(57)【要約】  【課題】成形体の成形サイクルを短縮した場合にも、成形金型の耐久性の低下を招くことなく、転写性および機械特性を両立することができる成形金型を提供する。  【解決手段】成形金型は、スタンパが取り付けられる第１の成形面を有する第１の金型と、第１の成形面に対向する第２の成形面を有する第２の金型とを備える。第１の金型が、第１の成形面と第２の成形面との間の成形空間に溶融樹脂が供給された場合、該溶融樹脂の温度変化を緩衝するバッファ部を備える。熱バッファ部が、第１の成形面から露出せずに第１の成形面近傍に設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタンパが取り付けられる第１の成形面を有する第１の金型と、
上記第１の成形面に対向する第２の成形面を有する第２の金型と
を備え、
上記第１の金型が冷却媒体を流す冷却路を有し、該冷却路の表面に熱バッファ層が設けられている成形金型。
【請求項２】
上記第１の金型が、上記第２の金型に対向する側に鏡面板を備え、
上記鏡面板が、上記第１の成形面と、該第１の成形面とは反対側の裏面とを有し、
上記冷却路が、上記鏡面板の裏面に設けられている溝である請求項１記載の成形金型。
【請求項３】
上記冷却路が、上記鏡面板の裏面に渦巻き状に設けられている請求項２記載の成形金型。
【請求項４】
上記熱バッファ層の材料が、セラミックスを主成分としている請求項１記載の成形金型。
【請求項５】
上記セラミックスが、ジルコニアである請求項４記載の成形金型。
【請求項６】
スタンパが取り付けられる第１の成形面を有する第１の金型と、
上記第１の成形面に対向する第２の成形面を有する第２の金型と
を備え、
上記第１の金型が、上記第１の成形面と上記第２の成形面との間の成形空間に溶融樹脂が供給された場合、該溶融樹脂の温度変化を緩衝するバッファ部を備え、
上記熱バッファ部が、上記第１の成形面から露出せずに上記第１の成形面近傍に設けられている成形金型。
【請求項７】
上記第１の金型が、上記第２の金型に対向する側に鏡面板を備え、
上記鏡面板が、上記第１の成形面と、該第１の成形面とは反対側の裏面とを有し、
上記熱バッファ部が、上記鏡面板の裏面に設けられている請求項６記載の成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、成形金型に関する。詳しくは、光記録媒体用の基板などを成形する成形金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの基板の成形方法の一つとして、射出成形方法が挙げられる。射出成形方法では、所望する基板形状に対応したキャビティが内部に設けられた成形金型を用い、キャビティ内に溶融樹脂を射出し、固化させることにより基板が成形される。
【０００３】
図１２は、従来の成形金型の構成を示す断面図である。図１２に示すように、この成形金型は、固定側金型１０１と、固定側金型１０１に接離摺動可能に設けられた可動側金型１０２とを備える。固定側金型１０１は、固定側ミラー１１１と、その中心部に設けられたスプルブッシュ１１２とを備える。固定側ミラー１１１は、鏡面加工された成形面を有し、この成形面に対してスタンパ１０４が取り付けられる。また、可動側金型１０２は、可動側ミラー１２１と、その中心部に設けられた可動側エジェクタ１２２とを備える。
【０００４】
上述の構成を有する成形金型では、以下のようにして基板が成形される。
まず、固定側ミラー１１１に対してスタンパ１０４を取り付けた後、可動側金型１０２を固定側金型１０１に対して近接する方向に移動して成形金型を閉じる。これにより、固定側金型１０１と可動側金型１０２との間にキャビティ１０３が形成される。このキャビティ１０３にスプルブッシュ１１２を介して溶融樹脂を充填し、スタンパ１０４に刻まれた微細凹凸形状を溶融樹脂に転写する。この微細凹凸形状の転写後、充填した溶融樹脂を冷却した後、可動側金型１０２の型開きを行う。この型開きの完了後、可動側エジェクタ１２２によって、キャビティ１０３によって成形された基板１０５の突き上げを行い、可動側金型１０２から基板１０５を剥離させる。この可動側エジェクタ１２２によるエジェクト動作の終了後、図示しない取出し機により基板１０５を成形装置の外部に搬出する。
【０００５】
このような成形金型を用いた基板成形において、基板成形のサイクルを短縮する場合、転写性および機械特性の両立が特に重要となる。転写性は、成形条件のうち主に金型温度を上げることにより向上できる特性である。一方、機械特性は、成形１サイクルの間に基板をいかに均等に速く冷やすかことができるかが重要となる特性であり、成形条件のうち金型温度を低くすることにより向上できる特性である。このように、光記録媒体の基板成形において、転写性および機械特性はトレードオフの関係にある。すなわち、両特性は、金型温度を上げると良好な転写性が得られるが、機械特性が低下してしまい、逆に、金型温度を下げると良好な機械特性を確保できるが、転写性が悪化してしまうという関係にある。そこで、例えば特許文献１では、セラミックスからなる熱バッファ層を固定側ミラーの成形面（ミラー面）に設けることにより、基板成形のサイクルを短縮した場合にも、転写性および機械特性を両立することができる技術が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特許３８３５６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１で提案されている技術では、成形金型の耐久性が低下してしまうという問題がある。すなわち、固定側ミラーの成形面に熱バッファ層を設けているため、熱バッファ層が成形中に急激な温度や圧力変化を直接受け、固定側ミラーの成形面に荒れ、剥離、またはクラックなどが発生してしまうという問題がある。
【０００８】
したがって、この発明の目的は、成形体の成形サイクルを短縮した場合にも、成形金型の耐久性の低下を招くことなく、転写性および機械特性を両立することができる成形金型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、この発明の第１の発明は、
スタンパが取り付けられる第１の成形面を有する第１の金型と、
第１の成形面に対向する第２の成形面を有する第２の金型と
を備え、
第１の金型が冷却媒体を流す冷却路を有し、該冷却路の表面に熱バッファ層が設けられている成形金型である。
【００１０】
この発明の第２の発明は、
スタンパが取り付けられる第１の成形面を有する第１の金型と、
第１の成形面に対向する第２の成形面を有する第２の金型と
を備え、
第１の金型が、第１の成形面と第２の成形面との間の成形空間に溶融樹脂が供給された場合、該溶融樹脂の温度変化を緩衝するバッファ部を備え、
熱バッファ部が、第１の成形面から露出せずに第１の成形面近傍に設けられている成形金型である。
【００１１】
この発明において、第１の金型が第２の金型に対向する側に鏡面板を備え、鏡面板が第１の成形面と第１の成形面とは反対側の裏面とを有し、冷却路が鏡面板の裏面に設けられている溝であることが好ましい。このような構成にすることで、熱バッファ層を第１の金型に容易に設けることができる。また、鏡面板の裏面に設けられた冷却路が、第１の成形面全体に渡って温度を一定にするために、鏡面板の裏面に渦巻き状に設けられていることが好ましい。熱バッファ層の材料が、良好な緩衝作用を得るために、セラミックスを主成分としていることが好ましく、特にジルコニアを主成分としていることが好ましい。
【００１２】
この発明では、熱バッファ層を第１の成形面から露出させずに第１の成形面近傍に設けているので、熱バッファ層が成形中に急激な温度や圧力変化を直接受けることがない。したがって、第１の金型の第１の成形面に荒れ、剥離、またはクラックなどが発生することを抑制できる。すなわち、熱バッファ層を設けても、従来のように成形金型の耐久性の低下を招くことがない。
【００１３】
また、第１の成形面と第２の成形面との間の成形空間に溶融樹脂が供給された場合、熱バッファ層が溶融樹脂の温度変化に対して緩衝作用を及ぼすので、スタンパによる凹凸形状転写時における溶融樹脂の温度を、熱バッファ層が設けられていないときに比べて高くすることができる。したがって、第１の金型の設定温度を熱バッファ層が設けられていないときに比べて低く設定することができるので、凹凸形状の転写後にスタンパの温度を速やかに低くし、溶融樹脂を短時間で容易に固化できる。すなわち、成形体の成形サイクルを短縮した場合にも、成形体をスタンパから剥離するときに、成形体に転写された凹凸形状の変形を抑制することができる。よって、成形体の成形サイクルを短縮した場合にも、転写性および機械特性を両立することができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、成形体の成形サイクルを短縮した場合にも、成形金型の耐久性の低下を招くことなく、転写性および機械特性を両立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施形態による成形金型の一構成例を示す断面図である。図１に示すように、この成形金型は、固定側金型（第１の金型）１と、この固定側金型１と対向する可動側金型（第２の金型）２とを備え、これらの固定側金型１と、可動側金型２とを突き合わせることにより成形空間であるキャビティ３が形成される。このキャビティ３に対して溶融樹脂が充填される。
【００１６】
固定側金型１は、可動側金型２と対向配置された固定側ミラー（鏡面板）１１と、キャビティ３に樹脂を供給するスプルブッシュ１４と、スタンパ４の内周縁を支持するスタンパ支持用爪部１８と、スタンパ４の外周縁を支持するスタンパ外周ホルダ（図示せず）とを備える。
【００１７】
固定側ミラー１１は、可動側金型２と対向する固定側ミラー面（成形面）１１ａを有する。この固定側ミラー面１１ａに対して、スタンパ４が取り付けられる。このスタンパ４は、例えば、中央部に開口を有する円環状であり、その成形面４ａには基板５にランドやグルーブなどの形状を転写するための微細凹凸形状が形成されている。スタンパ４は、例えばニッケル（Ｎｉ）などを主成分とするＮｉ原盤である。
【００１８】
固定側ミラー１１の固定側ミラー面１１ａ上には、表面の摩擦係数を低減するために、硬質膜を形成することが好ましい。硬質膜は、例えば、ＤＬＣ（ダイヤモンド・ライク・カーボン）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）、窒化チタンアルミ（ＴｉＡｌＮ）、タイクロン（ＴｉＣｒＮ）などの高硬度な材料を主成分とすることが好ましい。
【００１９】
また、固定側金型１の略中心部には、スプルブッシュ１４が設けられている。このスプルブッシュ１４は円柱状を有し、その中心には樹脂射出孔１５が設けられている。この樹脂射出孔１５は、材料供給装置（図示せず）と連結されている。樹脂射出孔１５を介して材料供給装置からキャビティ３内に基板材料である溶融した樹脂が供給される。
【００２０】
固定側ミラー１１には、固定側ミラー１１の温度を調節するための固定側冷却路１２が設けられている。この固定側冷却路１２は、水や油などの冷却媒体が流動するようになっている。固定側冷却路１２は、例えば、固定側ミラー１１の面のうち、固定側ミラー面１１ａとは反対側の裏面に設けられた冷却溝である。固定側冷却路１２は、固定側ミラー面１１ａの全体に渡る温度を一定にする観点から、固定側ミラー面１１ａと平行に渦巻き状に形成されていていることが好ましい。
【００２１】
固定側冷却路１２の表面には、キャビティ３内に射出された溶融樹脂表面の温度変化に対して緩衝作用をなす熱バッファ層１３が設けられている。熱バッファ層１３は、上記緩衝作用の観点からすると、固定側冷却路１２の表面全体に設けられていることが好ましいが、固定側冷却路１２の表面の一部に設けられるようにしてもよい。また、熱バッファ層１３の構造は、単層構造に限られず、異なる材料を２層以上積層した積層構造としてもよい。
【００２２】
熱バッファ層１３としては、無機系材料および有機系材料のいずれも用いることができる。熱バッファ層１３は、断熱性を有する材料、具体的には、熱伝導率がある程度低く、かつ比熱の小さい材料を主成分とすることが好ましい。このような無機系材料としては、セラミックス、ガラスを用いることが好ましい。セラミックとしては、例えばジルコニア（ＺｒＯ2）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）を用いることができ、特にジルコニアが好ましい。この熱バッファ層１３の形成方法としては、例えば溶射を用いることができるが、冷却路表面にセラミックスなどの材料を層状に形成できる方法であればよく、上記方法に特に限定されるものではない。また、有機系材料としては、フッ素樹脂を用いることが好ましい。
【００２３】
可動側金型２は、固定側金型１に対して対向して配置されるとともに、先端にボールベアリング１７が設けられたガイドポール１６により固定側金型１に対して近接離間自在とされている。可動側金型２は、固定側金型１と対向配置された可動側ミラー（鏡面板）２１と、キャビティ３内で固化された基板５の中心部を切断するゲートカットパンチ２３と、このゲートカットパンチ２３により切断された中心部を押し出す押出ピン２５と、基板５を可動側金型２より離型させる可動側エジェクタ２４とを備える。
【００２４】
可動側ミラー２１は、固定側金型１と対向する可動側ミラー面（第２の成形面）２１ａを有する。可動側ミラー２１には、可動側ミラー２１の温度を調整するための可動側冷却路２２が設けられている。この可動側冷却路２２は、水や油などの冷却媒体が流動するようになっている。可動側冷却路２２は、例えば、可動側ミラー２１の面のうち、可動側ミラー面２１ａとは反対側の裏面に設けられた冷却溝である。可動側冷却路２２は、可動側ミラー面２１ａの全体に渡る温度を一定にする観点から、可動側ミラー面２１ａと平行に渦巻き状に形成されていることが好ましい。
【００２５】
ゲートカットパンチ２３は、スプルブッシュ１４からキャビティ３内に供給されて固化された樹脂のうちランナー部などを切断するものであり、光記録媒体のセンターホールと略同一寸法の外径を有している。このゲートカットパンチ２３は、図示しないガイド手段や駆動手段によりキャビティ３内に突き出す方向に移動可能とされている。ゲートカットパンチ２３とスプルブッシュ１４とのセンタリングは、上述したボールベアリング１７を備えたガイドポール１６により行われる。
【００２６】
押出ピン２５は、棒状の形状を有し、ゲートカットパンチ２３の中心部に配置される。この押出ピン２５は、図示しないガイド手段や駆動手段によりキャビティ３内に突き出す方向に移動可能とされ、上述したゲートカットパンチ２３により切断された部分を除去する。したがって、キャビティ３内に充填された溶融樹脂が固化した後、この押出ピン２５を押し出すことにより、ランナー部とスプル部とを除去することができる。
【００２７】
可動側エジェクタ２４は、ゲートカットパンチ２３の外径と略同寸法の内径を有する筒状を呈して構成され、ゲートカットパンチ２３を囲むように配設されている。この可動側エジェクタ２４は、図示しないガイド手段や駆動手段によりキャビティ３内に突き出す方向に移動可能とされる。したがって、キャビティ３内に溶融樹脂が充填され、上述したように基板５のセンターホールが形成された後、この可動側エジェクタ２４により基板５の内周側が押圧されて可動側金型２から基板５が離型される。
【００２８】
次に、上述の構成を有する成形金型の動作について説明する。
まず、可動側金型２を固定側金型１に対して近接する方向に移動し、固定側金型１と可動側金型２とを突き合わせて、固定側ミラー面１１ａと可動側ミラー面２１ａとによりキャビティ３を形成する。次に、キャビティ３内に溶融樹脂を充填する。この樹脂は、材料供給装置（図示せず）内で加熱され溶融状態とされ、樹脂射出孔１５を供給路としてキャビティ３内に供給される。この樹脂としては、例えば、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂を用いることができる。
【００２９】
次に、キャビティ３内に充填された樹脂を冷却して固化させるとともに、当該樹脂に対して型締めを行う。なお、樹脂に対して型締めを行う際には、可動側金型２を固定側金型１に対してさらに近接する方向に移動させる。これにより、キャビティ３内に充填された樹脂は加圧されることとなり、スタンパ４の成形面４ａに設けられた凹凸形状がより確実に転写される。
【００３０】
次に、樹脂が十分に冷却されて固化した後、ゲートカットパンチ２３を固定側金型１に対して近接する方向、すなわち、キャビティ３内に突き出す方向に移動させる。ゲートカットパンチ２３をキャビティ３内に突き出す方向に移動させることによって、固化した成形体のうちランナー部およびスプル部を切断することができる。これにより、キャビティ３の内部に充填された溶融樹脂が固化された後、中央部に開口が形成されることとなる。
【００３１】
次に、可動側金型２を固定側金型１から離間する方向に移動させる。これにより、固化した基板５は、固定側金型１に取り付けられたスタンパ４から離間することとなり、一主面を外側に露出することとなる。
【００３２】
次に、押出ピン２５をキャビティ３内に突き出す方向に移動させることにより、上述のゲートカットパンチ２３により切断された部分を除去する。次に、可動側エジェクタ２４をキャビティ３内に突き出す方向に移動させることにより、基板５の内周部を押圧して可動側金型２から基板５を離型させる。以上の工程により、所望とする基板５が得られる。
【００３３】
以上説明したように、この発明の一実施形態によれば、熱バッファ層１３が固定側ミラー面１１ａから露出しないように固定側冷却路１２の表面に設けているので、熱バッファ層１３が成形中に急激な温度や圧力変化を直接受けることがない。したがって、固定側ミラー面１１ａの荒れ、剥離、またはクラックなどの発生を抑制し、優れた耐久性を得ることができる。
【００３４】
また、熱バッファ層１３が溶融樹脂の温度変化に対して緩衝作用を及ぼすので、スタンパ４による凹凸形状転写時における溶融樹脂の温度を、熱バッファ層１３が設けられていないときに比べて高くすることができる。したがって、固定側金型１の設定温度を熱バッファ層１３が設けられていないときに比べて低く設定することができるので、凹凸形状の転写後にスタンパ４の温度を速やかに低くし、溶融樹脂を短時間で容易に固化できる。すなわち、基板成形のサイクルを短縮した場合にも、基板５をスタンパ４から剥離するときに、基板５に転写された凹凸形状の変形を抑制することができる。よって、基板成形のサイクルを短縮した場合にも、転写性および機械特性を両立することができる。
【００３５】
また、既存の固定側冷却路１２に熱バッファ層１３を形成するので、固定側ミラー１１の設計などを変更することなく、熱バッファ層１３を固定側ミラー１１に設けることができる。したがって、耐久性に優れた成形金型を低コストで実現できる。また、基板成形のサイクルタイムを低コストで短縮することができる。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例によりこの発明を具体的に説明するが、この発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の実施例においては、上述の実施形態と対応する部分には同一の符号を付す。
【００３７】
（比較例１）
図２に、比較例１の固定側ミラーの構成を示す。
まず、ステンレス銅（ＳＵＳ系材料）からなる固定側ミラー１１の固定側ミラー面１１ａに対してＤＬＣ膜を形成した。次に、スタンパ４を固定側ミラー面１１ａ上に対して直接取り付けた。次に、この固定側ミラー１１を有する成形金型を用いて、金型温度を８０℃〜９９℃の範囲内で変化させながらＢＤ（Blu-ray Disc（登録商標））用の基板を成形した。なお、基板成形のサイクルタイムは４秒とした。
【００３８】
（実施例１）
図３は、実施例１の固定側ミラーの構成を示す。
固定側ミラー１１の固定側冷却溝１２の表面に、ジルコニアからなる熱バッファ層１３を溶射により形成する以外は、比較例１と同様にしてＢＤ用の基板を成形した。
【００３９】
（ａ）転写性の評価
各温度で成形した基板のグルーブ深さを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic Force Microscope）を用いて測定した。その結果を図４に示す。なお、図４中の線ｔ１は、転写性の判断の基準値（１７ｎｍ）を示す。グルーブ深さがこの基準値以上である場合には、十分な転写性が得られているものと判断した。なお、グルーブ深さが基準値１７ｎｍ未満であると、信号・記録特性が低下し、記録・再生が困難となる。
【００４０】
図４から以下のことがわかる。
比較例１および実施例１ともに、金型温度が上昇するほど、グルーブの深さが深くなり、転写性が向上する傾向がある。しかし、比較例１では、金型温度を９２℃以上にしたときに、グルーブ深さが基準値以上となり、十分な転写性が得られるのに対して、実施例１では、金型温度を８７℃以上にしたときに、グルーブ深さが基準値以上となり、十分な転写性が得られる。すなわち、熱バッファ層１３を固定側冷却溝１２の表面に形成することにより、十分な転写性を得られる金型温度（冷却水温度）を５℃（＝９２℃−８７℃）低くできる。
【００４１】
（ｂ）機械特性の評価１
各温度で成形した実施例１の基板について、半径５８ｍｍにおける面振れ量（Axial-runout）を測定した。その結果を図５に示す。なお、図５中の線ｔ２は、面振れ量の基準値（１００μｍ）を示す。面振れ量がこの基準値以下である場合には、十分な機械特性が得られていると判断した。なお、面振れ量が基準値１００μｍを超えると、フォーカスサーボ特性が低下し、記録・再生が困難となる。また、面振れ量は金型温度のみで決まる量であるため、実施例１のみについて面振れ量を測定した。
【００４２】
図５から以下のことがわかる。
金型温度が上昇するほど、面振れ量が大きくなり、機械特性が悪化し、金型温度が約８８℃に達すると面振れ量が基準値を超え、機械特性が悪化する。これは、樹脂に凹凸形状を転写した後、圧力を解除して基板を金型から離型させるときに、基板を構成する樹脂が完全に固化せず、変形してしまったためと考えられる。したがって、上述したように十分な転写性が得される金型温度が９２℃以上である比較例１では、基板の面振れ量が基準値１００μｍを超えてしまい、短いサイクルタイムにおいて転写性および機械特性を両立することは困難である。これに対して、上述したよう十分な転写性が得られる金型温度が８７℃以上である実施例１では、基板の面振れ量を１００μｍ以下にすることができ、短いサイクルタイムにおいて転写性および機械特性を両立することができる。
【００４３】
（ｃ）機械特性の評価２
金型温度８７℃、９２℃にてそれぞれ成形した実施例１の基板について、半径２３ｍｍ〜５８ｍｍの範囲における面振れ量（Axial-runout）を測定した。その結果を図６に示す。なお、図６中の線ｔ２は、面振れ量の基準値（１００μｍ）を示す。面振れ量がこの基準値以下である場合には、十分な機械特性が得られていると判断した。なお、面振れ量が基準値１００μｍを超えると、フォーカスサーボ特性が低下し、記録・再生が困難となる。また、面振れ量は金型温度のみで決まる量であるため、実施例１のみについて面振れ量を測定した。
【００４４】
図６から以下のことがわかる。
金型温度９２℃にて成形した基板では、約半径５３ｍｍ以上の領域において面振れ量が基準値１００μｍを超えてしまい、機械特性が悪化してしまっているのに対して、金型温度８７℃にて成形した基板では、半径２３ｍｍ〜５８ｍｍの全範囲内において面振れ量が基準値１００μｍ以下となっている。すなわち、金型温度８７℃にて成形した基板では、金型温度９２℃にて成形した基板に比べて半径２３ｍｍ〜５８ｍｍの範囲内における面振れ量を基準値以下に抑制でき、良好な機械特性が得られる。
【００４５】
（比較例２）
比較例１の構成を有する成形金型を用いて、金型設定温度を１１５℃としてＢＤ用の基板を成形したときの固定側ミラー面１１ａの温度変化をシミュレーションにより調べた。その結果を図７および図８に示す。図７および図８において、線ｔ３は金型設定温度を示し、線ｔ４は基板取り出し可能温度を示し、線ｔ５は転写温度を示す。
【００４６】
（実施例２）
実施例１の構成を有する成形金型を用いて、金型設定温度を１１５℃としてＢＤ用の基板を成形したときの固定側ミラー面１１ａの温度変化をシミュレーションにより調べた。その結果を図７に示す。
【００４７】
（実施例３）
金型設定温度を９８℃とし、転写温度を比較例２と同様の１６０℃とする以外は、実施例２と同様にして、ＢＤ用の基板を成形したときの固定側ミラー面１１ａの温度変化をシミュレーションにより調べた。その結果を図８に示す。
【００４８】
（ｄ）サイクルタイム評価
図７から、熱バッファ層１３を固定側冷却溝１２の表面に形成した成形金型では、熱バッファ層１３を固定側冷却溝１２の表面に形成していない成形金型より固定側ミラー面１１ａの温度を高くできることがわかる。また、図８から、熱バッファ層１３を固定側冷却溝１２の表面に形成した成形金型では、熱バッファ層１３を固定側冷却溝１２の表面に形成していない成形金型と比べて、金型温調機（冷却水）の設定温度を低くすることで、サイクルタイムを「ｔｂ−ｔａ」（sec）短縮し、冷却効率を向上できることがわかる。
【００４９】
（試験例１）
比較例１と同様の固定側ミラー１１を作製し、この固定側ミラー１１を有する成形金型を用いて、ＢＤ用の基板を繰り返し成形し、ライフエンドとなるまでのショット数を測定した。このショット数の測定を１７個の固定側ミラー１１について行った。その結果を表１、表３および図１０に示す。ここで、「ライフエンド」とは、固定側ミラー面１１ａにクラック、剥離、または面荒れなどが発生し、固定側ミラー１１の使用が困難となることをいう。
【００５０】
（試験例２）
図９は、試験例２の固定側ミラーの構成を示す。
固定側ミラー面１１ａとＤＬＣ膜上に、ジルコニアからなる熱バッファ層１９を溶射により形成する以外は、試験例１と同様にしてＢＤ用の基板を繰り返し成形し、ライフエンドとなるまでのショット数を測定した。このショット数の測定を１７個の固定側ミラー１１について行った。その結果を表２、表３および図１１に示す。
【００５１】
表１は、試験例１におけるショット数の測定結果を示す。表２は、試験例２におけるショット数の測定結果を示す。表３は、試験例１、試験例２におけるショット数の最大値、最小値、および平均値を示す。
【００５２】
【表１】
2009241273.tif 000003
【００５３】
【表２】
2009241273.tif 000004
【００５４】
【表３】
2009241273.tif 000005
【００５５】
（ｅ）耐久性評価
表１〜表３および図１０〜図１１から以下のことがわかる。
熱バッファ層１９を固定側ミラー面１１ａに形成した成形金型では、熱バッファ層１９を固定側ミラー面１１ａに形成していない成形金型（以下、ノーマルミラー面の成形金型と称する）より、ショット数が少なく、耐久性が悪い。これは、熱バッファ層１９が固定側ミラー面１１ａに形成された成形金型では、熱バッファ層１９が成形中に急激な温度や圧力変化を受けたための考えられる。
【００５６】
また、熱バッファ層１９を固定側冷却溝１２の表面に形成した成形金型は、ノーマルミラー面の成形金型と同様の表面状態を有するため、ノーマルミラー面の成形金型と同等の耐久性を確保することができる。したがって、熱バッファ層１９を固定側冷却溝１２の表面に形成した成形金型では、熱バッファ層１９を固定側ミラー面１１ａに形成した成形金型に比して耐久性を向上することができる。
【００５７】
以上の（ａ）〜（ｃ）の評価を総合すると、熱バッファ層１３を固定側冷却溝１２の表面に形成することにより、短いサイクルタイムにおいて転写性および機械特性を両立できることがわかる。また、（ａ）〜（ｄ）の評価を総合すると、熱バッファ層１３を固定側冷却溝１２の表面に形成することにより、成形金型の耐久性の低下を招くことなく、短いサイクルタイムにおいて転写性および機械特性を両立できることがわかる。
【００５８】
以上、この発明の実施形態および実施例について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態および実施例に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【００５９】
例えば、上述の実施形態および実施例において挙げた数値、材料、および構成はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値、材料、および構成を用いてもよい。
【００６０】
また、上述の実施形態および実施例では、固定側冷却路１２の表面に熱バッファ層１３を形成する構成について説明したが、熱バッファ層１３を設ける位置は、熱バッファ層１３が固定側ミラー面１１ａから露出せずに、溶融樹脂の温度変化を緩衝可能な位置であればよく、固定側冷却路１２の表面に特に限定されるものではない。例えば、熱バッファ層１３を固定側ミラー１１の裏面に設けるようにしてもよい。
【００６１】
また、上述の実施形態および実施例では、熱バッファ部の形状が層状である構成について説明したが、熱バッファー部の形状は、溶融樹脂の温度変化を緩衝可能な形状であればよく、層状に特に限定されるものではない。
【００６２】
また、上述の実施形態および実施例では、固定側金型１および可動側金型２のうち、固定側金型１の固定側冷却路１２のみに熱バッファ層１３を設ける構成について説明したが、固定側金型１および可動側金型２の両方の冷却路に熱バッファ層を設ける構成としてもよい。特に、成形金型が固定側金型１および可動側金型２の両方にスタンパを取り付ける構成を有する場合、固定側金型１および可動側金型２の両方の冷却路に熱バッファ層を設ける構成とすることが好ましい。
【００６３】
また、上述の実施形態および実施例では、光記録媒体の基板を成形するための成形金型にこの発明を適用した場合を例として説明したが、この発明はこの例に限定されるものではなく、表面に微細凹凸形状を有する成形体を成形するための成形金型であればこの発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】この発明の一実施形態による成形金型の一構成例を示す断面図である。
【図２】比較例１の固定側ミラーの構成を示す断面図である。
【図３】実施例１の固定側ミラーの構成を示す断面図である。
【図４】比較例１および実施例１における金型温度と転写性との関係を示すグラフである。
【図５】実施例１における金型温度と機械特性との関係を示すグラフである。
【図６】実施例１における金型温度と機械特性との関係を示すグラフである。
【図７】比較例２および実施例２における固定側ミラー面の時間変化を示すグラフである。
【図８】比較例２および実施例３における固定側ミラー面の時間変化を示すグラフである。
【図９】試験例２の固定側ミラーの構成を示す断面図である。
【図１０】試験例１におけるライフショット数の測定結果を示す棒グラフである。
【図１１】試験例２におけるライフショット数の測定結果を示す棒グラフである。
【図１２】従来の成形金型の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１、１０１    固定側金型
２、１０２    可動側金型
３、１０３    キャビティ
４、１０４    スタンパ
４ａ    成形面
５、１０５    基板
１１、１１１    固定側ミラー
１１ａ    固定側ミラー面
１２    固定側冷却路
１３、１９    熱バッファ層
１４、１１２    スプルブッシュ
１５    樹脂射出孔
１６    ガイドポール
１７    ボールベアリング
１８    スタンパ支持用爪部
２１、１２１    固定側ミラー
２１ａ    固定側ミラー面
２２    可動側冷却路
２３    ゲートカットパンチ
２４、１２２    可動側エジェクタ
２５    押出ピン
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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