JP2009245507A - 光ディスクの製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】材料を混合せずに型部内に供給し、型部内で混合することにより、装置の停止後、稼動を再開する際に、メンテナンスが不要となり、硬化が均一になる光ディスクの製造装置及び製造方法を提供する。
【解決手段】記録層の外形を規定する型部１と、型部１内にホログラム用の２液硬化型のホログラム材料である液Ａ及び液Ｂを別々に供給する第１の供給部２及び第２の供給部３と、型部１内に供給された液Ａ及び液Ｂの表面に接する接触部４と、接触部４を回転させることにより、液Ａ及び液Ｂを混合する駆動部５とを有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば、ホログラムディスクのように、異なる材料を混合することにより記録層を形成する光ディスクの製造装置及び製造方法に関する。

ＤＶＤ等の光ディスクは、一対の基板を樹脂を介して貼り合わせることによって製造されている。この樹脂の塗布は、一般的には、スピンコート法によって、樹脂を展延することにより行われている（特許文献１参照）。スピンコート法とは、基板の中心の周囲に樹脂を塗布した後、基板を高速回転させることにより、基板上に、樹脂層を形成する方法である。

但し、スピンコート法によって樹脂を塗布する場合、遠心力によって、基板の内周部に対して、外周部の膜厚が厚くなる傾向がある。ＤＶＤ等の樹脂層であれば、塗布厚は比較的薄いため、スピンコート法による場合であっても、厚みを均一に制御することは可能である。

しかし、ホログラムディスクのように、ホログラムを利用した記録媒体の場合には、ホログラム材料である記録層を、ＤＶＤの樹脂層よりも厚く形成しなければならない。その厚さは、スピンコート法によって実現できる均一な厚みの上限を、はるかに超えることになるため、単純なスピンコート法の適用では、製品に要求される記録層の形成は困難となる。

また、ＤＶＤ等の樹脂層のように、１種類の樹脂（例えば、紫外線硬化樹脂）を塗布すればよい場合と異なり、ホログラム材料は、複数の液体を混合して形成する必要がある（特許文献２参照）。このため、ホログラムディスクの記録層には、材料の均一な混合という要請も存在する。

このような混合の方法としては、例えば、特許文献３には、ダイナミックミキサー等の混合装置内で、あらかじめＡ液（ビスフェノールＡ系エポキシ、グリシジルアクリレートの混合物）とＢ液（脂肪族アミン、臭素化アクリル、光重合開始剤の混合物）を混合させて、これをノズルを介して、記録層の外形を規定する基板間に供給することにより、記録層を形成する技術が提案されている。
特開２００３−２３３９３６号公報 特開２００７−２４１１４４号公報 特開２００５−１７５８９号公報

しかしながら、混合装置内で２液を混合させると、装置の停止（一時停止も含む）を行った場合に、既に混合した材料の硬化が進行してしまう。このため、装置の稼動を再開する際には、硬化してしまった材料の廃棄、混合装置のメンテナンス等が必要となり、コストがかかる。また、混合後の材料を基板間に供給するため、供給の初期から最終までの間の硬化の進行度に差があり、硬化収縮の相違による光学的な歪みが生じる場合がある。

これに対処するため、スタティックミキサーのように、材料の供給直前のノズル部分において、２液を混合することが考えられる。しかし、かかる場合であっても、装置を停止すると、ノズル内において硬化が進行するため、ノズル内の材料の廃棄、メンテナンス等は必要となる。また、混合後の供給である点では、上記と変わりはないので、供給後の硬化が均一になるとは限らない。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、材料を混合せずに型部内に供給し、型部内で混合することにより、装置の停止後、稼動を再開する際に、メンテナンスが不要となり、硬化が均一になる光ディスクの製造装置及び製造方法を提供することにある。

上記のような目的を達成するため、請求項１の発明は、２液硬化用の２つの材料を混合することにより記録層を形成する光ディスクの製造装置において、記録層の外形を規定する型部と、前記型部内に２つの材料を別々に供給する供給部と、前記型部内に供給された材料の表面に接する接触部と、前記接触部及び前記型部の少なくとも一方を回転させることにより、材料を混合する駆動部と、を有することを特徴とする。

請求項５の発明は、２液硬化用の２つの材料を混合することにより記録層を形成する光ディスクの製造方法において、記録層の外形を規定する型部内に、少なくとも２つの材料を別々に供給し、前記型部内に供給された材料の表面に、接触部を接触させ、前記接触部及び前記型部の少なくとも一方を回転させることにより、材料を混合することを特徴とする。

以上のような請求項１及び５の発明では、２つの材料を別々に供給し、型部内において混合するので、装置を停止した後、稼働を再開する場合でも、供給部の材料の廃棄、メンテナンスの必要がなく、硬化が均一になる。

請求項２の発明は、請求項１の光ディスクの製造装置において、前記型部及び前記接触部の少なくとも一方を振動させる振動部を有することを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項５の光ディスクの製造方法において、前記型部内に供給された材料を振動させることを特徴とする。
以上のような請求項２及び６の発明では、型部を振動させることにより、材料の混合を促進させることができる。

請求項３の発明は、請求項１の光ディスクの製造装置において、前記供給部及び前記接触部の少なくとも一方を加熱する加熱部を有することを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項５の光ディスクの製造方法において、前記型部内に供給された材料を加熱することを特徴とする。
以上のような請求項３及び７の発明では、材料が加熱されることにより流動化が促進され、均一に混合され易くなる。

請求項４の発明は、請求項１の光ディスクの製造装置において、前記型部は、光ディスクを構成する基板を含むことを特徴とする。
以上のような請求項４の発明では、型部がそのまま光ディスクの外装となるので、記録層を基板に貼り付ける手間を省き、変形を防止できる。

請求項８の発明は、請求項５の光ディスクの製造方法において、前記型部内への材料の供給と材料の混合とを繰り返すことにより、記録層の厚さを調整することを特徴とする。
以上のような請求項８の発明では、材料の供給と混合の繰り返しにより、記録層について、容易に所望の厚みを得ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、材料を混合せずに型内に供給し、型内で混合するので、装置の停止中や一時停止の際にメンテナンスが不要となり、硬化が均一になる光ディスクの製造装置及び製造方法を提供することができる。

次に、本発明の実施の形態（以下、実施形態と呼ぶ）について、図面を参照して具体的に説明する。
［構成］
まず、本実施形態の構成を説明する。すなわち、本実施形態は、図１〜６に示すように、型部１、第１の供給部２、第２の供給部３、接触部４、駆動部５等を備えている。

型部１は、図１に示すように、記録層の外形を規定する円柱形のキャビティ１ａを有している。このキャビティ１ａは、必要な記録層の厚さよりも深く形成されている。型部１は、２液硬化型の液Ａ及び液Ｂに対して剥離しやすい材質で形成されているか、若しくはキャビティ１ａの内壁が、かかる材質によってコーティングされている。例えば、このような材質としては、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ、ＺｎＳＳｉＯ_２、ＺｎＯＧａ_２Ｏ_３等の誘電体とすることが考えられるが、これらには限定されない。

また、図２に示すように、型部１の上部には、第１の供給部２、第２の供給部３及び接触部４が案内されるように構成されている。第１の供給部２及び第２の供給部３は、それぞれ２液硬化型のホログラム材料である液Ａ及び液Ｂを、キャビティ１ａ内に供給するための手段である（以下、液Ａと液Ｂを区別しない場合には、単に「材料」とする）。材料としては、ホログラム記録層となりうる材料を広く含む。従って、上記の背景技術で例示した材料のみならず、現在又は将来において使用可能なあらゆる材料を適用可能である。

第１の供給部２は、図示しない供給源（例えば、タンク等）と、これに配管等の供給経路を介して接続されたノズル２ａを有している。供給源に蓄えられた液Ａは、供給経路に設けられたポンプ等の送出手段の作動と弁の開放によって、ノズル２ａから滴下され、キャビティ１ａ内に供給される。

第２の供給部３は、図示しない供給源（例えば、タンク等）と、これに配管等の供給経路を介して接続されたノズル３ａを有している。供給源に蓄えられた液Ｂは、供給経路に設けられたポンプ等の送出手段の作動と弁の開放によって、ノズル３ａから滴下され、キャビティ１ａ内に供給される。

ノズル２ａ，３ａは、図示しない駆動機構によって、水平及び垂直方向に移動可能に設けられている。駆動機構としては、例えば、水平移動用の２軸駆動装置、垂直移動用のシリンダ等が考えられるが、これには限定されない。ノズル２ａ及びノズル３ａをそれぞれ独立に駆動させる機構を採用してもよいし、一体で駆動させる機構を採用してもよい。キャビティ１ａ内の定位置に材料を滴下するように、常に定位置にノズル２ａ，３ａを移動させる機構であってもよいし、キャビティ１ａ内の複数の異なる位置に材料を滴下できるように、複数箇所にノズル２ａ，３ａを移動させる機構としてもよい。

接触部４は、図３に示すように、キャビティ１ａと同径の円板状で、その下部に平坦面４ａを有している。この接触部４は、図示しない駆動機構によって、水平及び垂直方向に移動可能に設けられている。駆動機構は、接触部４をキャビティ１ａの上方に案内して昇降させることにより、キャビティ１ａ内を摺動させる。駆動機構としては、例えば、水平移動用の２軸駆動装置、垂直移動用のシリンダ等が考えられるが、これには限定されない。

また、接触部４は、駆動部５によって回転可能に設けられている。駆動部５は、モータ等の駆動源と接触部４の中心に接続された軸部とを有しており、図４に示すように、接触部４が下降して平坦面４ａが材料Ｍに接した際に、接触部４を回転させる。

なお、ノズル２ａ，３ａの移動と脂の供給、接触部４の移動と回転等は、それぞれを駆動する駆動機構、ポンプ、弁、モータ等を制御する制御装置によって制御される。この制御装置は、例えば、専用の電子回路若しくは所定のプログラムで動作するコンピュータ等によって実現できる。従って、以下に説明する手順で本装置の動作を制御するためのコンピュータプログラム及びこれを記録した記録媒体も、本発明の一態様である。

［作用］
以上のような本実施形態の作用を、図２〜６を参照して説明する。まず、図２に示すように、ノズル２ａ及びノズル３ａが型部１のキャビティ１ａ上に移動して、キャビティ１ａ内に、液Ａ及び液Ｂを滴下する。そして、ノズル２ａ及びノズル３ａは、型部１上から待避する。

次に、図３及び図４に示すように、接触部４がキャビティ１ａ上に移動して、下降することにより、その平坦面４ａがキャビティ１ａ内の材料Ｍ（液Ａ及び液Ｂ）の表面に密着する。そして、接触部４が回転することにより、液Ａ及び液Ｂが混合され、材料Ｍが硬化する。

さらに、図５に示すように、接触部４を型部１上から待避させて、図６に示すように、キャビティ１ａへ液Ａ及び液Ｂを供給する。そして、上記のように、接触部４による液Ａ及び液Ｂの混合を行う。このように、液Ａ及び液Ｂの供給と混合とを繰り返すことにより、材料Ｍを硬化させて、所望の厚さの記録層とする。その後、硬化した記録層を取り出し、ホログラムディスクの基板に貼着する。

［効果］
以上のような本実施形態においては、液Ａと液Ｂを別々に供給し、型部１内において混合するので、装置の停止を行った後、稼働を再開する場合でも、材料Ｍの廃棄は不要で、供給源、供給経路、ノズル２ａ，３ａ等のメンテナンスの必要がない。また、液Ａと液Ｂは、型部１内へ供給された後に、混合されて硬化するので、硬化が均一になり、歪みが防止できる。さらに、キャビティ１ａ内への液Ａ及び液Ｂの供給とその混合を繰り返すことにより、容易に所望の厚みの記録層とすることができる。

［他の実施形態］
本発明は、上記のような実施形態に限定されるものではない。例えば、型部及びキャビティの形状や大きさに関しては、製造する記録層の形状や大きさに応じて自由に設定可能である。また、型部の材質は、金属製とすることが考えられるが、これには限定されない。例えば、型部として、光ディスクの保護基板を用いることも、ギャップ層、選択反射層、ピット等を形成済の基板を用いることも可能である。かかる場合には、キャビティが形成されるように、基板を型部内に支持させてもよいし、基板の周囲に円筒形状の型枠を配置してもよいし、基板自体の外縁に隆起部分を形成しておいてもよい。これにより、記録層を基板に貼着する手間を省き、変形を防止できる。

材料の供給量、供給と混合の繰り返し回数、接触部の圧力及び回転速度等も、使用する材料、必要な混合の程度、記録層の厚み等に応じて、自由に設定可能である。材料の供給量を多くして、供給と混合を一回で済ませてもよい。但し、少ない材料によって薄い層を形成し、これを繰り返すことによって所望の厚みとする方が、良く混合される。

材料の硬化に時間がかかる場合には、型部への材料の供給と混合後に、接触部を載置した状態で、型部をメインの処理ラインから待避させ、所定時間経過後に処理ラインに復帰させることにより、硬化時間を確保することもできる。例えば、図７に示すように、接触部４を駆動機構等から着脱可能に構成する。また、型部１を、メインの処理ラインと待避場所との間で受け渡す搬送装置を設ける。これにより、混合後の材料を、接触部４が押えた状態で、型部１が待避場所へ移動して、所定時間放置することができる。待避場所をターンテーブルとして、回転搬送させながら、硬化時間を確保できるようにしてもよい。

材料の供給方法も、上記の実施形態で例示したものには限定されない。２つの材料を「別々に」供給するとは、混合しない状態で供給することを意味する。したがって、供給時に混合されない限り、２つの材料を型部内の同一箇所に供給してもよいし、異なる箇所に供給してもよく、２つの材料の供給タイミングを時間的に前後させてもよい。

例えば、型部内の複数箇所に散点的に供給することにより、均一に混合され易くすることも可能である。ノズルの数を複数として、複数箇所に同時に供給できるようにしてもよい。なお、供給部の材料の供給端の構成は、ノズルには限定されない。

さらに、ノズルを駆動機構によって走査しながら、線や点を描くように材料を滴下することにより（ライティング）、均一に混合され易くすることも可能である。例えば、図８は、蛇行した線で液Ａ、液Ｂを供給する一例である。図９は、放射状に液Ａ、液Ｂを供給する一例である。図１０は、渦巻き状に液Ａ、液Ｂを供給する一例である。図１１は、渦巻き状及び散点状に液Ａ、液Ｂを供給する一例である。

また、接触部が材料に接する面の形状は、平坦面には限定されない。複数の突起や凹みを形成したり、放射状、渦巻き状等の隆起や溝を形成することにより、混合を促進させることができる。

また、接触部と型部とは相対的に回転すればよい。このため、図１２に示すように、型部１若しくは型部１を搭載した部材を回転させる駆動部１ｂを設け、接触部４を材料Ｍに接触させた状態で、型部１を回転させて混合する構成としてもよい。また、図１３に示すように、接触部４に駆動部５を設けるとともに、型部１にも駆動部１ｂを設け、接触部４と型部１の双方を逆方向に回転させる構成とすることも可能である。

また、型部内の材料を振動させることにより、混合を促進することも可能である。その一例として、図１４に示すように、型部１の下部に、振動部６を配置することが考えられる。振動部６としては、例えば、制御装置による通電により、超音波振動を発生させる超音波振動子を用いることが可能である。但し、本発明はこれには限定されない。例えば、制御装置による通電により振動する偏心モータ等によって、振動を発生させる構成としてもよい。

かかる実施形態では、接触部４による回転と同時に、振動部６が振動することにより、型部１内における材料Ｍに振動を加えることができるので、混合が促進される。振動部６は、図１５に示すように、接触部４側に設けてもよいし、図１６に示すように、接触部４と型部１の双方に設けてもよい。なお、振動を加えるのは、接触部４の材料Ｍへの接触前でも、接触部４の回転の前でも、接触部４の回転の後でも、接触部４が材料Ｍから離れた後でもよい。これらのいずれかの時点から継続して振動を加え続けてもよく、断続的に振動を加えてもよい。

また、材料を加熱するための加熱部を設けて、材料の粘度を下げて混合を促進するとともに、気泡の発生を抑制することも可能である。例えば、図１７に示すように、型部１にヒータ７を設けてもよいし、図１８に示すように、接触部４にヒータ７を設けてもよいし、図１９に示すように、型部１と接触部４の双方にヒータ７を設けてもよい。但し、加熱部としては、ヒータには限定されない。例えば、赤外線照射装置であってもよい。

また、上記の実施形態では、型部を固定として、供給部及び接触部が移動していたが、型部をターンテーブルやコンベア等の搬送手段に搭載して移動させるようにしてもよい。例えば、図２０に示すように、ターンテーブル８に載置された型部１が、材料を供給する供給部が設置された供給ポジション８ａと、材料を混合する接触部が設置された混合ポジション８ｂへと移動するように構成し、供給ポジション８ａで材料の供給、混合ポジション８ｂで材料の混合が行われるようにしてもよい。

かかる構成とすれば、供給ポジション８ａと混合ポジション８ｂとの間の移動を、ターンテーブル８の回転によって実現できるので、供給と混合の繰り返しによる多層化が容易となる。なお、このように、ターンテーブルやコンベアで、多数の型部を連続的に搬送しながら、材料の供給と混合を行うと、ある型部への材料の供給（上記のようなライティングも含む）と並行して、他の型部の材料の混合ができるので、時間の無駄のない効率のよい処理が実現できる。

本発明の適用対象となる記録媒体は、材料の混合により記録層を形成するものであれば、その大きさ、形状、材質、記録層の数等は自由であり、現在又は将来において採用されるあらゆる規格に適用可能である。

本発明の一実施形態における型部を示す簡略断面図である。 図１の実施形態における材料の供給時を示す簡略断面図である。 図１の実施形態における接触部の待機時を示す簡略断面図である。 図１の実施形態における材料の混合時を示す簡略断面図である。 図１の実施形態における材料の硬化時を示す簡略断面図である。 図１の実施形態における次層の材料の供給時を示す簡略断面図である。 本発明の型部を待避可能に構成した一実施形態を示す説明図である。 本発明の型部への材料の供給例を示す平面図である。 本発明の型部への材料の供給例を示す平面図である。 本発明の型部への材料の供給例を示す平面図である。 本発明の型部への材料の供給例を示す平面図である。 本発明の型部を回転させる一実施形態を示す簡略断面図である。 本発明の接触部及び型部を回転させる一実施形態を示す簡略断面図である。 本発明の振動部を型部に備えた一実施形態を示す簡略断面図である。 本発明の振動部を接触部に備えた一実施形態を示す簡略断面図である。 本発明の振動部を接触部及び型部に備えた一実施形態を示す簡略断面図である。 本発明の加熱部を型部に備えた一実施形態を示す簡略断面図である。 本発明の加熱部を接触部に備えた一実施形態を示す簡略断面図である。 本発明の加熱部を接触部及び型部に備えた一実施形態を示す簡略断面図である。 本発明の型部をターンテーブルに載置した一実施形態を示す平面図である。

符号の説明

１…型部
１ａ…キャビティ
１ｂ…駆動部
２…第１の供給部
２ａ，３ａ…ノズル
３…第２の供給部
４…接触部
４ａ…平坦面
５…駆動部
６…振動部
７…ヒータ
８…ターンテーブル
８ａ…供給ポジション
８ｂ…混合ポジション

Claims (8)

1. ２液硬化用の２つの材料を混合することにより記録層を形成する光ディスクの製造装置において、
   記録層の外形を規定する型部と、
   前記型部内に少なくとも２つの材料を別々に供給する供給部と、
   前記型部内に供給された材料の表面に接する接触部と、
   前記接触部及び前記型部の少なくとも一方を回転させることにより、材料を混合する駆動部と、
   を有することを特徴とする光ディスクの製造装置。
2. 前記型部及び前記接触部の少なくとも一方を振動させる振動部を有することを特徴とする請求項１記載の光ディスクの製造装置。
3. 前記供給部及び前記接触部の少なくとも一方を加熱する加熱部を有することを特徴とする請求項１記載の光ディスクの製造装置。
4. 前記型部は、光ディスクを構成する基板を含むことを特徴とする請求項１記載の光ディスクの製造装置。
5. ２液硬化用の２つの材料を混合することにより記録層を形成する光ディスクの製造方法において、
   記録層の外形を規定する型部内に、少なくとも２つの材料を別々に供給し、
   前記型部内に供給された材料の表面に、接触部を接触させ、
   前記接触部及び前記型部の少なくとも一方を回転させることにより、材料を混合することを特徴とする光ディスクの製造方法。
6. 前記型部内に供給された材料を振動させることを特徴とする請求項５記載の光ディスクの製造方法。
7. 前記型部内に供給された材料を加熱することを特徴とする請求項５記載の光ディスクの製造方法。
8. 前記型部内への材料の供給と材料の混合とを繰り返すことにより、記録層の厚さを調整することを特徴とする請求項５記載の光ディスクの製造方法。

Images