JP2002192590A - 光ディスクの成形方法およびこの方法に用いる光ディスク成形用金型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製品キャビティの外周部にも良好に熱可塑性
樹脂を充填できるようにし、品質の優れた光ディスクを
成形できるようにする。 【解決手段】 固定型１および可動型２内には、製品キ
ャビティ３を囲んで冷却水を通す温調通路31，32，81，
82がある。これとは別に、製品キャビティ３の外周部近
傍に位置してヒーター36を設ける。このヒーター36によ
って製品キャビティ３の外周部を加熱することにより、
この製品キャビティ３の外周部に樹脂が満たされる前に
この樹脂が固化することを防止する。これにより、製品
キャビティ３の外周部にも確実かつ良好に成形材料を充
填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＣＤ（コン
パクトディスク）やＤＶＤ（デジタルビデオディスク）
などの光ディスクの成形方法およびこの方法に用いる光
ディスク成形用金型装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】ＤＶＤなどの光ディス
クは、その基板が一般的に樹脂により射出成形される。
この射出成形に用いられる金型装置としては、例えば特
開平６−１３４８２１号公報に記載されているようなも
のが知られている。この金型装置は、一対の型体である
固定型（固定金型）および可動型（可動金型）を型閉し
て、これら固定型および可動型間に製品キャビティを形
成し、固定型に設けられ製品キャビティの中央部に開口
した射出孔からゲートを介して製品キャビティ内に成形
材料である溶融した樹脂を注入し、この製品キャビティ
内に充填された樹脂すなわち光ディスクが冷却して固化
した後、固定型および可動型を型開して成形された光デ
ィスクを取り出すようにしている。なお、成形されるデ
ィスクには、可動型に装着されたスタンパーから転写が
行われる。また、製品キャビティ内の樹脂を速やかに固
化させるために、固定型および可動型内に形成された通
路（溝）に冷却水を通すようにしている。

【０００３】前述のように製品キャビティには、その中
央部に位置するゲートから樹脂が注入されるので、製品
キャビティ内において、樹脂は中央部から周辺部つまり
外周部へと流れて放射状に広がっていく。一方、製品キ
ャビティ内に流入する樹脂は、冷却水などにより冷却さ
れて固化していくので、製品キャビティ内において樹脂
が中央部から外周部へと流れるのに従って、樹脂の流動
性が低下していく。そのため、製品キャビティの外周部
では充填不足が生じるおそれがあり、また、充填不足ま
でいかなくても、スタンパーから成形される光ディスク
への転写性が悪くなって、成形される光ディスクの品質
が低下するおそれがある。

【０００４】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、製品キャビティの外周部にも良好に成形
材料を充填でき、品質の優れた光ディスクを成形できる
光ディスクの成形方法およびこの方法に用いる光ディス
ク成形用金型装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、前記
目的を達成するために、複数の型体を型閉してこれら型
体間に光ディスクを形成する製品キャビティを形成し、
この製品キャビティ内に熱可塑性の成形材料を充填する
光ディスクの成形方法において、前記型体内に形成され
た温調通路に温調用流体を通すことにより前記製品キャ
ビティ内に充填された成形材料を冷却し、前記製品キャ
ビティ内に成形材料を充填するとき、前記型体における
製品キャビティの外周部近傍に設けられたヒーターによ
り製品キャビティの外周部を加熱するものである。

【０００６】製品キャビティ内に充填された熱可塑性の
成形材料は、その速やかな固化のために、温調通路に温
調用流体を通すことなどにより冷却されるが、特に製品
キャビティの外周部は、ヒーターにより温調通路の温調
用流体とは独立して温度調節が可能である。そして、製
品キャビティ内に成形材料を充填するとき、ヒーターに
よって製品キャビティの外周部を加熱することにより、
この製品キャビティの外周部に成形材料が満たされる前
にこの成形材料が固化することを防止でき、製品キャビ
ティの外周部にも確実かつ良好に成形材料を充填でき
る。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１の発明の光デ
ィスクの成形方法において、前記製品キャビティの中央
部からこの製品キャビティ内に成形材料を注入するもの
である。

【０００８】この場合、製品キャビティ内に成形材料を
充填するに際して、成形材料は製品キャビティの中央部
から外周部へと放射状に広がっていくので、製品キャビ
ティの外周部へは最後に成形材料が到達し、本来はその
成形材料の冷却が進んでいることになる。しかしなが
ら、ヒーターによって製品キャビティの外周部を加熱す
ることにより、この製品キャビティの外周部に成形材料
が満たされる前にこの成形材料が固化することを防止で
き、製品キャビティの外周部にも確実かつ良好に成形材
料を充填できる。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１または２の発
明の光ディスクの成形方法において、前記製品キャビテ
ィの外周部に成形材料が充填された後、前記ヒーターの
加熱を停止するものである。

【００１０】これにより、製品キャビティの外周部に成
形材料が充填された後は、外周部を含めて製品キャビテ
ィ内の成形材料が速やかに冷却される。

【００１１】請求項４の発明の光ディスク成形用金型装
置は、前記目的を達成するために、互いに移動して開閉
し型閉時に光ディスクを形成する製品キャビティを相互
間に形成する複数の型体を備え、これら型体内に、前記
製品キャビティを囲んで温調用流体を通す温調通路を形
成し、前記型体における製品キャビティの外周部近傍に
加熱用のヒーターを設けたものである。

【００１２】この光ディスク成形用金型装置により、前
記請求項１の発明の光ディスクの成形方法を実施でき
る。

【００１３】

【発明の実施形態】以下、本発明の光ディスクの成形方
法およびこの方法に用いる光ディスク成形用金型装置の
一実施例について、図面を参照しながら説明する。まず
光ディスク成形用金型装置の構成を説明する。１は固定
型、２は可動型で、型体であるこれら固定型１および可
動型２は、互いに図示上下方向（型開閉方向）に移動し
て開閉し、型閉時に光ディスクを形成する製品キャビテ
ィ３を相互間に形成するものである。

【００１４】前記固定型１は、固定側型板６と、この固
定側型板６における可動型２と反対側の面（図示上側の
面）に固定された固定側取り付け板７とを備えている。
この固定側取り付け板７は、図示していない射出成形機
の固定側プラテンに取り付けられるものである。そし
て、固定側取り付け板７の中央部には、射出成形機のノ
ズルが接続されるスプルーブッシュ８がボルト９により
固定されている。このスプルーブッシュ８は、内部が材
料通路であるスプルー10になっているが、固定側取り付
け板７を貫通し、固定側型板６側へ突出している。さら
に、前記スプルーブッシュ８における可動型２と反対側
の面にはローケートリング11がボルト12により固定され
ている。

【００１５】前記固定側型板６は、前記固定側取り付け
板７にボルト16により着脱可能に固定されたキャビティ
形成部材としてのキャビティブロック17と、このキャビ
ティブロック17の外周側に位置して固定側取り付け板７
にボルト18により固定された位置決めリング19とからな
っている。前記キャビティブロック17は製品キャビティ
３を形成するものである。また、前記位置決めリング19
は、可動型２側の部分の内周面に、可動型２側へ向かっ
て径が大きくなるテーパー面21を有している。さらに、
前記キャビティブロック17における可動型２側の部分の
外周部には段差部22が形成されているが、この段差部22
には円環状の外周スタンパー押え23が嵌合されてボルト
24により固定されている。一方、前記キャビティブロッ
ク17の中央部に形成された貫通孔25内にはほぼ円筒状の
内周スタンパー押え26が嵌合されて固定されている。前
記キャビティブロック17には、光ディスクのグルーブ部
やランド部を形成するスタンパー27が着脱可能に装着さ
れるようになっているが、前記外周スタンパー押え23は
スタンパー27の外周部を押え、内周スタンパー押え26は
スタンパー27の内周部を押えるものである。また、前記
スプルーブッシュ８は、筒状の内周スタンパー押え26内
に嵌合している。そして、スプルーブッシュ８における
可動型２側の先端面には凹部28が形成されている。

【００１６】また、前記キャビティブロック17内には、
製品キャビティ３を囲んで冷却水などの温調用流体を通
すための温調通路31が形成されている。また、この温調
通路31に連通する温調通路32が前記固定側取り付け板７
内に形成されている。さらに、温調通路31，32を囲んで
キャビティブロック17と固定側取り付け板７との間に
は、温調用流体の漏洩を防止するためのＯリング33が装
着されている。

【００１７】さらに、製品キャビティ３の外周部近傍に
位置する前記外周スタンパー押え23には、電気的な加熱
手段であるシーズヒーターなどからなるヒーター36が埋
設されている。このヒーター36はヒーター制御装置37に
より通電が制御され、後述するように、製品キャビティ
３の外周部まで熱可塑性の成形材料である熱可塑性樹脂
が充填された後は、ヒーター36の加熱が停止されるよう
になっている。

【００１８】前記可動型２は、可動側型板41と、この可
動側型板41における固定型１と反対側の面（図示下側の
面）に固定された可動側受け板42と、この可動側受け板
42における固定型１と反対側の面にボルト43により固定
された可動側取り付け板44とを備えている。この可動側
取り付け板44は、射出成形機の可動側プラテンに取り付
けられるものである。前記可動側型板41は、前記可動側
受け板42にボルト45により固定されたキャビティ形成部
材としてのコアブロック46と、このコアブロック46の外
周側に位置して可動側受け板42にボルト47により固定さ
れた位置決めリング48とからなっている。前記コアブロ
ック46は製品キャビティ３を形成するものである。ま
た、前記位置決めリング48は、型閉時に前記固定型１側
の位置決めリング19のテーパー面21が当接するテーパー
面50を有している。

【００１９】また、前記コアブロック46における固定型
１側の部分の外周部には段差部51が形成されているが、
この段差部51には、円環状の突き当てリング52が嵌合さ
れている。この突き当てリング52は、型閉時に前記固定
型１側の外周スタンパー押え23に突き当たるものであ
る。また、突き当てリング52の内周部には、スタンパー
27に近接対向して光ディスクの外周面を形成するキャビ
ティ形成部56が形成されている。突き当てリング52が外
周スタンパー押え23に突き当たった状態で、キャビティ
形成部56とキャビティブロック17との間にはわずかな、
例えば0.3mmの隙間が生じるようになっている。スタン
パー27の厚さは例えば0.28mmであり、結局キャビティ形
成部56とスタンパー27との間には0.02mmの隙間が生じる
ようになっている。この隙間は、製品キャビティ３内に
樹脂を充填する際にガスベントとして作用する。

【００２０】また、前記コアブロック46の中央部に形成
された通孔61内にはほぼ円筒状の突き出しスリーブ66が
前記型開閉方向へ所定範囲摺動自在に嵌合されている。
この突き出しスリーブ66は、前記コアブロック46を貫通
し一端側が可動側受け板42内に位置しているが、この可
動側受け板42との間にはスライドベアリング67が介在さ
せてある。さらに、突き出しスリーブ66は、スプリング
68により固定型１と反対側へ付勢されている。なお、69
は、突き出しスリーブ66の摺動範囲を規制するために可
動側受け板42内に固定された規制板である。

【００２１】また、前記突き出しスリーブ66内にはほぼ
円筒状のゲートカットスリーブ71が前記型開閉方向へ所
定範囲摺動自在に嵌合されている。このゲートカットス
リーブ71は、突き出しスリーブ66および前記規制板69を
貫通しているが、ゲートカットスリーブ71と突き出しス
リーブ66との間にはスライドベアリング72が介在させて
ある。そして、ゲートカットスリーブ71の一端部に形成
されたフランジ部73が前記規制板69よりも可動側取り付
け板44側に位置している。さらに、ゲートカットスリー
ブ71は、スプリング74により固定型１と反対側へ付勢さ
れている。

【００２２】また、前記可動側取り付け板44には、突き
出し板76が前記型開閉方向へ所定範囲摺動自在に支持さ
れている。この突き出し板76は、スプリング77により固
定型１と反対側へ付勢されている。そして、突き出し板
76に固定された突き出しピン78が前記ゲートカットスリ
ーブ71内に摺動自在に嵌合されている。また、突き出し
板76に固定された連動ピン79が前記ゲートカットスリー
ブ71のフランジ部73および規制板69を貫通して前記突き
出しスリーブ66に突き当たるようになっている。さら
に、前記ゲートカットスリーブ71のフランジ部73に突設
された受け部80が前記突き出し板76を摺動自在に貫通し
ている。

【００２３】さらに、前記コアブロック46内には、冷却
水などの温調用流体を通すための温調通路81が形成され
ている。また、この温調通路81に連通する温調通路82が
前記可動側受け板42内に形成されている。さらに、温調
通路81，82を囲んでコアブロック46と可動側受け板42と
の間には、温調用流体の漏洩を防止するためのＯリング
83が装着されている。

【００２４】そして、前記固定型１側のスプルーブッシ
ュ８の先端面外周部と可動型２側のゲートカットスリー
ブ71の先端面外周部との間に、固定型１側のスプルー10
を製品キャビティ３に連通させるゲート86が形成される
ようになっている。また、ゲートカットスリーブ71がス
プルーブッシュ８の凹部28に嵌合することにより、ゲー
ト86においてスプルー10内の成形材料である樹脂と製品
キャビティ３内の樹脂すなわち光ディスクとが切断さ
れ、この光ディスクの中央部の開口孔が形成されるよう
になっている。したがって、固定型１においては、キャ
ビティブロック17に加えて内周スタンパー押え26および
スプルーブッシュ８の先端面外周部によって、光ディス
クが形成される。また、可動型２においては、コアブロ
ック46および突き当てリング52に加えて突き出しスリー
ブ66によって光ディスクが形成される。

【００２５】つぎに、光ディスクの成形について説明す
る。この成形時には、まず固定型１と可動型２とを型閉
して、これら固定型１および可動型２間に製品キャビテ
ィ３を形成する。なお、このように型閉した状態で、可
動型２の突き当てリング52が固定型１の外周スタンパー
押え23に突き当たり、また、固定型１および可動型２の
位置決めリング19，48のテーパー面21，50が相互にテー
パー嵌合する。そして、射出成形機のノズルからスプル
ー10へ熱可塑性の成形材料である溶融した熱可塑性樹脂
を射出する。この樹脂は、スプルー10からゲート86を通
って製品キャビティ３内に流入する。その際、製品キャ
ビティ３内の空気は、流入してきた樹脂に押されること
により、突き当てリング52のキャビティ形成部56とスタ
ンパー27との間の微小な隙間から製品キャビティ３外へ
抜ける。なお、当初は固定型１および可動型２の型締力
は比較的弱くなっている。

【００２６】そして、製品キャビティ３内に樹脂が充填
された後、射出成形機側に設けられた図示していない押
圧ロッドによってゲートカットスリーブ71の受け部80が
固定型１の方へ押されることにより、ゲートカットスリ
ーブ71が固定型１側へ移動し、この固定型１のスプルー
ブッシュ８の凹部28に嵌合する。これにより、ゲート86
においてスプルー10内の樹脂と製品キャビティ３内の樹
脂すなわち光ディスクとが切断される。また、固定型１
および可動型２の型締力が強められることにより、コア
ブロック46を含めて可動型２のほぼ全体が固定型１の方
へ移動する。これにより、製品キャビティ３内の樹脂が
圧縮される。

【００２７】そして、製品キャビティ３内の樹脂が冷却
して固化した後、固定型１と可動型２とが型開される。
この型開に伴い、成形された光ディスクおよびスプルー
10内で固化した樹脂はまず固定型１から離れる。つい
で、射出成形機側に設けられた図示していない押圧ロッ
ドによって突き出し板7が固定型１の方へ押されること
により、突き出し板76とともに突き出しピン78が固定型
１側へ移動し、スプルー10内で固化した樹脂を突き出し
て可動型２から離型させる。また、突き出し板76に固定
された連動ピン79によって押されることにより突き出し
スリーブ66が固定型１側へ移動し、光ディスクの内周部
を突き出して可動型２から離型させる。そして、離型し
た光ディスクは、図示していない取り出しロボットによ
り取り出される。

【００２８】前述のように製品キャビティ３内に充填さ
れた樹脂は、温調通路31，32，81，82内を温調用流体で
ある冷却水が通ることにより基本的には冷却され、冷却
およびそれによる固化が促進される。一方、製品キャビ
ティ３内に樹脂を充填するとき、ヒーター36が通電さ
れ、このヒーター36により製品キャビティ３の外周部が
加熱される。より詳しく説明すると、ヒーター36からこ
のヒーター36が設けられた外周スタンパー押え23を介し
てキャビティブロック17に熱が伝導し、また、外周スタ
ンパー押え23が接触している突き当てリング52を介して
コアブロック46に熱が伝導して製品キャビティ３の外周
部が加熱され、その温度が高められる。ヒーター36の通
電の開始時点は、例えば型閉の開始時点であるが、成形
された光ディスクが取り出された後で次に製品キャビテ
ィ３への樹脂の充填が始まるまでの任意の時点とでき
る。また、ヒーター36の通電の終了時点は、製品キャビ
ティ３全体に樹脂が充填された頃、例えば、固定型１お
よび可動型２の型締力が強められて製品キャビティ３内
の樹脂が圧縮される時点とできる。すなわち、製品キャ
ビティ３の外周部にも樹脂が充填された後には、ヒータ
ー36の加熱を停止する。

【００２９】製品キャビティ３の中央部に開口したゲー
ト86から製品キャビティ３内に樹脂が注入されるとき、
この樹脂は、ゲート86すなわち製品キャビティ３の中央
部から外周部へと放射状に広がっていく。したがって、
製品キャビティ３の外周部へは最後に樹脂が到達し、本
来はこの樹脂の冷却が進んでいることになる。しかしな
がら、前述のようにヒーター36によって製品キャビティ
３の外周部が加熱されるので、この製品キャビティ３の
外周部における樹脂の冷却およびそれによる固化の進行
が抑制される。これにより、製品キャビティ３の外周部
に樹脂が満たされる前にこの樹脂が固化することが防止
され、製品キャビティ３の外周部にも確実かつ良好に樹
脂が充填される。したがって、製品キャビティ３の外周
部で充填不足が生じるようなことがなく、スタンパー27
から光ディスクへの転写も良好に行われ、品質の優れた
光ディスクを成形できる。

【００３０】また、製品キャビティ３の外周部まで樹脂
が充填された後にヒーター36の加熱を停止することによ
り、その後は、外周部を含めて製品キャビティ３内の樹
脂を速やかに冷却できる。したがって、一成形サイクル
が長くなることを抑制できる。

【００３１】そして、製品キャビティ３の外周部を加熱
するヒーター36は、温調通路31，32，81，82を通す冷却
水などの温調用流体とは独立して制御できる。したがっ
て、温調通路31，32，81，82が一系統のみであったとし
ても、温調用流体の制御とは別個に、製品キャビティ３
の外周部の温度調節を自在にできる。これにより、前述
のように製品キャビティ３の外周部への樹脂の充填性の
向上と、製品キャビティ３内の樹脂の速やかな冷却、固
化とを両立することが可能になる。

【００３２】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、
前記実施例では、製品キャビティ３の外周部を加熱する
ヒーター36を外周スタンパー押え23に設けたが、ヒータ
ー36は、他の部材に設けてもよく、可動型２側、例えば
突き当てリング52などに設けてもよい。

【００３３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、製品キャビテ
ィ内に成形材料を充填するとき、型体における製品キャ
ビティの外周部近傍に設けられたヒーターにより製品キ
ャビティの外周部を加熱するので、製品キャビティの外
周部にも良好に成形材料を充填でき、品質の優れた光デ
ィスクを成形できる。

【００３４】特に請求項２の発明のように、製品キャビ
ティの中央部からこの製品キャビティ内に成形材料を注
入する場合、製品キャビティの外周部には最後に成形材
料が到達するので、製品キャビティの外周部を加熱する
ことが効果的である。

【００３５】請求項３の発明によれば、請求項１または
２の発明の効果に加えて、製品キャビティの外周部に成
形材料が充填された後、ヒーターの加熱を停止するの
で、製品キャビティ内に充填された成形材料を速やかに
冷却して固化することができる。

【００３６】請求項４の発明の光ディスク成形用金型装
置によれば、型体における製品キャビティの外周部近傍
に加熱用のヒーターを設けたので、製品キャビティの外
周部にも良好に成形材料を充填でき、品質の優れた光デ
ィスクを成形できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ディスク成形用金型装置の一実施例
を示す断面図である。

【図２】同上ゲート付近の拡大断面図である。

【図３】同上ヒーター付近の拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 固定型（型体） ２ 可動型（型体） ３ 製品キャビティ 31 温調通路 32 温調通路 36 ヒーター 81 温調通路 82 温調通路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の型体を型閉してこれら型体間に光
   ディスクを形成する製品キャビティを形成し、この製品
   キャビティ内に熱可塑性の成形材料を充填する光ディス
   クの成形方法において、前記型体内に形成された温調通
   路に温調用流体を通すことにより前記製品キャビティ内
   に充填された成形材料を冷却し、前記製品キャビティ内
   に成形材料を充填するとき、前記型体における製品キャ
   ビティの外周部近傍に設けられたヒーターにより製品キ
   ャビティの外周部を加熱することを特徴とする光ディス
   クの成形方法。
2. 【請求項２】 前記製品キャビティの中央部からこの製
   品キャビティ内に成形材料を注入することを特徴とする
   請求項１記載の光ディスクの成形方法。
3. 【請求項３】 前記製品キャビティの外周部に成形材料
   が充填された後、前記ヒーターの加熱を停止することを
   特徴とする請求項１または２記載の光ディスクの成形方
   法。
4. 【請求項４】 互いに移動して開閉し型閉時に光ディス
   クを形成する製品キャビティを相互間に形成する複数の
   型体を備え、これら型体内に、前記製品キャビティを囲
   んで温調用流体を通す温調通路を形成し、前記型体にお
   ける製品キャビティの外周部近傍に加熱用のヒーターを
   設けたことを特徴とする光ディスク成形用金型装置。