(57)【要約】【課題】光学製品の成形用金型において、外周押えリング等の成形時に成形品側面部分のキャビティ形成面を形成する側面形成部の嵌合面と、これに嵌合される鏡面板等の嵌合部の嵌合面との、相対位置の変更に伴なうかじりの発生を抑える。【解決手段】一対の金型２，３の、いずれか一方の金型２に配設されるスタンパ５と、少なくとも成形時に前記スタンパ５の外周部側と当接または近接され成形品側面部分のキャビティ形成面を形成する側面形成部６と、少なくとも成形時に前記側面形成部６と嵌合され前記側面形成部６との相対位置が変更されることによりキャビティ１１を容積可変に形成する嵌合部８とが備えられた光学製品の成形用金型１において、前記側面形成部６と前記嵌合部８における相対向する嵌合面９，１０のうち少なくとも一方はＲｚｊｉｓ０．０５μｍないしＲｚｊｉｓ１．５μｍの表面粗さの粗面に加工されている。【選択図】                図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対向して配置される一対の金型と、
前記一対の金型のうちのいずれか一方の金型に配設されるスタンパと、
少なくとも成形時に前記スタンパの外周部側と当接または近接され成形品側面部分のキャビティ形成面を形成する側面形成部と、
少なくとも成形時に前記側面形成部と相対向して嵌合され前記側面形成部との相対位置が変更されることによりキャビティを容積可変に形成する嵌合部とが備えられた光学製品の成形用金型において、
前記側面形成部と前記嵌合部における相対向する嵌合面のうち少なくとも一方はＲｚｊｉｓ０．０５μｍないしＲｚｊｉｓ１．５μｍの表面粗さの粗面に加工されていることを特徴とする光学製品の成形用金型。
【請求項２】
前記側面形成部は一方の金型に配設され前記スタンパの外周部側を押える外周押え部材であり、
前記嵌合部は他方の金型に配設され成形時に前記外周押え部材の内周面に嵌合される外周面を有する鏡面板であることを特徴とする請求項１に記載の光学製品の成形用金型。
【請求項３】
前記側面形成部は他方の金型に配設され成形時に前記スタンパの外周部側を押える外周押え部材であり、
前記嵌合部は前記他方の金型に配設され前記外周押え部材の内周面に嵌合状態にある外周面を有する鏡面板であることを特徴とする請求項１に記載の光学製品の成形用金型。
【請求項４】
前記粗面は放電加工されたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の光学製品の成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ等のディスク基板や、液晶装置等に用いられる導光板や光拡散板を成形する光学製品の成形用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来光学製品であるディスク基板の成形用金型としては、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１では型閉するときに外周押えリングとこれに対向する型の鏡面の外周との嵌合面を、当接して破損させることなく、確実且つ容易に互いに入り込んで対向するように嵌合させ、両者の嵌合面の間隙を適切に確保および維持するようになっている。そのために両嵌合面の、キャビティ側の部分を型開閉方向とほぼ平行に形成するとともに、反キャビティ側の部分を中心線に対して傾斜するように形成している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１３８３３６号公報（第１、２、７頁、第１図）
【０００４】
また特許文献２においては、外周リングの熱膨張係数が該ミラーブロックの熱膨張係数より小さくなる様に異材質で形成している。そして成形立上り時における外周リングと反スタンパ配設側のミラーブロックの嵌合時の噛りを防止している。
【０００５】
【特許文献２】
特開平１０−２４９８９４号公報（第１、４頁、第２、３図）
【０００６】
また特許文献３においては、第２の鏡面盤におけるキャビティリング（外周押えリングに相当）と対向する外周面の硬度と、キャビティリングにおける第２の鏡面盤と対向する内周面の硬度とを異ならせることにより、キャビティリングが第２の鏡面盤に当たっても、滑りが生じ、かじりが発生するのを抑制している。
【０００７】
【特許文献３】
特開２００２−３６１６８８号公報（第１、４、６頁、第１図）
【０００８】
ところが前記特許文献１ないし特許文献３に記載された光学製品の成形用金型は、嵌合面同士の接触面積が大きいために抵抗が大きく、いずれもかじり抑制の効果が高いとは言えない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、上記の問題を解決するために、光学製品の成形用金型において、外周押えリング等の成形時に成形品側面部分のキャビティ形成面を形成する側面形成部の嵌合面と、これに相対向して嵌合される鏡面板等の嵌合部の嵌合面との、相対位置の変更に伴なうかじりの発生を極力抑えることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、相対向して配置される一対の金型の、いずれか一方の金型に配設されるスタンパと、少なくとも成形時に前記スタンパの外周部側と当接または近接され成形品側面部分のキャビティ形成面を形成する側面形成部と、少なくとも成形時に前記側面形成部と相対向して嵌合され前記側面形成部との相対位置が変更されることによりキャビティを容積可変に形成する嵌合部とが備えられた光学製品の成形用金型において、前記側面形成部と前記嵌合部における相対向する嵌合面のうち少なくとも一方はＲｚｊｉｓ０．０５μｍないしＲｚｊｉｓ１．５μｍの表面粗さの粗面に加工されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記側面形成部は一方の金型に配設され前記スタンパの外周部側を押える外周押え部材であり、前記嵌合部は他方の金型に配設され成形時に前記外周押え部材の内周面に嵌合される外周面を有する鏡面板であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記側面形成部は他方の金型に配設され成形時に前記スタンパの外周部側を押える外周押え部材であり、前記嵌合部は前記他方の金型に配設され前記外周押え部材の内周面に嵌合状態にある外周面を有する鏡面板であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記粗面は放電加工されたものであることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図１、図２を参照して説明する。図１は、光学製品であるディスク基板の本発明の成形用金型の要部断面図である。図２は、図１とは別の実施の形態である光学製品であるディスク基板の本発明の成形用金型の要部断面図である。
【００１５】
図１に示される実施の形態の光学製品であるディスク基板の成形用金型１について説明する。ディスク基板の成形用金型１は、相対向して配置される一対の可動金型２と固定金型３とからなっている。一方の金型である可動金型２における固定金型３と相対向する側に配設された鏡面板４の表面には、成形されるディスク基板の転写領域に情報の転写を行うスタンパ５が取付けられている。スタンパ５は、スタンパ５の外周部側を保持する外周押えリング６と、スタンパ５の中心孔側を保持する図示しない内周押えリングとによって鏡面板４に取付けられている。
【００１６】
外周押えリング６は、可動金型２の鏡面板４以外の部分に図示しないボルトによって固定され、押え部７がスタンパ５の外周部側表面に近接することによりスタンパ５の成形時の浮上がりを防止している。また外周押えリング６は、その内周面の一部が、成形時にディスク基板の側面部分（成形品側面部分）のキャビティ形成面を形成する。そしてまた外周押えリング６の内周面の一部は、成形時に嵌合部である固定金型３の鏡面板８が嵌合されるための嵌合面９を形成する。よって可動金型２における固定金型３と対向する側のキャビティ形成面は、外周押えリング６とスタンパ５等によって凹状に形成されている。なお外周押えリング６は、鏡面板４に直接取付けられたものでもよい。また前記外周押えリング６の押え部７とスタンパ５とは当接されるものでもよい。
【００１７】
他方の金型である固定金型３における可動金型２と相対向する側には、嵌合部である断面凸字形状の鏡面板８が配設されている。そして鏡面板８は、その小径の外周面に前記した外周押えリング６の嵌合面９と対向する嵌合面１０を有している。そして成形時には、側面形成部である可動金型２の外周押えリング６における嵌合面９と、嵌合部である固定金型３の鏡面板８における嵌合面１０とが相対向して嵌合され、容積可変のキャビティ１１が形成される。なお本発明のディスク基板の成形用金型１においては、スタンパ５等が取付けられる一方の金型が固定金型であって、他方の金型が可動金型であってもよい。
【００１８】
次に可動金型２に配設される外周押えリング６の内周面における嵌合面９と、固定金型３に配設される鏡面板８の小径の外周面における嵌合面１０について詳述する。外周押えリング６の嵌合面９は他方の金型である固定金型３に向けて内周が拡径されており、中間に段差部９ａが設けられた２段のテーパー面９ｂ，９ｃからなっている。この実施の形態ではスタンパ５側（図１における左側）のテーパー面９ｂは、型開閉方向Ａ−Ａに対して３度の傾斜角度となっており、成形時にはその一部がディスク基板の側面部分を形成するキャビティ形成面を形成する。また反スタンパ側（図１における右側）のテーパー面９ｃは、型開閉方向Ａ−Ａに対して７度の傾斜角度となっている。なおテーパー面９ｂの傾斜角度は、型開閉方向Ａ−Ａに対して２度ないし４度程度が望ましく、テーパー面９ｃの傾斜角度は、前記テーパー面９ｂの傾斜角度より大きく、型開閉方向Ａ−Ａに対して３度ないし１０度程度が望ましい。
【００１９】
また鏡面板８の外周面における嵌合面１０については、一方の金型である可動金型２に向けて外周が縮径されている。そして嵌合面１０の形状は、外周押えリング６の嵌合面９と嵌合時に対向するように、中間に段差部１０ａが設けられた２段のテーパー面１０ｂ，１０ｃからなっている。そして嵌合面１０は、外周押えリング６の嵌合面９と同様に、スタンパ５側のテーパー面１０ｂが、型開閉方向Ａ−Ａに対して３度の傾斜角度となっており、反スタンパ５側のテーパー面１０ｃが、型開閉方向Ａ−Ａに対して７度の傾斜角度となっている。なおテーパー面１０ｂの傾斜角度は、型開閉方向Ａ−Ａに対して２度ないし４度程度が望ましく、テーパー面１０ｃの傾斜角度は、前記テーパー面１０ｂの傾斜角度より大きく、型開閉方向Ａ−Ａに対して３度ないし１０度程度が望ましい。
【００２０】
そして図１に示される実施の形態では、側面形成部である外周押えリング６における嵌合面９のテーパー面９ｃと、嵌合部である鏡面板８における嵌合面１０のテーパー面１０ｃについては、Ｒｚｊｉｓ０．０５μｍないしＲｚｊｉｓ１．５μｍ程度の表面粗さの粗面に加工されている。なお表面粗さを示す単位Ｒｚｊｉｓについては、ＪＩＳ２００１−Ｂ０６０１による十点平均粗さであり、旧ＪＩＳにおける十点平均粗さＲｚと同じである。また前記粗面加工の表面粗さは、算術平均粗さＲａでは、Ｒａ０．０１３μｍないしＲａ０．３７５μｍに相当する。
【００２１】
この実施の形態では、外周押えリング６および鏡面板８はステンレス鋼（ＳＵＳ材）で形成され、少なくとも嵌合面９，１０にはクロムメッキによる硬化処理がなされている。そして前記硬化処理された嵌合面９，１０の粗面加工は、放電加工機によって行われ、硬化処理層の部分のみに凹凸が形成されるように加工が行われる。粗面の加工を放電加工機に放電加工することにより、必要とする部分に略均一に方向性を持たない凹凸を分布形成でき、凹凸の大きさについても前記表面粗さの範囲において所望の大きさに形成することができる。なお粗面の加工される部分については外周押えリング６の嵌合面９と鏡面板８の嵌合面１０の少なくとも一方であればよく、テーパー面９ｂ，１０ｂについても粗面の加工をしてもよい。
【００２２】
次にこの実施の形態のディスク基板の成形用金型１による成形時の作用について説明する。前工程で成形されたディスク基板が図示しない取出機によって取出されると、可動金型２が取付けられた可動盤が前進し、固定盤に取付けられた固定金型３に対して可動金型２が所定位置に停止され、成形時に容積可変のキャビティ１１が形成される。その際に外周押えリング６における嵌合面９であるテーパー面９ｂと、鏡面板８における嵌合面１０であるテーパー面１０ｂとは溶融樹脂が入り込まない５μｍないし１０μｍの僅かな間隔を持って対向して嵌合される。
【００２３】
次に図示しない射出装置からキャビティ１１内に溶融樹脂の射出充填が行われる。溶融樹脂の射出充填後、スタンパ５による情報の転写を良好にさせるために、更に可動金型２を固定金型３に向けて移動させる。そして外周押えリング６に対する鏡面板８の相対位置を変更させることにより、キャビティ１１内の容積を減少させ射出充填された溶融樹脂に圧縮を加える。この際、嵌合面９，１０のテーパー面９ｂ，１０ｂの型開閉方向Ａ−Ａに対する傾斜角度よりも、テーパー面９ｃ，１０ｃの型開閉方向Ａ−Ａに対する傾斜角度の方が大きいことから、可動金型２の移動により、テーパー面９ｃ，１０ｃが当接される。この嵌合面９，１０の当接時に嵌合面９，１０のテーパー面９ｃ，１０ｃは上記したように粗面の加工がされていることから、テーパー面９ｃと１０ｃとの接触面積が小さくなる。よってテーパー面９ｃ，１０ｃが当接した際にほとんどかじりを生じることがない。
【００２４】
次に図２に示される別の実施の形態について説明する。ディスク基板の成形用金型２１は、相対向して配置される一対の可動金型２２と固定金型２３とからなっている。この実施の形態では一方の金型である可動金型２２における固定金型２３と相対向する側に配設された鏡面板２４の表面には、成形されるディスク基板に情報を転写するスタンパ２５が取付けられている。スタンパ２５の鏡面板２４への取付けは、スタンパ２５の外周部側裏面を保持する吸引機構２６と、スタンパ２５の中心孔側を保持する図示しない内周押えリングとによって取付けられている。また前記スタンパ２５と対向して他方の金型である固定金型２３には鏡面板２７が配設されている。
【００２５】
前記固定金型２３における断面凸字形状の鏡面板２７の小径の外周面には、外周押えリング２８が嵌合状態に設けられている。そして外周押えリング２８はバネ２９により鏡面板２７の外周側に取付けられることにより、型開閉方向Ｂ−Ｂに相対位置が変更可能に取付けられている。外周押えリング２８は、成形時に押え部３０に対してスタンパ２５の外周部側が近接され、押え部３０によりスタンパ２５を保持するとともに、可動金型２２の鏡面板２４と当接部３１が当接する。また外周押えリング２８は側面形成部として、その内周面の一部は、ディスク基板の側面部分（成形品側面部分）のキャビティ形成面を形成する。また外周押えリング２８の内周面の一部は、嵌合部である鏡面板２７の小径の外周面の嵌合面３２に対向して相対位置が変更可能な嵌合面３３を形成する。なお外周押えリング２８については、鏡面板２７以外の部分の固定金型２３に取付けられたものでもよい。更に本発明のディスク基板の成形用金型２１においては、スタンパ２５が取付けられる一方の金型が固定金型２３であって、外周押えリング２８が取付けられる他方の金型が可動金型２２であってもよい。
【００２６】
嵌合部である鏡面板２７の嵌合面３２と側面形成部である外周押えリング２８の嵌合面３３について更に説明する。嵌合面３２と嵌合面３３は、それぞれ型開閉方向Ｂ−Ｂと平行に、溶融樹脂が入り込まない５μｍないし１０μｍの僅かな間隔を持って対向して形成されている。そして成形時には、鏡面板２７の嵌合面３２に対して外周押えリング２８の嵌合面３３が相対位置変更されるよう形成されている。そして前記嵌合面３２，３３はＲｚｊｉｓ０．０５μｍないしＲｚｊｉｓ１．５μｍの表面粗さに放電加工機によって粗面の加工がされている。なお嵌合面３２，３３の粗面の加工は、嵌合面３２，３３の少なくとも一方であってもよく、かじりを生じやすい部分のみに粗面の加工を行ってもよい。
【００２７】
次に図２に示される別の実施の形態のディスク基板の成形用金型２１による成形時の作用について説明する。可動金型２２が取付けられた可動盤が固定金型２３に向けて前進することにより、固定金型２３の側面形成部である外周押えリング２８の当接部３１に対して可動金型２２の鏡面板２４が当接され、外周押えリング２８の押え部３０に対してスタンパ２５の外周部側が近接され、容積可変のキャビティ３４が形成される。
【００２８】
次に図示しない射出装置からキャビティ３４内に溶融樹脂の射出充填を行い、更に可動金型２２を固定金型２３に向けて移動させる。可動金型２２の移動の際に外周押えリング２８は鏡面板２７に対して移動可能に配設されているので、鏡面板２７の嵌合面３２と外周押えリング２８の嵌合面３３との相対位置が変更され、キャビティ３４内に射出充填された溶融樹脂に圧縮を加える。この際に、嵌合面３２と嵌合面３３とは粗面の加工がされていることから、例え当接したとしても接触面積が小さくてすみ、ほとんどかじりを生じることがない。
【００２９】
また本発明は、上記の図１，図２に示される実施の形態のディスク基板の成形用金型以外に、液晶表示装置の導光板や光拡散板等、射出圧縮または射出プレスによって成形を行う光学製品の成形用金型にも適用される。例えば導光板の成形用金型の例では少なくとも一方の金型の鏡面板は平面状に形成され、スタンパが保持爪により取付けられている。他方の金型の鏡面板は断面凸字形状に形成され、前面に前記スタンパと対向するキャビティ形成面が形成されている。また前記断面凸字形状の鏡面板の周囲には前記鏡面板に嵌合され、型開閉方向に相対位置変更可能な額縁状の側面形成部が配設されている。そして前記額縁状の側面形成部は、成形時にはその前面が一方の金型の平面状の鏡面板に当接され、なおも型閉がなされることにより、額縁状の内周面の側面形成部に対する他方の金型の鏡面板の外周面の相対位置が変更され、キャビティの容積が変更される。そして導光板の成形用金型についても、嵌合部である鏡面板の外周面と、額縁状の側面形成部の内周面との両方の嵌合面に、上記したような粗面の加工がなされている。
【００３０】
なお本発明の応用例として、嵌合面の形状については上記の実施の形態に限定するものではなく種々の形状が考えられる。また側面形成部である外周押えリングや嵌合部である鏡面板の嵌合面の材質についても上記に限定するものではなく、硬化処理されていないものや、クロムメッキ以外の硬化膜を形成したものでもよい。そして嵌合面を粗面加工した後に、更に窒化チタン等の硬化膜をコーティングしたものや焼入れ処理したものについても粗面加工したものに含まれる。また対向する嵌合面を異なる材質としてもよい。また嵌合面の粗面加工については放電加工機以外に、ショットブラストやサンドブラストを用いてもよい。また粗面加工した嵌合面については、通常は成形時にそのまま嵌合されるが、僅かに潤滑材を塗布して使用してもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、上記のように光学製品の成形用金型の側面形成部の嵌合面と、前記嵌合面に対向する嵌合部である鏡面板の嵌合面のうち少なくとも一方を粗面にしたので、嵌合面同士の接触面積が小さく、かじりを生じることがないか、或いはほとんどかじりを生じることがない。また旋盤加工のみによって嵌合面が加工されたものとの比較では、旋盤加工のみのものが、嵌合面に特定の方向へのバイト痕が残っているために、嵌合面の当接時に特定の部分が接触してかじりが生じやすいのに対し、放電加工により粗面加工されたものでは、略均一に分布形成された凹凸を有する嵌合面が接触するためにほとんどかじりが生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】光学製品であるディスク基板の本発明の成形用金型の要部断面図である。
【図２】図１とは別の実施の形態の光学製品であるディスク基板の本発明の成形用金型の要部断面図である。
【符号の説明】
１，２１……  ディスク基板の成形用金型（光学製品の成形用金型）
２，２２  ……  可動金型（一方の金型）
３，２３  ……  固定金型（他方の金型）
４，２４  ……  鏡面板
８，２７  ……  鏡面板（嵌合部）
５，２５  ……  スタンパ
６，２８  ……  外周押えリング（側面形成部）
７，３０  ……  押え部
９，１０，３２，３３  ……  嵌合面
９ａ，１０ａ  ……  段差部
９ｂ，９ｃ，１０ｂ，１０ｃ  ……  テーパー面
１１，３４    ……  キャビティ
２６  ……  吸引機構
２９  ……  バネ
３１  ……  当接部
Ａ−Ａ，Ｂ−Ｂ  ……  型開閉方向
【図１】
2004237572.tif 000003
【図２】
2004237572.tif 000004