JP2006185467A

JP2006185467A - 貼り合せ装置

Info

Publication number: JP2006185467A
Application number: JP2004374749A
Authority: JP
Inventors: Akira Mizuta; 章水田; Shoji Takahashi; 尚司高橋
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2004-12-24
Publication date: 2006-07-13

Abstract

【課題】薄膜状のシートと基板とを貼り合せる時に、シートと基板との貼り合わせ位置がずれることなく、正確に貼り合せることができる貼り合せ装置を提供する。
【解決手段】薄膜状のシート３を扁平な板状の基板２に貼り合せる貼り合せ装置であって、互いに平行に且つ離した状態で保持されたシート３及び基板２を収容する真空槽１１と、真空槽の内部で、基板を押圧することで、シートに貼り合せる押圧部材１８と、真空槽の内部を真空雰囲気にするため、該真空槽の側壁部に設けられた排気口２１ａとを備え、真空槽１１の内部に、シート側から排気口側に向って流れる排気気流を整流する整流手段２５が設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、薄膜状のシートを基板に貼り合せる貼り合せ装置及び貼り合せ方法に関する。

従来、光ディスクとしては、例えば、ＣＤ(compact disc)，ＣＤ−Ｒ(compact disc-recordable)，ＤＶＤ(digital versatile disc)，ＤＶＤ−Ｒ(digital versatile disc-recordable)等が既に普及している。

また、近年、光ディスクに対しては、映像情報等の情報を更に大量に格納したいという要望があり、記録情報の高密度化の検討が進んでいる。このような光ディスクに対する情報記録密度は、概ねディスク上の光ビームのスポットサイズで決まり、このスポットサイズは、レーザ波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡとすると、λ／ＮＡに比例する。このため、光ディスクに対する記録密度を高めるためには、レーザ光の短波長化が必要となるとともに、対物レンズの高ＮＡ化が効果的である。しかし、光ディスクの傾きにより発生するコマ収差はＮＡの３乗に比例して大きくなるため、高ＮＡ化によってディスクのチルト等による傾きに対するマージンが極めて小さくなり、わずかな傾きでもビームスポットがぼやけ、高密度での記録及び再生が実現できなくなる。従って、高密度化に適した従来の光ディスクでは、高ＮＡ化に伴うディスクの傾きによるコマ収差の増加を抑制するため、レーザ光の透過層として、十分薄い（例えば、０．１ｍｍ程度）カバー層がディスク基板に設けられている。

光ディスクの製造ラインにおいて、例えば下記特許文献１に示すように、予め記録層が形成されたディスク基板の記録面上に光透過性を有する薄膜状の樹脂からなるカバー層を貼り合せ形成する工程で行われている。

図８は、ディスク基板にカバー層を貼り合せる際の状態を説明する図である。
図８に示すように、先に、支持台１３１が図示しないターンテーブル上に配置されており、該支持台１３１の上面に形成された支持部１３２に、カバー層１０２を配置する。このとき、カバー層１０２は、片側の面に形成された粘着膜を上方に向け、且つ、支持部１３２から上方に突出するように形成されたセンターピン１３３に中心部の開口を挿通させた状態で配置される。次に、支持台１３１に配置されたカバー層１０２の上方に、予め記録層が形成されたディスク基板１０１を図示しないアーム等によって搬送し、中心開口にセンターピン１３３を挿通させる。このとき、ディスク基板１０１は、センターピン１３３における縮径された先端部１３３ａにおいて、カバー層１０２の開口より径の小さい中心開口が係止され、記録層をカバー層１０２側に向けた状態で保持される。そして、ディスク基板１０１が、カバー層１０２の中心軸と該ディスク基板１０１の中心軸Ｓ１とが一致するように、カバー層１０２に対して離間した状態で保持され、図９に示す貼り合せ装置２００に搬送される。次に、そして、支持台１３１に保持されたカバー層１０２及びディスク基板１０１を貼り合せ装置２００の真空槽２０１に移動し、真空槽２０１を真空雰囲気に設定する。その後、センターピン１３３を下方に移動し、ディスク基板１０１をカバー層１０２の上面の粘着膜に接触させるとともに、押圧部材２０２を下降させ、カバー層１０２と貼り合わされ、光ディスク１００が製作される。

特開２００２−２３０８５２号公報特開２００３−３１５８０８号公報

ところで、図９に示す貼り合せ装置２００のように、真空環境下で貼り合せる場合に、真空槽の内部では、真空排気時に排気気流が排気口に急激に流れる現象が生じ、この影響で、支持台１３１に支持されたカバー層１０２の位置が僅かにずれてしまい、ディスク基板１０１に対する貼り合せ位置がずれてしまう点で改善の余地があった。
また、カバー層において、製造工程でカールが生じることもあり、このようなカールを有するカバー層をディスク基板に貼り合せる場合には、上記の排気気流の影響を更に受けやすくなる。

上記特許文献１では、カバー層を高い真空圧で吸着保持させて貼り合せを行っているが、貼り合せ時に発生する気泡を少なくするにはさらに高い真空雰囲気での貼り合せが必要であり、このような真空吸着で保持させるには吸着によるカバー層の変形や真空圧のバランス管理による設備費が増大してしまうことが避けられない。

上記特許文献２では、排気の吸入抵抗をバルブで制御しているが、吸入抵抗を変える場合には排気時間が長くなってしまい、生産タクトが低下するといった問題があった。

本発明は、薄膜状のシートと基板とを貼り合せる時に、シートと基板との貼り合わせ位置がずれることなく、正確に貼り合せることができる貼り合せ装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、薄膜状のシートを扁平な板状の基板に貼り合せる貼り合せ装置であって、互いに平行に且つ離した状態で保持された前記シート及び前記基板を収容する真空槽と、前記真空槽の内部で、前記基板を押圧することで、前記シートに貼り合せる押圧部材と、前記真空槽の内部を真空雰囲気にするため、該真空槽の側壁部に設けられた排気口とを備え、前記真空槽の内部に、前記シート側から前記排気口側に向って流れる排気気流を整流する整流手段が設けられていることを特徴とする貼り合せ装置によって達成される。

本発明にかかる貼り合せ装置によれば、真空槽の内部でシートと基板との貼り合わせを行うときに、排気される真空槽の内部で生じる排気気流を整流手段によって整流することができ、シートが排気気流によって吹き上げられることがなく、基板との貼り合せ位置がずれてしまうことを防止することができる。

また、本発明にかかる貼り合せ装置を用いれば、光ディスク用のディスク基板と薄膜状のカバー層とを正確に貼り合せることができ、光ディスクの製造効率を向上させることができる。

上記貼り合わせ装置は、真空槽が、シート及び基板を収容する第１の真空室と、第１の真空室を覆うように形成され且つ排気口が設けられた第２の真空室とを有し、第１の真空室に、真空槽から内部の空気を排気する際に、該第１の真空室の内部から第２の真空室へ排気気流を流れさせる複数の排気窓が形成され、複数の排気窓がシート及び基板の周りを囲むように配置されていることが好ましい。こうすれば、真空槽の排気時に、排気気流がシート及び基板の周囲に設けられた複数の排気窓のそれぞれから流通するようになり、保持されたシート近傍において局所的に急激な排気気流が生じることがなく、シートの位置がずれてしまうことを防止できる。従って、シートと基板との貼り合せ位置がずれてしまうことをより一層確実に防止することができる。

上記貼り合わせ装置は、整流手段が、シート及び基板の周りを囲むように、真空槽の内部に設けられた整流壁であって、整流壁が、真空槽の真空排気時に、シート及び基板近傍から吸引された排気気流を該整流壁の下方側に迂回させるように設けられていることが好ましい。こうすれば、真空槽の排気時に、シート及び基板近傍から吸引された排気気流は、先ず整流壁によって下方側へ流れて、整流壁を迂回した後に排気口から排気される。このとき、シート及び基板近傍では、排気気流は、整流壁を迂回するために下方側へ流れるため、シートが吹き上げられることが回避され、シートと基板との貼り合せ位置がずれることをより一層確実に防止することができる。

上記貼り合わせ装置は、整流手段が、シート及び基板の周りを囲むように、真空槽の内部に設けられた整流壁であって、整流壁の端部と保持手段とが接触し、端部の一部を保持手段と離間させてなるスリットが設けられ、真空槽の真空排気時に、スリットからシートの面方向と平行に排気気流が流れることが好ましい。こうすれば、真空槽の排気時に、スリットを介して排気気流を流すことで、シート近傍の空気が該シートの面方向と平行に流れるため、シートが吸引された空気によって吹き上げられてしまうことを防止できる。このため、シートと基板との貼り合せ位置がずれることをより一層確実に防止することができる。

本発明によれば、薄膜状のシートと基板とを貼り合せる時に、シートと基板との貼り合わせ位置がずれることなく、正確に貼り合せることができる貼り合せ装置を提供できる。

以下、本発明にかかる貼り合せ装置の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。なお、以下の実施形態では、光ディスクの製造プロセスである、カバー層とディスク基板とを貼り合せる貼り合せ装置を参照して説明するが、本発明にかかる貼り合せ装置はこれに限定されず、薄膜状のシートと基板とを貼り合せるものに適用することができる。

図１は、以下の実施形態の貼り合せ装置により製造される光ディスクを示す、一部拡大された断面図を含む図である。
光ディスク１は、従来のＤＶＤと比較してより高密度な情報記録を可能とするものであり、例えば、従来の光ディスクと比較して、記録再生用のレーザ光として短波長の青紫レーザ光を用いるとともに、ディスク駆動装置の対物レンズの開口数ＮＡを０．８５程度まで増大することで、１２ｃｍ径の光ディスク１の片面記録容量を２７ギガバイト程度まで高めることができるものである。

光ディスク１は、円盤状に形成されたディスク基板２を備えている。図１中のＸ部分の拡大図に示すように、ディスク基板２の片側の面には、情報の記録層４と、該記録層４とを覆うようにカバー層３とが順に積層されている。

記録層４は、ディスク基板２上に、光反射層８と光吸収層７とを順に積層することで形成される。カバー層３は、樹脂フィルム５と、該樹脂フィルム５の片側の面に形成された粘着膜６とで構成され、光透過性を有する保護層として機能する。

ディスク基板２は、ポリカーボネイト等の樹脂を素材としてモールド成形されたものである。また、カバー層３の樹脂フィルム５としては、例えば、ポリカーボネイトや光硬化性のアクリル系樹脂，紫外線硬化性のアクリル系樹脂，ＴＡＣ，ＰＭＭＡ等であり、粘着膜６としては、アクリル系，ゴム系，シリコン系等の粘着剤により形成され、特に、アクリル系の粘着剤を用いると透明性及び耐久性の点で良好である。

本実施形態において、光ディスク１のカバー層３の厚さは、９５μｍから１０５μｍの範囲とすることができ、樹脂フィルム５の厚さの範囲が１０μｍから１００μｍの範囲とすることができ、また、粘着膜６の厚さの範囲が５μｍから３０μｍの範囲とすることができる。

ディスク基板２の中心部には光ディスク１の回転中心となる軸Ｓを中心とした円形の中心開口２ａが設けられている。また、カバー層３の中心部には、軸Ｓを中心として、中心開口２ａよりも径が大きい円形の開口部３ａが形成されている。

図２は、本発明にかかる貼り合せ装置の第１の実施形態を示す図である。
貼り合せ装置１０は、支持フレーム１２と、該支持フレーム１２に保持された第１リニアアクチュエータ１３と、該リニアアクチュエータ１３に連結された駆動ロッド部１６と、駆動ロッド１６の下方端部に固定された加圧部材１７と、を備えている。また、貼り合せ装置１０は、支持フレーム１２を保持する本体フレーム１４と、該本体フレーム１４の上方に設けられた第２リニアアクチュエータ１５とを備えている。

貼り合せ装置１０は、支持フレーム１２の下方に真空槽１１が設けられている。真空槽１１は、上端面が支持フレーム１２に固定され、下端面が開放した容器状の部材である。

貼り合せ工程時には、真空槽１１を上部に設けた第２アクチュエータ１５で降下させて該真空槽１１の下端面を支持台３１の上面に強い圧力で接触させるとともに、該真空槽１１に接続された排気管２１及び２２から真空槽１１の内部の空気を排気することで、真空槽１１の内部空間１２を真空環境に維持する。このように、真空環境下において、センターピン３３を降下させて、カバー層３とディスク基板を接触させ、加圧部材１７を降下させて押圧部１８でディスク基板２の上面を押圧して貼り合せを行う。このとき、真空槽１１の内部で貼り合せることで、貼り合わされたディスク基板２とカバー層３と両者の間に空気が入り込みにくくなる。

次に、貼り合せ工程時における動作を説明する。図３は、カバー層をディスク基板に貼り合せる工程を示す図である。
図３（ａ）に示すように、最初に、支持台３１の支持部３２における上面にカバー層３を配置する。

カバー層３を支持部３２に配置した後、図３（ｂ）のように、ディスク基板２が、その中心開口をセンターピン３３の先端部３３ａに係止させることで保持される。このとき、カバー層３とディスク基板２とが略平行で且つ離間した状態で保持される。

カバー層３及びディスク基板２を上記のように保持させた状態で、図３（ｃ）に示すように、貼り合せ装置１０の真空槽１１に収容する。そして、真空槽１１の下端部が支持台３１の上面に圧接され、排気管２１（なお、図３では、排気管２２は記載せず省略している。）から真空槽１１の内部の空気を吸引する。すると、真空槽１１の内部に存在する空気が排気気流となって、排気管２１を介して外部へ排気される。

真空槽１１を真空環境とした状態で、センターピン３３の端部に形成されたジョイント部３４を引き下げることで、センターピン３３を支持部３２の上面より下方へ降下させる。センターピン３３を降下させるにともない、先端部３３ａに係止保持されたディスク基板２が降下することで、該ディスク基板２がカバー層３に粘着膜６（図１参照）を介して接着される。

従来の貼り合せ装置では、真空槽１１の排気時に、シート（本実施形態ではカバー層３）が排気気流によって吹き上げられて、該シートと基板（本実施形態では、ディスク基板２）との貼り合せ位置がずれてしまう課題があり、本発明では下記の構成によって課題を解決している。

図４は、貼り合せ装置の第１の実施形態を示す図である。また、図５は、図４のＹ―Ｙ線方向にみた状態を示す図である。なお、図５においては図４に示すカバー層や保持部を記載しないで省略している。
本実施形態では、真空槽１１が、保持部３２に保持されたカバー層３とディスク基板２とを収容する第１の真空室２３と、第１の真空室２３の外方に形成され、且つ、排気管２１を接続する排気口２１ａが設けられた第２の真空室２４とを有している。

第２の真空室２４は、第１の真空室２３の外方周囲を循環するように区画された空間であり、また、排気口２１ａと連通するように構成されている。

第１の真空室２３の側壁部には、第２の真空室と連通するように開口した複数の排気窓２５が設けられている。複数の排気窓２５は、保持部３２と、該保持部３２に保持されたカバー層３及びディスク基板２の周りを囲むように配置されている。本実施形態において、排気窓２５が排気気流の整流手段として機能する。

真空槽１１の排気時には、排気口２１ａから該真空槽１１の内部の空気を吸引すると、第１の真空室２３に存在する空気が、複数の排気窓２５のそれぞれから第２の真空室２４へ排気され、第２の真空室２４に排気された空気は、該第２の真空室２４を矢印に示すように流れ、排気口２１ａを介して排気管２１に流れる。つまり、本実施形態では、排気気流が、第１の真空室２３から直接排気管２１に向って流れ込むことがなく、複数の排気窓２５を介して第２の真空室２３を通過した後、排気口２１ａ側へ流れるようになる。このとき、複数の排気窓２５が、排気気流を第１の真空室２３の外周部分から均等に分散させて排気するように構成されている。排気窓２５の形状は特に限定されず、孔又はスリットとすることができる。

本実施形態の貼り合せ装置１０によれば、真空槽１１の排気時に、排気気流がカバー層３及びディスク基板２の周囲に設けられた複数の排気窓２５のそれぞれから流通するようになり、保持されたカバー層３の近傍において局所的な急激な排気気流が生じることがなく、カバー層３に流量の大きい排気気流が直接接触することがなく、排気気流によってカバー層３の位置がずれてしまうことを防止できる。従って、カバー層３と基板２との貼り合せ位置がずれてしまうことをより一層確実に防止することができる。

図６に、本発明にかかる貼り合せ装置の第２の実施形態を示す。なお、以下に説明する実施形態において、すでに説明した部材などと同等な構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号又は相当符号を付すことにより、説明を簡略化或いは省略する。

貼り合せ装置６０は、真空槽１１の内側面に、支持部３２の上方、且つ、カバー層３及びディスク基板２を囲むように環状に延設された整流壁４１が設けられている。整流壁４１の下方側の端部４１ａの位置は、上下方向において支持部３２の上面と略等しい位置となる。本実施形態においては、整流壁４１が、整流手段として機能する。

また、整流壁４１の外側と、真空槽１１の内側面との間には環状の周回路が４２が形成され、周回路４２に排気口２１ａ，２２ａが設けられ、周回路４２と排気管２１，２２とが連通するように構成されている。

整流壁４１は、下方側の端部４１ａが支持台３１の上面３１ａと離間するように、構成されている。

真空槽１１の排気時には、カバー層３及びディスク基板２近傍の空気が吸引されて生じる排気気流が、支持部３２の上面を面方向に流れたうえで、整流壁４１の内側面に干渉し、その後、該整流壁４１の下方側を迂回して周回路４２へ流れ、該周回路４２を経て、排気口２１ａ，２２ａそれぞれを通過して排気管２１，２２に誘導されるようになる。

本実施形態によれば、真空槽１１の排気時に、カバー層３及びディスク基板２の近傍から吸引された排気気流が、先ず整流壁４１と干渉することによって該整流壁４１の下方側へ誘導され、整流壁４１を迂回した後に周回路４２を経て排気口から排気される。このとき、カバー層３及びディスク基板２の近傍の空気が、排気気流の流れに伴い、整流壁４１を迂回するために下方側へ向って流れるため、カバー層３が上方へ吹き上げられることが回避され、カバー層３が支持台３２に対して変位することを防止でき、カバー層３とディスク基板２との貼り合せ位置がずれることをより一層確実に防止することができる。

図７に、本発明にかかる貼り合せ装置の第３の実施形態を示す。
図７に示すように貼り合せ装置７０は、真空槽１１の内部に該真空槽１１の内側面に、支持部３２の上方、且つ、カバー層３及びディスク基板２を囲むように環状に延設された、整流手段である整流壁５１が設けられている点で上記実施形態と同様である。

本実施形態では、整流壁５１の下方側の端部５１ａが、支持部３２の上面と接触しているとともに、整流壁５１の下方側の端部５１ａには、その一部を支持部３２の上面に対して離間させてなるスリット５３が設けられている。

また、整流壁５１の外側面と真空槽１１の内側面との間には環状の周回路５２が形成され、周回路５２に排気口２１ａが設けられ、周回路５２と排気管２１とが連通するように構成されている。

真空槽１１の排気時には、カバー層３及びディスク基板２を収容しつつ、整流壁５１に囲まれた内部空間に存在する空気が、スリット５３を介して、周回路５２に誘導され、排気口２１ａを通って排気管２１に流れるようになる。

本実施形態によれば、真空槽１１の排気時に、整流壁５１の内側面と支持部３２の上面に区画され、カバー層３及びディスク基板２を収容する内部空間に存在する空気が吸引されて排気気流となり、該排気気流がスリット５３を通過して周回路５２に向って流れる。このとき、スリット５３を通過する排気気流の流れに伴い、空気のカバー層３の近傍の空気が該カバー層３の面方向（図７において左右方向）と平行に流れるため、カバー層３が吸引された空気によって吹き上げられてしまうことを防止できる。このため、カバー層３とディスク基板２との貼り合せ位置がずれることをより一層確実に防止することができる。

上記実施形態のように、本発明にかかる貼り合せ装置１０，６０，７０によれば、真空槽１１の内部でカバー層３とディスク基板２との貼り合わせを行うときに、排気される真空槽１１の内部で生じる排気気流を整流手段２５，４１，５１によって整流することができ、カバー層３が排気気流の影響によって吹き上げられることがなく、ディスク基板２との貼り合せ位置がずれてしまうことを防止することができる。

本発明にかかる貼り合せ装置を用いれば、上記実施形態のような、光ディスク用のディスク基板とカバー層との貼り合せ装置に限定されず、薄膜状のシートと基板とを貼り合せるその他の装置にも適用することが可能であり、これらシートと基板とを正確に貼り合せる効果を得ることができる。

本発明にかかる実施形態の光ディスクの貼り合せ装置により製造される光ディスクを示す一部拡大された断面図を含む図である。本発明にかかる光ディスクの貼り合せ装置を示す図である。貼り合せ装置の動作を説明する図である。貼り合せ装置の第１の実施形態を示す図である。図４のＹ―Ｙ線方向にみた状態を示す図である。貼り合せ装置の第２の実施形態を示す図である。貼り合せ装置の第３の実施形態を示す図である。ディスク基板にカバー層を貼り合せる際の状態を説明する図である。従来の貼り合せ装置を説明する図である。

符号の説明

１光ディスク
２ディスク基板
３カバー層
４記録層
１０，６０，７０貼り合せ装置
１１真空槽
２１排気管
２１ａ排気口
２５排気窓（整流手段）
４１，５１整流壁（整流手段）

Claims

薄膜状のシートを扁平な板状の基板に貼り合せる貼り合せ装置であって、
互いに平行に且つ離した状態で保持された前記シート及び前記基板を収容する真空槽と、
前記真空槽の内部で、前記基板を押圧することで、前記シートに貼り合せる押圧部材と、
前記真空槽の内部を真空雰囲気にするため、該真空槽の側壁部に設けられた排気口とを備え、
前記真空槽の内部に、前記シート側から前記排気口側に向って流れる排気気流を整流する整流手段が設けられていることを特徴とする貼り合せ装置。
前記真空槽が、前記シート及び前記基板を収容する第１の真空室と、前記第１の真空室を覆うように形成され且つ前記排気口が設けられた第２の真空室とを有し、前記第１の真空室に、前記真空槽から内部の空気を排気する際に、該第１の真空室の内部から前記第２の真空室へ排気気流を流れさせる複数の排気窓が形成され、前記複数の排気窓が前記シート及び前記基板の周りを囲むように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の貼り合せ装置。
前記整流手段が、前記シート及び前記基板の周りを囲むように、前記真空槽の内部に設けられた整流壁であって、前記整流壁が、前記真空槽の真空排気時に、前記シート及び前記基板近傍から吸引された排気気流を該整流壁の下方側に迂回させるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の貼り合せ装置。
前記整流手段が、前記シート及び前記基板の周りを囲むように、前記真空槽の内部に設けられた整流壁であって、前記整流壁の端部と前記保持手段とが接触し、前記端部の一部を前記保持手段と離間させてなるスリットが設けられ、前記真空槽の真空排気時に、前記スリットから前記シートの面方向と平行に排気気流が流れることを特徴とする請求項１に記載の貼り合せ装置。