JP3490265B2

JP3490265B2 - 薄物ディスク基板の成形方法およびその成形用金型

Info

Publication number: JP3490265B2
Application number: JP25004697A
Authority: JP
Inventors: 郁夫浅井
Original assignee: 株式会社名機製作所
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 2004-01-26
Anticipated expiration: 2017-08-29
Also published as: US6164952A; JPH1186352A; TW373172B

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はＤＶＤ（デジタル
ビデオディスク）基板等の薄物ディスク基板の成形方法
およびその成形用金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスク盤においては、コンパ
クトサイズ（直径１２０ｍｍ）で多量の情報量を記録で
きるＤＶＤが多用されるようになった。このＤＶＤはス
タンパによって情報面が転写された薄い（０．６ｍｍ）
円盤状基板（ＤＶＤ基板）２枚をその情報面を内側にし
て貼り合わせて単一のＤＶＤ製品とされる。このような
薄いディスク成形品を成形することはたやすいことでは
ないが、それなりに成形は可能である。しかしながら、
ＤＶＤ基板のように、高い板厚精度でしかも光ディスク
盤としての光学的特性を兼ね備えなければならないとい
う条件下では、極めて困難である。

【０００３】例えば、板厚０．６ｍｍで直径１２０ｍｍ
のＤＶＤ基板を成形しようとする場合、通常の射出成形
ではキャビティの外周部分まで溶融樹脂材料が充填され
ないいわゆるショートショット現象がしばしば起こる。
この溶融樹脂材料のキャビティへの完全充填が第一の課
題である。また、ＤＶＤ基板にあっては、前記のように
貼り合わせによって単一のＤＶＤ製品とされ、かつその
読み取り精度を確保するために、基板の板厚が均一であ
ることが要求される。ことに、近年の高い規格、例えば
ＤＶＤ−９（デュアルレイヤ）では、最大板厚ムラが１
０μｍ以内という高い板厚精度が要求される。この板厚
精度の確保が第二の課題である。さらに、上の形状的な
要請が確保されても、光ディスク製品としての物性、つ
まり情報面に形成された信号が正確に読み取られるため
の光学的特性が低下してはならない。ＤＶＤでは、基板
の情報面における複屈折率がダブルパスで±１００ｎｍ
（ナノメートル）以内、好ましくは±７０ｎｍ以内であ
ることが要求される。この複屈折率の向上が第三の課題
である。

【０００４】本発明者は、上記三つの課題をいずれも充
足する条件および手段を模索した結果、本発明に至った
もので、第一の課題ないし第三の課題に共通の基本的解
決手段として射出圧縮成形方法を採用するとともに、第
一の課題および第二の課題の解決手段としてキャビティ
を構成するミラーブロックの表面をその外周側が広くな
るテーパ面にて形成すること、第三の課題の解決手段と
してインサートブロックの表面をキャビティ内方へ突設
することの各条件を見出したのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、この発明は、
上のように、薄物ディスク基板の成形において、溶融樹
脂材料をキャビティへ完全に充填するとともに、高い板
厚精度を確保し、同時に情報面の複屈折率を向上して、
優れた光学的特性を有する基板を得るための、新規な薄
物ディスク基板の成形方法およびその成形用金型を提供
しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１の発
明は固定型側または可動型側のいずれか一方のミラー
ブロックに所定の情報領域を有するスタンパが取り付け
られ、前記スタンパが取り付けられた側と反対側のミラ
ーブロックの前記スタンパの情報領域に相当する位置よ
りわずかに内側の中心開口部にはインサートブロックが
嵌着されてなる成形用金型によってディスク基板を射出
圧縮成形する方法であって、前記スタンパが取り付けら
れた側と反対側のミラーブロックの背面側に配置される
バックプレートと金型取付板の間の内周側にリング状の
シム板を介在させて前記バックプレート及びミラーブロ
ックを傾斜させることにより、前記ミラーブロックの表
面をその中心開口部付近から外周側に向けて５〜３０μ
ｍキャビティを広くするテーパ面にて形成するととも
に、該ミラーブロックの中心開口部に嵌着されたインサ
ートブロックの表面を１０〜７０μｍキャビティ内方へ
突設して、型閉め後の型締力を溶融樹脂材料の射出工程
の当初は低くかつ充填完了の前から後にかけての区間に
おいて高く切り替えて成形することを特徴とする薄物デ
ィスク基板の成形方法に係る。

【０００７】また、請求項２の発明は、固定型側または
可動型側のいずれか一方のミラーブロックに所定の情報
領域を有するスタンパが取り付けられ、前記スタンパが
取り付けられた側と反対側のミラーブロックの前記スタ
ンパの情報領域に相当する位置よりわずかに内側の中心
開口部にはインサートブロックが嵌着されてなるディス
ク基板の射出圧縮成形用金型であって、前記スタンパが
取り付けられた側と反対側のミラーブロックの背面側に
配置されるバックプレートと金型取付板の間の内周側に
リング状のシム板を介在させて前記バックプレート及び
ミラーブロックを傾斜させることにより、前記ミラーブ
ロックの表面がその中心開口部付近から外周側に向けて
５〜３０μｍキャビティを広くするテーパ面にて形成さ
れているとともに、該ミラーブロックの中心開口部に嵌
着されたインサートブロックの表面が１０〜７０μｍキ
ャビティ内方へ突設されていることを特徴とする薄物デ
ィスク基板の成形用金型に係る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下添付の図面に従ってこの発明
を詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例を示す成
形用金型の断面図、図２は図１の成形用金型の要部を拡
大した断面図、図３はこの発明の他の実施例を示す成形
用金型の断面図、図４は図３の成形用金型の要部を拡大
した断面図、図５はこの発明により得られたＤＶＤ製品
の斜視図、図６は図５のＤＶＤ製品の断面図、図７はこ
の発明により得られたＤＶＤ製品の複屈折率と射出成形
により得られたＤＶＤ製品の複屈折率を比較したグラフ
である。

【０００９】図５および図６はＤＶＤ製品、特にはＤＶ
Ｄ−９（デュアルレイヤ）タイプのＤＶＤ製品１０を表
し、このＤＶＤ製品１０は２枚のＤＶＤ基板１１，１２
をその情報面１３，１４側が互いに向かいあうように貼
り合わせて単一の製品とされている。符号１５は中心孔
部、１６はアルミ反射膜、１７は半透明反射膜、１８は
接着層で、図６の符号ｒは情報面の読み取り方向を表
す。このＤＶＤ基板１１，１２は直径１２０ｍｍで、そ
の情報面１３，１４は、通常、直径４３ｍｍから１１８
ｍｍの範囲において形成される。

【００１０】図１には上記ＤＶＤ基板１１又は１２の射
出圧縮成形用金型Ｐの一例が示される。この射出圧縮成
形用金型Ｐは、固定型２０と可動型３０を備え、前記固
定型２０側は、スタンパＳが取り付けられた固定側ミラ
ーブロック２１とスタンパインナホルダ２２とメスカッ
タ２３とスプルーブッシュ２４を有している。一方、可
動型３０側は、可動側ミラーブロック３１とインサート
ブロック３３とエジェクタ３４とオスカッタ３５とセン
タピン３６を有している。なお、固定型２０側の符号２
５は固定型取付板、２６は固定側バックプレートを示
し、また、可動型３０側の符号３７は可動型取付板、３
８は可動側バックプレート、３９はスタンパアウタホル
ダ、Ｂ１は可動側バックプレート３８を可動側ミラーブ
ロック３１に取り付けるためのボルト（実施例では６
本）、Ｂ２は該バックプレート３８が固定された可動側
ミラーブロック３１を可動型取付板３７に取り付けるた
めのボルト（同じく実施例では６本）、Ｇはゲート、Ｓ
ｈはスプルー孔を示している。なお、この実施例ではス
タンパＳが固定型２０側の固定側ミラーブロック２１に
取り付けられているが、周知のように、この種の光ディ
スク成形品の成形にあってはスタンパＳは可動型２０に
も取り付けることが可能である。

【００１１】上のようなＤＶＤ基板の成形用金型の各部
構成は一例であって、必要により、例えば成形品取出し
用エア吹き出しのためにブロックを分割したり、あるい
はインサートしたりすることがなされる。なお、この発
明では、特に、スタンパＳが取り付けられた側と反対側
のミラーブロック（実施例では可動型３０側の可動側ミ
ラーブロック３１）の、スタンパＳの情報領域に相当す
る位置よりわずかに内側の中心開口部３２に嵌着される
型構成部分をインサートブロック（実施例では可動側イ
ンサートブロック３３）という。

【００１２】固定型２０と可動型３０とは型閉めにより
ディスク成形用キャビティＣを形成する。この発明にお
いては、図１のように、スタンパＳが取り付けられた固
定側ミラーブロック２１と反対側に位置するところの可
動側ミラーブロック３１の表面３１ｓが、その中心開口
部３２からその外周側３１ｅに向けて、５〜３０μｍだ
けキャビティＣの幅を広くするようなテーパ面Ｔにて形
成されている。実施例では直径１２０ｍｍの基板を成形
するもので、可動側ミラーブロック３１の表面の直径は
内周側（つまり中心開口部３２）で４０ｍｍ、外周側で
１２０ｍｍであるので、キャビティＣ内ではこの範囲内
におけるキャビティ幅が外周側で広くなるテーパ面Ｔと
される。なお、図において、符号ｔはキャビティＣの基
準幅（直径４０ｍｍ位置のキャビティの幅）で、符号ｙ
（図２）は可動側ミラーブロック３１の勾配距離を表
し、この実施例では、前記キャビティＣの基準幅ｔが
０．６ｍｍ、前記可動側ミラーブロック３１の勾配距離
ｙは１５μｍである。

【００１３】この発明において、スタンパＳの取り付け
側と反対側のミラーブロックの表面をテーパ面とする理
由は、スタンパＳの取り付け側のミラーブロックをテー
パ面とすると、スタンパが傾斜してその転写性能が低下
したり、あるいはスタンパインナホルダおよびスタンパ
アウタホルダの押え部（２２ａ，３９ａ）が変形して
（浮き上がって）スタンパの押圧性能が悪くなるのを避
けるためである。

【００１４】図２の実施例では、前記可動側ミラーブロ
ック３１の背面側に配置される可動側バックプレート３
８をその外周端３８ａの厚みがその内周端３８ｂの厚み
に対して１０〜４０μｍ薄くしたテーパ形状とすること
により、該可動側ミラーブロック３１の表面３１ｓをそ
の外周側（直径１２０ｍｍ位置）で５〜３０μｍキャビ
ティＣを広くするようなテーパ面として構成している。
取り付けに際しては、あらかじめボルトＢ１（図１）で
バックプレート３８をミラーブロック３１の背面側に固
定し、これらをボルトＢ２によって取付板３７に固定す
ることによって、キャビティＣにおけるミラーブロック
３１の所期のテーパ面Ｔを得ることができる。

【００１５】この発明では、キャビティＣの外周側の幅
を広くする手段として、図３および図４に示したよう
に、前記可動側ミラーブロック３１の背面側に配置され
る可動型取付板３７と可動側バックプレート３８Ａ間の
内周側（ゲートＧ側）に、厚み１０〜４０μｍのリング
状のシム板４０が介在される。このようなシム板４０の
介在によって可動側ミラーブロック３１（および可動側
バックプレート３８Ａ）が傾斜し、該可動側ミラーブロ
ック３１の表面３１ｓがその外周側３１ｅで５〜３０μ
ｍキャビティＣを広くするようなテーパ面Ｔとすること
ができる。なお、図３および図４において、図１および
図２と同一符号は同一構成部材を表わす。

【００１６】このように構成することによって、簡単か
つ経済的に、キャビティＣの外周側の幅を広くするテー
パ面Ｔを得ることができるとともに、ミラーブロック自
体の表面は従来通り均一な平滑面とすることができるの
で、その研磨あるいは再生等を容易に行うことができる
という実際上の大きな有利性を持つ。

【００１７】この発明では、さらに、成形用金型Ｐにお
いて、スタンパＳの取付側と反対側に位置する可動側ミ
ラーブロック３１の中心開口部３２に嵌着されたインサ
ートブロック３３の表面３３ｓが、可動側ミラーブロッ
ク３１の表面３１ｓより１０〜７０μｍキャビティＣ内
方へ突設して構成される。これによって、キャビティＣ
の中心内側部分、より正確に言うと、スタンパＳの情報
領域に相当する位置よりわずかに内側のキャビティ部分
が、スタンパの情報領域に対応するキャビティ部分に比
べて１０〜７０μｍ狭くなった狭部Ｎとして構成され
る。ちなみに、当該突出部分は、基板成形品の均一な平
滑面が要求される情報面（側）ではないので、基板の品
質に何ら影響を与えるものではない。図２の符号ｚはこ
のインサートブロック３３の突出距離を表し、この実施
例では該突出距離ｚは５０μｍである。

【００１８】図示の固定型２０側は、ＤＶＤ基板の情報
面側となり、固定側ミラーブロック２１の表面に基板成
形品に信号面を転写するスタンパＳがスタンパインナホ
ルダ２２およびスタンパアウタホルダ３９によって配設
されている。なお、前記したように、可動型３０側をＤ
ＶＤ基板の情報面側としてもよい。

【００１９】以下に、図１に示した射出圧縮成形用金型
Ｐを用い、図５および図６に示したＤＶＤ基板１１，１
２を射出圧縮成形する例について述べる。なお、この実
施例の成形においては、溶融樹脂材料Ｍとしてポリカー
ボネイトを用い、射出装置の加熱筒（図示せず）の前部
加熱温度を３８０℃、中心部加熱温度を３６０℃、後部
加熱温度を２８０℃とし、成形用金型Ｐの固定側ミラー
ブロック２１および可動側ミラーブロック３１の温度を
１１０℃、メスカッタ２３，スプルーブッシュ２４，エ
ジェクタ３４，オスカッタ３５の温度を４０℃に設定
し、型締装置の通常成形型締能力は３５トンである。な
お、型閉め後の溶融樹脂材料の射出工程の型締力の条件
については後述する。

【００２０】図１に示すように、射出圧縮成形用金型Ｐ
の型閉め後、固定型２０側のスプルーブッシュ２４のス
プルー孔ＳｈからゲートＧを介して溶融樹脂材料Ｍを成
形品キャビティＣ内に射出、充填し、固定型２０側のス
タンパＳによって信号面の転写を行う。

【００２１】この際、請求項１の発明として記載したよ
うに、前記型閉め後の型締力を溶融樹脂材料の射出工程
の当初は低くかつ充填完了の前から後にかけての区間に
おいて高く切り替えて成形する。この実施例では、溶融
樹脂材料Ｍの射出工程の当初の型締力を２トン、充填完
了後の射出保圧時の型締力を１７トンとして成形した。
なお、射出圧縮成形においては、通常は充填完了とほぼ
同時に型締力を高く切り替えるが、材料やスタンパの特
性およびディスクの要求仕様（ソリ量等）等に応じて充
填完了の前や後に型締力を高く切り替えて成形すること
もある。

【００２２】このように、２段階で射出圧縮成形し、し
かも、前記したようにキャビティＣは外周側の幅が広く
なるテーパ面Ｔに構成されているので、溶融樹脂材料Ｍ
はキャビティＣ外周まで十分流動して（ショートショッ
トを生じることなく）完全に充填され、成形される基板
の板厚精度を高めることができる。

【００２３】さらに、前記したように、インサートブロ
ックのキャビティ側表面を１０〜７０μｍキャビティＣ
内方へ突設して、キャビティＣ中心側に狭部Ｎが設けら
れていることにより、充填時に当該狭部Ｎを通過する溶
融樹脂材料Ｍが発熱する。とともに、一方において、当
該狭部境界の段差部Ｌを越えた時に前記発熱した溶融樹
脂材料Ｍは一挙に開放された状態となる。その結果、キ
ャビティＣ中心側の狭部Ｎを越えたスタンパＳの情報領
域に相当する範囲の溶融樹脂材料Ｍは、内部応力が除去
された状態となって、内部応力の小さい、光学的特性に
優れた基板を成形することができる。また、このように
キャビティＣ中心側に狭部Ｎを設けることにより、射出
時の成形条件、例えば金型温度、溶融樹脂温度、射出速
度等の状態が多少変動しても、該狭部Ｎを通過し段部Ｌ
によって一挙に開放されるという作用により溶融樹脂材
料Ｍが均一化され、安定した光学的特性を有する基板を
成形することができる。

【００２４】前記溶融樹脂材料Ｍの充填完了後、公知の
手法に従って、オスカッタ３５およびセンタピン３６を
前進させて固定型２０側のメスカッタ２３と協働して、
ゲートＧをカットするとともに中心孔１５ａ，１５ｂ
（図６）を形成し、型開きを行う。その後、エジェクタ
３４およびセンタピン３６を前進させて、成形品を型面
から離脱して、スプル成形部分を排出して基板成形品が
得られる。

【００２５】この実施例により成形されたＤＶＤ基板に
ついて、中心からの距離の異なる各位置での板厚を測定
した結果を以下の表１に示す。なお、当該測定では、図
５に示すＡ線、Ｂ線（Ａ線に対して９０度位置）、Ｃ線
（Ａ線に対して１８０度位置）、Ｄ線（Ａ線に対して２
７０度位置）上の直径４５ｍｍ，８０ｍｍ，１１５ｍｍ
位置の板厚をそれぞれ測定した。

【００２６】

【表１】

【００２７】上の表１からも分かるように、この発明に
より成形された基板の板厚精度（最大板厚ムラ）は０．
００６ｍｍ（６μｍ）で、前記高水準規格であるＤＶＤ
−９（デュアルレイヤ）の要求値の板厚精度１０μｍを
十分満たすことができた。

【００２８】また、図７は、図１に示した成形用金型Ｐ
を用いて、本発明の成形方法により得られたＤＶＤ基板
のダブルパスにおける複屈折率と、通常の射出成形方法
により得られたものの複屈折率とを比較テストしたグラ
フである。なお、ここで対比した射出成形方法では、そ
の型締力を１５トンに落として行った。通常の射出成形
の型締力３５トンではショートショットになり成形が不
可能であった。このグラフにおいて、横軸は基板の直径
を表し、直径１２０ｍｍの基板における所定の情報領域
である直径４３ｍｍないし直径１１８ｍｍの範囲で測定
し、本発明の成形方法により得られた成形品の複屈折率
を実線で、対比した射出成形方法により得られた成形品
の複屈折率を破線で示した。図７から理解されるよう
に、通常の射出成形方法によって成形した基板にあって
は、複屈折率の最小値が−９９ｎｍ（直径７０ｍｍ位
置）であるのに対し、本発明の成形方法によって成形し
た基板にあっては最小値を−５５ｎｍ（直径５０ｍｍ位
置）に抑えることができ、許容値の±７０ｎｍ以内をク
リアした。

【００２９】

【発明の効果】以上図示し説明したように、請求項１の
発明に係る薄物ディスク成形品の成形方法によれば、キ
ャビティの外周部分まで完全に溶融樹脂材料が充填さ
れ、成形品の板厚精度に優れ、しかも、ディスク情報面
の複屈折率を低く抑え、優れた光学的特性を有する基板
を得ることができる。

【００３０】また、請求項２の発明に係る薄物ディスク
成形品の成形用金型によれば、前記請求項１の方法発明
を好適に実施することができる。

【００３１】さらに、請求項１及び２の発明によれば、
スタンパが取り付けられる側の反対側に位置するミラー
ブロックの背面側に配置されるバックプレートと金型取
付板の間の内周側に介在させたリング状のシム板によっ
て、いたって簡単かつ安価に、キャビティの外周側の幅
を広くすることができるとともに、当該ミラーブロック
自体の表面は、従来と同様、平滑面とすることができる
ので、その研磨あるいは再生等を容易に行うことができ
る。

【００３２】さらに加えて、本発明によれば、スタンパ
が取り付けられる側の反対側に位置するミラーブロック
の表面をテーパ面とするものであるから、スタンパの取
り付け側のミラーブロックをテーパ面とした場合におけ
る、スタンパが傾斜してその転写性能が低下したり、あ
るいはスタンパインナホルダおよびスタンパアウタホル
ダの押え部が変形して（浮き上がって）スタンパの押圧
性能が悪くなるというトラブルを避けることができる
等、実際上の利点には極めて有利ですぐれたものがあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す成形用金型の断面図
である。

【図２】図１の成形用金型の要部を拡大した断面図であ
る。

【図３】この発明の他の実施例を示す成形用金型の断面
図である。

【図４】図３の成形用金型の要部を拡大した断面図であ
る。

【図５】この発明により得られたＤＶＤ製品の斜視図で
ある。

【図６】図５のＤＶＤ製品の断面図である。

【図７】この発明方法により得られたＤＶＤ製品の複屈
折率と通常の射出成形方法により得られたＤＶＤ製品の
複屈折率を比較テストしたグラフである。

【符号の説明】

１０ＤＶＤ製品１１，１２ＤＶＤ基板２０固定型２１固定側ミラーブロック２２スタンパインナホルダ２３メスカッタ２４スプルーブッシュ２６固定側バックプレート３０可動型３１可動側ミラーブロック３１ｓ可動側ミラーブロックの表面３１ｅ可動側ミラーブロックの外周側３２可動側ミラーブロックの中心開口部３３インサートブロック３３ｓインサートブロックの表面３４エジェクタ３５オスカッタ３８，３８Ａ可動側バックプレート４０シム板ＣキャビティＰ射出圧縮成形用金型Ｔテーパ面ＳスタンパＭ溶融樹脂材料

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】固定型側または可動型側のいずれか一方
のミラーブロックに所定の情報領域を有するスタンパが
取り付けられ、前記スタンパが取り付けられた側と反対
側のミラーブロックの前記スタンパの情報領域に相当す
る位置よりわずかに内側の中心開口部にはインサートブ
ロックが嵌着されてなる成形用金型によってディスク基
板を射出圧縮成形する方法であって、前記スタンパが取り付けられた側と反対側のミラーブロ
ックの背面側に配置されるバックプレートと金型取付板
の間の内周側にリング状のシム板を介在させて前記バッ
クプレート及びミラーブロックを傾斜させることによ
り、前記ミラーブロックの表面をその中心開口部付近か
ら外周側に向けて５〜３０μｍキャビティを広くするテ
ーパ面にて形成するとともに、該ミラーブロックの中心
開口部に嵌着されたインサートブロックの表面を１０〜
７０μｍキャビティ内方へ突設して、型閉め後の型締力
を溶融樹脂材料の射出工程の当初は低くかつ充填完了の
前から後にかけての区間において高く切り替えて成形す
ることを特徴とする薄物ディスク基板の成形方法。
【請求項２】固定型側または可動型側のいずれか一方
のミラーブロックに所定の情報領域を有するスタンパが
取り付けられ、前記スタンパが取り付けられた側と反対
側のミラーブロックの前記スタンパの情報領域に相当す
る位置よりわずかに内側の中心開口部にはインサートブ
ロックが嵌着されてなるディスク基板の射出圧縮成形用
金型であって、前記スタンパが取り付けられた側と反対側のミラーブロ
ックの背面側に配置されるバックプレートと金型取付板
の間の内周側にリング状のシム板を介在させて前記バッ
クプレート及びミラーブロックを傾斜させることによ
り、前記ミラーブロックの表面がその中心開口部付近か
ら外周側に向けて５〜３０μｍキャビティを広くするテ
ーパ面にて形成されているとともに、該ミラーブロック
の中心開口部に嵌着されたインサートブロックの表面が
１０〜７０μｍキャビティ内方へ突設されていることを
特徴とする薄物ディスク基板の成形用金型。