JP3779128B2

JP3779128B2 - 光ディスク用超音波射出成形金型

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Publication number: JP3779128B2
Application number: JP2000139861A
Authority: JP
Inventors: 哲哉飯田; 宜義志田; 圭二菅; 賢一石黒; 安伸東家; 佐藤　　淳; 邦俊片桐
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd; Pioneer Corp
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd; Pioneer Corp
Priority date: 1999-06-24
Filing date: 2000-05-12
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2020-05-12
Also published as: JP2001062878A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク用超音波射出成形金型に関し、転写性に優れ、複屈折やそりなどの発生を有効に防止することのできる光ディスク用超音波射出成形金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤやＤＶＤなどの光ディスクは、可動金型と、固定金型と、これら可動金型及び固定金型の当接面に形成されたディスク成形用の円形状のキャビティと、このキャビティの底部に配置され前記ディスクの表面に凹凸（ピット）を形成するためのスタンパとを有する金型に、溶融したポリカーボネートなどの樹脂を射出して成形している。
【０００３】
上記した光ディスクのように、薄肉の製品を射出成形で得る場合にはキャビティ内での溶融樹脂の流動性を向上させて充填ムラの発生を防止し、収縮変形や複屈折などの不良の発生を防止する必要がある。このような不良の発生を防止するべく、例えば特開平１０−６６１号で開示された射出成形方法では、金型の相当直径（Ｄ）と超音波振動の波長（λ）との関係がＤ＜０．６λとなるように射出成形を行っている。
【０００４】
しかし、上記した従来の超音波成形方法では、縦振動のみを用いているため、光ディスク成形金型のキャビティを形成した面（固定金型と可動金型の当接面）の径（通常約２１０ｍｍ）を、超音波の共振波長（λ）の１／２以上（例えばＳＵＳ系の金型では、周波数１９ＫＨｚで１３０ｍｍ以上）にすると、径方向に伝送される振動が生じる。そのため、金型の固定部分やノズルの取付部分を振動の「節」（振幅が０となる点）に一致させることができず、金型やノズルの保持が困難になるという問題があった。
【０００５】
また、従来の超音波成形の金型構造では、縦振動のみを利用しているため、可動金型及び固定金型の金型全体で最低でも一波長分の厚みが必要であり、振動方向変換体を含めると全体の厚みが４００ｍｍ以上になってしまうことから、生産機（３０ｔｏｎ射出成形機）のダイプレート間に取り付けることができないという問題もあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記の問題点にかんがみてなされたもので、光ディスクを射出成形する光ディスク用超音波射出成形金型において、キャビティの径方向に伝送される超音波の振幅を可能な限り小さく抑制することによって、転写性を良好に保ち、複屈折や収縮変形の発生を防止しながらダイプレート間で金型やノズルを良好に保持することのできる光ディスク用超音波射出成形金型を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の光ディスク用超音波射出成形金型は、可動金型と、固定金型と、前記可動金型及び固定金型の当接面に形成されたディスク成形用のキャビティと、このキャビティの底部に配置され前記ディスクの表面に凹凸を形成するためのスタンパと、射出成形の際に前記キャビティに超音波を付与するべく前記可動金型又は前記固定金型に取り付けられた超音波発生手段とを有する光ディスク用超音波射出成形金型であって、前記可動金型及び固定金型の前記キャビティが形成された領域内に、前記キャビティの径方向と交差する方向に一つ又は複数のスリットを形成した構成としてある。
スリットを形成することにより当該部分の肉厚が薄くなるので、その部分で振動が抑制される。したがって、キャビティの径方向に伝送される振動の振幅を小さくすることができる。
【０００８】
前記スリットは、前記可動金型又は前記固定金型の内部で伝送方向が転換された超音波の波長をλとしたときに、前記超音波が前記可動金型又は前記固定金型に入力する超音波入力部からｎλ／４（ｎ＝１，３，５…）のところに形成するとよい。ここで、「超音波入力部」とは、超音波発生手段又は振動方向変換体と前記可動金型又は前記固定金型とが接触する部分を指す。
ｎλ／４（ｎ＝１，３，５…）で振動の共振の振幅が節となる。この位置にスリットを形成することにより、径方向に伝送される振動の振幅を最小に抑えることができる。
【０００９】
特に大径の金型においては、キャビティの径方向に沿って前記キャビティの外周縁から内方に向けて複数列形成するとよい。この場合も、共振の振幅が節となる位置、すなわちｎλ／４（ｎ＝１，３，５…）のところに設けることにより、径方向に伝送される振動の振幅を更に小さくすることができる。
【００１０】
また、前記超音波発生手段は、前記可動金型又は前記固定金型の前記超音波入力部に出力端が連結された振動方向変換体の入力端に設けるものとするとよい。振動方向変換体はＬ−Ｌ形、Ｌ−Ｌ−Ｌ形、Ｒ−Ｌ形のいずれであってもよい。振動方向変換体を用いることにより入力振動を増幅して金型に出力することもでき、より振幅の大きい縦振動をキャビティに与えて流動性を向上させることができる。
【００１１】
さらに、前記可動金型及び振動方向変換体又は前記固定金型には、射出成形された製品を前記キャビティから離型させるための製品離型手段を設けるとよい。離型手段としては、型開きの際にキャビティ内に突出する突出しピンが一般的である。このような製品離型手段を用いることにより、成形品を確実に金型から離型させることが可能になる。
【００１２】
特に、前記離型手段を、前記スタンパを有する可動金型又は前記固定金型を振動させることによって前記製品を前記キャビティから離型させるものとすれば、スタンパの凹凸に抜きテーパーを形成する必要がなくなり、前記凹凸を高密度に形成することが可能になって、大量情報を記録可能なディスクを形成することが可能になる。
【００１３】
なお、型締め時又は型開き時における前記可動金型及び前記固定金型のガイドをインロー形のガイド手段によって行うことが好ましい。
型開閉時の金型のガイドとしては、金型の一方に設けたガイドポストに、金型の他方に設けたガイドピンを挿通させるガイドポスト方式によるものと、金型の一方に設けた円錐状の穴に、金型の他方に設けた円錐形のピンを嵌め込むインロー方式によるものとがあるが、本願発明者は前記ガイドポスト方式と前記インロー方式とで比較実験を行った結果、インロー方式の方が固定金型側のノズル接合部の振動抑制効果が大きいことがわかった。
【００１４】
また、前記超音波発生手段は、前記固定金型及び可動金型の全体に、縦振動の他に横振動又は前記キャビティの径方向に伝送される径方向振動を発生させるものであることが好ましい。
縦振動の他に横振動又はキャビティの径方向に伝送される振動を加え、振動を複合的にすることにより、可動金型及び固定金型の厚みを、縦振動のみを利用した場合に比して半分以下にすることができる。
また、前記可動金型及び振動方向変換体又は前記固定金型には、射出成形された製品の所定部位をパンチング（打ち抜き加工）するためのパンチ手段を設けてもよく、このパンチ手段で製品を突き出す製品離型手段を構成してもよい。
【００１５】
なお、前記スリットに支持部材を挿入し、射出成形時に前記支持部材の一端で前記スリットの底部を支持させるようにするとよい。この場合、前記支持部材と前記スリットの内壁との間の隙間の幅ｔが、０．１ｍｍ＜ｔ＜０．３ｍｍの範囲内とするとよい。
また、前記支持部材の他端は、前記固定金型を固定する固定金型固定部材又は前記可動金型を固定する可動金型固定部材に取り付けるものとしてもよいが、前記固定金型又は前記可動金型の近傍に取付部材を設け、この取付部材に前記支持部材を取り付けるようにしてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光ディスク用超音波射出成形金型の好適な実施形態を、図面にしたがって詳細に説明する。
なお、本発明は以下の実施形態によりなんら限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に変更することが可能である。
【００１７】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる光ディスク用超音波射出成形金型の一部を断面した側面図、図２は、図１の金型内を伝送される振動の変位波形を説明する図である。
【００１８】
［射出成形機］
本発明の光ディスク用超音波射出成形金型が適用される射出成形機には、溶融状態の樹脂を金型内に圧入し、前記樹脂をキャビティ形状に応じた形状に成形して金型から取り出す全ての光ディスク用超音波射出成形機が含まれる。
この実施形態の射出成形機は、次に詳しく説明する固定金型３及び可動金型４をまず無負荷状態で型締めし、次いで、ノズル１から溶融した樹脂をキャビティ６内に高圧で射出して固定金型３及び可動金型４を僅かに型開き状態にする。
この後、可動金型４に型締め圧力を付与しながら圧縮成形を行ない、冷却後に成形品を取り出すものである。超音波は、樹脂の射出開始から冷却までの間と、型開き後の離型時に印加される。
【００１９】
［金型］
図１に示すように、この実施形態の光ディスク用超音波射出成形金型は、中心軸線Ｘ上にスプルー５を有する固定金型３と、この固定金型３に対向して配置された可動金型４とを有する。
【００２０】
固定金型３は固定金型保持部材１３によって固定金型固定板２に固定され、可動金型４は可動金型保持部材１０によって可動金型固定板９に固定される。
また、可動金型固定板９は油圧シリンダ１１のピストンロッドの先端に取り付けられ、前記ピストンロッドの進退移動とともに可動金型４を固定金型３に対して進退移動させて、固定金型３と可動金型４の型締め、型開きが行われる。
【００２１】
固定金型３と可動金型４とが当接する当接面３ａ，４ａには、光ディスクを成形するための円形状のキャビティ６が形成されている。キャビティ６の可動金型４側の底部には、光ディスクの表面に凹凸（ピット）を形成するためのスタンパ１５が配置される。また、固定金型３及び可動金型４の内部には、キャビティ６の周囲に冷却水通路１６が形成される。
【００２２】
［金型の外周縁部の形態］
固定金型３及び可動金型４の外周縁には、肉厚方向（Ｘ軸線に平行な方向）にそれぞれ肉厚を薄くした段付き部３ｂ，４ｂが形成される。ここで段付き部３ｂ，４ｂの断面積と、段付き部３ｂ，４ｂを形成しない部分の断面積の関係は、次のようにすることが好ましい。
すなわち、段付き部３ｂ，４ｂを通るＩ−Ｉ、Ｉ′−Ｉ′線に沿って断面された部分の断面積に対して、段付き部３ｂ，４ｂを形成しない部分を通るII−II、II′−II′線に沿って断面された部分の断面積を、０．８５〜０．９５倍の範囲内となるように形成することが好ましい。
【００２３】
段付き部３ｂ，４ｂの外周側にはさらにフランジ部３ｃ，４ｃが形成される。フランジ部３ｃ，４ｃは、それぞれ固定金型固定板２及び可動金型固定板９に固定金型３及び可動金型４を固定するための固定部である。段付き部３ｂ，４ｂでは、キャビティ６の径方向に伝送される振動の振幅が節となる。したがって、これより外周側に設けられたフランジ部３ｃ，４ｃの肉厚はできるだけ薄くすることが好ましい。型締め時にフランジ部３ｃ，４ｃに付与される圧力を考慮して５ｍｍ〜１０ｍｍとするのが好ましい。また、フランジ部３ｃ，４ｃが分担する前記圧力をできるだけ軽減させるために、可動金型保持部材１０及び固定金型保持部材１３は、フランジ部３ｃ，４ｃだけでなく段付き部３ｂ，４ｂにも当接するようにするのが好ましい。
【００２４】
［スリット］
固定金型３及び可動金型４には、固定金型固定板２及び可動金型固定板９に面した面側からキャビティ６に向けてスリット２０が形成される。このスリット２０は、キャビティ６が形成された固定金型３及び可動金型４の径方向領域Ｌ（図２参照）内の円周上に形成される。
スリット２０は、キャビティ６の径方向に伝送される振動波が節となる部分、つまり、振動方向変換体８と可動金型４とが接触する部分（超音波入力部）を通るＸ軸線上のキャビティ６の中心から、キャビティ６の径方向にｎλ／４（ｎ＝１，３，５…）のところであって、キャビティ６の外周縁に最も近い位置に形成するのが好ましい。この位置にスリット２０を形成すれば、最大の振動抑制効果を得ることができる。
【００２５】
スリット２０のキャビティ６の径方向幅Ｗは１０ｍｍ以下が好ましく、金型３，４に振動を与えたときにスリット２０の対向する開口縁が接触しない程度、具体的には０．１ｍｍ以上とするのが好ましい。また、スリット２０の深さは、金型３，４の肉厚の半分程度とするのが好ましい。
【００２６】
スリット２０の形状及び固定金型３及び可動金型４にどのように配置するかは任意である。図３はスリット２０の形状及び配置形態を示す金型の平面図である。
図３（ａ）に示す例では、単一のスリット２０がキャビティ６と同心の環状に形成されている。
図３（ｂ）に示す例では、円周を均等分割してなるスリット２０が、キャビティ６の同心円に沿って複数配置されている。
図３（ｃ）に示す例では、複数のスリット２０が、半径ｎλ／４（ｎ＝１，３，５…）の径の異なる同心円に沿って二列に配置されている。
なお、図３（ｃ）に示す例の場合には、最も内側に位置するスリット２０が、ｎλ／４（ｎ＝１，３，５…）を半径とするキャビティ６の同心円に沿って形成されているのが好ましい。
【００２７】
スリット２０の断面形状は、振動の振幅や金型３，４を形成する金属に応じて適宜に選択することが好ましい。図４（ａ）に示すように、スリット２０の断面形状を上向きコの字状に形成してもよいが、スリット２０の底部の角部に応力集中が生じないように図４（ｂ）に示すようなＵ字状に形成するのが好ましい。また、図４（ｃ）に示すように、スリット２０の対向する壁面に傾斜をつけてもよい。
【００２８】
キャビティ６に溶融樹脂を供給するノズル１が、固定金型３のスプルー５の入口に接続されている。このノズル１から射出される樹脂としては、光ディスクの製造に使用されるポリカーボネート、ポリメチルメタクリネート、非晶性ポリオレフィンなどの光学系の非晶性熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００２９】
［金型開閉時のガイド方式］
射出成形を行う際には、固定金型３及び可動金型４の相対的な位置決めを正確に行う必要がある。型締めの際に固定金型３に対して可動金型４を正確に移動させるには、固定金型３又は可動金型４のいずれか一方に設けられたガイドポスト（又はガイド穴）と、固定金型３又は可動金型４の他方に設けられ前記ガイドポストを挿通するガイドピンとから構成されるガイドポスト方式のガイド手段によるものと、固定金型３又は可動金型４のいずれか一方に設けられた円錐状の穴の中に、固定金型３又は可動金型４の他方に設けられた円錐形のピンを嵌め込むインロー方式のものとがある。
【００３０】
本発明者は、後に説明するように、ガイドポスト方式及びインロー方式のうちいずれが振動抑制効果が大きいかを実験を行った。その結果、インロー方式のガイド手段の方が、固定金型側のノズル接続部における振動抑制効果に優れていることがわかった。そこで、この実施形態の金型には、可動金型４の当接面４ａに、断面台形状の凸部１７をキャビティ６を取り囲む円周に沿って連続形成し、この凸部１７が嵌め込まれる断面台形状の凹部１８を固定金型３の当接面３ａに形成している。
【００３１】
凸部１７の先端（凸部１７が当接面４ａから突出する部分）の最大幅は１０ｍｍ程度にすることができるが、ノズル１が固定金型３に接触する部分の振動の振幅を小さくするためには前記先端の幅を可能な限り小さくすることが好ましく、４〜５ｍｍ程度とするのが好ましい。
なお、凸部１７はキャビティ６の外側であれば任意の位置に設けることができる。また、固定金型３及び可動金型４のいずれか一方に凸部を設け、他方に凹部を設けるものとしてもよい。
【００３２】
［振動方向変換体及び振動子］
可動金型４の油圧シリンダ１１を向く面には、中心軸線Ｘ上に振動方向変換体８が取り付けられている。振動方向変換体８は、振動入力面から入力した振動を、直交変換して振動出力面から出力することができるものである。この振動方向変換体８を構成する二つの振動体８ａ、８ｂのうち、中心軸線Ｘに直交する一方の振動体８ａの端面に振動発生源としての振動子７が取り付けられ、中心軸線Ｘに平行な振動体８ｂの端面が可動金型４に接している。振動方向変換体８は、出力側の振動体８ｂを入力側の振動体８ａよりも若干長く形成することが好ましい。このようにすることにより、振動体８ａからの入力振動を増幅して振動体８ｂの端面から出力することが可能になる。
【００３３】
なお、振動方向変換体８は、Ｌ−Ｌ変換体、Ｌ−Ｌ−Ｌ変換体、Ｒ−Ｌ変換体のいずれの多次元振動方向変換体であってもよい。振動子７の出力は１．２Ｋｗ程度のものを用いるとよいが、金型３，４が大型になるような場合は、Ｒ−Ｌ変換体を用い、この振動入力端に複数、例えば三つの振動子７を取り付けることで、振動子７の総出力を三倍にすることができる。
【００３４】
また、振動子７から出力される振動は、金型全体に、縦振動の他に横振動又は前記キャビティの径方向に伝送される径方向振動を発生させるものが好ましい。これらの複合的な振動を用いれば、金型の肉厚を薄くすることができる。
振動子７によって生じさせられる周波数は、１ＫＨｚ〜１ＭＨｚ程度でよいが、騒音や振動子の出力を考慮して１０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚ程度の超音波を出力するようにするとよい。
また、振動子７から出力される超音波の振幅は、固定金型３又は可動金型４を形成する金属の超音波振動に対する疲労強度に応じて決定される。例えば、ステンレス系の材料を用いた場合の最大振幅は約２０μｍ、ジュラルミンの場合の最大振幅は約４０μｍ、チタン合金の場合の最大振幅は約１００μｍである。
【００３５】
振動子７で生じさせられた振動は、図２で示すように振動方向変換体８で直交方向に変換させられる。この場合、振動方向変換体８と固定金型３との接合部分に振動の共振の腹部が位置するように振動方向変換体８及び固定金型３を位置決めする。また、振動の共振の腹部にキャビティ６を位置させる。このようにすれば、キャビティ６を最大振幅で振動させることができ、溶融樹脂の流れを最適にすることができる。
【００３６】
［製品離型手段］
光ディスクのように薄肉で表面に微細な凹凸（ピット）を有する成形品を射出成形する場合には、型開きの際にキャビティ６から成形品がピットずれなどを起こすことなく確実に離型するように、製品離型手段を設けるのが好ましい。
この実施形態では可動金型固定板９に製品離型手段としての突出しピン１２が固定され、その先端が、中心軸線Ｘに沿って振動方向変換体８及び可動金型４を挿通し、キャビティ６まで延びている。この突出しピン１２は、キャビティ６内で成形された成形品を突き出して取り出すために、図示しないシリンダによって進退移動自在である。また、突出しピン１２はキャビティ６で成形された成形品に穴明け加工を行う場合に、前記シリンダを駆動体とするパンチ機構２５により成形品を貫通して突き出される。
【００３７】
なお、製品離型手段としては、型開きの際にキャビティ６に出没する上記したような突出しピン１２が一般的ではあるが、例えば成形品を直接取り出すロボットハンドなどの他の手段であってもよい。
また、可動金型４を振動させるものであったり、可動金型４の振動とエアブローとの組み合わせによるものであってもよい。振動による離型手段を用いれば、スタンパ１５の前記凹凸に抜きテーパーを形成する必要がなくなり、前記凹凸を高密度に形成することが可能になって、大量情報を記録可能なディスクを形成することが可能になる。
【００３８】
【実施例】
次に、本発明の第１の実施形態にかかる光ディスク用超音波射出成形金型を用いて行った実験結果を、比較例と比較しつつ説明する。
（１）図１に示す固定金型３及び可動金型４で型開閉時のガイド方式をインロー方式とし、振動子から周波数１９．５ＫＨｚの超音波を出力した実施例１について各部位の振幅を計測した。その結果、
可動金型の固定部の振幅（垂直方向／水平方向）０．７９μｍ／０．３５μｍ
固定金型の固定部の振幅（垂直方向／水平方向）０．２５μｍ／０．１１μｍ
ノズル接続部の振幅０．４２μｍ
であった。
【００３９】
（２）比較例１として、固定金型及び可動金型をスリットを有しない（１）と同様の金型を使用し、ガイド方式をインロー方式として振動子から周波数１９．５ＫＨｚの超音波を出力させた。（１）と同一部分の振幅を計測した結果、
可動金型の固定部の振幅（垂直方向／水平方向）１．０μｍ／１０μｍ
固定金型の固定部の振幅（垂直方向／水平方向）０．３５μｍ／３．５μｍ
ノズル接続部の振幅９．０μｍ
であった。
前記固定部の水平方向の振幅及びノズル接続部の振幅が大きく、金型からの振動損失がきわめて大きいことがわかる。振動子７は過負荷状態となって発振が停止した。
【００４０】
（３）比較例２として（１）と同一の金型を使用し、ガイド方式をガイドポスト方式として振動子から周波数１９．５ＫＨｚの超音波を出力させた。（１）と同一部分の振幅を計測した結果、
可動金型の固定部の振幅（垂直方向）１．９μｍ
固定金型の固定部の振幅（垂直方向）１．７μｍ
ノズル接続部の振幅３．４μｍ
であった。
ノズル接続部の振幅が（１）と比して約８倍に増加し、このまま成形を行うとノズル１からエアーを巻き込んで成形不良を生じさせるおそれがあった。
【００４１】
上記結果から明らかなように、固定金型３及び可動金型４にスリット２０を形成し、ガイド方式としてインロー方式を採用することによってキャビティ６の径方向に伝送される振動の振幅を低減させることができ、かつ良好な成形品を得ることができた。
【００４２】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態を、図５及び図６を参照しながら説明する。
図５は、本発明の第２の実施形態にかかる光ディスク用超音波射出成形金型の一部を断面した側面図、図６は、図５の光ディスク用超音波射出成形金型のスリットを設けた部分の拡大図である。
この第２の実施形態では、固定金型３及び可動金型４のスリット２０を設けた部分を、支持部材３０によって支持している。
【００４３】
すなわち、本発明の固定金型３及び可動金型４のように、キャビティ６の形成された領域の背面側にスリット２０を形成すると、有効に径方向の振動の振幅を減ずることができるものの、その部分の肉厚が薄くなるため、射出成形時にキャビティ６の内部圧力によって固定金型３及び可動金型４が撓みやすくなる。この金型３，４の撓みは、成形品の肉厚にばらつきを生じさせる原因となることから、この実施形態では、支持部材３０によってスリット２０を形成した部分を背後から支持して、金型３，４の撓みを小さくしているわけである。
【００４４】
支持部材３０は、一端が固定金型固定板２及び可動金型固定板９に、ボルトや溶接等によって固定され、他端が、固定金型３及び可動金型４のスリット２０の底部２０ｂに当接している。
スリット２０の内壁２０ａと支持部材３０との間には、図６に示すように、若干量の隙間が形成され、内壁２０ａと支持部材３０とが接触しないようになっている。前記隙間の幅ｔは、金型３，４に振動を与えたときにスリット２０の内壁２０ａと支持部材３０とが接触しない程度、具体的には０．１ｍｍより大きいのが好ましい。また、金型３，４に振動を与えたときにスリット２０の内壁２０ａと支持部材３０とが接触しない範囲内で支持部材３０の剛性を可能な限り高く保持させるために、幅ｔは、０．５ｍｍ未満、特に０．３ｍｍ未満とするのが好ましい。
【００４５】
さらに、支持部材３０の材質としては、キャビティ６内の圧力に抗してスリット２０を形成した部分の撓みを抑制するのに十分な大きさのヤング率を有し、かつ、固定金型３及び可動金型４の熱膨張率とほぼ同じ大きさの熱膨張率を有するもの（例えば、固定金型３及び可動金型４と同じ材質のもの）であることが好ましい。
支持部材３０の熱膨張率が固定金型３及び可動金型４よりも小さ過ぎると、射出成形時に支持部材３０の他端がスリット２０の底部から離れて、スリット２０を形成した部分を十分に支持することができなくなる。また、熱膨張率が固定金型３及び可動金型４よりも大き過ぎると、射出成形時に支持部材３０が過大な力でスリット２０の底部２０ｂを押して、却って固定金型３及び可動金型４の撓みを大きくする。
【００４６】
図７は、支持部材３０の配置形態を示す平面図である。
図７（ａ）に示すように、支持部材３０は、スリット２０の全体にわたって設けるものとしてもよいが、スリット２０を形成した部分に撓みを有効に抑制することができるのであれば、図７（ｂ）に示すように、スリット２０に所定の間隔、好ましくは均等間隔で複数（例えば４個）設けるものとしてもよい。
【００４７】
【実施例】
以下に、本発明の第２の実施形態にかかる光ディスク用超音波射出成形金型を用いて行った実験結果を、比較例と比較しつつ説明する。
（１）図５に示す支持部材３０を設け、固定金型３及び可動金型４の型開閉時のガイド方式をインロー方式とし、振動子から１９ＫＨｚの超音波を出力した実施例２について、たわみ量の最大値と最小値を計測した。
その結果
金型内圧５．５ＭＰａ
金型の撓み量最大７μｍ最小１μ
であった。
（２）実施例２と同じガイド方式で、支持部材を設け、超音波を出力しない場合を比較例３として、たわみ量の最大値と最小値を計測した。その結果を以下に示す。
比較例３（支持部材有り，超音波出力せず）：
金型内圧８．７ＭＰａ
金型の撓み量最大１４μｍ最小２μ
（３）実施例２と同じガイド方式で、支持部材を設けない以外は比較例１と同じである場合を比較例４とし、たわみ量の最大値と最小値を計測した。その結果を以下に示す。
比較例２（支持部材なし，超音波出力せず）：
金型内圧８．７ＭＰａ
金型の撓み量最大２２μｍ最小１２μ
以上の比較結果からもわかるように、支持部材３０を設け、さらに超音波を印加することで、金型３，４の撓み量を大幅に小さくすることができた。
【００４８】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態を、図８を参照しながら説明する。
図８は、本発明の第２の実施形態にかかる光ディスク用超音波射出成形金型の一部を断面した側面図である。
この実施形態では、可動金型４の近傍に、可動金型４に対面させて支持部材３０の取付板３５を設けている。この取付板３５は、可動金型保持部材１０にボルトや溶接等でしっかりと固定されている。支持部材３０の他端は、この取付板３５に固定されている。そして、第２の実施形態と同様に、支持部材２０の一端をスリット２０に挿入し、スリット２０の底部２０ｂに当接させている。
【００４９】
取付板３５を可動金型４の近傍に設けることで、可動金型４側の支持部材３０の長さを第２の実施形態の支持部材３０よりも短くすることができる。そのため、射出成形時における支持部材３０の軸線方向の圧縮歪みを小さくして、スリット２０を形成した部分の撓みをより小さくすることができる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、キャビティの径方向に伝送される振動の振幅を有効に減じて、溶融樹脂の流れを良好に保って転写性を良好に保ち、複屈折や収縮変形の発生を防止することができるとともに、金型からの振動損失を可能な限り防止して金型やノズルを良好に保持することができる。
また、金型に形成したスリットの底部を支持部材で支持させるようにし、かつ、超音波を印加することで型内圧が低減するので、肉厚の減少による金型の撓みの増大を抑制し、肉厚のばらつきの小さい光ディスクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる光ディスク用超音波射出成形金型の概略を示す一部を断面した側面図である。
【図２】図１の金型内を伝送される振動の変位波形を説明する図である。
【図３】スリットの配置形態を示す金型の平面図である。
【図４】スリットの断面形状を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかる光ディスク用超音波射出成形金型の一部を断面した側面図である。
【図６】図５の光ディスク用超音波射出成形金型のスリットを設けた部分の拡大図である。
【図７】支持部材の配置形態を示す平面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態にかかる光ディスク用超音波射出成形金型の一部を断面した側面図である。
【符号の説明】
１ノズル
２固定金型固定板
３固定金型
４可動金型
５スプルー
６キャビティ
７振動子
８振動方向変換体
９可動金型固定板
１０可動金型保持部材
１１油圧シリンダ
１２突出しピン（製品離型手段）
１５スタンパ
１７凸部
２０スリット
２０ａスリットの内壁
３０支持部材
３５取付板（取付部材）

Claims

可動金型及び固定金型と、前記可動金型及び固定金型の当接面に形成されたディスク成形用のキャビティと、このキャビティの底部に配置され前記ディスクの表面に凹凸を形成するためのスタンパと、射出成形の際に前記キャビティに超音波を付与するため、前記可動金型又は前記固定金型に取り付けられた超音波発生手段とを有する光ディスク用超音波射出成形金型であって、
前記可動金型及び固定金型の前記キャビティが形成された領域の背面側に、前記キャビティの径方向と交差する方向に一つ又は複数のスリットを形成したこと、
を特徴とする光ディスク用超音波射出成形金型。
前記キャビティの径方向に伝送される超音波の波長をλとしたときに、
前記超音波が前記可動金型又は前記固定金型に入力する超音波入力部からｎλ／４（ｎ＝１，３，５…）のところに前記スリットを形成したことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク用超音波射出成形金型。
前記スリットを前記キャビティの外周縁から内方に向けて複数列形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の光ディスク用超音波射出成形金型。
前記超音波発生手段は、前記可動金型又は前記固定金型の前記超音波入力部に出力端が連結された振動方向変換体の入力端に設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ディスク用超音波射出成形金型。
前記可動金型及び前記超音波発生手段が取り付けられる振動方向変換体又は前記固定金型のいずれかに、射出成形された製品を前記キャビティから離型させるための製品離型手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光ディスク用超音波射出成形金型。
前記製品離型手段は、前記スタンパを有する前記可動金型又は前記固定金型を振動させることによって製品を前記キャビティから離型させるものであることを特徴とする請求項５に記載の光ディスク用超音波射出成形金型。
前記可動金型及び前記超音波発生手段が取り付けられる振動方向変換体又は前記固定金型には、射出成形された製品の所定部位をパンチングするためのパンチ手段を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光ディスク用超音波射出成形金型。
型締め時又は型開き時における前記可動金型及び前記固定金型のガイドを、インロー形のガイド手段によって行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光ディスク用超音波射出成形金型。
前記超音波発生手段は、前記固定金型及び可動金型の全体に、縦振動の他に横振動又は前記キャビティの径方向に伝送される径方向振動を発生させることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光ディスク用超音波射出成形金型。
前記スリットに支持部材を挿入し、射出成形時に前記支持部材の一端で前記スリットの底部を支持させたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光ディスク用超音波射出成形金型。
前記支持部材と前記スリットの内壁との間の隙間の幅ｔが、０．１ｍｍ＜ｔ＜０．３ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１０に記載の光ディスク用超音波射出成形金型。
前記支持部材の他端が、前記固定金型を固定する固定金型固定部材又は前記可動金型を固定する可動金型固定部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の光ディスク用超音波射出成形金型。
前記固定金型又は前記可動金型の近傍に取付部材を設け、この取付部材に前記支持部材を取り付けたことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の光ディスク用超音波射出成形金型。