JPS63225941A - 光学式デイスク用基盤成形方法 - 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］ 本発明は複屈折を低減することのできる光学式ディスク
用基盤成形方法に関する。

［従来の技術］ 近年光ビームを集光して光学的記録媒体に照射すること
によって、この記Ｂｔｓ体に情報を高密度に記録したり
、この記録媒体からの戻り光を光検出器で受光すること
によって、記録媒体に書込まれている記録情報を高速度
で読出すく再生する）ことのできる光学的情報記録再生
装置が注目されるようになった。

上記記録媒体としては、ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂等の
基盤に、この基盤を通った光ビームが集光照射され、記
録層を形成した部分の磁化の方向に応じて、戻り光の偏
光面が回転する磁気的記録層が形成された光磁気ディス
クとか、反射光量が異るビット列で情報が記録される光
ディスク等がある。尚、これら光磁気ディスク及び光デ
ィスクを光学式ディスクと総称する。

上記アクリル樹脂は例えば日本国特開昭５７−７４７０
１号公報に開示されているように、光学的特性に優れて
いるが、吸湿性が大きく、記録媒体面が反ってしまうと
いう欠点がある。

このため、反りが生じにくい形状安定性が優れ、且つ機
械的強度が大きいポリカーボネート（以下ＰＣと記す。

）樹脂等を基盤に用いることが有効と考えられる。

上記ＰＣ樹脂等を基盤に用いる場合には、その光学的特
性を十分把握する必要がある。例えば、特に光磁気ディ
スク用のＭ’Ｍに用いる場合には、複屈折を示さないも
のが望ましい。又、光ディスり用の基盤に用いる場合に
も、ディスク側に導く光ビームと、ディスク側からの戻
り光ビームとは、一般に偏光ビームスプリッタで分離す
ることが行われるため、基盤が複屈折を示すと、この分
離が十分に行われず、Ｃ／Ｎの低下を沼くことになる。

このため、一般的に光学式ディスクに用いる１１として
は、複屈折の小さいものが望ましい。

上記基盤に用いる樹脂は、基盤に成形する方法等によっ
てもその屈折率が変化する場合があるので、複屈折を小
さくできる基盤の成形方法を確立することが望まれる。

光デイスク用基盤の成形方法の従来例として、特開昭６
０−１５５４２４号に開示されたものがある。

この従来例では、厚さ１．０ｊＩ１１〜２．０ａ＋で半
径６５８以上かつ１７５ａｍ＋以下の基盤の射出成形に
おいて分子ｆｆｉ　１４０００〜２２００Ｇのポリカー
ボネート樹脂を用い、射出シリンダ温度を３３０〜３４
０℃に設定し、金型Ｉｌｌを８０〜１３０℃とし、かつ
射出シリンダ内でのポリカーボネート樹脂の滞留時間ｔ
（分）をｔ≦１４−（１／１０）（Ｔ−３００）（ここ
でＴ：０４出シリンダ温度）とした射出成形方法である
。

どのメーカーもポリカーボネートの射出成形にはこの条
件とほとんど同じ条件で行なっていると思われるほど、
一般的な条件である。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来例の成形方法によると、基盤に垂直入射させた
場合非常に低い複屈折を実現できるが、斜め入射による
複屈折はかなり大きく根本的に複屈折を低減するには至
っていない。

つまり、従来の成形方法では、１５ｇ表面に光ビームを
垂直に入射させた場合には、光の複屈折はほぼＯになる
が、対物レンズによって光ビームを集光して基盤を透過
させて記録層に尊く場合のように、斜め入射光が存在す
る場合にはかなり大きな複屈折が存在する。このため、
信号光のみに分離することを十分に行えなくなり、Ｃ／
Ｎが低下し、情報を正確に読取る機能が低下する。

本発明は上述した点にかんがみてなされたちので、低複
屈折の基盤を製造することのできる光学式ディスク用基
盤成形方法を提供することを目的とする。

［問題点を解決する手段及び作用］ 本発明では基盤材料となる樹脂のガラス転移温度以上の
温度に保持した金型内キャビティに溶融した樹脂を射出
する工程と、この工程後に金型を徐冷してガラス転移温
度以下まで下げる徐冷工程と、この工程後に金型を開き
基盤を取り出す工程とからなる成形方法によって、複屈
折の小さい光学式ディスク基盤を実現している。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第３図は本発明の一実施例に係り、第１図
は一実施例に用いられる成形装置を示し、第２図は射出
直後の徐冷の様子を示し、第３図は一実施例による望ま
しい成形条件の範囲を示す。

第１図に示すようにこの一実施例の成形方法に係る基盤
成形装置１は、溶融された樹ｒ１１２を射出ノズル３か
ら、このノズル３を受けるロケートリング４の透孔を経
て金型５内のキャビティ６の基盤形状スペースに導くよ
うにしている。

上記金型５は、ロケートリング４及びゲートカット６を
嵌入できる中心孔が設けてあり、且つこの金型５は上下
方向に離脱できる上型５Ａと下型５Ｂとからなる。これ
ら上型５Ａ及び下型５Ｂは、精度良く高圧で密着され、
この密着により内側の中空部内に収納されたキャビティ
７及びコア８も密着状態に保存される。

上記キャビティ７には、コア８に対向する上面側に、基
盤状凹部が設けてあり、コア８と密着させることによっ
て、ディスク基盤形状中空部９が形成される。従って、
この中空部９に溶融樹脂２を流し込み、冷却することに
よってディスク基盤を成形できるようにしてある。

上記キャビティ７の下面側及びコア８の上面側には、循
環液通路１０がそれぞれ設けてあり、図示しない一方の
端部からこの通路１０を通して他方の端部側へと液体を
循環させることによって金型５（及びこの金型５と密着
するキャビティ７及びコア８）の温度を制御できるよう
にしてある。

この金ｉＪ！５の温度は、溶融された樹脂２がキャビテ
ィ７内に入り込まされた後、冷却水によって金型５の温
度が樹脂２のガラス転移温度以下まで徐冷されるよう制
御されることが一実施例による成形方法の特徴になって
いる。

尚、このガラス転移温度以下まで徐冷するということは
、射出成形の祭キャビティ７内に押し込んだ溶融状態の
樹脂２をガラス状態の相より高い温度のゴム状態の相に
保持し、このゴム状態の相において徐冷して成形を行い
、ガラス温度以下まで下がった侵に金型５を開くように
している。

上記ゴム状態の相では樹脂を形成する分子は分子内での
ボンドのまわりの回転が自由であると共に、分子間に弱
い２次的な力が働く状態であり、一方ガラス状態の相で
は、分子団はただ制限された撮動を行うのみであり、近
辺の鎖のセグメントに関しては、自分の位置を変えるこ
とができない。

つまり自由度の大きい相状態で徐冷を行っている。

尚、上記コア８はディスクの情報を形成するためのもの
である。

上記装置１を用いて一実施例に従って、基盤を成形する
工程を以下に説明する。

上型５Ａを下方に又は下型５Ｂを上方に移動して両者を
精度良く、高圧で密着する。この場合、金型５内のキャ
ビティ７とコア８の方が精度良く密着するようにする。

次に、第１図の１点鎖線で示す射出ノズル３を下方に移
動し、上型５Ａのａケートリング４に射出ノズル３を密
着させ、第１図に示す状態に設定する。次に、射出ノズ
ル３から高温高圧で溶融した［ｔ２を射出し、コア８と
キャビティ７とで形成される中空部９に入り込ませる。

尚、この場合、金型５の温度は樹脂のガラス転移温度以
上に設定しである。

上記中空部９内に樹脂２を入り込ませた後、循環液通路
１０内に（循環液の）温度を変えた循環液を送り込み、
金型５をゆっくりと冷却する。しかしてこの徐冷工程に
よって、金型５の温度がガラス転移温度以下（ＰＣ樹脂
のガラス転移温度は１４０℃〜１５０℃程度ぐあり、こ
の実施例にお１）るｐｃ′４ｊ４脂では１４５℃である
。）になったら、割出ノズル３を元の位置に戻すと共に
、金型５を開いて上型５Ａと下型５Ｂとに分離する。こ
のとき、下型５Ｂのゲー］〜カット６を上方に移動して
、ディスク基盤形状の樹脂の内周を打ち抜き、成形され
た１３が取り出される。

上記成形方法は、射出直後の冷却をゆっくり行っている
。この樹脂射出前後のキャビティ内の温度変化を表わし
たものを第２図に示す。尚、第２図においてサンプルＮ
α１．懇２は従来の射出成形方法に従った場合のものを
示す。

上記成形方法において、成形条件を変えて１−ｊつだそ
の成形条件を表１に示す（尚、比較のため従来例に従っ
た比較例をＮＱｌ、ＮＧ２で示す。）。

金型温度（以降８点と記す。）と金型開放温度（以降Ｃ
点と記す。）は、従来例においてはほぼ同一である。こ
れは循環液によって金型をある温度で保持しながら、樹
脂を射出成形すると、はとんど瞬時にして樹脂は金型温
度まで冷却され、直ちに金型を開放して冷え固った１５
Ｊｌを取り出している。

一方、この−実施例の方法に従った実施例の→サンプル
順３〜順６では、金型温度（８点）を循環液を流して、
ガラス転移点より高い温度で保持し、樹脂を射出する。

その後金型５に冷却用循環液を流しながら樹脂が金型温
度まで下がった所で、ゆっくりと循環液の温度を変えて
、金型５を冷ＴＪＩしていく。しかして、樹脂の温度が
ガラス転移点Ｔｏ以下に下がったら、金型５を開いてデ
ィスク基盤を取り出すようにしている。

この実施例に従った実験例において、金型温度８点から
金型開放温度Ｃ点までの徐冷の条件は第２表のようにな
る。

第２表 このように一実施例にしたがって成形された実験側のデ
ィスクＮ盤に対して、複屈折を測定した結果を第３表に
示す。この複屈折の測定は、重心入射による条件と、斜
め入射の条イ１とで行った。

尚、この測定装置の構成は、特願昭６１−４５９３１号
に示しである。

この結果から従来方法の成形によるサンプル順１及び２
は垂直入射による複屈折は小さいが、斜め入射による方
法では非常に大きくなっている。

それに対してこの一実施例の成形方法によるサンプル１
ｌＱ３〜６は、斜め入射による複屈折もかなり小さくな
っていることがわかる。この斜め入射による複屈折はデ
ィスク基盤の表面に対して垂直な方向の屈折率の大きさ
を表わしたもので、この基盤を用いた光ディスクに記録
きれた情報を再生する場合、ディスク基盤からの戻り光
としての信号光を、ディスク基盤に向かう光ビームから
分離する際の分離を十分に行うことができなくなり、読
取りエラーの発生の原因になる。又、光磁気ディスク基
盤に用いた場合には、磁気的カー効果による信号光の分
離が十分でなくなり、やはり読取りエラーの発生の原因
になるものであり、複屈折ができるだけ小さいものが望
ましいことになる。

従って、この一実施例に従って成形されたディスク基盤
を用いると、読取りエラーの発生を低減化でき、記録再
生装置の信頼性を向上できることになる。

ところで、上記金型ｍ度をあまり高くすると、ガラス転
移点ＴＱまで徐冷するまでに時間がかかり、製造効率が
低くなるためコストアップの原因゛になる。一方、冷却
速度を大きくすると、徐冷の効果がなくなり、複屈折が
大きくなり、Ｃ／Ｎが低下する。

また、冷却速度を遅くしすぎると、グループ、プレピッ
トの凹凸がぼやけてしまいＣ／Ｎが下がる。従って、Ｂ
点部度はガラス転移点より１０〜２０″Ｃ高く冷却速度
が−０，１〜−０，２５℃ＺＳｅｃ位の場合がよいとい
う結論を得ている。第３図にＣ／Ｎ比５０ｄＢ以上が得
られる条件範囲を示す。

尚、ここで縦軸はガラス転移温ｒ！１　（Ｔｇ）を基準
とした金型温度（Ｔｂ−８）を示す。

ところで、この実施例によると、・従来の方法に較べ金
型専有時間が長くコストの面で不利と予想されるが、こ
れは成形機の工夫しだい解決される問題である。例えば
、射出成形、徐冷、金型開放ディスク取り出しの工程を
１サイクルとして一台の成形機に複個数の金型を循回さ
せれば一枚の基板の成形時間については不利とならない
。

又、記録再生光学系のばらつきとか信号処理系のＳ／Ｎ
に応じてとか、使用目的等に応じてディスク基盤側の冷
却速度等を変えて成形し、実用上差しつかえないように
調整することもできる。

［実施例］ 以上述べたように本発明によれば、キャビティ内に射出
した溶融樹脂を、ガラス転移点以下まで徐冷して、ディ
スク基盤を製造するようにして垂直入射による複屈折の
みならず斜め入射による複屈折も低減化しているので、
Ｃ／Ｎが低下しない光学式ディスク基盤を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例に係り、第１図
は一実施例の方法に用いられる装置の概略の構成を示す
説明図、第２図は射出直後のキャビディ内の徐冷による
温度変化を示す図、第３図は一実施例による望ましい成
形条件範囲を示す図である。 １・・・成形袋＠　　　　　２・・・溶融樹脂３・・・
射出ノズル　　　　４・・・Ｏケートリング５・・・金
型　　　　　　　６・・・ゲート力ット７・・・キャビ
ティ　　　　８・・・コア９・・・中空部　　　　　　
１０・・・循環液通路第３図 イ Ｊ？即之雇

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. キャビティー内に溶融した樹脂を射出した直後、あらか
   じめ樹脂のガラス転移点以上にしてある金型を徐々に冷
   やすことにより射出成形された光学式ディスク用基盤成
   形方法。