(57)【要約】【課題】熱伝導率の異なる断熱性のある部品を金型内部に配置することで内周、外周部での転写性の差を縮小し、ディスク内での品質差を小さくしつつ、従来の耐久性の問題を改善すること。【解決手段】光ディスク成形用の金型において、情報を記録するための案内溝となるグルーブ部及び／又は情報ピット部を有したスタンパを取付ける部材（１）と冷却用温調溝（２）との間に、該スタンパ取付部材（１）より熱伝導率の低い材料（３）により、前記冷却用温調溝（２）を形成したことを特徴とする部品を使用した金型。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスク成形用の金型において、情報を記録するための案内溝となるグルーブ部及び／又は情報ピット部を有したスタンパを取付ける部材（１）と冷却用温調溝（２）との間に、該スタンパ取付部材（１）より熱伝導率の低い材料（３）により、前記冷却用温調溝（２）を形成したことを特徴とする部品を使用した金型。
【請求項２】
前記スタンパの外周部に位置する領域の前記冷却用温調溝のみ、熱伝導率の低い材料（３）で冷却用温調溝を形成したことを特徴とする部品を使用した請求項１に記載の金型。
【請求項３】
使用する熱伝導率の低い材料（３）の耐熱温度が冷却水温度より高い材料であることを特徴とする請求項１または２に記載の金型。
【請求項４】
前記熱伝導率の低い材料（３）の熱伝導率が５Ｗ／ｍ・℃以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の金型。
【請求項５】
前記熱伝導率の低い材料（３）の厚みが１ｍｍ以上あることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の金型。
【請求項６】
前記熱伝導率の低い材料（３）にポリイミド、ポリアミドイミドを用いたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の金型。
【請求項７】
前記熱伝導率の低い材料（３）は、耐熱接着材により部材（１）に固定されたものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の金型。
【請求項８】
前記熱伝導率の低い材料（３）は、ネジ止めにより部材（１）に固定されたものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体基板の成形金型および、これを用いて成形された光記録媒体基板に関する。本発明は特に、片面にピットまたはグルーブによる凹凸パターンが形成されたスタンパをセットしてキャビティを形成し、このキャビティに成形用樹脂を射出することにより形成されるグルーブ深さのバラツキが従来の成形金型に比べて低減した高精度の光記録媒体基板を成形することができる、金型冷却機能に優れた成形金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、大容量且つ高速のメモリ媒体として光記録媒体が主流となっている。例えば、再生専用型（ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭ）、記録追記型光ディスクおよび書換え可能型ディスク（ＣＤ−ＲＷ，ＣＤ−Ｒ，ＤＶＤ±Ｒ，ＤＶＤ±ＲＷ）等が一般的に知られているが最近は、さらに大容量である２層式ＤＶＤ±Ｒ，Ｂｌｕｅ−Ｒａｙ Ｄｉｓｃ，ＨＤ，ＤＶＤなどもある。
【０００３】
記録追記型光ディスクおよび書換え可能型ディスク関しては、近年書込み可能速度が高速化の一途を辿っており、高速化が進むにつれて、光記録媒体用基板に求められる品質が厳しくなってきている。これらの光記録媒体に使われる材料は、光透過性樹脂（ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等）が用いられている。このような基板は、生産性の面から通常、射出成形法や射出圧縮成形法により成形される。
【０００４】
具体的には、射出成形機に金型を取り付けて製造される。金型は、固定金型と可動金型との間に形成されるキャビティ内に、環状の金属薄板からなるスタンパが配設され、キャビティ内に溶融樹脂を射出注入し、圧縮することにより、スタンパに記録されているピットやグルーブで構成される凹凸パターンを転写させた光記録媒体が成形されている。上述のようにして成形される光記録媒体用基板は、キャビティ内で溶融樹脂を冷却固化させる。光記録媒体は微細な凹凸パターンを樹脂に転写させ冷却固化させることにより、光透過性樹脂などに凹凸パターンを持たせる。
【０００５】
光記録媒体基板（光ディスク基板）のグルーブ深さバラツキを低減させるための従来技術としては以下のものが挙げられる。
光記録媒体基板（光ディスク基板）に溝、ピットパターン等の形状を形成するための金型装置は、冷却能力を低下させることなく、冷却通路に起因するキャビティ形成面の変形を抑制し、高精度の成形ができるようにすることを目的とし、金型装置では、鏡面板の底面（背面）に円環状の冷却通路を複数、同心円状に形成したものや、鏡面板の底面に全体がほぼ螺旋状をなすように一本に繋がった形状の冷却通路を形成したものが挙げられている。そして、これらの金型装置では、冷却水が冷却通路を金型の中心部から外周部に向かって流下するようになっている。
【０００６】
一般的に、光ディスク基板の製造用金型には、断熱材を使用することが知られている。ただし、使用個所は様々であり、例えばスタンパと金型（鏡面）の間に使用する技術として、スタンパを保持する面に断熱層とダイヤモンド様炭素膜を施した光ディスク成形金型とそれを使用する成型方法（特許文献１記載）、金型の成形キャビティの表面の一部、またはスタンパ裏面に低熱伝導金属部材を設けてなる光ディスク基板用金型（特許文献２記載）、光ディスク基板成形用金型のスタンパと接触しない面の断熱板の表面を粗面にするかまたは断熱板のと金型コア材の間に発砲剤を挿入することにより高断熱化した光ディスク成形金型（特許文献３記載）、スタンパ又はその裏面に設けられる金型の熱伝導部の伝導性を、弱冷却しようとする外周部分と強冷却しようとする内周部分で変えた光ディスク射出成形用金型（特許文献４）や、スタンパを受容するスタンパ支持体とスタンパの間に吸引式で着脱自在（着脱操作はオフラインで行なう）の断熱板を配置することにより光ディスク基板の射出成形開始時にスタンパ表面の初期冷却を遅延化した光ディスク射出成形用金型（特許文献４，５記載）、成形キャビティの外周部分に位置したヒータと内周部分に位置した温調通路を有する固定金型及び可動金型を用いる光ディスクの成形方法およびこの方法に用いる光ディスク成形用金型装置（特許文献６記載）、スタンパの裏面側の金属製金型コア部材の表面を溝形状とし、この溝部にセラミックス断熱材を設け、金型コアの内周、外周のエッジ部を金属で形成して側壁部強度を増した光ディスク基板成形金型（特許文献７記載）、成形中の熱可塑性材料の初期冷却を遅延させるため、スタンパ支持体とスタンパとの間に挿入される断熱性金型挿入体が、中心領域の密度が両表面領域の挿入体の密度より低い光ディスク射出成形用断熱性金型構造（特許文献８記載）が、それぞれ提案されている。
また、スタンパに断熱材を使用する技術として、樹脂系の断熱材料の熱膨張係数をスタンパや金型の熱膨張係数とほぼ同様なものに調節してなるスタンパ基板成形用スタンパ、及び、光ディスク基板成形用スタンパを製造する際に、顔料を充填してなる断熱材料を塗布後プレキュア、金属層形成後のポストキュアに分け温度を変えてキュアした光ディスク基板成形用スタンパ及びその製造方法（特許文献９記載）、スタンパの内部及び/又は裏面に、ポリイミド、ポリイミドアミド、セラミックス、ビスマス等の９４Ｗ／ｍ・Ｋより小さい低熱伝導率の断熱材が設けられたスタンパと、該スタンパを支持する金型の設定温度条件との特定な組合せを内容として含む光ディスクメデイア製造方法及び薄肉基板成形用スタンパ（特許文献１０記載）が開示されている。
【０００７】
光ディスク基板成形用金型は、熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・℃以上の鋼材が一般的に使用されている（たとえば商品名：STAVAXやHPM38S）。金型は高温（３４０℃程度）の樹脂（通常ポリカーボネート）により熱せられるため、９０℃から１２０℃の冷却水を金型内に循環しながらディスクを成形している。
ポリカーボネート樹脂はディスクの内周から外周に向かって流れるが、樹脂は金型により冷却されるため金型外周部へ行くほどスタンパから転写するグルーブの深さが徐々に浅くなってしまう。そのために、記録特性が内周・中周と比較して外周部で変化する（悪化する）。グルーブ形状の悪化を押えるためには外周での樹脂温度を低下させないほど良く、具体的には冷却水温度を高くする、樹脂の温度を高くする方法がある。しかし温度を高くするとディスクの変形を生じやすいため冷却時間を延長するなど、生産性を悪くする傾向となる。
【０００８】
また、これら公報記載の従来技術は、いずれも、スタンパ材の裏面、又はスタンパ支持部材の表面に、別途、断熱性材料層を設けたものであって、スタンパ材中のグルーブとグルーブの間の材質、またはピット部自体に断熱性を付与したものではない。
【０００９】
上記特許文献に記載されているが、スタンパと呼ばれる部品と金型のスタンパ取付け面（通常、鏡面仕上げ）の間に断熱材を組み込むなどの方法や、スタンパの内部に断熱層を設ける方法は挙げられている。これらの方法によりグルーブの転写性を向上するが、以下の弊害も生じてしまう。
【００１０】
たとえば、スタンパ内部に断熱層を設けるとスタンパに変形を生じ金型からスタンパが剥がれやすくなる。
また、スタンパ製造工数がかかるためコストアップを齎らし、断熱材の強度は金属より劣るためスタンパ表面のうねりが生じ、それが転写されディスク表面のうねりになり高速での記録・読取り時にトラッキングエラー、フォーカシングエラーを生じの書き込みエラー・読取りエラー原因となるなどの弊害がある。
また、断熱材をスタンパと金型のスタンパ取付け面との間に取り付ける場合においても、基本的に強度、耐磨耗性の劣る断熱材の磨耗や、変形により短寿命化の問題が生じる。
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−０１４２７８号公報
【特許文献２】特開２００４−１９５７５６号公報
【特許文献３】特開２００４−１８１９１７号公報
【特許文献４】特開２００４−１８１７１６号公報
【特許文献５】特開２００２−３３１５５１号公報
【特許文献６】特開２００２−１９２５９０号公報
【特許文献７】特開２００１−２６０１８１号公報
【特許文献８】特許第３０６６２５４号公報
【特許文献９】特開２００２−１８４０４６号公報
【特許文献１０】特開２００２−３６１６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明では、熱伝導率の異なる断熱性のある部品を金型内部に配置することで内周、外周部での転写性の差を縮小し、ディスク内での品質差を小さくしつつ、従来の耐久性の問題を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
すなわち、上記課題は、本発明の（１）「光ディスク成形用の金型において、情報を記録するための案内溝となるグルーブ部及び／又は情報ピット部を有したスタンパを取付ける部材（１）と冷却用温調溝（２）との間に、該スタンパ取付部材（１）より熱伝導率の低い材料（３）により、前記冷却用温調溝（２）を形成したことを特徴とする部品を使用した金型」、
（２）「前記スタンパの外周部に位置する領域の前記冷却用温調溝のみ、熱伝導率の低い材料（３）で冷却用温調溝を形成したことを特徴とする部品を使用した前記第（１）項に記載の金型」、
（３）「使用する熱伝導率の低い材料（３）の耐熱温度が冷却水温度より高い材料であることを特徴とする前記第（１）項または第（２）項に記載の金型」、
（４）「前記熱伝導率の低い材料（３）の熱伝導率が５Ｗ／ｍ・℃以下であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（３）項のいずれかに記載の金型」、
（５）「前記熱伝導率の低い材料（３）の厚みが１ｍｍ以上あることを特徴とする前記第（１）項乃至第（４）項のいずれかに記載の金型」、
（６）「前記熱伝導率の低い材料（３）にポリイミド、ポリアミドイミドを用いたことを特徴とする前記第（１）項乃至第（５）項のいずれかに記載の金型」、
（７）「前記熱伝導率の低い材料（３）は、耐熱接着材により部材（１）に固定されたものであることを特徴とする前記第（１）項乃至第（６）項のいずれかに記載の金型」、
（８）「前記熱伝導率の低い材料（３）は、ネジ止めにより部材（１）に固定されたものであることを特徴とする前記第（１）項乃至第（６）項のいずれかに記載の金型」によって達成される。
【発明の効果】
【００１４】
以下の詳細かつ具体的な説明から明らかなように、本発明により、熱伝導率の異なる断熱性のある部品を金型内に配置することで内周、外周部での転写性の差を縮小し、ディスク内での品質差を小さくしつつ、従来の耐久性低下の問題を改善することができるという極めて優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明について詳細に説明する。
図１の実施例１のスタンパ（５）を取付ける金型部材（１）に設けている冷却用温調溝（２）からの熱の伝導を遅くするために部材（１）と温調溝（２）の間に熱伝導率の低い材料（３）を設けることで金型部材（１）の温度低下を遅くする。
または、図２で示すように、成型キャビティの外周部に相当する位置の冷却温調溝（２）のみ熱伝導率の低い材料（３）で溝を形成することで外周部の部材（１）の温度低下を遅くする。
【００１６】
かつ、使用する熱伝導率の低い材料（３）の耐熱温度が冷却水温度より高い材料を使用すること耐久性を確保し、また、熱伝導率の低い材料（３）の熱伝導率が５Ｗ／ｍ・℃とすることでより効果的に熱伝導による温度低下を防止し、あるいは、熱伝導率の低い材料（３）の厚みが１ｍｍ以上とすることで温度降下を防止する。
より具体的には、熱伝導率の低い材料（３）にポリイミド、ポリアミドイミドを用いることにより、スタンパ取付け面の耐久性に低下させずに転写性の向上することができる。
【００１７】
熱伝導率の低い材料の固定方法としては、耐熱性接着剤を用いた、図１・図２を参照。固定方法にネジを用いた、図３・図４を参照。いずれの場合も（３）の取付け位置が回転することで冷却水の入り口、出口の位置ずれすることを防止するために実施する。
【実施例】
【００１８】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
部品の製造方法としては、断熱材部を機械加工により形成したものを接着、ネジ止めする方法。あるいは、断熱材に適した樹脂には熱硬化性樹脂があるため未硬化の同樹脂（液状の樹脂を）を金型内面に塗布しオーブンで固化させ仕上げ加工を行ない使用する方法が考えられる。
本実施例では、金型冷却溝内面に樹脂を塗布し固化させた方法を用いた。１回の塗布で十分な厚みを確保できない場合には塗布と固化を繰り返し厚膜化することも可能である。
内周にＲＯＭ部であるピットを有し、中周から外周がグルーブをもつスタンパを使用して部品をかえて同一成形条件で、成形した成形基板のグルーブ深さを測定・比較した。
【００１９】
図１〜５に示す冷却水路（温調溝）を設けた本発明の成形金型を使用し、ポリカーボネートを用いて基板を射出圧縮成形した。
より具体的には、金型温度を約７０℃〜約１３０℃に設定した後、可動側金型をスタンパが設けられた固定側金型へ移動させて型閉めを行う。温度が約３００℃〜約３９５℃の溶融樹脂を、スプルーブッシュの樹脂流動経路を介してキャビティへ射出注入し、ついでこの注入樹脂を加圧する（射出圧縮成形法）。また加圧中、中心部を打ち抜きドーナツ形状に成形し、上記温調溝に温調用液体として例えば、適宜温度の温水を流下させることにより、キャビティ内の樹脂を冷却し、ディスクを取り出す。
【００２０】
図１に記載した請求項１、３、４、５、６、７記載の技術内容をほどこした部品を使用した金型で成形した成形基板のグルーブ深さ測定結果をグラフ１中の実施例１に、図２に記載した請求項２、３、４、５、６、７記載の技術内容をほどこした部品を使用した金型で成形した成形基板のグルーブ深さ測定結果をグラフ１中の実施例２に、図３の未対策部品を使用した金型で成形した成形板のグルーブ深さをグラフ１中の従来例に記載した。
グルーブ深さは回折光を用いたBiref126P（Dr.Schenk社製）を使用して測定した。
【００２１】
実施例１（請求項１、３、４、５、６、７）では、内周から外周にかけてディスク全面に亘り転写性が向上した。
実施例２（請求項２、３、４、５、６、７）では、特に外周での転写性の向上が見られた。
内周から外周の面内での差を小さくしようと考え場合、実施例２のように外周部の冷却配管の熱伝導を悪くしたものがより好ましい結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明における部品を使用した金型で熱伝導率の低い材料をスタンパを取り付ける部材の内部に接着材により部品を取り付けた場合の断面を示した図である。
【図２】本発明における部品を使用した金型で熱伝導率の低い材料をスタンパを取り付ける部材の内部の外周部のみに接着材により部品を取り付けた場合の断面を示した図である。
【図３】従来例の金型の断面図である。
【図４】本発明における部品を使用した金型で熱伝導率の低い材料をスタンパを取り付ける部材の内部に固定ネジにより部品を取り付けた場合の断面を示した図である。
【図５】本発明における部品を使用した金型で熱伝導率の低い材料をスタンパを取り付ける部材の内部の外周部のみに固定ネジにより部品を取り付けた場合の断面を示した図である。
【図６】本発明における部品を使用した金型で成形した成形基板のグルーブ深さの測定結果を示した図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  金型部材
２  温調溝
３  熱伝導率の低い材料
４  冷却水
５  スタンパ
６  固定用ネジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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