JPH04224924A - 光記録媒体用基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光により情報が
記録、再生される光記録媒体のレーザ光が透過する基板
である光記録媒体用基板の製造方法に関するものである
。

【０００２】

【従来の技術】コンパクトディスク、レーザディスク、
光ディスク、光磁気ディスク、光カードなどの光記録媒
体は、基板の一面がピットと呼ばれる凹凸や案内溝が形
成された信号面となっており、該信号面にはアルミ蒸着
などが施されて反射膜が形成されている。所定の波長を
有する偏光されたレーザ光は、前記基板の信号面と反対
側の面（以下、「入射面」という。）から入射して該基
板の中を伝搬し、信号面により反射されて基板の中を伝
搬したのち入射面から外へ出て行く。

【０００３】情報の記録や再生に際しては、レーザ光が
信号面のピットや案内溝などに正確に照射される必要が
あり、また、反射されたレーザ光も一定の方向に伝搬し
て戻る必要があるので、前記基板の性質としては、レー
ザ光が基板の中を伝搬する方向によって、レーザ光の伝
搬速度および位相が変化してしまうような異方性がない
ことが要求される。前記基板の材料としては、耐久性、
耐衝撃性などが考慮されてガラスではなく、一般に、ポ
リカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（
ＰＭＭＡ）などの熱可塑性樹脂（以下、「樹脂」という
。）が用いられている。

【０００４】前記基板である光記録媒体用基板の従来の
製造方法の一例としては次のようなものがある。

【０００５】押出機のＴダイから押し出された溶融した
樹脂が、回転する第１ロールの周面と回転する第２ロー
ルの周面とにより挟み付けられてその間を通過し、前記
通過した樹脂は、第２ロールの周面に接触したまましば
らく回転したのち、第２ロールの周面と回転する第３ロ
ールの周面とにより挟まれてその間を通過し、第３ロー
ルの周面に接触したまましばらく回転したのち剥離され
る。この剥離された樹脂が光記録媒体用基板になるとい
う製造方法である。

【０００６】上記製造方法において、第１ロールの周面
は鏡面状に仕上げられており、樹脂の第１ロールの周面
と接触する部分が鏡面状に形成されて基板の入射面にな
る。また、第２ロールの周面にはピットや案内溝を形成
するための凹凸が形成されており、樹脂の第２ロールの
周面と接触する部分にピットや案内溝が転写されてその
部分が基板の信号面に形成される。前記各ロールは溶融
した樹脂を送り出しながら冷却する機能を有し、中でも
、第２ロールは第１ロールより樹脂と接触する時間が長
いので第１ロールより高い温度になる。

【０００７】また、異方性のない熱可塑性樹脂フィルム
を製造する方法として、第１冷却ロール速度を第２冷却
ロール速度より大きくし、第１冷却ロールと第２冷却ロ
ールとの間で熱可塑性樹脂フィルムに張力をかけないこ
となどを特徴とする熱可塑性樹脂フィルムの製造方法が
特開昭６０−２１４９２３に開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の光記録媒体
用基板の製造方法においては、厚さの厚い基板（例えば
、厚さ０．４ｍｍ〜１．２ｍｍ）を製造する場合、樹脂
が各ロールにより送り出される間に、樹脂の分子の螺旋
状の長鎖がその送り出される方向に沿って引き伸ばされ
て、製造された基板に異方性が生じてしまうという問題
点がある。

【０００９】図２に示すように、溶融した樹脂２４が第
１ロール２１の周面と第２ロール２２の周面とにより挟
み付けられてその間を通過する際、第１ロール２１の周
速Ｖ２１と第２ロール２２の周速Ｖ２２とが同じでも、
第２ロール２２の温度が第１ロール２１の温度より高い
ため、樹脂２４のうち第２ロール２２側の部分の方が第
１ロール２１側の部分よりも粘度が低くなり、第２ロー
ル２２側の樹脂２４の方がより多く送り出される。これ
により、第２ロール２２側の樹脂２４の分子の螺旋状の
長鎖が引き伸ばされてしまう。また、前記樹脂２４が第
２ロール２２の周面と第３ロール（不図示）の周面とに
より挟まれてその間を通過する際、第３ロールの周速が
第２ロール２２の周速Ｖ２２よりも大きいと、樹脂の全
体にわたって引き伸ばす力が加わることになり、その結
果、樹脂の分子の長鎖がさらに引き伸ばされてしまう。

【００１０】このようにして、樹脂の分子の螺旋状の長
鎖が引き伸ばされて前記送り出される方向に揃ってしま
い、製造された基板に異方性が生じてしまう。異方性の
ある基板に偏光されたレーザ光が入射した場合には、レ
ーザ光の基板の中での伝搬速度およびその位相がレーザ
光の偏光面の向きにより異なってしまう現象（複屈折）
が生じるので、情報の正確な記録や再生に悪い影響を与
えてしまう。

【００１１】上記従来の光記録媒体用基板の製造方法に
おいて、第１，第２および第３ロールの各周速を同じに
して製造した場合の基板（厚さ０．４ｍｍ）の複屈折の
分布の一例を図３に示す。

【００１２】前記基板の複屈折の分布の測定は、基板の
第１ロール側（入射面側）から基板を適宜厚さだけ順次
剥離していき、その各剥離したものにレーザ光（波長８
３０ｎｍ）を前記送り出される方向に沿って透過させ、
レーザ光の位相が進んだ量（複屈折量）をそれぞれ測定
したものである。基板のうち第２ロール寄りの半分の部
分において、複屈折量が特に大きくなっている。

【００１３】前記基板の異方性を取り除くための後処理
としては、製造された基板を樹脂のガラス転移点より１
０℃ぐらい高い温度で数分間放置するというものがある
が、放置後、基板が第２ロール側（信号面側）にカール
してしまうとい問題点がある。

【００１４】また、上記従来の熱可塑性樹脂フィルムの
製造方法では、厚さ０．２ｍｍぐらいまでの異方性のな
いフィルムしか得ることができず、一面に信号面が形成
された光記録媒体用基板を製造することはできないとい
う問題点がある。

【００１５】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであり、異方性を取り除くための
後処理を特に必要とすることなく、一面に信号面が形成
された異方性のない光記録媒体用基板を製造することが
できる光記録媒体用基板の製造方法を提供することを目
的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の光記録媒体用基板の製造方法は、回転する第
１ロールの周面と光記録媒体用基板の信号面を形成する
ための回転する第２ロールの周面とにより溶融した樹脂
を挟み付けてその間を通過させ、前記樹脂を前記第２ロ
ールの周面に接触させたまま回転する第３ロールの周面
とにより挟み付けてその間を通過させる光記録媒体用基
板の製造方法において、前記第１ロールの周面の周速が
前記第２ロールの周面の周速より大きく、かつ、前記第
３ロールの周面の周速が前記第２ロールの周速より小さ
いことを特徴とするものである。

【００１７】また、第１ロールの周面の周速を第２ロー
ルの周面の周速で割った商が、１．００５より大きく１
．０５より小さい範囲内にあるものや、第３ロールの周
面の周速を第２ロールの周面の周速で割った商が、０．
９９５より大きく１．００より小さい範囲内にあるもの
もある。

【００１８】

【作用】上記のように構成された本発明の光記録媒体用
基板の製造方法において、溶融した樹脂が第１ロールの
周面と第２ロールの周面とにより挟み付けられてその間
を通過する際、第２ロールの温度が第１ロールの温度よ
り高いために前記樹脂のうち第２ロール側の部分の方が
第１ロール側の部分よりも粘度が低くなるが、第１ロー
ルの周速が第２ロールの周速より大きいので、第２ロー
ル側の前記樹脂の分子の螺旋状の長鎖が引き伸ばされて
しまうことはない。また、第１ロールの周面と第２ロー
ルの周面との間を通過した樹脂が、つぎに第２ロールの
周面と第３ロールの周面とにより挟み付けられてその間
を通過する際、第３ロールの周速が第２ロールの周速よ
りも小さいので、前記樹脂の全体にわたって引き伸ばす
力が加わることがなく、前記樹脂の分子の長鎖がさらに
引き伸ばされてしまうことはない。

【００１９】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

【００２０】図１（ａ）を参照して、本実施例の方法の
実施に使用する製造装置について説明する。

【００２１】押出機６は溶融した樹脂４をＴダイ５から
シート状に押し出すものである。Ｔダイ５の図示下方に
それぞれ回転自在に軸支された第１ロール１および第２
ロール２は、不図示の駆動手段により図示矢印方向にそ
れぞれ設定された回転速度で回転するものであり、また
、第１ロール１の周面と第２ロール２の周面とは製造す
る光記録媒体用基板（以下、「基板」という。）の厚さ
に対応して適宜距離だけ離反している。第２ロール２の
図示右側に回転自在に軸支された第３ロール３は、不図
示の駆動手段により図示矢印方向に設定された回転速度
で回転するものであり、第２ロール２の周面と第３ロー
ル３の周面とは前記基板の厚さに対応して適宜距離だけ
離反している。

【００２２】前記第１ロール１、第２ロール２および第
３ロール３の各ロール内部にはオイルが冷媒としてそれ
ぞれ流れる構造となっており、前記各ロールの周面の温
度は、各ロールの内部を流れるオイルの温度をそれぞれ
調節することにより、それぞれ制御できる構成となって
いる。

【００２３】前記第１ロール１、第２ロール２および第
３ロール３の各ロールは、例えば、肉厚２０ｍｍの炭素
鋼などからなり、前記各ロールの周面はクロムメッキ処
理がなされて鏡面仕上げされている。また、前記第２ロ
ール２の周面には、製造する基板の信号面に長さ０．６
〜３．０μｍのピットや案内溝を形成するための凹凸が
設けられており、第２ロール２がスタンパロールになっ
ている。

【００２４】つぎに、前記製造装置を使用した本実施例
の方法について説明する。

【００２５】まず、第１ロール１の周面の周速Ｖ１が第
２ロール２の周面の周速Ｖ２より大きくなるように第１
ロール１の回転速度と第２ロール２の回転速度とをそれ
ぞれ設定する。好ましくは、第１ロール１の周速Ｖ１を
第２ロール２の周速Ｖ２で割った商Ｖ１／Ｖ２が１．０
０５より大きく１．０５より小さい範囲内にあるように
、第１ロール１の回転速度と第２ロール２の回転速度と
をそれぞれ設定する。ついで、前記第２ロール２の回転
速度はそのままにして、第３ロール３の周面の周速Ｖ３
前記第２ロール２の周速Ｖ２より小さくなるように第３
ロール３の回転速度を設定する。好ましくは、第３ロー
ル３の周速Ｖ３を第２ロール２の周速Ｖ２で割った商Ｖ
３／Ｖ２が０．９９５より大きく１．００より小さい範
囲内にあるように、第３ロール３の回転速度を設定する
。

【００２６】また、前記第１ロール１の周面のうち溶融
した樹脂４を第２ロール２の周面とにより挟み付ける部
位の温度Ｔ１　、第２ロール２の周面のうち前記樹脂４
を第１ロール１の周面とにより挟み付ける部位の温度Ｔ
２１、第２ロール２の周面のうち樹脂４を第３ロール３
の周面とにより挟み付ける部位の温度Ｔ２３および第３
ロール３の周面のうち前記樹脂４を第２ロール２の周面
とにより挟み付ける部位の温度Ｔ３　は、前記各ロール
の内部をそれぞれ流れるオイルの温度を適宜設定するこ
とにより、つぎのような関係を保つ。

【００２７】Ｔ１　＜Ｔ２１，Ｔ２３＜Ｔ３　＜Ｔｇ　
ここで、Ｔｇ　は樹脂４のガラス転移点である。この関
係を保つことにより、第１ロール１と第２ロール２との
間を通過した溶融した樹脂４が第１ロール１の周面に張
り付くことおよび第２ロール２と第３ロール３との間を
通過した樹脂４が第２ロール２の周面に張り付くことが
それぞれ防止され、また、第３ロール３の周面に接触し
ている樹脂４が容易に剥離される。

【００２８】前記押出機６のＴダイ５から押し出された
溶融した樹脂４は、前記設定された回転速度で回転する
第１ロール１の周面と前記設定された回転速度で回転す
る第２ロール２の周面とにより挟み付けられてその間を
通過する。この際、第２ロール２の周面の温度Ｔ２１が
第１ロール１の周面の温度Ｔ１　より高いために前記樹
脂４のうち第２ロール２側の部分の方が第１ロール１側
の部分よりも粘度が低くなる。しかしながら、前述した
ように、第１ロール１の周速Ｖ１が第２ロール２の周速
Ｖ２より大きいので、第２ロール２側の樹脂４だけがよ
り多く送り出されることはなく、第２ロール２側の樹脂
４の分子の螺旋状の長鎖が引き伸ばされてしまうことは
ない（図１（ｂ）参照）。

【００２９】第１ロール１の周速Ｖ１を第ロール２の周
速Ｖ２で割った商Ｖ１／Ｖ２が１．００５以下になって
いくと、第２ロール２側の樹脂４の分子の螺旋状の長鎖
が引き伸ばされる傾向が徐々に大きく現われてくるよう
になる。また、Ｖ１／Ｖ２が１．０５以上になっていく
と、第１ロール１側の樹脂４が送り出される速度と第２
ロール２側の樹脂４が送り出される速度との差が徐々に
大きくなり、これにより、やはり、樹脂４の分子の螺旋
状の長鎖が引き伸ばされる傾向が現われてきてしまう。 したがって、Ｖ１／Ｖ２は１．００５＜Ｖ１／Ｖ２＜１
．０５の範囲にあることが好ましい。

【００３０】前記第１ロール１の周面と第２ロール２の
周面との間を通過した樹脂４は、第２ロール２の周面に
接触したまま１８０°回転されたのち、第２ロール２の
周面と前記設定された回転速度で回転する第３ロール３
の周面とにより挟み付けられてその間を通過する。この
際、第３ロール３の周速Ｖ３が前述したように、第２ロ
ール２の周速Ｖ２よりも小さいので、前記樹脂４に全体
にわたって引き伸ばす力が加わることがなく、前記樹脂
４の分子の長鎖がさらに引き伸ばされてしまうというこ
とはない。

【００３１】第３ロール３の周速Ｖ３を第２ロール２の
周速Ｖ２で割った商Ｖ３／Ｖ２が、０．９９５以下にな
っていくと、前記樹脂４と第３ロール３の周面とが微小
に滑る現象や、前記樹脂４の表面にしわが生じてしまう
現象が生じてくるようになる。したがって、Ｖ３／Ｖ２
は０．９９５＜Ｖ３／Ｖ２＜１．００の範囲にあること
が好ましい。

【００３２】前記第２ロール２の周面と第３ロール３の
周面との間を通過した樹脂４は、第３ロール３の周面に
接触したまま、しばらく回転したのち剥離される。この
剥離された樹脂４が光記録媒体用基板になり、該基板の
信号面にはピットや案内溝が形成され、基板の信号面と
反対側の面は鏡面状に仕上げられる。

【００３３】樹脂としては、ポリカーボネート、ポリサ
ルホルン、ポリスチレンなどの熱可塑性樹脂を使用する
ことができる。

【００３４】〔実施例１〕つぎに、上記した本実施例に
より、樹脂として熱可塑性樹脂であるポリカーボネート
を使用し、光記録媒体用基板である光カード用の厚さ０
．４ｍｍの基板を製造した例について述べる。

【００３５】押出機６（内径φ６５ｍｍの射出シリンダ
を有する。）のＴダイ５から押し出される溶融した樹脂
（ポリカーボネート）の温度は３００℃とし、シート状
に押し出された前記樹脂の幅は３００ｍｍとする。

【００３６】また、前記第１ロール１、第２ロール２お
よび第３ロール３の各ロールの外径、前記各ロールの回
転速度、前記各ロールの周面の周速ならびに前記各ロー
ルの内部を流れるオイルの設定温度を表１に示す。

【００３７】 　　表１に示すように、第１ロール１の周速Ｖ１は４．
０２１ｍ／ｍｉｎとなっており、第２ロール２の周速Ｖ
２は４．０００ｍ／ｍｉｎとなっている。第１ロール１
の周速Ｖ１を第２ロール２の周速Ｖ２で割った商は、Ｖ
１／Ｖ２＝１．００５３となり、１．００５より大きく
１．０５より小さい範囲内にある。また、第３ロール３
の周速Ｖ３は３．９９６ｍ／ｍｉｎであり、第３ロール
３の周速Ｖ３を第２ロール２の周速Ｖ２で割った商は、
Ｖ３／Ｖ２＝０．９９９となり、０．９９５より大きく
１．００より小さい範囲内にある。

【００３８】以上の条件の下で製造された光カード用の
厚さ０．４ｍｍの基板に、波長８３０ｎｍのレーザ光を
樹脂が送り出された方向に沿って走査させて（透過光の
）複屈折量を測定したみたが、基板の信号面からどの深
さにおいても複屈折量は２０ｎｍ以下であった。また、
基板の信号面のピットや案内溝の転写性も良好であった
。

【００３９】〔実施例２〕実施例２では、前述した実施
例１に対して、主に、第１ロール、第２ロールおよび第
３ロールの各ロールの周速を変更して光カード用の厚さ
０．４ｍｍの基板を製造した例について述べる。

【００４０】実施例２における第１ロール、第２ロール
および第３ロールの各ロールの外径、前記各ロールの回
転速度、前記各ロールの周面の周速ならびに前記各ロー
ルのオイルの設定温度を表２に示す。

【００４１】 　　表２に示すように、第１ロールの周速は２．０１３
ｍ／ｍｉｎとなっており、第２ロールの周速は２．００
０ｍ／ｍｉｎとなっている。第１ロールの周速を第２ロ
ールの周速で割った商は、１．００６５となり、１．０
０５より大きく１．０５より小さい範囲内にある。また
、第３ロールの周速は１．９９８ｍ／ｍｉｎであり、第
３ロールの周速を第２ロールの周速で割った商は、０．
９９９となり、０．９９５より大きく１．００より小さ
い範囲内にある。以上述べた以外の点は実施例１と同一
の条件である。

【００４２】以上の条件の下で製造された光カード用の
厚さ０．４ｍｍの基板の複屈折量の測定を、実施例１と
同一の方法で行ってみたが、基板の信号面からどの深さ
においても複屈折量は２０ｎｍ以下であった。また、基
板の信号面のピットや案内溝の転写性も良好であった。

【００４３】〔実施例３〕実施例１および実施例２では
、光カード用の厚さ０．４ｍｍの基板を製造した例につ
いて述べたが、実施例３では、光記録媒体用基板である
光ディスク用の厚さ１．２ｍｍの基板を製造した例につ
いて述べる。

【００４４】実施例３における第１ロール、第２ロール
および第３ロールの各ロールの外径、前記各ロールの回
転速度、前記各ロールの周面の周速ならびに前記各ロー
ルのオイルの設定温度を表３に示す。

【００４５】 　　表３に示しように、第１ロールの周速は２．０２２
ｍ／ｍｉｎとなっており、第２ロールの周速は２．００
０ｍ／ｍｉｎとなっている。第１ロールの周速を第２ロ
ールの周速で割った商は、１．０１１となり、１．００
５より大きく１．０５より小さい範囲内にある。また、
第３ロールの周速は１．９９３ｍ／ｍｉｎであり、第３
ロールの周速を第２ロールの周速で割った商は、０．９
９７となり、０．９９５より大きく１．０００より小さ
い範囲内にある。また、実施例１の第１ロール、第２ロ
ールおよび第３ロールの各ロールの周速が４ｍ／ｍｉｎ
に近い値であるのに対し、実施例３の第１ロール、第２
ロールおよび第３ロールの各ロールの周速は２ｍ／ｍｉ
ｎに近い値になっている。以上説明した以外の点は実施
例１と同一の条件である。

【００４６】以上の条件の下で製造された光ディスク用
の基板（厚さ１．２ｍｍ）の複屈折量の測定を、実施例
１と同一の方法で行ってみたが、基板の信号面からどの
深さにおいても複屈折量は１５ｎｍ以下であった。また
、基板の信号面のピットや案内溝の転写性も良好であっ
た。

【００４７】〔比較例〕比較例では、第１ロール、第２
ロールおよび第３ロールの全てのロールの周速を４．０
００ｍ／ｍｉｎに設定し、その他は実施例１と同一の条
件にして、光カード用の基板（厚さ０．４ｍｍ）を製造
してみた。

【００４８】比較例で得られた基板の信号面の仕上りお
よび信号面と反対側の面の仕上りはともに良好であった
が、実施例１と同一の測定により得られた複屈折量は、
５０〜１５０ｎｍもあった。

【００４９】以上説明したように、本実施例では、製造
された基板の厚さが厚いものであっても（例えば、厚さ
０．４〜１．２ｍｍ）、基板に異方性が生じることはな
く、また、樹脂のガラス転移点よりも高い温度で数分間
放置するというような異方性を取り除くための後処理の
必要もないという効果がある。

【００５０】

【発明の効果】本発明は、以上説明したとおり構成され
ているので、以下に記載するような効果を奏する。

【００５１】溶融した樹脂が第１ロールの周面と光記録
媒体用基板の信号面を形成するための第２ロールの周面
とにより挟み付けられてその間を通過する際、第１ロー
ルの周速が第２ロールの周速より大きいので、第２ロー
ル側の前記樹脂の分子の螺旋状の長鎖が引き伸ばされて
しまうことがない。また、前記樹脂が第２ロールの周面
と第３ロールの周面とにより挟み付けられてその間を通
過する際、第３ロールの周速が第２ロールの周速よりも
小さいので、前記樹脂の分子の長鎖がさらに引き伸ばさ
れてしまうことはない。

【００５２】その結果、製造される光記録媒体用基板の
厚さが比較的厚いものであっても、光記録媒体用基板に
異方性が生じることはなく、異方性を取り除くための後
処理の必要もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の説明図であって、（ａ）は
製造装置を示す模式図、（ｂ）は同実施例において樹脂
が第１ロールと第２ロールの間を通過するときの樹脂の
送り出される様子を説明するための模式図である。

【図２】従来の製造方法において樹脂が第１ロールと第
２ロールとの間を通過するときの樹脂が送り出される様
子を説明するための模式図である。

【図３】従来の製造方法により製造された光記録媒体用
基板の複屈折量の分布図である。

【符号の説明】

１　　　　第１ロール ２　　　　第２ロール ３　　　　第３ロール ４　　　　樹脂 ５　　　　Ｔダイ ６　　　　押出機

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回転する第１ロールの周面と光記録媒
   体用基板の信号面を形成するための回転する第２ロール
   の周面とにより溶融した樹脂を挟み付けてその間を通過
   させ、前記樹脂を前記第２ロールの周面に接触させたま
   ま回転する第３ロールの周面とにより挟み付けてその間
   を通過させる光記録媒体用基板の製造方法において、前
   記第１ロールの周面の周速が前記第２ロールの周面の周
   速より大きく、かつ、前記第３ロールの周面の周速が前
   記第２ロールの周速より小さいことを特徴とする光記録
   媒体用基板の製造方法。
2. 【請求項２】　　第１ロールの周面の周速を第２ロール
   の周面の周速で割った商が、１．００５より大きく１．
   ０５より小さい範囲内にある請求項１に記載の光記録媒
   体用基板の製造方法。
3. 【請求項３】　　第３ロールの周面の周速を第２ロール
   の周面の周速で割った商が、０．９９５より大きく１．
   ００より小さい範囲内にある請求項１または２に記載の
   光記録媒体用基板の製造方法。