JP2509978B2 - 光情報記録媒体の製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えばオーディオ用、ビデオ用、さらに
は情報機器用のデータ記録用等に用いられる光情報記録
媒体の製造装置に関する。

［従来の技術］ この種の光情報記録媒体の一種である光ディスクは、
例えば特開昭62−187004号公報に示されるように、デー
タが記録されたマスターとなるスタンパとディスク基板
との間に、紫外線によって硬化される性質を有する樹脂
を注入し、これに紫外線を照射することにより硬化さ
せ、上記ディスク基板の表面にスタンパの記録データを
転写した記録樹脂層が形成されるようにして製造され
る。

このディスク基板とスタンパとの間に樹脂層を形成す
る手段としては、例えば特開昭53−116105号公報、特開
昭58−173623号公報等に示されるように種々の方法があ
るものであるが、レジンの中に気泡が残存することがあ
り、この気泡等の障害を確実に除去しながら、高精度に
光ディスクを製造することが困難である。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は上記のような点に鑑みなされたものであ
り、自動的に且つ効率的に製造過程の進行を制御できる
ようにすると共に、特に凹凸状の記録を形成した樹脂層
部分の気泡が確実に除去されるようにして、信頼性の高
い情報記録媒体が連続的に製造されるようにする、特に
自動化に適する光情報記録媒体の製造装置を提供しよう
とするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る光情報記録媒体の製造装置にあって
は、基板をセンターピンによって支持し、このセンター
ピンを上下駆動できるようにすると共に、上記センター
ピンを中心にして選択的に回転されるテーブル上にスタ
ンパを設定し、このスタンパ上にリング状にして紫外線
により硬化される性質を有するレジンを設定する。そし
て、上記基板を下降し、この基板の下面がレジンに一部
接触したならば、この基板を微小距離毎に間欠的に下降
制御し、基板面に上記リング状のレジンが全周接触され
るようにした状態でセンターピンのみを下降させ、上記
基板状に設定した重りにより基板を下降させながら、リ
ング状のレジンをスタンパ面に広げるようにする。

あるいは重りにより基板を下降させながら、リング状
のレジンの中央部から空気を吸引させるようにする。

［作用］ このような光情報記録媒体の製造装置によれば、スタ
ンパ上にリング上に形成されたレジンの一部がまず基板
の下面に接触し、この接触部が徐々に拡大され、ついに
は全周が基板の面に接触され、リング状のレジンがスタ
ンパ上に重りによって圧縮された、層上に広げられるよ
うになる。このようにすると、充分な安定性をもって均
一の厚さの樹脂層が形成されるようになると共に、この
樹脂層内の気泡が効果的に排出されることが実験の繰返
しによって確認された。このとき、リング状レジンの内
周部の空気は、空気流路から放出される。あるいは吸気
孔から吸引され、レジン中への気泡混入が効果的に防止
される。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明す
る。第１図はその全体的な構成を示すもので、この製造
装置にあっては、動作の中心となるセンターピン11を備
える。このセンターピン11は、円筒状に構成され垂直の
状態で設定される弁部材12の中空部内に、軸方向移動自
在に設定されるもので、この弁部材12はさらに円筒状の
支持部材13の中空部内に軸方向移動自在に設定される。
すなわち、センターピン11と弁部材12および支持部材13
は同軸的に構成されるものであり、支持部材13はベアリ
ング機構14により、固定的に設定される基台15に垂直状
態にして、回転自在に支持されるようになる。

上記支持部材13は、一体的に歯車131を備えて選択的
に回転制御されるもので、その上方には平面に広がるよ
うにして受け台16が形成される。この受け台16には、円
板状のテーブル17が載置設定されるもので、このテーブ
ル17上に載置される金属製のスタンパ18を磁力によって
保持するようにしている。この場合、磁石はスタンパ18
を固定するものであるため、テーブル17の表面部におい
て作用すればよく、テーブル17の全体が磁石である必要
はない。

ここでスタンパ18には、中心部に丸いガイド用の穴が
形成されるもので、その上面にはグループや情報ビット
等を記録する凹凸が形成されている。そして、テーブル
17と一体的に形成されるガイドリング19によって、テー
ブル17上の位置が固定設定される。

上記ガイドリング19の上方の内周面部は、テーパ状の
面に形成された弁座を構成するようになっているもの
で、この弁座部には、弁部材12の上端に一体的に形成さ
れた弁体20が、弁部材12の矢印Ａで示す上下方向の移動
に対応して接触しまたは離反されるようになっている。

すなわち、弁部材12がこの図で示されるように下方向
に位置する状態では、弁体20がガイドリング19の弁座に
接触しており、弁部材12がこの状態から上方に切換え移
動された状態では、弁体20とガイドリング19による弁座
との間に通路が形成される。

この通路は、受け台16に形成された通路21に連通され
るもので、この通路21は図では詳細に示していないが真
空源に連通され、あるいは切換え弁によって外気に連通
されるようになっている。すなわち、弁体20がガイドリ
ング19から離れるように上昇されたときには、テーブル
17の上面その中心部が外気に連通され、あるいは真空源
によって吸引されるようになる。

センターピン11には、その軸線部に空気通路22が形成
されているもので、この通路22は弁部材12にその上方に
開口するように形成した通路23に連通され、通路22に送
り込まれた空気が、テーブル17の中心部に形成された円
板状の受け皿24部から放出されるようにしている。

このセンターピン11は、駆動機構25によって矢印Ｂで
示すように上下方向に移動制御されるようになってい
る。上記駆動機構25は、サーボモータ251によって回転
される螺軸252を備え、この螺軸252に螺合される移動体
253によってセンターピン11を支持するようにしている
もので、サーボモータ251の回転角によって、センター
ピン11がμｍ単位で上下方向に精密に移動制御されるよ
うにしている。そして、上記サーボモータ251は、マイ
クロコンピュータ等によって構成されるようになる制御
回路26によりその回転角が制御される。

センターピン11の上方には、鍔状にして支持台27が形
成され、この支持台27の上方にガイドピン28が突設され
るようにしている。そして、ガイドピン28で中心位置が
設定されるようにして上記支持台27にディスク基板29が
載置設定されるようになる。

このディスク基板29は、例えばエポキシ、エポキシビ
ニルエステル、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂、
ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネイト等の熱可
塑性樹脂、あるいはガラスによって構成される。

上記支持台27は、センターピン11が下降したときに受
け皿24内に設定されるようになるものである。

上記センターピン11によって支持されるようになるデ
ィスク基板29上には、移動台30によってガラス等の透明
体によって構成された円板状の重り31が載置設定され
る。上記移動台30は適宜チャンバ32内に上下移動自在に
設定される。このチャンバ32は、矢印Ｃで示すように上
下移動されるようになっているもので、図の状態のよう
に下方向に移動設定された状態で、上記基台15の上面部
にテーブル17の周囲に対応して密封されるチャンバ室33
を形成するようになる。

上記チャンバ室33内には、図では示していないが、重
り31の上方には紫外線源が設定されているもので、透明
な重り31を透過して内部に紫外線が照射されるようにし
ている。

尚、上記スタンパ18の面上には、光ディスクの記録層
を形成するための材料であるレジン36が載置設定され
る。このレジン36は紫外線を照射することによって硬化
する2P樹脂材料でなるもので、末端にアクリル基および
／またはメタアクリル基を有する液状樹脂、例えばエポ
キシ樹脂のアクリル酸および／またはメタクリル酸エス
テル、アクリル基／またはメタクリル基を末端に有する
ウレタン樹脂、またこの液状樹脂をアクリル基および／
またはメタクリル基を有する反応性モノマーで希釈した
もの等よりなる。

そして、このレジン36はテーブル17を回転させながら
ノズル等によって定量スタンパ18上に、リング状にして
載置されるようにする。

第２図は、上記のように構成される装置により光ディ
スクの記録層部を製造する工程の、特にセンターピン11
の動きを制御する制御回路26における処理の流れを示し
ている。まずステップ101ではセンターピン11が第３図
で示すように上昇位置設定される。この状態において
は、スタンパ18の面上には、センターピン11を中心とす
るリング状にして、レジン36が設定されている。そし
て、このセンターピン11が上昇設定された状態で、基板
搬送機構40によって、ディスク基板29がセンターピン11
上に搬送され、このセンターピン11に形成した支持台27
上に基板29が設定される。尚、この状態ではチャンバ32
は第１図の状態から上昇設定され、搬送機構40の動きの
障害とならないようにされている。

このようにしてセンターピン11にディスク基板29が設
定されたならば、第４図で示すように、この基板29上に
重り31を載置設定するものであり、この状態でチャンバ
32が第１図で示すように下降設定される。またこの状態
では弁部材12は、下方の位置に設定されている。

このようにしてディスク基板29が設定され、さらにこ
の基板29上に重り31が設定されたならば、次のステップ
102でセンターピン11を、スタンパ18と基板29との間隔
が第１の位置とされるまで下降する。すなわち、第５図
で示すようになるもので、この状態ではディスク基板29
の下面がリング状にされたレジン36に接触する直前の状
態とされる。

このようにセンターピン11が下降設定されたならば、
次にステップ103のようにセンターピン11をミクロン単
位で１〜数秒毎に下降させるように制御する。すなわ
ち、ディスク基板29はミクロン単位で間欠的に下降され
るもので、この下降の過程においてレジン36のリングの
一部が基板29の面に接し、この接触部が徐々に拡大され
てレジン36のリングの全周が基板29と接触されるように
なる。ステップ104でスタンパ18と基板29との間隔が第
２の位置となったか否かを判定しているもので、この間
隔が第２の位置となった状態でセンターピン11の下降が
停止され、ステップ105に進む。ここで、上記第２の位
置は基板29にレジン36のリングの全周が接触されるよう
になる、経験的に求められた値である。

ステップ105では、センターピン11を下降させ、この
センターピン11の基板29の支持台27の支持面が、スタン
パ18の面から所定の高さとされる位置、具体的にはスタ
ンパ18の面から製造される光ディスクの樹脂による記録
層の厚さに相当する高さ位置に設定されるようにする。
この場合、ディスク記録29はレジン36によって支持され
ているものであり、センターピン11のみが下降されるよ
うになる。

このとき、同時に弁部材12が上昇位置に切換えられ、
第６図で示すように弁体20がガイドリング19から離れる
ようになり、このガイドリング19と弁体20との間に吸気
通路が形成される。

すなわち、この状態では、スタンパ18とディスク基板
29との間に、リング状のレジン36により囲まれた部屋が
形成され、この部屋が真空源によって吸気されるように
なるものであり、さらにレジン36に対しては、重り31の
荷重が作用し、レジン36を徐々に押し潰すようになる。

このようにディスク基板29がリング状にされたレジン
36に接触する際に、このレジン36中に気泡が混入するこ
とがある。しかし、上記のように例えば１秒間にミクロ
ン単位で間欠的に基板29を下降させ、基板29とレジン36
とがまず１か所で接触した後、この接触点が左右にリン
グに沿って延長され、リング状に接触部が形成されるよ
うにすると、レジン36中に気泡が入り込むことが効果的
に抑制されるようになる。

このようにしてディスク基板29とレジン36とが接触さ
れて、さらにレジン36中に気泡が混入しているような場
合でも、リング状のレジン36の全周が基板29に接触され
た状態で、その中心部から微量の真空でレジン36を吸い
込むような動作がされる。このようにレジン36が内側に
吸い込み移動されることによって、レジン36の内部の気
泡は外周方向に押し出されるようになるものであり、こ
のような現象は繰返し実験により確認された。

ステップ106では上記の状態を所定時間、例えば50秒
間待機するもので、この間に重り31の荷重によってリン
グ状のレジン36が押し広げられ、デイスク基板29がレジ
ン36の高さの低下と共に下降する。そして、レジン36が
スタンパ18と基板29との間に広がり終わった状態で、デ
ィスク基板29が上記下降位置設定されたセンターピン11
の支持台27に当って停止し、第７図に示すような状態と
なる。この場合スタンパ18と基板29との間の隙間は、セ
ンターピン11の下降設定位置により数値的に正確に設定
されるようになり、スタンパ18のデータ記録面のレジン
36の厚さの制御が、容易且つ正確に行われる。

ここで、ガイドリング19によってスタンパ18の取付け
位置が正確に設定されると共に、スタンパ18の剥離防止
が効果的に行われるものであるが、このガイドリング19
の外側であるスタンパ18の内周縁の下側に、真空源に連
通された通路21が開口されている。したがって、上記の
ようにスタンパ18の面上にレジン36を広げた場合、その
内周縁からスタンパ18の裏面にレジンが回り込むことが
あっても、この回り込みレジンは真空吸引によって確実
に回収除去されるようになる。

上記のようにスタンパ18と基板29との間にレジン36に
よる層が形成されたならば、第７図で示すようにテーブ
ル17と共に基板29、重り31等を回転させ状態で、第８図
で示すように紫外線を透明な重り31を介して上記広げら
れたレジン36面に均一に照射し、このレシンを硬化させ
て記録樹脂層41が形成されるようにする。この記録樹脂
層41のスタンパ18に対向する面には、このスタンパ18に
形成された凹凸による記録が転写され、この樹脂層41に
よって、光デイスクの記録面が形成されるようになる。

このようにしてディスク基板29と一体化されるように
して、記録面の形成された樹脂層41が形成され、光ディ
スクの基本構造が完成されるものであるが、この後は基
板29と樹脂層41を一体にして、スタンパ18の面から剥離
する必要がある。

まず、ステップ107で示し第９図で示すように、セン
ターピン11を微小量上昇させる。この場合チャンバ32は
上昇されているものであり、また弁部材12は下方の位置
に設定し、ガイドリング19と弁部材12の弁座20との間に
真空に通ずる通路が閉じられるようにしておく。そし
て、センターピン11の中心軸部に形成される空気通路22
および弁部材12に形成した通路23を介して空気を送り込
み、受け皿24部から放出させる。この空気は支持台27の
下面からディスク基板29の中央部の下面、さらに記録樹
脂層41とスタンパ18の間に送り込まれるようになり、樹
脂層41をスタンパ18の面から剥離させる。そして、重り
31も取外し上昇させる。

そして、この状態でステップ108のようにセンターピ
ン11をさらに上昇させると、第10図で示されるように樹
脂層41はスタンパ18の面から円滑に剥離され、ディスク
基板29と一体になって、搬送位置まで上昇される。この
ように搬送位置まで上昇されたならば、搬送機構40によ
って樹脂層41の形成されたディスク基板29を吸着し、所
定の格納位置に搬送する。このように記録樹脂層41の形
成されたディスク基板29は、図では示されていないが、
反射層、記録膜の形成工程、あるいは保護膜形成工程を
経て光ディスクが完成されるものである。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係る光情報記録媒体の製造装
置によれば、グルーブや情報ビット等を記録する紫外線
によって硬化する樹脂材料によって構成される記録樹脂
層は、気泡を効果的に排除する状態で、容易且つ確実に
成形できるようになるものであり、特にコンピュータ等
によって容易にプログラムできる内容でセンターピンの
上下制御を行ない、これに対応して吸気制御を行うこと
によって、高精度の樹脂記録層がディスク基板に一体的
にして容易に自動制御できるようにして製造できるもの
である。したがって、この製造装置によれば、オーディ
オ用、ビデオ用、その他情報機器用等に使用される光デ
ィスクが、効率的に製造できるものである。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例に係る光情報記録媒体の製
造装置を説明する断面構成図、第２図は上記装置の特に
センターピンを制御する制御回路における処理の流れを
説明する図、第３図乃至第10図はそれぞれ光ディスクの
特に記録樹脂層の製造過程を順次説明する図である。 10…センターピン、12…弁部材、13…支持部材、17…テ
ーブル（永久磁石）、18…スタンパ、19…ガイドリン
グ、20…弁体、21…（真空）通路、22、23…（空気）通
路、25…駆動機構、26…制御回路、29…ディスク基板、
31…重り（ガラス）、32…チャンバ、36…レジン。

フロントページの続き (72)発明者 藤田 裕一 神奈川県小田原市栄町３―17―１ (72)発明者 江崎 弘造 千葉県佐倉市六崎1550―２―１―103 (72)発明者 重田 定明 千葉県習志野市谷津３―29―10―407 (72)発明者 酒井 一成 千葉県千葉市高品町899―１ 高品ハイ ツ２棟207

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光透過性基板を載置設定する支持台が設定
   されたセンターピンと、 このセンターピンを上下方向に駆動する駆動手段と、 上記センターピンを中心にして固定的に設定され、その
   上面に上記センターピンで支持された光透過性基板に対
   向するようにスタンパを支持するようにしたテーブル
   と、 このテーブルの上記センターピンに近接する位置に設定
   された空気流路と、 上記センターピンで支持される光透過性基板の上面に設
   定される、光透過性物質により構成された重り部材と、 上記駆動手段を制御する制御手段とを具備し、 上記スタンパの表面上には、紫外線硬化性樹脂からなる
   レジンをセンターピン部を中心にしてリング状に設定さ
   れた状態で、上記制御手段は上記駆動手段を制御して上
   記光透過性基板をその下面が少なくとも上記リング状の
   レジンの一部に接触したときからに全周にわたって接触
   されるまで間、間欠的に微小量づつ下降させるセンター
   ピン下降手段を備え、 スタンパの表面上に円板状に広げられた上記レジンが、
   上記重り部材を透過した紫外線で硬化されるようにした
   ことを特徴とする光情報記録媒体の製造装置。
2. 【請求項２】光透過性基板を載置設定する支持台が設定
   されたセンターピンと、 このセンターピンを上下方向に駆動する駆動手段と、 上記センターピンを中心にして固定的に設定され、その
   上面に上記センターピンで支持された光透過性基板に対
   向するようにスタンパを支持するようにしたテーブル
   と、 このテーブルの上記センターピンに近接する位置に設定
   された空気吸引孔と、 この吸引孔からの吸気を開閉する手段と、 上記センターピンで支持される光透過性基板の上面に設
   定される、光透過性物質によって構成された重り部材
   と、 上記駆動手段を制御する制御手段とを具備し、 上記スタンパの表面上に紫外線硬化性樹脂からなるレジ
   ンがセンターピン部を中心にしてリング状に設定された
   状態で、上記制御手段は上記駆動手段を制御して上記光
   透過性基板をその下面が少なくとも上記リング状レジン
   の一部に接触したときから、全周にわたって接触するま
   での間、間欠的に微小量づつ下降させるセンターピン下
   降手段を備え、 上記開閉する手段は光透過性基板がリング状レジンに全
   周接触した状態で開となり、リング状レジンの内周部の
   空気を吸引するようにしたことを特徴とする光情報記録
   媒体の製造装置。