JPH06297515A - プリフォーマット基板の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ディスク等の基板を合成樹脂で成形する際
にプリフォーマット情報のピットやグルーブがピットず
れや２重転写を起こすことのない方法を提供する。 【構成】 スタンパーに対向する金型表面に多数の特定
の大きさの凹凸を形成し、アンカー効果により基板のず
れを防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリフォーマット基板の
成形方法に関する。詳しくは、光ディスク等に用いる樹
脂基板成形時におけるピットずれ及び２重転写等を防止
した光ディスク等用の基板の成形に適した射出成形方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大容量、高速のメモリ媒体として
光記録媒体が注目されている。光記録媒体としては再生
専用型光ディスク（ＣＤ，ＣＤ−ＲＯＭ等）、記録再生
型光ディスク（ライトワンス型）、記録、再生、消去、
再書込可能型光ディスク（リライタブル型）等が知られ
ている。これらの光記録媒体の基板としては一般に樹脂
基板（ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等）が用い
られている。

【０００３】これらのディスク基板は生産性の面から通
常、射出成形法や射出圧縮成形法を用いて固定金型と可
動金型との間に型締め状態で形成されるキャビティー内
に環状の平坦なスタンパーを取付け、キャビティー内に
溶融樹脂材を射出することによってスタンパーの信号
（ピット）やレーザー案内溝等のプリフォーマット情報
を転写した偏平なディスク基板が成形される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに成形して得られた光ディスク用基板では、射出成形
時にプリフォーマット情報のピットのずれやピットの２
重転写が発生するという問題があった。これらのピット
ずれや２重転写は光ディスク（追記型、書換え可能型）
においてＩＤエラーの原因となる。また、ゾーン記録フ
ォーマットの光ディスクの場合には、ゾーンのかわりめ
において、ピットずれや２重転写は記録領域に発生する
ためバーストエラーの原因となるといった問題があっ
た。

【０００５】本発明者等は基板成形時におけるこのよう
な問題点につき、鋭意検討した結果、ピットずれ及び２
重転写はピットや案内溝を転写するスタンパーからの基
板の離型性が不均一であることに起因していることが判
明した。この基板の離型性を改善する方法として （１）スタンパーのピット深さ、ピット形状の制御 （２）樹脂に添加する離型剤の種類、添加量を選択する （３）離型条件（例えば、離型エアー吹き出し条件）の
制御 等が知られているが、いずれも十分な方法ではない。

【０００６】本発明の目的は、基板成形時におけるピッ
トずれ及び２重転写の発生を著しく抑制して、光ディス
ク用基板を射出成形することができる光ディスク基板の
成形方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、射出成
形金型にプリフォーマット情報を有するスタンパーを取
付け、溶融樹脂を射出して、プリフォーマット情報が転
写されたプリフォーマット基板を成形するに当り、スタ
ンパーを取付けた金型面に対向する金型表面に凹凸を形
成してなり、該凹凸は、成形された基板表面に高さ１０
〜１０００ｎｍ、幅０．５〜５μｍの凹部及び又は凸部
が１０，０００〜１００，０００個／ｍｍ² 形成される
凹凸であることを特徴とするプリフォーマット基板の成
形方法に存する。

【０００８】以下、本発明のディスク用基板成形法につ
き詳細に説明する。図１には本発明の基板の成形方法を
実施する成形装置の一例が示されている。この成形装置
１０は可動金型１１と固定金型１２とを含み、可動金型
１１には基板１３表面にピットやレーザー案内溝を転写
形成するためのスタンパー１４が内外周スタンパー押さ
え１５，１６によって固定されている。

【０００９】他方、固定金型１２は固定盤１７に載置さ
れており、中央には湯口筒体即ちスプルー部１８が設け
られている。このスプルー部１８の中心には樹脂流入路
１８ａが形成されており、その一端１８ｂは金型１１，
１２間に形成されるキャビティー１９内に開口し且つ他
端１８ｃは射出ノズル２０に接続している。そして、固
定金型１２は、その外周部に配置され且つ固定盤１７に
取付けられた金型押え２１によって該固定盤１７に固定
されている。

【００１０】可動金型１１と固定金型１２は図１に示さ
れるように温度調整用チャンネル２２ａ〜２２ｄ，２３
ａ〜２３ｄを備え、このチャンネルによって各金型１
１，１２の径方向内側（以下内周部と称す）の温度と外
側（以下外周部と称す）の温度とを調節する。また、ス
プルー部１８には中心の樹脂流入路１８ａを取り巻くよ
うに冷却媒体通路２４が形成されている。

【００１１】本発明のディスク用基板成形法はこのよう
な成形装置１０によって実施される。すなわち、当該成
形装置１０において、可動金型１１が固定金型１２に型
閉じされ、例えばポリカーボネートのような溶融樹脂が
射出ノズル２０からスプルー部１８の樹脂流入路１８ａ
を介してキャビティー１９内に射出される。溶融樹脂の
キャビティー１９への射出工程前又は射出工程中若しく
は射出工程完了直後に、可動金型１１は矢印Ａ方向に高
圧で加圧される。

【００１２】この可動金型１１の加圧力即ち型締め圧力
は、通常、ディスク面圧力で１００〜６００ｋｇｆ／ｃ
ｍ² 、望ましくは２００〜５００ｋｇｆ／ｃｍ² の範囲
である。この型締め圧力によりキャビティー１９内の溶
融樹脂は所望の板厚のディスクにプレス成形され、スタ
ンパー１４のピット又は溝等のプリフォーマット情報が
転写される。そして、プレス成形後はこの型締め圧力を
そのまま保持、或いは段階的に変化させる。この後、成
形されたディスク基板を金型１１，１２から取り出す。
すなわち、金型を開く直前に固定金型１２に付属したエ
アー離型機構から基板と固定金型１２との間にエアーを
導入してディスク基板を固定金型１２から引き離し、金
型を開く。可動金型１１側は、金型を開くと同時あるい
は型開後に機械的突出機構が動作するまでの間にエアー
供給することにより、ディスク基板をスタンパー１４か
ら引き離す。

【００１３】本発明においては、通常は鏡面、すなわち
２ｎｍ以上の突起等が存在しない平滑な面とされている
金型の特定面に凹凸を形成する点に特徴を有する。凹凸
を形成する面はスタンパー１４が取付けられた金型に対
向してキャビィー１９を形成する金型面、すなわち、図
１の場合には、固定金型１２の表面である。凹凸の程度
は、成形された基板表面に高さ１０〜１０００ｎｍ、好
ましくは１００〜５００ｎｍ、幅０．５〜５μｍの凹部
及び／又は凸部を１ｍｍ² 当り１０，０００〜１００，
０００個形成する凹凸である必要がある。凹凸の高さと
幅は、金型面に形成される凹凸によってきまる。通常金
型表面に設けられる凹凸は釣鐘型が一般的であり、高さ
とは釣鐘型凹凸によって形成される凸又は凹部の根本か
ら頂部までを云い、幅とは釣鐘型凹凸によって形成され
た凹凸が凸部の場合は根本の直径を、凹部の場合は穴の
開口部の直径を云う。

【００１４】基板に凹凸を形成するために金型表面に凹
凸を形成する方法としては次のような方法が挙げられ
る。例えば、金型の表面にメッキ等を行ない硬質のクロ
ム等が偏析した表面を形成する。これをラッピング（研
磨）すると、硬いクロムの部分を残して他の比較的柔ら
かい部分が磨滅されつつ鏡面に仕上げられる。すなわ
ち、鏡面の上にクロム等の偏析部分が釣鐘状に突出した
面が得られる。

【００１５】逆に、腐食されやすい金属が偏析した表面
を形成し、この面をエッチング等により腐食処理すると
偏析部分が穴となる。すなわち凸部、凹部のいずれも任
意に形成し得る。上記、金型の凹凸の程度を基板の表面
の凹凸によって間接的に表現した理由は、金型表面には
基板の凹凸とほぼ同じ反転した凹凸が形成されており、
測定に当たっては金型表面より基板表面の方が簡便に行
なえることによる。

【００１６】金型のスタンパーに対向した面にこのよう
な凹凸を形成することにより成形時に基板が、この凹凸
が形成された面に強く密着し、ずれるようなことがない
ので、ピットずれや２重転写の発生は防止される。しか
し、通常は鏡面に仕上げられている金型表面に凹凸を形
成するものであるから、成形された基板の光学特性は低
下する。

【００１７】あまりに大きな、また、多くの凹凸を形成
した場合には光学的欠陥となり光ディスク用の基板とし
て使用できなくなる場合もあるので、上記凹凸の程度は
重要である。基板表面の凹凸の測定は原子間力顕微鏡
｛東洋テクニカ社製、ナノスコープIII （商品名）｝を
用いタッピングモードで測定した値である。

【００１８】このようにスタンパーによりスタンピング
される側と反対面側の基板表面（金型表面）に凹凸を形
成することにより金型と成形品（基板）との間にアンカ
ー効果を生ぜしめ、ピットずれや２重転写を防止するも
のであるが、アンカー効果が大きすぎると成形品と金型
との型離れが悪くなり、成形品を金型から外す際に歪等
が発生する場合もあるので離型剤を用いることが望まし
い。

【００１９】離型剤としては高融点のワックス類、高級
脂肪酸及びその塩やエステル類、シリコーン油、フッ化
アルキル化物、ポリビニルアルコール、低分子量ポリエ
チレン等を型の表面に吹き付けたり、予め樹脂に混入し
たりして用いる、樹脂に混入する場合には１００〜１０
００ｐｐｍ、好ましくは２００〜６００ｐｐｍ程度であ
る。また混入して用いる離型剤としてはステアリン酸
系、ベヘン酸系のものが好ましく、例えばステアリン酸
モノグリセライド、ベヘン酸モノグリセライド等であ
る。

【００２０】更に、この凹凸が形成された基板表面に後
工程で硬化性樹脂を被覆することにより基板表面を平滑
化し、光学特性を向上させてやることも好ましい態様の
一つである。硬化性樹脂をスピンコート等で塗布し、基
板表面の凹凸を光学的欠陥とならない程度に埋め込むも
のであるから、あまりに小さい凹凸であると、硬化性樹
脂が回りきれない場合も考えられるので、この点からも
基板面（金型面）に形成する凹凸の大きさ、数は重要と
なる。

【００２１】硬化性樹脂としてはアクリル系、ウレタン
系、エポキシ系、メタクリル系等の紫外線硬化性、熱硬
化性、電子線硬化性の樹脂が挙げられ、硬化後の屈折率
が１．２〜１．８程度のものが好ましい、硬化性樹脂の
厚さは通常数μｍ〜数１０μｍ程度とされる。

【００２２】

【実施例】以下に実施例を示すが、本発明はその要旨を
越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。 実施例１〜３、比較例１〜３ 図１に示す装置、すなわち可動金型１１にスタンパー１
４を取付け、且つ表１に示す表面凹凸（鏡面突起物）を
有する固定金型１２を用いた。離型剤としてステアリン
酸モノグリセリドを表１に示す量添加するか又は添加せ
ずポリカーボネート溶融樹脂材を金型温度１１０℃にお
いてキャビティー内に射出した。型締め圧力をディスク
面圧力で３００ｋｇ／ｃｍ² で加圧保持し、次いで常圧
に戻し、固定金型１２とディスク基板との間にエアーを
供給し、これらを分離させた。さらに金型を開放すると
ともにディスク基板とスタンパーとの間にエアーを供給
して、これらの間を分離させた。得られた直径１３０ｍ
ｍφ、板厚１．２ｍｍのディスク基板はスタンパーの
溝、ピットの転写性は良好であり、離型むらやピットず
れは全く見られなかった。比較のため、実施例と同じ樹
脂を用い、鏡面突起物が少ない金型を用いた場合の結果
を表１に示した。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【発明の効果】本発明の方法によれば、ピットずれや２
重転写が防止できるので、極めて良好なプリフォーマッ
ト基板が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法に用いる装置の一例の縦断面図

【符号の説明】 １０ 成形装置 １１ 可動金型 １２ 固定金型 １３ 基板 １４ スタンパー １８ スプルー部 １９ キャビティー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出成形金型にプリフォーマット情報を
   有するスタンパーを取付け、溶融樹脂を射出して、プリ
   フォーマット情報が転写されたプリフォーマット基板を
   成形するに当り、スタンパーを取付けた金型面に対向す
   る金型表面に凹凸を形成してなり、該凹凸は、成形され
   た基板表面に高さ１０〜１０００ｎｍ、幅０．５〜５μ
   ｍの凹部及び又は凸部を１ｍｍ² 当り１０，０００〜１
   ００，０００個形成する凹凸であることを特徴とするプ
   リフォーマット基板の成形方法。
2. 【請求項２】 基板の凹凸が形成された面に、後工程で
   硬化性樹脂を被覆して表面を平滑化することを特徴とす
   る請求項１に記載のプリフォーマット基板の成形方法。