JP3969720B2

JP3969720B2 - ディスク基板の貼り合わせ装置

Info

Publication number: JP3969720B2
Application number: JP2002322286A
Authority: JP
Inventors: 西村　　博信
Original assignee: Origin Electric Co Ltd
Current assignee: Origin Electric Co Ltd
Priority date: 2002-11-06
Filing date: 2002-11-06
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2022-11-06
Also published as: JP2004158097A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録された情報を光で読み取ることが可能な光ディスクの製造、特に２枚のディスク基板の貼り合わせてなるディスク基板の貼り合わせ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクにより、記録容量を増大させる技術が発展普及してきており、さらにその記録容量をより高密度化する傾向にある。ディジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）では、片側又は両側に情報記録層を有する２枚のディスク基板を貼り合わせたもの、それらをさらに貼り合わせたＤＶＤ、さらには０．１ｍｍの厚みのカバー層とディスク基板とを貼り合わせた次世代ディスクと称される記録容量の大きなＤＶＤなどが知られている。そして、これらには既に情報が記録されているＲＯＭタイプのもの、情報が記録できるＲＡＭタイプのものがある。
【０００３】
このような光ディスクの製造装置の全体を開示した特許文献として下記のようなものがある。
【特許文献１】
特開２００２−２４５６９２号（６−８頁、図１）
【特許文献２】
特開平０９−２３１６２５号（３−６頁、図１）
このような製造装置において、ディスク基板同士の貼り合わせはドーナツ状に供給された接着剤を介して２枚のディスク基板を重ね合わせ、高速回転してスピン処理することにより接着剤をディスク基板間に展延させると共に、余剰の接着剤を振り切っている。次に、不図示の支承手段上にディスク基板を載置し、紫外線をディスク基板の片側又は両側から照射することにより、接着剤を硬化させている。この紫外線の照射時、接着剤は光重合反応を起こして硬化するが、このとき反応熱が発生し、ディスク基板の温度は上昇する。また、紫外線照射による輻射熱自身でもディスク基板の温度は上昇する。前記不図示の支承手段はディスク基板の表面に傷がつかないように、平滑な面、好ましくは鏡面をもつガラスなどからなり、したがって、ディスク基板は、前記不図示の支承手段の表面に密着する傾向がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ディスク基板の温度上昇により、徐々に前記不図示の支承手段は温度が高くなり、この温度上昇が載置されるディスク基板の温度を更に上昇させるために、ディスク基板に反りが発生し、そのチルト特性を悪化させるという問題があった。
また、不図示の支承手段の平滑面又は鏡面をもつ場合には、ディスク基板は前記不図示の支承手段の表面に密着する傾向があるので、通常の移載手段の吸着動作では分離しないという問題が発生する。
【０００５】
したがって、本発明では前記図示しない支承手段とディスク基板との間に気流を供給することにより、前記支承手段とディスク基板とを分離し易くすると同時に、前記支承手段とディスク基板とを冷却することを特徴としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明に係る請求項１の発明では、接着剤を介して重ね合わされたディスク基板を高速回転させて前記接着剤を前記ディスク基板間に展延するスピンナ装置と、前記ディスク基板の片側又は両側から紫外線を照射することにより前記接着剤を硬化させる硬化装置とを備えたディスク基板の貼り合わせ装置において、前記重ね合わされたディスク基板が載置される平滑面を有する手段であって、前記ディスク基板の円環状の突起を受け入れるために前記平滑面に形成された円環状の幅広の溝と、前記溝に形成され、前記溝の幅よりも小さい直径を有し、前記平滑面に気体が通り抜ける貫通孔を１個以上有する支承手段と、前記支承手段の前記ディスク基板が載置された前記平滑面とは反対の面から前記支承手段の貫通孔を通して、前記ディスク基板と前記支承手段との間に前記気体を供給する基板分離・冷却手段と、を備え、前記基板分離・冷却手段から供給される前記気体は、前記ディスク基板の円環状の前記突起が受け入られている前記支承手段の円環状の前記溝を通して、前記ディスク基板と前記支承手段との間に供給されることを特徴とするディスク基板の貼り合わせ装置を提案するものである。この発明の光ディスク貼り合わせ装置によれば、品質の良いＤＶＤを得ることができる。
【０００７】
また、請求項２の発明では、請求項１において、前記基板分離・冷却手段は、前記支承手段の前記ディスク基板が載置された前記平滑面とは反対の面に当接して前記支承手段に形成された前記貫通孔を密閉するための密閉部材と、前記密閉部材を上下動させる駆動部材と、を備え、前記駆動部材により前記密閉部材を上昇させて、前記支承手段の前記面に当接させて、前記気体を前記貫通孔に供給することを特徴とするディスク基板の貼り合わせ装置を提案するものである。
【０００８】
また、請求項３の発明では、請求項１において、前記基板分離・冷却手段は、前記紫外線が照射されている途中で、前記支承手段の前記ディスク基板が載置された前記平滑面とは反対の面から前記気体を供給することを特徴とするディスク基板の貼り合わせ装置を提案するものである。
【０００９】
また、請求項４の発明では、請求項１において、前記基板分離・冷却手段は、前記紫外線の照射によって前記ディスク基板間の前記接着剤が硬化された後、前記支承手段の前記ディスク基板が載置された前記平滑面とは反対の面から前記気体を供給することを特徴とするディスク基板の貼り合わせ装置を提案するものである。
【００１０】
また、請求項５の発明では、請求項１において、前記スピンナ装置により前記ディスク基板間に展延された前記接着剤の一部分又は全部を半硬化、又は一部分を硬化して前記ディスク基板を仮付けした後、前記支承手段に前記ディスク基板が載置された前記平滑面とは反対の面から前記気体を供給した状態で前記紫外線の照射を行うことを特徴とするディスク基板の貼り合わせ装置を提案するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態及び実施例】
以下、図面により本発明の一実施例について説明する。本発明を説明する前に、本発明の理解を容易なものにするため、本発明のディスク基板の貼り合わせ装置が用いられるＤＶＤの全体的な製造装置の一例の概要について、ＤＶＤ９の場合を例にとり図１により説明する。図１において、２１Ａ、２１Ｂは同等な第１、第２の成形機であり、スタンパで情報が記録されたディスク基板をそれぞれ成形する。取り出し機構２２Ａ、２２Ｂは第１、第２の成形機２１Ａ、２１Ｂからそれぞれ前記ディスク基板を取り出し、スピンクーリング機構２３Ａ、２３Ｂに受け渡す。スピンクーリング機構２３Ａ、２３Ｂは受け取った未だ柔らかいディスク基板を高速回転させて、短時間で冷却すると同時に、遠心力で反りを低減するものである。スピンクーリング機構２３Ａ、２３Ｂは占有面積が小さいので、装置の小型化に寄与するが、小型化が問題にならなければ別の通常の冷却機構でも良い。
【００１２】
移載機構２４Ａ、２４Ｂはそれぞれ、スピンクーリング機構２３Ａ、２３Ｂで冷却され、向きの変えられたディスク基板を反転ポジションのディスク受台２５Ａ、２５Ｂにそれぞれ載置する。ここで、ディスク基板は表と裏が反転されるが、この反転は必ずしも必要ではない。次に、それぞれ二つの移載アームを有する移載機構２６Ａ、２６Ｂは、それぞれ一方のアームでスパッタテーブル２７上のポジションＡ、Ｂで、スパッタ済のディスク基板をターンテーブル２９に順次移載すると共に、他方のアームで反転ポジションのディスク受台２５Ａ、２５Ｂのディスク基板をスパッタテーブル２７上のポジションＡ、Ｂの不図示の受台に移載する。スパッタテーブル２７は正方形状のものを、軽量化するため四辺が弧状に凹むように削除すると共に、複数の穴を形成したものである。スパッタテーブル２７は９０度ずつ間欠的に回転し、２ステップ進んだポジションＣ、Ｄで、スパッタ装置２８Ａ、２８ＢはポジションＡ、Ｂで受け渡されたディスク基板にそれぞれ金属膜を生膜する。
【００１３】
スパッタ装置２８Ａは、スパッタテーブル２７のポジションＡで載置されたディスク基板に金（Ａｕ）をスパッタリングしてＡｕ膜を形成し、スパッタ装置２８ＢはポジションＢで載置されたディスク基板にアルミニウム（Ａｌ）をスパッタリングしてＡｌ膜を形成する。なお、この金属膜の形成は種々の組み合わせ、種々の順序などで行うことができ、選択できるようになっている。このようにして半反射膜、反射膜の形成されたディスク基板は再びポジションＡ、Ｂに戻った時点で移載機構２６Ａ、２６Ｂによりターンテーブル２９のポジションＥ、Ｆに載置される。このとき、金属膜は上側になっている。そして、ポジションＧで一本のアームを備える移載機構３０により次のターンテーブル３１のポジションＨに移載される。ターンテーブル３１、反転機構３２、接着剤供給ノズル３３、重ね合わせ機構３４、二つのスピンナ３５Ａ、３５Ｂ、移載機構３６については、前記特許文献１（特開２００２−２４５６９２号）に記載されているものと同じであるので詳しい説明を省略するが、概略は次の通りである。
【００１４】
ターンテーブル３１のポジションＨに順次移載されたディスク基板は、反転機構３２によりディスク基板１枚おきに表裏反転される。次に、貼り合わせ面が上側を向いているディスク基板だけに、接着剤供給ノズル３３がドーナツ状に接着剤を供給する。次に、重ね合わせ機構３４により双方の金属膜が内側にあるように、接着剤を介して２枚のディスク基板が重ね合わされる。ターンテーブル３１のポジションＩで、ディスク基板は移載機構３６によりスピンナ装置３５Ａ、３５Ｂに交互に振り分けられ、高速回転処理によりディスク基板間の接着剤は展延されると共に、余剰の接着剤は振り切られる。このようにして貼り合わされたディスク基板は、次にオプションステージ３７に載置される。オプションステージ３７は必要な場合のみ設けられ、ここではディスク基板の端面処理が必要であるので、端面処理機構３８が設けられている。端面処理機構３８に代えて、例えば仮付け機構が設けられて、ディスク基板をセンタリングした後に接着剤の一部を半硬化又は硬化、あるいは全面を半硬化する仮付機構が備えられることもある。このオプションステージ３７は設けられない場合もある。
【００１５】
そして、端面処理されたディスク基板は２本の移載アームをもつ移載機構３９により、ターンテーブル４０のポジションＪの耐熱ガラスなどからなる支承手段（図示せず）に移載される。支承手段（図示せず）上のディスク基板は紫外線硬化装置４１が発生する紫外線の照射を受け、接着剤は硬化する。紫外線硬化装置４１はディスク基板の両側に設けられる場合がある。ディスク基板はポジションＪで、移載機構３９により次のターンテーブル４２に移載され、次に反転機構４３により反転され、さらに除電装置４４により除電される。除電されたディスク基板は移載手段４５により検査装置４６に送られ、ここで所定の検査が行われる。そして、検査結果が良品と判定されたディスク基板は判別移載機構４７により良品排出テーブル４８に排出され、不良品は不良品排出テーブル４９又は５０に排出される。不良品が傷に起因するものの場合は不良品排出テーブル４９に排出され、チルトに起因するものの場合には不良品排出テーブル５０に排出される。なお、５１はサンプルステージであり、移載手段３０によりサンプルのディスク基板を例えば１０枚まで取り出せるようになっている。
【００１６】
次に、本発明の１実施例を図２及び図３により説明する。この発明は図１で説明した紫外線硬化装置４１及びターンテーブル４０に関連する部分の発明であり、ホルダ６０は図１のターンテーブル４０に相当するターンテーブル６１に取り付けられて、耐熱ガラスなどからなる支承手段６２を支えるものである。支承手段６２の中心にはセンタリング部材６３が取り付けられており、そのセンタリング部材６３は、接着剤により貼り合わされたディスク基板ＤＫの中央孔に係合してディスク基板ＤＫの位置合わせを行う。ホルダ６０と支承手段６２とセンタリング部材６３はディスク受台を構成する。
【００１７】
支承手段６２は本発明で重要な役割を行う貫通孔６２ａを１個以上有する。好ましくはほぼ等間隔で３個以上、貫通孔６２ａを備えるのが良い。この部分を拡大した図が図３であり、貫通孔６２ａの一方の端側はディスク基板ＤＫのスタックリブと称されている円環状の突起Ｄａを受け入れるための円環状で貫通孔６２ａの直径よりも幅の大きな浅い溝からなる広幅部６２ｂとなっている。この広幅部６２ｂはその他にも貫通孔６２ａの気圧を緩和すると共に、気流が支承手段６２とディスク基板ＤＫとの間に均一に広がる働きを行って、ディスク基板ＤＫが支承手段６２からスムーズに分離されるように作用する。しかし、必ずしも貫通孔６２ａと広幅部６２ｂとは一緒の位置にある必要はなく、少し離れた位置にあっても貫通孔６２ａ本来の働きは行うことができる。ディスク基板ＤＫが載置される支承手段６２の上面は、ディスク基板ＤＫが載置されたときに表面に傷がつかないように、ザラザラのない平滑な面、好ましくは鏡面になっている。逆にこのことが、支承手段６２からディスク基板ＤＫを分離させるのを難しくしている。
【００１８】
図２(Ａ)に示すように、ディスク基板ＤＫが支承手段６２の上面に載置されるときには、基板分離・冷却手段６４は元の位置にあり、支承手段６２の下面に当接していない。基板分離・冷却手段６４は、支承手段６２に形成された貫通孔６２ａが形成された下面を含む面を密閉する密閉部材６４ａ、この密閉部材６４ａに設けられた圧搾気流供給孔６４ｂ、シリンダのような直動部分を有するものであって、密閉部材６４ａを上下に動かす駆動部材６４ｃ、及び図示しないが、圧搾気流供給孔６４ｂと圧搾気流を供給する機構との間を接続する可撓性ホースなどからなる。ここで、密閉部材６４ａの上面には、図示しないが、ゴムのような弾性体が貼着されるか、又はＯリングが備えられ、気流の洩れを防ぐと共に、支承手段６２の裏面にキズがつくのを防いでいる。
【００１９】
ディスク基板ＤＫが支承手段６２に載置されると、ターンテーブル６１は回転し、図１のターンテーブル４０では間欠的に２ステップ回って紫外線照射ポジションに至る。この紫外線照射ポジションにはターンテーブル６１の上下両側に紫外線硬化装置６５、６６が配置されており、ディスク基板ＤＫはその上面、下面から矢印で示すように紫外線が照射される。次にターンテーブル６１が１ステップ回転して停止すると、図２(Ｃ)に示すように、基板分離・冷却手段６４の駆動部材６４ｃが動作して密閉部材６４ａを上昇させ、その上面を支承手段６２の下面に当接させる。それと同時に、圧搾気流供給孔６４ｂから空気のような気流が密閉部材６４ａ内に供給され、支承手段６２の貫通孔６２ａを通して支承手段６２の上面とディスク基板ＤＫの下面との間を流れる。これにより、図３に示すように、ディスク基板ＤＫは支承手段６２から分離され、流れる気流により支承手段６２及びディスク基板ＤＫは冷却される。この分離・冷却の時間はターンテーブル６１の停止時間とほぼ等しい。ターンテーブル６１が回転動作を行う前に、基板分離・冷却手段６４の駆動部材６４ｃが動作して密閉部材６４ａを下降させ、密閉部材６４ａを支承手段６２の下面から離れさせる。
【００２０】
そして、ターンテーブル６１が更に予め決められた角度に等しい１ステップ回転して停止すると、図２(Ｄ)で示すように、そのポジションに設けられた別の基板分離・冷却手段６４が前述のように動作し、ディスク基板ＤＫを支承手段６２の上面から分離する。この状態で不図示の移載手段が容易にディスク基板ＤＫを持ち上げ、所定のポジションに移載する。ここで図２(Ａ)のポジションと図２(Ｄ)のポジションは同じである。したがって、この実施例では紫外線硬化装置６５、６６が設けられた紫外線照射ポジションの前側と後側の二つのポジションに、基板分離・冷却手段６４がそれぞれ設けられ、その２箇所でガラスのような支承手段６２とディスク基板ＤＫの冷却が行われる。また、ディスク基板ＤＫの支承手段６２からの分離も行われる。
【００２１】
なお、以上の実施例ではディスク基板ＤＫの両側から紫外線を照射させてディスク基板間の接着剤を硬化させたが、片側、例えば上側だけに紫外線硬化装置を設けた場合には、ディスク基板ＤＫの下側に前述のような基板分離・冷却手段を設けても良い。特に、紫外線照射源としてフラッシュランプを用いた場合、紫外線が閃光的に１回又は数回行われ、照射時間が短いので、図１でターンテーブル４０が回転動作を行う寸前まで、基板分離・冷却手段から気流を供給しておけば、別途冷却時間を確保することなく支承手段とディスク基板の冷却が行える。
【００２２】
さらにまた、紫外線照射の開始から幾分時間が経過した時点で基板分離・冷却手段を介して支承手段とディスク基板ＤＫとの間に気流を供給しても良い。この場合には、最初の紫外線照射でディスク基板間の接着剤が硬化を開始し、つまり半硬化の状態でディスク基板が支承手段の上面から幾分浮くことになり、その浮いた状態で残りの紫外線照射が行われる。したがって、気流により支承手段とディスク基板の双方を冷却している状態で、前記残りの紫外線照射が行われるから、よりディスク基板ＤＫの温度上昇は抑制される。この方法では、支承手段の温度上昇も抑制されるので、更に一層ディスク基板ＤＫの温度上昇を抑制することができる。
【００２３】
また、既に本件出願人はスピンナ装置によりディスク基板間に展延された接着剤を半硬化又は硬化させて仮付けを行い、その後で接着剤を硬化することを提案しているが、この場合には紫外線を照射する前に支承手段とディスク基板との間に気流を供給することができる。ディスク基板同士は仮付けされているので、紫外線照射前に前記気流を供給して、ディスク基板を支承手段から浮かした状態で、紫外線を照射して接着剤を硬化させてもほとんど悪影響は発生せず、ディスク基板及び支承手段の温度上昇を大幅に抑制することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、ディスク基板の貼り合わせ時にその温度上昇を抑制すると同時に、ディスク基板が支承手段より容易に分離して外れるようにしたので、品質の高い光ディスクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るディスク基板貼り合わせ装置が適用される光ディスクの製造装置の一例を示す図である。
【図２】本発明に係るディスク基板貼り合わせ機構の１実施例を説明するための図である。
【図３】本発明に係るディスク基板貼り合わせ装置一部分を説明するための拡大図である。
【符号の説明】
３５Ａ、３５Ｂ・・・スピンナ装置
３６、３９・・・移載手段
４０・・・ターンテーブル
４１・・・紫外線硬化装置
６０・・・ホルダ
６１・・・ターンテーブル
６２・・・支承手段
６２ａ・・・貫通孔
６２ｂ・・・広幅部
６３・・・センタリング部材
６４・・・基板分離・冷却手段
６４ａ・・・密閉部材
６４ｂ・・・圧搾気流供給孔
６４ｃ・・・駆動部材
６５、６６・・・紫外線硬化装置

Claims

接着剤を介して重ね合わされたディスク基板を高速回転させて前記接着剤を前記ディスク基板間に展延するスピンナ装置と、前記ディスク基板の片側又は両側から紫外線を照射することにより前記接着剤を硬化させる硬化装置とを備えたディスク基板の貼り合わせ装置において、
前記重ね合わされたディスク基板が載置される平滑面を有する手段であって、前記ディスク基板の円環状の突起を受け入れるために前記平滑面に形成された円環状の幅広の溝と、前記溝に形成され、前記溝の幅よりも小さい直径を有し、前記平滑面に気体が通り抜ける貫通孔を１個以上有する支承手段と、
前記支承手段の前記ディスク基板が載置された前記平滑面とは反対の面から前記支承手段の貫通孔を通して、前記ディスク基板と前記支承手段との間に前記気体を供給する基板分離・冷却手段と、
を備え、前記基板分離・冷却手段から供給される前記気体は、前記ディスク基板の円環状の前記突起が受け入られている前記支承手段の円環状の前記溝を通して、前記ディスク基板と前記支承手段との間に供給されることを特徴とするディスク基板の貼り合わせ装置。
請求項１において、
前記基板分離・冷却手段は、前記支承手段の前記ディスク基板が載置された前記平滑面とは反対の面に当接して前記支承手段に形成された前記貫通孔を密閉するための密閉部材と、前記密閉部材を上下動させる駆動部材と、
を備え、前記駆動部材により前記密閉部材を上昇させて、前記支承手段の前記面に当接させて、前記気体を前記貫通孔に供給することを特徴とするディスク基板の貼り合わせ装置。
請求項１において、
前記基板分離・冷却手段は、前記紫外線が照射されている途中で、前記支承手段の前記ディスク基板が載置された前記平滑面とは反対の面から前記気体を供給することを特徴とするディスク基板の貼り合わせ装置。
請求項１において、
前記基板分離・冷却手段は、前記紫外線の照射によって前記ディスク基板間の前記接着剤が硬化された後、前記支承手段の前記ディスク基板が載置された前記平滑面とは反対の面から前記気体を供給することを特徴とするディスク基板の貼り合わせ装置。
請求項１において、
前記スピンナ装置により前記ディスク基板間に展延された前記接着剤の一部分又は全部を半硬化、又は一部分を硬化して前記ディスク基板を仮付けした後、前記支承手段に前記ディスク基板が載置された前記平滑面とは反対の面から前記気体を供給した状態で前記紫外線の照射を行うことを特徴とするディスク基板の貼り合わせ装置。