JPH04228130A - 光ディスクの形成法 - Google Patents

光ディスクの形成法

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JPH04228130A
JPH04228130A JP3112488A JP11248891A JPH04228130A JP H04228130 A JPH04228130 A JP H04228130A JP 3112488 A JP3112488 A JP 3112488A JP 11248891 A JP11248891 A JP 11248891A JP H04228130 A JPH04228130 A JP H04228130A
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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】
本発明は、マスタ−マトリックス（母型）に基づいて設
計されたビデオ・ディスクを、大量に生産するために使
用する製造用金型に関する。
【０００１】本発明によれば、サブマトリックス（副母
型）を生産するのに使用でき、かつ当該サブマトリック
スをもって、順次サブ金型を生産することのできる主金
型が提供される。
【０００２】主金型及びサブ金型は、ともに、レプリカ
（ｒｅｐｌｉｃａ）複製の「鋳込み」を行なうのに使用
出来る。本発明の金型を使用して、レプリカ（複製）を
作るには、例えば、０．０１１６〜０．０２５４ｃｍ（
４−１０ミル）の厚さを備えるマイラ−基質に、触媒を
添加済みの重合可能な樹脂の極めて薄い（約３−７ミク
ロン）層を均一に形成する。
【０００３】次に、当該樹脂を金型内に流入して接触さ
せ、当該樹脂が金型のくぼみ及び（又は）空洞全部に充
填するのを確実にするため、圧力を加える。次に、当該
樹脂を硬化させる。これにより、マイラ−基質と当該樹
脂の間の結合は完全になる。
【０００４】硬化後、マイラ−及び重合済み樹脂は単一
構造体になっているため、その状態で金型から剥がすこ
とが出来る。次に、この同じ金型は、実質的に同じ技術
を使って、後続のレプリカを鋳込むのに再度使用出来る
。
【０００５】このようにして鋳込まれたレプリカには、
次に、蒸着方法等により、反射金属層が付けられる。所
望に応じて、清浄なプラスチックの外側摩擦層を付ける
ことが出来る。
【０００６】関連米国特許及び米国特許出願で説明され
ているビデオ・ディスクとして、本発明の金型により生
産された薄い可撓性ディスクを使用することが出来る。 こうしたディスクは、今日までに開示されている適当な
再生機器をもって読取ることができる。
【０００７】単一マトリックス（母型）から金型を大量
生産したい場合には、本発明による金型は、多数のポリ
マ−レプリカを鋳込むことに依つて、サブマトリックス
としても機能し得る。
【０００８】本発明の金型を使用すれば、アクリル−ポ
リエステル組成物でレプリカを製造し得るし、アクリル
製レプリカをメツキすれば、それ自体が配布し得るもの
である。
【０００９】また、本発明に依る金型を利用すれば、樹
脂の混合物を最初に流入する事に依つて、レプリカを生
産する事ができる。他の鋳込み方法も利用でき、それに
、マイラ−・ポリエステル・フィルム基質を後で付与し
て、硬化済み樹脂に固着させる。
【００１０】次に、レプリカを金型から「はがす」。そ
して金属化工程が行われ、例えばアルミニウムの様に適
当に反射する金属が該レプリカの表面にコ−ティングさ
れる。　　表面に付与されたアルミニウム等の金属に依
る反射コーテイングは、情報を表わす変形領域及び当該
領域に隣接する平面領域の間の光学的コントラストを高
めるものである。さらに、清浄なプラスチック製の摩擦
層の付加的コ−ティングを、金属フィルムを切り傷又は
損耗から保護するために付けてもよい。
【００１１】この型式のレプリカが、再生用として良好
な機能を発揮するためには、表面の不連続部を、隆起部
ではなく、むしろくぼみにした方がよく、このようなレ
プリカを作成するように、本発明の金型を形成しうるこ
とは云うまでもない。
【００１２】本願の出願人は、値の異なる電気信号を発
生させるため、光の分散及び光の反射を利用する読取り
技術が採用されるシステムを開発中であり、こうしたシ
ステムにおいては、「バンプ」又は「くぼみ」は、プレ
−ヤ−装置から与えられた光を反射するというよりも、
むしろ分散させる作用があり、隣接するバンプ又はくぼ
みの間の表面は、平面反射体として作用し、実質的に全
ての光を、プレ−ヤ−の光学的システムに戻す事が分っ
た。
【００１３】別の設計例では、位相コントラスト光学が
採用してある。この場合には、各反射面の間隔を、ｎλ
／４（ここでλは再生輻射の波長、「ｎ」は奇数）とし
、それにより、一方の表面から反射した光を役立つよう
に干渉させ、かつ他方の表面からの光を役立たないよう
に干渉させるのが望ましい事が明らかになっている。
【００１４】こうした特性を備えたオリジナルのマトリ
ックスから、本願発明の金型が作成され、それに依って
レプレカが大量に生産される。
【００１５】構造及び作用の両者に関して、本発明の特
徴と思われるところ、及びその他の目的及び利点は、本
発明の好ましい実施態様の多くの例を示す添付図面に関
連して行う以下の説明により、良く理解されると思う。 しかしながら、添付図面は、説明の目的のためのもので
、本発明の範囲を限定するものではないことは云うまで
もない。
【００１６】図１には、本発明に従って作成した金型１
０の一部分を斜視図にて示す。金型１０の上面１２には
、概ね同心状のらせんトラック１６に複数個のくぼみ１
４が配設されている。
【００１７】個々のくぼみは、概ね円形をなすように配
列されているが、トラック１６は不連続的であり、隣接
するくぼみ１４の間に平坦な面領域１８が設けられてい
る。
【００１８】図１に示した好ましい実施態様には、くぼ
み１４を含むトラック１６が示してあるが、くぼみ１４
の変わりに、突起即ち「バンプ」を設けることも可能で
ある。
【００１９】次に、金型１０を製造する工程を、図２に
基づいて説明する。出発材料はマトリックス（母型）２
０で、このマトリックスは、高さが約０．７ミクロンで
、半径方向に１ミクロンの一連のフオトレジストの「バ
ンプ」２４としてビデオ情報を配列したガラス製ディス
ク２２である。バンプは、隣接するトラックの中心の間
に、約２ミクロンの間隔を有する概ね同心状のらせんト
ラック内に配列されている。
【００２０】本発明の金型を作成するために、マトリッ
クス（母型）２０には、低溶融点の不透明材料２６の極
めて薄い層を表面に残してもよいし、又は残さなくとも
よい。この目的のためには、薄いビスマスのフィルムが
適していることが判った。必要に応じビスマスのフィル
ム２６を、適当な化学的溶剤を使って除去してもよい。 こうした工程は、情報パタ−ンの完全性を破壊する恐れ
があることから、一般に行なわれていない。
【００２１】本発明の金型を作成するためのマトリック
ス２０を準備するため、図示しない離型成分をマトリッ
クス２０上に塗布して乾燥させ、しかる後焼成する。或
るプロセスでは、フイッツ・ジエラルド・ポリビニ−ル
・アルコ−ル・モ−ルド・リリ−ズ（Ｆｉｔｚ　　ｇｅ
ｒａｌｄ　　Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ　　Ａｌｃｏｈｏｌ　
　Ｍｏｌｄ　　Ｒｅｌｅａｓｅ）と称する市販の離型剤
を、離型剤の各１部に対し水３部の割合で希釈して使用
した。
【００２２】前述の如きマトリックス２０では、約２５
ｃｃの離型剤を、総量１００ｃｃに対して希釈して、濾
過し、次にマトリックス２０に塗布した。離型剤を空気
中で約１０分間乾燥し、次にマトリックスを、１４８．
８℃（３００°Ｆ）の温度で約３０分間焼成した。
【００２３】図２には、金型１０の作成に使用するのに
適する装置を示してある。加熱ユニット３０の上面には
、良好な熱導体たるアルミニウム製のブロック３２を載
置してある。ガラス型マトリックス２０は、接着剤及び
緩衝体として作用するワックス３４を使用することによ
り、アルミニウム板３２に固着される。
【００２４】スペ−サ−３６は、金型１０作成用の容積
部を生じさせるために設けられている。好ましい実施態
様では、高さが約０．０３５４ｃｍ（１４ミル）の第１
スペ−サ−３６をマトリックス２０の周縁部の周りに設
置し、厚さが約０．０１７７３ｃｍ（７ミル）の第２ス
ペ−サ−３８を、マトリックス・ディスクの中心に設置
してある。
【００２５】ガラス板４０には、エラストマ−材料を付
着させるプライマ−化合物４２を被覆する。こうしたプ
ライマ−化合物としては、例えば、米国ゼネラル・エレ
クトリック社（Ｇｅｎｅｒａｌ　　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　
　Ｃｏｍｐａｎｙ）から、プライマ−ＳＳ４１２０とい
う商標の下で販売されているものがある。プライマ−化
合物４２は、約３０分間、空気乾燥される。
【００２６】好ましい実施態様では、金型は、ゼネラル
・エレクトリック社からＲＴＶ６１５Ａシリコ−ン・ゴ
ムと称して販売されている如きシリコ−ン・ゴムエラス
トマ−で作成されている。
【００２７】以後説明するプロセスでは、約２００ｇの
シリコ−ン・ゴムに対し、２０ｇの当該化合物に適した
触媒を添加すれば、厚さが約０．０３５４６ｃｍ（１４
ミル）で直径約３８．１ｃｍ（１５ｉｎ．）の金型を作
成するのに十分であることが判った。
【００２８】シリコ−ン・ゴムと触媒の混合物を、約１
５分間に亘って混合して濾過し、全ての泡が消え去るま
で脱気した。次に、当該化合物を、すでに離型剤で処理
済みのマトリックス２０の表面上に注いだ。プライマ−
化合物４２を付着したガラス板４０を、プライマ−化合
物を下にして、スペ−サ−３６、３８上に設置し、直ち
にゴム触媒混合物の上に載置する。
【００２９】次に、ゴム・プラテン４４をガラス板４０
上に設置し、おもり４６をプラテン４４上に載置して、
均一な圧力をガラス・ディスク２２の表面上に与える。
【００３０】次に、ゴム混合物を硬化させる。その時の
温度及び硬化時間は勿論関連性がある。７１℃乃至９３
．３℃（１６０°Ｆ乃至２００°Ｆ）の低い温度に対し
ては、約１２時間の硬化時間が必要である。これより高
い硬化温度の場合には、短い硬化時間はもっと短くても
よい。例えば、厚さ０．０３５４６ｃｍ（１４ミル）で
、直径３８．１ｃｍ（１５ｉｎ．）の金型は、２０４．
４℃（４００°Ｆ）で約２時間硬化する。
【００３１】硬化期間の終了時に、上方のガラス板４０
をマトリックス２０から分離させる。マトリックス２０
上に離型剤があり、且つ上方ガラス・ディスク４０にプ
ライマ−４２があることから、このようにして作成され
た金型は上方ディスク４０に固着し、マトリックス２０
には固着しない。
【００３２】図３に図示したように、上記の如くして得
られたゴム金型１０は、次に、トリミング加工をして余
分な射出部分を切離される。複製での使用のため清浄に
し、且つ真空乾燥機で乾燥するべきである。離型剤が良
好に作用した場合には、元のマトリックスは更に別の金
型を作成するのに使用出来る。
【００３３】しかしながら、マトリックス２０上の表面
の特徴は、単にガラス・ディスク２２に固着する硬質光
抵抗材料にあるため、通常、元のマトリックス２０から
、極めて制限された数以上の金型を作成することは無理
である。しかし、一旦作成された金型１０は、再生に利
用すべきレプリカ、又は再生に使用したり、又は使用し
ないサブマトリックスを鋳込むのに使用することが出来
る。
【００３４】次に、マイラ−・ポリエステル・フィルム
基質を金型１０に付与する方法について、図４及び図５
（Ａ）（Ｂ）に示す図４のように、マイラ−・ポリエス
テル・フィルム基質５０を、３８．１ｃｍ（１５ｉｎ．
）のディスクに切断し、同形のガラス板５２上に設置す
る。次に、両部材をタ−ンテ−ブル５４上に設置する。 基質５０はアセトン及びキシレンで洗浄し、回転させて
乾燥させる。次に、ポリウレタン樹脂混合物を準備する
。
【００３５】好ましい実施例においては、ケムグレ−ズ
（Ｃｈｅｍｇｌａｚｅ）Ｚ０５１と称してハグソン・ケ
ミカル社（Ｈｕｇｈｓｏｎ　　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　Ｃ
ｏｍｐａｎｙ）から販売されているポリウレタン樹脂が
採用される。その他に、ケムグレ−スＺ０５２と称する
同様の樹脂も使用出来る。好ましい実施態様においては
、ケムグレ−ズ９９５１と称して販売せる樹脂希釈剤も
共に使用される。樹脂及び希釈剤は、一般に樹脂３部に
希釈剤２部の割合で使用される。
【００３６】ファ−スト・カタリスト（Ｆａｓｔ　　Ｃ
ａｔａｌｙｓｔ）９９８４又は９９８６としてハグソン
・ケミカル社から販売されている触媒も、重合プロセス
を促進するのに採用される。好ましい実施態様では、使
用前に希釈剤を使って触媒の１０ｃｃを７５ｃｃまで希
釈する。
【００３７】次に、希釈済みの触媒約５ｃｃを、希釈済
み樹脂溶液１００ｃｃと混合する。当該混合物を約３分
間に亘って良好に混合し、次に、上記基質ディスク５０
に「塗布」する。タ−ンテ−ブル５４を約４００ｒｐｍ
で作動させている間に、ポリマ−５６のコ−ティングを
約５秒に亘って塗布し、好ましい実施態様では、約５ミ
クロンの層にする。その厚さは３乃至７ミクロンの範囲
に出来る。
【００３８】被覆済み基質を金型１０に付与する方法に
ついて図５に示す。図５（Ａ）に示す如く、好ましい技
術では、フィルム基質５０を幾分大型のロ−ラ−５８の
周りに部分的に捲回し、次に、当該組み合わせ物を金型
１０上に押し付ける。この方法では、樹脂層５６で被覆
した基質５０を段階的に押付け、同時に、樹脂層５６に
圧力を均等に、且つ均一に付与するのであり、かつこの
ような方法は金型１０内に、空気又はガスの泡が残るの
を最小限度にする。
【００３９】樹脂層５６が硬化している間に、当該組み
合わせ物を再び重いロ−ラ−に捲回することが出来る。 硬化時間は、樹脂と触媒の組み合わせ及び樹脂層５６の
厚さにより異なるが、約１５分内し４５分である。
【００４０】ポリウレタン樹脂の他に、その他の材料を
使用することが出来る。アクリル及びエポキシも採用出
来る。同様にして、薄く且つ可撓性のある金属製箔を含
めた、マイラ−・ポリエステル・フィルム以外の基質も
使用することが出来る。
【００４１】図５に示すように、樹脂を希釈し、触媒と
混合させて直接に基質を金型１０に付与する別の鋳込み
プロセスも採用する事ができる。ここでは基質５０′を
樹脂層５６′上に転動させ、当該樹脂層を硬化させ、図
６に示す如く、基質５０′に固着させることが出来る。 従って、どのようなプロセスが採用されようとも、本発
明の金型を利用すると、仕上がったレプリカは実質的に
同一になる。
【００４２】図７には、樹脂層によるレプリカ６０を金
型１０から取りはずす要領を示してある。ポリエステル
と基質の組み合わせ物を付与させるのに使用するロ−ラ
−５８は、鋳込み物及び硬化したレプリカ（複製）を除
去するのに使用出来る。レプリカ６０の一方の縁部はロ
−ラ−５８に固着し、当該ロ−ラ−は回転時に硬化レプ
リカ６０を金型１０から除去する。
【００４３】また、図８に示すように、アクリル材料を
本発明の金型１０内に鋳込んで、アクリル製レプリカ６
２を製造する状態を示している。これは、ポリエステル
・フィルム基質６３と併用することが出来る。更にアク
リル製レプリカは、ポリウレタン製レプリカと相互に交
換しても使用出来る。
【００４４】尚、アクリル製レプリカ６２はメツキ可能
であるところから、エンポシング技術を使ってレプリカ
を作成するスタンパ−の生産プロセス中で、暫定的に、
メツキ済みアクリル製レプリカ６２も使用出来る。
【００４５】情報を表わすために「バンプ」を利用する
システムという観点から、金型及び該金型を利用するレ
プリカの作成について、以上説明して来たが、表面がマ
トリックスに類似し、且つ別のレプリカを鋳込むことが
出来る金型を製造するのに、同じプロセスを採用するこ
とも可能である。別のレプリカでは、情報はレプリカ表
面にくぼみとして表わされる。
【００４６】上記においては、情報の確認のために光の
拡散を利用するビデオ・ディスク・システムについても
述べて来たが、こうしたシステムにおいて、本願発明の
金型は、元のマスタ−（母型）から作成することが出来
る。反射平面ｎλ／４（ここで、λは点滅する輻射の波
長、ｎは奇数の整数）の垂直距離だけ分離されており、
容易に複製出来る。
【００４７】最後に、図９には、本発明の金型に依って
製造されたレプリカ・ディスク６０を詳細に示してある
。
【００４８】ディスク６０は、好ましい実施態様では、
平面領域６６とは区分された表面変形の不連続的バンプ
６４を表面に備えている。アルミニウムの如き反射型金
属製コ−ティング６８が、例えば蒸着法により、平面状
部分６６の反射率の増強及び情報を表わす個々の表面変
形部６４の光拡散特性の増強のために付与されている。
【００４９】所望ならば、金属製表面６８を掻き傷、腐
蝕及び摩耗から保護するため、ディスク６０に付加的な
清浄なプラスチック・コ−ティング７０を付与させるこ
とが出来る。しかしながら、真空式再生変換器及び流体
緩衝式タ−ンテ−ブルと同様、「非接触型」再生システ
ムでは、少なくとも再生に伴なう摩耗の機会は最小とな
る。
【００５０】以上、説明したように、本発明のビデオ・
ディスク製造用金型は、サブマトリックスを生産するの
に使用でき、かつ当該サブマトリックスをもって順次サ
ブ金型を全く正確に作成するのに使用できるものである
。
【００５１】本発明の金型内で鋳込まれたレプリカは、
該金型内で重合可能組成物である表面層と、レプリカ自
体に構造上の完全性を与えるために該表面層に接合され
ているポリエステルの基板を含んでおり、更に、ディス
クを摩耗および損耗から保護するために反射金属及び清
浄なプラスチック材で作成される別の表面コ−ティング
を施こす事もできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って作成した金型の表面の一部分の
斜視図である。
【図２】図１の金型を製造するのに使用する装置の側断
面図である。
【図３】レプリカの鋳込以前における図１の３−３線に
おける金型の側断面図である。
【図４】樹脂及び基質の組み合わせ物をつくる装置の側
断面図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）は、樹脂及び基質の組み合わせ物
を別のプロセスで施こすようにした金型の側断面図であ
る。
【図６】鋳込み中の金型の側断面図である。
【図７】金型から除去されている重合樹脂及び基質の側
断面図である。
【図８】金型内の鋳込みアクリルレプリカの側断面図で
ある。
【図９】本発明の金型によって製造されたレプリカ・デ
ィスクの一部分斜視図である。
【符号の説明】
１０…金型 １２…上面 １４…くぼみ １６…トラック １８…面領域 ２０…マトリックス ２２…ディスク ２４…バンプス ３０…加熱ユニット ３２…ブロック ３４…ワックス ３６…第１スペ−サ− ３８…第２スペ−サ− ４０…ガラス板 ４２…プライマ−化合物 ４４…プラテン ４６…おもり ５０…基質 ５０′…基質 ６０…レプリカ ６４…表面変形部又はバンプ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　光ディスクを形成するための方法にお
    いて、金型の表面パタ−ンに溶融樹脂を鋳込むステップ
    と、溶融樹脂を硬化させるステップと、溶融樹脂のうち
    金型と反対側の部分に基板を接合するステップと、溶融
    樹脂及び基板を金型から取り外すステップとを含むこと
    を特徴とする光ディスクの形成法。
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