JP2000517091A - コンパクトディスクを仮付け硬化する組立ライン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 光学ディスクの接着工程の自動制御プロセスは、粘着材を仮付けし、最終的な粘着工程の前に合成物を変形することによって達成される。スペーサチャックは、仮付け効果工程を通して半ディスクの離隔を維持するために使用され、ディスク変形ジグは、接着作業中のディスクの如何なる変形傾向も補償するために最終的な接着工程中に使用される。

Description

【発明の詳細な説明】 コンパクトディスクを仮付け硬化する組立ライン 発明の分野 この発明は、高密度のピットの形態により平らなプラスチック製の円盤状表面 に情報を記憶するコンパクト光学データディスクの製造に関する。特に、本発明 は、ディスク製造工程中に互いに接着された二つの表面からなる合成物の形成に よるディスクの製造に関する。さらに、接着工程の完了後、製作結果の合成物が 平らであることを保証すべく、ディスクを製造する組立ラインにおいて使用する ための装置に関する。 発明の背景 ピットによる光学的トラック構造を有するプラスチックディスクは、コンパク トディスクとして知られている。前述の構造の二面に情報が記録された両面ディ スクは、二つのコンパクトディスクをくっつけることによって形成され、また、 米国特許第４，９０３，１４０号；第４，９３９，０１１号；第５，０９７，４ ６５号；第４，８１１，３２４号にあるように、そのようなディスクを再生する プレーヤも知られている。また、そうしたディスクの成形においては、二つのデ ィスク部分を互いに斜めに曲げることが接着を容易にするために有利であるとい うことか米国特許５，２８４，５３８号；第５，３７８，５１７号で教示されて いる。 この出願に使用されるコンパクトディスクという用語は、データ情報が記録さ れる平らな表面上に、光学的トラック構造を構成するピット及びランドを有した 円盤状のどんな記録媒体も含む。したがって、それは、デジタル情報、アナログ 情報、グラフィック若しくはホログラフィック性の情報がピット及びランドとし て記憶されたディスクを含む。以下のように、異なる形式の情報記憶例が在る。 デジタル情報は、デジタルデータストリームと同じものと解釈されるピットの量 子化された長さとして、ピット及びランドにエンコードされ、各ピット及びラン ドのセグメントの長さは、例えば、データストリームにおける「１」又は「０」 の数字に関係し得る。そのようなシステムの例が、コンパクトディスク（“ＣＤ ”）すなわち音楽あるいは映像用のディスクである。アナログ情報は、連続した 値に亙って変化し得るピットの長さとして、ピット及びランドにエンコードされ 、各ピット及びランドのセグメントの長さは、例えば、所望の出力における電圧 レベルに関係し得る。そのようなシステムの例には、レーザーディスク映像記録 システムがある。グラフィックは、肉眼で見えるピットが付された表面の光反射 特性を使用することによって、ディスクの表面上に置かれる。同様にホログラフ ィック情報は、ピット／ランドフォーマットによって記憶され得る。すなわち、 ピット／ランドフォーマットでは、ピットの深さを変化させ肉眼により見ること が可能なホログラフィックイメージとして見える反射干渉パターンを作ることが できる。 コンパクトディスク上に記録される情報の密度を増加するためには、相互に接 着される二つの薄いデータ登録面からなるサンドイッチ状物を製造することが知 られている。プラスチック材料を通ってデータピットに達する光の通過に関係し た収差を最小にするためには、薄い表面を使用することが必要とされる。また、 薄いデータ面を薄い支持面に接着することも知られている。二つの表面は、典型 的には紫外線硬化性粘着材を用いて相互に接着される。射出成形過程及び紫外線 接着過程は、主にそれらの過程で導入される熱が原因で、製作結果のコンパクト ディスクの平らな表面に歪みをもたらす傾向がある。よって、再生されたとき、 表面は読み取りレーザーから所定の距離のままではない。レーザー光線は、完全 な円柱状ではなく強度も一様ではないので、ディスクからデータを読み取るとき の結果が不一致となる。この問題により、コンパクトディスクの製造のために従 来の組立ラインを使用することは挫折する。従来の組立ラインは、前述の問題に 直面してなく、なぜならばコンパクトディスクのプラスチック表面のより大きな 厚さが、変形に対するより大きな安定性を提供していたからである。 粘着材によって接着された二つの表面を使用することは、表面の歪みを増加さ せる。このことは、二つの薄いディスクの第１のディスクが、“サンドイッチ” の部分となるべき第２のディスクがより冷えているのに対して、射出成形装置か ら相対的に高い温度に出されたばかりのときに、特にあてはまることである。キ タノやオリジンによって生産されたような装置によって実施されていた従来の技 術においては、均一に塗り広げられた粘着材は、第１のディスク表面の中央穴近 傍に粘着材の環状の滴を置くことによって得られており、かかる第１のディスク は、第２のディスクを粘着材に接触するくらいまでその土方に支持し、その後、 組み合わされたものは素早く回転される。そのとき遠心力は二つの表面の間で粘 着材を均一に広げる。その後このサンドイッチは、粘着材を硬化すべく、紫外線 によって均一に照らされる。その結果は、表面が各ステージで平坦な状態から変 形を受けるので、一般に不満なものである。この変形の一つの原因は本発明者に よって発見されており、すなわち、表面は、ディスクの外周を一緒に引張る傾向 がある粘着材と接触しながら回転することにある。本発明の一態様は、従来技術 におけるこの欠陥を補償するために設計されたものである。 発明の簡単な説明 本発明は、ピットの光学的トラック構造を有する二層のコンパクトディスクの 情報を救済する装置に関するものである。特に、本発明は、組立ラインの製造シ ステムにおいて複層のディスクを形成すべく、二つのコンパクト半ディスクを一 緒に接着し、または、一つの半ディスクと半ディスクにおける支えあるいは詰め 物とを接着するための方法及び装置に関するものである。 本発明は、同様なディスクの空面又は情報面に対してラミネートをするための 射出成形機によって作られる厚さ０．６ｍｍの光学ディスクの製造に特に関係し ている。射出成形方法及び装置は公知である。概して射出成形は、溶融材料（通 常はポリマー）がキャビティ内に射出され冷却後にキャビティの形状寸法に形成 する複製工程として評することができる。 本発明は、コンパクトディスクの製造のための組立ライン過程に改良部分を結 合させることを含む。それは、幾つかのステーションにおいて改良部分を含む。 本発明は、その少なくとも一面が半ディスクとして別々に参照されたい情報を載 せている二面を一緒に接着することによって、複層のコンパクトディスクを作る ためのインラインシステムである。そのシステムは、ディスク表面の射出成形及 びそれらのメタライゼーションのためのステージと、特有のスペーサチャックを 含んだ粘着材の分配及び分散ステーションと、予備的に仮付けするステーション と、特有のディスク変形ジグを含んだ最終的な接着ステーションとを備える。 スペーサチャックは、二つの半ディスク表面の間に離隔を維持するために使用 され、その後、ディスク表面に亙って粘着材を広げる前に、一面に粘着材を硬化 可能な紫外線があてられる。この離隔チャックは、ディスクの中心の開口におい てそれらと係合する。それは戻り止めを有し、下方の半ディスクはそれを貫通す るよう押され、一方、上方の半ディスクは戻り止めの上面に横たわるようチャッ クの上に置かれる。チャックは、粘着材が第二の表面に関して接触され、広げら れ、そして、仮付け硬化される一連のステップの素早くかつ慎重なタイミングを 容易にする。全てのステーションにおいて、ディスクの組立物は、ロボット機構 によって配置される。 仮付け硬化は、紫外線による弱い照射にさらされることによって達成され、該 紫外線は、ディスクのデータ無し部分、例えば、メタライゼーション範囲を越え て延在する半径内側及び外側を照らす。本発明の特徴であるこの仮付け硬化は、 表面が該表面を不均等に変形させる傾向があり得る高熱を受ける最終的な硬化ス テーションまで、合成物の移動を許容する。最終的な接着ステーションでは、単 一のディスクを変形するジグは、ディスクを特定の湾曲した形状に保持し、接着 ステーションの温度から冷却した後、それを平坦面に形成する。上述の範囲を仮 付けし且つディスク変形ジグを使用することによって、ディスク表面の動き及び 付随する歪みが避けられる。 図面の簡単な説明 図１は、本発明のディスク変形ジグの斜視図である。 図２のＡ〜Ｃは、本発明のディスク変形ジグの側面図である。図２のＡは、平 坦なディスクを得るためのジグ装置を示す。図２のＢは、ポジティブ方向の傾斜 状態のディスクを得るためのジグ装置を示す。図２のＣは、ネガティブ方向の傾 斜状態のディスクを得るためのジグ装置を示す。 図３は、本発明のスペーサチャックの側面図である。 図４は、二層のコンパクトディスクを生産するための本発明のインラインシス テムを表す。 図５は、粘着材が広げられる前の半ディスク及び粘着材に関する装置断面図で ある。 図６は、本発明によって生産される複層のコンパクトディスクの断面を表す。 図７は、本発明のコンパクトディスクの平面を表す。 好適な実施の形態の詳細な説明 本発明の好適な実施の形態は、図面に関連して最適に説明され得る。図６は、 上部半表面３及び情報を載せる下部半表面５から形成された二表面を持つコンパ クトディスク１の一部分の断面図である。表面３には、必要とされない場合を除 いて、情報が登録されていてもよい。各登録半表面は、ピット及びランド７によ るパターンを有し且つ金属的な反射コーティング９によりピット及びランドを被 覆するポリカーボネートプラスチック面を射出成形することによって形成されて いる。図４に示されるインラインシステムにおいて、射出成形ステーション１１ は、溶融した透明ポリカーボネートプラスチックを成形室に注入する。成形室は 、刻印されたピット７を片面に備えたクリアなプラスチックディスク５を作るた めのスタンパを一面に備える。成形されたプラスチックディスクは、それをメタ ライゼーションステーション１３に運ぶように回転する円形コンベヤー１７に置 かれる。そこでは、ディスクはロボットアームによって持ち上げられメタライゼ ーションステーションに運ばれ、そのピットが付された表面に反射金属層９が被 覆され、円形コンベヤーに戻される。表面に情報登録しない場合には、メタライ ゼーションステップを必要としないであろう。 一実施の形態において、半ディスク５はディスク輸送ベルト１５上に移動し、 それは移動時間中に多少冷える。対応するディスク上半部３は、組立に備えスピ ンドル上で待機する。円形コンベヤーの各ステーションには、図３に示されるよ うなスペーサチャックがある。半ディスクがロボットアームによってメタライゼ ーションから戻されたとき、それはスペーサチャックへ上方から下方に強制的に 押され、戻り止め２５を越える。 図５に描写したように、ディスク下半部は、ロボットアームによって回転部２ ３ に移動される。回転部２３において、ディスク下半部は、図３に詳細に示され たスペーサチャック２１上に置かれる。流体分配アーム１９は、紫外線硬化性粘 着材のリングを、スペーサチャック上でゆっくり回転されているディスク下半部 に一回転する間に置く。戻り止めは、ディスク下半部の内側範囲に置かれた粘着 材の層２７よりも低い高さを有する。それから、ロボットアームは、ディスク上 半部をスピンドル２０から移動し、ディスク上半部を粘着材２７に接触しないよ うに図５に示されるようにスペーサチャックに置く。それから、一対のディスク は、約２秒以内の間隔でロボットアームにより持ち上げられる。ロボットアーム は、スペーサチャックと二つのディスク表面にある中央穴との間のスペースに達 し、スペーサチャックにおける戻り止めにより確立された離隔を維持しながら、 ディスクを持ち上げる。チャックと中央穴との間のスペースは、戻り止めがスペ ーサチャックの全周囲に亙って延長していないことから、アクセス可能である。 組み合わされたものは、二つのスピンステーション２４の一つに持ち上げられ、 そこでは、上部表面は、粘着材と接触状態となり、ディスク及び粘着材のサンド イッチ状物は、速やかに回転され、図６に示されるように薄い層４を形成するよ うに粘着材を一面に広げる（図６に示された寸法は、一定の比率ではないことに 注意されたい）。それから、合成物は、第二の円形コンベヤー１８まで持ち上げ られ、そこで、強度を低く調整された紫外光に合成物をさらすことによって仮付 け硬化され、その結果、半ディスクの内周及び外周がまず第一に接着される。こ れは簡単に達成され得る。なぜなら、図７に示されるように、コンパクトディス クが有するメタライゼーション層は、ディスクの内部側及び外部側の範囲に延在 していないからである。ディスクのメタライゼーションはこの照射の前に形成さ れているので、全ディスクに紫外線放射を浴びせ、メタライゼーション層による 保護を当てにして、それらの内周及び外周において表面の相互仮付けをもたらす のに十分である。仮付け硬化は、内側領域２９及び外側領域３１に効果的に限定 される。 ディスクの合成物は、それから、図１に示されるディスク変形ジグ３３に係合 される。ジグは、ディスクを内側領域及び外側領域で保持する環状の内側吸着脚３５ 及び環状の外側吸着脚３７を有する。環状の吸着脚は、内側吸着脚が取り付 けられた中央部分３４を外側リング３９に関して立ち上げることによって、互い に関して移動可能である。その調整は、例えば図２Ａに示されたノブ３７によっ て係合されたねじ機構によってなされる。調整により、ディスクの表面と当接す る吸着カップの脚の上昇及び下降が生じる。脚に通じる流路を介して引き起こさ れる真空により、吸着カップの脚に対してディスクが堅固に押し付け且つ係合さ れ、位置の調整はディスクを平面にする変形をもたらす。 図２Ａ−２Ｃに示されるように、ディスク変形ジグ３３は、硬化部４１で生じ る最終硬化段階の間、図２Ａのようにディスクを平らに、または、図２Ｂのよう にポジティブ方向に変形させるかもしくは図２Ｃのようにネガティブ方向に変形 させて保持する。図２Ａ−Ｃに描写されるように、ジグは、前述の過程のステッ プで無くすことができなかったいかなる全体的な非平面性も補償するように調整 される。ジグは、一ディスクずつを基準として調整されるのではなく、組立ライ ンの作用から生じる平均の傾きを補償するように調整される。ジグに係合された 間、合成物は、粘着材を矯正するのに十分な紫外光にさらされる。これは、金属 層を透過する紫外光を必要とするが、それは、強力な紫外線源を使用することに よって達成される。合成物の相当な加熱が生じ得るが、この様にして、平らな合 成物が形成される 本発明は特定の実施形態の観点より説明されてきたが、特許はこれらの実施の 形態の構成要素の幾つかに関する同等な代用を包含し、本特許により与えられる 保護は適法な範囲の以下のクレームによって決定されることが意図される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェンセル、ルイス アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、アヴ ォカ、ミル・ストリート 837 (72)発明者 ミズウィッズ、エドワード アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、アー チボルド、サンセット・ドライブ 105 (72)発明者 ヴァンホーフ、ピーター アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、ムー シック、スプルース・ストリート 416

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．二つの半ディスク面を接着することによって成形されるコンパクトディスク の平面性を制御するための方法であって、 （ａ）射出成形及び少なくとも一つの半ディスク面のメタライゼーションを行 うことにより半ディスク面を用意する工程と、 （ｂ）半ディスクのうちの一方の半径範囲に環状の粘着材を置く工程と、 （ｃ）半ディスクが離隔されるように両方の半ディスクをスペーサチャック上 に配置する工程と、 （ｄ）半ディスクを、スペーサチャックから、半ディスクの両方が粘着材に接 触しうる場所へと移す工程と、 （ｅ）前記半ディスクの間に層が形成されるよう粘着材を広げるべく半ディス クを回転させる工程と、 （ｆ）粘着材を仮付け硬化させる工程と、 （ｇ）変形するジグを所定の曲率に調整する工程と、 （ｈ）前記所定の曲率にディスク合成物を変形させるように調整された前記ジ グに、その合成物を係合させる工程と、さらに、 （ｉ）粘着材を硬化させる工程と を備えた上記方法。 ２．粘着材の前記配置は、半ディスクがスペーサチャック上に配置された後に起 こる請求項１の方法。 ３．半ディスクの前記配置により、両方の半ディスクが前記粘着材と接触状態に 保たれる請求項１の方法。 ４．前記仮付け硬化工程では、粘着材が粘着層の隅々まで接着する請求項１の方 法。 ５．変形するジグを所定の曲率にする前記調整工程は、内側ディスクの保持装置 を外側ディスクの保持装置に関して移動させるステップを備える請求項１の方 法。 ６．前記内側及び外側ディスクの保持装置は、ディスク合成物の表面を保持する ように適合された環状の吸着脚である請求項５の方法。 ７．コンパクトディスク合成物を製造するためのインラインシステムであって、 二つの半ディスクの少なくとも一方を成形するための射出成形ステージと 、 少なくとも一方の半ディスクの被覆するためのメタライゼーションステー ジと、 粘着材の分配及び分散ステーションと、 製造中、半ディスクを保持するスペーサチャックとを備え、前記スペーサ チャックは筒状のシャフトを備え、該シャフトは、少なくとも一つの半ディ スクにおける開口の半径よりも小さい径を有すると共に、筒の周部のまわり に前記半径を超えて延長する戻り止めを有し、一方の半ディスクは戻り止め の下に押し込まれ且つ他方の半ディスクは前記戻り止めの上に載せられ得る 、 上記システム。 ８．請求項１のコンパクトディスク合成物を製造するためのインラインシステム であって、 予備的に粘着を行うステーションと、 最終的な接着を行うステーションと、そして、 ディスクを変形するジグとを備え、該ジグは、ディスク合成物の表面と係 合するのに適合され且つ接着前にディスク合成物を強制的に変形しそれによ って接着に付随する変形を補償するように互いに変位されるのに適合された 内側及び外側ディスクの保持装置を有する、 インラインシステム。 ９．請求項１のコンパクトディスク合成物を製造するためのインラインシステム であって、前記内側及び外側ディスクの保持装置は環状の吸着脚を備え、前記 ジグは前記吸着脚に真空を提供するための真空室を備えたインラインシステム 。