JPH10241215A - 光記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、基板のそりを一定の領域に制御
し、また、そのそり変動を抑制する光記録媒体の製造方
法を提供せんとするものである。 【解決手段】 本発明の光記録媒体の製造方法は、射出
成形用金型のキャビティの一方に情報用ピットおよび／
またはグルーブが形成されたスタンパーを装着し、溶融
樹脂を射出充填して冷却した後、固定型及び可動型に設
けたエアー流路から基板の両面にエアーブローを行い、
金型キャビティあるいはスタンパーから基板を剥離さ
せ、離型・取り出しを行う光記録媒体の製造方法におい
て、反スタンパー側のエアーブロー総流量をスタンパー
側のエアーブロー総流量の３倍以下に制御することを特
徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体の基板
製造方法および光記録媒体に関する。より詳しくは、例
えば、相変化書き換え型光記録媒体、光磁気記録媒体、
追記型光記録媒体などに使用されるポリカーボネート樹
脂、あるいはポリメチルメタアクリレート樹脂等の透明
性熱可塑性樹脂により成形される光記録媒体の基板製造
方法および該製造方法により製造された基板上に膜付け
した光記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光の照射により、情報の記録、再生さら
には消去が可能である光記録媒体は、通称ＣＤ、ＣＤー
ＲＯＭ、などの再生専用型光ディスク、同じくライトワ
ンスの記録再生型光ディスク、同じくリライタブル型の
記録・再生・消去ができる書き換え可能型光ディスクな
どがある。光ディスクは磁気記録方式の磁気ディスクに
くらべ、大容量であること、非接触方式での記録再生な
どが可能で取り扱いが容易であること、傷や汚れに強い
ことなどの特徴があり、近年、大きな需要拡大が期待さ
れている。

【０００３】これらの光記録媒体の基板は、通常、ポリ
カーボネート樹脂あるいはポリメチルメタアクリレート
樹脂等の透明性熱可塑性樹脂を用いて射出成形あるいは
射出圧縮成形法で成形される。すなわち、射出成形用金
型のキャビティの一方に情報用ピットおよび／またはグ
ルーブが形成されたスタンパーを装着し、前述した溶融
樹脂を射出充填して該プリフォーマットを転写せしめ、
冷却した後、離型・取り出しを行うことによって光記録
媒体の基板が成形される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】基板のそりが一定の領
域を越えると、スパッタ膜による応力や紫外線硬化樹脂
を用いたハードコートやオーバーコート膜の硬化収縮応
力によるひずみがプラスされ、最終製品になったときそ
のそりが過大になり、光ディスクを高速で回転したとき
サーボ特性の悪化を招き、記録・再生上大きな障害にな
る。したがって、最終製品ディスクの記録・再生動作を
再現性よく、安定かつ確実に行うには、その基板の成形
にあたり、そりを一定の領域内に制御し、かつ変動を小
さく抑えることが重要である。また、基板のそりが一定
の領域を越えたり変動が大きいと、成形以後のスパッタ
ハードコート、オーバーコート、貼り合わせなどの後工
程でのハンドリング上のトラブルの原因になる。

【０００５】このため、下記するように、金型の固定側
と可動側に温度差をつけたりして基板のそりを制御する
ことが提案されている。しかしながら、大きな温度差を
つける必要があり、金型の精度や耐久性の面で問題があ
った。

【０００６】すなわち、特開平１−２７３２４４号公報
では、従来の射出成形において金型の温度に１０℃から
２０℃程度温度差をつけて湾曲基板を成形し、成膜後吸
湿させて平坦度を高める方法が提案されている。また、
特開平５−２１２７５６号公報では、金型の両面の温度
を変えたうえ（実施例での温度差は１０℃）で型締力を
変化させ基板のそりをコントロールする方法が提案され
ている。また、特開平５−１６９５０４号公報では、金
型の固定側と移動側の設定温度に差（５℃以上、好まし
くは５〜１５℃）をつけることで、チルトを＋１．０か
ら＋６．０mradの範囲の基板を成形する方法が提案され
ている。

【０００７】また、下記するように、型開き前後に可動
型と固定型のエアー通路にエアーを供給し、基板をスタ
ンパーやキャビティ面から剥離させてから離型・取り出
しを行うことが一般的に実施されている。これらはいず
れもピットの変形などを防止するために実用されている
が、基板のそりの制御に応用されている例は皆無であ
る。

【０００８】すなわち、特開昭５８−１５１２２３号公
報では、エアー通路からエアーを供給し、かつ、押し出
しピンで突き出し、変形不具合を防止する方法が提案さ
れており、実開昭６０−１８７０２２号公報では、ゲー
トカットと同時あるいは遅れたタイミングでエアーを供
給し離型しやすい状態を構成する方法が提案され、さら
に、特開平１−２６４８１６号公報では、スタンパー側
を反対側より少なくとも時間的に同時に、あるいは早く
に金型より離型してピットのダレを防止する方法が提案
されている。また、特開平２−３９９１０号公報では、
可動型と固定型のエアー通路にエアーを供給し、金型が
開くと同時あるいは開いた後に供給を停止することで離
型ムラや冷却ムラを防止する方法が提案されている。ま
た、特開平２−２４３３１７号公報では、最初に基板の
情報面をスタンパーから離型させることでピット変形を
防止する方法が、さらに特開平４−５９３２３号公報で
は、エアーブロー制御装置付き成形機が、また、特開平
６−３１７８２号公報では、離型エアー機構付き金型が
それぞれ提案されている。

【０００９】本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、
基板のそりを一定の領域に制御し、また、そのそり変動
を抑制する光記録媒体の製造方法を提供せんとするもの
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、つぎのような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明の光記録媒体の製造方法は、射出
成形用金型のキャビティの一方に情報用ピットおよび／
またはグルーブが形成されたスタンパーを装着し、溶融
樹脂を射出充填して冷却した後、固定型及び可動型に設
けたエアー流路から基板の両面にエアーブローを行い、
金型キャビティあるいはスタンパーから基板を剥離さ
せ、離型・取り出しを行う光記録媒体の製造方法におい
て、反スタンパー側のエアーブロー総流量をスタンパー
側のエアーブロー総流量の３倍以下に制御することを特
徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る光記録媒体
の製造方法について図面を参照して説明する。図１は本
発明の一実施態様に係る光記録媒体の製造方法を実施す
る装置の概略図である。図において、金型２０は、パー
ティングライン（ＰＬ）を境に固定型２１と可動型２２
とで構成されている。固定型２１の固定型本体２６は固
定型取り付け板２５に固定されており、固定型本体２６
の外周部分には固定型取り付け板２５に固定されたガイ
ドリング２７が設けられている。また、固定型２１の中
央部には樹脂の充填孔、いわゆるスプルー３８を形成す
るスプルーブッシュ３９が設けられており、その一端側
には樹脂の湯道、いわゆるゲート部４０が形成されてい
る。スプルーブッシュ３９の周囲には固定側ブッシュ３
６が同心円状に固装されており、その先端部はゲートカ
ットのためのダイス３７が形成されている。固定側エア
ー通路６０は固定型本体２６と固定側ブッシュ３６との
間に形成される間隙と固定型本体２６のエアー通路横穴
６１で形成されている。離型用エアーがキャビティ側に
噴出するように固定側エアー通路６０の必要箇所にはシ
ールのためＯリングが装着される（図示省略）。

【００１２】可動型２２は可動型本体２８と可動側背板
４１および可動型取り付け板５１で形成され、可動型本
体２８にはスタンパー３０がその内周部をインナースタ
ンパーホルダー３２によって保持され、外周部をキャビ
ティリング２９によって保持されている。可動型本体２
８の中心部は成形されたスプルー３８とゲート部４０を
突き出すためのエジェクターピン３５を中心に、ゲート
部４０を打ち抜くためのゲートカットパンチ３４と金型
キャビティ３１内に成形された基板を突き出すエジェク
タースリーブ３３がインナースタンパーホルダー３２と
ともに同心円状に形成されている。また、エジェクター
ピン３５、ゲートカットパンチ３４、およびエジェクタ
ースリーブ３３は軸方向に対して前進・後退可能に組み
合わされている。可動側エアー通路６２はエジェクター
スリーブ３３とインナースタンパーホルダー３２との間
に形成される間隙と可動型背板４１のエアー通路横穴６
２で形成されている。離型用エアーがキャビティ側に噴
出するように可動側エアー通路６２の必要箇所にはシー
ルのためＯリングが装着される（図示省略）。

【００１３】エアー通路６０と６２へのエアーの供給は
流量計６４、６５、流量調整用絞り弁６６、６７、ソレ
ノイドバルブ６８、６９、ソレノイドバルブ制御装置７
０、およびフイルター７１から構成されるブロー用エア
ー回路を介してエアー供給源７２から行われる。流量調
整用絞り弁６６、６７は弁の開度を手動で操作するのが
一般的であるが、比例制御弁を使用して自動制御するこ
ともできる。ソレノイドバルブ６８、６９は常時閉じて
おり、ソレノイドバルブ制御装置７０によって開く。ソ
レノイドバルブ制御装置７０は、図示しないタイマーお
よびリレーなどから構成され、成形機の動作に連動し
て、エアーブローを開始するタイミングやエアーブロー
する時間を可動側、固定側で個別に制御する。

【００１４】本発明に適用される金型は上記の構造に何
ら限定されるものでなく、例えばスタンパーを固定型に
装着する構造の金型にも適用できる。また、ブロー用エ
アー回路および制御装置も上記構成に限定されるもので
はない。

【００１５】金型２０は固定側取り付け板２５と可動側
取り付け板５１によって射出成形機の型締装置（図示省
略）の固定側プラテン２および可動側プラテン５２にそ
れぞれ取り付けられる。射出成形機の型締装置に取り付
けられた金型は可動プラテンが前進・後退することによ
って型開閉が行われる。

【００１６】本実施態様に係る光記録媒体の基板製造方
法は、以下のように実施される。すなわち、図１におい
て、射出成形機の型締装置（図示省略）の固定側プラテ
ン２および可動側プラテン５２にそれぞれ取り付けた金
型２０は、スタンパー３０に刻まれたグルーブやピット
を忠実に転写するため、固定型本体２６および可動型本
体２８を、例えば書き換え型情報用ディスクにあって
は、９０℃から１３０℃に加熱する。この時、転写斑を
防止するため、キャビティ面やスタンパー表面の温度斑
が大きくとも５℃以下、望ましくは１℃以下になるよう
に高精度の温度制御を行う。固定型本体２６および可動
型本体２８は基板のそりの大きさと形態によって設定温
度を同じにしたり、一方を他方より高くし、温度差、一
般的に２０℃以下、望ましくは５℃から０．３℃の温度
差をつける。また、スプルーブッシュ３９とゲートカッ
トパンチ３４は必要に応じて、常温から１００℃の範囲
内で温調する。

【００１７】射出成形機の型締装置によって、その可動
プラテン５２に取り付けられた金型２０の可動型２２が
前進し、固定型２１に当接して所定の型締力が負荷され
ると、射出成形機の射出装置のノズル（図示略）から、
溶融樹脂をノズルタッチ部２４のスプルーブッシュ３９
のスプルー３８およびゲート４０を介して金型キャビテ
ィ３１に射出・充填する。なお、樹脂としてポリカーボ
ネート樹脂を使用する場合は、粘度平均分子量が１５０
００程度で、不純物やダストを少なくし、微量の離型剤
と耐熱剤が配合されたグレードを使用するが、約３００
℃から３８０℃に加熱溶融して充填することが望まし
い。

【００１８】金型キャビティ３１内に溶融樹脂を充填す
る際のスタンパー３０に刻まれたグルーブやピットを忠
実に転写するため、０．１から１秒で射出充填されるよ
うに射出速度を１０mm/secから３００mm/secの範囲内で
複数段制御して行う。所定量の射出・充填がなされたら
保圧制御に切り換え、０から８００kg/cｍ² の保圧を複
数段制御し０から２秒加える。

【００１９】保圧が完了してから型開きが行われるまで
の間に、カットパンチ３４を前進させパンチ３４をダイ
ス３７側に押圧することによってゲート部４０を打ち抜
く。型開き数秒、一般的に５秒から０．５秒程度前か
ら、型開き後数秒、一般的には０秒から３秒程度後ま
で、基板とスタンパー３０、および基板とキャビティ面
の間隙部にエアーを吹き込む。

【００２０】例えば、ソレノイドバルブ制御装置７０に
よって型開き開始数秒前、具体的には０秒から５秒前に
ソレノイドバルブ６８、６９を開き、０．５Ｍpa程度の
圧力のエアー（窒素などの不活性ガスでも良い）供給源
７２からフイルター７１、ソレノイドバルブ６８、６
９、流量調整用絞り弁６６、６７および流量計６４、６
５を介し、エアー通路６０、６２から基板とスタンパー
３０の間隙部分（スタンパー側と称す）および、基板と
（固定側本体２６の）キャビティ面の間隙部分（反スタ
ンパー側と称す）にエアーを所定時間ブローする。エア
ー通路６０と６２からブローを開始するタイミングは、
ソレノイドバルブ制御装置７０によって調整でき、同時
でもよく、いずれか一方を他方より遅くしてもよい。ま
た、反スタンパー側のエアーブロー総流量が、スタンパ
ー側のエアーブロー総流量の３倍以下の範囲になるよう
に、流量計６４、６５のエアー流量を流量調整用絞り弁
６６、６７の開度を調整し、かつソレノイドバルブ制御
装置７０によってエアーブロー時間を調整する。具体的
には、基板がスタンパー側が凹状になるようにそる時
は、反スタンパー側のエアーブロー総流量を絞り、逆の
時は多く流す。必要により、固定型と可動型に前述した
温度差をつける。例えば、基板がスタンパー側が凹状に
なるようにそる時は、反スタンパー側の温度を高くし、
逆の時は温度を低くする。これらを併用すれば、金型精
度に支障を及ぼすことなく、基板のそりを制御すること
ができる。

【００２１】型開きしたらエジェクターピン３５、次い
でエジェクタースリーブ３３を前進させて、スプルー３
８とゲート部４０を突き出し、次いで基板を突き出し、
これらを取り出し機（図示略）によって金型外へ取り出
す。

【００２２】本発明に係る光記録媒体の製造方法により
製造される基板は、ポリカーボネート樹脂、ポリメチル
アクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂およびその他の透
明性に優れた熱可塑性樹脂およびこれらを主成分とする
樹脂組成物から成形することができる。

【００２３】成形された基板の情報面に、所定の記録層
が形成される。記録層は基板上に先ず無機誘電体層を設
け、その上に形成するようにしてもよい。また、形成さ
れた記録層の上に、更に無機誘電体層、反射層、有機保
護層あるいは接着層など各種の層を設けてもよい。基板
の反情報面には必要に応じて有機の保護層が形成され
る。記録層は光記録媒体の公知の構成がそのまま適用で
きる。たとえば、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｐｄ−Ｎｂ合金、
Ｎｂ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｐｔ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ
合金、Ｎｉ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ
合金、Ｃｏ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ
合金、Ｉｎ−Ｓｅ合金などの金属からなる書き換え可能
型光ディスクの記録層、例えば、Ｔｅなどの金属からな
るライトワンスの記録・再生型光ディスクの記録層、更
には、Ｔｂ−Ｆｅ、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏなどの磁性合金か
らなる光磁気ディスクの記録層を形成することができ
る。有機の保護層、いわゆるハードコート層あるいはオ
ーバーコート層としては主として紫外線硬化型のアクリ
レート系化合物が用いられる。これらの工程を経て単板
のまま、あるいは接着剤で張り合わせ、更には必要に応
じて熱処理を加え、最終製品光ディスクとして製造され
る。なお、ＣＤ、ＣＤーＲＯＭなどの再生専用型光ディ
スクはＡｌ，Ａｕなどの金属からなる反射層を形成して
適用できる。

【００２４】

【実施例】

実施例１〜２、比較例１ 図１に示される装置を用いて、直径１２０mm、肉厚１．
２mmの基板金型２０に、情報用ピットおよび／またはグ
ルーブが形成されたスタンパー３０を装着し、その固定
型本体２６と可動型本体２８の温度をそれぞれ１２０℃
とし、１サイクルのタクト時間を２０sec と設定し、ま
た、加熱シリンダー温度を３５０℃に設定して溶融可塑
化した平均分子量が１５０００のポリカーボネート樹脂
を、金型キャビテイ３１内に射出充填した。

【００２５】また、ソレノイドバルブ制御装置７０によ
って例えば、型開き開始３秒前から６sec 間、ソレノイ
ドバルブ６９を開き、０．５Ｍpaの圧力のエアー供給源
７２からフイルター７１、ソレノイドバルブ６９、流量
調整用絞り弁６７および流量計６５を介し、エアー通路
６２から基板とスタンパー３０の間隙部分（スタンパー
側と称す）にエアーをブローするようにし、同様に、ソ
レノイドバルブ制御装置７０によって例えば、型開き開
始１秒前から３sec 間、ソレノイドバルブ６８を開き、
０．５Ｍpaの圧力のエアー供給源７２からフイルター７
１、ソレノイドバルブ６８、流量調整用絞り弁６６およ
び流量計６４を介し、エアー通路６０から基板と固定側
本体２６のキャビティ面の間隙部分（反スタンパー側と
称す）にエアーをブローするようにした。そして、流量
調整用絞り弁６６、６７の開度を調整して流量計６４、
６５のエアー流量を変え、かつソレノイドバルブ制御装
置７０によってエアーブロー時間を調整して反スタンパ
ー側のエアーブロー総流量がスタンパー側のエアーブロ
ー総流量の０．８倍、１倍、２倍、３倍、４倍となるよ
うに段階的に変更して基板を成形し、その基板のチルト
（そり）を株式会社小野測器製の機械特性測定機、タイ
プＬＭ１００を用いて測定し、表１に示す結果を得た。

【００２６】総流量比が４倍の従来の成形法ではチルト
が４．５となり、基板としては使用限界に近いチルトを
示した。これに対し、総流量比が０．８倍と２倍の本発
明による成形方法によれば、チルトがそれぞれ２．５、
３．５となり、大幅な改善効果が発現した。

【００２７】実施例３〜６、比較例２ 固定型本体２６と可動型本体２８の温度をそれぞれ１２
２℃、１２０℃として温度差をつけ、他は上記と同様に
エアーブロー総流量比を変えて基板を成形した。本発明
の方法によれば、基板のチルトは上記実施例より更に顕
著に改善した。従来成形方法によれば、固定型金型温度
を１２７℃、可動側金型温度を１２０℃として温度差を
大きくすることによって、基板のチルトは改善したが、
固定型本体２６とキャビティリング２９の勘合・摺動部
に傷が発生し、また、基板の偏芯不良が発生した。固定
型本体２６とキャビティリング２９の勘合・摺動部のク
リアランスを大きくするとバリが発生しやすくなるなど
の問題も発生した。

【００２８】実施例７、比較例３ 前述の方法に基づき、実施例４の基板の反情報面に有機
保護層を塗工処理し、情報面に無機誘電体層/ 記録層/
無機誘電体層/ 反射層をスパッタ成膜処理し、かつ、該
成膜面に有機保護層を塗工処理し、更にアニール処理
（１００℃、１時間）して最終製品化した光ディスクの
チルトを安定化後に測定した結果、基板と同等で良好で
あった。従来方法による基板で上記と同様に最終製品化
した光ディスクのチルトを安定化後に測定した結果、使
用限界値を示した。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【発明の効果】光ディスク基板を成形するに当たり、金
型の精度や耐久性を損なうことなくそのそりを効果的に
制御することができ、最終製品化した光ディスクの品質
を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光記録媒体の製造方法を実施するた
めの装置の概略構成図である。

【符号の説明】

２：固定側プラテン ２０：金型 ＰＬ：パーティングライン ２１：固定型 ２２：可動型 ２５：固定型取り付け板 ２６：固定型本体 ２７：ガイドリング ２８：可動型本体 ２９：キャビティリング ３０：スタンパー ３１：金型キャビティ ３２：インナースタンパーホルダー ３３：エジェクタースリーブ ３４：ゲートカットパンチ ３５：エジェクターピン ３６：固定側ブッシュ ３７：ダイス ３８：スプルー ３９：スプルーブッシュ ４０：ゲート部 ４１：可動側背板 ５１：可動型取り付け板 ５２：可動側プラテン ６０：エアー通路 ６１：エアー通路横穴 ６２：可動側エアー通路 ６４、６５：流量計 ６６、６７：流量調整用絞り弁 ６８、６９：ソレノイドバルブ ７０：ソレノイドバルブ制御装置 ７１：フイルター ７２：エアー供給源

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出成形用金型のキャビティの一方に情
   報用ピットおよび／またはグルーブが形成されたスタン
   パーを装着し、溶融樹脂を射出充填して冷却した後、固
   定型及び可動型に設けたエアー流路から基板の両面にエ
   アーブローを行い、金型キャビティあるいはスタンパー
   から基板を剥離させ、離型・取り出しを行う光記録媒体
   の製造方法において、反スタンパー側のエアーブロー総
   流量をスタンパー側のエアーブロー総流量の３倍以下に
   制御することを特徴とする光記録媒体の製造方法。
2. 【請求項２】 該固定型と該可動型が、温度差を有する
   ものである請求項１記載の光記録媒体の製造方法。
3. 【請求項３】 該温度差が、２０℃以下の温度差である
   請求項１記載の光記録媒体の製造方法。
4. 【請求項４】 該温度差が、５〜０．３℃の範囲である
   請求項１記載の光記録媒体の製造方法。