JP3336284B2 - ディスク基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスク基板及び
その製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ハードディスク等のディスクを形
成するためのディスク基板は、アルミニウム、ガラス等
に切削加工、研磨加工等の機械加工を施すことによって
製造されるようになっている。そして、ディスクの記録
密度を高くするために、光ディスクの製造技術を併用
し、ディスク基板の表面にグルーブ、ピット等の幾何学
的な凹凸を形成することがある。この場合、可塑性材
料、例えば、樹脂によってディスク基板を形成すると、
転写性が向上し、ディスクの記録密度を高くすることが
できる。図２は従来のディスク基板の正面図、図３は従
来のディスク基板の断面図である。

【０００３】図において、５１は図示されない射出成形
機によって所定の厚さに成形されたディスク基板、５２
は該ディスク基板５１の中央に形成された穴である。前
記ディスク基板５１の表面には、図示されないグルー
ブ、ピット等の幾何学的な凹凸から成る環状の記録面Ｓ
１、Ｓ２が形成され、該記録面Ｓ１、Ｓ２の表面は記録
膜によって被覆され、該記録膜の表面は保護膜によって
被覆される。なお、前記記録面Ｓ１、Ｓ２は、射出成形
機のディスク成形金型に配設されたスタンパから転写さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のディスク基板５１においては、成形材料として樹脂
を使用しているので、強度及び剛性が低くなってしま
う。その結果、ディスクを高速で回転させると、ディス
クに振動が発生して図示されない記録ヘッドに接触して
しまう。

【０００５】そこで、樹脂に充填（てん）材（フィラ
ー）を添加することによって、ディスク基板の強度及び
剛性を高くすることが考えられるが、ディスク基板の表
面に充填材が出ることがある。したがって、ディスクの
表面精度が低くなり、記録密度を高くすることができな
くなるだけでなく、成形に伴って汚染物を発生させてし
まう。

【０００６】本発明は、前記従来のディスク基板の問題
点を解決して、強度及び剛性を高くすることができるだ
けでなく、転写性を向上させることができ、ディスクの
表面精度を高くすることができ、記録密度を高くするこ
とができ、汚染物を発生させることがないディスク基板
及びその製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明のデ
ィスク基板においては、第１の成形材料から成り、第１
の成形材料を充填することで形成された凹凸を備える外
層と、第２の成形材料から成り、第２の成形材料を充填
することで前記外層によって包囲された内層とを有す
る。そして、前記第２の成形材料は第１の成形材料より
強度及び剛性が高くされる。

【０００８】本発明の他のディスク基板においては、さ
らに、前記第１の成形材料は充填材が添加されない樹脂
から成る。そして、前記第２の成形材料は充填材が添加
された樹脂から成る。本発明のディスク基板の製造方法
においては、第１のタイミングで第１の成形材料をキャ
ビティ空間に充填し、前記第１の成形材料の流動先端面
がキャビティ空間の最奥部に到達する前の第２のタイミ
ングで、前記第１の成形材料より強度及び剛性が高い第
２の成形材料をキャビティ空間に充填し、前記第２のタ
イミングより後の所定のタイミングで、第１、第２の成
形材料に対して穴空け加工を施す。

【０００９】本発明の他のディスク基板の製造方法にお
いては、さらに、前記第２のタイミングより後で、前記
所定のタイミングより前の第３のタイミングで、第１の
成形材料をキャビティ空間に充填する。

【００１０】

【発明の実施の形態】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。図１は本発明の
実施の形態におけるディスク基板の製造方法の第１工程
を示す図、図４は本発明の実施の形態におけるディスク
基板の製造方法の第２工程を示す図、図５は本発明の実
施の形態におけるディスク基板の製造方法の第３工程を
示す図、図６は本発明の実施の形態におけるディスク基
板の製造方法の第４工程を示す図、図７は本発明の実施
の形態におけるディスク基板の製造方法の第５工程を示
す図、図８は本発明の実施の形態におけるディスク基板
の製造方法の第６工程を示す図、図９は本発明の実施の
形態におけるディスク基板の正面図、図１０は本発明の
実施の形態におけるディスク基板の断面図、図１１は本
発明の実施の形態におけるディスク基板の要部断面図で
ある。

【００１１】図において、１１は第１の金型としての固
定金型、１２は該固定金型１１と対向させて接離自在に
配設された第２の金型としての可動金型であり、前記固
定金型１１及び可動金型１２によってディスク成形金型
１０が構成される。前記固定金型１１は図示されない固
定プラテンに、前記可動金型１２は図示されない可動プ
ラテンにそれぞれ取り付けられる。

【００１２】そして、図示されない型締装置によって前
記可動金型１２を進退させることにより、固定金型１１
と可動金型１２とを接離させ、ディスク成形金型１０の
型閉状態、図１に示されるような型締状態及び図８に示
されるような型開状態を形成することができる。そし
て、前記型締状態においては、固定金型１１と可動金型
１２との間にキャビティ空間Ｃが形成される。なお、固
定金型１１と可動金型１２とはパーティングラインＰ．
Ｌ．において接離させられる。そして、前記型締装置は
図示されない型締用駆動部によって作動させられ、該型
締用駆動部としては、油圧シリンダ、電動機等を使用す
ることができる。

【００１３】また、５５は第１の成形材料を溶融させて
射出する第１の射出装置、５６は第２の成形材料を溶融
させて射出する第２の射出装置、５７は前記第１、第２
の射出装置５５、５６によって構成される射出部であ
る。なお、前記ディスク成形金型１０及び射出部５７に
よって射出成形機が構成される。前記第１の射出装置５
５は、シリンダ部としての加熱シリンダ６１、該加熱シ
リンダ６１の前端（図１における左端）に配設された第
１の射出ノズル６２、前記加熱シリンダ６１内において
進退自在に配設された図示されない射出部材、及び該射
出部材を進退させる第１の射出用駆動部を備える。ま
た、前記第２の射出装置５６は、シリンダ部としての加
熱シリンダ６３、該加熱シリンダ６３の前端に配設され
た第２の射出ノズル６４、前記加熱シリンダ６３内にお
いて進退自在に配設された図示されない射出部材、及び
該射出部材を進退させる第２の射出用駆動部を備える。
なお、前記各射出部材としては、スクリュー、射出プン
ジャ等を使用することができる。また、前記第１、第２
の射出用駆動部としては、油圧シリンダ、電動機等を使
用することができる。

【００１４】そして、前記第２の射出ノズル６４は第１
の射出ノズル６２内において同心的に配設され、該第１
の射出ノズル６２は、図示されない移動機構によって射
出部５７を移動させることにより、固定金型１１に配設
された図示されないスプルーブッシュと接離させられ、
選択的にノズルタッチが行われる。また、１６は前記ス
プルーブッシュ内に形成されたスプルーであり、該スプ
ルー１６は固定金型１１を貫通して延びる。第１、第２
の射出ノズル６２、６４から射出された第１、第２の成
形材料は、スプルー１６を流れてキャビティ空間Ｃに充
填され、該キャビティ空間Ｃ内において、冷却されて固
化された後、成形品としてのディスク基板になる。

【００１５】また、１４は前記スプルーブッシュの周囲
に配設され、型締状態においてキャビティ空間Ｃに臨む
固定側鏡板、１８は、該固定側鏡板１４に対して着脱自
在に取り付けられ、キャビティ空間Ｃに臨ませて転写用
記録面Ｓ１１が形成された環状の第１のスタンパであ
り、該第１のスタンパ１８は、前記スプルーブッシュに
おける可動金型１２と対向する側の端部に対して、着脱
自在に配設されたスリーブ状の図示されない第１のイン
ナスタンパホルダによって、固定側鏡板１４に押し付け
られ保持される。

【００１６】そして、２３は前記固定側鏡板１４と対向
させて配設され、型締状態において前記キャビティ空間
Ｃに臨む可動側鏡板、２４は該可動側鏡板２３の中央に
おいて、前記スプルーブッシュと対向させ、可動側鏡板
２３に対して相対的に進退自在に配設されたカットパン
チ、１９は、前記可動側鏡板２３に対して着脱自在に取
り付けられ、キャビティ空間Ｃに臨ませて転写用記録面
Ｓ１２が形成された環状の第２のスタンパであり、該第
２のスタンパ１９は、前記カットパンチ２４における固
定金型１１と対向する側の端部に対して、着脱自在に配
設されたスリーブ状の図示されない第２のインナスタン
パホルダによって、可動側鏡板２３に押し付けられ保持
される。

【００１７】前記カットパンチ２４は、成形中におい
て、図７に示されるように、キャビティ空間Ｃに第１、
第２の成形材料が充填された後に固定金型１１側に移動
させられ、第１、第２の成形材料に対して穴空け加工を
施す。そのために、前記カットパンチ２４の後端（図７
における左端）には、図示されないカットパンチ用駆動
部が配設され、該カットパンチ用駆動部は、シリンダ、
及び該シリンダ内において進退自在に配設されたピスト
ンを備え、該ピストンと前記カットパンチ２４とは一体
に形成される。なお、前記カットパンチ用駆動部として
は、電動機等を使用することができる。また、前記可動
側鏡板２３内には、図示されないエジェクタピンが進退
自在に配設され、該エジェクタピンは、型開きに伴って
前進（図７における右方に移動）させられ、図８に示さ
れるように、ディスク基板及び後述されるスプルー部７
１を突き出す。そのために、前記可動側鏡板２３より後
方（図８における左方）に、図示されないエジェクタピ
ン用駆動部が配設され、該エジェクタピン用駆動部は、
シリンダ、及び該シリンダ内において進退自在に配設さ
れたピストンを備える。なお、前記エジェクタピン用駆
動部としては、電動機等を使用することができる。

【００１８】前記固定側鏡板１４内及び可動側鏡板２３
内には、図示されない冷却媒体流路が形成され、該冷却
媒体流路を流れる冷却媒体によって、キャビティ空間Ｃ
に充填された第１、第２の成形材料６５、６６が冷却さ
れる。そのために、前記冷却媒体流路と図示されない冷
却媒体供給源とが図示されない冷却配管系によって接続
される。

【００１９】そして、前記型締用駆動部、第１、第２の
射出用駆動部、カットパンチ用駆動部、エジェクタピン
用駆動部等は、図示されない制御部からの指示に従い、
所定のタイミングで駆動される。次に、前記構成の射出
成形機の動作について説明する。まず、第１工程におい
て、前記制御部は、型締用駆動部を駆動して、型締装置
を作動させ、図１に示されるように、可動側鏡板２３を
前進させて型閉じ及び型締めを行い、固定側鏡板１４と
可動側鏡板２３との間にキャビティ空間Ｃを形成する。

【００２０】次に、第２工程において、前記制御部は、
第１のタイミングで前記第１の射出用駆動部を駆動し、
図４に示されるように、第１の成形材料６５を第１の射
出ノズル６２から射出し、キャビティ空間Ｃに充填す
る。前記第１の成形材料６５としては、充填材が添加さ
れず、流動性が良く、後述される記録面に幾何学的な凹
凸を形成しやすい樹脂、例えば、ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）、アクリル（ＰＭＭＡ）、ポリフェニレンサルファ
イド（ＰＰＳ）等が使用される。

【００２１】続いて、第３工程において、前記制御部
は、前記第１の成形材料６５のキャビティ空間Ｃへの充
填が開始されてから所定量の射出が行われた第２のタイ
ミングで、前記第１の射出用駆動部を停止させ、前記第
２の射出用駆動部を駆動し、第２の成形材料６６を第２
の射出ノズル６４から射出し、キャビティ空間Ｃに充填
する。前記第２の成形材料６６としては、ガラスビーズ
等の充填材が添加されることによって強度及び剛性が高
くされた樹脂、例えば、ガラス強化形ポリカーボネート
（ＰＣ）、ガラス強化形ポリフェニレンサルファイド
（ＰＰＳ）、ガラス強化形ポリエーテルイミド（ＰＥ
Ｉ）等が使用される。

【００２２】ところで、前記第２のタイミングは、第１
の成形材料６５がキャビティ空間Ｃに完全に充填される
前に設定され、この時点では、図４に示されるように、
第１の成形材料６５の流動先端面Ｓ１３はキャビティ空
間Ｃの最奥部に到達していない。したがって、第２の成
形材料６６のキャビティ空間Ｃへの充填が開始される
と、図５に示されるように、第２の成形材料６６は、外
周面を第１の成形材料６５によって覆われた状態で流れ
る。この場合、第１の成形材料６５は、前述されたよう
に第１の射出ノズル６２から射出された後、スプルー１
６を通ってキャビティ空間Ｃに進入するが、第１の成形
材料６５における前記スプルーブッシュ、及び第１、第
２のスタンパ１８、１９に接触する外側部分は、前記ス
プルーブッシュ、及び第１、第２のスタンパ１８、１９
を介して固定側鏡板１４及び可動側鏡板２３によって冷
却され、内側部分より温度が低くなって固化する。一
方、前記第１の成形材料６５における内側部分は、温度
が高く、流動性が保たれた状態に置かれるので、後に充
填された第２の成形材料６６によって押し退けられなが
らキャビティ空間Ｃ内を前進する。

【００２３】続いて、第４工程において、前記制御部
は、前記第２の成形材料６６のキャビティ空間Ｃへの充
填が開始されてから所定の時間が経過した第３のタイミ
ングで、前記第２の射出用駆動部を停止させ、前記第１
の射出用駆動部を再び駆動し、第１の成形材料６５を第
１の射出ノズル６２から射出し、キャビティ空間Ｃに充
填する。

【００２４】ところで、前記第３のタイミングも、第２
工程において射出された第１の成形材料６５がキャビテ
ィ空間Ｃに完全に充填される前に設定され、第１の成形
材料６５の流動先端面Ｓ１３はキャビティ空間Ｃの最奥
部に到達していない。したがって、第３のタイミングで
第１の成形材料６５を再びキャビティ空間Ｃに充填する
と、第１の成形材料６５は周囲を第２工程において射出
された第１の成形材料６５によって覆われた状態で流れ
る。この場合、第４工程において射出された第１の成形
材料６５は、温度が高く、流動性が保たれた状態に置か
れるので、図６に示されるように、先に充填された第２
の成形材料６６を押し退けながらキャビティ空間Ｃ内を
前進する。

【００２５】そして、前記制御部は、第２工程において
射出された第１の成形材料６５の流動先端面Ｓ１３がキ
ャビティ空間Ｃの最奥部に到達し、第３工程において射
出された第２の成形材料６６が前記第１の成形材料６５
の内側における環状部分を満たし、第４工程において射
出された第１の成形材料６５の流動先端面Ｓ１４がカッ
トパンチ２４の外周縁より径方向外方の所定の位置に到
達したとき、前記第１、第２の射出用駆動部を停止させ
る。

【００２６】その結果、前記スプルー１６内に、第２工
程及び第４工程において射出された第１の成形材料６５
によってスプルー部７１が形成される。また、キャビテ
ィ空間Ｃ内の中央のスプルーブッシュ及びカットパンチ
２４によって挟まれた部分には、第２工程及び第４工程
において射出された第１の成形材料６５によって、円板
状の第１の成形品部分７２が形成されるとともに、該第
１の成形品部分７２より径方向外方に環状の第２の成形
品部分７３が形成される。なお、前記スプルー部７１及
び第１の成形品部分７２においては、第１の成形材料６
５同士が接触し、第２の成形品部分７３においては、第
１の成形材料６５と第２の成形材料６６とが接触する
が、互いに溶融して一体化する。

【００２７】このようにして、前記キャビティ空間Ｃに
第１、第２の成形材料６５、６６が充填されると、前記
冷却媒体によってディスク成形金型１０が冷却されるこ
とにより、第１、第２の成形材料６５、６６が冷却され
る。そして、第５工程において、前記制御部は、第１、
第２の成形材料６５、６６が完全に固化する前の所定の
タイミングで、図７に示されるように、カットパンチ用
駆動部を駆動し、カットパンチ２４を前進させ、第１の
成形材料６５に穴空け加工を施す。このとき、前記カッ
トパンチ２４は第１の成形品部分７２内を前進し、スプ
ルー１６の前端の位置に到達すると、第２の成形材料６
６の径方向内方に第１の成形材料６５の一部を残した状
態で中心穴７５が形成されるとともに、スプルー部７１
と第１の成形品部分７２及び第２の成形品部分７３とが
分離させられる。

【００２８】次に、第６工程において、前記制御部は、
所定のタイミングで、図８に示されるように、型締用駆
動部を駆動して可動金型１２を後退（図８における左方
に移動）させて型開きを行う。このとき、第１の成形品
部分７２及び第２の成形品部分７３は可動金型１２によ
って保持された状態で後退させられ、スプルー部７１は
カットパンチ２４に固着した状態で後退させられる。続
いて、制御部は、所定のタイミングで、エジェクタピン
用駆動部を駆動してエジェクタピンを前進させ、離型を
行う。このとき、スプルー部７１がカットパンチ２４か
ら離され、第１の成形品部分７２及び第２の成形品部分
７３が可動側鏡板２３及び第２のスタンパ１９から離さ
れる。

【００２９】その結果、前記第１の成形品部分７２及び
第２の成形品部分７３によって、図８に示されるような
中心穴７５を備え、かつ、第１の成形材料６５から成る
外層８２、及び第２の成形材料６６から成る内層８３を
備えたディスク基板８１が形成される。図９〜１１に示
されるように、ディスク基板８１には、第１、第２のス
タンパ１８、１９と対向する面に、該第１、第２のスタ
ンパ１８、１９の転写記録面Ｓ１１、Ｓ１２が転写さ
れ、記録面Ｓ１５、Ｓ１６が形成され、該記録面Ｓ１
５、Ｓ１６には、グルーブ、ピット等の幾何学的な凹凸
８５が形成される。

【００３０】このようにして成形されたディスク基板８
１においては、外層８２が第１の成形材料６５によっ
て、内層８３が第２の成形材料６６によってそれぞれ形
成され、かつ、前記第１、第２の成形材料６５、６６が
樹脂によって形成されるので、ディスクを軽量化するこ
とができる。また、内層８３が第２の成形材料６６によ
って形成されるので、ディスク基板８１の強度及び剛性
を高くすることができる。その結果、ディスクを高速で
回転させても、ディスクに振動が発生して図示されない
記録ヘッドに接触することがなくなる。

【００３１】そして、ディスク基板８１の強度及び剛性
を高くすることができるので、第１の成形材料６５とし
て、流動性が良く、記録面Ｓ１５、Ｓ１６に幾何学的な
凹凸を形成しやすい樹脂を使用することができる。した
がって、転写性を向上させることができるだけでなく、
ディスクの表面精度を高くすることができ、記録密度を
高くすることができる。

【００３２】また、第１の成形材料６５として、充填材
が添加された樹脂を使用する必要がなくなるので、ディ
スク基板８１の表面に充填材が出ることがないだけでな
く、成形に伴って汚染物を発生させることがない。本実
施の形態においては、第４工程において、第１の成形材
料６５を再びキャビティ空間Ｃに充填して第１の成形品
部分７２を形成するようにしているが、第３工程におい
て第２の成形材料６６をキャビティ空間Ｃに充填した
後、第５工程を開始し、第１、第２の成形材料６５、６
６に対して穴空け加工を施すこともできる。その場合、
中心穴７５の内周面において第２の成形材料６６が露出
することになるが、記録面Ｓ１５、Ｓ１６において第２
の成形材料６６が露出することがないので、転写性を向
上させることができるだけでなく、ディスクの表面精度
を高くすることができ、記録密度を高くすることができ
る。しかも、成形に伴って汚染物を発生させるのを抑制
することができる。

【００３３】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。

【００３４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ディスク基板においては、第１の成形材料から成
り、第１の成形材料を充填することで形成された凹凸を
備える外層と、第２の成形材料から成り、第２の成形材
料を充填することで前記外層によって包囲された内層と
を有する。そして、前記第２の成形材料は第１の成形材
料より強度及び剛性が高くされる。

【００３５】この場合、内層が第２の成形材料によって
形成されるので、ディスク基板の強度及び剛性を高くす
ることができる。その結果、ディスクを高速で回転させ
ても、ディスクに振動が発生して記録ヘッドに接触する
ことがなくなる。そして、ディスク基板の強度及び剛性
を高くすることができるので、第１の成形材料として、
流動性が良く、記録面に幾何学的な凹凸を形成しやすい
樹脂を使用することができる。したがって、転写性を向
上させることができるだけでなく、ディスクの表面精度
を高くすることができ、記録密度を高くすることができ
る。

【００３６】また、第１の成形材料として、充填材が添
加された樹脂を使用する必要がなくなるので、ディスク
基板の表面に充填材が出ることがないだけでなく、成形
に伴って汚染物を発生させることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるディスク基板の製
造方法の第１工程を示す図である。

【図２】従来のディスク基板の正面図である。

【図３】従来のディスク基板の断面図である。

【図４】本発明の実施の形態におけるディスク基板の製
造方法の第２工程を示す図である。

【図５】本発明の実施の形態におけるディスク基板の製
造方法の第３工程を示す図である。

【図６】本発明の実施の形態におけるディスク基板の製
造方法の第４工程を示す図である。

【図７】本発明の実施の形態におけるディスク基板の製
造方法の第５工程を示す図である。

【図８】本発明の実施の形態におけるディスク基板の製
造方法の第６工程を示す図である。

【図９】本発明の実施の形態におけるディスク基板の正
面図である。

【図１０】本発明の実施の形態におけるディスク基板の
断面図である。

【図１１】本発明の実施の形態におけるディスク基板の
要部断面図である。

【符号の説明】

６５、６６ 第１、第２の成形材料 ８１ ディスク基板 ８２ 外層 ８３ 内層 Ｃ キャビティ空間 Ｓ１３、Ｓ１４ 流動先端面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−11553（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−229980（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−164552（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−281122（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B32B 7/00 - 7/12 G11B 5/00 - 5/86 B29C 45/00 - 45/84

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）第１の成形材料から成り、第１の
   成形材料を充填することで形成された凹凸を備える外層
   と、 （ｂ）第２の成形材料から成り、第２の成形材料を充填
   することで前記外層によって包囲された内層とを有する
   とともに、 （ｃ）前記第２の成形材料は第１の成形材料より強度及
   び剛性が高くされることを特徴とするディスク基板。
2. 【請求項２】 （ａ）前記第１の成形材料は充填材が添
   加されない樹脂から成り、 （ｂ）前記第２の成形材料は充填材が添加された樹脂か
   ら成る請求項１に記載のディスク基板。
3. 【請求項３】 （ａ）第１のタイミングで第１の成形材
   料をキャビティ空間に充填し、 （ｂ）前記第１の成形材料の流動先端面がキャビティ空
   間の最奥部に到達する前の第２のタイミングで、前記第
   １の成形材料より強度及び剛性が高い第２の成形材料を
   キャビティ空間に充填し、 （ｃ）前記第２のタイミングより後の所定のタイミング
   で、第１、第２の成形材料に対して穴空け加工を施すこ
   とを特徴とするディスク基板の製造方法。
4. 【請求項４】 前記第２のタイミングより後で、前記所
   定のタイミングより前の第３のタイミングで、第１の成
   形材料をキャビティ空間に充填する請求項３に記載のデ
   ィスク基板の製造方法。