JPS63182117A - デイスク成形用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は光ディスク、ホログラムディスク等の高密度且
つ高精度なプラスチック成形品の成形用金型に関するも
のであシ、特にスタン・ぐ−の中心を金型に保持するだ
めのスタンパ−ホルダーに関するものである。本発明の
金型は主として射出成形法において使われるが、２Ｐ法
といわれる注型−光硬化成形法等のその他の成形法にも
当然使うことができる。

（発明の背景） 光デイスク用のプラスチック基板には一般にサブミクロ
ンオーダーのトラック溝やプレピットが形成されている
。この基板は一般に射出成形によって作られる。上記の
トラック溝やプレピットはレソスト原盤にレーザーカノ
テングをしたマスター盤から電鋳によって作られるスタ
ンパ−を装着した金型を用いて作られるのが一般的であ
る。

このスタンパ−は現在のところ１万回程度のショット寿
命しかなく、常に新品と交換しなければならない。スタ
ンパ−は上記電鋳後、中心に穴が明けられ、金型のスタ
ン／？−ホルダーによって金型に保持される。このスタ
ンパ−ホルダーは中心孔用と外周部用の２つがある。

スタンパ−を用いる成形法において今日問題となってい
る一つの点はディスクの偏心量である。

すなわち、光ディスクにはミクロンオーダーの同心状ま
たはス／−Ｐイラル状のトラック溝が上記スタンパ−か
ら転写されるが、このトラック溝は光ディスクの中心、
具体的には光ディスクをドライブのスピンドルに係止さ
せるための光ディスクの中心孔と同心でなければならな
い。この中心孔とトラック溝との偏心量が多いとトラッ
キングサーボがかからず、光ディスクとしては使えない
。一般にこの偏心量の許容範囲は２５〜３０μｍ以内で
ある。

光デイスク基板は一般に従来のレコードプレスと同様に
金型内で光ディスクの中心（Ｃ中心孔を打ち抜く方式で
作られる。この方式の場合、偏心の原因は以下の点から
生じる： ■スタンｉＪ？−ホルダーの加工精度：１０μｍ以下■
スタンスターの中心孔加工精度（真円度および心出し精
度）＝２０μｍ以下 ■スタンパーホルダーの金型へのはめ込み精度＝１０μ
以下 ■ディスク中心孔用カッターの摺動加工精度：１０μ以
下 これらの機械加工精度による偏心量は各々の加工精度の
約半分程度（合計で最大２５μｍ）である。

これらの加工精度に起因する偏心量に加えて、■スタン
ノセーとスタン／４’−ホルダーとの取付は精度に起因
する偏心量がちシ、この偏心量は最大１０μｍ程度であ
る。

以上の偏心量を総合すると、これらの要因が全て悪い方
向にいった場合、偏心量は３５μｍ程度となるが、実際
には各要因が相殺し合ってこれより小さい値となる。し
かし、前記の光ディスクの偏心許容範囲３０μｍ以下、
好ましくは２５μｍ以下を最悪時にすることと、スタン
パ−のスタンパ−ホルダーへの取付誤差を熟練者の感に
頼って減すことが中心である。前者の対策にはおのずと
限度があ夛、後者の対策は頻度の高いスタン・ぞ−交換
操作には不向きである。

（発明の目的） 本発明の目的は偏心要因の中で最も影響が太きいスタン
ハートスタンパ−ホルダーとの間取付ケへ 精度、すなわちガタつきをゼルにすることによって加工
精度以外に起因する偏心量を無くすようにした金型を提
供することにある。

（発明の構成） 本発明の提供する金型は、スタンパ−の中心孔に挿入さ
れてそれを保持する中心スタンパ−ボルダ−を備えたプ
ラスチック基板の成形用金型において、上記スタンパ−
の中心孔の放射方向内周端縁上に膨出可能部材を設けた
ことを特徴としている。

上記金型は射出成形用金型、注型成形用金型、２Ｐ法（
Ｐｈｏｔｏ−Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ　）用金型
等任意のものでよいが、主として射出成形用に使われる
。

光デイスク用プラスチック基板の成形用金型の場合には
、一般に、外径が８０〜３００朋、厚さが１．２朋の偏
平成形キャビティーを有する割型が用いられ、この割型
には一般て、ディスク中心孔を打抜くだめの中心摺動カ
ッターが設けられている。これらの構造は公知であり、
本発明の一部を成すものではないので詳細は省略する。

上記スタンパ−は一般に原盤から電鋳を用いて作られた
厚さが約０．２〜０．５羽のニッケル等の金属円板で、
その中心にはスタンパ−ホルダーの外径とほぼ等しい中
心孔が形成されている。この中心孔は一般にスタンパ−
表面上に形成されたトラック溝をガイドとして心出しな
がら、例えば機械加工によって切り抜かれる。この加工
精度は一般に、最大で２０μｍ程度である。

このスタンパ−は内周スタンパ−ホルダーと外周スタン
・（−ホルダーによって少なくとも一方の割型表面上に
保持される。内周スタンＡ’−ホルダーは一般に、ディ
スクの中心孔を形成するためのカッタースリーブ、エノ
エクタースリーブ等より成る中心孔形成用組立体の外側
に於いて一方の割型に保持されるようになっている。す
なわち、スタンパ−を金型上に配置した状態で上記内周
スタ／・Ｐ−ホルダーを割型の収容溝に挿入し、スタン
パ−ホルダー先端に設けられた係止手段を割型の外部か
ら締め付ける構造になっている。この構造自体も公知で
あり、本発明の一部を成すものではないので詳細は省略
する。

本発明の特徴は上記内周スタン・ぞ−ホルダーがスタン
・ぞ−の中心孔の放射方向内周端縁と対向する部位に膨
出可能部材を設けた点にある。

この膨出可能という用語は熱的すなわち熱膨張による放
射方向外側への膨張と、機械的作用を加えることによる
放射方向外側への物理的変位との両方を意味する。

前記のようにスタンパ−とスタンパ−ホルダーとの間の
取付は精度および／またはガタに起因する偏心量は最大
約１０μｍ程度であるので、上記膨出部材の放射方向変
位量もこれに対応した値が必要となる。膨出部材をリン
グ状とした場合には、直径方向両端でのその変位量は５
μｍ程度必喪となる。

本発明は■スタン・ぐ−とスタンパ−ホルダーとの取付
は精度すなわち〃夕による偏心量を無くすことと、■ス
タンパー中心孔のトラック溝に対する真円度および／′
またけ心当１−精度に起因する偏心量を無くすことに対
する手段として用いることができる。すなわち、スタン
パ−中心孔の真円度や心出し精度が極めて高い場合（ケ
ース１）には取付は精度に起因する偏心量のみを無くせ
ばよく、真円度や心出し精度が不十分な場合（ケース２
）には取付は精度に起因する偏心量の他Ｉにれらに起因
する偏心量をも無くすことができる。前者の場合には本
発明の膨出部材は放射方向に均一に膨出させればよいが
、後者の場合には周方向の異る位置での放射方向膨出量
を変える必要がある。

上記のガタを無くす最も単純な方法（ケース１）は耐熱
性のある弾性リングをスタン・９−中心孔と対向するス
タンパ−ホルダーの放射方向外周端縁上に配置すること
である。この弾性リングとしてはシリコンラバーを挙げ
ることができる。金型は約１２０℃まで加熱されるので
このリングは耐熱性のあるものでなければならない。

本発明の好ましい実施例では上記ガタをスタン／や一ホ
ルダーを構成する材料（一般には鋼）よりも熱膨張係数
が大きく且つ耐熱性のある材料よシ成るリングを上記外
周端線上に配置する。上記条件を満足する材料としては
シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ポリ３７ノ化塩化ビニリ
デン、ポリ４フフ化エチレン、ポリフン化エチレンプロ
ｅ　ｖ　７　等のフッ素樹脂、ポリイミドのようなプラ
スチック、Ｚｎ合金、Ａｔ合金等の金属を挙げることが
できる。

これら材料の熱膨張係数は一般に３〜１］ＸＩＯ”／ｃ
で、鋼のそれ（１〜２Ｘ１０”−５／’Ｃ）よりも数倍
大きい。このリングが十分な放射方向膨張変形量を有す
るためには、十分な放射方向寸法を有していなければな
らない。

上記のリングはスタンパ−ホルダーのスタンパ−中心孔
との対向外周端縁上に嵌合、塗布、成形等の任意の手段
で配置することができる。−例として、この膨張リング
はスタンパ−ホルダー外周部に形成した深さおよび／ま
たは長さが３　ｍａｌの溝中に充填したポリフッ化エチ
レンプロピレン（α＝９Ｘ１０　　／’Ｃ，耐熱性＝２
０４°Ｃ）で構成できる。

このリングの熱膨張変形量が不十分な場合には上記リン
グに追加的に力を加える尊王手段を設けることもできる
。この尊王手段としてはスタンパ−ホルダー内に形成し
た収容部内に密閉された固体、ｆＬ体または気体にする
ことができる。さらに。

必要な場合にはスタンパ−ホルダー内または外部からの
液圧手段によって与圧することもできる。

本発明の他の実施例では上記リングを機械的に変形させ
る。この場合には変形自在な耐熱リングを放射方向に押
出して上記ガタを無くせばよい。

この機械的変形を起させる手段は公知任意の手段。

例えばテーパー面を有する回動部材をスタンパ−ホルダ
ー外周または内部に設け、この回動部材の軸方向変位ま
たは周方向変位によって上記リング全放射方向外、側へ
押出せばよい。

ケース２の場合には上記回動部材を周方向に分割し、そ
の個々のセグメントを独立して変位させればよい。

以下、実施例を用いて説明する。

第１図は本発明による膨出可能部材３を備えた金型の一
部の拡大図で、スタン・ゼー１はスタン・ンーホルダー
２によって割型５の表面に保持されている。スタンパ−
ホルダー２の中心孔４内にはセンターポンチやエノエク
ター等より成る組立体が収容されているが図では省略し
である。なお、図では上記部材３を誇張して示しである
が、実際の寸法はスタンパーの厚さが約０．３　ｖｔｙ
ａ、膨出可能部材の放射方向中が０５〜３羽程度である
。この膨出部材３はスタンノーホルダー２のスタンパ一
対向面に形成した溝に充填されたポリフッ化エチレンプ
ロピレン等のリングによって構成できる。場合によって
は上記の溝を形成せずにスタンパ−ホルダー表面に直接
リングを形成あるいは嵌合することができる。

第２図は上記膨張リング３に加えてこのリングに追加的
に力を加える与圧手段をさらに設けたものである。この
与圧手段はスタンパ−ホルダー２に形成した収容部６中
に密封された膨張係数が大きく且つ耐熱性のある固体で
あるのが好ましい。

この与圧手段は全型外部に設けだ液圧手段と連通させる
こともできる。

第３図はスタンノ−ホルダ一本体２の上部外周にネジ画
工１を介して螺合させた回動部材】０を取付け、この回
動部材１０には耐熱性弾性リング３を取付けである。こ
の実施例では、スタンパ−ホルダーを金型に取付けた後
に、上記回動部材１０を工具を用いて回動させることに
よって回動部材１０を軸線方向に押し込むことによって
弾性リング３を膨出させる。この実施例の場合には膨出
量を変える時には半径方向の巾が異る別のリングを用い
るのが好ましい。

第、１図は第３図の変形例で、この実施例では上記の回
動部材１０の代りに円周方向に複数に分割した好ましく
は４つの扇状セグメント２′を用い、この扇状セグメン
ト２′をスタンパ−ホルダー２の上面に形成した溝中に
軸方向に摺動自在に収容し、円周方向に分布させた締付
はネジ８によって各扇状セグメント２′を独立して変位
させることによって耐熱性リング３を軸線に直角な平面
内で任意の方向に膨出させるものである。

第５図ではスタンパ−ホルダー２の上側表面上に設けた
複数の微少ネジ９を与圧手段とするもので、このネジは
スタンノ？−ホルダー表面状に好ましくは４つ周方向に
等間隔に設けるのが好ましい。

スタン、ぐ−ホルダーには円筒状溝２ｏを形成し、この
溝内に円弧状のピストン片１１を収容し、上記溝２０中
に収容した与圧媒体に上記ネジ９からの力を伝え連通路
１２を介して上記リング３の円周溝１３に圧力を加えて
リング３を膨出させるようになっている。上記の溝２０
．１３はスタンパ−ホルダー２の円−円周上に複数個、
好ましくは４等分して形成し、スタンパ−ホルダーの軸
線に直角な平面内で上記リング３が任意の半径方向に偏
心変位できるようにするのが好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による膨出可能部材を含むディスク成形
用金型組立体のスタンパ−ホルダ一部分の一部拡大断面
概念図。 第２図から第５図は本発明による膨出部材の変形実施例
を示す上記スタンノ−ホルダー（７１１出ｍ材を設けた
部分の拡大概念断面図。 （図中符号） １ニスタンバー、２　：スタンノ−ホルダー、３：膨出
部材、５：割型。 ｂ 第１図 第２図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）スタンパーの中心孔に挿入されてそれを保持する内
   周スタンパーホルダーを備えたプラスチック基板の成形
   用金型において、 上記スタンパーの中心孔の放射方向内周端縁と対向する
   スタンパーホルダーの放射方向外周端縁上に膨出可能部
   材を設けたことを特徴とする金型。 ２）上記の膨出可能部材が上記スタンパーホルダーを構
   成する材料の熱膨張係数よりも熱膨張係数が大きい材料
   によって構成されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の金型。 ３）上記の膨出可能部材が耐熱性樹脂、耐熱性ゴムおよ
   び／または易膨張性金属によって作られていることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の金型。 ４）上記の膨出可能部材に追加的に力を加える与圧手段
   をさらに含むことを特徴とすることを特許請求の範囲第
   １項に記載の金型。 ５）上記の与圧手段がスタンパーホルダーを構成する材
   料よりも熱膨張係数の大きな固体、液体または気体を含
   むことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の金型。 ６）上記の固体、液体または気体が上記スタンパーホル
   ダー中に形成された収容部内に収容されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載の金型。