JP2008052806A - Optical disk substrate and forming die for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ビデオディスク、オーディオディスク等の光ディスク基板とその成形用金型に関するものである。 The present invention relates to an optical disc substrate such as a video disc and an audio disc, and a molding die thereof.
光ディスク基板の成形において、スタンパから基板を離型させるには、スタンパと基板の間にエアーブローを流し込み離型させる方法が一般的である。しかし、ハイサイクル化が進む中、グルーブ部を有する光ディスクでは、エアーブローがＯＮ、ＯＦＦの何れの場合も、内周部のグルーブ部がハイサイクルでの冷却不足のため内外に変形して、信号特性の加速度が悪化してしまうという問題があった。
一方、種々の目的で光ディスク基板の内周部にスタックリブ、スタックリング、環状凹凸部などを設けることは、本出願前公知である（特許文献１〜５など参照）。
例えば、特許文献１には、スタックリブ形状の内周側の傾斜角度を外周側の傾斜角度よりも小さくすることにより、溶解樹脂の流れをスムーズにしてコールドマークの発生を抑え、成形不良をなくすと共に樹脂の充填時間を短くする発明が開示されている。しかし、本発明の離型抵抗部に相当する構造についての記載は全くなく、傾斜角度も本発明とは逆になっている。また、その他の文献を見ても本発明の離型抵抗部に相当する構造に関する記載は見当たらない。
In forming an optical disk substrate, in order to release the substrate from the stamper, an air blow is poured between the stamper and the substrate to release the substrate. However, as the high cycle progresses, in the case of an optical disc having a groove part, the inner peripheral groove part is deformed in and out due to insufficient cooling in the high cycle, regardless of whether the air blow is ON or OFF. There was a problem that the acceleration of the characteristics deteriorated.
On the other hand, providing a stack rib, a stack ring, an annular concavo-convex portion and the like on the inner peripheral portion of the optical disk substrate for various purposes is known before the present application (see Patent Documents 1 to 5, etc.).
For example, in Patent Document 1, by making the inclination angle on the inner peripheral side of the stack rib shape smaller than the inclination angle on the outer peripheral side, the flow of the molten resin is made smooth to suppress the occurrence of cold marks and eliminate molding defects. In addition, an invention for shortening the filling time of the resin is disclosed. However, there is no description of the structure corresponding to the mold release resistance portion of the present invention, and the inclination angle is also opposite to that of the present invention. Moreover, even if other literatures are seen, the description regarding the structure equivalent to the mold release resistance part of this invention is not found.
本発明は、トラッキング時の半径方向の加速度を抑え、基板に転写された記録領域のグルーブを変形させること無くスタンパから離型させることができる光ディスク基板、及びその成形用金型の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide an optical disk substrate that can suppress radial acceleration during tracking and can be released from a stamper without deforming a groove of a recording area transferred to the substrate, and a molding die for the same. To do.
上記課題は、次の１）〜４）の発明によって解決される。
１） 記録領域のグルーブ部よりも内側に離型抵抗部が形成されていることを特徴とする光ディスク基板。
２） 離型抵抗部が、グルーブ部よりも内側に設けられたスタックリブの内周側の面に形成されていることを特徴とする１）記載の光ディスク基板。
３） 離型抵抗部が、固定金型とこれに対向する可動金型を備えた成形金型の可動金型部品である可動ブッシュと可動鏡面の境目に設けられた段差を利用して、グルーブ部よりも内側に形成されていることを特徴とする１）記載の光ディスク基板。
４） 固定金型とこれに対向する可動金型を備え、固定金型にはスタンパが取り付けられ、可動金型には、記録領域のグルーブ部よりも内側に離型抵抗部を形成するための構造を有することを特徴とする光ディスク基板の成形用金型。
The above problems are solved by the following inventions 1) to 4).
1) An optical disc substrate, wherein a release resistance portion is formed inside a groove portion of a recording area.
2) The optical disk substrate according to 1), wherein the release resistance portion is formed on a surface on the inner peripheral side of the stack rib provided inside the groove portion.
3) The mold release resistance portion uses a step provided at the boundary between the movable bush and the movable mirror surface, which is a movable mold part of a molding die having a fixed mold and a movable mold facing the fixed mold, and a groove. The optical disk substrate according to 1), which is formed inside the portion.
4) A fixed mold and a movable mold opposite to the fixed mold are provided. A stamper is attached to the fixed mold, and the movable mold is provided with a mold release resistance portion formed inside the groove portion of the recording area. An optical disk substrate molding die having a structure.
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明の光ディスク基板における離型抵抗部は、その高さをｈとして、０．０３ｍｍ＜ｈ＜０．２０ｍｍ、好ましくは、０．０５ｍｍ≦ｈ≦０．１５ｍｍの範囲内とし、その基板面に対する角度を、直角又は鈍角で且つスタックリブの外周側の面の基板に対する角度に比べて０°〜９０°、好ましくは５０°〜８０°大きく設定する。
離型抵抗部を設ける位置は、記録領域のグルーブ部よりも内側であれば特に限定されないが、通常の光ディスクの構造及び成形金型の構造を考慮すると、実際にはグルーブ部よりも内側に設けられたスタックリブの内周側の面、又は、固定金型とこれに対向する可動金型を備えた成形金型の可動金型部品である可動ブッシュと可動鏡面の境目に設けた段差に相当する面を利用することが好ましい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The release resistance portion in the optical disk substrate of the present invention is 0.03 mm <h <0.20 mm, preferably 0.05 mm ≦ h ≦ 0.15 mm, where h is the height, and is relative to the substrate surface. The angle is set to 0 ° to 90 °, preferably 50 ° to 80 ° larger than the angle of the right angle or obtuse angle and the surface on the outer peripheral side of the stack rib with respect to the substrate.
The position where the release resistance portion is provided is not particularly limited as long as it is inside the groove portion of the recording area. However, in consideration of the structure of a normal optical disk and the structure of the molding die, it is actually provided inside the groove portion. Corresponding to the step provided on the boundary between the movable bush and the movable mirror surface, which is the movable mold part of the molding die having a fixed mold and a movable mold facing the fixed mold It is preferable to use the surface to be used.
スタックリブは、通常の場合、環状凸部で形成される。本発明はこの環状凸部の形状を工夫し、スタックリブの内周側の面を離型抵抗部とすることにより、前述したスタンパからの離型時の問題点を解決したものである。即ち、スタンパからの基板の離型を良くする（均一にする）ことが可能となる。この実施形態の場合、離型抵抗部とは、図３における内周側の面（図の左側の面）のストレート部（図の垂直方向部分）を指す。
また、光ディスク基板成型用金型は、図２に一例の断面図を示すように、可動金型の部品として可動ブッシュと可動鏡面を備えているので、可動ブッシュを可動鏡面よりも基板の厚さが薄くなる方向にずらして（図２では上方にずらして）付設し、段差のある境目を作ることにより〔（１−７）参照〕、この段差に対応する成形基板の内周側の面を離型抵抗部とすることもできる。
The stack rib is usually formed by an annular convex portion. The present invention solves the above-described problems at the time of mold release from the stamper by devising the shape of the annular convex portion and using the inner peripheral surface of the stack rib as the mold release resistance portion. That is, it is possible to improve (make uniform) the release of the substrate from the stamper. In the case of this embodiment, the mold release resistance portion refers to a straight portion (vertical direction portion in the drawing) of the inner peripheral surface (left surface in the drawing) in FIG.
Further, as shown in FIG. 2, the mold for molding an optical disk substrate is provided with a movable bush and a movable mirror surface as parts of the movable mold, so that the movable bush is made thicker than the movable mirror surface. Is shifted in the direction of thinning (shifted upward in FIG. 2), and a boundary with a step is created (see (1-7)), so that the inner peripheral surface of the molded substrate corresponding to this step is It can also be set as a mold release resistance part.
一般にスタックリブを形成する環状凸部は、その外表面の内周側及び外周側の基板面に対する角度が直角又は鈍角であるが、本発明の好ましい態様では、この外表面の角度のうち、内周側の下方の一部を垂直にする。成形の際、基板は外周から内周に向かって収縮するので、このような形状とすることにより、基板が金型に食いつき、スタンパから基板を離型する際のグルーブの変形を無くすことができる。
そして、スタックリブ形成部のストレート部の深さが０．２０ｍｍ、内側角度が９０°の形状の生産金型について実験した結果、タクトを短縮すると、離型の際に基板がストレート部の離型抵抗部に引っかかり、可動側から基板を取り出す際に離型抵抗が大きいことと冷却不足から変形してしまう不具合が発生してしまった。一方、スタックリブ形成部のストレート部の深さが０．０３ｍｍ以下では、グルーブの変形に対する有効性が確認できなかった。また、角度については、１００°では離型抵抗が大きくなり、やはり可動側からの離型時に基板が欠けてしまう不具合が発生した。
また、可動ブッシュと可動鏡面の境目の段差の高さは、０．０５〜０．１０ｍｍ程度の範囲が好ましい。０．０５ｍｍ未満では、グルーブの変形防止に対する有効性が確認できず、０．１０ｍｍを超えると、クランプ部の板厚が薄くなり、クランプ部の板厚規格から外れてしまう不具合が発生するので好ましくない。
In general, the annular projections forming the stack ribs have a right angle or an obtuse angle with respect to the inner peripheral surface and the outer peripheral substrate surface of the outer surface. Make a part of the lower part of the circumference side vertical. Since the substrate shrinks from the outer periphery to the inner periphery during molding, the substrate can bite into the mold, and the deformation of the groove when the substrate is released from the stamper can be eliminated. .
And, as a result of experimenting on a production mold having a straight rib depth of 0.20 mm and an inner angle of 90 ° in the stack rib forming portion, when the tact is shortened, the substrate is released from the straight portion when releasing. When the substrate is taken out from the movable side by being caught by the resistance portion, there is a problem that the mold release resistance is large and deformation occurs due to insufficient cooling. On the other hand, when the depth of the straight portion of the stack rib forming portion was 0.03 mm or less, the effectiveness against the deformation of the groove could not be confirmed. In addition, with respect to the angle, the mold release resistance increased at 100 °, and the problem that the substrate was chipped at the time of mold release from the movable side occurred.
The height of the step at the boundary between the movable bush and the movable mirror surface is preferably in the range of about 0.05 to 0.10 mm. If the thickness is less than 0.05 mm, the effectiveness for preventing deformation of the groove cannot be confirmed, and if it exceeds 0.10 mm, the plate thickness of the clamp portion becomes thin, and a problem of deviating from the plate thickness standard of the clamp portion occurs. Absent.
図１、図２に本発明の具体的な実施の形態の一例を示す。
図１は、一般的な光ディスク基板の構成を示す概略図である。ドライブにセットするための内径部（１）が基板中央部に設けられており、その外側にクランプエリア部（２）と記録領域（３）が設けられている。記録領域には凹凸形状（４）を有するグルーブが設けられ、その形状は、内周から外周にかけてスパイラル状になっている。そして、この基板の上に記録層、反射層、保護層等を積層して光ディスクとする。記録層は、何回でも記録可能なもの（ＲＷ：Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）と一回しか記録できないもの（Ｒ：Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）がある。
1 and 2 show an example of a specific embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a general optical disk substrate. An inner diameter portion (1) for setting in the drive is provided in the central portion of the substrate, and a clamp area portion (2) and a recording area (3) are provided outside thereof. A groove having a concavo-convex shape (4) is provided in the recording area, and the shape is spiral from the inner periphery to the outer periphery. Then, a recording layer, a reflective layer, a protective layer, and the like are laminated on this substrate to obtain an optical disc. There are recording layers that can be recorded any number of times (RW: Rewritable) and those that can be recorded only once (R: Recordable).
図２は、光ディスク基板成形用金型の基本形状の一例を示す断面図である。
この金型は、固定金型（２−６）と可動金型（１−８）からなる２プレートタイプであり、固定金型（２−６）には、溶融樹脂を充填するスプルブッシュ（２−１）、その外側に固定ブッシュ（２−２）、製品をスタンパから離型させるエアーブロー（２−３）、スタンパを押えるスタンパ押え（２−４）、スタンパを固定する固定鏡面（２−５）が設けられている。図はスタンパ（３−４）を備え付けた状態を示している。
また、可動金型（１−８）には、基板内径を形成するカットパンチ（１−１）、その外側に製品を取り出すフローティングパンチ（１−２）、可動ブッシュ（１−３）、スタックリブ形成部（１−４）、可動鏡面（１−５）、キャビリング（１−６）、段差（１−７）が設けられている。
上記基本形状において、本発明の成型用金型として用いるには、スタックリブ形成部の形状、又は可動ブッシュと可動鏡面の境目の段差を、上述したような形状にすればよい。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the basic shape of an optical disk substrate molding die.
This mold is a two-plate type composed of a fixed mold (2-6) and a movable mold (1-8). The fixed mold (2-6) has a sprue bush (2) filled with molten resin. -1), a fixed bush (2-2) on the outside, an air blow (2-3) for releasing the product from the stamper, a stamper presser (2-4) for pressing the stamper, and a fixed mirror surface for fixing the stamper (2- 5) is provided. The figure shows a state in which a stamper (3-4) is provided.
Further, the movable mold (1-8) includes a cut punch (1-1) for forming the inner diameter of the substrate, a floating punch (1-2) for taking out a product to the outside, a movable bush (1-3), and a stack rib. A forming part (1-4), a movable mirror surface (1-5), a cab ring (1-6), and a step (1-7) are provided.
In the above basic shape, in order to use it as the molding die of the present invention, the shape of the stack rib forming portion or the step between the movable bush and the movable mirror surface may be made as described above.
本発明によれば、トラッキング時の半径方向の加速度を抑え、基板に転写されたグルーブを変形させること無くスタンパから離型させることができる光ディスク基板、及びその成形用金型を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical disk board | substrate which suppresses the acceleration of the radial direction at the time of tracking, and can release from a stamper without deform | transforming the groove | channel transferred to the board | substrate, and its shaping | molding die can be provided.
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited by these Examples.
実施例１
図２に示した基本形状の金型を用いて光ディスク基板の成形を行なった。
但し、可動ブッシュと可動鏡面の段差は設けず、可動ブッシュの上面に、基板のスタックリブが図３に示す形状になるような凹部を設けた。凹部の形状は、スタックリブの内周傾斜角９０°、外周傾斜角３０°で、深さが０．０３ｍｍ、０．１０ｍｍ、０．２０ｍｍとなるようにした。
光ディスク用成形機（住友重機械工業社製ＳＤ４０）と、外径１２０ｍｍ、内孔径２２ｍｍ、厚さ０．６ｍｍの上記金型を組み合わせ、グルーブ溝深さ１６０ｎｍの光ディスク基板用のスタンパを用いて、金型温度１２０℃、最大射出速度１４０ｍｍ／ｓ、最大型締め力４０ｔ、サイクルタイム４．０秒の条件で基板作製を行なった。
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樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス社製ユーピロンＨ−４０００）を用いた。
図３（ａ）〜（ｃ）の各金型形状に対応する成形基板のグルーブ変形に関する測定結果を図４〜図６に示す。
図４（イ）〜図６（イ）は、半径２３ｍｍの位置の、基板グルーブのトラッキング信号の写真であり、横軸は、１周期の1トラック、縦軸はトラッキング信号の電圧である。図４（ロ）〜図６（ロ）は、面振れ量を示し、横軸は半径位置（ｍｍ）、縦軸は面振れ量（μｍ）である。なお、トラッキング信号の検査には、パルステック社製ＤＤＵ−１０００（ＯＰＴＩＣＡＬ ＤＩＳＫ ＤＲＩＶＥＲ）を、面振れ量の検査には、ドクターシェンク社製Ｂｉｒｅｆ１２６Ｐを使用した。
Example 1
An optical disk substrate was molded using the basic shape mold shown in FIG.
However, the step between the movable bush and the movable mirror surface was not provided, and a recess was provided on the upper surface of the movable bush so that the stack rib of the substrate had the shape shown in FIG. The shape of the recess was such that the stack rib had an inner peripheral inclination angle of 90 ° and an outer peripheral inclination angle of 30 °, and the depths were 0.03 mm, 0.10 mm, and 0.20 mm.
Using an optical disk molding machine (SD40 manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) and the above mold having an outer diameter of 120 mm, an inner hole diameter of 22 mm, and a thickness of 0.6 mm, and using a stamper for an optical disk substrate having a groove groove depth of 160 nm, The substrate was fabricated under conditions of a mold temperature of 120 ° C., a maximum injection speed of 140 mm / s, a maximum mold clamping force of 40 t, and a cycle time of 4.0 seconds.
A polycarbonate resin for typical optical use (Iupilon H-4000 manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics) was used as the resin material for substrate molding.
The measurement results regarding the groove deformation of the molded substrate corresponding to the mold shapes shown in FIGS. 3A to 3C are shown in FIGS.
4A to 6A are photographs of the tracking signal of the substrate groove at a radius of 23 mm. The horizontal axis represents one track of one cycle, and the vertical axis represents the tracking signal voltage. 4 (b) to 6 (b) show the amount of surface shake, the horizontal axis is the radial position (mm), and the vertical axis is the amount of surface shake (μm). Note that DDU-1000 (OPTICAL DISK DRIVER) manufactured by Pulstec was used for the inspection of the tracking signal, and Biref126P manufactured by Dr. Schenck was used for the inspection of the surface shake amount.
測定結果から分るように、深さ０．０３ｍｍの場合には、図４（イ）のように、トラッキング信号のグルーブが変形しているため、ノイズが乗り一周内の信号に高い部分が発生したが、図４（ロ）のように、基板の取り出し後の機械特性の面振れ量は良好であった。
深さ０．１０ｍｍの場合には、図５（イ）のように、グルーブ部の変形が無く綺麗な緩やかな直線的トラッキング信号が形成されており、図５（ロ）のように、基板の取り出し後の機械特性の面振れも良好であった。
深さ０．２０ｍｍの場合には、図６（イ）のように、グルーブ部の変形が無く綺麗な緩やかな直線的トラッキング信号が形成されているが、図６（ロ）のように、基板の取り出し後の機械特性の面振れは悪化した。
なお、上記実施例では、一般的なポリカーボネート樹脂を使用した場合を示したが、これ以外の樹脂を用いて射出成形する場合においても、本発明はそのまま適用可能である。また、光ディスク成形機のメーカーの違いによる影響は無いことも確認した。
As can be seen from the measurement results, when the depth is 0.03 mm, the tracking signal groove is deformed as shown in FIG. However, as shown in FIG. 4 (b), the surface runout of the mechanical characteristics after taking out the substrate was good.
In the case of a depth of 0.10 mm, the groove portion is not deformed as shown in FIG. 5 (a), and a clean gentle linear tracking signal is formed. As shown in FIG. The surface runout of the mechanical properties after taking out was also good.
In the case of a depth of 0.20 mm, the groove portion is not deformed as shown in FIG. 6 (a), and a clean gentle linear tracking signal is formed. However, as shown in FIG. The run-out of the mechanical properties after the removal of the deteriorated.
In addition, although the case where the general polycarbonate resin was used was shown in the said Example, this invention can be applied as it is also when injection-molding using resin other than this. It was also confirmed that there was no influence from differences in manufacturers of optical disk molding machines.
実施例２
図２に示した基本形状の金型を用いて光ディスク基板の成形を行なった。
但し、スタックリブの形状は従来と同じ離型抵抗部を有しない環状凸部とし、可動ブッシュと可動鏡面の境目に、図２に示すような段差を設けた。段差の高さは、０．０３ｍｍ、０．０５ｍｍ、０．１０ｍｍとした。
上記金型を用いた点以外は、実施例１と同様の条件で基板作製を行なった。
金型部品の段差に対応する成形基板のグルーブ変形に関する測定結果を図７に示す。
図７（イ）〜（ハ）は、実施例１と同様にして測定した、半径２３ｍｍの位置の、基板グルーブのトラッキング信号の写真であり、横軸は、１周期の1トラック、縦軸はトラッキング信号の電圧である。
測定結果から分るように、深さ０．０３ｍｍの場合には、図７（イ）のように、グルーブが変形しているためトラッキング信号にノイズが乗り、一周内の信号に高い部分が発生した。深さ０．０５ｍｍの場合には、図７（ロ）のように、グルーブの変形が無く綺麗な緩やかな直線的トラッキング信号が得られた。また、深さ０．１０ｍｍの場合も同様に、図７（ハ）のように、グルーブの変形が無く綺麗な緩やかな直線的トラッキング信号が得られた。
Example 2
An optical disk substrate was molded using the basic shape mold shown in FIG.
However, the shape of the stack rib was an annular convex part that does not have the same release resistance part as the conventional one, and a step as shown in FIG. 2 was provided at the boundary between the movable bush and the movable mirror surface. The height of the step was set to 0.03 mm, 0.05 mm, and 0.10 mm.
A substrate was produced under the same conditions as in Example 1 except that the above mold was used.
The measurement result regarding the groove deformation of the molded substrate corresponding to the step of the mold part is shown in FIG.
FIGS. 7A to 7C are photographs of the tracking signal of the substrate groove at a radius of 23 mm, measured in the same manner as in Example 1. The horizontal axis is one track of one cycle, and the vertical axis is This is the voltage of the tracking signal.
As can be seen from the measurement results, when the depth is 0.03 mm, as shown in Fig. 7 (a), the groove is deformed, so noise is added to the tracking signal, and a high portion is generated in the signal within one round. did. In the case of a depth of 0.05 mm, as shown in FIG. 7B, a clean gentle linear tracking signal with no groove deformation was obtained. Similarly, in the case of the depth of 0.10 mm, as shown in FIG. 7C, a clean gentle linear tracking signal with no groove deformation was obtained.
Claims (4)
A fixed mold and a movable mold opposite to the fixed mold are provided. A stamper is attached to the fixed mold, and the movable mold has a structure for forming a release resistance portion inside the groove portion of the recording area. A mold for molding an optical disk substrate, comprising:
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