JP2010073268A - 位置決め装置及びこれを用いた貼合装置並びに貼合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】貼合後のずれを防止することができるようにすること。
【解決手段】中心孔Ｓ１を有するスタンパＳを載置可能なテーブル１１と、このテーブル１１に取り付け及び取り外し可能な位置決め装置１２と、位置決め装置１２に設けられた第１及び第２のプランジャ手段１５、１６と、テーブル１１に載置されたスタンパＳに光ディスク基板Ｄを押圧する押圧手段１３とを備えて貼合装置１０が構成されている。第１のプランジャ手段１５は、軸本体１２Ａを貫通するスタンパＳの中心孔Ｓ１形成縁に係止可能に設けられ、第２のプランジャ手段１６は、軸本体１２Ａを貫通する光ディスク基板Ｄの中心孔Ｄ１形成縁に係止可能に設けられている。第１及び第２のプランジャ手段１５、１６は、テーブル１１から位置決め装置１２が取り外された状態で、スタンパＳと光ディスク基板Ｄとが当接した状態を維持可能に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、位置決め装置及びこれを用いた貼合装置並びに貼合方法に係り、特に、光記録媒体を構成する基板に情報記録用の微細な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位置決め装置及びこれを用いた貼合装置並びに貼合方法に関する。

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や保護膜等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つ必要がある。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。同文献は、テーブル上に位置決め用のピンが立設されており、このピンにカバー層の中心孔と、ディスク基板の中心孔を挿通することで、カバー層及びディスク基板が位置合わせされた状態で貼合されるようになっている。

特開２００６−１７２５７２号公報

しかしながら、特許文献１の貼合装置に前述のスタンパを適用した場合、スタンパとディスク基板とを貼合して樹脂層が硬化する前に搬送する場合（例えば、貼合状態を観察したり、検査工程等の別の工程に搬送したりする場合等）、位置決め用のピンからスタンパとディスク基板とを取り外さなければならず、これらが面方向や厚さ方向にずれて、スタンパによって樹脂層に形成される凹凸が偏心したり、歪みが生じたりする、という不都合を招来する。
また、位置決め用のピンに対してスタンパやディスク基板の抜き差しする方向が制約されるため、装置の機構や配置等にも制約が生じてしまい、貼合装置としての汎用性が欠如する、という不都合も招来する。

［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、第１及び第２の板状部材の貼合後のずれを防止でき、高精度な貼合を維持することができるとともに、装置の機構や配置等に自由度を持たせることのできる位置決め装置及びこれを用いた貼合装置並びに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、中心孔をそれぞれ有する第１の板状部材と第２の板状部材とを貼合するための位置決め装置において、
前記第１及び第２の板状部材の各中心孔に貫通可能な軸本体と、
この軸本体に設けられた第１及び第２の係止手段とを含み、
前記第１係止手段は、前記軸本体を第１の板状部材の中心孔に貫通した状態で、当該第１の板状部材を一方の面側から係止可能とする一方、前記第２係止手段は、前記軸本体を第２の板状部材の中心孔に貫通し、当該第２の板状部材を前記第１の板状部材に当接させた状態で、前記第１の板状部材に当接した反対側の面側から係止可能とされ、
前記軸本体は、前記第１と第２の板状部材とが当接した状態を維持して搬送可能に設けられる、という構成を採っている。

本発明において、前記第１及び第２係止手段は、前記第１、第２の板状部材を双方向に抜き差し可能に設けられる、という構成を採用するとよい。

また、本発明の貼合装置は、請求項１に記載の位置決め装置を着脱自在に支持するとともに、前記軸本体に中心孔を貫通した状態で第１の板状部材を載置可能なテーブルと、前記軸本体に中心孔を貫通した状態で第２の板状部材を前記第１の板状部材に押圧する押圧手段とからなる、という構成を採っている。

更に、前記第１及び第２の板状部材の間には、エネルギー線硬化型の樹脂層が介在され、
前記樹脂層を硬化させるエネルギー線照射手段を更に備える、という構成を採ってもよい。

また、本発明の貼合方法は、中心孔をそれぞれ有する第１の板状部材と第２の板状部材とを貼合する貼合方法において、
テーブルに取り付けられた軸本体に中心孔を貫通させて第１の板状部材をテーブル上に載置する工程と、
前記軸本体に第２の板状部材の中心孔を貫通させる工程と、
前記テーブルに載置された第１の板状部材に第２の板状部材を押圧して貼合するとともに、第１及び第２の係止手段により第１及び第２の板状部材を係止し、これらの当接した状態を維持する工程と、
前記当接した状態を維持しつつ、軸本体と共に第１及び第２の板状部材を搬送する工程とを行う、という方法を採っている。

本発明によれば、第１及び第２の係止手段により、第１と第２の板状部材とが離れたり、面方向に沿ってずれたりすることを防止して、それらが当接した状態を保って、後工程等に軸本体と共に搬送することが可能となる。また、第１と第２の板状部材とが当接した状態で、一旦貼合装置から取り外して貼合状態を観察したり、検査工程等の別の工程に対してそれらの位置関係を保って搬送することができる。
また、第１及び第２係止手段が第１、第２の板状部材を双方向に抜き差し可能に設けられているので、装置設計に自由度が生まれ、それぞれの板状部材を位置決め装置に支持させる順番や、所定処理後のそれら板状部材を抜き取る順番をめぐって装置の機構や配置を考慮する必要がなくなるうえ、多様の装置構成が採用でき、汎用性を付与することができる。

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、実施形態に係る貼合装置の概略正面図が示されている。この図において、貼合装置１０は、第１の板状部材としてのスタンパＳを載置可能なテーブル１１と、このテーブル１１に着脱可能に取り付けられた位置決め装置１２と、テーブル１１に載置されたスタンパＳに第２の板状部材としての光ディスク基板Ｄを押圧する押圧手段１３と、位置決め装置１２を移載するための移載手段１８と、光ディスク基板Ｄに紫外線を照射するエネルギー線照射手段としての紫外線ランプ１９とを備えて構成されている。

前記スタンパＳ及び光ディスク基板Ｄは、略円形の平面形状をなし、その面内中心位置に中心孔Ｓ１、Ｄ１（図３参照）が形成されている。光ディスク基板Ｄの図１中下面側には、エネルギー線硬化型樹脂層、本実施形態では、紫外線硬化型の樹脂層Ｐが積層されている。スタンパＳは、紫外線ランプ１９からの紫外線を透過可能な素材からなる。スタンパＳの図１中上面側には、樹脂層Ｐ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。

前記テーブル１１は、その上面がスタンパＳを吸着支持可能な載置面１１Ｂとされ、位置決め装置１２を受容可能な凹部１１Ａが形成されている。この凹部１１Ａは、後述の第１のプランジャ手段１５を部分的に受容可能な深さに設定されている。

前記位置決め装置１２は、図２及び図３に示されるように、中心軸２１と当該中心軸２１の外周面をカバーする軸カバー２２とからなる軸本体１２Ａと、第１及び第２の係止手段としての第１及び第２のプランジャ手段１５、１６とを備え、各中心孔Ｓ１、Ｄ１に貫通可能に設けられている。軸本体１２Ａの外径寸法は、各中心孔Ｓ１、Ｄ１の内径寸法と同一若しくは若干小さく形成されている。位置決め装置１２は、凹部１１Ａを介してテーブル１１に着脱可能に設けられている。

前記第１のプランジャ手段１５は、軸本体１２ＡをスタンパＳの中心孔Ｓ１に貫通した状態で当該スタンパＳを図１中下面側から係止可能に設けられ、第２のプランジャ手段１６は、軸本体１２Ａを光ディスク基板Ｄの中心孔Ｄ１に貫通し、スタンパＳに当接させた状態で、光ディスク基板Ｄを図１中上方の面側から係止可能に設けられている（図４参照）。

前記第１、第２のプランジャ手段１５、１６は、中心軸２１の周方向１２０°間隔毎に形成された凹部２１Ａ内にそれぞれ位置するばね部材２５と、各ばね部材２５の先端側に設けられた球体２６とを備えている。各球体２６は、常時はばね部材２５により軸本体１２Ａの外周面より若干突出するように付勢され、意図的な外力が付与されることで、前記凹部２１内に入り込むように移動可能に設けられている。なお、第１、第２のプランジャ手段１５、１６の図１中上下方向の間隔は、図４に示されるように、樹脂層Ｐを間に挟んだ状態で、スタンパＳと光ディスク基板Ｄとを互いに押圧して当接した状態を維持可能な間隔に設定されている。

ここで、位置決め装置１２の構造は、図１中上下対称となる構造となっており、同図中上下逆向きとしても、同様に利用することが可能となっている。また、凹部１１Ａは、位置決め装置１２を受容したときに、第１、第２のプランジャ手段１５、１６の各球体２６の一部（図３参照）がテーブル１１の載置面１１Ｂよりも上方に突出するようにその深さが設定されている。これにより、スタンパＳをテーブル１１に載置したときに、これら各球体２６の上方に中心孔Ｓ１が当接して位置決め装置１２とスタンパＳとの位置決めを行えるようになっている。このため、軸本体１２Ａの外径寸法が中心孔Ｓ１の内径寸法よりも若干小さく形成されていても位置決めに支障を来すことはない。

前記押圧手段１３は、その下面が光ディスク基板Ｄを吸着支持可能な吸着面１３Ｂとされ、位置決め装置１２に挿通可能な穴１３Ａを有する円盤状の押圧板からなり、図示しないシリンダ等によって樹脂層Ｐを間に挟んだ状態で、テーブル１１に載置されたスタンパＳと光ディスク基板Ｄとを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。

前記移載手段１８は、シリンダ２９を介して相互に離間接近可能な一対のチャック３０を備え、位置決め装置１２の軸中心方向一端側を把持可能に設けられている。また、移載手段１８は、図示しないロボットアーム等を介して移動可能となっており、把持した位置決め装置１２を所定位置に搬送できるようになっている。

次に、本実施形態に係る貼合方法について説明する。

先ず、図１に示されるように、凹部１１Ａ内に軸本体１２Ａを嵌め込み、第１のプランジャ手段１５の各球状体２６を凹部１１Ａの内周面に当接させてテーブル１１に位置決め装置１２を取り付ける。次いで、中心孔Ｓ１に軸本体１２Ａを貫通させながらスタンパＳをテーブル１１上に載置して吸着保持させる。このとき、第１のプランジャ手段１５の各球状体２６の上に前記中心孔Ｓ１の形成縁が載置し、位置決め（センタリング）されてスタンパＳが第１のプランジャ手段１５に係止される。この状態で、図示しない搬送手段により一方の面に樹脂層Ｐが貼付された光ディスク基板Ｄを搬送し、中心孔Ｄ１に軸本体１２Ａを貫通させると、第２のプランジャ手段１６の各球状体２６の上に、前記中心孔Ｄ１の形成縁が載置され、樹脂層ＰがスタンパＳ側に面した状態で、位置決め（センタリング）されて光ディスク基板Ｄ第２のプランジャ手段１６に係止される。これにより、スタンパＳ及び光ディスク基板Ｄが離れつつ、各中心孔Ｓ１、Ｄ１に軸本体１２Ａが貫通した状態で、スタンパＳ及び光ディスク基板Ｄの位置決めが行われる（図３参照）。

その後、押圧部材１３が光ディスク基板Ｄの上方から当接して吸着保持した後、当該押圧部材１３をシリンダ等（図示省略）を介して下降させることで光ディスク基板Ｄが押圧され、樹脂層Ｐを間に挟んで光ディスク基板ＤにスタンパＳが貼合される（図４参照）。なお、第２のプランジャ手段１６の各球体２６は、スタンパＳや光ディスク基板Ｄの中心孔Ｓ１、Ｄ１が通過するときは、ばね部材２５の付勢力に抗して凹部２１Ａ内に入り込むように移動することで、それらの通過を許容する（第１のプランジャ手段１５も同）。そして、光ディスク基板ＤにスタンパＳが貼合された状態で、第２のプランジャ手段１６の各球体２６の下に、光ディスク基板Ｄの中心孔Ｄ１形成縁が係止される。これにより、スタンパＳと光ディスク基板Ｄとは、位置決め装置１２の軸中心方向（上下方向）と面方向（左右方向）の移動が規制され、樹脂層Ｐを間に挟んだ状態で互いに押圧して当接した状態を維持可能となっている。

スタンパＳと光ディスク基板Ｄとが貼合された後、図５に示されるように、チャック３０により位置決め装置１２を把持し、ロボットアーム等（図示省略）を介して位置決め装置１２を凹部１１Ａから抜き出す。この位置決め装置１２の移動と共に、第１及び第２のプランジャ手段１５、１６に係止されたスタンパＳ及び光ディスク基板Ｄも互いに押圧して当接した状態のまま搬送される。

そして、図６に示されるように、ロボットアーム等（図示省略）を介して位置決め装置１２と、スタンパＳ及び光ディスク基板Ｄとを上下反転させた後、紫外線ランプ１９を介して樹脂層Ｐに紫外線照射を行って樹脂層Ｐの硬化処理が行われる。その後、図示しない持ち換え手段を介して、スタンパＳが上方に位置するように位置決め装置１２をテーブル１１の凹部１１Ａ内に再度嵌め込む。そして、図７（Ａ）に示されるように、位置決め装置１２をスタンパＳ及び光ディスク基板Ｄから抜き取り、その後図７（Ｂ）に示されるように、スタンパＳを光ディスク基板Ｄから剥離することで、樹脂層Ｐに凹凸が転写された光ディスク基板Ｄが形成され、光ディスク基板Ｄは次工程に搬送され、以降上記同様の動作が繰り返されることとなる。

従って、このような実施形態によれば、第１及び第２のプランジャ手段１５、１６によりスタンパＳと光ディスク基板Ｄとが貼合された状態を維持しながら、樹脂層Ｐの硬化処理及びその前後の搬送を行うことができる。これにより、搬送時にスタンパＳ及び光ディスク基板Ｄが不用意に分離したり、樹脂層Ｐに形成される凹凸が偏心したりすることを回避できる。更に、第１及び第２のプランジャ手段１５、１６がスタンパＳと光ディスク基板Ｄとを双方向に抜き差し可能としたから、位置決め手段１２をスタンパＳ及び光ディスク基板Ｄから都合の良い方向から挿入させたり、抜き取ったりすることができ、装置設計において規制を受けることがなくなり、汎用性を付加することができる。また、第１及び第２のプランジャ手段１５、１６により、各中心孔Ｓ１、Ｄ１に軸本体１２Ａが貫通しつつスタンパＳ及び光ディスク基板Ｄが離れた状態を維持できるので、スタンパＳ及び光ディスク基板Ｄのセンタリングが行った後、押圧手段１３による貼合を行うことができ、当該貼合の精度を良好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。
従って、上記に開示した形状などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

例えば、第１及び第２の係止手段を第１及び第２のプランジャ手段１５、１６としたが、中心孔Ｓ１、Ｄ１に軸本体１２Ａを貫通してスタンパＳ及び光ディスク基板Ｄに係止可能な限りにおいて種々の変更が可能である。

また、前記実施形態では、光ディスク基板ＤとスタンパＳ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。

更に、光ディスク基板Ｄを先に位置決め装置１２に挿入させて、後からスタンパＳを位置決め装置１２に挿入するように構成してもよい。つまり、本発明の位置決め装置１２は、光ディスク基板ＤとスタンパＳとを位置決めした状態のまま搬送することができるので、例えば、紫外線照射工程等の後工程の都合（紫外線を照射する方向）に合わせて、スタンパＳや光ディスク基板Ｄを反転させたり、させなかったり、さらには横方向としたりすることができる。また、前記実施形態では、最終段階でスタンパＳが上側になるようにテーブル１１に戻したが、光ディスク基板Ｄが上側になるようにテーブル１１に戻してもよい。このように、位置決め装置１２が、テーブル１１に対して着脱が可能なうえ、スタンパＳや光ディスク基板Ｄを双方向に抜き差しができるので、貼合装置を構成する上で、制約されることなく、多様なアレンジが可能となり、汎用性のある貼合装置を提供することができる。

実施形態に係る貼合装置の概略正面図。 位置決め装置の断面図。 図２のＡ−Ａ断面Ｂ矢視図。 押圧手段による押圧後の状態の図３と同様の断面図。 位置決め装置、スタンパ及び光ディスク基板の搬送中の正面図。 紫外線照射中の正面図。 （Ａ）はスタンパ及び光ディスク基板から位置決め装置を抜き取った状態の正面図、（Ｂ）は光ディスク基板からタンパを剥離する状態の正面図。

符号の説明

１０ 貼合装置
１１ テーブル
１２ 位置決め装置
１２Ａ 軸本体
１３ 押圧手段
１５ 第１のプランジャ手段（第１の係止手段）
１６ 第２のプランジャ手段（第２の係止手段）
１９ エネルギー線照射手段（紫外線ランプ）
Ｄ 光ディスク基板（第２の板状部材）
Ｄ１ 中心孔
Ｓ スタンパ（第１の板状部材）
Ｓ１ 中心孔
Ｐ 樹脂層

Claims (5)

1. 中心孔をそれぞれ有する第１の板状部材と第２の板状部材とを貼合するための位置決め装置において、
   前記第１及び第２の板状部材の各中心孔に貫通可能な軸本体と、
   この軸本体に設けられた第１及び第２の係止手段とを含み、
   前記第１係止手段は、前記軸本体を第１の板状部材の中心孔に貫通した状態で、当該第１の板状部材を一方の面側から係止可能とする一方、前記第２係止手段は、前記軸本体を第２の板状部材の中心孔に貫通し、当該第２の板状部材を前記第１の板状部材に当接させた状態で、前記第１の板状部材に当接した反対側の面側から係止可能とされ、
   前記軸本体は、前記第１と第２の板状部材とが当接した状態を維持して搬送可能に設けられていることを特徴とする位置決め装置。
2. 前記第１及び第２係止手段は、前記第１、第２の板状部材を双方向に抜き差し可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載の位置決め装置。
3. 請求項１に記載の位置決め装置を着脱自在に支持するとともに、前記軸本体に中心孔を貫通した状態で第１の板状部材を載置可能なテーブルと、前記軸本体に中心孔を貫通した状態で第２の板状部材を前記第１の板状部材に押圧する押圧手段とからなることを特徴とする貼合装置。
4. 前記第１及び第２の板状部材の間には、エネルギー線硬化型の樹脂層が介在され、
   前記樹脂層を硬化させるエネルギー線照射手段を更に備えていることを特徴とする請求項３記載の貼合装置。
5. 中心孔をそれぞれ有する第１の板状部材と第２の板状部材とを貼合する貼合方法において、
   テーブルに取り付けられた軸本体に中心孔を貫通させて第１の板状部材をテーブル上に載置する工程と、
   前記軸本体に第２の板状部材の中心孔を貫通させる工程と、
   前記テーブルに載置された第１の板状部材に第２の板状部材を押圧して貼合するとともに、第１及び第２の係止手段により第１及び第２の板状部材を係止し、これらの当接した状態を維持する工程と、
   前記当接した状態を維持しつつ、軸本体と共に第１及び第２の板状部材を搬送する工程とを行うことを特徴とする貼合方法。

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