(57)【要約】【課題】光ディスク基板用成形金型の一構成部材であるスタンパーホルダであって、フローマークなどの成形不良のない、面振れの低い安定した光ディスク基板の成形に寄与するスタンパーホルダを提供すること。【解決手段】キャビティC側の環状端面の外周縁部に、スタンパーの中心穴２ａの縁部に掛止可能なフランジ状の爪部１ｇが径方向外方へ向かって突出形成すると共に、その環状端面の筒穴１ｂの縁近傍から立ち上がる緩斜面状の樹脂通路面１ｃを備え、さらに、少なくとも樹脂通路面１ｃに高離型性材料からなるコーティング層を設けてスタンパーホルダを構成する。このように緩斜面状の樹脂通路面１ｃを形成することにより、キャビティの中央から射出した溶融樹脂の流動性の確保と、良好な離型性を同時に確保して、フローマークなどの成形不良のない、面振れの低い安定した光ディスク基板の製造可能になる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスク基板用成形金型のキャビティに溶融樹脂を射出するスプルブッシュの先端部に、一方の端部から挿入される筒穴を有する筒状本体と、
前記筒状本体の他方の端部の外周縁部から径方向外方に向かって突出形成され、前記筒状本体が挿通したスタンパーの中心穴の縁部に掛止可能なフランジ状の爪部と、
を有し、
前記筒状本体の他方の端部側の環状端面およびこれに連続する前記爪部の面は、前記スプルブッシュの先端部から射出された溶融樹脂が流れる樹脂通路面であって、
前記樹脂通路面は、筒穴縁部近傍から当該爪部の先端近傍に向けて、前記他方の端部側に緩やかに傾斜していることを特徴とするスタンパーホルダ。
【請求項２】
前記爪部は、前記樹脂通路面と、該樹脂通路面の頂部から径方向外方に向かって立ち下がる下り斜面と、その下り斜面の下端と連続形成され、前記スタンパーへ向かう垂直面を備えて形成されていることを特徴とする請求項１記載のスタンパーホルダ。
【請求項３】
前記樹脂通路面の傾斜角が、１〜３０°の範囲内であることを特徴とする請求項１又は２記載のスタンパーホルダ。
【請求項４】
部材表面の摩擦係数が、０．０５〜０．５０の範囲内であること特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のスタンパーホルダ。
【請求項５】
部材表面に、高離型性材料からなるコーティング層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のスタンパーホルダ。
【請求項６】
前記高離型性材料は、ダイヤモンドライクカーボン、窒化化合物、炭化化合物、硬質クロム、タングステンカーバイトの何れかであることを特徴とする請求項５記載のスタンパーホルダ。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載のスタンパーホルダを備えると共に、キャビティの中央から溶融樹脂が射出可能に構成されたことを特徴とする光ディスク基板用成形金型。
【請求項８】
請求項１乃至６の何れか１項に記載のスタンパーホルダを備えると共に、キャビティの中央から溶融樹脂が射出可能に構成された光ディスク基板用成形金型を用いて成形されたことを特徴とする光ディスク基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタンパーホルダ、光ディスク基板用成形金型、光ディスク基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から射出成形機によって成形される工業製品の一つとして光ディスク基板がある。この光ディスク基板は、一般に固定型と可動型からなる成形用金型を用いて、何れかの金型のキャビティ形成面に薄肉円環板状のスタンパーを装着し、それら両金型の型合わせ面間に形成されたキャビティに溶融樹脂を充填して、成形と同時にスタンパー表面に刻設されたピットやプリグルーブ等の情報を転写することによって形成される。
キャビティ内にスタンパーを装着するためには、スタンパーの内周縁部をキャビティ形成面上に押さえて保持する環状の爪部を備えたスタンパーホルダが用いられるのが一般的である。
このようなスタンパーホルダとして、例えば、筒状に形成された一方の端面部の外周部に断面形状が山形の爪部を径方向へ突出するように形成し、その断面山形状の爪部より内方に形成された凹状部分を樹脂通路面としたものがある。
このスタンパーホルダによれば、樹脂流動の均一性、離型性を改善できる、としている（例えば特許文献１参照）。
他の例として、筒状に形成された一方の端面部の高さを平坦にし、その外周部に爪部を径方向突出するように形成した内側リング（スタンパーホルダ）がある（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】実開平０１−１５６０２１号公報（第１頁、図１）
【特許文献２】特開２００５−１９０６３２公報（第５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前者のスタンパーホルダは、凹状部分の樹脂通路面を流動した溶融樹脂は、断面山状の爪部を乗り越えるように流れるため、スタンパーホルダの爪部において空気の巻き込みなどによる成形不良が発生しやすく、また、爪部がキャビティの内方へ凸状に形成されていることから、成形された光ディスク基板との密着性が上がり、離型性に好適とはいえなかった。さらに、爪部の内周縁と爪部の頂面とを結ぶ部分に応力が集中しやすく、強度的な側面からも改良の余地があった。
後者のスタンパーホルダは、爪部のスタンパーを保持するための強度確保に十分な高さ（キャビティ内方に向かう高さ）でもって、樹脂通路面と爪部とが連続した平坦状に形成されているため、その結果、樹脂通路の領域が狭くなって溶融樹脂の流動性が悪く、フローマークなどの成形不良が発生しやすかった。
そこで本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決できるスタンパーホルダ、光ディスク基板用成形金型、光ディスク基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記技術課題を達成するために、本発明にかかるスタンパーホルダ、光ディスク基板用成形金型、光ディスク基板は、下記の技術的手段を講じた。
すなわち、請求項１にかかるスタンパーホルダは、光ディスク基板用成形金型のキャビティに溶融樹脂を射出するスプルブッシュの先端部に、一方の端部から挿入される筒穴を有する筒状本体と、前記筒状本体の他方の端部の外周縁部から径方向外方に向かって突出形成され、前記筒状本体が挿通したスタンパーの中心穴の縁部に掛止可能なフランジ状の爪部と、を有し、前記筒状本体の他方の端部側の環状端面およびこれに連続する前記爪部の面は、前記スプルブッシュの先端部から射出された溶融樹脂が流れる樹脂通路面であって、前記樹脂通路面は、筒穴縁部近傍から当該爪部の先端近傍に向けて、前記他方の端部側に緩やかに傾斜していることを特徴とする。
請求項２にかかるスタンパーホルダは、請求項１において、前記爪部は、前記樹脂通路面と、該樹脂通路面の頂部から径方向外方に向かって立ち下がる下り斜面と、その下り斜面の下端と連続形成され、前記スタンパーへ向かう垂直面を備えて形成されていることを特徴とする。
請求項３にかかるスタンパーホルダは、請求項１又は２において、前記樹脂通路面の傾斜角が、１〜３０°であることを特徴とする。
請求項４にかかるスタンパーホルダは、請求項１乃至３の何れか１項において、部材表面の摩擦係数が、０．０５〜０．５０の範囲内であること特徴とする。
請求項５にかかるスタンパーホルダは、請求項１乃至４の何れか１項において、部材表面に、高離型性材料からなるコーティング層が形成されていることを特徴とする。
請求項６にかかるスタンパーホルダは、請求項５において、前記高離型性材料は、ダイヤモンドライクカーボン、窒化化合物、炭化化合物、硬質クロム、タングステンカーバイトの何れかであることを特徴とする。
請求項７にかかる光ディスク基板用成形金型は、請求項１乃至６の何れか１項に記載のスタンパーホルダを備えると共に、キャビティの中央から溶融樹脂が射出可能に構成されたことを特徴とする。
請求項８にかかる光ディスク基板は、請求項１乃至６の何れか１項に記載のスタンパーホルダを備えると共に、キャビティの中央から溶融樹脂が射出可能に構成された光ディスク基板用成形金型を用いて成形されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、スプルブッシュの先端部に挿入する筒状本体の一方の環状端面と反対側となる他方の端部側の環状端面およびこれに連続する爪部の面を、スプルブッシュの先端部から射出された溶融樹脂が流れる樹脂通路面とし、その樹脂通路面を筒穴縁部近傍から爪部の先端近傍に向けて、他方の端部側に緩やかに傾斜してスタンパーホルダを構成し、その樹脂通路面を備えたスタンパーホルダを光ディスク基板用成形金型に用いることで、以下の有利な効果を奏する。なお、傾斜の基点となる「筒穴縁部近傍」とは、筒穴の縁、又は、その筒穴の縁近傍をいう。また、「爪部の先端近傍」とは、爪部の最も外側となる先端、又は、その先端より内方近傍をいう。
キャビティの中央から射出した溶融樹脂は、樹脂通路面とその樹脂通路面に対向したキャビティ面との幅（樹脂通路幅）が広い樹脂通路面の最深部から四方八方に向かって流動するから、溶融樹脂の流動性を向上することができ、また、フローマークなどの成形不良が発生することなく、面振れの低い安定した光ディスク基板の射出成形を行うことができる。
また、爪部がキャビティの内方へ凸状に突出形成していないことから、溶融樹脂の流動時のエアー巻き込みなど発生を抑え、同時に、溶融樹脂の流動の障害物とならないから、溶融樹脂の流動性を向上することができる。
また、爪部がキャビティの内方へ凸状に突出形成していないことから、成形された光ディスク基板との密着性が上がることがなく良好な離型性を確保して面振れの低い安定した光ディスク基板の射出成形を行うことができる。特に、部材表面に、高離型性材料からなるコーティング層を形成することで、極めて良好な離型性を確保できる。
また、スタンパーの中心穴の縁部に掛止させる爪部を設けた側の環状端面を、爪部がキャビティの内方へ向かって凸状に突出しないように、筒穴縁部近傍から爪部の先端近傍に向けて緩やかに立ち上がる斜面にして、爪部の表面側を応力が集中しにくい形状にしたから、スタンパー装着のための爪強度を十分に確保でき、疲労破壊などの恐れを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態にかかるスタンパーホルダ１は、図１及び図２に示すように、その外観形状が筒状に形成されており、図１において上方の環状端面（キャビティＣ側の端面となる）が、スタンパーホルダ１の筒部本体１ａの外周面より突出するように、筒穴１ｂの縁近傍から立ち上がる平面視円状かつ縦断面視緩斜面状の樹脂通路面１ｃが形成され、さらに、爪部１ｇの最も外側となる先端より内方近傍となる樹脂通路面１ｃの頂部から径方向外方に向かって立ち下がる下り斜面１ｄが連続形成されている。
そして、下り斜面１ｄの下端から、支承面３２ａに支承されたスタンパー２へ向かう垂直面１ｅが連続形成され、続いて、スタンパー２の中心穴２ａの、表面側の縁部に当接される水平面１ｆが垂直面１ｅ下端から筒部本体１ａ外周面に接するまで連続形成されて、筒部本体１ａ外周面から突出した部位でもって、フランジ状の爪部１ｇが形成されている。また、この爪部１ｇは、樹脂通路面１ｃの頂部を通過する垂直線上に水平面１ｆの中央が略位置するように形成されている。
この縦断面視緩斜面状に形成された樹脂通路面１ｃの傾斜角θ１は、５°であり、少なくとも、樹脂通路面１ｃ、下り斜面１ｄ、垂直面１ｅ、筒穴１ｂの夫々の表面には、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなるコーティング層（摩擦係数：０．０５〜０．２０）が形成されている（図２において平行斜線部で図示）。さらに、爪部１ｇの高さｈ１が０．２０ｍｍ、外周端部の垂直部の高さｈ２が０．０５ｍｍとなっており、スタンパー２の保持に必要な強度が得られるようになっている。なお、上記したこれらの数値は限定的ではなく、一例に過ぎない。
【０００７】
以上のように構成された本実施の形態にかかるスタンパーホルダ１は、例えば、以下に示す光ディスク基板用成形金型に組み込まれる。なお、本実施の形態にかかるスタンパーホルダ１は、既存の基板用成形金型に組み込まれたスタンパーホルダと交換して用いることができる。
すなわち、その光ディスク基板用成形金型は、図３に示すように、スタンパー２と、固定型３と、可動型４とを備えて構成される。
スタンパー２は、中心穴２ａが設けられた円板状に形成され、一方の面にピットやグルーブによる凹凸パターンが記録された基板成形用の原盤からなる。
固定型３は、射出成形機の固定プラテン（図示せず）に螺着される固定側取り付け板３１と、スタンパー２を支承させる支承面３２ａ（鏡面仕上げされている）とその中央に連通穴３２ｂが形成され固定側取り付け板３１と係合された固定側鏡面盤３２と、その固定側鏡面盤３２と固定側取り付け板３１の前面部とに跨って周設され固定側鏡面盤３２の位置ずれを抑制させる保持枠３３と、固定側鏡面盤３２の連通穴３２ｂと支承面３２ａに支承されたスタンパー２の中心穴２ａとを共挿するように筒部本体１ａが挿嵌されてスタンパー２の中心穴２ａ側を爪部１ｇで挟着させたスタンパーホルダ１（本発明の要部）と、固定側取り付け板３１に挿嵌されると共に先端部がスタンパーホルダ１の筒穴１ｂに挿嵌され、溶融樹脂を射出させるノズル（射出成形機側の構成部：図示せず）と当接される段付中空軸状のスプルブッシュ３４とを備えて構成されている。
【０００８】
可動型４は、射出成形機の可動プラテン（図示せず）に螺着される可動側取り付け板４１と、その可動側取り付け板４１の前面側に挿嵌され前面にキャビティ面４２ａ（鏡面仕上げされている）が形成された可動側鏡面盤４２と、スプルブッシュ３４の先端部と対向するように可動側鏡面盤４２と可動側取り付け板４１とに跨って挿嵌され、光ディスク基板の内周クランプ領域を形成するための可動側ブッシュ４３と、その可動側ブッシュ４３から出没可能に設けられ光ディスク基板の中心穴を形成させるカットパンチ４４と、可動側鏡面盤４２の前面部に周設され光ディスク基板の外径を形成させるキャビリング４５とを備えて構成される。
以上のように本実施の形態にかかるスタンパーホルダ１を組み込んだ光ディスク基板用成形金型は、固定型３を射出成形機の固定プラテンに取り付け、可動型４を射出成形機の可動プラテンに取り付けて以下の一連の動作による光ディスク基板の成形を行う。
まず、射出成形機へ取り付けた光ディスク基板用成形金型を型閉し、スプループッシュに当接した射出成形機のノズルより、溶融樹脂をキャビティＣ内に射出する。
このとき、キャビティＣの中央から射出した溶融樹脂は、まず、樹脂通路面１ｃとその樹脂通路面１ｃに対向したキャビティ面４２ａとの幅（樹脂通路幅）が広い樹脂通路面１ｃの最深部に流動して射出時の溶融樹脂の流動性が向上し、樹脂通路幅が漸次緩やかな斜面であることと、摩擦係数の少ないコーティング層が形成されていることによって、溶融樹脂がスムーズに流動して瞬時にキャビティＣ内に充填する。
次いで、溶融樹脂の射出後、カットパンチ４４を前進して光ディスク基板の中心穴を金型内で形成すると同時に、溶融樹脂の射出を止める。
この後、任意の冷却時間でもって、溶融樹脂をキャビティＣ内で冷却固化し、スタンパー２のピット形状等を転写する。
【０００９】
冷却時間が経過したら、型開きし、射出成形機に備えたワーク取出機（図示せず）が、スプルーと共に光ディスク基板を取り出して一連の動作が終了する。
なお、この金型を用いて成形された光ディスク基板は、その一方の面の中心穴近傍に樹脂通路面１ｃによる緩斜面が形成されるため、本発明にかかるスタンパーホルダ１を備えた光ディスク基板用成形金型で成形されたものか否かが容易に判断できる。
ここで、本実施の形態で例示したスタンパーホルダ１と、本実施の形態で例示したスタンパーホルダ１と同一形状としコーティング層を形成していないスタンパーホルダと、図４に示すように、筒状に形成された一方の端面部の外周部に断面台形状の爪部ａ１（θ２は３０°）を径方向突出するように形成し、その断面山状の爪部ａ１より内方に形成された凹状部分を樹脂通路面ａ２としたスタンパーホルダＡ（従来のスタンパーホルダ）をディスク基板用成形金型に組み込んで、射出成形した光ディスク基板の面振れ（Tangential Deviation以下Ｔ−Ｄ）の測定結果を図５に示す。
この測定結果から、図４に示したスタンパーホルダＡより、本実施の形態で例示したスタンパーホルダ１、及び、本実施の形態で例示したスタンパーホルダ１と同一形状としコーティング層を形成していないスタンパーホルダの方が、Ｔ−Ｄがより小さくなっていることが分かる（０に近づく程、面振れが少ない）。特に、表面にコーティング層としてＤＬＣ薄膜を用いたものが、最小のＴ−Ｄになっていることが分かる。これは、爪部を形成させる面の傾斜を緩やかにし、さらに、表面にＤＬＣ薄膜のような低摩擦係数のコーティングを施すことで、スタンパーホルダと光ディスク基板との剥離性が良くなったためである。
このように本実施の形態にかかるスタンパーホルダ１を備えた光ディスク基板用成形金型で光ディスク基板を射出成形することで、溶融樹脂の流動性向上、良好な離型性の確保を達成でき、また、スタンパー２を挟着するための爪強度を十分に確保できる。
【００１０】
以上、本実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
例えば、本実施の形態では、筒穴１ｂの縁近傍から緩やかな斜面を立ち上げているが、筒穴１ｂの縁から緩やかな斜面を立ち上げても良い。
また、本実施の形態では、下り斜面１ｄを設けているが、下り斜面１ｄを設けずに、爪部１ｇの最も外側となる先端に樹脂通路面１ｃの頂部が位置するようにしても良い。
また、本実施の形態では、樹脂通路面１ｃの傾斜角が５°のものを例示したが、スタンパー２の中心穴２ａが一般的な径である場合、５〜３０°の範囲であれば上記効果を奏することができる。もっともスタンパー２の中心穴２ａの径にもよるが、傾斜角は５°よりも小さくしてもスタンパーホルダ１の爪部１ｇの強度が維持できる場合、１〜５°でも良い。
また、本実施の形態では、コーティング層として摩擦係数の小さな薄膜であるＤＬＣ（摩擦係数０．０５〜０．２０）を用いたが、窒化化合物、炭化化合物、硬質クロム、タングステンカーバイト、ＴｉＣＮ（摩擦係数０．３０）、ＣｒＮ（同０．５０）、ＴｉＣｒＮ（同０．４０）、ＴｉＡｌＮ（同０．５０）、ＴｉＮ（同０．４０）等の金属表面の一般的な摩擦係数（０．８０〜１．００程度）より小さい材料でコーティング層を形成しても良い。
また、本実施の形態で例示した光ディスク基板用成形金型自体の構成は、本発明の要部であるスタンパーホルダ１を備え、キャビティＣの中央から溶融樹脂が射出可能に構成されていれば良いもので、上記したものに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態にかかるスタンパーホルダの斜視図である。
【図２】スタンパーホルダの部分拡大断面図である。
【図３】本実施の形態にかかるスタンパーホルダを組み込んだ光ディスク基板用成形金型の縦断面図である。
【図４】従来のスタンパーホルダの部分拡大図である。
【図５】各光ディスク基板の面振れの実験結果を示す線図である。
【符号の説明】
【００１２】
１  スタンパーホルダ、１ａ  筒部本体、１ｂ  筒穴、１ｃ  樹脂通路面、１ｄ  下り斜面、１ｅ  垂直面、１ｆ  水平面、１ｇ  爪部、２  スタンパー、２ａ  中心穴、３  固定型、３１  固定側取り付け板、３２  固定側鏡面盤、３２ａ  支承面、３２ｂ  連通穴、３３  保持枠、３４  スプルブッシュ、４  可動型、４１  可動側取り付け板、４２  可動側鏡面盤、４２ａ  キャビティ面、４３  可動側ブッシュ、４４  カットパンチ、４５  キャビリング、Ｃ  キャビティ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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