JP2005243224A - 加熱冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、加熱室から冷却室に移送するための移載アーム等を使わない加熱冷却装置を提供すること。
【解決手段】複数の螺子軸４４を有する保持送り手段によって移送されるディスク基板を加熱室４１及び冷却室４２で加熱及び冷却するための加熱冷却装置３８であって、保持送り手段５０における螺子軸４４は加熱室４１と冷却室４２とに跨って設けられている加熱冷却装置。 また螺子軸４４の冷却部内に位置する部分の表面には、加熱部で昇温された螺子軸４４の冷却を促すために放熱層５９が形成されている。
【効果】従来のようにチャック等を使った移送アーム等を使わないために、移送の際、ディスク基板に無理な力が加わらず歪みが生じない。また加熱部と冷却部との間に不連続な移送がなく全体的にスムーズな移送が可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ディスク製造ラインで使用されるディスク基板の加熱冷却装置に関し、更に詳しくは複数の螺子軸を有する保持送り手段を有する加熱冷却装置に関する。

ディスク基板を加熱するための加熱装置や冷却するための冷却装置は、光ディスク製造ライン、例えば、ＣＤ用の製造ライン（特許文献１）やＤＶＤ−Ｒ用の製造ラインに一対に組み込まれている。
以下、図６のブロック図、或いは図７に記載の加熱装置や冷却装置を有する製造ラインを用いて、光ディスクを製造する手順について簡単に説明する。
先ず、ステップＳ１において、記録用のディスク基板（以下、単にディスク基板という）が射出成形機１で成形される。
成形されたディスク基板はクーリング装置２を通りコンベア３に搬送される。 コンベア３により搬送されたディスク基板は、回転テーブル６上に載置され、単板検査機７、除電・集塵機８等により、検査や除電、除塵が行われる。

ステップＳ２では、スピンナーヘッド９上で、回転テーブル６から搬送されてきたディスク基板に色素膜が形成される。

次いで、レーザーマーカー１０によりディスク基板にロット番号が付されてから、膜厚検査機１１により光学的に膜厚の検査が行われる。

ステップＳ３では、ステップＳ２において塗布された色素膜の乾燥、いわゆるベーキングが行われる。
ベーキングはベーキング炉１２にディスク基板を投入して残存する溶媒をほぼ完全に除去する作業である。
ベーキング炉１２によりディスク基板は、所定の温度（例えば８０〜１２０℃程度）で所定の時間（例えば１５分〜３０分程度）加熱処理される。

ステップＳ４では、前工程でベーキングされたディスク基板がチャック等を有する移載アームＴによりクーリング装置１３の中に送られて冷却される。
クーリング装置１３を出たディスク基板は、膜厚検査機１６等により光学的に膜厚の検査が行われ、不良品は取り除かれる。

ステップＳ５では、ディスク基板がスパッター１７に移送され、反射膜形成が行われる。

ステップＳ６では、スピナー２０や紫外線照射装置２１等を使って金属製の反射膜の表面に紫外線硬化型接着剤が延展塗布されオーバーコーティングが行われる。

ステップＳ７では、オーバーコーティング時に発生した熱によりディスク基板が昇温されているため、クーリング装置２２においてクーリングが行われる。

ステップＳ８では、射出成形機２４によりダミー基板の成形が行われる。

ステップＳ９では、アニーリング炉２５によりダミー基板のアニーリングが行われる。
このアニーリングは、前述したベーキングとほぼ同等の条件で行われる。
因みに、ベーキングやアニーリングは、少なくとも射出成形された基板内部に存在する内部応力を緩和し、基板固有の形状に近づける役割を果たす。

ステップＳ１０では、アニーリングされたダミー基板が、チャック等を有する移載アームにＴによりクーリング装置２６に移され冷却される。

次いで、ゴミの付着の有無の検査が行われた後、回転テーブル２３に搬送される。

ステップＳ１１では、スピナー３０や紫外線照射台３１等を使ってディスク基板とダミー基板との貼合わせが行われる。

ステップＳ１２では、ファイナル検査機３５により、出荷できる状態か否かの最終検査が行われる。

以上述べたように、光ディスクの製造ラインでは、ステップＳ３やステップＳ４において、ベーキング炉１２（すなわち加熱装置）で加熱されたディスク基板は移載アームＴにより吸着されてクーリング装置１３に移載されていた。
また同様に、ステップＳ９やステップＳ１０において、アニーリング炉２５（すなわち加熱装置）で加熱されたディスク基板は、移載アームＴにより吸着されながらクーリング装置２６に移載されていた。

しかし、ベーキング炉１２或いはアニーリング炉２５で熱処理した後のディスク基板は、熱を蓄えて変形し易い状態にあるため移載アームを使ってクーリング装置に移送する際に、歪みを生じ易い。
従って、ベーキング炉１２やアニーリング炉２５で熱処理した後のディスク基板を、移載アームの吸着により持ち上げて移送することは、極力、避けることが好ましい。

特開２００２−９２９６７号

本発明は、かかる背景技術をもとになされたもので、上記の背景技術の問題点を克服するためになされたものである。
すなわち、本発明は、加熱室から冷却室に移送するための移載アーム等を使わない加熱冷却装置を提供することを目的とする。

かくして、本発明者は、このような課題背景に対して鋭意研究を重ねた結果、１つの装置内に加熱室と冷却室とを設け、それら間に移送を螺子軸による移送手段を採用することにより、連続した（不連続ではない）移送流れを作れることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成させたものである。

すなわち、本発明は、（１）、複数の螺子軸を有する保持送り手段によって移送されるディスク基板を加熱室及び冷却室で加熱及び冷却するための加熱冷却装置であって、保持送り手段における螺子軸は加熱室と冷却室とに跨って設けられている加熱冷却装置に存する。

また、本発明は、（２）、螺子軸の冷却室内に位置する部分の表面には、加熱室で昇温された螺子軸の冷却を促すために放熱層が形成されている加熱冷却装置に存する。

また、本発明は、（３）、前記放熱層は、液体セラミックを塗布することにより形成される加熱冷却装置に存する。

また、本発明は、（４）、前記保持送り手段が複数列設けられている加熱冷却装置に存する。

また、本発明は、（５）、前記保持送り手段によるディスク基板の移送は、３本の螺子軸を用いて行われる加熱冷却装置に存する。

また、本発明は、（６）、上記（１）ないし（５）のいずれか１項に記載の加熱冷却装置を有する光ディスク製造装置に存する。

また、本発明は、（７）、保持手段における螺子軸は加熱室と冷却室の間に中間室を有する過熱冷却装置に存する。

なお、本発明の目的に添ったものであれば、上記（１）から（７）を適宜組み合わせた構成も採用可能である。

本発明によれば、チャック等を使った移送アーム等を使わないために、移送の際、ディスク基板に無理な力が加わらず歪みが生じない。
複数の螺子軸を有する保持送り手段５０によって移送されるディスク基板３９は、加熱室４１及び冷却室４２で加熱及び冷却されるが、螺子軸４４は加熱室４１と冷却室４２と跨って設けられているために不連続とならないことから全体的にスムーズな移送が行われる。
螺子軸の冷却室内に位置する部分の表面には、加熱室４１で昇温された螺子軸４４の冷却を促すために放熱層５９が形成されていることで、螺子軸４４のディスク基板３９に対する接触部分の冷却を促進することができる。
そのためディスク基板３９の螺子軸４４に対する接触部分の温度を、極力、低下させることができ、ディスク基板３９に発生する局所的な歪の大きさを小さくすることができる。

従来の加熱部（前述したベーキング炉１２及びアニーリング炉２５）の部品と冷却部（クーリング装置１３，２６）の部品との共通化ができ、部品点数が低減され設備コストの削減が可能となる。
また、加熱室４１と冷却室４２の中間に設けた中間室６０を備えた場合には、加熱室４１から冷却室４２へ移る時に急激な温度低下が解消されディスク基板３９にかかる温度変化のカーブが緩やかになり、ディスク基板自体の変形が極力防止される。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る加熱冷却装置を示した概略断面図である。
この加熱冷却装置３８は、ディスク基板３９の移送を行う保持送り手段、及び加熱及び冷却を行うための装置本体４０を有している。
装置本体４０には、ディスク基板３９の加熱部である加熱室４１と、冷却部である冷却室４２とが備わっており、加熱室４１と冷却室４２とは間仕切り壁４３により仕切られている。

加熱室４１や冷却室４２は、内部が視認可能なように、少なくとも一部が透明となっていることが好ましい。
保持送り手段は、複数の螺子軸４４（図では３本の螺子軸）よりなり、ディスク基板３９はその螺子軸４４の上に載置保持されて送られる。

加熱冷却装置３８のディスク基板入口側にはディスク基板３９を別の装置から３本の螺子軸４４上に移載するための移載装置４５Ａが備わっている。
この移載装置４５Ａには、吸着部４５ａ１が設けられ、アーム部４５ａ２を回転（図中、紙面と垂直方向）させることにより、ディスク基板３９を螺子軸４４上に載置する。

また加熱冷却装置３８のディスク基板出口側にはディスク基板３９を３本の螺子軸４４上から別の装置に移載するための移載装置４５Ｂが備わっている。
尚、加熱室４１のディスク基板投入口や冷却室４２のディスク基板出口は、極力外気と通じないようにディスク基板３９や、螺子軸４４を通すだけの大きさとなっている。
この移載装置４５Ｂには、吸着部４５ｂ１が設けられ、アーム部４５ｂ２を回転（図中、紙面と垂直方向）させることにより、ディスク基板３９を螺子軸４４上から別の装置へ載置する。

螺子軸４４の材質としては、例えばＳＵＪ−２（高炭素クローム軸受鋼）が頻繁に用いられる。
この螺子軸４４は、支持部４６Ａ，４６Ｂ間で加熱室４１と冷却室４２とに跨って設けられ、この支持部４６Ａ，４６Ｂにより回動自在に支持される。

このように螺子軸４４を加熱室４１と冷却室４２とに跨って設ける場合には、螺子軸の共通化が図られ、従来のように加熱部（アニーリング炉）から冷却部（クーリング装置）へディスク基板３９を移し変えるための余分な装置が不要となる。
また移し替えがないために、変形し易い加熱状態のディスク基板に負担を与えない。

さて加熱室４１内には、発熱体４７（例えば電気ヒータ）が設けられており、主にこの発熱体４７によって加熱室４１が昇温されて（例えば９０℃）ディスク基板３９は加熱される。
一方、冷却室４２には、上壁にダクト４８が設けられ、これから冷却室４２内に例えば２０℃の空気Ｒが送風される。
また、冷却室４２の側壁の下側には、排気筒４９が設けられており、送風された空気Ｒが適宜排出される。

図２は、螺子軸４４を有する保持送り手段を示す説明図である。
ディスク基板３９を移送するための保持送り手段５０は、螺子軸４４、モーター５１、プーリー５２，５４，５５，５６，５８、ベルト５３，５７、及び支持部４６Ａ，４６Ｂ等を備えている。
螺子軸４４には、例えば左リードの螺子溝が形成されている。

これら螺子軸４４は、モーター５１を駆動源として回転させられる。
具体的には、モーター５１が駆動すると、プーリー５２が回転し、このプーリー５２を含んで張力を与えられた環状のベルト５３が回転し、このベルト５３と接触するプーリー５４，５５も回転する。
そして、２本の螺子軸４４が同方向に回転させられる。

また、螺子軸４４が回転すると、モーター５１がある側と反対側に設けられたプーリー５６を介して環状のベルト５７が回転し、プーリー５８を介してもう１本の螺子軸４４が他の螺子軸４４と同方向に回転する。
そして、ディスク基板３９は、それらの螺子軸４４の溝に嵌まって保持され図中、矢印方向へ向けて搬送される。

このように、保持送り手段５０は、３本の螺子軸４４を有するので、１本の螺子軸４４で下方からディスク基板３９を支持し、他の２本により左右方向からディスク基板３９を把持することができる。
そのため３本の螺子軸４４により、ディスク基板３９をほぼ垂直に起立した状態で、移送することができる。
この場合、ディスク基板３９は螺子軸との間の摩擦によって緩やかに転がり回転するために室内の局所的な温度分布に影響されにくい。
しかも、加熱室及び冷却室との間に不連続な移送状態が存在しないために、ディスク基板３９に対して、力学的な負荷を与えることなくスムーズに等速移送が行われる。

図３は、螺子軸の一部を拡大して示す説明図である。
螺子軸４４の冷却室側の表面には、放熱層５９が形成されており、加熱室４１で昇温された螺子軸４４の熱を空気中に逃し螺子軸４４の冷却を促進する。

そのため、本発明のような冷却室４２側に放熱層５９が形成された螺子軸４４を使用すると、ディスク基板３９との接触部分（すなわち螺子軸４４がディスク基板３９に接触する部分）の温度が低くなるために、ディスク基板３９との温度差が少なくなり、その結果、ディスク基板３９の一部が加熱した状態にならず、発生する局所的な歪の大きさを小さくすることができる。

ここで放熱層５９とは、塗った部分の熱を発散させる機能を有する層であり、その層を形成するための材料としては種々のものがある。
例えば、その材料として放冷効果を有する液体セラミックがあげられるが、液体セラミックとしては、例えば、シリカやアルミナを主成分としたセラックα（セラミッション株式会社、商品名）を使用することができる。

液体セラミックは流動性があるので、多数の螺子山や螺子溝が形成されている螺子軸４４に放熱層５９を形成するのに好適である。
一方、加熱室４１の熱が螺子軸４４に極力伝わらないように、螺子軸４４に断熱層を設けることも有効である。

〔他の実施の形態〕
図４は他の実施の形態を示す加熱冷却装置の概略断面図である。
この加熱冷却装置においては、加熱室４１と冷却室４２の中間に間仕切り壁４３Ａで区画される中間室６０が設けられている。
このような加熱冷却装置では、移送されるディスク基板３９は、加熱室４１から冷却室４２へ移る際に、中間室６０を通過するために、ディスク基板３９の急激な温度低下が解消される。
すなわち、ディスク基板３９にかかる温度変化のカーブが緩やかになって、ディスク基板自体の変形が極力防止されるのである。
尚、間仕切り壁４３Ａには、ディスク基板３９や、螺子軸４４を通すだけの大きさの通路が形成されている。

図５は更に他の実施の形態を示す加熱冷却装置の概略断面図である。
加熱室４１と冷却室４２の中間に間仕切り壁４３Ａで区画される中間室６０が設けられているのは、図４の加熱冷却装置と同じであるが 中間室６０が蓋体６１により外気に開放可能となっている。
また冷却室４２の中にフィルター４８ａ（例えば０．５μｍの目）を設けてダクト４８からの冷風から塵を取ることも行われる。
更に冷却室４２の下方に図示しない排気口を設けて冷風を下方に逃がすことも可能である。
また加熱室４１の雰囲気は、図示しない吸引装置を設けて循環式にすることも可能である。

以上、本発明を説明してきたが、本発明は上述した一実施形態にのみ限定されるものではなく、その本質を逸脱しない範囲で、他の種々の変形が可能であることはいうまでもない。
例えば、保持送り手段を一列だけ配置した例について説明したが、保持送り手段を複数列設けても良い。
このようにすれば、一度に大量のディスク基板を比較的小さなスペースで熱処理することができ、生産性を向上させることができる。

また、螺子軸の保持送り手段５０を駆動するためにプーリやベルトを使った例を示したが、それ以外の駆動装置も当然可能である。
また放熱層についていえば、螺子軸の冷却室内に位置する部分の表面に放熱層が形成されている場合以外にも、加熱室内に位置する部分の表面に断熱層を設けることも当然可能ではある。
また、加熱室、冷却室、或いは中間室を区画する間仕切り壁は、図に示されている以外にも種々の具体的なものが採用される。

また、螺子軸４４のピッチは必ずしも長さ方向に同じでなくてもよい。
初期の加熱時（すなわちディスク基板が一定の温度に高まるまでの過程）で比較的大きいディスク基板の歪みが生じる傾向があるが、螺子軸４４のピッチを比較的大きくすることでディスク基板同士の接触を防止することができるものである。
例えば、加熱室において、入口側から内方に全体の１／４長さ領域の螺子軸４４のピッチを他の領域よりも大きくすることで、ディスク基板同士の接触を防止することが行われる。

図１は、本発明の一実施形態に係る加熱冷却装置の概略断面図である。 図２は、ディスク基板の保持送り手段を示す説明図である。 図３は、螺子軸の一部を拡大して示す説明図である。 図４は、他の実施の形態を示す加熱冷却装置の概略断面図である。 図５は、更に他の実施の形態を示す加熱冷却装置の概略断面図である。 図６は、従来実施されている光ディスクの製造方法を示すブロック図である。 図７は、従来実施されている光ディスクの製造装置を示す説明図である。

符号の説明

１ 射出成形機
２ クーリング装置
３ コンベア
４ バッファー
５ スペーサー収容部
６ 回転テーブル
７ 単板検査機
８ 除電・集塵機
９ スピンナーヘッド
１０ レーザーマーカー
１１ 膜厚検査機
１２ ベーキング炉
１３ クーリング装置
１４ バッファー
１５ スペーサー収容部
１６ 膜厚検査機
１７ スパッター
１８ エッジ洗浄機
１９ 接着剤塗布台
２０ スピンナー
２１ 紫外線照射装置
２２ クーリング装置
２３ 回転テーブル
２４ 射出成形機
２５ アニーリング炉
２６ クーリング装置
２７ 単板検査機
２８ バッファー
２９ スペーサー収納部
３０ スピンナー
３１ 紫外線照射台
３２ 紫外線照射装置
３３Ａ，３３Ｂ 歪修正装置
３４ 除電・集塵機
３５ ファイナル検査機
３６ 良品ストッカー
３７ 不良品ストッカー
３８ 加熱冷却装置
３９ ディスク基板
４０ 装置本体
４１ 加熱室
４２ 冷却室
４３，４３Ａ 間仕切り壁
４４ 螺子軸
４５Ａ，４５Ｂ 移載装置
４５ａ，４５ｂ 吸着部
４５ｂ，４５ｂアーム部
４６Ａ，４６Ｂ 支持部
４７ 発熱体
４８ ダクト
４８ａ フィルター
４９ 排気筒
５０ 保持送り手段
５１ モーター
５２，５４，５５，５６，５８ プーリー
５３，５７ ベルト
５９ 放熱層
６０ 中間室
６１ 蓋体

Claims (7)

1. 複数の螺子軸を有する保持送り手段によって移送されるディスク基板を加熱室及び冷却室で加熱及び冷却するための加熱冷却装置であって、
   保持送り手段における螺子軸は加熱室と冷却室とに跨って設けられていることを特徴とする加熱冷却装置。
2. 螺子軸の冷却室内に位置する部分の表面には、加熱室で昇温された螺子軸の冷却を促すために放熱層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の加熱冷却装置。
3. 前記放熱層は、液体セラミックを塗布することにより形成されることを特徴とする請求項２に記載の加熱冷却装置。
4. 前記保持送り手段が複数列設けられていることを特徴とする請求項１に記載の加熱冷却装置。
5. 前記保持送り手段によるディスク基板の移送は、３本の螺子軸を用いて行われることを特徴とする請求項１に記載の加熱冷却装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の加熱冷却装置を有することを特徴とする光ディスク製造装置。
7. 保持手段における螺子軸は加熱室と冷却室の間に中間室を有することを特徴とする請求項１記載の過熱冷却装置。

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