JP3859301B2

JP3859301B2 - Optical disc molding device

Info

Publication number: JP3859301B2
Application number: JP11092997A
Authority: JP
Inventors: 隆亮東田; 晋二角陸; 博油谷; 義雄丸山; 雄一中嶋; 信久川西; 明信片山
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-04-28
Filing date: 1997-04-28
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2017-04-28
Also published as: JPH10302328A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク成形装置、該光ディスク成形装置に備わるスタンパ、及び上記光ディスク成形装置にて成形される光ディスクに関する。光ディスク成形装置としては、特に、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）用の光ディスク成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より光ディスクは図１１に示すような成形機１にて成形される。尚、当該成形機１を構成する各構成部分は、中心軸４を中心に同心円状に構成されている。このような成形機１は、型開き可能であり型閉めしたときに光ディスクを成形するための空隙部５を形成する２つの金型２及び金型１０を備え、金型２には成形される光ディスクへ情報を刻むための凹凸１１を表面３ａに形成したスタンパ３が設けられ、金型１０には光ディスクを成形するための樹脂材を注入するためのスプル６が形成されている。金型２の中央部分には、スタンパ３の内周側端部を金型２に固定するための金属製のスタンパ固定用部材８が金型２に螺合される。固定用部材８の空隙部側端部には、スタンパ３の内周部における表面３ａを空隙部５側から金型２側へ押圧するように、固定用部材８の直径方向へ突出した固定用爪部材９が上記空隙部側端部の全周にわたり形成されている。よって、スタンパ３の内周側端部における表面３ａは、スタンパ固定用部材８が金型２に装着されることで固定用爪部材９によって金型２へ押圧される。又、スタンパ３の外周側端部は図示するように別の部材にて金型２側に保持され、このようにしてスタンパ３は金型２に固定される。又、中心軸４に沿ってスタンパ固定用部材８に対して摺動可能なエジェクトロッド７が設けられている。尚、光ディスクの成形時においては、エジェクトロッド７は、図示するように、スタンパ固定用部材８内に引き込まれている。
【０００３】
このような成形機１を使用した光ディスクの成形は以下のように行われる。金型２にスタンパ３を取り付けた後、金型２と金型１０とを閉じたときに両者の間に形成された、光ディスクを形成する部分である空隙部５へスプル６を介して樹脂材が充填され、スタンパ３に刻まれた凹凸１１が上記樹脂材に転写される。上記凹凸１１の転写後、充填した樹脂材の冷却が行われ、冷却後、金型２，１０の型開きが行われる。そして上記型開き完了後、エジェクトロッド７によりスプル６に存在する樹脂材と空隙部５によって成形され光ディスクとなる成形体との突き上げを行い、金型２から上記成形体を剥離させる。エジェクト動作終了後、取り出し機により上記成形体を成形機１の外部に移送する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
成形機１による上述の光ディスクの製造工程において、スプル６から空隙部５内へ樹脂材が射出される際、スタンパ固定用部材８には、樹脂材の射出圧力により、金型２の内部へ当該スタンパ固定用部材８を押し込もうとする矢印Iにて示す力が作用する。よって、上記樹脂材の射出毎に、固定用爪部材９におけるスタンパ固定用部材８への付け根部分９ａに上記力が繰り返し作用する。一方、固定用爪部材９を含む部分は、成形される光ディスクの規格寸法に影響を与える部分であることから、その形状や厚みを自由に変更することは困難である。したがって、長期にわたって光ディスクの成形を続けるときには、金属疲労により、矢印IIにて示す方向に上記付け根部分９ａにクラックが発生し最後には上記付け根部分９ａが破断を起こすという問題がある。射出の際の温度変化や、樹脂材の粘性等により、固定用爪部材９とスタンパ３の表面３ａとは、繰り返し摺動を起こすため、摩耗が進行し、凝着摩耗を起こす場合もある。
このような問題の解決のため、スタンパ３の保持を真空吸着にて行うことも考えられるが、通常は、何らの対策も打たれていないのが現状である。したがって、スタンパ固定用部材８の破損の度に当該スタンパ固定用部材８の再製作が必要であり、又、上述の凝着摩耗により、非常に高価なスタンパ３の再製作が必要となる。よって、製造コストがかかる、破損の度に生産を中止し金型部品を取り付け直して再度生産を開始するため、生産計画を立てるのが難しい、又、製造リードタイムがかかるという重大な問題点があった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、光ディスクの製造コストを低下させ、製造リードタイムを短縮することができ、又、光ディスクの品質を向上させる、光ディスク成形装置、該光ディスク成形装置に備わるスタンパ、及び上記光ディスク成形装置にて成形される光ディスクを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１態様の光ディスク成形装置は、成形される光ディスクの厚さ方向に型開き可能な第１及び第２の金型にて形成される空隙部に樹脂材が射出されて上記光ディスクを成形し、かつ上記第２金型には、ドーナツ状の円板状であり上記光ディスクへ情報を刻み込むためのスタンパ表面に形成された凹凸を上記空隙部側に配向してスタンパが上記空隙部と同心円状に装着され、該スタンパの内周側端部には、上記第２金型に取り付けられたスタンパ固定用部材に備わる固定用爪部材が上記空隙部側から上記第２金型側へ上記内周側端部を押圧するように構成される、光ディスク成形装置であって、
上記固定用爪部材は、上記スタンパの厚み方向に沿って上記スタンパ内部へ延在し当該固定用爪部材の機械的強度を増強する補強部を備え、
上記固定用爪部材における上記スタンパ表面との接触面には、上記固定用爪部材と上記スタンパ表面との摩擦による上記固定用爪部材の劣化を抑える第１保護層を設け、
上記スタンパ固定用部材は、上記空隙部の中心軸に沿って上記光ディスクの厚み方向に延在して上記第２金型に嵌合される部材であり、上記光ディスクの厚み方向に沿いかつ上記第２金型に接触する上記スタンパ固定用部材の周囲面には、上記スタンパ固定用部材及び上記第２金型を保護する第２保護層を設けた、
ことを特徴とする。
【０００６】
又、本発明の第２態様の光ディスク成形装置は、上記空隙部に面する上記固定用爪部材の端面を上記スタンパ表面と同一面に配置するように構成することもできる。
【０００７】
本発明の第３態様のスタンパは、上記第１態様の光ディスク成形装置に使用され、ドーナツ状の円板状であり上記光ディスク成形装置にて成形される光ディスクへ情報を刻み込むための凹凸が表面に形成された記録領域を有するスタンパにおいて、
上記記録領域よりも内周側には、上記記録領域における上記スタンパの厚みよりも薄い厚みにてなり、上記固定用爪部材の上記補強部と係合する薄肉部分を形成したことを特徴とする。
【０００８】
本発明の第４態様の光ディスクは、上記第２態様の光ディスク成形装置にて成形されることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態である光ディスク成形装置、該光ディスク成形装置に備わるスタンパ、及び上記光ディスク成形装置にて成形される光ディスクについて、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において同じ構成部分については同じ符号を付している。又、第１金型の機能を果たす一実施形態として上記金型１０が相当し、第２金型の機能を果たす一実施形態として上記金型２が相当する。
【００１０】
図１には、一実施形態における光ディスク成形装置１０１が示されている。尚、図１に２点鎖線にて示すIII部分を拡大したものを図２に示す。光ディスク成形装置１０１における基本的な構成は、上述した光ディスク成形装置１に同様であるが、スタンパ固定用部材、スタンパ、及び金型にて以下のように相違する。まず、スタンパ固定用部材及びスタンパについて説明する。上述のスタンパ３に相当するスタンパ１１１の内周側端部は、上述のスタンパ固定用部材８に相当するスタンパ固定用部材１１２にて金型２に固定される。スタンパ固定用部材８における固定用爪部材９の付け根部分９ａの強度を増すように、スタンパ固定用部材１１２では、補強部１１４を備えた固定用爪部材１１３を設ける。尚、固定用爪部材１１３は、上述の固定用爪部材９と同様に、スタンパ固定用部材１１２における空隙部５側の端部周囲部分にて、スタンパ固定用部材１１２の全周にわたり形成される。上述したように光ディスクの規格上の制限から、従来の固定用爪部材９をさらに空隙部５側へ延在させることは困難である。そこで本実施形態の光ディスク成形装置１０１では、固定用爪部材１１３として、図２に示すように、従来の固定用爪部材９に相当する部分であって上記凹凸１１が形成されているスタンパ１１１の表面１１１ａよりも空隙部５側に延在する突出部１１５に加えて、さらにスタンパ１１１の表面１１１ａよりも金型２側に延在する上記補強部１１４を突出部１１５と一体的に形成した。
【００１１】
このように固定用爪部材１１３における断面係数を大きくすることで、疲労亀裂に対し、強い抵抗力を得ることができる。スタンパ１１１の肉厚は、通常０．２〜０．３ｍｍの厚みであり、例えば補強部１１４では、その肉厚を０．１ｍｍとした。又、固定用爪部材１１３において突出部１１５の肉厚は０．１ｍｍである。このように０．１ｍｍ厚の補強部１１４を追加するだけで、固定用爪部材１１３では、面圧８Ｋｇ／ｃｍ²にて１００万回以上の繰り返し荷重を受けても疲労亀裂は発生しなかった。よって、スタンパ固定用部材１１２を交換する必要が無くなることから、光ディスクの製造コストを低下させることができるとともに、スタンパ固定用部材１１２において従来の材料を使用することができ、低コストでスタンパ固定用部材１１２を製造することが可能となり、又、製造リードタイムが長くなることもない。
【００１２】
尚、本実施形態では、補強部１１４は図示するようにその断面を矩形状としたが、これに限定されるものではなく、例えば図３に示す光ディスク成形装置１０２の固定用爪部材１１６のように、三角形の断面形状にてなる補強部１１７としてもよい。即ち、上述したように樹脂材の射出によりスタンパ固定用部材１１２には矢印I方向に力が加わるが、その際にスタンパ１１１を押圧する固定用爪部材１１３における肉厚を厚くしてその断面係数が大きくなるように、上記補強部の断面形状を決定すればよい。
又、本実施形態では、補強部１１４又は補強部１１７は、突出部１１５と同様に、スタンパ固定用部材１１２の全周にわたり形成したが、これに限定されるものではなく、上記疲労亀裂が生じない限度内にて、スタンパ固定用部材１１２の周囲に沿って間欠的に形成することもできる。
【００１３】
又、図４に示す光ディスク成形装置１０３におけるスタンパ固定用部材１２２の固定用爪部材１２０のように、上記突出部１１５を削除し補強部１２１のみから固定用爪部材１２０を構成してもよい。このように構成することで固定用爪部材１２０の空隙部５に面した端面１２０ａは、スタンパ１１１の表面１１１ａと同一平面に配置される。尚、補強部１２１における、光ディスクの厚み方向に沿った厚みは、従来の成形機１における固定用爪部材９の厚さよりも厚い。
固定用爪部材１２０のように、スタンパ１１１の表面１１１ａと同一平面上に突出部分を形成しないことで、以下の効果を奏する。即ち、例えば図２に示すように固定用爪部材１１３は、通常、上記表面１１１ａと同一平面よりも空隙部５側に突出した突出部１１５を備えている。よって、突出部１１５の形成部分では、スプル６を介して空隙部５に射出された樹脂材の流路断面積が他の部分に比べて小さくなるので、この部分を通過する際に上記樹脂材の流速は速くなる。したがって、成形される光ディスクにおける分子配向を大きくする傾向が現れ、その結果、光ディスクに必要な特性のうちの複屈折を悪くする傾向がある。そこで、固定用爪部材１２０のように上記突出部１１５に相当する部分を削除することで、上記複屈折特性を良くすることができ、固定用爪部材１２０においては、通常の成形条件において、複屈折を３０％程度向上させることができた。
このように固定用爪部材１２０を使用して形成される光ディスクにおいては、複屈折特性の向上による品質の向上を図ることができ、又、製品の歩留まりを向上させることが可能となった。尚、図５に示すように、固定用爪部材１２０を使用して形成される光ディスク３０１では、図６に示す光ディスク３０２のように突出部１１５に対応して形成される凹部３０２は、当然に形成されていない。
【００１４】
一方、スタンパ１１１において、上記凹凸１１が形成されている記録領域よりも内周側において、上記記録領域におけるスタンパ１１１の厚みよりも薄い厚みにてなり、上記固定用爪部材１１３の補強部１１４と係合する薄肉部分１１８が、スタンパ固定用部材１１２の上記補強部の形状に応じて、形成される。尚、上述のようにスタンパ１の肉厚は通常０．２〜０．３ｍｍであり、上述のように例えば０．１ｍｍにてなる補強部１１４を設けた場合には、薄肉部分１１８の厚みは０．１〜０．２ｍｍとなる。尚、図３に示すスタンパ固定用部材１１９の固定用爪部材１１６、及び図４に示すスタンパ固定用部材１２２の固定用爪部材１２０のそれぞれの形状に対応して、スタンパ１１１における上記薄肉部分の形状及び厚みも変化する。
【００１５】
さらに又、図７に示す光ディスク成形装置１０４におけるスタンパ固定用部材１２５の固定用爪部材１２３では、図２に示す固定用爪部材１１３の補強部１１４におけるスタンパ１１１との接触面１１４ａに第１保護層１２４を形成した構成を有する。即ち、上述したように、スタンパ１１１は、固定用爪部材１１３，１１６，１２０，１２３にて金型２へ押圧され、保持されている。このため、スタンパ１１１と金型２、及びスタンパ１１１と固定用爪部材１１３，１１６，１２０，１２３との間で、光ディスク成形中に、射出される樹脂材の粘性や射出圧力、スタンパ１１１とスタンパ固定用部材１１２，１１９，１２２，１２５との熱膨張率の違いなどにより、図７において矢印IVで示す光ディスクの直径方向にスタンパ１１１が微小に移動するため、摩擦力が発生する。このため補強部１１４の接触面１１４ａでは、摩耗や金属原子の移動が発生し、固定用爪部材１１３，１１６，１２０，１２３を劣化させることになる。
そこで、上述のように、例えば固定用爪部材１２３における接触面１１４ａには、イオン注入により第１保護層１２４を形成することで、接触面１１４ａの強度を改善し、固定用爪部材１２３の劣化を抑えることができる。尚、上記第１保護層１２４を、炭素、ボロン、窒素の内、少なくとも１種を含む金属化合物にて形成して、上記接触面１１４ａを被覆しても、同様の効果を得ることができる。尚、第１保護層１２４の厚みは、６００オングストロームである。
このように第１保護層１２４を形成することで、スタンパ固定用部材１１２の機械的寸法を変更することなく、１００万回以上の連続成形が可能となる。よって、生産性を向上させ、製造コストを低く抑えることができる。
【００１６】
尚、第１保護層１２４は、図１１に示す従来のスタンパ固定用部材８の固定用爪部材９における、スタンパ３の表面３ａとの接触面に形成してもよい。尚、図８に示す光ディスク成形装置１０５のように、固定用爪部材９に第１保護層１２４を形成したスタンパ固定用部材に符号１２６を付し、固定用爪部材９に符号１２７を付す。又、該スタンパ固定用部材１２６では、固定用爪部材１２７における上記断面係数は従来の固定用爪部材９の断面係数と変わらないため、固定用爪部材１２７の機械的強度は固定用爪部材９と変わりない。しかしながら、第１保護層１２４を設けることで固定用爪部材１２７におけるスタンパ３との接触面における強度を増しスタンパ固定用部材１２６の劣化を抑えることができるので、光ディスクの生産性を向上させ、製造コストを低く抑えることができる。
【００１７】
さらに又、図９に示す光ディスク成形装置１０６のように、光ディスクの厚み方向においてスタンパ固定用部材１２５に対して、金型２及びスタンパ１１１が接触する接触部分には、第２保護層１２８を設けることができる。上記第２保護層１２８の一例として、耐熱性の潤滑油を用いることができる。即ち、スタンパ固定用部材１２５及び金型２の接触面は、通常、金属加工処理のそのままの状態であり、スタンパ固定用部材１２５と金型２との間にはわずかな隙間が存在する。よって、スタンパ固定用部材１２５と金型２とは擦れあい、摩耗や疲労を起こす。さらに、上記樹脂材の分解した又は気化した物質や、上記樹脂材の添加剤が上記隙間に侵入可能となり、金型２の変形や、スタンパ固定用部材１２５と金型２との焼き付きを起こす原因となる。そこで、上述のように、成形される光ディスクの厚み方向に沿ったスタンパ固定用部材１２５の周囲面に例えば上記潤滑剤を塗布することで、スタンパ固定用部材１２５と、金型２及びスタンパ１１１との間に薄い被膜を形成することができ、上記摩耗や疲労を防止することが可能となり、更に上記隙間を無くすことが可能となる。よって、上記樹脂材が分解し又は気化した物質や、上記樹脂材の添加剤が上記隙間に侵入することを防止でき、上記焼き付きを無くすことが可能となった。このため、金型２のメンテナンスが容易となり、光ディスクの生産性を向上させることが可能となる。
尚、本実施形態では、第２保護層１２８の潤滑剤として油脂を使用したが、これに限定されるものではなく、固体潤滑剤、植物油、エンジンオイルなどの鉱物油、等を使用しても同様の効果を得ることができる。尚、第２保護層１２８を固化させたい場合には植物油がよく、固化させたくない場合は鉱物油が望ましい。
【００１８】
又、第２保護層１２８を設ける実施形態として、図７を参照して説明した、第１保護層１２４を設けたスタンパ固定用部材１２５を例に採ったが、これに限定されるものではなく、上述したそれぞれのスタンパ固定用部材１１２，１１９，１２２，１２６に第２保護層１２８を設けてもよい。
【００１９】
以上の説明は、主にスタンパ固定用部材が従来の構造と異なる点について述べた。以下では、さらに金型２について、従来の構造との相違点を説明する。
上述した各光ディスク成形装置１０１〜１０６のように、成形される光ディスクの厚み方向において、スタンパ固定用部材１１２，１１９，１２２，１２５，１２６と、金型２とでは、互いに係合し合う部分は設けていない。よって、上述したように、スプル６を介して空隙部５へ射出される樹脂材は、矢印I方向に沿ってスタンパ固定用部材１１２，１１９，１２２，１２５，１２６を押圧し、このときの押圧力は固定用爪部材１１３，１１６，１２０，１２３，１２７にすべて作用することになる。そこで、固定用爪部材１１３，１１６，１２０，１２３，１２７に作用する力を低減させるために、図１０に示す光ディスク成形装置１０７では、金型１４１とスタンパ固定用部材１２９とが互いに係合し合うように、スタンパ固定用部材１２９に固定用部材側係合部１３０を、金型１４１に金型側係合部１４２をそれぞれ設けた。このように固定用部材側係合部１３０と金型側係合部１４２とを係合させることで、上記矢印I方向に沿ってスタンパ固定用部材１２９に作用する上記押圧力は、固定用爪部材１２３及び固定用部材側係合部１３０と金型側係合部１４２との係合部分の２カ所に分散される。よって、固定用爪部材１２３に作用する力を低減させることができ、固定用爪部材１２３における疲労に対して強い抵抗力を得ることができる。このような構成を採ることで、１００万回以上の連続成形が可能となり、光ディスクの生産性を向上させ、製造コストを低く抑えることができるとともに、製造リードタイムを短縮することが可能となる。
【００２０】
尚、図１０に示すように光ディスク成形装置１０７では、固定用爪部材１２３に第１保護層１２４を形成し、さらに、成形される光ディスクの厚み方向に沿ったスタンパ固定用部材１２９の周囲面には第２保護層１２８を設けているが、第１保護層１２４及び第２保護層１２８は必須の構成ではない。即ち、上述の固定用部材側係合部１３０及び金型側係合部１４２は、上述の光ディスク成形装置１０１〜１０５にも適用することが可能である。
又、光ディスク成形装置１０７では、上記係合部は１箇所のみに設けているが、これに限定されるものではなく、製作上の問題がなければスタンパ固定用部材と金型との間で複数設けてもよい。
又、光ディスク成形装置１０７では、金型１４１をスタンパ固定用部材１２９側に突出させて上記係合部分を形成しているが、製作上の問題がなければ、スタンパ固定用部材を金型側へ突出させてもよい。
又、光ディスク成形装置１０７では、金型１４１とスタンパ固定用部材１２９との係合部分の係合面１３１は、成形される光ディスクの直径方向に沿って延在しているが、これに限定されるものではなく、例えばテーパー状等であってもよい。
【００２１】
以上説明した構成を有する光ディスク成形装置１０１〜１０７においても、従来の成形機１にて実行される光ディスクの成形動作と同様の成形動作が実行される。よって、光ディスク成形装置１０１〜１０７における上記成形動作の説明は省略する。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の第１態様の光ディスク成形装置によれば、固定用爪部材に補強部を備えたことで、成形される光ディスクの厚み方向における当該固定用爪部材の厚さを増し当該固定用爪部材の機械的強度を増強することができる。よって、上記固定用爪部材を備えるスタンパ固定用部材を交換する必要が無くなることから、光ディスクの製造コストを低下させることができ、製造リードタイムを短縮することが可能となるとともに、スタンパ固定用部材として従来の材料を使用することができ、低コストでスタンパ固定用部材を製造することが可能となる。
【００２３】
又、本発明の第２態様の光ディスク成形装置によれば、空隙部に面する上記固定用爪部材の端面をスタンパ表面と同一面に配置することもできる。このような光ディスク成形装置によれば、上記固定用爪部材の上記端面が上記空隙部側に突出していないので、光ディスクの成形時において上記空隙部に射出された樹脂材の流路断面を広く採ることができ上記樹脂材の流速を下げることができる。よって、複屈折特性を向上させることができるので、光ディスクの品質を向上させることができる。
【００２４】
又、本発明の第３態様のスタンパによれば、記録領域よりも内周側に薄肉部分を形成したことで、上記薄肉部分に対応して固定用爪部材の厚みを増すことができ、当該固定用爪部材の機械的強度を増強することができる。このように当該スタンパによれば、上記固定用爪部材の機械的強度を増強可能とし上記固定用爪部材を備えるスタンパ固定用部材の交換の必要性を無くすことから、光ディスクの製造コストを低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である光ディスク成形装置における断面図である。
【図２】図１に示すIII部の拡大図である。
【図３】図１に示すスタンパ固定用部材の変形例における断面図である。
【図４】図１に示すスタンパ固定用部材の他の変形例における断面図である。
【図５】図４に示すスタンパ固定用部材を備えた光ディスク成形装置にて成形される光ディスクの断面図である。
【図６】従来のスタンパ固定用部材を備えた光ディスク成形装置にて成形される光ディスクの断面図である。
【図７】図１に示すスタンパ固定用部材の別の変形例における断面図である。
【図８】図１に示すスタンパ固定用部材のさらに他の変形例における断面図である。
【図９】図１に示すスタンパ固定用部材のさらに別の変形例における断面図である。
【図１０】図１に示すスタンパ固定用部材のさらに他の変形例における断面図である。
【図１１】従来の光ディスク成形装置における断面図である。
【符号の説明】
５…空隙部、
１０１〜１０７…光ディスク成形装置、
１１１…スタンパ、１１２…スタンパ固定用部材、１１３…固定用爪部材、
１１４…補強部、１１４ａ…接触面、１１５…突出部、１１８…薄肉部分、
１１９…スタンパ固定用部材、１２０…固定用爪部材、１２０ａ…端面、
１２４…第１保護層、１２８…第２保護層、
１３０…固定用部材側係合部、１４２…金型側係合部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical disk molding apparatus, a stamper provided in the optical disk molding apparatus, and an optical disk molded by the optical disk molding apparatus. The optical disc molding apparatus particularly relates to an optical disc molding apparatus for DVD (Digital Versatile Disc).
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an optical disk is molded by a molding machine 1 as shown in FIG. In addition, each component which comprises the said molding machine 1 is comprised concentrically centering on the central axis 4. FIG. Such a molding machine 1 includes two molds 2 and a mold 10 that are mold-openable and form a gap 5 for molding an optical disk when the mold is closed. A stamper 3 is provided on the surface 3a for forming irregularities 11 for engraving information on the optical disc, and a spru 6 for injecting a resin material for molding the optical disc is formed on the mold 10. A metal stamper fixing member 8 for fixing the inner peripheral side end of the stamper 3 to the mold 2 is screwed into the mold 2 at the center portion of the mold 2. The fixing member 8 protrudes in the diameter direction of the fixing member 8 so that the surface 3a of the inner peripheral portion of the stamper 3 is pressed from the gap 5 side to the mold 2 side at the end of the fixing member 8 on the gap side. A claw member 9 is formed over the entire circumference of the gap side end. Therefore, the surface 3 a at the inner peripheral end of the stamper 3 is pressed against the mold 2 by the fixing claw member 9 when the stamper fixing member 8 is attached to the mold 2. Further, the outer peripheral side end of the stamper 3 is held on the mold 2 side by another member as shown in the figure, and the stamper 3 is fixed to the mold 2 in this way. Further, an eject rod 7 slidable with respect to the stamper fixing member 8 along the central axis 4 is provided. When the optical disk is formed, the eject rod 7 is drawn into the stamper fixing member 8 as shown in the drawing.
[0003]
The optical disc is molded using such a molding machine 1 as follows. After attaching the stamper 3 to the mold 2 and closing the mold 2 and the mold 10, the resin material is formed through the sprue 6 into the gap portion 5 formed between the mold 2 and the mold 10. And the irregularities 11 carved in the stamper 3 are transferred to the resin material. After the unevenness 11 is transferred, the filled resin material is cooled, and the molds 2 and 10 are opened after cooling. After the mold opening is completed, the ejected rod 7 pushes up the resin material present in the sprue 6 and the molded body that is molded by the gap portion 5 and becomes an optical disk, and the molded body is peeled off from the mold 2. After completion of the ejecting operation, the molded body is transferred to the outside of the molding machine 1 by a take-out machine.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When the resin material is injected from the sprue 6 into the gap 5 in the above-described optical disc manufacturing process by the molding machine 1, the stamper fixing member 8 is brought into the mold 2 by the injection pressure of the resin material. A force indicated by an arrow I for pushing the stamper fixing member 8 acts. Therefore, each time the resin material is injected, the force repeatedly acts on the root portion 9 a of the fixing claw member 9 to the stamper fixing member 8. On the other hand, since the portion including the fixing claw member 9 is a portion that affects the standard dimension of the optical disk to be molded, it is difficult to freely change its shape and thickness. Therefore, when the optical disk is continuously formed over a long period of time, there is a problem that cracks occur in the root portion 9a in the direction indicated by the arrow II due to metal fatigue, and finally the root portion 9a breaks. The fixing claw member 9 and the surface 3a of the stamper 3 slide repeatedly due to temperature changes during injection, the viscosity of the resin material, etc., so that wear progresses and adhesive wear may occur.
In order to solve such a problem, it is conceivable to hold the stamper 3 by vacuum suction. However, in general, no measures are taken. Therefore, each time the stamper fixing member 8 is damaged, the stamper fixing member 8 needs to be remanufactured, and due to the above-mentioned adhesive wear, the very expensive stamper 3 needs to be remanufactured. Therefore, there is a serious problem that the manufacturing cost is high, it is difficult to make a production plan, and it takes a manufacturing lead time because the production is stopped every time it is damaged, the mold parts are reattached and the production is started again. there were.
The present invention has been made to solve such problems, and can reduce the manufacturing cost of the optical disk, reduce the manufacturing lead time, and improve the quality of the optical disk. It is an object of the present invention to provide a stamper provided in an optical disk molding apparatus and an optical disk molded by the optical disk molding apparatus.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The optical disc molding apparatus according to the first aspect of the present invention is a method in which a resin material is injected into a gap formed by first and second molds that can be opened in the thickness direction of an optical disc to be molded. The second mold is formed into a donut-like disk shape, and the unevenness formed on the stamper surface for engraving information into the optical disk is oriented toward the gap portion, so that the stamper is separated from the gap portion. A fixing claw member provided on a stamper fixing member attached to the second mold is attached to the inner peripheral side end of the stamper from the gap side to the second mold side. An optical disc molding apparatus configured to press an inner peripheral end,
The fixing claw member includes a reinforcing portion that extends into the stamper along the thickness direction of the stamper and enhances the mechanical strength of the fixing claw member ,
A contact surface of the fixing claw member with the stamper surface is provided with a first protective layer that suppresses deterioration of the fixing claw member due to friction between the fixing claw member and the stamper surface,
The stamper fixing member is a member that extends in the thickness direction of the optical disc along the central axis of the gap portion and is fitted into the second mold, and extends along the thickness direction of the optical disc and the first A second protective layer for protecting the stamper fixing member and the second mold is provided on the peripheral surface of the stamper fixing member that contacts the two molds.
It is characterized by that.
[0006]
Further, the optical disk molding apparatus according to the second aspect of the present invention can be configured such that the end face of the fixing claw member facing the gap is arranged on the same plane as the stamper surface.
[0007]
The stamper according to the third aspect of the present invention is used in the optical disk molding apparatus according to the first aspect, and has a doughnut-shaped disk shape with irregularities for engraving information on the optical disk molded by the optical disk molding apparatus. In a stamper having a formed recording area,
The inner peripheral side of the recording area is formed with a thin portion that is thinner than the stamper in the recording area and engages with the reinforcing portion of the fixing claw member. .
[0008]
The optical disk according to the fourth aspect of the present invention is formed by the optical disk forming apparatus according to the second aspect.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An optical disk molding apparatus according to an embodiment of the present invention, a stamper provided in the optical disk molding apparatus, and an optical disk molded by the optical disk molding apparatus will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same component in each figure. Further, the mold 10 corresponds to an embodiment that fulfills the function of the first mold, and the mold 2 corresponds to an embodiment that fulfills the function of the second mold.
[0010]
FIG. 1 shows an optical disc forming apparatus 101 according to an embodiment. FIG. 2 shows an enlarged view of a portion III indicated by a two-dot chain line in FIG. The basic configuration of the optical disc molding apparatus 101 is the same as that of the optical disc molding apparatus 1 described above, but differs in the following manner in the stamper fixing member, the stamper, and the mold. First, the stamper fixing member and the stamper will be described. An inner peripheral side end portion of the stamper 111 corresponding to the stamper 3 is fixed to the mold 2 by a stamper fixing member 112 corresponding to the stamper fixing member 8 described above. In order to increase the strength of the base portion 9a of the fixing claw member 9 in the stamper fixing member 8, the stamper fixing member 112 is provided with a fixing claw member 113 having a reinforcing portion 114. The fixing claw member 113 is formed over the entire periphery of the stamper fixing member 112 at the periphery of the end of the stamper fixing member 112 on the gap 5 side, similarly to the fixing claw member 9 described above. . As described above, it is difficult to extend the conventional fixing claw member 9 further toward the gap portion 5 due to the limitation on the standard of the optical disk. Therefore, in the optical disk forming apparatus 101 of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the fixing claw member 113 is a portion corresponding to the conventional fixing claw member 9 and the stamper 111 having the above-described irregularities 11 formed thereon. In addition to the protruding portion 115 extending to the gap 5 side from the surface 111a, the reinforcing portion 114 extending to the mold 2 side from the surface 111a of the stamper 111 is formed integrally with the protruding portion 115.
[0011]
Thus, by increasing the section modulus of the fixing claw member 113, a strong resistance against fatigue cracks can be obtained. The thickness of the stamper 111 is usually 0.2 to 0.3 mm. For example, the thickness of the reinforcing portion 114 is 0.1 mm. In the fixing claw member 113, the protrusion 115 has a thickness of 0.1 mm. Thus, by simply adding the reinforcing portion 114 having a thickness of 0.1 mm, the fixing claw member 113 did not generate fatigue cracks even when subjected to repeated loads of 1 million times or more at a surface pressure of 8 kg / cm ² . . Therefore, since it is not necessary to replace the stamper fixing member 112, the manufacturing cost of the optical disk can be reduced, and a conventional material can be used for the stamper fixing member 112, and the stamper fixing member can be manufactured at low cost. The member 112 can be manufactured, and the manufacturing lead time does not increase.
[0012]
In the present embodiment, the reinforcing portion 114 has a rectangular cross section as shown in the figure, but the present invention is not limited to this, for example, a fixing claw member 116 of the optical disc forming apparatus 102 shown in FIG. Alternatively, the reinforcing portion 117 having a triangular cross-sectional shape may be used. That is, as described above, force is applied to the stamper fixing member 112 by injection of the resin material in the direction of the arrow I, but the thickness of the fixing claw member 113 that presses the stamper 111 at that time is increased, and its section modulus is increased. What is necessary is just to determine the cross-sectional shape of the said reinforcement part so that may become large.
Further, in the present embodiment, the reinforcing portion 114 or the reinforcing portion 117 is formed over the entire circumference of the stamper fixing member 112 similarly to the protruding portion 115, but is not limited to this, and the fatigue crack is generated. It can also be formed intermittently along the periphery of the stamper fixing member 112 within the limit.
[0013]
Further, like the fixing claw member 120 of the stamper fixing member 122 in the optical disc molding apparatus 103 shown in FIG. With this configuration, the end surface 120 a facing the gap 5 of the fixing claw member 120 is arranged in the same plane as the surface 111 a of the stamper 111. In addition, the thickness along the thickness direction of the optical disk in the reinforcing portion 121 is thicker than the thickness of the fixing claw member 9 in the conventional molding machine 1.
Unlike the fixing claw member 120, the following effects are achieved by not forming the protruding portion on the same plane as the surface 111 a of the stamper 111. That is, for example, as shown in FIG. 2, the fixing claw member 113 is usually provided with a protruding portion 115 that protrudes toward the gap portion 5 from the same plane as the surface 111 a. Therefore, the flow passage cross-sectional area of the resin material injected into the gap portion 5 through the spru 6 is smaller in the portion where the protruding portion 115 is formed than in the other portions. The flow rate of is faster. Therefore, there is a tendency to increase the molecular orientation in the optical disk to be molded, and as a result, there is a tendency to deteriorate birefringence among characteristics necessary for the optical disk. Therefore, the birefringence characteristics can be improved by deleting the portion corresponding to the protruding portion 115 as in the fixing claw member 120. Refraction can be improved by about 30%.
Thus, in the optical disk formed using the fixing claw member 120, the quality can be improved by improving the birefringence characteristics, and the product yield can be improved. As shown in FIG. 5, in the optical disc 301 formed using the fixing claw member 120, the concave portion 302 formed corresponding to the protruding portion 115 as in the optical disc 302 shown in FIG. Not formed.
[0014]
On the other hand, the stamper 111 has a thickness thinner than the thickness of the stamper 111 in the recording area on the inner peripheral side of the recording area where the irregularities 11 are formed, and the reinforcing portion 114 of the fixing claw member 113 The engaging thin portion 118 is formed according to the shape of the reinforcing portion of the stamper fixing member 112. As described above, the thickness of the stamper 1 is usually 0.2 to 0.3 mm. When the reinforcing portion 114 having a thickness of 0.1 mm, for example, is provided as described above, the thickness of the thin portion 118 is as follows. 0.1 to 0.2 mm. Note that the thin portion of the stamper 111 corresponds to the shape of the fixing claw member 116 of the stamper fixing member 119 shown in FIG. 3 and the fixing claw member 120 of the stamper fixing member 122 shown in FIG. The shape and thickness also change.
[0015]
Further, in the fixing claw member 123 of the stamper fixing member 125 in the optical disc molding apparatus 104 shown in FIG. 7, the first protection is provided on the contact surface 114a with the stamper 111 in the reinforcing portion 114 of the fixing claw member 113 shown in FIG. The layer 124 is formed. That is, as described above, the stamper 111 is pressed and held against the mold 2 by the fixing claw members 113, 116, 120, and 123. Therefore, between the stamper 111 and the mold 2, and between the stamper 111 and the fixing claw members 113, 116, 120, and 123, the viscosity and injection pressure of the resin material injected during the optical disc molding, the stamper 111 and the stamper. Due to the difference in thermal expansion coefficient from the fixing members 112, 119, 122, and 125, the stamper 111 slightly moves in the diameter direction of the optical disk indicated by the arrow IV in FIG. For this reason, wear and movement of metal atoms occur on the contact surface 114a of the reinforcing portion 114, and the fixing claw members 113, 116, 120, and 123 are deteriorated.
Therefore, as described above, for example, the first protective layer 124 is formed on the contact surface 114 a of the fixing claw member 123 by ion implantation, thereby improving the strength of the contact surface 114 a and deteriorating the fixing claw member 123. Can be suppressed. The same effect can be obtained by forming the first protective layer 124 from a metal compound containing at least one of carbon, boron, and nitrogen and covering the contact surface 114a. Note that the thickness of the first protective layer 124 is 600 angstroms.
By forming the first protective layer 124 in this way, continuous molding can be performed one million times or more without changing the mechanical dimension of the stamper fixing member 112. Therefore, productivity can be improved and manufacturing cost can be kept low.
[0016]
In addition, you may form the 1st protective layer 124 in the contact surface with the surface 3a of the stamper 3 in the nail | claw member 9 for fixing of the conventional stamper fixing member 8 shown in FIG. 8, the stamper fixing member in which the first protective layer 124 is formed on the fixing claw member 9 is denoted by reference numeral 126, and the fixing claw member 9 is denoted by reference numeral 127. Further, in the stamper fixing member 126, the section modulus of the fixing claw member 127 is not different from that of the conventional fixing claw member 9, so that the mechanical strength of the fixing claw member 127 is the fixing claw member 9. And no different. However, the provision of the first protective layer 124 increases the strength of the fixing claw member 127 at the contact surface with the stamper 3 and suppresses the deterioration of the stamper fixing member 126, thereby improving the productivity of the optical disk and manufacturing. Cost can be kept low.
[0017]
Furthermore, as in the optical disk molding apparatus 106 shown in FIG. 9, the second protective layer 128 is provided at the contact portion where the mold 2 and the stamper 111 are in contact with the stamper fixing member 125 in the thickness direction of the optical disk. be able to. As an example of the second protective layer 128, heat-resistant lubricating oil can be used. That is, the contact surfaces of the stamper fixing member 125 and the mold 2 are normally in a state of being subjected to metal processing, and a slight gap exists between the stamper fixing member 125 and the mold 2. Therefore, the stamper fixing member 125 and the mold 2 rub against each other, causing wear and fatigue. Further, the decomposed or vaporized substance of the resin material and the additive of the resin material can enter the gap, causing deformation of the mold 2 and seizure between the stamper fixing member 125 and the mold 2. It becomes. Therefore, as described above, by applying, for example, the lubricant to the peripheral surface of the stamper fixing member 125 along the thickness direction of the optical disk to be molded, the stamper fixing member 125, the mold 2 and the stamper 111 are A thin film can be formed between them, and it becomes possible to prevent the wear and fatigue, and to eliminate the gap. Therefore, it is possible to prevent the substance obtained by decomposition or vaporization of the resin material or the additive of the resin material from entering the gap, and it is possible to eliminate the image sticking. For this reason, the maintenance of the mold 2 is facilitated, and the productivity of the optical disk can be improved.
In the present embodiment, fats and oils are used as the lubricant for the second protective layer 128. However, the present invention is not limited to this, and solid lubricants, vegetable oils, mineral oils such as engine oils, and the like may be used. Similar effects can be obtained. Note that vegetable oil is preferable when the second protective layer 128 is desired to be solidified, and mineral oil is desirable when the second protective layer 128 is not desired to be solidified.
[0018]
Further, as an embodiment in which the second protective layer 128 is provided, the stamper fixing member 125 provided with the first protective layer 124 described with reference to FIG. 7 is taken as an example. However, the present invention is not limited to this. The second protective layer 128 may be provided on each of the stamper fixing members 112, 119, 122, 126 described above.
[0019]
In the above description, the stamper fixing member is mainly different from the conventional structure. Below, the difference with the conventional structure is demonstrated about the metal mold | die 2 further.
As in the optical disk forming apparatuses 101 to 106 described above, in the thickness direction of the optical disk to be formed, the stamper fixing members 112, 119, 122, 125, 126 and the mold 2 are engaged with each other. Not provided. Therefore, as described above, the resin material injected into the gap 5 via the spru 6 presses the stamper fixing members 112, 119, 122, 125, 126 along the direction of arrow I, and the pressing at this time The pressure acts on all the fixing claw members 113, 116, 120, 123 and 127. Therefore, in order to reduce the force acting on the fixing claw members 113, 116, 120, 123, 127, in the optical disk forming apparatus 107 shown in FIG. 10, the mold 141 and the stamper fixing member 129 are engaged with each other. In order to fit, the stamper fixing member 129 is provided with a fixing member side engaging portion 130, and the die 141 is provided with a die side engaging portion 142. By engaging the fixing member side engaging portion 130 and the mold side engaging portion 142 in this manner, the pressing force acting on the stamper fixing member 129 along the arrow I direction is The member 123 and the fixing member side engaging portion 130 and the mold side engaging portion 142 are dispersed at two locations. Accordingly, the force acting on the fixing claw member 123 can be reduced, and a strong resistance against fatigue in the fixing claw member 123 can be obtained. By adopting such a configuration, it is possible to perform continuous molding of 1 million times or more, improve the productivity of the optical disc, keep the manufacturing cost low, and shorten the manufacturing lead time.
[0020]
As shown in FIG. 10, in the optical disk forming apparatus 107, the first protective layer 124 is formed on the fixing claw member 123, and further, on the peripheral surface of the stamper fixing member 129 along the thickness direction of the optical disk to be formed. Although the second protective layer 128 is provided, the first protective layer 124 and the second protective layer 128 are not essential components. That is, the above-described fixing member side engaging portion 130 and the mold side engaging portion 142 can be applied to the above-described optical disc forming apparatuses 101 to 105.
Further, in the optical disc molding apparatus 107, the engagement portion is provided at only one place, but the present invention is not limited to this. If there is no problem in manufacturing, a plurality of engagement portions are provided between the stamper fixing member and the mold. It may be provided.
Further, in the optical disk forming apparatus 107, the mold 141 is protruded toward the stamper fixing member 129 to form the engaging portion. If there is no problem in manufacturing, the stamper fixing member is moved to the mold side. You may make it protrude.
Further, in the optical disc forming apparatus 107, the engaging surface 131 of the engaging portion between the mold 141 and the stamper fixing member 129 extends along the diameter direction of the optical disc to be formed. For example, it may be tapered.
[0021]
Also in the optical disc forming apparatuses 101 to 107 having the configuration described above, the same forming operation as the optical disc forming operation executed in the conventional forming machine 1 is executed. Therefore, the description of the molding operation in the optical disk molding apparatuses 101 to 107 is omitted.
[0022]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the optical disc forming apparatus of the first aspect of the present invention, the reinforcing claw member is provided with the reinforcing portion, so that the thickness of the fixing claw member in the thickness direction of the optical disc to be molded is increased. And the mechanical strength of the fixing claw member can be increased. Therefore, since it is not necessary to replace the stamper fixing member provided with the fixing claw member, the manufacturing cost of the optical disk can be reduced, the manufacturing lead time can be shortened, and the stamper fixing member can be reduced. As a result, a conventional material can be used, and a stamper fixing member can be manufactured at a low cost.
[0023]
Further, according to the optical disk molding apparatus of the second aspect of the present invention, the end face of the fixing claw member facing the gap can be arranged on the same plane as the stamper surface. According to such an optical disc molding apparatus, since the end face of the fixing claw member does not protrude toward the gap portion, a wide cross-section of the flow path of the resin material injected into the gap portion when the optical disc is molded is taken. The flow rate of the resin material can be reduced. Therefore, since the birefringence characteristics can be improved, the quality of the optical disk can be improved.
[0024]
Further, according to the stamper of the third aspect of the present invention, by forming the thin portion on the inner peripheral side from the recording area, the thickness of the fixing claw member can be increased corresponding to the thin portion, The mechanical strength of the fixing claw member can be increased. As described above, according to the stamper, the mechanical strength of the fixing claw member can be increased, and the need for replacing the stamper fixing member including the fixing claw member is eliminated, so that the manufacturing cost of the optical disk is reduced. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical disk forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a part III shown in FIG.
3 is a cross-sectional view of a modification of the stamper fixing member shown in FIG. 1. FIG.
4 is a cross-sectional view of another modification of the stamper fixing member shown in FIG.
5 is a cross-sectional view of an optical disk formed by an optical disk forming apparatus including the stamper fixing member shown in FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view of an optical disk formed by an optical disk forming apparatus having a conventional stamper fixing member.
FIG. 7 is a cross-sectional view of another modification of the stamper fixing member shown in FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view of still another modification of the stamper fixing member shown in FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view of still another modification of the stamper fixing member shown in FIG.
10 is a cross-sectional view of still another modification of the stamper fixing member shown in FIG.
FIG. 11 is a cross-sectional view of a conventional optical disc forming apparatus.
[Explanation of symbols]
5 ... void part,
101-107 ... Optical disc molding apparatus,
111 ... Stamper, 112 ... Stamper fixing member, 113 ... Fixing claw member,
114 ... reinforcing portion, 114a ... contact surface, 115 ... protruding portion, 118 ... thin wall portion,
119: Stamper fixing member, 120: Fixing claw member, 120a: End face,
124 ... 1st protective layer, 128 ... 2nd protective layer,
130: fixing member side engaging portion, 142: mold side engaging portion.

Claims

A resin material is injected into a gap formed by the first and second molds that can be opened in the thickness direction of the optical disk to be molded to mold the optical disk, and the second mold includes A doughnut-shaped disk-shaped unevenness formed on the stamper surface for engraving information into the optical disk is oriented toward the gap and the stamper is mounted concentrically with the gap. At the end, a fixing claw member provided on a stamper fixing member attached to the second mold is configured to press the inner peripheral end from the gap side to the second mold side. An optical disc molding apparatus,
The fixing claw member includes a reinforcing portion that extends into the stamper along the thickness direction of the stamper and enhances the mechanical strength of the fixing claw member ,
A contact surface of the fixing claw member with the stamper surface is provided with a first protective layer that suppresses deterioration of the fixing claw member due to friction between the fixing claw member and the stamper surface,
The stamper fixing member is a member that extends in the thickness direction of the optical disc along the central axis of the gap portion and is fitted into the second mold, and extends along the thickness direction of the optical disc and the first A second protective layer for protecting the stamper fixing member and the second mold is provided on the peripheral surface of the stamper fixing member that contacts the two molds.
An optical disc molding apparatus characterized by the above.

The optical disk molding apparatus according to claim 1, wherein an end face of the fixing claw member facing the gap is disposed on the same plane as the stamper surface.

The optical disk forming apparatus according to claim 1, wherein the first protective layer is formed by coating the contact surface with a metal compound .

The optical disk molding apparatus according to claim 3, wherein the metal compound is a compound containing at least one of carbon, boron, and nitrogen .

The optical disk molding apparatus according to claim 1, wherein the second protective layer is made of a heat-resistant lubricant .