JPH0763991B2 - フォーマット入り光ディスク基板成形用金型 - Google Patents

フォーマット入り光ディスク基板成形用金型

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はCD、VDのようなROMディスク、DRAWディスクあ
るいはE−DRAWディスク等の光ディスクや光カード等の
高密度情報記録担体用のプラスチック基板の射出成形方
法およびそれに用いる金型に関するものである。
従来の技術 上記光ディスク等の高密度情報記録担体用の基板は一般
にガラス、金属、セラミックスあるいはプラスチックで
作られているが、軽量性、強度および生産性の点からプ
ラスチックスが望ましい。
しかし上記のような光ディスクに用いられるプラスチッ
クス基板は厚さが約1.2mm〜1.5mm、直径が最大約300mm
と極めて薄くて偏平である上、材料としては一般に流動
性の悪いアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂が用いら
れるため、複屈折等の光学的特性と転写性等が成形性と
を同時に完全に満足させるプラスチック基板を射出成形
するのは難しい。
この種ディスク基板に要求される種々の性能の中で、金
型内に配置されたスタンパーの表面形状すなわち情報ピ
ット列を正確に転写する転写性能は最も重要な要因の一
つである。
従来、光ディスク用プラスチック基板の射出成形用金型
としては第2、3図に示すような構造のものが一般的で
ある。
第2図に示す金型は1対の金型部分すなわち割型、例え
ば可動型1′と、固定型2′とで形成される成形キャビ
ィティ3′を有し、この成形キャビティの表面の一部
(図では可動型1′の表面)にはサブミクロンオーダー
の情報ビットやトラック等をその表面に有するスタンパ
ー4′がスタンパーホルダー5′によって取り付けられ
ている。また、固定型の成形キャビティ表面上には外周
リング6′が取り付けられている。樹脂はスプルー7′
を介して成形キャビティ3′中に射出される。
第3図は従来例の他の射出成形金型を示している。な
お、第3図では第2図に対応する部材には二重のダッシ
ュ(″)が付けられている。この第3図の射出成形金型
は、第2図の場合の外周リング6′を無くし、スタンパ
ーホルダー5″のテーパー付き内周表面10″上に固定型
2″の対向表面9″が当接して成形キャビティの外周端
面が規定されるようになっている。この型式の金型を一
般にインロウ型の金型といっている。
第2図の金型を用いてディスク基板の成形方法を説明す
ると、先ず、射出成形機(図示せず)の金型取付け用固
定盤に固定型2′が、また、可動盤に可動型1′が取付
けられる。成形時には、可動型と固定型を閉じ後に、溶
融された樹脂がスプルー7′を介してキャビティ3′内
に射出される。その後キャビティ内に溶融射出された樹
脂が一定時間冷却され固化した後、型締機構を駆動して
可動型を固定型から分離して型開きすると同時に、固定
型の中央部附近にもうけられたエアーエジェクターより
エアーを吹き出し、成形された基板を固定型鏡面より離
型させる。
従って、成形されたプラスチック基板は、可動型鏡面す
なわちスタンパー4′の表面に付着した状態で型開きが
行われる。次いで、金型が完全に開いた後に、可動型の
中央部附近に設けられた他のエアーエジェクターからエ
アーを吹き出してスタンパーと基板を分離し、さらに、
機械的エジェクターロッドを用いて基板を突き出すこと
によって、基板を金型より完全に離型させる。
発明が解決しようとする課題 光ディスクには、プリフォーマット方式とポストフォー
マット方式がある。
ポストフォーマット方式の場合には、ガイドトラックと
なるグルーブ(連続溝)のみを光ディスク用プラスチッ
ク基板に成形しておき、必要なフォーマットは、こうし
て得られた溝付きプラスチック基板を記録膜を付けて得
られる光ディスクをドライブに組込んだ後に書き込まれ
る。従って、基板成形には、上記グルーブを精度よくス
タンパーより転写させるだけでよい。
しかし、最近では、ポストフォーマット法の非経済性に
加えて、マスタリング或いはドライブ設計技術等の進歩
により、プラスチック基板の成形段階でグルーブと同時
にフォーマットを入れる、いわゆるプリフォーマット方
式が主流となってきた。このプリフォーマット信号は、
前記の連続したガイドトラックとは異なり一定の長さを
もったピットで構成されている。
プリフォーマット信号は一般にマスタリングによってス
タンパーに切られるが、このプリフォーマット信号の入
ったスタンパーを前記従来型金型で前記手順で成形した
ところグルーブ部では見られないピットの内周方向への
「流れ現象」すなわちスタンパーから転写・成形された
プラスチック基板の凹凸形状が「だれて」、正確に転写
が行われないという現象が発生する。
この現象が発生したプラスチック基板に記録膜に付けた
光ディスク基板は、反射光量に悪影響が出て、最終的に
は記録・再生特性に悪影響を及ぼすということが記録特
性の評価で判明した。
この現象について鋭意検討した結果、本発明者は、上記
現象は金型を開く時から成形されたディスク基板をスタ
ンパー面より離型するまでの間に発生することを見出
し、これを解決する方法を発明した。
従って、本発明の目的は、上記のピットの「流れ現象」
に起因する転写性の低下を解決する方法と、それに用い
る金型組立体を提供することにある。
課題を解決するための手段 本発明の提供するフォーマット信号入り光ディスク用プ
ラスティック基板の成形用金型は、固定型と可動型との
一対の割型を備え、該割型の一方の内表面は鏡面であ
り、該割型の他方の内表面には情報ピットを転写するた
めのスタンパーが装着されており、該鏡面と該スタンパ
ーとによって成形キャビティーが画成される金型であっ
て、更に、成形したプラスティック基板を離型させるた
めのエアーブローエジェクターを該割型の各々が備えて
いる金型において、該スタンパーが該固定型に取付けら
れていることを特徴としている。
作用 先ず、前記のような従来方法で光ディスク基板を成形し
た場合について説明する。
キャビティ内に射出された溶融樹脂は、冷却が進むにつ
れ内周方向に収縮しようとするが、金型が閉じている間
は、金型からの押圧力と金型面との摩擦により押さえ込
まれているため、応力は発生するが収縮は起こらない。
次に、金型が開き始め、基板の信号面がスタンパーとま
だ密着した状態で、成形された基板の信号面と逆の面が
金型より離れると、基板のその面は内周方向にむかって
収縮を始める。この時点で基板の信号面がスタンパーと
まだ密着しているので、この信号面はスタンパー面との
摩擦力によりそのまま保持されようとする。しかし、樹
脂の収縮力の方が大きいため、力のバランスが取れる点
まで引きずられる。
ピットの「流れ現象」はいわばスタンパーとディスク基
板の収縮率の差によって生ずるスタンパーのピットによ
り成形基板につけられた痕跡である。従って、この現象
はピットの高さに影響を受け、高ければ高い程流れ距離
は長くなる。
前記解析から、本発明者は、この現象を解決するために
は、基板の信号面が逆の面によりひきずられる前に、ス
タンパーより離型させておけばよいと考え、本発明を完
成した。
すなわち、本発明では、上記のピットの「流れ現象」に
起因する転写性の低下を解決するために、スタンパーの
取り付け面をこれまでの可動型面から固定型面にした。
従来金型においても、型開きの際に、可動型のエアーエ
ジェクターからのエアーブローを固定型のエアーエジェ
クターからのエアーブローより時間的に先に働かせるこ
とによって上記現象の解決は可能である。しかし、その
場合には、成形されたプラスティック基板は固定型に付
着し、一方スプルーは可動型に付くため、ロボット等の
自動取り出し装置の操作が煩雑となるという欠点が生ず
る。
本発明においては、スタンパー取付け面を可動型から固
定型に変えることにより上記現象が解決できると同時
に、成形条件や取出し装置の操作を従来の成形装置のも
のをそのまま用いて、従来技術を一切変更せずに成形で
きるという大きな利点がある。
以下、添付図面を用いてさらに具体的に説明する。
第1図は第3図に示した従来公知のインロウ型の金型組
立体に本発明を適用した場合を示している。
この第1図において、1は可動型、2は固定型、3は成
形キャビティ、4はガイドグルーブおよび/またはフォ
マット信号ピットを表面に有するスタンパー、5は固定
型に保持された外周リング、8はパーティングライン、
10は外周リング5の内周面に形成された型開き方向に向
かって拡大したテーパー面すなわち可動型方向に向かっ
て拡大したテーパー面、11は上記スタンパーを中心で保
持する中心スタンパーホルダーである。なお、可動型1
と固定型2は成形機(図示せず)の可動盤と固定盤にそ
れぞれ取り付けられている。
以下、この第1図の金型を用いて実際に成形した際の作
動順序を説明する。
先ず、可動型と固定型が閉じられ、溶融樹脂11がキャビ
ティ内に射出充填される。次に、キャビティ内に溶融射
出された樹脂が一定時間冷却固化した後、成形されたプ
ラスチックディスクを金型から取り出すための型開き操
作を開始する。
この型開き操作の開始時には、成形されたプラスチック
基板の離型のために、固定型の中央附近に設けられたエ
アーブローエジェクター(図示せず)を介してエアーが
吹き出される。従って、成形されたプラスチック基板は
先ずスタンパー面側から離型し、スプルーもプラスチッ
ク基板と同時に離型される。なお、このスプルーは後で
機械的に切り取ることができる。
そして、金型が完全に開いた後に、機械的突出しリン
グ、ロッド等を用いて成形されたプラスチック基板を可
動型より完全に離型させる。
以下、本発明の好ましい実施例を説明するが、本発明は
これにのみ限定されるものではない。
実施例 第1図に示す改良型インロー型の金型に、溝深さが800
Åでビット高さが1600Åのスンパーを取付け、各機製作
所製M−70射出成形機を用い、ポリカーポネート樹脂を
シリンダー温度330℃、金型温度100℃で直径200mm、厚
さ1.2mmの基板の成形を行った。
このとき、成形された基板の金型からの離型手順として
は、従来法と同様まず固定型すなわちスンパー4が取付
けられている方の割型から離型させ、金型が完全に開い
た後に、可動型から形成品を離型させた。
この成形品ビットの電顕写真を示す図4から明らかなよ
うに、流れ現象は見られなかった。
なお、この成形を続けて100ショート実施したが、成形
された基板の特性の不良または取り出し時のトラブル等
は一切発生しなかった。
比較例1 第2図の金型を用いて、実施例1と同じ条件で成形し
た。
この場合には、成形された基板はスタンパーに付着した
状態で先ず固定型2′から離型した。
得られた成形品のビット部分の電顕写真を示す図5から
明らかなように、流れ現象が発生していた。
効果 上記の実施例から明らかなように、本発明によって、上
記スタンパーを固定型に取付けることによって、ロボッ
ト等の自動取り出し装置の操作を煩雑とせずに、しか
も、上記の流れ現象が解決でき、成形条件や取出し装置
の操作を従来の成形装置のものをそのまま用いて、従来
技術を一切変更せずに成形できるという大きな利点があ
る。
さらに、以下のような効果も得られる。
(1) 型開きと同時に信号面が離型されるため、信号
面全体が均一に収縮する。従って、グルーブの真円度が
よくなる。
(2) さらに、型開きと同時に信号面が離型され、従
って、離型のアンバランスが解消されるため、一般にCD
で問題となるいわゆるクラウドといわれる状模様が無く
なる。
(3) 本発明金型を射出−圧縮成形法において用いた
場合には、金型からの圧縮力がプラスチック基板に均一
に加えられるため、基板全体の応力分布が均一となり、
従って、成形されたプラスチック基板の変形量が小さく
なる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による光ディスク用のプラス
チック基板の成形に用いられる射出成形金型組立体の概
念的断面図である。 第2および3図は従来公知の光ディスク用のプラスチッ
ク基板の成形に用いられる射出成形金型組立体の概念的
断面図である。 第4図は本発明によって成形されたプラスチックディス
ク基板のビット部の電顕写真の模写図。 第5図は従来法によって成形されたプラスチックディス
ク基板のビット部の電顕写真の模写図。 (図中符号) 1……可動型、2……固定型、 3……成形キャビティ、 4……スタンパー、5……外周リング、 7……スプルー、 8……パーティングライン、 10……テーパー面 11……中心スタンパーホルダー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】固定型と可動型との一対の割型を備え、該
    割型の一方の内表面は鏡面であり、該割型の他方の内表
    面には情報ピットを転写するためのスタンパーが装着さ
    れており、該鏡面と該スタンパーとによって成形キャビ
    ティーが画成されるフォーマット信号入り光ディスク用
    プラスチック基板を成形するための金型であって、更
    に、成形したプラスティック基板を離型させるためのエ
    アーブローエジェクターを該割型の各々が備えている金
    型において、該スタンパーが該固定型に取付けられてい
    ることを特徴とする金型。
JP63094099A 1988-04-16 1988-04-16 フォーマット入り光ディスク基板成形用金型 Expired - Lifetime JPH0763991B2 (ja)

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EP89401056A EP0338906B1 (en) 1988-04-16 1989-04-17 Method for molding a formatted substrate for an optical disk and a mold assembly used in the method
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