(57)【要約】【課題】光ディスク基板の形状品質には悪影響を与えない手法によって複屈折を改善させる光ディスク基板の成形方法を提供する。【解決手段】キャビティ中心部に設けられたゲートから材料樹脂をキャビティ内に射出充填する光ディスク基板の成形方法において、従来方法では、Ｉで示された複屈折が、キャビティ内に充填されて流動する材料樹脂先端部の流動速度が、一定となるように成形機の射出装置の射出速度を制御することにより、ＩＩで示される複屈折に改善する。さらに、キャビティ内に充填されて流動する材料樹脂先端部の流動速度が、材料樹脂がキャビティ中心部から離れるに従って加速されるように成形機の射出装置の射出速度を制御することにより、ＩＩＩ  で示される複屈折に改善する。【選択図】        図２
2004167876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティ中心部に設けられたゲートから材料樹脂をキャビティ内に射出充填する光ディスク基板の成形方法において、
前記材料樹脂の射出充填操作を行う成形機の射出装置の射出速度の制御を、キャビティ内に充填された材料樹脂先端部の流動速度を基準として行うことを特徴とする光ディスク基板の成形方法。
【請求項２】
前記キャビティ内に充填されて流動する前記材料樹脂先端部の前記流動速度が、一定となるように前記成形機の射出装置の前記射出速度を制御することを特徴とする請求項１記載の光ディスク基板の成形方法。
【請求項３】
前記キャビティ内に充填されて流動する前記材料樹脂先端部の前記流動速度が、前記材料樹脂が前記キャビティ中心部から離れるに従って加速されるように前記成形機の射出装置の前記射出速度を制御することを特徴とする請求項１記載の光ディスク基板の成形方法。
【請求項４】
キャビティ中心部に設けられたゲートから材料樹脂をキャビティ内に射出充填する光ディスク基板の成形方法において、
前記材料樹脂の射出充填操作を行う成形機の射出装置の射出速度の制御を、キャビティ内に充填された材料樹脂先端部に生じるせん断応力を基準として行うことを特徴とする光ディスク基板の成形方法。
【請求項５】
前記キャビティ内に充填されて流動する前記材料樹脂先端部に生じる前記せん断応力が、一定となるように前記成形機の射出装置の前記射出速度を制御することを特徴とする請求項４記載の光ディスク基板の成形方法。
【請求項６】
前記キャビティ内に充填されて流動する前記材料樹脂先端部に生じる前記せん断応力が、前記材料樹脂が前記キャビティ中心部から離れるに従って加速されるように前記成形機の射出装置の前記射出速度を制御することを特徴とする請求項４記載の光ディスク基板の成形方法。
【請求項７】
前記キャビティ内に充填されて流動する前記材料樹脂先端部の前記流動速度を計測手段が計測し、前記計測手段の計測結果に基づいて、前記成形機の射出装置の前記射出速度を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光ディスク基板の成形方法。
【請求項８】
前記キャビティ内に充填されて流動する前記材料樹脂先端部の前記流動速度に対して、計算機を用いたモデル解析を実施し、その解析結果を基に、前記成形機の射出装置の前記射出速度を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光ディスク基板の成形方法。
【請求項９】
前記キャビティ内に充填されて流動する前記材料樹脂先端部に生じる前記せん断応力に対して、計算機を用いたモデル解析を実施し、その解析結果を基に、前記成形機の射出装置の前記射出速度を制御することを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の光ディスク基板の成形方法。
【請求項１０】
請求項１、２、３、７、８のいずれか１項に記載の光ディスク基板の成形方法に基づいて成形されることを特徴とする光ディスク基板。
【請求項１１】
請求項４、５、６、９のいずれか１項に記載の光ディスク基板の成形方法に基づいて成形されることを特徴とする光ディスク基板。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の光ディスク基板に基づいて作製されることを特徴とする光ディスク製品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャビティ中心部に設けられたゲートから材料樹脂をキャビティ内に射出充填する、ＣＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＤＶＤなどの光ディスク基板の成形方法、およびこの光ディスク基板の成形方法により作製された光ディスク製品に関する。特に、光ディスク基板内部の複屈折について厳密な制御が要求される大容量光ディスク基板の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスクの製造に関しては、さまざまな技術が、開発されている。これらの従来技術について、特許文献および非特許文献を参照し説明する。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２６７３７４号公報
【特許文献２】
特開２０００−７４７６８号公報
【特許文献３】
特開平８−１６９０３２号公報
【特許文献４】
特開平１１−２１６７５３号公報
【特許文献５】
特開２００１−３５０２６号公報
【非特許文献１】
大西道久、小谷洋一、前川佳徳  氏  ２００２年６月、第１３回プラスチック成形加工学会年次大会  発表文献  ｐ．１６７−１６８「プラスチック光学素子の光学特性のシミュレーションと実際」
【０００４】
特許文献１に記載の発明である射出成形機における射出速度プロファイルの設定方法においては、金型内における溶融樹脂の流動先端の進行速度を円滑に変化させ、溶融樹脂の流入段階においての不良状態を発生させないようにしている。
【０００５】
特許文献２に記載の発明である光ディスク基板の製造方法においては、金型内の入れ子部品の段差の凹み部を樹脂が通過する際、射出充填速度を低下させ、段差を通過後、射出充填速度を上昇し、初期チルトが小さく、光ディスク基板の凸部近辺に、フローマークが発生しないようにしている。
【０００６】
特許文献３に記載の発明である基板成形用金型、基板の成形方法および基板においては、キャビティに溶融樹脂が充填される際の最大充填速度を１５０ｍｍ／ｓ以上３００ｍｍ／ｓ以下とし、複屈折の良い高密度薄型の光ディスクを得るとしている。
【０００７】
特許文献４に記載の発明である光ディスク基板の製造方法においては、樹脂の充填速度を６５ｃｍ３  ／秒以上（好ましくは８０ｃｍ３  ／秒以上）とし、低複屈折の光ディスク基板を提供するとしている。
【０００８】
特許文献５に記載の発明である成形金型、光ディスク成形方法及び光ディスクにおいては、キャビティ空間内を流動する樹脂の表面と内部との流動速度の速度差を小さくして、複屈折の小さな光ディスクを成形し得る成形金型を提供するとしている。
【０００９】
また、非特許文献１に記載の技術においては、樹脂の残留応力が複屈折の原因であるとし、その残留応力の発生原因であるせん断応力は、樹脂の粘度とせん断速度で求められるとしている。
【００１０】
従来、読み取り型・追記型・書き換え型各種ＣＤ系光ディスクの広範囲な普及に続き、１枚の光ディスクにより大容量の情報を搭載させる要求も強くなってきている。その要求への答えの一つとしてＤＶＤ系の光ディスクが開発・販売されるとともに、さらなる大容量化を狙った様々な光ディスクシステムが提案されている。
【００１１】
これらのＤＶＤ系また他の大容量光ディスクは、光ディスク上に情報をより高密度に搭載させることによって大容量化を実現させている。このように、高密度化された情報を正確に読み出すために、大容量光ディスクに用いられる光ディスク基板は、より薄板化されると同時に基板自身の品質そのものも厳格に制御されていることが要求される。
【００１２】
この光ディスク基板は、所定形状に形成されたキャビティ内に、溶融させた材料樹脂をキャビティ中心部に設けられたゲートから射出充填し、さらに充填された材料樹脂をキャビティ内で冷却させてからキャビティ外へ取り出す手法によって成形されることが通例である。
【００１３】
この光ディスク基板に要求される品質の一つに複屈折がある。複屈折は光ディスク基板に使用される材料樹脂が内部で分子配向することによって生じる。この複屈折が小さく、また１枚の光ディスク基板内でのバラツキも小さくなっていることが要求されている。
【００１４】
しかしながら、光ディスク基板用材料として最も広く利用されているポリカーボネート樹脂は、もともと分子配向が大きくなりやすい性質を有している上に大容量化にともなう光ディスク基板の薄板化は、キャビティ内に溶融した材料樹脂を射出充填する際に材料樹脂の配向をさらに大きくし、複屈折が悪化する問題を生じさせている。
【００１５】
この薄板化に伴う複屈折の悪化を回避する手法として、例えば、ＣＤ系光ディスク（基板厚み：１．２ｍｍ）からＤＶＤ系光ディスク（基板厚み：０．６ｍｍ）へ展開される際には、「短時間に材料樹脂をキャビティ内に射出充填する」高速射出充填の手法が注目されて多くの提案がなされている。
【００１６】
しかしながら、高速射出充填手法だけではＤＶＤレベルの光ディスク基板に要求される複屈折品質を満足させることができないことが次第に明らかになり、高速射出充填に加えて、射出充填動作中はキャビティを閉止する成形機の型締め力を小さく設定して材料樹脂の射出圧力によってキャビティ厚みを拡げさせた上で射出充填完了後に大きな型締め力をキャビティに加える多段型締め制御、あるいはキャビティ厚みを成形機の型締め機構を用いて所定厚みより更に拡げた状態にて射出充填動作を行う型位置制御を組み合わせた手法が提案・採用され、複屈折の小さいＤＶＤ品質を実現させている。
【００１７】
これにより、品質を確保するために必要な高速射出及び型位置制御の機能を有する各種の光ディスク基板成形用の成形機が開発され、幅広く利用されるに至っている。
【００１８】
しかしながら、上記の方法においては、次のような問題が発生し、また新たな問題の発生が予想される。
【００１９】
先に述べた高速射出充填と射出充填動作中の型締め機構制御を組み合わせた手法は、光ディスク基板の複屈折品質を良好にするための手法として有効である。
【００２０】
しかしながら、光ディスク基板は、もともと分子配向を生じやすい性質を有しているポリカーボネートを材料に使用しているため、完全に複屈折を無くすことはできない。
【００２１】
図３は、従来の射出速度制御・型締め機構の型位置制御によって成形されたＤＶＤ基板の複屈折と半径位置との関係を示す関係図である。図３において、成形機の型締め機構が射出充填動作中にキャビティ厚みを所定の幅を拡げる型位置制御を行って成形したＤＶＤ光ディスク基板の複屈折分布を示している。
【００２２】
この型位置制御による成形方法は、射出充填動作中に小さな型締め力でキャビティを閉止する多段型締め制御と比較して、より複屈折を小さく抑える効果を有しているが、図３に示すように、光ディスクの内周から外周にかけての複屈折分布の変化・面内バラツキを消しさることはできていない。
【００２３】
しかしながら、一方で光ディスク基板の品質に対する要求は、厳しくなるばかりであり、特にＤＶＤ以上の大容量化を実現する光ディスク向けの光ディスク基板の場合、例えば複屈折に関して図３に示すような内周から外周にかけての複屈折分布の変化・面内バラツキを小さく、かつ複屈折の大きさそのものも小さくすることが要求されている。
【００２４】
このような光ディスク基板の内周から外周にかけての複屈折分布の変化・面内バラツキを小さくさせる手法として、成形時におけるキャビティ温度をより高く設定する、あるいは材料樹脂をより高い温度で溶融させてキャビティ内に射出充填する手法がよく知られている。
【００２５】
図４は、従来の射出速度制御・型締め機構の型位置制御によって成形されたＤＶＤ基板の、金型温度設定あるいは樹脂温度設定を高めに設定した場合の複屈折と半径位置との関係を示す関係図である。図３に示した複屈折を有する光ディスク基板の成形条件に、金型温度設定あるいは樹脂温度設定を高めに設定した場合、図４に示すように、複屈折分布全体が基板の中周部を軸にして時計回り方向に回転するような変化を示し、内周から外周にかけての複屈折分布の変化・面内バラツキが小さくなる。
【００２６】
しかしながら、このような金型温度あるいは樹脂温度をより高く設定して光ディスク基板の成形を行う手法は、同時に光ディスク基板の反り・うねりといった形状品質を悪化させる不具合を伴う。したがって、光ディスク基板には複屈折と同時により良好な形状品質が要求されるようになってきているため、温度設定に頼った複屈折改善手法は採用し難くなってきている。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、問題となっている複屈折が発生する原因は光ディスク基板内部に残る残留応力であることと、残留応力の発生原因はせん断応力であること、またせん断応力は、樹脂の粘度とせん断速度によって、表される関係を有していることに注目し、従来の成形時における温度設定による手法とは異なる、光ディスク基板の形状品質には悪影響を与えない手法によって複屈折を改善させる光ディスク基板の成形方法を提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、キャビティ中心部に設けられたゲートから材料樹脂をキャビティ内に射出充填する光ディスク基板の成形方法において、前記材料樹脂の射出充填操作を行う成形機の射出装置の射出速度の制御を、キャビティ内に充填された材料樹脂先端部の流動速度を基準として行うことを特徴としている。
【００２９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記キャビティ内に充填されて流動する前記材料樹脂先端部の前記流動速度が、一定となるように前記成形機の射出装置の前記射出速度を制御することを特徴としている。
【００３０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記キャビティ内に充填されて流動する前記材料樹脂先端部の前記流動速度が、前記材料樹脂が前記キャビティ中心部から離れるに従って加速されるように前記成形機の射出装置の前記射出速度を制御することを特徴としている。
【００３１】
請求項４記載の発明は、キャビティ中心部に設けられたゲートから材料樹脂をキャビティ内に射出充填する光ディスク基板の成形方法において、前記材料樹脂の射出充填操作を行う成形機の射出装置の射出速度の制御を、キャビティ内に充填された材料樹脂先端部に生じるせん断応力を基準として行うことを特徴としている。
【００３２】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記キャビティ内に充填されて流動する前記材料樹脂先端部に生じる前記せん断応力が、一定となるように前記成形機の射出装置の前記射出速度を制御することを特徴としている。
【００３３】
請求項６記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記キャビティ内に充填されて流動する前記材料樹脂先端部に生じる前記せん断応力が、前記材料樹脂が前記キャビティ中心部から離れるに従って加速されるように前記成形機の射出装置の前記射出速度を制御することを特徴としている。
【００３４】
請求項７記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、前記キャビティ内に充填されて流動する前記材料樹脂先端部の前記流動速度を計測手段が計測し、前記計測手段の計測結果に基づいて、前記成形機の射出装置の前記射出速度を制御することを特徴としている。
【００３５】
請求項８記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、前記キャビティ内に充填されて流動する前記材料樹脂先端部の前記流動速度に対して、計算機を用いたモデル解析を実施し、その解析結果を基に、前記成形機の射出装置の前記射出速度を制御することを特徴としている。
【００３６】
請求項９記載の発明は、請求項４から６のいずれか１項に記載の発明において、前記キャビティ内に充填されて流動する前記材料樹脂先端部に生じる前記せん断応力に対して、計算機を用いたモデル解析を実施し、その解析結果を基に、前記成形機の射出装置の前記射出速度を制御することを特徴としている。
【００３７】
請求項１０記載の発明は、請求項１、２、３、７、８のいずれか１項に記載の光ディスク基板の成形方法に基づいて成形される光ディスク基板であることを特徴としている。
【００３８】
請求項１１記載の発明は、請求項４、５、６、９のいずれか１項に記載の光ディスク基板の成形方法に基づいて成形される光ディスク基板であることを特徴としている。
【００３９】
請求項１２記載の発明は、請求項１０または１１に記載の光ディスク基板に基づいて作製される光ディスク製品であることを特徴としている。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００４１】
本発明の実施形態による光ディスク基板の成形方法においては、ポリカーボネートを材料とした直径１２０ｍｍ・板厚０．６ｍｍのＤＶＤ系光ディスク基板を対象に説明する。しかしながら、本発明の実施形態による光ディスク基板の成形方法は、他の材質、またＤＶＤ系光ディスクとは異なる直径・板厚の光ディスク基板の成形にも適用可能である。
【００４２】
本発明では、まず、従来の成形方法で生じる複屈折の光ディスクの内外差（内周外周差）の原因について検討を行う。
【００４３】
複屈折が発生する原因は光ディスク基板内部に残る残留応力であることと、残留応力の発生原因はせん断応力τであること、またせん断応力τは、樹脂の粘度ηとせん断速度Δγによるので、せん断応力τは、下記の式（１）に表される。
τ＝η×Δγ  …（１）
【００４４】
複屈折の原因となる樹脂のせん断応力τが式（１）で示したように樹脂の粘度ηとせん断速度Δγの積で表されることに注目し、複屈折の内外差はキャビティ内周部から外周部にかけて材料樹脂の粘度ηあるいはせん断速度Δγのいずれかまたはその双方が変化したためと予測し、まずキャビティ内部における材料樹脂のせん断速度について解析を行った。
【００４５】
これは、従来の成形時における温度設定による手法とは異なり、光ディスク基板の形状品質には悪影響を与えない方法で複屈折を改善させる方法である。
【００４６】
キャビティ内に容積Ｖの材料樹脂が充填され、その流動先端が半径Ｒ位置に達し、さらに微小時間Δｔ後までにさらにΔＶの材料樹脂が充填されて流動先端がＲ＋ΔＲまで進んだとすると、下記の式（２）が成立する。
Ｖ＋ΔＶ＝π（Ｒ＋ΔＲ）２  ×ｈ  …（２）
ここで、ｈはキャビティの厚みを表す。
【００４７】
Ｖ＝πＲ２  の関係と、ΔＲ２  項は微小項で、これらを無視できることから式（２）を展開すると、式（３）となる。
ΔＲ＝ΔＶ／２πｈＲ  …（３）
従ってキャビティの半径Ｒ位置における流動先端の進行速度、すなわちせん断速度Δγ＝ΔＲ／Δｔは、式（３）より式（４）となる。
Δγ＝ΔＲ／Δｔ＝（ΔＶ／Δｔ）×（１／Ｒ）×（１／２πｈ）  …（４）
【００４８】
この式（４）からせん断速度Δγは、ΔＶ／Δｔ：成形機の射出装置がキャビティ内に材料樹脂を射出充填する射出率（射出速度）に比例し、キャビティの半径位置に反比例することがわかる。
【００４９】
従来の光ディスク基板の成形方法においては、成形機の射出装置の制御を先に述べたように、「短時間に材料樹脂をキャビティ内に充填する」を旨としている。
【００５０】
図１は、成形機の射出装置における従来の射出制御方法と本発明の射出制御方法とによる射出速度と時間との関係を示す関係図である。図１において、Ｉは従来の射出制御方法による射出速度を示し、ＩＩは本発明の射出制御方法による射出速度を示している。図１のＩに示すように、従来例では、射出充填開始直後から射出速度を急激に加速させ、高速となった射出速度を射出充填完了まで維持する。言い換えると、ΔＶ／Δｔ：射出率（射出速度）の一定制御が行われている。
つまり従来の光ディスク基板の成形方法では、式（４）と図１のＩで示した射出制御方法により、材料樹脂は、キャビティ内に中心部から外周部へ向かって流動し、充填された材料樹脂先端部の流動速度（せん断速度）は、その流動が進んだ半径位置に反比例しながら減速していると考察できる。また、キャビティ内に発生するせん断応力についても、式（１）より半径位置に反比例して小さくなると考察できる。
【００５１】
以上に述べた考察より、従来の光ディスク基板の成形方法によって成形された光ディスク基板が有する複屈折の内外差は、キャビティの半径位置に従って変化するせん断応力の変化に起因し、さらにこのせん断応力の変化は、キャビティの半径位置に従って変化する材料樹脂先端部の流動速度（せん断速度）の変化に起因すると考察した。
【００５２】
本発明では、逆に、キャビティ内部における材料樹脂先端部の流動速度（せん断速度）を基準とした成形機の射出装置の制御を行い、キャビティ内部における材料樹脂先端部の流動速度（せん断速度）が一定になるように成形機の射出装置を制御、つまり射出速度ΔＶ／Δｔを式（４）から求めた式（５）に従って材料樹脂先端部に比例して加速させる制御を行えば、キャビティ内部に発生するせん断応力は半径位置に依らず一定となり、複屈折の内外差も解消できると考察した。
ΔＶ／Δｔ＝２πｈ×（ΔＲ／Δｔ）×Ｒ＝Ａ×Ｒ  …（５）
ここで、Ａは２πｈ×（ΔＲ／Δｔ）であり、一定数をまとめた係数である。
【００５３】
式（５）にさらに、Ｒ＝ａ×ｔ（ａは、キャビティ中を流動する材料樹脂先端部の一定速度（ΔＲ／Δｔ）、ｔは、時間）を代入して、成形機の射出装置は射出動作開始より、式（６）に従い、射出開始から時間に比例して射出速度を加速させる図１のＩＩに示した制御を行う。
ΔＶ／Δｔ＝Ａ’×ｔ  …（６）
ここで、Ａ’＝ａ×Ａ＝２πｈ×ａ２
【００５４】
これにより、本発明では、図１のＩＩに示したように、射出開始から時間に比例して射出速度を加速させ、材料先端部の流動速度（せん断速度）を一定に保つように制御する。
【００５５】
図２は、本発明と従来の光ディスク基板の成形方法における、射出速度の制御の違いによるＤＶＤ基板の複屈折分布の変化を半径位置との関係で示した関係図である。
【００５６】
すなわち、図２において、従来の光ディスク基板の成形方法によって成形された光ディスク基板の複屈折Ｉと、本発明によるキャビティ内部における材料樹脂先端部の流動速度を一定に制御して成形された光ディスク基板の複屈折ＩＩとを示している。すなわち、図２の本発明の光ディスク基板の複屈折ＩＩは、図１のＩＩで示した成形機の射出装置において、射出開始から時間に比例して射出速度を加速させ、材料先端部の流動速度（せん断速度）を一定に保つように制御している。
【００５７】
この図２より、本発明による光ディスク基板の成形方法によって得られた光ディスク基板の複屈折ＩＩは、従来方法による複屈折Ｉと比較して、内外差が小さく抑えられた良好な複屈折品質を有していることがわかる。
【００５８】
しかしながら、図２に示した本発明による成形方法によって得られた光ディスク基板の複屈折ＩＩは、これまでに述べた本発明の手法だけでは複屈折の内外差をまだ十分に解消し切れていない。その原因についてせん断応力の式（１）に戻り、せん断応力に関わるもう一つの要因である材料の粘度に起因するとして考察を行った。
【００５９】
材料の粘度は温度によって大きく変化する特性で、温度が高くなるに従って小さくなる傾向を有する。実際、光ディスク基板の複屈折の内外差を解消させるために金型温度あるいは樹脂温度をより高めに設定する従来手法は、温度による粘度の低下を利用して射出充填過程にて発生するせん断応力を小さく抑えることによって複屈折を小さく、内外差も小さくさせる操作を行っている。
【００６０】
一方、キャビティ内に射出充填されて流動する材料樹脂は、キャビティ内に流動した直後から熱を金型に奪われて温度が低下する現象を生じている。そしてキャビティの外周部まで流動した樹脂は内周部と比較してより長い時間をかけて流動しただけ温度の低下も進み、内周部と比較してより粘度が高い状態、すなわちより大きなせん断応力が発生する状態となると考察できる。このようなせん断応力の内外差は、キャビティの内周部と外周部それぞれに樹脂が流動・到達するまでの時間差に起因するもので、それ故に「短時間に材料樹脂をキャビティ内に充填」し、内外差を小さく抑えることが要求されるのである。
【００６１】
そこで本発明では、キャビティ内に充填されて流動する材料樹脂先端部の流動速度（せん断速度）について、流動が外周に向かって進むに従って更に加速されるように成形機の射出装置の射出速度の制御を行い、キャビティの内周部と外周部それぞれに樹脂が流動・到達するまでの時間差をより縮める操作を行った。また材料樹脂先端部の流動速度をさらに加速する操作は、流動速度が速くなるに従って材料の（見かけ上の）粘度が低下する効果をも合わせ有するため、この粘度低下の効果によってもさらにせん断応力の内外周差は小さくなる。その結果、得られた光ディスク基板の複屈折は図２のＩＩＩ  に示すように更に内外周差が小さくなると同時に複屈折の大きさそのものも小さくなり、より良好な複屈折品質となることを確認した。
【００６２】
本発明では、キャビティ内に充填された材料樹脂先端部の流動速度を中心に説明した。その理由は、実際に光ディスク基板の成形機の射出装置を本発明に従って操作する際に設定するのは、成形機の射出装置の射出速度の制御項目であり、材料樹脂先端部の流動速度は成形機の射出装置の動作状態から容易に計算で求められるためである。
【００６３】
しかし本質的に本発明で行っているのは、成形機の射出装置の射出速度の制御によってキャビティ内の各部に発生するせん断応力を制御することを実現させる成形方法であり、キャビティ内の各部に発生するせん断応力が一定になるように成形機の射出装置の射出速度を制御することによって良好な複屈折品質の光ディスク基板を得るものである。
【００６４】
また本発明をさらに進めるために、使用する光ディスク基板の成形装置にキャビティ内に充填されて流動する材料樹脂先端部の流動速度を計測する計測手段を付加することを行った。そのために、キャビティを構成する鏡面盤内部の半径方向の複数箇所に温度センサを組み込み、各センサの組み込み位置に材料樹脂が流動したことによる温度変化を検出することによって材料樹脂先端の流動速度を計算する装置を作製し、キャビティ内を流動する材料樹脂の流動速度を測定した。
【００６５】
これによる流動速度の実測値と成形機の射出装置の動作状態から得られる計算値とを組み合わせることによって、さらに精度の高い成形動作制御が可能となった。
【００６６】
さらに本発明では、キャビティ内を流動する材料樹脂先端の流動速度、粘度、せん断応力について議論している。これら項目に関する解析については、コンピュータシミュレーションによるモデル解析の手法が日進月歩で進んでいる。そこで本発明でも計算機を用いたモデル解析を実施し、その結果をさらに成形機の射出装置の射出速度の制御に反映させることを行うと同時に金型温度や樹脂温度、さらに型締め圧力の制御など他の制御因子をも組み合わせてより良好な光ディスク基板が得られる成形方法を得ている。
【００６７】
本発明にて得られた光ディスク基板は、図２のＩＩＩ  に示すように複屈折の内外差が小さく抑えられていると同時に複屈折の大きさそのものも小さい。すなわち、良好な複屈折品質を有しているだけでなく、従来の手法と異なって良好な複屈折品質を金型温度設定あるいは樹脂温度設定をより高めに設定することなく得ているために、形状品質に関しても良好な品質を保持している。
【００６８】
また本発明によって得られた光ディスク基板を使用して製造した光ディスク製品は、良好な品質の光ディスク基板を使用しているがゆえに、良好な製品品質を有し、幅広い使用環境下においても安定して利用されることが可能になっている。
【００６９】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、上述した実施形態は本発明の好適な実施の形態であり、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の実施形態の、成形機の射出装置のキャビティ中心部に設けられたゲートから材料樹脂をキャビティ内に射出充填する光ディスク基板の成形方法において、材料樹脂の射出充填操作を行う成形機の射出装置の射出速度の制御を、キャビティ内に充填された材料先端部の流動速度を基準として行っているので、キャビティ内部における材料樹脂の流動状態はキャビティ内周部から外周部にかけて適切に制御され、得られる光ディスク基板の複屈折が良好な品質となる。
【００７１】
また、本発明の実施形態の光ディスク基板の成形方法において、キャビティ内に充填されて流動する材料樹脂先端部の流動速度が一定となるように成形機の射出装置の射出速度の制御を行い、キャビティ内部における材料樹脂の流動状態をキャビティ内周部から外周部にかけて均一化しているので、得られる光ディスク基板の複屈折は良好な品質となる。
【００７２】
また、本発明の実施形態の光ディスク基板の成形方法において、キャビティ内に充填されて流動する材料樹脂先端部の流動速度が、キャビティ中心部から離れるに従って加速されるように成形機の射出装置の射出速度を制御することによって射出充填時間を短縮させ、キャビティ内を流動すると同時に進行する材料樹脂の冷却と、冷却に伴う粘度の変化を小さくすると同時に、せん断速度（流動速度）の変化に伴う（見かけ上の）粘度低下をも活用しているので、キャビティ内部における材料樹脂の流動状態はキャビティ内周部から外周部にかけて均一化され、得られる光ディスク基板の複屈折が良好な品質となる。
【００７３】
また、本発明の実施形態の光ディスク基板の成形方法において、材料樹脂の射出充填操作を行う成形機の射出装置の射出速度の制御を、キャビティ内に充填された材料先端部に生じるせん断応力を基準として行うことによって、光ディスク基板内部に残留する残留応力を適切に制御されるので、得られる光ディスク基板の複屈折が良好となる。
【００７４】
また、本発明の実施形態の光ディスク基板の成形方法において、キャビティ内に充填されて流動する材料樹脂先端部に生じるせん断応力が一定となるように成形機射出装置の射出速度を制御することによって、キャビティ内部における材料樹脂の残留応力がキャビティ内周部から外周部にかけて均一化されているので、得られる光ディスク基板の複屈折が良好な品質となる。
【００７５】
また、本発明の実施形態の光ディスク基板の成形方法に従って光ディスク基板の成形を行う光ディスク基板の成形装置において、キャビティ内に充填されて流動する材料樹脂先端部の流動速度を計測する計測手段を備えることによって、キャビティ内部における材料樹脂の流動状態の制御が確実に行われ、得られる光ディスク基板の複屈折が良好な品質となる。
【００７６】
また、本発明の実施形態の光ディスク基板の成形方法において、キャビティ内を流動する材料樹脂の流動状態、およびせん断応力について計算機を用いたモデル解析を実施し、その解析結果を成形機の射出装置の射出速度の制御に取り込むことによって、キャビティ内部における材料樹脂の流動状態並びに発生するせん断応力の制御を適切かつ効率良く実現でき、また得られる光ディスク基板の複屈折が良好な品質となる。
【００７７】
また、本発明の実施形態の光ディスク基板の成形方法によって成形された良好な品質の光ディスク基板が、光ディスク製品の製造に使用されるので、良好な品質の光ディスク製品を得ることができる。
【００７８】
また、本発明の実施形態の光ディスク基板の成形方法によって成形された光ディスク基板を用いて作製された光ディスク製品は、その良好な品質によって幅広い使用環境にて安定して利用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】成形機の射出装置における従来の射出制御方法と本発明の射出制御方法とによる射出速度と時間との関係を示す関係図である。
【図２】本発明と従来の光ディスク基板の成形方法における、射出速度の制御の違いによるＤＶＤ基板の複屈折分布の変化を半径位置との関係で示した関係図である。
【図３】従来の射出速度制御・型締め機構の型位置制御によって成形されたＤＶＤ基板の複屈折と半径位置との関係を示す関係図である。
【図４】従来の射出速度制御・型締め機構の型位置制御によって成形されたＤＶＤ基板の、金型温度設定あるいは樹脂温度設定を高めに設定した場合の複屈折と半径位置との関係を示す関係図である。
【図１】
2004167876.tif 000003
【図２】
2004167876.tif 000004
【図３】
2004167876.tif 000005
【図４】
2004167876.tif 000006