JPH0528543A - 光デイスク基板の製造方法 - Google Patents
光デイスク基板の製造方法Info
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- JPH0528543A JPH0528543A JP18107691A JP18107691A JPH0528543A JP H0528543 A JPH0528543 A JP H0528543A JP 18107691 A JP18107691 A JP 18107691A JP 18107691 A JP18107691 A JP 18107691A JP H0528543 A JPH0528543 A JP H0528543A
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- Japan
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- substrate
- temperature
- mold
- optical disk
- molding
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/26—Moulds
- B29C45/263—Moulds with mould wall parts provided with fine grooves or impressions, e.g. for record discs
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
光ディスク基板を射出成形法により連続的に製造する際
に、成形機の金型温度と成形機のキャビティー内での基
板温度をそれぞれモニターし、基板温度が金型温度と同
等もしくは設定値以下になったときに成形機の制御装置
を作動させて型開きを行うことを特徴とする光ディスク
基板の製造方法。
に、成形機の金型温度と成形機のキャビティー内での基
板温度をそれぞれモニターし、基板温度が金型温度と同
等もしくは設定値以下になったときに成形機の制御装置
を作動させて型開きを行うことを特徴とする光ディスク
基板の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ビームにより情報の記
録、再生、消去が可能な光学的情報記録媒体用に使われ
るプラスチック製ディスク基板の射出成形方法に関する
ものである。
録、再生、消去が可能な光学的情報記録媒体用に使われ
るプラスチック製ディスク基板の射出成形方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】光ディスク用基板としてポリカーボーネ
ート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）
等の透明プラスチック材料が一般的に使われており、こ
こではポリカーボーネートを用いた射出成形過程につい
て説明する。
ート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）
等の透明プラスチック材料が一般的に使われており、こ
こではポリカーボーネートを用いた射出成形過程につい
て説明する。
【０００３】図３に光ディスク用成形金型が型締めした
際の金型構造を示す。図３において２１はスプル、２３
は固定側金型の鏡面、２４は可動側金型の鏡面、２８は
基板、２９はスタンパ、３０はスプル用エジェクターピ
ン、３１は基板用エジェクターピン、３２は外周側スタ
ンパ押さえ、３３は内周側スタンパ押さえである。光デ
ィスク用成形金型において、可動側金型の鏡面２４の上
面に微細な溝やピットが形成されたスタンパ２９が内周
側スタンパ押さえ３３と外周側スタンパ押さえ３２によ
って取り付けられており、可動側金型２４と対向する固
定側金型の鏡面２３によってキャビティーが形成されて
いる。
際の金型構造を示す。図３において２１はスプル、２３
は固定側金型の鏡面、２４は可動側金型の鏡面、２８は
基板、２９はスタンパ、３０はスプル用エジェクターピ
ン、３１は基板用エジェクターピン、３２は外周側スタ
ンパ押さえ、３３は内周側スタンパ押さえである。光デ
ィスク用成形金型において、可動側金型の鏡面２４の上
面に微細な溝やピットが形成されたスタンパ２９が内周
側スタンパ押さえ３３と外周側スタンパ押さえ３２によ
って取り付けられており、可動側金型２４と対向する固
定側金型の鏡面２３によってキャビティーが形成されて
いる。
【０００４】次に、可塑化装置内で溶融された樹脂が、
スプル２１を通りキャビティー内に充填され、充填完了
後に加圧され、樹脂が固化するための冷却時間が経過
後、基板２８が取り出される。固化した基板を取り出す
ための型開きは、一般的にあらかじめ設定された時間経
過後、成形機側の制御装置の作動により型開きが行われ
る。型開後に可動側金型２４から基板２８を離型させる
ためにスプル２１はスプル用エジェクターピン３０で、
基板２８は基板用エジェクターピン３１によって、それ
ぞれ強制的に中央部を突き出しもしくは、エアーブロー
もしくは、これらの組み合わせによって、基板２８をス
タンパ２９から剥離し外周スタンパ押さえ３２と分離し
取り出している。
スプル２１を通りキャビティー内に充填され、充填完了
後に加圧され、樹脂が固化するための冷却時間が経過
後、基板２８が取り出される。固化した基板を取り出す
ための型開きは、一般的にあらかじめ設定された時間経
過後、成形機側の制御装置の作動により型開きが行われ
る。型開後に可動側金型２４から基板２８を離型させる
ためにスプル２１はスプル用エジェクターピン３０で、
基板２８は基板用エジェクターピン３１によって、それ
ぞれ強制的に中央部を突き出しもしくは、エアーブロー
もしくは、これらの組み合わせによって、基板２８をス
タンパ２９から剥離し外周スタンパ押さえ３２と分離し
取り出している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基板の
反りを少なくするためには、下記の現象を留意した成形
条件（冷却時間）の設定が必要であった。従来の光ディ
スクの製造方法において、通常の射出成形では金型部材
と樹脂との線膨張係数の違いにより、成形直後の基板２
８はキャビティー内で径方向及び板厚方向に膨張する力
が働いており、その中の板厚方向に働く力は、金型が開
くことにより解放されるが、径方向に膨張する力は外周
側スタンパ押さえ３２によって抑制され、この時に生じ
る圧力で基板２８と外周側スタンパ押さえ３２が密着し
ている。
反りを少なくするためには、下記の現象を留意した成形
条件（冷却時間）の設定が必要であった。従来の光ディ
スクの製造方法において、通常の射出成形では金型部材
と樹脂との線膨張係数の違いにより、成形直後の基板２
８はキャビティー内で径方向及び板厚方向に膨張する力
が働いており、その中の板厚方向に働く力は、金型が開
くことにより解放されるが、径方向に膨張する力は外周
側スタンパ押さえ３２によって抑制され、この時に生じ
る圧力で基板２８と外周側スタンパ押さえ３２が密着し
ている。
【０００６】また一方、金型温度はスタンパ２９に設け
られた溝及びピットを忠実に転写ができるように、通常
１００〜１２０°Ｃに加熱されており、その時の金型温
度と冷却中のキャビティー内の基板温度との関係は図４
に示す通り、時間が経過するにつれ温度は低下していく
ものの、冷却時間の設定が短い場合には基板温度の方が
金型温度よりもはるかに高くなるため、光ディスク用ポ
リカーボネート材の熱変形温度域もしくは、ガラス転移
温度（１３０〜１４０°Ｃ）近くでの型開及び取り出し
となっている。
られた溝及びピットを忠実に転写ができるように、通常
１００〜１２０°Ｃに加熱されており、その時の金型温
度と冷却中のキャビティー内の基板温度との関係は図４
に示す通り、時間が経過するにつれ温度は低下していく
ものの、冷却時間の設定が短い場合には基板温度の方が
金型温度よりもはるかに高くなるため、光ディスク用ポ
リカーボネート材の熱変形温度域もしくは、ガラス転移
温度（１３０〜１４０°Ｃ）近くでの型開及び取り出し
となっている。
【０００７】従って、このような状態で離型動作を行う
ことは、前述の外周側スタンパ押さえと基板の密着力が
大きいにも拘わらず、熱変形応力の限界が小さくなり変
形がしやすくなる。更に後工程でのアニール処理でも取
り除くことのできない塑性領域での変形が生じやすくな
っている。当然ながら冷却時間の設定が短い場合には反
りの少ない基板は得られず、アニール処理によってもほ
ぼ一定の反り量となってしまう。
ことは、前述の外周側スタンパ押さえと基板の密着力が
大きいにも拘わらず、熱変形応力の限界が小さくなり変
形がしやすくなる。更に後工程でのアニール処理でも取
り除くことのできない塑性領域での変形が生じやすくな
っている。当然ながら冷却時間の設定が短い場合には反
りの少ない基板は得られず、アニール処理によってもほ
ぼ一定の反り量となってしまう。
【０００８】また、塑性領域での変形を抑える手段とし
て、金型温度以下（１２０°Ｃ以下）の弾性領域内で基
板を取り出すように冷却時間を延ばし、基板をキャビテ
ィー内で充分冷やしてから取り出す方法も考えられる
が、安易に冷却時間を延ばす方法は、成形サイクルタイ
ムの増加を招き、最終的には基板のコストアップにつな
がる。
て、金型温度以下（１２０°Ｃ以下）の弾性領域内で基
板を取り出すように冷却時間を延ばし、基板をキャビテ
ィー内で充分冷やしてから取り出す方法も考えられる
が、安易に冷却時間を延ばす方法は、成形サイクルタイ
ムの増加を招き、最終的には基板のコストアップにつな
がる。
【０００９】本発明の目的は、機械的特性の良好な光デ
ィスク用基板を提供することにある。更には、反りの小
さい基板を得るための冷却時間の設定を正確にし、サイ
クルタイムの増加を最小限にすることにある。
ィスク用基板を提供することにある。更には、反りの小
さい基板を得るための冷却時間の設定を正確にし、サイ
クルタイムの増加を最小限にすることにある。
【００１０】この発明は光ディスク基板を射出成形法に
より連続的に製造する際に、成形中の金型温度と成形中
のキャビティー内での基板温度をそれぞれモニターし、
基板温度が金型温度と同等もしくは設定値以下になった
ときに成形中の制御装置を作動させて型開きを行うこと
を特徴とする光ディスク基板の製造方法についてであ
り、更に設定値が基板と金型の線膨張係数の差により生
ずる圧力で基板が変形しない限界応力を示す温度である
製造方法についてである。
より連続的に製造する際に、成形中の金型温度と成形中
のキャビティー内での基板温度をそれぞれモニターし、
基板温度が金型温度と同等もしくは設定値以下になった
ときに成形中の制御装置を作動させて型開きを行うこと
を特徴とする光ディスク基板の製造方法についてであ
り、更に設定値が基板と金型の線膨張係数の差により生
ずる圧力で基板が変形しない限界応力を示す温度である
製造方法についてである。
【００１１】この発明の光ディスク基板材料は、前述の
ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタアクリレー
ト（ＰＭＭＡ）など透明性がよく、熱変形温度が高い熱
可塑性樹脂が好適に利用される。
ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタアクリレー
ト（ＰＭＭＡ）など透明性がよく、熱変形温度が高い熱
可塑性樹脂が好適に利用される。
【００１２】離型温度は樹脂の熱変形温度以下でなけれ
ば、基板は永久変形し残留応力や変形除去のためのアニ
ールが効かない。
ば、基板は永久変形し残留応力や変形除去のためのアニ
ールが効かない。
【００１３】そこで、成形機キャビティー内での基板樹
脂温度と金型温度を正確に、常時、連続的にモニター
し、温度の絶対値と両温度の比較を実施する。そして、
基板温度が金型温度と同じになる。設定温度で制御記号
を出して型開きするのである。
脂温度と金型温度を正確に、常時、連続的にモニター
し、温度の絶対値と両温度の比較を実施する。そして、
基板温度が金型温度と同じになる。設定温度で制御記号
を出して型開きするのである。
【００１４】キャビティー内の基板温度と金型温度を正
確に計測するためにはできるだけ離型される金型表面あ
るいは基板表面であることが好ましい。
確に計測するためにはできるだけ離型される金型表面あ
るいは基板表面であることが好ましい。
【００１５】金型温度は金属の熱伝導率が高いため、ス
タンパを取付けている金属鏡面で十分な精度で計測可能
である。しかしながら樹脂については熱伝導率が比較的
低いため、基板表面温度計測に工夫を必要とする。温度
計測は溶融樹脂をキャビティー内に充填する通路（スプ
ル）を固定しているブッシュ内で間接的に測定するが、
センサー先端位置を基板鏡面位置と同一面になるよう調
整する。溶融樹脂は高粘度流体であり、固化するための
直接的測定は困難であるが、実流体と計測点でのバイア
スをできるたけ小さくするよう、その距離を近づけてい
る。
タンパを取付けている金属鏡面で十分な精度で計測可能
である。しかしながら樹脂については熱伝導率が比較的
低いため、基板表面温度計測に工夫を必要とする。温度
計測は溶融樹脂をキャビティー内に充填する通路（スプ
ル）を固定しているブッシュ内で間接的に測定するが、
センサー先端位置を基板鏡面位置と同一面になるよう調
整する。溶融樹脂は高粘度流体であり、固化するための
直接的測定は困難であるが、実流体と計測点でのバイア
スをできるたけ小さくするよう、その距離を近づけてい
る。
【００１６】設定値の上限温度は樹脂の熱変形温度であ
る。設定値はこの上限温度以下にあれば任意である。
る。設定値はこの上限温度以下にあれば任意である。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例１について説明する。
図１は、本発明の光ディスク用成形金型が型締めした際
の金型構造を示す。図２は、本発明の制御工程を示す。
図１において１はスプル、２は固定側ブッシュ、３は固
定側金型の鏡面、４は可動側金型の鏡面、５は温度セン
サー、６はネジ、７と７’は温度センサー、８は基板、
９はスタンパ、１０はスプル用エジェクターピン、１１
は基板用エジェクターピン、１２は外周側スタンパ押さ
え、１３は内周側スタンパ押さえである。
図１は、本発明の光ディスク用成形金型が型締めした際
の金型構造を示す。図２は、本発明の制御工程を示す。
図１において１はスプル、２は固定側ブッシュ、３は固
定側金型の鏡面、４は可動側金型の鏡面、５は温度セン
サー、６はネジ、７と７’は温度センサー、８は基板、
９はスタンパ、１０はスプル用エジェクターピン、１１
は基板用エジェクターピン、１２は外周側スタンパ押さ
え、１３は内周側スタンパ押さえである。
【００１８】まず、金型構成について説明する。図１に
おいて、溶融樹脂をキャビティー内に充填する際に使わ
れるスプル１を固定側金型の鏡面３に取り付けるために
設けられた固定側ブッシュ２がスプル１を保持するよう
に、固定側金型の鏡面３に圧入され取り付けられてい
る。更に、固定側ブッシュ２にはキャビティー内の温度
をモニターするために温度センサー５を、キャビティー
側に接する固定側ブッシュ２と同一面上になるように調
整し、ネジ６によって取り付けた。成形した際に生じる
温度センサーの跡は、クランピングゾーンと記録域の間
とし、光ディスク用基板としては、通常使用する領域外
であることから、外観上の問題だけで光ディスク用基板
としての性能上問題にはならないよう設定した。
おいて、溶融樹脂をキャビティー内に充填する際に使わ
れるスプル１を固定側金型の鏡面３に取り付けるために
設けられた固定側ブッシュ２がスプル１を保持するよう
に、固定側金型の鏡面３に圧入され取り付けられてい
る。更に、固定側ブッシュ２にはキャビティー内の温度
をモニターするために温度センサー５を、キャビティー
側に接する固定側ブッシュ２と同一面上になるように調
整し、ネジ６によって取り付けた。成形した際に生じる
温度センサーの跡は、クランピングゾーンと記録域の間
とし、光ディスク用基板としては、通常使用する領域外
であることから、外観上の問題だけで光ディスク用基板
としての性能上問題にはならないよう設定した。
【００１９】次に制御部の構成について説明する。冷却
工程中におけるキャビティー内での基板温度を温度セン
サー５にてモニターし金型温度をモニターしている温度
センサー７，７’との温度比較を行い、基板温度が金型
温度まで下がった時点あるいは数度高い温度で、図２の
外部制御装置から成形機側の制御装置に型開信号が出力
され、型開きが行われるよう制御部を構成した。
工程中におけるキャビティー内での基板温度を温度セン
サー５にてモニターし金型温度をモニターしている温度
センサー７，７’との温度比較を行い、基板温度が金型
温度まで下がった時点あるいは数度高い温度で、図２の
外部制御装置から成形機側の制御装置に型開信号が出力
され、型開きが行われるよう制御部を構成した。
【００２０】続いて実際の成形状態について説明する。
可塑化装置内でポリカーボネートは３３０〜３５０°Ｃ
まで加熱され、金型キャビティー内に充填する際には温
度低下が若干生じるものの、ポリカーボネートの融点２
３０°Ｃ以上の溶融樹脂がスプル１を通りキャビティー
内に充填され、充填完了後、加圧され、スタンパ９の表
面に設けられた溝及びピットの転写が忠実に行われ基板
８が形成される。基板温度と金型温度とを検知している
制御部からの信号で型開後、スプル用エジェクターピン
１０及び基板用エジェクターピン１１により、基板８と
スプル１をそれぞれ金型から取り出した。このようにし
て作製した基板は、外周側スタンパ押さえ１２との密着
による熱変形も基板８の温度が金型温度近く（１２０°
Ｃ以下）であることから、変形が押さえられ、仮に変形
が生じた場合でも後工程でのアニール処理により充分取
り除くことができた。
可塑化装置内でポリカーボネートは３３０〜３５０°Ｃ
まで加熱され、金型キャビティー内に充填する際には温
度低下が若干生じるものの、ポリカーボネートの融点２
３０°Ｃ以上の溶融樹脂がスプル１を通りキャビティー
内に充填され、充填完了後、加圧され、スタンパ９の表
面に設けられた溝及びピットの転写が忠実に行われ基板
８が形成される。基板温度と金型温度とを検知している
制御部からの信号で型開後、スプル用エジェクターピン
１０及び基板用エジェクターピン１１により、基板８と
スプル１をそれぞれ金型から取り出した。このようにし
て作製した基板は、外周側スタンパ押さえ１２との密着
による熱変形も基板８の温度が金型温度近く（１２０°
Ｃ以下）であることから、変形が押さえられ、仮に変形
が生じた場合でも後工程でのアニール処理により充分取
り除くことができた。
【００２１】表１に従来方式と本発明の方式で成形テス
トした結果をそれぞれ示す。従来方式は、本発明の方式
と比べて熱変形が生じているものと思われる。
トした結果をそれぞれ示す。従来方式は、本発明の方式
と比べて熱変形が生じているものと思われる。
【表１】
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明で常に金型温
度近くで基板を取り出すため、 １ 取り出し時の熱変形を抑えることができるため、機
械的特性の優れた基板が容易に作製できる。 ２ 仮に、取り出し時の変形が生じた場合にでも、後工
程でのアニール処理で改善できる。 ３ 基板温度を直接モニターすることにより、常に取り
出し時の温度が一定となり冷却時間の最適化が図れる。
等の効果が得られたものである。
度近くで基板を取り出すため、 １ 取り出し時の熱変形を抑えることができるため、機
械的特性の優れた基板が容易に作製できる。 ２ 仮に、取り出し時の変形が生じた場合にでも、後工
程でのアニール処理で改善できる。 ３ 基板温度を直接モニターすることにより、常に取り
出し時の温度が一定となり冷却時間の最適化が図れる。
等の効果が得られたものである。
【図１】本発明の光ディスク用成形金型が型締めした際
の金型構成図である。
の金型構成図である。
【図２】本発明の制御工程図である。
【図３】従来方式の光ディスク用成形金型が型締めした
際の金型構成図である。
際の金型構成図である。
【図４】金型温度と基板表面温度との関係図である。
１ スプル
２ 固定側ブッシュ
３ 固定側金型の鏡面
４ 可動側金型の鏡面
５ 温度センサー
６ ネジ
７,７' 温度センサー
８ 基板
９ スタンパ
１０ スプル用エジェクターピン
１１ 基板用エジェクターピン
１２ 外周側スタンパ押さえ
１３ 内周側スタンパ押さえ
２１ スプル
２３ 固定側金型の鏡面
２４ 可動側金型の鏡面
２８ 基板
２９ スタンパ
３０ スプル用エジェクターピン
３１ 基板用エジェクターピン
３２ 外周側スタンパ押さえ
３３ 内周側スタンパ押さえ
Claims (2)
- 【請求項１】 光ディスク基板を射出成形法により連続
的に製造する際に、成形中の金型温度と成形中のキャビ
ティー内での基板温度をそれぞれモニターし、基板温度
が金型温度と同等もしくは設定値以下になったときに成
形中の制御装置を作動させて型開きを行うことを特徴と
する光ディスク基板の製造方法。 - 【請求項２】 設定値が基板と金型の線膨張係数の差に
より生ずる圧力で基板が変形しない限界応力を示す温度
である請求項１項に記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18107691A JPH0528543A (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | 光デイスク基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18107691A JPH0528543A (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | 光デイスク基板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0528543A true JPH0528543A (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=16094390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18107691A Pending JPH0528543A (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | 光デイスク基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0528543A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6228515B2 (ja) * | 1982-03-30 | 1987-06-20 | Fujitsu Ltd | |
| JPH02215513A (ja) * | 1989-02-16 | 1990-08-28 | Ricoh Co Ltd | 精密金型による成形装置 |
-
1991
- 1991-07-22 JP JP18107691A patent/JPH0528543A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6228515B2 (ja) * | 1982-03-30 | 1987-06-20 | Fujitsu Ltd | |
| JPH02215513A (ja) * | 1989-02-16 | 1990-08-28 | Ricoh Co Ltd | 精密金型による成形装置 |
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