JPH01308617A - 光ディスクの製造方法 - 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、光ディスクの製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 光ディスクとは、音声、画像、情報などを記録再生する
ためのディスクをいう。

この光ディスクは、オーディオディスク、ビデオディス
ク等として最近非常にその需要が増大してきているもの
である。厚さ１ｍｍ程度のものであり、プラスチック基
村上に情報パターンであるピント（情報溝）を設け、そ
の上に光を反射させるための金属を蒸着し、さらにその
上面より保護用のプラスチック層を設けたものである。

この光ディスクの製造方法（ここでの製造は、複製とい
う概念を含めたものである。）は、従来は主として次の
３種であった。

ｆｌ）　　情報パターンの凹凸を有する金属製スタンパ
を上方に、下方に平板を位置させた金型によって熱可塑
性樹脂（ポリ塩化ビニル系、ポリカーボネート系、又は
ポリメチルメタクリレート等）の熔融物を射出成型し、
金属蒸着前のプラスチック基板を製造する。

次に金属蒸着した後、金属面の保護のためのプラスチッ
クフィルムを接着する。

この方法によると、均一な厚み精度を有するディスクが
製造できるため、最も一般的に用いられているものであ
る。

（２）上記の製造法の熱可塑性樹脂の代わりに、感光性
組成物を使用する方法である。この場合には上記のよう
に、樹脂を加熱溶融して金型の中に注入し、更にそれを
冷却して硬化させるのではなく光を照射することによっ
て硬化させるものである。

この方法は、加熱が不要であること、金型に導入する物
質の粘度が低いため充填が容易である等の利点がある。

（３）感光性組成物を硬化させる時に、下方にプラスチ
ック支持板を配置し、該支持板と接着したまま硬化させ
る方法。

この方法は、下方に支持体が同時に接着されているため
、光ディスクが取り扱い上要求する剛性をすでに有して
いるため、金属面保護用の光が通過する高価なプラスチ
ックフィルムが薄くて済む。

この方法は、ＤＲＡＷタイプの光ディスクの製造方法に
使用されている。

これらの方法には、次のような欠点があった。

（１）の熱可塑性樹脂を用いる方法では、樹脂が冷却固
化する際に生じる分子配向を完全に除去することが困難
であり、光学的異方性のため記録、再生時にノイズを誘
起する場合がある。

また、熱可塑性樹脂であるため加熱熔融されて金型に導
入するのであるが、この時粘度が高いためスタンパの形
状を忠実に転写することが困難な場合も多い。

さらに、熱可塑性樹脂であるため耐熱性が低いという欠
点も有している。

（２１（３）の感光性組成物を利用する方法では、感光
性組成物が重合硬化する時の収縮が大きく、この点が大
きな問題であった。

また、（１）　（２）　（３）のいずれの方法であって
も、光ディスクの基板自体が金型によるバッチ式の製法
であるため、生産作業性が非常に悪い。即ち、１枚基板
を作る度に金型を開けたり、閉めたりすることが必要で
ある。

最近のように光ディスクの需要が増大してくると、その
生産が追いつかず、従来の方法では金型を非常に多く必
要とし、その結果製造コストのアップとなる。

そこで、本発明者はこのような欠点を解消するため、感
光性組成物を用いた連続製法を発明し、特許出願もして
いる。

この方法は、プラスチックフィルム上に感光性組成物を
塗布し、情報溝を刻印したエンボスロールで押圧しなが
ら光を照射し、硬化せしめるものである。この方法によ
ると、スタンパがロールであるため、連続製造が可能と
なる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した本発明者の発明であっても、プラスチックフィ
ルムである支持フィルムが必要であり、且つ、両面に情
報パターンを有するディスクは製造できなかった。

［課題を解決するための手段］ そこで、本発明者は鋭意研究の結果、本発明方法を完成
させたものであり、感光性組成物を情報溝を刻印したエ
ンボスロール上に通用し、該エンボスロールの回転に従
って送られる該組成物に光を照射することによって硬化
せしめ、硬化後所定の型に打抜き、凹凸面側に金属蒸着
を施し、最後に蒸着面上に保護層を設けた点にある。

ここで、感光性組成物とは、光の照射によって硬化する
組成物をいい、特に限定するものではなくすべての感光
性組成物に適用できる。

また、感光性組成物はモノマーばかりでなく、オリゴマ
ー、プレポリマー等光の照射によって硬化するものであ
ればどのようなものでもよく、アクリロイル基、アリル
基を官能基とするモノマーが一般的である。例えば、Ｈ
ＥＭＡ　（２−ヒドロキシメタアクリレート）、Ｎ−メ
チルアクリルアミド等がある。

さらに、この組成物は単一物である必要はなく種々の感
光性組成物の混合物であってもよく、高分子重合体を混
合してもよい。高分子重合体を混合すると、感光性組成
物が有する硬化時の収縮という欠点を軽減できる。即ち
、重合体の占める領域は硬化反応による体積収縮を伴わ
ないので全体としての収縮率を軽減するのに役立つ。ま
た、重合体がクツション材となり収縮率を軽減するとも
考えられる。ここでいう重合体とは、常温では固体であ
り、官能残基があり硬化反応に参画するものであっても
、官能基はなく単にモノマーに溶解又は分散するもので
もよい。

情報溝とは、光ディスクが有する溝であり所謂ピントと
呼ばれるもののレリーフとなるべきものをいう。通常の
光デイスク製造時のスタンバと同様のものである。

刻印とは、凹凸を有するという程度の意味であるが、情
報溝そのものを形成するものであるため通常は、深さ０
．１μ、幅０．５μ、長さ０．９〜３．３μ程度の微細
なものをいう。刻印は、ロール自身に刻印してもよいが
、現実的にはロールに凹凸の版を巻き付けたものが簡単
である。

エンボスロールとは、上記の凹凸を有するロールである
と同時に、感光性組成物をその表面に流延せしめて硬化
させるキャスティングロールでもある。従って、まず上
記刻印の仕上げ精度は、通常光ディスク製造時に用いら
れるスタンバと同等のものが要求される。また、感光性
組成物を所望の速度で硬化させるための照射長は、ロー
ルのサイズということとなり、通常は直径５０ｃｍ以上
のものが望ましい。ロール上に刻印されるスタンバはそ
の外周に沿って、その長さに相当する個数を配置せしめ
ることができる。複数個数配置する場合には、それぞれ
が同一種類のものであってもよいが、適当にその種類を
変えることも可能である。

前記した通り、感光性組成物は程度の差こそあれ、硬化
時には収縮を伴なう。収縮をできるかぎり小さくするた
めには組成物の配合組成を工夫することも可能であるが
、それをできるだけ小さくできたとしても、収縮の態様
によりディスクにソリを生ぜしめたり、内部に歪が残り
、光学的特性に悪い影響を与えるようでは製品（光デー
イスク）として使用できないこととなるが、本発明の方
法では、エンボスロール上に密着挟持された状態で極く
表層のみを残して硬化せしめることを前提としているた
め、収縮は厚み方向にのみ選択的に起こり、組成物の有
する固有の硬化収縮率にほぼ相当する分だけ厚みが減少
する。即ち、製品の品質に影響を与えない方向にのみ収
縮せしめているわけである。

適用とは、組成物をロールに所定の厚みに、しかも幅方
向に均一に流延付着せしめることをいい０．３〜１　、
０ｍｍ程度の厚みにすることができれば、どんな方法で
あってもよい。通常、上記の条件を満足せしめる方法と
しては、セルローズアセテートの流延成型に用いられる
ホッパー、或いは厚肉のコーティングに採用されている
コンマコーター等が好適である。空気の巻き込みを抑制
するには流延成型に用いられるホッパーが最も理想的と
思われる。

このエンボスロールへの組成物の適用は、従来の溶液流
延法（キャスティング法）の技術が利用できるものであ
る。空気のまき込み防止等同様の問題点が多いためであ
る。

光とは、通常紫外線を指すが、電子線その他のものでも
可能である。

所定の型とは、光ディスクの最終形状又は再度カプトす
る場合にはその前段階の形状をいう。通常は、再度カッ
トすることはないため、最終の光ディスクの形状である
円である。

凹凸面とは、溝が形成された側をいう。

金属蒸着とは、凹凸面によって読み取り光を反射させる
ために施すもので、通常はアルミニウム蒸着である。蒸
着の方法は、従来の公知の方法でよい。

保護層とは、凹凸面を保護するプラスチック層をいう。

この層は、読み取り光が通過するため、光学的特性が優
れていることが要求される。即ち成型時の残留歪から生
じる複屈折、透明性、平滑性等である。また吸湿性、耐
候性、耐傷性等も優れている必要がある。−船釣には、
ポリカーボネート、ポリメチルメタアクリレートが使用
されている。また、最近ではエポキシ樹脂が優れている
ことが報告されている。この層自体は本発明の要旨とは
直接関係がないため、どのようなものでもよい。勿論、
感光性組成物を塗布して固化させてもよい。保護層の表
面にハードコートすることも好適である。

前記の説明では、金属蒸着した後にその上から設ける保
護層を読み取り光が通過する場合であったが、これは逆
にすることもできる。即ち、最初に硬化させた感光性組
成物側を読み取り光通過側としてもよい。この場合は、
エンボスロールでの情報ピットの凹凸が逆になるため、
通常のスタンパの形状とは凹凸逆のロールとする必要が
ある。

この時には、最初に硬化させる感光性組成物自体の物性
にも注意する必要がある。即ち、前記した保護層と同様
に光学的特性が重視されることとなるのである。読み取
り側とならない場合でも、光学特性以外の上記物性は要
望される。

また、感光性組成物を回転しているエンボスロールに適
用する場合に、ミクロンオーダーの溝に確実にそこに存
在する空気を排除して充満させる必要がある。これは、
粘度の高い熱可塑性樹脂を用いる金型方式でも現在製造
できるため、粘度の低い感光性組成物であれば充分可能
である。

しかし、より確実に充満させるためには、空気を積極的
に溝から除去するようにした方がよい。

前記したホッパ一方式にせよ、コンマコーク一方式にせ
よ、感光性組成物がロール表面に供給される寸前に溝に
介在する空気を排出する。両方式により、方法は異なる
が、コンマコータ一方式ではコンマコーターの後部に配
せられる液溜のためのブレードの後部にチャンバーを設
け、ダクトを介して真空ポンプで常に吸引しておくこと
が考えられる。減圧の程度としては、１００〜数１０Ｏ
ｎ＋ｍ　Ａｑ程度で充分と考えられる。このようにする
と、エンボスロールは順次回転によって感光性組成物が
連続的に適用される寸前にチャンバーの部分で減圧され
、溝の部分の空気が排除されて組成物が充分に溝に充満
するようになる。その際、感光性組成物は液溜用のブレ
ードより若干漏れるようになる場合もあるが、要は減圧
の程度によってバランスをとればよい。

真空ダクトは、テフロンブレード等で構成すると、溝を
傷つけないため、非常に近い位置でセントすることがで
きる。

さらに、エンボスロールに常にクリーンな状態　　　′
で感光性組成物を適用するために、組成物シートがロー
ルから剥離された後の位置で、クリーニング装置を設け
てもよい。例えば、溶剤噴射後真空チャンバー適用によ
る微細な付着物を溝から完全に除去する等がある。

本発明の硬化方法は、エンボスロールに組成物を適用し
、光を上方から照射するものであるため空気が遮断され
ているエンボスロール側は硬化するが、空気に接してい
る表面は硬化しないという問題がある。これを解決する
ためには次の４つの方法がある。

（１１感光性組成物として、空気の存在による硬化阻害
性のない組成物を選択する。

（２）酸素を含有しない雰囲気中で硬化を行なう。

通常は、窒素気流中で行なわれる。組成物を自由に選べ
るため、種々の物性が得られる。

（３）　　空気に接している表面を未硬化のまま残し、
その後未硬化部分を金属ベルト等に接当して空気を遮断
し、再度光を照射する。

（４）空気に接している表面を未硬化のまま残し、その
後未硬化部分に他の未硬化表面を有する感光性組成物と
圧着した後、光照射によって密着硬化させる。

以上のいずれの方法であってもよいが、表面の平滑性に
優れ、硬化時の収縮による歪のより少ない、従ってディ
スクにソリを発生させない方法としては上記の（３）、
（４）による方法が好ましい。

また、本発明の第２の発明の態様としては、２枚を接着
して両面に情報ピントを有する光ディスクを製造する方
法がある。

上記の第１の発明と同様エンボスロールに感光性組成物
を適用し、光を照射して硬化させるのであるが、ここで
完全硬化させずロール側のみを完全硬化させ、空気に接
している側を未硬化として残すのである。このため、感
光性組成物としては空気の存在によって硬化阻害を受け
るものであることが必要となる。しかし、例外的なもの
を除いて通常は阻害を受けるため特に問題はない。

この第２の発明では、本来感光性組成物の重大な欠点で
あった空気による硬化阻害を逆に利用したものである。

ロールに接している側（凹凸を形成する側）が選択的に
硬化し、表面が未硬化で残るということが生じる理由は
、感光性組成物に光を照射した場合に、表面の空気に接
している側は酸素による硬化阻害を受けるため、硬化が
非常に遅く、反対側は反射光の影響もあり早く硬化する
ためと考えられる。さらに、空気が組成物の表面から溶
解・浸透し、それによって阻害を受けるが、この熔解・
浸透が掻く表層にしか及ばないためでもある。発明者の
ある実験によると、一定量上の厚みでは、はぼ１０μ程
度が未硬化であった。

この未硬化表面を有するシート（凹凸溝は既に形成され
ている）を、２枚未硬化部分で接着し、再度光を照射し
硬化させると、接着剤等をもちいず完全に一体化させる
ことができる。このようにして製造された光ディスクは
、両面に情報溝を有するものである。

Ｃ実施例］ 以下図面に示す実施例に基づいて、本発明をより詳細に
説明する。

第１図は、本発明方法の１例を示す概略工程図である。

情報ピットが刻印されたエンボスロール１の上方に、真
空チャンバー２及びそれに繋がる真空ダクト３及び感光
性組成物４（この例では空気による硬化阻害性を有する
もの）を貯蔵するホッパー５及び該組成物を所定の厚み
に制御して適用することのできるホフバープレート６が
設けられている。真空ポンプ（図示せず）で吸引しなが
ら、エンボスロール１を時計回りに回転させ、感光性組
成物を適用する。感光性組成物はエンボスロール１上で
紫外線照射装置７によって光の照射を受はロール側が硬
化し、上面側が未硬化のシート８ができる。そして、金
属ベルト９が掛けられたロール１０との接合部分に送ら
れ、そこから金属ベルト９に接当して送られる。接当す
ることによって接当側（未硬化側）が空気遮断される。

そして、接当している間に再度紫外線照射装置１１によ
って光を照射し、金属ベルト９接当側を硬化せしめる。

図面のシート８の太線側は情報ビットが形成されている
側を示す。

硬化後金属ベルト９から剥離され打抜き工程へと送られ
る。打抜き工程は、通常のプラスチック品の打抜きと同
様の公知の方法でよい。また、その後の蒸着、保護層形
成の方法も通常の光デイスク製造方法でよい。

第２図は、コンマコーターを用いた場合のコーター周辺
の部分拡大図である。真空ダクト３から真空チャンバー
２の空気が排除されることによって、該チャンバー２と
ロール１との間の挾隙部から若干感光性組成物が漏れる
こともある。液漏れがひどくならないように減圧程度を
調整すればよい。

このようにすると、情報ピントの空気がほぼ完全に組成
物と置換される。これで、従来の金型方式に比べても、
より完全な形での成型が可能となる。

第３図は、本発明の第２の態様を示す概略断面図である
。

第１図に示すものとほぼ同様であるが、金属ベルトロー
ラがなく、エンボスロール１が２本存在する点が大きく
異なる。左右のロールから前記したと同様に表面が未硬
化のシート８が製造され、それを２本のロールの間隙に
導き、圧着し再度紫外線照射装置１１によって光を照射
し、硬化一体止せしめる。

そして、打抜き、金属蒸着、保護層カバーの工程を経て
光ディスクが完成する。

また、第３図のエンボスロール１の片側を表面平滑な金
属ロールにすると、本明細書第１５頁１行目の（４）の
方法が行える。即ち、片側にのみ情報溝を有するディス
クが製造できる。

第３図に示す例等両側から未硬化表面を有するシートを
圧着する方法では、両側に同じ組成物を用いると、密着
性、収縮の問題等について有利である。

［発明の効果］ 本発明方法によると次のような大きな利点がある。

（１１金型を用いず、連続的に情報ビットの凹凸を形成
できるため、製造時間の大幅な短縮になる。

（２）熱可塑性樹脂が持つ欠点が解消されるか、又は大
きく軽減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１例を示す概略工程図、第２図の第
１図の部分拡大図、第３図は他の例を示す概略工程図で
ある。 １・・・エンボスロール ２・・・真空チャンバー ３・・・真空ダクト ４・・・感光性組成物 ５・・・タンク ６・・・横長の開口 ア・・・紫外線照射装置 ８・・・シート ９・・・金属ベルト １０・・・ロール １１・・・紫外線照射装置 第１０ 第２回

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、感光性組成物を情報溝を刻印したエンボスロール上
   に通用し、該エンボスロールの回転に従って送られる該
   組成物に光を照射することによって硬化せしめ、硬化後
   所定の型に打抜き、凹凸面側に金属蒸着を施し、最後に
   蒸着面上に保護層を設けることを特徴とする光ディスク
   の製造方法。 ２、感光性組成物をエンボスロール上に適用するに際し
   て、感光性組成物適用フィーダー直前に設けられた真空
   ダクトから吸引しつつ、該組成物をエンボスロールに適
   用するものである特許請求の範囲第１項記載の光ディス
   クの製造方法。 ３、情報溝を刻印したエンボスロールを２本用いて、両
   方のエンボスロールに空気の存在によって硬化阻害を受
   ける感光性組成物を適用し、該エンボスロールの回転に
   従って送られる該組成物に光を照射し、エンボスロール
   に接している側の該組成物を硬化せしめ、両側の組成物
   を表面の未硬化部分で接着し一体化した後、再度光を照
   射して完全硬化せしめ、所定の型に打抜き、両面に金属
   蒸着を施し、最後に蒸着面上に保護層を設けることを特
   徴とする光ディスクの製造方法。