光ディスク基板の成形方法および射出成形機
【課題】 光ディスク基板成形用の横型の射出成形機において、成形運転中に運転を停止させることなく、Ｒ_Ｒ.Ｏを１５μｍ程度以下までに低減可能とすること。
【解決手段】 固定側金型を搭載した固定ダイプレートに対して、可動側金型を搭載した可動ダイプレートを、型締め用駆動源の駆動力により複数本のタイバーに沿って水平方向に前後進させる構成をとる、射出成形機における光ディスク基板の成形方法において、成形運転中に、成形された光ディスク基板の偏芯を測定し、運転を停止させることなく、金型内への射出・充填時の前記両金型の位置合わせ関係を変化させることにより、光ディスク基板の偏芯量を低減させる。
【解決手段】 固定側金型を搭載した固定ダイプレートに対して、可動側金型を搭載した可動ダイプレートを、型締め用駆動源の駆動力により複数本のタイバーに沿って水平方向に前後進させる構成をとる、射出成形機における光ディスク基板の成形方法において、成形運転中に、成形された光ディスク基板の偏芯を測定し、運転を停止させることなく、金型内への射出・充填時の前記両金型の位置合わせ関係を変化させることにより、光ディスク基板の偏芯量を低減させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク基板の成形方法および射出成形機に係り、特に、光ディスク基板成形用の射出成形機の成形運転中に運転を停止させることなく、光ディスク基板の偏芯を可及的に低減させる調整が可能な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクは、高密度化、高速回転化が進み、これに伴って偏芯に対する規格が厳しくなってきており、この規格を満足しないと、正常なトラッキングが行えなくなる懸念がある。
【０００３】
ここで、光ディスクの偏芯について、図１２を用いて説明する。光ディスクの偏芯とは、図１２に示すように、光ディスク基板１０１のセンター穴１０２に対する、記録面の記録開始円１０３のズレを指し、ＥＣＣ（Eccentricity）およびＲ_Ｒ.Ｏ（Radical Run Out）の２種類で表現されている。ＤＶＤ規格ができるまでは、偏芯量はＥＣＣで表現されていたが、ＤＶＤ規格より、偏芯量はＲ_Ｒ.Ｏで表現されるようになっている。よって、現在でも、ＣＤの偏芯量はＥＣＣで、ＤＶＤの偏芯量はＲ_Ｒ.Ｏはで表現されることが多い。
【０００４】
ＥＣＣ、Ｒ_Ｒ.Ｏはそれぞれ次のように定義されており、
ＥＣＣ＝ｔ
Ｒ_Ｒ.Ｏ＝Ａ−Ｂ＝２ｔ
機械的偏芯量は同じでも、Ｒ_Ｒ.ＯはＥＣＣの２倍で表わされる。
【０００５】
偏芯規格の１例として、ＤＶＤブック規格を、図１３の表図に示す。図１３での偏芯量はＲ_Ｒ.Ｏで表わされており、単位はμｍである。
【０００６】
図１３に示すように、ＤＶＤ−ＲおよびＤＶＤ−ＲＷのブック規格では、４倍速以上の書込み速度では、Ｒ_Ｒ.Ｏが４０μｍ以下であることが要求されるが、Ｒ_Ｒ.Ｏが４０μｍにギリギリ入るような値である場合には信頼性が乏しく、全品検査を余儀なくされることから、実際にはさらにシビアな値（例えば、４０μｍの規格値に対して、２５μｍ以下の値）が要求される。
【０００７】
ここで、光ディスクの上記した偏芯の発生要因としては、射出成形機が正確に製作されていることを前提とすると（つまり、可動ダイプレートと固定ダイプレートの平行度および上下真直度や、両ダイプレート同士の芯出しや、可動ダイプレートの直進性などが、高精度に確保されていることを前提とすると）、主として、
（１）スタンパー製作時のスタンパー自体の偏芯
（２）スタンパー取り付け時に生じる偏芯（スタンパー穴とスタンパーホルダー径との差により生じる偏芯）
（３）金型製作時や金型取り付け時に生じる可動側金型と固定側金型との位置合わせズレに起因する偏芯
（４）型締め時における射出成形機の主として固定ダイプレートの微小変位に起因する偏芯
が挙げられる。
【０００８】
上記の偏芯の発生要因のうち（１）〜（３）は、射出成形機の製造メーカーの立場で見ると、客先に起因する問題であり、射出成形機の製造メーカーとしては、発生要因（４）こそ解決を要求される課題である。
【０００９】
次に、偏芯の発生要因の（４）について説明する。図１４は従来の横型の射出成形機の要部構成を示しており、図１４において、１１１はベースフレーム、１１２はその下部をベースフレーム１１１に固定された固定ダイプレート、１１３は固定ダイプレート１１２に搭載された固定側金型、１１４は図示せぬトグルリンク機構により前後進駆動される可動ダイプレート、１１５は可動ダイプレート１１４に搭載された可動側金型、１１６は、固定ダイプレート１１２の４隅と図示せぬ保持プレートの４隅との間にそれぞれ架け渡らされた４本のタイバー、１１７はベースプレート１１１上に固定されたレール部材、１１８は、可動ダイプレート１１４の下部に取り付けられ、レール部材１１７上を直線運動可能な直動部材である。
【００１０】
図１４に示した構成においては、固定ダイプレート１１２はその下部をベースフレーム１１１に固定されているため、図１４に示した型締め状態では、公知のように型締めに伴うトグルリンク機構の突っ張りによりタイバー１１６が伸ばされ、このタイバー１１６の弾性回復力により型締め力を発生させるようになっているので、固定ダイプレート１１２には、タイバー１１６によって図示左行方向の力が加えられ、図１４に誇張して図示したように、固定ダイプレート１１２は固定された下側に対してその上側が変形して、これにより両金型１１３、１１５の芯がズレ、これが偏芯を発生される要因となる。
【００１１】
このため、図１５に示すように、固定ダイプレート１１２の下部にも直動部材１１８を取り付け、固定ダイプレート１１２がレール部材１１７上を直線移動できるように構成することも考えられる。このように構成すると、固定ダイプレート１１２の下側も変形することが可能となる。しかしながら、タイバー１１６による力は固定ダイプレート１１２の隅部に作用するため、固定ダイプレート１１２の隅部は、射出軸と平行な方向以外の力を受けることになるが、直動部材１１８が上記の射出軸と平行な方向以外へ変形しきれず、このため、固定ダイプレート１１２の上側の変形量に較べて、固定ダイプレート１１２の下側の変形量が小さくなることは否めず、やはり、両金型１１３、１１５の芯がズレ、偏芯を発生させる。
【００１２】
また、横型の射出成形機においては、成形運転に伴い固定ダイプレート１１２などの上側と下側とでは温度差を生じ、５℃程度の温度差は簡単に生じる。この温度差により固定ダイプレート１１２には微妙な熱膨張量の差が生じ、このことも偏芯を発生させる要因となっている。
【００１３】
そして、上記したような発生要因（４）による偏芯の方向や偏芯量は、射出成形機毎の製造上避けがたい機差（成形機の個体差、ばらつき）や、金型精度や、スタンパーの取り付け方位の如何などにより、異なったものとなっていた。
【００１４】
なお、光ディスク基板の偏芯に対する観点での技術思想は見られないが、成形品の平行度を高精度なものとするために、型締め時の各タイバーの伸び量（すなわち、タイバー張力）を個別に調整可能とした構成が、知られている（特許文献１参照）。また、同じく、光ディスク基板の偏芯に対する観点での技術思想は見られないが、横型の射出成形機において、ダイプレートの上側と下側とを、独立して温度調整可能とした構成が、知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−２１２８５９号公報
【特許文献２】特開２０００−２７１９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記したような発生要因（４）による偏芯量を低減させるためには、型締め時の各タイバーの伸び量（すなわち、タイバー張力）に微妙な差を持たせることや、固定ダイプレートの上側の温度調整と下側の温度調整とを独立させて、固定ダイプレートの上側と下側のコントロール温度に微妙な差をわざと持たせることが、有効であることを、本願発明者らは実験と経験則により見出した。
【００１６】
しかしながら、図１５に示したような構成を採用したとしても、固定ダイプレート１１２の上側の変形量に較べて、固定ダイプレート１１２の下側の変形量が小さくなって、シビアな偏芯量の要求に対しては、対処することが困難になってきている。
【００１７】
また、スタンパーを交換する毎に、偏芯量を低減させる調整を行う必要があるが、従来は、射出成形機の成形運転を停止させた状態で、各タイバーの型締め時のタイバー張力の調整を行っていたため、リトライ調整と試運転とを繰り返さなければならず、調整に多大の時間を要するものとなっていた。すなわち、成形運転を停止させると、温度変化による加熱シリンダ内の滞留樹脂の性状変化、ノズルの金型タッチ解除（射出ノズル先端を固定側金型に密着させた状態からの解除、つまりノズルバック）によるノズルの温度変化、金型温度の低下、金型を取り付けているタイプレートの温度低下などが生じ、このことにより、再運転初期時には成形が安定せず、光ディスク基板の特性が安定しない。このため、再運転を開始した後の５０〜１００ショット分の成形品は、不良とみなして廃棄せざるを得ず（いわゆる、捨てショットが必要であり）、ようやく成形が安定した状態に入っても、偏芯量が許容値を超えている場合には、再び運転を停止して調整を行うことになり、かようにリトライ調整と試運転とを繰り返すことで、偏芯量が許容範囲に収まるまでに多大の時間を要するものとなって、生産性を著しく低下させていた。
【００１８】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、光ディスク基板成形用の横型の射出成形機において、成形運転中に運転を停止させることなく、Ｒ_Ｒ.Ｏが１５μｍ程度以下までに低減可能なようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は上記した目的を達成するため、固定側金型を搭載した固定ダイプレートに対して、可動側金型を搭載した可動ダイプレートを、型締め用駆動源の駆動力により複数本のタイバーに沿って水平方向に前後進させる構成をとる射出成形機において、成形運転中に、成形された光ディスク基板の偏芯を測定し、運転を停止させることなく、金型内への射出・充填時の前記両金型の位置合わせ関係を変化させることにより、光ディスク基板の偏芯量を低減させる。
【００２０】
また、前記固定ダイプレートは全方位に対して変位可能なフリー状態で設置される。
また、型締め時に前記タイバーに発生するタイバー張力を、各タイバー毎に独立して調整可能な張力調整機構、または、前記固定ダイプレートの上部分および下部分の温度をそれぞれ独立して調整可能な温度調整機能、または、前記各タイバーにおける前記固定ダイプレート近傍の温度をそれぞれ独立して調整可能な温度調整機能、または、可動側金型または固定側金型のうちの一方をＰＬ面に沿った方向に変位させることで、両金型の相対位置関係を調整可能な金型位置調整機能の、いずれか１つを具備し、前記各タイバーのタイバー張力の調整、前記固定ダイプレートの温度調整、前記各タイバーの温度調整、前記金型位置調整の少なくとも１つを行うことにより、前記した射出・充填時の前記両金型の位置合わせ関係を変化させる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明においては、固定ダイプレートが、全方位に対して変位可能なフリー状態で設置され、各タイバーのタイバー張力の個別調整、固定ダイプレートの上側と下側の個別温度調整、各タイバーの個別温度調整、可動側金型または固定側金型のうちの一方をＰＬ面に沿った方向に変位させる金型位置調整の、少なくとも１つを行うことで、金型内への射出・充填時の前記両金型の位置合わせ関係を変化させて、光ディスク基板の偏芯量の低減調整を行い、光ディスク基板の偏芯量、Ｒ_Ｒ.Ｏを１５μｍ程度以下にまで低減させることができる。また、光ディスク基板の偏芯量をさらに低減するには、上記各調整を適宜に組み合わせて行うことも有効である。そして、上記の光ディスク基板の偏芯量の低減調整は、運転を停止させることなく、成形運転中に行われるので、調整時間を従来よりも大幅に低減することが可能となり、生産性の向上に大いに寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。なお、本発明を用いて成形される光ディスク基板は、あらゆる種類の光ディスクに適用可能であって、これらの光ディスクを列挙すると、例えば、ＭＤ、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＡＯＤ、ブルーレイディスクである。
【００２３】
図１〜図１１は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）による光ディスク基板成形用の横型の射出成形機に係り、図１は、本実施形態の射出成形機における型開閉メカニズム系の構成を簡略化して示す要部正面図である。
【００２４】
図１において、１はベースフレーム、２はベースフレーム１上に固設された平行な１対のレール部材、３は固定側金型４を搭載した固定ダイプレート、５は、型締め駆動源（型開閉駆動源）である型締め用のサーボモータ（図１では示されていない）などを搭載した保持プレート（テールストック）、６は、固定ダイプレート３の４隅と保持プレート５の４隅との間にそれぞれ架け渡らされた４本のタイバー、７は、後記する可動側金型調整機構を介して可動側金型８を搭載し、各タイバー６に挿通・案内されて前後進可能な可動ダイプレート、９は、保持プレート５に回転可能であるように保持され、型締め用のサーボモータの回転が伝達される被動プーリ、１０は、被動プーリ９と一体に回転するナット体（図示せず）と、該ナット体が螺合したボールネジ軸１０ａとを持つボールネジ機構（回転→直線運動変換機構）、１１は、その力の入力端であるクロスヘッド１１ａに、ボールネジ機構１０の直線運動部であるボールネジ軸１０ａの先端が固定され、型締め用のサーボモータにより伸張／折り畳み駆動されることにより、可動ダイプレート７を前後進させるトグルリンク機構（トグルリンク式型締め機構）、１２は、タイバー６の一端側を固定ダイプレート３に固定する締付けナット、１３は、保持プレート５に回転可能であるように保持されるとともに、タイバー６の他端側に螺合されて、保持プレート５に搭載された４つのタイバー張力調整用のサーボモータ（図１では示されていない）により、それぞれ個別に回転駆動される調整ナット体である。
【００２５】
また、１４は、固定ダイプレート３の下部に間接的に取り付けられ、レール部材２上を直線移動可能な直動部材、１５は、直動部材１４と固定ダイプレート３の下部との間に配設された自在継手機構、１６は、保持プレート５の下部に取り付けられ、レール部材２上を直線移動可能な直動部材、１７は、可動ダイプレート７の下部に取り付けられ、レール部材２上を直線移動可能な直動部材、１８は、型開閉メカニズム系の図１で左行限を規定する位置調整なストッパ部材である。
【００２６】
また、１９は、各タイバー６における固定ダイプレート３の近傍に内蔵もしくは巻装され、各タイバー６の固定ダイプレート３の近傍の温度を、個別に調整可能とするタイバー用ヒータ（シールヒータまたはバンドヒータ）である。
【００２７】
図１に示す構成において、成形運転時には、固定側金型４の図示せぬ樹脂注入口には、図示せぬ射出メカニズム系のノズルが押し付けられた状態となっている。そして、型開き状態から型閉じを行う際には、型締め用のサーボモータを所定方向に回転させて、被動プーリ９、ボールネジ機構１０を介してクロスヘッド１１ａを図１で右行方向に前進させて、トグルリンク機構１１を伸張駆動し、可動ダイプレート７を固定ダイプレート３の方向に前進駆動する。光ディスク基板の成形では、金型タッチの直前で樹脂の射出・充填を開始し、金型タッチした後、トグルリンク機構１１を完全に突っ張らせることによりタイバー６を弾性的に伸ばし、このタイバー６の弾性回復力により型締め力を発生させて、必要十分な型締め力を得るようになっている。また、型締め状態から型開きを行う際には、型締め用のサーボモータを先とは逆方向に回転させて、被動プーリ９、ボールネジ機構１０を介してクロスヘッド１１ａを図１で左行方向に後退させて、トグルリンク機構１１を折り畳み駆動し、可動ダイプレート７を固定ダイプレート３から離間する方向に後退駆動するようになっている。
【００２８】
図２は、固定ダイプレート３の下部に設けられた前記した自在継手機構１５近傍の構造を示す要部断側面図である。図２において、２１は、レール部材２上を直線移動可能な前記直動部材１４の上部に固定された担持部材、２２は固定ダイプレート３の受け座部、２３は、受け座部２２内に球面受け部材２４を介して、水平方向の全方位に回転可能であるように保持された球体、２５は、球体２３を貫通して担持部材２１に締結・固定され、担持部材２１と固定ダイプレート３とを連結する取り付けネジである。このような図２に示すような構造をとることにより、固定ダイプレート３は、それを間接的に担持するベースプレート１に対して、図１に矢印で示す射出軸の方向と平行な方向に移動可能であるとともに、自在継手機構１５により全方位に対して、微小量ではあるが変位可能となり、したがって、型締め時に、固定ダイプレート３の下部の隅部に、タイバー６により射出軸と平行な方向以外の力が作用しても、固定ダイプレート３はこれに追従した方向に、微小量ではあるが（μｍ単位のオーダーであるが）容易に弾性変位することが可能となるように、構成されている。
【００２９】
図３は、前記した保持プレート５の簡略化した側面図である。図３において、３１は保持プレートに搭載された型締め用のサーボモータ、３２はサーボモータ３１の出力軸３１ａに固着された駆動プーリ（歯付きプーリ）、３３は駆動プーリ３２と前記被動プーリ９（歯付きプーリ）とに架け回されたタイミングベルトであり、前記被動プーリ９は、型締め用のサーボモータ３１によりタイミングベルト３３を介して回転駆動されるようになっている。
【００３０】
また、３４は、保持プレート５における各タイバー６の近傍にそれぞれ搭載された４つのタイバー張力調整用のサーボモータ、３５は、サーボモータ３４の出力軸３４ａに固着され、前記調整ナット体１３の外周に一体に形成されたギヤ部と噛み合う駆動ギヤであり、各調整ナット体１３は、成形品である光ディスク基板の偏芯を修正する際には、それぞれに対応するタイバー張力調整用のサーボモータ３４によって個別に回転駆動され、これによって、各タイバー６の型締め時のタイバー張力が個別に調整可能となっている。なお、各調整ナット体１３および各タイバー張力調整用のサーボモータ３４は、射出成形機において公知の型厚調整（ダイハイト調整）用の部材としても機能するようになっていて、型厚調整の際には、４つのタイバー張力調整用のサーボモータ３４は、同時に同期して、同一方向に、同一量だけ回転駆動されるようになっている。
【００３１】
図４は、前記した固定ダイプレート３の温度調整装置を示す説明図である。本実施形態では、固定ダイプレート３内には、固定ダイプレート３の上半分の温度制御を行うための冷媒が循環するための冷媒通路４１Ａが設けられており、この冷媒通路４１Ａは第１の冷媒温調部４２Ａに連なっていて、冷媒通路４１Ａ内の冷媒の温度は、第１の冷媒温調部４２Ａによりコントロールされるようになっている。また、同じく、固定ダイプレート３内には、固定ダイプレート３の下半分の温度制御を行うための冷媒が循環するための冷媒通路４１Ｂが設けられており、この冷媒通路４１Ｂは第２の冷媒温調部４２Ｂに連なっていて、冷媒通路４１Ｂ内の冷媒の温度は、第２の冷媒温調部４２Ｂによりコントロールされるようになっている。すなわち、本実施形態では、成形運転時に樹脂により加熱される固定ダイプレート３の温度を、上側と下側とでそれぞれ独立して可変制御可能なようになっている。
【００３２】
図５、図６は、可動ダイプレート７の垂直面に沿った方向に、可動側金型８を変位可能とする、前記した可動側金型調整機構を示す図である。図５、図６において、４３は、可動ダイプレート７に固定された第１レール部材、４４は、第１レール部材４３上を直線移動可能な第１直動部材、４５は、第１直動部材４４上に固定され、第１レール部材４３と直交する第２レール部材、４６は、第２レール部材４５上を直線移動可能であると共に、可動側金型８に固定された第２直動部材、４７は、可動ダイプレート７に搭載された第１サーボモータ、４８は、第１サーボモータ４７により駆動される第１ボールネジ機構、４９は、可動ダイプレート７に搭載された第２サーボモータ、５０は、第２サーボモータ４９により回転駆動される第２ボールネジ機構である。
【００３３】
第１サーボモータ４７は、第１ボールネジ機構４８のボールネジ軸４８ａを回転駆動し、ボールネジ軸４８ａの回転で直線移動する第１ボールネジ機構４８のナット体４８ｂは、図６では簡略化してあるが、一対の第２レール部材４５に取り付けられている。そして、第１サーボモータ４７の回転によって、一対の第２レール部材４５が可動ダイプレート７に対して直線駆動され、これによって、第２レール部材４５と一体の第１直動部材４４が第１レール部材４３上を移動することにより、可動側金型８が可動ダイプレート７に対して第１の方向に直線駆動されるようになっている。また、第２サーボモータ４９は、第２ボールネジ機構５０のボールネジ軸５０ａを回転駆動し、ボールネジ軸５０ａの回転で直線移動する第２ボールネジ機構５０のナット体５０ｂは、図６では簡略化してあるが、可動側金型８に取り付けられている。そして、第２サーボモータ４９の回転によって、可動側金型８が直線駆動され、可動側金型８と一体となって移動する第２直動部材が第２レール部材４５上を移動することにより、可動側金型８が可動ダイプレート７に対して、第１の方向と直交する第２の方向に直線駆動されるようになっている。
【００３４】
本実施形態では、図５、図６に示したような可動側金型調整機構によって、可動側金型８を可動ダイプレート７の垂直面に沿う全方位に移動させることで、すなわち、言い換えるなら、可動側金型８をＰＬ面（金型パーティングライン面）に沿った全方向に変位させることで、固定側金型４と可動側金型８とのＰＬ面に沿った方向の相対位置関係を調整可能としている。
【００３５】
なお、ここでは、可動側金型８のＰＬ面に沿った方向への移動を例にとったが、固定側金型４の方を、ＰＬ面に沿った方向へ移動可能とした構成を採用してもよい。
【００３６】
図７は、本実施形態の射出成形機において、光ディスク基板の偏芯を修正（低減）するための制御系の構成を示すブロック図である。図７において、５１は、作業者（オペレータ）による偏芯発生情報（例えば、スタンパーの最上位置（天の位置）を基準方位として、どの方位にどれだけの偏芯量が発生したかという情報）の入力を受け付けて、経験則によって構築された偏芯修正アルゴリズムにしたがった指示を出力する射出成形機の上位制御装置、５２は、上位制御装置５１からの指示にしたがった調整制御を行う偏芯修正制御部、５３は、各タイバー６の型締め時のタイバー張力を調整するための偏芯修正制御部５２内のタイバー張力調整部、５４は、固定ダイプレート３の上側と下側の温度調整を行うための偏芯修正制御部５２内の固定ダイプレート温度調整部、５５は、各タイバー６における固定ダイプレート３近傍の温度調整を行うための偏芯修正制御部５２内のタイバー温度調整部、５６は、可動側金型８をＰＬ面に沿った方向に変位させて両金型４、８のＰＬ面に沿った方向の相対位置関係の調整を行うための偏芯修正制御部５２内の可動側金型調整部、５７は、タイバー張力調整部５３からの制御出力に応じて、前記４つのタイバー張力調整用のサーボモータ３４をそれぞれ個別に駆動制御する４つのモータドライバ、５８Ａ、５８Ｂは、固定ダイプレート温度調整部５４からの制御出力に応じて、前記第１、第２の冷媒通路４１Ａ、４１Ｂ内の冷媒の温度を制御するための、前記第１、第２の冷媒温調部４２Ａ、４２Ｂ内の冷媒用ヒータ５９Ａ、５９Ｂを、それぞれ個別に駆動制御するヒータドライバ、６０は、タイバー温度調整部５５からの制御出力に応じて、前記４つのタイバー用ヒータ１９をそれぞれ個別に駆動制御する４つのヒータドライバ、６１Ａ、６１Ｂは、可動側金型調整部５６からの制御出力に応じて、前記した可動側金型調整機構の第１、第２サーボモータ４７、４９をそれぞれ個別に駆動制御する２つのモータドライバである。
【００３７】
本実施形態では、成形運転により成形された光ディスク基板の偏芯の方位と偏芯量を、作業者がキー入力装置やタッチパネルを用いて入力すると、上位制御装置５１は、タイバー張力調整部５３、固定ダイプレート温度調整部５４、タイバー温度調整部５５、可動側金型調整部５６の何れか１つを優先選択して、連続成形運転を停止させることなく、偏芯修正を行わせる。ここでは、例えば、タイバー張力調整部５３により偏芯修正を行わせる場合は、作業者から入力された偏芯の方位と偏芯量から、前記タイバー張力調整部５３は、前記４つのタイバー張力調整用サーボモータをそれぞれ駆動するモータドライバに対して、それぞれどれだけ回転駆動するかを決定し回転駆動指令を演算する。そして、マシン（射出成形機）が成形運転中の型開き状態から型閉じ動作に入るまでに前記回転駆動指令をそれぞれのモータドライバに対して指令し、タイバー張力調整用サーボモータを所定量駆動する。それによって、作業者から入力された偏芯の方位と偏芯量に基づいた各タイバーの張力に調整されることになる。その後、型閉じが完了して射出成形が行われ、取り出された光ディスク基板の偏芯の方位と偏芯量が作業者により測定される。そしてこれにより、Ｒ_Ｒ.Ｏが１５μｍ以下まで低減されたことが作業者により確認されて、この旨が入力されると、偏芯修正の動作を終了させるが、当初よりも偏芯は改善されたが、なおも偏芯の修正が必要である場合には、作業者により入力された新たな偏芯の方位と偏芯量に応じて、上位制御装置５１は、固定ダイプレート温度調整部５４またはタイバー温度調整部５５または可動側金型調整部５６により偏芯修正を行わせる。本願発明者らの実験によれば、上記のようなタイバー張力調整部５３による偏芯修正により、Ｒ_Ｒ.Ｏは１５μｍ以下まで低減することが可能であることが確認された。しかし、Ｒ_Ｒ.Ｏをさらに低減するには、あるいは、より迅速に低減するには、タイバー張力調整部５３、固定ダイプレート温度調整部５４、タイバー温度調整部５５、可動側金型調整部５６による偏芯修正を適宜に組み合わせて同時に実行することも有効であり、また、１回目の偏芯修正を、タイバー張力調整部５３のみで行った後、２回目の偏芯修正を、タイバー張力調整部５３と、固定ダイプレート温度調整部５４またはタイバー温度調整部５５または可動側金型調整部５６との、組み合わせで行うことも有効である。
【００３８】
図８〜図１１は、タイバー張力の調整によって偏芯量を低減させる様子を模式的に示している。図８は、各タイバー６の張力がそれぞれ１００％であるときに、ディスク基板７１に偏芯がない理想形を示している。図９は、各タイバー６の張力がそれぞれ１００％であるときに、図９で天を０度として右回りに３６０度の方位をとったときに、９０度方向にＥＣＣで１５μｍの偏芯量があった場合を示している。この場合には、図９に示すように左上と左下のタイバー６の張力を１００％から９３％に調整することで、偏芯はなくなる。また、図１０は、各タイバー６の張力がそれぞれ１００％であるときに、４５度の方向に偏芯があり、図示で水平、垂直方向にそれぞれ１５μｍの偏芯ズレがあった場合を示している。この場合には、左下と右下のタイバー６の張力を１００％から９８％に調整し、左下のタイバー６の張力を１００％から９０％に調整することで、偏芯はなくなる。また、図１１は、各タイバー６の張力がそれぞれ１００％であるときに、６３度の方向に偏芯があり、図示で水平方向に１６μｍ、垂直方向に７μｍの偏芯ズレがあった場合を示している。この場合には、右下のタイバー６の張力を１００％から９８％に調整し、左上の帯パー６の張力を１００％から９５％に調整し、左下のタイバー６の張力を１００％から９２％に調整することで、偏芯はなくなる。このように、４本のタイバー６の張力を、偏芯の方向と、水平、垂直方向の偏芯ズレの量に応じて、適宜に調整することで、偏芯をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係るディスク成形用の横型の射出成形機における、型開閉メカニズム系の構成を簡略化して示す要部正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るディスク成形用の横型の射出成形機における、固定ダイプレートの下部に設けられた自在継手機構近傍の構造を示す要部断側面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るディスク成形用の横型の射出成形機における、保持プレートの簡略化した側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るディスク成形用の横型の射出成形機における、固定ダイプレートの温度調整装置を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るディスク成形用の横型の射出成形機における、可動側金型調整機構を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るディスク成形用の横型の射出成形機における、可動側金型調整機構を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るディスク成形用の横型の射出成形機における、光ディスク基板の偏芯を修正（低減）するための制御系の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るディスク成形用の横型の射出成形機における、タイバー張力の調整によって偏芯量を低減させる様子を模式的に示す説明図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るディスク成形用の横型の射出成形機における、タイバー張力の調整によって偏芯量を低減させる様子を模式的に示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るディスク成形用の横型の射出成形機における、タイバー張力の調整によって偏芯量を低減させる様子を模式的に示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るディスク成形用の横型の射出成形機における、タイバー張力の調整によって偏芯量を低減させる様子を模式的に示す説明図である。
【図１２】光ディスクの偏芯の定義の説明図である。
【図１３】ＤＶＤブック規格の偏芯量を示す表図である。
【図１４】従来の横型の射出成形機における、型締め時の固定ダイプレートの変形の１例を示す説明図である。
【図１５】従来の横型の射出成形機における、型締め時の固定ダイプレートの変形の他の１例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ ベースフレーム
２ レール部材
３ 固定ダイプレート
４ 固定側金型
５ 保持プレート
６ タイバー
７ 可動ダイプレート
８ 可動側金型
９ 被動プーリ
１０ ボールネジ機構
１０ａ ボールネジ軸
１１ トグルリンク機構
１１ａ クロスヘッド
１２ 締付けナット
１３ 調整ナット体
１４ 直動部材
１５ 自在継手機構
１６ 直動部材
１７ 直動部材
１８ ストッパ部材
１９ タイバー用ヒータ
２１ 担持部材
２２ 受け座部
２３ 球体
２４ 球面受け部材
２５ 取り付けネジ
３１ 型締め用のサーボモータ
３１ａ 出力軸
３２ 駆動プーリ
３３ タイミングベルト
３４ タイバー張力調整用のサーボモータ
３４ａ 出力軸
３５ 駆動ギヤ
４１Ａ、４１Ｂ 冷媒通路
４２Ａ 第１の冷媒温調部
４２Ｂ 第２の冷媒温調部
４３ 第１レール部材
４４ 第１直動部材
４５ 第２レール部材
４６ 第２直動部材
４７ 第１サーボモータ
４８ 第１ボールネジ機構
４８ａ ボールネジ軸
４８ｂ ナット体
４９ 第２サーボモータ
５０ 第２ボールネジ機構
５０ａ ボールネジ軸
５０ｂ ナット体
５１ 上位制御装置
５２ 偏芯修正制御部
５３ タイバー張力調整部
５４ 固定ダイプレート温度調整部
５５ タイバー温度調整部
５６ 可動側金型調整部
５７ モータドライバ
５８Ａ、５８Ｂ ヒータドライバ
５９Ａ、５９Ｂ 冷媒用ヒータ
６０ ヒータドライバ
６１Ａ、６１Ｂ モータドライバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク基板の成形方法および射出成形機に係り、特に、光ディスク基板成形用の射出成形機の成形運転中に運転を停止させることなく、光ディスク基板の偏芯を可及的に低減させる調整が可能な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクは、高密度化、高速回転化が進み、これに伴って偏芯に対する規格が厳しくなってきており、この規格を満足しないと、正常なトラッキングが行えなくなる懸念がある。
【０００３】
ここで、光ディスクの偏芯について、図１２を用いて説明する。光ディスクの偏芯とは、図１２に示すように、光ディスク基板１０１のセンター穴１０２に対する、記録面の記録開始円１０３のズレを指し、ＥＣＣ（Eccentricity）およびＲ_Ｒ.Ｏ（Radical Run Out）の２種類で表現されている。ＤＶＤ規格ができるまでは、偏芯量はＥＣＣで表現されていたが、ＤＶＤ規格より、偏芯量はＲ_Ｒ.Ｏで表現されるようになっている。よって、現在でも、ＣＤの偏芯量はＥＣＣで、ＤＶＤの偏芯量はＲ_Ｒ.Ｏはで表現されることが多い。
【０００４】
ＥＣＣ、Ｒ_Ｒ.Ｏはそれぞれ次のように定義されており、
ＥＣＣ＝ｔ
Ｒ_Ｒ.Ｏ＝Ａ−Ｂ＝２ｔ
機械的偏芯量は同じでも、Ｒ_Ｒ.ＯはＥＣＣの２倍で表わされる。
【０００５】
偏芯規格の１例として、ＤＶＤブック規格を、図１３の表図に示す。図１３での偏芯量はＲ_Ｒ.Ｏで表わされており、単位はμｍである。
【０００６】
図１３に示すように、ＤＶＤ−ＲおよびＤＶＤ−ＲＷのブック規格では、４倍速以上の書込み速度では、Ｒ_Ｒ.Ｏが４０μｍ以下であることが要求されるが、Ｒ_Ｒ.Ｏが４０μｍにギリギリ入るような値である場合には信頼性が乏しく、全品検査を余儀なくされることから、実際にはさらにシビアな値（例えば、４０μｍの規格値に対して、２５μｍ以下の値）が要求される。
【０００７】
ここで、光ディスクの上記した偏芯の発生要因としては、射出成形機が正確に製作されていることを前提とすると（つまり、可動ダイプレートと固定ダイプレートの平行度および上下真直度や、両ダイプレート同士の芯出しや、可動ダイプレートの直進性などが、高精度に確保されていることを前提とすると）、主として、
（１）スタンパー製作時のスタンパー自体の偏芯
（２）スタンパー取り付け時に生じる偏芯（スタンパー穴とスタンパーホルダー径との差により生じる偏芯）
（３）金型製作時や金型取り付け時に生じる可動側金型と固定側金型との位置合わせズレに起因する偏芯
（４）型締め時における射出成形機の主として固定ダイプレートの微小変位に起因する偏芯
が挙げられる。
【０００８】
上記の偏芯の発生要因のうち（１）〜（３）は、射出成形機の製造メーカーの立場で見ると、客先に起因する問題であり、射出成形機の製造メーカーとしては、発生要因（４）こそ解決を要求される課題である。
【０００９】
次に、偏芯の発生要因の（４）について説明する。図１４は従来の横型の射出成形機の要部構成を示しており、図１４において、１１１はベースフレーム、１１２はその下部をベースフレーム１１１に固定された固定ダイプレート、１１３は固定ダイプレート１１２に搭載された固定側金型、１１４は図示せぬトグルリンク機構により前後進駆動される可動ダイプレート、１１５は可動ダイプレート１１４に搭載された可動側金型、１１６は、固定ダイプレート１１２の４隅と図示せぬ保持プレートの４隅との間にそれぞれ架け渡らされた４本のタイバー、１１７はベースプレート１１１上に固定されたレール部材、１１８は、可動ダイプレート１１４の下部に取り付けられ、レール部材１１７上を直線運動可能な直動部材である。
【００１０】
図１４に示した構成においては、固定ダイプレート１１２はその下部をベースフレーム１１１に固定されているため、図１４に示した型締め状態では、公知のように型締めに伴うトグルリンク機構の突っ張りによりタイバー１１６が伸ばされ、このタイバー１１６の弾性回復力により型締め力を発生させるようになっているので、固定ダイプレート１１２には、タイバー１１６によって図示左行方向の力が加えられ、図１４に誇張して図示したように、固定ダイプレート１１２は固定された下側に対してその上側が変形して、これにより両金型１１３、１１５の芯がズレ、これが偏芯を発生される要因となる。
【００１１】
このため、図１５に示すように、固定ダイプレート１１２の下部にも直動部材１１８を取り付け、固定ダイプレート１１２がレール部材１１７上を直線移動できるように構成することも考えられる。このように構成すると、固定ダイプレート１１２の下側も変形することが可能となる。しかしながら、タイバー１１６による力は固定ダイプレート１１２の隅部に作用するため、固定ダイプレート１１２の隅部は、射出軸と平行な方向以外の力を受けることになるが、直動部材１１８が上記の射出軸と平行な方向以外へ変形しきれず、このため、固定ダイプレート１１２の上側の変形量に較べて、固定ダイプレート１１２の下側の変形量が小さくなることは否めず、やはり、両金型１１３、１１５の芯がズレ、偏芯を発生させる。
【００１２】
また、横型の射出成形機においては、成形運転に伴い固定ダイプレート１１２などの上側と下側とでは温度差を生じ、５℃程度の温度差は簡単に生じる。この温度差により固定ダイプレート１１２には微妙な熱膨張量の差が生じ、このことも偏芯を発生させる要因となっている。
【００１３】
そして、上記したような発生要因（４）による偏芯の方向や偏芯量は、射出成形機毎の製造上避けがたい機差（成形機の個体差、ばらつき）や、金型精度や、スタンパーの取り付け方位の如何などにより、異なったものとなっていた。
【００１４】
なお、光ディスク基板の偏芯に対する観点での技術思想は見られないが、成形品の平行度を高精度なものとするために、型締め時の各タイバーの伸び量（すなわち、タイバー張力）を個別に調整可能とした構成が、知られている（特許文献１参照）。また、同じく、光ディスク基板の偏芯に対する観点での技術思想は見られないが、横型の射出成形機において、ダイプレートの上側と下側とを、独立して温度調整可能とした構成が、知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−２１２８５９号公報
【特許文献２】特開２０００−２７１９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記したような発生要因（４）による偏芯量を低減させるためには、型締め時の各タイバーの伸び量（すなわち、タイバー張力）に微妙な差を持たせることや、固定ダイプレートの上側の温度調整と下側の温度調整とを独立させて、固定ダイプレートの上側と下側のコントロール温度に微妙な差をわざと持たせることが、有効であることを、本願発明者らは実験と経験則により見出した。
【００１６】
しかしながら、図１５に示したような構成を採用したとしても、固定ダイプレート１１２の上側の変形量に較べて、固定ダイプレート１１２の下側の変形量が小さくなって、シビアな偏芯量の要求に対しては、対処することが困難になってきている。
【００１７】
また、スタンパーを交換する毎に、偏芯量を低減させる調整を行う必要があるが、従来は、射出成形機の成形運転を停止させた状態で、各タイバーの型締め時のタイバー張力の調整を行っていたため、リトライ調整と試運転とを繰り返さなければならず、調整に多大の時間を要するものとなっていた。すなわち、成形運転を停止させると、温度変化による加熱シリンダ内の滞留樹脂の性状変化、ノズルの金型タッチ解除（射出ノズル先端を固定側金型に密着させた状態からの解除、つまりノズルバック）によるノズルの温度変化、金型温度の低下、金型を取り付けているタイプレートの温度低下などが生じ、このことにより、再運転初期時には成形が安定せず、光ディスク基板の特性が安定しない。このため、再運転を開始した後の５０〜１００ショット分の成形品は、不良とみなして廃棄せざるを得ず（いわゆる、捨てショットが必要であり）、ようやく成形が安定した状態に入っても、偏芯量が許容値を超えている場合には、再び運転を停止して調整を行うことになり、かようにリトライ調整と試運転とを繰り返すことで、偏芯量が許容範囲に収まるまでに多大の時間を要するものとなって、生産性を著しく低下させていた。
【００１８】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、光ディスク基板成形用の横型の射出成形機において、成形運転中に運転を停止させることなく、Ｒ_Ｒ.Ｏが１５μｍ程度以下までに低減可能なようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は上記した目的を達成するため、固定側金型を搭載した固定ダイプレートに対して、可動側金型を搭載した可動ダイプレートを、型締め用駆動源の駆動力により複数本のタイバーに沿って水平方向に前後進させる構成をとる射出成形機において、成形運転中に、成形された光ディスク基板の偏芯を測定し、運転を停止させることなく、金型内への射出・充填時の前記両金型の位置合わせ関係を変化させることにより、光ディスク基板の偏芯量を低減させる。
【００２０】
また、前記固定ダイプレートは全方位に対して変位可能なフリー状態で設置される。
また、型締め時に前記タイバーに発生するタイバー張力を、各タイバー毎に独立して調整可能な張力調整機構、または、前記固定ダイプレートの上部分および下部分の温度をそれぞれ独立して調整可能な温度調整機能、または、前記各タイバーにおける前記固定ダイプレート近傍の温度をそれぞれ独立して調整可能な温度調整機能、または、可動側金型または固定側金型のうちの一方をＰＬ面に沿った方向に変位させることで、両金型の相対位置関係を調整可能な金型位置調整機能の、いずれか１つを具備し、前記各タイバーのタイバー張力の調整、前記固定ダイプレートの温度調整、前記各タイバーの温度調整、前記金型位置調整の少なくとも１つを行うことにより、前記した射出・充填時の前記両金型の位置合わせ関係を変化させる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明においては、固定ダイプレートが、全方位に対して変位可能なフリー状態で設置され、各タイバーのタイバー張力の個別調整、固定ダイプレートの上側と下側の個別温度調整、各タイバーの個別温度調整、可動側金型または固定側金型のうちの一方をＰＬ面に沿った方向に変位させる金型位置調整の、少なくとも１つを行うことで、金型内への射出・充填時の前記両金型の位置合わせ関係を変化させて、光ディスク基板の偏芯量の低減調整を行い、光ディスク基板の偏芯量、Ｒ_Ｒ.Ｏを１５μｍ程度以下にまで低減させることができる。また、光ディスク基板の偏芯量をさらに低減するには、上記各調整を適宜に組み合わせて行うことも有効である。そして、上記の光ディスク基板の偏芯量の低減調整は、運転を停止させることなく、成形運転中に行われるので、調整時間を従来よりも大幅に低減することが可能となり、生産性の向上に大いに寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。なお、本発明を用いて成形される光ディスク基板は、あらゆる種類の光ディスクに適用可能であって、これらの光ディスクを列挙すると、例えば、ＭＤ、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＡＯＤ、ブルーレイディスクである。
【００２３】
図１〜図１１は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）による光ディスク基板成形用の横型の射出成形機に係り、図１は、本実施形態の射出成形機における型開閉メカニズム系の構成を簡略化して示す要部正面図である。
【００２４】
図１において、１はベースフレーム、２はベースフレーム１上に固設された平行な１対のレール部材、３は固定側金型４を搭載した固定ダイプレート、５は、型締め駆動源（型開閉駆動源）である型締め用のサーボモータ（図１では示されていない）などを搭載した保持プレート（テールストック）、６は、固定ダイプレート３の４隅と保持プレート５の４隅との間にそれぞれ架け渡らされた４本のタイバー、７は、後記する可動側金型調整機構を介して可動側金型８を搭載し、各タイバー６に挿通・案内されて前後進可能な可動ダイプレート、９は、保持プレート５に回転可能であるように保持され、型締め用のサーボモータの回転が伝達される被動プーリ、１０は、被動プーリ９と一体に回転するナット体（図示せず）と、該ナット体が螺合したボールネジ軸１０ａとを持つボールネジ機構（回転→直線運動変換機構）、１１は、その力の入力端であるクロスヘッド１１ａに、ボールネジ機構１０の直線運動部であるボールネジ軸１０ａの先端が固定され、型締め用のサーボモータにより伸張／折り畳み駆動されることにより、可動ダイプレート７を前後進させるトグルリンク機構（トグルリンク式型締め機構）、１２は、タイバー６の一端側を固定ダイプレート３に固定する締付けナット、１３は、保持プレート５に回転可能であるように保持されるとともに、タイバー６の他端側に螺合されて、保持プレート５に搭載された４つのタイバー張力調整用のサーボモータ（図１では示されていない）により、それぞれ個別に回転駆動される調整ナット体である。
【００２５】
また、１４は、固定ダイプレート３の下部に間接的に取り付けられ、レール部材２上を直線移動可能な直動部材、１５は、直動部材１４と固定ダイプレート３の下部との間に配設された自在継手機構、１６は、保持プレート５の下部に取り付けられ、レール部材２上を直線移動可能な直動部材、１７は、可動ダイプレート７の下部に取り付けられ、レール部材２上を直線移動可能な直動部材、１８は、型開閉メカニズム系の図１で左行限を規定する位置調整なストッパ部材である。
【００２６】
また、１９は、各タイバー６における固定ダイプレート３の近傍に内蔵もしくは巻装され、各タイバー６の固定ダイプレート３の近傍の温度を、個別に調整可能とするタイバー用ヒータ（シールヒータまたはバンドヒータ）である。
【００２７】
図１に示す構成において、成形運転時には、固定側金型４の図示せぬ樹脂注入口には、図示せぬ射出メカニズム系のノズルが押し付けられた状態となっている。そして、型開き状態から型閉じを行う際には、型締め用のサーボモータを所定方向に回転させて、被動プーリ９、ボールネジ機構１０を介してクロスヘッド１１ａを図１で右行方向に前進させて、トグルリンク機構１１を伸張駆動し、可動ダイプレート７を固定ダイプレート３の方向に前進駆動する。光ディスク基板の成形では、金型タッチの直前で樹脂の射出・充填を開始し、金型タッチした後、トグルリンク機構１１を完全に突っ張らせることによりタイバー６を弾性的に伸ばし、このタイバー６の弾性回復力により型締め力を発生させて、必要十分な型締め力を得るようになっている。また、型締め状態から型開きを行う際には、型締め用のサーボモータを先とは逆方向に回転させて、被動プーリ９、ボールネジ機構１０を介してクロスヘッド１１ａを図１で左行方向に後退させて、トグルリンク機構１１を折り畳み駆動し、可動ダイプレート７を固定ダイプレート３から離間する方向に後退駆動するようになっている。
【００２８】
図２は、固定ダイプレート３の下部に設けられた前記した自在継手機構１５近傍の構造を示す要部断側面図である。図２において、２１は、レール部材２上を直線移動可能な前記直動部材１４の上部に固定された担持部材、２２は固定ダイプレート３の受け座部、２３は、受け座部２２内に球面受け部材２４を介して、水平方向の全方位に回転可能であるように保持された球体、２５は、球体２３を貫通して担持部材２１に締結・固定され、担持部材２１と固定ダイプレート３とを連結する取り付けネジである。このような図２に示すような構造をとることにより、固定ダイプレート３は、それを間接的に担持するベースプレート１に対して、図１に矢印で示す射出軸の方向と平行な方向に移動可能であるとともに、自在継手機構１５により全方位に対して、微小量ではあるが変位可能となり、したがって、型締め時に、固定ダイプレート３の下部の隅部に、タイバー６により射出軸と平行な方向以外の力が作用しても、固定ダイプレート３はこれに追従した方向に、微小量ではあるが（μｍ単位のオーダーであるが）容易に弾性変位することが可能となるように、構成されている。
【００２９】
図３は、前記した保持プレート５の簡略化した側面図である。図３において、３１は保持プレートに搭載された型締め用のサーボモータ、３２はサーボモータ３１の出力軸３１ａに固着された駆動プーリ（歯付きプーリ）、３３は駆動プーリ３２と前記被動プーリ９（歯付きプーリ）とに架け回されたタイミングベルトであり、前記被動プーリ９は、型締め用のサーボモータ３１によりタイミングベルト３３を介して回転駆動されるようになっている。
【００３０】
また、３４は、保持プレート５における各タイバー６の近傍にそれぞれ搭載された４つのタイバー張力調整用のサーボモータ、３５は、サーボモータ３４の出力軸３４ａに固着され、前記調整ナット体１３の外周に一体に形成されたギヤ部と噛み合う駆動ギヤであり、各調整ナット体１３は、成形品である光ディスク基板の偏芯を修正する際には、それぞれに対応するタイバー張力調整用のサーボモータ３４によって個別に回転駆動され、これによって、各タイバー６の型締め時のタイバー張力が個別に調整可能となっている。なお、各調整ナット体１３および各タイバー張力調整用のサーボモータ３４は、射出成形機において公知の型厚調整（ダイハイト調整）用の部材としても機能するようになっていて、型厚調整の際には、４つのタイバー張力調整用のサーボモータ３４は、同時に同期して、同一方向に、同一量だけ回転駆動されるようになっている。
【００３１】
図４は、前記した固定ダイプレート３の温度調整装置を示す説明図である。本実施形態では、固定ダイプレート３内には、固定ダイプレート３の上半分の温度制御を行うための冷媒が循環するための冷媒通路４１Ａが設けられており、この冷媒通路４１Ａは第１の冷媒温調部４２Ａに連なっていて、冷媒通路４１Ａ内の冷媒の温度は、第１の冷媒温調部４２Ａによりコントロールされるようになっている。また、同じく、固定ダイプレート３内には、固定ダイプレート３の下半分の温度制御を行うための冷媒が循環するための冷媒通路４１Ｂが設けられており、この冷媒通路４１Ｂは第２の冷媒温調部４２Ｂに連なっていて、冷媒通路４１Ｂ内の冷媒の温度は、第２の冷媒温調部４２Ｂによりコントロールされるようになっている。すなわち、本実施形態では、成形運転時に樹脂により加熱される固定ダイプレート３の温度を、上側と下側とでそれぞれ独立して可変制御可能なようになっている。
【００３２】
図５、図６は、可動ダイプレート７の垂直面に沿った方向に、可動側金型８を変位可能とする、前記した可動側金型調整機構を示す図である。図５、図６において、４３は、可動ダイプレート７に固定された第１レール部材、４４は、第１レール部材４３上を直線移動可能な第１直動部材、４５は、第１直動部材４４上に固定され、第１レール部材４３と直交する第２レール部材、４６は、第２レール部材４５上を直線移動可能であると共に、可動側金型８に固定された第２直動部材、４７は、可動ダイプレート７に搭載された第１サーボモータ、４８は、第１サーボモータ４７により駆動される第１ボールネジ機構、４９は、可動ダイプレート７に搭載された第２サーボモータ、５０は、第２サーボモータ４９により回転駆動される第２ボールネジ機構である。
【００３３】
第１サーボモータ４７は、第１ボールネジ機構４８のボールネジ軸４８ａを回転駆動し、ボールネジ軸４８ａの回転で直線移動する第１ボールネジ機構４８のナット体４８ｂは、図６では簡略化してあるが、一対の第２レール部材４５に取り付けられている。そして、第１サーボモータ４７の回転によって、一対の第２レール部材４５が可動ダイプレート７に対して直線駆動され、これによって、第２レール部材４５と一体の第１直動部材４４が第１レール部材４３上を移動することにより、可動側金型８が可動ダイプレート７に対して第１の方向に直線駆動されるようになっている。また、第２サーボモータ４９は、第２ボールネジ機構５０のボールネジ軸５０ａを回転駆動し、ボールネジ軸５０ａの回転で直線移動する第２ボールネジ機構５０のナット体５０ｂは、図６では簡略化してあるが、可動側金型８に取り付けられている。そして、第２サーボモータ４９の回転によって、可動側金型８が直線駆動され、可動側金型８と一体となって移動する第２直動部材が第２レール部材４５上を移動することにより、可動側金型８が可動ダイプレート７に対して、第１の方向と直交する第２の方向に直線駆動されるようになっている。
【００３４】
本実施形態では、図５、図６に示したような可動側金型調整機構によって、可動側金型８を可動ダイプレート７の垂直面に沿う全方位に移動させることで、すなわち、言い換えるなら、可動側金型８をＰＬ面（金型パーティングライン面）に沿った全方向に変位させることで、固定側金型４と可動側金型８とのＰＬ面に沿った方向の相対位置関係を調整可能としている。
【００３５】
なお、ここでは、可動側金型８のＰＬ面に沿った方向への移動を例にとったが、固定側金型４の方を、ＰＬ面に沿った方向へ移動可能とした構成を採用してもよい。
【００３６】
図７は、本実施形態の射出成形機において、光ディスク基板の偏芯を修正（低減）するための制御系の構成を示すブロック図である。図７において、５１は、作業者（オペレータ）による偏芯発生情報（例えば、スタンパーの最上位置（天の位置）を基準方位として、どの方位にどれだけの偏芯量が発生したかという情報）の入力を受け付けて、経験則によって構築された偏芯修正アルゴリズムにしたがった指示を出力する射出成形機の上位制御装置、５２は、上位制御装置５１からの指示にしたがった調整制御を行う偏芯修正制御部、５３は、各タイバー６の型締め時のタイバー張力を調整するための偏芯修正制御部５２内のタイバー張力調整部、５４は、固定ダイプレート３の上側と下側の温度調整を行うための偏芯修正制御部５２内の固定ダイプレート温度調整部、５５は、各タイバー６における固定ダイプレート３近傍の温度調整を行うための偏芯修正制御部５２内のタイバー温度調整部、５６は、可動側金型８をＰＬ面に沿った方向に変位させて両金型４、８のＰＬ面に沿った方向の相対位置関係の調整を行うための偏芯修正制御部５２内の可動側金型調整部、５７は、タイバー張力調整部５３からの制御出力に応じて、前記４つのタイバー張力調整用のサーボモータ３４をそれぞれ個別に駆動制御する４つのモータドライバ、５８Ａ、５８Ｂは、固定ダイプレート温度調整部５４からの制御出力に応じて、前記第１、第２の冷媒通路４１Ａ、４１Ｂ内の冷媒の温度を制御するための、前記第１、第２の冷媒温調部４２Ａ、４２Ｂ内の冷媒用ヒータ５９Ａ、５９Ｂを、それぞれ個別に駆動制御するヒータドライバ、６０は、タイバー温度調整部５５からの制御出力に応じて、前記４つのタイバー用ヒータ１９をそれぞれ個別に駆動制御する４つのヒータドライバ、６１Ａ、６１Ｂは、可動側金型調整部５６からの制御出力に応じて、前記した可動側金型調整機構の第１、第２サーボモータ４７、４９をそれぞれ個別に駆動制御する２つのモータドライバである。
【００３７】
本実施形態では、成形運転により成形された光ディスク基板の偏芯の方位と偏芯量を、作業者がキー入力装置やタッチパネルを用いて入力すると、上位制御装置５１は、タイバー張力調整部５３、固定ダイプレート温度調整部５４、タイバー温度調整部５５、可動側金型調整部５６の何れか１つを優先選択して、連続成形運転を停止させることなく、偏芯修正を行わせる。ここでは、例えば、タイバー張力調整部５３により偏芯修正を行わせる場合は、作業者から入力された偏芯の方位と偏芯量から、前記タイバー張力調整部５３は、前記４つのタイバー張力調整用サーボモータをそれぞれ駆動するモータドライバに対して、それぞれどれだけ回転駆動するかを決定し回転駆動指令を演算する。そして、マシン（射出成形機）が成形運転中の型開き状態から型閉じ動作に入るまでに前記回転駆動指令をそれぞれのモータドライバに対して指令し、タイバー張力調整用サーボモータを所定量駆動する。それによって、作業者から入力された偏芯の方位と偏芯量に基づいた各タイバーの張力に調整されることになる。その後、型閉じが完了して射出成形が行われ、取り出された光ディスク基板の偏芯の方位と偏芯量が作業者により測定される。そしてこれにより、Ｒ_Ｒ.Ｏが１５μｍ以下まで低減されたことが作業者により確認されて、この旨が入力されると、偏芯修正の動作を終了させるが、当初よりも偏芯は改善されたが、なおも偏芯の修正が必要である場合には、作業者により入力された新たな偏芯の方位と偏芯量に応じて、上位制御装置５１は、固定ダイプレート温度調整部５４またはタイバー温度調整部５５または可動側金型調整部５６により偏芯修正を行わせる。本願発明者らの実験によれば、上記のようなタイバー張力調整部５３による偏芯修正により、Ｒ_Ｒ.Ｏは１５μｍ以下まで低減することが可能であることが確認された。しかし、Ｒ_Ｒ.Ｏをさらに低減するには、あるいは、より迅速に低減するには、タイバー張力調整部５３、固定ダイプレート温度調整部５４、タイバー温度調整部５５、可動側金型調整部５６による偏芯修正を適宜に組み合わせて同時に実行することも有効であり、また、１回目の偏芯修正を、タイバー張力調整部５３のみで行った後、２回目の偏芯修正を、タイバー張力調整部５３と、固定ダイプレート温度調整部５４またはタイバー温度調整部５５または可動側金型調整部５６との、組み合わせで行うことも有効である。
【００３８】
図８〜図１１は、タイバー張力の調整によって偏芯量を低減させる様子を模式的に示している。図８は、各タイバー６の張力がそれぞれ１００％であるときに、ディスク基板７１に偏芯がない理想形を示している。図９は、各タイバー６の張力がそれぞれ１００％であるときに、図９で天を０度として右回りに３６０度の方位をとったときに、９０度方向にＥＣＣで１５μｍの偏芯量があった場合を示している。この場合には、図９に示すように左上と左下のタイバー６の張力を１００％から９３％に調整することで、偏芯はなくなる。また、図１０は、各タイバー６の張力がそれぞれ１００％であるときに、４５度の方向に偏芯があり、図示で水平、垂直方向にそれぞれ１５μｍの偏芯ズレがあった場合を示している。この場合には、左下と右下のタイバー６の張力を１００％から９８％に調整し、左下のタイバー６の張力を１００％から９０％に調整することで、偏芯はなくなる。また、図１１は、各タイバー６の張力がそれぞれ１００％であるときに、６３度の方向に偏芯があり、図示で水平方向に１６μｍ、垂直方向に７μｍの偏芯ズレがあった場合を示している。この場合には、右下のタイバー６の張力を１００％から９８％に調整し、左上の帯パー６の張力を１００％から９５％に調整し、左下のタイバー６の張力を１００％から９２％に調整することで、偏芯はなくなる。このように、４本のタイバー６の張力を、偏芯の方向と、水平、垂直方向の偏芯ズレの量に応じて、適宜に調整することで、偏芯をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係るディスク成形用の横型の射出成形機における、型開閉メカニズム系の構成を簡略化して示す要部正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るディスク成形用の横型の射出成形機における、固定ダイプレートの下部に設けられた自在継手機構近傍の構造を示す要部断側面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るディスク成形用の横型の射出成形機における、保持プレートの簡略化した側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るディスク成形用の横型の射出成形機における、固定ダイプレートの温度調整装置を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るディスク成形用の横型の射出成形機における、可動側金型調整機構を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るディスク成形用の横型の射出成形機における、可動側金型調整機構を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るディスク成形用の横型の射出成形機における、光ディスク基板の偏芯を修正（低減）するための制御系の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るディスク成形用の横型の射出成形機における、タイバー張力の調整によって偏芯量を低減させる様子を模式的に示す説明図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るディスク成形用の横型の射出成形機における、タイバー張力の調整によって偏芯量を低減させる様子を模式的に示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るディスク成形用の横型の射出成形機における、タイバー張力の調整によって偏芯量を低減させる様子を模式的に示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るディスク成形用の横型の射出成形機における、タイバー張力の調整によって偏芯量を低減させる様子を模式的に示す説明図である。
【図１２】光ディスクの偏芯の定義の説明図である。
【図１３】ＤＶＤブック規格の偏芯量を示す表図である。
【図１４】従来の横型の射出成形機における、型締め時の固定ダイプレートの変形の１例を示す説明図である。
【図１５】従来の横型の射出成形機における、型締め時の固定ダイプレートの変形の他の１例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ ベースフレーム
２ レール部材
３ 固定ダイプレート
４ 固定側金型
５ 保持プレート
６ タイバー
７ 可動ダイプレート
８ 可動側金型
９ 被動プーリ
１０ ボールネジ機構
１０ａ ボールネジ軸
１１ トグルリンク機構
１１ａ クロスヘッド
１２ 締付けナット
１３ 調整ナット体
１４ 直動部材
１５ 自在継手機構
１６ 直動部材
１７ 直動部材
１８ ストッパ部材
１９ タイバー用ヒータ
２１ 担持部材
２２ 受け座部
２３ 球体
２４ 球面受け部材
２５ 取り付けネジ
３１ 型締め用のサーボモータ
３１ａ 出力軸
３２ 駆動プーリ
３３ タイミングベルト
３４ タイバー張力調整用のサーボモータ
３４ａ 出力軸
３５ 駆動ギヤ
４１Ａ、４１Ｂ 冷媒通路
４２Ａ 第１の冷媒温調部
４２Ｂ 第２の冷媒温調部
４３ 第１レール部材
４４ 第１直動部材
４５ 第２レール部材
４６ 第２直動部材
４７ 第１サーボモータ
４８ 第１ボールネジ機構
４８ａ ボールネジ軸
４８ｂ ナット体
４９ 第２サーボモータ
５０ 第２ボールネジ機構
５０ａ ボールネジ軸
５０ｂ ナット体
５１ 上位制御装置
５２ 偏芯修正制御部
５３ タイバー張力調整部
５４ 固定ダイプレート温度調整部
５５ タイバー温度調整部
５６ 可動側金型調整部
５７ モータドライバ
５８Ａ、５８Ｂ ヒータドライバ
５９Ａ、５９Ｂ 冷媒用ヒータ
６０ ヒータドライバ
６１Ａ、６１Ｂ モータドライバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側金型を搭載した固定ダイプレートに対して、可動側金型を搭載した可動ダイプレートを、型締め用駆動源の駆動力により複数本のタイバーに沿って水平方向に前後進させる構成をとる、射出成形機における光ディスク基板の成形方法であって、
成形運転中に、成形された光ディスク基板の偏芯を測定し、運転を停止させることなく、金型内への射出・充填時の前記両金型の位置合わせ関係を変化させることにより、光ディスク基板の偏芯量を低減させることを特徴とする光ディスク基板の成形方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光ディスク基板の成形方法において、
前記固定ダイプレートは、全方位に対して変位可能なフリー状態で設置されることを特徴とする光ディスク基板の成形方法。
【請求項３】
請求項２に記載の光ディスク基板の成形方法において、
型締め時に前記タイバーに発生するタイバー張力を、各タイバー毎に独立して調整可能な張力調整機構、または、前記固定ダイプレートの上部分および下部分の温度をそれぞれ独立して調整可能な温度調整機能、または、前記各タイバーにおける前記固定ダイプレート近傍の温度をそれぞれ独立して調整可能な温度調整機能、または、可動側金型または固定側金型のうちの一方をＰＬ面に沿った方向に変位させることで、両金型の相対位置関係を調整可能な金型位置調整機能の、いずれか１つを具備し、
前記各タイバーのタイバー張力の調整、前記固定ダイプレートの温度調整、前記各タイバーの温度調整、前記金型位置調整の少なくとも１つを行うことにより、前記した射出・充填時の前記両金型の位置合わせ関係を変化させることを特徴とする光ディスク基板の成形方法。
【請求項４】
固定側金型を搭載した固定ダイプレートに対して、可動側金型を搭載した可動ダイプレートを、型締め用駆動源の駆動力により複数本のタイバーに沿って水平方向に前後進させる構成をとる、光ディスク基板成形用の射出成形機において、
前記固定ダイプレートを、全方位に対して変位可能なフリー状態で設置すると共に、
成形運転中に、運転を停止させることなく、金型内への射出・充填時の前記両金型の位置合わせ関係を変化させる機能を制御する制御手段を設けて、該制御手段により運転を停止させることなく光ディスク基板の偏芯量を低減させることを特徴とする射出成形機。
【請求項５】
請求項４に記載の射出成形機において、
型締め時に前記タイバーに発生するタイバー張力を、各タイバー毎に独立して調整可能な張力調整機構、または、前記固定ダイプレートの上部分および下部分の温度をそれぞれ独立して調整可能な温度調整機能、または、前記各タイバーにおける前記固定ダイプレート近傍の温度をそれぞれ独立して調整可能な温度調整機能、または、可動側金型または固定側金型のうちの一方をＰＬ面に沿った方向に変位させることで、両金型の相対位置関係を調整可能な金型位置調整機能の、いずれか１つを具備し、
前記制御手段は、前記各タイバーのタイバー張力の調整、前記固定ダイプレートの温度調整、前記各タイバーの温度調整、前記金型位置調整の少なくとも１つを行うことにより、前記した射出・充填時の前記両金型の位置合わせ関係を変化させることを特徴とする射出成形機。
【請求項１】
固定側金型を搭載した固定ダイプレートに対して、可動側金型を搭載した可動ダイプレートを、型締め用駆動源の駆動力により複数本のタイバーに沿って水平方向に前後進させる構成をとる、射出成形機における光ディスク基板の成形方法であって、
成形運転中に、成形された光ディスク基板の偏芯を測定し、運転を停止させることなく、金型内への射出・充填時の前記両金型の位置合わせ関係を変化させることにより、光ディスク基板の偏芯量を低減させることを特徴とする光ディスク基板の成形方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光ディスク基板の成形方法において、
前記固定ダイプレートは、全方位に対して変位可能なフリー状態で設置されることを特徴とする光ディスク基板の成形方法。
【請求項３】
請求項２に記載の光ディスク基板の成形方法において、
型締め時に前記タイバーに発生するタイバー張力を、各タイバー毎に独立して調整可能な張力調整機構、または、前記固定ダイプレートの上部分および下部分の温度をそれぞれ独立して調整可能な温度調整機能、または、前記各タイバーにおける前記固定ダイプレート近傍の温度をそれぞれ独立して調整可能な温度調整機能、または、可動側金型または固定側金型のうちの一方をＰＬ面に沿った方向に変位させることで、両金型の相対位置関係を調整可能な金型位置調整機能の、いずれか１つを具備し、
前記各タイバーのタイバー張力の調整、前記固定ダイプレートの温度調整、前記各タイバーの温度調整、前記金型位置調整の少なくとも１つを行うことにより、前記した射出・充填時の前記両金型の位置合わせ関係を変化させることを特徴とする光ディスク基板の成形方法。
【請求項４】
固定側金型を搭載した固定ダイプレートに対して、可動側金型を搭載した可動ダイプレートを、型締め用駆動源の駆動力により複数本のタイバーに沿って水平方向に前後進させる構成をとる、光ディスク基板成形用の射出成形機において、
前記固定ダイプレートを、全方位に対して変位可能なフリー状態で設置すると共に、
成形運転中に、運転を停止させることなく、金型内への射出・充填時の前記両金型の位置合わせ関係を変化させる機能を制御する制御手段を設けて、該制御手段により運転を停止させることなく光ディスク基板の偏芯量を低減させることを特徴とする射出成形機。
【請求項５】
請求項４に記載の射出成形機において、
型締め時に前記タイバーに発生するタイバー張力を、各タイバー毎に独立して調整可能な張力調整機構、または、前記固定ダイプレートの上部分および下部分の温度をそれぞれ独立して調整可能な温度調整機能、または、前記各タイバーにおける前記固定ダイプレート近傍の温度をそれぞれ独立して調整可能な温度調整機能、または、可動側金型または固定側金型のうちの一方をＰＬ面に沿った方向に変位させることで、両金型の相対位置関係を調整可能な金型位置調整機能の、いずれか１つを具備し、
前記制御手段は、前記各タイバーのタイバー張力の調整、前記固定ダイプレートの温度調整、前記各タイバーの温度調整、前記金型位置調整の少なくとも１つを行うことにより、前記した射出・充填時の前記両金型の位置合わせ関係を変化させることを特徴とする射出成形機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００６−７４７７（Ｐ２００６−７４７７Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８５２６５（Ｐ２００４−１８５２６５）
【出願日】平成１６年６月２３日（２００４．６．２３）
【出願人】（０００２２２５８７）東洋機械金属株式会社 (299)
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２３日（２００４．６．２３）
【出願人】（０００２２２５８７）東洋機械金属株式会社 (299)
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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