专利名称：盘成型用金属模具、调整部件及盘基板的成型方法
技术领域：
本发明涉及盘成型用金属模具、调整部件以及盘基板的成型方法。
背景技术：
现有的成型机，例如注射成型机是将在加热缸内被加热并熔融的树脂，通过高压射出后填充到金属模具装置的型腔(cavity)空间，并使其在该型腔空间内冷却凝固后取出成型品。
所述注射成型机具有所述金属模具装置、合模装置及射出装置，所述合模装置具备固定压盘及可动压盘，通过由合模用电动机使可动压盘前进后退来进行金属模具的闭模、合模及开模。
另一方面，所述射出装置具备所述加热缸、及射出被熔融的树脂的射出喷嘴，所述加热缸内设置有自由旋转并自由进退的螺杆。当驱动计量用电动机使螺杆旋转时，从料斗向加热缸内供给的树脂被加热并熔融后被螺杆头堆积到前部，随之使螺杆后退。然后，当驱动射出用电动机使所述螺杆前进时，被螺杆头堆积在前部的树脂被从射出喷嘴射出并填充到所述型腔空间。
可是，在对作为所述成型品的盘基板进行成型时，在构成所述金属模具装置的固定侧的金属模具组合体上安装有母盘(stamper)，母盘的细微图形被复制到填充在型腔空间的树脂上(例如，参照专利文献1)。
专利文献1特开平10-166396号公报但是，在所述现有的金属模具装置中，树脂被供给在型腔空间的中央形成的浇口后要向型腔空间的半径方向外侧流动，但此时由于金属模具装置的外周边接触到外界空气，所以型腔空间的外周边附近的树脂的温度低于其他的部分，外周边附近的树脂以高密度的状态凝固，其他的部分的树脂以低密度的状态凝固。
因此，之后进行开模并且盘基板的整体被冷却时，收缩量在型腔空间的外周边附近只少了密度高出的量，在其他的部分只多了密度低出的量，盘基板的厚度在外周边附近要大10～20(μm)，盘基板的平面度降低，品质下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种盘成型用金属模具、调整部件以及盘基板的成型方法，解决所述现有的金属模具装置的问题并可使盘基板的平面度提高并可使品质上升。
为此，本发明的盘成型用金属模具具有第1镜面盘；母盘，安装于所述第1镜面盘；第2镜面盘，与所述第1镜面盘相对设置并在合模时与第1镜面盘之间形成型腔空间；调整部件，具有与所述母盘滑动的面，形成于所述第1镜面盘的外周边附近并朝半径方向外侧向所述型腔空间侧突出。
并且本发明的其他的盘成型用金属模具中，所述面为锥面。
并且本发明的又一其他的盘成型用金属模具中，所述面是被弯曲形成的。
并且本发明的又一其他的盘成型用金属模具中，所述调整部件被设置为使其内周边位于距离盘基板的外周边0.2～2(mm)的半径方向内侧。
并且本发明的又一其他的盘成型用金属模具中，所述调整部件的外周边的厚度比内周边的厚度大10～50(μm)。
并且本发明的又一其他的盘成型用金属模具中，所述调整部件由导热性比第1镜面盘低的材料制成。
本发明的调整部件，被设置于盘成型用金属模具中，该盘成型用金属模具具有第1镜面盘；母盘，安装于所述第1镜面盘；第2镜面盘，与所述第1镜面盘相对设置并在合模时与第1镜面盘之间形成型腔空间。
而且，具有与所述母盘滑动的面，形成于所述第1镜面盘的外周边附近并在半径方向外侧向所述型腔空间侧突出。
并且本发明的其他的调整部件，所述面为锥面。
并且本发明的又一其他的调整部件，所述面是被弯曲形成的。
并且本发明的又一其他的调整部件，设置为使其内周边位于距离盘基板的外周边0.2～2(mm)的半径方向内侧。
并且本发明的又一其他的调整部件，外周边的厚度比内周边的厚度大10～50(μm)。
并且本发明的又一其他的调整部件，由导热性比第1镜面盘低的材料制成。
本发明的盘基板的成型方法，对在可动侧的金属模具组合体和固定侧的金属模具组合体中的一个金属模具组合体上设置的母盘的细微的图形进行复制后成型盘基板。
然后，使可动侧的金属模具组合体向固定侧的金属模具组合体移动，并在所述可动侧的金属模具组合体和固定侧的金属模具组合体之间形成用于填充成型材料的型腔空间，随着对该型腔空间填充成型材料，所述母盘以接触所述一个金属模具组合体的状态膨胀时，通过用于调整朝向盘基板的外周方向的厚度的变动的调整部件使母盘滑动，并冷却所述型腔空间内的成型材料，随着该成型材料的冷却，所述母盘以接触所述一个金属模具组合体的状态收缩时，通过调整部件使母盘滑动，并使所述可动侧的金属模具组合体向离开固定侧的金属模具组合体的方向移动。
根据本发明，盘成型用金属模具具有第1镜面盘；母盘，安装于所述第1镜面盘；第2镜面盘，与所述第1镜面盘相对设置并在合模时与第1镜面盘之间形成型腔空间；调整部件，具有与所述母盘滑动的面，形成于所述第1镜面盘的外周边附近并朝半径方向外侧向所述型腔空间侧突出。
此时，所述第1镜面盘的外周边附近形成有调整部件，由于该调整部件具有与母盘滑动的面，因此即使盘基板的整体被冷却时，收缩量在型腔空间的外周边附近只少了密度高的量，在其他的部分只多了密度低的量，也可以防止盘基板的厚度在型腔空间的外周边附近变大。因此，可以提高盘基板的平面度并可使品质上升。
并且，由于厚度调整部件与第1镜面盘之间没有形成阶差，消除了母盘的背面被阶差反复摩擦的情况，因此，可以抑制母盘的背面的外周边附近的局部的磨耗，由此可以防止母盘的温度形成局部的不均。结果，可以防止发生局部的双折射不均、岸·沟的形状损坏等，并可以使盘基板的品质上升。
图1是表示本发明的第1实施方式的金属模具装置的主要部分的剖面图。
图2是本发明的第1实施方式的金属模具装置的剖面图。
图3是表示本发明的第2实施方式的金属模具装置的主要部分的剖面图。
具体实施例方式
图1是表示本发明的第1实施方式的金属模具装置的主要部分的剖面图。图2是本发明的第1实施方式的金属模具装置的剖面图。
图中，10是金属模具装置，11是固定压盘(platen)，12是作为安装于该固定压盘11的固定金属模具、且作为第1金属模具组合体的固定侧的金属模具组合体，32是作为安装于无图示的可动压盘的可动金属模具、且作为第2金属模具组合体的可动侧金属模具组合体，所述金属模具组合体12、32构成所述金属模具装置10。在所述可动压盘的后部设置有无图示的合模机构，该合模机构例如由作为合模用的驱动部的合模用电动机、连杆(toggle)机构构成，通过驱动所述合模用电动机使连杆机构工作来使所述可动压盘前进后退，并使所述金属模具组合体32前进后退(图2中为左右方向移动)使其与金属模具组合体12接触分离，由此可以进行金属模具装置10的闭模、合模及开模。然后，进行合模时所述金属模具组合体12与所述金属模具组合体32之间形成无图示的型腔空间。另外，合模装置由所述固定压盘11、可动压盘及合模机构构成。
所述金属模具组合体12具备底座15，作为第1支持部件；镜面盘16，作为第1镜面盘安装于所述底座15；导向环18，呈环形并作为第1外周环被设置于所述镜面盘16的半径方向外侧并安装于所述底座15；浇道套(sprue bush)24，贯穿所述底座15及镜面盘16后使其沿轴向延伸设置。
该浇道套24的中心形成有浇道26，从射出装置21中安装于作为缸部件的加热缸22前部的射出喷嘴23射出的作为成型材料的树脂通过该浇道。并且，所述浇道套24上形成有前端被面向型腔空间设置且前部由凹部构成的模(die)28。
然而，向所述型腔空间供给树脂并使其凝固后，形成了作为成型品的盘基板的原型的原型基板，但此时，盘基板的一个面上形成有微小的凹凸并由此形成了信息面。为此，所述镜面盘16的前端面(图2中的左侧面)安装有中心形成有孔且表面形成有细微图形的作为模具镶块的圆盘形的母盘29。该母盘29前端面上形成有微小的凹凸，其外周边由外侧固定器31、内周边由内侧固定器60按压并固定在镜面盘16上。另外，所述金属模具组合体12上还设置有无图示的固定侧吹气衬套等。并且，母盘可以设置在金属模具组合体32上。
另一方面，所述金属模具组合体32具有底座35，作为第2支持部件；镜面盘36，作为第2镜面盘安装于所述底座35；导向环38，呈环形并作为第2外周环被设置于所述镜面盘16的半径方向外侧；切割冲头48，贯穿所述底座35及镜面盘36后使其沿轴向延伸，并自由进退地与所述浇道套24对向设置，该切割冲头48的前部(图2中为右侧)具有与所述模28对应的形状。
并且，所述镜面盘36与镜面盘16对向的面的外周边设置有无图示的环形的凹环(cavi-ring)，使其向镜面盘16侧只突出与成型的盘基板的厚度对应的量。
并且，所述切割冲头48的后部(图2中为左侧)设置有无图示的作为开孔加工用的驱动部的无图示的驱动缸，通过驱动该驱动缸可以使所述切割冲头48前进(图2中是向右移动)。
另外，所述金属模具组合体32上还设置有无图示的顶出衬套、脱模销、可动侧吹气衬套等。
所述构成的金属模具装置10中，驱动所述合模用电动机使所述可动压盘前进并使金属模具组合体32前进时进行闭模，并且导向环18、38被槽口(rebbet)结合，所述导向环及镜面盘36和镜面盘16及母盘29进行中心对准。然后，再驱动所述合模用电动机后进行合模，在合模状态从所述射出喷嘴23射出被熔融的树脂时，树脂通过所述浇道套26被填充到型腔空间，然后被冷却后成为原型基板。另外，由于所述导向环18、38被槽口结合，导向环18的内周部及导向环38的外周部形成有环形的凹部18a、38a，凹部18a的半径方向外侧形成第1锥面18b、凹部38a的半径方向内侧形成第2锥面38b。另外，为了冷却所述型腔空间内的树脂，所述镜面盘16、36内形成有无图示的调温用的管道。
然后，通过驱动所述驱动缸使切割冲头48前进时，该切割冲头48的前端进入模28内对所述型腔空间内的原型基板实施开孔加工。然后，通过再冷却实施了开孔加工的原型基板，成型盘基板。
然后，驱动所述合模用电动机使可动压盘后退并使金属模具组合体32后退(图2中是向左移动)，进行开模并使所述脱模销前进，使盘基板突出后从金属模具组合体32起模。如此以来便可以取出盘基板。
然而，树脂被从射出喷嘴23射出时，流过浇道套26内部并被供给在型腔空间的中心形成的浇口后向型腔空间内的半径方向外侧流动。此时，由于所述金属模具装置10的外周边与外界空气接触，树脂的温度在型腔空间的外周边附近比在其他部分低，所述型腔空间的外周边附近的树脂以高密度状态凝固，而在其他部分的树脂以低密度状态凝固。
因此，之后进行开模并且盘基板的整体被冷却时，收缩量在型腔空间的外周边附近只少了密度高出的量，在其他的部分只多了密度低出的量，因此，盘基板的厚度在所述型腔空间的外周边附近变大，盘基板的平面度降低，品质下降。
因此，在本实施方式中，使镜面盘16、36中至少一个与镜面盘16上的母盘29接触的前端面的外周边附近向前(图2中为左侧)、即向金属模具组合体32侧突出。
为此，本实施方式中在与镜面盘16上的与母盘29接触的前端面的外周边附近形成有环形的槽51，该槽51内安装有作为调整部件的环形的厚度调整部件52，用于调整盘基板的面向外周方向的厚度的变化。该厚度调整部件52的前端面s1上形成有从内周边p1到中心部分p2，面向型腔空间侧、即面向前方突出形成的相对于母盘29的收缩而滑动的面(以下成为『滑动面』)。该滑动面具备平坦部分sa，从内周边p1向半径方向外侧经过规定的距离、且与镜面盘16的前端面平行延伸；倾斜部分sb，从所述平坦部分sa的外周边向半径方向外侧经过规定的距离、且倾斜后延伸到中心部分p2；及平坦部分sc，从所述倾斜部分sb的外周边向半径方向外侧经过规定的距离、且与镜面盘16的前端面平行延伸到母盘29的外周边。
并且，槽51内设置有厚度调整部件52时，使槽51的内周边的深度与厚度调整部件52的内周边p1的厚度相等，以便使该厚度调整部件52的内周边p1不与镜面盘16之间形成阶差。另外，所述前端面s1可以从半径方向内侧向外侧形成相同斜度的锥面，但也可以将前端面s1弯曲，使所述内周边p1部分的斜度及中心部分p2部分的斜度为零(0)，并使从内周边p1向外侧的斜度逐渐增大后使到中心部分p2的斜度逐渐减小。即，由于形成有所述前端面s1，所以向型腔空间填充树脂时使由于所述母盘29的向外周方向的延伸的滑动变得简单。
并且，所述滑动调整部件52被设置为内周边p1位于距离盘基板的外周边0.2～2(mm)左右的半径方向内侧，并且从中心部分p2到厚度调整部件52的外周边p3的厚度比内周边p1的厚度大10～50(μm)左右。
如此，由于镜面盘16的外周边附近设置有具有锥面的厚度调整部件52，用于在向型腔空间填充树脂时使由于所述母盘29的向外周方向的延伸的滑动简单，所以型腔空间的外周边附近的厚度比其他部分薄10～50(μm)左右。因此，进行开模且盘基板的整体被冷却时，即使收缩量在型腔空间的外周边附近只少了密度高出的量、在其他的部分只多了密度低出的量，也可以防止盘基板的厚度在所述型腔空间的外周边附近变大。结果，能使盘基板的平面度提高并可以使品质上升。
然而，由于进行成型期间型腔空间被间歇地填充树脂然后被冷却，所以母盘29被反复加热和冷却并反复膨胀和收缩，但由于所述内周边p1与镜面盘16之间没有形成阶差，所以按照与所述镜面盘36之间形成型腔空间的厚度调整部件52和镜面盘16的形状安装母盘29。因此，由于母盘29的背面不会被阶差反复摩擦并可以抑制母盘29的背面的外周边附近的局部的磨损，所以可以防止母盘29的温度形成局部的不均。结果，可以防止发生局部的双折射不均、岸·沟的形状损坏等，并可以使盘基板的品质上升。
并且，当形成所述阶差时，在阶差的部分上镜面盘16与母盘29及厚度调整部件52之间形成环形的空间，并且随着母盘29的膨胀和收缩被反复进行，所述环形的空间的与母盘29接触的部分在每次膨胀和收缩时都移动。结果，母盘29的温度形成了局部的不均。然而，由于在本实施方式中没有形成阶差，所以可以使母盘29与镜面盘16及厚度调整部件52的传热稳定，并可以防止母盘29的温度形成局部的不均。因此，更可以防止发生局部的双折射不均、岸·沟的形状损坏等，并可以使盘基板的品质更上升。
在本实施方式中，厚度调整部件52由与镜面盘16相同的材料制成，但厚度调整部件52可以由比镜面盘16导热性低、具有耐热性能的材料等制成。此时，由于可以防止型腔空间的外周边附近的树脂的温度低于其他的部分，所以可以防止树脂在型腔空间内的外周边附近以高密度的状态凝固。
因此，之后进行开模并且盘基板的整体被冷却时，由于可以防止型腔空间的外周边附近的收缩量比其他的部分小，所以可以提高盘基板的平面度并可以使品质上升。
然而，在本实施方式中，由于需要在厚度调整部件52上制成平坦部分sa，所以加工倾斜部分sb困难，导致了厚度调整部件52的成本的增加。
因此，对可以使厚度调整部件52的成本下降的本发明的第2实施方式进行说明。另外，对与第1实施方式具有相同构成的部分通过赋予相同的符号来省略其说明。
图3是表示本发明的第2实施方式的金属模具装置的主要部分的剖面图。
此时，所述前端面s1上形成的滑动面具备倾斜部分sd，从内周边p1向半径方向外侧经过规定的距离而倾斜；及平坦部分se，从所述倾斜部分sd的外周边向半径方向外侧经过规定的距离、且与镜面盘16的前端面平行延伸到母盘29的外周边。
因此，向型腔空间填充树脂时使由于所述母盘29的向外周方向延伸的滑动变得简单。
结果，可以简单的加工倾斜部分sd并可以使厚度调整部件52的成本下降。
在使用所述构成的盘成型金属模具成型盘基板的成型方法中，使金属模具组合体32向金属模具组合体12移动，并使金属模具组合体32与金属模具组合体12之间形成型腔空间，随着向该型腔空间填充树脂，母盘29以与所述金属模具组合体12接触的状态膨胀时，通过厚度调整部件52使母盘29滑动。然后，冷却所述型腔空间内的树脂，成型盘基板。此时，随着树脂的冷却，所述母盘29以接触所述金属模具组合体12的状态收缩，但通过所述滑动调整部件52使母盘29滑动。
然后，使所述金属模具组合体32向离开金属模具组合体12的方向移动。
在所述各实施方式中，对随着从盘基板的导热母盘29膨胀或收缩的情况进行说明，但本发明也可以适用于由填充树脂时产生的型腔空间内的压力、和由于压缩所述型腔空间内的树脂时的合模力而产生的型腔空间内的压力等导致的母盘29的膨胀或收缩。
另外，本发明不限于所述实施方式，根据本发明精神可以进行多种变形，并且那些变形不被排除在本发明的范围之外。
本发明可以使用在用于成型盘基板的盘成型金属模具。
符号说明10 金属模具装置16、36 镜面盘29 母盘52 厚度调整部件p1 内周边p3 外周边s1 前端面
权利要求
1.一种盘成型用金属模具，其特征在于，具备(a)第1镜面盘；(b)母盘，安装于所述第1镜面盘；(c)第2镜面盘，与所述第1镜面盘相对设置并在合模时与第1镜面盘之间形成型腔空间；(d)调整部件，具有与所述母盘滑动的面，形成于所述第1镜面盘的外周边附近并朝半径方向外侧向所述型腔空间侧突出。
2.根据权利要求1所述的盘成型用金属模具，其特征在于，所述面为锥面。
3.根据权利要求1所述的盘成型用金属模具，其特征在于，所述面是被弯曲形成的。
4.根据权利要求1所述的盘成型用金属模具，其特征在于，所述调整部件被设置为内周边位于距离盘基板的外周边0.2～2mm的半径方向内侧。
5.根据权利要求1所述的盘成型用金属模具，其特征在于，所述调整部件的外周边的厚度比内周边的厚度大10～50μm。
6.根据权利要求1所述的盘成型用金属模具，其特征在于，所述调整部件由导热性比所述第1镜面盘导热性低的材料制成。
7.一种调整部件，设置于盘成型用金属模具，该盘成型用金属模具具备第1镜面盘；母盘，安装于所述第1镜面盘；及第2镜面盘，与所述第1镜面盘相对设置并在合模时与第1镜面盘之间形成型腔空间，其特征在于，(a)具有与所述母盘滑动的面，(b)形成于所述第1镜面盘的外周边附近并朝半径方向外侧向所述型腔空间侧突出。
8.根据权利要求7所述的调整部件，其特征在于，所述面为锥面。
9.根据权利要求7所述的调整部件，其特征在于，所述面是被弯曲形成的。
10.根据权利要求7所述的调整部件，其特征在于，被设置为内周边位于距离盘基板的外周边0.2～2mm的半径方向内侧。
11.根据权利要求7所述的调整部件，其特征在于，外周边的厚度比内周边的厚度大10～50μm。
12.根据权利要求7所述的调整部件，其特征在于，由导热性比所述第1镜面盘导热性低的材料制成。
13.一种盘基板的成型方法，对在可动侧的金属模具组合体和固定侧的金属模具组合体中的一个金属模具组合体上设置的母盘的细微的图形进行复制后，成型盘基板，其特征在于，(a)使可动侧的金属模具组合体向固定侧的金属模具组合体移动，(b)在所述可动侧的金属模具组合体和固定侧的金属模具组合体之间形成用于填充成型材料的型腔空间，(c)随着对该型腔空间填充成型材料，所述母盘以接触所述一个金属模具组合体的状态膨胀时，通过用于调整朝向盘基板的外周方向的厚度的变动的调整部件，使母盘滑动，(d)冷却所述型腔空间内的成型材料，(e)随着该成型材料的冷却，所述母盘以接触所述一个金属模具组合体的状态收缩时，通过调整部件使母盘滑动，(f)使所述可动侧的金属模具组合体向离开固定侧的金属模具组合体的方向移动。
全文摘要
提供一种盘成型用金属模具及盘基板的成型方法，可以提高成型品的平面度并可以使品质上升。具备第1镜面盘；母盘(29)，安装于所述第1镜面盘；第2镜面盘，与所述第1镜面盘对向设置并在合模时与第1镜面盘之间形成型腔空间；调整部件，具有与所述母盘(29)滑动的面，形成在所述第1镜面盘的外周边附近并在半径方向外侧向所述型腔空间侧突出。盘基板的整体被冷却时即使收缩量在外周边附近少而在其他的部分多，也可以防止盘基板的厚度在外周边附近变大。
文档编号G11B7/26GK1929980SQ20058000733
公开日2007年3月14日 申请日期2005年3月7日 优先权日2004年3月8日
发明者泽石裕之, 后藤义行 申请人:住友重机械工业株式会社, 株式会社精工技研