(57)【要約】  ディスク基板成形装置は、ディスク基板成形用金型と、温調機と、を備えている。前記ディスク基板成形用金型は、スタンパと、前記スタンパが接触する鏡面部材を有する第１金型と、前記スタンパとの間に円板状のキャビティを形成する成形面を有する第２金型と、を備えている。前記第２金型は、前記成形面の外周部において前記スタンパに向かって突出する突出部を有する。前記温調機は、前記突出部が当該突出部よりも内周側の部位に比べて高温になるように前記第２金型の温度を調整するとともに、前記鏡面部材において前記突出部に対向する部位が前記突出部に比べて低温になるように前記第１金型の温度を調整する。
2011030523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク基板成形装置であって、
ディスク基板成形用金型と、
温調機と、を備え、
前記ディスク基板成形用金型は、
スタンパと、
前記スタンパが接触する鏡面部材を有する第１金型と、
前記スタンパとの間に円板状のキャビティを形成する成形面を有する第２金型と、を備え、
前記第２金型は、前記成形面の外周部において前記スタンパに向かって突出する突出部を有し、
前記温調機は、前記突出部が当該突出部よりも内周側の部位に比べて高温になるように前記第２金型の温度を調整するとともに、前記鏡面部材において前記突出部に対向する部位が前記突出部に比べて低温になるように前記第１金型の温度を調整するディスク基板成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載のディスク基板成形装置において、
前記第２金型は、前記突出部を含む領域に位置する外側温調用水路と、前記外側温調用水路とは別個に形成され且つ前記突出部よりも内周側の部位を含む領域に位置する内側温調用水路と、前記突出部を含む領域と前記突出部よりも内周側の部位を含む領域との間の熱伝導を阻止する熱伝導阻止部と、を備えているディスク基板成形装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のディスク基板成形装置において、
前記突出部の張り出し量をｙ［μｍ］、前記成形面の外周端からの径方向の距離をｘ［ｍｍ］、前記成形面から前記突出部の内端部までの径方向の幅をｘ０［ｍｍ］とすると、前記突出部の形状は、以下の関係式（２）
ｙ＝６（ｘ０−ｘ）  ・・・（２）
を満たしているディスク基板成形装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のディスク基板成形装置において、
前記突出部の張り出し量をｙ［μｍ］、前記成形面の外周端からの径方向の距離をｘ［ｍｍ］、前記成形面から前記突出部の内端部までの径方向の幅をｘ０［ｍｍ］、ディスク基板厚みをｄ［μｍ］とすると、前記突出部の形状は、以下の関係式（３）を満足している請求項１記載のディスク基板成形装置。
ｙ＝６（ｘ０−ｘ）2.5×ｄ／［ｄ＋６（ｘ０−ｘ）2.5］  ・・・（３）
【請求項５】
請求項２に記載のディスク基板成形装置において、
前記熱伝導阻止部は、前記突出部を含む領域と前記突出部よりも内周側の部位を含む領域との間に形成された空隙を有するディスク基板成形装置。
【請求項６】
請求項５に記載のディスク基板成形装置において、
前記成形面と前記空隙との間の距離は、１ｍｍ以上で、２ｍｍ以下であるディスク基板成形装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載のディスク基板成形装置において、
前記第２金型は、前記成形面を有する鏡面部材と、この鏡面部材と別体に形成される環状の外周側部材とを備え、
前記外周側部材は、前記鏡面部材と同心円状に設けられるとともに、前記円板状のキャビティの外周面を規定するディスク基板成形装置。
【請求項８】
スタンパと、前記スタンパが接触する鏡面部材を有する第１金型と、前記スタンパとの間に円板状のキャビティを形成する成形面を有する第２金型と、を備えたディスク基板成形用金型を用いてディスク基板を成形する方法であって、
前記第２金型は、前記成形面の外周部において前記スタンパに向かって突出する突出部を有しており、
前記突出部が当該突出部よりも内周側の部位に比べて高温になるように前記第２金型の温度を調整し、前記鏡面部材において前記突出部に対向する部位が前記突出部に比べて低温になるように前記第１金型の温度を調整するディスク基板成形方法。
【請求項９】
請求項８に記載のディスク基板成形方法において、
前記第２金型は、前記突出部を含む領域に位置する外側温調用水路と、前記外側温調用水路とは別個に形成され且つ前記突出部よりも内周側の部位を含む領域に位置する内側温調用水路と、を備えており、
前記外側温調用水路の温度を前記内側温調用水路の温度よりも高くすることによって、前記突出部が当該突出部よりも内周側の部位に比べて高温になるように前記第２金型の温度を調整するディスク基板成形方法。
【請求項１０】
請求項８に記載のディスク基板成形方法において、
前記ディスク基板成形用金型から取り出された成形品は、冷却が進むにつれて、前記突出部の内端部に対応する位置を境にして反りが強制されるディスク基板成形方法。
【請求項１１】
請求項１に記載のディスク基板成形装置に用いられるディスク基板成形用金型であって、
スタンパと、
前記スタンパが接触する鏡面部材を有する第１金型と、
前記スタンパとの間に円板状のキャビティを形成する成形面を有する第２金型と、を備え、
前記第２金型は、前記成形面の外周部において前記スタンパに向かって突出する突出部と、前記突出部を含む領域に位置する外側温調用水路と、前記外側温調用水路とは別個に形成され且つ前記突出部よりも内周側の部位を含む領域に位置する内側温調用水路と、前記突出部を含む領域と前記突出部よりも内周側の部位を含む領域との間の熱伝導を阻止する熱伝導阻止部と、を備えているディスク基板成形用金型。
【請求項１２】
請求項１１に記載のディスク基板成形用金型において、
前記突出部の張り出し量をｙ［μｍ］、前記成形面の外周端からの径方向の距離をｘ［ｍｍ］、前記成形面から前記突出部の内端部までの径方向の幅をｘ０［ｍｍ］とすると、前記突出部の形状は、以下の関係式（２）
ｙ＝６（ｘ０−ｘ）  ・・・（２）
を満たしているディスク基板成形用金型。
【請求項１３】
請求項１１に記載のディスク基板成形用金型において、
前記突出部の張り出し量をｙ［μｍ］、前記成形面の外周端からの径方向の距離をｘ［ｍｍ］、前記成形面から前記突出部の内端部までの径方向の幅をｘ０［ｍｍ］、ディスク基板厚みをｄ［μｍ］とすると、前記突出部の形状は、以下の関係式（３）
を満たしているディスク基板成形用金型。
ｙ＝６（ｘ０−ｘ）2.5×ｄ／［ｄ＋６（ｘ０−ｘ）2.5］  ・・・（３）
【請求項１４】
請求項１１から１３の何れか１項に記載のディスク基板成形用金型において、
前記熱伝導阻止部は、前記突出部を含む領域と前記突出部よりも内周側の部位を含む領域との間に形成された空隙を有するディスク基板成形用金型。
【請求項１５】
請求項１１から１４の何れか１項に記載のディスク基板成形用金型において、
前記第２金型は、前記成形面を有する鏡面部材と、この鏡面部材と別体に形成される環状の外周側部材とを備え、
前記外周側部材は、前記鏡面部材と同心円状に設けられるとともに、前記円板状のキャビティの外周面を規定するディスク基板成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク基板成形装置、ディスク基板成形方法及びディスク基板成形用金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂からなる基板を有する円盤状の光記録媒体は、大容量で低コストの情報記録媒体として実用化されている。たとえば、この種の光記録媒体として、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（ディジタル・バーサタイル・ディスク）、ＢＤ（ブルーレイ・ディスク）がある。この光記録媒体の樹脂基板は、作製時間を短くする観点から、射出成形法によって作製される。この成形法は、金型内に形成されたキャビティに溶融樹脂を充填し、その樹脂が固化した後に金型から取り出す方法である。【０００３】
図１３に従来の金型の一例を示す。図１３において、符号１０１は固定側金型であり、符号１０２は可動側金型である。この固定側金型１０１と可動側金型１０２を閉じることによってできる空間がキャビティ１０３である。キャビティ１０３は、溶融樹脂が流入して基板が成形されるところである。【０００４】
固定側金型１０１は、スプルブッシュ１０４及び固定側鏡面盤１０５を備えており、これらは内周側から順に配置されている。スプルブッシュ１０４は、射出成形機のノズル（図示せず）から押し出された溶融樹脂を金型内に流入させる部材である。固定側鏡面盤１０５には水路１０６が形成されており、この水路１０６に、温度調整された水を循環させることにより、固定側鏡面盤１０５の温度制御が行われる。スプルブッシュ１０４と固定側鏡面盤１０６は固定側本体１０７と接合している。固定側鏡面盤１０５は外周リング１０８と嵌合しているとともにバネ１０９を介して接合している。この外周リング１０８は基板の外周端形状を決めるための部材である。【０００５】
可動側金型１０２は、エジェクタピン１１０、カットパンチ１１１、エジェクタ１１２、スタンパホルダー１１３及び可動側鏡面盤１１４を備えており、これらは内周側から順に配置されている。カットパンチ１１１はキャビティ１０３内に流入した溶融樹脂に内孔を形成するための部材である。エジェクタピン１１０とエジェクタ１１２は、溶融樹脂が固化した後に鏡面盤１１４から突き出される。エジェクタピン１１０及びエジェクタ１１２は、溶融樹脂から成形された基板部と不要部とを互いに分離した状態で可動側金型から取り出すのに用いられる。スタンパホルダー１１３は、スタンパ１１５を可動側鏡面盤１１４で保持するために用いられる。スタンパ１１５は、基板表面に細かい凹凸を形成するためのものであり、一般にはニッケルで作られている。可動側鏡面盤１１４にも固定側鏡面盤１０５と同様に水路１１６が形成されている。この水路１６に、温度調整された水を循環させることにより、可動側鏡面盤１１４の温度制御が行われる。なお、図中の符号１１７は可動側本体であり、この可動側本体１１７に可動側鏡面盤１１４が接合されている。【０００６】
射出成形法によって樹脂基板を成形した場合には、キャビティの厚みが内周から外周に亘って一定の幅に成形されている場合であっても、成形された樹脂基板は外周端近傍が内周や中周より厚くなる傾向がある。この現象はスキージャンプまたはエッジウェッジと呼ばれている。【０００７】
図１４は射出成形法によって成形された樹脂基板の断面図であり、図１５は、外周部のエッジウェッジを強調して描いた樹脂基板の概念図である。ここでは、直径１２０ｍｍ、厚み１．２ｍｍの樹脂基板を一例として取り上げ、この基板について説明する。樹脂基板の厚みは外周端から３ｍｍ内側の位置から外周端に向かって徐々に増加し、その増加量も徐々に増している。エッジウェッジの最大盛上り量は成形条件や金型に依存するが、およそ１０μｍから４０μｍの範囲である。【０００８】
エッジウェッジが発生する原因としては、キャビティに流入した溶融樹脂が基板の外周端を形成する部材に当たることによって樹脂に圧力がかかり、これによって密度が上ること、およびキャビティ内の樹脂が内周や中周よりも外周、特に、外周端から冷やされて固化が最も先に進行することが、挙げられる。【０００９】
光記録媒体で、基板の大きさを変えずにより大きな容量の情報を記録するには、光記録媒体上の情報を記録再生するビームスポットをより小さくする必要がある。このため、記録容量を上げるためには、ビームを集光させるピックアップから光記録媒体までの距離（ワーキングディスタンス）を狭くしなければならない。これは、光記録媒体に入射するビームの最大入射角度が大きくなることによる。一方、ハードディスク装置での磁気記録媒体では、空気浮上するフライングヘッドを用いて情報を記録再生消去する。より大きな容量の情報を磁気記録媒体に記録するには、より狭い領域で発生させたヘッドから発する磁界を磁気記録媒体に到達させる必要があるため、フライングヘッドと磁気記録媒体との距離を狭くしなければならない。【００１０】
光記録媒体では集光レンズに固浸レンズ（ＳＩＬ）を組み合わせてビームスポットを小さくする研究がされている。このものでは、直径１２０ｍｍの光記録媒体で容量５００ＧＢを得るには、固浸レンズから光記録媒体までの距離は５０ｎｍ以下であることが必要とされている。また、磁気記録媒体のフライングヘッドの浮上量も小さくする研究がされている。直径９０ｍｍの磁気記録媒体で容量５００ＧＢを得るには、浮上量が１０ｎｍ以下であることが必要とされている。これに対して実用化されているＢＤ（ブルーレイディスク）では、集光レンズから光記録媒体までの距離は０．３ｍｍである。【００１１】
このようにピックアップやヘッドから情報記録媒体までの距離が狭くなると、情報記録媒体の表面の凹凸が大きければ、情報記録媒体とピックアップやヘッドとの間で衝突が発生する虞がある。また、衝突しないとしても、情報記録媒体とピックアップやヘッドとの間の距離が一定ではなくなるので、情報記録媒体での情報の記録再生消去に影響が生じる。射出成形法で成形された樹脂基板の外周端近傍にエッジウェッジがあれば、情報記録媒体の外周端近傍に情報を記録することができない。【００１２】
また、ピックアップ又はヘッドから情報記録媒体までの距離が狭くなるほど、情報記録媒体の外周のより広い範囲で情報を記録できなくなる。これはピックアップ又はヘッドがある程度の幅を有しているため、その部分から記録媒体までの距離が許容値より小さくなって、情報記録媒体への情報の記録再生消去に影響が生じるからである。【００１３】
また、外周部では内周部に比べて一周の距離が長いので、同じ径方向の距離でも、外周部の方が内周部に比べてより多くの情報を記録することができる。したがって、情報記録媒体での記録容量を上げるには、樹脂基板の外周近傍にあるエッジウェッジを低減することが不可欠である。【００１４】
一方、射出成形によって作製する樹脂基板の外周近傍でのエッジウェッジをなくすことができれば、既存技術の応用で、既存のＢＤより大容量の記録媒体が作製できることになる。【００１５】
この樹脂基板のエッジウェッジを射出成形後に取り除く方法としては切断や研磨がある。具体的には、樹脂基板を一回り大きく成形してから外周のエッジウェッジのある部分を切断して、その内周部分を樹脂基板として使用したり、樹脂基板の外径を変えないまでも樹脂基板のエッジウェッジ自体の盛り上がった箇所を切断や研磨によって取り除くことができる。しかし、射出成形後にエッジウェッジを取り除く方法では、製造工数が増えてしまう。【００１６】
そこで、このような後加工を必要とせず、射出成形法で樹脂基板のエッジウェッジを低減する方法として、金型に熱阻止機構を設けて樹脂基板の外周端での冷却固化を遅らせる方法が知られている。例えば、金型で樹脂基板の外周端を形成する外部保持具（図１３では１０８に相当）に抵抗ヒーター、膜抵抗ヒーター又は誘導ヒーターを熱阻止機構として設けたり、外部保持具に加熱した水やオイルを循環させる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、エッジウェッジを低減する他の方法としては、図１６に示すように、金型に装着するスタンパ１１５の外周端の厚みを厚くしたり、図１７に示すように、スタンパ１１５の外周端がキャビティ側に反るようにスタンパ１１５を保持することによって、樹脂基板の外周端近傍でキャビティ内の隙間を狭くする技術が開示されている（特許文献１および特許文献２参照）。【００１７】
しかしながら、前記従来の方法では以下の課題を有する。【００１８】
まず、特許文献１のように、熱阻止機構が設けられた金型では、エッジウェッジの量を低減する効果はあるが、完全になくすることはできない。【００１９】
また、特許文献１のように、スタンパの外周を厚くする方法では、手間がかかるばかりでなく、スタンパ毎に厚みが変わり易いため、再現性が低い。【００２０】
また、特許文献２のように、スタンパの外周端近傍が変形した金型では、樹脂基板を１枚成形する毎にスタンパが撓んでは元に戻るという繰り返し変形を伴うため、スタンパが疲労し易く、寿命が短くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特表２００３−５０１７７６号公報
【特許文献２】特許第３８４８５４９号明細書
【発明の概要】
【００２２】
本発明は、前記従来の課題を解決するものである。すなわち、本発明の目的は、ディスク基板の生産性を損なわず、かつ、スタンパの寿命を短縮せずにエッジウェッジを低減することである。
【００２３】
本発明の一局面に従うディスク基板成形装置は、ディスク基板成形用金型と、温調機と、を備えている。前記ディスク基板成形用金型は、スタンパと、前記スタンパが接触する鏡面部材を有する第１金型と、前記スタンパとの間に円板状のキャビティを形成する成形面を有する第２金型と、を備えている。前記第２金型は、前記成形面の外周部において前記スタンパに向かって突出する突出部を有する。前記温調機は、前記突出部が当該突出部よりも内周側の部位に比べて高温になるように前記第２金型の温度を調整するとともに、前記鏡面部材において前記突出部に対向する部位が前記突出部に比べて低温になるように前記第１金型の温度を調整する。
【００２４】
本発明の他の一局面に従うディスク基板成形方法は、スタンパと、前記スタンパが接触する鏡面部材を有する第１金型と、前記スタンパとの間に円板状のキャビティを形成する成形面を有する第２金型と、を備えたディスク基板成形用金型を用いてディスク基板を成形する方法である。前記第２金型は、前記成形面の外周部において前記スタンパに向かって突出する突出部を有しており、前記ディスク基板成形方法は、前記突出部が当該突出部よりも内周側の部位に比べて高温になるように前記第２金型の温度を調整し、前記鏡面部材において前記突出部に対向する部位が前記突出部に比べて低温になるように前記第１金型の温度を調整する。
【００２５】
本発明の他の一局面に従うディスク基板成形用金型は、前記ディスク基板成形装置に用いられるディスク基板成形用金型であって、スタンパと、前記スタンパが接触する鏡面部材を有する第１金型と、前記スタンパとの間に円板状のキャビティを形成する成形面を有する第２金型と、を備えている。前記第２金型は、前記成形面の外周部において前記スタンパに向かって突出する突出部と、前記突出部を含む領域に位置する外側温調用水路と、前記外側温調用水路とは別個に形成され且つ前記突出部よりも内周側の部位を含む領域に位置する内側温調用水路と、前記突出部を含む領域と前記突出部よりも内周側の部位を含む領域との間の熱伝導を阻止する熱伝導阻止部と、を備えている。
【００２６】
本発明によれば、一対の金型のうちの一方の金型にのみにスタンパが設けられた成形用金型で成形されたディスク基板を平坦にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態におけるディスク基板成形用金型の断面図である。
【図２】前記ディスク基板成形用金型の固定側鏡面盤に形成された水路の配置を示す平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるディスク基板成形装置の構成を概略的に示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるディスク成形システムの構成を概略的に示す図である。
【図５】前記ディスク基板用金型を用いて得られるディスク基板の外周部を概略的に示す断面図である。
【図６】エッジウェッジの測定方法を説明するための図である。
【図７】エッジウェッジの形状を説明するための図である。
【図８】ウェッジエッジウェッジ幅と張り出し量との関係を示す図である。
【図９】基板厚さが１．１ｍｍの場合の張り出し量と反スタンパ側水路２系統間の温度差との関係を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態におけるディスク基板用金型の断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態におけるディスク基板用金型を拡大して部分的に示す断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態におけるディスク基板用金型の断面図である。
【図１３】従来のディスク基板用金型の断面図である。
【図１４】従来のディスク基板用金型を用いて得られるディスク基板の断面図である。
【図１５】従来のディスク基板用金型を用いて得られるディスク基板の外周端近傍の断面図である。
【図１６】従来のディスク基板用金型を拡大して部分的に示す断面図である。
【図１７】従来のディスク基板用金型を拡大して部分的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２９】
本実施形態によるディスク基板成形用金型及び成形装置の構成を説明する前に、射出成形によって成形された樹脂基板の外周端近傍に生じるエッジウェッジ（スキージャンプ）について説明する。
【００３０】
まず、エッジウェッジの形状を正確に調査すべく、図６に示す測定装置を用いてエッジウェッジの形状を測定した。この測定では、表面を平らに研磨した支持台５１の上にディスク基板Ｗを水平に載せ、ディスク基板Ｗの上から重石５２を載せる。この際、ディスク基板Ｗの外周端から３ｍｍの範囲が支持台５１の外側（側方）に突出するように、ディスク基板Ｗを支持台５１上に載置した。ディスク基板Ｗのエッジウェッジが形成されている領域が支持台５１の上に載って、ディスク基板Ｗが曲がることを防ぐためである。また、支持台５１との間にディスク基板Ｗを挟むようにディスク基板上に重石５２を載せるが、このとき、ディスク基板Ｗの外周端から５ｍｍの範囲については重石５２を載せない。その範囲で測定を行うためである。そして、ディスク基板Ｗ上を内周側から外周側に向かって径方向に表面粗さ計の探針５３を長さ５ｍｍに亘って走査させる。
【００３１】
探針５３は、図外の表面粗さ計に接続されており、この表面粗さ計で得られたディスク基板Ｗの表面の変位を記録した。測定結果の一例を図７に示す。図７において、図の左側はディスク基板Ｗの内側となり、図の右側はディスク基板Ｗの外側となる。左側の表面変位のない部分（基部）からディスク基板Ｗが厚くなる方向（上面が高くなる方向）に変化する開始点がスキージャンプの立ち上がり部（エッジウェッジの内端部）である。表面変位が最大になる位置での表面高さと、厚みが一定である基部での表面高さとの差を張り出し量と称することにする。また、エッジウェッジが形成されている領域の径方向の長さをウェッジ幅と称することにする。エッジウェッジの表面変位量が最大になる位置はディスク基板Ｗの外周端である。したがって、ウェッジ幅はエッジウェッジの内端部とディスク基板Ｗの外周端との間の距離を表している。
【００３２】
前記測定装置によって測定された張り出し量とウェッジ幅との関係を図８に示す。この図は、１．１ｍｍの厚みを有する基板での測定結果である。この図から分かるように、張り出し量が小さいほど、ウェッジ幅も短くなる。また、スタンパ側の面（ディスク基板Ｗの一方の面）及び反スタンパ側の面（ディスク基板Ｗの他方の面）の何れにおいても、エッジウェッジの形状は同じ形状であった。ウェッジ幅（ｍｍ）をｘ、張り出し量（μｍ）をｙとすると、近似曲線として、式（１）が得られた。
【００３３】
ｙ＝３ｘ２．５  ・・・  （１）
【００３４】
なお、０．６ｍｍの厚さを有する基板についてもエッジウェッジの形状を調べたが、結果は図８の曲線とほぼ同様であった。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１実施形態によるディスク基板成形用金型２０の断面図である。
【００３６】
図１に示すように、ディスク基板成形用金型（以下、単に成形用金型２０と称する）２０は、第２金型である固定側金型１と、第１金型である可動側金型２とを備えている。この固定側金型１と可動側金型２を閉じた際にできる空間がキャビティ３である。
【００３７】
固定側金型１は、スプルブッシュ４と、鏡面部材である固定側鏡面盤５とを備えている。スプルブッシュ４及び固定側鏡面盤５は、内周側からこの順に配置されている。スプルブッシュ４は、射出成形機のノズル（図示せず）から押し出された溶融樹脂を成形用金型２０のキャビティ３内に流入させる部材である。固定側鏡面盤５は、ディスク基板を成形するための成形面５ｃを有しており、この成形面５ｃは、可動側金型２と可動側金型２に設置されたスタンパ１６との間で、円板状のキャビティ３を形成する。
【００３８】
固定側金型１には、固定側鏡面盤５において、内側温調用水路である水路６と、外側温調用水路である水路７とが形成されている。各水路６，７には、それぞれ温度調整された水が循環する。これにより、固定側鏡面盤５、すなわち、固定側金型１の温度が調整される。
【００３９】
スプルブッシュ４と固定側鏡面盤５は、それぞれ固定側本体８に接合され、固定側本体８に支持されている。
【００４０】
固定側金型１は、環状の外周側部材である外周リング９を備えている。この外周リング９は、ディスク基板の外周面を規定する内面を有する部材であり、固定側鏡面盤５と同心円状に設けられている。固定側鏡面盤５は、成形面５ｃが形成されている成形部５ｄと、この成形部５ｄの外周側に位置し、成形面５ｃよりも一段低くなった面を有する外側支持部５ｅとを有する。外周リング９は、成形部５ｄの外側に嵌められるとともにバネ１０によって可動側金型２の移動方向に変位可能となっている。
【００４１】
可動側金型２は、エジェクタピン１１と、カットパンチ１２と、エジェクタ１３と、スタンパホルダー１４と、鏡面部材である可動側鏡面盤１５とを備えており、これらは内周側から順に配置されている。カットパンチ１２はキャビティ３内に流入した溶融樹脂に内孔を形成するための部材である。エジェクタピン１１とエジェクタ１３は、溶融樹脂が固化した後に鏡面盤１５から突き出される。エジェクタピン１１とエジェクタ１３は、溶融樹脂から成形された基板部と不要部とを互いに分離した状態で可動側金型２から取り出すために用いられる。スタンパホルダー１４は、スタンパ１６を可動側鏡面盤１５に保持するために用いられる。スタンパ１６は内孔が形成された平板状の円環状に形成されており、スタンパホルダー１４は、スタンパ１６の内孔の縁部を押さえることによってスタンパ１６を保持している。スタンパ１６は、基板表面に細かい凹凸を形成するためのものであり、一般にはニッケルで作られている。スタンパ１６は、円板状のキャビティ３の一方の主面（固定側鏡面盤５の成形面５ｃに対向する主面）に沿うように配置されている。
【００４２】
可動側鏡面盤１５には水路１７が設けられている。この水路１７には、温度調整された水が循環する。これにより、可動側鏡面盤１５、すなわち可動側金型２の温度が調整される。可動側鏡面盤１５は可動側本体１８に接合されており、可動側本体１８に支持されている。
【００４３】
第１実施形態の成形用金型２０における固定側鏡面盤５は、図１３に示す従来の固定側鏡面盤１０５と異なり、スタンパ側に向かって突出する突出部２１を有している。突出部２１は、固定側鏡面盤５の成形面５ｃと同心円状になるように成形部５ｄの外周端部に形成され、周方向の何れの位置においても同じ突出高さで、かつ同じ断面形状を有している。そして、突出部２１は、成形面５ｃの外周部において、その外周端部に向かうほど、スタンパ１６の外周部に向かってキャビティ３側に張り出した形状となっている。すなわち、固定側鏡面盤５の成形面５ｃは、円板状の平坦面の外周部から湾曲状の張り出し面が滑らかにつながった形状となっている。
【００４４】
先に得られた式（１）は、ディスク基板（樹脂基板）の一方の面でのエッジウェッジの盛り上がり量を示しているので、固定側鏡面盤５に設けられる突出部２１の形状は、その２倍の張り出し量になるように規定されている。すなわち、成形面５ｃの外周端（成形部５ｄの外周端面）からの距離をｘ（ｍｍ）とし、また外周端（成形部５ｄの外周端面）から距離ｘの位置での突出部２１の張り出し量をｙ（μｍ）とし、成形面５ｃの外周端から突出部２１の径方向内端部までの径方向の幅（ウェッジ幅）をｘ０（ｍｍ）とすると、突出部２１の形状は、以下の式（２）
ｙ＝６（ｘ０−ｘ）２．５  ・・・（２）
を満たしている。
【００４５】
また、固定側鏡面盤５が突き出すことによってキャビティ３の厚みが減ることを考慮するならば、突出部２１の形状が以下の式（３）を満たすように形成されていてもよい。この式（３）は、例えば、固定側鏡面盤５の外周端が突き出さない場合のキャビティ３の厚みが１．１ｍｍ（１１００μｍ）であるとした場合に対して、突出部２１の張り出し量を補正した式である。
【００４６】
ｙ＝６（ｘ０−ｘ）２．５×１１００／［１１００＋６（ｘ０−ｘ）２．５］  ・・・（３）
【００４７】
上記の式（２）又は（３）を満たす形状の突出部２１が設けられることにより、キャビティ３の厚みが外周ほど狭くなるため、射出成形法で成形されたディスク基板の外周に生じるエッジウェッジによる厚み増加が相殺される。したがって、ディスク基板の厚みは、周方向に一様であり、しかも内周から外周に亘って一定になる。
【００４８】
固定側鏡面盤５の表面の加工は精度良くでき、かつ、金型が変わらない限り再現性がある。
【００４９】
図２は、固定側鏡面盤５に設けられた水路６と水路７を示している。水路６と水路７とは互いに略同心円状に形成され、かつ、互いに分離独立している。すなわち、水路６と水路７には、異なる温度の水を流すことができる。水路６は、固定側鏡面盤５の内周位置から外周寄りの位置にかけて形成されている。水路７は、水路６よりも外周側に位置し、固定側鏡面盤５の外周端近傍の位置に形成されている。
【００５０】
固定側鏡面盤５の水路６と水路７との間には空隙１９が形成されている。すなわち、突出部２１における内端部に相当する位置に空隙１９が形成されている。言い換えると、空隙１９は、固定側鏡面盤５の径方向において突出部２１の内端部（成形面５ｃの平坦面の外周部）に相当する位置に形成されている。そして、水路６は、空隙１９よりも内周側に設けられ、水路７は、空隙１９よりも外周側に設けられている。すなわち、水路７は、固定側鏡面盤５において突出部２１を含む領域に位置し、水路６は、突出部２１よりも内周側の部位を含む領域に位置している。そして、水路６と水路７とは、所定の間隔をおいて形成されている。
【００５１】
空隙１９は、径方向の幅が狭い断面形状を有し、成形部５ｄと同心状の円環状に形成されている。この空隙１９は、空隙１９の内周側と外周側との間の熱伝導を低減するために設けられている。すなわち、空隙１９は、突出部２１を含む領域と前記突出部２１よりも内周側の部位を含む領域との間の熱伝導を阻止する熱伝導阻止部として機能する。固定側鏡面盤５に空隙１９が形成されていることにより、固定側鏡面盤５における空隙１９の内周側の部位と外周側の部位とを、異なる温度に維持することができる。これにより、固定側鏡面盤５の成形面５ｃ（キャビティ３表面）において、水路６のある内周側の部位と水路７のある外周側の部位とでそれぞれ別々の均一温度に維持することができる。
【００５２】
金型材料はステンレス鋼であり、固定側鏡面盤５と可動側鏡面盤１５は日立金属製のＨＰＭ３８によって構成されている。
【００５３】
図３に示すように、固定側鏡面盤５に設けられた水路６及び水路７、可動側鏡面盤１５に設けられた水路１７は、何れも温調機２５につながっている。温調機２５は、水路１７に水を供給する第１供給部２５ａと、水路６に水を供給する第２供給部２５ｂと、水路７に水を供給する第３供給部２５ｃと、を有する。第１〜第３供給部２５ａ〜２５ｃは、供給する水をそれぞれ独立して温度調整する。したがって、それぞれ異なる温度の水を循環供給することが可能となっている。
【００５４】
図４は、成形システム３０の概要を示している。成形システム３０は、前記成形用金型２０及び温調機２５を備えた本実施形態に係るディスク基板成形装置３２を備えている。また成形システム３０は、材料供給装置３３、射出機３４、型締め機３５、ホッパ３６等を備えている。材料供給装置３３は、成形するポリカーボネートなどの樹脂材料を乾燥させた後にホッパ３６に供給する装置である。ホッパ３６は、射出機３４の上に設けられていて、ホッパ３６に供給された樹脂材料は、射出機３４に供給される。ホッパ３６に供給される樹脂材料は、一定の直径と長さを有するパレットという形状である。
【００５５】
射出機３４に供給された樹脂材料は、射出機３４に設けられている加熱筒３７で熱せられて溶融状態になる。そして、この溶融樹脂は、加熱筒３７の内側に配されたスクリューによって捏ね回されて、その後、図略のピストンによって成形用金型２０内のキャビティ３に射出される。成形用金型２０内に入った溶融状態の樹脂に対して、可動側金型２を閉じる方向に型締め機３５で圧縮圧力を加え、それと同時に溶融樹脂を冷却する。このとき、反スタンパ側の鏡面部材である固定側鏡面盤５の外周端近傍において、温度が高く設定されているので、溶融樹脂の冷却速度が遅くなっている。そして、樹脂が固化した後に型締め機３５で可動側金型２を開き、成形品を図略の取り出し機によって取り出す。成形用金型２０から取り出された成形品は、外端部がスタンパ側に反った形状となっている。しかし、反スタンパ側の面の外端部の温度がスタンパ側の部位の温度よりも高くなっているため、バイメタル効果によって、成形品は、冷却固化の際に反スタンパ側の方がスタンパ側より多く縮む。このため、成形品の反りが強制されて、一様な厚みを有するディスク基板を得ることができる。なお、ディスク基板のラジアルチルトは、内周部から外周部まで略一定量の変化状態となっている。すなわち、ディスク基板の全周に均等な応力がかかった状態となっている。このため、成膜やカバー樹脂等でディスク基板の全周に均一な応力が働くことによってディスク基板のラジアルチルトが強制されて、最終的に平坦なディスク基板が得られる。
【００５６】
ここで、実際に行った実験結果について説明する。この実験では、固定側鏡面盤５の成形面５ｃから水路６までの距離を８ｍｍとした。また、固定側鏡面盤５の外側支持部５ｅの表面から水路７までの距離を４ｍｍとした。また、可動側鏡面盤１５のキャビティ表面から水路１７までの距離を８ｍｍとした。
【００５７】
水路６と水路７との間に設けられた空隙１９と固定鏡面盤５の成形面５ｃとの間の距離は２ｍｍとし、空隙１９と固定鏡面盤５の成形部５ｄの外周面（外周リング９が接触する面）との間の距離は１．９ｍｍとした。空隙１９の幅は１ｍｍとした。
【００５８】
ここで、固定鏡面盤５において、成形部５ｄの外周面（外周リング９と接触する部分）と空隙１９との間の領域は、エッジウェッジの補正をしなければエッジウェッジによって樹脂基板の表面が盛り上がる領域であり、本第１実施形態において、スタンパ１６と反対側に反るようにディスク基板（樹脂基板）に変形を生じさせる領域である。また、スタンパ１６と反対側の固定鏡面盤５の成形部５ｄにおける外周部で表面を突き出させている領域でもある。
【００５９】
ディスク基板の外径が１２０ｍｍ、厚みが１．１ｍｍで、樹脂材料がポリカーボネート樹脂であり、成形タクトが６秒、射出スクリュー径２８ｍｍ、最大射出速度２００ｍｍ／ｓｅｃ、最大型締力２０トンの場合、従来のディスク基板成形装置３２では、固定側鏡面盤１０５にある水路１０６および可動側鏡面盤１１４にある水路１１６の温調水の温度がそれぞれ１１５℃であった。この場合、樹脂基板表面の張り出し量は１５μｍであった。ここで、温調水の温度とは、温調機２５から成形用金型２０内の水路へ送られる温調水の温度であって、温調機２５から成形用金型２０へ送られる直前の温度である。
【００６０】
これに対して、本第１実施形態のディスク基板成形装置３２では、固定側鏡面盤５の水路６に供給される温調水の温度が１１５℃、水路７に供給される温調水の温度が１３５℃、可動側鏡面盤１５の水路１７に供給される温調水の温度が１１５℃の場合に、ディスク基板にはスタンパ１６の凹凸が十分に転写されており、かつ、従来のディスク基板用金型で作製したディスク基板と同等のラジアルチルトを有するディスク基板が得られた。
【００６１】
図５は、第１実施形態によるディスク基板成形装置３２で作製したディスク基板の外周部での断面形状を示している。このディスク基板では、外周寄りの部位から外周端にかけて厚みが一定で曲がりも見られない。すなわち、ディスク基板にはエッジウェッジが見られなかった。
【００６２】
固定側鏡面盤５はキャビティ３の外周部において内側に突き出た形状をしているため、成形品を成形用金型２０から取り出した際には、成形品の外周端近傍はスタンパ３側に反った形状をしている。しかし、成形品の冷却が進むに連れてバイメタル効果によって反スタンパ側に反りが強制されたことがわかる。このようにして、エッジウェッジのないディスク基板を得ることができる。
【００６３】
なお、このディスク基板のラジアルチルトをゼロにしないのは、薄膜や樹脂による保護層などを設けてディスク基板としたときに、ディスク基板が平坦な形状になるようにするためである。すなわち、薄膜や樹脂による保護層によって樹脂基板にかかる応力を打ち消すように予めディスク基板を反らせておくためである。
【００６４】
本発明の実施の形態１のディスク基板成形用金型２０を用いて射出成形法によって作製されたディスク基板は、スタンパ側だけでなく反スタンパ側にも出っ張りがない。このため、反スタンパ側の面を平坦面で押し付けてもスタンパ側の面が変形することはない。したがって、このディスク基板に紫外線硬化樹脂等を貼り合せしたり、保護層を形成した場合でも、良好な膜厚分布を有する貼り合せ層や保護層とすることができる。
【００６５】
図９は、固定側鏡面盤５の水路６と水路７との温度差と、突出部２１の外周端での張り出し量との関係を示す。図９は、ディスク基板の厚みが１．１ｍｍの場合の関係を示している。ここで、水路７の方が水路６より高温である。
【００６６】
水路６と水路７との温度差に対して、図９に示す張り出し量の２倍の大きさの反りによる変位が、バイメタル効果によって得られる。このため、ディスク基板の厚みが１．１ｍｍの場合において、ディスク基板外周端での変位のばらつきを±１．５μｍに収めるためには、図９に示す特性により、温度差を±１．０Ｋに収める必要があることが分かる。温調機２５は±０．１Ｋの範囲で温度制御が可能であるので、±０．２μｍより高精度の制御も容易である。
【００６７】
図９は厚みが１．１ｍｍのディスク基板を対象としたものであるが、ディスク基板の厚みがその半分であれば、水路６と水路７との温度差は図９に示す値の半分で良い。すなわち、水路６と水路７との温度差と補正すべき張り出し量とには比例の関係がある。
【００６８】
ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度は１４８℃である。この温度よりも低い温度で成形しなければ、樹脂基板が脆くなってしまう。したがって、金型内の水路６と水路７との温度差は３０Ｋ以下であることが好ましい。
【００６９】
前記の実験では、比較のため、ディスク基板成形用金型２０での固定側鏡面盤５の水路６への水温と可動側鏡面盤１５の水路１７への水温とを同じにしたが、これらの水温は互いに違っていても構わない。
【００７０】
また、図９の関係およびディスク基板の厚みと、反スタンパ側水路２系統間の温度差とに比例の関係があることから、従来のディスク基板用金型で作製した場合の張り出し量が１５μｍの場合だけでなく、この水路２系統の温度差を求めることができる。
【００７１】
本第１実施形態の成形用金型２０では、スタンパ３に曲げ方向の力がかからないので、スタンパ３の使用寿命が短くなる恐れはない。
【００７２】
ここでは、スタンパ３を可動側金型２に装着する場合について示したが、スタンパ３を固定側金型１に装着しても良い。その場合は、固定側鏡面盤５と可動側鏡面盤１５との関係が反対になる。すなわち、可動側鏡面盤１５に２系統の水路を設けるとともに、これらの水路間に空隙を設けることになる。
【００７３】
図８に示す特性又は式（１）から、立ち上がり部から０．５ｍｍ外周側の位置での盛り上がり量は０．５μｍとなっている。このため、空隙１９と固定鏡面盤５の成形部５ｄにおける外周面との間の距離は、図８に示す特性又は式（１）から求められる数値に対して、好ましくは±０．２ｍｍの精度が必要である。
【００７４】
水路６と水路７との間に設けられた空隙１９と固定鏡面盤５の成形面５ｃ（キャビティ表面）との間の距離は、熱伝導を阻止するには２ｍｍ以下であることが必要であり、また固定鏡面盤５の表面形状を保つ強度の観点からは１ｍｍ以上が必要である。
【００７５】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の第２実施形態によるディスク基板成形用金型２０の断面図である。
【００７６】
第２実施形態の成形用金型２０は、固定側鏡面盤５が１つの部材によって構成された第１実施形態と異なり、固定側鏡面盤５が２つの部材、すなわち内側部材５ａと外側部材５ｂとから構成されている。内側部材５ａは、固定側鏡面盤５のうち、突出部２１よりも径方向内側の部位を構成しており、成形面５ｃのうちの平坦な部位を有している。内側部材５ａには水路６が形成されている。外側部材５ｂは、内側部材５ａの外側に嵌合される部材であり、突出部２１とその外周側に一体的に形成された外側支持部５ｅとを有している。外側支持部５ｅは、成形面５ｃよりも一段低くなった面を有している。外側部材５ｂには、水路７が形成されている。
【００７７】
図１１は、内側部材５ａと外側部材５ｂとの嵌合部２３の拡大図を示している。嵌合部２３における内側部材５ａと外側部材５ｂとの間の隙間は、キャビティ３表面近傍において最も狭くなっていて、その他の部位において、それよりも大きくなっている。そして、嵌合部２３には、厚み方向の中央部と水路が設けられている固定側本体８側の部位とにおいて、隙間が狭くなったところが設けられている。これは、内側部材５ａに対する外側部材５ｂの位置精度を出すと共に、内側部材５ａと外側部材５ｂとの間の熱伝導を阻止するためである。すなわち、この隙間は、突出部２１と、突出部２１よりも径方向内側の部位との間の熱伝導を阻止する熱伝導阻止部として機能する。
【００７８】
内側部材５ａにある水路６と外側部材５ｂにある水路７とは、第１実施形態の固定側金型１と同様に、互いに分離独立している。したがって、内側部材５ａの温度と外側部材５ｂの温度とを別個の温度であってそれぞれ均一な温度に調整することができる。可動側鏡面盤１５の水路１７も、固定側鏡面盤５の水路６及び水路７とは分離独立である。このため、スタンパ３の転写性とディスク基板の反りの制御を独立して制御できるというメリットがある。
【００７９】
第２実施形態のディスク基板成型用金型では、内側部材５ａと外側部材５ｂとの嵌合部２３において、キャビティ３表面近傍、厚さ方向の中央部、固定側本体８近傍において隙間を狭く形成したが、これに限られるものではなく、キャビティ３表面近傍と固定側本体８近傍の２つ個所で隙間を狭くする構成としてもよい。
【００８０】
また、嵌合部２３のキャビティ３表面近傍以外の箇所において、隙間の幅が狭くなっている部位は、固定側鏡面盤５の一周に亘って同じ隙間幅に設定されていなくてもよい。例えば、周方向に断続的に隙間が形成されるものであり、この隙間が固定側鏡面盤５の厚さ方向に延びる形状の溝によって形成される構成としてもよい。この構成では、内側部材５ａと外側部材５ｂとを嵌合する時の抵抗が少なくなる。
【００８１】
金型材料はステンレス鋼であり、固定側鏡面盤５と可動側鏡面盤１５はそれぞれ日立金属製のＨＰＭ３８によって構成されている。
【００８２】
内側部材５ａのキャビティ表面から水路６までの距離は例えば６ｍｍである。また外側部材５ｂにおける可動側金型側の表面から水路７までの距離は例えば４ｍｍである。また、可動側鏡面盤１５のキャビティ表面から水路１７までの距離は、例えば６ｍｍである。外側部材５ｂにおいて、外周リング９が嵌合する部分の径方向の厚みは例えば２．３ｍｍである。ここで、外側部材５ｂにおいて外周リング９が嵌合する部分は、エッジウェッジ補正をしなかったとした場合にディスク基板の表面が盛り上がってしまう領域を成形する部分であり、金型から取り出し後にスタンパ１６と反対側に反る変形を生じさせるための部分である。また、この部分は、スタンパ１６と反対側の固定鏡面盤５の成形面５ｃの外周部において、平坦部から表面が突き出した突出部２１を有する部分でもある。
【００８３】
第２実施形態２によるディスク基板成形用金型２０でも、キャビティ３の外周部において、外周端に向かうほど厚みが狭くなっている。このため、射出成形法によって成形されたディスク基板では、その外周部のエッジウェッジによる厚み増加が相殺される。したがって、ディスク基板の厚みが内周から外周に亘って一定になる。これは、可動側鏡面盤１５の表面加工が精度良くでき、かつ金型が変わらない限り、再現性がある。
【００８４】
ディスク基板の外径が１２０ｍｍ、ディスク基板の厚みが１．１ｍｍの場合であって、樹脂材料がポリカーボネート樹脂の場合において、従来のディスク基板用金型と第２実施形態によるディスク基板成形用金型２０とで、比較を行った。ディスク成形条件としては、成形タクトを４秒とし、射出スクリュー径を２８ｍｍとし、最大射出速度を２００ｍｍ／ｓｅｃとし、最大型締力を３０トンとした。
【００８５】
従来のディスク基板用金型では、固定側鏡面盤１０５の水路１０６に流入させる温調水及び可動側鏡面盤１１４の水路１１６に流入させる温調水の温度が１００℃の場合には、張り出し量は２５μｍであった。ここで、温調水の温度とは、温調機２５から金型内の水路へ送る温調水の温度であって、温調機２５から金型へ送る直前での温度である。
【００８６】
これに対して、第２実施形態の成形用金型２０では、固定側鏡面盤５の水路６に流入させる温調水の温度１００℃、水路７に流入させる温調水の温度１３３℃、可動側鏡面盤１５の水路１７に流入させる温調水の温度１００℃の場合に、ディスク基板にはスタンパ１６の凹凸が十分に転写されており、かつ、従来のディスク基板用金型で作製されたディスク基板と同等のラジアルチルトを有するディスク基板が得られた。しかも、このディスク基板では、外周寄りの部位から外周端に向けて厚みが一定であり、曲がりも見られなかった。
【００８７】
第２実施形態によるディスク基板成形用金型２０を用いて、射出成形法によって成形されたディスク基板では、スタンパ側だけでなく反スタンパ側にも出っ張りがないため、反スタンパ側の面を平坦面で押さえ付けてもスタンパ面が変形することはない。したがって、本ディスク基板を用いて紫外線硬化樹脂等で貼り合せ層や保護層を形成した場合に、良好な膜厚分布の貼り合せ層や保護層を得ることができる。
【００８８】
固定側鏡面盤５のキャビティ３の外周部に相当する外側部材５ｂにおいて、キャビティ側に突き出した突出部２１が形成されているため、ディスク基板を金型から取り出した際には、ディスク基板の外周部がスタンパ３側に反った形状をしている。しかしながら、ディスク基板の冷却が進むに連れてバイメタル効果によって反スタンパ側に反りが強制されたことがわかる。
【００８９】
このディスク基板のラジアルチルトをゼロにしないのは、薄膜や樹脂による保護層などを設けてディスクになった際に平坦な形状にするためである。言い換えると、薄膜や樹脂による保護層によってディスク基板にかかる応力を打ち消すように予めディスク基板にラジアルチルトを持たせておくためである。
【００９０】
ディスク基板の厚みが１．１ｍｍの場合に、内側部材５ａの水路６へ流入させる温調水の温度と外側部材５ｂの水路７へ流入させる温調水の温度との温度差と、ディスク基板の外周部で生ずる反りによる変位の１／２倍の量（補正する張り出し量に相当）との関係は、図９に示す関係を利用することができる。
【００９１】
図９は、ディスク基板の厚みが１．１ｍｍの場合を対象としているが、ディスク基板の厚みがその半分であれば、水路６と水路７との温度差は半分で良い。すなわち、水路６と水路７との温度差と補正する張り出し量とには反比例の関係がある。
【００９２】
ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度は１４８℃である。この温度よりも低い温度で成形しなければ、樹脂基板が脆くなってしまう。したがって、金型内の水路６と水路７との温度差は３０Ｋ以下であることが好ましい。
【００９３】
本発明の実施の形態２では、スタンパ３に曲げ方向の力はかからないので、使用寿命が短くなる恐れはない。
【００９４】
第２実施形態では、固定側鏡面盤５の内側部材５ａの水路６の水温と可動側鏡面盤１５の水路１７の水温とを同じにしたが、これに限られるものではなく、水路６の水温と水路１７の水温とが違っていても構わない。
【００９５】
第２実施形態では、スタンパ３を可動側金型２に装着する場合について示したが、スタンパ３を固定側金型１に装着しても良い。その場合には、固定側鏡面盤５と可動側鏡面盤１５との関係が逆になる。すなわち、可動側鏡面盤１５に２系統の水路を設けるとともに、これらの水路間に空隙を設けることになる。
【００９６】
（実施の形態３）
図１２は、本発明の第３実施形態によるディスク基板成形用金型２０の断面図である。
【００９７】
第３実施形態によるディスク基板成形用金型２０は、固定側鏡面盤５の水路７の外側に空隙２４が設けられている点において、第１実施形態と異なる。この空隙２４は、固定側鏡面盤５の水路７から径方向の外側に熱が伝わるのを阻止する機能を有する。空隙２４が設けられることにより、水路７近傍の固定側鏡面盤５の温度が安定するまでの時間を短縮することができる。
【００９８】
空隙２４と固定側鏡面盤５における可動側鏡面盤側の表面との間の距離は、１〜５ｍｍであることが好ましい。
【００９９】
第３実施形態によるディスク基板成形用金型２０においても、キャビティ３の外周部において、外周端に向かうほど厚みが狭くなっている。このため、射出成形法によって成形されたディスク基板では、その外周部のエッジウェッジによる厚み増加が相殺される。したがって、ディスク基板の厚みが内周から外周に亘って一定になる。これは、可動側鏡面盤１５の表面加工が精度良くでき、かつ金型が変わらない限り、再現性がある。
【０１００】
前記実施形態について概説する。
【０１０１】
(1) 前記実施形態のディスク基板成形装置では、第２金型の成形面における外周部に突出部が形成されており、しかも、キャビティ内に溶融樹脂が存在する状態で、突出部の温度がその内周側の部位の温度に比べて高温に調整されている。このため、成形用金型から取り出された成形品が冷却されて固化する前の状態では、成形品において、第２金型の突出部に対向する面がその内周側の部位よりも凹んでいる。一方、その反対側の面は、その内周側の部位よりも張り出す形状となっている。すなわち、固化する前の成形品は、外周部において一方側に反った状態となっている。しかしながら、成形品におけるスタンパとは反対側の面において、突出部に対応する領域（凹んだ領域）が当該領域よりも内周側の領域に比べて高温となっている。このため、成形用金型から取り出された成形品が冷却されて固化する際には、冷却が進むにつれてバイメタル効果により、成形品の外周部が反スタンパ側（第２金型側）に曲がる。すなわち、冷却されると成形品の反りが強制される。したがって、成形品の外周部が厚くなるエッジウェッジを効果的に抑制することができる。
【０１０２】
(2) 前記第２金型は、前記突出部を含む領域に位置する外側温調用水路と、前記外側温調用水路とは別個に形成され且つ前記突出部よりも内周側の部位を含む領域に位置する内側温調用水路と、前記突出部を含む領域と前記突出部よりも内周側の部位を含む領域との間の熱伝導を阻止する熱伝導阻止部と、を備えているのが好ましい。
【０１０３】
この態様では、外側温調用水路を流れる温調水と、内側温調用水路を流れる温調水とより、前記突出部に対応する外周部位が当該外周部位よりも内周側の部位に比べて高温に調整される。このため、第２金型内において、温調水によって効率的に温度差を形成することができる。したがって、キャビティ内に存在する溶融樹脂において、突出部に対向する部位の温度と、突出部よりも内側の部位に対向する部位の温度との温度差を効率的に形成することができる。
【０１０４】
(3) 前記突出部の張り出し量をｙ［μｍ］、前記成形面の外周端からの径方向の距離をｘ［ｍｍ］、前記成形面から前記突出部の内端部までの径方向の幅をｘ０［ｍｍ］とすると、前記突出部の形状は、以下の関係式（２）
ｙ＝６（ｘ０−ｘ）２．５  ・・・（２）
を満たしているのが好ましい。
【０１０５】
この態様の成形装置によって成形された成形品では、冷却されて固化するとエッジウェッジが効果的に取り除かれる。したがって、エッジウェッジのないディスク基板を得ることができる。
【０１０６】
(4) 前記突出部の張り出し量をｙ［μｍ］、前記成形面の外周端からの径方向の距離をｘ［ｍｍ］、前記成形面から前記突出部の内端部までの径方向の幅をｘ０［ｍｍ］、ディスク基板厚みをｄ［μｍ］とすると、前記突出部の形状は、以下の関係式（３）を満足している請求項１記載のディスク基板成形装置。
【０１０７】
ｙ＝６（ｘ０−ｘ）2.5×ｄ／［ｄ＋６（ｘ０−ｘ）2.5］  ・・・（３）
【０１０８】
この態様の成形装置によって成形された成形品では、冷却されて固化するとエッジウェッジが効果的に取り除かれる。したがって、エッジウェッジのないディスク基板を得ることができる。
【０１０９】
(5) 前記熱伝導阻止部は、前記突出部を含む領域と前記突出部よりも内周側の部位を含む領域との間に形成された空隙を有するのが好ましい。
【０１１０】
この態様では、簡単な構成で、第２金型内における温度差を形成することができる。
【０１１１】
(6) 前記成形面と前記空隙との距離は、１ｍｍ以上で、２ｍｍ以下であるのが好ましい。
【０１１２】
この態様では、鏡面部材の表面形状を保つ強度を得つつ、熱伝導を有効に阻止することができる。
【０１１３】
(7) 前記第２金型は、前記成形面を有する鏡面部材と、この鏡面部材と別体に形成される環状の外周側部材とを備えるのが好ましく、この場合には、前記外周側部材は、前記鏡面部材と同心円状に設けられるとともに、前記円板状のキャビティの外周面を規定するのが好ましい。
【０１１４】
この態様では、成形品の外周面形状を成形する外周側部材と、成形品の内周寄りの部位を成形する鏡面部材との間での熱伝導を低減することができる。
【０１１５】
(8) 前記実施形態のディスク基板成形方法は、スタンパと、前記スタンパが接触する鏡面部材を有する第１金型と、前記スタンパとの間に円板状のキャビティを形成する成形面を有する第２金型と、を備えたディスク基板成形用金型を用いてディスク基板を成形する方法であって、前記第２金型は、前記成形面の外周部において前記スタンパに向かって突出する突出部を有しており、前記突出部が当該突出部よりも内周側の部位に比べて高温になるように前記第２金型の温度を調整し、前記鏡面部材において前記突出部に対向する部位が前記突出部に比べて低温になるように前記第１金型の温度を調整するディスク基板成形方法である。
【０１１６】
(9) 前記ディスク基板成形方法において、前記第２金型が、前記突出部を含む領域に位置する外側温調用水路と、前記外側温調用水路とは別個に形成され且つ前記突出部よりも内周側の部位を含む領域に位置する内側温調用水路と、を備えている場合には、前記外側温調用水路の温度を前記内側温調用水路の温度よりも高くすることによって、前記突出部が当該突出部よりも内周側の部位に比べて高温になるように前記第２金型の温度を調整するのが好ましい。
【０１１７】
(10)前記ディスク基板成形方法において、前記ディスク基板成形用金型から取り出された成形品は、冷却が進むにつれて、前記突出部の内端部に対応する位置を境にして反りが強制されるのが好ましい。
【０１１８】
(11)前記実施形態のディスク基板成形用金型は、前記ディスク基板成形装置に用いられるディスク基板成形用金型であって、スタンパと、前記スタンパが接触する鏡面部材を有する第１金型と、前記スタンパとの間に円板状のキャビティを形成する成形面を有する第２金型と、を備え、前記第２金型は、前記成形面の外周部において前記スタンパに向かって突出する突出部と、前記突出部を含む領域に位置する外側温調用水路と、前記外側温調用水路とは別個に形成され且つ前記突出部よりも内周側の部位を含む領域に位置する内側温調用水路と、前記突出部を含む領域と前記突出部よりも内周側の部位を含む領域との間の熱伝導を阻止する熱伝導阻止部と、を備えているディスク基板成形用金型である。
【０１１９】
(12)前記ディスク基板成形用金型において、前記突出部の張り出し量をｙ［μｍ］、前記成形面の外周端からの径方向の距離をｘ［ｍｍ］、前記成形面から前記突出部の内端部までの径方向の幅をｘ０［ｍｍ］とすると、前記突出部の形状は、以下の関係式（２）
ｙ＝６（ｘ０−ｘ）２．５  ・・・（２）
を満たしているのが好ましい。
【０１２０】
(13)前記ディスク基板成形用金型において、前記突出部の張り出し量をｙ［μｍ］、前記成形面の外周端からの径方向の距離をｘ［ｍｍ］、前記成形面から前記突出部の内端部までの径方向の幅をｘ０［ｍｍ］、ディスク基板厚みをｄ［μｍ］とすると、前記突出部の形状は、以下の関係式（３）
を満たしているのが好ましい。
【０１２１】
ｙ＝６（ｘ０−ｘ）2.5×ｄ／［ｄ＋６（ｘ０−ｘ）2.5］  ・・・（３）
【０１２２】
(14)前記ディスク基板成形用金型において、前記熱伝導阻止部は、前記突出部を含む領域と前記突出部よりも内周側の部位を含む領域との間に形成された空隙を有するのが好ましい。
【０１２３】
(15)前記ディスク基板成形用金型において、前記第２金型は、前記成形面を有する鏡面部材と、この鏡面部材と別体に形成される環状の外周側部材とを備え、前記外周側部材は、前記鏡面部材と同心円状に設けられるとともに、前記円板状のキャビティの外周面を規定するのが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明にかかるディスク基板用金型とディスク基板の製造方法は、光記録媒体や磁気記録媒体などの厚みが一定で平坦な樹脂基板を製造する際に有用である。
【符号の説明】
【０１２５】
１  固定側金型
２  可動側金型
３  キャビティ
４  スプルブッシュ
５  固定側鏡面盤
５ａ  内側部材
５ｂ  外側部材
５ｃ  成形面
５ｄ  成形部
５ｅ  外側支持部
６、７、１７  水路
８  固定側本体
９  外周リング
１０  バネ
１１  エジェクタピン
１２  カットパンチ
１３  エジェクタ
１４  スタンパホルダー
１５  可動側鏡面盤
１６  スタンパ
１８  可動側本体
１９  空隙
２０  成形用金型
２１  突出部
２３  嵌合部
２４  空隙
２５  温調機
２５ａ  第１供給部
２５ｂ  第２供給部
２５ｃ  第３供給部
３０  成形システム
３２  成形装置
３３  材料供給装置
３４  射出機
３５  型締め機
３６  ホッパ
３７  加熱筒
【図１】
2011030523.tif 000003
【図２】
2011030523.tif 000004
【図３】
2011030523.tif 000005
【図４】
2011030523.tif 000006
【図５】
2011030523.tif 000007
【図６】
2011030523.tif 000008
【図７】
2011030523.tif 000009
【図８】
2011030523.tif 000010
【図９】
2011030523.tif 000011
【図１０】
2011030523.tif 000012
【図１１】
2011030523.tif 000013
【図１２】
2011030523.tif 000014
【図１３】
2011030523.tif 000015
【図１４】
2011030523.tif 000016
【図１５】
2011030523.tif 000017
【図１６】
2011030523.tif 000018
【図１７】
2011030523.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月29日(2011.3.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク基板成形装置、ディスク基板成形方法及びディスク基板成形用金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂からなる基板を有する円盤状の光記録媒体は、大容量で低コストの情報記録媒体として実用化されている。たとえば、この種の光記録媒体として、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（ディジタル・バーサタイル・ディスク）、ＢＤ（ブルーレイ・ディスク）がある。この光記録媒体の樹脂基板は、作製時間を短くする観点から、射出成形法によって作製される。この成形法は、金型内に形成されたキャビティに溶融樹脂を充填し、その樹脂が固化した後に金型から取り出す方法である。
【０００３】
図１３に従来の金型の一例を示す。図１３において、符号１０１は固定側金型であり、符号１０２は可動側金型である。この固定側金型１０１と可動側金型１０２を閉じることによってできる空間がキャビティ１０３である。キャビティ１０３は、溶融樹脂が流入して基板が成形されるところである。
【０００４】
固定側金型１０１は、スプルブッシュ１０４及び固定側鏡面盤１０５を備えており、これらは内周側から順に配置されている。スプルブッシュ１０４は、射出成形機のノズル（図示せず）から押し出された溶融樹脂を金型内に流入させる部材である。固定側鏡面盤１０５には水路１０６が形成されており、この水路１０６に、温度調整された水を循環させることにより、固定側鏡面盤１０５の温度制御が行われる。スプルブッシュ１０４と固定側鏡面盤１０６は固定側本体１０７と接合している。固定側鏡面盤１０５は外周リング１０８と嵌合しているとともにバネ１０９を介して接合している。この外周リング１０８は基板の外周端形状を決めるための部材である。
【０００５】
可動側金型１０２は、エジェクタピン１１０、カットパンチ１１１、エジェクタ１１２、スタンパホルダー１１３及び可動側鏡面盤１１４を備えており、これらは内周側から順に配置されている。カットパンチ１１１はキャビティ１０３内に流入した溶融樹脂に内孔を形成するための部材である。エジェクタピン１１０とエジェクタ１１２は、溶融樹脂が固化した後に鏡面盤１１４から突き出される。エジェクタピン１１０及びエジェクタ１１２は、溶融樹脂から成形された基板部と不要部とを互いに分離した状態で可動側金型から取り出すのに用いられる。スタンパホルダー１１３は、スタンパ１１５を可動側鏡面盤１１４で保持するために用いられる。スタンパ１１５は、基板表面に細かい凹凸を形成するためのものであり、一般にはニッケルで作られている。可動側鏡面盤１１４にも固定側鏡面盤１０５と同様に水路１１６が形成されている。この水路１６に、温度調整された水を循環させることにより、可動側鏡面盤１１４の温度制御が行われる。なお、図中の符号１１７は可動側本体であり、この可動側本体１１７に可動側鏡面盤１１４が接合されている。
【０００６】
射出成形法によって樹脂基板を成形した場合には、キャビティの厚みが内周から外周に亘って一定の幅に成形されている場合であっても、成形された樹脂基板は外周端近傍が内周や中周より厚くなる傾向がある。この現象はスキージャンプまたはエッジウェッジと呼ばれている。
【０００７】
図１４は射出成形法によって成形された樹脂基板の断面図であり、図１５は、外周部のエッジウェッジを強調して描いた樹脂基板の概念図である。ここでは、直径１２０ｍｍ、厚み１．２ｍｍの樹脂基板を一例として取り上げ、この基板について説明する。樹脂基板の厚みは外周端から３ｍｍ内側の位置から外周端に向かって徐々に増加し、その増加量も徐々に増している。エッジウェッジの最大盛上り量は成形条件や金型に依存するが、およそ１０μｍから４０μｍの範囲である。
【０００８】
エッジウェッジが発生する原因としては、キャビティに流入した溶融樹脂が基板の外周端を形成する部材に当たることによって樹脂に圧力がかかり、これによって密度が上ること、およびキャビティ内の樹脂が内周や中周よりも外周、特に、外周端から冷やされて固化が最も先に進行することが、挙げられる。
【０００９】
光記録媒体で、基板の大きさを変えずにより大きな容量の情報を記録するには、光記録媒体上の情報を記録再生するビームスポットをより小さくする必要がある。このため、記録容量を上げるためには、ビームを集光させるピックアップから光記録媒体までの距離（ワーキングディスタンス）を狭くしなければならない。これは、光記録媒体に入射するビームの最大入射角度が大きくなることによる。一方、ハードディスク装置での磁気記録媒体では、空気浮上するフライングヘッドを用いて情報を記録再生消去する。より大きな容量の情報を磁気記録媒体に記録するには、より狭い領域で発生させたヘッドから発する磁界を磁気記録媒体に到達させる必要があるため、フライングヘッドと磁気記録媒体との距離を狭くしなければならない。
【００１０】
光記録媒体では集光レンズに固浸レンズ（ＳＩＬ）を組み合わせてビームスポットを小さくする研究がされている。このものでは、直径１２０ｍｍの光記録媒体で容量５００ＧＢを得るには、固浸レンズから光記録媒体までの距離は５０ｎｍ以下であることが必要とされている。また、磁気記録媒体のフライングヘッドの浮上量も小さくする研究がされている。直径９０ｍｍの磁気記録媒体で容量５００ＧＢを得るには、浮上量が１０ｎｍ以下であることが必要とされている。これに対して実用化されているＢＤ（ブルーレイディスク）では、集光レンズから光記録媒体までの距離は０．３ｍｍである。
【００１１】
このようにピックアップやヘッドから情報記録媒体までの距離が狭くなると、情報記録媒体の表面の凹凸が大きければ、情報記録媒体とピックアップやヘッドとの間で衝突が発生する虞がある。また、衝突しないとしても、情報記録媒体とピックアップやヘッドとの間の距離が一定ではなくなるので、情報記録媒体での情報の記録再生消去に影響が生じる。射出成形法で成形された樹脂基板の外周端近傍にエッジウェッジがあれば、情報記録媒体の外周端近傍に情報を記録することができない。
【００１２】
また、ピックアップ又はヘッドから情報記録媒体までの距離が狭くなるほど、情報記録媒体の外周のより広い範囲で情報を記録できなくなる。これはピックアップ又はヘッドがある程度の幅を有しているため、その部分から記録媒体までの距離が許容値より小さくなって、情報記録媒体への情報の記録再生消去に影響が生じるからである。
【００１３】
また、外周部では内周部に比べて一周の距離が長いので、同じ径方向の距離でも、外周部の方が内周部に比べてより多くの情報を記録することができる。したがって、情報記録媒体での記録容量を上げるには、樹脂基板の外周近傍にあるエッジウェッジを低減することが不可欠である。
【００１４】
一方、射出成形によって作製する樹脂基板の外周近傍でのエッジウェッジをなくすことができれば、既存技術の応用で、既存のＢＤより大容量の記録媒体が作製できることになる。
【００１５】
この樹脂基板のエッジウェッジを射出成形後に取り除く方法としては切断や研磨がある。具体的には、樹脂基板を一回り大きく成形してから外周のエッジウェッジのある部分を切断して、その内周部分を樹脂基板として使用したり、樹脂基板の外径を変えないまでも樹脂基板のエッジウェッジ自体の盛り上がった箇所を切断や研磨によって取り除くことができる。しかし、射出成形後にエッジウェッジを取り除く方法では、製造工数が増えてしまう。
【００１６】
そこで、このような後加工を必要とせず、射出成形法で樹脂基板のエッジウェッジを低減する方法として、金型に熱阻止機構を設けて樹脂基板の外周端での冷却固化を遅らせる方法が知られている。例えば、金型で樹脂基板の外周端を形成する外部保持具（図１３では１０８に相当）に抵抗ヒーター、膜抵抗ヒーター又は誘導ヒーターを熱阻止機構として設けたり、外部保持具に加熱した水やオイルを循環させる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、エッジウェッジを低減する他の方法としては、図１６に示すように、金型に装着するスタンパ１１５の外周端の厚みを厚くしたり、図１７に示すように、スタンパ１１５の外周端がキャビティ側に反るようにスタンパ１１５を保持することによって、樹脂基板の外周端近傍でキャビティ内の隙間を狭くする技術が開示されている（特許文献１および特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特表２００３−５０１７７６号公報
【特許文献２】特許第３８４８５４９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、前記従来の方法では以下の課題を有する。
【００１９】
まず、特許文献１のように、熱阻止機構が設けられた金型では、エッジウェッジの量を低減する効果はあるが、完全になくすることはできない。
【００２０】
また、特許文献１のように、スタンパの外周を厚くする方法では、手間がかかるばかりでなく、スタンパ毎に厚みが変わり易いため、再現性が低い。
【００２１】
また、特許文献２のように、スタンパの外周端近傍が変形した金型では、樹脂基板を１枚成形する毎にスタンパが撓んでは元に戻るという繰り返し変形を伴うため、スタンパが疲労し易く、寿命が短くなる。
【００２２】
本発明は、前記従来の課題を解決するものである。すなわち、本発明の目的は、ディスク基板の生産性を損なわず、かつ、スタンパの寿命を短縮せずにエッジウェッジを低減することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の一局面に従うディスク基板成形装置は、ディスク基板成形用金型と、温調機と、を備えている。前記ディスク基板成形用金型は、スタンパと、前記スタンパが接触する鏡面部材を有する第１金型と、前記スタンパとの間に円板状のキャビティを形成する成形面を有する第２金型と、を備えている。前記第２金型は、前記成形面の外周部において前記スタンパに向かって突出する突出部を有する。前記温調機は、前記突出部が当該突出部よりも内周側の部位に比べて高温になるように前記第２金型の温度を調整するとともに、前記鏡面部材において前記突出部に対向する部位が前記突出部に比べて低温になるように前記第１金型の温度を調整する。
【００２４】
本発明の他の一局面に従うディスク基板成形方法は、スタンパと、前記スタンパが接触する鏡面部材を有する第１金型と、前記スタンパとの間に円板状のキャビティを形成する成形面を有する第２金型と、を備えたディスク基板成形用金型を用いてディスク基板を成形する方法である。前記第２金型は、前記成形面の外周部において前記スタンパに向かって突出する突出部を有しており、前記ディスク基板成形方法は、前記突出部が当該突出部よりも内周側の部位に比べて高温になるように前記第２金型の温度を調整し、前記鏡面部材において前記突出部に対向する部位が前記突出部に比べて低温になるように前記第１金型の温度を調整する。
【００２５】
本発明の他の一局面に従うディスク基板成形用金型は、前記ディスク基板成形装置に用いられるディスク基板成形用金型であって、スタンパと、前記スタンパが接触する鏡面部材を有する第１金型と、前記スタンパとの間に円板状のキャビティを形成する成形面を有する第２金型と、を備えている。前記第２金型は、前記成形面の外周部において前記スタンパに向かって突出する突出部と、前記突出部を含む領域に位置する外側温調用水路と、前記外側温調用水路とは別個に形成され且つ前記突出部よりも内周側の部位を含む領域に位置する内側温調用水路と、前記突出部を含む領域と前記突出部よりも内周側の部位を含む領域との間の熱伝導を阻止する熱伝導阻止部と、を備えている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、一対の金型のうちの一方の金型にのみにスタンパが設けられた成形用金型で成形されたディスク基板を平坦にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態におけるディスク基板成形用金型の断面図である。
【図２】前記ディスク基板成形用金型の固定側鏡面盤に形成された水路の配置を示す平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるディスク基板成形装置の構成を概略的に示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるディスク成形システムの構成を概略的に示す図である。
【図５】前記ディスク基板用金型を用いて得られるディスク基板の外周部を概略的に示す断面図である。
【図６】エッジウェッジの測定方法を説明するための図である。
【図７】エッジウェッジの形状を説明するための図である。
【図８】ウェッジエッジウェッジ幅と張り出し量との関係を示す図である。
【図９】基板厚さが１．１ｍｍの場合の張り出し量と反スタンパ側水路２系統間の温度差との関係を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態におけるディスク基板用金型の断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態におけるディスク基板用金型を拡大して部分的に示す断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態におけるディスク基板用金型の断面図である。
【図１３】従来のディスク基板用金型の断面図である。
【図１４】従来のディスク基板用金型を用いて得られるディスク基板の断面図である。
【図１５】従来のディスク基板用金型を用いて得られるディスク基板の外周端近傍の断面図である。
【図１６】従来のディスク基板用金型を拡大して部分的に示す断面図である。
【図１７】従来のディスク基板用金型を拡大して部分的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２９】
本実施形態によるディスク基板成形用金型及び成形装置の構成を説明する前に、射出成形によって成形された樹脂基板の外周端近傍に生じるエッジウェッジ（スキージャンプ）について説明する。
【００３０】
まず、エッジウェッジの形状を正確に調査すべく、図６に示す測定装置を用いてエッジウェッジの形状を測定した。この測定では、表面を平らに研磨した支持台５１の上にディスク基板Ｗを水平に載せ、ディスク基板Ｗの上から重石５２を載せる。この際、ディスク基板Ｗの外周端から３ｍｍの範囲が支持台５１の外側（側方）に突出するように、ディスク基板Ｗを支持台５１上に載置した。ディスク基板Ｗのエッジウェッジが形成されている領域が支持台５１の上に載って、ディスク基板Ｗが曲がることを防ぐためである。また、支持台５１との間にディスク基板Ｗを挟むようにディスク基板上に重石５２を載せるが、このとき、ディスク基板Ｗの外周端から５ｍｍの範囲については重石５２を載せない。その範囲で測定を行うためである。そして、ディスク基板Ｗ上を内周側から外周側に向かって径方向に表面粗さ計の探針５３を長さ５ｍｍに亘って走査させる。
【００３１】
探針５３は、図外の表面粗さ計に接続されており、この表面粗さ計で得られたディスク基板Ｗの表面の変位を記録した。測定結果の一例を図７に示す。図７において、図の左側はディスク基板Ｗの内側となり、図の右側はディスク基板Ｗの外側となる。左側の表面変位のない部分（基部）からディスク基板Ｗが厚くなる方向（上面が高くなる方向）に変化する開始点がスキージャンプの立ち上がり部（エッジウェッジの内端部）である。表面変位が最大になる位置での表面高さと、厚みが一定である基部での表面高さとの差を張り出し量と称することにする。また、エッジウェッジが形成されている領域の径方向の長さをウェッジ幅と称することにする。エッジウェッジの表面変位量が最大になる位置はディスク基板Ｗの外周端である。したがって、ウェッジ幅はエッジウェッジの内端部とディスク基板Ｗの外周端との間の距離を表している。
【００３２】
前記測定装置によって測定された張り出し量とウェッジ幅との関係を図８に示す。この図は、１．１ｍｍの厚みを有する基板での測定結果である。この図から分かるように、張り出し量が小さいほど、ウェッジ幅も短くなる。また、スタンパ側の面（ディスク基板Ｗの一方の面）及び反スタンパ側の面（ディスク基板Ｗの他方の面）の何れにおいても、エッジウェッジの形状は同じ形状であった。ウェッジ幅（ｍｍ）をｘ、張り出し量（μｍ）をｙとすると、近似曲線として、式（１）が得られた。
【００３３】
ｙ＝３ｘ２．５  ・・・  （１）
なお、０．６ｍｍの厚さを有する基板についてもエッジウェッジの形状を調べたが、結果は図８の曲線とほぼ同様であった。
【００３４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１実施形態によるディスク基板成形用金型２０の断面図である。
【００３５】
図１に示すように、ディスク基板成形用金型（以下、単に成形用金型２０と称する）２０は、第２金型である固定側金型１と、第１金型である可動側金型２とを備えている。この固定側金型１と可動側金型２を閉じた際にできる空間がキャビティ３である。
【００３６】
固定側金型１は、スプルブッシュ４と、鏡面部材である固定側鏡面盤５とを備えている。スプルブッシュ４及び固定側鏡面盤５は、内周側からこの順に配置されている。スプルブッシュ４は、射出成形機のノズル（図示せず）から押し出された溶融樹脂を成形用金型２０のキャビティ３内に流入させる部材である。固定側鏡面盤５は、ディスク基板を成形するための成形面５ｃを有しており、この成形面５ｃは、可動側金型２と可動側金型２に設置されたスタンパ１６との間で、円板状のキャビティ３を形成する。
【００３７】
固定側金型１には、固定側鏡面盤５において、内側温調用水路である水路６と、外側温調用水路である水路７とが形成されている。各水路６，７には、それぞれ温度調整された水が循環する。これにより、固定側鏡面盤５、すなわち、固定側金型１の温度が調整される。
【００３８】
スプルブッシュ４と固定側鏡面盤５は、それぞれ固定側本体８に接合され、固定側本体８に支持されている。
【００３９】
固定側金型１は、環状の外周側部材である外周リング９を備えている。この外周リング９は、ディスク基板の外周面を規定する内面を有する部材であり、固定側鏡面盤５と同心円状に設けられている。固定側鏡面盤５は、成形面５ｃが形成されている成形部５ｄと、この成形部５ｄの外周側に位置し、成形面５ｃよりも一段低くなった面を有する外側支持部５ｅとを有する。外周リング９は、成形部５ｄの外側に嵌められるとともにバネ１０によって可動側金型２の移動方向に変位可能となっている。
【００４０】
可動側金型２は、エジェクタピン１１と、カットパンチ１２と、エジェクタ１３と、スタンパホルダー１４と、鏡面部材である可動側鏡面盤１５とを備えており、これらは内周側から順に配置されている。カットパンチ１２はキャビティ３内に流入した溶融樹脂に内孔を形成するための部材である。エジェクタピン１１とエジェクタ１３は、溶融樹脂が固化した後に鏡面盤１５から突き出される。エジェクタピン１１とエジェクタ１３は、溶融樹脂から成形された基板部と不要部とを互いに分離した状態で可動側金型２から取り出すために用いられる。スタンパホルダー１４は、スタンパ１６を可動側鏡面盤１５に保持するために用いられる。スタンパ１６は内孔が形成された平板状の円環状に形成されており、スタンパホルダー１４は、スタンパ１６の内孔の縁部を押さえることによってスタンパ１６を保持している。スタンパ１６は、基板表面に細かい凹凸を形成するためのものであり、一般にはニッケルで作られている。スタンパ１６は、円板状のキャビティ３の一方の主面（固定側鏡面盤５の成形面５ｃに対向する主面）に沿うように配置されている。
【００４１】
可動側鏡面盤１５には水路１７が設けられている。この水路１７には、温度調整された水が循環する。これにより、可動側鏡面盤１５、すなわち可動側金型２の温度が調整される。可動側鏡面盤１５は可動側本体１８に接合されており、可動側本体１８に支持されている。
【００４２】
第１実施形態の成形用金型２０における固定側鏡面盤５は、図１３に示す従来の固定側鏡面盤１０５と異なり、スタンパ側に向かって突出する突出部２１を有している。突出部２１は、固定側鏡面盤５の成形面５ｃと同心円状になるように成形部５ｄの外周端部に形成され、周方向の何れの位置においても同じ突出高さで、かつ同じ断面形状を有している。そして、突出部２１は、成形面５ｃの外周部において、その外周端部に向かうほど、スタンパ１６の外周部に向かってキャビティ３側に張り出した形状となっている。すなわち、固定側鏡面盤５の成形面５ｃは、円板状の平坦面の外周部から湾曲状の張り出し面が滑らかにつながった形状となっている。
【００４３】
先に得られた式（１）は、ディスク基板（樹脂基板）の一方の面でのエッジウェッジの盛り上がり量を示しているので、固定側鏡面盤５に設けられる突出部２１の形状は、その２倍の張り出し量になるように規定されている。すなわち、成形面５ｃの外周端（成形部５ｄの外周端面）からの距離をｘ（ｍｍ）とし、また外周端（成形部５ｄの外周端面）から距離ｘの位置での突出部２１の張り出し量をｙ（μｍ）とし、成形面５ｃの外周端から突出部２１の径方向内端部までの径方向の幅（ウェッジ幅）をｘ０（ｍｍ）とすると、突出部２１の形状は、以下の式（２）
ｙ＝６（ｘ０−ｘ）２．５  ・・・（２）
を満たしている。
【００４４】
また、固定側鏡面盤５が突き出すことによってキャビティ３の厚みが減ることを考慮するならば、突出部２１の形状が以下の式（３）を満たすように形成されていてもよい。この式（３）は、例えば、固定側鏡面盤５の外周端が突き出さない場合のキャビティ３の厚みが１．１ｍｍ（１１００μｍ）であるとした場合に対して、突出部２１の張り出し量を補正した式である。
【００４５】
【数１】
2011030523.tif 000020
【００４６】
上記の式（２）又は（３）を満たす形状の突出部２１が設けられることにより、キャビティ３の厚みが外周ほど狭くなるため、射出成形法で成形されたディスク基板の外周に生じるエッジウェッジによる厚み増加が相殺される。したがって、ディスク基板の厚みは、周方向に一様であり、しかも内周から外周に亘って一定になる。
【００４７】
固定側鏡面盤５の表面の加工は精度良くでき、かつ、金型が変わらない限り再現性がある。
【００４８】
図２は、固定側鏡面盤５に設けられた水路６と水路７を示している。水路６と水路７とは互いに略同心円状に形成され、かつ、互いに分離独立している。すなわち、水路６と水路７には、異なる温度の水を流すことができる。水路６は、固定側鏡面盤５の内周位置から外周寄りの位置にかけて形成されている。水路７は、水路６よりも外周側に位置し、固定側鏡面盤５の外周端近傍の位置に形成されている。
【００４９】
固定側鏡面盤５の水路６と水路７との間には空隙１９が形成されている。すなわち、突出部２１における内端部に相当する位置に空隙１９が形成されている。言い換えると、空隙１９は、固定側鏡面盤５の径方向において突出部２１の内端部（成形面５ｃの平坦面の外周部）に相当する位置に形成されている。そして、水路６は、空隙１９よりも内周側に設けられ、水路７は、空隙１９よりも外周側に設けられている。すなわち、水路７は、固定側鏡面盤５において突出部２１を含む領域に位置し、水路６は、突出部２１よりも内周側の部位を含む領域に位置している。そして、水路６と水路７とは、所定の間隔をおいて形成されている。
【００５０】
空隙１９は、径方向の幅が狭い断面形状を有し、成形部５ｄと同心状の円環状に形成されている。この空隙１９は、空隙１９の内周側と外周側との間の熱伝導を低減するために設けられている。すなわち、空隙１９は、突出部２１を含む領域と前記突出部２１よりも内周側の部位を含む領域との間の熱伝導を阻止する熱伝導阻止部として機能する。固定側鏡面盤５に空隙１９が形成されていることにより、固定側鏡面盤５における空隙１９の内周側の部位と外周側の部位とを、異なる温度に維持することができる。これにより、固定側鏡面盤５の成形面５ｃ（キャビティ３表面）において、水路６のある内周側の部位と水路７のある外周側の部位とでそれぞれ別々の均一温度に維持することができる。
【００５１】
金型材料はステンレス鋼であり、固定側鏡面盤５と可動側鏡面盤１５は日立金属製のＨＰＭ３８によって構成されている。
【００５２】
図３に示すように、固定側鏡面盤５に設けられた水路６及び水路７、可動側鏡面盤１５に設けられた水路１７は、何れも温調機２５につながっている。温調機２５は、水路１７に水を供給する第１供給部２５ａと、水路６に水を供給する第２供給部２５ｂと、水路７に水を供給する第３供給部２５ｃと、を有する。第１〜第３供給部２５ａ〜２５ｃは、供給する水をそれぞれ独立して温度調整する。したがって、それぞれ異なる温度の水を循環供給することが可能となっている。
【００５３】
図４は、成形システム３０の概要を示している。成形システム３０は、前記成形用金型２０及び温調機２５を備えた本実施形態に係るディスク基板成形装置３２を備えている。また成形システム３０は、材料供給装置３３、射出機３４、型締め機３５、ホッパ３６等を備えている。材料供給装置３３は、成形するポリカーボネートなどの樹脂材料を乾燥させた後にホッパ３６に供給する装置である。ホッパ３６は、射出機３４の上に設けられていて、ホッパ３６に供給された樹脂材料は、射出機３４に供給される。ホッパ３６に供給される樹脂材料は、一定の直径と長さを有するパレットという形状である。
【００５４】
射出機３４に供給された樹脂材料は、射出機３４に設けられている加熱筒３７で熱せられて溶融状態になる。そして、この溶融樹脂は、加熱筒３７の内側に配されたスクリューによって捏ね回されて、その後、図略のピストンによって成形用金型２０内のキャビティ３に射出される。成形用金型２０内に入った溶融状態の樹脂に対して、可動側金型２を閉じる方向に型締め機３５で圧縮圧力を加え、それと同時に溶融樹脂を冷却する。このとき、反スタンパ側の鏡面部材である固定側鏡面盤５の外周端近傍において、温度が高く設定されているので、溶融樹脂の冷却速度が遅くなっている。そして、樹脂が固化した後に型締め機３５で可動側金型２を開き、成形品を図略の取り出し機によって取り出す。成形用金型２０から取り出された成形品は、外端部がスタンパ側に反った形状となっている。しかし、反スタンパ側の面の外端部の温度がスタンパ側の部位の温度よりも高くなっているため、バイメタル効果によって、成形品は、冷却固化の際に反スタンパ側の方がスタンパ側より多く縮む。このため、成形品の反りが強制されて、一様な厚みを有するディスク基板を得ることができる。なお、ディスク基板のラジアルチルトは、内周部から外周部まで略一定量の変化状態となっている。すなわち、ディスク基板の全周に均等な応力がかかった状態となっている。このため、成膜やカバー樹脂等でディスク基板の全周に均一な応力が働くことによってディスク基板のラジアルチルトが強制されて、最終的に平坦なディスク基板が得られる。
【００５５】
ここで、実際に行った実験結果について説明する。この実験では、固定側鏡面盤５の成形面５ｃから水路６までの距離を８ｍｍとした。また、固定側鏡面盤５の外側支持部５ｅの表面から水路７までの距離を４ｍｍとした。また、可動側鏡面盤１５のキャビティ表面から水路１７までの距離を８ｍｍとした。
【００５６】
水路６と水路７との間に設けられた空隙１９と固定鏡面盤５の成形面５ｃとの間の距離は２ｍｍとし、空隙１９と固定鏡面盤５の成形部５ｄの外周面（外周リング９が接触する面）との間の距離は１．９ｍｍとした。空隙１９の幅は１ｍｍとした。
【００５７】
ここで、固定鏡面盤５において、成形部５ｄの外周面（外周リング９と接触する部分）と空隙１９との間の領域は、エッジウェッジの補正をしなければエッジウェッジによって樹脂基板の表面が盛り上がる領域であり、本第１実施形態において、スタンパ１６と反対側に反るようにディスク基板（樹脂基板）に変形を生じさせる領域である。また、スタンパ１６と反対側の固定鏡面盤５の成形部５ｄにおける外周部で表面を突き出させている領域でもある。
【００５８】
ディスク基板の外径が１２０ｍｍ、厚みが１．１ｍｍで、樹脂材料がポリカーボネート樹脂であり、成形タクトが６秒、射出スクリュー径２８ｍｍ、最大射出速度２００ｍｍ／ｓｅｃ、最大型締力２０トンの場合、従来のディスク基板成形装置３２では、固定側鏡面盤１０５にある水路１０６および可動側鏡面盤１１４にある水路１１６の温調水の温度がそれぞれ１１５℃であった。この場合、樹脂基板表面の張り出し量は１５μｍであった。ここで、温調水の温度とは、温調機２５から成形用金型２０内の水路へ送られる温調水の温度であって、温調機２５から成形用金型２０へ送られる直前の温度である。
【００５９】
これに対して、本第１実施形態のディスク基板成形装置３２では、固定側鏡面盤５の水路６に供給される温調水の温度が１１５℃、水路７に供給される温調水の温度が１３５℃、可動側鏡面盤１５の水路１７に供給される温調水の温度が１１５℃の場合に、ディスク基板にはスタンパ１６の凹凸が十分に転写されており、かつ、従来のディスク基板用金型で作製したディスク基板と同等のラジアルチルトを有するディスク基板が得られた。
【００６０】
図５は、第１実施形態によるディスク基板成形装置３２で作製したディスク基板の外周部での断面形状を示している。このディスク基板では、外周寄りの部位から外周端にかけて厚みが一定で曲がりも見られない。すなわち、ディスク基板にはエッジウェッジが見られなかった。
【００６１】
固定側鏡面盤５はキャビティ３の外周部において内側に突き出た形状をしているため、成形品を成形用金型２０から取り出した際には、成形品の外周端近傍はスタンパ３側に反った形状をしている。しかし、成形品の冷却が進むに連れてバイメタル効果によって反スタンパ側に反りが強制されたことがわかる。このようにして、エッジウェッジのないディスク基板を得ることができる。
【００６２】
なお、このディスク基板のラジアルチルトをゼロにしないのは、薄膜や樹脂による保護層などを設けてディスク基板としたときに、ディスク基板が平坦な形状になるようにするためである。すなわち、薄膜や樹脂による保護層によって樹脂基板にかかる応力を打ち消すように予めディスク基板を反らせておくためである。
【００６３】
本発明の実施の形態１のディスク基板成形用金型２０を用いて射出成形法によって作製されたディスク基板は、スタンパ側だけでなく反スタンパ側にも出っ張りがない。このため、反スタンパ側の面を平坦面で押し付けてもスタンパ側の面が変形することはない。したがって、このディスク基板に紫外線硬化樹脂等を貼り合せしたり、保護層を形成した場合でも、良好な膜厚分布を有する貼り合せ層や保護層とすることができる。
【００６４】
図９は、固定側鏡面盤５の水路６と水路７との温度差と、突出部２１の外周端での張り出し量との関係を示す。図９は、ディスク基板の厚みが１．１ｍｍの場合の関係を示している。ここで、水路７の方が水路６より高温である。
【００６５】
水路６と水路７との温度差に対して、図９に示す張り出し量の２倍の大きさの反りによる変位が、バイメタル効果によって得られる。このため、ディスク基板の厚みが１．１ｍｍの場合において、ディスク基板外周端での変位のばらつきを±１．５μｍに収めるためには、図９に示す特性により、温度差を±１．０Ｋに収める必要があることが分かる。温調機２５は±０．１Ｋの範囲で温度制御が可能であるので、±０．２μｍより高精度の制御も容易である。
【００６６】
図９は厚みが１．１ｍｍのディスク基板を対象としたものであるが、ディスク基板の厚みがその半分であれば、水路６と水路７との温度差は図９に示す値の半分で良い。すなわち、水路６と水路７との温度差と補正すべき張り出し量とには比例の関係がある。
【００６７】
ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度は１４８℃である。この温度よりも低い温度で成形しなければ、樹脂基板が脆くなってしまう。したがって、金型内の水路６と水路７との温度差は３０Ｋ以下であることが好ましい。
【００６８】
前記の実験では、比較のため、ディスク基板成形用金型２０での固定側鏡面盤５の水路６への水温と可動側鏡面盤１５の水路１７への水温とを同じにしたが、これらの水温は互いに違っていても構わない。
【００６９】
また、図９の関係およびディスク基板の厚みと、反スタンパ側水路２系統間の温度差とに比例の関係があることから、従来のディスク基板用金型で作製した場合の張り出し量が１５μｍの場合だけでなく、この水路２系統の温度差を求めることができる。
【００７０】
本第１実施形態の成形用金型２０では、スタンパ３に曲げ方向の力がかからないので、スタンパ３の使用寿命が短くなる恐れはない。
【００７１】
ここでは、スタンパ３を可動側金型２に装着する場合について示したが、スタンパ３を固定側金型１に装着しても良い。その場合は、固定側鏡面盤５と可動側鏡面盤１５との関係が反対になる。すなわち、可動側鏡面盤１５に２系統の水路を設けるとともに、これらの水路間に空隙を設けることになる。
【００７２】
図８に示す特性又は式（１）から、立ち上がり部から０．５ｍｍ外周側の位置での盛り上がり量は０．５μｍとなっている。このため、空隙１９と固定鏡面盤５の成形部５ｄにおける外周面との間の距離は、図８に示す特性又は式（１）から求められる数値に対して、好ましくは±０．２ｍｍの精度が必要である。
【００７３】
水路６と水路７との間に設けられた空隙１９と固定鏡面盤５の成形面５ｃ（キャビティ表面）との間の距離は、熱伝導を阻止するには２ｍｍ以下であることが必要であり、また固定鏡面盤５の表面形状を保つ強度の観点からは１ｍｍ以上が必要である。
【００７４】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の第２実施形態によるディスク基板成形用金型２０の断面図である。
【００７５】
第２実施形態の成形用金型２０は、固定側鏡面盤５が１つの部材によって構成された第１実施形態と異なり、固定側鏡面盤５が２つの部材、すなわち内側部材５ａと外側部材５ｂとから構成されている。内側部材５ａは、固定側鏡面盤５のうち、突出部２１よりも径方向内側の部位を構成しており、成形面５ｃのうちの平坦な部位を有している。内側部材５ａには水路６が形成されている。外側部材５ｂは、内側部材５ａの外側に嵌合される部材であり、突出部２１とその外周側に一体的に形成された外側支持部５ｅとを有している。外側支持部５ｅは、成形面５ｃよりも一段低くなった面を有している。外側部材５ｂには、水路７が形成されている。
【００７６】
図１１は、内側部材５ａと外側部材５ｂとの嵌合部２３の拡大図を示している。嵌合部２３における内側部材５ａと外側部材５ｂとの間の隙間は、キャビティ３表面近傍において最も狭くなっていて、その他の部位において、それよりも大きくなっている。そして、嵌合部２３には、厚み方向の中央部と水路が設けられている固定側本体８側の部位とにおいて、隙間が狭くなったところが設けられている。これは、内側部材５ａに対する外側部材５ｂの位置精度を出すと共に、内側部材５ａと外側部材５ｂとの間の熱伝導を阻止するためである。すなわち、この隙間は、突出部２１と、突出部２１よりも径方向内側の部位との間の熱伝導を阻止する熱伝導阻止部として機能する。
【００７７】
内側部材５ａにある水路６と外側部材５ｂにある水路７とは、第１実施形態の固定側金型１と同様に、互いに分離独立している。したがって、内側部材５ａの温度と外側部材５ｂの温度とを別個の温度であってそれぞれ均一な温度に調整することができる。可動側鏡面盤１５の水路１７も、固定側鏡面盤５の水路６及び水路７とは分離独立である。このため、スタンパ３の転写性とディスク基板の反りの制御を独立して制御できるというメリットがある。
【００７８】
第２実施形態のディスク基板成型用金型では、内側部材５ａと外側部材５ｂとの嵌合部２３において、キャビティ３表面近傍、厚さ方向の中央部、固定側本体８近傍において隙間を狭く形成したが、これに限られるものではなく、キャビティ３表面近傍と固定側本体８近傍の２つ個所で隙間を狭くする構成としてもよい。
【００７９】
また、嵌合部２３のキャビティ３表面近傍以外の箇所において、隙間の幅が狭くなっている部位は、固定側鏡面盤５の一周に亘って同じ隙間幅に設定されていなくてもよい。例えば、周方向に断続的に隙間が形成されるものであり、この隙間が固定側鏡面盤５の厚さ方向に延びる形状の溝によって形成される構成としてもよい。この構成では、内側部材５ａと外側部材５ｂとを嵌合する時の抵抗が少なくなる。
【００８０】
金型材料はステンレス鋼であり、固定側鏡面盤５と可動側鏡面盤１５はそれぞれ日立金属製のＨＰＭ３８によって構成されている。
【００８１】
内側部材５ａのキャビティ表面から水路６までの距離は例えば６ｍｍである。また外側部材５ｂにおける可動側金型側の表面から水路７までの距離は例えば４ｍｍである。また、可動側鏡面盤１５のキャビティ表面から水路１７までの距離は、例えば６ｍｍである。外側部材５ｂにおいて、外周リング９が嵌合する部分の径方向の厚みは例えば２．３ｍｍである。ここで、外側部材５ｂにおいて外周リング９が嵌合する部分は、エッジウェッジ補正をしなかったとした場合にディスク基板の表面が盛り上がってしまう領域を成形する部分であり、金型から取り出し後にスタンパ１６と反対側に反る変形を生じさせるための部分である。また、この部分は、スタンパ１６と反対側の固定鏡面盤５の成形面５ｃの外周部において、平坦部から表面が突き出した突出部２１を有する部分でもある。
【００８２】
第２実施形態２によるディスク基板成形用金型２０でも、キャビティ３の外周部において、外周端に向かうほど厚みが狭くなっている。このため、射出成形法によって成形されたディスク基板では、その外周部のエッジウェッジによる厚み増加が相殺される。したがって、ディスク基板の厚みが内周から外周に亘って一定になる。これは、可動側鏡面盤１５の表面加工が精度良くでき、かつ金型が変わらない限り、再現性がある。
【００８３】
ディスク基板の外径が１２０ｍｍ、ディスク基板の厚みが１．１ｍｍの場合であって、樹脂材料がポリカーボネート樹脂の場合において、従来のディスク基板用金型と第２実施形態によるディスク基板成形用金型２０とで、比較を行った。ディスク成形条件としては、成形タクトを４秒とし、射出スクリュー径を２８ｍｍとし、最大射出速度を２００ｍｍ／ｓｅｃとし、最大型締力を３０トンとした。
【００８４】
従来のディスク基板用金型では、固定側鏡面盤１０５の水路１０６に流入させる温調水及び可動側鏡面盤１１４の水路１１６に流入させる温調水の温度が１００℃の場合には、張り出し量は２５μｍであった。ここで、温調水の温度とは、温調機２５から金型内の水路へ送る温調水の温度であって、温調機２５から金型へ送る直前での温度である。
【００８５】
これに対して、第２実施形態の成形用金型２０では、固定側鏡面盤５の水路６に流入させる温調水の温度１００℃、水路７に流入させる温調水の温度１３３℃、可動側鏡面盤１５の水路１７に流入させる温調水の温度１００℃の場合に、ディスク基板にはスタンパ１６の凹凸が十分に転写されており、かつ、従来のディスク基板用金型で作製されたディスク基板と同等のラジアルチルトを有するディスク基板が得られた。しかも、このディスク基板では、外周寄りの部位から外周端に向けて厚みが一定であり、曲がりも見られなかった。
【００８６】
第２実施形態によるディスク基板成形用金型２０を用いて、射出成形法によって成形されたディスク基板では、スタンパ側だけでなく反スタンパ側にも出っ張りがないため、反スタンパ側の面を平坦面で押さえ付けてもスタンパ面が変形することはない。したがって、本ディスク基板を用いて紫外線硬化樹脂等で貼り合せ層や保護層を形成した場合に、良好な膜厚分布の貼り合せ層や保護層を得ることができる。
【００８７】
固定側鏡面盤５のキャビティ３の外周部に相当する外側部材５ｂにおいて、キャビティ側に突き出した突出部２１が形成されているため、ディスク基板を金型から取り出した際には、ディスク基板の外周部がスタンパ３側に反った形状をしている。しかしながら、ディスク基板の冷却が進むに連れてバイメタル効果によって反スタンパ側に反りが強制されたことがわかる。
【００８８】
このディスク基板のラジアルチルトをゼロにしないのは、薄膜や樹脂による保護層などを設けてディスクになった際に平坦な形状にするためである。言い換えると、薄膜や樹脂による保護層によってディスク基板にかかる応力を打ち消すように予めディスク基板にラジアルチルトを持たせておくためである。
【００８９】
ディスク基板の厚みが１．１ｍｍの場合に、内側部材５ａの水路６へ流入させる温調水の温度と外側部材５ｂの水路７へ流入させる温調水の温度との温度差と、ディスク基板の外周部で生ずる反りによる変位の１／２倍の量（補正する張り出し量に相当）との関係は、図９に示す関係を利用することができる。
【００９０】
図９は、ディスク基板の厚みが１．１ｍｍの場合を対象としているが、ディスク基板の厚みがその半分であれば、水路６と水路７との温度差は半分で良い。すなわち、水路６と水路７との温度差と補正する張り出し量とには反比例の関係がある。
【００９１】
ポリカーボネート樹脂のガラス転移温度は１４８℃である。この温度よりも低い温度で成形しなければ、樹脂基板が脆くなってしまう。したがって、金型内の水路６と水路７との温度差は３０Ｋ以下であることが好ましい。
【００９２】
本発明の実施の形態２では、スタンパ３に曲げ方向の力はかからないので、使用寿命が短くなる恐れはない。
【００９３】
第２実施形態では、固定側鏡面盤５の内側部材５ａの水路６の水温と可動側鏡面盤１５の水路１７の水温とを同じにしたが、これに限られるものではなく、水路６の水温と水路１７の水温とが違っていても構わない。
【００９４】
第２実施形態では、スタンパ３を可動側金型２に装着する場合について示したが、スタンパ３を固定側金型１に装着しても良い。その場合には、固定側鏡面盤５と可動側鏡面盤１５との関係が逆になる。すなわち、可動側鏡面盤１５に２系統の水路を設けるとともに、これらの水路間に空隙を設けることになる。
【００９５】
（実施の形態３）
図１２は、本発明の第３実施形態によるディスク基板成形用金型２０の断面図である。
【００９６】
第３実施形態によるディスク基板成形用金型２０は、固定側鏡面盤５の水路７の外側に空隙２４が設けられている点において、第１実施形態と異なる。この空隙２４は、固定側鏡面盤５の水路７から径方向の外側に熱が伝わるのを阻止する機能を有する。空隙２４が設けられることにより、水路７近傍の固定側鏡面盤５の温度が安定するまでの時間を短縮することができる。
【００９７】
空隙２４と固定側鏡面盤５における可動側鏡面盤側の表面との間の距離は、１〜５ｍｍであることが好ましい。
【００９８】
第３実施形態によるディスク基板成形用金型２０においても、キャビティ３の外周部において、外周端に向かうほど厚みが狭くなっている。このため、射出成形法によって成形されたディスク基板では、その外周部のエッジウェッジによる厚み増加が相殺される。したがって、ディスク基板の厚みが内周から外周に亘って一定になる。これは、可動側鏡面盤１５の表面加工が精度良くでき、かつ金型が変わらない限り、再現性がある。
【００９９】
前記実施形態について概説する。
【０１００】
(1) 前記実施形態のディスク基板成形装置では、第２金型の成形面における外周部に突出部が形成されており、しかも、キャビティ内に溶融樹脂が存在する状態で、突出部の温度がその内周側の部位の温度に比べて高温に調整されている。このため、成形用金型から取り出された成形品が冷却されて固化する前の状態では、成形品において、第２金型の突出部に対向する面がその内周側の部位よりも凹んでいる。一方、その反対側の面は、その内周側の部位よりも張り出す形状となっている。すなわち、固化する前の成形品は、外周部において一方側に反った状態となっている。しかしながら、成形品におけるスタンパとは反対側の面において、突出部に対応する領域（凹んだ領域）が当該領域よりも内周側の領域に比べて高温となっている。このため、成形用金型から取り出された成形品が冷却されて固化する際には、冷却が進むにつれてバイメタル効果により、成形品の外周部が反スタンパ側（第２金型側）に曲がる。すなわち、冷却されると成形品の反りが強制される。したがって、成形品の外周部が厚くなるエッジウェッジを効果的に抑制することができる。
【０１０１】
(2) 前記第２金型は、前記突出部を含む領域に位置する外側温調用水路と、前記外側温調用水路とは別個に形成され且つ前記突出部よりも内周側の部位を含む領域に位置する内側温調用水路と、前記突出部を含む領域と前記突出部よりも内周側の部位を含む領域との間の熱伝導を阻止する熱伝導阻止部と、を備えているのが好ましい。
【０１０２】
この態様では、外側温調用水路を流れる温調水と、内側温調用水路を流れる温調水とより、前記突出部に対応する外周部位が当該外周部位よりも内周側の部位に比べて高温に調整される。このため、第２金型内において、温調水によって効率的に温度差を形成することができる。したがって、キャビティ内に存在する溶融樹脂において、突出部に対向する部位の温度と、突出部よりも内側の部位に対向する部位の温度との温度差を効率的に形成することができる。
【０１０３】
(3) 前記突出部の張り出し量をｙ［μｍ］、前記成形面の外周端からの径方向の距離をｘ［ｍｍ］、前記成形面から前記突出部の内端部までの径方向の幅をｘ０［ｍｍ］とすると、前記突出部の形状は、以下の関係式（２）
ｙ＝６（ｘ０−ｘ）２．５  ・・・（２）
を満たしているのが好ましい。
【０１０４】
この態様の成形装置によって成形された成形品では、冷却されて固化するとエッジウェッジが効果的に取り除かれる。したがって、エッジウェッジのないディスク基板を得ることができる。
【０１０５】
(4) 前記突出部の張り出し量をｙ［μｍ］、前記成形面の外周端からの径方向の距離をｘ［ｍｍ］、前記成形面から前記突出部の内端部までの径方向の幅をｘ０［ｍｍ］、ディスク基板厚みをｄ［μｍ］とすると、前記突出部の形状は、以下の関係式（３）を満足している請求項１記載のディスク基板成形装置。
【０１０６】
【数２】
2011030523.tif 000021
【０１０７】
この態様の成形装置によって成形された成形品では、冷却されて固化するとエッジウェッジが効果的に取り除かれる。したがって、エッジウェッジのないディスク基板を得ることができる。
【０１０８】
(5) 前記熱伝導阻止部は、前記突出部を含む領域と前記突出部よりも内周側の部位を含む領域との間に形成された空隙を有するのが好ましい。
【０１０９】
この態様では、簡単な構成で、第２金型内における温度差を形成することができる。
【０１１０】
(6) 前記成形面と前記空隙との距離は、１ｍｍ以上で、２ｍｍ以下であるのが好ましい。
【０１１１】
この態様では、鏡面部材の表面形状を保つ強度を得つつ、熱伝導を有効に阻止することができる。
【０１１２】
(7) 前記第２金型は、前記成形面を有する鏡面部材と、この鏡面部材と別体に形成される環状の外周側部材とを備えるのが好ましく、この場合には、前記外周側部材は、前記鏡面部材と同心円状に設けられるとともに、前記円板状のキャビティの外周面を規定するのが好ましい。
【０１１３】
この態様では、成形品の外周面形状を成形する外周側部材と、成形品の内周寄りの部位を成形する鏡面部材との間での熱伝導を低減することができる。
【０１１４】
(8) 前記実施形態のディスク基板成形方法は、スタンパと、前記スタンパが接触する鏡面部材を有する第１金型と、前記スタンパとの間に円板状のキャビティを形成する成形面を有する第２金型と、を備えたディスク基板成形用金型を用いてディスク基板を成形する方法であって、前記第２金型は、前記成形面の外周部において前記スタンパに向かって突出する突出部を有しており、前記突出部が当該突出部よりも内周側の部位に比べて高温になるように前記第２金型の温度を調整し、前記鏡面部材において前記突出部に対向する部位が前記突出部に比べて低温になるように前記第１金型の温度を調整するディスク基板成形方法である。
【０１１５】
(9) 前記ディスク基板成形方法において、前記第２金型が、前記突出部を含む領域に位置する外側温調用水路と、前記外側温調用水路とは別個に形成され且つ前記突出部よりも内周側の部位を含む領域に位置する内側温調用水路と、を備えている場合には、前記外側温調用水路の温度を前記内側温調用水路の温度よりも高くすることによって、前記突出部が当該突出部よりも内周側の部位に比べて高温になるように前記第２金型の温度を調整するのが好ましい。
【０１１６】
(10)前記ディスク基板成形方法において、前記ディスク基板成形用金型から取り出された成形品は、冷却が進むにつれて、前記突出部の内端部に対応する位置を境にして反りが強制されるのが好ましい。
【０１１７】
(11)前記実施形態のディスク基板成形用金型は、前記ディスク基板成形装置に用いられるディスク基板成形用金型であって、スタンパと、前記スタンパが接触する鏡面部材を有する第１金型と、前記スタンパとの間に円板状のキャビティを形成する成形面を有する第２金型と、を備え、前記第２金型は、前記成形面の外周部において前記スタンパに向かって突出する突出部と、前記突出部を含む領域に位置する外側温調用水路と、前記外側温調用水路とは別個に形成され且つ前記突出部よりも内周側の部位を含む領域に位置する内側温調用水路と、前記突出部を含む領域と前記突出部よりも内周側の部位を含む領域との間の熱伝導を阻止する熱伝導阻止部と、を備えているディスク基板成形用金型である。
【０１１８】
(12)前記ディスク基板成形用金型において、前記突出部の張り出し量をｙ［μｍ］、前記成形面の外周端からの径方向の距離をｘ［ｍｍ］、前記成形面から前記突出部の内端部までの径方向の幅をｘ０［ｍｍ］とすると、前記突出部の形状は、以下の関係式（２）
ｙ＝６（ｘ０−ｘ）２．５  ・・・（２）
を満たしているのが好ましい。
【０１１９】
(13)前記ディスク基板成形用金型において、前記突出部の張り出し量をｙ［μｍ］、前記成形面の外周端からの径方向の距離をｘ［ｍｍ］、前記成形面から前記突出部の内端部までの径方向の幅をｘ０［ｍｍ］、ディスク基板厚みをｄ［μｍ］とすると、前記突出部の形状は、以下の関係式（３）
を満たしているのが好ましい。
【０１２０】
【数３】
2011030523.tif 000022
【０１２１】
(14)前記ディスク基板成形用金型において、前記熱伝導阻止部は、前記突出部を含む領域と前記突出部よりも内周側の部位を含む領域との間に形成された空隙を有するのが好ましい。
【０１２２】
(15)前記ディスク基板成形用金型において、前記第２金型は、前記成形面を有する鏡面部材と、この鏡面部材と別体に形成される環状の外周側部材とを備え、前記外周側部材は、前記鏡面部材と同心円状に設けられるとともに、前記円板状のキャビティの外周面を規定するのが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明にかかるディスク基板用金型とディスク基板の製造方法は、光記録媒体や磁気記録媒体などの厚みが一定で平坦な樹脂基板を製造する際に有用である。
【符号の説明】
【０１２４】
１  固定側金型
２  可動側金型
３  キャビティ
４  スプルブッシュ
５  固定側鏡面盤
５ａ  内側部材
５ｂ  外側部材
５ｃ  成形面
５ｄ  成形部
５ｅ  外側支持部
６、７、１７  水路
８  固定側本体
９  外周リング
１０  バネ
１１  エジェクタピン
１２  カットパンチ
１３  エジェクタ
１４  スタンパホルダー
１５  可動側鏡面盤
１６  スタンパ
１８  可動側本体
１９  空隙
２０  成形用金型
２１  突出部
２３  嵌合部
２４  空隙
２５  温調機
２５ａ  第１供給部
２５ｂ  第２供給部
２５ｃ  第３供給部
３０  成形システム
３２  成形装置
３３  材料供給装置
３４  射出機
３５  型締め機
３６  ホッパ
３７  加熱筒
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク基板成形装置であって、
ディスク基板成形用金型と、
温調機と、を備え、
前記ディスク基板成形用金型は、
スタンパと、
前記スタンパが接触する鏡面部材を有する第１金型と、
前記スタンパとの間に円板状のキャビティを形成する成形面を有する第２金型と、を備え、
前記第２金型は、前記成形面の外周部において前記スタンパに向かって突出する突出部を有し、
前記温調機は、前記突出部が当該突出部よりも内周側の部位に比べて高温になるように前記第２金型の温度を調整するとともに、前記鏡面部材において前記突出部に対向する部位が前記突出部に比べて低温になるように前記第１金型の温度を調整するディスク基板成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載のディスク基板成形装置において、
前記第２金型は、前記突出部を含む領域に位置する外側温調用水路と、前記外側温調用水路とは別個に形成され且つ前記突出部よりも内周側の部位を含む領域に位置する内側温調用水路と、前記突出部を含む領域と前記突出部よりも内周側の部位を含む領域との間の熱伝導を阻止する熱伝導阻止部と、を備えているディスク基板成形装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のディスク基板成形装置において、
前記突出部の張り出し量をｙ［μｍ］、前記成形面の外周端からの径方向の距離をｘ［ｍｍ］、前記成形面から前記突出部の内端部までの径方向の幅をｘ０［ｍｍ］とすると、前記突出部の形状は、以下の関係式（２）
ｙ＝６（ｘ０−ｘ）  ・・・（２）
を満たしているディスク基板成形装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のディスク基板成形装置において、
前記突出部の張り出し量をｙ［μｍ］、前記成形面の外周端からの径方向の距離をｘ［ｍｍ］、前記成形面から前記突出部の内端部までの径方向の幅をｘ０［ｍｍ］、ディスク基板厚みをｄ［μｍ］とすると、前記突出部の形状は、以下の関係式（３）を満足しているディスク基板成形装置。
【数１】
2011030523.tif 000023
【請求項５】
請求項２に記載のディスク基板成形装置において、
前記熱伝導阻止部は、前記突出部を含む領域と前記突出部よりも内周側の部位を含む領域との間に形成された空隙を有するディスク基板成形装置。
【請求項６】
請求項５に記載のディスク基板成形装置において、
前記成形面と前記空隙との間の距離は、１ｍｍ以上で、２ｍｍ以下であるディスク基板成形装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載のディスク基板成形装置において、
前記第２金型は、前記成形面を有する鏡面部材と、この鏡面部材と別体に形成される環状の外周側部材とを備え、
前記外周側部材は、前記鏡面部材と同心円状に設けられるとともに、前記円板状のキャビティの外周面を規定するディスク基板成形装置。
【請求項８】
スタンパと、前記スタンパが接触する鏡面部材を有する第１金型と、前記スタンパとの間に円板状のキャビティを形成する成形面を有する第２金型と、を備えたディスク基板成形用金型を用いてディスク基板を成形する方法であって、
前記第２金型は、前記成形面の外周部において前記スタンパに向かって突出する突出部を有しており、
前記突出部が当該突出部よりも内周側の部位に比べて高温になるように前記第２金型の温度を調整し、前記鏡面部材において前記突出部に対向する部位が前記突出部に比べて低温になるように前記第１金型の温度を調整するディスク基板成形方法。
【請求項９】
請求項８に記載のディスク基板成形方法において、
前記第２金型は、前記突出部を含む領域に位置する外側温調用水路と、前記外側温調用水路とは別個に形成され且つ前記突出部よりも内周側の部位を含む領域に位置する内側温調用水路と、を備えており、
前記外側温調用水路の温度を前記内側温調用水路の温度よりも高くすることによって、前記突出部が当該突出部よりも内周側の部位に比べて高温になるように前記第２金型の温度を調整するディスク基板成形方法。
【請求項１０】
請求項８に記載のディスク基板成形方法において、
前記ディスク基板成形用金型から取り出された成形品は、冷却が進むにつれて、前記突出部の内端部に対応する位置を境にして反りが強制されるディスク基板成形方法。
【請求項１１】
請求項１に記載のディスク基板成形装置に用いられるディスク基板成形用金型であって、
スタンパと、
前記スタンパが接触する鏡面部材を有する第１金型と、
前記スタンパとの間に円板状のキャビティを形成する成形面を有する第２金型と、を備え、
前記第２金型は、前記成形面の外周部において前記スタンパに向かって突出する突出部と、前記突出部を含む領域に位置する外側温調用水路と、前記外側温調用水路とは別個に形成され且つ前記突出部よりも内周側の部位を含む領域に位置する内側温調用水路と、前記突出部を含む領域と前記突出部よりも内周側の部位を含む領域との間の熱伝導を阻止する熱伝導阻止部と、を備えているディスク基板成形用金型。
【請求項１２】
請求項１１に記載のディスク基板成形用金型において、
前記突出部の張り出し量をｙ［μｍ］、前記成形面の外周端からの径方向の距離をｘ［ｍｍ］、前記成形面から前記突出部の内端部までの径方向の幅をｘ０［ｍｍ］とすると、前記突出部の形状は、以下の関係式（２）
ｙ＝６（ｘ０−ｘ）  ・・・（２）
を満たしているディスク基板成形用金型。
【請求項１３】
請求項１１に記載のディスク基板成形用金型において、
前記突出部の張り出し量をｙ［μｍ］、前記成形面の外周端からの径方向の距離をｘ［ｍｍ］、前記成形面から前記突出部の内端部までの径方向の幅をｘ０［ｍｍ］、ディスク基板厚みをｄ［μｍ］とすると、前記突出部の形状は、以下の関係式（３）
を満たしているディスク基板成形用金型。
【数２】
2011030523.tif 000024
【請求項１４】
請求項１１から１３の何れか１項に記載のディスク基板成形用金型において、
前記熱伝導阻止部は、前記突出部を含む領域と前記突出部よりも内周側の部位を含む領域との間に形成された空隙を有するディスク基板成形用金型。
【請求項１５】
請求項１１から１４の何れか１項に記載のディスク基板成形用金型において、
前記第２金型は、前記成形面を有する鏡面部材と、この鏡面部材と別体に形成される環状の外周側部材とを備え、
前記外周側部材は、前記鏡面部材と同心円状に設けられるとともに、前記円板状のキャビティの外周面を規定するディスク基板成形用金型。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2011030523.tif 000025
【図２】
2011030523.tif 000026
【図３】
2011030523.tif 000027
【図４】
2011030523.tif 000028
【図５】
2011030523.tif 000029
【図６】
2011030523.tif 000030
【図７】
2011030523.tif 000031
【図８】
2011030523.tif 000032
【図９】
2011030523.tif 000033
【図１０】
2011030523.tif 000034
【図１１】
2011030523.tif 000035
【図１２】
2011030523.tif 000036
【図１３】
2011030523.tif 000037
【図１４】
2011030523.tif 000038
【図１５】
2011030523.tif 000039
【図１６】
2011030523.tif 000040
【図１７】
2011030523.tif 000041
【国際調査報告】
2011030523.tif 000042
2011030523.tif 000043