JPH03155921A - ロール型スタンパその製造方法および成形ロール - 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、レーザービームなどの光により反射率などの
光学特性を変化させて、情報の記録・再生を行なう光デ
イスク等高密度情報記録媒体の基板にプリフォーマット
信号の凹凸やトラッキング信号の為の案内溝の凹凸を形
成するために用いられるスタンパに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、上記媒体基板の製造は、インジェクション成型、
あるいはコンプレッション成型が行われるが、これらの
製法では基板の平面度、平滑度、そり、気泡の混入等が
発生し易く、これがため光による情報検出を著しく阻害
するので、温度圧力の条件出しや、型の精度、気泡の発
生防止等に非常に困難が伴い、又、装置も大きく費用は
漠大である。さらにコンプレッション成型においては、
枚葉処理であるため、後工程が繁雑で生産性が悪い。ま
たインジェクション成型では光カードのような、基板の
厚みか０．４ｍｍと薄い記憶媒体の製造ができない。

一方プラスチックの押し出し成形による平板では、気泡
もなく・ト滑均−な板が容易に製造されるので、この平
板にスタンパを密着させて圧力を加え、凹凸を転写する
方法も提案されているが、盤面全体に圧力をかけると、
非常に大きな圧力を必要とする。

これを解決する方法として、押出し機から押出された溶
融状態のプラスチックシートに、スタンパを密着させた
成形ロールと鏡面ロールの間を通せば、小なる圧力でス
タンパの凹凸を平板に刻み込む事ができ、その後中心穴
及び外周をトリミングすれば、小さな装置で手軽に媒体
基板を得ることができる。また０、４ｍｍのような薄い
基板でも容易に製造できる。

さらにこの製造方法によれば、基板形成工程、記録層形
成工程、保護基板貼り合わせ工程等を連続工程で行なう
ことができ、生産性に優れた工程を実現できる。

成形ロールとしては、鏡面ロールに旧のスタンパを張り
付けたものがある。該成形ロールに用いるスタンパの製
造は、従来、ガラス原盤上にレジストを均一・に塗布し
、レーザーで所定の凹凸を形成し、続いてこの表面にス
パッタでＮｉのｉ電化膜を形成した後、電鋳法によりＮ
ｉの金属膜を形成させ、ガラス原盤から剥離して製造し
ている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記のようにして製造されたスタンパはロ
ールと密着させる為に、ロールに巻き付けなければなら
ない。その際、スタンパが歪んでしまい、良好な転写が
得られないという問題がある。光ディスクの場合、凹凸
のピッチは、１．６μｍであり、スタンパのわずかな歪
でも、大きな問題になる。

ガラス原盤は柔軟性かなく、ロールの曲率に合わせて曲
げることは困難であるが、電鋳の際スタンパの中に歪を
残しておくと、その歪でガラス原盤から剥離した際、ス
タンパはある曲率をもって反るため、所定の曲率をもつ
スタンパを作ることは可ｒｌシである。しかし歪のある
スタンパは、軒時変化かあるという問題がある。

さらに、ロールの曲率に合わせて、スタンパを曲げるた
めには、スタンパの厚みを薄くする必要がある。しかし
スタンパを薄くすると、スタンパの腰が弱くなり、曲げ
る際歪んでしまい、またスタンパの裏面研磨も難しくな
る。スタンパの裏面は、凹凸があると基板に転写してし
まい、良好な基板か得られない。このためスタンパの厚
みは３００μｍ以ト必要であるが押出し成型に用いるロ
ールの直径は、通常３００ｍｍ程度でロールの曲率か大
きいためこのロールにスタンパを巻き付けることは、非
常に困難である。

本発明は上記従来技術の実情に鑑みなされたものであり
、歪のない成形ロールを製作することのできるロール型
スタンパ及びそれを製造する新規な方法を提供するもの
である。

（課題を解決するための手段） 本発明は、光記録媒体用基板の押し出し成形による製造
に用いる成形用ロールに取り付ける、所望の凹凸形状を
有する導電化膜と電鋳層からなるロール型スタンパであ
って、該電鋳層が、成形用ロールと同じ曲率になるよう
に電鋳装置内に固定された前記導電化膜の電鋳処理によ
り形成されたものであることを特徴とする成形ロールに
取り付け一体化することのできる曲率を有するロール型
スタンパ、及びその製造方法であり、又該ロール型スタ
ンパを取り付けて成る成形ロールであり、本発明によれ
ば、導電化膜を電鋳処理する際、すてに該膜が成形用ロ
ールと同じ曲率に固定されているため成形される電鋳層
には歪が生じず経時的にも安定で、これにより得られる
ロール型スタンパを成形用ロールに取り付けた成形ロー
ルを押し出し法に用いれば良好な光記録媒体用の基板を
生産性良く製造することができる。

本発明の目的は、成形用の鏡面ロールにスタンパを取り
付ける際スタンパに負荷をかけず、すなわち曲げること
なく一体化させるためのロール型スタンパを提供するも
のである。導電化膜で所望の凹凸を形成する段階から又
原盤の形成段階から所定の曲率で変形させスタンパを作
製しても良いか、本発明においては次のように１−るこ
とが好ましい。すなわち、導電化膜は通常スパッタリン
グ等により、所望の凹凸が形成されている原盤のトに形
成されるものであり、均＝−・にスパッタするためスパ
ッタされる面は平面で結晶成長方向を同としているので
、本発明においては好ましくは導電化膜の形成までは公
知技術と同様平面に対して処理を行ない、該膜成形後、
電鋳層を設ける前に導電化膜を所定の曲率で変形させ国
定する。

ここで所定の曲率で変形とは、形成用ロールと同し曲率
になるように固定されることであり、スタンパのついた
成形ロールを構成する鏡面ロールの表面と合致するよう
鏡面ロールの表面の曲率と同じ曲率で導電化膜を固定す
ることである。

導電化膜形成後に所定の曲率で変形させるには該導電化
膜をフレキシブルな原盤を用いて形成するとよい。

導電化膜を形成するには大きく分けて２通りあり、１つ
はフレキシブルな基板上にレジストをエツチングして所
望の凸部を形成し、このＬに酸化膜を被覆した後、導電
化膜を形成する方法、ちう１つは、予めガラス原盤−１
−にレジストを用いて形成した金属による所望の凸部を
、フレキシブル基板りに設けられた２Ｐ（フォトレジス
ト）樹脂に転写し、凹凸を形成した後、導電化膜を形成
する方法である。どちらも導電化膜は、該導電化膜に所
望の凹凸形状を有するフレキシブル原盤上に設けられて
いる。ここでフレキシブルな原盤とは基本的にフレキシ
ブルな基板及び該基板トに凹凸部を形成している層から
成るものをいい、物性的には実質的にフレキシブルな基
板と同じと考えてよいものである。本発明においてはそ
れらの方法に限らず、導電化膜を用いて所望の凹凸が形
成できる方法であればいずれも適用することができる。

本発明において所望の凹凸とは光記録媒体の基板に設け
られるプリフォーマット信号の凹凸やトラッキング信号
の為の案内溝の凹凸等である。

又、フレキシブルな基板とは、所定の曲率で容易に変形
させ治具等に固定できるものであり、変形することによ
り基板が不均一な変形を受けたり、壊れたり、導電化膜
に悪影譬をり、えないものである。成形用鏡面ロールの
ｌｒ＋径は通常１００ｍｍであるので、所定のＪ“−み
においてその程度の曲率で変形された安定なものである
。具体的には金属、セラミックス等の薄板を用いること
ができるが、例えば、アルミナ等の薄板では３００ｎ＋
ｍφの曲率に曲げると、壊れてしまう恐れがあり、取扱
いが面倒で好適ではない。該フレキシブルな基板は、電
鋳治具に装着され導電化膜の電鋳処理を施すために導電
体である必要かある。又導電化膜に所望の凹凸を形成す
るための層を転写によらず、フレキ　０ シブルな基板上にレジストの直接エツチング等で形成す
る場合は、フレキシブルな基板表面の表面粗さを小さく
できるものが好ましい。

又、本発明において用いることのできるフレキシブル原
盤を所定の曲率で装着する電鋳治具としては、通常、電
鋳処理において用いられる治具で、所定の曲率な有する
もので良く、フレキシブル原盤を装着するものであれば
よい。

尚電鋳層の厚みは、１００μｍ以下では強度が弱くロー
ルに貼りイ・１ける時歪みか生し易くなるため、１００
μｍ以りが必要である。また厚ずぎると、電鋳の時間か
掛かり過ぎざらに電鋳自体の歪みも出てくるため、５０
０μｍ以下が適当である。

（実施例） 以下、実施例に基づき、本発明の詳細な説明する。

実施例１ 第３図は、本発明により製造されたロール型スタンバを
用いて成形ロールを構成し、プラスチックの平板に所望
の凹凸を転写する構成を示す概略１ 図であり、１は押出し機、２は例えばポリカーボネート
等の熱可塑性合成シート、３は成形ロール、４及び５は
鏡面の加圧ロール、６は引取機である。３と４のロール
及び３と５のロールの間隔は、シート２の表面に成形ロ
ール３の凹凸が充分に転写し得る様、調整［ｉＪ能であ
る。しかるとき押出し機１から押出されたシート２は、
軟化した状態で３と４のロール及び３と５のロールに挿
入され、成形ロール３の凹凸と鏡面ロール３及び４の鏡
面が、シート２に逐次転写されて、図中矢印の方向に移
動して転Ｉｔｉを完ｒする。

第１図は、本発明による成形用ロールへ１Ｌスタンパの
製作−「程の概略図であり、　（ａ）→（ｆ）の順に行
うものである。

上程（ａ）では、フレキシブルな基板７の］−に、レジ
スト８を塗布する。フレキシブルな基板としては、例え
ば、Ｎｉのシートを０．３ｍｍ厚みにして、シートの表
面を研磨し、表面粗さを０．５μｍに什１−げたものを
使う。

このＮｉ　シートの１−に、例えばレジスト２ ＡＺ］３００−４６ｃｐ　　（ヘキストジャバン）を用
い、レジスト：シンナー＝１：２のｗｔ比で希釈した物
を、スピナーで塗布する。

次に、［程（ｂ）では、レーザー力ディングマシン、密
着露光装置Ｐ１．Ａ（キャノン）等の露光装置を用い、
所定の凹凸パターン（同心固状、スパイラル状、ストラ
イプ状）をカッティングし、現像することにより、トラ
ッキング用溝、情報用ビット等の凹凸の微細パターンを
形成し、原盤９が得られる。

さらに工程（Ｃ）では、原盤９の上に導電化処理をし、
電鋳しスタンバの所定の形状を形成する。

しかし金属のトに金属を電鋳すると、後で原盤９とスタ
ンバの剥離が難しくなるため、まず原盤９の上に、Ｓ　
ｉ０２等の酸化膜１０を数１０ｎｍスパッタし、その後
Ｎｊ等の導電化膜１１を約＋００ｎｍスパッタし導電化
処理とする。

このようにして製造された原盤９を、押し出し装置のロ
ールの曲率に合わせた電鋳治具１２にセットする（−に
稈（ｄ））。次に、電鋳装置１：１にこの電鋳　３ 治具１２を取り付け電鋳し導電化膜１１．１１に電鋳層
を形成する（上程（Ｃ））。電鋳層には一般的にＮｉが
用いられ、Ｎｉを電鋳する電鋳液１４としては、スルフ
ァルミ酸ニッケル電鋳液を用いた。

ここで使用するスルファルミ酸ニッケル電鋳液１４の液
組成の一例は以トのごときものである。

スルファルミ酸ニッケル・４水塩 ［Ｎｉ　（Ｎ１１２ＳＯ３）２・４ｔｈＯ］　　　５０
０　ｇ／Ｉ硼酸　　　　　　　　［）１３ＢＯ３］　　
　３７　ｇ／ｌビット防市剤　　　　　　　　　　２．
８ｍｌ／１導電化膜１１をマイナス電極にし、ニッケル
チップ１６をプラス電極にして、モーター１５により２
０〜３０ｒｐｍの回転数で、導電化膜を形成した原盤９
を回転させながら、スルファルミ酸ニッケル電鋳液１４
中で導電させ、導電化膜を形成した原盤９トにニッケル
を析出させスタンバとする。

通電電流の時間積分値は、３４Ａ１１（アンペア・アワ
ー）で、２００μｍのＰ＾みのスタンバができる。

次にこの様にしてできたスタンバの裏面研磨を行なう。

スタンバは薄いため、裏面研磨は、電鋳　４ 治具につけたまま行なうほうが良い。またロールの曲率
に合わせたまま研磨したほうが歪みも少ない。裏面の表
面粗さが粗いと基板の成形時にその粗さが転写するため
１μｍ以下に研磨する必要がある。鏡面什トげし、スタ
ンパを原盤から剥離すれば、所定のロールと同じ曲率を
もつＲ（ロール）型スタンパが得られる（工程（ｆ））
。

次に、このＲ型スタンパをロールに貼り付ける。光デイ
スク基板の場合、基板が１　、２ｍｍで、この厚みのシ
ートを成型するためにはロールの直径は、２５０ｍｍ以
上必要であり、ディスクの直径を５インチとすると、ス
タンパの大きさは６インチにすれば良い。ロールに耐熱
性接着剤を塗布し、そのトにＲ型スタンパを取りイ・１
け、Ｒ型スタンパの表面の凹凸を傷付けないようにシリ
コン等の保護カバーをし、その上からロールの曲率と１
司し曲率を持つプレスを用意し、スタンパを歪ませない
ように加熱加圧し、ロールとＲ型スタンパを一体化し、
成形ロールとする。用いる耐熱性接着剤としては、たと
えばシリコン接着剤ＴＳＥ３２２　（東芝シ　５ リコン）を用いた。光ディスクの基板材料としてポリカ
ーボネートを用いた場合、ロールによる成形温度は　１
５０℃になるため、それ以上の耐熱が必要である。

この成形ロールを、第３図に示すような装置に取り（＝
Ｊけ、ポリカーボネートを押し出し成形したところ、凹
凸ピッチ等が−・定し良好な光デイスク基板が安定的に
得られた。

実施例２ 第２図は本発明の別の態様によるＲ型スタンパの製造上
程をン１＜ず概略図であり、　（八）→（Ｅ）の順に行
うものである。

工程（八）では、鏡面研磨した３０ｃｍ口、］　Ｏｍｍ
厚みのガラス３０の十に、金属膜３１としてＧｒを３０
０ｎｍスパッタし、さらにそのトにレジストは実施例１
で示したものと同じである。

次に工程（Ｂ）では、レーザー力ティングマシン、密着
露光装置ＰＬ八（キャノン）等の露光装置を用い、スト
ライプ状の光カートの凹凸のパターンをカッナインクし
、現像することにより、ト　６ ラッキング用溝、情報用ピット等の凹凸の微細パターン
を形成する。この時の凹凸パターンは、基板に付けるパ
ターンと逆パターンにする。

工程（Ｃ）で、Ｃｒをエツチング液でエツチングし、Ｃ
ｒの凹凸パターンを形成する。

工程（Ｄ）では、フレキシブルな基板３３に、フォトポ
リマ（２Ｐ）樹脂３４を塗布し、その上に、工程（Ｃ）
のガラス原盤３０を乗せ、２Ｐ樹脂に凹凸パターンを転
写させ、紫外線を照射し２Ｐ樹脂を硬化させる。

フレキシブルな基板としては、実施例１で用いた金属の
薄板を用いる。しかし表面粗さは、実施例１程鏡面にし
なくてもよい。これは鏡面研磨したガラスの表面を転写
した２Ｐ樹脂の表面を用いるためである。金属の薄板を
鏡面研磨することは、難、しいため、この方法を用いれ
ばその手間が入らない。

次に工程（Ｅ）でこの２Ｐに導電化処理を行なう。実施
例１のように酸化膜を付さなくてもスタンパは２Ｐとの
界面で剥離する。導電化処理は実　７ 施例１と同じＮｉのスパッタを行なう。

この導電化処理したフレキシブルな原盤を実施例１と同
様に、曲率のイ・１いた電鋳治具にセットし、電鋳し、
裏面研ｊ台した後、治具から取り外し、Ｒ型スタンパと
し、これを鏡面ロールに取り付け、成形ロールとする。

この成形ロールを、第１図に示す押し出し装置に取り付
け、ポリカーボネートを押し出し、０．４ｍｍ厚みのシ
ートを形成したところ、実施例１と同様良好な光カート
基板が得られた。

（発明の効果〕 以ト説明したように、スタンパを電鋳で作製する際、凹
凸の付いたフレキシブルな原盤を、ロールと同じ曲率を
もつ治具にセットして電鋳することにより、歪みのない
Ｒ型スタンパを製造し、これを鏡面ロールに取り付ける
ことにより、歪みのない成形ロールができ、この成形ロ
ールを用いれば、押し出し法により、良好な光記録情報
媒体の基板が生産性良く得られる。

【図面の簡単な説明】

　８ 第１及び第２図は、それぞれ本発明の実施例１及び２で
行なった成形用ロールスタンパを　（ａ）→（ｆ）及び
（Ｑ）→（ｅ）の順で製作した］二程図、第３図は、本
発明の成形ロールを用いて光記録媒体の基板を製造する
工程を示す概略図である。 １・・・押出し機　　　２・・・熱ｉ１塑性合成シート
３・・・成形ロール ４．５・・・鏡面の加圧ロール ６・・・引取り機　　　７・・・フレキシブルな基板８
・・・レジスト　　　９・・・フレキシブルな原盤ｌＯ
・・・酸化膜　　　　１１・・・導電化膜１２・・・電
鋳層ｆ（、＋　３・・・電鋳装置１４・・・電鋳液　　
　　１５・・・モーター１６・・・ニッケルチップ １７−・・電鋳層　　　　３０・・・ガラス原盤３１・
・・金属膜　　　　３２・・・レジスト３３・・・フレ
キシブルな基板 ３４・・・２Ｐ樹脂

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光記録媒体用基板の押し出し成形による製造に用い
   る成形用ロールに取り付ける、所望の凹凸形状を有する
   導電化膜と電鋳層からなるロール型スタンパであって、 該電鋳層が、成形用ロールと同じ曲率になるように電鋳
   装置内に固定された前記導電化膜の電鋳処理により形成
   されたものであることを特徴とする成形ロールに取り付
   け一体化することのできる曲率を有するロール型スタン
   パ。 ２、請求項１に記載のロール型スタンパを成形用ロール
   に取り付け一体化させてなる成形ロール。 ３、前記電鋳層が１００〜５００μｍ厚のＮｉである請
   求項１に記載のロール型スタンパ。 ４、光記録媒体用基板の押し出し成形による製造に用い
   る成形用ロールに取り付けるロール型スタンパを、所望
   の凹凸形状を有する導電化膜に電鋳処理を施すことによ
   り製造する方法であって、該電鋳処理を該導電化膜を成
   形用ロールと同じ曲率になるように電鋳装置内に固定し
   て行なうことを特徴とする、成形用ロールに取り付け一
   体化することのできる曲率を有するロール型スタンパを
   製造する方法。 ５、前記導電化膜の凹凸形状がフレキシブルな原盤上の
   凹凸形状により形成されており、前記電鋳装置内の固定
   を該フレキシブルな原盤を成形用ロールと同じ曲率を有
   する電鋳治具に装着することにより行う請求項４に記載
   の方法。 ６、前記フレキシブルな原盤が、フレキシブルな基板上
   にレジストを設け、これをエッチングし所望の凸部を形
   成した後酸化膜を被覆することにより形成されている請
   求項５に記載の方法。 ７、前記フレキシブルな原盤が、フレキシブルな基板上
   にフォトポリマー（２Ｐ）樹脂を塗布し、別に作製した
   金属による凸部を有するガラス原盤を用い該凸部を該樹
   脂に転写することにより所望の凹凸形状を形成して得ら
   れたものである請求項５に記載の方法。 ８、前記電鋳層が１００〜５００μｍ厚のＮｉである請
   求項６又は７に記載の方法。 ９、前記フレキシブルな基板が金属板である請求項６又
   は７に記載の方法。