勿論、これらの工程に加えて、研磨
粉を除去するための洗浄工程や、ガラス板の表面に付着
した金属錫等の異物を除去するための無機酸による洗浄
工程などを適宜組合せることもできる。

第３図に、フロート法にて製造されたガラス中に拡散し
た錫化合物（Ｓ　ｎ　Ｏ，）の拡散プロファイルを示す
。但し、ガラス板の板厚は１．１ｍｍであり、分析はＸ
ＭＡ　（Ｘ線マイクロアナライザ）に依った。

この図に示すように、本例のガラス板においては、ボト
ム面から約１２μｍの深さまでＳｎＯ。

が拡散している。ボトム面でのＳｎＯ，の拡散量は１μ
ｍ°当り約３，０重量％であり、ボトム面からの深さが
深くなるに従ってその拡散量は漸次減少する。

かように、厚さ方向にＳｎ○３濃度勾配を有するガラス
板は、Ｓ　ｎ　Ｏ，６度が高い面（ボトム面）とＳ　ｎ
　Ｏ，１３度が低い面（トップ面）における化学強化処
理の効果（例えば、カリウムイオンＫ。

Ｏのドープ量）がアンバランスになるため、化学強化処
理を施すと反りを生じる。この反り量が大きいほど、例
えば光ディスクとして組立だときにガラス基板１の表面
に大きな引張応力が作用し、割れを発生しやすくなる。

従って、ガラス基板１を充分に強化しつつ反りを減少す
るためには、ボトム面におけるＳｎＯ，濃度を低下する
必要がある。

第４図に、ボトム面の研磨量と、研磨済みのガラス板に
化学強化処理を施した場合のガラス板の反り量との関係
を示す。この図に示すように、ボトム面を約３μｍ程度
研磨すると、その反り量を光ディスクの製造に好ましい
値である０、２０ｍｍ以下にすることができる。なお、
この時のガラス基板表面のＳｎＯ，濃度は、１μｍ°当
り約１．３重量％程度に低下してお一層（第３図参照）
、ガラス基板ｌの反り量を０．２０ｍｍ以下にするため
には、ガラス基板１の片面におけるＳｎ○、濃度を１μ
ｍ″当り約１．３重量％以下にすれば良いことが判る。

なお、フロートガラス板の製造法、ガラス板の切断法、
研磨法、化学強化処理法については、公知技術をそのま
ま応用することができるので、本明細書においてはこれ
らの説明を省略する。フロ技術がある。また、ガラス基
板ｌの寸法および形状等についても、公知に属するもの
から適宜選択することができる。

プリフォーマットパターンの転写層２は、光硬化性樹脂
によって形成されており、その記録層または反射層４と
接する面に所望のプリフォーマットパターン３が微細な
凹凸状に形成されている。

このプリフォーマットパターン３は、記録／再生用光を
案内する案内溝および／または信号が凹凸の配列で記録
されたプリピット列によって構成されており、第１図に
示すように、ガラス基板１の中心部に開設されたセンタ
孔１ａと同心の渦巻状または同心円状に形成される。転
写層２へのプリフォーマットパターン３の転写は、所謂
２Ｐ法（光硬化性樹脂法）によって行われる。なお、図
示は省略するが、ガラス基板１と転写層２との密着性を
向上するため、ガラス基板１の転写層形成面にシランカ
ップリング剤層を形成することもできる。

記録層４は、例えば穴あけ形のように、情報記録に際し
て記録層の形状を変化させるタイプのヒートモード記録
材料をもって形成される。なお、第２図においては、記
録層４が一層にて表されているが、必要に応じて転写層
２と記録層４との間に下地層を設けるなど、複数の薄膜
の積層体から記録層４を形成することもできる。

第１図および第２図において、符号１１．１２は、ガラ
ス基板１と転写層２と記録層４とハブ８とが一体に形成
された光デイスク単板を示している。これらの光デイス
ク単板１１．１２は、各光デイスク単板１１．１２が有
するインバランス量がｔ１１殺され、組立られた光ディ
スクのインバランス量が最小になるように、相互の半径
方向位置および中心位置が調節され、スペーサ５，６お
よび接着層７を介して貼り合わされる。

すなわち、光デイスク単板を作製したのち、各光デイス
ク単板についてインバランス量を測定し、その中からほ
ぼ等しいインバランス量を有する２枚の光デイスク単板
１１．１２を選択し、第１図に模式的に示すように、一
方の光デイスク単板１１のインバランス量が集中してい
る位置Ｐ、と他方の光デイスク単板１２のインバランス
量が集中している位置Ｐ６とが、光デイスク単板１１．
１２の中心点Ｏを介して半径線上の対称位置に来るよう
にして、２枚の光デイスク単板１１．１２が同心に組立
られる。

内周スペーサ５および外周スペーサ６は、記録層４の対
向面に所望の空隙１３を形成するために介設されるもの
であって、厚さが０．５ｍｍ〜０．８ｍｍ程度のプラス
チックシートあるいはアル・ミニラムシートなどを用い
て、所定の内、外径を有するリング状に形成される。

センターハブ８は、ディスク駆動装置に光ディスクを装
着する際に、光ディスクの心出しおよび／またはクラン
プを行うために付設されるものであって、耐摩耗性材料
もしくは耐摩耗性に優れた磁性材料によって形成される
。

ガラス基板１とスペーサ５，６とを接着する接着層７、
およびガラス基板１とセンターハブ８とを接着する接着
層９は、任意の接着剤をもって構成することができるが
、接着力が高いことから、エポキシ系の接着剤を用いて
形成することが特に好ましい。

前記実施例の光ディスクは、２枚の光デイスク単板１１
．１２が有するインバランス量を相殺し、組立られた光
ディスクのインバランス量が最小になるようにしたので
、これを高速度で回転駆動しても発生する振動を低レベ
ルに押えることができる。よって、充分なトラッキング
サーボマージンおよびフォーカスサーボマージンを確保
することができ、記録／再生特性の安定化、記録容量の
大容示化、および記録密度の高密度化を図ることができ
る。

この効果を、図をもってより詳細に説明する。

第５図は、フロート法にて製造され、所望の形状および
寸法に切断され、表面に所望の研磨前ゴーが施され、化
学強化処理が施されたガラス基板を用いた光デイスク単
板のインバランス量の度数分布と、コルバーン法にて製
造され、所望の形状および寸法に切断され、化学強化処
理が施されたガラス基板を用いた光デイスク単板のイン
バランス量の度数分布とを示すグラフ図である。このグ
ラフ図に示すように、程度に差はあるものの、いずれの
光デイスク単板も、インバランス量にばらつきをもって
いる。フロートガラスを用いた光デイスク単板は、ガラ
ス表面が研磨加工されているのでインバランス量のばら
つきが小さく、コルバーンガラスを用いた光デイスク単
板は、ガラス表面が研磨加工されていないのでインバラ
ンス量のばらつきが大きい。なお、コルバーンガラスは
平面度が悪く、研磨加工を施して用いる場合には高度の
研磨加工が必要となって製品である光ディスクがコスト
高になるため、通常は研磨加工を施さずに用いられる。

第６図は、フロートガラスを用いた２枚の光デイスク単
板をインバランス調整して貼り合わせた光ディスクのイ
ンバランス量の度数分布と、フロートガラスを用いた２
枚の光デイスク単板をインバランス調整せずに貼り合わ
せた光ディスクのインバランス量の度数分布と、コルバ
ーンガラスを用いた２枚の光デイスク単板をインバラン
ス調整せずに貼り合わせた光ディスクのインバランス量
の度数分布とを示すグラフ図である。

このグラフ図から明らかなように、フロー（・ガラスを
用いた２枚の光デイスク単板をインバランス調整せずに
貼り合わせた光ディスクは、インバランス量が（０，５
〜７．０）［ｇ−ｃｍ］の範囲でばらつき、コルバーン
ガラスを用いた２枚の光ディスク星板をインバランス調
整せずに貼り合わせた光ディスクは、インバランス量が
（０，５〜］５．０以上）［ｇ−ｃｍ］の範囲でばらつ
いているのに対し、フロートガラスを用いた２枚の光デ
イスク単板をインバランス調整して貼り合わせた光ディ
スクは、インバランス量が（Ｏ〜４．０）［ｇ−ｃｍ］
の範囲に集中しており、インバランスの低下に顕著なる
効果があることが判る。

また、前記したように、所定の工程を経て製造された光
デイスク単板のインバランス量を測定してインバランス
量が近似した２枚の光デイスク単板１１．＋２を選択し
、これらを貼り合わせるようにしたので、光ディスクの
インバランス量を最小にするための調整が容易になり、
この種の光ディスクを生産性良く製造することができる
。

次に、本発明の第２実施例を第７図によって説明する。

本発明の第２実施例は、所謂密着貼り合せ構造の光ディ
スクに関する。

第７図は、第２実施例に係る光ディスクの中央断面図で
あって、２１は記録層または反射層、２２は記録層また
は反射層２１の表面に被着された保護層、２３は２枚の
光デイスク単板を接着する接着層を示し、その龍笛２図
と同一の部分については、同一の符号が表示されている
。

記録層または反射層２１のうち、記録層は追記型もしく
は書換型の光ディスクについて形成され、反射層は読出
し専用の光ディスクについて形成される。また、追記型
ＣＤのように両機能を合わせもったタイプの光ディスク
については、記録層および反射層の双方が形成される。

記録層は、例えば光磁気形あるいは相変化形など、情報
記録に際して記＆Ｐ！層の形状変化を伴わないタイプの
ヒートモード記録材料をもって形成される。なお、第７
図においても、記録層または反射層２１が一層にて表さ
れているが、必要に応じて、材質が異なる複数の薄膜の
積層体からこの記録層または反射層２１を形成すること
もできる。

保護層２２は、機械的な衝撃や化学的な影響から記録層
または反射層２１を保護するためのものであって、例え
ば光硬化性樹脂などの樹脂材料や、ＳｉＣ，、ＴｉＮ、
Ａ１．○、などの無機化合物などによって形成される。

この保護層２２の形成手段としては、樹脂保護層につい
てはスピンコード、無機保護層についてはスパッタリン
グなどの真空放校法が好適である。

接着層２３を構成する接着剤としては、任意の接着剤を
用いることが可能であるが、作業性が良好なところから
、ホットメルト系接着剤が特に好適である。

その他、ガラス基板ｌ、転写層２、ハブ８の形状や材質
、それに２枚の光デイスク単板の貼り合せ方法等につい
ては前記第】実施例と同様であるので、説明を省略する
。

本例の光ディスクも、前記第１実施例の光ディスクと同
様の効果を有する。

なお、前記各実施例においては、透明基板としてガラス
基板を用いた場合について説明したが、プラスチック基
板を備えた光ディスクにも応用することができる。

また、前記各実施例においては、２枚のガラス基板の双
方に転写層および記録層が設けられた両面記録形の光デ
ィスクを例にとって説明したが、第８図に例示するよう
に、２枚の透明基板１のいずれか一方にのみ転写層２お
よび記録層４が形成された片面記録形の光ディスクにも
応用することができる。

さらに、前記各実施例においては、光硬化性樹脂製の転
写層２を介して記録層４が形成された光ディスクを例に
とって説明したが、基板１の片面に直接プリフォーマッ
トパターン３が刻設され、当該プリフォーマットパター
ン上に記録層４が形成された光ディスクにも応用するこ
とができる。

その他、本発明は、インバランスが調整された光ディス
ク、およびこの光ディスクの製造方法に関する発明であ
って、基板の形状およびサイズ、ハブの有無、光デイス
ク単板の心出し法等、本発明の要旨以外の部分について
は、任意に設計し得ること−は勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によると、貼り合せ構造の
光ディスクを構成する各透明基板が有するインバランス
量が１１ノ殺され、組立られた光ディスクのインバラン
ス量が最小になっているので、これを高速度で回転駆動
しても発生する振動を低レベルに押えることができ、記
９／再生特性の安定化、記録容量の大容量化、および記
録密度の高密度化を図ることができる。

また、貼り合せ構造の光ディスクを製造するに際し、所
定の工程を経て製造された透明基板のインバランス量を
測定してインバランス量が近似した２枚の透明基板を選
択し、これらを貼り合わせるようにしたので、光ディス
クのインバランス量を最小にするための２枚の透明基板
の半径方向位置のｖＲ整が容易になり、この種の光ディ
スクを生産性良く製造することができる。

【図面の簡単な説明】

図は全て本発明の実施例を示すものであって、第１図は
第１実施例に係る光ディスクの平面図、第２図は第１実
施例に係る光ディスクの断面図、第３図はガラス中に拡
散した錫化合物の拡散プロファイルを示すグラフ図、第
４図はボトム面の研塵量と研磨済みのガラス板に化学強
化処理を施した場合のガラス板の反り量との関係を示す
グラフ図、第５図は各種のガラス基板を用いて形成され
た光デイスク単板のインバランス量の度数を示すグラフ
図、第６図は本発明の効果を示すグラフ図、第７図は第
２実施例に係る光ディスクの断面図、第８図は第３実施
例に係る光ディスクの断面図である。 １・・・・・・ガラス基板、２・・・・・転写層、３・
・・・・・プリフォーマットパターン、４・・・・・記
録層、５，６・・・スペーサ、７，９・・・・・・接着
層、８・・・・・・ハブ、１１．１２・・・・・・光デ
イスク単板。 第 区 ン９１τ τ ４　　２　　ボトムｌ （ｐｍ） ｄ磨量（、ｕｍ） 鞠 仁 〒］ 紐 に

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも一方の透明基板の片面に記録層が形成
   された２枚の透明基板を、前記記録層を内側にして同心
   に貼り合わせた光ディスクにおいて、前記各透明基板が
   有するインバランス量が相殺され、組立られた光ディス
   クのインバランス量が最小になるように、これら２枚の
   透明基板の半径方向位置が調節されていることを特徴と
   する光ディスク。
2. （２）請求項１記載において、前記透明基板がガラス基
   板であることを特徴とする光ディスク。
3. （３）請求項２記載において、前記ガラス基板がフロー
   ト法にて形成され、少なくとも表裏いずれか一方の面に
   研磨加工が施され、かつ全表面に化学強化処理が施され
   たガラス板を用いて形成されていることを特徴とする光
   ディスク。
4. （４）少なくとも一方の透明基板の片面に記録層が形成
   された２枚の透明基板を、前記記録層を内側にして同心
   に貼り合せてなる光ディスクの製造方法において、所定
   の工程を経て製造された透明基板のインバランス量を測
   定してインバランス量が近似した２枚の透明基板を選択
   し、これら各透明基板のインバランス量が相殺され、組
   立られた光ディスクのインバランス量が最小になるよう
   にこれら２枚の透明基板の半径方向位置および中心位置
   を調整し、しかる後に、これら２枚の透明基板をスペー
   サおよびこのスペーサに塗布された接着層を介して、あ
   るいは透明基板および記録層の表面に塗布された接着層
   を介して貼り合せることを特徴とする光ディスクの製造
   方法。