ディスク基板の製造方法およびディスク基板の取り出し装置
【課題】 ディスク基板の光学特性および機械特性を劣化させることなく成形用型体から確実に取り出す。
【解決手段】 成形用金型５でディスク基板３を射出成形する成形工程と、ディスク基板３を成形用金型５から離型する離型工程と、温度調節された真空吸着パッド２２およびメカクランプ部２３によってディスク基板３を保持して成型用金型５から取り出す取り出し工程とを有する。
【解決手段】 成形用金型５でディスク基板３を射出成形する成形工程と、ディスク基板３を成形用金型５から離型する離型工程と、温度調節された真空吸着パッド２２およびメカクランプ部２３によってディスク基板３を保持して成型用金型５から取り出す取り出し工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光ディスクや光磁気ディスク等のディスク基板を射出成形して製造するためのディスク基板の製造方法およびディスク基板の取り出し装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光ディスク基板の射出成形法について、図７および図８を参照して説明する。図７は射出成形機を示す断面図であり、図８はディスク基板の取り出し装置を図７における可動側金型から示す平面図である。
【０００３】
一般的に、従来のディスク基板の射出成形法では、図７に示すように、成形用金型のキャビティに、所望の凸凹パターンをディスク基板１０３に転写形成するためのスタンパ１１３が取り付けられ、このキャビティ内に、溶融した樹脂材料等のディスク基板１０３の材料をノズル１０８よって射出・充填・圧縮することで、ディスク基板１０３を成形する方法である。
【０００４】
固定側金型１１１に対して可動側金型１１２を離間させた型開き後に、図８に示すように、モータ１３２によって搬送アーム１３１を回転させることで、取り出し装置１０７を成形用金型内に進入させ、エジェクタ１１９によって可動側金型１１２から離型されたスプルー１０４およびディスク基板１０３を、取り出し装置１０７が有するスプルーチャック１２１でスプルー１０４を挟んで保持し、真空吸着パッド１２２でディスク基板１０３を吸着することによって、成形されたディスク基板１０３を保持して、モータ１３２によって搬送アーム１３１を回転させることで、成形用金型内から取り出している。
【０００５】
しかしながら、この方法では、室温にほぼ近い温度の真空吸着パッド１２２が、高温の成形品であるディスク基板１０３に接触することになる。このため、ディスク基板１０３よりも温度が低い真空吸着パッド１２２が接触することで、成形されたディスク基板１０３に局所的な熱収縮が起こり、ディスク基板１０３の複屈折のムラや反り、歪等の原因になりうる。また、真空吸着パッド１２２の劣化や使用条件によって、ディスク基板１０３を保持することに失敗する場合があり、保持動作の信頼性に乏しいという問題がある。
【０００６】
また、このような真空吸着パッドを備える従来のディスク基板の成形装置としては、ディスク基板の内周側と外周側にそれぞれ当接する内周側突出部および外周側突出部がそれぞれ形成された真空吸着パッドを備え、成形用金型からディスク基板を取り出す際に、ディスク基板に反り等の変形が生じることを防止する構成が開示されている（特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２３０８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、従来のディスク基板の製造方法では、離型されたディスク基板を真空吸着パッドで保持する際に、真空吸着パッドによってディスク基板を確実に保持することが困難であり、誤って落下させてしまう問題が発生することがある。
【０００８】
また、真空吸着パッドによってディスク基板を保持する際に、室温の真空吸着パッドと、成形後間もない高温のディスク基板とが接触することで、成形されたディスク基板に熱収縮が発生して、複屈折のムラ、反り、歪等の重大な欠陥になるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、ディスク基板の光学特性および機械特性を劣化させることなく成形用型体から確実に取り出すことができるディスク基板の製造方法、およびディスク基板の取り出し装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するため、本発明に係るディスク基板の製造方法は、成形用型体でディスク基板を射出成形する成形工程と、ディスク基板を成形用型体から離型する離型工程と、温度が制御された保持手段によってディスク基板を保持して成型用型体から取り出す取り出し工程とを有する。
【００１１】
上述した本発明に係るディスク基板の製造方法によれば、温度が制御された保持手段によってディスク基板が保持されることで、ディスク基板に局所的な熱収縮を発生させて光学特性および機械特性を劣化させることなく、ディスク基板を成形用型体から取り出すことが可能になる。
【００１２】
また、本発明に係るディスク基板の製造方法が有する取り出し工程では、保持手段によってディスク基板を機械的に保持することが好ましい。これによって、保持手段によるディスク基板の保持動作の信頼性が向上されるので、ディスク基板を落下させることなく、ディスク基板を成形用型体から確実に取り出すことが可能になる。
【００１３】
また、本発明に係るディスク基板の製造方法が有する取り出し工程では、ディスク基板を負圧力によって保持する他の保持手段を更に用いてもよい。これによって、ディスク基板を更に確実に保持し、成形用型体から取り出すことが可能になる。
【００１４】
また、本発明に係るディスク基板の取り出し装置は、成形用型体で成形されたディスク基板を保持する保持手段と、この保持手段を成型用型体に対して移動させる駆動手段と、保持手段の温度を制御する温度制御手段とを備える。
【発明の効果】
【００１５】
上述したように、本発明によれば、温度が制御された保持手段によって、ディスク基板を保持して取り出すことによって、ディスク基板の光学特性および機械特性を劣化させることなく、成形用型体からディスク基板を取り出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
第１の実施形態のディスク基板の取り出し装置について、図１および図２を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態の射出成形機全体を模式的に示す断面図である。図２は、射出成形機が備えるディスク基板の取り出し装置において、温度調節されたメカクランプ部を模式的に示す斜視図である。
【００１９】
本実施形態の射出成形機は、例えば光ディスクや光磁気ディスク等のディスク基板を成形するための射出成形機である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態に係る射出成形機は、ディスク基板３を成形するための成型用金型５と、この成形用金型５内に樹脂材料を射出、充填するためのノズル８を有する射出装置６と、成形されたディスク基板３を成形用金型５から取り出すための取り出し装置７とを備えている。
【００２１】
成型用金型５は、ディスク基板３を成形するキャビティ（不図示）を構成する一組の固定側金型１１および可動側金型１２と、固定側金型１１に設けられて所望の凸凹パターンをディスク基板３に転写形成するためのスタンパ１３と、固定側金型１１および可動側金型１２を支持するプラテン１５，１６とを有している。また、可動側金型１２には、ディスク基板３の中心孔のゲートカットを行うためのカットパンチ１７と、成形されたディスク基板３をキャビティから離型させるためのエジェクタピン１８およびエジェクタ１９が設けられている。
【００２２】
図１に示すように、取り出し装置７は、固定側金型１１を支持するプラテン１５に固定されて配置されており、成形されたディスク基板３のスプルー４を保持するスプルーチャック２１と、ディスク基板３を吸着して保持する真空吸着パッド２２と、ディスク基板３を機械的に保持するメカクランプ部２３と、これらスプルーチャック２１、真空吸着パッド２２、メカクランプ部２３を成型用金型５に対して移動させるための駆動部２４と、真空吸着パッド２２およびメカクランプ部２３の温度をそれぞれ制御するための温度制御部（不図示）とを備えている。
【００２３】
スプルーチャック２１は、真空吸着パッド２２の中央に配置されており、搬送アーム３１の第２のハンド３１ｂに支持されている。
【００２４】
真空吸着パッド２２は、図示しないが、吸引管を介してコンプレッサに連通された複数の吸引孔を有しており、これら吸引孔に負圧を発生させることでディスク基板３の中心孔の周囲近傍を吸着して保持する。また、真空吸着パッド２２の近傍には、図示しないが、温度制御部に電気的に接続されたヒータが設けられており、温度制御部によってヒータが制御されることで、真空吸着パッド２２の温度が、ディスク基板３を保持する際のディスク基板３の温度とほぼ等しい温度に加熱されて保温されている。
【００２５】
メカクランプ部２３は、ディスク基板３の外周部を保持する一対のクランプ部材２７と、これらクランプ部材２７を加熱して保温するためのヒータ２６とを有している。ヒータ２６は、温度制御部に電気的に接続されており、温度制御部によって制御されることで、クランプ部材２７が、ディスク基板３を保持する際のディスク基板３の温度とほぼ等しい温度に加熱されて保温されている。
【００２６】
駆動部２４は、スプルーチャック２１、真空吸着パッド２２、メカクランプ部２３を搬送する搬送アーム３１と、この搬送アーム３１を図１中矢印ａ方向に回動させるためのモータ３２を有している。
【００２７】
搬送アーム３１は、基端部に、モータ３２に連結された回転軸が設けられており、この回転軸を介して矢印ａ方向に回動可能に支持されている。搬送アーム３１は、先端部に、メカクランプ部２３を支持する第１のハンド３１ａと、スプルーチャック２１および真空吸着パッド２２を支持する第２のハンド３１ｂとを有している。
【００２８】
以上のように構成された射出成形機について、取り出し装置７がディスク基板３を成型用金型５から取り出す動作を説明する。
【００２９】
図１に示すように、計量・溶融・混練された樹脂材料がノズル８から成形用金型５のキャビティ内に射出、充填された後、カットパンチ１７によってゲートカットを行い、保圧および圧縮圧力を加えて、冷却され、固定側金型１１に対して可動側金型１２が離間されて型開きされる。型開き後、可動側金型１２では、エジェクタピン１８によってスプルー４を突き出させるのと同時に、エジェクタ１９によってディスク基板３を可動側金型１２のキャビティから突き出させることで、ディスク基板３が離型される。
【００３０】
図８に示した従来の取り出し装置１０７の動作と同様に、成型用金型５の型開き時、モータ３２によって搬送アーム３１が回転されて、固定側金型１１と可動側金型１２との間に取り出し装置７が挿入されることで、可動側金型１２から突き出されたスプルー４をスプルーチャック２１によって受け取って保持するとともに、可動側金型１２から突き出されたディスク基板３の外周部をクランプ部材２７によって受け取って保持する。
【００３１】
図２に、ディスク基板の外周部がクランプ部材によって保持された状態を示す。温度調節されたクランプ部材２７が、ディスク基板３を間に挟み込むように駆動され、ディスク基板３の外周部を保持する。ディスク基板３を保持する際、クランプ部材２７と同様に一定の温度に調節された真空吸着パッド２２が併用される。
【００３２】
温度調節されてディスク基板３を機械的に保持するためのメカクランプ部２３は、上述した構成に限定されるものではない。また、温度調節されたクランプ部材２７は、その温度、および成形後にディスク基板３を保持するタイミング、保持する際のクランプ部材２７の移動速度、保持力等を任意に調節される。また、メカクランプ部２３がディスク基板３の外周部を保持する際にディスク基板３にかかる保持力は可能な限り小さく設定されることが望ましい。
【００３３】
以上のように構成された第１の実施形態の射出成形機を用いて、厚さ０．６ｍｍ、外径８６ｍｍ程度のディスク基板３を成形するための射出成形を行った。ディスク基板３の材料としては、ポリカーボネート樹脂を用いた。図１に示すように、計量・溶融・混練された樹脂材料がノズル８から成形用金型５のキャビティ内に射出充填された後、カットパンチ１７でゲートカットを行い、保圧および圧縮圧力を加えて、冷却し、固定側金型１１に対して可動側金型１２を離間させて型開きを行った。
【００３４】
型開き後、可動側金型１２で、エジェクタピン１８によってスプルー４を突き出すのと同時にエジェクタ１９によってディスク基板３を突き出して離型させ、図８に示した従来の取り出し装置１０７の動作と同様に、型開き時に固定側金型１１と可動側金型１２との間に搬送アーム３１を挿入した。続いて、スプルーチャック２１によってスプルー４を受け取って保持し、ヒータ２６によってディスク基板３の温度とほぼ等しい８０℃程度の一定温度に温度調節されたクランプ部材２７でディスク基板３の外周部をそれぞれ受け取って保持した。このとき、真空吸着パッド２２によってもディスク基板３の中心孔の周囲を吸着保持した。
【００３５】
このように、メカクランプ部２３および真空吸着パッド２２を用いて、図２に示すように、温度調節されたクランプ部材２７でディスク基板３の外周部を挟み込んで保持させて、離型されたディスク基板３を保持する保持動作試験を５０回程度行ったところ、成形されたディスク基板３の取り出し成功率が１００％であった。
【００３６】
また、８０℃程度の一定温度に温度調節されたクランプ部材２７を用いることで、ディスク基板３の保持時に、ディスク基板３に局所的な熱収縮が発生することを防止できた。得られたディスク基板３は、円周方向に対して複屈折の位相差のムラが１０ｎｍ以下であり、かつ面振れの最大値および振れ量が５０μｍ以下であった。
【００３７】
なお、ディスク基板３の複屈折については、複屈折自動測定装置（ＴＯＲＹＯ．ＡＴ社製：Ｂ−６Ｈ）を用いてダブルパスで測定した。また、機械特性に関しては、光ディスク機械特性測定装置（小野測器社製：ＬＭ１２００）を用いて測定した。また、ディスク基板３を形成する樹脂材や、使用するスタンパ、成形機等は自由に選択されてよい。
【００３８】
上述したように、取り出し装置７によれば、保持するディスク基板３の温度とほぼ等しい温度に制御されたメカクランプ部２３および真空吸着パッドを備えることによって、成形されたディスク基板３の光学特性および機械特性を劣化させることなく成形用金型５から確実に取り出すことができる。
【００３９】
また、この取り出し装置７によれば、メカクランプ部２３によってディスク基板３の外周部を機械的に保持することで、ディスク基板３の保持動作の信頼性を向上することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
つぎに、第２の実施形態の射出成形機が備える他の取り出し装置について、図３から図６を参照して説明する。なお、他の取り出し装置は、メカクランプ部を除いて、上述した第１の実施形態の射出成形機が備える取り出し装置と構成が同一であるため、同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００４１】
図３は、ディスク基板の中心孔にスプルーチャックが位置された状態を示す断面図である。一方、図４は、ディスク基板の中心孔に対応する位置にクランプ部材が移動された状態を示す断面図である。また、図５は、搬送アームの先端部に設けられたメカクランプ部、真空吸着パッドとスプルーチャックを示す平面図である。さらに、図６は、メカクランプ部のクランプ部材を示す斜視図である。
【００４２】
図３に示すように、本実施形態に係る取り出し装置３５は、ディスク基板３の中心孔の周囲近傍を吸着保持するための真空吸着パッド３６と、ディスク基板３の中心孔内に挿入されてディスク基板３の内周部を機械的に保持するためのメカクランプ部３７とを備えている。
【００４３】
真空吸着パッド３６は、図３および図５に示すように、円環状に形成されており、搬送アーム３１の第１のハンド３１ａの先端部に支持されている。また、搬送アーム３１には、第２のハンド３１ｂにスプルーチャック２１が支持されている。
【００４４】
真空吸着パッド３６の近傍には、図示しないが、この真空吸着パッド３６を加熱するためのヒータが設けられており、温度制御部によってヒータが制御されることで、真空吸着パッド３６の温度が、ディスク基板３の温度とほぼ等しい温度に保温されている。
【００４５】
メカクランプ部３７は、搬送アーム３１の第１のハンド３１ａの先端部に、真空吸着パッドの中央に位置して支持されている。メカクランプ部３７は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、４分割された、いわゆる割りピン状の保持爪からなるクランプ部材３８を有している。このクランプ部材３８は、図６（ａ）に示すように、閉じた状態でディスク基板３の中心孔に挿入され、挿入後、図６（ｂ）に示すように、開いた状態でディスク基板３の中心孔に係合されて、ディスク基板３の内周部を機械的に保持する。
【００４６】
メカクランプ部３７には、図４に示すように、クランプ部材３８を加熱するためのヒータ２６が設けられており、温度制御部によってヒータ２６が制御されることで、クランプ部材３８の温度が、ディスク基板３の温度とほぼ等しい温度に保温されている。
【００４７】
本実施形態に係る取り出し装置３５によれば、温度調節される真空吸着パッド３６とメカクランプ部３７とが近接させて配置される構成であるので、真空吸着パッド３６およびメカクランプ部３７が共通のヒータによって温度を制御するように構成されてもよく、構成の簡素化を図ることも可能になる。
【００４８】
以上のように構成された射出成形機について、取り出し装置３５がディスク基板３を成型用金型５から取り出す動作を簡単に説明する。
【００４９】
型開き後に、図５に示した取り出し装置３５の搬送アーム３１が、図８に示した従来の取り出し装置１０７と同様に固定側金型１１と可動側金型１２との間に挿入される。
【００５０】
まず、図３に示すように、エジェクタピン１８によってスプルー４だけをキャビティ側に突き出し、このスプルー４をスプルーチャック２１で受け取って保持し、モータ３２によって搬送アーム３１がディスク基板３の主面と平行に矢印ａ方向に回動されて、スプルーチャック２１を成形用金型５に干渉しない位置まで移動させる。
【００５１】
次に、モータ３２によって搬送アーム３１が回動されて、ヒータ２６によって温度調節されたクランプ部材３８がディスク基板３の中心孔に対応する位置に移動されて、図４に示すように、ディスク基板３の中心孔内に温度調節されたクランプ部材２７を挿入し、エアブローおよびエジェクタ１９と共に離型するのと同時に、クランプ部材３８によってディスク基板３の中心孔を保持する。
【００５２】
例えば、ディスク基板３の中心孔内に挿入されたクランプ部材３８は、図６に示すように、挿入時に閉じられていた保持爪を、離型後の取り出し時に広げて、ディスク基板３の中心孔に係合させることによって、ディスク基板３を保持する。
【００５３】
なお、温度調節されるクランプ部材３８は、上述した構成に限定されるものではない。また、温度調節されたクランプ部材３８は、その温度、および成形後にディスク基板３を保持するタイミング、保持する際のクランプ部材３８の移動速度、保持力等を任意に調節される。メカクランプ部３７がディスク基板３を保持する際にディスク基板３に負荷される保持力は可能な限り小さい方が望ましい。
【００５４】
以上のように構成された第２の実施形態の射出成形機を用いて、厚さ０．６ｍｍ、外径８６ｍｍ程度のディスク基板３を成形する射出成形を行った。ディスク基板３の材料としては、ポリカーボネート樹脂を用いた。図３に示すように、計量・溶融・混練された樹脂材がノズル８から成形用金型５のキャビティ内に射出充填された後、カットパンチ１７によってゲートカットを行い、保圧および圧縮圧力を加えて、冷却し、型開きした。
【００５５】
型開き後に、図５に示した取り出し装置７を、図８に示した従来の取り出し装置１０７の動作と同様に、固定側金型１１と可動側金型１２との間に挿入する。図３に示したように、エジェクタピン１８によってディスク基板３の中心孔からスプルー４だけを突き出し、このスプルー４を図５に示すスプルーチャック２１で受け取って保持し、モータ３２によって搬送アーム３１をディスク基板３の主面と平行に矢印ａ方向に回動させて、スプルーチャック２１を成形用金型５に干渉しない位置まで移動させた。
【００５６】
次に、ヒータ２６によって９０℃程度の一定温度に温度調節された図６に示すクランプ部材３８を所定の位置に移動させ、図４に示すように、ディスク基板３の中心孔にクランプ部材３８を挿入して、エアブローおよびエジェクタ１９と共に離型させて、ディスク基板３の内周部を保持した。なお、このような保持動作試験を５０回程度行ったところ、成形されたディスク基板３の取り出し成功率は１００％であった。
【００５７】
また、９０℃程度の一定温度に温度調節されたクランプ部材３８を用いたことで、クランプ部材３８でディスク基板３を保持したときに、ディスク基板３に局所的な熱収縮の発生を防止することができた。得られたディスク基板３は、円周方向に対して複屈折の位相差のムラが１０ｎｍ以下であり、かつ面振れの最大値および振れ量が４０μｍ以下であった。
【００５８】
なお、ディスク基板３の複屈折については、複屈折自動測定装置（ＴＯＲＹＯ．ＡＴ社製：Ｂ−６Ｈ）を用いてダブルパスで測定した。また、機械特性に関しては、光ディスク機械特性測定装置（小野測器社製：ＬＭ１２００）を用いて測定した。
【００５９】
上述した各実施形態の取り出し装置７，３５では、ディスク基板３を機械的に保持するメカクランプ部２３，３７と、ディスク基板３を負圧力で保持する真空吸着パッド２２，３６とを併用する構成にされ、これによってディスク基板３の保持動作の信頼性が向上されたが、必要に応じて、メカクランプ部２３，３７のみによってディスク基板３を保持するように構成されてもよいことは勿論である。
【００６０】
また、図示しないが、本発明に係る取り出し装置は、ディスク基板３の外周部を保持するメカクランプ部２３と、ディスク基板３の中心孔内に挿入されて内周部を保持するメカクランプ部３７とを併用するように構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第１の実施形態の取り出し装置を模式的に示す断面図である。
【図２】前記取り出し装置が備えるメカクランプ部を模式的に示す斜視図である。
【図３】第２の実施形態の取り出し装置を模式的に示す断面図である。
【図４】前記取り出し装置がメカクランプ部によってディスク基板の内周部を保持する状態を模式的に示す断面図である。
【図５】前記メカクランプ部およびスプルーチャックを示す平面図である。
【図６】クランプ部材を拡大して示す斜視図である。
【図７】従来のディスク基板の取り出し装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図８】従来の取り出し装置の搬送アームが成型用金型に対して回動される状態を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００６２】
３ ディスク基板
４ スプルー
５ 成型用金型
６ 射出装置
７ 取り出し装置
８ ノズル
１１ 固定側金型
１２ 可動側金型
１３ スタンパ
１５，１６ プラテン
１７ カットパンチ
１８ エジェクタピン
１９ エジェクタ
２１ スプルーチャック
２２ 真空吸着パッド
２３ メカクランプ部
２４ 駆動部
２６ ヒータ
２７ クランプ部材
３１ 搬送アーム
３１ａ 第１のハンド
３１ｂ 第２のハンド
３２ モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光ディスクや光磁気ディスク等のディスク基板を射出成形して製造するためのディスク基板の製造方法およびディスク基板の取り出し装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光ディスク基板の射出成形法について、図７および図８を参照して説明する。図７は射出成形機を示す断面図であり、図８はディスク基板の取り出し装置を図７における可動側金型から示す平面図である。
【０００３】
一般的に、従来のディスク基板の射出成形法では、図７に示すように、成形用金型のキャビティに、所望の凸凹パターンをディスク基板１０３に転写形成するためのスタンパ１１３が取り付けられ、このキャビティ内に、溶融した樹脂材料等のディスク基板１０３の材料をノズル１０８よって射出・充填・圧縮することで、ディスク基板１０３を成形する方法である。
【０００４】
固定側金型１１１に対して可動側金型１１２を離間させた型開き後に、図８に示すように、モータ１３２によって搬送アーム１３１を回転させることで、取り出し装置１０７を成形用金型内に進入させ、エジェクタ１１９によって可動側金型１１２から離型されたスプルー１０４およびディスク基板１０３を、取り出し装置１０７が有するスプルーチャック１２１でスプルー１０４を挟んで保持し、真空吸着パッド１２２でディスク基板１０３を吸着することによって、成形されたディスク基板１０３を保持して、モータ１３２によって搬送アーム１３１を回転させることで、成形用金型内から取り出している。
【０００５】
しかしながら、この方法では、室温にほぼ近い温度の真空吸着パッド１２２が、高温の成形品であるディスク基板１０３に接触することになる。このため、ディスク基板１０３よりも温度が低い真空吸着パッド１２２が接触することで、成形されたディスク基板１０３に局所的な熱収縮が起こり、ディスク基板１０３の複屈折のムラや反り、歪等の原因になりうる。また、真空吸着パッド１２２の劣化や使用条件によって、ディスク基板１０３を保持することに失敗する場合があり、保持動作の信頼性に乏しいという問題がある。
【０００６】
また、このような真空吸着パッドを備える従来のディスク基板の成形装置としては、ディスク基板の内周側と外周側にそれぞれ当接する内周側突出部および外周側突出部がそれぞれ形成された真空吸着パッドを備え、成形用金型からディスク基板を取り出す際に、ディスク基板に反り等の変形が生じることを防止する構成が開示されている（特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２３０８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、従来のディスク基板の製造方法では、離型されたディスク基板を真空吸着パッドで保持する際に、真空吸着パッドによってディスク基板を確実に保持することが困難であり、誤って落下させてしまう問題が発生することがある。
【０００８】
また、真空吸着パッドによってディスク基板を保持する際に、室温の真空吸着パッドと、成形後間もない高温のディスク基板とが接触することで、成形されたディスク基板に熱収縮が発生して、複屈折のムラ、反り、歪等の重大な欠陥になるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、ディスク基板の光学特性および機械特性を劣化させることなく成形用型体から確実に取り出すことができるディスク基板の製造方法、およびディスク基板の取り出し装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するため、本発明に係るディスク基板の製造方法は、成形用型体でディスク基板を射出成形する成形工程と、ディスク基板を成形用型体から離型する離型工程と、温度が制御された保持手段によってディスク基板を保持して成型用型体から取り出す取り出し工程とを有する。
【００１１】
上述した本発明に係るディスク基板の製造方法によれば、温度が制御された保持手段によってディスク基板が保持されることで、ディスク基板に局所的な熱収縮を発生させて光学特性および機械特性を劣化させることなく、ディスク基板を成形用型体から取り出すことが可能になる。
【００１２】
また、本発明に係るディスク基板の製造方法が有する取り出し工程では、保持手段によってディスク基板を機械的に保持することが好ましい。これによって、保持手段によるディスク基板の保持動作の信頼性が向上されるので、ディスク基板を落下させることなく、ディスク基板を成形用型体から確実に取り出すことが可能になる。
【００１３】
また、本発明に係るディスク基板の製造方法が有する取り出し工程では、ディスク基板を負圧力によって保持する他の保持手段を更に用いてもよい。これによって、ディスク基板を更に確実に保持し、成形用型体から取り出すことが可能になる。
【００１４】
また、本発明に係るディスク基板の取り出し装置は、成形用型体で成形されたディスク基板を保持する保持手段と、この保持手段を成型用型体に対して移動させる駆動手段と、保持手段の温度を制御する温度制御手段とを備える。
【発明の効果】
【００１５】
上述したように、本発明によれば、温度が制御された保持手段によって、ディスク基板を保持して取り出すことによって、ディスク基板の光学特性および機械特性を劣化させることなく、成形用型体からディスク基板を取り出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
第１の実施形態のディスク基板の取り出し装置について、図１および図２を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態の射出成形機全体を模式的に示す断面図である。図２は、射出成形機が備えるディスク基板の取り出し装置において、温度調節されたメカクランプ部を模式的に示す斜視図である。
【００１９】
本実施形態の射出成形機は、例えば光ディスクや光磁気ディスク等のディスク基板を成形するための射出成形機である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態に係る射出成形機は、ディスク基板３を成形するための成型用金型５と、この成形用金型５内に樹脂材料を射出、充填するためのノズル８を有する射出装置６と、成形されたディスク基板３を成形用金型５から取り出すための取り出し装置７とを備えている。
【００２１】
成型用金型５は、ディスク基板３を成形するキャビティ（不図示）を構成する一組の固定側金型１１および可動側金型１２と、固定側金型１１に設けられて所望の凸凹パターンをディスク基板３に転写形成するためのスタンパ１３と、固定側金型１１および可動側金型１２を支持するプラテン１５，１６とを有している。また、可動側金型１２には、ディスク基板３の中心孔のゲートカットを行うためのカットパンチ１７と、成形されたディスク基板３をキャビティから離型させるためのエジェクタピン１８およびエジェクタ１９が設けられている。
【００２２】
図１に示すように、取り出し装置７は、固定側金型１１を支持するプラテン１５に固定されて配置されており、成形されたディスク基板３のスプルー４を保持するスプルーチャック２１と、ディスク基板３を吸着して保持する真空吸着パッド２２と、ディスク基板３を機械的に保持するメカクランプ部２３と、これらスプルーチャック２１、真空吸着パッド２２、メカクランプ部２３を成型用金型５に対して移動させるための駆動部２４と、真空吸着パッド２２およびメカクランプ部２３の温度をそれぞれ制御するための温度制御部（不図示）とを備えている。
【００２３】
スプルーチャック２１は、真空吸着パッド２２の中央に配置されており、搬送アーム３１の第２のハンド３１ｂに支持されている。
【００２４】
真空吸着パッド２２は、図示しないが、吸引管を介してコンプレッサに連通された複数の吸引孔を有しており、これら吸引孔に負圧を発生させることでディスク基板３の中心孔の周囲近傍を吸着して保持する。また、真空吸着パッド２２の近傍には、図示しないが、温度制御部に電気的に接続されたヒータが設けられており、温度制御部によってヒータが制御されることで、真空吸着パッド２２の温度が、ディスク基板３を保持する際のディスク基板３の温度とほぼ等しい温度に加熱されて保温されている。
【００２５】
メカクランプ部２３は、ディスク基板３の外周部を保持する一対のクランプ部材２７と、これらクランプ部材２７を加熱して保温するためのヒータ２６とを有している。ヒータ２６は、温度制御部に電気的に接続されており、温度制御部によって制御されることで、クランプ部材２７が、ディスク基板３を保持する際のディスク基板３の温度とほぼ等しい温度に加熱されて保温されている。
【００２６】
駆動部２４は、スプルーチャック２１、真空吸着パッド２２、メカクランプ部２３を搬送する搬送アーム３１と、この搬送アーム３１を図１中矢印ａ方向に回動させるためのモータ３２を有している。
【００２７】
搬送アーム３１は、基端部に、モータ３２に連結された回転軸が設けられており、この回転軸を介して矢印ａ方向に回動可能に支持されている。搬送アーム３１は、先端部に、メカクランプ部２３を支持する第１のハンド３１ａと、スプルーチャック２１および真空吸着パッド２２を支持する第２のハンド３１ｂとを有している。
【００２８】
以上のように構成された射出成形機について、取り出し装置７がディスク基板３を成型用金型５から取り出す動作を説明する。
【００２９】
図１に示すように、計量・溶融・混練された樹脂材料がノズル８から成形用金型５のキャビティ内に射出、充填された後、カットパンチ１７によってゲートカットを行い、保圧および圧縮圧力を加えて、冷却され、固定側金型１１に対して可動側金型１２が離間されて型開きされる。型開き後、可動側金型１２では、エジェクタピン１８によってスプルー４を突き出させるのと同時に、エジェクタ１９によってディスク基板３を可動側金型１２のキャビティから突き出させることで、ディスク基板３が離型される。
【００３０】
図８に示した従来の取り出し装置１０７の動作と同様に、成型用金型５の型開き時、モータ３２によって搬送アーム３１が回転されて、固定側金型１１と可動側金型１２との間に取り出し装置７が挿入されることで、可動側金型１２から突き出されたスプルー４をスプルーチャック２１によって受け取って保持するとともに、可動側金型１２から突き出されたディスク基板３の外周部をクランプ部材２７によって受け取って保持する。
【００３１】
図２に、ディスク基板の外周部がクランプ部材によって保持された状態を示す。温度調節されたクランプ部材２７が、ディスク基板３を間に挟み込むように駆動され、ディスク基板３の外周部を保持する。ディスク基板３を保持する際、クランプ部材２７と同様に一定の温度に調節された真空吸着パッド２２が併用される。
【００３２】
温度調節されてディスク基板３を機械的に保持するためのメカクランプ部２３は、上述した構成に限定されるものではない。また、温度調節されたクランプ部材２７は、その温度、および成形後にディスク基板３を保持するタイミング、保持する際のクランプ部材２７の移動速度、保持力等を任意に調節される。また、メカクランプ部２３がディスク基板３の外周部を保持する際にディスク基板３にかかる保持力は可能な限り小さく設定されることが望ましい。
【００３３】
以上のように構成された第１の実施形態の射出成形機を用いて、厚さ０．６ｍｍ、外径８６ｍｍ程度のディスク基板３を成形するための射出成形を行った。ディスク基板３の材料としては、ポリカーボネート樹脂を用いた。図１に示すように、計量・溶融・混練された樹脂材料がノズル８から成形用金型５のキャビティ内に射出充填された後、カットパンチ１７でゲートカットを行い、保圧および圧縮圧力を加えて、冷却し、固定側金型１１に対して可動側金型１２を離間させて型開きを行った。
【００３４】
型開き後、可動側金型１２で、エジェクタピン１８によってスプルー４を突き出すのと同時にエジェクタ１９によってディスク基板３を突き出して離型させ、図８に示した従来の取り出し装置１０７の動作と同様に、型開き時に固定側金型１１と可動側金型１２との間に搬送アーム３１を挿入した。続いて、スプルーチャック２１によってスプルー４を受け取って保持し、ヒータ２６によってディスク基板３の温度とほぼ等しい８０℃程度の一定温度に温度調節されたクランプ部材２７でディスク基板３の外周部をそれぞれ受け取って保持した。このとき、真空吸着パッド２２によってもディスク基板３の中心孔の周囲を吸着保持した。
【００３５】
このように、メカクランプ部２３および真空吸着パッド２２を用いて、図２に示すように、温度調節されたクランプ部材２７でディスク基板３の外周部を挟み込んで保持させて、離型されたディスク基板３を保持する保持動作試験を５０回程度行ったところ、成形されたディスク基板３の取り出し成功率が１００％であった。
【００３６】
また、８０℃程度の一定温度に温度調節されたクランプ部材２７を用いることで、ディスク基板３の保持時に、ディスク基板３に局所的な熱収縮が発生することを防止できた。得られたディスク基板３は、円周方向に対して複屈折の位相差のムラが１０ｎｍ以下であり、かつ面振れの最大値および振れ量が５０μｍ以下であった。
【００３７】
なお、ディスク基板３の複屈折については、複屈折自動測定装置（ＴＯＲＹＯ．ＡＴ社製：Ｂ−６Ｈ）を用いてダブルパスで測定した。また、機械特性に関しては、光ディスク機械特性測定装置（小野測器社製：ＬＭ１２００）を用いて測定した。また、ディスク基板３を形成する樹脂材や、使用するスタンパ、成形機等は自由に選択されてよい。
【００３８】
上述したように、取り出し装置７によれば、保持するディスク基板３の温度とほぼ等しい温度に制御されたメカクランプ部２３および真空吸着パッドを備えることによって、成形されたディスク基板３の光学特性および機械特性を劣化させることなく成形用金型５から確実に取り出すことができる。
【００３９】
また、この取り出し装置７によれば、メカクランプ部２３によってディスク基板３の外周部を機械的に保持することで、ディスク基板３の保持動作の信頼性を向上することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
つぎに、第２の実施形態の射出成形機が備える他の取り出し装置について、図３から図６を参照して説明する。なお、他の取り出し装置は、メカクランプ部を除いて、上述した第１の実施形態の射出成形機が備える取り出し装置と構成が同一であるため、同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００４１】
図３は、ディスク基板の中心孔にスプルーチャックが位置された状態を示す断面図である。一方、図４は、ディスク基板の中心孔に対応する位置にクランプ部材が移動された状態を示す断面図である。また、図５は、搬送アームの先端部に設けられたメカクランプ部、真空吸着パッドとスプルーチャックを示す平面図である。さらに、図６は、メカクランプ部のクランプ部材を示す斜視図である。
【００４２】
図３に示すように、本実施形態に係る取り出し装置３５は、ディスク基板３の中心孔の周囲近傍を吸着保持するための真空吸着パッド３６と、ディスク基板３の中心孔内に挿入されてディスク基板３の内周部を機械的に保持するためのメカクランプ部３７とを備えている。
【００４３】
真空吸着パッド３６は、図３および図５に示すように、円環状に形成されており、搬送アーム３１の第１のハンド３１ａの先端部に支持されている。また、搬送アーム３１には、第２のハンド３１ｂにスプルーチャック２１が支持されている。
【００４４】
真空吸着パッド３６の近傍には、図示しないが、この真空吸着パッド３６を加熱するためのヒータが設けられており、温度制御部によってヒータが制御されることで、真空吸着パッド３６の温度が、ディスク基板３の温度とほぼ等しい温度に保温されている。
【００４５】
メカクランプ部３７は、搬送アーム３１の第１のハンド３１ａの先端部に、真空吸着パッドの中央に位置して支持されている。メカクランプ部３７は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、４分割された、いわゆる割りピン状の保持爪からなるクランプ部材３８を有している。このクランプ部材３８は、図６（ａ）に示すように、閉じた状態でディスク基板３の中心孔に挿入され、挿入後、図６（ｂ）に示すように、開いた状態でディスク基板３の中心孔に係合されて、ディスク基板３の内周部を機械的に保持する。
【００４６】
メカクランプ部３７には、図４に示すように、クランプ部材３８を加熱するためのヒータ２６が設けられており、温度制御部によってヒータ２６が制御されることで、クランプ部材３８の温度が、ディスク基板３の温度とほぼ等しい温度に保温されている。
【００４７】
本実施形態に係る取り出し装置３５によれば、温度調節される真空吸着パッド３６とメカクランプ部３７とが近接させて配置される構成であるので、真空吸着パッド３６およびメカクランプ部３７が共通のヒータによって温度を制御するように構成されてもよく、構成の簡素化を図ることも可能になる。
【００４８】
以上のように構成された射出成形機について、取り出し装置３５がディスク基板３を成型用金型５から取り出す動作を簡単に説明する。
【００４９】
型開き後に、図５に示した取り出し装置３５の搬送アーム３１が、図８に示した従来の取り出し装置１０７と同様に固定側金型１１と可動側金型１２との間に挿入される。
【００５０】
まず、図３に示すように、エジェクタピン１８によってスプルー４だけをキャビティ側に突き出し、このスプルー４をスプルーチャック２１で受け取って保持し、モータ３２によって搬送アーム３１がディスク基板３の主面と平行に矢印ａ方向に回動されて、スプルーチャック２１を成形用金型５に干渉しない位置まで移動させる。
【００５１】
次に、モータ３２によって搬送アーム３１が回動されて、ヒータ２６によって温度調節されたクランプ部材３８がディスク基板３の中心孔に対応する位置に移動されて、図４に示すように、ディスク基板３の中心孔内に温度調節されたクランプ部材２７を挿入し、エアブローおよびエジェクタ１９と共に離型するのと同時に、クランプ部材３８によってディスク基板３の中心孔を保持する。
【００５２】
例えば、ディスク基板３の中心孔内に挿入されたクランプ部材３８は、図６に示すように、挿入時に閉じられていた保持爪を、離型後の取り出し時に広げて、ディスク基板３の中心孔に係合させることによって、ディスク基板３を保持する。
【００５３】
なお、温度調節されるクランプ部材３８は、上述した構成に限定されるものではない。また、温度調節されたクランプ部材３８は、その温度、および成形後にディスク基板３を保持するタイミング、保持する際のクランプ部材３８の移動速度、保持力等を任意に調節される。メカクランプ部３７がディスク基板３を保持する際にディスク基板３に負荷される保持力は可能な限り小さい方が望ましい。
【００５４】
以上のように構成された第２の実施形態の射出成形機を用いて、厚さ０．６ｍｍ、外径８６ｍｍ程度のディスク基板３を成形する射出成形を行った。ディスク基板３の材料としては、ポリカーボネート樹脂を用いた。図３に示すように、計量・溶融・混練された樹脂材がノズル８から成形用金型５のキャビティ内に射出充填された後、カットパンチ１７によってゲートカットを行い、保圧および圧縮圧力を加えて、冷却し、型開きした。
【００５５】
型開き後に、図５に示した取り出し装置７を、図８に示した従来の取り出し装置１０７の動作と同様に、固定側金型１１と可動側金型１２との間に挿入する。図３に示したように、エジェクタピン１８によってディスク基板３の中心孔からスプルー４だけを突き出し、このスプルー４を図５に示すスプルーチャック２１で受け取って保持し、モータ３２によって搬送アーム３１をディスク基板３の主面と平行に矢印ａ方向に回動させて、スプルーチャック２１を成形用金型５に干渉しない位置まで移動させた。
【００５６】
次に、ヒータ２６によって９０℃程度の一定温度に温度調節された図６に示すクランプ部材３８を所定の位置に移動させ、図４に示すように、ディスク基板３の中心孔にクランプ部材３８を挿入して、エアブローおよびエジェクタ１９と共に離型させて、ディスク基板３の内周部を保持した。なお、このような保持動作試験を５０回程度行ったところ、成形されたディスク基板３の取り出し成功率は１００％であった。
【００５７】
また、９０℃程度の一定温度に温度調節されたクランプ部材３８を用いたことで、クランプ部材３８でディスク基板３を保持したときに、ディスク基板３に局所的な熱収縮の発生を防止することができた。得られたディスク基板３は、円周方向に対して複屈折の位相差のムラが１０ｎｍ以下であり、かつ面振れの最大値および振れ量が４０μｍ以下であった。
【００５８】
なお、ディスク基板３の複屈折については、複屈折自動測定装置（ＴＯＲＹＯ．ＡＴ社製：Ｂ−６Ｈ）を用いてダブルパスで測定した。また、機械特性に関しては、光ディスク機械特性測定装置（小野測器社製：ＬＭ１２００）を用いて測定した。
【００５９】
上述した各実施形態の取り出し装置７，３５では、ディスク基板３を機械的に保持するメカクランプ部２３，３７と、ディスク基板３を負圧力で保持する真空吸着パッド２２，３６とを併用する構成にされ、これによってディスク基板３の保持動作の信頼性が向上されたが、必要に応じて、メカクランプ部２３，３７のみによってディスク基板３を保持するように構成されてもよいことは勿論である。
【００６０】
また、図示しないが、本発明に係る取り出し装置は、ディスク基板３の外周部を保持するメカクランプ部２３と、ディスク基板３の中心孔内に挿入されて内周部を保持するメカクランプ部３７とを併用するように構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第１の実施形態の取り出し装置を模式的に示す断面図である。
【図２】前記取り出し装置が備えるメカクランプ部を模式的に示す斜視図である。
【図３】第２の実施形態の取り出し装置を模式的に示す断面図である。
【図４】前記取り出し装置がメカクランプ部によってディスク基板の内周部を保持する状態を模式的に示す断面図である。
【図５】前記メカクランプ部およびスプルーチャックを示す平面図である。
【図６】クランプ部材を拡大して示す斜視図である。
【図７】従来のディスク基板の取り出し装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図８】従来の取り出し装置の搬送アームが成型用金型に対して回動される状態を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００６２】
３ ディスク基板
４ スプルー
５ 成型用金型
６ 射出装置
７ 取り出し装置
８ ノズル
１１ 固定側金型
１２ 可動側金型
１３ スタンパ
１５，１６ プラテン
１７ カットパンチ
１８ エジェクタピン
１９ エジェクタ
２１ スプルーチャック
２２ 真空吸着パッド
２３ メカクランプ部
２４ 駆動部
２６ ヒータ
２７ クランプ部材
３１ 搬送アーム
３１ａ 第１のハンド
３１ｂ 第２のハンド
３２ モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形用型体でディスク基板を射出成形する成形工程と、
前記ディスク基板を前記成形用型体から離型する離型工程と、
温度が制御された保持手段によって前記ディスク基板を保持して前記成型用型体から取り出す取り出し工程と
を有するディスク基板の製造方法。
【請求項２】
前記取り出し工程では、前記保持手段によって前記ディスク基板を機械的に保持する請求項１に記載のディスク基板の製造方法。
【請求項３】
前記取り出し工程では、前記保持手段によって、前記ディスク基板の外周部および中心孔の少なくとも一方を保持する請求項２に記載のディスク基板の製造方法。
【請求項４】
前記取り出し工程では、前記ディスク基板の温度に応じて、前記保持手段が一定の温度に制御されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載のディスク基板の製造方法。
【請求項５】
前記取り出し工程では、前記ディスク基板を負圧力によって保持する他の保持手段を更に用いる請求項１ないし４のいずれか１項に記載のディスク基板の製造方法。
【請求項６】
成形用型体で成形されたディスク基板を保持する保持手段と、
前記保持手段を前記成型用型体に対して移動させる駆動手段と、
前記保持手段の温度を制御する温度制御手段と
を備えるディスク基板の取り出し装置。
【請求項７】
前記保持手段は、前記ディスク基板を機械的に保持する請求項６に記載のディスク基板の取り出し装置。
【請求項８】
前記保持手段は、前記ディスク基板の外周部および中心孔の少なくとも一方を保持する請求項７に記載のディスク基板の取り出し装置。
【請求項９】
前記保持手段は、前記ディスク基板の温度に応じて、一定の温度に制御されている請求項６ないし８のいずれか１項に記載のディスク基板の取り出し装置。
【請求項１０】
前記ディスク基板を負圧力によって保持する他の保持手段を備える請求項６ないし９のいずれか１項に記載のディスク基板の取り出し装置。
【請求項１】
成形用型体でディスク基板を射出成形する成形工程と、
前記ディスク基板を前記成形用型体から離型する離型工程と、
温度が制御された保持手段によって前記ディスク基板を保持して前記成型用型体から取り出す取り出し工程と
を有するディスク基板の製造方法。
【請求項２】
前記取り出し工程では、前記保持手段によって前記ディスク基板を機械的に保持する請求項１に記載のディスク基板の製造方法。
【請求項３】
前記取り出し工程では、前記保持手段によって、前記ディスク基板の外周部および中心孔の少なくとも一方を保持する請求項２に記載のディスク基板の製造方法。
【請求項４】
前記取り出し工程では、前記ディスク基板の温度に応じて、前記保持手段が一定の温度に制御されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載のディスク基板の製造方法。
【請求項５】
前記取り出し工程では、前記ディスク基板を負圧力によって保持する他の保持手段を更に用いる請求項１ないし４のいずれか１項に記載のディスク基板の製造方法。
【請求項６】
成形用型体で成形されたディスク基板を保持する保持手段と、
前記保持手段を前記成型用型体に対して移動させる駆動手段と、
前記保持手段の温度を制御する温度制御手段と
を備えるディスク基板の取り出し装置。
【請求項７】
前記保持手段は、前記ディスク基板を機械的に保持する請求項６に記載のディスク基板の取り出し装置。
【請求項８】
前記保持手段は、前記ディスク基板の外周部および中心孔の少なくとも一方を保持する請求項７に記載のディスク基板の取り出し装置。
【請求項９】
前記保持手段は、前記ディスク基板の温度に応じて、一定の温度に制御されている請求項６ないし８のいずれか１項に記載のディスク基板の取り出し装置。
【請求項１０】
前記ディスク基板を負圧力によって保持する他の保持手段を備える請求項６ないし９のいずれか１項に記載のディスク基板の取り出し装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２４２６０（Ｐ２００６−２４２６０Ａ）
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２００３３０（Ｐ２００４−２００３３０）
【出願日】平成１６年７月７日（２００４．７．７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月７日（２００４．７．７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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