JPH11306542A - ディスク基板の製造方法及びディスク基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最外周付近まで厚みが略均一で、最外周付近
を記録領域に設定することが可能なディスク基板を作成
することができるディスク基板の作成方法及びこの方法
により作成されたディスク基板を提供する。 【解決手段】 樹脂材料を射出成形してディスク基板１
を製造する際に、樹脂材料を所望の径よりも大径に成形
した後に、内周部分よりも厚みが大とされた外周部分を
除去することにより所望の径のディスク基板１とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、浮上スラ
イダに搭載されたヘッドによって信号の書き込み及び／
又は読み出しが行われるディスク状記録媒体に用いられ
る樹脂製のディスク基板の製造方法及びその方法により
製造されたディスク基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータの記憶装置等として、従来
より、ハードディスクシステムが普及している。このハ
ードディスクシステムは、表面が高精度に研磨されたア
ルミニウム等の金属板からなるディスク基板上に信号記
録層が形成されてなる磁気ディスクを記録媒体として用
い、この磁気ディスクの信号記録領域上に、磁気ヘッド
を搭載した浮上スライダを所定の浮上量で浮上させて、
信号の書き込み及び／又は読み出しを行うようにしてい
る。

【０００３】ところで、このハードディスクシステムに
おいては、広く普及するに従って低価格化が求められて
きている。そして、この低価格化の要求に応えるため
に、磁気ディスクのディスク基板として、アルミ基板よ
りも低価格で作製可能な樹脂基板を適用することが検討
されている。

【０００４】また、再生専用光ディスク、光磁気ディス
ク、相変化型光ディスク等のように、光を用いて情報信
号の書き込みや読み出しが行われるディスク状記録媒体
（以下、光ディスクという。）においては、一般に、デ
ィスク基板として樹脂基板が用いられている。そして、
この光ディスクを記録媒体として用いた光ディスクシス
テムにおいては、記録容量の増大化を図るために、光学
ヘッドを搭載した浮上スライダを光ディスクの信号記録
領域上を浮上させて、信号の書き込み及び／又は読み出
しを行う技術が提案されている。

【０００５】これらハードディスクシステムや光ディス
クシステムにおいて用いられる樹脂基板は、一般に、射
出成形によって作製される。すなわち、樹脂基板は、溶
融した樹脂材料が金型装置の備える一対の金型間のキャ
ビティ内に充填され、この樹脂材料が冷却されて硬化さ
れることにより作製される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した磁
気ディスクや光ディスクにおいては、記録容量を増大さ
せるためには、ディスクの最外周付近まで信号記録領域
に設定されることが望ましい。

【０００７】しかしながら、射出成形によって作製され
る樹脂基板は、溶融した樹脂材料が硬化する際に、最外
周付近の収縮率が内周側の収縮率と異なるため、最外周
付近の厚みが内周側の厚みよりも大となる。

【０００８】このため、樹脂基板を用いた磁気ディスク
や光ディスクを、その最外周付近まで信号記録領域とし
て設定すると、ヘッドを搭載した浮上スライダにより信
号の書き込み又は読み出しを行う際に、浮上スライダが
磁気ディスク又は光ディスクに衝突して、ディスクの損
傷又は記録再生装置の損傷を招いてしまう。

【０００９】そこで、本発明は、最外周付近の厚みが内
周側の厚みと略均一で、最外周付近まで記録領域に設定
することが可能なディスク基板を製造することができる
ディスク基板の製造方法及びこの方法により製造された
ディスク基板を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係るディスク基
板の作成方法は、複数の金型により閉空間を形成する金
型装置の当該閉空間内に溶融した樹脂材料を充填し、こ
の樹脂材料を硬化させて、樹脂材料よりなるディスク基
板を製造するに際し、樹脂材料を所望の径よりもやや大
径に成形した後に、外周部分を除去することにより所望
の径のディスク基板とすることを特徴としている。

【００１１】溶融された樹脂材料が金型装置の閉空間内
に充填され、硬化されることにより成形されるディスク
基板は、外周部分の厚みが内周部分の厚みよりも大とさ
れている。この外周部分を射出成形の後に除去すること
により、内周部分から外周部分にかけて厚みが略均一と
されたディスク基板が得られる。

【００１２】本発明に係るディスク基板は、複数の金型
により閉空間を形成する金型装置の当該閉空間内に溶融
された樹脂材料が充填され、この樹脂材料が硬化される
ことにより形成されるディスク基板において、所望の径
よりもやや大径に成形された後に外周部分が除去されて
なることを特徴としている。

【００１３】このディスク基板は、内周部分から外周部
分の厚みが略均一とされている。したがって、このディ
スク基板を用いたディスク状記録媒体は、最外周部分ま
で記録領域に設定することが可能であり、記録容量の増
大化を図ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１５】本発明は、再生専用光ディスク、光磁気デ
ィスク、相変化型光ディスク等の光ディスクや磁気ディ
スクに用いられる樹脂性のディスク基板の製造方法に関
する。

【００１６】例えば、再生専用光ディスクは、図１に示
すように、記録信号を示すピットや光学ヘッドのレーザ
光を記録トラックに追従させるためのグルーブ等が形成
されたディスク基板１上に、反射層２、保護層３が順次
積層されてなる。

【００１７】そして、この再生専用光ディスクは、記録
再生装置に装着され、この記録再生装置の備える光学ヘ
ッドのレーザ光が、ディスク基板１を介してピットが形
成された部分に照射され、その反射光が検出されること
により、信号の読み取りが行われる。

【００１８】ディスク基板１は、例えば、ポリカーボネ
ートやポリメチルメタクリレート等の熱可塑性樹脂材料
が、射出成形により、図２に示すように、例えば、中心
孔１ａを有し、直径Ｌが２．５インチの円盤状に成形さ
れてなる。すなわち、ディスク基板１は、溶融された上
記樹脂材料が、射出成形機の備える金型装置に供給さ
れ、この金型装置内で冷却硬化されることにより形成さ
れる。

【００１９】射出成形機の備える金型装置１０は、図３
に示すように、円盤状を呈する一対の固定側金型１１及
び可動側金型１２と、可動側金型１２の外周部に設けら
れた外周リング１３とを備え、可動側金型１２が固定側
金型１１に近接し、当該金型装置１０が閉状態とされた
ときに、固定側金型１１と可動側金型１２との間に閉空
間（以下、キャビティ１４という。）が形成されるよう
になされている。

【００２０】また、可動側金型１２の中央部には貫通孔
が設けられており、この貫通孔内に、形成するディスク
基板１の中心孔１ａを打ち抜くためのパンチ１５が配設
されている。このパンチ１５は、一対の金型１１，１２
が隣接する方向に移動可能に、可動側金型１２の貫通孔
内に配設され、キャビティ１４内に溶融した樹脂材料が
充填され、この樹脂材料が硬化される前に、固定側金型
１２側に押圧操作されることにより、ディスク基板１の
中心孔１ａを打ち抜くようになされている。

【００２１】更に、可動側の金型１２の貫通孔内には、
パンチ１５の外周側に位置して、成形されたディスク基
板１を取り出すためのイジェクター１６が配設されてい
る。このイジェクター１６も、パンチ１５と同様に、一
対の金型１１，１２が隣接する方向に移動可能に、可動
側金型１２の貫通孔内に配設されており、キャビティ１
４内に充填された樹脂材料が硬化されて、金型装置１０
が開状態とされたときに、固定側金型１２側に押圧操作
されることにより、ディスク基板１を金型装置１から取
り外すようになされている。

【００２２】また、固定側金型１１の中央部にも貫通孔
が設けられており、この貫通孔内に、溶融された樹脂材
料の経路を構成するスプルー１７が配設されている。こ
のスプルー１７は、一端側が射出成形機の樹脂材料溶融
機構に接続されており、他端側が固定側金型１１の貫通
孔内に嵌挿されている。そして、このスプルー１７の中
央部には、一端側から他端側にかけて貫通する貫通孔が
設けられており、このスプルー１７の貫通孔が、溶融さ
れた樹脂材料を一対の金型１１，１２間のキャビティ１
４内に供給するための経路を構成している。

【００２３】更に、固定側金型１１の貫通孔の内周壁に
は、パンチ１５が押圧操作されたときに、このパンチ１
５の先端部が当接するスプルーブッシュ１８が設けられ
ている。金型装置１０は、固定側金型１１の貫通孔の内
周壁にスプルーブッシュ１８を設け、ディスク基板の中
心孔１ａを打ち抜く際に、パンチ１５の先端部をこのス
プルーブッシュ１８に当接させることにより、固定側金
型１１又はスプルー１７の摩耗を防止するようになされ
ている。

【００２４】以上のように構成される金型装置１０を用
いて、ディスク基板１を射出成形により形成する際は、
まず、図４に示すように、射出成形機の樹脂材料溶融機
構により溶融された樹脂材料が、閉状態とされた金型装
置１０のスプルー１７の貫通孔を介して、一対の金型１
１，１２間のキャビティ１４内に供給される。

【００２５】一対の金型１１，１２間のキャビティ１４
内に溶融された樹脂材料が充填されると、この樹脂材料
が冷却される前に、図５に示すように、パンチ１５が図
５中矢印Ａで示す方向、すなわち固定側金型１１に近接
する方向に押圧操作される。これにより、ディスク基板
１の中心孔１ａが打ち抜き形成される。

【００２６】次に、図６に示すように、パンチ１５を固
定側金型１１側に押圧操作した状態で、キャビティ１４
内の樹脂材料を冷却し、この樹脂材料を硬化させる。こ
れにより、直径が外周リング１３の内周径Ｓと略等しい
ディスク基板１が成形される。

【００２７】キャビティ１４内の樹脂材料が冷却硬化さ
れてディスク基板１が成形されると、図７に示すよう
に、可動側金型１２が図７中矢印Ｂで示す方向、すなわ
ち固定側金型１１から離間する方向に移動操作される。
これにより、金型装置１０は、開状態とされる。

【００２８】次に、図８に示すように、イジェクター１
６が図８中矢印Ｃで示す方向、すなわち固定側金型１１
に近接する方向に押圧操作される。これにより、成形さ
れたディスク基板１が金型装置１０から取り外される。

【００２９】ところで、以上のように、金型装置１０を
用いてディスク基板１を成形するようにした場合、成形
されたディスク基板１は、図９に示すように、最外周付
近の厚みが内周側の厚みよりも大となっている。

【００３０】図９は、実際に上述した金型装置１０を用
いて成形したディスク基板１の厚みの変化を触針式表面
測定器を用いて測定したものであり、横軸は基準点から
のディスク基板１の半径方向の距離を示し、縦軸は、基
準面からのディスク基板１の厚み方向の距離を示してい
る。なお、ここでは針圧が５．０ｍｇ、針先端の径が
５．０μｍの触針式表面測定器を用いた。この図９から
分かるように、溶融した樹脂材料を金型装置１０のキャ
ビティ１４内に充填し、この溶融した樹脂材料を冷却硬
化することによりディスク基板１を成形するようにした
場合、成形されたディスク基板１は、最外周部から約
１．５ｍｍの位置から最外周部に亘って変形を起こして
おり、基準面から最大で１０μｍ程度突出している。こ
れは、溶融した樹脂材料が冷却硬化する際に、その最外
周付近の収縮率が内周側の収縮率と異なるためである。

【００３１】すなわち、上述した金型装置１０において
は、キャビティ１４内の溶融された樹脂材料を冷却硬化
する際は、固定側金型１１、可動側金型１２及び外周リ
ング１３が、樹脂材料のガラス転移温度以下の温度を維
持するように温度管理されている。キャビティ１４内の
溶融された樹脂材料は、キャビティ１４内に充填された
直後は、ガラス転移温度以上とされているので、図１０
に示すように、固定側金型１１、可動側金型１２及び外
周リング１３と接する表面部分から、固定側金型１１、
可動側金型１２及び外周リング１３に向かって熱伝導が
生じる。

【００３２】これにより、キャビティ１４内の樹脂材料
は、図１１に示すように、その表面部分から次第に冷却
されて硬化される。このとき、固定側金型１１、可動側
金型１２及び外周リング１３から離間した部分、すなわ
ち樹脂材料の中心部分は、表面部分が硬化してもしばら
くは溶融状態とされている。

【００３３】硬化した樹脂材料は、熱膨張係数に従って
収縮するが、この収縮は変形が可能な溶融状態とされた
部分が残っている箇所、すなわちディスク基板１の内周
側となる中央部に主に生じる。一方、ディスク基板１の
最外周付近となる部分の樹脂材料は、固定側金型１１、
可動側金型１２及び外周リング１３に囲まれており、硬
化が速いために、溶融状態とされた部分が残っておら
ず、中央部に比べて収縮率が低い。

【００３４】このため、成形されたディスク基板１は、
図１２に示すように、最外周付近の厚みｔ１が内周側の
厚みｔ２よりも大となる。

【００３５】このように、最外周付近の厚みｔ１が内周
側の厚みｔ２よりも大とされたディスク基板１をそのま
ま用いて磁気ディスクや光ディスクを製造すると、製造
された磁気ディスクや光ディスクも最外周付近の厚みが
内周側の厚みよりも、例えば１０μｍ程度大となる。こ
のような磁気ディスクや光ディスクに対して、ヘッドを
搭載した浮上スライダにより信号の書き込み又は読み出
しを行うようにした場合、浮上スライダは、例えば、磁
気ディスク又は光ディスクの信号記録領域上を０．１μ
ｍ程度の浮上量で浮上するので、厚みの大とされた最外
周付近まで信号記録領域に設定すると、浮上スライダが
磁気ディスク又は光ディスクに衝突して、ディスクの損
傷又は記録再生装置の損傷を招いてしまう。

【００３６】したがって、最外周付近の厚みｔ１が内周
側の厚みｔ２よりも大とされたディスク基板１をそのま
ま用いて製造された磁気ディスクや光ディスクにおいて
は、信号記録領域を、例えば最外周部から約１．５ｍｍ
の位置よりも内周側に設定する必要があった。

【００３７】本発明に係るディスク基板の製造方法は、
以上のような不都合を回避し、最外周付近の厚みが内周
側の厚みと略均一で、最外周付近まで記録領域に設定す
ることが可能なディスク基板１を製造するために、上記
金型装置１０を用いて、所望の径よりもやや大径のディ
スク基板１を成形した後に、このディスク基板１の最外
周部分を除去して所望の径のディスク基板１を得るよう
にしている。

【００３８】すなわち、本発明に係るディスク基板の製
造方法においては、先に図３にて示した金型装置１０
を、そのキャビティ１４の外周径、すなわち、外周リン
グ１３の内周径Ｓが、先に図２にて示したディスク基板
１の直径Ｌよりもやや大となるように設定する。具体的
には、外周リング１３の内周径Ｓが所望のディスク基板
１の直径Ｌよりも３．０ｍｍ（半径で１．５ｍｍ）以
上、好ましくは、外周リング１３の内周径Ｓが所望のデ
ィスク基板１の直径Ｌよりも５．０ｍｍ以上となるよう
に設定する。

【００３９】そして、この金型装置１０を用いてディス
ク基板１を射出成形することにより、所望の径よりも直
径にして３．０ｍｍ以上大径のディスク基板１を得る。
このディスク基板１は、上述したように、最外周から内
周側に約１．５ｍｍの範囲の厚みが内周部分の厚みより
も大とされている。

【００４０】その後、このディスク基板１の厚みが大と
された最外周部分を除去することにより、所望の径のデ
ィスク基板１を得る。このようにして得られたディスク
基板１は、厚みが大とされた最外周部分が除去されてい
るので、最外周付近の厚みが内周側の厚みと略均一とさ
れる。

【００４１】ディスク基板１の厚みが大とされた最外周
部分は、例えば図１３乃至図１５に示すように、レーザ
加工を行うことにより切断除去する。この場合、ディス
ク基板１は、図１３に示すように、スピンドルモータ２
０に取り付けられ、回転操作される。また、このディス
ク基板１は、切断する外周部分のみが外部に露呈するよ
うに、内周部分が、ディスク基板１の回転に伴って回転
する一対の上カバー２１と下カバー２２とにより被覆さ
れることが望ましい。このように、ディスク基板１の内
周部分を一対の上カバー２１と下カバー２２とにより被
覆することにより、このディスク基板１の内周部分に加
工により生じる塵埃等が付着することが防止され、ディ
スク基板１の内周部分の保護を図ることができる。

【００４２】そして、図１４に示すように、スピンドル
モータ２０により回転操作されるディスク基板１の切断
する箇所、例えば最外周から内周側に約１．５ｍｍの位
置に、例えばエキシマレーザ等の短波長（２４８〜３０
８ｎｍ）で出力の大きなレーザ光を照射させる。これに
より、レーザ光が照射された箇所の樹脂の分子が断ち切
られ、気体として放出されて、最外周部分が切断され
る。なお、このとき、レーザ光をディスク基板１の側面
に対して３°以上の照射角度で照射するようにすれば、
切断されたディスク基板１の最外周部分は、自重により
ディスク基板１の内周部分から離脱する。

【００４３】以上のようにして、レーザ加工により外周
部分を切断除去することにより、図１５に示すような、
最外周付近の厚みが内周側の厚みと略均一とされたディ
スク基板１が得られる。

【００４４】また、ディスク基板１の厚みが大とされた
最外周部分は、例えば図１６乃至図１８に示すように、
旋盤加工を行うことにより切断除去するようにしてもよ
い。この場合もレーザ加工を行う場合と同様に、ディス
ク基板１は、図１６に示すように、スピンドルモータ２
０に取り付けられ、回転操作される。また、このディス
ク基板１は、レーザ加工を行う場合と同様に、切断する
外周部分のみが外部に露呈するように、内周部分が、デ
ィスク基板１の回転に伴って回転する一対の上カバー２
１と下カバー２２とにより被覆され、内周部分の保護が
図られることが望ましい。

【００４５】そして、図１７に示すように、スピンドル
モータ２０により回転操作されるディスク基板１の切断
する箇所、例えば最外周から内周側に約１．５ｍｍの位
置に、旋盤のバイト２３を当接させる。これにより、最
外周部分が基板表面側から徐々に切削され、最外周部分
が切断される。

【００４６】以上のようにして、旋盤加工により外周部
分を切断除去することにより、図１８に示すような、最
外周付近の厚みが内周側の厚みと略均一とされたディス
ク基板１が得られる。

【００４７】以上のようにして得られたディスク基板１
は、最外周付近の厚みが内周側の厚みと略均一とされて
いるので、最外周付近、例えば最外周から０．５ｍｍ程
度の位置まで信号記録領域に設定することが可能であ
る。したがって、このディスク基板１を用いた磁気ディ
スクや光ディスクは、例えば直径が２．５インチのディ
スクの場合は、信号記録領域が最外周から１．５ｍｍの
位置よりも内周側に設定されたディスクに比べて、記録
容量を約５％向上させることができる。

【００４８】

【発明の効果】本発明に係るディスク基板の製造方法
は、樹脂材料を射出成形してディスク基板を製造する際
に、樹脂材料を所望の径よりも大径に成形した後に、内
周部分よりも厚みが大とされた外周部分を除去すること
により所望の径のディスク基板とするようにしているの
で、内周部分から外周部分にかけて厚みが略均一とされ
たディスク基板が得られる。

【００４９】また、本発明に係るディスク基板は、内周
部分よりも厚みが大とされた外周部分が除去されてなる
ので、内周部分から外周部分の厚みが略均一とされてい
る。したがって、このディスク基板を用いたディスク状
記録媒体は、最外周部分まで記録領域に設定することが
可能であり、ディスク状記録媒体の記録容量の増大化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光ディスクの要部断面図である。

【図２】ディスク基板の斜視図である。

【図３】金型装置の断面図である。

【図４】上記金型装置のキャビティ内に溶融された樹脂
材料が充填された状態を示す断面図である。

【図５】上記ディスク基板の中心孔が打ち抜き形成され
た状態を示す断面図である。

【図６】上記キャビティ内の樹脂材料が冷却硬化された
状態を示す断面図である。

【図７】開状態とされた上記金型装置の断面図である。

【図８】上記ディスク基板を上記金型装置から取り外す
状態を示す断面図である。

【図９】ディスク基板の厚みの変動を示す図である。

【図１０】溶融された樹脂材料から上記金型装置に熱伝
導が生じている状態を示す断面図である。

【図１１】冷却された樹脂材料が収縮している状態を示
す断面図である。

【図１２】ディスク基板が成形された状態を示す断面図
である。

【図１３】レーザ加工によりディスク基板の最外周部分
を除去する工程を示す図であり、ディスク基板をスピン
ドルモータに取り付けた状態を示す断面図である。

【図１４】レーザ加工によりディスク基板の最外周部分
を除去する工程を示す図であり、レーザ光を切断部分に
照射した状態を示す断面図である。

【図１５】レーザ加工によりディスク基板の最外周部分
を除去する工程を示す図であり、ディスク基板の最外周
部分が除去された状態を示す断面図である。

【図１６】旋盤加工によりディスク基板の最外周部分を
除去する工程を示す図であり、ディスク基板をスピンド
ルモータに取り付けた状態を示す断面図である。

【図１７】旋盤加工によりディスク基板の最外周部分を
除去する工程を示す図であり、レーザ光を切断部分に照
射した状態を示す断面図である。

【図１８】旋盤加工によりディスク基板の最外周部分を
除去する工程を示す図であり、ディスク基板の最外周部
分が除去された状態を示す断面図である。

【符号の説明】 １ ディスク基板、１０ 金型装置、１１ 固定側金
型、１２ 可動側金型、１３ 外周リング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の金型により閉空間を形成する金型
   装置の当該閉空間内に溶融した樹脂材料を充填し、この
   樹脂材料を硬化させて、樹脂材料よりなるディスク基板
   を製造するに際し、 上記樹脂材料を所望の径よりも大径に成形した後に、外
   周部分を除去することにより所望の径のディスク基板と
   することを特徴とするディスク基板の製造方法。
2. 【請求項２】 複数の金型により閉空間を形成する金型
   装置の当該閉空間内に溶融された樹脂材料が充填され、
   この樹脂材料が硬化されることにより作製されるディス
   ク基板において、 所望の径よりも大径に成形された後に外周部分が除去さ
   れてなることを特徴とするディスク基板。