JP2008183765A

JP2008183765A - Molding die for disc substrate, molding method of disc substrate and disc substrate

Info

Publication number: JP2008183765A
Application number: JP2007018011A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Ebina; 利幸蛯名
Original assignee: Meiki Seisakusho KK
Current assignee: Meiki Seisakusho KK
Priority date: 2007-01-29
Filing date: 2007-01-29
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2027-01-29
Also published as: JP4789818B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To finely transfer the fine uneven shape of a stamper upon molding a disc substrate and in addition pursue the cooling efficiency by forming, on the mirror surface plate to be arranged with the stamper of one die in the molding die for the disc substrate and on the mirror surface plate of the other die, heat buffering layers that are excellent in bonding capability (affinity) with the stainless steel mainly forming the mirror surface plates and also excellent in durability. <P>SOLUTION: On the surfaces of the mirror surface plate 34 of one die 31 of the molding die 20 for the disc substrate on which the stamper 36 is arranged and the mirror surface plate 26 of the other die 21 or between the surfaces and the cooling medium passages 34a, 26a there are provided metal sprayed layers 51, 61 by a metal which has a thermal conductivity lower than the metal mainly forming the mirror surface plates 34, 26. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ディスク用のディスク基板を射出成形する際に用いられるディスク基板の成形用金型、前記ディスク基板の成形用金型によるディスク基板の成形方法、およびその成形方法によって成形されたディスク基板に関する。そして特にはブルーレイディスク用のディスク基板を射出成形（射出圧縮成形）する際に用いられるブルーレイ用ディスク基板の成形用金型、前記ブルーレイ用ディスク基板の成形用金型によるブルーレイ用ディスク基板の成形方法、およびその成形方法によって成形されたブルーレイディスク基板に関する。 The present invention relates to a disk substrate molding die used for injection molding of a disk substrate for an optical disk, a disk substrate molding method using the disk substrate molding die, and a disk substrate molded by the molding method. About. And in particular, a molding die for a Blu-ray disc substrate used for injection molding (injection compression molding) of a Blu-ray disc disc substrate, and a Blu-ray disc substrate molding method using the Blu-ray disc substrate molding die And a Blu-ray disc substrate molded by the molding method.

ディスク基板の成形の際には、型合せされた際にキャビティが形成される固定金型および可動金型の一方の金型における鏡面板の表面にスタンパが配設されるディスク基板の成形用金型のキャビティに溶融樹脂を射出充填し、前記鏡面板の冷却媒体通路に流される冷却媒体により、スタンパを介して前記溶融樹脂を冷却固化させディスク基板が成形される。 When molding a disk substrate, a mold for molding a disk substrate in which a stamper is disposed on the surface of a mirror plate in one of a fixed mold and a movable mold in which a cavity is formed when the molds are aligned. A molten resin is injected and filled into the cavity of the mold, and the molten resin is cooled and solidified through a stamper by a cooling medium flowing through the cooling medium passage of the mirror plate, thereby forming a disk substrate.

ディスク基板の成形時にはスタンパによってピットやグルーブといった微細な凹凸形状の転写が行われるが、溶融樹脂の射出充填時にはスタンパの表面温度が高温である方が、前記スタンパの微細な凹凸形状の隅々まで溶融樹脂が入り込み、良好な転写ができる。しかし早期にディスク基板を冷却固化させ、取出し可能な状態にするためには、スタンパがより低温に冷却されていることが望ましい。このような相反する条件を満たすために、従来からスタンパが配設される鏡面板の表面に、熱緩衝層を設けることが行われている。特許文献１は熱緩衝層としてセラミック材、石英、ガラス等を用いることが記載されている。また特許文献２、特許文献３においても熱伝導率の低いセラミック材を熱緩衝層に用いることが記載されている。また特許文献４についてはアモスファスカーボンを使用することが記載されている。そして特許文献５においては、熱緩衝層を空気断熱層とジルコニア層からそれぞれ形成することが記載されている。 When forming a disk substrate, fine stamps and grooves such as pits and grooves are transferred by a stamper. When the molten resin is injected and filled, the surface temperature of the stamper is higher. Molten resin enters and good transfer is possible. However, it is desirable that the stamper is cooled to a lower temperature in order to quickly cool and solidify the disk substrate so that it can be taken out. In order to satisfy such conflicting conditions, a heat buffer layer is conventionally provided on the surface of the mirror plate on which the stamper is disposed. Patent Document 1 describes that a ceramic material, quartz, glass or the like is used as a thermal buffer layer. Patent Documents 2 and 3 also describe the use of a ceramic material having a low thermal conductivity for the thermal buffer layer. Patent Document 4 describes the use of an amosphere carbon. And in patent document 5, forming a thermal buffer layer from an air heat insulation layer and a zirconia layer is described, respectively.

そして特許文献１〜５においては、セラミック材を溶射等の方法により鏡面板に形成しているが、共通して次のような問題があった。すなわちセラミック材は、金属と比較して鏡面板を形成するステンレス鋼との接合性（親和性）に問題がある。また両者の熱膨張率は、ステンレス鋼が１１〜１７×１０^−６／℃程度であるのに対して、熱膨張率が比較的高いセラミックであるジルコニアの場合で３〜１０×１０^−６／℃であり、他のセラミック材にあっては、ジルコニアの熱膨張率よりも更に熱膨張率が低い。そのためディスク基板の成形用金型のように昇温と冷却を急速に繰り返す場合には、ステンレス鋼とセラミック材の熱膨張率の差により、セラミック材が剥離しやすいという問題がある。更にまたセラミック材を溶射等の方法で鏡面板にコーティングすると、その後の表面加工が難しいという問題もあった。更に特許文献６ではポリイミド樹脂からなる徐冷プレートを鏡面板の表面に形成することが記載されている。しかしポリイミド樹脂による徐冷プレートは、硬度不足であり強い型締力を及ぼしたり、成形ショット数を一定以上重ねると、徐冷プレート表面の平滑性が低下し、成形されるディスク基板に影響を与えるという問題があった。従って上記の欠点を持つため徐冷プレートの交換頻度が高くなりメンテナンスが困難であるという問題があった。また前記特許文献１〜６のうち特許文献４と特許文献６には固定金型と可動金型の両方の鏡面板にセラミック材等のコーティングを行うことが記載されている。しかし特許文献４と特許文献６のものは、ディスク基板の領域に関係なく内周側部分までコーティングを行なうものであった。 And in patent documents 1-5, although the ceramic material was formed in the mirror surface board by methods, such as thermal spraying, there existed the following problems in common. That is, the ceramic material has a problem in bondability (affinity) with the stainless steel forming the mirror surface plate as compared with the metal. The thermal expansion coefficient of both is about 11 to 17 × 10 ⁻⁶ / ° C. for stainless steel, whereas 3 to 10 × 10 ⁻⁶ / in the case of zirconia, which is a ceramic having a relatively high thermal expansion coefficient. In other ceramic materials, the thermal expansion coefficient is lower than that of zirconia. Therefore, when the temperature rise and cooling are repeated rapidly as in the mold for forming the disk substrate, there is a problem that the ceramic material is easily peeled due to the difference in thermal expansion coefficient between the stainless steel and the ceramic material. Furthermore, if the mirror plate is coated with a ceramic material by a method such as thermal spraying, there is a problem that subsequent surface processing is difficult. Furthermore, Patent Document 6 describes that a slow cooling plate made of polyimide resin is formed on the surface of a mirror plate. However, the slow cooling plate made of polyimide resin is insufficient in hardness and exerts a strong clamping force, or when the number of molding shots exceeds a certain level, the smoothness of the surface of the slow cooling plate decreases and affects the disk substrate being molded. There was a problem. Therefore, there is a problem that the slow cooling plate is frequently replaced and maintenance is difficult due to the above-mentioned drawbacks. Of the above Patent Documents 1 to 6, Patent Document 4 and Patent Document 6 describe that the mirror plate of both the fixed mold and the movable mold is coated with a ceramic material or the like. However, in Patent Document 4 and Patent Document 6, the coating is performed up to the inner peripheral side regardless of the area of the disk substrate.

特開平９−１９３２０７号公報（請求項１、００２５、図１、図２）JP-A-9-193207 (Claims 1, 0025, FIGS. 1 and 2) 特開平１１−１５６８９７号公報（請求項１、００１８、００２０、図１、図３）Japanese Patent Laid-Open No. 11-156897 (Claims 1, 0018, 0020, FIGS. 1 and 3) 特開平２−６１０８号公報（請求項１、２ページ、図１、図４）Japanese Patent Laid-Open No. 2-6108 (Claims 1, 2 and FIGS. 1 and 4) 特開２００４−１８１７１６号公報（請求項１、００４４、図１）JP 2004-181716 A (Claim 1, 0044, FIG. 1) 特開２００４−１６７９７９号公報（請求項１、００２３、００２４、図２、図５）JP 2004-167799 A (Claims 1, 0023, 0024, FIG. 2, FIG. 5) 特開平７−１００８６６号公報（００３３、図１）Japanese Patent Laid-Open No. 7-10086 (0033, FIG. 1)

そこで本発明では、ディスク基板の成形用金型におけるスタンパが配設される一方の鏡面板と他方の鏡面板に、主として鏡面板を形成する鋼との接合性（親和性）に優れ、耐久性にも優れた熱緩衝層を形成し、ディスク基板の成形時にスタンパの微細な凹凸形状を良好に転写するとともにディスク基板の反りをなくし、冷却効率も追及したディスク基板の成形用金型、前記ディスク基板の成形用金型によるディスク基板の成形方法、およびその成形方法によって成形されたディスク基板を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, one mirror plate on which a stamper in a molding die for a disk substrate is disposed and the other mirror plate are excellent in bondability (affinity) mainly with steel forming the mirror plate, and are durable. In addition, the disk substrate molding die, in which the excellent heat buffer layer is formed, the fine irregularities of the stamper are well transferred when the disk substrate is molded, the warping of the disk substrate is eliminated, and the cooling efficiency is also pursued, the disk It is an object of the present invention to provide a disk substrate molding method using a substrate molding die and a disk substrate molded by the molding method.

本発明の請求項１に記載のディスク基板の成形用金型は、型合せされた際にキャビティが形成される固定金型および可動金型の少なくとも一方の金型の鏡面板の表面にスタンパが配設されるディスク基板の成形用金型において、一方の金型および他方の金型にそれぞれ取付けられる鏡面板の表面または表面と冷却媒体通路との間には、主として鏡面板を構成する金属よりも熱伝導率が低い金属による金属溶射層が形成されていることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a molding die for a disk substrate, wherein a stamper is provided on a surface of a mirror surface plate of at least one of a stationary die and a movable die that form a cavity when the die is aligned. In the molding die for the disc substrate to be disposed, the surface of the mirror plate attached to one mold and the other die or the surface between the surface and the cooling medium passage are mainly made of metal constituting the mirror plate. Also, a metal spray layer is formed of a metal having low thermal conductivity.

本発明の請求項２に記載のディスク基板の成形用金型は、請求項１において、金属溶射層は空孔を含むとともに金属溶射層の表面には少なくとも溶射法以外の方法により金属層が形成されたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a molding die for a disk substrate according to the first aspect, wherein the metal spray layer includes pores and the metal layer is formed on the surface of the metal spray layer by at least a method other than the spray method. It is characterized by that.

本発明の請求項３に記載のディスク基板の成形用金型は、請求項１または請求項２において、一方の金型の鏡面板における金属溶射層が形成されている部分と形成されていない部分の境界である内周縁の位置は、スタンパにおけるインフォメーションエリアと非インフォメーションエリアの境界、または非インフォメーションエリアの部分に対向していることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a molding die for a disk substrate according to the first or second aspect, wherein a portion having a metal sprayed layer formed on a mirror plate of one of the molds is not formed. The position of the inner peripheral edge, which is the boundary of, faces the boundary between the information area and the non-information area in the stamper, or the non-information area part.

本発明の請求項４に記載のディスク基板の成形用金型は、請求項３において、他方の金型の鏡面板における金属溶射層の内周縁の位置は、一方の金型の鏡面板における金属溶射層の内周縁の位置と、略一致して対向していることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a molding die for a disk substrate according to the third aspect, wherein the position of the inner peripheral edge of the metal sprayed layer in the mirror plate of the other die is the metal in the mirror plate of one mold. It is characterized by facing the position of the inner peripheral edge of the sprayed layer in substantially coincidence.

本発明の請求項５に記載のディスク基板の成形方法は、請求項１に記載のディスク基板の成形用金型のキャビティに溶融樹脂を射出充填し、前記鏡面板の冷却媒体通路に流される冷却媒体により、前記金属溶射層を介して前記溶融樹脂を冷却固化させることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a disk substrate molding method comprising: injecting and filling molten resin into a cavity of a disk substrate molding die according to the first aspect; and cooling flowing through a cooling medium passage of the mirror plate. The molten resin is cooled and solidified by the medium through the metal sprayed layer.

本発明の請求項６に記載のディスク基板の成形方法は、請求項５において、一方の金型および他方の金型のそれぞれの鏡面板には同温または３℃以内の温度差の冷却媒体を流すことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a disk substrate molding method according to the fifth aspect, wherein a cooling medium having the same temperature or a temperature difference within 3 ° C. is applied to each mirror plate of one mold and the other mold. It is characterized by flowing.

本発明の請求項７に記載のディスク基板は、請求項５または請求項６に記載のディスク基板の成形方法によって成形されたことを特徴とする。 A disc substrate according to a seventh aspect of the present invention is characterized by being formed by the method for molding a disc substrate according to the fifth or sixth aspect.

本発明のディスク基板の成形用金型は、ディスク基板の成形用金型における一方の金型のスタンパが配設される鏡面板と他方の金型の鏡面板における表面または表面と冷却媒体通路との間に、鏡面板を構成する金属よりも熱伝導率が低い金属からなる金属溶射層が形成されているので、ディスク基板成形時の冷却効率を追及しつつ、ディスク基板の成形時におけるスタンパによる微細な凹凸形状の転写をより良好にすることができ、従来のセラミック材等からなる熱緩衝層が形成されたものと比較して長期間の成形や衝撃を加えた際にも剥離や変形しにくいという長所を有する。 The disk substrate molding die of the present invention includes a mirror plate on which a stamper of one mold of the disk substrate molding die is disposed, a surface or a surface of the mirror plate of the other mold, and a cooling medium passage. Since a metal sprayed layer made of a metal having a lower thermal conductivity than that of the metal constituting the mirror plate is formed, the cooling efficiency at the time of molding the disk substrate is pursued, and a stamper at the time of molding the disk substrate is used. It can improve the transfer of fine irregularities, and peels and deforms when subjected to molding or impact for a long time compared to those with a thermal buffer layer made of a conventional ceramic material. It has the advantage of being difficult.

本発明の実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。図１は、本実施形態のディスク基板の成形用金型の断面図である。図２は、本実施形態のディスク基板の成形用金型の要部Ａの拡大断面図である。図３は、本実施形態のディスク基板の成形用金型による成形時のスタンパの温度を示す仮想グラフ図である。図４は、本実施形態のディスク基板の成形用金型により、成形サイクル時間３．５秒でディスク基板を成形した際の成形テスト結果を示す図表である。図５〜図７は従来技術または比較例による成形テスト結果を示す図表である。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of a disk substrate molding die of the present embodiment. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part A of the disk substrate molding die of the present embodiment. FIG. 3 is a virtual graph showing the temperature of the stamper during molding by the molding die for the disk substrate of the present embodiment. FIG. 4 is a chart showing the molding test results when the disk substrate was molded with a molding cycle time of 3.5 seconds using the disk substrate molding die of the present embodiment. 5 to 7 are charts showing molding test results according to the prior art or comparative examples.

図１に示すように、本発明の一実施形態であるディスク基板の成形用金型はブルーレイ・ディスク（登録商標）用のディスク基板の成形用金型２０であり、固定金型２１と可動金型３１とからなる。固定金型２１は、断熱板２２を介して図示しない射出成形機の固定盤に取付けられる固定型板２３と、固定型板２３の断熱板２２取付け面の反対面に固定裏板２５を介して固着される鏡面板２６と、固定型板２３、固定裏板２５および鏡面板２６の中心開口に嵌挿されたゲートインサート２９、スプルブッシュ２８、およびロケートリングを含む位置決板２７と、固定裏板２５および鏡面板２６の外周端面に嵌挿され固定型板２３に固着される固定外周リング２４等からなる。鏡面板２６は、所定の厚みを有する円筒形部材であり、その裏面側には、ディスク基板を冷却する冷却媒体通路２６ａが図示しない射出装置側から見て螺旋状に形成されている。またスプルブッシュ２８は鏡面板２６とは別の冷却媒体通路を流れる冷却媒体により冷却され、ゲートインサート２９は、鏡面板２６の冷却媒体通路の冷却通路と連通し、主として鏡面板２６を流れる冷却媒体により冷却される。 As shown in FIG. 1, a disk substrate molding die according to an embodiment of the present invention is a disk substrate molding die 20 for a Blu-ray Disc (registered trademark), which is a fixed mold 21 and a movable mold. It consists of a mold 31. The fixed mold 21 is attached to a fixed plate of an injection molding machine (not shown) via a heat insulating plate 22, and a fixed back plate 25 is disposed on the opposite surface of the fixed mold plate 23 to the heat insulating plate 22 mounting surface. A fixed mirror plate 26, a fixed mold plate 23, a fixed back plate 25, a gate insert 29 fitted in a central opening of the mirror plate 26, a sprue bush 28, and a positioning plate 27 including a locating ring, and a fixed back plate It consists of a fixed outer peripheral ring 24 and the like which are fitted into the outer peripheral end surfaces of the plate 25 and the mirror plate 26 and fixed to the fixed mold plate 23. The mirror plate 26 is a cylindrical member having a predetermined thickness, and a cooling medium passage 26a for cooling the disk substrate is formed in a spiral shape when viewed from the injection device side (not shown) on the back surface side. Further, the sprue bush 28 is cooled by a cooling medium flowing through a cooling medium passage different from the mirror plate 26, and the gate insert 29 communicates with the cooling passage of the cooling medium passage of the mirror plate 26 and mainly flows through the mirror plate 26. It is cooled by.

可動金型３１は、可動型板３２と、可動型板３２の固定金型２１側の面に可動裏板３３を介して固着される鏡面板３４と、鏡面板３４の表面に配設されるスタンパ３６と、スタンパ３６の外周縁部３６ａを挟持して鏡面板３４に保持させる外周スタンパホルダ３５と、可動裏板３３および鏡面板３４の中心開口に遊挿されスタンパ３６の内周縁部３６ｂを挟持して鏡面板３４に保持させる内周スタンパホルダ３８と、内周スタンパホルダ３８の内孔を案内し可動型板３２に固着される固定スリーブ３９と、固定スリーブ３９の内孔に嵌挿され軸方向に摺動自在のエジェクタ４０と、エジェクタ４０の内孔に嵌挿され軸方向に摺動自在のオスカッタ４１と、オスカッタ４１の内孔に嵌挿され軸方向に摺動自在の突出ピン４２と、可動裏板３３および鏡面板３４の外周端面に嵌挿され可動型板３２に固着される可動外周リング４３とからなる。鏡面板３４は、所定の厚みを有する円筒形部材であり、その裏面側には、ディスク基板を冷却する冷却媒体通路３４ａが図示しない型締装置側から見て螺旋状に形成されている。これら冷却媒体通路２６ａ，３４ａには図示しない温調装置から温度調整された冷却媒体が流され鏡面板２６，３４の温度制御がなされる。ディスク基板の成形用金型２０における鏡面板２６，３４，ゲートインサート２９を含む主要部材は、マルテンサイト系のステンレス鋼であるＳＵＳ４２０Ｊ２（１３Ｃｒ−０．３Ｃ）（熱膨張率１１×１０⁻⁶／℃）が使用されている。 The movable mold 31 is disposed on the surface of the movable mold plate 32, the mirror plate 34 fixed to the surface of the movable mold plate 32 on the fixed mold 21 side via the movable back plate 33, and the mirror plate 34. A stamper 36, an outer peripheral stamper holder 35 that sandwiches and holds the outer peripheral edge 36 a of the stamper 36 on the mirror plate 34, and an inner peripheral edge 36 b of the stamper 36 that is loosely inserted into the central openings of the movable back plate 33 and the mirror plate 34. An inner peripheral stamper holder 38 that is sandwiched and held by the mirror plate 34, a fixed sleeve 39 that guides an inner hole of the inner peripheral stamper holder 38 and is fixed to the movable mold plate 32, and an inner hole of the fixed sleeve 39. An ejector 40 that is slidable in the axial direction, a male cutter 41 that is inserted in the inner hole of the ejector 40 and that is slidable in the axial direction, and a protruding pin 42 that is inserted in the inner hole of the male cutter 41 and is slidable in the axial direction. And movable back plate 33 It is fitted to the outer peripheral edge surface of the fine specular plate 34 a movable outer peripheral ring 43 which is fixed to the movable die plate 32. The mirror plate 34 is a cylindrical member having a predetermined thickness, and a cooling medium passage 34a for cooling the disk substrate is formed in a spiral shape when viewed from the mold clamping device side (not shown) on the back surface side. A cooling medium whose temperature is adjusted is supplied to the cooling medium passages 26a and 34a from a temperature control device (not shown) to control the temperature of the mirror plates 26 and 34. Main members including the mirror plates 26 and 34 and the gate insert 29 in the disk substrate molding die 20 are martensitic stainless steel SUS420J2 (13Cr-0.3C) (thermal expansion coefficient 11 × 10 ⁻⁶ / ° C) is used.

図１および図２に示されるように、固定金型２１に対して可動金型３１が型合せされた際に形成されるキャビティ３７は、スタンパ３６の表面４４と、固定側の鏡面板２６の表面と、外周スタンパホルダ３５の内周部と、ゲートインサート２９、スプルブッシュ２８、内周スタンパホルダ３８、固定スリーブ３９、エジェクタ４０、オスカッタ４１および突出ピン４２のそれぞれの端面とによって画設されて形成される。そしてスプルブッシュ２８に対して図示しない射出装置のノズルを当接させ、該ノズルからスプルブッシュ２８の内部通路を介して溶融樹脂がキャビティ３７に射出・充填され、冷却固化されることにより、ディスク基板が成形される。本実施形態で成形されるディスク基板は、トラックピッチが０．３２μｍ、板厚１．１ｍｍのブルーレイ・ディスクであり中でも再生専用媒体規格のＢＤ−ＲＯＭである。しかし追加型媒体規格のＢＤ−Ｒや書換可能型媒体規格のＢＤ−ＲＥを含む全てのブルーレイ・ディスクを対象とする。しかし他のＨＤ−ＤＶＤを含む各種ＤＶＤ、各種ＣＤ等の樹脂から成形されるすべての光ディスクをも対象に含むものであってもよい。 As shown in FIGS. 1 and 2, the cavity 37 formed when the movable mold 31 is aligned with the fixed mold 21 includes the surface 44 of the stamper 36 and the mirror plate 26 on the fixed side. The front surface, the inner peripheral portion of the outer peripheral stamper holder 35, and the gate insert 29, the sprue bush 28, the inner peripheral stamper holder 38, the fixing sleeve 39, the ejector 40, the male cutter 41, and the projecting pin 42 are provided by the end surfaces. It is formed. Then, a nozzle of an injection device (not shown) is brought into contact with the sprue bush 28, and the molten resin is injected and filled into the cavity 37 from the nozzle through the internal passage of the sprue bush 28, and then cooled and solidified. Is formed. The disc substrate formed in this embodiment is a Blu-ray disc having a track pitch of 0.32 μm and a plate thickness of 1.1 mm, and is a BD-ROM with a read-only medium standard. However, all Blu-ray discs including the BD-R of the additional media standard and the BD-RE of the rewritable media standard are targeted. However, it may also include all optical disks molded from resins such as various DVDs including other HD-DVDs and various CDs.

本実施形態のスタンパ３６は、ニッケル合金を電鋳して製造されたものであり、直径（外径）１３８ｍｍ、内周孔径２２ｍｍ、板厚が０．３ｍｍとなっている。そしてブルーレイ・ディスク用のスタンパ３６の外周縁部３６ａと内周縁部３６ｂの間の表面４４において直径４４ｍｍ〜１１８ｍｍの部分には、ディスク基板に対してトラックピッチが０．３２μｍの微細な凹凸（ドット）を転写するインフォメーションエリア４４ａが形成されている。そして該インフォメーションエリア４４ａの内周側の表面には、非インフォメーションエリア４４ｂが形成されている。これらインフォメーションエリア４４ａの内周側の非インフォメーションエリア４４ｂとの境界４４ｃは、光ディスクの種類により異なる場合が有り得る。またインフォメーションエリアの微細な凹凸も再生専用、追加型、書換可能型等によりドットやグルーブの形状が異なる。スタンパ３６に使用されるニッケル合金の熱伝導率は、９０Ｗ／（ｍ・ｋ）であり、熱膨張率は、１２．８×１０^−６／℃である。なお前記スタンパ３６の値は一例であり、例えば板厚は０．２〜０．４ｍｍのものがあり、使用されるニッケルまたはニッケル合金の熱伝導率は、７０〜１００Ｗ／（ｍ・ｋ）程度のものがある。 The stamper 36 of the present embodiment is manufactured by electroforming a nickel alloy, and has a diameter (outer diameter) of 138 mm, an inner peripheral hole diameter of 22 mm, and a plate thickness of 0.3 mm. Further, on the surface 44 between the outer peripheral edge 36a and the inner peripheral edge 36b of the Blu-ray disc stamper 36, a portion having a diameter of 44 mm to 118 mm is provided with fine irregularities (dots) with a track pitch of 0.32 μm with respect to the disk substrate. ) Is transferred to the information area 44a. A non-information area 44b is formed on the inner peripheral surface of the information area 44a. The boundary 44c with the non-information area 44b on the inner circumference side of the information area 44a may be different depending on the type of the optical disc. The fine irregularities in the information area also differ in the shape of dots and grooves depending on the read-only, additional, and rewritable types. The nickel alloy used for the stamper 36 has a thermal conductivity of 90 W / (m · k) and a thermal expansion coefficient of 12.8 × 10 ⁻⁶ / ° C. The value of the stamper 36 is an example. For example, the plate thickness is 0.2 to 0.4 mm, and the thermal conductivity of nickel or nickel alloy used is about 70 to 100 W / (m · k). There are things.

また図２において、詳しく示されるように、鏡面板２６，３４の表面には金属溶射層を備えた熱緩衝層が形成されている。本実施形態では可動金型３１の鏡面板３４と固定金型２１の鏡面板２６とでは、その構成が若干相違するので、まず可動金型３１の鏡面板３４について説明する。なお本発明において「金属溶射層」とは、「金属（副材料としてセラミックを一定以下含有するものを除外しない）を高温のガス炎やプラズマ環境下に投入して、溶融もしくは半溶融状態の微粒子とし、基体表面に吹き付けることにより形成される皮膜」と定義して使用する。そして前記鏡面板３４には、スタンパ３６におけるインフォメーションエリア４４ａと非インフォメーションエリア４４ｂの一部と対向する部分（直径３９．５ｍｍ）からスタンパ３６の外周縁部３６ａよりやや内側部分に対向する部分にニクロム合金溶射層５１を備えた熱緩衝層が形成されている。従って鏡面板３４におけるニクロム合金溶射層５１の内周縁５１ｂの位置は、スタンパ３６および成形されるブルーレイ用ディスク基板の非インフォメーションエリア４４ｂの部分の位置に対向している。なおニクロム合金溶射層５１の形成されている部分と形成されていない部分との境界である内周縁５１ｂの位置は、インフォメーションエリア４４ａと非インフォメーションエリア４４ｂの境界４４ｃであってもよく、前記境界から非インフォメーションエリア４４ｂ側に向けて半径４．５ｍｍの範囲内に前記内周縁５１ｂの位置を設けてもよい。なお別の実施形態として、金属溶射層が形成された薄い円筒形の鏡面板の内部に金属溶射層が形成されない薄い円筒形の鏡面板が嵌合されるものでもよい。前記熱緩衝層の形成方法について説明すると、鏡面板３４の前記部分は、０．３５ｍｍの深さＤに切削され、底部に溶射接合面３４ｂが形成されている。なお溶射接合面３４ｂはショットブラスト等の加工をしてもよい。そして前記溶射接合面３４ｂに、厚さ０．３ｍｍのニクロム合金溶射層５１が最初に形成され、その表面５１ａに厚さ０．０４ｍｍの硬質クロムメッキ層５２が形成されている。そして更にその上層に０．０１ｍｍのＷｃ−ｃｏコーティング層５３が形成されている。なおこれらの表面形成層の厚み等は適宜変更してもよいことは言うまでもない。 As shown in detail in FIG. 2, a heat buffer layer having a metal spray layer is formed on the surface of the mirror plates 26 and 34. In this embodiment, the configuration of the mirror plate 34 of the movable mold 31 and the mirror plate 26 of the fixed mold 21 are slightly different, so the mirror plate 34 of the movable mold 31 will be described first. In the present invention, the “metal spray layer” means “a fine particle in a molten or semi-molten state by introducing a metal (a material containing a certain amount of ceramic as a secondary material) into a high-temperature gas flame or plasma environment. And a film formed by spraying on the substrate surface. The mirror plate 34 is formed of nichrome from a portion (diameter 39.5 mm) facing the information area 44a and a part of the non-information area 44b in the stamper 36 to a portion slightly facing the inner peripheral portion 36a of the outer peripheral edge 36a of the stamper 36. A thermal buffer layer including the alloy sprayed layer 51 is formed. Therefore, the position of the inner peripheral edge 51b of the nichrome alloy sprayed layer 51 on the mirror surface plate 34 faces the position of the stamper 36 and the non-information area 44b portion of the Blu-ray disc substrate to be formed. The position of the inner peripheral edge 51b, which is the boundary between the portion where the nichrome alloy sprayed layer 51 is formed and the portion where it is not formed, may be the boundary 44c between the information area 44a and the non-information area 44b. The position of the inner peripheral edge 51b may be provided within a radius of 4.5 mm toward the non-information area 44b. As another embodiment, a thin cylindrical mirror plate in which a metal spray layer is not formed may be fitted inside a thin cylindrical mirror plate in which a metal spray layer is formed. The method of forming the heat buffer layer will be described. The portion of the mirror plate 34 is cut to a depth D of 0.35 mm, and a thermal spray bonding surface 34b is formed at the bottom. The thermal spray bonding surface 34b may be processed by shot blasting or the like. A nichrome alloy sprayed layer 51 having a thickness of 0.3 mm is first formed on the sprayed joint surface 34b, and a hard chrome plated layer 52 having a thickness of 0.04 mm is formed on the surface 51a. Further, a 0.01 mm Wc-co coating layer 53 is formed thereon. Needless to say, the thickness and the like of these surface forming layers may be appropriately changed.

本実施形態においてニクロム合金溶射層５１として使用される溶射材料は、ｍｅｔｃｏ７００（材料型番）であり、Ｎｉ２０１０Ｗ９Ｍｏ４Ｃｕ１Ｃ１Ｂ１Ｆｅからなり、粒子径は１２５〜１６μｍのものである。ｍｅｔｃｏ７００（材料型番）については、熱伝導性が１３Ｗ／（ｍ・ｋ）程度であり、熱膨張率１３．２×１０^−６／℃程度、硬度ＨＶ４４６〜４７１である（いずれも常温付近）。しかし溶射材料としては、ＡＭＲＲＹ６２５（（材料型番）Ｎｉ２１．５Ｃｒ８．５Ｍｏ３Ｆｅ０．５Ｃｏ）、ｄｉａｍａｌｌｏｙ１００５（（材料型番）Ｎｉ２１．５Ｃｒ８．５Ｍｏ３Ｆｅ０．５Ｃｏ）、ｄｉａｍａｌｌｏｙ４００４ＮＳ（（材料型番）Ｎｉ１４Ｃｒ９．５Ｃｏ５Ｔｉ４Ｍｏ４Ｗ３Ａｌ）、ｄｉａｍａｌｌｏｙ１００６（（材料型番）Ｎｉ１９Ｃｒ１８Ｆｅ３Ｍｏ１Ｃｏ１Ｔｉ）、ＡＭＲＲＹ９６４（（材料型番）Ｎｉ３１Ｃｒ１１Ａｌ０．６Ｙ）などが用いられる。またＮｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃ、Ｓｉからなる合金であるモネルや、ＮｉにＭｏ、Ｃｒを添加したハステロイや、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏからなる合金であるインコネルやナイモニックなども同様に溶射材料に用いられる。更にはまた、８０Ｎｉ２０Ｃｒ、或いは８５Ｎｉ１５Ｃｒなどのニクロム合金を溶射材料に使用してもよく、それらＮｉ、Ｃｒの比率は適宜選択される。また前記材料型番のように、Ｎｉ、Ｃｒに加え、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｓｉ、ＣＴａ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｙ等を適宜に加えたニクロム合金であってもよく、更に上記以外の組成を含むものを除外しない。これらニクロム合金自体の熱伝導率は、１２〜１７Ｗ／（ｍ・ｋ）程度であり、熱膨張率は９．５〜１４×１０^−６／℃程度である。また溶射材料はＣｒを含まないかＣｒが微量でありニクロムの範疇に入らないニッケル基合金であってもよい。これらニクロム合金またはニッケル基合金は、溶射材料として他のセラミック材料や後述するチタン合金等と比較しても廉価である点でも望ましいものである。 The thermal spray material used as the nichrome alloy thermal spray layer 51 in this embodiment is metco700 (material model number), is made of Ni20 10W 9Mo 4Cu 1C 1B 1Fe, and has a particle diameter of 125 to 16 μm. With respect to metco700 (material model number), the thermal conductivity is about 13 W / (m · k), the coefficient of thermal expansion is about 13.2 × 10 ⁻⁶ / ° C., and the hardness is HV446 to 471 (all around normal temperature). However, as the thermal spray material, AMRRY625 ((material model number) Ni 21.5Cr 8.5Mo 3Fe 0.5Co), diaphragm 1005 ((material model number) Ni 21.5Cr 8.5Mo 3Fe 0.5Co), diaphragm4004NS ((material model number) Ni 14Cr 9.5Co 5Ti 4Mo 4W 3Al), diaphragm 1006 ((material model number) Ni 19Cr 18Fe 3Mo 1Co 1Ti), AMRRY964 ((material model number) Ni 31Cr 11Al 0.6Y), and the like are used. In addition, Monel, which is an alloy made of Ni, Cu, Fe, Al, Mn, C, Si, Hastelloy made by adding Mo, Cr to Ni, Inconel, Nimonic, which is an alloy made of Ni, Cr, Fe, Cu, Mo Are similarly used for thermal spray materials. Furthermore, a nichrome alloy such as 80Ni 20Cr or 85Ni 15Cr may be used as the thermal spray material, and the ratio of Ni and Cr is appropriately selected. In addition to Ni and Cr, the material model may be a Nichrome alloy appropriately added with W, Mo, Co, Ti, Al, B, Si, CTa, Hf, Nb, Zr, Y, etc. Further, those containing other compositions than the above are not excluded. These nichrome alloys themselves have a thermal conductivity of about 12 to 17 W / (m · k), and a thermal expansion coefficient of about 9.5 to 14 × 10 ⁻⁶ / ° C. Further, the thermal spray material may be a nickel-based alloy that does not contain Cr or that has a very small amount of Cr and does not fall within the category of nichrome. These nichrome alloys or nickel-base alloys are desirable because they are inexpensive as compared with other ceramic materials or titanium alloys described later as the thermal spray material.

更に金属溶射材料としては、ニクロム合金以外に、チタン合金、ジルコニウム合金、クロム合金などを用いても良い。またステンレスであっても鏡面板３４を形成するステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２）の熱伝導率よりも熱伝導率の低いステンレスを金属溶射材料としてもよい。さらには本発明においてはサーメット材の溶射を除外するものではないが、金属との接合性に優れ、かつ熱膨張率がステンレス鋼とさほど相違しないものが望ましく、耐衝撃性が劣るものは除かれる。したがって炭化物、窒化物、酸化物からなるセラミック材料の比率が一定以下（４０ｗｔ％より少なく、望ましくは３０ｗｔ％以下）であることが望ましい。ただし金属材料のみからなる溶射材料と比較すると、セラミック材料を含むものは、金属との接合性（親和性）に劣る上に高額なのでステンレス鋼よりも熱伝導率が低い金属のみからなる溶射材料がより望ましいと言える。 Furthermore, as the metal spray material, a titanium alloy, a zirconium alloy, a chromium alloy, or the like may be used in addition to the nichrome alloy. Moreover, even if it is stainless steel, it is good also considering the stainless steel (SUS420J2) which forms the mirror surface plate 34 as a metal spraying material stainless steel whose heat conductivity is lower than heat conductivity. Furthermore, in the present invention, the thermal spraying of the cermet material is not excluded, but it is preferable to have excellent bondability with a metal and have a thermal expansion coefficient that is not so different from that of stainless steel, except for those with poor impact resistance. . Therefore, it is desirable that the ratio of the ceramic material made of carbide, nitride, and oxide is not more than a certain value (less than 40 wt%, desirably not more than 30 wt%). However, compared with thermal spray materials consisting only of metal materials, those containing ceramic materials are inferior in bondability (affinity) with metals and are expensive, so thermal spray materials consisting only of metals with lower thermal conductivity than stainless steel More desirable.

金属溶射層を構成する金属材料（バルク材）の熱伝導率は、鏡面板３４を形成するステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２）の熱伝導率である２１Ｗ／（ｍ・ｋ）と比較して熱伝導率が低いものが使用される。しかし本発明では鏡面板３４の冷却媒体通路３４ａを流れる冷却媒体による冷却が溶融樹脂に及ぶ際には良好な熱伝導性が必要とされるから、あまりに熱伝導率が低すぎる（例えば４Ｗ／（ｍ・ｋ）以下）のものを使用すると、断熱性と熱伝導性の両立ができない。具体的には金属溶射層を構成する金属の熱伝導率が１０〜２１Ｗ／（ｍ・ｋ）のものが望ましく、更には１０〜１６Ｗ／（ｍ・ｋ）のものがより望ましい。またこれらの熱伝導率の金属材料を使用すると金属溶射層の厚さを一定以上厚く（例えば１５０μｍ以上）することができ、耐久性の点でも望ましい。 The thermal conductivity of the metal material (bulk material) constituting the metal sprayed layer is higher than that of 21 W / (m · k), which is the thermal conductivity of stainless steel (SUS420J2) forming the mirror plate 34. The lower one is used. However, in the present invention, when the cooling medium flowing through the cooling medium passage 34a of the mirror plate 34 reaches the molten resin, good thermal conductivity is required, so that the thermal conductivity is too low (for example, 4 W / ( If m / k) or less) is used, it is not possible to achieve both heat insulation and thermal conductivity. Specifically, the thermal conductivity of the metal constituting the metal spray layer is preferably 10 to 21 W / (m · k), more preferably 10 to 16 W / (m · k). In addition, when these metal materials having thermal conductivity are used, the thickness of the metal sprayed layer can be increased to a certain level (for example, 150 μm or more), which is desirable in terms of durability.

気孔を有する金属溶射層全体の熱伝導率については、「溶射技術マニュアル」編著者：馬込正勝に次のような記載がなされている。
すなわち熱伝導率ｋは、次の実験式で表わすことができる。
ｋ≒ｋｃ（１−βＰ）
Ｋｃ＝バルク材の熱伝導率
Ｐ＝気孔率（％）
β＝物質と材料の微細組織による因子を示す。
また同著によれば、銅、アルミニウムにおける鋳造材と溶線式フレーム溶射皮膜を比較したところ、同一金属でも溶射皮膜では熱伝導率が５０％以下となる実例（表）が示されている。
本発明においても前記金属溶射層には、後述するように一部例外を除き０．５〜１０％の空孔率を有するような金属溶射層を形成する場合が想定されているから、実際の気孔を有する金属溶射層全体では、金属材料（バルク材）の５０％程度の熱伝導率となっていることが想定される。従って本実施形態に使用されるニクロム合金の熱伝導率が１３Ｗ／（ｍ・ｋ）であっても、気孔を有する金属溶射層自体の熱伝導率は、１３Ｗ／（ｍ・ｋ）以下、例えば５〜１３Ｗ／（ｍ・ｋ）となっていることが想定される。 About the thermal conductivity of the whole metal sprayed layer which has a pore, the following description is made | formed by "The thermal spraying technique manual" author: Masakazu Magome.
That is, the thermal conductivity k can be expressed by the following empirical formula.
k≈kc (1-βP)
Kc = thermal conductivity of bulk material P = porosity (%)
β = factor due to the microstructure of the substance and material.
According to the same book, a comparison between a cast material of copper and aluminum and a hot wire flame sprayed coating shows an example (table) in which the thermal conductivity of the same metal is 50% or less.
In the present invention, the metal sprayed layer is assumed to form a metal sprayed layer having a porosity of 0.5 to 10% with some exceptions as described later. It is assumed that the entire metal sprayed layer having pores has a thermal conductivity of about 50% of the metal material (bulk material). Therefore, even if the thermal conductivity of the nichrome alloy used in this embodiment is 13 W / (m · k), the thermal conductivity of the metal sprayed layer itself having pores is 13 W / (m · k) or less, for example, It is assumed that it is 5 to 13 W / (m · k).

金属溶射層の熱膨張率は、主として鏡面板３４を構成する金属と熱膨張率と大きく相違しないことが金属溶射層の剥離を防止する上で望ましい。具体的には、主として鏡面板３４を構成するステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２）の熱膨張率は、１１．５×１０⁻⁶／℃であり、他に鏡面板として使用される可能性があるステンレス鋼の熱膨張率も１１×１０^−６／℃〜１７×１０^−６／℃程度であるから、金属溶射層の熱膨張率も９．５×１０^−６／℃〜１８×１０^−６／℃であることが望ましい。 It is desirable that the thermal expansion coefficient of the metal spray layer is not largely different from that of the metal constituting the mirror plate 34 in order to prevent peeling of the metal spray layer. Specifically, the thermal expansion coefficient of stainless steel (SUS420J2) mainly constituting the mirror plate 34 is 11.5 × 10 ⁻⁶ / ° C., and other stainless steels that may be used as the mirror plate are used. Since the thermal expansion coefficient is also about 11 × 10 ⁻⁶ / ° C. to 17 × 10 ⁻⁶ / ° C., the thermal expansion coefficient of the metal sprayed layer is also 9.5 × 10 ⁻⁶ / ° C. to 18 × 10 ⁻⁶ / ° C. It is desirable to be.

金属溶射層の硬度は、主として鏡面板３４を構成するステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２）の硬度（５００〜５２０ＨＶ）よりは若干劣っても４００ＨＶ以上であれば十分であり、ニッケル基合金の溶射層の硬度は通常４５０ＨＶ前後である。またＷｃ−ｃｏコーティングは硬度２０００ＨＶ程度であるから、これら硬質部材による表面処理を行う場合は、金属溶射層の硬度がステンレス鋼の硬度よりも若干低いことはより一層問題とならない。従って本発明の金属溶射層は、従来技術の熱緩衝層と比較して、成形時に発生する諸問題に対して耐久性が高いと言える。 The hardness of the metal sprayed layer is sufficient if it is 400 HV or more even if it is slightly inferior to the hardness (500 to 520 HV) of the stainless steel (SUS420J2) constituting the mirror plate 34, and the hardness of the sprayed layer of the nickel-based alloy is sufficient. Usually around 450HV. Further, since the Wc-co coating has a hardness of about 2000 HV, when the surface treatment is performed with these hard members, it is not a problem that the hardness of the metal sprayed layer is slightly lower than the hardness of stainless steel. Therefore, it can be said that the metal sprayed layer of the present invention has higher durability against various problems that occur at the time of molding as compared with the heat buffer layer of the prior art.

ニクロム合金（ｍｅｔｃｏ７００）の溶射方法は、プラズマ溶射によって行われる。本実施形態では、噴射点温度１３００℃、噴射装置内温度（粒子温度）２０００℃、ワーク温度１５０℃でｍｅｔｃｏ７００の溶射が鏡面板３４に切削された溶射接合面３４ｂに対して行われる。そしてプラズマ溶射により溶射された金属溶射層の空孔率は、０．５〜８％である。しかし本発明では金属溶射層により熱緩衝層を形成するので、断熱作用を有するように空孔率が高い方が望ましく、空孔率が２％以上とすることがより望ましい。そして空孔の大きさおよび粒子径は前記材料径にほぼ一致し１２５〜１６μｍのものがほとんどとなっている。ただし溶射距離の変更等の溶射状態の変更により空孔率を変化させることもできる。また溶射層の形成としては粉末式フレーム溶射、アーク溶射といった空孔率が高くなる溶射方法を用いて空孔率５〜１０％の金属溶射層を形成することができる。また前記ｍｅｔｃｏ７００よりも更に熱伝導率が低い溶射材料を使用する際は、前記プラズマ溶射や高速フレーム溶射により空孔率を０〜２％程度としてもよい。また空孔を有する金属溶射層を形成後、空孔部分に他の断熱性の高い部材を含浸させるようにしてもよい。 Nichrome alloy (metco 700) is sprayed by plasma spraying. In the present embodiment, the thermal spraying of metco 700 is performed on the thermal spray bonding surface 34b cut into the mirror plate 34 at an injection point temperature of 1300 ° C., an injection device internal temperature (particle temperature) of 2000 ° C., and a workpiece temperature of 150 ° C. And the porosity of the metal sprayed layer sprayed by plasma spraying is 0.5 to 8%. However, in the present invention, since the thermal buffer layer is formed by the metal sprayed layer, it is desirable that the porosity is high so as to have a heat insulating action, and it is more desirable that the porosity is 2% or more. The size of the pores and the particle diameter are almost the same as the material diameter, and most of them are 125 to 16 μm. However, the porosity can also be changed by changing the spraying state, such as changing the spraying distance. As the formation of the sprayed layer, a metal sprayed layer having a porosity of 5 to 10% can be formed by using a spraying method that increases the porosity such as powder flame spraying or arc spraying. When a thermal spray material having a lower thermal conductivity than that of the metco 700 is used, the porosity may be set to about 0 to 2% by the plasma spraying or the high-speed flame spraying. Further, after forming the metal spray layer having pores, the pores may be impregnated with other highly heat-insulating members.

プラズマ溶射による金属溶射層の形成作業は、鏡面板３４の溶射接合面３４ｂに対して当初、０．５〜０．８ｍｍ程度の厚みにニクロム合金溶射層の形成を行う。そして前記ニクロム合金溶射層を研磨により薄くしていって０．３ｍｍのニクロム合金溶射層５１を形成する。当初は最終的に必要とされるニクロム合金溶射層５１の厚みよりも厚く溶射し、その後研磨を行う理由は、溶射を行ったままの表面は、凹凸が目立つので、研磨加工によって表面５１ａを鏡面状態にするためである。なおニクロム合金溶射層５１の厚みは、０．１５〜０．４ｍｍが適切な厚みである。なお従来のジルコニアやＴｉｎのみの加工においては、表面の研磨加工を行うことが極めて難しかったが本発明ではそのような問題はなくなり、また再溶射による再加工も容易となった。本実施形態では更に平坦な面を得るためと強度アップのために、表面形成層として硬質クロムメッキ層５２が厚さ０．００１〜０．０５ｍｍの厚さに平滑形成されている。硬質クロムメッキ層５２は、熱伝導率９３．７Ｗ／（ｍ・ｋ）、熱膨張率１７×１０^−６／℃であり、前記ニクロム合金溶射層５１と熱膨張率が近く、接合性（親和性）が高い。また硬質クロムメッキ層５２は、硬度が８５０〜１０００ＨＶであり、ニクロム合金溶射層５１の保護に有用である。硬質クロムメッキ層５２も前記ニクロム合金溶射層５１と同じく、適宜金属配合を変化させてもよく、ニッケルリンメッキやより親和性の高いニクロム合金メッキとしてもよい。 In forming the metal sprayed layer by plasma spraying, a nichrome alloy sprayed layer is initially formed with a thickness of about 0.5 to 0.8 mm on the sprayed joint surface 34b of the mirror plate 34. Then, the nichrome alloy sprayed layer is thinned by polishing to form a 0.3 mm nichrome alloy sprayed layer 51. The reason for performing thermal spraying to be thicker than the thickness of the nichrome alloy sprayed layer 51 that is finally required and then polishing is that the surface as-sprayed is uneven, so that the surface 51a is mirror-finished by polishing. It is for making it into a state. The appropriate thickness of the Nichrome alloy sprayed layer 51 is 0.15 to 0.4 mm. In the conventional processing using only zirconia or tin, it is extremely difficult to polish the surface. However, in the present invention, such a problem is eliminated, and reprocessing by respraying becomes easy. In the present embodiment, the hard chrome plating layer 52 is smoothly formed to a thickness of 0.001 to 0.05 mm as a surface forming layer in order to obtain a flatter surface and increase the strength. The hard chrome plating layer 52 has a thermal conductivity of 93.7 W / (m · k) and a thermal expansion coefficient of 17 × 10 ⁻⁶ / ° C., and has a thermal expansion coefficient close to that of the nichrome alloy sprayed layer 51, so High). The hard chromium plating layer 52 has a hardness of 850 to 1000 HV, and is useful for protecting the nichrome alloy sprayed layer 51. Similarly to the nichrome alloy sprayed layer 51, the hard chrome plating layer 52 may be appropriately changed in metal composition, or may be nickel phosphorus plating or nichrome alloy plating with higher affinity.

本実施形態では表面形成層は、厚さ０．０４ｍｍの硬質クロムメッキ層５２の上層に更に耐磨耗性を高め平滑性を得る目的から厚さ０．０１ｍｍのＷｃ−ｃｏコーティング層５３（熱伝導率６０Ｗ／（ｍ・ｋ））が積層形成されている。またＷｃ−ｃｏコーティング層５３による耐磨耗層については、ＤＬＣなど適宜の耐摩耗層への変更が可能である。なお本発明において表面形成層は形成せずに、ニクロム合金溶射層５１を鏡面加工したのみで鏡面板３４の表面を形成してもよいし、表面形成層として、硬質クロムメッキ層５２のみ、またはＷｃ−ｃｏコーティング層５３のみを形成してもよい。従って本発明において鏡面板３４に表面形成層が設けられる場合、熱緩衝層であるニクロム合金溶射層５１は、鏡面板３４の表面には形成されず、表面と冷却媒体通路３４ａの間に形成される。 In the present embodiment, the surface forming layer is a 0.01 mm thick Wc-co coating layer 53 (thermal layer) for the purpose of further improving wear resistance and smoothness on the upper layer of the hard chromium plating layer 52 having a thickness of 0.04 mm. A conductivity of 60 W / (m · k)) is laminated. Further, the wear resistant layer formed by the Wc-co coating layer 53 can be changed to an appropriate wear resistant layer such as DLC. In the present invention, the surface forming layer may not be formed, and the surface of the mirror surface plate 34 may be formed only by mirror-finishing the nichrome alloy sprayed layer 51. As the surface forming layer, only the hard chromium plating layer 52, or Only the Wc-co coating layer 53 may be formed. Therefore, when the surface forming layer is provided on the mirror plate 34 in the present invention, the nichrome alloy sprayed layer 51 as the heat buffer layer is not formed on the surface of the mirror plate 34 but formed between the surface and the cooling medium passage 34a. The

次に図１、図２により固定金型２１の鏡面板２６の表面に形成される熱緩衝層について説明する。鏡面板２６の内周孔２６ｃの直径は、３９．５ｍｍとなっている。また鏡面板２６の表面側の外周側の直径は、成形品が収縮した際に直径１２０ｍｍとなる直径（１２０．０８ｍｍ）となっている。そして前記鏡面板２６の表面には、ゲートインサート２９に隣接する内周側部分と、外周側から僅かに内側の１１９ｍｍの部分までの間の部分に、熱緩衝作用を有する金属溶射層としてニクロム合金溶射層６１が形成されている。鏡面板２６の外周縁の部分にニクロム合金溶射層６１を設けないのは、鏡面板２６の外周は、型開閉の際に外周スタンパホルダ３５内に嵌合されるので、接触等によって熱緩衝層が剥離するのを防止するためである。よって鏡面板２６の表面においてはほぼ全面がニクロム合金溶射層６１となっており、ゲートインサート２９にはニクロム合金溶射層は形成されていない。そして固定金型２１の鏡面板２６の前記ニクロム合金溶射層６１と可動金型３１の鏡面板３４の前記ニクロム合金溶射層５１は対向して形成され、その内周縁６１ｂの位置は、ニクロム合金溶射層５１の内周縁５１ｂの位置と略一致して対向して形成されている。なお、鏡面板２６における熱緩衝層の内周縁６１ｂの位置は、前記の直径３９．５ｍｍに４．５ｍｍを加えた範囲まで拡大され、その内側部分には熱緩衝層が形成されていないものでもよい。更には鏡面板の内周孔をもっと小さくして３９．５ｍｍから４．５ｍｍを減算した範囲まで熱緩衝層を設けてもよい。従って鏡面板２６のニクロム合金溶射層６１における内周縁６１ｂの位置と、可動金型３１の鏡面板３４のニクロム合金溶射層５１における内周縁５１ｂの位置とは、直径９ｍｍまでの範囲において、いずれか一方が大きいものまでが許容される。 Next, the heat buffer layer formed on the surface of the mirror plate 26 of the fixed mold 21 will be described with reference to FIGS. The diameter of the inner peripheral hole 26c of the mirror plate 26 is 39.5 mm. Moreover, the diameter of the outer peripheral side on the surface side of the mirror plate 26 is a diameter (120.08 mm) that becomes 120 mm when the molded product contracts. On the surface of the mirror surface plate 26, a nichrome alloy as a metal spray layer having a heat buffering action is provided on the inner peripheral side portion adjacent to the gate insert 29 and the portion between the outer peripheral side and the slightly inner 119 mm portion. A sprayed layer 61 is formed. The nichrome alloy sprayed layer 61 is not provided on the outer peripheral edge portion of the mirror plate 26 because the outer periphery of the mirror plate 26 is fitted in the outer stamper holder 35 when the mold is opened and closed. This is to prevent peeling. Therefore, almost the entire surface of the mirror plate 26 is the nichrome alloy sprayed layer 61, and the nichrome alloy sprayed layer is not formed on the gate insert 29. The nichrome alloy sprayed layer 61 of the mirror plate 26 of the fixed mold 21 and the nichrome alloy sprayed layer 51 of the mirror plate 34 of the movable mold 31 are formed to face each other, and the inner peripheral edge 61b is positioned at the position of the nichrome alloy sprayed. The layer 51 is formed so as to be opposed to the position of the inner peripheral edge 51 b of the layer 51. Note that the position of the inner peripheral edge 61b of the heat buffer layer in the mirror plate 26 is expanded to a range in which 4.5 mm is added to the diameter of 39.5 mm, and the heat buffer layer is not formed on the inner portion thereof. Good. Furthermore, the inner peripheral hole of the mirror plate may be further reduced, and the heat buffer layer may be provided in a range obtained by subtracting 4.5 mm from 39.5 mm. Therefore, the position of the inner peripheral edge 61b in the nichrome alloy sprayed layer 61 of the mirror surface plate 26 and the position of the inner peripheral edge 51b in the nichrome alloy sprayed layer 51 of the mirror surface plate 34 of the movable mold 31 are either within a range up to 9 mm in diameter. A large one is allowed.

鏡面板２６の表面は、０．３４ｍｍの深さＤに切削され、底部に溶射接合面２６ｂが形成されている。なお溶射接合面２６ｂはショットブラスト等の加工をしてもよい。そして前記溶射接合面２６ｂに、厚さ０．３ｍｍのニクロム合金溶射層６１が最初に形成されている。ニクロム合金溶射層６１の溶射方法や材質等は、可動金型３１の鏡面板３４のものと同じである。そして前記ニクロム溶射層６１の表面６１ａに、厚さ０．０４ｍｍの硬質クロムメッキ層６２が形成されている。そして硬質クロムメッキ６２の表面がキャビティ形成面６２ａとなっており、Ｗｃ−ｃｏコーティング層５３は形成されていない。なお硬質クロムメッキ層６２の表面は、Ｗｃ−ｃｏコーティング層５３と比較すると、滑らかでなく僅かな凹凸はあるが、スタンパ３６を取付けるものでないからスタンパ３６の寿命等を考慮する必要がなく、ブルーレイ・ディスクにおいて、固定金型２１の鏡面板２６によって成形される部分は、レーベル面でありレーザー光の読取りに関係ないので高い精度は要求されない。また成形されたブルーレイ用ディスク基板の離型の際には僅かな凹凸があった方がかえって離型性に優れる。そしてこれらの表面形成層の厚み等は適宜変更してもよいことは言うまでもない。 The surface of the mirror surface plate 26 is cut to a depth D of 0.34 mm, and a thermal spray bonding surface 26b is formed at the bottom. The sprayed joint surface 26b may be processed by shot blasting or the like. A nichrome alloy sprayed layer 61 having a thickness of 0.3 mm is first formed on the sprayed joint surface 26b. The spraying method, material, etc. of the nichrome alloy sprayed layer 61 are the same as those of the mirror plate 34 of the movable mold 31. A hard chromium plating layer 62 having a thickness of 0.04 mm is formed on the surface 61 a of the nichrome sprayed layer 61. The surface of the hard chrome plating 62 is a cavity forming surface 62a, and the Wc-co coating layer 53 is not formed. The surface of the hard chrome plating layer 62 is not smooth and slightly uneven as compared with the Wc-co coating layer 53. However, since the stamper 36 is not attached, it is not necessary to consider the life of the stamper 36. In the disc, the portion formed by the mirror plate 26 of the fixed mold 21 is a label surface and does not relate to reading of the laser beam, so high accuracy is not required. In addition, when the molded Blu-ray disc substrate is released, if there are slight irregularities, the release property is excellent. Needless to say, the thickness and the like of these surface forming layers may be appropriately changed.

次に図１、図３、図４によりブルーレイ用ディスク基板の成形方法について記載する。
また同時に、図３の本実施形態のブルーレイ用ディスク基板の成形用金型２０による成形時のスタンパ３６の温度を示す仮想グラフ図を用いて、熱緩衝層の目的について説明する。まず型開されブルーレイ用ディスク基板が取出されたディスク基板の成形用金型２０のスタンパ３６は、鏡面板３４からの冷却と空気に晒されて、成形サイクル中で最も温度が低下した状態にある。本実施形態ではスタンパ３６の温度は、９０℃程度となっている。そして図示しない射出成形機の型締装置により可動金型３１を移動させ、固定金型２１に対して可動金型３１を型合せし、キャビティ３７を形成する。次に図示しない射出装置のノズルから計量時に３２０℃ないし３９５℃の溶融されたポリカーボネート樹脂をスプルブッシュ２８を介してキャビティ３７内へ射出する。なお図４等のテストにも用いられる本実施形態の例では、前記射出装置の加熱筒前部の設定温度は３７０℃、ノズル温度は３２０℃に設定されている。キャビティ３７内に射出された溶融樹脂は、スタンパ３６の表面に沿って外周に向けて流動され、厚さ０．３ｍｍのニッケル合金製スタンパ３６を急速に加熱する。 Next, a method for forming a Blu-ray disc substrate will be described with reference to FIGS.
At the same time, the purpose of the thermal buffer layer will be described with reference to a virtual graph showing the temperature of the stamper 36 during molding by the molding die 20 of the Blu-ray disc substrate of this embodiment of FIG. First, the stamper 36 of the mold 20 for molding the disc substrate from which the Blu-ray disc substrate is taken out is exposed to the cooling and air from the mirror plate 34, and is in the state where the temperature is most lowered during the molding cycle. . In this embodiment, the temperature of the stamper 36 is about 90 ° C. The movable mold 31 is moved by a mold clamping device of an injection molding machine (not shown), and the movable mold 31 is aligned with the fixed mold 21 to form a cavity 37. Next, molten polycarbonate resin at 320 ° C. to 395 ° C. is injected into the cavity 37 through the sprue bush 28 during measurement from a nozzle of an injection device (not shown). In the example of this embodiment, which is also used in the test of FIG. 4 and the like, the set temperature of the front portion of the heating cylinder of the injection apparatus is set to 370 ° C., and the nozzle temperature is set to 320 ° C. The molten resin injected into the cavity 37 flows toward the outer periphery along the surface of the stamper 36 and rapidly heats the nickel alloy stamper 36 having a thickness of 0.3 mm.

その際スタンパ３６を昇温させた熱は、スタンパ３６裏面側の極めて薄いＷｃ−ｃｏコーティング層５３、硬質クロムメッキ層５２を介して、ニクロム合金溶射層５１に伝えられる。また同様に固定金型２１側も硬質クロムメッキ層６２とニクロム合金溶射層６１を介して、鏡面板２６のステンレス鋼に溶融樹脂の熱が伝えられる。しかし前記のようにニクロム合金の熱伝導率は、１３Ｗ／（ｍ・ｋ）と鏡面板２６，３４を形成するステンレス鋼の熱伝導率よりも低い。それに加えてニクロム合金溶射層５１，６１は、容積比において０．５〜８％の空孔率を有しているので、前記空気層の存在によってバルク材であるニクロム合金の熱伝導率より更に熱伝導率が低くなっており、熱遮蔽効果を有する。 At this time, the heat that has raised the temperature of the stamper 36 is transferred to the nichrome alloy sprayed layer 51 through the extremely thin Wc-co coating layer 53 and the hard chromium plating layer 52 on the back side of the stamper 36. Similarly, the heat of the molten resin is transmitted to the stainless steel of the mirror plate 26 also on the fixed mold 21 side through the hard chrome plating layer 62 and the nichrome alloy sprayed layer 61. However, as described above, the thermal conductivity of the nichrome alloy is 13 W / (m · k) and lower than the thermal conductivity of the stainless steel forming the mirror plates 26 and 34. In addition, since the nichrome alloy sprayed layers 51 and 61 have a porosity of 0.5 to 8% in volume ratio, the presence of the air layer further increases the thermal conductivity of the nichrome alloy which is a bulk material. Thermal conductivity is low and has a heat shielding effect.

従来技術（熱緩衝層なし）では、射出充填された溶融樹脂がスタンパに当接されスタンパが昇温されても、その熱は裏面側の鏡面板に奪われ、急速にスタンパが昇温されなかった。しかし本発明では、ニクロム合金溶射層５１による熱遮蔽効果によりスタンパ３６は急速に昇温される。そして射出開始と同時か僅かに遅れて、型締装置により可動金型３１を固定金型２１側に型締移動させ、０．２秒程度、例えば３５０〜４００ｋＮの高型締力を及ぼして射出圧縮成形が行われる。その際の高型締力によってスタンパ３６のインフォメーションエリア４４ａの微細な凹凸がブルーレイ用ディスク基板側により良好に転写される。そのような高型締力を及ぼすことを可能とすることは、熱緩衝層として金属溶射層が形成されているからである。従って金属溶射層による熱緩衝層が形成されたディスク基板の成形用金型２０は、従来のセラミック材の熱緩衝層のディスク基板の成形用金型よりも高型締力による成形を長期間に亘って行うことができ長寿命である。そして型締力を及ぼした際には前記のようにスタンパ３６が急速に昇温されているから、溶融樹脂の冷却が遅れ、良好な転写が行われる。 In the prior art (no thermal buffer layer), even if the molten resin injected and filled comes into contact with the stamper and the temperature of the stamper is raised, the heat is taken away by the mirror plate on the back side and the temperature of the stamper is not raised rapidly. It was. However, in the present invention, the temperature of the stamper 36 is rapidly increased by the heat shielding effect of the nichrome alloy sprayed layer 51. At the same time as or slightly after the start of injection, the movable mold 31 is moved to the stationary mold 21 side by the mold clamping device, and injection is performed with a high mold clamping force of about 0.2 seconds, for example, 350 to 400 kN. Compression molding is performed. Due to the high mold clamping force at this time, fine irregularities in the information area 44a of the stamper 36 are satisfactorily transferred to the Blu-ray disc substrate side. The reason why it is possible to exert such a high clamping force is that a metal sprayed layer is formed as a thermal buffer layer. Therefore, the disk substrate molding die 20 on which the thermal buffer layer is formed by the metal sprayed layer can be molded with a higher clamping force for a longer time than the conventional ceramic substrate thermal buffer layer disk substrate molding die. It can be performed over a long period of time. When the mold clamping force is applied, the temperature of the stamper 36 is rapidly raised as described above, so that the cooling of the molten resin is delayed and good transfer is performed.

また鏡面板３４の冷却媒体通路３４ａには冷却媒体が流通されているから、鏡面板３４側からスタンパ３６を介してブルーレイ用ディスク基板となる溶融樹脂に対して冷却が行われる。しかし本実施形態では、従来技術と比較して転写時のみにスタンパ３６の温度を溶融樹脂の熱により高温にすることができることから、鏡面板３４の温度設定を、従来よりも低く設定しても、従来と同じ溝深さの成形を行うことが可能である。 Further, since the cooling medium is circulated through the cooling medium passage 34a of the mirror surface plate 34, the molten resin serving as the Blu-ray disc substrate is cooled via the stamper 36 from the mirror surface plate 34 side. However, in this embodiment, since the temperature of the stamper 36 can be increased by the heat of the molten resin only at the time of transfer as compared with the conventional technique, even if the temperature setting of the mirror plate 34 is set lower than in the prior art. It is possible to perform molding with the same groove depth as in the prior art.

また本実施形態では、鏡面板３４の表面のうち、スタンパ３６のインフォメーションエリア４４ａよりも内側の非インフォメーションエリア４４ｂに対向する部分と、型閉された際に、前記非インフォメーションエリア４４ｂに向かい合って対向する固定金型２１のゲートインサート２９の表面のキャビティ形成面２９ｂには、ニクロム合金溶射層５１，６１が形成されていないことから、その部分については、キャビティ３７内の溶融樹脂の冷却をより早めることができる。そしてキャビティ３７内の溶融樹脂の冷却中にゲートカットが行われる。ゲートカットに際しては、可動金型３１に配設されたオスカッタ４１が、固定金型２１に配設されたゲートインサート２９のメスカッタ２９ａ内に向けて前進され、オスカッタ４１がメスカッタ２９ａ内に嵌合される。そしてゲートカットが行われると可動金型３１および固定金型２１からディスク基板に離型エアを噴出させながら、可動金型３１を移動させ、型開きを行い、ディスク基板の取出しを行う。その際に従来よりも鏡面板３４の温度を低下またはゲートインサート２９を冷却する温度を低下させることができるから、成形サイクル時間を早くすることができる。そして取出し時におけるディスク基板の非インフォメーションエリア４４ｂとは反対側の面の温度についても従来よりも低温で溶融樹脂の冷却固化も進行している。よって取出機を比較的安価な強く吸盤が当接されるタイプのものを使用しても、非インフォメーションエリアの冷却固化が進行したブルーレイ用ディスク基板を変形なしに取出すことができる。その結果、製品であるブルーレイ・ディスクを再生機（デッキ）で再生する際に、非インフォメーションエリアを装置内で押えて回転させるが、ブルーレイ・ディスクの特に外周側の波打をより小さくして回転させることができる。なお型開中に鏡面板３４に取付けられたスタンパ３６の表面は更に冷却され、次に射出開始されるまでにスタンパ３６の温度は９０℃程度まで降温される。一方成形されたブルーレイ用ディスク基板は、詳細は省略するが公知の蒸着やコーティング等の各工程を経て、ブルーレイ・ディスクに製造される。 Further, in the present embodiment, a portion of the surface of the mirror plate 34 facing the non-information area 44b inside the information area 44a of the stamper 36 is opposed to the non-information area 44b when the mold is closed. Since the nichrome alloy sprayed layers 51 and 61 are not formed on the cavity forming surface 29b of the surface of the gate insert 29 of the fixed mold 21 to be fixed, the molten resin in the cavity 37 is further cooled earlier. be able to. A gate cut is performed during the cooling of the molten resin in the cavity 37. When the gate is cut, the male cutter 41 disposed in the movable mold 31 is advanced toward the mescutter 29a of the gate insert 29 disposed in the fixed mold 21, and the male cutter 41 is fitted into the mescutter 29a. The When gate cutting is performed, the movable mold 31 is moved while mold release air is ejected from the movable mold 31 and the fixed mold 21 to the disk substrate, the mold is opened, and the disk substrate is taken out. At that time, since the temperature of the mirror plate 34 or the temperature for cooling the gate insert 29 can be lowered as compared with the conventional case, the molding cycle time can be shortened. The temperature of the surface opposite to the non-information area 44b of the disk substrate at the time of taking out is also lower than that of the prior art, and cooling and solidification of the molten resin is also proceeding. Therefore, even if the take-out machine is a relatively inexpensive type that strongly contacts the suction cup, the Blu-ray disc substrate that has been cooled and solidified in the non-information area can be taken out without deformation. As a result, when playing a Blu-ray Disc, which is a product, on a player (deck), the non-information area is pushed and rotated within the device, but the burr on the outer circumference side of the Blu-ray Disc is rotated to a smaller extent. Can be made. The surface of the stamper 36 attached to the mirror plate 34 during mold opening is further cooled, and the temperature of the stamper 36 is lowered to about 90 ° C. until the next injection is started. On the other hand, the Blu-ray disc substrate thus formed is manufactured into a Blu-ray disc through various processes such as known vapor deposition and coating although details are omitted.

次に実際に、本実施形態のディスク基板の成形用金型２０、従来技術の成形用金型、比較例の成形用金型を用いて、ブルーレイ・ディスク（ＢＤ−ＲＯＭ）を成形した際のテスト結果に基づいて説明をする。図４は、本実施形態のディスク基板の成形用金型２０により、成形サイクル時間３．５秒でディスク基板を成形した際の成形テスト結果を示す図表である。本実施形態のディスク基板の成形方法の特徴は、可動金型３１の鏡面板３４、固定金型２１の鏡面板２６を冷却する冷却媒体である水の温度（温調器による制御温度）を略一致させることである。なお、ただしこの場合の略一致とは、同温または３℃までの温度差（より望ましくは２℃までの温度差）を許容するものとする。鏡面板２６，３４の温度を略一致させることにより、成形されるディスク基板の径方向機械特性（ＲａｄｉｕｓＤｅｖｉａｔｉｏｎ）と、周方向機械特性（ＴａｎｇｅｎｔｉａｌＤｅｖｉａｔｉｏｎ）を良品と判定される値を得ることができる。また本実施形態では、図４に示されるように、鏡面板２６，３４へ送られる冷却媒体の温度を８０℃〜９５℃の範囲でテストした際に、すべての条件をクリアする良好な結果が得られた。各条件項目について更に説明すると、成形されるブルーレイ用ディスク基板の最外周転写溝深さ（良品と判定される範囲：２２ｎｍ±２ｎｍ）については、８０℃〜１００℃のすべての範囲で良品と判定される値が得られたが、その中でも９５℃において最も良好な値が得られ、低温になるにつれて良品と判定される値内ではあるが値が低下した。従ってディスク基板の溝形状の幅が小さく溶融樹脂が入りにくい場合や、直角方向に深い溝形状が要求される場合は、冷却媒体の温度を高くすることが望ましく、予期値としては成形サイクル時間を延ばせば１００℃まで高温化させることにより対応できる。また今回は、いずれも３．５秒の成形サイクル時間で成形を行ったが、成形サイクル時間を更に短縮したい場合は、冷却媒体の温度を実験値では８０℃、予期値としては７５℃まで低温化させることにより対応できる。 Next, when the Blu-ray disc (BD-ROM) was actually molded using the disk substrate molding die 20 of the present embodiment, the conventional molding die, and the comparative molding die. The explanation is based on the test results. FIG. 4 is a chart showing a molding test result when the disk substrate was molded with a molding cycle time of 3.5 seconds by the disk substrate molding die 20 of the present embodiment. A feature of the disk substrate molding method of this embodiment is that the temperature of water (control temperature by a temperature controller) that is a cooling medium for cooling the mirror plate 34 of the movable mold 31 and the mirror plate 26 of the fixed mold 21 is substantially set. To match. However, in this case, the term “substantially coincident” means that the same temperature or a temperature difference up to 3 ° C. (more preferably, a temperature difference up to 2 ° C.) is allowed. By substantially matching the temperatures of the mirror plates 26 and 34, it is possible to obtain a value that determines that the radial mechanical characteristics (Radial Deviation) and the circumferential mechanical characteristics (Tangential Deviation) of the disk substrate to be molded are non-defective products. . Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. 4, when the temperature of the cooling medium sent to the mirror plates 26 and 34 is tested in the range of 80 ° C. to 95 ° C., good results that clear all the conditions are obtained. Obtained. When further explaining each condition item, the outermost peripheral transfer groove depth of the molded Blu-ray disc substrate (range to be determined as non-defective product: 22 nm ± 2 nm) is determined to be non-defective in all ranges from 80 ° C. to 100 ° C. Among them, the best value was obtained at 95 ° C., and the value decreased within the value judged as a non-defective product as the temperature decreased. Therefore, when the width of the groove shape of the disk substrate is small and it is difficult for molten resin to enter, or when a deep groove shape is required in the perpendicular direction, it is desirable to raise the temperature of the cooling medium. If it extends, it can respond by making it high temperature to 100 degreeC. In addition, in this case, molding was performed with a molding cycle time of 3.5 seconds. However, if it is desired to further shorten the molding cycle time, the temperature of the cooling medium is as low as 80 ° C as an experimental value and 75 ° C as an expected value. It can respond by making it.

またブルーレイ用ディスク基板の径方向機械特性（良品と判定される範囲：＋０．１０°〜＋０．３０°）については、転写面の中心側が突出し外周側に向けて下降するように成形することが後工程との関係において望ましく、８０℃〜１００℃のすべての範囲で良品と判定される値が得られたが、その中でも８５℃〜９５℃の範囲で最も良好な値が得られた。更に周方向機械特性（良品と判定される範囲：±０．１０°）については、ブルーレイ用ディスク基板のうねりに関するものであり値が小さいほど望ましいが、８０℃〜９５℃の範囲で良品と判定される値が得られ、とりわけ８０℃と冷却媒体の温度が低温な場合ほど良好な値が得られた。しかし成形サイクル時間を延長すれば、更に１００℃まで良品が得られることが経験則から予期された。 In addition, regarding the radial direction mechanical characteristics of the Blu-ray disc substrate (range to be judged as non-defective product: + 0.10 ° to + 0.30 °), the center side of the transfer surface protrudes and descends toward the outer peripheral side. Desirable in relation to the post-process, a value determined to be a non-defective product was obtained in the entire range of 80 ° C. to 100 ° C. Among them, the best value was obtained in the range of 85 ° C. to 95 ° C. Further, the circumferential mechanical characteristics (range to be judged as non-defective product: ± 0.10 °) are related to the waviness of the disc substrate for Blu-ray, and the smaller the value, the better. In particular, when the temperature of the cooling medium is as low as 80 ° C., a better value was obtained. However, it was expected from experience that if the molding cycle time is extended, good products can be obtained up to 100 ° C.

次に図５〜図７により従来技術および比較例について説明する。図５は、従来の鏡面板に熱緩衝層が形成されていないディスク基板の成形用金型により、成形サイクル時間３．５秒でブルーレイ用ディスク基板を成形した際の成形テスト結果を示す図表である。ディスク基板の径方向機械特性を良好に保つため、固定金型および可動金型の鏡面板に送る冷却媒体の温度は一致させている。図５の例ではスタンパの表面温度を低下させないために、冷却媒体の温度を９０℃以上としないと、最外周転写溝深さが、良品と判定される値が得られなかった。しかし温度が１００℃の場合では周方向機械特性が不良と判定される値となり、冷却媒体の温度が９５℃の場合のみブルーレイ用ディスク基板が良品のものが成形でき、成形できる冷却媒体の温度の範囲が狭かった。また良品と判定される値内であっても最外周転写溝深さの値は、低めのものであった。そして冷却媒体の温度が９５℃以下の温度での成形に失敗していることから、今後成形サイクル時間の短縮の可能性が少ないものであった。 Next, the prior art and the comparative example will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a chart showing the results of a molding test performed when a Blu-ray disc substrate was molded with a molding cycle time of 3.5 seconds using a conventional mold for molding a disc substrate on which no heat buffer layer was formed on the mirror surface plate. is there. In order to keep the radial mechanical characteristics of the disk substrate in good condition, the temperature of the cooling medium sent to the mirror plate of the fixed mold and the movable mold is matched. In the example of FIG. 5, in order not to lower the surface temperature of the stamper, unless the temperature of the cooling medium is set to 90 ° C. or higher, a value for determining the outermost transfer groove depth as a non-defective product could not be obtained. However, when the temperature is 100 ° C., the circumferential mechanical characteristics are determined to be poor. Only when the cooling medium temperature is 95 ° C., the Blu-ray disc substrate can be molded, and the temperature of the cooling medium that can be molded is The range was narrow. Even within the value determined to be non-defective, the outermost transfer groove depth value was low. Since the molding of the cooling medium at a temperature of 95 ° C. or lower has failed, there is little possibility of shortening the molding cycle time in the future.

図６は、スタンパが配設された可動金型の鏡面板のみに熱緩衝層が形成され、スタンパが配設されていない固定金型の鏡面板に熱緩衝層が形成されていないディスク基板の成形用金型により、固定金型および可動金型の鏡面板に送る冷却媒体の温度は一致させて、成形サイクル時間３．５秒でブルーレイ用ディスク基板を成形した際の成形テスト結果を示す図表である。図５の例では、最外周転写溝深さは、本実施形態である図４の例と同じく良好な値が得られたが、径方向機械特性において、すべての冷却媒体の温度において、ブルーレイ用ディスクの良品と判定される値が満足できないという結果となった。これは可動金型の鏡面板（スタンパ有り）には熱緩衝層があるために冷却が遅れるのに対し、固定金型側の鏡面板には熱緩衝層がないために冷却が進行し、転写面の中心側が凹部となる逆反りが発生するからである。また周方向機械特性も冷却媒体の温度が９０℃以上の場合に不良品と判定される値となった。 FIG. 6 shows a disk substrate in which a heat buffer layer is formed only on a mirror plate of a movable mold provided with a stamper, and no heat buffer layer is formed on a mirror plate of a fixed mold without a stamper. Chart showing the results of the molding test when molding the Blu-ray disc substrate with a molding cycle time of 3.5 seconds with the molding die matched to the temperature of the cooling medium sent to the mirror plate of the fixed mold and movable mold. It is. In the example of FIG. 5, the outermost transfer groove depth was as good as that of the example of FIG. 4 of the present embodiment. However, in the radial direction mechanical characteristics, for all the temperatures of the cooling medium, As a result, the value judged to be a good disc was not satisfied. This is because the mirror plate of the movable mold (with the stamper) has a thermal buffer layer, so cooling is delayed, whereas the mirror plate on the fixed mold side has no thermal buffer layer, so cooling proceeds and the transfer proceeds. This is because a reverse warp occurs in which the center side of the surface becomes a recess. Further, the circumferential direction mechanical characteristics were also determined to be defective when the temperature of the cooling medium was 90 ° C. or higher.

図７は、スタンパが配設された可動金型の鏡面板のみに熱緩衝層が形成され、スタンパが配設されていない固定金型の鏡面板に熱緩衝層が形成されていないディスク基板の成形用金型（図６と同じ金型）により、固定金型の鏡面板に送る冷却媒体の温度を可動金型の鏡面板に送る冷却媒体の温度よりも５℃高くし、成形サイクル時間３．５秒でブルーレイ用ディスク基板を成形した際の成形テスト結果を示す図表である。図７の例では、最外周転写溝深さは、本実施形態である図４の例と同じく良好な値が得られた。また径方向機械特性においても、図４の例と同じく良好な値が得られた。しかし周方向機械特性において、可動金型側の冷却媒体の温度が９０℃以上の場合にブルーレイ用ディスクの良品と判定される値が得られないという結果となった。これは型開の際の固定金型の温度が可動金型の温度と比較して高いためで、ブルーレイ用ディスク基板の転写面と反対側の冷却固化が遅れ、その結果、固定金型から離型されにくくなるため、うねりが発生するからである。また可動金型の温度が低温域の場合しか良品と判定されるブルーレイ用ディスク基板が得られないので、良品と判定されるものであっても最外周転写溝深さの値は、低めのものしか得られなかった。 FIG. 7 shows a disk substrate in which a heat buffer layer is formed only on a mirror plate of a movable mold provided with a stamper, and no heat buffer layer is formed on a mirror plate of a fixed mold without a stamper. The temperature of the cooling medium sent to the mirror plate of the fixed mold is made 5 ° C. higher than the temperature of the cooling medium sent to the mirror plate of the movable mold by the molding die (the same mold as FIG. 6), and the molding cycle time 3 It is a graph which shows the shaping | molding test result at the time of shape | molding the disc substrate for Blu-rays in .5 second. In the example of FIG. 7, the outermost transfer groove depth was as good as the example of FIG. 4 of the present embodiment. Also in the radial direction mechanical characteristics, good values were obtained as in the example of FIG. However, in the circumferential mechanical characteristics, when the temperature of the cooling medium on the movable mold side is 90 ° C. or higher, a value that is judged as a non-defective Blu-ray disc is not obtained. This is because the temperature of the fixed mold at the time of mold opening is higher than the temperature of the movable mold, and the cooling and solidification on the side opposite to the transfer surface of the Blu-ray disc substrate is delayed, resulting in separation from the fixed mold. This is because undulation occurs because it becomes difficult to mold. In addition, since a Blu-ray disc substrate that is judged as good is obtained only when the temperature of the movable mold is low, the outermost transfer groove depth value is low even if it is judged as good. Only obtained.

従来技術および比較例と較べた上記の結果から明らかなように、本実施形態のスタンパ３６が配設された可動金型３１の鏡面板３４と、スタンパが配設されていない固定金型２１の鏡面板２６の両方に熱緩衝層であるニクロム合金溶射層５１，６１が形成されたディスク基板の成形用金型２０は、良品と判定されるブルーレイ用ディスクを成形可能な冷却媒体の温度域が広い。従って成形条件設定の際に、更に転写が良好なものを追求したり、成形サイクル時間を短縮したりする選択の幅の広いものである。 As is clear from the above results compared with the prior art and the comparative example, the mirror plate 34 of the movable mold 31 provided with the stamper 36 of the present embodiment and the fixed mold 21 provided with no stamper. The mold 20 for forming a disc substrate in which the nichrome alloy sprayed layers 51 and 61 as heat buffer layers are formed on both the mirror plates 26 has a temperature range of a cooling medium capable of forming a Blu-ray disc that is determined to be a non-defective product. wide. Therefore, when setting the molding conditions, there is a wide range of choices for pursuing a better transfer or shortening the molding cycle time.

また本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。本実施形態では可動金型３１の鏡面板３４にスタンパ３６が配設されており、固定金型２１の鏡面板２６にはスタンパが配設されていないが、固定金型の鏡面板にスタンパが配設され、可動金型の鏡面板にスタンパが配設されないものであってもよい。また固定金型または両方の金型にスタンパが配設され、両方の鏡面板に金属溶射層が形成されたものであってもよい。また金属溶射層が設けられる部分は転写領域に対向する部分のみに限定されず、スタンパ裏面に対向する全面としてもよく、更には金属溶射層の厚みについて、冷却媒体通路と対向する部分とそうでない部分について変化をつけてもよい。更に鏡面板は、複層構成にして、例えば第一層に冷却媒体通路を形成し、第二層に金属溶射層を形成してもよい。また本発明は、ディスク基板の成形に限定されず、鏡面板に取付けられたスタンパの微細な凹凸を転写する導光板、光拡散板、レンズ等の光学製品の射出成形、射出圧縮成形、射出プレスにも用いることができる。 The present invention is not enumerated one by one, but is not limited to the one in the above-described embodiment, and it goes without saying that the present invention is applied to those modified by a person skilled in the art based on the gist of the present invention. It is. In this embodiment, the stamper 36 is disposed on the mirror plate 34 of the movable mold 31 and the stamper 26 is not disposed on the mirror plate 26 of the fixed mold 21, but the stamper is disposed on the mirror plate of the fixed mold 21. The stamper may not be provided on the mirror plate of the movable mold. Alternatively, a stamper may be disposed on the fixed mold or both molds, and a metal sprayed layer may be formed on both mirror plates. Further, the portion provided with the metal spray layer is not limited to the portion facing the transfer region, but may be the entire surface facing the back surface of the stamper. Further, the thickness of the metal spray layer is not the same as the portion facing the cooling medium passage. You may change the part. Further, the mirror plate may have a multilayer structure, for example, a cooling medium passage may be formed in the first layer, and a metal sprayed layer may be formed in the second layer. The present invention is not limited to the molding of a disk substrate, but is an injection molding, injection compression molding, and injection press for optical products such as a light guide plate, a light diffusing plate, and a lens for transferring fine irregularities of a stamper attached to a mirror plate. Can also be used.

本実施形態のディスク基板の成形用金型の断面図である。It is sectional drawing of the metal mold | die for a disc board | substrate of this embodiment. 本実施形態のディスク基板の成形用金型の要部Ａの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the principal part A of the metal mold | die for a disk substrate of this embodiment. 本実施形態のディスク基板の成形用金型による成形時のスタンパの温度を示す仮想グラフ図である。It is a virtual graph figure which shows the temperature of the stamper at the time of shaping | molding with the metal mold | die for shaping | molding the disc substrate of this embodiment. 本実施形態のディスク基板の成形用金型により、成形サイクル時間３．５秒でディスク基板を成形した際の成形テスト結果を示す図表である。It is a graph which shows the shaping | molding test result at the time of shape | molding a disc board | substrate with the shaping | molding cycle time 3.5 seconds with the metal mold | die for disc board | substrates of this embodiment. 従来技術による成形テスト結果を示す図表である。It is a graph which shows the shaping | molding test result by a prior art. 比較例による成形テスト結果を示す図表である。It is a graph which shows the shaping | molding test result by a comparative example. 比較例による成形テスト結果を示す図表である。It is a graph which shows the shaping | molding test result by a comparative example.

Explanation of symbols

２０ディスク基板の成形用金型
２１固定金型
２６，３４鏡面板
２６ａ，３４ａ冷却媒体通路
３１可動金型
３６スタンパ
３７キャビティ
５１，６１ニクロム合金溶射層
５１ｂ，６１ｂ内周縁
５２，６２硬質クロムメッキ層 20 Mold for molding a disk substrate 21 Fixed mold 26, 34 Mirror plate 26a, 34a Cooling medium passage 31 Movable mold 36 Stamper 37 Cavity 51, 61 Nichrome alloy sprayed layer 51b, 61b Inner edge 52, 62 Hard chromium plating layer

Claims

In a mold for forming a disk substrate in which a stamper is disposed on the surface of a mirror plate of at least one of a fixed mold and a movable mold in which a cavity is formed when the molds are combined,
Between the surface of the mirror plate attached to the one mold and the other mold, or between the surface and the cooling medium passage, a metal spray layer mainly made of metal having lower thermal conductivity than the metal constituting the mirror plate. A mold for molding a disk substrate, characterized by being formed.

2. The mold for molding a disk substrate according to claim 1, wherein the metal spray layer includes pores, and a metal layer is formed on the surface of the metal spray layer by a method other than at least a spray method.

The position of the inner peripheral edge that is the boundary between the portion where the metal spray layer is formed and the portion where the metal spray layer is not formed in the mirror plate of the one mold is the boundary between the information area and the non-information area in the stamper, or the non-information area. 3. The mold for molding a disk substrate according to claim 1, wherein the mold is opposed to the portion.

The position of the inner peripheral edge of the metal spray layer in the mirror plate of the other mold is substantially coincident with the position of the inner peripheral edge of the metal spray layer in the mirror surface plate of the one mold. The mold for molding a disk substrate according to claim 3.

The molten resin is injected and filled into a cavity of a molding die for a disk substrate according to claim 1, and the molten resin is cooled and solidified through the metal sprayed layer by a cooling medium flowing in a cooling medium passage of the mirror plate. A method of forming a disk substrate, comprising:

6. The disk substrate molding method according to claim 5, wherein a cooling medium having the same temperature or a temperature difference within 3 [deg.] C. is allowed to flow through the mirror plates of the one mold and the other mold.

A disk substrate formed by the method for forming a disk substrate according to claim 5.