JP4024765B2 - ディスク基板の成形用金型および成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ等の情報記録用のディスク基板を射出成形する際に用いられるディスク基板の成形用金型とその成形方法に関する。

ディスク基板を射出成形する際に用いられるディスク基板の成形用金型は、対向して設けられた固定金型および可動金型にそれぞれ、直接またはスタンパを介してキャビティ形成面を有する鏡面板が設けられている。そして前記鏡面板には、キャビティ内に射出充填された溶融樹脂を冷却するための冷却媒体流路が形成されている。ところでディスク基板の成形においては、ポリカーボネート樹脂が使用されており、射出充填される溶融樹脂の温度は３００℃から３９０℃と高い。そこで成形サイクルを速くするためには溶融樹脂の冷却を速やかに行う必要がある。また成形されるディスク基板の反りを防止するために、鏡面板の各部を略均一に冷却する必要がある。

上記のような要求に対して、ディスク基板の成形用金型の冷却媒体流路に工夫をしたものとして、特許文献１ないし特許文献６に記載されたものが公知である。その中で特許文献１ないし特許文献３に図示されたものは、鏡面板に冷却媒体流路を３周または５周の渦巻状に形成することにより、冷却媒体流路の総延長距離、および冷却媒体と鏡面板の接触面積を確保して、冷却効率を上昇させることを意図している。しかしながら前記した特許文献１ないし特許文献３のものは、１本の冷却媒体流路が渦巻状に形成されているため、冷却媒体と鏡面板との接触面積を多くしようとして、渦巻状の冷却媒体流路の周回を増加させると、１本の冷却媒体流路が長くなりすぎるという問題があった。そして１本の冷却媒体流路が長くなりすぎると、前記冷却媒体流路の途中で冷却媒体の温度が上昇しすぎ、導入孔側と排出孔側では鏡面板の温度が変化してしまい、成形されるディスク基板に反りが発生するという問題があった。

また前記した冷却媒体流路が長くなりすぎる問題を解消するものとして、特許文献４ないし特許文献６に記載されたものがある。特許文献４、特許文献５に記載されたものは、内周部側と外周部側の冷却媒体流路を別系統とし、それぞれに冷却媒体を流通させている。しかしこれらのものは、冷却媒体流路の総延長距離および冷却媒体と鏡面板の接触面積を確保することが想定されておらず、鏡面板における冷却媒体流路の本数が少ないため、冷却効率が悪かった。また前記特許文献４、５に記載されたものは、鏡面板を放射方向ごとに例えば４分の１づつに区分した場合、導入孔側の部分と排出孔側の部分とで温度が変化してしまうものであった。また更に前記特許文献４、５に記載されたものは、鏡面板以外の型部材内に形成される冷却媒体流路が複雑になるという問題もあった。更に特許文献６のものは、管状の冷却媒体流路を設けるものではないが、導入した冷却媒体を完全に排出することが困難であり、各部を略均一な温度に保つことは困難であった。また前記特許文献１ないし特許文献６については、いずれも溶融樹脂の温度が高温の場合の冷却速度に問題があった。

特開２００１−７１３５１号公報（請求項２、請求項５、図１、図４、図６） 特開平６−８２５０号公報（請求項１、図１、図４） 特開平９−１５５９４１号公報（請求項１、図１、図２、図３） 特開平８−２８１７１３号公報（請求項１、請求項２、図３、図１３） 特開２００１−２９３７５９号公報（請求項１、図１、図４） 特開平８−１８７７６０号公報（請求項１、図１、図２）

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであって、ディスク基板を射出成形する際に用いられるディスク基板の成形用金型において、冷却媒体と鏡面板の接触面積を確保して、冷却効率を上昇させるとともに、各冷却媒体流路の長さを所定以下に抑えて、冷却媒体流路の導入孔側と排出孔側とで冷却媒体に所定以上に温度差が発生しないようにして、鏡面板の各部を略均一に冷却し、成形されるディスク基板の反りの発生を抑制することを目的とする。また特にスタンパによる転写性を良好にするため金型温度を高く設定した場合に、成形されるディスク基板の反りの発生を抑制するとともに冷却速度を向上させることを目的とする。

本発明の請求項１に記載のディスク基板の成形用金型は、直接またはスタンパを介してキャビティ面を形成し冷却媒体流路を有する鏡面板を含むディスク基板の成形用金型において、ステンレス鋼からなり、板厚が１８ｍｍないし２５ｍｍの鏡面板に形成される冷却媒体流路は、渦巻状に形成され同方向に冷却媒体が流される隣接する複数の冷却媒体流路からなる並列冷却媒体流路で少なくとも過半の部分が構成され、冷却媒体流路の幅は３．０ｍｍないし４．３ｍｍに形成され、冷却媒体流路同士の間隔は１．５ｍｍないし３．０ｍｍに形成され、冷却媒体流路の底面と鏡面板のキャビティ面との間隔は、４ｍｍないし６ｍｍ（６ｍｍを除く）に形成され、鏡面板の冷却媒体流路が形成される冷却媒体流路形成部の放射方向に対する断面の合計断面積における冷却媒体流路のみの断面積の比率は、４０％から５５％であることを特徴とする。

本発明の請求項２に記載のディスク基板の成形用金型は、請求項１において、固定金型に取付けられる鏡面板は内周側から外周側への放射断面方向に対して交差する方向に３本の並列冷却媒体流路が形成されており、可動金型に取付けられる鏡面板は固定金型に取付けられる鏡面板の並列冷却媒体流路と略対向する位置に並列冷却媒体流路が形成された上に、更に固定金型に取付けられる鏡面板の並列冷却媒体流路と対向しない内周冷却媒体流路が最内周に形成されていることを特徴とする。

本発明の請求項３に記載のディスク基板の成形用金型は、請求項１または請求項２において、ディスク基板の成形用金型は、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒのディスク基板を成形するものであることを特徴とする。

本発明の請求項４に記載のディスク基板の成形方法は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項のディスク基板の成形用金型を用い、鏡面板の温度を１１５℃ないし１２５℃、射出時の溶融樹脂の温度を３３０℃ないし３９０℃となるように設定して成形を行うことを特徴とする。

本発明は、キャビティ面を有する鏡面板に形成される冷却媒体流路が、同じ方向に冷却媒体が流される隣接する複数の冷却媒体流路から構成される渦巻状の並列冷却媒体流路からなるので、冷却媒体と鏡面板の総接触面積および冷却媒体流路の総延長距離を確保して冷却速度を向上させることができるとともに、各冷却媒体流路の長さを所定以下に抑えることができる。よって冷却媒体流路の始端側と終端側における冷却媒体の温度の差を抑えて、鏡面板の各部を略均一に冷却することができ、ひいては成形されるディスク基板の反りの発生を抑制することができる。

そして特に直径１２ｃｍのディスク基板においては、前記冷却媒体流路はほとんどの部分で放射断面方向に対して交差する方向に６本が形成され、各冷却媒体流路の幅を３ｍｍないし４．３ｍｍとし、各冷却媒体流路の底面と鏡面板のキャビティ面との間隔を４ｍｍないし６ｍｍとすることにより、鏡面板の冷却を効率的にし、成形されるディスク基板の冷却速度を向上させることができる。そしてまた特にＤＶＤディスク基板の成形においては、スタンパによる転写性を良好にするために、高温の溶融樹脂が射出充填されるが、成形されるディスク基板の反りの発生を抑制しつつ冷却速度を向上させることができる。

本発明の実施の形態について図１ないし図６を参照して説明する。図１は、本発明を実施するＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ等の直径約１２ｃｍ（成形誤差を含むとプラスマイナスとなる寸法の場合あり）、厚さ約０．６ｍｍのディスク基板の成形用金型の断面図である。図２は、本発明を実施する前記ディスク基板の成形用金型の固定金型における鏡面板の冷却媒体流路を示す図である。図３は、本発明を実施する前記ディスク基板の成形用金型の固定金型における冷却媒体流路の流れを示す説明図である。図４は、本発明を実施する前記ディスク基板の成形用金型の可動金型における鏡面板の冷却媒体流路を示す図である。図５は、本発明を実施する前記ディスク基板の成形用金型の可動金型における冷却媒体流路の流れを示す説明図である。図６は、本発明を実施する前記ディスク基板の成形用金型の固定金型と可動金型の鏡面板の断面図である。

図１において右側に位置する固定金型１は、図示しない射出成形機の固定盤に取付けられる。また図１において左側に位置する可動金型２は、図示しない可動盤に取付けられる。そして固定金型１と可動金型２は、固定盤および可動盤に取付けられることにより対向配置され、可動盤の移動により接離可能に設けられている。そして固定金型１と可動金型２が接合時において、両金型の間にはキャビティが形成される。そして前記キャビティには、図示しない射出装置から溶融樹脂を射出充填してディスク基板が成形される。

図１により、固定金型１について説明すると、固定金型１は、固定盤に取付けられる金型本体部３と、金型本体部３に取付けられるバックプレート４を備えている。そして前記バックプレート４の前面には鏡面板５がボルト６により、バックプレート４の孔を貫通して金型本体部３に取付けられている。バックプレート４および鏡面板５はそれぞれ、所定板厚の円筒状の部材である。そして前記したバックプレート４および鏡面板５の内周部４ａ，５ａには、センタブッシュ７やスプルブッシュ８等が配設されている。また鏡面板５の表面５ｂ（可動金型２側）は、キャビティの一部を構成するキャビティ面が形成されている。更に鏡面板５の外周部５ｃには、後述する外周スタンパ押さえ部材２１との間で溶融樹脂を封止する嵌合面が形成されている。

鏡面板５には、鏡面板５を所定温度に保つための冷却媒体流路９が形成されている。冷却媒体流路９は、バックプレート４に貫設された導入孔４ｂと、金型本体部３の内部に形成された冷却媒体流路３ａを介して固定金型１外部の図示しない冷却媒体の温度調節機能を有する供給装置に接続されている。そして鏡面板５の裏面５ｄ（固定盤側）には、複数の凹状の溝が設けられている。そして鏡面板５をバックプレート４に固着することにより、前記溝により鏡面板５とバックプレート４の間に冷却媒体流路９が形成されるようになっている。なお鏡面板５に形成される冷却媒体流路９については、鏡面板５の内部に形成されたものでもよい。また冷却媒体流路９を形成する方法としては、鏡面板５の裏面５ｄから切削加工してもよく、他部材によりしきり部を設けて形成してもよい。

次に図２、図３により、鏡面板５に形成される冷却媒体流路９のレイアウトや冷却媒体の流れる方向について説明する。バックプレート４に形成される冷却媒体の導入孔４ｂは、鏡面板５の外周部５ｃ寄りに対向する位置に形成されている。そして前記導入孔４ｂに対応する位置の鏡面板５の裏面５ｄには、冷却媒体流路９を構成する導入側流路である第一の並列冷却媒体流路１０の始端部１０ａが形成されている。そして前記第一の並列冷却媒体流路１０は、前記始端部１０ａから分岐される隣接する２本の冷却媒体流路１０ｂ，１０ｃから構成されている。そして冷却媒体流路１０ｂ，１０ｃは、ほぼ平行に形成され、過半の部分で円周方向に沿って、鏡面板５の内周部５ａの側に向けて渦巻状に形成されている。よって第一の並列冷却媒体流路１０における隣接する冷却媒体流路１０ｂ，１０ｃは、同一方向に冷却媒体が流れるように形成されている。

またバックプレート４の外周部寄りであって、前記導入孔４ｂとは中心孔を挟んで反対側の位置には、冷却媒体の排出孔４ｃが設けられている。そして前記排出孔４ｃに対応する位置の鏡面板５の外周部５ｃ寄りには、排出用流路である第二の並列冷却媒体流路１１の終端部１１ａが形成されている。第二の並列冷却媒体流路１１は、隣接してほぼ平行に設けられた冷却媒体流路１１ｂと冷却媒体流路１１ｃとから構成されている。そして前記冷却媒体流路１１ｂ，１１ｃは、同一方向に冷却媒体が流れるように形成され、終端部１１ａにおいて合流している。また前記第二の並列冷却媒体流路１１は、過半の部分で円周方向に沿って鏡面板５の内周部５ａ側から渦巻状に形成されている。

鏡面板５における冷却媒体流路９のレイアウトについて、図２、図３により更に詳しく説明する。第一の並列冷却媒体流路１０における冷却媒体流路１０ｂ，１０ｃは、最初の半周弱の間、外周部５ｃに沿ってそれぞれ外周部５ｃから数えて１番目と２番目の流路となっている。そして第一の並列冷却媒体流路１０は、約半周弱すると鏡面板５の内周部５ａ側に向けて屈曲される。第一の並列冷却媒体流路１０が屈曲されるのは、排出孔４ｃに向けて形成された第二の並列冷却媒体流路１１における冷却媒体流路１１ｂ，１１ｃが鏡面板５の外周部５ｃ寄りに形成されているからである。そして第一の並列冷却媒体流路１０における冷却媒体流路１０ｂ，１０ｃは、鏡面板５の外周部５ｃから数えて３番目、４番目の流路となる。そして第一の並列冷却媒体流路１０は、前記第二の並列冷却媒体流路１１における冷却媒体流路１１ｃの内側を通過することになる。そして第一の並列冷却媒体流路１０における冷却媒体流路１０ｂ，１０ｃは、前記第二の並列冷却媒体流路１１が排出孔４ｃへ向けて冷却媒体が流れるのに対して、逆方向に導入孔４ｂからの冷却媒体が流されることになる。

第一の並列冷却媒体流路１０における冷却媒体流路１０ｂ，１０ｃは、更に約半周弱すると、再度内周部５ａ側に向けて屈曲され、鏡面板５の外周部５ｃから５番目、６番目（６番目の流路は最も内周部５ａ側）の流路となる。そして第一の並列冷却媒体流路１０における冷却媒体流路１０ｂ，１０ｃは、更に約半周弱すると、再度内周部５ａ側に向けて屈曲される。そして第一の並列冷却媒体流路１０は、鏡面板５の内周部５ａに形成された冷却媒体流路１０ｂの孔１０ｄと、冷却媒体流路１０ｃの孔１０ｅに接続される。そして前記孔１０ｄ，１０ｅは、鏡面板５とセンタブッシュ７の間に形成されたスペース１２へ接続され、スペース１２はスプルブッシュ８とメスカッタ１３との間のスペース１４に接続されている。よって第一の並列冷却媒体流路１０から一時的に排出された冷却媒体は、スペース１４を通過してスプルブッシュ８を冷却する。そして冷却媒体は、再度、鏡面板５の内周部５ａに形成された排出側流路である第二の並列冷却媒体流路１１における冷却媒体流路１１ｂの孔１１ｄと、冷却媒体流路１１ｃの孔１１ｅから鏡面板５に形成された冷却媒体流路１１ｂ，１１ｃの中に戻る。つまり第一の並列冷却媒体流路１０と第二の並列冷却媒体流路１１は、内周部５ａまたは内周部５ａの近傍で接続されている。しかし、第一の並列冷却媒体流路１０と第二の並列冷却媒体流路１１を接続せずに独立した系統とし、第一の並列冷却媒体流路１０および第二の並列冷却媒体流路１１のそれぞれ前半を導入側流路、後半を排出側流路としてもよい。

そして第二の並列冷却媒体流路１１における隣接する冷却媒体流路１１ｂ，１１ｃは、鏡面板５の外周部５ｃから５番目、６番目の流路として約半周弱すると、再度外周部５ｃ側に向けて屈曲され、外周部５ｃから３番目と４番目の流路となる。そして第二の並列冷却媒体流路１１における冷却媒体流路１１ｂ，１１ｃは、前記した第一の並列冷却媒体流路１０における外周部５ｃから２番目の冷却媒体流路１０ｃと、外周部５ｃから５番目の冷却媒体流路１０ｂの間を、前記冷却媒体流路１０ｃおよび１０ｂとは反対方向に流れることになる。そして冷却媒体流路１１ｂ，１１ｃは、外周部５ｃから３番目、４番目の流路として、更に約半周弱すると再度外周部５ｃ側に向けて屈曲され、外周部５ｃから１番目と２番目の流路となる。そして第二の並列冷却媒体流路１１における隣接する冷却媒体流路１１ｂ，１１ｃは、前記したように、外周部５ｃから１番目、２番目の流路として、更に半周して終端部１１ａで合流する。終端部１１ａには、バックプレート４に排出孔４ｃが形成されている。そして冷却媒体は、前記排出孔４ｃから金型本体部３に形成された冷却媒体流路３ｂを経て再度図示しない冷却媒体の供給装置に排出される。

よって本実施形態では導入側流路である第一の並列冷却媒体流路１０と排出側流路である第二の並列冷却媒体流路１１が、鏡面板５の内周部５ａから外周部５ｃの間に交互に併設され、逆方向に冷却媒体が流れるように形成されている。そして前記した屈曲部の部分を除く過半の部分では、前記鏡面板５の内周部５ａから外周部５ｃへの放射断面方向に対して交差する方向に６本の冷却媒体流路が形成されていることになる。

なお本実施形態では第一の並列冷却媒体流路１０、および第二の並列冷却媒体流路１１については、前記したように屈曲部を有する渦巻状にそれぞれ形成されているが、明確な屈曲部を設けて内側や外側に流路を変更せずに、曲線状に形成してもよい。よって本発明を表す上で用いられる「渦巻状」には、渦巻に類するものも含むものとする。

また本実施形態では図６に示されるように、鏡面板５に切削加工される冷却媒体流路９の幅Ｄ（鏡面板５の放射断面方向であって冷却媒体の流れ方向と略直角方向の冷却媒体流路９の幅）は、３．５ｍｍに形成されている。しかしながら冷却媒体流路９の幅Ｄは３ｍｍないし４．３ｍｍの間に形成されることが望ましい。また、隣接する冷却媒体流路同士の間隔Ｅ（鏡面板５の冷却媒体流路間の壁部の厚さ）は、２．５ｍｍに形成されている。しかしながら前記隣接する冷却媒体流路同士の間隔Ｅは、１．５ｍｍないし３．０ｍｍに形成することが望ましい。

またこの実施の形態では図６に示されるように、鏡面板５の最外周の冷却媒体流路１０ｂと最内周の冷却媒体流路１０ｃ（または鏡面板５の反対側の部分では最外周の冷却媒体流路１１ｂと最内周の冷却媒体流路１１ｃ）との間の部分である冷却媒体流路形成部Ｆにおける板厚Ｇは２０ｍｍとなっており、鏡面板５における冷却媒体流路９の底面９ａと鏡面板５のキャビティ面（表面５ｂ）との間隔Ｈは、５．５ｍｍに形成されている。なお前記底面９ａと前記キャビティ面との間隔Ｈは、４ｍｍないし６ｍｍに設けることが望ましい。なお鏡面板５の板厚Ｇは、２０ｍｍに限定されず、１８ｍｍないし２５ｍｍ程度が望ましい。よって本実施形態では、鏡面板５の冷却媒体流路９が形成された冷却媒体流路形成部Ｆの放射断面方向の合計断面積（冷却媒体流路９を含む断面積）における冷却媒体流路９のみの断面積の比率は、４５．４％となっている。なお前記冷却媒体流路形成部Ｆの前記合計断面積における冷却媒体流路９のみの断面積の比率は、４０％から５５％に保たれることが、良好な冷却を行なう上で望ましい。

また本実施形態ではすべての冷却媒体流路９の底面９ａについて、冷却媒体流路９の底面９ａと鏡面板５のキャビティ面（表面５ｂ）との間隔Ｈは同じになっているが、例えば内周部５ａ側の冷却媒体流路９ほど僅かに前記間隔Ｈを短くしてもよい。なお、前記した冷却媒体流路９の幅Ｄ、隣接する冷却媒体流路９同士の間隔Ｅ、冷却媒体流路９の底面９ａと鏡面板５のキャビティ面（表面５ｂ）との間隔Ｈ等の数値は、冷却媒体流路９の過半の部分で適用される数値であるが、例外的な部分が含まれていてもよい。

次に図１により、可動金型２について説明すると、可動金型２は、可動盤に取付けられる金型本体部１５と、金型本体部１５に取付けられるバックプレート１６を備えている。そして前記バックプレート１６の前面には、鏡面板１７がボルト１８により、バックプレート１６の孔を貫通して金型本体部１５に取付けられている。バックプレート１６と鏡面板１７は、それぞれ、所定板厚の円筒状の部材である。そしてバックプレート１６と鏡面板１７の内周部１６ａ，１７ａにはエジェクタ１９等が配設されている。そして鏡面板１７の表面１７ｂには、スタンパ２０が鏡面板１７の外周部１７ｃ側に固定された外周スタンパ押さえ部材２１と、鏡面板１７の内周部１７ａ側に固定された内周スタンパ押さえ部材２２によって取付けられている。よって可動金型２の鏡面板１７の表面１７ｂは、スタンパ２０を介してキャビティ面が形成されている。なお本実施形態ではスタンパ２０が、可動金型２に取付けられた例について説明したが、それに限定されるものではない。

そして可動金型２の鏡面板１７についても、鏡面板１７を所定温度に保つための冷却媒体流路２３が形成されている。そして前記冷却媒体流路２３は、鏡面板１７の裏面１７ｄ（可動盤側）から鏡面板１７に溝が設けられ、鏡面板１７をバックプレート１６に固着することにより形成されている。そしてバックプレート１６の内部には冷却媒体の導入孔１６ｂが貫設されており、金型本体部１５に形成された冷却媒体流路１５ａを経て図示しない冷却媒体の温度調節機能を有する供給装置に接続されている。

次に図４により、可動金型２の鏡面板１７に形成される冷却媒体流路２３について説明する。可動金型２の鏡面板１７における冷却媒体流路２３については、固定金型１の鏡面板５における冷却媒体流路９のように、第一の並列冷却媒体流路１０と第二の並列冷却媒体流路１１に別れておらず、内周部１７ａ側から外周部１７ｃ側に向けて、一の並列冷却媒体流路２３Ａが形成されているのみである。

並列冷却媒体流路２３Ａの詳細について説明すると、バックプレート１６の内周部１６ａ寄りには冷却媒体の導入孔１６ｂが形成されている。そして前記導入孔１６ｂに対応する位置の鏡面板１７の内周部１７ａ寄りには、並列冷却媒体流路２３Ａの始端部２３ａが形成されている。そして前記始端部２３ａから冷却媒体流路２３ｂ，２３ｃが終端部２３ｄに向けて設けられている。前記冷却媒体流路２３ｂは、最初内周側に向って形成され、その後屈曲して鏡面板１７の内周部１７ａに沿って約１周弱にわたり、内周冷却媒体流路２３ｂ１を形成する。そして冷却媒体流路２３ｂは、再び外周側に向けて１８０°方向転換し、始端側からスタートした残りのもう一本の冷却媒体流路２３ｃと同じ方向に冷却媒体が流される並列冷却媒体流路２３Ａを形成する。よって前記内周冷却媒体流路２３ｂ１は、並列冷却媒体流路２３Ａを構成する内側に位置する冷却媒体流路２３ｂが延長され、前記冷却媒体流路２３ｂと逆方向に冷却媒体が流れるようになっている。また前記内周冷却媒体流路２３ｂ１については、固定金型１の並列冷却媒体流路１０，１１よりも内周側に形成され、前記並列冷却媒体流路１０，１１とは対向していない。このように内周冷却媒体流路２３ｂ１を配設することにより、ディスク基板の内周側の冷却効率を高めることができる。

前記並列冷却媒体流路２３Ａを構成する流路２３ｂ，２３ｃについては、内周冷却媒体流路２３ｂ１が最内周に配設されているので、最初内周部１７ａから２番目と３番目の流路となる。並列冷却媒体流路２３Ａは、固定金型１の並列冷却媒体流路１０，１１とほぼ対向するように、渦巻状に形成されている。そして並列冷却媒体流路２３Ａを構成する冷却媒体流路２３ｂ，２３ｃは、約１周弱すると、外周部１７ｃ側へ屈曲し、内周部１７ａから４番目、５番目の流路となり、前記３番目の冷却媒体流路２３ｃと略平行に形成される。さらに前記４番目、５番目の冷却媒体流路２３ｂ，２３ｃが約１周弱すると、再度外周部１７ｃ側に向けて屈曲され、内周部１７ａから６番目、７番目（最も外周部側）の流路となり、前記５番目の冷却媒体流路２３ｃと略平行に形成される。そして前記６番目の冷却媒体流路２３ｂと前記７番目の冷却媒体流路２３ｃは鏡面板１７の外周部１７ｃ寄りに形成された終端部２３ｄで合流する。そして前記終端部２３ｄに対応する位置のバックプレート１６には排出孔１６ｃが設けられ、冷却媒体は前記排出孔１６ｃから金型本体部１５内の冷却媒体流路１５ｂを経て図示しない冷却媒体の温度調節機能を有する供給装置に排出される。よって可動金型２の冷却媒体流路２３は、過半の部分において、鏡面板１７の放射断面方向に対して交差する方向に７本の流路が形成されている。

そして本実施形態では図６に示されるように、鏡面板１７の最外周の冷却媒体流路２３ｃ１と最内周の内周冷却媒体流路２３ｂ１との間の部分である冷却媒体流路形成部Ｉの板厚Ｊは２０ｍｍとなっており、鏡面板１７の冷却媒体流路２３の底面２３ｅと鏡面板１７の表面１７ｂとの間隔Ｋは、５．５ｍｍに形成されている。また冷却媒体流路２３の幅Ｌは３．５ｍｍに形成され、隣り合う冷却媒体流路２３の間隔Ｍ（鏡面板１７の冷却媒体流路２３間の壁部の厚さ）は、２．５ｍｍに形成されている。よって、鏡面板１７の冷却媒体流路２３が形成された冷却媒体流路形成部Ｉの放射方向の合計断面積（冷却媒体流路２３を含む断面積）における冷却媒体流路２３のみの断面積の比率は、４５．０％となっている。

なお冷却媒体流路２３の底面２３ｅと鏡面板１７の表面１７ｂとの間隔Ｋは、４ｍｍないし６ｍｍに設けることが望ましい。なお鏡面板１７の冷却媒体流路形成部Ｉの板厚Ｊは２０ｍｍに限定されず、１８ｍｍないし２５ｍｍ程度が望ましい。また冷却媒体流路２３の幅Ｌは３．０ｍｍないし４．３ｍｍに形成され、隣り合う冷却媒体流路２３の間隔Ｍ（壁部の厚さ）は、２．５ｍｍに形成されている。そして鏡面板１７の前記冷却媒体流路形成部Ｉの前記合計断面積における冷却媒体流路２３のみの断面積の比率は、４０％から５５％に保たれることが、良好な冷却を行なう上で望ましい。

なお本実施形態では、固定金型１と可動金型２の鏡面板５，１７に前記上記のような冷却媒体流路９，２３が形成されているが、固定金型１の鏡面板５の冷却媒体流路９のレイアウトを可動金型２に用いてもよい。また可動金型２の鏡面板１７の冷却媒体流路２３に、内周冷却媒体流路２３ｂ１を設けないようにしてもよい。そして冷却媒体流路９，２３は、導入孔４ｂ，１６ｂの位置において分岐するものに限定されず、その近傍において分岐するものであってもよい。また略平行に複数形成される並列冷却媒体流路１０，１１，２３Ａは、隣接する２本の冷却媒体流路から構成されるものに限定されず、隣接する３本以上の冷却媒体流路から構成されるものであってもよい。

また本実施形態では固定金型１の鏡面板５は、一の導入孔４ｂから冷却媒体流路１０ｂ，１０ｃが分岐しているが、第一の並列冷却媒体流路１０における冷却媒体流路１０ｂ，１０ｃはそれぞれ別系統として冷却媒体の供給装置から別の導入孔を経て供給されるものでもよい。また同様に第二の並列冷却媒体流路１１における冷却媒体流路１１ｂ，１１ｃもそれぞれ別系統として、別の排出孔を経て冷却媒体の供給装置に戻されるものでもよい。また可動金型２の鏡面板１７についても、一の導入孔１６ｂから冷却媒体流路２３ｂ，２３ｃが分岐しているが、冷却媒体流路２３ｂ，２３ｃはそれぞれ別系統として冷却媒体の供給装置から供給され、別系統として供給装置に戻されるものでもよい。そして本発明のディスク基板の成形用金型では、冷却媒体としては温度調節された水が所定の圧力で送水されるが、他の媒体であってもよい。

なお鏡面板５，１７の本体は、クロムを含む１３Ｃｒ系ステンレス鋼からなり、本実施形態では、ＳＵＳ４２０Ｊ２が用いられている。前記ステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２）の熱伝導率は、２４．９Ｗ／℃・Ｋ（１００℃）であり、金属の中では決して高くはない。そのため鏡面板５，１７に形成される冷却媒体流路９，２３の少なくとも一部の内壁面９ｂ，２３ｆを、前記ステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２）よりも熱伝導率の高い素材にし、冷却媒体による鏡面板５，１７への熱伝導性を良好にして、鏡面板５，１７の冷却効率を上げるようにしてもよい。本発明に用いられる前記ステンレス鋼よりも熱伝導率の高い素材としては、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、およびニッケル等の金属またはそれらの合金があげられる。そして前記素材を冷却媒体流路９，２３内壁面９ｂ，２３ｆにコーティング等の方法で貼付ける。

また図６に示されるように、冷却媒体流路９の底面９ａと鏡面板５の表面５ｂの間隔Ｈ、および冷却媒体流路２３の底面２３ｅと鏡面板１７の表面１７ｂの間隔Ｋが短くなるほど、冷却媒体による影響が表面５ｂ，１７ｂに及ぼされやすくなる。よって鏡面板５，１７の冷却媒体流路９，２３がある部分の表面５ｂ，１７ｂは、冷却媒体流路９，２３がない部分の表面５ｂ，１７ｂよりも、温度が低くなる可能性がある。その場合は、前記熱伝導が高い素材を冷却媒体流路９，２３の底面９ａ，２３ｅ以外の側壁面９ｃ，２３ｇのみに形成することにより、冷却媒体流路９，２３のない部分の冷却がより一層進行し、鏡面板５，１７が均等に冷却される。また冷却媒体流路９，９間の内壁部全体を熱伝導率の高い素材としてもよい。この冷却媒体流路９，２３の内壁面９ｂ，２３ｆを鏡面板５，１７の本体を構成するステンレス鋼よりも熱伝導率の高い素材とする技術は、２本の冷却媒体流路が並列して設けられる並列冷却媒体流路１０，１１，２３Ａを有するディスク基板の成形用金型に限定されず、他のディスク基板の金型においても有効に用いることができる。なお本技術を用いたＤＶＤ用基板等の１２０ｍｍのディスク基板成形用金型においては、鏡面板の放射断面方向に交差する方向の冷却媒体流路の本数が５ないし８、より好適には６または７であることが冷却効率の点から望ましい。また前記において、冷却媒体流路の底面と鏡面板の表面との間隔は、４ｍｍないし９ｍｍ、より好適には４ｍｍないし６ｍｍであることが望ましい。

次に本発明のディスク基板の成形用金型を用いた成形方法について説明する。本発明では、前記鏡面板５，１７の温度が平均１１５℃ないし１２５℃、射出時の溶融樹脂の温度を３３０℃ないし３９０℃となるように設定し、サイクルタイム３．７秒で、ＤＶＤ−Ｒ用基板の成形を行った。ＤＶＤ−Ｒ等のＤＶＤ用基板の成形においてはＣＤ用基板と比較してディスク基板の厚さは０．６ｍｍと半分となり、転写性についても向上させる必要がある。そのため射出充填される溶融樹脂の温度もそれに応じて高温にする必要がある。しかし従来のディスク基板の成形用金型では、鏡面板５，１７の温度を前記した温度とし、サイクルタイムを４．０秒から３．７秒に短縮すると、成形されるディスク基板のタンジェンシャル方向に反りが発生していた。それに対して本発明では、前記したディスク基板の成形用金型を使用することにより、鏡面板５，１７の温度が１２０℃の場合には、ディスク基板のタンジェンシャル方向の反りは０．１１度となり、規格値である０．３度と比較して良好な値を示した。 なお本実施形態では直径約１２ｃｍ、厚さ約０．６ｍｍのＤＶＤ−Ｒ用基板の成形用金型について記載したが、他の大きさのディスク基板の成形に用いられるものであってもよい。

本発明の実施の形態の直径１２ｃｍのディスク基板の成形用金型の断面図である。 本発明の実施の形態の前記ディスク基板の成形用金型の固定金型における鏡面板の冷却媒体流路を示す図である。 本発明の実施の形態の前記ディスク基板の成形用金型の固定金型における冷却媒体流路の流れを示す説明図である。 本発明の実施の形態の前記ディスク基板の成形用金型の可動金型の鏡面板における冷却媒体流路を示す図である。 本発明の実施の形態の前記ディスク基板の成形用金型の可動金型における冷却媒体流路の流れを示す説明図である。 本発明を実施する前記ディスク基板の成形用金型の固定金型と可動金型の鏡面板の断面図である。

符号の説明

１ 固定金型
２ 可動金型
３，１５ 金型本体部
３ａ，３ｂ，１０ｂ，１０ｃ，１１ｂ，１１ｃ，１５ａ，１５ｂ，２３ｂ，２３ｃ 冷却媒体流路
４，１６ バックプレート
４ａ，５ａ，１７ａ 内周部
４ｂ 導入孔
４ｃ 排出孔
５，１７ 鏡面板
５ｂ，１７ｂ 表面
５ｃ，１７ｃ 外周部
５ｄ，１７ｄ 裏面
６，１８ ボルト
７ センタブッシュ
８ スプルブッシュ
９，２３ 冷却媒体流路
９ａ，２３ｅ 底面
９ｂ，２３ｆ 内壁面
９ｃ，２３ｇ 側壁面
１０ 第一の並列冷却媒体流路
１０ａ，２３ａ 始端部
１０ｄ，１０ｅ，１１ｄ，１１ｅ 孔
１１ 第二の並列冷却媒体流路
１１ａ，２３ｄ 終端部
１２，１４ スペース
１３ メスカッタ
１９ エジェクタ
２０ スタンパ
２１ 外周スタンパ押さえ部材
２２ 内周スタンパ押さえ部材
２３Ａ 並列冷却媒体流路
２３ｂ１ 内周冷却媒体流路
Ｄ，Ｌ 幅
Ｅ，Ｈ，Ｍ，Ｋ 間隔
Ｆ，Ｉ 冷却媒体流路形成部
Ｇ，Ｊ 板厚

Claims (4)

1. 直接またはスタンパを介してキャビティ面を形成し冷却媒体流路を有する鏡面板を含むディスク基板の成形用金型において、
   ステンレス鋼からなり、板厚が１８ｍｍないし２５ｍｍの鏡面板に形成される冷却媒体流路は、
   渦巻状に形成され同方向に冷却媒体が流される隣接する複数の冷却媒体流路からなる並列冷却媒体流路で少なくとも過半の部分が構成され、
   前記冷却媒体流路の幅は３．０ｍｍないし４．３ｍｍに形成され、前記冷却媒体流路同士の間隔は１．５ｍｍないし３．０ｍｍに形成され、前記冷却媒体流路の底面と前記鏡面板のキャビティ面との間隔は、４ｍｍないし６ｍｍ（６ｍｍを除く）に形成され、前記鏡面板の冷却媒体流路が形成される冷却媒体流路形成部の放射方向に対する断面の合計断面積における冷却媒体流路のみの断面積の比率は、４０％から５５％であることを特徴とするディスク基板の成形用金型。
2. 固定金型に取付けられる鏡面板は内周側から外周側への放射断面方向に対して交差する方向に３本の並列冷却媒体流路が形成されており、
   可動金型に取付けられる鏡面板は前記固定金型に取付けられる鏡面板の並列冷却媒体流路と略対向する位置に並列冷却媒体流路が形成された上に、更に前記固定金型に取付けられる鏡面板の並列冷却媒体流路と対向しない内周冷却媒体流路が最内周に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のディスク基板の成形用金型。
3. 前記ディスク基板の成形用金型は、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒのディスク基板を成形するものである請求項１または請求項２に記載のディスク基板の成形用金型。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のディスク基板の成形用金型を用い、前記鏡面板の温度を１１５℃ないし１２５℃、射出時の溶融樹脂の温度を３３０℃ないし３９０℃となるように設定して成形を行うことを特徴とするディスク基板の成形方法。

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