JP2003136540A

JP2003136540A - 光ディスク成形用金型装置

Info

Publication number: JP2003136540A
Application number: JP2001335615A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Kayahara; 敏裕茅原; Noribumi Kikuchi; 則文菊池
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2003-05-14

Abstract

(57)【要約】【課題】ショット毎の加熱冷却に伴うスタンパーの膨
張収縮による型体の損耗を防止し、優れた耐熱性と耐久
性とを具備した光ディスク成形用金型装置を提供する。【解決手段】射出成形により光ディスクを成形するた
めのキャビティ空間を画定する固定型（第１の型体）１
及び可動型（第２の型体）２とを備え、前記固定型１の
キャビティブロック１７においてスタンパー３６が保持
されるスタンパー支持面１７ａに、Ａｌ₂Ｏ₃膜１７ｂが
被覆された構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＤＶＤ（デ
ジタルビデオディスク）等の光ディスクを製造するため
の光ディスク成形用金型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＤＶＤ等の光ディスクの基板は、一般に
樹脂を射出成形して作製されており、この射出成形に用
いる成形用金型装置の一例を図７に示す。この図に示す
成形用金型装置２００は、可動型２０１と、この可動型
２０１と対向して配置された固定型２０２とを備えて構
成されており、これら可動型２０１と固定型２０２とを
型閉して形成される空間がキャビティ空間Ｃとされてい
る。また、前記可動型２０１のキャビティ空間Ｃ側の面
は、円盤状のスタンパー２０３を支持するためのスタン
パー支持面２０１Ａとされている。そして、このキャビ
ティ空間Ｃ内に成形材料である溶融した樹脂を充填し、
このキャビティ空間内の樹脂すなわち光ディスクが固化
した後、固定型２０２及び可動型２０１を型開して成形
された光ディスクを取り出すようになっている。前記キ
ャビティ空間Ｃには、その中心部に相当する位置の固定
型２０２に形成されたスプルー２０４からスプルー２０
４の先端部に形成された凹部（ダイ）２０７を介して樹
脂が注入されるようになっており、さらに、可動型２０
１の、前記ダイ２０７と対向する位置に進退自在に設け
られたカットパンチ２０５を固定型２０１側へ移動させ
て、ダイ２０７内へ進入させることにより、キャビティ
空間Ｃ内に形成された光ディスクの中心部の開口孔を形
成するとともに、スプルー２０４内の樹脂と、キャビテ
ィ空間Ｃ内の樹脂（光ディスク）とを切断するようにな
っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の金型装置２
００において、スプルー２０４から注入される樹脂の温
度は３５０℃程度であるため、樹脂充填時にはスタンパ
ー２０３も３５０℃程度に加熱され、次いで、樹脂を固
化させるために１００℃程度にまで冷却される。スタン
パー２０３は、このような加熱冷却のサイクルにより膨
張と収縮を繰り返す。その一方で、スタンパー支持面２
０１Ａは、樹脂を冷却、固化させるために１００℃程度
以下に保持されているため、ショット毎に温度が大きく
変化することはない。従って、上記金型装置の稼働時に
は、スタンパー２０３がスタンパー支持面２０１Ａ上を
摺動することとなる。このようなスタンパー２０３の摺
動によるスタンパー支持面２０１Ａ及びスタンパー２０
３背面の摩耗により生じる摩耗粉が、スタンパー２０３
の背面や上面（キャビティ空間Ｃ側面）に付着すると、
スタンパー２０３の平坦性が損なわれたり、摩耗分の形
状が光ディスクに転写されて転写不良となる。その結
果、製品の歩留まり低下やスタンパー２０３の短寿命化
といった問題が生じていた。そこで、上記スタンパー支
持面２０１Ａの摩耗を防止するために、スタンパー支持
面２０１Ａ上にＴｉＮやＤＬＣ（Diamond Like Carbo
n）等の硬質材料の薄膜を形成した金型装置が提案され
ているが、ＴｉＮ膜を形成したものでは、強度の不足に
よるＴｉＮ膜の摩耗が問題となっており、ＤＬＣ膜を形
成したものでは、膜の付着強度の不足によるＤＬＣ膜の
剥離が問題となっていた。

【０００４】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、ショット毎の加熱冷却に伴うスタ
ンパーの膨張収縮による型体の損耗を防止し、優れた耐
熱性と耐久性とを具備した光ディスク成形用金型装置を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、射出成形により光ディスクを成形するた
めのキャビティ空間を画定する第１の型体及び第２の型
体とが備えられ、前記第１の型体又は第２の型体に光デ
ィスクに凹凸を形成するためのスタンパーを指示するた
めのスタンパー支持面が形成されており、前記第１の型
体又は第２の型体のスタンパー支持面に、Ａｌ₂Ｏ₃膜が
被覆されたことを特徴とする光ディスク成形用金型装置
を提供する。

【０００６】上記構成を備えた本発明に係る金型装置
は、型体のスタンパー支持面に硬質の薄膜であるＡｌ₂
Ｏ₃膜を形成したことで、ショット毎の加熱冷却に伴う
スタンパーの膨張収縮による型体の損耗、すなわち、型
体やスタンパーの摩耗に伴う摩耗粉の発生を防止するこ
とができる。従って、この摩耗粉に起因する転写不良の
発生を防止でき、型体及びスタンパーを長寿命化するこ
とができる。また、Ａｌ₂Ｏ₃膜は、表面が平滑であるた
め、スタンパーの加熱冷却に伴う膨張収縮による摩耗に
よりスタンパー支持面やスタンパーが損耗し難く、さら
に耐薬品性にも優れているので、光ディスク成形用の樹
脂による有機化合物を含むガス成分に腐食され難いとい
う特徴を有する。

【０００７】本発明に係る光ディスク成形用金型装置に
おいては、前記Ａｌ₂Ｏ₃膜の膜厚が、０．３μｍ〜３μ
ｍの範囲とされることが好ましい。Ａｌ₂Ｏ₃膜の膜厚が
０．３μｍ未満では、薄すぎるために膜の耐久性が不足
し、加熱冷却に伴うスタンパーの膨張収縮によるＡｌ₂
Ｏ₃膜及びスタンパー支持面の摩耗が生じ易くなる。ま
た、膜厚が３μｍを越える場合には、Ａｌ₂Ｏ₃膜に内在
する応力により膜の剥離が生じ易くなる傾向にある。

【０００８】また、上記光ディスク成形用金型装置にお
いては、前記Ａｌ₂Ｏ₃膜が、スパッタ法により形成され
たものであることが好ましい。

【０００９】次に、本発明に係る光ディスク成形用金型
装置においては、前記スタンパー支持面を有する型体
に、スタンパーの裏面側を排気してスタンパーを固定す
る真空チャック機構が備えられた構成とすることが好ま
しい。このような真空チャック機構を備えることで、よ
り安定にスタンパーをスタンパー支持面に保持すること
ができるとともに、成形材料である樹脂とともに同伴さ
れるガス成分や、このガス成分が凝固した樹脂粉末をあ
る程度外部に排出することができるので、メンテナンス
周期を延ばすことができる。従って、装置の稼働時間を
長くして生産効率を高めることができる。

【００１０】次に、本発明に係る光ディスク成形用金型
装置においては、前記スタンパー支持面を有する型体
に、スタンパーの内端部を固定するための爪部が形成さ
れた構成とすることもできる。このような爪部によりス
タンパー内端を固定することで、より安定にスタンパー
を固定でき、また、スタンパー内端とスタンパーを保持
する型体との境界にバリが生じるのを抑えることができ
るので、高品質の光ディスクを製造することができる。
さらに、前記爪部により固定することで、スタンパーを
型体のスタンパー支持面に確実に押しつけた状態で成形
を行うことができるので、成形時のスタンパーの浮き上
がりをなくすことができる。つまり、スタンパーが浮き
上がった状態で樹脂を充填することによりスタンパーと
スタンパー支持面とが強く接触されるのを防止すること
ができる。従って、この作用によっても、スタンパーの
寿命を延ばすことができ、上記Ａｌ₂Ｏ₃膜による作用と
相まって更にスタンパーの寿命を延ばすことができる。

【００１１】次に、本発明に係る光ディスク成形用金型
装置においては、前記第１の型体及び第２の型体の対向
する面に設けられ、型閉時にテーパー嵌合するテーパー
面が形成された位置決め部材と、前記第１の型体及び第
２の型体のうち一方に設けられたガイドピンと、他方の
型体の前記ガイドピンと対向する位置に設けられ、前記
ガイドピンが前記型体の開閉方向へ摺動自在に嵌合され
るガイドピン受けとを備える案内部材と、を備えた構成
とすることもできる。

【００１２】光ディスクの成形時には、一対の型体を型
閉し、これら型体間に形成された製品キャビティに成形
材料を充填する。この製品キャビティに充填された成形
材料すなわち光ディスクが固化した後、両型体を型開
し、成形された光ディスクを取り出す。両型体を型閉し
た状態では、これら型体にそれぞれ固定された位置決め
部材のテーパー面が相互にテーパー嵌合することによ
り、両型体が芯合わせされる。一方、両型体が開いた状
態では、両型体の位置決め部材は互いに離れるが、ガイ
ドピンとこのガイドピンが両型体の開閉方向へ摺動自在
に嵌合されたガイドピン受けとによって両型体が芯合わ
せされる。このような構成により、確実に両型体が芯合
わせされて樹脂の充填、成形が行われるので、スタンパ
ーに作用する樹脂からの圧力を均一化することができ、
上記Ａｌ₂Ｏ₃膜による作用と相まって、更なるスタンパ
ーの長寿命化を実現することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光ディスクの成形
方法およびこの方法に用いる光ディスク成形用金型装置
の一実施の形態について、図面を参照しながら説明す
る。まず光ディスクの成形用金型装置の構成を説明す
る。１は第１の型体としての固定型、２は第２の型体と
しての可動型で、これら固定型１および可動型２は、図
１、図２および図４における型開閉方向（図示ＡＢ方
向）に移動して互いに開閉し、型閉時に光ディスクを形
成する製品キャビティ（キャビティ空間）３を相互間に
形成するものである。なお、図１、図２および図４で
は、固定型１および可動型２を図示上下方向（図示ＡＢ
方向）に並べて描いてあるが、通常は、固定型１および
可動型２を水平に並べた状態（すなわち、水平方向に型
開閉がなされる状態）で成形が行われる。ただし、図示
の通り上下に並んだ状態で成形を行うことも可能であ
る。

【００１４】前記固定型１は、固定側型板６と、この固
定側型板６における可動型２と反対側の面に固定された
固定側取り付け板７とを備えている。この固定側取り付
け板７は、図示していない射出成形機の固定側プラテン
に取り付けられるものである。なお、図３に図示の７ａ
は、固定側プラテンヘの取り付け用のボルトを通すため
に固定側取り付け板７に形成された通孔である。そし
て、固定側取り付け板７の中央部には、射出成形機のノ
ズルが接続されるスプルーブッシュ８がボルト９により
固定されている。このスプルーブッシュ８は、内部が材
料通路であるスプルー１０になっているが、固定側取り
付け板７及びを固定側型板６を貫通し、その先端が固定
側型板６の可動型２側へ突出している。さらに、前記ス
プルーブッシュ８における可動型２と反対側の面には、
円環状のローケートリング１１が配置され、ボルト１２
によりスプルーブッシュ８に固定されている。

【００１５】前記固定側型板６は、前記固定側取り付け
板７にボルト１６により固定されたキャビティ形成部材
としてのほぼ円板状のキャビティブロック１７と、固定
側取り付け板７にボルト１８により固定された位置決め
部材としてのほぼ円環状の固定側位置決めリング１９と
からなっている。この固定側位置決めリング１９は、前
記固定側取り付け板７における可動型２側の面の周縁部
に形成された段部２０および前記キャビティブロック１
７の外周側に嵌合しており、金型製作の段階でキャビテ
ィブロック１７に対して芯合わせされている。そして、
固定側位置決めリング１９は、可動型２側の部分の内周
面に、この可動型２側へ向かって径が大きくなるテーパ
ー面２１を有している。このテーパー面２１の前記型開
閉方向に対する角度は５〜３０゜程度とされている。

【００１６】また、図３に示すように、前記固定側取り
付け板７におけるほぼ一対角線上に位置する２つの角部
には円柱形状のガイドピン２２がそれぞれ固定されてい
る。これらガイドピン２２は、図２に示すように、その
一端側に形成された鍔部２３が固定側取り付け板７に突
き当てられるとともに、鍔部２３よりも一端側が固定側
取り付け板７に形成された孔部２４内に嵌合され、固定
側取り付け板７の他面側に設けられた補助部材２５およ
びこの補助部材２５を貫通してガイドピン２２の端面に
螺合されたボルト２６により固定されている。そして、
ガイドピン２２は、前記型開閉方向を軸方向として可動
型２側へ突出している。さらに、ガイドピン２２の先端
面にはフランジ状のストッパー２７が固定されている。

【００１７】さらに、図１に示す前記キャビティブロッ
ク１７における可動型２側の外周部には段差部３１が形
成されているが、この段差部３１には円環状の外周スタ
ンパー押え３２が嵌合されてボルト３３により固定され
ている。一方、前記キャビティブロック１７の中央部に
形成された孔部としての貫通孔３４内にはほぼ円筒状の
筒状部材としての内周スタンパー押え３５が嵌合されて
固定されている。前記キャビティブロック１７のスタン
パー支持面１７ａには、図４に示すように、光ディスク
に凹凸を形成するためのスタンパー３６が着脱可能に装
着されるようになっており、前記外周スタンパー押え３
２がスタンパー３６の外周部を固定し、内周スタンパー
押え３５がスタンパー３６の内周部を固定するようにな
っている。つまり、図４に示すように、内周スタンパー
押え３５の可動型２側面の先端外周部には、スタンパー
３６の内周部を押えるための爪部３７が形成されてい
る。また、前記スプルーブッシュ８は、筒状の内周スタ
ンパー押え３５内に嵌合している。そして、スプルーブ
ッシュ８における可動型２側の先端面にはスプルー１０
と連通された凹部３８が形成されている。尚、スタンパ
ー３６は、Ｎｉ等の金属板からなり、ＤＶＤ用スタンパ
ーの場合には、ＤＶＤの情報記録領域を規定するグルー
ブ部やランド部のようなディスク円周方向に沿って形成
される円弧状の凸部やこれら凸部の間に形成される円弧
状の溝を形成するための型を片面に有するものとされ
る。また、ＣＤ用スタンパーの場合には、情報記録用の
ピットをディスク円周方向に沿って形成するための型を
有するものとされる。

【００１８】本実施形態の金型装置においては、上記爪
部３７が設けられていることにより、スタンパー３６を
より確実にスタンパー支持面１７ａに押さえ付け、固定
できるようになっている。これにより、成形時にスタン
パー３６がスタンパー支持面１７ａから浮き上がるのを
防止することができ、スタンパー３６やスタンパー支持
面１７ａの損耗を防止することができる。つまり、スタ
ンパー３６がスタンパー支持面１７ａから浮き上がった
まま樹脂の充填を行うと、高圧で充填される樹脂の圧力
によりスタンパー３６がスタンパー支持面１７ａに押さ
え付けられ、その際の両者の接触によりこれらの部材が
損耗するおそれがあるが、スタンパー３６がスタンパー
支持面１７ａ上に固定されていれば、このような接触を
防止することができる。

【００１９】また、図１に示すように、前記キャビティ
ブロック１７の製品キャビティ３側の面の周縁部には、
ほぼ環状に溝が刻設されており、その溝に排気通路４が
接続されている。排気通路４は、図１には１つのみ示し
たが、上記の溝に沿って８〜１２箇所程度に設けられて
いる。そして、排気通路４は、図示しない排気手段に接
続されており、この排気手段により排気通路４内を排気
することでスタンパー３６を固定するようになってい
る。すなわち、この排気通路４は、スタンパー３６の外
周側を吸着して固定する真空チャック機構を構成するも
のである。

【００２０】前記可動型２は、可動側型板４１と、この
可動側型板４１における固定型１と反対側の面に固定さ
れた可動側受け板４２と、この可動側受け板４２におけ
る固定型１と反対側の面にボルト４３により固定された
可動側取り付け板４４とを備えている。この可動側取り
付け板４４は、射出成形機の可動側プラテンに取り付け
られるものである。前記可動側型板４１は、前記可動側
受け板４２にボルト４５により固定されたキャビティ形
成部材としてのほぼ円板状のコアブロック４６と、可動
側受け板４２にボルト４７により固定された位置決め部
材としてのほぼ円環状の可動側位置決めリング４８とか
らなっている。この可動側位置決めリング４８は、前記
可動側受け板４２における固定型１と対向する面の外周
部に形成された段部４９および前記コアブロック４６の
外周側に嵌合しており、金型製作の段階でコアブロック
４６に対して芯合わせされている。そして、可動側位置
決めリング４８は、型閉時に前記固定側位置決めリング
１９のテーパー面２１が当接してテーパー嵌合するテー
パー面５０を有している。さらに、このテーパー面５０
の外周側に位置して、可動側位置決めリング４８におけ
る固定側位置決めリング１９への対向面には、この固定
側位置決めリング１９が当接するスペーサ５１がボルト
５２により固定されている。すなわち、固定側位置決め
リング１９と可動側位置決めリング４８とはインロー嵌
合する。

【００２１】また、図２に示すように、前記可動側受け
板４２および可動側取り付け板４４におけるほぼ一対角
線上に位置する２つの角部の、前記固定側受け板７の間
通孔２４と対向する位置に、貫通孔５６が形成されてい
る。そして、可動側受け板４２の貫通孔５６には、前記
固定型１側のガイドピン２２がそれぞれ前記型開閉方向
へ摺動自在に嵌合するガイドピン受け５８が組み込まれ
ている。これらガイドピン受け５８は、前記貫通孔５６
内に嵌合されて固定された円筒状のガイドブッシュ５９
と、このガイドブッシュ５９の内周側に摺動自在に組み
込まれたスライドボールベアリングあるいはスライドロ
ーラーベアリングなどよりなるリテーナ６０とからなっ
ており、このリテーナ６０の内周側に前記ガイドピン２
２が常時嵌合している。なお、このガイドピン２２のス
トッパー２７は、リテーナ６０を抜け止めするものであ
る。また、可動側取り付け板４４に形成された貫通孔５
７には、ガイドピン２２の先端部が挿入されるようにな
っている。

【００２２】また、図１に示すコアブロック４６におけ
る固定型１側の部分の外周部には段差部６６が形成され
ているが、この段差部６６には、円環状の突き当てリン
グ６７が前記型開閉方向へ摺動自在に嵌合されている。
なお６８は、突き当てリング６７を抜け止めするボルト
である。また、突き当てリング６７とコアブロック４６
外周面との間にはスライドベアリング６９が介在させて
ある。さらに、突き当てリング６７は、スプリング７０
により固定型１側へ付勢されている。そして、突き当て
リング６７は、型閉時に前記固定型１側の外周スタンパ
ー押え３２およびスタンパー３６に突き当たり、光ディ
スクの外周面を形成するものである。

【００２３】また、前記コアブロック４６の中央部にお
ける固定型１側の面に形成された凹部７６内には、ほぼ
円環状の工ア吹き出し入子７７が嵌合され、凹部７６の
背面側から挿入されたボルト７８により固定されてい
る。この工ア吹き出し入子７７と凹部７６の内周面との
間の隙間には、コアブロック４６や可動側受け板４２内
に形成された空気通路７９が連通している。

【００２４】また、前記工ア吹き出し入子７７内にはほ
ぼ円筒状の突き出しスリーブ８１が前記型開閉方向へ所
定範囲摺動自在に嵌合されている。この突き出しスリー
ブ８１は、前記コアブロック４６を貫通し一端側が可動
側受け板４２内に位置しているが、この可動側受け板４
２との間にはスライドベアリング８２が介在させてあ
る。さらに、突き出しスリーブ８１は、スプリング８３
により固定型１と反対側へ付勢されている。なお、８４
は、突き出しスリーブ８１の摺動範囲を規制するために
可動側受け板４２内に固定された規制板である。

【００２５】また、前記突き出しスリーブ８１内にはほ
ぼ円筒状のゲートカット部材としてのゲートカットスリ
ーブ８６が前記型開閉方向へ所定範囲摺動自在に嵌合さ
れている。このゲートカットスリーブ８６は、突き出し
スリーブ８１および前記規制板８４を貫通しているが、
ゲートカットスリーブ８６と突き出しスリーブ８１との
間にはスライドベアリング８７が介在させてある。そし
て、ゲートカットスリーブ８６の一端部に形成されたフ
ランジ部８８が前記規制板８４よりも可動側取り付け板
４４側に位置している。さらに、ゲートカットスリープ
８６は、スプリング８９により固定型１と反対側へ付勢
されている。

【００２６】さらに、前記可動側取り付け板４４には、
突き出し板９１が前記型開閉方向へ所定範囲摺動自在に
支持されている。この突き出し板９１は、スプリング９
２により固定型１と反対側へ付勢されている。そして、
突き出し板９１に固定された突き出しピン９３が前記ゲ
ートカットスリーブ８６内に摺動自在に嵌合されてい
る。また、突き出し板９１に固定された連動ピン９４が
前記ゲートカットスリーブ８６のフランジ部８８および
規制板８４を貫通して前記突き出しスリーブ８１に突き
当たるようになっている。さらに、前記ゲートカットス
リーブ８６のフランジ部８８に突設された受け部９５が
前記突き出し板９１を摺動自在に貫通している。

【００２７】そして、図４に示すように、前記固定型１
側のスプルーブッシュ８の先端面外周部と可動型２側の
ゲートカットスリーブ８６の先端面外周部との間に、固
定型１側のスプルー１０を製品キャビティ３に連通させ
るゲート９６が形成されるようになっている。また、ゲ
ートカットスリーブ８６がスプルーブッシュ８の凹部３
８に嵌合することにより、ゲート９６においてスプルー
１０内の成形材料である樹脂と製品キャビティ３内の樹
脂すなわち光ディスクとが切断され、この光ディスクの
中心部の開口孔が形成されるようになっている。したが
って、固定型１においては、キャビティブロック１７に
加えて内周スタンパー押え３５およびスプルーブッシュ
８の先端面外周部によっても光ディスクの一部が形成さ
れる。また、可動型２においては、コアブロック４６に
加えて工ア吹き出し入子７７および突き出しスリーブ８
１によっても光ディスクの一部が形成される。

【００２８】さらに、本実施形態の金型装置において
は、図４に示すキャビティブロック１７のスタンパー３
６を支持する面１７ａに、Ａｌ₂Ｏ₃膜１７ｂが形成され
ている。このＡｌ₂Ｏ₃膜１７ｂが形成されていること
で、スタンパー支持面１７ａ及びスタンパー３６の損耗
を防止することができる。

【００２９】スタンパー３６は、成形材料である３５０
〜３９０℃程度に加熱された溶融樹脂が製品キャビティ
３内に導入されると、その温度が３５０〜３９０℃程度
にまで上昇する。そして、充填後に樹脂が冷却固化され
ると１００℃程度まで温度が低下する。このような加熱
冷却がショット毎に繰り返されるため、スタンパー３６
は膨張収縮を繰り返すことになる。また、このスタンパ
ー３６は、高温高圧で充填される溶融樹脂による応力を
受ける。すなわち、スタンパー３６は、キャビティブロ
ック１７ａのキャビティ支持面１７ａに沿って繰り返し
摺動されることとなる。従来は、このスタンパー３６の
摺動によりスタンパー支持面１７ａやスタンパー３６の
背面側が摩耗し、それに伴って発生する摩耗粉が、スタ
ンパー３６の背面側（キャビティブロック１７側）や上
面側（製品キャビティ３側）へ移動し、光ディスクの転
写不良の原因となっていたが、本発明によれば、摺動面
であるスタンパー支持面１７ａに硬質で耐摩耗性、耐食
性に優れ、滑らかで摩擦係数の低いＡｌ₂Ｏ₃膜１７ｂが
形成されていることで、前記スタンパー３６の摺動が円
滑に行われるようになり、摩耗粉の発生を効果的に抑制
するようになっている。特に、スタンパー支持面１７ａ
の外周部は、スタンパー３６の膨張収縮の幅が大きくな
るため損耗が生じやすいが、前記Ａｌ₂Ｏ₃膜１７ｂが形
成されていることでこの外周部の損耗も効果的に防止す
ることができる。

【００３０】前記Ａｌ₂Ｏ₃膜１７ｂの膜厚は、０．３μ
ｍ〜３μｍの範囲とされることが好ましい。膜厚が０．
３μｍ未満であると、耐摩耗性を向上させる効果が小さ
くなり、また３μｍを越えると膜の内部応力が高くなり
剥離し易くなる。

【００３１】また、製品キャビティ３に充填される樹脂
は高温（３５０〜３９０℃）の溶融状態となっているた
め、この樹脂が気化した有機化合物系のガス成分が樹脂
に同伴されて製品キャビティ３内に導入される。この有
機化合物系のガス成分は、スタンパー３６とスタンパー
支持面１７ａとの間にも入り込み、キャビティブロック
１７により冷却されるため、繰り返し何十万回もの成形
サイクルの後、その一部が樹脂粉となり、スタンパー支
持面１７ａやスタンパー３６の裏面側に微量付着する。
また、ＤＶＤ用のポリカーボネート樹脂を用いて生産効
率を上げるためには高温高圧で樹脂を注入する場合、近
年では通常の樹脂成形よりも高温の３５０〜３９０℃も
の温度に加熱された樹脂を充填して成形を行うようにな
ってきているので、特に前記樹脂粉の発生が顕著になっ
てきており、何十万回という成形サイクルを繰り返して
行う場合に特に問題となってきている。特に、キャビテ
ィブロック１７に設けられた排気通路４の周辺部は、他
の部分より負圧となるためこの樹脂粉が溜まりやすくな
っている。このようにスタンパー支持面１７ａに付着し
た樹脂粉は、スタンパー３６の平坦性を低下させ、転写
不良の原因となるので、成形サイクル後のスタンパー３
６交換時に除去する必要がある。本実施形態の金型装置
では、スタンパー支持面１７ａにＡｌ₂Ｏ₃膜１７ｂが形
成されているので、本来樹脂粉の金型への付着が起こり
にくく、また樹脂粉が付着した場合にもその付着力を弱
めることができる。従って、本発明に係る金型装置で
は、このスタンパー支持面１７ａに生じた樹脂粉を、ス
タンパー３６交換時に容易にウェス等の布で拭き取るこ
とで除去することができるようになっている。

【００３２】さらに、前記樹脂が気化したガス成分は、
腐食性である場合が多く、従来の金型装置ではこのガス
成分にスタンパー支持面が腐食されて変色する現象が問
題となっていたが、本実施形態の金型装置では、スタン
パー支持面１７ａに形成されたＡｌ₂Ｏ₃膜１７ｂにより
ガス成分がキャビティブロック１７のスタンパー支持面
１７ａに到達するのを防止することができるようになっ
ている。これによりキャビティブロック１７の腐食が起
こりにくい、長寿命の金型装置を実現している。従っ
て、本実施形態の金型装置によれば、数十万回のサイク
ル成形処理を行っても、スタンパー支持面１７ａの損耗
が無く、また樹脂粉や摩耗粉が付着しにくいものを提供
することができる。

【００３３】次に、上記構成の金型装置を用いた光ディ
スクの成形方法について説明する。なお、図１、図２お
よび図４では、固定型１および可動型２を図示上下に並
べて描いてあるが、通常は固定型１および可動型２が水
平に並んだ状態で成形が行われる。ただし、図示の通り
上下に並んだ状態で成形を行うことも可能である。固定
型１と可動型２とを型開した状態でも型閉した状態で
も、図２及び図３に示す固定型１の両ガイドピン２２は
可動型２のガイドピン受け５８に常時嵌合したままであ
る。これにより、固定型１と可動型２とが芯合わせされ
る。すなわち、固定型１のキャビティブロック１７の中
心軸と可動型２のコアブロック４６の中心軸とが同一直
線上に位置する。

【００３４】光ディスクの成形時には、まず固定型１と
可動型２とを型閉して、これら固定型１および可動型２
間に製品キャビティ３を形成する。なお、このように型
閉した状態で、可動型２の突き当てリング６７が固定型
１のスタンパー３６に突き当たり、また、固定型１およ
び可動型２の位置決めリング１９，４８が相互にインロ
ー嵌合し、それらのテーパー面２１，５０が相互にテー
パー嵌合する。そして、射出成形機のノズルからスプル
ー１０へ成形材料である溶融した熱可塑性樹脂を射出す
る。この樹脂は、スプルー１０からゲート９６を通って
製品キャビティ３内に流入する（充填工程）。なお、当
初は固定型１および可動型２の型締力は比較的弱くなっ
ており、製品キャビティ３内に充填された樹脂の圧力に
より固定型１および可動型２が若干、例えば０．１〜
０．３ｍｍ程度開き、位置決めリング１９，４８のテー
パー面２１，５０も若干離れるが、可動型２のコアブロ
ック４６に対して摺動自在に支持された突き当てリング
６７は、スプリング７０の付勢によりスタンパー３６に
突き当たった状態に保持される。

【００３５】このようにして製品キャビティ３内に樹脂
が充填された後、射出成形機側に設けられた図示してい
ない押圧ロッドによってゲートカットスリーブ８６の受
け部９５が固定型１の方へ押されることにより、ゲート
カットスリーブ８６が固定型１側へ移動し、この固定型
１のスプルーブッシュ８の凹部３８に嵌合する。これに
より、ゲート９６においてスプルー１０と製品キャビテ
ィ３とが遮断されるとともに、この光ディスクの中心部
の開口孔が形成される（ゲートカット工程）。また、固
定型１および可動型２の型締めが強められることによ
り、コアブロック４６を含めて可動型２のほぼ全体が固
定型１側へ移動する。これにより、製品キャビティ３内
の樹脂が圧縮される（圧縮工程）。この圧縮工程が終了
した時点で、固定型１および可動型２の位置決めリング
１９，４８のテーパー面２１，５０が再び相互にテーパ
ー嵌合する。これにより、圧縮工程の終了時点以降、固
定型１と可動型２とが確実に芯合わせされる。

【００３６】さらに、この製品キャビティ３内の樹脂す
なわち光ディスクが冷却して固化した後、固定型１と可
動型２とが型開される。この型開に伴い、成形された光
ディスクおよびスプルー１０内で固化した樹脂はまず固
定型１から離れる。ついで、射出成形機側に設けられた
図示していない押圧ロッドによって突き出し板９１が固
定型１の方へ押されることにより、突き出し板９１と連
動して突き出しピン９３が固定型１側へ移動し、スプル
ー１０内で固化した樹脂を突き出して可動型２から離型
させる。また、突き出し板９１に固定された連動ピン９
４によって押されることにより突き出しスリーブ８１が
固定型１側へ移動し、光ディスクの内周部を突き出して
可動型２から離型させる。なお、この離型時、空気通路
７９から供給される空気がエア吹き出し入子７７とコア
ブロック４６との間の隙間から吹き出すことにより、光
ディスクと可動型２との間の真空破壊が行われる。そし
て、離型した光ディスクは、図示していない取り出しロ
ボットにより取り出される。その際、取り出しロボット
は、固定型１および可動型２間において、ガイドピン２
２およびガイドピン受け５８が設けられていない角部を
介して出入りする。尚、このようにして成形されるの
は、最終的な製品としての光ディスクではなくその基板
であるが、この基板には、その後、保護層、記録層、反
射層およびオーバーコート層などが適宜形成されて、Ｄ
ＶＤやＣＤ等の光ディスクが完成する。

【００３７】本実施の形態の構成によれば、固定型１に
設けたガイドピン２２を可動型２に設けたガイドピン受
け５８に型開閉方向へ拙動自在に嵌合して固定型１と可
動型２とを芯合わせするようにしたので、固定型１と可
動型２とが開いてそれらの位置決めリング１９，４８の
テーパー面２１，５０が互いに離れている状態でも、固
定型１と可動型２とを芯合わせできる。すなわち、固定
型１と可動型２とをいったん型閉した後の充填工程、ゲ
ートカット工程および圧縮工程では、固定型１と可動型
２とが若干開くが、その際にも固定型１や可動型２に加
わる重力に抗して、これら固定型１と可動型２とをある
程度正確に芯合わせされた状態に保持できる。したがっ
て、ゲートカット工程において可動型２側のゲートカッ
トスリーブ８６を固定型１の凹部３８に嵌合するとき、
ゲートカットスリーブ８６が凹部３８に確実かつ正確に
嵌合される。したがって、光ディスクの開口孔を正確に
所定の位置に形成できるとともに、この開口孔にバリな
どの不良が生じるのを防止することができる。

【００３８】また、圧縮工程の終了時点以降、固定型１
と可動型２とが最終的に完全に閉じて製品キャビティ３
が最終的な製品形状になった状態では、固定型１および
可動型２の位置決めリング１９，４８のテーパー面２
１，５０が互いにテーパー嵌合することにより、固定型
１と可動型２とが芯合わせされる。その際、位置決めリ
ング１９，４８がそれぞれ固定型１および可動型２に可
動状態に支持されているのではなく、固定されているも
のであることにより、位置決めリング１９，４８による
芯合わせは、ガイドピン２２およびガイドピン受け５８
のみによる芯合わせよりも確実で正確なものとなる。こ
のように、両型体を型閉した際に確実な芯合わせができ
ることで、製品キャビティ３を正確に画定できるように
なり、スプルー１０から導入される樹脂の圧力を製品キ
ャビティ３内でより均一にすることができる。従って、
スタンパー３６に作用する樹脂の圧力がより均一化さ
れ、スタンパー３６とスタンパー支持面１７ａ（Ａｌ₂
Ｏ₃膜１７ｂ）との摺動をより円滑にしてこれらの部材
の損耗を抑制することができる。従って、本実施形態の
金型装置によれば、上記Ａｌ₂Ｏ₃膜の作用と相まってス
タンパー３６の寿命を延ばすことができる。

【００３９】さらに、本実施の形態では、ガイドピン２
２およびガイドピン受け５８を２組のみ設けているが、
固定型１および可動型２の最終的な芯合わせは位置決め
リング１９，４８によってなされ、ガイドピン２２およ
びガイドピン受け５８は補助的なものなので、固定型１
および可動型２の２つの角部にあれば十分である。そし
て、固定型１および可動型２を型開して成形された光デ
ィスクを取り出すとき、固定型１および可動型２間にお
いて、ガイドピン２２およびガイドピン受け５８のない
角部を介して取り出しロボットを出し入れすることによ
り、光ディスクの取り出しに対してガイドピン２２およ
びガイドピン受け５８が支障とならない。

【００４０】なお、本発明は、前記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形実施が可能である。例え
ば、上記実施の形態では、固定型１にガイドピン２２を
突設し、このガイドビン２２が拙動自在に嵌合されるガ
イドピン受け５８を可動型２に設けたがン逆に可動型に
ガイドピンを設け、固定型にガイドピン受けを設けても
よい。また、前記実施の形態では、ガイドピン２２およ
びガイドピン受け５８を２組としたが、１組あるいは３
組以上としてもよい。

【００４１】また、本発明に係る光ディスク成形用金型
装置によれば、情報記録部よりも内周側に、この情報記
録部の表面よりも高さ０．０４ｍｍ以上（好ましくは
０．０５ｍｍ以上）突出した環状の凸部が形成された光
ディスクを製造することもできる。このような構成を備
えた光ディスクの一例を図５に示す。図５は、光ディス
クの部分断面構造を示す図である。図５に示す光ディス
ク１０１は、円板状になっていて、開口孔１０２を中央
部に有しているとともに、内周部および外周部以外の部
分が情報記録部１０３とされている。また、光ディスク
１０１の一方の面には、情報記録部１０３よりも内周側
に位置して、この情報記録部１０３の表面よりも高さｈ
が０．０４ｍｍ以上突出した円環状の凸部１０４が光デ
ィスク１０１全体と同心的に形成されている。この凸部
１０４の高さｈは、より好ましくは０．０５ｍｍ以上で
ある。このような構成の光ディスク１０１は、成形時に
光ディスク１０１表面にバリ１０５が生じたとしても、
例えば、光ディスク１０１を光ディスクドライブ装置の
ターンテーブル１０６上に装着したとき、バリ１０５で
はなく前記凸部１０４がターンテーブル１０６上に載る
構造とされている。従って、バリ１０５に影響されるこ
となく、ターンテーブル１０６上に光ディスク１０１を
傾きなく装着することができ、光ディスクの回転時の面
振れを防止することができる。あるいは、光ディスクに
ハブを後付けする際に、光ディスクに対してハブを平行
に取り付けることができる。

【００４２】次に、上記凸部を備えた光ディスク１０１
を製造するための金型装置の構成について図６を参照し
て以下に説明する。図６は、本発明に係る光ディスク成
形用金型装置の部分断面構造を示す図であり、光ディス
クを成形するための製品キャビティの中央部を示してい
る。この図５に示す金型装置の基本構成は、図１に示す
金型装置とほぼ同様であり、図１と同一の構成要素には
同一の符号が付されている。図６に示す金型装置の特徴
的な点は、エア吹き出し入子７７の製品キャビティ３側
の面に、深さ０．０４ｍｍ以上（好ましくは０．０５ｍ
ｍ以上）の環状の凹部９９が刻設されている点である。
このような構成の金型装置を用いて成形を行うことで、
図６に示すように、この凹部９９の形状が転写されて形
成された凸部１０４を有する光ディスク１０１を製造す
ることができる。

【００４３】

【実施例】（実施例１）マグネトロンスパッタ法により
金型のスタンパー支持面に種々に厚さを変化させてＡｌ
₂Ｏ₃膜を蒸着した。具体的には、真空容器内にマグネト
ロンスパッタの台座に金属Ａｌのターゲットを固定し
て、その対向面にスタンパー保持面となる平面を鏡面に
研摩したステンレス製円板（１８０ｍｍφ×２０ｍｍ厚
み）を配置して基板とし、真空に減圧した後、ＡｒとＯ
₂の混合ガスをＡｒ分圧が２．７×１０^-3Ｔｏｒｒ（３
５．９×１０^-2Ｐａ）になるようにして導入し、直流と
パルス電圧をターゲットに加え、プラズマを発生させタ
ーゲットのスパッタを行った。１時間の反応により基板
上に１μｍのＡｌ₂Ｏ₃膜を得た。このＡｌ₂Ｏ₃膜をＸ線
回折より分析したところ、その結晶形態はγＡｌ₂Ｏ₃で
あった。

【００４４】（実施例２）マグネトロンスパッタ法によ
り金型のスタンパー支持面に種々に厚さを変化させてＡ
ｌ₂Ｏ₃膜を蒸着した。真空容器内に配置されたマグネト
ロンスパッタ用の台座にＡｌ₂Ｏ₃のターゲットを固定し
て、その対向面にスタンパー支持面となる平面を鏡面に
研摩したステンレス製円板（１８０ｍｍφ×２０ｍｍ厚
み）を配置して基板とし、真空に減圧した後、Ａｒを導
入しその圧力が２×１０^-4Ｔｏｒｒ（２６６×１０^-4Ｐ
ａ）となるようにして、１３．５６Ｍｚの高周波をター
ゲットに印加してスパッタを行った。３時間の反応によ
り前記基板上に１μｍのＡｌ ₂Ｏ₃膜を得た。Ｘ線回折よ
りこのＡｌ₂Ｏ₃膜の分析を行ったところ、その結晶形態
はアモルファスであった。

【００４５】（比較例１，２）次に、比較例１，２とし
て、それぞれスタンパー支持面となる面にＴｉＮを２μ
ｍ成膜したステンレス製の基板と、ＤＬＣ（Diamond Li
ke Carbon）を１μｍ成膜したステンレス製の基板を作
製した。

【００４６】以上により作製された実施例１，２及び比
較例１，２の基板をスタンパー支持面に装着して、射出
成形を行った。３０万ショット後のスタンパー支持面の
状態を目視観察した結果を表１に示す。

【００４７】

【表１】

【００４８】表１に示すように、スタンパー支持面にＡ
ｌ₂Ｏ₃膜が形成され、その膜厚が０．３μｍ〜３μｍの
範囲とされた本発明の要件を満たす金型は、３０万ショ
ット後にもスタンパー支持面に、傷やＡｌ₂Ｏ₃膜の剥
離、変色、付着物は見られず、極めて良好な耐久性を備
えることが確認された。

【００４９】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
光ディスク成形用金型装置は、スタンパー支持面に、硬
質のＡｌ₂Ｏ₃膜が被覆されたことで、射出成形時の加熱
冷却に伴うスタンパーの膨張収縮によりスタンパー支持
面及びスタンパーが摩耗するのを効果的に防止すること
ができ、スタンパーの長寿命化を実現することができ
る。また、溶融樹脂に同伴されて製品キャビティ内に導
入されるガス成分に起因するスタンパー支持面の腐食も
防止することができるので、金型装置の寿命を延ばすこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る光ディスク成形用金型
装置の断面構成図である。

【図２】図２は、本発明に係る光ディスク成形用金型
装置に備えられたガイドピン及びガイドピン受けの断面
図である。

【図３】図３は、図１に示す金型装置の固定型の平面
図である。

【図４】図４は、図１に示す金型装置のゲート付近の
拡大断面図である。

【図５】図５は、本発明に係る金型装置により作製さ
れる光ディスクの一例を示す部分断面図である。

【図６】図６は、図５に示す光ディスクを製造するた
めの金型装置の構成を示す断面構成図である。

【図７】図７は、光ディスク成形用金型の一例を示す
部分断面図である。

【符号の説明】

１固定型（第１の型体）２可動型（第２の型体）３製品キャビティ１０スプルー１７ａスタンパー支持面１７ｂＡｌ₂Ｏ₃膜１９固定側位置決めリング２１テーパー面２２ガイドピン（案内部材）３８凹部４８可動側位置決めリング（位置決め部材）５０テーパー面５８ガイドピン受け（案内部材）８６ゲートカットスリーブ（ゲートカット部材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】射出成形により光ディスクを成形するた
めのキャビティ空間を画定する第１の型体及び第２の型
体とが備えられ、前記第１の型体又は第２の型体に光デ
ィスクに凹凸を形成するためのスタンパーを受けるスタ
ンパー支持面が形成され、前記第１の型体又は第２の型体のスタンパー支持面に、
Ａｌ₂Ｏ₃膜が被覆されたことを特徴とする光ディスク成
形用金型装置。
【請求項２】前記Ａｌ₂Ｏ₃膜の膜厚が、０．３μｍ〜
３μｍの範囲とされたことを特徴とする請求項１に記載
の光ディスク成形用金型装置。
【請求項３】前記Ａｌ₂Ｏ₃膜が、スパッタ法により形
成されたものであること特徴とする請求項１又は２に記
載の光ディスク成形用金型装置。
【請求項４】前記スタンパー支持面を有する型体に、
スタンパーの裏面側を排気してスタンパーを固定する真
空チャック機構が備えられたことを特徴する請求項１な
いし３のいずれか１項に記載の光ディスク成形用金型装
置。
【請求項５】前記スタンパー支持面を有する型体に、
スタンパーの内端部を固定するための爪部が形成された
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記
載の光ディスク成形用金型装置。
【請求項６】前記第１の型体及び第２の型体の対向す
る面に設けられ、型閉時にテーパー嵌合するテーパー面
が形成された位置決め部材と、前記第１の型体及び第２の型体のうち一方に設けられた
ガイドピンと、他方の型体の前記ガイドピンと対向する
位置に設けられ、前記ガイドピンが前記型体の開閉方向
へ摺動自在に嵌合されるガイドピン受けとを備える案内
部材と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
１項に記載の光ディスク成形用金型装置。