JPH10217288A - 光ディスク用金型および光ディスク用樹脂基板および光ディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光ディスク用基板の製作において従来技術で
は、金型から基板を取り出す工程（スタンパなどからの
剥離を含めて）で基板の反りや歪みを発生させていた。
基板の取り出しやスタンパからの剥離に起因する基板の
反りや歪みは、基板の機械的特性を悪化させ光ディスク
の性能までを劣化させる。 【解決手段】基板取り出し工程で基板の反りや歪みの発
生原因となる外周ホルダー(713)を、基板外径から離れ
る方向に分割移動させる構造の金型や、前記外周ホルダ
ー(713)に基板外形から離れる方向と交差する方向にも
移動できる構造と基板外周を保持する機構(717)を付加
した金型により、基板の反りや歪みの発生を無くした。

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用樹脂基
板の製造に用いる金型，光ディスク用樹脂基板および光
ディスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術における光ディスク用樹脂基
板製造用金型（以下金型）の構造を図４に示す。図４は
従来の金型断面構造を示す概観図である。

【０００３】光ディスク用金型は金型Ａ(401)と金型Ｂ
(402)から一組の金型を構成する。金型Ａ(401)を可動側
金型、金型Ｂ(402)を固定側金型として説明する。

【０００４】基板に転写すべき情報を有するスタンパ(4
11)は内周ホルダ−(412)、外周ホルダ−(413)及びスタ
ンパ(411)の裏面の鏡面板(416)の真空吸着機構などによ
り保持されている。内周ホルダ−(412)の内側には基板
を金型Ａ(401)から取り出す為の基板突き出しシリンダ
−(414)と、基板内径を加工するための内径カッター(41
5)が有る。金型Ｂ(402)には基板のフラット面を作るた
めの鏡面板(431)があり、その中心部には溶融樹脂を供
給するための溶融樹脂供給部(432)がある。

【０００５】次に金型から基板が取り出される方法を図
５により説明する。

【０００６】図５は従来技術における金型動作を示す概
念図である。

【０００７】基板は金型内で冷却された後、金型Ａ(50
1)と金型Ｂ(502)が開き取り出し可能となる。金型が開
いた時、基板(551)はスプルー（溶融樹脂供給部分）と
共に金型Ａ(501)のスタンパ(511)に密着している（図５
(a)参照）。基板(551)は基板突き出しシリンダー(514)
の前進と除材エアー(520)の噴出によりスタンパ(511)か
ら剥離され、ロボット等の基板取り出し装置により金型
Ａ(501)から金型外に取り出される（図５(b)(c)参
照）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、以下
の課題を有していた。

【０００９】(1)基板取り出しは、基板内周部の基板突
き出しシリンダーと除材エアーにより行われるが、その
際基板外周が外周ホルダーと接触しているため、基板外
周の動きが疎外され基板に反りや歪みが発生していた。
図５(c)。また、基板成形サイクルが短く、基板冷却時
間が不足し溶融樹脂の収縮が不十分な場合は、基板と外
周ホルダーの接触が増長され基板の反りや歪みが更に増
大していた。

【００１０】(2)スタンパと基板の剥離は、スタンパか
らの剥離が基板内周部だけに行われ、中央部から外周部
にかけてはスタンパと密着していることから、基板の反
りや歪みが発生していた。また、基板とスタンパの密着
が強固な場合は、基板の剥離ができず（基板剥離不良）
基板成形の障害になっていた。

【００１１】基板の取り出しやスタンパからの剥離に起
因する基板の反りや歪みは、基板の機械的特性を悪化さ
せ光ディスクの性能までを劣化させる。

【００１２】そのため、これまで外周ホルダーなどに対
策（外周ホルダーに抜きテーパーを設けるなど）がとら
れてきたがその効果は充分ではなかった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の光ディス
ク用金型は外周ホルダーがスタンパ記録面と平行な方向
に分割し可動する構造を特徴とする。

【００１４】上記構成によれば基板の反りや歪みが発生
しないという効果を有する。

【００１５】請求項２記載の光ディスク用金型は、外周
ホルダ−が基板外周を保持する構造かつスタンパ記録面
と交差する方向に移動する構造を特徴とする。

【００１６】上記構成によれば基板の反りや歪みが発生
しないという効果と剥離不良が発生しないという効果を
有する。

【００１７】請求項３記載の光ディスク用樹脂基板は、
反りや歪みがないことを特徴とする。

【００１８】上記基板によれば光ディスクの反りや歪み
が発生しないという効果を有する。請求項４記載の光デ
ィスクは、反りや歪みがないことを特徴とする。

【００１９】上記光ディスクによれば光ディスクの性能
を劣化させないという効果を有する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する （実施例１）本発明の一実施例を図１、図２、図３を用
いて説明する。本実施例では可動側金型を金型Ａ、固定
側金型を金型Ｂとしている。

【００２１】図１は本発明の金型断面構造を示す概観図
である。従来と同様に金型Ａ(101)と金型Ｂ(102)から一
組の金型を構成する。

【００２２】図２は金型Ａの正面図と断面構造を示す概
観図ある。図３は本実施例の金型動作を示す概念図であ
る。

【００２３】金型Ａ(101)はスタンパ(111)、内周ホルダ
−(112)、外周ホルダー(113)、基板突き出しシリンダー
(114)、内径カッター(115)、鏡面板(116)から成る。

【００２４】スタンパ(111)は内径を内周ホルダー(11
2)、外径を外周ホルダー(113)に支持され、裏面を鏡面
板(116)の真空吸着機構により保持される。スタンパ(11
1)は記録面が金型Ｂ(102)に向かい合う方向で金型Ａ(10
1)取り付けられる。

【００２５】外周ホルダー(213)は基板取り出し時以外
は、金型内周側に移動してリング状になっている。外周
ホルダー(213)は周方向に四分割されており、それぞれ
が図２に示す矢印の方向、すなわちスタンパ記録面と平
行な方向に移動できる構造となっている。本発明では移
動用の動力を油圧とした。外周ホルダー(213)の移動量
は成形された基板に接触しなければ任意である。

【００２６】本発明では外周ホルダー(213)の移動量は
スタンパ(211)の外側まで移動できる構造とした。これ
により、スタンパ交換が外周ホルダーを取り外すことな
く行うことが可能となり、作業性の向上が図られた。図
２（ｂ） 金型Ｂ（１０２）は鏡面板(131)、抑えリング(133)、溶
融樹脂供給部(132)から成る。抑えさえリング(133)は金
型Ａ、Ｂが閉じた際、外周ホルダ−(113)を外側から抑
える。これは溶融樹脂供給部(132)からキャビティ外周
に向け充填される溶融樹脂により外周ホルダー(113)が
広がることを防止するためである。外周ホルダー(113)
と接触する抑えリング(133)の内周部には、硬質な樹脂
製のパッド(134)を取り付けた。

【００２７】次に基板製造過程と基板取り出し時の金型
動作を図３により説明する。

【００２８】初期状態として外周ホルダーは金型内周方
向に移動してリング状になり従来の外周ホルダーと同様
の形状となっている。

【００２９】金型Ａ、Ｂが閉じ基板成形用のキャビティ
が構成される。外周ホルダーは抑えリングに外形を固定
される形で接触している。図３(a) 溶融樹脂供給部(332)から溶融樹脂がキャビティ中心か
ら外周に向けて充填される。溶融樹脂は外周ホルダー(3
13)に達するまで充填される。外周ホルダー(313)は溶融
樹脂の充填圧力により、外周に押し広げられようとする
が抑えリング(333)により外周ホルダーは広がることな
く、基板外径は規定のサイズに成形される。

【００３０】圧縮、補圧、冷却など成形動作が終了し基
板取り出し工程になると、基板を取り出すために金型
Ａ、Ｂが開く。基板(351)とスプルー（溶融樹脂供給
部）は金型Ａ(301)側に取り出される図３(b)。このとき
基板(351)の記録面側はスタンパ(311)、内周ホルダー(3
12)、基板突き出しシリンダー(314)と密着し、基板外径
は外周ホルダー(313)と、基板内径は内径カッター(315)
と接触している。図３(b) 次に基板(351)を金型Ａ(301)から取り出すために、基板
(351)をスタンパ(311)から剥離する。

【００３１】外周ホルダーが基板外径から離れる方向に
移動する。これにより基板(351)の記録面側はスタンパ
(311)及び金型部品と接触し、基板内径が内径カッター
(315)と接触していることになる。図３(c) 次に基板突き出しシリンダー(314)が金型Ｂ(302)の方向
に移動するとともに基板除材エアー(320)が噴出する。
基板除材エアーは内周ホルダー(312)内側から噴出され
る。ここで基板(351)はスタンパ(311)から剥離され内径
カッター(315)だけに支持される。金型外への基板取り
出しは従来通り基板取り出し装置により行われる。

【００３２】基板の取り出しが完了すると、基板突き出
しシリンダー(314)は後退、外周ホルダー(313)は内周方
向に移動し、金型は初期状態に復帰する。

【００３３】これが基板製造工程の基本サイクルであ
り、このサイクルが連続的に行われる。

【００３４】本実施例では外周ホルダーを四分割した
が、分割可動が可能であれば分割数は任意である。

【００３５】（実施例２）本発明の一実施例を図９に示
す。本発明はスタンパが固定側金型に取り付き、実施例
１と同様の動作をする金型の一実施例である。図９は本
発明の金型断面構造を示す概観図である。

【００３６】固定側金型(902)はスタンパ(911)、内周ホ
ルダー(912)、外周ホルダー(913)、溶融樹脂供給部(93
2)がある。スタンパ(911)は前記、内外周ホルダーと裏
面を固定側鏡面板(931)の真空吸着機構により保持され
ている。

【００３７】外周ホルダー(913)は金型外周に分割移動
できる構造となっている。

【００３８】可動側金型(901)には内径カッター(915)、
基板突き出しシリンダー(914)、抑えリング(933)、鏡面
板(916)がある。

【００３９】金型初期状態と基板取り出しまでの経過は
実施例１と同様である。

【００４０】基板とスプル−（溶融樹脂供給部）は金型
Ａ(901)側に取り出される。

【００４１】金型Ａ、Ｂが開く工程になると、まず外周
ホルダー(913)が金型外周に移動し、基板外径と非接触
となる。スタンパ(911)からの基板の剥離は金型Ａ(901)
が移動することにより行われる。この際、外周ホルダー
(913)が基板の移動を疎外することが無く実施例１と同
様の効果を得ることができる。

【００４２】基板の金型外への取り出しと、金型の初期
状態への復帰は実施例１と同様である。

【００４３】（実施例３）本実施例は実施例１の金型
に、基板保持機構を外周ホルダーに付加し、かつスタン
パ記録面と交差する方向に移動する構造を付加した金型
である。

【００４４】本発明の一実施例を図６、図７、図８を用
いて説明する。本実施例においても可動側金型は金型
Ａ、固定側金型は金型Ｂとして説明する。

【００４５】図６は本実施例の金型断面構造を示す概観
図である。図７は金型Ａの断面構造と外周ホルダーの動
作を示す概念図ある。図８は本実施例の金型動作を示す
概念図である。

【００４６】金型Ａ(601)はスタンパ(611)、内周ホルダ
−(612)、外周ホルダー(613)、基板突き出しシリンダー
(614)、内径カッター(615)、鏡面板(616)から成る。

【００４７】スタンパ(611)は金型Ａ(601)に実施例１と
同様に取り付けられる。

【００４８】外周ホルダー(713)は基板取り出し時以外
は、金型内周側に移動してリング状になっている。図７
(a)外周ホルダー(713)は周方向に四分割されており、そ
れぞれが図７(b)に示す矢印の方向、すなわちスタンパ
記録面と平行な方向とスタンパ記録面と交差する方向に
移動できる構造となっている。外周ホルダー(713)の移
動量は成形された基板に接触しなければ任意である。

【００４９】外周ホルダー(613)は基板と接触する部分
に凸状の基板保持機構(617)を設けている。

【００５０】本発明では凸状かつリング状の基板保持機
構としているが、基板保持の構造は凹状でも同様の効果
がある。また、外周ホルダーにリング状でなく部分的に
基板保持機構を配しても同様の効果がある。

【００５１】金型Ｂ(602)は鏡面板(631)、抑えリング(6
33)、溶融樹脂供給部(632)から成る。

【００５２】スタンパ記録面と交差する方向の外周ホル
ダーの移動量は基板突き出しシリンダーの移動量と同量
あるいは、基板の反りに影響しない程度とする。本発明
では外周ホルダーと基板突き出しシリンダーの移動量を
同量とした。

【００５３】スタンパ記録面と交差への移動タイミング
と移動速度は、基板の反りや歪みに影響しない範囲に設
定する。本発明では外周ホルダーと基板突き出しシリン
ダーの動作を同一の駆動機構で実施し、移動のタイミン
グと速度を同一とした。本発明では外周ホルダーと基板
突き出しシリンダーの駆動には油圧を利用した。

【００５４】本実施例の金型動作を図８を用いて説明す
る。

【００５５】溶融樹脂の充填から金型Ａ、Ｂが基板取り
出しのために開くまでの工程は実施例１と同様である。

【００５６】金型が開くと実施例１と同様に基板(851)
とスプルー（溶融樹脂供給部）は金型Ａ側(801)に取り
出される。図８(a) 次に基板(851)を金型Ａ(801)から取り出すために、基板
(851)をスタンパ(811)から剥離する。

【００５７】スタンパ(811)からの基板(851)の剥離は、
基板突き出しシリンダー(814)と外周ホルダー(813)の金
型Ｂ(802)方向への移動と基板内周部の基板除材エアー
(820）の噴出により行われる。図８(b) 基板外周部は外周ホルダー(813)の基板保持機構(817)に
より確実にスタンパ(811)から剥離される。

【００５８】基板(851)とスタンパ(811)の剥離が完了す
ると、外周ホルダー(813)がスタンパ記録面(819)と平行
な金型外側に移動する。これにより基板(851)は外周ホ
ルダー(813)と非接触となり、内径カッター(815)だけに
支持される。金型Ａ(801)からの基板(851)の取り出し
は、取り出し装置により基板(851)が保持された後、内
径カッター(815)が後退して金型外に取り出される。こ
れは従来技術と同様である。

【００５９】外周ホルダー(813)は基板取り出し後、金
型中心側に移動しリング状になり金型Ａ側に後退しスタ
ンパ(811)を支持する位置に復帰する。

【００６０】これが基板製造工程の基本サイクルであ
り、このサイクルが連続的に行われる。

【００６１】実施例３は基板外径サイズの大きい光ディ
スク用樹脂基板に対して有効である。

【００６２】（実施例４）本発明の一実施例を図１０に
示す。本発明はスタンパが固定側金型に取り付き、実施
例３と同様の動作をする金型の一実施例である。図１０
は本発明の金型断面構造を示す概観図である。

【００６３】固定側金型(1002)にはスタンパ(1011)、内
周ホルダー(1012)、抑えリング(1033)、鏡面板(1031)、
溶融樹脂供給部(1032)がある。スタンパ(1011)は前記内
周ホルダーと裏面を固定側鏡面板(1031)の真空吸着機構
により保持されている。

【００６４】可動側金型(1001)には内径カッター(101
5)、基板突き出しシリンダー(1014)、外周ホルダー(101
3)、鏡面板(1016)がある。

【００６５】外周ホルダー(1013)の構造と動作は実施例
１と同様である。

【００６６】金型初期状態と基板取り出しまでの経過は
実施例１と同様である。

【００６７】金型Ａ、Ｂが開くと基板とスプルー（溶融
樹脂供給部）は金型Ａ(1001)側に取り出される。

【００６８】金型が開くことにより基板はスタンパ(101
1)から剥離される。

【００６９】基板突き出しシリンダー(1014)と外周ホル
ダー(1013)の金型Ｂ(1002)方向への移動と基板内周部の
基板除材エアーの噴出により、基板は金型Ａ(1001)の鏡
面板(1016)から剥離される。

【００７０】基板と鏡面板(1016)の剥離が完了すると、
外周ホルダー(1013)が金型外側に移動する。これにより
基板は外周ホルダー(1013)と非接触となり、内径カッタ
ー(1015)だけに支持される。金型Ａ(1001)からの基板の
取り出しは、取り出し装置により基板が保持された後、
内径カッター(1015)が後退して金型外に取り出される。
これは従来技術と同様である。

【００７１】外周ホルダー(1013)は基板取り出し後、金
型内周側に移動しリング状になる。外周ホルダー(1013)
と基板突き出しシリンダー(1014)は後退して初期状態に
復帰する。

【００７２】このサイクルが連続的に行われる。

【００７３】実施例４も実施例３と同様に基板外径サイ
ズの大きい光ディスク用樹脂基板に対して有効である。

【００７４】

【発明の効果】外周ホルダーやスタンパなどからの剥離
に影響されず、反りや歪みのない基板を製作できる。こ
れにより、基板の重要特性である機械特性が改善され、
優れた光ディスクの製作ができる。

【００７５】分割可動式の外周ホルダーをスタンパ外径
より大きく広げるだけでスタンパ交換が行える。これに
より外周ホルダーを取り外す必要がなく作業性の向上が
図られた。

【００７６】スタンパなどからの基板の剥離不良が無く
なるため、基板製造サイクルの中断といった障害がなく
なる効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金型断面構造を示す概観図。

【図２】図１における外周ホルダーの可動状態を示す、
金型Ａの正面図と断面構造を示す概観図。

【図３】図１における金型動作を示す概念図。

【図４】従来技術の金型断面構造を示す概観図。

【図５】図４における金型動作を示す概念図。

【図６】実施例３の金型断面構造を示す概観図。

【図７】実施例３の金型Ａの断面構造と外周ホルダーの
動作を示す概念図。

【図８】実施例３の金型動作を示す概念図。

【図９】実施例２の金型断面構造を示す概観図。

【図１０】実施例４の金型断面構造を示す概観図。

【符号の説明】

１０１ 金型Ａ １０２ 金型Ｂ １１１ スタンパ １１２ 内周ホルダー １１３ 外周ホルダー １１４ 基板突き出しシリンダー １１５ 内径カッター １１６ 鏡面板 １１９ スタンパ記録面 １３１ 鏡面板 １３２ 溶融樹脂供給部 １３３ 抑えリング １３４ 樹脂パッド ２１１ スタンパ ２１２ 内周ホルダー ２１３ 外周ホルダー ２１４ 基板突き出しシリンダー ２１５ 内径カッター ２１６ 鏡面板 ２１９ スタンパ記録面 ３０１ 金型Ａ ３０２ 金型Ｂ ３１１ スタンパ ３１２ 内周ホルダー ３１３ 外周ホルダー ３１４ 基板突き出しシリンダー ３１５ 内径カッター ３１６ 鏡面板 ３１９ スタンパ記録面 ３２０ 基板除材エアー ３３１ 鏡面板 ３３２ 溶融樹脂供給部 ３３３ 抑えリング ３３４ 樹脂パッド ３５１ 基板 ４０１ 金型Ａ ４０２ 金型Ｂ ４１１ スタンパ ４１２ 内周ホルダー ４１３ 外周ホルダー ４１４ 基板突き出しシリンダー ４１５ 内径カッター ４１６ 鏡面板 ４１９ スタンパ記録面 ４３１ 鏡面板 ４３２ 溶融樹脂供給部 ５０１ 金型Ａ ５０２ 金型Ｂ ５１１ スタンパ ５１２ 内周ホルダー ５１３ 外周ホルダー ５１４ 基板突き出しシリンダー ５１５ 内径カッター ５１６ 鏡面板 ５１９ スタンパ記録面 ５２０ 基板除材エアー ５３１ 鏡面板 ５３２ 溶融樹脂供給部 ５５１ 基板 ６０１ 金型Ａ ６０２ 金型Ｂ ６１１ スタンパ ６１２ 内周ホルダー ６１３ 外周ホルダー ６１４ 基板突き出しシリンダー ６１５ 内径カッター ６１６ 鏡面板 ６１７ 基板保持機構 ６１９ スタンパ記録面 ６３１ 鏡面板 ６３２ 溶融樹脂供給部 ６３３ 抑えリング ６３４ 樹脂パッド ７０１ 金型Ａ ７０２ 金型Ｂ ７１１ スタンパ ７１２ 内周ホルダー ７１３ 外周ホルダー ７１４ 基板突き出しシリンダー ７１５ 内径カッター ７１６ 鏡面板 ７１７ 基板保持機構 ７１９ スタンパ記録面 ７３１ 鏡面板 ７３２ 溶融樹脂供給部 ７３３ 抑えリング ７３４ 樹脂パッド ８０１ 金型Ａ ８０２ 金型Ｂ ８１１ スタンパ ８１２ 内周ホルダー ８１３ 外周ホルダー ８１４ 基板突き出しシリンダー ８１５ 内径カッター ８１６ 鏡面板 ８１７ 基板保持構造 ８１９ スタンパ記録面 ８２０ 基板除材エアー ８３１ 鏡面板 ８３２ 溶融樹脂供給部 ８３３ 抑えリング ８３４ 樹脂パッド ８５１ 基板 ９０１ 金型Ａ ９０２ 金型Ｂ ９１１ スタンパ ９１２ 内周ホルダー ９１３ 外周ホルダー ９１４ 基板突き出しシリンダー ９１５ 内径カッター ９１６ 鏡面板 ９１９ スタンパ記録面 ９３１ 鏡面板 ９３２ 溶融樹脂供給部 ９３３ 抑えリング ９３４ 樹脂パッド １００１ 金型Ａ １００２ 金型Ｂ １０１１ スタンパ １０１２ 内周ホルダー １０１３ 外周ホルダー １０１４ 基板突き出しシリンダー １０１５ 内径カッター １０１６ 鏡面板 １０１９ スタンパ記録面 １０３１ 鏡面板 １０３２ 溶融樹脂供給部 １０３３ 抑えリング １０３４ 樹脂パッド

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ディスク用樹脂基板（以下基板）の製造
   に用いる金型において、基板外径を決定する金型部品
   （以下外周ホルダー）がスタンパ記録面と平行な方向に
   分割移動する構造を有することを特徴とする光ディスク
   用金型。
2. 【請求項２】請求項１の金型において、外周ホルダ−が
   基板外周を保持する構造かつ、スタンパ記録面と交差す
   る方向に移動する構造を有することを特徴とする光ディ
   スク用金型。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２記載の金型を用い
   て製造された光ディスク用樹脂基板。
4. 【請求項４】請求項３の樹脂基板を用いた光ディスク。