JP2693950B2 - 光学式デイスク用基盤成形方法 - Google Patents

光学式デイスク用基盤成形方法

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JP2693950B2
JP2693950B2 JP62060294A JP6029487A JP2693950B2 JP 2693950 B2 JP2693950 B2 JP 2693950B2 JP 62060294 A JP62060294 A JP 62060294A JP 6029487 A JP6029487 A JP 6029487A JP 2693950 B2 JP2693950 B2 JP 2693950B2
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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26Moulds
    • B29C45/263Moulds with mould wall parts provided with fine grooves or impressions, e.g. for record discs
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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、この記録媒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(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、反射光量が異るピ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57−74701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
スク用の基盤に用いる場合には、複屈折を示さないもの
が望ましい。又、光ディスク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の低下を招くことになる。こ
のため、一般的に光学式ディスクに用いる基盤として
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。 光ディスク用基盤の成形方法の従来例として、特開昭
60−155424号に開示されたものがある。 この従来例では、厚さ1.0mm〜2.0mmで半径65mm以上か
つ175mm以下の基盤の射出成形において分子量14000〜22
000のポリカーボネート樹脂を用い、射出シリンダ温度
を330〜340℃に設定し、金型温度を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:射
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、従来の成形方法ては、基盤表面に光ビームを
垂直に入射させた場合には、光の複屈折はほぼ0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
させて記録層に導く場合のように、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もので、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、溶融された樹脂2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7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。この金型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、射出成形の際キャビティ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後に金型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振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、上記5Aのロケートリング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樹脂2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
設定してある。 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℃程度であり、この実施例
におけるPC樹脂では145℃である。)になったら、射出
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のゲートカ
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、成形された基盤が取り出される。 上記成形方法は、射出直後の冷却をゆっくり行ってい
る。この樹脂射出直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
No.1,No.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、成形条件を変えて行ったその
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No.1,No.2で示す)。 金型温度(以降B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、ほ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基
盤を取り出している。 一方、この一実施例の方法に従った実施例の→サンプ
ルNo.3〜No.6では、金固温度(B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
固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を冷却していく。しかして、樹脂の温度が
ガラス転移点Tg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B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。 このように一実施例にしたがって成形された実験側の
ディスク基盤に対して、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、垂直入射による条件と、
斜め入射の条件とで行った。尚、この測定装置の構成
は、特願昭61−45931号に示してある。 この結果から従来方法の成形によるサンプルNo.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
No.3〜6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さ
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、磁気的力−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、上記金型温度をあまり高くすると、ガラス
転移点Tg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、グルーブ、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
点温度はガラス転移点より10〜20℃高く冷却温度が−0.
1〜−0.25℃/sec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度(Tg)を基準とした
金型温度(Tb=B)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。 [発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、キャビティー内に
射出した溶融樹脂をガラス転移温度以下まで徐冷してか
ら、ディスク基盤を金型から取り出しているので、垂直
入射のみならず斜め入射による複屈折も低減化し、C/N
が低下しない光学式ディスク基盤を実現できる。また、
ガラス転移温度以下まで徐冷することにより、金型から
取り出した時点で複屈折が生じにくいディスク基盤がで
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例による
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……成形装置、2……溶融樹脂 3……射出ノズル、4……ロケートリング 5……金型、6……ゲートカット 7……キャビティ、8……コア 9……中空部、10……循環液通路

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.基盤材料であり、射出される樹脂のガラス転移温度
    以上の温度に設定してある金型内キャビティーに、溶融
    した樹脂を射出する射出工程と、 この射出工程後に前記金型を徐冷し、前記金型を前記ガ
    ラス転移温度以下まで下げる徐冷工程と、 この徐冷工程後に前記金型から基盤を取り出す工程と、 から成ることを特徴とする光学式ディスク用基盤成形方
    法。
JP62060294A 1987-03-16 1987-03-16 光学式デイスク用基盤成形方法 Expired - Lifetime JP2693950B2 (ja)

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