JPH10193400A - ディスク基板成形用金型及びディスク基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スタンパからのプリフォーマット情報の転写
性に優れた基板を安定して成形する。 【解決手段】 キャビティの外周端を形成する外周リン
グのキャビティに面する側面をスタンパに向って拡径す
る傾斜面としたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスク基板成形
用金型およびディスク基板に関するものであり、詳しく
は、光学式情報記録媒体としてのディスクの基板におけ
る成形欠陥を一層低減させることが出来る改良されたデ
ィスク基板成形用金型、および、当該金型を使用して製
造されるディスク基板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクや光磁気ディスク等の光学式
情報記録媒体（以下、「ディスク」と言う。）に使用さ
れる基板（以下、「ディスク基板」と言う。）は、通
常、図６に示す様な金型を使用し、ポリカーボネート、
アクリル等の合成樹脂を射出成形して製造される。図６
は、一般的なディスク基板成形用の金型の要部を示した
縦断面図である。

【０００３】図６に示す金型は、固定型５と可動型６と
から主として構成され、これら双方の型の間に円盤状の
キャビティ９を形成する。固定型５の中央には、キャビ
ティ９内に溶融樹脂を射出するスプルー５６が設けら
れ、また、キャビティ９内の可動型６の表面には、キャ
ビティ９に射出された樹脂にプリフォーマット情報を転
写するドーナツ盤状のスタンパ７が配置される。そし
て、可動型６の中央には、射出された樹脂の中央を打ち
抜くと共にスプルー５６のゲートカットを行うカットパ
ンチ６７が進退可能に設けられる。

【０００４】なお、図６中、符号５０、６０はミラープ
レート、符号５４はスプループッシュ、符号５５は樹脂
流路、符号６１はセンターピン、符号６３はフローティ
ングパンチ、符号６５はスタンパ内周押さえ、符号８は
外周リングをそれぞれ示す。ところで、ディスク基板に
おける成形欠陥としては、射出成形の際にスタンパ７か
らプリフォーマット情報として転写されるピットのずれ
や二重転写が挙げられる。斯かるピットずれや二重転写
は、追記型や書換え可能型のディスクにおいてＩＤエラ
ーの原因となり、また、ゾーン記録フォーマットのディ
スクにおいては、記録領域に発生することからバースト
エラーの原因となる。

【０００５】上記の様な成形欠陥は、基板成形時におけ
るスタンパ７からの離型性に依存することが知られてお
り、斯かる離型性を高めるため、スタンパ７におけるピ
ット深さやピット形状、原料樹脂に添加する離型剤の種
類や添加量、金型内で噴射する離型用エアーや型締め圧
力などの操作条件などを調整すると言った種々の改善手
段が試みられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在の
ところ何れの手段も、ディスク基板におけるピットずれ
や二重転写などの成形欠陥を十分に防止し得るものでは
なく、ディスク基板の生産効率を更に高めることが出来
ないという実情がある。本発明は、斯かる実情に鑑みて
なされたものであり、その目的は、光学式情報記録媒体
としてのディスクの基板における成形欠陥を一層低減さ
せることが出来る改良されたディスク基板成形用金型を
提供することにあり、そして、斯かる金型を使用して製
造されるディスク基板を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、ディスク
基板成形時における上記の成形欠陥について鋭意検討し
た結果、ピットの二重転写、ピットずれや離型ムラはキ
ャビティ内での溶融樹脂の冷却固化に伴う樹脂の収縮に
よって、冷却工程中に基板とスタンパ７の剥離現象が発
生し、これに起因して二重転写や離型ムラが発生すると
の知見を得た。

【０００８】そして、本発明者等は上記した知見に基づ
いてさらに検討した結果、スタンパの外周近くに設けら
れた、金型キャビティの外周端を形成する外周リングの
側面部を特殊の形状とすることにより、基板の周縁部を
スタンパ面に押圧し、冷却工程中に発生する基板の剥離
現象を防止し得ることを見出し、本発明を完成するに至
った。

【０００９】すなわち、本発明の要旨は、中央に溶融樹
脂流路が設けられた固定金型と、固定金型との間に円盤
状にキャビティを形成する可動金型と、キャビティ内の
可動金型表面に配置され、且つ溶融樹脂流路を通じてキ
ャビティに射出された樹脂にプリフォーマット情報を転
写するスタンパと、キャビティの外周端を形成する外周
リングとを備えたディスク基板成形用金型において、外
周リングのキャビティに面する側面をスタンパに向って
拡径する傾斜面構造としたことを特徴とするディスク基
板成形用金型及び、上記に記載の金型を使用して射出成
形された合成樹脂製のディスク基板であって、基板の外
周側面がプリフォーマットが転写された面側に向って拡
径する傾斜面とされていることを特徴とするディスク基
板に存する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１は、本発明のディスク基板成形用金
型の要部を示した縦断面図である。図２〜図５は、各
々、ディスク基板成形用金型における外周リングの構造
を示す縦断面図である。各図中、従来の金型と同一の部
材には図６と同様の符号を使用している。なお、以下、
実施の形態の欄においてはディスク基板を「基板」と、
ディスク基板成形用金型を「金型」とそれぞれ略記す
る。

【００１１】先ず、本発明の金型を説明する。本発明の
金型は、図１に示す様に、改良された外周リング８構造
が設けられている点を除き、図６に示す従来の金型と略
同様の構造を備えている。すなわち、図１に示す金型
は、固定型５と可動型６とから主として構成され、これ
ら双方の型の間に円盤状のキャビティ９を形成する。通
常、固定盤に固定される固定型５は、ミラープレート５
０と、ミラープレート５０の中央に固定側ブッシュ５２
を介して摺動自在に挿入されたスプルーブッシュ５４と
を備えている。そして、スプルーブッシュ５４の中心に
は、樹脂流路５５が設けられ、また、当該樹脂流路の先
端側の固定側ブッシュ５２内周側には、樹脂流路５５を
通じて供給された溶融樹脂をキャビティ９内に射出する
スプルー５６が形成されている。

【００１２】固定型５に対して接近離間する可動型６
は、ミラープレート６０と、ミラープレート６０の中央
に配置された円筒状のスタンパ内周押さえ６５と、スタ
ンパ内周押さえ６５の内周側に可動側ブッシュ６２を介
して摺動可能に挿入された基板突き出し部材としてのフ
ローティングパンチ６３、およびスプルー５６のゲート
カットを行うカットパンチ６７とを備えている。そし
て、カットパンチ６７の中心には、当該カットパンチに
対して出没可能にセンターピン６１が配置されている。

【００１３】キャビティ９には、基板の記録領域にプリ
フォーマット情報としてのピットやグループを転写する
ドーナツ盤状のスタンパ７が配置される。スタンパ７の
内周は、スタンパ内周押さえ６５によりミラープレート
６０表面に固定される。なお、図示しないが、通常、各
ミラープレート５０、６０には多数の冷却溝が、ミラー
プレート６０には当該ミラープレート表面にスタンパ７
を吸着するための複数の減圧路がそれぞれ設けられてい
る。また、固定型５のミラープレート５０の外周近くに
は、型締めの際にキャビティ９の外周端を形成する外周
リング８が設けられている。

【００１４】本発明においては、上記外周リング８のキ
ャビティに面する側面部１０を傾斜面のテーパ形状とす
ることにより、冷却工程中に型締め圧力が加わった状態
では外周リング８の側面部１０から基板をスタンパ側に
押圧する力を生じさせ、冷却工程中に冷却固化による樹
脂基板の収縮に伴うスタンパ面からの基板の剥離現象を
防止し、これによりピットの二重転写や離型ムラの発生
を防止する。

【００１５】外周リング８の側面部１０に形成した傾斜
面は、図２に示すようにその傾斜角θが１°以上、望ま
しくは３°以上、さらに望ましくは４°〜９０°未満の
範囲であり、また上記傾斜面の有効長さＬとしては基板
厚さ（キャビティ厚さ）に対して２０〜１００％、望ま
しくは２０〜９０％、さらに望ましくは４０〜８０％の
範囲である。

【００１６】傾斜面１０の傾斜角θが１°未満では傾斜
面１０からの基板への押圧力が不十分となり、ピットの
二重転写や離型ムラの発生を防止することができない。
また、傾斜面１０の有効長さＬが基板厚さに対して２０
％未満では傾斜面１０からの基板への押圧力が不足し、
ピットの二重転写や離型ムラの発生を十分防止させる効
果が小さく、さらに傾斜面１０の有効長さＬが基板厚さ
より大きいと図３に示すように傾斜面１０とミラープレ
ート５０側面との間に空隙部１１ができ、基板外周部に
バリが発生しやすくなるので望ましくない。

【００１７】上記傾斜面のテーパ形状としては図４〜図
５に示す形状のものが挙げられるが、本発明はこれに限
定されるものではない。また、本発明においては外周リ
ング８の形状をキャビティに面する側面部を傾斜面１０
を有するテーパ形状としているので、成形後、金型から
基板を離型する際、図６に示す従来の外周リング８の側
面部（ストレート形状）に比べ、該側面部からの基板の
拘束力を著しく少なくすることができ、基板の変形を防
止することができる。すなわち、本発明の外周リングを
用いることにより、従来の外周リングに比べ金型からの
基板の離型性が著しく改良され、且つ得られた基板の変
形の著しく少ないものが得られる。

【００１８】本発明の金型においては、次の様な操作に
よって基板が製造される。先ず、金型温度を約８０〜１
２０℃に設定した後、基板成形面の圧力が約１００〜６
００ｋｇ／ｃｍ² 、好ましくは３００〜５００ｋｇ／ｃ
ｍ² となる様な型締め圧力で可動型６を固定型５側へ閉
じ、そして、スプルーブッシュ５４の樹脂流路５５及び
スプルー５６を通じて約３００〜３５０℃の溶融樹脂を
キャビティ９へ約２秒以内に射出する。その際、カット
パンチ６４の中心に配置されたセンターピン６１は、カ
ットパンチ６７の先端面近傍まで僅かに突出する。

【００１９】次いで、上記の型締め圧力を約１秒前後保
持し又は徐々に下げつつ樹脂を圧縮成形すると共に、ス
タンパ７のプリフォーマット情報を転写した後、スプル
ー５６の位置までカットパンチ６７を突出させてゲート
カットを行う。ゲートカットにおいては、スタンパ７の
開口を介して突出するカットパンチ６７は、成形された
樹脂の中央を打ち抜き、圧縮成形された樹脂に開口部を
形成する。その後、カットパンチ６７によるゲートカッ
トの状態で型締力を約３０〜１５０ｋｇ／ｃｍ ² まで段
階的に下げつつ冷却し、キャビティ９内に基板１を形成
する。

【００２０】基板１を形成した後、射出開始から例えば
約５秒前後経た時点で可動型６の型開きを行う。斯かる
型開きにおいては、カットパンチ６７が最初の位置まで
没入すると共に、フローティングパンチ６３が僅かに突
出して基板１を支持し、スタンパ７から基板を離型させ
る。そして、離型された基板１は、別途設けられた排出
装置によって取り出される。

【００２１】また、カットパンチ６７の中心に配置され
たセンターピン６１には、樹脂流路５５及びスプルー５
６の倣った形状の打ち抜かれた残余が付着しており、斯
かる残余は型開きに伴って取り出される。なお、スタン
パ７から基板を離型させる際には、フローティングパン
チ６３とスタンパ内周押え６５との間隙を通じ、基板と
スタンパ７の間に圧縮空気を供給してもよい。

【００２２】次に、本発明の基板を説明する。本発明の
基板は、外観的には従来の基板と略同様であり、中心に
円形の開口部４を有する合成樹脂製のドーナツ盤として
形成され、かつ、その記録面としての一面側に非記録領
域、記録領域および非記録領域が外周側から順次に設け
られる。基板を構成する合成樹脂としては、ポリカーボ
ネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメ
チルメタクリレート樹脂などが使用される。基板の直径
および開口部の直径は、周知の規格に基づいて設定され
る。

【００２３】基板は、上述した金型によって製造され
る。従って、基板の外周側面はプリフォーマットが転写
された面側に向って拡径する傾斜面となっている。成形
時外周リングによって基板がスタンパ面に押圧されてお
り、得られた基板はピットの二重転写や離型ムラなどの
成形欠陥のないものが得られる。また、上記外周リング
を傾斜面のテーパ形状としているので、成形後において
金型から成形基板を離型する際、図６に示す従来のスタ
ンパ外周押えの側面（ストレート形状のもの）に比べ、
基板側面への拘束力が著しく小さくなり、基板の変形の
著しく少ないものが得られる。

【００２４】上記の金型によって製造された本発明の基
板は、ＣＤ、ＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の再生専用型光ディ
スク、記録再生型（ライトワンス型）光ディスク、記録
・再生・消去・再書込可能型（リライタブル型）光ディ
スクなどの各種の型式のディスクに使用される。ティス
クの表面には、通常、紫外線などのエネルギー線硬化型
または熱硬化型の樹脂からなる所謂ハードコート剤から
なる表面保護層が設けられる。また、基板は、エアーサ
ンドイッチ構造、全面密着貼り合わせ構造、単板コーテ
ィング構造など、ディスクの各種の層構造に適用可能で
ある。そして基板には、ディスクの態様により、開口部
に駆動用ハブが装着される場合もある。

【００２５】

【実施例】以下に実施例を示すが、本発明はその要旨を
越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。 実施例１ 図１に示す金型を使用して基板１を成形した。すなわ
ち、スタンパ外周押え形状としてそのキャビティに面す
る側面部の傾斜角θが５°で、その傾斜面の有効長さＬ
が０．７ｍｍ（傾斜面の有効長さＬが基板厚みに対して
５８％のもの）のものを用いて行なった。

【００２６】先ず、金型温度を１１０℃に設定した後、
スプルーブッシュ５４の樹脂流路５５及びスプルー５６
を通じて３００℃の溶融ポリカーボネート樹脂をキャビ
ティ９へ０．８秒で射出し、そして、成形面の圧力が３
００ｋｇ／ｃｍ² となる型締め圧力で０．８秒間加圧保
持してスタンパ７の情報を転写した。次いで、カットパ
ンチ６７を突出させ、成形された樹脂の中央を打ち抜い
てゲートカットを行った。ゲートカットを行った後、型
締力を８０ｋｇ／ｃｍ² まで段階的に下げつつ冷却し
た。

【００２７】キャビティ９内に基板を形成した後、フロ
ーティングパンチ６３とスタンパ内周押え６５との間隙
を通じて空気を供給しつつ射出開始から４．８秒経た時
点で可動型５を型開きし、カットパンチ６７を後退させ
且つフローティングパンチ６３を突出させてスタンパ７
から基板を離型させた。製造された基板の仕様は、直径
が８６ｍｍ、記録領域２における厚みＴ１が１．２ｍ
ｍ、開口部４の直径が１５ｍｍであり、スタンパからの
溝、ピットの転写性は良好であり、離型ムラや二重転写
は見られなかった。また、機械的特性は良好であり、基
板の変形は見られなかった。（基板の軸方向加速度は
３．０ｍ／秒 ² であった。）

【００２８】比較例１ 図６に示す金型、すなわち外周リングのキャビティに面
する側面部がストレート形状のもの（側面部の傾斜角θ
が０のもの）を使用した以外は実施例１と同様の構造の
金型を使用して行なった。そして実施例１と同様の評価
を行った結果、得られた基板はスタンパの溝、ピットの
転写性は良好であったが、離型ムラや二重転写が発生し
ていた。また、基板の軸方向加速度は５．９ｍ／秒² で
あり、基板の変形が見られた。

【００２９】

【発明の効果】本発明の金型によれば、成形欠陥のない
ディスク基板を安定して成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金型の一例の縦断面図。

【図２】外周リング部分を拡大して示す縦断面図。

【図３】外周リング部分を拡大して示す縦断面図。

【図４】外周リング部分を拡大して示す縦断面図。

【図５】外周リング部分を拡大して示す縦断面図。

【図６】従来の装置の一例の縦断面図。

【符号の説明】 ５ 固定型 ６ 可動型 ７ スタンパ ８ 外周リング ９ キャビティ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央に溶融樹脂流路が設けられた固定金
   型と、固定金型との間に円盤状にキャビティを形成する
   可動金型と、キャビティ内の可動金型表面に配置され、
   且つ溶融樹脂流路を通じてキャビティに射出された樹脂
   にプリフォーマット情報を転写するスタンパと、キャビ
   ティの外周端を形成する外周リングとを備えたディスク
   基板成形用金型において、外周リングのキャビティに面
   する側面をスタンパに向って拡径する傾斜面構造とした
   ことを特徴とするディスク基板成形用金型。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の金型を使用して射出成
   形された合成樹脂製のディスク基板であって、基板の外
   周側面がプリフォーマットが転写された面側に向って拡
   径する傾斜面とされていることを特徴とするディスク基
   板。