JP4419286B2 - 射出圧縮成形用金型 - Google Patents
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、書き換えが可能な光記録媒体、特に、レーザービームによって記録層に光学的変化を生じさせ、情報の記録、再生及び消去を行なう光記録媒体の基板の製造に適した射出圧縮成型用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光記録媒体は、大容量・高密度記録が可能な可搬型記録媒体であり、近年のマルチメディア化に伴ない、大容量の再生専用メディアあるいはコンピュータの大容量保存ファイルとして動画等を記録する書き換え型メディアとして需要が急増しつつある。
【０００３】
従来の書き換え型光記録媒体は、一般に射出成形により得られたプラスチックの円盤状基板に記録層を含む多層膜を形成し、プラスチック基板側からレーザーを照射して記録、再生、消去を行っていた。
【０００４】
従って、記録媒体の両面にわたって記録再生を行うためには、２枚の記録媒体の記録層側の面どうしを貼り合わせて、１枚の記録媒体としていた。
【０００５】
これに対して、光学ヘッドを記録膜に近付けて記録再生する、いわゆる、近接場光記録が高密度化の手段として注目されている（例えば、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６８，ｐ．１４１（１９９６））。
【０００６】
この記録方法ではＳｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｌｅｎｓ（以下ＳＩＬと略す）ヘッドを使用し、レーザービームスポットサイズを縮小することにより、従来光源のレーザー波長（λ）によって決まる記録限界（〜λ／２ＮＡ：ＮＡは対物レンズの開口数）より短いマークでの再生が可能であり、超高記録密度の記録再生が実現できる。
【０００７】
この近接場光記録では、光学ヘッドを記録媒体に近付ける必要があるために（〜１００ｎｍ）、従来の光記録媒体のように基板を通して記録膜にレーザービームを照射するのではなく、基板を通さずに直接記録膜にレーザービームを照射する方法を用いる。
【０００８】
この際、記録膜とＳＩＬヘッドとを近付けるために、浮上式のスライダーヘッドを利用することが提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
近接場光記録では、上述のように超高記録密度が可能であるが、基板を通さずにレーザービームを照射することから、基板の両面に記録再生する場合、従来の貼り合わせ方法では両面記録再生用基板を作成することができなかった。
【００１０】
また、金型の両鏡面にスタンパを取り付けて射出成形することにより、両面に記録再生用案内溝及びプレピットを同時に転写する方法が考えられるが、大容量、高記録密度になるほど狭トラックピッチおよび小型ピットとなり、より高精度な転写性が要求されていた。
【００１１】
さらに、スタンパ製造はもとより基板製造・媒体製造において、高生産性が要求されていた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上述のような現状に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明は、固定側型および移動側型と、これらの型に取付けるスタンパと、スタンパ外周を拘束してスタンパをそれぞれの型に固定するための外周リングとを有する射出圧縮成形用金型であって、固定側型に固定した外周リングと移動側型に固定した外周リングとの相対する面に圧縮しろとなる間隙を有し、固定側型に固定する外周リングと移動側型に固定する外周リングのどちらか一方が、内周部側に延長された脚部を有し、脚部はその断面が略台形で、スタンパ接触面を基準面として１５度〜８０度の傾斜角度で立ち上がっている傾斜部とこれに連続する平坦部とを有し、脚部の厚さは、脚部以外で当該外周リングがスタンパと接触している部分の外周リング厚より大であることを特徴とする射出圧縮成形用金型に関する。
【００１４】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の金型の一例を示す図である。固定側型３に取付けられた外周リング１は、固定側型３の鏡面部に存在するスタンパ５を固定し、移動側型４に取付けられた外周リング２は、移動側型４の鏡面部に存在するスタンパ６を固定している。また、外周リング１は、外周リング取付ボルト７により固定側型３に固定され、外周リング２は外周リング取付ボルト８により、移動側型４に固定されている。
【００１６】
固定側外周リング１と移動側外周リング２との間には、図1に示す圧縮しろ１０の空間を有し、キャビティー９内に溶融樹脂が充填された後、圧縮しろ１０の空間だけ、移動側型４全体が固定側型５に接近する。
【００１７】
圧縮しろ１０の幅は、転写性と密接な関係があり、例えば、０．１〜０．３ｍｍの間隙を設けることができる。
【００１８】
本発明において、固定側外周リング１および移動側外周リング２の外径を同一とし、かつ固定型および移動型に取り付ける各スタンパの外径を同一とすることにより、スタンパを移動側型、固定側型の区別なく取付することが可能となり好ましい。
【００１９】
さらに、本発明では、固定側型に固定する外周リングと移動側型に固定する外周リングのどちらか一方が、内周部側に延長された脚部３０を有し、脚部３０は、その断面が略台形で、スタンパ接触面を基準面として１５度〜８０度、好ましくは２５〜７０度の傾斜角度で立ち上がっている傾斜部３１とこれに連続する平坦部３２とを有し、脚部の厚さ（ｔ）は、脚部以外で当該外周リングがスタンパと接触している部分の外周リング厚（ｄ）より大である構造をもつ。外周リング厚（ｄ）としては、成形する基板の厚みにより異なるが、基板厚みから圧縮しろ１０を減じた値の約１／２とすることが好ましい。固定側型に固定する外周リングの厚さ（ｄ）と移動側型に固定する外周リングの厚さ（ｄ）とは、等しくても、異なっていてよい。
【００２０】
傾斜角度が１５度未満の場合、スタンパ押え部の強度が不足し、成形ショット数の増加に伴い、該外周リングの変形、破損が発生しやすくなるおそれがあり、一方、傾斜角度が８０度を越える場合、射出成形時のコア圧縮において、固定側及び移動側外周リングに挟まれた樹脂による反発圧力が該スタンパ押え部にかかることから、やはり、成形ショット数の増加により外周リングの変形、破損が発生するおそれがある。
【００２１】
なお、本発明において脚部３０の断面が略台形であるとは、スタンパと接触している脚部の最先端部分が欠けた５角形断面となっているもの、すなわち、スタンパと接触している脚部の最先端部分がスタンパから一旦垂直に立ち上がった後、上述の傾斜部３１に連続するような断面形状をも含むものである。
【００２２】
図１においては、固定側型の外周リング１に傾斜角度を設けているが、移動側型の外周リング２に傾斜角度を設けてもよい。
【００２３】
平坦部３２の幅（ｗ）は、０．１〜１ｍｍが好ましく、平坦部３２の厚さ（ｔ）は、脚部以外で当該外周リングがスタンパと接触している部分の外周リング厚（ｄ）より大であり、ｄの１．１〜１．５倍が好ましい。
【００２４】
本発明の金型に使用可能な樹脂としては、射出成形により成形可能な熱可塑性樹脂であれば特に限定されず、例えば、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、アモルファスポリオレフィン等の透明プラスチックから、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン等のいわゆるスーパーエンジニアリングプラスチックを使用することができる。
【００２５】
本発明の金型により成形されたプラスチック基板は、金型の圧縮機構の構造上、端面形状が平らでなく、段差を有している。従って、端面形状がカートリッジなどのディスクケースにより制限を受ける場合は、必要な形状に端面を切削し、使用する。この場合、切削前の基板のサイズは必要とするサイズより十分大きく作製する必要がある。
【００２６】
成形後の切削方法は、切削用バイトによる切削、ウォータージェット切削、レーザー切削など記録面の汚染を起こさない方法であれば何ら限定されない。
【００２７】
次に、本発明の金型を射出成形機に取り付けたときの一例を示す。図２に示すように固定側取付け板１１、固定側型板１３、固定側型１６、移動側取付け板１２、移動側型板１４、移動側型１７、および移動側コア１５を有し、固定側外周リング１８が固定側型１６に固定され、移動側型外周リング１９が移動側型１７に固定されている。
【００２８】
固定側及び移動側スタンパは、固定側外周リング１８及び移動側外周リング１９により固定側型１６の鏡面部分及び移動側型１７の鏡面部分にそれぞれ保持されている。
【００２９】
射出成形機からスプルブッシュ２１を通じてキャビティー２０内に溶融樹脂が導入されたのち、移動側コア１５が射出成形機の圧縮機構により、固定側へ移動することにより、移動側に固定されている移動側鏡面も同時に固定側に移動し、固定側外周リング１８と移動側外周リング１９の間の圧縮しろ１０を圧縮することにより、キャビティー内溶融樹脂を圧縮することができる。
【００３０】
このような金型を用いることによって、例えば、トラックピッチ０．４５ｎｍの案内溝を基板両面に有するポリカーボネート基板を製造することが可能となった。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の金型により、スタンパの転写性を向上し、両面に記録・再生可能な近接場光記録に適した基板を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の金型の一例を示す図である。
【図２】 本発明の金型を射出成形機に取り付けたときの一例を示す図である。
【符号の説明】
１、２：外周リング
３ ：固定側型
４ ：移動側型
５、６：スタンパ
７、８：外周リング取付ボルト
１０： 圧縮しろ
１１： 固定側取付け板
１２： 移動側取付け板
１３： 固定側型板
１４： 移動側型板
１５： 移動側コア
１６： 固定側型
１７： 移動側型
１８： 固定側外周リング
１９： 移動側型外周リング
２０： キャビティー
２１： スプルブッシュ
【発明の属する技術分野】
本発明は、書き換えが可能な光記録媒体、特に、レーザービームによって記録層に光学的変化を生じさせ、情報の記録、再生及び消去を行なう光記録媒体の基板の製造に適した射出圧縮成型用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光記録媒体は、大容量・高密度記録が可能な可搬型記録媒体であり、近年のマルチメディア化に伴ない、大容量の再生専用メディアあるいはコンピュータの大容量保存ファイルとして動画等を記録する書き換え型メディアとして需要が急増しつつある。
【０００３】
従来の書き換え型光記録媒体は、一般に射出成形により得られたプラスチックの円盤状基板に記録層を含む多層膜を形成し、プラスチック基板側からレーザーを照射して記録、再生、消去を行っていた。
【０００４】
従って、記録媒体の両面にわたって記録再生を行うためには、２枚の記録媒体の記録層側の面どうしを貼り合わせて、１枚の記録媒体としていた。
【０００５】
これに対して、光学ヘッドを記録膜に近付けて記録再生する、いわゆる、近接場光記録が高密度化の手段として注目されている（例えば、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６８，ｐ．１４１（１９９６））。
【０００６】
この記録方法ではＳｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｌｅｎｓ（以下ＳＩＬと略す）ヘッドを使用し、レーザービームスポットサイズを縮小することにより、従来光源のレーザー波長（λ）によって決まる記録限界（〜λ／２ＮＡ：ＮＡは対物レンズの開口数）より短いマークでの再生が可能であり、超高記録密度の記録再生が実現できる。
【０００７】
この近接場光記録では、光学ヘッドを記録媒体に近付ける必要があるために（〜１００ｎｍ）、従来の光記録媒体のように基板を通して記録膜にレーザービームを照射するのではなく、基板を通さずに直接記録膜にレーザービームを照射する方法を用いる。
【０００８】
この際、記録膜とＳＩＬヘッドとを近付けるために、浮上式のスライダーヘッドを利用することが提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
近接場光記録では、上述のように超高記録密度が可能であるが、基板を通さずにレーザービームを照射することから、基板の両面に記録再生する場合、従来の貼り合わせ方法では両面記録再生用基板を作成することができなかった。
【００１０】
また、金型の両鏡面にスタンパを取り付けて射出成形することにより、両面に記録再生用案内溝及びプレピットを同時に転写する方法が考えられるが、大容量、高記録密度になるほど狭トラックピッチおよび小型ピットとなり、より高精度な転写性が要求されていた。
【００１１】
さらに、スタンパ製造はもとより基板製造・媒体製造において、高生産性が要求されていた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上述のような現状に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明は、固定側型および移動側型と、これらの型に取付けるスタンパと、スタンパ外周を拘束してスタンパをそれぞれの型に固定するための外周リングとを有する射出圧縮成形用金型であって、固定側型に固定した外周リングと移動側型に固定した外周リングとの相対する面に圧縮しろとなる間隙を有し、固定側型に固定する外周リングと移動側型に固定する外周リングのどちらか一方が、内周部側に延長された脚部を有し、脚部はその断面が略台形で、スタンパ接触面を基準面として１５度〜８０度の傾斜角度で立ち上がっている傾斜部とこれに連続する平坦部とを有し、脚部の厚さは、脚部以外で当該外周リングがスタンパと接触している部分の外周リング厚より大であることを特徴とする射出圧縮成形用金型に関する。
【００１４】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の金型の一例を示す図である。固定側型３に取付けられた外周リング１は、固定側型３の鏡面部に存在するスタンパ５を固定し、移動側型４に取付けられた外周リング２は、移動側型４の鏡面部に存在するスタンパ６を固定している。また、外周リング１は、外周リング取付ボルト７により固定側型３に固定され、外周リング２は外周リング取付ボルト８により、移動側型４に固定されている。
【００１６】
固定側外周リング１と移動側外周リング２との間には、図1に示す圧縮しろ１０の空間を有し、キャビティー９内に溶融樹脂が充填された後、圧縮しろ１０の空間だけ、移動側型４全体が固定側型５に接近する。
【００１７】
圧縮しろ１０の幅は、転写性と密接な関係があり、例えば、０．１〜０．３ｍｍの間隙を設けることができる。
【００１８】
本発明において、固定側外周リング１および移動側外周リング２の外径を同一とし、かつ固定型および移動型に取り付ける各スタンパの外径を同一とすることにより、スタンパを移動側型、固定側型の区別なく取付することが可能となり好ましい。
【００１９】
さらに、本発明では、固定側型に固定する外周リングと移動側型に固定する外周リングのどちらか一方が、内周部側に延長された脚部３０を有し、脚部３０は、その断面が略台形で、スタンパ接触面を基準面として１５度〜８０度、好ましくは２５〜７０度の傾斜角度で立ち上がっている傾斜部３１とこれに連続する平坦部３２とを有し、脚部の厚さ（ｔ）は、脚部以外で当該外周リングがスタンパと接触している部分の外周リング厚（ｄ）より大である構造をもつ。外周リング厚（ｄ）としては、成形する基板の厚みにより異なるが、基板厚みから圧縮しろ１０を減じた値の約１／２とすることが好ましい。固定側型に固定する外周リングの厚さ（ｄ）と移動側型に固定する外周リングの厚さ（ｄ）とは、等しくても、異なっていてよい。
【００２０】
傾斜角度が１５度未満の場合、スタンパ押え部の強度が不足し、成形ショット数の増加に伴い、該外周リングの変形、破損が発生しやすくなるおそれがあり、一方、傾斜角度が８０度を越える場合、射出成形時のコア圧縮において、固定側及び移動側外周リングに挟まれた樹脂による反発圧力が該スタンパ押え部にかかることから、やはり、成形ショット数の増加により外周リングの変形、破損が発生するおそれがある。
【００２１】
なお、本発明において脚部３０の断面が略台形であるとは、スタンパと接触している脚部の最先端部分が欠けた５角形断面となっているもの、すなわち、スタンパと接触している脚部の最先端部分がスタンパから一旦垂直に立ち上がった後、上述の傾斜部３１に連続するような断面形状をも含むものである。
【００２２】
図１においては、固定側型の外周リング１に傾斜角度を設けているが、移動側型の外周リング２に傾斜角度を設けてもよい。
【００２３】
平坦部３２の幅（ｗ）は、０．１〜１ｍｍが好ましく、平坦部３２の厚さ（ｔ）は、脚部以外で当該外周リングがスタンパと接触している部分の外周リング厚（ｄ）より大であり、ｄの１．１〜１．５倍が好ましい。
【００２４】
本発明の金型に使用可能な樹脂としては、射出成形により成形可能な熱可塑性樹脂であれば特に限定されず、例えば、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、アモルファスポリオレフィン等の透明プラスチックから、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン等のいわゆるスーパーエンジニアリングプラスチックを使用することができる。
【００２５】
本発明の金型により成形されたプラスチック基板は、金型の圧縮機構の構造上、端面形状が平らでなく、段差を有している。従って、端面形状がカートリッジなどのディスクケースにより制限を受ける場合は、必要な形状に端面を切削し、使用する。この場合、切削前の基板のサイズは必要とするサイズより十分大きく作製する必要がある。
【００２６】
成形後の切削方法は、切削用バイトによる切削、ウォータージェット切削、レーザー切削など記録面の汚染を起こさない方法であれば何ら限定されない。
【００２７】
次に、本発明の金型を射出成形機に取り付けたときの一例を示す。図２に示すように固定側取付け板１１、固定側型板１３、固定側型１６、移動側取付け板１２、移動側型板１４、移動側型１７、および移動側コア１５を有し、固定側外周リング１８が固定側型１６に固定され、移動側型外周リング１９が移動側型１７に固定されている。
【００２８】
固定側及び移動側スタンパは、固定側外周リング１８及び移動側外周リング１９により固定側型１６の鏡面部分及び移動側型１７の鏡面部分にそれぞれ保持されている。
【００２９】
射出成形機からスプルブッシュ２１を通じてキャビティー２０内に溶融樹脂が導入されたのち、移動側コア１５が射出成形機の圧縮機構により、固定側へ移動することにより、移動側に固定されている移動側鏡面も同時に固定側に移動し、固定側外周リング１８と移動側外周リング１９の間の圧縮しろ１０を圧縮することにより、キャビティー内溶融樹脂を圧縮することができる。
【００３０】
このような金型を用いることによって、例えば、トラックピッチ０．４５ｎｍの案内溝を基板両面に有するポリカーボネート基板を製造することが可能となった。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の金型により、スタンパの転写性を向上し、両面に記録・再生可能な近接場光記録に適した基板を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の金型の一例を示す図である。
【図２】 本発明の金型を射出成形機に取り付けたときの一例を示す図である。
【符号の説明】
１、２：外周リング
３ ：固定側型
４ ：移動側型
５、６：スタンパ
７、８：外周リング取付ボルト
１０： 圧縮しろ
１１： 固定側取付け板
１２： 移動側取付け板
１３： 固定側型板
１４： 移動側型板
１５： 移動側コア
１６： 固定側型
１７： 移動側型
１８： 固定側外周リング
１９： 移動側型外周リング
２０： キャビティー
２１： スプルブッシュ
Claims (1)
- 固定側型および移動側型と、これらの型に取付けるスタンパと、スタンパ外周を拘束してスタンパをそれぞれの型に固定するための外周リングとを有する射出圧縮成形用金型であって、固定側型に固定した外周リングと移動側型に固定した外周リングとの相対する面に圧縮しろとなる間隙を有し、固定側型に固定する外周リングと移動側型に固定する外周リングのどちらか一方が、内周部側に延長された脚部を有し、脚部はその断面が略台形で、スタンパ接触面を基準面として１５度〜８０度の傾斜角度で立ち上がっている傾斜部とこれに連続する平坦部とを有し、脚部の厚さは、脚部以外で当該外周リングがスタンパと接触している部分の外周リング厚より大であることを特徴とする射出圧縮成形用金型。
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| JP2000187550A JP4419286B2 (ja) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | 射出圧縮成形用金型 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2002001766A JP2002001766A (ja) | 2002-01-08 |
| JP4419286B2 true JP4419286B2 (ja) | 2010-02-24 |
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2000
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