JPH0123842B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はビデオデイスク等の高密度情報記録担
体の製造装置に関し、さらに詳しくは紫外線硬化
型樹脂を用いて高密度情報記録担体を射出成型に
より製造する高密度情報記録担体の製造装置に関
するものである。

従来、高密度情報記録担体（以下単にデイスク
と云う場合がある）を製造するに於いては、いわ
ゆるLPレコード盤やドーナツ盤のようなリジツ
ドなデイスクを製造するにしても、またフオノシ
ートのようなフレキシブルなデイスクを製造する
にしても、いずれに於いても塩化ビニル等の合成
樹脂シートを加熱軟化させ、これに凹凸状の信号
を有する金型（スタンパー）を押圧して信号を複
写し、一定時間後に冷却・硬化せしめてデイスク
を製造しているものであり、このような製造方法
はビデオデイスク等の高密度情報記録担体の製造
にも応用されている。

しかしながら、この方法では間欠的な運動で熱
のリサイクルを行なうことによつてデイスクを製
造しているため、製造に多大の時間とエネルギー
を要する欠点がある。

また、製造に要する時間を短縮するために加熱
工程と押圧・冷却工程とを分離し、スタンパーを
常に冷却してデイスクを得る製法もあるが（いわ
ゆるソノシートがこれに当たる）、スタンパーの
凹凸を忠実に転写再現することができず、ビデオ
デイスクのような高密度情報記録担体の製造には
用い得べくもない。

さらに、上記の如くの製造方法に於いては、信
号を成型するためのスタンパー自体をかなり厚付
けするか又は比較的薄いスタンパーの裏面に台付
けし、ある程度の厚みをもたせた後押圧型に取り
付けているものであり、スタンパー自体を厚付け
するに於いては、各スタンパー毎のメツキに要す
る時間が長く、かつ十分な平面性を有するスタン
パーを得ることが容易でないといつた欠点、及び
製造された高密度情報記録担体に歪が生じかつ均
一な厚さを保持することが難しく、再生時にドロ
ツプアウト等の再生不良を発生し易い欠点があ
る。また、スタンパーの裏面の鉛等の台付けを行
なうことにより厚みをもたせるものに於いては、
各スタンパー毎に台付けする為の製造時間及び材
料費が重み、極めて不経済であり、しかもスタン
パーと台座間を完全に密着させることは困難であ
り、エアーポケツト等が生じ、製造された高密度
情報記録担体に歪となつて現れてくるのである。

本発明は上述の如くの従来技術に鑑みてなされ
たものであつて、本発明の目的はデイスクの製造
に要する時間を短縮でき、材料費等を節減できる
経済的なメリツトと、製造されたデイスクに歪等
のない品質的なメリツトを兼ね備えた高密度情報
記録担体の製造装置を提供することにある。

本発明はまた本出願人が以前に提案した特願昭
54−167892号の明細書に記載された発明の改良で
もある。ここで特願昭54−167892号の明細書に記
載された発明について簡単に説明すると、デイス
クの素材として紫外線硬化型樹脂を用い、この紫
外線硬化型樹脂を一種の射出成型機であるスタン
パーが装着された上型と下型の一対の型よりなる
成型空間に注入し、これに紫外線を照射してデイ
スクを硬化成型してなるものである。

本発明にかかる製造装置も一種の射出成型装置
であり、紫外線硬化型樹脂を製造すべき高密度情
報記録担体の素材とし、スタンパーを取り付け可
能な第１の型と、紫外線を透過する素材からなる
第２の型と、この第２の型の外部に位置する紫外
線ランプとからなり、前記第１の型或いは前記第
１の型に取り付けられたスタンパーと前記第２の
型とをある圧力下で接触せしめたときに生ずる成
形空間に前記樹脂を注入充填し、この成形空間に
紫外線を照射することにより前記樹脂を硬化成型
せしめてなる高密度情報記録担体の製造装置であ
つて、その特徴とするところは前記第１の型或い
は前記第１の型に取り付けられたスタンパーと前
記第２の型との間に弾性を有する合成樹脂層が介
在されてなることにある。

以下に本発明にかかる高密度情報記録担体の製
造装置について図面の実施例に基き詳細に説明す
る。

第１図は本発明にかかる高密度情報記録担体の
製造装置の断面を示す説明図である。

上型１１は紫外線を透過する材料、具体的には
紫外線透過ガラス、或いは紫外線透過プラスチツ
ク等で作製されてなるものである。

１は下型であり、図示されていないが基台等に
固定されているものであり、その上面に形成すべ
き信号を有するスタンパー３１が取り付け可能と
なつている。

また、２１は紫外線ランプであり、上型１１の
上方に位置しているものである。

上述の如くの上型１１と下型１とを密接せしめ
ることにより生ずる射出成型空間に、紫外線硬化
型樹脂を注入充填し、これに紫外線ランプ２１よ
り上型１を通して紫外線を照射することにより硬
化せしめ、スタンパーの持つ信号が転写された記
録担体を成型するものである。

まずスタンパー３１について説明すれば、第１
図及び第３図に断面で示すようにスタンパーの厚
みｔは全ての部分に於いて均一であり、環状の外
周壁３５により凹部３２が形成されており、凹部
３２の底面には凹凸状の情報信号３３が同心円状
或いはスパイラル状に刻まれており、さらに凹部
３２の底面の中央部にはデイスクの回転穴を形成
するための円錐台状の凸部３４が突出している。
この凸部３４の上面３８と外周壁の上面３９とは
同一レベルであり、また凸部３４の壁面３６と外
周壁３５の内壁面３７にはテーパが付けられて凹
部３２の上部よりも下部の方に於いてその径が小
さくなつており、凹部３２の深さd₁は製造すべき
デイスクの厚さと同一となつている。

かかる構成を採ることにより凹部３２は製造す
べきデイスクの形状に対して完全なるネガ型とな
り、この凹部にデイスクの材料を満たすだけで信
号が転写形成されるだけでなく、完全なデイスク
形状ともなり得るのである。

また、スタンパーからデイスクを取り出す際、
壁面がテーパー状となつているので極めて容易で
あり、さらに再生時にもデイスク回転穴にテーパ
ーが付いているので、チヤツク部材によるセンタ
ーの位置出しが容易となる。

上記の如くの特徴ある形状を有するスタンパー
を作製する工程について次に説明する。

第４図ａに示すように原盤４１としては銅板４
２とステンレス板４３とを貼合せ、然る後銅板の
表面を研磨して平滑面となし、この面に硫酸銅メ
ツキにて銅層４５を設けたものを用いる。ここ
で、銅板及びステンレス板はいずれも厚さ１mm前
後のものが好ましく、銅層の厚さは60〜70μｍ程
度が良い。なお、ステンレス板４３は銅板４２の
補強板として有効であり、変形に対して銅板だけ
の場合に比較し著く強くなる。また、接着剤４４
としてはエポキシ系接着剤等を用いることができ
る。

このような原盤４１をカツテイングマシンに取
り付け、銅メツキ層４５表面に情報信号４６をカ
ツテングするとともに外周部に環状溝４７及び中
央部に円形の穴４８を同時にカツトする。これを
第４図ｂに示す。この環状溝４７及び穴４８はい
ずれもテーパ状に、かつ同一の深さにカツトし、
環状溝４７は前述したスタンパーの外周壁３５に
対応し、穴４８は同じく凸部３６に対応するもの
であつて、カツテイング深さは即ちデイスク厚に
相当することになる。ここで注意しなければなら
ないことは原盤４１をカツテイングマシンに取り
付けた後、信号４６、環状溝４７及び穴４８の全
てのカツテイングが終了するまで取り外してはな
らないことである。何故なら、スタンパーによ
り、信号のみならずデイスク形状をも成型するた
め、信号４６、環状溝４７及び穴４８が完全に同
心的になつていなければ成型されたデイスクを再
生する際、映像及び音声の乱れとなるからであ
る。

このようにして原盤４１に情報信号４６、環状
溝４７及び穴４８がカツテイングされた後、通常
のデイスク製造工程と同様に第４図ｃに示す如く
ニツケルメツキにて、メタルマスター４９を作製
し、さらにマザーを介して第３図に示すようなス
タンパーが作製されることになる。

以上の説明から理解されるように、本発明にか
かるスタンパーは信号のみならずデイスク形状を
も形成しようとするものであり、極めて薄厚であ
るため、スタンパーを取り付ける下型１にも工夫
が施されている。

即ち、第１図及び第２図に示すように、下型１
の上面形状をスタンパー３１の裏面形状と同一と
なし、スタンパー３１を下型１に取り付けたとき
両者が完全に密着するように構成されている。即
ちスタンパーの裏面形状に対応して外周壁５、外
周壁５により囲まれた凹部３、凹部の中央部に位
置する円錐台状の凸部４が形成されており、各部
の寸法d′、l′、m₁′、m₂′、n₁′、n₂′は対応するス
タ
ンパーの各部の寸法d₂、ｌ、m₁、m₂、n₁、n₂と
ほぼ同一となつている。

さらに、このような下型１上面の外周壁５の外
側位置にはスタンパー３１を取り付けるためのス
タンパー取付部材８が設置されている。

また、下型１の上面２には多数のバキユーム吸
引用の孔９が開口しており、示されていないがブ
ロワー等が接続されてバキユーム吸引可能となつ
ている。

これにより、スタンパー３１を単にスタンパー
取付部材８により下型１に取り付けた場合に比較
し、スタンパー３１の下型上面２の間にエアーポ
ケツトが生じることもなく極めて密着性が良くな
り、引いては平面性の良好な歪のないデイスクを
製造することが可能となるのである。

上述の如くに下型を構成することにより、スタ
ンパーを薄く作製しても下型に確実に密着固定さ
れるので、スタンパーの作製に要する時間が短縮
され、しかもスタンパーの作製材料も少量で済む
ことになる。

さらに、下型１には冷却機構が装備されてい
る。デイスク材料として用いられる紫外線硬化型
樹脂はラジカル重合により架橋を起こしながら硬
化してゆくが、その際の重合熱により成形された
高密度情報担体は収縮する傾向にある。従つて、
収縮した分だけ高密度情報担体は歪を有すること
になり、これが原因して再生時にドロツプアウト
を発生することになる。このような不備を防止す
るため、下型を常に冷却しておき、硬化時の重合
熱による収縮を極力抑えようとするものである。

具体的には、下型１に冷却管１０を配設し、こ
の管１０内に冷却水を通せば良い。なお冷却管１
０は少くとも紫外線が照射される面、換言すれば
凹部３が平均的に冷却されるよう凹部３の下方に
環状にかつ一定の間隔を有して配管されている。
また第２図に示すように冷却管１０を２層以上に
配すれば冷却効率をより高めることができる。

下型１は以上の如くの特徴を有するものであ
り、次にこの下型１と対になる上型について説明
する。

上型１１は少くとも下型に取り付けられたスタ
ンパーの凹部３３に対向する部分を紫外線透過材
料（例えば紫外線を透過するガラス、プラスチツ
ク等）で形成し、上型上方からの紫外線を上型を
通して前記凹部３３に照射するようにしなければ
ならない。

また、上型１１には紫外線硬化型樹脂注入孔１
２が設けられており、これは上型１１の外部から
上型１１の下面にまで通じており、上型１１と下
型１とを密着せしめたときに生じる射出成型空間
の端部に注入孔が開口するような位置に設けるこ
とが好ましい。このように設定することで注入孔
１２の設置による射出成型空間への紫外線の照射
に与える影響はほとんど皆無となるものである。
注入孔１２の外部開口にはノズルが連設されてお
り、このノズルは図示されていないが紫外線硬化
型樹脂がストツクされている原料ホツパに通じて
いるものである。

また、上型１には空気抜き孔１３及びこの孔１
３を開閉する弁装置１４が設けられている。第１
図に示すように空気抜き孔１３は注入孔１２と同
様に上型下面の射出成型空間の端簿に開口してい
るものであり、側方に屈曲して外部に通じてい
る。弁装置１４はこの孔１３の屈曲を利用してい
るものであり、上型上方のエアシリンダ、ソレノ
イド等の駆動部１６に連結されたピストン１５の
上下運動により孔１３を開閉するものである。ま
た空気抜き孔１３は真空ポンプ等に連結されてバ
キユーム吸引可能となつている。

このような空気抜き孔１３及び弁装置１４を設
けることにより、射出成型空間を樹脂注入前に於
いてピストン１５を上方へ移動させて空気抜き孔
１３を開き、バキユーム吸引して真空状態とな
し、充分に真空になつたときピストン１５を下降
せしめて弁を閉じ樹脂を注入すれば、空気による
抵抗が殆んどなくスタンパー３１の微細な部分に
まで容易にかつ急速に浸透するのでエアーポケツ
トのないデイスクを製造可能となる。

また、前記した樹脂注入孔１２はその全面が紫
外線遮断材料で被覆されている。

これは射出成型空間に樹脂注入充填後、上型１
１上方から上型１１を通して紫外線を照射し、前
記樹脂を硬化させるときに、注入孔１２内に残存
している樹脂も同時に硬化されてしまうと、注入
孔の閉塞のみならず製造されたデイスクにいわゆ
る“ヘソ”が生じることになり、再生時に回転ム
ラ等の好ましくない状態を引き起こす原因とな
る。それゆえこのように紫外線遮断材料により注
入孔１２を被覆することにより紫外線を遮断し注
入孔１２内の樹脂が硬化することがなくなり上記
の如くの問題点を解消することができる。

具体的には注入孔１２内面に金属蒸着１７（例
えばAl、Cr等）を施すことが好ましい。或は金
属チユーブを挿入しても良い。これにより注入孔
１２のみが完全に紫外線から遮断することができ
る。

このような上型１１の下面（下型に相対する
面）には紫外線を透過し、かつ弾性を有するプラ
スチツク層１８が設けられている。即ち、下型１
にスタンパー３１を取り付け、上型１１をある圧
力下で接触させても完全に密着させる事は難し
く、射出成型されたデイスクの外周及びセンター
部にはバリが発生し易くなる。このようなデイス
クを再生した場合、センターの位置精度が悪くな
り大きな偏心を招き画像安定性が極めて悪くな
る。

ところが上述の如く紫外線を透過しかつ弾性を
有するプラスチツク層を介在させることでスタン
パー３１と上型１１との密着が完全なものとな
り、バリの発生は皆無となる。

ここで用いるプラスチツク材料としてはポリプ
ロピレン、ポリエステル等が好ましく、このよう
なプラスチツクを上型１１下面に形成する方法と
してはロールコート等の通常の塗布手段によるの
が良く、またこのようなプラスチツク層の厚みは
５〜50μｍの範囲であることが望ましい。

また、デイスク裏面の平担性が要求される場合
には上型１１とスタンパー３１が直接接触する部
分、つまりセンター部と外径部に相当する部分の
みにプラスチツク層を設けることが良く、この場
合にはガラス等からなる上型１１下面により直接
デイスク裏面が形成されるため極めて良好な平担
性を得ることができる。このとき上型１１側にプ
ラスチツク層を設けてもよく、またスタンパー３
１の凸部３４上面及び外周壁３５上面にプラスチ
ツク層を設けても全く同様の効果が得られる。

このような接触部のみにプラスチツク層を設け
る場合には、このプラスチツク層はとくに紫外線
を透過する性質を必須要件とするものではない。

なお、上型１１の上方に位置する紫外線ランプ
２１はその照射効率を高めるため凹面鏡２２で被
うことが好ましく、また紫外線ランプ２１と上型
１１との間にシヤツター２３を介在させ、このシ
ヤツター２３の開閉により紫外線照射量の調節及
び紫外線照射のON／OFFを行なわせれば光量も
安定し、ランプの寿命も長くなる。

次に以上に述べた如くの装置を用いて高密度情
報記録担体を製造する工程について説明する。

第１図に示すように下型１にスタンパー３１を
取り付け部材８により取り付け、これをバキユー
ム吸引して密着固定する。然る後、上型１１及び
紫外線照射装置２１を下降せしめ、上型１１と下
型１を適当な圧力をもつて接触させればスタンパ
ー３１の凹部３２がデイスク形状を有するデイス
ク成型空間となる。この後弁装置１４を作動させ
て空気抜き孔１３を開きバキユーム吸引せしめて
前記デイスク成型空間を真空状態となし、充分に
真空になつた時点で弁装置を作動せしめて空気抜
き孔１３を閉じる。このときピストン１５先端は
上型１１の下面と面一になるようにしておく。こ
の状態でノズルより樹脂注入孔１２を通じて前記
デイスク成型空間内にデイスク材料である紫外線
硬化型樹脂を注入する。デイスク成型空間内に紫
外線硬化型樹脂が充分に満たされ、細部にまで達
したならばノズルからの樹脂の注入を停止し、シ
ヤツター２３を開放して紫外線を照射する。紫外
線照射後１秒前後で紫外線硬化型樹脂は硬化し、
信号が成型されるとともにデイスク形状も形成さ
れる。然る後シヤツター２３を閉じ、上型１１及
び紫外線照射装置２１を上昇せしめ、信号、外形
ともに成型されたデイスクをスタンパー３１から
取り出せば一工程が終了することになる。

以上に述べた如く、本発明によればビデオデイ
スク等の高密度情報信号記録担体を極めて短時間
に製造でき、しかも紫外線を照射するだけである
のでエネルギー消費も少く、また成形性も著しく
向上するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
本発明の高密度情報記録担体の製造装置の断面を
表した説明図、第２図は本発明の下型の断面を表
した説明図、第３図は本発明のスタンパーの断面
を表した説明図、第４図は第３図に示したスタン
パーの製造工程を示す説明図である。 １……下型、９……バキユーム吸引孔、１１…
…上型、２１……紫外線照射装置、３１……スタ
ンパー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 紫外線硬化型樹脂を製造すべき高密度情報記
   録担体の素材とし、スタンパーを取り付け可能な
   第１の型と、紫外線を透過する素材からなる第２
   の型と、第２の型の外部に位置する紫外線ランプ
   とからなり、前記第１の型、或いは前記第１野型
   に取り付けられたスタンパーと前記第２の型とを
   ある圧力下で接触せしめたときに生ずる成形空間
   に前記樹脂を注入充填し、この成形空間に紫外線
   を照射することにより前記樹脂を硬化成型せしめ
   てなる高密度情報記録担体の製造装置に於いて、
   前記第１の型、或いは前記第１の型に取り付けら
   れたスタンパーと前記第２の型との少なくとも接
   触部に弾性を有する合成樹脂層が介在されてなる
   ことを特徴とする高密度情報記録担体の製造装
   置。 ２ 前記第１の型に相対する前記第２の型の面の
   全面に紫外線を透過しかつ弾性を有する合成樹脂
   層が設けられてなる特許請求の範囲第１項記載の
   高密度情報記録担体の製造装置。 ３ 前記第２の型の前記第１の型或いは前記第１
   の型に取り付けられたスタンパーと接する面のみ
   に弾性を有する合成樹脂層が設けられてなる特許
   請求の範囲第１項記載の高密度情報記録担体の製
   造装置。 ４ 前記第１の型或いは前記第１の型に取り付け
   られたスタンパーの前記第２の型と接する面のみ
   に弾性を有する合成樹脂層が設けられてなる特許
   請求の範囲第１項記載の高密度情報記録担体の製
   造装置。