JPH085130B2

JPH085130B2 - 光記録媒体用基板の成型用ローラー，成型装置，成型方法及び光記録媒体

Info

Publication number: JPH085130B2
Application number: JP30792288A
Authority: JP
Inventors: 斉芳野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-12-07
Filing date: 1988-12-07
Publication date: 1996-01-24
Anticipated expiration: 2011-01-24
Also published as: JPH02155629A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、光学的に情報の記録・再生を行う光記録媒
体用基板の成型用ローラー、成型装置、成型方法及び光
記録媒体に関する。

［従来の技術］従来、各種情報の記録には磁気テープ、磁気ディスク
等の磁気材料、各種半導体メモリー等が主として用いら
れてきた。この様な磁気メモリー、半導体メモリーは情
報の書き込みおよび読みだしを容易に行えるという利点
はあるが、反面、情報の内容を容易に改ざんされたり、
また高密度記録ができないという問題点があった。かか
る問題点を解決するために、多種多様の情報を効率良く
取り扱う手段として、光記録媒体による光学的情報記録
方法が提案され、その為の光学的情報記録担体、記録再
生方法、記録再生装置等が提案されている。

かかる情報記録担体としての光記録媒体は、一般にレ
ーザー光を用いて情報記録担体上の光記録層の一部を揮
散させるか、反射率の変化を生じさせるか、あるいは変
形を生じさせて、光学的な反射率や透過率の差によって
情報を記録し、あるいは再生を行なっている。この場
合、光記録層は情報の書き込み後、現像処理などの必要
がなく、「書いた後に直読する」ことのできる、いわゆ
るDRAW（ダイレクトリードアフターライト;direc
t read after write）媒体であり、高密度記録が可能で
あり、また追加書き込みも可能であることから、情報の
記録・保存触媒として有効である。

第５図は、従来の光記録媒体の模式的断面図である。
同第５図において、21は透明基板、22はトラック溝部、
23は光記録層、24はスペーサー・接着層、25は保護層で
ある。同第５図において、情報の記録・再生は、透明基
板21およびトラック溝部22を通して光学的に書き込みと
読み出しを行なう。この際、トラック溝部22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を
行うことができる様に構成されている。

［発明が解決しようとする課題］上記した様な光記録媒体において、特に従来のビデオ
ディスク、オーディオディスクなどでは、第４図に示す
ように、ポリ塩化ビニル（PVC）からなる熱可塑性樹脂1
1を、送りローラー13を通して加熱箱14に導入して加熱
用赤外線ランプ15で加熱した後、情報が記録されている
金型の成型用ローラー16と加圧ローラー17間を通して加
熱押圧して情報またはプリフォーマットパターンを転写
し、次いで冷却ブロアー18で冷却し、型抜き用ローラー
で成型して成型ディスク12を得ている。（特開昭56−86
721号公報）しかしながら、光ディスクなどの光記録媒体では、オ
ーディオディスクなどよりも特性値が厳しいので、成型
するスタンパーの熱伝導が悪いか、または加熱量の分布
が不均一であると、押し出し成型機から押し出された樹
脂が、成型時に十分に加熱された情報にならないため
に、微細なパターンが精度良く転写されなかったり、デ
ィスクの面内で基板の厚さが不均一になったりするとい
う問題点が生じている。また、成型時のスタンパーの加
熱量の分布のムラは、樹脂にポリカーボネートなどを用
いた場合には、複屈折がムラになって現れてきて、品質
が低下するという問題点が生じている。

そのために、樹脂を成型するスタンパーには、平面性
が良いこと、熱伝導性が良いこと、および熱伝導度のム
ラが少ないことが求められているが、例えば、スタンパ
ーが厚いと剛性が高くなって、円筒状のローラーに巻き
付けるのが難しくなるだけでなく、熱伝導度も悪くなる
という問題点がある。

また、スタンパーの貼り合せでは、スタンパーをロー
ラーに巻き付けるだけ、または単に接着剤で貼り合せる
だけでは、ローラーとスタンパーの熱伝導度が悪くな
り、またスタンパーの加熱量の分布のムラが生ずるため
に光記録媒体を連続的に生産するのに十分ではない。特
に、スタンパーとローラーの間に空気が入ると、スタン
パーの表面に凹凸を生じ、その凹凸が樹脂に転写され光
記録媒体の基板の品質を低下させるという問題点を生じ
ている。

本発明は上記の問題点を解決する目的でなされたもの
であり、ローラーとスタンパーの間に、接着剤と金属ま
たは金属化合物の粉粒を均一に混合した混合物を介在せ
しめることにより、熱伝導度が良好で、かつ加熱量の分
布が均一な光記録媒体用基板の成型用ローラー、それを
用いた成型装置、成型方法及び光記録媒体を提供するこ
とを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］すなわち、本発明は、ローラーと、該ローラーの表面
に固定された薄いスタンパーとから成り、該スタンパー
に形成された凹凸パターンを樹脂シートの表面に転写す
ることによってプリフォーマット付き光記録媒体用基板
を形成する成型用ローラーにおいて、前記ローラーとス
タンパーとが、接着剤と金属または金属化合物の粉粒と
を均一に混合した混合物で貼り合わされていることを特
徴とする光記録媒体用基板の成型用ローラーである。

また、本発明は、前記成型用ローラーと、該成型用ロ
ーラーに対向して設けられた加圧ローラーと、該加圧ロ
ーラーと前記成型用ローラーとの間に樹脂シートを供給
する押し出し成型機とから成る光記録媒体用基板の成型
装置である。

また、本発明は、前記成型用ローラーと、該成型用ロ
ーラーに対向して設けられた加圧ローラーとの間に、押
し出し成型機から押し出された樹脂シートを通して成型
することによって、プリフォーマット付き光記録媒体用
基板を形成する成型方法である。

また、本発明は、前記成型用ローラーと、該成型用ロ
ーラーに対向して設けられた加圧ローラーとの間に、押
し出し成型機から押し出された樹脂シートを通して成型
することによって形成されたプリフォーマット付き基板
と、該基板上に形成された光記録層とから成る光記録媒
体である。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明は、レーザービームなどの光ビームの照射によ
って、反射率，透過率などの光学特性を変化させて、情
報の記録・再生を行なう光記録媒体用基板を、樹脂を溶
融させて押し出し成型機から押出し、同時に成型を行な
ってプリフォーマット付き透明基板を形成することによ
り製造する方法において使用する成型用金型であり、該
成型を行なうローラーに薄いスタンパーを、接着剤と金
属または金属化合物を均一に混ぜ合せた混合物で貼り合
せた成型用ローラーからなるものである。

第１図は、本発明の光記録媒体用基板の成型用金型の
一実施態様を示す切欠断面図、第２図はその模式図であ
る。同図において、本発明の光記録媒体用基板の成型用
金型は、ローラー１に、スタンパー２が、接着剤と金属
または金属化合物の粉粒を均一に混合した混合物からな
る接着層３を介して貼り合わされた成型用ローラー４か
らなるものである。この成型用ローラー４を用いて光記
録媒体用基板を製造する方法は、例えば、第３図に示さ
れるように、押し出し成型機５から押出された樹脂シー
ト８は、軟化した状態で成型用ローラー４と加圧ローラ
ー６間、及び成型用ローラー４と加圧ローラー６のロー
ラー間に挿入され、成型用ローラー４の凹凸面と加圧ロ
ーラー６の鏡面により押圧されて、樹脂シート８の表面
にスタンパー２のプリフォーマットパターンまたは情報
の凹凸状の信号が逐次転写されて、矢印Ｘ方向に移動し
て転写を完了する。

本発明におけるローラー１は、硬度が高く、熱伝導度
の良いものであれば、どのような材料でも用いることが
できるが、例えば、鉄，クロム鉱などの金属、金属合
金、金属化合物などを用いることができる。ローラー表
面の加工処理としては脱錆、脱脂、水分を除去して研磨
する。ローラーの表面精度は成型される基板の表面に必
要とされる表面精度と接着強度を両方とも満足する精度
であれば、いずれの表面精度のローラーでも用いること
ができるが、成型された基板の必要な表面精度と同じ
か、またはそれ以上に良い精度が望まれる。好ましいロ
ーラーの表面精度はｐ−ｐで50μｍ以下である。

また、必要に応じて表面に窒化チタンなどの硬化膜、
シリコンなどの保護層を形成することもできるし、クロ
ムメッキなどのメッキを施すことも可能である。

スタンパー２は、一般にCD（コンパクトディスク）な
どに用いられている製法で作成することができる。具体
的には、ガラス原盤にレジストを塗布して、パターンを
露光，現像してから、ニッケルをスパッターで成膜し
て、電鋳して所定の厚さまでニッケルを析出させる。こ
の様にして得られた第二原盤をファーザーとして、第三
原盤（マザー）および孫スタンパーを作成しても良い。

スタンパーの材質としては、金属または金属化合物が
用いられ、例えば、ニッケル，クロム，鉄，銀又はその
化合物等が挙げられる。

また、スタンパーの厚さは、本発明ではスタンパー２
をローラー１に接着層３で貼り合せるために、一般にイ
ンジェクションに用いられているものよりも、薄いもの
が好ましい。したがって、スタンパーの厚さは10〜200
μｍの範囲であれば良く、好ましくは20〜150μｍが望
ましい。

接着層３は接着剤と金属または金属化合物の粉粒、必
要に応じて硬化剤を一定量均一に混合した混合物からな
るものである。金属または金属化合物の粉粒としては、
鉄，アルミニウム，銅，鉛またはそれらの酸化物，窒化
物，ハロゲン化物，カルコゲン化物などの粉粒を用いる
ことができる。粉粒の径は接着層の厚さにより異なる
が、通常１〜50μｍで、好ましくは10〜30μｍの範囲が
望ましい。接着剤としては、ローラー１とスタンパー２
を接合できて、成型温度でも軟化または劣化，変形した
り、ガスなどを出さないものであれば、いずれの接着剤
でも用いることができる。好ましくは、熱硬化性接着
剤、反応性接着剤などが挙げられる。また、必要に応じ
て、硬化剤を添加しても良い。金属または金属化合物の
粉粒と接着剤との混合比は、用いる接着剤や粉粒の種類
によるが、重量比で金属または金属化合物の粉粒は90重
量％以下、接着剤は10重量％以上にするのが良い。粉粒
が多いと熱伝導が良くなるが、接着力は弱くなる。ま
た、接着剤の比率が多くなると、接着力は高くなるが、
熱伝導は悪くなる。その点を考慮すると、より好ましい
組成比は、配合組成として、金属または金属化合物の粉
粒が重量比で10〜90％、接着剤が重量比で10〜90％であ
る。また、必要に応じて、硬化剤や添加剤を加えてもよ
い。その好ましい添加量は重量比で１〜10％である。

本発明の成型用ローラーは、上記のローラーの表面に
スタンパーを、接着剤と金属または金属化合物の粉粒を
均一に混合した混合物で貼り合せてなるが、成型用ロー
ラーの熱伝導度は20W/mK以上、好ましくは20〜100W/mK
の範囲にあることが望ましい。

本発明において、スタンパー２をローラー１へ貼り合
わせる方法は、金属または金属化合物の粉粒を均一に混
合した接着剤をローラーに均一な厚さに塗布して、その
上にスタンパーを貼り合せる。接着層の厚さとしては、
10〜100μｍが好ましい。また貼り合せの方法として
は、通常のいかなる方法でも用いることができるが、例
えば、スタンパーの片側の端を貼り付けてから、ローラ
ーを圧着しながらスタンパーを貼る方法がローラーとス
タンパーの間に空気を巻き込まなくて良い。その他に、
スタンパー側に、接着剤を塗布しても良い。スタンパー
の両端をネジ止めしてスタンパーを固定することを併用
することも十分可能である。また、第２図に示すよう
に、ローラー１およびスタンパー２には、その一部に、
位置合せ用の切り欠きまたは凹凸部を設けることもでき
る。

本発明のスタンパー付き成型用ローラーで、押し出し
成型機から押し出された樹脂シートを成型した後、一枚
ずつのディスクへの切断、洗浄、記録層成膜、保護基板
との貼り合わせ、特性検査、梱包などの工程を経て光記
録媒体を得ることができる。

［作用］本発明の光記録媒体用基板の成型用ローラーは、プリ
フォーマット付き光記録媒体用基板を形成する成型用ロ
ーラーとして、ローラーの表面に薄いスタンパーを、接
着剤と金属または金属化合物の粉粒を均一に混合した混
合物で貼り合せてなる成型用ローラーを使用しているの
で、熱伝導度が良好で、加熱量の分布が均一な、かつ平
面性が良い成型用ローラーを得ることができる。

［実施例］以下、実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明す
る。

実施例１第３図に示す様に、ローラー径350mmφの鉄製ローラ
ーに、粒子径20μｍの鉄の粉粒80重量％、エポキシ樹脂
（ノザワケミカル製、ダイヤボンド2000S）18重量％、
硬化剤としてジエチレントリアミン（関東化学）２重量
％を均一に混合した接着剤を、ローラーで50μｍの厚さ
に均一に塗布した。その上から、厚さ90μｍのニッケル
電鋳で作成したスタンパーを片側の端からローラーの外
周方向に順に貼り付けた。接着剤が硬化した後の熱伝導
度は50W/mKであった。この成型用ローラーを押し出し成
型機（日立造船製、SHT90−32DVG）に取り付けて、2.3m
/分の速度で、ダイ温度は250℃、ローラー温度150℃の
条件で、ポリカーボネート（帝人化成製、Ｋ−1285）を
1.2mmの厚さに押し出し成型を行った。

押し出し成型を行った基板を測定したところ、厚さの
ムラは最大値で50μｍであり、十分小さかった。複屈折
の値はシングルパスで20nmでバラツキは少なかった。面
振れ量はｐ−ｐで50μｍで十分小さかった。スタンパー
に形成されていたプリフォーマットパターンの転写率
は、深さで97％以上であった。

この基板を86mmφに切断して、下記の構造式［Ｉ］で
示される光記録材料を溶剤塗布して、厚さ1000Åの光記
録層を形成した。

保護基板には0.3mm厚のポリカーボネート（帝人化成
製、パンライト251）を86mmφに切断して、0.3mmのエア
ーギャップを持つように接着し光ディスクを得た。得ら
れた光ディスクの記録・再生を行ったところ、ディスク
の回転数1800rpm、書き込み周波数3MHz,書き込みパワー
6mW,読み出しパワー0.5mWで、C/N比で50dBであった。

実施例２実施例１と同じ方法で、ローラー径350mmφの鉄製ロ
ーラーに、粒子径20μｍのアルミナの粉粒70重量％、エ
ポキシ樹脂（ノザワケミカル製、ダイヤボンド2000S）2
8重量％、硬化剤としてジエチレントリアミン（関東化
学）２重量％を均一に混合した接着剤を、ローラーで50
μｍの厚さに均一に塗布して、実施例１と同様に、厚さ
81μｍのニッケルスタンパーを順に貼り付けた。接着剤
が硬化した後の熱伝導度は39W/mKであった。このローラ
ーを実施例１と同じ押し出し成型機に取り付けて、実施
例１と同じ樹脂を同じ条件で押し出し成型を行なった。

押し出し成型を行った基板を測定したところ、厚さの
ムラは最大値で50μｍであり、十分小さかった。複屈折
の値はシングルパスで20nmでバラツキはすくなかった。
面振れ量はｐ−ｐで50μｍで十分小さかった。スタンパ
ーに形成されていたプリフォーマットパターンの転写率
は、深さで98％以上であった。

この基板を実施例１と同様に、86mmφに切断して光記
録層を形成してから、保護基板を接着して光ディスクを
得た。得られた光ディスクの記録・再生を行ったとこ
ろ、ディスクの回転数1800rpm,書き込み周波数3MHz,書
き込みパワー6mW,読み出しパワー0.5mWで、C/N比で50dB
であった。

実施例３実施例１と同じ方法で、ローラー径350mmφの鉄製ロ
ーラーに、粒子径20μｍの銅の粉粒75重量％、エポキシ
樹脂（ノザワケミカル製、ダイヤボンド2000S）23重量
％、硬化剤としてジエチレントリアミン（関東化学）を
２重量％を均一に混合した接着剤を、ローラーで60μｍ
の厚さに均一に塗布して、実施例１同様に、厚さ85μｍ
のニッケルスタンパーを順に貼り付けた。接着剤が硬化
した後の熱伝導度は80W/mKであった。このローラーを実
施例１と同じ押し出し成型機に取り付けて、実施例１と
同じ樹脂を同じ条件で押し出し成型を行なった。

この基板を実施例１と同様に、86mmφに切断して、光
記録層を形成してから、保護基板を接着して光ディスク
を得た。得られた光ディスクの記録・再生を行ったとこ
ろ、ディスクの回転数1800rpm、書き込み周波数3MHz,書
き込みパワー6mW,読み出しパワー0.5mWで、C/N比で50dB
であった。

比較例１実施例１と同じ方法で、ローラー径350mmφの鉄製ロ
ーラーに、エポキシ樹脂（ノザワケミカル製、ダイヤボ
ンド2000S）とジエチレントリアミン（関東化学）を14:
1の重量比で均一に混合して50μｍの厚さに均一に塗布
し、実施例１と同じ厚さ90μｍのニッケルスタンパー
を、実施例１と同様に貼り合せた。接着剤が硬化した後
の熱伝導度は15W/mKであった。このローラーを実施例１
と同じ押し出し成型機に取り付けて、実施例１と同じ樹
脂を同じ条件で押し出し成型を行なった。

押し出し成型を行った基板を測定したところ、厚さの
ムラは90μｍで実施例１よりも大きい値であった。複屈
折はシングルパスで60〜190nmで、値が大きい上に場所
による差が大きい。面振れ量はｐ−ｐで100μｍで実施
例１よりも大きくなっていた。これらの値が、実施例１
〜３よりも著しく劣るために記録・再生特性の測定は不
可能であった。

［発明の効果］以上説明した様に、本発明の成型用ローラーによれ
ば、ローラーの熱伝導度が良いためにパターンの転写性
が良く、加熱量の分布が均一で良いために成型された基
板の厚さムラ、複屈折のムラが小さく、面精度の良い、
光記録媒体用基板を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光記録媒体用基板の成型用ローラー
の一実施態様を示す切欠断面図、第２図はその模式図、
第３図は本発明の成型用ローラーを用いて光記録媒体用
基板を製造する方法を示す概略図、第４図は従来の光記
録媒体用基板の製造方法を示す概略図および第５図は従
来の光記録媒体を示す断面図である。１……ローラー、２……スタンパー３……接着層、４……成型用ローラー５……押し出し成型機、６……加圧ローラー７……引き取りローラー、８……樹脂シート 11……熱可塑性樹脂 12……成型されたディスク 13……送りローラー、14……加熱箱 15……加熱用赤外線ランプ、16……成型用ローラー 17……加圧ローラー、18……冷却プロアー 19……型抜き用ローラー、21……透明基板 22……トラック溝部、23……光記録層 24……スペーサー・接着層、25……保護基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ローラーと、該ローラーの表面に固定され
た薄いスタンパーとから成り、該スタンパーに形成され
た凹凸パターンを樹脂シートの表面に転写することによ
ってプリフォーマット付き光記録媒体用基板を形成する
成型用ローラーにおいて、前記ローラーとスタンパーと
が、接着剤と金属または金属化合物の粉粒とを均一に混
合した混合物で貼り合わされていることを特徴とする光
記録媒体用基板の成型用ローラー。
【請求項２】20W/mK以上の熱伝導度を有する請求項１に
記載の光記録媒体用基板の成型用ローラー。
【請求項３】前記スタンパーの材質が金属または金属化
合物で、その厚さが10〜20μｍである請求項１に記載の
光記録媒体用基板の成型用ローラー。
【請求項４】請求項１に記載の成型用ローラーと、該成
型用ローラーに対向して設けられた加圧ローラーと、該
加圧ローラーと前記成型用ローラーとの間に樹脂シート
を供給する押し出し成型機とから成る光記録媒体用基板
の成型装置。
【請求項５】請求項１に記載の成型用ローラーと、該成
型用ローラーに対向して設けられた加圧ローラーとの間
に、押し出し成型機から押し出された樹脂シートを通し
て成型することによって、プリフォーマット付き光記録
媒体用基板を形成する成型方法。
【請求項６】請求項１に記載の成型用ローラーと、該成
型用ローラーに対向して設けられた加圧ローラーとの間
に、押し出し成型機から押し出された樹脂シートを通し
て成型することによって形成されたプリフォーマット付
き基板と、該基板上に形成された光記録層とから成る光
記録媒体。