JP5160062B2

JP5160062B2 - ディスク成形用金型及び鏡面盤

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Publication number: JP5160062B2
Application number: JP2006285691A
Authority: JP
Inventors: 章司横田; 義行後藤; 康雄鈴木
Original assignee: Seikoh Giken Co Ltd; Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Seikoh Giken Co Ltd; Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2026-10-20
Also published as: TW200830309A; EP2085206A1; TWI386937B; JP2008100449A; EP2085206A4; WO2008050652A1

Description

本発明は、ディスク成形用金型及び鏡面盤に関するものである。

従来、成形機、例えば、記録媒体としてのディスク基板を成形するための射出成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され、溶融させられた樹脂を、ディスク成形用金型内のキャビティ空間に充填し、該キャビティ空間内において樹脂を冷却し、固化させることによってディスク基板を得るようにしている。

そのために、前記射出成形機は、固定側の金型組立体及び可動側の金型組立体から成るディスク成形用金型、前記樹脂をキャビティ空間に充填するための射出装置、並びに前記可動側の金型組立体を固定側の金型組立体に対して接離させるための型締装置を備える。

そして、該型締装置によって前記可動側の金型組立体を進退させ、ディスク成形用金型の型閉じ、型締め及び型開きを行い、型締め時に、固定側の金型組立体の円盤プレートと可動側の金型組立体の円盤プレートとの間にキャビティ空間が形成される。

また、前記射出装置は、加熱シリンダ、該加熱シリンダの前端に取り付けられた射出ノズル、及び前記加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリューを備える。

そして、計量工程において、前記スクリューが回転させられ、樹脂が溶融させられてスクリューの前方に蓄えられ、それに伴って、スクリューが後退させられ、この間に、ディスク成形用金型の型閉じ及び型締めが行われる。続いて、射出工程において、前記スクリューが前進させられ、前記スクリューの前方に蓄えられた樹脂が射出ノズルから射出され、キャビティ空間に充填される。そして、冷却工程において、前記キャビティ空間内の樹脂が冷却され、穴開け加工が行われ、ディスク基板が成形される。このとき、前記各円盤プレートのうちの一方の円盤プレートに取り付けられたスタンパの微細パターンがディスク基板に転写される。続いて、型開きが行われ、前記ディスク基板が取り出される。

図２は従来のディスク成形用金型の要部を示す断面図である。

図において、１２は固定側の金型組立体であり、該金型組立体１２は、図示されないベースプレートに取り付けられた円盤プレート１６、外周リング１９、スプルーブッシュ２４等を備え、前記円盤プレート１６に図示されないスタンパが取り付けられる。

また、３２は可動側の金型組立体であり、該金型組立体３２は、図示されないベースプレート、該ベースプレートに取り付けられた図示されない中間プレート、該中間プレートに取り付けられた円盤プレート３６、外周リング３８、カットパンチ４８等を備える。

ところで、樹脂の冷却速度を高くし、かつ、スタンパの微細パターンの転写性を向上させることができるように、前記円盤プレート１６、３６にそれぞれ第１、第２の温調用流路９３、９４が形成され、該第１、第２の温調用流路９３、９４に水、油、空気等の温調用の媒体を供給することによって、円盤プレート１６、３６を冷却し、樹脂を冷却するようにしている。

この場合、第１、第２の温調用流路９３、９４の底面を円盤プレート１６、３６の前端面、すなわち、キャビティ面に近接させて形成することによって冷却効率を向上させるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−２１２１７６号公報

しかしながら、前記従来のディスク成形用金型においては、第１、第２の温調用流路９３、９４の底面がキャビティ面に近接させられるので、円盤プレート１６、３６を均一に冷却することができなくなり、円盤プレート１６、３６に温度むらが発生してしまう。

その結果、キャビティ空間に充填された樹脂の密度が局部的に変化し、第１、第２の温調用流路９３、９４の流路パターンの部分におけるディスク基板の厚さが他の部分と異なり、流路パターンがディスク基板にそのまま転写されて外観が悪くなったり、例えば、複屈折が変化してディスク基板の特性が低下したりしてしまう。

本発明は、前記従来のディスク成形用金型の問題点を解決して、ディスク基板の外観を良くすることができ、特に、記録媒体である光ディスク基板の特性を向上させることができるディスク成形用金型及び鏡面盤を提供することを目的とする。

そのために、本発明のディスク成形用金型においては、第１の金型側に配設された第１の鏡面盤と、第２の金型側に前記第１の鏡面盤と対向させて配設された第２の鏡面盤とを有する。

そして、前記第１、第２の鏡面盤に温調用流路が配設される。
また、前記第１の鏡面盤に配設された温調用流路、及び前記第２の鏡面盤に配設された温調用流路のうちの一方の温調用流路において、互いに隣接する各溝が、底面を他方の温調用流路に対して径方向においてずらして、かつ、軸方向に対して傾斜させて形成される。

本発明によれば、ディスク成形用金型においては、第１の金型側に配設された第１の鏡面盤と、第２の金型側に前記第１の鏡面盤と対向させて配設された第２の鏡面盤とを有する。

この場合、第１の鏡面盤に配設された温調用流路、及び第２の鏡面盤に配設された温調用流路のうちの一方の温調用流路において、互いに隣接する各溝が、底面を他方の温調用流路に対して径方向においてずらして、かつ、軸方向に対して傾斜させて形成されるので、鏡面盤の径方向の面で切ったときの温調用流路の占める面積を大きくすることができるだけでなく、温調用流路の内周面の総面積を大きくすることができる。その結果、冷却効率を高くすることができる。

また、温調用流路の底面からキャビティ面にかけて形成される冷却領域が、互いに重なるので、鏡面盤に温度むらが発生するのを防止することができる。

その結果、キャビティ空間に充填された樹脂の密度が局部的に変化することがなくなり、温調用流路の流路パターンの部分におけるディスク基板の厚さが他の部分と同じになるので、流路パターンがディスク基板にそのまま転写されて外観が悪くなることがなくなるとともに、例えば、複屈折が変化してディスク基板の特性が低下することがなくなる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、成形機としての射出成形機、及びディスク基板を成形するためのディスク成形用金型について説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態におけるディスク成形用金型の要部を示す断面図、図３は本発明の第１の実施の形態におけるディスク成形用金型の断面図である。

図において、１２は図示されない固定プラテンに、図示されないボルトによって取付板１３を介して取り付けられた固定側の金型組立体であり、該金型組立体１２は、第１の支持プレートとしてのベースプレート１５、該ベースプレート１５に図示されないボルトによって取り付けられた第１の鏡面盤としての円盤プレート１６、前記ベースプレート１５内において固定プラテン側に臨ませて配設され、ベースプレート１５を固定プラテンに対して位置決めするロケートリング２３、及び該ロケートリング２３に隣接させて配設されたスプルーブッシュ２４を備える。該スプルーブッシュ２４の前端に、キャビティ空間Ｃに臨ませてダイ２８が形成され、該ダイ２８と連通させて、図示されない射出装置の射出ノズルから射出された成形材料としての樹脂を通すためのスプルー２６が形成される。なお、前記射出装置は、図示されない加熱シリンダ、該加熱シリンダの前端に取り付けられた図示されない射出ノズル、及び前記加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設された図示されないスクリューを備える。

そして、前記円盤プレート１６には、ディスク基板の情報面に、微細パターンを転写するするための図示されないスタンパが取り付けられ、前記スプルーブッシュ２４の前半部の径方向外方には、前記スタンパの内周縁を押さえるためのスタンパ押えブシュ１４が配設される。前記スプルーブッシュ２４には、図示されない冷却媒体流路が形成され、該冷却媒体流路に、水、油、空気等の温調用の媒体を供給することによって、スプルーブッシュ２４を冷却するようにしている。なお、前記金型組立体１２には図示されないエアブローブシュ等も配設される。

また、前記円盤プレート１６の外周縁に環状の突当リング１８がボルトｂ１によって取り付けられ、前記円盤プレート１６及び突当リング１８より径方向外方に環状の外周リング１９がベースプレート１５に取り付けられる。

一方、３２は図示されない可動プラテンに図示されないボルトによって取り付けられた可動側の金型組立体であり、該金型組立体３２は、ベースプレート３５、該ベースプレート３５にボルトｂ２によって取り付けられた第２の支持プレートとしての中間プレート４０、該中間プレート４０にボルトｂ３によって取り付けられた第２の鏡面盤としての円盤プレート３６、前記ベースプレート３５内において可動プラテンに臨ませて配設され、中間プレート４０にボルトｂ４によって取り付けられたシリンダ４４、及び該シリンダ４４に沿って進退させられ、前端（金型組立体１２側の端部）が前記ダイ２８に対応する形状を有するカットパンチ４８を備える。

また、前記円盤プレート３６の外周縁部において、円盤プレート３６に対して移動自在に、かつ、突当リング１８と対向させて環状のキャビティリング３７が配設され、前記円盤プレート３６及びキャビティリング３７より径方向外方において前記外周リング１９と対向させて環状の外周リング３８が中間プレート４０に取り付けられる。前記キャビティリング３７は、ボルトｂ５によってロッド４１に取り付けられ、該ロッド４１を介して中間プレート４０に対して移動自在に配設される。そして、３９は図示されないボルトによって前記外周リング３８に取り付けられたキャビティリング押えであり、該キャビティリング押え３９は前記キャビティリング３７の外周縁に係止させられる。また、前記キャビティリング３７は円盤プレート３６の前端面より突出させられ、キャビティリング３７の内周面によって、ディスク基板の外周縁が形成される。

前記シリンダ４４内には、前記カットパンチ４８と一体に形成されたフランジ５１が進退自在に配設され、該フランジ５１の後端５１ａが前記シリンダ４４によって受けられる。また、フランジ５１の前方にカットパンチ戻し用ばね５２が配設され、該カットパンチ戻し用ばね５２によって前記フランジ５１が後方に付勢される。

なお、前記金型組立体１２、３２によってディスク成形用金型が構成され、金型組立体３２を金型組立体１２に対して接離させるために図示されない型締装置が配設される。該型締装置の型締シリンダを駆動し、前記金型組立体３２を進退させることによって、ディスク成形用金型の型閉じ、型締め及び型開きが行われ、型締め時に、円盤プレート１６、３６間に前記キャビティ空間Ｃが形成される。

また、型締め時に、図示されない駆動シリンダを駆動することによってフランジ５１を前進させると、前記カットパンチ４８が前進させられ、ダイ２８内に進入する。これにより、前記キャビティ空間Ｃ内の樹脂に穴開け加工が行われる。なお、前記カットパンチ４８の前半部における径方向外方には、ディスク基板を突き出すためのエジェクタブシュ６２が配設され、該エジェクタブシュ６２より径方向外方には、ディスク基板に圧縮された空気を吹き付けてディスク基板を円盤プレート３６から離型させるためのエアブローブシュ４７が配設される。また、前記カットパンチ４８内には、エジェクタピン８２等も配設される。

ところで、ディスク基板の厚さが０．８〔ｍｍ〕以上である場合、樹脂の冷却速度が低くなると、ディスク基板の特性が低下してしまう。そこで、樹脂の冷却速度を高くし、かつ、スタンパの微細パターンの転写性を向上させることができるように、前記円盤プレート１６、３６にそれぞれ第１、第２の温調用流路８３、８４が形成され、該第１、第２の温調用流路８３、８４に水、油、空気等の温調用の媒体を供給することによって、円盤プレート１６、３６を冷却し、樹脂を冷却するようにしている。

前記第１、第２の温調用流路８３、８４は、螺旋状の溝によって形成され、第１の温調用流路８３は、円盤プレート１６におけるベースプレート１５と当接する部分で開口し、キャビティ面側に底面を有する。第２の温調用流路８４は、円盤プレート３６における中間プレート４０と当接する部分で開口し、キャビティ面側に底面を有する。そして、前記ベースプレート１５における第１の温調用流路８３と対向する部分より径方向内側及び径方向外側に環状の溝部８５、８６が形成され、該各溝部８５、８６に前記第１の温調用流路８３を密閉するためのシール部材としてのＯリング９５、９６が配設される。また、前記中間プレート４０における第２の温調用流路８４と対向する部分より径方向内側及び径方向外側に環状の溝部８７、８８が形成され、該各溝部８７、８８に前記第２の温調用流路８４を密閉するためのシール部材としてのＯリング９７、９８が配設される。

本実施の形態において、前記螺旋状の溝は、内周側から外周側に向けて連続する１本の溝で形成されるが、複数の溝で形成することができる。また、螺旋状の溝に代えて、同心円状の溝部分が径方向の溝部分によって連結された溝によって形成することができる。

本実施の形態においては、第１、第２の温調用流路８３、８４において、円盤プレート１６、３６の径方向における前記溝のピッチが小さくされ、溝幅も小さくされる。なお、該溝幅は、２〔ｍｍ〕以上、かつ、１０〔ｍｍ〕以下の範囲にされ、好ましくは、３〔ｍｍ〕以上、かつ、８〔ｍｍ〕以下の範囲にされる。

また、前記第１、第２の温調用流路８３、８４の各溝は、円盤プレート１６、３６の軸方向に対して、前端（底面側の端部）が中心側に寄るように、傾斜させられる。したがって、円盤プレート１６、３６の径方向の面で切ったときの溝の占める面積を大きくすることができるだけでなく、溝の内周面の総面積、すなわち、冷却面積を大きくすることができる。その結果、冷却効率を高くすることができる。なお、前記各溝が傾斜させられる角度、すなわち、傾斜角度は、０〔°〕より大きく、かつ、４５〔°〕以下の範囲にされ、好ましくは、８〔°〕以上、かつ、２５〔°〕以下の範囲にされる。

このことによって、第１、第２の温調用流路８３、８４の断面積を大きくすることができ、冷却効率を高くすることができるので、成形サイクルを短くして成形を行うことができる。しかも、各溝の底面からキャビティ面にかけて形成される冷却領域が、互いに重なるので、円盤プレート１６、３６に温度むらが発生するのを防止することができる。

その結果、キャビティ空間Ｃに充填された樹脂の密度が局部的に変化することがなくなり、第１、第２の温調用流路８３、８４の流路パターンの部分におけるディスク基板の厚さが他の部分と同じになるので、流路パターンがディスク基板にそのまま転写されて外観が悪くなることがなくなるとともに、例えば、複屈折が変化してディスク基板の特性が低下することがなくなる。そして、各溝の底面からキャビティ面までの距離を表す流路高さを短くすることができる。該流路高さは、通常、２〔ｍｍ〕以上、好ましくは３〔ｍｍ〕以上、また、通常、８〔ｍｍ〕以下、好ましくは６〔ｍｍ〕以下、更に好ましくは４〔ｍｍ〕以下の範囲にされる。なお、本実施の形態においては、前記流路高さは、径方向外方になるほど長くされる。

ところで、ディスク基板を成形する場合、溶融させられた樹脂がキャビティ空間におけるディスク基板の中心部に相当する箇所から充填されること、及びキャビティ空間内の外周縁部は外側の非加熱部分と隣接していることから、ディスク基板の外周縁部は内周縁部と比べて冷却されやすい。したがって、ディスク基板の内周縁部は外周縁部と比べて高温になりやすい。このことから、前述されたように、流路高さを径方向外方になるほど長くすることによって、ディスク基板内の温度分布を改善することができる。

本実施の形態においては、ベースプレート１５の径方向内側にＯリング９５を、中間プレート４０の径方向内側にＯリング９７を配設する必要があるので、前記各溝は、前端が中心側に寄るように、傾斜させられる。したがって、本来、冷却されにくいＯリング９５、９７の周辺についても十分に冷却することができる。なお、場合によっては、前端が外周縁側に寄るように、傾斜させることもできる。

そして、前記第１、第２の温調用流路８３、８４は、各溝の底面が、円盤プレート１６、３６の径方向において半ピッチ分ずらして形成される。ところで、前記第１、第２の温調用流路８３、８４が形成された部分と形成されない部分とでは、円盤プレート１６、３６の冷却速度及びディスク基板の冷却速度に差が生じるので、第１、第２の温調用流路８３、８４を、径方向において同じ位置に形成すると、ディスク基板の径方向において温度差が生じやすくなる。その結果、径方向におけるディスク基板の厚さ、光学特性等にばらつきが生じやすくなる。

そこで、本実施の形態においては、前述されたように、前記第１、第２の温調用流路８３、８４は、各溝の底面が、円盤プレート１６、３６の径方向において半ピッチ分ずらして形成される。したがって、ディスク基板を均一に冷却することができるので、径方向におけるディスク基板の厚さ、光学特性等にばらつきが生じるのを防止することができ、ディスク基板の特性を一層高くすることができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

図４は本発明の第２の実施の形態におけるディスク成形用金型の要部を示す断面図である。

この場合、円盤プレート１６、３６のうちの一方、本実施の形態においては、円盤プレート１６における第１の温調用流路１８３は、円盤プレート１６の軸方向に対して平行になるように形成される。

また、第２の温調用流路８４は、第１の実施の形態と同様に傾斜させられる。したがって、円盤プレート３６の径方向の面で切ったときの溝の占める面積を大きくすることができるだけでなく、溝の冷却面積を大きくすることができる。その結果、冷却効率を高くすることができる。

なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の第１の実施の形態におけるディスク成形用金型の要部を示す断面図である。従来のディスク成形用金型の要部を示す断面図である。本発明の第１の実施の形態におけるディスク成形用金型の断面図である。本発明の第２の実施の形態におけるディスク成形用金型の要部を示す断面図である。

符号の説明

１２、３２金型組立体
１６、３６円盤プレート
８３、８４、１８３温調用流路

Claims

（ａ）第１の金型側に配設された第１の鏡面盤と、
（ｂ）第２の金型側に前記第１の鏡面盤と対向させて配設された第２の鏡面盤とを有するとともに、
（ｃ）前記第１、第２の鏡面盤に温調用流路が配設され、
（ｄ）前記第１の鏡面盤に配設された温調用流路、及び前記第２の鏡面盤に配設された温調用流路のうちの一方の温調用流路において、互いに隣接する各溝が、底面を他方の温調用流路に対して径方向においてずらして、かつ、軸方向に対して傾斜させて形成されることを特徴とするディスク成形用金型。
前記第１、第２の鏡面盤に配設された各温調用流路において、互いに隣接する各溝が軸方向に対して傾斜させて形成される請求項１に記載のディスク成形用金型。
前記温調用流路は、底面からキャビティ面までの距離が第１、第２の鏡面盤における径方向外方になるほど長くされる請求項１又は２に記載のディスク成形用金型。
第１の金型側に配設された第１の鏡面盤、及び第２の金型側に第１の鏡面盤と対向させて配設された第２の鏡面盤を有するディスク成形用金型の鏡面盤において、
前記第１の鏡面盤に配設された温調用流路、及び第２の鏡面盤に配設された温調用流路のうちの一方の温調用流路において、互いに隣接する各溝が、底面を他方の温調用流路に対して径方向においてずらして、かつ、軸方向に対して傾斜させて形成されることを特徴とする鏡面盤。