JP2526118B2 - 光記録媒体用基板の製造方法及びその方法に使用する成型ロ―ラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光記録媒体用基板の製造方法及びその方法
に使用する成型ローラに関し、詳しくは光学的に情報の
記録・再生を行う光記録媒体用の透明基板を製造する方
法及び成型ローラに関するものである。

［従来の技術］ 従来、光記録媒体用基板の製造は、インジェクション
成型、あるいはコンプレッション成型等の方法が行われ
ているが、この方法では基板の平面度，平滑度が充分で
なく、またそり，気泡の混入等が発生し易く、このため
に光による情報の検出が著しく阻害される問題がある。
この様な問題をさけるためには、製造時の温度，圧力の
条件出しや、型の精度，気泡の発生防止等に非常に困難
が伴い、また大きい装置を必要とし費用は莫大となる。
さらに、枚葉処理であるため、後工程が繁雑で生産性が
悪い問題がある。

他方、プラスチックの平板は、気泡もなく平滑で均一
な板が容易に製造されているので、このプラスチックの
平板にスタンパを密着させて圧力を加え、凹凸を転写す
る方法も提案されているが、平板の盤面全体に圧力をか
けるには、非常に大きな圧力を必要とする。

これを解決する方法として、押出し機から押出された
プラスチックシートを、スタンパを密着させた成型ロー
ラと加圧ローラの間を通せば、小さい圧力でスタンパの
情報またはプリフォーマットパターンの凹凸をプラスチ
ックシートに刻み込む事ができ、その後中心穴及び外周
をトリミングすれば、小さな装置で連続的に生産性よく
光記録媒体用基板を得ることができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、光ディスクなどの光記録媒体では、プ
リフォーマットパターンの凹凸の転写性や平面性などの
特性値が厳しいので、成型に使用するスタンパの熱伝導
が悪いか或いは不均一であると、押出し機から押出した
樹脂が成型時に十分に加熱された状態にならないため
に、微細なパターンが精度良く転写されなかったり、デ
ィスクの面内でも基板の厚さが不均一になったり、或い
は平面性が悪くなるという問題点が生じている。また、
成型時に加熱により供給される熱量のムラは、樹脂にポ
リカーボネートを用いた場合には、複屈折のムラになっ
て現われてきて、品質が低下してしまうという問題点が
生じている。

そのために、樹脂を成型するために使用するスタンパ
には、平面性が良いこと、熱伝導性が良いこと、及び熱
伝導にムラが少ないことが要求されている。しかしなが
ら、例えば、スタンパが厚いと剛性が高くなって、円筒
状の鏡面ローラに巻きつけるのが、難しくなるだけでな
く、熱伝導性も悪くなってしまうという問題点がある。

また、スタンパを貼り合わせる場合、鏡面ローラと接
着剤で貼り合わせると、スタンパが熱変形やゴミ等によ
り傷が付きスタンパを交換する際、鏡面ローラごと交換
しなければならず、鏡面ローラは高価であるため生産性
が悪くなる欠点がある。

また、スタンパを鏡面ローラに巻き付け、ネジで固定
することは、スタンパと鏡面ローラの間に空気が入り、
スタンパの表面に凹凸が生じ、その凹凸が樹脂に転写さ
れて光記録媒体用基板の品質を低下させてしめうという
問題も生じている。

本発明は、この様な従来技術の有する問題を改善する
ためになされたものであり、鏡面ロールとスタンパ間の
熱伝導が均一な成形ローラを用いて、パターンの転写性
が良く、複屈折のムラが小さく、面精度の良い光記録媒
体用基板を生産性良く製造する方法を提供することを目
的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 即ち、本発明は、レーザービームなどの光により反射
率などの光学特性を変化させて情報の記録・再生を行う
光記録媒体用の基板を製造する方法において、押出し成
型機から押出された樹脂シートを、鏡面ローラの表面に
シリコン樹脂層を介してスタンパを固定してなる成型ロ
ーラと加圧ローラ間を通して前記樹脂シートの表面にプ
リフォーマットパターンの凹凸を形成することを特徴と
する光記録媒体用基板の製造方法である。

また、本発明は、上記の光記録媒体用基板の製造方法
に使用する、鏡面ローラの表面にシリコン樹脂層を介し
てスタンパを固定してなることを特徴とする成型ローラ
である。

本発明は、具体的には、レーザービームなどの光の照
射によって反射率などの光学特性を変化させて、情報の
記録・再生を行なう光記録媒体に用いる基板で、押出し
機から溶融した樹脂を押出し、同時に成型を行なってプ
リフォーマットパターン付きの透明基板を製造する方法
において、鏡面ローラと薄いスタンパの間にシリコン樹
脂層を介在せしめて、鏡面ローラと薄いスタンパをネジ
等で固定した成型ローラを使用するものである。

以下、本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の光記録媒体用基板の製造方法に使用
する成型ローラの一実施態様を示す部分切欠正面図およ
び第２図はその斜視図である。同第１図において、本発
明の成型ローラは、鏡面ローラ１の表面にスタンパ２
が、シリコン樹脂層３を介してネジで固定されてなるも
のである。このスタンパ２が貼り合された成型ローラ４
を用いて、例えば、第３図に示されるような装置から押
出された樹脂を、加熱，加圧してプリフォーマットパタ
ーンまたは情報を転写する。

本発明における鏡面ローラ１は、硬度が高く、熱伝導
率の良いものであればどのような材料でも用いることが
できるが、例えば、鉄鋼、クロム鋼などの金属，金属合
金などを用いることができる。鏡面ローラの表面の加工
精度は、成型する光記録媒体用基板の円精度とほぼ同じ
か、またはそれよりも良い面精度が必要とされる。ま
た、必要に応じて、表面に窒化チタンなどの硬化膜やク
ロムメッキなどのメッキを施すことも可能である。

スタンパ２は、一般にCD（コンパクトディスク）など
に用いられている製法で作成することができる。具体的
には、ガラス原盤にレジストを塗布して、パターンを露
光，現像してから、ニッケルをスパッタで成膜して、電
鋳して所定の厚さまでニッケルを析出させる。このよう
にして得られたスタンパを第２原盤とし、さらに孫スタ
ンパを作製しても良い。スタンパの厚みは、スタンパを
鏡面ローラに貼り合わせるために、一般にインジェクシ
ョンに用いられているものよりも、薄いものが好まし
い。スタンパの厚さの好ましい範囲としては、10〜200
μｍであり、より好ましくは20〜150μｍである。

前に説明したように、鏡面ローラとスタンパの間に間
隙があると、基板の品質が悪くなるために間隙を埋めな
ければならない。鏡面ローラの熱をスタンパに均一に伝
えるためには、まず、成型温度で劣化しない、分解しな
い、及びガスなどを出さない物質を鏡面ローラとスタン
パの間の間隙に充填する必要がある。また、基板材料と
してポリカーボネートを用いた場合、成型温度は140〜1
50℃になる。さらに、隙間材の粘度が小さすぎると、成
型時の成型ローラの圧力が下がり、転写性が悪くなる
し、また粘度が大きすぎても、鏡面ローラとスタンパと
の密着が悪くなるため熱伝導が悪くなる。

本発明においては、このような条件を満足させる隙間
材としては、シリコン樹脂が最適である。シリコン樹脂
としては、通常のシリコン樹脂を使用することができる
が、例えばシリコーンRTVゴム等が挙げられる。

シリコン樹脂層の厚みは１〜50μｍで、好ましくは10
〜30μｍの範囲である。

本発明において、スタンパ２を鏡面ローラ１へ貼り付
ける方法の一例としては、まず、鏡面ローラ１にシリコ
ン樹脂を均一な厚さに塗布する。次に、スタンパの片側
の溝の端をネジで固定し、鏡面ローラ１に圧着させなが
ら巻き付け、もう一端をネジで固定する。この時、隙間
に空気が入らないようにする。また、圧着する時、スタ
ンパを歪ませないように均一に圧着させる。

その他に、スタンパ側にシリコン樹脂を塗布しても良
い。

また、第２図に示すように、鏡面ローラ１およびスタ
ンパ２は、その一部に位置合せ用の切り欠きまたは凹凸
を設け、さらにこの凹部にネジを配置し、ネジの頭が成
型ローラから飛出さないようにすることもできる。

第３図は本発明の光記録媒体用基板の製造方法に用い
る装置の一例を示す説明図である。同第３図において、
４は成型ローラ、５は押出し成型機、６は鏡面の加圧ロ
ーラ、７は引取りローラ、８は樹脂シートである。成型
ローラ４と加圧ローラ６のローラの間隙は、熱可塑性合
成樹脂等の樹脂シート８の表面に成型ローラ４に設けら
れスタンパ８の凹凸が充分に転写し得る用に調整するこ
とが可能に構成されている。

第３図において、押出し成型機５から押出された樹脂
シート８は、軟化した状態で成型ローラ４と加圧ローラ
６間に挿入され、成型ローラ４の凹凸面と加圧ローラ６
鏡面により押圧されて、樹脂シート８の表面にスタンパ
の凹凸状の信号が逐次転写される。

この様にして成型された基板は、洗浄、記録層の成
膜、保護基板との貼り合わせ、所定形状への切断、特性
検査、梱包などの工程を経て光記録媒体として完成す
る。

［作用］ 本発明は、押出し成型機から溶融した樹脂を押出し、
同時に成型を行なってプリフォーマット付き透明基板を
形成する光記録媒体用基板の製造方法において、該成型
を行なうのに、鏡面ローラと薄いスタンパの間にシリコ
ン樹脂層を介在せしめて、鏡面ローラと薄いスタンパを
ネジ等で固定した成型ローラを使用することにより、ス
タンパのプリフォーマットの凹凸を基板に良く転写する
ことができ、かつ平面性が良い光記録媒体用基板を製造
することが可能となる。

［実施例］ 以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明す
る。

実施例１ 第３図に示す様に、ロール径300mmφの鉄製ロール
に、シリコン樹脂（信越シリコーン、KE1300）を均一に
20μｍの厚みに塗布し、その上から厚さ100μｍのニッ
ケル電鋳で作製したスタンパの片側をネジ止めした。次
に、間隙に空気を巻き込まないようにスタンパをロール
に、ゆっくりと巻きつけ、もう一方の側をネジで固定し
た。

このロールを押し出し成型機（日立造船社製、SHT9
0）に取付けて、2m/分の送り速度で、ダイ温度は250
℃、ロール温度150℃の条件で、ポリカーボネート（帝
人化成社製、Ｌ−1250）を1.2mm厚さに押し出した。押
し出した基板を測定してみたところ、厚みのムラは最大
で50μｍであり、十分小さかった。複屈折の値はシング
ルパスで50nmでバラツキは少なかった。面振れ量はｐ−
ｐで50μｍで十分小さかった。スタンパ形成されていた
プリフォーマットパターンの転写率は、深さで80％以上
であった。

この基板を86mmφに切断して、ポリメチレン系の有機
色素の光記録材料を1000Åの厚さに溶剤塗布した。裏材
には、1.2mm厚のポリカーボネートを86mmφに切断し
て、0.3mmエアーギャップを持つように接着した。ディ
スクの回転数1800rpm、書き込み周波数3MHZ、書き込み
パワー6mW、読み出しパワー0.5mWで記録・再生を行った
ところ、C/N比は50dBであった。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、鏡面ローラとス
タンパ間にシリコン樹脂層を介在した熱伝導が均一な成
形ローラを用いることにより、パターンの転写性が良
く、複屈折のムラが小さく、面精度の良い光記録媒体用
基板を生産性良く製造することができる優れた効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の成型ローラの一実施態様を示す部分切
欠正面図、第２図はその斜視図および第３図は本発明の
光記録媒体用基板の製造方法に用いる装置の一例を示す
説明図である。 １……鏡面ローラ ２……スタンパ ３……シリコン樹脂層 ４……成型ローラ ５……押し出し成型機 ６……加圧ローラ ７……引取りローラ ８……樹脂シート

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザービームなどの光により反射率など
   の光学特性を変化させて情報の記録・再生を行う光記録
   媒体用の基板を製造する方法において、押出し成型機か
   ら押出された樹脂シートを、鏡面ローラの表面にシリコ
   ン樹脂層を介してスタンパを固定してなる成型ローラと
   加圧ローラ間を通して前記樹脂シートの表面にプリフォ
   ーマットパターンの凹凸を形成することを特徴とする光
   記録媒体用基板の製造方法。
2. 【請求項２】前記シリコン樹脂層の厚さが１〜50μｍで
   ある請求項１記載の光記録媒体用基板の製造方法。
3. 【請求項３】鏡面ローラの表面にシリコン樹脂層を介し
   てスタンパを固定してなることを特徴とする成型ロー
   ラ。