JPH07205200A - 基板成形用金型及び基板成形方法 - 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プがピットず
れや２重転写を起こすことのない金型及び方法を提供す
る。 【構成】 スタンパーを背面側を吸引して固定し、成形
される基板の外周側面を規定する金型のキャビティーに
面する部分をスタンパー取付面に対して垂直から±３°
以内の角度としたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は基板成形用金型及び基板
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金型構造及び
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、ゾーンの変りめに
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 等が知られているが、いずれも満足し得る方法とは云え
なかった。

【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成
形用金型及び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
形金型のキャビティーにスタンパーを固定した基板成形
用金型であって、スタンパーの固定をスタンパーの背面
側を金型から吸引することによって行ない、スタンパー
の表面側及び周囲端面を金型と非接触に保ち、かつ、成
形される基板の外周側面を規定する金型の、キャビティ
ーに面する部分を、スタンパー取付面に対して垂直から
±３°以内の角度としたことを特徴とする基板成形用金
型及び、請求項１に記載の金型を用いて基板を成形する
方法であって、金型に溶融樹脂を導入後冷却し、金型と
成形された基板との間に空気を導入して離型するに際
し、成形された基板のスタンパー側に空気を導入し、該
スタンパー側への空気の導入とほぼ同時あるいは遅らせ
てスタンパーに面していない側に空気を導入することを
特徴とする基板成形方法に存する。

【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。この金型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が固定されている。スタンパー１
４は、通常ニッケル等の薄板からなり金型面（通常は可
動金型面）に固定されるが、本発明の装置ではスタンパ
ー１４の背面側を金型１１に設けた吸引孔１３によって
吸引して密着させて固定する。

【０００９】スタンパー１４の外周部には外周ホルダー
１６、内周部には内周ホルダー１５が設けられるが、両
ホルダー１５，１６は、スタンパー１４の表面側及び周
囲端面には接触させず非接触に保つ。スタンパー１４の
表面側とホルダー１５，１６との間には通常５〜５０μ
程度の間隙が形成される。この間隙を形成せず、ホルダ
ー１５，１６によってスタンパー１４の表面を接触状態
で保持するとスタンパー１４に歪が生じピットずれが生
じ易くなる。

【００１０】他方、固定金型１２は固定盤に載置されて
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１８
ａ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は
射出ノズル（図示せず）に接続している。可動金型１１
と固定金型１２は温度調整用チャンネル２２ａ〜２２
ｆ，２３ａ〜２３ｆを備え、このチャンネルによって各
金型１１，１２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
な金型１０によって実施される。すなわち、当該金型１
０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、或いは経時的に変化させる。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。

【００１３】金型を開く直前、あるいは型開後に突出ピ
ン２８等の機械的突出機構が動作するまでの間に固定金
型１２に付属したエアー離型機構２５から成形された基
板と固定金型１２との間にエアーを導入して基板を固定
金型１２から引き離し、金型を開く。可動金型１１側
は、金型を開く直前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可動金型１１に付属したエアー離型
機構２６から基板とスタンパー１４との間にエアー供給
することにより、ディスク基板をスタンパー１４から引
離す。

【００１４】本発明においては外周ホルダー１６の内側
面１６ａ、即ち、基板の外周側面を規定する金型のキャ
ビティーに面する部分が、スタンパー取付け面に対して
垂直ないし±３°以内の角度を有する点に特徴を有す
る。すなわち外周スタンパー押さえの内側面１６ａがス
タンパー取付け面に対して垂直面から外側（外周方向）
に３°（＋３°）傾いた角度から垂直面から内側（内周
方向）に３°（−３°）傾いた角度までの範囲に位置す
ることを意味する。

【００１５】更に、この外周ホルダー１６を使用すると
同時に、離型エアーの供給条件を以下のように制御する
ことが好ましい。反スタンパー側（スタンパーに面して
いない側）のエアー離型機構（スリット）２５により供
給されるエアーの動作を、スタンパー側のスリット２６
により供給されるエアーの動作に対して同時とするか遅
らせることにより、成形時の基板は反スタンパー側に密
着しピットずれや２重転写の発生防止に効果的となる。

【００１６】

【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。

【００１７】実施例１〜４，比較例１〜４ 図１に概略を示す装置を用いた。スンタパー１４を可動
金型側に吸引孔２７で吸着して固定した。ホルダー１
５，１６とスタンパー表面との間隙は２０μとした。外
周ホルダー１６の内側面はスタンパー取付け面に対して
垂直なものを用いた。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、次いで常圧に戻し可動金型１１側のスタンパー
１４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固定金型１
２とディスク基板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１３０ｍｍφ、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。結果を表１に示す。表中○は良好、×は不良を
示す。

【００１８】実施例２ 実施例１において型締め圧力を常圧に戻した後、スタン
パー１４とディスク基板との間ならびに固定金型１２と
ディスク基板との間にエアーをそれぞれ同時に供給した
こと以外は同様にして行なった。結果を表１に示す。

【００１９】比較例１ 実施例１において、外周ホルダー１６としてその内側面
がスタンパー取付け面に対し垂直面から５°外側にテー
パ状に開いた外周ホルダー１６を用いたこと以外は実施
例１と同様にして行なった。結果を表１に示す。

【００２０】比較例２ 実施例１において、外周ホルダー１６としてその内側面
がスタンパー取付け面に対し垂直面から５°外側にテー
パ状に開いた外周ホルダー１６を用い、且つ、型締め圧
力を常圧に戻した後、スタンパー１４とディスク基板と
の間ならびに固定金型１２とディスク基板との間にエア
ーをそれぞれ同時に供給したこと以外は同様にして行な
った。結果を表１に示す。

【００２１】比較例３ 実施例１において外周ホルダー１６として、その内側面
がスタンパー取付け面に対して垂直面から５°外側にテ
ーパ状に開いた外周ホルダー１６を用い、且つ、型締め
圧力を常圧に戻した後固定金型１２とディスク基板との
間にエアーを供給し、次いでスタンパー１４とディスク
基板との間にエアーを供給したこと以外は同様にして行
なった。結果を表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【発明の効果】本発明の金型を用いればピットずれや二
重転写の少ない光ディスク用等のプリフォーマット基板
が安定して得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金型の一例の縦断面図。

【符号の説明】 １０ 金型 １１ 可動金型 １２ 固定金型 １３ 吸引孔 １４ スタンパー １５ 内周ホルダー １６ 外周ホルダー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出成形金型のキャビティーにスタンパ
   ーを固定した基板成形用金型であって、スタンパーの固
   定をスタンパーの背面側を金型から吸引することによっ
   て行ない、スタンパーの表面側及び周囲端面を金型と非
   接触に保ち、かつ、成形される基板の外周側面を規定す
   る金型の、キャビティーに面する部分を、スタンパー取
   付面に対して垂直から±３°以内の角度としたことを特
   徴とする基板成形用金型。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の金型を用いて基板を成
   形する方法であって、金型に溶融樹脂を導入後冷却し、
   金型と成形された基板との間に空気を導入して離型する
   に際し、成形された基板のスタンパー側に空気を導入
   し、該スタンパー側への空気の導入とほぼ同時あるいは
   遅らせてスタンパーに面していない側に空気を導入する
   ことを特徴とする基板成形方法。