JPS6017089A - 高密度情報記録担体製造用スタンパ−の電鋳方法および装置 - Google Patents

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】 本発明はブラスチンク円盤、特に例えばビデオディスク
やデジタルオーディオディス等の高密度情報記録用ディ
スク、の成形に用いられるスタンパ−の電鋳方法および
その実施に用いる装置に関するものである。

プラスチック円盤上にサブミクロンオーダーの凹凸の形
で情報信号を記録し、この凹凸を光学的方法で読み取り
、再生する方式に用いられるプラスチック円盤は主とし
て圧縮成形、シートモールディング、２Ｐ法、射出成形
によって製造されている。いずれの成形法においてもプ
ラスチック拐料にサブミクロンオーダーの凹凸を転写す
るのに用いられる型あるいはスタンパ−には高度の精密
性が要求される。

このスタンパ−は一般に次に述べるように電鋳によって
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
ーザー等によって加工し、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、スパッタリン
グ等により導電性薄膜を形成させた後にニッケル電鋳を
行なう。マスターをそのままスタンパ−として用い、プ
ラスチックス盤の成形を行なえば、原盤上の情報信号が
そのままプラスチッ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
ｌ（ｎは正の整数）にとられ得る。しかＩ〜ながら、マ
スター盤の表面は原盤の導電処理被膜であり、くりがえ
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−を得る。

スタンパ−に要求される性能には優れた転写性、機械的
強度の他に厚みの均一性がある。スタンパ−厚みの不均
一はそのまま成形されるプラスチッ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１５目害す
る。さらに、厚みが不均一であると成形金型を損傷する
ことになる。通常のスタンパ−の厚みは０，２〜ｏ、５
ｍｍで、その許容誤差は５係以内である。

かかるニッケルスタンパ−を得るには通常傾斜した回転
円盤に原盤を取りつげ、ニッケルアノードボックスある
いはバッグと対向させ、スルファミン酸二ンケルを主成
分とした電着溶液に浸漬し攪拌しつつ直流を通電し電鋳
を行なう。

一般に、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。その原
因はマザー盤の回転および循環液の拡散状態によってマ
ザー盤の中央部と外側の電流密度に差が生じるためと考
えられる。かくしてこのような場合、原盤に電着して出
来るニッケル層の厚みを均一にするにはアノードボック
スあるいはバッグの開口部の形あるいは大きさを調節す
ることによって原盤の外径、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
が通常行なわれている。すなわち、従来では、スタンパ
−の厚み調節は陽極側の開口部に対する遮蔽板の形状を
工夫して電鋳厚さを調節しているが、陽極と陰極の間に
は距離があるため、陽極側に遮蔽板を付けても遮蔽効果
が悪く、電鋳厚さを任意に変えることはできなかった。

また、遮蔽効果を大きくするために大きな遮蔽板を一５
＝ 用いると、電流効率が低下するという欠点があった。

本発明者は従来の上記欠点を克服するために研究を重ね
た結果、スタンパ−の放射方向肉厚分布を均一にする方
法を見い出すとともに、この方法を用いることによって
放射方向肉厚分布を所望の任意の値に制御できることを
見い出したものである。

すなわち、ビデオディスクやデジタルオーディオディス
ク等の高密度情報記録担体を成形するのに用いられるス
タンパ−の肉厚は一般に均一であることが要求されるが
、最近、成形方法または成形条件によっては放射方向肉
厚分布が傾斜したスタンパ−が要求されるようになった
。例えば射出成形においては厚さ１．２鮨で半径１５ｃ
ｒ／Ｌの円盤状成形キャビティーに溶融樹脂を急速に充
填しなければならず、この場合、スタンパ−には放射方
向肉厚にわずかな勾配を付けるのが望まれている。

したがって、本発明の目的はスタンパ−の放射方向肉厚
分布を任意の値に制御可能なスタンパー６− の電鋳方法を提供することにある。

さらに本発明の他の目的はスタンパ−の放射方向肉厚分
布を均一にする電鋳方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は上記電鋳方法を実施するため
の装置を提供することにある。

本発明のスタンパ−電鋳方法は陽極側と陰極側のそれぞ
れに遮蔽板を着脱自在に取付け、陽極側に取付けた遮蔽
板でスタンパ−の中央部に近い部分の厚み調節を行い、
陰極側に取付けた遮蔽板でスタンパ−外周部に近い部分
の厚み調節を行い、これら両遮蔽板を電鋳工程の開始時
から終了時の間の時点で装着または脱着してスタンパ−
の放射方向肉厚分布を所望の任意の値に制御することを
特徴としている。

本発明の特殊な一つの実施例では、原盤が固定されてい
る陰極に接近させた状態で遮蔽リングを着脱自在に配置
し、電鋳工程の途中に於てこの遮蔽リングを取り外すこ
とによって半径方向の厚み分布が均一なスタンパ−を製
造することができる。

」１記遮蔽リングは回転陰極に着脱自在に取付けてそれ
と一体回転させるへ・、回転陰極近傍に挿入自在に固定
するかすればよい。

本発明はさらに上記電鋳方法を実施するための電鋳装置
にも関するものであり、この装置は陽極と陰極にそれぞ
れ独立した遮蔽板を着脱自在に配置した点を特徴として
いる。

以下、添伺図面を参照して説明する。先ず第１〜２図を
用いて公知の傾斜型回転原盤電鋳装置の構成を説明する
。第１図はスタンパ−の電鋳に一般に用いられている傾
斜型回転原盤電鋳装置の概念的部分断面図であり、原盤
１０はホルダー１１によって陰極１に固定されている。

この陰極１はモーター４によって回転され、鉛直面に対
して４５゜の角度に保たれている。陰極１に対向した陽
極は陽極ボックス２の形状をしており、この陽極ボック
スは電鋳槽３の外へ引き出すことができるようになって
おり、その内部には電鋳材料例えばニッケルボール７が
収容されている。電鋳溶液はポンプ６によって循環され
る。図では電鋳溶液が陽極ホルダーの中央を通って陰極
表面に供給される場合を概念的に図示したものである。

陽極ボルダ−２の陰極１との対向面には開口９が形成さ
れている。この開口９はｒ布で被われていて、イオンは
通過するが電極に生じるスラッジは流出しなし・ように
工夫されており、Ｎ１イオンが上記開口９を介して陰極
に向って拡散するようになっている。この間口９の一部
は適当な形状の遮蔽板８で被われている。第１，２Ａ図
はこの遮蔽板８を三日月形にしたものが示しである。

この公知の電鋳装置においても遮蔽板８の形状を変えた
り、陰極−陽極間距離を変えたり、電鋳溶液の循環速度
を変えたりすることによっである。

程度放射方向に於ける電鋳肉厚を調節することはできる
が、第１図に示すように陽極側に設けた遮蔽板８のみで
は放射方向の肉厚分布を所望の値、特に均一にすること
はできなかった。

本発明は上記欠点を無くすものであり、以下、第３〜８
図を用いて本発明を説明する。

第３図を参照すると、この図に示す傾斜型回転＝９− 電鋳装置は陽極側遮蔽板２０と陰極側遮蔽板３０とが着
脱自在になっている点を除くと、基本的には前記第１〜
２図に示した公知の電鋳装置と同じである。この第３図
の陽極側遮蔽板２０は陽極ボックス２の表面に取付けた
２本の平行ガイドレール２１に沿ってストッパー２２ま
で陽極ボックス２表面上を摺動できるようになっており
、電鋳槽３の蓋５に形成したスＩＪ　ン）を介して蓋５
の上から取手２５を握ることによって電鋳槽外に引出す
ことができるようになっている。この陽極側遮蔽板２０
は第６Ａ図に示すように陽極ボックスの開口９に対応し
た仮想円の外周部を部分的に被う２つのセクター２３．
２４を有する開口２−＃を有している。すなわち、陽極
はこの開口２命以外の所が上記セクター２３．２４で被
われている。なお、図では開口２；が２つのセクター２
３．２４で被われだ円となっているが、この開口の形は
星形、ダ円形、正方形、長方形、十字形、その他任意の
形状にすることができ、種々の開口形状を有する遮蔽板
を多数用意しておき、必要に応じて適宜交１０− 換して用いればよい。

本発明の特徴により、陰極１側にも陰極側遮蔽板３０が
着脱自在に取付けられている。この陰極側遮蔽板３０は
陽極ボックス２表面から突出１−だ４本の支柱３３に固
着された支持リング３１上にセットできるようになって
いる。すなわち、上記支持リング３１に形成された３つ
のガイド３２と最上部の回動フック３４によって一定位
置に固定できるようになっている。陰極側遮蔽板３０を
挿入または引出す際には回動フック３４を外して挿入ま
たは引出すことができる。この支持リング３１の直径お
よびその巾は陰極表面を被わないような値にしなげれば
ならない（第５図参照）。

陰極側遮蔽板３０は第６Ｂ図に示すようにリングに取手
３５を一体に取付けたもので作ることができ、挿入また
は取出す際には電鋳槽の蓋に形成したスリントから突出
した取手３５を握って操作すればよい。また、この遮蔽
板３０の開口形状は真円だけでなく、ダ円形、星形等任
意に選択できる。

なお、第３〜６図に示した遮蔽板２０．３０の支持手段
は単なる例示にすぎず、他の任意の位１Ｍ−決め可能な
機構であれば、どのようなものでもよいことは容易に理
解できよう。例えば、上記支持手段を陽極ボックスに支
持させずに電鋳槽３に支持さぜることもできる。

第７，８図は本発明の他の実施例を示す図であり、この
場合には陰極側遮蔽板４０が回転陰イグ１に、正確には
アクリル製ホルダー１１を介して回転陰極】に、着脱自
在に取イ」けられている。すなわち、この場合の陰極側
遮蔽板４０は遮蔽リングの形状をしており、この遮蔽リ
ング４０には大径の孔と長孔とで構成される複数（図示
した実施例では４つ）の係合孔４１が形成されており、
この係合孔／ＩＩに陰極１から突出したピン４２が係合
するようになっている。このピン４２は大径の頭部を有
し、この頭部を遮蔽リング４０の上記大径の孔に挿入し
た後に遮蔽リング４０を周方向にわずかに回動すること
によってピン４２を前記長孔と係合させれば遮蔽リング
４０が陰極１に固定できるようになっているということ
は理解できよう。

第３〜６図に示した実施例では陰極側遮蔽板３０を電鋳
槽の蓋５をしたままで引出すことができるが、第７，８
図の実施例では、遮蔽リング４０を外す際には蓋５を開
けて陰極しを電鋳槽から出し、手で取り外すことになる
。なお第７，８図の実施例では図示するような中心開口
が円形の遮蔽リング以外のダ円や星形間［１の遮蔽リン
グは使うことはできない。

以下、本発明を実施例によって説明する。

実　施　例 直径３５０朋、中心孔７．２ｍｍ、厚さ６朋のオプティ
カルフラットなガラス盤上に０．２μ厚さにレジストを
塗布し、巾１μのトラック上にＰＣＭ信号を変換したピ
ントをレーザーにより刻んだ原盤上に１５０°Ａ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。

原盤な電鋳溶液に浸漬し、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ックスに対向し
、７函の間隔を保つように保持１３− して電鋳した。電鋳浴の組成は以下のとおりである。

スルフアミノ酸ニッケル（四水和物）　４００ｇ／ＩＪ
塩化ニッケル（六水和物）’ｓｇＡ は　う　酸　３（ＪｊＪ／ｌ ピット防止剤　０．５ｇ／ｌ 浴温は５０℃で、液全体を１０回／ｈ　ｒのサイクルで
０．４μのメンブレンフィルター貯槽とを通過して循環
させ、原盤の中央部へ向って液が噴出するようにした。

貯槽中には電解ニッケルのコルゲートのカソードとアノ
ードバッグを浸漬して０．３　Ａ　／ｄｍ”の弱電流を
通電し、不純物イオ」１　相　廿　什 ンＣａ　、Ｐｃ　、Ｚｎ　、Ｐｌ）　等を選択的に電着
させ電鋳浴を精製した。

アノードのニッケルには電解ニッケルのペレツトを用い
た。

先ず、第１，２図に示す従来公知の装置を用いて、トー
タル通電量を２１５　Ａ　−ｈｒｓにして電鋳した。こ
の場合に得られたスタンバ−の放射方向肉厚分布は表１
に示しである。この表１かられが−１４＝ るよ５に［１なる三１−１月形遮蔽板のみではスタンパ
−外周部の遮蔽効果はほとんどないことがわかる。

次に本発明による第３図の装置を用いた実施例を説明す
る。

先ず第３図に示す装置で陽極側遮蔽板どして第６Ａ図に
示す遮蔽板２０から扇形セクター２４を除いて三日月セ
クター２；３のみを有するものを用い、陰極側遮蔽板と
して第６Ｂ図に示す遮蔽リング３０を電鋳工程開始に取
利け、電鋳工程紙工時まで外さずにトータル通電量を２
１５Ａ・ｈ　ｒ　ｓとして電鋳を行った。その結果は表
２に示しである。

この表２かられかるように陰極側遮蔽リング３０を用い
ることによりスタンパ−外周部への遮蔽効果が著しく向
上する。

このスタンパ−は外周部を切り取ることによって放射方
向肉厚分布がなだらかに傾斜した小径ディスク成形用ス
タンパ−として利用することができる。

次に本発明方法によって電鋳工程途中で遮蔽板を着脱し
た場合の実施例を説明する。

先ず、第３図に示す装置を用い、陽極側遮蔽板として第
６Ａ図に示すもの２０を用い、陰極側遮蔽板は用いずに
電鋳を開始した。１・−タル通電量を２１５　Ａ、−ｈ
ｒｓとし、通電量が１．２０Ａ　＊　ｈｒｓの時点で陽
極側遮蔽板を取り外し且つ第６［３図に示１−陰極側遮
蔽板３０を挿入した。この場合得られたスタンパ−の放
射方向肉厚分布は表３に示すよ５にスタンメータ１周に
向ってなだらかな勾配を有していた。

このスタンパ−は円環状成形キャビティーに溶融樹脂を
キャビティー外周に設けたフラノンーゲら −トかケ射出成形する金型に取付けて用いる場合に有利
である。この射出成形法の構造、利点等については本出
願人による特願昭　−号を参照されたい。

さらに、第３図に示す装置を用い、陽極側遮蔽板として
第６Ａ図に示すものを用い、陰極側遮蔽板どして第６Ｂ
図に示す遮蔽リング３０を用いて、１・−タル通電量を
２１５Ａ・ｈ　ｒ　ｓとし、通電量が６５　Ａ、　−ｈ
ｒｓＯ時点で陰極側遮蔽板３０を取り外した。この場合
の結果は表４に示しである。表４かられかるように、電
鋳の途中に於て陰極側遮蔽リング３０を外すことによっ
てスタンパ−の放射方向肉厚分布をほぼ均一にすること
が可能となった。表４に示す結果は第７，８図に示す陰
極側遮蔽リング４０を用い、これを電鋳途中に於て取り
外すことによっても得られる。

表４に示す結果は、陰極側遮蔽リング３０あるいは４０
をアクリル製スタンパ−ホルダー１１の内径と遮蔽リン
グ３０あるいは４０の内径との間（７）１１１（ｄ）（
第８Ａ図参照）を５７ｆｆ７Ｍとし、原盤表面と遮蔽リ
ング背面との間の間隔（Ｓ）を１ｃＩｎとした場合の値
である。

このスタンパ−を用いて溶融樹脂を例えば特開昭５６−
１３９９／１０号公報に示されるような円盤状成形キャ
ビティー内でスタンパ−中心から放射方向に射出すると
肉厚の均一なディスクが成形できる。

遮蔽板の着脱操作に関しては遮蔽板を電鋳開始時に取付
け、電鋳工程の途中で取り外す代りに、１７− これとは順番を逆にして、電鋳開始時には遮蔽板を取り
付けずに電鋳を開始し、電鋳工程の途中から遮蔽板を挿
入するようにしてもほぼ同じ結果が得られるということ
は理解できよう、一般に、遮蔽板を陰極側に近ずけるこ
とによって遮蔽効果が強くなることは明らかであるが、
遮蔽板を数句けたままでは放射方向肉厚分布を任意に制
御することはできない。本発明方法では遮蔽板を２枚使
用し、これらの遮蔽板を独立して挿入あるいは取り外す
ことによって上記肉厚分布を任意に制御するものである
。

以上説明したように、本発明によれば陽（牽制と陰極側
にそれぞれ独立した遮蔽板を着脱自在に配置し、これら
遮蔽板を電鋳工程の開始時から終了時までの間の任意の
時点に於いて挿入あるいは取り外することによってスタ
ンパ−の放射方向肉厚分布を希望する値にできるという
効果を有している。特に、均一な肉厚分布が要求される
場合には、スタンパ−外周部に対する遮蔽効果が著しい
陰極側遮板を電鋳工程の途中で取り外すことあるいは１
８− 挿入することによって極めて均一な肉厚のスタンパ−が
得られるという効果がある。さらに、一般的には成形条
件や金型の成形キャビティーへの樹脂の射出方向に応じ
た所望の放射方向肉厚分布を有するスタンパ−を作るこ
とができる。

以上、本発明を特殊な実施例によって説明１−だが、本
発明はこれにのみ限定されるものでないことは明らかで
、

【図面の簡単な説明】

第１図は公知の傾斜型回転電鋳装置を示す概念的側面部
分断面図。 第２Ａ、２Ｂ図は第１図のＩＴ−１１面から陽極側と陰
極側とをそれぞれ見た場合の各平面図。 第３図は本発明の一実施例を示す第１図と同様な傾斜型
回転電鋳装置の概念的要部側面部分断面図。 第４Ａ、４Ｂ図は第３図のｒＶ−ｒＶ面から陽極側と陰
極側とをそれぞれ見た場合の各平面図。 第５図は第４Ｂ図のＶ−Ｖ線による断面図。 第６Ａ、６Ｂ図は第３，４図の装置に用いられる陽極側
と陰極側の各遮蔽板の斜視図。 第７図は本発明の他の実施例を示す回転電鋳装置の要部
斜視図で、陰極側遮蔽板を回転陰極に着脱自在に取付け
た意思外は第３図に示す装置と同じである。 第８Ａ図は第７図の陰極の側部断面図。 第８Ｂ図は第７図の■−壇面から陰極を見た時の平面図
。 表１〜４はスタンパ−の電鋳厚さくμ）を半径に対（７
てプロットシた放射方向肉厚分布図で、表１は従来例の
もの、表２は本発明装置を利用した場合の一実施例の分
布図、表３，４は本発明方法を用いた２つの実施例の分
布図。 （図中符号） １：陰極、２：陽極ホルダー、３：電鋳浴槽、４：モー
ター、５：電鋳槽、６：ポンプ、７二二ノケルボール、
８：陽極側遮蔽板、１０：原盤、１１ニアクリル製ホル
ダー、２０：陽極側遮蔽板、２１ニガイドレール、２２
ニストノパー、２２：開口、２３：三日月部分、２４：
扇形部分、２５：取手、３０：陰極側遮蔽板、３１：支
持リング、３２ニガイド、３３：支柱、３４：回動フッ
ク、３５：取手、４０：陰極側遮蔽板、４１：係合孔、
４２：ピン。 特許出願人　ダイセル化学工業株式会社−２’１−・す Ｓ２ 中心より（ｚ） 中心より（ｃｌｎ） ４／り 表−４ 中心」：す（ｃｍ） 手続補正■１（方式） 昭和夕８年Ｉ＋月２日 特許庁長官　若杉和夫　殿 １、事件の表示　昭和５８年特許願第１２１６９０号２
　発明の名称　高密度情報記録相体製造用スタンパ−の
電鋳方法および装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　大阪府堺市鉄砲町１番地 ５　補正の対象　明細１１１．の発明の詳細な説明のＭ
・■１図面の簡単な説明の欄および図面 ６、補正の内容 １）発明の詳細な説明の（（・目を下記の通り補正する
。 （１）明細書第１４頁末行の「表１」（２ケ所）を「第
９図」と補正する。 （２）同第１５頁第１１行目および第１２行目の「表２
」をそれぞれ「第１Ｏｒ′２ＬＩと補正する。 （３）同８１￥１６頁第７行１］の「表３−１を「第１
１図」と補正する。 （４）同第１７頁第１行目（２ケ所）、第５行目および
第８行目の「表４−１を「第１２Ｍ」と補正する。 ２）　図面の簡単な説明の欄中下記の箇所を補正する。 （］）明細書第２０頁第９行〜２Ｊ１３行目の「表１〜
４は・・・・・・・の分布図。」を下記の通りに補正す
る：「　第９〜１２図はスタンバ−の電鋳厚さくμ）を
半径に対してブロノトシた）、１シ射方向肉厚分布図で
５第９図は従来例のもの、第１０図は本発明装置を利用
した場合の一実施例の分布図、第１１．．１．２図は本
発明方法を用いた２つの実施例の分布図。」 ３）　図面を別紙の通りに補正する。 （この補正は 「表−１」　を　「第　９図」 ［表−２−１を　「第１０図」 「表−３」　を　「第１１図」　および「表−４」　を
　「第１２図」 にそれぞれ補正するものです。） １− −２０ 中７シ」す（Ｃｍ） 　２− ル１１目 洪：母 （Ｉ）） 中、シ」す（ｃｎｒ　） ル１２目 １−二牟

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）固定陽極と回転陰極とを有する回転電鋳装置を用い
   て高密度情報記録担体製造用スタンパ−を電鋳する方法
   において、陽極と陰極とが互いに対向する間隙中で陽極
   および陰極の各対向面に近接した位置とそこから除去さ
   れた位置との間で装着・脱着自在な陽極側遮蔽板と陰極
   側遮蔽板とを用い、これら陽極側遮蔽板と陰極側遮蔽板
   を電鋳工程の開始時から終了時までの任意の時点におい
   て各々独立して装着または脱着することによってスタン
   パ−の放射方向肉厚分布を所望の値に制御することを特
   徴とするスタンパ−の電鋳方法。 ２）上記の放射方向肉厚分布が均一になるように上記遮
   蔽板を装着または脱着することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の電鋳方法。 ３）固定陽極と回転陰極とを有する高密度情報記録ディ
   スク製造用スタンパ−の電鋳装置において、陽極と陰極
   とが互いに対向する間隙中で、陽極と陰極の各対向面に
   近接させた状態で陽極側遮蔽板と陰極側遮蔽板をそれぞ
   れ着脱自在に配置したことを特徴とするスタンパ−の電
   鋳装置。 ４）着脱自在な陰極側遮蔽板が真円開口を有する遮蔽リ
   ングで構成され、この遮蔽リングが回転陰極と一体回転
   するようになっていることを特徴とする特許請求の範囲
   第３項記載の電鋳装置。