JP2002500556A - 塗膜厚、特に接着剤塗膜厚を一定とするための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、接着が変数の影響を考慮に入れたプログラム方法で制御されている、層厚、特に接着剤塗膜厚を一定にするための方法及び装置に関する。本発明は、ＤＶＤの製造に特に使用することができる。本発明の利点は、塗膜／接着剤塗膜厚の調整における再現可能な正確さであり、よって製造生産高の増加をもたらす。

Description

【発明の詳細な説明】 塗膜厚、特に接着剤塗膜厚を一定とするための方法及び装置 発明の技術分野 本発明は、塗膜厚又は層厚、特に接着剤塗膜厚を一定にし、又は制御するため の方法及び装置に関するものであり、特にＤＶＤ（digital versatile disks 、即ち多目的に読み込み・書きこみ可能な記録ディスク）の製造に用いることの できるものである。 発明の背景 DE-C1-196 05 601は、表面塗膜の制御のための装置について述べている。基板 表面に平行に移動可能なノズルによつて、ラッカ又はワニスを均一に塗布するこ とができ、デジタル制御可能なステップモータによって、操作中にノズルを所望 の位置に移動させることができる。これにより、塗布を行う表面を決定すること ができる。塗布を行う基板温度、塗布材料の温度及び粘度の影響は、塗布中に考 慮されていない。 DE-A1-38 22 835は、試料表面にラッカ塗布又はワニス塗布を行うための方法 及び装置を開示している。ロボットの運転サイクルの間に、ロボットの制御ユニ ットによって、スプレー・ガンは連続的に又は段階的にラッカ流量を所望の値に 変化させることができる。さらに、スプレー・ガンに向かうラッカ流は、測定さ れ、その所望値からのずれに応じてラッカ分配器とスプレー・ガンの間の流路抵 抗を調整することにより再調整される。さらに、ロボットの運転１サイクルの間 に、ロボットの制御ユニットは、スプレーの噴霧装置及び／又はスプレー・ガン のホーン型のエア・フローの連続的又は段階的に変化する値を調整する。この方 法は、スプレー・ガンによるラッカの塗布に関するものであるため、本発明と基 本的に異なる。本発明においては、塗布材料は、配水ポンプと、基板上を移動可 能な配水アームと、基板を回転させる回転駆動装置とによって塗布される。この 方法では、ラッカの塗布品質が特に重要である。特に、ラッカの塗布中の雫やし みの発生を防止することを意図したものである。したがって、ラッカ流体は、噴 霧気に適合される。塗膜材料の厚を一定とするための問題は、この引用文献では 主張されていない。 一方の、塗布を行う基板温度、塗膜材料の温度及び塗膜材料の粘度と、他方の 、基板接着中の予想される塗膜厚との間には、再現可能な関係があることが見出 されている。例えば、図３は、その温度での接着材料の粘度への依存性を示す。 基板温度が４０℃から４５℃に変化すれば、接着剤塗膜厚は、４０から３５μｍ に変化することが見出されている。多分野への適用のために、特にＤＶＤの場合 において、接着剤塗膜厚は、狭い許容差を満たすことが非常に重要である。 したがって、本発明の目的は、塗膜厚が再現可能で非常に正確であることを成 し遂げた、塗膜厚を一定とするための方法及び装置を提供することである。 本目的は、クレームの特徴をもって成し遂げられる。 本目的を成すことにおいて、本発明は、塗布中、特に接着中に、塗膜厚又は接 着剤塗膜厚に影響を与える変数（妨害変数）が変化することを考慮に入れ、及び それらの影響に従って接着を制御するという基本的考えから出発する。塗布／接 着中に塗膜厚が測定され、所望値からのずれが調整される。接着材料の粘度に影 響を与える基板温度及び接着材料温度は、変化する変数として考えられている。 塗膜厚及び接着剤塗膜厚への妨害変数の影響は経験的に決定され、基板を接着す るための接着手段及び回転遠心駆動装置はもちろん配水ポンプ、配水アーム、塗 膜材料塗布及び接着材料塗布のための回転駆動装置、のような塗布及び接着工程 に含まれる集合体は、与えられた所望の値を満たす塗膜厚を成すために、妨害変 数の影響を考慮に入れたアルゴリズムに従って制御される。 製造工程が増収益をもたらすために、本発明の利点は、塗膜厚が非常に正確に 調整され、例えば本発明に従って製造されたＤＶＤに関しては非常に低い返品率 であることである。 以下に、本発明を図面と関連づけてより詳細に説明する。 図１ａから１ｃは、本発明で採用されうる接着工程の概略図である。 図２は、本発明のプログラム制御のブロック図である。 図３は、その温度での接着材料の粘度の依存性を表す図である。 図１ａだけで、一般に接着工程を表すものとしてみなすことができる。この工 程において、塗膜／接着材料７は、貯蔵部６から出ている配水ポンプ１によって 注入され、配水アーム２を通って基板Ｓ１に噴霧される。配水アーム２の高さは 、基板１に対して調節することができ、該配水アームは、基板上を放射状に移動 することができる。基板Ｓ１はプレート９上に配置され、回転駆動装置３による 回転運動中に留められる。よって、層又は塗膜８は基板Ｓ１上に形成される。塗 布工程中の温度及びこの工程中に使用される材料や基板の温度は、大抵一定では ないので、塗膜／接着材料及び基板は変り易い温度を有する。 ２つの基板の接着中に、接着手段は、塗布された基板Ｓ１上に基板Ｓ２を置く （図１ｂ）。 さらに、接着中に、基板Ｓ１とＳ２問の塗膜８の過剰な接着材料は、回転遠心 駆動装置５によつて分離される（図１ｃ）。 接着中に、図１ｂから１ｃによる工程はまた、例えば、接着圧及び回転遠心駆 動装置５のスピードによって、予想される接着剤塗膜厚に影響する。 接着剤塗膜厚は、接着材料流、つまり基板上への分配及び基板の回転スピード にのみ依存し、与えられた所望の値からずれるので、例えば、図１ａから図１ｃ に示したような接着工程は、部分基板Ｓ１及びＳ２のそれぞれの温度Ｔ１及びＴ ２、接着材料温度Ｔ３及び接着材料の粘度のような妨害変数によって影響される ことが見出されている。 本発明によると、温度、塗膜材料の粘度及び接着剤塗膜厚間の再現可能な関係 は、経験的に決定され、数値の表と関数曲線の形であらわされる（図３参照）。 決定された関数関係は、塗布工程の集合体のための制御プログラムの基礎とされ る。 図２は、接着集合体制御のためのブロック図を表す。 メモリー−プログラマブルコントローラ（ＳＰＳ）内臓コンピュータＰＣが供 される。部分基板Ｓ１及びＳ２のそれぞれの温度Ｔ１及びＴ２並びに接着材料７ の温度Ｔ３並びに接着材料の種類又はタイプＢ、のような妨害変数が該プログラ マブルコントローラに入力される。ＰＣは所望の値にあらかじめ設定される。適 合させたソフトウエアにより、プログラマブルコントローラのアウトプット１、 ２、３、４、５は、対応する接着集合体、配水ポンプ１、配水アーム２、接着材 料塗布のための回転駆動装置３、接着手段４及び回転遠心駆動装置５を動かす。 例えば、接着剤材料の注入量、回転速度及び／又は回転時間及び接着圧の増加あ るいは減少により、その後、対応する接着集合体は、温度変化によって生じた所 望値からの接着塗膜厚のずれに対して反応するかあるいは補正を行う。 接着剤塗膜厚を一定にするための方法を行う本発明による装置は、好ましくは 、妨害変数を測定するセンサ、工程中の接着剤塗膜厚を制御する手段並びに妨害 変数及び測定した接着剤塗膜厚に従って接着を制御するＰＣ及びプログラマブル コントローラを含むプロセッサから成る。接着剤塗膜厚を測定するためのセンサ は、好ましくは光学センサがよい。 塗膜厚が異なる地点で測定され、コントローラＰＣ／ＳＰＳに提供することが できるように、好ましくは、塗膜厚を測定するための複数のセンサは、回転駆動 装置３の回転軸から異なる半径距離に設置される。 本発明による方法及び装置が、光学記録ディスク（ＤＶＤ）の製造に採用され るときには、例えば５５μｍの接着剤塗膜厚の所望値に調整され、半径方向に± １０μｍの許容差及び接線方向に±４の許容差を有する。 接着剤塗膜厚を一定にすることに加えて、本発明による方法と装置はまた、例 えばラッカ塗膜のような、表面上の他の粘性塗膜の厚さを正確に一定にするため に使用することができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年８月９日（１９９９．８．９） 【補正内容】 請求の範囲 １．塗膜材料（７）のための配水ポンプ（１）、基板（Ｓ１）上を移動可能な配 水アーム（２）及び基板（Ｓ１）を回転させるための回転駆動装置（３）を使用 して、層厚を所望値に一定にするように、平面基板上に粘性流体の薄い塗膜ある いは層を、特に部分基板（Ｓ１，Ｓ２）間への接着剤層形成又は基板上へのラッ カ塗膜形成のために塗布する方法であって、 調節手段が、配水ポンプ、配水アーム及び／又は回転駆動装置のための制御変 数を、変化する変数（妨害変数）の影響を考慮にいれながら制御することを特徴 とする方法。 ２．考慮される妨害変数が、各基板（Ｓ１，Ｓ２）の温度（Ｔ１，Ｔ２）及び塗 膜材料（７）の温度（Ｔ３）であることを特徴とする請求項１記載の方法。 ３．妨害変数の影響が、経験的に決定されることを特徴とする請求項１又は２記 載の方法。 ４．接着剤層を形成後に基板を接着するための接着手段（４）と、接着後に基板 （Ｓ１及びＳ２）間の過剰な接着材料を除去するための回転遠心駆動装置（５） とが、さらに制御要素として制御される請求項１乃至３のいずれか１項に記載の 方法。 ５．塗布又は接着が、ｐＣ／ＳＰＳ（プログラマブルシステムを備えたパーソナ ルコンピュータ）プログラムによって制御されていることを特徴とする請求項１ 乃至４記載の方法。 ６．配水ポンプ（１）、配水アーム（２）、回転駆動装置（３）、及び接着手段 （４）がステップモータにより運転され、回転遠心駆動装置（５）がサーボモー タであることを特徴とする請求項５記載の方法。 ７．塗膜又は接着剤塗膜の厚さが、非接触方式で工程中に測定され、前記所望値 からのずれが自動的に調整されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１ 項に記載の方法。 ８．前記所望値が、基板の半径及び接線方向にあらかじめ設定された塗膜厚範囲 であることを特徴とする請求項７記載の方法。 ９．前記センサが、光学センサであることを特徴とする請求項７又は８に記載の 方法。 １０．請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法の光学記録ディスクの製造へ の使用。 １１．５５μｍという接着剤層厚の所望値において、接着剤層厚のずれ又は許容 差が、半径方向に±１０μｍ及び接線方向に±４μｍであることを特徴とする請 求項１０記載の使用。 １２．（ａ）塗布又は基板の接着中に妨害変数を測定するセンサと、 （ｂ）工程中に塗膜又は接着剤塗膜の厚さを測定する手段と、 （ｃ）妨害変数と測定した塗膜又は接着剤塗膜厚とに従って、制御可能な配水ポ ンプ（１）及び配水アーム（２）を用いて、及び／又は回転駆動装置（３，５） を用いて、塗布又は接着を制御するためのプロセッサと から成る請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法を実行する装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲリグク，ラインハルト ドイツ連邦共和国デー―63571ゲルンハウ ゼン、ウファーヴェーク20番 (72)発明者 ジッヒマン，エゴ ドイツ連邦共和国デー―63571ゲルンハウ ゼン、ドイチュオルデンシュトラーセ31番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．平面基板上に粘性流体の薄い塗膜あるいは層を、特に部分基板（Ｓ１，Ｓ２ ）間への接着剤層形成又は基板上へのラッカ塗膜形成のために塗布する方法であ って、 塗膜材料（７）のための配水ポンプ（１）、基板（Ｓ１）上を移動可能な配水 アーム（２）及び基板（Ｓ１）を回転させるための回転駆動装置（３）を制御要 素とし、変化する変数（妨害変数）の影響を考慮にいれて前記制御要素を制御す ることにより、層厚を所望値に調節することを特徴とする塗布方法。 ２．考慮される妨害変数が、各基板（Ｓ１，Ｓ２）の温度（Ｔ１，Ｔ２）及び塗 膜材料（７）の温度（Ｔ３）であることを特徴とする請求項１記載の方法。 ３．妨害変数の影響が、経験的に決定されることを特徴とする請求項１又は２記 載の方法。 ４．接着剤層を形成後に基板を接着するための接着手段（４）と、接着後に基板 （Ｓ１及びＳ２）間の過剰な接着材料を除去するための回転遠心駆動装置（５） とが、さらに制御要素として制御される請求項１乃至３のいずれか１項に記載の 方法。 ５．塗布又は接着が、ＰＣ／ＳＰＳ（メモリ−プログラマブルシステムを備えた パーソナルコンピュータ）プログラムによって制御されていることを特徴とする 請求項１乃至４記載の方法。 ６．配水ポンプ（１）、配水アーム（２）、回転駆動装置（３）、及び接着手段 （４）がステップモータにより運転され、回転遠心駆動装置（５）がサーボモー タであることを特徴とする請求項５記載の方法。 ７．塗膜又は接着剤塗膜の厚さが、非接触方式で工程中に測定され、前記所望値 からのずれが自動的に調整されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１ 項に記載の方法。 ８．前記所望値が、基板の半径及び接線方向にあらかじめ設定された塗膜厚範囲 であることを特徴とする請求項７記載の方法。 ９．前記センサが、光学センサであることを特徴とする請求項７又は８に記載の 方法。 １０．５５μｍという接着剤層厚の所望値において、接着剤層厚のずれ又は許容 差が、半径方向に±１０μｍ及び接線方向に±４μｍであることを特徴とする請 求項１乃至９記載の方法。 １１．請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法の光学記録ディスクの製造 への使用。 １２．（ａ）塗布又は基板の接着中に妨害変数を測定するセンサと、 （ｂ）工程中に塗膜又は接着剤塗膜の厚さを測定する手段と、 （ｃ）妨害変数と測定した塗膜又は接着剤塗膜厚とに従って、塗布又は接着を制 御するためのプロセッサと から成る請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法を実行する装置。