(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学樹脂成形体に対し特定波長の光を照射する入射光学系と、
光学樹脂成形体より出て選択された特定波長の光を可視化する出射光学系をそなえ、
光学樹脂成形体に対し照射された特定波長の光の反射波および／または透過波から特定波長の光を選択して、光学樹脂成形体に生じている剪断流れに起因する高次構造をマクロからミクロまでの広い領域にわたって可視化するに際し、
光学樹脂成形体に対し特定波長の光を照射する入射光学系に入射側フィルタを設け、入射側フィルタの波長を２００〜４００ｎｍとし、
光学樹脂成形体より出て特定波長の光に選択する出射側フィルタを設け、出射側フィルタの波長を４００〜７００ｎｍとする、ことを特徴とする光学樹脂成形体の高次構造可視化方法。
【請求項２】
光学樹脂成形体はポリカーボネート，ポリエーテルサルホン，ポリエチレンテレフタレート，ポリオレフィン，アクリル系樹脂もしくはエポキシ系樹脂の透明樹脂、これらの樹脂の混合物、アロイまたは複合材料を素材として円盤，平板レンズ，プリズムまたはフィルタに成形されたものである請求項１に記載の光学樹脂成形体の高次構造可視化方法。
【請求項３】
入射光学系の光源として、紫外線または近紫外線を照射可能な、水銀灯，白熱灯，ブラックライト，ハロゲンランプ，キセノンランプ，エキシマＵＶランプもしくはＵＶレーザを用いる請求項１または２に記載の光学樹脂成形体の高次構造可視化方法。
【請求項４】
光学樹脂成形体は直置，多点支持または懸垂により支持されているものとする請求項１ないし３のいずれかに記載の光学樹脂成形体の高次構造可視化方法。
【請求項５】
光学樹脂成形体より出て選択された特定波長の光を可視化する出射光学系として結像光学系と、撮像装置と、画像処理装置と、画像表示装置をそなえた請求項１ないし４のいずれかに記載の光学樹脂成形体の高次構造可視化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、高分子材料からなるＣＤ，ＤＶＤなどの薄肉円盤状光学樹脂成形体や、レンズ，プリズムなどの光学部品状光学樹脂成形体に生じている剪断配向層・球晶などの高次構造をマクロからミクロまでの広い領域にわたって可視化するのに適した光学樹脂成形体の高次構造可視化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高容量記録媒体として、従来の磁気テープ（ＤＡＴ）や磁気ディスク（ＦＤ）に代わり、高分子材料からなるＣＤやＤＶＤなどの薄肉円盤状光学樹脂成形体が多く用いられるようになってきている。
【０００３】
図５はこの種の光学樹脂成形体（ＣＤ−ＲＯＭ）の基本的断面構造を示すものであって、上面側が読取り面、下面側がラベル面である。
【０００４】
この光学樹脂成形体（ＣＤ−ＲＯＭ）１は、典型的には、直径１２０ｍｍ，板厚１．２ｍｍ（場合によっては０．６ｍｍ×２）の真円形状をなし、中心孔１ａを形成していると共に、読取り面側からラベル面側にかけて、樹脂基板（ピット／ランド）２、反射層（アルミニウム板）３、ラッカー層４、印刷層５が積層形成されてなるものである。
【０００５】
このような光学樹脂成形体にあっては、その射出成形工程において高品質・安定成形と高い生産性が要求され、例えば、
・板厚のばらつきが小さいこと、
・複屈折が小さいこと、
・反りが小さいこと、
・ピットの転写性が確保されること、
・成形以外の工程や、運送時や、保管時、あるいは、使用の際に変形や割れが発生しないこと、
などといった要求項目を満足することが要求される。
【０００６】
そこで、このような光学樹脂成形体の高品質・安定成形を行うために、高分子材料からなる光学樹脂成形体に生ずる剪断配向層・球晶などの高次構造をあらかじめ調べることができるようにすることも行われ、偏光透過法，光弾性法，干渉法，複屈折法，ＦＴ・ＩＲ法，超音波法などによる手法も採用されてきた。
【０００７】
なお、これらの手法の一部が、社団法人 日本機械学会編 機械工学便覧 新版２刷 昭和６３年５月１５日発行 Ａ４編 材料力学 第１０章の第１５２〜１５４頁に記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の手法は、ミクロ的な領域での観察が主体であり、光学樹脂成形体全体のマクロ観察は困難であることが多いという問題点があった。したがって、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤのような大きな試料を非破壊・非接触でマクロ〜ミクロの広い領域にわたって光学樹脂成形体の高次構造を観察できるようにすることが課題としてあった。
【０００９】
【発明の目的】
本発明は、このような課題にかんがみてなされたものであって、高分子材料からなる光学樹脂成形体に生ずる剪断配向・球晶などの高次構造をマクロ〜ミクロの広い領域にわたって観察することができ、非接触・非破壊での観察であるため成形体それ自身に傷を付けたり破壊したりすることがなく、光学樹脂成形体の成形性（成形不良，残留歪，内部応力等）や経時変化（緩和現象，熱履歴，環境劣化等）あるいはまた読取りメモリ機能への影響などを知ることが可能であると共に物性や機械的特性の予測を行うことも可能である光学樹脂成形体の高次構造可視化方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る光学樹脂成形体の高次構造可視化方法は、光学樹脂成形体に対し特定波長の光を照射する入射光学系と、
光学樹脂成形体より出て選択された特定波長の光を可視化する出射光学系をそなえ、
光学樹脂成形体に対し照射された特定波長の光の反射波および／または透過波から特定波長の光を選択して、光学樹脂成形体に生じている剪断流れに起因する高次構造をマクロからミクロまでの広い領域にわたって可視化するに際し、
光学樹脂成形体に対し特定波長の光を照射する入射光学系に入射側フィルタを設け、入射側フィルタの波長を２００〜４００ｎｍとし、
光学樹脂成形体より出て特定波長の光に選択する出射側フィルタを設け、出射側フィルタの波長を４００〜７００ｎｍとする、ことを特徴としている。
【００１１】
そして、本発明の請求項２に係る光学樹脂成形体の高次構造可視化方法においては、光学樹脂成形体はポリカーボネート，ポリエーテルサルホン，ポリエチレンテレフタレート，ポリオレフィン，アクリル系樹脂もしくはエポキシ系樹脂の透明樹脂、これらの樹脂の混合物、アロイまたは複合材料を素材として円盤，平板レンズ，プリズムまたはフィルタに成形されたものである構成としている。
【００１２】
また、本発明の請求項３に係る光学樹脂成形体の高次構造可視化方法においては、入射光学系の光源として、紫外線または近紫外線を照射可能な、水銀灯，白熱灯，ブラックライト，ハロゲンランプ，キセノンランプ，エキシマＵＶランプもしくはＵＶレーザを用いる構成としている。
【００１３】
さらに、本発明の請求項４に係る光学樹脂成形体の高次構造可視化方法においては、光学樹脂成形体は直置，多点支持または懸垂により支持されているものとする構成としている。
【００１４】
さらにまた、本発明の請求項５に係る光学樹脂成形体の高次構造可視化方法においては、光学樹脂成形体より出て選択された特定波長の光を可視化する出射光学系として結像光学系と、撮像装置と、画像処理装置と、画像表示装置をそなえた構成としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）は本発明による光学樹脂成形体の高次構造可視化方法の一実施形態を示すものであって、高分子材料よりなるＣＤやＤＶＤなどの薄肉円盤状の光学樹脂成形体１に対して特定波長の光Ｌ1を照射する入射光学系（光源１１，入射側フィルタ１２）と、光学樹脂成形体１より出て選択された特定波長の光Ｌ2を可視化する出射光学系（出射側フィルタ１３，結像光学系１４）をそなえている。そして、光学樹脂成形体１に対して照射された特定波長の光Ｌ1の反射波および／または透過波から特定波長の光Ｌ2を選択して、光学樹脂成形体１に生じている剪断配向層・球晶などの高次構造をマクロからミクロまでの広い領域にわたって可視化する。
【００１６】
また、図１（ｂ）は本発明による光学樹脂成形体の高次構造可視化方法の他の実施形態を示しており、この実施形態では、入射光学系から照射された特定波長の光Ｌ1と、光学樹脂成形体１で反射された特定波長の光Ｌ2とがなす角度がθをなしている場合を示している。そして、光学樹脂成形体１に対して照射された特定波長の光Ｌ1の反射波および／または透過波から特定波長の光Ｌ2を選択して、光学樹脂成形体１に生じている剪断配向層・球晶などの高次構造をマクロからミクロまでの広い領域にわたって可視化する。
【００１７】
さらに、図２は本発明による光学樹脂成形体の高次構造可視化方法のさらに他の実施形態を示しており、この実施形態では、高分子材料よりなる平板レンズやプリズムなどの光学部品状の光学樹脂成形体１Ａに対して、その法線方向と照射角度θをもって入射光学系から特定波長の光Ｌ1を照射するようにしている。そして、光学樹脂成形体１Ａに対して照射された特定波長の光Ｌ1の反射波および／または透過波から特定波長の光Ｌ2を選択して、光学樹脂成形体１Ａに生じている剪断配向層・球晶などの高次構造をマクロからミクロまでの広い領域にわたって可視化する。
【００１８】
本発明の実施形態において、光学樹脂成形体１，１Ａはポリカーボネート，ポリエーテルサルホン，ポリエチレンテレフタレート，ポリオレフィン，アクリル系樹脂，エポキシ系樹脂などの透明樹脂や、これらの樹脂の混合物や、アロイ，複合材料といった多くの高分子材料のうちから選択されるものを素材として成形することができる。
【００１９】
また、入射光学系の光源１１としては、水銀灯，白熱灯，ブラックライト，ハロゲンランプ，キセノンランプ，エキシマＵＶランプ，ＵＶレーザなどの紫外線，近紫外線を照射可能な種々の光源の中から選んで使用することができる。
【００２０】
さらに、光学樹脂成形体１，１Ａに対し特定波長の光Ｌ1を照射するため、入射光学系に入射側フィルタ１２を設け、この際、入射側フィルタ１２の波長を４００ｎｍ以下のものであるようにすることが望ましい。ここで、入射側フィルタ１２の波長が４００ｎｍよりも長いときには光学樹脂成形体１，１Ａの高次構造の可視化が困難となる傾向となるので好ましくない。
【００２１】
一方、２００ｎｍ以下の波長域の入射側フィルタ１２を用いる場合、この領域の波長は空気によって吸収されて減衰してしまうことから、図１（ｂ）に仮想線で示す実施形態が必須となる。
【００２２】
さらにまた、光学樹脂成形体１，１Ａは、図３の［Ａ］に示すように、平面状支持部材３１への直置支持としたり、図３の［Ｂ］に示すように先細状支持部材３２への多点支持としたり、図３の［Ｃ］に示すように懸垂筋部材３３による懸垂支持としたりすることができる。
【００２３】
さらにまた、光学樹脂成形体１より出て選択された特定波長の光Ｌ2を可視化する出射光学系として、結像光学系１４，撮像装置１５，画像処理装置１６，画像表示装置１７などをそなえたものとすることができ、これらは通常採用されているものを使用することができる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について述べるが、本発明はこのような実施例のみに限定されないことはいうまでもない。
【００２５】
［実施例］
本実施例においては、図１に示す光学樹脂成形体１として、ポリカーボネート系樹脂からなるＤＶＤディスク基板を用い、これについて第１の実施形態に係わる光学樹脂成形体の高次構造可視化方法によって、ＤＶＤディスク基板の内孔近傍領域に存在する放射状の剪断流れを観察した。
【００２６】
この実施例において、波長が２００〜４００ｎｍである入射側フィルタ１２および波長が４００ｎｍを越える入射側フィルタ１２の二通りの入射側フィルタ１２に対して、波長が４００ｎｍ未満である出射側フィルタ１３と波長が４００〜７００ｎｍである出射側フィルタ１３と波長が７００ｎｍを越える出射側フィルタ１３との三通りの出射側フィルタ１３を組み合わせて、合計６通りの周波数条件下においてそれぞれ放射状の剪断流れを観察した。
【００２７】
この結果、ＤＶＤディスク基板の内孔近傍領域において、図４に示したような画像を得ることができ、入射側フィルタ１２の波長が２００〜４００ｎｍでかつ出射側フィルタ１３の波長が４００〜７００ｎｍである条件下においてのみ、放射状の剪断流れを可視化して観察可能であることが立証できた。
【００２８】
【発明の効果】
本発明による光学樹脂成形体の高次構造可視化方法によれば、光学樹脂成形体に対し特定波長の光を照射する入射光学系と、
光学樹脂成形体より出て選択された特定波長の光を可視化する出射光学系をそなえ、
光学樹脂成形体に対し照射された特定波長の光の反射波および／または透過波から特定波長の光を選択して、光学樹脂成形体に生じている剪断流れに起因する高次構造をマクロからミクロまでの広い領域にわたって可視化するに際し、
光学樹脂成形体に対し特定波長の光を照射する入射光学系に入射側フィルタを設け、入射側フィルタの波長を２００〜４００ｎｍとし、
光学樹脂成形体より出て特定波長の光に選択する出射側フィルタを設け、出射側フィルタの波長を４００〜７００ｎｍとする、ようにしたから、ＣＤやＤＶＤのような大きな試料を非破壊かつ非接触でマクロ〜ミクロの広い領域にわたって光学樹脂成形体の高次構造を観察することが可能であるという著しく優れた効果がもたらされる。
【００２９】
そして、請求項２に記載しているように、光学樹脂成形体はポリカーボネート，ポリエーテルサルホン，ポリエチレンテレフタレート，ポリオレフィン，アクリル系樹脂もしくはエポキシ系樹脂の透明樹脂、これらの樹脂の混合物、アロイまたは複合材料を素材として円盤，平板レンズ，プリズムまたはフィルタに成形されたものであるようにすることによって、各種高分子材料からなる種々形状の光学樹脂成形体の剪断流れを観察することが可能であるという著しく優れた効果がもたらされる。
【００３０】
そしてまた、請求項３に記載しているように、入射光学系の光源として、紫外線または近紫外線を照射可能な、水銀灯，白熱灯，ブラックライト，ハロゲンランプ，キセノンランプ，エキシマＵＶランプもしくはＵＶレーザを用いることによって、日常採用されている光源を用いて可視化することが可能であるという著しく優れた効果がもたらされる。
【００３１】
さらにまた、請求項４に記載しているように、光学樹脂成形体は直置，多点支持または懸垂により支持されているものとなすことによって、光学樹脂成形体に対する支持を種々の態様で行いつつ光学樹脂成形体の高次構造を可視化することが可能であるという著しく優れた効果がもたらされる。
【００３２】
さらにまた、請求項５に記載しているように、光学樹脂成形体より出て選択された特定波長の光を可視化する出射光学系として結像光学系と、撮像装置と、画像処理装置と、画像表示装置をそなえたものとなすことによって、高分子材料に生ずる高次構造を画像表示装置により良好に目視することが可能であるという著しく優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係わる光学樹脂成形体の高次構造可視化装置の基本構成を示す説明図（ａ）および他の実施形態に係わる光学樹脂成形体の高次構造可視化装置の基本構成を示す説明図（ｂ）である。
【図２】  本発明のさらに他の実施形態に係わる光学樹脂成形体の高次構造可視化装置の基本構成を示す説明図である。
【図３】  円盤状あるいは平板状をなす光学樹脂成形体の支持構造を[Ａ]，[Ｂ]，[Ｃ]に分けて例示する説明図である。
【図４】  実施例の光学樹脂成形体(ＤＶＤディスク基板)について入射側フィルタおよび出射側フィルタの各波長を変えた条件下での高次構造可視化試験結果を示す画像である。
【図５】  一般的なＣＤ−ＲＯＭの構造例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  光学樹脂成形体（ＣＤ，ＣＤ−ＲＯＭ）
１Ａ  光学樹脂成形体（レンズ，プリズム）
１１  光源（入射光学系）
１２  入射側フィルタ（入射光学系）
１３  出射側フィルタ（出射光学系）
１４  結像光学系（出射光学系）
１５  撮像装置
１６  画像処理装置
１７  画像表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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