JPH0516230A

JPH0516230A - 成形ロール及びその製造方法、光記録媒体用基板シートの製造装置

Info

Publication number: JPH0516230A
Application number: JP27102891A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Imataki; 寛之今滝
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-10-19
Filing date: 1991-10-18
Publication date: 1993-01-26

Abstract

(57)【要約】【目的】精度の良い微細な凹凸パターンを有し且つ不
要な段差を転写しない成形ロールを提供することを目的
とする。【構成】周面に凹凸パターンを有する成形ロール１に
於て、該成形ロールはロール基材４及び該ロール基材周
面に固定されてなるスタンパーを備え、該スタンパー２
がロール状であって且つ継ぎ目を有さないスタンパーで
あることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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
生を行う光ディスクや光カードなどの高密度情報記録媒
体やホログラムなどを連続的に成形するための成形ロー
ル及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、表面にミクロンオーダー或いはサ
ブミクロンオーダーの微細なパターンを有する成形品、
例えば光記録媒体用基板やホログラムなどを連続的に製
造する方法として、例えば国際特許公開ＷＯ８８／０３
３１１に記載されている様に成形ロールを用いる方法が
記載されている。

【０００３】そして、このような成形ロールの製造方法
として従来（１）ローラー上に直接ダイヤモンドバイトなどにより
機械的に切削加工する方法、（２）ローラー上にホトレジストなどの感光性物質を塗
布し、これにレーザーやホトマスクにより光露光してパ
ターンを形成し、これを使ってエッチングやリフトオフ
によってローラー上に凹凸パターンを形成する方法、（３）凹凸パターンを予め平板上に形成し、これをロー
ルに巻付固定する方法、などが知られている。

【０００４】しかしながら、凹凸パターンが微細になる
と上記従来例では次のような欠点があった。

【０００５】先ず、（１）のローラー表面に直接、切削
などの機械加工で凹凸パターンを刻設する方法は、切削
刃のサイズや送りピッチの精度、ローラーの回転精度
（ジッター、ぶれなど）がパターンの微細さの限界とな
る。

【０００６】例えば、情報記録媒体として検討されてい
る光ディスクや光カードの基板に転写されるプリグルー
ブやプリフォーマットは約０．５〜５μｍの大きさで、
深さ；５０〜５０００Åの微細パターンが要求される
が、これ等の精度を考慮した時、（１）の機械的方法で
は充分に満足する精度を得ることが難しい。

【０００７】次に、（２）のローラー上に感光性物質を
塗布し、ローラー上で微細パターニングする方法は、
ローラー上に均一なホトレジストの塗布、ローラー上
での光パターン露光、ローラー状態での均一なエッチ
ングなどで精度を出すことが難しく、これを実現するた
めには装置が大がかりで、高額な設備投資が必要とな
る。

【０００８】更に、（３）の平板スタンパーをロール基
材上に巻付固定する方法も、樹脂成形時の高温（例えば
ポリカーボネートの場合〜３００℃）と高圧（例えば〜
３０ｋｇ／ｃｍ²）での耐久性を満足させるためには、
種々の固定具が必要となり固定方法が複雑となる傾向が
あった。更に、スタンパー端面とロール基材表面との間
の段差の処理も問題となっている。

【０００９】

【発明が解決しようとしている課題】本発明はこのよう
な従来技術の問題を解決するためになされたものであ
り、精度の良い微細な凹凸パターンを有し、且つ、不要
な段差を転写しない成形ロールを提供することを目的と
するものである。

【００１０】また、本発明は精度の良い微細な凹凸パタ
ーンを有し、不要な段差を転写することがない成形ロー
ルを高価な設備を用いることなく製造する方法を提供す
ることを他の目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】即ち本発明の成形ロール
は、周面に凹凸パターンを有する成形ロールに於て、該
成形ロールはロール基材及び該ロール基材周面に固定さ
れてなるスタンパーを備え、該スタンパーがロール状で
あって、且つ、継ぎ目を有さないスタンパーであること
を特徴とする。

【００１２】本発明の成形ロールの製造方法は、ロール
基材及び該ロール基材周面に、ロール状であって且つシ
ームレスのスタンパーが固定されてなる周面に凹凸のパ
ターンを有する成形ロールの製造方法であって、・表面に該凹凸パターンに対応するパターンを有する可
撓性マスターを円筒型に、該可撓性マスターの裏面と該
円筒型の内周面とが接する様に配置する第１の工程。・次いで、該可撓性マスター表面に電鋳してロール状ス
タンパーを形成する第２の工程。・次いで、該ロール状スタンパーが形成されてなる可撓
性マスターを円筒型から取り外した後、該ロール状スタ
ンパーを該可撓性マスターから分離する第３の工程を有
し、更に該ロール状スタンパーを成形ロールに加工する
工程を有することを特徴とする。

【００１３】また本発明の光カード用基板シートを成形
するための成形ロールの製造方法は、ロール基材及び該
ロール基材周面にロール状であって且つシームレスのス
タンパが固定されてなる周面にストライプ状のプリグル
ーブ及びプリピットに対応するパターンを有するプリフ
ォーマットパターンを有する光カード用基板シートを形
成するための成形ロールの製造方法であって、・表面に該プリフォーマットパターンに対応するパター
ンを有する可撓性マスターを円筒型に、その内周面と該
可撓性マスターの裏面とが接する様に配置する第１の工
程。・次いで、該可撓性マスター表面に電鋳してロール状ス
タンパーを形成する第２の工程。・次いで、該ロール状スタンパーが形成されてなる可撓
性マスターを円筒型から取り外した後、該ロール状スタ
ンパーを可撓性マスターから分離する第３の工程を有
し、更に該ロール状スタンパーを成形ロールに加工する
工程を有することを特徴とする。

【００１４】また本発明の光記録媒体用基板シートの製
造装置は、樹脂を熔融して押し出し、樹脂シートを成形
する手段及び該樹脂シートを挾圧して樹脂シート表面に
プリフォーマットパターンを転写するための成形ロール
及び該成形ロールに対向配置されている鏡面ロールを有
する光記録媒体用基板シートの製造装置に於て、該成形
ロールがロール基材及び該ロール基材周面にロール状で
且つシームレスのスタンパーを備えた成形ロールである
ことを特徴とする。

【００１５】また本発明の光記録媒体用基板シートの製
造装置は、周面にプリフォーマットパターンを有する成
形ロールのプリフォーマットパターンを転写して光記録
媒体用基板シートを連続的に製造する装置に於て、・所定の方向に回動する成形ロール、・光透過性の基板シートを供給するシート供給手段、・該成形ロールの周面に光硬化性樹脂組成物層を形成す
る手段、・該基板シートと、該成形ロール周面の光硬化性樹脂組
成物層とを圧着させる手段、・前記圧着位置に対して該成形ロールの回動方向に隔た
った位置に設けられ該基板シートを通して該光硬化性樹
脂組成物層に光を照射する手段、・該照射手段による光照射により、該基板シートと一体
となり且つプリフォーマットパターンが転写された樹脂
層を成形ロールから剥離する手段を有し、該成形ロール
がロール基材及び該ロール基材周面にロール状で且つシ
ームレスのスタンパーを備えた成形ロールであることを
特徴とする。

【００１６】即ち、本発明によれば、凹凸パターンに対
応するパターンが形成された可撓性マスターを円筒型の
内周面に沿って設置し、該可撓性基板上に電鋳膜を形成
した後、該電鋳膜から可撓性基板を剥離することによ
り、その表面に精度の良い微細な凹凸パターンを有する
ロール状スタンパーを従来の安価な装置で直接ロール状
に作成することができるものである。

【００１７】そして、このロール状スタンパーをロール
基材上に固定することで容易に継ぎ目のない成形ロール
を得ることができる。

【００１８】次に本発明を図面を用いて詳細に説明す
る。

【００１９】図１は本発明の成形ロール１の（ａ）成形
ロール１の周面に対し垂直な方向、（ｂ）周面に対し平
行な方向の模式的断面図である。

【００２０】図１に於て、２はロール状スタンパー、３
は接着層であり、４は補強材となるロール基材である。

【００２１】そして、図２及び図３は本発明の成形ロー
ルの製造方法の実施態様を示す概略図である。即ち、図
２（ａ）は表面にロールスタンパー１の周面に形成され
る微細なパターンに対応するパターン２１を有し、且つ
その表面が導電化膜２０が形成されてなる可撓性マスタ
ー２２である。そしてこの可撓性マスター２２は、図２
（ｂ）に示す様に円筒型２３の内周面に可撓性マスター
２２の裏面が接する様に配置される。

【００２２】次に、この円筒型２３内を電鋳液２４で満
たすと共に図３（ａ）、（ｂ）に示す様に陽極電極５を
電解液中に浸漬し、円筒型の中で可撓性マスター２２上
の導電化膜２０を陰極とし、５の陽極電極との間に一定
の電流密度で電鋳を行う。

【００２３】そして、電鋳膜２５が所定の厚みになった
時、電鋳を停止し、円筒型２３から電鋳膜２５が析出し
た可撓性マスター２２を取り外し、水洗後、電鋳膜２５
を可撓性マスター２２から剥離して円筒状（ロール状）
のスタンパー２を得る。

【００２４】最後に該ロール状スタンパーをロール基材
で補強して図１に示す成形ロールを得るものである。

【００２５】本発明に於て、可撓性マスター２２は、円
筒型２３の内周面に密着して固定でき、その内面が製造
されるロールスタンパーの外径精度（真円度など）を満
足させるものが好ましい。可撓性マスター２２の材料と
しては、薄いポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミ
ド、ポリイミドなどの合成樹脂や金属、セラミックスの
フィルム、シートが好ましく使用される。その厚みとし
ては、１．０×１０^-3〜１０ｍｍ、好ましくは３．０×
１０^-3〜５ｍｍであり、厚みのバラツキはその厚みの±
１０％で５０μｍを越えないことが好ましい。

【００２６】また、この可撓性マスターの表面には微細
凹凸パターン２１が形成されている。可撓性マスター２
２を形成する方法としては、（１）熱可塑性樹脂を使用して、インジェクション成
形、コンプレッション成形などによってその表面に熱的
に微細な凹凸を形成する方法。（２）可撓性マスター用基板の上に２Ｐ材のような感光
性樹脂を設け、所謂２Ｐ法によりスタンパーの表面を転
写して凹凸を形成する方法。（３）可撓性マスター用基板の上に、ホトリソ工程によ
りパターンマスクを形成し、これを使用してエッチング
やリフトオフによって凹凸を形成する方法。前者は基板
自身によるエッチングにより、後者は基板上にパターン
層を設けることにより凹凸が形成される。（４）図５に示す様に注型セル５１に液状樹脂を注ぎ
（図５ｂ）重合させるキャスティング成形によって、可
撓性マスター２２を直接製造する方法。（５）可撓性マスター用基板もしくはその上に設けた層
に直接機械的な切削手段によって凹凸を形成する方法。
などが好ましく利用できる。

【００２７】そして、この凹凸パターンとしては例えば
光記録媒体用基板成形用のロールスタンパーの場合、具
体的には例えば幅１μｍ〜４μｍ、ピッチ１μｍ〜２０
μｍ深さ２００Å〜５０００Å程度のスパイラル状や、
同心円状或いはストライプ状の光ディスクや光カード用
のトラッキング溝に対応するパターンや、幅０．６μｍ
〜１０μｍ、長さ０．６μｍ〜２０μｍ、深さ２００Å
〜５０００Å程度のアドレスピッドなどに対応するパタ
ーンが挙げられる。

【００２８】上記の方法により、作製された可撓性マス
ターの微細凹凸パターンが形成された側の面には導電化
膜２０が形成される。導電化処理される時期は、平板の
状態の時でも、或いは円筒型内ででもいずれでもよい。

【００２９】導電化膜２０としては、ニッケルなどの導
電性金属をスパッタリングや蒸着などの真空成膜や無電
解めっきなどによって形成され、これは電鋳時に於て陰
極となるものであって電源のマイナス側に接続される。

【００３０】そして、円筒型の内面にこの微細凹凸パタ
ーンを形成した可撓性マスター２２が密着して固定され
るが、この密着固定状態は成形ロールの外径上の精度を
決定する要因となる。

【００３１】したがって、この密着状態を安定して得る
ために該円筒型に可撓性マスターを真空チャックする手
段を設けたりネジなどで可撓性マスターを仮固定しても
よい（図２（ｂ）参照）。

【００３２】導電化膜２０を形成した微細凹凸パターン
を有する可撓性マスターを内円周面に設置した円筒型は
電解槽中に浸漬され、該導電化膜２０を陰極とし、陽極
電極５との間に一定の電流密度で電鋳を行う。

【００３３】図３では、基板を設置した円筒型が１つの
電解槽を形成する例を示しているが、円筒型が大きな電
解槽中に浸漬されても良い。特に、後者の場合、多数個
の同時処理や電鋳途中で取り出しての検査や加工が容易
であるなどの利点がある。図４は、電解槽４１の電解液
２４中に２個の円筒型２３を浸漬して同時に電着する例
を示している。

【００３４】電鋳膜２５が所定の厚さにまで析出した時
点で電鋳を止め、これを円筒型２３から取り外し、可撓
性マスター２２から剥離することによってロール状スタ
ンパーを得る。

【００３５】電鋳膜の厚さの制御は、基本的には電鋳時
の電気量、即ち電流×時間によって決定されるが、実際
には電流密度や成膜速度などのムラによる電鋳膜のスト
レスによって生ずる変形や膜ハガレなどを制御すること
が重要なポイントとなる。

【００３６】そして、電鋳条件としては、定電流電源ま
たは定電圧電源によって３〜５Ａ／ｄｍ²の電流密度で
通電することによって成膜する。

【００３７】また、電鋳液の温度も膜質及び成膜速度を
決定する重要な要因の１つであり、通常４０〜６０℃と
して電鋳工程中液を充分に攪拌することによってムラの
ない安定した成膜を行うことができる。

【００３８】また、成膜に際して初期（成膜する電鋳膜
の厚さの約０．１％程度）は、低い電流密度（例えば３
Ａ／ｄｍ²程度）で成膜速度を遅くして電鋳膜を成長さ
せ、次いで電流密度を高くして（例えば５Ａ／ｄｍ²程
度）成膜速度を上げて電鋳膜を完成させる。

【００３９】この様にして、所定の厚みの電鋳膜が成膜
時に残留応力が残らない様に形成され、電鋳膜と可撓性
基板を円筒型から取り外し、電鋳膜から可撓性基板を剥
離した時に、いびつな変形の無いきれいなロール状スタ
ンパー２が得られる。

【００４０】この様にして得られるロール状スタンパー
は、それ自身で成形ロールとして用いても良く、また電
鋳の膜厚に応じて機械的な補強をしても良い。補強の方
法としては、例えば図１に示す様にロール状電鋳膜の内
周面を必要に応じて研磨した後、補強部材であるロール
基材に該ロール状スタンパーを有機や無機の接着剤６１
或いはネジなどで固定する方法や図７（ｂ）に示す様に
電鋳膜の内周面をテーパー状に研磨し、一方予めテーパ
ー状に形成されたロール基材と嵌合させて着脱自在とす
る方法などが挙げられる。

【００４１】また、ロール状スタンパーから成形ロール
１に加工する時期は、電鋳が終了して円筒型から外す前
が好ましい。

【００４２】即ち、上記した補強方法に於ていずれの場
合も、成形ロールとしてのぶれや回転ムラなどの軸の精
度及び回転表面のぶれ精度などの高い加工が要求され
る。そして、上記電鋳膜内周面の研磨やロール基材の固
定、嵌合といった成形ロールへの加工を、図６及び図７
（ａ）に示す様に可撓性マスターを設置した円筒型を加
工枠として加工の基準（基準面）とすることにより、高
い加工精度を得ることができ、高品質の成形ロールを製
造することができる。

【００４３】また、成形ロールは樹脂の成形に伴う表面
の汚れの除去など、スタンパー面のメンテナンスが要求
されるが、図７（ａ）及び（ｂ）に示す様な成形ロール
に於ては、ロール基材７１に対してロール状スタンパー
２が着脱可能に形成でき、成形ロールのメンテナンスを
ロール状スタンパーのみを交換するだけで行うことがで
きる。

【００４４】なお、本発明のロール状スタンパー内周面
の研磨は、通常行われている方法で良いが、例えば旋盤
加工などが挙げられる。

【００４５】更に本発明に於て、円筒型としては剛性を
有すると共に肉厚が均一で且つ内周面及び外周面の面精
度に優れ、またこの円筒型２３の内径は製造するロール
状スタンパーの外径を決定すると共に、内面の真円度な
どの加工精度は直接ロール状スタンパーの外径上の精度
となることを考慮すると、内周及び外周の真円度にも優
れたものが好ましく、この様な円筒型は金属やセラミッ
ク、ＦＲＰなどの強化プラスチックを含む合成樹脂など
で形成される。

【００４６】また、本発明に於て、光カード用基板の成
形ロールとして表面にストライプ状のプリグルーブ及び
プリピットに対応する凹凸パターンを有する成形ロール
を製造する場合、可撓性マスターの円筒型への配置方法
としてプリグルーブのパターンが該円筒型の周方向に平
行となる様に配置した場合、高精度でプリグルーブやプ
リピット周辺に欠けやめくれなどの欠陥の少ない光カー
ド用基板を成形できる成形ロールを得ることができる。

【００４７】以下にその理由を説明する。

【００４８】図８は光カード用基板の平面図である。光
カード用基板８１は図８に示される様に、８５ｍｍ×５
４ｍｍのサイズで長手方向に平行に３１ｍｍ幅でプリフ
ォーマット部８２が設置されている。図９は図８の光カ
ード成形用可撓性マスターのプリグルーブに対応するパ
ターンを含むプリフォーマットパターンを示す拡大図で
ある。図９のトラックにはＡＴ用のプリグルーブに対応
するパターン９１とプリピットに対応するパターン９２
が示されている。該可撓性マスター上に刻設された前記
トラックの凹凸パターンのＡ−Ａ′及びＢ−Ｂ′の断面
図が図１０及び図１１である。

【００４９】今、図９に示されるプリフォーマットパタ
ーンを示す可撓性マスターを円筒型の内周に沿って設置
する際に、（１）Ａ−Ａ′をその周方向Ｄに平行にする
場合と、（２）Ｂ−Ｂ′をその周方向Ｄに平行にする場
合を比較すると、（１）の場合（図１０参照）、図１２
に示す様にプリグルーブに対応するパターン９１の幅及
びプリピットに対応するパターン９２の辺Ｃは、いずれ
もその開口部の長さａ＜底辺部の長さｂとなるのに対
し、一方、（２）の場合（図１１参照）、グルーブに対
応するパターン９１はこの様な影響はなく、ピットに対
応するパターン９２は辺Ｃが開口部＜底辺部となるだけ
である。

【００５０】その結果、（２）の方法で形成したロール
スタンパーに於て、プリグルーブ形成用の凸状パターン
の断面形状が先端に向かって幅が増大する様な逆テーパ
ー形状となることがなく、この成形ロールを用いて連続
的に光カード用基板を形成した場合、基板のプリグルー
ブ周辺に於て“欠け”や“めくれ”が生じず、欠陥の少
ない光カード用基板を得ることができる。

【００５１】また、上記（２）の方法に用いる可撓性マ
スターに於て、プレピットに対応するパターン９２の断
面形状を図１３に示す様に、その面ｆは底辺に対し角度
θ_０を有するように形成することが好ましく、これによ
って円筒型に設置された状態で、プリピットパターン９
２も開口部≧底辺部となる。このとき角度θ_０は１０°
以上８５°以下、好ましくは２５°以上８３°以下、更
に好ましくは３０°〜８０°である。

【００５２】更に可撓性マスターに形成するパターン９
１及び９２を、図１４に示す様にプリグルーブに対応す
るパターン９１の垂直方向の断面形状も逆台形状の溝
（底辺に対しθ₁の角度を持つ）であり、プレピットに
対応するパターン９２も面ｅ、ｆのそれぞれが底辺に対
しθ₂、θ₃の角度を有する場合、プリフォーマットを有
する可撓性マスター２２を円筒型２３に設置する際に、
その方向を限定することなく欠陥の少ない精度の良い光
カード用基板を得る成形ロールを作成することができ
る。この時、θ₁、θ₂及びθ₃の値は１０°以上８５°
以下、特に２５°以上８３°以下、更なる３０°以上８
０°以下が好ましい。

【００５３】そしてこの様な微細且つ精密なプリフォー
マットパターンが要求される可撓性マスターの製法とし
ては、母型の転写性に優れる前述のキャスティング法が
好ましい。そして上記したプリグルーブ或いはプリピッ
トに対応するパターン９１及び９２の壁部を傾斜させる
方法としては、特開平１−２７５０１８号公報に記載し
た方法で、例えば原版作製時にガラス原版上に形成する
クロムの組織を連続的に変化させて作製される母型を用
いて可撓性マスターをキャスティングで成形することに
よって得ることができる。

【００５４】また本発明に於て、ロール状スタンパー２
の補強部材としてロール基材４を用いる場合、ロール基
材としては硬度が高く、熱伝導率が良くまた周面の鏡面
加工の容易なものが好ましく、例えば鉄鋼、クロム鋼、
アルミニウム、金属用鋼（マルエージング鋼）などを用
いることができる。

【００５５】そして、ロール基材周面の加工精度は、成
型する光記録媒体基板の面精度とほぼ同じかまたはそれ
よりも良い面精度、例えば１μｍ以下、好ましくは０．
５μｍ以下、更に好ましくは０．２μｍ以下に加工する
ことが好ましい。また必要に応じて表面に窒化チタンな
どの硬化膜やクロムメッキなどのメッキを施すことも可
能である。そしてロール基材１１の直径としては、用途
に応じて異なるが光カード用基板の成形用ロール基材と
しては、１００〜５００ｍｍ特に２００〜４００ｍｍ程
度に設定される。

【００５６】次に、本発明の成形ロールを用いた光記録
媒体用基板シートの製造装置及び製造方法について詳細
に説明する。

【００５７】即ち図１５に於て、先ず押し出しエクスト
ルーダー１５１に投入された樹脂ペレットは押し出しエ
クストルーダー１５１のバレルの中で加熱溶融され押し
出し成形機内のスクリューによって加圧されＴ−ダイ１
５２によってシート状に賦形される。Ｔ−ダイは樹脂シ
ートが成形ロール１と鏡面ロール１５４の間に押し出さ
れるように配置されるのが、プリフォーマットを正確に
転写でき好ましい。

【００５８】次いでＴ−ダイから押し出される成形樹脂
シート１５３は成形ロール１と鏡面ロールに挾圧されて
プリフォーマットが転写される。この時成形樹脂シート
１５３は極めて溶融状態に近いことが好ましい。即ちス
タンパーの凹凸の中に樹脂が十分に圧入されるため微細
なパターンが正確に転写されるからである。そのため、
Ｔ−ダイの温度は樹脂が分解しない範囲でなるべく高温
に加熱して置くことが好ましく成形樹脂のガラス転移温
度（以後Ｔｇと略）＋１１０℃〜Ｔｇ＋２００℃特にＴ
ｇ＋１３０℃〜Ｔｇ＋１９０℃が好ましい。例えばポリ
カーボネート樹脂の場合２６０℃〜３４０℃特に２８０
℃〜３３０℃更に２９０℃〜３２０℃に加熱するのが好
ましく、更にＴ−ダイ１５２と成形ロール１の間で樹脂
シートが冷却された場合プリフォーマットが十分転写さ
れず複屈折が生じ易くなるためＴ−ダイ１５２と成形ロ
ール１及び１番目の鏡ローラー１５４との挾圧点との距
離は２０ｃｍ以下、特に１５ｃｍ以下さらには１０ｃｍ
以下が好ましく、またその間の周辺雰囲気の温度は６０
℃以上であることが望ましい。

【００５９】また樹脂シートを挾圧点に正確に押し出さ
れるようにＴ−ダイの鉛直下方に挾圧点がくる図１５に
示す様な垂直押し出しの構成をとることが好ましい。こ
れは樹脂が溶融状態に近いため水平押し出しよりも垂直
押し出しの方がより正確に挾圧点に押し出すことができ
るためである。

【００６０】また成形ロール１及び鏡面ロール１５４、
１５５の表面温度としては用いる樹脂によって異なる
が、例えばポリカーボネートを用いる場合、通常成形ロ
ール１の温度はポリカーボネートの熱変形温度を考慮し
て１１０℃〜１４５℃、第１の鏡面ロールは９０℃〜１
３５℃、第３の鏡面ロールは１２０℃〜１５０℃に設定
され、またアモルファスポリオレフィンを用いる場合、
成形ロール３の温度は１２０℃〜１４５℃、第１の鏡面
ロールは１００℃〜１３５℃、また第３の鏡面ロールは
１２０℃〜１５０℃に設定される。またこれらのロール
の温度は、例えばロールに鋳込まれたヒーターによって
加熱したり、中心部に熱媒を循環させることによって制
御される。

【００６１】また図１６は本発明の成形ロールを用いた
光記録媒体用基板シートの他の製造装置及び製造方法の
説明図である。

【００６２】図１６に於て、１６１は紫外線、或いは電
子線硬化型樹脂などの光硬化型樹脂の供給タンクであ
り、インク供給ロール１６３によって成形ロール表面に
樹脂層１６２が形成される。次いで、成形ロール上の樹
脂層１６２はニップロール１６７によってシート基板１
６４に圧着される。

【００６３】次いで、紫外線或いは電子線照射手段１６
８で、紫外線や電子線を照射し光硬化樹脂層を硬化させ
て基板シートと一体化した後、成形ロール１から剥離ロ
ール１６９を用いて剥離して光記録媒体用基板シートを
製造することができる。

【００６４】本発明に於て光硬化樹脂としては、光重合
性プレポリマー、光重合性モノマー及び光開始剤を含有
する通常の光硬化型樹脂を用いることができる。用い得
る光重合性プレポリマーとしては、例えば不飽和ポリエ
ステル類、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレー
ト、ポリエーテルアクリレートなどのアクリレート類が
挙げられ、光重合性モノマーとしては、例えばラウリル
アクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、１，
６−ヘキサンジオールモノアクリレート、ジシクロペン
タジエンアクリレートなどの単官能性モノマーや、ジシ
クロペンテニルアクリレート、１，３−ブタンジオール
ジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレー
ト、ペンタエリスリトールトリアクリレートなどの多官
能性モノマーが使用できる。また、光開始剤としては、
例えばベンゾフェノン、ベンゾイン及びその誘導体、ベ
ンゾインエーテル、ベンジルジメチルケタールなど、通
常用いられる光開始剤を使用できる。

【００６５】また、光硬化樹脂としてはシート基板１と
の密着性の良好なものが好ましく、例えば通常の光硬化
型接着剤などを用いることができ、具体的には例えばウ
レタンアクリレート系、エポキシアクリレート系、ポリ
エステルアクリレート系などの光硬化型接着剤が挙げら
れる。

【００６６】また、光硬化樹脂層の塗布膜厚としては、
光硬化性樹脂層の硬化収縮による光記録媒体用基板の反
りを小さくするため５０μｍ以下、特に２０μｍ以下と
するのが好ましい。

【００６７】この膜厚はブレード１６５により調節する
ことができる。なお本発明に於て、光硬化樹脂の塗布方
法は特に上記の方法に限定されるものでなく、塗布する
樹脂の粘度、塗布膜厚などに応じてロールコート、バー
コートなど公知の塗布方法の中から選択することができ
る。

【００６８】本発明に於て、シート基板１６４の送り速
度は０．０２ｍ／ｍｉｎ〜７ｍ／ｍｉｎ、特に０．０５
ｍ／ｍｉｎ〜５ｍ／ｍｉｎの範囲が光記録媒体用基板の
生産性及び気泡の混入防止と密着性の向上という点で特
に好ましい。

【００６９】本発明のシート基板１６４に用いる材料と
しては、記録・再生光に対して透明で機械的強度が大き
く複屈折性や吸湿性が少ないものがよく、例えばポリカ
ーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、
ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などが挙げ
られ、特にポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、
ポリオレフィン系樹脂は好適に用いられる。

【００７０】またシート基板の厚さとしては、２．０ｍ
ｍ以下特に０．２ｍｍ〜１．４ｍｍが好ましい。即ち、
基板側から記録光や再生光を照射する際、基板表面のご
みなどの影響を除外できる。

【００７１】

【実施例】以下実施例を用いて本発明を更に詳細に説明
する。

【００７２】（実施例１）先ず、図５に示す方法で可撓
性マスターを作製した。初めに注型用セル５１に用いる
母型５２を作製するために、鏡面研磨した厚さ２．３ｍ
ｍのガラス板にクロムを厚さ３０００Åに真空蒸着し
た。次いで、クロム膜上にポジ型フォトレジスト（商品
名：ＡＺ−１３５０；ヘキスト・ジャパン（株）製）を
スピンコート法で厚さ１０００Åに形成した。

【００７３】次にこのレジスト層にマスクを介して、光
カード用プリフォーマットに対応するパターンを露光
し、現像液（商品名：ＡＺ−３１２；ヘキスト・ジャパ
ン（株）製）で現像してレジストパターンを形成した
後、クロム膜の露出部を６Ｎ塩酸でエッチングした。次
いで、十分に洗浄、乾燥さた後、残存フォトレジストを
酸素プラズマ灰化法によって、灰化除去し母型を得た。

【００７４】なお、本実施例に於て、光カード用プリフ
ォーマットとしては、幅３μｍ、ピッチ１２μｍ、深さ
２７００Åのプリグルーブ２５８３本とグルーブで挟ま
れたランドに形成される、幅３μｍ、ピッチ１２μｍ、
深さ２７００Å、長さ６μｍのプリピットとし、またプ
リグルーブ及びプリピットのグルーブに垂直な方向の断
面形状は矩形状とした。

【００７５】次に、この母型５２を用いて図５（ａ）に
示す注型用セルを組み立てて、下記の組織の液状樹脂を
キャビティに注ぎ込み１２０℃で２時間加熱後、除冷し
ながら１０時間かけて硬化させた後、脱型して厚さ０．
５ｍｍの可撓性マスターを得た。

【００７６】〔配合組成〕・メタクリル酸メチル７０重量部・メタクリル酸ターシャリブチル２５重量部・ポリエチレングリコールジメタクリレート（分子量６
２０）５重量部

【００７７】この可撓性マスターのプリフォーマットパ
ターン形成側の表面に、無電解メッキ法で厚さ５００Å
のニッケル膜を形成して導電化した。次に、この可撓性
マスターを内径２００ｍｍ、外径２２０ｍｍ、内周面及
び外周面の面精度０．２μｍのステンレス製の円筒型
に、図１１に示す様にプリグルーブパターンが円筒型の
周方向と平行になる様にして、また該可撓性マスターの
裏面が円筒型の内周面と密着する様にネジ止めして設置
した後、図４に示す様に電鋳層に浸漬して可撓性マスタ
ー表面のニッケル膜を陰極とし、ニッケル製陽極電極５
を円筒型の中心に配して６時間電鋳を行い厚さ２００μ
ｍのニッケル膜を析出させた。

【００７８】なお電鋳液の組成は下記の通りで、液温は
４０〜６０℃、通電方法は定電流電源（日化エンジニア
リング社製）用いて、電流密度は初期は３Ａ／ｄｍ²で
徐々に４Ａ／ｄｍ²まで上げ、最後に５Ａ／ｄｍ²として
電鋳膜を析出させた。

【００７９】〔液組成〕・スルファミン酸ニッケル６００ｇ／ｌ・ホウ酸４０ｇ／ｌ・塩化ニッケル５ｇ／ｌ・レベリング剤２０ｍｇ／ｌ

【００８０】次に、円筒型を電鋳槽から引き上げ水洗い
後、電鋳膜の内周面を研磨して表面粗さを０．１ｍｍ以
下とした。なお、研磨は円筒型の外周面を基準面として
電鋳膜内周の対向面が平行となる様に行った。

【００８１】次いで、直径１９０ｍｍのロール基材を円
筒型に挿入し、該円筒型の外周面を基準として該ロール
基材の中心軸が円筒型の仮の中心軸と一致する様に位置
合わせした後、ロール基材周面と電鋳膜内周面との間の
空隙に接着剤（商品名：ＢＴレジン；三菱ガス化学製）
を流し込んで硬化させた。そして、ロール基材に固定さ
れた電鋳膜及び可撓性マスターを円筒型から引き抜いた
後、電鋳膜と可撓性マスターとを分離して成形ロールを
得た。

【００８２】この成形ロール１を図１５に示す成形装置
に取り付けエクストルーダー１５１（商品名ＳＨＴ９
０；日立造船（株）製）からポリカーボネート１５３
（パンライトＬ−１２２５；帝人化成製）を、押し出し
て厚さ０．４ｍｍ、幅３０ｃｍの光カード用基板シート
を成形した。

【００８３】なお、成形条件はＴ−ダイ１５２の温度３
００℃、成形ロールの表面温度１５０℃、成形樹脂シー
トの搬送速度３ｍ／分とし、成形ロール１と鏡面ロール
１５５の周速の比１．００１となる様に設定し、３時間
成形を行った。

【００８４】こうして得た基板シートの各プリフォーマ
ット転写部の転写精度についてプリグルーブに関しては
プリグルーブ転写部の９ケ所のプリグルーブ方向に垂直
な方向の断面形状及びプリピットに関してはプリグルー
ブに平行な方向及び垂直な断面形状を電子線表面形態解
析装置（商品名；ＥＳＡ−３０００；エリオニクス
（株））で観測し、更に平面形状を光学顕微鏡（×４０
０）で観察した。

【００８５】以上の結果として光カード用基板のプリグ
ルーブ及びプリピットの周辺部の欠け、クラックなどの
欠陥発生率を評価した。

【００８６】なお、欠陥発生率とは凹凸プリフォーマッ
トを有する基板を作成し、その凹凸プリフォーマットの
周辺部に１ケ所でも欠けやクラックが生じていた場合に
は欠陥ありとして、（欠陥の発生した凹凸プリフォーマ
ットの数／作成した凹凸プリフォーマットの数）×１０
０で算出した値である。

【００８７】参考例１実施例１に於て、可撓性マスターの円筒型への配置方法
を図１０に示す様に、プリグルーブパターン９１が周方
向に垂直となる様にした以外は、実施例１と同様にして
成形ロールを作製し光カード用基板シートの成形を行っ
た。

【００８８】（実施例２）実施例１に用いた可撓性マス
ターに於て、図１３に示す様に、プリピットパターン９
２の面ｆの底面に対する角度θ₀を３０°とした以外は
実施例１と同様にして成形ロールを作製し光カード用基
板シートを成形した。

【００８９】（実施例３）実施例１に於ける母型形成工
程に於て、ガラス板上にクロムを成膜する際に、窒素及
び酸素の混合比率を連続的に変化させて成膜した以外
は、実施例１と同様にして母型を作製し、その母型を用
いて可撓性マスターを得た。

【００９０】得られた可撓性マスターは、図１４（ａ）
（ｂ）に示す様に、プリグルーブパターンの垂直方向の
断面形状がθ₁＝５５°の逆台形状で、またプリピット
パターンの面ｅ、ｆは底辺に対し各々θ₂＝５５°、θ₃
＝５５°であった。

【００９１】この可撓性マスターをそのプリグルーブパ
ターンが円筒型の周方向と平行になる様にして円筒型に
固定した。

【００９２】次いで、実施例１と同様にして、電鋳を行
った後、図７に示す様に円筒型の外周面を基準として、
電鋳膜の内周面をｄ₇₁＝１８５ｍｍ、ｄ₇₂＝１９０ｍｍ
の断面形状がテーパー状のロール基材７１に嵌合可能な
様にテーパー状に研磨した。そしてロール基材７１と電
鋳膜２５とを円筒型の外周面を基準としてｄ₇₃＝２０
５．７ｍｍとなる様に嵌合させた後、円筒型から引き抜
き更に可撓性マスターとロール状スタンパーを分離し、
ロール状スタンパーとロール基材の間に固定具７２を打
ち込んで成形ロールを得た。

【００９３】なお、ロール基材内部には成形ロール加熱
用の熱媒の流路７３が形成されている。

【００９４】この成形ロールを用いて実施例１と同様に
して光カード用基板シートの成形を行い評価した。

【００９５】（実施例４）実施例３に於て、可撓性マス
ターをそのプリグルーブパターンが円筒型の周方向に垂
直となる様に円筒型に固定した以外は、実施例３と同様
にして成形ロールを作製し、その成形ロールで光カード
用基板を成形し評価した。

【００９６】（実施例５）実施例３で作製した成形ロー
ルを用いて図１６に示す光カード用基板シートの製造装
置を作製した。

【００９７】シート基板１６４として厚さ０．４ｍｍの
ポリカーボネート製シートを用い、成形ロール表面には
下記の組成の紫外線硬化樹脂層を厚さ４０μｍに形成し
た。

【００９８】紫外線硬化樹脂の組成・ウレタンアクリレート３０部・ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパン
ジアクリレート６７部・１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン３部シート基板１６４は、２．４ｍ／分で搬送し、成形ロー
ルとシート基板とを密着させた後、シート基板を通して
紫外線（２Ｋｗ高圧水銀ランプ、３００ｍＷ／ｃｍ²）
を照射して紫外線硬化樹脂層を硬化させると共に基板シ
ートと一体化せしめ、次いで成形ロールから剥離して光
カード用基板シートを得た。この基板シートについて、
実施例１と同様に評価した。

【００９９】上記実施例１〜５及び参考例１で作製した
光カード用基板シートの評価結果を下記表−１に示す。

【０１００】

【表１】

【０１０１】

【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、（１）高価な設備を使用することなく、（２）微細な凹凸パターンの精度を維持し、（３）円筒型のスタンパーを得ることができ、表面に段
差や継ぎ目のない（ｓｅａｍｌｅｓｓ）成形ロールを容
易に製造することができる。

【０１０２】また、本発明によれば電鋳膜を析出させた
可撓性マスターを円筒型内周面に密着させたまま、成形
ロールに加工することにより、該円筒型を基準として成
形ロールに加工できるため、加工精度の高い成形ロール
を得ることができる。

【０１０３】更に本発明によれば、プリフォーマットパ
ターンを高精度に、且つ連続的に転写できる光記録媒体
用基板シートの成形用の成形ロールを低コストで得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る成形ロールの概略断面図。

【図２】本発明の成形ロールの製造に用いる部材の概略
図。（ａ）可撓性マスターの断面図。（ｂ）可撓性マスターを装着した円筒型の断面図。

【図３】可撓性マスターの表面に電鋳膜を析出させた図
２（ｂ）の円筒型の断面図。

【図４】本発明の成形ロール製造時の電鋳方法の他の実
施態様を示す断面図。

【図５】本発明の可撓性マスターの製造方法の一実施態
様を示す工程図。

【図６】ロール状スタンパーの成形ロールへの加工工程
を示す概略図。

【図７】ロール状スタンパーの内周面をテーパー加工
し、ロール基材に脱着可能に嵌合してなる成形ロールの
概略図。（ａ）成形ロールへの加工工程を示す概略断面図。（ｂ）成形ロールの概略断面図。

【図８】光カードのプリフォーマットの説明図である。

【図９】可撓性マスターのプリフォーマットパターンの
拡大図である。

【図１０】可撓性マスターを円筒型内周に、図９のＡ−
Ａ′線が該円筒型の周方向と平行となる様に配置したと
きの、可撓性マスターの概略断面図。

【図１１】可撓性マスターを円筒型内周に図９のＢ−
Ｂ′線が該円筒型の周方向と平行となる様に配置したと
きの概略断面図。

【図１２】図１０の円筒型の概略断面図である。

【図１３】本発明の成形ロールの製造に用いる可撓性マ
スターを装着した円筒型の他の実施態様のプリフォーマ
ットパターン部の概略図である。

【図１４】本発明の成形ロールの製造に用いる可撓性マ
スターを装着した円筒型の他の実施態様のプリフォーマ
ットパターン部の概略図である。

【図１５】本発明の成形ロールを用いた光記録媒体用基
板シートの製造装置の概略断面図である。

【図１６】本発明の成形ロールを用いた光記録媒体用基
板シートの製造装置の他の実施態様を示す概略断面図で
ある。

【符号の説明】

１成形ロール２ロール状スタンパー３接着層４ロール基材５導電化膜２０導電化膜２１パターン２２可撓性マスター２３円筒型２４電鋳液２５電鋳膜４１電解槽５１注型セル６１接着剤７１ロール基材７２固定具７３熱媒の流路８１光カード用基板８２プリフォーマット部９１可撓性マスターに形成されてなるプリグルーブに
対応するパターン９２可撓性マスターに形成されてなるプリピットに対
応するパターン１５１エクストルーダー１５２Ｔ−ダイ１５３成形樹脂シート１５４，１５５鏡面ロール１６１光硬化性樹脂の供給タンク１６２樹脂層１６３インク供給ロール１６４シート基板１６５ブレード１６７ニップロール１６８光照射手段１６９剥離ロール

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ２９Ｌ 17:00 4Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周面に凹凸パターンを有する成形ロール
に於て、該成形ロールはロール基材及び該ロール基材周
面に、固定されてなるスタンパーを備え、該スタンパーがロール状であって、且つ継ぎ目を有さな
いスタンパーであることを特徴とする成形ロール。
【請求項２】ロール基材及び該ロール基材周面に、ロ
ール状であって且つシームレスのスタンパーが固定され
てなる周面に凹凸のパターンを有する成形ロールの製造
方法であって・表面に該凹凸パターンに対応するパターンを有する可
撓性マスターを円筒型に、該可撓性マスターの裏面と該
円筒型の内周面とが接する様に配置する第１の工程。・次いで、該可撓性マスター表面に電鋳してロール状ス
タンパーを形成する第２の工程。・次いで、該ロール状スタンパーが形成されてなる可撓
性マスターを円筒型から取り外した後、該ロール状スタ
ンパーを該可撓性マスターから分離する第３の工程を有
し、更に該ロール状スタンパーを成形ロールに加工する
工程を有することを特徴とする成形ロールの製造方法。
【請求項３】該ロール状スタンパーを成形ロールに加
工する工程として、該ロール状スタンパー内周面を研磨
する工程及び該ロール基材と該ロール状スタンパーを固
定する工程を含む請求項２の成形ロールの製造方法。
【請求項４】該ロール状スタンパーを成形ロールに加
工する工程を前記第３の工程より前に有する請求項２の
成形ロールの製造方法。
【請求項５】該ロール状スタンパーを成形ロールに加
工する工程を該円筒型を基準として行う請求項４の成形
ロールの製造方法。
【請求項６】該可撓性マスターが注型成形法で形成さ
れてなる請求項２の成形ロールの製造方法。
【請求項７】該ロール状スタンパーを該ロール基材に
接着剤で固定する請求項３の成形ロールの製造方法。
【請求項８】該ロール状スタンパーの内周面をテーパ
ー状に研摩した後、該テーパー形状に対応する形状を有
するロール基材を該ロール状スタンパーと嵌合させて固
定する請求項３の成形ロールの製造方法。
【請求項９】ロール基材及び該ロール基材周面にロー
ル状であって且つシームレスのスタンパーが固定されて
なる周面にストライプ状のプリグルーブ及びプリピット
に対応するパターンを有するプリフォーマットパターン
を有する光カード用基板シートを形成するための成形ロ
ールの製造方法であって、・表面に該プリフォーマットパターンに対応するパター
ンを有する可撓性マスターを円筒型に、その内周面と該
可撓性マスターの裏面とが接する様に配置する第１の工
程。・次いで、該可撓性マスター表面に電鋳してロール状ス
タンパーを形成する第２の工程。・次いで、該ロール状スタンパーが形成されてなる可撓
性マスターを円筒型から取り外した後、該ロール状スタ
ンパーを可撓性マスターから分離する第３の工程を有
し、更に該ロール状スタンパーを成形ロールに加工する
工程を有することを特徴とする成形ロールの製造方法。
【請求項１０】該ロール状スタンパーを成形ロールに
加工する工程として、該ロール状スタンパー内周面を研
摩する工程及び該ロール基材と該ロール状スタンパーを
固定する工程を含む請求項９の成形ロールの製造方法。
【請求項１１】該ロール状スタンパーを成形ロールに
加工する工程を前記第３の工程より前に有する請求項９
の成形ロールの製造方法。
【請求項１２】該ロール状スタンパーを成形ロールに
加工する工程を該円筒型を基準として行う請求項１１の
成形ロールの製造方法。
【請求項１３】該可撓性マスターが注型成形法で形成
されてなる請求項９の成形ロールの製造方法。
【請求項１４】該ロール状スタンパーを該ロール基材
に接着剤で固定する請求項１０の成形ロールの製造方
法。
【請求項１５】該ロール状スタンパーの内周面をテー
パー状に研摩した後、該テーパー形状に対応する形状を
有するロール基材を該ロール状スタンパーと嵌合させて
固定する請求項１０の成形ロールの製造方法。
【請求項１６】前記第１の工程に於て、該可撓性マス
ターのプリグルーブに対応するパターンが該円筒型の周
方向と平行になる様に、該可撓性マスターを該円筒型に
配置する請求項９の成形ロールの製造方法。
【請求項１７】該可撓性マスターとして、そのプリピ
ットに対応するパターンの該プリグルーブに対応するパ
ターンと平行な方向の断面形状が対向する壁部が底辺に
対し、角度θ₀を有する台形状となる様に形成されてい
る可撓性マスターを用いる請求項１６の成形ロールの製
造方法。
【請求項１８】該可撓性マスターとして、そのプリピ
ットに対応するパターンの該プリグルーブに対応するパ
ターンと垂直な方向の断面形状が対向する壁部が底辺に
対し角度θ₂を有する台形状に形成され、また、該プリ
グルーブに対応するパターンと平行な方向の断面形状が
対向する壁部が底辺に対し角度θ₃を有する台形状に形
成されてなり、更に該プリグルーブに対応するパターン
の垂直な方向の断面形状が対向する壁部が底辺に対し角
度θ₁を有する台形状に形成されている可撓性マスター
を用いる請求項１６の成形ロールの製造方法。
【請求項１９】前記第１の工程に於て、該可撓性マス
ターのプリグルーブに対応するパターンが該円筒型の周
方向と垂直となる様に該可撓性マスターを該円筒型に配
置し、該可撓性マスターとしてそのプリピットに対応するパタ
ーンの該プリグルーブに対応するパターンと垂直な方向
の断面形状が対向する壁部が底辺に対し角度θ₂を有す
る台形状に形成され、また、該プリグルーブに対応する
パターンと平行な方向の断面形状が対向する壁部が底辺
に対し角度θ₃を有する台形状に形成されてなり、更に
該プリグルーブに対応するパターンの垂直な方向の断面
形状が対向する壁部が底辺に対し角度θ₁を有する台形
状に形成されている可撓性マスターを用いる請求項９の
成形ロールの製造方法。
【請求項２０】樹脂を熔融して押し出し、樹脂シート
を成形する手段及び該樹脂シートを挾圧して樹脂シート
表面にプリフォーマットパターンを転写するための成形
ロール及び該成形ロールに対向配置されている鏡面ロー
ルを有する光記録媒体用基板シートの製造装置に於て、該成形ロールがロール基材及び該ロール基材周面にロー
ル状で且つシームレスのスタンパーを備えた成形ロール
であることを特徴とする光記録媒体用基板シートの製造
装置。
【請求項２１】周面にプリフォーマットパターンを有
する成形ロールのプリフォーマットパターンを転写して
光記録媒体用基板シートを連続的に製造する装置に於
て、・所定の方向に回動する成形ロール。・光透過性の基板シートを供給するシート供給手段。・該成形ロールの周面に光硬化性樹脂組成物層を形成す
る手段。・該基板シートと、該成形ロール周面の光硬化性樹脂組
成物層とを圧着させる手段。・前記圧着位置に対して該成形ロールの回動方向に隔た
った位置に設けられ該基板シートを通して該光硬化性樹
脂組成物層に光を照射する手段。・該照射手段による光照射により、該基板シートと一体
となり且つプリフォーマットパターンが転写された樹脂
層を成形ロールから剥離する手段を有し、該成形ロールがロール基材及び該ロール基材周面にロー
ル状で且つシームレスのスタンパーを備えた成形ロール
であることを特徴とする光記録媒体用基板シートの製造
装置。