JP2006318610A - 貼合装置及び貼合方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 先付きを防止して貼合対象物間の空気を逃がしながら効率良く貼合を行うことができ、減圧雰囲気に保つ装置等を不要とすることのできる貼合装置及び貼合方法を提供すること。
【解決手段】 ディスク基板１１を支持する第１の支持装置１２と、スタンパ１３を支持する第２の支持装置１４と、ディスク基板１１とスタンパ１３に押圧力を付与する押圧部材１５と、スタンパ１３の外周部分に当接し、未貼付部を浮かせた姿勢を維持する先付防止部材１７とを備え、そのような姿勢に保たれたスタンパ１３を押圧部材１５で押圧することにより、ディスク基板上にスタンパが貼合される。
【選択図】 図１
【解決手段】 ディスク基板１１を支持する第１の支持装置１２と、スタンパ１３を支持する第２の支持装置１４と、ディスク基板１１とスタンパ１３に押圧力を付与する押圧部材１５と、スタンパ１３の外周部分に当接し、未貼付部を浮かせた姿勢を維持する先付防止部材１７とを備え、そのような姿勢に保たれたスタンパ１３を押圧部材１５で押圧することにより、ディスク基板上にスタンパが貼合される。
【選択図】 図１
Description
本発明は貼合装置及び貼合方法に係り、特に、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、レーザディスク（ＬＤ）、ブルーレイディスク（ＢＤ）等の光記録媒体を構成する基板に情報記録用の微細凹凸を形成するためのスタンパを貼合することに適した貼合装置及び貼合方法に関する。
コンパクトディスク等の光記録媒体においては、例えば、ポリカーボネート等からなるディスク基板の面に樹脂層を設け、当該樹脂層にピット等の微細な凹凸を形成して反射膜及び保護膜を順次積層する構成が採用されている。
前記凹凸の形成に際しては、ディスク基板の一方の面に樹脂層を設けておき、当該樹脂層に対して凹凸面を備えたスタンパを貼合し、次いで、紫外線を照射して樹脂層を硬化させた後にスタンパを剥離する、という手法が採用されている。このスタンパの貼合は、当該スタンパに形成された凹凸の形状再現性を高精度に保って高密度化に対応可能とすべく、樹脂層に気泡の混入を回避し得る状態で行う必要がある。従って、前記スタンパを樹脂層に対して精度良く貼り合わせることは、光記録媒体を製造する上での重要課題となる。
公知の貼合装置としては、例えば、特許文献１に記載された装置が提案されている。同文献１は、ディスク基板を支持する固定側金型と、スタンパを支持する可動側金型とを備え、これら固定側金型と可動側金型とを型合わせして減圧雰囲気若しくは真空にして貼合力を付与する、という構成を採り、これにより、ディスク基板上の記録層（樹脂層）への気泡混入を防止しようとする試みがなされている。
しかしながら、特許文献１に記載された貼合装置にあっては、ディスク基板とスタンパとを貼り合わせる領域を少なくとも減圧雰囲気若しくは真空に保つ構造を不可避とするものであり、圧力管理が面倒になるばかりでなく、装置構造も複雑になる、という不都合がある。また、真空雰囲気において貼り合せて空間となった部分は、大気圧雰囲気において歪みや、樹脂層の皺となるので、真空雰囲気においてもその空間ができないように貼り付けを行わなければならない。よって、真空貼りが貼り合わせに最適とは言えない。そこでこのような貼合において空間ができてしまう要因としては、押圧によって貼り合わされる前にそれら貼合対象物が貼り付いてしまう所謂「先付き」が原因と考えられる。
［発明の目的］
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、貼合対象物の間に空気が存在していても、空気を逃がしながら効率良く貼合を行うことができ、また、先付きを防止することによって減圧雰囲気に保つ装置等を不要とすることのできる貼合装置及び貼合方法を提供することにある。
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、貼合対象物の間に空気が存在していても、空気を逃がしながら効率良く貼合を行うことができ、また、先付きを防止することによって減圧雰囲気に保つ装置等を不要とすることのできる貼合装置及び貼合方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、光記録媒体を構成するディスク基板に情報記録層を形成するに際し、気泡や皺の混入、更に樹脂の歪みを回避した状態でスタンパを貼合でき、ディスク基板側に形成された微細な凹凸形状の再現性を高精度に保つことのできる貼合装置及び貼合方法を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明は、第１の板状部材を支持する第１の支持装置と、前記第１の板状部材に貼合される第２の板状部材を支持して第１の板状部材上に配置する第２の支持装置と、前記第１及び第２の板状部材に押圧力を付与して貼合する押圧部材とを備えた貼合装置において、
前記第１の板状部材及び第２の板状部材の何れか一方の外周部分に当接して未貼合部を形成する先付防止部材を含み、
前記先付防止部材による当接位置の反対側から前記押圧部材で押圧力を付与して前記第１の板状部材と第２の板状部材とを貼合する、という構成を採っている。
前記第１の板状部材及び第２の板状部材の何れか一方の外周部分に当接して未貼合部を形成する先付防止部材を含み、
前記先付防止部材による当接位置の反対側から前記押圧部材で押圧力を付与して前記第１の板状部材と第２の板状部材とを貼合する、という構成を採っている。
本発明において、前記第１の板状部材は、光学記録媒体を構成するディスク基板である一方、前記第２の板状部材は、前記ディスク基板の面に設けられた樹脂層に微細凹凸を転写するスタンパであり、
前記先付防止部材は、前記スタンパに当接して当該スタンパの未貼合部を浮かせた姿勢に保つように構成されている。
前記先付防止部材は、前記スタンパに当接して当該スタンパの未貼合部を浮かせた姿勢に保つように構成されている。
また、前記第１の支持装置は、前記ディスク基板とスタンパとをセンタリングする位置決めピンを含み、この位置決めピンが前記ディスク基板とスタンパとをセンタリングしてこれらディスク基板とスタンパの相対滑りを規制した状態で前記押圧力が付与される、という構成を採っている。
更に、本発明は、前記ディスク基板の中央部に設けられた穴の径より小さく且つ前記スタンパの中央部に設けられた穴の径より大きい外径を有し、前記位置決めピンと選択的に挿通可能に設けられた分離部材を更に含み、当該分離部材がディスク基板とスタンパとの間に入り込み、前記スタンパを突き上げ、前記ディスク基板とスタンパとを分離する機能を含む。
また、前記分離部材は前記スタンパを突き上げた状態で、前記ディスク基板とスタンパとの間にエアを供給するエア供給手段を含む。
また、本発明は、第１の板状部材と第２の板状部材とを重ね合わせて押圧力を付与することで、前記第１及び第２の板状部材を貼合する貼合方法において、
前記第１の板状部材及び第２の板状部材の何れか一方の外周部分に当接して未貼合部を形成し、
次いで、前記当接位置の反対側から押圧力を付与することで、前記第１の板状部材と第２の板状部材との間の空気を追い出しながら貼合する、という方法を採っている。
前記第１の板状部材及び第２の板状部材の何れか一方の外周部分に当接して未貼合部を形成し、
次いで、前記当接位置の反対側から押圧力を付与することで、前記第１の板状部材と第２の板状部材との間の空気を追い出しながら貼合する、という方法を採っている。
前記貼合方法において、前記第１及び第２の板状部材を貼合した後に、前記第２の板状部材を突き上げ、これら各板状部材の間に空気を噴出させながら第１及び第２の板状部材を分離する機能を更に含む。
なお、本明細書において、「未貼合部」とは、第１の板状部材と第２の板状部材の相対面において、相互に接触することなく押圧力の付与によって貼り付けられてゆく領域を意味し、従って、未貼合部は、押圧力の付与が進むにつれて次第に縮小して最終的に存在しなくなる領域を示す。
本発明によれば、第１の板状部材と第２の板状部材は、これらの相対面全域が同時に密着して貼合されることはなく、先ず、一端側、すなわち先付防止部材による当接位置とは反対側が相互に密着して貼り合わされることとなる。そして、押圧部材が先付防止部材側に向かって相対移動することで、第１及び第２の板状部材間に存在する空気を追い出しながらこれら板状部材を貼合させることができる。従って、第１及び第２の部材間に空気が存在していても、当該空気が外周側に逃げるようになり、これによって、先付きを防止して、第１及び第２の板状部材間における気泡や皺の混入、更に樹脂の歪みを防止することが可能となる。
また、二枚の板状部材の何れか一方の外周側に先付き防止部材を当接するだけで未貼付部を浮かせた姿勢に保つことができるので、板状部材の全面を吸着した状態で傾斜させる必要がなく、構成を極めてシンプルなものとすることができる。
更に、気泡混入が防止されることにより、スタンパに形成されたピット形成用の微細な凹凸を樹脂層に精度良く転写でき、樹脂層における凹凸形状の再現性を良好に確保することができる。
また、ディスク基板とスタンパの中央部に位置決めピンが位置する状態で押圧力が付与されるため、押圧力に伴ってディスク基板とスタンパが面方向に相対的に滑ってしまう不都合は確実に防止され、貼合位置を精度良く保つことが可能となる。
また、二枚の板状部材の何れか一方の外周側に先付き防止部材を当接するだけで未貼付部を浮かせた姿勢に保つことができるので、板状部材の全面を吸着した状態で傾斜させる必要がなく、構成を極めてシンプルなものとすることができる。
更に、気泡混入が防止されることにより、スタンパに形成されたピット形成用の微細な凹凸を樹脂層に精度良く転写でき、樹脂層における凹凸形状の再現性を良好に確保することができる。
また、ディスク基板とスタンパの中央部に位置決めピンが位置する状態で押圧力が付与されるため、押圧力に伴ってディスク基板とスタンパが面方向に相対的に滑ってしまう不都合は確実に防止され、貼合位置を精度良く保つことが可能となる。
また、分離部材にエア供給手段を含む構成とした場合には、スタンパを貼合した後の分離力を軽減できるとともに、スタンパの面に対して直交する方向にスタンパの分離を行うことができ、これにより、樹脂層に形成される凹凸の転写精度を高精度に保つことができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１には、本実施形態に係る貼合装置の概略構成図が示されている。この図において、貼合装置１０は、第１の板状部材としてのディスク基板１１を支持する第１の支持装置１２と、第２の板状部材としてのスタンパ１３を支持する第２の支持装置１４と、これらディスク基板１１及びスタンパ１３を重ね合わせた状態で押圧力を付与して貼合する押圧部材１５と、スタンパ１３の外周部分に当接してディスク基板１１に対して未貼付部を浮かせた姿勢を維持する先付防止部材１７とを備えて構成されている。
前記第１の支持装置１２は、中央部に位置する回転駆動軸２０に支持されて平面内で回転可能に設けられた円盤状のメインテーブル２１と、このメインテーブル２１の外周寄りの上面側に設けられた円盤状の吸着テーブル２２と、メインテーブル２１及び吸着テーブル２２の中心穴２１Ａ、２２Ａを貫通してディスク基板１１の中央貫通穴１１Ａ及びスタンパ１３の中央貫通穴１３Ａ内に挿通可能な位置決めピン２３とを備えて構成されている。位置決めピン２３は、図示しないシリンダを介してメインテーブル２１の下方に抜け出た位置から上下方向に進退可能に設けられているとともに、図示しないシリンダを介して径方向（図３中矢印方向）寸法を拡大することで、吸着テーブル２２上に配置されるディスク基板１１及びスタンパ１３のセンタリングが行えるようになっている。
前記第２の支持装置１４は、回転アーム２５と、当該回転アーム２５の自由端側に設けられてスタンパ１３を吸着保持する複数の吸着パッド２７により構成され、これら吸着パッド２７の略中心には、回転アーム２５とは別体に設けられたスタンパ１３の位置決めを行う位置決めピン２６が配置されている。なお、回転アーム２５には、位置決めピン２６と干渉しないように穴２８が設けられている。第２の支持装置１４は、前記吸着テーブル２２の上面位置よりも上方に配置されており、図１に示される位置に対して、回転アーム２５が鉛直面内で略１８０度回転したときに、前記スタンパ１３を吸着テーブル２１上に位置させることができるようになっている。
前記ディスク基板１１は、ポリカーボネート等を成形素材として円盤状に形成されており、その一方の面（図１中上面）にエネルギー線硬化型樹脂層、本実施形態では、紫外線硬化型樹脂層３０及び保護シート３１が積層されている。また、スタンパ１３の図１中上面側には、前記樹脂層３０に所定の凹凸を転写して形成するための微細な凹凸面が形成されている。
前記押圧部材１５はロールにより構成されている。この押圧部材１５は、図示しないモータ及びシリンダを介して回転可能に設けられているとともに水平方向に移動可能に設けられ、スタンパ１３の上面に接して当該スタンパ１３上を回転移動することでディスク基板１１に貼合するための押圧力を付与するように構成されている。本実施形態において、押圧部材１５は、その外周部分に凹部１５Ａを備えた形状をなし、押圧部材１５がスタンパ１３を押圧して移動するときに、凹部１５Ａ内に位置決めピン２３の出っ張りが入り込むように設定されており、これにより、位置決めピン２３の先端との物理的な干渉を生じないように構成されている。
前記先付防止部材１７は、メインテーブル２１の外周縁近傍に形成された貫通穴２１Ｂを貫通してメインテーブル２１の下方に抜け出た位置から上下方向に進退可能に設けられている。この先付防止部材１７は、図示しないシリンダに支持されており、スタンパ１３をディスク基板１１に貼合するときに、スタンパ１３の外周を下面側から当接して当該スタンパを貼合し終えるまで未貼付部を浮かせた姿勢に維持できるようになっている。
前記メインテーブル２１の下方には、前記位置決めピン２３と選択的に挿通可能に設けられた分離部材４０が配置されている。この分離部材４０は、ディスク基板１１にスタンパ１３が貼合された後に、当該スタンパ１３を貼合面から分離する際に利用されるものであり、ディスク基板１１の中央貫通穴１１Ａの径より小さく且つスタンパ１３の中央貫通穴１３Ａの径より大きい外径を有し、メインテーブル２１に形成された穴２１Ａの直下と、当該位置から退避した位置との間で横方向に移動可能に設けられているとともに、図示しないシリンダを介して上下に進退可能に設けられている。分離部材４０の上端側は、スタンパ１３の中央貫通穴１３Ａに係合可能に設けられた縮径部４１を備え、この縮径部４１よりも若干低い位置で外周面に開通するエア噴出手段４２を備えて構成され、図示しないエア供給源から供給されるエアをディスク基板１１とスタンパ１３との間に供給し得るように構成されている。
次に、本実施形態に係る貼合方法について説明する。
メインテーブル２１が所定の角度位置に回転して図１に示される位置に至ると、メインテーブル２１の下面側から位置決めピン２３が入り込み、吸着テーブル２２の中心を上方に抜け出る位置まで上昇する。
これと前後して、ディスク基板１１が図示しない移載装置を介して吸着テーブル２２上に移載され、ディスク基板１１の中央貫通穴１１Ａ内に位置決めピン２３が入り込み、当該位置決めピン２３が図示しないシリンダを介して径方向寸法を拡大し、ディスク基板１１のセンタリングが行われた後に吸着保持される（図３参照）。この際、ディスク基板１１は、上面側に保護シート３１が位置する状態で移載される。
これと前後して、ディスク基板１１が図示しない移載装置を介して吸着テーブル２２上に移載され、ディスク基板１１の中央貫通穴１１Ａ内に位置決めピン２３が入り込み、当該位置決めピン２３が図示しないシリンダを介して径方向寸法を拡大し、ディスク基板１１のセンタリングが行われた後に吸着保持される（図３参照）。この際、ディスク基板１１は、上面側に保護シート３１が位置する状態で移載される。
次いで、図示しない剥離装置の剥離用テープ５０が保護シート３１の上端外周部に貼付され、当該剥離用テープ５０を横方向に引っ張ることで保護シート３１が剥離されて樹脂層３０が表出する（図４参照）。その後、位置決めピン２３は径方向寸法を縮小する。
このようにして樹脂層３０が表出すると、第２の支持装置１４に支持されたスタンパ１３が、回転アーム２５の回転によってスタンパ１３の中央貫通穴１３Ａ内に位置決めピン２３が入り込むように配置され、再び位置決めピン２３が径方向寸法を拡大してセンタリングが行われる（図５参照）。センタリングが行われた状態で、スタンパ１３は、樹脂層３０の上面に対して僅かに隙間を形成した状態に保たれる（図６参照）。そして、図７に示されるように、メインテーブル２１の外周近傍から先付防止ピン１７が上昇し、スタンパ１３の径方向一端側に当接し、これにより、スタンパ１３が貼付姿勢に保持されることとなる。
この状態で、先付防止ピン１７の当接位置の反対側となるスタンパ１３上に押圧部材１５が移動し、図７中右側に回転しつつ先付防止ピン１７側に移動し、これにより、スタンパ１３と樹脂層３０との間に存在する空気を追い出しながら当該スタンパ１３を樹脂層３０すなわちディスク基板１１に貼合することができる（図８参照）。なお、押圧部材１５が中央の位置決めピン２３上を通過するときは、押圧部材１５の外周部に形成された凹部１５Ａ内に位置決めピン２３の出っ張りが入り込むように設定されており、従って、押圧部材１５と位置決めピン２３との物理的接触等の干渉が回避され、位置決めピン２３がディスク基板１１及びスタンパ１３をセンタリングしている状態を確実に保ったまま貼合が行えるので、押圧部材１５による押圧に伴う摩擦によってスタンパ１３がディスク基板１１に対して面方向に相対的に滑ってしまうような不都合は確実に防止される。ちなみに位置決めピン２３と先付防止ピン１７は、押圧部材１５の押圧力によって下方へ押し下げられながら貼合できる程度の弱い力で図示しないシリンダに付勢されており、押圧部材１５の通過後は樹脂層３０の粘着力によって再度スタンパ１３が持ち上がることはない。
スタンパ１３の貼合が完了すると、図示しない紫外線照射装置を介して樹脂層３０に紫外線照射が行われて樹脂層３０の硬化処理が行われる。その後、図９、図１０に示されるように、位置決めピン２３が下降してメインテーブル２１の下方に退避する一方、それまで待機していた分離部材４０がメインテーブル２１，吸着テーブル２２の中心穴２１Ａ、２２Ａに挿通し、スタンパ１３の中央貫通穴１３Ａ内に縮径部４１が挿入して上昇すると同時に、エア噴出孔４３からエアが放射方向に噴出し、スタンパ１３を真っ直ぐ上方に浮き上がらせて当該スタンパ１３がディスク基板１１から分離される。
このようにしてスタンパ１３が分離した後に、図１１に示されるように第２の支持装置１４を介してスタンパ１３が吸着保持されて元の待機位置に復帰することとなる。
従って、このような実施形態によれば、スタンパ１３の一端側を先付防止ピン１７で未貼付部を浮かせた姿勢を維持してスタンパ１３の先付きを防止しながら押圧部材１５の押圧力でディスク基板１１に貼合する構成としたから、減圧雰囲気を形成しなくても、気泡混入原因となる空気を追い出しながら貼合を行うことが可能となる。
また、スタンパ１３を貼合して当該スタンパ１３の凹凸等を樹脂層３０に転写した後のスタンパ分離に際し、スタンパ１３と樹脂層３０との間に空気を噴出させる構成としたから、スタンパの分離をスムースに行えるとともに、スタンパの面に対して直交方向に分離力を作用せしめることができる結果、転写面を高精度に保つことが可能となる。
また、スタンパ１３を貼合して当該スタンパ１３の凹凸等を樹脂層３０に転写した後のスタンパ分離に際し、スタンパ１３と樹脂層３０との間に空気を噴出させる構成としたから、スタンパの分離をスムースに行えるとともに、スタンパの面に対して直交方向に分離力を作用せしめることができる結果、転写面を高精度に保つことが可能となる。
以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。
例えば、前記実施形態では、ディスク基板１１とスタンパ１３との貼合に本発明装置が適用された場合を図示、説明したが、本発明は、板状部材を相互に貼合する構成一般に適用することができる。
また、前記実施形態では、スタンパ１３の外周部分を先付防止ピン１７によって未貼合部を形成する場合を示したが、ディスク基板１１側に力を作用せしめて未貼合部を形成することも可能である。この場合、ディスク基板１１の直径は、スタンパ１３の直径よりも小径となるため、先付防止部材は、ディスク基板１１の面に沿って進退可能となる部材とし、その先端をディスク基板１１の面に対して直交方向に移動させることで未貼合部を形成することができる。
１０ 貼合装置
１１ ディスク基板（第１の板状部材）
１２ 第１の支持装置
１３ スタンパ（第２の板状部材）
１４ 第２の支持装置
１５ 押圧部材
１７ 先付防止部材
４０ 分離部材
４２ エア噴出手段
１１ ディスク基板（第１の板状部材）
１２ 第１の支持装置
１３ スタンパ（第２の板状部材）
１４ 第２の支持装置
１５ 押圧部材
１７ 先付防止部材
４０ 分離部材
４２ エア噴出手段
Claims (7)
- 第１の板状部材を支持する第１の支持装置と、前記第１の板状部材に貼合される第２の板状部材を支持して第１の板状部材上に配置する第２の支持装置と、前記第１及び第２の板状部材に押圧力を付与して貼合する押圧部材とを備えた貼合装置において、
前記第１の板状部材及び第２の板状部材の何れか一方の外周部分に当接して未貼合部を形成する先付防止部材を含み、
前記先付防止部材による当接位置の反対側から前記押圧部材で押圧力を付与して前記第１の板状部材と第２の板状部材とを貼合することを特徴とする貼合装置。 - 前記第１の板状部材は、光学記録媒体を構成するディスク基板である一方、前記第２の板状部材は、前記ディスク基板の面に設けられた樹脂層に微細凹凸を転写するスタンパであり、
前記先付防止部材は、前記スタンパに当接して当該スタンパの未貼合部を浮かせた姿勢に保つことを特徴とする請求項１記載の貼合装置。 - 前記第１の支持装置は、前記ディスク基板とスタンパとをセンタリングする位置決めピンを含み、この位置決めピンが前記ディスク基板とスタンパとをセンタリングしてこれらディスク基板とスタンパの相対滑りを規制した状態で前記押圧力が付与されることを特徴とする請求項２記載の貼合装置。
- 前記ディスク基板の中央部に設けられた穴の径より小さく且つ前記スタンパの中央部に設けられた穴の径より大きい外径を有し、前記位置決めピンと選択的に挿通可能に設けられた分離部材を更に含み、当該分離部材がディスク基板とスタンパとの間に入り込み、前記スタンパを突き上げ、前記ディスク基板とスタンパとを分離する機能を含むことを特徴とする請求項２又は３記載の貼合装置。
- 前記分離部材は前記スタンパを突き上げた状態で、前記ディスク基板とスタンパとの間にエアを供給するエア供給手段を含むことを特徴とする請求項４記載の貼合装置。
- 第１の板状部材と第２の板状部材とを重ね合わせて押圧力を付与することで、前記第１及び第２の板状部材を貼合する貼合方法において、
前記第１の板状部材及び第２の板状部材の何れか一方の外周部分に当接して未貼合部を形成し、
次いで、前記当接位置の反対側から押圧力を付与することで、前記第１の板状部材と第２の板状部材との間の空気を追い出しながら貼合することを特徴とする貼合方法。 - 前記第１及び第２の板状部材を貼合した後に、前記第２の板状部材を突き上げ、これら各板状部材の間に空気を噴出させながら第１及び第２の板状部材を分離する機能を更に含むことを特徴とする請求項６記載の貼合方法。
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