JP2003200460A - 光ディスク用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】断熱材の厚みの精度が加工容易で安価となり、
かつ、スタンパの仕様や成形条件に対応して適正な厚さ
の断熱板に交換が容易な光ディスク用金型を提供する。 【解決手段】キャビティ面の温度制御用の温調回路を設
けた鏡面部材６を備え、少なくとも一方に凹凸を有した
スタンパ３を装着して嵌合する一対の光ディスク用金型
において、スタンパ３と鏡面部材６との間に断熱板を含
む２枚以上の環状部材を厚さ方向に重ねて設ける。環状
部材は少なくとも断熱板１８と厚み調整板１９であり、
断熱板１８の厚さに応じて予め準備した厚み調整板１９
と交換することで調整が容易である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスタンパに形成した
凹凸を転写させる光ディスク用金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクの基板は熱可塑性樹脂を射出
成形して作っている。金型は大きくは一対の嵌合する部
材からなり、嵌合した部材間で形成されるキャビティに
溶融樹脂を充填し、冷却固化後、金型から取り出す。図
６に示す射出成形機の断面図を用いて光ディスク基板の
成形方法を説明する。図６において、１０１は射出成形
機の基台であり、射出系１０２と型締系１０３とを載せ
ている。射出系１０２には乾燥した樹脂を一旦貯めるミ
ニホッパ１０４があり、ここからスクリュ１０５にペレ
ット状の樹脂が供給される。スクリュ１０５の周囲には
ヒータ１０６があり、この熱で樹脂は溶融し、スクリュ
１０５が回転することで樹脂を混練しながら、スクリュ
１０５を後退して計量する。スクリュ１０５の根元には
射出ピストン１０７があり、計量した溶融樹脂を射出す
る。

【０００３】従来の光ディスク基板に用いられるスクリ
ュ１０５はインラインスクリュで、計量と射出を同一ス
クリュで行っている。これは、樹脂のヤケ等を防止する
ためである。型締系１０３は２枚の大プレート１０８に
一対の嵌合する金型がボルトで取り付けられる。一方が
固定金型１０９であり、他方が可動金型１１０である。
この固定金型１０９と可動金型１１０とが閉じた状態で
両者の間にできるキャビティ１１１に溶融樹脂が充填さ
れる。この型締系１０３にはタイバー１１２があり、大
プレート１０８が平行に向き合ったまま可動側が移動す
るようにしている。直圧方式では可動側の大プレート１
０８を型締ピストン１１３で押す。溶融樹脂は金型内で
型締圧をかけたまま冷却固化した後、取り出し機（図示
せず）で金型の外に取り出す。

【０００４】図７に金型の断面図を示す。金型は上記の
ように固定金型１と可動金型２の１対から構成される。
ここでは、情報の凹凸を形成したスタンパ３を固定金型
１に装着する場合を示す。固定金型１には溶融樹脂が流
入するスプル部をもつスプルブッシュ４がある。スプル
ブッシュ４の周りにはスタンパホルダー５があり、スタ
ンパ３の内側を保持し、固定側鏡面盤６に装着する。固
定側鏡面盤６は固定側基盤７に取り付けられている。固
定側鏡面盤６の外側にはディスクの外周を規定する外周
リング８がある。外周リング８の外側の固定金型１の最
外周には固定側突き当てリング９があり、可動側突き当
てリング１０と嵌合し突き当たることで位置出しを行
う。可動金型２は、内側から、エジェクタピン１１、カ
ットパンチ１２、エジェクタスリーブ１３、可動側固定
ブッシュ１４、可動側鏡面盤１５がある。固定金型１と
可動金型２とが嵌合する際には、可動側鏡面盤１５と可
動側突き当てリング１０の間に外周リング８を介在させ
る。可動側鏡面盤１５と可動側突き当てリング１０とは
可動側基盤１６に取り付けられている。キャビティ１７
は固定金型１と可動金型２とが閉じた際にできる金型内
の空間であり、溶融樹脂がスプルブッシュ４から流れ込
んで固化後に基板となる。カットパンチ１２は突き出し
て基板に内孔を形成する。エジェクタピン１１とエジェ
クタスリーブ１３は基板を金型から取り出す際に、それ
ぞれ、コールドスラグ部と成形基板部を突き出す。ま
た、基板を取り出す際は、固定金型１ではスプルブッシ
ュ４とスタンパホルダー５との間から、可動金型２では
可動側固定ブッシュ１４と可動鏡面盤１５との間から、
それぞれ、エアを吹き出す。

【０００５】ここで、図７の固定側金型１で、キャビテ
ィ１７近傍の構造が図８に示すようにスタンパ３と固定
鏡面盤６との間に断熱材１８を設けることで、金型内に
充填された樹脂が急速に冷やされないようにして基板へ
のスタンパ３の凹凸の転写を向上させることが特開平７
−１００８６６号公報に開示されている。この特開平7
−１００８６６号公報では、断熱材１８はスタンパ３と
鏡面盤との間に挟んだ構造が開示されている。

【０００６】また、特開平６−１９８６８２号公報では
金型のキャビティを形成する面に熱伝導率の低いポリイ
ミド等の樹脂を設けることが開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の図８のような金
型構造では、部材間の隙間精度の関係から断熱板の厚み
精度が必要とされる。しかし、セラミック等、一般に金
属でない材料からなる断熱板をミクロンオーダーで加工
することは難しく高価であった。また、スタンパ上に形
成されたピットや溝の寸法によって金型温度等の成形条
件は変える必要があり、この成形条件に対応して適正な
熱挙動をとる金型とするための断熱板の厚さは異なる
が、従来の金型構造では断熱板の厚さを変えるためには
鏡面盤を変える必要があり容易ではなかった。

【０００８】本発明は、前記従来の問題を解決するた
め、断熱材の厚みの精度が加工容易な範囲のものとな
り、かつ、スタンパの仕様や成形条件に対応して適正な
厚さの断熱板に交換が容易な光ディスク用金型を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の光ディスク用金型は、キャビティ面の温度制
御用の温調回路を設けた鏡面部材を備え、少なくとも一
方に凹凸を有したスタンパを装着して嵌合する一対の光
ディスク用金型において、前記スタンパと前記鏡面部材
との間に２枚以上の環状部材を厚さ方向に重ねて配置し
たことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明においては、前記環状部材
のうちの１枚が他の部材より低熱伝導であるのが好まし
い。このようにすると、キャビティに流入した溶融樹脂
の冷却が遅くなって、スタンパと接している面の温度が
高く、かつ、この高温である時間が長くなるため、金型
温度を低くでき、光ディスク性能を向上できる。

【００１１】また、前記環状部材のうち少なくとも１枚
の径方向の厚みを異ならせてもよい。このようにする
と、キャビティー内の樹脂の温度を均一化でき、光ディ
スク性能を向上できる。

【００１２】また、低熱伝導の前記環状部材の厚みを内
径側で薄く外径側で厚してもよい。このようにすると、
金型のキャビティ内に流入した溶融樹脂は内周から外周
に流れるにつれて冷却されるが、外周にいくほど断熱板
の厚さが厚く冷えにくくでき、キャビティ内の樹脂の温
度をさらに均一化できる。

【００１３】また、低熱伝導の環状部材の熱伝導率が２
０Ｗ／ｍＫ以下であると、さらに金型温度を低くでき、
光ディスク性能を向上できる。

【００１４】また、前記環状部材のうち１枚は前記スタ
ンパから前記鏡面部材までの距離を調整する厚みの部材
にすると、他方の環状部材の厚さに応じて予め準備した
厚み調整板と交換することで、全体の厚み調整が容易と
なる。

【００１５】また、前記環状部材のうちスタンパと隣接
する部材の面を研磨加工すると、他方の環状部材の表面
粗さが粗い場合であっても、成形した基板の信号面側に
スタンパを通して粗面が転写されにくくなり、信号のノ
イズを取り除くことができる。

【００１６】また、前記環状部材のうちの１枚は成形さ
れた基板の厚みが一様になるように調整した厚みの部材
とすることにより、成形基板の厚さを平坦にできる。

【００１７】また、前記環状部材のうちの１枚が他の部
材より低熱伝導であり、他の１枚が前記スタンパから前
記鏡面部材までの距離を調整する厚みの部材であり、前
記２つの環状部材が対で交換が可能であることにより、
低熱伝導の環状部材の厚みを変えたい場合も、環状部材
全体の厚さを変えずに交換できる。

【００１８】本発明に実施の形態について、以下に図を
用いて具体的に説明する。

【００１９】（実施の形態１）本実施の形態１に用いる
光ディスク用金型の構成は、従来の図７に対して固定金
型１の一部を図１に示すようにしたものである。これは
従来の構成図８ではスタンパ３と固定鏡面盤６との間に
環状の断熱板１８を設けているだけなのに対して、図１
では断熱板１８と固定鏡面盤６の間に環状の厚み調整板
１９を設けている。従来の構成では断熱板１８の厚みを
変えたい場合は固定鏡面盤６も新しいものと交換する必
要があるが、本発明の実施の形態１では断熱板１８の厚
さに応じて予め準備した厚み調整板１９と交換すること
で調整が容易である。

【００２０】また、断熱板１８の厚さの加工精度を上げ
なくとも断熱板１８の厚さに応じて厚み調整板１９でス
タンパ３から固定鏡面盤６までの距離を精度良く合せこ
むことができる。断熱板１８には他の金型部材を構成し
ている金属とは異なりガラスや熱硬化性樹脂などが良
い。成形すべき光ディスクの大きさが、例えば直径１２
０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍの場合、断熱板１８の厚さは
０．３〜５ｍｍの範囲が好ましい。断熱板１８は、加工
のしやすさや精度は金属より劣る。しかし、厚さ調整板
１９に金属を用いることで加工のしやすさと精度は向上
する。厚さ調整板１９の厚みは１〜１０ｍｍの範囲が好
ましい。この厚さ調整板１９は錆の防止のためにはステ
ンレス系の金属が良い。この構成にすることで断熱板１
８の加工時の破損を防止すると共に安価に加工ができ
る。

【００２１】さらに、断熱板１８と厚さ調整板１９との
組合せを予め複数準備することで、光ディスク基板の要
求特性に適った断熱板１８の厚さ選択ができるため光デ
ィスクの性能が良くなる。

【００２２】断熱板１８のない構成の金型と比べて固定
鏡面盤６の温調回路を流している水の温度（以下、金型
温度と呼ぶ）が１０Ｋ以上低くてもスタンパ３上の凹凸
が転写できるかを検討した結果、断熱板１８の熱伝導率
は２０Ｗ／ｍＫ以下、好ましくは１０Ｗ／ｍＫ以下であ
った。金型温度が低くても転写するのは断熱板１８によ
ってキャビティ１７に流入した溶融樹脂の冷却が遅くな
って、スタンパ３と接している面の温度が高く、かつ、
この高温である時間が長くなるためである。

【００２３】（実施の形態２）本実施の形態２における
光ディスク用金型の一部構成を図２に示す。スタンパ３
と固定鏡面盤６との間に断熱板１８と厚み調整板１９を
設けることは実施の形態１と同様であるが、断熱板１８
と厚み調整板１９との位置が反転している。

【００２４】この構成の場合は、実施の形態１では断熱
板１８の表面粗さが粗い場合に成形した基板の信号面側
にスタンパ３を通して転写されて信号のノイズが上がる
おそれがあるのに対して、厚さ調整板１９のスタンパ３
側の面を研磨加工できる材質にすることで取り除くこと
ができる。また、厚さ調整板１９の表面に傷がついても
交換が容易である。

【００２５】もちろん、実施の形態１と同様に、断熱板
１８によって金型温度を低くしても転写するし、断熱板
１８と厚さ調整板１９との組み合わせで断熱板１８の厚
さは任意に選択できるし、断熱板１８には加工精度を必
要としないため断熱板１８が歩留まり良く安価に作製で
きる。さらに、光ディスク基板の要望に適った断熱板１
８の厚さ選択ができるため光ディスクの性能が良くな
る。

【００２６】（実施の形態３）本実施の形態３における
光ディスク用金型の一部構成を図３に示す。スタンパ３
と固定鏡面盤６との間に断熱板１８と厚み調整板１９を
設けることは実施の形態１と同様であるが、図３にはス
タンパ３と断熱板１８との間にさらに環状の平坦板２０
を設けている。このようにすると、断熱板１８により金
型温度を低くしても転写できる。また、断熱板１８と厚
さ調整板１９との組み合わせで断熱板１８の厚さは任意
に選択できる。また、断熱板１８には加工精度を必要と
しないため断熱板１８が歩留まり良く安価に作製でき
る。さらに、光ディスク基板の要望に適った断熱板１８
の厚さ選択ができるため光ディスクの性能が良くなる。

【００２７】また、平坦板２０のスタンパ３との接触面
の面粗さを低くすることで成形基板のノイズレベルを抑
制できる。

【００２８】（実施の形態４）本実施の形態４における
光ディスク用金型の一部構成を図４に示す。図４では実
施の形態１と比べて断熱板１８と厚さ調整板１９の径方
向での厚さが異なり、外周ほど断熱板１８は厚く厚さ調
整板１９は薄くなっている。金型のキャビティ１７内に
流入した溶融樹脂は内周から外周に流れるにつれて冷却
されるが、外周にいくほど断熱板１８の厚さが厚く冷え
にくくなっており、キャビティ１７内の樹脂の温度が均
一化する。

【００２９】もちろん、断熱板１８により金型温度を低
くしても転写できる。また、断熱板１８と厚さ調整板１
９との組み合わせで断熱板１８の厚さは任意に選択でき
る。また、断熱板１８には加工精度を必要としないため
断熱板１８が歩留まり良く安価に作製できる。さらに、
光ディスク基板の要望に適った断熱板１８の厚さ選択が
できるため光ディスクの性能が良くなる。さらに、断熱
板１８と厚さ調整板１９とが厚さ方向で反対になってい
ても構わない。

【００３０】（実施の形態５）本実施の形態５における
光ディスク用金型の一部構成を図５に示す。図５では誇
張しているが実施の形態１と比べて厚さ調整板１９の径
方向での厚さが異なる。通常の成形基板では径方向に厚
さ分布を持つが、本発明の実施の形態５では基板の径方
向の厚さムラを抑制する方向に厚さ調整板１９の厚さを
設けることで基板の厚さは平坦にできる。もちろん、断
熱板１８により金型温度を低くしても転写できる。断熱
板１８と厚さ調整板１９との組み合わせで断熱板１８の
厚さは任意に選択できる。また、断熱板１８には加工精
度を必要としないため断熱板１８が歩留まり良く安価に
作製できる。さらに、光ディスク基板の要望に適った断
熱板１８の厚さ選択ができるため光ディスクの性能が良
くなる。さらに、断熱板１８と厚さ調整板１９とが厚さ
方向で反対になっていても構わない。

【００３１】本実施の形態ではスタンパ３と固定鏡面盤
６との間の環状部材の数が２つまたは３つの場合を示し
たが、もちろん、４つ以上であっても構わない。

【００３２】また、本実施の形態ではスタンパ３を固定
金型１の方に装着する場合について示したが、もちろ
ん、スタンパ３を可動金型２の方に装着する場合でも同
様に当てはまる。

【００３３】また、本実施の形態では、少なくとも断熱
板と厚さ調整板とをスタンパと鏡面部材との間に介在さ
せる構成について説明したが、熱伝導率が略同等の複数
の部材を重ねることで、１つの部材の場合に比べて厚さ
方向の部材間の熱伝導が低下して、断熱板を介在させる
のと同様の効果がある。スタンパと鏡面部材との間に介
在させる枚数は好ましくは３枚以上である。

【００３４】

【発明の効果】本発明により、断熱板を高精度に加工す
る必要がないため安価に作製できる。また、断熱板が容
易に交換可能であり、スタンパ仕様や成形条件に対応し
た適正な厚みの断熱板にできるため基板特性が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に用いる金型の部分構成
を示す断面図。

【図２】本発明の実施の形態２に用いる金型の部分構成
を示す断面図。

【図３】本発明の実施の形態３に用いる金型の部分構成
を示す断面図。

【図４】本発明の実施の形態４に用いる金型の部分構成
を示す断面図。

【図５】本発明の実施の形態５に用いる金型の部分構成
を示す断面図。

【図６】従来の成形機構造を示す断面図。

【図７】従来の金型構造を示す断面図。

【図８】従来の金型の部分構成を示す断面図。

【符号の説明】

１ 固定金型 ２ 可動金型 ３ スタンパ ４ スプルブッシュ ５ スタンパホルダー ６ 固定鏡面盤 ７ 固定側基盤 ８ 外周リング ９ 固定側突き当てリング １０ 可動側突き当てリング １１ エジェクトピン １２ カットパンチ １３ エジェクタスリーブ １４ 可動側固定ブッシュ １５ 可動側鏡面盤 １６ 可動側基盤 １７ キャビティ １８ 断熱板 １９ 厚さ調整板 ２０ 平坦板 １０１ 土台 １０２ 射出系 １０３ 型締系 １０４ ミニホッパ １０５ スクリュ １０６ ヒータ １０７ 射出ピストン １０８ 大プレート １０９ 固定金型 １１０ 可動金型 １１１ キャビティ １１２ タイバー １１３ 型締ピストン

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャビティ面の温度制御用の温調回路を
   設けた鏡面部材を備え、少なくとも一方に凹凸を有した
   スタンパを装着して嵌合する一対の光ディスク用金型に
   おいて、前記スタンパと前記鏡面部材との間に２枚以上
   の環状部材を厚さ方向に重ねて配置したことを特徴とす
   る光ディスク用金型。
2. 【請求項２】 前記環状部材のうちの１枚が他の部材よ
   り低熱伝導である請求項１に記載の光ディスク用金型。
3. 【請求項３】 前記環状部材のうち少なくとも１枚の径
   方向の厚みが異なる請求項２に記載の光ディスク用金
   型。
4. 【請求項４】 低熱伝導の前記環状部材の厚みを内径側
   で薄く外径側で厚くする請求項３に記載の光ディスク用
   金型。
5. 【請求項５】 低熱伝導の前記環状部材の熱伝導率が２
   ０Ｗ／ｍＫ以下である請求項２または３に記載の光ディ
   スク用金型。
6. 【請求項６】 前記環状部材のうち１枚は前記スタンパ
   から前記鏡面部材までの距離を調整する厚みの部材とす
   る請求項１〜３のいずれかに記載の光ディスク用金型。
7. 【請求項７】 前記環状部材のうちスタンパと隣接する
   部材の面を研磨加工する請求項１〜３のいずれかに記載
   の光ディスク用金型。
8. 【請求項８】 前記環状部材のうちの１枚は成形された
   基板の厚みが一様になるように調整した厚みの部材とす
   る請求項１〜３のいずれかに記載の光ディスク用金型。
9. 【請求項９】 前記環状部材のうちの１枚が他の部材よ
   り低熱伝導であり、他の１枚が前記スタンパから前記鏡
   面部材までの距離を調整する厚みの部材であり、前記２
   枚の環状部材が対で交換が可能である請求項１に記載の
   光ディスク用金型。