JP2005025874A

JP2005025874A - スタンパ、およびそれを用いた光情報記録媒体基板の成形方法ならびにそれを用いて成形された光情報記録媒体基板

Info

Publication number: JP2005025874A
Application number: JP2003190897A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Wakabayashi; 幸弘若林; Nobuhiro Tanaka; 伸洋田中
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-07-03
Filing date: 2003-07-03
Publication date: 2005-01-27

Abstract

【課題】良好な転写性を有し、板厚の内外差がない光情報記録媒体基板を成形するスタンパを提供する。
【解決手段】一対の固定鏡面コアと可動鏡面コア（一対の成形金型）の一方の固定鏡面コアに固定され、表面１ｃに情報ピット又は案内溝が刻まれた円板状のスタンパ１の厚みｔを、スタンパ１の内周部１ａから外周部１ｂに向かって表面１ｃ側に厚くなるようにする。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオディスク、光ディスク等の光情報記録媒体基板を成形する際に用いるスタンパ、およびそれを用いた基板の成形方法ならびにそれを用いて成形された光情報記録媒体基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＤ，ＤＶＤを代表とした光情報記録媒体及びその記録再生ドライブが世の中に広く普及している。それに伴い、光情報記録媒体、記録再生ドライブの低価格化も進んでいる。これらの媒体や記録再生ドライブに対して、ユーザーは、大容量化、高速記録・高速再生化、低価格化を望んでいる。大容量、高速記録・再生に対応した媒体には、内外周での記録特性差がないことが一般に求められる。
【０００３】
特に、光情報記録媒体のトラック方向（半径方向）の記録特性に寄与している。成形基板特性として、機械特性（反り、偏心）、光学特性（複屈折など）、基板肉厚（以下板厚）、転写性などがあり、特に転写性と板厚の分布（内外差）に関しては、記録再生時のドライブ信号特性に大きく寄与しており最も大切な特性の一つである。
【０００４】
光情報記録媒体（ディスク）を射出成形または射出圧縮成形（以下、「成形」という。）により製造する際に用いる成形金型に備える記録信号用のスタンパは、内周部をインナーホルダで固定され、外周部を吸引によって固定されて固定鏡面コアに固定される。この固定鏡面コアに対向して開閉自在に構成された金型キャビティが設けられている。金型キャビティには樹脂を注入するスプールが設けられている。従来のスタンパは、図４に示すように厚みは、０．３ｍｍのものが多く、内外周方向、半径方向の厚み差はほとんど無い。
【０００５】
ディスクを成形し、信号を転写するには、まず、注入口より溶解した樹脂を注入すると、金型キャビティの中を内周部から外周部に向け流れ込む。このとき、注入時の圧力と成形機の金型型締め力で樹脂がスタンパに押し付けられる。
【０００６】
外周まで樹脂が注入されると、このままの状態かまたは、可動鏡面コアを移動させて圧力を加えた状態で冷却して、樹脂を硬化させるとともにスタンパから信号を転写する。基板の硬化が完了すると、打ち抜き中心穴をあけ、可動鏡面コアを開いてディスクを取り出す。
【０００７】
しかし、このような従来のスタンパでは、内周部と外周部の厚みはそれぞれ０．３ｍｍで差がなくほぼ一定なので、外周部に行くほど樹脂の流れが悪くなり、樹脂やその樹脂から発生するガスを巻き込み、成形品の表面側すなわち信号面側にモヤやシミが発生しやすくなってしまうという問題がある。
【０００８】
転写性と板厚の面内分布に関する従来技術、従来特許では、金型構造、金型の各部品の組み付け精度、金型の水管構造、金型の表面処理や成形機の精度を改良することによって転写性及び板厚の面内分布を改善する方法などが考えられている。但し、これらの方法では、金型の改造や精度維持の為のコストを考えると、容易には実施することは出来ない。
【０００９】
そこで、スタンパの厚みを内周部で厚くして外周部で薄くして、樹脂の流れを改善しようとする技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【００１０】
【特許文献１】
特公平４−２１２５６号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、外周部を薄くすると、金型からの熱が伝わりやすくなり、樹脂が冷えやすくなって流れにくくなり、外周部において、転写性が悪化したり、基板の板厚精度が悪くなり、板厚の内外差が大きくなるという問題がある。また、スタンパの耐久性も悪くなるという問題がある。
そこでこの発明の目的は、良好な転写性を有し、板厚の内外差がない光情報記録媒体基板を成形するスタンパを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、一対の成形金型の一方に固定され、表面に情報ピット又は案内溝が刻まれた円板状のスタンパにおいて、
該スタンパの厚みが、前記スタンパの内周部から外周部に向かって前記表面側に厚くなることを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載のスタンパにおいて、前記外周部と前記内周部との厚みの差が５〜３０μｍであることを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明は、光情報記録媒体基板の成形方法に請求項１または２に記載のスタンパを用いたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明は、光情報記録媒体基板が請求項１のスタンパを用いて成形されたことを特徴とする。
【００１６】
請求項１〜４の発明によれば、スタンパの外周部の厚みが内周部に比べて厚いので、金型からの熱が伝わりにくくなり、キャビティに流れ込んだ樹脂が冷えにくく、流れやすくなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
光情報記録媒体を射出成形または射出圧縮成形（以下、「成形」という。）により製造する際に用いる成形金型に備える記録信号用のスタンパを備えた成形金型は、図１に示すように、スタンパ１が固定鏡面コア（成形金型）２に固定され、内周部はインナーホルダ３で固定され、外周部は吸引によって固定されている。
【００１８】
この発明のスタンパ１は円板状で、図２に示すように、内周部１ａから外周部１ｂに向かってスタンパ１の厚みｔが厚くなるように構成され、表面１ｃには、不図示の情報ピット又は案内溝が刻まれている。詳しくは、内周部１ａにおける厚みｔ＝０．３００ｍｍであるのに対し、外周部１ｂにおける厚みは、ｔ＝０．３０５〜０．３３０ｍｍとなっており、外周部１ｂと内周部１ａとの厚みの差（内外差）が、５〜３０μｍとなることが好ましい。
【００１９】
より好ましくは、内外差が１０〜２０μｍである。内外差が５μｍ以下だと平坦に形成された従来のスタンパと違いがなくなってしまい上述したような問題が生じ、内外差が３０μｍより大きいと光情報記録媒体基板（以下、単に「基板」という。）の外周部が薄くなりすぎてしまい、基板の特性が悪くなるからである。なお、この例では外周部における厚みの増加分は、スタンパ１の信号面１ｃ側に形成されているが、スタンパ１の信号面１ｃと反対側の面に形成されてもよいし、スタンパ１の両面に形成されてもよい。
【００２０】
このようなスタンパを作製するには、幾つかの方法がある。スタンパ作製時の積集面積を変えることにより内外周で厚みを変える方法、また、スタンパ裏面研磨において、スタンパ内外差の厚みに傾斜をつける方法などがある。
【００２１】
固定鏡面コア２と可動鏡面コア（成形金型）７との間には、樹脂を流し込むための金型キャビティ４が形成されている。なお、固定鏡面コア２には、金型キャビティ４に樹脂を注入するための注入口５ａを備えたスプール５が設けられている。
また、カットパンチ９とフローティングパンチ１０が可動鏡面コア８側で金型キャビティ４の略中央に設けられる。カットパンチ９は、成形された基板の中央部に孔を空けるためのものであり、フローティングパンチ１０は、成形された基板を可動鏡面コア８側から押し上げて外すためのものである。
【００２２】
このようなスタンパ１を用いて基板を成形し、信号を転写するには、まず、注入口５ａより溶解した樹脂を注入する。注入された樹脂は、注入時の圧力と成形機の金型型締め力でスタンパ１に押し付けられながら金型キャビティ４の内周から外周に向けて流れ込む。この時、樹脂から発生するガスは、スタンパ１とキャビリング６との間のクリアランス７より抜けていく。
【００２３】
外周まで樹脂が注入されるとこのままの状態かあるいは、可動鏡面コア８が移動して圧力を加えた状態で樹脂を冷却して硬化させて基板を形成するとともに、スタンパ１によって基板の表面に信号を転写される。このとき、スタンパ１の板厚ｔは、内周部１ａから外周部１ｂに向かって信号面１ｃ側が厚くなるように形成されているので、基板の板厚分布を均一にすることができる。
【００２４】
次にカットパンチ９により打ち抜き中心穴をあけるとともに可動鏡面コア８を開き、信号を転写されたディスクをフローティングパンチ１０により突き出しディスクを取り出す。その成形品の信号面にスパッタやスピンコートで記録膜を形成することで光情報記録媒体を仕上げる。
【００２５】
次に、従来のスタンパで成形された基板Ｘ、内外差を５μｍとしたスタンパ１を用いて成形した基板Ａ、内外差を１５μｍとしたスタンパ１を用いて成形した基板Ｂ、内外差を３０μｍとしたスタンパ１を用いて成形した基板Ｃのそれぞれの板厚分布を図４に示す。なお、基板Ｘ，Ａ，Ｂ，Ｃは、住友重機械工業株式会社製の成形機（ＳＤ３０，ＳＤ４０，ＳＤ３５Ｅ，ＳＤ４０Ｅ）と金型を用い、基板Ｘには、従来のスタンパを用い、基板Ａ，Ｂ，Ｃにはこの発明のスタンパ１を用いて射出成形または射出圧縮成形によって成形し、効果を確認した。
【００２６】
これによると、従来のスタンパで成形された基板Ｘは、外周部において基準板厚６００μｍから大きく外れてしまうのに対して、スタンパ１（内外差５、１５，３０μｍ）を用いて成形された基板Ａ，Ｂ，Ｃの板厚分布は安定していることがわかる。
【００２７】
下記表１は、スタンパ１の信号の転写性を比較したものである。
【００２８】
【表１】

【００２９】
これによると、基板Ｘの内外差が１７５Åであるのに対し、基板Ｂの内外差は１５０Å、基板Ｃの内外差は１２６Åと内外差が減少していることがわかる。これは、スタンパ１の外周部１ｂの厚みｔを厚くした結果、外周部１ｂの断熱効果が向上し、樹脂が金型キャビティ４の内側から外側に向かって流れ込む際に、外周部１ｂにおいて樹脂の温度低下を防ぐことができ、スタンパ１の信号の転写性を向上させることができたものである。
【００３０】
次に、スタンパの耐久性を比較したものを下記表２に示す。
【００３１】
【表２】

【００３２】
これによると、従来のスタンパによって基板Ｘを成形するときは、１０万〜１５万ショットがスタンパライフであったのに対して、この発明のスタンパ１を用いて基板Ｂを成形するときは１７万〜１９万ショット、基板Ｃを成形するときは１５〜２０万ショットと増加し、スタンパの耐久性が向上していることがわかる。これは、スタンパの外周部が従来のものに比べて厚く形成されているため破損し難いということである。
【００３３】
なお、上述の例では、スタンパ１を固定鏡面コア２側に固定して基板の成形を行ったが、この発明はこれに限定されるものではなく、可動鏡面コア８側に固定して基板の成形を行うようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上、詳述したように、請求項１に記載の発明によれば、スタンパの外周部の厚みが内周部に比べて厚いので、金型からの熱が伝わりにくくなり、キャビティに流れ込んだ樹脂が外周部にあっても冷えにくく、流れやすくなるので、外周部における基板の転写性が向上するとともに、外周部における基板の板厚が正確に形成でき、板厚精度も向上する。したがって、良好な転写性を有し、板厚の内外差がない光情報記録媒体基板を成形するスタンパを提供することができる。
【００３５】
請求項２に記載の発明によれば、上記請求項１の効果をより一層得ることができ、一層良好な転写性を有し、一層板厚の内外差がない光情報記録媒体基板を成形するスタンパを提供することができる。
【００３６】
請求項３に記載の発明によれば、上記請求項１の効果を得る光情報記録媒体基板を成形する方法を提供することができる。
【００３７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１のスタンパを用いて成形するので、基板の転写性と板厚精度が向上する。したがって、良好な転写性を有し、板厚の内外差がない光情報媒体基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のスタンパを備える成形金型の要部断面図である。
【図２】図１のスタンパの詳細説明図である。
【図３】この発明のスタンパによって成形される基板の板厚分布を示す図である。
【図４】従来のスタンパの詳細説明図である。
【符号の説明】
１スタンパ
１ａ内周部
１ｂ外周部
１ｃ表面
２固定鏡面コア（成形金型）
３インナーホルダ
４金型キャビティ
５スプール
５ａ注入口
６キャビリング
７クリアランス
８可動鏡面コア（成形金型）
９カットパンチ
１０フローティングパンチ
ｔ厚み

Claims

一対の成形金型の一方に固定され、表面に情報ピット又は案内溝が刻まれた円板状のスタンパにおいて、
該スタンパの厚みが、前記スタンパの内周部から外周部に向かって前記表面側に厚くなることを特徴とするスタンパ。
前記外周部と前記内周部との厚みの差が５〜３０μｍであることを特徴とする請求項１に記載のスタンパ。
請求項１または２に記載のスタンパを用いたことを特徴とする光情報記録媒体基板の成形方法。
請求項１のスタンパを用いて成形されたことを特徴とする光情報記録媒体基板。