JP4251871B2 - ディスク基板の成形用金型 - Google Patents

Description

技術分野
この発明は、ディスク基板を射出成形で製造するためのディスク基板成形用金型に関する。
背景技術
コンピュータの記憶装置等には、再生専用光ディスク、光磁気ディスク、相変化型光ディスク等のように、光を用いて情報信号の書き込みや読み出しが行われるディスク状記録媒体（以下、光ディスクという。）が普及している。光ディスクには、一般に、ディスク基板として樹脂製のディスク基板が用いられている。例えばコンパクトディスクでは、凹凸パターンとして信号が記録された厚さ１．２ｍｍのディスク基板が使用される。ＤＶＤでは、０．６ｍｍの厚みのディスク基板を２枚貼り合わせた構造とされる。
ディスク基板は、加熱溶融された樹脂材料を射出成形することにより製造される。ここでは、ペレット状の樹脂材料は乾燥機にて十分に水分除去された後、射出成形機に投入される。射出成形機に投入された樹脂材料はシリンダに供給され、このシリンダにおいて加熱溶融される。加熱溶融された樹脂材料は、ディスク基板成形部に形成される閉空間（以下、キャビティという。）内に射出される。キャビティ内には、スタンパが配されており、樹脂材料を固化させることによってスタンパの凹凸パターンが転写されたディスク基板が製造される。
ディスク基板を成形する成形用金型は、基板の一方の主面を成形する固定側ミラーと、基板の他方の主面を成形する可動側ミラーと、基板の外周部を成形する外周リングとによって構成されている。第１図は、従来の金型を示す断面図である。金型は、固定側金型１０１と可動側金型１０４とから構成される。
固定側金型１０１は、図示しない射出成形機本体部に対して固定された状態で設けられている。固定側金型１０１には、溶融された樹脂材料の経路を備えたスプルブッシュ１０２が嵌め込まれている。スプルブッシュ１０２には、樹脂射出口１０２ａが穿設されている。樹脂射出口１０２ａは、成形用のキャビティ１０３の中心に位置して、射出ユニット側から供給される溶融されたポリカーボネート樹脂のような合成樹脂材料をキャビティ１０３内に射出する。
可動側金型１０４は、固定側金型１０１に対して近接離間する方向（図に向かって左右方向）に移動可能に設けられている。可動側金型１０４には、固定側ミラー１０１ｄの成形面を構成するスタンパ１０１ｂに対向するように、可動側ミラー１０４ｄの成形面１０４ｂが配置されている。可動側金型１０４には、成形された基板に中心孔を打ち抜くためのセンタポンチ１０５と、このセンタポンチ１０５の内外周側にそれぞれ位置して、成形された基板をキャビティ１０３から取り外すための突き出し部材１０６ａ，１０６ｂとが配設されている。
外周リング１０７は円環状に成形されており、可動側ミラー１０４ｄの外周側のインタロックリング１０８との間の溝内に摺動自在に取り付けられている。固定側金型１０１と可動側金型１０４が当接した状態で、固定側ミラー１０１ｄの成形面であるスタンパ１０１ｂと可動側ミラー１０４ｄの成形面１０４ｂと外周リング１０７との間にキャビティ１０３が形成される。１０１ｃ，１０２ｂ，１０４ｃおよび１０５ａは、固定側ミラー１０１ｄ、スプルブッシュ１０２、可動側ミラー１０４ｄ、およびセンタポンチ１０５の内部にそれぞれ形成された温調回路である。インタロックリング１０８には、キャビティ１０３に充填される樹脂材料から発生するガスを逃がすために、複数個のガス抜き用の孔１０９が形成されている。
以上のように構成される金型を用いて、射出成形法でディスク基板を作成する場合には、可動側ミラー１０４ｄの外周面と外周リング１０７の内周面との嵌合部１１０ａおよび１１０ｂに僅かな隙間（以下、適宜クリアランスと称する）が存在するために、作成されたディスク基板外周部に基板と直交する方向に突出するバリが発生する。このバリは、ＤＶＤのように、２枚のディスク基板を貼り合わせる場合の妨げになったり、レーベル印刷を行う場合に、印刷用の版が引っかかったりする問題を生じさせる。なお、嵌合部１１０ａおよび１１０ｂは、リング状の嵌合部として同一の部分であるが、説明の都合上、参照符号を異ならせている。
第１図の例のように、外周リング１０７を摺動リング構造にした場合に、ディスク基板外周のバリを少なくするためには、外周リング１０７の内周面と可動側ミラー１０４ｄの外周面とのクリアランスを小さくしなければならない。しかし、このクリアランスが小さいと、外周リング１０７がスムーズに摺動できないおそれが生じる。したがって、クリアランスを完全になくすことができないとしても、なるべく、それによって発生するバリを少なくすることが望ましい。
バリを少なくするためには、嵌合部１１０ａおよび１１０ｂで示されるリング状の嵌合部におけるクリアランスの大きさを均一とすることである。第２図に示す例では、嵌合部１１０ａと１１０ｂとの間でクリアランスが相違しており、クリアランスの大きさが不均一となっている。この場合では、クリアランスが大きい嵌合部で発生するバリが大きいものとなり、上述したバリにより引き起こされる問題が大きくなる。
ディスク基板外周部のバリを小さくするために、外周リング１０７と可動側ミラー１０４ｄとの間にベアリングなどを介在させて、隙間が均一になるように精密な摺動構造にすることがなされている。
しかしながら、外周リングのクリアランス側にベアリングを配置した場合、金属製のベアリングにはキャビティに充填される樹脂から発生するガスが付着して、ベアリングが動かなくなるなどの作動不良が起こりやすくなる。ベアリングの作動不良が生じると、可動側金型の自重によって嵌合クリアランスが偏ってしまい、外周リングの外周やインタロックリングの内周に摩耗が発生するために、メンテナンス周期を長くすることができないという不都合がもたらされる。このようなガスの付着を回避するために、ベアリングを外周リングの外側に設けることも考えられているが、その場合には射出された樹脂材料からの圧力によってベアリングが潰れやすくなる。このように、ベアリングを介在させることは、好ましい解決方法ではない。
したがって、この発明の目的は、外周リングと可動側ミラーとの嵌合部のクリアランスを均一とでき、それによってディスク基板外周部分でのバリを少なくできるディスク基板の成形用金型を提供することにある。
発明の開示
上述した課題を解決するために、この発明は、互いに対向する固定金型および可動金型と、可動金型または固定金型の外周部分に摺動自在に設けられた外周リングとを備え、固定金型、可動金型および外周リングによって形成されるキャビティ内にスタンパが配置され、キャビティ内に樹脂を射出して固化させることによってディスク基板を成形するようにした成形用金型において、
外周リングを外周面から締めつけ、且つ低摩擦特性の樹脂部材が外周リングの外周面とインタロックリング部材の内周面との対向間隙に配されたディスク基板の成形用金型である。
この成形用金型では、外周リングの内周面と可動側ミラーの外周面との対向間隙を均一とすることができるので、ディスク基板外周部分でのバリの発生を少なくすることができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明する。
第３図は、この発明の一実施例における金型の一部断面を示す。第３図の左側に固定側ミラー１、右側に可動側ミラー２が配置されている。外周リング３は、固定側ミラー１のスタンパ外周部分に対向するように位置していて、可動側ミラー２とその外側に嵌合されたインタロックリング４とによって形成された円環状の溝内に摺動可能に嵌め込まれて、ディスク基板の外周部を成形する面を構成している。参照符号１ａおよび２ａは、固定側ミラー１および可動側ミラー２の内部にそれぞれ形成された温調回路である。
インタロックリング４の内周側には溝部が形成され、そこに樹脂リング５１が圧入によって装着されている。この樹脂リング５１は、例えばポリテトラフルオロエチレン（テフロン（デュポン社の登録商標））などの硬質の樹脂で構成され、低摩擦潤滑材としてインタロックリング４と外周リング３の間に介在することになる。また、外周リング３と固定側ミラー１の成形面であるスタンパ１ｂと可動側ミラー２のミラー側成形面２ｂとの間には、閉空間であるキャビティ６が形成されている。可動側金型を固定側金型に対して圧接した状態で、キャビティ６内に樹脂材料を充填する際に、外周リング３は、可動側ミラー２とその外側に嵌合されたインタロックリング４とによって形成された円環状の溝内で、所定のクリアランスをもって摺動自在に保持される。インタロックリング４には、キャビティ６に充填されるディスクの樹脂材料から発生するガスを逃がすために、複数個の孔４ａが形成されている。他の部分の構成については、第１図に示す従来の金型と同じであるので、ここでは説明を省略する。
通常の外周リング３は、焼き入れ材のような硬質の素材によってＬ／Ｄ（ＬｅｎｇｔｈとＤｉａｍｅｔｅｒとの比）が小さな部品として形成され、キャビティ６内において成形されるディスク基板の外周形状を厳密に規定するために用いられている。そのために、外周リング３とインタロックリング４のように、互いに金属同士が直接に接触しているときには、小さな外力では外周リング３をスムーズに動かすことが難しい。しかし、ここでは樹脂リング５１のような低摩擦潤滑材が介在していることで、外周リング３とインタロックリング４との間のクリアランスが小さい場合でも、外周リング３を可動側金型２の溝内でスムーズに摺動させることができる。
樹脂リング５１の材質が低摩擦潤滑性のプラスチックであるので、外周リング３との間の嵌合クリアランスをなくすことが可能である。また、これによりインタロックリング４と外周リング３とのクリアランスＡ、および可動側ミラー２の外周面２ｃと外周リング３とのクリアランスＢを、それぞれ適正な大きさに維持することができる。
さらに、樹脂リング５１は一定の弾性を備えているために、外周リング３を外周の全体から中心方向に向かって均一に抑える力が発生しており、キャビティ６内に射出された樹脂材料からの圧力が樹脂リング５１に加わった場合でも、樹脂リング５１は容易に元の状態に復元できる。すなわち、射出圧力によって生じるキャビティ６の中心位置からの外周リング３の偏りは、インタロックリング４との間に介在する樹脂リング５１によって抑えられるので、上述したクリアランスＢの大きさが全体にわたって一定とできる。それによって、クリアランスＢによって生じるディスク基板外周面のバリの大きさが均一になる。この結果、バリの大きさを小とすることができる。
しかも、キャビティ６内のガスは、樹脂リング５１がパッキンの役目をするために確実にインタロックリング４の孔４ａから吐き出され、外周リング３の外側摺動面に付着することがない。また多少のガス成分が固化して付着した場合でも、インタロックリング４と外周リング３とのクリアランスＡが大きく取れるので、この金型を長期間にわたって使用しても摺動性が低下するおそれがなくなる。
このように、この発明の一実施例では、クリアランスのバラツキを防止できるので、ディスク基板外周部分で大きなバリが発生することを防止できる。
第４図は、この発明の他の実施例における金型の断面図である。一実施例のものと同様に、外周リング３が固定側ミラー１のディスク基板外周部分と対向するように、可動側ミラー２とその外側に嵌合されたインタロックリングとによって形成された円環状の溝内に摺動可能に取り付けられている。
ここで、一実施例と異なるのは、低摩擦潤滑材としての樹脂リング５２が外周リング３の外周側の溝部に圧入されて取り付けられ、インタロックリング４の内周面に圧接している点である。外周リング３は、この樹脂リング５２を低摩擦潤滑材として介在させることによって可動側ミラー２とその外側に嵌合されたインタロックリング４とによって形成された円環状の溝内で摺動自在に保持されている。この樹脂リング５２も、一実施例の樹脂リング５１と同じく、例えばテフロンなどの硬質の樹脂で構成されている。他の各部材の構成は、一実施例に関して説明したのものと同じである。
この発明は、上述したこの発明の一実施形態等に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば上述した２つの実施例ではいずれも外周リング３を可動側ミラー２とその外側に嵌合されたインタロックリングとによって形成された円環状の溝内に配置した構造の金型について説明したが、固定側ミラー１の側に外周リングを設けてもよい。また、低摩擦潤滑材として樹脂リング５１、５２を使用した例を説明したが、インタロックリング４の内周面、あるいは外周リング３の外周面に所定の間隔で樹脂材をスポット状に埋設してもよい。
以上説明したように、この発明によれば、ディスク基板外周部分でのバリの発生を少なくして、長期連続稼働が可能なディスク基板の成形用金型装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、従来の金型の主要部分を示す断面図である。
第２図は、従来の金型の主要部分を示す断面図である。
第３図は、この発明の一実施例の金型の主要部分を示す断面図である。
第４図は、この発明の他の実施例の金型の主要部分を示す断面図である。

Claims (5)

1. 互いに対向する固定金型および可動金型と、上記可動金型または固定金型の外周部分に摺動自在に設けられた外周リングとを備え、上記外周リングの外周側に上記可動金型のインタロックリング部材が配置され、上記固定金型、可動金型および外周リングによって形成されるキャビティ内にスタンパが配置され、上記キャビティ内に樹脂を射出して固化させることによってディスク基板を成形するようにした成形用金型において、
   上記インタロックリング部材に上記キャビティ内のガスを逃すための複数個の孔が設けられ、
   上記外周リングに比して摩擦係数の小さい低摩擦特性のリング状の樹脂部材が、上記外周リングを外周面から締めつけ、上記リング状の樹脂部材が上記外周リングの外周面と上記インタロックリング部材の内周面との対向間隙に上記孔を塞がないように配されたディスク基板の成形用金型。
2. 請求の範囲１において、
   上記リング状の樹脂部材が上記インタロックリング部材の内周面に形成された溝内に圧入された成形用金型。
3. 請求の範囲１において、
   上記リング状の樹脂部材が上記外周リングの外周面に形成された溝内に圧入された成形用金型。
4. 請求の範囲１において、
   上記リング状の樹脂部材は、上記外周リングの外周面とインタロックリング部材の内周面との対向間隙に配され、上記外周リングの外周面または上記インタロックリング部材の内周面に形成された溝内にスポット状に埋設された樹脂材である成形用金型。
5. 請求の範囲１において、
   上記リング状の樹脂部材は、ポリテトラフルオロエチレン系の材料からなる成形用金型。

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