ディスク基板の成形方法及び成形金型装置
【課題】 離型不良を低減して、離型不良によるディスク状記録媒体の信号異常不良を低減するディスク基板の成形方法及び成形金型装置を提供する。
【解決手段】 ディスク状記録媒体のディスク基板２を成形する一組の固定側金型３及び可動側金型４と、可動側金型４に設けられ、ディスク基板２の外周端面２ａを成形するとともに、固定側金型３に対する可動側金型４の移動方向と平行に進退可能に設けられる外周リング部材６とを備える成形金型装置１を用いてディスク基板を成形するに際し、固定側金型３及び可動側金型４の型開時に外周リング部材６を可動側金型４に対して後退方向に移動させる。
【解決手段】 ディスク状記録媒体のディスク基板２を成形する一組の固定側金型３及び可動側金型４と、可動側金型４に設けられ、ディスク基板２の外周端面２ａを成形するとともに、固定側金型３に対する可動側金型４の移動方向と平行に進退可能に設けられる外周リング部材６とを備える成形金型装置１を用いてディスク基板を成形するに際し、固定側金型３及び可動側金型４の型開時に外周リング部材６を可動側金型４に対して後退方向に移動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク状記録媒体のディスク基板の成形方法及びこのディスク基板を射出成形する成形金型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク等のディスク状記録媒体を構成するディスク基板は、例えば特許文献１に記載されたような成形金型装置を用いた射出成形によって成形されている。
【０００３】
この成形金型装置は、ディスク基板を成形するキャビティ部を有する一組の固定側金型及び可動側金型と、ディスク基板の外周端面を成形するための外周リング部材とを備えている。また、この成形金型装置は、ディスク基板に所定の凹凸パターンを転写するスタンパと、固定側金型に対して可動側金型を近接離間させる方向に駆動する駆動部とを備えている。
【０００４】
固定側金型には、スタンパが取り付けられる固定側ミラーが形成されている。可動側金型には、ディスク基板の主面を成形する可動側ミラー（以下、「成形面」ともいう。）が形成されている。また、可動側金型には、可動側ミラーの外周部に、外周リング部材が、固定側金型に対して可動側金型が近接離間する方向と略平行に、キャビティ部側に対して移動可能に設けられている。
【０００５】
スタンパは、中心穴を有する円盤状に形成されており、固定側金型の固定側ミラーに当接されて、真空吸引によって内外周それぞれ固定されている。
【０００６】
この外周リング部材は、略環状に形成されており、内周側に、ディスク基板の外周端面を成形する成形面が設けられている。外周リング部材は、例えば、バネ等の弾性体や、空気圧、油圧等を用いた移動手段によって移動される。
【０００７】
この成形金型装置には、固定側金型に対して可動側金型が型締めされた際に、可動側金型の成形面と固定側金型のスタンパの主面と、外周リング部材の成形面とによって、樹脂材料が充填されるキャビティ部が構成される。成形金型装置は、型締めされた際、外周リング部材が固定側金型に近接する方向に所定の押圧力で移動されている。型締めされた成形金型装置には、樹脂材料が射出される。
【０００８】
樹脂材料の射出が完了して所定時間だけ冷却した後に、成形金型装置は、型開きが開始されて、成形されたディスク基板がスタンパから離型されて可動側金型の成形面とともに移動される。そして、成形金型装置は、成形されたディスク基板が可動側金型の成形面からエアーを供給する等の手段により離型されて排出されて、一連の成形工程が終了する。
【０００９】
近年、光ディスクとしてＢＤ（Blu-Ray Disc（登録商標））等の高密度記録光ディスクが用いられるようになっているが、かかるＢＤ−ＲＯＭの信号異常不良の原因の一つとして、スタンパからの離型不良がある。これは、スタンパからの離型にムラがあることにより発生する不良である。ＢＤのように信号を記録しているピットと呼ばれる窪みの深さが浅いメディアの場合は特にスタンパから外れ易いため、この種の不良が発生する可能性が高い。また、ＢＤは、情報密度の点からも、ＣＤやＤＶＤと比較して信号エラーに対する影響が大きく、生産効率低下を招く大きな問題となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−８６５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、離型不良を低減して、離型不良によるディスク状記録媒体の信号異常不良を低減するディスク基板の成形方法及び成形金型装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的を達成するため、本発明に係るディスク基板の成形方法は、ディスク状記録媒体のディスク基板を成形する一組の固定側金型及び可動側金型と、上記可動側金型に設けられ、上記ディスク基板の外周端面を成形するとともに、上記固定側金型に対する上記可動側金型の移動方向と平行に進退可能に設けられる外周リング部材とを備える成形金型装置を用いてディスク基板を成形するに際し、上記固定側金型及び上記可動側金型の型開時に上記外周リング部材を上記可動側金型に対して後退方向に移動させる。
【００１３】
また、本発明に係る成形金型装置は、ディスク状記録媒体のディスク基板を成形する一組の固定側金型及び可動側金型と、上記可動側金型に設けられ、上記ディスク基板の外周端面を成形するとともに、上記固定側金型に対する上記可動側金型の移動方向と平行に進退可能に設けられる外周リング部材と、上記外周リング部材を進退させる駆動部と、上記駆動部による上記外周リング部材の進退を制御する制御部とを備え、上記制御部は、上記固定側金型及び上記可動側金型の型開時に上記外周リング部材を上記可動側金型に対して後退方向に移動させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、成形されたディスク基板のスタンパからの離型不良を低減して、離型不良によるディスク状記録媒体の信号異常や不良を低減できる。本発明は、ディスク状記録媒体の品質向上を実現して歩留まりを向上し、スタンパの良品率を上げることを実現する。本発明は、スタンパの交換回数を低減することができ、スタンパの交換による稼働停止が低減し生産性向上を実現する。よって、本発明は、コスト低減を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】成形金型装置の断面図である。
【図２】成形金型装置に樹脂を供給する射出成形機の概略を示す図である。
【図３】成形金型装置のイジェクトやエアブローを説明するための断面図である。
【図４】成形金型装置を構成する外周リング部材のピストンリングと可動側金型との前進方向及び後退方向の隙間を示す断面図である。
【図５】成形金型装置に形成されるキャビティ部を形成する各成形面の詳細を示す断面図である。
【図６】成形金型装置を構成する外周リング部材の動きを説明するための図であり、型閉時の状態である基準状態を示す模式的な断面図である。
【図７】成形金型装置を構成する外周リング部材の動きを説明するための図であり、基準状態に対して前進した状態を示す模式的な断面図である。
【図８】成形金型装置を構成する外周リング部材の動きを説明するための図であり、基準状態に対して後退した状態を示す模式的な断面図である。
【図９】外周リング部材の動作制御タイミングチャートを成形工程とともに示す図である。（Ａ）は、成形工程を示し、（Ｂ）は、前進保持の場合の動作制御タイミングチャートを示し、（Ｃ）は、中立保持の場合の動作制御タイミングチャートを示し、（Ｄ）は、後退動作の場合の動作制御タイミングチャートを示す図である。
【図１０】外周リング部材の動作について３パターンの比較テストを行った際の外周リング部材の挙動を示す図である。（Ａ）は、前進保持の場合を示し、（Ｂ）は、中立保持の場合を示し、（Ｃ）は、後退動作の場合のリング部材の挙動を示す図である。
【図１１】外周リング部材の動作について３パターンの比較テストを行った際の信号異常マッピングを示す図である。（Ａ）は、前進保持の場合を示し、（Ｂ）は、中立保持の場合を示し、（Ｃ）は、後退動作の場合の信号異常マッピングを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、発明を実施するための最良の形態を以下の順で説明する。
１．成形金型装置の構成
２．成形金型装置を用いたディスク基板の成形方法について
〔１．成形金型装置の構成〕
以下、本発明を適用した成形金型装置及び成形方法について、図面を参照して説明する。この成形金型装置１は、ディスク状記録媒体のディスク基板２を射出成形する装置である。
【００１７】
この成形金型装置により成形されるディスク基板は、例えば、ＣＤ(Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）や、使用波長が４０５ｎｍ程度でカバー層厚さが０．１ｍｍ程度とされるＢＤ（Blu-ray Disc（登録商標））等のディスク状記録媒体に用いられる。尚、このディスク状記録媒体には、光磁気ディスクが含まれるものとする。また、以下では、成形金型装置１は、ＢＤ−ＲＯＭのディスク基板を成形するものとして説明する。
【００１８】
図１に示すように、成形金型装置１は、ディスク基板２を成形するキャビティ部５を有する一組の固定側金型３及び可動側金型４と、これら固定側金型３及び可動側金型４が各々取り付けられる固定側取付型板７及び可動側取付型板８とを備える。可動側金型４は、固定側金型３に対して近接離間されるよう移動される。キャビティ部５は、円盤形状であり、温度調節器等により一定温度に保たれている。
【００１９】
また、成形金型装置１は、ディスク基板２に所定の凹凸パターンを転写するためのスタンパ１０を備えており、内外周部の真空吸引により固定側金型３に固定されている。スタンパ１０は、信号が記録された原盤のスタンパである。
【００２０】
さらに、成形金型装置１は、ディスク基板２の外周端面２ａを成形する外周リング部材６を備えている。すなわち、この外周リング部材６は、キャビティ部５の外形を形取る部品である。また、この外周リング部材６は、成形されたディスク基板２の外周端部にオーバーパック（樹脂が所望の形状よりはみ出した不良）やバリといった不良を防止するために、摺動機構（駆動機構）をもたせてスタンパ１０とのクリアランスを一定にするという機能も有している。
【００２１】
また、成形金型装置１は、図１に示すように、固定側金型３に対して可動側金型４をガイドするための固定側インターロックリング１１及び可動側インターロックリング１２を備えている。固定側インターロックリング１１は、固定側金型３に固定され、可動側インターロックリング１２は、可動側金型４に固定される。固定側インターロックリング１１及び可動側インタ−ロックリング１２は、可動側金型４をガイドする機能を有するとともに、キャビティ部５の大きさを調整する調整用スペーサとしての機能も有する。
【００２２】
また、成形金型装置１は、成形したディスク基板２を固定側金型３及び可動側金型４から離型するための固定側エア吹出口１３及び可動側エア吹出口１４を有している。この固定側エア吹出口１３及び可動側エア吹出口１４は、それぞれ固定側金型３及び可動側金型４の内周部に設けられる固定側入子１５、可動側入子１６に形成されている。
【００２３】
また、成形金型装置１は、ディスク基板２を排出するためのイジェクトスリーブ１７を備えている。また、成形金型装置１は、ディスク基板２の中心穴近傍のゲートを切断するパンチ部材１８と、このパンチ部材１８によって切断された中心穴部分を排出するためのイジェクトピン１９とを備えている。
【００２４】
固定側金型３は、図１に示すように、スタンパ１０が取り付けられる固定側ミラー２１が設けられている。可動側金型４は、固定側金型３に対向して配置されており、固定側金型３に対して矢印ａ１方向及びａ２方向に移動可能に設けられている。可動側金型４は、ディスク基板２の主面を成形する可動側ミラー２２（以下、「成形面２２」ともいう。）が設けられている。また、固定側金型３及び可動側金型４には、キャビティ部５を冷却するための冷却水等が流通する温度調節通路２３がそれぞれ設けられている。
【００２５】
固定側取付型板７及び固定側金型３の中央には、図２に示す射出成形機５１の加熱筒５２によって射出された溶融樹脂材料が流入するスプールブッシュ２４が設けられている。樹脂材料５３としては、例えばポリカーボネート等が用いられる。射出成形機５１には、原料であるペレット状のポリカーボネートを必要時間乾燥機にて脱水したものが供給される。供給されたポリカーボネートは、射出成形機５１で加熱溶融されスクリュー機構等により一定量軽量された後に、射出成形機５１に取り付けられた成形金型装置１の金型内に高速で充填される。可動側取付型板８及び可動側金型４の中央には、図３に示すように上述のイジェクトスリーブ１７が移動可能に設けられている。
【００２６】
スタンパ１０は、中心穴を有する円盤状に形成されており、キャビティ部５に臨む面に、例えばプリグルーブ及びプリフォーマットピット等の所定の凹凸パターンが設けられている。スタンパ１０は、固定側金型３の固定側ミラー２１に当接されて、真空吸引により固定側ミラー２１側に押圧されて固定されている。
【００２７】
外周リング部材６は、図１、図４〜図６に示すように、略環状に形成されており、可動側金型４の成形面２２の外周側に位置して配設されている。外周リング部材６は、可動側金型４に、固定側金型３に対する可動側金型４の移動方向と平行に前進する矢印ａ１方向及び後退するａ２方向に進退可能に設けられている。外周リング部材６の一端部は、シャフト２５を介して駆動力を伝達するためのピストンリング２６が構成されている。
【００２８】
外周リング部材６及びピストンリング２６は、図１及び図４に示すように、矢印ａ１方向及びａ２方向に対する移動量を調整するための可動側金型４に移動可能に支持されている。尚、図４及び図６は、外周リング部材６が後述の中立位置となるような基準状態を示し、この状態に対してａ１方向に０．４ｍｍ前進可能であり、また、この状態に対してａ２方向に０．０５ｍｍ後退可能となるような隙間Ｔ１及び隙間Ｔ２が形成されている。
【００２９】
図７は、外周リング部材６が０．４ｍｍ前進した状態を示し、図８は、外周リング部材６が０．０５ｍｍ後退した状態を示す。この基準状態は、外周リング部材６が前進方向に力が付与されている場合に、固定側金型３及び可動側金型４が型閉が完了して、固定側及び可動側インターロックリング１１，１２が当接している状態を意味するものとする。また、外周リング部材６及び可動側金型４は、外周リング部材６の前進量が例えば０．４ｍｍとなるように基準状態で所定の隙間Ｔ１が形成されるよう構成される。同様に、外周リング部材６及び可動側金型４は、外周リング部材６の後退量が例えば０．０５ｍｍとなるように所定の隙間Ｔ２が形成されるよう構成される。この隙間Ｔ２は、０．０３ｍｍ〜０．１ｍｍとされている。
【００３０】
また、外周リング部材６を前進方向ａ１及び後退方向ａ２に駆動するために、可動側金型４に、前進エア供給部２７と、後退エア供給部２８と、エア通路２９とが設けられている。成形金型装置１には、この前進エア供給部２７及び後退エア供給部２８を駆動制御する制御部３０が設けられている。外周リング部材６は、制御部３０により前進方向及び後退方向に対する付勢力及び位置が制御される。前進エア供給部２７、後退エア供給部２８及びエア通路２９は、エアの圧力により外周リング部材６を進退方向に駆動させる駆動部として機能する。
【００３１】
そして、外周リング部材６には、図５に示すように、スタンパ１０に近接する部位の内周側に、ディスク基板２の外周端面２ａを成形するための成形面３１が形成されている。したがって、成形金型装置１には、キャビティ部５が、固定側金型３のスタンパ１０の主面、可動側金型４の成形面２２及び外周リング部材６の成形面３１によって構成されている。キャビティ部５は、固定側インターロックリング１１及び可動側インターロックリング１２の厚さによって大きさが適宜微調整される。このキャビティ部５は、可動側金型４の成形面２２とスタンパ１０の主面との間隔が１．１ｍｍ弱に設定されている。
【００３２】
外周リング部材６の成形面３１には、図５に示すように、成形されるディスク基板２の主面に直交する垂直面３２と、ディスク基板２の厚さ方向に対して傾斜された傾斜面３３とが形成されている。傾斜面３３は、後述のように外周リング部材６が前進した際に、ディスク基板２と係合することで、力を受けるディスク押し部として機能する。ディスク押し部としての傾斜面３３は、後述の排気用間隙３５にバリが発生した場合に外周リング部材６が前進したときに、このバリを押してディスク基板２に悪影響が生じることを防止する。すなわち、傾斜面３３は、外周リング部材６が前進方向ａ１に付勢されたときにディスク基板２に係合する係合部として機能し、また係合することで、ディスク基板を前進方向に押すディスク押し部として機能する。外周リング部材６に設けられ、係合部及びディスク押し部として機能する傾斜面３３は、このバリを折ってしまうことを防止する。
【００３３】
そして、外周リング部材６は、型閉動作の型締め直前においては、前進エア供給部２７からエアが供給されることにより前進動作され、図７に示すような基準位置より０．４ｍｍ前進した状態とされる。その後、外周リング部材６は、可動側金型４と固定側金型３とが型締めされた際には、図６に示すような基準位置に移動され、このときのキャビティ部５の隙間が１．１ｍｍ弱である。
【００３４】
成形金型装置１において、外周リング部材６は、型開瞬間において、基準位置より後退方向に駆動される点に特徴を有する。換言すると、外周リング部材６は、制御部３０に制御されることにより、型開直前において、後退方向にエアによる付勢力が発生するようにされている。より具体的には、後述の図９に示すタイミングチャートを用いて説明するように冷却工程において、制御部３０により制御された後退エア供給部２８からエアが供給され、ピストンリング２６及びこれに一体とされた外周リング部材６が後退方向に付勢力が付与された状態となっている。かかる外周リング部材６は、型開と同時に後退され図８に示すような基準位置より０．０５ｍｍ後退した状態とされる。かかる成形金型装置１は、型開の際のスタンパ１０からディスク基板２を離型する際の離型不良を低減することができる。これは、外周リング部材６が前進保持や中立の状態の場合には、外周リング部材６がふらつきばたついてしまい、離型したディスク基板２に離型痕等の傷がついてしまうのに対し、後退方向に付勢されている場合は、このような現象が発生しないからである。このように、外周リング部材６を型開前に後退方向に付勢することは、外周リング部材６を可動側金型４の固定面に押し付け制止させることができる。
【００３５】
この外周リング部材６の型開と同時に後退するときの後退量は、０．０３ｍｍ〜０．１ｍｍ程度が適切である。これは、０．０３ｍｍ未満である場合には、型締力による弾性変形により隙間がなくなり、外周リング部材６及びこれに一体とされたシャフト２５，ピストンリング２６に型締力相当の圧縮力が負荷されるからである。また、０．１ｍｍより大きい場合には、次のディスク基板２を成形する際の前進動作により蓄積した樹脂ガスがキャビティー内へ混入する可能性があるからである。また、０．１ｍｍより大きい場合には摺動量が増えることから、０．１ｍｍより小さい場合に比べてかじりや焼き付けが発生するおそれがある。例えば、１．１７ｍｍの場合には樹脂ガス混入による問題が発生する場合があった。そして、外周リング部材６の後退量を上述の量に規制するため、可動側金型４に形成される隙間Ｔ２が０．０３〜０．１ｍｍとされる。
【００３６】
また、外周リング部材６は、型締め時に、スタンパ１０の主面に対向する対向面とスタンパ１０の主面との間に、キャビティ部５内に発生するガスを排気するための排気用間隙３５が確保されるように形成されている。この排気用間隙３５は、３５μｍ程度とされ、溶融状態の樹脂材料が流入することを抑制して、成形されたディスク基板２の外周にバリが生じることを抑制している。
【００３７】
次に、ディスク基板２の中心穴を形成するための部位について述べる。イジェクトスリーブ１７は、図１に示すように、略円筒状に形成されており、一端が、ディスク基板２の内周側に臨まされて、矢印ａ１方向及びａ２方向に移動可能に設けられている。パンチ部材１８は、略円筒状に形成されており、一端がキャビティ部５に対応する位置に臨まされて、イジェクトスリーブ１７の内周部に矢印ａ１方向ａ２方向に移動可能に設けられている。イジェクトピン１９は、棒状に形成されており、パンチ部材１８の内周部に矢印ａ１方向及びａ２方向に移動可能に設けられている。
【００３８】
〔２．成形金型装置を用いたディスク基板の成形方法について〕
以上のように構成された成形金型装置１について、型締め時及び型開き時の外周リング部材６の動作及びディスク基板２の成形方法について説明する。
【００３９】
まず、成形金型装置１は、型開き時に、外周リング部材６の成形面３１が、可動側金型４の成形面２２に対して矢印ａ１方向に前進されて、成形されるディスク基板２の厚さより大とされる最大突出量となるように突出されている。
【００４０】
そして、成形金型装置１は、固定側金型３に対して可動側金型４が矢印ａ１方向に移動されて型締めされる。型締めされるとき、外周リング部材６の成形面３１は、固定側金型３に対して可動側金型４が矢印ａ１方向に移動されることにより、固定側金型３に当接されるため、スタンパ１０に対して相対的に矢印ａ２方向に後退されて、成形されるディスク基板２の厚さに等しい所定の突出量を以て突出される。
【００４１】
成形金型装置１は、外周リング部材６の成形面３１と、スタンパ１０の主面及び可動側金型４の成形面２２とからなるキャビティ部５内に、溶融樹脂材料が充填される。この溶融樹脂材料は、図２に示す射出成形機５１によってスプールブッシュ２４を介して充填される。
【００４２】
成形金型装置１は、キャビティ部５内に溶融樹脂材料の充填が完了した後、パンチ部材１８が矢印ａ１方向に移動されることによりディスク基板２の中心穴近傍のゲートが切断されて、所定の冷却時間を経た後に型開される。
【００４３】
成形金型装置１は、型開き時に、図５に示すように、固定側金型３に対して可動側金型４が矢印ａ２方向に移動されるとともに、外周リング部材６が、可動側金型４の成形面２２に対して矢印ａ２方向に後退されることとなる。型開き時に、ディスク基板２は、固定側金型３に対して可動側金型４と一体的に矢印ａ２方向に移動される。すなわち、型開きの際に、ディスク基板２は、固定側金型３のスタンパ１０から離型される。
【００４４】
成形金型装置１は、可動側エアー吹出口からエアーを吹き出すことにより、可動側金型４の成形面２２に対してディスク基板２の主面が良好に離型される。
【００４５】
そして、成形金型装置１は、イジェクトピン１９及びイジェクトスリーブ１７が矢印ａ１方向にそれぞれ移動されることにより、可動側金型４からディスク基板２が排出される。排出されたディスク基板２は、例えばディスク基板２を吸着する吸着部材を有する保持手段によって保持されて取り出され、次行程に搬送される。
【００４６】
上述した成形金型装置１を用いて成形されたディスク基板２は、例えば反射膜成膜後に外観検査した結果、固定側金型３に保持されたスタンパ１０によって成形された主面の内周部及び中周部に、離型模様が発生することがなかった。したがって、このディスク基板２を用いたディスク状記録媒体は、主面に離型模様が生じることが防止されて、ディスク状記録媒体の品質を良好にすることができる。
【００４７】
以上で説明した成形金型装置を用いた成形方法においては、図９（Ａ）に示すように、型閉、射出、保圧、冷却、型開、取出の工程でディスク基板２の成形が行われる。本発明を適用したディスク基板の成形方法では、図９（Ａ）で示す成形工程に対して、図９（Ｄ）に示すタイミングで外周リング部材６を制御する点に特徴を有する。
【００４８】
すなわち、本発明を適用したディスク基板の成形方法では、固定側金型３及び可動側金型４内へ樹脂が射出され、保圧後の冷却工程の、例えば０．１秒後において外周リング部材６を後退方向に付勢する点に特徴を有する。具体的には、後退エア供給部２８等の駆動部のエア圧力により外周リング部材６を後退方向に付勢する。これにより固定側金型３及び可動側金型４の型開時に外周リング部材６を可動側金型４に対して後退方向ａ２に移動させることとなる。
【００４９】
本発明を適用したディスク基板の成形方法によれば、型開時に外周リング部材６を可動側金型４の固定面に押し付け制止させることができ、外周リング部材６のふらつきやばたつきを防止できる。かかるディスク基板の成形方法は、成形されたディスク基板２のスタンパ１０からの離型不良を低減して、離型不良によるディスク状記録媒体の信号異常や不良を低減できる。この成形方法は、ディスク状記録媒体の品質向上を実現して歩留まりを向上し、スタンパの良品率を上げることを実現する。また、この成形方法は、スタンパの交換回数を低減することができ、スタンパの交換による稼働停止が低減し生産性向上を実現し、これにより、コスト低減を実現する。
【００５０】
次に、本発明を適用したディスク基板の成形方法の耐ＲＳＥＲ不良の優位性を検証したテストについて図１０及び図１１を用いて説明する。具体的には、型開き時の外周リング部材６の動作を（１）前進保持、（２）中立保持、（３）後退動作の３パターンにおいて比較テストを行った。図１０は、型開瞬間の外周リング部材６の挙動を複数箇所で測定した結果を示し、図１１は、得られたディスク基板２の信号異常をＲＳＥＲのマッピングで示したものである。図１１中Ｅ１，Ｅ２でハッチングされた部分（Ｅ１＞Ｅ２とする）が信号エラーを示す部分である。また、図１１中特にＥｒで示す線状の部分が特に高い信号エラーであり、所謂離型不良箇所である。この離型不良箇所は、RSERが２×１０−４を超えた部分である。
【００５１】
（１）の前進保持は、従来よく取られていた方式であり、図９（Ｂ）で示すような付与力を外周リング部材６に付与するように制御部３０により制御したものであり、図１０（Ａ）や図１１（Ａ）に示すような結果が得られた。（２）の中立保持は、（１）及び（３）と比較するためエアー圧力調整による中立状態の方式であり、図９（Ｃ）で示すような付与力を外周リング部材６に付与するように制御部３０により制御したものである。この場合に、図１０（Ｂ）や図１１（Ｂ）に示すような結果が得られた。
【００５２】
（３）の後退動作は、本発明を適用した方式であり、後退且つ短ストローク動作をし、後退側の固定面である可動側金型４に押し付ける方式である。ここで、固定面への押しつけは、上述の構成と同様に外周リング部材の後方にシャフト２５を介して配置されたピストンリング２６の後退側を可動側金型４に押し付けることにより行った。具体的には、図９（Ｄ）で示すような付与力を外周リング部材６に付与するように制御部３０により制御したものである。また、後退量としては、０．０３〜０．１ｍｍが適切範囲とされるが、金型組み立て公差・型締めによる弾性変形量を考慮して０．０５ｍｍとした。この場合に、図１０（Ｃ）及び図１１（Ｃ）に示すような結果が得られた。
【００５３】
図１０及び図１１に示すように、（３）の後退動作の場合には、（１）や（２）の場合に比べて離型不良模様が全く消えている。このことから、本発明を適用した成形方法によれば、外周リング部材６を固定面である可動側金型へ押し付ける構成により、外周リング部材６の位置を安定して保つことにより、離型不良が解消されたといえる。尚、（２）の中立保持の方式の場合にも、従来の（１）の場合に比べ改善方向であるが、不十分であり、（３）の後退動作の方式が最良の外周リング動作であるといえる。
【００５４】
上述したように、本発明を適用した成形金型装置１は、一対の固定側金型３及び可動側金型４と、外周リング部材６と、駆動部としての前進エア供給部２７及び後退エア供給部２８と、制御部３０とを備える点に特徴を有する。そして、制御部３０は、固定側金型３及び可動側金型４内へ樹脂が射出され、保圧された後の冷却工程において、駆動部により外周リング部材６をエアの圧力により後退方向に付勢する。これにより、制御部３０は、固定側金型３及び可動側金型４の型開時に外周リング部材６を可動側金型４に対して後退方向ａ２に移動させる。
【００５５】
本発明を適用した成形金型装置１やこれを用いたディスク基板の成形方法によれば、型開時に外周リング部材６を可動側金型４の固定面に押し付け制止させることができ、外周リング部材６のふらつきやばたつきを防止できる。かかる成形金型装置１等は、成形されたディスク基板２のスタンパ１０からの離型不良を低減して、離型不良によるディスク状記録媒体の信号異常や不良を低減できる。この成形金型装置１等は、ディスク状記録媒体の品質向上を実現して歩留まりを向上し、スタンパの良品率を上げることを実現する。また、この成形方法は、スタンパの交換回数を低減することができ、スタンパの交換による稼働停止が低減し生産性向上を実現し、これによりコスト低減を実現する。
【００５６】
この成形金型装置１やこれを用いたディスク基板の成形方法において、上述した型開時の後退動作の構成は、外周リング部材６の傾斜面３３が設けられる場合は特に有効である。すなわち、この傾斜面３３は、外周リング部材６の成形面に、外周リング部材６を前進方向に付勢したときにディスク基板２に係合して前進方向ａ１にディスク基板２を押す係合部として機能するものである。この傾斜面３３は、上述したように外周リング部材６を前進方向に付勢したときに、ディスク基板の外周端部に発生するバリを折ることを防止するものである。成形金型装置１において、このディスク押し部としての傾斜面３３を有する場合には、型開時のふらつき等の可能性が高くなるが、上述の後退動作の構成を有する場合には、成形されたディスク基板２のスタンパ１０からの離型不良を低減できる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 成形金型装置、２ ディスク基板、３ 固定側金型、４ 可動側金型、５ キャビティ部、６ 外周リング部材、７ 固定側取付型板、８ 可動側取付型板、１０ スタンパ、１１ 固定側インターロックリング、１２ 可動側インターロックリング、１３ 固定側エアー吹出口、１４ 可動側エアー吹出口、１５ 固定側入子、１６ 可動側入子、１７ イジェクトスリーブ、１８ パンチ部材、１９ イジェクトピン、２１ 固定側ミラー、２２ 可動側ミラー、２３ 温度調整通路、２４ スプールブッシュ、２５ シャフト、２６ ピストンリング、２７ 前進エア供給部、２８ 後退エア供給部、３０ 制御部、３１ 成形面、３２ 垂直面、３３ 傾斜面、３５ 排気用間隙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク状記録媒体のディスク基板の成形方法及びこのディスク基板を射出成形する成形金型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク等のディスク状記録媒体を構成するディスク基板は、例えば特許文献１に記載されたような成形金型装置を用いた射出成形によって成形されている。
【０００３】
この成形金型装置は、ディスク基板を成形するキャビティ部を有する一組の固定側金型及び可動側金型と、ディスク基板の外周端面を成形するための外周リング部材とを備えている。また、この成形金型装置は、ディスク基板に所定の凹凸パターンを転写するスタンパと、固定側金型に対して可動側金型を近接離間させる方向に駆動する駆動部とを備えている。
【０００４】
固定側金型には、スタンパが取り付けられる固定側ミラーが形成されている。可動側金型には、ディスク基板の主面を成形する可動側ミラー（以下、「成形面」ともいう。）が形成されている。また、可動側金型には、可動側ミラーの外周部に、外周リング部材が、固定側金型に対して可動側金型が近接離間する方向と略平行に、キャビティ部側に対して移動可能に設けられている。
【０００５】
スタンパは、中心穴を有する円盤状に形成されており、固定側金型の固定側ミラーに当接されて、真空吸引によって内外周それぞれ固定されている。
【０００６】
この外周リング部材は、略環状に形成されており、内周側に、ディスク基板の外周端面を成形する成形面が設けられている。外周リング部材は、例えば、バネ等の弾性体や、空気圧、油圧等を用いた移動手段によって移動される。
【０００７】
この成形金型装置には、固定側金型に対して可動側金型が型締めされた際に、可動側金型の成形面と固定側金型のスタンパの主面と、外周リング部材の成形面とによって、樹脂材料が充填されるキャビティ部が構成される。成形金型装置は、型締めされた際、外周リング部材が固定側金型に近接する方向に所定の押圧力で移動されている。型締めされた成形金型装置には、樹脂材料が射出される。
【０００８】
樹脂材料の射出が完了して所定時間だけ冷却した後に、成形金型装置は、型開きが開始されて、成形されたディスク基板がスタンパから離型されて可動側金型の成形面とともに移動される。そして、成形金型装置は、成形されたディスク基板が可動側金型の成形面からエアーを供給する等の手段により離型されて排出されて、一連の成形工程が終了する。
【０００９】
近年、光ディスクとしてＢＤ（Blu-Ray Disc（登録商標））等の高密度記録光ディスクが用いられるようになっているが、かかるＢＤ−ＲＯＭの信号異常不良の原因の一つとして、スタンパからの離型不良がある。これは、スタンパからの離型にムラがあることにより発生する不良である。ＢＤのように信号を記録しているピットと呼ばれる窪みの深さが浅いメディアの場合は特にスタンパから外れ易いため、この種の不良が発生する可能性が高い。また、ＢＤは、情報密度の点からも、ＣＤやＤＶＤと比較して信号エラーに対する影響が大きく、生産効率低下を招く大きな問題となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−８６５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、離型不良を低減して、離型不良によるディスク状記録媒体の信号異常不良を低減するディスク基板の成形方法及び成形金型装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的を達成するため、本発明に係るディスク基板の成形方法は、ディスク状記録媒体のディスク基板を成形する一組の固定側金型及び可動側金型と、上記可動側金型に設けられ、上記ディスク基板の外周端面を成形するとともに、上記固定側金型に対する上記可動側金型の移動方向と平行に進退可能に設けられる外周リング部材とを備える成形金型装置を用いてディスク基板を成形するに際し、上記固定側金型及び上記可動側金型の型開時に上記外周リング部材を上記可動側金型に対して後退方向に移動させる。
【００１３】
また、本発明に係る成形金型装置は、ディスク状記録媒体のディスク基板を成形する一組の固定側金型及び可動側金型と、上記可動側金型に設けられ、上記ディスク基板の外周端面を成形するとともに、上記固定側金型に対する上記可動側金型の移動方向と平行に進退可能に設けられる外周リング部材と、上記外周リング部材を進退させる駆動部と、上記駆動部による上記外周リング部材の進退を制御する制御部とを備え、上記制御部は、上記固定側金型及び上記可動側金型の型開時に上記外周リング部材を上記可動側金型に対して後退方向に移動させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、成形されたディスク基板のスタンパからの離型不良を低減して、離型不良によるディスク状記録媒体の信号異常や不良を低減できる。本発明は、ディスク状記録媒体の品質向上を実現して歩留まりを向上し、スタンパの良品率を上げることを実現する。本発明は、スタンパの交換回数を低減することができ、スタンパの交換による稼働停止が低減し生産性向上を実現する。よって、本発明は、コスト低減を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】成形金型装置の断面図である。
【図２】成形金型装置に樹脂を供給する射出成形機の概略を示す図である。
【図３】成形金型装置のイジェクトやエアブローを説明するための断面図である。
【図４】成形金型装置を構成する外周リング部材のピストンリングと可動側金型との前進方向及び後退方向の隙間を示す断面図である。
【図５】成形金型装置に形成されるキャビティ部を形成する各成形面の詳細を示す断面図である。
【図６】成形金型装置を構成する外周リング部材の動きを説明するための図であり、型閉時の状態である基準状態を示す模式的な断面図である。
【図７】成形金型装置を構成する外周リング部材の動きを説明するための図であり、基準状態に対して前進した状態を示す模式的な断面図である。
【図８】成形金型装置を構成する外周リング部材の動きを説明するための図であり、基準状態に対して後退した状態を示す模式的な断面図である。
【図９】外周リング部材の動作制御タイミングチャートを成形工程とともに示す図である。（Ａ）は、成形工程を示し、（Ｂ）は、前進保持の場合の動作制御タイミングチャートを示し、（Ｃ）は、中立保持の場合の動作制御タイミングチャートを示し、（Ｄ）は、後退動作の場合の動作制御タイミングチャートを示す図である。
【図１０】外周リング部材の動作について３パターンの比較テストを行った際の外周リング部材の挙動を示す図である。（Ａ）は、前進保持の場合を示し、（Ｂ）は、中立保持の場合を示し、（Ｃ）は、後退動作の場合のリング部材の挙動を示す図である。
【図１１】外周リング部材の動作について３パターンの比較テストを行った際の信号異常マッピングを示す図である。（Ａ）は、前進保持の場合を示し、（Ｂ）は、中立保持の場合を示し、（Ｃ）は、後退動作の場合の信号異常マッピングを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、発明を実施するための最良の形態を以下の順で説明する。
１．成形金型装置の構成
２．成形金型装置を用いたディスク基板の成形方法について
〔１．成形金型装置の構成〕
以下、本発明を適用した成形金型装置及び成形方法について、図面を参照して説明する。この成形金型装置１は、ディスク状記録媒体のディスク基板２を射出成形する装置である。
【００１７】
この成形金型装置により成形されるディスク基板は、例えば、ＣＤ(Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）や、使用波長が４０５ｎｍ程度でカバー層厚さが０．１ｍｍ程度とされるＢＤ（Blu-ray Disc（登録商標））等のディスク状記録媒体に用いられる。尚、このディスク状記録媒体には、光磁気ディスクが含まれるものとする。また、以下では、成形金型装置１は、ＢＤ−ＲＯＭのディスク基板を成形するものとして説明する。
【００１８】
図１に示すように、成形金型装置１は、ディスク基板２を成形するキャビティ部５を有する一組の固定側金型３及び可動側金型４と、これら固定側金型３及び可動側金型４が各々取り付けられる固定側取付型板７及び可動側取付型板８とを備える。可動側金型４は、固定側金型３に対して近接離間されるよう移動される。キャビティ部５は、円盤形状であり、温度調節器等により一定温度に保たれている。
【００１９】
また、成形金型装置１は、ディスク基板２に所定の凹凸パターンを転写するためのスタンパ１０を備えており、内外周部の真空吸引により固定側金型３に固定されている。スタンパ１０は、信号が記録された原盤のスタンパである。
【００２０】
さらに、成形金型装置１は、ディスク基板２の外周端面２ａを成形する外周リング部材６を備えている。すなわち、この外周リング部材６は、キャビティ部５の外形を形取る部品である。また、この外周リング部材６は、成形されたディスク基板２の外周端部にオーバーパック（樹脂が所望の形状よりはみ出した不良）やバリといった不良を防止するために、摺動機構（駆動機構）をもたせてスタンパ１０とのクリアランスを一定にするという機能も有している。
【００２１】
また、成形金型装置１は、図１に示すように、固定側金型３に対して可動側金型４をガイドするための固定側インターロックリング１１及び可動側インターロックリング１２を備えている。固定側インターロックリング１１は、固定側金型３に固定され、可動側インターロックリング１２は、可動側金型４に固定される。固定側インターロックリング１１及び可動側インタ−ロックリング１２は、可動側金型４をガイドする機能を有するとともに、キャビティ部５の大きさを調整する調整用スペーサとしての機能も有する。
【００２２】
また、成形金型装置１は、成形したディスク基板２を固定側金型３及び可動側金型４から離型するための固定側エア吹出口１３及び可動側エア吹出口１４を有している。この固定側エア吹出口１３及び可動側エア吹出口１４は、それぞれ固定側金型３及び可動側金型４の内周部に設けられる固定側入子１５、可動側入子１６に形成されている。
【００２３】
また、成形金型装置１は、ディスク基板２を排出するためのイジェクトスリーブ１７を備えている。また、成形金型装置１は、ディスク基板２の中心穴近傍のゲートを切断するパンチ部材１８と、このパンチ部材１８によって切断された中心穴部分を排出するためのイジェクトピン１９とを備えている。
【００２４】
固定側金型３は、図１に示すように、スタンパ１０が取り付けられる固定側ミラー２１が設けられている。可動側金型４は、固定側金型３に対向して配置されており、固定側金型３に対して矢印ａ１方向及びａ２方向に移動可能に設けられている。可動側金型４は、ディスク基板２の主面を成形する可動側ミラー２２（以下、「成形面２２」ともいう。）が設けられている。また、固定側金型３及び可動側金型４には、キャビティ部５を冷却するための冷却水等が流通する温度調節通路２３がそれぞれ設けられている。
【００２５】
固定側取付型板７及び固定側金型３の中央には、図２に示す射出成形機５１の加熱筒５２によって射出された溶融樹脂材料が流入するスプールブッシュ２４が設けられている。樹脂材料５３としては、例えばポリカーボネート等が用いられる。射出成形機５１には、原料であるペレット状のポリカーボネートを必要時間乾燥機にて脱水したものが供給される。供給されたポリカーボネートは、射出成形機５１で加熱溶融されスクリュー機構等により一定量軽量された後に、射出成形機５１に取り付けられた成形金型装置１の金型内に高速で充填される。可動側取付型板８及び可動側金型４の中央には、図３に示すように上述のイジェクトスリーブ１７が移動可能に設けられている。
【００２６】
スタンパ１０は、中心穴を有する円盤状に形成されており、キャビティ部５に臨む面に、例えばプリグルーブ及びプリフォーマットピット等の所定の凹凸パターンが設けられている。スタンパ１０は、固定側金型３の固定側ミラー２１に当接されて、真空吸引により固定側ミラー２１側に押圧されて固定されている。
【００２７】
外周リング部材６は、図１、図４〜図６に示すように、略環状に形成されており、可動側金型４の成形面２２の外周側に位置して配設されている。外周リング部材６は、可動側金型４に、固定側金型３に対する可動側金型４の移動方向と平行に前進する矢印ａ１方向及び後退するａ２方向に進退可能に設けられている。外周リング部材６の一端部は、シャフト２５を介して駆動力を伝達するためのピストンリング２６が構成されている。
【００２８】
外周リング部材６及びピストンリング２６は、図１及び図４に示すように、矢印ａ１方向及びａ２方向に対する移動量を調整するための可動側金型４に移動可能に支持されている。尚、図４及び図６は、外周リング部材６が後述の中立位置となるような基準状態を示し、この状態に対してａ１方向に０．４ｍｍ前進可能であり、また、この状態に対してａ２方向に０．０５ｍｍ後退可能となるような隙間Ｔ１及び隙間Ｔ２が形成されている。
【００２９】
図７は、外周リング部材６が０．４ｍｍ前進した状態を示し、図８は、外周リング部材６が０．０５ｍｍ後退した状態を示す。この基準状態は、外周リング部材６が前進方向に力が付与されている場合に、固定側金型３及び可動側金型４が型閉が完了して、固定側及び可動側インターロックリング１１，１２が当接している状態を意味するものとする。また、外周リング部材６及び可動側金型４は、外周リング部材６の前進量が例えば０．４ｍｍとなるように基準状態で所定の隙間Ｔ１が形成されるよう構成される。同様に、外周リング部材６及び可動側金型４は、外周リング部材６の後退量が例えば０．０５ｍｍとなるように所定の隙間Ｔ２が形成されるよう構成される。この隙間Ｔ２は、０．０３ｍｍ〜０．１ｍｍとされている。
【００３０】
また、外周リング部材６を前進方向ａ１及び後退方向ａ２に駆動するために、可動側金型４に、前進エア供給部２７と、後退エア供給部２８と、エア通路２９とが設けられている。成形金型装置１には、この前進エア供給部２７及び後退エア供給部２８を駆動制御する制御部３０が設けられている。外周リング部材６は、制御部３０により前進方向及び後退方向に対する付勢力及び位置が制御される。前進エア供給部２７、後退エア供給部２８及びエア通路２９は、エアの圧力により外周リング部材６を進退方向に駆動させる駆動部として機能する。
【００３１】
そして、外周リング部材６には、図５に示すように、スタンパ１０に近接する部位の内周側に、ディスク基板２の外周端面２ａを成形するための成形面３１が形成されている。したがって、成形金型装置１には、キャビティ部５が、固定側金型３のスタンパ１０の主面、可動側金型４の成形面２２及び外周リング部材６の成形面３１によって構成されている。キャビティ部５は、固定側インターロックリング１１及び可動側インターロックリング１２の厚さによって大きさが適宜微調整される。このキャビティ部５は、可動側金型４の成形面２２とスタンパ１０の主面との間隔が１．１ｍｍ弱に設定されている。
【００３２】
外周リング部材６の成形面３１には、図５に示すように、成形されるディスク基板２の主面に直交する垂直面３２と、ディスク基板２の厚さ方向に対して傾斜された傾斜面３３とが形成されている。傾斜面３３は、後述のように外周リング部材６が前進した際に、ディスク基板２と係合することで、力を受けるディスク押し部として機能する。ディスク押し部としての傾斜面３３は、後述の排気用間隙３５にバリが発生した場合に外周リング部材６が前進したときに、このバリを押してディスク基板２に悪影響が生じることを防止する。すなわち、傾斜面３３は、外周リング部材６が前進方向ａ１に付勢されたときにディスク基板２に係合する係合部として機能し、また係合することで、ディスク基板を前進方向に押すディスク押し部として機能する。外周リング部材６に設けられ、係合部及びディスク押し部として機能する傾斜面３３は、このバリを折ってしまうことを防止する。
【００３３】
そして、外周リング部材６は、型閉動作の型締め直前においては、前進エア供給部２７からエアが供給されることにより前進動作され、図７に示すような基準位置より０．４ｍｍ前進した状態とされる。その後、外周リング部材６は、可動側金型４と固定側金型３とが型締めされた際には、図６に示すような基準位置に移動され、このときのキャビティ部５の隙間が１．１ｍｍ弱である。
【００３４】
成形金型装置１において、外周リング部材６は、型開瞬間において、基準位置より後退方向に駆動される点に特徴を有する。換言すると、外周リング部材６は、制御部３０に制御されることにより、型開直前において、後退方向にエアによる付勢力が発生するようにされている。より具体的には、後述の図９に示すタイミングチャートを用いて説明するように冷却工程において、制御部３０により制御された後退エア供給部２８からエアが供給され、ピストンリング２６及びこれに一体とされた外周リング部材６が後退方向に付勢力が付与された状態となっている。かかる外周リング部材６は、型開と同時に後退され図８に示すような基準位置より０．０５ｍｍ後退した状態とされる。かかる成形金型装置１は、型開の際のスタンパ１０からディスク基板２を離型する際の離型不良を低減することができる。これは、外周リング部材６が前進保持や中立の状態の場合には、外周リング部材６がふらつきばたついてしまい、離型したディスク基板２に離型痕等の傷がついてしまうのに対し、後退方向に付勢されている場合は、このような現象が発生しないからである。このように、外周リング部材６を型開前に後退方向に付勢することは、外周リング部材６を可動側金型４の固定面に押し付け制止させることができる。
【００３５】
この外周リング部材６の型開と同時に後退するときの後退量は、０．０３ｍｍ〜０．１ｍｍ程度が適切である。これは、０．０３ｍｍ未満である場合には、型締力による弾性変形により隙間がなくなり、外周リング部材６及びこれに一体とされたシャフト２５，ピストンリング２６に型締力相当の圧縮力が負荷されるからである。また、０．１ｍｍより大きい場合には、次のディスク基板２を成形する際の前進動作により蓄積した樹脂ガスがキャビティー内へ混入する可能性があるからである。また、０．１ｍｍより大きい場合には摺動量が増えることから、０．１ｍｍより小さい場合に比べてかじりや焼き付けが発生するおそれがある。例えば、１．１７ｍｍの場合には樹脂ガス混入による問題が発生する場合があった。そして、外周リング部材６の後退量を上述の量に規制するため、可動側金型４に形成される隙間Ｔ２が０．０３〜０．１ｍｍとされる。
【００３６】
また、外周リング部材６は、型締め時に、スタンパ１０の主面に対向する対向面とスタンパ１０の主面との間に、キャビティ部５内に発生するガスを排気するための排気用間隙３５が確保されるように形成されている。この排気用間隙３５は、３５μｍ程度とされ、溶融状態の樹脂材料が流入することを抑制して、成形されたディスク基板２の外周にバリが生じることを抑制している。
【００３７】
次に、ディスク基板２の中心穴を形成するための部位について述べる。イジェクトスリーブ１７は、図１に示すように、略円筒状に形成されており、一端が、ディスク基板２の内周側に臨まされて、矢印ａ１方向及びａ２方向に移動可能に設けられている。パンチ部材１８は、略円筒状に形成されており、一端がキャビティ部５に対応する位置に臨まされて、イジェクトスリーブ１７の内周部に矢印ａ１方向ａ２方向に移動可能に設けられている。イジェクトピン１９は、棒状に形成されており、パンチ部材１８の内周部に矢印ａ１方向及びａ２方向に移動可能に設けられている。
【００３８】
〔２．成形金型装置を用いたディスク基板の成形方法について〕
以上のように構成された成形金型装置１について、型締め時及び型開き時の外周リング部材６の動作及びディスク基板２の成形方法について説明する。
【００３９】
まず、成形金型装置１は、型開き時に、外周リング部材６の成形面３１が、可動側金型４の成形面２２に対して矢印ａ１方向に前進されて、成形されるディスク基板２の厚さより大とされる最大突出量となるように突出されている。
【００４０】
そして、成形金型装置１は、固定側金型３に対して可動側金型４が矢印ａ１方向に移動されて型締めされる。型締めされるとき、外周リング部材６の成形面３１は、固定側金型３に対して可動側金型４が矢印ａ１方向に移動されることにより、固定側金型３に当接されるため、スタンパ１０に対して相対的に矢印ａ２方向に後退されて、成形されるディスク基板２の厚さに等しい所定の突出量を以て突出される。
【００４１】
成形金型装置１は、外周リング部材６の成形面３１と、スタンパ１０の主面及び可動側金型４の成形面２２とからなるキャビティ部５内に、溶融樹脂材料が充填される。この溶融樹脂材料は、図２に示す射出成形機５１によってスプールブッシュ２４を介して充填される。
【００４２】
成形金型装置１は、キャビティ部５内に溶融樹脂材料の充填が完了した後、パンチ部材１８が矢印ａ１方向に移動されることによりディスク基板２の中心穴近傍のゲートが切断されて、所定の冷却時間を経た後に型開される。
【００４３】
成形金型装置１は、型開き時に、図５に示すように、固定側金型３に対して可動側金型４が矢印ａ２方向に移動されるとともに、外周リング部材６が、可動側金型４の成形面２２に対して矢印ａ２方向に後退されることとなる。型開き時に、ディスク基板２は、固定側金型３に対して可動側金型４と一体的に矢印ａ２方向に移動される。すなわち、型開きの際に、ディスク基板２は、固定側金型３のスタンパ１０から離型される。
【００４４】
成形金型装置１は、可動側エアー吹出口からエアーを吹き出すことにより、可動側金型４の成形面２２に対してディスク基板２の主面が良好に離型される。
【００４５】
そして、成形金型装置１は、イジェクトピン１９及びイジェクトスリーブ１７が矢印ａ１方向にそれぞれ移動されることにより、可動側金型４からディスク基板２が排出される。排出されたディスク基板２は、例えばディスク基板２を吸着する吸着部材を有する保持手段によって保持されて取り出され、次行程に搬送される。
【００４６】
上述した成形金型装置１を用いて成形されたディスク基板２は、例えば反射膜成膜後に外観検査した結果、固定側金型３に保持されたスタンパ１０によって成形された主面の内周部及び中周部に、離型模様が発生することがなかった。したがって、このディスク基板２を用いたディスク状記録媒体は、主面に離型模様が生じることが防止されて、ディスク状記録媒体の品質を良好にすることができる。
【００４７】
以上で説明した成形金型装置を用いた成形方法においては、図９（Ａ）に示すように、型閉、射出、保圧、冷却、型開、取出の工程でディスク基板２の成形が行われる。本発明を適用したディスク基板の成形方法では、図９（Ａ）で示す成形工程に対して、図９（Ｄ）に示すタイミングで外周リング部材６を制御する点に特徴を有する。
【００４８】
すなわち、本発明を適用したディスク基板の成形方法では、固定側金型３及び可動側金型４内へ樹脂が射出され、保圧後の冷却工程の、例えば０．１秒後において外周リング部材６を後退方向に付勢する点に特徴を有する。具体的には、後退エア供給部２８等の駆動部のエア圧力により外周リング部材６を後退方向に付勢する。これにより固定側金型３及び可動側金型４の型開時に外周リング部材６を可動側金型４に対して後退方向ａ２に移動させることとなる。
【００４９】
本発明を適用したディスク基板の成形方法によれば、型開時に外周リング部材６を可動側金型４の固定面に押し付け制止させることができ、外周リング部材６のふらつきやばたつきを防止できる。かかるディスク基板の成形方法は、成形されたディスク基板２のスタンパ１０からの離型不良を低減して、離型不良によるディスク状記録媒体の信号異常や不良を低減できる。この成形方法は、ディスク状記録媒体の品質向上を実現して歩留まりを向上し、スタンパの良品率を上げることを実現する。また、この成形方法は、スタンパの交換回数を低減することができ、スタンパの交換による稼働停止が低減し生産性向上を実現し、これにより、コスト低減を実現する。
【００５０】
次に、本発明を適用したディスク基板の成形方法の耐ＲＳＥＲ不良の優位性を検証したテストについて図１０及び図１１を用いて説明する。具体的には、型開き時の外周リング部材６の動作を（１）前進保持、（２）中立保持、（３）後退動作の３パターンにおいて比較テストを行った。図１０は、型開瞬間の外周リング部材６の挙動を複数箇所で測定した結果を示し、図１１は、得られたディスク基板２の信号異常をＲＳＥＲのマッピングで示したものである。図１１中Ｅ１，Ｅ２でハッチングされた部分（Ｅ１＞Ｅ２とする）が信号エラーを示す部分である。また、図１１中特にＥｒで示す線状の部分が特に高い信号エラーであり、所謂離型不良箇所である。この離型不良箇所は、RSERが２×１０−４を超えた部分である。
【００５１】
（１）の前進保持は、従来よく取られていた方式であり、図９（Ｂ）で示すような付与力を外周リング部材６に付与するように制御部３０により制御したものであり、図１０（Ａ）や図１１（Ａ）に示すような結果が得られた。（２）の中立保持は、（１）及び（３）と比較するためエアー圧力調整による中立状態の方式であり、図９（Ｃ）で示すような付与力を外周リング部材６に付与するように制御部３０により制御したものである。この場合に、図１０（Ｂ）や図１１（Ｂ）に示すような結果が得られた。
【００５２】
（３）の後退動作は、本発明を適用した方式であり、後退且つ短ストローク動作をし、後退側の固定面である可動側金型４に押し付ける方式である。ここで、固定面への押しつけは、上述の構成と同様に外周リング部材の後方にシャフト２５を介して配置されたピストンリング２６の後退側を可動側金型４に押し付けることにより行った。具体的には、図９（Ｄ）で示すような付与力を外周リング部材６に付与するように制御部３０により制御したものである。また、後退量としては、０．０３〜０．１ｍｍが適切範囲とされるが、金型組み立て公差・型締めによる弾性変形量を考慮して０．０５ｍｍとした。この場合に、図１０（Ｃ）及び図１１（Ｃ）に示すような結果が得られた。
【００５３】
図１０及び図１１に示すように、（３）の後退動作の場合には、（１）や（２）の場合に比べて離型不良模様が全く消えている。このことから、本発明を適用した成形方法によれば、外周リング部材６を固定面である可動側金型へ押し付ける構成により、外周リング部材６の位置を安定して保つことにより、離型不良が解消されたといえる。尚、（２）の中立保持の方式の場合にも、従来の（１）の場合に比べ改善方向であるが、不十分であり、（３）の後退動作の方式が最良の外周リング動作であるといえる。
【００５４】
上述したように、本発明を適用した成形金型装置１は、一対の固定側金型３及び可動側金型４と、外周リング部材６と、駆動部としての前進エア供給部２７及び後退エア供給部２８と、制御部３０とを備える点に特徴を有する。そして、制御部３０は、固定側金型３及び可動側金型４内へ樹脂が射出され、保圧された後の冷却工程において、駆動部により外周リング部材６をエアの圧力により後退方向に付勢する。これにより、制御部３０は、固定側金型３及び可動側金型４の型開時に外周リング部材６を可動側金型４に対して後退方向ａ２に移動させる。
【００５５】
本発明を適用した成形金型装置１やこれを用いたディスク基板の成形方法によれば、型開時に外周リング部材６を可動側金型４の固定面に押し付け制止させることができ、外周リング部材６のふらつきやばたつきを防止できる。かかる成形金型装置１等は、成形されたディスク基板２のスタンパ１０からの離型不良を低減して、離型不良によるディスク状記録媒体の信号異常や不良を低減できる。この成形金型装置１等は、ディスク状記録媒体の品質向上を実現して歩留まりを向上し、スタンパの良品率を上げることを実現する。また、この成形方法は、スタンパの交換回数を低減することができ、スタンパの交換による稼働停止が低減し生産性向上を実現し、これによりコスト低減を実現する。
【００５６】
この成形金型装置１やこれを用いたディスク基板の成形方法において、上述した型開時の後退動作の構成は、外周リング部材６の傾斜面３３が設けられる場合は特に有効である。すなわち、この傾斜面３３は、外周リング部材６の成形面に、外周リング部材６を前進方向に付勢したときにディスク基板２に係合して前進方向ａ１にディスク基板２を押す係合部として機能するものである。この傾斜面３３は、上述したように外周リング部材６を前進方向に付勢したときに、ディスク基板の外周端部に発生するバリを折ることを防止するものである。成形金型装置１において、このディスク押し部としての傾斜面３３を有する場合には、型開時のふらつき等の可能性が高くなるが、上述の後退動作の構成を有する場合には、成形されたディスク基板２のスタンパ１０からの離型不良を低減できる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 成形金型装置、２ ディスク基板、３ 固定側金型、４ 可動側金型、５ キャビティ部、６ 外周リング部材、７ 固定側取付型板、８ 可動側取付型板、１０ スタンパ、１１ 固定側インターロックリング、１２ 可動側インターロックリング、１３ 固定側エアー吹出口、１４ 可動側エアー吹出口、１５ 固定側入子、１６ 可動側入子、１７ イジェクトスリーブ、１８ パンチ部材、１９ イジェクトピン、２１ 固定側ミラー、２２ 可動側ミラー、２３ 温度調整通路、２４ スプールブッシュ、２５ シャフト、２６ ピストンリング、２７ 前進エア供給部、２８ 後退エア供給部、３０ 制御部、３１ 成形面、３２ 垂直面、３３ 傾斜面、３５ 排気用間隙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク状記録媒体のディスク基板を成形する一組の固定側金型及び可動側金型と、
上記可動側金型に設けられ、上記ディスク基板の外周端面を成形するとともに、上記固定側金型に対する上記可動側金型の移動方向と平行に進退可能に設けられる外周リング部材とを備える成形金型装置を用いてディスク基板を成形するに際し、
上記固定側金型及び上記可動側金型の型開時に上記外周リング部材を上記可動側金型に対して後退方向に移動させるディスク基板の成形方法。
【請求項２】
上記固定側金型及び上記可動側金型内へ樹脂が射出され、保圧された後の冷却工程において、上記外周リング部材を後退方向に付勢することで、上記型開時に上記外周リング部材の後退方向に移動させる請求項１記載のディスク基板の成形方法。
【請求項３】
上記外周リング部材の上記型開時の後退方向への移動量が０．０３〜１．０ｍｍの範囲内である請求項１又は請求項２記載のディスク基板の成形方法。
【請求項４】
上記外周リング部材の成形面には、上記外周リング部材を前進方向に付勢したときに上記ディスク基板に係合して前進方向にディスク基板を押す係合部が設けられる請求項１記載のディスク基板の成形方法。
【請求項５】
ディスク状記録媒体のディスク基板を成形する一組の固定側金型及び可動側金型と、
上記可動側金型に設けられ、上記ディスク基板の外周端面を成形するとともに、上記固定側金型に対する上記可動側金型の移動方向と平行に進退可能に設けられる外周リング部材と、
上記外周リング部材を進退させる駆動部と、
上記駆動部による上記外周リング部材の進退を制御する制御部とを備え、
上記制御部は、上記固定側金型及び上記可動側金型の型開時に上記外周リング部材を上記可動側金型に対して後退方向に移動させる成形金型装置。
【請求項６】
上記駆動部は、エアの圧力により上記外周リング部材を前進方向及び後退方向に駆動させ、
上記制御部は、上記固定側金型及び上記可動側金型内へ樹脂が射出され、保圧された後の冷却工程において、上記外周リング部材をエアの圧力により後退方向に付勢することで、上記型開時に上記外周リング部材の後退方向に移動させる請求項５記載の成形金型装置。
【請求項７】
上記外周リング部材の上記型開時の後退方向への移動量が０．０３〜１．０ｍｍの範囲内となるように、上記可動側金型及び上記外周リング部材の隙間が形成されている請求項５又は請求項６記載の成形金型装置。
【請求項８】
上記外周リング部材の成形面には、上記外周リング部材を前進方向に付勢したときに上記ディスク基板に係合して前進方向にディスク基板を押す係合部が設けられる請求項５記載の成形金型装置。
【請求項１】
ディスク状記録媒体のディスク基板を成形する一組の固定側金型及び可動側金型と、
上記可動側金型に設けられ、上記ディスク基板の外周端面を成形するとともに、上記固定側金型に対する上記可動側金型の移動方向と平行に進退可能に設けられる外周リング部材とを備える成形金型装置を用いてディスク基板を成形するに際し、
上記固定側金型及び上記可動側金型の型開時に上記外周リング部材を上記可動側金型に対して後退方向に移動させるディスク基板の成形方法。
【請求項２】
上記固定側金型及び上記可動側金型内へ樹脂が射出され、保圧された後の冷却工程において、上記外周リング部材を後退方向に付勢することで、上記型開時に上記外周リング部材の後退方向に移動させる請求項１記載のディスク基板の成形方法。
【請求項３】
上記外周リング部材の上記型開時の後退方向への移動量が０．０３〜１．０ｍｍの範囲内である請求項１又は請求項２記載のディスク基板の成形方法。
【請求項４】
上記外周リング部材の成形面には、上記外周リング部材を前進方向に付勢したときに上記ディスク基板に係合して前進方向にディスク基板を押す係合部が設けられる請求項１記載のディスク基板の成形方法。
【請求項５】
ディスク状記録媒体のディスク基板を成形する一組の固定側金型及び可動側金型と、
上記可動側金型に設けられ、上記ディスク基板の外周端面を成形するとともに、上記固定側金型に対する上記可動側金型の移動方向と平行に進退可能に設けられる外周リング部材と、
上記外周リング部材を進退させる駆動部と、
上記駆動部による上記外周リング部材の進退を制御する制御部とを備え、
上記制御部は、上記固定側金型及び上記可動側金型の型開時に上記外周リング部材を上記可動側金型に対して後退方向に移動させる成形金型装置。
【請求項６】
上記駆動部は、エアの圧力により上記外周リング部材を前進方向及び後退方向に駆動させ、
上記制御部は、上記固定側金型及び上記可動側金型内へ樹脂が射出され、保圧された後の冷却工程において、上記外周リング部材をエアの圧力により後退方向に付勢することで、上記型開時に上記外周リング部材の後退方向に移動させる請求項５記載の成形金型装置。
【請求項７】
上記外周リング部材の上記型開時の後退方向への移動量が０．０３〜１．０ｍｍの範囲内となるように、上記可動側金型及び上記外周リング部材の隙間が形成されている請求項５又は請求項６記載の成形金型装置。
【請求項８】
上記外周リング部材の成形面には、上記外周リング部材を前進方向に付勢したときに上記ディスク基板に係合して前進方向にディスク基板を押す係合部が設けられる請求項５記載の成形金型装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１６１９０１（Ｐ２０１１−１６１９０１Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３０５０１（Ｐ２０１０−３０５０１）
【出願日】平成２２年２月１５日（２０１０．２．１５）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【出願人】（５９４０６４５２９）株式会社ソニーＤＡＤＣ (88)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１５日（２０１０．２．１５）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【出願人】（５９４０６４５２９）株式会社ソニーＤＡＤＣ (88)
【Ｆターム（参考）】
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