JP2001205675A

JP2001205675A - ディスク基板成形用金型およびその製造方法

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Publication number: JP2001205675A
Application number: JP2000022319A
Authority: JP
Inventors: Naohisa Manjomoku; 直久万城目
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-01-31
Filing date: 2000-01-31
Publication date: 2001-07-31
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Abstract

(57)【要約】【課題】ディスク基板製造用射出成形装置におけるミ
ラー部材の鏡面の表面硬度を向上させ、耐摩耗性や耐損
傷性などの耐久性を向上させて、長寿命化を達成する。【解決手段】射出成形法によりディスク基板を作製す
る際に用いられる、金型コア１と金型コア２とを有する
ディスク基板成形用金型において、クロム含有合金鋼か
らなる金型コア２の部分を構成するミラー部材４のミラ
ー面４ａに、４〜６時間の窒化処理を施して、窒化クロ
ム拡散層１１を形成する。窒化処理を行う前に、窒化処
理前にミラー面４ａをその表面粗度がRa：0.05〜0.13μ
ｍ（Rz:0.2〜0.5μｍ）になるように研磨する。この窒
化処理によって、ミラー面４ａの表面硬度をビッカース
硬度において1400以上とする。窒化処理後に研磨を行
い、ミラー面４ａの表面粗度をRa：7.5×10^−３〜2.5×
10^−２μｍ（Rz:0.03〜0.1μｍ）とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ディスク基板成
形用金型およびその製造方法に関し、特に、光ディスク
や光磁気ディスクなどのディスク基板を射出成形する際
に用いられる金型に適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスクや光磁気ディスクなど
の記録メディアが広く普及してきている。この記録メデ
ィアは、合成樹脂材料からなる円盤状のディスク基板の
主面に信号記録層が成膜されて構成されている。

【０００３】そして、このような合成樹脂材料からなる
ディスク基板を製造する際には、一般に、ディスク基板
成形用金型が用いられる。このディスク基板成形用金型
を用いた射出成形装置の従来例を図３に示す。

【０００４】図３に示すように、従来のディスク基板成
形用金型を用いた射出成形装置は、開閉可能に構成され
た金型コア１０１および金型コア１０２と、これらの金
型コア１０１、１０２の互いに対向する面に設けられた
ミラー部材１０３およびミラー部材１０４と、このミラ
ー部材１０３のミラー面１０３ａに装着されるととも
に、その外周縁がスタンパ固定部材１０５によりミラー
面１０３ａに固定されるスタンパ１０６と、他方のミラ
ー部材１０４に形成された凹陥部１０４ａとスタンパ１
０６とにより形成されるキャビティ１０７と、このキャ
ビティ１０７に溶融した樹脂材料を注入するための、金
型コア１０１の中心付近を貫通する樹脂注入孔１０８ａ
が設けられたスプール１０８と、金型コア１０２の中心
付近に設けられたパンチ部１０９とを有して構成されて
いる。

【０００５】金型コア１０１および金型コア１０２は、
成型装置の加圧装置（図示せず）によって相対的に移動
可能に構成されている。そして、これらの金型コア１０
１、１０２を相対的に移動させることによって、所定圧
力によって互いに接近して閉じられ、あるいは互いに離
反して開かれるように構成されている。

【０００６】また、ミラー部材１０３は金型コア１０１
に設けられており、他方のミラー部材１０４に対向する
部分が、鏡面仕上げの施されたミラー面１０３ａとなっ
ている。また、他方のミラー部材１０４は、金型コア１
０２に設けられており、キャビティ１０７を形成する凹
陥部１０４ａの底面が、鏡面仕上げの施されたミラー面
１０４ｂとなっている。

【０００７】また、スタンパ固定部材１０５は、環状に
形成されており、スタンパ１０６の外周縁を外側から包
囲するとともに、ミラー部材１０３のミラー面１０３ａ
に対して接するように構成されている。

【０００８】また、スタンパ１０６の表面には、ディス
ク基板の主面部に形成される所定の形状のグルーブやピ
ットなどの凹凸に対して鏡像関係にある凹凸が形成され
ている。また、キャビティ１０７は、目的とするディス
ク基板の形状を有するように、ミラー部材１０４の凹陥
部１０４ａおよびスタンパ１０６により形成される密閉
領域である。

【０００９】また、スプール１０８は、その樹脂注入孔
１０８ａを介して、ポリカーボネートなどの溶融した樹
脂材料をキャビティ１０７の内部に射出可能に構成され
ている。

【００１０】また、パンチ部１０９は、金型コア１０２
に支持され、この金型コア１０２に対して相対的に移動
可能に構成されている。また、このパンチ部１０９は、
駆動機構（図示せず）によりキャビティ１０７内に射出
された樹脂材料が硬化した後、キャビティ１０７内の樹
脂成形品に向けて突出して、樹脂成形品であるディスク
基板のセンターホールを形成するためのものである。

【００１１】上述のように構成された射出成形装置を用
いてディスク基板を製造する場合、まず、キャビティ１
０７の内部に溶融した樹脂材料が射出され、その樹脂材
料が硬化して、キャビティ１０７内のスタンパ１０６の
表面に形成された凹凸が転写された状態で成型される。

【００１２】このディスク基板成形用金型の金型コア１
０１または金型コア１０２において、ミラー部材１０
３、１０４は、耐食性の点を考慮して、主としてステン
レス鋼（ＳＵＳ）などのクロム（Ｃｒ）が含有された合
金鋼から構成される。また、このＳＵＳなどのＣｒ含有
合金鋼には焼き入れが施されており、その母材のビッカ
ース硬度は５５０程度である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ミラー
部材１０３、１０４をＳＵＳなどから構成した場合に
は、作業者の取り扱いなどにより、特に、ミラー部材１
０４のミラー面１０４ｂに傷が入りやすく、耐久性を考
慮すると、その表面硬度は充分とは言えなかった。

【００１４】そこで、ミラー部材の耐久性の向上を目的
として、表面硬度を向上させるために、ミラー部材１０
４のミラー面１０４ｂ上に、スパッタリング法などの物
理気相成長（ＰＶＤ）法や化学気相成長（ＣＶＤ）法な
どの被膜方法により、窒化チタン（ＴｉＮ）層や炭化チ
タン（ＴｉＣ）層などをコーティングする方法が提案さ
れた。

【００１５】ところが、本発明者の知見によれば、これ
らのＰＶＤ法やＣＶＤ法などにより被覆した層には、そ
の表面に微細な表面欠陥が多く存在している。そのた
め、このような被覆した膜は、ディスク基板を射出成形
法により形成する際に処理面（鏡面）として用いられる
ミラー面１０４ａとして構成するにはあまり適していな
い。また、これらの被膜方法では、その処理自体にコス
トがかかってしまう。

【００１６】したがって、この発明の目的は、ディスク
基板成形用金型の部分を構成するミラー部材における鏡
面の表面硬度を向上させることにより、ミラー部材の耐
久性を向上させ、その長寿命化を達成することができる
ディスク基板成形用金型およびその製造方法を提供する
ことにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第１の発明は、射出成形法によりディス
ク基板を作製する際に用いられる、第１の金型と第２の
金型とを有するディスク基板成形用金型の製造方法にお
いて、第１の金型が、第１の鏡面の設けられたクロム含
有合金鋼からなる第１のミラー部材を有し、第２の金型
が、第２の鏡面の設けられたクロム含有合金鋼からなる
第２のミラー部材を有し、第１の鏡面と第２の鏡面との
少なくとも一方の鏡面に対して窒化処理を行うことによ
り、第１の鏡面と第２の鏡面との少なくとも一方の鏡面
に、窒化クロム拡散層を形成するようにしたことを特徴
とするものである。

【００１８】この第１の発明において、窒化処理を行う
鏡面の表面硬度を効率よく向上させるために、好適に
は、窒化処理の処理時間を、４時間以上６時間以下とす
る。

【００１９】この第１の発明において、好適には、窒化
処理を行う前に、第１の鏡面と第２の鏡面とのうちの窒
化処理が行われる鏡面を、その表面粗度が算術平均粗さ
Ｒａにおいて０．０５μｍ以上０．１２５μｍ以下（十
点平均粗さＲｚ：０．２〜０．５μｍ、０．２〜０．５
Ｓ）になるように研磨する。

【００２０】この第１の発明において、好適には、窒化
処理を行った後、第１の鏡面と第２の鏡面とのうちの窒
化処理が行われた鏡面を、その表面粗度が算術平均粗さ
Ｒａにおいて７．５×１０^−３μｍ以上〜２．５×１０
^−２μｍ（十点平均粗さＲｚ：０．０３〜０．１μｍ、
０．０３〜０．１Ｓ）になるように研磨する。

【００２１】この第１の発明において、窒化処理を行う
前の研磨および窒化処理を行った後の研磨は、典型的に
は、化学機械研磨（Chemical Mechanical Polish、ＣＭ
Ｐ）法またはラップ研磨法により行う。

【００２２】この発明の第２の発明は、射出成形法によ
りディスク基板を作製する際に用いられる、第１の金型
と第２の金型とを有するディスク基板成形用金型におい
て、第１の金型が、第１の鏡面の設けられたクロム含有
合金鋼からなる第１のミラー部材を有し、第２の金型
が、第２の鏡面の設けられたクロム含有合金鋼からなる
第２のミラー部材を有し、第１の鏡面と第２の鏡面との
少なくとも一方の鏡面に窒化クロム拡散層が設けられて
いることを特徴とするものである。

【００２３】この第２の発明において、典型的には、窒
化クロム拡散層が形成された鏡面の表面のビッカース硬
度は、１４００以上である。

【００２４】この第２の発明において、典型的には、窒
化クロム拡散層が形成された鏡面の表面粗度は、算術平
均粗さＲａにおいて、７．５×１０^−３μｍ以上２．５
×１０^−２μｍ以下（十点平均粗さＲｚ：０．０３μｍ
以上０．１μｍ以下、０．０３〜０．１Ｓ）である。

【００２５】また、本発明者の知見によれば、クロムの
含有率が低いと、窒化処理に寄与するクロムの量が少な
すぎてしまい、十分な硬度を得ることができないため、
十分な硬度を得るために、この発明において、好適に
は、クロム含有合金鋼中のクロムの含有率は、３重量パ
ーセント以上である。また、本発明者の知見によれば、
クロムの含有率が多すぎても、ミラー部材の鏡面におい
て十分な硬化を得ることができないため、好適には、ク
ロム含有合金鋼中のクロムの含有率は、１４重量パーセ
ント以下とするのが好ましい。

【００２６】この発明において、典型的には、第１のミ
ラー部材や第２のミラー部材を構成するクロム含有合金
鋼は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）であり、好適には、ミラ
ー部材は、マルテンサイト系のステンレス鋼（ＳＵＳ）
から構成される。また、マルテンサイト系のステンレス
鋼としては、好適にはクロム（Ｃｒ）を１２〜１３重量
パーセント程度含有したＳＵＳ４２０Ｊ２が用いられる
が、ＳＵＳ４２０Ｊ１、ＳＵＳ４２０Ｆ、ＳＵＳ４２０
Ｆ２、またはクロムを１１〜１２重量パーセント含有し
たＳＵＳ４１０などを用いることも可能である。また、
必要に応じて、ミラー部材として、オーステナイト系の
ステンレス鋼を用いることも可能である。

【００２７】上述のように構成されたこの発明によるデ
ィスク基板成形用金型およびその製造方法によれば、デ
ィスク基板成形用金型におけるミラー部材の鏡面を窒化
処理することによって、その表面に窒化クロム拡散層を
形成していることにより、高コストの被膜技術を用いる
ことなく、鏡面の表面硬度を向上させることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて図面を参照しながら説明する。なお、以下の一実施
形態の全図においては、同一または対応する部分には同
一の符号を付す。

【００２９】まず、この発明の一実施形態によるディス
ク基板成形用金型を用いた射出成形装置について説明す
る。図１はこの一実施形態による射出成形装置を示す。
この射出成形装置は、光透過性を有するポリカーボネー
ト(Polycarbonate)やポリメチルメタクリレート(Poly-m
ethyl-methacrylate)などの合成樹脂材料を用いて、射
出成型法によりディスク基板を成型するためのものであ
る。また、このディスク基板は、例えば主面に信号記録
層が形成された光ディスクや光磁気ディスクなどの記録
メディアを構成する際に用いられるものである。

【００３０】図１に示すように、この一実施形態による
射出成形装置は、互いに開閉可能に構成された金型コア
１および金型コア２と、これらの金型コア１および金型
コア２の部分にそれぞれ設けられた第１のミラー部材３
および第２のミラー部材４と、第２のミラー部材４の部
分に形成された凹陥部５と、その外周縁がスタンパ固定
部材（図示せず）により固定されるとともに第１のミラ
ー部材３のミラー面３ａに接するスタンパ６と、凹陥部
５とスタンパ６とにより形成されるキャビティ７内に溶
融した樹脂材料を注入するための、金型コア１の中心付
近を貫通して設けられた樹脂注入孔８ａを有するスプー
ル８と、金型コア２の中心付近に設けられたパンチ部９
とを有して構成されている。

【００３１】金型コア１と金型コア２とは互いに相対向
して設けられており、加圧装置（図示せず）により相対
的に移動可能に構成されている。そして、これらの金型
コア１、２を互いに相対的に移動して、所定圧力で突き
合わせることにより、成型するディスク基板に対応する
例えば円盤形状のキャビティ７を形成可能に構成されて
いる。

【００３２】また、第１のミラー部材３は、例えば、ク
ロム（Ｃｒ）を１２〜１３重量％含有したステンレス鋼
（ＳＵＳ４２０Ｊ２など）からなる。また、この第１の
ミラー部材３は金型コア１に取り付けられており、この
第１のミラー部材３のうち、第２のミラー部材４に対向
した部分は、鏡面仕上げが施されたミラー面３ａとなっ
ている。

【００３３】また、第２のミラー部材４は、例えば、第
１のミラー部材３におけると同様のステンレス鋼からな
る。また、この第２のミラー部材４は金型コア２に取り
付けられており、後述するキャビティ７を形成する凹陥
部５を有している。そして、この凹陥部５の底面で、か
つ、少なくとも第１のミラー部材３のミラー面３ａに対
向した部分は、鏡面仕上げが施されたミラー面４ａとな
っている。

【００３４】この第２のミラー部材４におけるミラー面
４ａの表面には、窒化クロム拡散層１１が形成されてい
る。この窒化クロム拡散層１１は後述する窒化処理方法
により形成され、その表面硬度は、ビッカース硬度にお
いて、例えば１４００以上に選ばれる。

【００３５】また、スタンパ６は、射出成形するディス
ク基板の表面に形成される信号となるべきピットやグル
ーブなどの凹部に対して鏡像関係となる凸部が設けられ
ている。このスタンパ６の一例を挙げると、射出成形に
より形成されるものがコンパクトディスク（Compact Di
sc、ＣＤ）である場合には、厚さが０．３ｍｍの平坦で
円盤状のニッケル（Ｎｉ）原盤である。また、このスタ
ンパ６を固定するスタンパ固定部材（図示せず）は、例
えば環状に形成されており、スタンパ６の外周縁を外側
から包囲するとともに、第１のミラー部材３のミラー面
に対して当接可能に構成されている。また、キャビティ
７は、成形すべきディスク基板の形状を有するように構
成されている。

【００３６】また、スプール８は、成形機ノズル１０か
ら供給される溶融したポリカーボネートなど樹脂材料
を、その樹脂注入孔８ａを介して、第２のミラー部材４
と第１のミラー部材３に設置されたスタンパ６とから構
成されるキャビティ７内に射出するためのものである。

【００３７】また、パンチ部９は、金型コア２に対して
移動可能に支持されている。このパンチ部９は、スプー
ル８によりキャビティ７内に溶融した樹脂材料が注入さ
れ、さらにこの樹脂材料が硬化した後、駆動手段（図示
せず）によって移動され、キャビティ７内の樹脂成形品
に向けて突出させることにより、樹脂成形品であるディ
スク基板にセンターホールを形成するためのものであ
る。

【００３８】次に、以上のように構成されたこの一実施
形態による射出成形装置を用いたディスク基板の製造方
法について説明する。

【００３９】すなわち、まず、金型コア１、２を閉じる
ことにより、第２のミラー部材４とスタンパ６とから形
成されるキャビティ７を密閉する。そして、パンチ部９
を移動させた後、スプール８の樹脂注入孔８ａを介し
て、所定の圧力下においてキャビティ７内に溶融した樹
脂材料を注入する。これにより、キャビティ７内に溶融
した樹脂材料が満たされ、この樹脂材料はキャビティ７
の形状に倣って成形されるとともに、スタンパ６に接し
た部分においては、スタンパ６表面の凹凸形状が転写さ
れる。

【００４０】続いて、キャビティ７内の樹脂材料が硬化
して樹脂成形品（図示せず）が形成された後、パンチ部
９を移動させることにより、キャビティ７内の樹脂成形
品にセンターホールを形成する。次に、金型コア１、２
を相対的に互いに移動させて、これらを開けた後、樹脂
成形品をエジェクタ（図示せず）などを用いてキャビテ
ィ７から突き出すことにより、第２のミラー部材４から
離型させる。

【００４１】以上のようにして、所望のディスク基板が
製造される。

【００４２】次に、この一実施形態による射出成形装置
に用いられる第２のミラー部材４のミラー面４ａに対す
る窒化処理方法について説明する。

【００４３】まず、第２のミラー部材４のミラー面４ａ
に対して前研磨処理を行う。この前研磨処理において
は、例えばＣＭＰ法やラップ研磨法などによりミラー面
４ａの研磨を行う。ここで、この前研磨処理による研磨
によってミラー面４ａの表面粗度を、Ｒａにおいて０．
０５μｍ（０．２Ｓ）未満にしようとすると、その研磨
に非常に時間がかかって効率が悪くなってしまい、他
方、表面粗度を０．１２５μｍ（０．５Ｓ）より大きく
してしまうと、後述する窒化処理において窒素（Ｎ）の
拡散が不十分になり、窒素（Ｎ）と母材（第２のミラー
部材４）中のＣｒとの結合が弱くなってしまう。その結
果、所望の表面硬度が得られない。したがって、この前
研磨処理においては、ミラー面４ａの研磨を、その表面
粗度が算術平均粗さＲａにおいて０．０５〜０．１２５
μｍ（０．２〜０．５Ｓ）の範囲内になるようにする。

【００４４】次に、ミラー面４ａに対する窒化処理につ
いて説明する。この一実施形態による窒化処理は、減圧
炉を用いた窒素原子（Ｎ）の拡散原理を利用した、いわ
ゆる減圧ガス窒化処理方法である。

【００４５】すなわち、まず、例えばステンレス鋼など
のクロム含有合金鋼からなる第２のミラー部材４を、窒
化処理炉内に装填した後、この窒化処理炉内を減圧す
る。次に、窒化処理炉内に、アンモニア（ＮＨ_３）ガス
および窒化促進ガス（例えば、Ｒｘガス）を導入する。
これとともに、窒化処理炉内を４８０〜５５０℃に加熱
し、この状態を２〜６時間、好適には４〜６時間、より
好適には５〜６時間維持する。この窒化処理時間は、ビ
ッカース硬度において１４００以上の所望の表面硬度を
得るために必要な時間確保される。この窒化処理時間に
関して、以下に具体的に説明する。

【００４６】まず、図２に、ミラー面４ａにおける表面
硬度の窒化処理時間依存性を示す。ここで、この表面硬
度の窒化処理時間依存性の測定における窒化処理条件を
挙げると、窒化処理装置：減圧窒化処理炉圧力：１．３３×１０^−１Ｐａ（１０^−３ｍｍＨｇ）処理ガス：ＮＨ_３ガス（１０体積％）Ｈ_２ガス（１０体積％）Ｏ_２ガス（５体積％）残部、Ｎ_２ガスおよびＲｘガス鋼種：ＳＵＳ４２０Ｊ２処理温度：５００℃ 処理時間：０〜１０時間とする。

【００４７】図２から、ミラー面４ａの表面におけるビ
ッカース硬度を１４００以上に制御するためには、窒化
処理時間を２時間以上とするのが望ましく、ミラー面４
ａの表面硬度を、ビッカース硬度において１４００以上
の安定した硬度とするためには、窒化処理時間を４時間
以上とするのが望ましいことがわかる。また、図２か
ら、窒化処理時間が６時間を超えてもミラー面４ａにお
けるビッカース硬度の増加は見られないが、窒化処理時
間が６時間を超えると、ミラー面４ａ表面の粒子が粗大
化してしまい、所望とする表面粗度を得ることが困難に
なってしまう。そのため、窒化処理時間は好適には６時
間以下が望ましい。

【００４８】そして、この窒化処理により、窒素がミラ
ー面４ａから第２のミラー部材４中に向けて拡散され、
第２のミラー部材４における合金鋼中のＣｒとＮとから
化合物が生成される。これによって、ミラー面４ａの表
面に膜厚が例えば０．０２ｍｍの窒化クロム拡散層１１
が形成される。このように、Ｃｒ含有合金鋼の表面、す
なわち第２のミラー部材４のミラー面４ａに、硬化層と
して窒化クロム拡散層１１を形成していることにより、
ミラー面４ａを高硬度化することができる。

【００４９】また、上述した窒化処理においては、窒化
処理炉内において、ＮＨ_３ガスなどの窒化ガスをミラー
面４ａに接触させることによって、そのミラー面４ａを
窒化するようにしているので、ミラー面４ａの表面から
内部への硬度の低下は滑らかである。これにより、ミラ
ー面４ａの表面層の剥離や欠陥の発生を抑制することが
できる。さらに、上述したように、この一実施形態によ
る窒化処理は、窒素が母材であるＣｒ含有合金鋼の表面
から内部に向かって浸透し、拡散しながら母材中のＣｒ
と結合することによって窒化クロム拡散層１１を形成す
るものであるため、母材自体に反りや膨張などの寸法変
化の発生が抑制されるとともに、窒化クロム拡散層１１
の拡散深さを、処理時間および／または処理温度の制御
を行うことにより制御することが可能となる。

【００５０】また、上述の窒化処理を用いる場合、Ｃｒ
の含有率が３重量％未満であると、窒化処理に寄与する
Ｃｒの量が少なすぎてしまい、十分な表面硬度を得るこ
とができない。そのため、窒化処理に供される合金鋼
は、Ｃｒの含有率が３重量％以上のものが望ましい。

【００５１】ここで、この一実施形態による表面窒化処
理によって高硬度化された場合の鋼種によるビッカース
硬度の増加量の違いに関して測定した結果を、以下の表
１に示す。ここで、この測定における表面窒化処理条件
を挙げると、窒化処理装置：減圧窒化処理炉圧力：１．３３×１０^−１Ｐａ（１０^−３ｍｍＨｇ）処理ガス：ＮＨ_３ガス（１０体積％）Ｈ_２ガス（１０体積％）Ｏ_２ガス（５体積％）残部、Ｎ_２ガスおよびＲｘガス処理温度：５００℃ 処理時間：５時間とする。

【００５２】

【表１】

【００５３】表１から、鋼種がＳＵＳ３０４の場合に、
その表面硬度が、ビッカース硬度において１２００程度
まで増加することがわかる。また、上述の一実施形態に
おいて用いられたＳＵＳ４２０Ｊ２の表面硬度が、ビッ
カース硬度において１５００程度にまで増加することが
わかる。また、ＳＵＳ４１０の場合に、その表面硬度
が、１４００程度にまで増加することがわかる。以上の
ことから、そのミラー面４ａが窒化処理される第２のミ
ラー部材４の材料としてＳＵＳ４２０Ｊ２を用いること
が望ましいことがわかる。また、表面硬度を１４００以
上とする観点からは、第２のミラー部材４の材料とし
て、ＳＵＳ４１０を用いることも可能であることがわか
る。

【００５４】さて、上述した窒化処理により、ミラー面
４ａ表面に窒化クロム拡散層１１を形成した後には、ミ
ラー面４ａの表面に０．００２ｍｍ（２μｍ）程度の酸
化被膜（図示せず）が形成される。このような酸化被膜
が形成されると、その表面粗度は悪くなり、ミラー面４
ａを第２のミラー部材４の鏡面部として使用することが
困難になる。そこで、この酸化被膜の除去を目的とし
て、例えばＣＭＰ法やラップ研磨法によりミラー面４ａ
の後研磨処理を行う。ここで、この後研磨処理におい
て、ミラー面４ａの表面粗度が算術平均粗さＲａにおい
て０．０２５μｍ（十点平均粗さＲｚにおいて０．１μ
ｍ、０．１Ｓ）を超えてしまうと、ディスク基板の射出
成形における離型性が悪化し、安定した射出成形が困難
となってしまう。他方、ミラー面４ａの表面粗度を、算
術平均粗さＲａにおいて７．５×１０ ^−３μｍ（十点平
均粗さＲｚにおいて０．０３μｍ、０．０３Ｓ）未満と
すると、やはり研磨処理に時間がかかってしまう。した
がって、この後研磨処理において、ミラー面４ａの表面
粗度を、Ｒａにおいて０．００７５〜０．０２５μｍ
（Ｒｚにおいて０．０３〜０．１μｍ、０．０３〜０．
１Ｓ）となるように制御する。

【００５５】以上のようにして、この一実施形態による
第２のミラー部材４のミラー面４ａに対する窒化処理が
行われ、そのミラー面４ａ表面が硬化されたミラー部材
４が得られる。

【００５６】また、本発明者が、上述の窒化処理および
後研磨処理後に、ミラー面４ａにおける欠損検査を行っ
たところ、窒化処理による欠損も、研磨処理による欠損
も生じないことが確認された。さらに、表面硬度も変化
はなく、所望とするビッカース硬度（１４００以上）を
保持することができることが確認された。そして、この
表面硬度の向上に伴った耐久性の向上により、第２のミ
ラー部材４の寿命が３倍に向上したことが確認された。

【００５７】以上説明したように、この一実施形態によ
れば、Ｃｒを含有したステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２
など）からなる第２のミラー部材４のミラー面４ａに、
減圧炉内における４〜６時間の窒化処理を行うことによ
って窒化クロム拡散層１１を形成するようにしているこ
とにより、ミラー面４ａの表面におけるビッカース硬度
を１４００以上にまで向上させることができるので、メ
ンテナンス時やディスク基板の成形中に発生する損傷な
どを大幅に低減することができる。したがって、その耐
摩耗性や耐損傷性などの耐久性を向上させることがで
き、その長寿命化を図ることができる。

【００５８】以上、この発明の一実施形態について具体
的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定
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、上述の一実施形態において挙げた
数値、鋼種、窒化処理条件、研磨方法はあくまでも例に
過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値、鋼種、窒化処
理条件、研磨方法を用いてもよい。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ディスク基板成形用金型の部分を構成する、クロム
含有合金鋼からなるミラー部材における鏡面を窒化する
ことにより、この表面に窒化クロム拡散層を形成するよ
うにしていることにより、ミラー部材の鏡面の表面硬度
を向上させることができるので、ミラー部材における耐
摩耗性や耐損傷性などの耐久性を向上させることがで
き、その長寿命化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態による射出成形装置を示
す断面図である。

【図２】この発明の一実施形態によるミラー面の表面硬
度の窒化処理時間依存性を示すグラフである。

【図３】従来技術による射出成形装置を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１、２・・・金型コア、３・・・第１のミラー部材、３
ａ・・・ミラー面、４・・・第２のミラー部材、４ａ・
・・ミラー面、５・・・凹陥部、６・・・スタンパ、７
・・・キャビティ、８・・・スプール、８ａ・・・樹脂
注入孔、９・・・パンチ部、１１・・・窒化クロム拡散
層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】射出成形法によりディスク基板を作製す
る際に用いられる、第１の金型と第２の金型とを有する
ディスク基板成形用金型の製造方法において、上記第１の金型が、第１の鏡面の設けられたクロム含有
合金鋼からなる第１のミラー部材を有し、上記第２の金型が、第２の鏡面の設けられたクロム含有
合金鋼からなる第２のミラー部材を有し、上記第１の鏡面と上記第２の鏡面との少なくとも一方の
鏡面に対して窒化処理を行うことにより、上記第１の鏡
面と上記第２の鏡面との少なくとも一方の鏡面に、窒化
クロム拡散層を形成するようにしたことを特徴とするデ
ィスク基板成形用金型の製造方法。
【請求項２】上記クロム含有合金鋼中のクロムの含有
率が、３重量パーセント以上１４重量パーセント以下で
あることを特徴とする請求項１記載のディスク基板成形
用金型の製造方法。
【請求項３】上記クロム含有合金鋼がステンレス鋼で
あることを特徴とする請求項１記載のディスク基板成形
用金型の製造方法。
【請求項４】上記窒化処理の処理時間が４時間以上６
時間以下であることを特徴とする請求項１記載のディス
ク基板成形用金型の製造方法。
【請求項５】上記窒化処理を行う前に、上記窒化処理
が行われる上記第１の鏡面と上記第２の鏡面との少なく
とも一方の鏡面を研磨することにより、上記窒化処理が
行われる鏡面の表面粗度を、算術平均粗さＲａにおいて
０．０５μｍ以上０．１２５μｍ以下にするようにした
ことを特徴とする請求項１記載のディスク基板成形用金
型の製造方法。
【請求項６】上記窒化処理を行った後、上記窒化処理
が行われた鏡面を研磨することにより、上記窒化処理が
行われた鏡面の表面粗度を、算術平均粗さＲａにおいて
７．５×１０^−３μｍ以上２．５×１０^−２μｍ以下に
するようにしたことを特徴とする請求項１記載のディス
ク基板成形用金型の製造方法。
【請求項７】射出成形法によりディスク基板を作製す
る際に用いられる、第１の金型と第２の金型とを有する
ディスク基板成形用金型において、上記第１の金型が、第１の鏡面の設けられたクロム含有
合金鋼からなる第１のミラー部材を有し、上記第２の金型が、第２の鏡面の設けられたクロム含有
合金鋼からなる第２のミラー部材を有し、上記第１の鏡面と上記第２の鏡面との少なくとも一方の
鏡面に窒化クロム拡散層が設けられていることを特徴と
するディスク基板成形用金型。
【請求項８】上記クロム含有合金鋼中のクロムの含有
率が、３重量パーセント以上１４重量パーセント以下で
あることを特徴とする請求項７記載のディスク基板成形
用金型。
【請求項９】上記クロム含有合金鋼がステンレス鋼で
あることを特徴とする請求項７記載のディスク基板成形
用金型。
【請求項１０】上記窒化クロム拡散層が設けられた鏡
面のビッカース硬度が１４００以上であることを特徴と
する請求項７記載のディスク基板成形用金型。
【請求項１１】上記窒化クロム拡散層が設けられた鏡
面の表面粗度が、算術平均粗さＲａにおいて７．５×１
０^−３μｍ以上２．５×１０^−２μｍ以下であることを
特徴とする請求項７記載のディスク基板成形用金型。