JP4554576B2 - 樹脂膜の形成方法及び形成装置 - Google Patents
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図1ないし図4によって本発明の実施形態1に係る樹脂膜の形成方法及び形成装置を説明する。図1は本発明の実施形態1に係る樹脂膜の形成装置を説明するための図であり、図2は光照射部分の下面を示す図である。図3は基板に照射される環状光を説明するための図であり、図4は基板のスピンパターンと環状光照射ヘッドの上昇速度パターンの一例を示す図である。先ず、図1によってこの樹脂膜形成装置の概略を説明すると、この樹脂膜の形成装置は選択されたスピンパターンに従って次世代大容量光ディスクなどの基板1を、回転中心軸線Xを中心に回転させる基板回転機構3、基板1に円環状の紫外線光を照射する光照射機構5、及び基板回転機構3と光照射機構5とを制御する制御機構7を備える。基板回転機構3はスピンナと称されるものであって、制御機構7のメモリ部(不図示)からの選択されたスピンパターンに従って回転軸9を回転させ得る回転駆動部11と、回転軸9の先端に固定されている基板受台13と、液状物質が周囲に飛散するのを防ぐカバー部材15とからなり、一般的なスピンナであってもよい。図示していないが、一例として、一般的な構成の回転機構と液状物質供給機構とが別の位置に備えられており、その液状物質供給装置の吐出ノズルが紫外線硬化型樹脂のような液状物質を円環状に基板1に供給する。円環状に液状物質が供給された基板1は、不図示の搬送機構によって基板受台13上に移載される。あるいは別の例として、図示しない図面表裏方向に旋回可能な吐出ノズルが基板受台13上に載置された基板1に円環状に液状物質を供給しても勿論よい。この場合、光照射機構5が動作する前に不図示の前記吐出ノズルは旋回して退避する。
図5及び図6に従って本発明の実施形態2について説明する。図5は実施形態2に係る樹脂膜の形成装置に用いられる光照射機構の一例を示す図であり、図6は光照射機構5Aの環状光照射部25Aの一部断面を示す図である。図5及び図6において、図1ないし図4で用いた記号と同じ記号は同じ名称の部材を示すものとする。破線で示す環状光照射ヘッド21Aは、多数の光ファイバを束ねてなる光ファイバケーブル19の先端部分と、光ファイバケーブル19の先端部分の中心が回転中心軸線Xに位置するように保持し、光ファイバケーブル19の先端部分から放射される紫外線光を円錐状に導光するための円錐状内面31Aを有する第1の環状光形成部31と、第1の環状光形成部31と協働して紫外線光を円錐状に導光するための円錐状外面33Aを有する第2の環状光形成部33とからなる環状光照射部25Aとで構成される。
図7に従って本発明の実施形態3に係る樹脂膜の形成装置について説明する。図7において、図1ないし図6で用いた記号と同じ記号は同じ名称の部材を示すものとする。実施形態3の特徴は、光照射機構5Bにおける破線で示す環状光照射ヘッド21B、特に環状光照射ヘッド21Bから出力された環状光OPが交差した後に基板1上に照射されるところにあり、環状光照射ヘッド21Bを大型化してより光度の大きな環状光OPを得ることができるところにある。この環状光照射ヘッド21Bは、光ファイバケーブル19の先端部分と、その先端面近傍に対向するよう配置されたレンズ部材27と、第1の反射部材35と、第1の反射部材35の四囲を囲むように配置された第2の反射部材37とからなる。レンズ部材27は例えばコリメートレンズと称されるレンズ部材であって、光ファイバケーブル19の先端面から出力される紫外線光を拡がらない平行光にして、第2の反射部材37の中央穴37Bを通して第1の反射部材35に照射する。
図8及び図9に従って本発明の実施形態4について説明する。図8は実施形態4に係る樹脂膜の形成装置に用いられる光照射機構の一例を示し、図9は環状光照射ヘッドを説明するための図である。図8、図9において、図1ないし図7で用いた記号と同じ記号は同じ名称の部材を示すものとする。実施形態4も実施形態3と同様に、基板1の中央面域を含む全面に樹脂膜を形成する場合、又は光ディスクなどの基板1の中央面域を除いて樹脂膜を形成する場合の双方に対応できるころに特徴がある。また、この実施例では紫外線レーザ光を出力するレーザ源38を備え、レーザ源38からの紫外線レーザ光は光ファイバケーブル19を通して光照射機構5Cの環状光照射ヘッド21Cに与えられる。環状光照射ヘッド21Cは、主に光ファイバケーブル19の先端部分と、それに固定された端末部39と、円錐レンズ41からなる。端末部39は紫外線の光透過性が良好な材料からなり、光ファイバケーブル19の先端面を同一平面状にあるように支承し、端末部39の下端面は円錐レンズ41の上面に接触している。円錐レンズ41は端末部39からの断面円形状のスポット光を受ける短円柱部41Aと、その下側に延びる円錐状部41Bとからなり、円錐状部41Bからその傾斜面方向に傾斜する、つまり回転中心軸線Xに所定の角度φで交差する環状光OPを出力する。
次に図10に従って本発明の実施形態5について説明する。図10は実施形態5に係る樹脂膜の形成装置に用いられる光照射機構の一例を示し、図10(A)は光照射機構5Dを説明するための図、図10(B)は光照射機構5Dのレーザ光照射手段の配置を説明するための図である。図10において、図1ないし図9で用いた記号と同じ記号は同じ名称の部材を示すものとする。この光照射機構5Dは、レーザ用電源43と、環状光照射ヘッド21Dと、環状光照射ヘッド21Dを上下に移動させるヘッド昇降装置23とからなる。環状光照射ヘッド21Dが主に紫外線領域のレーザ光を発生する個別のレーザダイオード又は小型のレーザ管などからなるレーザ光照射手段45A〜45Lである点が実施形態1〜4と異なる。レーザ光照射手段45A〜45Lは回転中心軸線Xに対しての角度調整が可能なように円環部材47に支承されている。回転中心軸線Xに対しての角度が所定の角度φに固定されていても構わない。レーザ用電源43はレーザ光照射手段45A〜45Lにほぼ一定の電力を供給する定電力制御機能を有するものであるが、ヘッド昇降装置23により環状光照射ヘッド21Dが上昇するのに伴い供給電力を増大させる電力制御機能を有するものであってもよい。各レーザ光照射手段45A〜45Lは配線49によってレーザ用電源43に接続されている。
次に図11に従って本発明の実施形態6について説明する。図11は実施形態6に係る樹脂膜の形成装置に用いられる光照射機構の一例を示し、図11(A)は光照射機構5Eを説明するための図、図11(B)は光照射機構5Eのレーザ光照射手段の配置を説明するための図である。図11において、図1ないし図10で用いた記号と同じ記号は同じ名称の部材を示すものとする。この実施形態6では、紫外線発光源として円環状に配置されたレーザ光照射手段45A〜45Lを用いる点については実施形態5と同じであるが、これらレーザ光照射手段45A〜45Lからなる環状光照射ヘッド21Eを基板1から離れるように上昇させる必要は無い。この点は、以上述べたいずれの実施形態1〜5とも異なる。
3・・・基板回転機構
5、5A〜5E・・・光照射機構
7・・・制御機構
9・・・回転軸
11・・・回転駆動部
13・・・基板受台
15・・・カバー部材
17・・・紫外線光源
19・・・光ファイバケーブル
19A・・・光ファイバの円環状先端面
21、21A〜21E・・・環状光照射ヘッド
23・・・ヘッド昇降装置
23A・・・ヘッド昇降装置の連結部材
25、25A・・・環状光照射部
25a・・・環状光照射部の円環状部
27・・・レンズ部材
29・・・センターピン
31・・・第1の環状光形成部
31A・・・円錐状内面
33・・・第2の環状光形成部
33A・・・円錐状外面
33B・・・第2の環状光形成部33の頂点
35・・・第1の反射部材
35A・・・第1の反射部材の頂点
35B・・・反射外面
37・・・第2の反射部材
37A・・・反射内面
37B・・・第2の反射部材の中央穴
38・・・レーザ源
39・・・端末部
41・・・円錐レンズ
41A・・・円錐レンズの短円柱部
41B・・・円錐レンズの円錐状部
41C・・・円錐状部41Bの円錐状面
41D・・・円錐状部41Bの頂点
43・・・レーザ用電源
45A〜45L・・・レーザ光照射手段
47・・・円環部材
49・・・配線
51・・・角度調整装置
53・・・上下動部材
55・・・上下駆動部材
57・・・アーム片
X・・・回転中心軸線
Xa・・・交点
OP・・・環状光
OP1・・・環状光の最内側の光
OP2・・・環状光の最外側の光
W・・・環状光OPの幅
W1・・・環状光OPの内径
W2・・・環状光OPの外径
D・・・樹脂膜Rの内径
SP・・・スピンパターン
VP・・・上昇速度パターン
S・・・円錐状内面31Aと円錐状外面33Aとの間の間隙
SE・・・光照射口
Claims (13)
- 回転中心軸線を中心に基板を回転させて前記基板上又は基板間の液状物質を展延させる過程で又は展延した後に光の照射を前記基板の中央側から外周側に向かって移行させ、前記液状物質を硬化させる樹脂膜の形成方法において、
前記光は環状であり、この環状光はその照射時間の経過に伴って内径及び外径が前記回転中心軸線と同心状に大きくなることによって、前記基板上を中央側から外周側へ移行することを特徴とする樹脂膜の形成方法。 - 請求項1において、
前記環状光は、前記回転中心軸線に対して所定の角度φで照射されることを特徴とする樹脂膜の形成方法。 - 請求項1において、
前記環状光は、その照射時間の経過と共に前記回転中心軸線に対する角度φが大きくなることを特徴とする樹脂膜の形成方法。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかにおいて、
前記環状光の内径の拡がり速度は、前記基板の中央側に比べて外周側が遅いことを特徴とする樹脂膜の形成方法。 - 請求項1ないし請求項4のいずれかにおいて、
前記環状光の照射時間は、前記基板の中央側に比べて外周側が長いことを特徴とする樹脂膜の形成方法。 - 請求項1ないし請求項5のいずれかにおいて、
前記環状光の光度が前記基板の中央側に比べて外周側にいくに従って増大することを特徴とする樹脂膜の形成方法。 - 基板上又は基板間に樹脂膜を形成するための液状物質が供給された基板を回転中心軸線を中心に回転させる基板回転機構と、前記液状物質を回転によって展延する過程で又は展延した後に紫外線光を照射して前記展延された液状物質を硬化させる光照射機構とを備える樹脂膜の形成装置において、
前記光照射機構は、前記紫外線光の照射時間の経過に伴って、前記紫外線光の内径及び外径が前記回転中心軸線と同心状に前記基板上で大きくなっていく環状光を照射する環状光照射ヘッドを備えることを特徴とする樹脂膜の形成装置。 - 請求項7において、
前記光照射機構は、前記環状光が前記回転中心軸線に対して所定の角度φで拡がるように、前記環状光照射ヘッドを前記回転中心軸線に沿って上方向に移動させるヘッド昇降装置を備えることを特徴とする樹脂膜の形成装置。 - 請求項7又は請求項8のいずれかにおいて、
前記環状光照射ヘッドは、前記環状光を前記回転中心軸線に対して所定の角度φとなるよう方向付けるレンズ部材を備えることを特徴とする樹脂膜の形成装置。 - 請求項7ないし請求項9のいずれかにおいて、
前記紫外線光源から出力される前記紫外線光は、前記環状光の内径が拡がるのに伴って光度が増大することを特徴とする樹脂膜の形成装置。 - 請求項7において、
前記環状光照射ヘッドは、前記回転中心軸線を中心にして環状に配置された複数の光照射手段からなり、
これら光照射手段が出力する光は、前記環状光を形成することを特徴とする樹脂膜の形成装置。 - 請求項8において、
前記ヘッド昇降装置は、前記環状光照射ヘッドの上昇速度を、その上昇時間の経過と共に低下させることを特徴とする樹脂膜の形成装置。 - 基板上又は基板間に樹脂膜を形成するための液状物質が供給された前記基板を回転中心軸線を中心に回転させる基板回転機構と、前記液状物質を回転によって展延する過程で又は展延した後に紫外線光を照射して前記展延された液状物質を硬化させる光照射機構とを備える樹脂膜の形成装置において、
前記光照射機構は、前記回転中心軸線を中心にして環状に配置された複数の光照射手段からなって環状光を照射する環状光照射ヘッドと、前記光照射手段に電力を供給する電源と、前記回転中心軸線に対する前記光照射手段の角度を変るように動かす角度調整装置を備え、
前記角度調整装置は前記回転中心軸線に対する前記光照射手段からの光の角度φが前記環状光の照射時間の経過に伴って大きくなるように前記光照射手段の角度を制御することを特徴とする樹脂膜の形成装置。
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