JP3650756B2 - 光ディスクの製造装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光を利用して情報領域の情報信号を読み取る光ディスクの製造装置、特に情報領域を有するディスク基板などに貼り合わされる透明フィルムのような薄い基板を保持するのに好適な保持手段に関する。
【０００２】
【従来技術】
現在、広く使用されているＤＶＤは厚さが０．６ｍｍの２枚のディスク基板を、接着剤を介して重ね合わせ、貼り合わせている。最近、このＤＶＤよりも記憶容量の大きな光ディスクが、特開平１１−１２６３７７号公報、特開平１１−１８５２９１号公報、特開２０００−３１１３９２号公報などに提案されている。この大容量光ディスクは、図１０に示すような構造になっており、中央孔１ａ、ピットと反射膜とからなる情報信号部１ｂの形成された情報領域Ａ、情報領域Ａを除く非情報領域のうち、情報領域Ａの外側の外側非情報領域Ｂ、情報領域Ａと中央孔１ａとの間の内側非情報領域Ｃを有する基板１の上に、接着剤２により厚さ０．１ｍｍ程度の透明フィルムのような厚みの薄い基板３を貼り合わせ、この薄い基板３を通して情報信号を読み出している。特開平１１−１２６３７７号公報の記述によれば、この薄い基板３は１７７μｍ以下で１０μｍ以上の厚みとされており、現在のＤＶＤに用いられている０．６ｍｍのディスク基板に比べてかなり薄く、この薄い光透過層を通して記録、再生のためのレーザ光を照射するので、大容量化に対応できる。
【０００３】
そして、この大容量光ディスクの情報信号部は、記録密度の高密度化により、例えばピットのトラックピッチが現行のＤＶＤの０．７４μｍに比べて０．３μｍ程度と狭く、また最小のピット長が現行のＤＶＤの０．４μｍに比べて０．１〜０．２μｍと短くなっている。したがって、ディスク基板のこのような微小のピットを正確に読み取るためには、薄い基板３と接着剤層とからなる光透過層を薄く、高精度で均一な厚みにしなければならない。しかも、現行のＤＶＤの場合に比べて微小な傷やボイド（気泡）、埃やチリでも大きな影響を与え、情報を正確に読み取ることができなくなる。
【０００４】
特開平１１−１２６３７７号公報に記述された光ディスクの製造方法では、図１１に示されているように、圧着ロール３ａから引き出されて走行する薄い基板３とその一面に形成されたドライフォトポリマーなどからなる接着層２に、情報信号部１ａが形成された基板１を同一速度で同一方向に並走させながら接触させ、圧着ローラ２１により圧力を与えて薄い基板３の接着層２を基板１に接着させる。次に、紫外線を照射するＵＶランプ２２などにより接着層２を硬化させて透明フィルムのような薄い基板３と基板１とを硬化させ、しかる後に薄い基板３と基板１とを一旦停止させ、薄い基板３を打ち抜いて光ディスクを完成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来製造方法では、薄い基板３がロールに巻かれた状態で基板１に貼り合わせるので、作成プロセスが減り、設備や材料などの削減が可能であるなどのメリットはあると記述されているものの、基板１と薄い基板３とを走行させながら圧着ローラ２１により圧力を与えて接着させるので、基板の情報信号部に相当する薄い基板３の領域にも微小な傷が付きやすく、また基板１と薄い基板３との間にボイドができやすいなどの問題が存在する。このような問題が存在すると、前述したように、光ディスクからの情報の読み取りエラーを招く原因となることが多い。
したがって、本発明は薄い基板３における基板の情報信号部に相当する領域に傷をつけることなく薄い基板３を吸着保持すると共に、薄い基板３を一平面上に均一に支承することができる保持手段を備える製造装置を提供することを目的としている。
【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、情報領域を有する第１の基板と第２の基板とを、それらの間に供給された接着剤を介して重ね合わせた後、高速回転させて貼り合わせる光ディスクの製造装置において、前記第１の基板を保持する第１の保持手段と、前記第１の基板の前記情報領域の外側の非情報領域に相当する前記第２の基板の外周部を吸引保持するための吸引孔を有する外側支承部と、前記第１の基板の前記情報領域の内側の非情報領域に相当する前記第２の基板の内周部を吸引保持するための吸引孔を有する内側支承部とを有し、前記外側支承部と前記内側支承部は、０．５ないし１０ｍｍの範囲内の同一の高さであり、前記第１の基板の前記情報領域に相当する前記第２の基板の面域を非接触にして前記第２の基板を保持する第２の保持手段と、前記第１の保持手段と前記第２の保持手段との間に交流電圧又は直流電圧を印加する電圧印加手段と、を備えたことを特徴とする光ディスクの製造装置を提案するものである。この発明によれば、他の基板の情報領域に相当する面域に傷をつけることなく基板を吸着保持することができ、かつ基板を一平面上に均一に支承することができる。さらに、基板間に気泡が存在しない、又は極めて少ない高品質の光ディスクを得ることができる。
【０００７】
請求項２の発明は、上記課題を解決するため、請求項１において、前記第２の基板は、光透過層となる透明フィルムであることを特徴とする光ディスクの製造装置を提案するものである。
請求項２によれば、情報領域に相当する面域に傷をつけることなくフィルム状の薄い基板を吸着保持することができる。
【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、前記第２の保持手段は、前記外側支承部と前記内側支承部との間の気室の気体を外部にリークする気体リーク部を備えたことを特徴とする光ディスクの製造装置を提案するものである。
請求項３によれば、情報領域に相当する面域を傷つけることなく薄い基板を吸着保持でき、かつ基板を同一平面上に均一に支承することができる。
【０００９】
請求項４の発明は、上記課題を解決するため、請求項３において、前記気体リーク部は、前記外側支承部に形成された一つ以上の溝又は貫通孔からなることを特徴とする光ディスクの製造装置を提案するものである。
請求項４によれば、情報領域に相当する面域を傷つけることなく薄い基板を吸着保持でき、かつ基板を同一平面上に均一に支承することができる。
【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、前記第１の保持手段は前記第２の保持手段と同様な構造であることを特徴とする光ディスクの製造装置を提案するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態及び実施例】
本発明は、図１０に示した構造の大容量光ディスクの製造装置、特に大容量光ディスクにおける透明フィルムのような薄い基板の保持手段にかかり、保持手段は、基板１の情報信号部１ｂの形成された情報領域Ａ以外の領域、つまり非情報領域Ｂ、Ｃに相当する透明フィルムのような薄い基板の外側周辺部と内側周辺部とを吸着保持し、基板の情報領域Ａに相当する薄い基板の面域には接触しないように薄い基板との間に間隙を有し、かつ好ましくはその間隙の気圧が外部の気圧と等しくなるように気体をリークする気体リーク部を備えたことを特徴としている。
【００１４】
図１及び図２により本発明の第１の実施例について説明を行う。図１０と図１１に示した記号と同一の記号は相当する部材を示すものとする。図１は、従来例で説明したような薄い基板３を吸引保持する保持手段４の側面から見た断面を示す。図２（Ａ）は保持手段４の斜視図であり、図２（Ｂ）は薄い基板３を吸引保持した状態を示す斜視図である。保持手段４はアルミニウム材料のような金属材料又は合成樹脂材料からなり、図１０に示した基板１の外側の非情報領域Ｂに相当する領域に外側支承部５を、また基板１の内側の非情報領域Ｃに相当する領域に内側支承部６を備えると共に、基板１の情報領域Ａに相当する部分には非接触領域７を備える。外側支承部５と内側支承部６の非接触領域７面からの高さは等しい。
【００１５】
透明フィルムのような薄い基板３は、図１０に示した基板１とほぼ同じ外径と内径を有する。外側支承部５は薄い基板３の外径とほぼ等しい外径を持つと共に、図１０に示した基板１の外側の非情報領域Ｂの内径以上の内径をもつ短円筒状のものである。薄い基板３を吸着保持するため、その短円筒状の外側支承部５の一端から他端に通じる複数の吸引孔５ａが形成されており、それら吸引孔５ａは更に保持手段４の共通部を通して共通吸引通路８まで延びている。一方、内側支承部６は基板用の一般的な保持手段とほぼ同様なものであり、図１０に示した基板１の非情報領域Ｃとほぼ同じ外径と内径を有するものであり、複数の吸引孔６ａを有する。それら吸引孔６ａも共通吸引通路８まで延びている。また、内側支承部６の中央には薄い基板３を吸着保持する際に、薄い基板３が載置された不図示の突出部材を受け入れる中央孔９が備えられている。この中央孔９は、薄い基板３と後で示す基板との重ね合わせの際に、その基板を吸着保持する保持手段（図６では記号１１）のセンタリング部材（図６では記号１１ａ）が挿入され、位置決めに役に立つ。
【００１６】
この保持手段４によれば、図１及び図２に示すように薄い基板３を吸着保持したとき、外側支承部５は基板１の外側の非情報領域Ｂに相当する薄い基板３の外周部分を吸着保持するだけで、情報領域Ａに相当する面域には接触しないので、仮にそのとき微小な傷が付いたとしても、基板１の外側の非情報領域Ｂに相当する薄い基板３の外周部分に傷が付くだけで、情報領域Ａに相当する薄い基板３の面域には傷が付かない。また、同様に、内側支承部６は基板１の内側の非情報領域Ｃに相当する薄い基板３の内周部分を吸着保持するだけで、情報領域Ａに相当する面域には接触しないので、仮にそのとき接触による微小な傷が付いたとしても、非情報領域Ｃに相当する薄い基板３の内周部分に傷が付くだけで、情報領域Ａに相当する薄い基板３の領域には傷が付かない。
【００１７】
次に、図３及び図４により本発明の第２の実施例について説明する。図３（Ａ）は、従来例で説明したような薄い基板３を吸引保持する保持手段４の側面から見た断面を示し、図３（Ｂ）はその正面図である。図４（Ａ）、図４（Ｂ）は斜視図であり、図４（Ｂ）は薄い基板３を吸着保持した図面である。図１に示した記号と同一の記号は相当する部材を示すものとする。この実施例が図１の実施例と異なる点は、外側支承部５と内側支承部６の背が低くなった点と、外側支承部５に気体リーク部５ｂを設けた点である。この実施例では、例えば、外側支承部５と内側支承部６は非接触領域７よりも数ｍｍ程度高いだけである。このような場合には、外側支承部５、内側支承部６、非接触領域７及び薄い基板３で囲まれた気室Ｘの容積が小さくなるために、吸引孔５ａ、６ａの個数及び吸引力にもよるが、吸引時のリークによって気室Ｘの気圧が大気圧よりも低くなってしまい、図５（Ａ）に示すように、基板１の情報領域Ａに相当する薄い基板３の部分３ａが気室Ｘ側に撓み、薄い基板３の平坦性が悪くなる。薄い基板３の平坦性が低下すると、基板と貼り合わせたとき、薄い基板３と基板との間に気泡ができ易くなるばかりでなく、貼り合わせた後にも平坦性の精度が低下するので、好ましくない。
【００１８】
第２の実施例のように、気体リーク部５ｂとなる溝を備えた場合には、吸引孔５ａ、６ａによる吸引時のリークによっても気室Ｘの気圧が大気圧よりも低くなることはなく、したがって、図５（Ｂ）に示すように、薄い基板３の平坦性は十分に確保され、基板１の情報領域Ａに相当する薄い基板３の部分３ａが気室Ｘ側に撓むことは皆無である。気体リーク部５ｂとして作用する溝は、特に幅が非常に狭い溝を沢山形成した場合には、吸引を停止して保持手段４から薄い基板３を開放するとき、薄い基板３が保持手段４の外側支承部５から剥がれやすいので、高速化が可能となる。
【００１９】
次に、前述のような構造の保持手段４を用いて基板１と薄い基板３とを貼り合わせる一実施例について、図６により説明する。図６（Ａ）では図３及び図４に示した保持手段４が透明フィルムのような薄い基板３を吸着保持した状態で所定位置に停止している。その前の段階で、保持手段４は、図示しない別の位置に順次搬送されて来る薄い基板３の外側非情報領域Ｂと内側非情報領域Ｃに相当する面域を吸着保持する。この後、保持手段４は旋回動作を行い、薄い基板３が基板１の真上の位置で停止する。一方、記録情報層１ａを有する下側の基板１は基板用保持手段１１に吸着保持されており、その上面には基板１の中央孔１ｂを中心とする所定半径位置に円環状に接着剤２が通常の方法で供給されている。
【００２０】
図６（Ａ）に示すように、前述したような構造の保持手段４により吸着保持された薄い基板３が基板１の真上に搬送されて停止すると、矢印で示すように、基板用保持手段１１は不図示の上下駆動装置により、基板１上の円環状に供給されている接着剤２が薄い基板３に接触する寸前まで急上昇し、次にゆっくり上昇する。そして、基板用保持手段１１は基板１上の接着剤２が薄い基板３の下面に接触して、円環状にヌレ拡がると停止する。しかる後、保持手段４が吸引動作を停止して薄い基板３を開放すると、基板用保持手段１１が下降動作を行う。次に、不図示のスピンナ装置において、図６（Ｂ）の矢印で示すように、スピンナ装置の基板用保持手段１１’は高速回転を行い、遠心力で薄い基板３と基板１間に接着剤２を一様に拡げ、余剰の接着剤を振り切る。次に、硬化ポジションにおいてディスク基板受台１２に載置された状態で、紫外線照射ランプ１３からの紫外線が照射されることにより、薄い基板３と基板１間の接着剤２は硬化する。ここで、前記上下駆動装置の他に回転駆動装置を設け、基板用保持手段１１を低速回転で回転させながら基板１上に接着剤２を円環状に供給した後、基板１と薄い基板３との貼り合わせを行い、基板用保持手段１１を高速回転させるという一連の工程を同一ポジションで行ってもよい。この場合は、各ポジションへの搬送が必要で無くなるので、貼り合わせ時間の短縮、設備の削減、及び基板の搬送時の剥離帯電を防ぐことが可能になる。
【００２１】
薄い基板３と基板１とを接着剤を介して重ね合わせるときに注意をしなければならない点は、薄い基板３と基板１との間に気泡が形成されないということである。薄い基板３と基板１との間に気泡を発生しない方法として、図７に示すように薄い基板３と基板１とを重ね合わせるとき、交流又は直流の電圧を印加する方法が本発明者等によって提案され、特開２０００−２９０６０２号公報などに開示されている。その電圧を印加するのに好適な保持手段４について、図７及び図８により説明を行う。
【００２２】
薄い基板３の保持手段４は、基本的には前記実施例と同様なものであり、この実施例では合成樹脂又はセラミックスなどの電気絶縁材料からなる保持手段４の非接触領域に相当する領域に一方の電極となる円環状の金属板１４が埋め込まれている。円環状の金属板１４の表面は保持手段４の外側支承部５と内側支承部６よりも幾分低くなっている。円環状の金属板１４は、一方の接続ライン１６により電源１５に接続されると共に、接地電位に接続されている。電源１５は数１００Ｖ以上の電圧を発生するものならば、交流でも直流でも良い。前述のように、薄い基板３が外側支承部５と内側支承部６それぞれの吸引孔５ａ、６ａにより保持手段４に吸着保持されるとき、外側支承部５に気体リーク部５ｂが形成されているので、外側支承部５と内側支承部６と円環状の金属板１４と薄い基板３とで囲まれた気室Ｘの気圧は大気圧と同じなので、吸着時のリークによっても薄い基板３が気室Ｘ側に撓むことはなく、薄い基板３と金属板１４との間隙が僅かであっても、薄い基板３が円環状の金属板１４に接触しない。
【００２３】
一方、現在使用されている光ディスクの貼り合わせ前の基板１を吸着保持するための基板用保持手段１１も他方の電極となる円環状の金属板１７が設けられており、金属板１７はスイッチ１８を介して接続ライン１９により電源１５に接続されている。保持手段４が、図示しない移載アームにより先ず図８の位置、つまり、薄い基板３が基板１の真上まで搬送されると、基板用保持手段１１は不図示の上下駆動装置により急速に上昇し、基板１上に円環状に供給されている接着剤２が薄い基板３に接触する前に上昇を緩める。この状態でスイッチ１８が閉じて金属板１４と１７間に電圧が印加され、薄い基板３と基板１との間の空間に電界が形成される。さらに、基板１はゆるやかな速度で上昇して、基板１上の接着剤２が薄い基板３に接触して所定の重ね合わせが行われる。ここで、基板１上の接着剤２が薄い基板３に接触する瞬間に、電界による吸引力により、接着剤２の頂部が先細り、その先端で接液が行われるので、接液時に形成され易い気泡の発生が充分に抑制される。その後、スイッチ１８が開かれ、金属板１４と１７間の電圧は除去され、保持手段４は吸着動作を停止して薄い基板３を開放すると、基板用保持手段１１が下降動作を行う。しかる後、図示しないスピンナ装置において高速回転を行い、基板１と薄い基板３との間に接着剤２を一様に拡げると共に、余剰の接着剤２を振り切る。
【００２４】
気泡が発生しないで、貼り合わせを行うためには、２枚の基板間にある値以上の電圧が印加される必要がある。図９に示すように、金属板１４と薄い基板３との間隙である空気は第１のキャパシタンスＣ１、薄い基板３の絶縁材料は第２のキャパシタンスＣ２、薄い基板３と基板１の不図示の反射膜との間隙である空気は第３のキャパシタンスＣ３、基板１の不図示の反射膜と金属板１１との間の基板１の絶縁材料は第４のキャパシタンスＣ４を形成し、全体として、これら各層のキャパシタンスを直列接続した等価回路として考えることができる。ここで、実験により得られた気泡が発生しないで、貼り合わせができる基板間に必要な電圧値（基板間隔、接着剤の抵抗率や粘度などにより影響されるため、一概には決められない。）を、図９の等価回路に適用し、電源電圧をあまり大きくせずに、基板間に所定の電圧が得られるための間隙の許容値を求めると、１０ｍｍ以下であることが好ましい。なお、保持手段４全体を金属材料のような導電材料で形成しても良い。この場合には、帯電によるほこり、微粒子などが保持手段４に付着せず、好都合である。
【００２５】
以上の実施例では、保持手段４が吸着保持する対象物体を薄い基板３として説明したが、現在一般に使用されている基板であって、情報の記録された情報層を有するディスク基板、あるいは情報層を有しないものでも良く、また、厚みに制限されることなく厚いものから薄いものまで適用可能である。
また、基板用保持手段１１に代えて保持手段４を用いてももちろん良い。
さらに、上述の実施例では、気体リーク部５ｂを保持手段４の外側支承部５に設けたが、例えば、共通吸引通路８を避けて気室Ｘとは反対側に通じるよう通路を形成しても良い。
前記実施例において、薄い基板３の中央孔の径は基板１の中央孔の径よりも大きな方が、薄い基板３の内周壁面の接着が良好に行えるので、好ましい。
また、必要に応じて保護シートが薄い基板３又は基板１に付着され、その保護シートを介して薄い基板３又は基板１を吸着するようにいても良い。この場合には、保護シートは薄い基板３の中央孔の径よりも小さな径の中央孔をもつことは、薄い基板３の内周側にはみ出した接着剤が、薄い基板３の表面に漏れだすのを防ぎ、さらに均一な高さにすることができるので、好ましい。なお、保護シートとして、導電材料を用いれば、帯電による埃や微粒子などの付着を防止できるので好ましい。さらに、保護シートは光ディスクの特性試験の測定直前、又はその測定がなされないものの場合には、使用前に剥離するのが良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ディスク基板の情報領域以外の外周と内周の非情報領域に相当する基板の面域を吸着保持することにより、情報領域に相当する基板面に傷などを与えない光ディスクの製造装置を提供することができ、特に透明フィルムのような薄い基板を撓むことなく平坦に支承することができ、情報領域に相当する基板面に傷や撓みなどを与えずに、他の基板との貼り合わせを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例を説明するための断面図である。
【図２】 本発明の一実施例を説明するための斜視図である。
【図３】 本発明の他の実施例を説明するための図面である。
【図４】 本発明の他の実施例を説明するための斜視図である。
【図５】 本発明と従来例を説明するための断面図である。
【図６】 本発明の一実施例に係る製造装置による光ディスクの製造方法を説明するための図である。
【図７】 本発明の他の実施例を説明するための断面図である。
【図８】 本発明の他の一実施例に係る製造装置による光ディスクの製造方法を説明するための図である。
【図９】 本発明の他の実施例を説明するための等価回路を示す図である。
【図１０】 現在の大容量光ディスクを説明するための図である。
【図１１】 現在の大容量光ディスクの製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１−基板 ２−接着剤
３−薄い基板 ４−薄い基板３の保持手段
５−保持手段４の外側支承部
５ａ−外側支承部５の吸引孔 ５ｂ−外側支承部５の気体リーク部
６−保持手段４の内側支承部 ６ａ−内側支承部６の吸引孔
７−非接触領域 ８−共通吸引通路
９−保持手段４の中央孔
１１、１１’−基板用保持手段 １２−基板受台
１３−紫外線照射ランプ １４−円環状の金属板
１５−電源
１６−接続導線 １７−円環状の金属板
１８−スイッチ １９−接続導線
Ａ−情報領域 Ｂ、Ｃ−非情報領域

Claims (5)

1. 情報領域を有する第１の基板と第２の基板とを、それらの間に供給された接着剤を介して重ね合わせた後、高速回転させて貼り合わせる光ディスクの製造装置において、
   前記第１の基板を保持する第１の保持手段と、
   前記第１の基板の前記情報領域の外側の非情報領域に相当する前記第２の基板の外周部を吸引保持するための吸引孔を有する外側支承部と、前記第１の基板の前記情報領域の内側の非情報領域に相当する前記第２の基板の内周部を吸引保持するための吸引孔を有する内側支承部とを有し、前記外側支承部と前記内側支承部は、０．５ないし１０ｍｍの範囲内の同一の高さであり、前記第１の基板の前記情報領域に相当する前記第２の基板の面域を非接触にして前記第２の基板を保持する第２の保持手段と、
   前記第１の保持手段と前記第２の保持手段との間に交流電圧又は直流電圧を印加する電圧印加手段と、
   を備えたことを特徴とする光ディスクの製造装置。
2. 請求項１において、
   前記第２の基板は、光透過層となる透明フィルムであることを特徴とする光ディスクの製造装置。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記第２の保持手段は、前記外側支承部と前記内側支承部との間の気室の気体を外部にリークする気体リーク部を備えたことを特徴とする光ディスクの製造装置。
4. 請求項３において、
   前記気体リーク部は、前記外側支承部に形成された一つ以上の溝又は貫通孔からなることを特徴とする光ディスクの製造装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、
   前記第１の保持手段は前記第２の保持手段と同様な構造であることを特徴とする光ディスクの製造装置。

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