JP4912091B2 - 光ディスク基板成形用金型 - Google Patents
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(2)「固定側金型と可動側金型との対向面間に基板形成用キャビティを形成すると共に該キャビティを形成する面と反対側の面に冷却媒体流路を有する鏡面盤を含むディスク基板の射出成形金型であって、前記鏡面盤に形成された冷却媒体流路は、入側環状冷却媒体流路、出側環状冷却媒体流路、及び、中心域から外周域に冷却媒体が流される複数の冷却媒体流路からなり、入側環状冷却媒体流路と出側環状冷却媒体流路とは、前記複数の冷却媒体流路それぞれの両端部でつながれており、前記中心域から外周域に冷却媒体が流される複数の冷却媒体流路は、隣接しそれぞれ円弧状に湾曲しており、前記円弧状冷却媒体流路はキャビティの中心から半径方向50mmの位置から外側に向かって深さが徐々に浅くなっていることを特徴とするディスク基板成形用金型」、
(3)「前記円弧状冷却媒体流路は中心側の幅が狭く外周に向かって徐々に広くなっていることを特徴とする前記第(1)項または第(2)項記載のディスク基板成形用金型」、
(4)「前記円弧状冷却媒体流路間に設けられている複数の仕切は、その幅及び距離が冷却媒体流路と同じであり、かつ複数の仕切が互いに同じ幅及び距離を有しているものであることを特徴とする前記第(1)項乃至第(3)項の何れか1に記載のディスク基板成形用金型」、
(5)「前記円弧状冷却媒体流路は鏡面盤内に20から36路あることを特徴とする前記第(1)項乃至第(4)項の何れか1に記載のディスク基板成形用金型」、
(6)「前記鏡面盤に形成される前記円弧状冷却媒体流路は固定側鏡面盤及び可動側鏡面盤にそれぞれ配置され、固定側鏡面盤と可動側鏡面盤を、それぞれ冷却流路が形成された面から見た際に、円弧の湾曲方向が相反する向きに形成されたものであることを特徴とする前記第(1)項乃至第(5)項の何れか1に記載のディスク基板成形用金型」、
(7)「前記鏡面盤に形成される入側環状冷却媒体流路及び出側環状冷却媒体流路は固定側鏡面盤と可動側鏡面盤にそれぞれ配置され、固定側鏡面盤の入り口(32)は環状冷却媒体流路の下端に形成され、固定側鏡面盤の出口(31)は環状冷却媒体流路の上端に形成され、可動側鏡面盤の入り口(42)は環状冷却媒体流路の上端に形成され、可動側鏡面盤の出口(41)は環状冷却媒体流路の下端に形成されていることを特徴とする前記第(1)項乃至第(6)項の何れか1に記載のディスク基板成形用金型」、
(8)「前記鏡面盤に形成される入側環状冷却媒体流路、出側環状冷却媒体流路、及び円弧状冷却媒体流路は鏡面盤と同じ材質で密閉されていることを特徴とする前記第(1)項乃至第(7)項の何れか1に記載のディスク基板成形用金型」、
(9)「前記鏡面盤に形成される入側環状冷却媒体流路、出側環状冷却媒体流路、円弧状冷却媒体流路は鏡面盤と同じ材質で密閉した底板に冷却媒体の供給口及び出口が形成されていることを特徴とする前記第(1)項乃至第(8)項の何れか1に記載のディスク基板成形用金型」により達成される。
また、上記課題は、本発明の(10)「前記第(1)項乃至第(9)項の何れかに記載のディスク基板成形用金型を用い、前記鏡面盤の温度をコントロールする温調機の設定を115度から130度に設定し、成形を行うことを特徴とするディスク基板成形方法」により達成される。
図1は、本発明を実施する光ディスク成形用金型の断面図である。固定側鏡面盤(1)と可動側鏡面盤(2)がそれぞれに配置されている。
図2乃至5はこの成形金型を構成する可動側鏡面盤および固定側鏡面盤の反対側の面((鏡面板の底面)に形成された冷却媒体流路の形状を示す概略図である。この成形金型では、固定側の型体である固定側鏡面盤の(平面状の)鏡面にスタンパの裏面が固定され、このスタンパの表面と、可動側の型体である可動側鏡面盤の表面すなわち(平面状の)鏡面とで、光記録媒体基板成形用のキャビティが形成されている。また、可動側鏡面盤および固定側鏡面盤では上記鏡面の反対側の面に、図2乃至5に示す形状・パターンの冷却媒体流路形成されている。
上記鏡面の反対側の面すなわち、上記鏡面盤の底面は摺り合わせ状態に平面状に仕上げられ、この摺り合わせ面に相手の部材が密着・結合されることで、冷却媒体が流れる流路を形成するようになっている。
冷却媒体は図示しない機構により入口(32)から入り側環状冷却媒体流路(12)内に導入され、複数の円弧状冷却媒体流路(11)を通り出側環状冷却媒体流路(13)へ流れ、出口(31)から排出される。
冷却媒体は図示しない機構により入り口(42)から入り側環状冷却媒体流路(22)内に導入され、複数の円弧状冷却媒体流路(23)を通り出側環状冷却媒体流路(23)へ流れ、出口(41)から排出される。
固定側鏡面盤(1)に配置される円弧状冷却媒体流路(11)と可動側鏡面盤(2)に配置される円弧状冷却媒体流路(21)の巻きは逆方向に配置されている。また、固定側鏡面盤(1)に配置される入り口(32)と出口(31)と可動側鏡面盤(2)に配置される入り口(42)と出口(41)は上下逆の配置となっている。これにより固定側鏡面盤(1)と可動側鏡面盤(2)によって形成されるキャビティに溶融樹脂を充填するときの温度バランスをとることで、ディスク基板の板厚ばらつきや反りを最小に押さえることが可能となる。
また、固定鏡面盤と可動鏡面盤の冷却溝及び仕切りの形状を同一とすることでそれぞれの鏡面盤表面の温度分布を均一にするものである。
なお本発明では、上記冷却媒体として通常温水が使用されるが、高沸点の油を用いることもできる。
(i)可動側鏡面盤(1)及び固定側鏡面盤(2)の冷却媒体流路(11)〜(13)、(21)〜(23)は、基板形成用キャビティを形成する面と反対側の面に形成され、冷却媒体流路内の冷却媒体は、反対側の面の中心域から外周域に向かって流れる。具体的には、冷却媒体が入側環状冷却媒体流路(12)、(22)、円弧状冷却媒体流路(11)、(21)、出側環状冷却媒体流路(13)、(23)の順に流れる。この場合、入側環状冷却媒体流路(12)、(22)を流れる冷却媒体の一部が、それぞれの分岐点で各円弧状冷却媒体流路(11)、(21)に流入する。また、各円弧状冷却媒体流路(11)、(21)を流れる冷却媒体は、それぞれの合流点で出側環状冷却媒体流路(13)、(23)に流入する。
上記円弧状冷却媒体流路(11)、(21)は、上記反対側の面の中心域から(反対側の面のスタンパ中心域に対応する位置から)放射状に、かつ同一方向に円弧状に湾曲した形状に形成されている。
なお、円弧状冷却媒体流路(11)、(21)の「円弧状に湾曲した形状」の具体例としては、狭義の円弧状、楕円弧状、弓形、放物線弧状、螺旋弧状等が挙げられる。
(ii)可動側鏡面盤(1)、固定側鏡面盤(2)のいずれにも冷却媒体流路として、
(a)スタンパの中心に対応する鏡面盤の中心を中心とする小径の入側環状冷却媒体流路(12)、(22)と、
(b)該入側環状冷却媒体流路(12)、(22)と同心で大径の出側環状冷却媒体流路(13)、(23)と、
(c)入側環状冷却媒体流路(12)、(22)と出側環状冷却媒体流路(13)、(23)の間に両者を両端で繋ぐ複数本の円弧状に湾曲している冷却媒体流路(11)、(21)とが形成されている。
(d)キャビティの中心、入側環状冷却媒体流路(12)、(22)と円弧状冷却媒体流路(11)、(21)との分流点、円弧状冷却媒体流路(11)、(21)と出側環状冷却媒体流路(13)、(23)との合流点、前記3点は、同一線上にあるのが好ましい。
(e)前記分流点は接線同士が10〜15度の角度で交差し、前記合流点は接線同士が40〜42度の角度で交差するのが好ましい。これにより円弧状の冷却溝を鏡面盤にバランスよく配置することができ、かつ滞留・逆流・渦、気泡の発生を防止することができる。
(iii)前記円弧状冷却媒体流路(11)、(21)は中心側の幅が狭く外周に向かって徐々に広くなっている。
円弧状冷却媒体流路(11)、(21)の溝幅は、中心側で2.2〜4mm、最外周部で5.45〜9.8mmとするのが特に好ましく、また、最外周部は中心側の2.5倍の溝幅を有することが好ましい。 これにより鏡面温度を均一に保つことができる。
(iv)前記円弧状冷却媒体流路間に設けられている複数の仕切(15)、(25)は、その幅及び距離が同じである。
これにより鏡面温度を均一に保つことができる。
(v)円弧状冷却媒体流路(11)、(21)はキャビティの中心から半径方向50mmの位置から外側に向かって深さが徐々に浅くなっている。
これにより半径方向50mmの位置から外側の過冷却を抑え、金型温度を保つことで外周部の転写性を向上させることが可能となる。
なお、例えば、半径40mmのディスクでは転写性の問題が少なく、外周部を浅くする必要はない。
また、溝は、鏡面盤の表面から4mm、最外周部で6mm離れた位置に設けるのが好ましい。
(vi)円弧状冷却媒体流路(11)、(21)は鏡面盤内に20から36路ある。
これにより、溶融樹脂をキャビティに圧入する際の鏡面盤の皿状変形を防止すると共に鏡面温度を均一に保つことができる。
(vii)可動側鏡面盤(1)及び固定側鏡面盤(2)の円弧状冷却媒体流路(11)、(21)は、固定側鏡面盤と可動側鏡面盤の円弧の湾曲方向が相反する向きとなっている。
これにより、鏡面温度を均一に保つと共に成形時のキャビティ温度のバランスをとることができる。
(viii)固定側鏡面盤と可動側鏡面盤の冷却媒体供給口及び冷却媒体出口が相反する方向となっている。
これにより固定側鏡面盤(1)と可動側鏡面盤(2)によって形成されるキャビティに溶融樹脂を充填するときの温度バランスがとれ、ディスク基板の板厚ばらつきや反りを最小に押さえることが可能となる
(ix)入側環状冷却媒体流路、出側環状冷却媒体流路、及び円弧状冷却媒体流路は鏡面盤と同じ材質で密閉されている。
(x)入側環状冷却媒体流路、出側環状冷却媒体流路、円弧状冷却媒体流路は鏡面盤と同じ材質で密閉した底板に冷却媒体の供給口及び出口が形成されている。
(i)図2乃至6に示すように各円弧状冷却媒体流路(11)、(21)の形状・寸法を均一にするとともに、これらの円弧状冷却媒体流路(11)、(21)を入側環状冷却媒体流路(12)、(22)の周りに等角度ピッチで設けることにより、多数の円弧状冷却媒体流路間で冷却媒体の流れ状態の均一性を向上させる。つまり、冷却媒体液体の滞留・逆流・渦や、気泡の混入を最小限に抑えることが非常に重要である。そこでこの金型では、入側環状冷却媒体流路(12)、(22)が円弧状冷却媒体流路(11)、(21)に、またこの円弧状冷却媒体流路(11)、(21)が出側環状冷却媒体流路(13)、(23)に、それぞれ滑らかに連なるように溝形状が設定されている。つまり、入側環状冷却媒体流路(12)、(22)内の冷却媒体が、分岐点においてこの円弧状冷却媒体流路(11)、(21)に対する接線に近い方向で円弧状冷却媒体流路(11)、(21)に流入するようにこの円弧状冷却媒体流路(11)、(21)が形成され、合流点においては、円弧状冷却媒体流路(11)、(21)内の冷却媒体が、出側環状冷却媒体流路(13)、(23)に対する接線に近い方向でこの出側環状冷却媒体流路(13)、(23)に流入するように、この円弧状冷却媒体流路(11)、(21)が形成されている。
(ii)金型のキャビティ形成面の面積に対する、円弧状冷却媒体流路(11)、(21)の合計面積の割合をできるだけ大きく設定することが、基板厚さの均一性向上のために重要である。
(iii)円弧状冷却媒体流路間に設けられている複数の仕切(15)、(25)は、その幅及び距離が同じであること、及び、放射状に配置することが、溶融樹脂を充填する際の圧力による鏡面盤の撓みを均一にし、かつ、鏡面盤が皿状に変形するのを防止するために重要である。
そのため、2枚の基板を貼り合わせてなる2層式DVDでは、最薄部分と最厚部分の差が大きくなり、DVDの2層式L1層で信号系を悪化させる原因の1つとなる。
2 可動側鏡面盤
11 円弧状冷却媒体流路
12 入り側環状冷却媒体流路
13 出側冷却媒体流路
14 金型鏡面
15 仕切り部
21 円弧状冷却媒体流路
22 入側環状冷却媒体流路
23 出側冷却媒体流路
24 金型鏡面
25 仕切り部
31 出口
32 入り口
33 底板
41 出口
42 入り口
43 底板
70 冷却媒体流路
71 流入位置
72 流出位置
73 屈曲部
80 冷却媒体流路径
81 冷却媒体流路径
82 冷却媒体流路径
83 冷却媒体流路径
84 冷却媒体流路
85 流入位置
86 流出位置
Claims (10)
- 固定側金型と可動側金型との対向面間に基板形成用キャビティを形成すると共に該キャビティを形成する面と反対側の面に冷却媒体流路を有する鏡面盤を含むディスク基板の射出成形金型であって、前記鏡面盤に形成された冷却媒体流路は、中心域から外周に冷却媒体が流される複数の隣接する冷却媒体流路からなり、前記冷却媒体流路はそれぞれ円弧状に湾曲しており、前記円弧状冷却媒体流路はキャビティの中心から半径方向50mmの位置から外側に向かって深さが徐々に浅くなっていることを特徴とするディスク基板成形用金型。
- 固定側金型と可動側金型との対向面間に基板形成用キャビティを形成すると共に該キャビティを形成する面と反対側の面に冷却媒体流路を有する鏡面盤を含むディスク基板の射出成形金型であって、前記鏡面盤に形成された冷却媒体流路は、入側環状冷却媒体流路、出側環状冷却媒体流路、及び、中心域から外周域に冷却媒体が流される複数の冷却媒体流路からなり、入側環状冷却媒体流路と出側環状冷却媒体流路とは、前記複数の冷却媒体流路それぞれの両端部でつながれており、前記中心域から外周域に冷却媒体が流される複数の冷却媒体流路は、隣接しそれぞれ円弧状に湾曲しており、前記円弧状冷却媒体流路はキャビティの中心から半径方向50mmの位置から外側に向かって深さが徐々に浅くなっていることを特徴とするディスク基板成形用金型。
- 前記円弧状冷却媒体流路は中心側の幅が狭く外周に向かって徐々に広くなっていることを特徴とする請求項1または2記載のディスク基板成形用金型。
- 前記円弧状冷却媒体流路間に設けられている複数の仕切は、その幅及び距離が冷却媒体流路と同じであり、かつ複数の仕切が互いに同じ幅及び距離を有しているものであることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1に記載のディスク基板成形用金型。
- 前記円弧状冷却媒体流路は鏡面盤内に20から36路あることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1に記載のディスク基板成形用金型。
- 前記鏡面盤に形成される前記円弧状冷却媒体流路は固定側鏡面盤及び可動側鏡面盤にそれぞれ配置され、固定側鏡面盤と可動側鏡面盤を、それぞれ冷却流路が形成された面から見た際に、円弧の湾曲方向が相反する向きに形成されたものであることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1に記載のディスク基板成形用金型。
- 前記鏡面盤に形成される入側環状冷却媒体流路及び出側環状冷却媒体流路は固定側鏡面盤と可動側鏡面盤にそれぞれ配置され、固定側鏡面盤の入り口(32)は環状冷却媒体流路の下端に形成され、固定側鏡面盤の出口(31)は環状冷却媒体流路の上端に形成され、可動側鏡面盤の入り口(42)は環状冷却媒体流路の上端に形成され、可動側鏡面盤の出口(41)は環状冷却媒体流路の下端に形成されていることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1に記載のディスク基板成形用金型。
- 前記鏡面盤に形成される入側環状冷却媒体流路、出側環状冷却媒体流路、及び円弧状冷却媒体流路は鏡面盤と同じ材質で密閉されていることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1に記載のディスク基板成形用金型。
- 前記鏡面盤に形成される入側環状冷却媒体流路、出側環状冷却媒体流路、円弧状冷却媒体流路は鏡面盤と同じ材質で密閉した底板に冷却媒体の供給口及び出口が形成されていることを特徴とする請求項1乃至8の何れか1に記載のディスク基板成形用金型。
- 請求項1乃至9の何れかに記載のディスク基板成形用金型を用い、前記鏡面盤の温度をコントロールする温調機の設定を115度から130度に設定し、成形を行うことを特徴とするディスク基板成形方法。
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