(57)【要約】【課題】液状の塗布液を均一膜厚に塗布すると共に、レベリングによって平滑性と均一な膜厚を向上させる。【解説手段】ディスクＤを回転テーブル１５に載置する。径方向に配列した複数のノズルから水系塗布液をディスクＤの印刷面に塗布する。水系塗布液は各ノズルから印刷面に液滴状に載置して相互にレベリングさせ、ディスクを１回転させて塗膜を形成する。塗膜を形成したディスクを超音波発振器に連結した保持部材に載せ、超音波を発振させて塗膜を強制的に平坦化する。ディスクＤを面状発熱体３４に載せ、面状発熱体の第一、第二、第三ヒータを加熱する。各ヒータとディスクの間に位置するトレーを介して熱伝導することで内側から外側へ向けて温度勾配を与えて塗膜を裏面から乾燥させる。乾燥はディスクＤの内側から外側に向けて徐々に進む。塗膜は収縮・乾燥して均一な膜厚のインク受理層を形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク上の円環状の被塗布面に、配列された複数のノズルで塗布液を塗布して塗膜を形成し、該塗膜を乾燥させて受理層を形成する受理層形成方法であって、前記複数の各ノズルは前記塗布面の対応する各位置に、予め決められた膜厚の塗膜を形成するのに必要な、単位面積当たりほぼ一定量の塗布液のみを供給し、隣り合う前記ノズルからの前記塗布液は、塗布直後に合流可能に供給されて、被塗布面全面に塗膜を形成する塗布工程と、前記塗膜に振動を与えることで平坦化するレベリング工程とを備えたことを特徴とするインクジェット記録用受理層形成方法。
【請求項２】
前記複数のノズルは、前記円環状の被塗布面の略半径方向幅全長にわたって配列され、ディスクの中心の回りに回転運動を行う前記ディスクに対して、前記塗布液を塗布するようにした請求項１に記載のインクジェット記録用受理層形成方法。
【請求項３】
前記複数のノズルは、ディスクの半径方向外側に向けて開口面積が増大するように設定されている請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録用受理層形成方法。
【請求項４】
前記塗布工程において、前記複数のノズルは被塗布面全面に対向して配列されていて、前記複数のノズルとディスクを相対回転させることなく塗布するようにした請求項１に記載のインクジェット記録用受理層形成方法。
【請求項５】
前記振動は超音波振動によって行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のインクジェット記録用受理層形成方法。
【請求項６】
前記塗布液は、顔料とバインダーとを含有していて多孔質のインク受理層を形成する水系塗布液である請求項１乃至５のいずれかに記載のインクジェット記録用受理層形成方法。
【請求項７】
前記顔料は、アルミナ、シリカ、シリカアルミナ複合粒子、ベーマイト、気相合成シリカのいずれかである請求項６に記載のインクジェット記録用受理層形成方法。
【請求項８】
前記塗布液は、親水性高分子を含有していて膨潤型のインク受理層を形成する水系塗布液である請求項１乃至５のいずれかに記載のインクジェット記録用受理層形成方法。
【請求項９】
ディスク上の円環状の被塗布面に、配列された複数のノズルで塗布液を塗布して塗膜を形成し、該塗膜を乾燥させて受理層を形成する受理層形成装置であって、前記複数の各ノズルは前記塗布面の対応する各位置に、予め決められた膜厚の塗膜を形成するのに必要な、単位面積当たりほぼ一定量の塗布液のみを供給し、隣り合う前記ノズルからの前記塗布液を塗布直後に合流可能に供給して被塗布面全面に塗膜を形成する塗布手段と、前記塗膜に振動を与えることで平坦化するレベリング手段とを備えたことを特徴とするインクジェット記録用受理層形成装置。
【請求項１０】
前記複数のノズルは、前記円環状の被塗布面の略半径方向幅全長にわたって配列し、前記ディスクの中心の回りに回転運動を行う該ディスクに対して、前記複数のノズルで前記塗布液の塗布を行うようにした請求項９に記載のインクジェット記録用受理層形成装置。
【請求項１１】
前記複数のノズルはディスクの半径方向外側に向けて開口面積が増大するように設定されている請求項９または請求項１０に記載のインクジェット記録用受理層形成装置。
【請求項１２】
前記塗布手段は、複数のノズルが被塗布面全面に対向して複数配設されている請求項９に記載のインクジェット記録用受理層形成装置。
【請求項１３】
前記レベリング手段は、ディスクを支持する保持部材に超音波振動子を接続してなる請求項９乃至１２のいずれかに記載のインクジェット記録用受理層形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクの表面にインク等を受容する受理層を形成する受理層形成方法及び受理層形成装置に関し、例えば水を含む塗布液を、平板状のディスク表面に塗布して塗膜を形成し、該塗膜をレベリングして平坦化させた後に乾燥させて受理層を形成するようにしたインクジェット記録用受理層形成方法及び受理層形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスクとしてＣＤやＤＶＤ等が知られており、これらの光ディスクではＰＣ（ポリカーボネート）製のディスク基板の一方の面に情報記録層を形成し、その上にコート層を形成した構成を有している。そしてＣＤにおいてはコート層を挟んで情報記録層と対向するコート層上に、またＤＶＤにおいてはディスク基板を挟んで情報記録層と対向する基板上に、それぞれ円環状のレーベルが取り付けられてＣＤやＤＶＤ等に関する写真や絵やタイトル等の各種の情報が印刷されている。従来はレーベルとして、例えばコート層の上にオフセット印刷等で情報を記録した紙を貼付したり、あるいは直接ディスク上に円環状にスクリーン印刷が行われており、これらレーベルの形成方法は、大量生産されるＣＤやＤＶＤ等の各種ディスクに採用されていた。
【０００３】
ところで、近年、ＣＤ等の光ディスクは数百枚から数千枚単位で生産する多品種少量生産の需要が高くなってきている。これら少量のＣＤ等のレーベルに上述したオフセット印刷等で情報を記録するのは、編集、製版、色合わせ等の下処理を必要とするためにコストが著しく高くなり不向きであった。このような少量生産の光ディスクの場合、パソコン等で処理したデジタル画像を編集、製版、色合わせ等を行わずに、直接インクジェット印刷等で光ディスク表面の受理層上に印刷する、オンデマンド印刷またはデジタル印刷が行われている。
オンデマンド印刷やデジタル印刷を行う場合、インクジェット印刷された画像の優劣は受理層の品質性能に左右されるため、写真画質と同レベルの鮮明画像を得るために光ディスク上のインクジェット用受理層の開発が進められている。
【０００４】
例えば下記特許文献１記載の受理層を形成した記憶ディスクでは、光ディスクの表面にＵＶ硬化性モノマーやＵＶ硬化性オリゴマーと、ポリビニルアルコールを含有したインキを塗布して紫外線硬化させて受理層を形成している。
しかしながら、特許文献１の場合、ＵＶ硬化性樹脂によって形成した受理層は、インク受容能力が十分でなく、インクジェットプリンター等による印刷時に滲みが生じ易い。そのため受理層上での印刷画像の解像力が低く、特に写真画像等を印刷する場合、鮮明な画像が得られないという欠点がある。
一方、下記特許文献２または３記載のものでは、記録シート用の受理層として、シリカやアルミナゾル等を含有する塗布液を塗布して多孔質のインク受理層を形成している。該受理層は顔料とバインダーを主成分とする水系塗布液、あるいは水性高分子を主成分とする水系塗布液から得られるものであり、形成後の塗膜が多孔質型のインク受理層、あるいは塗膜自身がインクを吸収する膨潤型インク受理層となるものであって、インク受理能力が高く、インクジェットプリンタ印刷した場合、写真画質同様の鮮明な画像が得られることが知られている。
このようなアルミナゾル等を含む水系塗布液は、固形分比が低く粘度が低いという特徴があり、溶剤非吸収性のシート上に、カーテンコーター、ワイヤーバーコーター、リバースコーター等の各種塗布手段を用いて、厚膜塗布して塗膜を形成し、該塗膜を自然乾燥させたり、温風乾燥させて多孔質型や膨潤型の受理層を形成している。
しかし、上記のような塗布方法はシート状の被塗布物への塗膜形成には適しているが、光ディスク表面のような円環状の被塗布領域に均一な塗膜を効率良く形成するために適用することはできない。
さらに、上記水系塗布液は、塗布時の固形分比が２０％程度であるために、スピンコートやスクリーン印刷といった従来のディスク用の塗布方法を用いることもできなかった。すなわち、このような低固形分比の塗布液は、スクリーン印刷に適した粘度に調整することができない。また同様に粘度が低いため、スピンコートを行うと、塗布液が遠心力で外周側に寄りやすく、均一な膜厚の塗膜を形成することができない。さらにその大部分が飛散してしまい、塗布の効率が悪く、特に受理層に充分な膜厚の塗膜を形成することが困難であった。
このようにディスク表面に、アルミナゾル等の顔料を含む水系塗布液からなる塗膜を平滑に塗布形成するのは困難であった。
【０００５】
特許文献４には、ＣＤやＬＤ等のディスク上にプラスチックピグメントと水溶性樹脂を含有する水系塗布液をバーコート法で塗布してインク受容層とし、その上に顔料系インクをインクジェット記録するとしている。しかしバーコート法によるディスクへの適用は、被塗布領域が円環状のため本質的に困難が伴うものである。このため実験室での数枚の試作は可能であっても、特別の工夫が無い限りこれを連続生産に用いることはできない。しかも特許文献４にはそのための手法については記載されていない。
一方ダイコーターやバーコート法等に代わる塗布手段として、特許文献５には、ディスクと相対運動するインクジェットヘッドを用いて、該ディスク上に塗布液を供給して塗膜を形成しディスクの回転によってレベリングを行う方法が記載されている。しかし特許文献５の方法は単一のノズルによる塗布のため生産効率が悪く、また塗布に時間がかかるため塗布液の流動性が失われやすく有効なレベリングを行うことができない。つまり単一のインクジェットノズルで塗布を行う過程でディスク表面に先に塗布された塗布液がレベリング開始前に次第に自然乾燥してしまう。そのために塗膜について先に塗布した部分と後から塗布した部分との間に乾燥の時間差を生じて受理層表面に皺やひび等を生じる原因になってしまう欠点がある。無理に塗布の時間を短縮しようとするとディスクの回転速度を上げなくてはならず、塗布液が遠心力で移動するため膜厚の均一性が損なわれる。しかもレベリング時にスピンコート法でレベリングを行うと水系塗布液が遠心力で外部に飛散してしまうという欠点もある。
さらに特許文献６には略直線状に配列した複数のノズルから、ガラスの被塗布物に対して蛍光体スラリーを塗布している。しかしこの塗布方法は、被塗布物をノズル配列方向と直角方向に相対運動させて塗布を行っており、帯状の被塗布物の塗布には適しているが、円板状、円環状の被塗布領域を効率よく均一に塗布することはできない。しかも塗布膜厚を均一に形成するためのレベリング等の手法は用いられていない。
【０００６】
また特許文献７では、未硬化の塗膜に微振動を与えて塗膜の平滑化を図る技術が提案されている。しかし特許文献７は既に塗布された未硬化の塗膜を平滑化する方法が記載されているにすぎず、塗布液の塗布方法、特に水系塗布液の塗布方法とその乾燥方法については全く記載されていない。
また特許文献８には、直線上に配列した複数のノズルからシリコンウエハー上にフォトレジスト液を供給し、シリコンウエハーを半径方向に昇温速度の異なるホットプレートで加熱して乾燥塗膜を形成する方法が記載されている。しかし単に直線上に配列したノズルから等量の塗布液を供給する方法では、塗布液の供給の制御をしたとしても、ディスク状の被塗布物に均一な塗膜を形成することができず、また塗布液をディスクから溢れさせずに効率的に塗布することができない。
さらに引用文献９にはディスクの円環状の被塗布領域に、該領域の半径方向に配列したノズルでディスク状に塗布液の供給を行い、しかるのちディスクを高速回転させて、ディスク上に均一な被膜を形成する方法が記載されている。しかし本引用文献に記載されている方法はあくまでスピンコートであって、塗膜の粘度に制約を受け被膜の厚さが半径方向に傾斜を持つスピンコートの短所を改善するものではない。
【０００７】
前述したように水系塗布液の乾燥塗膜からなる受理層は、良好なインクジェット受理性能を有し、写真等の鮮明な画像を印刷できる。しかし前記受理層を形成するためには、ディスク上に、固形分比の小さい塗布液による、膜厚の厚い塗膜を均一に形成しなくてはならない。そのような塗膜を被塗布物上に形成して良好な受理層を付与するための量産可能な方法を見出すことは、たとえ被塗布物がシート状であったとしても容易ではない。まして、光ディスク上にそのような塗膜を均一に形成するための方法を見出し、受理層付きの光ディスクを量産するための装置を作製することは困難で、未だにそのような方法、装置は開発されていない。
【特許文献１】特開平９−２４５３８０号公報
【特許文献２】特開平２−２７６６７０号公報
【特許文献３】特開平６−２７０５３０号公報
【特許文献４】特開平８−１９７８３３号公報
【特許文献５】特開平９−１９２５７４号公報
【特許文献６】特開平１１−２２１５０６号公報
【特許文献７】特開平５−１５４４４１号公報
【特許文献８】特開２００３−２４５５９１号公報
【特許文献９】特開２００１−１７９１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑みて、円環状の被塗布面を有するディスクの該被塗布面に、塗布液を塗布して均一膜厚の塗膜を形成し、レベリングによって均一膜厚で平滑性の良い受理層を、塗布液の無駄なく効率的に形成するようにしたインクジェット記録用受理層形成方法と受理層形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のインクジェット記録用受理層形成方法は、ディスク上の円環状の被塗布面に、配列された複数のノズルで塗布液を塗布して塗膜を形成し、該塗膜を乾燥させて受理層を形成する受理層形成方法であって、前記複数の各ノズルは、前記塗布面の対応する各位置に、予め決められた膜厚の塗膜を形成するのに必要な、単位面積当たりほぼ一定量の塗布液のみを供給し、隣り合う前記ノズルからの前記塗布液は、塗布直後に合流可能に供給されて、被塗布面全面に塗膜を形成する塗布工程と、前記塗膜に振動を与えることで平坦化するレベリング工程とを備えたことを特徴とする。
また、本発明によるインクジェット記録用受理層形成装置は、ディスク上の円環状の被塗布面に、配列された複数のノズルで塗布液を塗布して塗膜を形成し、該塗膜を乾燥させて受理層を形成する受理層形成装置であって、前記複数の各ノズルは前記塗布面の対応する各位置に、予め決められた膜厚の塗膜を形成するのに必要な、単位面積当たりほぼ一定量の塗布液のみを供給し、隣り合う前記ノズルからの前記塗布液は、塗布直後に合流可能に供給されて、被塗布面全面に塗膜を形成する塗布手段と、前記塗膜に振動を与えることで平坦化するレベリング手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、円環状の被塗布面を有するディスクの該被塗布面に、略半径方向幅全長に配列した複数のノズルを用いて塗布液を塗布することで、スピンコート法やダイコート法等と相違して、塗布液を置くように塗布して塗膜が形成され、塗布液が無駄なく使用されて効率的な塗布をおこなうことができる。このため固形分比の小さな塗布液であっても、被塗布面に均一な膜厚の受理層用塗膜を形成することができる。
しかも複数のノズルで同時に液状の塗布液を塗布するために、単一のノズルで塗布する場合よりも短時間で塗膜を形成でき、塗布過程や乾燥過程で先に塗布した塗膜の一部が自然乾燥し始めて皺やひびの原因になることはない。異なるノズルから塗布された塗布液は塗布液自身の有する流動性により塗布液間でレベリングが行われるが、その際にノズル間距離やノズルと被塗布面の相対移動等のために表面に微細な凹凸が形成されたり、塗布終了後にノズルを引き上げる際に液状の塗布液が糸を引いたり塗布開始と終わりとで塗布液が重複して、レベリングが完全に行われずに凹凸が形成されることがあっても、振動によって塗膜を強制的に平坦化することができる。そして塗膜を乾燥させることで、均一な膜厚で平滑性の良い受理層を形成することができる。
このように本発明の受理層形成方法と受理層形成装置によれば、塗布液を無駄にすることなく迅速にかつ効率的に塗膜を形成して乾燥作業を行うことができ、これによって、被塗布面に水系塗布液のような液状の塗布液を塗布・乾燥して得た受理層に、文字や写真等の情報を鮮明な画像として印刷できるディスクを量産する受理層形成方法及び装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のインクジェット用受理層形成方法及び受理層形成装置においては、塗布液を供給する供給口には、複数のノズルが略半径方向幅全長に配列されており、光ディスク表面の異なる半径方向位置に対応した各ノズルから、それぞれの位置に必要な供給量だけ塗布液を供給することができる。そこでこれらノズルから水系塗布液を単位面積当たりの塗布量がほぼ一定になるよう供給して塗布を行うことにより、塗布量の均一化のために塗布液を展延処理する必要がないため、展延処理による遠心力によって外周側部分に塗布液が偏在することが無く、塗膜の平坦性と膜厚の均一性が高くなる。
【００１２】
ディスク表面の被塗布面全面に塗布液を供給するには、ノズルとディスクを相対移動させて行うことができるが、ディスク中心軸の回りに回転運動を行わせることが好ましく、光ディスクを回転運動させつつ、固定したノズルから塗布液を供給させることがさらに好ましい。
この場合、各ノズルの相対角速度は等しいが、内周側のノズルに対して外周側のノズルの周速度はより大きくなるために、単位時間あたりに供給される塗布液の量が半径方向外側に向けて増大するように設定されることが好ましく、これによって被塗布面では単位面積当たりの塗布量を均一に制御できることになる。このためには各々のノズルの供給圧力を調整することで行っても良いが、供給圧力は一定に保ったまま、各ノズル各供給口の面積が円板状の被塗布面の半径方向外側に向けて増大するようにすることが供給量の制御を行い易く好ましい。
そのためには複数のノズルから供給する塗布液が、供給タンク内で安定化した圧力を加えられて同一の供給源から供給されることが好ましい、これによって供給量の変動を極めて低く抑えることが可能となるとともに、塗布液の圧力が一定となり、各ノズルから供給する塗布液の供給量をノズルの供給口の面積を調整することによって設定できる。したがって、ディスク基板等の円板状の被塗布面を半径方向に配列された複数のノズルで塗布する場合においても、周速度の大きい外周側のノズルの供給量は供給口の面積を大きくして調整できる。
【００１３】
このようにノズルの塗布時における単位時間あたりの供給量は、塗布圧力とノズルの口径によって設定できるが、ノズルの口径は同じであっても、ノズルの配列密度を調整することによって行うこともできる。さらに全体的な塗布量の多少の調整は、ディスクの回転速度を変化させることによっても調整可能である。
各ノズルから被塗布物に塗布された塗布液は、対応する被塗布面上の各位置で連続して塗布されているために、相互に一部重ねられ且つ塗布時に表面張力によって例えば液滴状または山状を呈した形状とされ、しかも各塗布液は各ノズルからの塗布量を調整することにより、被塗布物の表面上で単位面積当たりの塗布量をほぼ一定にできる。そのため、被塗布面の半径方向に配列した複数のノズルを、例えばディスクの円環状の被塗布面に沿って、ディスクの円周方向に１回転させることで膜厚のほぼ均一な塗膜を形成でき、その後の水平面内のレベリング作用によって均一膜厚の受理層を形成することができる。
なお塗布時のノズルの相対移動速度は特に被塗布物が回転運動を行うときは、遠心力によって塗布液が回転中心に対して外側に向かわないように、塗布液の粘度を考慮して低速の回転速度を設定することが好ましい。
【００１４】
複数のノズルを円板状の被塗布面の半径方向に配列する場合、各ノズルは直線状に配列してもよく或いは各ノズルを半径方向に千鳥状に配列してもよく、その際、各ノズルの供給口は円形、多角形等適宜の形状に形成できる。千鳥配列の場合、各ノズルから供給される塗布液が相互に一部重複し易くなり、確実にレベリングによる平坦化を行える。
ノズルの径は小さい方が面積当たりの塗布量を高い精度で設定できるが、小さくし過ぎると塗布効率が低下するので、塗布液の粘度、塗布液の供給圧力と併せて最適範囲を設定する必要がある。特にディスクを中心軸の回りに回転させつつノズルによって塗布を行うときは、回転速度との関係で塗布膜厚が決定されるので、必要な塗布膜厚を効率よく形成するに充分な塗布量を制御可能な供給圧力範囲内で供給する必要がある。
ノズルの配列個数としては、必要膜厚から設定されたノズル径と塗布液供給量において、塗布直後に隣り合うノズルからの塗布液が互いに合流可能であれば、特に限定はされないが、円環状の被塗布領域の略半径方向全長幅にわたって、隣り合うノズルが互いに接した状体で配列するほうが、塗布液供給後の合流が容易でレベリングも行いやすい。
例えば１００〜５００μｍ程度の塗布膜厚から、乾燥膜厚２０〜１００μｍ程度の受理層を形成する場合は、０．５〜５ｍｍ程度の口径のノズルから適宜選択して使用することができる。
本発明は特にレベリングの容易な低粘度の塗布液を使用して、均一な塗膜を形成するときに好適に使用することができ、スクリーン印刷への印刷適性のない低粘度の塗布液にも幅広く使用することができる。塗布液の粘度はノズルからの安定供給とレベリングの容易さを考慮して適宜設定することができるが、１０ｍＰａ・ｓ〜６００ｍＰａ・ｓの範囲に設定することが好ましく、２０ｍＰａ・ｓ〜１００ｍＰａ・ｓとすることがさらに好ましく、２５ｍＰａ・ｓ〜７５ｍＰａ・ｓが最も好ましい。また塗布液にはシリコン等の添加剤を添加することでレベリング性を向上させてもよい。
【００１５】
本発明の受理層形成方法においては、塗布工程によって形成された塗膜に振動を与えることで強制的に平坦化するレベリング工程を有している。
本発明によれば、光ディスクの被塗布面に複数のノズルを用いて塗布液を塗布することで、塗布液を置くように塗布して塗膜が形成され、塗布液自身の流動性でレベリングが起こるが、その際にレベリングしきれずにノズル間距離やノズルと被塗布面の相対移動等のために表面に微細な凹凸が形成される。また、塗布終了後にノズルを引き上げる際に液状の塗布液が糸を引いたり塗布開始と終わりとで塗布液が重複して凹凸が形成されることがある。
相対移動やノズル間距離等で生じる微細な凹凸は液状の塗布液自身のレベリング特性によって平坦化され得るが、塗布終了時の凹凸は高低差が比較的大きいために自身のレベリング特性によっては十分平坦化されない。しかしこの場合でも、振動によって塗膜を強制的に平滑化することができる。そして塗膜を乾燥させることで、均一な膜厚で平滑性の良い受理層を形成することができる。しかも複数のノズルで同時に液状の塗布液を塗布するために、単一のノズルで塗布する場合よりも短時間で塗膜を形成でき、塗布過程や乾燥過程で先に塗布した塗膜の一部が自然乾燥し始めて皺やひびの原因になることはない。
また、レベリング工程において塗膜に与える微振動は超音波振動によって行われてもよい。
塗膜に対してレベリング手段として超音波振動を与えることで、塗布時に複数のノズルを相対移動して畝状の凹凸が残ったとしても、そして塗布終了時に塗布開始時の塗布液と重なったり、ノズルをディスクから離すときに塗布液が糸を引いたりして凹凸が生じても、強制的な微振動によって迅速に平坦化することができる。
【００１６】
本発明による受理層形成装置では、塗膜形成手段は、複数のノズルが円板状の被塗布面の略半径方向幅の全長に配列されていても良く、被塗布面に対して相対移動して塗布するようにしてもよい。
特に複数の固定ノズルから塗布液を回転運動するディスク上の被塗布物表面に、必要量だけ置くように塗布すれば、塗膜の平坦性と膜厚の均一性が高くなる。ノズルとディスクとの相対移動時において、複数のノズルから供給される塗布液の量は、被塗布面とノズルとの相対的な移動距離あたりほぼ一定であるようにするのが好ましく、このようにすることによって、ディスク上の単位面積当たりの塗布量をほぼ一定とすることができる。
またこのためには、複数のノズルはディスクの半径方向に向けて開口面積が増大するように設定されていることが好ましい。
なお塗膜形成手段として、略半径方向幅の全長に配置されたノズル列は、一列でもよいが、該ノズル列と角度をなす半径方向にさらに別の複数のノズル列を有していてもよく、ディスクの中心部から半径方向外側に放射状に配列した複数のノズル列を有していてもよい。
また、ノズルは被塗布面全面に対向して複数配設されていてもよい。
この場合、ノズルは例えば蜂の巣状に多数配列されて形成されているために、ノズルと被塗布面の両方を静止状態で対向させて塗布液を各ノズルから供給させてレベリングの後に均一な膜厚の塗膜を形成でき、ノズルと被塗布面のいずれをも移動させないために高精度なコート層を容易にかつ短時間に形成できる。
【００１７】
塗布液は、顔料とバインダーとを含有していて多孔質のインク受理層を形成する水系塗布液であってもよい。また、塗布液は、親水性高分子を含有していて膨潤型のインク受理層を形成する水系塗布液であってもよい。
なお本発明において親水性高分子とは、分子内に親水性感応基を有しており、水に溶解した状態、または自己乳化した状態の高分子物質を意味する。
このような水系塗布液から形成される受理層はインク受理能力が高く良好な印刷画像を形成するが、一方で水系塗布液は水性塗料であり、固形分比率２５質量％以下の低固形分比率の塗料として使用されることが多い。このため、従来のスクリーン印刷やスピン塗布では充分な膜厚の均一な受理層を形成することが困難で、本発明の受理層形成方法を好適に用いることができる。
本発明で使用する水系塗布液は、水もしくは水を主成分とする溶媒中に顔料及びバインダーまたは親水性高分子を含有する。顔料、バインダー及び親水性高分子の材質はとくに限定されず、公知の無機顔料、有機顔料また公知の塗布液用のバインダー、親水性高分子を広く使用できる。さらに顔料が無機顔料でバインダーが水溶性樹脂のときに本発明の効果が極めて良好に発揮される。
顔料とバインダーを含有する水系塗布液からは多孔質型のインク受理層が得られ、親水性高分子を含有する水系塗布液からは膨潤型のインク受理層が得られる。膨潤型のインク受理層においては受理層自体がインクを吸収し、自ら膨張または溶解してインクを受理層内に吸着する。その中でも、顔料微粒子間の空隙にインクを受容させる、多孔質型インク受理層である方が好ましい。
【００１８】
この多孔質型インク受理層は主に顔料とバインダーからなり、顔料としては、アルミナだけでなく、シリカ、ベーマイト、合成微粒子シリカ、合成微粒子アルミナシリケート、気相法合成シリカ、シリカアルミナ複合粒子、ゼオライト、モンモリロナイト群鉱物、バイデライト群鉱物、サポナイト群鉱物、ヘクトライト群鉱物、スチーブンサイト群鉱物、ハイドロタルサイト群鉱物、スメクタイト群鉱物、ベントナイト群鉱物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸亜鉛、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、カオリン、タルク、アルミナ水和物、プラスチックピグメント、尿素樹脂顔料、セルロース粒子、澱粉粒子などが挙げられ、なかでも、シリカ、アルミナ、シリカアルミナ複合粒子、ベーマイト、気相合成シリカが好ましい。このうち、特にベーマイト（Ａl２Ｏ３・ｎＨ２Ｏ、ｎ＝１〜１．５）がインクの吸収性、定着性の観点から好適である。
さらに好ましくは、多孔質型インク受理層の平均細孔半径が３〜２５ｎｍであり、特には５〜１５ｎｍが適切であり、かつ細孔容積が０．３〜２．０ｃｍ３／ｇが好ましく、特には０．５〜１．５ｃｍ３／ｇであるのが好適である。
【００１９】
またバインダーとしては、でんぷんやその変性物、ポリビニルアルコール又はその変性物，スチレン・ブタジエンゴムラテックス，ニトリル・ブタジエンゴムラテックス、ヒドロキシセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド等の水溶性重合体、アルコール可溶性の重合体若しくはこれらの重合体の混合物などの水溶性樹脂を用いることができる。なかでも本実施例では、インク吸収性や耐水性が良好であることを要するためポリビニルアルコールまたはその変性物の使用が好ましい。バインダーは上記顔料１００質量部に対して、好ましくは、１〜１００質量部、特には、３〜５０質量部含まれるのが適切である。
【００２０】
一方、膨潤型インク受理層を得るために用いる親水性高分子としては、ウレタン樹脂またはその変性物、完全鹸化ないしは部分鹸化のポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアルキレンオキサイド、ポリアクリルアミド、又はそれらの誘導体などの親水性の合成高分子、ゼラチン、変性ゼラチン、デンプン、変性デンプン、カゼイン、大豆カゼイン、変性大豆カゼイン若しくはその変性物、又はそれらの誘導体、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ニトロセルロースなどのセルロース誘導体などの親水性の天然高分子が挙げられる。なかでも、ウレタン樹脂またはその変性物、ポリビニルアルコール若しくはその誘導体、ポリビニルピロリドン若しくはその誘導体、ポリアクリルアミド、セルロース誘導体、ゼラチン若しくはその誘導体が特に好ましい。
それらの中でも、さらに変性ウレタン樹脂は耐熱性に優れることから最も好ましい。なお、本発明で変性ウレタン樹脂とは、水性化されたウレタン樹脂を意味し、水に安定して分散できるように、ウレタン骨格の主鎖中に親水基を導入して自己乳化するか、または外部乳化剤で分散させて得られるウレタン樹脂の水分散体を示す。変性ウレタン樹脂としては特にポリカーボネート系ポリオールまたはポリエステル系ポリオールと脂肪族イソシアネートとから得られる自己乳化タイプのものが好ましい。
これらの親水性高分子はそれぞれ単独、又は２種以上の混合物の形態で使用される。
【００２１】
膨潤型インク受理層の場合、上述した親水性高分子の他に、必要に応じて、顔料を親水性高分子に対して０．０５〜１０重量％含有することができる。なお、顔料としては、多孔質型のものと同じものが使用できる。
尚、インク受理層には、その他の添加剤として、必要に応じて、硬化剤、レベリング剤、消泡剤、増粘剤、蛍光増白剤、着色染料、着色顔料等を使用することが出来る。特に硬化剤は、多孔質層の場合、形成過程において影響が大きく、水系塗布液の乾燥過程における水分蒸発での体積収縮による歪みから生じるクラックなどの塗膜欠陥を、早期にゲル化することで抑制する効果がある。バインダーとしてポリビニルアルコールを使用する場合は、ホウ酸やホウ酸塩などが有効である。
本実施例において、ディスク基板上に設けられるインク受理層の塗布厚は、インク吸収性、塗工層の強度、用途などに応じても選択されるが、好ましくは２〜８０μｍが採用される。この塗布厚が２μｍに満たない場合はインク受理層としての効果が発現し難く、一方，８０μｍを超える場合は、透明性や強度の低下または表面に微細なクラックが発生するおそれがあるので好ましくない。なかでも、インク受理層の塗布厚は１０〜５０μｍであるのが適切であり、３０〜４０μｍが更に好ましい。乾燥塗膜の重量にすると２〜８０ｇ／ｍ２が好ましく、２０〜７０ｇ／ｍ２がより好ましく、３０〜５０ｇ／ｍ２が最も好ましい。塗布液の塗布膜厚は塗布液の固形分濃度に対応して例えば乾燥膜厚の４〜８倍程度、塗布液の重さにして１０〜４００ｇ/ｍ２にすることができる。
【実施例】
【００２２】
本発明の実施例を光ディスクへの受理層形成を例にとって図１乃至図１０により説明する。図１は本発明の実施例による光ディスクの受理層形成装置の平面図、図２は受理層の内周及び外周縁部付近の表面を平坦化するための凹溝の切削手段を示す図、図３は前記凹溝内に気泡が入らぬように、本塗布の前に予め凹溝内に塗布を行うための凹溝塗布ノズルを示す図、図４は塗膜形成手段の塗布部を示す要部斜視図、図５は塗布部における各ノズルの供給口を示す図、図６は振動手段を示す図、図７（ａ）、（ｂ）は面状発熱体の平面図と側面図、図８は受理層形成方法の処理工程を示すフローシート、図９（ａ）、（ｂ）はディスク上に水系塗布液を一部重複して塗布した状態の図とレベリングされた状態の図、図１０は製造された光ディスクの要部縦断面図である。
本実施例による受理層形成装置で製造する光情報記録媒体としての光ディスク１は例えば通常のデジタルビデオディスクであり、図１０に示すように例えばポリカーボネート基板（ＰＣ基板）からなるリング状のディスク基板２の一方の面２ａに情報記録層３が形成されており、この情報記録層３はスタンパ等で形成された０．１μｍ程度の凹凸の表面に金属薄膜からなる反射膜を被覆して構成されている。
そしてこの情報記録層３の表面にはもう一方のディスク基板４が接着剤で貼り合わされている。ディスク基板２の他方の面２ｂ側から再生光を照射し、情報記録層３からの反射光により読み取りを行う。光ディスク１の情報読み取り側の面２ｂとは反対側のディスク基板４上の印刷面４ａに、塗布液として水系塗布液を塗布した薄い塗膜を乾燥して得た多孔質インク受理層５（受理層）が設けられている。ディスク基板４の印刷面４ａは疎水面である。受理層５を形成する印刷面４ａの内周側縁部と外周側縁部にはそれぞれ凹溝６ａ、６ｂが形成されており、受理層５はこれら凹溝６ａ、６ｂで仕切られた円環状の印刷面４ａに形成されている。
ここで、受理層５を形成するための塗布液としての水系塗布液Ｓは、乾燥後の受理層５を形成する水性の塗布液であり、本実施例では顔料とバインダーを含有する多孔質インク受理層形成用の水系塗布液を用いるものと、親水性高分子を含有する膨潤型インク受理層形成用の水系塗布液を用いるものとについて実施した。なお、膨潤型インク受理層とは、親水性高分子を主成分としたものであり、受理層５自体がインクを吸収し、自ら膨潤または溶解してインクを受理層５内に吸着するものである。
【００２３】
受理層形成装置１０は、図１に示すように、塗膜形成部１１と乾燥部１２とで概略構成されている。塗膜形成部１１では略円板型の回転板１４に所定間隔に複数（例えば６本）のアーム１４ａが設けられ、その自由端に回転テーブル１５がそれぞれ設けられてディスク移送手段を構成している。各回転テーブル１５はディスクＤを吸着支持して中心軸線Ｏ回りに自転可能であると共に回転板１４によって間欠回転（公転）する。各回転テーブル１５の間欠的な公転による停止位置は、受け渡し部Ａ１、凹溝形成部Ａ２、前塗布部Ａ３、本塗布部Ａ４、レベリング部Ａ５、排出部Ａ６とを構成する。
受け渡し部Ａ１では、光ディスク１の受理層５と凹溝６ａ，６ｂが未形成のディスクＤを供給部１６から受け取り、凹溝形成部Ａ２からレベリング部Ａ５までの工程で印刷面４ａ上に多孔質インク受理層形成用の水系塗布液Ｓからなる塗膜Ｓａを形成した後に、排出部Ａ６で移載部１７を介して乾燥部１２へディスクＤを受け渡すようになっている。乾燥部１２ではリング状の搬送部材１８でディスクＤを回転させながら塗膜の乾燥を行うことになる。
なお、ディスクＤの供給部１６には複数のディスクＤを図示しないスペーサを介して積層するスタック部が設けられており、スタック部からスペーサを除いて最上部のディスクＤを供給部１６から受け渡し部Ａ１の回転テーブル１５に供給することになる。
【００２４】
次に凹溝形成部Ａ２からレベリング部Ａ５までと乾燥部１２について図２〜図７により説明する。
図２に示す溝形成部Ａ２には切削手段２０が設けられている。切削手段２０は一対の切削刃２０ａ、２０ａを備えており、ディスクＤの保護層４の印刷面４ａにおいて受理層５を形成すべき円環状領域の内周側端部と外周側端部に切り込んでそれぞれ凹溝６ａ、６ｂを形成することになる。各切削刃２０ａは、凹溝６ａ、６ｂの受理層側が垂直で反対側がテーパ状を形成するようにそれぞれ外側に傾斜刃２０ｂを設けた切刃形状を有している。
そして、ディスクＤの中心軸線Ｏ回りにディスクＤと切削手段２０を相対回転させつつ各切削刃２０ａで保護層４を切削加工することで二条の凹溝６ａ，６ｂをリング状に形成できる。保護層４はポリカーボネート樹脂からなるために、保護層４は切削刃２０ａによって両側に押し分けられて略Ｖ字状の凹溝に変形し、切屑は発生しない。
なお、凹溝６ａ，６ｂの最大深さは、印刷面４ａに塗布形成される塗膜Ｓａの厚みと同等以上であることが好ましい。しかし、少なくとも塗膜Ｓａを形成した状態で、凹溝６ａ，６ｂでの塗膜Ｓａの最大膜厚が、凹溝間に形成される塗膜膜厚と同等以上であればよく、凹溝６ａ，６ｂがこれを満足する程度の最大深さを有していれば、塗膜Ｓａの乾燥時に凹溝に塗布された水系塗布液Ｓが中央領域よりも先に乾燥し始めたり中央領域側に流動して膜厚変動を来すのを防止できる。
次に図３に示す前塗布部Ａ３では、一対の凹溝塗布ノズル２２、２２が各凹溝６ａ、６ｂに対向して配設されている。各凹溝塗布ノズル２２からは塗布液として水系塗布液Ｓが供給されて凹溝６ａ、６ｂを埋めて隆起させるようになっている。この場合も、ディスクＤの中心軸線Ｏ回りにディスクＤと凹溝塗布ノズル２２，２２が相対回転しつつ各ノズル２２から水系塗布液Ｓを塗布することになる。
【００２５】
図４において、本塗布部Ａ４に塗膜形成手段２４が設けられている。
塗膜形成手段２４は、ディスクＤの凹溝６ａ、６ｂで挟まれた円環状の印刷面４ａに水系塗布液Ｓを塗布する装置である。ここで用いる水系塗布液Ｓは上述の凹溝塗布ノズル２２で用いる水系塗布液と同一であり、例えば下記の処方を用いる。受理層処方１〜３は多孔質型のインク受理層の水系塗布液に関する処方であり、受理層処方４は膨潤型のインク受理層の水系塗布液に関する処方である。
【００２６】
受理層処方１
アルミナゾル（固形分濃度２０％）：１００質量部
ポリビニルアルコール（クラレ社製、商品名ＰＶＡ−１２４、固形分濃度７％）：２８．６質量部
ホウ酸（固形分濃度４％）：５質量部
（アルミナゾルの製造方法）
容量２リットルのガラス製反応器に、ポリ塩化アルミニウム水溶液（アルミニウム濃度がＡｌ２Ｏ３に換算して２３．５質量％、Ｃｌ濃度８．１質量％、塩基度８４％、多木化学社製、商品名「タキバイン」＃１５００）３２７ｇと水１５４８ｇを仕込み、９５℃に昇温した。次いで市販のアルミン酸ナトリウム溶液（Ａｌ２Ｏ３：２０質量％、Ｎａ２Ｏ：１９質量％）１２５ｇと添加し、攪拌しながら液温を９５℃に保持して２４時間熟成してスラリーを得た。なお、アルミン酸ナトリウム溶液添加直後の液のｐＨは、９５℃において、８．７であった。
熟成後のスラリーを限外濾過装置を用いて洗浄した後、再び９５℃に昇温し、この洗浄後のスラリーの総固形分量の２％となる量のアミド硫酸を添加し、総固形分濃度が２１％となるまで減圧濃縮した後、超音波分散してベーマイト結晶粒子が凝集した粒子の平均粒子径が１９０ｎｍ、ｐＨ４．５のアルミナゾルを得た。
受理層処方２
シリカアルミナ複合ゾル（固形分濃度２０％）：１００質量部
ポリビニルアルコール（クラレ社製、商品名ＰＶＡ−１４０Ｈ、固形分濃度７％）：５７.２質量部
ホウ酸（固形分濃度４％）：５質量部
（シリカアルミナ複合ゾルの製造方法）
容量２リットルのガラス製反応器に、３号ケイ酸ソーダ溶液（ＳｉＯ２濃度２８．８４％、Ｎａ２Ｏ濃度９．３１％）５５４．８ｇ及びイオン交換水１１８２．６ｇを入れ、攪拌しながら５ｍｏｌ／Ｌ塩酸水溶液３３０．０ｇを４時間かけて添加した。添加後、反応液はｐＨ６．４であった。その後、温度８０℃に昇温し、４時間攪拌して熟成し、シリカヒドロゲルを生成させた。得られたシリカヒドロゲルには直径数ｍｍの粗大粒子があったため、コロイダルミルにより平均粒子径３０μｍ以下にまで粉砕した。
この粉砕したシリカヒドロゲルを、再び容量２リットルのガラス製反応器に入れて攪拌しながら温度８０℃に昇温し、シリカヒドロゲルのＳｉＯ２質量に対するポリ塩化アルミニウムのＡｌ２Ｏ３質量比が１００／１５となる量のポリ塩化アルミニウム水溶液（多木化学社製、商品名：タキバイン＃１５００、Ａｌ２Ｏ３濃度２３．５％、Ｃｌ濃度：８．１％、以下全て同じ）を約１０分間かけて徐々に添加した。添加終了後、温度８０℃で１時間攪拌した後、室温にまで冷却した。
この反応液に５ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム溶液を加えて、反応液のｐＨを７に調製した後、限外濾過装置を使用して、濾液の電導度が５０μＳ／ｃｍ以下に低下するまで精製した。
この精製した溶液中の総固形分量の３％となる量のアミド硫酸を添加して、減圧下で加熱濃縮し、冷却後、直径０．５ｍｍのジルコニア製ビーズのビーズミルを使用して粉砕し、濃度２３％、ｐＨ５、一次粒子径１６ｎｍ、凝集粒子径２９０ｎｍの第１層用のシリカアルミナ複合ゾルを得た。
受理層処方３
シリカ分散液（固形分濃度１４％）：１００質量部
ポリビニルアルコール（クラレ社製、商品名ＰＶＡ−４２０、固形分濃度  
７％）：５０質量部
（シリカ分散液の製造方法）
気相法シリカ微粒子（日本アエロジル社製、商品名「アエロジル３００」）と水の混合液を、高速回転式コロイドミル（エム・テクニック社製、商品名「クレアミックス」）を用いて、１０，０００ｒｐｍで３０分間分散処理を行いシリカ分散液を得た。
受理層処方４
メチルセルロース（信越化学社製、商品名「メトリーズＳＭ１５」）：１００質量部
不定形シリカ（富士シリシア化学社製、商品名「サイリシア３７０」）：０.０３質量部
メチルセルロースは固形分濃度３％の溶液であり、これに不定形シリカを混合、攪拌して水系塗布液を得た。
【００２７】
塗膜形成手段２４は、回転テーブル１５上にその回転軸Ｏを中心として半径方向に水系塗布液Ｓを供給するための供給手段２５を備えている。この供給手段２５は単一の供給系部２６（供給源）とこの供給系部２６から複数本に分岐されたノズル２７ａ、２７ｂ…２７ｈからなるノズル部２７とで構成されており、供給系部２６の領域に設けた図示しないバルブの開閉によって各ノズル２７ａ〜２７ｈからの水系塗布液Ｓの供給と停止を制御する。各ノズル２７ａ〜２７ｈは例えばマイクロディスペンサノズルからなっていて、ディスクＤの半径方向に並んで配列されていて、例えば凹溝６ａ、６ｂ間の受理層５の形成幅に亘って直線状に配列されている。
しかも各ノズル２７ａ〜２７ｈは図５に示すようにそれぞれ円形の供給口を有しており、配列方向の最も内周側に位置する最内周ノズル２７ａは供給口が最小の面積とされ、径方向外側に向けて複数の各ノズル２７ｂ、２７ｃ、…は供給口の面積が漸次増大し、最外周ノズル２７ｈは供給口の面積が最も大きく設定されている。
そのため、最内周ノズル２７ａから最外周ノズル２７ｈに向けて漸次単位時間当たりの供給量が増大するように設定され、且つ単位面積当たりの各ノズル２７ａ〜２７ｈの水系塗布液供給量はそれぞれ一定に設定されている。これはディスクＤに対して径方向に並べられた各ノズル２７ａ〜２７ｈが同一の角速度で相対回転するためであり、各ノズル２７ａ〜２７ｈによるディスクＤの印刷面４ａでの単位面積当たりの塗布量が均一になるように各ノズル２７ａ〜２７ｈの単位時間当たりの供給量がそれぞれ設定されている。例えば１．５ｍｍ〜２．５ｍｍの口径にわたって順次口径を大きくしたノズルを、隣り合うノズルと接触させて最内周から最外周へと直線上に配列して設置し、０．４〜０．５ｋｇ／ｃｍ２の供給圧力で共通の供給源から塗布液を供給することができる。
各ノズル２７ａ〜２７ｈからの水系塗布液Ｓの塗布によって凹溝６ａ，６ｂ間の印刷面４ａに円環状の塗膜Ｓａを形成する。
【００２８】
次に図６に示すレベリング部Ａ５では、振動手段２９が設けられている。
振動手段２９において、ディスクＤを吸着支持する回転テーブル１５は、例えば板状の保持部材３０上に支持されている。保持部材３０は例えば金属製で超音波伝達手段を構成し、保持部材３０の他端には回転テーブル１５から外れた位置に例えば超音波振動子または圧電素子からなる超音波発振器３１が取付けられている。超音波発振器３１を起動することで、発生した超音波の振動は保持部材３０から回転テーブル１５を介してディスクＤ上の塗膜Ｓａへ伝達され、塗膜のレベリングを強制的に行える。
各ノズル２７ａ…２７ｈによる複数の液滴状の水系塗布液Ｓはそのレベリング性能によって相互に平坦化でき得るが、ノズル部２７をディスクＤに対して相対的に１回転させて塗布を終了する際に各ノズル２７ａ…２７ｈからの水系塗布液Ｓの供給を停止させると塗布の支点と終点が重なることで各ノズル２７ａ…２７ｈの軌跡に沿う畝状の凹凸よりも大きな凹凸が形成される。このような大きな凹凸は振動手段２９によるレベリング作用を用いることで容易に平坦化できる。
【００２９】
次に乾燥部１２に配設された乾燥手段について図７により説明する。
図１に示す乾燥部１２では、印刷面４ａに円環状の塗膜Ｓａが形成されたディスクＤをリング状の搬送部材１８で回転搬送させながら塗膜の乾燥を行うことになる。乾燥手段３３では、搬送部材１８に所定間隔で複数の面状発熱体３４が配列され、各面状発熱体３４上に塗膜Ｓａが形成されたディスクＤが略同心に載置されることになる。
面状発熱体３４は、図７（ａ）に示すように、径の異なるリング状の複数（図では３枚）の面状ヒータが同心円状に嵌合状態に配列されており、これらを内側から外側に向けて第一ヒータ３５、第二ヒータ３６、第三ヒータ３７とする。各ヒータの加熱温度は第一ヒータ３５が最も高く（例えば約１３０℃）、次いで第二ヒータ３６（例えば約９０℃）、第三ヒータ３７（例えば約８０℃）と順次加熱温度が低く設定され、約３分間程度加熱する。
そして第一乃至第三ヒータ３５〜３７の上面には熱容量の大きい（比熱の大きい）金属円板状のトレー３８が取り付けられ、トレー３８の上にディスクＤ全体が密着して載置されることになる（図７（ｂ）参照）。トレー３８を第一乃至第三ヒータ３５〜３７とディスクＤとの間に配設することでディスクＤに伝達される半径方向の温度勾配を滑らかにすることができる。トレー３８を設けないと、温度差によってディスクＤの塗膜Ｓａに各ヒータ３５〜３７の電熱線パターンの形が熱転写されてしまうことになる。例えば第一、第二、第三ヒータ３５、３６、３７の加熱によるトレー３８とディスクＤとの間の温度はそれぞれ９５．７℃、８６．０℃、７７．５℃程度で、温度差は１０℃〜２０℃程度に設定されることが好ましい。トレー３８の材質としては熱伝導率（ｋ）が小さい、例えば熱伝導率＝２〜２０程度の範囲の、ＳＵＳや石英ガラス等が好ましい。
また、図７（ｂ）において、第一乃至第三ヒータ３５〜３７にはヒータコントローラ３９ａ、３９ｂ、３９ｃがそれぞれ電気的に接続されており、図示しない制御手段によってＰＩＤ制御される。
なお、塗膜Ｓａは乾燥することで受理層５を形成するが、乾燥することで半透明になるために、受理層５の下面に白い下地層を設けておくことが好ましい。
【００３０】
本実施例による受理層形成装置１０は上述の構成を備えており、次に受理層形成方法について図８に示すフローシートに沿って説明する。
先ず図１において、受理層形成装置１０の塗膜形成部１１で、ディスク基板２と情報記録層３と４を切削して両側に押し分けて、リング状の凹溝６ａ、６ｂをそれぞれ形成する（ステップ１０２）。得られた各凹溝６ａ、６ｂは例えば受理層５を形成すべき側の側壁が略垂直で他方の側壁が傾斜面をなす断面略Ｖ字状を呈している。
次に前塗布部Ａ３に移動させられたディスクＤは、図３に示すように各凹溝６ａ、６ｂに対向する位置に凹ディスク基板４が積層されてなるディスクＤの１つを、図示しない受け渡し手段で、供給部１６からスペーサを除いて受け渡し部Ａ１の回転テーブル１５上に供給して載置する（ステップ１０１）。各回転テーブル１５ではディスクＤは図示しない吸着手段で下面を吸引されてほぼ同軸に保持される。そして回転板１４を間欠回転すると、ディスクＤは順次供給部１６から受け渡し部Ａ１の回転テーブル１５に供給される。
回転板１４を所定角度（ここでは６０°）回転させることで、受け渡し部Ａ１から凹溝形成部Ａ２に移動したディスクＤは、図２に示すように切削手段２０の下方に位置させられる。そして各切削刃２０ａが印刷面４ａの円環状の受理層５を形成すべき領域の内周側及び外周側縁部に位置した状態で降下させて保護層４に切り込みを入れる。同時に回転テーブル１５を自転させてディスクＤを回転軸線Ｏ回りに１回転させる。これによって、各切削刃２０ａでディスク基板溝塗布ノズル２２、２２が位置している。そして、前塗布工程として、回転テーブル１５を自転させると共に凹溝塗布ノズル２２、２２から水系塗布液Ｓを供給することで、各凹溝６ａ，６ｂに水系塗布液Ｓが充填され、印刷面４ａよりも上方に盛り上がる（ステップ１０３）。水系塗布液Ｓの充填によって各凹溝６ａ、６ｂから空気が追い出され、空気が凹溝６ａ，６ｂ内に残留するのを防止する。これによって、加熱乾燥時に凹溝６ａ，６ｂ内に残留した空気が膨張して上昇し、破裂して気泡痕を塗膜表面に残すことを防止できる。
【００３１】
次に本塗布部Ａ４にディスクＤが移動させられると、図４に示すように印刷面４ａにおいてリング状の凹溝６ａ，６ｂ間の径方向に各ノズル２７ａ〜２７ｈを配列させた供給手段２５が対向して位置する。この状態で回転テーブル１５を自転させながら、各ノズル２７ａ〜２７ｈから水系塗布液を供給する（ステップ１０４）。これを本塗布工程という。しかも各ノズル２７ａ〜２７ｈで供給される水系塗布液Ｓは、各ノズル２７ａ〜２７ｈの相対移動方向（周方向）と配列方向（径方向）とにそれぞれ相互に一部重複した状態で例えば液滴状または山状に連続して塗布される（図９参照）。
この場合、水系塗布液Ｓは固形分に対して水分比率が８割程度であるから、各ノズル２７ａ〜２７ｈからディスクＤの印刷面４ａ上に同時に供給された水系塗布液Ｓは流動性が高く相互の親和力がよいためにレベリング作用が働き、隣り合う塗布液から供給された塗布液による塗膜は平坦化される。本塗布工程で塗布された水系塗布液Ｓは前塗布工程で凹溝６ａ，６ｂに塗布された水系塗布液Ｓと一体化されて、凹溝６ａ，６ｂの領域で表面張力によってなだらかな凸曲面を形成する。このようにして凹溝６ａ，６ｂ間で略円環状の均一な塗膜Ｓａが形成されることになる。
なお、回転テーブル１５は低速の一定速度で回転運動するためにディスクＤも低速で回転運動するにすぎず、印刷面４ａに塗布された水系塗布液Ｓは、遠心力による展延処理はなされない。そのため、図９（ａ）、（ｂ）に示すように各ノズル２７ａ〜２７ｈによってディスクＤに供給された各水系塗布液（Ｓ１，Ｓ２）はその印刷面４ａの供給位置に保持され、いわば必要量だけ供給位置に置かれた状態で、隣接する塗布液間でレベリング作用がなされる。そのため、遠心力によるレベリングを用いたスピン塗布のように塗膜Ｓａが内周部から外周部に向けて膜厚の変化を生じることなく均一な塗膜が形成される。
【００３２】
塗布終了後に、ディスクＤはレべリング部Ａ５に搬送される。図６に示すように、水系塗布液Ｓが塗布された塗膜Ｓａをディスク基板４上に形成したディスクＤは、回転テーブル１５と共に振動手段２９の保持部材３０上に載置させられる。そして振動手段２９の超音波発振器３１を起動すると、発生した超音波の振動は保持部材３０から回転テーブル１５を介してディスクＤ上の塗膜Ｓａへ伝達される。例えば２５〜４５ｋＨｚの周波数、８０ワット程度の出力で５秒間の超音波振動を約１５秒の休止時間を介して２〜３回程度励起することで、水系塗布液Ｓを短時間で強制的にレベリングすることができる（ステップ１０５）。
このような超音波による強制的なレベリング作用を行うことにより、凹溝６ａ，６ｂ間の塗膜Ｓａ全体の平滑化を達成できる。特に、本塗布工程において、塗布開始点と終了点で不可避的に塗布液が重複して、塗膜表面の凹凸が他の領域よりも大きくなるが、超音波振動によって短時間で強制的に平滑化することができる。
【００３３】
そしてディスクＤは排出部Ａ６まで搬送され、この位置で回転テーブル１５から移載部１７を介して乾燥部１２へ送られてリング状の搬送部材１８の一つの面状発熱体３４に載置される。搬送部材１８が間欠的に回転することで、塗膜形成手段１１から順次搬送されてくるディスクＤを面状発熱体３４上に載置して１周する間に乾燥させることになる。
面状発熱体３４上のディスクＤは、図７に示すように、各ヒートコントローラ３９ａ、３９ｂ、３９ｃにより第一、第二、第三ヒータ３５，３６，３７がそれぞれ同時に互いに相違する所定温度で加熱されると、円板状のトレー３８を介して熱が伝達される。このとき、トレー３８では各ヒータ３５，３６，３７の温度差が各境界部で互いに熱交換されてなだらかな温度勾配を呈することになり、ディスクＤでは内周側から外周側に向けて１０℃〜２０℃程度の温度勾配を以て同時に加熱されてディスク基板２から保護層４を通して塗膜Ｓａに裏面から伝達される。これによって塗膜Ｓａは裏面から表面に向けて全面が徐々に加熱されると共に温度勾配のために小径の内周側から大径の外周側に向けて徐々に乾燥が進むことになる。
そのため、塗膜Ｓａの乾燥処理に際して膜厚が１／５程度に収縮されても乾燥収縮による皺やひびの発生を防止できる。しかも、塗膜Ｓａは裏面から表面に向けて加熱されるために先に表面に皮膜が形成されることがなく、この点からも皺やひびを防止できる。また、乾燥に際して凹溝６ａ，６ｂでは内側のエッジが垂直に切り立ってその膜厚が、凹溝６ａ，６ｂ間の塗膜Ｓａの厚みと同等以上に設定されているために、凹溝６ａ、６ｂの領域が先に乾燥することない。そして凹溝６ａ、６ｂのある内外周側端部が先に乾燥収縮することによって水系塗布液Ｓが中央側に流動するのを防止できる。
そのため、塗膜Ｓａは乾燥によって凹溝６ａ，６ｂ間で全体に平坦で均一な膜厚の受理層５として形成される。
そして、搬送部材１８の面状発熱体３４に載置されたディスクＤは、搬送部材１８が１回転する間に乾燥処理を終了して、図示しない受け渡し手段で持ち上げられてスタック部１９にスペーサを介して積み上げられる。
【００３４】
従って、本実施例による光ディスク１によれば、受理層５にインクジェットプリンタ等でインクを塗布すると、塗布領域全体にわたって鮮明な印刷画像を得ることができる。特に多孔質インク受理層５の場合には、インクは全面に亘ってほぼ均一な膜厚に形成された受理層５内の多孔で受容されるため各孔を溢れて外部に滲み出ることがなく、鮮明な印刷画像が得られる。
尚、受理層５の内周側及び外周側端部では、凹溝６ａ、６ｂの領域で中央領域から凹溝６ａ、６ｂ上で傾斜して落ち込んでいるために、この部分の画像は歪んで見える。そのため、円環状をなす受理層５への印刷は内周側及び外周側端部である凹溝６ａ，６ｂより内側の中央領域で行うことが好ましい。
【００３５】
上述のように本実施例によれば、径方向に配列した各ノズル２７ａ〜２７ｈをディスクＤに対して相対的に１周させて水系塗布液Ｓを必要量だけ塗布することで無駄なく塗膜Ｓａを形成でき、塗膜Ｓａに各ノズルの軌跡に沿う畝状の凹凸は残らず水系塗布液Ｓが乾燥し始める前に塗布とレベリングを終了できる。しかも、振動手段２９によって塗布終了時に残る塗膜Ｓａの凹凸を確実に平滑化できる。そのため、水系塗布液ＳをディスクＤに塗布・乾燥させて平坦で均一な膜厚の受理層５を形成することができる。
また、受理層５の内周側及び外周側縁部に凹溝６ａ，６ｂを形成したことで、乾燥時に内周側及び外周側縁部の塗膜Ｓａが先に乾燥して収縮し塗布液Ｓが中央領域へ流動するのを防止して全体に均一な膜厚の受理層５を形成できる。しかも、先に凹溝６ａ，６ｂに水系塗布液Ｓを塗布することで内部に空気を残留させることを防止でき、加熱乾燥時に気泡痕を塗膜Ｓａに生じさせない。
また、乾燥時に塗膜Ｓａの裏面から全体を加熱し且つ温度勾配を持たせたことで乾燥後の受理層５に皺やひびを生じさせず膜厚が均一になる。従って、受理層５にインクジェット印刷を施す場合、少なくとも受理層５の凹溝６ａ，６ｂ間の中央領域では写真画像に匹敵し全体に鮮明な画像が得られる。このようにインク等の受理層５を形成するディスクＤを大量生産する方法と装置を得られる。
【００３６】
次に供給手段の変形例について図１２により説明する。
図１２においてディスクＤは図示しない回転テーブル１５上に静止状態で載置されている。水系塗布液Ｓを供給する供給手段４２は、単一の塗布液供給源である供給系部２６と、この供給系部２６から分岐された複数のノズル４３ａを有するノズル部４４とを備えている。複数のノズル４３ａは、ディスクＤの印刷面４ａの受理層形成領域に対向して配列されている。ノズル部４４も静止状態に保持されて水系塗布液Ｓを個々のノズル４３ａから供給することになる。
この例では、受理層５を形成すべき領域が円環状に形成されているために、ノズル部４４も多数のノズル４３ａが同様にリング状に径方向及び周方向に配列されて略蜂の巣型に形成されている。しかも個々のノズル４３ａの供給口は同一の面積を有している。
従ってこのような塗布手段４２を用いてディスクＤに水系塗布液Ｓを塗布するには、ノズル部４４の複数のノズル４３ａから同一量の塗布液を供給して印刷面４ａ上で各水系塗布液Ｓの液滴が相互に一部重なる程度の量を供給する。
特に本実施例によれば、ディスクＤもノズル部４４も静止状態で水系塗布液Ｓの供給を行うから塗布作業をより短時間で正確に行うことができ、レベリング処理をより確実に自然乾燥前に行えるという利点がある。
【００３７】
また、本発明は光ディスク１等のデジタルビデオディスクに限らず他のディスクを含む各種の被塗布物に適用できる。また、本発明は、液状の塗布液として水系塗布液Ｓに限定されることなく、各種の液状の塗布液を使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例による受理層形成装置の要部平面図である。
【図２】ディスクの保護層に凹溝を形成するための切削手段を示す図である。
【図３】凹溝に水系塗布液を塗布する凹溝塗布ノズルを示す図である。
【図４】凹溝間に水系塗布液を塗布するための塗膜形成手段を示す斜視図である。
【図５】図４に示す供給手段の各ノズルの供給口を示す図である。
【図６】ディスク上の塗膜をレベリングする振動手段を示す側面図である。
【図７】（ａ）はトレーを除いた面状発熱体の平面図、（ｂ）は面状発熱体とヒータコントローラを示す説明図である。
【図８】受理層形成方法の処理工程を示すフローシート図である。
【図９】（ａ）は水系塗布液を液滴として塗布した状態を示す図、（ｂ）はレベリング状態を示す図である。
【図１０】実施例による受理層形成装置で製作された光ディスクの半分を示す縦断面図である。
【図１１】供給手段のノズル供給口の変形例を示す図である。
【図１２】供給手段の変形例を示す要部斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  光ディスク（被塗布物）
４  保護層（被塗布面）
４ａ  印刷面（被塗布面）
５  受理層
１０  受理層形成装置
２５、４２  供給手段（塗布手段）
２７、４４  ノズル部（塗布手段）
２９  振動手段
３０  保持部材
３１  超音波発振器
３３  乾燥手段
３４  面状発熱体
３５  第一ヒータ
３６  第二ヒータ
３７  第三ヒータ
３８  トレー（仲介部材）
Ｄ  ディスク（被塗布物）
Ｓ  水系塗布液（塗布剤）
Ｓａ  塗膜
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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