JP2008198273A - 転写方法、転写装置、及び記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】
マスター担体に記録に形成された凹凸形状、または凹凸形状により表される転写情報をスレーブ媒体上に忠実に再現するための転写方法、転写装置および記録媒体を提供すること。
【解決手段】
マスターディスク10A、10Bを、スレーブディスク14の両面へ密着させ、シート4A、4Bを介して流体の圧力によりマスターディスク10A、10Bを同時に押圧することにより、マスターディスク10A、10Bに形成された凹凸形状により表される転写情報をスレーブディスク14の両面へ転写する際、
マスターディスク10A、10B、またはシート4A、4Bへ流体の圧力がかかる加圧領域でのマスターディスク10A、10B、またはシート4A、4Bに加圧により生じる変形が防止されるとともに、マスターディスク10A、10Bがスレーブディスク14へ密着されて転写が行われる。
【選択図】図4
マスター担体に記録に形成された凹凸形状、または凹凸形状により表される転写情報をスレーブ媒体上に忠実に再現するための転写方法、転写装置および記録媒体を提供すること。
【解決手段】
マスターディスク10A、10Bを、スレーブディスク14の両面へ密着させ、シート4A、4Bを介して流体の圧力によりマスターディスク10A、10Bを同時に押圧することにより、マスターディスク10A、10Bに形成された凹凸形状により表される転写情報をスレーブディスク14の両面へ転写する際、
マスターディスク10A、10B、またはシート4A、4Bへ流体の圧力がかかる加圧領域でのマスターディスク10A、10B、またはシート4A、4Bに加圧により生じる変形が防止されるとともに、マスターディスク10A、10Bがスレーブディスク14へ密着されて転写が行われる。
【選択図】図4
Description
本発明は、微小な凹凸形状か形成されたマスター担体より、凹凸形状、または凹凸形状により表される転写情報のいずれかをスレーブ媒体へ転写する転写方法、転写装置、及び記録媒体に関する。
近年、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の各種情報記録媒体では、より小型かつ大容量化が求められている。また、電子デバイス、光デバイスなどにおいても、携帯端末の普及などにより小型化されるとともに、量産需要が高まっている。このような背景から、例えば記録媒体おいては、記録されている記録信号ビットのトラック幅、線記録方向の磁化反転長等は数百、数十nmにまで小さくなっている。
このような狭トラック化された記録媒体より正確に情報を取り出す為には、情報読み書きを行うヘッドを狭いトラック幅の中で正確に走査する必要があり、磁気ディスクには、所定の間隔でトラッキング用のサーボ信号やアドレス情報信号、及び再生クロック信号等が、磁気ヘッドのトラッキングサーボを行うためにプリフォーマットされて記録されている。
この記録は、磁気ヘッドにより行うこともできるが、フォーマット情報やアドレス情報が書き込まれたマスター担体としてのマスターディスクより一括転写する方法が効率的であり、好ましい。例えば、高密度磁気記録媒体となるスレーブ媒体としてのスレーブディスクに、転写すべき情報に対応した凹凸パターンの磁性層を有するマスターディスクを用意するとともに、スレーブディスクの磁性層を予めトラックの一方向に初期磁化し、その後、この初期磁化されたスレーブディスクとマスターディスクとを密着させた状態で初期磁化方向と略逆向きの転写用磁界を印加する磁気転写方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、トラック密度の向上による、隣接トラック間のイレーズノイズ、クロストークノイズの発生、または線記録密度の向上により記録磁化の熱揺らぎによる減磁などについても問題となっており、これに対応するため、ディスクリートトラックメディア、パターンドメディアと呼ばれる形態の磁気記録媒体も提案されている。
ディスクリートトラックメディア、パターンドメディアと呼ばれる形態の磁気記録媒体では、磁気記録媒体の表面を所定の形状にパターンニングする必要がある。パターンニングにおいては、記録媒体全体を微細加工していくことは困難であるため、小型の電子デバイスや光デバイスを大量生産するのと同様に、所定の形状パターンが形成されたマスターディスク(スタンパ)をスレーブディスクに押圧することにより、マスターディスクの形状をスレーブディスクに転写するインプリント方法が用いられる。
上記記録媒体の転写方法では、いずれの場合もマスターディスクとスレーブディスクを全面に渡って均一な力で押圧し、密着させることが重要である。密着不良がある場合、転写された情報に信号抜けが生じ、信号品位が低下する。例えば、記録された信号がサーボ信号の場合、トラッキング機能が十分に得られず、信頼性が低下する問題が発生する。このような問題に対応するため、例えば、マスターディスクを保持するホルダに緩衝材を設けて密着性を向上させる磁気転写装置のホルダが提案されている(例えば、特許文献2。)。
特開2001−14667号公報
特開2004−86995号公報
しかし、このようなホルダや緩衝材を用いた押圧では、ホルダや緩衝材の加工精度に限界があるため、これらの部材の加工精度によっては、押圧時にマスター担体が変形し、マスター担体における形状と転写された形状との間に差異が発生する問題があった。
このため、加工精度によらずにマスター担体を均一な圧力で押圧する方法として、流体による加圧が考えられる。しかし、この方法においても、流体により直接押圧されるマスター担体が変形する、またはマスター担体を押圧するために介された可撓性の膜の変形によりマスター担体が変形する問題が発生するため、そのままでは利用が困難であった。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、マスター担体を変形させず、マスター担体に形成された凹凸形状、または凹凸形状により表される転写情報をスレーブ媒体上に忠実に再現するための転写方法、転写装置、及び記録媒体を提供することを目的としている。
本発明は前記目的を達成するために、微小な凹凸形状が形成されたマスター担体を流体の圧力により直接押圧する、または可撓性膜を介して押圧することによりスレーブ媒体へ密着させ、前記凹凸形状、または前記凹凸形状により表される転写情報のいずれかを前記スレーブ媒体へ転写する際、前記マスター担体、または前記可撓性膜へ前記流体の圧力がかかる加圧領域での該マスター担体、または該可撓性膜に加圧により生じる変形が防止されるとともに、該マスター担体が前記スレーブ媒体へ密着されて転写が行われることを特徴としている。
本発明によれば、凹凸形状が形成されたマスター担体がスレーブ媒体の両面に密着される。マスター担体が両面に密着したスレーブ媒体は、密閉された容器内に載置され、容器内には圧縮された空気等の流体が封入される。封入された流体によりマスター担体は直接、またはマスター担体に密着させた可撓性膜を介して全面に渡り均一に押圧され、スレーブ媒体に密着される。
このとき、マスター担体、または可撓性膜へ流体の圧力がかかる加圧領域のマスター担体、または可撓性膜の加圧により生じる変形が防止される。これにより、マスター担体上の凹凸形状、または凹凸形状により表される転写情報をスレーブ媒体上にナノメートルオーダーで忠実に転写することが可能となる。
また本発明は、前記発明において、前記加圧領域で前記マスター担体、または前記可撓性膜に加圧により生じる変形の防止は、前記スレーブ媒体の面内方向に生じる隙間と、前記スレーブ媒体の厚み方向に生じる隙間との大きさを調整することにより行なわれることを特徴としている。
これによれば、スレーブ担体の面内方向と、スレーブ媒体の厚み方向とに生じている僅かな隙間が小さくなるように調整される。調整される大きさは、スレーブ媒体の面内方向に生じる隙間の大きさでは、マスター担体、または可撓性膜の厚みの5倍以下であって、スレーブ媒体の厚み方向に生じる隙間の大きさでは、0.2mm以下となるように調整される。
これにより、可撓性膜が隙間に潜り込んで変形する、またはマスター担体が隙間に潜り込むように変形することがなくなり、マスター担体上の凹凸形状、または凹凸形状により表される転写情報をスレーブ媒体上にナノメートルオーダーで忠実に転写することが可能となる。
また本発明は、前記発明において、前記スレーブ媒体の面内方向に生じる隙間は、転写を行う際に前記スレーブ媒体の周囲に取り付けられる該スレーブ媒体と同等の内側形状、または外側形状を備えたスペーサとの間に生じる隙間であって、前記スレーブ媒体に対する前記スペーサの内側形状、または外側形状の大きさにより、前記スレーブ媒体の面内方向に生じる隙間の大きさを調整することを特徴としている。
これによれば、スレーブ媒体の内側に取り付けられるスペーサの外側形状の大きさと、スレーブ媒体の外側に取り付けられるスペーサの内側形状の大きさは、スレーブ媒体の内側サイズと外側サイズにより選択される。
これにより、スレーブ媒体の面内方向に生じる隙間は、面内方向の隙間部分で発生する可撓性膜、またはマスター担体の変形を減少させるように調整され、マスター担体上の凹凸形状、または凹凸形状により表される転写情報をスレーブ媒体上にナノメートルオーダーで忠実に転写することが可能となる。
また本発明は、前記発明において、前前記スレーブ媒体の厚み方向に生じる隙間は、前記マスター担体と前記可撓性膜との間に生じる隙間であって、転写を行う際に前記スレーブ媒体の周囲に取り付けられる前記スペーサの厚みにより調整することを特徴としている。
これによれば、スレーブ媒体の内側に取り付けられるスペーサの厚みと、スレーブ媒体の外側に取り付けられるスペーサの厚みは、マスター担体とスレーブ媒体の厚みにより選択される。
これにより、スレーブ媒体の厚み方向に生じる隙間は、厚み方向の隙間部分で発生する可撓性膜の変形を減少させるように調整され、マスター担体上の凹凸形状、または凹凸形状により表される転写情報をスレーブ媒体上にナノメートルオーダーで忠実に転写することが可能となる。
また本発明は、前記発明において、前記スレーブ媒体の厚み方向に生じる隙間は、前記マスター担体と前記スレーブ媒体との間に生じる隙間であって、転写を行う際に前記スレーブ媒体の周囲に取り付けられる前記スペーサの厚みにより調整することを特徴としている。
これによれば、スレーブ媒体の内側に取り付けられるスペーサの厚みと、スレーブ媒体の外側に取り付けられるスペーサの厚みは、スレーブ媒体の厚みにより選択される。
これにより、スレーブ媒体の厚み方向に生じる隙間は、厚み方向の隙間部分で発生するマスター担体の変形を減少させるように調整され、マスター担体上の凹凸形状、または凹凸形状により表される転写情報をスレーブ媒体上にナノメートルオーダーで忠実に転写することが可能となる。
また本発明は、前記発明において、前記スレーブ媒体の面内方向に生じる隙間の大きさは、前記マスター担体、または前記可撓性膜の周縁を固定する位置により調整されることを特徴としている。
これによれば、マスター担体、または可撓性膜の周縁部を転写装置に固定する際、マスター担体、または可撓性膜の固定される位置は、スレーブ媒体の面内方向に生じる隙間の大きさがマスター担体、または可撓性膜の厚みの5倍以下となる位置まで接着等により固定される。
これにより、スレーブ媒体の面内方向に生じる隙間は、面内方向の隙間部分で発生する可撓性膜、またはマスター担体の加圧により生じる変形を減少させるように調整され、マスター担体上の凹凸形状、または凹凸形状により表される転写情報をスレーブ媒体上にナノメートルオーダーで忠実に転写することが可能となる。
以上説明したように、本発明の転写方法、転写装置、及び記録媒体によれば、スレーブ媒体の両面に密着されたマスター担体の加圧により生じる変形が抑えられ、マスター担体に形成された凹凸形状、または凹凸形状により表される転写情報をスレーブ媒体上に忠実に再現することが可能となる。
以下添付図面に従って本発明に係る転写方法、転写装置、及び記録媒体の好ましい実施の形態について詳説する。
始めに、本発明の転写方法、および転写装置が適用される、ハードディスク等の生産技術である磁気転写の方法について説明する。図1はマスター担体としてのマスターディスク10を使用して磁気転写を行うための磁気転写装置20の要部斜視図である。
磁気転写時には図3(a)に示される後記する初期直流磁化を行った後のスレーブ媒体としてのスレーブディスク14のスレーブ面(磁気記録面)を、マスター担体としてのマスターディスク10の情報担持面13に接触させ、所定の押圧力で密着させる。そして、このスレーブディスク14とマスターディスク10との密着状態で、磁界生成手段30により転写用磁界を印加して、マスターディスク10に形成されている転写情報としての凹凸パターンPをスレーブディスク14に磁気的に転写する。
スレーブディスク14は、表面に磁気記録層が形成されたハードディスク、フレキシブルディスク等の円盤状記録媒体であり、マスターディスク10に密着させる以前に、グライドヘッド、研磨体などにより表面の微小突起及び付着塵埃を除去するクリーニング処理(バーニッシィング等)が必要に応じて施される。
スレーブディスク14の磁気記録層には、塗布型磁気記録層、メッキ型磁気記録層、又は金属薄膜型磁気記録層を採用できる。金属薄膜型磁気記録層の磁性材料としては、Co、Co合金(CoPtCr、CoCr、CoPtCrTa、CoPtCrNbTa、CoCrB、CoNi等)、Fe、Fe合金(FeCo、FePt、FeCoNi等)、Ni、Ni合金(NiFe等)、を用いることができる。これらは磁束密度が大きいこと、磁界印加方向と同じ方向(面内記録なら面内方向)の磁界異方性を有していることにより、明瞭な転写を行えるため好ましい。そして、磁性材料の下(支持体側)に必要な磁気異方性を付与するために、非磁性の下地層を設けることが好ましい。この下地層には、結晶構造と格子定数を磁性層12に合わすことが必要である。その為には、Cr、CrTi、CoCr、CrTa、CrMo、NiAl、Ru等を用いることが好ましい。
転写用磁界を印加する磁界生成手段30は、密着保持されたスレーブディスク14とマスターディスク10の半径方向に延びるギャップ31を有するコア32にコイル33が巻き付けられた電磁石装置34、34が上下両側に配設されており、上下で同じ方向にトラック方向と平行な磁力線G(図2参照)を有する転写用磁界を印加する。図2は、円周トラック14A、14A…と磁力線Gとの関係を示したものである。
磁界印加時には、スレーブディスク14とマスターディスク10とを一体的に回転させつつ磁界生成手段30によって転写用磁界を印加させ、マスターディスク10の凹凸パターンにより表される転写情報をスレーブディスク14のスレーブ面に磁気的に転写する。尚、この構成以外に磁界生成手段の方を回転移動させるようにしてもよい。
転写用磁界は、最適転写磁界強度範囲(スレーブディスク14の保磁力Hcの0.6〜1.3倍)の最大値を超える磁界強度がトラック方向のいずれにも存在せず、最適転写磁界強度範囲内の磁界強度となる部分が1つのトラック方向で少なくとも1カ所以上存在し、これと逆向きのトラック方向の磁界強度が何れのトラック方向位置においても最適転写磁界強度範囲内の最小値未満である磁界強度分布の磁界をトラック方向の一部分で発生させている。
図3は、面内記録による磁気転写方法の基本工程を説明する説明図である。
先ず、図3(a)に示すように、予めスレーブディスク14に初期磁界Hi をトラック方向の一方向に印加して初期磁化(直流消磁)を施しておく。次に、図3(b)に示すように、このスレーブディスク14の記録面(磁気記録部)とマスターディスク10の凹凸パターンPが形成された情報担持面13とを密着させ、スレーブディスク14のトラック方向に初期磁界Hiとは逆方向に転写用磁界Hd を印加して磁気転写を行う。転写用磁界Hd が凹凸パターンPの凸部の磁性層12に吸い込まれてこの部分の磁化は反転せず、その他の部分の磁界が反転する結果、図3(c)に示すように、スレーブディスク14の磁気記録面にはマスターディスク10の凹凸パターンPにより表される転写情報が磁気的に転写記録される。
次に、本発明に係わる転写方法、転写装置、及び記録媒体について説明する。図4は本発明に係わる転写方法、および転写装置の第1の実施の形態を示した断面図である。
転写装置1Aは、容器上部2と容器下部3に別れ、ボルトやエアシリンダ等の締結手段9により一体となっている。容器上部2には、マスター担体をスレーブ媒体へ密着させるために供給される流体の流入口となる継ぎ手8Aが設けられ、容器下部3には容器上部同様に継ぎ手8Bが設けられている。
継ぎ手8Aと継ぎ手8Bとに接続される配管は、圧縮空気等の流体を発生させる加圧手段としての不図示の流体供給源に接続された共通の1本の配管から分岐されている。これにより、継ぎ手8Aと継ぎ手8Bからは、等しい圧力の流体が容器上部2と容器下部3とへ供給される。
容器上部2と容器下部3との内部は、マスター担体であるマスターディスク10A、10Bと、スレーブ媒体であるスレーブディスク14が、スレーブディスク14の両面に対して、それぞれマスターディスクの10A、10Bの情報把持面が密着した状体で収納される。
スレーブディスク14とマスターディスク10A、10Bとの内側である中心部と外側である外周部には、スレーブディスク14とマスターディスク10A、10Bとの内側形状と同等の外側形状を備えた円柱状の内径スペーサ5と、スレーブディスク14とマスターディスク10A、10Bとの外側形状と同等の内側形状を備えたリング型の外径スペーサ6が設置されている。
外径スペーサ6の上下には、ニトリルゴム等により形成されるシール部材7A、7Bがそれぞれ設けられている。外径スペーサ6と、シール部材7A、7Bとの間には、ステンレス材、ペット樹脂等により形成されるマスターディスク10A、10Bを押圧する為の可撓性膜であるシート4A、4Bがそれぞれ把持され、シート4A、4Bの間には、スレーブディスク14の両面にマスターディスク10A、10Bが密着した状態で収納されている。
内径スペーサ5の外径は、スレーブディスク14とマスターディスク10A、10Bとの内径と同じか、僅かに小さく、その間に隙間Aが生じる。外径スペーサ6の内径は、スレーブディスク14とマスターディスク10A、10Bとの外径と同じか、僅かに大きく、その間に隙間Bが生じる。
更に、内径スペーサ5と外径スペーサ6との厚さtは、スレーブディスク14とマスターディスク10A、10Bとの厚さの合計と同じか、僅かに大きく、シート4A、4Bとマスターディスク10A、10Bとの間に隙間Cが生じる。
このとき、隙間A、及び隙間Bは、シート4A、またはシート4A、4Bの厚さの5倍以下に調整されるように、内径スペーサ5の外径と、外径スペーサ6の内径とが、スレーブディスク14とマスターディスク10A、10Bとの内径、及び外径の大きさに合わせて選択される。
さらに、内径スペーサ5と外径スペーサ6との厚さtは、スレーブディスク14とマスターディスク10A、10Bとの厚さの合計よりも0.2mmより大きくならないように選択され、隙間Cは、0.2mm以下に調整される。
なお、シール部材7A、7B内経を、図8に示すようにスレーブ媒体14の外周径に近づけるとともに、シート4A、4Bをシール部材7A、7Bに固定することにより、固定されていない隙間B上のシート4A、4Bの大きさが、シート4A、4Bの厚さの5倍以下になるようにしてもよい。
以上のような構成の転写装置において、トラック信号等の転写情報が記録されたマスターディスク10A、10Bの情報担持面をスレーブディスク14へ所定の押圧力で密着させる際には、まず締結手段9により容器上部2と容器下部3とを結合させる。これにより、容器上部2、シール部材7A、及びシート4Aによる空隙と、容器下部3、シール部材7B、及びシート4Bによる空隙が形成される。
この状態で不図示の流体供給源より、継ぎ手8A、8Bを通してそれぞれの空隙へ0.1MPaから1MPaの圧力をかけた流体を供給することにより、シール部材7A、7Bの内経に等しい加圧領域でシート4A、4Bは全面に渡り均一な力で押圧される。このとき、シート4A、4Bは、厚みをd、ヤング率をEとし、前記流体の圧力により押圧される加圧領域の幅を1mとした場合、dE3/12≦8N・m2の関係が成り立つ剛性を備えている。
これにより、シート4A、4Bを介して流体の押圧力がマスターディスク10A、10Bに伝わり、押圧されたマスターディスク10A、10Bがスレーブディスク14に対して所定の押圧力で密着する。押圧力は、流体による加圧のため、全面に渡り均一であり、同一の配管系統より送られてくる流体のため、スレーブディスク14の両面に密着するマスターディスク10A、10Bの押圧力は等しくなる。
更に、シート4A、4Bは、調整された隙間A、及び隙間B部分に大きく落ち込むことはなく、加圧領域内での変形量が小さくなるように調整され、調整された隙間C部分での変形量も小さくなるように調整されるため、加圧領域内でマスターディスク10A、10Bを大きく変形させることはなく、マスターディスク10A、10Bを押圧する。
この状態で、記録媒体を製造する場合には、先に述べた磁気転写の手順により磁気転写を行い、スレーブディスク14へマスターディスク10A、10Bに形成された凹凸形状により表される転写情報が磁気的にナノメートルオーダーで忠実にスレーブディスク14へ転写される。
次に、本発明に係わる転写方法、転写装置、及び記録媒体の第2の実施の形態について説明する。図5は第2の実施の形態を示した断面図である。
転写装置1Bは、容器上部2と容器下部3に別れ、締結手段9により一体となっている。容器上部2には、流体の流入口となる継ぎ手8Aが設けられ、容器下部3には容器上部同様に継ぎ手8Bが設けられている。
継ぎ手8Aと継ぎ手8Bとに接続される配管は、不図示の流体供給源に接続された共通の1本の配管から分岐されている。これにより、継ぎ手8Aと継ぎ手8Bからは、等しい圧力の流体が容器上部2と容器下部3とへ供給される。
容器上部2と容器下部3との内部には、マスター担体であるマスターディスク40A、40Bと、スレーブ媒体であるスレーブディスク14が、マスターディスク40A、40Bの間にスレーブディスク14を挟んで収納される。
スレーブディスク14の中心部には円柱状の内径スペーサ5が設置され、スレーブディスク14の外周部にはリング型の外径スペーサ6が設けられている。外径スペーサ6の上下には、シール部材7A、7Bがそれぞれ設けられるとともに、外径スペーサ6と、シール部材7A、7Bとによりマスターディスク40A、40Bの端部が把持されている。
内径スペーサ5の外径は、スレーブディスク14の内径と同じか、僅かに小さく、その間に隙間Aが生じる。外径スペーサ6の内径は、スレーブディスク14の外径と同じか、僅かに大きく、その間に隙間Bが生じる。
更に、内径スペーサ5と外径スペーサ6との厚さtは、スレーブディスク14の厚さと同じか、僅かに大きく、スレーブディスク14とマスターディスク40A、40Bとの間に隙間Cが生じる。
このとき、隙間A、及び隙間Bは、マスターディスク40A、またはマスターディスク40Bの厚さの5倍以下に調整されるように、内径スペーサ5の外径と、外径スペーサ6の内径とが、スレーブディスク14の内径、及び外径の大きさに合わせて選択される。
さらに、内径スペーサ5と外径スペーサ6との厚さtは、スレーブディスク14の厚さよりも0.2mmより大きくならないように選択され、隙間Cは、0.2mm以下に調整される。
なお、シール部材7A、7B内経を、図9に示すようにスレーブ媒体14の外周径に近づけるとともに、マスターディスク40A、40Bをシール部材7A、7Bに固定することにより、固定されていない隙間B上のマスターディスク40A、40Bの大きさが、マスターディスク40A、40Bの厚さの5倍以下になるようにしてもよい。
以上のような構成の転写装置において、マスターディスク40A、40Bの情報担持面をスレーブディスク14へ所定の押圧力で密着させる際には、まず締結手段9により容器上部2と容器下部3とを結合させる。これにより、容器上部2、シール部材7A、及びスターディスク40Aによる空隙と、容器下部3、シール部材7B、及びスターディスク40Bによる空隙が形成される。
この状態で不図示の流体供給源より、継ぎ手8A、8Bを通してそれぞれの空隙へ0.1MPaから1MPaの圧力をかけた流体を供給することにより、マスターディスク40A、40Bはシール部材7A、7Bの内経に等しい加圧領域で全面に渡り均一な力で押圧される。このとき、マスターディスク40A、40Bは、厚みをd、ヤング率をEとし、前記流体の圧力により押圧される加圧領域の幅を1mとした場合、dE3/12≦8N・m2の関係が成り立つ剛性を備えている。
これにより、押圧されたスターディスク40A、40Bがスレーブディスク14に対して所定の押圧力で密着する。押圧力は、流体による加圧のため、加圧全面に渡り均一であり、同一の配管系統より送られてくる流体のため、スレーブディスク14の両面に密着するマスターディスク40A、40Bの押圧力は等しくなる。
更に、マスターディスク40A、40Bは、調整された隙間A、及び隙間B部分に大きく落ち込むことはなく、加圧領域での変形量が小さくなるように調整され、調整された隙間C部分での変形量も小さくなるように調整される。
この状態で、記録媒体を製造する場合には、先に述べた磁気転写の手順により磁気転写を行い、スレーブディスク14へマスターディスク40A、40Bに形成された凹凸形状により表される転写情報が磁気的にナノメートルオーダーで忠実にスレーブディスク14へ転写される。
次に、本発明に係わる転写方法、転写装置、及び記録媒体の第3の実施の形態について説明する。図6は第3の実施の形態を示した断面図である。
転写装置1Cは、容器上部2と容器下部3に別れ、締結手段9により一体となっている。容器上部2には、流体の流入口となる継ぎ手8Aが設けられ、容器下部3には容器上部同様に継ぎ手8Bが設けられている。
継ぎ手8Aと継ぎ手8Bとに接続される配管は、不図示の流体供給源に接続された共通の1本の配管から分岐されている。これにより、継ぎ手8Aと継ぎ手8Bからは、等しい圧力の流体が容器上部2と容器下部3とへ供給される。
容器上部2と容器下部3との内部は、マスター担体であるマスターディスク41A、41Bと、スレーブ媒体であるスレーブディスク42が、スレーブディスク42の両面に対して、それぞれマスターディスクの41A、41Bが密着した状体で収納される。
このとき、スレーブディスク42の両面には、スレーブディスク14とは異なり、光、熱等で硬化する樹脂、または低融点のガラスなどにより形成された転写層43が設けられている。これにより、記録ビット形状等に対応したマスターディスク41A、41B上の凹凸形状は、マスターディスク41A、41Bを転写層43に押圧しながら、またはマスターディスク41A、41Bの剥離後に、光の照射、加熱、または冷却することにより良好に転写される。
スレーブディスク42とマスターディスク41A、41Bとの外周部には、リング型の外径スペーサ6が設置されている。外径スペーサ6の上下には、シール部材7A、7Bがそれぞれ設けられている。外径スペーサ6と、シール部材7A、7Bとの間には、可撓性膜であるシート4A、4Bがそれぞれ把持され、シート4A、4Bの間には、スレーブディスク42の両面の転写層43にマスターディスク41A、41Bが密着した状態で収納される。
外径スペーサ6の内径は、スレーブディスク42とマスターディスク41A、41Bとの外径と同じか、僅かに大きく、その間に隙間Bが生じる。
更に、内径スペーサ5と外径スペーサ6との厚さtは、スレーブディスク42とマスターディスク41A、41B、および転写層43、43との厚さの合計と同じか、僅かに大きく、シート4A、4Bとマスターディスク41A、41Bとの間に隙間Cが生じる。
このとき、隙間Bは、シート4A、またはシート4Bの厚さの5倍以下に調整されるように、外径スペーサ6の内径がスレーブディスク42とマスターディスク41A、41Bとの外径の大きさに合わせて選択される。
さらに、外径スペーサ6の厚さtは、スレーブディスク42とマスターディスク41A、41Bとの厚さの合計よりも0.2mmより大きくならないように選択され、隙間Cは、0.2mm以下に調整される。
なお、シール部材7A、7B内経を、図10に示すようにスレーブ媒体42の外周径に近づけるとともに、シート4A、4Bをシール部材7A、7Bに固定することにより、固定されていない隙間B上のシート4A、4Bの大きさが、シート4A、4Bの厚さの5倍以下になるようにしてもよい。
以上のような構成の転写装置において、マスターディスク41A、41Bの情報担持面をスレーブディスク42の両面の転写層43へ所定の押圧力で密着させる際には、まず締結手段9により容器上部2と容器下部3とを結合させる。これにより、容器上部2、シール部材7A、及びシート4Aによる空隙と、容器下部3、シール部材7B、及びシート4Bによる空隙が形成される。
この状態で不図示の流体供給源より、継ぎ手8A、8Bを通してそれぞれの空隙へ0.1MPaから1MPaの圧力をかけた流体を供給することにより、シート4A、4Bはシール部材7A、7Bの内経に等しい加圧領域で全面に渡り均一な力で押圧される。このとき、シート4A、4Bは、厚みをd、ヤング率をEとし、前記流体の圧力により押圧される加圧領域の幅を1mとした場合、dE3/12≦8N・m2の関係が成り立つ剛性を備えている。
これにより、シート4A、4Bを介して流体の押圧力がマスターディスク41A、41Bに伝わり、押圧されたマスターディスク41A、41Bが転写層43に対して所定の押圧力で密着する。押圧力は、流体による加圧のため、全面に渡り均一であり、同一の配管系統より送られてくる流体のため、転写層43に密着するマスターディスク41A、41Bの押圧力は等しくなる。
更に、シート4A、4Bは、調整された隙間B部分に大きく落ち込むことはなく、加圧領域での変形量が小さくなるように調整され、調整された隙間C部分での変形量も小さくなるように調整されるため、加圧領域でマスターディスク41A、41Bを大きく変形させることなく、マスターディスク41A、41Bを押圧する。
マスターディスク41A、41Bが押圧された転写層43には、マスターディスク41A、41B上の凹凸形状が転写され、押圧されている状態、またはマスターディスク41A、41Bの剥離後に、転写装43に対して光の照射、加熱、または冷却することにより転写層43が硬化し、スレーブディスク42へ転写情報としての形状が転写され、記録媒体となる。
次に、本発明に係わる転写方法、転写装置、及び記録媒体の第4の実施の形態について説明する。図7は第4の実施の形態を示した断面図である。
転写装置1Dは、容器上部2と容器下部3に別れ、締結手段9により一体となっている。容器上部2には、流体の流入口となる継ぎ手8Aが設けられ、容器下部3には容器上部同様に継ぎ手8Bが設けられている。
継ぎ手8Aと継ぎ手8Bとに接続される配管は、不図示の流体供給源に接続された共通の1本の配管から分岐されている。これにより、継ぎ手8Aと継ぎ手8Bからは、等しい圧力の流体が容器上部2と容器下部3とへ供給される。
容器上部2と容器下部3との内部には、マスター担体であるマスターディスク44A、44Bと、スレーブ媒体であるスレーブディスク42が、マスターディスク44A、44Bの間にスレーブディスク14を挟んで収納される。
このとき、スレーブディスク42の両面には、光、熱等で硬化する樹脂、または低融点のガラスなどにより形成された転写層43が設けられている。これにより、記録ビット形状等に対応したマスターディスク44A、44B上の凹凸形状は、マスターディスク44A、44Bを転写層43に押圧しながら、またはマスターディスク44A、44Bの剥離後に、光の照射、加熱、または冷却することにより良好に転写される。
スレーブディスク42の外周部にはリング型の外径スペーサ6が設けられ、外径スペーサ6の上下には、シール部材7A、7Bがそれぞれ設けられるとともに、外径スペーサ6と、シール部材7A、7Bとによりマスターディスク44A、44Bの端部が把持されている。
外径スペーサ6の内径は、スレーブディスク42の外径と同じか、僅かに大きく、その間に隙間Bが生じる。更に、外径スペーサ6の厚さtは、スレーブディスク42の厚さと同じか、僅かに大きく、スレーブディスク42とマスターディスク44A、44Bとの間に隙間Cが生じる。
このとき、隙間Bは、マスターディスク44A、またはマスターディスク44Bの厚さの5倍以下に調整されるように、外径スペーサ6の内径が、スレーブディスク42の外径の大きさに合わせて選択される。
さらに、外径スペーサ6の厚さtは、スレーブディスク42の厚さよりも0.2mmより大きくならないように選択され、隙間Cは、0.2mm以下に調整される。
なお、シール部材7A、7B内経を、図11に示すようにスレーブ媒体42の外周径に近づけるとともに、マスターディスク44A、44Bをシール部材7A、7Bに固定することにより、固定されていない隙間B上のマスターディスク44A、44Bの大きさが、マスターディスク44A、44Bの厚さの5倍以下になるようにしてもよい。
以上のような構成の転写装置において、マスターディスク44A、44Bの情報担持面をスレーブディスク42へ所定の押圧力で密着させる際には、まず締結手段9により容器上部2と容器下部3とを結合させる。これにより、容器上部2、シール部材7A、及びマスターディスク44Aによる空隙と、容器下部3、シール部材7B、及びマスターディスク44Bによる空隙が形成される。
この状態で不図示の流体供給源より、継ぎ手8A、8Bを通してそれぞれの空隙へ0.1MPaから1MPaの圧力をかけた流体を供給することにより、マスターディスク44A、44Bはシール部材7A、7Bの内経に等しい加圧領域で全面に渡り均一な力で押圧される。このとき、マスターディスク44A、44Bは、厚みをd、ヤング率をEとし、前記流体の圧力により押圧される加圧領域の幅を1mとした場合、dE3/12≦8N・m2の関係が成り立つ剛性を備えている。
これにより、押圧されたスターディスク44A、44Bが転写層43に対して所定の押圧力で密着する。押圧力は、流体による加圧のため、全面に渡り均一であり、同一の配管系統より送られてくる流体のため、転写層43の両面に密着するマスターディスク44A、44Bの押圧力は等しくなる。
更に、マスターディスク44A、44Bは、調整された隙間B部分に大きく落ち込むことはなく、加圧領域での変形量が小さくなるように調整され、調整された隙間C部分での変形量も小さくなるように調整される。
マスターディスク44A、44Bが押圧された転写層43には、マスターディスク44A、44B上の凹凸形状が転写され、押圧されている状態、またはマスターディスク44A、44Bの剥離後に、転写装43に対して光の照射、加熱、または冷却することにより転写層43が硬化し、スレーブディスク42へ転写情報としての形状が転写され、記録媒体となる。
次に本発明に係わる転写方法、転写装置、及び記録媒体の具体的な実施例を説明する。
図12は、図4に示される転写装置1Aによりマスターディスク10A、10Bに形成された凹凸形状により表される転写情報を転写した際のデータを示した図表である。
転写では、既知の製造方法により製造され、初期直流磁化したスレーブ媒体(内径20.0mm、外径65.0mm、厚み0.50mm)に対し、磁気転写用のマスター担体(内径20.0mm、外径65.0mm、厚み0.30mm)を使用する。可撓性膜の厚みは0.1mmとする。このとき、内径スペーサの外径と厚さ、外径スペーサの内径と厚さ、スレーブ媒体の内径、外径に生じる隙間、スレーブ媒体の厚み方向の隙間の組合せは、図8に示すとおり、6通り用意する。これに、0.2MPaの空気を送り込んで、本発明の転写方法により磁気転写を行い、トラック信号をマスター担体からスレーブ媒体へ転写する。
転写後のスレーブ媒体の評価は、電磁変換特性測定装置(協働電子製 SS−60)により行う。ヘッドには、ヘッドギャップ0.32μm、トラック幅3.0μmであるインダクティブヘッド使用する。これにより、スレーブ媒体の半径25mm位置における信号を1周分読み込み、その信号をもとに、ヘッドの振動や、スピンドルの偏芯などの成分を除去して得られたヘッドの位置情報から、真円とのズレ量を算出する。
この結果、厚み方向の隙間の大きさが0.2mm以下であって、スレーブ媒体の内径、外径に生じる隙間の大きさが可撓性膜の厚みの5倍以下である0.5mm以下の関係を満たすNo.1からNo.4までのスレーブ媒体においては、真円からのズレ量が良製品基準の500nm前後以下となり、良好な結果が得られている。
また、図5に示される、転写装置1Bによりマスターディスク40A、40Bに形成された凹凸形状により表される転写情報を転写した際には、スレーブ媒体とマスター担体を前記転写装置1Aの実施例と同様の条件とし、内径スペーサは外径19.95mm、厚み0.53mm、外径スペーサは内径65.05mm、厚み0.53mmとした場合、真円からのズレ量は343nmであって、同じく良好な結果を得られている。
更に、図6に示される、転写装置1Cにおいては、厚み0.2mm、直径65mmのニッケル基板上に、ニッケル基板と同心の円周パターンを線幅100nm、高さ100nmで設けることによりマスター担体とし、厚み0.5mm、直径65mmのガラス基板上に光硬化樹脂をスピンコートして塗布したものをスレーブ媒体とした。
これに厚さ0.1mmのペット樹脂を可撓性膜として使用し、外径スペーサは内径65.05mm、厚み0.53mm、供給するエアの圧力は0.1MPaとして、マスター担体をスレーブ媒体に押圧して円周パターンのスレーブ媒体への転写を実施した。その結果、真円度測定器にて計測された転写された円周パターンの真円からのズレ量は220nmであって良好な結果が得られた。
同様に、図7に示される、転写装置1Dにおいては、厚み0.3mm、直径65mmのニッケル基板上に、ニッケル基板と同心の円周パターンを線幅100nm、高さ100nmで設けることによりマスター担体とし、厚み0.5mm、直径65mmのガラス基板上に光硬化樹脂をスピンコートして塗布したものをスレーブ媒体とした。
これに外径スペーサは内径65.05mm、厚み0.53mm、供給するエアの圧力は0.1MPaとして、マスター担体をスレーブ媒体に押圧して円周パターンのスレーブ媒体への転写を実施した。その結果、真円度測定器にて計測された転写された円周パターンの真円からのズレ量は480nmであって良好な結果が得られた。
以上説明したように、本発明に係る転写方法、転写装置、及び記録媒体によれば、押圧時に生じる隙間部分を起因とするマスター担体の変形が低減され、マスター担体上の凹凸形状、または凹凸形状により表される転写情報をスレーブ媒体上にナノメートルオーダーで忠実に転写することが可能となる。
1A、1B、1C、1D…転写装置,2…容器上部,3…容器下部,4A、4B…シート(可撓性膜),5…中心スペーサ,6…外周スペーサ,7A、7B…シール部材,8A、8B…継ぎ手,9…締結手段,10、10A、10B、40A、40B、41A、41B、44A、44B…マスターディスク(マスター担体),12…磁性層,14、42…スレーブディスク(スレーブ媒体),20…磁気転写装置,30…磁界生成手段,31…ギャップ,32…コア,33…コイル,34…電磁石装置,43…転写層,P…凹凸パターン
Claims (10)
- 微小な凹凸形状が形成されたマスター担体を流体の圧力により直接押圧する、または可撓性膜を介して押圧することによりスレーブ媒体へ密着させ、前記凹凸形状、または前記凹凸形状により表される転写情報のいずれかを前記スレーブ媒体へ転写する際、
前記マスター担体、または前記可撓性膜へ前記流体の圧力がかかる加圧領域での該マスター担体、または該可撓性膜に加圧により生じる変形が防止されるとともに、該マスター担体が前記スレーブ媒体へ密着されて転写が行われることを特徴とする転写方法。 - 前記加圧領域で前記マスター担体、または前記可撓性膜に加圧により生じる変形の防止は、前記スレーブ媒体の面内方向に生じる隙間と、前記スレーブ媒体の厚み方向に生じる隙間との大きさを調整することにより行なわれることを特徴とする請求項1に記載の転写方法。
- 前記スレーブ媒体の面内方向に生じる隙間の大きさは、前記マスター担体、または前記可撓性膜の厚みの5倍以下に調整されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の転写方法。
- 前記スレーブ媒体の厚み方向に生じる隙間の大きさは、0.2mm以下に調整されることを特徴とする請求項1、2または3のいずれか1項に記載の転写方法。
- 前記スレーブ媒体の面内方向に生じる隙間は、転写を行う際に前記スレーブ媒体の周囲に取り付けられる該スレーブ媒体と同等の内側、または外側形状を備えたスペーサとの間に生じる隙間であって、前記スレーブ媒体に対する前記スペーサの内側形状、または外側形状の大きさにより、前記スレーブ媒体の面内方向に生じる隙間の大きさを調整することを特徴とする請求項1、2、3、または4のいずれか1項に記載の転写方法。
- 前記スレーブ媒体の厚み方向に生じる隙間は、前記マスター担体と前記可撓性膜との間に生じる隙間であって、
転写を行う際に前記スレーブ媒体の周囲に取り付けられる前記スペーサの厚みにより調整することを特徴とする請求項1、2、3、4、または5のいずれか1項に記載の転写方法。 - 前記スレーブ媒体の厚み方向に生じる隙間は、前記マスター担体と前記スレーブ媒体との間に生じる隙間であって、
転写を行う際に前記スレーブ媒体の周囲に取り付けられる前記スペーサの厚みにより調整することを特徴とする請求項1、2、3、4、または5のいずれか1項に記載の転写方法。 - 前記スレーブ媒体の面内方向に生じる隙間の大きさは、前記マスター担体、または前記可撓性膜の周縁を固定する位置により調整されることを特徴とする請求項1、2、3、または4のいずれか1項に記載の転写方法。
- 微小な凹凸形状が形成されたマスター担体と、
転写を受けるスレーブ媒体と、
前記スレーブ媒体へ前記マスター担体を流体の圧力により密着させる加圧手段とを備え、
前記マスター担体、または前記可撓性膜へ前記流体の圧力がかかる加圧領域での該マスター担体、または該可撓性膜に加圧により生じる変形が防止するとともに、該マスター担体へ前記スレーブ媒体を密着させて前記凹凸形状、または前記凹凸形状により表される転写情報のいずれかを前記スレーブ媒体へ転写することを特徴とする転写装置。 - 微小な凹凸形状が形成されたマスター担体を流体の圧力により直接押圧する、または可撓性膜を介して押圧することによりスレーブ媒体へ密着させ、前記凹凸形状、または前記凹凸形状により表される転写情報のいずれかを前記スレーブ媒体へ転写する際、
前記マスター担体、または前記可撓性膜へ前記流体の圧力がかかる加圧領域での該マスター担体、または該可撓性膜に加圧により生じる変形が防止されるとともに、該マスター担体が前記スレーブ媒体へ密着されて前記凹凸形状、または前記凹凸形状により表される転写情報のいずれかが該スレーブ媒体へ転写されたことを特徴とする記録媒体。
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