JPH0757306A - 光ディスク成形用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 固定金型２と、可動金型３と、スタンパ１１
を可動金型３の鏡面上に取り付けるリング６とを備え、
可動金型３鏡面における、リング６によるスタンパ１１
取付位置よりも外周部分に、スタンパ１１と同心円状に
凹んだ段差部５が設けられている。そして、固定金型２
とスタンパ１１との間に形成されたキャビティ１２に溶
融プラスチックを射出することにより光ディスク基板を
成形する。 【効果】 スタンパ取付位置を境目にしてスタンパの外
側部分と内側部分とで裏面の粗さに差が生じても、外側
部分の伸縮速度と内側部分の伸縮速度とを等しい速度に
保持することができる。従って、スタンパは径方向の変
形や歪み等を生じることなく均一に伸縮することが可能
となる。このため、上記のスタンパにて成形される光デ
ィスク基板の溝形状、あるいはピット形状に変形や歪み
等が生じる虞れがないので、信頼性の向上した光ディス
ク基板を成形することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンパクトディスク等
の光ディスクの基板製造に用いる光ディスク成形用金型
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の光ディスク成形用金型は、図３に
示すように、固定金型２２と可動金型２３とからなって
おり、型締めを行ったときに、可動金型２３の鏡面上に
取り付けられたスタンパ３１と固定金型２２との間に光
ディスク基板の型となるキャビティ３２が形成されるよ
うになっている。

【０００３】スタンパ３１の表面には、光ディスクの案
内溝を作るための微細な溝（グルーブ）、あるいは、記
録情報に対応したピットが予め形成されており、裏面は
鏡面仕上げがなされている。スタンパ３１の外周部はリ
ング２６によって可動金型２３の鏡面上に固定されてお
り、スタンパ３１の内周部はスタンパ押さえ３０によっ
て固定されている。これにより、スタンパ３１の裏面は
可動金型２３の鏡面と密着状態となっている。

【０００４】基板成形プロセスは、以下の手順により行
われる。即ち、光ディスクの基板用材料としての溶融プ
ラスチックがノズル（図示せず）からスプルー２１を通
してキャビティ３２に射出され、充填される。続いて、
溶融プラスチックが充填されると、キャビティ３２内の
加圧が行われ、これにより、スタンパ３１の溝形状、あ
るいは、ピット形状がプラスチック製の光ディスク基板
に転写される。

【０００５】その後、上記の加圧が解除され、溶融プラ
スチックが固化すると、型開きが行われる。スプルー２
１はエジェクタピン３３で突き出すことにより取り出さ
れ、出来上がった光ディスク基板はフローティングパン
チ３４で取り出される。

【０００６】以上の基板成形プロセスを繰り返すことに
より、１枚のスタンパ３１から多数の光ディスク基板を
成形できるようになっている。

【０００７】上記の基板成形プロセスにおいては、スタ
ンパ３１は、キャビティ３２に射出された溶融プラスチ
ックの熱で加熱されて膨張し、外周方向に伸びる一方、
溶融プラスチックが固化するときには冷却されて収縮
し、元の形状に戻る。このため、スタンパ３１は、光デ
ィスク基板を成形する毎に上記の膨張動作と収縮動作と
を交互に繰り返すこととなる。

【０００８】この際、スタンパ３１における、リング２
６による取付位置よりも内側の部分、即ち、キャビティ
３２が形成される部分（以下、内側部分と称する）は、
溶融プラスチックの射出圧、あるいは溶融プラスチック
の充填完了後の加圧により、熱膨張時においては可動金
型２３の鏡面に常時、押し付けられた状態となってい
る。このため、上述した膨張動作によりスタンパ３１の
裏面と可動金型２３の鏡面との間で摩擦等が起こり、上
記の内側部分の裏面に微小な傷が生じる。一方、スタン
パ３１における、リング２６による取付位置よりも外側
の部分（以下、外側部分と称する）には上記の圧力が懸
からないので、裏面に傷は生じない。従って、スタンパ
３１は、リング２６による取付位置を境目にして、内側
部分と外側部分とで裏面の粗さ（以下、粗度と称する）
に差が生じることとなる。

【０００９】このようにスタンパ３１の裏面の粗度に差
が生じると、外側部分は可動金型２３の鏡面との密着性
が良好となる一方、内側部分は可動金型２３の鏡面との
密着性が不良となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
光ディスク成形用金型では、スタンパ３１の裏面全体が
可動金型２３の鏡面と密着状態となるように取り付けら
れているので、以下に示すような問題点を生じることと
なる。即ち、図４（ａ）に示すように形成されたキャビ
ティ３２に、同図（ｂ）に示すように溶融プラスチック
４０を射出した後、同図（ｃ）に示すように溶融プラス
チック４０を固化させると、スタンパ３１の外側部分は
可動金型２３の鏡面との密着性が良好であるため冷却さ
れ難く、収縮速度が遅くなる。

【００１１】一方、スタンパ３１の内側部分は、スタン
パ３１に懸かっている圧力が解除されると、可動金型２
３の鏡面との密着性が不良となるため冷却され易く、収
縮速度が速くなる。従って、スタンパ３１の収縮過程に
おいては、スタンパ３１の内側部分と外側部分とで収縮
速度に差が生じ、リング２６近傍の表面に形成された溝
形状、あるいはピット形状に、一時的に径方向の変形や
歪み等が生じることとなる。尚、溶融プラスチック４０
は、スタンパ３１の内側部分の収縮速度とほぼ等しい収
縮速度で収縮する。

【００１２】このように、収縮過程においてスタンパ３
１に一時的に径方向の変形や歪み等が生じると、同図
（ｄ）に示すように、成形される光ディスク基板４１の
外周部近傍の溝形状、あるいはピット形状が径方向に変
形する。このため、いわゆるグルーブずれが発生して光
ディスク基板４１の信頼性が低下する。

【００１３】本発明は、上記の問題点に鑑みなされたも
のであり、収縮過程においてスタンパに径方向の変形や
歪み等が生じない光ディスク成形用金型を提供すること
を目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の光ディスク成形
用金型は、上記の課題を解決するために、固定金型と、
固定金型に対向して配置された可動金型と、スタンパを
可動金型の鏡面上に取り付けるリングとを備えている光
ディスク成形用金型において、上記リングによるスタン
パ取付位置よりも外側の鏡面に、スタンパと同心円状に
凹んだ段差部が設けられていることを特徴としている。

【００１５】

【作用】上記の構成によれば、リングによるスタンパ取
付位置よりも外側の鏡面に、スタンパと同心円状に凹ん
だ段差部が設けられているので、この段差部では可動金
型の鏡面とスタンパの裏面とは接触しない。このため、
例えば基板成形プロセスにおいて、スタンパの伸縮動作
によりスタンパの裏面と可動金型の鏡面との間で摩擦等
が起こり、スタンパの裏面に微小な傷が生じ、スタンパ
取付位置を境目にして外側の部分と内側の部分とで裏面
の粗さに差が生じても、外側の部分の伸縮速度と内側の
部分の伸縮速度とを等しい速度に保持することができ
る。従って、スタンパは径方向の変形や歪み等を生じる
ことなく均一に伸縮することが可能となる。

【００１６】これにより、上記のスタンパにて成形され
る光ディスク基板の溝形状、あるいはピット形状に変形
や歪み等が生じる虞れがないので、信頼性の向上した光
ディスク基板を成形することができる。また、スタンパ
の寿命を向上させることができる。

【００１７】

【実施例】本発明の一実施例について図１および図２に
基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００１８】本実施例にかかる光ディスク成形用金型
は、図１に示すように、固定金型２と、固定金型２に対
向して配置された可動金型３と、可動金型３の鏡面上に
取り付けられたスタンパ１１と、スタンパ１１を可動金
型３上に固定するリング６とから主に構成されている。
そして、型締めを行ったときに、可動金型３の鏡面上に
取り付けられたスタンパ１１と固定金型２との間に光デ
ィスク基板の型となるキャビティ１２が形成されるよう
になっている。

【００１９】固定金型２および可動金型３の所定位置に
は、それぞれ孔７・７が形成されており、これら孔７・
７には熱電対８・８が挿入されている。また、固定金型
２および可動金型３には、これら固定金型２および可動
金型３を加熱するための熱水等の熱媒体を流通する加熱
溝４…が多数設けられている。

【００２０】スタンパ１１の表面には、光ディスクの案
内溝を作るための微細な溝（グルーブ）、あるいは、記
録情報に対応したピットが予め形成されており、裏面は
鏡面仕上げがなされている。上記のスタンパ１１は、リ
ング６およびスタンパ押さえ１０により可動金型３の鏡
面上に取り付けられている。即ち、スタンパ１１の外周
部はリング６によって固定されており、スタンパ１１の
内周部はスタンパ押さえ１０によって固定されている。
従って、スタンパ１１の裏面は可動金型３の鏡面と密着
状態となっている。

【００２１】リング６は、スタンパ１１の外周部を押さ
えるようにして設置されており、ボルト９…によって可
動金型３に数ヶ所、例えば４ヶ所で固定されている。
尚、リング６は、スタンパ１１が溶融プラスチックの熱
によって径方向に均一に膨張できるような状態でスタン
パ１１の外周部を押さえるようになっている。また、リ
ング６とスタンパ１１との間には、キャビティ１２の空
気抜きを行うために、数ミクロン程度の隙間（図示せ
ず）が設けられている。

【００２２】上記の可動金型３の鏡面における、リング
６によるスタンパ１１取付位置よりも外側の部分（以
下、外周部分と称する）には、スタンパ１１と同心円状
に凹んだ段差部５が設けられており、後述する基板成形
プロセスを繰り返す際に、スタンパ１１が均一に伸縮す
ることができるようになっている。

【００２３】可動金型３の鏡面から段差部５底面までの
距離、即ち段差部５の深さは、段差部５底面がスタンパ
１１の裏面と接触しない程度、例えば 0.5mm〜1.0mm 程
度に設定すれば充分である。上記の深さは段差部５全体
で均一であってもよく、また、可動金型３の外側に向か
うに従い徐々に深くなるようなテーパーにしてもよい。
また、段差部５の幅は、外周部分の幅と等しいか、若干
狭い程度に設定すればよい。段差部５の幅を外周部分の
幅よりも著しく狭くすると、後述する基板成形プロセス
を繰り返す際に、スタンパ１１が均一に伸縮することが
できなくなるので好ましくない。尚、段差部５の幅を外
周部分の幅よりも広くすると、リング６にてスタンパ１
１の外周部を押さえることができなくなるので好ましく
ない。

【００２４】上記の構成において、例えば、固定金型２
および可動金型３の温度を熱電対８・８により逐次測定
し、この測定温度に基づいて、例えば、これら固定金型
２および可動金型３に備えられた図示しない熱媒体加熱
用ヒータの電流をフィードバック制御することにより、
固定金型２および可動金型３の温度が制御されるように
なっている。

【００２５】これにより、固定金型２とスタンパ１１の
間に形成されたキャビティ１２の温度が均一に保たれ
る。この状態で、光ディスクの基板用材料としての溶融
プラスチックがノズル（図示せず）からスプルー１を通
してキャビティ１２の中央に射出される。このとき、キ
ャビティ１２の温度が均一であるので、溶融プラスチッ
クはキャビティ１２の中央から外周部へ均一に流れるこ
とになる。

【００２６】溶融プラスチックの充填完了後、キャビテ
ィ１２内の加圧が行われる。これにより、スタンパ１１
の溝形状、あるいは、ピット形状がプラスチック製の光
ディスク基板に転写される。尚、光ディスク基板の材料
としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）やポリメ
チルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等の透明プラスチック
を使用することができる。

【００２７】その後、上記の加圧が解除され、溶融プラ
スチックが固化すると、型開きが行われる。スプルー１
はエジェクタピン１３で突き出すことにより取り出さ
れ、出来上がった光ディスク基板はフローティングパン
チ１４で取り出される。以上の基板成形プロセスを繰り
返すことにより、１枚のスタンパ１１から多数の光ディ
スク基板を成形でき、しかも、高い生産性を実現できる
ようになっている。

【００２８】上記の基板成形プロセスにおいては、スタ
ンパ１１は、キャビティ１２に射出された溶融プラスチ
ックの熱で加熱されて膨張し、外周方向に伸びる一方、
溶融プラスチックが固化するときには冷却されて収縮
し、元の形状に戻る。このため、スタンパ１１は、光デ
ィスク基板を成形する毎に上記の膨張動作と収縮動作と
を交互に繰り返すこととなる。

【００２９】この際、上記のスタンパ１１における、リ
ング６による取付位置よりも内側の部分、即ち、キャビ
ティ１２が形成される部分（以下、内側部分と称する）
は、溶融プラスチックの射出圧、あるいは溶融プラスチ
ックの充填完了後の加圧により、熱膨張時においては可
動金型３の鏡面に常時、押し付けられた状態となってい
る。このため、上述した膨張動作によりスタンパ１１の
裏面と可動金型３の鏡面との間で摩擦等が起こり、上記
の内側部分の裏面に微小な傷が生じる。一方、スタンパ
１１における、リング６による取付位置よりも外側の部
分（以下、外側部分と称する）には上記の圧力が懸から
ないので、裏面に傷は生じない。従って、スタンパ１１
は、リング６による取付位置を境目にして、内側部分と
外側部分とで裏面の粗さ（以下、粗度と称する）に差が
生じることとなる。

【００３０】このようにスタンパ１１の裏面の粗度に差
が生じると、外側部分は可動金型３の鏡面との密着性が
良好となる一方、内側部分は可動金型３の鏡面との密着
性が不良となる。

【００３１】ここで、可動金型３の鏡面に、段差部５が
設けられていないものとすると、以下に示すような不都
合を生じる。即ち、スタンパ１１の裏面全体が可動金型
３の鏡面と密着状態となるように取り付けられると、ス
タンパ１１の冷却過程において、スタンパ１１の外側部
分は可動金型３の鏡面との密着性が良好であるため冷却
され難く、収縮速度が遅くなる。一方、スタンパ１１の
内側部分は、スタンパ１１に懸かっている圧力が解除さ
れると、可動金型２３の鏡面との密着性が不良となるた
め冷却され易く、収縮速度が速くなる。従って、スタン
パ１１の収縮過程においては、スタンパ１１の内側部分
と外側部分とで収縮速度に差が生じ、リング６近傍の表
面に形成された溝形状、あるいはピット形状に、一時的
に径方向の変形や歪み等が生じることとなる。このた
め、成形される光ディスク基板の外周部近傍の溝形状、
あるいはピット形状が径方向に変形し、いわゆるグルー
ブずれが発生して光ディスク基板の信頼性が低下する。

【００３２】しかしながら、本発明の光ディスク成形用
金型では、可動金型３の鏡面に段差部５が設けられてい
るので、スタンパ１１の外側部分の裏面は可動金型３の
鏡面と密着することはない。即ち、図２（ａ）に示すよ
うに形成されたキャビティ１２に、同図（ｂ）に示すよ
うに溶融プラスチック１８を射出した後、同図（ｃ）に
示すように溶融プラスチック１８を固化させる際に、ス
タンパ１１の内側部分は、スタンパ１１に懸かっている
圧力が解除されると、可動金型３の鏡面との密着性が不
良となるため冷却され易くなる。また、スタンパ１１の
外側部分は段差部５が設けられているために可動金型３
の鏡面と接触していないので、内側部分と同様に冷却さ
れ易くなる。従って、スタンパ１１の収縮過程におい
て、外側部分の収縮速度と内側部分の収縮速度とを等し
い速度に保持することができる。即ち、スタンパ１１全
体の収縮速度を均一に保持することができる。尚、溶融
プラスチック１８は、スタンパ１１の収縮速度とほぼ等
しい収縮速度で収縮する。

【００３３】また、熱膨張時においては、スタンパ１１
の内側部分は、溶融プラスチックの射出圧、あるいは溶
融プラスチックの充填完了後の加圧により可動金型３の
鏡面に常時、押し付けられた状態となっているので、熱
はスタンパ１１全体に均一に伝達される。従って、スタ
ンパ１１の膨張過程において、スタンパ１１全体の膨張
速度は均一となる。

【００３４】このため、上記の膨張過程および収縮過程
において、スタンパ１１は径方向の変形や歪み等を生じ
ることなく均一に伸縮することが可能となる。それゆ
え、同図（ｄ）に示すように、上記のスタンパ１１にて
成形される光ディスク基板１９の溝形状、あるいはピッ
ト形状に変形や歪み等が生じることはなく、いわゆるグ
ルーブずれが発生する虞れがないので、光ディスク基板
１９の信頼性を向上させることができる。

【００３５】以上のように、本実施例の光ディスク成形
用金型によれば、可動金型３の鏡面における、リング６
によるスタンパ１１取付位置よりも外周部分に、スタン
パ１１と同心円状に凹んだ段差部５が設けられているの
で、この段差部５では可動金型３の鏡面とスタンパ１１
の裏面とは接触しない。このため、例えば基板成形プロ
セスにおいて、スタンパ１１の伸縮動作によりスタンパ
１１の裏面と可動金型３の鏡面との間で摩擦等が起こ
り、スタンパ１１の裏面に微小な傷が生じ、スタンパ１
１取付位置を境目にして外側部分と内側部分とで裏面の
粗度に差が生じても、外側部分の伸縮速度と内側部分の
伸縮速度とを等しい速度に保持することができる。従っ
て、スタンパ１１は径方向の変形や歪み等を生じること
なく均一に伸縮することが可能となる。

【００３６】これにより、上記のスタンパ１１にて成形
される光ディスク基板１９の溝形状、あるいはピット形
状に変形や歪み等が生じる虞れがないので、信頼性の向
上した光ディスク基板１９を成形することができる。ま
た、スタンパ１１および溶融プラスチック１８は、互い
にほぼ等しい収縮速度で収縮するので、成形される光デ
ィスク基板１９の周縁部にバリや反りが発生することが
ない。さらに、スタンパ１１の寿命を向上させることが
できる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の光ディスク成形用金型は、以上
のように、リングによるスタンパ取付位置よりも外側の
鏡面に、スタンパと同心円状に凹んだ段差部が設けられ
ている構成である。このように可動金型の鏡面に段差部
が設けられているので、この段差部では可動金型の鏡面
とスタンパの裏面とは接触しない。このため、例えば基
板成形プロセスにおいて、スタンパの伸縮動作によりス
タンパの裏面と可動金型の鏡面との間で摩擦等が起こ
り、スタンパの裏面に微小な傷が生じ、スタンパ取付位
置を境目にして外側の部分と内側の部分とで裏面の粗さ
に差が生じても、外側の部分の伸縮速度と内側の部分の
伸縮速度とを等しい速度に保持することができる。従っ
て、スタンパは径方向の変形や歪み等を生じることなく
均一に伸縮することが可能となる。

【００３８】これにより、上記のスタンパにて成形され
る光ディスク基板の溝形状、あるいはピット形状に変形
や歪み等が生じる虞れがないので、信頼性の向上した光
ディスク基板を成形することができるという効果を奏す
る。また、スタンパの寿命を向上させることができると
いう効果も併せて奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における光ディスク成形用金
型の概略の構成を示す断面図である。

【図２】上記光ディスク成形用金型を用いた基板成形プ
ロセスの手順を説明する断面図である。

【図３】従来の光ディスク成形用金型の概略の構成を示
す断面図である。

【図４】従来の光ディスク成形用金型を用いた基板成形
プロセスの手順を説明する断面図である。

【符号の説明】

１ スプルー ２ 固定金型 ３ 可動金型 ５ 段差部 ６ リング １１ スタンパ １２ キャビティ １８ 溶融プラスチック １９ 光ディスク基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定金型と、固定金型に対向して配置され
   た可動金型と、スタンパを可動金型の鏡面上に取り付け
   るリングとを備えている光ディスク成形用金型におい
   て、 上記リングによるスタンパ取付位置よりも外側の鏡面
   に、スタンパと同心円状に凹んだ段差部が設けられてい
   ることを特徴とする光ディスク成形用金型。