(57)【要約】光メモリ基板に使用するための重合体ウェブに表面に、微細構造を形成する方法と装置。微細構造は、高温のスタンパーを材料のウェブに、選定した時間／温度プロフィールで重ね合わせることにより成形される。スタンパーは、加熱されてウェブの表面を溶融流動させ、離れる前に安定化させる。スタンパーは、加圧機とは独立な支持体により運ばれる。重合体材料のウェブは、像成形を改善するために流動促進剤を与えられることもある。更に此処では、新規なスタンパー、被膜塗布機、及び仕上げ処理装置を備えた、ディスクなど光メモリモジュールを製作するための、方法と装置について記述されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重合体材料のウェブを用意する工程と、ウェブの表面を加熱したスタンパーで溶融成形する工程とを有する、重合体材料の表面に微細構造を形成する方法。
【請求項２】
スタンパーは、誘導加熱法により加熱されることを特徴とする、請求項１の方法。
【請求項３】
重合体材料のウェブは、流動促進剤を含むことを特徴とする、請求項１の方法。
【請求項４】
重合体材料のウェブは、溶融成形時の表面流動を促進するのに十分な量の水を含むことを特徴とする、請求項１の方法。
【請求項５】
加熱されたスタンパーの温度変化が、５０℃以下であることを特徴とする、請求項１の方法。
【請求項６】
成形されている材料とのスタンパー接触時間が３００ミリ秒以下であることを特徴とする、請求項１の方法。
【請求項７】
スタンパーは、ニッケルより小さな熱膨張係数を有することを特徴とする、請求項１の方法。
【請求項８】
溶融成形は、ウェブを一組のドラムの間でスタンパーに接触させる工程を含み、スタンパーは、前記ドラムから取り外された支持体により運ばれることを特徴とする、請求項１の方法。
【請求項９】
加熱されたスタンパーの温度は、ウェブに接触している時、重合体材料の溶融流動温度（Ｔｆ）よりも高いことを特徴とする、請求項１の方法。
【請求項１０】
ウェブの表面が重合体材料の溶融流動温度（Ｔｆ）以下の温度である時に、スタンパーをウェブから引き離す工程を更に含むことを特徴とする、請求項９の方法。
【請求項１１】
ウェブの表面が重合体材料の溶融流動温度（Ｔｆ）未満で、且つガラス転位温度（Ｔｇ）より高い温度である時に、スタンパーをウェブから引き離す工程を更に含むことを特徴とする、請求項９の方法。
【請求項１２】
成形時に、ウェブをスタンパーの反対側の面で加熱する工程を更に含むことを特徴とする、請求項１の方法。
【請求項１３】
成形は、ウェブを一組のドラムの間でスタンパーに接触させる工程を含み、ウェブ側のドラムは、スタンパーからのアニールを妨げるのに十分な温度で用意されることを特徴とする、請求項１の方法。
【請求項１４】
ウェブ側のドラムは、最高処理温度未満の温度で用意されることを特徴とする、請求項１３の方法。
【請求項１５】
成形は、ウェブを一組のドラムの間でスタンパーに接触させる工程を含み、少なくとも一つのドラムがショアＤ硬度８０以下の追従性のある外表面を有することを特徴とする、請求項１の方法。
【請求項１６】
重合体基材のウェブを用意する工程と、重合体材料の表面に誘導加熱したスタンパーで微細構造を形成する工程とを有する、重合体材料の表面に微細構造を形成する方法。
【請求項１７】
流動促進剤を含む表面を重合体材料のウェブに与える工程と、加熱したスタンパーでその表面に微細構造を形成する工程とを有する、重合体材料のウェブ表面に微細構造を形成する方法。
【請求項１８】
表面流動促進剤は脂肪酸エステル又は脂肪酸から成る、請求項１７の方法。
【請求項１９】
水を含む表面領域を有する重合体材料のウェブを用意する工程と、加熱したスタンパーで前記表面領域内に微細構造を形成する工程とを有する、重合体材料のウェブの表面に微細構造を形成する方法。
【請求項２０】
水は、Ｔｆを乾いた材料のそれよりも低くするのに十分な量が供給されることを特徴とする、請求項１９の方法。
【請求項２１】
水は、成形時に表面流動を促進するのには十分な量で、且つ実質的な気泡形成を生ずる量よりは少ない量で供給されることを特徴とする、請求項１９の方法。
【請求項２２】
水は、重量で重合体材料の０.１％から０.４％であることを特徴とする、請求項１９の方法。
【請求項２３】
水は、表面から１０μｍの深さ迄供給されることを特徴とする、請求項１９の方法。
【請求項２４】
水は、表面から３μｍの深さ迄供給されることを特徴とする、請求項１９の方法。
【請求項２５】
水は、少なくとも０.００３μｍの深さ迄供給されることを特徴とする、請求項１９の方法。
【請求項２６】
スタンパーに転写可能な像を与える工程と、スタンパーを湾曲する工程と、スタンパーの厚さを増加させる工程とを有する、連続ウェブ成形プロセスで使用するスタンパーの製造方法。
【請求項２７】
重合体材料のウェブを用意する工程と、高温スタンパーと、成形時の高温スタンパーの温度変化が５０℃以下となるような短い接触時間とによって、前記重合体材料の表面に微細構造を形成する工程とを有する、重合体材料の表面に微細構造を形成する方法。
【請求項２８】
前記温度変化は２５℃以下である、請求項２７の方法。
【請求項２９】
前記温度変化は１０℃以下である、請求項２７の方法。
【請求項３０】
スタンパー／材料間の接触時間は３００ミリ秒以下である、請求項２７の方法。
【請求項３１】
重合体材料のウェブを用意する工程と、ニッケルの熱膨張係数より小さい熱膨張係数を有するスタンパーを用いて前記重合体材料の表面に微細構造を形成する工程とを有する、重合体材料の表面に高温スタンパーで微細構造を形成する方法。
【請求項３２】
ウェブ供給装置と、スタンパー及び前記ウェブ供給装置と連動してニップ領域を形成する一組のローラーを具備するウェブ形成装置を有し、前記スタンパーは前記ローラーからは分離した支持体によって運ばれる、光メモリに使用する重合体材料の表面に微細構造を形成する装置。
【請求項３３】
支持体は、ニップ領域を通過してスタンパーを独立に運ぶ運び台を備える、請求項３２の装置。
【請求項３４】
ローラーの一つは、スタンパーをウェブに押し付けるための支持ローラーであり、運び台は、スタンパーを支持するための一組の剛性環帯を備え、環帯は、支持ローラーの径より大きな径を有していることを特徴とする、請求項３３の装置。
【請求項３５】
各環帯の直径と支持ローラーの直径との比が、少なくとも５：４であることを特徴とする、請求項３４の装置。
【請求項３６】
各環帯の直径と支持ローラーの直径との比が、少なくとも１３：８であることを特徴とする、請求項３４の装置。
【請求項３７】
以下を具備する、光メモリの製造に使用する装置。
ウェブ供給装置；
環の上を運ばれ、ウェブ供給装置と連動している、重合体材料を成形するためのスタンパー；
成形後にウェブ材料を分割するためのウェブ切断機；及び、
切断後にウェブ材料の分割片を集積するための収集機。
【請求項３８】
収集機は、切断後にウェブ材料の分割片を収納するための、取外し可能なカセットを備えていることを特徴とする、請求項３７の装置。
【請求項３９】
以下の工程を有する、光メモリで使用する重合体材料の表面に微細構造を形成する方法。
一巻の重合体ウェブ材料に、除去可能なより柔らかい材料の層を与える工程；
加熱されたスタンパーでウェブを成形する工程；及び
成形された重合体材料を再度ロールにする工程。
【請求項４０】
以下を有する、光メモリの製造に使用する装置。
ウェブ供給装置；
環の上を運ばれ、ウェブ供給装置と連動している、重合体材料を成形するためのスタンパー；
成形後にウェブ材料を分割するためのウェブ切断機；
切断後にウェブ材料の分割片を受容するための集積機；
ウェブ材料の分割片に記録孔を設けるためのインデクサー；
被膜をつけるため、成形後のウェブ材料の分割片を覆うマスキング装置；及び、
マスキング後のウェブ材料の分割片に薄膜を塗布するための、少なくとも一台の被膜塗布機。
【請求項４１】
以下を有する、連続ウェブプロセスから光メモリを製造するために使用するウェブ分割装置。
成形されたウェブ材料の分割片を支持する台；
成形されたウェブ材料の像をダイス軌道上で芯出しするための複数の光学位置決めセンサー；及び
台上に支持されたウェブを切断するためのダイス。
【請求項４２】
重合体材料のウェブを用意する工程と、加熱されたスタンパーを用意する工程と、一組のニップローラーの間で、加熱されたスタンパーと基板とを加圧する工程とを含み、ニップローラーの少なくとも一つは、ショアＤ硬度８０以下の追従性のある外表面を有する、光メモリに使用する重合体材料の表面に微細構造を形成する方法。
【請求項４３】
追従性のある外表面は、ショアＡ硬度９０からショアＤ硬度６０までの硬さと、０.０５から０.５インチまでの厚さを有することを特徴とする、請求項４２の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２００１年６月２６日出願の米国特許出願番号第６００／３００９９７号に関し、その先出願日及び優先権の恩恵を受ける資格があり、その開示内容は此処に引用して取り入れてある。
【０００２】
本発明は、一般的には、光メモリを製作する方法と装置に関する。より正確には、本発明は、連続供給装置又はロール間供給装置を用いた、光メモリ用又は光ディスク製作用基板の成形に関する。
【背景技術】
【０００３】
ＣＤ（コンパクト・ディスク）ＣＤ-Ｒ、ＣＤ-ＲＷ；ＤＶＤ（ディジタル多目的ディスク）ＤＶＤ-Ｒ、ＤＶＤ-ＲＯＭ、ＤＶＤ-ＲＡＭ、ＤＶＤ-ＲＷ、ＤＶＤ-ＲＷ；ＰＤ（相変化ディスク）；及びＭＯ（磁気光学的）などの光学記憶ディスクは、一般的に、先ず基板を成形し、次いでその基板上に一層以上の薄膜層を蒸着することにより、製造される。光メモリ用基板は、普通、同心溝として又は連続した渦巻きとして配列された、一連の溝及び／又は穴で形成される。溝及び穴は、レーザ光線追跡、アドレス情報、時間調整、エラー補正、データ、などに用いられるであろう。光ディスクに用いられる基板は、典型的には、複製すべき型に形成された微細構造を有する一表面を備えたディスク形状の金型へ、溶融重合体材料が射出されるような射出成型法で成形される。型に形成された微細構造は、典型的には、一般にスタンパーと呼ばれる、交換できる挿入物によって与えられる。射出成型法は、一連の正確に時間調整された複数の工程から成り、金型を閉じること、溶融重合体を射出すること、最高射出圧力を制御して低減させること、冷却すること、中心穴を形成すること、金型を開けること、並びに複製されたディスク及び同伴する湯口を取り出すことを含んでいる。成型工程に続いて、典型的には、ディスク基板は一層以上の薄膜層で被覆される。その後、基板は、種々の絶縁及び／又は保護層、接合用接着剤、装飾的図版、ラベル、などで被覆されるであろう。
【０００４】
上で述べたもののような射出成型法は、許容できる水準の複屈折性と平坦性を有する高品質の光学記憶ディスクを提供するが、ディスク生産速度は数秒のあたりに過ぎない。この時間の約６０％は成型工程に帰せられ、残りは、金型を開ける、ディスクと湯口を取り出す、及びその後次のサイクルが始まる前に金型を締めなければならないことによって必要となるものである。更に、種々の新しい抜き型技術や多重空洞金型を用いて生産速度を改善しょうとする現状の試みは、限られた成功しか収めていない。
【０００５】
なお、生産速度が望ましい値よりが低いだけでなく、射出成型は、多く因子についての複雑な閉ループ制御を必要とする。例えば、金型と重合体の温度、加圧締付け力、射出プロフィール、及び保持時間は、全て、複製された外観の複屈折性、平坦性、および精度に対して、競合する乃至はしばしば反対の影響を有している。複製されるディスクの厚さが薄くなるほど、成型の困難さが増大するということにも注目すべきである。それ故、約１.２ｍｍ厚さの標準ＣＤ基板は、主射出位相の際に成型空洞断面積を増加させること、射出加圧成型、圧印加工、「バンプ成型」、などの特別な技術の使用を必要としないが、約０.６ｍｍ厚さの標準ＤＶＤ基板の場合は、複屈折性と平坦性の規格を同時に満たすために、それらを必要とする。
【０００６】
将来の光メモリ製品の動向は、より薄い基板及び／又はより小さなディスクに向かっている。射出成型を用いてこれらの製品を直接製造することは、実際的ではないだろう。携帯情報端末（ＰＤＡ）及びディジタル電子カメラに用いられるもののような小径ディスク（即ち、５〜８ｃｍ）の場合は、センターゲート法に起因する乱れが、ディスク最内部の溝の品質に影響することがあり得る。これらの乱れは、金型の中央ゲート付近の局所的乱流、ずれ、及び詰まり具合の変化に伴うものであり、局所的な平坦性の悪さや大きな複屈折をもたらすことがあり得る。最小溝径が小さくなるにつれて、これらの問題は浮かび上がってくるであろう。
【０００７】
製造速度を上げるために、連続的ウェブ処理法を用いた、多くの光メモリの製造法が提案されている。これらの方法は、ウェブをロールとスタンパーとの間に通して、材料の連続的ウェブ上に微細構造の模様を成形するという概念、に基づいて築かれている。
【０００８】
今日までに、二つの型の連続的ウェブ処理法が提案されている。これらの方法は、「イン・ライン」及び「オフ・ライン」法から成っている。イン・ライン連続ウェブ法は、同じ工程でウェブの押出しと微細構造模様成形とを一体化しており、一方オフ・ライン連続ウェブ法は、別の生産ラインで製造した規格品のウェブ材料上にウェブの成形を行なう。イン・ライン成形の目的は、ウェブの押し出し直後でウェブがまだ熱い内に、ウェブをスタンパーと接触させることである。イン・ライン法の例は、米国特許番号第５,１３７,６６１号、第４,７９０,８９３号、第５,４３３,８９７号、第５,３６８,７８９号、第５,２８１,３７１号、第５,４６０,７６６号、第５,１４７,５９２号、及び第５,０７５,０６０号に記述されたものを含み、その開示内容は此処に引用して取り入れてある。ウェブの押出しとウェブの成形との一体化は、ディスク製造業者に光ディスクの生産業務ばかりでなく、ウェブ押し出しにも従事することを要求する。このことは、この方法のそうあって欲しくないような点で、全体の系を非常に複雑な工程にする。更にその上、ディスク製造業者は、プラスチックウェブ製造業者が経験しているのと同じ規模の経済を経験したいとは限らないので、イン・ライン法で成形されたディスクに対する単位あたりの費用は、オフ・ライン法に対するものよりは高くなるであろう。従って、本発明者等は、オフ・ライン法が、改善された原料処理量、費用と複雑さの低減、及び短い立上げ時間、ばかりでなく、工程の融通性が増加する機会をも提供する、ということを提案する。
【０００９】
光メモリ製造の場合、イン・ライン法に用いられることのあるウェブ成形の一方法は、１９９９年１２月２８日発行の “Directed Energy Assisted In Vacuo Micro Embossing”と題し、米国特許第６,００７,８８８号でカイム氏により提案され、その開示内容は此処に引用して取り入れてある。カイム氏は、指向性エネルギー支援微小エンボス加工法を用いた連続製造法を開示している。特許は、一組のニップ・ローラーにより一緒に加圧される前に、ウェブ材料とスタンパーとを加熱するのに用いられる、指向性エネルギー源について記述している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
カイム氏は、教示内容について十分に評価されているけれども、益々高くなる高データ密度装置が成形される場合、通常は問題にならないような多くの因子が現れる。例えば、本発明者等は、ウェブ表面の肌理及びウェブ厚さの避けられない変動が存在し、精細な微細構造の再現を妨げる可能性があることを見出した。これらの変動は、ウェブとスタンパーとの間の局所的不均一接触圧をもたらす。ウェブが軟化して微細構造を形成する方法において、単純に平均接触圧を増加することではこの問題を十分解決できないが、それは過剰な高接触圧が、圧力除去後のウェブ材料内の弾性的跳ね返りに起因して表面の像の歪をもたらすことがあるからである。スタンパーとウェブの相対的運動が、「にじみ（スミア）」を引き起こすことがあり得る。にじみ（スミア）はデータ溝及び／又は穴の形を顕微鏡的規模でゆがませる。これらのゆがみは、トラッキングを妨害し、読み返し誤差率を増大することもあり得る。従って、ウェブ表面の肌理及びウェブ厚さの変動によって生ずる悪い影響を収めるような方法及び／又は装置に対する必要性がある。
【００１１】
スタンパー微細構造を正確に複製するために、スタンパーをウェブと十分永く接触させて、変位した重合体を緩和させ且つ基板を冷却させることを、多くの者が試みてきた。しかし、本発明者等によって、単純に接触時間を増すことは、もたらされる反りによって合格回答とはならないことが見出された。理解されると思うが、反ったディスクは重大な読み出しの問題を生じる。記録の質が低下する可能性があり、且つ読み返し時の反りの有害な影響を更に悪化させる可能性のある、書き込み可能ディスクの場合に、反り関連の問題はより重大な問題になる。従って、基板作成時の反りを制限するような、光メモリの連続生産方法及び／又は装置に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述の諸論点に応じて、本発明は、光メモリ又は光メモリ基板、及び／又は光ディスクを製造するための、材料のウェブを基板成形装置へ供給する工程を含む、方法及び／又は装置を提供する。
【００１３】
本発明の一側面において、ウェブへの熱負荷を制限して重合体材料を成形する方法が提供されている。
【００１４】
本発明のもう一つの側面において、材料のウェブの表面上に微細構造を溶融成形することにより、重合体材料を成形する方法が提供されている。
【００１５】
本発明のもう一つの側面において、誘導加熱されたスタンパーを用いて、重合体材料の表面上に微細構造を形成する方法が提供されている。
【００１６】
本発明のもう一つの側面において、流動促進剤を含む表面を重合体材料のウェブに与えること、及び加熱したスタンパーで重合体材料の表面上に微細構造を形成することにより、重合体材料のウェブの表面上に微細構造を形成する方法が提供されている。
【００１７】
本発明のもう一つの側面において、スタンパーに転写可能な像を与えること、スタンパーを湾曲する工程、及び湾曲された後にスタンパーの厚さを増加させることから成る、連続ウェブ成形法で使用するためのスタンパーを製作する方法が提供されている。
【００１８】
本発明のもう一つの側面において、ウェブ成形時に限定された熱膨張／収縮を提供することにより重合体材料を成形する方法が提供されている。その好ましい一側面において、スタンパーはニッケルより小さい熱膨張係数を有する。もう一つの好ましい側面において、スタンパーはウェブとの接触時の温度変化が限定される。
【００１９】
本発明のもう一つの側面において、ウェブ供給装置、及びウェブ成形装置、ウェブ成形装置は、スタンパーとウェブ供給装置に連動してニップ領域を形成する一組のニップ・ローラーとを有し、スタンパーは、ニップ・ローラーから取り外せる支持体によって運ばれる、から構成される、重合体材料の表面に微細構造を形成ための装置が提供されている。
【００２０】
本発明のもう一つの側面において、ウェブ供給装置、重合体材料の成形用スタンパー、スタンパーは、環状路上を運ばれウェブ供給装置と連動しており、成形後にウェブ材料を切断するための切断機、及び切断後にウェブ材料の分割片を集積するための収集機、から構成される、光メモリを製作するのに使用するための装置が提供されている。
【００２１】
本発明のもう一つの側面において、除去可能なより柔らかい材料の層を有する、重合体ウェブ材料を一巻き用意する工程、加熱されたスタンパーでウェブを成形する工程、及び成形された重合体材料を再度ロールに通す工程から成る、光メモリで使用するため重合体材料の表面に微細構造を形成する方法が提供されている。
【００２２】
本発明のもう一つの側面において、ウェブ供給装置、重合体材料の成形用スタンパー、スタンパーは環状路上を運ばれウェブ供給装置と連動している、成形後にウェブ材料を切断するための切断機、切断後にウェブ材料の分割片を収納するための集積機、ウェブ材料の分割片に位置決め孔を設けるためのインデクサー、被膜をつけるため、成形後のウェブ材料分割片に覆いをするマスキング装置、及びマスキング後のウェブ材料分割片に薄膜を塗布するための、少なくとも一台の被膜塗布機から構成されている、光メモリを製作するのに使用するための装置が提供されている。
【００２３】
本発明のもう一つの側面において、成形されたウェブ材料分割片を支持するための台、成形されたウェブ材料の像をダイス軌道上で芯出しするための複数の光学位置決めセンサー、及び台上に支持されたウェブを切断するためのダイス、から構成される、連続ウェブ処理から光メモリを製作するのに使用するためのウェブ切断装置が提供されている。
【００２４】
本発明のもう一つの側面において、ウェブの表面と厚さの変動が考慮された十分な追従性を有するニップ領域を提供することにより、光メモリを製作するのに使用するための重合体材料を成形する方法が提供されている。
【００２５】
本発明のもう一つの側面において、重合体材料のウェブを用意する工程、  加熱されたスタンパーを用意する工程、及び一組のニップ・ローラーの間で、加熱されたスタンパーと基板とを加圧する工程、ニップ・ローラーの少なくとも一つは、ショアＤ硬度８０以下の追従性のある外表面を有する、の諸工程から成る、光メモリで使用するための重合体材料表面に微細構造を形成する方法が提供されている。
【００２６】
本発明のもう一つの側面において、被覆（単数又は複数）塗布装置（単数又は複数）、ウェブ切断装置（単数又は複数）、カセット集積装置、ウェブ指標付け機、巻取りロール、及び完成品光メモリディスク又は半製品ディスクを生産できるその他の構成要素、の中の一つ以上を含む、光メモリディスクを製作するための装置が提供されている。
【００２７】
本発明のもう一つの側面において、被覆する前にウェブ材料の分割片にマスキング処理をすることにより、エンボス加工された光メモリ基板に被覆処理する方法が提供されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の多様な側面及び種々の実施形態の理解を助けるために、同じ符号は同じ構成要素を示している、添付した図面を参照すべきである。図面は、典型例として示すのみであって、発明を限定するものとして解釈してはならない。
【００２９】
ここで、本発明の多様な側面と幾つかの実施形態について詳細に言及する。
【００３０】
図１を参照すると、本発明による、光メモリを成形する装置が描かれている。装置は、ウェブ払い出し装置又は単にウェブ払い出し（図示せず）、ウェブ材料１２が移動するウェブ軌道、ウェブ軌道に配置されたウェブ成形装置を備えている。ウェブ成形装置１０は、スタンパー１４を備えている。スタンパーは、ウェブを成形するための微細構造像を伴っている。スタンパーは、支持体２８によって運ばれ、適切な加熱装置１８で加熱される、及び／又は、スタンパーと熱的に接触しているドラム又はローラー２２によって加熱されることができる。
【００３１】
加圧ローラー２０及び支持ローラー２２は、ウェブ軌道に配置されて、スタンパーをウェブ材料の表面に加圧して押し込む。加圧ローラー及び支持ローラーは、ニップ領域１６を形成する。図示されているように、ニップ領域１６は、加圧ローラー２０と支持ローラー２２の間の最も狭い部位を含んでいる。実際には、ニップ領域１６は、スタンパーとウェブを同時に加圧するのに適した如何なる手段によっても与えられてもよい。
【００３２】
スタンパーは、ウェブ材料又は光メモリ基板に痕跡を残すのに適していれば、如何なる工具であってもよい。スタンパーは、代りの実施形態では偏円、卵形、長方形、三角形、異形などの如何なる形をもとり得るが、円盤状のエンボス加工用工具であることが好ましい。スタンパーは、光メモリ基板に微細構造を生成する、溝、及び／又は、穴などの精細な造作を有することが好ましい。精細な造作は、幅、長さ、深さが、数ミクロンより大きいところから０.０１ミクロン或いはそれ未満にまで小さいところにまで及ぶであろう。図１３は、精細な造作を有するスタンパーの表面、並びに、高温のスタンパーを用いてエンボス加工されて、精細な造作を光学的品質のウェブ材料の表面内に取り込んだウェブ表面、のＡＦＭ拡大斜視図を示す。
【００３３】
スタンパーは、ウェブの表面に微細構造を形成する能力と、接触に際しスタンパーと重合体材料のウェブ間の界面へ容易にエネルギーを伝達する能力の両者を維持しつつ、最高処理温度に加熱できるような剛性材料から形成されることが好ましい。代表的なスタンパー材料は、ニッケル、クロム、コバルト、銅、鉄、亜鉛、など及びこれらの金属の多様な合金を含む。スタンパーは、単一モノリシック材料から、又は同一材料又は異種材料の複数の層から構成されることがある。スタンパーは、０.１から１.０ｍｍ厚の材料の板で構成されるのが好ましく、約０.３ｍｍ、プラスマイナス０.１ｍｍ、厚の材料の板で構成されるのが更に好ましい。図１に示すようにスタンパーは平坦である。代りの実施形態においては、スタンパーは湾曲していることもあるということも、理解できるであろう。湾曲したスタンパーは、連続処理に対して特に有用なドラム上での繰返し環状路などの、湾曲した軌道をスタンパーが容易に移動するのを可能にする。
【００３４】
本発明の好ましい実施形態において、湾曲したスタンパーは、楕円像歪を低減するのに優先的に作成される。平坦なスタンパーを搬送機又はドラムの形に単純に曲げるだけでは、曲率の方向に沿って楕円歪を導入する可能性があることが見出された。軸比の大きさは、曲率半径（例えば、ドラムや移動軌道の半径）、及び湾曲させられる時点でのスタンパーの厚さに関係する。ウェブ材料を引き伸ばす、圧縮する、及び／又は、弾性的に変位させることは、相殺せねばならぬような像の歪を導入するということを見出した。スタンパーが光メモリ・ディスクの製作で使用するのに適したものになるように、有用なスタンパーは、最適状態に歪を補正した微細構造像を有することが好ましい。最適歪補正された湾曲スタンパーは、像の初期の形を変更してから変更した像を湾曲スタンパー上に形成する、などの如何なる適切な方法によって製作されてもよい。しかし、平坦なスタンパーを製作する現行の生産装置を利用するためには、湾曲スタンパーは、最適補正微細構造模様を薄くて平坦なスタンパーに造像し、次いでそのスタンパーを湾曲させることにより、製作するのが好ましい。スタンパーを湾曲させた後、スタンパーの厚さを増加して湾曲スタンパーを望ましい厚さにする。曲げてから湾曲したスタンパーの厚さを増すことにより、スタンパーは、湾曲した搬送機と一緒に用いた場合、必要な熱的機械的必要条件を満たしつつ像の予歪を最適化するように、優先的に形成されるであろう。例えば、最適補正微細構造模様は、比較的薄い工作物（厚さ０.１ｍｍ以下など）上に形成される。比較的薄い工作物は、望ましい曲率半径（１〜１０インチ、より好ましくは１〜５インチなど）に湾曲され、次いで望ましいスタンパー厚さまで積み上げられる。湾曲したスタンパーの厚さは、めっき、接合、はんだ付け、被覆、など適切な如何なる方法によって積み上げても良い。最終的なスタンパーの厚さは、０.２ｍｍ以上が好ましく、約０.３ｍｍが最も好ましい。スタンパーの厚さは、スタンパーの背面、例えば微細構造側に対向する側、に積み上げられるのが好ましい。比較的薄いうちに工作物を湾曲した搬送機の形状に成形することは、スタンパー表面の像側上における望ましくない曲げ歪を直接減少させる。予め湾曲されたスタンパー裏面への引き続いての材料の追加は、過剰な曲げ歪を心配することなく、機械的及び熱的性質を変えられるようにする。加えて、スタンパーが湾曲した搬送機と一緒に使用するように形成される実施形態においては、層状構造が、加熱冷却に際してのスタンパー歪の低減、以下に詳細に吟味するようなスタンパー／ドラム界面の潤滑性を左右する裏面の変更などにより、更に別の利益をもたらす。
【００３５】
エンボス加工時における、スタンパーとウェブ間における動きのずれによって、像の“にじみ”（スミア）が惹き起こされ得ることが見出された。本発明は、スタンパー／ウェブ界面での寸法変動を低減するのに適合したウェブ成形装置を備えた、光メモリ製作のための連続ウェブ法を提供することによって、にじみ（スミア）のような問題に的を絞っている。純粋なモノリシック・ニッケルスタンパーは本発明の一つ以上の実施形態において役立つであろうが、純モノリシック・ニッケルスタンパーが必ずしも最適な熱膨張／収縮特性を持つとは限らない、ということが見出された。更に、スタンパーからウェブ成形装置の他の構成要素への熱伝達は、スタンパーの収縮に強い影響を及ぼすことが出来る。それ故、好ましいウェブ成形装置は、ウェブとの接触時にスタンパーの限定された熱収縮を与える。この好ましい実施形態においては、ウェブ成形装置は、ウェブとの接触時に、０.５％未満の、更に好ましくは０.１％未満の、更に好ましくは０.０１％未満のスタンパー収縮を与えるように改造されている。
【００３６】
この好ましい実施形態において、スタンパーの寸法変動は、実質的にスタンパー／ウェブ界面の熱応答と調和した熱膨張（及び収縮）係数をスタンパーに与えることにより制限される。ある環境下では、特に非常に高温のスタンパーが冷たいウェブ又は冷たいプレスに接触した場合は、この接触が高温スタンパーを早く冷却させ収縮させる。収縮は非常に大きいので、像の歪が発生する。スタンパーの熱膨張／収縮特性を調節することにより、スタンパー接触に際してスタンパー／ウェブのずれた動きが軽減され、像成形が改善される。この好ましい実施形態によれば、スタンパーは、純ニッケルのそれ又は従来のニッケルスタンパーのそれよりも、小さい熱収縮量を有している。熱膨張／収縮は、ウェブ接触全体を通じて、好ましくは１％未満であり、更に好ましくは０.１％未満、更に好ましくは０.０１％未満である。低減された熱膨張及び／又は収縮は、スタンパーを低熱膨張係数の材料で形成すること、又はスタンパーを多層構造体として形成することなどの、適切な如何なる手段によっても提供されるであろう。低減された熱膨張は、スタンパーを合金又はセラミックで製作すること、又は低熱膨張係数を有する別の材料でスタンパーを被覆することにより与えられるであろう。例えば、スタンパーは、従来のニッケルスタンパーを、低い熱膨張係数を有するもう一つの金属、金属合金、又はセラミックで被覆することにより製作してもよい。低い熱膨張係数を持つ材料を選ぶことにより、ウェブ接触時に、測定できるような相対的収縮が実質的に無いようなスタンパーを提供できる。
【００３７】
もう一つの実施形態において、スタンパー寸法変動は、スタンパーからウェブ成形装置の構成要素、又はウェブ、又はその両方への、熱損失を制限することにより低減される。熱損失は、スタンパー支持ローラーへ偏倚させる熱を供給すること、プレス部品からスタンパーを絶縁すること、並びにウェブとのスタンパー接触時間を短縮すること、を含む多くの方法で制限される。特に、スタンパーがプレス又は支持ローラーから独立に加熱される場合は、熱はスタンパーから支持ローラーへと引き抜かれてスタンパーの収縮の原因となる。偏倚させる熱をスタンパー支持ローラーへ提供することにより、スタンパーからの熱伝達は制限され、スタンパーの熱収縮が低減される。代って乃至、加えて、スタンパーは、支持ローラーから熱的に絶縁されることがある。スタンパーを絶縁体で被覆すること、支持ローラーを絶縁体で被覆すること、などの適切な手段でさえあれば、如何なる手段によってスタンパーが支持ローラーから熱的に絶縁されてもよい。好ましくは、スタンパーからスタンパー支持ローラーまでの熱損失は、５０％未満であり、更に好ましくは１０％未満、更に好ましくは１％未満である。
【００３８】
加熱されたスタンパーとウェブの間の接触時間を減らすことにより、寸法変動の低減が、スタンパー全体からの熱損失を制限することにより達成される。スタンパー温度又はスタンパー全体の温度の低下は、５０℃以下が好ましく、２５℃以下が更に好ましく、１０℃以下が更に好ましい。接触時間の減少は、ウェブの速度を増すこと、及び／又は、その上をスタンパーが運ばれる環状路の速度を増すことによって、達成されるであろう。しかし、ウェブの表面を溶融流動させるのに十分なエネルギーを運ぶように望まれるだけの速度を増す場合は、スタンパーによって運ばれる熱量を増すことも効果的であろう。ニップ領域内のウェブのスタンパーとの長手方向（ウェブの移動方向）の接触は、長さ及び時間のいずれにおいても短いことが好ましい。ウェブは、一秒当り３から３０インチの速度で移動することが好ましい。スタンパーとウェブの間の接触時間は、３００ミリ秒以下が好ましく、２０ミリ秒以下であることが更に更に好ましい。接触時間は、１０ミリ秒以下が最も好ましいが、０.５ミリ秒より大きいことが好ましい。特に、スタンパーとウェブがニップ乃至はニップ領域において一緒に加圧される場合は、長手方向の接触の長さは、２０ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ以下が更に好ましい。ウェブとスタンパーとの接触（長さ及び／又は時間など）を制限することによって、基板の反りの低減が実現する。
【００３９】
スタンパーは、適切な如何なる手段によってニップ領域を通して運ばれてもよい。再度、図１を参照して、スタンパー１４は、支持体２８によってニップ領域１６を通して運ばれる。支持体は、ウェブ、薄板、鎖、ベルト、荷運び台、「観覧車構造物」、運び台、環帯、軌条、ドラム、ローラー、などであろう。支持体２８は、スタンパー１４を繰返しニップ領域１６に通すように、閉じた環状路であることが好ましい。図１に示すように、支持体２８は平坦な薄板である。図２及び４に示すもののような代りの実施形態においては、支持体は運び台となろう。
【００４０】
スタンパーは、適切な如何なるプレス又は加圧装置によってウェブに押し付けられてもよい。加圧するための装置は、締付け点又はニップを形成する一組のロールであることが好ましい。プレスは、５００ＰＬＩ（直線１インチ当りのポンド数）以下の圧力をスタンパー／ウェブ接触領域へ伝えることが好ましい。ニップ圧力は、５０ＰＬＩから３００ＰＬＩ間での範囲内にあることが好ましい。
【００４１】
図１、２及び４に示すように、加圧ローラー２０及び支持ローラー２２は、スタンパーとウェブを一緒に加圧するためのニップ領域１６を提供する。特に、スタンパーとウェブとが、ドラムなどの丸くなったプレスで一緒に加圧される場合は、長手方向に接触長さは２０ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ以下が更に好ましくて、１〜２ｍｍであることが更に好ましい。加圧ローラー２０及び支持ローラー２２は、金属、合金、セラミック、などの剛性材料から組み立てられたドラム又はロールであることが好ましい。加圧ローラー２０及び支持ローラー２２は、滑らかな仕上げ面を有することが好ましい。好ましい一実施形態において、スタンパー／ウェブ界面の時間／温度曲線に影響を及ぼすように（上述したように）、及び／又は、スタンパー／ドラム界面の潤滑性に影響を与えるように、及び／又は、追従性のある表面を与えるように（以下に述べるように）選ばれた材料で、支持ローラー２２は被覆される。支持ローラーの特性は、スタンパーと接触する時に破片が生ずるのを防ぐものでなければ成らない。代表的な被覆材料は、クロム、コバルト、ニッケル、鉄、鋼、ステンレス鋼、モリブデン、チタン、ジルコニウム、酸化ジルコニウム、窒化珪素、窒化チタン、合成ダイヤモンド（ＤＬＣ）、テフロン又は上記又は類似材料のテフロン充填素地、を含む。加圧ローラー２０と支持ローラー２２は回転可能であることが好ましい。ロールは自由回転であっても、一つ以上の駆動装置２４と２６によって回されてもよい。駆動装置２４と２６は、互いに独立であることが好ましい。もし支持ローラー２２がバイアス温度で加熱されると、スタンパー１４のウェブ／スタンパー界面側で達成される最高処理温度よりも冷たい温度で操業される。支持ローラーの温度を積極的に制御することによって、スタンパーから支持ローラーへの熱伝達を制限して、微細構造の複製の改善が達成される。
【００４２】
スタンパーと一組のニップ・ローラーでウェブを成形する好ましい方法は、ウェブに沿ったスタンパー曲げ歪を減殺するようにニップ圧力を増加すること、並びにウェブと交差した又はウェブ変位歪を減殺するようにニップ圧力を減らすことによって、スタンパー曲げ歪をウェブ伸張歪に対して均衡させることを包含している。例えば、５５ショアＤ硬度のニップ・ローラーが湾曲したスタンパーを有する８インチニップ・ドラムと一緒に用いられる。締付け力を６００から９００ポンドの間で変化させることにより、ウェブに交差した場合とウェブに沿った場合の間の軸比を均衡させて像品質を改善することが出来る。
【００４３】
此処に開示されている装置は、あらゆる種類のウェブ材料を成形するのに適用できるけれども、ウェブ材料は、光メモリ・ディスクを製作するための適切な光学的、機械的、及び熱的特性を有する重合体材料であることが好ましい。好ましくは、ウェブ材料は、ポリカーボネイト、ポリ・メチル・メタクリレート、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリ・ビニル・クロライド、ポリ・スルホン、セルロース誘導体物質、などの熱可塑性重合体である。ウェブ材料は、光メモリ・ディスクでの使用に適した屈折率（例えば、１.４５から１.６５）を有することが好ましい。ウェブ厚さは、意図する用途に依存して、約０.０５ｍｍから約１.２ｍｍが好ましい。ウェブ１２は、ウェブを横切って一、二、三、四、又はそれ以上の像を複製するのに十分な幅を持つことが好ましい。ウェブ材料は、抗酸化剤、ＵＶ吸収剤、ＵＶ安定剤、蛍光又は吸収染料、静電防止剤、離型材、充填材、可塑剤、柔軟剤、表面流動促進剤、などの一つ以上の添加剤を含むであろう。ウェブ材料は、周囲温度で基板成形装置に供給されるか、又は周囲温度で装置に対して供給されるような、「オフ・ライン」で成形された、事前作成の巻き物であることが好ましい。周囲温度において装置に巻き物の形でウェブ材料を供給することは、工程融通性及び効率を大きくすることを可能にする。
【００４４】
刻印を成形するために、スタンパーは、ウェブと接触する前に加熱器で加熱される。加熱器は、指向性エネルギー源、誘導加熱源、伝導加熱源、輻射加熱源、など、又は如何なる組合せ又は等価物、のような適切な如何なる加熱装置であってもよい。スタンパーは、ニップ、ウェブ、ロール、などを含むほかの装置構成要素から独立して加熱されることが好ましい。スタンパーは、ニップ領域へ運ばれる直前に加熱されるのが好ましい。好ましくは、支持ドラムも亦加熱される。
【００４５】
加熱は、スタンパーの直接抵抗加熱を生ずる誘導加熱コイルによって供給されるのが好ましい。誘導加熱コイルは、銅、アルミニウム、銀、などのような導電性材料に対して為されるのが好ましい。誘導加熱コイルは、適切なエネルギー源と結合された一連の等高線状に形成した導体から成るであろう。誘導加熱コイルは水冷されるのが好ましい。誘導加熱コイルは、誘導加熱コイルが電力を受けた時にスタンパー内に抵抗加熱が発生するよう、スタンパーへ隣接して置かれるのが好ましい。誘導加熱コイルは、スタンパーから１ｍｍ乃至５０ｍｍ以内の範囲に置かれるのが好ましい。スタンパーは誘導加熱コイルで加熱されると、ウェブの表面を溶融流動させるのに十分な温度に上昇させられる。誘導コイルの寸法と幾何学的寸法を調整すること、スタンパーの材料を適切に選択すること、並びにスタンパーと誘導加熱コイルの間の距離を変えることによって、スタンパーとの結合の量と均一性を選ぶことが出来る。図１、２及び４に示すように、誘導加熱コイル１８は、複製領域の上流側で且つスタンパーの軌道に隣接して配置される。
【００４６】
エンボス加工の際には、ウェブの反りが、ウェブ材料の過度の収縮、及び／又は、副表面の焼鈍によってもたらされ得る。基板の僅かな量の反りでも光メモリ装置にとっては問題となりうる。本発明は、反りの起こり易さを低減する種々の方法を考慮している。この方法は以下の一つ以上を含んでいる：ウェブがニップ領域を通過する時のスタンパー／ウェブ界面温度に対する時間の関係を制御すること、ガラス転移温度Ｔｇ以上の温度での全処理時間を短縮すること、及び／又は、ウェブのＴｇ以上に加熱される深さを制限すること。ウェブの反りは、ウェブの巻き付け角を変更すること、及び／又は、ウェブを両側から追加して加熱することによっても低減されることがある。これらの方法は、それぞれ別個に又は組合せて、複製像を改善し且つ反りを低減するために用いられるであろう。
【００４７】
本発明によって、ウェブの表面を溶融流動させることによって、重合体ウェブ基板を成形する方法が提供されている。溶融流動成形は、ウェブ材料の表面が加熱されて融体となり、変位され、次いで安定化されるような処理法である。気付かれるであろうが、界面溶融流動により重合体基材を成形することは、伝統的な圧縮緩和法とは異なる。溶融流動においては、スタンパーがウェブに突き当てられた時、ウェブの表面は材料が溶融して局部的に流動する程度にまで加熱される。材料の変位と局所的な流動は、スタンパー上の微細構造模様の形状に、ウェブ表面を急速且つ正確に一致させる。スタンパーの分離が起こる前に、ウェブの表面は安定化することができる。これと比較して、圧縮緩和法は、力を使って、ある時間だけ、融点又は流動温度より低い温度で、材料を歪ませ且つ変位させて、圧縮力によってウェブ内に発生した歪みの緩和を可能にする。圧縮緩和の代わりに溶融流動成形を用いることによって、像成形に要する時間は著しく短縮されてウェブの全体加熱も限定される。
【００４８】
溶融流動成形法の好ましい実施形態において、スタンパーの表面は、溶融流動温度(Ｔｆ)又はそれより上で供給される。スタンパー／ウェブ界面温度を瞬間的にＴｆ又はそれより上に上げることは、ウェブの表面を高速且つ無歪みでスタンパーの微細構造の形に成形することを可能にする。スタンパー／ウェブの界面は、ウェブの表面を溶融し流動させるのに十分なだけ高くなければならないけれども、ウェブの全断面が溶融するほど高い必要はない。ウェブは、好ましくは界面から下へ０.２ｍｍ以下の深さまで、より好ましくは下へ０.１ｍｍ以下の深さまで、より好ましくは更に下へ０.０５ｍｍ以下の深さまで、最も好ましくは下へ１ミクロン以下の深さまで溶融流動させられる。処理の熱的進入深さを、成形される構造物の深さまでのように、最小値に制限することは、材料の副表面の変位及び副表面の焼鈍が最少化され、歪みと反りを低減することができる。
【００４９】
溶融流動時間／温度曲線は、スタンパー最高温度をスタンパーの熱的性質と均衡させること、ウェブの初期温度と熱応答を適合させること、スタンパー／ウェブの界面の初期温度と熱応答を適合させること、及び／又は、ニップ領域を形成するロールの熱特性を変えること、を包含する多くの方法で与えられる。図３は、本発明の好ましい実施形態による溶融成形法の、時間／温度曲線の典型例を示す。示されているように、エンボス加工時のウェブの温度（ｙ軸）が時間（ｘ軸）に対して取られている。接触時間内において、ウェブ表面の温度は、周囲温度又はＴ冷（グラフの点Ａ）からＴｆ（グラフの点Ｂ）又はそれより上まで急傾斜があり、次いで［急速に］冷却されて、スタンパーがウェブから離れる前に像を安定させる。代りに、ウェブは、スタンパーをウェブに接触させる前に、周囲温度より上又はＴｇより上までも予備加熱されることがある。好ましくは、ウェブ表面温度は、スタンパーがウェブから離れる前に、Ｔｆ又はそれより下まで下げられる（グラフの点Ｃで示される）。
【００５０】
スタンパーは、ウェブの溶融流動温度より低い界面温度で（例えば、Ｔｆより低い温度で）、ウェブから離れることが好ましい。界面冷却速度は、ウェブ中への熱伝導、ウェブ／スタンパー界面の熱的特性、スタンパーの熱伝導性、一つ以上の絶縁層を供給すること、を含む多くの条件、並びに積極的な界面温度制御によって影響を受けることがある、ということに一般的に注目すべきである。スタンパーは、ガラス転位温度Ｔｇより高い温度で離れるのが好ましい。溶融成形に伴う低い成形応力のお蔭で、ウェブの処理された面は、冷却を続けながらスタンパーから離れた後もその微細構造を維持することが出来る。
【００５１】
理論により縛られることは望んでいないが、変位力に対する重合体の応答は、粘性成分と弾性成分を含む。Ｔｆでは粘性成分が支配的であり、Ｔ冷（Ｔｇより下の温度）では弾性成分が支配的である。Ｔｇ（ガラス転移温度）より上では、自由体積の増加が分子の回転又は並進運動を起こさせるような転移が発生する。この自由度は、分子を互いに通り過ぎさせて粘性挙動がより支配的になる原因となる。Ｔｓ又はＴ軟（Ｔｆより低いがＴｇより高い温度）での重合体材料のエンボス加工は、スタンパー分離の前に歪みの実質的緩和が必要である。比較して、本発明の多様な実施形態は、Ｔｆ又はそれより上でディスク基板をエンボス加工すること、並びに分離前にスタンパー／ウェブ積層体をＴｆより下、必ずしもＴｇより下である必要はないが、まで冷却することを意図している。本発明の多様な実施形態において到達した最適温度点は、スタンパーの収縮に関連付けられる微視的及び巨視的な歪みを避けると同時に、ウェブ内の微細構造が分離後にその形状を維持するのに十分な安定化をさせる。本発明の溶融成形法は、スタンパーに低粘度界面を与えることによって行なう伝統的な「高温エンボス加工」に伴う、重合体緩和時間の制約を排除する傾向にある。溶融成形は、亦、表面を再形成することにより、ウェブの厚さと肌理の変動に対する工程許容差を改善する。溶融成形は、亦、スタンパー／ウェブの分離前の、増強された表面移動度、並びに表面の急速な再安定化を利用できる。スタンパー／ウェブ界面の時間／温度曲線を制御することにより、スタンパー上の微細構造は、微小にじみ（スミア）、溝の形の歪、及び反りなどの欠陥を減らした上で、ウェブへ転写されるであろう。短時間／高温の温度プロフィールから導かれた更なる利点は、ウェブ材料内への限定された熱的侵入深さである。限定された熱的侵入は、全体の反りに対して寄与するものであると言うことが見出されている、重合体副表面の焼鈍を低減するのに助けとなることが出来る。速い溶融成形は、ウェブへ伝達される熱的負荷を下げることが出来る。下げられた熱的負荷は、熱的侵入深さを低減することが出来る。時間／温度曲線の形を修正することにより平均熱的曝露量を減らして、急速冷却を伴う極端に高い表面最高温度を達成することが出来るが、この手法は、ある重合体は過度に高い最高温度に対して不安定であることによって強いられる、実際上の限界があるであろう。
【００５２】
広範囲な温度-対-時間曲線が材料の適切な選択によって達成できるけれども、過度に高い最高温度は望ましいものではない。もしもウェブ重合体全体の物理特性を妥協させないでＴｆとＴｇとの差を一時的に小さく出来るならば、溶融流動成形はもっと容易に提供できるであろう、ということが見出されている。出願人等は、溶融成形に先立ってウェブの表面に流動促進剤を選択的に塗布することが、ウェブ重合体全体の物理特性を妥協させないで、必要な溶融成型最高温度を低くするであろう、ということを発見した。過熱することによる望ましくない結果をもたらさずに一層良好な流動力学的性質を取り入れるためには、ウェブ表面又は表面部位に、一時的に流動特性を向上させるための添加物を用いるのがよい、ということが見出されている。
【００５３】
ウェブ材料は流動促進剤を与えられるのが好ましい。流動促進剤は、溶融流動状態において基本的なウェブ材料に高い流動特性を与えるような、あらゆる材料または組成物である。流動促進剤は、効果的に表面の溶融流動温度を低下させる物質、及び／又は、表面の冷却速度を増大させる物質であることが好ましい。流動促進剤は、与えられた温度においてウェブの動的粘性を低下させるのに十分な量で供給されるのが好ましい。流動促進剤は、ウェブの表面部位において重量で０.１％から１.０％供給されるのが好ましい。それゆえに、ウェブ材料は、生の又は流動促進剤無しの材料について報告されている値より低く、Ｔｆを下げるのに少なくとも十分な流動促進剤を有することが好ましく、通常の最高処理温度を５％から５０％低下させるのに十分な量で供給されることが好ましい。ウェブの溶融流動特性を変性するのに十分な流動促進剤の量を供給することによって、改善された光メモリ品質の微細構造が溶融成形により生産できる。
【００５４】
流動促進剤は、ウェブ表面上又は内に、ある深さまで供給されることが好ましい。流動促進剤は、生成される造作の深さまで、又は生成される造作の直ぐ下まで供給されることが好ましい。流動促進剤は、少なくとも０.００３ミクロンの深さまで供給されることが好ましい。流動促進剤は、ウェブの全断面に亘って供給されても良いが、好ましくは頂部の５０％以下、更に好ましくは頂部の１０％以下までに供給される。流動促進剤は、好ましくは表面から１０ミクロンの深さまで供給され、より好ましくは表面から３ミクロンの深さまで供給される。好ましい応用例においては、表面部位の最初の１.５ミクロンだけが流動促進剤を含んでいる。
【００５５】
水は特に有用な流動促進剤であることが見出された。水は効果的な流動促進剤であることが見出されたばかりでなく、水は、ウェブ表面を積極的に冷却しスタンパーからの熱の連続的伝達に対する障害物を形成することにより、ウェブ／スタンパー界面での時間／温度曲線を有利に変更することが出来る。更に、水の大きな蒸発熱は、スタンパー／ウェブ界面での急速冷却を促進し、像安定化時間を短縮する。伝統的には、高温エンボス加工に際してウェブ中に存在する水は、ウェブ中に捕らえられている水が蒸発して気体の泡を生成するので、大きな問題であった。これらの泡は、典型的にはウェブとスタンパーの界面で形成され、ウェブ表面に凹型の窪みを形成する。これらの気泡は最終製品の光学的品質を劣化させることになる。水問題に対する典型的な解決策は、ウェブを乾燥するか又はウェブを比較的低温で（Ｔｇより下）処理して水を除去するかの何れかであった。出願人らは、溶融成形時におけるウェブ表面の水の存在は、適正な量の水がウェブに転写される微細構造の品質を改善するばかりでなく、水蒸気の泡を形成しないでその改善が出来るので、実際には有益であるということを発見した。害を及ぼす水の蒸発を防ぐことは、熱的侵入深さを浅くして短い処理時間を与えることにより達成されるであろう。溶融成形法の有効性が水の存在によって高められるので、最高処理温度は低減することが出来る。最高温度に対する必要条件の引き下げは、更に熱的侵入を減少させ、それにより更に少ない反りをもたらす。水は、ウェブ材料の重量で約０.１から０.４パーセントの量が供給されることが好ましい。ウェブの表面に好ましい量の水を供給するために、湿気が加えられるか、除去されるか、又は両方であろう。幾つかの場合では、ウェブはエンボス加工の前に乾燥される。他の例では、ウェブはエンボス加工の前に水表面処理を受ける。その他の場合には、最初にウェブを乾燥し次いで予備乾燥したウェブをエンボス加工の直前に水で処理することにより、ウェブを表面調質することが必要なこともある。
【００５６】
水は好ましい物質であるけれども、他の流動促進剤を使っても良い、ということは理解できるであろう。その他の流動促進剤は、表面に塗布されるか、又は適正な量がウェブの表面に一体化されるような、可塑剤、樹脂乳剤、及び離型剤を含む。好ましい流動促進剤は、脂肪酸エステル及び脂肪酸の化学的な族から選ばれた一つ以上の化合物を含むであろう。好ましい流動促進剤は、脂肪酸エステルのペンタエリトリトール・テトラステアレイトを含む。流動促進剤は、浸漬、塗布、スプレー塗布、微細噴霧、吸収、加湿浴への浸漬、蒸発室、初期プラスチック樹脂への添加、初期押出し原料への添加、などの如何なる適切な手段によってウェブに供給されてもよい。流動促進剤は、ウェブ材料の表面上に均一な材料の被覆を供給する方法で、付加されるのが好ましい。好ましくは、流動促進剤は、溶融成形時に一時的に有効なウェブＴｆを下げるのに適した性質を与える、及び／又は、工程条件の結果としてウェブ表面Ｔｇの永久的な増大をもたらす。
【００５７】
ウェブ成形時の好ましい温度プロフィールを達成するために、ニップ領域を形成するロール又はドラムは、積極的又は消極的な加熱又は冷却のように、ウェブ／スタンパー界面の適切な加熱冷却を維持するのに十分な熱伝達特性と適合させられる。図４を参照して、ロール２０と２２は、熱的に伝導性であり外層２１及び絶縁層２３を（それぞれ）備えており、それらは、ウェブ１２からスタンパー１４が離れるまでの時間に、ウェブの表面が、必ずしもそのガラス転移温度（Ｔｇ）より低くなくてもよいが、溶融流動温度（Ｔｆ）より下までは冷却されるのに十分な熱的絶縁性を持つように選ばれる。もしも外層２１又は絶縁層２３の何れかが過剰な絶縁性を有すると、スタンパー１４がウェブから離れるまでの時間に、ウェブ表面は完全に安定化するのに十分なだけ冷却しないことがあり、微細構造の形が変わってしまう。もしも外層２１又は絶縁層２３の絶縁性が不足していると、スタンパー１４は冷え過ぎてウェブから離れる前に収縮し、微細構造のにじみ（スミア）及び溝の形の歪をもたらす。
【００５８】
重合体ウェブ材料を成形する方法の好ましい実施形態において、ウェブは、微細構造が成形される面と反対側、例えば「裏面」も加熱される。ウェブの「裏面」の加熱は、焼鈍後冷却による残留反り力を減殺させる。熱は如何なる適切な加熱装置によって裏面に供給されてもよい。熱は、輻射熱によるか、スタンパーとの接触でもたらされる熱的侵入深さを減殺するように構成されている加熱されたロールによって、ウェブに供給されるのが好ましい。ウェブの裏面は、工程ニップ領域に入る前に、輻射熱又は伝導熱などで加熱されるか、又は工程ニップ領域の中で微細構造成形と同時に加熱されるであろう。裏面は、スタンパー側に生ずる副表面焼鈍を均衡させるのに十分な量で加熱されるのが好ましい。裏面は、誘導加熱などのスタンパーが加熱されるのと同じ方法で加熱されてもよい。この手法は、ウェブの両面の同時溶融成形を達成するのに拡張されるであろう。
【００５９】
実際上は、ウェブ材料は如何なる適切なウェブ供給手段に予ってニップ領域へ運ばれてもよい。供給する手段は、薄板送り装置、折り重ね材料供給装置、ロール送り装置、ウェブ押出機、などの、ウェブ軌道に沿ってスタンパーへウェブ材料を連続的に運ぶのに適した装置であることが好ましい。ウェブ供給装置は、図５及び９の３００に示したもののような、重合体ウェブ材料の前もって製造した巻物をニップ領域へ供給するための、ロール送り装置であることが好ましい。重合体ウェブ材料の巻物は、ウェブ上の更に柔らかなプラスチック膜の層などの、材料の除去可能な膜又は保護層を含むことが好ましい。より柔らかい保護層を有するウェブを用いることにより、さもないとこのウェブの光メモリ装置への使用に影響するような、表面の引っ掻き傷を最小乃至無しにして、ウェブは巻いたり、解いたり、巻き戻したりされるであろう。
【００６０】
ウェブ供給装置は、処理後又は成形後のウェブを集めるための、巻取りロールなどの巻取り装置によって補完されている。巻取りロールを使用する代わりに、ウェブは成形後分割片に切り分けられるか（以下に説明されるように）、又は更に処理されて完成乃至半完成の光メモリ・ディスクになるであろう。
【００６１】
ウェブ成形装置は、ウェブが張りすぎたりも、緩みすぎたりもしないように、ウェブ張力の変動に対応するよう適合されていることが好ましい。張りすぎたウェブは、ウェブが破れる結果を招くことがあり、緩みすぎたウェブは、引っかかって動かなくなることやその他の問題を引き起こすことがある。更に、ニップ領域を横切る張力制御は、副表面の材料変位及び複製された像の軸比を低減するために管理しなければならない。ウェブ張力の変動に対応するために、装置は一つ以上の張力ローラーを備えるであろう。張力ローラーは材料取り扱い作業において一般的に知られており、ウェブの速度と張力を制御するのに用いられる。
【００６２】
張力は、ニップ領域を横切って、ニップ送り込み箇所で、ニップ送り出し箇所で、その他装置を横切って制御される。ニップ送り込み箇所での張力は、０に近いか中立である。
【００６３】
装置は、ウェブをウェブ軌道内で案内するため、ニップ領域に出入りするウェブの角度を変えるため、並びにウェブの方向を変えるために、一つ以上の案内ローラーを有するであろう。好ましくは、ウェブを工程ニップ領域へ導くための少なくとも一つの案内及び／又は張力ローラー、及びウェブをニップ領域から外へ導くための少なくとも一つの案内及び／又は張力ローラーが存在する。これら案内及び／又は張力ローラーは、ウェブとスタンパーの間の工程ニップ領域送り込み及び送り出しの接触及び分離角を確立する、という追加された目的に役立つであろう。ニップ領域をでる方の側の案内ローラーは、約９０度プラス／マイナス１度の初期ウェブ／スタンパー分離角を可能にする。案内ローラーは、ニップを出た直後にスタンパーから離れるようにウェブを案内するのが好ましい。
【００６４】
図１、２及び４を参照して、加熱されたスタンパー１４は、ニップ領域１６へ支持体２８によって運ばれる。スタンパー１４は、ニップ領域を通って自由に浮遊する結果として、ウェブ１２へ一時的に重ね合わされることが好ましい。支持体２８は、ニップ・ローラー２０と２２及びその部品から独立している、又は取り付けられていない、ことが好ましい。支持体２８が独立していることは、工程ニップ領域１６内でスタンパーが一時的にウェブに重ね合わされるにつれて、スタンパー１４にウェブ１２上で実質的に自由に浮遊させるであろう。独立支持体を用いてウェブへスタンパーを重ね合わせることによって、一を超える、好ましくは２を超える運動の自由度を有するスタンパーが実現するであろう。一を超える自由度を有することにより、スタンパー１４は、溶融成形処理時にウェブ１２内にロール圧により導入される歪に一層上手く対応乃至順応すること、並びに一層完璧にウェブの肌理及び厚さの変動に対応することが可能である。
【００６５】
此処で図２を参照すると、本発明の好ましい実施形態によるウェブ成形装置が描かれており、スタンパーがニップ領域１６に進入する角度を小さくする特別な支持体を有する、ウェブ成形装置１０を備えている。装置は、ウェブ供給装置４２、ウェブ供給装置４２と連通したウェブ軌道４４、ウェブ軌道４４内に配置されたニップ乃至ニップ領域１６、及びスタンパーを備えている。スタンパー１４は、ニップ領域１６を通ってウェブ軌道４４に従い、且つ加圧及び支持ローラー２０と２２の間でスタンパー１４を運ぶ支持体を形成する、一組の「環帯」１１８、１２８によって運ばれる。支持体は、加圧及び支持ローラー２０と２２から取り外されていることが好ましく、ニップ領域１６内においてはウェブ１２の表面にスタンパー１４が一時的に重なり合う結果となることが好ましい。示されているように、環帯は、スタンパーが載るための運び台１１４を形成する。運び台１１４は、ニップ領域１６を通して独立にスタンパーを運ぶための手段を提供する。ニップ領域内へ及びそれを通過してスタンパー１４を独立に運ぶことにより、工程のより良い熱管理が与えられる。加えて、ニップ領域を通過してスタンパー１４を独立に運ぶことにより、スタンパーはより平坦に近く保たれ、それにより、小径の運搬ドラムの形に湾曲したスタンパーを形成することに起因する軸比を低減する。
【００６６】
示されているように、運び台１１４は、複数のローラー３０、３２、３４の上で、支持ローラー２２の周りに支持されている。ローラー３０、３２、３４は、軌条１１８、１２８を自由に回転させる。スタンパー１４は適切な手段で軌条１１８、１２８の間に接合され、それらによって支持されであろう。軌条は、操作時にスタンパー（軌条とは対照的に）だけが支持ローラーに接触するように、支持ローラー２０の幅（ウェブを横切った）に等しい距離だけ離されていることが好ましい。軌条１１８、１２８は、支持ローラーのそれよりも実質的に大きな周囲長を有することが好ましい。軌条の周囲長の支持ローラーに対する比は、少なくとも５：４が好ましく、より好ましくは約１３：８以上である。大きな周囲長を有する軌条はニップ領域１６を通過するスタンパーを平坦に保つのを助けるであろう。
【００６７】
動作時には、支持ローラー２２がスタンパー１４の背面に噛合して、ウェブ１２と接触するようにスタンパーを案内し、一方加圧ローラー２０はウェブをスタンパーの前面に押し付ける。ロール表面は、必要な接触均一性を与える、ニップ領域の動的形状を最適化する、並びに全体の像歪を最小化するように圧力分布の均衡を取るように、選ばれるのが好ましい。加圧ローラー、及び／又は支持ローラーは、追従性のある表面を備えることが好ましい。追従性のある面を有する加圧ローラー、及び／又は支持ローラーは、ウェブ厚さの変動に対応して像成形を改善するのに十分な可撓性をスタンパーに与えることが出来る。追従性材料は、厚さが０.０５と０.５インチの間であることが好ましく、より好ましくは約０.１２５プラスマイナス０.１インチ厚である。追従性材料２１は、ショアＤ硬度８０未満の硬度等級を有するように選ばれるのが好ましく、ショアＡ硬度９０とショアＤ硬度６０の間が好ましい。支持ローラー２２も追従性のある材料の層２３を備えることがあり、加圧ローラーの追従性材料と同じこともあり、異なる（厚さ、追従性、弾性、潤滑性、及び／又は熱伝達特性において）こともある。もしも両方のロールが追従性表面を有する場合は、組み合わされた特性が、圧力、剪断力、及び／又は速度不安定性をスタンパー／ウェブ積層体に導入することなく、圧力と熱伝達の均一性を最適化するように、それらの表面が適合されるのが好ましい。好ましい追従性材料は、ニトリル、ＥＰＤＭ、カプトン、エポキシド、充填剤入りエポキシド、テフロン、及びテフロン注入重合体、金属又はセラミック素地、を含むが限定はされない。半径方向偏差プラスマイナス０.８度未満、接線方向偏差プラスマイナス０.３度未満で光メモリ微細構造を溶融成形するのに適した、追従性と熱伝達特性を有する如何なる材料でも使用してよいことも、理解されることである。
【００６８】
図５を参照すると、光メモリ媒体製造装置２００の好ましい実施形態が示されている。装置２００は、ウェブ払い出し装置３００、ウェブ材料成形装置１０、被膜塗布装置４００、ウェブ切断装置５００、及びカセット装填又は集積装置６００を備えている。装置２００は、材料の連続的ウェブ１２を処理して、光ディスクなどの仕上げされた光メモリ貯蔵媒体を生産するのに用いられるであろう。
【００６９】
図５に示すように、ウェブ材料１２の一巻き３１０は、ウェブ払い出し装置３００によって供給される。ウェブ材料１２は、光メモリ基板を製造するのに有用な、如何なる幅と厚さのものでもよい。巻物３１０は、払い出し装置３００内に収納された巻枠３２０へ取替え可能状態で搭載される。巻物３１０から供給されたウェブ材料１２は、一つ以上の案内／張力ローラー３３０を通って成形装置１０へ進む。
【００７０】
基板成形装置の種々の実施形態が前に吟味されたので、前に吟味されたウェブ成形装置の如何なる実施形態も、此処に述べた装置２００と一緒に使用できるということは、理解できることである。成形装置１０は、ウェブ払い出し装置３００からウェブ材料を受け取る。ディスク基板成形装置１０は、微細構造の模様をウェブへ成形するために使用される。ウェブ材料に微細構造が成形された後で、材料は更に処理されて光メモリ装置の製造をより完全に完成させることがある。ウェブ材料を更に処理するために、材料は被覆塗布装置４００に送られるであろう。
【００７１】
種々の被膜が、ウェブ材料の細長片に切断する前のウェブのように連続的方法か、又は切断後にバッチ処理によるか、の何れかでウェブ材料へ付加される。被覆塗布装置４００は、被膜をウェブ１２へ塗布するのに用いられる、一つ以上の被覆装置４１０、４１２、などを備えている。被覆装置は、ウェブの周囲に真空を維持することが可能であり、ＣＶＤ、ＰＶＤ、ＰＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、ＰＭＬ、ＬＭＬ、スパッタリング、又は他の堆積方法などから一つ以上の被覆方法を用いて、被膜を付加する。
【００７２】
下の表１は、相変化光メモリ基板上へ望みの被膜を形成するのに用いられるであろう、実施例の処理法、被膜、及び被膜厚さを確認するものである。
【表１】
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【００７３】
被覆装置４１０は、約５００から２０００オングストロームの厚さの範囲で、より好ましくは６０から１５０ナノメータの厚さの範囲で、誘電体反射防止被膜を付加するのに用いられるであろう。誘電体被膜は、二酸化珪素、窒化珪素、酸化チタン、硫化亜鉛、酸化珪素、窒化ゲルマニウム、酸化ゲルマニウム、シリカ、アルミナ、上述のものの組み合わせ、又は類似物などの如何なる適切な材料から構成されてもよい。好ましくは、誘電体反射防止被膜は、約２.２の屈折率を有する。この理由から、約１.９の屈折率で堆積できる窒化珪素、及び約２.３の屈折率で堆積できる酸化チタンが好ましいであろう。
【００７４】
誘電体反射防止層を付加するのに、如何なる型の堆積方法を使用してもよいけれども、一つの好ましい実施形態においてはマイクロ波ＰＥＣＶＤ法が用いられる。被覆に使用できるマイクロ波ＰＥＣＶＤ法及び装置の実例は、米国特許番号第５,４１１,５９１号、第５,５６２,７７６号、第５,５６７,２４１号、第５,６７０,２２４号、第６,１８６,０９０号、及び第６,２０９,４８２号に開示されたものを含み、それぞれの開示内容は此処に引用して取り入れてある。上述の引用特許に開示されたようなマイクロ波ＰＥＣＶＤ法は、蒸着が遂行できる速度のために他の蒸着技術よりも好まれることがある。蒸着速度の増加は、被覆に必要な蒸着室の全長を短くすることも可能にする。蒸着室長さの低減は、蒸着工程に伴う費用を著しく減らすことが出来る。
【００７５】
記憶層被覆装置４１２は、相変化記憶材料を付加するのに用いられるであろう。記憶材料被膜は、約４から３０ナノメータ厚、より好ましくは約２０から２５ナノメータ厚の範囲のカルコゲニド合金を含有することが好ましい。如何なる型の堆積法がカルコゲニド合金被膜を付加するのに用いられてもよいが、ある好ましい実施形態ではウェブ上へスパッタリングされる。
【００７６】
第二誘電体被覆装置４１４は、約１５０から２０００オングストローム厚の範囲で、より好ましくは２０から２５ナノメータ厚の範囲で、誘電体反射防止被膜を付加するのに用いられるであろう。適切な誘電体材料は、上述のものを含む。第二誘電体層を付加するのに、如何なる型の堆積方法を使用してもよいけれども、一つの好ましい実施形態においてはマイクロ波ＰＥＣＶＤ法が用いられる。
【００７７】
反射又は熱損失材料蒸着用の被覆装置４１６は、約１から１０００ナノメータ厚の範囲で、より好ましくは６０から１５０ナノメータ厚の範囲で、アルミニウム又は類似物などの金属の薄層を付加するのに用いられるであろう。適切な材料の被膜を付加するのに如何なる型の堆積方法を使用してもよいけれども、一つの好ましい実施形態においては、反射又は熱損失層はウェブ１２上へスパッタリングされるか又は蒸着される。
【００７８】
被覆装置４１８は、保護被膜を付加するのに用いられるであろう。保護被膜は、１０００から７０００ナノメータの厚さであることが好ましい。保護被膜は、熱硬化性樹脂、ＵＶ樹脂、アクリラート、などの如何なる適切な光学的に透明な材料から形成されてもよい。一つの好ましい実施形態においては重合体多層又は液体多層（ＰＭＬ／ＬＭＬ）法がアクリラート被膜を提供するのに用いられる。ＰＭＬ法は、液体単量体の真空フラッシュ蒸着を含み、液体凝縮膜を生成し、次いで放射線架橋されて固体膜を形成する。ＬＭＬ法は、押出し、グラビア・ロール、噴霧、などの手段で基板上に直接液体単量体を真空被覆することを含み、引き続いて薄い液体被膜状の単量体を放射線架橋する。ＬＭＬ法は１０マイクロメータを超えた被膜を必要とすることがある、従って、ＰＭＬはアクリラート被膜の形成には好ましいであろう。
【００７９】
被覆装置４１０、４１８、などのそれぞれの真空蒸着室を、お互いに、ウェブ成形から、及び払い出し装置から隔離することは、気体調節弁などの如何なる適切な隔離装置によって達成されてもよい。
【００８０】
二つの誘電体被膜の材料と厚さは、仕上がった光ディスクにおける幾つかの機能を満足するように注意深く選ばなければならない。これらの誘電体被膜は、相変化材料を酸化してその性質を変える可能性のある、酸素又は水に相変化被膜が曝されるのを防ぐであろう。誘電体被膜は、良好なコントラストを与えるため、且つディスクに「書き込む」のに用いるレーザーが主として相変化被膜に吸収されるのを助けるためにも使用されるであろう。誘電体層は、光ディスクの熱的性質にも影響することがある。相変化被膜とアルミニウム被膜との間の第二誘電体被膜は、相変化被膜のレーザーの目標に成る領域が過熱するのを防ぐのに十分な熱伝導性を持つように、しかし、アルミニウム被膜に過剰な熱損失を与えるほど熱的伝導性ではないように、選定される。最後に、誘電体被膜は、それらの間にサンドイッチ状態に成った相変化材料がレーザーで加熱された時に、剛性のある支持体を提供する。
【００８１】
誘電体被膜を付加するための上で参照したマイクロ波ＰＥＣＶＤ法は、マイクロ波源をＰＥＣＶＤ室から絶縁するレンズ上に誘電体材料の堆積の原因となることがある、ということは明確に理解される。連続的ウェブ処理を容易にするために、連続性の基準によって効果的にレンズを取り替える新規な方法が開発された。
【００８２】
図６を参照すると、光ディスクを製造するのに用いられる材料のウェブ１２が被覆装置４１０の蒸着室４４０内で材料を用いて被覆される。蒸着室４４０は開口部４４２を備えている。ポリエステルの巻枠間のウェブ４２０又はその他の可撓性でマイクロ波に透明な材料が、マイクロ波源４３０と蒸着室４４０の間のレンズを遮蔽するために用いられることがある。マイクロ波透明ウェブは、連続的に又は間歇的に第一巻枠４２２から開口部４４２を通って第二巻枠４２４上へと引かれるであろう。対向ローラー４２６又はその他の手段が、開口部４４２とポリエステルウェブ４２０の交差部位での封止を形成するように備え付けられるであろう。ポリエステルウェブ４２０は，表面４２１上の材料（誘電体被膜材料）の堆積によって取替えが強制されるまで、ＰＥＣＶＤ操作中は開口部４４２を通過して繰り返して前後に巻きとられるであろう。マイクロ波の「窓」を蒸着室４４０内に用意するためにポリエステルウェブ４２０を使うことは、窓の寿命を著しく永くする。
【００８３】
相変化光メモリ記憶装置の生産に用いる被膜についてのこれまでの吟味は、典型例であることを意図しているのみである。本出願の背景技術の項で吟味したもののような幅広く多様な光メモリ記憶装置を生産するために、違った順序、異なる厚さで、如何に多くの異なった被膜を付加するのにもこの装置が使用できるであろうことは、理解できることである。従って、相変化メモリ装置の詳細な吟味は、本出願の範囲を限定すべきものではない。
【００８４】
再び図５を参照すると、被覆後に、ウェブ１２は被膜塗布装置４００を出て、ウェブを切る又は切断する装置５００に入る。ウェブ切断装置５００は、長さ又は幅が一個以上であり数個のディスクが採れる分割片又は細長片５１０に、ウェブを分離するのに適した、如何なる装置であってもよい。ウェブ切断装置は、ウェブを切断するための回転切断機を含むであろう。ウェブ切断装置は、イオン化空気及び真空などの切断機により生ずる塵又は残骸を除去する装置を備えることもある。
【００８５】
細長片５１０が形成された後、集積装置６００を用いて，容器又は取外し可能なカセット６１０中へ収集されるか又は集積されるであろう。ディスクを集積機内に収集することによって、生産速度が上昇でき、ウェブの分割片を取外しできるカセット内に収集することによって、ウェブの分割片は、オフ・ラインか又は多重ライン上の何れかで仕上げ処理することができる。ディスクの仕上げは、ウェブから、又はエンボス加工された乃至被覆された材料から、直接になされることもある。
【００８６】
ディスク仕上げ処理は、複製された基板及びディスク微細構造の外周部（外径、ｏ.ｄ.）及び中央部（内径、ｉ.ｄ.）を精度よく形成することが必要である。ディスクの仕上げは、穿孔、切削、フライス加工、又はその他のディスクのｉ.ｄ.及びｏ.ｄ.の形成手段、など多様な作業の如何なるものを含んでもよい。
【００８７】
図７を参照すると、此処には、本発明の好ましい実施形態によるディスク仕上げ装置８００が示されている。ディスク仕上げ装置は、集積装置６１０からの細長片５１０を受け入れられるよう適合させてある。ディスク仕上げ装置の始動にあたって、ウェブの細長片５１０が、カセットからコンベヤ上に降ろされる。細長片は、粗切断又は四角切断部８２０へ送られるであろう。四角切断部では、細長片５１０は、一つのディスクだけが含まれる四角片８２２などの小さな形に切断される。細長片５１０が四角片８２２に切断された後、四角片は次いで分離環エンボス加工部８３０へ運ばれ、基板材料の隆起部位（即ち、ディスク分離環）が形成される。分離環は、一緒に積み上げられた時に、積み上げられたディスクが容易に分離され、微細構造への擦り傷がつくのを防ぐ。ディスク基板上に分離環を形成した後で、各々が中心穴穿孔機又は打抜き部８４０へ、次いで破材（ディスクの外側の材料）除去部８５０へ送られる。中心穴及びディスクの周りの破材が除去された後で、各半完成ディスクは積層部８５２で積層される。
【００８８】
図８を参照すると、ディスク基板の微細構造模様の芯出し用装置８４２を備えた、好ましいウェブ切断部が描かれている。装置８４２は、ディスク基板微細構造模様１３が成形されているウェブ１２の上方に配置された、テーブル又は台８４４を備えている。テーブル８４４は、モータ駆動部品（図示されていない）によってＸ及びＹ方向に選択的に平行移動できるであろう。光学センサー８４６はテーブルに支持され、ウェブ１２に直角に向かっている。光学センサー８４６は、制御装置８４８へ検出信号を供給する。制御装置８４８により受信された検出信号は、テーブル８４４の芯出し及び平行移動を制御するのに用いられるであろう。テーブル８４４は、光学センサー８４６のそれぞれがディスク基板上の微細構造模様縁端部の真上に位置するように、平行移動させられる。テーブル８４４が微細構造模様上で芯出しされると、テーブル８４４の中心部に搭載された穿孔装置８６０が、メモリ装置の中心穴（ｉ.ｄ.）及び／又は（ｏ.ｄ.）を形成するのに用いられるであろう。
【００８９】
穿孔装置の好ましい実施形態が図９の８６０に示されている。穿孔装置８６０は、段付き芯ダイス８６２、シリコーン敷台８６４、発条８６６、及びダイス・ボタン８６８を備えるであろう。ダイスは如何なる適切な材料から構成されてもよい。ダイスは、一つ以上の段を備えてもよい。好ましくは、各段は重合体基材にきれいに穴あけをするのに適した深さを有する。発条８６６は、敷台に下向きの偏倚力を与えてウェブ１２を敷台８６４とダイス・ボタン８６８の間に固定するために配置される。段付き芯ダイス８６２は、ウェブ１２を貫通して押し下げられ、それに中心穴を形成するであろう。芯ダイス８６２に形成された段は、ぎざぎざした又は不規則な縁端部を有する中心穴が形成される可能性を減らすことができる。
【００９０】
ここで図１０を参照すると、光メモリ２００を成形する装置の代りの実施形態であり、此処で、同じ符号は他の図で示された同じ構成要素を表わす。図１０に示されているように、ウェブ払い出し装置は、ウェブ材料の複数の巻物３１０から、連続的なウェブの払い出しをするために張合わせ装置３４０を備えている。
【００９１】
図１０で典型例として示した装置は、ＤＶＤ用光学基板の生産に特に有用であろう。前に言及したように、ＤＶＤは二枚のディスクを接合して生産される。対向するディスクに接合された情報搭載ディスクの表面は、一層以上の被膜が付加されているであろう面と同一である。しかし、この被膜は、情報搭載ディスクと対抗ディスクとの間の、機械的に強固で気密封止された接合の形成には役立たない。従って、情報搭載ディスクの一部、即ち周辺部の外縁部及び内側周辺部を被覆しないで置く必要性がある。このようなものとして、被覆する前に基板の一部をマスキングする装置が、接合されるメモリ装置において役に立つような被覆されていない内外部位を持った、ディスク基板を成形するのに用いられることがある。
【００９２】
被覆前に基板の一部をマスキングする装置の好ましい実施形態によれば、メモリ装置の縁端部が正確に成形されるように、指標付け装置が備えられることがある。基板の指標付けは、一つ以上の前穿孔及び後穿孔部、それぞれ図１０の品目９００及び９５０、によって与えられるであろう。指標付けは、ウェブ材料の正確なディスクの取り外し、集積、及び被覆を可能とする。
【００９３】
例えば、図１１は、ディスク基板が種々の処理部を通過する際の進展状況を示す、成形の種々の段階、Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤにおけるディスク基板１３を示す。段階Ａにおいて、前穿孔部９００（図１０）は、ウェブに中心穴１５及び一つ以上の位置決め穴１７を開ける。中心穴１５は、図９に示したような穿孔装置、溶融、ドリルきりもみ、切削、などの如何なる手段で形成されてもよい。中心穴１５は、仕上げされた光ディスクの最終的な穴と同じか、又はそれより小さい直径を有するであろう。もしも中心穴の直径が仕上げられた光ディスクに対して要求されるものより小さい場合は、その後の処理段階で大きくされるであろう。中心穴１５と同様に、位置決め穴１７もスプロケット穿孔機などの如何なる手段で形成されてもよい。位置決め穴は、ウェブ１２を完全に貫通していることも、又していないこともあるであろう。好ましくは、中心穴１５は、位置決め穴の中心穴に対する関係が既知となるように、位置決め穴１７の各々から精密に等距離にある。
【００９４】
段階Ａを続けて参照すると、ウェブ１２に中心穴１５と位置決め穴１７が形成された後、ウェブはウェブ成形装置１０に移る。成形装置１０は、掛け釘又はキーなどの位置決め穴１７に噛合う手段を備えているであろう。位置決め穴と噛合うことにより、微細構造模様が中心穴１５の周りに精密に配置されるよう、スタンパーをウェブ１２に位置決めすることができる。
【００９５】
図１１の段階Ｂを参照すると、微細構造模様がウェブ１２上に成形された後で、ディスク基板１３は後穿孔部９５０（図１０）へと送られる。後穿孔部９５０で、中心栓９５２が中心穴１５に挿入される。中心栓９５２は、如何なる適切な材料で構成されてもよい。中心栓９５２は、ディスク基板１３に如何なる適切な手段で固定されてもよい。中心栓９５２は、ディスク基板１３の内側周辺部位９５４をマスキングするように、中心穴１５より大きい。マスキングされた内側周辺部位９５４は、従来の媒体とそれに近い幅になるように固定されるのが好ましい。
【００９６】
図１１の段階Ｃを参照すると、外側マスク９５６は、ディスク基板が後穿孔部９５０に在る時に、それを覆って付加される。外側マスク９５６は、ウェブの位置決め穴１７と噛合うことにより、ウェブ１２に位置決めされる。外側マスク９５６は、適切な如何なる材料で構成されてもよい。外側マスク９５６は、ディスク基板１３に如何なる適切な方法で固定されてもよい。外側マスク９５６の内部開口９５７の直径は、ディスク基板１３の最終直径より小さいので、ディスク基板の外側周辺部位９５８をマスキングする。マスキングされた外側周辺部位９５８は、好ましくは約１／２から３ｍｍ、より好ましくは約１ｍｍの幅を有する。
【００９７】
栓９５２及び外側マスク９５６を決まった位置に置いた後で、ディスク基板１３は後穿孔部９５０からウェブ切断装置５００へ運ばれ、ウェブ１２は適切な長さ及び／又は幅の細長片５１０に切断される。細長片５１０はバッチ処理で更に処理をするために集積されるか、又は直ちに被膜塗布装置４００へ移されるであろう。被膜塗布装置４００では、回転ドラム部４５０の円筒内面に沿って配置された溝の中に細長片が置かれる。細長片５１０は、ディスク基板１３のマスキングされた表面がドラムの内部又は被覆材の流れに曝されるように、ドラム４５０内に装填される。ドラムは、被覆処理の間中、如何なる適切な装置によって封止されてもよい。
【００９８】
被膜塗布装置４００のドラム４５０は、ウェブ１２の払い出し方向に対して直角に回転するように準備されるであろう。ウェブ払い出し方向に直角にドラムを調整することは、ウェブ細長片５１０を直接ドラム４５０内へ直線的に前進するようにさせる。ウェブ切断装置５００に対向するドラム４５０の側面は、一つ以上の被覆装置４１０が挿入できるように空いている。被覆装置４１０は、ドラム内で封止できる内壁上に搭載される。被覆装置４１０が搭載される壁が閉じられると、ドラムの内壁に沿って配置されたウェブ細長片５１０が、被覆装置４１０により規定される種々の被覆領域を通過して輸送されるように、ドラムはその軸の周りを回転することができる。ドラム４５０及びそれにより規定される蒸着室４４０の側面図が、図１２に示されている。ドラム型の被覆装置４００を用いて被覆処理を実行するためには、ドラム４５０又はドラム内の基板を冷却することが必要であろう。ドラム４５０を冷却する一つの方法は、ドラムの外側の周囲に水冷ジャケットを備えることである。水冷ジャケットの使用は、ドラムの温度に対し、且つドラムの内側に配置されたウェブ細長片に対しての制御を可能にする。
【００９９】
図１１を続けて参照すると、ディスク基板１３が被覆された後、栓９５２及び外側マスク９５６は取り外されるであろう。ディスク基板１３は、その時、外側周辺部位９５８及び内側周辺部位９５４を除いて表面に被膜が着き、段階Ｄに示すように見える。段階Ｄに達した細長片ウェブは、図７との関連において上で吟味したもののような仕上げラインへ送られるであろう。しかし、段階Ｄに達したディスク基板用の仕上げ部は、情報搭載基板を対向基板（書き込まれてないもの又はエンボス加工された材料）へ接合するための、追加の仕上げ部を必要とするであろう。
【０１００】
ドラム型被覆装置４００の代りの実施形態は、ウェブの払い出し方向と同一直線上で被覆装置４００を回転させるものである。結果として、細長片又はウェブの形体のディスク基板は、回転しているドラム４５０上に直接装填されるであろう。
【０１０１】
これまでに開示された本発明の実施形態は、溶融成形と一緒に又は別個に用いてもよいであろう。溶融成形は、微細構造を非常に短い時間（数十ミリ秒の位の、好ましくは更に短い）内にウェブの表面内に成形することを意図しているものであるが、上に述べた幾つかの実施形態は他の複製処理法にとっても有用であろう。本発明は図面と前述の説明において詳細に説明されているが、本発明及び此処にある概念はあらゆる形作られる材料に適用できるので、それらは説明的なもので制限的な性格のものではないと考えられるべきである。当業者にとっては、本発明の変更物及び修正物が発明の範囲と精神を逸脱することなく為され得るということは自明であろう。例えば、光学基板の寸法及び其処に成形される微細構造は、発明の範囲と精神を逸脱することなく変化させることが出来る。加圧及び支持ローラー、スタンパー、スタンパー支持体、及び加熱装置などの本発明の実施形態で用いられる種々の構成要素を組み上げるのに使用する材料は、本発明の意図された範囲から逸脱することなく変化させることができる。更に、スタンパー用支持体及び支持ローラーが、一つの構造物を提供するように一体化することも出来るということは、理解できる。スタンパーは、次いで、絶縁物を有する支持ローラーから引き離されるであろう。更にその上、本発明は、ウェブ、用紙、又はその他の如何なる形の光メモリ基板を使用する実施形態へも拡張できることは、理解できる。その上更に、上述の一つ以上の実施形態を組合せて又は単独で用いて、１.２ｍｍ以下のウェブ材料から、半径方向偏差プラスマイナス０.８度、接線方向偏差プラスマイナス０.３度、リターデイションがダブル・パスで１００ｎｍ未満、好ましくはダブル・パスで９０ｎｍ未満、更に好ましくはダブル・パスで６０ｎｍ未満の複屈折を有する、光メモリ・ディスクを製作することが出来る。従って、本発明は、添付した特許請求の範囲及びその等価物の範囲内に入る、全てのこのような修正物及び変更物を網羅することを意図している。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明による、光メモリで使用するためのウェブ材料を成形する装置の斜視図である。
【図２】ウェブ材料を成形する、本発明によるもう一つの装置の斜視図である。
【図３】本発明による、ウェブ表面溶融成形に対する温度-対-時間曲線のグラフである。
【図４】ウェブ材料を成形する、本発明による装置の側平面図である。
【図５】本発明による、連続ウェブ光メモリ製造ラインの側面図である。
【図６】本発明による、光メモリ基板に被膜を着けるための装置の側面図である。
【図７】本発明による、光メモリを仕上げ処理するための装置の側面図である。
【図８】本発明による、光メモリ製品を仕上げ処理するための装置の斜視図である。
【図９】本発明による、ウェブ材料に穴をあけるための装置の側面図である。
【図１０】本発明による、光メモリ生産用設備の側面図である。
【図１１】本発明による、マスキング処理によって光メモリを仕上げ処理するための装置の上平面図である。
【図１２】本発明による、ウェブに被膜を着けるための装置の側面図である。
【図１３】本発明によるエンボス加工後の、スタンパー表面及びウェブ表面の斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005531098.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2005531098.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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2005531098.tif 000018
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