JP3839788B2 - ディスク基板の成形用金型 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ等のディスク基板の成形用金型に関し、詳しくはスタンパと内周スタンパホルダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来ディスク基板の成形用金型においてスタンパの内周側を保持する内周スタンパホルダとしては、特許文献１の（０００３）、（図１６）、および（図１７）に示すような構造のものが一般的に用いられている。すなわちスタンパの内周側は、スタンパの表面よりキャビティ側に向けて突出した内周スタンパホルダの爪部によって鏡面板に向けて押えられている。しかし特許文献１の（図１６）、（図１７）のものは、スプルからキャビティ内のスタンパの情報面側に向けて溶融樹脂が流れるときに、前記した爪部によりキャビティの断面積が狭くなるため、溶融樹脂の流れが制限を受けるという問題があった。
【０００３】
その問題を解決するため特許文献１では（００３０）、（００３１）、および（図８）に示されるように、スタンパの内周側を２０°から７０°の範囲にテーパー状に拡径して加工するとともに、内周スタンパホルダの爪部をそれに対応する形状としている。そしてこのような形状にすることにより、爪部はスタンパの情報面よりキャビティ側になることなく、したがって溶融樹脂の流れを損なうことがないという効果を有している。また特許文献１には（００３２）、および（図９）に示すスタンパの内周側と内周スタンパホルダの爪部との組合わせによっても前記同様の効果を有することが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−５４４２７号公報（０００３）、（００３０）、（００３１）、（００３２）、（図８）、（図９）、（図１６）、（図１７）
【０００５】
また前記特許文献１と同様のものとしては、特許文献２の（００１３）、および（図４）に示されるもの、特許文献３の（図５）、および（図６）に示されるものが知られている。
【０００６】
【特許文献２】
特開平１０−３０２３２８号公報（００１３）、（図４）
【特許文献３】
実開昭６２−８０６２０号公報（図５）、（図６）
【０００７】
前記特許文献１ないし特許文献３に記載されたものは、いずれもスタンパの内周側を特定の形状に加工する必要があった。またディスク基板の成形時にスタンパは、内周スタンパホルダとの間の熱膨張の差や溶融樹脂の圧力のために僅かに移動するが、内周スタンパホルダの爪部の下にスタンパの内周側が完全に嵌合されているため、スタンパの内周部の強度が不足し、スタンパの寿命が短くなるという問題があった。
【０００８】
また、スタンパの中心孔を成形するものとしては、特許文献４の（図１）、および（図４）に記載のものが知られ、前記装置により、（図３のｂ）、および（図５のｂ）に示されるスタンパの中心孔付近の形状が形成されることが知られている。しかし、このようなスタンパの中心孔付近の形状を再加工せず、しかも内周スタンパホルダの爪部をキャビティ側に突出させずにスタンパを保持することは誰もが不可能と考え実行していなかった。
【０００９】
【特許文献４】
登録実用新案３０３２８５１号公報（図１）、（図３のｂ）、（図４）、（図５のｂ）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、上記の問題を解決するために、溶融樹脂の流れを良好にすることを目的としたディスク基板の成形用金型において、内周スタンパホルダの爪部をスタンパの転写面からキャビティ側に突出させることなく、かつスタンパの内周側の強度不足を解消することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のディスク基板の成形用金型は、固定金型と可動金型の少なくとも一方の金型にスタンパが保持されたディスク基板の成形用金型において、前記スタンパは、ニッケルまたはニッケル合金からなり、中心孔の内周面と内周側表面との間に該内周面から連続して拡径された被押え面が形成され、前記スタンパの内周側を保持する内周スタンパホルダは、ステンレス鋼からなり、本体円筒部と該本体円筒部の端部外周に形成された爪部とからなり、該爪部は、前記スタンパの内周側表面に対して略平行であって前記本体円筒部の円筒面から常温時に３０μｍないし６０μｍ軸線方向とは垂直方向へ突出して外周部が形成されたキャビティ形成面と、基部の軸線方向の寸法が常温時に５０μｍないし１５０μｍであり該基部における接続部から前記キャビティ形成面の前記外周部に向けてテーパー状に拡径された押え面とが形成され、前記内周スタンパホルダの爪部のキャビティ形成面は、スタンパの内周側表面に対して常温時に５μｍないしは２５μｍキャビティ側に突出しており、成形時における両者は１０μｍ以下の状態に段差をなくすか段差をごく僅かにすることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項２に記載のディスク基板の成形用金型は、請求項１において、前記内周スタンパホルダの爪部の押え面は、断面円弧状に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項３に記載のディスク基板の成形用金型は、請求項１または請求項２において、前記内周スタンパホルダの爪部の押え面は、窒化クロム層が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項４に記載のディスク基板の成形用金型は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、スタンパの中心孔は、打抜きによって中心孔の内周面と内周側表面との間に該内周面から連続して拡径された被押え面が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
まず本発明に使用されるディスク基板の成形用金型について図１、図２を参照して説明する。図１は、本発明のディスク基板の成形用金型の断面図である。図２は、図１のディスク基板の成形用金型の要部の拡大断面図である。
【００１６】
図１において、ディスク基板の成形用金型１は、図示しないディスク基板成形機の固定盤に取付けられる固定金型２と、可動盤に取付けられる可動金型３とからなっている。固定金型２は、本体部４にスプルブッシュ５、メスカッタ６、バックプレート７等が配設され、バックプレート７には鏡面板８が配置されている。またスプルブッシュ５とメスカッタ６の間にはスプル温調通路９が形成され、バックプレート７と鏡面板８の間には鏡面板温調通路１０が複数周回形成されている。
【００１７】
一方可動金型３は、本体部１１に円筒状の固定スリーブ１２が配設され、固定スリーブ１２の中心孔には、エジェクタスリーブ１３、オスカッタ１４、センターピン１５が配設されている。そして固定スリーブ１２の外周には内周スタンパホルダ１６が装着可能となっている。また本体部１１の前記内周スタンパホルダ１６の外側にはバックプレート１７が配設され、バックプレート１７には鏡面板１８が配設されている。この実施の形態においては、鏡面板１８の厚さは、２０ｍｍである。鏡面板１８の表面１９には、スタンパ２０が前記内周スタンパホルダ１６と外周スタンパホルダ２１によってその内周側２０ａと外周側が保持され装着されている。またオスカッタ１４の内部にはオスカッタ温調通路２２が形成され、バックプレート１７と鏡面板１８の間には鏡面板温調通路２３が複数周回形成されている。この実施の形態では、金型を構成する鏡面板１８、内周スタンパホルダ１６等は、クロムを含む１３Ｃｒ系ステンレス鋼、更に詳しくはＳＵＳ４２０Ｊ２が用いられており、熱膨張率は１１．５×１０−６／℃前後である。
【００１８】
そして前記可動金型３の外周スタンパホルダ２１の内周部に前記固定金型２の鏡面板８の外周部が嵌合されることにより容積可変にキャビティ２４が形成される。キャビティ２４には前記スプルブッシュ５の中心に形成されたスプル２５が連通されており、図示しない射出装置から前記スプル２５を介してキャビティ２４内に溶融樹脂が射出充填可能となっている。
【００１９】
次に本発明に用いられるスタンパ２０について図２により説明する。スタンパ２０は、ニッケルまたはニッケル合金から形成されており、熱膨張率は１２．８×１０−６／℃程度である。スタンパ２０の中心孔３１は、前記特許文献４に記載されているように、転写面３５である表面２０ｂ側から裏面２０ｃ側に向けてポンチにより打抜かれて成形される。ポンチによって打抜かれたスタンパ２０の中心孔３１は、図２に示されるように、表面２０ｂおよび裏面２０ｃに対して垂直な内周面３２と、前記内周面３２から表面２０ｂ側に向けて連続して拡径された被押え面３３が形成される。そしてスタンパ２０の表面２０ｂ側は、前記被押え面３３から連続して内周側表面３４、転写面３５が形成されている。
【００２０】
本発明では、内周面３２から連続して拡径された被押え面３３が打抜きにより、形成されたものを使用することができ、上記特許文献１ないし特許文献３に記載されたようにスタンパ２０の内周側２０ａを内周スタンパホルダ１６により押えるために特別の加工を行なわないでよい。またスタンパ２０の中心孔３１を打抜きにより形成する際、裏面２０ｃにバリが形成されるが、このバリがスタンパ２０の取付時に障害となるときは、研磨により平らにする。しかしこのバリがスタンパ２０の取付時に障害とならない程度であれば、鏡面板１８の内側に環状溝を形成してバリの部分を挿入してもよい。ただしスタンパ２０は、ポンチにより中心孔３１が打抜かれて、被押え面３３が形成されたものだけに限定されず、被押え面３３を別途加工により形成したものでもよい。いずれにせよ本発明のスタンパ２０は、内周面３２と内周側表面３４との間に拡径された被押え面３３が形成されており、スタンパ２０の内周側２０ａの部分は所定の厚みを有するものが使用される。よって特許文献１ないし特許文献３に記載されたもののように、内周部全体がテーパー状に形成されていたり、薄肉部が形成されていたりしないから、スタンパ２０の内周側２０ａは損傷されにくい。
【００２１】
次にスタンパ２０の内周側２０ａを保持する内周スタンパホルダ１６について図２により説明する。内周スタンパホルダ１６は軸線方向Ａに向けて所定の長さを有する部材であり、本体円筒部４１のキャビティ側の端部外周に爪部４２を有している。本体円筒部４１および爪部４２のキャビティ側は、キャビティ形成面４３となっており、保持されるスタンパ２０の内周側表面３４と略平行となっている。
【００２２】
爪部４２のキャビティ形成面４３の外周部４４は、常温時（２０℃）に、本体円筒部４１の表面である円筒面４７から軸線方向Ａと垂直方向に向けて５０μｍ突出して形成されている。また内周スタンパホルダ１６の本体円筒部４１と爪部４２との境界部分に相当する爪部４２の基部４５における軸線方向Ａの寸法は、常温時に１００μｍに形成されている。爪部４２と本体円筒部４１とは、反キャビティ側において、前記基部４５における接続部４５ａで接続されるように形成されている。そして前記基部４５における接続部４５ａとキャビティ形成面４３の外周部４４とを結ぶようにキャビティ側に向けてテーパー状に拡径された押え面４６が形成されている。そして押え面４６における反キャビティ側は、断面凹状の円弧状の接続面４８が形成されており、押え面４６と円筒面４７とは基部４５の接続部４５ａの部分でなめらかに接続されている。よって前記押え面４６の過半の部分は、テーパー面からなり、接続面４８を経て円筒面４７に接続されている。また前記円筒面４７については、前記キャビティ形成面４３と垂直方向に形成され、前記スタンパ２０の内周面３２と等間隔で対向されるようになっている。なお押え面４６全体を凹状や凸状の断面円弧状に形成してもよい。
【００２３】
そしてこの実施の形態においては、爪部４２の押え面４６は、窒化処理され窒化クロム層が形成されている。なお窒化クロム層については、耐摩耗特性を向上させるためのものであるが、必須のものではない。窒化クロム層については、キャビティ形成面４３や円筒面４７にも形成してもよい。
【００２４】
なお、爪部４２における外周部４４の本体円筒部４１の円筒面４７からの軸線方向Ａと垂直方向への突出寸法は、常温時に３０μｍないし６０μｍに形成されていることが望ましい。また、爪部４２における基部４５の軸線方向Ａの寸法は、常温時に５０μｍないし１５０μｍであることが望ましい。そして爪部４２を上記の形状とすることにより、スタンパ２０と内周スタンパホルダ１６との間に溶融樹脂が入り込み、成形されたディスク基板にバリができることが防止される。またスタンパ２０の浮上がりを防止し、かつ内周スタンパホルダ１６およびスタンパ２０の耐用回数を増加させることができる。なお、断面円弧状の接続面４８については、必須のものではない。内周スタンパホルダ１６のキャビティ形成面４３はすべて同一平面からなることが望ましいが、爪部４２のキャビティ形成面４３と本体円筒部４１のキャビティ形成面４３とは溶融樹脂の流れを損なわない範囲でわずかに高さが相違していてもよい。
【００２５】
次に可動金型３への、スタンパ２０および内周スタンパホルダ１６の取付けについて図１および図２により説明する。可動金型３の鏡面板１８にスタンパ２０を取付ける際は、まず先にスタンパ２０の中心孔３１に内周スタンパホルダ１６の本体円筒部４１を挿通する。そしてスタンパ２０が外挿された内周スタンパホルダ１６の本体円筒部４１の反キャビティ側を、固定スリーブ１２と鏡面板１８の間の環状の隙間に挿入する。そして図示しない回転部材により内周スタンパホルダ１６の反キャビティ側端面４９を固定スリーブ１２の当接面１２ａに向けて押付けるように位置決めする。上記により内周スタンパホルダ１６は、鏡面板１８およびスタンパ２０に対して相対的な位置が決定される。
【００２６】
この実施の形態では、内周スタンパホルダ１６の爪部４２のキャビティ形成面４３は、装着されたスタンパ２０の内周側表面３４に対して常温時（２０℃）において、１５μｍキャビティ側に突出した状態に位置決めされるよう設計されている。これは成形時における内周スタンパホルダ１６の熱膨張より、鏡面板１８とスタンパ２０の熱膨張の方が大きいためである。よって成形時には、図２において二点鎖線で示されるように、爪部４２のキャビティ形成面４３と、スタンパ２０の内周側表面３４との高さは、略同一となるように設計されている。なおスタンパ２０の内周側表面３４に対する爪部４２におけるキャビティ形成面４３のキャビティ側への突出寸法は、鏡面板１８やスタンパ２０の厚さや、成形時の鏡面板１８と内周スタンパホルダ１６との温度差によっても相違するが、一般的には常温時に５μｍないしは２５μｍキャビティ側に突出する状態に設計されており、成形時においては両者の高さは１０μｍ以内に収まる。
【００２７】
なお上記の実施の形態において、可動金型３にスタンパ２０および内周スタンパホルダ１６が形成される例について記載したが、固定金型２と可動金型３の少なくとも一方の金型にスタンパ２０が内周スタンパホルダ１６によって保持されたものであればよい。固定金型２にスタンパ２０が保持される場合は、メスカッタ６と鏡面板８の間に内周スタンパホルダ１６が取付けられる。
【００２８】
次に本発明のディスク基板の成形用金型１を用いたディスク基板の成形について説明する。この実施の形態ではＤＶＤ−Ｒを成形するものであり、使用される樹脂はポリカーボネート、射出時のノズルにおける溶融樹脂の温度は３６０℃程度である。そして可動金型３の鏡面板１８は鏡面板温調通路２３に流通される温調媒体により１２０℃前後に温調され、内周スタンパホルダ１６はオスカッタ温調通路２２に流通される温調媒体により８５℃前後に温調されている。よって内周スタンパホルダ１６のキャビティ側への膨張よりもスタンパ２０および鏡面板１８のキャビティ側に向けての膨張の方が大きく、成形時にはスタンパ２０の内周側表面３４と、内周スタンパホルダ１６の爪部４２のキャビティ形成面４３が略同一高さとなる。この際に押え面４６は、キャビティ側に向けてテーパー状に拡径されており、基部４５の側は、円筒面４７に接続して断面円弧状の接続面４８が形成されているので、スタンパ２０側の膨張により、スタンパ２０の内周側２０ａが損傷することがない。また内周スタンパホルダ１６の押え面４６とスタンパ２０の被押え面３３との間隔は、僅かな間隔に保たれるので、溶融樹脂が入り込むことはない。
【００２９】
そして図示しない射出装置からスプルを介して溶融樹脂がキャビティ２４に射出充填される際に、内周スタンパホルダ１６の爪部４２がキャビティ側に突出していなので、溶融樹脂が流れる断面積が大きくなり、キャビティ２４への溶融樹脂の充填が良好に行なわれる。また本発明ではディスク基板のスタンパ側（信号が形成される面）の面を平坦に成形することができる。よってＣＤ−ＲＯＭやＣＤ−Ｒ等を成形した際には、ディスク基板の表面全体に装飾等を印刷することができる。またＤＶＤ−Ｒ等を成形した際には、２枚のディスク基板を貼合せる際に全面を貼合せることができる。
【００３０】
本発明については、一々列挙はしないが、上記した実施の形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載のディスク基板の成形用金型は、固定金型と可動金型の少なくとも一方の金型にスタンパが保持されたディスク基板の成形用金型において、前記スタンパは、ニッケルまたはニッケル合金からなり、中心孔の内周面と内周側表面との間に該内周面から連続して拡径された被押え面が形成され、前記スタンパの内周側を保持する内周スタンパホルダは、ステンレス鋼からなり、本体円筒部と該本体円筒部の端部外周に形成された爪部とからなり、該爪部は、前記スタンパの内周側表面に対して略平行であって前記本体円筒部の円筒面から常温時に３０μｍないし６０μｍ軸線方向とは垂直方向へ突出して外周部が形成されたキャビティ形成面と、基部の軸線方向の寸法が常温時に５０μｍないし１５０μｍであり該基部における接続部から前記キャビティ形成面の前記外周部に向けてテーパー状に拡径された押え面とが形成され、前記内周スタンパホルダの爪部のキャビティ形成面は、スタンパの内周側表面に対して常温時に５μｍないしは２５μｍキャビティ側に突出しており、成形時における両者は１０μｍ以下の状態に段差をなくすか段差をごく僅かにしたので、スタンパの内周側の爪部の耐久性を高めるとともに、スタンパを確実に保持することができる。また樹脂の流動を良好にするとともに、スタンパと内周スタンパホルダの隙間にバリが発生することによるディスク基板の成形不良を解消することができる。
【００３２】
本発明の請求項２に記載のディスク基板の成形用金型は、請求項１において、前記内周スタンパホルダの爪部の押え面は、断面円弧状に形成されているようにしたので、成形時にスタンパ側が熱膨張した際に、スタンパの内周側の損傷をより一層防止することができる。
【００３３】
本発明の請求項３に記載のディスク基板の成形用金型は、請求項１または請求項２において、前記内周スタンパホルダの爪部の押え面は、窒化クロム層が形成されているので、スタンパの内周側の爪部の耐摩耗特性を向上させることができる。
【００３４】
本発明の請求項４に記載のディスク基板の成形用金型は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、スタンパの中心孔は、打抜きによって中心孔の内周面と内周側表面との間に該内周面から連続して拡径された被押え面が形成されているので、スタンパの被押え面を特別に加工することなく、かつ樹脂の流動を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のディスク基板の成形用金型の断面図である。
【図２】 図１のディスク基板の成形用金型の要部の拡大断面図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ等のディスク基板の成形用金型に関し、詳しくはスタンパと内周スタンパホルダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来ディスク基板の成形用金型においてスタンパの内周側を保持する内周スタンパホルダとしては、特許文献１の（０００３）、（図１６）、および（図１７）に示すような構造のものが一般的に用いられている。すなわちスタンパの内周側は、スタンパの表面よりキャビティ側に向けて突出した内周スタンパホルダの爪部によって鏡面板に向けて押えられている。しかし特許文献１の（図１６）、（図１７）のものは、スプルからキャビティ内のスタンパの情報面側に向けて溶融樹脂が流れるときに、前記した爪部によりキャビティの断面積が狭くなるため、溶融樹脂の流れが制限を受けるという問題があった。
【０００３】
その問題を解決するため特許文献１では（００３０）、（００３１）、および（図８）に示されるように、スタンパの内周側を２０°から７０°の範囲にテーパー状に拡径して加工するとともに、内周スタンパホルダの爪部をそれに対応する形状としている。そしてこのような形状にすることにより、爪部はスタンパの情報面よりキャビティ側になることなく、したがって溶融樹脂の流れを損なうことがないという効果を有している。また特許文献１には（００３２）、および（図９）に示すスタンパの内周側と内周スタンパホルダの爪部との組合わせによっても前記同様の効果を有することが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−５４４２７号公報（０００３）、（００３０）、（００３１）、（００３２）、（図８）、（図９）、（図１６）、（図１７）
【０００５】
また前記特許文献１と同様のものとしては、特許文献２の（００１３）、および（図４）に示されるもの、特許文献３の（図５）、および（図６）に示されるものが知られている。
【０００６】
【特許文献２】
特開平１０−３０２３２８号公報（００１３）、（図４）
【特許文献３】
実開昭６２−８０６２０号公報（図５）、（図６）
【０００７】
前記特許文献１ないし特許文献３に記載されたものは、いずれもスタンパの内周側を特定の形状に加工する必要があった。またディスク基板の成形時にスタンパは、内周スタンパホルダとの間の熱膨張の差や溶融樹脂の圧力のために僅かに移動するが、内周スタンパホルダの爪部の下にスタンパの内周側が完全に嵌合されているため、スタンパの内周部の強度が不足し、スタンパの寿命が短くなるという問題があった。
【０００８】
また、スタンパの中心孔を成形するものとしては、特許文献４の（図１）、および（図４）に記載のものが知られ、前記装置により、（図３のｂ）、および（図５のｂ）に示されるスタンパの中心孔付近の形状が形成されることが知られている。しかし、このようなスタンパの中心孔付近の形状を再加工せず、しかも内周スタンパホルダの爪部をキャビティ側に突出させずにスタンパを保持することは誰もが不可能と考え実行していなかった。
【０００９】
【特許文献４】
登録実用新案３０３２８５１号公報（図１）、（図３のｂ）、（図４）、（図５のｂ）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、上記の問題を解決するために、溶融樹脂の流れを良好にすることを目的としたディスク基板の成形用金型において、内周スタンパホルダの爪部をスタンパの転写面からキャビティ側に突出させることなく、かつスタンパの内周側の強度不足を解消することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のディスク基板の成形用金型は、固定金型と可動金型の少なくとも一方の金型にスタンパが保持されたディスク基板の成形用金型において、前記スタンパは、ニッケルまたはニッケル合金からなり、中心孔の内周面と内周側表面との間に該内周面から連続して拡径された被押え面が形成され、前記スタンパの内周側を保持する内周スタンパホルダは、ステンレス鋼からなり、本体円筒部と該本体円筒部の端部外周に形成された爪部とからなり、該爪部は、前記スタンパの内周側表面に対して略平行であって前記本体円筒部の円筒面から常温時に３０μｍないし６０μｍ軸線方向とは垂直方向へ突出して外周部が形成されたキャビティ形成面と、基部の軸線方向の寸法が常温時に５０μｍないし１５０μｍであり該基部における接続部から前記キャビティ形成面の前記外周部に向けてテーパー状に拡径された押え面とが形成され、前記内周スタンパホルダの爪部のキャビティ形成面は、スタンパの内周側表面に対して常温時に５μｍないしは２５μｍキャビティ側に突出しており、成形時における両者は１０μｍ以下の状態に段差をなくすか段差をごく僅かにすることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項２に記載のディスク基板の成形用金型は、請求項１において、前記内周スタンパホルダの爪部の押え面は、断面円弧状に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項３に記載のディスク基板の成形用金型は、請求項１または請求項２において、前記内周スタンパホルダの爪部の押え面は、窒化クロム層が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項４に記載のディスク基板の成形用金型は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、スタンパの中心孔は、打抜きによって中心孔の内周面と内周側表面との間に該内周面から連続して拡径された被押え面が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
まず本発明に使用されるディスク基板の成形用金型について図１、図２を参照して説明する。図１は、本発明のディスク基板の成形用金型の断面図である。図２は、図１のディスク基板の成形用金型の要部の拡大断面図である。
【００１６】
図１において、ディスク基板の成形用金型１は、図示しないディスク基板成形機の固定盤に取付けられる固定金型２と、可動盤に取付けられる可動金型３とからなっている。固定金型２は、本体部４にスプルブッシュ５、メスカッタ６、バックプレート７等が配設され、バックプレート７には鏡面板８が配置されている。またスプルブッシュ５とメスカッタ６の間にはスプル温調通路９が形成され、バックプレート７と鏡面板８の間には鏡面板温調通路１０が複数周回形成されている。
【００１７】
一方可動金型３は、本体部１１に円筒状の固定スリーブ１２が配設され、固定スリーブ１２の中心孔には、エジェクタスリーブ１３、オスカッタ１４、センターピン１５が配設されている。そして固定スリーブ１２の外周には内周スタンパホルダ１６が装着可能となっている。また本体部１１の前記内周スタンパホルダ１６の外側にはバックプレート１７が配設され、バックプレート１７には鏡面板１８が配設されている。この実施の形態においては、鏡面板１８の厚さは、２０ｍｍである。鏡面板１８の表面１９には、スタンパ２０が前記内周スタンパホルダ１６と外周スタンパホルダ２１によってその内周側２０ａと外周側が保持され装着されている。またオスカッタ１４の内部にはオスカッタ温調通路２２が形成され、バックプレート１７と鏡面板１８の間には鏡面板温調通路２３が複数周回形成されている。この実施の形態では、金型を構成する鏡面板１８、内周スタンパホルダ１６等は、クロムを含む１３Ｃｒ系ステンレス鋼、更に詳しくはＳＵＳ４２０Ｊ２が用いられており、熱膨張率は１１．５×１０−６／℃前後である。
【００１８】
そして前記可動金型３の外周スタンパホルダ２１の内周部に前記固定金型２の鏡面板８の外周部が嵌合されることにより容積可変にキャビティ２４が形成される。キャビティ２４には前記スプルブッシュ５の中心に形成されたスプル２５が連通されており、図示しない射出装置から前記スプル２５を介してキャビティ２４内に溶融樹脂が射出充填可能となっている。
【００１９】
次に本発明に用いられるスタンパ２０について図２により説明する。スタンパ２０は、ニッケルまたはニッケル合金から形成されており、熱膨張率は１２．８×１０−６／℃程度である。スタンパ２０の中心孔３１は、前記特許文献４に記載されているように、転写面３５である表面２０ｂ側から裏面２０ｃ側に向けてポンチにより打抜かれて成形される。ポンチによって打抜かれたスタンパ２０の中心孔３１は、図２に示されるように、表面２０ｂおよび裏面２０ｃに対して垂直な内周面３２と、前記内周面３２から表面２０ｂ側に向けて連続して拡径された被押え面３３が形成される。そしてスタンパ２０の表面２０ｂ側は、前記被押え面３３から連続して内周側表面３４、転写面３５が形成されている。
【００２０】
本発明では、内周面３２から連続して拡径された被押え面３３が打抜きにより、形成されたものを使用することができ、上記特許文献１ないし特許文献３に記載されたようにスタンパ２０の内周側２０ａを内周スタンパホルダ１６により押えるために特別の加工を行なわないでよい。またスタンパ２０の中心孔３１を打抜きにより形成する際、裏面２０ｃにバリが形成されるが、このバリがスタンパ２０の取付時に障害となるときは、研磨により平らにする。しかしこのバリがスタンパ２０の取付時に障害とならない程度であれば、鏡面板１８の内側に環状溝を形成してバリの部分を挿入してもよい。ただしスタンパ２０は、ポンチにより中心孔３１が打抜かれて、被押え面３３が形成されたものだけに限定されず、被押え面３３を別途加工により形成したものでもよい。いずれにせよ本発明のスタンパ２０は、内周面３２と内周側表面３４との間に拡径された被押え面３３が形成されており、スタンパ２０の内周側２０ａの部分は所定の厚みを有するものが使用される。よって特許文献１ないし特許文献３に記載されたもののように、内周部全体がテーパー状に形成されていたり、薄肉部が形成されていたりしないから、スタンパ２０の内周側２０ａは損傷されにくい。
【００２１】
次にスタンパ２０の内周側２０ａを保持する内周スタンパホルダ１６について図２により説明する。内周スタンパホルダ１６は軸線方向Ａに向けて所定の長さを有する部材であり、本体円筒部４１のキャビティ側の端部外周に爪部４２を有している。本体円筒部４１および爪部４２のキャビティ側は、キャビティ形成面４３となっており、保持されるスタンパ２０の内周側表面３４と略平行となっている。
【００２２】
爪部４２のキャビティ形成面４３の外周部４４は、常温時（２０℃）に、本体円筒部４１の表面である円筒面４７から軸線方向Ａと垂直方向に向けて５０μｍ突出して形成されている。また内周スタンパホルダ１６の本体円筒部４１と爪部４２との境界部分に相当する爪部４２の基部４５における軸線方向Ａの寸法は、常温時に１００μｍに形成されている。爪部４２と本体円筒部４１とは、反キャビティ側において、前記基部４５における接続部４５ａで接続されるように形成されている。そして前記基部４５における接続部４５ａとキャビティ形成面４３の外周部４４とを結ぶようにキャビティ側に向けてテーパー状に拡径された押え面４６が形成されている。そして押え面４６における反キャビティ側は、断面凹状の円弧状の接続面４８が形成されており、押え面４６と円筒面４７とは基部４５の接続部４５ａの部分でなめらかに接続されている。よって前記押え面４６の過半の部分は、テーパー面からなり、接続面４８を経て円筒面４７に接続されている。また前記円筒面４７については、前記キャビティ形成面４３と垂直方向に形成され、前記スタンパ２０の内周面３２と等間隔で対向されるようになっている。なお押え面４６全体を凹状や凸状の断面円弧状に形成してもよい。
【００２３】
そしてこの実施の形態においては、爪部４２の押え面４６は、窒化処理され窒化クロム層が形成されている。なお窒化クロム層については、耐摩耗特性を向上させるためのものであるが、必須のものではない。窒化クロム層については、キャビティ形成面４３や円筒面４７にも形成してもよい。
【００２４】
なお、爪部４２における外周部４４の本体円筒部４１の円筒面４７からの軸線方向Ａと垂直方向への突出寸法は、常温時に３０μｍないし６０μｍに形成されていることが望ましい。また、爪部４２における基部４５の軸線方向Ａの寸法は、常温時に５０μｍないし１５０μｍであることが望ましい。そして爪部４２を上記の形状とすることにより、スタンパ２０と内周スタンパホルダ１６との間に溶融樹脂が入り込み、成形されたディスク基板にバリができることが防止される。またスタンパ２０の浮上がりを防止し、かつ内周スタンパホルダ１６およびスタンパ２０の耐用回数を増加させることができる。なお、断面円弧状の接続面４８については、必須のものではない。内周スタンパホルダ１６のキャビティ形成面４３はすべて同一平面からなることが望ましいが、爪部４２のキャビティ形成面４３と本体円筒部４１のキャビティ形成面４３とは溶融樹脂の流れを損なわない範囲でわずかに高さが相違していてもよい。
【００２５】
次に可動金型３への、スタンパ２０および内周スタンパホルダ１６の取付けについて図１および図２により説明する。可動金型３の鏡面板１８にスタンパ２０を取付ける際は、まず先にスタンパ２０の中心孔３１に内周スタンパホルダ１６の本体円筒部４１を挿通する。そしてスタンパ２０が外挿された内周スタンパホルダ１６の本体円筒部４１の反キャビティ側を、固定スリーブ１２と鏡面板１８の間の環状の隙間に挿入する。そして図示しない回転部材により内周スタンパホルダ１６の反キャビティ側端面４９を固定スリーブ１２の当接面１２ａに向けて押付けるように位置決めする。上記により内周スタンパホルダ１６は、鏡面板１８およびスタンパ２０に対して相対的な位置が決定される。
【００２６】
この実施の形態では、内周スタンパホルダ１６の爪部４２のキャビティ形成面４３は、装着されたスタンパ２０の内周側表面３４に対して常温時（２０℃）において、１５μｍキャビティ側に突出した状態に位置決めされるよう設計されている。これは成形時における内周スタンパホルダ１６の熱膨張より、鏡面板１８とスタンパ２０の熱膨張の方が大きいためである。よって成形時には、図２において二点鎖線で示されるように、爪部４２のキャビティ形成面４３と、スタンパ２０の内周側表面３４との高さは、略同一となるように設計されている。なおスタンパ２０の内周側表面３４に対する爪部４２におけるキャビティ形成面４３のキャビティ側への突出寸法は、鏡面板１８やスタンパ２０の厚さや、成形時の鏡面板１８と内周スタンパホルダ１６との温度差によっても相違するが、一般的には常温時に５μｍないしは２５μｍキャビティ側に突出する状態に設計されており、成形時においては両者の高さは１０μｍ以内に収まる。
【００２７】
なお上記の実施の形態において、可動金型３にスタンパ２０および内周スタンパホルダ１６が形成される例について記載したが、固定金型２と可動金型３の少なくとも一方の金型にスタンパ２０が内周スタンパホルダ１６によって保持されたものであればよい。固定金型２にスタンパ２０が保持される場合は、メスカッタ６と鏡面板８の間に内周スタンパホルダ１６が取付けられる。
【００２８】
次に本発明のディスク基板の成形用金型１を用いたディスク基板の成形について説明する。この実施の形態ではＤＶＤ−Ｒを成形するものであり、使用される樹脂はポリカーボネート、射出時のノズルにおける溶融樹脂の温度は３６０℃程度である。そして可動金型３の鏡面板１８は鏡面板温調通路２３に流通される温調媒体により１２０℃前後に温調され、内周スタンパホルダ１６はオスカッタ温調通路２２に流通される温調媒体により８５℃前後に温調されている。よって内周スタンパホルダ１６のキャビティ側への膨張よりもスタンパ２０および鏡面板１８のキャビティ側に向けての膨張の方が大きく、成形時にはスタンパ２０の内周側表面３４と、内周スタンパホルダ１６の爪部４２のキャビティ形成面４３が略同一高さとなる。この際に押え面４６は、キャビティ側に向けてテーパー状に拡径されており、基部４５の側は、円筒面４７に接続して断面円弧状の接続面４８が形成されているので、スタンパ２０側の膨張により、スタンパ２０の内周側２０ａが損傷することがない。また内周スタンパホルダ１６の押え面４６とスタンパ２０の被押え面３３との間隔は、僅かな間隔に保たれるので、溶融樹脂が入り込むことはない。
【００２９】
そして図示しない射出装置からスプルを介して溶融樹脂がキャビティ２４に射出充填される際に、内周スタンパホルダ１６の爪部４２がキャビティ側に突出していなので、溶融樹脂が流れる断面積が大きくなり、キャビティ２４への溶融樹脂の充填が良好に行なわれる。また本発明ではディスク基板のスタンパ側（信号が形成される面）の面を平坦に成形することができる。よってＣＤ−ＲＯＭやＣＤ−Ｒ等を成形した際には、ディスク基板の表面全体に装飾等を印刷することができる。またＤＶＤ−Ｒ等を成形した際には、２枚のディスク基板を貼合せる際に全面を貼合せることができる。
【００３０】
本発明については、一々列挙はしないが、上記した実施の形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載のディスク基板の成形用金型は、固定金型と可動金型の少なくとも一方の金型にスタンパが保持されたディスク基板の成形用金型において、前記スタンパは、ニッケルまたはニッケル合金からなり、中心孔の内周面と内周側表面との間に該内周面から連続して拡径された被押え面が形成され、前記スタンパの内周側を保持する内周スタンパホルダは、ステンレス鋼からなり、本体円筒部と該本体円筒部の端部外周に形成された爪部とからなり、該爪部は、前記スタンパの内周側表面に対して略平行であって前記本体円筒部の円筒面から常温時に３０μｍないし６０μｍ軸線方向とは垂直方向へ突出して外周部が形成されたキャビティ形成面と、基部の軸線方向の寸法が常温時に５０μｍないし１５０μｍであり該基部における接続部から前記キャビティ形成面の前記外周部に向けてテーパー状に拡径された押え面とが形成され、前記内周スタンパホルダの爪部のキャビティ形成面は、スタンパの内周側表面に対して常温時に５μｍないしは２５μｍキャビティ側に突出しており、成形時における両者は１０μｍ以下の状態に段差をなくすか段差をごく僅かにしたので、スタンパの内周側の爪部の耐久性を高めるとともに、スタンパを確実に保持することができる。また樹脂の流動を良好にするとともに、スタンパと内周スタンパホルダの隙間にバリが発生することによるディスク基板の成形不良を解消することができる。
【００３２】
本発明の請求項２に記載のディスク基板の成形用金型は、請求項１において、前記内周スタンパホルダの爪部の押え面は、断面円弧状に形成されているようにしたので、成形時にスタンパ側が熱膨張した際に、スタンパの内周側の損傷をより一層防止することができる。
【００３３】
本発明の請求項３に記載のディスク基板の成形用金型は、請求項１または請求項２において、前記内周スタンパホルダの爪部の押え面は、窒化クロム層が形成されているので、スタンパの内周側の爪部の耐摩耗特性を向上させることができる。
【００３４】
本発明の請求項４に記載のディスク基板の成形用金型は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、スタンパの中心孔は、打抜きによって中心孔の内周面と内周側表面との間に該内周面から連続して拡径された被押え面が形成されているので、スタンパの被押え面を特別に加工することなく、かつ樹脂の流動を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のディスク基板の成形用金型の断面図である。
【図２】 図１のディスク基板の成形用金型の要部の拡大断面図である。
Claims (4)
- 固定金型と可動金型の少なくとも一方の金型にスタンパが保持されたディスク基板の成形用金型において、
前記スタンパは、ニッケルまたはニッケル合金からなり、
中心孔の内周面と内周側表面との間に該内周面から連続して拡径された被押え面が形成され、
前記スタンパの内周側を保持する内周スタンパホルダは、ステンレス鋼からなり、
本体円筒部と該本体円筒部の端部外周に形成された爪部とからなり、
該爪部は、
前記スタンパの内周側表面に対して略平行であって前記本体円筒部の円筒面から常温時に３０μｍないし６０μｍ軸線方向とは垂直方向へ突出して外周部が形成されたキャビティ形成面と、
基部の軸線方向の寸法が常温時に５０μｍないし１５０μｍであり該基部における接続部から前記キャビティ形成面の前記外周部に向けてテーパー状に拡径された押え面とが形成され、
前記内周スタンパホルダの爪部のキャビティ形成面は、
スタンパの内周側表面に対して常温時に５μｍないしは２５μｍキャビティ側に突出しており、成形時における両者は１０μｍ以下の状態に段差をなくすか段差をごく僅かにすることを特徴とする記載のディスク基板の成形用金型。 - 前記内周スタンパホルダの爪部の押え面は、
断面円弧状に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の成形用金型。 - 前記内周スタンパホルダの爪部の押え面は、窒化クロム層が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のディスク基板の成形用金型。
- 前記スタンパの中心孔は、打抜きによって中心孔の内周面と内周側表面との間に該内周面から連続して拡径された被押え面が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のディスク基板の成形用金型。
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