JP2005332516A - ディスクの製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 多層光ディスクの中間層上の情報層を高精度で、且つ小規模な設備で形成する。
【解決手段】 ＵＶ硬化型シート７０および成形済のディスク８０が貼り合わされたディスクが金型９０に真空吸着された原盤１４と平行な位置に保持される。まず、センターピン９２が上昇し、次に、原盤１４が配置されたディスク周囲の台９１と一体の金型９０が上昇する。ローラ１０１がディスク周囲の台９１と接触し、ローラ１０１が回転すると、ローラ１０１がディスクを原盤１４に対して押しつける。シリンダの推力９４ａ、９４ｂによって加圧力が発生する。ローラ１０１が回転し、原盤１４のピットパターンがシート７０に対して転写される。加圧ローラ１０１は、センターピン９２のディスク８０の面から突出した先端部を逃げるように、座繰り穴１０１ａが設けられている。
【選択図】 図１４

Description

この発明は、例えば２以上の情報層を有する高密度光ディスクに適用されるディスク製造装置および製造方法に関する。

Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（商品名、以下、ＢＤと適宜表記する）は、片面単層で約２５Ｇバイト、片面２層で約５０Ｇバイトの記録容量を有する高密度光ディスクである。ＢＤの種類として、書き換え可能な光ディスクであるＢＤ−ＲＥディスク、追記型光ディスクであるＢＤ−Ｒディスク、および再生専用光ディスクであるＢＤ−ＲＯＭディスクがある。

ＢＤ規格では、記録再生用ビームスポット径を小とするために、光源波長を４０５ｎｍとし、対物レンズの開口数ＮＡ(Numerical Aperture)を０．８５と大きくしている。ＣＤ（Compact Disc)規格では、光源波長：７８０ｎｍ、ＮＡ：０．４５、スポット径：２．
１１μｍであり、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)規格では、光源波長：６５０ｎｍ、ＮＡ：０．６、スポット径：１．３２μｍである。ＢＤ規格では、スポット径を０．５８μｍまで絞ることができ、ＤＶＤと比して、約１／５とすることができる。さらに、対物レンズの開口数ＮＡを高めた結果、ディスク面とレーザ光の光軸がなす角度の９０°からの傾きに許される角度誤差（チルト・マージンと称される）が小さくなるので、情報層を覆うカバー層を０．１mmまで薄くしている。

片面２層ディスクの場合では、レーザ光の入射方向から見て１００μｍの深さにある情報層（ＢＤ−ＲＯＭディスクの場合の反射層およびＢＤ−ＲＥディスク、ＢＤ−Ｒディスクのような記録可能なディスクの場合の記録層の両方を含むことを意味する。）を基準層（第０記録層、Ｌ０層と呼ばれる）とし、７５μｍの深さに追加する記録層を第１記録層（Ｌ１層）と定義している。Ｌ１層の透過率が５０％程度とされている。

従来、情報層が形成された基板の上にさらに２層目の情報を記録する方法としては、下記特許文献１に記載のように、ポリメチルメタクレート（ＰＭＭＡ）からなる成形基板上にアルミニウムをスパッタリングしてＬ１層が成膜された転写リリースディスクを用いる方法が知られている。特許文献１に記載の方法は、１枚製造する毎に転写リリースディスクが１枚必要であり、製造ラインとしては情報層形成用成形機と転写リリースディスク成形用成形機の２台の成形機を必要とする。また、ディスクを１枚製造する毎にリリースディスクを１枚捨てなければならない問題があった。

特許第３４７７４４６号明細書

また、金属原盤を使用しシートに情報ピットを転写する方法も知られているが、圧着転写に大きな荷重を必要とし、設備が大きく簡便な方法とはいえない。さらに、ＵＶ樹脂シートを利用した情報ピットを転写する方法が下記の特許文献２に記載されている。

特許第２９５６９８９号明細書

しかしながら、特許文献２に記載の方法では圧接転写に大きな荷重を必要とし、また、中間層の厚み精度（１〜２μｍ）を出すことが困難であった。また、基板中心孔とスタンパの中心との偏心も従来密度の光ディスクより、より高精度が要求される。さらに、転写時に気泡を発生させないように減圧空間中で転写するなどの設備も必要とされることが多い。

したがって、この発明の目的は、通常のディスク製造環境の中でできるだけ簡便な設備を使用して生産性良く高品質の高密度ディスクを製造することが可能なディスク製造装置および製造方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、この発明の第１の態様は、基板上にＬ０層を有し、Ｌ０層上に中間層を有し、中間層上にＬ１層を有し、Ｌ１層上にカバー層を有するディスクの製造装置において、
ディスク基板成形装置と、成形基板冷却装置と、反射膜成膜装置と、ＵＶ硬化シート貼り合せ装置と、情報ピット転写装置と、転写基板剥離装置と、カバー層貼り合せ装置とを持ち、
転写装置は、Ｌ１層情報ピットの形成された原盤上に、Ｌ０層情報を形成した基板にＵＶ硬化型シートを貼り合せたディスクを、ＵＶ硬化型シートが原盤に対面するように重ね、基板の上からローラーによってＬ１層情報ピットをＵＶ硬化型シートに対して圧着転写し、
基板の上方からＵＶ光を照射してＵＶ硬化型シートを硬化させることを特徴とするディスク製造装置である。

圧着転写装置では、原盤台の上に原盤を固定し、ＵＶ硬化型シートを貼り合せた基板をＵＶ硬化型シートが原盤に向き合うように平行に重ね、
基板の上からローラーを圧着走行させ、ＵＶ硬化型シートに原盤の情報を転写し、
基板の側からＵＶ光を照射してＵＶ硬化型シートを硬化させてＬ１情報層を形成するようになされる。

この発明の第２の態様は、基板上にＬ０層を有し、Ｌ０層上に中間層を有し、中間層上にＬ１層を有し、Ｌ１層上にカバー層を有するディスクの製造方法において、
ディスク基板成形工程と、成形基板冷却工程と、反射膜成膜工程と、ＵＶ硬化シート貼り合せ工程と、情報ピット転写工程と、転写基板剥離工程と、カバー層貼り合せ工程とを有し、
転写工程は、Ｌ１層情報ピットの形成された原盤上に、Ｌ０層情報を形成した基板にＵＶ硬化型シートを貼り合せたディスクを、ＵＶ硬化型シートが原盤に対面するように重ね、基板の上からローラーによってＬ１層情報ピットをＵＶ硬化型シートに対して圧着転写し、
基板の上方からＵＶ光を照射してＵＶ硬化型シートを硬化させることを特徴とするディスク製造方法である。

圧着転写工程では、原盤台の上に原盤を固定し、ＵＶ硬化型シートを貼り合せた基板をＵＶ硬化型シートが原盤に向き合うように平行に重ね、
基板の上からローラーを圧着走行させ、ＵＶ硬化型シートに原盤の情報を転写し、
基板の側からＵＶ光を照射してＵＶ硬化型シートを硬化させてＬ１情報層を形成する。

この発明によれば、リリースディスクを廃棄する無駄を生じない。また、転写のための圧力が小さくて良く、中間層の厚みの精度を高くすることができる。さらに、転写時に気泡を発生させないように、減圧空間で転写する必要がなく、簡単な設備で転写することができる。さらに、転写工程、ＵＶ硬化工程、原盤剥離工程を通じて、ディスクを常に金型上に保持しておくことができるので、設備の小規模化、作業時間の短縮化を図ることができる。

以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の一実施形態による高密度光ディスクであるＢＤ−ＲＯＭの構造を示す。図１Ａは、単層構造を示し、参照符号１が１．１mm厚みのポリカーボネイト（以下、ＰＣと適宜略す）からなる基板を示す。

基板１は、射出成形で原盤ピットが転写されたもので、基板１に対してスパッタリング法にて銀もしくは銀合金が反射膜２として被着されている。反射膜２に対して、０．１mmの光透過層であるカバー層３が貼り合わされている。カバー層３は、あらかじめ打ち抜かれたＰＣシート５をＵＶ硬化型接着剤４にて貼り合せ、表層部にハードコート６を施したものである。

図１Ｂは、２層構造を示す。単層構造と同様に、１．１mmの基材にＬ０層の全反射膜である反射膜２を形成し、その上に、中間層と呼ばれる光透過層７上にＬ１層の半透過反射膜８（透過率が５０％程度）を形成し、更にカバー層３を貼り合せた情報層を２層有するディスクである。レーザ光の入射方向（ハードコート６側）から見て１００μｍの深さに反射膜２が形成され、７５μｍの深さに半透過反射膜８が形成される。

一実施形態では、後述するように，射出成形で原盤からピットを転写した成形基板１にスパッタリング法にて銀もしくは銀合金を反射膜２として形成し、ＵＶ硬化型シート上に原盤からピットを転写し硬化後、スパッタリング法にて銀もしくは銀合金を半透過反射膜８として形成し、ＵＶ硬化型接着剤４にてあらかじめ打ち抜かれたＰＣシート５を貼り合せ、表層部にハードコート６を施している。

図２および図３は、上述したＢＤ−ＲＯＭの製造方法の流れを示すものである。図２を参照して，製造方法の概略を説明する。図２および図３に示す製造工程は、一連の流れであるが、作図スペースの制約上二つの図面に分割して示されている。

破線で囲んで示す参照符号Ｓ２１の工程がＬ０ピット転写工程を示す。Ｌ０ピット転写工程Ｓ２１の成形工程Ｓ２では、成形材料１１例えばＰＣとＬ０層用の原盤作成工程Ｓ１で作成されたＬ０用原盤とを使用して基板１が作成される。Ｌ０用原盤は、スタンパとも呼ばれ、映画、音楽等の情報が別のマスタリング工程によってピットとして記録されたものである。Ｌ０ピット転写工程Ｓ２１において、成形機が使用される。次に、冷却工程Ｓ３において、冷却装置によって成形された基板が冷却される。

次に、Ｌ０層の全反射膜２の形成工程Ｓ２２がなされる。形成工程Ｓ２２のＬ０スパッタリング工程Ｓ４では、スパッタ装置を使用してターゲット１２の成分が基板上に被着される。

次に、中間層形成工程Ｓ２３がなされる。中間層は、ＵＶ硬化型シートを貼り合わせることで形成される。中間層形成工程Ｓ２３では、ＵＶ硬化型シート中間層貼り合せ装置が使用される。ＵＶ硬化型シートは、両面に第１および第２セパレートフィルムが積層されたものである。ＵＶ硬化型シート材料１３がハーフ抜き工程Ｓ５１および第１セパレートフィルム剥離工程Ｓ５２の処理を受けて全反射膜２上に貼り合わされる。

次に、Ｌ１ピット転写工程Ｓ２４がなされる。最初に、第２セパレートフィルム剥離工程Ｓ６において、第２セパレートフィルムが剥離される。別工程で製作されているＬ１用原盤１４を使用した加圧転写工程Ｓ７によって、Ｌ１ピットがＵＶ硬化型シートに転写される。加圧転写工程Ｓ７では、ローラー転写装置が使用される。

そして、第１回目のＵＶ硬化工程Ｓ８において、ＵＶ硬化型シートに対してＵＶ照射がなされ、転写されたピットのパターンが固定される。ディスク剥離工程Ｓ９において、ディスクが原盤から剥離される。ここで、ディスクとは、基板１にＵＶ硬化型シートが被着され、さらに、ＵＶ硬化型シート上にＬ１ピットが転写されたものを意味する。ディスク剥離工程Ｓ９では、ディスク剥離装置が使用される。

図３を参照してさらに、ＢＤ−ＲＯＭ製造方法について説明する。半透過反射膜形成工程Ｓ２５において、ＵＶ硬化型シート上のピットが形成された面上にＬ１層の半透過反射膜８が被着される。Ｌ１スパッタリング工程Ｓ１０では、スパッタ装置を使用してターゲット１５の成分が基板上に被着される。

次のカバー層作成工程Ｓ２６において、カバー層が作成される。ＵＶ硬化型接着剤塗布工程Ｓ１１において、ＵＶ硬化型接着剤１６が半透過反射膜８上に塗布される。ＰＣシート１７がディスクと近い形に打ち抜き工程Ｓ１２１で打ち抜かれ、ＰＣシート貼り合わせ工程Ｓ１２でディスクに対して貼り合わされる。第２回目のＵＶ硬化工程Ｓ１３でＵＶ硬化型接着剤が硬化され、カバー層が作成される。カバー層作成工程Ｓ２６においては、ＰＣフィルムカバー層貼り合せ装置が使用される。

ハードコート塗布工程Ｓ２７は、ハードコート塗布工程Ｓ１４および第３回目のＵＶ硬化工程Ｓ１５からなり、ハードコート塗布工程Ｓ１４において、ＰＣシート上にハードコート材料例えばＵＶ硬化型ハードコート剤１８が塗布される。ハードコート塗布工程Ｓ１４では、ハードコート塗布装置が使用される。

以上のようにして製造された２層ＢＤ−ＲＯＭディスクが検査工程Ｓ２８において、欠陥の有無が検査され、２層ＢＤ−ＲＯＭディスクが完成される（工程Ｓ２９）。なお、単層ＢＤ−ＲＯＭを製造する場合では、全反射膜のスパッタリング工程Ｓ２２の後に、Ｌ１ピット転写工程Ｓ２４および半透過反射膜形成工程Ｓ２５がスキップされる。スパッタリング工程Ｓ２２に続いてカバー層作成工程Ｓ２６がなされる。検査工程Ｓ２８では、検査装置が使用される。

上述したＢＤ−ＲＯＭ製造工程の各工程についてより詳細に説明する。原盤作成工程Ｓ１で作成されたＬ０用原盤のピット形状を拡大して図４に示す。一例として、ピットの深さ（ｈ）＝６０〜８０ｎｍ（望ましくは７０±５ｎｍ）とされ、トップ側ピット幅Ｗｔ＝１９０〜２２０ｎｍとされ、ボトム側ピット幅Ｗｂ＝４０〜９０ｎｍ、ピット傾斜（α）＝３５°〜６０°の範囲とされている。

図５は、成形工程Ｓ２で使用される成形装置（射出成形機）の一例を示す。射出側には、材料供給部３１、スクリュー部３２およびノズル３３が備えられている。成形部には固定部３４と、開閉される可動部３５でキャビティー３６が構成されている。

キャビティー３６は、例えば１．１mmのディスク基板に対応しており、加熱溶融された成形材料（ＰＣ）がノズル３３およびスプルー３７を通じてキャビティー３６内に射出される。キャビティー３６内には、原盤が配置されており、原盤から転写されたピットを有する基板が成形される。スクリュー３２およびノズル３３の温度が３００°Ｃ〜３９０°Ｃに制御され、射出時間が０．２sec〜０．５sec、型締め力が１５〜４０トン、金型温度が６０°Ｃ〜１１０°Ｃに設定される。

図６は、冷却工程Ｓ３において使用される冷却装置の一例を示す。冷却装置は、等角間隔でもって放射状に設けられた８個の支持部４１，４２，・・・，４８を回転させる構造とされている。各支持部の支持面に成形工程Ｓ２で製造された基板５１，５２，・・・，５７がそれぞれ装着される。装着された基板５１〜５７に対して、除電エアーブロー５８および５９からのエアーが吹きつけられ、基板５１〜５７が３０°Ｃ以下に冷却される。

図６に示すように、成形工程Ｓ２で成形された基板５１が支持部４１の支持面に装着される。次に、支持部４８が支持部４１の位置まで回転すると、次の基板が装着される。装着された基板は、ほぼ２７０°回転した位置で、支持面から離脱され、次のＬ０スパッタ工程Ｓ４のためのスパッタ装置に送られる。

Ｌ０層の反射膜を成膜するＬ０スパッタ工程Ｓ４において、ターゲット１２として、アルミ合金、銀合金もしくは純銀が用いられる。望ましくは耐久性の点、レーザ光の波長４０５ｎｍでの再生および２層での反射率バランスを考慮すると、銀合金もしくは純銀が望ましい。また、Ｌ０層とＬ１層との間で、同一材料を使用することによって、１台の成膜装置で２層を製作することが可能となる。

スパッタ工程Ｓ４では、ターゲット１２を使用してスパッタリング法にて成膜を行う。ＢＤの場合は、ＣＤ等と異なり、読み取りは成膜側からなされる。反射率を考慮して、厚く成膜するとピットが埋まり、良好な再生信号を得ることができない。Ｌ１膜の透過率を考慮して膜厚は、２０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲で望ましくは、３０ｎｍとする。

中間層形成工程Ｓ２３で使用されるＵＶ硬化型シート材料１３とは、未硬化では粘着性があり、紫外線を照射すると硬化するシートで、形状転写性に優れ且つ可視光領域の光線透過率に優れる。例えばアクリル系ＵＶ硬化型樹脂を使用できる。ＵＶ硬化型シート材料１３の厚みは、硬化後で２０〜３０μｍ（望ましくは２５μｍ）である。未硬化での弾性率が１０４〜１０６Ｐａ（２５°Ｃにおいて）の範囲で、硬化後の弾性率が１０７Ｐａ（２５°Ｃにおいて）である。

ＵＶ硬化型シート材料１３は、図７に示すように、ＵＶ硬化型シート７０の一面に例えば３８μｍの厚みの第１セパレートフィルム７１が積層され、その他面に例えば５０μｍの厚みの第２セパレートフィルム７２が積層されたものである。第１セパレートフィルム７１および第２セパレートフィルム７２を積層するのは、シートを傷つけることなくスムーズにシートを搬送するためである。

セパレートフィルム７１および７２としては、ＰＥＴを使用できる。第１セパレートフィルム７１が軽剥離フィルムとされ、例えばその剥離力が１５０ｍＮ／５０mm未満で、好ましくは、１００ｍＮ／５０mm（ＪＩＳ Ｚ ０２３７準拠）に設定される。第２セパレートフィルム７２が重剥離フィルムとされ、その剥離力が３００〜６００ｍＮ／５０mmの範囲で、好ましくは、４００ｍＮ／５０mm（ＪＩＳ Ｚ ０２３７準拠）に設定される。

図８に示すように，ハーフ抜き工程Ｓ５１において、上述したＵＶ硬化型シート１３をディスクに貼り付けられるようにロータリーダイ等を用いてハーフ抜きする。ハーフ抜きとは、内周側では、第１セパレートフィルム７１、ＵＶ硬化型シート７０および第２セパレートフィルム７２を全抜きし、中心穴７３を形成し、外周側では、ＵＶ硬化型シート７０および第２セパレートフィルム７２のみをカットする。したがって、カットされたＵＶ硬化型シート７０がテープ状に連結した状態が保持される。

なお、製造装置中にロータリーダイ等を設置して打ち抜いても良いし、あらかじめハーフカットされたプリカット品を用いてもよい。一例として、ハーフカットされたディスク形状の中心穴７３の径が直径１５〜３３mmの範囲で、望ましくは、直径２２〜３３mmとされる。また、外周の直径が１１８．５〜１２０mmの範囲で、望ましくは、直径１１９．３〜１１９．８mmとされる。シートの幅Ｗｘが例えば１２６mmとされ、隣接する中心穴７３の間隔Ｌｙが１２５mmとされる。

ハーフ抜き工程Ｓ５１の後に第１セパレートフィルム剥離工程Ｓ５２がなされ、その後にＵＶ硬化型シート貼り合わせ工程Ｓ５がなされる。図９は、第１セパレートフィルム剥離工程Ｓ５２を実現する場合の構成例を示す。

図９において、参照符号８０がＬ０スパッタ工程Ｓ４において反射膜が成膜された成膜済基板を示し、参照符号８１が貼り合わせローラユニットを示す。ハーフ抜きされたＵＶ硬化型シート７０が所定の位置まで繰り出され、屈曲されることによって、第１セパレートフィルム７１からＵＶ硬化型シート７０および第２セパレートフィルム７２が一体になったものが分離される。

分離されたＵＶ硬化型シート７０および第２セパレートフィルム７２が貼り合わせローラユニット８１の吸着面８２に真空で吸着され、所定の位置まで貼り合わせローラユニット８１を繰り出すことによって第１セパレートフィルム７１が分離される。なお、成膜済基板８０は、センタリングされた貼り合わせテーブル８４に吸着されている。

次に、ＵＶ硬化型シート貼り合わせ工程Ｓ５がなされる。図１０に示すように、繰り出されたＵＶ硬化型シート７０および第２セパレートフィルム７２がシリコン製の貼り合わせ用ローラ８４を用いて成形済基板８０に対して貼り合わされる。

貼り合わせ位置のズレがＣＣＤカメラで検出され、検出結果に対して統計処理がなされ、シート貼り合せユニット例えばローラユニット８１側にあるＸ軸、Ｙ軸のサーボモーターにて位置補正動作を行い貼り合わせがなされる。この位置合わせ処理によって、成膜済基板８０とＵＶ硬化型シート７０が位置ズレがない状態で貼り合わされる。

次に、第２セパレートフィルム７２の剥離工程Ｓ６がなされる。図１１は、第２セパレートフィルム剥離工程Ｓ６における装置の構成例を示す。参照符号８５が粘着テープを示し、参照符号８６ａおよび８６ｂがプランジャーを示し、８７ａおよび８７ｂがプランジャー８６ａおよび８６ｂとそれぞれ対向するローラを示す。また、粘着テープ８５を上下に動かし、粘着テープ８５を第２セパレートフィルム７２に押しつけたり、離したりするプランジャーが設けられている。

参照符号８８が剥離ユニットを示し、剥離ユニット８８が矢印ａおよびｂの両方向にスライド可能とされている。剥離動作は、大別し３段階の動作となされる。初期段階では、プランジャー８６ａがローラ８７ａと接触しないために、ローラ８７ａがフリーとされ、プランジャー８６ｂがローラ８７ｂと接触するために、ローラ８７ｂがロックされる。

次の段階で、粘着テープ８５が下降され、第２セパレートフィルム７２の端（図１１に向かって左端）と粘着テープ８５が端で接触する。この段階では、ローラ８７ａがロックされ、ローラ８７ｂがフリーとされる。この状態で、剥離ユニット８８が矢印ａ方向にスライドする。ローラ８７ｂがフリーとされているので、第２セパレートフィルム７２が粘着テープ８５の粘着力によって剥離される。

第３段階では、粘着テープ８５が持ち上げられ、剥離ユニット８８が矢印ｂ方向にスライドし、初期位置に戻る。この場合、プランジャー８６ａおよび８６ｂが制御され、ローラ８７ａがフリーとされ、ローラ８７ｂがロックされ、矢印ｃ方向に粘着テープ８５が引かれる。この動作によって剥離された第２セパレートフィルム７２が粘着テープ８５と共に引っ張られる。以上の動作の繰り返しによって、第２セパレートフィルム７２を剥離できる。

次に、Ｌ１用原盤１４を使用して原盤のピットパターンをＵＶシートに加圧転写する工程Ｓ７がなされる。Ｌ１用原盤１４は、半透過反射膜８（Ｌ１層）と全反射膜２（Ｌ０層）の厚み差を考慮して、ピットの深さ（ｈ）が５５〜７５ｎｍ（望ましくは６５±５ｎｍ）とされ、トップ側ピット幅Ｗｔが１８０〜２１０ｎｍとされ、ボトム側ピット幅Ｗｂ＝３０〜８０ｎｍとされ、ピット傾斜（α）＝３０°〜５５°の範囲でＬ１用原盤１４が製作されている。

加圧転写工程Ｓ７について、図１２〜図１５を参照して動作順に説明する。図１２に示すように、ＵＶ硬化型シート７０および成形済（Ｌ０層の反射膜２が成膜済）のディスク８０が貼り合わされたディスクを、反転して対向している金型９０に真空吸着されたＮｉ（ニッケル）原盤１４と平行な位置に保持される。例えばセンターピン９２の先端に嵌合され、位置決めされる。この状態では、ディスクのＵＶ硬化型シート７０とＮｉ原盤１４とが０．５mm〜５．０mm程度の間隔でもって対向している。ディスクの周囲を取り囲む台９１が配置されている。ディスク８０の上方には、加圧用ローラ１０１を有するローラユニット１０２が位置している。

まず、ディスクが保持されたセンターピン９２が上昇する。次に、Ｎｉ原盤１４が吸着配置されたディスク周囲の台９１と一体の金型９０が上昇する。ローラユニット１０２に保持されたローラ１０１がディスク周囲の台９１と接触する。ディスクをローラ１０１とＮｉ原盤１４で挟み込む状態とする。この時点では、ローラ１０１は、ディスクの基板８０と未だ接触していない。基板８０の面に対して台９１の面が僅かに例えば１０〜１００μｍ低いものとされている。

ローラ１０１の位置を回転軸の中心から下ろした垂線を基準として規定すると、台９１とローラ１０１とが接触するローラ位置は、基板８０の外周より例えば４mm外側とされる。センターピン９２とディスクとは、０．０１mmのクリアランスで保持されている。ローラ１０１の材質は、表面がウレタンゴムで、硬度は、ショア硬度９０で厚みが３．５mmとされる。弾性を持つローラを使用することによって基板８０の表面が傷つくことを防止できる。

図１３に示すように、ローラユニット１０２が矢印１０３で示す方向に移動し、ローラ１０１がディスクのＵＶ硬化型シート７０をＮｉ原盤１４に対して押しつける。この場合、金型９０およびＮｉ原盤１４がシリンダ９３ａ、９３ｂによって上方に押し上げられる。シリンダ９３ａ、９３ｂ以外に２本のシリンダを設けられ、合計４本のシリンダの推力９４ａ、９４ｂによって加圧力が発生する。

ローラ１０１が回転し、Ｎｉ原盤１４のピットパターンがＵＶ硬化型シート７０に対して転写される。加圧ローラ１０１は、図１４にその断面を示すように、センターピン９２のディスク８０の面から突出した先端部を逃げるように、座繰り穴１０１ａが設けられている。ローラ位置がディスク外周エッジより外側から転写が開始され、ローラ位置がディスク外周エッジより外側までで転写が終了される。

転写の条件について説明する。ローラ１０１の回転によるローラ１０１の移動速度は、１〜１５０mm／secとされる。移動速度が速すぎると、気泡が残りやすく、遅いと生産性
が悪くなる。好ましくは、ローラ１０１の移動速度は、６０〜１００mm／secとされる。
ローラ１０１による転写荷重は、５０kg〜３００kgの範囲とされる。転写荷重が少ないと、転写不良が発生し、転写荷重が大きすぎると、ＵＶ硬化型シート７０の変形が生じる。好ましくは、転写荷重が１５０kg〜３００kgとされる。転写時の原盤１４の温度は、３０°Ｃ〜６０°Ｃとなるように制御される。原盤１４の温度が低すぎると、転写不良が発生し、温度が高すぎると、シートの外形寸法・厚みなどが変動したりする。好ましくは、転写時の原盤１４の温度は、４０°Ｃ〜５０°Ｃとされる。

次に、第１回目のＵＶ硬化工程Ｓ８がなされる。図１５に示すように、金型９０上で、転写されたディスク（基板８０およびＵＶ硬化型シート７０）がＮｉ原盤１４に保持されている状態で、基板８０の側からＵＶ照射装置１１１によって、ＵＶ光１１２を照射する。一実施形態では、基板８０に対してＬ０層の銀合金がスパッタされているが、薄膜の銀膜のため、例えば、波長３６０ｎｍ程度の紫外線が約２５％〜３０％程度透過し、ＵＶ硬化型シート７０をＮｉ原盤１４に密着し、形状保持したまま硬化させることが可能である。

次に、ディスク剥離工程Ｓ９がなされる。ＵＶ硬化型シート７０とＮｉ原盤１４との密着状態を解除する。ＵＶ硬化型シート７０が硬化されているので、ＵＶ硬化型シート７０のタックが無くなり、Ｎｉ原盤１４との密着力が低下して原盤１４からの離型を容易にすることができる。一実施形態では、基板中心孔の周囲をエジェクター（ピン形状）が突き上げることによって、剥離を行うようにしている。

図１６は、剥離動作を行うための装置の構成例を示し、剥離後の状態を示す。金型９０の中心を貫通してエジェター１１５が突き上げ動作を行い、ＵＶ硬化型シート７０および基板８０の中心孔の周囲を突き上げることで、原盤１４からディスクを剥離させるようにしている。剥離されたディスクは、バキュームパッド１１７によって吸着される。

離型は、Ｎｉ原盤１４の吸着不良の対策およびディスクスクの破損を避けるために、内周からのエジェクター１１５の２段突き出しで離型する。すなわち、１段目は、エジェクター１１５を０．１秒間、１．５〜２．０mmの量突き出し、突き出し後、エジェクター１１５を一旦下降させ、2 段目の突き上げを行う。２段目の突き上げは、図１６で示すように、上方で待機している受け渡しアーム１１６に設置されたバキュームパッド１１７がディスクを吸着できる高さまで行われる。

次に、Ｌ１スパッタ工程Ｓ１０がなされる。Ｌ０層と同様の合金ターゲットを用いてスパッタリング法にて成膜がなされる。反射率の規格とＬ０層への光線透過を考慮して膜厚が８ｎｍ〜２５ｎｍの範囲で望ましくは１２〜１５ｎｍとなされる。

次に、ＵＶ硬化型接着剤１６を使用したＵＶ硬化型接着剤塗布工程Ｓ１１がなされる。ＵＶ硬化型接着剤は、紫外線硬化タイプの接着剤で、膜厚特性と接着性を満足するために、粘度５０〜５００Ｐａで（望ましくは、１００±５０Ｐａ）である。一例として、アクリレートを主成分とし、反射膜とＰＣ基板の接着力を３５０ｇ以上付与する接着剤が使用される。なお、レーザ波長４０５ｎｍでの再生を考慮して、４０５ｎｍ以上の波長での開始剤を使用しない。

ＵＶ硬化型接着剤塗布工程Ｓ１１では、ディスクの信号部にＵＶ硬化型接着剤を円環状に滴下しスピン法で接着剤を振り切る。図１７は、この塗布工程Ｓ１１の条件を示すものである。塗布の厚みは３μｍ〜２０μｍの範囲で、望ましくは、５μｍ〜１０μｍとする。この時、膜厚均一性を保つためにディスクの温度分布を内周から外周に向かって高くすし、粘度を制御するようになされる。温度分布を生じさせるために、遠赤外線ランプや熱風で温めても良いし、冷却過程で所望の温度分布をもたらすようにディスクと接触する範囲に工夫が施される。

カバー層を形成するために、ＰＣシート１７を使用したＰＣシート貼り合わせ工程１２がなされる。ロール形態で入荷されたＰＣシートがＰＣシート打ち抜き工程Ｓ１２１によって所定のサイズに打ち抜かれる。通常は、ＰＣシート単体では巻き取ることができないため、ＰＣシートに保護フィルム（ＰＥＴ等）が貼り合わされている。

打ち抜きサイズは、内径はディスク内径（直径１５mm）より大きく、且つクランプ部（直径３３mm）小さい範囲で、一実施形態では、直径２１．５mmとしている。また、外径は、スパッタ領域の直径１１８．５mmより大きく、ディスク外径の１２０mmより小さい範囲が望ましく、一実施形態では、接着剤のハイエッジ（隆起）の影響を少なくするため１１８．８mmとしている。ＰＣシートは、あらかじめ保護フィルムをはがしながら、装置サイクルに同期して打ち抜きを行う方法、並びに保護フィルムが接着されたまま、枚葉に打ち抜いたものをストックしておき装置内に供給する方法のいずれを使用しても良い。

次に、ＰＣシート貼り合わせ工程Ｓ１２がなされる。図１８および図１９は、貼り合わせ装置を示す。図１８において、参照符号１２１が段付きセンターピンを示す。段付きセンターピン１２１は、ＰＣシート１７の内径２１．５mmと、ディスク内径の１５mmとの２種類の径を先端に有する。また、スプリング１２４のバネ力によって上方への変位力が与えられている。図１８および図１９では、Ｌ１層がスパッタされたディスクを参照符号１２０で示している。

センターピン１２１の１５mmの径の部分に接着剤が塗布・スピンされたディスク１２０が装着され、その３〜５mm下側の位置の２１．５mmの径の部分にＰＣシート１７が装着される。ＰＣシート１７は、テーブル１２５の上に置かれている。

チャンバー１２２で構成される密閉空間を真空引きする事によって、真空度が１０〜１００Ｐa（好ましくは、５０Ｐａ以下）の雰囲気が形成される。この減圧空間内でシリン
ダを介したプッシャープレート１２３が下降し、ディスク１２０の接着剤塗布面がＰＣシート１７と接触する。このときのディスク１２０の下降時間が短いほうが気泡の発生が少なくでき、０．０５〜０．１秒が望ましい。

高速で下降したディスク１２０は、ＰＣシート１７に皺が発生しないように、短時間（０．０１〜０．０５秒）でＰＣシート１７と接触し、貼りあわされた後、ディスク１２０およびＰＣシート１７がスプリング１２４ょバネ力でテーブル１２５から離れた状態となる。図１９は、ディスク１２０とＰＣシート１７の貼り合わせ後の状態を示している。

次に、第２回目のＵＶ硬化工程Ｓ１３がなされる。真空で貼りあわされたディスクを反転し、ＰＣシート１７側から紫外線を照射して接着剤を硬化させる。この場合、貼り合せてから３０秒以内に硬化することが望ましい。

次に、ハードコート塗布工程Ｓ１４がなされる。貼り合せられたディスクのＰＣシート１７上にハードコートを塗布する。ハードコート材料１８としては、所望の耐磨耗性を満足する性能のものが使用される。一実施形態では、無溶剤タイプの紫外線硬化樹脂を使用する。硬化収縮を抑えるために塗布厚は、２．５〜４．０μｍとし、そのための粘度は、３０〜１００ｍＰａとした( 望ましくは４０±１０ｍＰａ）。

ハードコート塗布は、ディスクのＰＣシート上にＵＶ硬化型ハードコート剤を円環状に滴下しスピン法で接着剤を振り切るスピンコート法が使用される。この時のスピン条件の一例を図２０に示す。ハードコートの塗布の厚みは、１μｍ〜５μｍの範囲で、望ましくは、２μｍ〜４μｍとする。この時、膜厚均一性を保つためにディスクの温度分布を内周から外周に向かって高くする。そのための方法として、遠赤外線ランプや熱風で局所的に温める方法を使用できる。

そして、第３回目のＵＶ硬化工程Ｓ１５がなされる。ハードコートが塗布されたディスクに対して紫外線を照射して硬化させる。このとき、塗布から２０秒以内に硬化することが望ましい。

外観検査工程Ｓ１６では、製造されたディスクの外観検査がなされる。

以上の工程でもって、安価で高品質のＢＤ−ＲＯＭ２層（または単層）ディスクを製造することができる。

この発明は、上述したこの発明の一実施形態等に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えばハードコートを塗布しないで、カートリッジにディスクを収納するタイプのディスクに対してもこの発明を適用できる。

この発明を適用できる光ディスクの一例および他の例を示す略線図である。 この発明の一実施形態によるディスク製造方法の流れを示す略線図である。 この発明の一実施形態によるディスク製造方法の流れを示す略線図である。 原盤のピット形状を説明するための略線図である。 成形機の概要を示す略線図である。 基板冷却装置の構成を示す略線図である。 ＵＶ硬化型シートの構成を示す略線図である。 ＵＶ硬化型シートのハーフ抜きの説明のための略線図である。 第１セパレートフィルム剥離装置の説明のための略線図である。 ＵＶ硬化型シート貼り合わせ装置の説明のための略線図である。 第２セパレートフィルム剥離装置の説明のための略線図である。 加圧転写装置の説明のための略線図である。 加圧転写装置の説明のための略線図である。 加圧転写装置の説明のための略線図である。 ＵＶ照射装置の説明のための略線図である。 ディスク剥離装置の説明のための略線図である。 ＵＶ硬化型接着剤塗布条件の説明のための略線図である。 ディスクとＰＣシートの貼り合わせ装置の説明のための略線図である。 ディスクとＰＣシートの貼り合わせ装置の説明のための略線図である。 ハードコート塗布条件の説明のための略線図である。

符号の説明

１・・・基板
２・・・反射膜
３・・・カバー層
４・・・ＵＶ硬化型接着剤
５・・・ＰＣシート
６・・・ハードコート
７・・・ＵＶ硬化型シート
８・・・半透過反射膜
１４・・・原盤
７０・・・ＵＶ硬化型シート７０
８０・・・成形済のディスク
９０・・・金型９０
９２・・・センターピン
１０１・・・ローラ
１０１・・・座繰り穴

Claims (18)

1. 基板上にＬ０層を有し、上記Ｌ０層上に中間層を有し、上記中間層上にＬ１層を有し、上記Ｌ１層上にカバー層を有するディスクの製造装置において、
   ディスク基板成形装置と、成形基板冷却装置と、反射膜成膜装置と、ＵＶ硬化シート貼り合せ装置と、情報ピット転写装置と、転写基板剥離装置と、カバー層貼り合せ装置とを持ち、
   上記転写装置は、Ｌ１層情報ピットの形成された原盤上に、Ｌ０層情報を形成した基板にＵＶ硬化型シートを貼り合せたディスクを、上記ＵＶ硬化型シートが上記原盤に対面するように重ね、上記基板の上からローラーによって上記Ｌ１層情報ピットを上記ＵＶ硬化型シートに対して圧着転写し、
   上記基板の上方からＵＶ光を照射して上記ＵＶ硬化型シートを硬化させることを特徴とするディスク製造装置。
2. 請求項１において、
   １台の成形機と１台の成膜装置で多層ディスクを製造するディスク製造装置。
3. 請求項１において、
   上記Ｌ１層情報ピット転写用原盤に金属原盤を使用するディスク製造装置。
4. 請求項１において、
   原盤台の上に原盤を固定し、上記ＵＶ硬化型シートを貼り合せた基板を上記ＵＶ硬化型シートが上記原盤に向き合うように平行に重ね、
   上記基板の上からローラーを圧着走行させ、上記ＵＶ硬化型シートに上記原盤の情報を転写し、
   上記基板の側からＵＶ光を照射して上記ＵＶ硬化型シートを硬化させてＬ１情報層を形成するディスクの製造装置。
5. 請求項４において、
   上記基板の周囲に上記基板の高さより僅かに低い台を設けるようにしたディスク製造装置。
6. 請求項４において、
   転写は、上記基板を上記原盤台の中心部に設置されたセンターピンで位置出しした状態で行うディスク製造装置。
7. 請求項６において、
   上記センターピンの高さが上記基板厚より大きいものとされ、上記基板表面より突出した上記センターピンの先端部を避ける穴が上記ローラに設けられたディスク製造装置。
8. 請求項４において、
   上記原盤が所定の温度に温度制御されるディスク製造装置。
9. 請求項４において、
   上記ローラーの転写開始位置は、上記ローラーの中心位置が上記基板の外周エッジより外側とされ、上記ローラーの転写終了位置は、上記ローラー中心位置が基板外周エッジより外側とされたディスク製造装置。
10. 基板上にＬ０層を有し、上記Ｌ０層上に中間層を有し、上記中間層上にＬ１層を有し、上記Ｌ１層上にカバー層を有するディスクの製造方法において、
    ディスク基板成形工程と、成形基板冷却工程と、反射膜成膜工程と、ＵＶ硬化シート貼り合せ工程と、情報ピット転写工程と、転写基板剥離工程と、カバー層貼り合せ工程とを有し、
    上記転写工程は、Ｌ１層情報ピットの形成された原盤上に、Ｌ０層情報を形成した基板にＵＶ硬化型シートを貼り合せたディスクを、上記ＵＶ硬化型シートが上記原盤に対面するように重ね、上記基板の上からローラーによって上記Ｌ１層情報ピットを上記ＵＶ硬化型シートに対して圧着転写し、
    上記基板の上方からＵＶ光を照射して上記ＵＶ硬化型シートを硬化させることを特徴とするディスク製造方法。
11. 請求項１０において、
    １台の成形機と１台の成膜工程で多層ディスクを製造するディスク製造方法。
12. 請求項１０において、
    上記Ｌ１層情報ピット転写用原盤に金属原盤を使用するディスク製造方法。
13. 請求項１０において、
    原盤台の上に原盤を固定し、上記ＵＶ硬化型シートを貼り合せた基板を上記ＵＶ硬化型シートが上記原盤に向き合うように平行に重ね、
    上記基板の上からローラーを圧着走行させ、上記ＵＶ硬化型シートに上記原盤の情報を転写し、
    上記基板の側からＵＶ光を照射して上記ＵＶ硬化型シートを硬化させてＬ１情報層を形成するディスクの製造方法。
14. 請求項１３において、
    上記基板の周囲に上記基板の高さより僅かに低い台を設けるようにしたディスク製造方法。
15. 請求項１３において、
    転写は、上記基板を上記原盤台の中心部に設置されたセンターピンで位置出しした状態で行うディスク製造方法。
16. 請求項１５において、
    上記センターピンの高さが上記基板厚より大きいものとされ、上記基板表面より突出した上記センターピンの先端部を避ける穴が上記ローラに設けられたディスク製造方法。
17. 請求項１３において、
    上記原盤が所定の温度に温度制御されるディスク製造方法。
18. 請求項１３において、
    上記ローラーの転写開始位置は、上記ローラーの中心位置が上記基板の外周エッジより外側とされ、上記ローラーの転写終了位置は、上記ローラー中心位置が基板外周エッジより外側とされたディスク製造方法。
    

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