(57)【要約】【課題】  シートに対して、効率的に凹凸パターンを転写することができる転写装置、転写方法および情報記録媒体を提供する。【解決手段】  ベース部２に、表面に凹凸パターンが形成されたスタンパ７を載置する。スタンパ７の凹凸パターンが形成された面に対し、可動部３に取付けられた加圧プレート４によりシート８を押し付ける。スタンパ７および加圧プレート４をシート８のガラス転移点以下の温度に調節し、高周波電源９を用いて高周波信号を印加する。高周波信号が印加されると、シート８の温度はガラス転移点を超えて軟化し、スタンパ７の表面の凹凸パターンが転写される。凹凸パターンが形成されたシート８は、光ディスク等の情報記録媒体に積層される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向し近接、離間可能とされる第１及び第２の支持体からなり、
上記第１および第２の支持体の双方またはいずれかを駆動する機構を備え、
上記第１の支持体には、表面に凹凸パターンが形成されたスタンパが載置され、
上記第２の支持体には、上記スタンパにシートを加圧する加圧プレートが取付けられ、
上記シートに高周波信号を印加する高周波電源が設けられた転写装置。
【請求項２】
上記シートに、上記スタンパおよび上記加圧プレートを介して高周波信号を印加する請求項１に記載の転写装置。
【請求項３】
上記加圧プレートと上記スタンパを所定の温度にするための熱媒体の流路が設けられている請求項１に記載の転写装置。
【請求項４】
上記スタンパ、上記シートおよび上記加圧プレートを含む空間を真空にする真空ポンプが設けられた請求項１に記載の転写装置。
【請求項５】
上記加圧プレートは、緩衝材を介して第２の支持体に取付けられる請求項１に記載の転写装置。
【請求項６】
互いに対向し近接、離間可能とされる第１及び第２の支持体を用い、スタンパの表面に設けられた凹凸パターンをシートに転写する転写方法であって、
加圧プレートにより上記シートを上記スタンパに加圧するステップと、
上記シートに高周波信号を印加し、上記スタンパの表面に形成された凹凸パターンが上記シートの表面に転写されるステップからなる転写方法。
【請求項７】
上記加圧プレートおよび上記スタンパを上記シートのガラス転移点以下の温度に調節するステップをさらに有する請求項６に記載の転写方法。
【請求項８】
ディスク基板上にシートが被着された情報記録媒体において、
上記シートのディスク基板と貼り合わされる面に凹凸パターンが形成され、
上記凹凸パターンは、上記シートが、加圧プレートによりスタンパの凹凸パターンが形成された面に加圧され、高周波信号を印加されることにより転写された凹凸パターンであることを特徴とする情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スタンパの表面に形成された凹凸形状をシートに転写することに好適な転写装置、転写方法に関する。また、この発明は、凹凸形状を転写されたシートが積層された光ディスク等の情報記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、音声、画像を記録する記録媒体としてＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光ディスクが広く普及しており、より高密度化された光記録媒体（例えばBlu-ray Disc(商品名、以下、適宜、ＢＤと称する。)）が提案されている。
【０００３】
図４は単層の光学記録層を有する高密度記録ディスク１０１を示す。ディスク１０１は例えば以下の方法で製造される。まず、基板成形工程において、基板１０２が射出成形法等により、中央部にセンターホールを有する略円盤形状に成形される。このとき、金型内に取り付けられたスタンパにより、基板１０２の一主面上に記録データに対応した微細な凹凸パターン、例えばピットとなる凹部が形成される。ピットは、記録データに応じて変調されたピット長を有しており、ピットおよび複数のピットからなるピットパターンは、所定の再生条件（レーザ波長４０５ｎｍ、対物レンズの開口数０．８５など）に対応した形状を有している。
【０００４】
基板１０２の成形後、基板１０２のピットを有する面上に反射膜１０３が成膜され、光学記録層が形成される。反射膜１０３の膜材としては、例えば、アルミニウム、銀、金またはこれらを含む合金が用いられる。この反射膜１０３は、所望の反射率を備えるように、膜材、厚さなどが考慮されて基板１０２のピットを有する面上にスパッタリング、真空蒸着などにより成膜される。ここで所望の反射率とは、再生光を反射したときに、少なくとも、戻り光が光ディスク外部の受光素子で受光され、ピットの有無を検出することが可能な反射率である。
【０００５】
反射膜１０３の形成後、反射膜１０３の上にカバー層１０４が形成される。カバー層１０４は、スピンコート装置により光透過性を有する紫外線硬化樹脂（以下、適宜、ＵＶレジンと称する。）をスピンコートすることで反射膜１０３の上に膜状に形成される。ＵＶレジンのコーティング後、コーティングされたＵＶレジンに向けて紫外線が照射され、ＵＶレジンが硬化する。これにより、カバー層１０４が形成され、ディスク１０１が製造される。
【０００６】
図５は２層の光学記録層を有する高密度記録ディスク２０１を示す。ディスク２０１は、例えば以下の方法により製造される。まず、基板成形工程において、基板２０２が射出成形法等により、中央部にセンターホールを有する略円盤形状に成形される。このとき、金型内に取り付けられたスタンパにより、基板２０２の一主面上に記録データに対応した微細な凹凸、すなわちピットとなる凹部が形成される。ピットは、記録データに応じて変調されたピット長を有しており、ピットおよび複数のピットからなるピットパターンは、所定の再生条件（レーザ波長４０５ｎｍ、対物レンズの開口数０．８５など）に対応した形状を有している。
【０００７】
基板２０２の成形後、基板２０２のピットを有する面上に反射膜２０３が成膜され、第１の光学記録層が形成される。反射膜２０３の膜材としては、例えば、アルミニウム、銀、金またはこれらを含む合金が用いられる。この反射膜２０３は、所望の反射率を備えるように、膜材、厚さなどが考慮されて基板２０２のピットを有する面上にスパッタリング、真空蒸着などにより成膜される。ここで所望の反射率とは、再生光を反射したときに、少なくとも、戻り光が光ディスク外部の受光素子で受光され、ピットの有無を検出することが可能な反射率である。
【０００８】
第１の光学記録層を形成後、第１の光学記録層の上に中間層２０６が設けられる。中間層２０６は、スピンコート装置により光透過性を有するＵＶレジンをスピンコートすることで反射膜２０３の上に膜状に形成される。ＵＶレジンのコーティング後、コーティングされたＵＶレジンに向けて紫外線が照射され、ＵＶレジンが硬化する。これにより、中間層２０６が形成される。
【０００９】
中間層２０６の形成後、中間層２０６へスタンパが押圧される。このスタンパは、例えば金属で構成され、中間層２０６と接する面上に記録データに対応した微細な凹凸を有する。これにより中間層２０６の表面に、第２の光学記録層のピットとなる凹部が転写される。このピットは、記録データに応じて変調されたピット長を有しており、ピットおよび複数のピットからなるピットパターンは、所定の再生条件（レーザ波長４０５ｎｍ、対物レンズの開口数０．８５など）に対応した形状を有している。スタンパを中間層２０６へ押圧後、スタンパと中間層２０６とが剥離される。
【００１０】
スタンパの剥離後、中間層２０６のピットを有する面上に半透膜２０７が成膜され、第２の光学記録層が形成される。半透膜２０７の膜材としては、例えば、シリコンまたはシリコンを含む化合物が用いられる。この半透膜２０７は、所望の反射率を備えるように、膜材、厚さなどが考慮されて中間層２０６のピットを有する面上にスパッタリング、真空蒸着などにより成膜される。ここで所望の反射率とは、再生光を反射したときに、少なくとも、戻り光が光ディスク外部の受光素子で受光され、ピットの有無を検出することが可能な反射率であり、且つ第１の光学記録層の反射膜２０３が上述した所望の反射率を得ることが可能な光透過性を有する反射率である。
【００１１】
この半透膜２０７を形成後、半透膜２０７の上にカバー層２０４が形成される。カバー層２０４は、スピンコート装置により光透過性を有するＵＶレジンをスピンコートすることで半透膜２０７の上に膜状に形成される。ＵＶレジンのコーティング後、コーティングされたＵＶレジンに向けて紫外線が照射され、ＵＶレジンが硬化する。これにより、カバー層２０４が形成され、ディスク２０１が製造される。なお、反射膜１０３、２０３に代えて記録可能な記録膜を設けることにより、記録可能な光ディスクを得ることができる。記録可能な光ディスクでは、凹凸パターンとしてグルーブが形成される。
【００１２】
また、下記の特許文献１には、ＩＨ（誘電加熱）ヒーターを利用して、熱可塑性フィルムにピット形状を転写するための金型に関する発明が記載されている。
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−３３７２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ディスク２０１のような高密度化され複層の信号面をもつ光記録媒体では、ディスクの信号読取面（ディスクの表面）から信号が記録されている信号面までの距離が短くなっている。ＣＤでは約１．２ｍｍ、ＤＶＤでは約０．６ｍｍであるのに対し、ディスク２０１例えばＢＤでは約０．１ｍｍ程度と小さい。この０．１ｍｍのように非常に薄い層を射出成形により形成することは不可能なため、上述したようにＵＶレジンを用いてカバー層２０４を形成するなどの方法がとられている。
【００１５】
しかしながら、従来のカバー層の形成方法は、コストが高く、機能面で必要な厚み均一性を制御することが難しいうえ、製造プロセスが複雑になるなどの問題点があった。例えば、スピンコート装置を用いて光ディスクの表面に対しＵＶレジンを塗布するときに、塗布したＵＶレジンの厚みが均一とならず外周部が盛り上がってしまうおそれがあった。
【００１６】
また、均一な厚みを有するシートを用いてシートを外部より加熱、冷却し直接ピットを転写する方法があるが、装置の熱容量が大きいため、加熱、冷却サイクルが長くなり、信号ピット転写時に素材の流動が起きやすい。そのため、応力（複屈折）の発生、厚みの不均一、信号ピットの転写時間が長い等の問題点がある。
【００１７】
特許文献１には熱可塑性フィルムに対し、金型を利用してピット形状を熱転写する発明が記載されている。特許文献１においては、金型がＩＨ（誘電）加熱ヒータにより発熱するため、熱可塑性フィルムにピット形状を熱転写した後、金型を冷却する必要があり、作業工程の効率化を図ることができないという問題点があった。
【００１８】
従って、この発明の目的は、スタンパに形成されたグルーブやピット（以下、適宜、ピット形状等と称する。）を、情報記録媒体に積層されるシートに効率的に転写することができる転写装置および転写方法を提供することにある。
【００１９】
また、この発明の別の目的は、ピット形状等を転写されたシートが積層された情報記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上述した課題を解決するために、この発明による転写装置は、
互いに対向し近接、離間可能とされる第１及び第２の支持体からなり、
第１および第２の支持体の双方またはいずれかを駆動する機構を備え、
第１の支持体には、表面に凹凸パターンが形成されたスタンパが載置され、
第２の支持体には、スタンパにシートを加圧する加圧プレートが取付けられ、
シートに高周波信号を印加する高周波電源が設けられた転写装置である。
【００２１】
この発明による転写方法は、
互いに対向し近接、離間可能とされる第１及び第２の支持体を用い、スタンパの表面に設けられた凹凸パターンをシートに転写する転写方法であって、
加圧プレートによりシートをスタンパに加圧するステップと、
シートに高周波信号を印加し、スタンパの表面に形成された凹凸パターンがシートの表面に転写されるステップからなる転写方法である。
【００２２】
この発明による情報記録媒体は、
ディスク基板上にシートが被着された情報記録媒体において、
シートのディスク基板と貼り合わされる面に凹凸パターンが形成され、
凹凸パターンは、シートが加圧プレートによりスタンパの凹凸パターンが形成された面に加圧され、高周波信号を印加されることにより転写された凹凸パターンであることを特徴とする情報記録媒体である。
【発明の効果】
【００２３】
この発明の転写装置および転写方法によれば、例えば厚みが０．１ｍｍ以下のような薄いシートに対してもピット形状等を転写することができる。
【００２４】
この発明の転写装置および転写方法によれば、瞬時に加熱・冷却することが可能であるため作業工程に費やす時間を短くすることができる。
【００２５】
この発明の転写装置、転写方法および情報記録媒体によれば、従来の光ディスクのような情報記録媒体とは異なり、カバー層にＵＶレジンを使用しないため安価に済む。また、光ディスクのカバー層にシートを使用し、ＵＶレジンなどの液体を使用しないため、作業工程におけるプロセスが安定する。
【００２６】
この発明の転写装置および転写方法によれば、シートのガラス転移点付近でピット形状等を転写するので、シートの厚みの均一性を保つことができる。さらに、シートの温度を速やかにガラス転移点以下にできるため、シートに転写されたピット形状等が崩れないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながらこの発明の一実施形態について説明する。図１はこの発明による転写装置１の一例を示す。参照符号２は土台となる第１の支持体としてのベース部を示す。参照符号３はベース部２に対向し、上下に昇降可能な第２の支持体としての可動部を示す。尚、図示しないがこの転写装置１には、可動部３の動作を制御する制御部が設けられる。
【００２８】
可動部３は凹部を有する。可動部３の凹部の中心に中空円柱状の絶縁リング１１が植立される。絶縁リング１１を中心軸として、緩衝材１２および加圧プレート４が順次、嵌合されている。対向するベース部２の中心には位置決めピン１０が植立される。可動部３が下降したときに、絶縁リング１１の内部に位置決めピン１０が嵌合される。
【００２９】
ベース部２に対し、可動部３に設けられた凹部が対向された状態で可動部３を下降させると、可動部３の凹部とベース部２により空間が形成される。またベース部２と可動部３の間に参照符号５ａ、５ｂで示すリング状のシールを介在させることによって気密室６が形成される。可動部３の側面には、形成された気密室６内を真空状態にするための真空ポンプ１３が設けられる。
【００３０】
気密室６内のベース部２には、スタンパ７が載置される。スタンパ７は、位置決めピン１０を中心軸として、位置決めピン１０に嵌合されている。スタンパ７の凹凸パターンが形成された面上には、シート８が載置される。
【００３１】
円盤状の加圧プレート４は、可動部３と一体に下降し、スタンパ７に対してシート８を押し付ける。加圧プレート４はスタンパ７の厚みの不均一に追従させるために薄くできている。さらに、可動部３と加圧プレート４との間に緩衝材１２が設けられることにより、スタンパ７やシート８の厚みが不均一であっても撓むことなく均一の圧力でシート８を押し付けることができる。加圧プレート４の厚さはおよそ２〜４ｍｍ程度とされ、材質にはニッケル、ステンレスなどが用いられる。
【００３２】
スタンパ７の一主面上には、ピット形状等が形成されている。スタンパ７の材質には例えばニッケルが使われ、厚みは０．３ｍｍ程度とされる。スタンパ７は圧縮成形、射出成形などの公知の方法を用いて製造される。
【００３３】
シート８は、スタンパの表面に形成された凹凸パターンが転写されるシートである。シート８は押し出し成形などのフィルム成形法により厚みが略均一に成形されたシートが用いられる。シート８の材料には、例えばポリカーボネートなどの樹脂が用いられる。この一実施形態では、シート８の厚みを１００μｍとするが、厚さはシート８が積層されるディスクの形状に合わせて任意に設定することができる。
【００３４】
参照符号９は高周波電源を示す。高周波電源９の電極は加圧プレート４とスタンパ７に接続されている。高周波電源９は加圧プレート４およびスタンパ７に対して高周波信号を印加する、または非印加の切り替えをすることができる。電極が上下に分かれていることにより高周波電源９がショートすることが、絶縁リング１１により防止されている。
【００３５】
参照符号１４ａ、１４ｂは温度調節用チャンネルを示す。温度調節用チャンネル１４ａ、１４ｂは例えば、熱媒体の流路となる同心円状の溝の形状とされ、加圧プレート４およびベース部２にそれぞれ設けられる。温度調節用チャンネル１４ａおよび１４ｂに水、油等の熱媒体を流すことにより加圧プレート４および温度調節用チャンネル１４ａと接するスタンパ７の温度を調節することができる。
【００３６】
温度調節用チャンネル１４ａおよび１４ｂに熱媒体を流し、加圧プレート４およびスタンパ７の温度を、シート８のガラス転移点以下でかつそれに近い温度を保つようする。例えば、この一実施形態においてシート８の材料をポリカーボネートとすると、加圧プレート４およびスタンパ７の温度は、１１０℃からシート８のガラス転移点に達しない温度の間に保たれる。温度調整用チャンネル１４ａ、１４ｂは、熱媒体の量や温度を調節する温度調節機（図示しない）と連結される。
【００３７】
次に、上述した構成の転写装置１を用いて、スタンパ７の表面に形成されたピット形状等をシート８に転写する転写方法の一実施形態について説明する。
【００３８】
はじめに温度調節器により熱媒体の温度をシート８のガラス転移点以下で、かつそれに近い温度に調整する。この一実施形態では、シート８の材料にポリカーボネートを用いる。熱媒体の温度は、ポリカーボネートのガラス転移点（およそ１３０℃）以下でそれに近い温度、およそ１１０℃付近の温度にする。温度の調節をした後、熱媒体を温度調節用チャンネル１４ａ、１４ｂに流入させる。熱伝導現象により加圧プレート４およびスタンパ７の温度は熱媒体と同じ温度付近に保たれる。
【００３９】
次に図２Ａで示すように可動部３を下降させ、ベース部２との間に気密室６を形成する。真空ポンプ１３を用いて気密室６を真空状態にする。気密室６を真空状態にすることで、シート８をスタンパ７に押し付けるときに、シート８とスタンパ７の間に空気等が入り込むことを防止できる。気密室６内の真空度の目安は１０Ｐａ以下とされる。
【００４０】
気密室６内を真空状態にした後、図２Ｂに示すように可動部３をさらに下降させる。可動部３が下降することにより、可動部３に設けられた加圧プレート４も一体となって下がり、シート８はスタンパ７に押し付けられる。このときシート８を加圧する加圧プレート４の圧力は０．５ＭＰａから１０ＭＰａとされる。加圧プレート４は、緩衝材１２により撓みが吸収され、シート８に密着する。
【００４１】
シート８とスタンパ７が密着した状態で、図３Ａに示すように高周波電源９を用いて、高周波信号を加圧プレート４とスタンパ７の間に印加する。ここで、高周波とは１ＭＨｚから３００ＭＨｚの周波数範囲であるが、樹脂により発熱の度合いが異なるため、樹脂の種類により周波数は選択される。シート８の材料であるポリカーボネートの場合は、４０ＭＨｚ程度の高周波信号が印加される。
【００４２】
加圧プレート４およびスタンパ７を構成する物質と、シート８を構成するポリカーボネートでは誘電率・誘電損失の違いにより発熱が異なるため、４０ＭＨｚ程度の高周波信号を印加すると、電極間に存在するシート８のみが発熱する。シート８は１００μｍと薄いため１秒以下（０．１〜０．２秒）で瞬時に発熱する。
【００４３】
加圧プレート４およびスタンパ７に対して印加される高周波信号は、シート８のガラス転移点を超えるまで印加される。ガラス転移点を超えるとシート８は軟化し、スタンパ７と接する面にはピット形状等が転写される。
【００４４】
次に高周波信号の印加を止める。上述したように温度調節用チャンネル１４ａおよび１４ｂに流入する熱媒体により、加圧プレート４およびスタンパ７はシート８のガラス転移点以下に温度調節がされている。そのため、高周波信号の印加が止まると、シート８の温度は速やかに下がり、ガラス転移点以下の温度となる。
【００４５】
次に、真空状態の気密室６を大気と同じ状態とする。図３Ｂに示すように可動部３を上昇させ、シート８を取り出す。シート８のスタンパ７と密着された面にはピット形状等が転写されている。上述したように、高周波信号の印加を止めると、シート８は速やかにガラス転移点以下の温度となるため、シート８は硬化する。従って、シート８をスタンパ７から取り出すときに、シート８に形成されたピット形状等が崩れることはない。ピット形状等が転写されたシート８は、上述した光ディスク１０１、２０１におけるカバー層１０４、２０４に適用される。
【００４６】
加圧プレート４とスタンパ７は、高周波信号が印加されても発熱せず、また温度調節用チャンネル１４ａ、１４ｂに流入する熱媒体によりシート８のガラス転移点以下の温度とされている。従って、従来と異なり、シート８と接する加圧プレート４とスタンパ７を冷却する工程が不要となる。
【００４７】
この発明は、上述した一実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内でさまざまな変形や応用が可能である。例えば、上述した一実施形態ではシート８の素材にポリカーボネートを用いたが、他の光学樹脂、熱可塑性樹脂にもこの発明を適用することができ、材質に応じて高周波信号の周波数などを任意に設定できる。
【００４８】
この発明は、一実施形態で説明した情報記録媒体のみならず他の情報記録媒体、例えば光メモリカードなどのカード状光記録媒体や３層以上の多層光ディスクにも適用できる。
【００４９】
また、上述した一実施形態では、第１の支持体をベースとし、第２の支持体を可動にしたが、双方を可動にしてもよい。また第１の支持体を可動とし、第２の支持体をベースとすることもできる。また、可動方向を上下（垂直）方向ではなく、左右方向としてもよい。
【００５０】
また、高周波信号の電極を加圧プレート４とスタンパ７の少なくとも一方に、別途設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明の光ディスク成形装置の一例を示す全体図である。
【図２】この発明の光ディスク成形装置の動作の一例を示す略線図である。
【図３】この発明の光ディスク成形装置の動作の一例を示す略線図である。
【図４】従来の単層の光ディスクの一例を示す略線図である。
【図５】従来の２層の光ディスクの一例を示す略線図である。
【符号の説明】
【００５２】
１          転写装置
２          ベース部
３          可動部
４          加圧プレート
７          スタンパ
８          シート
９          高周波電源
【図１】
2005243114.tif 000003
【図２】
2005243114.tif 000004
【図３】
2005243114.tif 000005
【図４】
2005243114.tif 000006
【図５】
2005243114.tif 000007