JP3585963B2

JP3585963B2 - ディスク基板成形機

Info

Publication number: JP3585963B2
Application number: JP25231094A
Authority: JP
Inventors: 美行永原
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1994-10-18
Filing date: 1994-10-18
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2019-11-10
Also published as: JPH08112821A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光ディスク、光磁気ディスク等に使用されるディスク基板を製造するディスク基板成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク、光磁気ディスク等は、ポリカーボネート樹脂等の合成樹脂によって円板状に成形されたディスク基板に、金属膜、磁性膜等の記録膜を形成して製造されている。ディスク基板には、予め、ピットおよびグルーブが周方向に反って形成されている。
【０００３】
ディスク基板は、通常、射出成形によって製造されるようになっている。射出成形によってディスク基板を製造するディスク基板成形機の一例を図５に示す。この成形機は、固定金型４２と、可動金型４１とを有している。可動金型４１は、固定金型４２に対して接離可能になっており、固定金型４２に密着した閉鎖状態と、固定金型４２から離れた開放状態とにされるようになっている。可動金型４１が固定金型４２に密着した閉鎖状態では、両者の間には、円板状のキャビティ４３が形成される。そして、キャビティ４３内には、可動金型４１に取り付けられたスタンパー４４が配置されている。スタンパー４４は、ディスク基板に形成されるピットおよびグルーブに対応した凸部が、周方向に沿って設けられている。
【０００４】
固定金型４２には、キャビティ４３に連通するランナー４５が中心部を挿通しており、このランナー４５に、溶融ポリカーボネート樹脂を充填するシリンダー４６が接している。シリンダー４６の内部には、固定金型４２のランナー４５内に溶融ポリカーボネート樹脂を充填するスクリューが配置されている。シリンダー４６は、内部のポリカーボネート樹脂が溶融状態を保持するように、３２０℃に加熱されている。シリンダー４６から固定金型４２のランナー４５内に充填された溶融ポリカーボネート樹脂は、ランナー４５を通って、キャビティ４３に充填されるようになっている。
【０００５】
可動金型４１および固定金型４２には、温度調整器によって１００℃に加熱された熱水がそれぞれ供給されており、可動金型４１および固定金型４２は、それぞれ１００℃に加熱された状態になっている。１００℃に加熱された可動金型４１および固定金型４２の上方の雰囲気温度は、５０〜６０℃になっており、また、下方の雰囲気温度は室温に近い２５〜３０℃になっている。
【０００６】
このようなディスク基板成形機では、可動金型４１が、固定金型４２に対して密着した閉鎖状態とされて、固定金型４２と可動金型４１との間に所定の円板状のキャビティ４３が形成されると、３２０℃に加熱されたシリンダー４６内の溶融ポリカーボネート樹脂が、固定金型４２のランナー４５を通ってキャビティ４３内に充填される。このとき、固定金型４２および可動金型４１は、１００℃に加熱された状態になっており、ランナー４５およびキャビティ４３内に充填された溶融ポリカーボネート樹脂は、冷却されて固化する。
【０００７】
キャビティ４３内の溶融ポリカーボネート樹脂が固化すると、図６（ａ）に示すように、可動金型４１が、固定金型４２から離れた開放状態とされて、溶融ポリカーボネート樹脂が固化して形成されたディスク基板５０が、ロボットによって可動金型４１から取り出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
キャビティ４３内に充填された溶融ポリカーボネート樹脂を冷却する際には、固定金型４２および可動金型４１は１００℃に加熱されているが、その上方の雰囲気温度は５０〜６０℃になっており、また、下方の雰囲気温度は室温に近い２５〜３０℃になっている。このために、可動金型４１を固定金型４２から離した開放状態にすると、周囲の低温の空気が、可動金型４１と固定金型４２との間に進入し、キャビティ４３内に位置するディスク基板５０が急速に冷却される。これにより、ディスク基板５０は、スタンパー４４に接した面が可動金型４１によって保温された状態になっているのに対して、その反対側の面が、可動金型４１内に進入した低温の空気によって冷却された状態になり、ディスク基板５０の両面に温度差が生じて、その内部に応力が発生する。その結果、ディスク基板５０は、図６（ｂ）に示すように、反った状態になるおそれがある。
【０００９】
反った状態のディスク基板を使用して光ディスクまたは光磁気ディスクを製造すると、製造される光ディスクまたは光磁気ディスクは、複屈折が大きくなって記録再生のＣ／Ｎが低下してしまう。
【００１０】
このように、ディスク基板５０をスタンパー４４に密着した状態で金型から取り出す方法に替えて、図７に示すように、可動金型４１を固定金型４２から離す際に、スタンパー４４とディスク基板５０との間に圧縮エアーを吹き付けて、ディスク基板５０をスタンパー４４から浮き上がらせた状態にする方法も採用されている。
【００１１】
このような方法では、加熱された可動金型４１の高温が、直接、ディスク基板５０には伝達されず、ディスク基板５０に反りが発生することが抑制される。
【００１２】
しかし、この場合には、ディスク基板５０が圧縮エアーによって不安定な状態になっているために、可動金型４１が固定金型４２から離れる際に、ディスク基板５０がスタンパー４４に、再度、接触するおそれがある。ディスク基板５０は完全に硬化した状態ではないために、スタンパー４４に再接触すると、ディスク基板５０の表面に、不要なピットやグルーブが形成されるおそれがある。
【００１３】
また、不安定な状態になったディスク基板５０は、ロボットによって確実につかむことができず、落下して破損するおそれもある。
【００１４】
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、ディスク基板の内部の応力が小さくて反りが発生するおそれがなく、また、Ｃ／Ｎの良好なディスク基板を成形することができる成形機を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のディスク基板成形機は、固定金型と、この固定金型に対して接離可能になっており、固定金型に密着した閉鎖状態で円板形状のキャビティが形成される可動金型と、可動金型が固定金型に密着した閉鎖状態で、前記キャビティ内に溶融樹脂を充填する手段と、固定金型に対して可動金型が離れた開放状態で、キャビティ内に充填された溶融樹脂が冷却および固化して形成されたディスク基板を加熱する加熱手段と、を具備することを特徴とするものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１６】
前記加熱手段は、ディスク基板の周囲を加熱するヒーターであってもよく、また、ディスク基板の周囲に加熱空気を吹き付けるようになっていてもよい。さらに、ディスク基板に赤外線を直接照射する赤外線ランプであってもよい。
【００１７】
【作用】
本発明のディスク基板成形機では、固定金型に対して可動金型を密着させた閉鎖状態で、固定金型と可動金型との間に形成されたキャビティ内に溶融樹脂を充填して冷却および固化させる。キャビティ内の溶融樹脂が固化して、ディスク基板が形成されると、可動金型が固定金型から離された開放状態とされ、加熱手段によってディスク基板を加熱しつつ、可動金型から取り出される。ディスク基板は、加熱手段によって加熱されるために、急速に冷却されるおそれがなく、内部の応力が低下する。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明のディスク基板成形機の一例を示す概略断面図である。このディスク基板成形機は、光ディスクや光磁気ディスクに使用されるディスク基板を射出成形により製造するものである。ディスク基板は円板状になっており、その表面には、周方向に沿って、ピットおよびグルーブが形成されている。
【００２０】
このディスク基板成形機は、固定金型１２と、可動金型１１とを有している。可動金型１１は、固定金型１２に対して接離可能になっており、固定金型１２に密着した閉鎖状態と、固定金型１２から離れた開放状態にされるようになっている。可動金型１１が固定金型１２に密着した閉鎖状態では、両者の間には、円板状のキャビティ１３が形成されている。そして、キャビティ１３内には、可動金型１１に取り付けられたスタンパー１４が配置されている。スタンパー１４は、ディスク基板に形成されるピットおよびグルーブに対応した凸部が周方向に沿って設けられている。
【００２１】
固定金型１２には、キャビティ１３に連通するランナー１５が中心部を挿通しており、このランナー１５に溶融ポリカーボネト樹脂を充填するシリンダー１６が接している。シリンダー１６の内部には、固定金型１２のランナー１５内に溶融ポリカーボネート樹脂を充填するスクリューが配置されている。シリンダー１６は、充填されたポリカーボネート樹脂が溶融状態を保持するように、３２０℃に加熱されている。シリンダー１６から固定金型１２のランナー１５内に充填された溶融ポリカーボネート樹脂は、ランナー１５を通って、キャビティ１３に充填されるようになっている。そして、キャビティ１３内に充填された溶融ポリカーボネート樹脂が、冷却されて固化することによって、ディスク基板が形成される。
【００２２】
可動金型１１および固定金型１２には、温度調整器によって１００℃に加熱された熱水がそれぞれ供給されており、可動金型１１および固定金型１２は、それぞれ１００℃に加熱されるようになっている。
【００２３】
可動金型１１の下方には、可動金型１１に向かって加熱するようになった、例えば１．２ｋＷのヒーター１７が配置されている。このヒーター１７は、図２に示すように、可動金型１１が固定金型１２から離れた開放状態で、可動金型１１内を１４０〜１６０℃に加熱するように調整されており、従って、可動金型１１内にて固化したディスク基板の周囲がヒーター１７によって加熱されるようになっている。
【００２４】
このような構成のディスク基板の成形機の動作は次の通りである。まず、可動金型１１を、固定金型１２に対して密着した閉鎖状態とする。これにより、固定金型１２と可動金型１１との間に所定の円板状のキャビティ１３が形成される。このような状態で、３２０℃に加熱されたシリンダー１６内の溶融ポリカーボネート樹脂が、固定金型１２のランナー１５を通ってキャビティ１３内に充填される。このとき、固定金型１２および可動金型１１は、１００℃に加熱された状態になっており、ランナー１５およびキャビティ１３内に充填された溶融ポリカーボネート樹脂は、１００℃になった可動金型１１および固定金型１２によって冷却されて、固化する。
【００２５】
キャビティ１３内の溶融ポリカーボネート樹脂が固化すると、図２に示すように、可動金型１１が、固定金型１２から離れた開放状態とされて、キャビティ１３から、溶融ポリカーボネート樹脂が固化したディスク基板２０がロボットによって取り出される。
【００２６】
このとき、可動金型１１の下方に配置されたヒーター１７が駆動されており、可動金型１１と固定金型１２との間の空間が１４０〜１６０℃に加熱される。これにより、可動金型１１内にて固化したポリカーボネート樹脂製のディスク基板２０の周囲が加熱された状態になる。従って、可動金型１１内のディスク基板２０は、急速に冷却されるおそれがなく、ディスク基板２０の両面に温度差が生じるおそれがない。その結果、ディスク基板２０の内部に発生する応力は小さく、ディスク基板２０に反りが発生することが抑制される。
【００２７】
本実施例のディスク基板成形機によって、１３０ｍｍのディスク基板２０を製造したところ、製造されたディスク基板２０の反りは、４１〜１０３μｍであった。ヒーター１７が設けられていない従来のディスク基板成形機によって製造されたディスク基板では、６６〜１４５μｍの反りが発生しており、本実施例のディスク基板成形機では、ディスク基板の反りの発生を大幅に抑制することができた。また、本実施例のディスク基板成形機によって製造されたディスク基板２０によって光磁気ディスクを製造したところ、複屈折が１０〜２１ｎｍ、また、Ｃ／Ｎは４８．７ｄＢに向上した。従来の成形機によって成形されたディスク基板によって製造された光磁気ディスクでは、複屈折が１８〜２９ｎｍ、Ｃ／Ｎは４８．２ｄＢであった。
【００２８】
従って、本実施例のディスク基板成形機によって製造されたディスク基板２０の光磁気ディスクは、反りが小さいために光ピックアップのフォーカシングが容易になって、高速回転での記録再生が可能になり、さらには、複屈折が小さくて記録再生のＣ／Ｎが向上する等、優れた特性を有している。
【００２９】
図３は、本発明のディスク基板成形機の他の実施例を示す概略断面図である。この成形機では、前記実施例のヒーター１７に替えて、固定金型１２の下方にヒーター３１が設けられている。そして、このヒーター３１によって加熱された加熱空気が、ファン３２によって、排気ダクト３３を通って、固定金型１２から離れた開放状態の可動金型１１内に吹き付けられるようになっている。
【００３０】
この場合、ヒーター３１は、前記実施例のような１．２ｋＷの大型のヒーター１７を使用しなくても、可動金型１２内のディスク基板２０を、１４０〜１６０℃に加熱することができる。本実施例においても、ディスク基板２０の内部応力を著しく抑制することができるために、ディスク基板２０の反りを大幅に抑制することができる。
【００３１】
図４は、本発明のディスク基板成形機のさらに他の実施例を示す概略断面図である。この成形機は、固定金型１２の上方および下方に、赤外線ランプ３５が、それぞれ配置されている。各赤外線ランプ３５は、固定金型１２に対して可動金型１１が離れた開放状態で、可動金型１１内のディスク基板２０に赤外線を直接照射して、ディスク基板２０を直接加熱するようになっている。本実施例においても、ディスク基板２０の内部に発生する応力を著しく抑制することができるために、ディスク基板２０の反りを大幅に抑制することができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のディスク基板成形機は、このように、キャビティ内の溶融樹脂が固化して形成されたディスク基板を取り出す際に、ディスク基板が加熱手段によって加熱されるようになっているために、ディスク基板が周囲の雰囲気によって急速に冷却するおそれがなく、全体にわたって均一な温度に保持される。その結果、成形されたディスク基板の内部の応力を著しく低減することができて、ディスク基板の反りを大幅に抑制することができる。従って、成形されたディスク基板によって製造された光ディスクや光磁気ディスクは、光ピックアップのフォーカシングが容易になり、高速回転での記録再生も可能になる。さらに、光ディスクや光磁気ディスクは、複屈折が小さく、記録再生のＣ／Ｎが著しく向上する等、優れた特性を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のディスク基板成形機の一例を示す概略断面図である。
【図２】そのディスク基板成形機の動作説明のための概略断面図である。
【図３】本発明のディスク基板成形機の他の例を示す概略断面図である。
【図４】本発明のディスク基板成形機のさらに他の例を示す概略断面図である。
【図５】従来のディスク基板成形機の一例を示す概略断面図である。
【図６】（ａ）は、そのディスク基板成形機の可動金型を開放した状態を示す概略断面図、（ｂ）は、そのディスク基板を取り出す際のディスク基板の状態を示す概略断面図である。
【図７】従来のディスク基板成形機のディスク基板を他の方法で取り出す際の光ディスクの状態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１１可動金型
１２固定金型
１３キャビティ
１４スタンパー
１５ランナー
１６シリンダー
１７ヒーター
２０ディスク基板

Claims

固定金型と、
この固定金型に対して接離可能になっており、固定金型に密着した閉鎖状態で円板形状のキャビティが形成される可動金型と、
可動金型が固定金型に密着した閉鎖状態で、前記キャビティ内に溶融樹脂を充填する手段と、
固定金型に対して可動金型が離れた開放状態で、キャビティ内に充填された溶融樹脂が冷却および固化して形成されたディスク基板周囲を加熱する加熱手段とを具備し、
固定金型及び可動金型の温度を１００℃に加熱し、加熱手段によりディスク基板周囲を１４０〜１６０℃に加熱することを特徴とするディスク基板成形機。
前記加熱手段が、ディスク基板の周囲を加熱するヒーターである請求項１に記載のディスク基板成形機。
前記加熱手段が、ディスク基板の周囲に加熱空気を吹き付けるようになっている請求項１に記載のディスク基板成形機。