JPS62275722A - 光デイスク成形法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は光ディスク、光カード、光テープ等の記録媒体
（メディア）の製造方法に関するものであり、特に情報
層を支持する透明プラスチック基板の改良に関するもの
である。本発明は特に光磁気記録媒体に適用可能な透明
プラスチック基板σン製造方法に関するものである。

（従来技術） 透明基板を介してレーザービームによってサブミクロン
オーダーの情報スポットを記録再生する光学式高密度情
報記録媒体においては、透明基板の複屈折が問題となる
。特に、光磁気記録のようにＯ９°１〜０．３度といっ
た微小な偏光面の変化を読取る記録媒体においては複屈
折の値が大きいとＣＮ比が低下し、実用にはならない。

上記透明基板はコスト面および耐吸水変化性等の特性面
からポリカーボネートを射出成形して作るのが望ましい
が、ポリカーボネート倹脂は複屈折が大きいという欠点
がある。

本出願人は特願昭５９−１２５６５号（特開昭６０−１
５５４２４号）において、成形条件の改良によってポリ
カーボネートの射出成形基板の複屈折を大巾に低下だせ
る方法を開示したが、その後の研究の結果、プラスチッ
ク基板には従来考えられていた基板の偏平表面と平行な
方向の複屈折だけでなく、偏平表面と直角な方向の複屈
折が存在し、しかも後者Ｃ）複屈折の方が光学特性、従
ってＣＮ比により重大な影響を与えることを発見し、本
発明を完成した。すなわち、従来の複屈折測定法では直
線偏光を基板表面に垂直に入射ぎせていたため基板表面
と直角な方向の複屈折は観察されなかった。しかし、上
記直線偏光を基板表面に対して例えば３ヂ傾けて入射だ
せると、透過光はクロスニコル下においてもれ光を生じ
る。この現象は基板表面に平行な複屈折だけが存在する
と仮定しては説明が付かず、基板と直角な方向の複屈折
が存在すると仮定すると説明が付く。ざらに詳細に検討
すると、ポリカーボネート製基板は基板表面に直角な方
向の屈折率ｎρと、基板表面に平行な方向の屈折率ｎｘ
　、口ｙを有する光学的異方性を持っており、一般にｔ
　ｎｘ　　ｎｙ　ｌ−Ｑである。しかし、１ｎｉ−ｎｘ
ｌおよびｊｎ−ｚｎｙｊはゼロではなく、かなり大きな
値、値えば０．０００５〜０．０００６となり、光ディ
スクの厚Ｅ　１．２　ｍｔｘを用いると、光ディスクで
は６００〜７８０　ｎｍのりタープ−ジョンが断面方向
に存在することになる。

ポリカーボネート製基板がこのような二軸性結晶と同じ
ような光学的異方性を持つ理由は現在のところ不明であ
るが、成形キャビティー中での省脂分子の配向が重大な
影響を与えていることは事実である。すなわち、第１図
に示す成形キャビティー中での溶融樹脂の挙動モデルに
おいて、溶融樹脂３には金型表面１，２からの半径方向
内向きの剪断応力と、射出圧力による半径方向外向きの
力とが加わっている。従つて、溶融樹脂には成形キャビ
ティーの厚ぎ方向に於て半径方向内向きに配向ぎせる力
と、厚ぎ方向に配向ぎせる力と、半径方向内向きに配向
させる力とが同時に加わっている。第１図ではこれらの
力の加わる領域をそれぞれＡ、Ｂ、Ａで示しである。前
記の３つの主屈折率ｒＪ　、ｎｘ　、　　ｎｙがこれら
のどの領域によって影響されるかは不明であるが、基板
の厚さ方向に配向方向の異なる３つの領域が存在すると
考えられる。

本発明者達はポリカーボネート樹脂樗坂を用いた場合の
ＣＮ比の低下の原因の一つである高複屈率を下げるため
には上記Ｂの領域における配向を制御する必要があるで
あろうとの仮説に基づき種々実験を行なった結果、本発
明を完成した。従来の複屈折測定法、すなわち基板表面
に直角に直線偏光を入射させる方法では上記の基板表面
に直角方向の屈折率ｎ２の影響は測定できず、従って本
発明の対象とする特定な複屈折値を有するディスク基板
は本ｔＢＭ前存在しない。

（発明の目的） 従って、本発明の目的は光学式高密度情報記録方式に用
いられる光デイスク基板を提供することにあり、特に、
射出成形によって成形されるポリカーボネート樹脂基板
の製造方法とを提供することにある。

（発明の構成） 本発明により提供だれる成形法の第１の特徴は偏平な透
明プラスチック基板を介してレーザービームを入射させ
て情報を記録および／または再生する光学式高密度情報
記録再生方式に用いられる透明プラスチック基板の射出
成形法において、上記プラスチック基板を成形するため
の一対の割型によって形成される成形キャビティーの軸
方向間隔寸法を射出開始時点から保圧工程までの間の時
間の少なくとも一部において、小から大に増加させる点
にある。

上記の光学式高密度情報記録再生方式自体は周知のもの
であり、レーザービームを１ミクロン稈度に絞って情報
を記録および再生するもので、一般にはディスク形状の
記録媒体を用いる。上記情報は本発明による透明プラス
チック基板の一方の面にプレピットの形で基板の成形時
に記録すれるか、トラック溝やプレフォーマットピット
を有する、または有しないプラスチック基板の表面上に
Ｔｅ系等ノＤＲＡＷ膜、　Ｔｂ　Ｆｅ　Ｃｏ系等のＥ　
−ＤＲＡＷ膜企付着させて、使用時にユーザーが書き込
む。

この場合、レーザービームは上記透明プラスチック基板
を介して入射される（いわゆる背面読取り方式）。本発
明はこの背面読取り方式のみならず、いわゆる表面読取
り方式にも適用できる。その場合には上記情報は適当な
支持体に担持ぎれ、レーザービームはこの情報の上方に
配置された本発明による透明プラスチック基板を介して
入射される。

いずれの方式の場合でも透明プラスチック基板の複屈折
はできるだけおぎえなければならない。

本発明ではプラスチック基板の表面に直角な方向の屈折
率ｎｚを考える。第２図に示すように透明プラスチック
基板５は基板の偏平表面６，７と平行で且つ互いに直交
する屈折率ｎＸ、ｎ７と、偏平表面６，７と直角な方向
の屈折率ｎ−１を持つものと仮定する。従来の複屈折測
定法では観察用の直線偏光を偏平表面６，７に直角に入
射させていたため、上記のｎ、ｌに起因する複屈折は観
察できなかった。本発明者は直線偏光（８）を偏平表面
（６）に対して傾けて、例えば入射角θ；３０°にして
入射ぎせることによって上記のｎｚを観測した。この複
屈折測定法は基板への入射角度を００から３０°にした
以外は従来のものと同じであるので、その詳細は省略す
る。要は入射角３０’で基板に入射ぎせた直線偏光のク
ロスニコル下での透過光強度を測定すればよい。

本発明者達の実験によると、一般にｎｘとｎｙは等しい
。しかし１ｎｚｎｘｌおよびｊ　ｎｚ　−ｎｙ　Ｉの値
は従来考えられている複屈折よりもはるかに大きく、従
来法で射出成形した基板ではこれらの値は０．０００５
以上であり、この基板に光磁気記録膜を形成して作った
光磁気ディスクのＣＮ比は４８ｄＢ程度である。

一方、本発明によって上記１　ｎＺ　−ｎｘ　！および
１ｎｚｎｙｌの値を０．０００４以下ニ低下ｒせた基板
上に上記と同じ光磁気記録膜を形成して作った光磁気デ
ィスクのＣＮ比は５０　ｄＢに向上する。

このようにＣＮ比が向上する理由はθにの増加と、ノイ
ズレベルの低下にあるものと考えられる。

上記樹脂としては屈折率異方性を示す樹脂の全てが本発
明方法に適用できる。他の特性とのかね合いで、ポリカ
ーボネート樹脂に本発明は特に有効に適用できる。上記
成形キャビティーの寸法は成形されるディスクによって
異るが、直径は約３鑞から約３０ｃ！ｎ、厚ざは工〜２
　ｍｍ　、一般には１．２龍である。成形機は成形され
るディスク寸法に応じて適宜選択され、成形条件も以下
で述べる本発明の特殊操作以外は通常のディスク成形で
用いられているものと同じである。ポリカーボネート省
脂の場合、射出シリンダ一温度は一般に３００〜４００
℃、金型温度は約１００℃、樹脂のキャビティー中への
流入速度は１０〜５００ｍ１／秒であり、これらは当然
ながらディスク寸法によって異なり、他の種類では別の
条件が選択される。ポリカーボネート樹脂を用いた光デ
イスク基板の射出条件については本出願人による前記特
開昭６０−１５５４２４号を参照されたい。

本発明の特徴である射出工程から保圧工程までに於いて
成形キャビティーの軸方向間隔寸法を増加させることは
、一般に一対の割型の一方を他方に対して相対的に離反
ぎせることによって行うことができる。その目的は第１
図に示す表面に直角な方向の樹脂の配向を緩和あるいは
分散ぎせることにある。上記の軸方向間隔寸法の増加は
射出工程開始時点から保圧工程の少なくとも一部に於い
て行なうことは重要である。実際にハ０，３〜２秒間の
射出工程によって溶融樹脂が成形キャビティ−−中に充
填完了する□ま での間に行なえばよい。一般的には転写性の間頭を考慮
して適当なタイミングで行なうが、キャビティー中に充
填された溶融樹脂の表面が金型温度によって固化を開始
し、且つ内部にまで冷却温度が伝達される前に行なう。

換言すれば第１図のＢの領域が未固化の段階に行なう。

本発明による成形キャビティーの軸方向間隔寸法の上記
増加により、第１図のＢ領域は実質的に小ぎくなる。丁
なわち、金型表面からの冷却作用によって形成ぎれるＡ
領域の割合が相対的に増加する。これによって上記透明
プラスチック基板の偏平表面と直角な方向の屈折率Ｎｚ
と上記偏平表面に平行な方向の屈折率ｎｘおよびｎｙと
の差の絶対値：１ｎｚｎｘｌおよび１ｎｚｎｙｌを４Ｘ
１０’以下にすることができる。

上記軸方向間隔寸法の増加量は被成形品の種類。

寸法、特に外形寸法と厚ざ、射出速度等によって異る。

例えば、厚ざが約１〜２朋の光ディスクの場合には射出
開始時点における上記軸方向間隔寸法は所望最終成形品
の軸方向所望寸法の９／１０以下且つ１／１０以上であ
るのが好ましい。この初期間隔寸法が１／１０以下では
樹脂に過度の剪断力が加わり好ましくなく、９／１０以
上では効果がない。光デイスク基板の場合には最終成形
品ディスクの厚ざは１．２朋であるので、上記初期間隔
寸法は０．１２〜１．０８　ｍｍにするのが好ましい。

また、上記間隔寸法の増加時の最終値は必ずしも最＃成
形品の所望寸法と同じである必要はない。一般には、転
写性を向上するために、上記増加時には軸方向間隔寸法
企上記所望寸法よりもわずかに大きくし、その後、再度
減少させて所望寸法で型開きまで保持するのが好ましい
。

本発明方法を実施するためには成形キャビティーの軸方
向間隔寸法が変化でき且つキャビティーの密閉が可能で
ある金型組立体を用いる必要がある。一般の光デイスク
成形用金型では、割型？閉じた際に形成される成形キャ
ビティーの寸法が最終成形品のディスクの所望寸法に等
しくなっているので、本発明には使えない。本発明方法
を実施する金型組立体は成形キャビティーの軸方向寸法
すなわち厚ざ方向寸法が最終成形品のプラスチック基板
の所望最終寸法以下まで縮小可能なものでなければなら
ない。それと同時に成形キャビティーの外周部を十分に
シールして、パリが生じないような金型組立体である必
要がある。

上記の要求を満す金型組立体の原型は本出願人が昭和６
０年１１月１日に「光ディスクの射出成形用金型」とい
う名称で出願した特願昭６０−２４５６７８号明細書に
記載されている。この出願ではパリの発生をおぎえるた
めにキャビティー外周に軸方向摺動部材を設けている。

本発明では、これを応用したものが使える。すなわち一
対の割型が完全に閉じられた時に形成される成形キャビ
ティーの軸方向間隔寸法を最終成形品のプラスチック基
板の軸方向所望寸法よりも小キ＜シ、且つキャビティー
外周に摺動部材を設けた金型組立体を用いて本発明方法
が実施できる。上記の割型を完全に閉じた時の軸方向間
隔寸法は前述のように最終成形品の軸方向所望寸法の１
／１ｏ〜９／１゜にする。

以下、図面を用いて本発明を説明する。

第３図は本発明方法を光ディスクの成形法において実施
するための金型組立体の概念的断面図であり、この金型
組立体は一対の割型、すなわち移動側割型１と固定側割
型２を有し、両割型はタイバー３によって軸方向のみに
互いに接近、離反する。移動側割型１は図示していない
油圧シリンダー等によって駆動される。両割型１，２に
よって形成される成形キャビティー４の偏平表面上には
スタンパ−５がスタンパ−ホルダー７．８によって保持
されている。スタンパ−５は両割型の一方あるいは両方
に取付けることができる。溶融樹脂はノズルタッチ部９
を介して図示していない射出シリンダーから上記成形キ
ャビティー中に射出ぎれ、両割型１，２とセンターポン
チ１０との相対移動によって成形品の中心に孔が明けら
れる。

本発明方法の特徴である成形キャビティーの軸方向増加
を行うために、第３図の実施例では２つの軸方向摺動部
材２０．３０が設けられている。

これらの摺動部材２０．３０は一方の割型、図では固定
側割型２に形成ぎれた各チャンバー３１゜３２中を軸方
向に摺動するピストンと一体化されたリングによって構
成されており、各々流路２２゜３２を介して供給される
流体圧によって軸方向に移動する。

本発明方法では両割型１，２を完全に閉じた際、すなわ
ち射出工程開始時における成形キャビティー４の軸方向
間隔寸法ｔｏ　　が最終成形品である光ディスクの軸方
向所望寸法すなわち厚２ｔ１よりも小ぎくなっている。

操作時には、射出工程開始時に規定した上記寸法ｔｏを
射出工程中あるいは保圧工程の初期に連続的あるいは段
階的に増大させて最終所望寸法ｔｌまで増加させる。場
合によっては転写性を向上ぎせるために−たんｔｌより
大きいｔ２まで軸方向寸法を増加させた後に最終的にｔ
ｌまで再度減少ぎせる。一般に、射出工程は０．５〜２
秒程度で行われるので、上記の軸方向間隔寸法変化は型
締め機構（図示せず）と上記軸方向摺動部材３０とに供
給する液圧企コンピーーターによって制御する。

上記軸方向摺動部材２０は本出願人による前記特願昭６
０−２４５６７８号明細書に記載のように、射出工程時
に成形キャビティー４の軸方向寸法の増加により生じる
おそれのあるパリの発生を防止するために、移動側割型
１の移動に追随してその先端が常にスタンバ−表面と接
触するようにチャンバー２１に供給される油圧によって
軸方向に付勢ぎれる。

一方、外側の軸方向摺動部材３０は前記軸方向間隔寸法
を正確に制御するための補助シリンダーの役目をする。

すなわち、この補助シリンダーは、移動側割型１が型締
用シリンダーの消勢によって固定側割型２から離反をす
る際、すなわち、本発明による成形キャビティーの軸方
向間隔寸法の増大時に、流路３２を介して供給される液
正によって突き出されて移動側割型１を押圧する。

上記補助シリンダー３０は単なる例示であって、両割型
１，２の間隔を正確に制御できる池の手段、例えば、一
方の割型に回転駆動装置と連結したネジ棒を取付き、他
方の割型にそれと螺合するナツト部材を取付けて、上記
ネジ棒の回転を制御して両割型の間隔寸法を調整するこ
ともできる。ざらに、上記軸方向摺動部材３０は割型の
外側端面に取付けることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は成形キャビティー中での溶融樹脂の挙動を示す
モデルの概念図。 第２図は屈折率ｎｚ、ｎｘ、ｎｙを説明するための図。 第３図は本発明方法を実施するための金型組立体の概念
的断面図。 （図中符号） １．２：割型　　　　　４：成形キャビティー２０．３
０：軸方向摺動部材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）一対の割型によって形成される成形キャビティー中
   に溶融樹脂を射出して成形される光学式高密度情報記録
   再生方式に用いられる透明プラスチック基板の射出成形
   方法において、射出開始時点から保圧工程までの間の少
   なくとも一部の時間において、上記成形キャビティーの
   軸線方向間隔寸法を小から大に増加させることを特徴と
   する射出成形法。 ２）上記割型の一方を他方に対して互いに離反させるこ
   とによって、上記軸線方向間隔寸法を小から大に増加さ
   せることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の射出
   成形法。 ３）上記成形キャビティーが光ディスクの成形をするた
   めの偏平円盤状キャビティーであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ４）上記成形キャビティーが光カードの成形をするため
   の偏平四角形キャビティーであることを特徴とする射出
   成形法。 ５）射出開始時点での上記軸線方向間隔寸法が所望最終
   成形品の軸方向所望寸法の９／１０以下であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の射出成形法 ６）上記軸方向間隔寸法が所望最終成形品の軸方向所望
   寸法より大きい寸法まで増加された後に、さらに上記大
   きい寸法から上記所望寸法まで再度減少されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の射出成形法。