JP2001191369A - 薄肉基板の成形金型及び成形された薄肉基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】キャビティリングと相対するスタンパの間のク
リアランスをスタンパの厚さむらの影響を受けないで常
に一定にして、成形した薄肉基板の外周部にバリやヤケ
が生じることを防ぐ。 【解決手段】金型１を閉じたときに成形基板の外径を形
成するキャビティリング１３の先端部をスタンパ８の外
周部に直接接触させ、ガス抜け用のクリアランス１７を
スタンパ８の厚さむらやスタンパ８の種類に影響されず
に常に一定幅にする。

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、例えば光ディス
ク基板等の薄肉基板の成形金型及び成形された薄肉基
板、特にＤＶＤ等のように厚さが薄く形成された光ディ
スク基板等の良好な機械特性と高度な転写性を得ること
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から種類の光ディスクが読み取り専
用と追記用及び書換え用のそれぞれの用途に応じて利用
されている。この１枚の光ディスクに対してより大きな
容量の情報を搭載することが要求されるようになり、例
えばＤＶＤやＤＶＤ以上の大きな容量の情報を搭載した
新たな光ディスクについての取り組みが進められてい
る。この光ディスクの大容量化に対する光ディスク基板
に関する取り組みとしては、ＣＤやＭＯのように光ディ
スク基板の厚さが１．２ｍｍであったのをＤＶＤでは
０．６ｍｍと薄くしている。また、光ディスク基板上に
情報を意味させたピット列や光ピックアップのトラッキ
ッングのための案内溝をより緻密に転写させている。

【０００３】このような光ディスクに用いられる基板は
射出成形法あるいは射出圧縮成形法で成形して作製され
ている。この光ディスク基板の成形方法はいずれも金型
を閉止して形成したキャビティ内に溶融させた材料樹脂
を充填する。そして金型外へ取り出し可能な温度になる
まで溶融樹脂を金型内で冷却し固化させて所定の基板形
状にまで成形する。この光ディスク基板を成形するキャ
ビティ内には光ディスクに必要な情報がピット列あるい
は案内溝として刻み込まれているスタンパがセットされ
ており、溶融樹脂をキャビティ内へ充填してから固化さ
せるまでの工程中に成形される光ディスク基板上にスタ
ンパに刻まれた必要な情報を転写させる。金型内で成形
された光ディスク基板は金型内における冷却工程が完了
した後に金型外へ取り出され、成形以降の次工程へ受け
渡される。

【０００４】通常の光ディスク基板を成形する金型１
は、図４の断面図に示すように、固定側金型２と可動側
金型３を有する。固定側金型２はスタンパ側温調プレー
ト４の中心に樹脂を供給するためのスプルーブッシュ５
が設けられ、スプルーブッシュ５の外側に光ディスク基
板のクランプエリアを形成するスタンパ押え６が設けら
れている。スタンパ側温調プレート４の外周部には突き
当てリング３１と芯合せ用リング７が設けられている。
このスタンパ側温調プレート４の表面にスタンパ８が取
り付けてある。可動側金型３は鏡面側温調プレート９の
中心に光ディスク基板の中心穴を形成するためのカット
パンチ１０と成形した光ディスク基板を突き出すための
フローティングパンチ１１が設けられ、フローティング
パンチ１１の外側に光ディスク基板のクランプエリアを
形成するブッシュ１２が設けられている。鏡面側温調プ
レート９の外周部には光ディスク基板の外径を形成する
キャピティリング３２が設けられ、鏡面側温調プレート
９とキャピティリング３２の外側に可動側の芯合せ用リ
ング１４が設けられている。キャビティリング３２は可
動側金型３の開閉方向と平行に摺動可能になっており、
キャビティリング３２と鏡面側温調プレート９の間にリ
テーナ１５を組み込むことでキャビティリング３２と鏡
面側温調プレート９間のかじりを防止している。また。
キャビティリング３２は突きだし機構１６により金型開
閉方向と同じ方向に押し出されている。

【０００５】キャピティリング３２と相対するスタンパ
８との間には、図５の部分拡大図に示すように、クリア
ランス３３が設けられている。これは基板成形におい
て、３００℃以上に加熱された樹脂から熱を受けたスタ
ンパ８の膨張による延びに干渉しないようにすること及
びキャビティ１９に充填される樹脂により押し出される
キャビティ１９内部の空気を外部へ逃がすガスベントの
働きをするためである。このクリアランス３３が大きい
と成形基板の外周にバリが発生し、逆に小さいとキャビ
ティ１９内の空気が外部へ排出されずに圧縮加熱される
ことにより成形基板の外周部にヤケが生じたり、スタン
パの延びと干渉したりする。これらを防止するため、ク
リアランス３３の幅の許容幅は厳しく管理されている。
ＤＶＤ等の厚さが薄い基板では成形時の圧力が高くなる
のでさらにこの管理幅が狭くなっている。このクリアラ
ンス３３を形成するため、突き当てリング３１をスタン
パ８の外周部にスタンパ面より設定クリアランス高さだ
け高くなるように設け、この突き当てリング３１にキャ
ビティリング３２を当てることにより、スタンパ８とキ
ャビティリング３２の間にクリアランス３３を形成する
ようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このクリアランス３３
は突き当てリング３１とスタンパ８との高さの差により
設定され、スタンパ８の厚さが厚くなれば、クリアラン
ス３３の幅は狭くなり、スタンパ８の厚さが薄くなれば
クリアランス３３の幅は広くなる。スタンパ８の厚さに
合わせてクリアランス３３の幅を一定にするには、スタ
ンパ８の厚さに応じて突き当てリング３１の高さ調整や
突き当てリング３１の交換が必要になり、クリアランス
３３の幅の調整は容易でなかった。

【０００７】また、例えば特開平７−２４３０２８号公
報に示された金型は、基板外径を形成する外周ホルダと
可動側鏡面が嵌合する構造の金型において、成形された
基板の外縁部にバリが発生することを防止するため、成
形された基板の外縁部に面取り部あるいは段差部を形成
する型体を外周ホルダに押し当てた状態で可動側鏡面を
型閉方向に移動してキャビティ内の樹脂を圧縮成形する
ようにしている。しかしながら、この構造の金型であっ
てもスタンパと外周ホルダの間にはスタンパの熱膨張に
よる延びを吸収するクリアランスが必要であり、このク
リアランスを一定にする必要があるが、クリアランスを
一定に調整する方法は示されていない。

【０００８】この発明はかかる短所を改善し、キャビテ
ィリングと相対するスタンパの間のクリアランスをスタ
ンパの厚さむらの影響を受けないで常に一定にすること
ができる薄肉基板の成形金型及び成形された薄肉基板を
提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る薄肉基板
の成形金型は、金型を閉じたときに成形基板の外径を形
成するキャビティリングの先端部を転写用型の外周部に
直接接触させることを特徴とする。

【００１０】上記キャビティリングの先端外周部に複数
の凸部又は複数の溝を有する突起部を設け、凸部又は突
起部の高さをキャビティリングの内周部と転写用型との
間に一定幅のガス抜け用のクリアランスが形成されるよ
うに定める。

【００１１】また、上記凸部又は突起部の縁を面取り又
はＲ付けすると良い。

【００１２】さらに、複数の凸部を半球状に形成した
り、突起部を半円状の断面で形成しても良い。

【００１３】また、キャビティリングの先端外周部に設
けた複数の凸部又は突起部の表面に潤滑機能を有する薄
膜を形成することが望ましい。

【００１４】この発明に係る薄肉基板は上記の薄肉基板
の成形金型により成形されたことを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】この発明の光ディスク基板を成形
する金型は固定側金型と可動側金型を有する。固定側金
型はスタンパ側温調プレートの中心に樹脂を供給するた
めのスプルーブッシュが設けられ、スプルーブッシュの
外側に光ディスク基板のクランプエリアを形成するスタ
ンパ押えが設けられている。スタンパ側温調プレートの
外周部には芯合せ用リングが設けられている。このスタ
ンパ側温調プレートの表面にスタンパが取り付けてあ
る。可動側金型は鏡面側温調プレートの中心に光ディス
ク基板の中心穴を形成するためのカットパンチと成形し
た光ディスク基板を突き出すためのフローティングパン
チが設けられ、フローティングパンチの外側に光ディス
ク基板のクランプエリアを形成するブッシュが設けられ
ている。鏡面側温調プレートの外周部にはスタンパの外
周端部に突き当てられて光ディスク基板の外径を形成す
るキャピティリングが設けられ、鏡面側温調プレートと
キャピティリングの外側には可動側の芯合せ用リングが
設けられている。

【００１６】キャビティリングは可動側金型の開閉方向
と平行に摺動可能になっており、キャビティリングと鏡
面側温調プレートの間にリテーナを組み込むことでキャ
ビティリングと鏡面側温調プレート間のかじりを防止し
ている。このキャビティリングは突きだし機構により金
型開閉方向と同じ方向に押し出される。キャピティリン
グのスタンパに突き当たる先端部の外周部にはキャピテ
ィリングの全周にわたり複数個、例えば３個以上の凸部
を有し、スタンパとキャピティリングの先端内周部でガ
ス抜け用のクリアランス形成する。この凸部の内周側の
先端の縁の部分には面取りあるいはＲ付けしてある。

【００１７】この金型で光ディスク基板を成形するとき
に、キャビティ内に充填された樹脂により押し出される
空気はクリアランスを通り、キャピティリングの全周に
わたり複数個設けられた凸部の間を通りキャビティの外
へ排気される。この際、キャピティリングの先端部に設
けた凸部の高さを適切に設定しておくことにより、成形
された光ディスク基板の外周端にバリが発生することを
防ぐことができる。また、凸部の先端の縁の部分に面取
りあるいはＲ付けしてあるから、加熱された樹脂からの
熱によるスタンパの膨張による延びに対して凸部がひっ
かかり抵抗になることなくスタンパの延びを逃がすこと
ができる。

【００１８】このキャピティリングの凸部とスタンパに
より形成するクリアランスは、凸部をスタンパに突き当
てて形成しているから、クリアランスの幅はスタンパの
厚さに関係なく凸部の高さで定まる。したがって凸部の
高さを所定のクリアランスの幅に応じて定めておくこと
により、スタンパの厚さむらやスタンパの種類に影響さ
れずにクリアランスの幅を常に一定にすることができ
る。

【００１９】

【実施例】図１はこの発明の一実施例の構成を示す断面
図である。図に示すように、光ディスク基板を成形する
金型１は固定側金型２と可動側金型３を有する。固定側
金型２はスタンパ側温調プレート４の中心に樹脂を供給
するためのスプルーブッシュ５が設けられ、スプルーブ
ッシュ５の外側に光ディスク基板のクランプエリアを形
成するスタンパ押え６が設けられている。スタンパ側温
調プレート４の外周部には芯合せ用リング７が設けられ
ている。このスタンパ側温調プレート４の表面にスタン
パ８が取り付けてある。可動側金型３は鏡面側温調プレ
ート９の中心に光ディスク基板の中心穴を形成するため
のカットパンチ１０と成形した光ディスク基板を突き出
すためのフローティングパンチ１１が設けられ、フロー
ティングパンチ１１の外側に光ディスク基板のクランプ
エリアを形成するブッシュ１２が設けられている。鏡面
側温調プレート９の外周部にはスタンパ８の外周端部に
突き当てられて光ディスク基板の外径を形成するキャピ
ティリング１３が設けられ、鏡面側温調プレート９とキ
ャピティリング１３の外側には可動側の芯合せ用リング
１４が設けられている。キャビティリング１３は可動側
金型３の開閉方向と平行に摺動可能になっており、図２
の部分詳細図に示すように、キャビティリング１３と鏡
面側温調プレート９の間にリテーナ１５を組み込むこと
でキャビティリング１３と鏡面側温調プレート９間のか
じりを防止している。また。キャビティリング１３は突
き出し機構１６により金型開閉方向と同じ方向に押し出
される。キャピティリング１３のスタンパ８に突き当た
る先端部には、スタンパ８とキャピティリング１３の先
端内周部で一定幅のクリアランス１７が形成されるよう
に、キャピティリング１３の先端外周部の全周にわたり
複数個、例えば３個以上の凸部１８を有する。凸部１８
の先端の縁の部分には面取りあるいはＲ付けしてある。

【００２０】この金型１を成形機に取り付け、固定側の
芯合せ用リング７と可動側の芯合せ用リング１４により
固定側金型２と可動側金型３の中心軸が一致するように
閉じられる。その後、スプルーブッシュ５より溶融した
樹脂を高圧力でスタンパ８を有するキャビティ１９内に
充填して冷却し固化させてから可動側金型３を移動して
金型１を開いて成形した光ディスク基板を取り出す。こ
の光ディスク基板を成形するときに、キャビティ１９内
に充填された樹脂により押し出される空気はクリアラン
ス１７を通り、キャピティリング１３の全周にわたり複
数個設けられた凸部１８の間を通りキャビティ１９の外
へ排気される。この際、キャピティリング１３の先端部
に設けた凸部１８の高さを適切に設定しておくことによ
り、成形された光ディスク基板の外周端にバリが発生す
ることを防ぐことができる。また、凸部１８の先端の縁
の部分に面取りあるいはＲ付けしてあるから、３００℃
以上に加熱された樹脂からの熱によるスタンパ９の膨張
による延びに対して凸部１８がひっかかり抵抗になるこ
となくスタンパ８の延びを逃がすことができる。さら
に、スタンパ８に接触する凸部１８の部分が鈍角に当た
るため、スタンパ８やキャピティリング１３にストレス
をあたえず、スタンパ８や金型１の寿命を長くすること
ができる。

【００２１】このキャピティリング１３の凸部１８とス
タンパ８により形成するクリアランス１７は、凸部１８
をスタンパ８に突き当てて形成しているから、クリアラ
ンス１７の幅Ｗはスタンパ８の厚さに関係なく凸部１８
の高さで定まる。したがって凸部１８の高さをクリアラ
ンス１７の幅Ｗに応じて定めておくことにより、スタン
パ８の厚さむらやスタンパ８の種類に影響されずにクリ
アランス１７の幅Ｗを常に一定にすることができる。

【００２２】上記実施例はキャピティリング１３の凸部
１８の先端の縁の部分に面取りあるいはＲ付けした場合
について説明したが、凸部１８の先端を半球状にしても
良い。このように凸部１８の先端を半球状にすることに
より、キャピティリング１３とスタンパ８を点接触さ
せ、熱によるスタンパ９の膨張による延びをより容易に
逃がすことができ、キャビティリング１３とスタンパ８
に与えるストレスを小さくしてキャビティリング１３と
スタンパ８の寿命を長くすることができる。

【００２３】また、上記実施例はキャピティリング１３
の全周にわたり複数個、例えば３個以上の凸部１８を設
けた場合について説明したが、図３の部分斜視図に示す
ように、キャピティリング１３の先端の外周部の全周に
断面が半円状又は台形状の突起部２０を設け、突起部２
０の一部に複数個の切欠き溝２１を設けても良い。この
場合もキャビティ１９内に充填された樹脂により押し出
される空気はクリアランス１７を通り、複数の切欠き溝
２１の間を通ってキャビティ１９の外へ排気される。こ
の切欠き溝２１の深さは突起部２０の高さと同じか、突
起部２０の高さの途中までであっても良い。また、切欠
き溝２１の幅は任意の幅で良く、この切欠き溝２１の深
さと幅によりキャビティ１９から抜ける樹脂ガスの流量
を制御することができる。

【００２４】さらに、キャビティリング１３のスタンパ
８に突き当たる凸部１８又は突起部２０の表面に例えば
硫化モリブデン（ＭｏＳ）やＴｉＮ，ＤＬＣなどＰＶＤ
やＣＶＤ，プラズマＣＶＤやスパッタリングにより薄膜
を形成すると良い。このようにキャビティリング１３の
凸部１８又は突起部２０の表面に潤滑機能を有する薄膜
を形成することにより、スタンパ８とキャビティリング
１３の間に滑りが生じ、熱によるスタンパ９の膨張によ
る延びをより容易に逃がすことができる。特に、ＤＬＣ
は摩擦係数が０．１と小さく、スパッタリングにより形
成されるため、膜の強度は他のＰＶＤなどの成膜法によ
る膜より強度が高く寿命を長くすることができる。

【００２５】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、金型を
閉じたときに成形基板の外径を形成するキャビティリン
グの先端部を転写用型の外周部に直接接触させるように
したから、ガス抜け用のクリアランスを転写用型の厚さ
むらや転写用型の種類に影響されずに形成することがで
きる。

【００２６】また、キャビティリングの先端外周部に複
数の凸部又は複数の溝を有する突起部を設け、凸部又は
突起部の高さをキャビティリングの内周部と転写用型と
の間に一定幅のガス抜け用のクリアランスが形成される
ように定めることにより、ガス抜け用のクリアランスを
転写用型の厚さむらや転写用型の種類に影響されずに常
に一定幅にすることができ、成形した薄肉基板の外周部
にバリやヤケが生じることを防ぐことができる。

【００２７】さらに、凸部又は突起部の縁を面取り又は
Ｒ付けすることにより、加熱された樹脂からの熱による
転写用型の膨張による延びに対して凸部や突起部がひっ
かかり抵抗になることなく転写用型の延びを逃がすこと
ができるとともに転写用型やキャビティリングにストレ
スをあたえず、転写用型や金型の寿命を長くすることが
できる。

【００２８】また、キャビティリングの先端外周部に半
球状にした複数の凸部又は断面を半円状にした突起部を
設けることにより、転写用型の延びをより容易に逃がす
ことができ、転写用型や金型の寿命をより長くすること
ができる。

【００２９】さらに、キャビティリングの先端外周部に
設けた複数の凸部又は突起部の表面に潤滑機能を有する
薄膜を形成することにより、転写用型とキャビティリン
グの間に滑りを生じさせることができ、熱による転写用
型の膨張による延びをより容易に逃がすことができる。

【００３０】また、この金型で成形した薄肉基板は外周
部にバリやヤケが生ぜず、良好な機械特性と高度な転写
性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の構成を示す断面図である。

【図２】上記実施例の部分詳細図である。

【図３】他の実施例のキャピティリングの構成を示す部
分斜視図である。

【図４】従来例の構成を示す断面図である。

【図５】従来例の部分詳細図である。

【符号の説明】

１；金型、２；固定側金型、３；可動側金型、４；スタ
ンパ側温調プレート、５；スプルーブッシュ、６；スタ
ンパ押え、７；芯合せ用リング、８；スタンパ、９；鏡
面側温調プレート、１０；カットパンチ、１１；フロー
ティングパンチ、１２；ブッシュ、１３；キャピティリ
ング、１４；芯合せ用リング、１５；リテーナ、１６；
突き出し機構、１７；クリアランス、１８；凸部、１
９；キャビティ、２０；突起部。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄肉基板の成形金型において、金型を閉
   じたときに成形基板の外径を形成するキャビティリング
   の先端部を転写用型の外周部に直接接触させることを特
   徴とする薄肉基板の成形金型。
2. 【請求項２】 上記キャビティリングの先端外周部に複
   数の凸部又は複数の溝を有する突起部を設け、凸部又は
   突起部の高さをキャビティリングの内周部と転写用型と
   の間に一定幅のガス抜け用のクリアランスが形成される
   ように定めた請求項１記載の薄肉基板の成形金型。
3. 【請求項３】 上記凸部又は突起部の縁を面取り又はＲ
   付けした請求項２記載の薄肉基板の成形金型。
4. 【請求項４】 上記キャビティリングの先端外周部に半
   球状にした複数の凸部又は断面を半円状にした突起部を
   有する請求項２記載の薄肉基板の成形金型。
5. 【請求項５】 上記キャビティリングの先端外周部に設
   けた複数の凸部又は突起部の表面に潤滑機能を有する薄
   膜を形成した請求項１乃至４のいずれかに記載の薄肉基
   板の成形金型。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかの薄肉基板の
   成形金型を用いて成形されたことを特徴とする薄肉基
   板。