(57)【要約】【課題】  基板の光照射面における全面の光照射エネルギーの積分値をほぼ均一にして、膜厚が均一で平滑性に優れた樹脂膜を形成し、反りが生じない平坦性に優れた基板を得ること。【解決手段】  基板上に供給された液状物質を回転によって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の中心軸線と同心状に大きくなることによって、前記基板上を内周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。 【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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２】
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３】
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４】
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５】
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６】
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。
【請求項７】
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８】
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９】
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１０】
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１１】
請求項７ないし請求項１０のいずれかにおいて、
前記環状光照射ヘッドは、前記回転中心軸線に対して所定の傾斜をなす円錐状の反射面を有する第１の反射部材と、該第１の反射部材から受ける前記紫外線光を反射してその紫外線光を前記基板に環状に照射する反射内面を有する第２の反射部材とを備えることを特徴とする樹脂膜の形成装置。
【請求項１２】
請求項７ないし請求項１１のいずれかにおいて、
前記環状光照射ヘッドは、前記回転中心軸線に対して所定の傾斜をなす円錐レンズを備え、前記紫外線光を前記環状光にすることを特徴とする樹脂膜の形成装置。
【請求項１３】
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１４】
請求項７ないし請求項１３のいずれかにおいて、
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。
【請求項１５】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクなどの基板と基板との間に均一な膜厚の接着剤層を形成する、又はその基板上に均一な膜厚の樹脂膜を形成するのに適した樹脂膜の形成方法及び形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、それら基板は一方の基板だけに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、双方の基板の厚みが等しいもの、又は薄い透明なシートを光透過保護層としているものもある。さらに、このような貼り合せ構造のもの２枚を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光ディスクなどもある。また、別なものとして、透明なガラスやレンズのような基板を複数枚接着剤を介して貼り合せる場合などもある。
【０００３】
このような場合、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、その後の硬化工程で基板の一方側から、又は双方から紫外線光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。その紫外線光の照射は、ＵＶランプを使って所定の時間だけ連続的に紫外線光を照射したり、あるいはキセノンランプを使ってパルス的に紫外線光を照射することが行われている。この紫外線光の他の照射方法として、高速回転によって基板の全面に塗膜を形成した後に、基板を低速回転させながら、小さな照射面積の紫外線スポット光を内側から外周方向に順に照射し、基板の全面に形成された塗膜を内側から順に硬化させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、この方法と同様な別の照射方法として、特許文献１に記載された方法がスポット光であったのに対して、機械的な照射範囲調整機構を用いて円状の光の面積を順次拡大して行って内側から外周方向に順に照射して、塗膜を内側から順に硬化するものがある（例えば、特許文献２参照）。更に、塗膜が展延しているときに所定の膜厚になったその塗膜の箇所に順次紫外線を順次照射して膜厚を確定して行き、それ以上外側に塗膜が移動しないようにして高精度に均一な塗膜を形成する技術もすでに提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平９−１６１３３３号公報
【特許文献２】特開２００３−９１８８８公報
【特許文献３】特開２００４−２８０９２７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された方法は、結果的にスポット光を基板上の塗膜に螺旋状に照射させて順次螺旋状に硬化させていく方法なので、スポット光が螺旋状に照射される毎に１回転前にスポット光で硬化された塗膜の内側端部に再度スポット光の端部分が照射、つまり２重に照射される部分が生じるので、螺旋に従って塗膜が波うつために塗膜の平滑性に劣り、また、外観的に螺旋状の線が描かれてしまうという外観上の問題がある。さらに、塗膜を硬化させるまでに時間がかかるという欠点もある。特許文献２に記載された方法は、照射時間の経過に伴って円状の光の外径が大きくなって、光の照射範囲を拡大していくメカシャッタ方式であるので、基板の外周側に比べて内周側の光照射時間が長くなり、内周と外周とで温度差が生じて基板に反りを発生させる原因となる。また、装置全体が大型化し、重くなるだけでなく、メカシャッタを冷却するための冷却装置が必要になるなどの欠点がある。特に、次世代の光ディスクにあっては高精度の平坦性が要求されるので、このような反りの発生を無視することはできない。また、特許文献３に記載された方法は基板全面における液状物質の膜厚の均一化を図るという点では好ましいが、特許文献１、２に記載されている方法と同様な欠点を生じる場合がある。
【０００６】
したがって、本発明は前述の問題点を解決するために、環状光を用い、その照射時間の経過に伴って、基板の回転中心軸線と同心状に環状光の内径及び外径が前記基板上で内周側から外周側へ拡がっていくようにすることによって、基板の光照射全面における光照射エネルギーの積分値をほぼ均一にし、均一で平滑性に優れた樹脂膜を形成でき、かつ反りが生じない平坦性に優れた基板を得ることができる樹脂膜の形成方法及び形成装置を提供するものである。また、環状光とすることで照射効率が上がり、光源を小型化、低コスト化できる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、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を提供する。
【０００８】
第２の発明は、前記第１の発明において、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を提供する。
【０００９】
第３の発明は、前記第１の発明において、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を提供する。
【００１０】
第４の発明は、前記第１の発明ないし前記第３の発明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を提供する。
【００１１】
第５の発明は、前記第１の発明ないし前記第４の発明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を提供する。
【００１２】
第６の発明は、前記第１の発明ないし前記第５の発明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を提供する。
【００１３】
第７の発明は、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を提供する。
【００１４】
第８の発明は、前記第７の発明において、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を提供する。
【００１５】
第９の発明は、前記第７の発明又は前記第８の発明において、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を提供する。
【００１６】
第１０の発明は、前記第７の発明ないし前記第９の発明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を提供する。
【００１７】
第１１の発明は、前記第７の発明ないし前記第１０の発明のいずれかにおいて、前記環状光照射ヘッドは、前記回転中心軸線に対して所定の傾斜をなす円錐状の反射面を有する第１の反射部材と、その第１の反射部材から受ける前記紫外線光を反射してその紫外線光を前記基板に環状に照射する反射内面を有する第２の反射部材とを備えることを特徴とする樹脂膜の形成装置を提供する。
【００１８】
第１２の発明は、前記第７の発明ないし前記第１１の発明のいずれかにおいて、前記環状光照射ヘッドは、前記回転中心軸線に対して所定の傾斜をなす円錐レンズを備え、前記紫外線光を前記環状光にすることを特徴とする樹脂膜の形成装置を提供する。
【００１９】
第１３の発明は、前記第７の発明において、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を提供する。
【００２０】
第１４の発明は、前記第７の発明ないし前記第１３の発明のいずれかにおいて、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を提供する。
【００２１】
第１５の発明は、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を提供する。
【発明の効果】
【００２２】
前記第１の発明ないし前記第３の発明は、基板に照射する光を環状にすることで不要な部分への照射が無く、照射効率が向上する。また、環状光を用い、その照射時間の経過に伴って、基板の回転中心軸線と同心状に環状光の内径及び外径を基板上で内周側から外周側へ向かって拡大させているので、基板のスピンパターンに合わせて環状光の移行速度又は光度の調整が可能であり、均一な厚みの樹脂膜を適した方法で形成することができ、基板に反りを生じない平坦性に優れた基板を得ることができる。更に、基板の中央面域を含めて全面に、又は中央面域を除く全面に樹脂膜を形成することができる。特に、本発明は前傾の特許文献３に記載されているような技術、例えば、基板上に供給された液状樹脂が展延されて所定の膜厚になった時点で順次紫外線を照射して膜厚を確定していく方法に採用するのに適しており、この場合には基板に反りを生じることなく、膜厚が均一で平滑性に優れた樹脂膜を得ることができる。
【００２３】
前記第４の発明ないし前記第６の発明は、前記第１の本発明ないし前記第３の発明によって得られる効果の他に、環状光が照射される基板の照射面域全体における照射エネルギーの時間積分値をほぼ均一にすることができ、より反りの小さな品質の高い基板を得ることができる樹脂膜の形成方法を提供できる。
【００２４】
前記第７の発明によれば、基板に照射する光を環状にすることで不要な部分への照射が無く、照射効率が向上する。また、環状光の照射時間の経過に伴って、基板の回転の中心軸線と同心状に環状光の内径及び外径を基板上で内周側から外周側へ向かって拡大させているので、基板の中央面域を含めて全面に、又は中央面域を除く全面に樹脂膜を形成することができるばかりでなく、膜厚が均一で平滑性に優れた樹脂膜を形成できる。また、反りを生じない平坦性に優れた基板を得ることができる樹脂膜の形成装置を提供できる。
【００２５】
前記第８の発明によれば、前記第７の発明によって得られる効果の他に、環状光照射ヘッドの上昇速度パターンをヘッド昇降装置で調整することで、環状光の照射時間の制御を容易に行うことができ、より一層反りを生じずに品質の高い基板を得ることができる樹脂膜の形成装置を提供できる。
【００２６】
前記第９の発明によれば前記第７の発明又は第８の発明によって得られる効果の他に、レンズ部材によって環状光の散乱などを防ぐことができるので、照射エネルギー効率を向上させることができる。
【００２７】
前記第１０の発明によれば、前記第７の発明ないし前記第９の発明によって得られる効果の他に、基板全面における単位面積当たりの照射をより均等化することができる樹脂膜の形成装置を提供できる。
【００２８】
前記第１１の発明によれば、前記第７の発明ないし前記第１０の発明によって得られる効果の他に、経済的で簡単な構成の樹脂膜の形成装置を提供できる。
【００２９】
前記第１２の発明によれば、前記第７の発明ないし前記第１１の発明によって得られる効果の他に、円錐レンズを使用しているので、特に中央面域を除く基板の全面に樹脂膜を形成するのに適した経済的で小型の構成の樹脂膜の形成装置を提供できる。また、大きな照射エネルギーを基板に照射することができ、樹脂膜の硬化時間を短縮化できるので、基板をより高速のスピンパターンで回転でき、生産のサイクルタイムを短縮できる。
【００３０】
前記第１３の発明によれば、前記第７の発明によって得られる効果の他に、紫外線レーザ光などによる大きな照射エネルギーを基板に照射することができ、樹脂膜の硬化時間を短縮化できるので、基板をより高速のスピンパターンで回転でき、生産のサイクルタイムを短縮できる。
【００３１】
前記第１４の発明によれば、前記第７の発明ないし前記第１３の発明によって得られる効果の他に、基板全面における単位面積当たりの照射をより均等化することができるので、より一層反りの小さい品質の高い基板を得ることができる設計余裕度の広い装置を提供できる。
【００３２】
前記第１５の発明によれば、基板に照射する光を環状にすることで不要な部分への照射が無く、照射効率が向上する。また、紫外線レーザ光などによる環状光照射ヘッドを上昇させることなく、大きな照射エネルギーをもつ環状光を基板に照射することができ、樹脂膜の硬化時間を短縮化できる装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明が適用される対象物は、ブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）、又はＨＤ−ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ＤＶＤ）と称される次世代大容量光ディスクに限られるわけではないが、特にこれら次世代大容量光ディスクにあっては、カバー層となる光透過保護層及び接着剤層の厚みの不均一性は大きな問題になる。ブルーレイディスクでは、接着層とシートとからなる光透過保護層、あるいは透明な樹脂層だけからなる光透過保護層の厚みが０．１ｍｍと非常に薄いので、接着剤層や透明な樹脂層の厚みの不均一性及び基板の反りはディスクの品質に大きな影響を及ぼし、次世代大容量光ディスクの品質を左右する。また、ＨＤ−ＤＶＤにあっては、貼り合わされる双方の基板が０．６ｍｍの厚みであって、通常のＤＶＤと同じであるが、それらを貼り合わせる接着剤の膜厚を十分に高い精度で均一にしなければならず、いずれにせよ接着剤層や塗膜の厚みの均一性及び反りの低減が次世代大容量光ディスクの品質を大きく左右する。また、通常のＤＶＤ、コンパクトディスクなど他の種々の基板に形成される樹脂膜の膜厚をより一層均一化すると共に、基板の反りを低減することが望まれる。
【００３４】
先ず、本発明の基本的な考え方について説明する。本発明は、ブルーレイディスクなどの基板上に、又はＤＶＤなどの基板間に供給された液状物質が高速回転によって展延されている過程で、ほぼ所定の厚みの樹脂膜になった箇所に円環状の光線を照射する。円環状の光線が照射される面全体における各面域の光エネルギーの時間積分値がほぼ均一になるように、順次、円環状の光線の内径と外径とを大きくしていくことに特徴がある。基板の内周側から外周までのどの面域に対してもほぼ均一の光エネルギーを照射することによって、基板に反りを発生することなく、基板の内周側から硬化又は半硬化させてほぼ一定の厚みに確定して行き、ほぼ所定の厚みになった箇所の液状物質がその後の高速回転により放射外方向に移動するのを防ぐことによって、基板全面における液状物質の膜厚の均一化及び樹脂膜の平滑化を図るものである。なお、この光照射は、液状物質が基板全面に展延された後に行っても展延された樹脂膜を硬化させることができる。また、基板上又は基板間の液状物質が高速回転による遠心力によって基板の外周方向へ展延する過程で、樹脂膜Ｒが所定の厚みになる時間に同期させて環状光ＯＰの内径を拡大させるのが好ましい。
【００３５】
[実施形態１]
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。
【００３６】
光照射機構５は、紫外線光を出力する紫外線光源１７と、多数の光ファイバを束ねてなる光ファイバケーブル１９と、環状の紫外線光（以下、環状光と言う。）を照射する環状光照射ヘッド２１と、環状光照射ヘッド２１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２１は、光ファイバケーブル１９の先端部分に位置し、光ファイバケーブル１９の先端面から照射される断面が小円形状のスポット状紫外線光を環状光に変えて環状光を照射する環状光照射部２５と、環状光照射部２５からの環状光を回転中心軸線Ｘに対して所定の角度φとなるように外周側に方向付けるレンズ部材２７と、光ファイバケーブル１９の先端部分とからなる。ここで、紫外線光源１７と光ファイバケーブル１９とは紫外線照射手段を構成する。ヘッド昇降装置２３は、図示しないモータやそのモータの回転力を直線駆動力に変換する直線駆動部材などからなる構造のものであり、環状光照射ヘッド２１とヘッド昇降装置２３とを連結するその連結部分２３Ａを上下に移動させることによって環状光照射ヘッド２１を昇降させる。環状光照射ヘッド２１の上昇速度は、環状光照射ヘッド２１から照射される円環状の紫外線光の内径と外径の広がり速度を決めるので、重要であり、後述する。環状光照射ヘッド２１の上昇速度は制御機構７によって制御される。なお、レンズ部材２７は種々の形状のもの、及び複数のレンズを組み合わせたもの、例えば一般的な光学式カメラに用いられているズームレンズなど、種々のレンズを用いることができる。
【００３７】
制御機構７は、樹脂膜を形成するための液状物質の種類、粘度など種々の条件に対して所望の膜厚が得られるスピンプログラム（一例として、図４のスピンパターンＳＰで示す。）をその不図示のメモリに複数格納しており、回転駆動部１１の回転駆動を制御する回転制御機能と、紫外線光源１７のオンオフなどを制御する光制御機能と、樹脂膜の硬化特性や紫外線光源１７が出力する光の照射強度などの諸条件に対して基板１の全面にほぼ均一な光エネルギーを照射する上昇速度プログラム（一例として、図４の上昇速度パターンＶＰで示す。）に従って環状光照射ヘッド２１の上昇速度を制御する上昇制御機能などを行う。そして、これらスピンプログラム及び上昇速度プログラムはそれぞれの前記制御部におけるメモリに格納されており、選択指令によって読み出し、選択されたスピンパターンＳＰで回転駆動部１１を制御し、また、選択された上昇速度パターンＶＰでヘッド昇降装置２３は連結部分２３Ａを介して環状光照射ヘッド２１を上昇させる。なお、これらスピンプログラム及び上昇速度プログラムは、回転駆動部１１、ヘッド昇降装置２３にそれぞれ格納される構成となっていても勿論よい。
【００３８】
環状光照射部２５は、図２（Ａ）に示すように、光放出面側に円環状部２５ａを備え、円環状部２５ａに光ファイバ１９Ａが円環状に配置されている。光ファイバケーブル１９は、その先端部分が環状光照射部２５においてほぼ円錐状又は紡錘状になるように分けられ、光ファイバ１９Ａ一本一本の先端が円環状部２５ａにおいてほぼ同一平面に位置するように円環状に配置されている。
【００３９】
レンズ部材２７は、一例では環状光照射部２５における光ファイバ１９Ａの円環状先端面から放出される環状の紫外線光の散乱を抑制し、環状光ＯＰの幅をできるだけ一定に保持して基板１に照射する働きを行う。レンズ部材２７は、一般的に用いられている複数個のレンズを組み合わせたレンズ機構であることが好ましく、前記働きを同時に行えるようにレンズ間距離などを調整できるレンズ構造のものがよい。基板１が光ディスク基板の場合には、レンズ部材２７と基板１との間の距離は１０ｍｍ〜５００ｍｍの範囲内にあるのが環状光ＯＰの効率などの面から好ましい。環状光ＯＰは回転中心軸線Ｘに対して所定の角度φ（例えば、５〜３０度）で外側に傾斜している。環状光照射ヘッド２１が設定最下限位置、つまりレンズ部材２７が設定最下限位置（例えば、レンズ部材２７の下面が基板１から１０ｍｍ上方の位置）にあるときに、環状光ＯＰは基板１上に展延されている樹脂膜Ｒの内周部を照射できるように環状光ＯＰの内径は決められている。例えば、図２（Ｂ）に示すように樹脂膜Ｒの内径をＤとすれば、環状光ＯＰの内径は樹脂膜Ｒの内径Ｄよりもある程度小さくなければならない。したがって、ヘッド昇降装置２３によって環状光照射ヘッド２１を最下限位置から上方に移動させることにより、樹脂膜Ｒの内周部分を照射していた環状光ＯＰは基板１の外周方向に向けて移行する。なお、図２（Ｂ）に示す２９は基板受台１３の中央に位置するセンターピンであり、基板１の位置決めなどを行う。
【００４０】
また、他の例では、光ファイバ１９及び環状光照射部２５上昇させずに一定位置に保持し、複数個のレンズから構成されてズーム機能を有するレンズ部材２７によって、環状光ＯＰの回転中心軸線Ｘに対する角度φを変える。例えば、レンズ部材２７は光学式カメラにおけるズーム機能を有するレンズ機構と同様な構造を備え、複数個のレンズのレンズ間距離を調整することで、環状光ＯＰの回転中心軸線Ｘに対する角度を変えて、環状光ＯＰの内径及び外径を拡大する。この場合には、環状光ＯＰの回転中心軸線Ｘに対する角度φを６０度以下の範囲で変えるのが好ましい。一例として、基板上又は基板間の液状物質が高速回転による遠心力で基板の外周方向へ展延する過程で、樹脂膜Ｒが所定の厚みになった時点で紫外線光によってその膜厚を順次確定するように、樹脂膜Ｒが所定の厚みになる時間に同期させて環状光ＯＰの内径を拡大するよう、レンズ部材２７の前記ズーム機能が働く。
【００４１】
次に、実施形態１の樹脂膜形成装置の動作について説明する。先ず、円環状に液状物質が供給されている光ディスク基板のような基板１が基板受台１３に載置され、基板受台１３に吸着保持されると、回転駆動部１１によって基板受台１３が選択されたスピンパターン、例えば図４に示されているスピンパターンＳＰで回転するのに伴い、前記液状物質は基板１上で展延される。基板受台１３の回転速度がゼロから高速でほぼ直線的に上昇する過程の時刻ｔ１、つまり紫外線硬化型樹脂からなる樹脂膜Ｒの内周部が所定の膜厚になる時刻ｔ１で、紫外線光源１７がオンして紫外線光を出力し、その紫外線光は光ファイバケーブル１９を通して環状光照射部２５で環状の紫外線光とされ、設定最下限位置にある環状光照射ヘッド２１のレンズ部材２７からの環状光ＯＰが樹脂膜Ｒの内周部分に照射される。それと同時に、制御機構７は選択されたスピンパターンＳＰに対応する上昇速度パターンＶＰでヘッド昇降装置２３を制御し、環状光照射ヘッド２１を上昇速度パターンＶＰに従って上昇させる。
【００４２】
これに伴い、環状光照射ヘッド２１は上昇速度パターンＶＰに従って回転中心軸線Ｘに沿って上昇する、つまり基板１の上面から離れていくから、環状光ＯＰの内径及び外径は大きくなっていく。ここで、一例としてスピンパターンＳＰは、図４に示すように時刻ｔ２まで直線的に基板１の回転速度が上昇し、更に時刻ｔ３までその回転速度を保持する。この回転速度は、例えば１０００ｒｐｍ以上である。この期間に、基板１上に供給された液状物質の主な展延がなされ、時刻ｔ３〜ｔ４の区間で基板１の回転速度を低下させ、時刻ｔ４から時刻ｔ６までその回転速度を保持し、時刻ｔ６で回転速度をゼロに向けて低下させるパターンとなっている。時刻ｔ６の前の時刻Ｔ５において環状光ＯＰの照射を止め、環状光照射ヘッド２１の上昇も停止させる。なお、用いる前記樹脂については特に制限しないが、一般的に用いられている紫外線硬化型樹脂の吸収波長は２００〜４００ｎｍの範囲であり、実施形態１ではこのような紫外線硬化型樹脂を用いている。
【００４３】
ここで、環状光ＯＰの内径とは、図３に示すように、環状光ＯＰの基板１の上面における最内側の光ＯＰ１がなす直径Ｗ１が内径であり、以後、内径Ｗ１と言う。また、環状光ＯＰの外径とは、環状光ＯＰの基板１の上面における最外側の光ＯＰ２がなす直径Ｗ２が外径であり、以後、外径Ｗ２と言う。そして、（Ｗ２−Ｗ１）／２を環状光ＯＰの幅Ｗと言う。したがって、前述したように、レンズ部材２７が設定最下限位置にあるときには、環状光ＯＰの内径Ｗ１は少なくとも樹脂膜Ｒの内径Ｄよりも幾分小さく、基板１が光ディスク基板の場合には、環状光ＯＰの最小の内径Ｗ１は例えば１０〜１５ｍｍ程度である。この状態で、環状光ＯＰによって樹脂膜Ｒの最内周部が硬化し、環状光照射ヘッド２１が回転中心軸線Ｘに沿って上昇するのに伴い、環状光ＯＰの内径Ｗ１及び外径Ｗ２は大きくなり、環状光照射ヘッド２１の上昇速度に対応する速度で基板１の上面を内周側から外周側に移行することにより、順次、樹脂膜Ｒは内周側から外周側に向かって硬化される。ここで、上昇速度パターンＶＰは図４に示すように、環状光ＯＰが光ディスクなどの基板１の半径の比較的小さな面域、つまり内周側を照射しているときには、比較的速い上昇速度で環状光照射ヘッド２１が上昇し、環状光ＯＰが外周側に向かって移行するのに伴い、環状光照射ヘッド２１の上昇速度が低下する速度パターンである。詳細には、環状光照射ヘッド２１の速度は環状光ＯＰの半径に反比例する。
【００４４】
実施形態１にあっては、環状光照射ヘッド２１を上昇させることによって環状光ＯＰの内径Ｗ１及び外径Ｗ２が大きくなるのに伴い、照射面積が大きくなるから単位面積当たり照射される環状光ＯＰのエネルギーは外周側にいくに従って小さくなる。したがって、この実施形態１では基板１の全面における紫外線光の照射エネルギーがほぼ均一になるように、環状光ＯＰの照射面積が増加するのに伴って環状光照射ヘッド２１の上昇速度が低下する上昇速度パターンＶＰを用いている。また、環状光ＯＰの照射面積が増加するのに伴って基板１の回転速度が低下するスピンパターンＳＰを組み合わせて用いてもよい。
【００４５】
このスピンパターンＳＰによれば、環状光ＯＰの照射後に基板１の回転速度が時間の経過とともに低下するので、内周側から外周側にいくに従って前記液状物質の展延速度、つまり拡がり速度が遅くなるとともに、環状光ＯＰの照射時間が長くなる。また、この上昇速度パターンＶＰによれば、環状光ＯＰが外周側に向かって移行するのに伴って環状光照射ヘッド２１の上昇速度が低下するので環状光ＯＰの内径と外径の拡がりが遅くなり、つまり環状光ＯＰの照射時間が長くなる。したがって、スピンパターンＳＰと上昇速度パターンＶＰとを選択して組み合わせることによって、環状光ＯＰの内径と外径の拡がりを、樹脂膜Ｒが所定の膜厚になる箇所が内周側から外周側に移行していく速度とほぼ等しくしながら、基板１の照射全面で環状光ＯＰの照射エネルギーの時間積分値をほぼ均一にすることができる。よって実施形態１によれば、基板１上に均一の膜厚の樹脂膜Ｒを形成することができるばかりでなく、基板１の熱分布がほぼ均一になるから反りを発生せず、品質の高い樹脂膜が形成された光ディスクなどを得ることができる。
【００４６】
実施形態１の変形例では、制御機構７が、前述の制御機能を有すると共に、紫外線光源１７のオンオフばかりでなく、照射時間及び照射強度からなる光制御パターンデータに従って紫外線光源１７を制御する制御機能も有する。前記光制御パターンデータによれば、基板１面上での環状光ＯＰの照射面積の増加率、つまり環状光ＯＰの半径の増加に比例して環状光ＯＰの光度の増加率を高めるよう、紫外線光源１７の入力電力を制御することになる。このようにしても、基板１の全面で環状光ＯＰの照射エネルギーの時間積分値をほぼ均一にすることができ、実施形態１と同様な品質の基板を得ることができる。基板１との間の距離の増大に従って環状光ＯＰが基板の外周側に移行するのに伴い、基板１の単位面積当たりの照射エネルギーが小さくなるので、その照射エネルギーの低下を補償するために、回転速度が遅いスピンプログラム、上昇速度が遅い上昇速度プログラムを組み合わせて行ってもよい。また、環環状光ＯＰの光度を増加させる場合には、前述したようなスピンプログラム及び上昇速度プログラムの一方又は双方と組み合わせて行っても勿論よい。なお、液状物質の基板１への供給は、基板1を基板受台１３に載置した状態で、基板受台１３を低速回転させながら行ってもよい。
【００４７】
[実施形態２]
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。
【００４８】
第１の環状光形成部３１と第２の環状光形成部３３の各断面部分（紙面に対して垂直の断面）は回転中心軸線Ｘを中心に同心円状に配置され、第２の環状光形成部３３の頂点３３Ｂは回転中心軸線Ｘ上にある。第１の環状光形成部３１の円錐状内面３１Ａと第２の環状光形成部３３の円錐状外面３３Ａとの間は所定の距離、例えば０．５〜３．０ｍｍの均一な間隙Ｓがあり、円錐状の光路を形成する。間隙Ｓは円環状の光照射口ＳＥを形成する。第１の環状光形成部３１の円錐状内面３１Ａ及び第２の環状光形成部３３の円錐状外面３３Ａは鏡面になっており、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吸収し難くい面となっている。
【００４９】
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の中心点は、回転中心軸線Ｘ上にある第２の環状光形成部３３の頂点３３Ｂにあり、ほぼ均一に分散されて第１の環状光形成部３１の円錐状内面３１Ａと第２の環状光形成部３３の円錐状外面３３Ａとの間の間隙Ｓをほとんど減衰することなく導光される。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は間隙Ｓ全体をほぼ一様な光度で直進し、円環状の光照射口ＳＥから環状光ＯＰとなって放出される。この環状光ＯＰが回転中心軸線Ｘに対して角度φで基板１に照射され、実施形態１で述べたように、環状光照射部２５が環状光照射ヘッド２１Ａの上昇に伴って上昇するときに、基板１の内周側から外周側に移行して、樹脂膜Ｒを内側から外側に向けて順次硬化させる。
【００５０】
環状光照射ヘッド２１Ａの上昇速度などについては実施形態１と同様であるので説明を省略する。なお、図１で示した制御機構７、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、及び基板１などは実施形態１と同様であるので、図５では省略している。また、図示しないが、実施形態２でも環状光照射部２５Ａの下側にレンズ部を取付け、そのレンズ部を通して形成された環状光を基板１に照射しても勿論よい。光ファイバケーブル１９の先端部分の光ファイバを一様に分散させて、第１の環状光形成部３１の円錐状内面３１Ａと第２の環状光形成部３３の円錐状外面３３Ａとの間の間隙Ｓの途中まで引き入れても勿論よい。第１の環状光形成部３１の円錐状内面３１Ａと第２の環状光形成部３３の円錐状外面３３Ａとは、必ずしも円錐状でなくともよく、放物線状又は円弧状、あるいは半球状のものでもよく、一定の間隔の間隙Ｓを形成し、環状光ＯＰが回転中心軸線Ｘに対して角度φで基板１に照射する構造であればそれらの形状に特に限定されない。
【００５１】
[実施形態３]
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。
【００５２】
第１の反射部材３５は例えばコーンミラーと称されるものであって、頂点３５Ａと円錐状の反射外面３５Ｂとを有し、レンズ部材２７からの前記平行光を円錐状の反射外面３５Ｂが受けてその平行光を第２の反射部材３７に反射する。第２の反射部材３７は半球状又は楕円状の反射内面３７Ａの中央部に中央穴３７Ｂを有するものであり、その反射内面３７Ａは第１の反射部材３５からの円環状の紫外線光を反射する。このとき、反射外面３５Ｂからの平行光はある幅で円環状に反射内面３７Ａに照射され、反射内面３７Ａからの紫外線は環状光ＯＰとなる。ここで、第１の反射部材３５の円錐状の反射外面３５Ｂと第２の反射部材３７の半球状の反射内面３７Ａとは、紫外線光が反射内面３７Ａから回転中心軸線Ｘに対して所定の角度φで反射されるように、傾斜角度が設定されている。第２の反射部材３７の反射内面３７Ａからの環状光ＯＰは，回転中心軸線Ｘ上の交点Ｘａで交差した後に角度φで直進して基板１に照射される。したがって、環状光ＯＰは回転中心軸線Ｘ上の交点Ｘａで一旦、スポット状の紫外線光になる。
【００５３】
この実施形態３の動作が前述の実施形態１、２の動作と異なる点について主に説明する。基板１が上面全面を樹脂膜Ｒで被覆したいガラス板などである場合、環状光照射ヘッド２１Ｂの設定最下限位置は、前記交点Ｘａ近傍にあるように設定される。液状樹脂が基板１の中央面域に供給された後に、基板１を前述したように高速回転させることによって、基板１上の樹脂膜Ｒの厚みが所定の厚みになる時点で、設定最下限位置にある環状光照射ヘッド２１Ｂが基板１の中央面域における所定の厚みの樹脂膜Ｒにスポット状の紫外線光を照射する。しかる後に、環状光照射ヘッド２１Ｂは選択された上昇速度パターンＶＰに従って上昇することによって、スポット状の紫外線光は環状光ＯＰになり、更にその内径と外径とを前記液状物質の展延に合わせて拡げ、樹脂膜Ｒが所定の厚みになった時点で膜厚を順次確定していく。したがって、この実施形態３によれば樹脂膜Ｒの中心面域を含む全面をほぼ均一な時間積分値の照射エネルギーで硬化させることができ、実施形態１と同様に高い品質の基板を得ることができる。なお、環状光照射ヘッド２１Ｂの設定下限位置を前記実施形態１、２と同様に、環状光照射ヘッド２１Ｂから出力される紫外線光が基板１上で所定の内径を呈する環状光ＯＰとなる位置に設定すれば、基板１が光ディスク基板であっても実施形態１、２と全く同様に対応することができる。
【００５４】
[実施形態４]
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。
【００５５】
光ファイバケーブル１９の先端面から出力される紫外線レーザ光は、端末部３９を通して円錐レンズ４１の短円柱部４１Ａに入射し、円錐状部４１Ｂの円錐状面４１Ｃから環状光ＯＰを出力する。この紫外線レーザ光は円錐状面４１Ｃでは円錐状部４１Ｂの頂点４１Ｄを中心とする小円形状のものであるが、円錐状部４１Ｂの円錐状面４１Ｃの傾斜面の角度に応じて傾斜する光線となり、回転中心軸線Ｘ上で交差した後に、角度φで拡がる環状光ＯＰとなる。ここで、円錐状部４１Ｂの頂点４１Ｄの直ぐ下側では回転中心軸線Ｘを中心とする断面円形状のスポット光であるので、実施形態３と同様に、基板がガラス板などであってその上面の中心面を含む全面に樹脂膜Ｒを形成したい場合にもこの実施形態４は対応することができる。
【００５６】
基板１が上面全面を樹脂膜Ｒで被覆したいガラス板である場合、図９に示すように、環状光照射ヘッド２１Ｃの設定最下限位置は、円錐レンズ４１の円錐状面４１Ｃから出力される環状光が樹脂膜Ｒの上面で断面円形状の紫外線レーザ光となる位置に設定される。液状樹脂が基板１の上面の中央面域に供給され、その基板１が基板受台１３に載置され、吸着保持されると、制御機構７は回転駆動部１１を選択されたスピンパターンＳＰで動作させる。高速回転中において基板１における中央面域の樹脂膜Ｒの厚みが所定の厚みになる時点で、設定最下限位置にある環状光照射ヘッド２１Ｃから断面円形状のスポット光である紫外線レーザ光が樹脂膜Ｒの中央面域に照射される。しかる後に、環状光照射ヘッド２１Ｃは選択された上昇速度パターンＶＰに従って上昇することによって、樹脂膜Ｒの中心面域に照射されているスポット光は紫外線レーザ光による環状光ＯＰになり、更にその内径と外径とを前記液状物質の展延に合わせて拡げて行き、樹脂膜Ｒが所定の厚みになった時点で膜厚を順次確定していく。
【００５７】
したがって、この実施形態４によれば樹脂膜Ｒの中心面域を含む全面をほぼ均一な時間積分値の照射エネルギーで硬化させることができ、実施形態１と同様に均一な膜厚で平滑性の優れた樹脂膜を備える高い品質の基板を得ることができる。また、基板１が光ディスク基板である場合には、環状光照射ヘッド２１Ｃの設定最下限位置を実施形態１、２と同様に、環状光照射ヘッド２１Ｃから出力される環状光ＯＰが基板１上で所定の内径を呈する環状光ＯＰとなる位置に設定する。なお、光ファイバケーブル１９や端末部３９を用いずに、紫外線照射ランプなど紫外線光を出力する紫外線照射手段を用い、その紫外線照射手段からの紫外線光を直接円錐レンズ４１に照射しても勿論よい。
【００５８】
[実施形態５]
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。
【００５９】
この実施形態５では、紫外線発光源としてのレーザ光照射手段４５Ａ〜４５Ｌから出力されるレーザ光を交差させて環状光ＯＰを形成しているので、例えば基板１が光ディスク基板であるときにその光ディスク基板の外径と同程度の、又はそれ以上の直径の仮想円上にレーザ光照射手段４５Ａ〜４５Ｌを多数配置することもできる。したがって、パワーの大きな環状のレーザ光を照射することもでき、単位時間当たりより大きな照射エネルギーを基板１上に照射できるという効果を有する。なお、図１０（Ｂ）ではそれぞれのレーザ光照射手段４５Ａ〜４５Ｌの間に間隙があるが、間隙がないように密接して配置するか、互い違いにずらして位置するように２重にレーザ光照射手段を配置することにより、更に照射エネルギー密度の高い環状光ＯＰを得ることができる。
【００６０】
図１０（Ａ）に示すように、互いに対向する位置にあるレーザ光照射手段４５Ａと４５Ｇとが出力するレーザ光は回転中心軸線Ｘ上での交点Ｘａで交差して直進する。他のレーザ光照射手段からのレーザ光も同様であり、すべてのレーザ光照射手段４５Ａ〜４５Ｌのそれぞれから出力されたレーザ光は、回転中心軸線Ｘ上の交点Ｘａに向かって直進し、交差した後に基板１の上面に環状光ＯＰを形成する。したがって、レーザ光が交差する点Ｘａが基板１の上面にあるように環状光照射ヘッド２１Ｄの設定最下限位置を定めれば、実施形態３、４の場合と同様に基板の中央面域を含む全面に形成された樹脂膜を均一に硬化させることができる。また、基板１が光ディスク基板である場合、レーザ光が点Ｘａで交差した後に所定の内径をもつ環状光となって、その環状光ＯＰが基板１の上面を照射するように環状光照射ヘッド２１Ｄの設定最下限位置を定めればよい。ヘッド昇降装置２３によって環状光照射ヘッド２１Ｄを選択した上昇速度パターンＶＰで設定最下限位置から上昇させることにより、光ディスク基板の所定の中央面域にレーザ光を照射することなくその他の面域を一様に照射することができる。
【００６１】
[実施形態６]
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。
【００６２】
レーザ光照射手段４５Ａ〜４５Ｌは、回転中心軸線Ｘに対する角度φが容易に変更可能なように円環部材４７に一定間隔で枢軸的に支承されている。実施形態５におけるヘッド昇降装置２３に代えて、角度調整装置５１を備える。例えば、角度調整装置５１はすべてのレーザ光照射手段４５Ａ〜４５Ｌを同一角度で同時に変更できるように、円板状の上下動部材５３、上下動部材５３を下方向に所定の下降速度で駆動する上下駆動部材５５、レーザ光照射手段４５Ａ〜４５Ｌそれぞれの一端と上下動部材５３とを機械的に結合するそれぞれのアーム片５７からなる。それぞれのアーム片５７はすべて同一の長さであり、その一端が上下動部材５３に、その他端がレーザ光照射手段４５Ａ〜４５Ｌに結合されている。つまり、それぞれのアーム片５７の両端が上下動部材５３とレーザ光照射手段４５Ａ〜４５Ｌに対して自由に角度を変えられるように、枢軸的に上下動部材５３とレーザ光照射手段４５Ａ〜４５Ｌとに結合されている。
【００６３】
この実施形態６においても実施形態４、５と同様に、基板１の所定の中央面域にレーザ光を照射することなくその他の面域を一様に照射することでき、また、基板１の中央面域を含む全面に形成された樹脂膜を均一に硬化させることもできる。したがって、この樹脂膜形成装置は基板１が中央面域に樹脂膜を形成しない各種の光ディスク基板、あるいは全面が被覆されるガラス板など双方に対応することができる。上下駆動部材５５が上下動部材５３を押し下げると、それぞれのアーム片５７を通してレーザ光照射手段４５Ａ〜４５Ｌに押し下げる力が働く。この押し下げる力は、各レーザ光照射手段４５Ａ〜４５Ｌに円環部材４７を支点とするモーメントを発生し、各レーザ光照射手段４５Ａ〜４５Ｌを矢印方向に回転させる。これに伴い、各レーザ光照射手段４５Ａ〜４５Ｌが出力するレーザ光の回転中心軸線Ｘに対する角度φは大きくなり、各レーザ光照射手段４５Ａ〜４５Ｌが出力するレーザ光が交差する交点Ｘａは回転中心軸線Ｘの上方に移行する。
【００６４】
そして、交点Ｘａを通って直進するレーザ光が形成する基板１上での環状光ＯＰの内径及び外径は大きくなる。したがって、図１などで示したような制御機構７に格納されている角度変更プログラムから選定された角度変更パターンに従ってレーザ光照射手段４５Ａ〜４５Ｌの回転中心軸線Ｘに対する角度φを変更することにより、樹脂膜Ｒを所定の厚みになった時点で順次樹脂膜Ｒを硬化させることができる。なお、角度調整装置５１は仮想円上に配置されている各レーザ光照射手段４５Ａ〜４５Ｌに放射方向の力を加えてレーザ光照射手段４５Ａ〜４５Ｌを外側に引っ張ることにより回転中心軸線Ｘに対する角度φを変更するものであってもよい。また、レーザ光照射手段４５Ａ〜４５Ｌの個々を図示しないそれぞれの駆動部材で駆動する構成であっても良い。なお、以上述べた実施形態５、６ではレーザ光によって環状光ＯＰを形成する好ましい例について述べたが、必ずしもレーザ光である必要は無く、通常の紫外線光であってもよい。この場合には、レーザ光照射手段４５Ａ〜４５Ｌは発光ダイオード（ＬＥＤ）又は小さい電球とレンズとを組み合わせたような個別の光照射手段であっても良い。
【００６５】
以上述べた実施形態１〜４では紫外線光源１７を環状光照射ヘッド２１、２１Ａ〜２１Ｃとは別の位置に設置し、紫外線光源１７が発生する紫外線光を光ファイバケーブル１９によって環状光照射ヘッド２１、２１Ａ〜２１Ｃとまで導光しているので、環状光照射ヘッド２１、２１Ａ〜２１Ｃを特に冷却する必要が無い。したがって、環状光照射ヘッド２１、２１Ａ〜２１Ｃの小型軽量化が可能であり、このことが環状光照射ヘッド２１、２１Ａ〜２１Ｃの駆動電力の低減化、動作応答の高速化につながり、非常に好ましい。しかし、強制冷却手段が必要になるものの、紫外線光源１７として例えば不図示の紫外線照射ランプを用い、その光を所定幅で通過させる円環状のスリットを有する不図示の円環状光透過部材を用いることによって、円環状のスリットで環状光を形成する構造のものであってもよい。また、実施形態１〜４において、図示しないが、光ファイバケーブル１９を複数の光ファイバを束ねた光ファイバ部材を複数束ねて構成し、その複数の光ファイバ部材の先端部分を同一円状にあるように分散させて環状光を形成してもよい。この場合には、小型軽量の環状光照射ヘッド２１、２１Ａ〜２１Ｃを強制冷却することなく、より大きな光度の環状光を得ることができる。
【００６６】
また、環状光ＯＰが照射される前記基板の各面域における光エネルギーの照射時間積分値を均一にするために、環状光ＯＰの内径の拡がり速度を基板１の中央側に比べて外周側が遅くなるように、実施形態１〜５では環状光照射ヘッド２１、２１Ａ〜２１Ｄの上昇速度を制御し、実施形態６では角度調整装置５１によるレーザ光照射手段４５Ａ〜４５Ｌの角度調整速度を制御してもよい。本発明は、従来のように基板上に液状物質を展延した後に紫外線光を照射する場合にも適用することができる。なお、実施形態６を除き、実施形態１〜５にあっては、スピンナを上昇速度パターンＶＰとは逆の下降速度パターンに従って下降させて、基板１と環状光照射ヘッド２１、２１Ａ〜Ｄとの間隔を広げ、基板１上での環状光ＯＰの内径及び外径を拡げていってもよい。
【００６７】
本発明は、次世代光ディスクにおけるディスク基板に均一で薄い膜厚のカバー層を形成する際に特に有用であることは前述の通りであるが、各種のＤＶＤにおけるディスク基板又はガラスなど種々の基板間に接着剤による膜厚の均一な樹脂膜を形成して基板同士を貼り合せる場合、あるいは種々の基板へ膜厚の均一な樹脂膜を形成する際にも有用である。なお、基板同士を貼り合せる場合には、一方の基板の上に接着剤を環状又は点状に供給し、その上に他方の基板を重ね合わせた状態で高速回転させて基板間に接着剤を展延させて樹脂膜Ｒを形成し、その樹脂膜Ｒが所定の膜厚になった段階で、前記他方の基板を通して前述のように環状光を照射して、樹脂膜Ｒを順次確定していくのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】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る。
【図２】実施形態１に係る樹脂膜の形成装置の光照射部分の平面を示す図である。
【図３】基板に照射される環状光を説明するための図である。
【図４】本発明おける基板のスピンパターンと環状光照射ヘッドの上昇速度の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態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説明するための図である。
【図６】前記光照射機構の環状光照射部の一例を説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態３に係る樹脂膜の形成装置に用いられる環状光照射ヘッドの一例を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態４に係る樹脂膜の形成装置を説明するための図である。
【図９】その樹脂膜の形成装置に用いられる環状光照射ヘッドを説明するための図である。
【図１０】本発明の実施形態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説明するための図である。
【図１１】本発明の実施形態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説明するための図である。
【符号の説明】
【００６９】
１・・・基板
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
【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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