(57)【要約】    【課題】  簡素な構成で、動的に変動する反りに応じて、基板面内に照射される光を簡単に調整することができる樹脂層硬化装置及び樹脂層硬化方法を提供する。    【解決手段】  ディスク用の基板Ｐ１，Ｐ２が載置されるターンテーブル１、重ね合わされた基板Ｐ１，Ｐ２を貼り合せる貼合部２、紫外線を照射する紫外線照射部３とを備える。紫外線照射部３は、貼り合わせ後のディスクＤに対して、紫外線Ｕを照射する光源３１を備える。光源３１と、ディスクＤを載置するサセプタ４との間に、紫外線の一部を遮る遮蔽部であるＵＶマスク３２を配設する。ＵＶマスク３２を、昇降機構３２ｂによって、光源３１及びサセプタ４との相対的な位置を可変に構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に付着した樹脂層を硬化させる樹脂層硬化装置において、
樹脂層を硬化させる光を、基板に対して照射する照射部と、
前記照射部と基板との間に、前記照射部から基板への光量及び照射位置を調整する調光部と、
を有し、
前記照射部、前記調光部及び基板の間隔が相対的に可変に構成されていることを特徴とする樹脂層硬化装置。
【請求項２】
前記照射部、前記調光部及び基板の少なくとも１つを移動させる駆動機構を有することを特徴とする請求項１記載の樹脂層硬化装置。
【請求項３】
基板のチルト値を測定するチルト測定部と、
前記チルト測定部によって測定されたチルト値に応じて、前記駆動機構を制御する制御装置を有することを特徴とする請求項２記載の樹脂層硬化装置。
【請求項４】
前記調光部は、前記照射部からの光の一部を遮る遮蔽部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂層硬化装置。
【請求項５】
前記調光部は、前記照射部からの光を屈折させる屈折部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の樹脂層硬化装置。
【請求項６】
照射部から照射される光によって、基板に付着した樹脂層を硬化させる樹脂層硬化方法において、
照射部が基板に対して光を照射する際に、
照射される光の光量及び照射位置を調整する調光部と、前記照射部若しくは基板との間隔を相対的に変えることを特徴とする樹脂層硬化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、光ディスクのような平板状の記録媒体を製造する際に、基板を貼り合せたり、表面の保護膜を形成するための樹脂層を硬化させるための樹脂層硬化装置及び樹脂層硬化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクや光磁気ディスク等の光学読み取り式の円盤状記録媒体は、再生専用のものや、記録された情報の書き換えが可能なものなど、多種多様な規格のものが普及している。かかる記録媒体は、基板に形成された記録面を保護したり、記録面の多層化による高密度記録を実現するために、一対の基板を、接着層を介して貼り合せることによって製造されている場合が多い。
【０００３】
このような貼り合わせ型ディスクの製造は、例えば、以下のように行われる。すなわち、２枚のポリカーボネート製の基板を射出成型し、スパッタ室においてスパッタリングによってレーザ反射用の金属膜（記録膜）を形成する。そして、２枚の基板の接合面に、紫外線硬化型の接着剤を塗布し、スピンコートによって接着剤を展延する。スピンコートとは、基板の中心の周囲に接着剤を塗布した後、基板を高速スピンさせることにより、基板上に接着剤による薄い膜（接着層）を形成するものである。
【０００４】
このように接着層を形成した一対の基板は、真空室に挿入され、真空中で互いの接着層が貼り合わされる。さらに、互いに貼り合わされた基板を真空室から大気圧に出し、全体に紫外線を照射することにより、接着剤を硬化させる。これにより、２枚の基板は強固に接着され、ディスクが完成する。なお、一般的な紫外線の照射装置は、光源としては超高圧水銀ランプが用いられ、照射時に紫外線を外部に漏らさないために、基板の周囲が遮蔽筒によって覆われている。
【０００５】
ところで、上記のように貼り合わされた基板は、情報の読み書きに用いられるレーザがディスクに照射されたときに、安定してスポットが形成されるように、反り（チルト）や歪みのない平坦なものとなることが望ましい。しかし、基板単体には、成型、色素コーティング、成膜等の工程から与えられる固有のチルトがあり、基板を重ね合わせた後もこのチルトは各々違う値となる。さらに、硬化のために照射される紫外線の照度分布は、超高圧水銀ランプ自体若しくは遮蔽筒の反射に依存するので、照射範囲である基板面内で照度のばらつきが生じる。樹脂は、硬化時に収縮するので、基板面内において照度のバラつきがあると、接着剤の硬化が均一に行われる、応力によって硬化後のチルトの悪化につながる。 
【０００６】
これに対処するため、特許文献１〜５に示すように、ディスクに対する紫外線の照射を制御する技術が提案されている。特許文献１は、測定されたディスクの反りを検出して、これに応じて紫外線の光量を調節する技術である。特許文献２は、可動のシャッタによって紫外線の照射タイミングを制御する技術である。特許文献３は、特定のマスクパターンの遮光マスクによって、紫外線の照射量を調節する技術である。特許文献４及び５は、複数の光源を用いることによって、紫外線照射の均一化を図った技術である。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３５７５６４号公報
【特許文献２】特開２００４−３０７５６号公報
【特許文献３】特開２００３−３０８６３５号公報
【特許文献４】特開２００１−５６９７２号公報
【特許文献５】特開２００４−９９８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のような従来技術には、以下のような問題があった。すなわち、特許文献１の技術は、単に光源からの光量を調整するものであり、特許文献２の技術は、シャッタにより照射タイミングを制御するに過ぎないため、内部の反射等による照射量の不均一には対処できない。特許文献３の技術は、特定のマスクパターンを備えた遮光マスクをあらかじめ用意しなければならず、個々のディスクに生じる異なる反りに対応することはできない。
【０００９】
特許文献４の技術は、複数の光源の物理的な配置や角度等によって、照射の均一化を図ったものであり、動的に変動する反りに対応することができない。さらに、特許文献５の技術は、光源として、半導体素子を用いることにより、熱によるディスクの歪みを低減したものである。この特許文献５においては、段落００６１に、照射量の均一化を図るためにはディスクを回転させる必要がある旨が記載されていることから、動的に変動する反りに対応することは困難である。
【００１０】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、簡素な構成で、動的に変動する反りに応じて、基板面内に照射される光を簡単に調整することができる樹脂層硬化装置及び樹脂層硬化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記のような目的を達成するため、請求項１の発明は、基板に付着した樹脂層を硬化させる樹脂層硬化装置において、樹脂層を硬化させる光を、基板に対して照射する照射部と、前記照射部と基板との間に、前記照射部から基板への光量及び照射位置を調整する調光部と、を有し、前記照射部、前記調光部及び基板の相対位置が可変に構成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、照射部から照射される光によって、基板に付着した樹脂層を硬化させる樹脂層硬化方法において、照射部が基板に対して光を照射する際に、照射される光の光量及び照射位置を調整する調光部と、前記照射部若しくは基板との相対位置を変えることを特徴とする。
【００１３】
以上のような請求項１及び６の発明では、照射部、調光部、基板の間隔を可変にすることにより、照射部から基板に照射される光量及び照射位置を微妙に調整できるので、動的に変動する反りにも簡単に対応できる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の樹脂層硬化装置において、前記照射部、前記調光部及び基板の少なくとも１つを移動させる駆動機構を有することを特徴とする。
以上のような請求項２の発明は、駆動機構によって照射部、調光部、基板の相対的な間隔を自動的に変動させることができる。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項２の樹脂層硬化装置において、基板のチルト値を測定するチルト測定部と、前記チルト測定部によって測定されたチルト値に応じて、前記駆動機構を制御する制御装置を有することを特徴とする。
以上のような請求項３の発明は、実際に測定された基板のチルト値に応じて、照射部、調光部、基板の相対的な間隔を変化させるので、動的に変動する反りに最適な照射を行うことができる。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項の樹脂層硬化装置において、前記調光部は、前記照射部からの光の一部を遮る遮蔽部を有することを特徴とする。
以上のような請求項４の発明では、遮蔽部は、光を遮ることができる構造であればよいので、簡素且つ安価に装置を構成できる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項の樹脂層硬化装置において、前記調光部は、前記照射部からの光を屈折させる屈折部を有することを特徴とする。
以上のような請求項５の発明では、屈折部と光源若しくは基板との相対距離の組み合わせによって、光路を微妙に調節して、チルトを制御することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上、説明したように、本発明によれば、簡素な構成で、動的に変動する反りに応じて、基板面内に照射される光を簡単に調整可能な樹脂層硬化装置及び樹脂層硬化方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の実施の形態（以下、実施形態と呼ぶ）について、図面を参照して具体的に説明する。
［装置の構成］
まず、本実施形態（以下、本装置と呼ぶ）の構成を、図１〜３を参照して説明する。なお、本装置は、ディスクの製造装置の一部を構成するものであり、本装置の上流工程に配設される基板の成型装置及び金属膜の形成装置、接着剤の塗布装置、各装置間で基板を受け渡す機構等については、公知のあらゆる技術を適用可能であるため、説明を省略する。
【００２０】
すなわち、本装置は、図１に示すように、ディスク用の基板Ｐ１，Ｐ２がサセプタ４を介して載置されるターンテーブル１、重ね合わされた基板Ｐ１，Ｐ２を貼り合せる貼合部２、紫外線を照射する紫外線照射部３とを備えている。ターンテーブル１には、接着剤塗布済みの基板Ｐ１を載置したサセプタ４を投入する第１の投入ポジション１１、接着剤塗布済みの基板Ｐ２を投入する第２の投入ポジション１２、貼合部２に対応する貼り合せポジション１３、基板Ｐ１，Ｐ２を貼り合せた後のディスクＤのチルトを測定するチルト測定ポジション１４、紫外線照射部３に対応する照射ポジション１５、完成ディスクＤを次工程に搬出する搬出ポジション１６を有している。このターンテーブル１は、図示しない駆動源によって、上記のような各ポジションに合わせて間欠回転するように構成されている。
【００２１】
チルト測定ポジション１４には、貼り合せ後のディスクＤの反り量を測定するチルト測定センサ５１が設けられている。このチルト測定センサ５１は、板面の位置に応じた距離の相違によって、反りの程度を検出する光学式のものが一般的であるが、特定のものには限定されない。
【００２２】
紫外線照射部３は、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、貼り合わせ後のディスクＤに対して、紫外線Ｕを照射する光源３１を備えている。光源３１と、ディスクＤを載置してターンテーブル１に搭載されるサセプタ４との間には、光源３１からの紫外線の照射量及び照射位置を調整するために、紫外線の一部を遮る遮蔽部であるＵＶマスク３２が配設されている。このＵＶマスク３２は、中央に、サセプタ４上のディスクＤと同心の穴３２ａが形成されたリング状の板であり、紫外線を遮蔽若しくは所定量遮ることができる材質で構成されている。
【００２３】
そして、ＵＶマスク３２は、昇降機構３２ｂによって、光源３１及びサセプタ４との相対的な位置を可変に構成されている。昇降機構３２ｂとしては、周知のあらゆる機構を適用可能であり、例えば、ピストン駆動、送りねじ駆動、ギヤ機構、ベルト駆動等種々のものが考えられるが、これらには限定されない。
【００２４】
昇降機構３２ｂ及びチルト測定センサ５１は、図３の機能ブロック図に示すように、ＵＶマスク３２の昇降を制御するための制御装置６に接続されている。この制御装置６は、入力部６１、記憶部６２、調整部６３を有している。入力部６１は、例えば、キーボードやタッチパネル等のように、ユーザが目標とする基準チルト値等の基準データを入力する手段である。記憶部６２は、入力部６１から入力された基準データを記憶するメモリ等の手段である。調整部６３は、記憶部６２に記憶された基準データに基づいて、昇降機構３２ｂによって駆動されるＵＶマスク３２の位置を調整する手段である。
【００２５】
調整部６３による調整の手法は、種々のものが考えられる。例えば、調整部６３が、基準チルト値と、チルト測定センサ５１からの測定値との差に基づいて、ＵＶマスク３２の位置（光源３１からの距離、ディスクＤからの距離、昇降機構３２ｂにおける絶対的な位置、現在の位置からの相対的な距離等、種々のものが考えられる）を算出する調整値算出部６３ａと、算出された位置へのＵＶマスク３２の移動を昇降機構３２ｂへ指示する調整指示部６３ｂとを備えた構成とすることも可能である。調整値算出部６３ａによる調整値の算出は、測定値を所望のチルト値へ一致させ若しくは近づけるために、チルト値の変動量とＵＶマスク３２の位置との関係を示すデータを、実測によって記録しておき、これを経験則として利用して、算出することが考えられる。
【００２６】
制御装置６は、例えば、専用の電子回路若しくは所定のプログラムで動作するコンピュータ等によって実現できる。従って、以下に説明する手順で本装置の動作を制御するためのコンピュータプログラム及びこれを記録した記録媒体も、本発明の一態様である。なお、ターンテーブル１の回転及び速度調整、光源３１の発光量及び発光タイミング等についても、制御装置６によって制御されるが、そのための構成については、説明を省略する。
【００２７】
［作用］
以上のような本装置によって、接着層を硬化させる方法を、図１〜３の構成図、図４のフローチャート、図５の実験データを参照して説明する。まず、間欠回転するターンテーブル１に対して、第１の投入ポジション１１で基板Ｐ１が投入され、第２の投入ポジション１２で基板Ｐ２が投入される。そして、基板Ｐ１，Ｐ２が貼合部２において貼り合わされた後、チルト測定ポジション１４において、チルト測定センサ５１がディスクＤのチルト値を測定する。測定されたチルト値は制御装置６に入力され（ステップ４０１）、ディスクＤが紫外線照射部３に移動する（ステップ４０２）。
【００２８】
調整値算出部６３ａは、昇降機構３２ｂによって駆動されるＵＶマスク３２の位置を算出し（ステップ４０３）、これに基づく調整を、調整指示部６３ｂが昇降機構３２ｂに指示する（ステップ４０４）。これにより、ＵＶマスク３２が指示位置に移動する（ステップ４０５）。さらに、制御装置６が光源３１に発光を指示するので、光源３１が発光する（ステップ４０６）。すると、光源３１からの紫外線Ｕが、ＵＶマスク３２の穴３２ａを介して、ディスクＤを照射するので、接着層が硬化する。その後、搬出ポジション１６へ移動したディスクＤは、サセプタ４とともに他の工程へと搬出される（ステップ４０７）。
【００２９】
例えば、図２（Ｂ）に示すように、ＵＶマスク３２が比較的上方にある場合には、光源３１からの紫外線Ｕは、少ない遮蔽量で、ディスクＤに照射される。図２（Ａ）に示すように、ＵＶマスク３２が比較的下方にある場合には、光源３１からの紫外線Ｕは、外周側が一部遮られるので、内周側と外周側とで紫外線Ｕの照射量が相違することになる。
【００３０】
このようなＵＶマスクによるディスクのチルトの変動を示す実験例を、図５に示す。これは、一般的な規格の大きさのＤＶＤに対して、全面ＵＶ照射（照度約９０［ｍｗ／ｃｍ２］、照射時間２．２［ｓｅｃ］）した場合と、同様の照度及び照射時間で、半径３７．５ｍｍ以降（外周側）にＵＶマスクをして照射（マスク面内の照度は約６［ｍｗ／ｃｍ２］）した場合とのチルトの結果を示したものである。グラフにおける横軸は、ディスク中心からの半径距離［ｍｍ］、縦軸はチルト角度［ｄｅｇ］を表している。
【００３１】
この実験例からも明らかな通り、紫外線照射時に、ディスクの一部をマスクすることによって、チルトを変化させ、所望の範囲内に収める（シフトさせる）ことが可能となる。従って、図２におけるＵＶマスク３２の位置を、ほぼ全面照射の（Ｂ）から、外周側がマスクされる状態（Ａ）に移動させることによって、上記の実験例と同様に、チルトの抑制効果が得られることは明らかである。
【００３２】
［効果］
以上のような本実施形態によれば、ＵＶマスク３２の位置を変動させることにより、光源３１からディスクＤに照射される光量及び照射位置を、部分的に微妙に変化させることができるので、動的に変動する反りにも対応させて矯正できる。特に、ＵＶマスク３２は、貼り合わせ後のディスクＤが有する反りの状態に応じて、昇降機構３２ｂによって位置が自動調整されるので、動的に変動する反りに最適な照射を自動で行うことができ、多数用意されたマスクパターンを交換するような手間がかからない。また、多数の光源を設置する必要がないので、コストが節約できる。
【００３３】
また、光源であるランプ交換などで生じるランプ固有あるいは取付誤差による照度変化があっても、これに合わせて調光することができる。さらに、ディスクＤの面内を均一に照射するのではなく、部分部分について異なる不均一照射によって、チルトをコントロールすることができ、きめ細かな調整が可能となる。例えば、図６に示すように、ディスクＤの半径中央部とそれ以外の部分との照射強度を変えて、チルトをコントロールすることができる。
【００３４】
［他の実施形態］
本発明は、上記のような実施形態に限定されるものではない。例えば、照射部、調光部、基板との間隔の変化は、相対的であればよい。例えば、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、光源３１が昇降機構３２ｂによって昇降する構成としても、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、ディスクＤを搭載したサセプタ４を支持する台４０が、昇降機構３２ｂによって昇降する構成としてもよい。さらに、図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、光源３１及び台４０の双方が昇降する構成としてもよい。
【００３５】
また、調光部については、その大きさ、形状、材質、数等は自由である。例えば、リング状でなく、中心部側を遮蔽する円形であってもよい。また、例えば、図１０に示すように、スリットを有するものであってもよく（スリットの大きさ、形状、数等は図１０の態様には限定されない）、全面が同一の遮蔽率でなくてもよい。複数のＵＶマスクを、上下若しくは左右に配設し、それぞれの位置を調節することによって、チルトを制御してもよい。さらに、図１１（Ａ）（Ｂ）に示すように、調光部をレンズ３２ｃとして、その位置の変動に応じた紫外線Ｕの屈折の変化によって、チルトを制御してもよい。光源は、複数としてもよく、水銀ランプ以外、例えば、半導体素子を用いてもよい。
【００３６】
また、チルトの測定ポジションも上記の実施形態で示したものには限定されない。例えば、紫外線照射後のディスクのチルトを測定し、この測定値が、あらかじめ設定された基準チルト値となるように、制御装置が昇降機構をフィードバック制御する構成とすることもできる。制御装置による位置制御も、上記の実施形態で示したものには限定されない。例えば、調光部の位置として、あらかじめデフォルトで複数の位置を登録しておき、測定されたチルト値に応じて、登録されたいずれかの位置が選択されるようにすれば、制御を簡略化できる。
【００３７】
また、本発明の製造対象となるディスクは、その大きさ、形状、材質、記録層の数等は自由であり、既存のＣＤやＤＶＤ等の規格に限定されず、将来において採用されるあらゆる規格に適用可能である。さらに、本発明は、情報記録用のディスクのみならず、接着剤を用いて貼り合わされるあらゆる基板に適用することができる。つまり、基板の材質や形状、接着剤の種類も、上記の実施形態で例示したものには限定されない。例えば、基板の材質としては一般的なポリカーボネートの他、アクリル、エポキシ等の樹脂が考えられるが、これには限定されない。
【００３８】
また、接着剤としても、現在又は将来において利用可能なあらゆる材質のものが適用可能である。放射線硬化型の樹脂のように、外部から広義の電磁波を照射するものでも適用可能である。さらに、本発明は、トップコート層、保護層等の中間接着層以外の樹脂の硬化にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態を実現する装置の簡略構成を示す平面図である。
【図２】図１の実施形態における紫外線照射部の照射時を示す説明図であり、（Ａ）はＵＶマスクの下降時、（Ｂ）はＵＶマスクの上昇時を示す。
【図３】図１の実施形態における制御装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】図１の実施形態における処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】ディスクの一部の紫外線照射をマスクした場合のチルトの実験結果を示す説明図である。
【図６】ディスク面内において、紫外線強度を相違させた例を示す説明図である。
【図７】本発明の他の実施形態における紫外線照射部の照射時を示す説明図であり、（Ａ）は光源の上昇時、（Ｂ）は光源の下降時を示す。
【図８】本発明の他の実施形態における紫外線照射部の照射時を示す説明図であり、（Ａ）は台の上昇時、（Ｂ）は台の下降時を示す。
【図９】本発明の他の実施形態における紫外線照射部の照射時を示す説明図であり、（Ａ）は光源及び台の上昇時、（Ｂ）は光源及び台の下降時を示す。
【図１０】スリットの入ったＵＶマスクの例を示す説明図である。
【図１１】本発明の他の実施形態における紫外線照射部の照射時を示す説明図であり、（Ａ）はレンズの下降時、（Ｂ）はレンズの上昇時を示す。
【符号の説明】
【００４０】
１…ターンテーブル
２…貼合部
３…紫外線照射部
４…サセプタ
６…制御装置
１１…第１の投入ポジション
１２…第２の投入ポジション
１３…貼り合せポジション
１４…チルト測定ポジション
１５…照射ポジション
１６…搬出ポジション
３１…光源
３２…マスク
３２ａ…穴
３２ｂ…昇降機構
３２ｃ…レンズ
４０…台
５１…チルト測定センサ
６１…入力部
６２…記憶部
６３…調整部
６３ａ…調整値算出部
６３ｂ…調整指示部
Ｄ…ディスク
Ｐ１，Ｐ２…基板
Ｕ…紫外線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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