JPH0440436B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 プラスチツクスの円盤上に微細な凹凸として情
報信号を記録し、光学的な方法により、それを読
み取り再生する方式の回転記録媒体がある。代表
的なものとして、光学式のビデオデイスクやデイ
ジタルオーデイオデイスクがある。かかる記録媒
体の微細な凹凸の信号はプラスチツク円盤の成形
時に金型にとりつけるスタンパー上に記録された
微細な凹凸の信号を転写する方法によつて得られ
る。スタンパーは成形機の金型面にとりつけ、円
盤の信号面を形成させるもので通常は次に述べる
ように電鋳によつて製造される。すなわち、光学
的に完全に平坦なガラス盤にレジストあるいは金
属等の薄膜を形成させ、これをレーザー等によつ
て加工し、情報信号に応じた凹凸を形成させる。
このようにして得られるガラス原盤を母型として
電鋳により、凹凸を逆転し転写した、いわゆるマ
スター盤を得る。原盤は通常導電性でないので、
マスター盤電鋳時には原盤上に銀鏡反応、真空蒸
着、スパツタリング等により導電性薄膜を形成さ
せた後にニツケル電鋳を行なう。マスターをその
ままスタンパーとして用い、プラスチツクス盤の
成形を行なえば、原盤上の情報信号がそのままプ
ラスチツクス円盤上に再生される。信号の凹凸の
深さは通常読み取りのレーザー光の波長の2ⁿ分の
１（ｎは正の整数）にとられ得る。しかしながら、
マスター盤の表面は原盤の導電処理被膜であり、
くりかえし成形に耐えるだけの強度を有しないこ
とがあり、通常はマスター盤を剥離処理した後に
電鋳し、一度凹凸の反転した、いわゆるマザー盤
を得、更にこのマザー盤を更に剥離処理して電鋳
し、スタンパーを得る。

スタンパーに要求される性能として重要なこと
として信号の転写が正確でなければならない。電
着時に内部応力が蓄積すればスタンパーに歪が生
じ、信号の転写が不正確となるばかりでなく、金
型面に密着しないため成形されるプラスチツク円
盤の厚みに不均一を生じたり、金型面そのものを
損傷したりすることがある。又スタンパーは厚み
が均一にコントロールされている必要があり、ス
タンパー厚みの不均一はそのまま成形されるプラ
スチツクス円盤の厚み不均一に反映し、光学的な
信号読み出しの機構を阻害する。かくしてスタン
パー製造の要点は転写性にすぐれ、内部応力がな
く、機械的性質にすぐれたニツケル円盤を、すぐ
れた厚み精度で得るところにあり、通常のスタン
パーの厚みは0.2〜0.5mmで、その許容誤差は５％
以内である。

かかるニツケルスタンパーを得るには通常傾斜
した回転円盤に原盤を取りつけ、ニツケルアノー
ドボツクスあるいはバツグと対向させ、スルフア
ミン酸ニツケルを主成分とした電着溶液に浸漬し
撹拌しつつ直流を通電し電鋳を行なう。電鋳ある
いはメツキにおいては金属イオンの拡散が律速段
階となりやすい。電着表面の近傍では金属イオン
濃度の薄い金属イオン欠乏層が形成される。被電
着物の形状によつて撹拌が行なわれやすい場所に
おいては金属イオン欠乏が回復されやすく、電着
速度がはやくなり電鋳が部分的に厚くなる。

本発明のかかわる円盤状の原盤の場合には円盤
の周辺部分が厚くなりやすく、厚み均一性をそこ
なうことになる。かくしてこのような場合、原盤
に電着して出来るニツケル層の厚みを均一にする
にはアノードボツクスあるいはバツグの開口部の
形あるいは大きさの調節、アノードと被電着面と
の距離の調節、アノードと電着面の間への遮蔽板
の挿入等によつて原盤の外径、中心孔の大きさに
応じた最良の厚み均一性を出すための条件を経験
的に設定するのが通常行なわれる方法である。

本発明の目的はコントロールしやすい方法で円
盤状原盤への電鋳の厚み均一性を得、転写性にす
ぐれ、かつ内部応力の蓄積のない、機械的強度に
すぐれたスタンパーの電鋳方法を確立することに
ある。

発明者は鋭意検討の結果、かかる目的が電鋳型
取り時に電着面近傍の金属イオン欠乏層の金属イ
オン濃度を混合回復せしめて電着面近傍の金属イ
オンの場所による不均一性をなくし、均一な電着
速度を得ることによつて達成されることを見出し
た。

具体的には電鋳時にパルス電源、すなわち一定
の値の直流電流と電流ゼロの状態が一定の間隔で
交互に、かつシヤープに得られるような電源を用
いて通電し、一定間隔の電着休止期間を設けるこ
とにより、その間に電着面近傍の金属イオン欠乏
層が拡散する金属イオンにより解消され、電着速
度の場所による不均一性がなくなり、厚み均一性
が容易に得られる。パルス電流としては、通電時
間及び休止時間を1μseeないし100ｍsecにとり、
ピーク電流はカソード表面積当り100A／ｄm²以
下、平均電流は50A／ｄm²以下にとるのが好適で
ある。

ガラス原盤からマスターを電鋳する場合におい
ては、原盤上に形成された導電被膜が極めて薄い
ため、電流密度が電着の初期において大きすぎる
と導電被膜が過熱し損傷する、いわゆる焼けとい
う現象が起きる。それを防ぐためには電鋳の初期
においては電流密度を低くおさえざるを得ないが
電流密度が低くなるとニツケル電鋳の溶液中の
銅、鉄、亜鉛等不純物金属イオンの電着が相対的
に起りやすくなり、電鋳されるニツケルの膜がも
ろくなる。又、低電流密度の電着膜の内部応力は
一般的に大である。したがつて焼けを防ぐために
電流密度を下げると電着膜がもろく内部応力が大
きいため、部分的に電着膜に亀裂を生じたり剥離
が起つたりする。かくしてガラス原盤からマスタ
ーを電鋳する場合、初期の電流密度の微妙なコン
トロールが必須である。

本発明のパルス電源を用いれば、通電時には高
電流密度であり、一定間隔の電着休止期間をおく
ので、過熱による焼けを防ぐと同時に瞬間的には
高電流密度となるので、不純物イオンの析出や内
部応力増加を防ぐことができるため電鋳の初期電
流のコントロールが容易となる。

本発明の目的とする円盤状原盤への厚み均一性
のある電鋳を行なうための従来技術としては特開
昭51−116123に示されているような交互に逆電流
を通電する方法、すなわち標準直流電流に対して
逆方向、すなわち電着面溶解の方向の電流を交互
にパルス状に流し、標準電流量よりも溶解電流量
が小となるようにコントロールして電鋳する方法
が提案されている。このような方法によれば電着
面の肉付きの厚すぎる部分が優先的に溶解するの
で最終的に得られる電鋳層はより均一な厚さとな
る。しかしながら、かかる方法によつては電流が
ゼロとなる休止期間をおいてジユール熱を拡散除
去することができないので、ジユール熱の発生は
一定直流電流を一方向に流す場合と同じであり、
ガラス原盤からマスターを電鋳する場合の電着初
期の導電薄膜の焼けを防止することができない。
又、かかる導電薄膜は極めて薄く不安定であるの
で、逆電流を流すことにより溶解損傷することが
あり、交互に流す電流の電流量、パルス巾を適正
にコントロールするのが極めて困難である。

本発明の目的を達成するためには、電鋳型取り
時に超音波を照射することも又有効である。

超音波としては、20kHz以上50kHz以下の範囲
が可能で、20kHzないし30kHzの範囲が特に好適
である。

超音波照射により電着表面近傍のミクロな（微
視的）な撹拌を促進し、金属イオン濃度不均一を
解消し、均一な電着速度、電鋳厚み均一性を得
る。超音波照射はまた、電着面に付着する気泡、
微細な塵芥を除去するので、電着面の欠陥、ひい
ては信号ノイズの原因を排除して電鋳の良好な信
号転写面を得るのに有効である。

パルス電源および超音波照射の両者と併用する
ことは、上述のそれぞれの効果から明らかに本発
明の目的達成のために更に有効である。

以上明らかにしたように、この発明による電鋳
型取り方法によつて回転記録媒体のスタンパーを
製造すれば、厚み均一性、転写性にすぐれ、内部
応力の蓄積のない機械的強度にすぐれたスタンパ
ーを焼け等のトラブルを生ずることなく、容易に
コントロールできる撹拌条件で得ることができ
る。

本発明方法は周知の電鋳装置を改良することに
よつて実施することができる。

先ず、第１図を用いて市販の電鋳装置の構造を
説明する。

図示した電鋳装置は電鋳槽３を備え、この電鋳
槽３に収容された電鋳溶液中には回転ホルダー１
とアノードボツクス２とが浸漬されている。回転
ホルダー１は、蓋５に支持されたモータ４によつ
て回転駆動できるようになつており、その先端に
は外周ホルダーリング１１によつて原盤１０が固
定されている。この原盤１０は、ガラス盤上にレ
ジスト膜を塗布し、このレジスト膜に信号変調し
たレーザー光を当てて所定のピツトをカツテイン
グし、真空蒸着によつてカツテイング面に導電性
を付与したものである。アノードボツクス２は内
部に電解ニツケルのペレツト７が収容さた着脱自
在な箱で、原盤１０に対向した面には網８で覆わ
れた開口が形成されている。電鋳溶液全体は電鋳
槽３からポンプ６とメンブレンフイルター２０を
介して循環され、原盤１０の中央部へ向かつて噴
出される。

電鋳時には、直流電源から原盤１０とアノード
ボツクス２との間に直流電流が流され、アノード
ボツクス２中のニツケルが原盤１０の表面に電着
される。原盤１０と直流電源との接続は回転ホル
ダー１のシヤフトと接触したブラシ１２を介して
行われる。

本発明方法は、上記市販の電鋳装置にそれ自体
公知の超音波発生装置２２とパルス電源２１とを
付加することによつて極めて容易に実施すること
ができる。

すなわち、原盤１０の表面に平行な方向に超音
波を発生させるために、超音波発生装置２２によ
つて駆動される発信子２３を電鋳槽３の側壁（第
１図の面に平行な側壁）の内面に取付け、且つ、
原盤１０とアノードボツクス２との間に流される
直流電源をパルス電源２１に変えるだけでよい。

次に、本発明を実施例をもつて説明する。

実施例 直径350mm、中心孔7.2mm、厚さ６mmのオプテイ
カルフラツトなガラス盤上に0.2μ厚さにレジスト
を塗布し、巾1μのトラツク上にPCM信号を変換
したピツトをレーザーにより刻んだ原盤上に150
Åの金の導電層を真空蒸着により作り、これを用
いてマスターを電鋳した。原盤を電鋳溶液に浸漬
し、垂直面に対し45°の角度を保ちつつ回転させ、
電着面がアノードボツクスに対向し、７cmの間隔
を保つように保持して電鋳した。電鋳浴の組成は
以下のとおりである。

スルフアミン酸ニツケル（四水和物） 400ｇ／ 塩化ニツケル（六水和物） ５ｇ／ ほう酸 30ｇ／ ピツト防止剤 0.5ｇ／ 浴温は50℃で、液全体を10回／hrのサイクルで
0.4μのメンブレンフイルター貯槽とを通過して循
環させ、原盤の中央部へ向かつて液が噴出するよ
うにした。貯槽中には電解ニツケルのコルゲート
のカソードとアノードバツグを浸漬して0.3A／
ｄm²の弱電流と通電し、不純物イオンCa⁺⁺、Fe^++
＋、Zn⁺⁺、Pb⁺⁺等を選択的に電着させ電鋳浴を精
製した。

アノードのニツケルには電解ニツケルのペレツ
トを用いた。

原盤表面に平行な方向に超音波を30kHz、
100Wで発生させ、表面のミクロな撹拌を促進し
た。又、乾燥空気を2200／hrでバブリングさ
せ、撹拌した。

パルス電流はオンタイム５ｍsecオフタイム15
ｍsecとし、ピーク電流を1Aから400Aまで30分
で時間と共に直線的に増加させた。その後その電
流に保ち、トータルの通電量が240A・hrsで通電
を終了した。積算電流量が40A・hrsの時点で一
旦中止し、原盤に天然ゴムの外枠を取りつけ、原
盤外縁の電着を防止した。

得られたマスター盤は内部応力の蓄積による歪
が全く見られず、半径17mmから175mmの範囲のど
の点でも電鋳厚みが0.300mmから0.290mmの範囲に
はいつていた。

【図面の簡単な説明】

添付の第１図は本発明方法を実施するのに用い
られる電鋳装置の概念図。 （参照記号）、１……回転ホルダー、２……ア
ノードボツクス、３……電鋳槽、４……モータ、
７……ニツケルペレツト、１０……原盤、２１…
…パルス電源、２２……超音波発生装置、２３…
…超音波発信子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電着溶液中に原盤を浸漬し、原盤を回転させ
   るとともに電着溶液を濾過装置を介して循環させ
   て原盤の中央部へ向かつて噴出させながら、被電
   着金属を原盤上に堆積させる回転記録体用スタン
   パーの電鋳方法において、 原盤の表面に平行な方向に超音波を発生させて
   原盤表面近傍での上記電着溶液のミクロな撹拌を
   促進させるとともに、電鋳用電源をパルス電源と
   し、通電時間および休止時間を１マイクロ秒から
   100ミリ秒の範囲としたことを特徴とする電鋳方
   法。