JP2007122764A - 光記録媒体の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光記録媒体を構成する基材上に薄膜の光透過層や中間層を形成する場合、例えば光透過層のシートを形成し、これをドーナツ状に丸く打ち抜いて基材に接着剤で貼り付けるようにしているが、この方法では、シートを作製する装置がコーティングや乾燥の工程を含むために大掛かりなものとなり、また、シート材に傷が付きやすいという課題があった。
【解決手段】搬送装置に載置された基材の表面にコーティングヘッドによりその基材を含む搬送装置上に光透過材料をコーティングし、その後、前記コーティングされた光透過材料を硬化、そして、基材の内外周近傍をレーザーで切断した後、前記硬化された光透過材料を有する基材を搬送装置から取り出すという工程を順次実行することにより、均一な膜厚で、かつ、効率よく光透過層や中間層が形成でき、さらに基材の内外周も良好な端面形状に形成できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、特に光透過層が薄膜化された光記録媒体の製造方法および製造装置に関するものである。

音楽や映像等の各種データを蓄積する光記録媒体は、再生専用型、追記型、書き換え型等があり、そのサイズは円盤状のもので直径が１２０ｍｍと８０ｍｍ、またカードタイプ等があり、この多様性を活かして民生用のみならず業務用等に広く普及している。また、記録容量も６５０ＭＢのコンパクトディスク（ＣＤ）から４．７ＧＢの多用途ディスク（ＤＶＤ）へと高密度化、大容量化が進み、さらに最近では青色レーザーを光源とする次世代の光記録媒体が現れ、その用途がさらに拡大しようとしている。

この次世代の光記録媒体においては、２５ＧＢという高密度、大容量を実現するために記録および再生のためのレーザーが入射する面に０．１ｍｍという薄い光透過層を設けているのが特徴である。従来のＣＤではレーザーが入射する面の光透過層は１．２ｍｍもあり、またＤＶＤの光透過層は０．６ｍｍと厚く、そして、これらの光透過層は光記録媒体の基板を兼ねるポリカーボネイト等の樹脂材料を射出成形して形成していた。しかし、次世代の光記録媒体では光透過層は０．１ｍｍという薄さであり、したがって前記ＣＤやＤＶＤと同様の方法では光記録媒体として十分な機械的強度が確保できない。

このために、上記次世代の光記録媒体の光透過層の形成は、例えば特許文献１に、キャスティング法により光透過層のシートを形成し、これをドーナツ状に丸く打ち抜いて基材に接着剤で貼り付けるようにしたものが開示されている。しかしながら、この方法では、シートを作製する装置がコーティングや乾燥の工程を含むために大掛かりなものとなり、また、シート材のコーティング時には厳密な塵埃の管理が求められ、さらに、その後のシートの搬送にはキズが発生しないように細心の注意を払う必要があり、しかし現実には、上記塵埃やキズの原因によるシートの欠陥を減らすことはなかなか難しいため、シートとしての製品歩留まりがあがらないという課題がある。また、丸く打ち抜くときにも発塵があり、これらの発塵の付着も欠陥を増加させている。さらに打ち抜いたシートを基材に接着させるための接着剤や接着工程も必要であるため、光記録媒体の製造工程が複雑となっている。

また、特許文献２および３には、スピンコート法により直接、基材上に光透過層を形成する装置および方法が提案されている。これは基材の中心穴を覆うためのキャップを載置し、基材を回転させながらそのキャップの中心部に光透過層を形成する樹脂を流し込み、遠心力でこの樹脂を基材の外周方向へ広げていく方法である。しかしこのようにスピンコート法により０．１ｍｍの薄い光透過層を形成するためには、１５００から３０００ｍＰａ・ｓの粘度の高い樹脂を用いなければならず、そのために樹脂が基材の外周まで均一に広がっていくのに時間がかかり、生産タクトが従来のＣＤやＤＶＤよりも長くなって、生産効率が悪いという課題がある。
特開平１４−７４７４９号公報 特開平１０−２４９２６４号公報 特開平１１−１０２５４４号公報

本発明は、特にレーザー光として青色レーザーを用いる高密度、大容量光記録媒体の基材に０．１ｍｍという薄い光透過層や、さらに薄膜の中間層等を膜厚が均一で、かつ効率よく短い生産タクトで形成でき、その内外周の端面も良好である光記録媒体の製造方法および製造装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、光記録媒体の基材に光透過層を形成する光記録媒体の製造方法であって、搬送装置に載置された前記基材とコーティングヘッドとの相対移動により前記コーティングヘッドによって前記基材を含む前記搬送装置上に光透過材料よりなる光透過層をコーティングする第１の工程と、前記基材の表面にコーティングされた前記光透過層を硬化する第２の工程と、前記硬化された光透過層の前記基材の内外周にあたる部分をレーザーにより切断する第３の工程を有することを特徴とする光記録媒体の製造方法である。

また、本発明は、光記録媒体の基材にピットまたはグルーブが形成された中間層を形成する光記録媒体の製造方法であって、搬送装置に載置された前記基材とコーティングヘッドとの相対移動により前記コーティングヘッドによって前記基材を含む前記搬送装置上に光透過材料よりなる中間層をコーティングする第１の工程と、前記第１の工程によりコーティングされた前記中間層の面にピットまたはグルーブを形成するためのスタンパーを載置する第２の工程と、前記スタンパーが前記中間層の上に載置された状態で前記中間層を硬化し、前記中間層に前記スタンパーによってピットまたはグルーブを形成する第３の工程と、前記硬化された中間層から前記スタンパーを離脱させる第４の工程と、前記硬化された中間層の前記基材の内外周にあたる部分をレーザーにより切断する第５の工程を有することを特徴とする光記録媒体の製造方法である。

そして、前記基材の形状と実質的に同じ形状のパターンを有するマスクを通して、前記基材の表面にコーティングされた前記光透過材料を硬化するようにしたものである。また、前記光透過材料の硬化は紫外線により行うようにしたものである。

さらに、本発明は、光記録媒体の基材に光透過層を形成する光記録媒体の製造装置であって、前記基材を載置搬送する搬送装置と、前記搬送装置に設けられた基材の位置決め部と、前記搬送装置を駆動する駆動源と、前記搬送装置に前記位置決め部により位置決めされた状態で載置された前記基材の表面にコーティングヘッドによって前記基材を含む前記搬送装置上に光透過材料よりなる光透過層をコーティングするコーティング装置と、前記基材の表面にコーティングされた前記光透過層を硬化する硬化装置と、前記硬化された光透過層の前記基材の内外周にあたる部分をレーザーにより切断する切断装置を有することを特徴とする光記録媒体の製造装置である。

また、本発明は、光記録媒体の基材にピットまたはグルーブが形成された中間層を形成する光記録媒体の製造装置であって、前記基材を載置搬送する搬送装置と、前記搬送装置に設けられた基材の位置決め部と、前記搬送装置を駆動する駆動源と、前記搬送装置に前記位置決め部により位置決めされた状態で載置された前記基材の表面にコーティングヘッドによって前記基材を含む前記搬送装置上に光透過材料よりなる中間層をコーティングするコーティング装置と、コーティングされた前記中間層の面にピットまたはグルーブを形成するためのスタンパーを載置し、かつ離脱する移送装置と、前記スタンパーが前記中間層の上に載置された状態で前記中間層を硬化する硬化装置と、前記硬化された中間層の前記基材の内外周にあたる部分をレーザーにより切断する切断装置を有することを特徴とする光記録媒体の製造装置である。

そして、前記硬化装置とコーティングされた前記基材の間に、前記基材の形状と実質的に同じ形状のパターンからなるマスクを有するものである。また、前記硬化装置は紫外線照射による硬化装置である。

上記本発明によれば、青色レーザー対応の大容量光記録媒体に要求される約０．１ｍｍ厚の光透過層や約２５μｍ厚の中間層の形成において、均一な膜厚で、かつ再現性よく安定した光透過層や中間層を形成でき、さらに基材の内外周においても良好な端面形状を得ることが可能となり、したがって、歩留まりが向上し、かつ生産のタクトが短縮されてコストの大幅な低減が可能となる。

まず、図１は本発明の実施の形態における製造方法、製造装置により製造された光記録媒体に記録されたデータ信号を再生する光学概略図であり、例えば主波長４０５ｎｍの青色レーザー光を発生する半導体レーザーモジュール１から出射された光束は光束分離手段２を通過し、コリメートレンズ３によってほぼ平行光にされて集光レンズ４に入射する。前記集光レンズ４により集光されたレーザー光は光記録媒体５の情報記録面に形成された反射率の異なるピットで反射され、この反射光は集光レンズ４、コリメートレンズ３を通過して光束分離手段２により反射され、検出レンズ６により受光素子７に集光される。前記受光素子７は前記光記録媒体５の情報記録面によって変調された光量変化を電気信号に変換し、これによって光記録媒体５に記録されているデータを読み取る。

図１はデータ信号を再生する場合のデータの読み取りについて示したが、光記録媒体５へのデータの書き込みはレーザー光を光記録媒体に照射することによりデータ信号の記録が行われる。

上記のようにして光情報の再生、記録が行われる光記録媒体の製造方法、製造装置について、以下説明する。

（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１によって製造された光記録媒体の概略断面図であり、この光記録媒体１０は単層の再生専用型である。この光記録媒体１０は中心部に孔１０ａを有する円盤状からなり、基板１１と反射膜１２からなる基材１３とその反射膜１２を含んで接合付着された光透過層１４から構成されている。基板１１は樹脂材料からなり、具体的には、ポリカーボネイト、ポリメチルメタクリレート、アモルファスポリオレフィン等からなる。もちろんガラス基板であってもよい。

前記基板１１はその厚さは１．１ｍｍであり、主に射出成形によって作られ、その一方の表面（図示では下面）にはデジタル信号を変換したピットが形成され、情報記録領域面となっている。反射膜１２はアルミニュウム合金や銀合金等の金属からなり、前記一方の表面にスパッタ法等により情報記録領域のピットに倣って厚みが１０〜５０ｎｍに形成されている。光透過層１４の膜厚は約０．１ｍｍで、その材料はアクリレート、シロキサン系樹脂、ポリカーボネイト等の光透過材料からなる。なお、前記ピットによるデジタル信号情報を読み取るレーザー光束は光透過層１４から入射される。前記基板１１に形成されている情報記録領域と、この表面に形成されている反射膜１２は後述の各実施の形態における基材１３と同様にともに基板１１の内外周で形成される領域よりも内側に形成されている。

次に、上記光記録媒体１０の製造装置および製造方法について説明する。

図３は製造装置の概略構成図であり、図４はその製造工程の要部を示す概略斜視図である。

製造装置１５は塵埃が厳しく管理されたクリーン室１６内に設置され、そのクリーン室１６内には複数個の搬送板１７、１８、１９、２０、２１、２２と、この搬送板の移動をガイドする一対の搬送ガイド２３ａ、２３ｂから成る搬送装置が設けられている。そしてこれらの搬送板１７、１８、１９、２０、２１、２２はモータ等の駆動源２４により通常は右方向に移動可能になっている。前記搬送板１７、１８、１９、２０、２１、２２はそれぞれ１５０×１５０ｍｍの方形状で厚みが５ｍｍの金属板、ガラス板、セラミック板等からなり、その上面には前記基材１３を位置決めして載置する位置決め部、すなわち基材１３を収納可能なドーナツ状の凹部１７ａ、１８ａ、１９ａ、２０ａ、２１ａ、２２ａ（図には１７ａ、２２ａのみ記載）が設けられており、その凹部１７ａ、１８ａ、１９ａ、２０ａ、２１ａ、２２ａの深さは前記基材１３の厚みと同一になるように設定されている。

前記搬送板１７、１８、１９、２０、２１、２２の位置決め部を含む表面は、コーティングした材料が剥離しやすいように、フッ素樹脂による被覆や硬質表面処理等の加工がなされている。なお、前記基板１１と反射膜１２からなる基材１３は直径が１２０ｍｍ、厚みがほぼ１．１ｍｍのドーナツ状である。

前記搬送ガイド２３ａ、２３ｂ上に搬送板１７、１８、１９、２０、２１、２２が載置された状態において、搬送板１７、１８、２２の各工程位置に対応して先端部に吸着保持部２５ａ、２６ａ、２７ａを有する移送ロボット腕等の移送手段２５、２６、２７からなる移送装置が配置されており、これらの移送手段２５、２６、２７は駆動源２８により駆動制御されるようになっている。

また、搬送板１９に対応した位置には前記基材１３に光透過層１４を形成するために光透過材料１４ａをコーティングするコーティング装置２９が配置されており、このコーティング装置２９はコーティングヘッド３０、光透過材料１４ａの供給タンク３１、供給ポンプ３２を備え、供給ポンプ３２により供給タンク３１からパイプ３３ａ、３３ｂを通して光透過材料１４ａをコーティングヘッド３０に供給するようになっている。

また、搬送板２０と対応して前記光透過材料１４ａの硬化装置３４が配置されており、これは高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等の紫外線発生源を持つ紫外線硬化装置である。

さらに、搬送板２１と対応して硬化した光透過層１４の基材の内外周にあたる部分を切断する切断装置３５が配置されている。切断装置３５は、出力３０Ｗ、波長１０．６μｍの炭酸ガスレーザーからなり、そのビーム径はおよそ１００μｍである。そのビームはガルバノミラーによって基材の内周、および外周近傍をほぼ真円で走査するように制御されている。レーザーの走査の中心と搬送板の中心、すなわち基材の中心は±１０μｍ以内の精度で位置決めができるようになっている。

次に、基材１３に光透過層１４を形成し、取り出すまでの一連の工程について説明する。

まず、凹部１７ａからなる位置決め部が形成された搬送板１７を移送手段２５の吸着保持部２５ａにより保持して搬送ガイド２３ａ、２３ｂ上に載置し、搬送板１７を準備する（図４の工程Ａ）。次に、駆動源２４により搬送板１７を搬送板１８の位置に移動させ、移送手段２６の吸着保持部２６ａに吸着された基材１３を前記搬送板１８の凹部１８ａ内に載置する。この場合、基材１３の反射膜１２が上面に位置するように載置する（図４の工程Ｂ）。

そして、前記基材１３が載置された搬送板１８を、駆動源２４により搬送板１９の位置に移動させ、ここで供給ポンプ３２により供給タンク３１内の光透過材料１４ａをコーティングヘッド３０に供給し、かつこのコーティングヘッド３０を基材１３の搬送方向とは反対方向に移動機構（図示せず）により移動させ、このヘッド３０の下面にその移動方向と直交する方向に設けられている筋状のスロットから前記基材１３の平面範囲を含む搬送板１９の上面に光透過材料１４ａをコーティングする（図４の工程Ｃ）。前記基材１３と搬送板１９への光透過材料１４ａのコーティングは、搬送板に設けられた位置決め部の深さが基材１３の厚みと同一寸法に形成されているため、光透過材料１４ａは均一にコーティングされる。

ここで、光透過材料等の薄膜材料のコーティング方法としては、グラビア方式、リバース方式、ダイ方式等があるが、本発明の各実施の形態に係るダイ方式は高精度な膜厚管理ができること、高速度でコーティングが行えること、また、装置がシンプルで小型であること、メンテナンスが容易であること等から適している。したがって、生産タクトが短くできるばかりでなく、欠陥が少なく、歩留まりが改善できるという特徴を有している。

前記光透過材料１４ａは予め真空槽に入れられて脱気されており、その後、供給タンク３１に注入される。そして供給タンク３１に蓄えられた光透過材料１４ａが供給ポンプ３２により広幅のコーティングヘッド３０に送られ、このヘッド３０を移動させながらスロット（図示せず）から光透過材料１４ａを吐出させて基材１３上にコーティングしていく。前記のコーティングが終了した後、コーティングヘッド３０は元の位置に戻らせる必要はなく、次の基材のコーティング時に前回と逆の方向に移動機構により移動させてコーティングを行うことができる。

前記コーティング幅方向の膜厚の均一性を確保するためにコーティングヘッド３０の先端形状やスロット幅は高精度に加工されており、また、光透過材料１４ａが均一に吐出されるように、そのコーティングヘッド３０に光透過材料１４ａを供給する注入口の位置や数、液溜りの役目を果たすマニフォールドの形状や位置等も最適化されている。

前記光透過材料１４ａとしては紫外線や電子線で硬化する材料が用いられる。特に紫外線で硬化するアクリレート等の材料は、硬化のための装置が小型で簡便であるためによく用いられる。具体的にはエポキシアクリレートやウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート等のオリゴマーに希釈や高機能化のためのモノマーや、重合を迅速にするための光重合開始剤を含んだ混合物から構成されている。

０．１ｍｍの光透過層１４の膜厚を得るために、粘度や表面張力等の材料物性に合わせてコーティングヘッド３０のスロット幅、基材１３との間隔、ヘッドの送り速度、材料の吐出圧等を調整し、最適化する必要がある。光透過材料１４ａの粘度が１５００ｍＰａ・ｓの場合のコーティングヘッド３０の代表的な値はスロット幅が２００μｍ、基材１３との間隔が１２０μｍ、ヘッドの送り速度が３０ｍｍ／ｓｅｃ、材料の吐出圧が０．３MＰａである。さらに、検討を重ねた結果、このコーティング方法によると光透過材料１４ａが３００から５０００ｍＰａ・ｓという広範囲の粘度においても基材上に０．１ｍｍ厚のコーティングが可能であることがわかった。

なお、移動機構によるコーティングヘッド３０の送り速度は、速ければ速いほどタクトが短くなり、生産性は向上するが、空気の噛み込みや塗布スジ等が発生し、均一性が損なわれるために送り速度には上限があり、均一性が損なわれない速度範囲内でヘッド送りがなされる必要がある。また、光透過材料１４ａの粘度や表面張力等の材料物性にも依存するがコーティングヘッド３０の送り速度は２０〜６０ｍｍ／ｓｅｃ、すなわち、タクトとしては３〜８秒で基材１３上に０．１ｍｍ厚の光透過材料１４ａをコーティングすることができることを確認した。

前記工程Ｃでコーティングが終了すると、搬送板１９は次の工程Ｄ、すなわち、光透過材料１４ａの硬化工程に駆動源２４により移動される。硬化装置３４から発生する紫外線が工程Ｄに移送された搬送板２０方向に照射され、基材１３を含んだ搬送板２０の表面にコーティングされた光透過材料１４ａ全体を硬化させる。前記光透過材料１４ａの硬化時にその硬化部分は基材１３、すなわち金属からなる反射膜１２と基板１１に固着し、基材１３と一体化される。なお、光透過材料が電子線によって硬化する材料であれば硬化装置３４は電子線を利用した硬化装置であってもよい。

この実施の形態においては高圧水銀ランプを用い、紫外線の照射量は５００〜８００ｍＪ／ｃｍ²、照射時間は３〜６秒である。この紫外線の照射時間が長くなると基材１３に反りが発生するため、注意を要する。

前記工程Ｄで硬化が終了すると、搬送板２０は次の工程Ｅ、すなわち、光透過材料１４ａの基材の内外周にあたる部分の切断工程に駆動源２４により移動される。

切断は切断装置３５から出射されるレーザー光でなされる。良好な切断端面を得るためにはレーザービームの走査速度や繰り返し回数、投入パワー、照射時間などを最適化する必要がある。これは、各パラメーターを変化させたときの切断状態を観察しながら調整し、絞り込んでいく。一般に、投入パワーを増加させたり、走査速度を遅くすると切断幅が広がる方向となり、また、飛沫の発生や熱による損傷も増えてくる。逆に弱すぎると、一部に切断できない箇所が発生する。

本実施の形態では走査速度は１００〜５００ｍｍ／ｓ、繰り返し回数は１〜３回、投入パワーは１００〜３００μｍの切断幅となるように調整して行った。レーザーを当てる切断位置は一般には搬送板２１のドーナツ状凹部２１ａと基材１３の隙間（通常は内周、外周とも約１００μｍ前後）の中心に沿って走査させる。このとき、隙間が広すぎたり、あるいは光透過材料１４ａの粘度が低すぎると光透過材料が隙間の中に入り込み、中に入った材料まではうまく切断できない場合もあるので隙間や粘度を最適化する必要もある。おおよそ１００μｍの隙間の場合は５００ｍＰａ・ｓ以上の粘度があると中にはそれほど入り込まず、うまく切断できることが確認されている。

基材１３の内周近傍や外周近傍の搬送板上を切断してもよいがその場合は内周や外周においてバリが出ないような位置で行わなければならない。また、規格を満足する範囲内で基材１３の内周の外側にあたる部分や外周の内側にあたる部分を切断してもよいが、このときは、基材１３上にかなりの切断残りがあると基材１３の取り出しが困難となるためこの場合もそれを考慮して切断位置を決める必要がある。

内周、外周、両方合わせて１〜３秒程度で十分切断でき、内周の切断と外周の切断には特に順番はなく、どちらからでもよい。また、条件的にも走査の径は異なるが同じ条件で切断しても問題はない。

最適条件下では基材の内外周の端面はきれいな破断面が得られ、基材１３を搬送板２２からスムーズに離脱できる。切断後は端面の特別な後処理は必要としないため工程的にも簡素化できる。

前記工程Ｅにより基材１３上の光透過材料１４ａが切断されると、搬送板２１は駆動源２４により次の工程Ｆに搬送される。この工程Ｆでは移送手段２７の吸着保持部２７ａにより、光透過材料１４ａが硬化されて付着した基材１３を搬送板２２から持ち上げることにより、あらかじめ切断されている境界部から切り離され、基材１３は搬送板２２から取り出されて次の製品完成工程（図示せず）に移送される。

なお、基材１３が取り出された搬送板２２は工程Ｅの位置から移動された後、それに付着硬化している光透過材料１４ａは剥ぎ取り等により除去され、搬送板２２は再使用される。このようにして基材１３の表面に光透過層１４を形成し、光記録媒体１０を製造する一連の工程が終了する。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について、図５を用いて説明する。この実施の形態２は実施の形態１で説明した工程Ｄ、すなわち、光透過材料１４ａの硬化工程において、図５に示すように硬化時にマスクを配置するものである。

このことにより実施の形態１で搬送板上の硬化した光透過材料１４ａを切り離して廃棄していたものを、硬化させずに再利用するものである。

この実施の形態２に示す光記録媒体１０も上記実施の形態１と同様に塵埃が厳しく管理されたクリーン室内に設置された製造装置により製造される。そして、特に図３、図４に示す上記実施の形態１と同一部分については同一符号を附してこれを援用し、異なるところを中心に説明する。

図５は、この実施の形態２における製造工程の要部を示す概略斜視図であり、工程Ａから工程Ｃ、および工程Ｅ、工程Ｆは実施の形態１と同じで、異なるところは工程Ｄの光透過材料１４ａを硬化する工程である。

前記工程Ｃでコーティングが終了すると、搬送板１９は次の工程Ｄ、すなわち、光透過材料１４ａの硬化工程に駆動源２４により移動される。硬化装置３４から発生する紫外線が工程Ｄに移送された搬送板２０方向に照射され、その紫外線はマスク３６のドーナツ状のパターン３６ａを通して基材１３の表面にコーティングされた光透過材料１４ａを基材１３の平面形状の範囲のみ硬化させる。前記光透過材料１４ａの硬化時にその硬化部分は基材１３、すなわち金属からなる反射膜１２と基板１１に固着し、基材１３と一体化される。なお、光透過材料１４ａが電子線によって硬化する材料であれば硬化装置３４は電子線を利用した硬化装置であってもよい。

この実施の形態においては高圧水銀ランプを用い、紫外線の照射量は５００〜８００ｍＪ／ｃｍ²、照射時間は３〜６秒である。この紫外線の照射時間が長くなると基材１３に反りが発生するため、注意を要する。また、紫外線によってマスク３６の温度が上昇するが、この温度の上昇を抑制するためにマスク３６に金属箔を貼り付けてもよい。

また、硬化装置３４に備えられる高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等の種類によって発光スペクトラムが微妙に異なるために、その紫外線透過率を考慮してマスク３６の基板材料を選定する必要がある。

なお、基材１３が紫外線を透過する材料からなる場合は、搬送板２０を紫外線が透過する例えばガラス材料から構成することにより、マスク３６や硬化装置３４を搬送板２０の裏側に配置し、その裏側から光透過材料１４ａを硬化することもできる。そして、このように裏側から光透過材料１４ａを硬化する場合は搬送板２０の裏面に直接マスクのパターンを形成することにより、独立して設置するマスク３６を省略することができる。なお、光透過材料１４ａの硬化に電子線を使う場合は、マスクで電子線を遮断する領域以外にはこれを遮断するような物質があってはならないことは言うまでもない。

マスクの内径は基材の内径と同等か小さくし、また、マスクの外径は基材の外径と同等か大きくして、基材１３上では必ず硬化がされるようにすると後工程である切断において効果的である。マスク３６を搬送板２０に近づけるほど紫外線の拡散が少なくなり、その結果、硬化部と未硬化部のシャープな境界が得られ、材料回収には都合がよくなる。

前記工程Ｄにより基材１３上の光透過材料１４ａが硬化されると、搬送板２０は駆動源２４により次の工程Ｅに搬送される。この工程Ｅでは、レーザーにより光透過材料１４ａの基材の内外周にあたる部分の切断が行われ、その条件は、実施の形態１とまったく同じ内容で行われる。

次の工程Ｆでは移送手段２７の吸着保持部２７ａによって基材１３はあらかじめ切断されている光透過材料１４ａの境界部から分離して搬送板２２から取り出される。

基材１３は搬送板２２から取り出されて次の製品完成工程（図示せず）に移送される。なお、基材１３が取り出された搬送板２２は工程Ｆの位置から移動された後、それに付着している未硬化の光透過材料１４ａは掻きとり等の手法により除去されて、搬送板２２は再使用されるとともに、除去され回収された光透過材料１４ａもフィルターで濾過した後、再利用される。このようにして基材１３の表面に光透過層１４を形成し、光記録媒体１０を製造する一連の工程が終了する。

なお、これまで説明した実施の形態は、単層の再生専用型の光記録媒体の基材に光透過層を形成する場合で説明したが、複数の記録層を有する光記録媒体においても適用できる。

（実施の形態３）
この実施の形態３は、図７に例として示すような２層の記録層を有する光記録媒体１０の製造に必要な中間層を基材１３上に形成する場合についてのものである。

ここに示す２層の記録層を有する光記録媒体１０は、図２に示した実施の形態１の光記録媒体１０と同様にピットが形成されている基板１１と反射膜１２からなる基材１３に、ピットまたはグルーブが形成されている中間層４５と反射膜４６を形成し、さらにその上に光透過層４７を設けた構成からなっている。前記基板１１および反射膜１２は上記実施の形態１で説明したものと実質的に同じ材料と厚みからなる。中間層４５はその膜厚が約２５μｍで、紫外線が照射されると硬化するアクリレートやシロキサン系樹脂等の光透過材料からなる。さらに、中間層４５の上には膜厚が１０〜５０ｎｍの半光透過性の反射膜４６が形成され、その上に膜厚が０．０７５ｍｍの光透過層４７が形成されている。なお、反射膜４６は金やシリコン等の金属や合金からなり、また、光透過層４７はアクリレート、シロキサン系樹脂、ポリカーボネイト等からなる。

前記のような構成からなる光記録媒体１０において、その中間層４５の形成について図６の製造工程を示す図を用いて説明する。この図６において、図１〜図５の各実施の形態と同一構成部分には同一符号が附してあり、その動作は同一であるため、その説明は上記を援用し、ここでは省略する。

図６において、工程Ａおよび工程Ｂは上記各実施の形態と同様で、工程Ｂにおいて搬送板１８に載置された基材１３は駆動源２４により次の工程Ｇに搬送される。この工程Ｇにおいて、中間層４５を形成するために、光を透過する材料よりなる光透過材料４５ａをコーティングする。この工程Ｇに位置する搬送板３７に対応した位置には光透過材料４５ａをコーティングするコーティング装置４９が配置されており、このコーティング装置４９はコーティングヘッド５０、光透過材料４５ａの供給タンク５１、供給ポンプ５２を備え、供給ポンプ５２により供給タンク５１からパイプ５３ａ、５３ｂを通して光透過材料４５ａをコーティングヘッド５０に供給するようになっている。

前記工程Ｇにおける光透過材料４５ａのコーティングは、ヘッド５０を基材１３の搬送方向とは反対方向に搬送板３７上を移動（移動機構は図示せず）させながら、膜厚が２５μｍとなるようにその光透過材料４５ａをヘッド５０の下面にこのヘッド５０の移動方向と直交する方向に設けられている筋状のスロットから基材１３の平面範囲を含む搬送板３７上に吐出させることにより行われる。

前記光透過材料４５ａは粘度的には１５０〜５００ｍＰａ・ｓで光透過材料１４ａに比べて低いものが多く、また、膜厚も光透過材料１４ａに比べて１／４と薄い。したがって、この光透過材料４５ａも所望の膜厚を得るために粘度や材料種類に合わせてコーティングの最適条件をコーティングヘッド５０の設定等で求める必要がある。

なお、粘度２００ｍＰａ・ｓの光透過材料４５ａを２５μｍの膜厚にコーティングする場合の主な条件はコーティングヘッド５０のスロットのギャツプ幅は８０μｍ、そのヘッド５０と基材１３間の間隔は８０μｍ、そのヘッド５０の送り速度は５０ｍｍ／ｓｅｃ、光透過材料４５ａの吐出圧は０．１MＰａである。この条件によるとコーティング時間は３〜５秒である。

前記光透過材料４５ａのコーティング終了後、搬送板３７は次の工程Ｈに移動される。この工程Ｈは前記コーティングされた光透過材料４５ａ上にピットまたはグルーブ形成のための工程である。前記工程Ｈに移動された搬送板３８に対応する位置には駆動源２８によって動作が制御される移送手段６０が配置されており、その移送手段６０の吸着保持部６０ａには基材１３上の光透過材料４５ａにピットまたはグルーブを形成するためのスタンパー５６が保持されている。前記スタンパー５６は紫外線を透過させるために透明または半透明の材料からなり、例えばポリカーボネイトやアクリル等の樹脂材料で構成される。スタンパー５６の下表面に形成されたピットまたはグルーブは光透過材料４５ａ上に形成するピットまたはグルーブとは反対の凹凸の形状である。

工程Ｈに移送された基材１３に対して移送手段６０によりスタンパー５６を降下させてこれのピット等の面を基材１３上の光透過材料４５ａ上に軽く押圧した状態で載置する。そして、その後移送手段６０を復帰移動させることによりスタンパー５６のピットまたはグルーブが光透過材料４５ａ上に転写される。このピット等の転写は気泡の巻き込みを抑えるために低真空雰囲気下で行うとよい。

前記光透過材料４５ａ上にスタンパー５６が載置された工程Ｈの搬送板３８は、次に光透過材料４５ａを硬化する工程Ｉに移送される。この工程Ｉに移送された搬送板３９に対応した位置には高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等の紫外線発生源を持つ紫外線硬化装置５８が配置されており、前記工程Ｉに移送された搬送板３９上の基材１３に対して硬化装置５８から紫外線を照射すると、基材１３上にコーティングされ、かつピット等が形成された光透過材料４５ａはスタンパー５６を透過した紫外線により硬化する。そして、前記光透過材料４５ａの硬化と同時にこの光透過材料４５ａは基材１３に固く付着し、その基材１３と一体化される。前記紫外線の発生源として水銀ランプを用い、これによる紫外線の照射量を３００〜５００ｍＪ／ｃｍ²とした場合、その照射時間は２〜３秒である。

この場合も実施の形態２と同様に基材１３の平面形状範囲のみ紫外線が照射されるようにドーナツ状のマスクパターンを有するマスクを前記硬化装置５８と搬送板３９との間に設置して光透過材料４５ａを有効活用してもよいことはいうまでもない。

上記工程Ｉで光透過材料４５ａが硬化された搬送板３９は、スタンパー５６を取り去る次の工程Ｊに移送される。この工程Ｊに移送された搬送板４０に対応した位置には駆動源２８によって動作される移送手段６１が配置されており、その吸着保持部６１ａにより搬送板４０とともに移送されてきたスタンパー５６が硬化された光透過材料４５ａから剥がされる。なお、この場合光透過材料４５ａは反射膜１２の材料である金属との付着力がスタンパー５６とのそれよりも強固であるため、スタンパー５６とともに剥がれることはない。

上記工程Ｊでスタンパー５６が取り去られた搬送板４０は、駆動源２４により次の工程Ｋに搬送される。この工程Ｋでは、レーザーにより光透過材料４５ａの基材の内外周にあたる部分の切断が切断装置５９により行われ、その条件は、実施の形態１や２の場合とほぼ同じ内容で行われる。中間層４５の膜厚が光透過層１４の膜厚の四分の一であるため、光透過層１４の時に比べレーザー光の投入パワーは低めに設定する。

上記のようにして中間層４５となる光透過材料４５ａが形成された基材１３は、次に半光透過性の反射膜４６を形成する工程に搬送するための基材取り出し工程Ｌに移送される。この工程Ｌに移送された搬送板４２に対応して駆動源２８により動作される移送手段６２が設けられており、その吸着保持部６２ａにより、硬化されて付着した光透過材料４５ａを有する基材１３が搬送板４２から取り出される。上記のように取り出された基材１３は、次に半光透過性の反射膜４６を形成する工程へと運ばれる。

なお、基材１３に半透過性の反射膜４６を形成する工程への移送は、工程Ｌを経由することなく工程Ｋから連続して移送されるようにしてもよく、さらに、光透過層４７を形成する工程へも連続して送られるようにしてもよい。この光透過層４７の形成工程は上記した各実施の形態と同様の工程あるいは他の工程によってもよい。

なお、これまで説明した各実施の形態では、各工程は順次進行で行われるが、任意の工程間に必要とする他の工程を設けてもよく、いずれにおいても各工程が終了すると駆動源２４はそれぞれの工程に位置している搬送板を同時に搬送ガイド２３ａ、２３ｂに沿って移動させる。また、以上の一連の工程は搬送板１７〜２２、３７〜４２を搬送ガイド２３ａ、２３ｂに沿って移動させる直進方式であるが、各工程を円状に配置して移動させるターレット方式であっても同様である。

また、上記の各実施の形態において、コーティングヘッド３０、５０は基材１３の搬送方向とは反対方向に移動させて光透過材料をコーティングする構成を示したが、コーティングヘッドの移動方向はこれに限定されるものではなく、基材とコーティングヘッドが相対移動をすればよいので、移動方向はどの方向でもかまわない。さらに、コーティングヘッドの移動は直線移動だけでなく、回転移動、曲線移動などでもコーティングは可能であり、この場合は搬送装置の構成や配置位置の自由度をより広げることができる。

また、上記の各実施の形態において、光透過材料１４ａあるいは光透過材料４５ａのコーティングは各コーティングヘッドを移動させることにより行うようにしたが、これはコーティングヘッドを所要の最適位置に停止させておき、搬送板により基材が移送される動作によってコーティングされるようにしてもよく、すなわち、基材とコーティングヘッドの相対移動によって材料がコーティングされるようにすればよい。

また、上記の各実施の形態において、１枚の基材１３を例に説明したが、これに限定されるものではなく、複数枚の基材を同時進行させて複数枚の基材に光透過材料をコーティングし、硬化させて光記録媒体を製造するようにしてもよく、この場合は製造タクトがさらに向上するため量産性に富む。

さらに、上記の各実施の形態において、本発明は、記録層がピットの情報記録を有する再生専用型の光記録媒体に限定されるものではなく、追記型であっても書き換え型であってもよいものである。また、光透過層の上に膜厚が２〜３μｍのハードコート層を設けたものであってもよい。

また、各実施の形態における光記録媒体の形状は円盤状に限られるものではなく、形状が角型等の板でも同様であり、また中央に穴があっても、穴がないものであってもよい。

本発明にかかる光記録媒体の製造方法および製造装置は、基材に０．１ｍｍ程度の薄い光透過層や、さらに薄膜の中間層等を均一な膜厚で、かつ効率よく短い生産タクトで形成することができ、さらに基材の内外周も良好な端面形状が得られるもので、高密度で大容量の光記録媒体の製造に有用である。

光記録媒体に記録された信号を再生する一例を示す光学概略図 本発明の実施の形態１に係る光記録媒体の概略断面図 本発明の実施の形態１に係る製造装置の概略構成図 本発明の実施の形態１に係る製造工程の要部を示す概略斜視図 本発明の実施の形態２に係る製造工程の要部を示す概略斜視図 本発明の実施の形態３に係る製造工程の要部を示す概略斜視図 本発明の実施の形態３に係る光記録媒体の要部概略断面図

符号の説明

１０ 光記録媒体
１１ 基板
１２ 反射膜
１３ 基材
１４ 光透過層
１４ａ 光透過材料
１７、１８、１９、２０、２１、２２、３７、３８、３９、４０、４１、４２ 搬送板
１７ａ、２２ａ 凹部
２３ａ、２３ｂ 搬送ガイド
２４、２８ 駆動源
２５、２６、２７、６０、６１、６２ 移送手段
２９、４９ コーティング装置
３０、５０ コーティングヘッド
３４、５８ 硬化装置
３５、５９ 切断装置
３６ マスク
４５ 中間層
４５ａ 光透過材料
４６ 反射膜
４７ 光透過層
５６ スタンパー

Claims (8)

1. 光記録媒体の基材に光透過層を形成する光記録媒体の製造方法であって、搬送装置に載置された前記基材とコーティングヘッドとの相対移動により前記コーティングヘッドによって前記基材を含む前記搬送装置上に光透過材料よりなる光透過層をコーティングする第１の工程と、前記基材の表面にコーティングされた前記光透過層を硬化する第２の工程と、前記硬化された光透過層の前記基材の内外周にあたる部分をレーザーにより切断する第３の工程を有することを特徴とする光記録媒体の製造方法。
2. 光記録媒体の基材にピットまたはグルーブが形成された中間層を形成する光記録媒体の製造方法であって、搬送装置に載置された前記基材とコーティングヘッドとの相対移動により前記コーティングヘッドによって前記基材を含む前記搬送装置上に光透過材料よりなる中間層をコーティングする第１の工程と、前記第１の工程によりコーティングされた前記中間層の面にピットまたはグルーブを形成するためのスタンパーを載置する第２の工程と、前記スタンパーが前記中間層の上に載置された状態で前記中間層を硬化し、前記中間層に前記スタンパーによってピットまたはグルーブを形成する第３の工程と、前記硬化された中間層から前記スタンパーを離脱させる第４の工程と、前記硬化された中間層の前記基材の内外周にあたる部分をレーザーにより切断する第５の工程を有することを特徴とする光記録媒体の製造方法。
3. 前記基材の形状と実質的に同じ形状のパターンを有するマスクを通して、前記基材の表面にコーティングされた前記光透過材料を硬化することを特徴とする請求項１または２に記載の光記録媒体の製造方法。
4. 前記光透過材料の硬化は紫外線により行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光記録媒体の製造方法。
5. 光記録媒体の基材に光透過層を形成する光記録媒体の製造装置であって、前記基材を載置搬送する搬送装置と、前記搬送装置に設けられた基材の位置決め部と、前記搬送装置を駆動する駆動源と、前記搬送装置に前記位置決め部により位置決めされた状態で載置された前記基材の表面にコーティングヘッドによって前記基材を含む前記搬送装置上に光透過材料よりなる光透過層をコーティングするコーティング装置と、前記基材の表面にコーティングされた前記光透過層を硬化する硬化装置と、前記硬化された光透過層の前記基材の内外周にあたる部分をレーザーにより切断する切断装置を有することを特徴とする光記録媒体の製造装置。
6. 光記録媒体の基材にピットまたはグルーブが形成された中間層を形成する光記録媒体の製造装置であって、前記基材を載置搬送する搬送装置と、前記搬送装置に設けられた基材の位置決め部と、前記搬送装置を駆動する駆動源と、前記搬送装置に前記位置決め部により位置決めされた状態で載置された前記基材の表面にコーティングヘッドによって前記基材を含む前記搬送装置上に光透過材料よりなる中間層をコーティングするコーティング装置と、コーティングされた前記中間層の面にピットまたはグルーブを形成するためのスタンパーを載置し、かつ離脱する移送装置と、前記スタンパーが前記中間層の上に載置された状態で前記中間層を硬化する硬化装置と、前記硬化された中間層の前記基材の内外周にあたる部分をレーザーにより切断する切断装置を有することを特徴とする光記録媒体の製造装置。
7. 前記硬化装置とコーティングされた前記基材の間に、前記基材の形状と実質的に同じ形状のパターンからなるマスクを有することを特徴とする請求項５または６に記載の光記録媒体の製造装置。
8. 前記硬化装置は紫外線照射による硬化装置であることを特徴とする請求項５または６に記載の光記録媒体の製造装置。

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