JP3270688B2 - ディスクの貼り合わせ装置 - Google Patents

ディスクの貼り合わせ装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に情報記録
層が設けられたディスクを貼り合わせるためのディスク
の貼り合わせ装置に関し、特に本発明は、2枚のディス
クを貼り合わせて形成されるデジタルビデオディスク
(Digital Video Disc:以下、DVDという)の貼り合
わせ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、次世代光ディスクシステムとし
て、従来のCD(Compact Disc)の6〜8倍程度の記憶
容量を有するDVDの開発が進められている。DVDは
少なくとも一方に情報記録面が設けられた2枚の薄型デ
ィスクを貼り合わせる構造であり、上記2枚のディスク
の貼り合わせには、紫外線硬化性樹脂を用いた接着が行
われる。上記紫外線硬化性樹脂を用いた接着は、通常、
紫外線硬化性樹脂をスピンコート法等を用いて板状体の
接着面に一様に塗布し、高圧水銀ランプ、メタルハライ
ドランプ等を用いて両面もしくは片面から紫外線を照射
して接着剤を硬化させる。
【0003】図4はDVDの構造を示す図であり、同図
(a)は両面読み取りの9.4GBの記憶容量を有する
DVD−10と呼ばれるDVDの構造図、同図(b)は
4.7GBの記憶容量を持つDVD−5と呼ばれるDV
Dの構造図である。図4(a)(b)において、1は紫
外線および可視光を透過する基板であり、例えば、ポリ
カーボネート、アクリル、アモルファスポリオレフィン
等の熱可塑性樹脂基板が用いられるが、一般には、ポリ
カーボネート基板が使用されることが多い。
【0004】基板1には、記録情報に対応させた凹凸が
形成され、凹凸上に紫外光を一部透過し可視光を反射す
る情報記録層2が形成される。そして、DVD−10の
タイプのDVDは2枚の基板1の両方に情報記録層2が
形成され、DVD−5タイプのDVDは2枚の基板1の
うちの片方のみに情報記録層2が形成される。情報記録
層2は紫外線の一部を透過させ可視光を反射する例えば
アルミニウム、ニッケル、金等の皮膜から形成される
が、一般にはアルミニウム皮膜が用いられる。3は情報
記録層2上に設けられる保護膜層であり、保護膜層3は
紫外線透過性を持ち情報記録層2を形成する皮膜との密
着性に優れた材質で形成される。なお、保護膜層3は品
質上必要がない場合には省略できる。4は基板1を貼り
合わせる接着剤として用いられる紫外線硬化性樹脂であ
り、2枚の基板の接着面に一様に塗布され、紫外線照射
により硬化する。
【0005】上記2枚の基板(上記情報記録層が設けら
れた基板を、以下、ディスクという)の貼り合わせは、
DVD−10,DVD−5のいずれのタイプのDVDに
ついても、情報記録層2が内側になるように行われ、貼
り合わせ後の保護膜層3を備えたDVDの厚さは同図
(a)に示すように略1.2mmであり、情報記録層2
の皮膜の厚さは略48nmである。また、DVDの径は
通常120mmである。
【0006】ところで、上記DVDの情報記録層2のア
ルミニウム皮膜は可視光を反射し紫外線を透過させる
が、紫外線についても反射率が高く、紫外線の透過率は
通常1%以下である。また、保護膜層3の紫外線透過率
は、材質にもよるが、一般に20〜50%程度である。
このため、貼り合わせ時にDVDに照射される紫外線
は、紫外線硬化性樹脂4に到達するまでに大部分が減衰
し、紫外線をディスクに連続的に照射して紫外線硬化性
樹脂4を完全に硬化させるには、比較的長時間紫外線を
照射する必要がある。しかしながら、上記のように紫外
線を連続的に長時間照射すると、ランプハウス、DVD
を載置する処理台等が加熱し、これらからの赤外線の2
次輻射や熱伝導でDVDが加熱されることとなる。
【0007】DVDの基板は、通常全体の温度が50°
Cを越えると変形するので、上記のような加熱の影響を
低減化しなければならず、上記のように連続的に紫外線
を照射する貼り合わせ装置においては、大がかりな冷却
機構を設ける等の必要が生ずる。上記不具合を解決する
ため、本発明者らは先に上記貼り合わせ装置において、
紫外線放射源12として例えばキセノンフラッシュラン
プのような閃光的に発光する光源を採用し、該光源を1
回もしくは複数回発光させてディスクに紫外線を照射し
紫外線硬化性樹脂を硬化させる技術を提案した。
【0008】図5、図6は上記した閃光的に発光する光
源を採用したディスクの貼り合わせ装置の構成を示す図
である。ディスクの貼り合わせ装置は、図5に示すよう
にディスクDsを搬送するターンテーブル11を備え、
ターンテーブル11は同図矢印の方向に回転する。ター
ンテーブル11上には4つの穴が設けれており4枚の石
英トレイ12が該穴にはめ込まれ、ディスクDsは該石
英トレイ12上に載置され処理される。13はランプハ
ウスであり、ランプハウス13は閃光的に発光する光源
を備えており、石英トレイ12上に載置されたディスク
Dsに紫外線を照射してディスクDsに塗布された紫外
線硬化性樹脂を硬化させる。
【0009】図6は光放射部の構成を示す図であり、同
図は図5におけるA−A断面図であり、ランプハウス1
3をディスクDsの両面側に設け、ディスクDsの両面
から紫外線を照射する場合の構成を示している。同図に
おいて、ターンテーブル11に取り付けられた石英トレ
イ12の中央にはボス12aが取り付けられており、デ
ィスクDsの中央部に設けられた穴は該ボス12aに係
合する。ランプハウス13は閃光的に発光する棒状のフ
ラッシュランプ13aと反射ミラー13bから構成され
ている。フラッシュランプとしては、前記したようにキ
セノンフラッシュランプ等を使用することができ、本例
では、4本のフラッシュランプを使用し、2つの電源に
それぞれ2本のフラッシュランプを直列接続した。な
お、フラッシュランプの本数、電源の構成は、必要とさ
れる照射エネルギーに応じて適宜変更できる。
【0010】また、図6に示すように、ランプハウス1
3の開口部はディスクDsの径に対して十分広くとられ
ており、これにより、フラッシュランプ13aからの斜
めからの光を有効に利用することができ、ディスクDs
上の照度分布を良くすることができる。さらに、ランプ
ハウス13が加熱することにより生ずる赤外線の2次輻
射の影響を小さくするため、ランプハウス13はターン
テーブル11から所定の距離離して配置されている。
【0011】図5、図6において、ディスクDsの貼り
合わせは次のように行われる。 (a) 紫外線硬化性樹脂をはさんで重ね合わせたディスク
Dsをディスク搬入部E1のターンテーブル11上の石
英トレイ12上に載置する。 (b) ターンテーブル11が反時計方向に90°回転し、
ディスクが光放射部E2に搬送される。 (c) 図6に示すランプハウス13のフラッシュランプ1
3aが閃光的に発光し、ディスクDsに塗布された紫外
線硬化性樹脂が硬化する。 (d) ターンテーブル11が反時計方向に90°回転し、
紫外線硬化されたディスクDsがディスク搬出部E3に
搬送され、ディスクDsがターンテーブル11から取り
出され搬出される。以下同様に、ディスク搬入部E1か
ら搬入されたディスクDsは、光照射部E2まで搬送さ
れ、光照射部E2において、紫外線を含む放射光が照射
され、ついで、ディスク搬出部E3まで搬送されて、タ
ーンテーブル11からディスクが取り出され搬出され
る。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ディスクD
sは基板はポリカーボネート、アクリル、アモルファス
ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂で形成されており、比
較的低い温度で変形する。特に、ディスク上の温度が不
均一になると変形しやすい。そこで、上記図5、図6に
示した装置について温度上昇を調べ、ディスクDsを変
形させることなく接着剤を硬化できるか否かを調べた。
その結果、フラッシュランプ13aへの入力電気エネル
ギー、ショット数(フラッシュランプ13aの閃光回
数)によっては、ディスクDsが変形する可能性がある
ことがわかった。
【0013】ディスクDsの変形の可能性を調べるた
め、図5、図6に示した装置において、ディスクDsを
石英トレイ12に載置せずに、両側から15ショット紫
外線を照射して、石英トレイ12とターンテーブル11
の温度上昇を調べた。1ショットの電気エネルギー(フ
ラッシュランプ13aが1回フラッシュしたときにラン
プに入力される電気エネルギー)を800Jとし、図6
の光放射部E2でディスクDsの両側から15ショット
紫外線を照射し、5,10,15ショットのときのディ
スク搬入部E1とディスク搬出部E3における石英トレ
イ12のエッジ部と中央部の温度およびターンテーブル
11の温度を調べた。なお、ディスク搬入部E1におけ
る石英トレイ12の温度は、光放射部E2、ディスク搬
出部E3を通過後に調べたものである。ここで、15シ
ョット紫外線を照射したときの電気入力エネルギーは次
のようになる。 800(J)×15 (ショット)×2 (両側)=24(kJ)
【0014】図7は上記実験結果を示す図であり、同図
におけるINはディスク搬入部E1における石英トレイ
12とターンテーブル11の温度、OUTはディスク搬
出部E2における石英トレイ12とターンテーブル11
の温度であり、横軸はショット数(入力電気エネルギ
ー)、縦軸は表面温度を示している。本実験はランプハ
ウス13とターンテーブル11表面との間隔を10m
m、ランプハウス13の開口部の径をφ140mm、石
英トレイ12の径をφ150mmとして行った。その結
果、同図に示すように15ショット紫外線を照射したと
きの、ディスク搬出部E3における石英トレイ12のエ
ッジ部分の温度は60°となり、中央部分の温度は55
°となった。
【0015】以上の実験から次のことが明らかとなっ
た。 (1)石英トレイ12のエッジ部分と中央部分の温度が
異なることから、石英トレイ12は光が直接照射される
ことによって加熱される外に、ターンテーブル11から
の熱伝導により加熱されることがわかった。 (2)石英トレイ12の温度はショット数が増加するに
つれ単調に増加する。以上の実験から明らかなように、
従来の装置を用いた場合、石英トレイ上の温度が不均一
になるのでディスクが変形する可能性がある。また、石
英トレイの温度はショット数が増加するにつれ単調に増
加しているので、ショット数によってはディスクの温度
がディスクを形成する熱可塑性樹脂の変形温度を越え、
ディスクが変形する可能性がある。
【0016】本発明は上記した従来技術の問題点を考慮
してなされたものであって、その目的とするところは、
ディスク上の温度を均一化することができ、また、その
温度上昇を抑制することができるディスクの貼り合わせ
装置を提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】以上のように、ターンテ
ーブル11の温度が上昇すると熱伝導により石英トレイ
12のエッジ部の温度が中央部の温度より上昇し、石英
トレイ12の温度が不均一となる。そこで、本発明にお
いては、ランプハウスとディスク間に開口部を設けた遮
光板を設け、ランプハウス13から放射される光が上記
開口部を介してディスクDsのみに照射されるように
し、ターンテーブル11に照射される光をカットした。
これにより、ターンテーブル11の温度上昇を抑制する
ことができ、石英トレイ12の温度分布、すなわちディ
スクDsの温度分布を一定にし、ディスクの変形を防ぐ
ことができた。
【0018】また、上記遮光板を熱容量の小さな部材で
形成し、ファン等により上記遮光板を冷却した。ターン
テーブルは比較的熱容量が大きいので、一旦温度が上昇
すると容易に冷却しないが、上記のように熱容量の小さ
な遮光板を設ければ、冷却ファン等により容易に冷却す
ることができる。これにより、遮光板からのディスクへ
の熱輻射の影響を抑制することができ、ディスクの温度
上昇を抑えることができる。なお、上記例ではディスク
を搬送する手段としてターンテーブルを用いたが、ディ
スクを直線的に移動させる移動テーブル等を用いても同
様の結果が得られる。
【0019】本発明は上記のようにして前記課題を解決
したものであり、ディスクの貼り合わせ装置を次のよう
に構成する。 (1)紫外線透過性基板からなり、少なくとも1枚が該
紫外線透過性基板上に紫外線透過性でかつ可視光反射性
の情報記録層が設けられている2枚のディスク同士を、
上記情報記録層上に紫外線硬化性組成物からなる接着剤
を塗布して重ね合わせ、上記重ね合わせたディスクに紫
外線を含む放射光を照射することにより、上記接着剤を
硬化させ、上記情報記録層側を接着面として2枚のディ
スク同士を接着するディスクの貼り合わせ装置を、上記
接着剤を塗布して重ね合わせた2枚のディスクに紫外線
を含む放射光を少なくとも一回以上閃光的に照射する光
放射手段と、上記ディスクを載置するディスク載置部材
と、上記ディスク載置部材を保持する移動テーブルと、
上記光放射手段と移動テーブルの間であって、該移動テ
ーブルに取り付けられた遮光板から構成する。そして、
上記遮光板に、光放射手段から放出される紫外線を含む
放射光が、上記ディスクのみに放射され移動テーブルに
対して遮光されるような開口部を設け、また、上記移動
テーブルにより、ディスクが搬入され上記ディスク載置
部材に載置されるディスク搬入部と、上記光放射手段か
らの紫外線を含む放射光をディスク上に照射する光放射
部と、上記光照射されたディスクが搬出されるディスク
搬出部間を順次ディスクが移動するように、ディスクな
らびにディスク載置部材を搬送する。 (2)ディスク搬出部からディスクを搬出したのち、デ
ィスク搬入部からディスクを搬入するまでの間に、上記
遮光板を冷却する遮光板冷却手段を設ける。
【0020】
【発明の実施の形態】図1、図2は本発明の実施例のデ
ィスクの貼り合わせ装置の構成を示す図であり、図1は
前記図6と同様図2のA−A断面を示しており、図2は
本実施例のターンテーブルを示している。同図におい
て、図5、図6に示したものと同一のものには同一の符
号が付されており、本実施例においては、図1、図2に
示すように、ランプハウス13とターンテーブル11の
間に、遮光板15a,15b,15c,15dが設けら
れており、遮光板15a〜15dはスタッド等によりタ
ーンテーブル11に取り付けられている。
【0021】遮光板15a〜15dの開口部の径は、ラ
ンプハウス13から放射される光がディスクDsの全面
に照射されるが、ターンテーブル11上に照射されない
大きさが望ましい。すなわち、ランプハウス13の開口
部からの光は、図1の点線aに示す光路でディスクDs
の外縁部に照射されるので、遮光板15a〜15dの開
口部の径は図1の点線aに沿った径とするのがよい。ま
た、遮光板15a〜15dは光を反射し、かつ冷却し易
いように熱容量が比較的小さな部材で形成することが望
ましく、例えばアルミニウム等からなる薄板で形成する
のが望ましい。
【0022】また、本実施例においては、上記遮光板を
冷却するため図2に示すように前記したディスク搬入部
E1、光放射部E2、ディスク搬出部E3に加えて、上
記遮光板15a〜15dを冷却するための冷却部E4が
設けられている。そして、ディスクDsを搬出後、遮光
板15a〜15dは冷却用ファン16からの風により冷
却される。なお、上記実施例では4枚の遮光板15a〜
15dをターンテーブル11に取り付けているが、石英
トレイ12に対応した個所に4つの開口部を持つ1枚の
遮光板をターンテーブル11に取り付けてもよい。この
場合には、遮光板の熱容量が増加するので、上記のよう
に4枚の遮光板を設けた場合より遮光板が冷却しにくく
なる。
【0023】図1、図2において、ディスクの貼り合わ
せは前記した従来装置と同様次のように行われる。 (a) 紫外線硬化性樹脂をはさんで重ね合わせたディスク
Dsをディスク搬入部E1のターンテーブル11上の石
英トレイ12上に載置する。 (b) ターンテーブル11が反時計方向に90°回転し、
ディスクが光放射部E2に搬送される。 (c) 図1に示すランプハウス13のフラッシュランプ1
3aが閃光的に発光し、ディスクDsに塗布された紫外
線硬化性樹脂が硬化する。ここで、ランプハウス13か
らの光は、図1に示すようにディスクDsと遮光板15
b上に照射されターンテーブル11には照射されない。
このため、ターンテーブル11の温度上昇は抑制され
る。 (d) ターンテーブル11が反時計方向に90°回転し、
紫外線硬化されたディスクDsがディスク搬出部E3に
搬送され、ディスクDsがターンテーブル11から取り
出され搬出される。 (e) ターンテーブル11が更に反時計方向に90°回転
し、光照射部E2で加熱された遮光板は冷却部E4で冷
却される。
【0024】以下同様に、ディスク搬入部E1から搬入
されたディスクDsは、光照射部E2まで搬送され、光
照射部E2において紫外線を含む放射光が照射され、つ
いで、ディスク搬出部E3まで搬送されて、ターンテー
ブル11からディスクが取り出され搬出される。また、
光照射部E2で加熱された遮光板15a〜15dは冷却
部E4で冷却され、ディスク搬入部E1まで移動し、次
のディスクDsが石英トレイ12上に載置される。
【0025】図3は本実施例の装置による石英トレイと
遮光板の温度上昇の実験結果を示す図であり、同図にお
けるINはディスク搬入部E1における石英トレイ12
と遮光板15a〜15dの温度、OUTはディスク搬出
部E3における石英トレイ12と遮光板15a〜15d
の温度であり、横軸はショット数(入力電気エネルギ
ー)、縦軸は表面温度を示している。なお、本実験は、
前記と同様、1ショットの電気エネルギーを800Jと
し、ディスクDsを石英トレイ12上に載置せずに、両
側から15ショット紫外線を照射し、5,10,15シ
ョットのときのディスク搬入部E1とディスク搬出部E
3における石英トレイ12のエッジ部と中央部の温度お
よび遮光板15a〜15dの温度を調べた。また、ラン
プハウス13とターンテーブル11表面との間隔を10
mm、ランプハウス13の開口部の径をφ140mm、
石英トレイ12の径をφ150mmとして行った。
【0026】遮光板としては、厚さ1mmのアルミニウ
ム板を使用し、遮光板15a〜15dの開口部の径をφ
130mmとし、遮光板15a〜15dをランプハウス
13から2mmの距離に配置した。同図から明らかなよ
うに、本実施例の装置を用いた場合、15ショット(電
気入力24J)紫外線を照射したとき、ディスク搬出部
E3における石英トレイ12の温度は中央部、エッジ部
ともに略48°Cであった。また、ショット数が増加す
るにつれ石英トレイの温度は飽和傾向を示し、ショット
数が増加しても石英トレイの温度上昇が少なくすること
ができた。このため、ディスクの変形の可能性を低くす
ることができた。
【0027】また、遮光板15a〜15dを冷却部E4
でファン16により冷却すると、その温度は図3に示す
ようにディスク搬出部E3(OUT)で80°Cまで上
昇するものの、冷却部E4通過後、ディスク搬入部E1
(IN)での温度は63°Cまで低下した。このため、
遮光板15a〜15dの近傍にあるディスクDsへの熱
輻射の影響を低減化することが可能となった。なお、上
記実施例においては、ターンテーブル上にディスクを載
置し、ターンテーブルを90°ずつ回転させてディスク
を搬送するようにしているが、ターンテーブルの代わり
に、直線状に移動する移動テーブルを設けてディスクを
搬送するようにしてもよい。また、上記実施例において
は、ランプハウスをディスクの両面側に設けているが、
ランプハウスをディスクの片側に設けてもよい。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
以下の効果を得ることができる。 (1)ディスクの貼り合わせ装置を、上記接着剤を塗布
して重ね合わせた2枚のディスクに紫外線を含む放射光
を少なくとも一回以上閃光的に照射する光放射手段と、
上記ディスクを載置するディスク載置部材と、上記ディ
スク載置部材を保持する移動テーブルと、上記光放射手
段と移動テーブルの間であって、該移動テーブルに取り
付けられた遮光板から構成し、上記遮光板に、光放射手
段から放出される紫外線を含む放射光が、上記ディスク
のみに放射され移動テーブルに対して遮光されるような
開口部を設けたので、光放射手段からの光が移動テーブ
ルに照射されるのを防止することができ、移動テーブル
の温度上昇を抑制することができる。このため、移動テ
ーブルからの熱伝導によりディスク載置部材およびディ
スクが加熱されることがなく、ディスクの温度上昇を抑
制することができるとともに、ディスクの温度分布を均
一とすることができ、ディスクが変形する可能性を低減
化することができる。
【0029】(2)ディスク搬出部からディスクを搬出
したのち、ディスク搬入部からディスクを搬入するまで
の間に、上記遮光板を冷却する遮光板冷却手段を設ける
ことにより、遮光板の温度を低下させることができ、遮
光板からの熱輻射によりディスクが加熱するのを低減化
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の光照射部の構成を示す図であ
る。
【図2】本発明の実施例のターンテーブルの構成を示す
図である。
【図3】本発明の実施例の装置による温度上昇の実験結
果を示す図である。
【図4】DVDの構成の一例を示す図である。
【図5】従来のディスクの貼り合わせ装置のターンテー
ブルの構成を示す図である。
【図6】従来のディスクの貼り合わせ装置の光照射部の
構成を示す図である。
【図7】従来装置による温度上昇の実験結果を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 基板 2 情報記録層 3 保護膜層 4 紫外線硬化性樹脂 11 ターンテーブル 12 石英トレイ 12a ボス 13 ランプハウス 13a フラッシュランプ 13b 反射ミラー 15a〜15d 遮光板 16 冷却用ファン Ds ディスク E1 ディスク搬入部 E2 光照射部 E3 ディスク搬出部 E4 冷却部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−249150(JP,A) 特開 平5−135415(JP,A) 特開 昭55−102469(JP,A) 特開 平2−214570(JP,A) 特開 平6−312495(JP,A) 特開 昭60−167118(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 7/26 G11B 7/24

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 紫外線透過性基板からなり、少なくとも
    1枚が該紫外線透過性基板上に紫外線透過性でかつ可視
    光反射性の情報記録層が設けられている2枚のディスク
    同士を、上記情報記録層上に紫外線硬化性組成物からな
    る接着剤を塗布して重ね合わせ、 上記重ね合わせたディスクに紫外線を含む放射光を照射
    することにより、上記接着剤を硬化させ、上記情報記録
    層側を接着面として2枚のディスク同士を接着するディ
    スクの貼り合わせ装置であって、 上記接着剤を塗布して重ね合わせた2枚のディスクに紫
    外線を含む放射光を少なくとも一回以上閃光的に照射す
    る光放射手段と、 上記ディスクを載置するディスク載置部材と、 上記ディスク載置部材を保持する移動テーブルと、 上記光放射手段と移動テーブルの間であって、該移動テ
    ーブルに取り付けられた遮光板から構成され、 上記遮光板は、光放射手段から放出される紫外線を含む
    放射光が、上記ディスクのみに放射され移動テーブルに
    対して遮光されるような開口部を有しており、 上記移動テーブルは、ディスクが搬入され上記ディスク
    載置部材に載置されるディスク搬入部と、上記光放射手
    段からの紫外線を含む放射光をディスク上に照射する光
    放射部と、上記光照射されたディスクが搬出されるディ
    スク搬出部間を順次ディスクが移動するように、ディス
    クならびにディスク載置部材を搬送することを特徴とす
    るディスクの貼り合わせ装置。
  2. 【請求項2】 ディスク搬出部からディスクを搬出した
    のち、ディスク搬入部からディスクを搬入するまでの間
    に、上記遮光板を冷却する遮光板冷却手段を設けたこと
    を特徴とする請求項1のディスクの貼り合わせ装置。
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