JPH01264822A - プリフォーマット入り光ディスク基板の成形方法およびそれに用いる金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はＣＤ、ＶＤのようなＲＯＭディスク、ＤＲＡＷ
ディスクあるいはＥ−ＤＲＡＤディスク等の光ディスク
や光カード等の高密度情報記録担体用のプラスチック基
板の射出成形方法およびそれに用いる金型に関するもの
である。

従来の技術 上記光ディスク等の高密度情報記録担体用の基板は一般
にガラス、金属、セラミックスあるいはプラスチックで
作られているが、軽量性、強度および生産性の点からプ
ラスチックスが望ましい。

しかし上記のような光ディスクに用いられるプラスチッ
クス基板は厚さが約１．２〜１．５ｍｍ、直径が最大約
３００ｍ［Ｉｌと極めて薄くて偏平である上、材料とし
ては一般に流動性の悪いアクリル樹脂やポリカーボネー
ト樹脂が用いられるため、複屈折等の光学的特性と転写
性等の成形性とを同時に完全に満足させるプラスチック
基板を射出成形するのは難しい。

この種ディスク基板に要求される種々の性能の中で、金
型内に配置されたスタンパ−の表面形状すなわち情報ピ
ット列を正確に転写する転写性能は最も重要な要因の一
つである。

従来、光ディスク用プラスチック基板の射出成形用金型
としては第２．３図に示すような構造のものが一般的で
ある。

第２図に示す金型は１対の金型部分すなわち割型、例え
ば可動型１と、固定型２とで形成される成形キャビティ
３を有し、この成形キャビティの表面の一部（図では可
動型１０表面）にはサブミクロンオーダーの情報ビット
やトラック等をその表面に有するスタンパ−４がスタン
パ−ホルダー５によって取り付けられている。また、固
定型の成形キャビティ表面上には外周リング６が取り付
けられている。樹脂はスプルー７を介して成形キャビテ
ィ３中に射出される。

第３図は従来例の他の射出成形金型を示している。なお
、第３図では第２図に対応する部材にはダッシュが付け
られている。この第３図の射出成形金型は、第２図の場
合の外周リング６を無くし、スタンパ−ホルダー５′の
テーパー付き内周表面１０上に固定型２′の対向表面１
９が当接して成形キャビティの外周端面が規定されるよ
うになっている。この型式の金型を一般にインロウ型の
金型といっている。

第２図の金型を用いてディスク基板の成形方法を説明す
ると、先ず、射出成形機（図示せず）の金型取付は用固
定盤に固定型２が、また、可動盤に可動型１が取付けら
れる。成形時には、可動型と固定型を閉じ後に、溶融さ
れた樹脂がスプルー７を介してキャビティ３内に射出さ
れる。その後キャビティ内に溶融射出された樹脂が一定
時間冷却され固化した後、型締機構を駆動して可動型を
固定型から分離して型開きすると同時に、固定型の中央
部附近にもうけられたエアーエジェクターよりエアーを
吹き出し、成形された基板を固定型鏡面より離型させる
。

従って、成形されたプラスチック基板は、可動型鏡面す
なわちスタンパ−４の表面に付着した形で型開きが行わ
れる。次いで、金型が完全に開いた後に、可動型の中央
部附近に設けられた他のエアーエジェクターからエアー
を吹き出してスタンパ−と基板を分離し、さらに、機械
的エジェクターロッドを用いて基板を突き出すことによ
って、基板を金型より完全に離型させる。

発明が解決しようとする課題 光ディスクには、プリフォーマット方式とポストフォー
マット方式がある。

プリフォーマット方式の場合には、ガイドトラツクとな
るグループ（連続溝）のみを光ディスク用プラスチック
基板に成形しておき、必要なフォーマットは、こうして
得られた溝付きプラスチック基板に記録膜を付けて得ら
れる光ディスクをドライブに組込んだ後に書き込まれる
。従って、基板成形には、上記グループを精度よくスタ
ンパ−より転写させるだけでよい。

しかし、最近では、ポストフォーマット法の非経済性に
加えて、マスクリング或いはドライブ設計技術等の進歩
により、プラスチック基板の成形段階でグループと同時
にフォーマットを入れる、いわゆるプリフォーマット方
式が主流となってきた。このプリフォーマット信号は、
前記の連続したガイドトラックとは異なり一定の長さを
もったピットで構成されている。

プリフォーマット信号は一般ににマスクリング法を用い
てスタンパ−に切られるが、このプリフォーマット信号
の入ったスタンパ−を前記従来型金型で前記手順で成形
したところグループ部では見られないピットの円周方向
への「流れ現象」すなわちスタンパ−から転写・成形さ
れたプラスチック基板の凹凸形状が「だれて」、正確に
転写が行われないという現象が発生する。

この現象が発生したプラスチック基板に記録膜を付けた
光ディスク基板は、反射光量に悪影響が出て、最終的に
は記録・再性特性に悪影響を及ぼすということが記録特
性の評価で判明した。

この現象について鋭意検討した結果、本発明達は、上記
現象は金型を開く時から成形されたディスク基板をスタ
ンパ−面より離型するまでの間に発生することを見出し
、これを解決する方法を発明した。

従って、本発明の目的は、上記のピットの「流れ現象」
に起因する転写性の低下を解決する方法と、それに用い
る金型組立体を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明の提供する光ディスク用プラスティック基板の成
形方法は、一対の割型によって形成される成形キャビテ
ィー中に液状樹脂を供給する工程を含み、成形された光
ディスク基板を上記一対の割型から離型する際に、少な
くとも上記凹凸表面部分に対応する割型表面の方から先
に成形された光ディスク基板を離型することを特徴とし
ている。

上記の成形方法は一般に射出成形法が採用され、従って
、上記液状樹脂は一般に熱可塑性溶融樹脂であるが、こ
れ以外の圧縮成形、注型法等に応用することもできる。

上記の凹凸表面部分は上記割型の一方に取付けられたス
タンパ−によって構成することができ、一般にには連続
したガイドトラックおよび／またはプリフォーマット信
号に対応するサブミクロンオーダーのレプリカ用表面で
ある。

上記離型時には成形された光ディスク基板と上記割型表
面との間に流体を噴射するのが好ましい。

本発明の提供する光ディスク用プラスティック基板の成
形用金型組立体は、一対の割型によって規定される互い
に対向するの一対の内表面と、上記割型の一方の外周部
位に取付けられたリング状部材の内表面とによって規定
される成形キャビティーを有し、上記の互いに対向する
の一対の内表面の一方は鏡面であり、その他方の内表面
は成形されたディスクに情報ピットを転写するための凹
凸表面となっており、上記リング状部材の内表面は成形
品の取出し方向に向かって拡大したテーパー面となって
おり、上記リング状部材が型開き方向に摺動自在になっ
ていることを特徴としている。

上記キャビティを構成する１対の内表面はインロータイ
プにすることができる。

雌型を構成する上記リング状部材はスタンパ−を保持す
ることができる。

上記リング状部材に脱気孔を形成しておくのが好ましい
。

作用 前記のような従来方法で光ディスク基板を成形した場合
について説明する。

キャビティ内に射出された溶融樹脂は、冷却が進むにつ
れ円周方向に収縮しようとするが、金型が閉じている間
は、金型からの押圧力と金型面との摩擦により押さえ込
まれているため、応力は発生するが収縮は起こらない。

次に、金型が開き始め、基板の信号面がスタンパ−とま
だ密着した状態で、成形された基板の信号面と逆の面が
金型より離れると、基板のその面は内周方向にむかって
収縮を始める。この時点で基板の信号面がスタンパ−と
まだ密着しているので、この信号面はスタンパ−面との
摩擦力によりそのまま保持されようとする。しかし、樹
脂の収縮力の方が大きいため、力のバランスが取れる点
まで引きずられる。

ピットの「流れ現象」はいわばスタンパ−とディスク基
板の収縮率の差によって生ずるスタンパ−のピットによ
り成形基板につけられた痕跡である。従って、この現象
はピットの高さに影響を与え、高ければ高い程流れ距離
は長くなる。

前記解析から、不発明達は、この現象を解決するために
は、基板の信号面が逆の面によりひきずられる前に、ス
タンパ−より離型させておけばよいと考え、本発明を完
成した。

以下、添付図面を用いて、本発明の好ましい実施例を説
明するが、本発明はこれにのみ限定されるものではない
。

実施例 図１は本発明を具体化した好ましい一実施例の金型の概
念的断面図である。

第１図に示した金型組立体において、１は可動型、２は
固定型、３は成形キャビティ、４はガイドグループおよ
び／またはフォマット信号ピットを表面に有するスタン
パ−１５は可動型に保持された外周リング、１６は外周
リングを型開き方向に押圧している押圧スプリング、７
はスプルー、８はパーティングライン、９はキャジティ
内のエアを逃すための導通孔であり、１０は外周リング
５の内周面に形成された型開き方向に向かって拡大した
テーパー面である。

以下、この第１図の金型を用いて実際に成形した際の作
動順序を第４図から第７図に示す概念図を用いて説明す
る。

先ず、第４図は可動型１と固定型２が成形機（図示せず
）のそれぞれ可動盤と固定盤に取り付けられ、型開きし
ている状態である。このとき外周リング５は押圧スプリ
ング１６によってパーティングライン８より長さｔの量
だけ押し上げられている。この長さｔは、外周リング５
の保持部分とスタンパ−４との間のクリアランスｔ′よ
りも０〜４０μｍ、理想的には５〜２０μｍだけ小さく
設定される。

次に、第５図は可動型と固定型が閉じられ、溶融樹脂１
１がキャビティ内に射出充填された状態を示している。

このとき外周リング５は固定型と当接して上記距離ｔの
量だけ可動型内に押しこまれる。

次に、第６図は、キャビティ内に溶融射出された樹脂１
０が一定時間冷却固化した後、成形されたプラスチック
ディスクを金型から取り出すための型開き操作の開始時
の状態を示す図である。

この型開き操作の開始時には、成形されたプラスチック
基板の離型のために、可動型の中央附近に設けられたエ
アーブローエジェクター（図示せず）を介してエアーが
吹き出されるが、これと同時に、金型が上記長さｔの距
離だけ開く間は、押圧スプリング１６によって外周リン
グ５が押し出される。外周りング５の内周面には型開き
方向に向かって拡大したテーパー面ＩＯが形成されてい
るので、成形されたプラスチック基板はテーパー面１０
によって外周部が保持された状態で、スタンパ−面より
離型する。

次いで、金型が上記距離を以上開くと、固定型のエアー
ブローによって、固定型と成形されたプラスチック基板
とを離型し、成形された基板を第７図のように可動型の
方にスタンパ−面より浮いた状態で保持する。

そして、金型が完全に開いた後に、機械的突出しリング
、ロッド等を用いて成形されたプラスチック基板を金型
より完全に離型させる。

なお、上記のエアーが吹き出し操作は上記可動型のエア
ーブローエジェクターと同時に、固定型の中央附近に設
けられたエアーブローエジェクター（図示せず）を介し
てプラスチック基板と固定型との間にも供給することも
できるが、成形されたプラスチック基板が少なくともス
タンパ−面側から最初に離型するようにしなければなら
ない。

好ましくは、第６図の型開き初期の段階では、固定型の
方のエアーブローエジェクターを止めておき、金型が距
離ｔだけ開いた後に、固定型の方のエアーブローエジェ
クターから空気を吹き出すようにするのがより効果的で
ある。また、この場合には、可動型エアーブローエジェ
クターから供給されるエアーはエアー逃げ導通孔９から
流出するので、外周リング５によって保持されたディス
ク基板が圧力によって外れるということはない。

このようにして成形されたプラスチックディスク基板の
ビット部の電顕写真を図８に示す。これと従来型金型で
成形された同部分の電顕写真を示す図９とを比較すると
明らかなごとく、本発明の金型によるものの方がビット
部のズレ、すなわち「流れ」が無くなっていることがわ
かる。

効果 本発明の方法を用いることによって、上記のように「流
れ」現象が無くなると同時に、さらに、以下のような効
果が達成される。

（１）型開きと同時に信号面が離型されるため、信号面
全体が均一に収縮する。従って、グループの真円度がよ
くなる。

（２）さらに、型開きと同時に信号面が離型され、従っ
て、離型のアンバランスが解消されるため、一般にＣＤ
で問題となるいわゆるクラッドといわれるガス状模様が
無くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による光ディスク用のプラス
チック基板の成形に用いられる射出成形金型組立体の概
念的断面図である。 第２および３図は従来公知の光ディスク用のプラスチッ
ク基板の成形に用いられる射出成形金型組立体の概念的
断面図である。 第４〜７図は第１図に示す射出成形金型組立体を用いて
光ディスク用のプラスチック基板を成形する際の各工程
の説明図。 第８図は本発明によって成形されたプラスチックディス
ク基板のビット部の電顕写真の模写図。 第９図は従来法によって成形されたプラスチックディス
ク基板のビット部の電顕写真の模写図。 （図中符号） １・・・可動型、　　　　２・・・固定型、３・・・成
形キャビティ、 ４・・・スクンパー、　　　５・・・外周リング、７嗜
・管スプル−、 ８・・・パーティングライン、

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の割型によって形成される成形キャビティー
   中に液状樹脂を供給する工程を含む片面に凹凸表面部分
   を有する光ディスク用プラスティック基板の成形方法に
   おいて、 成形された光ディスク基板を上記一対の割型から離型す
   る際に、少なくとも上記凹凸表面部分に対応する割型表
   面の方から先に成形された光ディスク基板を離型するこ
   とを特徴とする方法。
2. （２）上記の凹凸表面部分が上記割型の一方に取付けら
   れたスタンパーによって構成されることを特徴とする請
   求項１に記載の方法。
3. （３）上記離型時に、成形された光ディスク基板と上記
   割型表面との間に流体を噴射することを特徴とする請求
   項１または２に記載の方法。
4. （４）一対の割型によって規定される互いに対向するの
   一対の内表面と、上記割型の一方の外周部位に取付けら
   れたリング状部材の内表面とによって規定される成形キ
   ャビティーを有し、上記の互いに対向するの一対の内表
   面の一方は鏡面であり、その他方の内表面は成形された
   ディスクに情報ピットを転写するための凹凸表面となっ
   ており、上記リング状部材の内表面は成形品の取出し方
   向に向かって拡大したテーパー面となっているような光
   ディスク用プラスティック基板の成形用金型組立体にお
   いて、 上記リング状部材が型開き方向に摺動自在になっている
   ことを特徴とする金型組立体。
5. （５）上記キャビティを構成する１対の内表面がインロ
   ータイプになっていることを特徴とする請求項４に記載
   の金型組立体。
6. （６）雌型を構成する上記リング状部材がスタンパーを
   保持していることを特徴とする請求項４または５に記載
   の金型組立体。
7. （７）上記リング状部材に脱気孔が形成されていること
   を特徴とする請求項４から６項のいずれか一項に記載の
   金型組立体。