JP3958445B2

JP3958445B2 - 情報記録用プラスチック成形物の冷却装置および情報記録用プラスチック成形物の冷却方法

Info

Publication number: JP3958445B2
Application number: JP25345698A
Authority: JP
Inventors: 龍太郎林
Original assignee: Kawata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-09-08
Filing date: 1998-09-08
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2018-09-08
Also published as: JP2000085023A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック成形機によって成形された情報記録用プラスチック成形物を冷却するための冷却装置およびその冷却方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、コンパクトディスクに代表される光学的記録ディスクなどの情報記録用プラスチック成形物は、射出成形機などのプラスチック成形機によって製造されている。
【０００３】
この種の光学的記録ディスクの製造は、まず、射出成形機によって円盤形状の光学的記録ディスクを成形し、次いで、成形された光学的記録ディスクを、取出装置によって取り出し、これを、円形の凹部が形成された回転プレートの凹部に受け入れて、この回転プレートを回転させながら、光学的記録ディスクを放置した状態で所定の時間冷却した後、積み重ねて収納するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、射出成形後、光学的記録ディスクを直ちに取り出すと、成形時の余熱と外気の接触とによって光学的記録ディスクに内部応力が発生することがある。このような内部応力が生ずると、ピットにひけを生じて、成形時に記録された情報をそのまま正確に保つことができず、電気的特性が低下するという不具合がある。また、内部応力が発生すると、複屈折も生じるので、このような複屈性が生じている部分については、レーザなどで正確に読み取ることができず、そのため、光学的特性が低下するという不具合を生ずる。一方、射出成形後、金型内で十分に徐冷すれば、内部応力の発生を防止することはできるが、成形サイクルが長くなり、生産性が低下するという不具合を生じる。
【０００５】
本発明は、上記した課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、簡易な構成によって、電気的特性および光学的特性に優れる情報記録用プラスチック成形物を、生産性良く製造するために使用し得る、情報記録用プラスチック成形物の冷却装置および情報記録用プラスチック成形物の冷却方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、プラスチック成形機によって成形された情報記録用プラスチック成形物を冷却するための冷却装置であって、成形直後の情報記録用プラスチック成形物に冷却媒体を送風し得る送風手段を備え、前記送風手段は、温度分布が均一でない成形直後の情報記録用プラスチック成形物の高温部分と低温部分とにおいて、高温部分に冷却媒体をより多く送風するように構成されていることを特徴としている。
【０００７】
このような構成によると、送風手段によって、温度分布の均一でない成形直後の情報記録用プラスチック成形物の高温部分に、低温部分よりも多くの冷却媒体が送風されるので、この情報記録用プラスチック成形物は、高温部分が低温部分よりも積極底に冷却されて、温度分布が均一な状態となる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記送風手段は、情報記録用プラスチック成形物の高温部分に向かって冷却媒体を吹き付けるように構成されていることを特徴としている。
【０００９】
このような構成によると、送風手段によって、温度分布の均一でない成形直後の情報記録用プラスチック成形物の高温部分に、冷却媒体が吹き付けられる。
そのため、高温部分が低温部分よりも、より積極底に冷却されて、成形直後の情報記録用プラスチック成形物の温度分布をより迅速かつ効果的に均一な状態とすることができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、情報記録用プラスチック成形物がディスク形状をなし、前記送風手段は、ディスク形状の中心部分に冷却媒体をより多く送風するように構成されていることを特徴としている。
【００１１】
このような構成によると、ディスク形状の情報記録用プラスチック成形物の中心部分に、その周辺部分よりも多くの冷却媒体が送風されるので、高温部分である中心部分が低温部分である周辺部分よりも積極底に冷却されて、温度分布が均一な状態となる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の発明において、前記送風手段によって冷却媒体が送風された情報記録用プラスチック成形物を、放置した状態においてさらに所定の時間冷却するための放冷手段と、この放冷手段によって冷却された情報記録用プラスチック成形物を収納するための収納手段とをさらに備えていることを特徴としている。
【００１３】
このような構成によると、情報記録用プラスチック成形物は、プラスチック成形機によって成形された後に、送風手段によって温度分布が均一となるように冷却され、その後、放冷手段によって、放置された状態においてさらに所定の時間冷却された後、放冷手段に収納される。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、プラスチック成形機によって成形された情報記録用プラスチック成形物を冷却するための冷却方法であって、成形直後の情報記録用プラスチック成形物に冷却媒体を送風し得る送風手段を使用して、温度分布が均一でない成形直後の情報記録用プラスチック成形物の高温部分と低温部分とにおいて、高温部分に冷却媒体をより多く送風することを特徴としている。
【００１５】
このような冷却方法によると、送風手段を使用して、温度分布の均一でない成形直後の情報記録用プラスチック成形物の高温部分に、低温部分よりも多くの冷却媒体を送風するので、情報記録用プラスチック成形物の高温部分を低温部分よりも積極底に冷却することができ、そのため温度分布を均一な状態とすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の冷却装置の一実施形態が備えられている情報記録用プラスチック成形物の製造設備の一実施形態を示す要部平面図、図２は、図１の要部側面図である。
【００１７】
図１および図２に示すように、この情報記録用プラスチック成形物の製造設備は、情報記録用プラスチック成形物としての光学的記録ディスク１を成形するためのプラスチック成形機としての射出成形機２と、この射出成形機２によって成形された光学的記録ディスク１を冷却するための冷却装置３とを備えている。
【００１８】
なお、図１および図２には現れていないが、本実施形態の製造設備では、その設備全体にわたって、成形された光学的記録ディスク１が放置状態においても冷却できるような温度に空調されている。また、光学的記録ディスク１とは、情報の記録および／または読み取りが光学的に行なうことができるように、所定の情報が記録されている記録ディスクを言い、コンパクトディスク（ＣＤ）がその代表であるが、その他、たとえば、ＤＶＤ、ＣＤＲ、ＭＤ、ＬＤなどその種類を問わない。
【００１９】
射出成形機２は、その支持台７上に、プラスチック原料を溶融して射出するための射出装置４と、射出されたプラスチック原料を円盤形状に成形するための金型５と、その金型５から光学的記録ディスク１を取り出すための取出装置６とを備えている。図示しないホッパーから供給されたプラスチック原料は、射出装置４内において溶融された後に金型５内に射出される。プラスチック原料が射出された金型５は、その圧力が一定時間保持され、続いて所定の冷却時間をおいた後に開放され、これによって、成形された円盤形状の光学的記録ディスク１が取り出し可能な状態とされる。なお、生産性を向上させるべく、金型５の開放は、光学的記録ディスク１が未だ完全に冷却されきっていない状態で行なわれる。また、プラスチック原料は、その種類の如何を問わないが、たとえば、メタクリル樹脂やポリカーボネート樹脂が使用される。
【００２０】
取出装置６は、金型５の開放位置に隣接して配置され、支持台７から立設する支柱８と、この支柱８に、この支柱８の長さ方向においてスライド移動可能な状態で取り付けられる取付部材９と、この取付部材９に設けられる揺動駆動部材１０と、この揺動駆動部材１０に揺動可能に支持される揺動アーム１１とを備えている。揺動アーム１１の一端は、揺動駆動部材１０に回転可能に設けられる枢支軸１２に取り付けられており、その他端には、光学的記録ディスク１を吸引することによって保持し得る保持具１３が取り付けられている。そして、この揺動アーム１１は、揺動駆動部材１０の駆動による枢支軸１２の回転によって、開放された金型５から成形された光学的記録ディスク１を取り出すための取出位置と、次に述べる送風装置１４によって光学的記録ディスク１を冷却するための冷却位置とに移動可能（揺動可能）とされる。これによって、金型５が開放された時には、揺動アーム１１が取出位置に揺動されるとともに、その取出位置において保持具１３が吸引して光学的記録ディスク１を保持し、次いで、揺動アーム１１が、冷却位置に揺動されることによって光学的記録ディスク１の取り出しが行なわれる。
【００２１】
冷却装置３は、射出成形機２に隣接して配置され、その支持台１８上に、光学的記録ディスク１に冷却媒体としての空気を送風するための送風手段としての送風装置１４と、この送風装置１４によって空気が送風された光学的記録ディスク１を、放置した状態においてさらに所定の時間冷却するための放冷手段としての放冷装置１５と、この放冷装置１５によって冷却された光学的記録ディスク１を収納するための収納手段としての収納装置１６と、送風装置１４によって空気が送風された光学的記録ディスク１を、放冷装置１５に搬送するための搬送手段としての搬送装置１７とを備えている。
【００２２】
送風装置１４は、冷却位置において保持される光学的記録ディスク１を挟んで対向するように２つ配置されており、各送風装置１４は、支持台１８から立設する支柱１９と、この支柱１９に、この支柱１９の長さ方向においてスライド移動可能な状態で取り付けられる取付部材２０と、この取付部材２０に設けられ、冷却位置において保持される光学的記録ディスク１とほぼ平行に配置されるノズルプレート２１と、このノズルプレート２１に設けられる複数（４個）のエアノズル２２とを備えている。
【００２３】
各エアノズル２２は、ノズルプレート２１上において、対向する光学的記録ディスク１の投影面の外側において四方対角状に配置されており、光学的記録ディスク１の中心部分に向かって空気を吹き付けることができるように、角度変更可能とされている。そして、その吹出口（図３において符号２３で示されている。）が光学的記録ディスク１の中心部分に向かうような状態で固定されている。
【００２４】
そして、金型５から取り出された光学的記録ディスク１が取出装置６の揺動アーム１１の揺動によって冷却位置に位置された状態において、この２つの送風装置１４の複数のエアノズル２２から、光学的記録ディスク１の中心部分に向かって空気が吹き付けられ、これによって、光学的記録ディスク１の中心部分が冷却される。
【００２５】
さらに詳述すると、金型５から取り出される光学的記録ディスク１は、その金型５の開放とともに、成形時の余熱と外気の接触とによって、温度分布が均一でない状態が形成される。すなわち、円盤状の光学的記録ディスク１では、中心部分の温度が高くなり、その中心部分から径方向外方にいくに従って温度が低くなるような状態、つまり、中心部分が高温部分となり、その周辺部分が低温部分となるような温度分布が形成される。したがって、図３に示すように、この高温部分である中心部分に向けて空気を吹き付けることによって、つまり、高温部分である中心部分に、その低温部分である周辺部分よりも多くの空気を送風することによって、高温部分を低温部分よりも積極底に冷却して、温度分布を迅速かつ効果的に均一な状態とする。
【００２６】
なお、図３において、矢印２４は、吹き付けられた空気の流れを示している。この矢印２４が示すように、光学的記録ディスク１の中心部分に吹き付けられた空気は、中心部分に当たってから、その中心部分から径方向外方に次第に拡散していくように流れる。このような空気の流れによって、高温部分である中心部分が積極的に冷却されるのみならず、低温部分である周辺部分も、中心部分に当たって拡散される空気により徐々に冷却される。
【００２７】
搬送装置１７は、送風装置１４に隣接して配置され、支持台１８から立設する支柱２５と、この支柱２５に、この支柱２５の長さ方向においてスライド移動可能な状態で取り付けられる取付部材２６と、この取付部材２６に設けられる揺動駆動部材２７と、この揺動駆動部材２７に揺動可能に支持される揺動アーム２８とを備えている。揺動アーム２８の一端は、揺動駆動部材２７に回転可能に設けられる枢支軸２９に取り付けられており、その他端には、光学的記録ディスク１を吸引することによって保持し得る保持具３０が取り付けられている。また、この揺動アーム２８には、その長さ方向途中に、保持具３０が取り付けられている先端側を軸心周りに回動可能とするための回転結合部材３１が設けられている。そして、この揺動アーム２８は、揺動駆動部材２７の駆動による枢支軸２９の回転によって、冷却位置と、放冷装置１５が受け取り可能な受取位置とに移動可能（揺動可能）とされる。
【００２８】
これによって、光学的記録ディスク１が冷却位置に位置した時に、揺動アーム２８が冷却位置に揺動されるとともに、その冷却位置において保持具３０が吸引して光学的記録ディスク１を保持し、次いで、揺動アーム２８が、受取位置に揺動されるとともに、回転結合部材３１の回転駆動によって、受取位置において光学的記録ディスク１が水平方向に保持されるような状態とし、この状態から保持具３０の吸引を解除させて放冷装置１５上に光学的記録ディスク１を落下させる。これによって、光学的記録ディスク１の送風装置１４から放冷装置１５への搬送が行なわれる。
【００２９】
なお、冷却位置において、光学的記録ディスク１は、取出装置６の保持具１３の吸引によって保持されているが、この取出装置６の保持具６が吸引して保持している状態において、搬送装置１７の保持具３０が、その光学的記録ディスク１における取出装置６の保持具６が保持している面の反対側の面から吸引して保持し、その後、取出装置６の保持具６の吸引を解除することによって、取出装置６の保持具６から搬送装置１７の保持具３０に直接受け渡されるように構成している。また、この受け渡しは、光学的記録ディスク１が冷却位置に位置している時であれば、送風装置１４による送風が行なわれている時、またはその前後のいずれの時であってもよい。
【００３０】
放冷装置１５は、搬送装置１７に隣接して配置され、複数の光学的記録ディスク１を受け入れるための回転プレート３２と、この回転プレート３２を支持するための支持フレーム３３とを備えている。回転プレート３２は、円板形状をなし、光学的記録ディスク１とほぼ同径とされた円形の凹部３４が、周方向において複数形成されており、また、その中心部には、駆動軸３５が嵌め込まれている。支持フレーム３３は、その上面において回転プレート３２を回転可能に支持するとともに、駆動軸３５を駆動させるための図示しないモータなどを内装している。この回転プレート３２は、図示しないモータによって駆動軸３５を介して回転される。
【００３１】
そして、受取位置において、保持具３０の吸引の解除により落下する光学的記録ディスク１は、回転プレート３２の凹部３４に受け入れられて、その受け入れられた光学的記録ディスク１は、受取位置から、常時回転される回転プレート３２の回転（図１において回転プレート３２は時計回りに回転される。）によって、収納装置１６によって取り出される受渡位置に移動するまでの間、凹部３４に受け入れられた状態で放置されることによって、さらに所定の時間冷却される。なお、たとえば、回転プレート３２の上方に送風ファンを設けて、凹部３４に受け入れられた光学的記録ディスク１に空気を送風することによって、積極的に冷却するように構成してもよい。
【００３２】
収納装置１６は、光学的記録ディスク１を収納するための収納スペース３７と、放冷装置１５から冷却された光学的記録ディスク１を取り出して、収納スペース３７に積載するための積載装置３６とを備えている。収納スペース３７は、放冷装置１５に隣接して配置されており、光学的記録ディスク１の中央孔に挿通可能とされた複数（２本）の収納柱３８が立設されている。また、積載装置３６は、収納スペース３７に隣接して配置されており、支持台１８から立設する支柱３９と、この支柱３９に、この支柱３９の長さ方向においてスライド移動可能な状態で取り付けられる回転駆動部材４０と、この回転駆動部材４０に支持される回転アーム４１とを備えている。回転アーム４１の先端には、光学的記録ディスク１を吸引することによって保持し得る保持具４２が取り付けられている。そして、この回転アーム４１は、回転駆動部材４０の回転によって、受渡位置と、光学的記録ディスク１を積載するための積載位置とに移動可能（回転可能）とされる。
【００３３】
これによって、放冷装置１５によって所定の時間冷却された光学的記録ディスク１が受渡位置に位置した時には、回転アーム４１が受渡位置に揺動されるとともに、その受渡位置において保持具４２が光学的記録ディスク１を吸引して保持し、次いで、回転アーム４１が、載置位置に回転され、この状態から保持具４２の吸引を解除させて支持柱３８上に光学的記録ディスク１を落下させる。落下する光学的記録ディスク１は、その中央孔に支持柱３８が挿通されて、これによって、多数の光学的記録ディスク１が積載状に収納される。
【００３４】
このような本実施形態の冷却装置３によると、光学的記録ディスク１は、成形直後に送風装置１４によって温度分布が均一となるように冷却され、次いで放冷装置１５によって、放置された状態においてさらに所定の時間冷却された後に、収納装置１６に収納される。したがって、このような冷却装置３を使用すれば、成形された光学的記録ディスク１の冷却および収納を一体的に行なうことができる。
【００３５】
そして、本実施形態では、生産性を向上させるべく、金型５の開放が光学的記録ディスク１が未だ完全に冷却されきっていない状態で行なわれ、そのために光学的記録ディスク１は、温度分布が均一とならない状態となるが、送風装置１４においては、光学的記録ディスク１を、その温度分布が均一な状態となるように冷却するため、その光学的記録ディスク１の内部応力の発生を少なくすることができる。そのため、ピットのひけを低減でき、電気的特性を向上させることができるとともに、複屈性の発生をも低減できるため、光学的特性をも向上させることができる。したがって、簡易な構成によって、電気的特性および光学的特性に優れる光学的記録ディスク１を、短い成形サイクルで生産性良く製造することができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、取出装置６から光学的記録ディスク１を取り出して冷却位置に位置させるまでの時間が、たとえば、０．２〜１０秒程度であり、また、送風装置１４において送風する時間が、たとえば、１〜３秒程度である。
【００３７】
また、本実施形態においては、円盤形状の光学的記録ディスク１を例として説明したが、本発明の情報記録用プラスチック成形物は、何ら円盤形状に限定されることはない。ただし、薄い板の形状であるものが好ましい。また、ディスク形状では、中心部が高温部分となるので、その中心部分に空気を吹き付けたが、異なる形状である場合には、その形状に応じた適宜の高温部分に、空気を送風すればよい。なお、ディスク形状であっても、成形条件によって、中心部分ではなく、周辺部分が中心部分よりも高温部分となる場合には、その高温部分である周辺部分に空気を吹き付ければよい。
【００３８】
さらに、空気の送風方法としては、たとえば、図４に示すように、比較的吹出口２３の広いエアノズル２２を使用して、冷却位置において保持される光学的記録ディスク１の両側面から、その吹出口２３をできるだけ近づけたような状態で、空気を吹き付けるように構成してもよい。このように空気を吹き付ければ、光学的記録ディスク１の中心部分により多くの空気が吹き付けられるとともに、中心部分に当たった空気は、その中心部分から径方向外方に次第に拡散していくように流れ、これによって、光学的記録ディスク１の中心部分が積極的に冷却されるとともに、周辺部分も徐々に冷却される。
【００３９】
また、高温部分に低温部分よりも多くの空気が吹き付けられる状態であれば、ノズルプレート２１にさらに多くのエアノズル２２を設けて、高温部分のみならず低温部分に空気を吹き付けてもよい。また、たとえば、高温部分と低温部分の送風量を同じにして、低温部分に吹き付けられる空気の温度よりも、低い温度の空気を高温部分に送風するように構成してもよい。この場合には、低い温度の空気が冷却媒体として作用し得る。また、冷却媒体は、空気に限定されることなく、たとえば、窒素ガスなどであってもよい。
【００４０】
また、本実施形態では、冷却装置３に、送風装置１４、放冷装置１５および収納装置１６を備えたが、これらを任意に組み合わせ、または、それぞれ別体として構成してもよい。また、取出装置６と送風装置１４とで冷却装置３を構成してもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の発明によれば、温度分布が均一でない成形直後の情報記録用プラスチック成形物を、送風手段が、その温度分布が均一な状態となるように冷却するので、その情報記録用プラスチック成形物の内部応力の発生を少なくすることができる。そのため、ピットのひけを低減でき、電気的特性を向上させることができるとともに、複屈性の発生をも低減できるため、光学的特性をも向上させることができる。したがって、電気的特性および光学的特性に優れる情報記録用プラスチック成形物を、短い成形サイクルで生産性良く製造することができる。
【００４２】
請求項２に記載の発明によれば、成形直後の情報記録用プラスチック成形物の温度分布をより迅速かつ効果的に均一な状態とすることができるので、情報記録用プラスチック成形物の内部応力の発生をより少なくすることができる。したがって、より電気的特性および光学的特性に優れる情報記録用プラスチック成形物を製造することができる。
【００４３】
請求項３に記載の発明によれば、ディスク形状の情報記録用プラスチック成形物の中心部分に冷却媒体をより多く送風するのみの簡易な構成によって、その情報記録用プラスチック成形物の温度分布を均一な状態となるように冷却することができる。そのため、簡易な構成によって、電気的特性および光学的特性に優れる情報記録用プラスチック成形物を製造することができる。
【００４４】
請求項４に記載の発明によれば、放冷手段と収納手段とをさらに備えることにより、成形された情報記録用プラスチック成形物を収納可能な程度にまで冷却して、収納しておくことができる。したがって、このような冷却装置を使用すれば、成形された情報記録用プラスチック成形物の冷却および収納を一体的に行なうことができる。
【００４５】
請求項５に記載の発明によれば、温度分布が均一でない成形直後の情報記録用プラスチック成形物を、送風手段によって、その温度分布が均一な状態となるように冷却するので、その情報記録用プラスチック成形物の内部応力の発生を少なくすることができる。そのため、ピットのひけを低減でき、電気的特性を向上させることができるとともに、複屈性の発生をも低減できるため、光学的特性をも向上させることができる。したがって、電気的特性および光学的特性に優れる情報記録用プラスチック成形物を、短い成形サイクルで生産性良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷却装置の一実施形態が備えられている情報記録用プラスチック成形物の製造設備の一実施形態を示す要部平面図である。
【図２】図１の要部側面図である。
【図３】図１における送風装置による送風状態を説明するための要部平面図である。
【図４】他の実施形態の送風装置を説明するための、図３に対応する要部平面図である。
【符号の説明】
１光学的記録ディスク
２射出成形機
３冷却装置
１４送風装置
１５放冷装置
１６収納装置

Claims

プラスチック成形機によって成形された情報記録用プラスチック成形物を冷却するための冷却装置であって、
成形直後の情報記録用プラスチック成形物に冷却媒体を送風し得る送風手段を備え、
前記送風手段は、温度分布が均一でない成形直後の情報記録用プラスチック成形物の高温部分と低温部分とにおいて、高温部分に冷却媒体をより多く送風するように構成されていることを特徴とする、情報記録用プラスチック成形物の冷却装置。
前記送風手段は、情報記録用プラスチック成形物の高温部分に向かって冷却媒体を吹き付けるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の情報記録用プラスチック成形物の冷却装置。
情報記録用プラスチック成形物がディスク形状をなし、前記送風手段は、ディスク形状の中心部分に冷却媒体をより多く送風するように構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の情報記録用プラスチック成形物の冷却装置。
前記送風手段によって冷却媒体が送風された情報記録用プラスチック成形物を、放置した状態においてさらに所定の時間冷却するための放冷手段と、この放冷手段によって冷却された情報記録用プラスチック成形物を収納するための収納手段とをさらに備えていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の情報記録用プラスチック成形物の冷却装置。
プラスチック成形機によって成形された情報記録用プラスチック成形物を冷却するための冷却方法であって、
成形直後の情報記録用プラスチック成形物に冷却媒体を送風し得る送風手段を使用して、
温度分布が均一でない成形直後の情報記録用プラスチック成形物の高温部分と低温部分とにおいて、高温部分に冷却媒体をより多く送風することを特徴とする、情報記録用プラスチック成形物の冷却方法。