JP2791087B2

JP2791087B2 - 光方式ディスク基板とその製造方法

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Publication number: JP2791087B2
Application number: JP1063605A
Authority: JP
Inventors: 正樹吉井; 泰雄天野; 浩樹蔵本; 慶治鷹栖
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1989-03-17
Publication date: 1998-08-27
Anticipated expiration: 2013-08-27
Also published as: JPH02243317A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、光方式ディスク基板との製造方法に係り、
特に情報ピットやトラッキングピットなどの形状の優れ
た光方式ディスク基板と、これを成形する好適な製造方
法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の、光方式ディスク基板を成形する成形金型と、
これによって成形される光方式ディスク基板の概要を説
明する。

第21図は、従来の光方式ディスク基板成形金型を示す
断面図である。この第21図において、１は光方式ディス
ク基板成形金型（以下、成形型という）であって、この
成形型１は、光方式ディスク基板（以下、ディスク基板
という）となるべき溶融樹脂に情報用ピットやランキン
グピット，トラッキンググループを転写するためのスタ
ンパ２が、可動型４へ内周スタンパホルダ６と外周スタ
ンパホルダ７とによって取付けられている。そして、射
出成形機（図には示さず）によって加熱溶融された透明
樹脂は、成形型１のスプル部８を通って、スタンパ２が
設けられたキャビティ３に鋳込まれる。鋳込まれた加熱
溶融樹脂は、該スタンパ２により、情報ピットなどが転
写された後に、冷却・固化する。金型内で金型温度に冷
却された該樹脂、即ち基板は、金型開によって、先ずミ
ラー面を形成する固定型５と離型し、スタンパ２が取付
けられている可動型側に残る。

金型全開後、可動型側に設けられているエアエジェク
ト機構９と、エジェクタ10によってディスク基板は、ス
タンパにより離型され、金型外に取出される。

上記の金型機構において、スタンパ２の微小ピットの
転写性を良くするため、従来の金型では特開：昭59−13
2531に記載のようにエアー圧により、可動型４に取りつ
けられたスタンパ２を冷却中の樹脂の収縮に追従して押
しつける構造になっていた。

なお、本技術では、射出圧縮成形に関するものをエア
ー圧で行ったものである。

この射出圧縮成形に関しては、他に多数、出願されて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、樹脂を金型に鋳込み固化する過程
での転写性向上の技術であり、ディスク基板が、スタン
パ２より離型されるときに、スタンパ２のピット等の成
形のための突起により、転写された情報ピットが変形さ
れることについての考慮に欠けていた。

本発明は、ディスク基板のシタンパとの離型における
情報用ピット等の変形を改善したディスク基板および、
その製造方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕上記目的は、情報ピットやトラッキングピットあるい
はトラッキンググループを有する情報面と、この裏面の
ミラー面とを有する光方式ディスク基板において、情報
面の情報記憶領域を除いた領域と対向するミラー面の領
域に、該光方式ディスク基板を真空吸引チャックおよび
エアエジェクトするための隙間跡またはピン跡を有する
ことにより達成される。

また、情報ピットやトラッキングピットあるいはトラ
ッキンググルーブを転写するためのスタンパを具備し、
可動型の固定型を型閉めして形成されるキャビティ内へ
溶融樹脂を鋳込み、光方式ディスク基板を形成すること
ができる光方式ディスク基板成形金型において、溶融樹
脂を鋳込んだ後、さらに圧縮する機構を有する射出圧縮
成形法において、溶融樹脂を圧縮したのちに、該樹脂を
圧縮するための圧縮ラムを微小量後退させ、スタンパ取
付側の型よりエアを吹出し、あるいはエア吹き出しとエ
ジェクタ前進との併用により、スタンパと該光方式ディ
スク基板を離型し、該ディスク基板をスタンパ取付け側
型と反対側の型すなわちミラー形成形側型に残し、型全
開後、該ディスク基板を取出すことを特徴とする。

さらに情報ピットやトラッキングピットあるいはトラ
ッキンググルーブを転写するためのスタンパを具備し、
可動型と固定型を型閉めして形成されるキャビティ内へ
溶融樹脂を鋳込み、光方式ディスク基板を成形すること
ができる光方式ディスク基板成形金型において、型開し
た時に形成される型パーティング部空間を包囲する蛇腹
層を設け、光方式ディスク基板成形後型開すると同時に
成形型と同じ温度の温風を該蛇腹層内に送風し、該ディ
スク基板をスタンパより離型することを特徴とする。

〔作用〕

本発明に係る作用を、従来の成形型のものと対比して
説明する。

第22図は、第21図に係るディスク基板成形金型の型開
き後の、可動型側を示す断面図、第23図は、第22図にお
けるスタンパとの離型状態の概念を示す拡大断面図であ
る。

従来の成形型においては、型開きするとき、成形され
たディスク基板は、スタンパ内周ホルダ爪への樹脂の喰
いつき効果、その情報面12の密着力などにより、スタン
パ２と一体になって残る。

金型を全開した後に、エジェクトエアの吹出しと、エ
ジェクタ10の前進によって該ディスク基板11とスタンパ
２とを離型し成形型の外に取出す。即ち、該ディスク基
板のミラー面13が先に、固定型５より離型され、その後
情報面12が離型されるものである。したがって、型開き
初めてから、情報面12が離型されるまでの間、該ディス
ク基板のミラー面13は外気に曝露されて温度が低下し、
熱収縮を起こす。ポリカーボネート樹脂を使用したディ
スク基板の成形の場合、金型温度は通常100℃〜120℃で
あり、情報面12が離型されるまでに、少なくとも10℃以
上の温度低下がある。このため、φ130のディスク外周
面では少なくとも４μｍの熱収縮が起こる。この熱収縮
を起こした該ディスク基板11には、中心方向に収縮しよ
うとする力が生じる。そのため、該ディスク基板11の中
心部より、エアおよびエジェクタによって離型する場
合、第21図に示すようにスタンパ２の情報ピット転写の
ための突起14によって、既に転写されたピット15の形状
を損ない、ピット変形部16を生じるものであった。

これに対して、本発明の構成による離型概念を第３図
に示す。本発明による構成によれば、第３図の如く型開
き開始と同時にスタンパ２の情報転写面と該ディスク基
板11の情報面12とが低応力状態で離型するので、前記し
た熱収縮による残留応力に起因する問題点を完全に排除
し、情報ピット形状の優れたディスク基板11′が得られ
る。以下、本発明を実施例によって説明する。

〔実施例〕

本発明に係る第１の実施例を以下に述べる。まず、光
方式ディスク基板について説明する。

第１図、本発明の光方式ディスク基板の一実施例を示
す斜視図（一部分切除した図）、第２図は、第１図の要
部拡大断図である。

このディスク基板11は、情報記憶領域17に情報ピット
15を形成した情報面12とこの裏側にミラー面13を有する
ものであって、前記ミラー面13に、情報面12の情報記憶
域17を除いた領域と対向する領域18,19に、特に内周部
には凹部20を、外周部には凸部21を形成したものであ
る。

内周部には凹部形状および外周凸部形状については、
ディスク基板の情報面とスタンパとの密着力より、前
記ミラー面の凹部および凸部による樹脂喰付き力が大き
くなること。前記ミラー面の凹部および凸部による樹
脂喰付き力が過剰になってミラー面との離型が困難にな
らないこと。また、残留応力により、前記凹部および凸
部の変形くれずれなどがないこと。さらに、基板の光学
歪に悪影響を及ぼさないこと。前記凹部および凸部に
よる成形時のエア残留が生じ、シルバーストリークなど
が生じないことなどを考慮して定める必要がある。

具体的寸法としては、第１図中に示すように内周凹部
の深さｄ＝0.2mm,外周部凸部の高さｈ＝0.2mmとし、そ
れぞれ傾斜角θを90゜にした。

傾斜角θを90゜以下としても良い。また凹部の底隅
部，凸部の上隅部にＲをつけるか、面取りしても良い。
ｄ＝0.3mm,h＝0.3mm,θ＝90゜、面取りなしの場合、成
形条件によっては、喰付き力が大きくミラー面離型にお
いて、ディスク基板の割れが生じた。

このようにして構成した光方式ディスク基板11′は、
情報ピット15の形状が損なわれないで成形・離型でき
る。その理由を第７〜10図により、説明する。ディスク
基板のミラー（固定型側）となる側に内周凹部20、外周
凸部21を設けているので、この部分に樹脂が収縮しよう
とする力が働くため、成形型の型開き時には、成形され
た樹脂、即ちディスク基板は、成形型の固定型側に残留
すると同時に、ほぼ全面同時にスタンパと離型する。

そのため、前項で述べたように外気等によるディスク
基板の収縮によって、転写したピットやグルーブの変形
をきたさないようなスタンパからの離型を実現すること
ができる。φ3.5″の光方式ディスク基板の成形・離型
においては、ディスク基板の径が小さいためφ5.25″基
板より面剛性が大きく、変形しにくい。そのため、ミラ
ー面の内周部凹部20のみで、基板全面を同時にスタンパ
より離型することが可能である。

また、場合によっては、第５図に示すように外周部の
みに凸部21を設けてもよい。

第７〜９図の実施例では、スタンパ２を可動型４設置
した場合である。このように、スタンパを可動型４に設
け、固定型側に成形されたディスク基板を残留させる成
形方法では、ディスク基板を型外に取出すための取出し
ロボットを使用する場合、該ロボットとの位置関係が常
に一定で安定しているため、ディスク基板を可動型側に
残留させる場合に比べて安定した成形が可能となる利点
を有している。

一方、第10図に示すように、スタンパ２を固定型側に
設け、可動型にてミラー面を形成する成形方法において
も、上述したようにミラー面側に凹部20,凸部21を設け
れば型開きと同時にスタンパとディスク基板とを最初に
離型することができ、転写したピットの変形がないディ
スク基板を得ることができる。この場合、ディスク基板
の固定型との離型において、成形機に設けられたエジェ
クタ機構を利用できる利点がある。

また、ディスク基板11′のミラー面13の外周部に凸部
21を設けることにより、成形取出し後のディスク基板の
積み重ねストック法において、ディスク基板間のスペー
サを不要とし、且つ、ディスク使用，保管時において
は、ミラー面13の保護が可能である。

次に第２の実施例を以下説明する。実施例１に示し
た、光方式ディスク基板において、第５図に示す該ディ
スク基板11′はミラー面13に、情報面12の情報記憶域17
を除いた領域と対向する領域18,19に、特に内周部にス
タンパ内周ホルダの爪跡の凹部22と同様の凹溝23を該ホ
ルダの爪に対向する位置に形成し、外周部には凸部21を
形成したものである。

前記、内周部凹部23は、実施例１に示したように光方
式ディスク基板を固定型の方に残すように作用するばか
りでなく、該ディスク基板を形成するキャビティ３をス
タンパ側（可動型側）とミラー面積（固定型側）の対称
性を確保することができ、溶融樹脂の流動充填の対称性
・成形圧力負荷の均一性を得ることができ、ディスク基
板の形状精度の向上たとえば、反り（チルト）の低減か
可能となる利点がある。

さらに、内周部凹部23の形状についてスタンパ内周ホ
ルダの爪跡の凹部形状の凹み傾斜よりも、急傾斜にして
樹脂の喰い付きを大きくすれば第６図のように前記外周
部凸部21は必ずしも設けなくても良い。

第11,12図により第３の実施例を以下説明する。第11
図に示すディスク基板金型において、加熱溶融した樹脂
を固定型5,可動型４を閉じて成るキャビティ３内に鋳込
む。

固定型５は、ディスク基板のミラー面を形成するもの
で該固定型５には、該ディスク基板を真空吸引し、且つ
基板のエアエジェクトのためのエアパス９′とエジェク
タ10′が設けられている。可動型４には、スタンパ２が
スタンパ内周ホルダ6,外周ホルダ７によって取付けられ
ている。

鋳込まれた溶融樹脂が固化・冷却しディスク基板が形
成された時点で、成形型を微小量（10μｍ〜100μｍ程
度）開く。この型開き量は、変位計24によって検知し、
制御する。その後、第12図に示すように、可動型内に設
けたエジェクト用エアパス９よりエアを型内に吹出し、
あるいは、エア吹出しとエジェクタ10の前進によってデ
ィスク基板をスタンパから離型する。また、成形型の微
少量の開き開始と同時にエア吹出しおよびエジェクタ前
進を行っても良い。

スタンパからの離型完了後、成形型を全開し、固定型
内に設けたエジェクタ10′とエジェクトエア吹出しによ
ってディスク基板を固定型より離型し、成形型外に取出
す。

このようにして得られるディスク基板はスタンパとの
離型時において、外気冷却による基板温度の低下がなく
低応力状態で離型できるため、先に述べたようにピット
形状を損なうことがない。

第13図により第４の実施例を説明する。この光方式デ
ィスク基板11′は、情報記憶領域に情報ピットを形成し
た情報面12に情報記憶域17を除いた領域と対向する領域
18,19に、成形されたディスク基板を金型内で真空吸着
するための約10μｍ程度の吸引エアパス隙間跡24を有し
たものである。該エアパス隙間跡は、第13図に示すよう
に内周部，外周部にリング状に有している。また、第14
図のように、円形ピンによる吸引エアパス隙間跡24′で
あっても良い。これらの真空吸着するための吸引エアパ
ス隙間跡を有することが情報ピット形状を損なわないで
離型できることの理由については次の第５の実施例に示
す製造方法にて説明する。

第15,16図より第５の実施例を以下説明する。第15図
に示す光方式ディスク基板金型において、加熱溶融した
樹脂を固定型5,可動型４を閉じて成るキャビティ３内に
鋳込む。

固定型５は、ディスク基板のミラー面を形成するもの
で該固定型５には、該ディスク基板を真空吸引し、且つ
基板のエアエジェクトのためのエアパス９′,9″とエジ
ェクタ10′が設けられている。可動型４には、スタンパ
がスタンパ内周ホルダ6,外周ホルダ７によって取付けら
れている。

鋳込まれた溶融樹脂が固化・冷却しディスク基板が形
成された後に、ディスク基板をエアパス９′,9″を通し
て真空吸引する。しかる後に、前記成形型を開く。この
際、該ディスク基板11′は真空吸引により固定型側に残
ると同時にスタンパ２との離型を型開と同時に基板全面
にわたって行うことができる。

成形型全開後、固定型内に設けたエジェクタ10′およ
び上記した真空エアパスとして用いたエアパス９′,9″
を離型エアパスとして用い、エアを吹出すことによって
固定型より離型したディスク基板を成形型より取り出
す。

このようにして成形・離型されるディスク基板は型開
きによる冷却をさけることができる。そのため基板の収
縮残留応力に起因する情報ピットの変形のないディスク
基板を得ることができる。

第17,18図により第６の実施例を以下説明する。第17
図に示す光方式ディスク基板成形金型において、加熱溶
融した樹脂を固定型5,可動型４と閉じてなるキャビティ
３内に鋳込む。しかる後に油圧圧縮シリンダ26と圧縮ラ
ム27とを有する圧縮機構によって該樹脂を圧縮する成形
法において、該樹脂が固化・冷却してディスク基板とな
った時点で、圧縮シリンダの油圧を低減し、固定型内に
設けたリターン油圧シリンダ28によって圧縮ラム26を微
小量（10μｍ〜100μｍ程度）後退させる。この後退量
は、変位計24によって検知し、制御する。その後、第18
図に示すように、可動型内に設けたエジェクト用エアパ
ス９′よりエアを型内に吹出し、あるいは、エア吹出し
とエジェクタ10′の前進によってディスク基板をスタン
パから離型する。また、成形型の微小量の開き開始と同
時にエア吹出し、およびエジェクタ前進を行っても良
い。

スタンパからの離型完了後、成形型を全開し、固定型
内に設けたエジェクタ10とエジェクトエア吹出しによっ
てディスク基板を固定型より離型し、成形型外に取出
す。

第19,20図により第７の実施例を以下説明する。第19
図に示すディスク基板金型において、加熱溶融した樹脂
を固定型5,可動型４を閉じて成るキャビティ３に内に鋳
込む。

固定型５は、ディスク基板のミラー面を形成するもの
で該固定型５には、該ディスク基板を真空吸引し、且つ
基板のエアエジェクトのためのエアパス９のエジェクタ
10が設けられている。可動型４には、スタンパがスタン
パ内周ホルダ6,外周ホルダ７によって取付けられてい
る。

鋳込まれた溶融樹脂が固化・冷却しディスク基板が形
成された後に前記成形型を開く。第20図に示すように、
成形型の開き開始と同時に成形型温度（約100〜120℃）
に温度調節された熱風送風機30により、成形型に設置さ
れた蛇腹層29内に、成形型と同じ温度に調節された熱風
が送風される。

成形型全開後、従来技術による通常の離型方法、即
ち、可動型内に設置されたエジェクト用エアパス９から
のエア吹出しとエジェクタ10の前進によりディスク基板
をスタンパから離型し、成形型の外に取出す。

〔発明の効果〕

本発明によれば、光ビデオディスク、CD、CD・ROM（C
ompact Disc Read Only Memory）、WORM（Write Once R
ead Mostly）、光磁気ディスクなどのディスク基板成形
において、スタンパからの情報用ピット，トラッキング
用ピットやグルーブなどの転写精度を向上させることが
でき、情報読み取り時のクロストーク，トラッキング時
の誤差を極めて少なくできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のディスク基板を示す斜視，
断面図、第２図は本発明の一実施例のディスク基板を示
す断面図、第３図は本発明の一実施例による離型状況の
概念図、第４〜６図は本発明の一実施例のディスク基板
を示す断面図、第７図は本発明の一実施例の成形状態を
示す断面図、第８図は第７図における可動型離型状態を
示す断面図、第９図は第７図における固定型離型状態を
示す断面図、第10図は本発明の一実施例の離型状態を示
す断面図、第11図は本発明の一実施例の成形状態を示す
断面図、第12図は第11図における離型状態を示す断面
図、第13,14図は一実施例のディスク基板を示す斜視
図、第15図は本発明の一実施例の成形状態を示す断面
図、第16図は第15図における離型状態を示す断面図、第
17図は本発明の一実施例の成形状態を示す断面図、第18
図は第17図における離型状態を示す断面図、第19図は本
発明の一実施例の成形状態を示す断面図、第20図は第19
図における離型状態を示す断面図、第21図は従来技術に
よる成形型ディスク基板を示す断面図、第22図は第21図
における離型状態を示す断面図、第23図は従来技術によ
る離型状態の概念図を示す断面図である。１……光ディスク基板成形型、２……スタンパ、３……キャビティ、４……可動型、５……固定型、６……内周スタンパホルダ７……外周スタンパホルダ、８……スプル、9,9′９″……エアパス、 10,10′……エジェクタ、 11,11′……光方式ディスク基板 12……情報面、13……ミラー面、 14……突起、15……ピット、 16……ピット変形、17……情報記憶域、 18……内周部情報記憶域外、 19……外周部情報記憶域外、 20……凹部、21……凸部、 22……内周スタンパホルダ爪跡、 23……凹溝、24……変位計、 25,25′……吸引エアスタンパ隙間跡、 26……圧縮シリンダ、27……圧縮ラム、 28……リターン油圧シリンダ、 29……蛇腹層、30……熱風送風機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鷹栖慶治神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (56)参考文献特開平１−264822（ＪＰ，Ａ) 特開平２−95819（ＪＰ，Ａ) 特開平２−67116（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−261416（ＪＰ，Ａ) 特開平１−264818（ＪＰ，Ａ) 実開平２−50826（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】情報ピットやトラッキングピットあるいは
トラッキンググループを有する情報面と、この裏面のミ
ラー面とを有する光方式ディスク基板において、情報面
の情報記憶領域を除いた領域と対向するミラー面の領域
に、該光方式ディスク基板を真空吸引チャックおよびエ
アエジェクトするための隙間跡またはピン跡を有するこ
とを特徴とする光方式ディスク基板。
【請求項２】情報ピットやトラッキングピットあるいは
トラッキンググループを転写するためのスタンパを具備
し、可動型と固定型を型閉めして形成されるキャビティ
内へ溶融樹脂を鋳込み、光方式ディスク基板を形成する
ことができる光方式ディスク基板成形金型において、溶
融樹脂を鋳込んだ後、さらに圧縮する機構を有する射出
圧縮成形法において、溶融樹脂を圧縮したのちに、該樹
脂を圧縮するための圧縮ラムを微小量後退させ、スタン
パ取付側の型よりエアを吹出し、あるいはエア吹き出し
とエジェクタ前進との併用により、スタンパと該光方式
ディスク基板を離型し、該ディスク基板をスタンパ取付
け側型と反対側の型すなわちミラー形成形側型に残し、
型全開後、該ディスク基板を取出すことを特徴とする光
方式ディスク基板製造方法。
【請求項３】情報ピットやトラッキングピットあるいは
トラッキンググループを転写するためのスタンパを具備
し、可動型と固定型を型閉めして形成されるキャビティ
内へ溶融樹脂を鋳込み、光方式ディスク基板を成形する
ことができる光方式ディスク基板成形金型において、型
開した時に形成される型パーティング部空間を包囲する
蛇腹層を設け、光方式ディスク基板成形後型開すると同
時に成形型と同じ温度の温風を該蛇腹層内に送風し、該
ディスク基板をスタンパより離型することを特徴とする
光方式ディスク基板製造方法。