JPS6252704B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は大容量記憶、非接触読み出し、書き込
み可能な光デイスクの分野におけるプラスチツク
デイスク基板の平面精度および耐熱性の向上を図
るための熱処理によるプラスチツク基板成形法に
関するものである。

光デイスクに用いられる基板には(1)透明性、(2)
平面精度、(3)耐熱性、(4)ハンドリング性、(5)コス
ト（量産性）等の条件が要求されている。従来、
基板として用いられてきたガラス基板では比較的
(1)〜(3)の要求条件は確保しやすいが、(4)、(5)の要
求条件に対してはプラスチツク基板の実現が期待
されている。

また光デイスクの分野において記録時のトラツ
キングを有利にするためには、あらかじめ基板に
同心円状のトラツク溝（プレグルーブ）を設けて
おく方法が有効である。このようなトラツク溝を
基板上に形成する方法はいくつか考えられるが、
ガラス基板ではトラツク溝付きスタンパから基板
上に塗布した中間重合物を介して光重合法により
転写せざるを得ないため、転写工程が複雑となり
量産性の劣る欠点があつた。しかしながら、プラ
スチツク基板では例えばトラツク溝付きスタンパ
取り付け金型を用いたインジエクシヨン成形によ
り基板成形と同時にトラツク溝を基板に転写可能
なため量産性に優れ、この面でもプラスチツク基
板はガラス基板と比較し有利であり、現在、ポリ
メチルメタクリレート（PMMA）、ポリカーボネ
ート（PC）等のプラスチツク材料が光デイスク
用基板の候補材料として検討されている。

一方、前述した光デイスク用基板への要求条件
の内、平面精度は光デイスクの高記録密度化を図
るため重要な項目であるが、プラスチツク基板の
平面精度は材料成形条件を調節しても成形金型の
平面精度を忠実に反映することは困難であり、成
形時の残留応力等により変形することが多い。ま
たプラスチツク基板は経時的にも変形が大きく耐
熱性の面でも問題があり、高記録密度光デイスク
用の基板として用いるためには何らかの方法によ
り平面精度および耐熱性を向上させることが必要
である。このような目的のためには、従来、熱プ
レス法により所定温度に設定した平面精度の優れ
た金型内に基板を挿入し、アニーリング処理で平
面精度および耐熱性を向上させる方法が有効であ
つた。しかしながら、熱プレス法では前述した基
板上のトラツク溝が熱により破壊する危険性があ
り、光デイスク用プラスチツク基板の熱処理法と
しては適切でない欠点があつた。

本発明は、このような欠点を解決するため、該
トラツク溝付きプラスチツク基板を基板材料の二
次転移温度より20℃程度以下の温度環境下（60℃
以上）において高速度で回転させることにより該
基板の平面精度および耐熱性を向上させるように
したもので以下図面について詳細に説明する。

第１図は、本発明プラスチツク基板成形法の一
実施例を示す回転熱処理による構成図で、１は案
内溝付きプラスチツク基板、２は回転軸、３は回
転系、４は回転軸への基板取付治具、５は空気恒
温槽、６は架台で、基板１を回転軸２に対し横型
に多数枚取りつけるかあるいは第２図に示す実施
例のように基板１を回転軸２に対し縦型に多数枚
取りつけるかすることにより、回転熱処理を一括
して行なうこともできる。回転熱処理を行なう場
合には、まず回転軸２に基板１を取りつけ治具４
を介してしつかりと取りつける。回転軸２が所定
の回転数に達つした段階で空気恒温槽５の温度を
徐徐に上昇させ、最適条件である所定温度に達つ
した後、所定時間回転熱処理を行なう。回転熱処
理終了後、回転状態のまま空気恒温槽５の温度を
一定速度で室温まで徐々に下降させ基板１を冷却
する。なお、基板１は温度が上昇するにつれて基
板内に存在する残留応力および基板の耐熱性に見
合つた分だけ変形するが、基板が高速度で回転し
ているため遠心力により変形がおさえられ、ま
た、始めから基板１に存在した変形も矯正され
る。従つて、回転熱処理後の基板の耐熱性も向上
し、基板は回転熱処理温度まで変化することはな
い。

ここでプラスチツク基板に必要とされる耐熱性
としては、記録媒体蒸着時や光デイスクの使用環
境条件などから60℃以上の耐熱温度が適切であ
る。従つて、回転熱処理は60℃以上の温度環境下
で行なう必要があるが、基板１は回転軸２に取り
つけ治具４を介して強固に固定されているため、
基板材料として熱変形温度の低い材料を用いる場
合には、回転熱処理中、基板が取付部分において
変形する危険性がある。このような場合には、第
３図に示すように液状媒体８を内封した円筒状回
転軸７を用い、この液状媒体８を、冷却媒体９を
循環したクールパイプ１０により冷却して回転軸
７の温度上昇を防ぐか、または第４図に示すよう
に回転軸２と一体化した高平面精度を有する回転
盤１１の上に基板１を乗せ、回転盤１１に設けた
同心円状の真空吸着溝１２において基板１を回転
盤１１に真空吸着により固定させるかして、第１
図、第２図におけるような基板取りつけ部分にお
ける基板変形の危険性を防止する方法が有効であ
る。

第５図は本発明の回転熱処理法によるインジエ
クシヨン成形基板の着面精度改善の例を面ぶれの
軌跡について示したものであり、基板材料は
PMMAである。ここで基板の面ぶれは基板１を
一回転させる間のPeak to Peakの値を基板中心
から280mmφの位置において測定したもので、曲
線Ａは回転熱処理前、また曲線Ｂは温度80℃で回
転熱処理後の測定値である。図に示すように
PMMAインジエクシヨン成形基板の面ぶれは回
転熱処理前と比較し85％程度改善されており、回
転熱処理法による効果が明確に現われている。こ
の場合、回転熱処理温度は基板材料の二次転移温
度（PMMA105℃）より20℃程度以下の温度即ち
約85℃程度が適切であり、この温度よりも、あま
り低すぎても効果はなく、逆に高すぎても変形の
原因となる。

第６図は回転熱処理法によりアニーリングした
PMMAインジエクシヨン成形基板を空気恒温槽
内に懸垂放置した状態で温度を上昇させ、所定温
度ごとに取り出し室温状態で面ぶれを測定し、基
板の耐熱性を調べた結果を面ぶれの変化率として
表わしたものである。また同図には未処理（回転
熱処理無し）PMMAインジエクシヨン成形基板
および熱プレス法によりアニーリングした
PMMAインジエクシヨン成形基板の耐熱性も示
した。同図より未処理PMMAインジエクシヨン
成形基板は折線ｌに示すように40℃で120％程度
変形し耐熱性が非常に小さく、また熱プレス法に
よりアニーリング（50℃）したPMMAインジエ
クシヨン成形基板も折線ｍに示すように50℃程度
までしか耐熱性は見られないが、回転熱処理法に
よりアニーリング（80℃）したPMMAインジエ
クシヨン成形基板は折線ｎに示すように70℃まで
変形せず、未処理基板と比較して非常に耐熱性の
向上したことが明らかである。但し保持時間は30
分である。

以上説明したように光デイスク用の案内溝付き
プラスチツク基板の成形法として、回転熱処理法
は該基板を高速度で回転させたまま温度を上昇さ
せてアニーリングするため、基板の平面精度およ
び耐熱性を向上させる一方、基板上の案内溝を破
壊する危険性がなく、しかも多数枚の基板を一括
して処理できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、それぞれ本発明プラスチツ
ク成形法の一実施例を示す回転熱処理による構成
図、第３図は回転軸冷却のための構成図、第４図
は基板の取付構成図、第５図は本発明による
PMMAインジエクシヨン成形基板の面ぶれの軌
跡を示す図、第６図は同じく基板の耐熱性を各温
度における面ぶれの変化率とした測定した図であ
る。 １……案内溝付きプラスチツク基板、２……回
転軸、３……回転系、４……基板取付治具、５…
…空気恒温槽、６……架台、７……円筒状回転
軸、８……液状媒体、９……令却媒体、１０……
クールパイプ、１１……回転盤、１２……真空吸
着溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光デイスク用プラスチツク基板を該基板材料
   の二次転移温度より20℃以下の温度環境下（60℃
   以上）において該基板を所定時間高速で回転させ
   た後、該基板を回転状態のまま環境温度を室温ま
   で定速降温させることを特徴とする光デイスク用
   プラスチツク基板成形法。