JP2001030302A - ディスク用射出成形金型及び射出成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、調芯性と型開き時における平行性
の両立を可能にした光ディスク用射出成形金型及びかか
る金型を有する射出成形装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 光ディスク用射出成形金型にテーパーガ
イド機構と直進ガイド機構とを設置し、型締め時及び型
開き時ともに平行性を維持したまま、高水準の調芯を行
った。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に金型及び射
出成形機に係り、特に、光ディスク等のディスク基板を
射出成形するための金型及び射出成形機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、音声や画像情報の記録及び再生に
好適な光磁気ディスクやデジタルバーサタイルディスク
（ＤＶＤ）等の大容量の記録を可能で、利便性の高い光
記録担体の使用が増加している。かかる光記録担体は、
ポリカーボネート等の樹脂基板上に記録膜、反射膜、保
護膜などから構成される。通常、樹脂基板はプリフォー
マット信号やデータ信号を複製可能なスタンパと呼ばれ
る金型内に溶解した樹脂を射出成形することによって製
造される。スタンパとは、所望の製品（レプリカ：量産
する光記録担体）とは逆の凹凸の形状が刻まれている金
型のことで、ニッケル（Ｎｉ）材料で作製されている。
金型による射出成形は、全てのレプリカ製造に係ること
から、精度が高く、且つ製造能力の高い射出成形が望ま
れている。

【０００３】従来の光ディスク用射出成形金型の模式図
を図１０及び図１１に示した。ここで、図１０は、ガイ
ドポスト方式の調芯機構を有する金型の模式図であり、
図１１はガイドリング方式の調芯機構を有する金型の模
式図である。図１０及び図１１に示すディスク用金型
は、それぞれ、固定金型１及びそれに対峙してなる可動
金型２とを有しているが、それらの調芯方式において両
者は異なっている。固定金型１は成形機上の固定プラテ
ン３に、可動金型２は同様に可動プラテン４に固定され
ている。固定プラテン３は成形機のフレーム上に設置さ
れ、４本のタイバー５を介して可動プラテン４と対峙し
ている。可動プラテン４は図示しない型締め機構に連結
されており、ダイバー５上を前進後退する。型締め機構
としては、例えば、油圧シリンダを利用した直圧機構
や、マジックハンドを応用したトグル機構や、モータを
使用した電動式の機構が知られている。固定金型１及び
可動金型２には、温度制御用の温調媒体流路が設けら
れ、水や油などの媒体を温度制御しながら流し、溶融樹
脂が充填される空間（キャビティ）の温度を一定に維持
している。

【０００４】固定金型１と可動金型２が型締めによって
閉鎖される際には、上述のように精度の高いレプリカを
製造するために両金型が厳密に且つ正確に調芯される必
要がある。図１０に示すガイドポスト方式は、可動金型
２に接続された円柱状ポスト６と、固定金型１に接続さ
れてポスト６をガイドするブッシュ７とが嵌合すること
によって調芯する。一方、図１１に示すガイドリング方
式は、固定金型１のオス型リング状テーパー面１０１と
可動金型２のメス型リング状テーパー面１０２とが嵌合
することによって調芯する。

【０００５】これら従来の機構は共に長所及び短所のあ
ることが本発明者の検討で明らかになっている。これら
について図１２乃至図１５を参照して説明する。ここ
で、図１２及び図１３は、図１０に示すガイドポスト方
式の調芯機構の断面図で、図１４及び図１５は、図１１
に示すガイドリング方式の調芯機構の断面図である。ま
た、図１２及び図１４は、型締め力が発生し、キャビテ
ィ８が完全に閉鎖され、溶融樹脂がキャビティ８に充填
された状態を示し、図１３及び図１５は、型締め力の脱
圧若しくは型開きによってキャビティ８が開き、成形基
板がプリグルーブやプリピットの情報が記録されたスタ
ンパより剥離した状態を示している。

【０００６】図１０に示すガイドポスト方式の調芯機構
は、型開き時に図１３に示すように直進性ガイドである
ポスト６によってキャビティ８の平行性はある程度維持
され、成形機におけるプラテン３及び４の平行度の悪影
響を受けにくい長所がある。しかし、キャビティ８より
遠い位置にあること、ポスト６の傾倒やポスト６とガイ
ドブッシュ７の熱膨張差による相対位置ずれなどにより
調芯時には図１２で模式的に示すように固定金型１と可
動金型２の調芯位置がずれて互いのキャビティ成形面が
嵌合することにより形成されるクリアランスａ１とａ２
に差が生じ易い。かかるクリアランスの差は、成形した
樹脂基板の偏芯とバリ（成形材料が金型の間隙に流れ出
て固化したもの）の発生をもたらす。

【０００７】一方、図１１に示すガイドリング方式の調
芯機構は、調芯機構がリング状テーパー嵌合面１０１及
び１０２を有するために、オス型及びメス型ガイドリン
グが全周的にかつ比較的キャビティ８に近い位置でガイ
ドするために図１４に示すように調芯精度が得やすいと
いう長所がある。換言すれば、互いのキャビティ形成面
の嵌合クリアランスａ１とａ２の差が生じにくい。

【０００８】しかし、テーパー面の嵌合ではガイドリン
グの突き当て面１０３及び１０４が離れたときには調芯
機能としての役割をほとんど果たさなくなるため、図１
５に示すように成形機の精度に依存し局所的にクリアラ
ンスａ３が生じるなど偏開きしやすい。この結果、離型
時に金型２が振動したり金型１に衝突して成形樹脂の変
形により高品質のディスク基板を製造することができな
いという問題を生じる。

【０００９】テーパー角度をきつくしたりオス型をメス
型に対して大きくする、即ち、圧入をきつくすることに
よってかかる問題は緩和することも考えられるが、テー
パー面１０２及び１０２が磨耗し易くなる上、ガイドの
摺動抵抗が大きくなるため完全な解決とはならない。ま
た、脱圧時は成形機におけるプラテン平行度の影響を強
く受けるので、成形時つまり熱間時においてもプラテン
平行度を良好に維持しておく必要がある。ここで、「プ
ラテン平行度」とは金型の調芯機構に依存しない状態で
の両プラテン間距離のバラツキと定義されるが、本発明
者の検討によれば良好なプラテン平行度とは４０μｍ以
内であり、より好ましくは２０μｍ以内である。プラテ
ン平行度はタイバー５の熱膨張率などにより熱的な影響
を強く受けるために常温時に精度が出ていても成形時に
は狂いが生じる。このような良好なプラテン平行度を熱
間状態で維持するためには本発明者が特開平１０-３２
３８７２で開示した技術などが必要になる。このように
ガイドリング方式の調芯機構は型開き時に平行に開くこ
とが困難であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ディスク用射出成形金
型は、両金型の型締め時の調芯が精度良く行われること
は重要であるが、更に、型締めを行い樹脂を成形した後
に両金型を平行に型開きし、成形樹脂を変形させないよ
うにすることも重要である。近年、ディスクの高密度化
に伴い基板の薄肉化されることによって成形品の機械特
性や転写性の求められる要求が厳しくなり、型締め時の
金型の調芯性と型開き時の金型の平行性の両立が望まれ
る。しかし、従来の技術においては、上述したように、
かかる技術の両立は困難であり、精密な射出成形を行う
ことができず高品質なディスク基板を提供することがで
きなかった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、上述
した従来の課題を解決する新規かつ有用なディスク用射
出成形金型及び射出成形機を提供することを例示的な概
括的目的とする。

【００１２】より特定的には、本発明は、型締めの際の
両金型の調芯性と型開きの際の両金型の平行性の両立を
可能にするディスク用射出成形金型及び射出成形機を提
供することを例示的目的とする。

【００１３】上記目的を達成するために、本発明の例示
的一態様としての金型は、第１の係合面を有する第１の
金型と、前記第１の係合面と協同して成型用キャビティ
を画定する共に型締め時に調芯を行う第２の係合面を有
する第２の金型と、前記第１及び第２の金型との相対的
移動を補助する射出成形機のタイバーよりも前記第１及
び／又は第２の係合面に近接して配置され、型開き時に
前記第１及び第２の金型をガイドするガイド機構とを有
する。かかる金型によれば、第１及び第２の係合面がガ
イド機構に優先して作用してガイド機構よりも高精度に
調芯を行う。一方、ガイド機構が離型時の第１及び第２
の係合面によるガイドのずれを矯正して両金型の平行性
を維持することができる。

【００１４】また、本発明の別の例示的一態様としての
金型は、第１の係合面を有する第１の金型と、前記第１
の係合面と協同して成型用キャビティを画定する共に型
締め時に調芯を行う第２の係合面を有し、前記第１の金
型と相対移動可能な第２の金型と、前記第１及び第２の
係合面の対向方向における温度差の周方向のばらつきが
５℃以内になるように前記第１及び第２の金型の温度を
調節する温度調節装置とを有する。かかる金型によれ
ば、両金型の一周内の温度ムラが５℃以内と小さくな
る。

【００１５】また、本発明の例示的一態様としての電動
射出成形機は、第１の係合面を有する固定金型と、タイ
バーと、当該タイバーに移動可能に接続された可動プラ
テンと、前記第１の係合面と協同して成型用キャビティ
を画定する共に型締め時に調芯を行う第２の係合面を有
し、前記可動プラテンに固定された可動金型と、前記キ
ャビティに成形材料を導入する射出ユニットと、前記可
動プラテンを前記タイバーに沿って移動させる電動型締
め機構と、前記第１及び／又は第２の係合面に前記タイ
バーよりも近接して配置され、型開き時に前記第１及び
第２の金型をガイドするガイド機構とを有する。かかる
電動射出成形機は、第１及び第２の係合面がガイド機構
に優先して作用してガイド機構よりも高精度に調芯を行
う。一方、ガイド機構が離型時の第１及び第２の係合面
によるガイドのずれを矯正して両金型の平行性を維持す
ることができる。また、電動型締め機構を利用している
ので精密な動作制御が可能である。

【００１６】本発明の更なる目的その他の特徴は、以
下、添付図面を参照して説明される実施例において明ら
かにされるであろう。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明のディスク用射出成
形金型１００ついて図１乃至図９を参照して説明する。
なお、各図において同一の参照符号は同一部材を表し、
重複説明は省略する。ここで、図１は本発明のディスク
用射出成形金型１００の構造を示す斜視図である。図２
及び図３は金型１００の動作を説明するためのディスク
用射出成形金型１００の要部断面図であり、図２は、型
締め力が発生し、キャビティ２５が完全に閉鎖され、溶
融樹脂がキャビティ２５に充填された状態を示し、図３
は、型締め力の脱圧若しくは型開きによってキャビティ
２５が開き、成形基板がプリグルーブやプリピットの情
報が記録されたスタンパ３２より剥離した状態を示して
いる。

【００１８】図１を参照するに、本発明のディスク用射
出成形金型１００は、固定金型２２と、可動金型２４
と、固定プラテン２６と、可動プラテン２８と、タイバ
ー３０と、直進ガイド機構４０とを有している。なお、
重力の方向は、例えば、右方向である。

【００１９】固定金型２２と可動金型２４とは対向して
配置され、固定金型２２はオス型テーパー面２０２を有
し、可動金型２４はメス型テーパー面２０４を有してい
る。但し、固定金型２２がメス型テーパー面２０４を有
して可動金型２４がオス型テーパー面２０２を有しても
よく、また、金型２２及び２４が有する係合面は本実施
例のようにテーパー形状に限定されない。テーパー面２
０２及び２０４は協同して光ディスク基板成型用キャビ
ティ２５を画定する。後述するように、固定金型２２に
は直進ガイド機構４０のブッシュ固定板５２が挿入され
る溝又は切り欠き２２ａが形成される。可動金型２４に
は直進ガイド機構４０の金型固定板４２とポスト取り付
け板４４とが挿入される溝又は切り欠き２４ａが形成さ
れる。但し、これらの溝又は切り欠き２２ａ及び２４ａ
は、例えば、ブッシュ固定板５２の底部を固定金型２２
と同一の曲率を有する曲面として構成することにより省
略することができる。

【００２０】固定金型２２は固定プラテン２６に固定さ
れ、可動金型２４は可動プラテン２８に固定されてい
る。図１においては固定プラテン２６及び２８は直方体
状の平板構造を有しているが、かかる形状は単なる例示
である。可動プラテン２８には４本のタイバー３０が貫
通しており、可動プラテン２８はタイバー３０に沿って
固定プラテン２６とは相対的に移動することができる。
なお、図１においては、一本のタイバー３０は便宜上図
示が省略されている。この結果、可動金型２４は固定金
型２２に相対的に移動することができる。可動プラテン
２８の移動機構としては、直圧式、トグル式など所望の
機構を採用することができる。

【００２１】次に、図４乃至図７を参照して、直進ガイ
ド機構４０について説明する。ここで、図４は、直進ガ
イド機構４０の一部断面拡大斜視図である。図５は、図
４に示す直進ガイド機構４０の断面図である。図６は、
型締め時に図５に示す直進ガイド機構４０のガイドポス
ト４６とガイドブッシュ５０とが係合した状態を示す断
面図である。図７は、型開き時に図５に示す直進ガイド
機構４０のガイドポスト４６がガイドブッシュ５０内で
移動している状態を示す断面図である。

【００２２】図４に詳細に示すように、直進ガイド機構
４０は、金型固定板４２と、ポスト取り付け板４４と、
円柱状ガイドポスト４６と、取り付けボルト４８と、ガ
イドブッシュ５０と、ブッシュ固定板５２と、ボールベ
アリング５４とを有している。

【００２３】金属固定板４２は、ほぼ直方体形状を有し
て可動金型２４に固定されている。金属固定板４２は可
動金型２４に設けられた溝又は切り欠き２４ａに挿入さ
れて図示しないねじ、接着剤などの固定手段を介して固
定されており、本実施例では例示的に可動金型２４と同
一又は類似の熱膨張係数を有する金属材料から構成され
る。代替的に、金属固定板４２は可動金型２４の一部を
加工変形することによって構成されてもよい。なお、金
属固定板４２には後述するブッシュ５０が固定されて、
後述する固定板５２に要素４４及び４６が固定されても
よいことはいうまでもない。

【００２４】ポスト取り付け板４４はほぼ直方体形状を
有し、図５に示すように、可動金型２４の溝２４ａに挿
入されて、金属固定板４２に取り付けボルト４８を介し
て取り付けられている。ポスト取り付け板４４は取り付
けボルト４８を増締めする前は図４に示す矢印の方向に
移動可能に金属固定板４２に暫定的に固定され、取り付
けボルト４８を増締めすることによって最終的に金属固
定板４２に固定される。ポスト取り付け板４４は、最初
の型締め時に取り付けボルト４８によって完全に固定さ
れる。即ち、制御された温度環境下では各構成部材の熱
膨張は同一であるために、本実施例の金型１００はディ
スク成形のたびにポスト取り付け板４４と金属固定板４
２との増締めを要求するものではなく最初の型締め時の
みにポスト取り付け板４４と金属固定板４２との増締め
が行われればその後はかかる螺合を解除する必要はな
い。もっとも、本発明は、ディスク成形のたびにポスト
取り付け板４４と金属固定板４２との増締めを要求する
ことを排除するものではない。

【００２５】また、図４に示すように、ポスト取り付け
板４４はテーパー面２０４の近傍に配置され、また、ポ
スト取り付け板４４の表面に垂直にガイドポスト４６が
固定されているので、後述するようにガイドポスト４６
もテーパー面２０４の近傍に配置される。

【００２６】ガイドポスト４６は、後述するように、ガ
イドブッシュ５０と協同して型開き時に固定金型２２及
び可動金型２４の平行性を維持するように可動プラテン
２８の移動をガイドする。ポスト取り付け板４４が増締
め前は移動可能であることから、ガイドポスト４６も増
締め前はガイドブッシュ５０との係合が調整可能であ
る。これは、ガイドポスト４６が調整不能であれば、図
１０に示すガイドポスト機構と同様に、直進ガイド機構
４０が型締め時にテーパー面２０２及び２０４よりも優
先的に働く恐れがあり、調芯精度が損なわれる場合があ
るからである。従って、本発明の金型１００は、単純に
図１０及び図１１に示す従来の金型を組み合わせからは
構成されていないことに注意しなければならない。な
お、選択的にガイドポスト４６の代わりに又はガイドポ
スト４６と共にガイドブッシュ５０も調整可能に構成さ
れてもよい。このような構造はガイドポスト４６と同様
の構造（即ち、取り付け板４４と取り付けボルト４８）
により達成することが理解されるであろう。

【００２７】ガイドポスト４６は図１及び図４において
は可動金型２４の上部にタイバー３０よりもテーパー面
２０４の近傍に設置されている。本実施例では、型開き
時にタイバー３０よっては十分な金型２２及び２４の平
行分離ができないことに鑑みてなされたものであるので
タイバー３０よりも金型２２及び２４に近接しているこ
とが好ましい。また、図１０に示すポスト６は固定プラ
テン４に固定されているが、ガイドポスト４６は固定位
置がポスト６よりもテーパー面２０４に近い。このよう
に、ガイドポスト４６はテーパー面２０４からより近い
ところに設けることが好ましく、また、後述するガイド
ブッシュ５０はテーパー面２０２からより近いところに
設けることが好ましい。これは、テーパー面２０４の近
傍に固定することによって以下に説明するようにガイド
ポスト４６の長さを短くすることができるからである。

【００２８】ガイドポスト４６は、それ自身の傾倒を防
止するために、できるだけ太くかつ短くすることが好ま
しい。ガイドポスト４６の直径は選択されるガイドポス
ト４６の材料と剛性から決定することができる。また、
ガイドポスト４６の長さは、可動金型２４の面振れによ
り可動金型２４が樹脂成形に衝突しない十分な距離が選
択される。このような観点から、例えば、図５に示すガ
イドポスト４６は、直径Ａがφ２０ｍｍ以上、長さＢが
１５０ｍｍ以下に設定されることが好ましい。本実施例
においては、直径Ａはφ８０ｍｍ、長さＢは１００ｍｍ
とした。この結果、ガイドポスト４６は、後述するガイ
ドブッシュ５０と協同して、図６及び図７に示すよう
に、型開き時に両金型２２及び２４を高精度に平行に維
持することが可能になった。なお、図６及び図７につい
ては本発明の動作において詳細に説明する。

【００２９】また、本実施例ではガイドポスト４６は円
柱状の形状を有しているが、直進性が得られればその形
状は円柱に限定されるものではなく、その方向性も任意
である。本実施例のガイドポスト４６は型開き方向に平
行に配向されている。

【００３０】ガイドブッシュ５０は、可動金型２４と対
峙する固定金型２２の上部にテーパー面２０２の近傍に
設けられている。ガイドブッシュ５０にはガイドポスト
４６が係合及び分離が可能である。ガイドブッシュ５０
はガイドポスト４６と協同して金型２２及び２４の直進
平行離型をガイドする。ガイドブッシュ５０はブッシュ
固定板５２を介して固定金型２２に固定されている。ブ
ッシュ固定板５２は固定金型２２に所与の固定手段を介
して固定されている。ガイドブッシュ５０の中には、ガ
イドポスト４６を円滑にガイドするボールベアリング５
４が設けられている。このようなガイド方法は、ベアリ
ング以外の方法でもかまわない。

【００３１】本実施例では、直進ガイド機構４０はテー
パー面２０２及び２０４の外部近傍に一つを設けられて
いるが、テーパー面２０２及び２０４の外部近傍に所望
の数だけ設けられてもよい。また、直進ガイド機構４０
の全部又は一部は金型２２及び／又は２４が成形機内に
配置された後に取り付けられることができる。これは特
に、直進ガイド機構４０を搭載した金型２２及び２４を
成形機内に設置することが困難な場合に有効である。

【００３２】また、直進ガイド機構４０が２つの係合部
材を使用する場合、本実施例においては、ガイドポスト
４６とガイドブッシュ５０から構成されているが、２つ
の係合部材の形状はこれに限定されないことはいうまで
もない。例えば、ガイドポスト４６などのロッド部材の
側部に溝を形成して他方にそれに嵌合する突起を設ける
などである。また、直進ガイド部材４０は機械的ガイド
手段に限定されず、機械的手段、電気的手段、磁気的手
段及び光学的手段又はこれらの任意の組み合わせから構
成することが可能である。

【００３３】以下、図８を参照して、本発明の例示的一
態様としての射出成形機３００について説明する。射出
成形機３００は、上述した金型１００に加え、制御部３
１０と、温度調節装置３２０ａ及び３２０ｂ（以下、参
照番号３２０により総括する。）と、射出ユニット３３
０と、型締め用サーボモータ３４０とを有している。固
定金型２２の可動金型２４と対向する面（鏡面）にはス
タンパ３２が装着される。スタンパ３２には、厚さ０．
３ｍｍの純ニッケル材料で作成され、その表面にはトラ
ックピッチ０．８μｍ、幅０．３μｍ、深さ０．２μｍ
のＵ字形のグルーブ及びアドレスピッチやサーボピット
などのプリフォーマットパターンを光ディスク基板の表
面に形成するための凹凸が形成されている。なお、スタ
ンパ３２は、固定金型２２と可動金型２４のいずれに設
けられてもよい。

【００３４】制御部３１０は、温度調節装置３２０、射
出ユニット３３０及び型締め用サーボモータ３４０に接
続されており、これらの動作を制御する。但し、これら
の動作を制御するために一又は複数の制御部が設けられ
てもよい。

【００３５】温度調節装置３２０は、水道などの水源３
２２ａ及び３２２ｂ（以下、参照番号３２２により総括
する。）と、ヒータ装置３２４ａ及び３２４ｂ（以下、
参照番号３２４により総括する。）と、プラテン２６及
び２８に設けられた配管３２６ａ及び３２６ｂ（以下、
参照番号３２６により総括する。）と、温度センサ３２
８ａ及び３２６ｂ（以下、参照番号３２８により総括す
る。）とを有している。制御の容易性から、水源３２２
から供給される冷却水の温度は恒温であることが好まし
い。冷却水の代わりに他の種類の冷媒（アルコール、ガ
ルデン、フロン等）を使用することができるのはもちろ
んである。配管３２６の流路は所望の形状を有すること
ができる。ヒータ装置３２４は、例えば、配管３２６の
周りに巻かれたヒータ線などとしてから構成される。ヒ
ータ線に流れる電流の大きさを制御することによってプ
ラテン２６及び２８内の配管３２６を流れる水温を調節
することができる。温度センサ３２８は、ＰＴＣサーミ
スタ、赤外線センサ、熱伝対など周知のセンサを使用す
ることができる。温度センサ３２８は配管３２６（又は
配管３２６の流路）に接続してもよいし、接続していな
くてもよい。

【００３６】制御部３１０は、温度センサ３２８の温度
情報を得て、プラテン２６及び２８の温度が所定の温度
（両者は異なる温度でも同一の温度でもよい）になるよ
うにヒータ装置３２４に供給する電流を（例えば、可変
抵抗などを使用して）フィードバック制御する。固定プ
ラテン２６と可動プラテン２８の平行度を調整する温度
は射出成形が行われている時のプラテン温度に調整され
るのが好ましく、具体的には常温より高い２５℃乃至６
０℃の範囲の温度である。固定プラテン２６と可動プラ
テン２８の温度が異なる場合には温度差は１５℃以内で
あることが好ましい。また、プラテン平行度調整温度
は、同一個所の測定で±５℃、好ましくは±２℃の温度
範囲を有していてもよい。

【００３７】また、図９に示すように、固定金型２２の
テーパー面２０２と、それに対向する可動金型２４のテ
ーパー面２０４との温度差Δｔの一周内のばらつきが５
℃以内になるように金型温度を制御することが好まし
い。この結果、両金型２２及び２４の一周内の温度ムラ
が±５℃以内と小さくなるため、局部的な熱膨張に伴う
両者の嵌め合い誤差を許容以下に維持することができ
る。

【００３８】射出ユニット３３０は、通常の射出成形機
で使用される者と同様の構造を有し、図示しない加熱
筒、スクリュー、油圧シリンダ（又はサーボモータ）な
どから構成される。射出成形時に射出ユニット３３０か
らキャビティ２５内にポリカーボネート等の溶融樹脂が
射出される。制御部３１０は、加熱筒の温度、スクリュ
ーの回転数、油圧シリンダ（又はサーボモータ）による
射出力を制御することができる。

【００３９】型締め用サーボモータ３４０は、例えば、
ファナック社のＲＯＢＯＳＨＯＴなど当業界で周知のい
かなる電動式型締め機構をも適用することができる。制
御部３１０は、例えば、サーボモータの回転数をモータ
に流れる電流を制御することによって型締め力を制御す
ることができる。

【００４０】なお、本発明の射出成形機には、型締め機
構は電動式に限定されず、油圧シリンダを利用した直圧
機構や、マジックハンドを応用したトグル機構など当業
界で周知のいかなる型締め機構をも使用することができ
る。以下、金型１００と射出成形機３００の動作につい
て説明する。

【００４１】射出成形前に予め制御部３１０は温度調節
装置３２０を制御して固定及び可動プラテン２６及び２
８が３５±２℃になるように調整した。次いで、固定及
び可動プラテン２６及び２８の平行度が１０μｍ以下に
なるように調整した。最初に、金型温度を１３０℃に設
定し、制御部３１０はプラテン２６及び２８の温度が３
５±２℃を維持するようにフィードバック制御を設定し
た。また、射出ユニット３３０内の溶融樹脂の加熱温度
を３６０℃に設定した。このときの金型１００は図４及
び図５に示すようである。

【００４２】次いで、型締め用サーボモータ３４０を駆
動して固定金型２２と可動金型２４とを型締め圧１５ト
ンで型締めした。この際、ガイドポスト４６は図４に示
す矢印方向に移動可能であるため、テーパー面２０２及
び２０４による調芯動作には影響しない。その後、取り
付けボルト４８が増締めされてポスト取り付け板４４と
ガイドポスト４６は可動金型２４に固定板４２を介して
固定される。

【００４３】金型温度が１３０℃に達した後、直ちに３
６０ドに加熱溶融されたポリカーボネート樹脂をキャビ
ティ２５内に射出した。このときの金型１００は図２及
び図６に示すようである。図２に示すように、キャビテ
ィ２５内に樹脂が充填されている。型締め時は、テーパ
ー面２０２及び２０４のガイド機構によって調芯が行わ
れて完全に突き当たっている。また、片面にスタンパ３
２の信号パターンが転写されたディスク基板が成形され
る。次いで、樹脂充填後溶融状態の基板は図示しないカ
ットパンチにより基板の中心孔を打抜かれる。

【００４４】次いで、可動プラテン２６がサーボモータ
３４０により移動され、可動金型２４が固定金型２２か
ら離れ型開きが行われる。型開きによりキャビティ２５
内で冷却された基板は固定金型１から離れ、可動金型２
４（及びそれと一体的なカットパンチなどの部材）にの
み残る。基板はその中心孔の側面においてカットパンチ
に接着（面接触）している。このときの金型１００は図
３及び図７に示すようである。可動金型２４は直進ガイ
ド機構４０にガイドされて、固定金型２２との平行性を
維持したまま離型されていることが理解される。この
時、成形基板は可動金型２４に吸着したままスタンパ３
２からはずされ、その後に、図示されていないイジェク
タによって基板を押し出すことにより完全に基板を離型
することができる。

【実施例】

【００４５】実施例１ 本実施例のディスク用金型１００を使用して成形実験１
を行った。成形する基板は、板厚０．６ｍｍ、内径φ１
５ｍｍ、外径φ１２０ｍｍであった。成形機には、住友
重機械工業製の直圧式成形機ＳＤ３０、スタンパには記
録容量片面２．６ＧＢのＤＶＤ−ＲＡＭフォーマットを
使用した。成形機のプラテン２６に仮固定した固定金型
２２を１２０℃で、可動金型２４を１００℃で温調する
ことで、オス型テーパー面２０２をメス側テーパー面２
０４に対し熱膨張させた。上述のように仮固定された直
進ガイド機構４０は、成形条件と同じ型締め圧１５トン
で型締めした時に完全に固定した。

【００４６】ＤＶＤ成形基板の製造条件は、固定金型２
２の温度が１２５℃、可動金型２４の温度が１２０℃、
成形サイクル１１ｓ、樹脂温度３８０℃、型締め圧１５
トンであった。なお、本実施例では成形機の両プラテン
２６及び２８に常時、流速２０ｌ／ｍｉｎ、２５℃の冷
却水を循環させ、両金型温度が平行に達した後２０μｍ
のプラテン平行度に達するように成形機のタイバー３０
の間隔を調整した。プラテン平行度は、分解能１μｍの
インサイドマイクロメータを用い、各４本のタイバー３
０付近におけるプラテン間距離を４箇所測定し最大値と
最小値との差と定義した。ここで、測定はテーパー面や
ガイド面が嵌合されていない状態で行った。

【００４７】ディスク用金型１００の評価では、調芯精
度は外周バリの発生状況や内径と外径の偏芯、板厚ムラ
によって、また型開き時の平行性や直進性は基板のうね
り（Ｔｉｌｔ周変動）や型開き時のプラテン平行度によ
って行った。成形基板を１００ショット成形した後、成
形品の中から基板サンプルを１０枚無作為に採取し、外
周バリ高さ、内径に対する外径の偏芯量（Ｐ−Ｐ）、外
周（半径４６ｍｍ）Ｔｉｌｔ周変動、外周半径における
板厚ムラを測定した。外周バリ高さはタリステップで、
偏芯量は工具顕微鏡で、Ｔｉｌｔ周変動は反り角評価装
置（アドモンドサイエンス製Ｓ３ＤＬ−３ＭＩ）で、板
厚ムラはダイアルゲージで測定した。結果を表１に示
す。また、型締め時及び型開き２ｍｍにおけるプラテン
平行度を測定した。その結果を表２に示す。表１及び表
２においては、本実施例の実験においては良好の結果が
得られたが、詳しくは後述する。

【００４８】実施例２ ディスク用金型１００を使用した成形であって、条件を
変化させた場合の成形実験２について述べる。プラテン
２６及び２８の通水温度を６０℃とし、成形昇温時のプ
ラテン平行度を６０μｍに変化させた。それ以外の条件
は、上述の同じである。結果は、表１及び表２に示す。
成形実験１と成形実験２の結果について考察すると、表
２のように、型締め時のプラテン平行度は実験１より実
験２の方が大きくなったことにより、ガイド機構の調芯
精度のズレが発生していることが分かる。表１に関して
は、全体的に実験１より実験２の方が値が若干大きくな
ったが問題となるレベルではなかった。これらの結果に
より、本発明の金型１００は、成形機の精度が大きくズ
レても、良好な基板を得ることができ、トグル型締めを
用いた電動サーボ成形機などのタイバーの熱膨張がプラ
テン平行度を多大に変化させてしまうような成形機に好
適である。

【００４９】金型１００の比較例として、図１０の金型
について上記と同様の成形実験を行った。図１０は上述
のように従来のガイドポスト方式の調芯機構を有する金
型である。ガイドポストが嵌合しない状態で成形昇温時
にプラテン平行度が２０μｍ以内となる条件で行った実
験結果は比較例１（１）に、プラテン平行度を６０μｍ
での結果を比較例１（２）とした。この結果により、比
較例１（１）では、ガイドポスト方式の金型では、成形
機の精度が高くても調芯精度は低く、バリ高さ及び板厚
ムラも悪くなってしまうことが判明した。しかし、型締
め及び型開きのプラテン平行度の差が少なく、Ｔｉｌｔ
周変動が良好なことから、平行に型開きが行われている
ことが分かる。比較例１（２）では、全ての値に増加が
見られ、調芯精度等の悪化がみられる。しかしながら、
やはり成形機の精度に依存せず平行に型開きが行えるこ
とは明らかである。

【００５０】本発明の金型のもう一つの比較例として、
図１１の金型について上記と同様の成形実験を実験を行
った。図１１は従来のガイドリング方式の調芯機構を有
する金型である。ガイドポストが嵌合しない状態で成形
昇温時にプラテン平行度が２０μｍ以内となる条件で行
った実験結果は比較例２（１）に、プラテン平行度を６
０μｍでの結果を比較例２（２）とした。この結果によ
って、ガイドリング方式の金型は、成形機の精度が高い
時には調芯精度も高く、本発明の金型１００と同等のバ
リ高さ、板厚ムラ、偏芯の値を有しており良好である。
しかし、型開き時のプラテン平行度は値は高めで、ガイ
ドリングによる調芯機構では平行に型開きを行うことに
は限界があることが分かる。また、成形機の精度を落と
すと、型締め及び型開きのプラテン平行度の差が極端に
増加し、それに伴いＴｉｌｔ周変動値も大きくなること
からも、ガイドリング方式では、平行な型開きは困難で
あった。

【表１】

【表２】

【００５１】以上、本発明の好ましい実施例を説明した
が、本発明はこれらに限定されずその要旨の範囲内で種
々の変形及び変更が可能である。例えば、本発明は、射
出成形されてディスク基板が形成される限りディスクの
種類（光磁気ディスク、ＤＶＤなど）は問わない。

【００５２】

【発明の効果】本発明の例示的一態様としての射出成形
用金型及び射出成形機は、型締め時には係合面により、
型開き時にはガイド機構によって調芯を行うことが可能
であるため、精度の高い成形品を製造することができ
る。また、ガイド機構は射出成形機の精度を補正してい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の例示的一態様としてのディスク用射
出成形金型の模式的斜視図である。

【図２】 図１に示すディスク用射出成形金型の型締め
時の要部断面図である。

【図３】 図１に示すディスク用射出成形金型の型開き
時の要部断面図である。

【図４】 図１に示すディスク用射出成形金型の直進ガ
イド機構の一部断面拡大斜視図である。

【図５】 図４に示す直進ガイド機構の断面図である。

【図６】 型締め時に図５に示す直進ガイド機構のガイ
ドポストとガイドブッシュとが係合した状態を示す断面
図である。

【図７】 型開き時に図５に示す直進ガイド機構のガイ
ドポストがガイドブッシュ内で移動している状態を示す
断面図である。

【図８】 本発明の例示的一態様としての射出成形機の
概略断面図である。

【図９】 図１に示すディスク用射出成形金型の固定金
型と可動金型の温度制御を説明するための概略断面図で
ある。

【図１０】 従来のガイドポスト方式の調芯機構を有す
る金型の構造を示す要部斜視図である。

【図１１】 従来のガイドリング方式の調芯機構を有す
る金型の構造を示す要部斜視図である。

【図１２】 図１０に示す金型の型締め時の要部斜視図
である。

【図１３】 図１０に示す金型の型開き時の要部斜視図
である。

【図１４】 図１１に示す金型の型締め時の要部斜視図
である。

【図１５】 図１１に示す金型の型開き時の要部斜視図
である。

【符号の説明】

２２ 固定金型 ２４ 可動金型 ２５ キャビティ ２６ 固定プラテン ２８ 可動プラテン ３０ タイバー ３２ スタンパ ４０ 直進ガイド機構 ４２ 金属固定板 ４４ ポスト取り付け板 ４６ ガイドポスト ４８ 取り付けボルト ５０ ガイドブッシュ ５２ ブッシュ固定板 ５４ ボールベアリング １００ ディスク用射出成形金型 ２０２ テーパー面 ２０４ テーパー面 ２０６ 突き当て面 ２０８ 突き当て面 ３００ 射出成形機 ３１０ 制御部 ３２０ 温度調整装置 ３３０ 射出ユニット ３４０ 型締め用サーボモータ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の係合面を有する第１の金型と、 前記第１の係合面と協同して成型用キャビティを画定す
   る共に型締め時に調芯を行う第２の係合面を有する第２
   の金型と、 前記第１及び第２の金型との相対的移動を補助する射出
   成形機のタイバーよりも前記第１及び／又は第２の係合
   面に近接して配置され、型開き時に前記第１及び第２の
   金型をガイドするガイド機構とを有する前記射出成形機
   に使用可能な金型。
2. 【請求項２】 前記ガイド機構は、前記第１及び／又は
   第２の金型に前記係合面の外部に固定される請求項１記
   載の金型。
3. 【請求項３】 前記ガイド機構は、 前記第１の金型に固定された第１の固定部材と、 前記第２の金型に固定された第２の固定部材と、 前記第１の固定部材に取り付けられた第１の係合部材
   と、 前記第２の固定部材に取り付けられて前記第１の係合部
   材と係合可能な第２の係合部材とを有し、前記第１及び
   第２の係合部材の少なくとも一方は前記第１及び第２の
   固定部材に対して前記射出成形機上で増締め可能に取り
   付けられている請求項１記載の金型。
4. 【請求項４】 前記ガイド機構は、 前記第１の金型に固定されたガイドブッシュと、 前記第２の金型に固定されて直径２０ｍｍ以上で長さ１
   ５０ｍｍ以下のガイドポストとを有する請求項１記載の
   金型。
5. 【請求項５】 第１の係合面を有する第１の金型と、 前記第１の係合面と協同して成型用キャビティを画定す
   る共に型締め時に調芯を行う第２の係合面を有し、前記
   第１の金型と相対移動可能な第２の金型と、 前記第１及び第２の係合面の対向方向における温度差の
   周方向のばらつきが５℃以内になるように前記第１及び
   第２の金型の温度を調節する温度調節装置とを有する金
   型。
6. 【請求項６】 第１の係合面を有する固定金型と、 タイバーと、 当該タイバーに移動可能に接続された可動プラテンと、 前記第１の係合面と協同して成型用キャビティを画定す
   る共に型締め時に調芯を行う第２の係合面を有し、前記
   可動プラテンに固定された可動金型と、 前記キャビティに成形材料を導入する射出ユニットと、 前記可動プラテンを前記タイバーに沿って移動させる電
   動型締め機構と、 前記第１及び／又は第２の係合面に前記タイバーよりも
   近接して配置され、型開き時に前記第１及び第２の金型
   をガイドするガイド機構とを有する電動射出成形機。