CN1242733A - 光记录介质的制造装置及制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种缩短铸模搬运所需的时间,并且制造小型的光记录介质的装置,用于使硬化性树脂(102b)在基板(101)和铸模(103)之间硬化。从而制造光记录介质,具备保持铸模(103)的铸模保持结构(2)。将涂敷了硬化性树脂(102b)的基板(101)搬运到铸模(103)上、使硬化性树脂(102b)的涂敷面与铸模(103)相对置地将该基板(101)载放在铸模(103)上的搬运机构(1),使由搬运机构(1)夹持在铸模(103)和基板(101)之间的硬化性树脂(102b)硬化的树脂硬化机构(3),将由树脂硬化机构(2)硬化的硬化性树脂(102b)和基板(101)一起从铸模(103)中剥离的剥离机构(4)。

Description

光记录介质的制造装置及制造方法
技术领域
本发明涉及一种在表面形成了凹凸图案的光记录介质的制造技术，特别是涉及在用2P法(光聚合法photo polymerization)制造光记录介质时，可实现减少工时的制造装置。
背景技术
以往，制造光记录介质，即光盘的代表性的方法是2P法。2P法为下述一种方法，即：准备塑料、玻璃等平板(称为平面基板)，在基板与压模之间填充通过紫外线等的光能而硬化的光硬化(photocuring)性树脂，用紫外线照射这种光硬化性树脂，使其硬化。
作为以往的2P法，有例如日本特开昭53-86756号公报所公开的方法。在该公报中公开了采用由电铸(electroforming)制造的镍作为铸模(以下，在本说明书中，[铸模]表示与压模相同的装置)，并用紫外线硬化性树脂将图案从铸模转印到聚甲基丙烯酸甲脂(polymethylmethacrylate)、聚碳酸脂等的平面基板上的方法。
而且，在日本特开平5-62254号公报中公开了采用硅作为铸模的材料，用紫外线硬化性树脂将图案从通过蚀刻形成了凹凸图案的硅片的铸模转印到平板基板上的方法。
在实施这些制造方法时，通常是在分别的场所各自进行将基板和紫外线硬化性树脂贴合在一起、曝光和剥离操作。
但是，在分别的场所进行上述各制造工序的情况下，搬运基板和铸模需要时间，而不能进行高效率的制造。关于用于进行高效率制造的制造装置，在上述公报中并没有具体地公开。
在通过2P法进行光盘制造时，有使铸模移动进行制造的想法和使铸模固定进行制造的想法，但由于铸模是精密的装置，所以考虑到搬运要花时间，可认为固定铸模的制造装置的方案为好。
发明的公开
本发明的第1课题为提供一种通过将铸模固定而不要铸模的搬运机构、从而缩短铸模搬运所需的时间，并且制造小型的光记录介质的装置。
本发明的第2课题为提供一种通过相对于被固定的铸模搬运涂敷了硬化性树脂的基板而缩短铸模搬运所需的时间，并且制造小型的光记录介质的装置。
本发明的第3课题为提供一种通过将铸模固定而取消重复进行铸模固定机构的解除和工作而花费的工时，高效率地制造光记录介质的装置。
本发明的第4课题为提供一种通过相对于被固定的铸模搬运硬化机构而不要铸模的搬运机构、从而缩短铸模搬运所需的时间，并且制造小型的光记录介质的装置。
本发明的第5课题为提供一种通过可从被固定的铸模中剥离基板而不要铸模的搬运机构、从而缩短铸模搬运所需的时间，并且制造小型的光记录介质的装置。
本发明是为了解决上述第1课题而提出的，用于使硬化性树脂在基板和铸模之间硬化，从而制造光记录介质的光记录介质的制造装置为下述结构：具备保持铸模的铸模保持机构；将涂敷了硬化性树脂的基板搬运到铸模上、使硬化性树脂的涂敷面与铸模相对置地将该基板载放在铸模上的搬运机构；使由搬运机构夹持在铸模和基板之间的硬化性树脂硬化的树脂硬化机构；将由树脂硬化机构硬化的硬化性树脂和基板一起从铸模中剥离的剥离机构。
根据上述发明，由于搬运需要时间的铸模被固定，所以可省去铸模搬运所花费的时间。
另外，铸模既可以是金属铸模，也可以是由硅或石英等制造的铸模。硬化性树脂既可以是光硬化性树脂，也可以是热硬化性树脂。树脂硬化机构既可以具备用光照射硬化性树脂的功能，也可以具备加热硬化性树脂的功能。
解决上述第2课题的发明还具备在基板表面涂敷硬化性树脂的树脂涂敷机构。
根据解决上述第5课题的发明，树脂涂敷机构保留基板表面的一部分地涂敷硬化性树脂。
由于在基板表面上留有一部分未涂敷硬化性树脂的区域，所以易于使贴合了硬化性树脂后的基板剥离。
根据解决上述第3课题的发明，铸模保持机构具备密封容器和真空泵，通过上述搬运机构可密闭所述密封容器的开口面，密封容器的底面上可收存铸模，所述真空泵用于将密封容器内的空气抽出。
根据上述发明，通过搬运机构将密封容器密封，通过真空泵从底部抽出空气，以防止硬化性树脂内混入气泡，之后使气压上升。将连接密封容器和真空泵的配管固定，可快速进行减压动作。
根据解决上述第4课题的发明，硬化性树脂为光硬化性树脂，树脂硬化机构具备用于通过用光照射光硬化性树脂使光硬化性树脂硬化的照明装置，将该照明装置搬运到铸模周边的照明搬运机构。
根据上述发明，由于硬化机构被搬运到铸模上方，所以可事先将铸模固定。
根据解决上述第5课题的发明，铸模具有与基板相等或小于基板的外形，剥离机构具备在从铸模中一起剥离硬化性树脂和基板时，夹持基板的一部分的夹持机构。
根据上述发明，由于夹持基板的一部分，所以可易于使硬化性树脂和基板一起从铸模中剥离。
解决上述第1课题的发明为一种用于使硬化性树脂在基板和铸模之间硬化，从而制造光记录介质的光记录介质的制造方法，包括在基板表面涂敷硬化性树脂的树脂涂敷工序；将涂敷了硬化性树脂的基板搬运到被固定的铸模上、使硬化性树脂的涂敷面与铸模相对置地将该基板载放在铸模上的搬运工序；使通过搬运工序夹持在铸模和基板之间的硬化性树脂硬化的树脂硬化工序；将通过树脂硬化工序硬化的硬化性树脂和基板一起从铸模中剥离的剥离工序。
根据本发明，由于将铸模固定，所以可提供一种不需要铸模的搬运机构、从而缩短铸模搬运所需的时间，并且制造小型的光记录介质的装置。
根据本发明，由于具有相对于被固定的铸模搬运涂敷了硬化性树脂的基板的结构，所以可提供一种缩短铸模搬运所需的时间，并且制造小型的光记录介质的装置。
根据本发明，由于将铸模固定，并在其上设置铸模的固定机构，所以可提供一种取消重复进行铸模固定机构的解除和工作而花费的工时、从而高效率地制造光记录介质的装置。
根据本发明，由于具有相对于被固定的铸模搬运硬化机构的结构，所以可提供一种不需要铸模的搬运机构、从而缩短铸模搬运所需的时间，并且制造小型的光记录介质的装置。
根据本发明，由于具有可从被固定的铸模中剥离基板的结构，所以可提供一种不需要铸模的搬运机构、从而缩短铸模搬运所需的时间，并且制造小型的光记录介质的装置。
附图的简要说明
图1为实施例中的光盘制造装置的结构图。
图2为本发明的基板制造装置的结构图。
图3为本实施例的树脂涂敷工序的说明图。
图4为搬运工序的说明图。
图5为硬化工序的说明图。
图6为剥离工序的说明图。
图7为各处理工序的制造工序剖视图。
符号的说明
1搬运机构
2铸模保持机构
3硬化机构
4剥离机构
101基板
102b光硬化性树脂
103铸模
21真空泵
23铸模固定件
24排气系统
实施发明的最佳方式
以下，参照附图对本发明的最佳实施例加以详细说明。
(光盘的制造装置)
本实施例的制造装置是进行光记录介质，即光盘制造的装置。如图1所示，该制造装置具备有搬运机构1，铸模保持机构2，硬化机构3和剥离机构4。另外，还可以具备有与该装置邻接、如图3所示的为树脂涂敷机构的加注器53。
搬运机构1具备有保持台10，转动自如地轴支承在保持台10上的臂11和安装在臂11上、可接触和脱离地保持基板101(参照图2和图7)的保持台12。搬运机构1的结构为当被移动到铸模保持机构2的顶部时，位于从铸模103的上方覆盖保持台12的位置，从而可密闭密封容器20的开口部。
铸模保持机构2具备有底部收存铸模103的密封容器20，用于通过设置在密封容器20上的孔将容器的空气吸出的真空泵21，阀22，将铸模固定在铸模保持机构2的底部上的固定件23，和用于防止在光盘剥离时铸模翘曲的铸模保持用的排气系统24。
硬化机构3具备有发射光的灯具30，向铸模方面反射光的反射器31，和自由地向铸模保持机构2的周边搬运灯具30的搬运机构(图中未示出)。
剥离机构4具备有保持台40，转动自如地轴支承在保持台40上的臂41，安装在臂41上、可接触和脱离地保持基板101(参照图2和图7)的保持台42，和用于当臂41在由硬化了的硬化树脂贴合在一起的基板101上移动时夹持基板101的端部的夹持部43。剥离机构4配置在当被移动到铸模保持机构2的顶部时，从铸模103的上方覆盖保持台42的位置上。
铸模103制成与要制造的光盘大致相同的外观形状，但最好制成比光盘稍小(例如半径小1mm左右)。这是为了在剥离工序中易于用剥离机构4的夹持部43夹持住基板。
这种制造装置的结构为，搬运机构1和剥离机构4被交叉驱动，在搬运机构1或剥离机构4的任一机构工作中，硬化机构3可移动到不防碍这些臂的动作的位置上。
根据上述结构，由于铸模103被固定，相互对置的搬运机构1和剥离机构4可通过臂相对于铸模搬入和搬出基板，所以不需要铸模的搬运机构。而且，贴合时，为了防止硬化性树脂内混入气泡，使真空泵21动作，由于该真空泵21和铸模保持机构2保持接合状态，所以具有可迅速减压的优点。
一旦将铸模收存在铸模保持机构2中后，由于可通过真空泵2保持吸引铸模的状态，所以不必重复进行在移动铸模的情况下所必须的吸引动作和其解除动作。
(基板的制造工序)
图2表示基板制造工序中的制造装置的结构图。如该图所示，基板制造工序的制造装置包括挤压成形装置50，前处理装置51和冲裁装置52。
步骤1(成形工序；图2、图7)：挤压工序中，首先，将在挤压机中被加热、加压成流动状态的热可塑性树脂供给到挤压成形装置50。挤压成形装置50从模具(die)将所供给的树脂连续地挤压出，模制成厚度大致一定的片状树脂板100。另外，除了通过图中所示的滚筒进行模制之外，也可通过平板进行模制。在本实施例中是用热可塑性的聚烯烃类聚合体作为上述树脂。这种聚烯烃类聚合体的光学各向异性小，很适合作为光记录介质的材料。
步骤2(前处理工序；图2、图7)：前处理工序中，由前处理装置51对挤压成形的树脂板100进行前处理。前处理是指通过在树脂板100上进行例如大气压等离子体，电晕放电，真空中的等离子体蚀刻等，使基板表面活性化的处理。该前处理也可在冲裁工序(步骤3)之后进行。
另外，在前处理的前后，最好通过压力机进一步对树脂板100施加压力，以使其特性发生变化。通过加压，可使树脂板的厚度更加适当地平坦化，从而进一步改善其双折射率等的光学特性或倾斜畸变、翘曲现象(tilt)等的机械特性。
步骤3(冲裁工序；图2)：通过冲裁装置52将树脂板100冲裁成光盘的圆盘形状的基板101。
(光硬化性树脂贴合工序)
树脂涂敷工序(步骤4；图3、图7)：通过加注器53将溶解并流动化了的光硬化性树脂102b涂敷在基板101上。涂敷的树脂量要足够形成一片光盘的信息记录面。光硬化性树脂102b最好保留基板101周围的不记录信息的区域，而涂敷在中央(参照图5)。
另外，既可在使基板101保持在搬运机构1的保持台12之后涂敷光硬化性树脂102b，也可在保持在保持台12之前涂敷。
搬运工序(步骤5；图4、图7)：将涂敷了光硬化性树脂102b的基板101保持在臂11的保持台12上。使臂11向图4中的箭头所示的方向移动，将设置在基板101上的光硬化性树脂102b压在铸模103之上。因此，铸模103中设计的凹凸图案转印在光硬化性树脂102b上。这时，保持台12密闭密封容器20的开口部。在该状态下，打开阀22使真空泵21动作，降低密封容器20内的气压。通过在减压状态下进行将基板101载放在铸模103上的工序，可防止光硬化性树脂中产生气泡。
接着，将基板101载放在铸模103上之后，将泵22一气打开，使压力恢复正常。通过这种处理，可由大气压进行均等加压，即对基板101上的光硬化性树脂进行均等加压。铸模103被压在密封容器20的底面上，从而可固定铸模。
另外，在本实施例中，由加注器53涂敷光硬化性树脂最好也在减压状态下进行，以防止光硬化性树脂中产生气泡。
硬化工序(步骤6；图5、图7)：在硬化工序中，通过硬化机构3进行曝光。在基板101上的光硬化性树脂102b被搬运机构1压在铸模103上的状态下，硬化机构3向铸模保持机构2的方向移动，使灯具30照射。由于保持台12设计成可透过从臂11的背后照射的光，所以来自灯具30的光透过透明的基板101达到光硬化性树脂102b上。通过这种光，光硬化性树脂硬化，并形成光硬化性树脂层102。通过硬化，光硬化性树脂层102和基板101贴合在一起。
剥离工序(步骤7；图6、图7)：在剥离工序中，首先，硬化机构3上升，接着搬运机构1打开基板101，臂11返回到初始的位置。然后剥离机构4向铸模保持机构2的上方移动，夹持基板101。在铸模103小于基板101的外形的情况下，夹持部43夹持未形成光硬化性树脂层102的基板101的周边部。因此，将基板101紧固在保持台42上。在基板101的外形与铸模相等或小于铸模的情况下，边夹持基板的外周端部边进行剥离。当臂41在这种状态下返回到初始的位置时，基板101和光硬化性树脂层102一起从铸模103中剥离下来。
另外，在上述工序中，都是在基板一侧涂敷光硬化性树脂，但并不仅限于此，也可在铸模一侧涂敷光硬化性树脂。
以上各工序结束后，制造出具备以聚烯烃类聚合体为主要成分的基板101和根据所希望的信息而形成凹凸图案(例如凹陷或槽等)的光硬化性树脂层102的光盘的原盘。
为了制造只读光盘，通过在这种原盘的光硬化性树脂层102上顺序形成反射膜和保护反射膜的保护膜来制造。为了制造可写记录的光磁盘，通过在这种光硬化性树脂层102上顺序形成保护膜，光磁记录膜和反射膜来制造。
另外，在本实施例中，对制造圆盘状的光记录介质，即光盘的情况进行了说明，但光记录介质的形状并不仅限于圆盘状，也可是不论方形或平板状的曲面状。
(实施方式的优点)
根据上述实施例，由于通过铸模保持机构固定铸模，并在其周围设置了搬运机构，硬化机构和剥离机构，并由于不需要用于搬运铸模的搬运机构，所以可大幅度地使制造装置小型化。
例如，在将可记录细微凹凸图案的硅等用于铸模的情况下，要想搬运这种铸模，就必须用较大的搬运装置慢慢地搬运，以不产生机械冲击。对于这一点，如果根据本实施例，由于不必移动铸模，所以可节省铸模的搬运时间并减少工时。
另外，假如搬运铸模的话，在每次搬运时都必须重复进行下述操作，即降低密封容器中的气压，然后再将气压恢复到原状，通过大气压固定铸模。对于这一点，如果根据本实施例，由于不搬运铸模，所以这种固定动作进行一次即可。因此，与搬运铸模的情况相比，可进一步减少工时。
另外，根据本实施例，由于不搬运铸模，所以即使使用硅等易损的铸模也很安全。
而且，根据本实施例，由于铸模具有小于基板的外形，所以可将可由剥离机构的夹持部夹持的区域设计在基板的周边上。因此，由于可通过夹持部夹持基板的一部分，所以可以强力从铸模中剥离基板。
(其它的变形例)
本发明可适用各种不同于上述实施例的变形。
例如，在上述实施例中，进行树脂涂敷工序的加注器是分别设置的，但也可在搬运机构的可移动范围内设置加注器。这样，由加注器向基板上涂敷光硬化性树脂的动作和将涂敷了树脂的基板载放在铸模上的动作可连续进行，从而可进一步削减工时。
而且，也可具备直接对铸模进行光硬化性树脂涂敷的加注器。这样，可省略在基板上涂敷光硬化性树脂的加注器机构，并可进一步缩短从基板制造到贴合所需的时间。
而且，在上述实施例中，采用光硬化性树脂作为硬化性树脂，采用灯具作为硬化机构，但也可采用热硬化性树脂作为硬化性树脂，设置加热机构作为硬化机构。例如，在采用热硬化性树脂的情况下，其结构为在密封容器内加热机构对热硬化性树脂加热并使其硬化。这样，即使是采用热硬化性树脂的光记录介质也可以较少的工时制造。
而且，在上述实施例中，光盘的形状为圆盘状，但也可是其它的形状，例如方形的集成电路(IC)卡状。

Claims (7)

1.一种光记录介质的制造装置，用于使硬化性树脂在基板和铸模之间硬化，从而制造光记录介质，其特征在于：
具备保持上述铸模的铸模保持机构，
搬运机构，以便将涂敷了硬化性树脂的基板搬运到上述铸模上、使上述硬化性树脂的涂敷面与上述铸模相对置地将该基板载放在上述铸模上，
树脂硬化机构，以便使由上述搬运机构夹持在上述铸模和基板之间的上述硬化性树脂硬化，
剥离机构，以便将由上述树脂硬化机构硬化的上述硬化性树脂和上述基板一起从上述铸模中剥离。
2.根据权利要求1所述的光记录介质的制造装置，还具备树脂涂敷机构，以便在上述基板的表面涂敷上述硬化性树脂。
3.根据权利要求2所述的光记录介质的制造装置，上述树脂涂敷机构保留上述基板表面的一部分地涂敷上述硬化性树脂。
4.根据权利要求1所述的光记录介质的制造装置，上述铸模保持机构具备密封容器和真空泵，通过上述搬运机构可密闭所述密封容器的开口面，密封容器的底面上可收存铸模，所述真空泵将密封容器内的空气抽出。
5.根据权利要求1所述的光记录介质的制造装置，上述硬化性树脂为光硬化性树脂，上述树脂硬化机构具备照明装置和将该照明装置搬运到上述铸模周边的照明搬运机构，所述照明装置通过用光照射光硬化性树脂而使光硬化性树脂硬化。
6.根据权利要求1所述的光记录介质的制造装置，上述铸模具有与上述基板相等或小于上述基板的外形，上述剥离机构具备夹持机构，所述夹持机构在从上述铸模中一起剥离上述硬化性树脂和上述基板时，夹持上述基板的一部分。
7.一种光记录介质的制造方法，用于使硬化性树脂在基板和铸模之间硬化，从而制造光记录介质，其特征在于：
包括在上述基板表面涂敷上述硬化性树脂的树脂涂敷工序，
搬运工序，将涂敷了上述硬化性树脂的基板搬运到被固定的铸模上、使上述硬化性树脂的涂敷面与该铸模相对置地将该基板载放在上述铸模上，
树脂硬化工序，使通过上述搬运工序夹持在上述铸模和基板之间的上述硬化性树脂硬化，
剥离工序，将通过上述树脂硬化工序硬化的硬化性树脂和上述基板一起从上述铸模中剥离。
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