(57)【要約】【課題】液状の塗布液からなる塗膜を、皺等を生じさせることなく均一膜厚で乾燥させる。【解決手段】水系塗布液で形成した塗膜Ｓａを設けたディスクＤを、面状発熱体３４に載置する。面状発熱体３４ではリング状の第一、第二、第三ヒータ３５〜３７を同心円状に配設する。各ヒータの温度は段階的に減少させて設定する。各ヒータとディスクの間に位置するトレー３８を介して熱伝導することで内側から外側へ向けて滑らかに温度が低下する温度勾配を与えて塗膜を裏面から乾燥させる。塗膜を覆ってディスクＤを押さえつけるディスク押え４１を設けて加熱時のディスクの変形を抑制する。塗膜の裏面全体を一気に加熱し、塗膜の内側から外側に向けて乾燥を進める。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８
2005279319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状に塗布液を塗布してなる塗膜を設けたディスクの背面に、前記ディスクに密着する平板状の仲介部材と、該仲介部材を介してディスクを加熱する加熱手段を設け、該加熱手段の加熱により前記仲介部材のディスクに密着する平面の温度は前記塗膜の内側端に対応する位置から外側端に対応する位置に向けて、なだらかに温度が低下する温度勾配を有し、前記ディスクを介して前記塗膜を乾燥させるようにしたことを特徴とする塗膜形成方法。
【請求項２】
前記加熱手段は前記仲介部材に密着する、複数の同心円状の加熱セグメントを、前記ディスクと同軸に内側から外側に向けて配置してなり、内側の加熱セグメントから外側の加熱セグメントへと、加熱温度をしだいに低下して設定した請求項１に記載の塗膜形成方法。
【請求項３】
前記仲介部材のディスクに密着する平面の、前記塗膜の内側端に対応する位置と、外側端に対応する位置との温度差は１０〜２０℃の範囲とした請求項１または２に記載の塗膜形成方法。
【請求項４】
前記塗膜を形成する円環状の被塗布領域には、内側端と外側端に仕切りがあり、前記塗膜は該仕切りの内部に塗布液を塗布して形成されたものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の塗膜形成方法。
【請求項５】
前記ディスクは光ディスクである請求項１乃至４のいずれかに記載の塗膜形成方法。
【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塗膜形成方法。
【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、気相法合成シリカのいずれかである請求項６に記載の塗膜形成方法。
【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塗膜形成方法。
【請求項９】
円環状に塗布液を塗布してなる塗膜を設けたディスクの背面に、前記ディスクに密着する平板状の仲介部材と、該仲介部材を介してディスクを加熱する加熱手段とを配設し、該仲介部材のディスクに密着する平面には、前記塗膜の内側端に対応する位置から外側端に対応する位置に向けて温度がなだらかに低下する温度勾配が形成され、前記ディスクを介して前記塗膜を乾燥させるようにしたことを特徴とする塗膜形成装置。
【請求項１０】
前記加熱手段は、前記仲介部材に密着する複数の同心円状の加熱セグメントを前記ディスクと同軸に内側から外側に向けて配置してなり、内側の加熱セグメントから外側の加熱セグメントへと、加熱温度を次第に低下させた異なる温度に設定している請求項９に記載の塗膜形成装置。
【請求項１１】
前記加熱手段は面状発熱体である請求項１０に記載の塗膜形成装置。
【請求項１２】
前記塗膜を形成する円環状の被塗布領域の内側端と外側端に、予め仕切りを形成する仕切り形成手段を有する請求項９〜１１のいずれか１項に記載の塗膜形成装置。
【請求項１３】
前記ディクスは光ディスクである請求項９乃至１２のいずれかに記載の塗膜形成装置。
【請求項１４】
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９乃至１３のいずれかに記載の塗膜形成装置。
【請求項１５】
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、気相法合成シリカのいずれかである請求項１４に記載の塗膜形成装置。
【請求項１６】
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９乃至１３のいずれかに記載の塗膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクの表面に塗布液からなる塗膜を形成して乾燥させる塗膜形成方法及び塗膜形成装置に関し、例えば水、各種アルコール等を溶媒とする塗布液を、平板状のディスク表面に塗布して塗膜を形成した後に乾燥させてインク等を受容する受理層を形成するための塗膜形成方法及び塗膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラスチック製シートや基板等の溶剤非吸収性の平板状被塗布物に対して塗布液を一定領域に塗布して乾燥させ、均一な機能性塗膜を形成することが行われている。とくにＯＨＰシートや光ディスク表面に塗布液を塗布して形成されるインク受理層用の塗膜形成は、インク非吸収性の被塗布物上へ印刷を行う手段として、各種の受理層の構成やその形成方法が報告されている。特に光ディスク等のディスク分野では、受理層の改良による印刷画像の高画質化、トータルコストの低価格化が望まれている。
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や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オフセット印刷や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、水性高分子等を主成分とする塗布液を塗布して無機の多孔質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、溶媒非吸収性のシートの上に、ダイコーター、スライドコーター、カーテンコーター、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、水系塗布液等からなる塗布液を塗布して液状の塗膜を形成することになる。そして液状の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。
【０００５】
しかしこれら記録用シートに用いられている、水系塗布液の塗布によって形成される受理層をディスクに適用するに際しては、下記のような問題点のためこれまで実用化が妨げられてきた。まず、本来長尺状の被塗布物への塗布手段である、ダイコーターやバーコート法等では塗膜を効率的に高精度に形成することができない。通常、これに代わるディスク等への塗布手段として、スクリーン印刷法（引用文献１参照）やスピンコート法（引用文献４参照）が用いられるが、これら方法を上記水系塗布液の塗布による受理層形成にもちいるのには難しい。
何故なら、スクリーン印刷法は適用のための適正粘度は、通常に用いられる受理層用の水系塗布液より高く、またスピンコート法で、上記水系塗布液のような低粘度の塗布液の塗布を行うと、塗布液が遠心力で外周側に寄りやすく、好ましい均一な厚膜塗布を行うことが難しいからである。
しかし仮りに均一な厚膜塗布が出来たとしても、ディスク上へ水系塗布液による受理層を形成する場合には、従来ディスク上への受理層形成に用いられてきた紫外線硬化性組成物よりなる塗膜のように、塗布液への紫外線照射による塗膜形成を用いることができず、塗布液の乾燥によって塗布後に平滑な塗膜を効率よく形成する乾燥方法を見出す必要があった。
すなわち、ディスク状の被塗布物に塗布した塗膜を乾燥させる場合、乾燥が被塗布領域の外周端、また被塗布領域が円環状の場合は外周端と内周端両方から内部に向かって進行することが多く、乾燥の進行に伴って乾燥時の塗膜収縮に伴うひずみが解消できずに被塗布領域内部でひずみの蓄積に伴うシワが発生する。さらにこれら水系塗布液は低固形分比のため乾燥に時間がかかりやすいが、塗膜表面へ乾燥手段を適用すると塗膜表面に被膜ができてしまい、内部の乾燥を妨げられ、また塗膜内部からの蒸発蒸気が前記被膜を破ることにより塗膜表面の平滑性が損なわれる。このように塗膜の乾燥が適切に行われず、被膜の表面性が失われると、その部分でインク受容能力が低下して滲みが生じたり画像が歪んだりして鮮明な画像を得られないという欠点がある。このため、好適なディスク用受理層を得るためには、ディスク上に水系塗布液を塗布後、該塗布液を効率よく乾燥させ平滑な受理層用塗膜を得る方法を開発することが非常に重要であった。
【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２００１−３０１３２３公報
【特許文献４】特開平９−１９２５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みて、液状の塗布液を塗布してなる塗膜を、表面に皺等を
生じさせることなく平滑性の良い状態のまま乾燥させるようにした塗膜形成方法と塗膜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】
【０００７】
本発明による塗膜形成方法と塗膜形成装置は、円環状に塗布液を塗布してなる塗膜を設けたディスクの背面に、前記ディスクに密着する平板状の仲介部材と、該仲介部材を介してディスクを加熱する加熱手段を設け、該加熱手段の加熱により仲介部材のディスクに密着する平面の温度は前記塗膜の内側端に対応する位置から外側端に対応する位置に向けて、なだらかに温度が低下する温度勾配を有し、前記ディスクを介して前記塗膜を乾燥させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、加熱手段によって仲介部材を介してディスク上の塗膜の裏面から塗膜全面を加熱することで、塗膜表面に皮膜が形成されるのを防止して裏面側から塗膜全面を加熱乾燥させることができる。また仲介部材を介して加熱するため、加熱手段の形成する温度分布による仲介部材内部の熱伝導により、ディスクに密着する平面には内側から外側に向けてなだらかに温度低下する温度勾配が形成される。このため塗膜全面を同時に加熱することができ局部的な乾燥によって塗膜に皺やひびが発生するのを防止できる。また加熱手段に温度勾配を持たせることで塗膜の乾燥の進行に方向性を持たせることができ、これによって乾燥時に収縮によって皺等が発生することを防止でき、効率的に均一膜厚で平滑な塗膜の乾燥を達成できる。
特に固形分比の小さい水系塗布液のように乾燥時間が比較的長くかかるものであっても、乾燥中の塗布液の流動や、皮膜の収縮による応力集中が発生しにくく、表面の平坦性、平滑性に富む塗膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明による塗膜形成方法においては、加熱手段は、仲介部材を介してディスクを加熱することができる熱線ヒータ、赤外線ランプ、温風発生装置等、種々の加熱器具、加熱装置を用いることができ特に限定されない。仲介部材を介してディスクを加熱するに際し、仲介部材のディスクと密着する平面上に、塗膜の内側端に対応する位置から外側端に対応する位置に向けて、温度の低下する温度分布を形成するためには、該加熱手段はディスクと同軸上に配置されるか軸対称に配置されることが好ましい。加熱手段は一つでも複数でもよいが、出力の大きなものを一つ用いるよりは、小出力のセグメントに分離し、それらを組み合わせて加熱手段として用いた方が仲介部材上に形成する温度分布をより正確に調整することができる。
加熱手段は、仲介部材に密着する複数の同心円状の加熱セグメントを、前記ディスクと同軸に内側から外側へと配置してなり、内側の加熱セグメントから、外側の加熱セグメントへと加熱温度をしだいに低下させて設定することが好ましい。
加熱手段を複数の加熱セグメントで構成する場合、各加熱セグメント間で温度差を生じたとしても仲介部材を介して熱伝導させることで、仲介部材での熱交換によって加熱セグメントによる相互の温度差を緩和できてなだらかな温度勾配を形成できる。これによって、温度差に起因して、塗膜に各加熱セグメントの温度差に対応したパターン等の凹凸が転写されたりするのを防止できる。
仲介部材のディスクに密着する平面の、塗膜の内側端に対応する位置と外側端に対応する位置との温度差は１０〜２０℃の範囲とするのが好ましい。この範囲内であれば、ディスク表面上に好適な温度勾配を形成できるため、塗膜の内側端から外側端へ乾燥を進めることができて皺等の発生を確実に防止できる。他方、温度差が１０℃未満であると乾燥の進行に方向性を持たせることができないので、不均一またはランダムに乾燥が進んで皺を発生し易く、温度差が２０℃を越えるとディスクの変形が発生する可能性があり、高温側領域の乾燥が先に進んで低温側領域との間で皺等を発生し易い。
【００１０】
前記塗膜を形成する円環状の被塗布領域には、内側端と外側端に仕切りがあり、前記塗膜は該仕切りの内部に塗布液を塗布して形成されたものであることが好ましい。このような仕切りを設けることによって、塗布液が被塗布領域の両端部にまで充分に行き渡るため、塗膜乾燥時に両端部が先行して乾燥することによる塗布液の内部への移動を抑制することができ、被塗布領域の内側端と外側端における塗膜の膜厚が大幅に減少するのを防ぐことが出来る。したがってこのような受理層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。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内の多孔で受容されるため、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。
なお、ディスクはＣＤやＤＶＤ等の光ディスクであってもよい。
【００１１】
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。この場合、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ことが好ましい。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。
このような水系塗布液からなる塗膜を乾燥してな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、好ましくは２０質量％以下の低固形分比率の塗布液として使用されることが多く、粘度も２０〜１００ｍＰａ・ｓ程度と低粘度である。このため、乾燥に要する時間が比較的長く、塗布後の境界部の膜厚減少等、乾燥に伴って生じる諸課題に対しては、本発明の塗膜形成方法を有効に適用することができる。
【００１２】
本発明による塗膜形成装置では、加熱手段は、前記仲介部材に密着する複数の同心円のリング状の加熱セグメントを、前記ディスクと同軸に内側から外側に配列してなり、内側の加熱セグメントから外側の加熱セグメントに向けて各加熱セグメントの加熱温度を次第に減少した異なる温度に設定していることが好ましい。各加熱セグメントに温度差を設けることで塗膜全体を同時に乾燥できると共に乾燥の進行方向を設定できるために皺の発生を防止できる。
加熱セグメントとしては、ディスクの背面への接触面積を大きく取ることができ、また密着性が良く、さらにリング状の形状への加工性の良い面状発熱体を用いることが好ましい。
本発明における面状発熱体は板状やシート状の外形を有し、発熱面全体が一定温度に上昇して加熱を行うものであって、導電性カーボン等を含有する抵抗体被膜に通電を行って、これを面状の熱源としてそのまま発熱面として用いるものや、ヒーター線等の熱源をもとに熱伝導等により一定の面上の領域にわたって温度分布を均一化してこれを発熱面として用いるもの等がある。
このような加熱セグメントと仲介部材の組み合わせにより、各加熱セグメント間で生じる温度差を仲介部材を介して緩和できてなだらかな温度勾配を形成でき、塗膜に加熱セグメントの温度差に対応したパターン等の凹凸が形成されたりするのを防止できる。このような仲介部材を用いた加熱手段を用いることにより、乾燥温度、乾燥時間の差による皺や段差が塗膜表面に発生しにくく、被塗布領域に塗布液を塗布されたディスクの乾燥を該加熱手段に密着させて行うことが可能となり、乾燥速度を短縮した効率的な乾燥を行うことができる。
仲介部材の材質としては、石英ガラス、ステンレスなどが好適に用いられ、熱伝導率が、１〜５０Ｗ／ｍＫであることが好ましく、２〜２０Ｗ／ｍＫであることがさらに好ましい。熱伝導率が大きすぎる部材を用いると、加熱温度が均一化しやすく半径方向の温度勾配が出来にくい。一方熱伝導率が小さすぎる部材を用いると、加熱セグメントからの熱伝達が効率良く行われず、局所的な温度分布が発生しやすいため、やはり半径方向のなだらかな温度勾配ができにくい。
【００１３】
本発明の塗膜形成装置においては、円環状の被塗布領域の内側端と外側端に予め仕切りを形成するための仕切り形成手段を設けても良い。仕切り形成手段としては仕切り部分に沿って円環状の紫外線硬化性組成物を塗布し、該組成物を紫外線照射することによって凸状の仕切りを形成するものであってもよい。あるいは仕切り部分に沿ってカッター状の切削具で凹状の窪みを形成するものであっても良い。
また、被塗布物の塗膜の外側に、加熱による被塗布物の変形を抑える押さえ部材が設けられていてもよい。加熱手段に温度差を設けたことで塗膜に熱を伝達する被塗布物に温度差を生じ易く、被塗布物は温度差によって変形し易いが、押え部材によって変形を抑制できる。
【００１４】
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。
水系塗布液としては、例えば顔料とバインダー樹脂を含有し多孔質のインク受理層を形成する水系塗布液や、親水性高分子を含有し膨潤型のインク受理層を形成する水系塗布液を使用することができる。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、または乳化剤の添加で分散した状態となる高分子物質を意味する。親水性高分子としては、水溶性高分子を用いても良い。
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を含有するか、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。
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、本発明の乾燥方法を用いた受理層形成方法を好適に用いることができる。
【００１５】
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。
【００１６】
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を要するから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。
【００１７】
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水溶性の合成高分子、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水溶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。
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。
【００１８】
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、顔料を親水水溶性高分子に対して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】
【００１９】
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１１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は仕切部である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、本塗工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は塗膜形成手段を示す要部斜視図、図５は供給手段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は面状発熱体上のディスクの変形を抑制するディスク押えを示す図、図９は受理層形成方法の処理工程を示すフローシート、図１０（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１１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１１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、水溶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、水溶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。
【００２０】
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が未完成のディスク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を間欠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。
【００２１】
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よりなる仕切り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は軟質の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ｄ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。塗布液は前述のように水分８０％：固形分２０％程度の含有比率であり、一方で受理層５はインク受容のために乾燥後の膜厚が２μｍ程度以上に設定されていることが好ましい。例えば乾燥後の膜厚を受理能力の充分な３０μｍ程度とする場合には、塗布領域に供給する塗布液は１５０μｍ程度の膜厚で塗布する必要がある。しかし、少なくとも塗膜Ｓａを形成した状態で、溝内に形成された部分も入れた凹溝６ａ，６ｂの上方に形成される塗膜Ｓａの最大膜厚が、凹溝間の被塗布領域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。
開口部の径方向幅Ｗは塗布液の塗布膜厚や粘度によって適宜設定されるが、光ディスク１では、幅Ｗが３００μｍ以上、好ましくは３００〜４００μｍの範囲に設定されている。
幅Ｗが３００μｍ未満であると、下記塗布工程において、塗布液を塗布する際に凹溝内に十分流入できない上に、空気が凹溝６ａ、６ｂ内に混入すると上方に逃げられずに内部に封入されてしまい、乾燥時に加熱すると内部の空気が膨張して破裂し、受理層５の表面に破裂痕が残るという不具合が生じる。そのため、幅Ｗは塗布液が凹溝６ａ，６ｂ内に十分流入し、混入した気泡が外部に抜ける程度の大きさを要する。一方幅Ｗが４００μｍを超えると凹溝の形成部分が見えやすくなる可能性があるため超えないことが好ましい。
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
受理層処方５
変性ウレタン樹脂（大日本インキ化学工業社製  商品名「パテラコールＩＪ７０」：１００質量部
上記市販の変性ウレタン樹脂を含む水系塗布液をそのまま使用した。
【００２４】
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１．５〜２．５ｍｍ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状に配列して設置し、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。
【００２５】
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（振動部材）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Ｓａのレベリングを強制的に行える。
例えば超音波発信器３１としてＰＺＴ振動子を用い、電力８０Ｗ、周波数２８〜４５ｋＨｚの縦振動を５秒間発振させては１５秒間の休止をとることで、５秒間の振動を２〜３回程度繰り返して行う。これによってディスクＤの振動が超音波発信器３１の振動に追従して行われ、塗膜Ｓａの平坦化がなされる。
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。水系塗布液Ｓの供給終了時に塗布液Ｓが糸を引くように延びて大きな液滴を形成するため上述した凹凸は更に大きくなる。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。  
【００２６】
次に乾燥部１２に配設された乾燥手段について図７及び図８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（加熱セグメント）とする。各ヒータは例えばシリコンラバーヒータを用いる。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℃）と加熱温度が段階的に低く設定されている。
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金属円板状のトレー３８（仲介部材）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）、図８参照）。なお、図７（ａ）ではトレー３８は省略されている。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がある。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のディスクと密着する平面の温度は、第１ヒーターの内側端部に対応する位置、第２ヒーターの中央部に対応する位置、第３ヒーターの外側端部に対応する位置でそれぞれ９５．７℃、８６．０℃、７７．５℃程度で、塗膜の内側端に対応する位置と外側端に対応する位置との温度差が、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（ａｔ  １００℃）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。
【００２７】
そして、図８において、面状発熱体３４上にディスクＤが載置された状態でディスクＤの外側には有蓋筒状のディスク押え４１（押え部材）がトレー３８上に装着される。ディスク押え４１はその筒状部の内面下端部分がテーパ部４１ａとして全周に形成され、このテーパ部４１ａがディスクＤの外周角部に当接している。これによって、面状発熱体３４でディスクＤを介して塗膜Ｓａを加熱した際にディスクＤが熱で歪みやそり等の変形を来すことを防止すべくトレー３８に押さえつけている。ディスク押え４１の蓋の部分には塗膜Ｓａの加熱時に発生する蒸気を逃がす通風口４２が設けられている。通風口４２は図示しないシャッタ部材で開口面積を調整可能であり、これによってディスク押え４１内部の蒸気密度を制御して塗膜Ｓａを一定の湿度環境下におき、結露の発生を抑えつつ乾燥ムラを防止する。
また、一般的にディスクＤの塗膜Ｓａとは反対側の裏面には内側に円環状のリブ４３が突出しており、ディスクＤを密着状態で載置させるトレー３８にはこのリブ４３を逃がす円環状の逃げ溝４４が形成されている。この逃げ溝４４の部分の熱伝導が他の領域と不均一にならないようにリブ４３との間隙に高分子やシリコン等の充填材（パテ）を充填して熱伝導性を補っている。
なお、塗膜Ｓａは乾燥することで受理層５を形成するが、乾燥すると半透明になるために、図８に示すように受理層５の下面に例えばUV硬化型白色インク等からなる白い下地層４５を設けておくことが好ましい。
【００２８】
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９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ディスク基板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。
【００２９】
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１０参照）。
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１０（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作用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、均一な膜厚の塗膜が形成される。
【００３０】
塗布終了後に、ディスクＤはレベリング部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水系塗布液Ｓが重複し且つ塗布停止時に水系塗布液Ｓがノズル２７ａ…２７ｈとの間で上方に糸を引くため、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。
【００３１】
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。次いで図示しない駆動機構でディスク押え４１を降下してディスクＤを覆うように被せる。ディスク押え４１の下端を面状発熱体３４のトレー３８に当接させて、筒状部の内面テーパ部４１ａでディスクＤの外周角部を押さえつける（図８参照）。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周する間に塗膜Ｓａを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からディスク基板４を通して塗膜Ｓａに裏面から熱伝達される。これによって塗膜Ｓａは裏面から表面に向けて全面が同時に加温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。
【００３２】
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して水系塗布液Ｓが中央側に流動するのを防止できる。
このようにして、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。加熱乾燥の過程でディスクＤは温度勾配のために変形し易くなるが、ディスク押え４１のテーパ部４１ａでディスクＤの外周角部を全周に亘って押さえつけているために変形を防止できる。しかもディスク押え４１の通風口４２の開口面積の制御によって内部の蒸気密度を一定に調整して自然乾燥の進行を抑制する。
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。
【００３３】
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、リング状をなす受理層５の内周側及び外周側端部では、凹溝６ａ、６ｂの領域で凸曲に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、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。
【００３４】
上述のように本実施例によれば、面状発熱体３４によって水系塗布液Ｓからなる塗膜Ｓａを裏面から全体を一気に加熱できて、乾燥の初期に塗膜表面に被膜が発生することを防止できる。しかも第一乃至第三ヒータ３５〜３７の上面にトレー３８を設けたことで塗膜Ｓａに伝導する温度を内側から外側に向けて滑らかな温度勾配に設定できるから、塗膜Ｓａを小径の内側から大径の外側に向けて乾燥を進めることができて、この点からも乾燥後の受理層５に皺やひびを生じさせずに平滑性の良い均一な膜厚を形成できる。
また、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周させて塗膜Ｓａを形成でき、水系塗布液Ｓが自然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、平坦で均一な膜厚の塗膜Ｓａを形成することができる。
更に、塗膜Ｓａ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。
従って、受理層５にインクジェット印刷等を施す場合、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であっても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。
【００３５】
なお、凹溝６ａ，６ｂについて切削手段２０でディスク基板４の印刷面４ａに切削加工するようにしたが、この工程を設けることなくディスク基板４の形成時に型成形によって一体加工成形してもよい。
また、本発明は光ディスク１等のコンパクト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による受理層の形成に限定されることなく、各種の液状の塗布液を使用でき、これら各種の塗布液からなるディスク状の基体への塗膜の形成に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【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】面状発熱体上のディスクの変形を抑制するディスク押えを装着した略縦断面図である。
【図９】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１０】（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１１】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１２】供給手段のノズル供給口の変形例を示す図である。
【図１３】供給手段の変形例を示す要部斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
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、４７  供給手段（塗布手段）
２７、４９  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（加熱セグメント：加熱手段）
３６  第二ヒータ（加熱セグメント：加熱手段）
３７  第三ヒータ（加熱セグメント：加熱手段）
３８  トレー（仲介部材）
４１  ディスク押え（押え部材）
４１ａ  テーパ部
Ｄ  ディスク（被塗布物）
Ｓ  水系塗布液
Ｓａ  塗膜
【図１】
2005279319.tif 000003
【図２】
2005279319.tif 000004
【図３】
2005279319.tif 000005
【図４】
2005279319.tif 000006
【図５】
2005279319.tif 000007
【図６】
2005279319.tif 000008
【図７】
2005279319.tif 000009
【図８】
2005279319.tif 000010
【図９】
2005279319.tif 000011
【図１０】
2005279319.tif 000012
【図１１】
2005279319.tif 000013
【図１２】
2005279319.tif 000014
【図１３】
2005279319.tif 000015