KR100954470B1 - 정보기록매체의 제조방법과 제조장치 및 정보기록매체 - Google Patents

정보기록매체의 제조방법과 제조장치 및 정보기록매체 Download PDF

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소니 주식회사
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Abstract

광 디스크 등의 정보기록매체에 있어서, 높은 생산성으로, 평면성을 높여서 제조할 수 있는 정보기록매체의 제조방법과, 거기에 이용하는 제조방법 및 그와 같이 제조된 정보기록매체를 제공한다.
광 디스크 등의 정보기록매체를 구성하는 디스크 기판(10) 또는 수지 시트의 표면을 미리 미세 요철 형상(S)으로 가공한 후, 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해, 디스크 기판(10) 또는 수지 시트의 미세 요철 형상(S)으로 가공한 적어도 한쪽 표면에 상기 요철 형상을 전사한다. 다음에, 디스크 기판(10) 또는 수지 시트의 요철 형상면 위에 기록층을 형성한다. 그 다음에, 디스크 기판의 경우는 기록층 위에 피복층을 형성하고, 수지 시트의 경우는 상기 기록층과 다른 공정으로 디스크 기판에 형성한 기록층을 접합한다.
광 디스크, 정보기록매체, 수지 시트, 디스크 기판, 압축 성형가공, 요철 형상, 광학 기록층, 광 투과성의 피복층

Description

정보기록매체의 제조방법과 제조장치 및 정보기록매체{INFORMATION RECORDING MEDIUM, METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING THE SAME}
도1의 (a)는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 광 디스크의 모식 사시도이고, 도1의 (b)는 상기의 광 디스크의 모식 단면도.
도2는 도1에 도시하는 광 디스크의 요부 단면도.
도3의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 광 디스크의 제조방법의 제조공정을 도시하는 단면도.
도4는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 광 디스크의 요부 단면도.
도5는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 광 디스크의 요부 단면도.
도6의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 광 디스크의 제조방법의 제조공정을 도시하는 단면도.
도7의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 광 디스크의 제조방법의 제조공정을 도시하는 단면도.
도8의 (a) 및 (b)는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 광 디스크의 제조방법의 제조공정을 도시하는 단면도.
도9는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 하드 디스크의 모식 단면도.
도10은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 하드 디스크의 모식 단면도.
도11의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 하드 디스크의 제조방법의 제조공정을 도시하는 단면도.
도12의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 하드 디스크의 제조방법의 제조공정을 도시하는 단면도.
도13은 압축 성형장치의 모식 구성도.
도14는 압축 성형장치의 모식 구성도.
도15의 (a)는 도14에 도시하는 압축 성형장치의 외부 가열체의 평면도이고, 도15의 (b)는 그 온도 프로파일을 도시하는 도면.
도16은 압축 성형장치의 미세 요철 가공용 중금형의 모식 구성도.
도17은 압축 성형장치의 미세 요철 가공용 중금형의 모식 구성도.
도18은 압축 성형장치의 모식 구성도.
도19의 (a) 내지 (d)는 실시예에 있어서 본 발명에 따른 디스크 기판의 평탄성의 측정 결과를 도시하는 도면.
도20의 (a)는 종래예에 따른 광 디스크의 모식 사시도이고, 도20의 (b)는 상기의 광 디스크의 모식 단면도.
도21은 종래 방법에 따른 디스크 기판 성형용의 사출 성형장치의 모식 구성도.
도22의 (a) 및 (b)는 종래예의 문제점을 설명하는 도면.
도23의 (a)는 디스크 기판의 신호면의 평면도, 도23의 (b)는 측면도, 도23의 (c)는 판독면의 평면도.
도24의 (a) 및 (b)는 종래예에 따른 디스크 기판의 평탄성의 측정 결과를 도시하는 도면.
도25의 (a) 및 (b)는 종래예에 따른 디스크 기판의 평탄성의 측정 결과를 도시하는 도면.
도26의 (a) 및 (b)는 종래예에 따른 디스크 기판의 평탄성의 측정 결과를 도시하는 도면.
도27의 (a) 및 (b)는 종래예에 따른 디스크 기판의 평탄성의 측정 결과를 도시하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 10s : 디스크 기판
11 : 광학 기록층
12 : 보호층(피복층)
13, 13s, 15, 15s : 수지 시트
20, 20s, 23, 23s : 디스크 기판
20a, 23a, 23b : 요철 형상
21, 24, 25 : 자성막
22, 26, 27 : 윤활층
50a, 50b : 중금형 부분
57 : O링
100a, 100b, 100c : 압축 성형장치
101 : 프레스 상반
102 : 상열반
103 : 상금형
104 : 방열 시트
108 : 진공 구멍
109 : 제1 스탬퍼
110 : 제2 스탬퍼
114 : 하금형
115 : 하열반
116 : 프레스 하반
117 : 유압 램
RD : 팽창부
RS : 수축부
IL : 근적외선 히터 유닛
MH : 자기 헤드
CH : 센터 홀
PT : 보호층
S : 미세 요철 형상의 표면
본 발명은, 정보기록매체의 제조방법과 제조장치 및 그 제조방법으로 제조된 정보기록매체에 관한 것이다.
최근, 정보기록의 분야에 있어서는, 광학 정보기록방식에 관한 연구가 각 처에서 진행되고 있다.
이 광학 정보기록방식은, 비접촉으로 기록·재생을 행할 수 있는 것, 재생 전용형, 추기형, 개서 가능형의 각각의 메모리 형태에 대응할 수 있는 등의 다수의 이점을 가지고, 저렴한 대용량 파일의 실현을 가능하게 하는 방식으로서 산업용에서 민생용까지 폭넓은 용도가 생각되고 있다.
상기의 각종 광학 정보기록방식용의 광학 기록매체(이하, 광 디스크라고도 한다)의 대용량화는 주로 광학 정보기록방식에 이용하는 광원이 되는 레이저 광의 단파장화와, 고개구수의 대물 렌즈를 채용함으로써, 초점면에서의 스폿 사이즈를 작게 하는 것으로 달성해 왔다.
예를 들면, CD(컴팩트 디스크)에서는, 광 투과층이 되는 디스크 기판의 두께가 약 1.2㎜, 레이저 광 파장이 780㎚, 대물 렌즈의 개구수(NA)가 0.45이고, 650MB의 용량이지만, DVD-ROM(디지털 다용도 디스크―재생 전용 메모리)에서는, 광 투과층이 되는 디스크 기판의 두께가 약 0.6㎜, 레이저 광 파장이 650n㎜, NA가 0.6이고, 4.7GB의 용량이 되어 있다. DVD는, 예를 들면, 두께 약 0.6㎜의 디스크 기판을 2매 접합해서 1.2㎜의 두께의 디스크로서 이용되고 있다.
또한, 차세대 광 디스크 시스템에 있어서는, 광학 기록층 위에 설치되는 광 투과층의 피복층인 보호층의 두께를 0.1㎜정도로까지 얇게 한 광 디스크를 이용하여, 레이저 광 파장을 450㎚이하, NA를 0.78이상으로 함으로써 22GB이상의 대용량화가 가능하다.
도20의 (a)는 상기의 차세대 광 디스크 시스템용의 광 디스크의 모식 사시도이다.
광 디스크(DC)는 중심부에 센터 홀(CH)이 개구된 거의 원반 형상을 하고 있고, 드라이브 방향(DR)으로 회전구동된다.
정보를 기록 또는 재생할 때에는, 광 디스크(DC) 중의 광학 기록층에 대해서, 예를 들면 개구수가 0.8이상인 대물 렌즈(OL)에 의해, 청 내지 청자색의 영역의 레이저 광 등의 빛(LT)이 조사되어 이용된다.
도20의 (b)는 상기의 광 디스크의 모식 단면도이다.
두께가 약 1.1㎜인 폴리카르보네이트 수지 등으로 이루어지는 디스크 기판(30)의 한쪽 표면에, 트랙 영역을 구분하는 홈이 설치되어 있고, 이 면 위에, 예를 들면 반사막, 유전체 막, 기록막, 유전체 막 등이 이 순번으로 적층된 광학 기록층(31)이 형성되어 있다. 광학 기록층(31)의 층 구성 및 층수는 기록재료의 종류나 설계에 따라 다르다.
상기의 기록막은, 예를 들면 상 변화형의 기록막, 광자기 기록막, 또는 유기색소를 포함하는 기록막이다.
또한, 광학 기록층(31)의 상층에, 예를 들면 접착층과 폴리머 필름으로 이루어지는 0.1㎜의 막 두께의 광 투과성의 보호층(피복층)(32)이 형성되어 있다.
상기의 광 디스크를 기록 또는 재생할 경우에는, 대물 렌즈(OL)에 의해 레이저 광 등의 빛(LT)을 보호층(32)측에서 광학 기록층(31)에 대해서 조사한다.
광 디스크의 재생시에 있어서는, 광학 기록층(31)에서 반사된 복귀광이 수광 소자로 수광되어, 신호 처리 회로에 의해 소정의 신호를 생성하고, 재생신호가 나온다.
상기의 도20의 (a) 및 (b)에 도시하는 광 디스크의 제조방법에 대해서 설명한다.
우선, 예를 들면 광학 기록층용 형상의 요철 패턴을 갖는 디스크 기판용의 스탬퍼를 사용한 후술의 사출성형 금형을 이용한 사출성형에 의해, 예를 들면 폴리카르보네이트 수지로 이루어지는 디스크 기판(30)을 형성한다.
다음에, 디스크 기판(30) 위에, 광학 기록층(31)을 성막한다.
그 다음에, 광학 기록층(31)의 상층에, 접착제층에 의해 폴리카르보네이트 필름을 접합해서 0.1㎜의 막 두께의 광 투과성의 보호층(피복층)(32)으로 형성한다.
이상으로, 도22에 도시하는 광 디스크를 제조할 수 있다.
도21은 종래 방법에 따른 디스크 기판 성형용의 사출성형 금형의 모식 구성도이다.
고정용 부착판(FT)에, 고정측 금형부로서, 외주 링(61), 고정측 미러(62), 고정측 온조 회로(63), 스탬퍼(64), 스프루(65)가 설치되어 있고, 한편 가동측 부착판(MT)에, 가동측 금형부로서, 가동측 미러(67), 센터 핀(68), 게이트 컷 펀치(69)가 설치되고, 이것들로 구성되는 캐비티(66)내에 수지를 사출하여, 디스크 기판을 형성한다.
그러나, 상기 구성의 차세대용 광 디스크를 포함하는, CD나 DVD 등의 광 디스크, 나아가서는 하드 디스크를 포함하는 정보기록매체에 있어서, 그 디스크 기판을 사출 성형에 의해 형성하는 것이 널리 행하여지고 있지만, 이 경우, 사출 성형의 금형은 복수의 부품으로 구성되어 있기 때문에, 각 부품간에 클리어런스가 필수이기 때문에, 성형되는 디스크 기판에 버(burr)가 발생해 버린다.
또, 각 부품이나 스탬퍼의 면 정밀도를 균일하게 하는 것은 어려워서, 각각의 부품 사이에서 단차가 생겨 버리면, 성형되는 디스크 기판에도 단차가 전사되게 되어 버린다.
또, 도22의 (a)에 도시하는 바와 같이, 사출 성형에 의해 형성한 디스크 기판(30)에 있어서는, 그 외주 단부에 있어서 팽창부(RD)가 발생하기 쉽게 되어 있고, 이 경우, 광학 기록층(31)은 팽창부(RD)의 표면을 따라 형성된다.
이 상층에 예를 들면 보호층용 필름을 접착층으로 접합해서 보호층(32)을 형성하면, 도22의 (b)에 도시하는 바와 같이, 보호층(32)과 광학 기록층(31) 사이에 기포의 층(AL)이 발생해 버려, 외주 단부영역(RG)의 사용이 곤란하게 되어 버린다.
광학 기록층 위에 스핀 코트 등으로 자외선 수지 등의 보호층을 도포한 경우에도, 외주 단부영역의 팽창부가 더욱 강조되게 되므로, 이 영역 사용이 불가능하게 된다.
디스크 기판의 사출 성형에 있어서, 팽창부의 발생을 억제하도록, 용융 수지를 사출하는 압력을 조정하면, 기판의 일부의 두께가 얇아져 버리는 수축부가 발생하기 쉬워지고, 새로운 문제가 발생하게 된다.
상기의 사출 성형에 의해 광 디스크용의 디스크 기판을 작성하고, 그 평탄성을 조사했다.
여기에서, 작성하는 디스크 기판은, 도23에 도시하는 형상이고, (a)는 신호면의 평면도, (b)는 측면도, (c)는 판독면의 평면도이다.
도면 중, 최내경(A), 스프루 푸시부(B), 에어 홈(C), 스탬퍼 홀더부(D), 신호부(스탬퍼부)(E), 이젝터부(F), 이젝터 슬리브 가이드부(G), 스택용 리브(H), 미러부(I), 외주 단부(Z)의 각각의 위치를 도시하고 있다.
도24의 (a)는 종래 방법에 따른 디스크 기판의 신호면의 외주 단부 근방에 있어서의 평탄성의 측정 결과를 도시하는 도면이고, 횡축은 디스크상의 위치(X)(㎜), 종축은 표면의 높이(Y)(㎛)를 도시하고 있다.
외주 단부(Z) 근방에서, 팽창부(RD)가 발생되어 있는 것을 나타내고 있다.
도24의 (b)는 종래 방법에 따른 디스크 기판의 판독면의 외주 단부 근방에 있어서의 평탄성의 측정 결과를 도시하는 도면이고, 횡축은 디스크상의 위치(X)(㎜), 종축은 표면의 높이(Y)(㎛)를 도시하고 있다.
외주 단부(Z) 근방에서, 버(BR) 및 팽창부(RD)가 발생되어 있는 것을 나타내고 있다.
도25의 (a)는 종래 방법에 있어서, 용융 수지를 사출하는 압력을 조정해서 작성한 디스크 기판의 신호면의 외주 단부 근방에 있어서의 평탄성의 측정 결과를 도시하는 도면이고, 횡축은 디스크상의 위치(X)(㎜), 종축은 표면의 높이(Y)(㎛)를 도시하고 있다.
외주 단부(Z) 근방의 팽창부(RD)는 억제되어 있으나, 디스크가 얇아지는 수축부(RS)가 발생되어 있는 것을 나타내고 있다.
도25의 (b)는 종래 방법에 있어서, 용융 수지를 사출하는 압력을 조정해서 작성한 디스크 기판의 판독면의 외주 단부 근방에 있어서의 평탄성의 측정 결과를 도시하는 도면이고, 횡축은 디스크상의 위치(X)(㎜), 종축은 표면의 높이(Y)(㎛)를 도시하고 있다.
외주 단부(Z) 근방의 팽창부(RD)는 억제되어 있지만, 디스크가 얇아지는 수축부(RS)가 발생되어 있는 것을 나타내고 있다.
도26은, 종래 방법에 따른 디스크 기판의 신호면의 최내경(A) 근방에 있어서의 평탄성의 측정 결과를, (a) 및 (b)의 2영역으로 나누어서 도시하는 도면이고, 횡축은 디스크상의 위치(X)(㎜), 종축은 표면의 높이(Y)(㎛)를 도시하고 있다.
스탬퍼 홀더부(D)와 신호부(스탬퍼부)(E)의 경계에, 버(BR)나 단차(ST)의 발생이 관찰되었다. 또, 최내경(A) 단부 등에 버(BR)가 발생되어 있었다.
도27은, 종래 방법에 따른 디스크 기판의 판독면의 최내경(A) 근방에 있어서의 평탄성의 측정 결과를, (a) 및 (b)의 2영역으로 나누어서 도시하는 도면이고, 횡축은 디스크상의 위치(X)(㎜), 종축은 표면의 높이(Y)(㎛)를 도시하고 있다.
이젝터 슬리브 가이드부(G)와 미러부(I)의 경계에, 약간 버(BR)나 단차(ST) 의 발생이 관찰되고, 또, 이젝터부(F)과 이젝터 슬리브 가이드부(G)의 경계에, 단차(ST)가 발생되어 있었다.
디스크 기판을 압축성형에 의해 형성하는 방법도 알려져 있지만, 압축성형에서는 금형을 수지로 가열용융시켜, 압축성형 후에 냉각시키기 때문에, 공정에 시간이 걸린다고 하는 문제가 있다.
또, 압축성형시에 수지로부터의 가스빼기가 어렵고, 진공배기는 하고 있지만 충분하지 않기 때문에, 기포가 수지내에 남아 디스크 기판의 형상을 나쁘게 한다고 하는 문제가 있다.
또, 하드 디스크에 있어서도 광 디스크의 디스크 기판과 마찬가지로, 사출 성형을 행하면 팽창부가 발생되어 버려, 수 10㎚의 간극을 가지고 부유하고 있는 자기 헤드가, 이 팽창부에 기인하는 하드 디스크 표면에 충돌해 버리는 원인이 된다.
본 발명은, 상기의 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, 광 디스크 등의 정보기록매체에 있어서, 생산성 및 평면성을 높여서 디스크 기판 등을 제조할 수 있는 정보기록매체의 제조방법과, 거기에 이용하는 제조장치 및 그러한 제조방법으로 제조한 정보기록매체를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 정보기록매체의 제조방법은, 디스크 기판의 표면을 미세 요철 형상(梨地狀)으로 가공하는 공정과, 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해, 상기 디스크 기 판의 미세 요철 형상으로 가공한 적어도 한쪽 표면에 상기 요철 형상을 전사하는 공정과, 상기 디스크 기판의 상기 요철 형상면 위에 기록층을 형성하는 공정과, 상기 기록층 위에 피복층을 형성하는 공정을 가진다.
상기의 본 발명의 정보기록매체의 제조방법은, 미리 디스크 기판의 표면을 미세 요철 형상으로 가공한 후, 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해, 디스크 기판의 미세 요철 형상으로 가공한 적어도 한쪽 표면에 상기 요철 형상을 전사한다. 다음에, 디스크 기판의 요철 형상면 위에 기록층을 형성하고, 기록층 위에 피복층을 형성한다.
또, 상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 정보기록매체의 제조방법은, 디스크 기판의 표면을 미세 요철 형상으로 가공하는 공정과, 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해, 상기 디스크 기판의 미세 요철 형상으로 가공한 적어도 한쪽 표면에 상기 요철 형상을 전사하는 공정과, 상기 디스크 기판의 상기 요철 형상면 위에 제1 광학 기록층을 형성하는 공정과, 수지 시트의 표면을 미세 요철 형상으로 가공하는 공정과, 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해, 상기 수지 시트의 미세 요철 형상으로 가공한 적어도 한쪽 표면에 상기 요철 형상을 전사하는 공정과, 상기 수지 시트의 상기 요철 형상면 위에 제2 광학 기록층을 형성하는 공정과, 상기 제1 광학 기록층과 상기 제2 광학 기록층을 접합하는 공정을 가진다.
상기의 본 발명의 정보기록매체의 제조방법은, 미리 디스크 기판의 표면을 미세 요철 형상으로 가공한 후, 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해, 디스크 기판의 미세 요철 형상으로 가공한 적어도 한쪽 표면에 요철 형상을 전사한다. 다음에, 디스크 기판의 요철 형상면 위에 제1 광학 기록층을 형성한다. 한편, 미리 수지 시트의 표면을 미세 요철 형상으로 가공한 후, 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해, 수지 시트의 미세 요철 형상으로 가공한 적어도 한쪽 표면에 요철 형상을 전사한다. 다음에, 수지 시트의 요철 형상면 위에 제2 광학 기록층을 형성하고, 제1 광학 기록층과 상기 제2 광학 기록층을 접합한다.
또, 상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 정보기록매체의 제조장치는, 적어도 한쪽 표면에 요철 형상을 갖는 기판과, 상기 기판의 상기 요철 형상면 위에 형성된 기록층을 갖는 정보기록매체의 상기 기판을 형성하기 위한 제조장치로서, 상기 요철 형상에 대응하는 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 캐비티 내부 표면에 가지는 압축 성형가공용의 금형과, 상기 금형을 가열하는 가열수단과, 상기 금형을 가압하는 가압수단을 가지고, 상기 금형은, 상중하의 3개로 분할되어, 상기 가압수단에 의해 상하로 이동 가능한 프레스기에 부착되고, 상기 프레스기의 가압시에 상기 프레스기의 상기 하금형과 상금형의 평행도를 보정하여, 상기 하금형과 상금형간의 가압력을 균일화하는 수단이 설치되어 있다.
상기의 본 발명의 정보기록매체의 제조장치는, 요철 형상에 대응하는 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 캐비티 내부 표면에 가지는 압축 성형가공용의 금형이, 상중하의 3개로 분할되어, 가압수단에 의해 상하로 이동 가능한 프레스기에 부착되고, 프레스기의 가압시에 프레스기의 상기 하금형과 상금형의 평행도를 보정하여, 하금 형과 상금형간의 가압력을 균일화하는 수단이 설치되어 있다.
또, 상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 정보기록매체는, 적어도 한쪽 표면에 요철 형상을 갖는 디스크 기판과, 상기 디스크 기판의 상기 요철 형상면 위에 형성된 기록층과, 상기 기록층 위에 형성된 피복층을 가지고, 상기 디스크 기판은, 표면이 미세 요철 형상으로 가공된 후에, 미세 요철 형상으로 가공된 표면에 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해 상기 요철 형상이 전사된 디스크 기판이다.
상기의 본 발명의 정보기록매체는, 표면이 미세 요철 형상으로 가공된 후에, 미세 요철 형상으로 가공된 표면에 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해 요철 형상이 전사된 디스크 기판의 요철 형상면 위에, 기록층과 피복층이 설치되어 있다.
또, 상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 정보기록매체는, 적어도 한쪽 표면에 요철 형상을 갖는 디스크 기판과, 상기 디스크 기판의 상기 요철 형상면 위에 형성된 제1 광학 기록층과, 적어도 한쪽 표면에 요철 형상을 갖는 수지 시트와, 상기 수지 시트의 상기 요철 형상면 위에 형성된 제2 광학 기록층을 가지고, 상기 제1 광학 기록층과 상기 제2 광학 기록층이 접합되어 있고, 상기 디스크 기판에 대해서 상기 수지 시트측에서 상기 제1 광학 기록층 및 제2 광학 기록층에 빛을 조사해서, 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록매체로서, 상기 디스크 기판은, 표면이 미세 요철 형상으로 가공된 후에, 미세 요철 형상으로 가공된 표면에 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해 상기 요철 형상이 전사된 디스크 기판이고, 상기 수지 시트는, 표면이 미세 요철 형상으로 가공된 후에, 미세 요철 형상으로 가공된 표면에 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해 상기 요철 형상이 전사된 수지 시트이다.
상기의 본 발명의 정보기록매체는, 표면이 미세 요철 형상으로 가공된 후에, 미세 요철 형상으로 가공된 표면에 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해 요철 형상이 전사된 디스크 기판의 요철 형상면 위에, 제1 광학 기록층이 설치되어 있고, 한편, 표면이 미세 요철 형상으로 가공된 후에, 미세 요철 형상으로 가공된 표면에 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해 요철 형상이 전사된 수지 시트의 요철 형상면 위에, 제2 광학 기록층이 설치되어 있고, 제1 광학 기록층과 제2 광학 기록층이 접합되어 있다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 도면을 이용해서 상세하게 설명한다.
제1 실시 형태
도1의 (a)는 본 실시 형태에 따른 광 디스크의 모식 사시도이다.
광 디스크(DC)는 중심부에 센터 홀(CH)이 개구된 거의 원반 형상을 하고 있고, 드라이브 방향(DR)으로 회전구동된다.
정보를 기록 또는 재생할 때에는, 광 디스크(DC) 중의 광학 기록층에 대해서, 예를 들면 개구수가 0.8이상인 대물 렌즈(OL)에 의해, 파랑 내지 청자색의 영역의 레이저 광 등의 빛(LT)이 조사되어 이용된다.
도1의 (b)는 상기의 광 디스크의 모식 단면도이다.
두께가 약 1.1㎜인 폴리카르보네이트 수지 등으로 이루어지는 디스크 기판(Sub)의 한쪽 면 위에 광학 기록층(RL)이 형성되어 있고, 또한, 광학 기록층(RL) 상층에, 약 0.1㎜의 막 두께의 광 투과성의 보호층(피복층)(PT)이 형성되어 있다.
상기의 광 디스크를 기록 또는 재생할 경우에는, 대물 렌즈(OL)에 의해, 레이저 광 등의 빛(LT)을 보호층(PT)측에서 광학 기록층(RL)에 대해서 조사한다.
광 디스크의 재생시에 있어서는, 광학 기록층(RL)에서 반사된 복귀광이 수광 소자로 수광되어, 신호처리 회로에 의해 소정의 신호를 생성하고, 재생신호가 나온다.
도2는 도1에 도시하는 광 디스크(10)의 요부 단면도이다.
폴리카르보네이트 수지 등으로 이루어지는 디스크 기판(10)(Sub)의 한쪽 면 위에 트랙 영역을 구분하는 요철 형상이 설치되고, 그 표면 위에 광학 기록층(11)(RL)이 형성되어 있고, 그 상층에, 예를 들면 접착층(12a)과 폴리카르보네이트 수지 시트(12b)로 이루어지는 광 투과성의 보호층(피복층)(12)(PT)이 형성되어 있다.
상기의 광 디스크의 제조방법에 대해서 설명한다.
우선, 도3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 폴리카르보네이트 수지 등으로 이루어지는 디스크 기판(10s)의 표면을 미세 요철 형상의 표면(S)으로 가공한다. 미세 요철 형상의 표면으로 만드는 가공은, 후술의 장치를 이용해서 행할 수 있다. 미 세 요철 형상 표면의 최대의 표면 거칠기(Rmax)는, 예를 들면 1㎛ 내지 50㎛정도이다.
다음에, 도3의 (b)에 도시하는 바와 같이, 요철 형상을 갖는 스탬퍼(도시하지 않음)를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해, 디스크 기판(10s)의 미세 요철 형상의 한쪽 표면에 요철 형상을 전사한다. 압축 성형가공은, 후술의 장치를 이용해서 행할 수 있다.
이 결과, 한쪽 표면에 오목부(10a)를 포함하는 요철 형상이 형성된 디스크 기판(10)을 얻을 수 있다. 디스크 기판(10)의 표면에는 양면 모두 미세 요철 형상의 형상은 남아있지 않고, 요철인 것을 제외하고 경면이 된다.
다음에, 도3의 (c)에 도시하는 바와 같이, 디스크 기판(10)의 요철 형상면 위에 광학 기록층(11)을 형성한다. 광학 기록층(11)은, 예를 들면 유전막, 기록막, 유전막, 반사막을 적층한 막이고, 기록막으로서는, 예를 들면 상 변화 기록재료나 광자기 기록재료 등을 이용할 수 있다.
다음에, 광학 기록층(11) 위에, 자외선 경화 수지 등의 접착층(12a)에 의해 폴리카르보네이트 수지 시트(12b)를 접합하고, 자외선을 조사해서 접착층(12a)을 경화시킨 후, 광 투과성의 보호층(피복층)(12)을 형성하여, 도2에 도시하는 광 디스크를 제조할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 광 디스크의 제조방법에 따르면, 광 디스크를 구성하는 디스크 기판을, 표면을 미세 요철 형상으로 가공한 후에, 미세 요철 형상으로 가공한 표면에 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가 압하는 압축 성형가공에 의해 상기 요철 형상을 전사해서 형성하고 있고, 종래의 사출 성형기판과 같은 버나 단차, 디스크 외주부의 팽창부 등이 없는, 평면성을 높인 디스크 기판을 생산성을 높여서 제조하는 것이 가능하다. 또, 디스크 기판의 표면을 미세 요철 형상으로 가공하고 나서 압축 성형가공을 행하므로, 압축 성형가공에 있어서의 공기의 릴리프도가 확보되어, 기포가 수지내에 남지 않고, 양호하게 성형할 수 있다.
또, 상기의 디스크 기판에 요철 형상을 전사하는 압축 성형가공에서는, 디스크 기판의 표층만을 가열해서 가압하면 충분히 가공할 수 있고, 가공물 및 금형의 냉각까지의 시간이 짧아, 제조효율을 높일 수 있다.
제2 실시 형태
본 실시 형태에 따른 광 디스크는 제1 실시 형태의 광 디스크에 대해서, 복수의 광학 기록층이 적층되어 있는 것이 다르다.
도4는 본 실시 형태에 따른 2층의 광학 기록층이 적층되어 있는 광 디스크의 모식 단면도이다.
두께가 약 1.1㎜인 폴리카르보네이트 수지 등으로 이루어지는 디스크 기판(10)(Sub)의 한쪽 면 위에 트랙 영역을 구분하는 요철 형상이 설치되고, 그 표면 위에 제1 광학 기록층(11a)(RL)이 형성되어 있다.
한편, 두께가 약 0.1㎜m인 광 투과성의 피복층(PT)이 되는 수지 시트(13)의 한쪽 면 위에 트랙 영역을 구분하는 요철 형상이 설치되고, 그 표면 위에 제2 광학 기록층(11b)(RL)이 형성되어 있다.
상기의 제1 광학 기록층(11a)과 제2 광학 기록층(11b)이 접착층(14)에 의해 접합되어 있다.
또, 도5에 도시하는 바와 같이, 3층의 광학 기록층이 적층된 구성으로 해도 좋다.
이 구성에서는, 도4의 광 디스크에 대해서, 수지 시트(15)의 양면 각각에 제2 광학 기록층(11b)(RL)과 제3 광학 기록층(11c)(RL)이 형성되어 있고, 제3 광학 기록층(11c)의 상층에, 예를 들면 접착층(17a)과 폴리카르보네이트 수지 시트(17b)로 이루어지는 광 투과성의 보호층(피복층)(17)(PT)이 형성되어 있는 것이 다르다.
상기의 도4에 도시하는 광 디스크의 제조방법에 대해서 설명한다.
우선, 제1 실시 형태와 동일한 제조방법에 의해, 디스크 기판(10)의 표면을 미세 요철 형상의 표면(S)으로 가공한 후, 미세 요철 형상으로 가공된 표면에 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해, 디스크 기판(10)의 한쪽 표면에 요철 형상을 전사하고, 그 표면 위에 제1 광학 기록층(11a)을 형성한다.
한편, 도6의 (a)에 도시하는 바와 같이, 폴리카르보네이트 수지 등으로 이루어지는 수지 시트(13s)의 표면을 미세 요철 형상의 표면(S)으로 가공한다. 미세 요철 형상의 표면으로 만드는 가공은, 후술의 장치를 이용해서 행할 수 있다. 수지 시트의 경우도, 제1 실시 형태에 있어서의 디스크 기판의 경우와 동일 정도의 표면 거칠기의 미세 요철 형상의 표면으로 만든다.
다음에, 도6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 요철 형상을 갖는 스탬퍼(도시하 지 않음)를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해, 수지 시트(13s)의 미세 요철 형상으로 가공된 한쪽 표면에 요철 형상을 전사한다. 압축 성형가공은, 후술의 장치를 이용해서 행할 수 있다.
이 결과, 한쪽 표면에 볼록부(13a)를 포함하는 요철 형상이 형성된 수지 시트(13)를 얻을 수 있다. 수지 시트(13)의 표면에는 양면 모두 미세 요철 형상의 형상은 남아있지 않고, 요철인 것을 제외하고 경면이 된다.
다음에, 도6의 (c)에 도시하는 바와 같이, 수지 시트(13)의 요철 형상면 위에 제2 광학 기록층(11b)을 형성한다.
그 다음에, 제1 광학 기록층(11a)과 제2 광학 기록층(11b)을 자외선 경화 수지 등의 접착층(14)에 의해 접합하고, 자외선을 조사해서 접착층(14)을 경화시킨다.
이상으로, 도4에 도시하는 광 디스크를 제조할 수 있다.
다음에, 도5에 도시하는 광 디스크의 제조방법에 대해서 설명한다.
우선, 제1 실시 형태와 동일한 제조방법에 의해, 디스크 기판(10)의 표면을 미세 요철 형상의 표면(S)으로 가공한 후, 미세 요철 형상으로 가공된 표면에 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해, 디스크 기판(10)의 한쪽 표면에 요철 형상을 전사하고, 그 표면 위에 제1 광학 기록층(11a)을 형성한다.
한편, 도7의 (a)에 도시하는 바와 같이, 폴리카르보네이트 수지 등으로 이루어지는 수지 시트(15s)의 표면을 미세 요철 형상의 표면(S)으로 가공한다. 미세 요철 형상의 표면으로 만드는 가공은, 후술의 장치를 이용해서 행할 수 있다.
다음에, 도7의 (b)에 도시하는 바와 같이, 요철 형상을 갖는 스탬퍼(도시하지 않음)를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해, 수지 시트(15s)의 미세 요철 형상으로 가공된 한쪽 표면에 요철 형상을 전사한다. 압축 성형가공은, 후술의 장치를 이용해서 행할 수 있다.
이 결과, 한쪽 표면에 볼록부(15a)를 포함하는 요철 형상이 형성되고, 다른 쪽 표면에도 오목부(15b)를 포함하는 요철 형상이 형성된 수지 시트(15)를 얻을 수 있다. 수지 시트(15)의 표면에는 양면 모두 미세 요철 형상의 형상은 남아있지 않고, 요철인 것을 제외하고 경면이 된다.
다음에, 도7의 (c)에 도시하는 바와 같이, 수지 시트(13)의 한쪽 면의 요철 형상면 위에 제2 광학 기록층(11b)을 형성하고, 다른 쪽 면의 요철 형상면 위에 제3 광학 기록층(11c)을 형성한다.
다음에, 도8의 (a)에 도시하는 바와 같이, 제1 광학 기록층(11a)과 제2 광학 기록층(11b)을 자외선 경화 수지 등의 접착층(16)에 의해 접합하고, 자외선을 조사해서 접착층(16)을 경화시킨다.
그 다음에, 도8의 (b)에 도시하는 바와 같이, 제3 광학 기록층(11c) 위에, 자외선 경화 수지 등의 접착층(17a)에 의해 폴리카르보네이트 수지 시트(17b)를 접합하고, 자외선을 조사해서 접착층(17a)을 경화시켜, 광 투과성의 보호층(피복층)(17)을 형성하고, 도6에 도시하는 광 디스크를 제조할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 광 디스크의 제조방법에 따르면, 광 디스크를 구성하는 디스크 기판 및 수지 시트를, 표면을 미세 요철 형상으로 가공한 후에, 미세 요철 형상으로 가공된 표면에 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해 상기 요철 형상을 전사해서 형성하고 있고, 종래의 사출 성형기판과 같은 버나 단차, 디스크 외주부의 팽창부 등이 없는, 평면성을 높인 디스크 기판을 생산성을 높여서 제조하는 것이 가능하다. 또, 디스크 기판의 표면을 미세 요철 형상으로 가공하고 나서 압축 성형가공을 행하므로, 압축 성형가공에 있어서의 공기의 릴리프도가 확보되어, 기포가 수지내에 남지 않아, 양호하게 성형할 수 있다.
또, 상기의 디스크 기판 및 수지 시트에 요철 형상을 전사하는 압축 성형가공에서는, 디스크 기판이나 수지 시트의 표층만을 가열해서 가압하면 충분히 가공할 수 있고, 가공물 및 금형의 냉각까지의 시간이 짧아, 제조효율을 높일 수 있다.
상기한 바와 같이 복수의 광학 기록층을 갖는 공정에서는, 최하층의 광학 기록층을 제외하고 반투과성으로 할 필요가 있다.
예를 들면, 3층의 광학 기록층을 갖는 구성에서는, 최하층이 되는 제1 광학 기록층(11a)의 반사율 80% 이상(예를 들면 90%)에 대해서, 제2 광학 기록층(11b)의 반사율을 30%정도로 설정하고, 제3 광학 기록층(11c)의 반사율을 19%정도로 설정한다.
이것에 의해, 하층측의 광학 기록층의 데이터의 기록 및 재생을 방해하지 않고, 각 광학 기록층에서 데이터를 정확하게 기록 및 재생할 수 있게 한다.
이들 반사율의 조정은, 예를 들면 각 광학 기록층 중의 반투명막이 되는 알 루미늄이나 은 및 그것들의 합금으로 이루어지는 반사막의 막 두께를 최상층을 향함에 따라 순차 얇게 함으로써 대응 가능하다.
제3 실시 형태
본 실시 형태에 따른 정보기록매체는 시트 성형으로 얻어진 디스크리트형 하드 디스크이고, 제1 실시 형태에 나타내는 압축 성형가공의 수법을, 하드 디스크의 디스크 기판에 적용한 것이다.
도9는 본 실시 형태에 따른 편면 구조의 하드 디스크 장치의 모식적 단면도이다.
디스크 기판(20)의 한쪽 표면에 서보 신호를 주는 요철 형상(20a)이 형성되어 있고, 자성막(21)이 전면에 형성되고, 그 상층에 피복층으로서 실리콘 오일 등의 윤활층(22)이 형성되어 있다.
상기의 하드 디스크에 있어서는, 슬라이더(SL)의 선단에 있는 부상 자기 헤드(MH)에 의해, 자성막(21)에 대해서 신호를 기록 재생한다.
또, 도10은 본 실시 형태에 따른 양면 구조의 하드 디스크 장치의 모식적 단면도이다.
디스크 기판(23)의 상면에 서보 신호를 주는 요철 형상(23a)이 형성되어 있고, 제1 자성막(24)이 전면에 형성되어, 그 상층에 피복층으로서 실리콘 오일 등의 윤활층(26)이 형성되어 있다.
한편, 디스크 기판(23)의 하면에 서보 신호를 주는 요철 형상(23b)이 형성되어 있고, 제2 자성막(25)이 전면에 형성되어, 그 상층에 피복층으로서 실리콘 오일 등의 윤활층(27)이 형성되어 있다.
상기의 하드 디스크에 있어서는, 슬라이더(SL)의 선단에 있는 부상 자기 헤드(MH)에 의해, 제1 자성막(24) 및 제2 자성막(25)에 대해서 신호를 기록 재생한다.
상기의 도9에 도시하는 하드 디스크의 제조방법에 대해서 설명한다.
우선, 도11의 (a)에 도시하는 바와 같이, 예를 들면, 0.2㎜ 내지 1.2㎜ 두께의 소망의 두께보다 약간 두꺼운 비결정질 폴리올레핀 수지 등으로 이루어지는 디스크 기판(20s)의 표면을 미세 요철 형상의 표면(S)으로 가공한다. 미세 요철 형상의 표면으로 만드는 가공은, 후술의 장치를 이용해서 행할 수 있다. 제1 실시 형태에 있어서의 디스크 기판과 동일 정도의 표면 거칠기의 미세 요철 형상의 표면으로 만든다.
다음에, 도11의 (b)에 도시하는 바와 같이, 요철 형상을 갖는 스탬퍼(도시하지 않음)를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해, 디스크 기판(20s)의 한쪽 표면에 요철 형상을 전사한다. 압축 성형가공은, 후술의 장치를 이용해서 행할 수 있다.
이 결과, 한쪽 표면에 요철 형상(20a)이 형성된 디스크 기판(20)을 얻을 수 있다. 디스크 기판(20)의 표면에는 양면 모두 미세 요철 형상의 형상은 남아 있지 않고, 요철인 것을 제외하고 경면이 된다.
다음에, 도11의 (c)에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 스패터링법에 의해, 디스크 기판의 요철 형상(20a) 형성면에 Pt-Co 등의 자성체 재료를 성막하고, 자성 층(21)을 형성한다.
그 다음에, 실리콘 오일 등의 윤활제를 10㎛ 이하의 막 두께로 도포하여, 윤활층(22)을 형성한다.
이상으로, 도9에 도시하는 하드 디스크를 형성할 수 있다.
다음에, 도10에 도시하는 하드 디스크의 제조방법에 대해서 설명한다.
우선, 도12의 (a)에 도시하는 바와 같이, 예를 들면, 0.2㎜ 내지 1.2㎜ 두께의 소망의 두께보다 약간 두꺼운 비결정질 폴리올레핀 수지 등으로 이루어지는 디스크 기판(23s)의 표면을 미세 요철 형상의 표면(S)으로 가공하고, 도12의 (b)에 도시하는 바와 같이, 요철 형상을 갖는 스탬퍼(도시하지 않음)를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해, 디스크 기판(23s)의 한쪽 표면에 요철 형상을 전사한다.
이 결과, 양쪽 표면에 요철 형상(23a, 23b)이 형성된 디스크 기판(23)을 얻을 수 있다. 디스크 기판(23)의 표면에는 양면 모두 미세 요철 형상의 형상은 남아있지 않고, 요철인 것을 제외하고 경면이 된다.
다음에, 도12의 (c)에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 스패터링법에 의해, 디스크 기판의 상면 및 하면에 각각 Pt-Co 등의 자성체 재료를 성막하고, 제1 자성층(24) 및 제2 자성층(25)을 형성한다.
그 다음에, 실리콘 오일 등의 윤활제를 10㎛ 이하의 막 두께로 도포하여, 윤활층(26, 27)을 형성한다.
이상으로, 도10에 도시하는 하드 디스크를 형성할 수 있다.
상기의 구성에 있어서, 자성층 대신에, 제1 실시 형태에 열거한 바와 같은 상 변화 기록재료나 광 자기 기록재료를 성막하고, 그 상층에 피복층으로서 자외선 경화 수지 등의 보호층을 성막함으로써, 상 변화 방식 또는 광자기 기록방식의 광 디스크로 하는 것도 가능하다.
상기의 본 실시 형태의 하드 디스크의 제조방법에 의하면, 이렇게 해서 형성한 디스크 기판은, 사출 성형으로 얻어지는 편면 또는 양면 디스크에 특유의 외주부 영역에 팽창부나 수축부가 없고, 내주부에는 사출 성형 디스크에 피할 수 없는 이형이나 스탬퍼의 가이드 등의 미묘한 단차나 조금형 특유의 퍼팅면의 단차 등이 없어 표면의 평탄성이 높은 디스크 기판을 제조할 수 있다.
또한, 하드 디스크나 광 디스크에 있어서도 플라이트 헤드를 이용하는 신호를 기록 재생하는 방식에서는, 광 디스크의 평탄성이 향상되어 있기 때문에, 헤드가 외주부의 팽창부나 내주부의 단차나 버에 충돌할 가능성이 저감되어 있다.
하드 디스크에 있어서는, 디스크 성형시에 서보 패턴이나 클록 신호를 피트로 형성하므로, 복잡하고 고가인 서보 라이터를 많이 준비할 일도 없고, 그것을 위한 클린 룸과 서보 신호 기입의 시간도 필요로 하지 않으므로 드라이브 조립 시간을 단축할 수 있다.
상술한 바와 같이 광 디스크로 할 경우, 외주부의 팽창부에 기인하는 기포 층이 발생하는 것을 억제하고, 외주의 단부까지 사용할 수 있어, 기록용량의 향상이 가능하다.
이하, 상기의 각 실시 형태에 있어서 이용할 수 있는 압축 성형장치에 대해 서 설명한다.
(직접가열 양면 성형장치)
도13은, 본 실시 형태에 있어서 수지 시트(막 두께 10㎛ 내지 100㎛) 또는 디스크 기판(막 두께 0.2㎜ 내지 2.0㎜)을 가압 및 가열 프레스하고, 스탬퍼의 요철 형상을 전사시키는 압축 성형장치의 모식 구성도이다.
압축 성형장치(100a)는 프레스 상반(101), 상열반(102), 상금형(103), 방열시트(104), 중금형 가이드(105), 제1 중금형(106), 스토퍼(107), 진공 구멍(108), 제1 스탬퍼(109), 제2 스탬퍼(11O), 제2 중금형(111), 스토퍼(112), 방열 시트(113), 하금형(114), 하열반(115), 프레스 하반(116), 유압 램(117)을 구비하고 있다.
상기의 압축 성형장치(100a)는 형 조임 속도가 3단 변속 30톤의 자동유압 프레스기이고, 위치 제어기구를 가지고 있다.
상하 금형(103, 114)은, 프레스기의 열반에 고정되고, 중형은 다시 2분할 할 수 있는 구조로, 캐비티내를 진공 유지할 수 있도록 되어 있다.
상기 캐비티내에 있어서의 2매의 스탬퍼(109, 110)로 수지 시트 또는 디스크 기판(120)을 끼워 넣고, 상하 금형을 각각 가열하는 히터(상열반(102), 하열반(115))에 의해 수지 시트 또는 디스크 기판(120)의 유리 전이 온도보다 5℃ 내지 50℃ 높은 온도까지 가열하면서 가압하고, 스탬퍼(109, 110)의 요철 형상을 수지 시트 또는 디스크 기판(120)에 전사한다.
도13에 도시한 바와 같이, 유압 램(117) 등에 의해 상하로 가동하는 프레스 기(100a)의 프레스 상반(101)에는 상열반(102)이 부착되고, 또한 평평한 면을 갖는 상금형(103)이 고정되어, 상금형(103)의 표면에는 두께 2㎜ 이하의 열전도성이 좋은 탄성체인 방열 시트(104)가 접착되어 있다.
이 탄성체는 유압 램(117)의 반복 상하 이동이나 열반 가열시의 열팽창에 따른 평행도의 이상이나, 상중하 금형 그 자체의 평행도의 이상을 흡수하고, 금형전면을 균일하게 가압하는 역할을 완수하는 것이다.
그렇지만, 탄성체는 일반적으로 단열재로서 작용하기 때문에 이 단열재를 통과해서 금형을 가열하기 위해서는 지극히 얇게 하지 않으면 열전도성이 나빠져서 성형시간이 길어지는 결점이 있다.
따라서, 열전도성이 좋은 질화 붕소 등의 열전도성이 뛰어난 물질이 첨가된 탄성체인 방열 시트(두께 0.4㎜, 신에츠 실리콘사제, 상품명:TC-BG타입)를 이용하는 것이 바람직하다.
(외부 가열병용 양면 성형장치)
도14는 도13에 도시하는 압축 성형장치에 있어서, 프레스기의 열반으로부터의 가열 외에, 중금형을 외부 가열장치에 의해 가열하는 것을 병용한 압축 성형장치의 모식 구성도이고, 외부 가열체로서, 성형기의 상하 이동에 연동해서 금형 열림 상태로 외부에서 근적외선 히터 유닛(IL)이 삽입되는 구성으로 되어 있다. 상기 이외의 구성은, 실질적으로 도13에 도시하는 압축 성형장치와 같다.
직경 120㎜ 디스크를 제조할 경우에는, 예를 들면 도15의 (a)에 도시하는 바와 같이, 상기의 근적외선 히터 유닛(IL)은, 램프 하우징(HS) 내에, 예를 들면 1KW/개의 근적외선 램프(도면 중에는 필라멘트(FM)의 위치를 나타낸다)를 복수개(예를 들면 11개), 20㎜의 피치로 배치하고, 중금형과의 거리를 20㎜ 떨어지게 해서 조사 강도를 균일화시키는 구성으로 한다.
상기의 근적외선 히터 유닛(IL)은, 도15의 (b)에 도시하는 바와 같이, 가공대상의 수지 시트 또는 디스크 기판인 워크(WK)의 크기(WS)에 걸쳐서, 적외선(IR) 강도는 거의 일정한 강도로 되어 있다.
상기의 근적외선 히터 유닛(IL)은, 금형 열림 상태에 있어서, 상금형(103)과 제1 중금형(106)의 사이, 제2 중금형(111)과 하금형(114)의 사이에 삽입되어, 중금형(106, 111)을 선택적으로 금형 내의 수지 시트 또는 디스크 기판이 유리 전이점을 초과하는 온도가 될 때까지 급속 가열하는데, 급속 가열이 종료하면, 신속하게 프레스기 밖으로 대피하고, 연동해서 유압 램(117)이 상승하여, 상금형(103)과 하금형(114)으로 가열 및 가압된다.
예를 들면, 10초 근적외선을 조사함으로써, 중금형의 표면온도를 120℃에서 200℃까지 상승시킬 수 있다.
이와 같이, 외부 가열법을 병용함으로써, 직접 가열법으로는 예를 들면 120초 가까이 필요로 했던 가열 및 가압시간이, 예를 들면 5초 이하로까지 단축 가능해진다.
(미세 요철 가공용 중금형)
상기의 도13 및 도14에 도시하는 압축 성형장치에 있어서, 중금형의 내부를교환함으로써, 수지 시트나 디스크 기판의 표면을 미세 요철 형상으로 가공하는 압 축 성형 가공장치로 하는 것이 가능하고, 미세 요철 형상의 예비 성형과 요철 형상의 양면 성형을 겸용할 수 있는 구조로 되어 있다.
도16 및 도17은, 수지 시트나 디스크 기판의 표면을 미리 미세 요철 형상으로 가공하기 위한 압축 성형가공용의 중금형 부분의 모식도이고, 중금형 이외의 구조는, 실질적으로 도13의 압축 성형장치와 동일한 구성이다.
도16에 도시하는 바와 같이, 중금형 부분(50a)은, 중금형 가이드(51), 제1 중금형(52), 진공 구멍(53), 스토퍼(54), 유리 섬유가 든 불화수지 시트(55a, 56a), O링(57), 제2 중금형(58), 스토퍼(59)를 구비하고 있는 구성으로 되어 있다.
2매의 유리섬유가 든 불화수지 시트(55a, 56a)의 사이에 수지 시트 또는 디스크 기판(120)을 끼워 넣고 압축성형함으로써, 유리섬유 가 든 불화수지 시트(55a, 56a)의 표면의 미세한 미세 요철 형상의 요철(예를 들면 평균 표면 거칠기(Ra)가 25㎛ 내지 30㎛)을 전사하고, 수지 시트 또는 디스크 기판(120)의 표면을 미세 요철 형상으로 가공할 수 있다.
상기의 유리섬유가 든 불화수지 시트(55a, 56a)란, 유리섬유포에 불화수지를 함침 코트한 시트나 점착 시트(예를 들면 츄코 가세이:AFG-100)이다.
또, 상기의 점착 시트를 중금형의 내면에 첩부해서 사용하고 있는데, 점착제를 사용하지 않는 불화수지 함침 유리섬유포(예를 들면 75㎛ 두께의 상품명:플로로 글라스 시트) 사이에 수지 시트 또는 디스크 기판을 끼우고, 동일한 성형을 해도 좋다.
또, 도17에 도시하는 바와 같이, 중금형 부분(50b)은, 중금형 가이드(51), 제1 중금형(52), 진공 구멍(53), 스토퍼(54), 미세 요철 평판(55b, 56b), O링(57), 제2 중금형(58), 스토퍼(59)를 구비하고 있는 구성으로 되어 있다.
2매의 미세 요철 평판(55b, 56b) 사이에 수지 시트 또는 디스크 기판(120)을 끼워 넣고 압축성형함으로써, 미세 요철 평판(55b, 56b) 표면의 미세한 미세 요철 형상의 요철을 전사하여, 수지 시트 또는 디스크 기판(120)의 표면을 미세 요철 형상으로 가공할 수 있다.
상기의 미세 요철 평판(55b, 56b)이란, 예를 들면, SUS304 두께 1.5㎜m 평판의 한쪽 표면을 SiC나 알루미나분으로 샌드 블래스트 처리를 한 평판(예를 들면 평균 표면 거칠기(Ra)가 6㎛ 내지 13㎛) 또는 에칭 처리한 평판(예를 들면 평균 표면 거칠기(Ra)가 27㎛ 내지 37㎛)을 이용할 수 있다.
또, 도13 및 도14에 도시하는 압축 성형장치에 있어서, 프레스 열반 사이의 평행도를 보정하는 수법으로서, 탄성체를 사용하지 않고, 도18의 모식 구성도에 도시하는 바와 같이, 하금형(114)과 하열반(115) 사이에 볼 조인트(118) 등과 함께 곡률을 가지고 끼워 맞추는 요철부 하금형에 설치하고, 이 볼 조인트(118)를 통해 하열반(115)에 부착하고, 하금형(114)을 평행도 프리의 상태로 하여, 가압시에 상중하 금형에 가해지는 압력을 균일하게 할 수 있다. 축으로 접속하면 자동조심 베어링이 된다.
(실시예)
광 디스크용 디스크 기판을, 제1 실시 형태에 따른 제조방법으로 작성하고, 그 평탄성을 조사했다.
여기에서, 작성하는 디스크 기판은, 도23에 도시하는 형상이다.
도19는 제1 실시 형태에 따른 제조방법으로 작성한 디스크 기판의 외주 단부 근방에 있어서의 평탄성의 측정 결과를 도시하는 도면이고, 횡축은 디스크상의 위치(X)(㎜), 종축은 표면의 높이(Y)(㎛)를 나타내고 있고, 도면 중 (a), (b), (c), (d)는 각각 디스크 기판의 기준이 되는 반경 위치를 설정했을 때의, 기준반경위치로부터 디스크의 중심의 회전으로 시계 방향으로, 각각 O도, 90도, 180도, 270도 회전시킨 위치에 있어서의 측정 결과에 상당한다. 또한, 이 결과는 신호면 및 판독면에서 거의 같은 결과가 되어 있다.
외주 단부(Z) 근방에 있어서, 디스크의 팽창부는 없어지고, 버의 발생도 관찰되지 않았다.
또, 제1 실시 형태에 따른 제조방법으로 작성한 디스크 기판에서는, 최내경(A) 근방에 있어서 버나 단차의 발생은 모두 억제되어 있었다.
본 실시 형태에 따르면, 2매의 스탬퍼 사이에 미세 요철 형상으로 가공한 수지 시트 또는 디스크 기판을 끼워 넣고 가열 가압함으로써, 종래의 성형에서는 두께를 가변으로 하기 위해서는 금형부품을 설계 및 제작해서 교환하지 않으면 안되었지만, 두께에 관계없이 양면 정보신호를 갖는 수지 시트 또는 디스크 기판을 간단하게 얻을 수 있다.
금형부품을 작성하는 시간과 비용이나 교환작업을 하지 않고서, 단층의 광 디스크나, 2층 내지는 3층 구조의 다층의 광 디스크를 작성할 수 있다.
디스크 기판으로서는, 예를 들면 0.2㎜ 내지 2.O㎜ 두께의 임의의 편면 또는 양면 기판을 작성할 수 있고, 사출 성형에서는 얻을 수 없는 사출 및 냉각시의 배향 뒤틀림이 극단적으로 작고, 외주부의 수축부나 팽창부나 내외주의 버나 단차가 없는 평평한 디스크를 얻을 수 있다. 광 디스크 이외의 하드 디스크 미디어에의 응용이 가능하다.
또, 광 디스크에 있어서는 내외주 모두 복굴절이 상당히 작은 디스크를 얻을 수도 있다.
또한, 수지 시트에서 잘라내는 사이즈가 임의이기 때문에, 그 때마다 금형을 준비하지 않아도 소경 내지 구경이 큰 디스크에 간단히 대응할 수 있고, 지금까지는 금형부품을 교환하지 않고서는 할 수 없었던 디스크 두께를 가변한 디스크를, 사용하는 수지 시트의 두께를 바꾸는 것만으로 가능해지고, 금형부품 설계제작에 걸리는 시간 단축과 금형부품을 작성하지 않고 끝내서, 개발이나 제조의 스피드 업과 비용 절감을 할 수 있다.
하드 디스크에 있어서는, 디스크 성형시에 서보 패턴이나 클록 신호를 피트로 형성하므로, 복잡하고 고가인 서보 라이터를 많이 준비할 일도 없고, 그것을 위한 클린 룸과 서보 신호의 기입 시간도 필요로 하지 않으므로 드라이브 조립 시간을 단축할 수 있다.
본 발명은, 상기의 실시 형태로 한정되지 않는다.
예를 들면, 광학 기록층은 자성층, 또는 보호층 등의 피복층의 층 구성이나 재료 및 막 두께 등은, 상기의 실시 형태에서 설명한 것으로 한정되지 않고, 적당히 선택하는 것이 가능하다.
또, 디스크 기판 재료 등도 상기의 재료로 한정되지 않고, 압축 성형가공에 의해 디스크 형상으로 가공할 수 있는 것이면 이용할 수 있다.
그 밖에, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 여러 가지 변경을 할 수 있다.
본 발명의 정보기록매체의 제조방법에 따르면, 광 디스크 등의 정보기록매체를 제조하는 공정에 있어서, 높은 생산성으로, 평면성을 높인 디스크 기판이나 필름 기판을 제조할 수 있다.
또, 본 발명의 정보기록매체의 제조장치에 따르면, 광 디스크 등의 정보기록매체를 제조하는 장치로서, 높은 생산성으로, 평면성을 높인 디스크 기판이나 필름 기판을 제조할 수 있다.
본 발명의 정보기록매체에 따르면, 광 디스크 등의 정보기록매체로서, 높은 생산성으로, 평면성을 높인 디스크 기판이나 필름 기판을 제조할 수 있는 정보기록매체를 제공할 수 있다.

Claims (18)

  1. 디스크 기판의 표면을 미세 요철 형상으로 가공하는 공정과,
    요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해, 상기 디스크 기판의 미세 요철 형상으로 가공한 적어도 한쪽 표면에 상기 요철 형상을 전사하는 공정과,
    상기 디스크 기판의 상기 요철 형상면 위에 기록층을 형성하는 공정과,
    상기 기록층 위에 피복층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정보기록매체는, 상기 피복층측에서 상기 기록층에 빛을 조사해서, 정보를 기록 또는 재생하는 것이며,
    상기 기록층으로서 광학 기록층을 형성하고,
    상기 피복층으로서 광 투과성의 피복층을 형성하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기록층으로서 자기 기록층을 형성하고,
    상기 피복층으로서 윤활층을 형성하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 디스크 기판의 양면에 요철 형상을 전사하고,
    상기 디스크 기판의 양면의 요철 형상면 위에 기록층을 형성하고,
    상기 디스크 기판의 양면의 상기 기록층 위에 피복층을 형성하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 압축 성형가공에 있어서, 전자유도 가열에 의해 상기 디스크 기판을 가열하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 압축 성형가공에 있어서, 근적외선 램프 또는 원적외선 램프를 복수개 배열한 할로겐 램프를 이용하여, 상기 디스크 기판을 가열하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 압축 성형가공에 있어서, 상기 디스크 기판의 유리 전이 온도보다도 5℃ 내지 50℃ 높은 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체의 제조방법.
  8. 디스크 기판의 표면을 미세 요철 형상으로 가공하는 공정과,
    요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해, 상기 디스크 기판의 미세 요철 형상으로 가공한 적어도 한쪽 표면에 상기 요철 형상을 전사하는 공정과,
    상기 디스크 기판의 상기 요철 형상면 위에 제1 광학 기록층을 형성하는 공정과,
    수지 시트의 표면을 미세 요철 형상으로 가공하는 공정과,
    요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해, 상기 수지 시트의 미세 요철 형상으로 가공한 적어도 한쪽 표면에 상기 요철 형상을 전사하는 공정과,
    상기 수지 시트의 상기 요철 형상면 위에 제2 광학 기록층을 형성하는 공정과,
    상기 제1 광학 기록층과 상기 제2 광학 기록층을 접합하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 수지 시트의 한쪽 표면에 상기 요철 형상을 전사하는 공정에 있어서, 또 상기 수지 시트의 다른 쪽 표면에도 요철 형상을 전사하고,
    상기 수지 시트의 다른 쪽 표면의 요철 형상면 위에 제3 광학 기록층을 형성하는 공정과,
    상기 제3 광학 기록층의 상층에 광 투과성의 피복층을 형성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 압축 성형가공에 있어서, 전자유도 가열에 의해 상기 수지 시트를 가열하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체의 제조방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 압축 성형가공에 있어서, 근적외선 램프 또는 원적외선 램프를 복수개 배열한 할로겐 램프를 이용해서 상기 수지 시트를 가열하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체의 제조방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 압축 성형가공에 있어서, 상기 수지 시트의 유리 전이 온도보다도 5℃ 내지 50℃ 높은 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체의 제조방법.
  13. 적어도 한쪽 표면에 요철 형상을 갖는 기판과, 상기 기판의 상기 요철 형상면 위에 형성된 기록층을 갖는 정보기록매체의 상기 기판을 형성하기 위한 제조장치이며,
    상기 요철 형상에 대응하는 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 캐비티 내부 표면에 갖는 압축 성형가공용의 금형과,
    상기 금형을 가열하는 가열수단과,
    상기 금형을 가압하는 가압수단을 가지고,
    상기 금형은, 상중하의 3개로 분할되어, 상기 가압수단에 의해 상하로 이동 가능한 프레스기에 부착되고,
    상기 프레스기의 가압시에 상기 프레스기의 상기 하금형과 상금형의 평행도를 보정하여, 상기 하금형과 상금형간의 가압력을 균일화하는 수단이 설치되어 있 는 것을 특징으로 하는 정보기록매체의 제조장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 가열수단은 상기 상금형을 가열하는 상열반과, 상기 하금형을 가열하는 하열반을 포함하고, 상기 하금형과 상금형간의 가압력을 균일화하는 수단이, 상기 하열반 또는 하금형의 부착판에 설치된 소정의 곡률을 갖는 베어링부인 것을 특징으로 하는 정보기록매체의 제조장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 하금형과 상금형간의 가압력을 균일화하는 수단이, 상기 상하 금형의 중금형과 접촉하는 면의 평평한 면에 부착된 두께 0.2㎜ 이상 2.0㎜ 이하의 탄성체 시트인 것을 특징으로 하는 정보기록매체의 제조장치.
  16. 적어도 한쪽 표면에 요철 형상을 갖는 디스크 기판과,
    상기 디스크 기판의 상기 요철 형상면 위에 형성된 기록층과,
    상기 기록층 위에 형성된 피복층을 가지고,
    상기 디스크 기판은, 표면이 미세 요철 형상으로 가공된 후에, 미세 요철 형상으로 가공된 표면에 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해 상기 요철 형상이 전사된 디스크 기판인 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
  17. 적어도 한쪽 표면에 요철 형상을 갖는 디스크 기판과, 상기 디스크 기판의 상기 요철 형상면 위에 형성된 제1 광학 기록층과, 적어도 한쪽 표면에 요철 형상 을 갖는 수지 시트와, 상기 수지 시트의 상기 요철 형상면 위에 형성된 제2 광학 기록층을 가지고, 상기 제1 광학 기록층과 상기 제2 광학 기록층이 접합되어 있고, 상기 디스크 기판에 대해서 상기 수지 시트측에서 상기 제1 광학 기록층 및 제2 광학 기록층에 빛을 조사하여, 정보를 기록 또는 재생하는 정보기록매체이며,
    상기 디스크 기판은, 표면이 미세 요철 형상으로 가공된 후에, 미세 요철 형상으로 가공된 표면에 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해 상기 요철 형상이 전사된 디스크 기판이고,
    상기 수지 시트는, 표면이 미세 요철 형상으로 가공된 후에, 미세 요철 형상으로 가공된 표면에 요철 형상을 갖는 스탬퍼를 이용해서 가열하면서 가압하는 압축 성형가공에 의해 상기 요철 형상이 전사된 수지 시트인 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
  18. 제17항에 있어서, 상기 수지 시트의 다른 쪽 표면에 요철 형상이 더 형성되고, 해당 수지 시트의 다른 쪽 표면의 요철 형상면 위에 제3 광학 기록층이 더 형성되어, 상기 제3 광학 기록층의 상층에 광 투과성의 피복층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
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