JPH01243255A - 金属原盤の製造方法及び該金属原盤製造用マスタディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光学的に読取可能な合成樹脂情報担体の製造に
好適に使用し得る金属原盤の製造方法に関するものであ
る。合成樹脂情報担体の製造は例えば圧縮成形法又は射
出成形法により実施することができる。これらの製造方
法では、ポリヵーホ不一ト又はポリメチルメタクリレー
トのような加熱液状合成樹脂を少くとも１つ又は２つの
上述の金属原盤を具えた金型内に圧力を加えて押込める
。

合成樹脂を冷却し、６が固させた後に、コンパクトディ
スク（商品名）又はレーザビジョンディスク（商品名）
のような得られた情報担体を金型から取り出す。合成樹
脂情報担体の片面又は両面に原盤の光学的構造のコピー
である光学的に読取可能な構造が設けられる。

（従来の技術） 金属原盤の慣例の製造方法では、片面にボジティプホ）
−レジスト層が設けられたガラス板から成るマスタディ
スクを用いる。マスタディスクのホトレジスト層側を記
録すべき情報に従って変調されたレーザ光に露光させる
。次の現像工程においてホトレジスト層の露光部分を除
去して情報ピント（イフェクトとも称されている）を形
成する。

次に、現像したホトレジスト層にＡｇ層のような金属層
を蒸着法、スパンタリング法又は化学めっき法のような
無電解めっき法により被着する。次にこの金属層にＮｉ
層のような他の金属層を電着法により被着する。マスタ
ディスクを取り外すと、露光及び現像したホトレジスト
層の構造のコピーである光学的構造を有する金属原盤（
２盤）が得られる。２盤の金属コピーを電着により製造
することができる。これらのコピーは母盤及び子盤と称
されている。そして多くの場合これら盤が上述の合成樹
脂情報担体の製造に使用されている。

（発明が解決しようとする課題） マスタディスクはこれから多数の原盤及び従って何千も
の合成樹脂情報記録担体を成形するものであるから、極
めて高い品質要件を満す必要がある。情報ビットはらせ
ん状トラックに配列される。

情報ビットの幅は約０．５μｍである。トラックのター
ン間隔、即ちトラックピンチは１．６μｍである。情報
ビットの長さは約０．９　μｍから３．６　μｍまで変
化する。情報ビットの長さが記録情報を決定するＥＦＭ
（８−１４変調）信号を用いるときは、情報ビットの長
さは上述したように最小長さ（０，９μｍ）と最大長さ
（３，６μｍ）の間で０．３μｍの単位で段階的に変化
させる必要がある。このことは、０．９；１．２；１．
５；１．８；２．１；２．４；２．７；３．０；３．３
；３．６μｍの長さを有する情報ビットを設け、なおか
つ光学的に区別し得るようにする必要があることを意味
する。

このために情報トラックを設ける機械的精度に高い要件
が課される。このことはレーザ測定システム及びエアー
クツション支持手段を具えた高価な装置の使用を必要と
する。

、本発明の目的は高価な装置を必要としない金属原盤の
製造方法を提供することにある。本発明の他の目的はマ
スタディスクを露光後に現像する必要のない金属原盤の
製造方法を提供することにある。

＝４− （課題を解決するための手段） これらの目的を達成するために、本発明は光学的に読取
可能な合成樹脂情報担体の製造に好適に使用し得る金属
原盤を製造するに当り、基板の一方の面上に反射性光学
構造と記録層とを設け、該記録層は基板に面する膨張層
とこの膨張層に結合された保留層を有する複合合成樹脂
二重層とし、前記反射性光学構造は基板と膨張層の界面
又は膨張層と保留層との界面又は空気と保留層との界面
に設け、こうして得られたマスタディスクの反射性光学
構造を第１の連続レーザビームで走査すると共に、前記
記録層を第１のレーザビームにより制御され且つ記録す
べき情報に従ってパルス状にされた第２のレーザビーム
に露光させ、この露光により前記記録層に情報ピントを
形成し、次に前記記録層に金属層を設け、前記記録層の
表面構造が転写された斯くして得られた金属原盤を記録
層から取り外すことを特徴とする。

本発明方法の好適実施例においては、反射性光学構造を
反射層を有する条溝構造とし、これを第６一 ■のレーザビームが条溝とその周囲部分との位相差に基
づいて走査し、追跡するようにする。条溝は略々らせん
状とし、λ／８・ｎの深さにする（ここでλは条溝を走
査するレーザ光の波長及びｎは条溝が形成される材料の
屈折率である）。この深さは例えば６０ｎｍである。斯
る深さの場合、条溝内で反射されるレーザビームと条溝
の周囲から反射されるレーザビームとの光路差は１／２
・λになり、位相差が１８０°になる。条溝の幅は約０
．６μｍとする。条溝のターン間の間隔は約１．６　μ
ｍとする。

この条溝又は位相構造の代りにいわゆる振幅構造を用い
ることもできる。斯る振幅構造は基板の表面のような平
坦表面上に、レーザ光に対しこの表面と異なる反則能を
有する材料のらせん状トラックを設けることにより得ら
れる。その−例は合成樹脂又はガラスの基板に蒸着又は
スパッタリングにより被着された金属から成るらせん状
トラックとすることができる。

本発明方法の有利な実施例においては、条溝が形成され
たポリカーボネート又はポリメチルメタクリレートのよ
うなプラスチック基板又は上述の条溝が形成された光硬
化性合成樹脂層が片面に設りられたガラス基板を用いる
。条溝が形成された合成樹脂層にＩＩ層のような金属層
を蒸着により被覆し、この金属層上に記録層を設ける。

本発明方法の他の好適実施例においては、情報ヒツト（
イフエクｌ−）を条溝間に位置する記録層部分に記録す
る。これらの部分はランド部分とも称す。

」−述したように変調書込レーザビームを案内１−ラン
クに集束される連続レーザビームに結合するため、書込
ビームがマスタディスク上に正確に位置決めされる。こ
れがため、既知の原盤製造方法に必要とされるレーザ測
定システム及びエアークンジョン支持手段が不要になる
。

記録層に記録された情報ビットばレーザ光により直ちに
読取ることができる。これがため、マスタディスクのト
ラッキング及び読取信号を特に書込エネルギーを調整し
て最適にすることが可能になる。ごのようにして情報ビ
ットをマスタディスクの記録層に最適に記録することが
でき、その結果として最終的に製造される金属原盤は高
品質のものになる。更に、上述したようにホトレジスト
を用いる場合には、ディスク全体を露光し現像するまで
品質を決定することができない。その結果、多くの場合
１つの高品質の金属原盤を製造するのに数個のマスタデ
ィスクが必要になる。

反射性光学構造は上述したように位相構造又は振幅構造
とすることができる。この光学構造で形成される案内ト
ラックを例えば８２０　ｎｍの発光波長を有するＡ　ｆ
！、ＧａＡｓレーザのような赤外レーザから発する連続
レーザビームで走査し、追跡する。情報ビットは記録二
重層に、記録すべき情報に従ってパルス状にされたレー
ザビームにより記録する。

この書込ビームは例えば４５８．４８８又は５１４　ｎ
ｍの発光波長を有するＡｒ”　レーザから発生させる。

Ａｒ”レーザばへβＧａＡｓレーザに機械的に結合して
、例えば上述したマスタディスク（光学構造及び記録層
を有する基板）上のＡｒ＋レーザの光スボントがＡ　ｊ
２　ＧａＡｓレーザの光スポットに対しｌ・ラックピッ
チ又はトラックピッチの半分に等しい距離だけ半径方向
にずれた位置を移動するようにすることが容易にできる
。トラックピッチは案内１ヘラツク（条溝）の順次のタ
ン−間の間隔である。情報ビットは記録層の露光部分に
ふくれの形で記録され、これらふくれは例えば６３３　
ｎｍの発光波長を有する１ｉｅ−Ｎｅレーザから発する
連続レーザビームにより、これらふくれの周囲部分との
位相差に基づいて直接読取ることができる。情報の記録
後、記録層に金属層を無電解めっき処理により設け、次
に別の金属層を電着により設ける。斯くして得られる金
属原盤の表面構造は記録層の表面構造のコピーになる。

基板に接する膨張層は比較的高い膨張係数と、室温より
低いガラス転移温度（Ｔｇ）を有している。

膨張層に結合される保留層は比較的低い膨張係数と室温
より高いガラス転移温度を有している。膨張層（以後下
側層とも称す）は比較的高い架橋結合密度を有する架橋
構造を有するものとして膨張時に弾性及び非塑性変形が
生ずるようにするのが好ましい。膨張層の材料は天然又
は合成ゴムのようなエラストマーとするのが好ましい。

良好な結果をもたらす好適な材料はポリウレタンエラス
トマーである。

保留層（以後上側層とも称す）の材料は室温でガラス質
である。ガラス転移温度（Ｔｇ）より高い温度ではこの
材料はゴム状になる。この材料は比較的低い弾性係数を
有している。この上側層に好適な合成樹脂は架橋ポリス
チレン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメ
タクリレートのような比較的低い架橋結合密度を有する
架橋ポリマー及びシリコン樹脂、アルキド樹脂及びエポ
キシ樹脂のような樹脂である。極めて好適な材料は架橋
エポキシ樹脂である。

膨張層と保留層の両層に書込レーデ光を吸収する染料を
加える。膨張層と保留層には同一の染料を使用するのが
好ましい。染料の量は１〜１５重量％である。静゛レー
ザのレーデ光を吸収する好適な染料は特にＣ，１，赤着
色剤のようなカラーインデンクス（Ｃ，１，）でリスト
アツブされている。極めて好適な染料はＣ，１，着色剤
赤９２（ザビニールスカーレッ）Ｔ、Ｍ、）及びＣ，１
，着色剤赤２６である。

変調された書込レーザ光乙こ露光させることにより上側
層と下側層の両層の温度が上側層の転移温度を十分に越
える値に上昇する。下側層の材料は大きく膨張し、膨張
が小さい上側層の材料を持ち上げるため、ふくれが形成
される。冷却時に上側層の温度がそのガラス転移温度よ
り低い温度に低下するためこの層が剛固になる。下側層
はまだ加熱され膨張された状態にある。更に冷却が進む
と、上側層で固定された下側層はそれ以上収縮し得ない
。記録された情報ビット（ふくれ）はそのまま保持され
る。書込処理中、マスタディスクは３〜１０１１ｚの速
度で回転させると共にレーザビームをディスクの半径方
向に移動させる。情報ヒントの長さは露光時間を変化さ
せることにより変化させることができ、例えばＥＦＭ変
調信号の記録に必要とされる０、９μｍから３．６μｍ
までの０．３　ｐｍ単位の情報ビット長を得ることがで
きる。情報ビットの幅は一定又は略に一定に維持して情
報ピントにより形成されるらせん状トラックが均一な幅
を有するようにする。

この点に関し、記録二重層を具えた消去可能光記録媒体
が欧州特許出願第０．１３６，０７０号から既知である
点に注意されたい。この既知の記録媒体では保留層と膨
張層に異なる染料、即ち異なる吸収特性を有する染料を
用いている。保留層に使用する染料は書込処理中のレー
ザ光を吸収してはならず、消去処理中のレーザ光を吸収
しなければならない。膨張層ではこれと逆にする。即ち
、膨張層に加える染料は書込レーザ光を吸収し、消去処
理用レーザ光に対しては透明にする。上述の欧州特許出
願には記録媒体を原盤製造用のマスタディスクとして使
用し得ることについて全く記載も示唆もされていない。

この既知の記録媒体について本願人が試験した結果、使
用する書込レーザ光に透明又は略々透明な上側層はこの
記録媒体が原盤製造用のマスタディスクに使用するのに
好適でないことが確かめられた。その理由は記録情報ビ
ット（ふくれ）の長さが幅も変化するために均一な幅の
情報トラックを得ることができないためである。

原盤を製造するためのマスクリング工程においてはこの
ことは許容されない。

本発明の更に他の好適実施例においては、反射性光学構
造は反射層が被着され且つ基板と膨張層との界面に設け
られた条溝構造とする。反射層は高い反射能（８０〜１
００％）を有するものとして得るが、５〜２０％のよう
な低い反射能を有する反則層を用いることもできる。

他の好適実施例においては、反射性光学構造を反射層が
被着され且つ膨張層と保留層との界面又は空気と保留層
との界面に設けられた条溝構造とする。反射層は例えば
５〜２０％の低い反射能を有するものとするのが好まし
い。この低い反射能は、十分なレーザ光が記録層の両層
内で吸収されるようにするのに望ましい。

本発明は光学的に読取可能な情報担体の製造に使用する
原盤の製造に好適なマスタディスクにも関するものであ
り、本発明のマスタディスクは基板に面する膨張層とこ
の膨張層に結合された保留層とを有し変調されたレーザ
ビームの露光によりふくれの形態の情報ビットを記録し
得る記録二重層と、基板と膨張層との界面又は膨張層と
保留層との界面又は保留層と空気との界面に設けられた
、レーザビーム位置決め用の案内トラックを形成する反
射性光学構造とを具えていることを特徴とする。

（実施例） 図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図において、１はポリカーボネートの合成樹脂基板
を示す。基板１の一方の面には蒸着により設けられた１
５％の反射率を有するＡρのらせん状トラック２を設け
る。Ａ！のような金属の代りに着色剤を用いることもで
きる。

膨張層３を基板１に被着する。この層３は商品名ソリタ
ン（Ｓｏｌｉｔｈａｎｅ）１１３として市販されている
架橋結合ウレタンエラストマーとし、これに８重量％の
ザビニールスカーレッＩ・染料を均一に分散又はン容解
させる。層３はスピンコーティング法により設け、先ず
染料を加えたまだ架橋結合してないポリウレタンの有機
溶剤溶液を基板の中心置く。

次に、基板１を回転させて溶液を基板１の表面上に均一
に分布させると同時に溶剤を蒸発させる。

次いで、得られた層を加熱又は紫外光照射により硬化さ
せる。次に、保留層４を膨張層３上に、同様にスピンコ
ーティングにより被着する。この層４は８重量％のサビ
ニールスカーレット染料が均一に溶解又は分散された弱
い架橋結合エポキシ樹脂とする。層３及び４をもって記
録用の二重層５を形成する。

こうして得られたマスタディスク１〜５をＡ　４２　Ｇ
ａＡｓレーザ７から発するレーザビーム６に露光させる
。ビーム６はらん状トラック２上に集束させる。＾ｌ　
ＧａＡｓレーザの発光波長は約８２０　ｎｍである。マ
スタディスク１〜５は３〜１．ＯＨｚの速度で回転させ
る。レーザ７はマスタデイ・スフに対し半径方向に移動
させる。このときレーザ７はトラック２とトラックの周
囲の反射層のない部分との反射の差に基づいて案内トラ
ック２を追跡する。４５８゜４８８又は５１４ｎｍの発
光波長を有するアルゴン（Ａｒ“）レーザ８をレーザ７
に結合し、例えば両レーザを共通のハウジング９内に収
納する。これによりし　。

−ザ８をレーザ７に対し半径方向（ディスク１〜５から
見て）に、トランク２の幅とトランクピッチ１０の和の
半分に等しい距離だけずれた位置に位置させる。トラン
クピッチ１０はらせん状トラック２のターン間の間隔で
ある。レーザ８から発するレーザビームは記録二重層５
上に集束され、そのスポットサイズは０．１〜１μｍで
ある。レーザビーム１１はＩＥＦＭ信号に従って変調さ
れる。情報の記録中、ディスクを３〜１０Ｈｚの速度で
回転させると共に、レーザビーム１１をディスクの半径
方向に移動させる。これによりピント１２のらせん状ト
ラックが形成される。露光部分では光エネルギーが膨張
層３及び保留層４内で熱に変換される。そして両層内の
温度が層４のガラス転移温度を十分に越えた値に上昇す
る。この温度上昇のために層３及び４が膨張し、高い熱
膨張係数のために層３の膨張が層４の膨張よりも大きく
なる。これがため、層３の大きな膨張の結果として層４
の追加のふくれ（伸張）が生ずるが、塑性変形は全く又
は殆んど生じない。ふくれ（伸張）は弾性限界内に保つ
。

こうしてふくれ１２の形態の情報ビットが形成される。

冷却時に保留層４の温度がガラス転移温度以下に減少す
るため、層４が剛固になり、以後の変形が不可能になる
。下側層３はまだ膨張した状態にある。従って情報ピッ
目２は消滅しない。

ビットの長さは０．３μｍ単位で０．９　ｐｍから３，
６μｍまで変化する。ビットの長さは、例えば０．２５
μｓから５μｓまで変化する露光時間により決まる。使
用するレーザのパワーは例えばディスク上で１ｍＷから
１５ｍＷである。全てのビン１へは約０．６μｍの同一
の幅を有する。トラック幅及び従ってトラックピッチは
優秀に規定される。

ビットを形成した後に、例えば八２の金属層１３を蒸着
により被着する。次いでＮｉ層１４を電着により被着す
る。最後に金属原盤１３．１４をマスタディスク１〜５
から取り外す。

第２図において、２０はガラス基板を示し、その一方の
面に膨張層２１を設ける。この膨張層２１ば第１図の膨
張層３に対応する。この層の自由表面上にらせん状の条
溝２２を設ける。この条溝は条溝２２のネガを構成する
らせん状の凸条を有する原盤により設ける。染料を加え
たポリウレタンの有ａ溶剤溶液をこの原盤の表面に被着
する。溶剤の蒸発時に、基板２０をポリウレタン層の上
に置く。次に、ポリウレタン樹脂を紫外光照射又は加熱
により硬化させ、この処理によりポリマー分子を架橋さ
せる。最後に、基板と、基板に結合され且つ原盤の表面
のコピー表面を有する硬化ポリウレタン層とを原盤から
取り外す。

次に、条溝２２が形成された膨張層２１の表面に蒸着に
より１５％の反射率を有するｉの層（図示せず）を設け
る。次に保留層２３をｉ層上に設ける。

保留層２３は第１図の保留層４に対応する。膨張層２１
と保留層２３が記録二重層２４を形成する。Ａ　Ｉ　Ｇ
ａＡｓレーザ２６から発するレーザビーム２５は条溝構
造２２上に集束させる。Ａ　Ｅ　ＧａＡｓレーザは８２
０　ｎｍの発光波長を有する。マスタディスク２０〜２
４は３〜１０１１　ｚの速度で回転させる。レーザビー
ム２５はディスク表面上を半径方向に移動させる。この
ときレーザビーム２５は条溝２２で反射されるレーザ光
と条溝２２の周囲部分により反則されるレーザ光の位相
差に基づいて条溝２２を追跡する。これがため、このレ
ーザビームの位置が条溝２２により決定される。金属原
盤の慣例のマスクリング及び製造方法と異なり、本発明
の方法はレーザ測定システム及びエアークツション支持
手段を必要としない。レーザ２６はＡｒ＋　レーザ２７
に結合してレーザ２６の移動がレーザ２７にも与えられ
るようにする。この目的のためにレーザ２６とレーザ２
７を共通のハウジング２８内に収納する。レーザ２７か
ら発するレーザビム２９はレーザビーム２５に対してデ
ィスクの半径方向に、条溝２２の幅と条溝ターン間の条
溝ピッチとの和の半分に等しい距離だけすらせる。

レーザビム２９は記録すべき情報に従って変調する。記
録二重層２５の露光部分において情報ビットが、記録情
報に応じた種々の長さを有する共に同一もしくは略々同
一の幅を有するふくれ３０の形態に形成される。ふくれ
３０の形成は第１図につき述べたピッ１〜１２の形成と
同様である。ビット又はふくれ３０は１ｌｅ−Ｎｅレー
ザ（図示せず）によりビットにより反射される光の位相
差に基づいて光学的に直ちに読取ることができる。得ら
れたデータを直ちに用いて書込処理を検査し、必要に応
じ書込処理を調整することができる。

ピントを形成した後に、篩面のような金属層（図示せず
）を保留層２３上に蒸着により設ける。

次いでこのＡｇ層にＮｉ層３１を電着により被着する。

最後に、得られたＡｇ層及び間層３０から成る金属原盤
をマスク２０〜２４から取り外す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に用いる本発明によるマスタディス
クの一例の断面図、 第２図は本発明方法に用いる本発明によるマスタディス
クの他の例の断面図である。 １〜５・・・マスタディスク ト・・合成樹脂基板 ２・・・らせん状トラック（反射性光学構造）３・・・
膨張層　　　　　　４・・・保留層５・・・記録二重層
　　　　６・・・レーザビーム７・・・Ａ　ｊ２　Ｇａ
Ａｓレーザ　　　８・・・Ａｒ”レーザ９・・・共通ハ
ウジング　　１１・・・レーザビーム１２・・・情報ビ
ット（ふくれ） １３、１４・・・金属原盤　　　１３・・・Ａｇ層１４
・・・Ｎｉ層　　　　　　　２０〜２４・・・マスタデ
ィスク２０・・・ガラス基板　　　　２１・・・膨張層
２２・・・らせん状条溝（反射性光学構造）２３・・・
保留層　　　　　　２４・・・記録二重層２５−・・レ
ーザビーム　　　２６−　Ａ　ｊ２　ＧａＡｓレーザ２
７・・・Ａｒ＋レーザ　　　　２８・・・共通ハウジン
グ２９・・・レーザビーム ３０・・・情報ビット（ふくれ） ３１・・・Ｎｉ層（金属原盤）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光学的に読取可能な合成樹脂情報担体の製造に好適
   に使用し得る金属原盤を製造するに当り、基板の一方の
   面上に反射性光学構造と記録層とを設け、該記録層は基
   板に面する膨張層とこの膨張層に結合された保留層を有
   する複合合成樹脂二重層とし、前記反射性光学構造は基
   板と膨張層の界面又は膨張層と保留層との界面又は空気
   と保留層との界面に設け、こうして得られたマスタディ
   スクの反射性光学構造を第１の連続レーザビームで走査
   すると共に、前記記録層を第１のレーザビームにより制
   御され且つ記録すべき情報に従ってパルス状にされた第
   ２のレーザビームに露光させ、この露光により前記記録
   層に情報ビットを形成し、次に前記記録層に金属層を設
   け、前記記録層の表面構造が転写された斯くして得られ
   た金属原盤を記録層から取り外すことを特徴とする金属
   原盤の製造方法。 ２、前記反射性光学構造は、周囲部分との位相差に基づ
   いて走査し追跡し得る反射層が設けられた条溝構造であ
   ることを特徴とする請求項１記載の金属原盤の製造方法
   。 ３、情報ビットは条溝間に位置する記録層部分に形成す
   ることを特徴とする請求項２記載の金属原盤の製造方法
   。 ４、光学的に読取可能な情報担体の製造に使用する金属
   原盤の製造に好適に使用し得るマスタディスクであって
   、基板に面する膨張層とこの膨張層に結合された保留層
   とを有し変調されたレーザビームの露光によりふくれの
   形態の情報ビットを記録し得る記録二重層と、基板と膨
   張層との界面又は膨張層と保留層との界面又は保留層と
   空気との界面に設けられた、レーザビーム位置決め用の
   案内トラックを形成する反射性光学構造とを具えている
   ことを特徴とするマスタディスク。