JP2000015670A - ディスク基板成形用金型と成形装置及び成形方法 - Google Patents
ディスク基板成形用金型と成形装置及び成形方法Info
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- JP2000015670A JP2000015670A JP24219198A JP24219198A JP2000015670A JP 2000015670 A JP2000015670 A JP 2000015670A JP 24219198 A JP24219198 A JP 24219198A JP 24219198 A JP24219198 A JP 24219198A JP 2000015670 A JP2000015670 A JP 2000015670A
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- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
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- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 スタンパと信号面ミラー部材との間の摺動に
よるスタンパ及び信号面ミラー部材の接触面の損傷を低
減し、スタンパの寿命を大幅に改善するようにした、デ
ィスク基板成形用金型と成形装置及び成形方法を提供す
ること。 【解決手段】 互いに対向して開閉可能に配設された二
つの金型コア11,12と、各金型コアの互いに対向す
る側に備えられたミラー部材13,14のうち、一方の
ミラー部材13に取り付けられたスタンパ16と、から
構成されており、各金型コアが互いに閉じた状態にて、
少なくとも上記スタンパ及び他方のミラー部材により、
ディスク基板成形用のキャビティ17を形成するディス
ク基板成形用金型であって、上記スタンパの接触面に、
二硫化モリブデン膜20が形成されている。
よるスタンパ及び信号面ミラー部材の接触面の損傷を低
減し、スタンパの寿命を大幅に改善するようにした、デ
ィスク基板成形用金型と成形装置及び成形方法を提供す
ること。 【解決手段】 互いに対向して開閉可能に配設された二
つの金型コア11,12と、各金型コアの互いに対向す
る側に備えられたミラー部材13,14のうち、一方の
ミラー部材13に取り付けられたスタンパ16と、から
構成されており、各金型コアが互いに閉じた状態にて、
少なくとも上記スタンパ及び他方のミラー部材により、
ディスク基板成形用のキャビティ17を形成するディス
ク基板成形用金型であって、上記スタンパの接触面に、
二硫化モリブデン膜20が形成されている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光ディスク
等の樹脂から成る円板の表面に、情報を示す凹凸形状を
備えた、ディスク基板を射出成形するためのディスク基
板成形用金型と成形装置及び成形方法に関するものであ
る。
等の樹脂から成る円板の表面に、情報を示す凹凸形状を
備えた、ディスク基板を射出成形するためのディスク基
板成形用金型と成形装置及び成形方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、光ディスク等のディスク基板を製
造する場合には、例えば、ディスク基板の要求特性とし
て、寸法,反り,真円度等の機械的特性、複屈折等の光
学的特性、そしてピット・グルーブ等の転写特性、そし
て異物・傷・成形不良等の欠陥特性を考慮して、高圧で
溶融樹脂をスタンパを含む金型内に射出した後、樹脂を
硬化させるようにした、射出成形法が採用されている。
このような射出成形法は、例えば図3に示すような射出
成形装置を使用して行なわれる。
造する場合には、例えば、ディスク基板の要求特性とし
て、寸法,反り,真円度等の機械的特性、複屈折等の光
学的特性、そしてピット・グルーブ等の転写特性、そし
て異物・傷・成形不良等の欠陥特性を考慮して、高圧で
溶融樹脂をスタンパを含む金型内に射出した後、樹脂を
硬化させるようにした、射出成形法が採用されている。
このような射出成形法は、例えば図3に示すような射出
成形装置を使用して行なわれる。
【0003】図3において、射出成形装置1は、図にお
いて左右から互いに開閉可能に配設された二つの金型コ
ア、即ち金型コア2及び金型コア3と、各金型コア2,
3の互いに対向する面に設けられた平坦な信号面ミラー
部材4及び読取面ミラー部材5と、信号面ミラー部材4
の表面に装着され且つ外周縁がスタンパ押さえ6aによ
り信号面ミラー部材4の表面に当接されるスタンパ6
と、読取面ミラー部材5に形成された凹陥部5aとスタ
ンパ6とにより形成されるキャビティ7に溶融樹脂を注
入するための金型コア2の中心付近をに貫通する樹脂注
入孔8aを備えたスプール8と、金型コア3の中心付近
に設けられたパンチ部9とを含んでいる。
いて左右から互いに開閉可能に配設された二つの金型コ
ア、即ち金型コア2及び金型コア3と、各金型コア2,
3の互いに対向する面に設けられた平坦な信号面ミラー
部材4及び読取面ミラー部材5と、信号面ミラー部材4
の表面に装着され且つ外周縁がスタンパ押さえ6aによ
り信号面ミラー部材4の表面に当接されるスタンパ6
と、読取面ミラー部材5に形成された凹陥部5aとスタ
ンパ6とにより形成されるキャビティ7に溶融樹脂を注
入するための金型コア2の中心付近をに貫通する樹脂注
入孔8aを備えたスプール8と、金型コア3の中心付近
に設けられたパンチ部9とを含んでいる。
【0004】上記金型コア2,3は、図示しない成形装
置の加圧装置によって、相対的に移動することにより、
所定圧力で互いに接近して閉じられ、あるいは互いに離
反して開かれるようになっている。
置の加圧装置によって、相対的に移動することにより、
所定圧力で互いに接近して閉じられ、あるいは互いに離
反して開かれるようになっている。
【0005】このような構成の射出成形装置1によれ
ば、先づ金型コア2,3が閉じられることにより、読取
面ミラー部材5及びスプール6により形成されるキャビ
ティ7が密閉される。そして、パンチ部9が移動された
後、スプール8の樹脂注入孔8aを介して、キャビティ
7内に、溶融樹脂が所定圧力にて射出される。これによ
り、溶融樹脂は、キャビティ7内に満たされ、このキャ
ビティ7の形状に倣って成形されると共に、スタンパ6
の表面に形成された凹凸形状に倣って形成されることに
より、スタンパ6のピット・グルーブが転写されること
になる。
ば、先づ金型コア2,3が閉じられることにより、読取
面ミラー部材5及びスプール6により形成されるキャビ
ティ7が密閉される。そして、パンチ部9が移動された
後、スプール8の樹脂注入孔8aを介して、キャビティ
7内に、溶融樹脂が所定圧力にて射出される。これによ
り、溶融樹脂は、キャビティ7内に満たされ、このキャ
ビティ7の形状に倣って成形されると共に、スタンパ6
の表面に形成された凹凸形状に倣って形成されることに
より、スタンパ6のピット・グルーブが転写されること
になる。
【0006】キャビティ7内の溶融樹脂が硬化して樹脂
成形品が形成された後、パンチ部9が移動して、キャビ
ティ7内の樹脂成形品であるディスク基板に対して、セ
ンターホールが形成される。その後、金型コア2,3が
開かれ、樹脂成形品は、図示しないエジェクタ等により
キャビティ7内から突き出され、離型されるようになっ
ている。
成形品が形成された後、パンチ部9が移動して、キャビ
ティ7内の樹脂成形品であるディスク基板に対して、セ
ンターホールが形成される。その後、金型コア2,3が
開かれ、樹脂成形品は、図示しないエジェクタ等により
キャビティ7内から突き出され、離型されるようになっ
ている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記スタン
パ6と信号面ミラー部材4との接触面は、図4に示すよ
うになっている。図において、信号面ミラー部材4の接
触面4aは鏡面仕上げされ、平滑になっている。これに
対して、スタンパ6の裏面6aは、一般的に表面粗度が
0.2乃至1.0Sに設定されている。ここで、スタン
パ6は、スプール8から射出される溶融樹脂の熱で急速
に膨張し、その信号面ミラー部材4の接触面4aに当接
する裏面6aの粗さの頂点を介して、熱を信号面ミラー
部材4に伝達することにより冷却され、収縮することに
なる。従って、スタンパ6は、溶融樹脂による高温状態
で、而も射出圧力と型締め圧力による高圧下で、成形サ
イクル毎に膨張収縮を繰り返すことになる。
パ6と信号面ミラー部材4との接触面は、図4に示すよ
うになっている。図において、信号面ミラー部材4の接
触面4aは鏡面仕上げされ、平滑になっている。これに
対して、スタンパ6の裏面6aは、一般的に表面粗度が
0.2乃至1.0Sに設定されている。ここで、スタン
パ6は、スプール8から射出される溶融樹脂の熱で急速
に膨張し、その信号面ミラー部材4の接触面4aに当接
する裏面6aの粗さの頂点を介して、熱を信号面ミラー
部材4に伝達することにより冷却され、収縮することに
なる。従って、スタンパ6は、溶融樹脂による高温状態
で、而も射出圧力と型締め圧力による高圧下で、成形サ
イクル毎に膨張収縮を繰り返すことになる。
【0008】その際、スタンパ6は信号面ミラー部材4
に対して機械的に締結されていないことから、上記膨張
収縮の際に、スタンパ6の裏面6aが信号面ミラー部材
4に対して摺動することになる。これにより、スタンパ
6は、その裏面6aが損傷・摩耗等により、全体が荒れ
てしまう。このため、スタンパ6と信号面ミラー部材4
との接触状態が不均一となり、スタンパ6そして樹脂成
形品であるディスク基板の冷却が不均一となるため、デ
ィスク基板に偏光異常等の品質にかかわる問題が生じて
しまうという問題があった。
に対して機械的に締結されていないことから、上記膨張
収縮の際に、スタンパ6の裏面6aが信号面ミラー部材
4に対して摺動することになる。これにより、スタンパ
6は、その裏面6aが損傷・摩耗等により、全体が荒れ
てしまう。このため、スタンパ6と信号面ミラー部材4
との接触状態が不均一となり、スタンパ6そして樹脂成
形品であるディスク基板の冷却が不均一となるため、デ
ィスク基板に偏光異常等の品質にかかわる問題が生じて
しまうという問題があった。
【0009】さらに、光ディスクのディスク基板成形に
おいては、製造コストの低減のために、高速動作成形機
及び高速エジェクタを採用することにより、成形サイク
ルタイムの短縮が可能になってきた。ところが、成形サ
イクルタイムの短縮の結果として、スタンパと信号面ミ
ラー部材との摺動により、スタンパの裏面の損傷が激し
くなり、スタンパの寿命が短くなってしまう。このた
め、スタンパ及びミラー部材の交換周期が短くなり、頻
繁に交換を行なう必要があることから、実質的な成形以
外の付帯時間が増大し、稼動時間が低減するので、ディ
スク基板の成形の生産性向上が阻害されてしまうという
問題があった。
おいては、製造コストの低減のために、高速動作成形機
及び高速エジェクタを採用することにより、成形サイク
ルタイムの短縮が可能になってきた。ところが、成形サ
イクルタイムの短縮の結果として、スタンパと信号面ミ
ラー部材との摺動により、スタンパの裏面の損傷が激し
くなり、スタンパの寿命が短くなってしまう。このた
め、スタンパ及びミラー部材の交換周期が短くなり、頻
繁に交換を行なう必要があることから、実質的な成形以
外の付帯時間が増大し、稼動時間が低減するので、ディ
スク基板の成形の生産性向上が阻害されてしまうという
問題があった。
【0010】このため、スタンパ6と信号面ミラー部材
4との間の接触面に潤滑性を持たせることが必要とな
り、例えば特開平3−266616号には、スタンパと
ミラーとの接触面に粘性のある薄膜を形成することが開
示されている。しかしながら、光ディスク用のディスク
基板の成形の場合には、射出溶融樹脂の温度が300℃
を越えることになり、金型温度も70℃を越えるという
環境下では、安定して潤滑性を維持できる粘性のある薄
膜を得ることは実質的に困難である。また、効果的な潤
滑性を確保するためには、相当量の薄膜を形成する必要
があると共に、スタンパ6への薄膜の飛散を招くことに
なり、実用的ではないという問題があった。
4との間の接触面に潤滑性を持たせることが必要とな
り、例えば特開平3−266616号には、スタンパと
ミラーとの接触面に粘性のある薄膜を形成することが開
示されている。しかしながら、光ディスク用のディスク
基板の成形の場合には、射出溶融樹脂の温度が300℃
を越えることになり、金型温度も70℃を越えるという
環境下では、安定して潤滑性を維持できる粘性のある薄
膜を得ることは実質的に困難である。また、効果的な潤
滑性を確保するためには、相当量の薄膜を形成する必要
があると共に、スタンパ6への薄膜の飛散を招くことに
なり、実用的ではないという問題があった。
【0011】本発明は、以上の点に鑑み、スタンパと信
号面ミラー部材との間の摺動によるスタンパ及び信号面
ミラー部材の接触面の損傷を低減し、スタンパの寿命を
大幅に改善するようにした、ディスク基板成形用金型と
成形装置及び成形方法を提供することを目的としてい
る。
号面ミラー部材との間の摺動によるスタンパ及び信号面
ミラー部材の接触面の損傷を低減し、スタンパの寿命を
大幅に改善するようにした、ディスク基板成形用金型と
成形装置及び成形方法を提供することを目的としてい
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、互いに対向して開閉可能に配設された二つの金型
コアと、各金型コアの互いに対向する側に備えられたミ
ラー部材のうち、一方のミラー部材に取り付けられたス
タンパとを備え、各金型コアが互いに閉じた状態にて、
少なくとも上記スタンパ及び他方のミラー部材により、
ディスク基板成形用のキャビティが形成されるディスク
基板成形用金型であって、上記一方のミラー部材とスタ
ンパとの互いに対向する接触面のうち、少なくとも一方
に、二硫化モリブデン膜が形成されている、ディスク基
板成形用金型により、達成される。
れば、互いに対向して開閉可能に配設された二つの金型
コアと、各金型コアの互いに対向する側に備えられたミ
ラー部材のうち、一方のミラー部材に取り付けられたス
タンパとを備え、各金型コアが互いに閉じた状態にて、
少なくとも上記スタンパ及び他方のミラー部材により、
ディスク基板成形用のキャビティが形成されるディスク
基板成形用金型であって、上記一方のミラー部材とスタ
ンパとの互いに対向する接触面のうち、少なくとも一方
に、二硫化モリブデン膜が形成されている、ディスク基
板成形用金型により、達成される。
【0013】また、上記目的は、本発明によれば、互い
に対向して開閉可能に配設された二つの金型コアと、各
金型コアの互いに対向する側に備えられたミラー部材の
うち、一方のミラー部材に取り付けられたスタンパと、
各金型コアが互いに閉じた状態にて、少なくとも上記ス
タンパ及び他方のミラー部材により形成されたキャビテ
ィ内に、所定の圧力で溶融樹脂を射出する射出手段とを
備え、上記一方のミラー部材とスタンパとの互いに対向
する接触面のうち、少なくとも一方に、二硫化モリブデ
ン膜が形成されている、ディスク基板の射出成形装置に
より達成される。
に対向して開閉可能に配設された二つの金型コアと、各
金型コアの互いに対向する側に備えられたミラー部材の
うち、一方のミラー部材に取り付けられたスタンパと、
各金型コアが互いに閉じた状態にて、少なくとも上記ス
タンパ及び他方のミラー部材により形成されたキャビテ
ィ内に、所定の圧力で溶融樹脂を射出する射出手段とを
備え、上記一方のミラー部材とスタンパとの互いに対向
する接触面のうち、少なくとも一方に、二硫化モリブデ
ン膜が形成されている、ディスク基板の射出成形装置に
より達成される。
【0014】さらに、上記目的は、本発明によれば、互
いに対向して開閉可能に配設された二つの金型コアの互
いに対向する側に備えられたミラー部材のうち、一方の
ミラー部材にスタンパを取り付けて、各金型コアが互い
に閉じた状態にて、少なくとも上記スタンパ及び他方の
ミラー部材により形成されたキャビティ内に、所定の圧
力で溶融樹脂を射出し、上記キャビティ内の溶融樹脂が
冷却硬化した後、樹脂成形品を取り出すようにした、デ
ィスク基板の射出成形方法であって、上記一方のミラー
部材とスタンパとの互いに対向する接触面のうち、少な
くとも一方に、二硫化モリブデン膜が形成されている、
ディスク基板の射出成形方法によっても達成される。
いに対向して開閉可能に配設された二つの金型コアの互
いに対向する側に備えられたミラー部材のうち、一方の
ミラー部材にスタンパを取り付けて、各金型コアが互い
に閉じた状態にて、少なくとも上記スタンパ及び他方の
ミラー部材により形成されたキャビティ内に、所定の圧
力で溶融樹脂を射出し、上記キャビティ内の溶融樹脂が
冷却硬化した後、樹脂成形品を取り出すようにした、デ
ィスク基板の射出成形方法であって、上記一方のミラー
部材とスタンパとの互いに対向する接触面のうち、少な
くとも一方に、二硫化モリブデン膜が形成されている、
ディスク基板の射出成形方法によっても達成される。
【0015】上記構成によれば、ディスク基板を形成す
るためのキャビティを形成するスタンパと一方のミラー
部材との間の接触面の少なくとも一方に、好ましくは
0.1乃至5μmの厚さの二硫化モリブデン膜が例えば
スパッタリング法により形成されている。このため、成
形サイクルタイムによりスタンパが膨張・収縮を繰り返
す際に、スタンパが上記ミラー部材に対して摺動して
も、上記スタンパとミラー部材との間に二硫化モリブデ
ン膜が介在することにより、二硫化モリブデン膜自体の
固体潤滑作用に基づいて、スタンパ及びミラー部材の摺
動による損傷が低減できる。
るためのキャビティを形成するスタンパと一方のミラー
部材との間の接触面の少なくとも一方に、好ましくは
0.1乃至5μmの厚さの二硫化モリブデン膜が例えば
スパッタリング法により形成されている。このため、成
形サイクルタイムによりスタンパが膨張・収縮を繰り返
す際に、スタンパが上記ミラー部材に対して摺動して
も、上記スタンパとミラー部材との間に二硫化モリブデ
ン膜が介在することにより、二硫化モリブデン膜自体の
固体潤滑作用に基づいて、スタンパ及びミラー部材の摺
動による損傷が低減できる。
【0016】さらに、二硫化モリブデン膜がスタンパの
表面粗さを補完することになることから、スタンパとミ
ラー部材との間の実質的な接触面積が大幅に増大するこ
とになる。このため、スタンパからミラー部材への熱伝
導が良好になり、スタンパの冷却効率が向上することに
より、ディスク基板の成形サイクルタイムがより一層短
縮できることになる。
表面粗さを補完することになることから、スタンパとミ
ラー部材との間の実質的な接触面積が大幅に増大するこ
とになる。このため、スタンパからミラー部材への熱伝
導が良好になり、スタンパの冷却効率が向上することに
より、ディスク基板の成形サイクルタイムがより一層短
縮できることになる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図1乃至図2を参照しながら、詳細に説明する。尚、
以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例である
から、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、
本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもの
ではない。
を図1乃至図2を参照しながら、詳細に説明する。尚、
以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例である
から、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、
本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもの
ではない。
【0018】図1は、本発明を適用した成形金型を備え
たディスク基板の射出成形装置の一実施形態の要部を示
している。図1において、射出成形装置10は、図にお
いて左右から互いに開閉可能に配設された二つの金型コ
ア、即ち金型コア11及び金型コア12と、各金型コア
11,12の互いに対向する面に設けられた信号面ミラ
ー部材13及び読取面ミラー部材14と、信号面ミラー
部材13のミラー面13aに装着され且つ外周縁がスタ
ンパ押さえ15により信号面ミラー部材13のミラー面
13aに当接されるスタンパ16と、読取面ミラー部材
14に形成された凹陥部14aとスタンパ16とにより
形成されるキャビティ17に溶融樹脂を注入するための
金型コア11の中心付近を貫通する樹脂注入孔18aを
備えたスプール18と、金型コア12の中心付近に設け
られたパンチ部19とを含んでいる。
たディスク基板の射出成形装置の一実施形態の要部を示
している。図1において、射出成形装置10は、図にお
いて左右から互いに開閉可能に配設された二つの金型コ
ア、即ち金型コア11及び金型コア12と、各金型コア
11,12の互いに対向する面に設けられた信号面ミラ
ー部材13及び読取面ミラー部材14と、信号面ミラー
部材13のミラー面13aに装着され且つ外周縁がスタ
ンパ押さえ15により信号面ミラー部材13のミラー面
13aに当接されるスタンパ16と、読取面ミラー部材
14に形成された凹陥部14aとスタンパ16とにより
形成されるキャビティ17に溶融樹脂を注入するための
金型コア11の中心付近を貫通する樹脂注入孔18aを
備えたスプール18と、金型コア12の中心付近に設け
られたパンチ部19とを含んでいる。
【0019】上記金型コア11,12は、図示しない成
形装置の加圧装置によって、相対的に移動することによ
り、所定圧力で互いに接近して閉じられ、あるいは互い
に離反して開かれるようになっている。
形装置の加圧装置によって、相対的に移動することによ
り、所定圧力で互いに接近して閉じられ、あるいは互い
に離反して開かれるようになっている。
【0020】上記信号面ミラー部材13は、金型コア1
1に取り付けられ、読取面ミラー部材14に対向する鏡
面仕上げされたミラー面13aを備えている。上記読取
面ミラー部材14は、金型コア12に取り付けられ、上
記キャビティ17を形成する凹陥部14aを備えている
と共に、この凹陥部14aの底面が鏡面仕上げされたミ
ラー面となっている。上記スタンパ押さえ15は、環状
に形成されており、スタンパ16の外周縁を外側から包
囲すると共に、信号面ミラー部材13のミラー面13a
に対して当接させるようになっている。
1に取り付けられ、読取面ミラー部材14に対向する鏡
面仕上げされたミラー面13aを備えている。上記読取
面ミラー部材14は、金型コア12に取り付けられ、上
記キャビティ17を形成する凹陥部14aを備えている
と共に、この凹陥部14aの底面が鏡面仕上げされたミ
ラー面となっている。上記スタンパ押さえ15は、環状
に形成されており、スタンパ16の外周縁を外側から包
囲すると共に、信号面ミラー部材13のミラー面13a
に対して当接させるようになっている。
【0021】上記スタンパ16は、射出成形すべきディ
スク基板が例えばコンパクトディスク(CD)である場
合には、その表面にCDの信号となるべきピット・グル
ーブが凸状に形成された、所謂ファザースタンパ、即ち
例えば約0.3mm厚の平坦な円板状のニッケル原盤で
ある。上記キャビティ17は、成形すべきディスク基板
の形状を有するように、形成されている。
スク基板が例えばコンパクトディスク(CD)である場
合には、その表面にCDの信号となるべきピット・グル
ーブが凸状に形成された、所謂ファザースタンパ、即ち
例えば約0.3mm厚の平坦な円板状のニッケル原盤で
ある。上記キャビティ17は、成形すべきディスク基板
の形状を有するように、形成されている。
【0022】上記スプール18は、その樹脂注入孔18
aを介して、例えばポリカーボネイト等の溶融樹脂が、
閉じた金型コア11,12内で読取面ミラー部材14及
びスタンパ16により形成されるキャビティ17内に射
出されるようになっている。
aを介して、例えばポリカーボネイト等の溶融樹脂が、
閉じた金型コア11,12内で読取面ミラー部材14及
びスタンパ16により形成されるキャビティ17内に射
出されるようになっている。
【0023】上記パンチ部19は、金型コア12に対し
て移動可能に支持されており、図示しない駆動手段によ
って、図において左右に移動されることにより、キャビ
ティ17内に射出された樹脂が硬化した後、キャビティ
17内の樹脂成形品に向かって突出して、樹脂成形品で
あるディスク基板のセンターホールを形成するようにな
っている。
て移動可能に支持されており、図示しない駆動手段によ
って、図において左右に移動されることにより、キャビ
ティ17内に射出された樹脂が硬化した後、キャビティ
17内の樹脂成形品に向かって突出して、樹脂成形品で
あるディスク基板のセンターホールを形成するようにな
っている。
【0024】さらに、射出成形装置10においては、上
記信号面ミラー部材13のミラー面13aとスタンパ1
6の裏面16aとの間に、二硫化モリブデン膜20が形
成されている。
記信号面ミラー部材13のミラー面13aとスタンパ1
6の裏面16aとの間に、二硫化モリブデン膜20が形
成されている。
【0025】ここで、上記二硫化モリブデン膜20は、
バルク材を使用することは極めて困難であり、また粉末
を使用することは清浄度を維持するために不適であるこ
とから、例えばRFスパッタリング法や,反応性スパッ
タリング法等のスパッタリング法等の各種薄膜形成方法
によって形成される。スパッタリング法によってスタン
パ16の裏面に二硫化モリブデン膜を形成する場合、例
えば以下のようにして行なわれる。
バルク材を使用することは極めて困難であり、また粉末
を使用することは清浄度を維持するために不適であるこ
とから、例えばRFスパッタリング法や,反応性スパッ
タリング法等のスパッタリング法等の各種薄膜形成方法
によって形成される。スパッタリング法によってスタン
パ16の裏面に二硫化モリブデン膜を形成する場合、例
えば以下のようにして行なわれる。
【0026】即ち、スパッタリング装置として、プラネ
タリ回転機構を有し、RFマグネトロンカソードを有す
るスパッタリング装置を使用し、ターゲット材料として
2N(99%)以上の純度を有する二硫化モリブデンを
使用する。そして、スタンパ16を、その裏面16aを
成膜面として、適宜のマスキングを施して、スパッタリ
ング装置のプラネタリ回転機構に設置する。Arガス流
量200sccm,ガス圧5mTorr,電力1.5k
Wなる成膜条件により、5nm/分の二硫化モリブデン
膜の成膜速度が得られた。
タリ回転機構を有し、RFマグネトロンカソードを有す
るスパッタリング装置を使用し、ターゲット材料として
2N(99%)以上の純度を有する二硫化モリブデンを
使用する。そして、スタンパ16を、その裏面16aを
成膜面として、適宜のマスキングを施して、スパッタリ
ング装置のプラネタリ回転機構に設置する。Arガス流
量200sccm,ガス圧5mTorr,電力1.5k
Wなる成膜条件により、5nm/分の二硫化モリブデン
膜の成膜速度が得られた。
【0027】本実施形態によるディスク基板の射出成形
装置10は、以上のように構成されており、ディスク基
板は、以下のようにして射出成形される。先づ、金型コ
ア11,12が閉じられることにより、読取面ミラー部
材14及びスプール16により形成されるキャビティ1
7が密閉される。そして、パンチ部19が移動された
後、スプール18の樹脂注入孔18aを介して、キャビ
ティ17内に、溶融樹脂が所定圧力にて射出される。こ
れにより、溶融樹脂は、キャビティ17内に満たされ、
このキャビティ17の形状に倣って成形されると共に、
スタンパ16の表面に形成された凹凸形状に倣って形成
されることにより、スタンパ16のピット・グルーブが
転写されることになる。
装置10は、以上のように構成されており、ディスク基
板は、以下のようにして射出成形される。先づ、金型コ
ア11,12が閉じられることにより、読取面ミラー部
材14及びスプール16により形成されるキャビティ1
7が密閉される。そして、パンチ部19が移動された
後、スプール18の樹脂注入孔18aを介して、キャビ
ティ17内に、溶融樹脂が所定圧力にて射出される。こ
れにより、溶融樹脂は、キャビティ17内に満たされ、
このキャビティ17の形状に倣って成形されると共に、
スタンパ16の表面に形成された凹凸形状に倣って形成
されることにより、スタンパ16のピット・グルーブが
転写されることになる。
【0028】そして、キャビティ17内の溶融樹脂が硬
化して樹脂成形品21が形成された後、パンチ部19が
移動して、キャビティ17内の樹脂成形品であるディス
ク基板に対して、センターホールが形成される。その
後、金型コア11,12が開かれ、ディスク基板21
は、図示しないエジェクタ等によりキャビティ17内か
ら突き出され、離型されるようになっている。
化して樹脂成形品21が形成された後、パンチ部19が
移動して、キャビティ17内の樹脂成形品であるディス
ク基板に対して、センターホールが形成される。その
後、金型コア11,12が開かれ、ディスク基板21
は、図示しないエジェクタ等によりキャビティ17内か
ら突き出され、離型されるようになっている。
【0029】ここで、成形時に、スタンパ16は、溶融
樹脂による高温状態で、而も射出圧力と型締め圧力によ
る高圧下で、成形サイクル毎に膨張収縮を繰り返すこと
になる。その際、スタンパ16は、その裏面が信号面ミ
ラー部材13のミラー面13aに対して摺動するが、ス
タンパ16の裏面と信号面ミラー部材13のミラー面1
3aとの間に二硫化モリブデン膜20が介在することに
より、この二硫化モリブデン膜20の固体潤滑作用によ
って、摺動の際のスタンパ16及び信号面ミラー部材1
3の損傷が大幅に低減されることになる。この場合、3
00℃を越える溶融樹脂により、金型温度が70℃を越
えたとしても、二硫化モリブデン膜20はこのような高
温においても固体潤滑材として安定しており、且つ潤滑
性に優れているので、スタンパ16及び信号面ミラー部
材13の間の摺動が、より円滑に行われることになり、
これらの損傷が低減される。
樹脂による高温状態で、而も射出圧力と型締め圧力によ
る高圧下で、成形サイクル毎に膨張収縮を繰り返すこと
になる。その際、スタンパ16は、その裏面が信号面ミ
ラー部材13のミラー面13aに対して摺動するが、ス
タンパ16の裏面と信号面ミラー部材13のミラー面1
3aとの間に二硫化モリブデン膜20が介在することに
より、この二硫化モリブデン膜20の固体潤滑作用によ
って、摺動の際のスタンパ16及び信号面ミラー部材1
3の損傷が大幅に低減されることになる。この場合、3
00℃を越える溶融樹脂により、金型温度が70℃を越
えたとしても、二硫化モリブデン膜20はこのような高
温においても固体潤滑材として安定しており、且つ潤滑
性に優れているので、スタンパ16及び信号面ミラー部
材13の間の摺動が、より円滑に行われることになり、
これらの損傷が低減される。
【0030】実際に、記録可能なMD(ミニディスク)
用のスタンパの裏面に、膜厚2μmの二硫化モリブデン
膜を形成して、ディスク基板を成形したところ、ディス
ク基板の機械的特性,光学的特性,転写特性及び欠陥特
性に関して、特に問題はなく、規格内の正常なディスク
基板が得られた。そして、成形されたディスク基板の偏
光異常に関して、通常の即ちスタンパの裏面に二硫化モ
リブデン膜を形成しない場合には、約15乃至20万シ
ョットで、偏光異常が発生するのであるが、上述したよ
うにスタンパの裏面に二硫化モリブデン膜を形成した場
合には、約2倍以上のショット数でも偏光異常は発生せ
ず、またスタンパの接触面に表面粗度の悪化や頂点の偏
在等は観察されなかった。
用のスタンパの裏面に、膜厚2μmの二硫化モリブデン
膜を形成して、ディスク基板を成形したところ、ディス
ク基板の機械的特性,光学的特性,転写特性及び欠陥特
性に関して、特に問題はなく、規格内の正常なディスク
基板が得られた。そして、成形されたディスク基板の偏
光異常に関して、通常の即ちスタンパの裏面に二硫化モ
リブデン膜を形成しない場合には、約15乃至20万シ
ョットで、偏光異常が発生するのであるが、上述したよ
うにスタンパの裏面に二硫化モリブデン膜を形成した場
合には、約2倍以上のショット数でも偏光異常は発生せ
ず、またスタンパの接触面に表面粗度の悪化や頂点の偏
在等は観察されなかった。
【0031】ここで、二硫化モリブデン膜の膜厚につい
ては、スタンパ20の表面粗度Rmaxの値に対して、
この粗度を覆うことができる最小限度と、介在材料であ
るカーボンの熱伝導性により制限される最大限度により
制限される。通常、スタンパ裏面の表面粗度Rmax
は、0.2乃至1.0μm程度であることから、二硫化
モリブデン膜の膜厚の下限は、表面粗度を覆い且つ潤滑
特性を発揮できる値、即ちRmaxの半分の値0.1μ
mが適当であると考えられる。
ては、スタンパ20の表面粗度Rmaxの値に対して、
この粗度を覆うことができる最小限度と、介在材料であ
るカーボンの熱伝導性により制限される最大限度により
制限される。通常、スタンパ裏面の表面粗度Rmax
は、0.2乃至1.0μm程度であることから、二硫化
モリブデン膜の膜厚の下限は、表面粗度を覆い且つ潤滑
特性を発揮できる値、即ちRmaxの半分の値0.1μ
mが適当であると考えられる。
【0032】ここで、二硫化モリブデン膜の膜厚依存性
についての実験結果を以下に示す。先づ、二硫化モリブ
デン膜厚0.1μmではスタンパ寿命は2.3倍で、実
験後にスタンパの表面を観察した結果、金属の摩耗が少
し観察された。これにより、二硫化モリブデン膜厚0.
1μmでは、金属の損傷が観察されるものの、スタンパ
寿命は大幅に改善されていることが分かる。次に、二硫
化モリブデン膜厚5μmではスタンパ寿命は2.9倍
で、実験後のスタンパの表面の観察結果は良好であっ
た。続いて、二硫化モリブデン膜厚7μmではスタンパ
寿命は0.6倍で、実験後にスタンパの表面を観察した
結果、二硫化モリブデンの集合体が観察された。
についての実験結果を以下に示す。先づ、二硫化モリブ
デン膜厚0.1μmではスタンパ寿命は2.3倍で、実
験後にスタンパの表面を観察した結果、金属の摩耗が少
し観察された。これにより、二硫化モリブデン膜厚0.
1μmでは、金属の損傷が観察されるものの、スタンパ
寿命は大幅に改善されていることが分かる。次に、二硫
化モリブデン膜厚5μmではスタンパ寿命は2.9倍
で、実験後のスタンパの表面の観察結果は良好であっ
た。続いて、二硫化モリブデン膜厚7μmではスタンパ
寿命は0.6倍で、実験後にスタンパの表面を観察した
結果、二硫化モリブデンの集合体が観察された。
【0033】これにより、二硫化モリブデン膜厚が7μ
mを越えると、二硫化モリブデン膜の破損によってカー
ボンの集合体がまだらに発生することになり、ディスク
基板の偏光異常が発生して、スタンパの寿命が短くなっ
てしまうと共に、二硫化モリブデン膜の応力によるスタ
ンパの変形が大きくなって、金型装着時に膜割れが発生
してしまい、実用に耐えないという結果になった。従っ
て、二硫化モリブデン膜20の膜厚については、0.1
μm乃至7μmにするのがよく、特にスタンパの長寿命
化を効果的とするには、二硫化モリブデン膜20の膜厚
を、0.1μm乃至5μmの範囲に設定するとよい。
mを越えると、二硫化モリブデン膜の破損によってカー
ボンの集合体がまだらに発生することになり、ディスク
基板の偏光異常が発生して、スタンパの寿命が短くなっ
てしまうと共に、二硫化モリブデン膜の応力によるスタ
ンパの変形が大きくなって、金型装着時に膜割れが発生
してしまい、実用に耐えないという結果になった。従っ
て、二硫化モリブデン膜20の膜厚については、0.1
μm乃至7μmにするのがよく、特にスタンパの長寿命
化を効果的とするには、二硫化モリブデン膜20の膜厚
を、0.1μm乃至5μmの範囲に設定するとよい。
【0034】このように、上述の実施形態によれば、デ
ィスク基板を形成するためのキャビティを形成するスタ
ンパと一方のミラー部材との間の接触面の少なくとも一
方に二硫化モリブデン膜が形成されていることにより、
成形サイクルタイムによりスタンパが膨張・収縮を繰り
返す際に、スタンパが上記ミラー部材に対して摺動して
も、上記スタンパとミラー部材との間に二硫化モリブデ
ン膜が介在することにより、二硫化モリブデン膜自体の
固体潤滑作用に基づいて、スタンパ及びミラー部材の摺
動による損傷が低減できる。
ィスク基板を形成するためのキャビティを形成するスタ
ンパと一方のミラー部材との間の接触面の少なくとも一
方に二硫化モリブデン膜が形成されていることにより、
成形サイクルタイムによりスタンパが膨張・収縮を繰り
返す際に、スタンパが上記ミラー部材に対して摺動して
も、上記スタンパとミラー部材との間に二硫化モリブデ
ン膜が介在することにより、二硫化モリブデン膜自体の
固体潤滑作用に基づいて、スタンパ及びミラー部材の摺
動による損傷が低減できる。
【0035】従って、スタンパ及びミラー部材の寿命が
大幅に延びることになり、スタンパ及びミラー部材の交
換の付帯時間が約半分に減少するので、ディスク基板の
生産性が著しく向上することになる。
大幅に延びることになり、スタンパ及びミラー部材の交
換の付帯時間が約半分に減少するので、ディスク基板の
生産性が著しく向上することになる。
【0036】さらに、二硫化モリブデン膜がスタンパの
表面粗さを補完することになることから、スタンパとミ
ラー部材との間の実質的な接触面積が大幅に増大するこ
とになる。このため、スタンパからミラー部材への熱伝
導が良好になり、スタンパの冷却効率が向上することに
より、ディスク基板の成形サイクルタイムがより一層短
縮できることになる。
表面粗さを補完することになることから、スタンパとミ
ラー部材との間の実質的な接触面積が大幅に増大するこ
とになる。このため、スタンパからミラー部材への熱伝
導が良好になり、スタンパの冷却効率が向上することに
より、ディスク基板の成形サイクルタイムがより一層短
縮できることになる。
【0037】尚、上述した実施形態においては、例えば
スタンパ16として、コンパクトディスク用のスタンパ
の場合について説明したが、これに限らず、他のミニデ
ィスクや光磁気ディスク等の各種光ディスク用のディス
ク基板の射出成形に対しても本発明を適用できることは
明らかである。また、上述した実施形態においては、二
硫化モリブデン膜20は、スタンパ16の裏面に形成さ
れているが、これに限らず、二硫化モリブデン膜20
は、信号面ミラー部材13のミラー面13aに形成され
てもよく、あるいはスタンパ16の裏面及びミラー面1
3aの双方に形成されてもよい。尚、二硫化モリブデン
膜がスタンパ16の裏面及びミラー面13aの双方に形
成される場合、上述した二硫化モリブデン膜に関する上
限及び下限は、双方の二硫化モリブデン膜の膜厚の合計
について適用されるものである。
スタンパ16として、コンパクトディスク用のスタンパ
の場合について説明したが、これに限らず、他のミニデ
ィスクや光磁気ディスク等の各種光ディスク用のディス
ク基板の射出成形に対しても本発明を適用できることは
明らかである。また、上述した実施形態においては、二
硫化モリブデン膜20は、スタンパ16の裏面に形成さ
れているが、これに限らず、二硫化モリブデン膜20
は、信号面ミラー部材13のミラー面13aに形成され
てもよく、あるいはスタンパ16の裏面及びミラー面1
3aの双方に形成されてもよい。尚、二硫化モリブデン
膜がスタンパ16の裏面及びミラー面13aの双方に形
成される場合、上述した二硫化モリブデン膜に関する上
限及び下限は、双方の二硫化モリブデン膜の膜厚の合計
について適用されるものである。
【0038】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ス
タンパと信号面ミラー部材との間の摺動によるスタンパ
及び信号面ミラー部材の接触面の損傷を低減し、スタン
パの寿命を大幅に改善するようにした、ディスク基板成
形用金型と成形装置及び成形方法を提供することができ
る。
タンパと信号面ミラー部材との間の摺動によるスタンパ
及び信号面ミラー部材の接触面の損傷を低減し、スタン
パの寿命を大幅に改善するようにした、ディスク基板成
形用金型と成形装置及び成形方法を提供することができ
る。
【図1】本発明による金型を備えたディスク基板の射出
成形装置の一実施形態を示す概略断面図である。
成形装置の一実施形態を示す概略断面図である。
【図2】図1の射出成形装置における要部を示す部分拡
大断面図である。
大断面図である。
【図3】従来のディスク基板の射出成形装置の一例を示
す概略断面図である。
す概略断面図である。
【図4】図3の射出成形装置における要部を示す部分拡
大断面図である。
大断面図である。
10・・・射出成形装置、11,12・・・金型コア、
13・・・信号面ミラー部材、13a・・・ミラー面、
14・・・読取面ミラー部材、14a・・・凹陥部、1
5・・・スタンパ押さえ、16・・・スタンパ、17・
・・キャビティ、18・・・スプール、18a・・・樹
脂注入孔、19・・・パンチ部、20・・・二硫化モリ
ブデン膜、21・・・ディスク基板。
13・・・信号面ミラー部材、13a・・・ミラー面、
14・・・読取面ミラー部材、14a・・・凹陥部、1
5・・・スタンパ押さえ、16・・・スタンパ、17・
・・キャビティ、18・・・スプール、18a・・・樹
脂注入孔、19・・・パンチ部、20・・・二硫化モリ
ブデン膜、21・・・ディスク基板。
Claims (6)
- 【請求項1】 互いに対向して開閉可能に配設された二
つの金型コアと、 各金型コアの互いに対向する側に備えられたミラー部材
のうち、一方のミラー部材に取り付けられたスタンパと
を備え、 各金型コアが互いに閉じた状態にて、少なくとも上記ス
タンパ及び他方のミラー部材により、ディスク基板成形
用のキャビティが形成されるディスク基板成形用金型で
あって、 上記一方のミラー部材とスタンパとの互いに対向する接
触面のうち、少なくとも一方に、二硫化モリブデン膜が
形成されていることを特徴とするディスク基板成形用金
型。 - 【請求項2】 上記二硫化モリブデン膜が、スパッタリ
ング法により形成されていることを特徴とする請求項1
に記載のディスク基板成形用金型。 - 【請求項3】 上記二硫化モリブデン膜が、0.1乃至
7μmの厚さであることを特徴とする請求項1に記載の
ディスク基板成形用金型。 - 【請求項4】 上記二硫化モリブデン膜が、0.1乃至
5μmの厚さであることを特徴とする請求項3に記載の
ディスク基板成形用金型。 - 【請求項5】 互いに対向して開閉可能に配設された二
つの金型コアと、各金型コアの互いに対向する側に備え
られたミラー部材のうち、一方のミラー部材に取り付け
られたスタンパと、 各金型コアが互いに閉じた状態にて、少なくとも上記ス
タンパ及び他方のミラー部材により形成されたキャビテ
ィ内に、所定の圧力で溶融樹脂を射出する射出手段とを
備え、 上記一方のミラー部材とスタンパとの互いに対向する接
触面のうち、少なくとも一方に、二硫化モリブデン膜が
形成されていることを特徴とするディスク基板の射出成
形装置。 - 【請求項6】 互いに対向して開閉可能に配設された二
つの金型コアの互いに対向する側に備えられたミラー部
材のうち、一方のミラー部材にスタンパを取り付けて、 各金型コアが互いに閉じた状態にて、少なくとも上記ス
タンパ及び他方のミラー部材により形成されたキャビテ
ィ内に、所定の圧力で溶融樹脂を射出し、 上記キャビティ内の溶融樹脂が冷却硬化した後、樹脂成
形品を取り出すようにした、ディスク基板の射出成形方
法であって、 上記一方のミラー部材とスタンパとの互いに対向する接
触面のうち、少なくとも一方に、二硫化モリブデン膜が
形成されていることを特徴とするディスク基板の射出成
形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24219198A JP2000015670A (ja) | 1998-04-28 | 1998-08-27 | ディスク基板成形用金型と成形装置及び成形方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11903798 | 1998-04-28 | ||
| JP10-119037 | 1998-04-28 | ||
| JP24219198A JP2000015670A (ja) | 1998-04-28 | 1998-08-27 | ディスク基板成形用金型と成形装置及び成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000015670A true JP2000015670A (ja) | 2000-01-18 |
Family
ID=26456841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24219198A Pending JP2000015670A (ja) | 1998-04-28 | 1998-08-27 | ディスク基板成形用金型と成形装置及び成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000015670A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1309547C (zh) * | 2005-05-08 | 2007-04-11 | 北京科技大学 | 一种制备高尺寸精度异型钼零部件的方法 |
-
1998
- 1998-08-27 JP JP24219198A patent/JP2000015670A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1309547C (zh) * | 2005-05-08 | 2007-04-11 | 北京科技大学 | 一种制备高尺寸精度异型钼零部件的方法 |
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