JPS62183320A - 光情報記録用デイスク基板の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばコンパクトディスク、ビデオディスク
、コンピュータ用光デイスクメモリなど。

光ビームを照射することによって情報の書込み及び読出
しを行う光情報記録用ディスクに適用されるディスク基
板の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、かかる光情報記録用ディスク基板としては、製造
コストが廉価であること及び軽量にして取扱いが容易で
あることから、高分子物質を射出成形したものが注目さ
れている。

第５図は、従来知られているこの種ディスク基板製造装
置の主要部の一例を示す断面図であって、合せ面に円形
平板状のキャビティ２１が形成された分割可能な金型２
２，２３を備えている。上記キャビティ２１の片面は、
所定の凹凸パターンが予じめ形成されたスタンパ２４に
よって形成されており、該スタンパ２４は取付部材２５
によって金型２３に固着されている０図中の符号２６は
上記金型２２に開設されたスプール、２７はスプール２
６と上記キャビティ２１の連接部に形成されるゲート、
２８は上記キャビティ２１の中央部に上下動可能に配置
された中央孔開設部材を示している。

上記した従来のディスク基板製造装置においては、以下
の手順によってディスク基板が製造される。即ち、まず
、上記金型２２に形成された射出口（図示せず）に射出
機（図示せず）を連結し、スプール２６及びゲート２７
を通して溶融した高分子物質を高圧でキャビティ２１内
に射出する。

溶融高分子物質充填後、中央孔開設部材２８を上昇して
キャビティ２１の中央部に残留している高分子物質を押
し切り、中央孔を開設する。高分子物質を固化したのち
、金型２２．２３を開いて製品であるディスク基板を取
り出す。

しかしながら、上記のようにして作製された高分子物質
の射出成形品には、以下のような欠陥が発生し易い、即
ち、ゲート部２７の近傍においては、溶融高分子物質の
流路の口径の変化が大きいため、ウェルドラインやヒケ
などの外観上の欠陥が形成され易いばかりでなく、中央
孔開設部材２８を上昇しての中央孔の押し切り形成時に
、残留応力が残留し易い、また、キャビティ２１内を流
れる溶融高分子物質は、キャビティ面に近接する部分は
ど金型２２．２３による冷却の影響を受けて温度が低下
し粘ちょう度が低下するため、冷却された表層部と温度
の高いバルク部分との間で流速の差を生じ、流れの方向
に高分子物質の分子が配向し易い、一般にこの種ディス
ク基板用の高分子物質として用いられるエポキシやポリ
カーボネートなどの高分子物質は光弾性係数が大きいた
めに、上記の如き残留応力や分子配向の差を生ずると光
学的異方体となり、大きなリタデーションを生じる。さ
らに、上記したように高分子物質の表層部においては金
型２２，２３の影響を受けて温度が低下し粘ちょう度が
低下するため、スタンパ２４に形成された微細な凹凸パ
ターン内への高分子物質の回り込みが不充分になり、プ
リグループやプリピットを精密に転写することができな
い。

上記の如き不具合があるため、従来のディスク基板には
、ＣＮ比が低い、あるいはトラッキングエラーやホーカ
スエラーを生じ易く正常な情報の記録及び再生が難しい
といった問題点があった。

従来より、ウェルドラインやヒケなどの外観上の欠陥や
成形時の残留応力の発生を防止するための射出成形方法
としては、金型のゲート部や中央孔の押し切り部、それ
に偏肉部などに超音波振動を印加する方法が知られてい
る（特開昭５２−１０９５５６）、また、射出成形時の
溶融高分子物質の分子配向の差に起因する光学ひずみを
防止するための射出成形方法としては、金型内に流入さ
せた高分子物質に超音波振動を印加しながら成形する方
法が知られている（特開昭５８−１４０２２２）。さら
に、溶融高分子物質の流動性を高める方法としては、高
分子物質の溶融温度を高めるか、あるいは金型内にヒー
タを内蔵して金型を予熱し、射出された高分子物質の温
度の低下を防ぐといった方法が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記した従来例のうち超音波振動を印加
する方式のものは、金型内に組込まれた可動入れ駒を加
振することによって所定の位置に超音波振動を印加する
ものであるので、ディスク基板のように広範囲に亘って
超音波振動を印加することが要求されるものに適用する
場合、金型の製造コスト、即ち、ディスク基板の製造コ
ストが高価になるという問題がある。

一方、金型内に内蔵されたヒータによって金型を予熱す
る方式のものは、上記超音波振動装置を。

内蔵した場合と同様に金型構造が複雑になって金型の製
造コストが高価になるといった問題を有するほか、金型
全体を加熱しなくてはならないので予熱及び冷却に長時
間を要し、射出成形のサイクルタイムが長くなって生産
性が悪いという問題がある。また、金型自体が大きな熱
サイクルを受けるために金型の寿命が短かく、この点か
らもディスク基板の製造コストが高価になるという問題
がある。

さらに、高分子物質の溶融温度を高める方式のものは、
高分子物質が熱によって劣化され易く。

光透過性や屈折率の不均一、それに、ディスク基板の耐
久性の劣化という新たな問題を惹起する虞れがある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記した従来技術の問題点を解消し。

光学的性能に優れ、かつ、安価なディスク基板を提供す
るためになされたものであって、キャビティ内に溶融高
分子物質を充填したのち、キャビティ面を高周波加熱す
ることによって当該高分子物質の少なくともキャビティ
面と接する表層部分を再度溶融し、残留応力及び分子配
向の異方性を除去したのち金型を冷却し、金型を開いて
固化した製品を取り出すようにしたことを特徴とするも
のである。

〔実施例〕

本発明にかかる光情報記録用ディスク基板の製造方法の
一例を、第１図の作業工程図に従って説明する。

まず、開閉可能に構成された金型を一体に組合せ、金型
の合せ面に所定形状のキャビティを形成する（第１図（
ａ））。

射出機より上記キャビティ内に、溶融された高分子物質
を高圧で射出する（第１図（ｂ））、　　　　−次いで
、中央孔開設部材を差動して充填された高分子物質の中
央部に所定の中央孔を開設する（第１図（Ｃ））。

中央孔開設後、金型のキャビティ面を高周波加熱するこ
とによって充填された高分子物質の少なくともキャビテ
ィ面と接する表層部分を再度溶融。

する（第１図（ｄ））。

再溶融部分に残留した応力及び光学ひずみの除去が完了
したのち、金型を冷却し、金型を分割して固化した製品
を取り出す（第１図（ｅ））。

上記実施例のディスク基板の製造方法は、キャビティ内
に溶融高分子物質を充填したのち、再度高分子物質を加
熱溶融するようにしたので、たとえ再溶融以前の工程に
おいて高分子物質に残留応力や分子の配向異方性それに
凹凸パターンの転写不良等が生じていたとしても、再度
溶融された部分においては高分子物質の分子の自由運動
が再度可能になって分子の配向の等方性が回復されると
共に高分子物質の流動性が向上し、これらの不具合が全
て解消される。

また、金型内の加熱方式として誘導加熱方式を採用した
ので、金型のうち主としてキャビティ面のみを加熱する
ことができ、金型内部の温度上昇を極力押えることがで
きるので、発生する熱量が僅少で速やかな冷却が可能と
なる。このため、射出成形のサイクルタイムを大幅に短
縮することができる。

尚、上記実施例においては、充填された高分子物質の表
層部のみを再度溶融した場合について説明したが１本発
明の要旨はこれに限定されるものではなく、キャビティ
内に完膚された高分子物質全体を再度溶融することもも
ちろん可能である。

また、上記実施例においては、充填された高分子物質の
表層部の全体を再度溶融した場合について説明したが、
本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、表層部
のうち特に必要な部分のみを選択的に溶融することもで
きる。例えば、スタンパ４と接触する側のみを再度溶融
することによって、核部のりタープ−ジョンの低下と転
写性の改善のみを図るようにすることもできる。

以下１本発明にかかる光情報記録用ディスク基板の製造
方法の実施に適用される製造装置の一例を第２図に基づ
いて説明する。

このディスク基板の製造装置は、第２図に示すように、
主として分割可能な金型１，２と、金型１．２の一部分
を構成する加熱部材３，４と、加熱部材３，４を高周波
加熱する誘導コイル５，６と、ディスク基板に転写する
凹凸パターンとは反転した凹凸パターンが形成されたス
タンパ７とから構成されている。

金型１．２は、後に詳述する加熱部材３，４を除き１例
えば銅や１８−８ステンレスの如き比較的誘導加熱性の
悪い材料、若しくは例えばアルミナ、ムライトの如き絶
縁性セラミックなど、絶縁性の物質によって形成されて
いる。これらの金型１．２は分割可能に形成されており
、射出成形後。

金型２から金型ｌを分割することによって固化した製品
を取り出せるようになっている。また、金型１．２の合
せ面には外周りング８とこれに嵌装可能な凹陥部９とが
形成されており、両全型１゜２を結合する際に厳密に位
置決めがなされるようになっている。

加熱部材３，４は、例えば、ニッケルや鉄の如き誘導加
熱効率の高い金属材料によって形成される。これらの加
熱部材のうち一方の加熱部材３は、キャビティの一方の
面を構成するように、一方の金型ｌに配設される。また
、加熱部材のうち他方の加熱部材４は、キャビティの他
方の面を構成するスタンパ７の裏面を裏打ちするように
、他方の金型２に配設される。即ち、一方の加熱部材３
と。

スタンパ７と、これら加熱部材３及びスタンパ７の外周
縁に配置された外周リング８によって、所定寸法の円形
平板状を有するキャビティｌＯが形成される。スタンパ
７も上記加熱部材３．４と同様、ニッケルや鉄の如き誘
導加熱効率の高い金属材料によって形成される。

加熱部材３，４に巻回された誘導コイル５．６は、任意
の周波数及び電力の電源を任意の時間だけ印加可能な図
示外の高周波電源に接続される。

加熱部材３にはスプール１１及びゲート１２が形成され
ており、該スプール１１及びゲート１２を通して図示外
の射出機より上記キャビティ１０内に溶融した高分子物
質が射出される。

尚１図中の符号１３は金型１，２に開設された冷却水通
路、１４は中央孔開設部材を示す。

上記の製造装置を用いて光情報記録用ディスク基板を製
造する場合は、まず、金型１，２を一体に組合せて冷却
水通路１３に冷却水を通じ、金型温度を約１００℃に調
整する０次いで、１！！ｌ示外の射出機よりスプール１
１及びゲート１２を通してキャビティ１０内に溶融した
高分子物質を充填する。このとき、充填さ九た高分子物
質の少なくとも表層部は金型１．２によって冷却され、
固化されている０次いで、冷却水通路１３への冷却水の
供給を停止すると共に、誘導コイル５，６に図示外の高
周波電源より高周波電源を印加して加熱部材３，４及び
スタンパ７を誘導加熱し、キャビティ１０内に充填され
た高分子物質を再度溶融する。

高分子物質の所定部分の再溶融を完了したのち。

上記誘導コイル５，６への通電を断ち、冷却水通路１３
に冷却水を通じて金型１，２を冷却する。

最後に、高分子物質が固化したのち、金型１，２を分割
して製品を取り出す。

尚、誘導コイル５，６に投下される交流電源の周波数、
投下電力、印加時間等の加熱条件については、上記スタ
ンパ４及び加熱部材５．６の材質。

及び金型１，２の材質、それに誘導コイルからスタンパ
４及び加熱部材６までの距離、射出される高分子物質の
種類などを考慮して適宜調整される。

第３図に、誘導コイル５，６に印加される高周波電源の
印加時間とりタープ−ジョンの関係を示す、このグラフ
において、横軸は高周波電源の印加時間であり、縦軸は
りタープ−ジョンの大きさを示している。このグラフか
ら明らかなように。

電源周波数が３０ＫＨｙ、、投下電力が２００Ｗ／−で
ある場合、電源の印加時間が長いほどリターデーション
の改善が認められるが、６秒以降はほぼサチレートする
ため、上記条件の下では、電源の印加時間を約６秒とす
ることが好ましい。これによって、高分子物質の過加熱
による劣化も防止することができる。

第４図に、射出樹脂としてポリカーボネートを用いた場
合について、誘導コイル５，６に印加される高周波電源
の周波数とりタープ−ジョンの関係を示す、このグラフ
において、横軸は電源周波数、縦軸はりタープ−ジョン
の大きさを示している。このグラフから明らかなように
、印加時間が２秒、投下電力が２００Ｗ／ｃｉである場
合、電源周波数が高いほどリターデーションの改善が認
められる。

尚１本発明の要旨は、キャビティ内に高分子物質を充填
したのち、少なくとも固化した部分を再度溶融すること
によって光学ひずみを除去する点に存するのであって、
誘導コイルに印加される電源条件については金型の構造
、キャビティの大きさ、誘導コイルの巻数、射出時にお
けろ高分子物質のｆＩａｌｌ１ｗＬ度、それにリターデ
ーションの改善の程度等を考慮して、任意に選択可能で
あることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明によれば、キャビ・°・イ
内に溶融高分子物質を充填したのち、再度高−子物質を
加熱溶融するようにしたので、高分子′ツ質の分子の自
由運動が再度可能になって分子の・３向の等方性が回復
されると共に高分子物質の流〕１性が向上し、再溶融以
前の工程において生じた゛！留応力や分子の配向異方性
及び転写不良等の不・し合が全て解消される。

また、金型内の加熱方式として誘導加熱方式を之用した
ので、金型内部の温度上昇を極力押える二とができ、射
出成形のサイクルタイムを大幅に・１縮することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光情報記録用ディスク基支の製造
方法の一例を示す作業工程図、第２図は聞発明に係る光
情報記録用ディスク基板の製造方耘の実施に適用される
ディスク基板製造装置の一同を示す断面図、第３図は高
周波電源の印加時間＝リターデーションの関係を示すグ
ラフ、第４図よ高周波電源の周波数とりタープ−ジョン
の関係を示すグラフ、第５図は従来のディスク基板製造
装置の一例を示す断面図である。 １、２　：金型、　３．４　：加熱部材、５．６：？ｓ
導ココイル７：スタンパ、８：外周リング、９：凹陥部
、ｌＯ：キャビティ、１１ニスプール、１２：ゲート、
１３：冷却水通路、１４：中央孔開設部材、 第２図 １２−ｍ−金型＋　　　　　　　　　　　１０−−−−
キャし°ティ３．４−−一加９！ＩＬ、ｆｙ材　　　　
　Ｈ−−−−スアール５．６−−−搗導コイル　　　　
　　　１２−−−−ケ゛−ト７−−−−スタンパ　　　
　　　／３−−−−’ｆ即水血許８−−−−クト朋リン
？”　　　　　　　　１４−−−−　中ｅＲ７Ｊ　習１
合ｐ漆オ９−−一一凹陥部 第３図 εｐ加ｖｆ着（Ｓ） 第４図 届汲較（ｋＨｚ） 第５図 ５　２ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 片面に所定の凹凸パターンが形成された所定形状のキャ
   ビティ内に溶融高分子物質を高圧で射出し、上記溶融高
   分子物質が上記キャビティ内に充填されたのち金型を冷
   却して固化した製品を取り出す光情報記録用ディスク基
   板の製造方法において、上記キャビティ内に上記溶融高
   分子物質を充填したのち、キャビティ面を高周波加熱す
   ることによつて当該高分子物質の少なくとも表層部を再
   度溶融し、金型冷却後、固化した製品を取り出すように
   したことを特徴とする光情報記録用ディスク基板の製造
   方法。