JP4020665B2

JP4020665B2 - 転写方法及び装置

Info

Publication number: JP4020665B2
Application number: JP2002067206A
Authority: JP
Inventors: 保次鶴岡; 篤史藤田; 寿西垣
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2002-03-12
Filing date: 2002-03-12
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2022-03-12
Also published as: JP2003272258A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、光ディスクのように基板に複数の記録層を形成するための技術に係り、特に、樹脂上に記録層を転写するための転写方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、記録媒体の大容量化の要請が高い。例えば、光ディスクにおいては、記録用のピットを小さくすることによって、記録密度を向上させることができるが、最近では、デジタルバーサタイルディスク（以下、ＤＶＤと称する）の一種であるＤＶＤ−９やＤＶＤ−１８のように、記録面を多層に形成した光ディスクが開発されている。ここで、ＤＶＤ−９は、記録面を２層として片面からのみ情報の読み出しが可能なディスクであり、ＤＶＤ−１８は、両面に２層ずつ合計４層の記録面を有し、両面からの情報の読み出しが可能なディスクである。
【０００３】
このような光ディスクの製造方法の一例としては、従来から、特開２０００−２２２７８６号公報に開示されている技術が提案されている。かかるディスクの製造方法を以下に説明する。すなわち、２枚の基板の片面に、それぞれ凹凸による記録面を形成する。そして、一方の基板の記録面には、反射膜を蒸着して記録層とし、他方の基板の記録面には、半透明膜を蒸着して記録層とする。
【０００４】
これらの２枚の基板の記録層を対向させて、紫外線硬化樹脂等の接着剤によって貼り合わせる。接着材の硬化後、他方の基板を、半透明膜との界面で剥離することにより、記録層を接着剤側に転写する。そして、転写された半透明膜からなる記録層を覆う保護層を形成することによって、ＤＶＤ−９などのディスクとする。また、かかる２つの記録層を有するディスクを２枚貼り合わせることによって、４層の記録層を持つＤＶＤ−１８などを作成することができる。
【０００５】
ところで、一般に、光ディスクにおいては、記録層となる膜としては、アルミニウム、金等の金属系の材料が用いられるが、上記のように転写される膜は、基板から確実に剥離させる必要がある。このため、剥離される側の基板としては、金属から剥離し易いアクリル樹脂が用いられている。そして、かかる剥離による転写を行なう方法及び装置として、特開２０００−２２２７８６号公報には、図１０に示すように、ディスク中心孔側から圧縮エアーを供給する方法及びそのための装置が開示されている。これは、ディスクＤを真空吸着で固定して、圧縮エアーをディスクＤの中心孔に供給することによって、接着剤Ｂで貼り合わせたアクリル樹脂からなる基板Ｐを、アルミニウムの蒸着膜との界面で剥離するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の転写方法及び装置には、以下のような問題点があった。すなわち、圧縮エアーをディスク中心孔に供給すると、基板と膜との接着力の弱い部分が先に局部的に剥離して、部分的に剥がれたところからエアーがリークしてしまうので、基板の全面をきれいに剥離することが難しい。
【０００７】
また、アルミニウム蒸着によって形成される膜は、接着力が強いため、剥れ難いという問題もある。これに対処するため、スパッタリングによって、基板にアルミニウム膜を形成する方法が考えられる。これは、通常、スパッタリング膜の方がアルミニウムの蒸着膜よりも接着力が弱いことに着目したものである。しかし、蒸着膜より接着力の弱いスパッタリング膜でも、通常の記録層の成膜条件では、まだ膜の接着力が強く、剥離したときにアルミニウム膜残りが生じることがあった。
【０００８】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、転写用の基板から記録層を確実に剥離することができる転写方法及び装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するため、請求項１記載の発明は、中心孔を有し、情報記録用の記録層に樹脂を貼り付けた基板を、前記記録層との界面で剥離することによって前記樹脂に記録層を転写する転写装置であって、前記基板の内外周の端部を押える押え手段と、前記押え手段によって押えられた基板の中心孔に気体を供給する気体供給手段と、を備え、前記押え手段は、前記基板の内周端を押える内周押えと、前記基板の外周端を押える外周押えとを有し、前記内周押えは、第１の弾性部材を介して押え方向に付勢され、前記外周押えは、前記内周押えとの間に配設された第２の弾性部材を介して押え方向に付勢されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、少なくとも一方の面に情報記録用の記録層が形成され、中心孔を有する複数の基板を、互いの記録層が対向するように樹脂を介して貼り合わせ、一方の基板を記録層との界面で剥離することによって、前記樹脂の表面上に記録層を転写する転写方法において、第１の弾性部材を介して押さえ方向に付勢される内周押えと、前記内周押えとの間の第２の弾性部材を介して押さえ方向に付勢される外周押えとによって、前記樹脂を介して貼り合わせた前記基板の内外周の端部を押えながら、前記基板の中心孔に気体を供給することにより、一方の基板を記録層との界面で剥離することを特徴とする。
【００１１】
以上のような請求項１及び２記載の発明では、気体供給時に、基板の内外周端部を押えることによって、気体漏れが防止されるとともに、基板の部分的な変形を規制し、記録層の接着力の弱い部分が先に剥離することが防止されるので、気体供給と同時に基板の全面を瞬時に剥離することが可能となる。
また、基板の内外周の押えに、第１の弾性部材及び第２の弾性部材を介しているため、気密性の確保とともに、過剰なエアーが供給された場合には、逃がし弁のような役目を果たし、過剰なエアーを放出することを可能としている。これにより、エアー供給状態のばらつきに左右されることなく、安定した均一な剥離作業が実現できる。
さらに、第１の弾性部材と第２の弾性部材によって、基板の内外周の厚みの差が吸収されるので、内外周の気体漏れを適切に防止できる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の転写方法において、前記記録層は、スパッタリングによって形成された金属膜であることを特徴とする。
以上のような請求項３記載の発明では、記録層が、比較的接着力の弱いスパッタリングにより形成された金属膜なので、さらに確実に剥離し易くなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態（以下、実施形態と呼ぶ）について、図面を参照して具体的に説明する。
〔構成〕
まず、請求項３及び４記載の発明に対応する転写装置の一例を、図１を参照して説明する。すなわち、本転写装置は、保持台Ｘと押え装置Ｙによって構成されている。保持台Ｘは、その上面にディスクＤが載置される円盤状のテーブル１を備え、このテーブルの中心には、ディスクの中心孔に嵌め込まれる円柱部２が形成されている。また、保持台Ｘには、バキューム孔３が形成されている。このバキューム孔３は、保持台Ｘ内に形成され、図示しない真空源に接続された通気経路４に連通することによって、テーブル１上にディスクＤを吸着する真空チャックを実現するものである。
【００１５】
押え装置Ｙは、エアー導入管５、内周押え６、外周押え７、加圧治具８等によって構成されている。エアー導入管５は、テーブル１の中心の上方に、鉛直方向に配設されており、図示しない圧縮エアー供給源に接続されている。内周押え６は、断面が略Ｔ字形の円柱状部材であり、その軸方向に貫通したエアー導入管５に沿って昇降可能に設けられている。内周押え６の下端には、下降時にディスクＤの中心孔周縁を押えつける押え部６ａが設けられている。この押え部６ａによる押え時に、保持台Ｘの円柱部２上面、ディスクＤの中心孔の内面、内周押え６の底面との間でできる空間は、気密が保たれており、ここに圧縮エアーが供給されるように、エアー導入管５の下端が開口している。
【００１６】
外周押え７は、断面が略コの字状の円盤状部材であり、内周押え６とともに昇降可能に設けられている。この外周押え７の下端部には、下降時にディスクＤの外周縁を押え付ける環状の押え部７ａが設けられている。また、外周押え７と内周押え６との間には、両部材間の緩衝のために、上下に摺動自在のガイド軸９ａが貫通された圧縮コイルバネ９が配設されている。加圧治具８は、その軸方向にエアー導入管５が貫通しており、図示しないエアーシリンダーによって昇降可能に設けられている。この加圧治具８と内周押え６との間には、両部材間の緩衝のために、エアー導入管５が貫通された圧縮コイルバネ１０が配設されている。
【００１７】
〔作用〕
請求項１及び２記載の発明に対応する転写方法の一例として、上記のような構成を有する転写装置の作用を説明する。本転写装置によって作成されるディスクＤは、例えば、高ＮＡレンズを用いて信号を読み書きするための相変換ディスクであり、１層で約２５ＧＢの記録容量を有し、２層に形成することによって、約５０ＧＢのディスクとしたものである。
【００１８】
まず、図２に示すように、凹凸により記録面を形成したポリカーボネート製の基板１０１に、通常のスパッタリング条件（電力２．５ｋｗ、成膜圧力０．４５Ｐａ）でアルミニウムを成膜することにより、記録層である反射膜１０２を形成する。次いで、図３に示すように、凹凸により記録面を形成したアクリル製の基板１０５に、アルミニウムを電力２．５ｋｗ、成膜圧力５Ｐａのスパッタリング条件で成膜することにより、記録層である半透明膜１０４を形成する。そして、図４に示すように、前記の２枚の基板１０１，１０５を、紫外線硬化樹脂等の接着剤１０３を用いて、真空貼り合わせ装置によって貼り合わせる。
【００１９】
以上のようなディスクＤを、図１に示すように、保持台Ｘのテーブル１にセットして、バキューム孔３による真空チャックで固定する。次いで、加圧治具８を、エアーシリンダで降下させることによって、内周押え６及び外周押え７を降下させて、ディスクＤの中心孔周縁を押え部６ａによって押えるとともに、ディスクＤの外周周縁を押え部７ａによって押える。この押える力は、緩衝用の圧縮コイルばね９，１０によって事前に調節されるが、ディスクＤの外周と内周の厚みの差は、圧縮コイルばね９，１０の変位によって吸収される。従って、ディスクＤの中心孔部の空間は、押え部６ａによって気密が保たれている。
【００２０】
この状態で、送気圧力が３〜５ｋｇ／ｃｍ２の高圧エアーを、エアー導入管５から、ディスクＤの中心孔部の空間に供給する。すると、図５に示すように、接着力の弱いアクリル製の基板１０５と半透明膜１０４との間が剥離する。このとき、外周押え７の押え部７ａによって、ディスクＤの外周周縁が押えられているのでエアーリークが防止され、接着力の弱い部分の局部的な剥離がないので、基板１０５の全面から半透明膜１０４が瞬時にきれいに剥離する。従って、半透明膜１０４は全て接着剤１０３側に転写される。そして、図６に示すように、保護膜１０６として、例えば、紫外線硬化樹脂を１００±５ミクロンの厚さでスピンコーターによって形成することによって、ディスクＤを完成させる。
【００２１】
なお、図７に示すように、アクリルへのスパッタリングによるアルミニウム膜を、成膜条件を変えて複数製作し、その引き剥がし強度を測定する実験を行なった。なお、成膜電力は全て２．５ｋＷである。この実験によると、成膜圧力の調整によって膜の接着力が変わることが分かった。例えば、４Ｐａ以上の成膜圧力で、接着力が低下するので、アクリル基板からアルミニウム膜をきれいに全面剥離することができた。
【００２２】
〔効果〕
以上のような本実施形態によれば、基板１０５の全面から半透明膜１０４を瞬時に剥離させて、接着剤層に記録層を正確に転写することができるので、半透明膜１０４の残留による不良品の発生を防止して、製品の信頼性を高めることができる。特に、半透明膜１０４は、剥離に適したスパッタリング条件で形成されているので、より一層確実に剥離される。
【００２３】
また、基板１０５，１０１の内外周の押えに、圧縮コイルばね９，１０を介しているため、気密性の確保とともに、過剰なエアーが供給された場合には、逃がし弁のような役目を果たし、過剰なエアーを放出することを可能としている。これにより、エアー供給状態のばらつきに左右されることなく、安定した均一な剥離作業が実現できる。また、圧縮コイルばね９，１０によって、基板１０５，１０１の内外周の厚みの差が吸収されるので、内外周の気体漏れを適切に防止できる。
【００２４】
〔他の実施形態〕
本発明は、上記のような実施形態に限定されるものではない。例えば、押え手段は、上記の実施形態で示したように、リング状とするのが圧力が均一となって好ましいが、例えば、図８、図９に示すように、外周押え７を十字若しくは放射状のアームによって構成してもよい。また、弾性部材は、上記の実施形態で示した圧縮コイルばね９，１０には限定されず、種々の材料及び形状の弾性体が適用可能である。さらに、本発明の対象となるディスクは、その大きさ、形状、材質、記録層の数等は自由である。また、転写対象となる記録層は、反射膜であっても、半透明膜であってもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、転写用の基板から記録層を確実に剥離可能な転写方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の転写装置の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の実施形態に用いる一方の基板を示す縦断面図である。
【図３】図１の実施形態に用いる転写用の基板を示す縦断面図である。
【図４】図１の実施形態に用いる基板の貼り合わせ状態を示す縦断面図である。
【図５】図１の実施形態に用いる転写用の基板の引き剥がし状態を示す縦断面図である。
【図６】図１の実施形態によって作成されるディスクを示す縦断面図である。
【図７】スパッタリングによる成膜圧力と付着力の実験結果を示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態を示す平面図である。
【図９】本発明の他の実施形態を示す平面図である。
【図１０】従来の転写装置の一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１…テーブル
２…円柱部
３…バキューム孔
４…通気経路
５…エアー導入管
６…内周押え
６ａ，７ａ…押え部
７…外周押え
８…加圧治具
９，１０…圧縮コイルバネ
９ａ…ガイド軸
１０１，１０５…基板
１０２…反射膜
１０３…接着剤
１０４…半透明膜
１０６…保護膜
Ａ…アーム
Ｂ…接着剤
Ｄ…ディスク
Ｐ…基板
Ｘ…保持台
Ｙ…押え装置

Claims

中心孔を有し、情報記録用の記録層に樹脂を貼り付けた基板を、前記記録層との界面で剥離することによって前記樹脂に記録層を転写する転写装置であって、
前記基板の内外周の端部を押える押え手段と、
前記押え手段によって押えられた基板の中心孔に気体を供給する気体供給手段と、を備え、
前記押え手段は、前記基板の内周端を押える内周押えと、前記基板の外周端を押える外周押えとを有し、
前記内周押えは、第１の弾性部材を介して押え方向に付勢され、前記外周押えは、前記内周押えとの間に配設された第２の弾性部材を介して押え方向に付勢されていることを特徴とする転写装置。
少なくとも一方の面に情報記録用の記録層が形成され、中心孔を有する複数の基板を、互いの記録層が対向するように樹脂を介して貼り合わせ、一方の基板を記録層との界面で剥離することによって、前記樹脂の表面上に記録層を転写する転写方法において、
第１の弾性部材を介して押さえ方向に付勢される内周押えと、前記内周押えとの間の第２の弾性部材を介して押さえ方向に付勢される外周押えとによって、前記樹脂を介して貼り合わせた前記基板の内外周の端部を押えながら、前記基板の中心孔に気体を供給することにより、一方の基板を記録層との界面で剥離することを特徴とする転写方法。
前記記録層は、スパッタリングによって形成された金属膜であることを特徴とする請求項２記載の転写方法。