JPH0957806A - 光ディスクの射出成形用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外周部でも複屈折の小さな光ディスクを製作
できる光ディスクの射出成形用金型を提供する。 【解決手段】 溶融した熱可塑性樹脂を光ディスクの射
出成形用金型で構成されたキャビティ６内に射出し、キ
ャビティの壁面に設けられているスタンパ４の表面の凹
凸形状が樹脂製のディスクの表面に転写された状態の光
ディスクを製作する際に使用される光ディスクの射出成
形用金型における射出成形用金型のキャビティ６内に成
形される光ディスクの中間領域からキャビティの外周領
域よりも外方の近傍の領域までに設定された平面形状に
おいて円環状の領域と対応している射出成形用金型の部
分に、温度調節用の液体を流通させる複数の円環状の通
路３を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスクの射出成
形用金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】記録再生の対象にされている情報信号に
応じた凹部(ピット)を信号面に形成させておき、微小な
径の光点を信号面に照射して情報信号の読取りを行うよ
うにした記録済み情報記録媒体は、従来からコンパクト
ディスク、あるいはビデオディスク、ディジタルオーデ
ィオディスク、追記型のディスク、その他の光ディスク
として実用されている。そして、前記した各種の光ディ
スクを大量生産する場合には、加熱加圧成形法の一つと
して知られている射出成形法を用いて、記録再生の対象
にされている情報信号に応じた凹凸部が表面に形成され
ているスタンパの表面の凹凸形状が合成樹脂製のディス
クの表面に転写されるようにすることによって行なわれ
ている。

【０００３】すなわち、射出成形機の供給ホッパ内の粒
子状の熱可塑性樹脂材料を、加熱室に所定量供給し、加
熱室で溶融させた熱可塑性樹脂を、光ディスクの射出成
形用金型で構成されたキャビティ内に射出してキャビテ
ィを熱可塑性樹脂で高速充填させ、キャビティの壁面に
設置してあるスタンパの表面の凹凸形状が樹脂製のディ
スクの表面に転写された状態の光ディスクを製作するよ
うにしている。前記した射出成形機の金型は、固定型部
と可動型部とから構成されていて、前記のキャビティ
は、前記した固定型部と可動型部との間に構成される。
そしてキャビティ内に溶融状態の熱可塑性樹脂を高速充
填させた際には、前記した可動型部がキャビティ内に射
出された溶融状態の熱可塑性樹脂の充填圧力によって適
度に開く型締め力とし、ゲート部の熱可塑性樹脂が固化
した後に、型締め力を増加させて、スタンパの表面の凹
凸形状が合成樹脂製のディスクの表面に良好に転写され
るようにされる。そして所定の低い温度に調節された金
型によって構成されているキャビティ内の熱可塑性樹脂
が固化した後に、金型を開いてスタンパのパターンが表
面に転写されている状態の光ディスクの基板を金型から
取り出す。

【０００４】ところで、光ディスクの基板材料として
は、使用波長域における光学的な特性が良好なこと、吸
湿性が小さく、吸湿による反りが小さいこと、成形温度
領域での流動性が高く、スタンパからの転写性に優れて
いること、耐熱性が優れていること、寸法安定性が良く
長期信頼性が高いこと、量産性が良いこと、等の諸条件
が満足できるような熱可塑性樹脂が使用されることが望
まれる。そしてコンパクトディスクでは、吸湿性が小さ
く、吸湿による反りが小さい点、耐熱性が優れている
点、寸法安定性が良く長期信頼性が高い点などにおいて
優れているポリカーボネート樹脂が採用されていること
は周知のとおりである。

【０００５】ところが、ポリカーボネート樹脂の射出成
型品は、ポリマー主鎖が分子配向をすることによる複屈
折が生じ易く、また、流動性が悪いので高温成形が必要
とされるという点が問題になるので、コンパクトディス
ク用のポリカーボネート樹脂としては、分子量を一万四
千〜一万七千程度に下げて流動性を良くしたものを用
い、成形条件を制御して複屈折が小さくなるようにして
いる。すなわち、ポリカーボネート樹脂を基板に用いた
コンパクトディスクでは、分子量を一万四千〜一万七千
程度に下げたポリカーボネート樹脂を使用し、射出成形
機の金型温度や、樹脂の温度を上げるとともに、冷却速
度を遅くするなどの対策を施すことにより、配向層を小
さくしたり基板の内部応力を小さくして、コンパクトデ
ィスクの規格内に納まる値の複屈折を示す光ディスクを
得ていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、既述のよう
に射出成形機による光ディスクの製作は、加熱室で溶融
させた熱可塑性樹脂を、射出成形用金型で構成されたキ
ャビティ内に射出してキャビティを熱可塑性樹脂で高速
充填させ、所定の低い温度に調節された金型のキャビテ
ィ内で、熱可塑性樹脂を固化させた後に、金型を開いて
スタンパのパターンが表面に転写されている状態の光デ
ィスクの基板を金型から取り出すようにされているが、
金型の温度調節は、金型内に設けてある液体の通路内に
温度調節用の液体を流通させることによって行なうよう
にしている（図４参照）。金型の断面図を示してある図
４において、７は金型（固定金型部、または可動金型
部）８はキャビティを構成させる部分であり、３，３…
が金型内に設けてある液体の通路（温調溝、冷却溝、温
調孔、冷却孔）である。

【０００７】図４中に示してある温度の表示は、図中に
示してある各等温度曲線の温度値であり、従来は熱拡散
率を考慮して、金型表面の温度差が小さくなるような状
態となるように温調溝３，３…の配置態様を決めてい
た。しかし、前記のような温調溝３，３…の配置態様に
よっては、光ディスクの外周部と対応する部分における
金型の温度が、金型の放熱によって光ディスクの中周部
と対応している部分の温度よりも低下していることと、
キャビティ内に射出された樹脂が外周リング（図１，図
２中の図面符号５で示す部材）にせき止められて樹脂の
内部応力が高くなること等により、光ディスクにおける
外周部の複屈折の値が大きくなる。前記の問題点の解決
手段としては、特開昭６２ー２７５７２９号公報に開示
されているように、金型の外周スペースに温調溝を設け
ることが考えられるが、前記の特開昭６２ー２７５７２
９号公報に示されているような金型の外周スペースに設
けた温調溝では、金型外周部表面の温度のばらつきが大
きくなり、光ディスクの外周部の円周上での複屈折の値
が大きくばらつくという欠点がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は溶融した熱可塑
性樹脂を光ディスクの射出成形用金型で構成されたキャ
ビティ内に射出し、キャビティの壁面に設けられている
スタンパの表面の凹凸形状が樹脂製のディスクの表面に
転写された状態の光ディスクを製作する際に使用される
光ディスクの射出成形用金型であって、前記した射出成
形用金型のキャビティ内に成形される光ディスクの中間
領域からキャビティの外周領域よりも外方の近傍の領域
までに設定された平面形状において円環状の領域と対応
している射出成形用金型の部分の射出成形作業時の温度
を、所定の温度範囲に保持させる温度調節手段を備えて
いる光ディスクの射出成形用金型、及び溶融した熱可塑
性樹脂を光ディスクの射出成形用金型で構成されたキャ
ビティ内に射出し、キャビティの壁面に設けられている
スタンパの表面の凹凸形状が樹脂製のディスクの表面に
転写された状態の光ディスクを製作する際に使用される
光ディスクの射出成形用金型であって、前記した射出成
形用金型のキャビティ内に成形される光ディスクの中間
領域からキャビティの外周領域よりも外方の近傍の領域
までに設定された平面形状において円環状の領域と対応
している射出成形用金型の部分に、温度調節用の液体を
流通させる複数の円環状の通路を設けてなる光ディスク
の射出成形用金型を提供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の光ディスクの射出成形用金型の具体的な内容を詳細に
説明する。図１は本発明の光ディスクの射出成形用金型
の一部の縦断面図であり、１は固定金型部、２は可動金
型部であり、また４は記録再生の対象にされている情報
信号に応じた凹凸部が表面に形成されているスタンパで
ある。前記のスタンパ４の内周部は、図示されていない
リテーナによって保持されており、またスタンパ４の外
周部は外周リング５によって保持される。そして、前記
の外周リング５の内周面５ａは、前記した固定金型部１
と可動金型部２との間に構成されるキャビティ６の外周
壁を形成しており、前記の外周リング５の内周面５ａ
は、キャビティ４中で成形される直径が１２０ｍｍの熱
可塑性樹脂製の光ディスクの外周面を構成させる。

【００１０】図１に示す光ディスクの射出成形用金型の
固定型部１と可動型部２とには、射出成形用金型のキャ
ビティ６内で成形される光ディスクの中間領域からキャ
ビティ６の外周領域よりも外方の近傍の領域までに設定
された平面形状において円環状の領域と対応している射
出成形用金型の部分の射出成形作業時の温度を、所定の
温度範囲に保持させる温度調節手段が設けられている。
図１に示す構成例における前記した温度調節手段は、前
記した射出成形用金型のキャビティ６内で成形される光
ディスクの中間領域からキャビティ６の外周領域よりも
外方の近傍の領域までに設定された平面形状において円
環状の領域と対応している射出成形用金型の固定型部１
と可動型部２とに、温度調節用の液体を流通させる複数
の円環状の通路３，３…（温調溝、冷却溝、温調孔、冷
却孔）を設けることにより構成されており、図示してい
ない温度調節用の液体の供給源から、前記した複数の円
環状の通路３，３…（温調溝３，３…）に対して、温度
調節用の液体を供給することにより、射出成形用金型の
温度調節が所望のように行なわれる。

【００１１】図１は射出成形用金型のキャビティ６内
で、直径が１２０ｍｍの光ディスクの基板を製作させる
場合に使用される光ディスクの射出成形用金型の構成例
を示したものであり、図１中ではキャビティ６の外周壁
を形成する外周リング５の内周面５ａの位置を矢印φ１
２０によって示してある。図１中の固定型部１及び可動
型部２において、前記した外周リング５の内周面５ａの
位置よりも左側に図示してある温調溝３，３…は、光デ
ィスクの中間領域からキャビティ６の外周領域と対応し
て平面形状において円環状の領域内に設けられている温
調溝３，３…であり、また、図１中の固定型部１及び可
動型部２において、前記した外周リング５の内周面５ａ
の位置よりも右側に図示してある温調溝３は、キャビテ
ィ６の外周領域よりも外方の近傍の領域と対応する平面
形状において円環状の領域内に設けられている温調溝３
である。図１に示す構成例において、前記した外周リン
グ５の内周面５ａの位置よりも右側に図示してある温調
溝３は、矢印φ１２０によって示してある外周リング５
の内周面５ａの位置から、外方に１０ｍｍだけ離れた図
１中で矢印φ１３０によって示してある位置に中心が位
置している。

【００１２】射出成形用金型のキャビティ６内で成形さ
れる光ディスクの中間領域からキャビティ６の外周領域
よりも外方の近傍の領域までに設定された平面形状にお
いて円環状の領域と対応している射出成形用金型の部分
の射出成形作業時の温度を、所定の温度範囲に保持させ
るために、光ディスクの射出成形用金型の固定型部１と
可動型部２とに設ける温度調節手段としては、既述のよ
うに温度調節用の液体を温調溝に流通させるような構成
の他に、射出成形用金型のキャビティ６内で成形される
光ディスクの中間領域からキャビティ６の外周領域より
も外方の近傍の領域までに設定された平面形状において
円環状の領域と対応している射出成形用金型の固定型部
１と可動型部２とに、温度調節用の電熱線が配設させる
ようにしてもよい。

【００１３】図１に示す光ディスクの射出成形用金型の
固定型部１と可動型部２との間に構成されるキャビティ
６内に、溶融状態の熱可塑性樹脂を高速充填する。１例
として、熱可塑性樹脂として平均分子量が１５０００の
ポリカーボネート樹脂を用い、前記のポリカーボネート
樹脂を摂氏３４０度で溶融状態とし、温度調節手段によ
って摂氏１１５度にされている光ディスクの射出成形用
金型のキャビティ６内を高速充填する。前記の溶融状態
の熱可塑性樹脂を固化させると、スタンパ４の表面の凹
凸形状が熱可塑性樹脂製のディスクの表面に良好に転写
されている状態の直径が１２０ｍｍの光ディスクの基板
を金型から取り出すことができる。

【００１４】そして、図１に示す光ディスクの射出成形
用金型を用いて射出成形して得た光ディスクの基板を用
いて製作した光ディスクについて、径方向の特定な離散
的な複数の位置におけるそれぞれの円周上の１２個所の
複屈折の値の平均値を測定したところ、図５中の白丸で
示すような結果が得られた。また、図１に示す光ディス
クの射出成形用金型を用いて射出成形して得た光ディス
クの基板を用いて製作した光ディスクについて、径方向
の特定な離散的な複数の位置におけるそれぞれの円周上
の１２個所の複屈折の値の最大値と最小値との差を、複
屈折のばらつきとして求めた結果は、図５中の白の棒グ
ラフで示されるものとなった。なお、図５における横軸
は光ディスクの中心からの径方向での距離を示す。

【００１５】図２及び図３は、図１を参照して既述した
本発明の光ディスクの射出成形用金型との対比例として
用いた射出成形用金型の構成を示した図である。図２に
一部の縦断面図で示す光ディスクの射出成形用金型は、
射出成形用金型のキャビティ６内で、直径が１２０ｍｍ
の光ディスクの基板を製作させる場合に使用される光デ
ィスクの射出成形用金型であり、図２中においてキャビ
ティ６の外周壁を形成する外周リング５の内周面５ａの
位置を矢印φ１２０によって示している。図２中の固定
型部１及び可動型部２において、温調溝３，３…は前記
した外周リング５の内周面５ａの位置よりも右側には設
けられていない。図２に示す光ディスクの射出成形用金
型の温調溝３，３…は、光ディスクの中間領域からキャ
ビティ６の外周領域と対応して平面形状において円環状
の領域内に設けられており、それの最外側に位置する温
調溝３は、矢印φ１０９によって示してある位置に中心
が位置している。

【００１６】また、図３に平面図で示す光ディスクの射
出成形用金型は、射出成形用金型のキャビティ６内で、
直径が１２０ｍｍの光ディスクの基板を製作させる場合
に使用される光ディスクの射出成形用金型であり、図３
中においてキャビティ６の外周壁を形成する外周リング
の内周面の位置を矢印φ１２０によって示している。ま
た、温調溝３，３…は前記した外周リングの内周面の位
置よりも左側には、それの最外側に位置する温調溝３
が、矢印φ１０９によって示してある位置に中心が位置
するように設けてあるとともに、前記した外周リングの
内周面の位置よりも右側には、略々直線状の温調溝９，
９を設けてある。

【００１７】前記した図２及び図３の各図に示すような
構成を有する各比較例の光ディスクの射出成形用金型の
キャビティ６内に、それぞれ熱可塑性樹脂として平均分
子量が１５０００のポリカーボネート樹脂を用い、前記
のポリカーボネート樹脂を摂氏３４０度で溶融状態と
し、温度調節手段によって摂氏１１５度にされている光
ディスクの射出成形用金型のキャビティ６内を高速充填
し、前記の溶融状態の熱可塑性樹脂を固化させると、ス
タンパ４の表面の凹凸形状が熱可塑性樹脂製のディスク
の表面に転写されている状態の直径が１２０ｍｍの光デ
ィスクの基板を金型から取り出し、その基板を用いて製
作したそれぞれの光ディスクについて、径方向の特定な
離散的な複数の位置におけるそれぞれの円周上の１２個
所の複屈折の値の平均値を測定したところ、図２に示す
比較例の光ディスクの射出成形用金型を用いて射出成形
して得た光ディスクの基板を用いて製作した光ディスク
については、図５中の黒丸で示すような結果が得られ、
また、図３に示す比較例の光ディスクの射出成形用金型
を用いて射出成形して得た光ディスクの基板を用いて製
作した光ディスクについては、図５中の斜線でハッチン
グを施した丸で示すような結果が得られた。

【００１８】次に、図２に示す光ディスクの射出成形用
金型を用いて射出成形して得た光ディスクの基板を用い
て製作した光ディスクについて、径方向の特定な離散的
な複数の位置におけるそれぞれの円周上の１２個所の複
屈折の値の最大値と最小値との差を、複屈折のばらつき
として求めた結果は、図５中の黒の棒グラフで示される
ものとなり、図３に示す光ディスクの射出成形用金型を
用いて射出成形して得た光ディスクの基板を用いて製作
した光ディスクについて、径方向の特定な離散的な複数
の位置におけるそれぞれの円周上の１２個所の複屈折の
値の最大値と最小値との差を、複屈折のばらつきとして
求めた結果は、図５中の斜線でハッチングを施した棒グ
ラフで示されるものとなった。図５に示す測定の結果か
らも明らかなように、本発明の光ディスクの射出成形用
金型を用いて射出成形して得た光ディスクの基板を用い
て製作した光ディスクでは、光ディスクの最外周部にお
いても複屈折が問題にならないようにできる。

【００１９】

【発明の効果】以上、詳細に説明したところから明らか
なように本発明の光ディスクの射出成形用金型では、溶
融した熱可塑性樹脂を光ディスクの射出成形用金型で構
成されたキャビティ内に射出し、キャビティの壁面に設
けられているスタンパの表面の凹凸形状が樹脂製のディ
スクの表面に転写された状態の光ディスクを製作する際
に使用される光ディスクの射出成形用金型におけるキャ
ビティ内に成形される光ディスクの中間領域からキャビ
ティの外周領域よりも外方の近傍の領域までに設定され
た平面形状において円環状の領域と対応している射出成
形用金型の部分の射出成形作業時の温度を、所定の温度
範囲に保持させる温度調節手段を設けたことにより、光
ディスクの最外周部においても複屈折が問題にならない
ようにできるのであり、本発明により従来の問題点を良
好に解決できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ディスクの射出成形用金型の一部の
縦断面図である。

【図２】比較例の光ディスクの射出成形用金型の一部の
縦断面図である。

【図３】比較例の光ディスクの射出成形用金型の平面図
である。

【図４】射出成形用金型の断面の温度分布を示す図であ
る。

【図５】光ディスクの径方向の複屈折の値の測定値のグ
ラフである。

【符号の説明】

１…固定金型部、２…可動金型部、３，９…温調溝、４
…スタンパ、５…外周リング、６…キャビティ、１…

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融した熱可塑性樹脂を光ディスクの射
   出成形用金型で構成されたキャビティ内に射出し、キャ
   ビティの壁面に設けられているスタンパの表面の凹凸形
   状が樹脂製のディスクの表面に転写された状態の光ディ
   スクを製作する際に使用される光ディスクの射出成形用
   金型であって、前記した射出成形用金型のキャビティ内
   に成形される光ディスクの中間領域からキャビティの外
   周領域よりも外方の近傍の領域までに設定された平面形
   状において円環状の領域と対応している射出成形用金型
   の部分の射出成形作業時の温度を、所定の温度範囲に保
   持させる温度調節手段を備えていることを特徴とする光
   ディスクの射出成形用金型。
2. 【請求項２】 溶融した熱可塑性樹脂を光ディスクの射
   出成形用金型で構成されたキャビティ内に射出し、キャ
   ビティの壁面に設けられているスタンパの表面の凹凸形
   状が樹脂製のディスクの表面に転写された状態の光ディ
   スクを製作する際に使用される光ディスクの射出成形用
   金型であって、前記した射出成形用金型のキャビティ内
   に成形される光ディスクの中間領域からキャビティの外
   周領域よりも外方の近傍の領域までに設定された平面形
   状において円環状の領域と対応している射出成形用金型
   の部分に、温度調節用の液体を流通させる複数の円環状
   の通路を設けてなる光ディスクの射出成形用金型。