JP2509979B2 - 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、例えば光
ディスクのような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樹脂層が形成され
るようにして製造されるようにする。

そして、この樹脂層をスタンパから剥離するために
は、ディスク基板の中心部に設定される押し上げ体を、
下方からピンおよび空気圧によって押し上げ、この押し
上げ体によってディスク基板と共に樹脂層を押し上げて
スタンパから剥離するようにしている。

しかしこのようにしたのでは、デイスク基板はもとよ
り樹脂層に大きなたわみの力が作用し、記録転写面に損
傷を与えるおそれがあるばかりか、ディスクの歪みを生
じさせるようになるおそれがある。また、基板の押し上
げと共にスタンパが一緒に持ち上げられるようになる。

スタンパをテーブルに保持する例としては、特開昭60
−47253号公報に示されるように、スタンパをその中心
部に対応する第１の電磁石よりなる手段とスタンパの外
周部に対応するリング状の第２の電磁石とによって磁性
材料からなるスタンパを保持し、このスタンパから樹脂
層を剥離する場合には、中央部の第１の電磁石のみをオ
フし、外周部の第２の電磁石によって、スタンパの外周
部のみが保持されるようにする。そして、この状態でス
タンパを樹脂層から離れる方向に移動し、スタンパの外
周部から樹脂層が順次剥離されるようにしている。しか
し、この方法は電磁石を複雑に制御する必要があるばか
りか、樹脂層に結果的に大きな剥離の力を作用させるよ
うになる。

［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、特にディスク基板とスタンパとの間に、スタンパの
記録が転写された樹脂層が形成された状態で、樹脂層を
円滑にスタンパから剥離すると共に、テーブルからの剥
離を確実に防止でき、またその剥離工程が容易に自動化
できるようにして、信頼性の高い光ディスク等が容易且
つ確実に製造できるように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、磁石によって構成されテーブルの中央部にガイドリ
ングを設定し、このガイドリングに嵌め合せてスタンパ
がテーブル上に磁気吸引力によって固定保持されるよう
にするものであり、このテーブルの中心軸部に上下移動
されるセンターピンを設定し、このセンターピンで基板
が支持設定されるようにする。そして、上記テープの中
央部に空気放出孔を形成し、この放出孔から空気がスタ
ンパと樹脂層との間に放出されるようにする。

［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
ンパはテーブル上に磁気吸引力さらに空気の吸引力によ
って保持され、ガイドリングによってその位置が設定さ
れ固定されるようになるものであり、スタンパは強固に
保持設定されると共に簡単に交換をすることができる。
また、ティスク基板とスタンパとの間に硬化された記録
樹脂層が形成された状態で、センターピンを微小量上昇
させてディスク基板の中央部がスタンパ面から微小量離
れ間隙を形成し、テーブル中央部からその間隙部に空気
が送り込まれ、中央部から樹脂層を順次剥離するように
なる。したがって、樹脂層に剥離する力を作用させるこ
となく基板と一体にした樹脂層がスタンパから剥離さ
れ、信頼性の高い状態で光ディスクが製造されるように
なる。この場合、簡単なセンターピンの上下動作および
センター部からの空気放出制御で上記剥離動作が実行さ
れるものであり、容易に自動化がで行なえる。

［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、円筒上に構成され垂直の
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性のスタンパ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
形成されているもので、その上面にはグルーブや情報ビ
ット等の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ようになっている。

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
の上面その中心部から真空源によって吸引されるように
なる。

この真空源は、ガイドリングの外周部でスタンパの内
周部のテーブルに形成された空気の吸引孔にも通じてい
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部からテーブル17の上面方向に放出さ
れ、後述する記録樹脂層の剥離に使用されるようにす
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。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、あるいはガラス等の光透過性物質によって構
成される。

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、ポリエステル樹脂のアクリル酸および／またはメ
タクリル酸エステル、ポリエーテル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、そ
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で構成される。

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、スタンパ上に載置されたリング状のレシン36の高さ
よりやや大となる第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、ディスク基板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、その後テーブ
ル17を回転させた状態で、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
記録データが転写され、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。

ここで、スタンパ18はテーブル17に磁気吸引力によっ
て保持され、ガイドリング19によってその位置が正確に
設定されるようになっている。したがって、スタンパ18
はテーブル17から比較的簡単に取外すことができ、簡単
に交換することができるものであるが、逆に上記記録樹
脂層41をスタンバ18から剥離しようとする場合、樹脂層
41をスタンパ18から引き離す方向に上昇させると、スタ
ンパ18も樹脂と一体的にテーブルから離れてしまう。

しかし、この装置にあっては、記録樹脂層41をスタン
パ18から、スタンパを浮き上がらせることなしに容易に
剥離させるようにしているもので、以下にその剥離工程
を説明する。

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
上昇設定されているもので、また弁部材12は下方の位置
に設定されて、ガイドリング19と弁座20との間の真空に
連通す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る。このと
きスタンパ18はテーブルに設定された磁石の磁力と吸引
孔50による吸引力によって、テーブルに密着固定され
る。そして、記録の転写された樹脂層41はディスク基板
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
層が、スタンパとディスク基板との間に形成された状態
で、記録樹脂層の中央部分が微小量上昇されて、この樹
脂装置スタンパとの間に空気が送入されるようになる。
このため、スタンパから記録樹脂層が、送入された空気
によって剥離されるようになり、この剥離動作に際し
て、スタンパにテーブルから離れる方向の力はほとんど
作用されないようになる。したがって、スタンパが交換
を容易にするためテーブルに磁気的に吸着保持されるよ
うな状態にあっても、記録樹脂層の剥離工程が信頼性を
もって実行されるようになる。

【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 (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】センターピンで支持された光透過性基板
   と、上記センターピンを中心にして設定されるスタンパ
   との間に、このスタンパの記録面が転写された記録樹脂
   層が設定されるようにした光情報記録媒体を製造する装
   置において、 上記センターピンを中心軸部として設定され、その上面
   にスタンパの内径部に当てられるガイドリングを設定
   し、磁性体材料で構成されたスタンパを磁気吸引力で保
   持するように、磁石を含み構成されるようにしたテーブ
   ルと、 上記テーブルの中心部で、上記センターピンの外周部に
   近接する位置に形成された空気の放出孔と、 上記センターピンを、微小量上昇させる手段と、 上記スタンパの内径部下方に上記テーブルに形成したス
   タンパ吸引用の吸引孔とを具備し、 光透過性基板に一体の記録樹脂層とテーブルに吸着され
   たスタンパとの間に空気層を形成して、スタンパをテー
   ブルに保持したままその相互が剥離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。