JPS61188755A - 光デイスクの製造方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 この発明は、読取り専用の光ディスクに係り、特にディ
スク材料・その機能的構成と製造法の簡易化に適した小
形光ディスクの製造法に関する。

〔発明の背景〕

読取り専用の光ディスクは、従来技術では、特開昭５６
−１３１６５４号公報に示されているように、特定の透
明プラスチック、多くの場合熱可塑性プラスチック例え
ばポリカーボネート（ＰＣ）樹脂ま九はポリメタクリル
（ＰＭＭＡ）樹脂を用い、これを、射出成形機によって
加熱・圧縮下で溶融・混練し、この溶融物を、求める信
号痕を刻みつけた成形母型（スタンパ）ｔ−装填しｔ成
形型内に流しこみ、冷却・固化して成形型外に取出す。

ここで得たでき製品は、スタンパに刻された信号痕（ビ
ット）全転写し、レプリカ板と呼ばれる。しかしてこの
レプリカを真空蒸着装置内に装填し、ここで信号痕を穿
たれた面にのみアルミニウム膜、厚さ約５０ＯＡ形成し
反射膜をつくってから取出す。読取り専用の光ディスク
としての第一の機能はこれでつくられた。但し、取扱性
や耐久性を考慮するとこれだけでは不十分であり、該ア
ルミニウム膜形成ディスクの、アルミニウム膜形成面側
に、紫外線硬化樹脂を塗布・硬化したり、１次は接着剤
を塗布し、これを介して保護板をはり合せている。

また、上記で得た光デイスク面上の信号痕は特開昭４７
−３７４０７号公報に提示されているように、平板面上
に刻された微小凹部である。これはスタンバに設けられ
た凸部を転写して得られるが、その幅および深さは何れ
の信号痕ともに等しいが、長さは信号の用途により異な
り、ビデオ信号では一定、オーディオ信号、情報メモリ
ーなどのデジタル信号では記録情報により各痕跡で異な
る。但し、何れの信号痕も微小である。

読取り専用光ディスクでは、上記したディスク面上の信
号痕を熱可塑性プラスチックの射出成形、または射出・
圧縮底形によって得ているが、これらの工法では、成形
材料の固相→液相→固相の変態を必然的に伴い、この過
程を経てでき製品ではスタンバの信号痕を転写して得て
いるが、相変態に付随する寸法や容積の賢化、熱応力の
発生に伴もなう÷門製品中の残留ひずみなどによって微
小寸法の信号痕の保持は容易でない。さらに、光ディス
クからの反射戻９光量を考えた場合、基板の光学的性質
、特に複屈折高金小さく、かつ基板内各部位におけるそ
の変動範囲の低減が求められるのに対し、射出成形によ
るアクリル樹脂基板においては、その製造過程から、複
屈折発生のもとになるひずみが発生してしまう。また、
この工法が高価で、かつ、成形条件の制御が炉雑である
射出または射出・圧縮の成形機を用いていることなどか
ら高信頼性をもつレプリカは高価となる。

また、加えて、該レプリカ面上に反射層を構成するアル
ミニウムの真空蒸着膜の形成が不可避的に必要であり、
この製作手順の中でもレプし リカの変形や寸法変化を促す工程因子があり、また蒸着
装置は高価で作業操作は煩雑であってディスク価格の上
昇を招来する。

〔発明の目的〕

この発明は、光デイスク製作に用いる被成形材料の構成
を製作手順に好オしく合致させて、従来複数種の工程を
経て得ていた光ディスクを、簡易な一つの工程によって
得る製造法を提供すること全目的とする。

上記目的を達成するため、この発明では、レプリカの被
成形材料の構成を目的に合わせて透明プラスチックシー
ト上にアルミニウムの真空蒸着膜等の反射膜を形成して
おき、これを被成形シートとして、信号痕の凹凸を設け
たスタンバによりホ・ソトプレスして被成形シート面上
に凹凸を転写してディスクを得る。

〔発明の実施例〕

ここでは先ず発明の要点全示し、次いで実施事例によっ
て工法の詳細、÷門製品の状況を示して行く。

ディスクの被成形シートの構成の要点は第１図に示す通
りである。ここでディスク１ｔｌ−構成する透明プラス
チックは、例えばＰＨＭＡ　、ＰＣまたはポリスチレン
（ＰＳ）、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）などの無延伸ま
たは低延伸シートであり、その厚さは０．３＆いし２Ｍ
である。また該シート面上には読取り光の反射層２とし
て真空蒸着によるアルミニウム膜全形成している。この
厚さは４００ないし６００１であり、膜の破断のび率は
約３００暢である。これは、ＰＨＭＡシート上にアルミ
ニウム全蒸着する時に、同時に岩塩へき開面上にアルミ
ニウム膜を形成し、しかして岩塩を水中で溶かし遊離し
たアルミニウム膜の応力−ひすみ曲線から求めている。

この値はホットプレスによる信号痕の刻印に十分に対応
できることを示す。

第２図には上記した透明プラスチックシートのホットプ
レスの要点を示している。固定側型３は、表面あらさく
Ｊｉａ　）が１１μ声以下、平坦度・真直度が光ディス
クのそれの許容範囲内にあるものであり、そしてこれを
加熱するヒータ６￥ｉ−備え、かつ型保持台８上に安定
に取付けられている。可動側は固定側型に対向して先ず
プラスチヴクシートに信号痕を刻印するスタンバ４が設
けられ、次いでスタンバ４ｔ−取付ける可動側型５、可
動型保持台９の順に積重なって設置される。７は可動側
型枠加熱ヒータである。ここで固定側型３とスタンバ４
面との真直度、平行度はでき上ったディスク両面の真直
度、平行度がそれの許容範囲内に十分にある精度内に保
たれる。また可動側型５の上下動も前述したディスク両
面の真直度、平行度が許容範囲内にあるように保たれ、
ここでは油圧ポンプによって駆動している。かくして固
定側型３面にディスクの被成形シートのプラスチック面
が接するように配置し、可動側型５ｔ−駆動して被成形
シートに接し、ここで可動側型５の駆動を止め固定側型
３と可動側型５との中間に被成形シートを挟み両側型か
らの輻射によって予熱し、被成形シートを構成するプラ
スチックの温度が、それのガラス転位温度よりも１０℃
高い温度ないし溶融温度よりも１０℃低い温度に保つ。

しかして、可動側型５を駆動し、被成形シートを圧縮し
てスタンパ４の信号痕の凹凸を被成形シートに刻み、そ
こで固定側型３および可動側型５のヒータを断ってその
加熱を止め、被成形シートが該プラスチックのガラス転
位温度以下になるのｔ−まって可動側型５を駆動して固
定側型３から引離し被成形シートを取出す。得られたシ
ートにはスタンパの信号痕の凹凸が忠実に転写されてい
る。

以下、実施例により製作条件、でき製品についての詳細
を示す。

実施例１ 厚さα３鱈０幅５００　Ｍの低延伸（延伸率長さ方向１
幅方向ともに２０チ以下）　ＰＭＭＡシートをディスク
基板１材として、このフィルムの片面に真空蒸着により
厚さ５５０コのアルミニウム膜を形成した。ここでＰＭ
ＭＡシートの全光線透過高は９２鴨、アルミニウム膜２
の蒸着条件は、真空度：５　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ　、
アルミニウムの溶解は高周波誘　　　゛導加熱、蒸着法
：キャロール・コート、シートの走行速度５Ｑｎｔ／ｗ
Ｌｉｎであｐ１小片を載断して得九サンプルを倍高１０
０倍の光学顕微鏡で検鏡したとこるアルミニウム膜のピ
ンホールハ見出せなかった。また、キャロールコートに
よっ７’ｊりめに、ＰＨＭＡシートはアルミニウム蒸着
前後で直径３５削の巻取りロールに長さ方向の張力約５
４／幅：５０ａ＋で巻付けているが、ここでＰＨＭＡシ
ートに発生した長さ方向：引張り応力・幅方向：圧縮応
力は、爾後のホットプレスにおける予熱により解かれて
しまうのでディスクの品質保持では影響はない。

次いで、上で得た第１図の構造によるアルミニウム膜を
形成してな“るディスク基板１ｔ−スタンパによりホッ
トプレスして求める信号痕をアルミニウム側からＰＨＭ
Ａシートに刻印する。ここ・で用いたスタンパに記録さ
れた信号痕は、音響信号で１Ｍ被変調波（周波数）　４
００　ｕｚ　）を変調し、この信号によりアルゴンレー
ザ光を点滅してスタンパ原盤に印し、さらにこれを複製
して得たものである。スタンパ製作は市場で汎用されて
いる技術である。スタンパに刻印された信号痕の寸法は
、幅：α７ないしα８μ島、長さはα８ないし８μｍで
あり、この痕跡（トラック）けビ・・チｔ６μｍで螺旋
状に、螺旋の外周：４８ｍ、内周：２５Ｍ、）ラック数
：約１２００である。

ホットプレスは先に第２図に示した方法によっている。

ここで採用した条件は次の通りである。予熱は固定側と
可動側型のｆｌｉ　５　ｔｍでそこに被成形シートを挟
み６０秒間保持して、温度１６０℃に保った。続いて油
圧プレスを°駆動してスタンパだよす被成形シートが（
１２９四になるように５−／−の圧力で圧縮し、この状
態で３０秒間保ち、ヒータを断ち、そこで５０℃／　Ｉ
Ｔ＆＆　１％の速度で固定側型・可動側型ともに強制冷
却し９０秒後に可動側型を駆動して固定側型から引離し
た。その時のディスクの温度は７０℃でありｈαＡシー
トのガラス転位温度より４約３０℃、熱変形温度よりも
約２０℃それぞれ低温度であってディスクを型から引は
がす時に加わる力による変形は無視できる。

かくして得たディスク金プレヤに搭載して３６０ｒｐｎ
ｈで回転して、ディスク面上にスタンパから転写した信
号痕を再生した時のＣ７Ｎ比は５８ｄＢであり、この復
調音響信号のＳ／Ｎ比は８２ｄＢであった。

実施例２ 厚さ０．８ｍ１幅３０５１のｐｃ押出成形板をディスり
基板材として、この板の片面に実施例１と同条件で厚さ
約５０ＯＡのアルミニウム膜を形成した。但し、蒸着法
は予備室（蒸着前板のスト。

力）−蒸着室一子備室（蒸着終了板のスト、力）の３室
連続装置によるブッシグ・フィード・コート法をとって
いる。ここでｐｃ板の全光線透過率は９１チ、また得ら
れたアルミニウム膜のピンホールは実施例１と同方法で
検鏡の結果からは見出せなかり友。

次いで実施例１と同方法でホットプレスしてＰＣ板面に
スタンパに刻まれている信号痕を転写した。但し予熱温
度：１８０℃、型から引離温度二８０℃であった。

かくして得たディスクの信号再生Ｃ７Ｎ比は５６ｔＬＢ
、復調音響信号のＳｌＮ比は８０ｔＬＢであった。

実施例３ 厚さ１２請１幅５ＧａｍのＰＨＭＡ注形板をディスク基
板材として、この片面に実施例２と同方法−条件で厚さ
約４５０　：４のアルミニウム膜を形成し、これに実施
例１と同条件でスタンバ面上の信号痕を転写したディス
クを得た。

かくして得たディスクの信号再生Ｃ７Ｎ比は５５ｒＬＢ
　、復調音響信号のＳｌＮ比はｆＪＱｄＢであう次。

以上詳述した本発明の光ディスクを従来の射出成形法に
よる光ディスクと、複屈折率の面で比較してみよう。

光ディスクでは、基板表面から照射した光が基板裏面に
設けられた信号記録痕で変調され反射膜で反射して基板
表面に戻って来る。ここで戻）光量ｔ−きめる信号痕の
有無、信号痕の寸法・形状精度、反射などを一定と置く
と、基板の光学的極質、特に複屈折率を小さく、かつ基
板内各部位における変動範囲の低減が求められる。

これは、後記するように、信号の読取り感度をきめる有
力因子であることによっている。

第３図（ａ）に汎用的な射出成形による直径５０ｍ。

厚さｔ１■の光デイスク用アクリル樹脂基板の複屈折発
生のもとになるひずみ発生の状況金示している。ここで
１−１は基板、１−２はゲート。

１−３はランチ、１−４はスプルーであシ、溶融樹脂は
１−４から流れこみ、そこで冷却固化する。スプルー１
−４が最も遅れて固まる。この挙動により基板内には応
力分布が生じ、各部のひずみが生まれる。偏光観察結果
によると、Ｌ１層は冷却層であり、熱処理によって消滅
する。Ｌ２層は配向層であり、これは熱処理によっては
消えない、ＬＳ層は配向層と無配向コ、ア一層が混在し
ている層、Ｌ４層は冷却層と配向層が混在し分離でき層
であ〕、これをスキン層と呼びこの存在が複屈折性を生
む。し友がってこの層を薄くすることが必要である。ま
たスキン層の深部１５層はコア一層であり偏光観察では
ひずみの検出ができなかった層になる。汎用的な射出成
形基板では冷却・固化が遅れるスプル一部に向かってス
キン層の厚さが増し複屈折ぶ増加の徴候を見せている。

第６図（ｂ）にはこの発明に係るホットプレス成形基板
ＤＩ　ｙ他の成形法、即ち射出成形基板り、。

射出・圧縮基板Ｄｔ　ｍ夫々複屈折藁ヲ示している。

ここで複屈折率は位相差（θ）により示している。

射出成形基板Ｄｓは複屈折率が大きく、かつ半径方向に
外周側から内側に向けて漸増し、その変動範囲が大きい
。対して射出・圧縮成形は上記した射出成形における樹
脂の射出、成形型内への流入、ゲート閉塞に続いて、成
形型内の樹脂の冷却・固化前、即ち樹脂が液相にある内
に成形型内の樹脂の成形成縮高相当分だけ成形でき製品
相当部間ｒｌＩｉを狭めて樹脂の冷却・固化に伴う熱応
力の発生、それＫよシ惹起する成形でき製品内のひずみ
の一様化を図る方法であり、これによって、図に見るよ
うに射出成形に比べて改善効果が顕著である。この発明
に係るホットプレス品は基板材料の軟化温度近傍で処理
されるので板加工の来歴は消滅しひずみは低減できるの
で注形基板兼みの複屈折率が簡易な装置で容易に得られ
る利点上もっている。

また、複屈折度と光ディスクの信号レベルとの関係は、
複屈折率が零の時に得られる信号レベルを１とすると、
複屈折率がδの信号レベルδ はＣ＝　ＣＯｚ”（７）で表わされ第４図のようになシ
複屈折率が増すと信号レベルは小さくなシ、よって信号
レベル／ノイズレベル比を低下させることになるので複
屈折率は小さい方が良い。また、板面内で複屈折率の変
動範囲が大きいと信号読取り光学系の制御範囲が拡がり
、かつその精度も厳しくなるので光学系が複雑となる。

本発明のホットプレス成形基板によれば上記した問題は
生じない。

〔発明の効果〕

この発明によれば、読取り専用の小形光ディスクが、１
糧因子が少なく、その制御が容易である簡Ａなホットプ
レスによルできるので、安定に、かつ多量または多品糧
・少量生産に適し、かつ品質も従来のオーディオディス
クと同等にあシ安価品を求める市場形成に有効である。

また、信号再生は簡易な方法でできることを目積してい
るのでメンテナンス・フリー、ハンディなプレヤー実現
の一手法を提供している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による信号痕を刻む前のディスクの
模式断面図、第２図は、この発明による信号痕刻みこみ
のホットプレス、その装置の模式図、第３図（ｅｌ　、
　（ｈｌは本発明の詳細な説明するための図、第４図は
複屈折率と光ディスクの信号レベルとの関係を示す図で
ある。 符号の説明 １；ディスク基板　　　２；反射膜 ３；固定側型　　　　　４；成形母型 ５；可動側型枠 ６；固定側型加熱ヒータ ８；固定側型保持台　　９；可動側型保持台〈ソ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透明プラスチックの片面に反射膜を形成し、これを
   ディスクワーク材として、求める信号痕を予め刻してお
   いた成形型に挟み、加熱下で圧縮して反射膜付き透明プ
   ラスチックシート片面に信号痕を転写刻印することを特
   徴とする光ディスクの製造方法。 ２、上記反射膜をアルミニウムの真空蒸着で形成するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光ディスク
   の製造方法。