JPWO2005098844A1 - 人工指紋付着方法、人工指紋付着装置、人工指紋拭き取り方法及び人工指紋拭き取り装置 - Google Patents

人工指紋付着方法、人工指紋付着装置、人工指紋拭き取り方法及び人工指紋拭き取り装置 Download PDF

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Abstract

評価対象部材に人工指紋液の付着させる条件を一定にする。人工指紋スタンプ装置1は、アーム10の下降に伴い、アーム10にボールブッシュ11を介して取り付けられているスタンプピン6の下端の人工指紋転写部材9が人工指紋液転写ディスクD1に、所定の設定時間、スタンプユニット3の自重によって押し付けられ、人工指紋転写部材9の下端面に人工指紋液が転写される。次いで、人工指紋転写部材9が評価対象ディスクD1の上方に位置決めされた後に、アーム10が下降して、人工指紋転写部材9が評価対象ディスクD1に、所定の設定時間、スタンプユニット3の自重によって押し付けられる。

Description

本発明は、評価対象部材に人工指紋を付着させるための人工指紋付着方法及び人工指紋付着装置、指紋拭き取り性の評価を行うために人工指紋液を付着させた評価対象部材から人工指紋液を拭き取るための人工指紋拭き取り方法及び人工指紋拭き取り装置に関し、典型的にはCD、DVDなどの光ディスクの評価のために用いられる。
CD、DVDなどの光ディスクは、その表面の汚染や傷に敏感である。近年は、膨大な情報(典型的には動画像情報)を収めるために高い記録密度を備えた光ディスクが求められており、記録密度が高くなればなるほど記録/再生ビームの集光スポット径が小さくなるためレーザービーム入射側表面に付着した塵埃や指紋などの汚染や傷に対して敏感になる。このことから、光ディスクの表面をハードコートなどでコーティングすることが提案されている。
光ディスクの開発において、表面の傷や汚染に対する対策を評価するため、例えば汚染に関して、実際に指紋を付着させて、その拭き取り性を目視で評価することが行われてきたが、人間の指紋では個人差があり客観性を保つことが難しい。
この客観性を担保するために、水とエタノールの混合液に少量の塩化ナトリウム、尿素、乳酸を溶解させた人工指紋液を調製し、この人工指紋液を光ディスクの表面に付着させることで、指紋の拭き取り性を目視で評価することが行われている。また、特開2003−168248号公報は、人間の指紋に近似した性状を備えた人工指紋液を提案している。
人工指紋液は、典型的な適用例として、光ディスクの防汚性、指紋付着性、指紋拭き取り性などの評価に一定の客観性を提供することが可能になるものの、人工指紋液を評価対象部材に付着させる条件が一定でない限り評価の客観性を担保することができない。
又、人工指紋液は、光ディスクの指紋拭き取り性などの評価に一定の客観性を提供することが可能になるものの、評価対象のディスクに付着させた人工指紋の拭き取り性の評価の客観性を担保するには、この拭き取り作業の再現性を確保することが必要となる。
そこで、本発明の目的は、光ディスクのような評価対象部材に対する人工指紋液の付着の条件を一定にすることのできる人工指紋付着方法及び人工指紋付着装置を提供することにある。
又、本発明の更なる目的は、光ディスクのような評価対象部材に付着させた人工指紋の拭き取り作業の条件を一定にすることのできる人工指紋拭き取り方法及び人工指紋拭き取り装置を提供することにある。
かかる技術的課題は、本発明の第1の観点によれば、
スタンプユニットの下端に設けられた人工指紋転写部材を評価対象部材の表面に押し付けることにより、前記人工指紋転写部材に付着した人工指紋液を前記評価対象部材の表面に付着させる人工指紋付着方法であって、
人工指紋液転写源を用意し、
前記スタンプユニットの下に前記人工指紋液転写源を位置決めし、
前記スタンプユニットを下降させて、実質的に該スタンプユニットの自重で前記人工指紋転写部材を前記人工指紋液転写源に所定時間押し付けて、前記人工指紋転写部材に人工指紋液を付着させた後に前記スタンプユニットを上昇させ、
前記スタンプユニットの下に前記評価対象部材を位置決めし、
前記スタンプユニットを下降させて、実質的に前記スタンプユニットの自重で前記人工指紋転写部材を前記評価対象部材に所定時間押し付けて、前記評価対象部材の表面に人工指紋液を付着させた後に前記スタンプユニットを上昇させ、
前記人工指紋液が付着した前記評価対象部材を前記スタンプユニットの下から取り除くことを特徴とする人工指紋付着方法により達成される。
また、上述した技術的課題は、本発明の第2の観点によれば、
評価対象部材の表面に所望の量の人工指紋液を付着させるための人工指紋付着装置であって、
下端に人工指紋転写部材を備えたスタンプユニットと、
該スタンプユニットを上下に摺動可能に支持するスタンプユニット支持部と、
該スタンプユニット支持部を上下に駆動するための上下動用アクチュエータと、を含み、
前記上下動用アクチュエータを動作させることにより前記スタンプユニット支持部を下降させて、前記スタンプユニットの人工指紋転写部材を前記評価対象部材に着座させたときに、実質的に前記スタンプユニットの自重で、所定量の人工指紋液が付着した前記人工指紋転写部材を前記評価対象部材の表面に押し付けて、前記人工指紋転写部材の人工指紋液を前記評価対象部材の表面に付着させるように構成されたことを特徴とする人工指紋付着装置により達成される。
すなわち、本発明によれば、スタンプユニットの自重を使って評価対象部材の表面に人工指紋液を付着させるようにしてあるため、評価対象部材に人工指紋を付着させる条件を一定に保つことができ、これにより、評価の客観性を担保することができる。
本発明の人工指紋付着方法及び人工指紋付着装置では、例えばスタンプユニットが分銅等の重量調整用部材を備え、スタンプユニットの自重が調整可能であるのが好ましい。また、人工指紋転写部材を前記評価対象部材に押し付けている時間をユーザが設定可能であるのが好ましい。
本発明の好ましい実施の形態によれば、上下動用アクチュエータを制御する制御手段を有する。この制御手段は、好ましくは、スタンプユニット支持部を下降させて人工指紋転写部材を人工指紋液転写ディスクと評価対象の光ディスクに押し付けている時間をユーザが設定する例えばタイマ設定手段を含む。これによれば、種々の評価の各評価に適した時間を設定することで、人工指紋転写部材を人工指紋液転写ディスクに押し付ける時間及び評価対象の光ディスクに押し付ける時間を規定することができる。
又、本発明の好ましい実施の形態では、人工指紋転写部材の材料として40〜80HSの硬さのシリコーンゴムが採用される。
また、人工指紋液を担持する人工指紋転写部材の下端面つまり転写面を所定の粗面で構成することにより、人工指紋液の付着の一定性及び再現性を確保することができる。人工指紋転写部材は、典型的には、エラストマー材料(典型的にはシリコーンゴム)から作られる。
又、上述した技術的課題は、本発明の第3の観点によれば、
スタンプユニットの下端に設けられた人工指紋転写部材を評価対象部材の表面に押し付けることにより、前記人工指紋転写部材に付着した人工指紋液を前記評価対象部材の表面に付着させた後に、該評価対象部材に付着した人工指紋液を拭き取る人工指紋拭き取り方法であって、
人工指紋液転写源を用意し、
前記スタンプユニットの下に前記人工指紋液転写源を位置決めし、
前記スタンプユニットを下降させて、該スタンプユニットの自重で前記人工指紋転写部材を前記人工指紋液転写源に所定時間押し付けて、前記人工指紋転写部材に人工指紋を付着させた後に前記スタンプユニットを上昇させ、
前記スタンプユニットの下に前記評価対象部材を位置決めし、
前記スタンプユニットを下降させて、実質的に前記スタンプユニットの自重で前記人工指紋転写部材を前記評価対象部材に所定時間押し付けて、前記評価対象部材の表面に人工指紋液を付着させた後に前記スタンプユニットを上昇させ、
前記人工指紋液が付着した前記評価対象部材を前記スタンプユニットの下から取り除き、
該人工指紋液が付着した評価対象部材の上に、一定の荷重を付加した状態で拭き取り部材を載置し、
該拭き取り部材と前記評価対象部材とを規定の条件で相対移動させて前記評価対象部材の人工指紋液を拭き取ることを特徴とする人工指紋拭き取り方法により達成される。
本発明の人工指紋拭き取り方法発明によれば、評価対象部材に対して人工指紋の付着条件を一定にすることができ、また、その拭き取り条件を一定にすることができるため、指紋拭き取り性の評価に客観性を付与できるだけでなく、その客観性を一層確実なものにすることができる。
又、かかる技術的課題は、本発明の第4の観点によれば、
所定量の人工指紋液が付着した評価対象部材の表面から規定の条件に従って前記人工指紋液を拭き取るための人工指紋拭き取り装置であって、
前記人工指紋が付着した評価対象部材を載置するための評価対象部材用テーブルと、
該評価対象部材用テーブルに載置された前記評価対象部材の表面に、荷重を加えた状態で当接される拭き取り部材と、
該拭き取り部材と前記評価対象部材用テーブルとを一定の条件の下で相対移動させる駆動機構とを有し、
前記拭き取り部材に加える荷重及び前記駆動機構の動作条件が調整可能であることを特徴とする人工指紋拭き取り装置を提供することにより達成される。
本発明の人工指紋拭き取り装置発明によれば、指紋拭き取り作業の条件を一定のものにすることができ、これにより、指紋拭き取り性の評価に客観性を与えることができる。好ましい実施の形態として、評価対象部材に所定量の人工指紋液を付着させるのに人工指紋付着装置を使うのが、その一定性を確保するうえで好ましい。
すなわち、好ましい人工指紋付着装置として、
下端に人工指紋転写部材を備えたスタンプユニットと、
該スタンプユニットを上下に摺動可能に支持するスタンプユニット支持部と、
該スタンプユニット支持部を上下に駆動するための上下動用アクチュエータと、を含み、
前記上下動用アクチュエータを動作させることにより前記スタンプユニット支持部を下降させて、前記スタンプユニットの人工指紋転写部材を前記評価対象部材に着座させたときに、実質的に前記スタンプユニットの自重で、所定量の人工指紋液が付着した前記人工指紋転写部材を前記評価対象部材の表面に押し付けて、前記人工指紋転写部材の人工指紋液を前記評価対象部材の表面に付着させるように構成された人工指紋付着装置を採用するのがよい。
人工指紋拭き取り装置は、拭き取り部材と評価対象部材用テーブルとを相対的に水平方向に往復動作させて指紋を拭き取るようにしてもよく、また、拭き取り部材と評価対象部材用テーブルとを相対的に回転動作させて指紋を拭き取るようにしてもよい。
往復動作の回数、相対回転の回数は予め規定しておいてもよいが、これをユーザが任意に設定できるようにするのが好ましい。
実施例の人工指紋付着装置の概要を示す図である。 図1の人工指紋付着装置を上から見た平面図である。 実施例の人工指紋付着装置の第1工程を説明するための図である。 実施例の人工指紋付着装置の第2工程を説明するための図である。 実施例の人工指紋付着装置の第3工程を説明するための図である。 実施例の人工指紋付着装置の第4工程を説明するための図である。 人工指紋付着装置と共に使用するのが好ましい人工指紋拭き取り装置の全体構成図である。
図1は人工指紋付着装置の概要を示し、図2はその平面図である。図示の人工指紋付着装置1は、具体的な適用例としてDVDなどの光ディスクの評価のために用いられる。
図1、図2を参照して、人工指紋付着装置1は、基台2に設置されたスタンプユニット3、サンプルディスク(評価対象部材)用テーブル4、人工指紋液転写ディスク用テーブル5を有する。スタンプユニット3は、垂直方向に延びるスタンプピン6と、スタンプピン6の上端に設けられた水平テーブル(分銅用テーブル)7と、水平テーブル7の上に載置可能であり、スタンプユニット3の重量を調整するための分銅(重量調整用部材)8と、を備える。
スタンプピン6の下端には人工指紋転写部材9が設けられている。この人工指紋転写部材9は、スタンプピン6に対して交換可能に取り付けられていてもよいが、この実施例では例えば接着剤などを使って取り付けられ、人工指紋転写部材9が摩耗したときにはスタンプピン6と一緒に交換される。
スタンプピン6は、アーム(スタンプユニット支持部)10に対してボールブッシュ11を介して取り付けられ、ボールブッシュ11と人工指紋転写部材9との間には比較的弱い付勢力のクッション用バネ12が介装されている。アーム10はスライドガイド110に案内されて上下に移動可能であり、垂直シリンダ(上下動用アクチュエータ)13によって駆動される。スライドガイド110は回転体14に固設され、回転体14は、ロータリアクチュエータ15の垂直方向に延びる出力軸15aに連結されている。ロータリアクチュエータ15は、第1、第2の回転位置P1、P2をとることができ、その回動角度θは、特に制限されるものではないが90°に設定されている(図2)。
第1回転位置P1に隣接してサンプルディスク用テーブル4が配設され、このサンプルディスク用テーブル4に、評価対象である再生専用光ディスクや光記録ディスクなどの光情報媒体(以下、「評価対象ディスク」という)D1を脱着可能にセットすることができる。また、第2回転位置P2に隣接して人工指紋液転写ディスク用テーブル5が配設され、この人工指紋液転写ディスク用テーブル5に、人工指紋液を塗布した人工指紋液転写ディスク(人工指紋液転写源)D2を脱着可能にセットすることができる。
図1を参照して、サンプルディスク用テーブル4は、手動であってもよいが、好ましくはロータリアクチュエータ出力軸15に向けて半径方向に延びる水平ボールスライド軸16によってスタンプユニット3に対して離間接近することができるのがよく、ボールスライド軸16はサーボモータ17によって回転駆動される。人工指紋液転写ディスク用テーブル5も、手動であってもよいが、好ましくはサンプルディスク用テーブル4と同様の構成を採用して、モータ駆動によりスタンプユニット3に対して離間接近することができるのがよい。
人工指紋付着装置1はコントローラ18によって制御される。コントローラ18は、マニュアル式の起動スイッチ19やタイマ設定手段18aを含み、タイマ設定手段18aによって、各種アクチュエータの動作タイミング及び動作停止時間をユーザが任意に設定することができる。
人工指紋付着装置1は、例えばDVD、Blu-rayディスクなどのレーザービーム入射側表面の汚れ(典型的には指紋の付着)難さや、汚れの拭き取り性の評価のために、規定の条件で人工指紋を評価対象ディクスD1に付着させるのに用いられる。
人工指紋付着装置1を使って人工指紋を評価対象ディスクD1に付着させる作業工程を図3〜図6を参照して説明する。図3〜図6は工程順序に対応しており、図3は第1工程、図4は第2工程、図5は第3工程、図6は第4工程を示す。
図3の第1工程では、サンプルディスク用テーブル4はスタンプユニット3から遠ざかった原位置(待機領域)に位置しており、この待機領域に位置するサンプルディスク用テーブル4の上に評価対象ディスクD1がセットされる。また、スタンプユニット3はサンプルディスク用テーブル4に対応した第1回転位置P1で待機した状態にある。
次の第2工程(図4)では、人工指紋液転写ディスク用テーブル5は、スタンプユニット3から遠ざかった原位置(待機領域)に位置しており、この待機領域に位置する人工指紋液転写ディスク用テーブル5の上に人工指紋液転写ディスクD2がセットされる。
次の第3工程(図5)において、ユーザが起動スイッチ(図示省略)をオン操作することにより人工指紋付着装置1は動作を開始する。起動スイッチをON操作すると、サンプルディスク用テーブル4及び人工指紋液転写ディスク用テーブル5は、これらにスタンプユニット3が接近可能である内方領域内の位置、つまりスタンプ位置、転写位置(図5の実線位置)まで移動する。次いで、スタンプユニット3が時計回り方向に90°回転して人工指紋転写部材9が人工指紋液転写ディスクD2の上方に位置決めされ、その後、スタンプピン6が下降して人工指紋転写部材9が人工指紋液転写ディスクD2の上に押し付けられる。スタンプピン6の下降動により人工指紋転写部材9が人工指紋液転写ディスクD2に当接するときの衝撃は、クッション用バネ12によって緩和される。このように人工指紋転写部材9を人工指紋液転写ディスクD2に押し付けることにより、人工指紋液転写ディスクD2の人工指紋液が人工指紋転写部材9の下端面に転写される。人工指紋転写部材9が人工指紋液転写ディスクD2に押し付けられている転写時間はユーザがタイマ設定手段18aによって任意に設定可能である。
ユーザが設定した所定の転写時間が経過すると、次の第4工程(図6)に移行する。第4工程では、スタンプピン6が上昇動作を開始して待機位置まで戻ると、スタンプユニット3が反時計回り方向に90°回転して人工指紋転写部材9が評価対象ディスクD1の上方に位置決めされる。次いで、スタンプピン6が下降して人工指紋転写部材9が評価対象ディスクD1に押し付けられる。スタンプピン6の下降動により人工指紋転写部材9が評価対象ディスクD1に当接するときの衝撃は、クッション用バネ12によって緩和される。人工指紋液が付着した人工指紋転写部材9を評価対象ディスクD1に押し付けることにより、評価対象ディスクD1の表面に人工指紋をスタンプすることができる。
人工指紋転写部材9のスタンプ力つまり評価対象ディスクD1に人工指紋転写部材9を押し付ける力は、実質的に、分銅8を含むスタンプユニット3の自重によって規定される。人工指紋転写部材9が評価対象ディスクD1に押し付ける時間つまりスタンプ時間はユーザがタイマ設定手段18aによって任意に設定可能である。スタンプ時間が経過すると、スタンプピン6が上昇して待機位置まで戻ると共に、サンプルディスク用テーブル4及び人工指紋液転写ディスク用テーブル5がスタンプ位置又は転写位置から外方に移動して原位置(待機領域)に戻り待機状態になる(図4の第2工程の状態)。
人工指紋をスタンプし終わった評価対象ディスクD1は、サンプルディスク用テーブル4から取り外されて種々の評価の対象となる。他方、人工指紋付着装置1は待機状態になるが、この待機状態のときに、例えばエタノール液で湿らせた布で人工指紋転写部材9に残存している人工指紋液を除去するのがよい(洗浄工程)。この洗浄工程は、洗浄液を使うことなく、布や紙を使って人工指紋転写部材9から人工指紋液を拭うことにより、人工指紋転写部材9に残存している人工指紋液を除去するようにしてもよい。
また、次の評価対象ディスクD1に人工指紋をスタンプする前に、人工指紋転写部材9が人工指紋液転写ディスクD2の同じ箇所で反復的に転写動作するのを回避するために人工指紋液転写ディスク用テーブル5を若干回転変位させるのがよく、又は、サーボモータ17を動作させて人工指紋液転写ディスク用テーブル5を若干変位させるようにしてもよい。
人工指紋付着装置1に好適に適用可能な人工指紋液は、特開2003−168248号公報に基本的な考え方が開示されているように、人間の指紋に近似した性状を備えているのがよく、例えば、微粒子状物質と、微粒子状物質を分散することのできる分散媒とで人間の指紋に近似した性状を有するのがよい。
このような人間の指紋に近似した性状の人工指紋液は、CD、DVDなどの防汚性、指紋付着性、指紋除去性(拭き取り性)などの種種の評価のために好適に使用することができる。人間の指紋に近似した性状の人工指紋液は、微粒子状物質と、この微粒子状物質を分散させる分散媒と、必要に応じて添加される希釈剤とを含む。
人工指紋液の成分である微粒子状物質は無機微粒子及び有機微粒子から選ばれる少なくとも1種類の微粒子を有し、無機微粒子としてはシリカ微粒子、アルミナ微粒子、酸化鉄微粒子及びこれら微粒子から選ばれる任意の2種以上の混合物を例示することができる。また、有機微粒子としては、キチン微粒子、キトサン微粒子、アクリル系微粒子、スチレン系微粒子、ジビニルベンゼン系微粒子、ポリアミド系微粒子、ポリイミド系微粒子、ポリウレタン系微粒子、メラミン系微粒子及びこれら微粒子から選ばれる任意の2種以上の混合物を例示することができる。人工指紋液に含まれる全ての微粒子状物質のうち、無機微粒子の含有量は、人工指紋液の性能の安定性の観点から、全微粒子状物質を基準として50重量%以上、好ましくは80重量%以上であるのがよく、100重量%であってもよい。
微粒子状物質は、0.05〜100μmの平均粒径を有するのがよく、好ましくは0.05〜50μm、より好ましくは0.05〜30μm、更に好ましくは0.5〜10μmであるのがよい。市販の微粒子状物質としてJIS Z8901試験用粉体1及び2を挙げることができ、また、ISO試験用粉体12103−1、(社)日本粉体工業技術協会(APPIE)の標準粉体を挙げることができ、これらは人工指紋液の微粒子状成分として好適に採用することができる。JIS Z8901試験用粉体1の中でも特に好ましいものとして、関東ロームを挙げることができる。また、上述した試験用粉体に含まれる無機微粒子の少なくとも1種、例えばSiO、Fe、Alなどから少なくとも1種を選択してもよい。
微粒子状物質は、25℃における臨界表面張力が40mNm―1以上であるのがよく、好ましくは50mNm―1以上であるのがよく、また、分散媒の25℃での表面張力よりも大きいことが好ましい。
人工指紋液の成分である分散媒としては、高級脂肪酸、高級脂肪酸の誘導体、テンペン類、テンペン類の誘導体を例示することができ、25℃の表面張力が20〜50mNm―1の範囲であるのが好ましい。高級脂肪酸としては、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸を挙げることができる。高級脂肪酸の誘導体としては、ジグリセリド誘導体、トリグリセリド誘導体(典型的にはトリオレイン)などのエステル誘導体を挙げることができる。テンペン類としては、例えばスクアレン、リモネン、α-ピネン、β-ピネン、カンフェン、リナロール、テルピネオール、カジネンなどを挙げることができる。
人工指紋液に含まれる分散媒の粘度は、25℃で500cP以下、好ましくは0.5〜300cP、より好ましくは5〜250cPであるのがよい。このような粘度に調整することにより、評価対象ディスクD1に人工指紋をスタンプした後においても微粒子状物質を良好に分散させることができ、また、スタンプした人工指紋を評価対象ディスクD1の表面に定着させることができる。微粒子状物質と分散媒との混合比率は、一律に規定することができないが、一般的には、重量比で分散媒1に対して微粒子状物質が0.1〜5.0であるのがよく、好ましくは0.1〜3.0、より好ましくは0.2〜1.0であるのがよい。
人工指紋付着装置1に適用可能な人工指紋液は、天然又は合成のワックスや、カラギナン、アラビアガムなどの増粘剤や、四級アンモニウム塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩などの界面活性剤を添加してもよく、また、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトンなどで希釈してもよい。人工指紋液に関する基本的な考え方は、特開2003−168248号公報に詳しく説明されていることから、その全てをここに援用する。
人工指紋転写部材9は、金属などの硬質材料から作られてもよいが、好ましくは、適度な弾力性を備えた材料から作られるのがよい。具体的には、人工指紋転写部材9は種々のエラストマ材料から選択した材料から作られるのがよく、エラストマ材料として、ブタジエンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴムなどを挙げることができるが、シリコーンゴムが好ましい。
人工指紋転写部材9の形状は円柱状又は下方に向かうに従って徐々に縮径した円錐形状であるのがよく、シリコーンゴムなどのエラストマ材料からなる人工指紋転写部材9にあっては、高さ5〜30mm、好ましくは5〜25mm、より好ましくは10〜25mmである。人工指紋転写部材9の材料としてシリコーンゴムなどを採用したときに、高さ寸法が短か過ぎるとスタンプピン6との接合材料、例えばシリコーンゴムをスタンプピン6の下端面に接着した場合の接着剤の影響が出やすく、また、高さ寸法が長すぎるとスタンプ時の荷重による撓み変形によってスタンプ条件が変化し易い。人工指紋転写部材9の下端面(転写面)の直径は、人間の指の大きさを考慮に入れると約5〜20mmであるのがよく、好ましくは約7〜15mmであるのがよい。これを面積で表現すれば、人工指紋転写部材9の下端面(転写面)の面積は、約20〜300mm、好ましくは約40〜200mmあるのがよい。
叙上のようにエラストマ材料からなる人工指紋転写部材9の長さ及び転写面の直径又は面積を規定することにより人間の指を押し付ける状態に類似した状態を作ることができる。人工指紋転写部材9の硬度、特にエラストマ材料(典型的にはシリコーンゴム)を採用したときには、そのショア硬さは40〜80HSであるのがよい。ちなみに、試作機で人工指紋転写部材9として実際に採用したシリコーンゴムのショア硬さは約60HSであった。
人工指紋転写部材9の下端面つまり転写面の粗さは、特に人工指紋転写部材9としてエラストマー材料(典型的にはシリコーンゴム)を採用したときにはシリコーンゴムを成型したそのままの下端面(表面粗さ:約0.6〜0.7μm)であってもよいが、この下端面(転写面)を適当に粗面化して人工指紋液を均一に転写できるようにするのがよい。この粗面化の方法として、JIS R625又はJIS R252に規定するAA240の研磨材又はこれと同等の研磨材で擦って粗面化して、人工指紋転写部材9の下端面を、Ra(JIS B 0601-1994:算術平均粗さ)が約1.5〜4.5μm、好ましくは約1.5〜4.2μmの粗面にするのが好ましい。したがって、エラストマー材料からなる人工指紋転写部材9は、その下端面に人工指紋液を均一に付着させて、評価対象ディスクD1に均一に人工指紋を付着させるのに、平均粗さ約0.6〜4.5μm(平均凹凸高さ)の範囲の粗面で構成するのがよい。人工指紋転写部材9の下端面(転写面)に人間の指紋を模した擬似的な指紋模様を付してもよいが、凹凸の度合い(凹凸の深さ)を人間の指紋に類した深さにすることは必ずしも好ましくなく、人工指紋液の均一な転写性を阻害する要因となり易い。
人工指紋付着装置1の設定条件を規定し、また、使用する人工指紋液を規定することにより、DVDやBlu-rayディスクなどの光ディスクに対する人工指紋の付着性に再現性を提供することができ、これにより客観的な各種の評価が可能になる。評価の種類を例示すれば以下のとおりです。
(1)光ディスクの汚れ難さの評価:
単位面積当たりの人工指紋の液滴の面積割合を測定して、規定のしきい値よりも低いときには良品と判定する。
(2)光ディスクに付着した人工指紋の液滴の状態を光学顕微鏡で観察して、その画像をコンピュータに取り込んで画像処理を行い、液滴が付着している部分の面積と、付着していない部分の面積とを計測して、その面積割合により良品か否かを評価する。
(3)人工指紋を付着した光ディスクの記録及び/又は再生特性を測定し、測定した特性をしきい値と対比してしきい値よりも良好な特性のときには良品と評価する。測定する光ディスクの記録、再生特性としては、例えば、再生時の反射率、変調度、RF信号平坦度、上書き信号又は追記信号のジッタ、出力レベル、CN比、エラーレート、記録又は再生時の線速度におけるフォーカス感度曲線のpeak−peak値、フォーカスエラー信号の残留エラー分の量、前記peak−peak値と残留エラー分の量との比率などを挙げることができる。
(4)光ディスクの表面に付着した汚れ(指紋)の拭き取り性の良否の評価
これらの評価を人工指紋転写部材9に転写された人工指紋液の量を、例えばレベル0〜4というように段階的に変化させて、僅かな量の人工指紋の付着による光ディスクの性能の良否を評価することもできる。
具体的なやり方として、例えば、図1の装置1において、サンプルディスク用テーブル4と人工指紋液転写ディスク用テーブル5との間に、空打ち用ディスクをセットすることのできる空打ち用テーブル(図示せず)を配置し、図6を参照して説明した第4工程で、人工指紋液が付着した人工指紋転写部材9(スタンプピン6)を評価対象ディスクD1の上まで移動させる前に、空打ち用ディスクに所定回数だけ空打ちさせるようにしてもよい。この作業を自動化するために、人工指紋転写部材9が下降動する前に、空打ち用テーブルを所定角度だけ回転駆動するための駆動手段を設けて同じ箇所に複数回空打ちするのを防止するのが好ましい。
例えば、レベル0であれば空打ちすることなく、人工指紋転写部材9を評価対象ディスクD1に所定時間押し付ける。レベル1であれば、人工指紋転写部材9を1回だけ空打ち用ディスクに所定時間押し付け、次いで、人工指紋転写部材9を評価対象ディスクD1に所定時間押し付ける。レベル2であれば、人工指紋転写部材9を、2回、各回毎に空打ち用ディスクに所定時間押し付けた後に、人工指紋転写部材9を評価対象ディスクD1に所定時間押し付ける。レベル3であれば、人工指紋転写部材9を、3回、各回毎に空打ち用ディスクに所定時間押し付けた後に、人工指紋転写部材9を評価対象ディスクD1に所定時間押し付ける。レベル4であれば、人工指紋転写部材9を、4回、各回毎に空打ち用ディスクに所定時間押し付けた後に、人工指紋転写部材9を評価対象ディスクD1に所定時間押し付ける。
このような方法を採用すれば、レベル0から順にレベル4まで、人工指紋転写部材9の人工指紋液の付着量を段階的に調整することができ、これにより人工指紋の段階的に低減した付着による光ディスクの性能の良否を評価することもできる。
人工指紋転写部材9に付着する人工指紋液の量を段階的に調整するための他の方法として、希釈度合いを例えば2倍、3倍というように段階的に変えた人工指紋液の調製して、これを用いて、例えばレベル1〜レベル4用の人工指紋液転写ディスクD2を作成するようにしてもよい。これによれば、上記の空打ちによるレベル1〜レベル4までの評価と実質的に同じ評価を行うことができる。
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、次の変形例を包含する。
例えば、図1に図示の人工指紋付着装置1からロータリアクチュエータ15を省くと共に人工指紋液転写ディスク用テーブル5を省いて、サンプルディスク用テーブル4に評価対象ディスクD1と人工指紋液転写ディスクD2とを載せ替えるようにしてもよい。このロータリアクチュエータ15と人工指紋液転写ディスク用とを省いた変形例の人工指紋付着装置によれば、次の手順で、評価対象ディスクD1に人工指紋液を付着させることができる。
(1)待機領域にあるサンプルディスク用テーブル4に人工指紋液転写ディスクD2を乗せる。
(2)サンプルディスク用テーブル4をスタンプピン6(人工指紋転写部材9)の下まで移動させる。
(3)スタンプピン6(人工指紋転写部材9)を下降させて人工指紋転写部材9を、所定時間、人工指紋液転写ディスクD2に押し付けて、人工指紋液を人工指紋転写部材9に転写する。
(4)サンプルディスク用テーブル4を待機領域に戻して、人工指紋液転写ディスクD2を取り外す。
(5)サンプルディスク用テーブル4に評価対象ディスクD1を乗せる。
(6)サンプルディスク用テーブル4をスタンプピン6(人工指紋転写部材9)の下まで移動させる。
(7)スタンプピン6(人工指紋転写部材9)を下降させて人工指紋転写部材9を、所定時間、評価対象ディスクD1に押し付けて、人工指紋を評価対象ディスクD1に付着させる。
(8)サンプルディスク用テーブル4を待機領域に戻して評価対象ディスクD1を取り外し、人工指紋が付着した評価対象ディスクD1の評価を行う。
評価対象ディスクD1及び/又は人工指紋液転写ディスクD2をサンプルディスク用テーブル4、人工指紋液転写ディスク用テーブル5にセット及び取り外すのに作業員が手で行ってもよいが、ディスク入れ替えアームなどを備えたディスク自動セット装置を人工指紋付着装置1に付加することによって、これを自動化するようにしてもよい。
光ディスクの拭き取り性評価において、図7に例示の人工指紋拭き取り装置20を使用するのがよい。人工指紋拭き取り装置20は、モータ21によって回転駆動される評価対象部材用テーブル22を有し、この評価対象部材用テーブル22の上に、人工指紋FPが付着した評価対象ディスクD1が載置される。
評価対象ディスクD1の上には拭き取りクロス23が載置され、この拭き取りクロス23の上には、選択された重量の分銅24が載置される。拭き取りクロス23は、評価対象ディスクD1と供回りするのを防止するために紐25が連結されており、この紐25は図外の基台などに固定される。拭き取りクロス23の好適な材料として、テイジンの「ミクロスター」(登録商標)を挙げることができる。この「ミクロスター」は超極細繊維から作られており、光ディスクのクリーニング用クロスとして市販され且つ多用されている。
モータ21は、コントローラ26によって回転制御が可能であり、コントローラ26には、回転数設定手段27及びタイマ設定手段28が接続されている。モータ21の回転数(rpm)は回転数設定手段27によって任意に設定可能であり、また、モータ21の動作時間はタイマ設定手段28によって任意に設定可能である。モータ21が実際に回転した回数はカウンタ29に表示される。モータ21の回転数を固定にして、モータ21の動作時間だけをタイマ設定手段28によって設定するようにしてもよく、また、タイマ設定手段28によるモータ21の動作時間の設定に代えて評価対象部材用テーブル22が回転する回数をユーザが設定することができるようにしてもよい。
人工指紋拭き取り装置20を使って人工指紋を付着させた評価対象ディスクD1の拭き取り性を評価するには、先ず、人工指紋が付着した評価対象ディスクD1を評価対象部材用テーブル22の上に置き、例えば、31gの分銅24をセットすると共に、回転数設定手段27及びタイマ設定手段28により回転数670rpm、10秒を設定した後に、図外の起動スイッチを押すことによりモータ21を起動させればよい。これにより、評価対象部材用テーブル22上の評価対象ディスクD1の人工指紋FPは拭き取りクロス23によって拭き取られることになる。
設定時間「10」秒が経過してモータ21が回転停止したら、評価対象部材用テーブル22から評価対象ディスクD1を取り去って、目視により指紋拭き取り評価を行ってもよいが、評価対象ディスクD1を記録及び/又は再生装置に入れて映像の飛びや録画及び再生を行うことにより評価するようにしてもよい。
人工指紋拭き取り装置20を使用することにより、人工指紋の拭き取りに関し、一定の条件で拭き取りを行うことができ、これにより客観的な「拭き取り性」の評価を実現することができる。
上述した人工指紋拭き取り装置20に代えて、人工指紋付着装置1を流用して拭き取り性の評価を行うようにしてもよい。具体的には、図1の人工指紋付着装置1に仮想線で示すように、拭き取りクロス23で人工指紋転写部材9を下方から覆い、この拭き取りクロス23の上端を図外の紐で締め付けることで、拭き取りクロス23を人工指紋転写部材9に固定すればよい。これにより、人工指紋付着装置1は、評価対象ディスクと当接する拭き取りクロス23を備えた人工指紋拭き取り装置に変化する。
人工指紋付着装置1を使って指紋拭き取り作業を行うには、例えばサンプルディスク用テーブル4に、人工指紋が付着した評価対象ディスクD1をセットし、次いで、アーム10を下降させて、拭き取りクロス23を備えた人工指紋転写部材9を下降させる。これにより、人工指紋転写部材9は拭き取りクロス23を介して評価対象ディスクD1の表面に載った状態になる。評価対象ディスクD1に対して拭き取りクロス23を押す力は、実質的に、分銅8を含むスタンプユニット3の自重によって規定される。従って、拭き取りクロス23に加える荷重の調整は、分銅8の重さを選択することにより行うことができる。
人工指紋付着装置1を使った指紋拭き取り作業は、例えば、サーボモータ17の回転方向を周期的に変えて、サンプルディスク用テーブル4を水平方向に所定のピッチで往復移動させることにより行うことができる。往復移動の回数は、ユーザが任意に設定できるのが好ましく、このための手段として、コントローラ18にその回数を設定するための手段を設けるのがよい。
変形例として、人工指紋付着装置1にサンプルディスク用テーブル4を回転駆動させるモータ(図示せず)を付加して、前述した人工指紋拭き取り装置20と同様に、評価対象ディスクD1に付着した人工指紋の拭き取りを行ってもよい。また、拭き取りクロス23による拭き取りに関する動作は相対的であり、拭き取りクロス23を移動させることにより、評価対象ディスクD1の板面に沿った水平移動又は周方向の移動による拭き取りを行うようにしてもよい。
産業上の利用の可能性
本発明は、例えば、CD、DVDなどの光ディスクの評価のために利用できる。

Claims (33)

  1. スタンプユニットの下端に設けられた人工指紋転写部材を評価対象部材の表面に押し付けることにより、前記人工指紋転写部材に付着した人工指紋液を前記評価対象部材の表面に付着させる人工指紋付着方法であって、
    人工指紋液転写源を用意し、
    前記スタンプユニットの下に前記人工指紋液転写源を位置決めし、
    前記スタンプユニットを下降させて、実質的に該スタンプユニットの自重で前記人工指紋転写部材を前記人工指紋液転写源に所定時間押し付けて、前記人工指紋転写部材に人工指紋液を付着させた後に前記スタンプユニットを上昇させ、
    前記スタンプユニットの下に前記評価対象部材を位置決めし、
    前記スタンプユニットを下降させて、実質的に前記スタンプユニットの自重で前記人工指紋転写部材を前記評価対象部材に所定時間押し付けて、前記評価対象部材の表面に人工指紋液を付着させた後に前記スタンプユニットを上昇させ、
    前記人工指紋液が付着した前記評価対象部材を前記スタンプユニットの下から取り除くことを特徴とする人工指紋付着方法。
  2. 評価対象部材の表面に所望の量の人工指紋液を付着させるための人工指紋付着装置であって、
    下端に人工指紋転写部材を備えたスタンプユニットと、
    該スタンプユニットを上下に摺動可能に支持するスタンプユニット支持部と、
    該スタンプユニット支持部を上下に駆動するための上下動用アクチュエータと、を含み、
    前記上下動用アクチュエータを動作させることにより前記スタンプユニット支持部を下降させて、前記スタンプユニットの人工指紋転写部材を前記評価対象部材に着座させたときに、実質的に前記スタンプユニットの自重で、所定量の人工指紋液が付着した前記人工指紋転写部材を前記評価対象部材の表面に押し付けて、前記人工指紋転写部材の人工指紋液を前記評価対象部材の表面に付着させるように構成されたことを特徴とする人工指紋付着装置。
  3. 前記スタンプユニットは、自重を調整するための重量調整用部材を備えることを特徴とする、請求項2に記載の人工指紋付着装置。
  4. 前記上下動用アクチュエータを制御するための制御手段を更に有し、
    前記人工指紋転写部材を前記評価対象部材に押し付けている時間をユーザが設定することができることを特徴とする、請求項2又は3に記載の人工指紋付着装置。
  5. 前記人工指紋転写部材は高さ寸法が5〜30mmであり、転写面の面積が20〜300mmであることを特徴とする、請求項2に記載の人工指紋付着装置。
  6. 前記人工指紋転写部材は、高さ寸法が7〜15mmであり、転写面の面積が40〜200mmであることを特徴とする、請求項5に記載の人工指紋付着装置。
  7. 前記人工指紋転写部材が円柱状及び下方に向けて徐々に縮径した切頭円錐形のいずれかの形状を有することを特徴とする、請求項5又は6に記載の人工指紋付着装置。
  8. 前記人工指紋転写部材が40〜80HSの硬さを有することを特徴とする、請求項5又は6に記載の人工指紋付着装置。
  9. 前記人工指紋転写部材がエラストマー材料からなることを特徴とする、請求項5又は6に記載の人工指紋付着装置。
  10. 前記人工指紋転写部材の転写面が算術平均粗さ約0.6〜4.5μmの粗面で構成されたことを特徴とする、請求項2に記載の人工指紋付着装置。
  11. 前記人工指紋転写部材の転写面が20〜300mmの面積を有することを特徴とする、請求項10に記載の人工指紋付着装置。
  12. 前記人工指紋転写部材がシリコーンゴムから作られていることを特徴とする、請求項10又は11に記載の人工指紋付着装置。
  13. 評価対象部材の表面に所望の量の人工指紋液を付着させるための人工指紋付着装置であって、
    下端に人工指紋転写部材を備え、且つ、分銅を乗せるための分銅用テーブルを備えたスタンプユニットと、
    該スタンプユニットを上下動自在に支持するスタンプユニット支持部と、
    該スタンプユニット支持部を上下に駆動するための上下動用アクチュエータと、
    前記人工指紋転写部材が接近可能である内方領域及び前記人工指紋転写部材から離れた待機領域の間で移動可能な、前記評価対象部材を載置するための評価対象部材用テーブルと、を含み、
    前記評価対象部材を載置した前記評価対象部材用テーブルを前記内方領域にセットした状態で、前記上下動用アクチュエータを動作させることにより前記スタンプユニット支持部を下降させて、前記スタンプユニットの人工指紋転写部材を前記評価対象部材に着座させたときに、実質的に前記スタンプユニットの自重で、前記人工指紋転写部材を前記評価対象部材の表面に押し付けて、前記人工指紋転写部材の人工指紋液を前記評価対象部材の表面に付着させるように構成されたことを特徴とする人工指紋付着装置。
  14. 前記人工指紋液を供給するための人工指紋液転写源を更に有し、
    前記上下動用アクチュエータを動作させることにより前記スタンプユニット支持部を下降させて、前記スタンプユニットの人工指紋転写部材を前記人工指紋液転写源に着座させたときに、実質的に前記スタンプユニットの自重によって前記人工指紋転写部材を前記人工指紋液転写源に押し付けて、前記人工指紋転写部材に人工指紋液を付着させるように構成されたことを特徴とする、請求項13に記載の人工指紋付着装置。
  15. 前記人工指紋液転写源が、前記人工指紋液を塗布した人工指紋液転写ディスクからなることを特徴とする、請求項14に記載の人工指紋付着装置。
  16. 前記評価対象部材が光ディスクであり、
    前記人工指紋転写部材に接近可能である内方領域及び前記人工指紋転写部材から離れ待機領域の間で移動可能な、前記人工指紋液転写ディスクを載置するための人工指紋液転写ディスク用テーブルと、
    前記スタンプユニット支持部を水平方向に回動させて、該スタンプユニット支持部を第1回転位置と第2回転位置とに位置決めするためのロータリアクチュエータとを更に有し、
    前記スタンプユニット支持部の第1回転位置に対応して前記評価対象部材用テーブルが配設され、前記スタンプユニット支持部の第2回転位置に対応して前記人工指紋液転写ディスク用テーブルが配設されていることを特徴とする、請求項15に記載の人工指紋付着装置。
  17. 前記評価対象部材用テーブル及び前記人工指紋液転写ディスク用テーブルのうち、少なくとも前記評価対象部材用テーブルがテーブル用アクチュエータにより前記内方領域と前記待機領域との間で移動するように構成されたことを特徴とする、請求項16に記載の人工指紋付着装置。
  18. スタンプユニットの下端に設けられた人工指紋転写部材を評価対象部材の表面に押し付けることにより、前記人工指紋転写部材に付着した人工指紋液を前記評価対象部材の表面に付着させた後に、該評価対象部材に付着した人工指紋液を拭き取る人工指紋拭き取り方法であって、
    人工指紋液転写源を用意し、
    前記スタンプユニットの下に前記人工指紋液転写源を位置決めし、
    前記スタンプユニットを下降させて、該スタンプユニットの自重で前記人工指紋転写部材を前記人工指紋液転写源に所定時間押し付けて、前記人工指紋転写部材に人工指紋を付着させた後に前記スタンプユニットを上昇させ、
    前記スタンプユニットの下に前記評価対象部材を位置決めし、
    前記スタンプユニットを下降させて、実質的に前記スタンプユニットの自重で前記人工指紋転写部材を前記評価対象部材に所定時間押し付けて、前記評価対象部材の表面に人工指紋液を付着させた後に前記スタンプユニットを上昇させ、
    前記人工指紋液が付着した前記評価対象部材を前記スタンプユニットの下から取り除き、
    該人工指紋液が付着した評価対象部材の上に、一定の荷重を付加した状態で拭き取り部材を載置し、
    該拭き取り部材と前記評価対象部材とを規定の条件で相対移動させて前記評価対象部材の人工指紋液を拭き取ることを特徴とする人工指紋拭き取り方法。
  19. 所定量の人工指紋液が付着した評価対象部材の表面から規定の条件に従って前記人工指紋液を拭き取るための人工指紋拭き取り装置であって、
    前記人工指紋液が付着した評価対象部材を載置するための評価対象部材用テーブルと、
    該評価対象部材用テーブルに載置された前記評価対象部材の表面に、荷重を加えた状態で当接される拭き取り部材と、
    該拭き取り部材と前記評価対象部材用テーブルとを一定の条件の下で相対移動させる駆動機構とを有し、
    前記拭き取り部材に加える荷重及び前記駆動機構の動作条件が調整可能であることを特徴とする人工指紋拭き取り装置。
  20. 前記駆動機構が、前記拭き取り部材と前記評価対象部材用テーブルとを相対的に水平方向に往復動作させる構成であることを特徴とする、請求項19に記載の人工指紋拭き取り装置。
  21. 前記駆動機構が、前記拭き取り部材と前記評価対象部材用テーブルとを相対的に回転動作させる構成であることを特徴とする、請求項19に記載の人工指紋拭き取り装置。
  22. 前記往復動作の回数をユーザが設定するための動作回数設定手段を更に有する、請求項20に記載の人工指紋拭き取り装置。
  23. 前記拭き取り部材と前記評価対象部材用テーブルとの相対的な回転の回数をユーザが設定するための回転回数設定手段を更に有することを特徴とする、請求項21に記載の人工指紋拭き取り装置。
  24. 下端に人工指紋転写部材を備えたスタンプユニットと、
    該スタンプユニットを上下に摺動可能に支持するスタンプユニット支持部と、
    該スタンプユニット支持部を上下に駆動するための上下動用アクチュエータと、を含み、
    前記上下動用アクチュエータを動作させることにより前記スタンプユニット支持部を下降させて、前記スタンプユニットの人工指紋転写部材を前記評価対象部材に着座させたときに、実質的に前記スタンプユニットの自重で、所定量の人工指紋液が付着した前記人工指紋転写部材を前記評価対象部材の表面に押し付けて、前記人工指紋転写部材の人工指紋液を前記評価対象部材の表面に付着させるように構成された人工指紋付着装置によって人工指紋を付着させた評価対象部材から人工指紋液を拭き取るための人工指紋拭き取り装置であって、
    前記人工指紋付着装置により所定量の人工指紋液を付着させた前記評価対象部材を載置するための評価対象部材用テーブルと、
    該評価対象部材用テーブルに載置された前記評価対象部材の表面に、荷重を加えた状態で当接される拭き取り部材と、
    該拭き取り部材と前記評価対象部材用テーブルとを一定の条件の下で相対移動させる駆動機構とを有し、
    前記拭き取り部材に加える荷重及び前記駆動機構の動作条件が調整可能であることを特徴とする人工指紋拭き取り装置。
  25. 評価対象部材の表面に人工指紋液を転写するための人工指紋転写部材を備え、該人工指紋転写部材は、高さ寸法が5〜30mmであり、転写面の面積が20〜300mmであることを特徴とするスタンプユニット。
  26. 評価対象部材の表面に人工指紋液を転写するための人工指紋転写部材を備え、該人工指紋転写部材の硬さが40〜80HSであることを特徴とするスタンプユニット。
  27. 前記人工指紋転写部材は、高さ寸法が5〜30mmであり、転写面の面積が20〜300mmであることを特徴とする、請求項26に記載のスタンプユニット。
  28. 評価対象部材の表面に人工指紋液を転写するための人工指紋転写部材を備え、該人工指紋転写部材は、転写面が算術平均粗さ約0.6〜4.5μmの粗面で構成されていることを特徴とするスタンプユニット。
  29. 前記転写面の面積が20〜300mmであることを特徴とする、請求項28に記載のスタンプユニット。
  30. 前記人工指紋転写部材は、高さ寸法が7〜15mmであり、且つ、転写面の面積が40〜200mmであることを特徴とする、請求項25乃至29のいずれかに記載のスタンプユニット。
  31. 前記人工指紋転写部材は、円柱状及び下方に向けて徐々に縮径した切頭円錐形のいずれかの形状を有することを特徴とする、請求項25乃至29のいずれかに記載のスタンプユニット。
  32. 前記人工指紋転写部材がエラストマー材料からなることを特徴とする、請求項25乃至29のいずれかに記載のスタンプユニット。
  33. 前記人工指紋転写部材がシリコーンゴムから作られていることを特徴とする、請求項25乃至29のいずれかに記載のスタンプユニット。
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