JPH0226664Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

［考案の技術分野］ 本考案は、レーザービーム等の光の照射によつ
て情報を記録又は再生する情報担体デイスクの基
板材料であるデイスク用プラスチツク基板につい
て、その変形除去及び耐熱性向上のために空気恒
温槽内でアニーリングを施す熱処理装置に関す
る。更に詳しくは、この熱処理時にプラスチツク
基板に新たに発生してしまう変形防止に関する。 ［考案の背景及び問題点］ 一般に、レーザービーム等の光を照射すること
によつて情報を記録あるいは再生する、いわゆる
光デイスク基板としては、ガラスやプラスチツク
の円板が用いられている。このプラスチツク基板
は、ガラス基板と比較すると、成形加工が容易で
あり、取り扱い中に破損する危険性も少なく軽量
であるばかりでなく、コストの点でも優れてい
る。プラスチツク基板の中でも、特にアクリル基
板は透明性が優れており、基板側から光を照射す
る場合の基板として多用される。 しかし、射出成形により作製されたデイスク用
プラスチツク基板は、成形時の残留応力等により
そのままでは変形を生じることが多い。また、耐
熱性が弱く、その為に、使用状態によつてはクリ
ープ変形により基板に反りや変形が生じる。この
反りや変形が大きい場合には、レーザービーム等
の光の焦点を情報記憶層上に結ばせて情報の記録
あるいは再生を行なう際に、光学的記録再生装置
の自動焦点制御の範囲から外れたり、基板越しに
レーザー光を照射する場合に収差を生じ、実用上
の障害となる。従つて、プラスチツク基板につい
ては、成形時の変形除去及び耐熱性向上のために
アニーリングを施すことが行われている。 従来、上記アニーリングを施すための熱処理装
置としては、空気恒温槽を有するものが知られて
いる。通常、この空気恒温槽内には高速回転する
回転軸が設けられていて、プラスチツク基板に形
成されている孔を回転軸に差し込み、相隣接する
プラスチツク基板同志の表面を相対向させた状態
で所定間隔毎にプラスチツク基板を多数並べ、高
速回転させつつアニーリングを施すものとなつて
いる。ここで本明細書において空気恒温槽とは、
槽内の温度を指定された可変設定温度に保持でき
る槽をいう。 しかしながら、上記熱処理装置では、これによ
るアニーリング時にプラスチツク基板が反つてし
まい、プラスチツク基板に新たな変形を発生させ
やすい欠点がある。このプラスチツク基板の反り
は、特に冷却時にプラスチツク基板の表裏面間に
何らかの冷却条件の相違を生ずるために起ると考
えられるが、この詳しいプラスチツク基板の変形
メカニズムは十分解明されていない。従つて、空
気恒温槽を用いてアニーリングを施す熱処理装置
において、このアニーリングによつてプラスチツ
ク基板に新たに発生する変形防止対策は極めて不
十分なものとなつているのが現状である。 ［考案の目的］ 本考案は、空気恒温槽を用いたアニーリング時
に発生するプラスチツク基板の変形メカニズムを
解明し、その対策を講じることによつて、アニー
リング時に新たにプラスチツク基板に生じる変形
を防止できるようにすることを目的とする。 ［考案の概要］ 本考案は、空気恒温槽内に並べられたプラスチ
ツク基板のうち両端のプラスチツク基板は、冷却
時に片面は隣接する他のプラスチツク基板からの
輻射熱を受けるにも拘らず他面はこれを受けない
ために変形し、この変形が連鎖的に中間のプラス
チツク基板にも影響を及ぼして中間のプラスチツ
ク基板も変形するに至るという、本発明者等の解
明したプラスチツク基板の変形メカニズムに基づ
いて成されたものである。そして、本考案は、上
記両端のプラスチツク基板について、他のプラス
チツク基板から輻射熱を受けない側の面に対し他
面の受ける輻射熱に見合う熱を加えつつ冷却でき
るようにした点に特徴を有するものである。 ［考案の構成及び作用］ 本考案の構成上の特徴は、複数枚のデイスク用
プラスチツク基板を、相隣接するプラスチツク基
板同志の面を相対向させて所定間隔毎に空気恒温
槽内に並べてアニーリングを施す熱処理装置にお
いて、両端に位置するプラスチツク基板と空気恒
温槽の槽壁との間に、当該プラスチツク基板と相
対向しかつこのプラスチツク基板との間隔を調節
可能な熱輻射板を設けたデイスク用プラスチツク
基板の熱処理装置とした点にある。 上記構成の作用を説明する前に、本考案の基礎
として解明されたプラスチツク基板の変形メカニ
ズムについて説明する。 プラスチツク基板を加熱後冷却する際に表裏面
間の冷却速度が違うと、プラスチツク基板は冷却
の遅くなる側へ湾曲することになることが本発明
者等の実験により確認されている。一方、空気恒
温槽内に並べられたプラスチツク基板のうち両端
に位置するプラスチツク基板は、冷却時に片面が
隣接する他のプラスチツク基板からの輻射熱を受
けつつ冷却されるのに対し、他面には相対向する
他のプラスチツク基板が存在しないため、他のプ
ラスチツク基板からの輻射熱を受けることなく比
較的離れた槽壁からわずかな輻射熱を受けつつ冷
却されることになる。従つて、プラスチツク基板
は、大きな輻射熱を受けて冷却が遅くなる方向、
即ち空気恒温槽の内方側へと湾曲して反つてしま
うことになる。 上述のようにして両端のプラスチツク基板が反
つてしまうと、この反りが隣りのプラスチツク基
板に影響を与えることになる。即ち、両端のプラ
スチツク基板が空気恒温槽内方側へと反ると、こ
の反りの分だけ両端のプラスチツク基板は隣接す
る端から２番目のプラスチツク基板に近ずき、反
りの無い時に比して大きな輻射熱を端から２番目
のプラスチツク基板の片面に加えることになる。
これによつて、端から２番目のプラスチツク基板
の表裏面間の冷却速度に差を生じ、この端から２
番目のプラスチツク基板は、大きな輻射熱を受け
て冷却が遅くなる方向、即ち反りを生じた端部の
プラスチツク基板側である空気恒温槽の外方側へ
と湾曲して反つてしまう。そして、この端から２
番目のプラスチツク基板の空気恒温槽外方側への
反りは、端から３番目のプラスチツク基板の対向
面への輻射熱を減少させるものとして作用し、順
次内側に位置するプラスチツク基板に反りを生じ
させるものである。 本考案における熱輻射板は、両端に位置するプ
ラスチツク基板の槽壁側面に対し、冷却時に、当
該ブラスチツク基板の反対面が受ける、相隣接す
る他のプラスチツク基板からの輻射熱と同等の輻
射熱を加えるものである。また、両端に位置する
プラスチツク基板の槽壁側面に対して加えられる
熱輻射板からの輻射熱量は、端部のプラスチツク
基板との間隔を調節可能な熱輻射板であるので、
当該間隔の調節によつて適切な熱量に定めること
ができるものである。 ［実施例］ 第１図において、１は空気恒温槽で、この空気
恒温槽１内には、一端が外部で回転装置２に連結
された回転軸３が横方向に設けられている。回転
軸３には、多数のプラスチツク基板４が、相隣接
するプラスチツク基板４同志の面を相対向させて
取付けられている。各プラスチツク基板４は、そ
の中央に設けられた孔を回転軸３に差し込むと共
に、基板締付治具５を介して一定間隔毎に並べて
取付けられており、回転軸３の回転によつて高速
回転されつつアニーリングされるものである。 両端に位置するプラスチツク基板４と空気恒温
槽１の槽壁との間には、プラスチツク基板４と相
対向して空気恒温槽１内を横切るように熱輻射板
６が設けられている。この熱輻射板６は、端部に
位置するプラスチツク基板４との間隔を調節でき
るようになつており、また回転軸３は熱輻射板６
に対して空転されるものとなつている。 このような空気恒温槽１を備えた熱処理装置で
アニーリングを行う場合、加熱時にはプラスチツ
ク基板４と共に熱輻射板６も加熱され、その後の
冷却時にはプラスチツク基板４と共に熱輻射板６
も冷却されることになる。そして、熱輻射板６と
端部のプラスチツク基板４の間隔を適切に定めて
おくことにより、特に冷却時に、両端のプラスチ
ツク基板４の槽壁側面にこの熱輻射板６からの輻
射熱が加えられて、当該プラスチツク基板４の反
対面に隣接する他のプラスチツク基板４からの輻
射熱とのバランスがとられ、表裏面間の冷却速度
がほぼ等しくされるものである。 熱輻射板６は、プラスチツク基板４と同等もし
くはそれ以上の大きさであることが好ましく、ま
たアニーリングにおける温度変化によつて変形し
たり劣化しない材質のものであることが好まし
い。具体的材質の例としては、アルミニウム、ス
テンレス等の金属、高温下においても変形の少な
いプラスチツク等が挙げられる。熱輻射板６を、
比熱並びに熱伝導率等ができるだけプラスチツク
基板４に近いものとすることも好ましいことであ
る。熱輻射板６とプラスチツク基板４の輻射熱を
できるだけ近い熱量のものとするためである。 第２図は他の実施例を示すもので、回転軸３が
空気恒温槽１の縦方向に設けられたものとなつて
いる点以外は第１図のものと同様である。このよ
うに、本考案は、プラスチツク基板４を水平にし
て縦方向に並べる場合にも適用できるものであ
る。 第３図は他の実施例を示すもので、熱輻射板６
をプラスチツク基板４とほぼ同じ大きさのものと
し、回転軸３に取付けて回転軸３と共に回転する
ようにしてある。このようにすると、熱輻射板６
もプラスチツク基板４と共に回転されつつ加熱及
び冷却されることになるので、熱輻射板６の加熱
及び冷却状態にムラを生じにくくなり、その輻射
熱の均一化を図ることができる。 次に、本熱処理装置の使用例について説明す
る。 インジエクシヨン法によつて作製した厚さ1.5
mm、内径35mmφ、外径305mmφのポリメチルメタ
クリレート（PMMA）製のデイスク用プラスチ
ツク基板を、第１図に示されるような空気恒温槽
内において、回転軸に取り付けた両端のプラスチ
ツク基板と熱輻射板との距離を10cm、５cm、３
cm、１cmとした場合並びに熱輻射板なしの場合の
５条件について各10枚づつ回転アニーリングを実
施した。なお、熱輻射板を設けない場合、両端の
プラスチツク基板と空気恒温槽の槽壁との距離は
20cmであつた。 回転アニーリングは、以下の方法によつて行な
つた。空気恒温槽内の回転軸に、上記プラスチツ
ク基板を立てた状態で10mm間隔で横方向に10枚取
付け、基板締付治具によつてプラスチツク基板を
固定する。次に熱輻射板とプラスチツク基板との
距離を調節し、回転軸の回転数が1000rpmに達し
た後、空気恒温槽内の温度を常温から70℃まで
除々に上昇させ、70℃に達した後約２時間回転さ
せながら加熱を行つた。また、加熱完了後設定温
度を20℃に下げ、この設定温度の変更後約１時間
の冷却を行つた。 第４図は、熱輻射板を設けない場合の10枚のプ
ラスチツク基板の反り状態を表わしたものである
が、，及び，のプラスチツク基板間の輻
射熱に比べ、空気恒温槽の槽壁からの輻射熱が小
さいため、及びのプラスチツク基板は空気恒
温槽の内側へと反つてしまつた。また、及び
のプラスチツク基板が内側へ反つたことにより、
，及び，のプラスチツク基板間の輻射熱
と、，及び，のプラスチツク基板間の輻
射熱が異なり、及びは空気恒温槽の外側へと
反つてしまい、上述した様な現象が全てのプラス
チツク基板について起きた。 第１表は、回転軸に取付けられた両端のプラス
チツク基板と熱輻射板との距離を調節して回転ア
ニーリングを行つた場合の第４図でいう〜の
プラスチツク基板の140φ〜280φまでの反り測定
値を表わしたものであり、第５図は第１表のの
プラスチツク基板の値をプロツトして結んだグラ
フである。尚、第１表及び第５図におけるプラス
とマイナスの符号は、第４図におけるのプラス
チツク基板のような反り方をマイナスとし、の
プラスチツク基板のような反り方をプラスとした
ものである。 第１表から明らかなように、熱輻射板を設けず
に両端のプラスチツク基板と空気恒温槽の槽壁と
の距離が20cmの時では、空気恒温槽の槽壁からプ
ラスチツク基板への輻射熱が小さく、両端のプラ
スチツク基板の表裏の輻射熱が不均一となり、大
きな反りを生じた。これに対し、熱輻射板を設け
た場合は、プラスチツク基板表裏の輻射熱の均一
化により反りが小さくなり、特に本使用例の場合
は、両端のプラスチツク基板と熱輻射板との距離
が５cmの時に最もプラスチツク基板表裏の輻射熱
が均一化され、反りが小さくなつている。 尚、プラスチツク基板と熱輻射板との最適距離
は、空気恒温槽の大きさ、熱輻射板の形状、各構
造部材の材質等によつて異なつた値となるので、
装置毎に実験により確認の上使用することが好ま
しい。

【表】 ［考案の効果］ 本考案によれば、熱輻射板によつて両端に位置
するプラスチツク基板表裏に作用する輻射熱が均
一化され、ほぼ等しい冷却速度が維持されるの
で、プラスチツク基板がアニーリング時に新たな
反りを生じてしまうおそれが小さく、反りの小さ
なプラスチツク基板を得ることができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る熱処理装置の一実施例を
示す縦断面図、第２図及び第３図は各々他の実施
例を示す縦断面図、第４図は熱輻射板を設けない
場合のプラスチツク基板の反り状態の説明図、第
５図は熱輻射板の位置と第４図のプラスチツク
基板の反りとの関係を示すグラフである。 １……空気恒温槽、４……プラスチツク基板、
６……熱輻射板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数枚のデイスク用プラスチツク基板を、相隣
   接するプラスチツク基板同志の面を相対向させて
   所定間隔毎に空気恒温槽内に並べてアニーリング
   を施す熱処理装置において、両端に位置するプラ
   スチツク基板と空気恒温槽の槽壁との間に、当該
   プラスチツク基板と相対向しかつこのプラスチツ
   ク基板との間隔を調節可能な熱輻射板を設けたこ
   とを特徴とするデイスク用プラスチツク基板の熱
   処理装置。