厚膜製造装置及び厚膜製造方法
【課題】均一な厚膜を容易に形成できる厚膜製造装置及び厚膜製造方法を提供する。
【解決手段】型１、ノズル２、ローラ４、剥離ローラ５及び搬送ローラ６を有する。型１は、厚膜３Ａの外形を規定するキャビティ１ａと、キャビティ１ａから溢れた樹脂３を回収する溝１ｂを有する。樹脂３を供給するノズル２を、キャビティ１ａの上方を水平移動可能に設ける。ローラ４を、キャビティ１ａ内の樹脂３の表面に接して水平移動可能に設ける。ローラ４の内部に、紫外線照射装置４ｃを設ける。剥離ローラ５及び搬送ローラ６を、紫外線ＵＶにより樹脂３が硬化した厚膜３Ａを付着して回転可能に設ける。
【解決手段】型１、ノズル２、ローラ４、剥離ローラ５及び搬送ローラ６を有する。型１は、厚膜３Ａの外形を規定するキャビティ１ａと、キャビティ１ａから溢れた樹脂３を回収する溝１ｂを有する。樹脂３を供給するノズル２を、キャビティ１ａの上方を水平移動可能に設ける。ローラ４を、キャビティ１ａ内の樹脂３の表面に接して水平移動可能に設ける。ローラ４の内部に、紫外線照射装置４ｃを設ける。剥離ローラ５及び搬送ローラ６を、紫外線ＵＶにより樹脂３が硬化した厚膜３Ａを付着して回転可能に設ける。
【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、厚膜を形成するための厚膜製造装置及び厚膜製造方法に関する。
【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、樹脂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、紫外線硬化型の樹脂を塗布し、スピンコート法によって樹脂を展延する（特許文献１参照）。
【０００４】
スピンコート法とは、基板の中心の周囲に樹脂を塗布した後、基板を高速スピンさせることにより、基板上に樹脂による膜を形成する方法である。このように、樹脂の展延により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。
【０００５】
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、樹脂を硬化させる。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。例えば、ＤＶＤ等の接着層も、上記のようにスピンコート法によって、紫外線硬化型樹脂（１液）を塗布し、厚みを制御している。なお、スピンコート法は、接着層の形成ばかりでなく、記録層、コーティング層の形成にも使用される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２３３９３６号公報
【特許文献２】特開平１１−１１０８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のようにスピンコート法によって樹脂を塗布する場合、遠心力によって、基板の内周部に対して、外周部の膜厚が厚くなる傾向がある。このため、スピンコート法による膜の形成は、樹脂の粘度にもよるが、膜厚の均一化において難点を有することが多い。
【０００８】
特に、Ｂｌｕ−ｒａｙやホログラフィックを利用した記録媒体においては、樹脂によって比較的厚い膜を形成する必要がある。この場合には、スピンコート法によって実現できる均一な厚みの上限を、はるかに超えた厚みが必要となるため、単純なスピンコート法の適用では、製品に要求される厚膜の形成は困難となる。
【０００９】
スピンコート法以外の樹脂の塗布方法については、ロールコーティング法、ワイヤバーコーティング法、ダイコーティング法、スクリーン印刷法等がある（特許文献２参照）。しかし、いずれの方法も、膜が厚くなるに従って樹脂の流動を防止することが困難となるため、厚膜の形成には適さない。また、厚膜とした場合の膜厚の均一性の確保も困難である。
【００１０】
さらに、厚膜とするために、上記のような方法によって薄膜の形成を繰り返すことにより、薄膜を積層していく方法も考えられる。しかし、かかる場合には、膜の形成回数と形成時間が増大するため、工程が複雑となり、生産性の向上が困難となる。また、製造装置の複雑化にもつながる。
【００１１】
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、均一な厚膜を容易に形成できる厚膜製造装置及び厚膜製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記のような目的を達成するため、請求項１の発明は、記録媒体の基板用の膜を形成する厚膜製造装置において、膜の外形を規定する型と、前記型に膜材料を供給する供給部と、前記供給部により供給された膜材料の表面を均す均し部と、前記均し部によって均された膜材料を硬化させる硬化部と、前記型と前記均し部の少なくとも一方を移動させる駆動部と、を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明は、記録媒体の基板用の膜を形成する厚膜製造方法において、型に膜材料を供給し、均し部によって型内の膜材料の表面を均しながら、硬化部によって硬化させることを特徴とする。
【００１４】
請求項９の発明は、請求項８の厚膜製造方法において、前記硬化部による硬化位置は、前記均し部による均し位置の下若しくは均し方向の後方であることを特徴とする。
【００１５】
以上のような請求項１、８及び９の発明では、膜材料を、型内部に供給した状態で、その表面を均し部によって均すことにより、膜材料の流動を防止しつつ、均一な厚膜を簡単に形成できる。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１の厚膜製造装置において、前記型は、膜材料を充填可能なキャビティを有し、前記キャビティには、前記均し部とともに膜の上面を規定するガイド部が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
以上のような請求項２の発明では、均し部とキャビティのガイド部によって、膜材料の上面が規定されるので、均し部と型の相対位置に高い精度が要求されることがなく、容易に膜厚を均一にできる。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の厚膜製造装置において、前記型には、前記均し部によって膜材料が均される際に、溢れ出た膜材料の流路が形成されていることを特徴とする。
【００１９】
以上のような請求項３の発明では、均し部の均し時に溢れ出た膜材料を、流路を介して回収することにより、再利用することができる。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項の厚膜製造装置において、前記型は、膜材料に対して剥離性の良い材質で形成され若しくは当該材質でコーティングされていることを特徴とする。
【００２１】
以上のような請求項４の発明では、型から膜材料を容易に剥離できるので、効率のよい厚膜の製造が可能となる。
【００２２】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項の厚膜製造装置において、前記硬化部は、膜材料に電磁波を照射する照射装置であることを特徴とする。
【００２３】
以上のような請求項５の発明では、型内の膜材料に対して、均し部による均しとともに、電磁波の照射によって、膜材料の外形を保持した状態で硬化させることができるので、膜材料の流動を防止して厚く均一な膜を容易に形成できる。
【００２４】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか１項の厚膜製造装置において、前記膜材料を加熱する加熱装置が設けられていることを特徴とする。
【００２５】
以上のような請求項６の発明では、膜材料が熱硬化型の樹脂の場合には、均し部による均しとともに、加熱によって、膜材料の外形を保持した状態で硬化させることができるので、膜材料の流動を防止して厚く均一な膜を容易に形成できる。また、膜材料が熱硬化型でない場合には、加熱によって、粘度を下げて気泡の発生を抑制させることができる。
【００２６】
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれか１項の厚膜製造装置において、前記均し部が膜材料を均す際に、前記均し部と膜材料との間に介在して膜材料に接するシート部を有することを特徴とする。
【００２７】
以上のような請求項７の発明では、膜材料に直接接するのがシート部であるため、均し時の均し部への膜材料の付着を防止できる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明によれば、均一な厚膜を容易に形成可能な厚膜製造装置及び厚膜製造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】
【００２９】
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。
［構成］
まず、本実施形態の構成を説明する。すなわち、本実施形態は、図１〜６に示すように、型１、ノズル２、ローラ４、剥離ローラ５及び搬送ローラ６等を備えている。
【００３０】
型１は、図１に示すように、膜の外形を規定するキャビティ１ａを有している。キャビティ１ａの深さは、必要な膜厚と同等となっている。キャビティ１ａは、樹脂３に対して剥離しやすい材質で形成されているか、若しくはキャビティ１ａの内壁が、かかる材質によってコーティングされている。例えば、このような材質としては、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＺｎＳＳｉＯ２、ＺｎＯＧａ２Ｏ３等の誘電体とすることがが考えられるが、これらには限定されない。
【００３１】
また、キャビティ１ａの上部は、ローラ４が接触しながら通過することにより、膜の上面を規定することができるガイド部となっている。さらに、型１におけるキャビティ１ａの周囲には、キャビティ１ａから溢れた樹脂３が流入して外部へ排出される溝１ｂが形成されている。この溝１ｂは、図示しない樹脂３の回収装置に連通している。
【００３２】
ノズル２は、図示しない樹脂の供給源に接続されており、キャビティ１ａ内に樹脂３を滴下する手段である（供給部）。本実施形態では、樹脂３としては、紫外線硬化型を使用する。ノズル２は、図示しない駆動機構によって、キャビティ１ａの上方を上下方向及び水平方向に移動可能に設けられている。なお、溝１ｂを経由して回収装置において回収、再生された樹脂３は、供給源から再び供給されるように構成されている。
【００３３】
ローラ４は、図２及び図６に示すように、外筒４ａ、軸４ｂ及び紫外線照射装置４ｃを有している（均し部）。外筒４ａは、石英等の紫外線ＵＶを透過する材質により形成され、軸４ｂを中心に回動可能に設けられている。軸４ｂは、図示しない駆動源によって、水平方向に移動可能に設けられている。この軸４ｂの移動に従って、外筒４ａの外周は、キャビティ１ａ内に充填された樹脂３の表面に接して回転する。
【００３４】
さらに、紫外線照射装置４ｃは、外筒４ａを介して樹脂３に紫外線ＵＶを照射可能となるように、外筒４ａの内部に設けられている。紫外線照射装置４ｃは、カバー４ｄで覆われており、カバー４ｄの下部の窓から、紫外線ＵＶの照射を局所的に行うように構成されている。本実施形態においては、紫外線ＵＶは、形成される膜の全幅に亘ってローラ４の直下から後方に照射される。なお、紫外線照射装置４ｃは、軸４ｂ内に設けられた配線を介して電源等に接続されている。
【００３５】
剥離ローラ５は、図４に示すように、図示しない軸を中心に回動可能に設けられるとともに、駆動機構によって水平方向に移動可能に設けられている。剥離ローラ５の表面は、厚膜３Ａが吸着され易い材質（例えば、ゴム等、但し、これには限定されない）によって形成されており、厚膜３Ａはローラ５の表面に吸着されて、キャビティ１ａから剥離される。
【００３６】
搬送ローラ６は、図５に示すように、剥離ローラ５の外周に付着した厚膜３Ａを受け取って、次工程に搬送する手段である。この搬送ローラ６は、図示しない駆動機構により回転する複数のローラを備えている。これらのローラの表面も、厚膜３Ａが吸着され易い材質によって形成されており、厚膜３Ａはローラの表面に順次吸着されて搬送される。
【００３７】
なお、ノズル２の移動と滴下タイミング、ローラ４の移動、紫外線照射装置４ｃの照射タイミング、剥離ローラ５の移動、搬送ローラ６の回転等は、それぞれの駆動機構の動作タイミングを、制御装置によって制御することにより行われる。この制御装置は、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。
【００３８】
［作用］
以上のような本実施形態の作用を、図１〜６を参照して説明する。すなわち、図１に示すように、下降させたノズル２から樹脂３を滴下させ、水平方向に移動させることにより、キャビティ１ａ内に樹脂３を充填する。
【００３９】
次に、図２及び図６に示すように、キャビティ１ａ内に充填された樹脂３に接するローラ４を、水平方向に移動させることにより、樹脂３の表面を均していく。このとき、図３に示すように、紫外線照射装置４ｃによって紫外線ＵＶを照射させながら、ローラ４によって均された直後の樹脂３を硬化させていく。キャビティ１ａからはみ出た樹脂３は、溝１ｂに流れ込み、回収装置にて回収、再生されて、樹脂３の供給源からノズル２に供給される。
【００４０】
このように樹脂３が硬化することによって、均一な厚みの厚膜３Ａが形成される。この厚膜３Ａに対して、図４に示すように、剥離ローラ５を接触させて、水平方向に移動させることにより、剥離ローラ５に厚膜３Ａを吸着させて、キャビティ１ａから厚膜３Ａを巻き取るように剥離させる。
【００４１】
剥離された厚膜３Ａは、図５に示すように、回転する搬送ローラ６に付着させることにより渡されて、複数のローラを順次経由して搬送される。このとき、搬送ローラ６によって厚膜３Ａが冷却されて安定する。
【００４２】
［効果］
以上のような本実施形態によれば、キャビティ１ａに樹脂３を供給して、ローラ４で均すことによって、厚みが均一な厚膜３Ａを形成することができる。
【００４３】
また、ローラ４を回転移動させながら紫外線照射を行うことで、ローラ４で均した瞬間に硬化させることができる。このため、均し終わった直後の樹脂３の流動が防止されるので、スピンコート法に比べて、均一性の高い厚膜を、非常に短時間で効率よく製造できる。特に、均し終わった直後の樹脂３の表面が、その後の均し動作の影響を受けて波打ったり変形したりすることがない。
【００４４】
また、キャビティ１ａ上部のガイド部により、膜厚が自動的に決まるので、ローラ４と型１との間に高い精度が要求されることがなく、容易に膜厚を均一にできる。また、ローラ４により押し流された樹脂３は、溝１ｂに流れ込み、再利用することができるので、樹脂３の廃棄量が低減される。
【００４５】
また、型１のキャビティ１ａは、樹脂３に対して剥離性の良い材質で形成され若しくは当該材質でコーティングされているので、硬化後の厚膜３Ａを容易に剥離でき、効率のよい製造が可能となる。さらに、搬送ローラ６によって搬送しながら、効率よく冷却させて安定させることができる。
【００４６】
［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、型及びキャビティの形状や大きさに関しては、製造する膜に応じて自由に設定可能である。例えば、一般的なディスクに使用する場合には、中央に穴が形成されるように構成されていてもよい。溢れた膜材料の流路を設けるか設けないか、設ける位置についても、自由である。型への膜材料の供給方法も、ノズルによる滴下には限定されない。さらに、均し部が型のキャビティ内を移動するように構成すれば、膜材料の供給量、均し部の圧力、回転速度や移動時間等を制御することによって、膜厚の調整が可能となる。
【００４７】
また、膜材料を均す際には、型及び均し部が相対的に移動すればよい。例えば、上記の実施形態ではローラが移動していたが、型が移動してもよいし、ローラ及び型の双方が移動してもよい。
【００４８】
また、図７及び図８に示すように、外筒４ａを回転しないカバー４ｅで覆い、カバー４ｅ内の鏡面を反射した紫外線ＵＶによって、照射が行われるようにしてもよい。この場合の照射方向としては、例えば、図７に示すように、ローラ４の直下及び後方とすることが望ましい。図９に示すように、カバー４ｅの形状を変えることにより、照度や照射方向を変えることもできる。なお、樹脂の種類や厚み等によっては樹脂が硬化し難い場合もあり、図１０に示すように、均し前にあらかじめ前方に照射されるようにすることも考えられる。
【００４９】
また、均し部は、膜材料の表面を均すことができればよいので、必ずしもローラには限定されない。例えば、図１１に示すように、平板状のスキージ７を移動させることによって均す構造も実現可能である。この場合にも、スキージ７の進行方向の後方に紫外線照射装置４ｃを追従させるようにすることにより、均し後の硬化を行わせることができる。
【００５０】
また、図１２に示すように、紫外線照射装置４ｃをスキージ７に内蔵させて、スキージ７の内側の鏡面を反射した紫外線ＵＶが、樹脂３に照射されるように構成してもよい。なお、スキージ７の形状は、図示したものには限定されない。
【００５１】
また、硬化部の位置についても、種々の態様が考えられる。例えば、図１３に示すように、ローラ４の後方において、ローラ４に紫外線照射装置４ｃが追従するように構成してもよい。図１４に示すように、キャビティ１ａを含む型１を、紫外線ＵＶを透過する材料(例えば、石英等）で形成し、キャビティ１ａの下方から、樹脂３に紫外線ＵＶを照射する構成としてもよい。この場合、ローラ４に対して、その直下若しくは後方から、紫外線照射装置４ｃが追従するように構成することが望ましい。
【００５２】
もし、上方からのみ紫外線ＵＶを照射する場合には、膜が厚い場合には、表面側からのみ硬化が開始して、アウトガスなどにより下面側に生じる空洞（気泡）が残留する可能性がある。しかし、図１４に示すように下方から紫外線ＵＶを照射すれば、かかる気泡は上方への逃げが確保されるので、残留することが防止できる。また、同様に紫外線照射装置４ｃをローラ４と別体とした図１３の場合に比べて、紫外線照射装置４ｃをローラ４の下に配置できるので、紫外線ＵＶ照射のためにローラ４に要求される可動範囲を少なく抑えることができる。
【００５３】
さらに、使用する樹脂を熱硬化型とし、図１５に示すように、外筒４ａを加熱する加熱装置４ｆを設けて、外筒４ａで均しながら、硬化させることも可能である。加熱装置４ｆとしては、ヒータや赤外線照射装置が考えられるが、これには限定されない。赤外線照射装置とすれば、上記の紫外線照射装置と同様の手法によって、局所的（直下、後方等）に加熱させることも可能である。図１６に示すように、ローラ４の後方から追従して厚膜３Ａに接する冷却ローラ４ｇを設けて、加熱直後に冷却することにより、ローラ４への樹脂３の貼り付きを防止してもよい。
【００５４】
さらに、図１７に示すように、ローラ４と樹脂３との間に、樹脂等によるフィルム(シート部）８を介在させることにより、ローラ４への樹脂３の貼り付きを防止してもよい。かかる場合には、円滑なフィルム８の表面により、厚膜３Ａの表面をより均一化することができる。また、フィルム８へ厚膜３Ａを付着させて、型１から剥離させることもできる。
【００５５】
上記のように、ローラ４は樹脂３の貼り付きを防止する必要があるが、その一方で、剥離ローラ５及び搬送ローラ６には厚膜３Ａが吸着される必要がある。これは、各ローラの表面粗さによって左右されるため、用途に応じて表面粗さが変わるように、材料の選択や表面処理を行う必要がある。
【００５６】
また、図１８に示すように、紫外線硬化型の樹脂３を用いる場合に、型１の内部にヒータ等の加熱装置９を設けて、キャビティ１ａへの樹脂３の供給時に、樹脂３を加熱することで粘度を下げて、気泡の発生を抑制することも可能である。
【００５７】
なお、膜材料となる樹脂としては、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したり、熱硬化型の樹脂のように、温度変化を加えることによって硬化するものも適用可能である。
【００５８】
製造された厚膜は、基板自体、接着層、記録層、コーティング層のいずれにも使用できる（具体的な膜の厚さは問わない）。本発明の適用対象となる記録媒体は、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。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態における樹脂供給を示す簡略断面図である。
【図２】図１の実施形態におけるローラによる樹脂の均し前の状態を示す簡略断面図である。
【図３】図１の実施形態におけるローラによる樹脂の均し及び硬化後の状態を示す簡略断面図である。
【図４】図１の実施形態における厚膜の剥離を示す簡略断面図である。
【図５】図１の実施形態における厚膜の搬送を示す簡略断面図である。
【図６】図１の実施形態における紫外線の照射を示す斜視図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示す簡略断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【図９】本発明の他の実施形態におけるローラ及び紫外線照射装置を示す簡略断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態におけるローラ及び紫外線照射装置を示す簡略断面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態におけるスキージ及び紫外線照射装置を示す簡略断面図である。
【図１２】本発明の他の実施形態におけるスキージ及び紫外線照射装置を示す簡略断面図である。
【図１３】本発明の他の実施形態を示す簡略断面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態を示す簡略断面図である。
【図１５】本発明の他の実施形態を示す簡略断面図である。
【図１６】本発明の他の実施形態を示す簡略断面図である。
【図１７】本発明の他の実施形態を示す簡略断面図である。
【図１８】本発明の他の実施形態を示す簡略断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…型
１ａ…キャビティ
１ｂ…溝
２…ノズル
３…樹脂
３Ａ…厚膜
４…ローラ
４ａ…外筒
４ｂ…軸
４ｃ…紫外線照射装置
４ｄ，４ｅ…カバー
４ｆ，９…加熱装置
４ｇ…冷却ローラ
５…剥離ローラ
６…搬送ローラ
７…スキージ
８…フィルム
【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、厚膜を形成するための厚膜製造装置及び厚膜製造方法に関する。
【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、樹脂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、紫外線硬化型の樹脂を塗布し、スピンコート法によって樹脂を展延する（特許文献１参照）。
【０００４】
スピンコート法とは、基板の中心の周囲に樹脂を塗布した後、基板を高速スピンさせることにより、基板上に樹脂による膜を形成する方法である。このように、樹脂の展延により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。
【０００５】
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、樹脂を硬化させる。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。例えば、ＤＶＤ等の接着層も、上記のようにスピンコート法によって、紫外線硬化型樹脂（１液）を塗布し、厚みを制御している。なお、スピンコート法は、接着層の形成ばかりでなく、記録層、コーティング層の形成にも使用される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２３３９３６号公報
【特許文献２】特開平１１−１１０８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のようにスピンコート法によって樹脂を塗布する場合、遠心力によって、基板の内周部に対して、外周部の膜厚が厚くなる傾向がある。このため、スピンコート法による膜の形成は、樹脂の粘度にもよるが、膜厚の均一化において難点を有することが多い。
【０００８】
特に、Ｂｌｕ−ｒａｙやホログラフィックを利用した記録媒体においては、樹脂によって比較的厚い膜を形成する必要がある。この場合には、スピンコート法によって実現できる均一な厚みの上限を、はるかに超えた厚みが必要となるため、単純なスピンコート法の適用では、製品に要求される厚膜の形成は困難となる。
【０００９】
スピンコート法以外の樹脂の塗布方法については、ロールコーティング法、ワイヤバーコーティング法、ダイコーティング法、スクリーン印刷法等がある（特許文献２参照）。しかし、いずれの方法も、膜が厚くなるに従って樹脂の流動を防止することが困難となるため、厚膜の形成には適さない。また、厚膜とした場合の膜厚の均一性の確保も困難である。
【００１０】
さらに、厚膜とするために、上記のような方法によって薄膜の形成を繰り返すことにより、薄膜を積層していく方法も考えられる。しかし、かかる場合には、膜の形成回数と形成時間が増大するため、工程が複雑となり、生産性の向上が困難となる。また、製造装置の複雑化にもつながる。
【００１１】
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、均一な厚膜を容易に形成できる厚膜製造装置及び厚膜製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記のような目的を達成するため、請求項１の発明は、記録媒体の基板用の膜を形成する厚膜製造装置において、膜の外形を規定する型と、前記型に膜材料を供給する供給部と、前記供給部により供給された膜材料の表面を均す均し部と、前記均し部によって均された膜材料を硬化させる硬化部と、前記型と前記均し部の少なくとも一方を移動させる駆動部と、を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明は、記録媒体の基板用の膜を形成する厚膜製造方法において、型に膜材料を供給し、均し部によって型内の膜材料の表面を均しながら、硬化部によって硬化させることを特徴とする。
【００１４】
請求項９の発明は、請求項８の厚膜製造方法において、前記硬化部による硬化位置は、前記均し部による均し位置の下若しくは均し方向の後方であることを特徴とする。
【００１５】
以上のような請求項１、８及び９の発明では、膜材料を、型内部に供給した状態で、その表面を均し部によって均すことにより、膜材料の流動を防止しつつ、均一な厚膜を簡単に形成できる。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１の厚膜製造装置において、前記型は、膜材料を充填可能なキャビティを有し、前記キャビティには、前記均し部とともに膜の上面を規定するガイド部が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
以上のような請求項２の発明では、均し部とキャビティのガイド部によって、膜材料の上面が規定されるので、均し部と型の相対位置に高い精度が要求されることがなく、容易に膜厚を均一にできる。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の厚膜製造装置において、前記型には、前記均し部によって膜材料が均される際に、溢れ出た膜材料の流路が形成されていることを特徴とする。
【００１９】
以上のような請求項３の発明では、均し部の均し時に溢れ出た膜材料を、流路を介して回収することにより、再利用することができる。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項の厚膜製造装置において、前記型は、膜材料に対して剥離性の良い材質で形成され若しくは当該材質でコーティングされていることを特徴とする。
【００２１】
以上のような請求項４の発明では、型から膜材料を容易に剥離できるので、効率のよい厚膜の製造が可能となる。
【００２２】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項の厚膜製造装置において、前記硬化部は、膜材料に電磁波を照射する照射装置であることを特徴とする。
【００２３】
以上のような請求項５の発明では、型内の膜材料に対して、均し部による均しとともに、電磁波の照射によって、膜材料の外形を保持した状態で硬化させることができるので、膜材料の流動を防止して厚く均一な膜を容易に形成できる。
【００２４】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか１項の厚膜製造装置において、前記膜材料を加熱する加熱装置が設けられていることを特徴とする。
【００２５】
以上のような請求項６の発明では、膜材料が熱硬化型の樹脂の場合には、均し部による均しとともに、加熱によって、膜材料の外形を保持した状態で硬化させることができるので、膜材料の流動を防止して厚く均一な膜を容易に形成できる。また、膜材料が熱硬化型でない場合には、加熱によって、粘度を下げて気泡の発生を抑制させることができる。
【００２６】
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれか１項の厚膜製造装置において、前記均し部が膜材料を均す際に、前記均し部と膜材料との間に介在して膜材料に接するシート部を有することを特徴とする。
【００２７】
以上のような請求項７の発明では、膜材料に直接接するのがシート部であるため、均し時の均し部への膜材料の付着を防止できる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明によれば、均一な厚膜を容易に形成可能な厚膜製造装置及び厚膜製造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】
【００２９】
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。
［構成］
まず、本実施形態の構成を説明する。すなわち、本実施形態は、図１〜６に示すように、型１、ノズル２、ローラ４、剥離ローラ５及び搬送ローラ６等を備えている。
【００３０】
型１は、図１に示すように、膜の外形を規定するキャビティ１ａを有している。キャビティ１ａの深さは、必要な膜厚と同等となっている。キャビティ１ａは、樹脂３に対して剥離しやすい材質で形成されているか、若しくはキャビティ１ａの内壁が、かかる材質によってコーティングされている。例えば、このような材質としては、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＺｎＳＳｉＯ２、ＺｎＯＧａ２Ｏ３等の誘電体とすることがが考えられるが、これらには限定されない。
【００３１】
また、キャビティ１ａの上部は、ローラ４が接触しながら通過することにより、膜の上面を規定することができるガイド部となっている。さらに、型１におけるキャビティ１ａの周囲には、キャビティ１ａから溢れた樹脂３が流入して外部へ排出される溝１ｂが形成されている。この溝１ｂは、図示しない樹脂３の回収装置に連通している。
【００３２】
ノズル２は、図示しない樹脂の供給源に接続されており、キャビティ１ａ内に樹脂３を滴下する手段である（供給部）。本実施形態では、樹脂３としては、紫外線硬化型を使用する。ノズル２は、図示しない駆動機構によって、キャビティ１ａの上方を上下方向及び水平方向に移動可能に設けられている。なお、溝１ｂを経由して回収装置において回収、再生された樹脂３は、供給源から再び供給されるように構成されている。
【００３３】
ローラ４は、図２及び図６に示すように、外筒４ａ、軸４ｂ及び紫外線照射装置４ｃを有している（均し部）。外筒４ａは、石英等の紫外線ＵＶを透過する材質により形成され、軸４ｂを中心に回動可能に設けられている。軸４ｂは、図示しない駆動源によって、水平方向に移動可能に設けられている。この軸４ｂの移動に従って、外筒４ａの外周は、キャビティ１ａ内に充填された樹脂３の表面に接して回転する。
【００３４】
さらに、紫外線照射装置４ｃは、外筒４ａを介して樹脂３に紫外線ＵＶを照射可能となるように、外筒４ａの内部に設けられている。紫外線照射装置４ｃは、カバー４ｄで覆われており、カバー４ｄの下部の窓から、紫外線ＵＶの照射を局所的に行うように構成されている。本実施形態においては、紫外線ＵＶは、形成される膜の全幅に亘ってローラ４の直下から後方に照射される。なお、紫外線照射装置４ｃは、軸４ｂ内に設けられた配線を介して電源等に接続されている。
【００３５】
剥離ローラ５は、図４に示すように、図示しない軸を中心に回動可能に設けられるとともに、駆動機構によって水平方向に移動可能に設けられている。剥離ローラ５の表面は、厚膜３Ａが吸着され易い材質（例えば、ゴム等、但し、これには限定されない）によって形成されており、厚膜３Ａはローラ５の表面に吸着されて、キャビティ１ａから剥離される。
【００３６】
搬送ローラ６は、図５に示すように、剥離ローラ５の外周に付着した厚膜３Ａを受け取って、次工程に搬送する手段である。この搬送ローラ６は、図示しない駆動機構により回転する複数のローラを備えている。これらのローラの表面も、厚膜３Ａが吸着され易い材質によって形成されており、厚膜３Ａはローラの表面に順次吸着されて搬送される。
【００３７】
なお、ノズル２の移動と滴下タイミング、ローラ４の移動、紫外線照射装置４ｃの照射タイミング、剥離ローラ５の移動、搬送ローラ６の回転等は、それぞれの駆動機構の動作タイミングを、制御装置によって制御することにより行われる。この制御装置は、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。
【００３８】
［作用］
以上のような本実施形態の作用を、図１〜６を参照して説明する。すなわち、図１に示すように、下降させたノズル２から樹脂３を滴下させ、水平方向に移動させることにより、キャビティ１ａ内に樹脂３を充填する。
【００３９】
次に、図２及び図６に示すように、キャビティ１ａ内に充填された樹脂３に接するローラ４を、水平方向に移動させることにより、樹脂３の表面を均していく。このとき、図３に示すように、紫外線照射装置４ｃによって紫外線ＵＶを照射させながら、ローラ４によって均された直後の樹脂３を硬化させていく。キャビティ１ａからはみ出た樹脂３は、溝１ｂに流れ込み、回収装置にて回収、再生されて、樹脂３の供給源からノズル２に供給される。
【００４０】
このように樹脂３が硬化することによって、均一な厚みの厚膜３Ａが形成される。この厚膜３Ａに対して、図４に示すように、剥離ローラ５を接触させて、水平方向に移動させることにより、剥離ローラ５に厚膜３Ａを吸着させて、キャビティ１ａから厚膜３Ａを巻き取るように剥離させる。
【００４１】
剥離された厚膜３Ａは、図５に示すように、回転する搬送ローラ６に付着させることにより渡されて、複数のローラを順次経由して搬送される。このとき、搬送ローラ６によって厚膜３Ａが冷却されて安定する。
【００４２】
［効果］
以上のような本実施形態によれば、キャビティ１ａに樹脂３を供給して、ローラ４で均すことによって、厚みが均一な厚膜３Ａを形成することができる。
【００４３】
また、ローラ４を回転移動させながら紫外線照射を行うことで、ローラ４で均した瞬間に硬化させることができる。このため、均し終わった直後の樹脂３の流動が防止されるので、スピンコート法に比べて、均一性の高い厚膜を、非常に短時間で効率よく製造できる。特に、均し終わった直後の樹脂３の表面が、その後の均し動作の影響を受けて波打ったり変形したりすることがない。
【００４４】
また、キャビティ１ａ上部のガイド部により、膜厚が自動的に決まるので、ローラ４と型１との間に高い精度が要求されることがなく、容易に膜厚を均一にできる。また、ローラ４により押し流された樹脂３は、溝１ｂに流れ込み、再利用することができるので、樹脂３の廃棄量が低減される。
【００４５】
また、型１のキャビティ１ａは、樹脂３に対して剥離性の良い材質で形成され若しくは当該材質でコーティングされているので、硬化後の厚膜３Ａを容易に剥離でき、効率のよい製造が可能となる。さらに、搬送ローラ６によって搬送しながら、効率よく冷却させて安定させることができる。
【００４６】
［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、型及びキャビティの形状や大きさに関しては、製造する膜に応じて自由に設定可能である。例えば、一般的なディスクに使用する場合には、中央に穴が形成されるように構成されていてもよい。溢れた膜材料の流路を設けるか設けないか、設ける位置についても、自由である。型への膜材料の供給方法も、ノズルによる滴下には限定されない。さらに、均し部が型のキャビティ内を移動するように構成すれば、膜材料の供給量、均し部の圧力、回転速度や移動時間等を制御することによって、膜厚の調整が可能となる。
【００４７】
また、膜材料を均す際には、型及び均し部が相対的に移動すればよい。例えば、上記の実施形態ではローラが移動していたが、型が移動してもよいし、ローラ及び型の双方が移動してもよい。
【００４８】
また、図７及び図８に示すように、外筒４ａを回転しないカバー４ｅで覆い、カバー４ｅ内の鏡面を反射した紫外線ＵＶによって、照射が行われるようにしてもよい。この場合の照射方向としては、例えば、図７に示すように、ローラ４の直下及び後方とすることが望ましい。図９に示すように、カバー４ｅの形状を変えることにより、照度や照射方向を変えることもできる。なお、樹脂の種類や厚み等によっては樹脂が硬化し難い場合もあり、図１０に示すように、均し前にあらかじめ前方に照射されるようにすることも考えられる。
【００４９】
また、均し部は、膜材料の表面を均すことができればよいので、必ずしもローラには限定されない。例えば、図１１に示すように、平板状のスキージ７を移動させることによって均す構造も実現可能である。この場合にも、スキージ７の進行方向の後方に紫外線照射装置４ｃを追従させるようにすることにより、均し後の硬化を行わせることができる。
【００５０】
また、図１２に示すように、紫外線照射装置４ｃをスキージ７に内蔵させて、スキージ７の内側の鏡面を反射した紫外線ＵＶが、樹脂３に照射されるように構成してもよい。なお、スキージ７の形状は、図示したものには限定されない。
【００５１】
また、硬化部の位置についても、種々の態様が考えられる。例えば、図１３に示すように、ローラ４の後方において、ローラ４に紫外線照射装置４ｃが追従するように構成してもよい。図１４に示すように、キャビティ１ａを含む型１を、紫外線ＵＶを透過する材料(例えば、石英等）で形成し、キャビティ１ａの下方から、樹脂３に紫外線ＵＶを照射する構成としてもよい。この場合、ローラ４に対して、その直下若しくは後方から、紫外線照射装置４ｃが追従するように構成することが望ましい。
【００５２】
もし、上方からのみ紫外線ＵＶを照射する場合には、膜が厚い場合には、表面側からのみ硬化が開始して、アウトガスなどにより下面側に生じる空洞（気泡）が残留する可能性がある。しかし、図１４に示すように下方から紫外線ＵＶを照射すれば、かかる気泡は上方への逃げが確保されるので、残留することが防止できる。また、同様に紫外線照射装置４ｃをローラ４と別体とした図１３の場合に比べて、紫外線照射装置４ｃをローラ４の下に配置できるので、紫外線ＵＶ照射のためにローラ４に要求される可動範囲を少なく抑えることができる。
【００５３】
さらに、使用する樹脂を熱硬化型とし、図１５に示すように、外筒４ａを加熱する加熱装置４ｆを設けて、外筒４ａで均しながら、硬化させることも可能である。加熱装置４ｆとしては、ヒータや赤外線照射装置が考えられるが、これには限定されない。赤外線照射装置とすれば、上記の紫外線照射装置と同様の手法によって、局所的（直下、後方等）に加熱させることも可能である。図１６に示すように、ローラ４の後方から追従して厚膜３Ａに接する冷却ローラ４ｇを設けて、加熱直後に冷却することにより、ローラ４への樹脂３の貼り付きを防止してもよい。
【００５４】
さらに、図１７に示すように、ローラ４と樹脂３との間に、樹脂等によるフィルム(シート部）８を介在させることにより、ローラ４への樹脂３の貼り付きを防止してもよい。かかる場合には、円滑なフィルム８の表面により、厚膜３Ａの表面をより均一化することができる。また、フィルム８へ厚膜３Ａを付着させて、型１から剥離させることもできる。
【００５５】
上記のように、ローラ４は樹脂３の貼り付きを防止する必要があるが、その一方で、剥離ローラ５及び搬送ローラ６には厚膜３Ａが吸着される必要がある。これは、各ローラの表面粗さによって左右されるため、用途に応じて表面粗さが変わるように、材料の選択や表面処理を行う必要がある。
【００５６】
また、図１８に示すように、紫外線硬化型の樹脂３を用いる場合に、型１の内部にヒータ等の加熱装置９を設けて、キャビティ１ａへの樹脂３の供給時に、樹脂３を加熱することで粘度を下げて、気泡の発生を抑制することも可能である。
【００５７】
なお、膜材料となる樹脂としては、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したり、熱硬化型の樹脂のように、温度変化を加えることによって硬化するものも適用可能である。
【００５８】
製造された厚膜は、基板自体、接着層、記録層、コーティング層のいずれにも使用できる（具体的な膜の厚さは問わない）。本発明の適用対象となる記録媒体は、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。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態における樹脂供給を示す簡略断面図である。
【図２】図１の実施形態におけるローラによる樹脂の均し前の状態を示す簡略断面図である。
【図３】図１の実施形態におけるローラによる樹脂の均し及び硬化後の状態を示す簡略断面図である。
【図４】図１の実施形態における厚膜の剥離を示す簡略断面図である。
【図５】図１の実施形態における厚膜の搬送を示す簡略断面図である。
【図６】図１の実施形態における紫外線の照射を示す斜視図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示す簡略断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【図９】本発明の他の実施形態におけるローラ及び紫外線照射装置を示す簡略断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態におけるローラ及び紫外線照射装置を示す簡略断面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態におけるスキージ及び紫外線照射装置を示す簡略断面図である。
【図１２】本発明の他の実施形態におけるスキージ及び紫外線照射装置を示す簡略断面図である。
【図１３】本発明の他の実施形態を示す簡略断面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態を示す簡略断面図である。
【図１５】本発明の他の実施形態を示す簡略断面図である。
【図１６】本発明の他の実施形態を示す簡略断面図である。
【図１７】本発明の他の実施形態を示す簡略断面図である。
【図１８】本発明の他の実施形態を示す簡略断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…型
１ａ…キャビティ
１ｂ…溝
２…ノズル
３…樹脂
３Ａ…厚膜
４…ローラ
４ａ…外筒
４ｂ…軸
４ｃ…紫外線照射装置
４ｄ，４ｅ…カバー
４ｆ，９…加熱装置
４ｇ…冷却ローラ
５…剥離ローラ
６…搬送ローラ
７…スキージ
８…フィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体の基板用の膜を形成する厚膜製造装置において、
膜の外形を規定する型と、
前記型に膜材料を供給する供給部と、
前記供給部により供給された膜材料の表面を均す均し部と、
前記均し部によって均された膜材料を硬化させる硬化部と、
前記型と前記均し部の少なくとも一方を移動させる駆動部と、
を有することを特徴とする厚膜製造装置。
【請求項２】
前記型は、膜材料を充填可能なキャビティを有し、
前記キャビティには、前記均し部とともに膜の上面を規定するガイド部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の厚膜製造装置。
【請求項３】
前記型には、前記均し部によって膜材料が均される際に、溢れ出た膜材料の流路が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の厚膜製造装置。
【請求項４】
前記型は、膜材料に対して剥離性の良い材質で形成され若しくは当該材質でコーティングされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の厚膜製造装置。
【請求項５】
前記硬化部は、膜材料に電磁波を照射する照射装置であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の厚膜製造装置。
【請求項６】
前記膜材料を加熱する加熱装置が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の厚膜製造装置。
【請求項７】
前記均し部が膜材料を均す際に、前記均し部と膜材料との間に介在して膜材料に接するシート部を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の厚膜製造装置。
【請求項８】
記録媒体の基板用の膜を形成する厚膜製造方法において、
型に膜材料を供給し、
均し部によって型内の膜材料の表面を均しながら、硬化部によって硬化させることを特徴とする厚膜製造方法。
【請求項９】
前記硬化部による硬化位置は、前記均し部による均し位置の下若しくは均し方向の後方であることを特徴とする請求項８記載の厚膜製造方法。
【請求項１】
記録媒体の基板用の膜を形成する厚膜製造装置において、
膜の外形を規定する型と、
前記型に膜材料を供給する供給部と、
前記供給部により供給された膜材料の表面を均す均し部と、
前記均し部によって均された膜材料を硬化させる硬化部と、
前記型と前記均し部の少なくとも一方を移動させる駆動部と、
を有することを特徴とする厚膜製造装置。
【請求項２】
前記型は、膜材料を充填可能なキャビティを有し、
前記キャビティには、前記均し部とともに膜の上面を規定するガイド部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の厚膜製造装置。
【請求項３】
前記型には、前記均し部によって膜材料が均される際に、溢れ出た膜材料の流路が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の厚膜製造装置。
【請求項４】
前記型は、膜材料に対して剥離性の良い材質で形成され若しくは当該材質でコーティングされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の厚膜製造装置。
【請求項５】
前記硬化部は、膜材料に電磁波を照射する照射装置であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の厚膜製造装置。
【請求項６】
前記膜材料を加熱する加熱装置が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の厚膜製造装置。
【請求項７】
前記均し部が膜材料を均す際に、前記均し部と膜材料との間に介在して膜材料に接するシート部を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の厚膜製造装置。
【請求項８】
記録媒体の基板用の膜を形成する厚膜製造方法において、
型に膜材料を供給し、
均し部によって型内の膜材料の表面を均しながら、硬化部によって硬化させることを特徴とする厚膜製造方法。
【請求項９】
前記硬化部による硬化位置は、前記均し部による均し位置の下若しくは均し方向の後方であることを特徴とする請求項８記載の厚膜製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００９−９３７５７（Ｐ２００９−９３７５７Ａ）
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６４１３６（Ｐ２００７−２６４１３６）
【出願日】平成１９年１０月１０日（２００７．１０．１０）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１０日（２００７．１０．１０）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
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