JP2011207196A

JP2011207196A - 樹脂基板成形用金型、磁気記録媒体用樹脂基板の製造方法及び磁気記録媒体用樹脂基板

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Publication number: JP2011207196A
Application number: JP2010080031A
Authority: JP
Inventors: Takashi Komatsu; 隆史小松; Takeshi Endo; 毅遠藤
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2011-10-20

Abstract

【課題】本発明は、磁気記録媒体用樹脂基板の離型性の良好な樹脂基板成形用金型及び磁気記録媒体用樹脂基板の製造方法並びに磁気記録媒体用樹脂基板の提供を目的とする。
【解決手段】本発明の樹脂基板成形用金型は、固定側型部と、可動側型部とを備えている。又、固定側型部は、固定側キャビティ形成面２４ａを有するスタンパー２４を備えている。又、スタンパー２４の固定側キャビティ形成面２４ａは、第１領域２４ｂと、その第１領域２４ｂの径内側に配設され表面粗さが径内方向に漸次粗くなるように形成された第２領域２４ｃとを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、樹脂基板成形用金型及び磁気記録媒体用樹脂基板の製造方法並びに磁気記録媒体用樹脂基板に関するものである。

コンピュータなどに用いられる磁気ディスク装置には、アルミニウム基板やガラス基板が磁気記録媒体用基板として用いられている。磁気記録媒体用基板は、円板状の形状を有し、基板の中心に、基板の厚さ方向に貫通する貫通孔が形成されている。この基板上に金属磁気薄膜が形成され、金属磁気薄膜を磁気ヘッドで磁化することによりデータが記録される。

これらの磁気記録媒体基板を安価に得る方法として、ガラス基板に換えて射出成形により樹脂基板を製造し使用する試みがなされている。磁気記録媒体基板は一般的な光記録媒体用樹脂基板以上の高い平坦度が要求されるが、射出成形の工程において金型の離型精度が低いと平坦度が悪くなるため、射出成形の工程において離型の精度を上げる必要がある。また、成膜の観点からは離型剤を利用せずに成形品を離型する事が望ましいが、平滑な金型転写面、エアブロー機構およびエジェクタ機構のみによる従来の離型方法では、面内の周方向で離型するタイミングにバラツキが生じる。このため、成形される基板の平坦度が悪化する。これらの問題を解決するため、磁気記録媒体基板の成形方法においては、金型のキャビティ内により均一な離型を可能とする工夫をする必要がある。

一方、射出成形により作製される光記録媒体用樹脂基板では、離型タイミングのバラツキにより一様に離型しない場合、パターンの二重転写が生じ、もしくは基板のソリの一因となる等の問題がある。これらの問題に対し、光記録媒体用樹脂基板の成形では、金型の鏡面またはスタンパーの本来データ面としては用いない部分の表面に、微細なパターンを付ける手法が、例えば特許文献１に提案されている。

特開平９−１８０２５２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のものでは、金型の一部を粗面化する事で離型性能の向上を図っているが、磁気記録媒体用樹脂基板ではデータ記録に用いられる領域はパターンのない平滑面であり、上記特許文献１と同様に金型の転写面に平滑である第１領域と粗面である第２領域を併せて形成すると、第１領域と第２領域との間に表面粗さが不連続である境界が生じる。このため、境界において径方向の離型がスムーズに進行せず、結果として平滑面で離型が特定方向に進行する恐れがある（図７（ｂ）参照）。これは基板周方向のうねり成分を増大させるもので、最終的に製品化された磁気記録媒体が磁気ディスク装置で使用される際に磁気ディスク装置の磁気ヘッドが接触してクラッシュを引き起こす等の問題の原因となる。

本発明は、磁気記録媒体用樹脂基板の離型性の良好な樹脂基板成形用金型及び磁気記録媒体用樹脂基板の製造方法並びに磁気記録媒体用樹脂基板の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は固定側型部の円形状の固定側キャビティ形成面とその固定側キャビティ形成面に対向する可動側型部の円形状の可動側キャビティ形成面と前記固定側型部または前記可動側型部のいづれかに設けられたキャビティ側部形成面との間に形成されるキャビティに溶融状の合成樹脂を射出注入して磁気記録媒体用樹脂基板を成形する樹脂基板成形用金型であって、前記固定側キャビティ形成面と可動側キャビティ形成面との少なくとも一方は、表面粗さが径方向及び周方向に均一な第１領域と、前記第１領域の径内側に配設され前記第１領域から連続的に径内側に行くに従い漸次表面粗さが粗くなる第２領域とを備えていることを特徴とする樹脂基板成形用金型である。

請求項２のように、前記固定側型部は、固定側型部本体と、その固定側型部本体に着脱自在に組み付けられ前記可動側キャビティ形成面と対向するスタンパーとを備え、前記固定側キャビティ形成面は、前記スタンパーにおける可動側キャビティ形成面と対向する面に形成され、前記第１領域と第２領域とは、前記固定側キャビティ形成面に形成されていることが好ましい。

請求項３は、請求項１又は２記載の樹脂基板成形用金型を用いて磁気記録媒体用樹脂基板を製造する磁気記録媒体用樹脂基板の製造方法である。

請求項４は、請求項１又は２記載の樹脂基板成形用金型を用いて成形された磁気記録媒体用樹脂基板であって、前記第１領域によって形成された平滑面と、前記第２領域によって形成された非平滑面とを備え、前記平滑面は、その一部又は全体が情報記録領域として用いられることを特徴とする磁気記録媒体用樹脂基板である。

本発明の請求項１によれば、固定側キャビティ形成面と可動側キャビティ形成面との少なくとも一方は、表面粗さが径方向及び周方向に均一な第１領域と、第１領域の径内側に配設され第１領域から連続的に径内側に行くに従い漸次表面粗さが粗くなる第２領域とを備えている。

これにより、成形品である磁気記録媒体用樹脂基板の離型に際して、磁気記録媒体用樹脂基板の周方向に略全体に同じタイミングで離型でき、周方向のうねりを抑えることができる。従って、平坦度の高い磁気記録媒体用樹脂基板を得ることができる。

請求項２によれば、固定側キャビティ形成面は、スタンパーにおける可動側キャビティ形成面と対向する面に形成され、そして、第１領域と第２領域とは、その固定側キャビティ形成面に形成されている。

これにより、例えば長時間の使用で金型の離型性が劣化した場合でも、スタンパーだけを交換できる。従って、第１領域と第２領域との形成を容易なものにできる。

請求項３によれば、樹脂基板成形用金型を用いて磁気記録媒体用樹脂基板を製造することによって、成形品である磁気記録媒体用樹脂基板の離型に際して、磁気記録媒体用樹脂基板の周方向に略全体に同じタイミングで離型でき、周方向のうねりを抑えることができる。従って、平坦度の高い磁気記録媒体用樹脂基板を得ることができる。

請求項４によれば、上記第１領域によって形成された磁気記録媒体用樹脂基板の平滑面はその一部又は全体が情報記録領域として用いられる。これにより、情報記録領域が周方向のうねりの小さいものにでき、使用に際して磁気ディスク装置の磁気ヘッドが接触するおそれの少ないものにできる。

本発明の一実施形態の樹脂基板成形用金型の断面図である。スタンパーの底面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う要部拡大断面図である。型閉めした状態の樹脂基板成形用金型の断面図である。磁気記録媒体用樹脂基板の成形後の型開きした状態の樹脂基板成形用金型の断面図である。成形後の磁気記録媒体用樹脂基板がスタンパーから離れる際の説明図である。（ａ）は、スタンパーの比較例の要部拡大断面図、（ｂ）は、磁気記録媒体用樹脂基板が比較例のスタンパーから離れる際の説明図である。スタンパーの他の実施形態の底面図である。図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う要部拡大断面図である。図１の樹脂基板成形用金型を用いて製造した磁気記録媒体用樹脂基板の平面図である。図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う要部拡大断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態の樹脂基板成形用金型の断面図、図２は、スタンパーの底面図、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う要部拡大断面図である。

本発明の樹脂基板成形用金型１は、磁気記録媒体用樹脂基板を射出成形により成形する際に用いられ、この樹脂基板成形用金型１によって、例えば成形品として、厚さが１ｍｍ〜２．５ｍｍ、外径が４８ｍｍ〜６４ｍｍ、クランプ穴１０１の内径が１２ｍｍ〜２０ｍｍの円板状の磁気記録媒体用樹脂基板１００（図１０に図示）を成形できる。

この樹脂基板成形用金型１は、固定側型部２と、可動側型部３とを備えている。固定側型部２は、固定側型部本体と、スタンパー２４とを備えている。

固定側型部本体は、固定側取付板２１と、この固定側取付板２１に保持された固定側受板２２及び固定側型板２３と、それらの固定側受板２２及び固定側型板２３の中心部に配設されたスプルーブッシュ２５と、固定側エアー流路２６とを備えている。

スプルーブッシュ２５は、その中心部に、成形材料の流入流路であるスプルー２５ａを備えている。そして、このスプルーブッシュ２５は、固定側受板２２及び固定側型板２３に設けられたブッシュ挿入孔２９に入れられるようにして保持されており、これにより、スプルー２５ａが後述する成形部であるキャビティ４に連通するようになっている。

固定側エアー流路２６は、この実施形態では、固定側受板２２の外周からブッシュ挿入孔２９に延ばされているとともに、図示しないがブッシュ挿入孔２９に、その軸方向に沿ってキャビティ４まで延ばされるようにして形成されている。

スタンパー２４は、図２に示すように、スタンパー２４を固定側型部本体に固定するための中心孔２０を有する円板状のものから構成されている。この実施形態のスタンパー２４の外周及び中心孔２０は、成形品である磁気記録媒体用樹脂基板１００の外径、クランプ穴１０１の内径よりも、夫々、やや大きい程度に形成されている。

そして、スタンパー２４は、図１に示すように、内周スタンパー押さえ２７及び外周スタンパー押さえ２８を介して固定側型板２３に着脱自在に取付けられている。この取付けられた状態で、スタンパー２４の底面（一面）が、後述の可動側型部３の可動側型板３３と対向してキャビティ４の一部を形成する固定側キャビティ形成面２４ａを構成する。

又、この固定側キャビティ形成面２４ａは、図２に示すように第１領域２４ｂと、その第１領域２４ｂの径内側に第１領域２４ｂと隣接して配設された第２領域２４ｃとを備えている。

第１領域２４ｂは、この実施形態では、固定側キャビティ形成面２４ａにおける中心孔２０から外周端までの径方向の幅における中心孔２０から１／４〜１／３の位置を内周端２４ｆとし、その内周端２４ｆから外周端までの範囲の全周に渡って形成されており、径方向及び周方向に表面粗さが均一且つ平滑な面に形成されている。尚、本願発明において、「平滑」とは、径方向の最大断面高さＲｍａｘが１０ｎｍ以下のものをいう。

第２領域２４ｃは、径方向における第１領域２４ｂの内周端２４ｆから中心孔２０近傍までの範囲（例えば径方向に５ｍｍ〜１５ｍｍの幅）全周に渡って形成されており、表面粗さが周方向に均一で且つ第１領域２４ｂの内周端２４ｆから連続的に中心孔２０にかけて径内方向に漸次粗くなるように形成されている。

この実施形態では、第２領域２４ｃは、複数の突条２４ｄと複数の周溝２４ｅとによって構成されている。詳しくは、第２領域２４ｃには、第１領域２４ｂの内周端２４ｆから中心孔２０近傍にかけて径内方向に一定の間隔を持って並ベられるようにして周方向に一定の高さで形成された複数の突条２４ｄと、隣接する突条２４ｄの間に、周方向に一定の深さで形成された複数の周溝２４ｅとが設けられている。

これらの突条２４ｄは、夫々、断面三角形状で、全周に延ばされて円状に形成されている。又、複数の周溝２４ｅは、第１領域２４ｂの内周端２４ｆから中心孔２０に行くに従い漸次深さが深くなって隣接する突条２４ｄの高さが中心孔２０側に漸次高くなるように形成されている。この実施形態では、中心孔２０側寄りの領域で、径方向の最大断面高さＲｍａｘが２０ｎｍ程度に設定されている。

これにより、第２領域２４ｃは、表面粗さが、第１領域２４ｂの内周端２４ｆから連続的に、即ち、第２領域２４ｃと第１領域２４ｂとの境界で表面粗さの差が大きくならないようにして、中心孔２０側に行くに従い漸次粗くなるように構成されている。

この実施形態では、第２領域２４ｃと第１領域２４ｂとの境界で径方向の最大断面高さＲｍａｘが１０ｎｍ以下になるように設定されている。

次に、図１に戻って、可動側型部３について説明する。可動側型部３は、可動側取付板３１と、この可動側取付板３１に保持された可動側受板３２及び可動側型板３３と、カットパンチ３４と、エジェクター３５と、可動側エアー流路３６とを備えている。

可動側型板３３は、可動側キャビティ形成面３３ａと、キャビティ側部形成面３３ｂとを備えている。可動側キャビティ形成面３３ａは、スタンパー２４の固定側キャビティ形成面２４ａと対向しており、この可動側キャビティ形成面３３ａは、全体が均一な平滑面に形成されている。

キャビティ側部形成面３３ｂは、キャビティ４の側面を形成するもので、可動側キャビティ形成面３３ａの周部から図の上側のスタンパー２４側に所定の高さで突出するように形成されている。尚、このキャビティ側部形成面３３ｂは、可動側型部３に設ける形態のものに限らず、固定側型部２に設けてもよく、適宜変更できる。

カットパンチ３４は、磁気記録媒体用樹脂基板１００のクランプ穴１０１をカット成形するためのもので、筒状のものから構成されている。そして、このカットパンチ３４は、その先端が可動側型板３３の可動側キャビティ形成面３３ａから突出可能に可動側型板３３に対して移動可能に配設されている。

エジェクター３５は、カットパンチ３４の外周側に配設された筒状の基板用エジェクター３５ａと、カットパンチ３４の内周側に配設された円柱状のスプルー用エジェクター３５ｂとを備えている。

基板用エジェクター３５ａは、成形した磁気記録媒体用樹脂基板１００を可動側型板３３から突き放すもので、その先端が可動側型板３３の可動側キャビティ形成面３３ａから突出可能に、可動側取付板３１と可動側型板３３と可動側受板３２との夫々の中心部に設けられたエジェクター挿入孔３７に移動可能に挿入されている。

スプルー用エジェクター３５ｂは、カットパンチ３４によってカットされた成形材料及びスプルー２５ａ内で固まった成形材料を突き放すもので、その先端がカットパンチ３４から突出可能にカットパンチ３４に対して移動可能とされている。

可動側エアー流路３６は、可動側受板３２の外周からエジェクター挿入孔３７に延ばされているとともに、図示しないがエジェクター挿入孔３７に、その軸方向に沿ってキャビティ４まで延ばされるようにして形成されている。

このように構成された可動側型部３は、固定側型部２に対して退行・接近する方向（図の上下方向）に可動するように配設されている。又、可動側型板３３の可動側キャビティ形成面３３ａがスタンパー２４の固定側キャビティ形成面２４ａと対向し、図４に示すように可動側型部３が固定側型部２に接近して型閉めされた状態で、可動側キャビティ形成面３３ａ、固定側キャビティ形成面２４ａ、内周スタンパー押さえ２７、及びキャビティ側部形成面３３ｂとで閉空間のキャビティ４を形成する。

次に、上記樹脂基板成形用金型１を用いて、磁気記録媒体用樹脂基板を製造する方法について説明する。

型閉めされた図４に示す状態から、成形材料として合成樹脂、例えばポリカーボネートが溶融状態でスプルーブッシュ２５のスプルー２５ａからキャビティ４に射出注入される。

次に、カットパンチ３４が可動し、キャビティ４内で円形状に形成された成形材料から、磁気記録媒体用樹脂基板１００のクランプ穴１０１に相当する部分がカットされ、その後、冷却固化される。これにより、キャビティ４内に、円板状の磁気記録媒体用樹脂基板１００が成形される（図５参照）。

次に、可動側型部３が固定側型部２と退行する方向（図４の下方向）に移動して、図５に示すように型開きされる。尚、この図５では、カットパンチ３４によってカットされ、スプルー２５ａ側に残って固化した成形材料は省略している。

又、その型開きに際して、固定側エアー流路２６からエアーがキャビティ４に送られ、スタンパー２４の固定側キャビティ形成面２４ａと磁気記録媒体用樹脂基板１００との間に送られて、磁気記録媒体用樹脂基板１００の径内側の部分にエアーが噴射される。

その際、例えばスタンパー２４の固定側キャビティ形成面２４ａにおける第２領域２２４ｃを、図７（ａ）に示すように表面粗さが径方向に一定の均一な表面粗さにして第１領域２４ｂと第２領域２２４ｃとの境界部に表面粗さの差が大きい不連続部を形成した場合には、図７（ｂ）に示すように、固定側キャビティ形成面２４ａに対して磁気記録媒体用樹脂基板１００の一部１１０が他の部分に先行してスタンパー２４から離れ、その結果、磁気記録媒体用樹脂基板１００の周方向にうねり（歪）が生じるおそれが高くなる。

しかし、この実施形態では、第１領域２４ｂと第２領域２４ｃとの境界部を表面粗さの差が小さい連続したものにしているため、図６に示すように、固定側キャビティ形成面２４ａの第２領域２４ｃによって、固定側キャビティ形成面２４ａに対して磁気記録媒体用樹脂基板１００の周方向の全体を徐々に離していくことができる。これにより、磁気記録媒体用樹脂基板１００の周方向にうねりが生じ難いものにできる。

尚、図６、図７（ｂ）中の１０２はスタンパー対向面を、１０３は平滑部を、１０４は非平滑部を夫々示しており、これらについては後述する。

その後、基板用エジェクター３５ａが可動し、磁気記録媒体用樹脂基板１００は基板用エジェクター３５ａによって可動側型板３３から突き放されるとともに、可動側エアー流路３６から送られてくるエアーによって可動側型板３３から突き放される。

以上により、図１０に示すような、中心部にクランプ穴１０１を有する円板状磁気記録媒体用樹脂基板１００が得られる。

このようにして得られた磁気記録媒体用樹脂基板１００は、スタンパー２４と対向して形成されたスタンパー対向面１０２に平滑部（第１領域転写部）１０３と、非平滑部（第２領域転写部）１０４とを備えている。

平滑部１０３は、スタンパー２４の固定側キャビティ形成面２４ａの第１領域２４ｂが転写された部分で、径方向の最大断面高さＲｍａｘが１０ｎｍ以下の平滑面に形成されている。そして、この平滑部１０３は、情報が記録される情報記録領域として用いられる部分で、例えば金属磁気薄膜が形成されてその金属磁気薄膜が磁気ヘッドによって磁化されることにより、情報が記録される。

非平滑部１０４は、スタンパー２４の固定側キャビティ形成面２４ａの第２領域２４ｃが転写された部分で、図１１に示すように、径方向における平滑部１０３の内周端からクランプ穴１０１近傍までの範囲の全周に渡って形成されており、表面粗さが周方向に均一で且つ平滑部１０３の内周端からクランプ穴１０１近傍にかけて径内方向に漸次粗くなるように形成されている。

このようにして平滑部１０３が情報記録領域として用いられるようにすれば、周方向にうねりが小さいため、磁気ディスク装置の磁気ヘッドが接触するおそれのすくないものにできる。

尚、上記実施形態では、スタンパー２４の固定側キャビティ形成面２４ａの第２領域２４ｃの突条２４ｄ及び突条２４ｄ同士間に形成される周溝２４ｅの形状を、断面三角形状のものから構成しているが、この形態のものに限らず、適宜変更できる。

例えば、図８、図９に示すように、突条１２４ｄ及び周溝１２４ｅを、断面台形状のものから構成するようにしてもよい。又、周溝２４ｅの幅Ｌは、１００ｎｍ以下にしておくのが好ましいが、これに限定されず、適宜変更できる。

又、上記実施形態では、第２領域を、スタンパー２４の固定側キャビティ形成面２４ａにのみ形成しているが、この形態のものに限らず、スタンパー２４の固定側キャビティ形成面２４ａと可動側型板３３の可動側キャビティ形成面３３ａとの一方又は両方に形成してもよく、適宜変更し得る。

また、上記実施形態では、第２領域２４ｃを形成する突条２４ｄを、全周に渡って同高さで周方向に平滑なものとしているが、例えば周方向に凹凸を有するものでもよい。又、その場合において、凹凸を周方向に表面粗さがほぼ一定な均一なものにしてもよいが、周方向に表面粗さが不均一なものにしてもよい。

又、可動側型板３３に対向しキャビティの一部を形成する内周スタンパー押さえ２７にも第２領域を、スタンパー２４の第２領域２４ｃから連続して形成するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、平滑部１０３の全体を情報記録領域として用いるようにしているが、例えば平滑部１０３の一部を情報記録領域として用いるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、スタンパー２４を設けたものとしているが、スタンパー２４を設けずに、固定側型板２３の一部を可動側型板３３に対向させて固定側キャビティ形成面とし、その固定側型板２３の一部を可動側型板３３に対向させて固定側キャビティ形成面と可動側型板３３の可動側キャビティ形成面３３ａとの一方又は両方に第２領域を形成するようにしてもよい。

１樹脂基板成形用金型
２固定側型部
３可動側型部
２４スタンパー
２４ａ固定側キャビティ形成面
２４ｂ第１領域
２４ｃ第２領域
３３ａ可動側キャビティ形成面
１００磁気記録媒体用樹脂基板
１０３平滑部
１０４非平滑部

Claims

固定側型部の円形状の固定側キャビティ形成面とその固定側キャビティ形成面に対向する可動側型部の円形状の可動側キャビティ形成面と前記固定側型部または前記可動側型部のいづれかに設けられたキャビティ側部形成面との間に形成されるキャビティに溶融状の合成樹脂を射出注入して磁気記録媒体用樹脂基板を成形する樹脂基板成形用金型であって、
前記固定側キャビティ形成面と可動側キャビティ形成面との少なくとも一方は、表面粗さが径方向及び周方向に均一な第１領域と、前記第１領域の径内側に配設され前記第１領域から連続的に径内側に行くに従い漸次表面粗さが粗くなる第２領域とを備えていることを特徴とする樹脂基板成形用金型。
前記固定側型部は、固定側型部本体と、その固定側型部本体に着脱自在に組み付けられ前記可動側キャビティ形成面と対向するスタンパーとを備え、
前記固定側キャビティ形成面は、前記スタンパーにおける可動側キャビティ形成面と対向する面に形成され、
前記第１領域と第２領域とは、前記固定側キャビティ形成面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の樹脂基板成形用金型。
請求項１又は２記載の樹脂基板成形用金型を用いて磁気記録媒体用樹脂基板を製造する磁気記録媒体用樹脂基板の製造方法。
請求項１又は２記載の樹脂基板成形用金型を用いて成形された磁気記録媒体用樹脂基板であって、
前記第１領域によって形成された平滑面と、前記第２領域によって形成された非平滑面とを備え、
前記平滑面は、その一部又は全体が情報記録領域として用いられることを特徴とする磁気記録媒体用樹脂基板。