JP2005028782A

JP2005028782A - 樹脂基板の製造方法及び樹脂基板用射出成形装置

Info

Publication number: JP2005028782A
Application number: JP2003271430A
Authority: JP
Inventors: Kyosuke Deguchi; 恭介出口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-07-07
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2005-02-03

Abstract

【課題】複屈折むら、反り、歪等の少なくして、樹脂基板を精度良く離型できる樹脂基板の製造方法を提供する。
【解決手段】固定側金型と可動側金型の間に形成されたキャビティ１内に樹脂を射出充填し、カットパンチ２１により中心孔を形成して基板を成形する樹脂基板製造方法において、前記カットパンチ２１の先端又は先端に近い部分に設けた突出部位３０を、前記カットパンチ２１を前進させゲートカットを行った後本来の径よりも外側へ押し出し、冷却後の型開き工程において、基板が固定側金型から離型後、前記カットパンチ２１内に後退・収納させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスク等の樹脂基板を射出成形又は射出圧縮成形するための樹脂基板の製造方法及び樹脂基板用射出成形装置に関するものである。

光ディスクは、情報を高密度に記録する記録媒体として広く用いられており、記録再生が非接触であり、ゴミ、ホコリ、傷等に対して強いという有利さとともに、何回再生しても機械的劣化がないという特長を持っている。この光ディスクの基板を製造する際に、大量生産技術、それもサブミクロン単位の超精密加工技術が要求される。

一般的に従来の光ディスクは光ディスク基板（以下「ディスク基板」）と呼ばれる樹脂基板であって、光ディスクの製造は、まず原盤からスタンパを作製し、これを複製するが、複製方式には射出成形法と２Ｐ工法が行われているが、射出成形法は工程が簡単で量産性に優れている。その射出成形法とは、スタンパを取り付けた金型キャビティ内に樹脂材料を射出充填・圧縮して成形する方法である。

図９は、下記特許文献１にみられる従来のディスク基板の射出成形法を実施する装置を示す図である。

図９において、固定金型１０１と可動金型１０２が対向し、可動金型１０２の外周部に外周リング１０３が設けられて、キャビティ４が形成される。固定金型１０１の中心には挿通孔１０５が形成され、スプルーブッシュ１０６がはめ込まれ、可動金型１０２の中心には挿通孔１０９が形成され、エジェクタスリーブ１１０が進退自在に設けられる。エジェクタスリーブ１１０の内部には円柱状のゲートカットパンチ１１１が設けられている。キャビティ４内に、スプルーブッシュ１０６の樹脂射出孔１０７を通じて成形機加熱シリンダ１１８より供給される溶融した合成樹脂材料１１２を射出する。固定金型１０１の固定ミラー面１０１ａには情報信号に対応する凹凸パターンが形成されたスタンパが装着されている。ゲートカットパンチ１１１を固定金型１０１側に突出させることにより、合成樹脂材料１１２の中心孔（センタホール）を形成する。

合成樹脂材料１１２を冷却するが、直前に固定金型１０１の固定ミラー面１０１ａの内周部に離型エアを供給するとともに、可動金型１０２の固定ミラー面１０２ａの内周部に離型エアを供給する。

型開きと同時に固定ミラー面１０１ａからディスク基板（合成樹脂材料）１１２が離型される。可動金型１０２がディスク基板１１２を取り出し可能位置まで移動した後、エジェクタスリーブ１１０を突出させることにより、可動金型１０２からディスク基板１１２を離型させる。

このよう離型エアを供給することにより、ディスク基板１１２の表面の離型むらの発生を防止している。
特開２００３−２５３９３号公報

上記従来の技術では、型開時に成型基板を固定側金型から離型し可動側金型で保持するために、可動側金型の外周端やスプルー等の接触部分での摩擦力及び金型部品のクリアランス等から噴出されるエアブローなどを用いて固定側金型からの離型を行っている。しかしながらこの方法ではエアブローが均一に拡がらず成型基板が固定側金型から離型できずに張り付くという問題が発生することがある。また剥離する際にエアブローが均一に拡がらず密着力の弱いところへ逃げてしまい、複屈折むら、反り、歪等の重大な欠陥となる。

そこで、本発明は前記の問題点を解決せんとするもので、複屈折むら、反り、歪等の少なくして、基板を精度良く離型できる樹脂基板の製造方法、及びその成形装置を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明の樹脂基板の製造方法は、固定側金型と可動側金型の間に形成されたキャビティ内に樹脂を射出充填し、カットパンチにより中心孔を形成して基板を成形する樹脂基板の製造方法において、前記カットパンチの先端又は先端に近い部分に設けた突出部位を、前記カットパンチを前進させゲートカットを行った後本来の径よりも外側へ押し出し、冷却後の型開き工程において、基板が固定側金型から離型後、前記カットパンチ内に後退・収納させている。

特に、カットパンチの本来の径よりも外側へ部位を押し出した際に、前記突出部位の固定側金型に近い側の面が固定側ブッシュのパーティングラインと接するようにしている。

また、カットパンチの本来の径よりも外側へ部位を押し出した際に、前記突出部位の可動側金型に近い側の面が固定側ブッシュのパーティングラインの延長線上になるようにする。

また、カットパンチの本来の径よりも外側へ部位を押し出した際に、前記突出部位が固定側及び可動側のパーティングラインのいずれにも接しないようにしている。

また、前記樹脂基板は、光ディスク基板である。

さらに、本発明の樹脂基板用射出成形装置は、固定側金型と可動側金型の間に樹脂を射出充填するためのキャビティを有し、進退により中心孔を形成するカットパンチを備えた樹脂基板用射出成形装置において、前記カットパンチの先端又は先端に近い部分に、前記カットパンチを前進させゲートカットを行った後本来の径よりも外側へ押し出し、冷却後の型開き工程において、基板が固定側金型から離型後、前記カットパンチ内に後退・収納させる突出部位を設けている。

特に、前記樹脂基板は、光ディスク基板である。

本発明の樹脂基板の製造方法を用いることによって以下の効果がある。

１．カットパンチに進退自在の突出部位を設けたことにより、突出タイミング、突出力、及び型開速度を制御することによって、成形した樹脂基板の複屈折むら、反り、歪等の少なくして、精度良く固定側金型から離型できる。また、突出タイミング、突出力、及び型開速度を制御して、さらに成形精度を上げることができる。

２．カットパンチの本来の径よりも外側へ部位を押し出した際に、前記突出部位の固定側金型に近い側の面が固定側ブッシュのパーティングラインと接するようにしたことにより、可動側からの離型時には突出部位は離型の妨げにはならない。

３．カットパンチの本来の径よりも外側へ部位を押し出した際に、前記突出部位の可動側金型に近い側の面が固定側ブッシュのパーティングラインの延長線上になることにより、内周部に段差がなく、クランプ設置面積を確保した基板を作成することができ、クランプ時の傾き（ティルト）や面振れをより抑えることができる。

４．カットパンチの本来の径よりも外側へ部位を押し出した際に、前記突出部位が固定側及び可動側のパーティングラインのいずれにも接しないようにしたことにより、突出部位によるバリを回避できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態におけるディスク基板の製造方法の一例を示す概略断面図である。

図２は、本発明の実施形態におけるディスク基板の製造方法の型開時の一例を示す概略断面図である。

本発明の基板の製造方法は射出成形装置により実施される。図１において、固定側金型と可動側金型の間にキャビティ１が形成されている。固定側本体１４の内側にスタンパ１５を押さえるインナスタンパ押さえ１３が配置され、固定側ブッシュ１２の内側に中心に樹脂通路１０を有するスプルーブッシュ１１がはめ込まれている。スタンパ１５は、ディスク基板の原盤である。可動側本体２４の内側に可動側ブッシュ２３が配置され、フローティングパンチ２２に中心にエジェクタ２０を有するカットパンチ２１が進退自在に設けられている。カットパンチ２１は、基板に中心孔を形成するためのものである。なお、ディスク基板の外周を決める外周リングは図に示されていない。

３０は本発明の特徴的構成である突出部位であり、突出部位３０の固定側金型に近い側の面が固定側ブッシュ１２のパーティングラインと接するようにしてある。図２において、３１はカットパンチ本体に収納された突出部位を示している。

ディスク基板の成形において、計量・溶融・混練された樹脂がシリンダから樹脂通路１０を通ってキャビティ１内に射出充填される。その後、カットパンチ２１が樹脂側に進みゲートカットを行う。その際にカットパンチ２１の先端部分から突出部位３０を等方的にバランス良く突出し、固定側ブッシュ１２に嵌合する。突出部位３０は、樹脂を冷却した後の型開き工程の離型時に成型基板を固定側金型から剥離する役割を果たす。カットパンチ２１における突出部位３０の突出量、突出位置、突出タイミング、突出速度、突出力等を制御できる。

図７は、本発明の突出部位をカットパンチ進行方向と垂直な方向から見た例を示す概略断面図である。

図８は、本発明の突出部位をカットパンチ進行方向から見た例を示す概略断面図である。

突出部位３０のカットパンチ進行方向と垂直な方向から見た形状は、図７（ａ）〜（ｅ）に示されるように、矩形、３角形等自由に選択でき、カットパンチ進行方向から見た形状も、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように自由に選択して用いることができる。

また、本発明を実施するに際し、使用する樹脂やスタンパ、成形機等は自由に選択できる。

成型基板を型開時に固定側から剥離した後、エジェクタやエアブロー等によって可動側金型から剥離される前に、図２に示すように突出部位３０はカットパンチ２１本体に収納され、可動側からの離型の妨げにはならない。収納は突出と同様にそのタイミング、速度、力等を制御できる。カットパンチ２１は、フローティングパンチ２２の上面と一致するまで後退し、その後エジェクタ２０が突き出て成型基板を押し出して可動側金型から剥離させる。

図３，４は、本発明の実施形態におけるディスク基板の製造方法の他の例を示す概略断面図である。

図３のように突出部位３０の可動側金型に近い側の平面を固定側ブッシュ１２のパーティングラインに合わせることによって段差の無い基板内周形状を作成することができる。また、図４に示すように突出部位３０を固定側ブッシュ１２に嵌合せずに、基板内周側のカットパンチ２１によって作られる曲面に凹部を作るように突出させる方法も用いることができる。突出部位３０は固定側及び可動側のパーティングラインのいずれにも接していない。

第５図は、本発明の実施形態におけるカットパンチ突出部位の一例を示す概略断面図である。

第６図は、本発明の実施形態におけるディスク基板の例を示す概略断面図である。

以下、実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明がこれらに限定されるものではない。

図５（ａ），（ｂ）に示す形状の突出部位３０を持ったカットパンチ２１を組み込んだ図１，２に示すような金型を用いて図６（ａ）に示すような形状の板厚０．６ｍｍ外径５０．８ｍｍの基板を作成する射出成形を行った。溶融したポリカーボネート樹脂をキャビティ１内に充填した後、カットパンチ２１によってゲートカットを行い、圧縮圧力を加え、冷却時間を与えた後に型を開き、成型基板を得た。突出部位の突出量を０．０５ｍｍとし、型開時にはカットパンチ本体内に収納した。

得られた基板は複屈折の位相差の周内むらは１０ｎｍ以下であり、面振れの最大値及び振れ量は３０μｍ以下であった。

図３に示すような金型を用いて図６（ｂ）に示すような基板内周側に突出部位３０による段差のない形状を持った板厚０．６ｍｍ外径５０．８ｍｍの基板を作成する射出成形を行った。溶融したポリカーボネート樹脂をキャビティ１内に充填した後、カットパンチ２１によってゲートカットを行い、圧縮圧力を加え、冷却時間を与えた後に型を開き、成型基板を得た。突出部位の突出量を０．０５ｍｍとし、型開時にはカットパンチ２１本体内に収納した。

図４に示すような金型を用いて図６（ｃ）に示すような基板内周側のカットパンチによって作られる曲面に凹部をもつ形状の板厚０．６ｍｍ外径５０．８ｍｍの基板を作成する射出成形を行った。溶融したポリカーボネート樹脂をキャビティ内に充填した後、カットパンチ２１によってゲートカットを行い、圧縮圧力を加え、冷却時間を与えた後に型を開き、成型基板を得た。突出部位の突出量を０．０５ｍｍとし、型開時にはカットパンチ２１本体内に収納した。

得られた基板は複屈折の位相差の周内むらは１０ｎｍ以下であり、面振れの最大値及び振れ量は４０μｍ以下であった。バリは全く発生しなかった。

本発明の実施形態におけるディスク基板の製造方法の一例を示す概略断面図本発明の実施形態におけるディスク基板の製造方法の型開時の一例を示す概略断面図本発明の実施形態におけるディスク基板の製造方法の他の例を示す概略断面図本発明の実施形態におけるディスク基板の製造方法の他の例を示す概略断面図本発明の実施形態におけるカットパンチ突出部位の一例を示す概略断面図本発明の実施形態におけるディスク基板の例を示す概略断面図本発明の実施形態における突出部位をカットパンチ進行方向と垂直な方向から見た例を示す概略断面図本発明の実施形態における突出部位をカットパンチ進行方向から見た例を示す概略断面図従来のディスク基板の射出成形法を実施する装置を示す図

符号の説明

１キャビティ
１０樹脂通路
１１スプルーブッシュ
１２固定側ブッシュ
１３インナスタンパ押さえ
１４固定側本体
１５スタンパ
２０エジェクタ
２１カットパンチ
２２フローティングパンチ
２３可動側ブッシュ
２４可動側本体
３０突出部位
３１カットパンチ本体に収納された突出部位

Claims

固定側金型と可動側金型の間に形成されたキャビティ内に樹脂を射出充填し、カットパンチにより中心孔を形成して基板を成形する樹脂基板製造方法において、前記カットパンチの先端又は先端に近い部分に設けた突出部位を、前記カットパンチを前進させゲートカットを行った後本来の径よりも外側へ押し出し、冷却後の型開き工程において、基板が固定側金型から離型後、前記カットパンチ内に後退・収納させることを特徴とする樹脂基板の製造方法。
カットパンチの本来の径よりも外側へ部位を押し出した際に、前記突出部位の固定側金型に近い側の面が固定側ブッシュのパーティングラインと接するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の樹脂基板の製造方法。
カットパンチの本来の径よりも外側へ部位を押し出した際に、前記突出部位の可動側金型に近い側の面が固定側ブッシュのパーティングラインの延長線上になることを特徴とする請求項１に記載の樹脂基板の製造方法。
カットパンチの本来の径よりも外側へ部位を押し出した際に、前記突出部位が固定側及び可動側のパーティングラインのいずれにも接しないようにしたことを特徴とする請求項１に記載の樹脂基板の製造方法。
前記樹脂基板は、光ディスク基板であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂基板の製造方法。
固定側金型と可動側金型の間に樹脂を射出充填するためのキャビティを有し、進退により中心孔を形成するカットパンチを備えた樹脂基板成形装置において、前記カットパンチの先端又は先端に近い部分に、前記カットパンチを前進させゲートカットを行った後本来の径よりも外側へ押し出し、冷却後の型開き工程において、基板が固定側金型から離型後、前記カットパンチ内に後退・収納させる突出部位を設けたことを特徴とする樹脂基板用射出成形装置。
前記樹脂基板は、光ディスク基板であることを特徴とする請求項６に記載の樹脂基板用射出成形装置。