JP4079747B2

JP4079747B2 - 光ディスクの貼り合わせ装置

Info

Publication number: JP4079747B2
Application number: JP2002307385A
Authority: JP
Inventors: 秀雄小林; 信一篠原; 西村　　博信
Original assignee: Origin Electric Co Ltd
Current assignee: Origin Electric Co Ltd
Priority date: 2002-07-18
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2022-10-22
Also published as: JP2004099857A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、接着剤の硬化方法、特にＤＶＤなどの光ディスクの基板間に供給された接着剤を硬化させるのに適した光ディスクの貼り合わせ装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
一般に、ＤＶＤのような光ディスクは２枚の透明な基板が接着剤により貼り合わされた構造が基本となっている。この場合、それら基板は一方だけに反射層又は半反射層を含む記録層が形成されたもの、又は双方の基板に記録層が形成されたものがあり、そして、一方の基板のみに記録層が形成されたものの場合、双方の基板の厚みが等しいもの、又は記録層の形成されていない基板は薄い透明なシート状のものである場合もある。さらに、このような貼り合わせ構造のものを２枚接着剤を介して貼り合わせて４枚の基板を積層した構造のものなどもある。また、別なものとして、透明なガラスやレンズを複数枚接着剤を介して貼り合わせる場合などもある。
【０００３】
このような場合、ＤＶＤのような光ディスクでは接着剤を介して２枚の基板を重ねた後に、高速回転させて接着剤を基板間で均一に展延して余分な接着剤を振り切り、その後で基板の一方側から、又は双方から紫外線を照射して接着剤を短時間で硬化することが一般的に行われている。その紫外線の照射は、ＵＶランプを使って所定の時間連続的に紫外線を照射したり、あるいはキセンノンランプを使ってパルス的に紫外線を照射することが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらランプを使用する硬化方法は、いずれの場合も下記のような問題がある。
（１）紫外線を発光するランプは発光効率が低く、発熱が非常に大きいために、その熱によって基板が歪むことがあり、また十分な放熱機構が必要とされるので、装置が大形化し、コストも高くなる。
（２）紫外線を発光するランプは価格が高く、寿命が短いのでランニングコストが高くなると共に、寿命の短いものでは数十時間で交換しなければならないので、生産性に悪影響を及ぼす。
（３）パルス状の紫外線を照射する場合には、連続照射のものに比べて熱の面ではかなり有利であるが、照射時の衝撃が大きく、そのときの振動によって接着されるガラスなどの被接着物が破損したり、接着性に悪影響が生じることがある。また、そのときの衝撃音が騒音となり、環境上で好ましくなかった。この問題を解決するため、従来は制振機構や騒音防止機構を設けており、これがさらに装置の大型化、コストアップを招いていた。
（４）ランプの場合には電力損失が非常に大きく、環境上、コストの面で不都合がある。
【０００５】
本発明は従来のかかる欠点を解決するため、ランプを使わずに紫外線を発光する半導体素子を用いて紫外線を接着剤に照射して硬化させるものであり、特に、接着剤の硬化前の紫外線の透過率が、その硬化後の透過率よりも低い範囲の波長をもつ紫外線を発光する発光半導体素子を用い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、請求項１の発明は、透明な第１の基板と第２の基板との間に展延された接着剤に、前記基板を通して発光半導体素子が発光する紫外線を照射して前記接着剤を硬化させる光ディスクの貼り合わせ装置において、前記接着剤を介して重ね合わせた前記第１の基板と前記第２の基板とを載置して回転させる受台と、前記接着剤の硬化面積とほぼ同じ面積に複数の前記発光半導体素子を互いに近接して配置させ、前記受台に載置された前記接着剤を介して重ね合わせた前記第１の基板と前記第２の基板の上から紫外線を照射する発光装置と、を備え、前記紫外線を前記接着剤に照射する際、前記受台を回転させて前記接着剤に照射される紫外線照射量を均一にして前記接着剤を硬化させることを特徴とする光ディスクの貼り合わせ装置を提案するものである。
この発明によれば、従来のランプに比べてはるかに発熱を少なくし、光ディスクへの熱的影響を小さくできると共に、ランプに比べて寿命が大幅に長いのでランニングコストの低減を図り、しかも発光のために使用する電力量を格段と少なくして、環境への影響を小さくすることができる。
【０００７】
請求項２の発明は、上記課題を解決するため、透明な第１の基板と第２の基板との間に展延された接着剤に、前記基板を通して発光半導体素子が発光する紫外線を照射して接着剤を硬化させる光ディスクの貼り合わせ装置において、前記接着剤を介して重ね合わせた前記第１の基板と前記第２の基板とを載置して回転させる受台と、前記接着剤を介して重ね合わせた前記第１の基板と前記第２の基板の内周側から外周側まで延びるように複数の前記発光半導体素子を１列又は複数列に配列させ、前記受台に載置された前記接着剤を介して重ね合わせた前記第１の基板と前記第２の基板の上から紫外線を照射する発光装置と、を備え、前記紫外線を前記接着剤に照射する際、前記受台を回転させて前記接着剤に照射される紫外線照射量を均一にして前記接着剤を硬化させることを特徴とする光ディスクの貼り合わせ装置を提案するものである。
【０００８】
請求項３の発明は、上記課題を解決するため、請求項１又は請求項２において、前記紫外線の波長は、主に２８０−４５０ｎｍの範囲にあることを特徴とする光ディスクの貼り合わせ装置を提案するものである。
この発明によれば、光ディスクへの熱的影響を小さくできると共に、接着剤が硬化するのに伴って紫外線の透過率が向上するので、より効果的に接着剤を硬化させることができる。
【０００９】
請求項４の発明は、上記課題を解決するため、請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、前記発光装置の発光面と前記基板の照射面との間の距離は１０ｍｍ以下、好ましくは７ｍｍ以下であることを特徴とする光ディスクの貼り合わせ装置を提案するものである。
この発明によれば、光ディスクへの熱的影響を小さくできると共に、接着剤をより効率的に硬化させることができる。
【００１０】
請求項５の発明は、上記課題を解決するため、請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、前記紫外線の照射は、前記受台を高速回転させて前記接着剤を展延した後に、低速回転させて行うことを特徴とする光ディスクの貼り合わせ装置を提案するものである。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、前記接着剤を半硬化させ、次の工程へ前記基板を搬送した後、紫外線を照射して前記接着剤を完全に硬化させることを特徴とする光ディスクの貼り合わせ装置上記課題を解決するため、を提案するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明は、ポリカーボネートのような光を透過し易い基板と基板との間に挟まれた接着剤層を、複数の発光ダイオードを配列してなる半導体発光装置からの紫外線で硬化させることを特徴としている。
【００１３】
図１ないし図３により本発明の一実施例について説明する。図１において、１と２はポリカーボネート材料からなるディスク基板のような基板であり、基板１と２との間には高速回転などにより展延された接着剤層３が形成されている。いずれかの基板だけに反射層を含む記録層が形成されている場合には、基板１には記録層が形成されておらず、基板２に反射層を含む記録層が形成されている。双方の基板に記録層が形成されている場合には、基板１に半反射膜を含む記録層が形成され、基板２に反射層を含む記録層が形成されている。４は基板１と２の受台であり、この実施例では昇降軸手段５により昇降駆動装置６に結合されている。受台４の中心には、基板１と２を位置決めするための位置決め手段４ａが備えられており、基板１と２を受けるときには、位置決め手段４ａが基板１と２の中央穴に挿入される。
【００１４】
上側の基板１の直ぐ上に、発光半導体素子としての発光ダイオード７ａ多数とこれらを支承する支承体７ｂとからなる半導体発光ユニット７が配設される。この実施例では、多数の発光ダイオード７ａを近接して配設しており、多数の発光ダイオード７ａの発光面Ｘがすべて同一平面にあるように支承体７ｂに取り付けられる。多数の発光ダイオード７ａの配置の仕方については後で具体的に述べるが、ランダムに近接して配置しても良いが、同心円状、又は螺旋状に配置するのが好ましい。これら多数の発光ダイオード７ａは、図示していないが、すべて並列接続されると共に、各発光ダイオード７ａには保護用の抵抗が直列接続される。実際の組立の場合には、支承体７ｂとなる、あるいはその一部分となる円板状のプリント基板に表面実装型の発光ダイオードと抵抗を面実装すれば良いので、個数が、例えば、それぞれ３５０ないし４５０個程度であっても、容易に製作することができる。ここで、発光ダイオード７ａを直列接続せずに並列接続したのは、発光ダイオード７ａの故障は短絡形態と開放形態があり、直列接続すると、故障が開放形態のときには半導体発光ユニット７の発光が妨げられると言うのが一つの理由であり、他の理由は発光ダイオードの電圧ドロップが１個当たり数ボルトあるために、例えば３５０ないし４５０個を直列接続すると、１０００Ｖを越える高い電圧が必要になるからである。
【００１５】
各発光ダイオード７ａのカソード側は直流電源８の負極に接続され、それらのアノード側は保護抵抗器９、及びスイッチング装置１０を介して直流電源８の正極に接続される。スイッチング装置１０は、最も簡単なものでは一定の周期で回路を開閉するものであるが、ある複数の発光ダイオード７ａを順次接続、開放するために、簡単なシーケンサ又はＣＰＵを備える場合もある。ここで、各発光ダイオード７ａの発光面Ｘは上側の基板１の上面に接触しない位置で、できるだけ発光面Ｘと上側の基板１の上面との間の間隔が狭いほど効率がよい。これは光が距離の２乗で減衰するからであり、発光面Ｘと上側の基板１の上面との間の間隔は、１０ｍｍ以下、好ましくは１ないし７ｍｍの範囲が良い。
【００１６】
次に、図２ないし図４によりこの発明に用いる発光ダイオード７ａの好ましい特性について説明する。図２、図３は横軸に光の波長、縦軸にそのときの波長の透過率を示し、曲線Ａはポリカーボネート基板の透過率、曲線Ｂは紫外線の照射前の接着剤の透過率、曲線Ｃは紫外線の照射による硬化後の接着剤の透過率をそれぞれ示す。現在の光ディスクの基板としてはポリカーボネート材料が用いられており、ポリカーボネート材料からなる基板は光の波長が２８０ｎｍ程度から急速に透過率が高くなることがわかる。したがって、この実施例は、光ディスクの基板１又は２を通して接着剤３に紫外線を照射させて硬化させるので、波長が２８０ｎｍよりも短い紫外線は透過率が低いために使用し難く、透過率の高い２８０ｎｍ以上、好ましくは３００ｎｍ以上の波長の紫外線が良い。
【００１７】
図２と図３から本発明に用いられる接着剤は、紫外線の照射前は照射による硬化後に比べて透過率が低い波長領域をもつ。発光ダイオードの紫外線の照射前の透過率が照射後に比べて低い波長領域は２８０ｎｍ程度から４５０ｎｍ程度であり、この領域では光の照射により接着剤が硬化するのに伴い接着剤の透過率が高くなって行く。したがって、接着剤の吸収を考えると、紫外線の吸収率の高い方が硬化促進の面で効率的であるが、接着剤の紫外線の吸収率が高くても、ポリカーボネート製の基板の紫外線透過率が低すぎると、その基板が変質してしまうことが分かった。このときの光の波長は２８０ｎｍを下回った。また、６００ｎｍを越える波長の光を、接着剤を硬化させるのに十分な量と時間照射すると、光ディスクの記録層の有機色素膜が変質したり、損傷を受けるなどの問題が発生することも分かった。
【００１８】
したがって、この発明では、光ディスクそのものに問題が発生する光の波長が２８０ｎｍ未満、６００ｎｍ以上であるので、先ず、発光ダイオードが発する光の波長が２８０ｎｍ以上で、６００ｎｍ以下の波長領域を選択した。この波長領域における種々の波長をポリカーボネート製の基板を通して接着剤に照射した結果、発光ダイオードが発する光の波長が２８０ｎｍ以上で、４５０ｎｍ以下の場合が、接着剤の光重合反応が行われ、特に、発光ダイオードが発する光の波長が３００ｎｍ以上で、４２０ｎｍ以下の場合が接着剤の良好に光重合反応が行われ、基板や記録層などにも何ら悪影響が無いことが確認できた。２８０〜４５０ｎｍの波長領域は、接着剤の硬化前の紫外線の透過率が、その硬化後の紫外線の透過率よりも低い波長となる波長領域とほぼ同じになる。
【００１９】
図４は、市販されている紫外線発光用半導体素子の特性を示し、横軸に波長、縦軸に相対発光強度を示す。図４から分かるように、紫外線発光用半導体素子が発光する光の波長幅は狭く、３６０ｎｍから４２０ｎｍ程度であり、ピークは約３８０ｎｍ程度である。この約３８０ｎｍの波長の紫外線は、前述の好ましい波長の範囲３００ｎｍ〜４２０ｎｍに入り、市販されている紫外線発光用半導体素子が紫外線発光の光源として極めて好ましいことが明らかである。したがって、この発明では紫外線を発光する光源として、図４に示すような波長の紫外線を発光する紫外線照射用の発光ダイオードを用いる。以下に用いる発光ダイオードは、図４に示すような波長の紫外線を発光する紫外線照射用の発光ダイオード、又はほとんどが２８０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長範囲内の紫外線を発光する発光ダイオードをいう。したがって、図４に示すような波長の紫外線を発光する紫外線照射用の発光ダイオードの場合には、発光する光のほとんど全てが基板間の接着剤層の硬化に役立つ。
【００２０】
次に、この実施例の動作について説明する。図１では示されていない通常のスピンナ装置において接着剤層３により貼り合わされた基板１と２が、不図示の通常の基板移載手段により基板受台４上に載置される。それとほぼ同時に昇降駆動装置６が動作を開始し、昇降軸手段５が上昇し、上側の基板１の上面が半導体発光ユニット７の発光面Ｘから１ｍｍから１０ｍｍ、好ましくは７ｍｍ以内の距離にあるように、昇降駆動装置６を停止させる。その停止と同時、又は上側の基板１の上面が半導体発光ユニット７の発光面Ｘから１０ｍｍ以内の所定距離に近づいた時点で、スイッチ装置１０が働き、直流電源８からスイッチ装置１０の不図示のスイッチ素子、保護用抵抗９及び半導体発光ユニット７の全ての発光ダイオード７ａを通して電流が流れ、全ての発光ダイオード７ａは主に２８０〜４５０ｎｍの波長領域内の波長の紫外線を発光する。その紫外線は上側の基板１を通して接着剤層３に照射され、硬化させる。しかる後、昇降駆動装置６が再び動作をし、昇降軸手段５を下降させ、不図示の通常の基板移載手段により基板受台４上の基板１と２を排出する。
【００２１】
ここで、発光ダイオード７ａは通常のキセノンランプなどのような紫外線を発光するランプに比べて、発光する光の強さは弱いが、発生する熱が比較にならないほど小さく、したがって、基板への熱影響が小さいので、前述のように半導体発光ユニット７の発光面Ｘと上側の基板１との間の距離をランプの場合に比べて大幅に小さくできる。したがって、半導体発光ユニット７の発光ダイオードからの光であっても、従来のランプの場合とほぼ同程度の時間で接着剤を硬化させることができる。
【００２２】
また、この実施例では発光ダイードを近接させて配置しているので、隣接する周囲の発光ダイードからの光が互いに重なり合うので、例えば、隣接する発光ダイオードの一つが破損したとしても、その影響を最小限に抑えることができ、接着剤の硬化に対する実質的な悪影響は発生しない。さらに、半導体発光ユニット７は基板１、２の外周よりも発光ダイオード１個分程度ははみ出すように発光ダイオードを配置しているので、基板１と２間からはみ出した接着剤も硬化させることが可能である。
【００２３】
しかし、基板１と２間からはみ出した接着剤を短時間で効率的に硬化させるには、基板１と２の外周から１ｍｍから１０ｍｍ程度離れた位置に不図示の発光ダイオードを１個又は複数個等間隔で配置し、その発光ダイオードからの光が基板１と２間からはみ出した接着剤に効果的に照射されるようにし、基板１、２と発光ダイオードとを相対的に回転させる。通常は基板１と２を回転させる。接着剤の硬化速度は酸素の存在によって遅くなるので、前記不図示の発光ダイオードによる照射位置に窒素ガスのような安価で不活性のガスを噴出するガス吹き出しノズルを備え、照射される接着剤を窒素ガスで包囲することにより、接着剤の硬化が促進され、硬化時間が短縮される。
【００２４】
この実施例では、基板受台を上昇又は下降させて半導体発光ユニット７の発光面Ｘと基板１、２との間の距離を接近させたり、離したりしたが、従来のように、不図示のターンテーブル上の基板受台に基板１と２を載置し、ターンテーブルを水平方向に間欠的に回転、又は連続的に回転させることにより、半導体発光ユニット７の発光面Ｘから所定距離下方の位置を通過させるようにしても勿論よい。
【００２５】
さらに別の実施例では、スピンナ装置の回転中に半導体発光ユニットからの紫外線を接着剤に照射する。この実施例について図５により説明するが、説明する前に簡単に一般的に行われている光ディスクの製造プロセスについて説明する。ＤＶＤのような光ディスクの製造プロセスでは、一般に、一方の基板の面の内周側にドーナツ状に接着剤を供給し、他方の基板を重ね合わせた後、その重ね合わせた基板を不図示の基板移載手段によりスピンナ装置に搬送する。前記重ね合わせの過程で、必要に応じて基板間に電圧を印加し、その電界の力で接着剤の先端を尖鋭化しても良い。
【００２６】
そのスピンナ装置の概略は図５に示すようなものであり、接着剤を挟んで重ね合わされた基板１０を受けて回転させるための回転台１１、回転台１１とモータのような回転駆動装置１２とを結合する回転軸１３、上方を除いて回転台１１上の基板１０の周囲を包囲する隔壁１４などからなる。スピンナ装置では、一般に基板１０を毎分２０００回転から６０００回転で所定時間高速回転させて、その遠心力により基板間の余分な接着剤を振り切り、均一な所望の膜厚の接着剤層を形成する。そして、回転の停止後に不図示の基板移載手段により基板１０をスピンナ装置から取り出し、不図示の紫外線照射機構に送って紫外線を照射し、基板間の接着剤層を硬化させている。
【００２７】
この実施例では、スピンナ装置が動作している間はその上方に位置する半導体発光ユニット７を備える。半導体発光ユニット７は前記実施例と同様なものである。基板間の余分な接着剤を振り切りが行われ、基板１０が回転停止、又は回転停止前の回転速度が低くなった時点で、半導体発光ユニット７はその発光面Ｘが基板１０の上面から１〜１０ｍｍ、好ましくは１〜５ｍｍの位置にあるよう、上下動駆動装置１５及び上下動軸手段１６により下方向に動く。そして、半導体発光ユニット７の発光面Ｘが基板１０の上面から１〜５ｍｍの位置になったとき、半導体発光ユニット７は２８０〜４５０ｎｍの波長領域内の紫外線を基板１０に照射し、基板間の接着剤を硬化させる。このようにして基板１と２が完全に貼り合わされた基板１０が、不図示の基板移載手段により、スピンナ装置から取り出される。
【００２８】
半導体発光ユニット７から基板１０への紫外線の照射は、基板１０が停止した状態で行っても良いが、より紫外線照射量の均一化をはかるために、基板１０を低速回転させた状態で紫外線を照射するのが好ましい。基板１０が回転している間に紫外線を照射し、照射中に基板１０が停止する場合も勿論よい。この実施例で、場合によっては問題なることが１点ある。それは、半導体発光ユニット７からの紫外線の一部分が漏れてスピンナ装置の隔壁１４の内側に付着した接着剤の一部分を硬化させることである。これを避ける場合には、半導体発光ユニット７をスピンナ装置の上方に固定し、基板１０をスピンナ装置から持ち上げてスピンナ装置の外で基板１０に紫外線を照射すれば良い。
【００２９】
これについてもう少し詳しく説明すると、図示しないが、回転駆動装置１２と一緒に回転軸１３と回転台１１とを上下移動させる上下方向駆動装置を備える。回転軸１３はもともと隔壁１４に対して自由に回転できるようになっているの、更に隔壁１４に対して上下方向にも移動できる構造とする。この場合、半導体発光ユニット７を上下方向に駆動する上下動駆動装置１５及び上下動軸手段１６は不要であり、半導体発光ユニット７はスピンナ装置の隔壁１４よりも上方のある位置に固定される。スピンナ装置において高速回転が停止すると、不図示の上下方向駆動装置が動作を開始し、回転駆動装置１２、回転軸１３、回転台１１と一緒にその上に載置された基板１０を上昇させ、半導体発光ユニット７の近傍で停止させる。半導体発光ユニット７は基板１０の上面がその発光面Ｘから１〜７ｍｍの位置になったとき、半導体発光ユニット７は、接着剤の硬化前の紫外線の透過率がその硬化後の紫外線の透過率よりも低い範囲の波長を含む２８０〜４５０ｎｍの波長領域の紫外線を基板１０に照射し、基板間の接着剤を硬化させる。このようにすることにより、隔壁１４の内側の接着剤が紫外線で硬化することはない。基板間の接着層が硬化する前に、不図示の基板移載手段が基板面を吸着保持してスピンナ装置から取り出すと、基板の僅かなずれ、歪みなど悪影響が生じることがあるが、この実施例では基板間の接着層が硬化した後にスピンナ装置から取り出すので、そのような悪影響が生じることはない。
【００３０】
次に、図６により半導体発光ユニット７の１実施例について説明する。図６（Ａ）は発光半導体素子７ａの模擬的な配列を示し、直線状の配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎは、実際は図６（Ｂ）に示す支承体７ｂに同心円状に近接して配列されている。発光ダイオード配列ａが最も内側の周の配列を示し、発光ダイオード配列ｂは内側の２番目の周を示し、同様にして発光ダイオード配列ｎは最も外側の周の配列をそれぞれ示す。この実施例では、支承体７ｂは円板状プリント基板であり、各同心円状の発光ダイオード配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎは円板状プリント基板７ｂの導電パターンＰにより、それぞれの発光ダイオード配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎにおける発光ダイオードはすべて並列接続されている。最内側の発光ダイオード配列ａは、その発光ダイオードａ１を導電パターン部Ｐ１で、直ぐ外側の発光ダイオード配列ｂの発光ダイオードｂ１と接続することにより、発光ダイオード配列ｂに直列接続される。発光ダイオード配列ｂと内側から３番目の発光ダイオード配列ｃは、発光ダイオードｂ１と発光ダイオード配列ｃの発光ダイオードｃ１とを導電パターン部Ｐ２で接続することにより、互いに直列接続される。発光ダイオード配列ｃと４番目の発光ダイオード配列ｄは、発光ダイオードｃ１と発光ダイオード配列ｄの発光ダイオードｄ１とを導電パターン部Ｐ３で接続することにより、互いに直列接続される。他の隣接する発光ダイオード配列も同様にして導電パターン部で直列接続される。Ｔ１、Ｔ２は入力端子であり、入力端子Ｔ１、Ｔ２に所定の電圧が印加されると、各発光ダイオード配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎの発光ダイオードはすべて同時に発光する。
【００３１】
各発光ダイオード配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎの発光ダイオードはすべて同時に発光することにより、図１の場合には基板１の全面に同時に紫外線が照射され、接着剤層３が全面で同時に硬化される。しかし、接着剤層３は光重合反応により硬化するので、その重合時に発生する熱はかなりの量になり、基板１、２の温度が上昇し、基板１、２にひずみを生じることがある。この硬化時の発熱を緩和して基板１、２のひずみを軽減するには、内周側から外周側に向けて順番に発光ダイオード配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎを発光させて行くことが有効であることが分かった。
【００３２】
発光ダイオード配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎを順番に発光させて行くには、隣接する発光ダイオード配列ａとｂ、ｂとｃ、・・・・ｎ−１とｎの間にＭＯＳＦＥＴのようなスイッチ素子を設けることが必要である。この場合には、図６（Ａ）で前述のように発光ダイオードａ１と発光ダイオードｂ１、発光ダイオードｂ２と発光ダイオードｃ２など、隣接する発光ダイオード配列を導電パタ−ン部によって直列に接続せずに、発光ダイオードａ１と発光ダイオードｂ１との間、発光ダイオードｂ２と発光ダイオードｃ２との間、・・・・・、発光ダイオードｎ−１と発光ダイオードｎとの間に前記スイッチ素子を設け、これらを介して直列接続すれば良い。図６（Ｂ）に示すように、これらスイッチ素子２０とスイッチ素子２０とを順次オンオフさせる駆動ユニット２１を円板状プリント基板７ｂの裏面に取り付ける。スイッチ素子２０ａは発光ダイオードａ１と発光ダイオードｂ１との間に設けられ、スイッチ素子２０ａの一端はプリント基板７ｂに形成されたスルーホールＢＨを通して発光ダイオードａ１に接続され、スイッチ素子２０ａの他端はプリント基板７ｂに形成された他のスルーホールＢＨを通して発光ダイオードｂ１に接続される。また、スイッチ素子２０ｂは発光ダイオードｂ２と発光ダイオードｃ２との間に設けられ、スイッチ素子２０ｂの一端はプリント基板７ｂに形成されたスルーホールＢＨを通して発光ダイオードａ２に接続され、スイッチ素子２０ｂの他端はプリント基板７ｂに形成された他のスルーホールＢＨを通して発光ダイオードｃ２に接続される。他の所定の発光ダイオード間を接続するスイッチ素子は、図６（Ｂ）においてスイッチ素子２０ａ、２０ｂの紙面向こう側に位置する。
【００３３】
駆動ユニット２１は一定時間毎にスイッチ素子２０ａ、２０ｂ・・・・・を一定時間オンさせる。したがって、発光ダイオード配列ａの発光ダイオードが先ずすべて発光し、所定時間、例えば２０ｍｓ後にスイッチ素子２０ａがオンすることにより、発光ダイオード配列ｂの発光ダイオードもすべて発光する。同様にスイッチ素子を順次オンさせることにより発光ダイオード配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎを順次発光させることができる。そして、スイッチ素子２０の予め決められたオン時間が経過すると、スイッチ素子２０ａから順次２０ｍｓごとにオフし、最後に発光ダイオード配列ｎの発光ダイオードが発光を止める。このように、予め決めた一定時間だけ順次遅延させて、かつ一定時間オンさせる場合にはスイッチ素子の代わりに、例えばキャパシタと抵抗とからなる遅延回路を用いることができる。
【００３４】
この実施例では、駆動ユニット２１に不図示のＣＰＵを備え、各スイッチ素子２０のオンの時間の長さ、オンの時間のタイミング、オンの順番など予めメモリに格納しておくことにより、例えば、予め接着剤層のどの領域が硬化し難く、どこが硬化し易いかを測定しておき、硬化し難い領域に相当する発光ダイオードの発光時間を、硬化し易い領域に相当する発光ダイオードに比べて長くすることにより、最短の光照射時間で均一の硬化を期待することができる。なお、前記実施例では発光ダイオード配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎをスイッチ素子２０を介して直列したが、発光ダイオード配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎの中では各発光ダイオードは並列接続されているので、電圧としては商用電源電圧で十分である。なお、発光ダイオード配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎをそれぞれのスイッチ素子２０を介してすべて互いに並列に接続しても良い。
【００３５】
さらに、図示しないが、それぞれスイッチ素子を介して発光ダイオード配列ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎをすべて並列接続した光照射機構と図５に示したスピンナ装置とを組み合わせると共に、最内周の接着剤層から最外周の接着剤層までの厚みを測定できるセンサを用意する。基板１０間に付与された接着剤を展延するための高速回転を行っているとき、最内周の接着剤層から最外周の接着剤層までの厚みを測定し、その測定値とＣＰＵに格納された設定値とを比較し、その厚みが設定値まで薄くなった箇所に相当する発光ダイオード配列のスイッチ素子をオンさせることにより、先ずその発光ダイオード配列の発光ダイオードをオンさせ、続いて接着剤層が設定の厚みになった箇所に相当するスイッチ素子を順次オンさせることにより、厚みが設定値になった箇所から順次紫外線を照射することができる。このようにすることにより、いずれの箇所も設定値により近い接着剤層が得られ、より高品質の光ディスクを得ることができる。
【００３６】
また、図示しないが、別の実施例として、すべての発光ダイオードを直列接続、又は並列接続した、あるいは所定の複数個ずつ直列接続したものを並列接続した発光ダイオード配列をスパイラル状に配置し、スパイラル状の発光ダイオード配列の最内側の直径は、基板間の接着剤層の内径よりも小さくなり、発光ダイオード配列の最外側の直径は基板間の接着剤層の外径よりも大きくなるように配置する。このままでも良いが、直列接続された又は並列接続された発光ダイオード間に所定の時間だけ遅らせる遅延素子又はスイッチ素子を接続するか、複数の発光ダイオード毎に、例えば、発光ダイオード１０個ごとにスイッチ素子又は遅延素子を接続する。前記遅延素子により、又は前記スイッチ素子を順次オンさせることにより、スパイラル状配置の発光ダイオード配列を各発光ダイオードごと順次、又は複数個毎に順次発光ダイオードを内周側のものから外周のものに向けて発光させることができる。これにより、より品質の高い光ディスクを得ることができる。
【００３７】
以上の実施例では、硬化される接着剤層の面に比べて同等か、幾分広い面を発光面とするように、多数の発光ダイオードを同心円状又はスパイラル状に配置したが、近接させてランダムに、あるいは隣接する発光ダイオード間の間隔が一定距離になるようにヘキサゴナル、同心円状又はスパイラル状などに配置してもよい。さらにまた、硬化される接着剤層の面に比べて同等か、幾分広い面を発光面とするように多数の発光ダイオードを配置せずに、硬化される接着剤層の面の一部分の面を発光面とするように発光ダイオードを配置しても良い。
【００３８】
この実施例について図７により説明する。半導体発光ユニット７の支承体７ｂは扇状のプリント基板を有し、複数の発光ダイオード７ａが密に近接して配置されており、プリント基板７ｂに形成された導電パターン（図示せず）により、すべて並列に接続され、したがって、すべての発光ダイオード７ａは同時に点滅を行う。その発光面Ｘは基板１０の表面から１０ｍｍ以下の所定の距離にある。この実施例では、半導体発光ユニット７と基板１０を相対的にある一定の回転速度で回転させなければならない。通常は、基板１０を回転させ、その回転駆動機構が必要になるが、前述のようにスピンナ装置と組み合わせれば、特別な回転駆動機構は不要である。支承体７ｂを扇状としたことにより、外周側に配置される発光ダイオード７ａの個数は内周側に比べて直径にほぼ比例して多くなるので、内周側と外周側の周速度が異なるにもかかわらず照射時間を等しくすることができる。この半導体発光ユニット７は前述実施例に比べて必要な発光ダイオードの個数を大幅に低減でき、コストを低減できるが、同一特性の発光ダイオードを用いたとすると、接着剤層の硬化時間は当然に長くなるが、半導体発光ユニット７が存在しない部分の基板に冷却風を吹きつけて、接着剤層の硬化時に発生する光重合反応熱の影響を低減できるから、より一層、発光面Ｘを基板１０に接近させることが可能である。
【００３９】
また、以上の実施例では半導体発光ユニットの発光ダイオードが照射時間の長さに等しい時間だけ連続して発光させたが、パルス状、つまり断続して発光させても良い。この場合には、連続して発光させる場合に比べて、発光ダイオードに高いピーク電流を流して高い光度の紫外線を発生することができる。このように連続時に比べてピークの大きな電流を、順次内側の周の発光ダイオードから外側の周の発光ダイオードに流すことにより、より質の高い接着剤の硬化が期待できる。さらに、必要に応じて、それぞれの発光ダイオードに供給する電流パルスの幅やピーク値、あるいは電流パルス間の休止時間の幅を制御することにより、より均一の質の高い接着剤の硬化を行うことができる。
【００４０】
さらに、本発明で用いるのに適した接着剤について述べると、現在、市販されている紫外線硬化型の接着剤は取扱いの過程で硬化が開始することが無いように、紫外線に対する感度が低くなるよう光重合開始剤が添加されているが、発光ダイオードはフラッシュランプに比べて紫外線の光度が低いので、紫外線に対する感度を高めるよう添加する光重合開始剤を増量するのが好ましい。また、接着剤に添加する光重合開始剤を増やして、紫外線に対する感度をかなり高くすると、従来の環境で接着剤を扱うことは不可能になるので、この場合の照明には好ましくは赤色発光ダイオードを用いる。この赤色発光ダイオードは波長が６３５ｎｍを中心とする数十ｎｍの波長の紫外線であり、前述の波長範囲３００〜４２０ｎｍの波長は含まないので、赤色発光ダイオードの照明の中では従来と同様にして感度の高い接着剤を取り扱うことができる。なお、波長が５９０ｎｍ前後の黄色の光を発光する黄色発光ダイオード、波長が５２０ｎｍ前後の緑色の光を発光する緑色発光ダイオードも前述の波長範囲３００〜４２０ｎｍの波長は実質的に含まないので、照明として用いることができる。このように、紫外線に対し増感された接着剤の硬化装置として紫外線発光用のダイオードを用い、その接着剤を取り扱う場所の照明として、赤色発光ダイオードや黄色発光ダイオードなど、波長範囲２８０〜４５０ｎｍの波長を含まない発光用半導体素子を用いることにより、電力使用料を大幅に低減することができ、環境の面から非常に好ましく、またコストも削減できる。
【００４１】
紫外線に対し増感された接着剤の硬化装置として紫外線発光用のダイオードを用い、その接着剤を取り扱う場所の照明として波長範囲３００〜４２０ｎｍの波長を含まない発光用半導体素子を用いた場合には、基板にその感度の高い接着剤を供給する工程と、その接着剤を介在させて基板同士を重ね合わせ、かつスピンして貼り合わせる工程は、前記発光用半導体素子が発する光の照明の下で行われる。
【００４２】
なお、以上の実施例では基板として光ディスクの基板について説明したが、基板は透明な、つまり光の透過率の高いガラス、レンズなどその他の板状体であっても良く、前述と同様に硬化させて貼り合わせることができる。
【００４３】
さらに、以上の実施例では半導体発光ユニットを発光ダイオードで構成する例について述べたが、同様な波長の可視光レーザを発生する半導体レーザのような固体レーザであっても勿論よい。この場合には、固体レーザの光の集束率を緩やかにし、半導体発光ユニットと照射面との間隔を広めにして、照射面に均一に光が照射されるように、固体レーザを配置する。また、主に４８８．５ｎｍの波長のレーザ光を発生するアルゴンガスレーザ、６３２．８ｎｍの波長のレーザ光を発生するヘリウム／ネオンガスレーザのようなガスレーザ、あるいは適切な色素を用いたダイレーザなども光源として用いることができる。
【００４４】
また、接着剤を展延するためのスピンナ装置からディスク基板を取り出す前に、接着剤の一部分又は全部を２８０〜４５０ｎｍの範囲にピーク波長がある紫外線を照射して接着剤を半硬化させて仮付けを行っても良い。この場合には、スピンナ装置が回転している内に前記仮付けを行った方が、均一に仮付けを行えると共に、仮付けの時間を別途必要としないので好ましい。特に、光ディスクへの影響を生じないために、光ディスク基板の内周側における非記録領域に存在する接着剤だけに、２８０〜４５０ｎｍの範囲にピーク波長がある紫外線を照射して半硬化させ、仮付けを行うのが好ましい。この場合には、紫外線照射による他への悪影響がほとんどないので、スピンナ装置内で紫外線照射を行って仮付けができる。このように、仮付けを行った後に、不図示の一般的な移載手段によりスピンナ装置から光ディスク基板を取り出し、次の工程に移載すれば、光透過層とディスク基板、又はディスク基板同士のずれが発生せず、高品質の光ディスクを得ることができる。
【００４５】
またさらに、以上の実施例では発光半導体素子として発光ダイオードを用いた例について説明したが、２８０〜４５０ｎｍの波長範囲に波長ピークが存在する半導体レーザ、例えば４０５ｎｍの波長のレーザ光を発生する青紫レーザでも良い。また、第３高調波が３５５ｎｍの波長のレーザ光を発生する、ネオジウム（Ｎｄ）をドープしたＹＡＧレーザ、約３５１ｎｍ、３６４ｎｍの波長のＡｒレーザ（二価イオン）などのようなガスレーザでもよい。ガスレーザを使用して、光ディスク基板を回転させながら光ディスク基板の内周側における非記録領域に存在する接着剤だけにレーザ光を照射して半硬化させ、効率的に仮付けを行うこともできる。
【００４６】
さらに、以上の実施例では発光半導体素子として発光ダイオードを用いたが、蛍光灯のようなランプと、４０５ｎｍ及びその近傍の波長を通過させない波長通過フィルタとを組み合わせても良い。この場合、波長通過フィルタは光ディスクの記録膜に記録を行う青紫レーザが発光する光の波長である４０５ｎｍ及びその近傍の波長よりも長い波長の可視光、好ましくは４３０ｎｍ以上の波長をもつ可視光だけを光ディスク基板に照射し、少なくとも４０５ｎｍ及びその近傍の波長と同等又はそれよりも短い波長の光をカットし、光ディスク基板に照射しない。この実施例でも前述実施例と同様に、青紫レーザにより記録または再生を行う光ディスクの記録膜へのダメージを与えることなく光透過層の又は接着剤である可視光硬化型組成物硬化することができ、また、その硬化後にあっても、４０５ｎｍ及びその近傍の波長の光の透過率が高い可視光硬化型組成物を採用した光ディスクを提供することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明では、複数の発光ダイオードからなる半導体発光ユニットを用いて、基板間の接着剤を硬化させ、貼り合わせているので、従来のランプに比べてはるかに発熱が少なく、光ディスクへの熱的影響を小さくできる。また、ランプに比べて寿命が大幅に長いのでランニングコストの低減が図れ、しかも発光のために使用する電力量を格段と少なくできるので、環境への影響を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板間の接着剤を硬化させる硬化装置及びそれを用いた光ディスクの貼り合わせ装置の一実施例を示す図である。
【図２】本発明を説明するための波長と透過率を示す図である。
【図３】本発明を説明するための別の波長と透過率を示す図である。
【図４】本発明に用いられる紫外線発光用の発光ダイオードの発光特性示す図である。
【図５】本発明の別の基板間の接着剤を硬化させる硬化装置及びそれを用いた光ディスクの貼り合わせ装置の一実施例を示す図である。
【図６】本発明にかかる硬化装置の一例である半導体発光ユニットを説明するための図である。
【図７】本発明にかかる硬化装置の別の一例である半導体発光ユニットを説明するための図である。
【符号の説明】
１、２−基板３−接着剤（層）
４−基板受台５−昇降軸手段
６−昇降駆動装置７−半導体発光ユニット
８−電源９−保護抵抗
１０−スイッチ装置１１−回転台
１２−回転駆動装置１３−回転軸
１４−隔壁１５−上下動駆動装置
１６−上下動軸手段２０−スイッチ素子
２１−駆動ユニット
Ｔ１、Ｔ２−入力端子
ａ、ｂ、ｃ・・・・ｎ−発光ダイオード配列
ａ１、ａ２、ａ３・・・・発光ダイオード配列ａの発光ダイオード
ｂ１、ｂ２、ｂ３・・・・発光ダイオード配列ｂの発光ダイオード
ｃ１、ｃ２、ｃ３・・・・発光ダイオード配列ｃの発光ダイオード
・
・
・
ｎ１、ｎ２、ｎ３・・・・発光ダイオード配列ｎの発光ダイオード

Claims

透明な第１の基板と第２の基板との間に展延された接着剤に、前記基板を通して発光半導体素子が発光する紫外線を照射して前記接着剤を硬化させる光ディスクの貼り合わせ装置において、
前記接着剤を介して重ね合わせた前記第１の基板と前記第２の基板とを載置して回転させる受台と、
前記接着剤の硬化面積とほぼ同じ面積に複数の前記発光半導体素子を互いに近接して配置させ、前記受台に載置された前記接着剤を介して重ね合わせた前記第１の基板と前記第２の基板の上から紫外線を照射する発光装置と、
を備え、
前記紫外線を前記接着剤に照射する際、前記受台を回転させて前記接着剤に照射される紫外線照射量を均一にして前記接着剤を硬化させることを特徴とする光ディスクの貼り合わせ装置。
透明な第１の基板と第２の基板との間に展延された接着剤に、前記基板を通して発光半導体素子が発光する紫外線を照射して接着剤を硬化させる光ディスクの貼り合わせ装置において、
前記接着剤を介して重ね合わせた前記第１の基板と前記第２の基板とを載置して回転させる受台と、
前記接着剤を介して重ね合わせた前記第１の基板と前記第２の基板の内周側から外周側まで延びるように複数の前記発光半導体素子を１列又は複数列に配列させ、前記受台に載置された前記接着剤を介して重ね合わせた前記第１の基板と前記第２の基板の上から紫外線を照射する発光装置と、
を備え、
前記紫外線を前記接着剤に照射する際、前記受台を回転させて前記接着剤に照射される紫外線照射量を均一にして前記接着剤を硬化させることを特徴とする光ディスクの貼り合わせ装置。
請求項１又は請求項２において、
前記紫外線の波長は、主に２８０−４５０ｎｍの範囲にあることを特徴とする光ディスクの貼り合わせ装置。
請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、
前記発光装置の発光面と前記基板の照射面との間の距離は１０ｍｍ以下、好ましくは７ｍｍ以下であることを特徴とする光ディスクの貼り合わせ装置。
請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、
前記紫外線の照射は、前記受台を高速回転させて前記接着剤を展延した後に、低速回転させて行うことを特徴とする光ディスクの貼り合わせ装置。
請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、
前記接着剤を半硬化させ、次の工程へ前記基板を搬送した後、紫外線を照射して前記接着剤を完全に硬化させることを特徴とする光ディスクの貼り合わせ装置。