JP2006164406A - ディスク基板成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 無情報エリアを有するディスク基板を低コストで成形でき、貼合わせ不良が発生することのない光ディスクを成形するディスク基板成形装置を提供する。
【解決手段】 情報エリア４１を成形するスタンパ６２と、スタンパ６２の内周部を保持する内周スタンパ押え６４とを備え、情報エリア４１を有するディスク基板４２を成形する第一の成形用金型６１と、無情報エリア４３を成形する鏡面板２２と、鏡面板２２における無情報エリア４３を成形する部分２６の内側部分か又は鏡面板２２の内側の部材３５に設けられた環状突起部３３を備え、無情報エリア４３を有するディスク基板４４を成形する第二の成形用金型１２とが設けられ、第一の成形用金型６１の内周スタンパ押え６４の鍔部６５の外周端部６６の位置と、第二の成形用金型１２の環状突起部３３の外周端部３９の位置とが、互いに径方向に異なっている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、貼合わせて光ディスクとなす情報エリアを有するディスク基板と無情報エリアを有するディスク基板とをそれぞれ成形するディスク基板成形装置に関する。

ＤＶＤ等の貼合わせ光ディスクは、情報エリアを有するディスク基板と、無情報エリアを有するディスク基板とを接着剤で貼合わせて製造されるものが多い。前記情報エリアを有するディスク基板と無情報エリアを有するディスク基板をそれぞれ成形するディスク基板成形装置において、情報エリアを有するディスク基板を成形するディスク基板成形用金型は、情報を転写するスタンパが外周スタンパホルダと内周スタンパホルダによって取付けられている。そして内周スタンパホルダの鍔部の部分は、キャビティに向けて突出しているので、成形される情報エリアを有するディスク基板の中心開口近傍には環状溝が形成される。また無情報エリアを有するディスク基板を成形するディスク基板成形用金型についても、同様に高価なダミースタンパが外周スタンパホルダと内周スタンパホルダによって固定されている。そしてダミースタンパを押える内周スタンパホルダの鍔部の部分についても、キャビティに向けて突出しているので、無情報エリアを有するディスク基板にも同じ位置に環状溝が形成される。
特開平１０−３０２３１７号公報（００２０、図１、図２） 特開平１０−１１８２１号公報（００１７、図１、図２） 特開平１１−１２０６１８号公報（００２８、図３、図４）

従来の貼合わせ光ディスクを成形するディスク基板成形装置における、無情報エリアを有するディスク基板を成形するディスク基板成形用金型は、前記のように高価なダミースタンパが取付けられているので、金型の製造コストが高くなる原因になっていた。また消耗品であるダミースタンパを交換するための作業を、所定の成形回数毎に行う必要があった。更に従来の貼合わせ光ディスクを成形するディスク基板成形装置によって成形された情報エリアを有するディスク基板と、無情報エリアを有するディスク基板とを貼合わせた場合には、バリが同じ位置に形成されているため、バリ同士が互いに当接する。その結果、所定の間隔にディスク基板同士を貼合せることができず、前記ディスク基板同士を貼合わせる接着剤にバブルが発生するといった問題があった。

本発明は、このような状況に鑑み提案されたものであって、無情報エリアを有するディスク基板を低コストで成形することができ、しかも貼合わせて光ディスクとなした際に、貼合わせ不良が発生することのない情報エリアを有するディスク基板と無情報エリアを有するディスク基板とをそれぞれ成形するディスク基板成形装置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装置は、情報エリアを有するディスク基板と、情報エリアに貼合わされる無情報エリアを有するディスク基板をそれぞれ成形するためのディスク基板成形装置であって、情報エリアを成形するスタンパと、スタンパの内周部を保持する内周スタンパ押えとを備え、情報エリアを有するディスク基板を成形する第一の成形用金型と、無情報エリアを成形する鏡面板と、鏡面板における無情報エリアを成形する部分の内側部分か又は鏡面板の内側の部材に設けられた環状突起部を備え、無情報エリアを有するディスク基板を成形する第二の成形用金型とが設けられ、且つ、それら第一の成形用金型における内周スタンパ押えの鍔部の外周端部の位置と、第二の成形用金型における環状突起部の外周端部の位置とが、互いに径方向に異なっ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装置は、請求項１において、第一の成形用金型における内周スタンパ押えの鍔部の外周端部の位置に対して、第二の成形用金型における環状突起部の外周端部の位置が、径方向に外側にあることを特徴とする。

本発明の請求項３に記載のディスク基板成形装置は、請求項１において、第二の成形用金型における無情報エリアを成形する鏡面板は、表面がＤＬＣ、窒化化合物、炭化化合物、およびタングステンカーバイトの少なくとも一種類からなるコーティングがなされているか又は鏡面板の表面に直接粗面加工がなされていることを特徴とする。

本発明は、貼合わせ光ディスクを成形するディスク基板成形装置における情報エリアを有するディスク基板を成形する第一の成形用金型における内周スタンパ押えの鍔部の外周端部の位置と、無情報エリアを有するディスク基板を成形する第二の成形用金型における環状突起部の外周端部の位置とが互いに径方向に異なっており、且つ無情報エリアを成形するキャビティ面が鏡面板からなっているので、無情報エリアを有するディスク基板を低コストで成形することができ、しかも貼合わせて光ディスクとなした際に、貼合わせ不良が発生することがない。

本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本実施形態のディスク基板成形装置における無情報エリアを有するディスク基板を成形する第二の成形用金型の縦断面図である。図２は、本実施形態のディスク基板成形装置における情報エリアを有するディスク基板を成形する第一の成形用金型と、無情報エリアを有するディスク基板を成形する第二の成形用金型の要部断面図である。図３は、本実施形態のディスク基板成形装置によって成形された情報エリアを有するディスク基板と、無情報エリアを有するディスク基板を貼合わせた光ディスクの中心開口近傍の拡大断面図である。

図３に示す光ディスク４０は、情報エリア４１を有するディスク基板４２（以下データディスク基板４２と称す）と無情報エリア４３を有するディスク基板４４（以下ダミーディスク基板４４と称す）を互いに対向させて接着剤４５で貼合わせたものである。データディスク基板４２は、図２に示されるディスク基板成形装置９の第一の成形用金型６１によって成形される。データディスク基板４２の情報エリア４１は、情報としてのサブミクロンの凹凸であるピットが、第一の成形用金型６１のスタンパ６２によって転写成形されたものである。データディスク基板４２の中心開口４６近傍の環状溝４７は、図２に示される前記第一の成形用金型６１における鏡面板６３の表面に配設されるスタンパ６２を押える内周スタンパ押え６４の鍔部６５により形成される。そして前記内周スタンパ押え６４の鍔部６５の外周端部６６とスタンパ６２との間隙に溶融樹脂が入り込むことによって、情報エリア４１を有するデータディスク基板４２には環状溝４７の半径方向外側の溝端４８に情報エリア４１の面とは直交する方向にバリ４９が形成される。

ダミーディスク基板４４は、図２に示されるディスク基板成形装置９の第二の成形用金型１２によって成形される。ダミーディスク基板４４を成形する第二の成形用金型１２について図１により詳しく説明すると、第二の成形用金型１２は、固定金型１０と可動金型１１とからなる。固定金型１０は、断熱板１４を介して図示しない射出成形機の固定盤に取付けられる固定型板１３と、固定型板１３の反断熱板１４面に固定裏板１５を介して固着されダミーディスク基板４４の裏面５４を形成させる鏡面板１６と、固定型板１３、固定裏板１５および鏡面板１６の中心孔に嵌挿されるメスカッタ１９と、メスカッタ１９および固定型板１３の中心孔に嵌挿されるスプルブッシュ１８と、スプルブッシュ１８の端面に当接し固定型板１３の中心孔に固着される位置決板１７と、固定裏板１５および鏡面板１６の外周端面に嵌挿され固定型板１３に固着される固定外周リング２０とからなる。

可動金型１１は、可動型板２３と、可動型板２３の固定金型１０側の面に可動裏板２１を介して固着されダミーディスク基板４４の無情報エリア４３を形成させる鏡面板２２と、鏡面板２２の外周端部に固着されダミーディスク基板４４の外周端を形成させる外周リング２５と、可動裏板２１および鏡面板２２の中心孔に嵌挿される円筒状部材であるスリーブ３５と、スリーブ３５の内孔に案内され軸方向に摺動してダミーディスク基板４４を突出すエジェクタ２９と、エジェクタ２９の内孔に嵌挿され軸方向に摺動してメスカッタ１９と係合しダミーディスク基板４４に中心開口５０を穿孔するオスカッタ３０と、オスカッタ３０の内孔に嵌挿され軸方向に摺動して中心開口５０で分離されたスプルを突出す突出ピン３１と、可動裏板２１および鏡面板２２の外周端面に嵌挿され可動型板２３に固着される可動外周リング２４とからなる。固定金型１０と可動金型１１とは、固定外周リング２０と可動外周リング２４において当接し、型合わせされることによって、キャビティ３２が形成される。

そして本実施形態では鏡面板２２のキャビティ面２６には、ダミースタンパは取付けられておらず、鏡面板２２のキャビティ面２６は、前記鏡面板２２の内側に隣接して形成される部材であるスリーブ３５のキャビティ面３７とともに無情報エリア４３を成形する側のキャビティ面をそれぞれ構成している。ダミーディスク基板４４を成形する第二の成形用金型１２における可動金型１１は、データディスク基板４２を成形する第一の成形用金型６１と比較して、スタンパ６２、内周スタンパ押え６４を備えないので、低コストの金型となる。

本実施形態では、鏡面板２２には、ステンレス鋼が用いられている。そして前記鏡面板２２のキャビティ面２６には、Ｔｉｎ（窒化チタン）コーティング（ビッカース硬度Ｈｖ１０００ないしＨｖ１４００）が、厚さ１μｍないし１０μｍに形成されている。そして鏡面板２２のキャビティ面２６のＴｉｎコーティングは、コーティング膜形成後に、ダイヤモンドペースト等を使用して仕上加工されている。このＴｉｎコーティングの仕上加工については、前記以外の方法で物理的に表面処理するものでもよいが、仕上加工後の表面粗さ（十点平均粗さ）は０．０５μｍＲｚないし０．４μｍＲｚとなっている。なおＴｉｎはＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）との比較において、摩擦係数および表面粗さが大きいので、上記の表面粗さを確保する点で有利である。また鏡面板２２のキャビティ面２６にコーティングされる材料としては、Ｔｉｎ以外に、ＴｉＣＮ、ＴｉＣｒＮ、ＴｉＡＬＮ等のチタン窒化化合物や、ＳｉＮ、Ｓｉ３Ｎ４等の珪素窒化化合物、ＡｌＮ、ＴａＮ、ＺｒＮ等のその他の窒化化合物をコーティングしてもよい。またＳｉＣやＴｉＣ等の炭化化合物をコーティングしてもよい。またＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）をコーティングしてもよい。上記のコーティングについては、厚さ１μｍないし１０μｍ程度になされる。またＷＣＣ（タングステンカーバイトコーティング）、硬質クロム等の金属メッキや、フッソ樹脂（ＰＴＦＥまたはＰＦＡ）を０．０３ｍｍないし１．００ｍｍの厚さにコーティングしてもよい。なお前記コーティング材は、種類の異なるコーティング材を複層にコーティングしたものでもよい。これらのコーティングにより鏡面板２２のキャビティ面２６は、表面粗度が０．０５μｍＲｚないし０．４μｍＲｚ程度となるように加工されていることが望ましい。また前記ステンレス鋼からなる鏡面板のキャビティ面は、サンドブラストや放電加工等の方法により、直接粗面加工がなされたものであってもよい。

図１に示されるように、第二の成形用金型１２における鏡面板２２の中心孔に嵌挿されるスリーブ３５は、多段に径違いの円筒状部材であり、最大径部と中間径部との間に段部を有する。スリーブ３５の最大径部は可動型板２３に嵌挿され、中間径部は鏡面板２２の内孔３８に嵌挿されている。スリーブ３５の最小径部と鏡面板２２の段状の内孔３８との間にはエア吹出溝３６が環状に設けられ、エア吹出溝３６はキャビティ３２に開口している。そして成形時には、スリーブ３５の最小径部と鏡面板２２の間のエア吹出溝３６に溶融樹脂が入り込んで無情報エリア４３の面に直交する方向にバリ５３が形成される。

図１，図２に示されるように、前記スリーブ３５の最小径部のキャビティ面３７にはキャビティ３２に向けて突出して環状突起部３３が設けられている。環状突起部３３は、ダミーディスク基板４４の中心開口５０近傍に環状溝５１を成形するためのものである。環状突起部３３は、その断面形状が略台形または半円形であり、高さは０．１０ｍｍないし０．４０ｍｍ、底部の幅は１．００ｍｍないし５．００ｍｍである。また、ダミーディスク基板４４における環状溝５１の半径方向外側の溝端５２を成形する環状突起部３３の外周端部３９の直径（スリーブ３５の最小径部の直径）は、２２．３０ｍｍないし２２．５０ｍｍに設けられる。一方図２に示されるようにデータディスク基板４２を成形する第一の成形用金型６１の内周スタンパ押え６４における鍔部６５の外周端部６６の直径は、２２．１０ｍｍないし２２．４０ｍｍに形成されている。そして前記環状突起部３３における外周端部３９の位置（半径Ｒ１）の方が、前記内周スタンパ押え６４における鍔部６５の外周端部６６の位置（半径Ｒ２）よりも０．０５ｍｍないし０．２０ｍｍ径方向に外側の位置となるよう設けられている。そしてその結果、データディスク基板４２に前記ダミーディスク基板４４を重ねた際に、ダミーディスク基板４４のバリ５３が、データディスク基板４２のバリ４９と同位置に重ならないようになっている。なお環状突起部３３の外周端部３９の直径を、前記鍔部６５の外周端部６６の直径よりも０．１０ｍｍないし０．４０ｍｍ小さくして、溝端４８，５２およびバリ４９，５３が互いに径方向に異なる位置に形成されるようにしてもよい。またスリーブのキャビティ面や固定金型の鏡面板のキャビティ面についても、前記可動金型の鏡面板のキャビティ面と同様にコーティングを行なってもよい。

次に本実施形態のディスク基板成形装置９によるデータディスク基板４２とダミーディスク基板４４の成形工程と、成形されたデータディスク基板４２とダミーディスク基板４４とを貼合わせる光ディスク４０の製造工程について説明する。説明に際しては第二の成形用金型１２によるダミーディスク基板４４の成形を中心に説明し、データディスク基板４２の成形についてはそれを援用する。まず図示しない射出成形機の射出装置が第二の成形用金型１２のスプルブッシュ１８に当接され、溶融樹脂がスプルブッシュ１８の内部を通じてキャビティ３２へ射出される。キャビティ３２内を同心円状に放射線方向に流動してキャビティ３２を充填した溶融樹脂は、冷却・固化する過程でオスカッタ３０とメスカッタ１９により中心開口５０が穿孔されて、ダミーディスク基板４４が成形される。

その後、可動金型１１が固定金型１０から離隔されるのと前後して、エア吹出溝３６に圧空が供給される。エア吹出溝３６からキャビティ３２に吹出された圧空は、キャビティ３２の放射線内側方向には環状突起部３３があって空気抵抗が大きいため、放射線外側方向により強く流動する結果、ダミーディスク基板４４のコーティングにより粗面に加工された鏡面板２２のキャビティ面２６から離型がより容易にかつ迅速に行われる。成形されたダミーディスク基板４４は、アルミ蒸着装置に搬送され、無情報エリア４３がアルミ蒸着される。そしてダミーディスク基板４４の成形と略同時に、第一の成形用金型６１によってデータディスク基板４２が成形され、データディスク基板４２の情報エリア４１には同様にアルミ蒸着がなされる。

そしてデータディスク基板４２とダミーディスク基板４４はそれぞれ貼合わせ装置に搬送され、データディスク基板４２の情報エリア４１に接着剤４５を塗布し、その上にダミーディスク基板４４を重ね、回転させて前記接着剤４５を延ばしていく。その際にデータディスク基板４２とダミーディスク基板４４とはバリ４９，５３の位置が同じ位置にないので、データディスク基板４２とダミーディスク基板４４の間隔が、所定以上となることがない。またバリ４９，５３同士が衝突して粉などが発生することが少ない。そして接着剤４５は、バリ４９，５３の部分を越えて中心開口４６，５０近傍の環状溝４７，５１に入り込まず、また接着剤４５にバブルが発生することもないので、見た目の美しい光ディスク４０が形成される。

その他本発明は、当業者の知識に基づいて様々な変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。例えばディスク基板成形装置におけるダミーディスク基板を成形する第二の成形用金型は、無情報エリアを成形するキャビティ面を有する鏡面板と環状突起部が形成されたスリーブが固定金型に取付けられたものであってもよい。 またディスク基板成形装置におけるデータディスク基板を成形する第一の成形用金型についても、スタンパを固定金型に取付けたものであってもよい。また可動金型または固定金型の鏡面板の中心孔の直径を小さくし、鏡面板の表面における無情報エリアを成形する部分の内側部分に上記のような環状突起部を形成してもよい。その場合、環状突起部と鏡面板の無情報エリアを成形する面との間にはエア吹出溝を成形するようにしてもよい。更にはディスク基板成形装置におけるデータディスク基板を成形する第一の成形用金型とダミーディスク基板を成形する第二の成形用金型は、同一の射出成形機に取付けられるものであってもよい。その場合第一の成形用金型と第二の成形用金型は、一体の成形用金型であってもよく、個々の金型が独立したものであってもよい。

本実施形態のディスク基板成形装置における無情報エリアを有するディスク基板を成形する第二の成形用金型の縦断面図である。 本実施形態のディスク基板成形装置における情報エリアを有するディスク基板を成形する第一の成形用金型と、無情報エリアを有するディスク基板を成形する第二の成形用金型の要部断面図である。 本実施形態のディスク基板成形装置によって成形された情報エリアを有するディスク基板と、無情報エリアを有するディスク基板を貼合わせた光ディスクの中心開口近傍の拡大断面図である。

符号の説明

９ ディスク基板成形装置
１０ 固定金型
１１ 可動金型
１２ 第二の成形用金型
１６，２２，６３ 鏡面板
２６，３７ キャビティ面
３３ 環状突起部
３５ スリーブ
３６ エア吹出溝
３９，６６ 外周端部
４０ 光ディスク
４１ 情報エリア
４２，４４ ディスク基板（データディスク基板，ダミーディスク基板）
４３ 無情報エリア
４５ 接着剤
４６，５０ 中心開口
４７，５１ 環状溝
４８，５２ 溝端
４９，５３ バリ
６１ 第一の成形用金型
６２ スタンパ
６４ 内周スタンパ押え
６５ 鍔部

Claims (3)

1. 情報エリアを有するディスク基板と、前記情報エリアに貼合わされる無情報エリアを有するディスク基板をそれぞれ成形するためのディスク基板成形装置であって、
   前記情報エリアを成形するスタンパと、前記スタンパの内周部を保持する内周スタンパ押えとを備え、情報エリアを有するディスク基板を成形する第一の成形用金型と、前記無情報エリアを成形する鏡面板と、前記鏡面板における無情報エリアを成形する部分の内側部分か又は前記鏡面板の内側の部材に設けられた環状突起部を備え、無情報エリアを有するディスク基板を成形する第二の成形用金型とが設けられ、且つ、それら第一の成形用金型における内周スタンパ押えの鍔部の外周端部の位置と、第二の成形用金型における環状突起部の外周端部の位置とが、互いに径方向に異なっていることを特徴とするディスク基板成形装置。
2. 前記第一の成形用金型における内周スタンパ押えの鍔部の外周端部の位置に対して、第二の成形用金型における環状突起部の外周端部の位置が、径方向に外側にあることを特徴とする請求項１に記載のディスク基板成形装置。
3. 前記第二の成形用金型における無情報エリアを成形する鏡面板は、表面がＤＬＣ、窒化化合物、炭化化合物、およびタングステンカーバイトの少なくとも一種類からなるコーティングがなされているか、又は鏡面板の表面に直接粗面加工がなされていることを特徴とする請求項１に記載のディスク基板成形装置。

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