JP2000061994A - 光ディスク基板の製造方法 - Google Patents

光ディスク基板の製造方法

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JP2000061994A
JP2000061994A JP23736298A JP23736298A JP2000061994A JP 2000061994 A JP2000061994 A JP 2000061994A JP 23736298 A JP23736298 A JP 23736298A JP 23736298 A JP23736298 A JP 23736298A JP 2000061994 A JP2000061994 A JP 2000061994A
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JP
Japan
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clamping force
mold
optical disk
injection
disk substrate
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JP23736298A
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English (en)
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Satoru Nakamura
哲 中村
Kazutomi Suzuki
和富 鈴木
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Teijin Ltd
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Teijin Ltd
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  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 転写性に優れた射出圧縮成形方法による光デ
ィスク基板の製造方法。 【解決手段】 有機樹脂を用いて射出圧縮成形法によっ
て光ディスク基板を製造する光ディスク基板の製造方法
において、金型の型締力を、金型への射出充填終了時か
ら0.02〜0.06秒の間で射出時の型締力から圧縮時の型締
力に切り換えることを特徴とする光ディスク基板の製造
方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク基板の
製造方法に関し、更に詳しくは射出圧縮成形方法により
有機樹脂製の光ディスク基板を製造する光ディスク基板
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、大容量、高速の情報記録媒体とし
て光ディスクが注目されている。光ディスクとしては再
生専用ディスク(CD,VD,CD−ROM等)、記録
再生・消去が可能な書換型光ディスク(MO,PD,D
VD−RAM等)が知られている。
【0003】これらの光ディスクに用いる光ディスク基
板としては、複屈折、反り、板厚、信号ピットの形成精
度、外観、寸法等の特性及び低コストが要求される。そ
して光ディスク基板としては、一般にポリカーボネート
樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂等の合成樹脂
からなる有機樹脂製の基板が用いられる。
【0004】この光ディスク基板は、周知の通り、一般
に射出成形方法により製造されのが、一般である。すな
わち、射出成形機を用い、その固定金型本体と可動側金
型本体間との間のキャビティ内に一面にピット、グルー
ブ等のパターン形状が形成されたスタンパを配置し、キ
ャビティ内へ溶融した樹脂を射出して冷却することによ
りそのスタンパのピットやグルーブが一面に転写された
光ディスク基板を成形する射出成形方法により製造され
る。そして近年は、この製造において、転写性の面か
ら、溶融樹脂を射出終了後、可動側金型を所定の型締力
で押圧して基板を圧縮する圧縮工程を設けた射出圧縮成
形法が用いられている。
【0005】なお、光ディスクは、この光ディスク基板
の上に、光干渉の誘電体層、記録層、反射層、および有
機膜などの必要な機能膜を、蒸着、スパッタリングある
いはコーティング等の薄膜形成方法を用いる事により積
層し製造される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述の通り、光ディス
ク基板は、そり、面振れ、加速度等の機械的特性が適性
なこと、記録、再生を行うレーザー光を妨げないために
複屈折位相差などの光学特性が適性であること、およ
び、スタンパの情報をできる限り正確に転写しているこ
とが必要とされる。
【0007】ところで、最近高密度化が進むにつれ、ト
ラックピッチが小さくなったり、ピット、グルーブの斜
面が急峻になり、その転写性が成形工程での大きな課題
になってきている。更に、最近提案されているDVD-RAM
では基板の厚さが半分の0.63mm以下になり、この点が一
層重要な問題になっている。本発明は、かかる現状に鑑
み為されたもので、転写性に優れた射出圧縮成形方法に
よる光ディスク基板の製造方法を提供することを目的と
するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述の目的は以下の本発
明により達成される。すなわち、本発明は、有機樹脂を
用いて射出圧縮成形法によって光ディスク基板を製造す
る光ディスク基板の製造方法において、金型の型締力
を、金型への射出充填終了時から0.02〜0.06秒の間で射
出時の型締力から圧縮時の型締力に切り換えることを特
徴とする光ディスク基板の製造方法である。
【0009】上述の本発明は、以下のようにして為され
たものである。すなわち、課題の転写性を向上させるた
めに、樹脂温度、金型温度、射出速度、圧縮圧力等を上
げる方法を検討したが、転写性の向上は得られるが一方
で基板の光学特性の低下が生じ、別の問題が生じること
がわかった。そこで、更に検討を進めたところ、型締力
の切替時間を上記の射出終了時から0.02〜0.06秒の範囲
にすることにより、目的を達成できることを見出し、為
されたものである。
【0010】上述の本発明において、射出時の型締力が
10kg/cm2以下であり、圧縮時の型締力が少なくと
も切替当初は40kg/cm2以上であることが、得られ
る基板の転写性及び光学特性の面から好ましい。なお、
本発明は、転写性への要求が厳しい厚さがDVD-RAM規格
の0.63mm以下に代表されるサブミリオーダーの薄型基板
に好ましく適用される。以下、本発明の詳細を実施例と
共に説明する。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明でいう光ディスクとは、レ
ーザー光などの光によって情報の記録、再生、又は/及
び消去を行うディスク記録媒体のことであり、具体的に
は前述の再生専用のコンパクトディスクやビデオディス
ク、追記可能な光ディスク、書き換え可能な光磁気ディ
スク、相変化ディスクなどが挙げられる。上述の通りこ
れらの光ディスクの中でも、0.63mm以下の厚さの薄型
基板を用いるDVD-RAM、同程度の薄型基板を用いるASM
O、90mm1.3GB相変化ディスクなどに好適に用いられる。
【0012】光ディスク基板の材料には、射出成形でき
る有機樹脂であればよく、前述のポリカーボネート、ア
クリル、ポリオレフィン、シクロオレフィンポリマー等
の光学特性に優れた有機樹脂を用いる。
【0013】本発明の成形方法は、公知の射出圧縮成形
方法である。更に具体的には、この射出圧縮成形方法
は、金型と射出ユニットからなる射出成形機を用い、デ
ータ、記録フォーマット、番地、およびトラックガイド
などの必要な情報を表す凹凸状のピットやグルーブ等の
パターン形状を一面に形成したスタンパを可動側金型ま
たは固定側金型の一方に設け、金型のキャビティ内に加
熱溶融した原料樹脂を射出して冷却固化することによ
り、金型内でスタンパの情報を転写させる射出成形方法
において、金型内に溶融樹脂を射出する際、金型を弱い
型締力で保持して射出圧力に起因するキャビティ内圧の
上昇により金型を開いて、その後に型締力を増大させる
圧縮成形工程を有する成形方法である。以下、本発明の
実施例を説明するが、本発明はかかる実施例に限定され
るものではないことは、その趣旨から明らかである。
【0014】
【実施例1】図1は実施例に用いた光ディスク基板用の
射出成形機の構成概要の説明図である。なお、図は型開
して光ディスクを取り出す状態の図である。この射出成
形機により、光ディスク基板は以下のように製造され
る。
【0015】図1においてホッパー13より原料樹脂を
シリンダー9内に供給し、スクリュー10の回転および
シリンダー9からの加熱により溶融し、計量する。シリ
ンダー9の先端部に計量された溶融樹脂は射出シリンダ
ー11の加圧により、回転を停止したスクリュー10に
よって射出され、ノズル8より図と異なり閉鎖された固
定、可動側金型両本体3,4のキャビティ内に注入され
る。
【0016】その後スクリュー10はホッパー13から
供給される樹脂を溶融させながらバックし、溶融された
樹脂をシリンダー9内の金型方向の先端部に送り、計量
する。この計量終了時には、スクリュー10は、射出量
に合った設定位置まで後退し、次の射出に備える。図の
12は、スクリュウー10を駆動するスクリュウー用油
圧モーターである。
【0017】一方、金型本体3,4内に注入された樹脂
は、可動側圧縮シリンダー5でもって、可動側プラテン
2を介して可動側金型本体4と固定側プラテン1に取付
られている固定側金型本体3とで所定の型締力で圧縮さ
れ、固定側(可動側の場合もある)に設置してあるスタ
ンパ7の面に形成されているピットやグルーブ等のパタ
ーン形状が転写され、光ディスク基板15に成形され
る。
【0018】その後冷却し、冷却完了後可動側圧縮シリ
ンダー5を開方向に作動させることにより、固定側金型
本体3と可動側金型本体4を離隔させて型開し、すなわ
ち図示の状態として、図示省略した可動側金型に設けた
カッターが作動させてスプルー部を切断し、次いで光デ
ィスク基板15を離形させて取出す。以上を1サイクル
として、これを繰り返して、光ディスク基板15は生産
される。
【0019】この射出成形機(具体的には、市販の日精
樹脂工業(株)製射出成形機(型名:MO40D3
H))に、DVD-RAM2.6G用金型(基板厚さ0.6mm)を設置
し、その固定側にデイスク径120mmで、記憶容量2.6G
BのDVD-RAM用のフォーマットのパターン形状を形成した
スタンパーを取り付けた。原料樹脂には、帝人化成
(株)製ポリカーボネート樹脂(AD5503)を用い
た。
【0020】金型温度は、可動側123℃、固定側128℃と
した。また、カッター、スプルーの温度は60℃とした。
射出速度は250mm/secで溶融樹脂を金型のキャビティに
充填した。型締力の切替設定時間は本機では射出開始か
ら切替時までの時間を設定するようになっており、0.12
秒とした。そこで、射出終了時から型締力の切替時まで
の時間を測定するため、充填時間の測定を日精樹脂工業
(株)製サーボモニターにより行ったが、その結果は0.
08秒であった。従って、射出終了時からの型締力の切換
時間は0.04秒である。樹脂温度はシリンダー部を380
℃、シリンダーヘッド部を375℃、ノズル部後部を350
℃、ノズル部先端を320℃とした。
【0021】また、複屈折の測定には(株)オーク製作
所複屈折測定装置ADR-200Bを用いた。成形後の基板を80
℃で8時間アニールし、安定した後に評価した。シング
ルパスで引張り方向を+になるようにした。その結果半
径23mm、58mmでの値は、各々18nm、-17nmであった。
【0022】転写性の評価は、セイコー電子工業製原子
間力顕微鏡(AFM)SFA−300を用い、その断面
形状からランド高さおよび、ランドとランド壁面との角
度をランド角度とし求めた。内周より外周の転写性確保
が厳しいため半径58mmでの評価を行った。その結果、ラ
ンド高さは69nm、ランド角度は35度であった。このスタ
ンパーからガラス/2P法で作製した完全転写のサンプ
ルでは、各々69nm、34度であったことより、完全にスタ
ンパーの形状を転写していることを確認した。
【0023】
【実施例2〜6】表1に示す条件以外は実施例1と同じ
方法で実施例2〜6の各光ディスク基板を作成した。な
お、表の型締力の切替設定時間、切替時間はは実施例1
で述べた通りである。
【0024】
【表1】
【0025】得られた実施例2〜6の光ディスク基板の
複屈折と転写性の測定結果を表2に示す。全て良好な結
果となった。
【0026】
【表2】
【0027】
【比較例1および2】実施例1において、型締力設定切
替時間を0.09秒(比較例1)、0.16秒(比較例2)とし
た。そして充填時間を0.08秒(比較例1)、0.08秒(比
較例2)とし、従って型締力の切替時間は0.01秒(比較
例1)、0.08秒(比較例2)とし、それ以外は実施例1
とおなじ方法で比較例1,2の光ディスク基板を作成し
て、同様の評価を行った。その結果を表3に示した。
【0028】
【表3】
【0029】
【発明の効果】以上、本発明は、成形条件の型締力の圧
縮時の切換時間を射出終了後0.02〜0.06秒にすることに
より、複屈折、転写性の優れた光ディスク基板の製造可
能としたものである。また、本発明は何らの新規な投資
を伴うこと無く、実現できるものである。このように本
発明は光ディスク基板の製造において光学特性を損なう
ことなく、高密度化に必要な転写性を安定して実現でき
るものであり、樹脂製光ディスク基板、特に薄型基板を
用いた光ディスクの高密度化に大きな寄与をなすもので
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、実施例に用いた光ディスク基板用の射
出成形機の構成の説明図である。
【符号の説明】
1 固定側プラテン、 2 可動側プラテン 3 固定側金型本体 4 可動側金型本体 5 可動側圧縮シリンダー 6 タイバー 7 スタンパ 8 ノズル 9 シリンダー、 10 スクリュー 11 射出シリンダー 12 スクリュー油圧モーター 13 ホッパー 14 成形機本体 15 光ディスク基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F202 AA03 AA21 AA28 AG19 AH79 AR11 CA11 CB01 CK18 CK41 4F206 AA03 AA21 AA28 AG19 AH79 AR11 JA03 JN33 5D121 DD05 DD18

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機樹脂を用いて射出圧縮成形法によっ
    て光ディスク基板を製造する光ディスク基板の製造方法
    において、金型の型締力を、金型への射出充填終了時か
    ら0.02〜0.06秒の間で射出時の型締力から圧縮時の型締
    力に切り換えることを特徴とする光ディスク基板の製造
    方法。
  2. 【請求項2】 射出時の型締力が10kg/cm2以下
    であり、圧縮時の型締力が少なくとも切替当初は40k
    g/cm2以上である請求項1記載の光ディスク基板の
    製造方法。
  3. 【請求項3】 光ディスク基板が薄型基板である請求項
    2記載の光ディスク基板の製造方法。
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