JP3095763B2 - ディスク基板成型用スタンパ及びディスク基板の成型方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポリカーボネート樹脂からなるディスク基
板を成型する金型装置に用いられるディスク基板成型用
スタンパ及びディスク基板の成型方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、デジタルオーディオディスク、光学式ビデオデ
ィスクや光磁気ディスク、各種追記型光ディスク、書き
換え型光ディスク等のように、レーザ光の照射によって
情報信号の記録及び／又は再生が行われる光ディスク
は、透明なポリカーボネート樹脂等の合成樹脂を成型し
て形成されるディスク基板上に情報信号記録層が形成さ
れている。情報信号の書き込みあるいは読み出しは、上
記ディスク基板の情報信号記録層が形成された面と対向
する面側からレーザ光を照射して行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで、レーザ光が透過するディスク基板の成型にあ
たっては、光学特性の観点から種々の要求がある。特
に、光磁気ディスクの如く、ディスクに照射されるレー
ザ光の偏光面の微小な回転を検出し、この検出出力を情
報信号として読み取るものにあっては、ディスク基板の
成型時の内部歪に起因する複屈折の如き偏光異常が生ず
ると情報信号の読み取りが全く不能になるおそれがあ
る。

そこで、本発明は、ポリカーボネート樹脂等の合成樹
脂を成型する再、複屈折の如く偏光異常の原因となる内
部歪を発生させることのないディスク基板の成型を可能
となすスタンパ及びディスク基板の製造方法を提供する
ことを目的に提案されたものである。

〔課題を解決するための手段〕

上述したような目的を達成するため、一対の金型間に
構成されるキャビティ間にポリカーボネート樹脂からな
る溶融樹脂を射出し、上記溶融樹脂の射出工程中あるい
は射出工程後における型締め圧力を変化させてディスク
基板を成型する金型装置の一対の金型間に構成されるキ
ャビティ内に配設されるピット等を形成するほぼ0.3mm
の厚さを有するスタンパにおいて、上記スタンパの成型
面が樹脂注入口の周部の勾配率を0.01％となし、外周側
の勾配率を0.5％となすように徐々に湾曲して形成され
ることにより、その肉厚が樹脂注入口から溶融樹脂の流
れる方向に向かうに従って徐々に厚くしたものである。

また、本発明は、ポリカーボネート樹脂からなる光デ
ィスク用のディスク基板を成型する可動金型と固定金型
とからなる一対の金型のキャビティ内に配設され、上記
金型中央部の樹脂注入口の周部の勾配率を0.01％とな
し、外周側の勾配率を0.5％となすように徐々に湾曲し
て形成されたほぼ0.3mmの厚さのスタンパを有する金型
装置を用いてディスク基板を成型する方法であって、所
定の型締め圧力が印加された上記金型の型閉じ状態で、
上記溶融樹脂の流れる方向に向かって徐々に湾曲して薄
くなるように形成されたキャビティ間に上記溶融樹脂を
充填し、その後、上記型締め圧力の印加を開放して上記
ディスク基板の硬化を行うとき、この硬化過程におい
て、上記スタンパの肉厚が厚くなされた外周部の硬化速
度を遅らせるようにしたものである。

〔作用〕

本発明に係るディスク基板成型用スタンパは、樹脂注
入口近傍が薄く溶融樹脂の流れる方向に向かうに従って
徐々に厚くなされてなるので、このスタンパが配設され
た金型のキャビティに射出される溶融樹脂は湾曲された
面に沿って徐々に厚みが絞られている領域に向かって流
れてキャビティ内に充填される。

また、本発明方法は、樹脂注入口から離間した外周側
の硬化速度が遅らされることにより、内外周で均一に溶
融樹脂を硬化させてディスク基板が成型される。

〔実施例〕

以下、本発明の具体的な実施例を図面を参照して説明
する。

なお、以下の説明では、磁気ヘッドとレーザ光を出射
する光学ピックアップ装置とにより磁界とレーザ光の熱
の作用によって情報信号の記録を行う光磁気ディスクに
用いられる光ディスク基板の例を挙げて説明する。

ここで光磁気ディスクを説明すると、この光磁気ディ
スク１は、第１図に示すように、中心部に中心穴２を有
する円板状に形成され、主面中心部に、上記光磁気ディ
スクを回転操作するディスク回転駆動装置のディスクテ
ーブルにチャッキングさせるためのディスクハブ３を取
り付けている。

また、光磁気ディスク１は、透明なポリカーボネート
樹脂等の合成樹脂を中心穴２を有する円板状に成型して
形成された光磁気ディスク１の主体部となるディスク基
板５の一方の主面上に、第２図に示すように、膜厚を50
0Å程度となす透明誘電体層６、膜厚を600Å程度となす
記録層７及び厚さを５μｍ程度となす紫外線硬化樹脂層
からなる保護層８を順次成膜して構成されている。

上記光磁気ディスク１の主体部となるディスク基板５
は、その肉厚が樹脂注入口近傍から溶融樹脂の流れる方
向に従って徐々に薄くなるように成型されてなるもので
ある。すなわち、上記ディスク基板５を成型する際に中
心穴２の周部に樹脂注入口を臨ませて成型する場合にあ
っては、第３図に示すように、上記中心穴２の周部から
溶融樹脂の最終流入側である上記ディスク基板５の外周
側に向かうに従ってその肉厚が徐々に薄くなるように形
成されてなるものである。

そして、上記ディスク基板５は、光磁気ディスク１と
して構成されたとき光学ピックアップ装置と対向してレ
ーザ光の入射側となる外方側主面5aを高精度に平坦な面
となし、記録層７が形成される上記外方側主面5aと対向
する記録層形成側主面5bに湾曲面を形成するようになす
ことによって中心穴２の周部から上記ディスク基板５の
外周側に向かうに従ってその肉厚が徐々に薄くなるよう
に形成されてなる。上記ディスク基板５の記録層形成側
主面5bは、例えば中心穴２の周部の勾配率を0.01％とな
し外周側の勾配率を0.5％となすように徐々に曲された
湾曲面として形成されてなる。

また、上記ディスク基板５を成型する際にこのディス
ク基板５の外周縁に樹脂注入口を臨ませて成型する場合
にあっては、第４図に示すように、ディスク基板５の外
周縁から溶融樹脂の最終流入側である中心穴２に向かう
に従ってその肉厚が徐々に薄くなるように形成されてな
るものである。

この場合にあっても、記録層形成側主面5bに湾曲面を
形成するようになすことによって外周縁から溶融樹脂の
最終流入側である中心穴２に向かうに従ってその肉厚が
徐々に薄くなるように形成されてなる。

このように、その肉厚が樹脂注入口近傍から溶融樹脂
の流れる方向に従って徐々に薄くなるように成型されて
なるディスク基板５を成型する成型装置のキャピティを
構成する金型は、上記ディスク基板の５の厚さに対応し
てその厚さが樹脂注入口近傍と樹脂注入口近傍から離間
した位置で変化させられる。すなわち、上記金型は、樹
脂注入口近傍で薄く樹脂注入口近傍から離間した位置に
亘って可変され、樹脂注入口近傍の熱容量は小さく上記
樹脂注入口から遠ざかるに従って熱容量が大きくなされ
る。その結果、樹脂注入口近傍と樹脂注入口近傍から離
間した位置とで上記金型の冷却速度に差が生ずる。そし
て、熱容量が大きい樹脂注入口近傍から離間した位置に
は成型用の溶融樹脂が先に充填され、樹脂注入口近傍に
充填された溶融樹脂より先に硬化が始まるが、樹脂注入
口近傍から離間した位置は熱容量が大きいため、金型の
冷却に遅れを生じ、充填された溶融樹脂の硬化速度が遅
らされる。このように、金型の熱容量の差とディスク基
板５の肉厚の差により、上記金型内に注入された溶融樹
脂の硬化速度が制御され、成型されるディスク基板５の
冷却硬化速度を内外周で一定となし、均一の硬化が行わ
れることになる。

ところで、光磁気ディスクを構成する上記ディスク基
板５は、第５図に示すように構成された射出成型装置に
よって成型される。この射出成型装置は、ポリカーボネ
ート樹脂の如き合成樹脂を溶融して金型へ送り込むため
の樹脂射出部11、ディスク基板５の形状に応じたキャビ
ティを構成する金型部12及びこの金型部12に圧力を加え
る型締め機構13とから構成されている。

上記樹脂射出部11は、原料となる樹脂ベレットが投入
される投入ホッパ14、周囲に加熱用ヒータが設けられ内
部にスクリュウが配設される加熱シリンダ15及びノズル
16を有し、投入ホッパ14から供給された樹脂ペレットを
順次溶融し、ノズル16の先端からこの溶融された樹脂を
送り出すものである。また、上記金型部12は、第６図に
示すように、可動金型21と固定金型22とを主たる構成要
素として構成されてなるものであって、可動金型21に
は、スタンパ23が内周スタンパ押え24及び外周スタンパ
押え25によって固定されている。

上記スタンパ23は、ディスク基板５の記録層形成側主
面5bにレーザ光ガイド用のプリグルーブ及びビット等を
形成するためのものである。

そして、固定金型22は、固定盤26に固定して配設さ
れ、中央部に樹脂射出部11のノズル16に連結された樹脂
注入口27が設けられている。また、上記固定金型22の外
周部分には、固定盤26に固定された金型押え28が設けら
れており、この金型押え28の先端面に可動金型21の外周
部分が当接されて型閉じ状態となり、両金型2L22間にデ
ィスク基板５に対応するキャビティ29が構成される。

さらに、上記金型部12には、可動金型21を前後進させ
る型締め機構13が設けられいる。この型締め機構13には
サーボ弁機構31が接続されている。このサーボ弁機構31
は、型締め圧調整器32により制御される。この型締め圧
調節器32は、圧力検出器33を介して上記型締め機構13に
接続され、この型締め機構13の作動により可動金型21に
加えられる圧力は、上記圧力検出器33により検出され、
この検出信号により型締め圧調節器32が制御されてサー
ボ弁機構31が調節される。また、上記型締め圧調節器32
には、プログラム設定器34も接続され、このプログラム
設定器34に可動金型21の型締め圧力の印加タイミングを
記憶させておくことにより、上記プログラム設定器34の
出力を型締め圧調節器32に加えてこれを制御し、サーボ
弁機構31を作動させて型締め機構13の油圧及び作動時間
を制御して可動金型21と固定金型22間のキャビティ29内
への溶融樹脂の射出工程中、あるいは射出工程完了後に
おける可動金型21の型締め圧力を変化させるように設定
されている。

上述の如く構成された射出成型装置によってディスク
基板５を成型するには、第６図に示すように、可動金型
21が金型押え28に当接した型閉じ状態としておき、この
状態で樹脂射出部11で溶融されたポリカーボネート樹脂
等の合成樹脂をノズル16を介して樹脂注入口27からキャ
ビティ29内に射出する。

この合成樹脂の射出を行う際、可動金型21には１締め
圧力が印加された状態におかれ、上記キャビティ29に充
填された溶融合成樹脂には全面に所定の圧力が均一に加
わるととともに上記溶融合成樹脂の冷却による収縮によ
って可動金型21及び固定金型22の型締めが行われ、上記
キャビティ29に充填された合成樹脂は所望の肉厚を有す
るディスク基板５として成型される。このディスク基板
５の成型の際、スタンバ23に予め形成されたプリグルー
ブやピットが上記ディスク基板５に転写される。このよ
うに合成樹脂の成型を行った後、型締め圧力を開放し、
この型締め圧力を開放した状態を保持したままキャビテ
ィ29内のディスク基板５の硬化を図り、次いで可動金型
21及び固定金型22を開き、成型された上記ディスク基板
５の取り出しが行われて、このディスク基板５の成型工
程が完了する。ところで、上記ディスク基板を成型する
射出成型装置の金型部12を構成する可動金型21に取り付
けられ成型されるディスク基板５にプリグループやピッ
トを形成するスタンパ23は、第７図に示すように、前述
した第３図に示すように成型されるディスク基板５に対
応する肉厚の変化を有するように形成されてなものであ
って、上記ディスク基板５の肉厚の変化とは逆に樹脂注
入口27の近傍から溶融樹脂の流れる方向に向かうに従っ
てその肉厚が徐々に厚くなるように形成されてなる。す
なわち、上記スタンバ23は、ディスク基板５の成型面23
a側を湾曲面となすことによって、第７図に示すよう
に、樹脂注入口27の周部から溶融樹脂の最終流入側であ
る外周側に向かうに従ってその肉厚が徐々に厚くなるよ
うに形成されてなるものである。

上記スタンパ23の成型面23a側に形成される湾曲面
は、樹脂注入口27の周部の勾配率を0.01％となし外周側
の勾配率を0.5％となすように徐々に湾曲して形成され
てなる。そして、直径3.5インチのディスク基板５を成
型するスタンバ23にあっては、その直径（R₁）を略13.7
cmとなし、中心部に内周スタンパ押え24が嵌合する直径
（R₂）を略3.7cmとする中心穴35が穿設されている。従
って、上記スタンパ23のディスク基板５の成型面23aの
半径（ｒ）は5cmとなされている。このような大きさの
スタンパ23において、樹脂注入口27側に位置する中心穴
35周部の肉厚（W₁）を略285μｍとなし、外周側の肉厚
（W₂）を略298μｍとなすようにして形成されている。

また、樹脂注入口が成型されるディスク基板５の外周
側に設けられる金型装置に適用されるもの、すなわち前
記第４図に示すように形成されてなるディスク基板５を
成型するスタンパ23は、上記第７図に示すものとは逆に
樹脂注入口27が配置される外周側から内周側に向かうに
従ってその肉厚が徐々に厚くなるように形成される。こ
の場合にあっても、ディスク基板５の成型面23a側を湾
曲面となすことによって上述の如く肉厚が変化される。

このように、その肉厚が樹脂注入口近傍から溶融樹脂
の流れる方向に従って徐々に厚くなるように形成されて
なるスタンバ23は、樹脂注入口27の近傍の熱容量は小さ
く上記樹脂注入口27から遠ざかるに従って熱容量が大き
くなされる。その結果、スタンパ23は、樹脂注入口27の
近傍と樹脂注入口27の近傍から離間した位置とで冷却速
度に差が生ずる。そして、上記スタンパ23が配設された
キャピティ29内には、上記スタンパ23の肉厚が厚くなさ
れた樹脂注入口27から離間した熱容量の大きい側から先
に溶融樹脂が充填され、樹脂注入口27の近傍に充填され
る溶融樹脂より先に硬化が始まる。しかし、樹脂注入口
27の近傍から離間した位置は、スタンパ23の肉厚が厚く
なされ熱容量が大きいため、充填された溶融樹脂の硬化
速度が遅らされる。このように、スタンバ23の熱容量の
差とディスク基板５の肉厚の差により、上記キャビティ
29内に注入された溶融樹脂の硬化速度が制御され、成型
されるディスク基板５の冷却硬化速度を内外周で一定と
なし、均一の硬化を可能とすることができる。

なお、上述の実施例では、光磁気ディスク用のディス
ク基板の例を挙げて説明したが、本発明は、合成樹脂を
成型して形成される光ディスク用ディスク基板及びこの
ディスク基板を成型するスタンバに広く適用し、上記デ
ィスク基板及びスタンパに適用したと同様の作用効果を
実現することができるものである。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明に係るディスク基板成型用ス
タンパは、樹脂注入口近傍が薄く溶融樹脂の流れる方向
に向かうに従って徐々に厚くなされてなるので、このス
タンパが配設された金型のキャビティに射出される溶融
樹脂を湾曲された面に沿って徐々に厚みが絞られている
領域に向かって円滑に充填することができ射出圧をキャ
ビティの外周側にまで確実に伝達し、成型歪みのないデ
ィスク基板を成型することができる。

また、本発明方法は、樹脂注入口から離間した外周側
の硬化速度が遅らされることにより、内外周で均一に溶
融樹脂を硬化させることができるので、成型歪みのない
ディスク基板を成型することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にによって成型されるディスク基板が用
いられる光磁気ディスクを示す斜視図であり、第２図は
上記光磁気ディスクの部分断面図である。 第３図は本発明に係るスタンパを用いて成型されるディ
スク基板を示す断面図であり、第４図は上記ディスク基
板の他の例を示す断面図である。 第５図は上記ディスク基板を成型する射出成型装置を模
式的に示す側面図であり、第６図は上記射出成型装置の
金型部を示す断面図である。第７図は上記金型部に配設
される本発明に係るディスク基板成型用スタンパを示す
断面図である。 ５……ディスク基板、12……金型部、23……ディスク基
板成型用スタンバ、23a……ディスク基板の成型面、27
……樹脂注入口

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の金型間に構成されるキャビティ間に
   ポリカーボネート樹脂からなる溶融樹脂を射出し、上記
   溶融樹脂の射出工程中あるいは射出工程後における型締
   め圧力を変化させてディスク基板を成型する金型装置の
   一対の金型間に構成されるキャビティ内に配設されるピ
   ット等を形成するほぼ0.3mmの厚さを有するスタンパに
   おいて、 上記スタンパは、上記ディスク基板の成型面が樹脂注入
   口周部の勾配率を0.01％となし、外周側の勾配率を0.5
   ％となすように徐々に湾曲して形成されることにより、
   その肉厚が樹脂注入口から溶融樹脂の流れる方向に向か
   うに従って徐々に厚くされたことを特徴とするディスク
   基板成型用スタンパ。
2. 【請求項２】ポリカーボネート樹脂からなる光ディスク
   用のディスク基板を成型する可動金型と固定金型とから
   なる一対の金型のキャビティ内に配設され、 上記金型中央部の樹脂注入口周部の勾配率を0.01％とな
   し、外周側の勾配率を0.5％となすように徐々に湾曲し
   て形成されたほぼ0.3mmの厚さのスタンパを有する金型
   装置を用いてディスク基板を成型する方法であって、 所定の型締め圧力が印加された上記金型の型閉じ状態
   で、上記溶融樹脂の流れる方向に向かって徐々に湾曲し
   て薄くなるように形成されたキャビティ間に上記溶融樹
   脂を充填し、 その後、上記型締め圧力の印加を開放して上記ディスク
   基板の硬化を行うとき、この硬化過程において、上記ス
   タンパの肉厚が厚くなされた外周部の硬化速度を遅らせ
   ることを特徴とするディスク基板の成型方法。