JP3979841B2 - 光ディスクの製造方法及び金型 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスクの製造方法、およびその方法に使用する金型に関する。特に、DVD(Digital Versatile Disc)のように2枚の成形体を貼り合わせてなる光ディスクの製造方法、およびその方法に使用する金型に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、記憶容量の大容量化、デジタル化の要求に伴い、光ディスクが注目され、DVDも市場に登場しつつある。DVDを構成する2枚の成形体は、図5に示す成形装置によって成形される。この成形装置は、上下に開閉可能な上部金型1と下部金型2からなっている。上部金型1は、上部材3と下部材4をボルト締めする構造になっており、上部材3と下部材4の間には、上部金型1の剛性を高めるためのスペーサ5が挿入されている。このスペーサ5は、図7(A)に示すように、環状で下向きの凸形状を有し、その第1表面6と第2表面7の間には30μの段差があり、第1表面6が上部材3の下面から5μ突出することで、上部材3と下部材4の間に約35μの締め代を確保している。このスペーサ5の存在により、上部材3と下部材4をボルト締めすると、前記締め代分だけ下部材4が上部材3に対して相対的に変形して成形時の剛性が高められるようになっている。
【0003】
上部金型1と下部金型2の間には、型締めしたときにディスク成形体を成形するための成形空間8が形成されている。成形空間8を形成する上部金型1の型面には、スタンパ9が内クランプ10と外クランプ11によって固定されるとともに、樹脂を注入するノズル12が形成されている。スタンパ9は、図7(B)に示すように、環状で平坦な形状を有し、その下面には、注入された樹脂の表面に転写する凹凸の情報が刻設されている。
【0004】
前記成形装置によりディスク成形体を成形するには、まず型開きした上部金型1に所望の情報を刻設したスタンパ9を取り付けて、上部金型1と下部金型2を型締めする。次に、上部金型1のノズル12から上部金型1と下部金型2の間の成形空間8に樹脂を注入し、スタンパ9の凹凸からなる情報を樹脂の表面に転写して、記録面を形成する。続いて、樹脂を冷却し、上部金型1を型開きして成形体13を外部に移送する。
【0005】
このようにして2枚の成形体13a,13bを成形し、図8に示すように、これらの2枚の成形体13a,13bをそれらの記録面が対向するように位置決めピン14で位置決めする。そして、2枚の成形体13a,13bの間にディスペンサ15の先端ノズル16を挿入し、該ノズル16から接着剤17を記録部より内周側に注出した後、ディスペンサ15を取り除く。次に、各成形体13a,13bをその厚み方向に押圧するとともに、位置決めピン14の内部に形成された吸引路18を介して吸引装置19により2枚の成形体13a,13bの間から接着剤17を吸引し、成形体13a,13bの内周部に均一に接着剤17を拡散させる。続いて、2枚の成形体13a,13bを位置決めピン14の回りに高速回転させてその間の接着剤17を外周部に拡散させる。最後に、2枚の成形体13a,13bの記録面に拡散した接着剤17を紫外線照射により硬化させて、2枚の成形体13a,13bを貼り合わせ、光ディスク20を得る。なお、前述のように、2枚の成形体13a,13bにそれぞれ記録面を形成するだけでなく、一方の成形体13のみに記録面を形成することもある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の光ディスクの製造方法では、成形樹脂の内周部は外周部に比べてマス(容量)が小さくて冷却時の収縮量が大きいので、図6に示すように、成形体13は内周部の厚みが外周部より薄くなり、内周部の剛性が外周部より小さくなる。このため、2枚の成形体13a,13bを厚み方向に押圧する際に、内周部の変形が大きくなる。この結果、図9に示すように、2枚の成形体13a,13bを貼り合わせて得られる光ディスク20は、内周部が突出したり(A)、落ち込んだり(B)して、反りが発生する。この反りによる残留応力を除去するために、従来は、貼合わせ前にアニールを行なっていた。この結果、アニール設備が必要なだけでなく、リードタイムが長くなり、製造コストが高いという問題があった。
【0007】
また、成形体13の成形時に反りを制御することも考えられるが、これは相当困難で、品質が安定しないという問題があった。また、スタンパ9が成形体13の品質に与える影響は大きく、例えば、スタンパ9の厚みは、295±5μmというように、スタンパ9全面でのばらつきを規定しているが、個々のスタンパ9間の厚み差、1枚のスタンパ9の内周部と外周部の厚み差により、成形体13の厚み、反り、転写性等の品質が悪化し、歩留まりが悪いという問題があった。
【0008】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、光ディスクの品質と歩留まりを向上し、製造コストが安価な光ディスクの製造方法、およびその金型を提供することを課題とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段として、本発明に係る光ディスクの製造方法は、内周部が外周部に比べて厚い2枚の成形体を接着剤を挟んで重ね合わせ、接着剤を硬化して2枚の成形体を貼り合わせる光ディスクの製造方法において、前記成形体を成形する工程は、上部材と下部材とを中央部にスペーサを挟んで締め代を5μmとして締結した第1金型に、内周部の厚みが外周部の厚みに比べて薄くなるように記録面にテーパを設け、かつ前記スペーサの外形よりも大きな外形の光ディスクスタンパを設け、前記第1金型と第2金型の間に形成される光ディスク成形体の成形空間に、前記第1金型に設けたノズルから樹脂を注入し、内周部の隙間が外周部の隙間に比べて大きい前記成形空間にて前記光ディスク成形体を成形するものである。
また、本発明に係る光ディスク成形体の金型は、内周部が外周部に比べて厚い2枚の成形体を接着剤を挟んで重ね合わせ、接着剤を硬化して2枚の成形体を貼り合わせた光ディスクに用いる光ディスク成形体の金型において、上部材と下部材とを中央部にスペーサを挟んで締め代を5μmとして締結した第1金型と、前記第1金型に設けた内周部の厚みが外周部の厚みに比べて薄くなるように記録面にテーパを設け、かつ前記スペーサの外形よりも大きな外形の光ディスクスタンパと、前記第1金型に設けた樹脂を注入するノズルと、前記光ディスク成形体の成形空間を前記第1金型と型締めして構成する第2金型と、により構成したものである。
【0010】
本発明では、内周部の剛性を外周部に比べて同等または大きくした2枚の光ディスク成形体を使用するので、押圧工程での内周部の反り,変形が少なく、貼合わせ工程の前にアニールを行う必要がなくなる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【0017】
図1は、本発明にかかる光ディスク成形金型を示し、この金型は、上部金型1のスペーサ21の形状とスタンパ22の形状が相違する以外は、図5に示す前記従来の光ディスク成形金型と実質的に同一であるので、対応する部分には同一符号を付して説明を省略する。
【0018】
上部金型1のスペーサ21は、図7(A)に示す従来の凸型のスペーサ5のような第2表面7が無く、図3(A)に示すように、外径95mm、内径40mmの平坦な形状である。このスペーサ21は、その表面が上部材3の下面から5μ突出することで、上部材3と下部材4の間に、従来の35μより小さい約5μの締め代を確保している。
【0019】
スタンパ22は、図3(B)に示すように、情報を刻設した面と反対側の面は平坦であるが、情報を刻設した面は、内周部が外周部より肉厚が薄くなるようにテーパが形成されている。実施例では、スタンパ22の外径は138mm、内径は15〜22mm、内周部の厚さは290μ、外周部の厚さは300μである。
【0020】
次に、前記スペーサ21とスタンパ22を備えた成形金型を使用して、光ディスクを成形する方法について説明する。
【0021】
まず、上部金型1の上部材3と下部材4の間に図3(A)に示す平坦なスペーサ21を挿入し、上部材3と下部材4を締め付ける。スペーサ21により上部材3と下部材4の間に従来の金型よも小さい5μの締め代が確保されているので、下部材3の上部材4に対する相対的な変形が少なく、従来に比べて上部金型1の中央部の剛性が小さくなっている。続いて、上部金型1に所定の情報が刻設された図3(B)に示すテーパ付きのスタンパ22を取り付けて金型1,2を閉じ、ノズル12より成形空間8に溶融樹脂を注入する。
【0022】
成形時、上部金型1は前記スペーサ21により剛性が小さくなっているので、成形空間8を形成する上部金型1の面は成形圧により膨らむように変形する。また、スタンパ22は、内周部が外周部に比べて肉厚が薄くなるようにテーパが形成されているので、成形空間13の中央部の隙間は外周部より大きい。この結果、成形樹脂の冷却時に、図2中2点鎖線で示す従来のように内周部の収縮が大きくなることはなく、内周部が外周部に比べて同等かそれより厚い成形体が得られる。得られた光ディスク成形体23は、内周部の厚さが610μ、外周部の厚さが590ミクロンであった。
【0023】
このようにして2枚の成形体23a,23bを成形した後、従来と同様の方法で、2枚の成形体23a,23bを貼り合わせる。すなわち、図4に示すように、2枚の成形体23a,23bを情報面が対向するように重ね合わせて、その間ディスペンサ15により接着剤17を注出し、各成形体23a,23bをその厚み方向に押圧する。そして、吸引装置19により内周側から接着剤17を吸引して成形体23a,23bの内周部に均一に接着剤17を拡散させた後、2枚の成形体23a,23bを高速回転させてその間の接着剤17を外周部に拡散させる。最後に、2枚の成形体23a,23bの間に拡散した接着剤17を紫外線照射により硬化させて、2枚の成形体23a,23bを貼り合わせる。
【0024】
2枚の成形体23a,23bを厚み方向に押圧する際、内周部の剛性は外周部と同等またはそれより大きいので、内周部の変形が少ない。このため、図8(A),(B)に示す従来のような反りや変形が無くなり、貼合わせ前にアニールを行なう必要がなくなった。
【0025】
なお、前記実施形態では、光ディスク成形体の内周部の剛性すなわち厚さを外周部に比べて同等または大きくする方法として、上部金型1のスペーサ21を平坦にする方法と、スタンパ22にテーパを付ける方法とを同時に実施したが、いずれか一方の方法のみを実施してもよい。すなわち、上部金型1に図3(A)に示す本発明のスペーサ21を挿入し、スタンパとして図7(B)に示すテーパの無い従来のスタンパ9をそのまま使用して、内周部の剛性が外周部と同等かそれ以上の成形体23を得ることができる。あるいは、上部金型1に図7(A)に示す従来のスペーサ5を挿入し、スタンパとして図3(B)に示すテーパ付き9の本発明のスタンパ21を使用して、内周部の剛性が外周部と同等かそれ以上の成形体23を得ることができる。
【0026】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、内周部の剛性を外周部に比べて大きくした2枚の光ディスク成形体を使用するので、押圧工程での内周部の反り,変形が少なく、貼合わせ工程の前にアニールを行う必要がなくなり、品質が向上するとともに歩留まりが良く、製造コストが低減する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかる光ディスク成形金型を示す断面図。
【図2】 図1の金型により成形された光ディスク成形体の断面図。
【図3】 図1の金型で使用する(A)はスペーサの断面図、(B)はスタンパの断面図。
【図4】 光ディスク成形体の貼合わせ工程を示す断面図。
【図5】 従来の光ディスク成形金型を示す断面図。
【図6】 図5の従来の金型により成形された光ディスク成形体の断面図。
【図7】 図5の金型で使用する(A)はスペーサの断面図、(B)はスタンパの断面図。
【図8】 光ディスク成形体の貼合わせ工程を示す断面図。
【図9】 図8に示す工程で貼り合わされた光ディスクの反り,変形状態を示す断面図。
【符号の説明】
1 上部金型
2 下部金型
8 成形空間
21 スペーサ
22 スタンパ
23 光ディスク成形体
Claims (2)
- 内周部が外周部に比べて厚い2枚の成形体を接着剤を挟んで重ね合わせ、接着剤を硬化して2枚の成形体を貼り合わせる光ディスクの製造方法において、
前記成形体を成形する工程は、
上部材と下部材とを中央部にスペーサを挟んで締め代を5μmとして締結した第1金型に、内周部の厚みが外周部の厚みに比べて薄くなるように記録面にテーパを設け、かつ前記スペーサの外形よりも大きな外形の光ディスクスタンパを設け、
前記第1金型と第2金型の間に形成される光ディスク成形体の成形空間に、前記第1金型に設けたノズルから樹脂を注入し、
内周部の隙間が外周部の隙間に比べて大きい前記成形空間にて前記光ディスク成形体を成形することを特徴とする光ディスクの製造方法。 - 内周部が外周部に比べて厚い2枚の成形体を接着剤を挟んで重ね合わせ、接着剤を硬化して2枚の成形体を貼り合わせた光ディスクに用いる光ディスク成形体の金型において、
上部材と下部材とを中央部にスペーサを挟んで締め代を5μmとして締結した第1金型と、
前記第1金型に設けた内周部の厚みが外周部の厚みに比べて薄くなるように記録面にテーパを設け、かつ前記スペーサの外形よりも大きな外形の光ディスクスタンパと、
前記第1金型に設けた樹脂を注入するノズルと、
前記光ディスク成形体の成形空間を前記第1金型と型締めして構成する第2金型と、
により構成したことを特徴とする光ディスク成形体の金型。
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