JP2002288893A - 光ディスク基板の製造方法、製造装置および光ディスク基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度光ディスクの基板を射出成形する際、
離型ムラやピット変形の小さい光ディスク基板の製造方
法を提供する。 【解決手段】 一対の金型間に形成されるキャビティ内
に溶融樹脂を射出し、冷却後金型を開いて硬化した光デ
ィスク基板を取り出す。金型から基板を離型させる際
に、金型と基板の間に離型気体を送り込むことにより金
型から基板を離型させる剥離力を付与する離型操作を含
み、離型操作の開始から終了までの間に、離型気体の吹
き出し口における圧力Ｐ１、Ｐ２を連続的もしくは断続
的に変化させて、基板が離型している箇所の圧力Ｐｏ
１、Ｐｏ２を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対の金型を用い
て溶融樹脂を射出成形する光ディスク基板の製造方法に
関する。また、そのための製造装置、およびそれにより
製造される光ディスク基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク上の記録情報は通常、同心円
状やスパイラル状に形成された情報ピットもしくは連続
溝などの情報記録トラックとしてディスク上に書き込ま
れている。このような光ディスクに用いられる基板は、
情報あるいは溝を記録したスタンパを設置した金型内
に、溶融したポリカーボネートなどの合成樹脂材料を射
出し金型を圧縮する方法により製作されるのが一般的で
ある。

【０００３】図９に射出成形機、図１０に金型の概略図
を示す。１５はスタンパ、１６はキャビティ、１７は固
定側金型、１８は可動側金型、６は固定側離型気体流
路、１０は可動側離型気体流路、１９は成形機台座、２
０はホッパ、２１はスクリュ、２２は可塑化装置、２３
は加熱筒シリンダ、２４はノズル、２５は溶融樹脂、２
６は固定プラテン、２７は可動プラテン、２８は型締装
置、２９および３０は金型温度調整手段、１４は気体供
給源、７および１１は気体圧力調整手段、３および１３
は気体流路開閉手段、２および１２は気体流量調整手段
である。

【０００４】固定側金型１７は固定プラテン２６を介し
て成形機台座１９に固定されており、一方可動側金型１
８は可動プラテン２７に接合されている。可動プラテン
２７は、成形機台座１９に固定された型締装置２８によ
り支持され、往復動作させられる。

【０００５】スタンパ１５は、固定側金型１７の内面に
保持されている。この例では、スタンパ１５が固定側金
型１７に保持される場合について説明するが、スタンパ
１５が可動側金型１８に保持される場合もある。また、
両金型１７、１８を閉じ合わせた際にできる空隙がキャ
ビティ１６である。金型１７および１８は、温度調整手
段２９および３０により所望の温度に加熱あるいは冷却
することができる。また、型締装置２８により、溶融樹
脂２５の射出時（あるいは射出中、射出後）の金型嵌合
面およびキャビティ１６内に入った樹脂に圧縮力をかけ
ることもできる。可動プラテン２７は、製品取り出し時
に後退して金型を開き、次回成形時に再度前進して金型
を閉じる。

【０００６】一方、ホッパ２０から投入された樹脂は、
可塑化装置２２によって回転数、移動速度および圧力を
コントロールされるスクリュ２１により、必要量計量さ
れて加熱筒シリンダ２３内で溶融混練されて溶融樹脂２
５となり、可塑化装置２２の射出動作によりスクリュ２
１に押し出されて、ノズル２４を介して金型キャビティ
１６内に押し出される。キャビティ１６内に押し出され
た樹脂は、一定時間キャビティ１６内に保持され、冷却
固化後取り出されて光ディスク基板となる。

【０００７】金型１７、１８を開いてキャビティ１６内
で固化した光ディスク基板を取り出す際には、図示して
いない気体流路開閉タイミング調整手段により、気体流
路開閉手段３および１１が開かれる。それにより、離型
気体が、離型気体流路６および１０を通って、金型１
７、１８の円環状開口部を経て金型内に導入される。離
型気体の圧力は、成形機に設けられた気体圧力調整手段
７および１１によって所望の圧力に制御される。この圧
力は、基板と金型あるいはスタンパの間の密着面を十分
に引き剥がす力以上に設定される。

【０００８】図１１に基板表面の外観の概略図を示す。
（ａ）はムラのない基板３１ａ、（ｂ）は離型ムラ３２
のある基板３１ｂ、（ｃ）は別の離型ムラ３３のある基
板３１ｃである。離型時の気体の圧力が不足している場
合は、図１１（ｂ）のように貼りついたような離型ムラ
３２や、図１１（ｃ）のようなスジ模様状の離型ムラ３
３が発生する。予防策として従来は、成形機の気体圧力
調整手段７および１１や気体流量調整手段２および１２
により、離型気体の圧力及び流量の初期設定量を調節す
ることによって、このような離型ムラが発生しないよう
にしていた。

【０００９】離型気体の圧力設定は、従来、図１２に示
すような離型気体制御部により行われていた。図９の成
型機における固定側の離型気体流路６に対して供給され
る気体の圧力等が、固定側の気体圧力調整手段７、固定
側の気体流量調整手段２、および固定側の気体流路開閉
手段３を介して制御される。離型時には、気体流路開閉
タイミング調整手段５により気体流路開閉手段３を制御
して、離型させる時間に合わせて、気体流路６内に離型
気体を送り込む。離型気体の設定圧力は、気体圧力調整
手段７により調整される。従来の基板成形は、離型圧力
設定値が任意に選ばれた一定値に固定された状態で行わ
れていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】近年、光ディスクの高
密度化はめざましく、高密度に情報を蓄積するために、
ディスクの記録用案内溝（プリグルーブ）や情報記録ピ
ットの溝間隔（トラックピッチ）を小さくすることで、
単位面積あたりの記録密度を向上する方法が採られてい
る。情報再生時の信号品質を高品位にする特性を求めた
結果、および高密度に溝やピットを形成するために必然
的に、ディスク上に形成される溝あるいはピットのエッ
ジ部分の角度は急峻化されてきた。

【００１１】このような高密度光ディスクの基板は、ス
タンパ表面の微細な情報あるいは溝の記録パターンを高
精度に転写し、かつ情報再生時の信号品質を高品位に保
つために、複屈折を規定量以下に抑えることが求められ
る。そのためには、射出成形時の金型温度を、機械特性
が規定量以下になる範囲でできるだけ高温に設定し、成
形する樹脂の溶融温度も、樹脂の分解温度近辺まで高温
に設定する必要がある。このような状況下では、基板表
面の冷却不足を誘発し変形が発生しやすくなる。加えて
表面パターンが微細化していることに伴って、これを引
き剥がす力も従来より増大させる必要がある。その結
果、前述のような離型ムラが発生しやすくなっている。
このような離型ムラの部位は、外観上問題があるだけで
なく、局所的に残留応力が高くなるために複屈折が悪化
する。

【００１２】一方、これが記録情報面側に発生する場合
は、基板表面を歪ませながら離型するために表面に形成
されたパターン（溝あるいはピット）が変形し、ディス
クの信号特性を悪化させることになる。さらに、離型ム
ラが発生していない場合でも、表面のパターンがスタン
パに引きずられるようにして変形するという現象が見ら
れる様になった。以下、このような溝およびピット部の
変形を、ピット変形と呼ぶ。このような基板を用いて光
ディスクを作製すると、離型ムラやピット変形により、
ディスク再生時の信号特性が悪化するという問題があっ
た。

【００１３】そこで本発明は、離型ムラおよびピット変
形のない高密度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。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の光ディスク基板
の製造方法は、一対の金型間に形成されるキャビティ内
に溶融樹脂を射出し、冷却後金型を開いて硬化した光デ
ィスク基板を取り出す方法を前提とする。そして、金型
から基板を離型させる際に、金型と基板の間に離型気体
を送り込むことにより金型から基板を離型させる剥離力
を付与する離型操作を含み、離型操作の開始から終了ま
での間に、離型気体の吹き出し口における圧力を連続的
もしくは断続的に変化させて、基板が離型している箇所
の圧力を調整する。

【００１５】

【発明の実施の形態】高密度光ディスク用基板に発生す
る離型ムラとピット変形について、成形プロセスの面か
ら詳細な検討を重ねた結果、以下のように考察し、本発
明の着想に至った。

【００１６】高密度ディスク用スタンパは、その表面パ
ターンが微細化するに伴い、従来に比して溝あるいはピ
ットエッジが急峻化している。それにより、スタンパと
基板の間の密着力が増加してきた。また、転写性を確保
するために、金型温度設定がより高くなっている。この
ような、スタンパと基板の間の密着力が増加、あるいは
金型温度設定の高温化などにより、基板が充分に冷却し
ていないまま、基板をスタンパから離型させることにな
るので、基板を引き剥がすために要する力が大きくな
り、離型性が悪化してきた。

【００１７】基板とスタンパ間の離型性が悪化すると、
離型気体が周方向に不均一な場合や、離型気体圧力が不
足する場合などには、基板面内で部分的に離型が遅れる
部位が生ずる。このような場合、早期に離型した部位と
離型の遅延した部位の境界部分に前述の図１１（ｂ）、
（ｃ）のような離型ムラが発生する。

【００１８】従来は、このような離型ムラの発生を防止
するためには、離型用気体の圧力設定を高めに設定する
ことにより、離型の遅れた部分を押し上げるようにすれ
ば、面内均一に基板を剥離させることができ、効果的で
あった。しかし高密度ディスク用基板成形においては、
離型気体圧力を過剰に上げると以下のような問題が発生
することが分かった。

【００１９】図１３および図１４は、成形基板のスタン
パからの離型モデル図である。１５はスタンパ、３４は
離型前の基板、３５は離型後の基板を示す。図１４にお
いて、３６はスタンパと基板の接触点、３７はピット変
形、３８はピット変形が発生した基板を示す。Ａｎ１お
よびＡｎ２は、離型部位の基板とスタンパのなす角度で
ある。

【００２０】離型前は、金型内で図１３（ａ）あるいは
図１４（ａ）のように、成形基板３４はスタンパ１５表
面に密着している。離型気体圧力が小さい場合は、図１
３（ｂ）のように、気体圧力によって押し広げられる角
度Ａｎ１が小さいため、スタンパ１５と基板３４の接触
は小さく、問題のない基板３５が得られる（図１３
（ｃ））。これに対して、過剰に離型気体圧力が高い場
合は、基板の離型時に急速に離型気体が金型内に送り込
まれるため、図１４（ｂ）のように、離型時に基板３４
が離型気体圧力によって押し広げられる角度Ａｎ２が大
きくなる。従って、接触点３６におけるピットのエッジ
部がスタンパ側面に押しつけられるため、ピットのエッ
ジ部が盛り上がったような変形３７が発生する。その結
果、図１４（ｃ）に示すような基板３８になってしま
う。

【００２１】加えて、高密度ディスク用スタンパは、従
来のスタンパに比べて溝あるいはピットのエッジ角度が
急峻になっているために、溝あるいはピットの逃げ角が
不十分となるため、従来よりも離型時のピット変形が発
生しやすいことが判った。つまり、開口部での流入気体
圧力が下限以下の場合は離型ムラが発生し、上限以上の
場合はピットエッジ変形が発生してしまうことになるた
め、ディスクの品質を確保するためには、基板離型時の
開口部での気体圧力を一定の上下限範囲内に抑えなけれ
ばならないことになる。特に高密度光ディスク用基板成
形においては、転写性維持のための高型温化による離型
性悪化と、溝あるいはピットのエッジ角度急峻化によ
り、従来の光ディスク基板に比してこの上下限範囲が狭
くなっている。

【００２２】さらに、光ディスク基板上での、離型ムラ
およびピット変形の発生部位についても検証を重ねて、
以下の様な関係を見いだした。

【００２３】装置構成上、気体圧力調整器と気体流出部
の間に距離があるので、離型開始時に必要量の気体圧力
を確保するためには、離型開始前に気体流路開を行うの
が一般的である。気体流路開直後は、基板が金型表面か
らまだ離れていない状態であり流出開口部を塞いでいる
ため、気体の圧力は設定値まで上がる。ここで型開動作
により金型の圧力を緩めて金型を開き始めると、基板は
引っ張られて基板表面と金型の界面の付着力は離型気体
圧力以下になり、開口部に隙間が出来ると共に気体が流
出し始めて、離型が開始する。

【００２４】一方、光ディスク基板用の金型は構造上、
ディスクの信号面部分に嵌合部を配置することができな
いため、必然的に離型気体吹出口は基板内周部位に環状
に設けられる。このため、離型気体は内周から外周に向
かって放射状に広がる。

【００２５】図１５に、スタンパと基板間における離型
気体の広がり方の説明図を示す。３９は離型気体吹出開
口部を示す。Ｖ１、Ｖ２は、気体が流出し始めてからの
経過時間のそれぞれある時点における、気体が吹出して
できた空隙を示す。Ａ１、Ａ２は、離型して引き上げら
れている基板表面、Ｌ１、Ｌ２は離型先端部の、それぞ
れ一部分を示す。離型気体吹出口３９から気体が流入す
ると、離型気体に基板が押し上げられる形で、離型部位
は放射状に広がって行く。ここでＶ１の状態からＶ２の
状態に空隙が広がる場合、その先端では体積増加分によ
る圧力損失と離型先端部Ｌ１がＬ２に延長する分だけ作
用圧力が減少する。従って、実質的に離型先端部での気
体圧力は、離型の経過に伴って初期圧力に対してある変
動幅を持って下がると考えられる。

【００２６】以上のことから、発明者らは、気体圧力の
変動と離型ムラおよびピット変形との関連について、図
１６のような関連があることを見出した。図１６におい
て、Ｔｂは離型開始時間、Ｔｅは離型終了時間、Ｐ３は
離型先端部でピット変形が発生しない最高圧力値である
気体圧力上限値、Ｐ４は離型先端部で離型ムラが発生し
ない最低圧力値である気体圧力下限値、ＰａおよびＰｂ
は離型気体の設定圧力、ＰｏａおよびＰｏｂはそれぞれ
Ｐａ、Ｐｂに圧力を設定したときの離型先端部での気体
圧力、Ａは離型ムラ発生領域、Ｂはピット変形発生領域
を示している。

【００２７】図１６（ａ）に示す場合には、設定圧Ｐａ
に対して離型先端部の気体圧力Ｐｏａが離型開始から低
下し、途中でＰ４を下回る領域Ａができる。離型開始Ｔ
ｂからの経過時間は離型方向、即ち中心からの距離に対
応するため、領域Ａに対応する基板の中周から外周にか
けて離型ムラが発生する。一方、図１６（ｂ）に示す場
合には、離型ムラが発生しないように設定圧Ｐｂを上げ
て、離型開始後の離型先端部気体圧力Ｐｏｂの最低点が
Ｐ４より高くなるようにしている。この場合、離型初期
にＰ３より上回る領域Ｂができる。この部分では過剰に
離型気体の圧力が作用するため、成形基板は図１４の様
に離型することになり、基板内周部でピット変形が発生
する。

【００２８】高密度光ディスクの成形においては、前述
の理由によりＰ３とＰ４の差が従来の光ディスクと比べ
てより小さくなってきたため、従来の成形方法のように
一定の設定圧力で離型気体を送り込む場合は、全面で離
型ムラが発生しないように高い圧力設定で基板を離型さ
せなければならない。ところが、離型初期の気体圧力は
前述のようにより高い状態になっているため、離型初期
即ち基板内周側で圧力上限を逸脱して図１４の様にピッ
トエッジ変形が発生する。反対に内周側の変形を抑制す
るように圧力を低く設定して基板を離型させると、離型
後期即ち基板外周側で圧力下限以下になり、図１１
（ｂ）（ｃ）の様に離型ムラが生じるようになる。

【００２９】つまり離型先端部での圧力が、Ｐ３とＰ４
の範囲から逸脱しないように、装置側で気体圧力設定を
変化させて調整することによって、内周から外周まで離
型ムラやピット変形のない光ディスク用基板が得られ
る。

【００３０】以下、本発明の具体的な実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００３１】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における離型気体調整部を示す概略図である。射出
成形機、および金型の基本的な構成は、図９および図１
０に示したものと同様である。この離型気体調整部は、
スタンパ取り付け側である固定側離型気体流路６に対し
て供給する気体を調整する。気体流路開閉タイミング調
整手段手段５により制御される固定側気体流路開閉手段
３、および固定側気体流量調整手段２とともに、図９に
おける固定側気体圧力調整手段７に代えて、可変気体圧
力調整手段１が配置されている。可変気体圧力調整手段
１は、気体圧力変更タイミング調整手段４の制御によ
り、気体圧力を変更する。

【００３２】次に図２を参照して、設定圧力Ｐ１および
Ｐ２の規定について説明する。図２において、Ｐ１、Ｐ
２は離型気体設定圧力、Ｐｏ１、Ｐｏ２は離型先端部に
おける離型気体圧力を示す。Ｐ３は、離型先端部でピッ
ト変形が発生しない最高圧力値である気体圧力上限値、
Ｐ４は、離型先端部で離型ムラが発生しない最低圧力値
である気体圧力下限値を示す。Ｔｂは離型開始時間、Ｔ
ｅは離型終了時間である。

【００３３】Ｐ１は、基板内周でピット変形が発生しな
いような値、即ち離型先端部の圧力値Ｐｏ１が、離型初
期においてＰ４より高くＰ３を越えない値に設定され
る。また、Ｐ２は、基板外周で離型ムラが発生しないよ
うな値、即ち離型先端部の圧力値Ｐｏ２の最低値がＰ４
より高くＰ３を越えない値に設定される。このような設
定圧力Ｐ１および設定圧力Ｐ２、気体圧力上限値Ｐ３お
よび気体圧力下限値Ｐ４は、図１５に示した離型気体吹
出開口部３９の開口寸法や、配管長、スタンパ表面パタ
ーンの形状、スタンパ表面状態、成形基板の内外径、成
形基板厚さ、金型温度、樹脂温度などを考慮して設定さ
れる。まず予備実験に基づき、離型以外の基板特性に合
わせてこれらの成形条件を選び、気体の設定圧力を変化
させて成形し、離型ムラおよびピット変形の発生状況な
どからこれらの値を算出することができる。

【００３４】図３は、本発明の実施の形態１における離
型気体圧力調整動作を示す図である。Ｐｏは、経過時間
に対する離型先端部における圧力値、Ｔ１は、離型気体
圧力設定値をＰ１からＰ２に切り替える時間を示す。図
１の離型気体調整部において、まず可変気体圧力調整手
段１による設定圧をＰ１に設定する。離型開始時間Ｔｂ
に、気体流路開閉タイミング調整手段５により固定側気
体流路開閉手段３を開き、離型気体を流出させる。この
とき、離型先端部気体圧力ＰｏはＰｏ１の曲線にそって
降下していく。

【００３５】切替時間Ｔ１経過後、気体圧力変更タイミ
ング調整手段４により、図３中破線で示すように、可変
圧力調整手段１の設定をＰ１からＰ２に変更する。この
とき、離型先端部気体圧力ＰｏはＰｏ１の曲線からＰｏ
２の曲線に移行し、やがてＰｏ２の曲線上に乗る。そし
て、離型終了時間Ｔｅ時点で金型は開かれて、基板が取
り出される。このようにすれば、離型開始時間Ｔｂから
離型終了時間Ｔｅの全範囲において、離型先端部気体圧
力Ｐｏを気体圧力上限値Ｐ３から気体圧力下限値Ｐ４の
範囲内に維持することができ、内周から外周まで離型ム
ラおよびピット変形のない良好な成形基板を得ることが
できる。

【００３６】また可変圧力調整手段１を、図４に示すよ
うに動作させても良い。図中破線で示すＰｎは、設定値
Ｐ１とＰ２の間の設定値、Ｔ２は圧力切替終了時時間で
ある。まず、可変圧力調整手段１による設定圧をＰ１に
設定し、気体流路開閉タイミング調整手段５により気体
流路開閉手段３を離型開始時間Ｔｂにおいて開き、離型
気体を流出させる。このとき、離型先端部気体圧力Ｐｏ
はＰｏ１曲線にそって降下していく。次に切替時間Ｔ１
からＴ２までの間に、気体圧力変更タイミング調整手段
４により、可変圧力調整手段１の設定をＰ１からステッ
プ状のＰｎ値に変更して、最終的にＰ２に到達させる。
このようにすれば、離型先端部気体圧力Ｐｏは、Ｐｏ１
曲線からＰｏ２曲線に緩やかに移行し、やがてＰｏ２曲
線上に乗る。そして、離型終了時間Ｔｅ時点で金型は開
かれて基板が取り出され、内周から外周まで離型ムラお
よびピット変形のない良好な成形基板を得ることができ
る。

【００３７】さらに、可変圧力調整手段１を図５のよう
に動作させても良い。図中破線で示されるＰ１２は、離
型開始時間ＴｂでＰ１、離型終了時間ＴｅではＰ２とな
る様に直線的に変化する設定圧力である。まず可変圧力
調整手段１による設定圧はＰ１に設定される。離型開始
時間Ｔｂにおいて、気体流路開閉タイミング調整手段５
により気体流路開閉手段３を開き、離型気体を流出させ
る。次に気体圧力変更タイミング調整手段４により、時
間ＴｂからＴｅまでの間に、可変圧力調整手段１の設定
をＰ１２のように変化させて、最終的にＰ２に到達させ
る。このようにすれば、離型中の全域において離型先端
部気体圧力ＰｏはＰｏ１曲線からＰｏ２曲線に緩やかに
移行する。そして、離型終了時間Ｔｅ時点で金型は開か
れて基板が取り出され、内周から外周まで離型ムラおよ
びピット変形のない良好な成形基板を得ることができ
る。

【００３８】（成形実験結果）実施の形態１の方法を用
いて、光ディスク基板の成形実験を行った。成形装置と
しては、光ディスク用成形機（住友重機械工業（株）製
ＤＩＳＫ５ＡＭIII）と、基材厚０．６ｍｍ成形用の
金型（（株）精工技研製）を組み合わせて用いた。基板
成形用樹脂材料としては、代表的な光学用途のポリカー
ボネート（帝人化成（株）製 パンライトＡＤ−５５０
３：Ｔｇ＝１４７℃）を用いた。そして、溝深さが８０
ｎｍである高密度ＤＶＤ−ＲＡＭ（デジタルバーサタイ
ルディスクランダムアクセスメモリ）ディスク用の成形
条件で基板成形を行い、（表１）の各サンプルＮｏ．に
ついて示す複数の成形条件における、基板の離型ムラお
よびピット変形の有無についての観察結果を得た。離型
ムラの有無は、目視検査および暗視野顕微鏡で行い、ピ
ット変形の有無についてはＡＦＭ（原子間力顕微鏡）観
察により確認した。なお、実施例１および２における気
体圧力切替は、離型開始から０．１ｓｅｃ後に行った。

【００３９】

【表１】 （表１）から判るように、離型気体の設定圧力を、離型
初期の０．３ＭＰａ以下から離型終期に０．７ＭＰａに
変化させることで、離型ムラやピット変形のない良好な
基板が得られている。

【００４０】（実施の形態２）図６は、本発明の実施の
形態２における離型気体調整部を示す概略図である。本
実施の形態においては、気体供給源からの流路が、気体
流路分岐点８で経路１と経路２に分岐している。経路１
には、気体流路開閉手段３Ａ、気体流量調整手段２Ａ、
および気体圧力調整手段７Ａが設置されている。経路２
には、気体流路開閉手段３Ｂ、気体流量調整手段２Ｂ、
気体圧力調整手段７Ｂが設置されている。経路１と経路
２は、気体流路合流点９で合流して、固定側離型気体流
路６に接続されている。

【００４１】経路１の圧力調整手段７Ａの圧力設定値は
Ｐ１、経路２の気体圧力調整手段７Ｂの圧力設定値はＰ
２である。まず、気体流路開閉タイミング調整手段５に
より、離型開始時間Ｔｂにおいて、気体流路開閉手段３
Ａを開いて経路１側に気体が流れる様にする。時間Ｔ１
後に気体流路調整手段３Ａを閉じると同時に、気体流路
開閉手段３Ｂを開けて経路２に切り替える。この様にし
て、図３と同様に、気体圧力設定値ＰｏをＰ１からＰ２
に切り替えることができる。

【００４２】この離型気体調整部の構成を、図７のよう
に変形させることもできる。図７では、気体流路分岐点
８で分岐した経路２の、分岐点と反対側を大気開放とし
ている。経路１の圧力調整手段７Ａの圧力設定値をＰ
２、経路２の気体圧力調整手段７Ｂの圧力設定値を、経
路１および経路２の両方を開いた場合に圧力調整手段７
Ａでの圧力がＰ１になる値に設定する。離型開始時間Ｔ
ｂにおいては、流路開閉手段７Ａおよび７Ｂによって経
路１、経路２の両方に気体が流れる様にする。時間Ｔ１
後に７Ｂを閉じれば、流入気体は経路１のみを通る。こ
のようにすれば、図３と同様に気体圧力設定値ＰｏをＰ
１からＰ２に切り替えることができる。

【００４３】図６の構成を発展させて、図８のように経
路数をｎ本にしても良い。図８において、それぞれの経
路の圧力設定を、Ｐ１からＰ２の間の異なる値に設定し
ておく。まず離型開始時Ｔｂには、設定圧力がＰ１であ
る経路１を選び、図４のようにＴ１からＴ２の間に設定
圧の低い順番に気体の経路ｎを次々に切り替えていき、
最期に設定がＰ２である経路２を選ぶ。このようにし
て、図４と同様に、気体圧力設定値ＰｏをＰ１からＰ２
まで、ステップ状に切り替えることができる。

【００４４】（成形実験結果２）本実施の形態の方法を
用いて、光ディスク基板の成形実験を行った。成形装置
としては、光ディスク用成形機（住友重機械工業（株）
製 ＤＩＳＫ５ＡＭIII）と、基材厚０．６ｍｍ成形用
の金型（（株）精工技研製）を組み合わせて用いた。基
板成形用樹脂材料には、代表的な光学用途のポリカーボ
ネート（帝人化成（株）製 パンライトＡＤ−５５０
３：Ｔｇ＝１４７℃）を用い、溝深さが８０ｎｍである
高密度ＤＶＤ−ＲＡＭディスク用の成形条件で基板成形
を行い、（表２）の各サンプルＮｏ．について示す複数
の成形条件における、基板の離型ムラおよびピット変形
の有無についての観察結果を得た。離型ムラの有無は目
視検査および暗視野顕微鏡で行い、ピット変形の有無に
ついてはＡＦＭ（原子間力顕微鏡）観察により確認し
た。なお、実施例３および４における気体経路切替は、
離型開始から０．１ｓｅｃ後に行った。

【００４５】

【表２】 （表２）から判るように、離型初期に気体の設定圧力
０．３ＭＰａ以下の経路１を選択し、離型途中で０．７
ＭＰａの経路２に変化させることにより、離型ムラやピ
ット変形のない良好な基板が得られている。このよう
に、本実施の形態の方法を採用することにより、離型ム
ラおよびピット変形を抑制した成形基板を得ることがで
きる。

【００４６】以上の構成は一例であり、例えば、気体圧
力調整手段、気体流量調整手段あるいは気体流路開閉手
段の、流路内での配置順は変更しても良い。

【００４７】なお、離型初期から後期にかけて離型気体
圧力を変化させる手法は、ここに示した装置の構成に限
定されるものではない。また、実験例では一般的なポリ
カーボネート樹脂を使用した場合を説明したが、樹脂の
種類がこれ以外の場合でも、本発明はそのまま適用可能
である。

【００４８】

【発明の効果】光ディスク基板の射出成形において、離
型中に気体の設定圧力を変化させることにより、離型先
端部における離型開始から終了までの離型気体圧力を最
適範囲に維持できるので、高密度ディスクのように急峻
なエッジの溝あるいはピットであっても、エッジ変形の
発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における射出成形機を構
成する離型気体調整部を示す概略図

【図２】離型先端部での気体圧力と設定圧力の関係を示
す図

【図３】本発明の実施の形態１における離型先端部での
気体圧力の変更の一例を示す概略図

【図４】本発明の実施の形態１における離型先端部での
気体圧力の変更の他の例を示す概略図

【図５】本発明の実施の形態１における離型先端部での
気体圧力の変更の更に他の例を示す概略図

【図６】本発明の実施の形態２における離型気体調整部
の構成の一例を示す概略図

【図７】本発明の実施の形態２における離型気体調整部
の構成の他の例を示す概略図

【図８】本発明の実施の形態２における離型気体調整部
の構成の更に他の例を示す概略図

【図９】射出成形機の概略断面図

【図１０】光ディスク用金型の概略断面図

【図１１】（ａ）成形基板を示す概略平面図 （ｂ）離型ムラの発生した成形基板の一例を示す概略平
面図 （ｃ）離型ムラの発生した成形基板の他の例を示す概略
平面図

【図１２】従来の射出成形機を構成する離型気体調整部
の構成の一例を示す概略図

【図１３】ピット変形のない成形基板の離型状態を示す
概略断面図

【図１４】ピット変形の発生する成形基板の離型状態を
示す概略断面図

【図１５】成形基板の離型先端モデルを示す概略図

【図１６】（ａ）外周側に離型ムラが発生する場合の離
型先端部での気体圧力を示す図 （ｂ）内周側にピット変形が発生する場合の離型先端部
での気体圧力を示す図

【符号の説明】

１ 可変気体圧力調整手段 ２、２Ａ、２Ｂ 気体流量調整手段 ３、３Ａ、３Ｂ 気体流路開閉手段 ４ 気体圧力変更タイミング調整手段 ５ 気体流路開閉タイミング調整手段 ６ 固定側離型気体流路 ７、７Ａ、７Ｂ 気体圧力調整手段 ８ 気体流路分岐点 ９ 気体流路合流点 １０ 可動側離型気体流路 １１ 気体圧力調整手段 １２ 気体流量調整手段 １３ 気体流路開閉手段 １４ 気体供給源 １５ スタンパ １６ キャビティ １７ 固定側金型 １８ 可動側金型 １９ 成形機台座 ２０ ホッパ ２１ スクリュ ２２ 可塑化装置 ２３ 加熱筒シリンダ ２４ ノズル ２５ 溶融樹脂 ２６ 固定プラテン ２７ 可動プラテン ２８ 型締装置 ２９，３０ 金型温度調整手段 ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ 成形基板 ３２、３３ 離型ムラ ３４ 離型前の成形基板 ３５ 離型後の成形基板 ３６ 変形発生点 ３７ ピット変形 ３８ ピット変形の発生した成形基板 ３９ 離型気体吹出開口部 Ｐ１、Ｐ２ 圧力設定値 Ｐｏ１、Ｐｏ２ 離型先端部での圧力値 Ｐ３ 離型先端部でピット変形が発生しない気体圧力上
限値 Ｐ４ 離型先端部で離型ムラが発生しない気体圧力下限
値 Ｔｂ 離型開始時間 Ｔｅ 離型完了時間 Ｐｏ 離型先端部での圧力値 Ｔ１ 圧力設定切替えを開始する時間 Ｐｎ Ｐ１とＰ２間の任意の圧力設定値 Ｔ２ 圧力設定切替えを終了する時間 Ｖ１、Ｖ２ 気体が吹出してできた空隙 Ａ１、Ａ２ 離型面部 Ｌ１、Ｌ２ 離型先端部 Ｐａ、Ｐｂ 圧力設定値 Ａ 離型ムラが発生する領域 Ｂ ピット変形が発生する領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F202 AH79 AR02 AR11 CA11 CB01 CM08 4F206 AH79 AR02 AR11 JA07 JN41 JP30 JQ81 5D121 AA02 DD05 DD13 DD18 GG20

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の金型間に形成されるキャビティ内
   に溶融樹脂を射出し、冷却後前記金型を開いて硬化した
   光ディスク基板を取り出す光ディスク基板の製造方法で
   あって、前記金型から前記基板を離型させる際に、前記
   金型と前記基板の間に離型気体を送り込むことにより前
   記金型から前記基板を離型させる剥離力を付与する離型
   操作を含み、前記離型操作の開始から終了までの間に、
   前記離型気体の吹き出し口における圧力を連続的もしく
   は断続的に変化させて、前記基板が離型している箇所の
   圧力を調整す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】 基板が離型している箇所の圧力を、ピッ
   ト変形が発生せず、かつ離型ムラが発生しない範囲に調
   整することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク基
   板の製造方法。
3. 【請求項３】 離型操作開始時の離型気体の吹き出し口
   における圧力設定値をＰ１、離型操作完了時の離型気体
   の吹き出し口における圧力設定値をＰ２とするとき、Ｐ
   １≠Ｐ２であることを特徴とする請求項１に記載の光デ
   ィスク基板の製造方法。
4. 【請求項４】 離型操作開始時の離型気体の吹き出し口
   における圧力設定値をＰ１、離型操作完了時の離型気体
   の吹き出し口における圧力設定値をＰ２とするとき、Ｐ
   １＜Ｐ２であることを特徴とする請求項３に記載の光デ
   ィスク基板の製造方法。
5. 【請求項５】 離型操作中の気体の圧力設定値をＰ１か
   らＰ２に単調増加させることを特徴とする請求項４に記
   載の光ディスク基板の製造方法。
6. 【請求項６】 圧力設定値がＰ１の場合の基板が離型し
   ている箇所における圧力をＰｏ１、圧力設定値がＰ２の
   場合の基板が離型している箇所における圧力をＰｏ２、
   基板が離型している箇所におけるピット変形の発生しな
   い圧力の上限値をＰ３、基板が離型している箇所におけ
   る離型ムラの発生しない圧力の下限値をＰ４とすると
   き、基板内周においてＰ３＞Ｐｏ１＞Ｐ４であり、基板
   外周においてＰ３＞Ｐｏ２＞Ｐ４となるように、前記Ｐ
   １およびＰ２が設定されることを特徴とする請求項４に
   記載の光ディスク基板の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１から６のいずれか１項に記載の
   製造方法により製造された光ディスク基板。
8. 【請求項８】 少なくとも１つ以上の気体の吹き出し口
   をキャビティ面の内周側に具備する一対の金型と、前記
   吹き出し口に離型気体を導入する気体流路を具備した光
   ディスク基板の製造装置であって、 前記金型キャビティ内に溶融樹脂を射出流入させて、冷
   却固化した光ディスク基板を金型から離型する際に、前
   記気体流路を通じて前記金型と基板の間に離型気体を送
   り込む離型気体導入装置を備え、前記離型気体導入装置
   は、少なくともスタンパ側の前記吹き出し口における前
   記離型気体の圧力を連続的もしくは断続的に変化させる
   手段を有することを特徴とする光ディスク基板の製造装
   置。
9. 【請求項９】 前記離型気体の圧力を連続的もしくは断
   続的に変化させる手段は、前記離型気体の流出タイミン
   グを制御する手段と、前記気体流路を開閉する手段と、
   前記離型気体の圧力を調整する手段と、前記圧力調整手
   段の設定圧力を制御する手段とを具備し、前記離型気体
   の流出タイミングを制御する手段と前記気体流路を開閉
   する手段により、前記基板の離型開始時に前記気体流路
   を開いて前記金型からの前記基板の離型が進行している
   間に、前記圧力調整手段の設定圧力を変化させることを
   特徴とする請求項８に記載の光ディスク基板の製造装
   置。
10. 【請求項１０】 前記気体流路を２つ以上具備し、前記
    離型気体の圧力を連続的もしくは断続的に変化させる手
    段は、それぞれの前記気体流路に対して設けられた、前
    記離型気体の流出タイミングを制御する手段と、前記気
    体流路を開閉する手段と、前記離型気体の圧力を調整す
    る手段とを具備し、前記２つ以上の気体流路は、前記圧
    力調整手段によって予め規定した圧力を付与され、前記
    金型からの前記基板の離型が進行している間に、前記離
    型気体の流出タイミングを制御する手段により順次選択
    される少なくとも１つの前記気体流路が、前記気体流路
    開閉手段により開閉されることを特徴とする請求項９記
    載の光ディスク基板の製造装置。