JPH09174617A - 光記録媒体の基板成形用金型及び成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 情報記録領域より内周部の板厚が情報記録領
域の板厚より厚い薄型光ディスク基板を射出成形法で製
造する際に、成形された光ディスクの内周厚肉部にヒケ
不良がなく且つ複屈折の小さい光ディスク基板を製造す
る。 【解決手段】 金型１が固定金型１ａ及び可動金型１ｂ
から構成され、情報記録領域より内周側の板厚が情報記
録領域の板厚より厚く且つ情報記録領域の板厚が一定で
ある光記録媒体の基板を樹脂材料から射出成形できるよ
うに可動金型１ｂの圧縮面に凹部３１が形成されてい
る。可動金型１ｂ内に、上記基板の情報記録領域より内
周側を形成する樹脂材料部分のみを圧縮するピストン８
及びシリンダ９を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄型の光ディスク
基板を射出成形法で成形する際に用いられる金型に関
し、さらに詳細には、成形品である光ディスク基板にヒ
ケを発生させない射出成形用の金型及びそれを含む光デ
ィスク基板成形機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のパーソナルコンピュータの普及に
ともない、個人の扱う情報量が飛躍的に増加している。
最近は、文書、音声、映像といった様々な種類の情報を
パーソナルコンピュータを使って一括して扱うといった
用途が増え、それと並行して外部メモリの大容量化が要
求されている。この外部メモリとしては、価格、携帯
性、耐久性といった点から光ディスクが優れ、とりわけ
この光ディスクの大容量化の要求が高まっている。光デ
ィスクの記録密度を上げる方法の一つとして、光ディス
クドライブの対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくしレ
ーザ光のスポットを小さくするといった方法が知られて
いる。ただし、このＮＡを高める方法を用いた場合に
は、光ディスクの傾きによる収差量が大きくなり、光ス
ポットの収束状態が劣化する。そのため光ディスクのチ
ルト角（そり角）の許容値が小さくなるという欠点があ
る。一般的に収差量は対物レンズのＮＡの約３乗及び基
板の厚みに比例することが知られており、上記の欠点を
防止する手段としては光ディスクの厚さを薄くして光デ
ィスクの傾きにより発生する収差の影響を減らす方法が
考えられる。しかしながら、樹脂によっては薄い基板を
成形しようとすると、樹脂が金型の非常に狭い隙間を通
らなければならないため、高い剪断応力を要し、得られ
る成形品にうねりや複屈折が増すといった問題が新たに
発生する。

【０００３】上記問題を解決する方法として、特開平５
−３０７７６９号公報は、金型の樹脂流入口近傍の隙間
を樹脂流入口遠方より広くすることによって、成形され
る光ディスク基板の情報記録領域より内周部の板厚を情
報記録領域の板厚より厚くし、かつ、情報記録領域の板
厚を一定にすることができる金型及びそれを用いた成形
方法を開示している。この方法によれば、ディスク基板
の外周部は厚肉の内周部によって強制されて基板のうね
りが抑制され、さらに、成形時においては、ディスク基
板内周部で樹脂が流れる際に受ける剪断応力が減少して
複屈折も小さくなる効果がある。図２にこの方法を実施
するための従来の基板製造装置の金型部分の構造の一例
を示す。金型１１は、固定金型１１ａと可動金型１１ｂ
とを同軸上に組み合わせて構成され、光ディスク基板製
造用のスタンパ３が固定金型１１ａに装着されている。
可動金型１１ｂの圧縮面中央部では樹脂流入口（スプル
部）２６近傍の隙間が金型の外周側の隙間より広くなる
ように凹部３４が形成されている。射出成形の際には、
固定金型１１ａに移動金型１１ｂが型締めされ、次い
で、これらの金型の隙間に加熱溶融された樹脂が固定金
型１１ａの中心軸上に設けられたノズル５から射出され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構造の金型を用いて情報記録領域より内周側の板
厚が情報記録領域より厚い光ディスク基板を成形する場
合、溶融樹脂が固化する際に内周厚肉部においてヒケ不
良が発生しやすくなる。特に、内周厚肉部と情報記録領
域の板厚差が増す程、内周厚肉部においてヒケ不良が発
生しやすくなる。このヒケ不良は溶融樹脂の最後に固化
する部分が表面に凹状の収縮痕となる現象であり、成形
不良の一つである。このため、成形された光ディスクの
外観が損なわれることになる。基板内周厚肉部は、情報
記録領域の板厚の薄い部分と比べ溶融樹脂の固化が遅
く、特に厚肉部分とその半径方向外側の厚みが徐々に薄
くなる部分ではこの固化速度の不均一性によりヒケ不良
を発生し易い。

【０００５】上記ヒケ不良は、射出保圧力を高める、射
出保圧時間を長くする、金型温度あるいは樹脂温度を下
げる等の成形条件を変更することによって防止すること
が考えられる。しかしながら、成形条件を上記のように
変更すると、成形時に樹脂が配向し易くなり、ディスク
基板の複屈折の増大を導くことになる。例えば、射出保
圧力を高めるあるいは射出保圧時間を長くすると、成形
時に樹脂に加わる剪断応力が増すため成形されたディス
ク基板の複屈折は増大する。特にディスク基板内周側の
情報記録領域の複屈折が射出保圧力と射出保圧時間の影
響を受けやすい。また、金型温度あるいは樹脂温度を下
げると、成形時の樹脂の流動性が低下して樹脂充填時の
剪断応力が増すため、成形されたディスク基板の複屈折
は増大する。かかる複屈折の増大は、レーザ光により情
報の記録再生を行う光ディスクにおいては、Ｃ／Ｎ比を
低下させ、再生信号にエラーを生じさせることになる。
従って、成形条件を調整する方法では、複屈折を小さく
維持しつつ内周厚肉部のヒケ不良の発生を防止すること
は極めて困難である。

【０００６】そこで、本発明の目的は、情報記録領域よ
り内周部の板厚が情報記録領域の板厚より厚く且つ情報
記録領域の板厚が一定である薄型光記録媒体用の基板を
射出成形法で製造する際に、成形された光記録媒体の内
周厚肉部のヒケ不良がなく且つ複屈折の小さい光記録媒
体用の基板を成形することができる金型及びそれを用い
た成形機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に従えば、固定金
型及び可動金型から構成され、情報記録領域より内周側
の板厚が情報記録領域の板厚より厚く且つ情報記録領域
の板厚が一定である光記録媒体の基板を樹脂材料から射
出成形するための金型において、上記固定金型または上
記可動金型内に、上記基板の情報記録領域より内周側を
形成する樹脂材料部分のみを圧縮する手段を備えたこと
を特徴とする光記録媒体の基板成形用金型が提供され
る。

【０００８】本発明の金型は、光記録媒体の情報記録領
域外の内周厚肉部を形成する樹脂部分のみを圧縮する機
構を設けたため、該内周厚肉部にヒケ不良が発生するこ
とを防止できる。従って、射出保圧力、射出保圧時間、
金型温度、樹脂温度等の成形条件がヒケ不良に制限され
ず広い範囲で設定可能となる。これにより基板の複屈折
が小さく且つ内周厚肉部にヒケ不良のない光ディスク等
の光記録媒体の基板を得ることができる。

【０００９】上記基板の情報記録領域より内周側を形成
する樹脂材料部分のみを圧縮する手段は、ピストン及び
シリンダ機構であって、該ピストンの圧縮面が該樹脂材
料部分に接触する上記固定金型または可動金型の圧縮面
の一部を構成することが好ましい。

【００１０】本発明に従えば、上記本発明の金型を含む
成形機が提供される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１は、本発明の射出成形用
金型の一具体例の断面図である。金型１は、固定金型１
ａと可動金型１ｂとを同軸上に組み合わせて構成され
る。固定金型１ａには、その中心軸位置にスプルーブッ
シュ２２が挿入されており、その半径方向外側に向かっ
て、固定スリーブ２３、内周スタンパ押え４がそれぞれ
同軸状に挿入されている。固定スリーブ２３と内周スタ
ンパ押え４との間にはガス吹出通路（図示しない）が形
成されており、離型時に成形基板に向かってガスが吹き
出ることによって離型が促進される。スプルーブッシュ
２２は溶融樹脂を金型内に流入する成形機ノズル５と連
結している。スタンパ３は、成形操作の際に、固定金型
１ａの内側面、すなわち、可動金型１ｂと対向する面に
載置され、固定金型１ａの内周スタンパ押さえ４と外周
スタンパ押さえ２４とによって固定される。可動金型１
ｂにはその中心軸３０に沿って、ゲートカットパンチ７
及びその外周に基板突き出し用スリーブ６が装着されて
いる。基板突き出し用スリーブ６の同軸外周上には、円
筒状シリンダ９が設けられており、その一端部が固定金
型１ａ側に開口しており、他端部は拡大されたシリンダ
半径を有することによって油圧室２５を構成している。
円筒状シリンダ９内には、シリンダ９内を摺動する内周
部圧縮用の円筒状ピストン８が挿入されており、ピスト
ン８は油圧室２５内の油圧によって固定金型１ａの方向
（図中矢印）に移動してして成形基板（樹脂）の内周部
のみを圧縮可能である。ピストン８の固定金型１ａ側の
端面はその外周部がテーパー加工されており、非圧縮状
態で可動金型１ｂの圧縮面中央部に凹部３１を画成す
る。この凹部３１は、成形後の基板の情報記録領域より
内周側に厚肉部を形成することになる。

【００１２】金型１を用いた射出成形機による成形方法
を説明する。まず固定金型１ａと可動金型１ｂが成形機
の型締め機構（図示しない）により締め付けられ、次い
で成形機ノズル５からＰＣ（ポリカーボネート）あるい
はＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）等の溶融樹
脂が、可動金型１ｂとスタンパ３と外周押さえ２４とに
より形成される空間内に射出される。この空間に樹脂が
充填された後、冷却による樹脂の体積収縮分を補充する
ために一定時間保圧される。次いで、ゲートカットパン
チ７を固定金型１ａに向かって突出し、スプール部２６
とディスク基板２を切り離す。この後、ディスク基板２
の冷却過程となるが、この際にシリンダ９の油圧室２５
の油圧を調整して圧縮用ピストン８を図中矢印方向に突
出すことによって、ディスク基板２の情報記録領域より
内周の厚肉部を圧縮する。圧縮用ピストン８に加える圧
力は、樹脂の冷却の際の粘度の変化に応じて制御可能で
あり、一般に５〜３０ＭＰａの範囲である。この内周厚
肉部の圧縮によって、ディスク基板冷却過程中に発生す
るヒケ不良が防止できる。圧縮用ピストン８の突出し量
としては、ヒケ不良である凹状の収縮痕の深さに相当す
る量が適切であり、一般に約０．０５〜０．２ｍｍであ
る。ディスク基板２の冷却完了後、圧縮用ピストン８の
圧縮力を解除し、金型を開き固定金型１ａからディスク
基板２を剥がす。その後に、可動金型１ｂからガスの吹
き出しと基板突き出し用スリーブ６の突出しとによって
ディスク基板２を離型する。

【００１３】なお上記例では、可動金型１ｂに基板内周
厚肉部を圧縮する機構を設けたが、固定金型１ａ側に設
けてもよい。また上記態様では、金型内に基板内周厚肉
部を圧縮するための圧縮ピストン８を設けたが、射出成
形機側に設けて金型を貫通させてもよい。さらに上記態
様では、内周厚肉部の圧縮機構のみを示したが、これと
は別に情報記録領域をも圧縮する機構を設けてもよい。
また、ピストンの駆動は油圧式に限らず、空気圧でまた
は機械的に駆動させてもよい。

【００１４】

【発明の効果】本発明の金型により、光記録媒体用基板
の内周厚肉部に発生するヒケ不良を容易に防止できる。
このため、射出保圧力、射出保圧時間、金型温度、樹脂
温度等の成形条件がヒケ不良防止に制限されず広い範囲
で設定可能となる。従って、基板の複屈折が小さく且つ
内周厚肉部にヒケ不良のない光記録媒体用基板を成形す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う光ディスク基板の射出成形用金型
の概略断面図である。

【図２】従来技術の光ディスク基板の射出成形用金型の
概略断面図である。

【符号の説明】

１ａ，１１ａ 固定金型 １ｂ，１１ｂ 可動金型 ２ ディスク基板 ３ スタンパ ４ 内周スタンパ押さえ ５ ノズル ６ 基板突き出し用スリーブ ７ ゲートカットパンチ ８ 圧縮用スリーブ ９ 圧縮用シリンダ ２４ 外周スタンパ押さえ ２５ 油圧室

フロントページの続き (72)発明者 太田 憲雄 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 吉井 正樹 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 蔵本 浩樹 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定金型及び可動金型から構成され、情
   報記録領域より内周側の板厚が情報記録領域の板厚より
   厚く且つ情報記録領域の板厚が一定である光記録媒体の
   基板を樹脂材料から射出成形するための金型において、 上記固定金型または上記可動金型内に、上記基板の情報
   記録領域より内周側を形成する樹脂材料部分のみを圧縮
   する手段を備えたことを特徴とする光記録媒体の基板成
   形用金型。
2. 【請求項２】 上記基板の情報記録領域より内周側を形
   成する樹脂材料部分のみを圧縮する手段が、ピストン及
   びシリンダ機構であって、該ピストンの圧縮面が該樹脂
   材料部分に接触する上記固定金型または可動金型の圧縮
   面の一部を構成することを特徴する請求項１記載の光記
   録媒体の基板成形用金型。
3. 【請求項３】 請求項１記載の金型を含む成形機。