(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接合されてキャビティを形成する一対の金型と、
前記キャビティ内の一側壁面側に配置され、光ディスク基板成形用の転写面を有するニッケル製の第１のスタンパベースと前記第１のスタンパベース上の前記転写面とは反対側に前記転写面に沿わせて形成された断熱性を有する厚さ２０μｍ以上１５０μｍ以下のポリイミド製のスタンパ側断熱材と前記スタンパ側断熱材上の前記第１のスタンパベースとは反対側に形成されたニッケル製の第２のスタンパベースとが設けられた光ディスク基板成形用のスタンパと、
前記金型に設けられ、前記スタンパを前記キャビティ内に収納保持するコアと、
前記キャビティにおける前記一側壁面と対面する他側壁面側にこの他側壁面に沿って設けられた断熱性を有する金型側断熱材と、を備える光ディスク基板成形装置。
【請求項２】
前記金型は固定金型と可動金型とによって形成され、前記スタンパは前記固定金型側に配置され、前記金型側断熱材は前記可動金型側に配置されている請求項１記載の光ディスク基板成形装置。
【請求項３】
前記金型は固定金型と可動金型とによって形成され、前記スタンパは前記可動金型側に配置され、前記金型側断熱材は前記固定金型側に配置されている請求項１記載の光ディスク基板成形装置。
【請求項４】
前記金型側断熱材は、前記金型よりも熱伝導率が低い材料によって形成されている請求項１、２又は３記載の光ディスク基板成形装置。
【請求項５】
前記金型側断熱材は、耐熱性有機高分子材料によって形成されている請求項１、２又は３記載の光ディスク基板成形装置。
【請求項６】
前記耐熱性有機高分子材料は、ポリイミドである請求項５記載の光ディスク基板成形装置。
【請求項７】
前記ポリイミドは、１５０μｍの厚みを持つ請求項６記載の光ディスク基板形成装置。
【請求項８】
前記耐熱性有機高分子材料は、ポリアミドイミドである請求項５記載の光ディスク基板成形装置。
【請求項９】
前記ポリアミドイミドは、１５０μｍの厚みを持つ請求項８記載の光ディスク基板成形装置。
【請求項１０】
前記耐熱性有機高分子材料は、エポキシ樹脂である請求項５記載の光ディスク基板形成装置。
【請求項１１】
前記エポキシ樹脂は、１５０μｍの厚みを持つ請求項１０記載の光ディスク基板成形装置。
【請求項１２】
前記金型側断熱材は、耐熱性無機高分子材料によって形成されている請求項１、２又は３記載の光ディスク基板成形装置。
【請求項１３】
前記耐熱性無機高分子材料は、セラミクスである請求項１２記載の光ディスク基板成形装置。
【請求項１４】
前記セラミクスは、１００μ以上３００μｍ以下の厚みを持つ請求項１３記載の光ディスク基板成形装置。
【請求項１５】
前記金型側断熱材が配置されている方の前記金型では、ステンレス鋼の上に前記金型側断熱材が設けられてこの金型側断熱材が前記キャビティに直接に接している請求項１ないし１４のいずれか一記載の光ディスク基板成形装置。
【請求項１６】
前記金型側断熱材が配置されている方の前記金型では、ステンレス鋼の上に前記金型側断熱材が設けられ、この金型側断熱材の上にその金型側断熱材よりも熱伝導率が高い材質層が設けられてこの材質層が前記キャビティに直接に接している請求項１ないし１４のいずれか一記載の光ディスク基板成形装置。
【請求項１７】
前記材質層は、窒化物系セラミクスによって形成されている請求項１６記載の光ディスク基板成形装置。
【請求項１８】
前記材質層は、酸化物系セラミクスによって形成されている請求項１６記載の光ディスク基板成形装置。
【請求項１９】
前記材質層は、金によって形成されている請求項１６記載の光ディスク基板成形装置。
【請求項２０】
前記材質層は、銀によって形成されている請求項１６記載の光ディスク基板成形装置。
【請求項２１】
前記材質層は、アルミによって形成されている請求項１６記載の光ディスク基板成形装置。
【請求項２２】
前記材質層は、ニッケルによって形成されている請求項１６記載の光ディスク基板成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク基板を射出成形するための光ディスク基板成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク基板は、接合させた一対の金型間に形成されるキャビティ内に溶融した樹脂を射出充填した後、金型を離反させて冷却後の樹脂を取り出すことにより形成される。この際、一方の金型のキャビティ形成部分には転写面を備えたスタンパを予め固定しておく。これにより、キャビティ内に充填されて冷却後に固化した樹脂には、スタンパの転写面が転写され、情報記録面が形成される。
【０００３】
このような光ディスクの製造にあたっては、キャビティ内に充填した樹脂が冷却固化しやすいように、金型の温度をキャビティ内に射出充填される樹脂の温度よりも２００℃程度低い温度に設定する、というようなことが一般に行われている。このような金型の温度設定は、転写性と光ディスク基板成形サイクルのタクトアップとのトレードオフの関係によって決定される。つまり、光ディスク基板形成サイクルのタクトアップを図るには、金型の温度を極力低くすることが有効であるが、金型の温度が低すぎると転写性が劣化してしまう。その反面、転写性を向上させるには、金型の温度を高くすれば良いが、それでは樹脂がスタンパからの離形に必要な温度に達するまでの時間が長くなり、これによって光ディスクの生産性が低下してしまう。
【０００４】
金型の温度が低すぎると転写性が劣化してしまう理由を図１１に基づいて説明する。図１１は、一対の金型１０１の間に形成されるキャビティ１０２内に射出充填された樹脂１０３の状態を示す模式図である。図１１に示すように、キャビティ１０２内に射出充填される溶融した樹脂１０３は、その流動層１０３ａの部分がキャビティ１０２内に進入して充填される。図１１中、樹脂１０３の進行方向を細い矢印で示し、その流動方向を太い矢印で示す。樹脂１０３は、キャビティ１０２内を流動するにつれ、金型１０１に接する部分が金型１０１に熱を奪われて急冷される。このため、金型１０１の温度が低すぎると、金型１０１の近傍における樹脂１０３はスキン層１０３ｂとなって瞬時に固化する。このようなスキン層１０３ｂが形成されてしまうと、樹脂１０３は、図示しないスタンパの微細パターンに充分に充填されず、転写不良となってしまう。これにより、信号特性が良好な高品質の光ディスクが形成されなくなってしまう。
【０００５】
したがって、金型の温度設定は、転写性と光ディスク基板成形サイクルのタクトアップとのトレードオフの関係によって決定される。これに対し、特開平７-１７８７７４号公報、特開平１０-１４９５８７号公報及び特開平６-２５９８１５号公報には、金型やスタンパに断熱性を持たせることで、転写性と光ディスク基板成形サイクルのタクトアップとを共に向上させることができる発明が開示されている。つまり、特開平７-１７８７７４号公報には、金型において、スタンパの裏面となる位置に着脱式の断熱性金型挿入体を設置した発明が開示されている。また、特開平１０-１４９５８７号公報には、金型において、スタンパの下面となる位置にセラミクスによる断熱層を設けた発明が開示されている。さらに、特開平６-２５９８１５号公報には、スタンパの表面（転写面）に無電界メッキ法で粒子径が０．１μｍ以下のポリテトラフルオロエチレンを２０〜３０％含有するニッケルメッキ膜を５０〜７０ｎｍの厚みで形成した発明が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公開公報に開示されたいずれの発明も、転写性と光ディスク基板成形サイクルのタクトアップとを高次元に向上させるものではない。また、特開平６-２５９８１５号公報に開示された発明では、スタンパの転写面に成膜する構成であるため、転写面の微細パターン化が妨げられてしまうという問題もある。さらに、特開平７-１７８７７４号公報及び特開平１０-１４９５８７号公報に開示された発明では、金型自体の設計変更や交換が必要となり、既存の金型設備が無駄になってしまうという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、転写性と光ディスク基板成形サイクルのタクトアップとを向上させることである。
【０００８】
本発明の目的は、転写面の微細パターン化を可能とすることである。
【０００９】
本発明の目的は、成形後の光ディスク基板の反り形状を理想的な形状にすることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の光ディスク基板成形装置の発明は、互いに接合されてキャビティを形成する一対の金型と、キャビティ内の一側壁面側に配置され、光ディスク基板成形用の転写面を有するニッケル製の第１のスタンパベースと第１のスタンパベース上の転写面とは反対側に転写面に沿わせて形成された断熱性を有する厚さ２０μｍ以上１５０μｍ以下のポリイミド製のスタンパ側断熱材とスタンパ側断熱材上の第１のスタンパベースとは反対側に形成されたニッケル製の第２のスタンパベースとが設けられた光ディスク基板成形用のスタンパと、金型に設けられ、スタンパをキャビティ内に収納保持するコアと、キャビティにおける一側壁面と対面する他側壁面側にこの他側壁面に沿って設けられた断熱性を有する金型側断熱材と、を備える。
【００１１】
したがって、スタンパ側断熱材及び金型側断熱材の断熱作用により、金型温度の変動に対する転写温度の変化が少なくなり、低い金型温度でも充分に高温の転写温度が得られる。よって、高温の転写温度によって転写性が良好に維持され、かつ、低い金型温度により光ディスク基板成形サイクルのタクトアップが図られる。また、光ディスク基板は、その成形時に温度が低い方が凹形状となって反ってしまうのに対し、スタンパ側断熱材と金型側断熱材との間にキャビティが位置し、キャビティの両側で断熱作用が生ずる請求項１記載の発明では、成形する光ディスク基板の両面の温度を制御することができ、これにより、信号面側が凹形状となるような光ディスク基板の反りが防止される。
【００１２】
このような請求項１記載の光ディスク基板成形装置では、スタンパ側断熱材を有するスタンパと金型側断熱材とがキャビティを挟んで対向配置されていれば良く、スタンパと金型側断熱材との配置については各種の配置が許容される。例えば、請求項２記載の発明は、請求項１記載の光ディスク基板成形装置において、金型は固定金型と可動金型とによって形成され、スタンパは固定金型側に配置され、金型側断熱材は可動金型側に配置されている。また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の光ディスク基板成形装置において、金型は固定金型と可動金型とによって形成され、スタンパは可動金型側に配置され、金型側断熱材は固定金型側に配置されている。
【００１３】
次いで、請求項１、２又は３記載の光ディスク基板成形装置では、金型側断熱材として、各種の材料のものが許容される。
【００１４】
例えば、請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載の光ディスク基板成形装置において、金型側断熱材は、金型よりも熱伝導率が低い材料によって形成されている（請求項４）。
【００１５】
また、請求項５記載の発明は、請求項１、２又は３記載の光ディスク基板成形装置において、金型側断熱材は、耐熱性有機高分子材料によって形成されている。これにより、このような金型側断熱材材料が持つ低熱伝導率が利用され、溶融樹脂充填直後の表層部分の急冷が抑制される。そして、このような請求項５記載の光ディスク基板成形装置において、耐熱性有機高分子材料は、ポリイミドである（請求項６）。したがって、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸を用い、金型側断熱材を種々の膜厚に形成することが可能となる。この場合、金型側断熱材の膜厚は、例えば１５０μｍの厚みに形成される（請求項７）。あるいは、請求項５記載の光ディスク基板成形装置において、耐熱性有機高分子材料は、ポリアミドイミドである（請求項８）。したがって、ポリアミドイミドの前駆体であるポリアミド酸を用い、金型側断熱材を種々の膜厚に形成することが可能となる。この場合、金型側断熱材の膜厚は、例えば１５０μｍの厚みに形成される（請求項９）。あるいは、請求項５記載の光ディスク基板成形装置において、耐熱性有機高分子材料は、エポキシ樹脂である（請求項１０）。この場合、金型側断熱材の膜厚は、例えば１５０μｍの厚みに形成される（請求項１１）。
【００１６】
さらに、請求項１２記載の発明は、請求項１、２又は３記載の光ディスク基板成形装置において、金型側断熱材は、耐熱性無機高分子材料によって形成されている。これにより、このような金型側断熱材材料が持つ低熱伝導率が利用され、溶融樹脂充填直後の表層部分の急冷が抑制される。そして、このような請求項１２記載の光ディスク基板成形装置において、耐熱性無機高分子材料は、セラミクスである（請求項１３）。したがって、溶射、プラズマジェット、イオンプレーティング等によって金型側断熱材が容易に形成される。セラミクスは、例えば１００μｍ以上３００μｍ以下の厚みを持つ（請求項１４）。
【００１７】
次いで、請求項１ないし１４のいずれか一記載の光ディスク基板成形装置では、金型と金型側断熱材との構造として、各種の構造が許容される。
【００１８】
例えば、請求項１５記載の発明は、請求項１ないし１４のいずれか一記載の光ディスク基板成形装置において、金型側断熱材が配置されている方の金型では、ステンレス鋼の上に金型側断熱材が設けられてこの金型側断熱材がキャビティに直接に接している。
【００１９】
また、請求項１６記載の発明は、請求項１ないし１４のいずれか一記載の光ディスク基板成形装置において、金型側断熱材が配置されている方の金型では、ステンレス鋼の上に金型側断熱材が設けられ、この金型側断熱材の上にその金型側断熱材よりも熱伝導率が高い材質層が設けられてこの材質層がキャビティに直接に接している。ここで、材質層としては、各種の各種の材料が許容される。例えば、請求項１７記載の発明は、請求項１６記載の光ディスク基板成形装置において、材質層は、窒化物系セラミクスによって形成されている。請求項１８記載の発明は、請求項１６記載の光ディスク基板成形装置において、材質層は、酸化物系セラミクスによって形成されている。請求項１９記載の発明は、請求項１６記載の光ディスク基板成形装置において、材質層は、金によって形成されている。請求項２０記載の発明は、請求項１６記載の光ディスク基板成形装置において、材質層は、銀によって形成されている。請求項２１記載の発明は、請求項１６記載の光ディスク基板成形装置において、材質層は、アルミによって形成されている。請求項２２記載の発明は、請求項１６記載の光ディスク基板成形装置において、材質層は、ニッケルによって形成されている。
【００２０】
次いで、請求項１ないし２２のいずれか一記載の光ディスク基板成形装置では、スタンパ側断熱材として、各種の材料のものが許容される。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図１ないし図５に基づいて説明する。
【００３１】
請求項３４記載の発明は、請求項３２記載の光ディスク基板成形装置において、金属は、ビスマスである。ビスマスは、電気メッキが可能であることから、スタンパ側断熱材の膜厚を所定厚に形成可能である。ビスマスは、例えば２５０μｍ以上３００μｍ以下の厚みを持つ（請求項３５）。
【００３２】
光ディスク基板成形装置５１をより詳細に説明する。固定金型５２には、キャビティ５４の形成部分に位置させて固定コア５５が設けられ、可動金型５３には、キャビティ５４の形成部分に位置させて可動コア５６が設けられている。これらの固定コア５５及び可動コア５６は、ステンレス鋼によって形成されいる。このような構成の下、スタンパ１は、固定コア５５に沿ってキャビティ５４内に収納保持されている。また、成形される光ディスク基板７１（図５参照）の中心に位置させて、固定金型５２の固定コア５５には固定ブッシュ５７が、可動金型５３の可動コア５６には可動ブッシュ５８がそれぞれ設けられている。そして、固定ブッシュ５７には固定金型５２を貫通する固定側スプル５９が固定され、可動ブッシュ５８には可動金型５３を貫通する可動側スプル６０が固定されている。また、可動ブッシュ５８の部分において、可動側スプル６０の先端にはカットパンチ６１が設けられている。このカットパンチ６１は、光ディスク基板７１の中心に中心孔７２を穿つものである（図５参照）。
【００３３】
次いで、本実施の形態の光ディスク基板成形装置５１では、スタンパ１にスタンパ側断熱材７が積層され、可動コア５６の上に金型側断熱材６２が積層されている。
【００３４】
金型側断熱材６２は、可動金型５３及び可動コア５６よりも熱伝導率が低い材料、例えばポリイミド、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂等の耐熱性有機高分子材料、セラミクス等の耐熱性無機高分子材料等によって形成されている。具体的には、金型側断熱材６２の材料としてポリイミドを用いる場合、ステンレス鋼からなる可動コア５６に導電化膜を製膜し、この導電化膜を陰極としてＮｉ電鋳を行う。そして、この導体化膜のＮｉ電析面に部分イミド化された直鎖型ポリアミド酸溶液をスピン塗布又はスプレー塗布した後、加熱して脱水環化させてイミド化することにより、ポリイミドからなる金型側断熱材６２が形成される。また、金型側断熱材６２としてポリアミドイミドを用いる場合にも、ポリイミドの場合と同様の手法によって金型側断熱材６２を形成することが可能である。そして、金型側断熱材６２の材料としてポリイミド、ポリアミドイミド又はエポキシ樹脂を用いる場合には、その厚みは１５０μｍ以下であることが望ましい。このような金型側断熱材６２の厚みは、金型側断熱材６２としてポリイミド、ポリアミドイミド又はエポキシ樹脂を用いることで容易に実現可能である。さらに、金型側断熱材６２としては、ジルコニア等のセラミクスを用いることができる。この場合、金型側断熱材６２であるセラミクスは、ステンレス鋼からなる可動コア５６に形成した導体化膜の電析面に対して溶射、プラズマジェット、イオンプレーティング等の手法で容易に形成することができる。このようなセラミクスからなる金型側断熱材６２は、その厚みが１００μｍ以上３００μｍ以下であることが望ましく、これによって良好な特性が得られる。このような金型側断熱材６２の厚みは、金型側断熱材６２としてセラミクスを用いることで容易に実現可能である。
【００３５】
次いで、スタンパ側断熱材７を明らかにするために、光ディスク基板成形用スタンパ１の製造方法を図２に基いて説明する。まず、ガラス基板２に転写面パターンとしてのプリグルーブパターン３を形成しておく（図２（ａ））。次いで、このプリグルーブパターン３上に導体化膜４を形成後、この導体化膜４を陰極としてＮｉ電鋳を行ない、約２５μｍ電鋳する（図２（ｂ））。これにより、ガラス基板２のプリグルーブパターン３が写された転写面５を一面に有するスタンパベース６が形成される。
【００３６】
そして、スタンパベース６の上には、耐熱性高分子材料からなるスタンパ側断熱材７を積層形成する（図２（ｃ））。つまり、導体化膜４のＮｉ電析面に部分イミド化された直鎖型ポリアミド酸溶液をスピン塗布又はスプレー塗布した後、加熱して脱水環化させてイミド化することにより、ポリイミド断熱層８を形成する。このポリイミド断熱層８がスタンパ側断熱材７となる。このスタンパ側断熱材７の熱伝導率は、９４Ｗ／ｍ・ｋより小さく、図示しない金型に一般的に用いられるニッケルよりも熱伝導率が低い。また、スタンパ側断熱材７の厚みは、１５０μｍ以下が望ましい。さらに、スタンパ側断熱材７の別の実施の形態として、スタンパ側断熱材７としては、ポリアミドイミドを用いたポリアミドイミド断熱層として形成しても良い。ポリアミドイミド断熱層も、ポリイミド断熱層８と同様の手法によって形成することが可能である。そして、ポリイミド断熱層８及びポリアミドイミド断熱層は、いずれも、所望の厚みに形成することが容易である。
【００３７】
次いで、スタンパ側断熱材７の上に、第２のスタンパベース９を形成する（図２（ｄ））。つまり、ポリイミド断熱層８の上に第２の導体化膜１０を形成後、この第２の導体化膜１０を陰極としてＮｉ電鋳を行ない、これによって第２のスタンパベース９を得る。こうして、全体の厚みが３００μｍ程度の積層物がガラス基板２の上に形成され、機械的強度が増大する。
【００３８】
そして、ガラス基板２の上にスタンパベース６、スタンパ側断熱材７及び第２のスタンパベース９を積層形成した後、積層物をガラス基板２から剥離することで、光ディスク基板成形用のスタンパ１が得られる（図２（ｅ）、図３）。
【００３９】
このような構成において、光ディスク基板成形装置５１を用いて光ディスク基板７１を形成するには、周知の手法による射出成形を行なえば良い。つまり、固定金型５２と可動金型５３との接合部分の間に形成されたキャビティ５４内に光ディスク基板成形用のスタンパ１を固定し、そのキャビティ５４内に図示しない溶融樹脂を射出充填する。その後、固定金型５２から可動金型５３を分離し、冷却個化後の樹脂を取り出すことによって光ディスク基板７１が得られる。
【００４０】
ここで、固定金型５２と可動金型５３とからなる金型の温度を通常温度よりも１０〜２０℃程度低く設定し、スタンパ側断熱材７であるポリイミド断熱層８の厚みを２０、５０、１５０、２５０μｍとして実験してみた。その結果、ポリイミド断熱層８の厚みが２０μｍ以上で充分な転写性の確保と光ディスク基板形成サイクルのタクトアップとを高次元で両立させることができた。もっとも、ポリイミド断熱層８の厚みが２５０μｍとなると、転写性は良好であるのに対し、従来よりも光ディスク基板形成サイクルがロータクトとなってしまう。これは、キャビティに対する溶融樹脂充填直後における溶融樹脂の表層部分（スタンパ転写部分）の温度が高くなりすぎてしまい、樹脂の熱変形温度までの冷却に長時間を要するからである。
【００４１】
図４は、金型温度と基板転写温度との関係を従来の一例と本実施の形態との比較において示すシミュレーショングラフである。黒ドットが従来の一例を、白ドットが本実施の形態の例をそれぞれ示す。従来の一例は、特開平７-１７８７７４号公報に開示されている例である。図３のグラフからも明らかなように、従来の一例では、金型温度の変化に対する基板転写温度の変化率が強いのに対し、本実施の形態の例では、金型温度の変化に対する基板転写温度の変化率が小さい。つまり、本実施の形態の例では、金型温度に対する基板転写温度の依存性が少ない。このため、本実施の形態の例では、金型温度を十分に下げつつ、基板転写温度を高温に維持することが可能である。よって、図４のグラフからも、充分な転写性の確保と光ディスク基板形成サイクルのタクトアップとを高次元で両立させ得ることが分かる。
【００４２】
スタンパ側断熱材７の別の実施の形態としては、金型側断熱材６２と同様に、スタンパ側断熱材７にもジルコニア等のセラミクスを用いることができる。この場合、スタンパ側断熱材７であるセラミクスは、スタンパベース６を構成する導体化膜４の電析面に対して溶射、プラズマジェット、イオンプレーティング等の手法で容易に形成することができる。このようなセラミクスからなるスタンパ側断熱材７は、その厚みが１００μｍ以上で充分な転写性の確保と光ディスク基板形成サイクルのタクトアップとを高次元で両立させることが可能である。なお、セラミクスからなるスタンパ側断熱材７の厚みの上限としては、３００μｍ以下であることが望ましく、これによって良好な特性が得られる。
【００４３】
スタンパ側断熱材７のさらに別の実施の形態として、スタンパ側断熱材７として、金属、例えばビスマスを用いることができる。この場合、スタンパ側断熱材７であるビスマスは、スタンパベース６を構成する導体化膜４の電析面に対して電気メッキによって容易に形成することができる。このようなビスマスからなるスタンパ側断熱材７は、その厚みが２５０μｍ以上で充分な転写性の確保と光ディスク基板形成サイクルのタクトアップとを高次元で両立させることが可能である。なお、ビスマスからなるスタンパ側断熱材７の厚みの上限としては、３００μｍ以下であることが望ましく、これによって良好な特性が得られる。また、ビスマスは、スタンパベース６及び第２のスタンパベース９に用いられているニッケルと近似した線膨張係数を持つ。これにより、溶融樹脂による昇温、金型に対する冷却に対し、バイメタルによる伸縮及び反りが発生せず、転写性が向上する。しかも、ビスマスは、電気メッキが可能であることから、スタンパ側断熱材７の膜厚を容易に所望厚に形成することができる。
【００４４】
次いで、光ディスク７３は、本実施の形態によって成形された光ディスク基板７１を用いて製造される。例えば、図５に示すように、光ディスク基板７１の上に、記録層７４、反射層７５、保護層７６及び印刷層７７を順に製膜積層することによって光ディスク７３が製造される。ここで、光ディスク基板７１は、各層７４〜７７が製膜積層されるに従い、層積層部分が凹形状となるように反ってしまう。その結果、光ディスク７３は、光ディスク基板７１の初期形状に対して層積層部分の方向に反ることになる。このため、光ディスク基板７１を図５（ｂ）に示すように層積層面と反対面側が凹形状となるように予め成形しておく、ということが従来から行われている。これにより、各層７４〜７７が製膜積層されるに従い光ディスク基板７１が層積層部分の方向に反り、結果的にフラットな光ディスク７３が製造される。
【００４５】
ここで、光ディスク基板７１は、その射出成形時に温度が低い方の面が凹形状となって反ってしまう。つまり、本実施の形態では、射出成形後、スタンパ１が設けられている方の面と可動金型５３の側の面とで、射出成形時に温度が低くなる方の面が凹形状に反ってしまう。これに対し、本実施の形態では、スタンパ１にはスタンパ側断熱材７が設けられ、可動金型５３には金型側断熱材６２が設けられていることから、キャビティ５４の両側で断熱作用が生ずることになる。このため、スタンパ側断熱材７と金型側断熱材６２との体積、面積、材質等を適宜調節することで、射出成形時の光ディスク基板７１の両面の温度を制御することが可能となる。そこで、光ディスク基板７１を図５（ｂ）に示すような形状で成形することが容易となり、理想的な形状の光ディスク基板７１を得ることができる。
【００４６】
図６は、本発明の第１の実施の形態における第１の変形例を示す。この変形例では、可動金型５３のキャビティ５４形成部分に金型側断熱材６２が製膜形成され、この金型側断熱材６２の上に可動コア５６が設けられている。つまり、金型側断熱材６２は、可動金型５３と可動コア５６との間にサンドイッチ状に挟まれた形状となっている。このような構造によっても、転写性と光ディスク基板成形サイクルのタクトアップとを高次元で向上させることが容易であり、また、射出成形時の光ディスク基板７１の両面の温度制御が容易になされる。
【００４７】
図７は、本発明の第１の実施の形態における第２の変形例を示す。この変形例では、可動金型５３において、金型側断熱材６２の上に材質層６３が製膜積層されている。この材質層６３の材料としては、窒化物系セラミクス、酸化物系セラミクス、金、銀、アルミ、ニッケル等を用いることができる。このように材質層６３を設けることで、射出成形時の光ディスク基板７１の両面の温度制御が容易になされる。
【００４８】
なお、本実施の形態においては、スタンパ側断熱材７、金型側断熱材６２及び材質層６３について各種の材料を示したが、実施にあたっては、スタンパ側断熱材７と金型側断熱材６２と材質層６３との間において、それらの材料のいかなる組み合わせも適用可能である。
【００４９】
本発明の第２の実施の形態を図８に基いて説明する。図８は、光ディスク基板成形装置の縦断側面図である。第１の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。
【００５０】
本実施の形態では、光ディスク基板成型用のスタンパ１が可動金型５３におけるキャビティ５４形成部分に収納固定され、固定金型５２の側に金型側断熱材６２が設けられている。金型側断熱材６２は、固定コア５５の上に製膜形成されている。ここで、金型側断熱材６２の材料やスタンパ１に設けられているスタンパ側断熱材７の材料については、第１の実施の形態で示した各種の材料を用いることができる。
【００５１】
このような構成において、光ディスク基板成形装置５１を用いて光ディスク基板７１を形成するには、周知の手法による射出成形を行なえば良い。つまり、固定金型５２と可動金型５３との接合部分の間に形成されたキャビティ５４内に光ディスク基板成形用のスタンパ１を固定し、そのキャビティ５４内に図示しない溶融樹脂を射出充填する。その後、固定金型５２から可動金型５３を分離し、冷却個化後の樹脂を取り出すことによって光ディスク基板７１が得られる。
【００５２】
そして、本実施の形態においても、金型温度を十分に下げつつ、基板転写温度を高温に維持することが可能であることから、充分な転写性の確保と光ディスク基板形成サイクルのタクトアップとを高次元で両立させ得る。また、スタンパ側断熱材７と金型側断熱材６２との体積、面積、材質等を適宜調節することで、射出成形時の光ディスク基板７１の両面の温度を制御することが可能となるため、光ディスク基板７１を図５（ｂ）に示すような形状で成形することが容易となり、理想的な形状の光ディスク基板７１を得ることができる。
【００５３】
図９は、本発明の第２の実施の形態における第１の変形例を示す。この変形例では、固定金型５２のキャビティ５４形成部分に金型側断熱材６２が製膜形成され、この金型側断熱材６２の上に可動コア５６が設けられている。つまり、金型側断熱材６２は、固定金型５２と固定コア５５との間にサンドイッチ状に挟まれた形状となっている。このような構造によっても、転写性と光ディスク基板成形サイクルのタクトアップとを高次元で向上させることが容易であり、また、射出成形時の光ディスク基板７１の両面の温度制御が容易になされる。
【００５４】
図１０は、本発明の第２の実施の形態における第２の変形例を示す。この変形例では、固定金型５２において、金型側断熱材６２の上に材質層６３が製膜積層されている。この材質層６３の材料としては、窒化物系セラミクス、酸化物系セラミクス、金、銀、アルミ、ニッケル等を用いることができる。このように材質層６３を設けることで、射出成形時の光ディスク基板７１の両面の温度制御が容易になされる。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１ないし２２のいずれか一記載の光ディスク基板成形装置の発明は、互いに接合されてキャビティを形成する一対の金型と、キャビティ内の一側壁面側に配置され、光ディスク基板成形用の転写面を有するニッケル製の第１のスタンパベースと第１のスタンパベース上の転写面とは反対側に転写面に沿わせて形成された断熱性を有する厚さ２０μｍ以上１５０μｍ以下のポリイミド製のスタンパ側断熱材とスタンパ側断熱材上の第１のスタンパベースとは反対側に形成されたニッケル製の第２のスタンパベースとが設けられた光ディスク基板成形用のスタンパと、金型に設けられ、スタンパをキャビティ内に収納保持するコアと、キャビティにおける一側壁面と対面する他側壁面側にこの他側壁面に沿って設けられた断熱性を有する金型側断熱材と、を備えるので、スタンパ側断熱材及び金型側の断熱作用により、金型温度の変動に対する転写温度の変化を少なくすることができ、低い金型温度でも充分に高温の転写温度を得ることができる。したがって、高温の転写温度によって転写性を良好に維持することができ、かつ、低い金型温度により光ディスク基板成形サイクルのタクトアップを図ることができる。また、光ディスク基板は、その成形時に温度が低い方が凹形状となって反ってしまうのに対し、スタンパ側断熱材と金型側断熱材との間にキャビティが位置し、キャビティの両側で断熱作用が生ずる請求項１記載の発明では、成形する光ディスク基板の両面の温度を制御することができる。したがって、信号面側が凹形状となるような光ディスク基板の反りを防止し、このような光ディスク基板に基いて製造される光ディスクの信号面精度を維持することができる。
【００５６】
請求項５記載の発明は、請求項１、２又は３記載の光ディスク基板成形装置において、金型側断熱材は、耐熱性有機高分子材料によって形成されているので、金型側断熱材材料が持つ低熱伝導率を利用し、溶融樹脂充填直後の表層部分の急冷を抑制することができる。したがって、溶融樹脂に対するスキン層の形成を抑制し、転写性を向上させることができる。
【００５７】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の光ディスク基板成形装置において、耐熱性有機高分子材料は、ポリイミドであるので、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸を用い、金型側断熱材を種々の膜厚に形成することができる。したがって、金型側断熱材を所望の膜厚、例えば１５０μｍの膜厚に容易に形成することができる。
【００５８】
請求項８記載の発明は、請求項５記載の光ディスク基板成形装置において、耐熱性有機高分子材料は、ポリアミドイミドであるので、ポリアミドイミドの前駆体であるポリアミド酸を用い、金型側断熱材を種々の膜厚に形成することができる。したがって、金型側断熱材を所望の膜厚、例えば１５０μｍの膜厚に容易に形成することができる。
【００５９】
請求項１０記載の発明は、請求項５記載の光ディスク基板成形装置において、耐熱性有機高分子材料は、エポキシ樹脂であるので、金型側断熱材を種々の膜厚に形成することができる。したがって、金型側断熱材を所望の膜厚、例えば１５０μｍの膜厚に容易に形成することができる。
【００６０】
請求項１２記載の発明は、請求項１、２又は３記載の光ディスク基板成形装置において、金型側断熱材は、耐熱性無機高分子材料によって形成されているので、金型側断熱材材料が持つ低熱伝導率を利用し、溶融樹脂充填直後の表層部分の急冷を抑制することができる。したがって、溶融樹脂に対するスキン層の形成を抑制し、転写性を向上させることができる。
【００６１】
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の光ディスク基板成形装置において、耐熱性無機高分子材料は、セラミクスであるので、溶射、プラズマジェット、イオンプレーティング等によって金型側断熱材を容易に形成することができる。
【００６２】
請求項１５記載の発明は、請求項１ないし１４のいずれか一記載の光ディスク基板成形装置において、金型側断熱材が配置されている方の金型では、ステンレス鋼の上に金型側断熱材が設けられてこの金型側断熱材がキャビティに直接に接しているので、金型側断熱材の体積や材質を適宜選択することで、成形する光ディスク基板の両面の温度を容易に制御することができる。
【００６３】
請求項１６記載の発明は、請求項１ないし１４のいずれか一記載の光ディスク基板成形装置において、金型側断熱材が配置されている方の金型では、ステンレス鋼の上に金型側断熱材が設けられ、この金型側断熱材の上にその金型側断熱材よりも熱伝導率が高い材質層が設けられてこの材質層がキャビティに直接に接しているので、材質層の体積や材質を適宜選択することで、成形する光ディスク基板の両面の温度を容易に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態として、光ディスク基板成形装置を示す縦断側面図である。
【図２】光ディスク基板成形用のスタンパの製造方法を示す側面図である。
【図３】完成した光ディスク基板成形用のスタンパの一部を示す側面図である。
【図４】金型温度と基板転写温度との関係を従来の一例と本実施の形態との比較において示すグラフである。
【図５】完成した光ディスクとこの光ディスクの基本となる光ディスク基板との形状を示す模式図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における第１の変形例を示す光ディスク基板成形装置の縦断側面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における第２の変形例を示す光ディスク基板成形装置の縦断側面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態として、光ディスク基板成形装置を示す縦断側面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における第１の変形例を示す光ディスク基板成形装置の縦断側面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における第２の変形例を示す光ディスク基板成形装置の縦断側面図である。
【図１１】一対の金型の間に形成されるキャビティ内に射出充填された樹脂の状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１        スタンパ
５        転写面
７        スタンパ側断熱材
５２      固定金型（金型）
５３      可動金型（金型）
５４      キャビティ
６２      金型側断熱材
６３      材質層
【図１】
0003831147.tif 000002
【図２】
0003831147.tif 000003
【図３】
0003831147.tif 000004
【図４】
0003831147.tif 000005
【図５】
0003831147.tif 000006
【図６】
0003831147.tif 000007
【図７】
0003831147.tif 000008
【図８】
0003831147.tif 000009
【図９】
0003831147.tif 000010
【図１０】
0003831147.tif 000011
【図１１】
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