JP4179022B2

JP4179022B2 - Disc substrate forming apparatus and disc substrate forming method

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Publication number: JP4179022B2
Application number: JP2003100852A
Authority: JP
Inventors: 淳一根本; 博行三浦
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2003-04-03
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2023-04-03
Also published as: JP2004306337A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク基板成形装置及びディスク基板成形方法に関し、更に詳しくは、ゲートカット方式の相違に起因するディスク基板及びスプルーの位置関係に制限されることなく、生産性を低下させずにディスク基板の次工程への供給及びスプルーの除去を行うことができるディスク基板成形装置及びディスク基板成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、オーディオ、ビデオ、その他の各種の情報やサーボ信号等が記録されるＣＤ、ＣＤ−Ｒ（ＲＷ）、ＤＶＤ（ＲＯＭ，＋Ｒ，−Ｒ，ＲＡＭ，＋ＲＷ，−ＲＷ）、Ｂｌｕ−ＲａｙＤｉｓｃ、ＭＤ等の円盤状の記録媒体として光記録媒体や磁気記録媒体等が広く知られている。
【０００３】
これらの記録媒体には、情報信号やトラッキングサーボ信号等の信号がピットやグルーブ（案内溝）によって書き込まれた合成樹脂製のディスク基板にレーザービームを照射し、記録層の化学変化による反射率変化を利用して信号を読み取る色素型光ディスク、記録層の磁気光学効果を利用して信号を読み取る光磁気ディスク、磁気的に信号の書き込み及び読み取りを行う磁気ディスク等がある。
【０００４】
そして、ディスク基板の記録層に情報信号やトラッキングサーボ信号等をピットやグルーブ等の微細な凹凸によって成形する方法として、２Ｐ法（Photo Polymerization）や射出成形法などが用いられるが、今日では、金型装置を用いて射出成形する方法が一般的である。
【０００５】
ディスク基板を金型装置を用いて射出成形する方法として、従来は、いわゆる凸型ゲートカット方式が広く採用されている。この凸型ゲートカット方式の金型装置の概略断面構造を図２３及び図２４に示す。
【０００６】
凸型ゲートカット方式の金型装置１０１は、固定金型１０２と可動金型１０３の接合面間に円盤状空間であるキャビティ１０４が図において垂直状に形成されており、キャビティ１０４の例えば固定金型１０２側にはスタンパ１０５が垂直状に配置されている。そして、キャビティ１０４の中心部で固定金型１０１内に円筒状のスプルーブッシュ１０６が水平状に配置され、このスプルーブッシュ１０６の対向位置に円筒状の凸型ゲートカット（パンチ）１０７、小径の突出しピン１０８及び円筒状のエジェクタ１０９がそれぞれ水平状に配置されている。
【０００７】
そして、図示しない射出シリンダが接続されるスプルーブッシュ１０６のスプルー孔１１０が、そのスプルーブッシュ１０６の先端に形成された凸型ゲート成形用の凹部１１１の中心に開口されていて、凸型ゲートカット１０７の先端が凸型ゲート成形用の凸部１１２に形成されている。これらの凹部１１１と凸部１１２との間にキャビティ１０４のスタンパ側の面である信号転写側面１１３に対して凸型に形成された凸型ゲート１１４が形成されている。つまり、凸型ゲートカット１０７は、凸型ゲート１１４を形成するための凸型形状のゲートカットということになる。
【０００８】
この凸型ゲートカット方式の金型装置１０１においては、固定金型１０２及び可動金型１０３を加熱した状態で、ポリカーボネート又はその他の合成樹脂からなる可塑化された溶融樹脂を射出シリンダからスプルー孔１１０内に矢印ａ方向に射出して、凸型ゲート１１４を通してキャビティ１０４内に加圧、充填する。その際、射出シリンダによって高圧に圧縮された溶融樹脂をスタンパ１０５の微細な凹凸面に圧入することによって、ディスク基板Ｄの信号転写面（固定金型側面）Ｄ２にピットやグルーブ等を構成する微細な凹凸（信号）が転写成形される。この後に、ディスク基板ＤのセンターホールＤｈが打抜き加工される。
【０００９】
ディスク基板ＤのセンターホールＤｈの打抜き加工（ゲートカット）は、キャビティ１０４内に充填された溶融樹脂の圧縮を継続しながら固定金型１０２及び可動金型１０３を冷却する途中で行われるのが一般的である。そして、凸型ゲートカット１０７を図２３に示す後退位置から図２４に示す前進位置まで矢印ｂ方向に突き出して固化途中の樹脂を凸型ゲートカット１０７の凸部１１２の外周面１１２ａと、スプルー１０６の凹部１１１の内周面１１１ａとの間でカットするようにして、ディスク基板Ｄの中心に円形のセンターホールＤｈを加工する。
【００１０】
このとき、スプルー孔１１０及び凸型ゲート１１４内に残留している断面略Ｔ字形状のスプルーＳは、ディスク基板Ｄの信号転写面（固定金型側面）Ｄ２から固定金型１０２側である矢印ｂ方向に突き出されることになる。
【００１１】
凸型ゲートカット方式の金型装置１０１において、センターホールＤｈの打抜き加工が終了した後は、固定金型１０２に対して可動金型が矢印ａ方向に移動して型開きされ、突出しピン１０８及びエジェクタ１０９の矢印ｂ方向への突き出し作用によりディスク基板Ｄが可動金型１０３より剥ぎ取られる。その結果、ディスク基板Ｄ及びスプルーＳは、互いに引き離された位置関係となる。
【００１２】
そこで、図２５に模式的に示すように、基板取出用ロボット１１８は、ディスク基板ＤのセンターホールＤｈの外周部分を真空パッド１１９による真空吸着によって信号転写面Ｄ２側からチャックして、このディスク基板Ｄを可動金型１０３から矢印ｂ方向に引き離すようにして受け取る。同時に、スプルーＳをロボット１１８で掴み、これらディスク基板ＤとスプルーＳとを固定金型１０２と可動金型１０３との間から取り出すようになっている。
【００１３】
一方、凹型ゲートカット方式の金型装置については下記特許文献１に開示されており、以下、これについて説明する。図２６〜図２８はこの凹型ゲートカット方式の金型装置１２１の概略断面構造を示している。
【００１４】
凹型ゲートカット方式の金型装置１２１は、固定金型１２２と可動金型１２３の接合面間に円盤状空間であるキャビティ１２４が垂直状に形成されており、キャビティ１２４の例えば固定金型１２２側にはスタンパ１２５が固定されている。そして、キャビティ１２４の中心部で固定金型１２２内に円筒状のスプルーブッシュ１２６が水平状に配置され、そのスプルーブッシュ１２６の対向位置に円筒状の凹型ゲートカット（パンチ）１２７、小径の突出しピン１２８及び円筒状のエジェクタ１２９がそれぞれ水平状に配置されている。
【００１５】
図示しない射出シリンダが接続されるスプルーブッシュ１２６の中心にはスプルー孔１３０が形成されている。スプルーブッシュ１２６の先端には凹型ゲート成形用の凸部１３１が形成されていて、凹型ゲートカット１２７の先端には凹型ゲート成形用の凹部１３２が形成されている。これらの凸部１３１と凹部１３２との間にキャビティ１２４のスタンパ側の面である信号転写面側面１３３に対して凹型に形成された凹型ゲート１３４が形成されている。つまり、凹型ゲートカット１２７は、凹型ゲート１３４を形成するための凹型形状のゲートカットということになる。
【００１６】
この凹型ゲートカット方式の金型装置１２１においては、固定金型１２２及び可動金型１２３を加熱した状態で、ポリカーボネート又はその他の合成樹脂からなる可塑化された溶融樹脂を射出シリンダからスプルー孔１３０内に矢印ａ方向に射出して、凹型ゲート１３４を通してキャビティ１２４内に加圧、充填する。その際、射出シリンダによって高圧に圧縮された溶融樹脂をスタンパ１２５の微細な凹凸面に圧入することによって、ディスク基板Ｄの信号転写面（固定金型側面）Ｄ２にピットやグルーブ等を構成する微細な凹凸（信号）が転写成形される。この後に、ディスク基板ＤのセンターホールＤｈが打抜き加工される。
【００１７】
このとき、スプルー孔１３０及び凹型ゲート１３４内に残留している断面略Ｔ字形状のスプルーＳは、ディスク基板Ｄの信号転写面Ｄ２とは反対側の面（可動金型側面）Ｄ１から可動金型１２２側である矢印ａ方向に突き出されることになる。
【００１８】
ディスク基板ＤのセンターホールＤｈの打抜き加工（ゲートカット）は、キャビティ１２４内に充填された溶融樹脂の圧縮を継続しながら固定金型１２２及び可動金型１２３を冷却する途中で行われる。そして、凹型ゲートカット１２７を図２６に示す後退位置から図２７に示す前進位置まで矢印ｂ方向に突き出して固化途中の樹脂を凹型ゲートカット１２７の凹部１３２の内周面１３２ａと、スプルーブッシュ１２６の凸部１３１の外周面１３１ａとの間でカットするようにして、ディスク基板Ｄの中心に円形のセンターホールＤｈを加工する。
【００１９】
凹型ゲートカット方式の金型装置１２１において、センターホール１３６の打抜き加工が終了した後は、図２８に示すように、固定金型１２２に対して可動金型が移動して型開きされ、突出しピン１２８及びエジェクタ１２９の矢印ｂ方向への突き出し作用によりディスク基板Ｄが可動金型１２３より剥ぎ取られる。その結果、スプルーＳがディスク基板ＤのセンターホールＤｈから信号転写面Ｄ２とは反対側の面（可動金型側面）Ｄ１へ突き出された位置関係となる。
【００２０】
そこで、図２９に模式的に示すように、基板取出用ロボット１１８は、ディスク基板ＤのセンターホールＤｈの外周部分を真空パッド１１９による真空吸着によって信号転写面Ｄ２側からチャックして、このディスク基板Ｄを可動金型１２３から引き離すようにして受け取る。同時に、スプルーＳをロボット１３８で掴み、これらディスク基板ＤとスプルーＳとを固定金型１２２と可動金型１２３との間から取り出す。
【００２１】
以上のようにして、凸型ゲートカット方式の金型装置１０１及び凹型ゲートカット方式の金型装置１２１が構成されており、成形するディスク基板Ｄの種類又は仕様に応じて両金型装置１０１，１２１が使い分けられている。
【００２２】
【特許文献１】
特開２００２−２４０１０１号公報
【特許文献２】
特開平６−２９０４９３号公報
【特許文献３】
特開平６−１０６５８５号公報
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
さて、上述したように、金型装置からディスク基板Ｄを取り出す際、このディスク基板ＤとスプルーＳの位置関係は、凸型ゲートカット方式と凹型ゲートカット方式とで異なるので、スプルーＳの除去工程も両方式で異なることになる。
【００２４】
すなわち、凸型ゲートカット方式においては、スプルーＳがディスク基板Ｄの固定金型側面Ｄ２から引き離された位置にあるので、基板取出用ロボット１１８はスプルーＳのメカニカルチャックを解除することにより下方へ落下、排除することができる。一方、凹型ゲートカット方式においては、スプルーＳがディスク基板ＤのセンターホールＤｈを貫通した状態でディスク基板Ｄの可動金型側面Ｄ１から突き出されているために、ロボット１１８のメカニカルチャックを解除するだけではスプルーＳとディスク基板Ｄとを分離することはできない。
【００２５】
そこで、凸型ゲートカット方式と凹型ゲートカット方式とでスプルーの排出方法を異ならせる必要があり、凹型ゲートカット方式においては、例えば図２９に示すように、ロボット１１８に付設されたエア噴射ノズル１２０を用い、エアを矢印ａ方向へ噴出させてスプルーＳをディスク基板ＤのセンターホールＤｈを通して外方へ放出する等の方法を採っている（特許文献１）。しかし、この方法では、噴射させるエアによってディスク基板１５が汚染される可能性があるという問題を有している。
【００２６】
また、上記特許文献２及び特許文献３には、凸型ゲートカット方式の金型装置において、ディスク基板に対するスプルーの位置を検出又は判断する手段を設け、当該手段の出力に基づいて金型内からディスク基板及びスプルーを取出すロボットの動作を制御し、スプルーの排出動作を行わせる技術が開示されている。
【００２７】
しかしながら、スプルーの位置検出／判断、スプルー排出、ディスク基板移載の各工程を全て当該ロボットだけで行う必要があるために、ディスク基板の取出しから次工程への移載までのタクトタイムが長大化し、生産性が低下するという問題がある。つまり、金型装置の稼働率は取出用ロボットの１サイクルの動作時間で決まるので、取出用ロボットの１サイクル動作に時間を要すればその分だけディスク基板の生産性が損なわれることになる。
【００２８】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、ディスク基板取出し時のスプルーの位置に関係なく迅速にディスク基板を次工程へ移載することができ、生産性の向上を図ることができるディスク基板成形装置及びディスク基板成形方法を提供することを課題とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するに当たり、本発明のディスク基板成形装置は、取出手段により取り出されたディスク基板をスプルーと共に受け取る受取手段を備えたことを特徴としている。
【００３０】
これにより、スプルーをディスク基板に何ら影響を与えることなく当該取出手段から除去することが可能となるので、取出手段のタクトタイムの長大化を回避して、金型装置の稼働率向上を図り、ディスク基板の生産性を高めることができるようになる。
【００３１】
また、本発明のディスク基板成形方法は、ディスク基板及びスプルーを取出手段により金型から同時に取り出す工程と、取り出したディスク基板及びスプルーを受取手段により同時に受け取る工程と、受け取ったディスク基板及びスプルーをディスク基板の固定金型側面が上向きとなる姿勢で次工程へ搬送する工程と、スプルーを落下させ回収部へ排出する工程とを有することを特徴とする。
【００３２】
本発明によれば、金型装置から取り出されたディスク基板及びスプルーを同時に受け取るようにしているので、ディスク基板を取り出してから後段側へ受け渡す工程時間の長大化を回避することができるようになり、これによりディスク基板の生産性向上を図ることができる。
【００３３】
また、ディスク基板の固定金型側面が上向きとなる姿勢でディスク基板及びスプルーを搬送するようにしているので、その搬送途上又は搬送直後にスプルーの落下排除が可能となり、スプルーの排出工程を独立に設ける必要性をなくすことができる。
【００３４】
更に、本発明の他のディスク基板成形方法は、一対の金型間でディスク基板を射出成形しゲートカットして前記ディスク基板とスプルーを分離する工程と、前記ディスク基板と前記スプルーとを取出手段により取り出す工程と、前記スプルーを前記ディスク基板と共に受取手段を介して次工程へ搬送しその搬送途上又は搬送直後に落下排出する工程とを有する。
【００３５】
本発明によれば、ゲートカット方式に関係なくディスク基板の取出しから受渡しに要する工程時間の長大化を回避してディスク基板の生産性向上を図ることができると共に、ゲートカット方式の異なる金型に対して共通の基板転送機構を構築することができ、設備コストの低減を図ることができるようになる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３７】
図１は本発明の実施の形態によるディスク基板成形装置１の概略構成を示している。ディスク基板成形装置１は、金型装置２、基板取出ロボット３、基板受取ロボット４及び搬送アーム５を有している。金型装置２で射出成形されたディスク基板Ｄは、基板取出ロボット３、基板受取ロボット４及び搬送アーム５を介して、基板冷却装置や基板検査装置等の後工程ユニット６へ搬送されるようになっている。
【００３８】
金型装置２は、固定金型２１と可動金型２２とを有しており、各々の接合面間にディスク基板Ｄを成形するためのキャビティ２８（図２Ａ）を形成する。固定金型２１は固定プラテン２３上に設置されると共に、樹脂溶融部２５、スクリューシリンダ２７及びプラテン２３を介して溶融樹脂が供給されるようになっている。また、可動金型２２は可動プラテン２４上に設置されると共に、駆動機構部２６の駆動により固定金型２１に対して進退自在に構成されている。
【００３９】
図２及び図３に示すように、可動金型２２はディスク基板Ｄの成形時、駆動機構部２６の駆動により図２Ａにおいて矢印Ａ１で示す方向に押圧されて固定金型２１に接触し昇圧される。この状態でスクリューシリンダ２７を介して溶融樹脂がキャビティ２８内に充填されて、ディスク基板Ｄが成形される。
【００４０】
ディスク基板Ｄの成形後、可動金型２２は駆動機構部２６の駆動により図２Ｂにおいて矢印Ａ２で示す方向に押動されて固定金型２１と離間し、降圧、型開き状態とされる。そして、固定金型２１と可動金型２２との間に基板取出ロボット３のアーム部材３１が進入してディスク基板Ｄが取り出される。
【００４１】
ディスク基板Ｄが取り出された後、可動金型２２が図３Ａに示すように再び矢印Ａ１方向に押動され、図３Ｂに示すように固定金型２１と接触し昇圧されて図２Ａに示した状態に戻り、ディスク基板Ｄの成形が行われることになる。
【００４２】
基板取出ロボット３は本発明に係る「取出手段」に対応し、金型装置２の固定側プラテン２３に設置されている。基板取出ロボット３は、金型装置２で射出成形されたディスク基板及びスプルーを取り出して基板受取ロボット４へ移載するために設けられている。
【００４３】
図２〜図４に示すように、基板取出ロボット３のアーム部材３１の基端部には駆動部３２の駆動軸が連結されており、アーム部材３１の先端部３１ａにはディスク基板Ｄを真空吸着する複数の吸着パッド３３と、スプルーＳをメカニカルチャックするクランプ機構３４とが設けられている。ここで、吸着パッド３３は本発明の「第１取出用チャック部」に対応し、クランプ機構３４は本発明の「第２取出用チャック部」に対応する。
【００４４】
吸着パッド３３には図示せずとも真空ポンプ等に連絡するホースが接続されており、図５に示すディスク基板ＤのセンターホールＤｈの周りの非記録エリアＤｃを吸着するようになっている。また、クランプ機構３４は、ディスク基板Ｄの取出し時に、アーム部材先端部３１ａの切欠き３５へ進入したスプルーＳ（図８）を挟持可能に、図４Ｂにおいて矢印Ｂで示すように互いに離接する方向へ移動可能な一対のクランプ爪を有している。
【００４５】
金型装置２の内部の詳細についてはここでは省略するが、図２３及び図２６を参照して説明した凸型ゲートカット方式の金型装置１０１及び凹型ゲートカット方式の金型装置１２１の何れでも適用可能である。また、信号転写側面は固定金型側（固定側スタンパ）及び可動金型側（可動側スタンパ）の何れについても適用可能である。
【００４６】
上述したように、ゲートカット方式の違いによりディスク基板ＤとスプルーＳとの間の位置関係が変化する。図６Ａ及び図７Ａは凹型ゲートカット方式の金型装置で成形されたディスク基板ＤとスプルーＳの関係を示し、図６Ｂ及び図７Ｂは凸型ゲートカット方式の金型装置で成形されたディスク基板ＤとスプルーＳの関係を示している。スプルーＳは、スプルー部Ｓａと、ランナー部Ｓｂと、湯溜まり部Ｓｃとで構成され、ランナー部Ｓｂの外径はディスク基板ＤのセンターホールＤｈの内径とほぼ同一である。
【００４７】
凹型ゲートカット方式では、図７Ａに示すように、ディスク基板ＤのセンターホールＤｈにスプルーＳのスプルー部Ｓａが貫通し、そのランナー部Ｓｂがディスク基板Ｄの可動金型側面（以下「第１の面」という。）Ｄ１側に突出した位置（以下「第１の位置」という。）にある。一方、凸型ゲートカット方式では、図７Ｂに示すように、ディスク基板ＤのセンターホールＤｈに対してスプルーＳがディスク基板Ｄの固定金型側面（以下「第２の面」という。）Ｄ２側に突出した位置（以下「第２の位置」という。）にある。
【００４８】
基板取出ロボット３は、図２Ｂに示す基板取出位置と、図３Ａに示す基板受渡位置との間でアーム部材３１を旋回させる。また、基板取出位置および基板受渡位置ではアーム部材３１をその旋回軸方向に往復移動させるようになっている。基板取出位置ではアーム部材先端部３１ａが図４Ａに示すような位置となり、ディスク基板の取出しの際、切欠き３５内にスプルーＳを収容できるようにしている。
【００４９】
また、基板受渡位置ではアーム部材先端部３１がその切欠き３５の開口部を下向きとする位置となり、上記「第２の位置」にあるディスク基板Ｄ及びスプルーＳを取り出した際、ディスク基板Ｄを後述する基板受取ロボット４へ移載した後、クランプ機構３４によるメカニカルチャックを解除してスプルーＳを下方へ落下排出できるようにしている。
【００５０】
すなわち、この第２の位置関係にあるディスク基板Ｄ及びスプルーＳの取出しは、図８及び図１０に示すように、型開きした金型装置の内部に基板取出ロボット３が進入して基板取出位置で停止し、これから所定量前進して吸着パッド３３及びクランプ機構３４を介してディスク基板Ｄの第２の面Ｄ２及びスプルーＳをそれぞれ保持する。その後、所定量後退してアーム部材３１が図１０において矢印Ｒで示すように旋回し基板受渡位置で停止する。基板受渡位置では基板受取ロボット４が待機しており、所定量の前進移動及び後退移動を経てディスク基板Ｄが基板受取ロボット４へ受け渡される。そして、スプルーＳが基板取出ロボット３から下方のスプルー回収部７へ落下排出されるようになっている。
【００５１】
これに対して、上記第１の位置関係にあるディスク基板Ｄ及びスプルーＳの取出しは、図９に示すように、型開きした金型装置の内部に基板取出ロボット３が進入して基板取出位置で停止し、これから所定量前進して吸着パッド３３及びクランプ機構３４を介してディスク基板Ｄの第２の面Ｄ２及びスプルーＳをそれぞれ保持する。その後、所定量後退してアーム部材３１が旋回し基板受渡位置で停止する。基板受渡位置では基板受取ロボット４が待機しており、所定量の前進移動及び後退移動を経てディスク基板Ｄ及びスプルーＳが基板受取ロボット４へ同時に受け渡されるようになっている。
【００５２】
基板受取ロボット４は本発明に係る「受取手段」に対応し、基板取出ロボット３からディスク基板Ｄを受け取り、後段の搬送アーム５へディスク基板Ｄを転送するために設けられている。また、基板取出ロボット３により取り出されたディスク基板Ｄ及びスプルーＳが第１の位置関係にある場合には、スプルーＳがディスク基板Ｄと共に基板取出ロボット３から基板受取ロボット４へ受け渡されるようになっている。
【００５３】
図１及び図１１を参照して、基板受取ロボット４のアーム部材４１の基端部には駆動部４２（図１）の駆動軸が連結されており、アーム部材４１の先端の取付プレート４１ａにはディスク基板Ｄの第１の面Ｄ１を真空吸着する複数の吸着パッド４３が設けられている。また、取付プレート４１ａの中央開口部４１ｂにはスプルーＳを真空吸着する吸着ロッド４４が臨んでいる。ここで、吸着パッド４３は本発明の「第１受取用チャック部」に対応し、吸着ロッド４４は本発明の「第２受取用チャック部」に対応する。
【００５４】
各々の吸着パッド４３は図示しない真空ポンプ等に連絡するホース４５にそれぞれ接続され、図１２に示すように取付プレート４１ａの中央開口部４１ｂの周りの同一円周上に配置されている。これにより、ディスク基板Ｄの第１の面（可動金型側面）Ｄ１の非記録エリアを吸着保持するようになっている。各々のホース４５は、アーム部材４１の先端に取り付けられた支持プレート４１ｃによって支持されている。
【００５５】
吸着ロッド４４は、図１３Ａ，Ｂに示すように、図示しない真空ポンプ等に連絡する通路４７ｓが軸方向に貫通するロッド部材４７を有し、その先端に接続具４０を介してベローズ４６が取り付けられている。ベローズ４６はロッド部材４７の軸方向に伸縮可能とされ、スプルーＳのランナー部Ｓｂをその湯溜まり部Ｓｃ側から吸着するようになっている（図１１）。
【００５６】
また、吸着ロッド４４は支持プレート４１ｃに支持されていると共に、支持プレート４１ｃに対して軸方向へ移動可能とされている。これにより、第１の位置関係にあるディスク基板Ｄ及びスプルーＳにおいて、ディスク基板Ｄに対するスプルーＳの位置のバラツキを吸収することができる。
【００５７】
すなわち、ロッド部材４７は段付き形状を有しており、前後２箇所の大径部４７ａ及び４７ｂと、その間に形成される小径部４７ｃとを備えている。ロッド部材４７の外周側には、支持プレート４１ｃと一体的なストッパ４８が摺動自在に嵌合している。ストッパ４８の内孔は大径孔部４８ａと小径孔部４８ｂとでなり、大径孔部４８ａはロッド部材４７の大径部４７ａと摺接し、小径孔部４８ｂはロッド部材４７の小径部４７ｃと摺接する。ロッド部材４７の大径部４７ａとストッパ４８の小径孔部４８ｂとの間にはバネ部材４９が予負荷状態で設けられており、ロッド部材４７をベローズ４６側へ付勢している。また、ロッド部材４７の移動量は、ストッパ４８の小径孔部４８ｂとロッド部材４７の大径部４７ｂとの当接作用によって規制されている。
【００５８】
以上の構成により、この基板受取ロボット４が基板取出ロボット３からディスク基板Ｄ及びスプルーＳを受け取る際は、基板受取ロボット４の吸着パッド４３がディスク基板Ｄの第１の面Ｄ１を吸着保持すると同時に、ディスク基板Ｄに対して第１の位置にあるスプルーＳの先端（ランナー部Ｓｂ）が吸着ロッド４４のベローズ４６に吸着される。このとき、スプルーＳの軸方向における位置のバラツキは、ベローズ４６の収縮動作と、吸着ロッド４４のバネ部材４９に抗するストローク動作で吸収されることになる。これにより、適正なスプルーＳの吸着動作が確保される。
【００５９】
なお、スプルーＳの湯溜まり部Ｓｃが大きいと、吸着ロッド４４のベローズ４６の均等な収縮が阻害され、図１４に示すようにスプルーＳを水平に吸着保持できなくなるおそれがある。すなわち、湯溜まり部Ｓｃがベローズ４６の内奥に当接してベローズ４６の偏った収縮を引き起こし、スプルーＳが不安定な姿勢でチャッキングされるおそれがある。このような問題を解消するために、吸着ロッド４４の先端をベローズに代えて、例えば図１５に示すようなカップ形状の吸着パッド４６Ｃを適用すれば、吸着パッド４６Ｃの内部に湯溜まり部Ｓｃを収容した状態でランナー部Ｓｂを吸着保持でき、スプルーＳの水平保持を確保できるようになる。なおこの場合、スプルーＳの位置のバラツキは、ロッド部材のストローク動作のみで吸収することになる。
【００６０】
基板受取ロボット４の駆動部４２は、図１６において矢印Ｙで示すようにディスク基板Ｄの第２の面（固定金型側面）Ｄ２が上向きとなるようにアーム部材４１を転回（反転）させると共に、図１において矢印Ｒ３で示す方向へアーム部材４１を旋回させるようになっている。これにより、基板取出ロボット３からのディスク基板Ｄの受取姿勢が後述する搬送アーム５へのディスク基板Ｄの転送姿勢へと変換される。
【００６１】
続いて、搬送アーム５の構成について説明する。搬送アーム５は本発明の「搬送手段」に対応する。図１、図１７及び図１８に示すように、搬送アーム５のアーム部材５１の基端部には駆動部５２の駆動軸が連結されており、アーム部材５１の先端部５１ａにはディスク基板Ｄを真空吸着する複数の吸着パッド５３と、スプルーＳをメカニカルチャックするクランプ機構５４とが設けられている。ここで、吸着パッド５３は本発明の「第１搬送用チャック部」に対応し、クランプ機構５４は本発明の「第２搬送用チャック部」に対応する。
【００６２】
搬送アーム５は、基板受取ロボット４によって吸着姿勢が変換されたディスク基板Ｄを図１７に示す矢印Ｒ４の方向に旋回して吸着できるようになっている。そして、搬送アーム５は、吸着したディスク基板Ｄとこのディスク基板Ｄに対して第１の位置にあるスプルーＳをチャックして、次工程として例えば基板冷却工程へ搬送するように構成されている。
【００６３】
アーム部材５１は駆動部５２の駆動により旋回自在に構成されていると共に、その旋回軸に沿って所定量上下移動できるように構成されている。アーム部材５１の先端部５１ａには、ディスク基板Ｄの吸着時にスプルーＳをクランプ機構５４へ導き入れるための切欠き部５５が設けられている。
【００６４】
吸着パッド５３には図示せずとも真空ポンプ等に連絡するホースが接続されており、ディスク基板Ｄの第２の面（固定金型側面）Ｄ２の非記録エリアを吸着するようになっている。また、クランプ機構５４は、基板受取ロボット４により吸着保持されているスプルーＳのスプルー部Ｓａを挟持可能に構成されている。
【００６５】
図１９〜図２１は、基板冷却工程に設置されている基板冷却装置６の概略構成を示している。基板冷却装置６は、図１９に示すように、基台６４上に設置された本体６１と、本体６１の内部においてベアリング６３Ａ，６３Ｂを介して回転自在に配置される中空軸６２と、中空軸６２を回転駆動するモータ６５とを有しており、中空軸６２の上端部にはディスク基板Ｄの第１の面（可動金型側面）Ｄ１を真空吸着する吸引口６９が等間隔に複数設けられている。
【００６６】
図２０に示すように、中空軸６２の上端に形成される吸引口６９は、中空軸６２と本体６１との間の環状通路７３、本体６１に穿設された接続孔７４及びこの接続孔７４に接続される接続具６８を介して図示しない真空ポンプ等の吸引手段に接続されている。吸引口６９は、ディスク基板Ｄの第１の面Ｄ１のセンターホールＤｈの周りの非記録エリアを吸着するようになっている。
【００６７】
中空軸６２は、図１９に示すように一対のプーリー６６Ａ，６６Ｂ及びベルト６７を介してモータ６５の駆動軸に連結されている。プーリー６６Ｂは環状に形成されており、中空軸６２の内孔６２ａより大きな径の内孔を備えている。中空軸６２の内孔６２ａはスプルーＳのランナー部Ｓｂよりも大きな径（例えば１．３倍以上）を有している
【００６８】
中空軸６２の内孔６２ａ及びプーリー６６Ｂの内孔部は、中空軸６２の上端に搬送されてきたスプルーＳを下方へ落下させる際のガイド孔として機能するように構成されている。プーリー６６Ｂの下方にはスプルー回収ボックス７１へスプルーＳを導くための筒状のシュート７０が配置されている。なお、このシュート７０の内孔部の径の大きさは、中空軸６２の内孔６２ａの径の大きさの約２倍としている。
【００６９】
そして、図２１に示すように、プーリー６６Ｂとシュート７０との間には、発光素子７６Ａ及び受光素子７６Ｂでなる一対のセンサがスプルーＳの落下確認用センサとして配置されている。また、スプルーＳの堆積量を検出するセンサ７７が回収ボックス７１の上方部に配置されていると共に、回収ボックス７１の有無を検出するセンサ７８が回収ボックス７１の底部近傍に設置されている。
【００７０】
以上のように構成される基板冷却装置６においては、搬送アーム５によって中空軸６２の上端にディスク基板Ｄ及びこれと第１の位置関係にあるスプルーＳが搬送されると、吸引口６９によってディスク基板Ｄの第１の面Ｄ１を吸着保持して中空軸６２を回転させ、ディスク基板Ｄの冷却処理を行う。また、搬送アーム５のチャッキング動作が解除されたスプルーＳを、ディスク基板ＤのセンターホールＤｈから中空軸６２の内孔６２ａ、プーリー６６Ｂの内孔部及びシュート７０を介して回収ボックス７１へ落下させるようになっている。
【００７１】
次に、以上のように構成される本実施の形態のディスク基板成形装置１の作用について説明する。図２２はディスク基板成形装置１の動作を説明する工程フロー図である。
【００７２】
本実施の形態のディスク基板成形装置１は、金型装置２のゲートカット方式が凸型であるか凹型であるかに関係なく、成形されたディスク基板Ｄは基板取出ロボット３、基板受取ロボット４及び搬送アーム５を介して、基板冷却装置Ｄへ搬送する作用を行う一方で、スプルーＳの排出工程を各方式で異ならせている。
【００７３】
先ず、金型装置２でディスク基板Ｄの成形が行われた後、上述した動作で基板取出ロボット３によるディスク基板Ｄ及びスプルーＳの取出し工程が行われる（ステップＳ１，Ｓ２）。
【００７４】
金型装置２が凹型ゲートカット方式である場合、ディスク基板Ｄ及びスプルーＳは第１の位置関係（図６Ａ，図７Ａ）にあり、基板取出ロボット３は図９に示した形態でディスク基板Ｄの第２の面（固定金型側面）を吸着すると同時にスプルーＳをクランプする。一方、金型装置２が凸型ゲートカット方式である場合、ディスク基板Ｄ及びスプルーＳは第２の位置関係（図６Ｂ，図７Ｂ）にあり、基板取出ロボット３は図８に示した形態でディスク基板Ｄの第２の面（固定金型側面）を吸着すると同時にスプルーＳをクランプする。
【００７５】
ディスク基板Ｄ及びスプルーＳの取出し後、基板取出ロボット３は図１０に示す基板受渡位置へ旋回し、ここで待機している基板受取ロボット４に正対する。そして、基板取出ロボット３の矢印Ｆ１，Ｆ２方向の移動を経て、ディスク基板Ｄを基板受取ロボット３へ転送（移載）する。
【００７６】
このとき、スプルーＳがディスク基板Ｄに対して第１の位置（図７Ａ）にあるときはディスク基板Ｄと同時にスプルーＳが基板受取ロボット４へ転送され（ステップＳ３Ａ）、スプルーＳがディスク基板Ｄに対して第２の位置（図７Ｂ）にあるときはディスク基板Ｄのみが基板受取ロボット４へ転送される（ステップＳ３Ｂ）。後者の場合、基板取出ロボット３はクランプ機構３４を動作解除して、下方の回収部７へスプルーＳを落下排出する（ステップＳ３Ｂ）。
【００７７】
次に、基板受取ロボット４は、ディスク基板Ｄの第１の面（可動金型側面）Ｄ２の非記録エリアを吸着パッド４３で吸着すると共に、スプルーＳの先端を吸着ロッド４４で吸着し、ディスク基板ＤとスプルーＳとを取り出された状態と同じ形態で受け取る。そして、基板受取ロボット４は図１６に示すようにディスク基板Ｄの第２の面（固定金型側面）が上向きとなるように転回した後、搬送アーム５への転送位置へ向けて旋回する（図１）。
【００７８】
搬送アーム５は、図１７に示すようにディスク基板Ｄを水平に保持して停止している基板受取ロボット４に向けて矢印Ｒ４方向へ旋回し、図１８に示すように吸着パッド５３でディスク基板Ｄの第２の面（固定金型側面）Ｄ２を吸着し、スプルーＳがある場合には、同時にスプルーＳをクランプ機構５４でチャッキングする。以上のようにして、基板受取ロボット４から搬送アーム５へのディスク基板Ｄ（及びスプルーＳ）の転送が行われる（ステップＳ４Ａ，Ｓ４Ｂ）。
【００７９】
搬送アーム５は、ディスク基板Ｄ（及びスプルーＳ）を基板冷却装置６へ搬送する（ステップＳ５Ａ，Ｓ５Ｂ）。ディスク基板Ｄは中空軸６２の上端に載置され、複数の吸引口６９によって第１の面（固定金型側面）Ｄ１の非記録エリアが吸着される。このとき、スプルーＳはそのランナー部Ｓｂがディスク基板ＤのセンターホールＤｈよりも下方側に位置する。
【００８０】
搬送アーム５は、吸着パッド５３の吸着作用を解除すると共に、クランプ機構５４のクランプ力を解除する。これにより、スプルーＳはディスク基板ＤのセンターホールＤｈを介して中空軸６２の内孔６２ａに沿って落下し、シュート７０を介して回収ボックス７１へ収容される。また、ディスク基板Ｄは中空軸６２の回転動作によって冷却処理が行われる（ステップＳ６Ａ，Ｓ６Ｂ）。
【００８１】
また、この基板冷却装置６には、落下させたスプルーＳを確認するためのセンサ７６Ａ，７６Ｂを配置しているので、スプルーＳの落下途中において詰まり等が生じたとしてもこれを確実に検出することができる。また、堆積量検出センサ７７及び回収ボックス７１の有無検出センサ７８を配しているので、スプルーＳの回収状態を検出できると共に、スプルーＳの回収機能の確実化を図ることができるようになる。
【００８２】
冷却処理が終了したディスク基板Ｄは、その後、図示しない搬送ロボットを介して、製造したディスク基板を整列させる整列機へ向けて搬送される（ステップＳ７Ａ，Ｓ７Ｂ）。
【００８３】
以上のように、本実施の形態によれば、基板取出ロボット３により取り出されたディスク基板ＤをスプルーＳと共に受け取る基板受取ロボット４を備えているので、ディスク基板Ｄに対して第１の位置にあるスプルーＳをディスク基板Ｄに何ら影響を与えることなく当該基板取出ロボット３から除去することが可能となる。これにより、基板取出ロボット３のタクトタイムの長大化を回避して、金型装置２の稼働率向上を図り、ディスク基板Ｄの生産性を高めることができるようになる。
【００８４】
また、基板受取ロボット４及び搬送アーム５に対し、ディスク基板Ｄを吸着する吸着パッド４３，５３を設けると共に、スプルーＳをチャックする吸着ロッド４４及びクランプ機構５４を設けているので、ディスク基板Ｄ及びスプルーＳの転送動作を確保することができる。
【００８５】
また、搬送アーム５から基板冷却装置６へのディスク基板Ｄの搬送直後に、スプルーＳの落下排出工程を兼用させるようにしているので、スプルーＳの排出工程を別途独立に設ける必要がなくなり、これによりディスク基板１の転送及び後処理のためのタクトタイムで装置全体の稼働率を確立することができるようになり、ディスク基板Ｄの生産性向上を図ることが可能となる。
【００８６】
更に、本実施の形態によれば、金型装置２が凹型ゲートカット方式の場合でも凸型ゲートカット方式の場合でも共通に用いることができるので、ゲートカット方式に対応した基板転送機構を別々に用意する必要をなくして設備コストの低減を図ることができる。
【００８７】
したがって、ディスク基板成形装置１に対して、凹型ゲートカット方式に対応した動作（基板受取ロボット４の吸着ロッド４４の動作、搬送アーム５のクランプ機構５４の動作）のＯＮ／ＯＦＦを統括的に切り換えるコントローラを別途配置するようにすれば、当該コントローラの切換だけで、両ゲートカット方式に対応した基板の転送工程を確立することができるようになる。
【００８８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００８９】
例えば以上の実施の形態では、スプルーＳとして図７に示した形態のものを例に挙げて説明したが、勿論これだけに限らず、第１及び第２の位置をとり得る限りにおいて金型構造に応じて形成される種々のスプルーの形態に対しても本発明は適用可能である。
【００９０】
また、以上の実施の形態では、後処理ユニットとして基板冷却装置６を例に挙げて説明したが、これに代えて、成形したディスク基板の検査装置等を後処理ユニットとして適用することも可能である。
【００９１】
更に、以上の実施の形態では、第１の位置にあるスプルーＳを基板冷却装置６へのディスク基板Ｄの搬送直後に落下排出するように構成したが、これに代えて、搬送アーム５が基板受取ロボット４からディスク基板Ｄ及びスプルーＳを受け取った後、基板冷却装置６までの搬送途上でスプルーＳを落下排出するようにしてもよい。
【００９２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のディスク基板成形装置によれば、基板取出手段により取り出されたディスク基板をスプルーと共に受け取る受取手段を備えているので、スプルーをディスク基板に何ら影響を与えることなく当該取出手段から除去することが可能となる。これにより、取出手段のタクトタイムの長大化を回避して、金型装置の稼働率向上が図り、ディスク基板の生産性を高めることができるようになる。
【００９３】
また、本発明のディスク基板成形方法によれば、金型装置から取り出されたディスク基板及びスプルーを同時に受け取るようにしているので、ディスク基板を取り出してから後段側へ受け渡す工程時間の長大化を回避することができるようになり、これによりディスク基板の生産性向上を図ることができる。
【００９４】
更に、本発明の他のディスク基板成形方法によれば、ゲートカット方式に関係なくディスク基板の取出しから受渡しに要する工程時間の長大化を回避してディスク基板の生産性向上を図ることができると共に、ゲートカット方式の異なる金型に対して共通の基板転送機構を構築することができ、設備コストの低減を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるディスク基板成形装置１の概略構成図である。
【図２】金型装置２の概略構成を示す斜視図であり、Ａは成形工程、Ｂはディスク基板Ｄの取出工程を示している。
【図３】金型装置２の概略構成を示す斜視図であり、Ａはディスク基板Ｄの受渡工程、Ｂは成形工程を示している。
【図４】基板取出ロボット３のアーム部材先端の構成を示す図であり、Ａは斜視図、Ｂは要部断面図である。
【図５】ディスク基板Ｄのチャッキングエリアを説明する正面図である。
【図６】ゲートカット方式の違いによるディスク基板ＤとスプルーＳの位置関係を説明する斜視図であり、Ａは凹型ゲート方式の場合、Ｂは凸型ゲートカット方式の場合を示している。
【図７】ゲートカット方式の違いによるディスク基板ＤとスプルーＳの位置関係を説明する側断面図であり、Ａは凹型ゲートカット方式の場合、Ｂは凸型ゲートカット方式の場合を示している。
【図８】凸型ゲートカット方式の場合のディスク基板Ｄ及びスプルーＳの取出工程を説明する側断面図である。
【図９】凹型ゲートカット方式の場合のディスク基板Ｄ及びスプルーＳの取出工程を説明する側断面図である。
【図１０】基板取出ロボット３の概略構成を説明する平面図である。
【図１１】基板受取ロボット４の概略構成を説明する側断面図である。
【図１２】基板受取ロボット４の要部正面図である。
【図１３】基板受取ロボット４の吸着ロッド４４の構成及び作用を説明する側断面図である。
【図１４】吸着ロッド４４の一問題点を説明する要部側面図である。
【図１５】吸着ロッド４４の先端の構成の変形例を説明する要部側断面図である。
【図１６】基板受取ロボット４の一作用を説明する要部側面図である。
【図１７】基板受取ロボット４と搬送アーム５の関係を示す平面図である。
【図１８】基板受取ロボット４と搬送アーム５の関係を示す側面図である。
【図１９】基板冷却装置６の概略構成を説明する側断面図である。
【図２０】基板冷却装置６の要部拡大図である。
【図２１】基板冷却装置６とスプルー回収ボックス７１との関係を説明する側断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態のディスク基板冷却方法を説明する工程フロー図である。
【図２３】凸型ゲートカット方式の金型装置の概略構成を説明する側断面図である。
【図２４】凸型ゲートカット方式の金型装置におけるゲートカット工程を説明する側断面図である。
【図２５】凸型ゲートカット方式の金型装置で成形されたディスク基板とスプルーを取り出す基板取出ロボットを模式的に示す側断面図である。
【図２６】凹型ゲートカット方式の金型装置の概略構成を説明する側断面図である。
【図２７】凹型ゲートカット方式の金型装置におけるゲートカット工程を説明する側断面図である。
【図２８】凹型ゲートカット方式の金型装置の型開き工程を示す側断面図である。
【図２９】凹型ゲートカット方式の金型装置で成形されたディスク基板とスプルーを取り出す基板取出ロボットを模式的に示す側断面図である。
【符号の説明】
１…ディスク基板成形装置、２…金型装置、３…基板取出ロボット、４…基板受取ロボット、５…搬送アーム、６…基板冷却装置、７，７１…スプルー回収部、２１…固定金型、２２…可動金型、２８…キャビティ、３１，４１，５１…アーム部材、３２，４２，５２…駆動部、３３，４３，５３…吸着パッド、３４，５４…クランプ機構、４４…吸着ロッド、４６…ベローズ、４６Ｃ…吸着パッド、４７…ロッド部材、１０１…凸型ゲートカット方式の金型装置、１２１…凹型ゲートカット方式の金型装置、Ｄ…ディスク基板、Ｄｈ…センターホール、Ｄ１…第１の面（可動金型側面）、Ｄ２…第２の面（固定金型側面）、Ｓ…スプルー、Ｓａ…スプルー部、Ｓｂ…ランナー部、Ｓｃ…湯溜まり部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a disk substrate molding apparatus and a disk substrate molding method. More specifically, the present invention is not limited to the positional relationship between the disk substrate and the sprue due to the difference in the gate cut method, and the disk substrate without reducing the productivity. The present invention relates to a disk substrate molding apparatus and a disk substrate molding method capable of supplying the next process and removing the sprue.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, CD, CD-R (RW), DVD (ROM, + R, -R, RAM, + RW, -RW), Blu-Ray Disc, on which audio, video, and other various information and servo signals are recorded, Optical recording media, magnetic recording media, and the like are widely known as disk-shaped recording media such as MD.
[0003]
These recording media are irradiated with a laser beam onto a synthetic resin disk substrate on which signals such as information signals and tracking servo signals are written by pits and grooves (guide grooves), and the reflectance changes due to chemical changes in the recording layer. There are a dye-type optical disk that reads a signal by using a magnetic disk, a magneto-optical disk that reads a signal by using a magneto-optical effect of a recording layer, a magnetic disk that magnetically writes and reads a signal, and the like.
[0004]
The 2P method (Photo Polymerization) or injection molding method is used as a method for forming information signals, tracking servo signals, and the like on the recording layer of the disk substrate with fine irregularities such as pits and grooves. A method of injection molding using a mold apparatus is common.
[0005]
Conventionally, a so-called convex gate cut method has been widely adopted as a method for injection molding a disk substrate using a mold apparatus. FIG. 23 and FIG. 24 show a schematic cross-sectional structure of this convex gate cut type mold apparatus.
[0006]
In the convex gate cut type mold apparatus 101, a cavity 104, which is a disk-shaped space, is formed vertically between the joint surfaces of the fixed mold 102 and the movable mold 103. A stamper 105 is arranged vertically on the mold 102 side. A cylindrical sprue bush 106 is horizontally arranged in the fixed mold 101 at the center of the cavity 104, and a cylindrical convex gate cut (punch) 107 and a small-diameter protrusion are disposed at a position opposite to the sprue bush 106. A pin 108 and a cylindrical ejector 109 are arranged horizontally.
[0007]
A sprue hole 110 of a sprue bushing 106 to which an injection cylinder (not shown) is connected is opened at the center of a concave part 111 for forming a convex gate formed at the tip of the sprue bushing 106, and a convex gate cut 107. The tip is formed on a convex portion 112 for forming a convex gate. A convex gate 114 formed in a convex shape with respect to the signal transfer side surface 113 which is a stamper side surface of the cavity 104 is formed between the concave portion 111 and the convex portion 112. That is, the convex gate cut 107 is a convex gate cut for forming the convex gate 114.
[0008]
In the convex gate cut type mold apparatus 101, a plasticized molten resin made of polycarbonate or other synthetic resin is supplied from the injection cylinder to the sprue hole 110 while the fixed mold 102 and the movable mold 103 are heated. Injected in the direction of arrow a, the cavity 104 is pressurized and filled through the convex gate 114. At that time, the molten resin compressed to a high pressure by the injection cylinder is pressed into the fine uneven surface of the stamper 105, so that the signal transfer surface (side surface of the fixed mold) D of the disk substrate D is obtained. 2 Fine irregularities (signals) constituting pits, grooves and the like are transferred and molded. Thereafter, the center hole Dh of the disk substrate D is punched.
[0009]
The punching process (gate cut) of the center hole Dh of the disk substrate D is generally performed while cooling the fixed mold 102 and the movable mold 103 while continuing to compress the molten resin filled in the cavity 104. Is. Then, the convex gate cut 107 protrudes in the direction of the arrow b from the retracted position shown in FIG. 23 to the advanced position shown in FIG. A circular center hole Dh is processed in the center of the disk substrate D so as to be cut between the inner peripheral surface 111 a of the recess 111.
[0010]
At this time, the sprue hole 110 and the convex game G The sprue S having a substantially T-shaped cross section remaining in 114 protrudes from the signal transfer surface (fixed mold side surface) D2 of the disk substrate D in the direction of arrow b on the fixed mold 102 side.
[0011]
In the convex gate cut type mold apparatus 101, after the punching of the center hole Dh is completed, the movable mold moves in the direction of the arrow a with respect to the fixed mold 102, and the mold is opened. The disk substrate D is peeled off from the movable mold 103 by the ejecting action of the ejector 109 in the direction of arrow b. As a result, the disk substrate D and the sprue S are in a positional relationship separated from each other.
[0012]
Therefore, as schematically shown in FIG. 25, the substrate take-out robot 118 chucks the outer peripheral portion of the center hole Dh of the disk substrate D from the signal transfer surface D2 side by vacuum suction by the vacuum pad 119. D is received from the movable mold 103 in the direction of arrow b. At the same time, the sprue S is grasped by the robot 118, and the disk substrate D and the sprue S are taken out from between the fixed mold 102 and the movable mold 103.
[0013]
On the other hand, a concave gate cut type mold apparatus is disclosed in the following Patent Document 1 and will be described below. 26 to 28 show a schematic cross-sectional structure of the concave gate cut type mold apparatus 121. FIG.
[0014]
In the concave gate cut type mold apparatus 121, a cavity 124, which is a disk-shaped space, is formed vertically between the joint surfaces of the fixed mold 122 and the movable mold 123. A stamper 125 is fixed to the base plate. A cylindrical sprue bush 126 is horizontally disposed in the fixed mold 122 at the center of the cavity 124, and a cylindrical concave gate cut (punch) 127, a small-diameter protruding pin is positioned opposite the sprue bush 126. 128 and a cylindrical ejector 129 are arranged horizontally.
[0015]
A sprue hole 130 is formed at the center of the sprue bushing 126 to which an injection cylinder (not shown) is connected. The tip of the sprue bushing 126 is for forming a concave gate. Convex A recess 131 for forming a concave gate is formed at the tip of the concave gate cut 127. A concave gate 134 formed in a concave shape with respect to the signal transfer surface side surface 133 which is a surface on the stamper side of the cavity 124 is formed between the convex portion 131 and the concave portion 132. That is, the concave gate cut 127 is a concave gate cut for forming the concave gate 134.
[0016]
In the concave gate cut type mold apparatus 121, in a state where the fixed mold 122 and the movable mold 123 are heated, plasticized molten resin made of polycarbonate or other synthetic resin is injected from the injection cylinder into the sprue hole 130. In the direction of arrow a, the cavity 124 is pressurized and filled through the concave gate 134. At that time, the molten resin compressed to a high pressure by the injection cylinder is pressed into the fine uneven surface of the stamper 125, whereby the signal transfer surface (side surface of the fixed mold) D of the disk substrate D is obtained. 2 Fine irregularities (signals) constituting pits, grooves and the like are transferred and molded. Thereafter, the center hole Dh of the disk substrate D is punched.
[0017]
At this time, the sprue hole 130 and Concave Game G The sprue S having a substantially T-shaped cross section remaining in 134 extends from the surface (movable mold side surface) D1 opposite to the signal transfer surface D2 of the disk substrate D in the direction of arrow a on the movable mold 122 side. It will be pushed out.
[0018]
The punching process (gate cut) of the center hole Dh of the disk substrate D is performed in the middle of cooling the fixed mold 122 and the movable mold 123 while continuing to compress the molten resin filled in the cavity 124. 26 protrudes from the retracted position shown in FIG. 26 to the advanced position shown in FIG. A circular center hole Dh is processed at the center of the disk substrate D so as to be cut between the outer peripheral surface 131 a of the convex portion 131.
[0019]
In the concave gate cut type mold apparatus 121, after the punching of the center hole 136 is completed, as shown in FIG. 28, the movable mold moves relative to the fixed mold 122 to open the mold, and the protruding pin The disk substrate D is peeled off from the movable mold 123 by the protruding action of the 128 and the ejector 129 in the direction of the arrow b. As a result, the sprue S protrudes from the center hole Dh of the disk substrate D to the surface (movable mold side surface) D1 opposite to the signal transfer surface D2.
[0020]
Therefore, as schematically shown in FIG. 29, the substrate take-out robot 118 chucks the outer peripheral portion of the center hole Dh of the disk substrate D from the signal transfer surface D2 side by vacuum suction by the vacuum pad 119. D is received while being separated from the movable mold 123. At the same time, the sprue S is grasped by the robot 138, and the disk substrate D and the sprue S are taken out between the fixed mold 122 and the movable mold 123.
[0021]
As described above, the convex gate cut type mold apparatus 101 and the concave gate cut type mold apparatus 121 are configured, and both mold apparatuses 101, 101 are formed according to the type or specification of the disk substrate D to be molded. 121 is used properly.
[0022]
[Patent Document 1]
JP 2002-240101 A
[Patent Document 2]
JP-A-6-290493
[Patent Document 3]
JP-A-6-106585
[0023]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the disk substrate D is taken out from the mold apparatus, the positional relationship between the disk substrate D and the sprue S is different between the convex gate cut method and the concave gate cut method. Both will be different.
[0024]
That is, in the convex gate cut method, since the sprue S is at a position separated from the fixed mold side surface D2 of the disk substrate D, the substrate take-out robot 118 falls downward by releasing the mechanical chuck of the sprue S. Can be eliminated. On the other hand, in the concave gate cut system, since the sprue S protrudes from the movable mold side surface D1 of the disk substrate D in a state of passing through the center hole Dh of the disk substrate D, the mechanical chuck of the robot 118 is only released. Then, the sprue S and the disk substrate D cannot be separated.
[0025]
Therefore, it is necessary to make the sprue discharge method different between the convex gate cut method and the concave gate cut method. In the concave gate cut method, for example, as shown in FIG. 29, an air injection nozzle 120 attached to the robot 118 is used. Is used to eject air in the direction of arrow a and discharge the sprue S outward through the center hole Dh of the disk substrate D (Patent Document 1). However, this method has a problem that the disk substrate 15 may be contaminated by the air to be jetted.
[0026]
In Patent Document 2 and Patent Document 3, means for detecting or judging the position of the sprue with respect to the disk substrate is provided in the convex gate-cut mold apparatus, and from the inside of the mold based on the output of the means. A technique for controlling the operation of a robot that takes out a disk substrate and a sprue and causing the sprue to be ejected is disclosed.
[0027]
However, since it is necessary to perform all the processes of sprue position detection / judgment, sprue discharge, and disk substrate transfer with the robot alone, the tact time from taking out the disk substrate to transferring it to the next process is prolonged. There is a problem that productivity is lowered. That is, since the operating rate of the mold apparatus is determined by the operation time of one cycle of the take-out robot, if one cycle operation of the take-out robot takes time, the productivity of the disk substrate is impaired by that much.
[0028]
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and a disk substrate molding apparatus that can quickly transfer a disk substrate to the next process regardless of the position of the sprue when the disk substrate is taken out, and can improve productivity. It is another object of the present invention to provide a disk substrate forming method.
[0029]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the disk substrate forming apparatus of the present invention is characterized by comprising receiving means for receiving the disk substrate taken out by the take-out means together with the sprue.
[0030]
As a result, the sprue can be removed from the take-out means without affecting the disk substrate, thereby avoiding an increase in the tact time of the take-out means and improving the operating rate of the mold apparatus. The As a result, the productivity of the disk substrate can be increased.
[0031]
The disk substrate molding method of the present invention includes a step of simultaneously taking out a disk substrate and a sprue from a mold by a take-out means, a step of simultaneously receiving the taken-out disk substrate and a sprue by a receiving means, It has the process of conveying to a next process with the attitude | position with the fixed metal mold | die side surface of a board | substrate facing upward, and the process of dropping a sprue and discharging to a collection | recovery part, It is characterized by the above-mentioned.
[0032]
According to the present invention, since the disk substrate and the sprue taken out from the mold apparatus are received at the same time, it is possible to avoid an increase in the process time for taking out the disk substrate and delivering it to the subsequent stage. Thus, the productivity of the disk substrate can be improved.
[0033]
In addition, since the disk substrate and sprue are transported with the side surface of the fixed mold of the disk substrate facing upward, the sprue can be removed during or immediately after the transportation, and the sprue discharge process can be performed independently. The necessity to provide can be eliminated.
[0034]
Furthermore, another disk substrate molding method of the present invention is provided between a pair of molds. Separating the disk substrate and the sprue by injection molding and gate-cutting the disk substrate; and the disk substrate and the Take out with sprue and take-out means And the process The sprue is transported to the next process through the receiving means together with the disk substrate, and dropped and discharged during or immediately after the transport. Process .
[0035]
According to the present invention, it is possible to improve the productivity of the disk substrate by avoiding an increase in the process time required for taking out and delivering the disk substrate irrespective of the gate cut method, and to a mold having a different gate cut method. On the other hand, a common substrate transfer mechanism can be constructed, and the equipment cost can be reduced.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0037]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a disk substrate forming apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The disk substrate molding apparatus 1 includes a mold device 2, a substrate take-out robot 3, a substrate receiving robot 4, and a transfer arm 5. The disk substrate D injection-molded by the mold apparatus 2 is transferred to a post-process unit 6 such as a substrate cooling device or a substrate inspection device via the substrate take-out robot 3, the substrate receiving robot 4, and the transfer arm 5. It has become.
[0038]
The mold apparatus 2 includes a fixed mold 21 and a movable mold 22, and a cavity 28 (FIG. 2A) for molding the disk substrate D is formed between the respective joint surfaces. The fixed mold 21 is installed on the fixed platen 23 and the molten resin is supplied through the resin melting part 25, the screw cylinder 27 and the platen 23. The movable mold 22 is installed on the movable platen 24 and is configured to be movable forward and backward with respect to the fixed mold 21 by driving of the drive mechanism unit 26.
[0039]
As shown in FIGS. 2 and 3, when the disk substrate D is formed, the movable mold 22 is pressed in the direction indicated by the arrow A1 in FIG. The In this state, molten resin is filled into the cavity 28 via the screw cylinder 27, and the disk substrate D is formed.
[0040]
After the formation of the disk substrate D, the movable mold 22 is pushed in the direction indicated by the arrow A2 in FIG. 2B by driving of the drive mechanism portion 26 to be separated from the fixed mold 21 to be lowered and opened. Then, the arm member 31 of the substrate take-out robot 3 enters between the fixed die 21 and the movable die 22 and the disk substrate D is taken out.
[0041]
After the disk substrate D is taken out, the movable mold 22 is pushed again in the direction of the arrow A1 as shown in FIG. 3A, and is brought into contact with the fixed mold 21 and pressurized as shown in FIG. 3B. Returning to the state, the disk substrate D is formed.
[0042]
The substrate take-out robot 3 corresponds to the “take-out means” according to the present invention, and is installed on the stationary platen 23 of the mold apparatus 2. The substrate take-out robot 3 is provided to take out the disk substrate and sprue that have been injection-molded by the mold apparatus 2 and transfer them to the substrate receiving robot 4.
[0043]
As shown in FIGS. 2 to 4, the drive shaft of the drive unit 32 is connected to the proximal end portion of the arm member 31 of the substrate take-out robot 3, and the disk substrate D is vacuumed to the distal end portion 31 a of the arm member 31. A plurality of suction pads 33 for suction and a clamp mechanism 34 for mechanically chucking the sprue S are provided. Here, the suction pad 33 corresponds to the “first take-out chuck portion” of the present invention, and the clamp mechanism 34 corresponds to the “second take-out chuck portion” of the present invention.
[0044]
Although not shown, a hose that communicates with a vacuum pump or the like is connected to the suction pad 33 so as to suck the non-recording area Dc around the center hole Dh of the disk substrate D shown in FIG. In addition, the clamp mechanism 34 is capable of holding the sprue S (FIG. 8) that has entered the notch 35 of the arm member tip 31a when the disk substrate D is taken out, and is in a direction of being separated from and contacting each other as indicated by an arrow B in FIG. 4B. A pair of clamp claws which can be moved to each other.
[0045]
Although details of the inside of the mold apparatus 2 are omitted here, any of the convex gate cut type mold apparatus 101 and the concave gate cut type mold apparatus 121 described with reference to FIGS. Applicable. The signal transfer side surface can be applied to either the fixed mold side (fixed side stamper) or the movable mold side (movable side stamper).
[0046]
As described above, the positional relationship between the disk substrate D and the sprue S changes depending on the gate cut method. 6A and 7A show the relationship between the disc substrate D formed by the concave gate cut type mold apparatus and the sprue S, and FIGS. 6B and 7B show the disk substrate formed by the convex gate cut type mold apparatus. The relationship between D and sprue S is shown. The sprue S includes a sprue portion Sa, a runner portion Sb, and a hot water reservoir portion Sc, and the outer diameter of the runner portion Sb is substantially the same as the inner diameter of the center hole Dh of the disk substrate D.
[0047]
In the concave gate cut system, as shown in FIG. 7A, the sprue portion Sa of the sprue S penetrates the center hole Dh of the disc substrate D, and the runner portion Sb is the side of the movable mold of the disc substrate D (hereinafter referred to as “first” It is called “surface”.) It is in a position protruding to the D1 side (hereinafter referred to as “first position”). On the other hand, in the convex gate cut method, as shown in FIG. 7B, the sprue S with respect to the center hole Dh of the disk substrate D is on the side of the fixed mold of the disk substrate D (hereinafter referred to as “second surface”) D2. In a position protruding below (hereinafter referred to as “second position”).
[0048]
The substrate removal robot 3 rotates the arm member 31 between the substrate removal position shown in FIG. 2B and the substrate delivery position shown in FIG. 3A. The arm member 31 is reciprocated in the direction of the pivot axis at the substrate take-out position and the substrate delivery position. The arm member tip 31a is positioned as shown in FIG. 4A at the substrate takeout position so that the sprue S can be accommodated in the notch 35 when the disc substrate is taken out.
[0049]
Further, at the substrate delivery position, the arm member tip 31 is positioned so that the opening of the notch 35 faces downward. When the disk substrate D and the sprue S at the “second position” are taken out, the disk substrate D is removed. After transfer to the substrate receiving robot 4 described later, the mechanical chuck by the clamp mechanism 34 is released so that the sprue S can be dropped and discharged downward.
[0050]
That is, when the disk substrate D and the sprue S in the second positional relationship are taken out, as shown in FIGS. 8 and 10, the substrate take-out robot 3 enters the mold opening mold apparatus and the substrate take-out position is reached. And the second surface D2 and the sprue S of the disk substrate D are held via the suction pad 33 and the clamp mechanism 34, respectively. Thereafter, the arm member 31 retreats by a predetermined amount and turns as indicated by an arrow R in FIG. 10 and stops at the substrate delivery position. The substrate receiving robot 4 stands by at the substrate delivery position, and the disk substrate D is delivered to the substrate receiving robot 4 through a predetermined amount of forward movement and backward movement. Then, the sprue S is dropped and discharged from the substrate take-out robot 3 to the sprue collection unit 7 below.
[0051]
On the other hand, when the disk substrate D and the sprue S in the first positional relationship are taken out, as shown in FIG. And the second surface D2 and the sprue S of the disk substrate D are held via the suction pad 33 and the clamp mechanism 34, respectively. Thereafter, the arm member 31 rotates by a predetermined amount and stops at the substrate delivery position. The substrate receiving robot 4 stands by at the substrate delivery position, and the disk substrate D and the sprue S are simultaneously delivered to the substrate receiving robot 4 through a predetermined amount of forward movement and backward movement.
[0052]
The substrate receiving robot 4 corresponds to the “receiving means” according to the present invention, and is provided for receiving the disk substrate D from the substrate taking-out robot 3 and transferring the disk substrate D to the subsequent transfer arm 5. When the disk substrate D and the sprue S taken out by the substrate take-out robot 3 are in the first positional relationship, the sprue S is transferred from the substrate take-out robot 3 to the substrate receiving robot 4 together with the disk substrate D. It has become.
[0053]
Referring to FIGS. 1 and 11, the drive shaft of the drive unit 42 (FIG. 1) is connected to the base end portion of the arm member 41 of the substrate receiving robot 4, and is attached to the mounting plate 41 a at the tip of the arm member 41. Are provided with a plurality of suction pads 43 for vacuum suction of the first surface D1 of the disk substrate D. Further, a suction rod 44 for vacuum-sucking the sprue S faces the central opening 41b of the mounting plate 41a. Here, the suction pad 43 corresponds to the “first receiving chuck portion” of the present invention, and the suction rod 44 corresponds to the “second receiving chuck portion” of the present invention.
[0054]
Each suction pad 43 is connected to a hose 45 connected to a vacuum pump or the like (not shown), and is arranged on the same circumference around the central opening 41b of the mounting plate 41a as shown in FIG. As a result, the non-recording area of the first surface (movable mold side surface) D1 of the disk substrate D is sucked and held. Each hose 45 is supported by a support plate 41 c attached to the tip of the arm member 41.
[0055]
As shown in FIGS. 13A and 13B, the suction rod 44 has a rod member 47 through which a passage 47s communicating with a vacuum pump or the like (not shown) penetrates in the axial direction, and a bellows 46 is attached to the tip thereof via a connector 40. It has been. The bellows 46 can be expanded and contracted in the axial direction of the rod member 47, and adsorbs the runner portion Sb of the sprue S from the hot water reservoir portion Sc side (FIG. 11).
[0056]
The suction rod 44 is supported by the support plate 41c and is movable in the axial direction with respect to the support plate 41c. Thereby, in the disc substrate D and the sprue S in the first positional relationship, the variation in the position of the sprue S with respect to the disc substrate D can be absorbed.
[0057]
That is, the rod member 47 has a stepped shape and includes two large diameter portions 47a and 47b at the front and rear portions and a small diameter portion 47c formed therebetween. A stopper 48 integral with the support plate 41c is slidably fitted to the outer peripheral side of the rod member 47. The inner hole of the stopper 48 Big The diameter hole 48a and small It consists of a diameter hole 48b, Big The diameter hole portion 48a is in sliding contact with the large diameter portion 47a of the rod member 47, and small The diameter hole portion 48 b is in sliding contact with the small diameter portion 47 c of the rod member 47. The large diameter portion 47a of the rod member 47 and the stopper 48 small A spring member 49 is provided in a preloaded state between the diameter hole portion 48b and urges the rod member 47 to the bellows 46 side. Further, the amount of movement of the rod member 47 is such that the stopper 48 small It is regulated by the contact action between the diameter hole portion 48 b and the large diameter portion 47 b of the rod member 47.
[0058]
With the above configuration, when the substrate receiving robot 4 receives the disk substrate D and the sprue S from the substrate extracting robot 3, the suction pad 43 of the substrate receiving robot 4 simultaneously holds the first surface D1 of the disk substrate D by suction. The tip (runner portion Sb) of the sprue S at the first position with respect to the disk substrate D is adsorbed by the bellows 46 of the adsorption rod 44. At this time, the variation in the position of the sprue S in the axial direction is absorbed by the contraction operation of the bellows 46 and the stroke operation against the spring member 49 of the suction rod 44. As a result, an appropriate suction operation of the sprue S is ensured.
[0059]
If the hot water reservoir Sc of the sprue S is large, the uniform contraction of the bellows 46 of the suction rod 44 is hindered, and the sprue S may not be horizontally held by suction as shown in FIG. That is, there is a possibility that the hot water reservoir Sc contacts the inner depth of the bellows 46 and causes the bellows 46 to contract unevenly, so that the sprue S is chucked in an unstable posture. In order to solve such a problem, if the tip of the suction rod 44 is replaced with a bellows, for example, a cup-shaped suction pad 46C as shown in FIG. 15 is applied, a hot water reservoir Sc is provided inside the suction pad 46C. The runner portion Sb can be sucked and held in the accommodated state, and the horizontal holding of the sprue S can be secured. In this case, the variation in the position of the sprue S is absorbed only by the stroke operation of the rod member.
[0060]
The drive unit 42 of the substrate receiving robot 4 rotates (inverts) the arm member 41 so that the second surface (fixed mold side surface) D2 of the disk substrate D faces upward as indicated by an arrow Y in FIG. In FIG. 1, the arm member 41 is turned in the direction indicated by the arrow R3. As a result, the receiving posture of the disk substrate D from the substrate take-out robot 3 is converted into a transfer posture of the disk substrate D to the transfer arm 5 described later.
[0061]
Next, the configuration of the transfer arm 5 will be described. The transport arm 5 corresponds to the “transport means” of the present invention. As shown in FIGS. 1, 17 and 18, the drive shaft of the drive unit 52 is connected to the base end portion of the arm member 51 of the transport arm 5, and the disk substrate D is connected to the distal end portion 51 a of the arm member 51. A plurality of suction pads 53 for vacuum suction and a clamp mechanism 54 for mechanically chucking the sprue S are provided. Here, the suction pad 53 corresponds to the “first transport chuck portion” of the present invention, and the clamp mechanism 54 corresponds to the “second transport chuck portion” of the present invention.
[0062]
The transfer arm 5 can suck and suck the disk substrate D whose suction posture has been changed by the substrate receiving robot 4 in the direction of the arrow R4 shown in FIG. The transport arm 5 is configured to chuck the adsorbed disk substrate D and the sprue S at the first position with respect to the disk substrate D, and transport the chuck substrate to a substrate cooling process, for example, as a next process.
[0063]
The arm member 51 is configured to be turnable by the drive of the drive unit 52, and is configured to be able to move up and down by a predetermined amount along the rotation axis. A cutout portion 55 for introducing the sprue S into the clamp mechanism 54 when the disk substrate D is attracted is provided at the distal end portion 51 a of the arm member 51.
[0064]
Although not shown, a hose communicating with a vacuum pump or the like is connected to the suction pad 53 so as to suck the non-recording area of the second surface (side surface of the fixed mold) D2 of the disk substrate D. The clamp mechanism 54 is configured to be able to clamp the sprue portion Sa of the sprue S that is sucked and held by the substrate receiving robot 4.
[0065]
FIGS. 19-21 has shown schematic structure of the board | substrate cooling device 6 installed in the board | substrate cooling process. As shown in FIG. 19, the substrate cooling apparatus 6 includes a main body 61 installed on a base 64, a hollow shaft 62 that is rotatably disposed inside the main body 61 via bearings 63 A and 63 B, And a plurality of suction ports 69 for vacuum-sucking the first surface (side surface of the movable mold) D1 of the disk substrate D at the upper end portion of the hollow shaft 62. It has been.
[0066]
As shown in FIG. 20, the suction port 69 formed at the upper end of the hollow shaft 62 has an annular passage 73 between the hollow shaft 62 and the main body 61, a connection hole 74 formed in the main body 61, and the connection hole 74. It is connected to a suction means such as a vacuum pump (not shown) via a connecting tool 68 connected to. The suction port 69 sucks a non-recording area around the center hole Dh on the first surface D1 of the disk substrate D.
[0067]
The hollow shaft 62 is connected to the drive shaft of the motor 65 through a pair of pulleys 66A and 66B and a belt 67 as shown in FIG. The pulley 66 B is formed in an annular shape and includes an inner hole having a diameter larger than that of the inner hole 62 a of the hollow shaft 62. The inner hole 62a of the hollow shaft 62 has a larger diameter (eg, 1.3 times or more) than the runner portion Sb of the sprue S.
[0068]
The inner hole 62a of the hollow shaft 62 and the inner hole portion of the pulley 66B are configured to function as guide holes when the sprue S conveyed to the upper end of the hollow shaft 62 is dropped downward. A cylindrical chute 70 for guiding the sprue S to the sprue collection box 71 is disposed below the pulley 66B. The diameter of the inner hole portion of the chute 70 is about twice the diameter of the inner hole 62a of the hollow shaft 62.
[0069]
As shown in FIG. 21, a pair of sensors composed of a light emitting element 76 A and a light receiving element 76 B are arranged as a drop confirmation sensor for the sprue S between the pulley 66 B and the chute 70. A sensor 77 that detects the amount of sprue S accumulated is disposed above the collection box 71, and a sensor 78 that detects the presence or absence of the collection box 71 is disposed near the bottom of the collection box 71.
[0070]
In the substrate cooling device 6 configured as described above, when the disk substrate D and the sprue S having the first positional relationship with the hollow shaft 62 are conveyed by the conveying arm 5 to the upper end of the hollow shaft 62, the disk 69 is sucked by the suction port 69. The first surface D1 of the substrate D is sucked and held, the hollow shaft 62 is rotated, and the disk substrate D is cooled. Further, the sprue S from which the chucking operation of the transfer arm 5 is released falls from the center hole Dh of the disk substrate D to the collection box 71 through the inner hole 62a of the hollow shaft 62, the inner hole portion of the pulley 66B, and the chute 70. It is supposed to let you.
[0071]
Next, the operation of the disk substrate forming apparatus 1 of the present embodiment configured as described above will be described. FIG. 22 is a process flow diagram for explaining the operation of the disk substrate forming apparatus 1.
[0072]
In the disk substrate forming apparatus 1 of the present embodiment, the formed disk substrate D is the substrate take-out robot 3 and the substrate receiving robot 4 regardless of whether the gate cut method of the mold apparatus 2 is a convex type or a concave type. And while performing the effect | action which conveys to the board | substrate cooling device D via the conveyance arm 5, the discharge process of the sprue S is varied by each system.
[0073]
First, after the disk substrate D is formed by the mold apparatus 2, the disk substrate D and the sprue S are removed by the substrate removal robot 3 by the above-described operation (steps S1 and S2).
[0074]
When the mold apparatus 2 is a concave gate cut system, the disk substrate D and the sprue S are in the first positional relationship (FIGS. 6A and 7A), and the substrate take-out robot 3 is in the form shown in FIG. The sprue S is clamped simultaneously with adsorbing the second surface (side surface of the fixed mold). On the other hand, when the mold apparatus 2 is a convex gate cut system, the disk substrate D and the sprue S are in the second positional relationship (FIGS. 6B and 7B), and the substrate take-out robot 3 is in the form shown in FIG. The sprue S is clamped at the same time as the second surface (side surface of the fixed mold) of the disk substrate D is adsorbed.
[0075]
After taking out the disk substrate D and the sprue S, the substrate removal robot 3 turns to the substrate delivery position shown in FIG. 10 and directly faces the substrate reception robot 4 waiting here. Then, the disk substrate D is transferred (transferred) to the substrate receiving robot 3 through the movement of the substrate take-out robot 3 in the directions of arrows F1 and F2.
[0076]
At this time, when the sprue S is in the first position (FIG. 7A) with respect to the disk substrate D, the sprue S is transferred to the substrate receiving robot 4 simultaneously with the disk substrate D (step S3A). On the other hand, when it is in the second position (FIG. 7B), only the disk substrate D is transferred to the substrate receiving robot 4 (step S3B). In the latter case, the substrate take-out robot 3 releases the operation of the clamp mechanism 34, and drops and ejects the sprue S to the lower collection unit 7 (step S3B).
[0077]
Next, the substrate receiving robot 4 sucks the non-recording area of the first surface (movable mold side surface) D2 of the disk substrate D with the suction pad 43 and sucks the tip of the sprue S with the suction rod 44. The substrate D and the sprue S are received in the same form as taken out. Then, the substrate receiving robot 4 turns so that the second surface (side surface of the fixed mold) of the disk substrate D faces upward as shown in FIG. 16, and then turns toward the transfer position to the transfer arm 5 ( FIG. 1).
[0078]
As shown in FIG. 17, the transfer arm 5 turns in the direction of arrow R4 toward the substrate receiving robot 4 that holds the disk substrate D horizontally and is stopped, and the suction substrate 53 causes the disk substrate to move as shown in FIG. When the second surface (fixed mold side surface) D2 of D is adsorbed and the sprue S is present, the sprue S is chucked by the clamp mechanism 54 at the same time. As described above, the transfer of the disk substrate D (and sprue S) from the substrate receiving robot 4 to the transfer arm 5 is performed (steps S4A and S4B).
[0079]
The transport arm 5 transports the disk substrate D (and sprue S) to the substrate cooling device 6 (steps S5A and S5B). The disc substrate D is placed on the upper end of the hollow shaft 62, and the non-recording area of the first surface (side surface of the fixed mold) D1 is adsorbed by the plurality of suction ports 69. At this time, the sprue S has its runner portion Sb positioned below the center hole Dh of the disk substrate D.
[0080]
The transfer arm 5 releases the suction action of the suction pad 53 and releases the clamping force of the clamp mechanism 54. As a result, the sprue S falls along the inner hole 62 a of the hollow shaft 62 through the center hole Dh of the disk substrate D, and is accommodated in the collection box 71 through the chute 70. Further, the disk substrate D is cooled by the rotation of the hollow shaft 62 (steps S6A and S6B).
[0081]
Further, since the substrate cooling device 6 is provided with sensors 76A and 76B for confirming the dropped sprue S, even if clogging or the like occurs during the dropping of the sprue S, this is surely detected. be able to. Further, since the accumulation amount detection sensor 77 and the presence / absence detection sensor 78 of the recovery box 71 are provided, the recovery state of the sprue S can be detected and the recovery function of the sprue S can be ensured.
[0082]
After completion of the cooling process, the disk substrate D is transported toward an aligner that aligns the manufactured disk substrates via a transport robot (not shown) (steps S7A and S7B).
[0083]
As described above, according to the present embodiment, since the substrate receiving robot 4 that receives the disk substrate D taken out by the substrate taking-out robot 3 together with the sprue S is provided, it is located at the first position with respect to the disk substrate D. A sprue S can be removed from the substrate take-out robot 3 without affecting the disk substrate D. As a result, it is possible to avoid an increase in the takt time of the substrate take-out robot 3, improve the operating rate of the mold apparatus 2, and increase the productivity of the disk substrate D.
[0084]
The substrate receiving robot 4 and the transport arm 5 are provided with suction pads 43 and 53 for sucking the disk substrate D, and are provided with the suction rod 44 and the clamp mechanism 54 for chucking the sprue S. The transfer operation of the sprue S can be ensured.
[0085]
In addition, immediately after the transfer of the disk substrate D from the transfer arm 5 to the substrate cooling device 6, the sprue S dropping and discharging step is also used, so that it is not necessary to provide a separate sprue S discharging step. As a result, the operating rate of the entire apparatus can be established with the tact time for the transfer and post-processing of the disk substrate 1, and the productivity of the disk substrate D can be improved.
[0086]
Furthermore, according to the present embodiment, since the mold apparatus 2 can be used in common for both the concave gate cut method and the convex gate cut method, a substrate transfer mechanism corresponding to the gate cut method can be separately provided. Equipment costs can be reduced by eliminating the need for preparation.
[0087]
Therefore, the disk substrate forming apparatus 1 is switched over on / off of operations corresponding to the concave gate cut method (the operation of the suction rod 44 of the substrate receiving robot 4 and the operation of the clamp mechanism 54 of the transfer arm 5). If a controller is separately arranged, it is possible to establish a substrate transfer process corresponding to both gate cut methods only by switching the controller.
[0088]
The embodiment of the present invention has been described above. Of course, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.
[0089]
For example, in the above embodiment, the sprue S has been described by taking the form shown in FIG. 7 as an example. However, the present invention is not limited to this, and as long as the first and second positions can be taken, the mold structure can be obtained. The present invention can be applied to various forms of sprues formed accordingly.
[0090]
In the above embodiment, the substrate cooling device 6 has been described as an example of the post-processing unit. Alternatively, a molded disk substrate inspection device or the like can be applied as the post-processing unit. is there.
[0091]
Further, in the above-described embodiment, the sprue S in the first position is configured to drop and discharge immediately after the disk substrate D is transported to the substrate cooling device 6, but instead, the transport arm 5 is replaced with the substrate. After receiving the disk substrate D and the sprue S from the receiving robot 4, the sprue S may be dropped and discharged while being transported to the substrate cooling device 6.
[0092]
【The invention's effect】
As described above, according to the disk substrate forming apparatus of the present invention, since the receiving means for receiving the disk substrate taken out by the substrate extracting means together with the sprue is provided, the sprue does not affect the disk substrate at all. It can be removed from the take-out means. As a result, it is possible to avoid an increase in the tact time of the take-out means, improve the operating rate of the mold apparatus, and increase the productivity of the disk substrate.
[0093]
Further, according to the disk substrate molding method of the present invention, the disk substrate and the sprue taken out from the mold apparatus are received at the same time, so that the process time for taking out the disk substrate and delivering it to the subsequent stage is increased. Thus, the productivity of the disk substrate can be improved.
[0094]
Furthermore, according to another disk substrate molding method of the present invention, it is possible to avoid an increase in the process time required for taking out and delivering the disk substrate regardless of the gate cut method, and to improve the productivity of the disk substrate. Thus, a common substrate transfer mechanism can be constructed for dies having different gate cut methods, and the equipment cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a disk substrate forming apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are perspective views showing a schematic configuration of a mold apparatus 2. FIG. 2A shows a molding process, and B shows a disk substrate D take-out process.
FIGS. 3A and 3B are perspective views showing a schematic configuration of the mold apparatus 2. FIG. 3A shows a delivery process of a disk substrate D, and B shows a molding process.
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing the configuration of the tip of an arm member of the substrate take-out robot 3, wherein A is a perspective view and B is a cross-sectional view of the main part.
FIG. 5 is a front view for explaining a chucking area of the disk substrate D;
FIGS. 6A and 6B are perspective views for explaining the positional relationship between the disk substrate D and the sprue S according to the difference in the gate cut method. FIG. 6A shows the case of the concave gate method, and B shows the case of the convex gate cut method.
FIGS. 7A and 7B are side sectional views for explaining the positional relationship between the disk substrate D and the sprue S due to the difference in the gate cut method. FIG. 7A shows the case of the concave gate cut method and FIG. .
FIG. 8 is a side sectional view for explaining a disk substrate D and sprue S removal step in the case of a convex gate cut method.
FIG. 9 is a side sectional view for explaining a disk substrate D and sprue S removal process in the case of a concave gate cut method.
FIG. 10 is a plan view illustrating a schematic configuration of a substrate take-out robot 3;
11 is a side cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a substrate receiving robot 4. FIG.
12 is a front view of the main part of the substrate receiving robot 4. FIG.
13 is a side sectional view for explaining the configuration and operation of the suction rod 44 of the substrate receiving robot 4. FIG.
14 is a side view of an essential part for explaining one problem of the suction rod 44. FIG.
15 is a cross-sectional side view of an essential part for explaining a modification of the configuration of the tip of the suction rod 44. FIG.
16 is a side view of an essential part for explaining an operation of the substrate receiving robot 4. FIG.
17 is a plan view showing the relationship between the substrate receiving robot 4 and the transfer arm 5. FIG.
18 is a side view showing the relationship between the substrate receiving robot 4 and the transfer arm 5. FIG.
FIG. 19 is a side cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the substrate cooling device 6;
FIG. 20 is an enlarged view of a main part of the substrate cooling device 6;
21 is a side sectional view for explaining the relationship between the substrate cooling device 6 and the sprue recovery box 71. FIG.
FIG. 22 is a process flow diagram illustrating a disk substrate cooling method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a side cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a convex gate cut type mold apparatus.
FIG. 24 is a side sectional view for explaining a gate cut process in a convex gate cut type mold apparatus;
FIG. 25 is a side sectional view schematically showing a substrate take-out robot for taking out a disk substrate and a sprue formed by a convex gate cut type mold apparatus;
FIG. 26 is a side cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a concave gate cut type mold apparatus.
FIG. 27 is a side sectional view for explaining a gate cutting step in a concave gate cut type mold apparatus;
FIG. 28 is a side sectional view showing a mold opening process of a concave gate cut type mold apparatus.
FIG. 29 is a side sectional view schematically showing a substrate take-out robot for taking out a disc substrate and a sprue formed by a concave gate cut type mold apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Disk substrate shaping | molding apparatus, 2 ... Mold apparatus, 3 ... Substrate pick-up robot, 4 ... Substrate receiving robot, 5 ... Transfer arm, 6 ... Substrate cooling device, 7, 71 ... Sprue collection part, 21 ... Fixed mold, DESCRIPTION OF SYMBOLS 22 ... Movable metal mold | die, 28 ... Cavity, 31, 41, 51 ... Arm member, 32, 42, 52 ... Drive part, 33, 43, 53 ... Suction pad, 34, 54 ... Clamp mechanism, 44 ... Suction rod, 46 ... Bellows, 46C ... Suction pad, 47 ... Rod member, 101 ... Convex gate cut type die device, 121 ... Concave gate cut type die device, D ... Disc substrate, Dh ... Center hole, D1 ... First Surface (movable mold side surface), D2 ... second surface (fixed mold side surface), S ... sprue, Sa ... sprue portion, Sb ... runner portion, Sc ... hot water pool portion.

Claims

A pair of molds formed on a fixed side and a movable side to form a cavity for molding a disk substrate from which molten resin is injected; and
An extraction means for taking out the disk substrate and the sprue located between the pair of molds ;
Receiving means for receiving the disk substrate taken out by the take-out means together with the sprue ;
A disk substrate forming apparatus comprising:

The disk substrate forming apparatus according to claim 1,
A disk substrate forming apparatus, further comprising a conveying means for conveying the disk substrate and sprue received by the receiving means to the next process.

The disk substrate forming apparatus according to claim 1,
The take-out means is
A first take-out chuck portion that vacuum-sucks the fixed mold side surface of the disk substrate;
A disk substrate forming apparatus having a second take-out chuck portion for mechanically chucking the sprue.

The disk substrate forming apparatus according to claim 1,
The receiving means
A first receiving chuck portion that vacuum-sucks the movable mold side surface of the disk substrate;
A second receiving chuck portion for adsorbing the tip of the sprue protruding from the center hole of the disk substrate toward the side surface of the movable mold;
A disk substrate molding apparatus comprising: an arm portion that supports the first receiving chuck portion and the second receiving chuck portion and rotates the disk substrate so that a side surface of the fixed mold faces upward.

The disk substrate forming apparatus according to claim 4,
The disk substrate forming apparatus, wherein the second receiving chuck portion is movable along a center axis of the center hole.

The disk substrate forming apparatus according to claim 4,
A disk substrate forming apparatus, wherein a tip of the second receiving chuck portion has a cup shape.

The disk substrate forming apparatus according to claim 1,
The conveying means is
A first transfer chuck portion that vacuum-sucks a fixed mold side surface of the disk substrate;
A disk substrate forming apparatus, comprising: a second transfer chuck portion that mechanically chucks the sprue.

The disk substrate forming apparatus according to claim 2,
The disk substrate molding apparatus, wherein the next process is provided with a post-process unit for post-processing the disk substrate and a recovery unit for recovering the sprue.

The disk substrate forming apparatus according to claim 8, wherein
The post-processing unit is
A hollow member extending in the vertical direction;
An adsorption holding part that is provided at an upper end of the hollow member and adsorbs a movable mold side surface of the disk substrate;
The disk substrate molding apparatus, wherein the recovery unit accommodates a sprue that is disposed below the hollow member and falls inside the hollow member.

The disk substrate forming apparatus according to claim 9,
A disc substrate forming apparatus, wherein a detecting means for confirming the drop of the sprue is installed between the hollow member and the recovery part.

The disk substrate forming apparatus according to claim 8, wherein
The disk substrate molding apparatus, wherein the post-process unit is a substrate cooling apparatus.

A step of separating the disk substrate and the sprue by injection-molding a disk substrate between a pair of dies on the fixed side and the movable side, and performing gate cutting;
Simultaneously removing the disk substrate and the sprue from the mold by an extraction means;
Receiving the taken-out disk substrate and sprue simultaneously by receiving means;
Transporting the received disk substrate and sprue to the next process in a posture in which the fixed mold side surface of the disk substrate faces upward;
And a step of dropping the sprue and discharging it to a collecting section.

The disk substrate molding method according to claim 12,
A disc substrate forming method, wherein the step of discharging the sprue is performed immediately after the disc substrate and the sprue are conveyed to the next step.

A step of separating the disk substrate and the sprue by injection molding and gate cutting a disk substrate between a pair of molds ;
A step to Eject the retriever and the sprue and the disc substrate,
A disk substrate forming method comprising: transporting the sprue together with the disk substrate to a next process through a receiving unit, and dropping and discharging the process on or during the transportation.