JP5421002B2

JP5421002B2 - 転写方法および光ディスク製造方法

Info

Publication number: JP5421002B2
Application number: JP2009159949A
Authority: JP
Inventors: 拓哉早坂
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2009-07-06
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2029-07-06
Also published as: JP2011014217A

Description

本発明は、転写方法および光ディスク製造方法に関する。

従来、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、レーザディスク（ＬＤ）、ブルーレイディスク（ＢＤ）等の光記録媒体の製造に際し、ディスク基板の表面に貼合された樹脂層にスタンパを押圧し、スタンパの凹凸を転写することで情報記録用の微細凹凸を樹脂層に形成する製造方法が採用されている（例えば、特許文献１参照）。この製造方法では、予め樹脂層が形成されたディスク基板をテーブルで支持し、樹脂層にスタンパを重ねてから、その上面を転動する押圧ローラ（押圧部材）でスタンパを樹脂層に押圧して貼合し、スタンパの凹凸を樹脂層に転写するという転写手順が採用されている。さらに、前記製造方法では、凹凸を転写した樹脂層を硬化させてから、スタンパと樹脂層との間にエアを噴出してスタンパを浮き上がらせ、これによりスタンパを樹脂層およびディスク基板から分離するという剥離手順が採用されている。

特開２００６−３１８６１０号公報

ところで、従来の製造装置（製造方法）では、転写手順において、押圧ローラの押圧力によってスタンパと樹脂層とを貼合するため、押圧力をある程度以上に大きくしないと樹脂層の樹脂が凹凸に追従しにくく、転写不良が発生する可能性がある。一方、押圧ローラの押圧力を大きくすれば、凹凸の転写性はよくなるものの、スタンパの凹凸に追従して樹脂が入り込んでいる分、スタンパの剥離時に大きな剥離力が必要となることから、スタンパを破損させてしまうという相反する不都合が発生する。

本発明の目的は、スタンパによる樹脂層への転写不良を防止しつつ、樹脂層へ確実に凹凸を転写することができる転写方法および光ディスク製造方法を提供することにある。

また、本発明の転写方法は、対象物の表面に形成される樹脂層にスタンパで凹凸を転写する転写方法であって、前記スタンパと前記対象物とを押圧する押圧工程と、前記スタンパを前記樹脂層から剥離する剥離工程とを備え、前記押圧工程および剥離工程のうちの少なくとも一方において、前記樹脂層に振動を付与しつつ、前記樹脂層を加熱する、という構成を採用している。

また、本発明の光ディスク製造方法は、スタンパで凹凸が転写された樹脂層をディスク基板に貼付して光ディスクを製造する光ディスク製造方法であって、一方の面に剥離シートが仮着された樹脂層を当該剥離シート側から支持する支持工程と、前記樹脂層の他方の面にスタンパを押圧して貼付する押圧工程と、前記スタンパに貼付された樹脂層から前記剥離シートを剥離するシート剥離工程と、前記剥離シートが剥離された樹脂層の一方の面にディスク基板を貼付するディスク貼付工程と、前記スタンパを前記樹脂層から剥離するスタンパ剥離工程とを備え、前記押圧工程およびスタンパ剥離工程のうちの少なくとも一方において、前記樹脂層に振動を付与しつつ、前記樹脂層を加熱することを特徴とする。

以上のような本発明によれば、樹脂層にスタンパを押圧して凹凸を転写する際に、樹脂層に振動を付与すれば、スタンパの微細な凹凸に樹脂層を追従させてなじませることができ、押圧力をさほど大きくしなくても確実に樹脂層に凹凸を転写することができる。また、樹脂層からスタンパを剥離する際に、樹脂層に振動を付与すれば、樹脂層に転写された凹凸がスタンパの凹凸から容易に抜け出すことができ、大きな剥離力を加えることなく、また、樹脂層の凹凸を破損させることなく樹脂層からスタンパを剥離することができる。これにより、スタンパによる樹脂層への転写不良を防止しつつ、樹脂層へ確実に凹凸を転写することができる。

本発明の一実施形態に係る光ディスク製造装置の全体図。図１の光ディスク製造装置における押圧手段の動作説明図。図１の光ディスク製造装置におけるシート剥離手段の動作説明図。図１の光ディスク製造装置におけるディスク貼付手段の動作説明図。図１の光ディスク製造装置におけるスタンパ剥離手段の動作説明図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態の光ディスク製造装置１は、スタンパＳＴで微細な凹凸を転写した樹脂層Ｒをディスク基板Ｄ１に貼付して光ディスクＤを製造するものである。ここで、樹脂層Ｒは、エネルギー線硬化型の樹脂として紫外線硬化型のものが採用され、ディスク基板Ｄ１の形状に合わせた有孔円盤状に成形されるとともに、一方の面（図中、下面）に剥離シートＲＬが仮着されたシートＳの状態で予め準備されている。一方、スタンパＳＴは、金属板の表面（図１中、下面）に所定サイズかつ所定形状の微細な凹凸を有した金型であって、この凹凸を転写することで樹脂層Ｒに情報記録用の微細凹凸（ピット）を形成するものである。

光ディスク製造装置１は、一方の面に剥離シートＲＬが仮着された樹脂層Ｒを当該剥離シートＲＬ側から支持する支持手段２と、支持手段２に支持された樹脂層Ｒの他方の面にスタンパＳＴを押圧して貼付する押圧手段３と、スタンパＳＴに貼付された樹脂層Ｒから剥離シートＲＬを剥離するシート剥離手段４と、剥離シートＲＬが剥離された樹脂層Ｒの一方の面にディスク基板Ｄ１を貼付するディスク貼付手段５と、ディスク基板Ｄ１が貼付された樹脂層Ｒにエネルギー線である紫外線を照射する紫外線照射手段６と、スタンパＳＴを樹脂層Ｒから剥離するスタンパ剥離手段７とを備えて構成されている。

支持手段２は、テーブル２１と、このテーブル２１を図１中左右方向に移動可能に支持する直動モータ２２とを備えている。テーブル２１は、図示しない複数の吸引口によってシートＳを吸着保持する保持面２１Ａを有し、供給手段ＳＰによって供給されるシートＳを吸着保持可能に設けられるとともに、その一端（図中右）側がヒンジ２６を介してベース２５に軸支され、他端（図中左）側がシリンダ２７とその出力軸２７Ａを介してベース２５に支持されている。なお、出力軸２７Ａは図示しない回転軸受を介してテーブル２１を支持している。直動モータ２２は、そのスライダ２３がベース２５の下方に固定され、テーブル２１を図１中二点鎖線で示す供給位置と実線で示す貼付位置との間で、移動可能に支持している。

押圧手段３は、図２にも示すように、テーブル２１の図１中紙面手前側と奥側にそれぞれ固定された支持部材３１と回転軸３２とを介して回転自在に支持された押圧ローラ３３と、押圧ローラ３３を所定の周波数で振動させる加振手段としての振動体３４と、テーブル２１の上方に対向してスタンパＳＴを吸着保持するスタンパ保持部材３５と、スタンパ保持部材３５を図１中左右方向に移動可能に支持する直動モータ３６とを備えて構成されている。押圧ローラ３３は、ゴム等の弾性変形可能な部材で構成され、その内部に加熱手段としてのヒータ３８（図２参照）を備えており、ヒータ３８の熱によって押圧ローラ３３を加熱することで、シートＳの樹脂層Ｒを軟化できるようになっている。振動体３４は、その本体内部に各種の振動モータや圧電素子（電歪素子）などの振動体を備え、本体が図１中紙面手前側の支持部材３１に固定され、その出力軸が押圧ローラ３３の回転軸３２に接続されている。これにより、振動体３４の振動が回転軸３２を介して押圧ローラ３３に伝播されるようになっている。なお、振動体３４は、振動幅を任意に設定できる振動幅変更手段が設けられ、例えば、周波数（振動数）が０．０１〜１００ｋＨｚで振動幅が１μｍ〜１０ｍｍの振動性能を付与することが可能となっている。スタンパ保持部材３５は、図示しない複数の吸引口によってスタンパＳＴを吸着保持する保持面３５Ａを有し、直動モータ３６のスライダ３７に支持され、図１中実線で示す貼付位置から、図１中それぞれ二点鎖線で示す、シート剥離手段４上方のシート剥離位置と、ディスク貼付手段５上方のディスク貼付位置と、紫外線照射手段６上方のエネルギー線照射位置とを経て、スタンパ剥離手段７にスタンパＳＴおよびディスクＤを受け渡す受け渡し位置までの間で移動可能に支持されている。

シート剥離手段４は、図３にも示すように、直動モータ３６によって移動されて来たスタンパ保持部材３５の下方に位置するとともに、剥離用テープＰＴをロール状に巻回して支持する支持ローラ４１と、剥離用テープＰＴを案内する２個のガイドローラ４２，４３と、剥離ローラ４４と、この剥離ローラ４４を上下移動させる直動モータ４５と、図示しない回動モータで駆動されるとともに、剥離用テープＰＴに接着された剥離シートＲＬを回収する回収ローラ４６とを備えて構成され、図示しないフレームに支持されている。

ディスク貼付手段５は、図４にも示すように、直動モータ３６によって移動されて来たスタンパ保持部材３５の下方に位置するとともに、ベース５１の上方左右に設けられたシリンダ５２と、このシリンダの出力軸５２Ａに図示しない回転軸受を介して支持された基板保持テーブル５３とを備えて構成されている。基板保持テーブル５３は、図示しない複数の吸引口によってディスク基板Ｄ１を吸着保持する保持面５３Ａを有し、この保持面５３Ａは、上向き凸な緩やかな曲面状に形成され、ディスク基板Ｄ１を曲げた状態で保持可能に構成されている。複数のシリンダ５２は、その出力軸５２Ａを上下に突没させることで基板保持テーブル５３の高さを変更するとともに、基板保持テーブル５３の傾斜角度を変更できるようになっている。

紫外線照射手段６は、高圧水銀ランプや紫外線発光ダイオード等の公知の紫外線ランプ６１と、紫外線ランプ６１によって発光される光を集光させる反射板６２とによって構成されている。

スタンパ剥離手段７は、図５にも示すように、直動モータ３６によって移動されて来たスタンパ保持部材３５の下方に位置するとともに、スタンパ保持部材３５から樹脂層Ｒを介してスタンパＳＴが貼付されたディスク基板Ｄ１を受け取るディスク保持テーブル７１と、このディスク保持テーブル７１を図１中左右方向に移動可能に支持する直動モータ７４と、スタンパＳＴを剥離する剥離テーブル７６とを備えている。ディスク保持テーブル７１は、図示しない複数の吸引口によってディスク基板Ｄ１を吸着保持する保持面７１Ａを有するとともに、その内部に加振手段としての振動体７８と加熱手段としてのヒータ７１Ｂを備え、直動モータ７２を介してベース７３に支持されている。直動モータ７４は、そのスライダ７５がベース７３の下方に固定され、ディスク保持テーブル７１を図１中実線で示す受け渡し位置と二点鎖線で示すスタンパ剥離位置との間で、移動可能に支持している。剥離テーブル７６は、図示しない複数の吸引口によってスタンパＳＴを吸着保持する保持面７６Ａを有し、この保持面７６Ａは、下向き凸な緩やかな曲面状に形成され、剥離したスタンパＳＴ１を曲げた状態で吸着保持可能に構成されているとともに、支持部材７６Ｂを介して軸７９に揺動可能に支持されている。また、剥離テーブル７６には、図示しない駆動手段を介して図１中上下方向に移動してスタンパＳＴの端縁を係止可能な係止部材７７が設けられている。振動体７８は、前記振動体３４と略同様の構成を備えたものが採用され、図５に示す振動方向Ｂに沿ってディスク保持テーブル７１を適宜に設定した所定の周波数および振幅で振動可能となっている。ここで、振動方向Ｂとしては、スタンパＳＴの面方向に略直交する方向、すなわちスタンパＳＴの樹脂層Ｒからの剥離方向に沿った方向であることが好ましく、このような振動方向Ｂでディスク保持テーブル７１を振動させることで、樹脂層Ｒに形成した凹凸の破損を防止して、小さい剥離力でスタンパＳＴを剥離できるようになっている。

以上の光ディスク製造装置１において、光ディスクＤを製造する手順としては、先ず、支持手段２が直動モータ２２を駆動してテーブル２１を供給位置に位置させ、供給手段ＳＰからシートＳを受け取って剥離シートＲＬ側から保持面２１Ａで支持する（支持工程）。このシートＳの支持が図示しないセンサによって確認されると、直動モータ２２を駆動してテーブル２１を貼付位置に移動させる。

次に、図２に示すように、押圧手段３がシリンダ２７を駆動してヒンジ２６の回転軸を中心にテーブル２１の押圧ローラ３３側を上昇させ、押圧ローラ３３によって樹脂層Ｒの図１中左端部をスタンパＳＴに押圧する。なお、スタンパＳＴは、図示しない搬送手段によって予めスタンパ保持部材３５の保持面３５Ａに凹凸面が下方となるように吸着支持されている。そして、押圧ローラ３３が樹脂層ＲをスタンパＳＴに押圧したままの状態で、振動体３４で押圧ローラ３３を振動させつつ、ヒータ３８で樹脂層Ｒを加熱しながら、直動モータ２２を駆動してテーブル２１を図中右方向に移動させる。これにより、樹脂層ＲがスタンパＳＴの凹凸に追従して入り込み、スタンパＳＴに貼付される（押圧工程）。

次に、直動モータ３６を駆動してスタンパ保持部材３５をシート剥離位置に移動させて停止させる。そして、図３に示すように、シート剥離手段４が直動モータ４５を駆動して剥離ローラ４４を上昇させ、剥離用テープＰＴを剥離シートＲＬの図３中左端部に押圧する。次いで、剥離ローラ４４が剥離用テープＰＴを剥離シートＲＬに押圧したままの状態で、直動モータ３６を駆動してスタンパ保持部材３５を図中左方向に移動させる。これにより、剥離シートＲＬを樹脂層Ｒから剥離して図示しない回動モータの回転によって剥離シートＲＬを剥離用テープＰＴとともに回収ローラ４６で回収する（シート剥離工程）。

次に、直動モータ３６を駆動してスタンパ保持部材３５をディスク貼付位置に移動させて停止させる。そして、図４(Ａ)に示すように、ディスク貼付手段５が図４中左側のシリンダ５２を駆動して基板保持テーブル５３を上昇させ、ディスク基板Ｄ１の図中左端部を樹脂層Ｒに押圧する。次いで、図４(Ｂ)に示すように、図中右側のシリンダ５２を駆動するとともに、図中左側のシリンダ５２を徐々に下降させることで、基板保持テーブル５３を回動させ、ディスク基板Ｄ１を左端部から右端部に向かって順次樹脂層Ｒに押圧して貼付する（ディスク貼付工程）。
この後、直動モータ３６を駆動してスタンパ保持部材３５をエネルギー線照射位置上方を通過させることで、紫外線ランプ６１から発光される紫外線がディスク基板Ｄ１を透過して樹脂層Ｒに照射され、当該樹脂層Ｒを硬化させる（硬化工程）。

次に、直動モータ３６を駆動してスタンパ保持部材３５を受け渡し位置に移動させて停止させる。そして、スタンパ剥離手段７が直動モータ７２を駆動してディスク保持テーブル７１を上昇させ、スタンパ保持部材３５に支持されたディスク基板Ｄ１に当接する。次いで、スタンパ保持部材３５の吸着保持を解除するとともに、ディスク保持テーブル７１による吸着保持を開始し、直動モータ７２を駆動して当該ディスク保持テーブル７１を下降させる。これにより、樹脂層Ｒを介してスタンパＳＴが貼付されたディスク基板Ｄ１がディスク保持テーブル７１に受け渡される。そして、直動モータ７４を駆動してディスク保持テーブル７１をスタンパ剥離位置に移動させて停止させる。その後、図５(Ａ)に示すように、スタンパ剥離手段７が直動モータ７２を駆動してディスク保持テーブル７１を上昇させるとともに、直動モータ７４を駆動してディスク保持テーブル７１を僅かに右方向へ移動させる。これにより、スタンパＳＴの右端部が剥離テーブル７６と係止部材７７との間に入り込む。そして、図示しない駆動手段を駆動して係止部材７７を図５中上方へ移動させることで、スタンパＳＴの右端部を剥離テーブル７６と係止部材７７とで挟み込む。さらに、スタンパ剥離手段７は、剥離テーブル７６による吸引を開始するとともに、振動体７８を駆動してディスク保持テーブル７１を振動させつつ、ヒータ７１Ｂで樹脂層Ｒを加熱しながら、図５(Ｂ)に示すように、図示しない回動モータを駆動して剥離テーブル７６を軸７９を中心に揺動させ、スタンパＳＴを樹脂層Ｒから剥離する（スタンパ剥離工程）。

以上のようにして剥離されたスタンパＳＴは、図示しない搬送手段によって剥離テーブル７６からスタンパ保持部材３５に搬送され、再利用される。一方、凹凸が形成された樹脂層Ｒとディスク基板Ｄ１とが一体化された光ディスクＤは、図示しない搬送手段によってディスク保持テーブル７１から取り出され、次工程として例えば表面処理工程等に搬送されるようになっている。

以上のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、押圧工程において樹脂層ＲをスタンパＳＴに押圧して貼付する際に、振動体３４で押圧ローラ３３を振動させることで、樹脂層ＲをスタンパＳＴの微細な凹凸に追従させてなじませることができ、スタンパＳＴの凹凸を樹脂層Ｒに確実に転写することができる。また、ヒータ３８で樹脂層Ｒが加熱されることで、当該樹脂層Ｒが軟化され、スタンパＳＴの凹凸になじませ易くなって転写性が向上される。さらに、スタンパ剥離工程において樹脂層ＲからスタンパＳＴを剥離する際に、振動体７８でディスク保持テーブル７１を振動させることで、スタンパＳＴを小さい剥離力で剥離することができる。また、ヒータ７１Ｂで樹脂層Ｒが加熱されることで、当該樹脂層Ｒが軟化され、樹脂層Ｒに転写された凹凸が弾性変形して破損し難い。さらに、振動体７８による振動方向をスタンパＳＴの剥離方向に沿った方向、つまり、樹脂層Ｒに転写された凹凸からスタンパＳＴの凹凸が抜ける方向にすることで、樹脂層Ｒに形成された凹凸と交差する向きの振動が付与されることがないので、樹脂層Ｒ転写された凹凸の破損を防止しつつ、スタンパＳＴを剥離することができる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。また、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

例えば、前記実施形態では、樹脂層Ｒをディスク基板Ｄ１に貼付して光ディスクＤを製造する光ディスク製造装置１について説明したが、本発明の転写装置は、光ディスク製造装置１に用いられるものに限らず、光ディスク製造装置１のうち、押圧手段３およびスタンパ剥離手段（剥離手段）７と同様の構成を備えたものであればよく、その他の構成に関しては光ディスク製造装置１のものに限定されない。また、転写装置において、樹脂層Ｒが積層される対象物としては、ディスク基板Ｄ１に限定されるものではなく、ガラス板、鋼板、または、樹脂板等、その他の板状部材などや、板状部材以外のものも対象とすることができる。また、樹脂層Ｒは、剥離シートＲＬに仮着されたシートＳの状態で準備されるものに限らず、対象物の表面に予め積層された樹脂層であってもよい。光ディスクＤとしては、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、レーザディスク（ＬＤ）、ブルーレイディスク（ＢＤ）等であってもよい。

また、加振手段は、公知の超音波振動装置や、電動モータやエアを利用した公知のバイブレータ等を採用することができ、押圧ローラ３３やディスク保持テーブル７１を振動可能なものであれば何ら限定されることはない。また、前記実施形態では、押圧手段３およびスタンパ剥離手段７の両方に加振手段を設けたが、いずれか一方のみに加振手段を設けたものでもよい。
さらに、加熱手段は、ヒータ３８，７１Ｂ以外に、温風や温水、放電加熱機、赤外線加熱機等によって構成されてもよいし、テーブル２１、スタンパ保持部材３５、剥離テーブル７６に設けてもよい。
また、振動体３４，７８の周波数（振動数）や振動幅は、前記実施形態の数値に限定されることなく、樹脂層Ｒ、スタンパＳＴ、ディスク基板Ｄ１を構成するものの種類、性質、材質、厚さ寸法、硬さ等に応じて適宜な周波数、振動幅を設定することができる。
さらに、振動体３４，７８の振動方向は、前記実施形態で示した方向に限定されることなく、適宜な方向に振動するように構成してもよく、手動、又は駆動手段を設けてその振動方向を任意に変更できるように構成してもよい。
また、振動体３４をスタンパ保持部材３５側に設けたり、振動体７８を剥離テーブル７６側に設けたりしてもよい。

１光ディスク製造装置
２支持手段
３押圧手段
４シート剥離手段
５ディスク貼付手段
６紫外線照射手段
７スタンパ剥離手段（剥離手段）
３４，７８振動体（加振手段）
３８，７１Ｂヒータ（加熱手段）
Ｄ光ディスク
Ｄ１ディスク基板
Ｒ樹脂層
Ｓシート
ＲＬ剥離シート
ＳＴスタンパ

Claims

対象物の表面に形成される樹脂層にスタンパで凹凸を転写する転写方法であって、
前記スタンパと前記対象物とを押圧する押圧工程と、
前記スタンパを前記樹脂層から剥離する剥離工程とを備え、
前記押圧工程および剥離工程のうちの少なくとも一方において、前記樹脂層に振動を付与しつつ、前記樹脂層を加熱することを特徴とする転写方法。
スタンパで凹凸が転写された樹脂層をディスク基板に貼付して光ディスクを製造する光ディスク製造方法であって、
一方の面に剥離シートが仮着された樹脂層を当該剥離シート側から支持する支持工程と、
前記樹脂層の他方の面にスタンパを押圧して貼付する押圧工程と、
前記スタンパに貼付された樹脂層から前記剥離シートを剥離するシート剥離工程と、
前記剥離シートが剥離された樹脂層の一方の面にディスク基板を貼付するディスク貼付工程と、
前記スタンパを前記樹脂層から剥離するスタンパ剥離工程とを備え、
前記押圧工程およびスタンパ剥離工程のうちの少なくとも一方において、前記樹脂層に振動を付与しつつ、前記樹脂層を加熱することを特徴とする光ディスク製造方法。