JPH02312025A - 光記録媒体用ロール型の製造法 - 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］ 本発明は光記録媒体の製造方法に関し、詳しくは光記録
媒体の透明基板に凹凸パターンを形成するロール形状の
型またはスタンパーの製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来、各種情報の記録には、磁気テープ、磁気ディスク
等の磁気材料、各種半導体メモリー等が主として用いら
れてきた。この様な磁気メモリー、半導体メモリーは情
報の書き込みおよび読みたしが容易に行なえるという利
点はあるが、反面、情報の内容を容易に変更したり、ま
た高密度記録ができないという問題点があった。かかる
問題点を解決するために、多種多様の情報を効率良く取
り扱う手段として、光記録媒体による光学的情報記録方
法が提案され、そのための光学的情報記録担体、記録再
生方法、記録再生装置が提案されている。

かかる情報記録担体としての光記録媒体は、一般にレー
ザー光・を用いて情報記録担体上の光記録層の一部を揮
散させるか１反射率の変化を生じさせるか、あるいは変
形を生じさせて、光学的な反射率や透過率の差によって
情報を記録し、あるいは再往を行なっている。この場合
、光記録層は情報を書き込み後、現像処理などの必要が
なく、「書いた後に直読する」ことのできる、いわゆる
ＤＲＡＷ　（ダイレクト　リード　アフター　ライト）
タイプの媒体であり、高密度記録が可能であり、また追
加書き込みも可能であることから、情報の記録・保存媒
体として有効である。

第５図は、従来の光記録媒体の模式的断面図である。同
第５図において、４１は透明基板、４２はトラック溝部
、４３は光記録層、４４はスペーサー・接着層、４５は
保護基板である。第５図において、情報の記録・再生は
透明基板４１およびトラック溝部４２を通して光学的に
書き込みと読みだしを行なう、この際、トラック溝部の
微細な凹凸を利用してレーザー光の位相差によりトラッ
キングを行なえる様にしである。

［発明が解決しようとする課題Ｊ 上記した様に、従来のビデオディスク、オーディオディ
スクなどの光記録媒体では、一般にあらかじめ凹凸形状
を形成されたスクンバーを用いて、プレス法、射出成型
法または紫外線硬化樹脂法を用いて透明樹脂基板にスタ
ンパーの凹凸形状を転写している。上記の方法は一般に
枚葉工程であるが、例えば、特開昭５６−８７２０３　
、特開昭５６−８６７２１などのように、第６図に示す
ようにロール形状のスタンパーまたは金型５２を用いて
透明樹脂シート５１に凹凸パターンを連続で形成する方
法も広く用いられている。上記先行技術では第２図に示
すように、ロール１１にスタンパー１２を接着剤や両面
テープで接合するか、あるいはネジ止めによって固定し
ている。このスタンパー１２をロール１１に固定する方
法では、真円度を得るためにはロールの表面が鏡面に研
磨されていても接着剤や両面テープの厚さムラを厳しく
管理しなければならず、また空気を巻き込まないように
接合するのに技術を要するという問題点がある。またス
タンパーとロールを接合することなく、ネジなどで固定
するときも、空気を追い出しながら密着させるのが困難
である。この両方法とも、スタンパーとロールの間に空
気が入ると、スタンパーの表面に凹凸を生じ、その凹凸
が樹脂に転写して光記録媒体基板の品質を低下させてし
まう。

また空気が入らなくても、スタンパーとロールの密着が
悪いと熱伝導度にムラが生じて微細なパターンが精度良
く転写されなかったり、成型する樹脂によっては複屈折
を生じたりするという問題点がある。その上、スタンパ
ーが薄いと強度が不足するため、耐久性が悪くなってし
まい、その反対にスタンパーが厚いと剛性が高くなって
、ロールに巻き付けるのが、難しくなるだけでなく、熱
伝導度も低下してしまうという問題点もある。印刷機械
入門上よび新・感光性樹脂（印刷学会出版部）には、第
３図、４図に示すような一般的な製版の技術が記載され
ている。第３図ではあらかじめパターンの形成されてい
るマスク２２の上をロール２１を転がしながら電子線ま
たは電磁波を照射してマスクのパターンをロールに転写
している。また第４図の方法では感光樹脂などを塗った
ロール３１を軸を中心に回転させながら光ビーム３２を
一方向にスキャンさせてパターンを直接描画している。

しかしながら光記録媒体のパターンはサブミクロンと微
細であるために、第３図の方法ではサブミクロンのパタ
ーンの線幅を転写するのは、光学的な分解能から現在で
はまだ不可能である。また第４図の方法ではロールとビ
ームを連動させながらスパイラルパターンをサブミクロ
ンの精度で位置を正確に出して描画しなければならず、
この両者の機械的な制御が困難である。またロールの軸
受けやロール表面の平面度も精度が要求されるために、
ロールの加工も困難になっている。このように一般的な
製版技術の応用では光記録媒体用のロール型を製作する
のは困難であった。

［課題を解決するための手段１ すなわち、本発明は、ロール形状をしたスタンパーまた
は原版を用いて、連続的にプリフォーマットなどのパタ
ーンの形成された透明基板を製造する工程において、あ
らかじめプリフォーマットなどの凹凸形状が形成された
原版またはスタンパーを１円筒の内側に固定して、該円
筒に樹脂を注入して固化させて、同時に凹凸パターンを
樹脂表面に転写して、後に円筒を樹脂から取りはずすこ
とによって、該原版またはスタンパーの凹凸パターンを
ロール表面に転写することを特徴とする。光記録媒体の
製造用ロール型の製造方法である。

以下１本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の光記録媒体のロール型の製造方法の一
実施態様を示す断面図である。同第１図において１本発
明の光記録媒体のロール型の製造方法は、円筒または円
筒形状の枠ｌの内側に、あらかじめ凹凸パターン３が形
成されたスタンパーまたは原版２を固定する。スタンパ
ーまたは原版２を取り付けた部分が凹凸にならないよう
に、スペーサー４を同じ円筒ｌに固定する。その中に樹
脂を注入または圧入する。また必要に応じて芯５を用い
ても良い、その後注入した樹脂を円筒中で固化させ、そ
の時に同時にスタンパーまたは原版２の凹凸パターン３
を樹脂に転写させる。樹脂が固化した後で円筒から取り
出す、芯５は後から必要に応じて抜いても、また抜かず
にそのまま成型に用いても良い。

本発明における円筒ｌは、表面硬度がある程度高く、あ
る程度の剛性があり、樹脂注入の圧力や温度で変形や変
質がない材料であれば、どのような材料でも用いること
ができるが、例えば、鉄、クロム鋼などの金属や金属化
合物および硬質塩化ビニルなどの樹脂１強化ガラスなど
のガラスなどを用いることができる。ローラー内側表面
はその凹凸が光記録媒体にまで転写するため、鏡面に研
磨する必要がある０面精度は成型する光記録媒体の面精
度と、はぼ同じかまたはそれよりも良い面精度が必要で
ある。また必要に応じて内側表面に窒化チタンなどの硬
化膜、シリコンなどの保護層を形成することもできるし
、ニッケルやクロムなどのメッキを施すことも可能であ
る。

スタンパーまたは原版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、ニッケルやスパッター
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。こうして得られた第二原盤をファーザーとして、
第三原盤（マザー）および孫スタンパーを作成しても良
い、その他には原版を製作する方法を用いることもでき
る。具体的にはクロムなどの金属層を形成しであるガラ
ス板にレジストを塗布して、パターンを露光、現像して
から金属層をエツチングなどによって一部除去して凹凸
パターンを形成する。

この原版から露光によって上記スタンパーを形成しても
良い、その他に樹脂を用いて原版またはスタンパーを製
作・複製したものも用いることができる。原版、スタン
パーの厚さは、本発明ではスタンパーまたは原版２を円
筒１の内側に固定するので、剛性の強くないフレキシブ
ルな方が望ましい、用いられる範囲としては１０〜１０
００μＩの範囲であれば良く、より好ましい厚さは４０
〜１００μｍである。ただし原版またはスタンパーの材
質が樹脂などで特に軟らかい場合には１０００μｍの厚
さまで用いることができる。

本発明で用いるスペーサー４はスタンパーまたは原版２
を円筒ｌに固定した時に凹凸ができない厚さであること
が必要である。凹凸の段差が最大でｌＯμ−以下であれ
ば、成型された樹脂に光記録層が形成される時に、方法
が蒸着であっても溶剤塗布であっても影響が無視できる
。スペーサー４に用いる材質は樹脂の注入・固化の時に
劣化したり、膨張・収縮などでスタンパーまたは原版２
と段差や隙間ができない材料であれば、いづれの材料で
も用いることができるが、例えばニッケル、クロムなど
の金属および金属化合物、硬質塩化ビニルなどのプラス
チック、ガラス、セラミックスなどが用いることができ
る。

原版またはスタンパー２ｉ５よびスペーサー４は、円筒
ｌへ凹凸パターン面を内側にして固定されるが、その固
定方法は樹脂の注入・硬化中に剥がれたり変形したりし
ない方法であればいづれの方法でも用いることができる
１例えば、接着剤や両面テープを用いて貼り合せる方法
、ネジで止める方法または円筒にはめこむ方法などを用
いることができる。固定するときは原版またはスタンパ
ー２およびスペーサー４と円筒１の間に空気が入らない
ように密着性良く固定する必要がある。

また原版またはスタンパー２およびスペーサー４の間に
、隙間や段差が出来ないように注意が必要である。

原版またはスタンパー２およびスペーサー４の固定され
た円筒ｌに注入される樹脂６の材質は円筒中に注入でき
て後に固化できる材料であれば。

いづれの材料でも用いることができるが、例えば、ポリ
カーボネート、塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂、アクリ
ル系等の電子線や電ＭＩＩ！硬化樹脂、エポキシ系など
の熱硬化性樹脂または溶剤に可溶な樹脂などを用いるこ
とができる。樹脂６の円筒ｌへの注入・固化する方法は
用いる樹脂によって最適な方法を選択することが望まし
いが、例えば、瀉融した樹脂を射出などの圧力を加えて
圧入して冷却・固化する方法、溶剤に溶解した樹脂を円
筒ｌに注入して溶剤を除去して固化させる方法、円筒ｌ
に樹脂を注入して電子線や電磁線で固化する方法、およ
び円筒１にプレポリマー（モノマー）を注入して熱を加
えて硬化させる方法などを用いることができる。硬化収
縮のある樹脂を用いる時には圧力を加えながら固化させ
るとパターンの転写性が損なわれない。

必要ピされる剛性よって芯５を用いる。芯５の材質はあ
る程度の剛性があって、樹脂の注入・固化に影響を与え
ない材料であればいづれの材料でも用いることができる
が、例えば、金属および金属化合物、セラミックス、ガ
ラス等を必要とされる性質によって自由に選択すること
ができる。

〔作用Ｊ 本発明の光記録媒体の製造用ロール型の製法は、原版ま
たはスタンパーの凹凸パターンを、ローン表面に精度良
く、簡単な機構で転写することの可能な光記録媒体の製
造用ロール型を提供するものである。

［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１図に示す様に、肉厚５ｆｆｌＩ１１、内径３５０ｍ
ｍψの鉄製の円筒の内側を鏡面に研磨して、ピッチ１．
６μｍ、幅０．６μ霧、７００人の深さの連続溝が形成
された、φ１３０ｍｍのスタンパー（セイコーエプソン
製）４個をエポキシ系接着剤（ノザワケミカル製、ダイ
ヤボンド２０００５）で中心対称になるように接着して
固定した。スタンパー間の隙間にはシリコン系樹脂（東
芝シリコン製ＴＳＥ３２２）を用いてスタンパー表面と
段差ができないようにした。離型性を良くするための円
筒の内側に離型剤をコートした。このようにして製作さ
れたスタンパー付き円筒に熱硬化性樹脂（東し製、ケミ
ット）を流し混んだ、成型後にローラーの内部に空泡が
混入しないようにするために、樹脂を流し込んだ円筒を
真空オーブンにいれて、常温のまま、数ｔｏｒｒの真空
中で３時間脱泡を行なった。その後で真空を保ったまま
７０℃まで温度を上げて樹脂がスタンパーの微細な凹凸
パターンによくなじむようにした。その温度で３０分加
熱してからさらに温度を上げて、１８０℃の環境下で一
昼夜加熱して樹脂を完全に硬化させた。接着剤の熱収縮
や熱膨張はほとんどなく、円筒の変形はなかった。

樹脂が硬化した後に円筒から取りはずしてロール型を形
成した。できたロール型を調べてみたところ、スタンパ
ーの凹凸の、深さで９５％、転写率のバラツキはローラ
ー全面で±５％以内であった。ローラー表面の凹凸はｐ
−ｐで５０ｕ１１以下で十分小さかった。またローラー
の真円度および偏芯は十分小さかった。このロール型を
押し出し成型機（日立造船製、５ＨＴ９０−３２ＤＶＧ
）に取り付けて、２．３ｍ／分の速度で、グイ温度２５
０℃、ローラ一温度１５０℃の条件で、ポリカーボネー
ト（今人化成製、Ｋ　−１２８５）を１．２ｍｍ厚さに
押し出した。このロール型で一万枚の光デイスク基板を
成型してもロール型表面の形状に変化は認められなかっ
た。押し出した基板を測定してみたところ１面振れ量は
ｐ−ｐで５０μ■以下で十分小さかった。この基板を１
３０ｍｍψに切断して、下記構造式［１］で示される、
光記録層材料を溶剤塗布した。

保護基板には０．３０！１１厚のポリカーボネート（奇
人化成製、パンライト２５１）を８６ｍｍφに切断して
、０．３ｍｍのエアーギャップを設けて接着した。

得られた光記録媒体に記録・再生してみたところ、ディ
スクの回転数１８０Ｏｒｐｍ　、書き込み周波数３ＭＨ
ｚ、書き込みパワー６１１Ｉｗ、読み出しパワー０．５
ｍ胃で、Ｃ／Ｎ比５０ｄＢであった。

［実施例２１ 実施例１と同じ方法で、ロール径３００ｍｍφのロール
に、実施例１と同じスタンパ−を固定し、実施例１と同
様にスタンパ−の間の隙間を埋めて段差ができないよう
にした。離型性を良くするために実施例１と同様に離型
剤を円筒の内側にコートした。この円筒中にアクリル樹
脂の千ツマ−（キシダ化学製）を流し込み、円筒中の樹
脂をよくかくはんして樹脂モノマー中の空気を取り除い
た後、樹脂を充填した円筒をオーブンに入れて１３０℃
の環境下で一昼夜加熱して樹脂を重合硬化させた。でき
たロール型を円筒から取り出して測定してみたところ、
スタンパ−の凹凸パターンの転写性は、深さで９７％、
転写性のバラツキはロール全面で±５％以内であった。

ロール表面の凹凸はｐ−ｐで５０μｍ以下で十分小さく
、またローラーの真円度および偏芯は十分小さかった。

このロール型を実施例１と同じ方法で一万枚の光デイス
ク基板を成型しても表面形状やロール形状に変化は見ら
れず、成型した基板の面振れ量はｐ−ｐで５０μｍ以下
で十分小さかった。この光デイスク基板を実施例１と同
様に光記録層を形成して媒体を作製し、記録・再生を行
なったところ、Ｃ／Ｎ比５２ｄＢを得た。

［実施例３］ 実施例１と同じ方法で、肉厚１００ｍｍのＳｉＣででき
た、ロール径３００■φのロールに、円筒ｌに凹部を設
けて実施例１と同じスタンパ−をはめ込んで固定した。

離型性を良くするために実施例１と同様に離型剤を円筒
の内側にコートした。この円筒を６０℃の温度に保って
おいて、その中に塩化ビニル樹脂を１５０℃の温度で加
熱融解させたものを、１０　ｋｇ／ｃｍ”で圧入した。

圧入してから、圧力を１５　ｋｇ／ｃａｒ”に上げて数
秒間保っておき、円筒中で樹脂を冷却して凹凸パターン
を樹脂に転写した。得られたロール型を円筒から取り出
して測定してみたところ、スタンパ−の凹凸パターンの
転写性は、深さで９５％、転写性のバラツキはロール全
面で±３％以内であった。ロール表面の凹凸はｐ−ｐで
５０μ厘以下で十分小さく、またローラーの真円度およ
び偏芯は十分小さかった。このロール型を実施例１と同
じ方法で一万枚の光デイスク基板を成型しても表面形状
やロール形状に変化は見られず、成型した基板の面振れ
量はｐ−ｐで５０ｕ１１以下で十分小さかった。この光
デイスク基板を実施例１と同様に光記録層を形成して媒
体を作製し、記録・再生を行なったところ、Ｃ／Ｎ比５
１ｄＢを得た。

［発明の効果］ 本発明によれば、精度良く、簡単な機構で成型用ロール
型を製造できるために、面積度が良く、バターゾの転写
性の良い光記録媒体の製造用ロール型を安価に製造でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光記録媒体製造用ロール型の概略断面
図である。 第２図は従来の光記録媒体の製造用スタンパーの貼り付
は方法である。 第３図は従来の製版方法によるロールのパターン転写方
法である。 第４図は従来の製版方法によるロールのパターン転写方
法である。 第５図は従来の光記録媒体の一般的な断面図である。 第６図は従来の光記録媒体の基板の連続製造法の概略図
である。 ｌ・・・円筒 ２・・・原版またはスタンバー ３・・・凹凸パターン ４・・・スペーサー ５・・・芯 ６・・・注入・固化する樹脂 １１−・加圧ローラー １２・・・貼り付けたスタンパー ２１−・・製版用ロール ２２−・・パターンの形成されたマスク２３−・・パタ
ーン露光用光ビーム ３１−・・製版用ロール ３２−・・パターン露光用光ビーム ４１−・・透明基板 ４２・・・トラック溝部 ４３・・・光記録媒体 ４４・・・スペーサー ４５−・・保護基板 ５１　＝−樹脂シート ５２−−・成型用ロール ５３・・・加圧またはテンション用ロール５４・・・巻
き出し用ロール ５５・・・巻き取り用ロール 第３図 第２図 第５図 （ａ） ｌＩＧ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、レーザービームなどの光ビームの照射によつて、反
   射率、屈折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おいて、あらかじめプリフ
   ォーマットパターンなどの凹凸形状が形成された原版ま
   たはスタンパーを円筒の内側に固定して、該円筒に樹脂
   を注入して固化させて、同時に凹凸パターンを樹脂表面
   に転写して、後に円筒樹脂から取りはずすことによって
   ロール型を作ることを特徴とする光記録媒体用ロール型
   の製造方法。