JP4327123B2 - ディスク基板成形金型およびディスク基板成形金型の鏡面板 - Google Patents

Description

本発明は、情報記録用のディスク基板を射出成形する際に用いられるディスク基板成形金型およびディスク基板成形金型の鏡面板に関する。

ディスク基板の成形の際には、固定金型と可動金型が型合せされキャビティが形成された際に、固定金型および可動金型のいずれか一方の金型に配設される外周リングに対して、固定金型および可動金型のいずれかに配設される鏡面板が相対位置移動可能とされ、前記キャビティが容積可変に設けられたディスク基板成形金型が用いられる。

しかし前記ディスク基板成形金型は、成形時に一方の金型の外周リングと、前記外周リングに対して相対位置移動可能に設けられた鏡面板との間に、バリができるという問題があった。そして前記バリは、ディスク基板の信号面または信号面に対向する読取面に直交して縦方向に突出形成されるため、種々の問題があった。すわなち前記バリが折れて信号面等に付着して不良品となる場合や、バリが折れない場合についても触感が悪く、後工程の加工の際にも問題となっていた。それらの問題を解決するためのものとして、特許文献１、特許文献２に記載されたものがある。これらの特許文献では、固定鏡面板９や可動側支持部材２２の外周に、別部材の固定鏡面板外側リング１１や可動側スタンパ外周押さえリング部２５ｂが設けられている。そしてそれらの部材１１，２５ｂと外周リング１３，３０の間にバリが突出形成されても、前記バリの高さが信号面または読取面より低くなるように考慮されている。なおＤＶＤ−Ｒにおいては、読取面を基準として前記バリの突出高さを０．０３ｍｍ以下とする規格も多い。

特開平４−３６８６４５号公報（請求項１、図１、図２、図３、図４） 特開２０００−２１８６５７号公報（請求項１、図１、図１４）

しかし前記特許文献１における固定金型のキャビティ形成面は、固定鏡面板９と固定鏡面板外側リング１１とが別部材からなっているので、前記部材９，１１の間隙により成形時に信号面または読取面から直交して僅かに縦方向のバリが突出形成されるという問題があった。また前記特許文献２においても可動金型のキャビティ形成面は、可動側スタンパ２３と可動側スタンパ外周押さえリング部２５ｂ側等とからなっているので、前記部材の間隙によって成形時に信号面に沿った横方向のバリが形成され、離型時に前記バリが縦方向にめくれて縦方向のバリが形成されるという問題があった。更には特許文献１、特許文献２においては、端面突起部１１ａ等の寸法は明示されていないが、端面突起部１１ａの先端を鋭角にしすぎると溶融樹脂の射出時の樹脂圧により突起が変形し、固定鏡面板外側リング１１とカジリを生じ、端面突起部１１ａの先端に幅を持たせすぎると、バリが信号面または読取面より低く形成されたとしても折れやすくなったり、突出したバリにより触感が悪くなるという問題や、ディスク基板の外周部に気泡が発生して不良となる場合があった。そこで本発明は、ディスク基板の読取面に直交した縦方向のバリが形成されず、前記読取面よりも低く形成されたバリも折れにくくすることのできるディスク基板成形金型およびディスク基板成形金型の鏡面板を提供することを目的とする。或いは本発明は、バリによるディスクの触感の悪さを減らすとともに、外周部に気泡が発生しないディスク基板を成形することのできるディスク基板成形金型およびディスク基板成形金型の鏡面板を提供することを目的とする。また前記金型によって成形され、貼り合わされたディスクを提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載のディスク基板成形金型は、固定金型と可動金型が型合せされキャビティが形成された際に、固定金型および可動金型のいずれか一方の金型に配設される外周リングに対して、固定金型および可動金型のいずれかに配設されキャビティ形成面を形成する鏡面板が相対位置移動可能とされるディスク基板成形金型において、鏡面板は外周リング内に嵌合される外周嵌合部と、キャビティ形成面の外周部に該キャビティ形成面と一体に形成され外周側に向かうほどキャビティ形成面の平面部から突出される面を有し平面部からの突出高さは０．０５ｍｍないし０．３ｍｍ、基部の幅が０．３３ｍｍないし０．６８ｍｍの環状突起部と、が形成され、外周リングにはスタンパ側ほどキャビティの内側へ０．２ｍｍ〜１ｍｍ突出し突端部の角度が３０°〜６０°の外周環状突出部が形成されていることを特徴とする。

本発明の請求項２に記載のディスク基板成形金型の鏡面板は、固定金型と可動金型が型合せされキャビティが形成された際に、固定金型および可動金型のいずれか一方の金型に配設される外周リングに対して相対位置移動可能に設けられ、固定金型および可動金型のいずれかに配設されるディスク基板成形金型のキャビティ形成面を形成する鏡面板において、外周リング内に嵌合される外周嵌合部と、キャビティ形成面の外周部に該キャビティ形成面と一体に形成され外周側に向かうほどキャビティ形成面の平面部から突出される面を有する環状突起部と、が形成され、環状突起部の頂部平坦面の幅は０．０３ｍｍないし０．０８ｍｍであって、平面部からの突出高さは０．０５ｍｍないし０．３ｍｍ、基部の幅が０．３３ｍｍないし０．６８ｍｍであることを特徴とする。

本発明のディスク基板成形金型及びその鏡面板は、固定金型と可動金型が型合せされキャビティが形成された際に、固定金型および可動金型のいずれか一方の金型に配設される外周リングに対して、固定金型および可動金型のいずれかに配設される鏡面板が相対位置移動可能とされるディスク基板成形金型において、鏡面板に前記外周リング内に嵌合される外周嵌合部と、キャビティ形成面の外周部にキャビティ形成面と一体に形成され外周側に向かうほどキャビティ形成面から突出される面を有する環状突起部とが形成されているので、読取面に直交した縦方向にバリが突出形成されないという利点がある。

本発明の実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。図１は、本実施形態のディスク基板成形金型の断面図である。図２は、本実施形態のディスク基板成形金型の要部拡大断面図である。図３は、本実施形態のディスクの要部拡大断面図である。図４は、本実施形態のディスク基板成形金型による成形テストの結果である。また図５は別の実施形態におけるディスク基板成形金型の要部拡大断面図である。

ディスク基板成形金型１０は、図１、図２において左側に位置し図示しない射出成形機の可動盤に取付けられる可動金型１１と、右側に位置し図示しない固定盤に取付けられる固定金型３１とからなっている。可動金型１１と固定金型３１は、型合せされた際に協働して容積可変のキャビティＣ１が形成されるようになっている。そして前記キャビティＣ１には、図示しない射出成形機の射出装置から溶融樹脂を射出充填され圧縮成形されることにより、ディスク基板Ｍ１の成形が行われる。

図１、図２により、可動金型１１について説明すると、可動金型１１は、可動盤に取付板を介して取付けられる金型本体部１２と、金型本体部１２に取付けられるバックプレート１３を備えている。そしてバックプレート１３の前面には鏡面板１４がボルトにより取付けられている。バックプレート１３及び鏡面板１４はそれぞれ、中心開口を有する所定板厚の円盤形状の部材であり、鏡面板１４には冷却溝が形成されている。そして鏡面板１４の前面には、成形されるディスク基板Ｍ１の信号面４１を転写成形するスタンパ１５が取付けられている。そして前記したバックプレート１３と鏡面板１４の中心開口には、エジェクタスリーブ１６や、スタンパ１５の内周縁部を保持する内周スタンパホルダ１７が配設されている。更に鏡面板１４の外周部には、キャビティＣ１においてディスク基板Ｍ１の外周面４５を形成し外周スタンパホルダを兼ねた外周リング１８が固定的に配設されている。

図２に示すように、本実施形態の外周リング１８は、スタンパ押え部１９と内周部２０とを有する環状部材である。スタンパ押え部１９は外周リング１８の反固定金型側に設けられる環状の面で、スタンパ１５の外周縁部の表面に当接、或いはスタンパ１５の外周縁部が浮上がらないよう保持する。内周部２０は、固定金型３１側に向けて延長して形成され、その一部はスタンパ１５の表面に直交する方向に対して角度ＡだけキャビティＣ１の外周側に傾斜し、固定金型側に向けて拡径された第１テーパー面２１となっている。第１テーパー面２１の角度Ａは、後述する固定金型３１の鏡面板３４の外周嵌合部３８に、可動金型１１の外周リング１８が相対位置移動可能に嵌合される際に、齧りが生じない範囲で大きく、かつ溶融樹脂の圧縮時に間隔Ｂに溶融樹脂が浸入しにくい範囲で小さくなるような値である３°に設定されている。なおこの角度Ａについては２°ないし８°が望ましい。第１テーパー面２１は、型合せ時に、固定金型３１の鏡面板３４の外周嵌合部３８と０．００５〜０．０１ｍｍの間隙Ｂを隔てて対向される嵌合面と、図３に示されるディスク基板Ｍ１の外周面４５を形成するキャビティ形成面とを兼ねている。そして前記嵌合面とキャビティ形成面との境界は、圧縮成形時に外周リング１８と鏡面板３４が嵌合される相対位置によって変化する。なお、前記第１テーパー面２１の嵌合面と固定金型３１の鏡面板３４における外周嵌合部３８は、いずれか一方または双方が段状に形成されていてもよい。

また図２に説明されるように、外周リング１８の第１テーパー面２１に連続して、スタンパ１５側には、スタンパ１５側ほどキャビティＣ１の内方へ突出した外周環状突出部２２が形成されている。外周環状突出部２２は、スタンパ押えの一部である押え面２２ａ、スタンパ１５表面に略当接した突端部２２ｂと該突端部２２ｂに向けて拡径された第２テーパー面２２ｃが設けられるとともに、前記第２テーパー面２２ｃは、内周部２０の第１テーパー面２１と所定の曲率半径の曲面２２ｄによって滑らかに接続されている。なお図２に示される第１テーパー面２１における位置Ｅは、キャビティＣ１が圧縮完了された際に、キャビティＣ１の最外周となる位置であり、キャビティＣ１の直径はディスク基板Ｍ１の外径寸法として規定されている１２０±０．３ｍｍに溶融樹脂の冷却時収縮分を見越した寸法に設定されている。そしてディスク基板Ｍ１がＤＶＤ用であれば、ディスク基板Ｍ１の厚さは０．６ｍｍであり、キャビティＣ１の厚さも０．６ｍｍに溶融樹脂の冷却時収縮分を見越した寸法になるように設定されている。

また外周環状突出部２２の突端部２２ｂと前記第１テーパー面２１における位置Ｅとのスタンパ１５表面方向における距離である突出高さＦは、それが最大値であるときは信号面４１に信号ピットを形成させ得る規格上の最外周の限度位置でありかつ、それが最小値であっても効果が発揮できるような範囲に設定される。外周環状突出部２２の数値は、突端部２２ｂの角度Ｇが３０〜６０°、前記突出高さＦが０．２〜１ｍｍ、また、前記曲面２２ｄの曲率半径は０．１〜０．８ｍｍの範囲であることが好ましい。なお本発明において、外周環状突出部２２は必須のものではない。

次に図１、図２により固定金型３１について説明すると、固定金型３１は、固定盤に取付けられる金型本体部３２と、金型本体部３２に取付けられるバックプレート３３を備えている。そして可動金型１１の対向面であって前記バックプレート３３の前面には鏡面板３４がボルトにより、取付けられている。バックプレート３３及び鏡面板３４はそれぞれ、中心開口を有する所定板厚の円盤形状の部材であって、鏡面板３４には冷却溝が形成されている。そして前記したバックプレート３３と鏡面板３４の中心開口には、センタブッシュ３５やスプルブッシュ３６等が配設されている。また鏡面板３４の表面（可動金型対向面）は、スタンパが配設されておらず、ディスク基板Ｍ１の読取面４２を形成するキャビティ形成面３７が形成されている。更に鏡面板３４の外周には、型合わせされキャビティが形成された際に、可動金型１１の外周リング１８との間で溶融樹脂を封止する外周嵌合部３８の嵌合面が形成されている。外周嵌合部３８の嵌合面は、外周リング１８の第１テーパー面２１と同様に固定盤側に向けて拡径されるテーパー面となっている。

そして本実施形態における鏡面板３４のキャビティ形成面３７における外周部には、図２に示されるように、環状突起部３９がキャビティ形成面３７の平面部３７ａと一体に形成されている。環状突起部３９は、外周嵌合部３８の一部である嵌合面３９ａと、所定の幅Ｉを有する頂部平坦面３９ｂと、外周側に向うほどキャビティ形成面３７の平面部３７ａから突出されるような所定の曲率半径の曲面３９ｃから形成され、前記曲面３９ｃがキャビティ形成面３７の平面部３７ａに接続されている。

なお本発明においては、環状突起部３９の頂部平坦面３９ｂの幅Ｉは、０．０３ｍｍないし０．０８ｍｍが望ましく、環状突起部３９の突出高さＨは、０．０５ｍｍないし０．３ｍｍが望ましく、更には０．１０ｍｍないし０．２０ｍｍがより望ましい。
その理由としては、環状突起部３９の寸法を変更して行った図４の成形テスト結果のように、環状突起部３９の幅Ｉが、０．０８ｍｍより広いと、使用される樹脂によっては図３に示されるディスク基板Ｍ１の外周部４３に気泡が発生する。また環状突起部３９の突出高さＨが、０．３０ｍｍより高い場合についても、外周部４３には気泡が発生し、不良品となった。また頂部平坦面３９ｂの幅Ｉを０．０３ｍｍよりも薄肉とすると、射出充填時の溶融樹脂の圧力により環状突起部３９の頂部付近が外側に向けて曲がってしまい、環状突起部３９の嵌合面３９ａと外周リング１８の第１テーパー面２１とがカジリを生じる可能性がある。なお環状突起部３９の頂部は、平坦面でなく緩やかに突出するＲ面であってもよい。

また環状突起部３９の突出高さＨについて、前記寸法が望ましい理由としては、環状突起部３９の突出高さＨが０．０５ｍｍよりも低いとバリ４６が読取面４２の近傍に形成されるので折れやすくなるからである。また環状突起部３９の突出高さＨが０．３ｍｍよりも高いと、ディスク基板Ｍ１の離型不良が発生する上に、１枚のステンレス鋼材から鏡面板３４を加工する際に、環状突起部３９を残してキャビティ形成面３７の平面部３７ａを研削加工および仕上加工を行う時間が非常に長く必要になるからである。そして前記曲面３９ｃの曲率半径は、０．３ｍｍないし０．６ｍｍが望ましく、その結果、環状突起部３９の基部の幅Ｊは、０．３３ｍｍないし０．６８ｍｍとなる。また環状突起部３９の曲面３９ｃは、一定に拡径されるテーパー面またはテーパー面と曲面との組合せでもよい。なお鏡面板３４の環状突起部３９を含むキャビティ形成面３７全体にＴｉｎ、ＤＬＣ、ＷＣＣ、ＣｒＮ等の耐摩耗コーティングまたはメッキを行なってもよい。そのことにより前記環状突起部３９の摩耗が防止され、鏡面板３４の寿命が延びる。また前記環状突起部３９は固定金型３１の鏡面板３４において最も突出しているので、キズが付きやすいが硬度を上げることにより環状突起部３９を防護することができる。なお前記耐磨耗コーティング等は環状突起部３９のみに行ってもよい。

次に本発明のディスク基板Ｍ１の成形方法およびディスク基板Ｍ１同士を貼り合わせて製造されるディスクＤの製造方法について説明する。図示しない射出成形機の可動盤が前進駆動され、固定金型３１と可動金型１１が型合せされて容積可変のキャビティＣ１が形成され、図示しない射出装置から、溶融樹脂がスプルブッシュ３６を介して前記キャビティＣ１内に供給される。そして可動金型１１が更に前進され、キャビティＣ１内における溶融樹脂が圧縮される。そしてキャビティＣ１内の溶融樹脂の冷却固化が進行し、所定時間が経過すると可動金型１１が型開きされ、ディスク基板Ｍ１が取出される。

図３に示されるように、ディスク基板Ｍ１は、ディスク基板Ｍ１の信号面４１（ブランク信号面を含む）の側に、スタンパ１５と外周リング１８との間隙に溶融樹脂が入り込むことによって長さ０．０２ｍｍ、厚さ０．０１ｍｍ程度のバリ４４が形成される。またディスク基板Ｍ１の外周面４５の側には、環状突起部３９の嵌合面３９ａと外周リング１８の内周部２０との間隙に溶融樹脂が入り込むことによって、突出高さ０．０２ｍｍ、厚さ０．０１ｍｍ程度のバリ４６が形成される。このバリ４６はディスク基板Ｍ１の読取面４２よりも高さが低くなっている。そして環状突起部３９の曲面３９ｃによって読取面側外周曲面４７が形成され、環状突起部３９の頂部平坦面３９ｂによって前記読取面側外周曲面４７とバリ４６との間隙部４８が形成されるが、本実施形態において前記間隙部４８の幅Ｉは、わずかに０．０７ｍｍとなっており、それにバリ４６の厚みを加えた寸法も０．０８ｍｍ程度となっている。よって本実施形態のディスク基板Ｍ１は、外周部４３の本体部とバリ４６との間隔が著しく狭いので、バリ４６が折れにくい。更には、環状突起部３９の基部の幅Ｊに間隔Ｂを加えた寸法によって規定されるディスク基板Ｍ１の読取面４２の外周部が外周側に向かって薄く形成される部分の幅Ｋは、前記したように狭いので、より一層バリ４６が折れにくい。また出願人が成形テストした種類のポリカーボネート樹脂においては、前記間隙部４８を狭くした結果、図４に示されるとおりディスク基板Ｍ１の外周部４３には、気泡が発生することがない。

そして成形されたディスク基板Ｍ１は後工程に搬送され、信号面４１へのアルミ蒸着等の工程を経た後に、同一または異なる金型により成形された別のディスク基板Ｍ１と、接着剤４９により信号面４１（一方がブランク信号面である場合を含む）同士が貼り合わされ、図３に示されるＤＶＤ等の貼り合わせディスクＤが製造される。なおディスク基板Ｍ１を貼り合わせる際に、接着剤４９が外周部４３に向けて流れたとしても、外周リング１８の外周環状突出部２２によりディスク基板Ｍ１の信号面４１の外周側は一部薄肉となっているので、前記接着剤４９が外周面４５からはみ出すことがない。またバリ４６の高さが非転写面４２に対して低く形成され、前記バリ４６が外周部４３の本体部の近くに形成されているので、貼り合わせディスクＤの外周側を触っても従来品と比較してバリ４６が特別目立つような触感がない。

なお本実施形態では可動金型１１の鏡面板１４にスタンパ１５と外周リング１８が配設され、固定金型３１の鏡面板３４に環状突起部３９が設けられた例について説明した。しかし固定金型の鏡面板にスタンパと外周リングが配設され、可動金型の鏡面板に環状突起部が設けられたものでもよい。また鏡面板にスタンパがまったく配設されていないものであってもよい。

次に図５に示される別の実施形態におけるディスク基板成形金型５１について説明する。図５に示される例では、固定金型５２の鏡面板５３にはディスク基板Ｍ２の信号面を形成するスタンパ５４が配設され、鏡面板５３の外周側には外周ブロック５５が配設されている。また可動金型５６の図示しない金型本体部には、ディスク基板Ｍ２の外周部を形成する外周リング５７が図示しないバネにより型開閉方向に位置移動可能に取付けられている。そして外周リング５７内には鏡面板５８が嵌合され、前記外周リング５７に対して鏡面板５８が相対位置移動可能に設けられている。よって外周リング５７の内周部５９と鏡面板５８の外周嵌合部６０とは僅かな間隔を隔てて対向している。そして前記鏡面板５８のキャビティ形成面６１の外周部には、環状突起部６２が該キャビティ形成面６１の平坦面６１ａから連続して一体に形成されている。また外周リング５７の内周部５９におけるスタンパ５４に近い側（固定金型５２側）には、外周環状突出部６３が形成されている。なお環状突起部６２、外周環状突出部６３の寸法、形状等は、図１等に示される実施形態と近似しているので説明を省略する。

図５に示されるディスク基板成形金型５１は、前記可動金型５６の外周リング５７が固定金型５２の外周ブロック５５に当接された際に前記外周リング５７とスタンパ５４の間隔が溶融樹脂が入り込まない間隔となるよう設定されており、容積可変のキャビティＣ２が形成される。そして溶融樹脂がキャビティＣ２に射出充填され、更に可動金型５６が固定金型５２に向けて移動されるにつれて、外周リング５７と金型本体部との間のバネが収縮される結果、外周リング５７と鏡面板５８とが相対位置移動され、キャビティＣ２内の溶融樹脂が圧縮される。なおバリができる場所、バリの寸法等についても、図１等に示される実施形態と略同じであるので、説明を省略する。なお図５に示される例において、可動金型にスタンパを取付け、固定金型に外周突起部の形成された鏡面板と外周リングを設けることも可能であり、両方の金型にスタンパを設けないことも可能である。

また本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施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。本実施形態は、ＤＶＤについて記載したが、書き込みの可、不可を問わず、ＣＤやブルーレイディスク等の他のディスク基板の成形についても適用できる。

本実施形態のディスク基板成形金型の断面図である。 本実施形態のディスク基板成形金型の要部拡大断面図である。 本実施形態のディスクの要部拡大断面図である。 本実施形態のディスク基板成形金型による成形テストの結果である。 別の実施形態におけるディスク基板成形金型の要部拡大断面図である。

符号の説明

１０，５１ ディスク基板成形金型
１１，５６ 可動金型
１２，３２ 金型本体部
１３，３３ バックプレート
１４，３４，５３，５８ 鏡面板
１５ スタンパ
１８，５７ 外周リング
１９ スタンパ押え部
２０，５９ 内周部
２１ 第１テーパー面
２２ 外周環状突出部
２２ａ 押え面
２２ｂ 突端部
２２ｃ 第２テーパー面
２２ｄ，３９ｃ 曲面
３１，５２ 固定金型
３７，６１ キャビティ形成面
３７ａ 平面部
３８，６０ 外周嵌合部
３９，６２ 環状突起部
３９ａ 嵌合面
３９ｂ 頂部平坦面
４１ 信号面
４２ 読取面
４３ 外周部
４４，４６ バリ
４５ 外周面
４７ 読取面側外周曲面
４８ 間隙部
４９ 接着剤
Ａ，Ｇ 角度
Ｂ 間隔
Ｃ１，Ｃ２ キャビティ
Ｄ ディスク
Ｅ 位置
Ｆ，Ｈ 突出高さ
Ｉ，Ｊ，Ｋ 幅
Ｍ１，Ｍ２ ディスク基板

Claims (2)

1. 固定金型と可動金型が型合せされキャビティが形成された際に、前記固定金型および可動金型のいずれか一方の金型に配設される外周リングに対して、固定金型および可動金型のいずれかに配設されキャビティ形成面を形成する鏡面板が相対位置移動可能とされるディスク基板成形金型において、
   前記鏡面板は前記外周リング内に嵌合される外周嵌合部と、キャビティ形成面の外周部に該キャビティ形成面と一体に形成され外周側に向かうほどキャビティ形成面の平面部から突出される面を有し平面部からの突出高さは０．０５ｍｍないし０．３ｍｍ、基部の幅が０．３３ｍｍないし０．６８ｍｍの環状突起部と、が形成され、
   前記外周リングにはスタンパ側ほどキャビティの内側へ０．２ｍｍ〜１ｍｍ突出し突端部の角度が３０°〜６０°の外周環状突出部が形成されていることを特徴とするディスク基板成形金型。
2. 固定金型と可動金型が型合せされキャビティが形成された際に、固定金型および可動金型のいずれか一方の金型に配設される外周リングに対して相対位置移動可能に設けられ、固定金型および可動金型のいずれかに配設されるディスク基板成形金型のキャビティ形成面を形成する鏡面板において、
   外周リング内に嵌合される外周嵌合部と、
   キャビティ形成面の外周部に該キャビティ形成面と一体に形成され外周側に向かうほどキャビティ形成面の平面部から突出される面を有する環状突起部と、が形成され、
   前記環状突起部の頂部平坦面の幅は０．０３ｍｍないし０．０８ｍｍであって、平面部からの突出高さは０．０５ｍｍないし０．３ｍｍ、基部の幅が０．３３ｍｍないし０．６８ｍｍであることを特徴とするディスク基板成形金型の鏡面板。

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