JPH0438635A - ディスク基板成型用スタンパ及びディスク基板の成型方法 - 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、合成樹脂を成型して形成される光デイスク用
ディスク基板及びこのディスク基板を成型する金型装置
に用いられるディスク基板成型用スタンパに関する。

〔発明の概要〕

本発明は、ポリカーボネート樹脂等の樹脂を成型して形
成される光デイスク用ディスク基板であって、この基板
の厚さを熔融樹脂の流れる方向に向かう従って徐々に薄
くなすことによって、内外周に亘って均一な樹脂成型を
可能となし、内部歪が発生することを抑え、複屈折等の
偏光異常の発生を抑えるようにしたものである。

また、本発明は、ポリカーボネート樹脂等の樹脂を成型
して形成される金型装置に用いられるスタンパであって
、その肉厚を樹脂注入口近傍から溶融樹脂の流れる方向
に向かう従って徐々に厚くなすことによって、内外周に
亘って均一な樹脂成型を可能となし、成型される光ディ
スク用ディスり基板に内部歪が発生することを抑え、複
屈折等の偏光異常が発生しないようにしたものである。

〔従来の技術］ 従来、デジタルオーディオディスク、光学式ビデオディ
スクや光磁気ディスク、各種追記型光ディスク、書き換
え型光ディスク等のように、レーザ光の照射によって情
報信号の記録及び／又は再生が行われる光ディスクは、
透明なポリカーボネート樹脂等の合成樹脂を成型して形
成されるディスク基板上に情報信号記録層が形成されて
いる。

そして、情報信号の書き込みあるいは読み出しは、上記
ディスク基板の情報信号記録層が形成された面と対向す
る面側からレーザ光を照射して行うのが一般的である。

〔発明が解決しようとする課題］ そこで、レーザ光が透過するディスク基板の成型にあた
っては、光学特性の観点から種々の要求がある。特に、
光磁気ディスクの如く、上記ディスクに照射されるレー
ザ光の偏光面の微小な回転を検出し、この検出出力を情
報信号として読み取るものにあっては、ディスク基板の
成型時の内部歪に起因する複屈折の如き偏光異常が生ず
ると情報信号の読み取りが全く不能になる虞れがある。

そこで、本発明は、ポリカーボネート樹脂等の合成樹脂
を成型する際、複屈折の如き偏光異常の原因となる内部
歪を発生させることのない光デイスク用ディスク基板及
びこのディスク基板の成型を可能となすスタンパを提供
することを目的に提案されたものである。

〔課題を解決するための手段〕

上述したような目的を達成するため、本発明に係る光デ
イスク用ディスク基板は、その肉厚が、樹脂注入口近傍
から溶融樹脂の流れる方向に向かうに従って徐々に薄く
なるように形成されてなるものである。

また、上述したような目的を達成する本発明に係るスタ
ンパは、その肉厚が、樹脂注入口近傍から溶融樹脂の流
れる方向に向かうに従って徐々に厚くなるように形成さ
れたものである。

〔作用〕

本発明に係る光デイスク用ディスク基板は、樹脂注入口
近傍が厚く溶融樹脂の流れる方向に向かうに従って徐々
に薄くなされてなるので、上記ディスク基板を成型する
成型装置のキャビティを構成る金型自体の厚さが樹脂注
入口近傍と樹脂注入口近傍から離間した位置で変化させ
られる。すなわち、上記金型は、樹脂注入口近傍で薄く
樹脂注入口近傍から離間した位置に亘って可変され、樹
脂注入口からの位置に応じて熱容量に差を生じさせるこ
とができる。その結果、上記金型の冷却速度に差を生じ
させることができ、上記金型内に注入された溶融樹脂の
硬化速度が制御され、成型されるディスク基板の冷却硬
化速度を内外周で一定となし、均一の硬化が行われる。

また、本発明に係るディスク基板成型用スタンパは、樹
脂注入口近傍が薄く溶融樹脂の流れる方向に向かうに従
って徐々に厚くなされてなるので、上記スタンパの熱容
量は、樹脂注入口近傍から離間した位置に行くに従って
大きくなり、樹脂注入口近傍とこの樹脂注入口から離間
した位置に応じて冷却速度を可変させることができ、キ
ャビティ内に注入される溶融樹脂の冷却速度が制御され
て均一の冷却硬化が行われる。

〔実施例〕

以下、本発明の具体的な実施例を図面を参照して説明す
る。

なお、以下の説明では、磁気ヘッドとレーザ光を出射す
る光学ピックアップ装置とにより磁界とレーザ光の熱の
作用によって情報信号の記録を行う光磁気ディスクに用
いられる光デイスク基板の例を挙げて説明する。

ここで光磁気ディスクを説明すると、この光磁気ディス
ク１は、第１図に示すように、中心部に中心穴２を有す
る円板状に形成され、主面中心部に、上記光磁気ディス
クを回転操作するディスク回転駆動装置のディスクテー
ブルにチャッキングさせるためのディスクハブ３を取付
けている。

また、上記光磁気ディスク１は、透明なポリカーボネー
ト樹脂等の合成樹脂を中心穴２を有する円板状に成型し
て形成された上記光磁気ディスク１の主体部となるディ
スク基板５の一方の主面上に、第２図に示すように、膜
厚を５００人程変色なす透明誘電体層６、膜厚を６００
人程変色なす記録層７及び厚さを５μｍ程度となす紫外
線硬化樹脂層からなる保護層８を順次成膜して構成され
ている。

上記光磁気ディスク１の主体部となるディスク基板５は
、その肉厚が樹脂注入口近傍から溶融樹脂の流れる方向
に従って徐々に薄くなるように成型されてなるものであ
る。すなわち、上記ディスク基板５を成型する際に中心
穴２の周部に樹脂注入口を臨ませて成型する場合にあっ
ては、第３図に示すように、上記中心穴２の周部から溶
融樹脂の最終流入側である上記ディスク基板５の外周側
に向かうに従ってその肉厚が徐々に薄くなるように形成
されてなるものである。

そして、上記ディスク基板５は、光磁気ディスク１とし
て構成されたとき光学ピックアップ装置と対向してレー
ザ光の入射側となる外方側主面５ａを高精度に平坦な面
となし、記録層７が形成される上記外方側主面５ａと対
向する記録層形成側主面５ｂに湾曲面を形成するよにな
すことによって中心穴２の周部から上記ディスク基板５
の外周側に向かうに従ってその肉厚が徐々に薄くなるよ
うに形成されてなる。

上記ディスク基板５の記録層形成側主面５ｂは、例えば
中心穴２の周部の勾配率を０．０１％となし外周側の勾
配率を０．５％となすように徐々に湾曲された湾曲面と
して形成されてなる。

また、上記ディスク基板５を成型する際にこのディスク
基板５の外周縁に樹脂注入口を臨ませて成型する場合に
あっては、第４図に示すように、ディスク基板５の外周
縁から溶融樹脂の最終流入側である中心穴２に向かうに
従ってその肉厚が徐々に薄くなるように形成されてなる
ものである。

この場合にあっても、記録層形成側主面５ｂに湾曲面を
形成するよになすことによって外周縁から溶融樹脂の最
終流入側である中心穴２に向かうに従ってその肉厚が徐
々に薄くなるように形成されてなる。

このように、その肉厚が樹脂注入口近傍から溶融樹脂の
流れる方向に従って徐々に薄くなるように成型されてな
るディスク基板５を成型する成型装置のキャビティを構
成する金型は、上記ディスク基板の５の厚さに対応して
その厚さが樹脂注入口近傍と樹脂注入口近傍から離間し
た位置で変化させられる。すなわち、上記金型は、樹脂
注入口近傍で薄く樹脂注入口近傍から離間した位置に亘
って可変され、樹脂注入口近傍の熱容量は小さく上記樹
脂注入口から遠ざかるに従って熱容量が大きくなされる
。その結果、樹脂注入口近傍と樹脂注入口近傍から離間
した位置とで上記金型の冷却速度に差が生ずる。そして
、熱容量が大きい樹脂注入口近傍から離間した位置には
成型用の溶融樹脂が先に充填され、樹脂注入口近傍に充
填された溶融樹脂より先に硬化が始まるが、樹脂注入口
近傍から離間した位置は熱容量が大きいため、充填され
た溶融樹脂の硬化速度が遅らされる。このように、金型
の熱容量の差とディスク基板５の肉厚の差により、上記
金型内に注入された溶融樹脂の硬化速度が制御され、成
型されるディスク基板５の冷却硬化速度を内外周で一定
となし、均一の硬化が行われることになる。

ところで、光磁気ディスクを構成する上記ディスク基板
５は、第５図に示すように構成された射出成型装置によ
って成型される。この射出成型装置は、ポリカーボネー
ト樹脂の如き合成樹脂を溶融して金型へ送り込むための
樹脂射出部１１、ディスク基板５の形状に応じたキャビ
ティを構成する金型部１２及びこの金型部１２に圧力を
加える型締め機構１３とから構成されている。

上記樹脂射出部１１は、原料となる樹脂ペレットが投入
される投入ホッパ１４、周囲に加熱用ヒータが設けられ
内部にスクリュウが配設される加熱シリンダ１５及びノ
ズル１６を有し、投入ホンパ１４から供給された樹脂ペ
レットを順次溶融し、ノズル１６の先端からこの溶融さ
れた樹脂を送り出すものである。

また、上記金型部１２は、第６図に示すように、可動金
型２１と固定金型２２とを主たる構成要素として構成さ
れてなるものであって、可動金型２１には、スタンパ２
３が内周スタンパ押え２４及び外周スタンパ押え２５に
よって固定されている。

上記スタンパ２３は、ディスク基板５の記録層形成側主
面５ｂにレーザ光ガイド用のプリグループ及びピット等
を形成するためのものである。

そして、固定金型２２は、固定盤２６に固定して配設さ
れ、中央部に樹脂射出部１１のノズル１６に連結された
樹脂注入口２７が設けられている。

また、上記固定金型２２の外周部分には、固定盤２６に
固定された金型部え２日が設けられており、この金型部
え２８の先端面に可動金型２１の外周部分が当接されて
型閉じ状態となり、両金型２１２２間にディスク基板５
に対応するキャビティ２９が構成される。

さらに、上記金型部１２には、可動金型２１を前後進さ
せる型締め機構１３が設けられいる。この型締め機構１
３にはサーボ弁機構３１が接続されている。このサーボ
弁機構３１は、型締め圧調節器３２により制御される。

この型締め圧調節器３２は、圧力検出器３３を介して上
記型締め機構１３に接続され、この型締め機構１３の作
動により可動金型２１に加えられる圧力は、上記圧力検
出器３３により検出され、この検出信号により型締め圧
調節器３２が制御されてサーボ弁機構３１が調節される
。また、上記型締め圧調節器３２には、プログラム設定
器３４も接続され、このプログラム設定器３４に可動金
型２Ｉの型締め圧力の印加タイミングを記憶させておく
ことにより、上記プログラム設定器３４の出力を型締め
圧調節器３２に加えてこれを制御し、サーボ弁機構３１
を作動させて型締め機構１３の油圧及び作動時間を制御
して可動金型２１と固定金型２２間のキャビティ２９内
への溶融樹脂の射出工程中、あるいは射出工程完了後に
おける可動金型２１の型締め圧力を変化させるように設
定されている。

上述の如く構成された射出成型装置によってディスク基
板５を成型するには、第６図に示すように、可動金型２
１が金型部え２８に当接した型閉し状態としておき、こ
の状態で樹脂射出部１１で溶融されたポリカーボネート
樹脂等の合成樹脂をノズル１６を介して樹脂注入口２７
からキャビティ２９内に射出する。この合成樹脂の射出
を行う際、可動金型２１には型締め圧力が印加された状
態におかれ、上記キャビティ２９に充填された溶融合成
樹脂には全面に所定の圧力が均一に加わるととともに上
記溶融合成樹脂の冷却による収縮によって可動金型２１
及び固定金型２２の型締めが行われ、上記キャビティ２
９に充填された合成樹脂は所望の肉厚を有するディスク
基板５として成型される。このディスク基板５の成型の
際、スタンパ２３に予め形成されたプリグループやピッ
トが上記ディスク基板５に転写される。このように合成
樹脂の成型を行った後、型締め圧力を開放し、この型締
め圧力を開放した状態を保持したままキャビティ２９内
のディスク基板５の硬化を図り、次いで可動金型２１及
び固定金型２２を開き、成型された上記ディスク基板５
の取出しが行われて、このディスク基板５の成型工程が
完了する。

ところで、上記ディスク基板を成型する射出成型装置の
金型部１２を構成する可動金型２１に取付けられ成型さ
れるディスク基板５にプリグループやピットを形成する
スタンパ２３は、第７図に示すように、前述した第３図
に示すように成型されるディスク基板５に対応する肉厚
の変化を有するように形成されてなものであって、上記
ディスク基板５の肉厚の変化とは逆に樹脂注入口２７の
近傍から溶融樹脂の流れる方向に向かうに従ってその肉
厚が徐々に厚くなるように形成されてなる。

すなわち、上記スタンパ２３は、ディスク基板５の成型
面２３ａ側を湾曲面となすことによって、第７図に示す
ように、樹脂注入口２７の周部から溶融樹脂の最終流入
側である外周側に向かうに従ってその肉厚が徐々に厚く
なるように形成されてなるものである。

上記スタンパ２３の成型面２３ａ側に形成される湾曲面
は、樹脂注入口２７の周部の勾配率を０゜０１％となし
外周側の勾配率を０，５％となすように徐々に湾曲して
形成されてなる。

そして、直径３．５インチのディスク基板５を成型する
スタンパ２３にあっては、その直径（Ｒ）を略１３．７
ｃ＋ｎとなし、中心部に内周スタンパ押え２４が嵌合す
る直径（Ｒ２）を略３．７ｃｍとする中心穴３５が穿設
されている。従って、上記スタンパ２３のディスク基板
５の成型面２３ａの半径（ｒ）は５ｃｍとなされている
。このような大きさのスタンパ２３において、樹脂注入
口２７側に位置する中心穴３５周部の肉厚（Ｗ、）を略
２８５μｍとなし、外周側の肉厚（Ｗ２）を略２９８μ
ｍとなすようにして形成されている。

また、樹脂注入口が成型されるディスク基板５の外周側
に設けられる金型装置に適用されるもの、すなわち前記
第４図に示すように形成されてなるディスク基板５を成
型するスタンパ２３は、上記第７図に示すものとは逆に
樹脂注入口２７が配置される外周側から内周側に向かう
に従ってその肉厚が徐々に厚くなるように形成される。

この場合にあっても、ディスク基板５の成型面２３ａ側
を湾曲面となすことによって上述の如く肉厚が変化され
る。

このように、その肉厚が樹脂注入口近傍から溶融樹脂の
流れる方向に従って徐々に厚くなるように形成されてな
るスタンパ２３は、樹脂注入口２７の近傍の熱容量は小
さく上記樹脂注入口２７から遠ざかるに従って熱容量が
大きくなされる。その結果、上述スタンパ２３は、樹脂
注入口２７の近傍と樹脂注入口２７の近傍から離間した
位置とで冷却速度に差が生ずる。そして、上記スタンパ
２３が配設されたキャビティ２９内には、上記スタンパ
２３の肉厚が厚くなされた樹脂注入口２７から離間した
熱容量の大きい側から先に溶融樹脂が充填され、樹脂注
入口２７の近傍に充填される溶融樹脂より先に硬化が始
まる。しかし、樹脂注入口２７の近傍から離間した位置
は、スタンパ２３の肉厚が厚くなされ熱容量が大きいた
め、充填された溶融樹脂の硬化速度が遅らされる。この
ように、スタンパ２３の熱容量の差とディスク基板５の
肉厚の差により、上記キャビティ２９内に注入された溶
融樹脂の硬化速度が制御され、成型されるディスク基板
５の冷却硬化速度を内外周で一定となし、均一の硬化を
可能とすることができる。

なお、上述の実施例では、光磁気ディスク用のディスク
基板の例を挙げて説明したが、本発明は、合成樹脂を成
型して形成される光デイスク用ディスク基板及びこのデ
ィスク基板を成型するスタンパに広く適用し、上記ディ
スク基板及びスタンパに適用したと同様の作用効果を実
現することができるものである。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明に係るディスク基板は、内外周
に亘って均一な冷却硬化を図って成型されることが可能
であるので、複屈折の如き偏光異常の原因となる内部歪
を発生させることが防止され、良好な記録再生特性を有
する光ディスクを形成することができる。

また、本発明に係るスタンパは、ディスク基板を内外周
に亘って均一な冷却硬化を図って成型できるので、複屈
折の如き偏光異常の原因となる内部歪を発生させること
のないディスク基板の成型が可能となる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係るディスク基板が適用される光磁気
ディスクを示す斜視図であり、第２図は上記光磁気ディ
スクの部分断面図である。 第３図は本発明に係るディスク基板を示す断面図であり
、第４図は上記ディスク基板の他の例を示す断面図であ
る。 第５図は上記ディスク基板を成型する射出成型装置を模
式的に示す側面図であり、第６図は上記射出成型装置の
金型部を示す断面図である。第７図は上記金型部に配設
される本発明に係るディスり基板成型用スタンパを示す
断面図である。 ・・・ディスク基板 ｂ・・・記録層形成側主面 ２・・・金型部 ３・・・ディスク基板成型用スタンパ ３ａ・・・ディスク基板の成型面 ７・・・樹脂注入口 特許出願人　　　ソニー株式会社 代理人　弁理士　手漉　晃（他２名） 光すは気チオスゲの部分ｍヰ酌図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の金型間に構成されるキャビティ間に溶融樹
   脂を注入して成型される光ディスク用ディスク基板にお
   いて、 その肉厚が、樹脂注入口近傍から溶融樹脂の流れる方向
   に向かうに従って徐々に薄くされてなる光ディスク用デ
   ィスク基板。
2. （２）光ディスク用ディスク基板を成型する金型装置の
   一対の金型間に構成されるキャビティ内に配設されるス
   タンパにおいて、 その肉厚が、樹脂注入口近傍から溶融樹脂の流れる方向
   に向かうに従って徐々に厚くされてなるディスク基板成
   型用スタンパ。