JP2008192236A - 光ディスク基板の成形金型および成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スタンパをセットして光ディスク基板を成形する金型において、基板成形時にスタンパが安定・均一に径方向に伸縮動作できるようにして、サーボ特性の良い光ディスクを得る。
【解決手段】突き当てリング３にこれと同心状に、リング状のスタンパ保持治具２０を取り付ける。保持治具２０では複数の爪状片２０ａを内周側に、かつ円周方向に間欠的に設ける。固定側鏡面２上のスタンパ１の情報記録面外周部直近に爪状片２０ａを対向させてスタンパ用の第１の係止部材とする。キャビティリング４下面のうち内周端近傍部分をスタンパの情報記録面直近に位置させて、キャビティリングをスタンパ用の第２の係止部材とする。成形工程では、キャビティへ１１への溶融樹脂の射出充填／樹脂冷却に伴うスタンパの、径方向の熱膨張／収縮動作が円滑に進行するように、上記係止部材・スタンパ間にクリアランスを維持させる。
【選択図】図８

Description

本発明は光ディスク基板の成形金型および成形方法、並びにこの成形方法で得られた基板からなる光ディスクに関するものである。

ＤＶＤ等の光ディスクに用いられる基板は、射出成形法あるいは射出圧縮成形法で成形して作製されている。この光ディスク基板の成形方法はいずれも金型を閉止して形成したキャビティ内に溶融させた材料樹脂を充填する。そして、金型外へ取り出し可能な温度になるまで溶融樹脂を金型内で冷却し固化させて所定の基板形状にまで成形する。この光ディスク基板を成形するキャビティ内には、光ディスクに必要な情報がピット列あるいは案内溝として刻み込まれているスタンパがセットされており、溶融樹脂をキャビティ内へ充填してから固化させるまでの工程中に成形される光ディスク基板上に、スタンパに刻まれた必要な情報を転写する。金型内で成形された光ディスク基板は、金型内における冷却工程が完了した後に金型外へ取り出され、成形以降の次工程へ受け渡され、光ディスクが作製される。

この光ディスクの情報の読み書きが正確に行われるためには、微細なピット列あるいはグルーブが光ディスク基板上へ精密に転写されることが必要となる。そのため材料樹脂を高い温度で溶融させて流動性を高めるとともに、高い流動性を保持したままキャビティ中へ充填されるように高速充填する。また、金型温度についても流動性の低下を避けるために高めに設定して成形を行う。

このように材料樹脂を高い温度で溶融してキャビティ内に射出充填させた場合、材料樹脂からはオリゴマーといわれる材料樹脂中に含まれる低分子成分や、離型剤などの添加剤成分が成形中にガス化する現象が生じる。そこで、発生したガスを、ガスベントを通過させて外部へ放出するようにしている。

光ディスク基板の成形金型の従来例について説明する。
図１は従来良く知られた構造の成形金型（以下、金型と記載することがある）を示す概略断面図である。この図において符号１はスタンパ、２は固定側鏡面、３は突き当てリング、４はキャビティリング、５はガス抜け穴（ガス吸引溝）、６は可動側鏡面、７はスタンパ吸引溝、８は固定側ガイドリング（キャビティ押さえ）、９はキャビティリング押さえ、１０は可動側ガイドリング、１１はキャビティ、１２は溶融樹脂射出充填用のノズル、３１は固定側金型（固定部）、３２は可動側金型（可動部）である。
上記ガス抜け穴５およびスタンパ吸引溝７には、真空発生装置による真空系に接続され、成形工程でキャビティ内樹脂から発生するガスはガス抜け穴５を介して排気される。また、固定側鏡面２上に載置されたスタンパ１は、スタンパ吸引溝７からの吸引力により吸着保持される。

すなわち、光ディスク基板は、（１）スタンパ１およびスタンパ吸引溝７を有する固定側鏡面２と、突き当てリング３と、ガス抜け穴５を有する固定側ガイドリング８とを備えた固定部３１と、（２）可動側鏡面６とキャビティリング押さえ９とによって保持されているキャビティリング４と、可動側ガイドリング１０とを備えた可動部３２とからなる金型において、射出成形方法または射出圧縮成形方法によって成形される。

図２は上記金型による成形プロセスの説明図であって、型開き状態を示すものである。図３は上記金型による成形プロセスの説明図であって、図２につづく型締め・樹脂射出工程を示すものである。図４は上記金型による成形プロセスの説明図であって、図３につづく型開き工程を示すものである。図５は上記金型による成形プロセスの説明図であって、図４につづく基板取り出し工程を示すものである。図６は上記金型による成形プロセスにおいて、キャビティ内の溶融樹脂から発生するガスの、金型外への流れを示す説明図である。図３〜図５において符号１４は成形基板、１７はこの成形基板１４を取り出すための基板取り出し機である。また、図６において符号１５は排気通路（クリアランスＣＬ）、１５ａは射出充填された樹脂から発生するガス（ガスの流れ）である。

光ディスク基板の成形プロセスでは図２、図３に示すように、型開き状態（図２）から型が閉まると同時に、キャビティリング４と、可動側鏡面６と、固定側鏡面２上に吸着固定されているスタンパ１とによって形成されるキャビティ１１に、ノズル１２から溶融樹脂が射出される（図３）。キャビティ１１に樹脂が射出されると、樹脂はスタンパ１の情報記録面の溝（スタンパ表面の微細凹凸パターン）に流れ込む。樹脂の温度は３００〜４００℃のため、樹脂がスタンパに流れこむ際、スタンパは樹脂の熱により膨張する。樹脂がキャビティ１１内の全体に広がると、成形プロセスはスタンパの溝を転写させるため、保圧工程、冷却工程と工程が進む。冷却工程時にはキャビティ内の樹脂温度は１００〜１５０℃まで温度が下がる。樹脂温度の低下に伴い、スタンパは、樹脂が冷却されたことにより収縮する。このように、成形時にスタンパの伸縮が生じるため固定側鏡面２の表面が荒れてしまい、寿命が低下する。
成形基板が成形されると金型を開き（図４）、基板取り出し機１７により成形基板１４を取り出す（図５）。

ところが、キャビティ内に樹脂が射出充填される際、射出された樹脂からガスが発生する。このガスが溜まると金型部品の動きが悪くなり、成形基板の品質にも影響するため、従来の射出成形機には、ガスを効率良く金型外に排気できるようにガス配管経路を増やしたり、ガスを強制的に排気させたりするための機構が搭載されている。

図１に示す金型では、一般的に固定側鏡面２と突き当てリング３とが別部品として組み込まれており、固定側鏡面２のメンテナンスがしやすいようになっている。また、分解しやすいように、固定側鏡面２と突き当てリング３の間にクリアランスを形成した構造のものある。また、キャビティ内に射出された樹脂からガスが発生するため、一般の金型構造ではこの発生したガスを金型外に排気する必要があり、効率良く排気するために、それぞれの部品間に排気通路となるクリアランスを設けている。金型構造として、突き当てリング３の上部および下部に溝を設けたりすることにより、ガス抜け効率を良くしているものもある。

ところで、光ディスクの情報の読み書きが正確に行われるためには、微細なピット列あるいはグルーブが光ディスク基板上へ精密に転写されることが必要となる。このように、成形基板の品質を確保するためには、スタンパの溝を正確に転写し、かつ、成形された成形基板を金型およびスタンパから均一に無理なく円滑に剥離することが重要になってくる。

下記特許文献１には、成形基板を均一に剥離する（成形基板の剥離不良を防止する）ことができるようにした光ディスク基板成形用金型に係る発明が開示されている。この発明では、成形型開時に外径リングがピストンにより可動とした金型構造を採用している。

この成形用金型では、成形品を固定側鏡面板およびスタンパから離型させるに先立って予め成形品の外径面を離型させ、次の固定側鏡面板およびスタンパからの離型で供給された圧縮空気を、型開き時に固定側、可動側いずれも均一かつ容易に広げることができ、離型に遅れを生じる場合はないから成形品の離型不良がなくなり、成形品の機械的変形は生じない。従って、離型性の改善及び成形品質の向上が図れる、というものである。

また、スタンパの溝を正確に転写する際、熱によるスタンパの伸縮が均一に行われていることも重要である。スタンパの伸縮が不均一な場合、スタンパ溝を樹脂に転写する際に歪みが発生し、その部分の基板特性が悪化してしまう。

そこで、下記特許文献２に記載の光ディスク基板成形用金型では、成形時にスタンパ径方向の変形や歪みを生じることなく均一に伸縮させる構造として、スタンパ側鏡面の外周に切れ込みを入れ、成形時の熱による内周と外周の収縮差をなくすようにしている。すなわちこの金型では固定金型と、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基板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。

特許２６４２１５８号公報 特開平７−５７３０６号公報

上記図１に示すような光ディスク基板成形用金型においては、スタンパ１はスタンパ吸引溝７からの吸引力により固定側鏡面２にしっかり固定しておくのが一般的である。しかしながら、このようにスタンパを吸引固定すると、成形時にスタンパの伸縮が円滑に行われなくなる不具合が生じる。

また、キャビティ１１内に射出充填された樹脂からはガス１５ａが発生するため、一般の金型構造ではこのガスを金型外に排気する必要があり、排気効率を上げるためガス排気機構が設けられている。図６に示すように、ガス１５ａは排気通路１５を介して排出される。この場合ガス１５ａは、成形中の基板裏面（スタンパ１表面の凹凸微細パターンが転写されていない側の面）の内周側から外周側に向かって流れる。ついでガス１５ａは、突き当てリング３・キャビティリング４間のクリアランスＣＬを流れ、さらに、固定側ガイドリング８に形成されたガス抜け穴５、固定側ガイドリング８・ガイドリング１０間のクリアランスＣＬ等を介して金型外に排気される。このように上記クリアランスＣＬは、ガス１５ａの排気通路１５を形成している。

ところが上記したように、成形工程においてスタンパを吸引固定したままにしておくと、成形時の「樹脂射出充填／樹脂冷却」に起因する、「スタンパの加熱／冷却」に伴う、スタンパの径方向の伸縮が円滑に行われなくなる問題がある。また、射出充填された樹脂からのガスがスタンパ裏面に不均一に付着することも、成形時に発生するスタンパの伸縮がガス付着部で円滑に進行できなくなる原因となる。

ガスがスタンパ裏面に不均一に付着する問題について更に説明すると、図６の排気通路１５のように、ガスがスタンパ１の側面（外周縁）から固定側鏡面２に添って流れる構造になっている金型の場合、成形時に発生するスタンパの伸縮時に、そのガス（の凝固物）がスタンパの裏面（成形基板１４側の面）に付着しやすくなる。このガス付着は、一般にスタンパ裏面の外周部で発生する。

そして、ガスがスタンパ裏面に不均一に付着すると、吸引によってしっかり固定側鏡面２に固定されたスタンパ１は、成形基板を形成する際に発生するスタンパの伸縮動作が上記ガス付着部分で不均一となり、このガス付着部分で転写された溝のトラックが歪むことがある。トラックが歪むと、光ディスクの記録・再生に重要なサーボ性能が低下する。特に、高速記録用光ディスクに関しては、このサーボ性能の要求が厳しく、このスタンパ裏面にガスが付着することにより発生するサーボ特性の低下により、良品率が低下する。

したがって本発明の主要な目的は、金型内にスタンパをセットして光ディスク基板を成形する金型において、光ディスク基板成形時にスタンパが安定・均一に伸縮動作できるようにし、これにより、サーボ特性の良い高品質な光ディスクを安定して製造することにある。

以下、請求項別にその構成について説明する（図６、図８、図９を参照）。
請求項１の発明に係る光ディスク基板の成形金型は、
スタンパをスタンパ取り付け面にセットして金型キャビティを形成し、該キャビティに射出・充填した溶融樹脂を冷却することにより光ディスク基板を成形する金型において、
前記スタンパ取り付け面にセットしたスタンパの情報記録面外周部を係止する、径方向内向きの係止部を有するスタンパ保持治具を備え、
該スタンパ保持治具の係止部は、成形工程においてキャビティへの溶融樹脂の射出・充填／該樹脂の冷却に伴い、スタンパが径方向に膨張／収縮するのを許容しうるように、スタンパの情報記録面外周部との間にクリアランスを維持するものである、ことを特徴とする。

請求項１の成形金型では従来の金型と同様に、金型にスタンパ吸引穴を設け、金型にスタンパをセットする際、このスタンパ吸引溝の吸引力によってスタンパ保持することが好ましい。また、この場合、成形工程開始時点からはスタンパ吸引溝による吸引操作を停止するのが望ましく、こうすることで、成形工程でのスタンパ径方向の膨張／収縮が円滑に進行する。

請求項２の発明に係る光ディスク基板の成形金型は、請求項１において、前記スタンパが常温であるときに、前記スタンパ保持治具の係止部と、スタンパの情報記録面外周部との間のクリアランスが２０〜５０μｍであることを特徴とする。
請求項３の発明に係る光ディスク基板の成形金型は、請求項１または２において、当該成形金型は可動側金型にキャビティリングを備え、スタンパが固定側金型の固定側鏡面（これは前記スタンパ取り付け面に相当する）にセットされ、スタンパの情報記録面が前記キャビティリングと対向するものであって、スタンパが常温であるときに、これらキャビティリングとスタンパの情報記録面外周部との間に２０〜５０μｍのクリアランスを有することを特徴とする。

請求項４の発明に係る光ディスク基板の成形金型は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記スタンパ保持治具は、前記係止部としての爪状片を内周側に複数、かつ円周方向に間欠的に設けて構成された、全体がリング状のものであって、前記爪状片がスタンパの前記外周部に対向していることを特徴とする。
なお、上記爪状片を複数備えたリング状のスタンパ保持治具に替えて、複数の爪状片を同一円周上に、かつ相互間に適宜間隔をあけて配置することもできる。

請求項５の発明に係る光ディスク基板の成形金型は、請求項３または４において、前記スタンパ保持治具は、前記固定側鏡面の外周側に設けられた突き当てリングに着脱自在に固定されていることを特徴とする。

請求項６の発明に係る光ディスク基板の成形金型は、請求項５において、前記スタンパ保持治具には、これを前記突き当てリングに着脱自在に固定するための部位にだるま穴（長穴の一種）が複数、当該スタンパ保持治具の円周方向に間欠的に設けられていることを特徴とする。

請求項７の発明に係る光ディスク基板の成形方法は、請求項１〜６のいずれかに記載の成形金型のキャビティに溶融樹脂を射出充填することを特徴とする。

請求項８の発明に係る光ディスクは、請求項７に記載の成形方法で成形された光ディスク基板により製造されたことを特徴とする。

請求項９の発明に係る光ディスク基板の成形方法は、スタンパをスタンパ取り付け面にセットして金型キャビティを形成し、該キャビティに射出充填した溶融樹脂を冷却することにより光ディスク基板を成形する方法において、
前記スタンパ取り付け面にセットしたスタンパの情報記録面外周部を係止する係止手段を設け、
キャビティへの溶融樹脂の射出充填／該樹脂の冷却に伴い、スタンパが径方向に自由に膨張／収縮しうるように、前記係止手段とスタンパ情報記録面外周部との間にクリアランスを維持して成形工程を進めることを特徴とする。

請求項９の成形方法では従来と同様に、スタンパ吸引溝を設けた金型を使用するのが好ましい。そしてこの金型では、スタンパを金型内にセットしてキャビティを形成する際には吸引溝による吸引操作を行うが、成形工程開始時点からスタンパ吸引穴による吸引操作を停止するのが良い。すなわち、加熱または冷却によりスタンパが膨張または収縮するような工程においては、スタンパ吸引溝を作動させない。これにより、成形工程におけるスタンパの、径方向の膨張／収縮が円滑に進行する。

請求項１〜６のいずれかに記載の成形金型では、上記態様のとおり上記クリアランスを形成したので、これらの成形金型を使用する請求項７の発明によれば、成形操作を連続で継続しても成形時に発生するスタンパの伸縮動作が円滑に進行する。つまり、伸縮動作の自由度が向上する。したがって、スタンパに記録した情報が正確に、光ディスク基板に転写される。
その結果、請求項７の発明によれば、仮にスタンパの裏面にガスの凝固物が付着しても、成形時のスタンパ伸縮動作を妨げることがないため、サーボ特性が良好な光ディスクを安定的に作製することができ、高品質の光ディスクが提供される。また、スタンパ裏面にガスの凝固物が付着しない場合には、成形時のスタンパ伸縮動作が更に円滑に進むので、特に高品質の光ディスクが提供される（請求項８）。

請求項２、請求項３の成形金型では、所定のクリアランスを２０〜５０μｍとしたので、スタンパの上記伸縮動作の自由度が著しく向上し、光ディスクにおけるトラッキングエラー取残り量の水準が大幅に低下する（後記する図１１を参照）。
請求項４の成形金型では、所定のリング状のスタンパ保持治具を使用するので、簡単な金型構造により、上記スタンパの伸縮動作の自由度向上効果が得られる。また、スタンパ保持操作を簡便に行うことができる。

請求項５の成形金型では、光ディスク基板の鏡面側（固定側鏡面に固定された側の面）のバリ発生を容易に抑えることができる。
請求項６の成形金型では、だるま穴を所定の態様で設けたから、スタンパ保持治具を突き当てリングに対して、（たとえばボルトにより）着脱する際の作業を簡便に行うことができる。したがって、スタンパの交換作業が容易となる。

請求項７、請求項９の成形方法による光ディスク基板によって作製された光ディスク、および請求項８の光ディスクでは、優れたサーボ特性が保証される。

本発明の実施形態を、まず成形金型の構造について図面を参照して説明する。図８は成形金型の要部構造を示す断面図であって、金型の型締め状態を示している。図９はこの金型を構成するスタンパ保持治具の全体構造を示す平面図である。

初めに、従来一般に使用されてきた、光ディスク基板成形用の成形金型について図１、図６をもとに説明すると、この成形金型では固定側鏡面２にスタンパ吸引溝７を設け、この吸引溝による吸引力でスタンパ１をしっかり固定保持している。このため成形時に発生するスタンパの伸縮動作がしにくい状態となっている。

つぎに、本実施形態に係る成形金型の構造上の要点を説明する（図８、図９を参照）。
突き当てリング３にこれと同心状に、リング状のスタンパ保持治具２０を取り付ける。保持治具２０では複数の爪状片２０ａを内周側に、かつ円周方向に間欠的に設ける。固定側鏡面２上のスタンパ１の情報記録面外周部直近に上記爪状片２０ａを対向させてスタンパ用の第１の係止部材とする。キャビティリング４下面のうち内周端近傍部分をスタンパの情報記録面直近に位置させて、キャビティリングをスタンパ用の第２の係止部材とする。
そして成形工程では、キャビティ１１への溶融樹脂の射出充填／樹脂冷却に伴う、スタンパ径方向の熱膨張／収縮動作が円滑に進行するように、上記第１の係止部材・スタンパ間および、上記第２の係止部材・スタンパ間にクリアランスを維持させる。

本発明では、図９に示すスタンパ保持治具２０を図８に示す態様で取り付け、このスタンパ保持治具２０の内周側に設けた爪状片２０ａによりスタンパ外周部を係止する。スタンパ１を固定側鏡面２にセットする際には、スタンパ内周部は従来良く知られた構成のスタンパホルダ（図示せず）で固定する。
スタンパはあらかじめスタンパ吸引溝７によって吸着固定し、この状態でスタンパ保持治具２０により、スタンパ外周部を保持する。そして、成形工程開始時点からは、スタンパ吸引溝７によるスタンパ吸引操作は停止する（上記スタンパホルダの構造、配置態様等の一例に関しては、例えば特開２００３−１８１８８３号公報の図１およびその説明文を参照）。
なお、図８の金型ではスタンパ吸引溝７を設けてあるが、これが形成されていない金型を使用することもできる。いずれにしても、スタンパ外周部は、スタンパセット時および成形時において、スタンパ保持治具２０により保持する。

図８の構造について更に説明する。可動側金型（可動部）３２では、可動側鏡面６の外周側にキャビティリング４を、ボルト等により着脱自在に取り付ける。キャビティリング４の外周側には、可動側ガイドリング１０を設ける。そして、他の部材とともにこのキャビティリング４の内周端面により、キャビティ１１を形成する。
一方、固定側金型（固定部）３１では、固定側鏡面２の外周側に突き当てリング３を、ボルト等により着脱自在に取り付ける。さらに、固定側ガイドリング８を突き当てリング３の外周側に配置する。また、この固定側金型３１にはスタンパ吸引溝７を形成し、これを図略の真空系に接続する

そして、光ディスク基板の成形に際しては、固定側鏡面２上にスタンパ１を載置し、スタンパ１の内周端を図略のスタンパホルダで保持し、ついで、突き当てリング３の内周部上にスタンパ保持治具２０を載置し、ボルト等により着脱自在に取り付ける。これにより、スタンパの外周部表面（正確には、スタンパ情報記録面外周部）との間にクリアランスＣＬがセット・維持される。ついで、可動側金型３２を固定側金型（固定部）３１に接近させ金型の型締めを行って、図８に示す状態とする。

図８において、キャビティリング４の内周端面はキャビティ１１に臨んでいるが、このキャビティリング４下面のうち内周端近傍部分は、スタンパ１の外周部表面の直近に位置しており、これらスタンパ１・キャビティリング４間のクリアランスＣＬは、スタンパが常温のときに２０〜５０μｍの範囲内にある（請求項３）。また、この図８で明らかなように、キャビティリング４下面のうち内周端近傍部分よりも外周側にはスタンパ１との間および、スタンパ保持治具２０との間に十分な間隙が形成されている。

このように図８の成形金型では、スタンパの情報記録側の面のうちスタンパ外周端部がスタンパ保持治具２０に係止され、スタンパの情報記録側の面のうち内周側、つまりキャビティ１１直近部分がキャビティリング４で係止されており、これら係止部のクリアランスＣＬは、金型が常温であるときに２０〜５０μｍの範囲内にある。また、上記したように、スタンパの情報記録側の面と反対側の面は全面、固定側鏡面２に保持されている。

上記スタンパ保持治具２０では、固定側鏡面２の外周側に設けられた突き当てリング３に着脱自在に固着されているため、光ディスク基板の鏡面側（固定側鏡面２に固定された側の面）のバリ発生を容易に抑えることができる。
なお、図８の状態ではこの金型に、図６に示す排気通路１５と同様の排気通路が形成されるが、この図ではこれを省略してある。

上記スタンパ保持治具２０は、図９に示すとおり全体が円環状のもので、複数の爪状片２０ａを内周側に、円周方向に間欠的に、かつ等ピッチで設けて構成されている。爪状片２０ａはスタンパ外周部上面に対向している（図８）。また、このスタンパ保持治具２０には、これを突き当てリング３に着脱自在に固定するための部位に、だるま形状の貫通孔としてのだるま穴２０ｂが複数、このスタンパ保持治具の円周方向に間欠的に設けられている。そして、上記したように、図８の金型温度が常温（成形工程開始前）である場合において、スタンパ保持治具２０のスタンパ係止部である爪状片２０ａと、スタンパ１の情報記録面外周部との間のクリアランスＣＬは２０〜５０μｍとなっている。

また、図８の金型では、スタンパが常温である場合において、キャビティリング４の内周部表面とスタンパ表面との間に２０〜５０μｍのクリアランスＣＬが形成されているが、キャビティリング４の内周部以外の部分では、図８で明らかなように、キャビティリング４・スタンパ１間には十分な間隙が形成されている。
なお、上記爪状片２０ａを複数備えたリング状のスタンパ保持治具２０に替えて、複数の爪状片を同一円周上に、爪状片相互間に適宜間隔をあけて配置することもできる。

このように本発明の成形金型では、スタンパ保持治具２０とスタンパ１が接触してしまうと、成形工程においてスタンパ１の伸縮動作が円滑にできなくなるため、上記のようスタンパ保持治具２０・スタンパ１間に所定のクリアランスを形成する。これにより、キャビティ１１に溶融樹脂を射出し、冷却する際に発生するスタンパの伸縮動作を良好にすることができる。

なお、図７に示す現在検討中の成形金型では、スタンパ１をキャビティリング４で保持するようにしており、キャビティリング４は固定側金型３１に設置される。この金型構造の場合、キャビティを形成する際、キャビティリング４と可動側鏡面６との境界に樹脂が入り込んでバリが発生し、このバリ制御が非常に困難になる。したがって、キャビティリング４は可動側金型３２に設置する構造にし、スタンパ保持治具を別構造にすることが望ましい。

上記図８の成形金型においては、所望により突き当てリング３とスタンパ保持治具２０とを一体化することもできるが、光ディスク基板を生産する場合のスタンパ交換作業が簡便でなくなることがある。このため、図８のように突き当てリング３とスタンパ保持治具２０とを別部材とし、スタンパ保持治具２０を突き当てリング３に着脱容易とすることで、スタンパの取り外しが容易な構造にする。
このように、本実施形態では、スタンパ保持治具２０として図９に示すものを用い、だるま穴２０ｂにボルトを挿入して、スタンパ保持治具２０を突き当てリング３に固定することにより、該治具２０の取り付け・取り外しが容易な構造にした。

図１０は、光ディスクのサーボ特性を示すグラフ（オントラック時のトラック信号）、すなわち、オントラック時のトラッキングエラー信号を示している。また、符号Ａはトラックジャンプ信号である。
トラックに歪が発生すると、その部分のトラックを追従できず、符号Ｂ（トラックに追従できなかった部分）のような波形になる。この場合、トラッキングエラー信号取残り量を、ｂのａに対する比すなわち、ｂ／ａで求めた。ただし、ａはトラックジャンプするときに得られる信号の量を示し、ｂはトラックに追従できなかった量を示す。つまり、完全にディスクのトラックに追従できれば、トラッキングエラー信号取残り量はゼロであり、トラックが追従できない部分が大きいほど、この値は大きくなる。

トラッキングエラー信号取残り量は、光ディスクの記録、再生に重要となるサーボ特性の代替値であり、完全にトラックを追従できればトラッキングエラー信号取残り量は０であり、トラックが追従できなかった部分が大きいほどこの値は大きくなる。その評価方法としては、パルステック社製のＤＤＵ１０００を用いる。レーザーの波長は６５０±５ｎｍで、ＮＡは０．６０±０．０１を使用する。光ディスクをＣＡＶ(角速度一定)として３０００ｒｐｍで回転させ、フォーカス、トラッキングをかけ、オントラック時のトラック信号を評価する。また設定として、１回転したらトラックが１つ前のトラックに戻るように設定する（トラックジャンプ）。このそのとき図１０に示すような、オントラック時のトラッキングエラー信号が得られる。

図１１は、図８の成形金型おけるキャビティリング４・スタンパ１間のクリアランスＣＬ（金型が常温の場合の値）と、トラッキングエラー信号取残り量との関係を示すグラフであり、クリアンスが約３０μｍであるときに、上記取残り量が最小になっている。上記爪状片２０ａ・スタンパ１間のクリアランスＣＬ（金型が常温の場合の値）に関しても、図１１と同様の関係があることが確認されている。

上記図１１の結果について更に説明する。クリアランスが３０〜５０μｍの範囲では、スタンパ１とキャビティリング４とのクリアランスが広いと、トラッキングエラー信号取残り量は大きくなり、狭めていくとこの値は小さくなる。クリアランスが１０μｍ前後と狭すぎると、成形時にスタンパが伸縮しようとする際、このクリアランスが抵抗となりスタンパの伸縮動作が円滑に進行せず、スタンパに歪が発生する。
ただし、上記クリアランスを広げすぎると、このクリアランスに樹脂が入り込みこの樹脂部分が、光ディスク成形基板の成形後にバリとなる。このバリは、光ディスク基板同士の貼り合わせ時において、相手側の基板表面に衝突して歪を発生させることがあり、トラッキングエラー信号取残り量の悪化原因となる。図１１から、上記クリアランスは約３０μｍが最適であるといえる。
以上の結果から、スタンパ保持治具・スタンパ間のクリアランスおよび、キャビティリング・スタンパ間のクリアランス（いずれも常温時）は、ともに２０〜５０μｍとすることが望ましく、これにより、成形工程時のスタンパの伸縮動作が自在にできるようになる。

つぎに図１２は、図１に示す比較例に係る従来の金型で作製された光ディスクの、トラッキングエラー信号取残り量を示すグラフである。図１３は、図８および図９に示す本発明の実施例に係る金型で作製された光ディスクの、トラッキングエラー信号取残り量を示すグラフである。これら比較例および実施例では、光ディスク基板の成形枚数のごとに、これらの基板から得られた光ディスクのトラッキングエラー信号取残り量を確認した。

この場合、比較例では成形工程中、常にスタンパを固定側鏡面に吸引固定した。
実施例では金型組み付け時に、スタンパ１・キャビティリング４間のクリアランスを２０μｍに、スタンパ１・スタンパ保持治具２０間のクリアランスを３０μｍにそれぞれ設定した。そしてこの実施例では、スタンパを固定側鏡面２に載置する際、スタンパの内周部を図略のスタンパホルダで保持するととともに、スタンパ吸引溝７によりスタンパを固定側鏡面に固定し、ついでスタンパ保持治具でスタンパ外周部を保持したのち、スタンパ吸引溝７によるスタンパ吸着操作を停止した。

図１２で明らかなように、スタンパを固定側鏡面に吸引固定した、図１の成形金型による光ディスク基板で作製された光ディスクでは、光ディスク基板の成形枚数の増加とともにトラッキングエラー信号取残り量が増大している。これに対し、図１３では光ディスク基板の成形枚数が増加しても、トラッキングエラー信号取残り量は高くなっておらず、本発明の効果が確認できた。

本発明では図８の構成と、図６に示す排気通路の構成とを兼ねた成形金型とすることもできる。すなわち、請求項１の構成を有するとともに、下記構成をも備えた光ディスク基板成形金型を採用することもできる（図６、図８を参照）。
固定側鏡面２にセットされたスタンパ１と、可動側鏡面６と、該可動側鏡面６の外周を包囲するキャビティリング４とによりキャビティ１１を形成し、（図８に示すように）キャビティリング４の固定側鏡面２側の先端面を、固定側鏡面２側に設けた突き当てリング３に当接させるとともに、前記突き当てリング３の外周側に固定側ガイドリング（キャビティ押さえ）８を、前記キャビティリング４の外周側に可動側ガイドリング１０をそれぞれ配置した光ディスク基板の成形金型において、
前記キャビティリング４と突き当てリング３との対向間隙により第１の排気通路を、前記可動側ガイドリング１０と固定側ガイドリング８との対向間隙により第２の排気通路を、前記固定側ガイドリング８に第３の排気通路（貫通孔）を、それぞれ形成し、
成形時にキャビティ１１内の樹脂から発生するガスの実質的全量を減圧下で、該キャビティ内の平板状樹脂の表面に沿って、かつ該樹脂の径方向外向きに流下させ、ついで前記第１の排気通路を経た後、第２の排気通路および第３の排気通路を介して流下させて、金型外に排出するようにしたことを特徴とする光ディスク基板の成形金型。

この成形金型を用いる光ディスク基板の成形方法の一例では、キャビティに溶融樹脂を充填し、該溶融樹脂から発生するガスを、前記第１〜第３の排気通路を介して金型外に吸引排気しながら成形工程を進める。
なお、図６の金型では、キャビティ内の溶融樹脂からのガス１５ａは、キャビティリング４・突き当てリング３間の対向間隙を流れたのち分岐し、一方は可動側ガイドリング１０・固定側ガイドリング８間の対向間隙を、他方は固定側ガイドリング８に貫通形成されたガス抜け穴５を流れて吸引排出される。

上記構成の成形金型によれば、下記の作用効果が得られる。
（１）金型キャビティ内に樹脂を射出充填し、冷却して光ディスク基板を成形する工程においてはスタンパがその温度変化に応じて直径方向に伸縮しようとするが、この伸縮動作を円滑に進行させることができる。つまり、スタンパが成形工程において自由に伸縮することができる。
（２）上記光ディスク基板の成形工程において、キャビティ内の溶融樹脂から発生するガスを、第１〜第３の排気通路を介して金型外に排気しながら成形するようにしたので、スタンパ裏面へのガス凝固物の付着が抑えられため、上記スタンパの伸縮動作の自由度が大幅に高まる。
（３）したがって、サーボ特性が特に良好な光ディスクを安定的に提供することができる。

光ディスク基板成形金型の従来例を示す概略断面図である。 図１の金型による成形プロセスの説明図であって、型開き状態を示すものである。 図１の金型による成形プロセスの説明図であって、図２につづく型締め・樹脂射出工程を示すものである。 図１の金型による成形プロセスの説明図であって、図３につづく型開き工程を示すものである。 図１の金型による成形プロセスの説明図であって、図４につづく基板取り出し工程を示すものである。 図１の金型による成形プロセスにおいて、キャビティ内の溶融樹脂から発生するガスの、金型外への流れを示す説明図である。 現在検討中の成形金型を示す概略断面図である。 本発明の実施形態に係る成形金型の要部構造を示す断面図である。 図８の金型を構成するスタンパ保持治具の全体構造を示す平面図である。 光ディスクのサーボ特性を示すグラフ（オントラック時のトラック信号）である。 図８の成形金型おけるキャビティリング・スタンパ間のクリアランスと、トラッキングエラー信号取り残しとの関係を示すグラフである。 比較例１に係る金型で作製された光ディスクの、トラッキングエラー信号取残し量を示すグラフである。 本発明の実施例に係る金型で作製された光ディスクの、トラッキングエラー信号取残し量を示すグラフである。

符号の説明

１：スタンパ
２：固定側鏡面
３：突き当てリング
４：キャビティリング
５：ガス吸引溝（ガス抜け穴）
６：可動側鏡面
７：スタンパ吸引溝
８：固定側ガイドリング（キャビティ押さえ）
９：キャビティリング押さえ
１０：可動側ガイドリング
１１：キャビティ
１２：ノズル
１４：成形基板
１５：排気通路
１５ａ：ガス
１７：基板取り出し機
２０：スタンパ保持治具
２０ａ：爪状片
２０ｂ：だるま穴
３１：固定側金型（固定部）
３２：可動側金型（可動部）
Ａ：トドラックジャンプ信号
Ｂ：トラックに追従できなかった部分
ＣＬ：クリアランス

Claims (9)

1. スタンパをスタンパ取り付け面にセットして金型キャビティを形成し、該キャビティに射出・充填した溶融樹脂を冷却することにより光ディスク基板を成形する金型において、
   前記スタンパ取り付け面にセットしたスタンパの情報記録面外周部を係止する、径方向内向きの係止部を有するスタンパ保持治具を備え、
   該スタンパ保持治具の係止部は、成形工程においてキャビティへの溶融樹脂の射出・充填／該樹脂の冷却に伴い、スタンパが径方向に膨張／収縮するのを許容しうるように、スタンパの情報記録面外周部との間にクリアランスを維持するものである、
   ことを特徴とする光ディスク基板の成形金型。
2. 前記スタンパが常温であるときに、前記スタンパ保持治具の係止部と、スタンパの情報記録面外周部との間のクリアランスは、２０〜５０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク基板の成形金型。
3. 当該成形金型は可動側金型にキャビティリングを備え、スタンパが固定側金型の固定側鏡面にセットされ、スタンパの情報記録面が前記キャビティリングと対向するものであって、スタンパが常温であるときに、これらキャビティリングとスタンパの情報記録面外周部との間に２０〜５０μｍのクリアランスを有することを特徴とする請求項１または２に記載の光ディスク基板の成形金型。
4. 前記スタンパ保持治具は、前記係止部としての爪状片を内周側に複数、かつ円周方向に間欠的に設けて構成された、全体がリング状のものであって、前記爪状片がスタンパの前記外周部に対向していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ディスク基板の成形金型。
5. 前記スタンパ保持治具は、前記固定側鏡面の外周側に設けられた突き当てリングに着脱自在に固定されていることを特徴とする請求項３または４に記載の光ディスク基板の成形金型。
6. 前記スタンパ保持治具には、これを前記突き当てリングに着脱自在に固定するための部位にだるま形状の貫通孔（以下、だるま穴）が複数、当該スタンパ保持治具の円周方向に間欠的に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の光ディスク基板の成形金型。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の成形金型のキャビティに溶融樹脂を射出充填することを特徴とする光ディスク基板の成形方法。
8. 請求項７に記載の成形方法で成形された光ディスク基板により製造されたことを特徴とする光ディスク。
9. スタンパをスタンパ取り付け面にセットして金型キャビティを形成し、該キャビティに射出充填した溶融樹脂を冷却することにより光ディスク基板を成形する方法において、
   前記スタンパ取り付け面にセットしたスタンパの情報記録面外周部を係止する係止手段を設け、
   キャビティへの溶融樹脂の射出充填／該樹脂の冷却に伴い、スタンパが径方向に自由に膨張／収縮しうるように、前記係止手段とスタンパ情報記録面外周部との間にクリアランスを維持して成形工程を進めることを特徴とする光ディスク基板の成形方法。

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