JPH0547047A

JPH0547047A - 光記録媒体用基板製造用スタンパー

Info

Publication number: JPH0547047A
Application number: JP22536191A
Authority: JP
Inventors: Kyo Miura; 協三浦; Hitoshi Yoshino; 斉芳野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-08-12
Filing date: 1991-08-12
Publication date: 1993-02-26

Abstract

(57)【要約】【目的】樹脂基板の切断または打ち抜き工程におい
て、位置合わせが容易で、切断面が良好で、また打ち抜
き刃の寿命が長い等の利点をもたらす光記録媒体用基板
製造用スタンパーを提供する。【構成】転写用のトラック溝部を有するスタンパーの
端部または裏面を成型ロールに固定してなるロール状ス
タンパーであって、トラック溝部以外の部分にトラック
溝部よりも高い凸部を形成する。このスタンパーを用い
て押し出し成形で樹脂基板を成形すると、該凸部に相当
する一部の厚さを薄くした凹部を有する樹脂基板を製造
することができ、切断または打ち抜き工程において、凹
部があるために位置合わせが容易で、切断面が良好であ
り、また打ち抜き刃の寿命を長くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光記録媒体に使用される
基板を製造するスタンパーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多種多様の情報を取り扱う手段と
して、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（光ディスク、光ガード、光テープ
等）、記録・再生方法、記録・再生装置が提案されてい
る。該光学的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該担体上の光記録層の一部を揮散
させるか、反射率の変化や屈折率の変化を生じさせる
か、或いは変形を生じさせて、光学的特性（例えば、反
射率、透過率等）の差によって情報を記録し、或いは再
生を行なっている。

【０００３】情報の記録・再生は該光学的情報記録担体
を構成する基板上の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しながら光
学的書き込みと読みだしを行なっている。該光学的情報
記録担体中の基板には、トラック溝やさらにはプリフォ
ーマットと呼ばれる信号情報が凹凸状に設けられてい
る。トラック溝や信号情報に対応する凹凸形状を基板上
に形成する方法は、例えば凹凸形状をあらかじめ形成し
たスタンパーを用いて熱可塑性樹脂にプレス成型法や射
出成形法等の熱転写により形成する方法、その他成型ロ
ールで加熱押圧して凹凸形状を転写する方法（特開昭５
６−８６７２１号公報）、紫外線・電子線硬化樹脂を用
いて成型ロールの凹凸形状を転写する方法（特開昭５６
−８４９２１号公報）も提案されている。

【０００４】プレス成型法や射出成型法では、薄物樹脂
の成型は難しく、また枚葉処理であるために、低コスト
で薄物の樹脂の成型を行う方法としては、加熱押圧成型
ロール法や紫外線・電子線硬化による成型ロール法の方
が優れており、これらの方法では基板を連続的に製造す
ることが可能である。しかし、基板を連続的に製造して
も最終的には光学的情報記録担体の形状に加工しなけれ
ばならず、担体製造のどこかの段階で切断または打ち抜
き加工を施さねばならない。

【０００５】しかしながら、従来の切断または打ち抜き
工程においては、位置合わせが難しく、切断部にバリが
発生しやすく、打ち抜き刃の寿命が短い等の問題があっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題を
解決する目的でなされたものであり、光学的情報記録担
体の形状に切断または打ち抜き工程において、位置合わ
せが容易で、切断面が良好であり、また打ち抜き刃の寿
命が長い等の利点をもたらす光記録媒体用基板製造用ス
タンパーを提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、転写用
のトラック溝部を有するスタンパーの端部または裏面を
成型ロールに固定してなるロール状スタンパーであっ
て、トラック溝部以外の部分にトラック溝部よりも高い
凸部を形成してなることを特徴とする光記録媒体用基板
製造用スタンパーである。

【０００８】本発明においては、前記凸部を形成した成
形ロールを用いて、押し出し成形法で光学的情報記録担
体用の基板を製造するとき、得られた樹脂シートの一部
の厚さを薄くして切断し易くなっており、また搬送や位
置合せが容易になる。

【０００９】本発明において、凸部を形成する位置はト
ラック溝に近いと溝の転写が悪くなり、遠い位置である
と切断や位置合せに用いることができなくなるので、通
常トラック溝から１ｍｍ以上、好ましくは３〜５ｍｍ離
れた位置が好ましい。凸部はトラック溝部を囲むように
円形または楕円形、長方形や正方形などの多角形に形成
することもできる。また、押し出し方向に対して、垂直
または平行、斜め方向にも形成することも可能である。

【００１０】凸部の高さは、高いと凸部周辺の樹脂の流
れが悪くなって、得られた樹脂シートに複屈折が生じた
り、厚さムラが発生したりする。また、高さが低いと切
断した基板の端面にバリが発生したり、位置合せ時に読
み取れなくなる。好ましい高さは押し出して作成する基
板の厚さによるが、通常０．００１〜１０．０ｍｍ、好
ましくは０．０１〜０．５ｍｍの範囲または基板の厚さ
の１／１０００〜２／３、好ましくは１／１００〜１／
２の範囲が望ましい。

【００１１】凸部の幅は必要な幅であれば、自由に選択
できるが、特に幅が広いと樹脂の流れを不均一にし、狭
いと凸部の転写が悪くなって樹脂シートの厚さを薄くす
ることができないために、好ましい幅は０．１〜１０ｍ
ｍの範囲である。凸部の断面形状は円形、楕円、台形、
三角形または多角形、矩形の中から自由に選択できる。

【００１２】スタンパーの材質は用いるスタンパーの製
造方法に応じて、ニッケル、クロム等の金属、タングス
テンカーバイド、窒化チタン等の金属化合物、可撓性を
持つガラス、セラミクス、または高分子などの樹脂類を
必要に応じて選択して用いることができる。

【００１３】スタンパーの表面には必要に応じて、金属
酸化物、窒化物などによる表面硬化層、シリコン樹脂な
どによる保護層、ハロゲン化物による離型層などを形成
することもできる。

【００１４】本発明におけるスタンパーの製造方法は、
一般にスタンパー型に用いられている方法であれば、い
づれの方法でも用いることができる。例えば、図１およ
び図２にスタンパーの製造方法の一例を示すと、図１
（ａ）は光学的情報記録担体の情報パターンを有するフ
ォトマスク１０を示す。図１（ｂ）は、マスクを形成す
る金属薄膜１１をレジストとして用いて、凹凸形状に相
当する凹凸パターン１２、将来凸部となる溝部１３がエ
ッチングにより形成し、更に金属薄膜１１が除去されて
いるガラス基板１４を示す。次に、該フォトマスク１０
の凹凸形状に相当するパターン１２及び将来凸部となる
溝部１３を耐エッチング性能のある感光性レジスト１５
で被覆し、更にフォトリソプロセスによって将来凸部と
なる溝部１３の部分は露出させておく（図１（ｃ）参
照）。被覆部および露出部を設けたガラス基板１４を適
当なエッチング方法で（ウェットエッチング又はドライ
エッチング）将来凸部となる溝部１３が所望の深さの溝
１６になる様にエッチングする（図１（ｄ）参照）。レ
ジスト１５を剥離し、ガラス基板１４に凹凸形状に相当
するパータン１２と将来凸部となる溝１６が形成された
マスター１７が得られる（図１（ｅ）参照）。該マスタ
ー１７に対し、平面性良く研磨されたガラスなどの板１
８との間に光硬化性樹脂１９を挟持し、硬化させる（図
１（ｆ）参照）。

【００１５】次に、マスター１７よりガラスなどの板１
８上にレリーフパターンを形成したマザー２０を剥離し
た後、マザー２０に対して平面性良く研磨されたガラス
などの板２２との間に光硬化性樹脂２１を挟持し、硬化
させる。光硬化性樹脂１９と２１は互いに非接着である
様な材料を選択する（図２（ｇ）参照）。マザー２０よ
り剥離したガラスなどの板２２上のレリーフパターン面
上に導電膜２３を形成する（図２（ｈ）参照）。導電化
処理された導電膜２３の上に所定の厚さまで電鋳を行な
い、電鋳膜２４を得る（図２（ｉ）参照）。電鋳膜２４
の裏面２５を研磨して平面性を高める（図２（ｊ）参
照）。電鋳膜を剥離してスタンパー２６が得られる（図
２（ｋ）参照）。その他、必要に応じてマスター１７か
ら直接電鋳、研磨を行なってスタンパー２６を得ること
もできる。

【００１６】その他の製造方法としては、凹凸パターン
を形成した後で、切削などの機械的な方法で将来凸部パ
ターンになる溝１６を形成する方法、トラック溝の凹凸
パターンをフォトリソ工程で形成する時にレジストに２
種類の強度または波長の光を用いて露光、現像して、２
種類の深さの溝を形成してトラック溝と同時に凸部にな
る溝１６を形成する方法を用いることも可能である。

【００１７】スタンパーのロールへの固定方法は、スタ
ンパーの端をロールに直接ネジ止めする方法、図３に示
す様に、スタンパーの対向する２辺に棒状の固定具３
０、３１を取り付けて、固定具でスタンパーをロールに
固定する方法、スタンパーをロールに設けた凹みにはめ
込む方法、スタンパーを鞘状に加工してロールに被せて
固定する方法、接着剤や粘着剤で固定する方法、ハンダ
や低融点合金を用いる方法などの中から必要に応じて選
択することができる。

【００１８】

【作用】本発明の光記録媒体用基板製造用スタンパー
は、トラック溝以外の場所にトラック溝よりも高さが高
い凸部を設けることによって、このスタンパーを用いて
押し出し成形で樹脂基板を成形することにより、該凸部
に相当する一部の厚さを薄くした凹部を有する樹脂基板
を製造することができ、後の光学的情報記録担体の形状
に切断または打ち抜き工程において、凹部があるために
位置合わせが容易となり、切断面が良好であり、また打
ち抜き刃の寿命を長くすることができる。

【００１９】

【実施例】以下、実施例を示し、本説明をさらに具体的
に説明するが、本説明がこれらに限定されるものではな
い。

【００２０】実施例１厚さ５ｍｍ、３００×３５０ｍｍのガラス表面に、ピッ
チ１２μｍ、幅２．３μｍ、深さ３０００Åの平行溝か
らなる、長さ８５．６ｍｍ、幅３１ｍｍの長方形の光カ
ードの標準フォーマットのトラック溝が１２個形成され
たガラス基板を用いて、該ガラス基板の表面にポジレジ
スト（ＡＺ−１３７０、ヘキストジャパン）を２μｍの
厚さにスピンコートした。光カードの外形部に相当する
パターンを有するフォトマスクを用い、ガラス基板と位
置合わせし、外形部のパターン（線幅０．４ｍｍ）を焼
き付けした。現像後、３０ｗ％の弗化水素水（キシダ化
学）を用いて０．２ｍｍの深さまでエッチングして将来
凸部のパターンとなる幅０．４ｍｍ、深さ０．２ｍｍの
溝を形成した。リムーバー（ＡＺリムーバー、ヘキスト
ジャパン）を用いてガラス基板表面のレジストを取り除
いた。ニッケルを１０００Åの厚さに真空中でスパッタ
ーして表面を導電化してからニッケル電鋳を行なって、
裏面を鏡面に研磨して厚さ２００μｍのスタンパーを得
た。

【００２１】図３に示すように、外形を２４０×３００
ｍｍの大きさに切断した後で、長辺方向の両端を、厚さ
１０ｍｍ、幅１５ｍｍ、長さ４００ｍｍの固定具に、５
ｍｍの幅で、ＹＡＧレーザーを用いて２ＫＷの出力で溶
接した。表面に１μｍの厚さにクロムメッキして０．５
Ｓの精度で研磨した、外径３００ｍｍ、長さ４００ｍｍ
の鉄製ロールに固定具と同じ形状の溝を切削で形成し
て、スタンパーの端面に溶接された固定具の一方を成型
ロールにネジ止めして、他方をスタンパーに２．０Ｋｇ
の張力が掛かるようにして固定した。一本の成型ロール
に同じようにして、３枚のスタンパーを取り付けた。

【００２２】図４に示すように、前記スタンパー付きロ
ールを、押し出し成型機（日立造船、ＳＨＴ９０−３２
ＤＶＧ）に取り付けて、４．０ｍ／分の速度で、ダイ温
度２９５℃、ロール温度１６０℃の条件で、ポリカーボ
ネート（帝人化成、Ｌ−１２２５）を０．４ｍｍ厚さに
押し出し成形した。押し出した基板を測定してみたとこ
ろ以下に示すような特性を示した。

【００２３】光透過率は８９％で十分に透明であった
（日立、Ｕ−３４００、λ＝８３０ｎｍ）。複屈折は、
全面にわたってシングルパスで２０ｎｍ以下で小さかっ
た（日本電子光学社、複屈折測定機、λ＝８３０ｎ
ｍ）。トラック溝の深さはマスクの９７％であり、十分
に転写していた（テーラーホブソン、タリステップ）。
トラック溝の線幅はマスクの９９％であり良好であった
（エリオニクス、三次元計測装置）。トラック溝の外形
寸法はマスクを基準にして誤差１％以下で形状の変化は
十分に小さく、凸部の影響による線の乱れは発生しなか
った（カールツァイス、計測顕微鏡）。凸部の転写部
は、幅０．４ｍｍ、深さ０．２ｍｍであり凸部の転写性
も良好であった。打ち抜き切断機（カード打ち抜き機、
アイセル）を用いて光カードサイズ（８５×５４ｍｍ）
の大きさに切断した。凸部の端面を切断機のＣＣＤカメ
ラで容易に観察できた。敷き板に厚さ５ｍｍの硬質塩化
ビニル樹脂（筒中プラスチック）を用いて切断を行なっ
たところ、切断面の凹凸は２０μｍ以下であり、また同
様に１万枚切断しても切断刃の劣化は発生しなかった。

【００２４】下記構造式（Ｉ）で示される、光記録材料
を溶剤塗布した。

【００２５】

【化１】

【００２６】この基板を１００ｍｍ幅に切断して、保護
基板には０．２５ｍｍ厚のポリカーボネート（帝人化
成、パンライト２５１）を同じ１００ｍｍ幅に切断し
て、５０μｍの厚さの接着剤（ヒロダイン、エバフレッ
クス７５００ＥＸＰ）を挟んで、ロールラミネーター
（大成ラミネーター、特注品）を用いて、送り速度０．
１０ｍ、ロール温度１１０℃、ロール圧力２．０ｋｇで
ロール間に０．５ｍｍの金属製のギャップを挟んでラミ
ネートした。その後、８６×５４ｍｍのカードサイズに
切断して光カードを作製した。

【００２７】次の条件で記録・再生してみたところ、Ｃ
／Ｎ比で４７ｄＢ、ビットエラーレイトは１×１０^-5で
あった。この値は６０℃、９０％ＲＨの条件で１０００
時間保持しても、読取り特注、書き込み特性ともに変化
がなかった。カードの送り速度：記録時６０ｍｍ／秒、再生時４００
ｍｍ／秒記録周波数：７．６５ｋＨｚ、再生周波数：５１ＫＨｚレーザーパワー：書き込み３．５ｍＷ、読み出し０．２
ｍＷ、スポット径３ミクロン

【００２８】実施例２実施例１と同じフォトマスクを用いて、実施例１と同じ
様にレジスト（ＯＦＲ８００、東京応化）を用いて耐エ
ッチング層を１μｍの厚さに形成した。実施例１と同じ
装置を用いて、実施例１と同じ位置に実施例１と同じ
０．４ｍｍ線幅に凸部のパターンを露光した。現像後、
このフォトマスクをドライエッチング装置（ＥＣＲ３１
０、アネルバ）で六フッ化二炭素を用いて４０Ｗの条件
で、ガラスをエッチングして深さ０．２ｍｍの凸部を形
成した。実施例１と同じようにフォトマスク表面のレジ
ストを取り除いた後、実施例１と同じようにして導電化
処理、電鋳、研磨を順に行なって厚さ２００μｍのニッ
ケルスタンパーを得た。実施例１と同じ固定具に実施例
１と同じ方法で溶接して、実施例１と同じロールに実施
例１と同じ方法で固定した。

【００２９】実施例１と同じ押し出し成型機を用いて、
実施例１と同じ条件で０．４ｍｍ厚のポリカーボネート
を成形した。実施例１と同じように測定すると、光透過
率は８９％、トッラク溝の転写は深さで９７％、線幅９
９％であり良好であった。複屈折は全面で２０ｎｍ以下
であった。トッラク溝の外形寸法はマスクの９９％であ
った。凸部の転写は線幅０．４ｍｍ、深さ０．２ｍｍで
あり、良好であった。実施例１と同じようにカード形状
に打ち抜いた。凸部の端面は容易に観察できた。実施例
１と同じように１万枚打ち抜いても切断面の凹凸は２０
μｍ以下であった。

【００３０】実施例３実施例１と同じフォトマスクを用いて、トラック溝を保
護剤（ファインケミカルジャパン、クリーンコートＳ）
を塗布して保護した。旋盤を用いて実施例１と同じ位置
に、０．４ｍｍ幅、０．２ｍｍ深さのガラスを削り取っ
て凸部を形成した。保護剤を剥がした後、該フォトマス
クをアセトン、トルエンで順に洗浄した。乾燥後、実施
例１と同じようにして導電化処理、電鋳、研磨を順に行
なって厚さ２００μｍのニッケルスタンパーを得た。実
施例１と同じ固定具に実施例１と同じ方法で溶接して、
実施例１と同じロールに実施例１と同じ方法で固定し
た。実施例１と同じ押し出し成型機を用いて、実施例１
と同じ条件で０．４ｍｍ厚のポリカーボネートを成形し
た。

【００３１】実施例１と同じように測定すると、光透過
率は８９％、トラック溝の転写は深さで９７％、線幅９
９％であり良好であった。複屈折は全面で２０ｎｍ以下
であった。トラック溝の外形寸法はマスクの９９％であ
った。凸部の転写は線幅０．４ｍｍ、深さ０．２ｍｍで
あり、良好であった。実施例１と同じようにカード形状
に打ち抜いた。凸部の端面は容易に観察できた。実施例
１と同じように１万枚打ち抜いても切断面の凹凸は２０
μｍ以下であった。

【００３２】実施例４実施例１と同じニッケルスタンパーを同じ工程を経て製
作した。スタンパーを重クロム酸の溶液に浸してスタン
パー表面に酸化膜を形成した。このスタンパーに電鋳を
行なってマザースタンパーを得た。同じようにしてマザ
ースタンパーに酸化膜を形成してから電鋳、研磨を行な
って、孫スタンパーを得た。孫スタンパーを実施例１と
同じようにしてロールに固定してスタンパーロールを得
た。

【００３３】実施例５実施例４と同じニッケルスタンパーを同じ工程を経て製
作した。実施例４と同じようにスタンパーを重クロム酸
の溶液に浸してスタンパー表面に酸化膜を形成し、電鋳
を行なってマザースタンパーを得た。マザースタンパー
の凹凸パターン面側に紫外線硬化樹脂（三菱レーヨン、
ＭＲＡ５００）を１０μｍの厚さに均一に塗布して、厚
さ２００μｍでマザースタンパーと同じ大きさのポリイ
ミド樹脂（デュポン、カプトン）を紫外線硬化樹脂と隙
間なく密着させた。その後、５ＫＷの紫外線ランプ（ウ
シオ電気社）を用いて、ポリイミド樹脂側から８０Ｗ／
ｃｍの条件で紫外線照射を行なって紫外線硬化樹脂液を
硬化させてパターンを転写して孫スタンパーを得た。孫
スタンパーを実施例４と同じようにしてロールに固定し
てスタンパーロールを得た。

【００３４】実施例６実施例１と同じニッケルスタンパーを同じ工程を経て製
作した。スタンパーの凹凸パターンの形成された面の反
対面の全面に、接着剤（ソニーケミカル、ＳＣ５５）を
バーコートを用いて１５μｍの厚さに塗布した。表面に
１μｍの厚さにクロムメッキして０．５Ｓの精度で研磨
した、外径３００ｍｍ、長さ４００ｍｍの鉄製ロール
に、このスタンパーを中央部から端まで順に接触させて
接着した。

【００３５】実施例７実施例１と同じニッケルスタンパーを同じ工程を経て製
作した。スタンパーの凹凸パターンの形成された面の反
対面の全面に、両面に粘着剤の付いたテープ（住友スリ
ーエム、９４６０ＰＣ）を空気が入らないように貼り合
わせた。実施例６と同じロールに、このスタンパーを片
方の端から順に空気を巻き込まないように両者を押して
接触させながら接着した。

【００３６】実施例８実施例１と同じニッケルスタンパーを同じ工程を経て製
作した。スタンパーの凹凸パターンの形成された面の反
対面の全面に、１μｍの厚さに銅を電気メッキして付け
た。そのスタンパー裏面にハンダをハンダゴテで溶かし
て薄くつけた。そのスタンパーを、実施例６と同じロー
ルに実施例６と同じように、接触、密着させた。そのま
までロールに４００℃の油を通してハンダを溶かして両
者を固定した。

【００３７】実施例９実施例１と同じニッケルスタンパーを同じ工程を経て製
作した。実施例１と同じロールにスタンパーを片方の端
から順に空気を巻き込まないように両者を押して接触さ
せた。スタンパーの対向する一組の端をロールの溝に折
り曲げてネジで固定してスタンパーロールを得た。

【００３８】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、ト
ラック溝よりも高さを高くした凸部を設けたスタンパー
を成型ロールに固定し、押し出し成型法を行ない光学的
情報記録担体用基板の連続シートを作成することによっ
て、以下の様な効果がある。１．切断部分の厚みが薄くなることによって、打ち抜き
刃の寿命が長くなる。２．切断部のバリが少なくなり、切断面がきれいにな
る。３．切断部分の厚みが薄くなることによって、樹脂の使
用量を減らすことができる。４．樹脂成型と同時に樹脂端部の厚さが厚くなる部分を
切断することができる。５．樹脂成型と同時に、搬送または位置合せの穴又は溝
を形成することができる。６．該凸部をアライメントマークに用いることによっ
て、位置合せの精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光記録媒体用基板製造用スタンパーの
製造方法の前半を示す部分工程図である。

【図２】本発明の光記録媒体用基板製造用スタンパーの
製造方法の後半を示す部分工程図である。

【図３】本発明のスタンパーを成型ロールに固定するた
めの固定具に取り付けた状態を示す模式図である。

【図４】本発明のスタンパーを固定した成型ロールを用
いて基板に凹凸形状を転写する押し出し成型機の模式図
である。

【符号の説明】

１ルーダー２Ｔダイ３加圧ロール４成型ロール５従来基板シート１０フォトレマスク１１金属薄膜１２凹凸パターン１３凸部となる溝部１４ガラス基板１５レジスト１６凸部となる溝１７マスター１８，２２板１９，２１光硬化性樹脂２０マザー２３導電膜２４電鋳膜２５電鋳膜裏面２６スタンパー２７凸部３０，３１固定具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】転写用のトラック溝部を有するスタンパ
ーの端部または裏面を成型ロールに固定してなるロール
状スタンパーであって、トラック溝部以外の部分にトラ
ック溝部よりも高い凸部を形成してなることを特徴とす
る光記録媒体用基板製造用スタンパー。