JP2006198827A - 光ディスク成形金型及び光ディスクの成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光ディスク成形装置のセンタリング精度を上げることにより高品質の光ディスクを成形できる成形装置を提供することを課題とする
【解決手段】 固定金型の第一の位置決め部材と可動金型の第二の位置決め部材とを嵌合させることにより両金型を位置決めする光ディスクの成形金型において、前記第一の位置決め部材は前記固定金型に移動自在に支持され及び／又は前記第二の位置決め部材は前記可動金型に移動自在に支持され、前記第一及び第二の位置決め部材の嵌合状態を型開き開始位置から前記光ディスクの取り出しに支障のない距離まで維持する手段を設けたようにした光ディスク成形金型により課題を解決した。
【選択図】 図２

Description

本発明は光ディスクの精度を向上することが可能な光ディスク成形金型とそれを使用した光ディスクの成形方法に関する。本発明の好ましい形態は、スタンパ（成形母型板）を利用して光ディスクの成形を行う成形金型とそれを使用した光ディスクの成形方法に関する。

光ディスクは一般に射出成形法により製作される。射出成形装置の固定金型と可動金型の対向面に成形キャビティーを設け、一方の金型のキャビティーのスタンパ保持面に、微小ピット等の凹凸による情報パターンを有するスタンパを保持させ、キャビティーに溶融樹脂を注入し、成形された光ディスクが溶融状態又は半固化状態で光ディスクの中心孔を打ち抜き次いで、開型してスタンパから転写した情報パターンを有する光ディスクを取り出す段階を含む光ディスクの製造方法が広く行われている。

光ディスクの高密度化が進む中、成形機と金型の高性能化がなされてきたが、ディスク基盤にも高精度が求められるようになっている。高温で成形されるＤＶＤ（特にＤＶＤ−Ｒ）は金型の温度が高くなるにつれて金型金属の線膨張によりセンタリング精度が悪化してくる。また、金型の開閉動作によっても金型のセンタリング精度が悪化してしまいディスク基盤の品質が低下し、光ディスクの厚さむらも大きくなりやすく、またスタンパの寿命が短くなる。更に、可動金型が水平に移動する横型の場合には可動金型の重量がセンタリング精度を更に悪化させる原因となる。
センタリング精度はミクロンオーダで要求されるが、機構的な制約から高精度のセンタリングが得にくい。

その対策の一つとして、従来の成形機ではガイドが一般に使用される。例えば特開２００３−１３６５４０等には、図７に示すように、光ディスク成形用金型装置の第１の型体（固定金型）１及び第２の型体（可動金型）２の対向する面に、型閉時にテーパ嵌合するテーパ面２１、５０がそれぞれ形成された位置決め部材（テーパガイド）１９、４８が使用される。更に第１の型体及び第２の型体のうち一方に設けられた複数のガイドピン（図示せず）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（図示せず）とを備える案内部材と、を備えた構成が提案されている。

光ディスクの成形時には、成形キャビティーのスタンパ保持面にスタンパを保持し、一対の型体１、２を型閉じし、これら型体の成形ブロック１７、４６間に形成された製品キャビティーに成形材料を充填する。この製品キャビティーに充填された成形材料すなわち光ディスクが溶融状態または半固化状態で、パンチ８６により光ディスクの中心孔を打ち抜き、固化後に両型体を開型し、成形された光ディスクを取り出す。両型体を型閉じした状態では、これら型体にそれぞれ固定された位置決め部材（テーパガイド）１９、４８のテーパ面２１、５０が相互にテーパ嵌合することにより、両型体がセンタリングされる。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孔とによって両型体がセンタリングされると、記載されている。なお同文献に記載された参照符号をそのまま図４に記載したので詳しくはそちらを参照されたい。

また上記刊行物にはダイヤモンド様炭素膜（ＤＬＣ膜）を金型のスタンパ保持面に使用すると、剥離しやすいので寿命が短いこと、そのため他の保護膜を使用することが必要でありアルミナ等の膜を使用する必要があることを記載している。

特開２００３−１３６５４０号公報

しかしながら、本発明者が検討したところ上記の１種又は２種の位置決め手段（互いに嵌合するガイドピンとピンガイド受け及び２つのテーパガイドの互いに嵌合するテーパ面）を使用しても、センタリングが十分でなく、成形された光ディスクの厚みが場所的に変動することが分かった。

従来の金型構造では、金型が開いた状態になると、ガイドピンとガイドピン受け孔があってもそれら間の微小なクリアランスにより可動金型のずれが生じ、成形品（光ディスク）の偏芯精度の悪化や成形品の厚さのばらつきの原因となり、また固定金型と可動金型がずれた状態でディスク中心穴を打ち抜くと、雄パンチ部材とその相手方の雌パンチ部材の接触によって部品の損傷にもつながることがある。

このようなずれは、主として金型が高い成形温度に曝されて金型金属の熱膨張が必然的に生じること、可動金型の重量により可動金型の位置がずれること（特に可動金型が水平軸線に沿って往復移動する場合）が原因で生じる。

従来の光ディスクの成形工程では、２つのテーパガイドの面が完全に嵌合しない状態で樹脂の注入が行われたり、ゲートカットが行われたりすることがあり、上記の問題を生じた。例えばゲートカット中又はその後に型開きをすると、嵌合していたテーパガイド面が互いに離間するので、雄パンチ部材が固定金型に対して芯ずれを生じて雄パンチ部材と雌パンチ部材が損傷を受ける。

従って、本発明はテーパ型ガイド（及びガイドピンを有するピン型ガイド）を有する成形機において、光ディスクの精度をさらに高めることを課題とする。

本発明の他の目的は長寿命のダイヤモンド様炭素膜（ＤＬＣ膜）を金型のスタンパ保持面に使用することを可能にし、光ディスク成形金型及びスタンパの寿命を延ばすことを可能にすることである。

すなわち、本発明は、固定金型と、前記固定金型に対して接離する可動金型と、前記固定金型に取り付けた第一の位置決め部材と前記可動金型に取り付けた第二の位置決め部材とを嵌合させることにより両金型を位置決めする光ディスクの成形金型において、前記第一及び第二の位置決め部材の一方は対応する前記固定金型又は可動金型に対して移動可能に支持され、前記一方の位置決め部材の対応する前記固定金型又は可動金型に対する移動距離は、前記第一及び第二の位置決め部材の嵌合状態が型開き開始位置から前記光ディスクの取り出しに支障のない所定の型開き位置まで維持されるように定められている光ディスク成形金型により従来の課題を解決する。

好ましい形態では、前記第一及び第二の位置決め部材の一方を対応する前記固定金型又は可動金型に対して移動可能に支持する手段は、前記対応する固定金型又は前記可動金型と前記一方の位置決め部材の間に介装された摺動手段であり、前記一方の位置決め部材の対応する前記固定金型又は可動金型に対する移動距離はストッパ手段により規定されている。好ましくは、この摺動手段は摺動ピンとそれを支持するベアリングであるか、或いは互いに摺動する部材の間に介在させたベアリング手段である。前記一方の位置決め部材とそれに対応する固定金型又は可動金型との間には弾性偏倚手段を介在させることができる。

好ましい形態では、前記第一の位置決め部材と第二の位置決め部材の嵌合面は相補形のテーパ面である。
前記固定金型と可動金型の相対移動を案内する他の手段としてガイドピンとそれを受けるガイドピン受け孔とからなるピン型ガイドが使用される。

より好ましい形態では、本発明は、固定金型と、前記固定金型に対して接離して成形キャビティーを開閉する可動金型と、可動金型の往復動を案内するためのガイドピンとガイドピン受けとよりなるピン型ガイドと、該固定金型を案内する第一のテーパ面付きの第一の位置決め部材と、前記可動金型を案内するための、前記第一のテーパ面に嵌合できる第二のテーパ面を有する第二の位置決め部材とにより両金型を位置決めする光ディスクの成形金型において、前記第一及び第二の位置決め部材の一方は前記固定金型又は可動金型に対して移動可能に支持され、前記一方の位置決め部材の前記固定金型又は可動金型に対する移動距離は、前記第一及び第二の位置決め部材のテーパ面の嵌合状態が型開き開始位置から前記光ディスクの取り出しに支障のない位置まで維持されるように定められる。この移動可能な支持機構は、前記一方の位置決め部材とそれに対応する前記固定金型又は前記可動金型との間に介装された摺動ピンとそれを支持するベアリングであるか、或いは前記一方の位置決め部材との内周とそれに対応する前記固定金型又は前記可動金型の外周の間に介装された摺動ベアリングである。

本発明はさらに、上記形式の成形金型において、成形キャビティーのスタンパ保持面にダイヤモンド様炭素膜を形成する。好ましくは前記ダイヤモンド様炭素膜と前記スタンパ保持面との間には断熱層を設ける。

ここにダイヤモンド様炭素膜は式ＣＨ_aＯ_bＮ_cＦ_dＢ_eＰ_f
（ただし原子比でａ＝０．０５〜０．７、ｂ＝０〜１、ｃ＝０〜１、ｄ＝０〜１、ｅ＝０〜１、及びｆ＝０〜１）で表される組成を有するものが好適に使用できる。

本発明はさらに前記のいずれかの光ディスク成形金型の成形キャビティーの前記スタンパ保持面に、転写すべき情報パターンを有するスタンパを取り付け、溶融した原料樹脂を金型に導入し成形することよりなる光ディスクの成形方法を提供する。

好ましくは、前記固定金型は第１の支持板と第１の成形ブロックとから構成され、前記可動金型は第２の支持板と第２の成形ブロックから構成され、前記両成形ブロックの対向面に前記成形キャビティーが形成されている。

本発明によると、ピン型ガイド及び／又はテーパ型ガイドを併用した光ディスク成形金型、又は更に成形金型のスタンパ保持面にダイヤモンド様炭素膜を形成した金型において、本発明のセンタリング手段、換言するとクリアランス制限手段を使用すると、開型の初期においてセンタリングが維持できるので、成形された光ディスクの厚さむらが抑制され、センターずれが減少して精度が向上し、金型の損傷が減る。さらに、射出成形の開始時期を金型の完全閉鎖前に開始し、或いは中心開口の打ち抜きを成形された光ディスクの完全固化まで待たなくてもセンタリング精度を害することなく冷却を行いながら開型を開始できるので、射出成形サイクルが能率化する。

また本発明のダイヤモンド様炭素膜をスタンパの支持面に形成することが容易になしうることにより、高精度の光ディスクを成形できるだけでなく、スタンパと金型面の相互摩擦による傷の発生を抑制してスタンパのみならず金型の寿命も格段に向上することができる。ダイヤモンド様薄膜が剥離し易いという上記文献の欠点は本発明では存在しない。

以下の本発明の実施の形態を説明する。なおテーパガイドとピンガイドを使用した光ディスクの成形方法は公知であるので詳しくは説明しないので、上記特開２０００−１３６５４０等を参照されたい。

図１〜図６は本発明の実施例による光ディスク成形機の要部図であり、図１は図２のＡ−Ａ方向から見た固定金型の正面図である。図２〜６は射出成形工程の順次工程を示す側面図であり、図２は金型が開いた初期状態を示す図１のＢ−Ｂ断面図、図３は金型が閉じながら射出成形が開始した状態を示す断面図である。図４は金型が完全に閉じた状態であり中央開口がパンチにより打ち抜かれた状態を示す断面図である。図５はテーパガイドのテーパ面が嵌合接触した状態で金型が開型されつつある状態を示す断面図である。図６は金型が開型された状態を示す断面図である。図３では既に樹脂の注入が始まっているが、金型が完全に閉じてから溶融樹脂の注入が行われてもよい。本発明の特徴による作用と効果は図５において最も明確に現れる。また好ましい実施例である例示の実施形態では、図３の段階も本発明の特徴により可能になる。

図１〜２に示したように、本発明に従う成形機は固定金型１０１と可動金型１０２と、固定金型と可動金型の相対運動を案内する平行なガイドピン１０３、１０３（図３以下では省略した）とを有する。これらのガイドピンはこの例では可動金型１０２に固定され、固定金型１０１の対応位置（図１のように対角位置）に設けたガイドピン受け孔１０４、１０４に摺動自在に嵌合して両金型の開閉を案内する。ガイドピン１０３、１０３の先端部には複数の鋼鉄小ボールを支持したレースより成るベアリング１０３’が取り付けてあり、ガイドピン受け孔１０４、１０４の内壁と転がり接触をして可動金型１０２のスムーズなガイドと両金型のセンタリングを行う。

固定金型１０１は取付け板１０５と、成形キャビティー１１０（図３を参照）の半部分を形成する固定側の成形ブロック１０７とからなり、中心位置に樹脂注入路１１１’を備えたゲート部材１１１と、成形された光ディスクに中心開口を形成するための雌パンチ部材１１４を有する。一方、可動金型１０２は図示しない動力源により駆動される可動取付け板１０６と、固定側の成形ブロック１０７と協同してキャビティー１１０の他の半部分を形成する可動側の成形ブロック１０８とからなり、また成形された光ディスクの中心部を打ち抜くため可動金型１０２に対して相対運動できる雄パンチ部材１１２を有する。可動金型１０２は図示しない動力源から駆動されて固定金型１０１に対して閉鎖、開放される。雄パンチ部材１１２は可動金型１０２と一緒に移動できるが、別の動力源から駆動されて可動金型に対して相対駆動も可能になっている。可動金型１０２には更に第３の駆動源から駆動されて製品光ディスク１２４及びゲート痕を除去する突き出し部材１２７、１２８を有する。

そのほかに成形ブロック１０７、１０８には図示しない冷却水路などのその他この種の成形機に必要な慣用手段が設けられている。

取り付け板１０５、１０６の対向面であって成形ブロック１０７、１０８の周部には、成形キャビティー１１０を環状に取り囲み互いに嵌合し得るテーパ面１１５’及び１１６’を有する環状のテーパガイド１１５、１１６がそれぞれ取り付けられており型閉じの際に両金型の精密な芯合わせ（センタリング）を行う。可動金型１０２側のテーパガイド１１６は成形ブロック１０８に固定されている。固定金型１０１側のテーパガイド１１５は、成形ブロック１０７に対して一定距離ｄ＝ｄ₀（ｄは可動距離、ｄ₀は最大距離）だけ金型の軸線に沿って移動できるように、取付板１０５に固定したガイドピン１１３（この例では一対）と、このガイドピンを軸線方向にガイドするようにテーパガイド１１５に設けた孔内に取り付けたベアリング１２１（この例では直径を挟んで一対）とにより移動自在に支持されている。ストッパリング１２０がテーパガイド１１５のそのストロークを一定の移動範囲ｄ＝ｄ₀（例えば１．５〜３ｍｍ程度）に制限するようにテーパガイド１１５の段部に当接できるように成形ブロック１０７の周部に固定されている。テーパガイド１１５を常時可動金型１０２の方へ偏倚させるために、取付板１０５に固定した保持ピン１１８（この例では直径を挟んで一対）の周りに圧縮ばね１１７を有し、このばねの先端部はテーパガイド１１５に設けたばね保持部１１９の底面に当接している。なお形成された成形キャビティーを維持するために可動金型１０２の成形キャビティーの周部には圧縮ばね（図示せず）により固定金型の方に偏倚されているスライドリング１２６が取付けてある。

成形キャビティーを形成する固定金型１０１の表面には交換可能なスタンパ１２３（図２に鎖線で示した）が締着される。

固定金型１０１に対するテーパガイド１１５の最大移動範囲ｄ₀は、可動金型１０２が固定金型１０１に対して完全に閉鎖される直前で精密な芯合わせが必要になる位置から、成形後の型開きの直後で金型の精密な芯合わせが不要になるまでの精密な芯合わせが必要な値に定める。この移動範囲内では、金型間の成形キャビティーに溶融樹脂が注入され溶融状態で又は半固化状態で雄雌パンチ部材１１２、１１４が作動し、また可動金型１０２が移動しても、テーパガイド１１５、１１６のテーパ面１１５’、１１６’同士の嵌合により精密に芯合わせされているので、金型の熱膨張・収縮及び重量に起因する芯合わせ精度の低下が防止され、精度の高い光ディスクの製造が可能となり、雌雄パンチ部材の損傷が防止される等の作用効果が得られる。

動作を説明するに、まず金型は図２の開放状態にあるものとする。所定の情報ピットの逆像を刻んだスタンパ１２３の情報面をキャビティー１１０の樹脂注入側にし、その裏面をキャビティーの壁面に施したダイヤモンド様炭素膜等の耐摩耗性皮膜に接触させて保持させる。図２の開放状態では、固定金型１０１側のテーパガイド１１５はばね１１７により押されて保持ピン１１８に沿って固定金型１０１に対して距離ｄ₀だけ可動金型１０２の方向へ移動し、ストッパリング１２０によりその位置に停止されている。

動力源をオンにして成形サイクルを開始させると、可動金型１０２はガイドピン１０３、１０３とガイドピン受け孔１０４、１０４により案内されながら固定金型１０１に向けて押され、図３のようにテーパガイド１１５、１１６のテーパ面１１５’、１１６’が互いに接触して成形キャビティー１１０が形成されるが、テーパガイド１１５は固定金型１０１に対して未だ距離ｄ₀だけの空隙を維持している。この状態でゲート部材１１１の溶融樹脂導入路１１１’から成形キャビティー１１０に溶融樹脂を注入して光ディスクの成形を行う。

次いでさらに可動金型１０２を前進させるとテーパガイド１１５は圧縮ばね１１７に抗してガイドピン１１３にそって図４の位置に移動してテーパガイド１１５を固定金型１０１の取付け板１０５に接触させて完全に閉型する（ｄ＝０）。これにより溶融樹脂は金型の成形キャビティーの隅々に充填されて光ディスク１２４が形成される。この段階で雄パンチ部材１１２を作動させて雌パンチ部材１１４に向けて移動させることにより溶融状態又は半固化状態の光ディスクに中心開口を打ち抜き形成する。

成形が終わり所定温度まで金型が冷却されたら、可動金型１０２を後退させると、成形ブロック１０８は成形ブロック１０７から後退して成形キャビティー１１０を開き始める。しかし固定金型１０１側のテーパガイド１１５はガイドピン１１３にガイドされながらばね１１７により押され、可動金型１０２側のテーパガイド１１６に随行して図５の状態になる。この間にもテーパガイド１１５、１１６のテーパ面１１５’、１１６’は依然として嵌合した状態にとどまり金型の芯合わせは維持される。この移動距離はガイドピン１１３とベアリング１２１が許容する距離ｄ₀である。またこの移動距離内で雄パンチ部材１１２を後退させる。このように、型開きが開始しても距離ｄ₀内では両金型の芯合わせは維持されるので、両テーパガイドが固定である従来の金型のような芯ずれによる成形むらがなくなり厚さの一様な光ディスクが得られ、またパンチの接触等の金型の損傷等のトラブルは本発明では完全に回避される。

可動金型が図６の初期位置に戻り、この状態で突き出し部材１２７、１２８を第３の動力源から駆動して成形済みの光ディスク１２４を取り出す。最後に図２の状態の戻って次の成形サイクルに入る。
なお上記の動作では、図３の段階で溶融樹脂の注入を開始したが、図４の状態まで金型が完全に閉じてから溶融樹脂の注入を開始しても良いことは当業者には明らかであろう。

なおまた、上記の実施形態では固定金型に一方のテーパガイドを移動自在に取り付け、可動金型には他方のテーパガイドを固定したが、その代わりに可動金型に一方のテーパガイドを移動自在に取り付け、固定金型には他方のテーパガイドを固定しても良いことは当業者には明らかであろう。従って、本発明はこのような実施の形態を含む。

次に変形例を述べるに、一方のテーパガイドをそれに対応する可動金型又は固定金型に摺動自在に支持するための手段としては、上記実施例のように上記ピン１１３とベアリング１２１の代わりに、テーパガイド１１５が固定金型１０１に対して可動の場合には、成形ブロック１０７の外周とテーパガイド１１５の内周との間に摺動ベアリングを介在させるか、又はテーパガイド１１６が固定金型に対して可動の場合には成型ブロック１０８の外周とテーパガイド１１６の内周との間に摺動ベアリングを介在させることも可能であり、同様な効果を得ることができる。

次に、好ましくは、金型のスタンパ１２３（通常Ｎｉ板）が取り付けられるキャビティー壁面には耐摩耗性を上げスタンパと金型の寿命を延ばすために、ダイヤモンド様炭素膜が施される。さらに好ましくは、これに加えて、溶融樹脂の注入時に溶融樹脂がスタンパの情報パターンの隅々まで完全に充填して情報パターンの精密な転写が行われるように所定値以上の温度に加温し、冷却されたスタンパの温度を所定の温度にするため、さらにダイヤモンド様炭素膜の下地として断熱層を設けても良い。これにより、生産性（成形サイクル時間の短縮、単位時間当たりのショット数の向上）を上げることができる。断熱層は特開２００２−３６１６８９、特開２００２−５１３６９１、特開２００１−３３４５３４等に記載されている。

ダイヤモンド様炭素（ＤＬＣ）膜は、特開昭６２−１４５６４６号公報、同６２−１４５６４７号公報、Ｎｅｗ Ｄｉａｍｏｎｄ Ｆｏｒｕｍ、第４巻第４号（昭和６３年１０月２５日発行）等に記載されている。ＤＬＣ膜は、上記文献（Ｎｅｗ Ｄｉａｍｏｎｄ Ｆｏｒｕｍ）に記載されているように、ラマン分光分析において、１４００〜１７００ｃｍ^-1にブロードなラマン散乱スペクトルの山を有し、１３３３ｃｍ^-1に鋭いピークを有するダイヤモンドや、１５８１ｃｍ^-1に鋭いピークを有するグラファイトとは、明らかに異なった構造を有する物質である。ＤＬＣ膜のラマン散乱スペクトルの上記のブロードな山は、炭素および水素以外の上記元素を含有することにより、これからある程度変動する。ダイヤモンド様炭素膜は、炭素と水素とを主成分とするアモルファス状態の薄膜であって、炭素同士のｓｐ２及びｓｐ３結合がランダムに存在することによって形成されている。

本発明で使用されるダイヤモンド様炭素膜は、炭素と水素を主成分とし、他の任意成分を含んでよい。好ましくは式ＣＨ_aＯ_bＮ_cＦ_dＢ_eＰ_f（ただし原子比でａ＝０．０５〜０．７、ｂ＝０〜１、ｃ＝０〜１、ｄ＝０〜１、ｅ＝０〜１、及びｆ＝０〜１）で表される組成を有する。
ダイヤモンド様炭素膜の厚さは好ましくは０．０３〜５．０μｍである。

本発明で使用できる断熱層は好ましくはアルミナ、酸化ケイ素、ＳｉＣ等のセラミック、焼結体例えば超硬、ガラス、及びポリイミド、ポリアミドイミド等の耐熱性合成樹脂より選択された材料から形成されている。これらの材料はダイヤモンド様炭素膜と親和性を有するものから選択される。断熱層の厚さは好ましくは０．１μｍ〜１．０ｃｍである。断熱層の表面が平滑でない場合には、ダイヤモンド様炭素膜を成膜するに先だって研磨することが好ましい。

セラミックを使用する場合には、金型のスタンパ保持面に溶射、イオンプレーティング、ＣＶＤ法、板又はフィルムの貼り付け、スパッタリングを使用することができる。
ガラスを使用する場合には、溶射、スパッタリング、及び板又はフィルムの貼り付けを使用することができる。
耐熱性合成樹脂の場合には、板又はフィルムの貼り付け、塗料の塗布、溶融樹脂の流し込み等の方法を使用できる。

（ダイヤモンド様炭素膜の成膜）
ダイヤモンド様炭素膜（以下「ＤＬＣ膜」）は、プラズマＣＶＤ法、イオン化蒸着法、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法等により形成できるほか、スパッタ法でも形成することができる。

ＤＬＣ膜をプラズマＣＶＤ法により形成する場合、例えば特開平４−４１６７２号公報等に記載されている方法により成膜することができる。プラズマＣＶＤ法におけるプラズマは、直流、交流のいずれであってもよいが、交流を用いることが好ましい。交流としては数ヘルツからマイクロ波まで使用可能である。また、「ダイヤモンド薄膜技術」（総合技術センター発行）などに記載されているＥＣＲプラズマも使用可能である。また、バイアス電圧を印加してもよい。

ＤＬＣ膜をプラズマＣＶＤ法により形成する場合、原料ガスには、下記化合物を使用することが好ましい。
ＣおよびＨを含有する化合物として、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、エチレン、プロピレン等の炭化水素が挙げられる。
Ｃ＋Ｈ＋Ｏを含む化合物としては、ＣＨ₃ＯＨ、Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ、ＨＣＨＯ、ＣＨ₃ＣＯＣＨ₃等がある。

Ｃ＋Ｈ＋Ｎを含む化合物としては、シアン化アンモニウム、シアン化水素、モノメチルアミン、ジメチルアミン、アリルアミン、アニリン、ジエチルアミン、アセトニトリル、アゾイソブタン、ジアリルアミン、エチルアミン、ＭＭＨ、ＤＭＨ、トリアリルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリフェニルアミン等がある。

この他、上記の化合物、Ｏ源あるいはＯＮ源、Ｎ源、Ｈ源、Ｆ源、Ｂ源、Ｐ源等とを組み合わせてもよい。

上記原料ガスの流量は原料ガスの種類に応じて適宜決定すればよい。動作圧力は、通常、１〜７０Ｐａ、投入電力は、通常、１０Ｗ〜５ｋＷ程度が好ましい。

ＤＬＣ膜は、イオン化蒸着法により形成してもよい。イオン化蒸着法は、例えば特開昭５９−１７４５０８号公報、特開平２−２２０１２号公報、特開平１０−２０２６６８号公報等に記載されている。ただし、これらに開示された方法、装置に限られるものではなく、原料用イオン化ガスの加速が可能であれば他の方式のイオン蒸着技術を用いてもよい。

イオン化蒸着法においては、真空容器内を１０^-4Ｐａ程度までの高真空とする。この真空容器内には交流電源によって加熱されて熱電子を発生するフィラメントが設けられ、このフィラメントを取り囲んで対電極が配置され、フィラメントとの間に電圧Ｖｄを与える。また、フィラメント、対電極を取り囲んでイオン化ガス閉じこめ用の磁界を発生する電磁コイルが配置されている。原料ガスはフィラメントからの熱電子と衝突して、プラスの熱分解イオンと電子を生じ、このプラスイオンはグリッドに印加された負電位Ｖａにより加速される。このＶｄ、Ｖａおよびコイルの磁界を調整することにより、組成や膜質を変えることができる。また、バイアス電圧を印加してもよい。

ＤＬＣ膜をイオン化蒸着法により形成する場合、原料ガスには、プラズマＣＶＤ法と同様のものを用いればよい。上記原料ガスの流量はその種類に応じて適宜決定すればよい。動作圧力は、通常１〜７０Ｐａ程度が好ましい。

ＤＬＣ膜は、スパッタ法により形成することもできる。この場合、Ａｒ、Ｋｒ等のスパッタ用のスパッタガスに加えて、Ｏ₂、Ｎ₂、ＮＨ₃、ＣＨ₄、Ｈ₂等のガスを反応性ガスとして導入すると共に、Ｃをターゲットとしたり、Ｃ、Ｎ、Ｏ等を含む混成ターゲット或いは２以上のターゲットを用いてもよい。また、ポリマーをターゲットとして用いることも可能である。このようなターゲットを用いて高周波電力、交流電力、直流電力のいずれかを印加し、ターゲットをスパッタし、これを基板上にスパッタ堆積させることによりＤＬＣ膜を形成する。高周波スパッタ電力は、通常、５０Ｗ〜２ｋＷ程度である。動作圧力は、通常、１０^-3〜０．１Ｐａが好ましい。

このようなターゲットを用いて高周波電力を加え、ターゲットをスパッタし、金型に固着した断熱層の面にスパッタ堆積させることによりダイヤモンド様炭素膜を形成する。なお、この場合も金型に加えるバイアスは負のバイアス電圧を印加する。バイアス電圧は、直流が好ましい。また、バイアス電圧を印加せずにセルフバイアスを利用してもよい。上記のバイアス電圧は、好ましくは−１０〜−２０００Ｖであり、より好ましくは−５０〜−１０００Ｖである。高周波スパッタ電力は、通常５０Ｗ〜２ＫＷ程度である。動作圧力は、通常０．００１３〜０．１３Ｐａが好ましい。

また断熱層がＣＶＤ又はスパッタリングで製作される場合には、Ａｒ、Ｋｒ等のガスを用いて気相エッチングし、表面層を浄化することが望ましい。エッチングにより表面に微細な凹凸ができることによりアンカー効果が得られ、より良好な密着性を得ることができる。

Ｎｉスタンパを保持する金型キャビティーの壁面を鏡面に研磨し、その上にダイヤモンド様炭素膜を１．５μｍに形成した。ただし、ダイヤモンド様炭素膜の成膜は、自己バイアスＲＦプラズマＣＶＤ法により、原料ガス：Ｃ₂Ｈ₄（０．０１７Ｐａ・ｍ³・ｓ^-1）、電源：ＲＦ、動作圧：６６．５Ｐａ、投入電力：５００Ｗ、成膜レート：１００ｎｍ／ｍｉｎの条件で成膜した。膜組成はＣＨ_0.21であり、炭素膜はダイヤモンド様炭素膜であった。

図１〜６に例示した装置を使用し、上記成形金型及びスタンパを使用し、固定金型のテーパガイド１１５の移動範囲ｄ＝ｄ₀＝３ｍｍにして、光ディスクを射出成形した。比較のためｄ＝０ｍｍとして従来の構造にした同一構造の成形金型を使用して光ディスクを射出成形した。結果を表１に示す。

表１において、厚さむらは光ディスクの内外縁部の厚さの差であり、サイクルタイムは２つの射出成形ショットに要する時間の間隔である。
表１から分かるように本発明に従いテーパガイド及びガイドピンを使用する場合に、テーパガイドを固定金型に対して一定距離移動可能なテーパガイドを使用すると、成形された光ディスクの厚さむらが抑制され、センターずれが減少して精度が向上する。

図２のＡ−Ａ線から見た固定金型の正面図である。 図１の線Ｂ−Ｂに沿った断面図であり、本発明の成形金型が開放した状態を示す。 本発明の成形金型が閉じる途中の状態を示す同様な断面図である。 本発明の成形金型が完全に閉じた状態を示す同様な断面図である。 本発明の成形金型の型開きが開始しているがテーパガイドによる芯合わせが維持されている状態を示す同様な断面図である。 本発明の成形金型が完全に開いた状態を示す同様な断面図である。 従来の光ディスク成形金型を示す断面図である。

符号の説明

１０１ 固定金型
１０２ 可動金型
１０３ ガイドピン
１０３’ベアリング
１０４ ガイドピン受け孔
１０５ 固定金型の取付け板
１０６ 可動金型の取付け板
１０７ 固定金型の成形ブロック
１０８ 可動金型の成形ブロック
１１０ 成形キャビティー
１１１ ゲート部材
１１１’溶融樹脂導入路
１１２ 雄パンチ部材
１１３ ガイドピン
１１４ 雌パンチ部材
１１５、１１６ テーパガイド
１１５’、１１６’ テーパガイドのテーパ面
１１７ 圧縮ばね
１１８ 保持ピン
１１９ ばね保持部
１２０ ストッパリング
１２１ ベアリング
１２３ スタンパ
１２４ 光ディスク
１２６ スライドリング
１２７ ディスク突き出し部材
１２８ ゲート痕突き出し部材

Claims (8)

1. 固定金型と、前記固定金型に対して接離して成型キャビティーを閉鎖及び開放させる可動金型と、前記固定金型に取り付けた第一の位置決め部材と前記可動金型に取り付けた第二の位置決め部材とを嵌合させることにより両金型を位置決めする光ディスクの成形金型において、前記第一及び第二の位置決め部材の一方は対応する前記固定金型又は可動金型に対して移動可能に支持され、前記一方の位置決め部材の対応する前記固定金型又は可動金型に対する移動距離は、前記第一及び第二の位置決め部材の嵌合状態が前記可動金型の型開き開始位置から前記光ディスクの取り出しに支障のない型開き位置まで維持されるように定められている光ディスク成形金型。
2. 前記第一及び第二の位置決め部材の一方を対応する前記固定金型又は可動金型に対して移動可能に支持する手段は、前記対応する固定金型又は前記可動金型と前記一方の位置決め部材の間に介装された摺動手段であり、前記一方の位置決め部材の対応する前記固定金型又は可動金型に対する移動距離はストッパ手段により規定されている請求項１の光ディスクの成形金型。
3. 前記第一の位置決め部材と第二の位置決め部材の嵌合面は互いに相補形のテーパ面で形成されている請求項１又は２の光ディスク成形金型。
4. 更に、前記固定金型に対して可動金型を案内する手段として、ガイドピンと該ピンを前記接離方向に案内するガイドピン受け孔が使用される請求項１〜３のいずれか一項の光ディスク成形金型。
5. 前記成形金型の成形キャビティのスタンパ保持面にダイヤモンド様炭素膜を形成した請求項１〜４のいずれか一項の光ディスク成形金型。
6. 前記ダイヤモンド様炭素膜と前記スタンパ保持面との間に断熱層を設けた請求項５の光ディスク成形金型。
7. ダイヤモンド様炭素膜は式ＣＨ_aＯ_bＮ_cＦ_dＢ_eＰ_f
   （ただし原子比でａ＝０．０５〜０．７、ｂ＝０〜１、ｃ＝０〜１、ｄ＝０〜１、ｅ＝０〜１、及びｆ＝０〜１）で表される組成を有する請求項５又は６の光ディスク成形金型。
8. 前記請求項１〜７の光ディスク成形金型の成形キャビティの前記スタンパ保持面に、転写すべき情報パターンを有するスタンパを取り付け、溶融した原料樹脂を金型に導入し成形することよりなる光ディスクの成形方法。

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