JP2003300227A - ディスク成形用金型 - Google Patents
ディスク成形用金型Info
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- JP2003300227A JP2003300227A JP2002105327A JP2002105327A JP2003300227A JP 2003300227 A JP2003300227 A JP 2003300227A JP 2002105327 A JP2002105327 A JP 2002105327A JP 2002105327 A JP2002105327 A JP 2002105327A JP 2003300227 A JP2003300227 A JP 2003300227A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金型基材に対する密着性および耐食性に優れ
るとともに、オレンジピールの発生がなく、長期間安定
して使用することのできるディスク成形用金型を提供す
る。 【解決手段】 スタンパプレート２の裏面を支持する金
型１０のスタンパプレート支持面に、クロム窒化物を含
む皮膜３を形成してある。このクロム窒化物はＣｒＮま
たはＣｒ２Ｎを含み、少なくとも皮膜３の最表面に形成
される。また、皮膜３はアークイオンプレーティング法
によって形成される。
るとともに、オレンジピールの発生がなく、長期間安定
して使用することのできるディスク成形用金型を提供す
る。 【解決手段】 スタンパプレート２の裏面を支持する金
型１０のスタンパプレート支持面に、クロム窒化物を含
む皮膜３を形成してある。このクロム窒化物はＣｒＮま
たはＣｒ２Ｎを含み、少なくとも皮膜３の最表面に形成
される。また、皮膜３はアークイオンプレーティング法
によって形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば光ディス
ク、光磁気ディスクなどの成形に用いられるディスク成
形用金型に関するものである。
ク、光磁気ディスクなどの成形に用いられるディスク成
形用金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、この種のディスクの成形は、ス
タンパプレートを取り付けた金型のキャビティに溶融樹
脂を射出充填することで、ディスク基板の成形と同時に
スタンパプレートの表面形状をディスク基板に転写する
ことによって行われている。
タンパプレートを取り付けた金型のキャビティに溶融樹
脂を射出充填することで、ディスク基板の成形と同時に
スタンパプレートの表面形状をディスク基板に転写する
ことによって行われている。
【０００３】このような成形工程では、高温状態の溶融
樹脂がキャビティに射出充填された瞬間、スタンパプレ
ートはその裏面を支持する金型のスタンパプレート支持
面に強く圧着しながら半径方向に延びようとする。その
ため、成形工程が繰り返し行われると、スタンパプレー
トが金型の支持面に強く圧着しながら半径方向に延びる
伸縮を繰り返すことになり、この過程で金型のスタンパ
プレート支持面は、スタンパプレートの裏面との摩擦に
より摩耗して摩耗粉が発生し、それがまとまって核とな
る固まりができる。すると、この固まりの跡が、スタン
パプレートの裏側からスタンパプレートを介してディス
ク基板に転写される（これを一般にオレンジピールとい
う。）という不具合が生じることになる。
樹脂がキャビティに射出充填された瞬間、スタンパプレ
ートはその裏面を支持する金型のスタンパプレート支持
面に強く圧着しながら半径方向に延びようとする。その
ため、成形工程が繰り返し行われると、スタンパプレー
トが金型の支持面に強く圧着しながら半径方向に延びる
伸縮を繰り返すことになり、この過程で金型のスタンパ
プレート支持面は、スタンパプレートの裏面との摩擦に
より摩耗して摩耗粉が発生し、それがまとまって核とな
る固まりができる。すると、この固まりの跡が、スタン
パプレートの裏側からスタンパプレートを介してディス
ク基板に転写される（これを一般にオレンジピールとい
う。）という不具合が生じることになる。
【０００４】そこで、従来のディスク成形用金型では、
このような摩耗を防止することで金型の耐久性を向上さ
せることを企図して、金型のスタンパプレート支持面
に、ＤＬＣなどのダイヤモンド状薄膜を被覆したり、ま
たは、ＴｉＮなどの薄膜を被覆することが行われてい
る。
このような摩耗を防止することで金型の耐久性を向上さ
せることを企図して、金型のスタンパプレート支持面
に、ＤＬＣなどのダイヤモンド状薄膜を被覆したり、ま
たは、ＴｉＮなどの薄膜を被覆することが行われてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の金型のスタンパプレート支持面に被覆される
薄膜には、つぎのような問題があった。
うな従来の金型のスタンパプレート支持面に被覆される
薄膜には、つぎのような問題があった。
【０００６】すなわち、ＤＬＣの場合は、皮膜が硬いう
えに摩擦係数が小さいことから、長期間継続して使用で
きるという利点があるが、金型基材に対する皮膜の密着
性が悪いうえに密着特性のばらつきが多いため、使用途
中で皮膜が突然剥離することがある。
えに摩擦係数が小さいことから、長期間継続して使用で
きるという利点があるが、金型基材に対する皮膜の密着
性が悪いうえに密着特性のばらつきが多いため、使用途
中で皮膜が突然剥離することがある。
【０００７】また、ＴｉＮの場合は、ＤＬＣのような皮
膜剥離の虞はないが、硬度、摩擦係数ともＤＬＣに劣る
うえ比較的短期間でオレンジピールを発生し易いため、
ＤＬＣのように長期間継続して使用することができな
い。また、耐食性もＤＬＣに劣る。
膜剥離の虞はないが、硬度、摩擦係数ともＤＬＣに劣る
うえ比較的短期間でオレンジピールを発生し易いため、
ＤＬＣのように長期間継続して使用することができな
い。また、耐食性もＤＬＣに劣る。
【０００８】この発明の課題は、上記従来のもののもつ
問題点を排除して、金型基材に対する密着性および耐食
性に優れるとともに、オレンジピールの発生がなく、長
期間安定して使用することのできるディスク成形用金型
を提供することにある。
問題点を排除して、金型基材に対する密着性および耐食
性に優れるとともに、オレンジピールの発生がなく、長
期間安定して使用することのできるディスク成形用金型
を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するものであって、請求項１に係る発明は、スタンパ
プレートの裏面を支持する金型のスタンパプレート支持
面に、クロム窒化物を含む皮膜を形成したディスク成形
用金型である。
決するものであって、請求項１に係る発明は、スタンパ
プレートの裏面を支持する金型のスタンパプレート支持
面に、クロム窒化物を含む皮膜を形成したディスク成形
用金型である。
【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１記載の発
明において、前記クロム窒化物はＣｒＮまたはＣｒ２Ｎ
を含み、このクロム窒化物が少なくとも前記皮膜の最表
面に形成されるディスク成形用金型である。
明において、前記クロム窒化物はＣｒＮまたはＣｒ２Ｎ
を含み、このクロム窒化物が少なくとも前記皮膜の最表
面に形成されるディスク成形用金型である。
【００１１】請求項３に係る発明は、請求項１または請
求項２記載の発明において、前記皮膜の表面をＸ線回折
したときに同定されるクロム窒化物がＣｒＮまたはＣｒ
２Ｎを含むディスク成形用金型である。
求項２記載の発明において、前記皮膜の表面をＸ線回折
したときに同定されるクロム窒化物がＣｒＮまたはＣｒ
２Ｎを含むディスク成形用金型である。
【００１２】請求項４に係る発明は、請求項１、２また
は３記載の発明において、前記皮膜はアークイオンプレ
ーティング法によって形成されるディスク成形用金型で
ある。
は３記載の発明において、前記皮膜はアークイオンプレ
ーティング法によって形成されるディスク成形用金型で
ある。
【００１３】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、図面を
参照して説明する。図１は、この発明によるディスク成
形用金型の一実施の形態を示す要部の断面図であり、こ
のディスク成形用金型１は、スタンパプレート２を装着
する固定側金型１０のスタンパプレート支持面に、クロ
ム窒化物を含む皮膜３を形成したものである。
参照して説明する。図１は、この発明によるディスク成
形用金型の一実施の形態を示す要部の断面図であり、こ
のディスク成形用金型１は、スタンパプレート２を装着
する固定側金型１０のスタンパプレート支持面に、クロ
ム窒化物を含む皮膜３を形成したものである。
【００１４】固定側金型１０は、中央にスプルーブッシ
ュ１１を備えるとともに、周囲に突き当てリング１３を
備えている。一方、可動側金型２０は、中央にカットパ
ンチ２１が配置されるとともに、周囲に外周リング２３
を備えている。そして、突き当てリング１３に外周リン
グ２３を突き当てたとき両金型１０、２０間に形成され
るキャビティ３０に、スプルー１２から溶融樹脂をその
樹脂の流れを制御するゲート部３１を通って射出し、加
圧充填することで、ディスク基板を成形すると同時にそ
のディスク基板にスタンパプレート２の表面形状を転写
して所定のディスクを成形するものである。
ュ１１を備えるとともに、周囲に突き当てリング１３を
備えている。一方、可動側金型２０は、中央にカットパ
ンチ２１が配置されるとともに、周囲に外周リング２３
を備えている。そして、突き当てリング１３に外周リン
グ２３を突き当てたとき両金型１０、２０間に形成され
るキャビティ３０に、スプルー１２から溶融樹脂をその
樹脂の流れを制御するゲート部３１を通って射出し、加
圧充填することで、ディスク基板を成形すると同時にそ
のディスク基板にスタンパプレート２の表面形状を転写
して所定のディスクを成形するものである。
【００１５】皮膜３に用いられるクロム窒化物はＣｒＮ
またはＣｒ２Ｎを含み、このクロム窒化物ＣｒＮまたは
Ｃｒ２Ｎが少なくとも皮膜３の最表面に形成されてい
る。また、皮膜３の表面をＸ線回折したときに同定され
るクロム窒化物がＣｒＮまたはＣｒ２Ｎを含む。具体的
には、ＣｒＮ、Ｃｒ＋Ｃｒ２Ｎ、Ｃｒ＋Ｃｒ２Ｎ＋Ｃｒ
Ｎ、Ｃｒ２Ｎ＋ＣｒＮ、のいずれかからなる薄膜材料を
固定側金型１０のスタンパプレート支持面に被覆するこ
とで、皮膜３を形成する。このような皮膜３の形成は、
図２に示すようなアークイオンプレーティング（ＡＩ
Ｐ）法によって実現される。
またはＣｒ２Ｎを含み、このクロム窒化物ＣｒＮまたは
Ｃｒ２Ｎが少なくとも皮膜３の最表面に形成されてい
る。また、皮膜３の表面をＸ線回折したときに同定され
るクロム窒化物がＣｒＮまたはＣｒ２Ｎを含む。具体的
には、ＣｒＮ、Ｃｒ＋Ｃｒ２Ｎ、Ｃｒ＋Ｃｒ２Ｎ＋Ｃｒ
Ｎ、Ｃｒ２Ｎ＋ＣｒＮ、のいずれかからなる薄膜材料を
固定側金型１０のスタンパプレート支持面に被覆するこ
とで、皮膜３を形成する。このような皮膜３の形成は、
図２に示すようなアークイオンプレーティング（ＡＩ
Ｐ）法によって実現される。
【００１６】アークイオンプレーティング（ＡＩＰ）法
は、真空アーク放電を利用してターゲットとなる皮膜材
料を蒸気化・イオン化し、被コーティング物の表面に密
着力に優れた各種硬質皮膜を形成するものであり、図２
に示すような成膜装置５０を用いて実行される。
は、真空アーク放電を利用してターゲットとなる皮膜材
料を蒸気化・イオン化し、被コーティング物の表面に密
着力に優れた各種硬質皮膜を形成するものであり、図２
に示すような成膜装置５０を用いて実行される。
【００１７】図２に示すように、成膜装置５０は真空チ
ャンバ５１を備え、真空チャンバ５１内には、皮膜材料
である金属ターゲット（蒸発源）５２が、アーク電源５
３の陰極側に接続されてカソードとして適宜の位置に配
置されるとともに、アーク電源５３の陽極側に接続され
たアノードもカソードの近傍適宜位置に配置されてい
る。また、真空チャンバ５１内には、被コーティング物
５４を保持する回転テーブル５５が、被コーティング物
に負のバイアス電圧を印加するバイアス電源５６に接続
されて適宜の位置に配置されている。さらに、真空チャ
ンバ５１には、反応ガスの導入口５７および排出口５８
が設けられ、それぞれ図示しないガス供給源および排気
ポンプに接続されている。
ャンバ５１を備え、真空チャンバ５１内には、皮膜材料
である金属ターゲット（蒸発源）５２が、アーク電源５
３の陰極側に接続されてカソードとして適宜の位置に配
置されるとともに、アーク電源５３の陽極側に接続され
たアノードもカソードの近傍適宜位置に配置されてい
る。また、真空チャンバ５１内には、被コーティング物
５４を保持する回転テーブル５５が、被コーティング物
に負のバイアス電圧を印加するバイアス電源５６に接続
されて適宜の位置に配置されている。さらに、真空チャ
ンバ５１には、反応ガスの導入口５７および排出口５８
が設けられ、それぞれ図示しないガス供給源および排気
ポンプに接続されている。
【００１８】アークイオンプレーティング法によれば、
真空中で、金属ターゲット（蒸発源）５２を陰極として
アーク放電を起こすと、アークはターゲット表面上にア
ークスポットを形成し、ターゲット表面上をランダムに
走り回る。アークスポットに集中するアーク電流（例え
ば７０〜２００Ａ）のエネルギにより、金属ターゲット
（蒸発源）５２は瞬時に蒸発すると同時に金属イオンと
なり、真空中に飛び出す。一方、バイアス電圧を被コー
ティング物５４に印加することにより、この金属イオン
は加速され、反応ガス粒子とともに被コーティング物５
４の表面に密着し、緻密な膜を生成する。
真空中で、金属ターゲット（蒸発源）５２を陰極として
アーク放電を起こすと、アークはターゲット表面上にア
ークスポットを形成し、ターゲット表面上をランダムに
走り回る。アークスポットに集中するアーク電流（例え
ば７０〜２００Ａ）のエネルギにより、金属ターゲット
（蒸発源）５２は瞬時に蒸発すると同時に金属イオンと
なり、真空中に飛び出す。一方、バイアス電圧を被コー
ティング物５４に印加することにより、この金属イオン
は加速され、反応ガス粒子とともに被コーティング物５
４の表面に密着し、緻密な膜を生成する。
【００１９】このように、アークイオンプレーティング
法によれば、アークスポットに集中する極めて高いエネ
ルギを利用しているため、各種の硬質皮膜をはじめほと
んどすべての金属皮膜を簡単にコーティングすることが
できる。また、蒸発源の蒸発はアークスポットの近傍で
のみ起こり、他の部分は冷却状態であるため、蒸発源全
体としてはつねに固体のままに保たれる。また、被コー
ティング物５４に応じてカソードの取付位置・姿勢を自
由に選ぶことができる。
法によれば、アークスポットに集中する極めて高いエネ
ルギを利用しているため、各種の硬質皮膜をはじめほと
んどすべての金属皮膜を簡単にコーティングすることが
できる。また、蒸発源の蒸発はアークスポットの近傍で
のみ起こり、他の部分は冷却状態であるため、蒸発源全
体としてはつねに固体のままに保たれる。また、被コー
ティング物５４に応じてカソードの取付位置・姿勢を自
由に選ぶことができる。
【００２０】図３は、この発明によるディスク成形用金
型１に用いる皮膜３の材料（ＣｒＮ、Ｃｒ２Ｎ）と、従
来用いられている皮膜の材料（ＤＬＣ、ＴｉＮ）との比
較を各種特性について示す図表である。
型１に用いる皮膜３の材料（ＣｒＮ、Ｃｒ２Ｎ）と、従
来用いられている皮膜の材料（ＤＬＣ、ＴｉＮ）との比
較を各種特性について示す図表である。
【００２１】図３から明らかなように、クロム窒化物
（ＣｒＮ、Ｃｒ２Ｎ）を含む皮膜を形成した金型は、皮
膜を厚く形成しても反りなどの問題を生じることがな
く、また、皮膜が比較的軟らかいため、表面に傷がつい
ても再研磨することによって容易に再使用できる。した
がって、ＤＬＣを被覆した金型のように、皮膜剥離した
金型を修理するために、皮膜剥離→基材の肉盛り→研磨
→再コートという修理作業が不要となるので、修理費用
を含めた金型の費用を低減することができる。また、デ
ィスクのショット数が数十万（５０万）枚以上でも、Ｄ
ＬＣのように皮膜剥離を起こすことがなく、また、Ｔｉ
Ｎ皮膜のように数万ショットでオレンジピールを発生す
ることもないため、長期間安定した品質のディスクを製
造することができる。また、耐食性に優れているため、
成形過程で樹脂などから腐食性のガスが発生した場合で
も、孔食などの問題を生じることがない。
（ＣｒＮ、Ｃｒ２Ｎ）を含む皮膜を形成した金型は、皮
膜を厚く形成しても反りなどの問題を生じることがな
く、また、皮膜が比較的軟らかいため、表面に傷がつい
ても再研磨することによって容易に再使用できる。した
がって、ＤＬＣを被覆した金型のように、皮膜剥離した
金型を修理するために、皮膜剥離→基材の肉盛り→研磨
→再コートという修理作業が不要となるので、修理費用
を含めた金型の費用を低減することができる。また、デ
ィスクのショット数が数十万（５０万）枚以上でも、Ｄ
ＬＣのように皮膜剥離を起こすことがなく、また、Ｔｉ
Ｎ皮膜のように数万ショットでオレンジピールを発生す
ることもないため、長期間安定した品質のディスクを製
造することができる。また、耐食性に優れているため、
成形過程で樹脂などから腐食性のガスが発生した場合で
も、孔食などの問題を生じることがない。
【００２２】なお、上記の実施の形態では、スタンパプ
レート２を装着する固定側金型１０のスタンパプレート
支持面に、クロム窒化物を含む皮膜３を形成したが、こ
れに限定するものでなく、例えば、可動側金型２０にス
タンパプレート２を装着する場合は、スタンパプレート
２を装着する可動側金型２０のスタンパプレート支持面
に、クロム窒化物を含む皮膜３を形成することはもちろ
んである。
レート２を装着する固定側金型１０のスタンパプレート
支持面に、クロム窒化物を含む皮膜３を形成したが、こ
れに限定するものでなく、例えば、可動側金型２０にス
タンパプレート２を装着する場合は、スタンパプレート
２を装着する可動側金型２０のスタンパプレート支持面
に、クロム窒化物を含む皮膜３を形成することはもちろ
んである。
【００２３】また、上記の実施の形態におけるクロム窒
化物は、クロムと窒素からなるものだけに限定されるも
のではなく、目的によってはその固溶限界内において、
クロムの一部をＢ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｙ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ等の１種以上で置換し、
皮膜物性を微妙に変化させてもよい。
化物は、クロムと窒素からなるものだけに限定されるも
のではなく、目的によってはその固溶限界内において、
クロムの一部をＢ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｙ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ等の１種以上で置換し、
皮膜物性を微妙に変化させてもよい。
【００２４】さらに、この発明のクロム窒化物皮膜の形
成には、アークイオンプレーティング法が好適に用いら
れるが、目的によっては、例えばスパッタ法などのＰＶ
Ｄ法を用いてもよいことはもちろんである。
成には、アークイオンプレーティング法が好適に用いら
れるが、目的によっては、例えばスパッタ法などのＰＶ
Ｄ法を用いてもよいことはもちろんである。
【００２５】
【発明の効果】この発明は以上のように、スタンパプレ
ートの裏面を支持する金型のスタンパプレート支持面
に、クロム窒化物を含む皮膜を形成することでディスク
成形用金型を構成したので、金型基材に対する密着性お
よび耐食性に優れるとともに、オレンジピールの発生が
なく、そのためディスク成形用金型を長期間安定して使
用することができるとともに、スタンパプレートも長期
間安定して使用することができる効果がある。
ートの裏面を支持する金型のスタンパプレート支持面
に、クロム窒化物を含む皮膜を形成することでディスク
成形用金型を構成したので、金型基材に対する密着性お
よび耐食性に優れるとともに、オレンジピールの発生が
なく、そのためディスク成形用金型を長期間安定して使
用することができるとともに、スタンパプレートも長期
間安定して使用することができる効果がある。
【図１】この発明によるディスク成形用金型の一実施の
形態を示す要部の断面図である。
形態を示す要部の断面図である。
【図２】アークイオンプレーティング法による皮膜の形
成方法に用いる成膜装置の基本構成を示す概略的説明図
である。
成方法に用いる成膜装置の基本構成を示す概略的説明図
である。
【図３】この発明によるディスク成形用金型に用いる皮
膜の材料と、従来用いられている皮膜の材料との比較を
各種特性について示す図表である。
膜の材料と、従来用いられている皮膜の材料との比較を
各種特性について示す図表である。
１ ディスク成形用金型
２ スタンパプレート
３ 皮膜
１０ 固定側金型
１１ スプルーブッシュ
１２ スプルー
１３ 突き当てリング
２０ 可動側金型
２１ カットパンチ
２３ 外周リング
３０ キャビティ
３１ ゲート部
５０ 成膜装置
５１ 真空チャンバ
５２ 金属ターゲット（蒸発源）
５３ アーク電源
５４ 被コーティング物
５５ 回転テーブル
５６ バイアス電源
５７ 反応ガス導入口
５８ 排気口
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 坂本 泰良
千葉県松戸市松飛台286番地の23 株式会
社精工技研内
(72)発明者 飯島 良
千葉県松戸市松飛台286番地の23 株式会
社精工技研内
(72)発明者 桜井 雅彦
新潟県新潟市上王瀬町２番３号 エヌケー
ケー精密株式会社内
(72)発明者 稲田 雄一
千葉県千葉市稲毛区長沼原町731番地の１
住友重機械工業株式会社千葉製造所内
Ｆターム(参考） 4F202 AG19 AH38 AH79 AJ02 AJ09
AJ11 CA11 CB01 CD22
Claims (4)
- 【請求項１】 スタンパプレートの裏面を支持する金型
のスタンパプレート支持面に、クロム窒化物を含む皮膜
を形成したことを特徴とするディスク成形用金型。 - 【請求項２】 前記クロム窒化物はＣｒＮまたはＣｒ２
Ｎを含み、このクロム窒化物が少なくとも前記皮膜の最
表面に形成されることを特徴とする請求項１記載のディ
スク成形用金型。 - 【請求項３】 前記皮膜の表面をＸ線回折したときに同
定されるクロム窒化物がＣｒＮまたはＣｒ２Ｎを含むこ
とを特徴とする請求項１または請求項２記載のディスク
成形用金型。 - 【請求項４】 前記皮膜はアークイオンプレーティング
法によって形成されることを特徴とする請求項１、２ま
たは３記載のディスク成形用金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002105327A JP2003300227A (ja) | 2002-04-08 | 2002-04-08 | ディスク成形用金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002105327A JP2003300227A (ja) | 2002-04-08 | 2002-04-08 | ディスク成形用金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003300227A true JP2003300227A (ja) | 2003-10-21 |
Family
ID=29390081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002105327A Pending JP2003300227A (ja) | 2002-04-08 | 2002-04-08 | ディスク成形用金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003300227A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005110698A2 (en) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Teer Coatings Limited | Coating with hard wear and non-stick characteristics |
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| JPH1034655A (ja) * | 1996-07-18 | 1998-02-10 | Taiho Kogyo Kk | 光学式情報記録媒体成形用金型およびその金型を用いた光学式情報記録媒体の成形方法 |
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-
2002
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