(57)【要約】【課題】  披転写面の外周部に盛り上がりのある被転写基板に対し、被転写面の全面に渡って均一な形状転写を容易に行う。【解決手段】  光ディスク基板１１０の片面の被転写面に形状転写可能な中間層１１２を設け、この中間層１１２に転写用基板１２０の転写形状面を押し当てて信号記録面を形成する。そして、この形状転写を行う場合に、光ディスク基板１１０より大きい径の転写形状面を有する転写用基板１２０を用いて、光ディスク基板１１０の片面全体を転写用基板１２０の転写形状面が包囲する状態で中間層１１２に押し当てて形状転写を行う。これにより、光ディスク基板と転写用基板との盛り上がった外周部同士が引っかかることなく、安定した形状転写を行える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被転写基板の少なくとも１つの被転写面に形成された形状転写可能な中間層に転写用基板の転写形状面を押し当てて前記中間層に所望の形状を転写する場合に、
前記被転写基板の被転写面より大きい径の転写形状面を有する転写用基板を用いて、前記被転写基板の被転写面全体を転写用基板の転写形状面が包囲する状態で、前記転写用基板の転写形状面を中間層に押し当てて形状転写を行う、
ことを特徴とする形状転写方法。
【請求項２】
前記転写用基板を弾性体によって押圧し、前記被転写基板の中間層に押し当てることを特徴とする請求項１記載の形状転写方法。
【請求項３】
前記転写用基板の転写形状面を中間層に押し当てた際に、前記被転写基板の外側で転写用基板の外周部に当接する外周支え部材を設け、前記外周支え部材によって転写用基板の外周部の変形を抑制することを特徴とする請求項１記載の形状転写方法。
【請求項４】
前記中間層として紫外線硬化樹脂、または紫外線硬化粘着剤、または紫外線硬化フィルムを用い、前記転写用基板を中間層に押し当てた後、紫外線を照射することによって形状転写を行うことを特徴とする請求項１記載の形状転写方法。
【請求項５】
前記被転写基板の中間層を加熱または化学処理することによって粘性を持たせた後、転写用基板を押し当てることによって形状転写を行うことを特徴とする請求項１記載の形状転写方法。
【請求項６】
前記被転写基板は少なくとも片面に信号記録面を有する光ディスク基板であり、前記転写用基板によって前記信号記録面を形成することを特徴とする請求項１記載の形状転写方法。
【請求項７】
前記光ディスク基板は射出成形によって形成されていることを特徴とする請求項６記載の形状転写方法。
【請求項８】
被転写基板の少なくとも１つの被転写面に形成された形状転写可能な中間層に転写用基板の転写形状面を押し当てて前記中間層に所望の形状を転写する形状転写機構を有し、
前記形状転写機構は、前記被転写基板の被転写面より大きい径の転写形状面を有する転写用基板を用いて、前記被転写基板の被転写面全体を転写用基板の転写形状面が包囲する状態で、前記転写用基板の転写形状面を中間層に押し当てて形状転写を行う、
ことを特徴とする形状転写装置。
【請求項９】
前記転写用基板を弾性体によって押圧し、前記被転写基板の中間層に押し当てることを特徴とする請求項８記載の形状転写装置。
【請求項１０】
前記転写用基板の転写形状面を中間層に押し当てた際に、前記被転写基板の外側で転写用基板の外周部に当接し、転写用基板の外周部の変形を抑制する外周支え部材を有することを特徴とする請求項８記載の形状転写装置。
【請求項１１】
前記中間層として紫外線硬化樹脂、または紫外線硬化粘着剤、または紫外線硬化フィルムを用い、前記転写用基板を中間層に押し当てた後、紫外線を照射することによって形状転写を行うことを特徴とする請求項８記載の形状転写装置。
【請求項１２】
前記被転写基板の中間層を加熱または化学処理することによって粘性を持たせた後、転写用基板を押し当てることによって形状転写を行うことを特徴とする請求項８記載の形状転写装置。
【請求項１３】
前記被転写基板は少なくとも片面に信号記録面を有する光ディスク基板であり、前記転写用基板によって前記信号記録面を形成することを特徴とする請求項８記載の形状転写装置。
【請求項１４】
前記光ディスク基板は射出成形によって形成されていることを特徴とする請求項１３記載の形状転写装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば各種の基板面に所望の物理形状を形成する場合に、形状転写用の型部材を基板の被転写面に押し当てることによって形状転写を行う形状転写方法及び形状転写装置に関し、例えば光ディスクの多層化技術に応用して有効なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば光ディスクの多層化技術に関して、転写用基板を被転写層を有する光ディスク基板に押し当てることにより、多層構造の信号記録層を作成する技術が提案されている（例えば特許文献１〜４参照）。
ここで、転写用基板の押し当てによる転写法としては、例えば、光ディスク基板上の第一の層の上に形状転写可能な中間層を積層し、その表面を熱的化学的な手法で粘度の高い状態にし、その上に転写用基板を押し当てることにより、第二の層の形状を転写する方法がある。
また、転写用基板と被転写側の光ディスク基板は、基本的に同等のサイズを有し、同様の製造方法で作成される場合が多い。
【特許文献１】特許第３４６０４０２号公報
【特許文献２】特開平８−２３５６４４号公報
【特許文献３】特開２０００−３６１３５号公報
【特許文献４】特開２００３−２０３３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の技術では、例えば外周部に盛り上がりの存在する基板に対して転写を行う場合に、基板の全面に渡って不良なく均一に転写用基板を押し当てることが困難である。
例えば光ディスク基板の場合、基板の作成方法として一般に射出成形技術が用いられており、この方法で形成された転写用基板やディスク基板には外周部に盛り上がりが発生してしまう。なお、この外周部の盛り上がりは、通常、高さ５０μｍ以下、幅５００μｍ以下である。
そして、このような盛り上がりが発生すると、転写用基板を光ディスク基板側に押し当てる際に、転写用基板の外周部の盛り上がり部分と光ディスク基板の外周部の盛り上がり部分とが互いに当接して引っかかってしまい、全面に均一な形状転写を行うことが難しいという問題があった。
【０００４】
図８は、このような従来の形状転写装置による光ディスク基板への転写作業の原理を示す説明図である。
図示のように、光ディスク基板１０と同様のディスク形状を有する転写用基板２０によって光ディスク基板１０への形状転写を行っている。光ディスク基板１０の上面（被転写面）には、中間層１２が配置され、この中間層１２に転写用基板２０を押し当てて、信号記録面を形成する。
ここで、光ディスク基板１０と転写用基板２０は、それぞれ射出成形等によって作成されており、それぞれ外周部が盛り上がった形状となっている。したがって、図示のように、光ディスク基板１０と転写用基板２０の外周部の盛り上がった部分が互いに引っかかって適正な転写状態を得ることができなくなる。
【０００５】
そこで本発明は、披転写面の外周部に盛り上がりのある被転写基板に対し、被転写面の全面に渡って均一な形状転写を容易に行うことが可能な形状転写方法及び形状転写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】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明の形状転写方法は、被転写基板の少なくとも１つの被転写面に形成された形状転写可能な中間層に転写用基板の転写形状面を押し当てて前記中間層に所望の形状を転写する場合に、前記被転写基板の被転写面より大きい径の転写形状面を有する転写用基板を用いて、前記被転写基板の被転写面全体を転写用基板の転写形状面が包囲する状態で、前記転写用基板の転写形状面を中間層に押し当てて形状転写を行うことを特徴とする。
また本発明の形状転写装置は、被転写基板の少なくとも１つの被転写面に形成された形状転写可能な中間層に転写用基板の転写形状面を押し当てて前記中間層に所望の形状を転写する形状転写機構を有し、前記形状転写機構は、前記被転写基板の被転写面より大きい径の転写形状面を有する転写用基板を用いて、前記被転写基板の被転写面全体を転写用基板の転写形状面が包囲する状態で、前記転写用基板の転写形状面を中間層に押し当てて形状転写を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の形状転写方法及び形状転写装置によれば、被転写基板の被転写面より大きい径の転写形状面を有する転写用基板を用いて、被転写基板の被転写面全体を転写用基板の転写形状面が包囲する状態で、転写用基板の転写形状面を中間層に押し当てて形状転写を行うことから、被転写基板の披転写面の外周部に盛り上がりのある場合でも、この外周部を包囲する状態で被転写基板の被転写面を押し当てて転写を行うことができ、被転写基板の外周部の盛り上がり部分が引っかかったりすることなく、被転写面の全面に渡って均一な形状転写を行うことができ、安定した形状転写を容易に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施の形態による形状転写方法及び形状転写装置は、被転写基板としての光ディスク基板の信号記録面を形状転写によって形成するものであり、光ディスク基板の少なくとも片面の被転写面に形状転写可能な中間層を設け、この中間層に転写用基板の転写形状面を押し当てて信号記録面（例えばピット列や案内溝等）を形成する。なお、複数の中間層を積層し、各層に対して形状転写を繰り返し行うことで多層化が可能である。
そして、このような形状転写を行う場合に、光ディスク基板より大きい径の転写形状面を有する転写用基板を用いて、光ディスク基板の片面全体を転写用基板の転写形状面が包囲する状態で中間層に押し当てて形状転写を行う。
これにより、射出成形によって形成された光ディスク基板と転写用基板との盛り上がった外周部同士が引っかかることなく、信号記録面の全面に渡って均一な形状転写を行うことができ、安定した形状転写を容易に行うことが可能となる。
また、この形状転写時には、転写用基板をパッドやローラ状の弾性体によって押圧し、光ディスク基板の中間層に押し当てるとともに、この際、光ディスク基板の外側で転写用基板の外周部に当接する外周支え部材を設け、転写用基板の外周部の過度の変形を抑制することにより、さらに良好な形状転写状態を得ることが可能である。
また、中間層として紫外線硬化樹脂、または紫外線硬化粘着剤、または紫外線硬化フィルムを用い、転写用基板を中間層に押し当てた後、紫外線を照射することによって形状転写を行う。また、光ディスク基板の中間層を加熱または化学処理することによって粘性を持たせた後、転写用基板を押し当てることによって形状転写を行う。
【実施例１】
【０００９】
図１は本発明の実施例１の形状転写装置による光ディスク基板への転写作業の原理を示す説明図である。
図示のように本実施例では、光ディスク基板１１０よりも大径のディスク形状を有する転写用基板１２０によって光ディスク基板１１０への形状転写を行っている。光ディスク基板１１０と転写用基板１２０は、それぞれ射出成形等によって作成されており、それぞれ外周部が盛り上がった形状となっているが、転写用基板１２０の外周部は、光ディスク基板１１０の外周部よりも外径側に位置し、形状転写時には、光ディスク基板１１０と転写用基板１２０の外周部の盛り上がった部分が互いにずれて配置される。したがって、図８に示す従来例のように、外周部同士が引っかかることがなく、円滑に適正な転写状態を得ることができる。
そして、形状転写時には、転写用基板１２０が形状転写装置の押圧力によって湾曲し、光ディスク基板１１０の上面（被転写面）に配置された中間層１１２に転写用基板１２０が全体的に密着し、この中間層１１２に信号記録面が転写される。
【００１０】
なお、形状転写機構としてウレタン製パッドやゴム製パッド等の弾性体を用いて転写用基板１２０を光ディスク基板１１０に押し当てるような機構を有し、スムーズな動作で転写を行うようになっている。図２は弾性パッド１３０によって転写用基板１２０を押している状態を示す説明図である。
一般に、光ディスク基板１１０の全面を押す必要があるため、パッド１３０の直径は少なくとも光ディスク基板１１０の直径程度である必要がある。しかし、外周部まで十分な力で抑える必要があるため、パッド１３０が多少変形する程度の力で押す必要がある。
また、弾性のあるパッド１３０で転写用基板１２０を押すと、転写用基板１２０の下部に光ディスク基板１１０の存在しない部分も共に押してしまう。このため、パッド１３０で転写用基板１２０の全面を均一に押すためには、図２に示すように、中央部分が緩やかに突出した円錐状、若しくは何らかの傾斜のついたパッドを用いるものとする。
なお、本実施例では、パッドを用いる場合を説明したが、弾性を有するローラーを用いて押し当てるようにしてもよい。
【実施例２】
【００１１】
上述した実施例１で説明したように、転写用基板１２０を押圧するパッド等に弾性のある素材を用いなければ、全面を押すことは困難である。一方、転写用基板１２０を押す際にパッドが過度に変形し、この変形したパッドは転写用基板１２０の全面に接触するが、このときに転写用基板１２０の最外周にも接触する。そして、この状態でパッド１３０を押し込むと、転写用基板１２０が変形する。
ところが、この変形が生じた際に、図２（Ｂ）に示すように、中間層１１２と接触していた転写用基板１２０が外周部付近で中間層１１２から剥離してしまい、そこに気泡が混入してしまう。図３は気泡の状態を示す説明図である。なお、図では半円形の転写用基板１２０の例を示している。通常の方法では、中間層の外周部より４ｍｍ程度内側に入る範囲に、大きさ２〜３ｍｍの気泡１７０が発生してしまう様子を示している。
そして、このような気泡１７０は転写不良となるため、ディスクを製造する際にできるだけ発生させないようにする必要がある。
【００１２】
そこで、本実施例２では、図４に示すように、光ディスク基板１１０の外周部より外側に、転写用基板１２０とほぼ同じ直径あるいはそれ以上の直径の外周支え部材１４０を配置し、この外周支え部材１４０によって転写用基板１２０がパッド１３０により押し付けられた際に、外周支え部材１４０が転写用基板１２０を支え、変形を抑制して転写用基板１２０が中間層１１２から剥離するようなひずみを発生しないようにする。
外周支え部材１４０の高さは、光ディスク基板１１０の高さと比較して極端に高くなければ問題ない。具体的な高さとしては、転写用基板１２０がパッド１３０の押し当て時に変形した際に、転写用基板１２０が光ディスク基板１１０に接触し続けるような高さでよく、これは転写用基板１２０の剛性により決まる。なお、外周支え部材１４０が光ディスク基板１１０の盛り上がり部より大幅に厚くなると、転写用基板１２０が外周支え部材１４０に引っかかってしまい、光ディスク基板１１０の表面全体に転写用基板１２０が接触しなくなる。
【００１３】
図５は外周支え部材１４０の具体的な形状の例を示す平面図である。
図示のように、外周支え部材１４０は、光ディスク基板１１０の外側に円周状に配置されていれば良い。例えば図５（Ａ）に示すように、完全なリング状の外周支え部材１４０Ａを用いてもよいし、図５（Ｂ）に示すように、間欠的なリング状の外周支え部材１４０Ｂを用いてもよい。さらに、図５（Ｃ）に示すように、複数の点状の外周支え部材１４０Ｃを用いてもよい。なお、外周支え部材１４０Ｃの間隔は、転写用基板１２０を十分に支えることができればよい。
なお、上述のように、パッドの代わりにローラを用いた場合、特にローラにより大径の転写用基板を光ディスク基板の外周部に押し当てる際には、明らかに光ディスク基板の存在していない部分を押してしまうことになる。したがって、このようなローラを用いる場合に、上述した外周支え部材１４０がより顕著な効果を発揮することになる。
【実施例３】
【００１４】
次に、本発明の実施例３として、さらに具体的な構成例と上述した光ディスク基板上の中間層に転写用基板を押し当てたときの外周押し残りの数値例について説明する。
図６は本実施例３の形状転写装置の概要を示す説明図である。
図示のように、ステージ１５０上に、光ディスク基板１１０及び外周支え部材１４０が配置され、さらに、転写用基板１２０が転写作業前に光ディスク基板１１０に接触しないように保持するための沈下式転写用基板保持冶具１６０が設けられている。そして、上方には転写用基板１２０を光ディスク基板１１０に押し当てるためのパッド１３０が配置されている。
本例では、光ディスク基板１１０として射出成形により作られた直径１２０ｍｍのプラスチック基板を用いた。光ディスク基板１１０の内周には直径１５ｍｍの穴が形成されており、光ディスク基板１１０の厚さは１．１ｍｍである。
また、形状転写される中間層１１２として、紫外線硬化型粘着剤を用いた。紫外線硬化型粘着剤は、通常の状態では粘度を持ったフィルム状物質であり、紫外線を照射することにより硬化して形状を留めるという機能を有する樹脂粘着剤である。なお、同様の機能を有するものとして、紫外線硬化樹脂、または紫外線硬化フィルムと呼ばれるものを用いてもよい。
【００１５】
また、転写用基板１２０は厚さ０．６ｍｍ、直径１３０ｍｍで内周に８ｍｍのセンターホールが設けられている。また、この転写基板１２０の材料としてポリオレフィン系材料を用いた。また、転写用基板１２０には、中間層１１２が押し当てられる方向に、０．３μｍ程度のピッチで高さが２５ｎｍ程度の案内溝が形成されている。
また、外周支え部材１４０の高さは光ディスク基板１１０の高さとほぼ同じ高さとした。また、外周支え部材１４０のリング部分の幅は、直径内周１２５ｍｍ、外周１３０ｍｍとした。
なお、本例では沈下式の保持冶具１６０が光ディスク基板１１０の内周部に存在するが、光ディスク基板１１０の外周部に存在しても全く問題はない。
【００１６】
次に、転写用基板１２０を光ディスク基板１１０の中間層１１２に押し当てる場合の具体的手順を説明する。
まず、図６に示すように、中間層１１２を設けた光ディスク基板１１０をステージ１５０上に保持する。その後、図６に示すように、転写用基板１２０を保持冶具１６０上に設置する。
そして、パッド１３０により転写用基板１２０を中間層１１２に押し当てる。この転写用基板１２０が中間層１１２に押し当てられることにより、転写用基板１２０の形状が中間層１１２に転写される。
【００１７】
図７は外周支え部材１４０の高さと気泡の大きさとを実測した結果を示す表である。この表は、外周支え部材１４０の３つの高さ毎に１０回の気泡測定を行ったものである。
この表から分かるように、外周支え部材１４０が存在しない場合は中間層１１２内に非常に大きな気泡が存在するのに対し、外周支え部材１４０が存在するだけで、その大きさが大幅に小さくなり、さらに外周支え部材１４０の高さを高くすると、気泡が確認できなくなり、極めて有効な作用効果を得ることができる。
なお、以上の各実施例では、本発明を多層化光ディスク基板の形状転写に適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各種被転写基板の形状転写に適用し得るものである。また、各実施例で示した具体的数値等も適宜変形し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１の形状転写装置による光ディスク基板への転写作業の原理を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例１の形状転写装置による形状転写作業の様子を示す説明図である。
【図３】形状転写作業時に生じる気泡の一例を示す平面図である。
【図４】本発明の実施例２の形状転写装置による形状転写作業の様子を示す説明図である。
【図５】本発明の実施例２で用いる外周支え部材の具体的な形状の例を示す平面図である。
【図６】本発明の実施例３による形状転写装置の全体構成を示す説明図である。
【図７】本発明の実施例３で用いる外周支え部材の高さと気泡の大きさとを実測した結果を示す表である。
【図８】従来の形状転写装置による光ディスク基板への転写作業の原理を示す説明図である。
【符号の説明】
【００１９】
１１０……光ディスク基板、１１２……中間層、１２０……転写用基板、１３０……弾性パッド、１４０……外周支え部材。
【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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