JP5087505B2 - ディスク基板の金型 - Google Patents

Description

この発明は、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤなどの情報記録用のディスク基板を射出成形する場合に用いる金型に関するものである。

射出成形によるディスク基板は、外周端部が部分的に隆起する傾向にある。これは上下縁がスキージャンプと称されている反り返った突縁となることによるもので、その一因はキャビティ中央から外周端面に達する間の樹脂の冷却による収縮の仕方にあるとされている。ディスク基板は情報記録面に薄膜などの処理が施されて完成品となるので、外周端部の隆起が僅かなものであっても、情報記録面側ではそれが表面処理の障害となって均一な膜厚分布の形成が難しく、完成品の歩留りに影響を与えている。

スキージャンプは成形条件によってある程度まで低減することは可能である。しかし、樹脂の収縮に伴う不具合のため皆無にすることはできない。またスキージャンプの低減を目的とした成形条件では、ディスク基板本来の要求事項とされる光学特性や機械特性を調整するための条件幅が狭くなる課題が生じ、成形サイクルの点からも採用し難いものとされている。

成形条件以外の手段としては、ディスク基板の外径寸法値に加工代を加えた大きさの成形品を成形し、その成形品の外周縁における加工代に対応する隆起領域を切断除去して、スキージャンプの影響を除くことが知られている。またスタンパのディスク基板の外周に相当する金型面内周に、リング状凸部と金属薄板のスタンパが金型面側に弾性変形する際の反力を生じさせる溝を形成し、そのリング状凸部により金型面のスタンパの外周側をキャビティ内側に傾斜設置して、樹脂の充填圧による一時的なスタンパの溝側へ弾性変形と、樹脂の冷却収縮に伴うスタンパの復元力とをもって、外周側を傾斜形成してスキージャンプの形成を防止する、というものもある。
特開２００３−１１１８０号公報 特開２００４−１５５０５９号公報 特開２０００−２１０９９０号公報

上記従来の隆起領域を切断除去する手段では、ディスク基板の外径寸法値に加工代を加えているので、キャビティ外径が通常寸法のディスク基板のキャビティ外径よりも大径となり、必然的に金型も大型となる課題を有する。また隆起領域の切断除去は二次加工に高精度により行われるので、射出成形機以外に高価な切断設備や切断検査装置等の付帯装置が必要となり、製品の歩留りも射出成形のみによる場合に比べて低下する傾向にあることから採用し難い課題をも有する。

また傾斜したスタンパ外周側の弾性変形と復元力とをもって、スキージャンプの形成を防止した従来手段では、金属薄板によるスタンパは肉厚が０．３ｍｍ程度であることから、成形ごとに繰返す変形と復元による曲げ応力により外周側が早く疲労し、その金属疲労による復元力の低下により成形不良を来し、更には復元不良となって交換を余儀なくされることから、高価なスタンパの寿命が通常の場合より短命となり、製造コストにも影響を与えるという課題を有する。また金型としても弾性変形及び復元を生じさせるリング状凸部及び溝をキャビティ外周に要するので構造が複雑となり、コスト高となるという課題を有する。

この発明は、ディスク基板の成形におけるスキージャンプの突縁の課題を、隆起部の切断除去やスタンパの変形・復元によらず、ディスク基板の情報記録面側の外周面に内段部を形成することをもって解決しようとするものであり、その解決を簡単な手段の採用により金型構造を変更することなく行い得る新たなディスク基板の金型を提供することにある。

上記目的によるこの発明は、盤面が金型の型面を形成する鏡面盤と、その盤面に当接したスタンパと、鏡面盤の外周囲にあって内径面がキャビティの外径面を形成するとともにスタンパ押さえを兼ねる外周リングとを備え、その外周リングとスタンパとの間に、外周リンクの内径面からスタンパの外周面に張り出してディスク基板の情報記録面側の外周面に内段部を形成する帯板状のスペーサリングを設けてなる、というものである。

この発明における上記外周リングは、上記鏡面盤の外周側の段部と嵌合したブロック状のリング本体と、そのリング本体の内側上部から鏡面盤上に張り出して内径面がキャビティの外径面を形成する押え縁と、その押え縁の下面との境に開口を有する本体上面の少なくとも三方に凹設した平底の凹所とからなり、その各凹所に上記スペーサリングの位置決めピンを本体下面から上向きに突設してなる、というものである。

この発明における上記スペーサリングは、内径が外周リングの内径よりも０．５〜２．０ｍｍ小径で、肉厚が０．０５〜０．２ｍｍの帯板状のリングと、リング外側に突出形成した上記凹所と同数の位置決用の耳片と、その耳片に穿設した半径方向の長孔のルーズホールとからなる、というものである。

また上記スペーサリングは、各耳片を上記外周リングの各凹所に上記開口から挿入して、外周リングの押え縁の下面に保持され、かつ耳片のルーズホールと上記位置決めピンとの嵌合により外周リングと同心に位置が保たれてなる、というものである。

上記構成では、外周リングとは別体のスペーサリングによりディスク基板の情報記録面側の外周面に内段部を形成できるようにしたので、外周リングやキャビティ周囲に内段部を形成する加工を要せず、スペーサリングのキャビティ周囲への設置も外周リングにより保持して行えるようにしたので、これまでの金型でも採用することができる。

また内段部は、外周リングの押え縁を薄肉に形成して形成することも可能であるが、その内段部による情報記録面との段差は、外周縁の突縁が情報記録面から突出せず、また製品形態に影響を与えない範囲（０．０５〜０．２ｍｍ）に制限されるものであるから、押え縁を薄肉に加工して外周リングにより内段部を成形することは高精度の加工技術を要するのでコスト高となり、また薄肉の押え縁は樹脂圧により損傷し易く、その際には外周リングを交換する必要が生ずるが、板厚をもって内段部を成形する構成ではスペーサリングの打抜加工ですみ、損傷による交換もスペーサリングのみで済むので、内段部を有するディスク基板の金型であっても特にコスト高となることはない。

また外周リングによるスペーサリングの保持は、外周リングに設けた凹所にスペーサリングの外側の各耳片を挿入して行っているので、外周リングをもってスペーサリングを鏡面盤のスタンパの外周面にワンタッチで設置でき、その位置も耳片のルーズホールと位置決めピンとの嵌合により外周リング及びスタンパと同心に保たれているので、設置後の位置修正も要しない。

また各耳片のルーズホールを、スペーサリングの半径方向に向けて穿設したので、スペーサリングが位置決めピンにより外周リングにピン付けされていても、ルーズホールによる許容範囲を伸長及び収縮するので、熱膨張により生じがちな板面の歪みによる偏心も起こらず、位置ずれにより情報記録領域に内段部が形成されるようなことがない。

図１は、情報記録ディスク基板（以下ディスク基板という）のスタンパ１を備えた可動型２の正面図で、スタンパ１は可動盤２の型面を形成する鏡面盤３の盤面に当接してあり、その中央部を鏡面盤３に嵌装した内周リング４により固定し、外周面を外周リング５の押え縁と重ねて盤面に取り付けてある。

外周リング５とスタンパ１との間には、外周リング５の内径面からスタンパ１の外周面に張出して、スタンパ１の外周面上に位置するスペーサリング６が、外周リング５に止着して設けてある。

上記外周リング５は、図２に示すように、鏡面盤３の外周側に凹設した段部３ａと嵌合したブロック状のリング本体５ａと、そのリング本体５ａの内側上部から鏡面盤上に張出して、内端面がキャビティの外径面を形成する押え縁５ｂとからなり、本体上面の少なくとも三方（図面では四方）には、底面が押え縁５ｂの下面より下側に位置して押え縁５ｂとの境に開口を有する平底の凹所５ｃ，５ｃが形成してある。また各凹所５ｃ，５ｃには位置決めピン７が本体下面から上向きに突設してある。

上記スペーサリング６は、図３に示すように、薄鋼板を打抜形成した帯板状のリングで、リング内径が外周リング５の内径よりも０．５〜２．０ｍｍ小径で、肉厚が０．０５〜０．２ｍｍのものからなる。リング外側の四方には上記凹所５ｃに収まる寸法の位置決用の耳片６ａ，６ａが一体に突出形成してある。また各耳片６ａには上記位置決めピン７と嵌合する長孔のルーズホール６ｂが端縁との間にスリットを施して半径方向に穿設してある。

このスペーサリング６の耳片６ａのそれぞれは、リングを撓ませて外周リング５の各凹所５ｃ，５ｃに、押え縁５ｂとの境の開口を通して挿入され、撓みの戻しにより凹所５ｃに収まってスペーサリング６を押え縁５ｂの下面に保持している。

各凹所５ｃの各耳片６ａは、後付けにより本体下面からルーズホール６ｂに挿入した上記位置決めピン７によって横ずれが阻止され、半径方向に対してはルーズホール６ｂがリングの熱膨張を許容するので、リングが膨張・収縮をしてもスペーサリング６は常に外周リング５と同心に位置を保っている。

図２に示すように、可動型２と固定型８との型閉を行うと、両方の鏡面盤３，９の間に外周リング５の内径を外径とするキャビティ１０が形成される。そのキャビティ１０に充填された溶融樹脂はキャビティ中央から、外周リング５の押え縁５ｂの内端により形成されたキャビティ末端面まで流動して冷却される。

図４に示すように、溶融樹脂は冷却により情報信号が転写されたディスク板１１に形成され、スタンパ側の外周面にスペーサリング６により、その板厚０．５〜２．０ｍｍと同一段差でリング内径から０．５〜２．０ｍｍの幅の内段部１１ａが形成される。

図５に示すように、ディスク板１１をキャビティ１０から取出すと、外周端の上下縁に突縁１１′，１１″が発生する。しかし、情報記録面側の突縁１１″は内段部１１ａの端縁から生じて内段部に収まり、情報記録面まで突出することがないので、情報記録面側の薄膜処理が突縁１１″に影響されることなく行えるようになる。

なお、上記実施形態はスタンパを可動型の鏡面盤に取り付けているが、スタンパを固定型の鏡面盤に取付けているものもあり、したがって、この発明は固定型にも同様な構成をもって適用できるので、特に可動型の金型に限定されるものではない。

この発明に係わるディスク基板の金型の可動型の正面図である。 固定型を鎖線で示す可動型の要部縦断面図である。 スペーサリングの正面図である。 ディスク基板の外周部の成形状態を示す部分縦断面図である。 ディスク基板の外周部の輪郭図である。

符号の説明

１ スタンパ
２ 可動型
３ 鏡面盤
５ 外周リング
５ａ リング本体
５ｂ 押え縁
５ｃ 凹所
６ スペーサリング
６ａ 耳片
６ｂ 長孔のルーズホール
７ 位置決めピン
８ 固定型
１０ キャビティ
１１ ディスク基板
１１′，１１″突縁
１１ａ 内段部

Claims (3)

1. 盤面が金型の型面を形成する鏡面盤と、その盤面に当接したスタンパと、鏡面盤の外周囲にあって内径面がキャビティの外径面を形成する外周リングとを備え、その外周リングとスタンパとの間に、外周リングの内径面からスタンパの外周面に張り出してディスク基板の情報記録面側の外周面に内段部を形成する帯板状のスペーサリングを設けてなり、上記外周リングは、上記鏡面盤の外周側の段部と嵌合したブロック状のリング本体と、そのリング本体の内側上部から盤面上に張り出して内径面がキャビティの外径面を形成する押え縁と、その押え縁の下面との境に開口を有する本体上面の少なくとも三方に凹設した平底の凹所とからなり、その各凹所に上記スペーサリングの位置決めピンを本体下面から上向きに突設してなることを特徴とするディスク基板の金型。
2. 上記スペーサリングは、内径が外周リングの内径よりも０．５〜２．０ｍｍ小径で、肉厚が０．０５〜０．２ｍｍの帯板状のリングと、リング外側に突出形成した上記凹所と同数の位置決用の耳片と、その耳片に穿設した半径方向の長孔のルーズホールとからなることを特徴とする請求項１記載のディスク基板の金型。
3. 上記スペーサリングは、各耳片を上記外周リングの各凹所に上記開口から挿入して、外周リングの押え縁の下面に保持され、かつ耳片のルーズホールと上記位置決めピンとの嵌合により外周リングと同心に位置が保たれてなることを特徴とする請求項２に記載のディスク基板の金型。

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