JP4228801B2 - Recording medium substrate, recording medium, manufacturing method thereof, and recording medium substrate molding apparatus - Google Patents

Recording medium substrate, recording medium, manufacturing method thereof, and recording medium substrate molding apparatus Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばCD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)等ディスク型、あるいはカード型等の記録媒体基板、記録媒体と、これらの製造方法および成型装置に関わる。
【0002】
【従来の技術】
記録媒体、例えばCD、DVD等の光ディスクにおける光記録媒体基板は、例えばポリカーボネート等よりなる樹脂基板に、あるいは基板上に形成したフォトレジスト層に、データ情報や、トラッキングサーボ用のグルーブ等の情報凹凸パターンが形成される。この媒体基板上には、反射膜や、磁気記録膜、光磁気記録膜等の記録膜や、保護膜等の成膜層が形成される。また、例えばDVD等においては、記録層が多層構造とされる提案もなされている(例えば特許文献1および2参照)。
【0003】
これに対して、ハードディスクにおいては、通常、平滑なディスク基板の表面に、記録膜としての磁性層や、滑剤等が塗布形成される。そして、このディスク表面上に、スライダーを有する浮上型の磁気ヘッドが配置され、ディスクの回転によってスライダーとの間に生じる空気流によって磁気ヘッドが、ディスク表面から数10nmのエアギャップを介して浮上し、この状態で、磁気ヘッドによって記録再生がなされる。
このようなディスクにおいては、基板に、平坦性が要求されるものであり、このために、ディスク基板としては、温度湿度の環境変化や、記録膜の応力で変形しにくい、鏡面研磨されたガラス基板、アルミニウム基板等が用いられる。
【0004】
このハードディスクにおいては、トラッキングサーボ信号や、アドレス信号等を、各ディスクの記録層に、サーボライタによって1枚毎に書き込む、いわゆるイニシャルライズがなされる。
【0005】
また、記録媒体において、媒体基板をガラス基板によって構成する場合、ガラス基板は、内径および外径加工がなされ、光学研磨され、基板上に、例えば2P (Photopolymerization) 法によって上述したトラッキングサーボ、データ情報等が記録された、情報凹凸パターンが形成される。
すなわち、この2P法においては、ガラス基板上に、例えば紫外線硬化型のフォトレジスト層を塗布し、これに上述した情報凹凸パターンを転写形成するスタンパを押圧し、紫外線照射により硬化して、目的とする情報凹凸パターンが形成された記録媒体を構成する。
【0006】
ところが、上述した2P法による場合、ガラス基板の外周からフォトレジスト層の樹脂がはみ出して、硬化処理後にバリとして残ることから、これを除去する端面処理作業が必要となり、更に、この処理によって微細粉が静電気などによって信号面、すなわち情報凹凸パターンの形成面あるいはこの形成面上に形成される情報記録層に付着し、これが記録再生時のエラーの原因となる。
また、情報凹凸パターンの形成層が、2P法による樹脂層であることから、光記録媒体において、これに対するレーザ光の記録再生におけるレーザ光の繰り返し照射によって、熱変形、熱変質をきたしやすいという問題がある。
また、ハードディスクにおいては、記録媒体基板への磁性層の成膜において、基板温度200℃以上とすることが、優れた磁気特性を得る上で望まれることから、2P法を適用することに問題がある。
【0007】
これに対して、ガラス基板の表面自体に、RIE(Reactive IonEtching)によって情報凹凸パターンを形成した記録媒体基板は、上述した熱や、レーザ照射に対して高い安定性を有することから、優れた特性を有する記録膜の形成や、安定性にすぐれた記録媒体を構成することができるものである。
しかしながら、この場合は、情報凹凸パターンの形成において、ガラス基板上に、フォトレジスト層を塗布乾燥させ、目的とする情報凹凸パターンに対応するパターン露光および現像を行ってフォトレジスト層をパターン化し、これをエッチングマスクとして、このレジスト層上からRIEを行ってガラス基板表面に、情報凹凸パターンを形成するという方法が採られることから、その製造工程が、煩雑であり、プロセスコストが高く、生産性に劣る。
【0008】
上述したように、2P法による場合も、RIEによる場合も、生産性の低さと、コスト高に問題がある。
したがって、このような、2P法、RIEによるガラス基板は、量産が要求されない、特殊の用途の光記録媒体としてのみ適用されている。
【0009】
また、DVD(Digital Versatile Disc)の次世代の大記録容量光ディスクとして、規格化がすすめられている青紫色のレーザを用いる、いわゆるBlu−rayディスク(以下BDと呼称する)は、対物レンズの開口数N.A.が0.85とされる。この場合、対物レンズの焦点深度が極めて浅いことから、ディスクの基板とは反対側の光透過層、いわゆるカバー層側から上述したレーザ光の照射がなされるものであり、更に、その光透過層、および多層記録層においては、これら間に介在される接着剤層等の中間層とカバー層の全厚さが、80mμ〜100mμ±2mμ以下という制約がある。
また、N.A.が大となるほど、光ディスクの傾きの許容度が小さくなる。
このように、ディスク基板上の層厚の制約、傾きの許容度等から、必然的に媒体基板の、形状等の機械的、物理的精度、安定性、信頼性、耐久性が問題となり、上述した樹脂基板、あるいは2P法における樹脂層によって記録層を構成することに問題がある。
【0010】
更に、対物レンズを光ディスクに接近させる、いわゆるニアフィールド構成とする場合、光ディスク基板の平面性に、より高い精度が要求される。
【0011】
また、光記録媒体、例えば光ディスクにおいては、その製造過程や、動作環境や、保存環境下にあっても、媒体基板に、変形が無いものが理想とされるが、上述したように、生産性やコスト等の問題から、光記録媒体基板として用いられ易い、上述したポリカーボネート等の樹脂基板では、その吸湿性によって膨張し、特に、片面のみに情報信号がある光ディスクでは、応力変形に加え、温湿度の急激な環境変化で、反りが発生しやすいという問題がある。更に、ディスク基板を射出成型によって形成する場合、縁部にバリが発生したり、図16にその半径方向の位置を横軸にとってその表面位置を測定した結果を示すように、外周にふくらみが発生する。
【0012】
このような、反りや、外周のふくらみ、バリ等は、前述したように、特に、浮上型磁気ヘッドによる記録再生がなされるハードディスク、ニアフィールド型の対物レンズが用いられる光記録媒体等においては、致命的欠陥となる。
【0013】
【特許文献1】
特許第2702905号。
【特許文献2】
特許第2742524号。
【0014】
【本発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した樹脂基板における諸問題を解決し、しかも量産性にすぐれた記録媒体基板、これによる優れた特性の記録媒体と、これらの製造方法および記録媒体基板の成型装置を提供するものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明による記録媒体基板は、ガラス基板から成る録媒体基板であって、上記ガラス基板が、343℃以下285℃以上のガラス転移点を有する低融点ガラスより成り、上記ガラス基板自体の少なくとも1主面に、情報凹凸パターンの加熱・加圧成面が形成され、上記情報凹凸パターンの加熱・加圧成面が形成される上記ガラス基板の主面が、エアーブラストにより、表面粗度が鏡面より粗く、表面粗度Rmaxが10μm以下に加工されていることを特徴とする。
【0016】
本発明による記録媒体は、記録媒体の媒体基板が、ガラス基板より成り、ガラス基板が、343℃以下285℃以上のガラス転移点を有する低融点ガラスより成り、該ガラス基板自体の少なくとも1主面に、情報凹凸パターンの加熱・加圧成型面が形成され、該情報凹凸パターンの形成面に成膜層を有し、上記情報凹凸パターンの加熱・加圧成面が形成される前に、上記情報凹凸パターンの加熱・加圧成面が形成される上記ガラス基板の主面が、エアーブラストにより、表面粗度が鏡面より粗く、表面粗度Rmaxが10μm以下に加工されていることを特徴とする。
【0017】
また、本発明による記録媒体基板の製造方法は、少なくとも1主面に、情報凹凸パターンを有する記録媒体基板の製造方法であって、343℃以下285℃以上のガラス転移点を有する低融点ガラスを用いて、目的とする上記記録媒体基板を得る、加熱・加圧成型工程と、上記記録媒体基板の少なくとも1主面を、エアーブラストにより、表面粗度が鏡面より粗く、表面粗度Rmaxが10μm以下に加工する工程と、上記記録媒体基板の少なくとも1主面に、上記情報凹凸パターンを加熱・加圧成型する工程と、を有することを特徴とする。
【0022】
上述したように、本発明においては、上述した特定された低融点ガラスによって記録媒体基板を構成し、この特定された低融点ガラスによる基板により、この基板自体の表面に情報凹凸パターンを、加熱・加圧によって、すなわちスタンパによる情報凹凸パターンの形成を可能とするものである。したがって、この構成によれば毎葉的に基板作製を行うことを余儀なくされることがない。
【0023】
そして、本発明による光記録媒体は、上述した本発明による記録媒体基板上に成膜が形成された構成としたことにより、上述したように、基板作製および光記録媒体作製を毎葉的に行うことが余儀なくされることがない。
【0024】
また、本発明による記録媒体基板の製造方法によれば、上述した特定された低融点ガラスを用いることによって、記録媒体基板およびこれに対する情報凹凸の作製を、加熱・加圧成型することができるようにして、製造工程数の減少を図ることができる。
【0025】
また、本発明による記録媒体の製造方法によれば、その記録媒体基板の作製において、上述した本発明による記録媒体基板の作製方法によったことから、上述したように、製造工程数の減少を図ることができるものである。
【0026】
そして、本発明による成型装置によれば、いずれも情報凹凸パターンの形成を、押圧によって平面的に形成することができるものである。
【0027】
【発明の実施の形態】
本発明による記録媒体基板、記録媒体と、これらの製造方法および記録媒体基板の成型装置の実施の形態を説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
図1〜図4は、それぞれ、本発明による記録媒体基板1によって構成した記録媒体4を例示した概略断面図である。
【0028】
[記録媒体基板の実施の形態]
本発明による、例えば光記録媒体基板、磁気記録媒体基板等の記録媒体基板1は、343℃以下285℃以上のガラス転移点を有する低融点ガラスより成り、図1〜図3の例では、一方の主面に、また、図4の例では、両主面にそれぞれ、例えばトラッキングサーボ信号、データ情報等の情報凹凸パターン2が、基板1自体の表面に、加熱・加圧成型されて成る。
すなわち、本発明は、上述した特定された低融点ガラスによって記録媒体基板1を構成するものであって、記録媒体基板1自体に後述するように、スタンパによる加熱・加圧によって、情報凹凸パターンが形成される。
【0029】
上述した本発明による低融点ガラスとしては、K−PG325、K−PG375(はいずれも住田光学ガラス(株)社製)を用いることができる。
【0030】
[記録媒体の実施の形態]
図1〜図4は、上述したように、本発明による記録媒体基板1が用いられた光記録媒体4、例えば光記録媒体、磁気記録媒体の実施の形態例の概略断面図を示す。
これら記録媒体4は、例えばROM(Read Only Memory)型、WO(Write Once)型、書き換え可能型等種々の構成による記録媒体とすることができる。
【0031】
<記録媒体の第1の形態例>
この形態例においては、図1に示すように、1主面に、情報凹凸パターン2が形成された、上述した本発明による記録媒体基板1の、情報凹凸パターン2の形成面に、金属膜、誘電体膜等による反射膜、単層もしくは多層記録層等が成膜された成膜層3が施されて、信号面11が形成された記録媒体4、例えば光ディスクである。
すなわち、この例においては、ROM(Read Only Memory)型、WO(Write Once)型、書き換え可能型等種々の構成による単層、多層記録層を有する光記録媒体とすることができる。
【0032】
<記録媒体の第2の形態例>
この形態例においては、図2に示すように、例えばDVDの次世代の大記録容量による、青紫色レーザ光による記録ないしは再生がなされるBD(Blu−ray)構成とした場合である。
この場合、第1の形態例と同様に、一主面に情報凹凸パターン2が形成された、本発明による基板1の、その情報凹凸パターン2の形成面に、例えば下層(基板1側)に金属膜、あるいは誘電体膜等による反射膜が形成され、この上に記録膜が形成された成膜層3によって信号面11が形成されて成る。
【0033】
そして、この信号面11上に、厚さ80μm〜100μm程度の光透過性層5いわゆるカバー層が形成され、この光透過層5側から、上述した青紫色レーザ光によるレーザ光Lが、対物レンズ6を通じて信号面11に集光されて、情報凹凸パターン2からの情報の再生と、信号面11の記録膜に対する記録ないしは再生、がなされる。
【0034】
<記録媒体の第3の形態例>
この形態例においては、例えばBD構成において、複数の状情報記録層が積層された構成とした場合であり、例えば図3に示すように、2層情報記録層、すなわち第1および第2の信号面が積層された構造とした場合である。
この例では、図2で示した基板1に形成した信号面11を、第1の信号面とし、その光透過層5に、第2の信号面12を形成して、この第2の信号面12を、第1の信号面11上に、積層した構成とした場合である。
この信号面12を有する光透過層5は、例えばプラスティックフィルムに、例えばレジスト層を塗布し、これをパターン化して形成した情報凹凸パターン22を形成し、この上に、半透明反射膜による成膜層23を形成して第2の信号面12とした。
光透過層5のフィルムは、例えば紫外線硬化樹脂による透明中間層(接着層)7を介して、基板1に接合して、第1および第2の信号面11および12が積層される。このようにして、記録媒体4例えばBDが構成される。
【0035】
そして、この光記録媒体4の第1および第2の信号面11および12に対する記録ないしは再生は、青紫色レーザ光によるレーザ光Lを、第1および第2の信号面11および12に選択的にフォーカシングさせることによって行う。
【0036】
このような、複数の情報記録層、すなわち信号面が積層された多層構造の光記録媒体においては、レーザ光Lの入射側の信号面に向かって反射率を小さくすることによって、下層の信号面に対してもレーザ光Lによる記録再生を可能にする。例えば最下層の信号層における反射率は80%程度とし、最上層側の信号面においては、例えば30%程度とする。
このように、反射率を変化させるには、例えば各信号層間に介在させる透明中間層の厚さを変更させることによって行うことができる。
【0037】
<記録媒体の第4の形態例>
この形態例においては、図4に示すように、両面型のハードディスクの場合であり、本発明による低融点媒体基板1の両主面に、トラッキングサーボ信号や、アドレス信号が記録された、情報凹凸パターン2および22が形成され、これら情報凹凸パターン2の形成面上に、それぞれ磁性層による第1および第2の信号層11および12が形成された、いわゆるディスクリート型のハードディスク構造とした場合である。この磁性層3の成膜においては、例えば基板1を、250℃前後に加熱して行うことができる。
そして、両信号面11および12上には、シリコーンオイル等の潤滑剤層8が塗布形成される。
【0038】
この図4の構成による磁気録媒体4は、浮上型磁気ヘッド31による記録・再生がなされる。すなわち、第1または/および第2の信号面11または/12対向する磁気ヘッド31を有するスライダが、記録媒体の回転によって媒体面との間に発生する気流によって浮上し、この磁気ヘッド31が、媒体面との間に狭隘なエアギャップを介して対向した状態で、すなわち非接触的に対向した状態で、各信号面に対する記録・再生がなされる。
【0039】
上述した本発明による各記録媒体基板1、および記録媒体4を構成する光記録媒体基板1は、ガラス移転点Tgが、343℃以下という低融点ガラス基板によることから、情報凹凸パターン2は、基板1自体の表面層に対する加熱・加圧成型によって形成するものである。したがって、本発明による記録媒体基板1と、これを用いた本発明による光記録媒体、磁気記録媒体4は、再現性良く、量産的に製造することができる。
【0040】
また、本発明による光記録媒体、磁気記録媒体4は、その記録媒体基板1が、ガラス基板によって構成されることから、従来通常のプラスチック基板に比して、機械的剛性に富み、例えば一方の主面にのみ信号層を形成する場合においても、両面の非対称性から生じる反り等の発生を回避できる。
また、ガラス基板による本発明による光記録媒体基板1は、下記表1で示した特性比較によって明らかなように、プラスチック基板による場合に比し、化学的、機械的に安定した基板となる。したがって、例えば記録・再生レーザ光の繰り返し照射、外囲条件等によって、変質や、熱的影響による変形を来たすことがなく、光学的、磁気的に安定した特性を持続させることができる。すなわち、経年変化の低減化を図ることができる。
【0041】
また、従来一般の。ポリカーボネートによるプラスチック基板では、例えばこの上に形成する各種成膜を、真空下で行う場合、樹脂内部からのガス発生や吸湿による水分に伴う真空度低下や、これらのガスが記録膜に取り込まれる結果、記録特性が悪くなる。そこで、この種のプラスチック基板においては、その対策として、また、複屈折安定化のために、成膜前に130℃以下の温度で長時間のアニール処理を必要としている。これに対し、本発明では、ガラス基板による構成によることから、このような処理を回避できる。
【0042】
また、ハードディスクでは、保磁力、磁気異方性等の磁気特性向上のために、上述した成膜時の真空下において、基板を250℃前後に加熱しながら磁性層の成膜を必要とするが、プラスチック基板においては、このような耐熱性を持たないことから、この種の基板としては、プラスチック基板は不適当となる。
そこで、プラスチック基板を用いる場合には、磁性層としては、磁気特性に劣る白金―コバルト(Pt−Co)系等の磁性層によることが余儀なくされる。
【0043】
上述した本発明による光記録媒体基板1、また本発明による光記録媒体4における光記録媒体体基板1を構成する低融点ガラスとしては、例えば、それぞれ住田光学ガラス(株)製の、K−PG325(以下、試料1とする。)、K−PG375(以下、試料2とする。)を用いることができるものであり、これらと、プラスティック基板として、広く用いられているポリカ−ボネート樹脂のAD−5503(帝人化成(株)製:以下、試料3とする。)、ゼオネックス樹脂280R(日本ゼオン(株)製:以下、試料4とする。)のそれぞれの特性を表1に列記する。
【0044】
【表1】

Figure 0004228801
【0045】
表1から明らかなように、本発明による光記録媒体基板を構成する試料1および2の低融点ガラスは、試料3および4に比してヤング率、剛性率にすぐれ、膨張係数が小さく、吸水性においても試料3のポリカーボネートに比し小さい。したがって、本発明による光記録媒体基板によれば、上述した本発明特有の効果を奏するものである。
【0046】
次に、本発明による記録媒体基板の製造方法の実施の形態を概略説明する。
[記録媒体基板の製造方法の実施の形態]
<基板製造方法の第1の形態例>
ガラス転移点Tgが、343℃以下285℃以上の低融点ガラスより成り、目的とする光記録媒体基板の寸法、形状を有するガラス成型体、例えば中心孔を有するガラス成型体を形成する。
このガラス成型体を、100℃〜250℃間で、例えば2段階以上の昇温過程を経た予備加熱を行う。そして、この予備加熱のなされたガラス成型体に対して、その両面から、表面層がガラスの屈服点以上の温度とした状態で、所要の圧力をもって平行に平面的に押圧、すなわち加圧する。このとき、少なくとも情報凹凸パターンを形成する面に対しては、目的とする情報凹凸パターンを転写形成する凹凸パターンを有する面をもって押圧する。
このようにして、少なくとも一方の主面に情報凹凸パターンが表面に形成された、目的とする記録媒体基板、例えば光ディスク基板、あるいは、例えばハードディスクにおける磁気記録媒体基板を作製する。
【0047】
そして、この場合、ガラス成型体の上述した情報凹凸パターンの形成面には、あらかじめ表面粗Rmax(最大高低差)が、10μm以下の梨地ないしはマット状の面とすることにより、上述した加熱・加圧に際して巻き込まれる空気を外部に放出して記録媒体基板に気泡が残ることがないようにする。
【0048】
<基板製造方法の第2の形態例>
この実施の形態例においては、目的とする記録媒体基板の体積に相当する例えば球状、楕円形状等の、通常ゴブと呼称されるガラス塊状体を用意する。
そして、このガラス塊状体を、目的とする記録媒体基板に対応する内形状を有するキャビティ内に配置し、このガラス塊状体の全体が流動しスタンパ凹凸信号が転写する温度、すなわち屈服点より、20℃以上例えば40℃以上に加熱してキャビティの内形状に相当する外形状とし、これに対しその両面側から、表面層がガラス屈服点以上とした状態で、所要の圧力をもって平行に平面的に押圧、すなわち加圧する。このとき、少なくとも情報凹凸パターンを形成する面に対しては、目的とする情報凹凸パターンを転写形成する凹凸パターンを有する面をもって押圧する。
このようにして、少なくとも一方の主面に情報凹凸パターンが表面に形成された、目的とする記録媒体基板、例えば光ディスク基板、あるいは、例えばハードディスクにおける磁気記録媒体基板を作製する。
【0049】
<基板製造方法の第3の形態例>
この実施の形態例においては、目的とする記録媒体基板の体積に相当する体積のガラス転移点Tgが、343℃以下285℃以上の低融点ガラス溶融材を用意する。
このガラス溶融材を溶融状態で、目的とする記録媒体基板に対応する内形状を有するキャビティ内に流入させ、キャビティの内形状に相当する外形状とする。
その後、この成型体を、これに対しその両面側から、表面層がガラス屈服点以上とした状態で、所要の圧力をもって平行に平面的に押圧、すなわち加圧する。このとき、少なくとも情報凹凸パターンを形成する面に対しては、目的とする情報凹凸パターンを転写形成する凹凸パターンを有する面をもって押圧する。
このようにして、少なくとも一方の主面に情報凹凸パターンが表面に形成された、目的とする記録媒体基板、例えば光ディスク基板、あるいは、例えばハードディスクにおける磁気記録媒体基板を作製する。
【0050】
次に、上述した本発明による記録媒体基板の製造方法の、第1〜第3の実施の形態例に適用する成型装置と成型プロセスを、順次それぞれ第1〜第3の実施の形態例として例示する。
【0051】
[成型装置と成型プロセスの実施の形態]
<成型装置と成型プロセスの第1の形態例>
(成型装置)
この形態例における成型装置は、両主面にそれぞれ情報凹凸パターンを有する記録媒体ディスク基板を得る成型装置で、低融点ガラスの成型の出発材料構造が、ディスク成型体100の場合の成型装置である。
図5にその成型装置の一例の概略断面図を示すように、固定金型51と、可動金型52とを有して成る。これら金型51および52の各互いの外側面に、それぞれこれらを所要の温度に加熱する加熱手段、例えば熱媒が循環される加熱盤による加熱手段53および54が熱的に結合して配置される。
可動金型52は、例えばいわゆる油圧ラムによって固定金型51に向かって、図5において、矢印で示すように、加熱手段54と共に、上下に移動するように構成されている。
【0052】
両金型51および52の互いの対向面、すなわち、図5において、上金型51の上面および下金型の下面には、それぞれ目的とする情報凹凸パターンを転写形成する転写凹凸パターンを有する例えば第1および第2のスタンパプレート55および56が配置される。
これらスタンパプレート55および56の互いの対向面は、固定金型51および可動金型52に形成した凹部に配置されて各金型の互いの対向面と同一平面となるように配置される。これらスタンパプレート55および56は、金型51および52の凹部内に、それぞれ例えば真空吸着によって保持される。
【0053】
金型51および52には、後述するガラス成型体100の中心孔100hに嵌挿され、かつ、両スタンパプレート55および56の中心孔に貫通し、これらの軸合わせがなされるセンターピン57および58が同軸上に配置される。
【0054】
また、可動金型52の上面の、スタンパプレート56の周縁部上に差し渡ってその周囲に、必要に応じて目的とする記録媒体基板の厚さに相当する厚さを有し、内径が、目的とする記録媒体基板の外径に相当するか、これより大径のリング状円板によるキャビティリング59を配置することができ、径を異にする目的とする記録媒体基板に応じて異なる内径ある同一内径のキャビティリング59が配置され、このキャビティリング59で取り囲まれた領域にキャビティを形成する。
しかしながら、可動金型52の移動量の制御、すなわち、油圧が正確にエンコーダ等によって制御される構成とされるときは、このキャビティリング59の配置を省略することができる。
【0055】
次に、この成型装置によって、前述した、あらかじめ目的とする記録媒体基板の寸法、形状に応じて成型した例えば光ディスク基板に相当する中心孔100hを有するガラス成型体100を用いて記録媒体基板例えば光ディスク基板を得る成型プロセスを説明する。
(成型プロセス)
ガラス成型体100を予備加熱する。この予備加熱は、例えば250℃とするが、この場合、例えば80℃から250℃の間で、2段階以上にわたって徐々昇温させ、ガラス成型体100に急な昇温によるひずみによる割れの発生を回避する。
【0056】
一方、金型51および52は、それぞれ加熱手段53および54によって所定の温度に加熱される。
上述した予備加熱された成型体100は、図5に示すように、金型52を降下させて金型51から金型52を離間させた状態で、中心孔100h内に、センターピン57および58を挿通させて、スタンパプレート56上に配置する。
この状態で、可動金型を例えば油圧ラムによって、図においては加熱手段54とともに上昇させ、ガラス成型体100の上面が第1のスタンパプレート55と衝合する1mm程度手前で停止させる。
この状態で、成型体100の両主面の表層を、成型体100の200μm程度の厚さにおいて、成型体100の低融点ガラスの屈服点より例えば20℃以上好ましくは40℃高い温度に加熱し、その後、下金型52を上昇させ、両スタンパプレート55および56間において、平面的に、すなわち平行押圧して、成型体100の両面の表層に、両スタンパプレート55および56の各転写凹凸パターンが転写された目的とする情報凹凸パターンを形成する。
【0057】
その後、図6に示すように、成型体100を挟み込んでスタンパプレート55および56とキャビティリング59とが一体化された状態で、金型51および52から、真空をリークすることによってとりはずして成型装置外へ取り出して例えば自然冷却する。
【0058】
その後、図7に示すように、冷却進行と共にスタンパプレート55および56、キャビティ59は自然開放され、この例では、成型体の両面に情報凹凸パターンが形成された目的とする記録媒体基板1、すなわち光ディスクを取り出す。
そして、キャビティリング59を排除する。
このように、スタンパプレート55および56と成型体100とが一体の状態で成型装置から外部に取り出し冷却後離型して、成型された基板1すなわちガラスディスクの取出しがなされるが、このガラスディスクの取り出しは、全体の温度が、成型装置に対してなされた、ガラス成型体100の挿入時の、予熱温度の範囲と同じ程度とすることが望ましい。すなわち、この冷却を、例えば一気に室温近くにまで冷却すると、スタンパを構成する金属(一般には、ニッケル)と、低融点ガラスの成型体との線膨張係数の違いによる異なる急激な収縮によって、ガラス成型体に割れや、情報凹凸パターンの微細凹凸信号の欠損が起こる恐れがあることから、このような現象を回避するものである。
【0059】
<成型装置と成型プロセスの第2の形態例>
(成型装置)
この形態例における成型装置においても、両主面にそれぞれ情報凹凸パターンを有する記録媒体ディスク基板を得る成型装置であるが、この例においては、上述した低融点ガラスの成型の出発材料形状が、球状あるいは玉子型形状等のガラス塊状、いわゆるゴブからの成型を行う成型装置である。
この場合、目的とする記録媒体基板の体積に相当する343℃以下285℃以上のガラス転移点Tgを有する低融点ガラスのガラス塊状体101が用意される。
図8にその成型装置の一例の概略断面図を示すように、固定プレス盤71と、可動プレス盤72と、これら間に配置される対となる中金型73および74とを有して成る。
プレス盤71および72との各対向面には、これらプレス盤をそれぞれの所要の温度、例えば室温に設定することができる熱盤75および76が設けられる。
更に、金型73および74と、中金型73および74との間に、これら間に対して進退する加熱手段として昇温速度の速い、例えば近赤外線ランプによる可動加熱手段77および78が設けられる。
【0060】
そして、この例では、両金型73および74の互いの対向面に、目的とする光記録媒体基板の情報凹凸パターンを転写形成する転写凹凸パターンを有する第1および第2スタンパ79および80が配置される。これらスタンパ79および80の外周には、これらをそれぞれ固定すると共に外径を構成する第1および第2の外周リング81および82が設けられる。
固定プレス盤71と可動プレス盤72との間に、固定プレス盤71に対して対の中金型73および74を、平行移動させるガイド機構83例えばガイド棒が設けられ、これによって中金型73および74が案内される。
【0061】
この構成において、図9に示すように、スタンパ79および80、その外周の外周リング81および82を衝合合致させたとき、これらによって囲まれた空間が、目的とする記録媒体基板の、寸法、形状となるように構成される。
【0062】
(成型プロセス)
図8に示すように、スタンパ79および80と外周リング81および82とに囲まれた空間に、予めガラス転移点〜屈服点の範囲で予備加熱した塊状体101を配置する。
可動加熱手段77および78によって、中金型73および74を加熱し、塊状体101を、急速にその屈服点より20℃以上の例えば40℃以上に加熱し、これを溶融し、可動加熱手段77および78を、中金型73および74とプレス盤71および72との間から外部に退出させる。
そして、可動プレス盤72を例えば油圧ラムによって上昇させ、図9に示すように、例えば外周リング82に穿設した排気口84から排気しながら、塊状体101をスタンパ79お80間の空間85によって、規定された形状に上述したガラス塊状体を成型し、同時にスタンパ79および80の転写凹凸パターンが反転転写された情報凹凸パターンが形成される。
【0063】
ここで、熱盤75および76の温度は、中金型73および74が屈服点以上の温度に加熱されていることから、これら金型73および74の金型温度よりも低くてよいものであり、例えば常温でも良く、低融点ガラスのTg点を越えない例えば80〜250℃の温度範囲で常時加熱する。
【0064】
なお、下プレス盤すなわち可動プレス盤72の最下降位置で、ストッパ86により上下のプレス盤から中金型73および74が離間するようになされている。
【0065】
尚、加熱手段77および78として、近赤外線照射装置を使用し、それぞれ1KWのランプを、ピッチ20mmで11本配置した近赤外線ヒーターユニットを用いた場合、これら、加熱手段77および78と、ランプ表面までの距離を、20mmとするとき、直径12cmディスクを成型する場合において、スタンパ79および80の表面温度は、上下プレス盤すなわち固定および可動プレス盤71および72の温度を例えばガラス転移点以下の260℃で中金型73および74が呼び予備加熱された場合20秒間、近赤外線を照射することによって屈服点を超えた260℃から380℃まで上昇させることができる。
【0066】
また、加圧過程にあって、上下プレス盤71お72の温度は、金型73および74より、低い温度とされていることから、可動加熱手段77および78が排除されて後は、金型73および74は冷却が開始されるが、加圧開始時点までの時間が数秒と短く、加えて金型73および74の熱容量が大きいことから、スタンパおよびゴブが屈服点以下になることはなく加圧成型初期段階で情報凹凸パターンの転写は完了する。したがって、その後の加圧中に成型温度が下がっても転写性が劣ることはない。
【0067】
更に、数秒後の加圧保持を経て、中金型73および74は、ガラス転移点以下に降温する。
そして、可動プレス盤72が降下され、これと共に、中金型73および74も降下される。この降下に際して、図示しないが、ガイド機構83に、上側の中金型73が停止される機構が設けられていて、或る位置以下においては、下側の中金型74のみが降下することによって、両中金型73および74間が開放される。
【0068】
この開放に当たっては、空間85内に例えば排気口84から、あるいは図示しないが、排気口84とは別に設けられた吸引口から、離型エアーを吹きこみ、両中金型73および74間を開放する。
このようにして成型された両面に情報凹凸パターンが形成された記録媒体基板を、例えば図示しない外部ハンドリング冶具により取り出す。
なお、この成型において、上述したガラス塊状体からの加熱加圧成型と同時に図示しないが、対の中金型73,74のいずれかにセンターピンを植立させて、成型と同時に成型基板の中心に中心孔の穿設を行うことができる。
【0069】
この成型装置によれば、簡潔な構造で、ゴブの成型および上方凹凸パターンの各作業を連続的に行い、各部での加熱は、先の工程の加熱を利用して行うことができることから、製造時間の短縮および省エネルギー化を図ることができる。
【0070】
<成型装置と成型プロセスの第3の形態例>
(成型装置)
この形態例における成型装置は、両主面にそれぞれ情報凹凸パターンを有する記録媒体ディスク基板を、低融点ガラスの溶融ガラスからの成型を行う成型装置である。
この実施形態例においては、例えば図10に概略平面図を示し、図11および図12で、図10のA−A線およびB−B線の断面図を示すように、ディスク基板を成型するキャビティ91を構成する下金型112が上面に配置された金型と同程度の耐熱性および強度を有する例えばSUS、鋼材等より成る回転盤90を有して成る。一方、下金型112との対向によってキャビティ91を構成する上金型113が保持される上金型保持体111が設けられる。
【0071】
回転盤90は、例えば90°ごとの間歇的回転がなされ、回転盤90上には、90°の角間隔を保持して例えば4個のキャビティ91が、同一円周上に配置形成される。また、この回転盤90は、その回転軸に沿って上下に例えば油圧ラム(図示せず)によって移行駆動するようになされている。
【0072】
回転盤90の、90°ごとの第1〜第4の回転角度位置において、それぞれ第1〜第4の作業部が設けられる。
第1の作業部は、例えば1つのキャビティ91に、343℃以下285℃以上のガラス転移点Tgを有する低融点ガラスの溶融ガラス92を注入する溶融ガラス注入部93とされる。
第2の作業部は、第1の作業部で溶融ガラスが注入されたキャビティ91を、上金型113で閉蓋した状態で、キャビティ91内の注入時に冷えたガラスを予備加熱する予備加熱・加圧部94とされる。しかしながら、この予備加熱・加圧部94において流動性不足のまま加圧を行うとスタンパーを損傷したりするので、型締めはほとんどなされず、ガラスの流動性を増すために屈服点を20℃以上超える、好ましくは40℃以上で保持し、キャビティ91内はガラスを閉じ込める程度の型締めとされる。
【0073】
第3の作業部は、第2の作業部で、予備加熱・加圧されたキャビティ91内のガラスを、更に加熱・加圧する加熱・加圧部95とされる。
更に、第4の作業部は、冷却部96とされる。
【0074】
下金型112および下金型113には、それぞれ予め目的とする光記録媒体基板の情報凹凸パターンを転写形成する転写凹凸パターンを有するスタンパを配置するか、ミラー面に上記転写凹凸パターンが彫りこまれたプレートが配置されるものである。
その後、各キャビティ91から、例えば第1の作業部位置に戻った回転位置で、このキャビティ内で成型された例えば両面に情報凹凸パターンが形成された記録媒体基板を取り出す。
【0075】
第1〜第4の作業部の相互間の移動は、回転盤90の上下動と、例えば間歇的90°の回転とによってなされ、各作業部に、順次各キャビティが到来し、順次的に各作業がなされ、表層に、転写凹凸パターンが転写された情報凹凸パターンを有する記録媒体基板1例えばディスク基板が順次連続的に作製される。
【0076】
上述の、第1の作業部のガラス注入部93は、ホッパー97によってガラス材が供給される溶融ユニット98を有する。溶融ユニット98に供給されたガラスは、ユニット内のスクリュウによる回転によって加熱されながら、先端のノズル側に向かって加熱温度が高められて移動し、ノズルから、第1の作業部位置に持ちきたされている所定のキャビティ91内に所定量の溶融ガラスを供給する構成とされる。
そして、このガラス注入の作業がなされて後は、例えば一旦ガラス溶融ユニット98等が退去され、キャビティ91上に、上金型保持体111が、この第1の作業部もしくは第2の作業部でキャビティ91が上金型113によって閉蓋される。
【0077】
回転盤90の上方には、固定盤110が、回転盤90と平行に対向配置される。この固定盤110の、上述したガラス注入部93上においては、開口110Wが形成され、ガラス注入の作業ができるようになされている。
また、回転盤90の、第2および第3の各作業部、すなわち予熱・加圧部94、および加熱・加圧部95において、固定盤110のキャビティ91との対向部上に、それぞれ上熱盤114が配置される。この上熱盤114の下面には耐熱かつ熱伝導性に優れた緩衝盤等の緩衝部材115が配置される。
そして、加熱盤90を挟んで各上熱盤114との対向位置に、それぞれ例えば油圧ラム(図示せず)によって上下に移行する下熱盤116が配置される。この下熱盤116にもその上面に下緩衝盤等の緩衝部材117とが配置される。
【0078】
一方、回転盤90の、第4の作業部すなわち冷却部96において、固定盤110の、キャビティ91との対向部上に、上冷却盤124が配置され、この上冷却盤124の下面にも緩衝盤等の緩衝部材115が配置される。
また、回転盤90を挟んで上冷却盤124との対向位置に、それぞれ例えば油圧ラム(図示せず)によって上下に移行する下冷却盤126が配置され、その上面に下緩衝盤等の緩衝部材117とが配置される。
上述した、各熱盤114,116および冷却盤124,126は、それぞれ後述する所定の温度に加熱ないしは冷却温度に保持される。
【0079】
このように、各熱盤114,116および冷却盤124,126は、それぞれ所定の温度に加熱ないしは冷却温度に保持される。これに比し、回転盤90のキャビティ91を構成する金型112および113は、各回転位置で、加熱されたり、冷却されたりすることから、その熱膨張収縮の繰り返しに基いて各熱盤114,116および冷却盤124,126の、金型の配置部側、この例においては、回転盤90と金型保持体111との間に摺動が発生し、これによる摺動傷が発生するおそれがある。
そこで、上述したように、各熱盤114,116および冷却盤124,126に上述した耐熱性かつ熱伝導性に優れた緩衝盤等による緩衝部材115および117を配置することによって金型と、各熱盤もしくは冷却盤熱膨張、収縮による摺動を緩衝して摺動傷の発生を回避する。
【0080】
尚、緩衝板115および117は、熱伝導性および耐熱性に優れ、かつ金型と熱盤および冷却盤の膨張、収縮の緩衝効果を有する例えばグラファイトやモリブデン等によって構成することができる。
また、緩衝盤115および117に代えて同様の材料を混入したフィルムやシート部材を緩衝材として、各熱盤114,116および冷却盤124,126に貼着等を行った構成とすることもできる。
【0081】
(成型プロセス)
図11に示すように、第1の作業部、すなわちキャビティ91への溶融ガラスの注入部93において、ホッパー97から、ガラス溶融ユニット98に、343℃以下285℃以上のガラス転移点を有する低融点ガラスが供給される。ユニット98においては、ホッパー側における温度が例えば360℃とされ、これより上述したスクリューの回転移行過程で、加熱され、例えば380℃以上とされたノズル99から、上述の低融点ガラスの屈服点より20℃以上例えば40℃高くされた溶融ガラスが取り出されるようになされる。そして、このノズルから、一定量、すなわち目的とする記録媒体基板の体積に相当する体積の溶融ガラスが、この作業位置に持ちきたされているキャビティ91内に押し出されてキャビティ91内に充填される。
【0082】
このようにして、キャビティ91内に、溶融ガラスの充填がなされて後、ガラス溶融ユニット98が回転盤90上から外部に移動し、一方、回転盤90は、その軸心に沿って降下する。
回転盤90は、例えば90°所定方向に回転され、溶融ガラスが充填されたキャビティを、第2の作業位置下に持ちきたし、回転盤90が、上昇され、予備加熱・加圧作業がなされる。このとき、固定盤110に対して、回転盤90の押圧がなされ、上金型113の保持体111に緩衝部材115を介して上熱盤114が熱的に密着し、一方、下金型112が保持された回転盤90下に緩衝部材117を介して下熱盤116が熱的に密着されて、例えば屈服点より20℃以上高い温度に予備加熱される。このとき、型締めはほとんどなされない。
【0083】
再び、回転盤90は、その軸心に沿って降下し、上述と同一の所定方向に、例えば90°回転され、溶融ガラス92が充填されたキャビティ91を、第3の作業位置下に持ちきたし、回転盤90が、上昇され、加熱・加圧作業がなされる。このとき、この第3の作業位置に配置された固定盤110に対して、回転盤90の押圧がなされ、上金型113の保持体111に緩衝部材115を介して上熱盤114が熱的に密着し、一方、下金型112が保持された回転盤90下に緩衝部材117を介して下熱盤116が熱的に密着されて加熱がなされる。しかしながら、この加圧は短時間でなされるものであり、第2の作業においてなされた予備加熱温度加熱によって、ガラスは、高温加熱状態にあることから、上下熱盤は、第2の上下熱盤の加熱温度よりむしろ低くて良い。しかしながら、このとき、第2の作業に比し、強い型締めがなされるものであり、この作業および次の冷却作業の過程によって、金型112および113に配置された転写凹凸パターンが転写された情報凹凸パターンが両面に形成された記録媒体基板の成型がなされる。
【0084】
次に、第4の作業位置に、第3の作業がなされたキャビティ91が持ちきたされる。すなわち、この場合においても、回転盤90は、その軸心に沿って一旦、降下し、上述と同一の所定方向に、例えば90°回転され、第3の作業がなされたキャビティ91が、第4の作業位置下に持ちきたされ、回転盤90が、上昇され、第4の作業の冷却がなされる。
【0085】
その後、キャビティから、ガラス成型体、すなわち情報凹凸パターンの転写がなされた記録媒体基板の取り出しがなされる。この取り出しは、例えば同様に、回転盤90の下降、回転、上昇動作によって、第1の作業部において、行うことができる。
このようにして、回転盤90の上下移動および回転によって、第1〜第4の作業を連続して、しかも例えば4個のキャビティ91で、循環的に行うことによって量産的に、記録媒体基板1の成型を行うことができる。
【0086】
そして、この成型装置によれば、各作業を連続的に行うことから、各部での加熱は、先の工程の加熱を利用して行うことができ、また、各部の温度を一定に保持して行うことができることから、1基板の製造時間の短縮化を図ることができる。
【0087】
上述したいずれの成型においても、ガラス屈服点より20℃以上高い温度でスタンパ等の凹凸パターンの転写が良好に行われた。
次に、上述した各成型装置によって記録媒体基板1を成型して得た成型方法を具体的に説明する。
まず、図5〜図7で説明した成型の出発ガラス材料形状が、ディスク状の成型体100である場合の具体的例を実施例1として説明する。
[実施例1]
成型装置としては、型締め速度が、3段変速30トン自動油圧プレス機構成とされ、多段変速位置ないしは圧力制御機構を有する。固定金型51および可動金型52をそれぞれ加熱する加熱手段53および54は、それぞれ温度調整回路により制御されるヒータによる加熱盤より成る。これら上下加熱手段53および54としての加熱盤が、350℃に加熱される。これら加熱盤が、スタンパプレート55および56を有する固定金型51および可動金型52に熱的に結合配置される。
これらスタンパ53および54に設けたセンターピン57および58に、予め用意された成型体100を装着する。
そして、目的とするディスクの外径と同等かそれより大きな内径を持つキャビティリング59を外周部に固定する。
成型体100は、厚さ0.5mm、内径6.5mm、外径50.0mmの、前記K−PG325(表1中、試料1)による低融点ガラス円板とした。
【0088】
この成型体100の表面を、その円板加工前、あるいは加工後に、エアーブラストにより表面を、Rmaxが10μm以下(好ましくはRmaxが3μm以下)の粗さに加工した。
このような、加工によって表面を梨地ないしはマット加工する。この表面加工は、成型体100の表面が鏡面であると、転写凹凸パターンを有する例えばスタンパによって情報凹凸パターンを加圧成型によって転写するに際して、スタンパとの接触に際し、いわゆるブロッキング現象により空気を取り込んで、再生時のエラーレートを高めるとか、不良品を発生させる原因となる。
これに対し、表面をある程度粗面とすることによって、空気を逃がす効果が生じ、気泡の発生を効果的に回避できることが見出された。
【0089】
この表面粗さは、気泡防止の意味では、Rmaxが10μm以上でも効果があるが、表層のみに、情報凹凸パターンを、加圧して形成する本発明方法においては、Rmaxが、10μmを越えると、この粗面が成型後でも残ることから、Rmaxは、10μm以下、更に好ましくは5μm以下とする。
【0090】
ちなみに、粗面の形成例としては、例えばHC−4XBAR−NH(不二製作所)のブラスト装置を用い、研磨剤として、炭化珪素(SiC)の600番の粒子を用い、100g/minの噴射量、噴射圧力0.005MPaをもって、噴射口からワーク面までの距離50mmとし、ワーク移動速度300mm/minとした。このとき、Rmaxは、1.22μmであった。
【0091】
成型体100は、その厚さを、キャビティリング59の厚さより5μm〜30μm厚く加工する。
本来、ガラス成型体100の厚さは、スタンパによる転写凹凸パターンの転写高さだけキャビティリング59の厚さより大であれば良いものであるが、実際には、金型や、スタンパの厚み精度やキャビティリング59の加工精度の関係から、キャビティリング59の厚さより、5μm〜30μm厚く加工することが必要となる。
【0092】
また、上下スタンパプレート55および56の表面温度は、ガラス成型体100の表層の厚さ200μm以下が屈服点を超える溶融状態より、20℃以上、好ましくは、40〜80℃以内の温度であればよい。
加熱手段53の熱盤は、365℃に常時加熱され、固定金型51に、スタンパプレート55が真空吸着によって固定されることによって、スタンパプレート55の表面温度は350℃となった。
【0093】
一方、下方の加熱手段54の熱盤温度を、370℃に常時加熱し、可動金型52に、真空吸着されたスタンパプレート56の表面温度は、355℃となり、屈服点を40℃超えた温度となった。
このように、上下スタンパの表面温度に5℃の差を生じさせるものであり、これは、成型サイクルを繰り返すことによって、上下動する可動金型54は、室温で冷却されることから、上述した5℃前後の温度差が生じるようにして、上下金型にあるスタンパ55、56の温度を同一温度に補正をするためである。
【0094】
成型体100は、予め加熱ステージ(図示せず)で80℃〜200℃前後に予備加熱しておく。この予備加熱は、ガラス成型体100を、室温から成型温度に、直接挿入加熱する場合、表層と内部の熱膨張の違いによる熱歪みにより割れを生じることを防止するためのものである。したがって、この加熱温度範囲は、成型温度において、割れを生じることがない温度範囲であれば良い。この例においては、この予備加熱温度を130℃とした。
【0095】
次に、その成型プロセスの具体例を説明する。
1)この例では、上下スタンパプレート55および56の温度を、356℃とした。
下スタンパプレート56の温度を、356℃に加熱した状態で、これらスタンパプレート間に、室温から150℃に予備加熱したガラス成型体100を挿入した。
2)型締め速度を、初速100mm/分、型閉1mmの位置より25mm/分で低速上昇させ、型閉0.3mmの位置で20秒間一時停止し、成型体100のガラスが屈服点を超える340℃〜350℃に昇温する。
3)一旦停止後の、型再上昇は、10mm/分で型閉し、型締め圧力22〜25KgN、加圧時間2秒、加圧終了直前に上スタンパプレート55の吸着用真空を解除する。
4)加圧終了後、100mm/分の速度で下金型が下降限で停止後、下スタンパプレート56の吸着用真空を解除してキャビティリング59、上下スタンパプレート55および56を室温中に取り出す。
5)上下スタンパプレート55および56の温度が、150℃〜200℃になった時点で、スタンパプレート55および56とキャビティリング59を剥がして成型された基板、すなわちディスクを取り出す。
6)スタンパプレート55および56と、センターピン57および58と、キャビティリング59は、再度加熱手段すなわち上下熱盤53および54に真空で吸着させ、次の成型サイクルに入る。
【0096】
次に、図8および図9で説明した成型の出発ガラス材料形状が、例えば玉子型ガラス塊状体いわゆるゴブ101とする場合の具体的例を実施例2として説明する。
〔実施例2〕
この実施例で用いる成型装置は、図8および図9で説明したことにより重複説明を省略するが、可動加熱手段77および78は、例えば中金型73および74との対向側とは反対側の外面に熱反射面77Rおよび78Rを配置し、その熱源としては、中金型73および74との対向側に、目的とする成型基板が直径12cmである場合は、例えば1KWの近赤外線ランプを11本ランプピッチ20mmで平行配列し、中金型73および74との間隔を20mmとして中金型に対する熱照射の均一化を図る。また、この近赤外線ランプは、これ自体に中金型との対向面とは反対側に反射膜が形成されたランプを用いる。
【0097】
次に、この成型装置による成型プロセスの具体例を説明する。
この場合においても、上記ガラスK−PG325(試料1)を用いた場合である。
1)図8の成型装置において、スタンパ79および80を装着した中金型73および74が、油圧ラムにより予め閉じた状態でプレス盤71および72の熱盤75および76により、用いる低融点ガラスのガラス転移点Tgより10℃以下の温度である275℃に予め加熱しておく。
2)油圧ラムにより中金型73および74が開いた段階で、予め転移点Tgの285℃前後で予熱したゴブ101を挿入して油圧ラムを上昇させる。この場合の型締め速度は初速200mm/分とする。
3)ゴブ101と中金型73および74とを接触させた位置で一旦停止させ、近赤外線ランプによる可動加熱手段77および78を、中金型73および74を挟む位置に挿入し、ランプ点灯で30秒間照射し、スタンパ79および80の表面温度を360℃に加熱した。
4)近赤外線照射終了と共に、加熱手段77および78を中金型73および74の対向部から外部へ退避させ、同時に再上昇させて中金型73および74を、上下熱盤75および76と10秒間〜20秒間密着させ、加圧する。
5)一旦停止後、10mm/分で、圧力30〜40KgNで型締めし、10〜30秒間加圧保持し、溶融したゴブ101をキャビティすなわち空間85に充填すると同時に、Tg点以下に冷却する。
6)上下熱盤75および76は、中金型73および74より温度が50℃〜60℃低いが、中金型73、73およびスタンパ79、80の熱容量が大きいので加圧中に冷却されることなく空間85に充填される。この加圧時間中クリープ現象で加圧力が低下する為、補助加圧によって圧力を規定値に保持すると更に良い。
7)加圧終了直前に、空間内の真空を解放する。すなわち、加圧終了後200mm/分の速度で可動金型72の下降開始と共に、中金型73および74間のエアーを電磁弁等の手段で吹き出し、成型されたガラス基板すなわち記録媒体基板1をスタンパ79および80から離型する。
8)可動金型が下降限で停止後、中金型73および74が分割されて、成型されたディスクすなわち磁気記録媒体基板1として取り出す。
【0098】
なお、図8および図9の成型装置において、外周リング81および82は、最終的に得る記録媒体基板1に対応してその内径が選定されるものであり、このことから、成型の出発材料として、上述したゴブ以外に、実施例1で説明したガラス成型体100を用いて記録媒体基板の成型を行う場合に用いることができる。
【0099】
図13および図14は、それぞれ実施例1および2によって得た成型基板の情報凹凸パターンの測定結果を示したもので、いずれにおいても、良好な凹凸パターンが形成されていることがわかる。なお、図13および14において、縦軸は任意の位置を0レベルとして相対的に表示したものである。
【0100】
次に、出発ガラス材料形状が、上述した溶融形態であって、これから目的とする記録媒体基板1を成型する場合の具体的例を実施例3として説明する。
〔実施例3〕
この実施例で用いる成型装置は、図10〜図12で説明した成型装置を用いるものであり、ことにより重複説明を省略するが、予備加熱・加圧部94および冷却部96が、共に20トン出力の2段変速の型締め機構を有している。
その成型プロセスの具体例を説明する。この場合、
1)前述したように、ガラス溶融ユニット98のノズル温度380℃とし、低融点ガラスを溶融する。
2)成型装置の予備加熱部94は、常時360℃に加熱し、加熱加圧部95は、320℃に加熱し、冷却部96は、ガラスの転移点Tgの260℃に加熱する。
3)注入部93において、回転盤90のキャビティ91に、下金型112上のスタンパ上に定量のガラスを、加熱ユニット98から供給する。その後、上金型113によって、キャビティ91をその保持体111によって閉じ、真空にする。
4)油圧ラムによって回転盤90を回転移動できる位置に降下させ、90°回転させて、注入部93で、溶融ガラスの注入を行ったキャビティ91を、予備加熱部94下に持ち来たし、再び油圧ラムによって、回転盤90を、固定盤110に向かって上昇させて、上熱盤ン114によって上金型113を加熱する。同時に、下熱盤116を上昇させて、キャビティ91の下金型112を加熱する。
このようにして、両金型を350℃にし、20〜30秒間の加熱を行って、キャビティ内のガラスを微細信号が転写可能な溶融状態にする。このとき、加圧は必ずしも必要とせず、上下熱盤と軽く接触した程度とする。
5)このように予備加熱のなされた回転盤を、再び降下させ、90°回転させて、キャビティ91を、加熱加圧部95下に持ち来たす。回転盤90を上昇させ、320℃に加熱された状態で上下金型をそれぞれ熱盤114および116によって25kgN/cm2で20〜30秒間320℃で加熱・加圧する。この場合、金型内は、先の予備加熱加圧部94で350℃以上の温度になっており、かつ加圧は瞬時的に行われるので、冷却が進むことはない。
6)次に、同様の回転盤の降下、90°回転、上昇によってキャビティ91を冷却部96において、20kgN/cm2で加圧して金型をガラス転移点Tg以下に加圧しつつ冷却する。
7)このように冷却された上下金型112および113間を、回転盤90の降下によって開放し、真空吸着機構を持ったロボットによってキャビティ内で成型された記録媒体基板1を取り出す。
上述した1〜7の作業を繰り返すことによって、連続的に基板1の成型を行った。
【0101】
上述した成型装置においては、緩衝材115および117が配置された構成を有するものであるが、これは上下熱盤あるいは冷却盤と金型との温度差による熱膨張の違いのひずみによる摺動傷の発生を防止するものであり、この摺動材の材料としては、前述したように、グラファイトやモリブデン等、もしくはそのコート、あるいはフィルムとすることができる。
その例としては、グラファイト(黒鉛)の厚さ8mm、切削加工した板、あるいは厚さ100μmのPGCグラファイト(耐熱400℃、松下電子部品(株)製)シート、グラファイト系:DAG(日本アチソン(株)製)もしくはモリブデン系:MolyDag(日本アチソン(株)製)のコート材を用いることができる。
【0102】
次に、上述して得た記録媒体基板1上に記録層を成膜して、記録媒体を得る場合における記録膜を例示する。下記の記録層の成膜は、例えばイオンビームスパッタ、直流スパッタ法、交流スパッタ法などによって行うことができる。
例えば、RAM(Random Access Memory)型光ディスクの場合、その記録層の代表例としては、金属組成物を挙げることができる。
この金属組成物の例:
(1)相変化記録材料(単体のカルコゲンやカルコゲン化合物);
Te,Seの各単体,Ge−Sb−Te,Ge−Te,In−Sb−Te,In−Se−Te−Ag,In−Se,In−Se−Te−Co,In−Se−Sb,Bi2Te3,Bi−Se,Sb2Se3,Sb2Te3等のカルコゲナイト系材料
(2)光磁気記録材料;
Tb−Fe−Co等の非晶質合金薄膜等の、カー効果やファラデー効果等の磁気光学特性を有する垂直磁化膜等。
(3)ハードディスクの磁気記録材料;
Pt−Co等磁気光学特性を有する垂直磁化膜等を250℃で基板加熱しつつ成膜する。
【0103】
これら成膜がなされたディスクに、例えば光透過性の保護膜として紫外線硬化樹脂などを例えばスピンコート法で塗布硬化し、ハードディスクでは記録膜上にテクスチャーやシリコンオイルなどの滑剤を塗布して情報記録媒体を得ることができる。
【0104】
このようにして得られたディスク基板は、冒頭に述べた射出成型で見られる特有の、外周部のバリ、膨らみがなく、また、内周部には射出成型ディスクで避けられない離型やスタンパガイド等の複数の微妙な段差や組金型特有のパーティング面や段差などのない表面がフラットなディスクが得られる。
更にはハードディスクや光ディスクにあっても、浮上型ヘッドを利用する信号を記録再生する方式では、そのヘッドが外周部の膨らみや内周部の段差やバリに衝突することのないディスクが得られた。
【0105】
上述したように、本発明においては、表1の特性表で示される試料1および2におけるガラス転移点が285℃、343℃における、すなわち、少なくとも343℃以下285℃以上のガラス転移点を有する低融点ガラスによる記録媒体基板1を構成することによって、このガラス基板に直接的に微細な情報凹凸パターンを形成できることから、量産的に製造ができ、また、これが通常のガラスに比し、格段に低融点であることから、成型機における損耗、具体的には成型金型の熱酸化を、繰り返し使用においても回避でき、コストの低廉化を図ることができる。
図15は、成型された基板による磁気記録媒体に関するノイズの周波数特性の測定結果を示し、図15中、曲線aおよびbは、それぞれ熱酸化が生じていない成型金型による場合および熱酸化が生じた成型金型による場合で、これらを比較して明らかなように、酸化が生じる場合は、ノイズの発生が大となる。
このことからも、本発明におけるように、低融点ガラスによる成型がなされることによって成型金型に酸化が生じにくい構成とすることによって記録媒体の
【0106】
これによって明らかなように、高熱処理によって成型金型に熱酸化が生じた場合、得られた成型基板によって成型した光ディスクは、ノイズが大きくなるのに比し、低温で成型のできる本発明においては、ノイズの低減化が図られる。
しかしながら、更に、成型金型の安定化を図るように、金型表面に、酸化防止のTiNのコーティングを施すことが望ましい。
【0107】
なお、本発明による記録媒体基板、記録媒体、その製造方法および成型装置は、上述した例に限られるものでなく、各種の記録媒体基板、記録媒体、その製造方法および成型装置とすることができる。
例えば上述した例では、緩衝部材を図10から図12で示した構成に適用した場合であるが、図5〜図7の構成、図8、図9の構成等において各熱盤の各金型側に配置して上述したと同様の効果を得ることができる。
【0108】
【発明の効果】
上述したように、本発明においては、特定された低融点ガラス、すなわち、343℃以下285℃以上のガラス転移点を有する低融点ガラスより成るガラスによって光記録媒体基板を構成し、この特定された低融点ガラスによる基板により、この基板自体の表面に情報凹凸パターンを、加熱・加圧によって、すなわちスタンパによる情報凹凸パターンの形成が可能とするものである。したがって、この構成によれば、毎葉的に基板作製を行うことがなく、量産化が図られる。
【0109】
また、本発明による光記録媒体基板の製造方法によれば、上述した特定された低融点ガラスを用いることによって、光記録媒体基板およびこれに対する情報凹凸の作製を、加熱・加圧成型することができるようにして、製造工程数の減少を図ることができる。
また、その製造方法においては、射出成型によらず、平行押圧による情報凹凸パターンの形成によるものであることから、射出成型等で見られるディスク特有の内周部にはバリや段差、外周部のバリや外周部の膨らみいわゆるヒゲ等の発生が回避され、有効面積が大で記録容量の増大化が図られる。
また、高い精度をもって信頼性の高い、目的とする微細な情報凹凸パターンが形成されることから、不良品の発生率が低い、したがって、コストの低減化が図られる。
また、高精度の情報凹凸パターン、ディスクの形成ができることから小径例えば直径1インチの記録媒体を、大容量化することができる。
【0110】
また、パターン2が形成された光記録媒体基板1が得られる。情報信号入りのガラス基板を作成する事により記録密度を向上させ且つ温湿度に対する信頼性の高い基板表面に凹凸情報信号を有するガラスディスク基板を製造する方法である。
【0111】
プラスチック基板による構成とする場合に比して、耐熱性、機械的特性、安定性に優れた、したがって、例えば経年変化のないもしくは殆どないガラス基板によることから、いわゆるアーカイブ記録に好適な、記録媒体を構成することができる。
そして、このように、機械的特性,すなわち強度にすぐれた記録媒体を構成できることから、ハードディスク型の媒体を構成でき、この場合において、平面性や温度、湿度変形に優れていることから、ヘッドとの突き当たり等の回避が図られる。
また、ハードディスクにあっては、ディスク成型時に、冒頭に述べたサーボパターンやクロック信号等の情報凹凸パターンの形成において、高価なサーボライターを用意することがなく、このためのクリーンルームの設置が回避され、サーボ信号の書き込みの時間も必要としないので、例えばドライブ組み立て時間を短縮できる。
【0112】
また、本発明による光記録媒体の製造方法によれば、その光記録媒体基板の作製、例えば相変化光ディスク成膜を、基板を加熱しながら成膜することができることから、成膜と同時に結晶化の初期化を行うことができる。
すなわち、従来のプラスチック基板への成膜では、その耐熱性が低いことから、アモルファス状態のディスクを作製して後、レーザー等の手段で成膜後初期化、すなわち結晶化する必要性があったものであるが、この作業を回避できることから、工程数の縮減が図られ、生産性の向上し、生産コストの低減化が図られる。
【0113】
更に、プラスチック基板を2桁越える剛性のあるディスク基板が得られころから、片面のみに、記録層を有するディスク構成においても、成膜や保護膜の応力や温湿度変化を伴う動作・保存環境下でも基板の反りが無い高信頼性ディスクが得られる。したがって、BD等において、対物レンズの高N.Aの、媒体にレンズを近接させる、いわゆるニアーフィールド基板を簡単に、量産的に得ることができる。
【0114】
また、媒体強度に優れていることから、プスチック基板に比べ、基板の厚さを1/3以下の薄さにしても剛性が保たれ高温、多湿に対する基板変形を来たすことなく、信頼性が高い、例えばカートリッジやドライブ装置の小型、薄型化および高信頼性のシステムが構築できる。
【0115】
上述したように、本発明によれば、すぐれた多くの特徴、および工業的利益をもたらすことができるものてある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光記録媒体の一例の概略断面図である。
【図2】本発明による光記録媒体の他の一例の概略断面図である。
【図3】本発明による光記録媒体の他の一例の概略断面図である。
【図4】本発明による光記録媒体の他の一例の概略断面図である。
【図5】本発明による光記録媒体基板の成型装置の一例の概略断面図である。
【図6】図5で示した本発明による光記録媒体基板の成型装置を用いた場合の、成型部材の断面図である。
【図7】図6で示した部材の分解図である。
【図8】本発明による光記録媒体基板の成型装置の他の一例の概略断面図である。
【図9】図8で示した成型装置の一動作状態の概略断面図である。
【図10】本発明による光記録媒体基板の成型装置の他の一例の概略平面図である。
【図11】図10のA−A線の概略断面図である。
【図12】図10のB−B線の概略断面図である。
【図13】本発明による記録媒体基板の情報凹凸パターンの実測断面図である。
【図14】本発明による記録媒体基板の情報凹凸パターンの実測断面図である。
【図15】熱所処理前と後の各スタンパによって構成した光記録記録媒体のノイズ測定結果を示す図である。
【図16】従来の射出成型による基板のふくらみの測定結果を示す図である。
【符号の説明】
1・・・光記録媒体基板、2・・・情報凹凸パターン(第1の情報凹凸パターン)、3・・・成膜層(第1の成膜層)、4・・・光記録媒体、5・・・光透過性層、6・・・対物レンズ、7・・・透明中間層、8・・・潤滑層、11・・・第1の信号面、12・・・第2の信号面、22・・・第2の情報凹凸パターン、23・・・第2の成膜層、51・・・固定金型、52・・・可動金型、53,54・・・加熱手段、55,56・・・スタンパプレート、57,58・・・センタピン、59・・・キャビティリング、71・・・固定プレス盤、72・・・可動プレス盤、73,74・・・中金型、75,76・・・熱盤、77,78・・・可動加熱手段、77R,78R・・・反射面、79,80・・・スタンパ、81,82・・・外周リング、83・・・ガイド機構、84・・・排気口、85・・・空間、90・・・回転盤、91・・・キャビティ、92・・・溶融ガラス、93・・・注入部、94・・・予備加熱・加圧部、95・・・加熱・加圧部、96・・・冷却部、97・・・ホッパ、98・・・ガラス溶融ユニット、99・・・ノズル、110・・・固定盤、111・・・上金型保持体、112・・・下金型、113・・・上金型、114・・・上熱盤、115・・・緩衝部材、116・・・下熱盤、117・・・緩衝部材、124・・・上冷却盤、126・・・下冷却盤、100・・・ガラス成型体、100h・・・中心孔、L・・・レーザ光[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a recording medium substrate such as a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), or a card type, a recording medium, a manufacturing method thereof, and a molding apparatus.
[0002]
[Prior art]
An optical recording medium substrate in a recording medium, for example, an optical disc such as a CD or a DVD, is formed on a resin substrate made of polycarbonate or the like, or on a photoresist layer formed on the substrate, and data irregularities such as data information and tracking servo grooves. A pattern is formed. On this medium substrate, a reflective film, a recording film such as a magnetic recording film and a magneto-optical recording film, and a film forming layer such as a protective film are formed. For example, in a DVD or the like, a proposal has been made that the recording layer has a multilayer structure (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
[0003]
On the other hand, in a hard disk, a magnetic layer as a recording film, a lubricant or the like is usually applied and formed on the surface of a smooth disk substrate. A flying magnetic head having a slider is disposed on the disk surface, and the magnetic head floats through an air gap of several tens of nanometers from the disk surface by an air flow generated between the slider and the slider as the disk rotates. In this state, recording / reproduction is performed by the magnetic head.
In such a disk, the substrate is required to have flatness. For this reason, the disk substrate is a mirror-polished glass that is not easily deformed due to environmental changes in temperature and humidity and the stress of the recording film. A substrate, an aluminum substrate, or the like is used.
[0004]
In this hard disk, a so-called initial rise is performed in which a tracking servo signal, an address signal, and the like are written to a recording layer of each disk one by one by a servo writer.
[0005]
Further, in the recording medium, when the medium substrate is constituted by a glass substrate, the glass substrate is subjected to inner diameter and outer diameter processing, optically polished, and the above-described tracking servo and data information, for example, by the 2P (Photopolymerization) method. An information concavo-convex pattern in which etc. are recorded is formed.
That is, in this 2P method, for example, an ultraviolet curable photoresist layer is applied on a glass substrate, a stamper for transferring and forming the above-described information uneven pattern is pressed on the glass substrate, and cured by ultraviolet irradiation. The recording medium on which the information uneven pattern to be formed is formed.
[0006]
However, in the case of the above-described 2P method, the resin of the photoresist layer protrudes from the outer periphery of the glass substrate and remains as burrs after the curing process, so that it is necessary to perform an end face processing operation to remove the resin. Adheres to the signal surface, that is, the information concave / convex pattern formation surface or the information recording layer formed on the formation surface due to static electricity or the like, which causes an error during recording and reproduction.
In addition, since the information uneven pattern forming layer is a resin layer by the 2P method, the optical recording medium is likely to be subject to thermal deformation and thermal alteration due to repeated irradiation of laser light in recording and reproduction of laser light. There is.
In addition, in a hard disk, in forming a magnetic layer on a recording medium substrate, a substrate temperature of 200 ° C. or higher is desired in order to obtain excellent magnetic properties, so there is a problem in applying the 2P method. is there.
[0007]
On the other hand, a recording medium substrate in which an information concavo-convex pattern is formed on the surface of the glass substrate itself by RIE (Reactive Ion Etching) has excellent characteristics because it has high stability against the heat and laser irradiation described above. It is possible to form a recording film having excellent stability and a recording medium having excellent stability.
However, in this case, in the formation of the information concavo-convex pattern, a photoresist layer is applied and dried on a glass substrate, and pattern exposure and development corresponding to the target information concavo-convex pattern are performed to pattern the photoresist layer. As an etching mask, RIE is performed on the resist layer to form an information concavo-convex pattern on the surface of the glass substrate. Therefore, the manufacturing process is complicated, the process cost is high, and the productivity is increased. Inferior.
[0008]
As described above, both the 2P method and the RIE have problems in terms of low productivity and high cost.
Therefore, such a glass substrate by the 2P method and RIE is applied only as an optical recording medium for a special purpose that does not require mass production.
[0009]
A so-called Blu-ray disc (hereinafter referred to as BD), which uses a blue-violet laser that is being standardized as a next-generation large-capacity optical disc for DVD (Digital Versatile Disc), is an aperture of an objective lens. Number N. A. Is 0.85. In this case, since the focal depth of the objective lens is extremely shallow, the above-described laser light irradiation is performed from the light transmission layer opposite to the substrate of the disk, that is, the so-called cover layer side. In the multilayer recording layer, the total thickness of the intermediate layer such as an adhesive layer and the cover layer interposed therebetween is limited to 80 mμ to 100 mμ ± 2 mμ.
N. A. The larger the is, the smaller the tolerance of the tilt of the optical disc.
Thus, due to the limitation of the layer thickness on the disk substrate, the tolerance of the inclination, etc., the mechanical, physical accuracy, stability, reliability, durability, etc. of the medium substrate inevitably become a problem. There is a problem in that the recording layer is constituted by the resin substrate or the resin layer in the 2P method.
[0010]
Furthermore, in the case of a so-called near-field configuration in which the objective lens is brought close to the optical disk, higher accuracy is required for the flatness of the optical disk substrate.
[0011]
In addition, in an optical recording medium, for example, an optical disk, it is ideal that the medium substrate is not deformed even in the manufacturing process, operating environment, or storage environment. In view of problems such as cost and cost, the above-described resin substrate such as polycarbonate, which is easily used as an optical recording medium substrate, expands due to its hygroscopic property. In particular, in an optical disc having an information signal only on one side, in addition to stress deformation, There is a problem that warpage is likely to occur due to rapid environmental changes in humidity. Furthermore, when the disk substrate is formed by injection molding, burrs are generated at the edges, and bulges are generated on the outer periphery as shown in FIG. 16 showing the result of measuring the surface position with the radial position as the horizontal axis. To do.
[0012]
Such warpage, outer bulge, burr, etc., as described above, particularly in a hard disk that is recorded and reproduced by a floating magnetic head, an optical recording medium that uses a near-field type objective lens, etc. It becomes a fatal defect.
[0013]
[Patent Document 1]
Patent No. 2702905.
[Patent Document 2]
Patent No. 2742524.
[0014]
[Problems to be solved by the present invention]
The present invention provides a recording medium substrate that solves the above problems in the resin substrate and is excellent in mass productivity, a recording medium having excellent characteristics, a manufacturing method thereof, and a recording medium substrate molding apparatus. It is.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
  That is, the recording medium substrate according to the present invention comprises a glass substrate.RecordA recording medium substrate, wherein the glass substrate has a glass transition point of 343 ° C. or lower and 285 ° C. or higher.LowIt is made of melting point glass, and the heating / pressurizing surface of the information uneven pattern is formed on at least one main surface of the glass substrate itself.The main surface of the glass substrate on which the heating / pressurizing surface of the information concavo-convex pattern is formed is processed by air blasting so that the surface roughness is rougher than the mirror surface and the surface roughness Rmax is 10 μm or less. It is characterized by.
[0016]
  Recording medium according to the present inventionIsThe medium substrate of the recording medium consists of a glass substrate,TheThe glass substrate is made of low melting point glass having a glass transition point of 343 ° C. or lower and 285 ° C. or higher.TheA heating / pressure-molding surface of an information concavo-convex pattern is formed on at least one main surface of the glass substrate itself.ThisA film-forming layer is formed on the information uneven surfaceThe main surface of the glass substrate on which the heating / pressurizing surface of the information uneven pattern is formed before the heating / pressurizing surface of the information uneven pattern is formed by air blasting. The degree of roughness is rougher than the mirror surface, and the surface roughness Rmax is processed to 10 μm or less.
[0017]
  The method for producing a recording medium substrate according to the present invention is a method for producing a recording medium substrate having an information concavo-convex pattern on at least one main surface, wherein low melting point glass having a glass transition point of 343 ° C. or lower and 285 ° C. or higher is used. Using the heating / pressure molding process to obtain the target recording medium substrate,At least one main surface of the recording medium substrate is processed by air blasting so that the surface roughness is rougher than the mirror surface and the surface roughness Rmax is 10 μm or less, and at least one main surface of the recording medium substrate isHeat and pressure mold the above-mentioned information uneven patternAnd a process.
[0022]
As described above, in the present invention, a recording medium substrate is constituted by the specified low-melting glass, and an information uneven pattern is heated on the surface of the substrate itself by the specified low-melting glass. An information uneven pattern can be formed by pressurization, that is, by a stamper. Therefore, according to this configuration, it is not necessary to manufacture the substrate every leaf.
[0023]
The optical recording medium according to the present invention has a structure in which a film is formed on the above-described recording medium substrate according to the present invention, so that the substrate and the optical recording medium are manufactured every leaf as described above. It will not be forced.
[0024]
Further, according to the method for manufacturing a recording medium substrate according to the present invention, by using the above-described low-melting glass, the recording medium substrate and the formation of information irregularities thereon can be heated and pressure-molded. Thus, the number of manufacturing steps can be reduced.
[0025]
Also, according to the recording medium manufacturing method of the present invention, since the recording medium substrate is manufactured by the above-described manufacturing method of the recording medium substrate according to the present invention, the number of manufacturing processes is reduced as described above. It can be planned.
[0026]
And according to the shaping | molding apparatus by this invention, in any case, formation of an information uneven | corrugated pattern can be planarly formed by press.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a recording medium substrate, a recording medium, a manufacturing method thereof, and a recording medium substrate molding apparatus according to the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
1 to 4 are schematic cross-sectional views each illustrating a recording medium 4 constituted by a recording medium substrate 1 according to the present invention.
[0028]
[Embodiment of Recording Medium Substrate]
A recording medium substrate 1 such as an optical recording medium substrate or a magnetic recording medium substrate according to the present invention is made of a low-melting glass having a glass transition point of 343 ° C. or lower and 285 ° C. or higher. In the examples of FIGS. Further, in the example of FIG. 4, an information uneven pattern 2 such as a tracking servo signal and data information is formed on the surface of the substrate 1 itself by heating and pressure molding on the main surface of FIG.
That is, according to the present invention, the recording medium substrate 1 is constituted by the specified low-melting glass described above, and the information uneven pattern is formed on the recording medium substrate 1 itself by heating and pressing with a stamper as described later. It is formed.
[0029]
As the low melting point glass according to the present invention described above, K-PG325 and K-PG375 (both manufactured by Sumita Optical Glass Co., Ltd.) can be used.
[0030]
[Embodiment of recording medium]
1 to 4 are schematic cross-sectional views of an embodiment of an optical recording medium 4, for example, an optical recording medium or a magnetic recording medium, on which a recording medium substrate 1 according to the present invention is used, as described above.
These recording media 4 can be recording media having various configurations such as a ROM (Read Only Memory) type, a WO (Write Once) type, and a rewritable type.
[0031]
<First Example of Recording Medium>
In this embodiment, as shown in FIG. 1, a metal film is formed on the formation surface of the information uneven pattern 2 of the recording medium substrate 1 according to the present invention, in which the information uneven pattern 2 is formed on one main surface. A recording medium 4, for example, an optical disc, on which a signal surface 11 is formed by applying a reflection film made of a dielectric film or the like, a film formation layer 3 formed with a single layer or a multilayer recording layer, or the like.
That is, in this example, an optical recording medium having a single layer and a multilayer recording layer having various configurations such as a ROM (Read Only Memory) type, a WO (Write Once) type, and a rewritable type can be obtained.
[0032]
<Second Example of Recording Medium>
In this embodiment, as shown in FIG. 2, for example, a BD (Blu-ray) configuration in which recording or reproduction by a blue-violet laser beam is performed with a next-generation large recording capacity of a DVD.
In this case, as in the first embodiment, the information uneven pattern 2 is formed on one main surface of the substrate 1 according to the present invention on the formation surface of the information uneven pattern 2, for example, on the lower layer (substrate 1 side). A reflection film made of a metal film or a dielectric film is formed, and a signal surface 11 is formed by a film formation layer 3 on which a recording film is formed.
[0033]
A light transmissive layer 5 so-called a cover layer having a thickness of about 80 μm to 100 μm is formed on the signal surface 11, and the laser light L by the above-described blue-violet laser light is transmitted from the light transmissive layer 5 side to the objective lens. 6 is condensed on the signal surface 11 to reproduce information from the information uneven pattern 2 and to record or reproduce the recording film on the signal surface 11.
[0034]
<Third Embodiment of Recording Medium>
In this embodiment, for example, in the BD configuration, a plurality of state information recording layers are stacked. For example, as shown in FIG. 3, a two-layer information recording layer, that is, the first and second signals are recorded. This is a case where the surfaces are laminated.
In this example, the signal surface 11 formed on the substrate 1 shown in FIG. 2 is the first signal surface, and the second signal surface 12 is formed on the light transmission layer 5, and this second signal surface is formed. This is a case where 12 is configured to be laminated on the first signal surface 11.
The light transmission layer 5 having the signal surface 12 is formed, for example, by forming a data uneven pattern 22 formed by applying a resist layer, for example, on a plastic film, and patterning it, and forming a film with a translucent reflective film thereon. A layer 23 was formed to form the second signal surface 12.
The film of the light transmission layer 5 is bonded to the substrate 1 via a transparent intermediate layer (adhesive layer) 7 made of, for example, an ultraviolet curable resin, and the first and second signal surfaces 11 and 12 are laminated. In this way, the recording medium 4 such as a BD is configured.
[0035]
Then, recording or reproduction on the first and second signal surfaces 11 and 12 of the optical recording medium 4 is performed by selectively applying the laser light L by the blue-violet laser light to the first and second signal surfaces 11 and 12. This is done by focusing.
[0036]
In such an optical recording medium having a multilayer structure in which a plurality of information recording layers, that is, signal surfaces are laminated, the lower signal surface is obtained by reducing the reflectance toward the signal surface on the incident side of the laser light L. In contrast, recording / reproduction with the laser beam L is enabled. For example, the reflectance of the lowermost signal layer is about 80%, and the uppermost signal surface is about 30%, for example.
In this manner, the reflectance can be changed by changing the thickness of the transparent intermediate layer interposed between the signal layers, for example.
[0037]
<Fourth Embodiment of Recording Medium>
In this embodiment, as shown in FIG. 4, it is a case of a double-sided hard disk, and information irregularities in which tracking servo signals and address signals are recorded on both main surfaces of the low-melting-point medium substrate 1 according to the present invention. This is a case where a so-called discrete type hard disk structure is formed in which patterns 2 and 22 are formed, and the first and second signal layers 11 and 12 of the magnetic layer are formed on the formation surface of the information uneven pattern 2, respectively. . In forming the magnetic layer 3, for example, the substrate 1 can be heated to around 250 ° C.
A lubricant layer 8 such as silicone oil is applied and formed on both signal surfaces 11 and 12.
[0038]
The magnetic recording medium 4 having the configuration shown in FIG. 4 is recorded and reproduced by the floating magnetic head 31. That is, a slider having the magnetic head 31 facing the first or / and second signal surface 11 or / 12 is levitated by an air flow generated between the magnetic head 31 and the surface of the recording medium by rotation of the recording medium. Recording / reproduction is performed on each signal surface in a state of being opposed to the medium surface through a narrow air gap, that is, in a state of being opposed in a non-contact manner.
[0039]
Since each recording medium substrate 1 according to the present invention and the optical recording medium substrate 1 constituting the recording medium 4 is a low melting point glass substrate having a glass transfer point Tg of 343 ° C. or lower, the information uneven pattern 2 is a substrate. It is formed by heating and pressure molding of the surface layer of 1 itself. Therefore, the recording medium substrate 1 according to the present invention and the optical recording medium and magnetic recording medium 4 according to the present invention using the same can be manufactured with high reproducibility and in mass production.
[0040]
Also, the optical recording medium and magnetic recording medium 4 according to the present invention have a mechanical rigidity higher than that of a conventional ordinary plastic substrate because the recording medium substrate 1 is formed of a glass substrate. Even when the signal layer is formed only on the main surface, it is possible to avoid the occurrence of warpage or the like caused by the asymmetry of both surfaces.
The optical recording medium substrate 1 according to the present invention using a glass substrate is a chemically and mechanically stable substrate as compared with the case of using a plastic substrate, as is apparent from the characteristic comparison shown in Table 1 below. Therefore, optically and magnetically stable characteristics can be maintained without causing alteration or deformation due to thermal influences due to, for example, repeated irradiation of recording / reproducing laser light, surrounding conditions, and the like. That is, it is possible to reduce the secular change.
[0041]
Moreover, the conventional general. In the case of plastic substrates made of polycarbonate, for example, when various film formations formed on the substrate are performed under vacuum, the vacuum is lowered due to the generation of gas from the inside of the resin or moisture due to moisture absorption, and the result of these gases being taken into the recording film. The recording characteristics are deteriorated. Therefore, in this type of plastic substrate, as a countermeasure, and for stabilization of birefringence, a long annealing process is required at a temperature of 130 ° C. or lower before film formation. On the other hand, in this invention, since it is based on the structure by a glass substrate, such a process can be avoided.
[0042]
In addition, in hard disks, in order to improve magnetic properties such as coercive force and magnetic anisotropy, it is necessary to form a magnetic layer while heating the substrate to around 250 ° C. under the vacuum described above. Since the plastic substrate does not have such heat resistance, the plastic substrate is not suitable as this type of substrate.
Therefore, when a plastic substrate is used, the magnetic layer is inevitably made of a platinum-cobalt (Pt—Co) -based magnetic layer having inferior magnetic properties.
[0043]
As the low-melting glass constituting the optical recording medium substrate 1 in the optical recording medium substrate 1 according to the present invention and the optical recording medium 4 according to the present invention described above, for example, K-PG325 manufactured by Sumita Optical Glass Co., Ltd., respectively. (Hereinafter referred to as Sample 1), K-PG375 (hereinafter referred to as Sample 2) can be used, and these, and AD- of polycarbonate resin widely used as a plastic substrate. Table 1 lists the characteristics of 5503 (manufactured by Teijin Chemicals Ltd .: hereinafter referred to as sample 3) and ZEONEX resin 280R (manufactured by ZEON CORPORATION: hereinafter referred to as sample 4).
[0044]
[Table 1]
Figure 0004228801
[0045]
As is clear from Table 1, the low melting point glass of Samples 1 and 2 constituting the optical recording medium substrate according to the present invention has superior Young's modulus and rigidity, small expansion coefficient, and water absorption compared to Samples 3 and 4. In terms of properties, it is smaller than the polycarbonate of Sample 3. Therefore, according to the optical recording medium substrate of the present invention, the above-described effects specific to the present invention are exhibited.
[0046]
Next, an embodiment of a method for manufacturing a recording medium substrate according to the present invention will be schematically described.
[Embodiment of Manufacturing Method of Recording Medium Substrate]
<First embodiment of substrate manufacturing method>
A glass molded body having a glass transition point Tg of 343 ° C. or lower and 285 ° C. or higher and having a size and shape of a target optical recording medium substrate, for example, a glass molded body having a central hole is formed.
This glass molded body is preheated between 100 ° C. and 250 ° C., for example, through a temperature rising process of two or more stages. Then, the preliminarily heated glass molding is pressed in parallel and planarly with a required pressure in a state where the surface layer is at a temperature equal to or higher than the yield point of the glass from both sides. At this time, at least the surface on which the information uneven pattern is formed is pressed with the surface having the uneven pattern on which the target information uneven pattern is transferred.
In this manner, a target recording medium substrate, for example, an optical disk substrate or a magnetic recording medium substrate in a hard disk, for example, having an information uneven pattern formed on the surface of at least one main surface is produced.
[0047]
In this case, the surface roughness Rmax (maximum height difference) of the surface of the glass molded body on which the above-described information uneven pattern is formed is a satin or matte surface having a surface roughness of 10 μm or less. Air entrained during pressure is released to the outside so that bubbles do not remain on the recording medium substrate.
[0048]
<Second Embodiment of Substrate Manufacturing Method>
In this embodiment, a glass block generally called a gob having a spherical shape, an elliptical shape, or the like corresponding to the volume of the target recording medium substrate is prepared.
Then, this glass block is placed in a cavity having an inner shape corresponding to the target recording medium substrate, and the temperature at which the entire glass block flows and the stamper uneven signal is transferred, that is, the yield point, is 20 Heated to above 40 ° C., for example, to 40 ° C. or more to form the outer shape corresponding to the inner shape of the cavity. Press, that is, pressurize. At this time, at least the surface on which the information uneven pattern is formed is pressed with the surface having the uneven pattern on which the target information uneven pattern is transferred.
In this manner, a target recording medium substrate, for example, an optical disk substrate or a magnetic recording medium substrate in a hard disk, for example, having an information uneven pattern formed on the surface of at least one main surface is produced.
[0049]
<Third embodiment of substrate manufacturing method>
In this embodiment, a low melting point glass melting material having a glass transition point Tg having a volume corresponding to the volume of a target recording medium substrate and having a temperature of 343 ° C. or lower and 285 ° C. or higher is prepared.
This molten glass material is allowed to flow in a molten state into a cavity having an inner shape corresponding to the target recording medium substrate to obtain an outer shape corresponding to the inner shape of the cavity.
Thereafter, the molded body is pressed in parallel and planarly with a required pressure in a state where the surface layer is at or above the glass bending point from both sides thereof. At this time, at least the surface on which the information uneven pattern is formed is pressed with the surface having the uneven pattern on which the target information uneven pattern is transferred.
In this manner, a target recording medium substrate, for example, an optical disk substrate or a magnetic recording medium substrate in a hard disk, for example, having an information uneven pattern formed on the surface of at least one main surface is produced.
[0050]
Next, a molding apparatus and a molding process applied to the first to third embodiments of the recording medium substrate manufacturing method according to the present invention described above are sequentially illustrated as first to third embodiments, respectively. To do.
[0051]
[Embodiment of molding apparatus and molding process]
<First embodiment of molding apparatus and molding process>
(Molding equipment)
The molding apparatus in this embodiment is a molding apparatus that obtains a recording medium disk substrate having information concavo-convex patterns on both main surfaces, and is a molding apparatus in the case where the starting material structure for molding low-melting glass is the disk molded body 100. .
As shown in a schematic cross-sectional view of an example of the molding apparatus in FIG. 5, the molding apparatus includes a fixed mold 51 and a movable mold 52. Heating means for heating the molds 51 and 52 to a required temperature, for example, heating means 53 and 54 by a heating plate in which a heat medium is circulated, are thermally coupled to each other. The
The movable mold 52 is configured to move up and down together with the heating means 54 as shown by an arrow in FIG. 5 toward the fixed mold 51 by, for example, a so-called hydraulic ram.
[0052]
The opposing surfaces of both molds 51 and 52, that is, the upper surface of the upper mold 51 and the lower surface of the lower mold in FIG. First and second stamper plates 55 and 56 are arranged.
The opposing surfaces of the stamper plates 55 and 56 are arranged in the concave portions formed in the fixed mold 51 and the movable mold 52 so as to be flush with the opposing surfaces of the respective molds. These stamper plates 55 and 56 are respectively held in the recesses of the molds 51 and 52 by, for example, vacuum suction.
[0053]
Center pins 57 and 58 are inserted into the molds 51 and 52 in center holes 100h of a glass molded body 100, which will be described later, and penetrate through the center holes of both stamper plates 55 and 56 to be aligned with each other. Are arranged on the same axis.
[0054]
The upper surface of the movable mold 52 extends over the periphery of the stamper plate 56 and has a thickness corresponding to the thickness of the target recording medium substrate as necessary. A cavity ring 59 corresponding to the outer diameter of the target recording medium substrate or larger than this can be arranged, and the inner diameter varies depending on the target recording medium substrate having a different diameter. A cavity ring 59 having the same inner diameter is arranged, and a cavity is formed in a region surrounded by the cavity ring 59.
However, when the movement amount of the movable mold 52 is controlled, that is, when the hydraulic pressure is accurately controlled by an encoder or the like, the arrangement of the cavity ring 59 can be omitted.
[0055]
Next, a recording medium substrate, for example, an optical disk, is formed by using the glass molding 100 having a center hole 100h corresponding to, for example, an optical disk substrate, which has been previously molded according to the dimensions and shape of the target recording medium substrate. A molding process for obtaining a substrate will be described.
(Molding process)
The glass molded body 100 is preheated. This preheating is, for example, 250 ° C., and in this case, for example, the temperature is gradually increased over two stages between 80 ° C. and 250 ° C., and the glass molded body 100 is not cracked due to strain due to a sudden temperature increase. To avoid.
[0056]
On the other hand, the molds 51 and 52 are heated to a predetermined temperature by the heating means 53 and 54, respectively.
As shown in FIG. 5, the preheated molded body 100 described above has center pins 57 and 58 in the center hole 100 h in a state where the mold 52 is lowered and the mold 52 is separated from the mold 51. Is inserted and placed on the stamper plate 56.
In this state, the movable mold is raised together with the heating means 54 in the drawing by, for example, a hydraulic ram, and stopped before about 1 mm where the upper surface of the glass molded body 100 abuts the first stamper plate 55.
In this state, the surface layers of both main surfaces of the molded body 100 are heated to a temperature, for example, 20 ° C. or more, preferably 40 ° C. higher than the yield point of the low melting point glass of the molded body 100 at a thickness of about 200 μm. Thereafter, the lower mold 52 is raised and pressed between the stamper plates 55 and 56 in a planar manner, that is, in parallel to each other, and the transfer uneven patterns of the stamper plates 55 and 56 are formed on both surface layers of the molded body 100. The target information concavo-convex pattern to which the is transferred is formed.
[0057]
Thereafter, as shown in FIG. 6, in a state in which the molded body 100 is sandwiched and the stamper plates 55 and 56 and the cavity ring 59 are integrated, the mold 51 and 52 are removed by leaking a vacuum to form a molding apparatus. Take out and cool naturally, for example.
[0058]
Thereafter, as shown in FIG. 7, as the cooling proceeds, the stamper plates 55 and 56 and the cavity 59 are naturally opened. In this example, the target recording medium substrate 1 in which the information uneven pattern is formed on both surfaces of the molded body, that is, Remove the optical disk.
Then, the cavity ring 59 is eliminated.
As described above, the stamper plates 55 and 56 and the molded body 100 are integrally taken out from the molding apparatus, cooled, and released from the mold, and the molded substrate 1, that is, the glass disk is taken out. It is desirable that the entire temperature is set to the same level as the range of the preheating temperature when the glass molded body 100 is inserted into the molding apparatus. That is, when this cooling is performed, for example, to near room temperature all at once, glass molding is caused by different rapid shrinkage due to the difference in linear expansion coefficient between the metal (generally nickel) constituting the stamper and the low melting point glass molding. Such a phenomenon is avoided because there is a possibility that the body may be cracked or the fine uneven signal of the information uneven pattern may be lost.
[0059]
<Second embodiment of molding apparatus and molding process>
(Molding equipment)
The molding apparatus in this embodiment is also a molding apparatus that obtains a recording medium disk substrate having information concavo-convex patterns on both main surfaces. In this example, the starting material shape of the low-melting glass described above is spherical. Or it is a shaping | molding apparatus which shape | molds from glass lump shapes, such as an egg shape shape, what is called a gob.
In this case, a glass block 101 of low melting glass having a glass transition point Tg of 343 ° C. or lower and 285 ° C. or higher corresponding to the volume of the target recording medium substrate is prepared.
As shown in a schematic sectional view of an example of the molding apparatus in FIG. 8, it has a fixed press board 71, a movable press board 72, and a pair of middle molds 73 and 74 disposed therebetween. .
On the surfaces facing the press disks 71 and 72, there are provided hot disks 75 and 76 that can set the press disks to their required temperatures, for example, room temperature.
Furthermore, movable heating means 77 and 78 using a near-infrared lamp, for example, are provided between the molds 73 and 74 and the middle molds 73 and 74 as a heating means that advances and retreats between them. .
[0060]
In this example, first and second stampers 79 and 80 each having a transfer concavo-convex pattern for transferring and forming the information concavo-convex pattern of the target optical recording medium substrate are disposed on the opposing surfaces of both molds 73 and 74. Is done. On the outer periphery of these stampers 79 and 80, there are provided first and second outer peripheral rings 81 and 82 for fixing them and forming an outer diameter, respectively.
Between the fixed press plate 71 and the movable press plate 72, there is provided a guide mechanism 83, for example, a guide bar, for moving the pair of middle dies 73 and 74 in parallel with the fixed press plate 71. And 74 are guided.
[0061]
In this configuration, as shown in FIG. 9, when the stampers 79 and 80 and the outer peripheral rings 81 and 82 on the outer periphery thereof are abutted and matched, the space surrounded by them is the dimension of the target recording medium substrate, It is configured to have a shape.
[0062]
(Molding process)
As shown in FIG. 8, in the space surrounded by the stampers 79 and 80 and the outer peripheral rings 81 and 82, the lump body 101 preliminarily heated in the range of the glass transition point to the bending point is disposed.
The middle dies 73 and 74 are heated by the movable heating means 77 and 78, and the lump 101 is rapidly heated to 20 ° C. or more, for example, 40 ° C. or more from its yield point, and is melted. And 78 are moved out from between the middle molds 73 and 74 and the press plates 71 and 72.
Then, the movable press disk 72 is raised by, for example, a hydraulic ram, and as shown in FIG. 9, for example, the lump 101 is exhausted by the space 85 between the stampers 79 and 80 while exhausting from an exhaust port 84 formed in the outer ring 82. The above-mentioned glass block is molded into a prescribed shape, and at the same time, an information uneven pattern is formed by reversing and transferring the transfer uneven pattern of the stampers 79 and 80.
[0063]
Here, the temperature of the hot plates 75 and 76 may be lower than the mold temperature of the molds 73 and 74 because the middle molds 73 and 74 are heated to a temperature higher than the bending point. For example, it may be normal temperature, and is always heated in a temperature range of, for example, 80 to 250 ° C. that does not exceed the Tg point of the low melting point glass.
[0064]
The middle molds 73 and 74 are separated from the upper and lower press disks by a stopper 86 at the lowest position of the lower press machine, that is, the movable press machine 72.
[0065]
In addition, when a near-infrared irradiation device is used as the heating means 77 and 78, and a near-infrared heater unit in which 11 1KW lamps are arranged at a pitch of 20 mm is used, the heating means 77 and 78, and the lamp surface In the case of molding a 12 cm diameter disc, the surface temperature of the stampers 79 and 80 is set to 260 ° C. below the glass transition point, for example, the temperature of the upper and lower press plates, that is, the fixed and movable press plates 71 and 72. When the middle dies 73 and 74 are called and preheated at 0 ° C., they can be raised from 260 ° C. above the yield point to 380 ° C. by irradiating near infrared rays for 20 seconds.
[0066]
Further, since the temperature of the upper and lower press panels 71 and 72 is lower than that of the dies 73 and 74 in the pressurizing process, after the movable heating means 77 and 78 are excluded, the dies are removed. 73 and 74 start to cool, but the time until the start of pressurization is as short as a few seconds, and the heat capacity of the molds 73 and 74 is large. The transfer of the information concavo-convex pattern is completed at the initial stage of pressure molding. Therefore, even if the molding temperature falls during the subsequent pressurization, the transferability is not inferior.
[0067]
Furthermore, through pressurization holding several seconds later, the middle molds 73 and 74 are cooled to a temperature below the glass transition point.
Then, the movable press board 72 is lowered, and the middle molds 73 and 74 are also lowered at the same time. At the time of the lowering, although not shown, the guide mechanism 83 is provided with a mechanism for stopping the upper middle mold 73, and at a certain position or lower, only the lower middle mold 74 is lowered. The space between both the middle dies 73 and 74 is opened.
[0068]
For this opening, release air is blown into the space 85 from, for example, the exhaust port 84 or a suction port provided separately from the exhaust port 84 (not shown) to open the space between the molds 73 and 74. To do.
The recording medium substrate on which information unevenness patterns are formed on both surfaces thus formed is taken out by, for example, an external handling jig (not shown).
In this molding, although not shown at the same time as the heat and pressure molding from the glass block described above, a center pin is planted in one of the pair of middle molds 73 and 74, and the center of the molding substrate is simultaneously formed with the molding. The center hole can be drilled.
[0069]
According to this molding apparatus, the gob molding and the upper concave / convex pattern are continuously performed with a simple structure, and the heating at each part can be performed by using the heating of the previous process. Time can be shortened and energy can be saved.
[0070]
<Third embodiment of molding apparatus and molding process>
(Molding equipment)
The molding apparatus in this embodiment is a molding apparatus that molds a recording medium disk substrate having an information concavo-convex pattern on both main surfaces from a molten glass of low-melting glass.
In this embodiment, for example, a schematic plan view is shown in FIG. 10, and a cavity for molding a disk substrate is shown in FIGS. 11 and 12, which are cross-sectional views taken along lines AA and BB in FIG. 10. A lower mold 112 constituting 91 has a turntable 90 made of, for example, SUS or steel having the same level of heat resistance and strength as the mold disposed on the upper surface. On the other hand, an upper mold holding body 111 for holding an upper mold 113 constituting the cavity 91 is provided by facing the lower mold 112.
[0071]
The turntable 90 is intermittently rotated, for example, every 90 °. On the turntable 90, for example, four cavities 91 are arranged and formed on the same circumference while maintaining an angular interval of 90 °. The turntable 90 is driven to move up and down along its rotation axis by, for example, a hydraulic ram (not shown).
[0072]
First to fourth working portions are provided at first to fourth rotation angle positions of the turntable 90 every 90 °, respectively.
The first working unit is, for example, a molten glass injection unit 93 that injects a molten glass 92 of low melting glass having a glass transition point Tg of 343 ° C. or lower and 285 ° C. or higher into one cavity 91.
The second working part is a preheating / preheating process for preheating the glass cooled at the time of pouring in the cavity 91, with the cavity 91 filled with the molten glass in the first working part closed by the upper mold 113. The pressure unit 94 is used. However, if pressurization is performed with insufficient fluidity in the preheating / pressurizing section 94, the stamper is damaged, so that the mold is hardly clamped, and the yield point is set to 20 ° C. or more to increase the fluidity of the glass. The mold is clamped so that the glass is confined within the cavity 91.
[0073]
The third working unit is a second working unit, which is a heating / pressurizing unit 95 that further heats / pressurizes the glass in the cavity 91 that has been preheated and pressurized.
Further, the fourth working unit is a cooling unit 96.
[0074]
In the lower mold 112 and the lower mold 113, a stamper having a transfer concavo-convex pattern for transferring and forming the information concavo-convex pattern of the target optical recording medium substrate is disposed in advance, or the transfer concavo-convex pattern is engraved on the mirror surface. The plate that is placed is placed.
Thereafter, from each cavity 91, for example, at the rotational position returned to the first working part position, the recording medium substrate formed with information concave / convex patterns on, for example, both surfaces formed in this cavity is taken out.
[0075]
The movement between the first to fourth working units is performed by the vertical movement of the turntable 90 and, for example, intermittent 90 ° rotation. Each cavity arrives at each working unit sequentially, and each of the working units sequentially. Work is performed, and a recording medium substrate 1, for example, a disk substrate, having an information concavo-convex pattern with a transferred concavo-convex pattern transferred on the surface layer is successively produced.
[0076]
The glass injection part 93 of the first working part described above has a melting unit 98 to which a glass material is supplied by a hopper 97. While the glass supplied to the melting unit 98 is heated by the rotation of the screw in the unit, the heating temperature is increased toward the nozzle side at the tip, and the glass is brought from the nozzle to the first working part position. A predetermined amount of molten glass is supplied into the predetermined cavity 91.
Then, after the glass injection operation is performed, for example, the glass melting unit 98 or the like is once withdrawn, and the upper mold holder 111 is placed on the cavity 91 in the first working unit or the second working unit. The cavity 91 is closed by the upper mold 113.
[0077]
Above the turntable 90, the fixed platen 110 is disposed to face the turntable 90 in parallel. An opening 110W is formed on the above-described glass injection portion 93 of the fixed platen 110 so that glass injection can be performed.
Further, in each of the second and third working parts of the turntable 90, that is, the preheating / pressurizing part 94 and the heating / pressurizing part 95, the upper heat is respectively applied to the part facing the cavity 91 of the stationary platen 110. A board 114 is arranged. A buffer member 115 such as a buffer plate having excellent heat resistance and thermal conductivity is disposed on the lower surface of the upper heating plate 114.
A lower heating plate 116 that moves up and down by, for example, a hydraulic ram (not shown) is disposed at a position facing each upper heating plate 114 with the heating plate 90 interposed therebetween. The lower heating plate 116 is also provided with a buffer member 117 such as a lower buffer plate on the upper surface thereof.
[0078]
On the other hand, in the fourth working section of the rotating disk 90, that is, the cooling section 96, the upper cooling disk 124 is disposed on the fixed disk 110 facing the cavity 91, and the lower surface of the upper cooling disk 124 is also buffered. A buffer member 115 such as a board is disposed.
Further, a lower cooling plate 126 that moves up and down by, for example, a hydraulic ram (not shown) is disposed at a position facing the upper cooling plate 124 with the rotating plate 90 interposed therebetween, and a buffer member such as a lower buffer plate is provided on the upper surface thereof. 117 are arranged.
Each of the heating plates 114 and 116 and the cooling plates 124 and 126 described above are heated to a predetermined temperature, which will be described later, or maintained at a cooling temperature.
[0079]
As described above, the heating plates 114 and 116 and the cooling plates 124 and 126 are heated to a predetermined temperature or maintained at a cooling temperature, respectively. In contrast, the molds 112 and 113 that constitute the cavity 91 of the turntable 90 are heated or cooled at each rotation position, and therefore, each of the hotplates 114 is based on repeated thermal expansion and contraction. 116 and cooling plates 124 and 126, on the mold placement side, in this example, sliding may occur between the rotating plate 90 and the mold holder 111, which may cause sliding scratches. There is.
Therefore, as described above, the molds are arranged by disposing the buffer members 115 and 117 such as the above-described buffer plates having excellent heat resistance and heat conductivity on the heat plates 114 and 116 and the cooling plates 124 and 126, respectively. The sliding caused by thermal expansion or contraction of the hot platen or cooling plate is buffered to avoid the occurrence of sliding scratches.
[0080]
The buffer plates 115 and 117 can be made of, for example, graphite or molybdenum having excellent thermal conductivity and heat resistance, and having a buffering effect of expansion and contraction of the mold, the hot platen, and the cooling platen.
Further, instead of the buffer plates 115 and 117, a film or a sheet member mixed with the same material may be used as a buffer material, and the heat plates 114 and 116 and the cooling plates 124 and 126 may be attached to each other. .
[0081]
(Molding process)
As shown in FIG. 11, in the first working part, that is, the molten glass injection part 93 into the cavity 91, a low melting point having a glass transition point of 343 ° C. or lower and 285 ° C. or higher from the hopper 97 to the glass melting unit 98. Glass is supplied. In the unit 98, the temperature on the hopper side is set to, for example, 360 ° C., and is heated in the process of rotating the screw described above, and from the nozzle 99 which is set to, for example, 380 ° C. or higher. Molten glass that has been raised by 20 ° C. or more, for example, 40 ° C. is taken out. From this nozzle, a certain amount of molten glass corresponding to the volume of the target recording medium substrate is pushed into the cavity 91 brought to this working position and filled into the cavity 91. .
[0082]
After the molten glass is filled in the cavity 91 in this way, the glass melting unit 98 moves from the top of the turntable 90 to the outside, while the turntable 90 descends along its axis.
The turntable 90 is rotated in a predetermined direction, for example, 90 ° to bring the cavity filled with molten glass under the second work position, and the turntable 90 is raised to perform preheating / pressurization work. . At this time, the rotating platen 90 is pressed against the fixed platen 110, and the upper heating platen 114 is in thermal contact with the holding body 111 of the upper die 113 via the buffer member 115, while the lower die 112. The lower heating plate 116 is brought into thermal contact with the rotating plate 90 under the holding member 117 via the buffer member 117, and preheated to a temperature 20 ° C. or more higher than the bending point, for example. At this time, the mold is hardly clamped.
[0083]
Again, the turntable 90 descends along its axis and is rotated by 90 °, for example, in the same predetermined direction as described above, bringing the cavity 91 filled with the molten glass 92 under the third working position. The turntable 90 is raised and heating / pressurizing work is performed. At this time, the rotating platen 90 is pressed against the stationary platen 110 arranged at the third working position, and the upper heating platen 114 is thermally applied to the holding body 111 of the upper mold 113 via the buffer member 115. On the other hand, the lower heating plate 116 is brought into thermal contact with the lower surface of the rotating plate 90 holding the lower mold 112 via the buffer member 117 and heated. However, this pressurization is performed in a short time, and the glass is in a high-temperature heating state due to the preheating temperature heating performed in the second operation, so that the upper and lower heating plates are the second upper and lower heating plates. It may be lower than the heating temperature. However, at this time, the mold is strongly clamped as compared with the second operation, and the transfer uneven pattern arranged on the molds 112 and 113 is transferred by the process of this operation and the subsequent cooling operation. A recording medium substrate on which information uneven patterns are formed on both sides is molded.
[0084]
Next, the cavity 91 in which the third work is performed is brought to the fourth work position. That is, also in this case, the turntable 90 is once lowered along its axis and rotated by 90 °, for example, in the same predetermined direction as described above, and the cavity 91 in which the third operation has been performed is the fourth. The turntable 90 is raised and the fourth work is cooled.
[0085]
Thereafter, the glass molded body, that is, the recording medium substrate on which the information concavo-convex pattern has been transferred, is removed from the cavity. This extraction can be performed in the first working unit by, for example, the lowering, rotating, and raising operations of the turntable 90 as well.
In this manner, the first to fourth operations are continuously performed by the vertical movement and rotation of the turntable 90, and the recording medium substrate 1 is mass-produced by cyclically performing, for example, the four cavities 91. Can be molded.
[0086]
And according to this molding apparatus, since each operation is performed continuously, heating in each part can be performed using the heating in the previous step, and the temperature of each part is kept constant. Since it can be performed, the manufacturing time of one substrate can be shortened.
[0087]
In any of the above-described moldings, the transfer of the uneven pattern such as a stamper was performed satisfactorily at a temperature 20 ° C. or more higher than the glass bending point.
Next, a molding method obtained by molding the recording medium substrate 1 with each of the molding apparatuses described above will be specifically described.
First, a specific example when the starting glass material shape of the molding described in FIGS. 5 to 7 is a disk-shaped molded body 100 will be described as Example 1.
[Example 1]
As the molding apparatus, the mold clamping speed is set to a three-speed 30-ton automatic hydraulic press machine, and has a multi-speed position or a pressure control mechanism. Heating means 53 and 54 for heating the fixed mold 51 and the movable mold 52, respectively, are each composed of a heating plate by a heater controlled by a temperature adjustment circuit. These heating plates as the upper and lower heating means 53 and 54 are heated to 350 ° C. These heating boards are thermally coupled to a fixed mold 51 and a movable mold 52 having stamper plates 55 and 56.
A molded body 100 prepared in advance is attached to center pins 57 and 58 provided on the stampers 53 and 54.
Then, a cavity ring 59 having an inner diameter equal to or larger than the outer diameter of the target disk is fixed to the outer peripheral portion.
The molded body 100 was a low-melting glass disc made of the K-PG325 (sample 1 in Table 1) having a thickness of 0.5 mm, an inner diameter of 6.5 mm, and an outer diameter of 50.0 mm.
[0088]
The surface of the molded body 100 was processed by air blasting before or after the disk processing to a roughness of Rmax of 10 μm or less (preferably Rmax of 3 μm or less).
The surface is satin or matted by such processing. In this surface processing, when the surface of the molded body 100 is a mirror surface, when the information uneven pattern is transferred by pressure molding using a stamper having a transfer uneven pattern, for example, air is taken in by a so-called blocking phenomenon when contacting the stamper. This may increase the error rate during reproduction or cause defective products.
On the other hand, it has been found that by making the surface rough to some extent, the effect of escaping air is produced, and the generation of bubbles can be effectively avoided.
[0089]
This surface roughness is effective even when Rmax is 10 μm or more in terms of preventing bubbles, but in the method of the present invention in which an information unevenness pattern is formed by pressing only on the surface layer, when Rmax exceeds 10 μm, Since this rough surface remains even after molding, Rmax is set to 10 μm or less, more preferably 5 μm or less.
[0090]
By the way, as an example of formation of the rough surface, for example, a blasting device of HC-4XBAR-NH (Fuji Seisakusho) is used, and a silicon carbide (SiC) # 600 particle is used as an abrasive, and an injection amount of 100 g / min. The injection pressure was 0.005 MPa, the distance from the injection port to the workpiece surface was 50 mm, and the workpiece moving speed was 300 mm / min. At this time, Rmax was 1.22 μm.
[0091]
The molded body 100 is processed so that its thickness is 5 μm to 30 μm thicker than the thickness of the cavity ring 59.
Originally, it is sufficient that the thickness of the glass molded body 100 is larger than the thickness of the cavity ring 59 by the transfer height of the transfer concavo-convex pattern by the stamper. In view of the processing accuracy of the cavity ring 59, it is necessary to process the cavity ring 59 to have a thickness of 5 μm to 30 μm.
[0092]
Further, the surface temperature of the upper and lower stamper plates 55 and 56 is 20 ° C. or higher, preferably 40 to 80 ° C. or higher, from a molten state in which the thickness of the surface layer of the glass molded body 100 is 200 μm or less exceeding the yield point. Good.
The hot platen of the heating means 53 was constantly heated to 365 ° C., and the stamper plate 55 was fixed to the fixed mold 51 by vacuum suction, so that the surface temperature of the stamper plate 55 became 350 ° C.
[0093]
On the other hand, the hot platen temperature of the lower heating means 54 is constantly heated to 370 ° C., and the surface temperature of the stamper plate 56 vacuum-adsorbed to the movable mold 52 becomes 355 ° C., which is a temperature exceeding the yield point by 40 ° C. It became.
In this way, a difference of 5 ° C. is generated between the surface temperatures of the upper and lower stampers. This is because the movable mold 54 that moves up and down is cooled at room temperature by repeating the molding cycle. This is because the temperature of the stampers 55 and 56 in the upper and lower molds is corrected to the same temperature so that a temperature difference of about 5 ° C. occurs.
[0094]
The molded body 100 is preheated to about 80 ° C. to 200 ° C. in advance on a heating stage (not shown). This preheating is for preventing the glass molded body 100 from cracking due to thermal strain due to the difference in thermal expansion between the surface layer and the inside when the glass molded body 100 is directly inserted and heated from room temperature to the molding temperature. Therefore, this heating temperature range should just be a temperature range which does not produce a crack in molding temperature. In this example, the preheating temperature was 130 ° C.
[0095]
Next, a specific example of the molding process will be described.
1) In this example, the temperature of the upper and lower stamper plates 55 and 56 was 356 ° C.
With the temperature of the lower stamper plate 56 heated to 356 ° C., the glass molded body 100 preheated from room temperature to 150 ° C. was inserted between these stamper plates.
2) The mold clamping speed is increased at a low speed of 25 mm / min from the position of 100 mm / min at the initial speed and 1 mm of the mold closing, and is temporarily stopped for 20 seconds at the position of 0.3 mm of the mold closing, and the glass of the molded body 100 exceeds the yield point. The temperature is raised to 340 ° C to 350 ° C.
3) After the stop, the mold re-raising is closed at 10 mm / min, the mold clamping pressure is 22 to 25 KgN, the pressurization time is 2 seconds, and the vacuum for suction of the upper stamper plate 55 is released immediately before the pressurization is finished.
4) After the pressurization is completed, the lower mold stops at the lower limit at a speed of 100 mm / min, the vacuum for suction of the lower stamper plate 56 is released, and the cavity ring 59 and the upper and lower stamper plates 55 and 56 are taken out to room temperature. .
5) When the temperature of the upper and lower stamper plates 55 and 56 reaches 150 ° C. to 200 ° C., the stamper plates 55 and 56 and the cavity ring 59 are peeled off, and the molded substrate, that is, the disk is taken out.
6) The stamper plates 55 and 56, the center pins 57 and 58, and the cavity ring 59 are again adsorbed by the heating means, that is, the upper and lower heating plates 53 and 54, and enter the next molding cycle.
[0096]
Next, a specific example in which the shape of the starting glass material described in FIGS. 8 and 9 is, for example, an egg-shaped glass lump so-called gob 101 will be described as Example 2.
[Example 2]
The molding apparatus used in this embodiment will not be described again with reference to FIGS. 8 and 9, but the movable heating means 77 and 78 are, for example, on the side opposite to the side facing the middle molds 73 and 74. The heat reflecting surfaces 77R and 78R are arranged on the outer surface. As the heat source, when the target molded substrate has a diameter of 12 cm on the side opposite to the middle dies 73 and 74, for example, a 1 KW near-infrared lamp is used. The lamps are arranged in parallel at a lamp pitch of 20 mm, and the space between the middle molds 73 and 74 is set to 20 mm to achieve uniform heat irradiation on the middle mold. The near-infrared lamp uses a lamp having a reflective film formed on the side opposite to the surface facing the middle mold.
[0097]
Next, a specific example of a molding process by this molding apparatus will be described.
Also in this case, the glass K-PG325 (sample 1) is used.
1) In the molding apparatus shown in FIG. 8, the middle molds 73 and 74 fitted with the stampers 79 and 80 are preliminarily closed by a hydraulic ram, and the hot plates 75 and 76 of the press plates 71 and 72 are used for the low melting point glass to be used. It heats beforehand to 275 degreeC which is the temperature of 10 degrees C or less from the glass transition point Tg.
2) At the stage where the middle dies 73 and 74 are opened by the hydraulic ram, the gob 101 preheated at around 285 ° C. of the transition point Tg is inserted to raise the hydraulic ram. In this case, the mold clamping speed is set to an initial speed of 200 mm / min.
3) The gob 101 is temporarily stopped at the position where the middle molds 73 and 74 are in contact with each other, and the movable heating means 77 and 78 using a near infrared lamp are inserted into the positions sandwiching the middle molds 73 and 74, and the lamp is turned on. Irradiation was performed for 30 seconds, and the surface temperature of the stampers 79 and 80 was heated to 360 ° C.
4) Upon completion of near-infrared irradiation, the heating means 77 and 78 are withdrawn from the facing portions of the middle molds 73 and 74 to the outside, and are simultaneously raised again to move the middle molds 73 and 74 to the upper and lower heating plates 75, 76, and 10 Apply pressure for 2 to 20 seconds.
5) Once stopped, the mold is clamped at 10 mm / min with a pressure of 30 to 40 KgN, held under pressure for 10 to 30 seconds, and the molten gob 101 is filled into the cavity, that is, the space 85 and simultaneously cooled to the Tg point or less.
6) The upper and lower heating plates 75 and 76 are 50 to 60 ° C. lower in temperature than the middle molds 73 and 74, but are cooled during pressurization because the middle molds 73 and 73 and the stampers 79 and 80 have large heat capacities. The space 85 is filled without any problems. Since the applied pressure decreases due to the creep phenomenon during this pressurization time, it is better to keep the pressure at a specified value by auxiliary pressurization.
7) Release the vacuum in the space immediately before the end of pressurization. That is, when the movable mold 72 starts to descend at a speed of 200 mm / min after the end of pressurization, the air between the middle molds 73 and 74 is blown out by means such as a solenoid valve, and the molded glass substrate, that is, the recording medium substrate 1 is removed. Release from the stampers 79 and 80.
8) After the movable mold stops at the lower limit, the middle molds 73 and 74 are divided and taken out as a molded disk, that is, the magnetic recording medium substrate 1.
[0098]
In the molding apparatus shown in FIGS. 8 and 9, the inner diameters of the outer peripheral rings 81 and 82 are selected in accordance with the finally obtained recording medium substrate 1, and as a starting material for molding, In addition to the gob described above, the recording medium substrate can be molded using the glass molded body 100 described in the first embodiment.
[0099]
FIGS. 13 and 14 show the measurement results of the information unevenness pattern of the molded substrate obtained in Examples 1 and 2, respectively, and it can be seen that a good unevenness pattern is formed in both cases. In FIGS. 13 and 14, the vertical axis indicates a relative position with an arbitrary position as 0 level.
[0100]
Next, a specific example in which the starting glass material shape is the above-described molten form and the target recording medium substrate 1 will be molded will be described as Example 3.
Example 3
The molding apparatus used in this embodiment uses the molding apparatus described with reference to FIGS. 10 to 12, and thus redundant description is omitted. However, both the preheating / pressurizing unit 94 and the cooling unit 96 are 20 tons. It has a two-speed shifting mold clamping mechanism.
A specific example of the molding process will be described. in this case,
1) As described above, the nozzle temperature of the glass melting unit 98 is set to 380 ° C., and the low melting point glass is melted.
2) The preheating unit 94 of the molding apparatus is always heated to 360 ° C., the heating and pressing unit 95 is heated to 320 ° C., and the cooling unit 96 is heated to 260 ° C. of the glass transition point Tg.
3) In the injection unit 93, a fixed amount of glass is supplied from the heating unit 98 to the cavity 91 of the turntable 90 on the stamper on the lower mold 112. Thereafter, the cavity 91 is closed by the holding body 111 by the upper mold 113 and is evacuated.
4) The rotating disk 90 is lowered to a position where it can be rotated by the hydraulic ram, rotated 90 °, and the cavity 91 into which the molten glass has been injected is brought under the preheating unit 94 by the injection unit 93, and again the hydraulic pressure The rotating plate 90 is raised toward the fixed platen 110 by the ram, and the upper mold 113 is heated by the upper heating platen 114. At the same time, the lower heating plate 116 is raised to heat the lower mold 112 of the cavity 91.
In this manner, both molds are set to 350 ° C. and heated for 20 to 30 seconds to bring the glass in the cavity into a molten state in which a fine signal can be transferred. At this time, pressurization is not necessarily required, and the pressure should be lightly in contact with the upper and lower heating plates.
5) The rotary plate thus preheated is lowered again and rotated 90 ° to bring the cavity 91 under the heating and pressing unit 95. The rotating plate 90 is raised, and the upper and lower molds are heated and pressurized at 320 ° C. for 20 to 30 seconds at 25 kg N / cm 2 by the heating plates 114 and 116 respectively while being heated to 320 ° C. In this case, the inside of the mold is at a temperature of 350 ° C. or higher in the previous preheating and pressurizing unit 94 and the pressurization is performed instantaneously, so that the cooling does not proceed.
6) Next, the cavity 91 is pressurized at 20 kg N / cm 2 in the cooling unit 96 by the same descent, rotation of 90 °, and elevation of the rotating disk, and the mold is cooled while being pressed below the glass transition point Tg.
7) The upper and lower molds 112 and 113 thus cooled are opened by the lowering of the rotating disk 90, and the recording medium substrate 1 molded in the cavity is taken out by a robot having a vacuum suction mechanism.
The substrate 1 was continuously formed by repeating the operations 1 to 7 described above.
[0101]
The above-described molding apparatus has a configuration in which the cushioning materials 115 and 117 are arranged. This is a sliding scratch due to a difference in thermal expansion due to a temperature difference between the upper and lower heating plates or the cooling plate and the mold. As described above, graphite, molybdenum or the like, or a coat or film thereof can be used as the material of the sliding material.
Examples include graphite (graphite) 8 mm thick, machined plate, or 100 μm thick PGC graphite (heat resistant 400 ° C., Matsushita Electronic Parts Co., Ltd.) sheet, graphite: DAG (Nippon Atchison Co., Ltd.) )) Or molybdenum-based coating material: PolyDag (manufactured by Nippon Atsson Co., Ltd.).
[0102]
Next, a recording film when a recording layer is obtained by forming a recording layer on the recording medium substrate 1 obtained as described above will be exemplified. The following recording layer can be formed by, for example, ion beam sputtering, DC sputtering, AC sputtering, or the like.
For example, in the case of a RAM (Random Access Memory) type optical disc, a typical example of the recording layer is a metal composition.
Examples of this metal composition:
(1) Phase change recording material (single chalcogen or chalcogen compound);
Each of Te and Se, Ge—Sb—Te, Ge—Te, In—Sb—Te, In—Se—Te—Ag, In—Se, In—Se—Te—Co, In—Se—Sb, Bi2TeThree, Bi-Se, Sb2SeThree, Sb2TeThreeChalcogenite-based materials such as
(2) magneto-optical recording material;
A perpendicular magnetization film having magneto-optical characteristics such as a Kerr effect and a Faraday effect, such as an amorphous alloy thin film such as Tb-Fe-Co.
(3) Hard disk magnetic recording material;
A perpendicular magnetization film having magneto-optical characteristics such as Pt—Co is formed while heating the substrate at 250 ° C.
[0103]
For example, an ultraviolet curable resin as a light-transmitting protective film is applied and cured, for example, by spin coating on the disk on which these films are formed, and a hard disk is coated with a lubricant such as texture or silicon oil on the recording film to record information. A medium can be obtained.
[0104]
The disk substrate obtained in this way has no peculiar burrs or bulges in the outer peripheral portion seen in the injection molding described at the beginning, and the inner peripheral portion has a mold release or stamper that cannot be avoided with an injection molded disk. A disc having a flat surface with no subtle steps such as a plurality of subtle steps such as guides, a parting surface peculiar to a mold, or a step can be obtained.
Furthermore, even in the case of hard disks and optical disks, the method of recording and reproducing signals using a floating head has resulted in a disk in which the head does not collide with the bulge of the outer peripheral part, the step of the inner peripheral part or burrs. .
[0105]
As described above, in the present invention, the glass transition points in Samples 1 and 2 shown in the characteristic table of Table 1 are low at 285 ° C. and 343 ° C., that is, at least 343 ° C. or less and 285 ° C. or more. By forming the recording medium substrate 1 made of a melting point glass, a fine information uneven pattern can be directly formed on the glass substrate, so that it can be mass-produced and is much lower than ordinary glass. Since it is the melting point, wear in the molding machine, specifically, thermal oxidation of the molding die can be avoided even in repeated use, and the cost can be reduced.
FIG. 15 shows the measurement result of the frequency characteristics of noise related to the magnetic recording medium by the molded substrate. In FIG. 15, the curves a and b show the case where the mold is not thermally oxidized and the case where thermal oxidation occurs. In the case of using a molding die, as is apparent from comparison of these, when oxidation occurs, the generation of noise increases.
Also from this fact, as in the present invention, by forming with a low melting point glass, it is possible to prevent the recording medium from being oxidized, thereby forming the recording medium.
[0106]
As is apparent from this, when thermal oxidation occurs in the molding die due to high heat treatment, the optical disk molded by the molded substrate obtained can be molded at a low temperature compared to the case where noise is increased. , Noise can be reduced.
However, it is further desirable to provide an anti-oxidation TiN coating on the mold surface so as to stabilize the mold.
[0107]
The recording medium substrate, recording medium, manufacturing method and molding apparatus according to the present invention are not limited to the examples described above, and various recording medium substrates, recording media, manufacturing methods and molding apparatuses can be used. .
For example, in the above-described example, the buffer member is applied to the configuration shown in FIGS. 10 to 12. In the configurations of FIGS. 5 to 7, FIGS. The same effect as described above can be obtained by disposing it on the side.
[0108]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, an optical recording medium substrate is constituted by the specified low-melting glass, that is, a glass composed of a low-melting glass having a glass transition point of 343 ° C. or lower and 285 ° C. or higher. An information uneven pattern can be formed on the surface of the substrate itself by low melting point glass, and an information uneven pattern can be formed by heating / pressing, that is, using a stamper. Therefore, according to this configuration, the substrate is not manufactured every leaf, and mass production is achieved.
[0109]
Further, according to the method for manufacturing an optical recording medium substrate according to the present invention, by using the above-described low-melting glass, the optical recording medium substrate and the production of information irregularities thereon can be heated and pressure-molded. As a result, the number of manufacturing steps can be reduced.
In addition, in the manufacturing method, because it is based on the formation of an information uneven pattern by parallel pressing, not by injection molding, the disc-specific inner peripheral portion seen in injection molding or the like has burrs, steps, and outer peripheral portions. Occurrence of burrs and bulges on the outer periphery, so-called whiskers, is avoided, and the effective area is large and the recording capacity is increased.
In addition, since the desired fine information uneven pattern having high accuracy and high reliability is formed, the incidence of defective products is low, and therefore the cost can be reduced.
Further, since a highly accurate information uneven pattern and disk can be formed, a recording medium having a small diameter, for example, 1 inch in diameter can be increased in capacity.
[0110]
Moreover, the optical recording medium substrate 1 on which the pattern 2 is formed is obtained. This is a method for producing a glass disk substrate having an uneven information signal on the substrate surface with improved recording density and high reliability with respect to temperature and humidity by producing a glass substrate containing an information signal.
[0111]
A recording medium that is superior in heat resistance, mechanical properties, and stability as compared to a plastic substrate, and is therefore suitable for so-called archive recording, for example, because it is a glass substrate with little or no aging. Can be configured.
Since a recording medium having excellent mechanical characteristics, that is, strength can be configured in this way, a hard disk type medium can be configured. In this case, since the flatness, temperature, and humidity deformation are excellent, Avoiding the end of the hit or the like.
Also, hard disks do not require an expensive servo writer for the formation of uneven patterns of information such as servo patterns and clock signals described at the beginning of disk formation, and the installation of a clean room for this purpose is avoided. Since no servo signal writing time is required, for example, drive assembly time can be shortened.
[0112]
In addition, according to the method of manufacturing an optical recording medium according to the present invention, the optical recording medium substrate, for example, phase change optical disc film formation can be formed while heating the substrate. Can be initialized.
That is, in the conventional film formation on a plastic substrate, since the heat resistance is low, it is necessary to prepare an amorphous disk and then initialize it after film formation by means such as a laser, that is, crystallize. However, since this work can be avoided, the number of processes can be reduced, the productivity can be improved, and the production cost can be reduced.
[0113]
Furthermore, even when a disk structure having a recording layer on only one side has been obtained from a disk substrate that is more than two orders of magnitude larger than a plastic substrate, it can be used under conditions of operation and storage that involve film formation, protective film stress and temperature / humidity changes. However, a highly reliable disk without substrate warpage can be obtained. Therefore, in BD or the like, the high N.I. A so-called near-field substrate of A in which a lens is brought close to a medium can be obtained easily and mass-produced.
[0114]
In addition, since the medium strength is excellent, the rigidity is maintained even when the thickness of the substrate is 1/3 or less, and the reliability is high without causing deformation of the substrate due to high temperature and high humidity. For example, it is possible to construct a small, thin and highly reliable system of cartridges and drive devices.
[0115]
As described above, according to the present invention, many excellent features and industrial benefits can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of an optical recording medium according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of another example of an optical recording medium according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of another example of an optical recording medium according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic sectional view of another example of the optical recording medium according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an example of an optical recording medium substrate molding apparatus according to the present invention.
6 is a cross-sectional view of a molding member when the optical recording medium substrate molding apparatus according to the present invention shown in FIG. 5 is used. FIG.
7 is an exploded view of the member shown in FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of another example of an optical recording medium substrate molding apparatus according to the present invention.
9 is a schematic cross-sectional view of one operation state of the molding apparatus shown in FIG.
FIG. 10 is a schematic plan view of another example of an optical recording medium substrate molding apparatus according to the present invention.
11 is a schematic sectional view taken along line AA in FIG.
12 is a schematic sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 13 is a measured cross-sectional view of an information concavo-convex pattern on a recording medium substrate according to the present invention.
FIG. 14 is a measured cross-sectional view of an information concavo-convex pattern on a recording medium substrate according to the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing a noise measurement result of an optical recording recording medium constituted by each stamper before and after the heat treatment.
FIG. 16 is a diagram showing measurement results of substrate swelling by conventional injection molding.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical recording medium board | substrate, 2 ... Information uneven | corrugated pattern (1st information uneven | corrugated pattern), 3 ... Film-forming layer (1st film-forming layer), 4 ... Optical recording medium, 5 ... light-transmitting layer, 6 ... objective lens, 7 ... transparent intermediate layer, 8 ... lubricating layer, 11 ... first signal surface, 12 ... second signal surface, 22 ... 2nd information uneven | corrugated pattern, 23 ... 2nd film-forming layer, 51 ... Fixed mold, 52 ... Movable mold, 53, 54 ... Heating means, 55, 56 ... Stamper plate, 57, 58 ... Center pin, 59 ... Cavity ring, 71 ... Fixed press machine, 72 ... Movable press machine, 73, 74 ... Middle mold, 75, 76 ... Hot plate, 77, 78 ... Movable heating means, 77R, 78R ... Reflecting surface, 79, 80 ... Stamper, 81, 82 ... 83 ... guide mechanism 84 ... exhaust port 85 ... space 90 ... rotary disc 91 ... cavity 92 ... molten glass 93 ... injection part 94 ... Preheating / pressurizing section, 95 ... Heating / pressurizing section, 96 ... Cooling section, 97 ... Hopper, 98 ... Glass melting unit, 99 ... Nozzle, 110 ...・ Fixing platen 111... Upper mold holder 112. Lower mold 113 113 Upper mold 114. Upper heating plate 115. Buffer member 116. Hot plate, 117 ... buffer member, 124 ... upper cooling plate, 126 ... lower cooling plate, 100 ... glass molding, 100h ... center hole, L ... laser beam

Claims (11)

ガラス基板から成る記録媒体基板であって、
上記ガラス基板が、343℃以下285℃以上のガラス転移点を有する低融点ガラスより成り、
上記ガラス基板自体の少なくとも1主面に、情報凹凸パターンの加熱・加圧成面が形成され、
上記情報凹凸パターンの加熱・加圧成面が形成される上記ガラス基板の主面が、エアーブラストにより、表面粗度が鏡面より粗く、表面粗度Rmaxが10μm以下に加工されていることを特徴とする記録媒体基板。
A recording medium substrate comprising a glass substrate,
The glass substrate is made of low melting point glass having a glass transition point of 343 ° C. or lower and 285 ° C. or higher,
On at least one main surface of the glass substrate itself, a heating / pressurizing surface of the information uneven pattern is formed ,
The main surface of the glass substrate on which the heating / pressurizing surface of the information concavo-convex pattern is formed is processed by air blasting so that the surface roughness is rougher than the mirror surface and the surface roughness Rmax is 10 μm or less. A recording medium substrate.
記録媒体の媒体基板が、ガラス基板より成り、
該ガラス基板が、343℃以下285℃以上のガラス転移点を有する低融点ガラスより成り、
該ガラス基板自体の少なくとも1主面に、情報凹凸パターンの加熱・加圧成型面が形成され、
該情報凹凸パターンの形成面に成膜層を有し、
上記情報凹凸パターンの加熱・加圧成面が形成される前に、上記情報凹凸パターンの加熱・加圧成面が形成される上記ガラス基板の主面が、エアーブラストにより、表面粗度が鏡面より粗く、表面粗度Rmaxが10μm以下に加工されていることを特徴とする記録媒体。
The medium substrate of the recording medium is made of a glass substrate,
The glass substrate is made of a low melting point glass having a glass transition point of 343 ° C. or lower and 285 ° C. or higher,
On at least one main surface of the glass substrate itself, a heating / pressure molding surface of the information uneven pattern is formed,
Having a film-forming layer on the formation surface of the information concavo-convex pattern ;
Before the heating / pressurizing surface of the information uneven pattern is formed, the main surface of the glass substrate on which the heating / pressurizing surface of the information uneven pattern is formed is air-blasted, and the surface roughness is specular. A recording medium which is rougher and has a surface roughness Rmax of 10 μm or less .
上記記録媒体の媒体基板を構成する上記ガラス基板の、上記情報凹凸パターンの成型面上の成膜層が、相変化記録膜を有することを特徴とする請求項に記載の記録媒体。The recording medium according to claim 2 , wherein the film-forming layer on the molding surface of the information uneven pattern of the glass substrate constituting the medium substrate of the recording medium has a phase change recording film. 上記記録媒体の媒体基板を構成する上記ガラス基板の、上記情報凹凸パターンの成型面上の成膜層が、磁性記録膜を有することを特徴とする請求項に記載の記録媒体。The recording medium according to claim 2 , wherein a film-forming layer on the molding surface of the information uneven pattern of the glass substrate constituting the medium substrate of the recording medium has a magnetic recording film. 上記成膜層の上に形成され、第2の情報凹凸パターンの形成面を備えた透明中間層と、A transparent intermediate layer formed on the film formation layer and provided with a formation surface of a second information uneven pattern;
上記透明中間層の上に形成された第2の成膜層と、A second film-forming layer formed on the transparent intermediate layer;
を更に有することを特徴とする請求項2記載の記録媒体。The recording medium according to claim 2, further comprising:
少なくとも1主面に、情報凹凸パターンを有する記録媒体基板の製造方法であって、
343℃以下285℃以上のガラス転移点を有する低融点ガラスを用いて、
目的とする上記記録媒体基板を得る、加熱・加圧成型工程と、
上記記録媒体基板の少なくとも1主面を、エアーブラストにより、表面粗度が鏡面より粗く、表面粗度Rmaxが10μm以下に加工する工程と、
上記記録媒体基板の少なくとも1主面に、上記情報凹凸パターンを加熱・加圧成型する工程と、
を有することを特徴とする記録媒体基板の製造方法。
A method for producing a recording medium substrate having an information concavo-convex pattern on at least one main surface,
Using a low melting glass having a glass transition point of 343 ° C. or lower and 285 ° C. or higher,
A heating / pressure molding process for obtaining the target recording medium substrate,
Processing at least one main surface of the recording medium substrate by air blasting so that the surface roughness is rougher than the mirror surface and the surface roughness Rmax is 10 μm or less;
Heating and press-molding the information uneven pattern on at least one main surface of the recording medium substrate ; and
A method for manufacturing a recording medium substrate, comprising:
上記低融点ガラスを予備加熱する工程を経て後、上記加熱・加圧成型を行うことを特徴とする請求項6に記載の記録媒体基板の製造方法。  7. The method for manufacturing a recording medium substrate according to claim 6, wherein the heating / pressure molding is performed after the step of preheating the low-melting glass. 請求項6に記載の記録媒体基板の製造方法において、
目的とする記録媒体基板の寸法、形状に相当する寸法、形状を有する上記低融点ガラスによる成型体を作製する工程と、
該ガラス成型体の少なくとも1主面の表層を屈服点以上に加熱して、該表層に、上記情報凹凸パターンを加圧成型することを特徴とする記録媒体基板の製造方法。
In the manufacturing method of the recording-medium board | substrate of Claim 6,
A step of producing a molded body of the low-melting-point glass having a size and a shape corresponding to the size and shape of the target recording medium substrate;
A method for producing a recording medium substrate, comprising: heating a surface layer of at least one principal surface of the glass molded body to a yield point or more, and pressure-molding the information uneven pattern on the surface layer.
請求項6に記載の記録媒体基板の製造方法において、
目的とする記録媒体基板の体積に相当する体積に選定された上記低融点ガラスによるガラス塊状体を用意し、
該ガラス塊状体を、加熱・加圧して、上記目的とする記録媒体基板の成型および上記情報凹凸パターンの成型を行うことを特徴とする請求項6に記載の記録媒体基板の製造方法。
In the manufacturing method of the recording-medium board | substrate of Claim 6,
Prepare a glass lump with the above low melting point glass selected to a volume corresponding to the volume of the target recording medium substrate,
The method for producing a recording medium substrate according to claim 6, wherein the glass block is heated and pressurized to form the target recording medium substrate and the information uneven pattern.
上記ガラス塊状体を、該ガラス塊状体のガラス転移点以上で屈服点に近い温度で予備加熱し、
その後、上記屈服点より20℃以上高い温度で、加熱・加圧成型して上記情報凹凸パターンを有する記録媒体基板を得ることを特徴とする請求項に記載の記録媒体基板の製造方法。
Preheating the glass block at a temperature close to the yield point above the glass transition point of the glass block,
The method for producing a recording medium substrate according to claim 9 , wherein the recording medium substrate having the information concavo-convex pattern is obtained by heating and pressure molding at a temperature 20 ° C or more higher than the bending point.
請求項6に記載の記録媒体基板の製造方法において、
目的とする記録媒体基板の体積に相当する体積の上記低融点ガラスによるガラス溶融材によって、目的とする記録媒体基板を成型する工程と、
該成型体を予備加熱および加圧するする予備加熱・加圧工程と、
上記ガラス成型体の少なくとも1主面の表層を屈服点以上に加熱して、該表層に、上記情報凹凸パターンを加熱、加圧成型する加熱・加圧工程とを有することを特徴とする記録媒体基板の製造方法。
In the manufacturing method of the recording-medium board | substrate of Claim 6,
Molding a target recording medium substrate with a glass melt of the low-melting glass having a volume corresponding to the volume of the target recording medium substrate;
A preheating / pressurizing step for preheating and pressurizing the molded body;
A recording medium comprising: a heating / pressurizing step for heating at least a surface layer of at least one principal surface of the glass molded body to a bending point or more, and heating and press-molding the information uneven pattern on the surface layer. A method for manufacturing a substrate.
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