ディスク成形金型、鏡面盤及び鏡面盤の製造方法
【課題】ディスク基板に反りが発生するのを防止することができ、ディスク基板の品質を向上させることができるようにする。
【解決手段】第１の支持プレートと、第１の支持プレートに取り付けられた第１の鏡面盤と、第２の支持プレートと、第２の支持プレートに取り付けられ、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。第１、第２の鏡面盤のうちの少なくとも一方は、第１のプレート、及び第１のプレートの少なくとも前面を包囲して配設された第２のプレートを備える。第１のプレートには、第１の支持プレートと対向する面に温調流路が形成される。第２のプレートには、第１のプレートと対向する面に、温調流路に対応させて断熱部が形成される。断熱部が形成されるので、第１、第２のプレートにおいて熱の分布が均一にされる。
【解決手段】第１の支持プレートと、第１の支持プレートに取り付けられた第１の鏡面盤と、第２の支持プレートと、第２の支持プレートに取り付けられ、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。第１、第２の鏡面盤のうちの少なくとも一方は、第１のプレート、及び第１のプレートの少なくとも前面を包囲して配設された第２のプレートを備える。第１のプレートには、第１の支持プレートと対向する面に温調流路が形成される。第２のプレートには、第１のプレートと対向する面に、温調流路に対応させて断熱部が形成される。断熱部が形成されるので、第１、第２のプレートにおいて熱の分布が均一にされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク成形金型、鏡面盤及び鏡面盤の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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溶融させられた樹脂を、ディスク成形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。
【０００３】
そのために、前記射出成形機は、固定金型及び可動金型から成る前記ディスク成形金型、前記樹脂をキャビティ空間に充填するための射出装置、並びに前記可動金型を固定金型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金型を進退させ、ディスク成形金型の型閉じ、型締め及び型開きを行い、型締め時に、固定金型と可動金型との間にキャビティ空間が形成される。なお、前記固定金型及び可動金型において、キャビティ空間と対向する側に、鏡面加工が施された面を有する鏡面盤が配設される。
【０００４】
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。
【０００５】
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。次に、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、ディスク基板の原型、すなわち、ディスク基板原型が成形される。前記樹脂が完全に固化する前に、前記ディスク基板原型に対して穴開け加工が行われ、ディスク基板が形成される。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。
【０００６】
ところで、該ディスク基板には、表面に微細な凹凸が形成されるようになっていて、そのために、例えば、固定金型の鏡面盤にスタンパが取り付けられる。該スタンパには、前記微細な凹凸に対応する複数のピットから成るパターンが形成され、成形に伴って該パターンがディスク基板に転写される。
【０００７】
この場合、前記鏡面盤に断熱性を持たせることによって、パターンの転写性を向上させることができるだけでなく、成形サイクルを短くすることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３１１７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来のディスク成形金型においては、キャビティ空間内の樹脂を均一に冷却することが困難であり、極薄肉のディスク基板を成形する場合、反りが発生し、ディスク基板の品質が低下してしまうことがある。
【０００９】
本発明は、前記従来のディスク成形金型の問題点を解決して、ディスク基板に反りが発生するのを防止することができ、ディスク基板の品質を向上させることができるディスク成形金型、鏡面盤及び鏡面盤の製造方法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】
そのために、本発明のディスク成形金型においては、第１の支持プレートと、該第１の支持プレートに取り付けられた第１の鏡面盤と、第２の支持プレートと、該第２の支持プレートに取り付けられ、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。
【００１１】
そして、前記第１、第２の鏡面盤のうちの少なくとも一方は、第１のプレート、及び該第１のプレートの少なくとも前面を包囲して配設された第２のプレートを備える。
【００１２】
また、前記第１のプレートには、前記第１の支持プレートと対向する面に温調流路が形成される。そして、前記第２のプレートには、前記第１のプレートと対向する面に、前記温調流路に対応させて断熱部が形成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ディスク成形金型においては、第１の支持プレートと、該第１の支持プレートに取り付けられた第１の鏡面盤と、第２の支持プレートと、該第２の支持プレートに取り付けられ、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。
【００１４】
そして、前記第１、第２の鏡面盤のうちの少なくとも一方は、第１のプレート、及び該第１のプレートの少なくとも前面を包囲して配設された第２のプレートを備える。
【００１５】
また、前記第１のプレートには、前記第１の支持プレートと対向する面に温調流路が形成される。そして、前記第２のプレートには、前記第１のプレートと対向する面に、前記温調流路に対応させて断熱部が形成される。
【００１６】
この場合、前記第１のプレートには、前記第１の支持プレートと対向する面に温調流路が形成され、前記第２のプレートには、前記第１のプレートと対向する面に、前記温調流路に対応させて断熱部が形成されるので、第１、第２のプレートにおいて熱の分布が均一にされる。したがって、キャビティ空間内の成形材料を均一に冷却することができる。その結果、極薄肉のディスク基板を成形する場合、反りが発生することがなくなり、ディスク基板の品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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、金型装置としてのディスク成形金型について説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態における鏡面盤の断面図、図２は本発明の実施の形態におけるディスク成形金型の断面図である。
【００１９】
図において、１０はディスク成形金型であり、該ディスク成形金型１０は、第１の金型としての、かつ、固定側の金型組立体としての固定金型１２、及び該固定金型１２と対向させて配設された、第２の金型としての、かつ、可動側の金型組立体としての可動金型３２を備える。
【００２０】
前記ディスク成形金型１０に隣接させて図示されない射出装置が配設される。該射出装置は、シリンダ部材としての加熱シリンダ、該加熱シリンダの前端に取り付けられた射出部材としての射出ノズル、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、該スクリューを回転させるための計量用の駆動部としての計量用モータ、前記スクリューを進退させるための射出用の駆動部としての射出用モータ等を備える。
【００２１】
そして、前記ディスク成形金型１０の型閉じ、型締め及び型開きを行うために図示されない型締装置が配設される。該型締装置は、前記固定金型１２を保持する第１の保持部材としての固定プラテン、前記可動金型３２を保持する第２の保持部材としての可動プラテン、該可動プラテンを挟んで前記固定プラテンと対向させて配設されたベースプレート、前記可動プラテンとベースプレートとの間に配設されたトグル機構、該トグル機構を作動させるための型締用の駆動部としての型締用モータ等を備える。
【００２２】
前記固定金型１２は、第１の支持プレートとしてのベースプレート１５、円形の形状を有し、前記ベースプレート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１７を備える。前記ベースプレート１５及び円盤プレート１６は第１の金型本体として機能する。
【００２３】
前記円盤プレート１６は、第１のプレートとしての、かつ、下板としての第１の型板７１、及び該第１の型板７１の少なくとも前面を包囲して配設された第２のプレートとしての、かつ、上板としての第２の型板７２を備え、前記第１の型板７１は、キャビティ空間Ｃに充填された成形材料としての図示されない樹脂を冷却する機能を有し、該第２の型板７２は、前記樹脂の温度が過剰に低くなるのを抑制し、かつ、樹脂の温度を均一化する機能を有する。
【００２４】
前記第１、第２の型板７１、７２は、同じ材料である金属、本実施の形態においては、ステンレス鋼で形成され、拡散接合によって一体化される。なお、第１、第２の型板７１、７２は、同じ材料でなくても、熱膨張率が等しい材料であれば使用することができる。また、第１、第２の型板７１、７２を一体化することなく、別体のままでもよい。
【００２５】
そして、前記スプルーブッシュ１７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、射出ノズルから射出された樹脂を通すためのスプルー２６が形成される。前記スプルーブッシュ１７の前半部の径方向外方には、入れ子としての図示されないスタンパの内周縁を押さえるための押え部材としてのスタンパ押えブッシュ１４が配設される。なお、固定金型１２には、図示されないエアブローブッシュ等も配設される。本実施の形態においては、スタンパが固定金型１２側に配設されるようになっているが、可動金型３２側に配設することができる。
【００２６】
また、前記円盤プレート１６の外周縁には環状の突当リング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第１の外周リング２７がベースプレート１５に取り付けられる。なお、前記円盤プレート１６は第１の外周リング２７に対して位置決めされる。
【００２７】
前記可動金型３２は、ベースプレート３５、円形の形状を有し、前記ベースプレート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、前記ダイ２８に対応する形状を有する加工部材としてのカットパンチ４８を備える。前記ベースプレート３５、円盤プレート３６及び中間プレート４０は第２の金型本体として機能する。
【００２８】
前記円盤プレート３６は、第１のプレートとしての、かつ、下板としての第１の型板７３、及び該第１の型板７３の少なくとも前面を包囲して配設された第２のプレートとしての、かつ、上板としての第２の型板７４を備え、前記第１の型板７３は、キャビティ空間Ｃに充填された樹脂を冷却する機能を有し、該第２の型板７４は、前記樹脂の温度が過剰に低くなるのを抑制し、かつ、樹脂の温度を均一化する機能を有する。
【００２９】
前記第１、第２の型板７３、７４は、同じ材料である金属、本実施の形態においては、ステンレス鋼で形成され、拡散接合によって一体化される。なお、第１、第２の型板７３、７４は、同じ材料でなくても、熱膨張率が等しい材料であれば使用することができる。また、第１、第２の型板７３、７４を一体化することなく、別体のままでもよい。
【００３０】
そして、前記円盤プレート３６の外周縁に沿って、かつ、突当リング１８と対向させて環状のキャビリング３７が配設され、前記円盤プレート３６及びキャビリング３７より径方向外方において、前記第１の外周リング２７と対向させて環状の第２の外周リング３８が中間プレート４０に取り付けられる。なお、前記円盤プレート３６は第２の外周リング３８に対して位置決めされる。前記キャビリング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、前記キャビリング３７の外周縁にキャビリング押え３９が係止させられ、該キャビリング押え３９が図示されないボルトによって第２の外周リング３８に取り付けられる。前記キャビリング３７は円盤プレート３６の前端面より突出させて形成され、キャビリング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。
【００３１】
前記構成の射出成形機において、計量工程で、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、ディスク成形金型１０の型閉じ及び型締めが行われる。続いて、射出工程で、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Ｃに充填される。次に、冷却工程で、前記キャビティ空間Ｃ内の樹脂が冷却され、ディスク基板原型が成形される。
【００３２】
そして、前記キャビティ空間Ｃ内の樹脂が完全に固化する前に、前記ディスク基板原型に対して穴開け加工が施され、ディスク基板の内径抜きが行われる。
【００３３】
そのために、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によって付勢されることにより前記フランジ５１が後方に押される。
【００３４】
そして、型締め状態において、図示されない駆動シリンダに油を供給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。その結果、ディスク基板の内径抜きを行うことができる。
【００３５】
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。なお、前記カットパンチ４８の前半部より径方向外方には、ディスク基板を突き出すための図示されないエジェクタブッシュが、該エジェクタブッシュより径方向外方には、ディスク基板に圧縮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ッシュ４７が配設される。また、前記可動金型３２には、図示されないエジェクタピン等も配設される。
【００３６】
なお、前記第１の外周リング２７に、固定金型１２の中心に対して同心円周上にガイドポスト８４が、可動金型３２側に向けて突出させて、圧入固定によって取り付けられ、かつ、ボルトｂ７によって前記ベースプレート１５と連結される。一方、第２の外周リング３８及び中間プレート４０には、案内部材としてのガイドブッシュ８８が取り付けられ、該ガイドブッシュ８８によってガイドポスト８４を案内することができる。
【００３７】
ところで、前記円盤プレート１６、３６にそれぞれ第１、第２の温調流路９３、９４が、所定の形状のパターンで形成され、該第１、第２の温調流路９３、９４に図示されない温調装置から送られた所定の温度の温調媒体が供給されることによって、円盤プレート１６、３６が冷却され、キャビティ空間Ｃ内の樹脂が冷却されるようになっている。
【００３８】
前記第１の温調流路９３は、第１の型板７１におけるベースプレート１５と対向する面に開口させて、所定の深さで溝を形成し、該溝の開口をベースプレート１５によって閉鎖することにより形成される。また、前記第２の温調流路９４は、第１の型板７３における中間プレート４０と対向する面に開口させて、所定の深さで溝を形成し、該溝の開口を中間プレート４０によって閉鎖することにより形成される。
【００３９】
前記第１、第２の温調流路９３、９４は、いずれも、溝によって形成されるので、第１の型板７１、７３において、第１、第２の温調流路９３、９４の直近の部分と、第１、第２の温調流路９３、９４から離れた部分とで、温度にばらつきが生じてしまう。そして、キャビティ空間Ｃ内の樹脂を均一に冷却することが困難になると、極薄肉のディスク基板を成形する場合、反りが発生し、ディスク基板の品質が低下してしまうことがある。
【００４０】
そこで、前記第２の型板７２における第１の型板７１と対向する面の近傍に、伝熱を抑制する伝熱抑制部が設定され、該伝熱抑制部に、断熱部としての空隙６８が形成される。該空隙６８は、第１の温調流路９３を構成する溝と対応する位置に、同じパターンで、かつ、所定の深さで形成された溝から成る。この場合、第２の型板７２の前面Ｓ１から４〔ｍｍ〕以上で、かつ、１２〔ｍｍ〕以下の距離ｘ１だけ離れた位置に空隙６８が形成される。なお、前記距離ｘ１が短いと、第２の型板７２の空隙６８までの厚さが不十分なので、第２の型板７２の強度が低下し、樹脂圧に対する強度を十分に保てなくなってしまう。したがって、少なくとも４〔ｍｍ〕の距離ｘ１を持たせることが望ましい。また、前記距離ｘ１が長いと、第２の型板７２の空隙６８までの厚さが過剰になり、第２の型板７２の熱容量が大きくなってしまう。その結果、ディスク成形金型の冷却能力が低下してしまう。さらに、第２の型板７２の前面Ｓ１から第１の型板７１の後面Ｓ２までの距離は２０〔ｍｍ〕にされているので、距離ｘ１が長いと、第１の温調流路９３を十分に確保することができなくなってしまい、冷却能力が低下してしまう。そこで、前記距離ｘ１は、最大で１２〔ｍｍ〕にすることが望ましい。
【００４１】
また、同様に、前記第２の型板７４における第１の型板７３と対向する面の近傍に、伝熱を抑制する伝熱抑制部が設定され、該伝熱抑制部に、断熱部としての空隙６８が形成される。該空隙６８は、第２の温調流路９４を構成する溝と対応する位置に、同じパターンで、かつ、所定の深さで形成された溝から成る。この場合、第２の型板７４の前面Ｓ３から４〔ｍｍ〕以上で、かつ、１２〔ｍｍ〕以下の距離ｘ２に空隙６８が形成される。
【００４２】
この場合、前記距離ｘ２が短いと、第２の型板７４の空隙６８までの厚さが不十分なので、第２の型板７４の強度が低下し、樹脂圧に対する強度を十分に保てなくなってしまう。したがって、少なくとも４〔ｍｍ〕の距離ｘ２を持たせることが望ましい。また、前記距離ｘ２が長いと、第２の型板７４の空隙６８までの厚さが過剰になり、第２の型板７４の熱容量が大きくなってしまう。その結果、ディスク成形金型の冷却能力が低下してしまう。さらに、第２の型板７４の前面Ｓ３から第１の型板７３の後面Ｓ４までの距離は２０〔ｍｍ〕にされているので、距離ｘ２が長いと、第２の温調流路９４を十分に確保することができなくなってしまい、冷却能力が低下してしまう。そこで、前記距離ｘ２は、最大で１２〔ｍｍ〕にすることが望ましい。
【００４３】
したがって、第１の型板７１、７３において、第１、第２の温調流路９３、９４の直近の部分と、第１、第２の温調流路９３、９４から離れた部分とで、温度にばらつきが生じしても、第１、第２の温調流路９３、９４とキャビティ空間Ｃとの間が、空隙６８によって断熱され、伝熱が抑制され、また、第１、第２の温調流路９３、９４が形成されていない部分とキャビティ空間Ｃとの間は、空隙６８による断熱はされず、伝熱が抑制されない。
【００４４】
その結果、第２の型板７２、７４内において、熱の分布が均一にされるので、キャビティ空間Ｃ内の樹脂を均一に冷却することができる。その結果、極薄肉のディスク基板を成形する場合、反りが発生することがなくなり、ディスク基板の品質を向上させることができる。
【００４５】
なお、本実施の形態において、断熱部として空隙６８が形成され、溝内に空気が収容されるようになっているが、空隙６８を構成する溝の全体又は一部に、第１の型板７１、７３より熱伝達性の低い断熱材料を埋めることによって断熱部を形成することができる。前記断熱材料は、例えば、樹脂に金属を混入させることによって形成され、この場合、第１の型板７１、７３は、ステンレス鋼で形成され、熱伝導率が２５〔Ｗ／ｍ・°Ｋ〕であるので、溝に埋められる断熱材料の熱伝導率は、金属の混入量を設定することによって、２５〔Ｗ／ｍ・°Ｋ〕より小さい所定の値にされる。なお、空気の熱伝導率も、２５〔Ｗ／ｍ・°Ｋ〕より小さい。そして、前記断熱材料を使用する場合、溝の位置によって熱伝動率を異ならせることができる。
【００４６】
また、本実施の形態においては、第２の型板７２、７４は、平板状の形状を有するようになっているが、第２の型板を箱状の形状を有するように作成することができる。
【００４７】
さらに、本実施の形態においては、円盤プレート１６を第１、第２の型板７１、７２によって、円盤プレート３６を第１、第２の型板７３、７４によって形成するようになっているが、円盤プレート１６及び円盤プレート３６の一方だけを第１、第２の型板で形成することができる。
【００４８】
なお、本発明は前記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。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態における鏡面盤の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるディスク成形金型の断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０ ディスク成形金型
１５ ベースプレート
１６、３６ 円盤プレート
４０ 中間プレート
６８ 空隙
７１、７３ 第１の型板
７２、７４ 第２の型板
９３、９４ 第１、第２の温調流路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク成形金型、鏡面盤及び鏡面盤の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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溶融させられた樹脂を、ディスク成形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。
【０００３】
そのために、前記射出成形機は、固定金型及び可動金型から成る前記ディスク成形金型、前記樹脂をキャビティ空間に充填するための射出装置、並びに前記可動金型を固定金型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金型を進退させ、ディスク成形金型の型閉じ、型締め及び型開きを行い、型締め時に、固定金型と可動金型との間にキャビティ空間が形成される。なお、前記固定金型及び可動金型において、キャビティ空間と対向する側に、鏡面加工が施された面を有する鏡面盤が配設される。
【０００４】
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。
【０００５】
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。次に、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、ディスク基板の原型、すなわち、ディスク基板原型が成形される。前記樹脂が完全に固化する前に、前記ディスク基板原型に対して穴開け加工が行われ、ディスク基板が形成される。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。
【０００６】
ところで、該ディスク基板には、表面に微細な凹凸が形成されるようになっていて、そのために、例えば、固定金型の鏡面盤にスタンパが取り付けられる。該スタンパには、前記微細な凹凸に対応する複数のピットから成るパターンが形成され、成形に伴って該パターンがディスク基板に転写される。
【０００７】
この場合、前記鏡面盤に断熱性を持たせることによって、パターンの転写性を向上させることができるだけでなく、成形サイクルを短くすることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３１１７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来のディスク成形金型においては、キャビティ空間内の樹脂を均一に冷却することが困難であり、極薄肉のディスク基板を成形する場合、反りが発生し、ディスク基板の品質が低下してしまうことがある。
【０００９】
本発明は、前記従来のディスク成形金型の問題点を解決して、ディスク基板に反りが発生するのを防止することができ、ディスク基板の品質を向上させることができるディスク成形金型、鏡面盤及び鏡面盤の製造方法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】
そのために、本発明のディスク成形金型においては、第１の支持プレートと、該第１の支持プレートに取り付けられた第１の鏡面盤と、第２の支持プレートと、該第２の支持プレートに取り付けられ、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。
【００１１】
そして、前記第１、第２の鏡面盤のうちの少なくとも一方は、第１のプレート、及び該第１のプレートの少なくとも前面を包囲して配設された第２のプレートを備える。
【００１２】
また、前記第１のプレートには、前記第１の支持プレートと対向する面に温調流路が形成される。そして、前記第２のプレートには、前記第１のプレートと対向する面に、前記温調流路に対応させて断熱部が形成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ディスク成形金型においては、第１の支持プレートと、該第１の支持プレートに取り付けられた第１の鏡面盤と、第２の支持プレートと、該第２の支持プレートに取り付けられ、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。
【００１４】
そして、前記第１、第２の鏡面盤のうちの少なくとも一方は、第１のプレート、及び該第１のプレートの少なくとも前面を包囲して配設された第２のプレートを備える。
【００１５】
また、前記第１のプレートには、前記第１の支持プレートと対向する面に温調流路が形成される。そして、前記第２のプレートには、前記第１のプレートと対向する面に、前記温調流路に対応させて断熱部が形成される。
【００１６】
この場合、前記第１のプレートには、前記第１の支持プレートと対向する面に温調流路が形成され、前記第２のプレートには、前記第１のプレートと対向する面に、前記温調流路に対応させて断熱部が形成されるので、第１、第２のプレートにおいて熱の分布が均一にされる。したがって、キャビティ空間内の成形材料を均一に冷却することができる。その結果、極薄肉のディスク基板を成形する場合、反りが発生することがなくなり、ディスク基板の品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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、金型装置としてのディスク成形金型について説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態における鏡面盤の断面図、図２は本発明の実施の形態におけるディスク成形金型の断面図である。
【００１９】
図において、１０はディスク成形金型であり、該ディスク成形金型１０は、第１の金型としての、かつ、固定側の金型組立体としての固定金型１２、及び該固定金型１２と対向させて配設された、第２の金型としての、かつ、可動側の金型組立体としての可動金型３２を備える。
【００２０】
前記ディスク成形金型１０に隣接させて図示されない射出装置が配設される。該射出装置は、シリンダ部材としての加熱シリンダ、該加熱シリンダの前端に取り付けられた射出部材としての射出ノズル、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、該スクリューを回転させるための計量用の駆動部としての計量用モータ、前記スクリューを進退させるための射出用の駆動部としての射出用モータ等を備える。
【００２１】
そして、前記ディスク成形金型１０の型閉じ、型締め及び型開きを行うために図示されない型締装置が配設される。該型締装置は、前記固定金型１２を保持する第１の保持部材としての固定プラテン、前記可動金型３２を保持する第２の保持部材としての可動プラテン、該可動プラテンを挟んで前記固定プラテンと対向させて配設されたベースプレート、前記可動プラテンとベースプレートとの間に配設されたトグル機構、該トグル機構を作動させるための型締用の駆動部としての型締用モータ等を備える。
【００２２】
前記固定金型１２は、第１の支持プレートとしてのベースプレート１５、円形の形状を有し、前記ベースプレート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１７を備える。前記ベースプレート１５及び円盤プレート１６は第１の金型本体として機能する。
【００２３】
前記円盤プレート１６は、第１のプレートとしての、かつ、下板としての第１の型板７１、及び該第１の型板７１の少なくとも前面を包囲して配設された第２のプレートとしての、かつ、上板としての第２の型板７２を備え、前記第１の型板７１は、キャビティ空間Ｃに充填された成形材料としての図示されない樹脂を冷却する機能を有し、該第２の型板７２は、前記樹脂の温度が過剰に低くなるのを抑制し、かつ、樹脂の温度を均一化する機能を有する。
【００２４】
前記第１、第２の型板７１、７２は、同じ材料である金属、本実施の形態においては、ステンレス鋼で形成され、拡散接合によって一体化される。なお、第１、第２の型板７１、７２は、同じ材料でなくても、熱膨張率が等しい材料であれば使用することができる。また、第１、第２の型板７１、７２を一体化することなく、別体のままでもよい。
【００２５】
そして、前記スプルーブッシュ１７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、射出ノズルから射出された樹脂を通すためのスプルー２６が形成される。前記スプルーブッシュ１７の前半部の径方向外方には、入れ子としての図示されないスタンパの内周縁を押さえるための押え部材としてのスタンパ押えブッシュ１４が配設される。なお、固定金型１２には、図示されないエアブローブッシュ等も配設される。本実施の形態においては、スタンパが固定金型１２側に配設されるようになっているが、可動金型３２側に配設することができる。
【００２６】
また、前記円盤プレート１６の外周縁には環状の突当リング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第１の外周リング２７がベースプレート１５に取り付けられる。なお、前記円盤プレート１６は第１の外周リング２７に対して位置決めされる。
【００２７】
前記可動金型３２は、ベースプレート３５、円形の形状を有し、前記ベースプレート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、前記ダイ２８に対応する形状を有する加工部材としてのカットパンチ４８を備える。前記ベースプレート３５、円盤プレート３６及び中間プレート４０は第２の金型本体として機能する。
【００２８】
前記円盤プレート３６は、第１のプレートとしての、かつ、下板としての第１の型板７３、及び該第１の型板７３の少なくとも前面を包囲して配設された第２のプレートとしての、かつ、上板としての第２の型板７４を備え、前記第１の型板７３は、キャビティ空間Ｃに充填された樹脂を冷却する機能を有し、該第２の型板７４は、前記樹脂の温度が過剰に低くなるのを抑制し、かつ、樹脂の温度を均一化する機能を有する。
【００２９】
前記第１、第２の型板７３、７４は、同じ材料である金属、本実施の形態においては、ステンレス鋼で形成され、拡散接合によって一体化される。なお、第１、第２の型板７３、７４は、同じ材料でなくても、熱膨張率が等しい材料であれば使用することができる。また、第１、第２の型板７３、７４を一体化することなく、別体のままでもよい。
【００３０】
そして、前記円盤プレート３６の外周縁に沿って、かつ、突当リング１８と対向させて環状のキャビリング３７が配設され、前記円盤プレート３６及びキャビリング３７より径方向外方において、前記第１の外周リング２７と対向させて環状の第２の外周リング３８が中間プレート４０に取り付けられる。なお、前記円盤プレート３６は第２の外周リング３８に対して位置決めされる。前記キャビリング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、前記キャビリング３７の外周縁にキャビリング押え３９が係止させられ、該キャビリング押え３９が図示されないボルトによって第２の外周リング３８に取り付けられる。前記キャビリング３７は円盤プレート３６の前端面より突出させて形成され、キャビリング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。
【００３１】
前記構成の射出成形機において、計量工程で、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、ディスク成形金型１０の型閉じ及び型締めが行われる。続いて、射出工程で、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Ｃに充填される。次に、冷却工程で、前記キャビティ空間Ｃ内の樹脂が冷却され、ディスク基板原型が成形される。
【００３２】
そして、前記キャビティ空間Ｃ内の樹脂が完全に固化する前に、前記ディスク基板原型に対して穴開け加工が施され、ディスク基板の内径抜きが行われる。
【００３３】
そのために、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によって付勢されることにより前記フランジ５１が後方に押される。
【００３４】
そして、型締め状態において、図示されない駆動シリンダに油を供給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。その結果、ディスク基板の内径抜きを行うことができる。
【００３５】
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。なお、前記カットパンチ４８の前半部より径方向外方には、ディスク基板を突き出すための図示されないエジェクタブッシュが、該エジェクタブッシュより径方向外方には、ディスク基板に圧縮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ッシュ４７が配設される。また、前記可動金型３２には、図示されないエジェクタピン等も配設される。
【００３６】
なお、前記第１の外周リング２７に、固定金型１２の中心に対して同心円周上にガイドポスト８４が、可動金型３２側に向けて突出させて、圧入固定によって取り付けられ、かつ、ボルトｂ７によって前記ベースプレート１５と連結される。一方、第２の外周リング３８及び中間プレート４０には、案内部材としてのガイドブッシュ８８が取り付けられ、該ガイドブッシュ８８によってガイドポスト８４を案内することができる。
【００３７】
ところで、前記円盤プレート１６、３６にそれぞれ第１、第２の温調流路９３、９４が、所定の形状のパターンで形成され、該第１、第２の温調流路９３、９４に図示されない温調装置から送られた所定の温度の温調媒体が供給されることによって、円盤プレート１６、３６が冷却され、キャビティ空間Ｃ内の樹脂が冷却されるようになっている。
【００３８】
前記第１の温調流路９３は、第１の型板７１におけるベースプレート１５と対向する面に開口させて、所定の深さで溝を形成し、該溝の開口をベースプレート１５によって閉鎖することにより形成される。また、前記第２の温調流路９４は、第１の型板７３における中間プレート４０と対向する面に開口させて、所定の深さで溝を形成し、該溝の開口を中間プレート４０によって閉鎖することにより形成される。
【００３９】
前記第１、第２の温調流路９３、９４は、いずれも、溝によって形成されるので、第１の型板７１、７３において、第１、第２の温調流路９３、９４の直近の部分と、第１、第２の温調流路９３、９４から離れた部分とで、温度にばらつきが生じてしまう。そして、キャビティ空間Ｃ内の樹脂を均一に冷却することが困難になると、極薄肉のディスク基板を成形する場合、反りが発生し、ディスク基板の品質が低下してしまうことがある。
【００４０】
そこで、前記第２の型板７２における第１の型板７１と対向する面の近傍に、伝熱を抑制する伝熱抑制部が設定され、該伝熱抑制部に、断熱部としての空隙６８が形成される。該空隙６８は、第１の温調流路９３を構成する溝と対応する位置に、同じパターンで、かつ、所定の深さで形成された溝から成る。この場合、第２の型板７２の前面Ｓ１から４〔ｍｍ〕以上で、かつ、１２〔ｍｍ〕以下の距離ｘ１だけ離れた位置に空隙６８が形成される。なお、前記距離ｘ１が短いと、第２の型板７２の空隙６８までの厚さが不十分なので、第２の型板７２の強度が低下し、樹脂圧に対する強度を十分に保てなくなってしまう。したがって、少なくとも４〔ｍｍ〕の距離ｘ１を持たせることが望ましい。また、前記距離ｘ１が長いと、第２の型板７２の空隙６８までの厚さが過剰になり、第２の型板７２の熱容量が大きくなってしまう。その結果、ディスク成形金型の冷却能力が低下してしまう。さらに、第２の型板７２の前面Ｓ１から第１の型板７１の後面Ｓ２までの距離は２０〔ｍｍ〕にされているので、距離ｘ１が長いと、第１の温調流路９３を十分に確保することができなくなってしまい、冷却能力が低下してしまう。そこで、前記距離ｘ１は、最大で１２〔ｍｍ〕にすることが望ましい。
【００４１】
また、同様に、前記第２の型板７４における第１の型板７３と対向する面の近傍に、伝熱を抑制する伝熱抑制部が設定され、該伝熱抑制部に、断熱部としての空隙６８が形成される。該空隙６８は、第２の温調流路９４を構成する溝と対応する位置に、同じパターンで、かつ、所定の深さで形成された溝から成る。この場合、第２の型板７４の前面Ｓ３から４〔ｍｍ〕以上で、かつ、１２〔ｍｍ〕以下の距離ｘ２に空隙６８が形成される。
【００４２】
この場合、前記距離ｘ２が短いと、第２の型板７４の空隙６８までの厚さが不十分なので、第２の型板７４の強度が低下し、樹脂圧に対する強度を十分に保てなくなってしまう。したがって、少なくとも４〔ｍｍ〕の距離ｘ２を持たせることが望ましい。また、前記距離ｘ２が長いと、第２の型板７４の空隙６８までの厚さが過剰になり、第２の型板７４の熱容量が大きくなってしまう。その結果、ディスク成形金型の冷却能力が低下してしまう。さらに、第２の型板７４の前面Ｓ３から第１の型板７３の後面Ｓ４までの距離は２０〔ｍｍ〕にされているので、距離ｘ２が長いと、第２の温調流路９４を十分に確保することができなくなってしまい、冷却能力が低下してしまう。そこで、前記距離ｘ２は、最大で１２〔ｍｍ〕にすることが望ましい。
【００４３】
したがって、第１の型板７１、７３において、第１、第２の温調流路９３、９４の直近の部分と、第１、第２の温調流路９３、９４から離れた部分とで、温度にばらつきが生じしても、第１、第２の温調流路９３、９４とキャビティ空間Ｃとの間が、空隙６８によって断熱され、伝熱が抑制され、また、第１、第２の温調流路９３、９４が形成されていない部分とキャビティ空間Ｃとの間は、空隙６８による断熱はされず、伝熱が抑制されない。
【００４４】
その結果、第２の型板７２、７４内において、熱の分布が均一にされるので、キャビティ空間Ｃ内の樹脂を均一に冷却することができる。その結果、極薄肉のディスク基板を成形する場合、反りが発生することがなくなり、ディスク基板の品質を向上させることができる。
【００４５】
なお、本実施の形態において、断熱部として空隙６８が形成され、溝内に空気が収容されるようになっているが、空隙６８を構成する溝の全体又は一部に、第１の型板７１、７３より熱伝達性の低い断熱材料を埋めることによって断熱部を形成することができる。前記断熱材料は、例えば、樹脂に金属を混入させることによって形成され、この場合、第１の型板７１、７３は、ステンレス鋼で形成され、熱伝導率が２５〔Ｗ／ｍ・°Ｋ〕であるので、溝に埋められる断熱材料の熱伝導率は、金属の混入量を設定することによって、２５〔Ｗ／ｍ・°Ｋ〕より小さい所定の値にされる。なお、空気の熱伝導率も、２５〔Ｗ／ｍ・°Ｋ〕より小さい。そして、前記断熱材料を使用する場合、溝の位置によって熱伝動率を異ならせることができる。
【００４６】
また、本実施の形態においては、第２の型板７２、７４は、平板状の形状を有するようになっているが、第２の型板を箱状の形状を有するように作成することができる。
【００４７】
さらに、本実施の形態においては、円盤プレート１６を第１、第２の型板７１、７２によって、円盤プレート３６を第１、第２の型板７３、７４によって形成するようになっているが、円盤プレート１６及び円盤プレート３６の一方だけを第１、第２の型板で形成することができる。
【００４８】
なお、本発明は前記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。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態における鏡面盤の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるディスク成形金型の断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０ ディスク成形金型
１５ ベースプレート
１６、３６ 円盤プレート
４０ 中間プレート
６８ 空隙
７１、７３ 第１の型板
７２、７４ 第２の型板
９３、９４ 第１、第２の温調流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）第１の支持プレートと、
（ｂ）該第１の支持プレートに取り付けられた第１の鏡面盤と、
（ｃ）第２の支持プレートと、
（ｄ）該第２の支持プレートに取り付けられ、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、
（ｅ）前記第１、第２の鏡面盤のうちの少なくとも一方は、第１のプレート、及び該第１のプレートの少なくとも前面を包囲して配設された第２のプレートを備え、
（ｆ）前記第１のプレートには、前記第１の支持プレートと対向する面に温調流路が形成され、
（ｇ）前記第２のプレートには、前記第１のプレートと対向する面に、前記温調流路に対応させて断熱部が形成されることを特徴とするディスク成形金型。
【請求項２】
前記断熱部は空隙である請求項１に記載のディスク成形金型。
【請求項３】
前記断熱部の熱伝導率は２５〔Ｗ／ｍ・°Ｋ〕より小さくされる請求項１に記載のディスク成形金型。
【請求項４】
前記断熱部は、第２のプレートの前面から４〔ｍｍ〕以上で、かつ、１２〔ｍｍ〕以下の距離に形成される請求項１に記載のディスク成形金型。
【請求項５】
（ａ）第１のプレートと、
（ｂ）該第１のプレートの少なくとも前面を包囲して配設された第２のプレートとを有するとともに、
（ｃ）前記第１のプレートには支持プレートと対向する面に温調流路が形成され、
（ｄ）前記第２のプレートには第１のプレートと対向する面に、前記温調流路に対応させて断熱部が形成されることを特徴とする鏡面盤。
【請求項６】
第１のプレート、及び該第１のプレートの少なくとも前面を包囲して配設された第２のプレートを有する鏡面盤の製造方法において、
（ａ）前記第１のプレートにおける支持プレートと対向する面に温調流路を形成し、
（ｂ）前記第２のプレートにおける前記第１のプレートと対向する面に、前記温調流路に対応させて断熱部を形成することを特徴とする鏡面盤の製造方法。
【請求項１】
（ａ）第１の支持プレートと、
（ｂ）該第１の支持プレートに取り付けられた第１の鏡面盤と、
（ｃ）第２の支持プレートと、
（ｄ）該第２の支持プレートに取り付けられ、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、
（ｅ）前記第１、第２の鏡面盤のうちの少なくとも一方は、第１のプレート、及び該第１のプレートの少なくとも前面を包囲して配設された第２のプレートを備え、
（ｆ）前記第１のプレートには、前記第１の支持プレートと対向する面に温調流路が形成され、
（ｇ）前記第２のプレートには、前記第１のプレートと対向する面に、前記温調流路に対応させて断熱部が形成されることを特徴とするディスク成形金型。
【請求項２】
前記断熱部は空隙である請求項１に記載のディスク成形金型。
【請求項３】
前記断熱部の熱伝導率は２５〔Ｗ／ｍ・°Ｋ〕より小さくされる請求項１に記載のディスク成形金型。
【請求項４】
前記断熱部は、第２のプレートの前面から４〔ｍｍ〕以上で、かつ、１２〔ｍｍ〕以下の距離に形成される請求項１に記載のディスク成形金型。
【請求項５】
（ａ）第１のプレートと、
（ｂ）該第１のプレートの少なくとも前面を包囲して配設された第２のプレートとを有するとともに、
（ｃ）前記第１のプレートには支持プレートと対向する面に温調流路が形成され、
（ｄ）前記第２のプレートには第１のプレートと対向する面に、前記温調流路に対応させて断熱部が形成されることを特徴とする鏡面盤。
【請求項６】
第１のプレート、及び該第１のプレートの少なくとも前面を包囲して配設された第２のプレートを有する鏡面盤の製造方法において、
（ａ）前記第１のプレートにおける支持プレートと対向する面に温調流路を形成し、
（ｂ）前記第２のプレートにおける前記第１のプレートと対向する面に、前記温調流路に対応させて断熱部を形成することを特徴とする鏡面盤の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−２９０１６７（Ｐ２００７−２９０１６７Ａ）
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１１８０９８（Ｐ２００６−１１８０９８）
【出願日】平成１８年４月２１日（２００６．４．２１）
【出願人】（５０１４９５２３７）三菱化学メディア株式会社 (105)
【出願人】（０００１４７３５０）株式会社精工技研 (154)
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２１日（２００６．４．２１）
【出願人】（５０１４９５２３７）三菱化学メディア株式会社 (105)
【出願人】（０００１４７３５０）株式会社精工技研 (154)
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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