JPH07110968A - 光ディスク原盤用テープ研磨装置およびその研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ディスク原盤の硬度や研磨時の温度が変わ
っても、常に一定の面粗度に研磨出来るようにする。 【構成】 光ディスク原盤の研磨位置を検出し、この信
号で研磨位置に応じて光ディスク原盤の回転数あるいは
研磨テープの送り速度を変え、研磨テープと光ディスク
原盤の相対速度が一定になるようにした。また、光ディ
スク原盤の研磨面に光をあて、その反射光を検出しこの
信号で研磨圧力を自動的に変えるとともに、研磨時間を
制御するようにした。 【効果】 光ディスク原盤の研磨による厚みむらを無く
すことが出来、また研磨速度を著しく上げることができ
た。また、光ディスク原盤の硬度や研磨時の温度の変化
に関係なく、常に一定の研磨面に研磨出来るようになっ
た。これにより信頼性が高く、常に高精度で高品質の光
ディスク原盤を作製出来るようになった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオディスク、ディ
ジタルオーディオディスク、静止画、文書ファイルなど
の光ディスクを作製するための光ディスク原盤の製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に光ディスクは、その情報密度が極
めて大きいことや、Ｓ／Ｎ比が大きくノイズが少ないこ
と等から情報媒体として有望視され、ビデオディスクと
して商品化され、ディジタル信号記録および再生する光
ディスクとしても近年研究開発が行なわれている。この
光ディスクを作製する方法として最も多いのがスタンパ
ーと呼ばれる光ディスク原盤を用いて、射出あるいは射
出圧縮等の成形により複製する方法である。

【０００３】以下、図面を参照しながら光ディスクの作
製に必要な光ディスク原盤を作製するための従来の光デ
ィスク原盤用テープ研磨装置ならびにその研磨方法につ
いて説明する。図１０および図１１（ａ）〜（ｉ）に従
来の光ディスク原盤および光ディスクの製造方法を示
す。また、図１２は従来の光ディスク原盤用テープ研磨
装置のブロック図を示し、図１３はこの研磨装置を用い
て研磨した場合の研磨テープの種類の違いによる研磨速
度の違いを示す表であり、図１４は従来の光ディスク原
盤の研磨装置での光ディスク原盤のそれぞれの研磨位置
における回転数であり、図１５は研磨後の光ディスク原
盤の厚み分布を示す表である。図１０において、１はガ
ラス基板、２はレジスト膜、３は記録用レーザ光、４は
記録された信号部、５は導電薄膜、６は電鋳メッキ膜、
７はスタンパーと呼ばれる光ディスク原盤、８はディス
ク基板、９は反射あるいは記録等の薄膜、１０は薄膜を
保護するための保護膜、１１は光ディスクである。ま
た、図１０および図１１において（ａ）はレジスト膜形
成工程、（ｂ）は露光記録工程、（ｃ）は現像工程、
（ｄ）は導電薄膜形成工程、（ｅ）は電鋳メッキ工程、
（ｆ）光ディスク原盤の裏面研磨工程および内外周加工
工程、（ｇ）は成形工程、（ｈ）は薄膜形成工程、
（ｉ）は保護膜形成工程である。また、図１２で１２は
光ディスク原盤、１３はテープ取り付け用リール、１４
はテープ巻き取り用リール、１５はテープ送り用ロー
ラ、１６は研磨用コンタクトローラ、１７はテープ巻き
取り用ローラ、１８はテープ用のリールおよびローラを
固定するためのテープ固定台、１９は送りネジ、２０は
送り用モータ、２１は回転テーブル、２２は回転用モー
タである。スタンパー７と呼ばれる光ディスク原盤を作
製するには、図１０および図１１に示すようにまずレジ
スト膜形成工程（ａ）においてガラス基板１の上にスピ
ン法等によりレジスト膜２を形成し、次に露光記録工程
（ｂ）で記録用のレーザ光３で信号を露光記録し、現像
工程（ｃ）で現像することにより信号部４を形成する。
次に導電膜形成工程（ｄ）でスパッタ法等によりニッケ
ルあるいは銀等の導電薄膜５を５０〜１００nmの厚みで
形成し、電鋳メッキ工程（ｅ）でその上から電鋳メッキ
することによりニッケルメッキ皮膜６を０．２〜０．４
mmの厚みで形成し、これをガラス基板から剥離し洗浄等
でレジスト膜を取り除いた後、この光ディスク原盤が成
形時の成形機金型に合うように、裏面研磨工程（ｆ）で
裏面を０．１μｍ以下の面粗度に仕上げるように研磨
し、さらに内外周を金型に合わせて切断加工することに
よりスタンパーと呼ばれる光ディスク原盤７が出来上が
る。この光ディスク原盤７から光ディスクを作製するに
は、さらにこの光ディスク原盤７を用い成形工程（ｇ）
でポリカーボネートあるいはアクリル等の樹脂材料で成
形することにより信号を転写したディスク基板８を作製
し、薄膜形成工程（ｈ）でディスク基板８の信号面状に
反射あるいは記録用薄膜９を形成し、更にその上に保護
膜形成工程（ｉ）で保護膜１０を数μｍ〜数十μｍの厚
みで形成することにより光ディスク１１が出来上がる。
金型に取り付けるためにこの光ディスク原盤の裏面の研
磨を行うには、図１２に示すような光ディスク原盤用テ
ープ研磨装置を用い、まず光ディスク原盤１２を研磨面
である裏面を上にして回転テーブル２１に載せ、研磨テ
ープをテープ固定台１８に取り付けられたテープ取付け
用リール１３に取付け、テープ送り用ローラ１５を介し
て研磨用コンタクトローラ１６に巻き付け、更にテープ
巻き取り用ローラ１７を介してテープ巻き取り用リール
１４に巻き取るようにしておく。次に、回転用モータ２
２で回転テーブル２１を回転することにより光ディスク
原盤１２を回転し、テープ固定台１８を送り用モータ２
０と送りネジ１９で光ディスク原盤１２の径方向に移動
しながら研磨テープをテープ巻き取り用ローラ１５なら
びにテープ巻き取り用リール１３で巻き取りながら研磨
用コンタクトローラ１６を光ディスク原盤１２に押しつ
けることにより、研磨テープで光ディスク原盤を研磨し
ていくものである。この研磨において、光ディスク原盤
は数百回／分程度の一定の回転数（角速度一定）で回転
さし、研磨テープは数十cm／分程度の一定の速度で送っ
ていくものである。ここに光ディスク原盤１２を４００
回／分の回転で、研磨テープを５０cm／分およびテープ
固定台１８を６００cm／分の速さので研磨した場合の研
磨時間と研磨量の関係を図１３に示す。すなわち研磨テ
ープの研磨目の種類に応じて研磨量すなわち研磨速度が
異なり、研磨するに従い面粗度が良くなるため一定時期
を過ぎると研磨速度が急劇的に遅くなる。また光ディス
ク原盤の回転数は一定のため研磨用コンタクトローラ１
６から見た光ディスク原盤の相対速度は、光ディスク原
盤の研磨位置すなわち半径位置により図１４に示すよう
に変わる。このため光ディスク原盤は半径位置により研
磨速度および研磨量が変わり、図１５に示すように光デ
ィスク原盤の内外周で５μｍ程度の差が出来る。すなわ
ち研磨後の光ディスク原盤の厚みが内周部で３００μｍ
とすると外周部では２９５μｍ程度となる。次に研磨は
時間管理で行うため研磨面の研磨状態に関係なく、予め
設定した時間になったら自動的に研磨を終了するもので
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、研磨テープと光ディスク原盤の相対的な
速度が研磨位置によって異なるため、光ディスク原盤の
研磨量が半径位置によって異なり光ディスク原盤の厚み
むらが発生する。また、光ディスク原盤の研磨を時間管
理で行うため、光ディスク原盤の硬度や研磨時の温度等
が変わると研磨速度が変わり、研磨後の面粗度や厚みが
研磨毎に変わってしまう。このため光ディスク原盤を用
いて成形を行う場合、成形で得られる光ディスク基板の
厚みむらが発生し、また成形時の成形条件出しにも影響
し、転写不良や歪あるいは複屈折の劣化等が発生しやす
くなる。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、光デ
ィスク原盤の裏面を常に均一の厚みで、しかも常に一定
の精度の面粗度で研磨出来るようにすることにより、非
常に信頼性が高く高品質の光ディスク原盤を作製するこ
とが出来る光ディスク原盤用テープ研磨装置ならびにそ
の研磨方法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の光ディスク原盤用テープ研磨装置ならびにそ
の研磨方法は、光ディスク原盤の研磨位置を検出し研磨
位置に応じて光ディスク原盤の回転数あるいは研磨テー
プの送り速度を変えることにより、研磨テープと光ディ
スク原盤の研磨面が常に一定の速度になるように制御
し、また研磨中に研磨面にレーザ等の光を射てその反射
光を測定することにより研磨面の状態すなわち研磨面の
面粗度の状態を測定し、その値に応じて研磨テープの光
ディスク原盤に押さえつける圧力を変えるようにし、さ
らに測定した反射光の大きさにより研磨時間を制御する
ようにした。

【０００７】

【作用】本発明は上記した構成により、光ディスク原盤
のどの研磨位置でも常に研磨量ならびに研磨速度が一定
にすることが出来るため、研磨による光ディスク原盤の
厚みむらを無くすことが出来、また光ディスク原盤に押
さえつける研磨テープの圧力を研磨面の状態に応じて変
えることにより研磨時間の大幅な短縮が出来、また研磨
面の状態で研磨時間を制御するようにしたため常に一定
の面粗度に仕上げることが出来る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の光ディスク原盤の研磨装置な
らびにその研磨方法の一実施例について、図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明第１の実施例にお
ける光ディスク原盤用テープ研磨装置のブロック図を示
すものであり、図２は本発明の第１の実施例における光
ディスク原盤用テープ研磨装置の研磨ヘッド部の正面図
と側面図であり、図３は本発明の第１の実施例における
光ディスク原盤用テープ研磨装置の研磨テープ部の側面
図であり、図４は本発明の第１の実施例における光ディ
スク原盤の研磨位置に対する回転数を示す表であり、図
５は研磨後の光ディスク原盤の厚み分布を示す表であ
り、図６は光ディスク原盤を研磨した場合の研磨面の面
粗度とその面の反射率の関係を示す表であり、図７は光
ディスク原盤の研磨時間に対する研磨面の面粗度の関係
を示す表であり、図８は本発明の第１の実施例における
光ディスク原盤の研磨面の反射率に対する研磨用コンタ
クトローラの押しつける圧力を示す表であり、図９は本
発明の第１の実施例における研磨時間と研磨量の関係を
示す表である。図１において３０は光ディスク原盤であ
り、３５はテープ取り付け用リール３１とテープ巻き取
り用リール３２とテープ送り用ローラ３３とテープ巻き
取り用ローラ３４から成る研磨テープ部であり、３６は
研磨テープ部を固定するためのテープ固定台であり、３
９はテープ固定台を移動するための送りネジ３７と送り
用モータ３８から成る研磨テープ送り部であり、４３は
回転テーブル４０と回転用モータ４１と回転制御装置４
２から成る回転部であり、４６は位置検出用センサー４
４と位置検出装置４５から成る位置検出部であり、４９
はコンタクトローラユニット４７とコンタクトローラの
圧力を制御するためのエアー圧制御装置４８から成る研
磨ヘッド部であり、５２は反射光量を測定するためのレ
ーザ５０と反射光を受けるための受光用センサー５１か
ら成る反射光測定部であり、５６は反射光量測定器５３
と予め設定しておくための反射光量設定器５４とそれら
を比較するための比較器５５から成る反射光比較部であ
る。また図２において５７はコンタクトローラ、５８は
ローラ固定台、５９はローラヘッドに圧力を加えるため
のエアーシリンダー、６０はエアーシリンダーにエアー
を供給するためのエアー供給用配管である。図３におい
て、６１は研磨テープを巻き取るための巻き取りリール
用モータ、６２は研磨テープを巻き取るためのテープ巻
き取りローラ用モータである。この光ディスク原盤用テ
ープ研磨装置は、研磨テープ部ならびに研磨を行うため
のコンタクトローラユニットを固定しているテープ固定
台３６の位置を位置検出部４６のリニアエンコーダ等の
位置検出用センサー４４で検出し、検出した信号を位置
検出装置４５で位置に比例したディジタルあるいはアナ
ログの信号に変換し、この信号を回転部４３の回転制御
装置４２に送り、この信号により回転制御装置４２で回
転用モータを研磨位置に応じた回転数で回転するように
し、光ディスク原盤と研磨テープの相対速度を一定にな
るようにしたものである。あるいは位置検出装置４５か
らの信号により研磨位置に応じて研磨巻き取りリール用
モータ６２ならびに巻き取りローラ用モータ６３の回転
数を変え研磨テープの巻き取り速度を変えることによ
り、光ディスク原盤と研磨テープの相対速度を一定にす
るようにしたものである。また、反射光測定部５２のレ
ーザ５０のレーザ光を光ディスク原盤３０の研磨面に照
射し、その反射光を受光用センサー５１で受光し、反射
光比較部５６の反射光量測定器５３で受光した光量に応
じた信号に変換するようにしたものである。そして、反
射光量設定器５４で予め比較するために必要な反射光量
を設定出来るようにしておき、反射光量測定器５３で測
定した信号と反射光量設定器５４で設定した値を比較器
５５で比較し、一致した時点でこの比較器５５から回転
テーブルの回転制御装置４２と研磨テープの送り用モー
タの制御装置に信号を送り、各々を停止することにより
研磨を自動的に終了するようにしたものである。また、
研磨中に反射光量測定器５４で検出した信号をエアー制
御装置４８に送り、この信号量に応じてコンタクトロー
ラ５７用のエアーシリンダ５９に供給するエアーの圧力
を自動的に変えるようにしたものである。これは研磨す
るに従い研磨面の面粗度がよくなり研磨面の摩擦係数が
小さくなるため、それに従って研磨の圧力を上げていく
ようにしたものである。ここで、検出部４６で検出した
信号をもとに光ディスク原盤を図４に示すような１ｍ／
秒の線速度一定になるように回転制御装置４２で制御
し、研磨テープを５０cm／分の一定速度で送り、テープ
固定台１８を５００cm／分の速さで径方向に移動しなが
らコンタクトローラ１５を圧力５ｋｇ／cm² で押さえつ
けて研磨した場合、光ディスク原盤の研磨後の厚みむら
を図５に示すように内外周とも１μｍ以内にすることが
出来た。また、光ディスク原盤の研磨面の面粗度と反射
率の関係は図６に示す通りであり、２０００番手の研磨
テープを用いて研磨した場合の研磨時間と研磨面の面粗
度の関係は図７の通りである。従って、コンタクトロー
ラ５７用のエアーシリンダ５９に供給するエアーの圧力
を反射光量測定器５４で得た信号により、自動的に図８
に示すような圧力に制御して研磨すると、図９に示すよ
うに研磨速度を著しく上げることが出来た。

【０００９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、研磨位置
に応じて光ディスク原盤の回転数あるいは研磨テープの
速度を変え光ディスク原盤と研磨テープの相対速度を常
に等しくなるようにしことにより、光ディスク原盤の研
磨面全域に対し同じ条件で研磨出来るようになり、従っ
て光ディスク原盤の研磨量を研磨面全域で均一でき研磨
後の厚みむらを無くし、かつ均一な面粗度の状態に仕上
げることが出来るようになった。また、研磨中に光ディ
スク原盤の研磨面の状態を検出し、研磨面の面粗度に応
じて研磨時間を制御するようにしたため、光ディスク原
盤の硬度が変わっても常に一定の研磨面の状態（面粗
度）に研磨出来るようになった。また、研磨中に研磨面
の面粗度に応じて研磨テープの光ディスク原盤に押さえ
つける圧力を変えるようにしたため、研磨の速度を著し
く上げることが出来た。これにより信頼性が高く、常に
一定で高品質の光ディスク原盤を作製することが出来る
ようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における光ディスク原盤用テ
ープ研磨装置を示すブロック図

【図２】本発明の一実施例における光ディスク原盤用テ
ープ研磨装置のコンタクトローラユニットの側面図と正
面図

【図３】光ディスク原盤用テープ研磨装置の研磨テープ
部の断面図

【図４】本発明の一実施例における光ディスク原盤の研
磨位置と回転数の関係を示す図

【図５】本発明の一実施例における光ディスク原盤用テ
ープ研磨装置を用いて研磨した場合の光ディスク原盤の
厚み分布を示す図

【図６】光ディスク原盤の研磨状態（面粗度）と研磨面
の反射率の関係を示す図

【図７】光ディスク原盤の研磨時間と研磨状態（面粗
度）を示す図

【図８】本発明の一実施例における研磨装置の反射率に
対し制御するコンタクトローラの圧力を示す図

【図９】本発明の一実施例における研磨方法を用いた場
合の研磨速度を示す図

【図１０】光ディスク原盤および光ディスクの一般的な
作製方法を示す断面図

【図１１】光ディスク原盤および光ディスクの一般的な
作製方法を示す工程図

【図１２】従来の光ディスク原盤用テープ研磨装置のブ
ロック図

【図１３】従来の光ディスク原盤用テープ研磨装置を用
いた場合の研磨時間と研磨量の関係を示す図

【図１４】従来の研磨方法における光ディスク原盤の研
磨位置と回転数の関係を示す図

【図１５】従来の研磨方法で研磨した場合の研磨後の光
ディスク原盤の厚み分布を示す図

【符号の説明】

３０ 光ディスク原盤 ３１ テープ取り付け用リール ３２ テープ巻き取り用リール ３３ テープ送り用ローラ ３４ テープ巻き取り用ローラ３５ 研磨テープ部 ３６ テープ固定台 ３７ 送りネジ ３８ 送り用モータ３９ 研磨テープ送り部 ４０ 回転テーブル ４１ 回転用モータ ４２ 回転制御装置４３ 回転部 ４４ 位置検出用センサー ４５ 位置検出装置４６ 位置検出部４７ コンタクトローラユニット ４８ エアー制御装置４９ 研磨ヘッド部 ５０ レーザ ５１ 受光用センサー５２ 反射光測定部 ５３ 反射光量測定器 ５４ 反射光量設定器 ５５ 比較器５６ 反射光比較部 ５７ コンタクトローラ ５８ ローラ固定台 ５９ エアーシリンダー ６０ エアー供給用シリンダー ６１ テープ巻き取りリール用モータ ６２ テープ巻き取りローラ用モータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ディスク原盤用テープ研磨装置において
   研磨テープを送るための研磨テープ部と、研磨状態に応
   じて光ディスク原盤に押しつける圧力を変えることが出
   来る研磨ヘッド部と、研磨テープ部と研磨ヘッド部を取
   り付けるための固定台と、この固定台を移動するための
   研磨テープ送り部と、研磨位置を検出するための位置検
   出部と、研磨する光ディスク原盤を研磨位置に応じた回
   転数で回転させるための回転部と、光ディスク原盤の研
   磨面に光を射てその反射光量を測定するための反射光測
   定部と、予め設定した反射光量（あるいは反射率）と測
   定した反射光量（あるいは反射率）を比較しこれにより
   研磨時間を制御するための反射光比較部とを備えたこと
   を特徴とする光ディスク原盤用テープ研磨装置。
2. 【請求項２】光ディスク原盤の研磨位置を検出し、検出
   した値により光ディスク原盤の研磨位置に応じてた回転
   数で光ディスク原盤を回転するか、あるいは研磨テープ
   の送り速度を制御することにより、研磨テープと光ディ
   スク原盤の研磨面との相対速度が常に一定の速度になる
   ように制御しながら研磨することを特徴とする光ディス
   ク原盤の研磨方法。
3. 【請求項３】光ディスク原盤の研磨面にレーザ等の光を
   射てその反射光を測定し、反射してきた光量に応じて光
   ディスク原盤に押しつけることにより、研磨面と研磨テ
   ープの摩擦係数に応じて研磨テープの圧力を変え研磨す
   るようにしたことを特徴とする光ディスク原盤の研磨方
   法。
4. 【請求項４】光ディスク原盤の研磨面にレーザ等の光を
   射てその反射光を測定し、反射してきた光量が予め設定
   した値より等しいか越えた時点で、研磨を終了すること
   により研磨面の面粗度に応じて研磨時間を制御するよう
   にしたことを特徴とする光ディスク原盤の研磨方法。