JP2010250913A - ディスク成形用金型、鏡面盤及びディスク基板 - Google Patents

Abstract

【課題】各ディスク同士が貼り付くのを十分に防止することができ、印刷範囲を広くすることができるようにする。
【解決手段】第１の金型と、第２の金型とを有する。第１、第２の金型のうちの一方の金型の鏡面盤の前端面に、内周側から外周側にかけて湾曲する凸面ｓ１１が形成される。凸面ｓ１１が形成されるので、ディスクの一方の面と、隣接するディスクの他方の面との間において各ディスクが互いに接触することがないので、各ディスク同士が貼り付くのを防止することができる。裏面側からレーザ光を照射することによって、ディスクに記録されたデータを読み取るようになっているので、非情報面側である表面に凹面を形成することによって、データを確実に読み取ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディスク成形用金型、鏡面盤及びディスク基板に関するものである。

従来、ディスク基板を成形するための射出成形機においては、加熱シリンダ内において溶融させられた樹脂をディスク成形用金型内のキャビティ空間に充填し、該キャビティ空間内において樹脂を冷却し、固化させることによってディスク基板を得るようにしている。

そのために、前記射出成形機は、固定側の金型組立体及び可動側の金型組立体から成るディスク成形用金型、前記樹脂をキャビティ空間に充填するための射出装置、並びに前記可動側の金型組立体を固定側の金型組立体に対して接離させるための型締装置を備える。そして、該型締装置によって前記可動側の金型組立体を進退させると、ディスク成形用金型の型閉じ、型締め及び型開きが行われ、型締め時に、固定側の金型組立体の円盤プレートと、可動側の金型組立体の円盤プレートとの間にキャビティ空間が形成される。

また、前記射出装置は、加熱シリンダ、該加熱シリンダの前端に取り付けられた射出ノズル、及び前記加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリューを備える。

そして、計量工程において、前記スクリューが回転させられ、樹脂が溶融させられてスクリューの前方に蓄えられ、それに伴って、スクリューが後退させられ、この間に、ディスク成形用金型の型閉じ及び型締めが行われる。次に、射出工程において、前記スクリューが前進させられ、スクリューの前方に蓄えられた前記樹脂が射出ノズルから射出され、ディスク成形用金型のスプルーを介してキャビティ空間に充填される。そして、冷却工程において、前記キャビティ空間内の樹脂が冷却され、穴開け加工が行われ、ディスク基板が成形される。続いて、型開きが行われ、前記ディスク基板が取り出される。

ところで、完成品としてのディスクがブルーレイディスク（登録商標）である場合、ディスク基板の一方の面に微細な凹凸のパターン、すなわち、微細パターンから成る情報面が形成され、該情報面と対向させて、ディスク基板上に反射膜及びカバー層が積層されて形成され、必要に応じて更にハードコート層が積層させて形成される。そして、カバー層、ハードコート層等は、紫外線（ＵＶ）硬化樹脂を使用することによって、スピンコート法により形成される。

この場合、紫外線硬化樹脂が十分に硬化するまでの間は、カバー層、ハードコート層等がべたつき易く、生産ラインでディスクを積み重ねると、各ディスク同士が貼り付いてしまう。

そこで、前記ディスクの所定の箇所に突起を形成し、カバー層、ハードコート層等が形成された後の各ディスク同士が、カバー層、ハードコート層等を介して互いに接触することがないようにし、各ディスクが貼り付くのを防止するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平９−１８０２５１号公報

しかしながら、前記従来のディスクにおいては、前記突起が形成される位置によっては各ディスク同士が貼り付くのを十分に防止することができず、しかも、前記情報面と反対側の面、すなわち、非情報面に突起を形成して各ディスク同士が貼り付くのを防止しようとすると、印刷を施すことができる範囲、すなわち、印刷範囲がその分狭くなってしまう。

本発明は、前記従来のディスクの問題点を解決して、各ディスク同士が貼り付くのを十分に防止することができ、印刷範囲を広くすることができるディスク成形用金型、鏡面盤及びディスク基板を提供することを目的とする。

そのために、本発明のディスク成形用金型においては、第１の金型と、第２の金型とを有する。

そして、前記第１、第２の金型のうちの一方の金型の鏡面盤の前端面に、内周側から外周側にかけて湾曲する凸面が形成される。

本発明によれば、ディスク成形用金型においては、第１の金型と、第２の金型とを有する。

そして、前記第１、第２の金型のうちの一方の金型の鏡面盤の前端面に、内周側から外周側にかけて湾曲する凸面が形成される。

この場合、前記第１、第２の金型のうちの一方の金型の鏡面盤の前端面に、湾曲する凸面が形成されるので、前記ディスク成形用金型を使用して成形されたディスク基板の一方の面に、前記凸面に対応する形状の凹面が形成される。

したがって、前記ディスク基板上にカバー層、ハードコート層等を形成することによって製造されたディスクを積み重ねたときに、ディスクの前記一方の面と、隣接するディスクの他方の面との間において各ディスクが互いに接触することがないので、各ディスク同士が貼り付くのを防止することができる。

また、ディスクがブルーレイディスク（登録商標）である場合、情報面である裏面側からレーザ光を照射することによって、ディスクに記録されたデータを読み取るようになっているので、非情報面である表面に前記凹面を形成することによって、データを確実に読み取ることができる。

そして、前記ディスクの表面に突起を形成する必要がなくなるので、印刷範囲を広くすることができる。

本発明の実施の形態における円盤プレートの要部を示す断面図である。 本発明の実施の形態におけるディスク成形用金型の概念図である。 本発明の実施の形態におけるディスクの製造方法を説明する図である。 本発明の実施の形態におけるディスクの他の製造方法を説明する図である。 本発明の実施の形態におけるディスクの更に他の製造方法を説明する第１の図である。 本発明の実施の形態におけるディスクの更に他の製造方法を説明する第２の図である。 本発明の実施の形態におけるディスク基板の要部を示す断面図である。 本発明の実施の形態におけるディスクを積み重ねた状態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、射出成形機に使用される金型装置としてのディスク成形用金型について説明する。

図２は本発明の実施の形態におけるディスク成形用金型の概念図である。

図において、１２は図示されない固定プラテンに、図示されないボルトによって取付板１３を介して取り付けられた第１の金型としての固定側の金型組立体、３２は図示されない可動プラテンに図示されないボルトによって取り付けられた第２の金型としての可動側の金型組立体であり、前記金型組立体１２及び金型組立体３２によってディスク成形用金型が構成される。なお、金型組立体１２においては、金型組立体３２に向いた方向を前方とし、金型組立体３２から離れる方向を後方とする。また、金型組立体３２においては、金型組立体１２に向いた方向を前方とし、金型組立体１２から離れる方向を後方とする。

前記金型組立体１２は、第１の支持プレートとしてのベースプレート１５、該ベースプレート１５に図示されないボルトによって取り付けられた環状の第１の鏡面盤としての円盤プレート１６、前記取付板１３内において前記固定プラテン側に臨ませて配設され、ベースプレート１５を固定プラテンに対して位置決めするロケートリング２３、並びにベースプレート１５及び円盤プレート１６内において前記ロケートリング２３に隣接させて配設されたスプルーブッシュ２４を備える。そして、該スプルーブッシュ２４の前端に、キャビティ空間Ｃに臨ませて凹部から成るカット部２８が形成され、該カット部２８と連通させて、図示されない射出装置の射出ノズルから射出された成形材料としての樹脂を通すためのスプルー２６が形成される。

なお、前記射出装置は、シリンダ部材としての加熱シリンダ、該加熱シリンダの前端に取り付けられた射出ノズル、及び前記加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設された射出部材としてのスクリューを備える。

そして、前記円盤プレート１６には微細パターンが形成された、転写部材としての図示されないスタンパが取り付けられ、前記スプルーブッシュ２４の前半部の径方向外方には、前記スタンパの内周縁を押さえるためのインナスタンパ押え（スタンパ押えブシュ）１４が配設される。なお、前記金型組立体１２には図示されないエアブローブシュ等も配設される。

また、前記円盤プレート１６の外周縁に環状の突当リング１８がボルトｂ１によって取り付けられ、円盤プレート１６及び突当リング１８より径方向外方において環状の第１のガイドリング１９がベースプレート１５に取り付けられる。

一方、前記金型組立体３２は、ベースプレート３５、該ベースプレート３５にボルトｂ２によって取り付けられた第２の支持プレートとしての中間プレート４０、該中間プレート４０にボルトｂ３によって取り付けられた環状の第２の鏡面盤としての円盤プレート３６、前記ベースプレート３５内において可動プラテンに臨ませて配設され、中間プレート４０にボルトｂ４によって取り付けられたシリンダ４４、及び該シリンダ４４に沿って進退させられ、前端が前記カット部２８に対応する形状を有するカットパンチ４８を備える。

また、前記円盤プレート３６の外周縁部において、円盤プレート３６に対して移動自在に、かつ、突当リング１８と対向させて環状のキャビティリング３７が配設され、円盤プレート３６及びキャビティリング３７より径方向外方において前記第１のガイドリング１９と対向させて環状の第２のガイドリング３８が中間プレート４０に取り付けられる。前記キャビティリング３７は、ボルトｂ５によってロッド４１に取り付けられ、該ロッド４１を介して中間プレート４０に対して移動自在に配設される。そして、３９は図示されないボルトによって第２のガイドリング３８に取り付けられたキャビティリング押えであり、該キャビティリング押え３９は前記キャビティリング３７の外周縁に係止させられる。また、前記キャビティリング３７は、付勢部材としてのスプリング６３によって、金型組立体１２側に向けて付勢されることにより、円盤プレート３６の前端面より突出させられ、キャビティリング３７の内周面によって、ディスク基板の外周縁が形成される。

前記シリンダ４４内には、前記カットパンチ４８と一体に形成されたフランジ５１が進退自在に配設され、該フランジ５１の後端５１ａが、前記シリンダ４４によって受けられる。そして、フランジ５１の前方にカットパンチ戻し用ばね５２が配設され、該カットパンチ戻し用ばね５２によって前記フランジ５１が後方に付勢される。

なお、金型組立体３２を進退させ、金型組立体１２に対して接離させるために、図示されない型締装置が配設される。そして、該型締装置の型締用の駆動部としての型締シリンダを駆動し、前記金型組立体３２を進退させることによって、ディスク成形用金型の型閉じ、型締め及び型開きを行うことができ、型締め時に、円盤プレート１６、３６間に前記キャビティ空間Ｃが形成される。

また、型締め時に、図示されない駆動シリンダを駆動することによってフランジ５１を前進させると、前記カットパンチ４８が前進させられ、カット部２８内に進入する。その結果、前記キャビティ空間Ｃ内の樹脂に対して穴開け加工を行うことができる。

なお、前記カットパンチ４８の前半部における径方向外方には、ディスク基板を突き出すためのエジェクタブシュ６２が配設され、該エジェクタブシュ６２より径方向外方には、ディスク基板に圧縮空気を吹き付けてディスク基板を円盤プレート３６から離型させるためのエアブローブシュ４７が配設される。また、前記金型組立体３２には図示されないエジェクタピン等も配設される。

前記円盤プレート１６、３６には、それぞれ第１、第２の温調用流路９３、９４が形成され、該第１、第２の温調用流路９３、９４に水、油、空気等の温調用の媒体が供給されることによって、円盤プレート１６、３６が冷却される。

そして、計量工程において、前記スクリューが回転させられ、樹脂が溶融させられてスクリューの前方に溜められ、それに伴って、スクリューが後退させられ、この間に、ディスク成形用金型の型閉じ及び型締めが行われる。次に、射出工程において、前記スクリューが前進させられ、スクリューの前方に溜められた前記樹脂が射出ノズルから射出され、キャビティ空間Ｃに充填される。そして、冷却工程において、前記キャビティ空間Ｃ内の樹脂が冷却され、このとき、前記スタンパの微細パターンが樹脂に転写され、樹脂に微細パターンが形成される。

続いて、カットパンチ４８が前進させられて穴開け加工が行われ、ディスク基板が成形される。続いて、型開きが行われ、前記ディスク基板が取り出される。

次に、ディスク基板に基づいて完成品としてのディスクとして、ブルーレイディスク（登録商標）を製造する方法について説明する。

図３は本発明の実施の形態におけるディスクの製造方法を説明する図である。

図に示されるように、工程（ａ）において、前記構成のディスク成形用金型によってディスク基板Ｂ１を成形し、工程（ｂ）において、アルミニウム等の金属を使用し、スパッタリング法によって、ディスク基板Ｂ１上に金属薄膜から成る反射膜ｋ１を形成し、工程（ｃ）において、スピンコート法によって樹脂、本実施の形態においては、紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線を照射して硬化させることによって、反射膜ｋ１上にカバー層ｋ２を最外層として形成する。このようにして、ディスクＤ１を形成することができる。なお、ｓ１はディスク基板Ｂ１の情報面、ｓ２はディスク基板Ｂ１の非情報面、ｓｆはディスクＤ１において前記非情報面ｓ２が形成される側の面である表面、ｓｂはディスクＤ１において前記情報面ｓ１が形成される側の面である裏面である。

本実施の形態においては、反射膜ｋ１上に紫外線硬化樹脂を塗布することによってカバー層ｋ２を形成するようになっているが、光透過性の樹脂から成るシートを被覆することによってカバー層ｋ２を形成することもできる。

図４は本発明の実施の形態におけるディスクの他の製造方法を説明する図である。

図に示されるように、工程（ａ）において、前記ディスク基板Ｂ１を成形し、工程（ｂ）において、ディスク基板Ｂ１上に前記反射膜ｋ１を形成し、工程（ｃ）において、反射膜ｋ１上に前記カバー層ｋ２を形成し、工程（ｄ）において、スピンコート法によって樹脂、本実施の形態においては、紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線を照射して硬化させることによって、カバー層ｋ２上にハードコート層ｋ３を最外層として形成する。なお、前記ハードコート層ｋ３を形成することなく、カバー層ｋ２を最外層として形成することもできる。このようにして、ディスクＤ１を形成することができる。なお、ｓ１はディスク基板Ｂ１の情報面、ｓ２はディスク基板Ｂ１の非情報面、ｓｆはディスクＤ１の表面、ｓｂはディスクＤ１の裏面である。

次に、ディスクとして、多層膜のブルーレイディスク（登録商標）を製造する方法について説明する。

図５は本発明の実施の形態におけるディスクの更に他の製造方法を説明する第１の図、図６は本発明の実施の形態におけるディスクの更に他の製造方法を説明する第２の図である。

図に示されるように、工程（ａ）において、前記ディスク基板Ｂ１を成形し、工程（ｂ）において、ディスク基板Ｂ１上に前記反射膜ｋ１を形成し、工程（ｃ）において、スピンコート法によって樹脂、本実施の形態においては、紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線を照射して硬化させることによって、反射膜ｋ１上に中間層ｋ４を形成する。これに伴って、ディスク基板Ｂ１、反射膜ｋ１及び中間層ｋ４から成る積層体７０が形成される。

続いて、工程（ｄ）において、前記積層体７０を、中間層ｋ４の表面と転写部材としてのスタンパ７１とが対向するように、スタンパ７１に押し付ける。なお、該スタンパ７１には、円盤プレート１６（図２）に取り付けられた前記スタンパと同様に微細パターンが形成されるので、前記工程（ｄ）において中間層ｋ４に微細パターンが転写され、情報面ｓ３が形成される。

次に、工程（ｅ）において、スタンパ７１から積層体７０を離型させる。そして、工程（ｆ）において、アルミニウム等の金属を使用し、スパッタリング法によって、中間層ｋ４上に前記反射膜ｋ１より薄い金属薄膜から成る半反射膜ｋ５を形成し、工程（ｇ）において、スピンコート法によって樹脂、本実施の形態においては、紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線を照射して硬化させることによって、半反射膜ｋ５上にカバー層ｋ６を最外層として形成する。このようにして、ディスクＤ２を形成することができる。なお、ｓ１はディスク基板Ｂ１の情報面、ｓ２はディスク基板Ｂ１の裏面、ｓｆはディスクＤ２の表面、ｓｂはディスクＤ２の裏面である。

また、図４に示されるディスクＤ１と同様に、カバー層ｋ６を形成した後、スピンコート法によって樹脂、本実施の形態においては、紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線を照射して硬化させることによって、カバー層ｋ６上にハードコート層を最外層として形成することもできる。

ところで、図３に示される製造方法によって形成されるディスクＤ１においては、カバー層ｋ２が、図４に示される製造方法によって形成されるディスクＤ１においては、ハードコート層ｋ３が、図５及び６に示される製造方法によって形成されるディスクＤ２においては、カバー層ｋ６が最外層とされる。そして、前記カバー層ｋ２、ｋ６及びハードコート層ｋ３は、樹脂、本実施の形態においては、紫外線硬化樹脂によって形成されるので、紫外線硬化樹脂が十分に硬化するまでの間はべたつき易い。したがって、生産ラインでディスクＤ１、Ｄ２を積み重ねたときに、各ディスクＤ１、Ｄ２同士が貼り付くと、各ディスクＤ１、Ｄ２を分離させるのが困難になったり、ディスクＤ１、Ｄ２が破損したりしてしまう。

そこで、本実施の形態においては、スタンパが取り付けられない側の金型組立体３２における円盤プレート３６の前端面に、金型組立体１２側に向けて突出させて凸面を形成することによって、ディスク基板Ｂ１の一方の面に、前記凸面に対応する形状の凹面を形成し、生産ラインにおいて、前記ディスク基板Ｂ１に基づいて製造されたディスクＤ１、Ｄ２を積み重ねたときに、各ディスクＤ１、Ｄ２同士が貼り付くのを防止するようにしている。

図１は本発明の実施の形態における円盤プレートの要部を示す断面図である。

図において、３６は円盤プレート、７２は前記カットパンチ４８（図２）、エジェクタブシュ６２、エアブローブシュ４７等が配設される穴、７３は前記キャビティリング３７を配設するための切欠である。また、ＡＲ１は穴７２の内周縁の近傍に設定され、ディスクＤ１、Ｄ２（図３、４及び６）にクランプ部を形成するための環状の領域、ＡＲ２は領域ＡＲ１より径方向外方において、ディスクＤ１の外周縁の近傍にかけて、ディスク基板Ｂ１の前記情報面ｓ１、及び中間層ｋ４の情報面ｓ３に対応させて設定された領域である。

そして、前記円盤プレート３６の前端面に、金型組立体１２側に向けて突出させて、円盤プレート３６の内周側、例えば、内周縁から外周側、例えば、外周縁にかけて、連続的に突出量を異ならせて環状の凸面ｓ１１が形成される。すなわち、該凸面ｓ１１は、径方向における前記領域ＡＲ２の内周縁ｐｓと領域ＡＲ２の外周縁ｐｅとの間に、円弧状に形成されて湾曲する湾曲面を構成する。前記凸面ｓ１１の突出量を高さで表すと、内周縁ｐｓ及び外周縁ｐｅにおいて最も低く、内周縁ｐｓ及び外周縁ｐｅの中央ｐｃにおいて最も高くされる。前記凸面ｓ１１の形状は、前記中央ｐｃを中心にして径方向外方の部分と径方向内方の部分とが対称に形成される。

次に、このような形状を有する円盤プレート３６を備えたディスク成形用金型を使用することによって成形されたディスク基板Ｂ１について説明する。

図７は本発明の実施の形態におけるディスク基板の要部を示す断面図である。

図において、Ｂ１はディスク基板、７４は前記穴開け加工を行うことによって形成された穴である。また、ＡＲ１１は穴７４の内周縁の近傍に設定された環状のクランプ部、ＡＲ１２はクランプ部ＡＲ１１より径方向外方において、ディスク基板Ｂ１の外周縁の近傍にかけて設定された領域である。

そして、前記ディスク基板Ｂ１の一方の面、本実施の形態においては非情報面ｓ２における前記領域ＡＲ１２に、前記凸面ｓ１１に対応する形状の凹面ｓ１２が、内周側、例えば、内周縁から外周側、例えば、外周縁にかけて、連続的に厚さを異ならせて形成され、ディスク基板Ｂ１の他方の面、本実施の形態においては、情報面ｓ１が平面状（平坦）にされる。すなわち、前記凹面ｓ１２は、径方向における前記領域ＡＲ１２の内周縁ｑｓと領域ＡＲ１２の外周縁ｑｅとの間に、非接触部として、円弧状に形成されて湾曲する湾曲面を構成する。前記凹面ｓ１２の後退量を深さで表すと、内周縁ｑｓ及び外周縁ｑｅにおいて最も浅く、内周縁ｑｓ及び外周縁ｑｅの中央ｑｃにおいて最も深くされる。前記凹面ｓ１２の形状は、前記中央ｑｃを中心にして径方向外方の部分と径方向内方の部分とが対称に形成される。

次に、前記構成のディスク基板Ｂ１に基づいて製造されたディスクＤ１、Ｄ２を生産ラインで積み重ねたときの状態について説明する。この場合、図においては、ディスクＤ１、Ｄ２のうちのディスクＤ１についてだけ示される。

図８は本発明の実施の形態におけるディスクを積に重ねた状態を示す図である。

図において、Ｄ１はディスク、８１は穴、ｓｆは表面、ｓｂは裏面である。ディスクＤ１を積み重ねると、各ディスクＤ１間に凹面ｓ１２によって隙間δ１が形成される。

したがって、ディスクＤ１を生産ラインで積み重ねたときに、ディスクＤ１の裏面ｓｂと隣接するディスクＤ１の凹面ｓ１２との間においてディスクＤ１同士が接触することがないので、各ディスクＤ１同士が貼り付くのを防止することができる。

なお、ディスクＤ１においては、裏面ｓｂ側からレーザ光を照射することによって、記録されたデータを読み取るようになっている。本実施の形態においては、表面ｓｆに凹面ｓ１２が形成され、裏面ｓｂは平面状にされるので、データを確実に読み取ることができる。また、非情報面側である表面ｓｆに突起が形成されないので、印刷面として使用したときの印刷範囲を広くすることができる。

そして、前記凹面ｓ１２が湾曲面によって構成されるので、応力集中が発生するのを防止することができる。したがって、ディスクＤ１の強度を高くすることができる。

本実施の形態において、スタンパは金型組立体１２側に配設されるが、スタンパを金型組立体３２側に配設することもできる。その場合、インナスタンパ押え１４、突当リング１８等は金型組立体３２側に、キャビティリング３７等は金型組立体１２側に配設される。また、凸面は円盤プレート１６に形成される。

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、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

１２、３２ 金型組立体
１６、３６ 円盤プレート
ｓ１１ 凸面

Claims (6)

1. （ａ）第１の金型と、
   （ｂ）第２の金型とを有するとともに、
   （ｃ）前記第１、第２の金型のうちの一方の金型の鏡面盤の前端面に、内周側から外周側にかけて湾曲する凸面が形成されることを特徴とするディスク成形用金型。
2. （ａ）前記第１、第２の金型のうちの一方の金型にスタンパが取り付けられ、
   （ｂ）前記第１、第２の金型のうちの他方の金型の鏡面盤に前記凸面が形成される請求項１に記載のディスク成形用金型。
3. 内周側から外周側にかけて湾曲する凸面が形成されることを特徴とする鏡面盤。
4. 非情報面側の中央部に非接触部が形成されることを特徴とするディスク基板。
5. 内周側から外周側にかけて湾曲する凹面が形成されることを特徴とするディスク基板。
6. 前記凹面は非情報面側に形成される請求項５に記載のディスク基板。

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