JPH0564570B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光デイスク、光カード、光テープ等の
記録媒体（メデイア）用プラスチツク基板の製造
方法に関するものであり、特に光磁気記録媒体に
適用可能な透明プラスチツク基板の製造方法に関
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つてサブ
ミクロンオーダーの情報スポツトを記録再生する
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
な0.1〜0.3度といつ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、ポリカーボネート樹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−
155424号）において、成形条件の改良によつてポ
リカーボネートの射出成形基板の複屈折を大巾に
低下させる方法を開示したが、その後の研究の結
果、プラスチツ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
後者の複屈折の方が光学特性、従つて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させていたため基板
表面と直角な方向の複屈折は観察されなかつた。
しかし、上記直線偏光を基板表面に対して例えば
30°傾けて入射させると、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。さ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nzと、基板表面に平行な方向の屈
折率nx，nyを有する光学的異方性を持つており、
一般に｜nx−ny｜≒０である。しかし｜nz−nx
｜および｜nz−ny｜はゼロではなく、かなり大
きな値、例えば0.0005〜0.0006となり、光デイス
クの厚さ1.2mmを用いると、光デイスクでは600〜
780nmのリターデーシヨ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、成形キヤビテイー中での樹
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図に示す成形キヤビテ
イ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、射出応力による半径方向外向きの
力とが加わつている。従つて、溶融樹脂には成形
キヤビテイーの厚さ方向に於て半径方向内向きに
配向させる力と、厚さ方向に配向させる力と、半
径方向内向きに配向させる力とが同時に加わつて
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で示してある。前記の３つの主屈
折率nz，nx，nyがこれらのどの領域によつて影
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基板を用い
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
種々実験を行なつた結果、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nzの影響は測定できず、従つて
本発明の対象とする特定な複屈折値を有するデイ
スク基板は本出願前存在しない。

（発明の目的） 従つて、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CN比の高い記録媒体を作るた
めに必要な透明プラスチツク基板の成形方法を提
供することにある。

（発明の構成） 本発明の第１の特徴は偏平な透明プラスチツク
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ツク基板の
射出成形方法において、一対の割型で形成される
成形キヤビテイー中に予め成形品の基板の厚さよ
りも薄いシート状あるいはフイルム状の板状体を
配置し、次いで溶融樹脂を上記成形キヤビテイー
中に射出して上記板状体と上記溶融樹脂とを一体
化させる点を特徴としている。

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ミクロン程
度に絞つて情報を記録および再生するもので、一
般にはデイ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ツク基板の一方の
面にプレピツトの形で基板の成形時に記録される
か、トラツク溝やプレフオーマツトピツトを有す
る、または有しないプラスチツク基板の表面上に
Te系等のDRAW膜、Tb Fe Co系等のＥ−
DRAW膜を付着させて、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
ラスチツ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
され、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ツク基板を介して
入射される。いずれの方式の場合でも透明プラス
チツク基板の複屈折はできるだけおさえなければ
ならない。

本発明ではプラスチツ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
明プラスチツク基板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，nyと、偏
平表面６，７と直角な方向の屈折率nz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nzに起因する複屈折は観測できな
かつた。本発明者は直接偏光８を偏平表面６に対
して傾けて、例えば入射角θ＝30°にして入射さ
せることによつて上記のnzを観測した。この複
屈折測定法は基板への入射角度を0°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°で基板に入射させた
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｜nz−nx｜および｜nz−ny｜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
成して作つた光磁気デイスクのCN比は48dB程度
である。

一方、本発明によつて上記｜nz−nx｜および
｜nz−ny｜の値を0.004以下に低下させた基板上
に上記と同じ光磁気記録膜を形成して作つた光磁
気デイスクのCN比は50dBに向上した。このよう
にCN比が向上する理由はθk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。上記成形キヤビテイーの寸法は
成形されるデイスクによつて異るが、直径は約３
cmから約30cm、厚さは１〜２mm、一般には1.2mm
である。成形機は成形されるデイスク寸法に応じ
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イスク成形で用いられ
ているものと同じである。ポリカーボネート樹脂
の場合、射出シリンダー温度は一般に300〜400
℃、金型温度は約100℃、樹脂のキヤビテイー中
への流入速度は10〜50ml／秒であり、これらは当
然ながらデイスク寸法によつて異なり、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。

本発明はいわゆるインサート成形法の一種であ
り、シート状またはフイルム状の透明プラスチツ
ク製板状体を予め成形キヤビテイー中に配置した
後に射出成形を行うものである。上記透明プラス
チツク製板状体を予め成形キヤビテイー中に配置
しておく理由は第１図に示すＢ領域の厚さを減少
させる点にある。すなわち、上記板状体の厚さ分
だけ溶融樹脂が流入する成形キヤビテイーの厚さ
が減少し、従つて、上記Ｂ領域の厚さも減少す
る。

上記の板状体を構成する樹脂は原則として射出
される樹脂と実質的に同じものにするのが好まし
い。そうすることによつて板状体と射出された樹
脂との界面に於る光の反射、屈折を実質的にゼロ
にすることができる。上記板状体は周知のシート
成形法あるいはフイルム成形法によつて作ること
ができ、一般には押出成形、流延成形に用いられ
る。この板状体は当然ながら複屈折の小さいもの
であることが必要であり、そのためには押出成形
時の冷却速度および／またはアニール処理温度を
適宜選択して冷却歪みを除去する必要がある。上
記板状体の肉厚は成形する基板の最終的肉厚より
当然小さくなければならない。一般には板状体の
厚さは基板の最終厚さの80％以下、好ましくは、
50％以下にする。光デイスク用基板の場合には、
基板の最終厚さは約1.2mmであるので、上記板状
体の厚さは約１mm以下、好ましくは0.6mmにする。

上記板状体は成形キヤビテイーと同じ形状に切
断後にキヤビテイー中にセツトしてもよいが、長
尺の帯状体の形で射出成形機の金型に供給し、成
形中に金型内であるいは成形後に金型外で成形品
の外周輪郭部に沿つて切断するのが好ましい。上
記帯状体は送りロールと引取りロールで金型に間
欠送りすることができるが、送りと位置が決めを
確実にするために帯状体両端縁に沿つて等間隔の
穴を予め形成しておき、この穴をスプロケツトで
送つてもよい、さらに、上記の穴と係合する突起
を有する無端ベルトを金型を通して間欠駆動する
ことによつて帯状体の位置決めと離型を確実に行
うこともできる。この場合には予め帯状体にデイ
スクのセンターホールに対応する穴を予め形成し
ておくことによつて金型中でのセンターポンチへ
の負荷を減らすことができる。上記の送りロー
ル、引取りロール、無端ベルトは金型組立体の型
締め、型開き等の運動に連動して金型の軸線方向
に変位して、帯状体の金型からの離脱を容易にす
ることもできる。

また、上記帯状体の間欠送りを確実にするため
に、帯状体が金型の温度で極単に変形しないよう
に帯状体が金型と接触する部分の一部、例えば帯
状体が金型に入る所と出る所の金型を冷却するこ
ともできる。

射出時のバリの発生は必ずしも完全に防止する
必要はない。すなわち、バリは板状体に付着する
ので板状体の輪郭部の切断時にバリも同時に切断
すればよい。

光デイスクの成形の場合には、センターホール
が必要である。このセンターホールは光デイスク
の偏心量を許容値以下にするために、金型内でセ
ンターポンチを用いて行うのが好ましい。本発明
によるシート、フイルムの肉厚が厚くなると従来
の光デイスク成形金型のセンターポンチでこれら
に穴を明けることが難しくなる、そのためにセン
ターポンチあるいはそれに隣接する金型の一部に
加熱手段、例えばヒーター埋め込んで帯状体を軟
化、溶融させるのが好ましい。

以下、第３〜５図を用いて本発明を実施するた
めの一実施例の装置を説明する。

第３図は横型射出成形機の金型組立体に本発明
を適用した場合の金型組立体の概念的斜視図であ
り、第４図は−線による断念的断面図であ
る。この金型組立体自体は従来の光デイスク基板
成形用のものと基本的には同じで、一対の割型、
すなわち固定側割型１と移動側割型２とを有し、
これらによつて成形キヤビテイー３が区画され
る。上記金型組立体には上記の割型の他にセンタ
ーポンチ４や図示していない成形品のエジエクタ
ー等を駆動するプレート群６が含まれるが、これ
らは本発明の一部を成すものではないので詳細は
省略する。

割型の少なくとも一方、図示した例では固定側
割型１に取付けられたプラテン７には情報ピツト
等を有するスタンパー８がスタンパーホルダー９
によつて保持されている。

本発明の特徴は上記金型組立体にフイルム状ま
たはシート状の板状体をインサートして成形する
点にある。図示した実施例では上記板状体がロー
ル状巻き取られた帯状体１０を間欠的に金型に供
給することによつて供給される。この帯状体１０
の両側端縁には等間隔の穴１１が予め形成されて
おり、これらの穴は無端ベルト１２に等間隔に配
置された突起１３と係合する。上記無端ベルト１
２は成形サイクルに合せて、必要な場合に間欠駆
動される。さらに、図示していない機構を用い
て、上記無端ベルト１２とそれをガイドし且つ帯
状体を移送する送りロール１４および引取りロー
ル１５とは必要な場合に軸線方向すなわち成形キ
ヤビテイー３に直角な方向に変位することもでき
るようになつている。

操作時には、金型が開いた状態の時に上記無端
ベルトと各ロール１４，１５が軸方向に一定量固
定側金型から離れる方向に変位された後に、回転
駆動されて、帯状体１０の所定長さが両割型１，
２の間に送られる。上記の送り機構１２，１４，
１５が軸方向に元の位置に戻された時に両割型
１，２が閉じられ、次いで従来法に従つて射出成
形が行われる。すなわち溶融樹脂が図示していな
い射出シリンダーからノズルタツチ部１６を介し
て成形キヤビテイー３中に射出され、この溶融樹
脂と上記帯状体とがキヤビテイー中で一体にな
る。次いで、金型１，２とセンターポンチ４との
軸方向相対移動によつて上記一体化された成形品
の中心にセンターホールが形成される。この場
合、帯状体の穴明けを容易にするために、センタ
ーホールに隣接するポンチ先端および／または金
型の一部に埋め込まれたヒーター（図示せず）で
帯状体のセンター部分を局所加熱するのが好まし
い。

樹脂が固化した後に割型１，２が開かれる。本
発明では成形されたデイスクが帯状体１０と一体
になつているので、デイスクを帯状体１０から分
離する操作が必要である。この分離操作は金型外
で行う方が金型構造が簡単になるので好ましい。
この場合には、上記のセンターホールをガイドに
してデイスク外周部を円環状カツターで溶断すれ
ばよい。一方、金型内で上記分離操作を行う場合
には金型に切断機構を設けておく必要がある。第
４，５図にはこの切断機構の一例が概念的に示し
てある。すなわち、この切断機構は移動割合型２
に埋込まれた円環状カツターリング２０と、それ
を保持するスリーブ２１と、このスリーブを駆動
する突出しロツド２２とで構成される。必要な場
合には、上記切断機構に加熱手段を設けて、上記
カツターリング２０を加熱することもできる。こ
のカツターリング２０は適当な時機に前進駆動さ
れて、デイスクが帯体１０から分離される。分離
された成形品のデイスクは型開き後に例えばロボ
ツトを用いて金型から取り外される。一方、デイ
スクが分離された帯状体は次のシヨツトのために
上記送り機構によつて１ステツプだけ送られる。

第５図の実施例では、本発明金型組立体のキヤ
ビテイー３を密閉する可動シールリング３０が設
けてある。このシールリング３０の役目は帯状体
の肉厚の不均一さに起因するキヤビテイー３の密
閉不良を防止することにある。この可動シールリ
ング３０は割型１あるいはそのプラテン７に形成
された油圧チヤンバー３１中に摺動自在に収容さ
れていて、型締め時に前進されて帯状体と当接す
る。ガス抜きはこの可動リング３０の押圧力を調
節して行うことができる。本発明では前述のよう
にバリの発生をそれほど問題にしなくてよいので
割型のパーテイングラインの精度はそれほど厳密
に管理する必要はない。

また、第５図に示した実施例の金型ではスタン
パーホルダー９の放射方向外側に円環状の樹脂溜
め３２を設けてある。この樹脂溜め３２はデイス
ク外周における樹脂の流れの乱れおよび冷却の不
均一性に起因するデイスク外周部の複屈折の増加
を防止するのに有効である。

以上図示し、説明したものは本発明の単なる一
実施例であつて、本発明はこれにのみ限定される
ものではなく、種々の変更が可能である。例え
ば、射出成形機として縦型のものを用いること、
帯状体の送りに位置検出器を付加すること、成形
機とデイスク外周切断機を連動制御すること、キ
ヤビテイー中に帯状体を均一に保持するために帯
状体に予め帯電をさせること、あるいは帯状体の
代りに予めデイスクの内径および外径と同じ寸法
に打ち抜いた円盤状板状体を金型に設けた真空吸
収手段によつて保持させておいてから射出してイ
ンサート成形をすることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の成形キヤビテイー中での溶融樹
脂の挙動を示すモデル図。第２図は本発明を説明
するための屈折率nx，ny，nzの説明図、第３図
は本発明方法を実施するための射出金型組立体の
概念的斜視図、第４図は上記金型組立体の概念図
で、第３図の−線による縦断面図、第５図は
第４図の一部分の拡大断面図。 図中符号、１，２……割型、３……成形キヤビ
テイー、４……センターポンチ、１０……帯状
体、１２……無端ベルト、１４，１５……ロー
ル、２０……カツターリング、３０……可動シー
ルリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一対の割型によつて形成される成形キヤビテ
   イーに溶融樹脂を射出して高密度記録媒体用プラ
   スチツク基板を製造する方法において、予めシー
   ト状あるいはフイルム状の透明プラスチツク板状
   体を上記成形キヤビテイー中に配置した後に、溶
   融樹脂を上記成形キヤビテイーに射出することを
   特徴とする方法。 ２ 上記樹脂がポリカーボネート樹脂であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。