JPH06168484A - 光ディスク基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 感光性樹脂（２Ｐ）を透明基板上に転写する
際、２Ｐ樹脂液中に混入した気泡を２Ｐ樹脂液中より搬
出除去することにより、気泡混入のない光ディスク用基
板を提供すること。 【構成】 スタンパの微細な凹凸を透明基板上の感光性
樹脂に転写して光ディスク用基板を形成する方法におい
て、透明基板の裏側（２Ｐ樹脂と接触していない側）中
心近付を加圧すると同時に振動を与える。この時、与え
る振動の伝達軸として弾性体を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ビームにより記録再
生可能な光ディスク用基板の製造方法及びその装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク基板は高密度記録を達成する
ために使用するが、透明基板上にスタンパを用いて光学
的案内溝を形成しておく必要がある。その方法には、
射出成形法、圧縮成形法、射出圧縮成形法、感光
性樹脂法（Photo-polymer 法；２Ｐ法）などがある。

【０００３】の射出成形法は最も一般的なもので、ス
タンパを取り付けた金型の中にディスク材料を射出し成
形する方法であり、成形サイクル時間が短く生産性に優
れているが転写性が悪いという欠点がある。

【０００４】の圧縮成形法は、材料を押出し成型機内
で可塑化した後、一旦予備成形してから金型内へ入れ、
それを圧縮することによりディスクを成形するため、射
出成形法より転写性は良いが、型のサイクル時間が長く
なり生産効率が悪い。

【０００５】の射出圧縮成形法は、射出成形法と同様
に射出装置と型締装置から成り、一度金型を閉じた後圧
締しないで射出すると、その射出圧力により金型が所定
の寸法だけ開く。その後金型が圧締され、その型締の圧
力により金型キャビティー内の樹脂が押し広げられて成
形される方法である。これは圧縮成形法に比べて一段改
良された方法と云えるが、射出成形法に比べれば型のサ
イクル時間が長く、スタンパの寿命が短いという欠点が
ある。また、以上述べたの３つの方法に共通して言える
ことは、いずれも設備費用が高く、大きなスペース、大
きな動力が必要であり、連続使用時に比べて断続的に使
用する時の効率は極端に悪くなるという欠点があること
である。

【０００６】の感光性樹脂法（２Ｐ法）は、紫外線な
どの光照射により硬化する樹脂を用いてディスク基板を
作製する方法であり、スタンパの微細な凹凸の転写性に
優れているのみならず、簡単な設備で必要な時には何時
でもディスクを作製できるという特徴がある。そのた
め、２Ｐ法はディスク基板の生産に用いられるだけでな
く、前記,,の方法を用いてディスク基板を量産す
る際のスタンパのチェック用としても用いられている。
この２Ｐ法は感光性樹脂（２Ｐ樹脂）液を塗布する工程
や、ディスク作製工程において気泡を巻き込み易いとい
う欠点があり、このような欠点を解決するために、２Ｐ
法によりディスク基板を作製する際に気泡の巻き込みを
防止するための種々の方法が提案されてきた。

【０００７】例えば、基板を下に置きスタンパに２Ｐ樹
脂液を塗布した後、塗布面を下にして基板に重ね合せて
から２Ｐ樹脂液を硬化させる光学的記録媒体用基板の製
造方法が特開昭６３−１４０４３８号公報に記載されて
いる。また、特開平２−１２６４３４号公報には、スタ
ンパ裏面に配置したゴム製バッグにより初期にスタンパ
を凸状に押圧し、最後に平行になるように押圧する２Ｐ
法による光ディスク基板の成形方法が、さらに特開平３
−１７３９５５号公報には真空槽の中にスタンパおよび
基板を収納し、両者の間に２Ｐ樹脂液を拡散させる前に
真空槽を減圧して行う光ディスクの製造方法が記載され
ている。

【０００８】しかし、２Ｐ樹脂液塗布面を下向きにする
方法（特開昭６３−１４０４３８号公報）は２Ｐ樹脂液
の粘度が一般的に非常に低いため、塗布面を下向きにし
た時２Ｐ樹脂液がたれ流れ易いという欠点があり、エア
ーバッグや真空槽を用いる方法（特開平３−１７３９５
５、特開平２−１２６４３４号各公報）は特殊な装置を
必要とするのみならず、操作が複雑になるという欠点が
ある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題に鑑
みなされたものであり、２Ｐ樹脂液中に混入した気泡を
光ディスク用基板を製造する過程で、２Ｐ樹脂液中より
搬出除去することにより、気泡混入のない光ディスク用
基板を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明により、スタンパ
の微細な凹凸を透明基板上の感光性樹脂に転写して光デ
ィスク用基板を形成する方法において、転写時に感光性
樹脂透明基板の裏側（感光性樹脂と接触していない側）
中心近付を加圧すると同時に振動を与えて転写すること
を特徴とする光ディスク基板の製造方法が提案される。

【００１１】また、前記光ディスク基板の製造方法にお
いて、与える振動の伝達軸として弾性体を用いることを
特徴とする光ディスク基板の製造装置が提案される。

【００１２】図１中の図１（ａ）〜（ｄ）は、従来の２
Ｐ法によるディスク基板作製工程を示す図で、図１
（ａ）は金型および透明基板の準備を示す図、図１
（ｂ）は２Ｐ樹脂液の充填状態を示す図、図１（ｃ）は
紫外線による２Ｐ樹脂液の硬化を示す図、図１（ｄ）は
スタンパからの光ディスク基板の剥離を示す図である。
図中、２１は金型（ニッケルスタンパ）、２２は未硬化
の２Ｐ樹脂液、２２ａは硬化した２Ｐ樹脂、２３は透明
基板、２４は完成したディスク基板である。まず、スタ
ンパ２１上に２Ｐ樹脂液２２を付与し、その上から透明
基板２３を乗せる。その後、透明基板２３の上から加圧
して、２Ｐ樹脂液２２をスタンパ２１と透明基板２３の
間に押し広げる。次に、透明基板２３を通して紫外線を
照射して２Ｐ樹脂液２２を硬化させる。２Ｐ樹脂液２２
が硬化した後、スタンパ２１から透明基板２３に接着硬
化させた２Ｐ樹脂２２ａをスタンパから剥離してディス
ク基板２４を得る。

【００１３】しかし、この従来法によると２Ｐ樹脂液２
２の中に包含された気泡の一部は２Ｐ樹脂液２２をスタ
ンパ２１と透明基板２３の間に押し広げる工程で外部へ
抜けるが、気泡の殆どは２Ｐ樹脂液２２の中に包含され
たまま、紫外線により硬化されて、気泡入りのディスク
基板が出来てしまう。従って、前記のような気泡を２Ｐ
樹脂層に最初から含ませない工夫が種々なされている
が、現在までのところ、いずれも充分にはその目的を達
し得ていない。

【００１４】従来法による気泡２５が２Ｐ樹脂内に残留
する様子を模式的に図２に示す（図１と共通な部分につ
いての番号は図１と同じ番号を用いた）。スタンパ２１
上に２Ｐ樹脂液２２を付与した状態を図２（ａ）に示
す。透明基板２３を図２（ａ）の状態から徐々に下げて
来ることにより、２Ｐ樹脂液２２の最も高い部分と透明
基板２３が接触し、図２（ｂ）に示すような状態にな
る。２５は２Ｐ樹脂液を付与した時に混入した気泡を示
す。透明基板２３に図２（ｃ）に示す如く圧力をかけて
２Ｐ樹脂液を押し広げる時、２Ｐ樹脂液内の気泡２５は
樹脂液の広がりに応じて外周の方へ移動はするが、一般
には２Ｐ樹脂液内に残留したままとなる（前述の通り、
２Ｐ樹脂液を付与した時点で端部に近い所にある気泡は
樹脂液の広がりにつれて外周方向に移動し、スタンパ２
１と透明基板２３の間の端部より外部へ抜けるものもあ
る）。

【００１５】２Ｐ樹脂液が充分に広がった時点で透明基
板２３を通して紫外線照射をすることにより２Ｐ樹脂液
２２を硬化する状態を図２（ｄ）に示すが、この時気泡
２５は２Ｐ樹脂液内に残留し、そのまま気泡２５の周囲
の２Ｐ樹脂液が硬化することになる。その後、スタンパ
２１と硬化２Ｐ樹脂２２ａとの間で剥離してディスク基
板２４を得るが、気泡２５はディスク基板２５の中に含
まれたままの状態である。このような気泡２５が２Ｐ樹
脂２２ａ中に含まれたディスク基板２５を用いて、記録
膜を付与して光ディスクを作製すると、エラーレートが
増加することになり好ましくない。このエラーレートの
増加は、気泡の存在によりスタンパの表面形状が正確に
は転写されなかったり、硬化２Ｐ樹脂２２ａと気泡２５
の中の気体の屈折率が異なるために起る現象であると考
えられる。

【００１６】図２（ｃ）において透明基板２３に圧力を
かける時に透明基板２３の中心部のみに圧力をかけて、
２Ｐ樹脂液を広げると気泡２５はゆっくりと外周の向け
て移動して、最終的には２Ｐ樹脂液の外部へ抜ける。し
かし、この方法は中心部に圧力をかける面積と圧力のバ
ランスが難しいこと、及び気泡が抜けるまでに長い時間
がかかるという欠点がある。

【００１７】上記の欠点を除く方法として、まず透明基
板２５の中心部に圧力をかけ、その力により気泡２５が
移動したら、気泡２５より中心に近い部分に更に圧力を
かけることを気泡２５の動きに応じて順次圧力をかける
位置を外周方向へ動かすことにより、最終的に気泡２５
を２Ｐ樹脂の外へ追出すことができる。この方法は前記
の方法よりは早く気泡を抜くことができるが、それでも
まだ長い時間がかり、操作が複雑である。以上のべた従
来の方法は、２Ｐ樹脂液を付与した時に含まれる気泡に
ついてのみならず、２Ｐ樹脂液を広げる過程で巻き込み
による気泡についても同様な問題が発生する。

【００１８】本発明は、２Ｐ樹脂液中に含まれた気泡を
効率よく２Ｐ樹脂液の外へ抜き去る方法に関するもの
で、本発明者らの実験によれば従来法を改良することに
よって、気泡を２Ｐ樹脂液内から抜くことができること
がわかった。その具体例を次に述べる。

【００１９】図３は、本発明によるスタンパ２１上に付
与された２Ｐ樹脂液２２を透明基板２３により押し広げ
つつある状態を示す。気泡２５は２Ｐ樹脂液内に存在し
ている。振動の伝達軸２６はバイブレータ２７の振動を
透明基板２５の裏面より中心付近に伝える役を担ってい
る。振動を与える方向に限定はないが、製造工程の容易
さから透明基板に垂直、または水平な方向が選ばれる。

【００２０】この振動伝達軸が弾性体であると、薄いガ
ラス板の基板を振動により破壊することなく、より効果
的に２Ｐ樹脂を押し広げ２Ｐ樹脂内の泡を外周へ押し出
すことができる。前記弾性体としては、金属コイル、金
属弾性板、ゴム、プラスチックなどが挙げられるが、ゴ
ムが最も好ましい。

【００２１】このような状態でバイブレータ２７を動作
させることにより、透明基板２５の中心近付が上下に振
動することにより２Ｐ樹脂液２２のある透明基板２５と
スタンパ２１の間隔をその中心付近において増減するこ
とができ、このことにより透明基板の中心付近は加圧、
減圧を繰り返すことになる。気泡２５に透明基板の中心
付近を加圧した時には気泡は外周方向へ移動し、減圧し
た時はそこに留まる動作を繰り返すことにより、速やか
に２Ｐ樹脂液２２より外部へ搬出される。

【００２２】ここに用いるバイブレータ２７は、透明基
板２３の中心付近を上下方向に振動させるものなら何で
もよく、電磁式、モーター式、圧電式、超音波式などが
考えられるが、電磁式が装置が簡便で安いコストで入手
できる。振動の周波数に特に限定はないが、簡易な電磁
式などを使う場合には、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚとな
る。

【００２３】図４には本発明の他の例を示す。図４
（ａ）は、スタンパ２１上に付与した２Ｐ樹脂液２２を
透明基板２３により押し広げつつある状態を示す。気泡
２５は２Ｐ樹脂液内に存在している。透明基板２３の中
心付近を加圧しつつ、透明基板の横側からバイブレータ
２７により伝達軸２６を通してバイブレータ２７の振動
を透明基板２３に伝える構造になっている。

【００２４】透明基板の横側から振動を与える例につい
て、透明基板の中心を加圧した状態を模式的に図４
（ｂ）に示す。即ち、透明基板２３の中心付近に加圧す
ることにより透明基板２３は図４（ｂ）に示す如く中心
付近の２Ｐ樹脂層は薄く、外周へ行くほど厚くなる形状
になり、２Ｐ樹脂液内の気泡２５は外周部の方向へ移動
し易くなる。このような状態を保ちつつ透明基板に振動
を与えることにより、気泡２５は容易に未硬化の２Ｐ樹
脂液２２の外へ排出できるものと思われる。

【００２５】

【実施例】

スタンパ；全ニッケル製０.３ｍｍ厚の電鋳品をアルミ
ニウム基板（１５ｍｍ厚）にエポキシ樹脂にて接着して
使用。作り方は一般常法による。アルミニウム基板に接
着したのはスタンパの強度を増し、平坦性を維持するた
めである。 ２Ｐ樹脂；紫外線硬化型アクリレート樹脂 透明基板；ソーダガラス板（厚さ１.１ｍｍ×直径１３
０ｍｍ） 伝 達 軸；合成ゴム製（直径１０ｍｍ、長さ２０ｍｍ） バイブレータ；電磁式バイブレータ（振動数５０Ｈｚ） スタンパを平坦な台の上に水平にのせ、２Ｐ樹脂液を
０.４ｍｌその中心付近に付与し、透明基板をその上か
ら配置し、透明基板の裏面中心付近に直径１０ｍｍの合
成ゴム製伝達軸をあて、伝達軸の他端を５０Ｈｚで振動
する電磁式バイブレータに接続した。電磁式バイブレー
タは透明基板とは相対的位置関係を保つように固定され
ている。バイブレータを約３０秒動作させた後取りはず
し、透明基板裏側より紫外線を照射して２Ｐ樹脂液を固
化後、スタンパより剥離することにより、硬化した２Ｐ
樹脂に気泡を含まない光ディスク用２Ｐ樹脂層付ガラス
基板を得た（振動の伝達軸としては本法の如く弾性体を
用いる方が良好な結果を得られる）。

【００２６】

【発明の効果】本発明により、透明基板の裏面中心付近
を加圧すると同時に、弾性体伝達軸を介して振動を加え
る光ディスク基板の製造方法においては、２Ｐ樹脂中に
包含された気泡が２Ｐ樹脂液の広がりとともに樹脂液外
に抜け易いので、気泡を２Ｐ樹脂層に含まない良質の光
ディスク基板が製作できる。殊に、弾性体による振動伝
達は振動を基板に伝える際に弾性作用により一部の振動
を吸収するので、ガラス基板の如き硬い基板でも破壊に
至らず良好に振動を伝えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、従来法の２Ｐ法によるディスク基板作
製工程図である。

【図２】図２は、従来法による気泡が２Ｐ樹脂内に残留
する様子を示す模式図である。

【図３】図３は、本発明による透明基板上部より振動を
与えながらスタンパ上の２Ｐ樹脂液を透明基板により押
し広げつつある状態を示す図である。

【図４】図４は、本発明による透明基板横側部より振動
を与えながらスタンパ上の２Ｐ樹脂液を透明基板により
押し広げつつある状態を示す図である。

【符号の説明】

２１ 金型（ニッケルスタンパ） ２２ 未硬化の２Ｐ樹脂液 ２２ａ 硬化した２Ｐ樹脂 ２３ 透明基板 ２４ ディスク基板 ２５ 気泡 ２６ 振動の伝達軸 ２７ バイブレータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スタンパの微細な凹凸を透明基板上の感
   光性樹脂に転写して形成する光ディスク用基板の製造方
   法において、転写時に該透明基板の裏側（感光性樹脂と
   接触していない側）の中心近付を加圧すると同時に振動
   を与えて転写することを特徴とする光ディスク基板の製
   造方法。
2. 【請求項２】 請求項１の光ディスク基板の製造方法に
   おいて、与える振動の伝達軸として弾性体を用いること
   を特徴とする光ディスク基板の製造装置。