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JP2000076710A - 光ディスク用基板の貼り合わせ方法および装置 - Google Patents

光ディスク用基板の貼り合わせ方法および装置

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Publication number
JP2000076710A
JP2000076710A JP10239792A JP23979298A JP2000076710A JP 2000076710 A JP2000076710 A JP 2000076710A JP 10239792 A JP10239792 A JP 10239792A JP 23979298 A JP23979298 A JP 23979298A JP 2000076710 A JP2000076710 A JP 2000076710A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pair
adhesive layer
light
substrates
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10239792A
Other languages
English (en)
Inventor
Norihide Higaki
典秀 桧垣
Koji Matsunaga
浩二 松永
Keinosuke Kaneshima
敬之介 金島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP10239792A priority Critical patent/JP2000076710A/ja
Priority to TW088114546A priority patent/TW448444B/zh
Priority to US09/382,831 priority patent/US6605179B1/en
Priority to MYPI99003690A priority patent/MY126494A/en
Publication of JP2000076710A publication Critical patent/JP2000076710A/ja
Priority to US10/120,488 priority patent/US20020108715A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ディスク用基板を貼り合わせて光ディスク
を製造する際に、光ディスクに反り等の変形が発生する
のを防止し、平面度の良好な光ディスクを得る。 【解決手段】 中間に光硬化性の接着剤層ｇを介在させ
た一対の光ディスク用基板からなる基板対Ｄｘに対し、
硬化光を照射し接着剤層ｇを光硬化させて基板同士を貼
り合わせる方法であって、接着剤層ｇを光硬化させる際
に、載置台１００の上にスペーサ１１０を配置して、基
板対Ｄｘの中心側と外周側との間に高低差をつけておく
など、基板対Ｄｘに発生する反り等の変形を防止する手
段を講じておくことで、反りなどの変形が少ない平面度
の良好な光ディスクを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク用基板
の貼り合わせ方法および装置に関し、ＤＶＤ等に利用さ
れる貼り合わせ型の光ディスクを製造する技術におい
て、特に、光ディスクとなる一対の基板同士を中間に光
硬化性接着剤を介在させ光硬化によって貼り合わせる方
法と、その際に用いる貼り合わせ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＤＶＤ用の光ディスクとして、記録層を
備えた基板を複数枚貼り合わせることで、多層記録を可
能にした光ディスクを製造する技術が知られている。光
ディスクの貼り合わせ方法およひ装置として、本件出願
人は先に特願平８−７３５３６号、特願平８−８９２４
３号に開示された技術を提案している。
【０００３】具体的には、一対の基板を比較的に狭い間
隔をあけた状態で対向保持しておき、その間隙に紫外線
硬化型などの接着剤を吐出し間隙の全体に拡げて、一対
の基板とその中間の接着剤層とからなる積層体を得る。
この積層体に紫外線を照射するなどすれば、接着剤が硬
化して基板同士の貼り合わせが行われる。光ディスクに
記録されたデータの読み取りあるいは書き込みを行うに
は、光ディスクを高速回転させながら、光ディスクの外
部から照射され、光ディスクの透明基板を通過して記録
層に照射されるレーザで行う。その記録密度は極めて高
密度であるため、レーザを記録層の所定位置に正確に照
射する必要がある。記録層および光ディスク全体の平面
度が悪いと、レーザを記録層の所定位置に正確に焦点を
合わせて照射することができず、情報の誤りが生じ易
い。
【０００４】そのため、光ディスクの製造にあたって
は、反りや歪みが生じず、高い平面度が維持できること
が要求される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記した貼
り合わせ型の光ディスクの場合、接着剤を光硬化させる
過程で、光ディスクに反りが生じ、平面度が悪くなるこ
とが判った。その理由を検討したところ、光硬化用の紫
外線照射ランプによる加熱が原因であることが判った。
光照射に伴う加熱で光ディスクの材料が伸び、光硬化工
程の終了後には冷却し収縮して元に戻る。この加熱冷却
に伴う伸びと収縮が、前記ランプに近い側と遠い側とで
アンバランスになる結果、反りが生じる。光ディスクの
うち紫外線照射ランプに近い側の基板は照射される光の
量したがって発生する熱量が大きいので伸びが大きく、
接着剤を挟んで反対側の基板は、発生する熱量が小さく
伸びも小さい。表裏の基板に伸びの差がある状態で接着
剤が硬化してしまうと、その後の冷却で収縮したとき
に、伸びが大きかった光の照射側が収縮も大きくなり、
その収縮応力で光の照射側に反り返るように変形が生じ
る。
【０００６】光ディスクに発生する変形は、上記以外の
原因によっても生じる。例えば、光硬化工程あるいはそ
れまでの製造工程などで発生した熱変形や材料構造のア
ンバランスを原因として、光硬化における伸び収縮過程
で変形が発生する。変形は、中心から外周へと一様な反
りである場合のほか、面内で半径方向および周方向にお
ける局部的な凹凸やうねりとなって表れることもある。
【０００７】光ディスクを連続的に製造する生産ライン
においては、経時的に基板を取り扱う基材や装置の温度
が変動して、その影響が基板の温度、伸びや収縮の挙動
に変化を生じさせることがある。このような温度および
伸び収縮の変化は、前記した光ディスクの変形量にも影
響を与える。特に、生産ラインが停止状態から稼働を開
始して暫くの間は、生産装置内の温度条件が安定しない
ので、光ディスクの変形量にバラツキが生じ易い。
【０００８】光ディスクを取り扱う環境条件によって
も、変形の発生が影響される。例えば、湿度環境が変化
すると、伸びや収縮の挙動に影響が出る。基板材料とし
て吸湿性のある合成樹脂を用いた場合に影響が大きい。
本発明の課題は、前記した光ディスク用基板を貼り合わ
せて光ディスクを製造する際に、光ディスクに反り等の
変形が発生するのを防止し、平面度の良好な光ディスク
を得ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる光ディス
ク用基板の貼り合わせ方法および装置は、中間に光硬化
性の接着剤層を介在させた一対の光ディスク用基板から
なる基板対に対し、硬化光を照射し接着剤層を光硬化さ
せて基板同士を貼り合わせる方法であって、接着剤層を
光硬化させる際に、光ディスクの変形を防止する手段を
講じておく。
【００１０】〔光ディスク〕ＤＶＤディスクのほか、Ｃ
Ｄ、ＰＤ、ＬＤ等の各種光ディスクのうち、複数枚の基
板を貼り合わせて構成する貼り合わせ型の光ディスクに
適用される。貼り合わせ型光ディスクには、記録層を単
層で備えるものと複層で備えるものとがある。
【００１１】〔基 板〕基板は、ＤＶＤディスク用の単
板など、利用目的に合わせて、合成樹脂や金属薄膜その
他の材料を適宜に組み合わせて製造される。ＤＶＤディ
スクの場合、ポリカーボネート樹脂等の透明樹脂からな
るディスク本体と、ディスク本体の片面に形成された記
録用凹凸面に金属薄膜などを配置した記録層とを有して
いる。記録層の表面には保護膜が形成される場合もあ
る。通常は、記録層が配置された側の面が貼り合わせ面
となる。
【００１２】貼り合わせる基板同士は、同じ材料および
構造を有するものであってもよいし、異なる材料あるい
は構造の基板同士であってもよい。通常は、貼り合わせ
る一対の基板において、少なくとも記録層の構造が異な
っている。片方の基板が記録層を有しない基板であって
もよい。基板の形状は、ＤＶＤディスクの場合には薄い
円板状であるが、貼り合わせた基板の利用目的によって
は円板以外の形状であっても構わない。また、貼り合わ
せた後で基板の形状を加工することも可能である。
【００１３】基板の材料や構造によって、後述する載置
台の高低差や基板の温度制御条件などの変形を防止する
ための手段の設定条件が異なってくる。 〔接着剤〕接着剤は、貼り合わせる基板の材質や利用目
的に合わせて各種の光硬化型の接着剤が用いられる。Ｄ
ＶＤディスクでは、紫外線硬化型の透明接着剤を用いる
のが好ましい。紫外線以外の波長の光で硬化する接着剤
も使用でき、本発明において光硬化型の接着剤とは、紫
外線を含む各種波長の光および各種の放射線によって硬
化する接着剤を含めている。
【００１４】〔基板対の製造〕一対の基板の中間に接着
剤層を介在させて基板対を製造する方法および装置は、
通常の貼り合わせ型光ディスクの製造技術が適用でき
る。例えば、以下の方法が適用できる。一対の基板を比
較的狭い間隔をあけた状態で対向保持しておき、その間
隙に接着剤の吐出ノズルを差し込み、吐出ノズルから接
着剤を吐出しながら一対の基板をその面方向に回転させ
ることで間隙内に接着剤を環状に配置する。その後、基
板間の間隙を狭めるとともに、さらに両基板を回転させ
ることで、環状の接着剤が半径方向に拡がり、基板の間
隙を薄い接着剤層で埋めることができる。この技術は、
前記した特願平８−７３５３６号、特願平８−８９２４
３号等で具体的に詳しく開示されている。
【００１５】基板対は、接着剤が硬化していない状態で
あるので、基板同士がずれたり接着剤が移動したりはみ
出したりしないようにして、次の光硬化工程へと送る必
要がある。通常は、水平状態にした基板対を底面側の基
板だけを保持して水平状態のままで取り扱うことが好ま
しい。ＤＶＤディスクでは基板対の中心に中心孔が貫通
しているので、この貫通孔に支持部材を挿通しておけば
基板同士のずれを防止することができる。
【００１６】〔光硬化〕接着剤層を光硬化させるのに必
要な硬化光を照射できれば、基本的な光硬化の方法およ
び使用する装置は、通常の光ディスクの製造技術と同様
でよい。通常は、平坦な載置台上に水平状態で置かれた
基板対の上方に光照射ランプを配置しておき、光照射ラ
ンプから照射される光を上面側の透明な基板材料を通過
させて接着剤層に到達させて接着剤の光硬化を行う。
【００１７】〔変形防止手段：載置台の高低差〕変形防
止手段として、基板対を載置台の上に配置し、載置台の
上面のうち基板対の中心側と外周側との間に高低差をつ
けておくことができる。高低差が付けられた載置台に配
置された基板対は、配置時に自重により、載置台の高い
ほうから低いほうへと矯正されるように変形する。この
矯正変形が、基板対に発生する反り変形に対して反対の
傾向を有していれば、矯正変形をした状態で光硬化工程
を終えた基板対すなわち光ディスクは、矯正変形と反り
変形とが相殺されて、変形の低減された平面度の高い光
ディスクとなる。
【００１８】載置台の高低差は、中心側を高く外周側を
低くしておくのが好ましい。前記したように、光硬化工
程における通常の反り変形は、基板対に対して載置台と
は反対側に配置される紫外線照射ランプのほうに反り返
る傾向があるので、それとは逆の方向に基板対を矯正変
形させておくことが好ましいからである。載置台に高低
差をつけるには、載置台の表面に対して、中心側と外周
側との間で傾斜をつけて、テーパー面にしておくことが
できる。通常は、中央が高く半径方向に向かって徐々に
低くなる円錐状のテーパー面が好ましい。光ディスクに
発生する反り変形の状況によっては、中央が低く外周が
高い逆テーパー面も利用できる。テーパー面は、基板対
に当接する面の全体に配置しておいてもよいし、矯正変
形させたい一部個所のみに配置しておいてもよい。テー
パーの角度を場所によって変えておくこともできる。
【００１９】具体的なテーパー量は、光ディスクに発生
する反り変形の量を実験的に求め、それに対応させて設
定すればよい。例えば、ＤＶＤディスクの場合、内周縁
に対応する位置と外周縁に対応する位置との間に０．１
〜０．３５mmの差を設けておくことができる。載置台に
高低差をつける手段として、載置台の表面に段差を付け
ておくことができる。上記テーパー面と同様に、通常
は、基板対の中心側が外周側よりも高くなる段差が好ま
しい。段差の量も前記したテーパー量と同様に設定され
る。段差は１段だけの段差でもよいし、複数段の段差を
設けておくこともできる。
【００２０】載置台の表面に段差を付けるには、載置台
の表面を加工して段差をつけてもよいし、載置台の表面
に段差を付けるためのスペーサを配置しておくこともで
きる。スペーサとしては、ドーナッツ円板状の板材が用
いられ、その厚みの設定によって段差の量を調整でき
る。載置台に対してスペーサを着脱自在に取り付けてお
けば、必要に応じて、高さの異なるスペーサを入れ換え
ることができる。スペーサは、載置台に載せておくだけ
でもよいし、載置台にボルトや金具で固定しておいても
よい。載置台の段差として、中心側を高くするには、載
置台の中心軸に円板状のスペーサを嵌合しておくことが
できる。スペーサは、平坦な載置台の上に配置されても
よいし、載置台の一部にスペーサを嵌入するための溝を
設けておき、この溝にスペーサを嵌入させた状態でスペ
ーサの一部が載置台の表面よりも上方に突出させておく
ことができる。
【００２１】載置台の表面からの突出量が調整自在であ
るスペーサが用いられる。具体的には、載置台に取り付
けられたスペーサを、ねじやカム等による位置調整機構
を用いて、載置台の表面からの突出量を調整できるよう
にしておけばよい。突出量の調整幅を、前記した好まし
い段差量の設定範囲程度に設定しておけばよい。 〔変形防止手段：両面の温度差制御〕変形防止手段とし
て、基板対の少なくとも一方の表面側の温度を制御し
て、両面の温度差を低減させる方法が採用できる。
【００２２】前記したように、光ディスクに反りが変形
する原因として、基板対の両面の熱膨張量の違いがある
ので、基板対の両面の温度差を少なくしておけば、熱膨
張量の違いが少なくなり、反り変形も生じ難くなる。基
板対のうち硬化光の照射面側はランプによる加熱が強く
温度が高くなり、反対面側の温度が相対的に低くなる傾
向があるので、硬化光の照射面側を冷却するか、反対面
側を加熱することで、両面の温度差を低減することがで
きる。
【００２３】硬化光の照射面側を冷却するには、冷風を
吹き付ける手段が採用できる。反対面側を加熱するに
は、温熱風を吹き付けたり、加熱部材を接触させる方法
が採用できる。基板対を載置台の上に載せて、載置台と
反対側から基板対に硬化光を照射する場合には、載置台
の表面を加熱あるいは冷却しておくことで、基板対の接
触面を加熱あるいは冷却することができる。
【００２４】温度制御手段として、載置台に内蔵された
温調媒体流通路と、温調媒体流通路に温調媒体を供給す
る媒体供給手段とを備えることができる。温調媒体は、
空気や水、油などの加熱冷却が可能な流体が用いられ、
載置台の内部に形成された管路や空間などからなる温調
媒体流通路に、ポンプやブロアなどで供給されたり、循
環供給される。
【００２５】なお、光ディスクの変形原因によっては、
基板対のうち硬化光の照射面側を加熱したり、その反対
面側を冷却したりすることも可能である。 〔変形防止手段：温度分布均一化〕変形防止手段とし
て、基板対の温度を制御して、基板対の面方向における
温度分布を均一化させる方法が採用できる。基板対の面
方向に温度分布が生じると、面方向の全体あるいは局部
的に歪み変形が発生することになるので、温度分布の均
一化によって上記のような変形が防止できる。
【００２６】前記した両面の温度差を低減するための温
度制御手段が、面方向における温度分布均一化を果たす
機能を有していれば、共通する温度制御手段を用いるこ
とができる。前記した温調媒体を利用する温度制御手段
であれば、温調媒体流通路の配置を適切に設定すること
で、載置台の表面における温度分布の均一化を効率的に
果たすことができる。外部からの伝熱すなわち熱供給に
よって基板対の場所による温度の偏りが生じる場合に
は、外部からの伝熱に相当する熱を奪うための冷却が有
効である。
【００２７】温度分布の均一化のためには、基板対を加
熱して全体を一体の温度にする方法と、基板対を冷却し
て全体を一定の温度にする方法の何れの方法も採用でき
る。温度分布均一化手段として、基板対が接触する載置
台の表面に均熱体を配置しておくことができる。均熱体
は、カーボングラファイトなどの面方向における熱伝導
性の高い材料を用いることができる。
【００２８】〔変形防止手段：湿度制御〕変形防止手段
として、接着剤層を光硬化させる際に、基板対の湿度を
制御することができる。この方法は、基板の吸湿や湿度
変化による変形の発生やバラツキを防止するのに有効で
ある。湿度制御は、光硬化工程を行う雰囲気全体を、空
調装置などの湿度環境を制御できる装置を用いて一定の
湿度条件範囲に維持すればよい。
【００２９】湿度条件としては、基板の成形時における
湿度に近い条件に設定しておくのが好ましい。具体的に
は、湿度６０％以下、より好ましくは４０％以下であ
る。経時的な湿度変化を少なくすることが望ましい。 〔変形防止手段：複数段硬化〕変形防止手段として、硬
化光の照射を複数段階に分けて行うことができる。具体
的には、硬化光の照射が、接着剤層を完全に硬化させる
のに必要な光量よりも少ない光量を照射して接着剤層を
仮硬化させる段階と、その後で、接着剤層を完全に硬化
させるのに必要な光量を照射して接着剤層を本硬化させ
る段階とを含むことができる。
【００３０】仮硬化段階では、接着剤層が妄りに移動し
たり変形したりしない程度までは硬化するが、硬化光の
照射に伴う両側の基板の熱変形が冷却過程で吸収できる
程度の柔軟性あるいは変形性は残しておく。仮硬化段階
を終えた基板対は、冷却過程で熱による伸びが収縮し、
元の平坦な状態に戻る。
【００３１】本硬化段階では、接着剤層を完全に硬化さ
せて両側の基板を貼り合わせる。仮硬化段階である程度
まで硬化している接着剤層には、比較的わずかな光量を
与えただけで、あるいは、比較的に短い時間の光照射だ
けで、接着剤層の完全な硬化が達成される。その結果、
本硬化段階において、基板対に加えられる熱は少なく、
基板対の伸び収縮に伴う変形も低減される。
【００３２】なお、仮硬化段階をさらに複数段階に分割
して行うことも可能である。仮硬化段階および本硬化段
階で、基板対に照射される硬化光の光量を制御するに
は、基板対と対向する位置に配置された光源の点灯およ
び消灯のタイミングを制御してもよいが、紫外線照射ラ
ンプなどの光源の点灯消灯を、仮硬化段階および本硬化
段階の区別に必要な数秒から１秒未満程度の短い時間で
行うことは難しい。
【００３３】そこで、光量制御手段として、定位置で常
時点灯している光源の照射範囲を横切って、基板対を高
速で通過させる方法が採用できる。基板対の通過速度を
制御すれば、基板対に照射される光量が調整できる。別
の光量制御手段として、シャッター部が採用される。 〔シャッター部〕シャッター部は、硬化光を発生する光
源と基板対との間に配置され、硬化光の通過時間を制御
する。
【００３４】シャッター部の具体的構造は、各種の光学
装置における光量制御用のシャッター機構と同様の構造
が採用される。例えば、シャッター部として、硬化光の
通過を遮断する遮蔽部材と、遮蔽部材の一部に配置され
硬化光を通過させる通過空間と、通過空間を基板対に対
応する位置と基板対から離れた位置とに選択的に配置す
る遮蔽部材駆動手段とを備えるものが用いられる。
【００３５】通過空間は、光を照射する基板対の形状に
対応して設けておくことができる。具体的には、円板状
の基板対に対して円形の通過空間が採用される。遮蔽部
材駆動手段としては、各種機械装置における駆動機構が
適用でき、シリンダ機構やカム機構、ラック機構、ボー
ルネジ機構、リンク機構などを組み合わせて構成するこ
とができる。
【００３６】前記したように、仮硬化段階および本硬化
段階における硬化光の通過時間は、１秒未満の短く正確
な時間制御が要求されるので、遮蔽部材駆動手段として
は、迅速で正確な動作が行える機構が好ましい。硬化光
の通過時間を迅速かつ正確に制御できる手段として、遮
蔽部材が、互いに反対側の端辺に一端が開放された通過
空間を有する一対の遮蔽部材を備え、遮蔽部材駆動手段
が、一対の遮蔽部材を連動させて互いに逆方向に往復動
させる往復連動手段を備えることができる。
【００３７】一対の遮蔽部材は、往復動作の一端位置
で、それぞれの端辺の通過空間が一体となって基板対に
対応する形状の通過空間が構成される。例えば、半円形
の通過空間を有する一対の遮蔽部材を組み合わせて、円
形の通過空間を構成することができる。往復動作の他端
位置では、両方の通過空間が基板対の位置から離れ、遮
蔽部材で光の通過を遮断する。その結果、一つの遮蔽部
材だけを用いるのに比べて、それぞれの遮蔽部材の往復
動距離が短くて済み、迅速な動作が容易に行えることに
なる。
【００３８】一対の遮蔽部材の往復動作を連動させるに
は、ギア機構やカム機構などの通常の機械装置における
連動機構が採用される。 〔変形防止手段の組み合わせ〕上記した各変形防止手段
は、それぞれを単独で採用しても目的の機能は達成でき
るが、２種類以上の複数の手段を併用することで、より
優れた変形防止機能が発揮できる。
【００３９】例えば、スペーサによる段差の形成と、光
硬化工程の複数段階への分割とを組み合わせることがで
きる。さらに、ここに、面方向の温度分布均一化や湿度
制御を組み合わせることもできる。
【００４０】
【発明の実施の形態】〔貼り合わせ装置の全体構造〕図
１に示す貼り合わせ装置は、ＤＶＤディスクの製造に利
用される。光ディスクを構成する基板として、基板Ｄａ
および基板Ｄｂが用いられる。両基板Ｄａ、Ｄｂは、何
れも透明なポリカーボネート樹脂からなり、基本的形状
は共通しているが、記録層を構成する材料および構造は
違っている。
【００４１】貼り合わせ装置は、基板Ｄａ、Ｄｂが集積
された基板集積部１０、基板Ｄａ、Ｄｂを整列させて移
送する整列移送部２０、基板Ｄａ、Ｄｂを接着剤で貼り
合わせる貼り合わせ部４０、接着剤を紫外線硬化させる
光硬化部６０、作製された光ディスクを検査する検査部
７０、光ディスクを集積する光ディスク集積部８０を備
えている。
【００４２】基板集積部１０のターンテーブル１２、１
４に集積された基板Ｄａ、Ｄｂが、十字状旋回腕１８で
交互に取り出されて、整列移送部２０に整列状態で送ら
れる。整列移送部２０の端部で、旋回腕３２により基板
Ｄａ、Ｄｂが交互に取り出され、基板Ｄａ、Ｄｂを対向
させた状態で貼り合わせ部４０に送られる。貼り合わせ
部４０では一対の基板Ｄａ、Ｄｂの間に接着剤が供給さ
れて、基板基板Ｄａ、Ｄｂとその中間に介在する接着剤
層とからなる基板対Ｄｘが作製される。
【００４３】基板対Ｄｘは、光硬化部６０の長円形コン
ベア６４に移送され、紫外線照射部６２に送られる。紫
外線照射部６２で紫外線が照射され、接着剤が光硬化す
れば、光ディスクＤが完成し、検査部７０で製品検査を
終えたあと、移送アーム７７で順次移送されて、光ディ
スク回収部８０のターンテーブル８２に集積される。
【００４４】〔貼り合わせ工程〕図２に示す工程(A) 〜
(D) を経て光ディスクの貼り合わせが行われる。 ＜工程（Ａ）＞貼り合わせ部４０において、上下に対向
配置された回転保持盤４２に、基板Ｄａ、Ｄｂが真空吸
着保持される。
【００４５】基板Ｄａ、Ｄｂの中央に、外周方向から吐
出ノズル４５が進出してきて、吐出ノズル４５の先端か
ら接着剤ｇが吐出される。 ＜工程（Ｂ）＞吐出ノズル４５から接着剤ｇを吐出しな
がら、回転保持盤４２とともに基板Ｄａ、Ｄｂが回転す
ると、接着剤ｇは周方向に延びて環状に配置される。
【００４６】＜工程（Ｃ）＞吐出ノズル４５を退出させ
るとともに、回転保持盤４２、４２を近接方向に移動さ
せて基板Ｄａ、Ｄｂの間隙を狭くし、回転保持盤４２と
ともに基板Ｄａ、Ｄｂを回転させると、接着剤ｇは基板
Ｄａ、Ｄｂの対向面全体に広がって一定の厚みを有する
接着剤層ｇを形成し、基板対Ｄｘが構成される。
【００４７】＜工程（Ｄ）＞基板対Ｄｘは、貼り合わせ
部４０から取り出されて、光硬化部６２に送られる。光
硬化部６２では、基板対Ｄｘが載置台１００の上に載せ
られる。載置台１００の中心に突き出す芯軸１０２に基
板対Ｄｘの中心孔が嵌め合わされることで、水平方向の
位置決めがなされる。
【００４８】載置台１００の上方に配置された紫外線照
射ランプすなわち光源６６から光を照射すれば、基板対
Ｄｘの接着剤ｇが光硬化し、上下の基板Ｄａ、Ｄｂが貼
り合わせられる。 〔スペーサ〕図３に示す実施形態は、載置台１００の平
坦な表面にスペーサ１１０を装着している。
【００４９】スペーサ１１０はドーナッツ円板状をな
し、載置台１００の中心の芯軸１０２に嵌め込まれてい
て、着脱自在になっている。スペーサ１１０の高さは
０．１〜０．３５mmの範囲で設定され、例えば０．２５
mmに設定しておく。載置台１００に載せられた基板対Ｄ
ｘは、スペーサ１１０の上に載りかかった形で配置され
る。基板対Ｄｘは、自重によって、スペーサ１１０で支
持されていない外周部が垂れ下がるように変形し、中心
部から外周部へと低くなった傾斜状態になる。
【００５０】光源６６からの光照射によって、加熱昇温
し熱膨張して外周側に伸びる。基板対Ｄｘのうち、光源
６６に近い表面側が強く加熱されて昇温するので、載置
台１００に近い裏面側よりも大きく伸びることになる。
スペーサ１１０の存在により、加熱膨張した基板対Ｄｘ
も、中心側が高く外周側に向かって低くなった傾斜状態
である。
【００５１】この状態で、接着剤ｇが光硬化して基板Ｄ
ａ、Ｄｂを貼り合わせる。光硬化工程が終了して、光源
６６からの光照射が無くなれば、基板対Ｄｘは冷却す
る。このとき、裏面側に比べて大きく伸びていた表面側
は収縮量も大きいので、上方側に反り返ろうとする。伸
びていたときに中心側が高く外周側に向かって低い傾斜
状態であった基板対Ｄｘが、冷却収縮とともに上方側に
反り変えろうとすることで、冷却後には基板対Ｄｘは水
平状態になる。基板対Ｄｘの反り変形とスペーサ１１０
による矯正変形とが相殺されたことになる。
【００５２】その結果、光硬化工程において問題となっ
ていた上方側への反り変形が全く無いか非常に低減され
た平面度の高い光ディスクＤが得られる。 〔テーパー面〕図４に示す実施形態は、載置台１００の
上面１０４をテーパー面に構成している。
【００５３】すなわち、上面１０４は、芯軸１０２側が
高く外周側に向かって一様に低くなる偏平な円錐状をな
すテーパー面となっている。光硬化工程は、前記実施形
態と同様に行われる。光照射によって基板対Ｄｘは変形
し、テーパー面１０４に沿った偏平円錐形状になる。光
照射が終了し、基板対Ｄｘが冷却すれば、前記同様に反
り変形とテーパー面１０４による矯正変形とが相殺され
て、水平状態の基板対Ｄｘが得られる。
【００５４】〔高さ可変スペーサ〕図５に示す実施形態
は、高さが変更できるスペーサ１１２を用いる。図５
(b) に拡大して示すように、載置台１００の中心に配置
された芯軸１０２の外周には雄ねじが切られている。芯
軸１０２の外周で載置台１００との間に中空円盤状をな
すスペーサ１１２が配置され、スペーサ１１２の上端は
載置台１１０の上方に突出している。スペーサ１１２の
内周面に切られた雌ねじが芯軸１０２の雄ねじにねじ込
まれている。スペーサ１１２を旋回させて、芯軸１０２
に対するスペーサ１１２のねじ込み位置を変えると、ス
ペーサ１１２の高さ位置が上下に調整され、載置台１０
０の上方へのスペーサ１１２の突出高さが変更される。
【００５５】載置台１００および芯軸１０２を支持する
支持体１０６には、スペーサ１１２の底面に当接するボ
ールプランジャ１１４を備えている。ボールプランジャ
１１４は、先端に有するボールを背後に有するスプリン
グで上方側に付勢している機構部品である。スペーサ１
１２の底面側にボールプランジャ１１４を当接させて上
方側に付勢していることで、芯軸１０２の雄ねじにスペ
ーサ１１２の雌ねじが常に圧接されることになり、振動
や衝撃などでねじ込み位置がずれるのを防止している。
なお、スペーサ１１２のねじ込み位置を調整するために
スペーサ１１２を旋回させたときには、スペーサ１１２
とボールプランジャ１１４とは転がり接触によってスム
ーズに摺動することになり、スペーサ１１２のねじ込み
位置調整作業は容易に行える。
【００５６】上記のような構造を有する高さ可変スペー
サ１１２は、予め実験やデータ解析などで求められた基
板対Ｄｘの反り変形量の予測値をもとにして、載置台１
００の表面からの突出高さを調整しておけばよい。その
後の光硬化工程は、前記した固定式のスペーサ１１０の
場合と同様である。
【００５７】上記実施形態によれば、作業条件に合わせ
て、スペーサ１１２の高さを適切かつ容易に調整するこ
とができる。厚みの異なる多数のスペーサを準備してお
く手間が省ける。 〔温度制御手段〕図６に示す実施形態は、載置台１００
に温度制御手段を備える。
【００５８】図６(a) に示すように、載置台１００に
は、裏面側から溝加工された温調媒体流通路１２０と、
温調媒体流通路１２０を裏面側から塞ぐ裏板１２２を備
えている。図６(b) に示すように、温調媒体流通路１２
０は、平面円形状をなす載置台１１０の外周で、温調媒
体の供給配管１２４と戻り配管１２６に連結されてお
り、供給配管１２４から半径方向に中心に向かって延び
た温調媒体流通路１２０は、周方向にＣ字形に延びた
後、その外側を逆方向にＣ字形に延び、これを繰り返す
ことで載置台１００の外周に至って戻り配管１２６につ
ながっている。
【００５９】供給配管１２４には、温度調整された空気
や水、油などの温調媒体が供給され、温調媒体流通路１
２０を通過しながら、載置台１００の全体を一定の温度
に調整したあと、戻り配管１２６から回収される。供給
配管１２４と戻り配管１２６は図示しない温調装置に連
結されていて、戻り配管１２６で回収された温調媒体を
所定の温度に再調整したあと、供給配管１２４に戻して
循環利用する。
【００６０】上記温度制御手段を用いることで、載置台
１００の上に配置された基板対Ｄｘの載置台１００に近
い側の表面を加熱あるいは冷却することができる。それ
によって、光源６６からの光照射によって加熱される側
の表面との間の温度差を適切に調整することができる。
しかも、載置台１００の表面全体の温度が均等化される
ので、基板対Ｄｘの面方向における伸びや収縮のバラツ
キも少なくなり、面方向で局部的な凹凸や歪みが生じる
ことが防止でき、基板対Ｄｘの全体の平面度を向上させ
ることができる。
【００６１】また、貼り合わせ装置の稼働開始時から経
時とともに装置内で発生する熱によって、載置台１００
あるいは載置台１００周辺の環境の温度が変化を起こし
ても、前記温度制御手段によって載置台１００表面ある
いは基板対Ｄｘの表面温度を適切な温度条件に維持して
おくことができる。その結果、光ディスク毎の変形量に
バラツキが生じるのを防ぎ、品質の安定した光ディスク
を提供できる。
【００６２】なお、載置台１００あるいは基板対Ｄｘの
表面温度を検知できるセンサ手段を備えておき、検知さ
れた温度情報をもとにして、温調媒体の供給温度や供給
量を制御することができる。 〔仮硬化および本硬化〕図３に示すスペーサ１１０付き
の載置台１００を用いるとともに、光硬化を仮硬化と本
硬化との複数段階に分割して行う方法を具体的に説明す
る。
【００６３】ＤＶＤディスク用の基板対Ｄｘを用い、ス
ペーサ１１０として、外径２０〜３０mmで厚みが種々に
異なるドーナッツ状円板を用いた。載置台１００の外径
は１１５mmφであった。光源６６として紫外線照射ラン
プを用い、光源６６と基板対Ｄｘの間には、光の照射タ
イミングを制御するシャッター部を配置した。基板対Ｄ
ｘを連続的に１３４枚供給して貼り合わせ作業を行っ
た。
【００６４】仮硬化工程：光源６６のパワーを３０％
（２２０mW/cm2）に設定した。シャッター部を制御し
て、照射時間を０．３sec に設定した。 本硬化工程：光源６６のパワーを６５％（１０５０mW/c
m2）、照射時間を１．２sec に設定した。
【００６５】上記２段階の光硬化工程を経て貼り合わせ
られた光ディスクの反り変形量を評価した。具体的に
は、最内周位置に対する最外周位置のラジアル方向の反
り角度をチルト角として測定し、光ディスクの周方向に
測定したチルト角の最大値(MAX) と最小値(MIN) を求め
た。図７に、スペーサ１１０の厚みを変えて測定した結
果をグラフ表示している。
【００６６】図７のグラフをみると、スペーサ１１０の
厚みを適切に設定することによって、光ディスクの反り
変形量を一定の範囲内に収めることが可能になることが
判る。図７では、スペーサ厚みが０．２５mm程度のとき
に反り変形が最も少なくなっている。一般的なＤＶＤデ
ィスクの場合、前記したチルト角の許容範囲は±０．８
°であり、製造上は±０．５°程度が許容範囲として設
定される。したがって、スペーサ１１０の厚みが０mmす
なわちスペーサ１１０を使用せずに、仮硬化と本硬化と
を組み合わせるだけでも、ほぼ許容範囲を満足すること
になるが、適切な厚みのスペーサ１１０を組み合わせる
ことで、より平面度の高い光ディスクが得られることが
判る。
【００６７】〔シャッター部〕図８、図９に示す実施形
態は、前記仮硬化と本硬化とを組み合わせる実施形態に
おいて、硬化光の照射時間を精密に制御するのに適した
シャッター部の構造を示している。光源６６と基板対Ｄ
ｘの間に、水平方向に移動自在な矩形板状の遮蔽部材１
３０を備えている。図９に示すように、遮蔽部材１３０
の一方には円形の通過空間１３４が貫通形成されてい
る。遮蔽部材１３０は、ガイドロッド１３９に沿って摺
動自在なロッドレスシリンダ１３８に支持されており、
直線方向に往復動作を行う。
【００６８】図８(a) に示すように、遮蔽部材１３０と
載置台１００の間には、固定遮蔽板１３２が配置されて
いる。固定遮蔽板１３２のうち、載置台１００に対応す
る位置には、基板対Ｄｘの外径よりと同程度の大きさを
有する貫通孔１３６が設けられている。シャッター部の
動作を説明する。
【００６９】図８(a) に示すように、遮蔽部材１３０の
通過空間１３４が固定遮蔽板１３２の貫通孔１３６から
外れた位置にある状態では、光源６６からの光は遮蔽部
材１３０で遮蔽されるので、基板対Ｄｘに届かない。図
８(b) に示すように、遮蔽部材１３０を水平移動させ
て、通過空間１３４が固定遮蔽板１３２の貫通孔１３６
に一致する位置にくると、光源６６からの光は通過空間
１３４、貫通孔１３６を経て基板対Ｄｘに到達する。
【００７０】この状態で一定時間保持して、基板対Ｄｘ
に必要な光量を与えたあと、遮蔽部材１３０を元に方向
に水平移動させれば、図８(a) の状態に戻り、基板対Ｄ
ｘには光が照射されなくなる。遮蔽部材１３０の作動を
制御することによって、基板対Ｄｘに光が照射される時
間を正確に制御することができる。遮蔽部材１３０の構
造および動作は比較的単純であるから、正確で安定した
動作が可能になる。
【００７１】上記実施形態において、遮蔽部材１３０の
通過空間１３４を多数のスリットを並設して構成するこ
とができる。スリット状の通過空間１３４は、照射され
る光の量を制限したり、光源６６の中心と周辺とにおけ
る光の強さの差を緩和したりする作用がある。スリット
の代わりに、多数の細かな孔が配置されていてもよい。
【００７２】〔シャッター部の別の実施形態〕図１０に
示すシャッター部は、前記実施形態とは遮蔽部材１３０
の動作が異なる。図１０(a) に示すように、遮蔽部材１
３０の長さ方向の中央付近に通過空間１３４が配置され
ている。固定遮蔽板１３２および貫通孔１３６は前記実
施形態と同様の構造である。
【００７３】図１０(a) から図１０(b) に示すように、
遮蔽部材１３０を図中右方向に移動させると、通過空間
１３４、貫通孔１３６が一致し、光源６６の光が基板対
Ｄｘに照射される。図１０(c) に示すように、遮蔽部材
１３０は前記と同じ方向に水平移動し、通過空間１３４
が貫通孔１３６の位置から外れることで、光源６６の光
を遮蔽部材１３０で遮断する。
【００７４】上記実施形態では、遮蔽部材１３０が図中
左側から右側へと１方向に移動することで、基板対Ｄｘ
に対する１回の光照射が完了する。遮蔽部材１３０が停
止して元の方向に戻るという動作に比べて、光照射の時
間を短く設定することができる。照射時間の精密な制御
も可能になる。なお、次回の光照射工程では、遮蔽部材
１３０が図中右側から左側へと１方向に移動すること
で、１回の光照射が行われることになる。
【００７５】〔シャッター部の別の実施形態〕図１１〜
１３に示す実施形態は、一対の遮蔽部材を用いる。図１
２に示すように、矩形をなす一対の遮蔽部材１４０ａ、
１４０ｂを用いる。遮蔽部材１４０ａの片側の端辺には
半円形をなす通過空間１４２が形成されている。もう一
つの遮蔽部材１４０ｂは、遮蔽部材１４０ａとは反対側
の端辺に同じ形の通過空間１４２が形成されている。遮
蔽部材１４０ａ、１４０ｂの通過空間１４２、１４２を
並べることで、円形の通過空間が構成される。
【００７６】図１１(a) に示すように、光源６６と載置
台１００の間に、一対の遮蔽部材１４０ａ、１４０ｂが
上下にほぼ重なった状態で配置される。それぞれの通過
空間１４２は相手側の遮蔽部材１４０ａ、１４０ｂで塞
がれているので、光源６６の光は基板対Ｄｘまで到達し
ない。図１１(b) に示すように、遮蔽部材１４０ａ、１
４０ｂを互いに逆の方向に水平移動させる。図１２にも
示すように、遮蔽部材１４０ａ、１４０ｂの通過空間１
４２、１４２が左右に並んだ状態になり、光源６６の光
は通過空間１４２、１４２を通過して基板対Ｄｘへと照
射される。
【００７７】基板対Ｄｘへの光の照射が完了すれば、遮
蔽部材１４０ａ、１４０ｂは元の方向に移動して、図１
１(a) の状態に戻り、光源６６からの光を遮断する。図
１３は、遮蔽部材１４０ａ、１４０ｂを連動させて逆方
向に往復運動させるための機構を示している。一対の歯
車１４６、１４６が互いに噛み合っており、どちらか一
方の歯車１４６がモータ等で回転駆動されると、互いに
噛み合った一対の歯車１４６、１４６は互いに逆方向に
回転する。
【００７８】一対の遮蔽部材１４０ａ、１４０ｂはそれ
ぞれリンク１４４、１４４で歯車１４６、１４６に連結
されている。リンク１４４、１４４の両端の連結点は回
動可能になっている。遮蔽部材１４０ａ、１４０ｂは、
図示しないガイドレールなどの案内構造によって、水平
移動が可能に支持されている。一対の歯車１４６、１４
６を互いに逆方向に回転させると、リンク１４４、１４
４を介して連結されている遮蔽部材１４０ａ、１４０ｂ
は互いに逆方向に向かって水平移動を行い、一定の距離
だけ水平移動したあとは元の方向に戻るように水平移動
を行うことになる。歯車１４６、１４６の回転によっ
て、遮蔽部材１４０ａ、１４０ｂが互いに逆方向に往復
動作を行うことになる。歯車１４６、１４６の回転速度
を変更すれば、遮蔽部材１４０ａ、１４０ｂの往復動作
の速度が変わり、基板対Ｄｘに対する光の照射時間を制
御することができる。
【００７９】
【発明の効果】本発明の光ディスク用基板の貼り合わせ
方法および装置によれば、接着剤層を光硬化させて一対
の基板を貼り合わせる際に、光硬化に伴って発生する反
りなどの変形を防止する手段を備えていることによっ
て、反りなどの変形を効果的に防止することができ、平
面度の高い光ディスクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を表す貼り合わせ装置の全体
構造図
【図２】貼り合わせ工程を段階的に示す模式図
【図３】スペーサを有する載置台を用いる光硬化工程の
半断面図
【図４】テーパー面を有する載置台を用いる光硬化工程
の半断面図
【図５】(a) は高さ調整スペーサを用いる光硬化工程の
一部断面図 (b) は要部拡大図
【図６】(a) は温度制御手段を備えた載置台の半断面図 (b) は水平断面図
【図７】光ディスクの変形量を測定した結果を表すグラ
フ
【図８】シャッター部を用いる光硬化工程を段階的に表
す模式的工程図
【図９】シャッター部の平面図
【図１０】別の実施形態の光硬化工程を段階的に表す模
式的工程図
【図１１】別の実施形態の光硬化工程を段階的に表す模
式的工程図
【図１２】シャッター部の平面図
【図１３】シャッター部の駆動機構を表す模式構造図
【符号の説明】
６６ 光源 １００ 載置台 １０４ テーパ面 １１０ スペーサ １１２ 高さ調整スペーサ １２０ 温調媒体流通路 １３０、１４０ａ、１４０ｂ 遮蔽部材 １３４、１４２ 通過空間 Ｄａ、Ｄｂ 基板 ｇ 接着剤 Ｄｘ 基板対 Ｄ 光ディスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金島 敬之介 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5D121 AA02 AA07 FF03 FF09 FF13 FF18 GG02

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 中間に光硬化性の接着剤層を介在させた
    一対の光ディスク用基板からなる基板対に対し、硬化光
    を照射し接着剤層を光硬化させて基板同士を貼り合わせ
    る方法であって、 前記接着剤層を光硬化させる際に、前記基板対を載置台
    の上に配置し、載置台の上面のうち基板対の中心側と外
    周側との間に高低差をつけておく光ディスク用基板の貼
    り合わせ方法。
  2. 【請求項２】 前記載置台の高低差が、基板対の中心側
    が外周側よりも高くなる段差である請求項１に記載の光
    ディスク用基板の貼り合わせ方法。
  3. 【請求項３】 前記載置台の高低差が、基板対の中心側
    から外周側へと低くなるテーパーである請求項１に記載
    の光ディスク用基板の貼り合わせ方法。
  4. 【請求項４】 中間に光硬化性の接着剤層を介在させた
    一対の光ディスク用基板からなる基板対に対し、硬化光
    を照射し接着剤層を光硬化させて基板同士を貼り合わせ
    る方法であって、 前記接着剤層を光硬化させる際に、前記基板対の少なく
    とも一方の表面側の温度を制御して、両面の温度差を低
    減させる光ディスク用基板の貼り合わせ方法。
  5. 【請求項５】 中間に光硬化性の接着剤層を介在させた
    一対の光ディスク用基板からなる基板対に対し、硬化光
    を照射し接着剤層を光硬化させて基板同士を貼り合わせ
    る方法であって、 前記接着剤層を光硬化させる際に、前記基板対の温度を
    制御して、基板対の面方向における温度分布を均一化さ
    せる光ディスク用基板の貼り合わせ方法。
  6. 【請求項６】 中間に光硬化性の接着剤層を介在させた
    一対の光ディスク用基板からなる基板対に対し、硬化光
    を照射し接着剤層を光硬化させて基板同士を貼り合わせ
    る方法であって、 前記硬化光の照射が、接着剤層を完全に硬化させるのに
    必要な光量よりも少ない光量を照射して接着剤層を仮硬
    化させる段階と、その後で、接着剤層を完全に硬化させ
    るのに必要な光量を照射して接着剤層を本硬化させる段
    階とを含む光ディスク用基板の貼り合わせ方法。
  7. 【請求項７】 中間に光硬化性の接着剤層を介在させた
    一対の光ディスク用基板からなる基板対に対し、硬化光
    を照射し接着剤層を光硬化させて基板同士を貼り合わせ
    る方法であって、 前記接着剤層を光硬化させる際に、前記基板対の湿度を
    制御する光ディスク用基板の貼り合わせ方法。
  8. 【請求項８】 中間に光硬化性の接着剤層を介在させた
    一対の光ディスク用基板からなる基板対に対し、硬化光
    を照射し接着剤層を光硬化させて基板同士を貼り合わせ
    る装置であって、 前記接着剤層を光硬化させる際に前記基板対が配置され
    る載置台と、 前記載置台に着脱自在で前記基板対の中心側に配置され
    載置台の表面に突出するスペーサとを備える光ディスク
    用基板の貼り合わせ装置。
  9. 【請求項９】 前記スペーサは、前記載置台の表面から
    の突出量が調整自在である請求項８に記載の光ディスク
    用基板の貼り合わせ装置。
  10. 【請求項１０】 中間に光硬化性の接着剤層を介在させ
    た一対の光ディスク用基板からなる基板対に対し、硬化
    光を照射し接着剤層を光硬化させて基板同士を貼り合わ
    せる装置であって、 前記接着剤層を光硬化させる際に前記基板対を載置し、
    その表面が中心側から外周側へと低くなるテーパーを有
    する載置台を備える光ディスク用基板の貼り合わせ装
    置。
  11. 【請求項１１】 中間に光硬化性の接着剤層を介在させ
    た一対の光ディスク用基板からなる基板対に対し、硬化
    光を照射し接着剤層を光硬化させて基板同士を貼り合わ
    せる装置であって、 前記接着剤層を光硬化させる際に前記基板対を載置して
    おく載置台と、 前記載置台の表面温度を調整できる温度制御手段とを備
    える光ディスク用基板の貼り合わせ装置。
  12. 【請求項１２】 前記温度制御手段が、載置台に内蔵さ
    れた温調媒体流通路と、前記温調媒体流通路に温調媒体
    を供給する媒体供給手段とを備える請求項１１に記載の
    光ディスク用基板の貼り合わせ装置。
  13. 【請求項１３】 中間に光硬化性の接着剤層を介在させ
    た一対の光ディスク用基板からなる基板対に対し、硬化
    光を照射し接着剤層を光硬化させて基板同士を貼り合わ
    せる装置であって、 前記硬化光を照射する手段が、硬化光を発生する光源
    と、光源と前記基板対との間に配置され硬化光の通過時
    間を制御するシャッター部とを備える光ディスク用基板
    の貼り合わせ装置。
  14. 【請求項１４】 前記シャッター部が、前記硬化光の通
    過を遮断する遮蔽部材と、遮蔽部材の一部に配置され硬
    化光を通過させる通過空間と、通過空間を前記基板対に
    対応する位置と前記基板対から離れた位置とに選択的に
    配置する遮蔽部材駆動手段とを備える請求項１３に記載
    の光ディスク用基板の貼り合わせ装置。
  15. 【請求項１５】 前記遮蔽部材として、互いに反対側に
    なる端辺に一端が開放された前記通過空間を有する一対
    の遮蔽部材を備え、前記遮蔽部材駆動手段が、前記一対
    の遮蔽部材を連動させて互いに逆方向に往復動させる連
    動往復手段を備える請求項１４に記載の光ディスク用基
    板の貼り合わせ装置。
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