专利名称：圆盘基片、注模此基片的模塑设备及圆盘基片取出机械手的制作方法
技术领域：
本发明涉及以下技术领域在注模时就把音频、视频和其它各种信息以及跟踪伺服信号等传递到其上的圆盘基片；用于注模所述圆盘基片的模塑设备；以及，用于从所述模塑设备取出所述圆盘基片的圆盘基片取出设备。
背景技术：
迄今为止，已经知道光记录介质和磁记录介质广泛用作圆盘形记录介质，如CD、CD-ROM、DVD、DVR、MD等，在这些圆盘形记录介质上可记录音频、视频和其它各种信息以及伺服信号等。这些记录介质包括相变型光盘、利用磁光效应读取信号的光磁盘、以及用于磁性读写信号的磁盘等，在相变型光盘中，激光束照射到合成树脂圆盘基片上，诸如信息信号和跟踪伺服信号的信号以凹坑和槽(导向槽)的形式写在此基片上，并且利用因记录层晶体结构的变化而引起的反射率变化来读取所述信号。
对于在圆盘基片记录层中以细微不平度如凹坑和槽等的形式形成信息信号和跟踪伺服信号等的方法，现在一般使用利用模塑设备注模此圆盘基片的方法。
图22-24示出根据现有技术的使用固定侧压模的凸出形浇口切割系统的模塑设备51，其中，作为圆盘形成空间的空腔54在固定压板52和活动压板53的结合面之间垂直地形成。压模55垂直地布置在空腔54的固定压板52一侧上，压模55的内圆周用机械夹具固定到固定镜面上。圆柱形注入口56在空腔54的中央部分水平地布置在固定压板52中，并且，圆柱凸出形浇口切割机(也称为“冲孔机”)、小直径顶杆58和圆柱形推顶器59水平地布置在与注入口56相反的位置上。顶杆58布置在凸出形浇口切割机57的中心，并且推顶器59布置在凸出形浇口切割机57的外圆周。
在注入口56中心的注入孔60在凸出形浇口成形凹入部分61开孔，其中，压射缸(未示出)连接到注入口56，凹入部分61在注入口56的顶端形成，并且凸出形浇口切割机57的顶端在凸出形浇口成形凸出部分62形成。相对于信号传递侧面63为凸出形状的凸出形浇口64在凹入部分61和凸出部分62之间形成，其中，信号传递侧面63是在空腔54的压模55一侧的表面。因此，凸出形浇口切割机57是用于形成凸出形浇口64的凸出形浇口切割机。
在根据现有技术的凸出形浇口系统的模塑设备51中，包括可塑聚碳酸酯或其它合成树脂的熔融树脂P1沿着箭头a方向从压射缸注入到注入孔60中，并且在压力下经凸出形浇口64充入到空腔54中，在此条件下，固定压板52和活动压板53被加热。在此情形中，被压射缸压缩为高压的熔融树脂P1压入到压模55的细微不平度表面上，在此注模圆盘基片73，如图25，26所示，在此基片中，诸如信息信号和跟踪伺服信号等的信号71以凹坑和槽等的形式传递到信号传递表面72。随后，圆盘基片73的中心孔74通过冲孔形成。
在此情形中，信号71传递到圆盘基片73上的精度条件主要由可塑熔融树脂温度、模具温度和压射缸的注射压力决定，然而，由此注模的圆盘基片73的翘曲等由模具温度、注射压力和冷却时间决定。
注模圆盘基片73的中心孔74的形成一般在冷却固定压板52和活动压板53的过程中执行，与此同时继续对充入空腔54的熔融树脂P1进行压缩。
至此，作为圆孔的中心孔74已经通过冲孔(称作“孔切割”)按以下方法在圆盘基片73的中心形成，在此方法中，凸出形浇口切割机57沿着箭头b方向从图23所示回缩位置推进到图24所示前进位置，以便在凸出形浇口切割机57的凸出部分62的外圆周表面62a和注入口56的凹入部分61的内圆周表面61a之间切割未完全凝固的树脂。此时，大致为T形的注入口和浇口残留树脂73a保留在注入孔60中，并且凸出形浇口64沿箭头b方向从圆盘基片73的信号传递表面72向着固定压板52一侧卸出。
如图25所示，直径为12cm的光盘等，如CD、CD-ROM、DVD、DVR等，其中心孔74的直径φ＝15.0mm，然而，MD等的中心孔74的直径φ＝11.0mm。
如图25所示，由此形成的中心孔74形成为直孔，其中，在圆盘基片73的总厚度上，孔径与轴向平行。
尽管中心孔74冲孔的时间随着合成树脂等的种类不同而变化，但冲孔优选在熔融树脂P1完全凝固之前用凸出形浇口切割机57执行，并且一般认为优选在完成熔融树脂P1注射之后约2秒钟内执行。当中心孔74的冲孔时间从以上时间推迟时，在中心孔74内圆周上容易产生因冲孔和冲孔残渣引起的应变，并且可模制具有异常双折射的圆盘基片73，或者浇口切割行程发生变化，这都导致有缺陷的产品。
然而，在熔融树脂P1凝固之前，即在熔融树脂P1注模后2秒钟内，当在凸出形浇口57的凸出部分62和注入口56的凹入部分61之间对中心孔74冲孔时，凝固之前的树脂P1会飞入凸出部分62的外圆周表面62a和凹入部分61的内圆周表面61a之间的间隙中，这样必然产生从中心孔74的信号传递表面72一侧的边缘向外凸出形状的溢料75，如图25所示。溢料75的高度H1随着凹入部分61和凸出部分62之间间隙的模塑条件(浇口中树脂P2的温度等)而变化，如图22和23所示；迄今为止，高度H1为几十μm，最大100μm。
图26所示圆盘基片73是通过使用现有技术的活动侧压模的模塑设备注模并从信号传递表面72一侧向相反侧冲出中心孔74而获得的基片。在此情形中，产生从中心孔74的与信号传递表面72相反的表面向外凸出形状的溢料75，溢料75的高度H1与图25所示的相等。
图27示出常规的圆盘基片取出机械手81，机械手81把由模塑设备51注模的圆盘基片73从模塑设备51中取出并转移到校准机(未示出)上。
也就是说，在这里，通过使用图22所述常规固定侧压模的凸出形浇口切割系统的模塑设备51而注模圆盘基片73；通过凸出形浇口切割机57沿箭头b方向从活动压板53一侧向固定压板52推进而执行中心孔74的冲孔，如结合图24所述。在从模塑设备51中取出注模圆盘基片73的情况中，活动压板53沿图22中箭头a方向从固定压板52打开(分隔开)，并且，如图27所示，圆盘基片73及注入口和浇口残留树脂73a相互分开，以便圆盘基片73保留在箭头a方向一侧上而注入口和浇口残留树脂73a保留在箭头b方向一侧上，其中箭头a方向一侧为活动压板53一侧而箭头b方向一侧为固定压板52一侧，此时，注入口和浇口残留树脂73a及圆盘基片73被顶杆58和推顶器59等沿图22中箭头b方向从活动压板53剥落。
在图22中，首先，机械手81用真空垫82从信号传递表面72一侧抽吸而卡住圆盘基片73的中心孔74的外圆周部分，其中，圆盘基片73依靠推顶器59而沿箭头b方向从活动压板53剥落；而且机械手81沿箭头b方向以从活动压板53分开圆盘基片73的方式接纳圆盘基片73。同时，由顶杆58沿箭头b方向卸出的注入口和浇口残留树脂73a被机械手81夹紧，圆盘基片73及注入口和浇口残留树脂73a从固定压板52和活动压板53之间取出。
接着，圆盘基片73由机械手81转移到校准机，并通过把圆盘基片73的中心孔74从与信号传递表面72相反的基准表面76(以下描述)一侧装配到校准机的圆盘接收臂(未示出)而校准。在圆盘基片73转移到校准机之后，注入口和浇口残留树脂73a通过自然下落或用空气吹而从机械手81清除。
然后，如上所述且如图25和26所示注模的圆盘基片73在信号传递表面72上以记录层、反射层和保护层的次序层迭(涂敷)多个层，由此完成诸如CD和DVD的光盘77，其中，信号71已传递到信号传递表面72上。
在其上使用光盘77等的光盘驱动器中，激光束从与信号传递表面72相反的基准表面76入射，在其中进行信息读写。根据说明书，作为激光束入射面的基准表面76变为高度方向的基准表面，用于驱动圆盘的主轴电机的中心定位销从基准表面76一侧插入到中心孔74中，并且通过在与中心孔74的信号传递表面72相反的基准表面76一侧上的边缘74b进行对中。因此，如图25所示，尽管在信号传递表面72一侧上产生溢料75的圆盘基片73可以对中而无溢料75的不利影响，但是，如图26所示，在基准表面76一侧上产生溢料75的圆盘基片73不能高精度地对中。
在光盘驱动器中，为了在由细微不平度构成的信号71上通过聚焦和反射激光束进行写和读信息，使用高精度的伺服机构。然而，伺服机构的伺服性能具有限制，并且具体地，重要地是限制螺旋形槽和中心孔74的偏心率。近年来，随着记录密度的增加，槽和中心孔74偏心率的容许值在CD情况下降低到100μm，在DVD情况下降低到60μm。
另一方面，主要通过减小激光束的波长和提高聚焦镜头(物镜)的NA(提高镜头放大倍数)而实现记录密度的增加。在最普遍的CD情况下，使用波长780nm的激光和0.45NA的聚焦镜头；在DVD情况下，使用波长630nm的激光和0.6NA的聚焦镜头。随着聚焦镜头NA的提高，作为激光束透射层的圆盘基片73的厚度逐渐减小，以便降低光行差效应。在CD情况下使用1.2mm厚的圆盘基片73，在DVD情况下使用0.6mm厚的圆盘基片73，因此有利于解决光盘的曲度。
近年来，为了设法进一步增加记录密度，已提议使用波长400nm的激光和0.85NA的聚焦镜头。这里，使用NA提高的聚焦镜头，必需把圆盘基片73的厚度减小至约0.1mm；然而，在一般注模中难以模塑满足曲度和双折射要求的超薄圆盘基片73。
考虑到以上方面，在圆盘基片73的信号传递表面72上，通过按与常规次序相反的次序层迭反射层、介电层、记录层和介电层，已解决这些问题，其中，由细微不平度构成的信号71已经以常规方式传递到信号传递表面72上，最后形成0.1mm厚的光透射层。
然而，在此情况下，与常规圆盘基片73相比，基准表面位于相反侧上，并且如图25和26所示，在用于驱动圆盘的主轴电机中的圆盘架78的锥形中心定位销79从信号传递表面72一侧插入到中心孔74中并卡住，并用中心孔74的信号传递表面72一侧上的边缘74a进行对中。
在此情况下，图26所示圆盘基片73在中心孔74的信号传递表面72一侧上的边缘74a处没有溢料75，从而可高精度地对中。另一方面，在图25所示中心孔74的信号传递表面72一侧上的边缘74a处产生溢料75的圆盘基片73不能高精度地对中。
另外，由于此系统的圆盘基片73具有非常小的偏心率容许值，因此，在图25所示中心孔74的信号传递表面72一侧上产生溢料75是致命的。
尽管溢料75可通过用铰刀等切割的方法除去，但在除去溢料75时产生废料并且工序数量增加，这必然导致产量降低和成本增加。
为了限制在信号传递表面72上产生溢料75，装配到模具上的压模55不是布置在固定压板52一侧，而是布置在活动压板53一侧(此方法称作“活动侧压模”)。尽管采用此方法肯定可以避免在信号传递表面72上产生溢料75，但活动侧压模具有这样的结构，以至于被传递的凹坑和槽的形状容易是不对称的。原因如下。在此方法中，在模塑时，当完成冷却之后，活动压板53打开，同时保持圆盘基片73吸附到活动压板53一侧上，并且，采用通过推顶器59和空气把压模55和圆盘基片73剥落的方式取出圆盘基片73。然而，在活动压板53打开之后，圆盘基片73迅速冷却和收缩。但由于与圆盘基片73相比，压模55收缩得更少，因此凹坑和槽变形。随着圆盘的记录密度增加，细微粗糙度形状所要求的精度增加，并且因此，即使使用活动侧压模也难以模塑圆盘基片73。
即使无变形的细微粗糙度已传递到其上的圆盘基片在基本不收缩的材料和模塑条件下可以用活动侧压模进行模塑，也不能避免在与信号传递表面72相反的表面76一侧上产生溢料75。尽管圆盘被卡住时，溢料75对圆盘的偏心率没有坏影响，但在生产中剥落溢料75会产生废料，并且溢料会粘附到圆盘基片73上，由此使误差增加，导致产量下降。
已提出本发明，用于解决上述问题。相应地，本发明的目的是提供一种在中心孔边缘上没有溢料的圆盘基片、最佳地注模圆盘基片的模塑设备以及从模塑设备中最佳地取出圆盘基片的圆盘卸出设备。
发明内容
用于达到以上目的的本发明圆盘基片是通过注模而把信号传递到其上的圆盘基片，所述圆盘基片包括中心孔；以及，至少在所述中心孔的信号传递表面一侧上具有溢料的边缘，其中溢料高度下降到零或限制在等于或小于10μm。
所述圆盘基片包括至少在中心孔边缘上的第一R表面或第一C表面。
所述圆盘基片进一步包括其孔径方向等于轴向的直线形部分，所述直线形部分设置在所述中心孔的与所述信号传递表面侧相反的一侧上；以及其孔径向着所述信号传递表面逐渐扩大的锥形部分，所述锥形部分设置在所述中心孔的所述直线形部分和所述信号传递表面之间。
一种用于注模本发明圆盘基片以获得上述目的的模塑设备是用于注模圆盘基片的模塑设备，所述模塑设备包括熔融树脂通过注入口和凹入式浇口而注入到其中的空腔，以及置于所述空腔的固定压板一侧上的信号传递压模，其中，所述模塑设备包括布置在所述注入口顶端的凹入式浇口成形凸出部分；与所述凸出部分相反地布置在凹入式浇口切割机的顶端上的凹入式浇口成形凹入部分，所述凹入式浇口切割机布置在活动压板一侧上；以及设置在所述注入口的外圆周上的中心孔模塑部分。
所述中心孔模塑部分包括用于在所述空腔内在所述注模圆盘基片的中心孔的信号传递表面一侧上的边缘处模塑第一R表面或第一C表面的第一R表面模塑部分或第一C表面模塑部分。
所述中心孔模塑部分进一步包括直线形模塑部分，用于在所述空腔内在所述注模圆盘基片的所述中心孔的与信号传递表面侧相反的一侧上模塑其孔径方向等于轴向的直线形部分；以及与直线形模塑部分联合设置的锥形模塑部分，用于在所述空腔内在所述注模圆盘基片的所述中心孔的所述直线形部分和所述信号传递表面之间模塑其孔径向着信号传递表面一侧逐渐扩大的锥形部分。
所述凹入式浇口切割机的前进量不小于所述凹入式浇口的厚度并且不大于凹入式浇口的厚度+0.5mm。
通过所述凹入式浇口切割机切割所述凹入式浇口的位置设定在等于所述中心孔的所述直线形部分的孔径的位置。
所述凹入式浇口切割机在所述凹入部分的外圆周部分的顶端上包括第二R表面模塑部分或第二C表面模塑部分，用于在所述中心孔的与信号传递表面侧相反的一侧上的边缘处模塑第二R表面或第二C表面。
用凹入式浇口切割机切割所述凹入式浇口的位置，设定在等于所述中心孔的所述直线形部分的孔径的第一位置和位于所述第一位置内且直径小于第一位置的第二位置。
一种用于达到以上目的的根据本发明的圆盘基片取出设备包括一种模塑设备，所述模塑设备包括在固定压板和活动压板之间形成的空腔、置于所述空腔的所述固定压板一侧上的信号传递压模、和置于所述活动压板一侧上的凹入式浇口切割机，其中，熔融树脂经注入口和凹入式浇口注入到所述空腔内，以注模圆盘基片；并且，用所述凹入式浇口切割机从所述活动压板一侧进行浇口切割；以及，用于从所述活动压板分离所述圆盘基片的机械手，其中，所述圆盘基片通过在注模之后打开所述活动压板而与所述活动压板一起从所述固定压板剥落，所述机械手包括用于在固定圆盘基片时把注入口和浇口残留树脂卸出到相对于所述圆盘基片的所述活动压板一侧的装置。
所述卸出装置设置有空气喷嘴。
按上述构成的本发明圆盘基片至少在中心孔的信号传递表面一侧上的边缘完全不含溢料，或者，即使在这产生溢料，此溢料的高度也可限制在等于或小于10μm，从而，通过主轴电机的中心定位销可高精度地对中圆盘基片。
另外，由于至少在中心孔的边缘上形成第一R表面或第一C表面，因此所述边缘完全不含溢料。
除此之外，中心孔包括其孔径方向等于轴向的直线形部分，此直线形部分设置在中心孔的与信号传递表面侧相反的一侧上；以及，其孔径向着信号传递表面一侧逐渐扩大的锥形部分，此锥形部分设置在中心孔的直线形部分和信号传递表面之间。因此，当在空腔内的树脂完全冷却之后打开模具并从置于固定压板一侧上的压模剥落圆盘基片时，此模更易于释放。
按上述构成的本发明模塑设备是用于模塑圆盘基片的模塑设备，所述模塑设备包括熔融树脂通过注入口和凹入式浇口而注入到其中的空腔，以及置于所述空腔的固定压板一侧上的信号传递压模，并且，此模塑设备具有一种凹入式浇口切割结构，此结构包括设置在所述注入口顶端的凹入式浇口成形凸出部分；与所述凸出部分相反地设置在凹入式浇口切割机的顶端上的凹入式浇口成形凹入部分，所述凹入式浇口切割机设置在活动压板一侧上；以及设置在所述注入口的外圆周上的中心孔模塑部分。因此，在圆盘基片注模时，同时用中心孔模塑部分注模中心孔。因而，即使在通过从活动压板一侧推进具有凹入形顶端的凹入式浇口切割机而切割浇口时，也有可能产生其两个边缘都不含溢料的中心孔。
另外，中心孔模塑部分设置有用于在中心孔的信号传递表面一侧上的边缘处模塑第一R表面或第一C表面的第一R表面模塑部分或第一C表面模塑部分。因此，在注模圆盘基片时，中心孔的信号传递表面一侧上的边缘可同时注模成R表面或C表面。
除此之外，中心孔模塑部分设置有直线形模塑部分，用于在中心孔的与信号传递表面侧相反的一侧上模塑其孔径方向等于轴向的直线形部分；并且，中心孔模塑部分设置有锥形模塑部分，用于模塑其孔径从中心孔的直线形部分向着信号传递表面一侧逐渐扩大的锥形部分。因此，在注模圆盘基片时，可对中心孔同时注模直线形部分和锥形部分。
另外，凹入式浇口切割机的前进量设定为等于或大于凹入式浇口的厚度并且等于或小于凹入式浇口的厚度+0.5mm。因此，可安全地切割浇口。
除此之外，通过凹入式浇口切割机切割凹入式浇口的位置设定在等于圆盘基片中心孔的直线形部分的孔径的位置。因此，在切割凹入式浇口时，在圆盘基片中心孔的直线形部分中不产生溢料等。
另外，凹入式浇口切割机在凹入式浇口成形凹入部分的外圆周部分顶端上设置第二R表面模塑部分或第二C表面模塑部分，用于在中心孔的与信号传递表面相反的一侧上的边缘处模塑第二R表面或第二C表面。因此，可在圆盘基片中心孔的与信号传递表面相反的一侧上的边缘处模塑第二R表面或第二C表面。
除此之外，用凹入式浇口切割机切割凹入式浇口的位置设定在等于圆盘基片中心孔的直线形部分的孔径的第一位置，和设定在位于第一位置内且直径小于第一位置的第二位置。因此，由凹入式浇口切割机切割的注入口和浇口残留树脂的外径可制作得小于注入口的内径。
另外，按上述构成的本发明圆盘基片取出设备构造得用凹入式浇口切割机从活动压板一侧进行浇口切割，并且，用于从活动压板取出圆盘基片的机械手有用于把注入口和浇口残留树脂卸出到相对于圆盘基片的活动压板一侧的装置，其中，圆盘基片通过在注模之后打开活动压板而与活动压板一起从固定压板剥落。因此，有可能提供一种最佳应用于凹入式浇口切割结构的模塑设备的圆盘基片取出设备。
除此之外，当用于卸出注入口和浇口残留树脂的装置设置有空气喷嘴时，可以安全和瞬间地把注入口和浇口残留树脂卸出到活动压板一侧上。
图1为示出本发明实施例的圆盘基片中心孔部分的剖视图。
图2为图1中心孔的放大剖视图。
图3为图5中部分A的放大剖视图，部分A是根据本发明第一实施例的模塑设备的凹入式浇口部分的一部分。
图4为示出切割图3凹入式浇口的剖视图。
图5为根据本发明第一实施例的模塑设备的凹入式浇口部分整体的剖视图。
图6为示出根据本发明第一实施例的固定侧压模和凹入式浇口切割系统的模塑设备整体的剖视图。
图7为在熔融树脂注入到图6模塑设备的状态下的剖视图。
图8为示出切割图7模塑设备的凹入式浇口的剖视图。
图9为在打开图8模塑设备时的剖视图。
图10为在圆盘基片从图9模塑设备的活动压板剥落时的剖视图。
图11为示出在用圆盘出料设备的机械手卡住图10圆盘基片的状态下的剖视图。
图12为示出用图11机械手卸出注入口和浇口残留树脂的操作的剖视图。
图13示出本发明圆盘基片、活动侧压模基片、固定侧压模基片和用铰刀清除的圆盘基片的偏心量的比较结果。
图14为示出根据本发明第二实施例的模塑设备的主要部分的剖视图。
图15为示出切割图14凹入式浇口的剖视图。
图16为示出根据本发明第三实施例的模塑设备的主要部分的剖视图。
图17为示出切割图16凹入式浇口的剖视图。
图18为示出根据本发明第四实施例的模塑设备的主要部分的剖视图。
图19为示出切割图18凹入式浇口的剖视图。
图20为示出根据本发明第五实施例的模塑设备的主要部分的剖视图。
图21为示出切割图20凹入式浇口的剖视图。
图22为示出根据现有技术的固定侧压模的模塑设备的剖视图。
图23为图22模塑设备的凹入式浇口的放大剖视图。
图24为示出图23凹入式浇口的切割方式的剖视图。
图25为通过根据现有技术的固定侧压模类型的模塑设备而注模的圆盘基片的中心孔部分的剖视图。
图26为通过根据现有技术的活动侧压模类型的模塑设备而注模的圆盘基片的中心孔部分的剖视图。
图27为示出根据现有技术的圆盘基片取出机械手的剖视图。
具体实施例方式
现在结合图1-21，按照以下顺序描述根据本发明的圆盘基片、用于注模此基片的模塑设备以及圆盘基片取出机械手。
(1)圆盘基片描述(图1和2)(2)用于注模圆盘基片的模塑设备第一实施例的描述(图3-10)(3)圆盘基片取出设备的描述(图11-11)(4)圆盘基片偏心量测量结果的描述(图13)(5)用于注模圆盘基片的模塑设备第二实施例的描述(图14和15)(6)用于注模圆盘基片的模塑设备第三实施例的描述(图16和17)(7)用于注模圆盘基片的模塑设备第四实施例的描述(图18和19)(8)用于注模圆盘基片的模塑设备第五实施例的描述(图20和21)(1)圆盘基片描述(图1和2)首先，结合图1和2，描述电机中心定位销从信号传递表面一侧插入到其中的圆盘基片23，其中，圆盘基片23应用于光盘，如DVR。包括信号传递表面22的圆盘基片23设置有与圆盘基片23注模同时注模的中心孔24，如后所述，其中，代表音频、视频或其它各种信息信号和伺服信号等的信号21，已经以与现有技术相同的方式以诸如凹坑和槽的细微不平度形式传递到信号传递表面22上，如后所述。
其孔径φ1与轴向平行的直线形部分24a在注模中心孔24的与信号传递表面22相反的表面25一侧上形成；其孔径φ2向着信号传递表面22逐渐扩大的锥形部分24b在中心孔24的直线形部分24a和信号传递表面22之间形成；在锥形部分24b的信号传递表面22一侧上的边缘形成为第一R表面(或第一C表面)24c。按照要求，第二R表面(或第二C表面)24d可在中心孔24的与信号传递表面22侧相反的一侧上的边缘处形成。
例如，在诸如DVR的圆盘基片23的直径为12cm的情况下，直线形部分24a的孔径φ1设定为15.05mm。另外，锥形部分24b的最大孔径φ2设定为15.09mm，并且，在锥形部分24b的最小孔径和最大孔径之差设定为约0.02mm。直线形部分24a的深度D设定为0.3mm。
由于中心孔24被注模并且在中心孔24的信号传递表面22一侧上的边缘注模第一R表面(或第一C表面)24c，因此，在中心孔24的信号传递表面22一侧上的边缘自然就不含任何溢料。
如以后将描述的，当在中心孔24的与信号传递表面22相反的表面25一侧上的边缘注模第二R表面(或第二C表面)24d时，在中心孔24的与信号传递表面22相反的一侧上的边缘也不含溢料。
如图1所示，根据此圆盘基片23，用于驱动圆盘的主轴电机的圆盘架26的锥形中心定位销27，从作为基准表面的信号传递表面22一侧插入到中心孔24，由此卡住圆盘基片23。因此，由于第一R表面(或第一C表面)24c不含溢料，中心孔24因而可高精度地对中，并且圆盘基片23的偏心量可限制为极小。
如图1点划线所示，圆盘基片23的信号21部分以后将涂敷厚约0.1mm的光透射层21a。
(2)用于注模圆盘基片的模塑设备第一实施例的描述(图3-10)下面结合图3-10，描述对上述圆盘基片23的注模最优化的模塑设备1的第一实施例。模塑设备1是使用固定侧压模的凹入式浇口切割系统的模塑设备1，其中，作为圆盘形空间的空腔4在固定压板2和活动压板3的结合面之间垂直形成。压模5垂直地布置在空腔4的固定压板2一侧上，压模5的内圆周通过机械夹具固定到固定镜面上。圆柱形注入口6在空腔4的中央部分水平地置于固定压板1内，并且，圆柱形凹入式浇口切割机(也称作“冲孔机”)7、小直径顶杆8和圆柱形推顶器9水平地布置在与注入口6相反的位置上。顶杆8置于凹入式浇口切割机7的中心，并且推顶器9置于凹入式浇口切割机7的外圆周。
注入孔10在注入口6的中心形成，其中，压射缸(未示出)连接到注入口6，并且凹入式浇口成形凸出部分11在注入口6的顶端形成。凹入式浇口成形凹入部分12在凹入式浇口切割机7的顶端形成。凹入式浇口14在凹入式浇口成形凸出部分11和凹入式浇口成形凹入部分12之间形成，凹入式浇口14以相对于信号传递表面13的凹入形式形成，其中，信号传递表面13是在压模5一侧上的表面。因此，凹入式浇口切割机7是用于形成凹入式浇口14的具有凹入式形状的浇口切割机。凹入式浇口14的厚度W为0.3mm，凹入式浇口切割机7的凸出量P1为0.4mm。在切割凹入式浇口时，凹入式浇口切割机7的外围部分顶端7a相对于注入口6的咬入量(重迭量)P2设定为约0.1mm，如后所述。
用于注模图1和2所示圆盘基片23的中心孔24的中心孔模塑部分15设置在模塑设备1的凹入式浇口成形凸出部分11的外圆周。
也就是说，如图3-5所示，用于模塑中心孔24a的直线形模塑部分16、用于模塑锥形部分24b的锥形模塑部分17以及用于模塑第一R表面(或第一C表面)24c的第一R表面(或第一C表面)模塑部分18设置在凹入式浇口成形凸出部分11的外圆周。
如图8所示，推进量约0.2mm的辅助推顶器19在固定压板2的注入口6顶端的外圆周上辅助地装配。辅助推顶器19用不流动空气推进。
随后，描述通过凹入式浇口系统的模塑设备1对圆盘基片3进行注模。首先，如图3-7所示，在固定压板2和活动压板3加热的条件下，由聚碳酸酯或其它合成树脂构成的可塑熔融树脂P1沿箭头a方向从压射缸注入到注入孔10中，并在压力下经凹入式浇口14压入到空腔4中。在此情况下，在充入熔融树脂P1的过程中或之后，活动压板3借助置于活动压板3背面的压力缸在高压下压向固定压板2一侧。在空腔4中被高压压缩的熔融树脂P1压向压模5的细微不平度表面，由此注模圆盘基片23，其中诸如信息信号和跟踪伺服信号的信号2已经以凹坑和槽等的形式传递到信号传递表面22，如图1和2所示。
除此之外，在注模圆盘基片23时，中心孔24的直线形部分24a、锥形部分24b和第一R表面(或第一C表面)24c同时被位于凹入式浇口成形凸出部分11的外圆周上的中心孔模塑部分15中的直线形模塑部分16、锥形模塑部分17和第一R表面(或第一C表面)模塑部分18模塑。
其次，如图4和8所示，凹入式浇口切割机7沿b方向前进(推进)如图3所示的推进量P1＝0.4mm，由此，在凹入式浇口切割机7的凹入式浇口14的外圆周部分7a的顶端的内圆周表面7b和直线形模塑部分16之间进行浇口切割0.3mm，其中直线形模塑部分16为注入口6的凹入式浇口成形凸出部分11的外圆周表面。
接着，在固定压板2和活动压板3冷却约10秒钟之后，压射缸的压力下降；然后，如图9所示，空气沿箭头a方向从固定压板2的注入口6的外圆周部分吹入，并且辅助推顶器19沿箭头a方向辅助地推进，从而，活动压板3沿箭头a方向充分地打开。通过这样，处于被吸附到活动压板3的状态下的注模圆盘基片23沿箭头a方向从固定压板2的压模5拉开，已保留在注入孔10和凹入式浇口14中的注入口和浇口残留树脂23a也沿箭头a方向从注入口6拉开。随后，如图10所示，活动压板3的推顶器9沿箭头b方向前进，从而，注模圆盘基片23沿箭头b方向从活动压板3的活动镜面剥落。同时，注入口和浇口残留树脂23a也沿箭头b方向被顶杆8剥落。
最后，如图11所示，圆盘基片23及注入口和浇口残留树脂23a被圆盘基片取出设备31的机械手32卡住，并且从活动压板3取出，圆盘基片23转移到校准机(未示出)上。
(3)圆盘基片取出设备的描述下面结合图11和11描述圆盘基片取出设备31。对于推射设备31，使用现有技术的机械手32。
首先，当用上述凹入式浇口系统的模塑设备1进行注模且活动压板3如图10所示打开时，注入口和浇口残留树脂23a从圆盘基片23的中心孔24推进到与信号传递表面22相反的表面25一侧上。
因此，如图11中点划线所示，机械手32的吸盘33吸附到圆盘基片23的中心孔24的外圆周部分的信号传递表面22一侧，由此卡住圆盘基片23，然后，圆盘基片23与注入口和浇口残留树脂23a一起从活动压板3拉开，接着，以与现有技术相同的方式，当注入口和浇口残留树脂23a在中心孔24部分上会干涉圆盘基片23的相反表面25时，圆盘基片23沿箭头a方向从活动压板3转移，从而圆盘基片23无法转移到校准机等设备上。
为了解决此问题，如图11所示，在圆盘基片取出设备31中，在箭头a方向上与注入口和浇口残留树脂23a相反的位置上装配作为卸料装置的空气喷嘴34，并且，空气从空气喷嘴34沿箭头a方向喷出，从而注入口和浇口残留树脂23a可以沿箭头a方向通过圆盘基片23的中心孔24轻易地卸出到相反表面25一侧。
因此，根据圆盘基片取出设备31，当活动压板3打开时，注入口和浇口残留树脂23a推进到圆盘基片23的相反表面25一侧。因而，尽管注入口和浇口残留树脂23a相对于圆盘基片23的位置与图27所示现有技术中的情况相反，但是，在圆盘基片23被机械手32转移到校准机(未示出)之前，通过在机械手32的吸盘33卡住圆盘基片23之后立即从机械手32的空气喷嘴34喷出空气的方式，注入口和浇口残留树脂23a可以沿箭头a方向轻易地卸出而不产生任何麻烦。因此，在卸出注入口和浇口残留树脂23a之后，圆盘基片23可以被机械手32以与现有技术相同的方式顺利地转移到校准机(未示出)上进行校准。
(4)圆盘基片偏心量测量结果的描述下面结合图13所示的表格描述圆盘基片23偏心量的测量结果。实例1示出用本发明模塑设备1注模的圆盘基片23的偏心量的10个测量的结果。比较实例1示出移动侧压模基片的偏心量的10个测量的结果，其中，移动侧压模基片是由常规模塑设备注模的常规圆盘基片73，在常规模塑设备中压模置于活动压板一侧。比较实例2示出固定侧压模基片的偏心量的10个测量的结果，其中，移动侧压模基片是由常规模塑设备51注模的常规圆盘基片73，如图25所示，在常规模塑设备中压模55置于固定压板52一侧，如结合图22所述的。进一步地，比较实例3示出比较实例2中溢料75已用铰刀清除的固定侧压模基片的偏心量的10个测量的结果。
偏心量的测量通过以下方法进行主轴电机的中心定位销卡住圆盘基片，驱动圆盘基片以固定速度旋转同时作用聚焦伺服到主轴电机，并且从螺旋槽的偏心部分中的槽数量计算偏心量。
从图13表中所示的比较数据显而易见，根据本发明的圆盘基片23的偏心量为20-30μm，是最小的。在比较实例1中所示的活动侧压模基片的偏心量为20-30μm，等于根据本发明的偏心量。然而，如上所述，在活动侧压模基片的情况下，圆盘基片在模具打开之后迅速冷却，并且凹坑和槽被变形，从而，所获得的圆盘基片不适合作为用于高密度记录的盘。
在如比较实例2所示的常规固定侧压模基片的情况下，偏心量广泛地分散在15-70μm的范围内，因为存在如上所述的溢料75，这使得不可能建立具有此种圆盘基片的系统。
在如比较实例3所示的用铰刀清除溢料75的固定侧压模基片的情况下，偏心量小至20-30μm。然而，如上所述，存在以下问题产生废料和工序数量增加，导致产量降低且成本增加。
(5)用于注模圆盘基片的模塑设备的第二实施例的描述下面结合图14和15描述模塑设备1的第二实施例。在此情况下，在凹入式浇口切割机7的凹入式浇口成形凹入部分12的外圆周部分7a的顶端表面的内圆周一侧的拐角部分上设置第二R表面模塑部分(或第二C表面模塑部分)20。
如图14所示，熔融树脂P1经凹入式浇口14注入到空腔4中，由此模塑圆盘基片23。在熔融树脂P1凝固到一定程度的瞬间(在圆盘基片23可被压缩的瞬间)，凹入式浇口切割机7沿箭头b方向前进，切割浇口0.3mm，如图15所示。在浇口切割时，在圆盘基片23的中心孔24的与信号传递表面13侧相反的一侧上的边缘部分用第二R表面模塑部分(或第二C表面模塑部分)20模塑第二R表面(或第二C表面)24d。
(6)用于注模圆盘基片的模塑设备的第三实施例的描述下面结合图16和17描述模塑设备1的第三实施例。在此情况下，在两个内、外位置上设置切割位置，所述两个内、外位置即为第一切割位置C1，用于通过凹入式浇口切割机7的凹入式浇口成形凹入部分12的外圆周部分7a的外圆周表面7c和作为注入口6的凹入式浇口成形凸出部分11的外圆周表面的直线形模塑部分16进行切割；以及第二切割位置C2，用于通过凹入式浇口成形凹入部分12的外圆周部分7a的内圆周部分7b和在凹入式浇口成形凸出部分11的顶端的外圆周部分上环形形成的切除部分11a的内圆周表面11b进行切割。在第一切割位置C1的内径φ1等于圆盘基片23的中心孔24的直线形部分24a的内径φ1，并且，第二切割位置C2的内径φ3小于第一内径φ1(φ1＞φ3)，在它们之间具有同心关系。
在此情况下，如图16所示，熔融树脂P1经凹入式浇口14注入到空腔4中，由此模塑圆盘基片23。在熔融树脂P1凝固到一定程度的瞬间(在圆盘基片23可被压缩的瞬间)，凹入式浇口切割机7沿箭头b方向前进，切割浇口。在浇口切割时，圆盘基片23的第一切割位置C1在凹入式浇口切割机7的顶端部分7a的外圆周表面7c和中心孔模塑部分的直线形模塑部分16之间被切割；并且圆盘基片23的第二切割位置C2在凹入式浇口切割机7的顶端部分7a的内圆周表面7b和凹入式浇口成形凸出部分11的切除部分11a的内圆周表面11b之间被切割。因而，在两个内、外切割位置同时切割浇口。
在此情况下，如图17所示，从圆盘基片23浇口切割的注入口和浇口残留树脂23a的最大外径φ3小于圆盘基片23的中心孔24的最小内径φ1。因此，可以更顺利地执行以下步骤在机械手31的吸盘33卡住模塑圆盘基片23之后，由空气喷嘴34沿箭头b方向从圆盘基片23的中心孔24内侧吹掉注入口和浇口残留树脂23a，如以上结合图11所述。除此之外，在此情况下，注入口和浇口残留树脂23a，也可从圆盘基片23的中心孔24内部以穿过中心孔24的方式，沿图11虚线所示的箭头b方向被吹掉，此方向是相反的方向。
(7)用于注模圆盘基片的模塑设备的第四实施例的描述下面结合图18和19描述模塑设备1的第四实施例。在此情况下，在图16和17所示第三实施例中的凹入式浇口切割机7的顶端部分7a的外圆周表面7c的直径设定得充分大于中心孔模塑部分15的直线形模塑部分16的直径，由此，在外圆周表面7c和直线形模塑部分16之间形成足够大的台阶H。
因此，在此情况下，如图18所示，在凹入式浇口14的外圆周部分和空腔4之间的连接部分14a的敞开系数设定得较大，从而，熔融树脂P1可从凹入式浇口14内部顺利地流入空腔4中，并且可增强圆盘基片23的可塑性。
(8)用于注模圆盘基片的模塑设备的第五实施例的描述下面结合图20和21描述模塑设备1的第五实施例。在此情况下，在图18和19所示第四实施例中在凹入式浇口切割机7的凹入式浇口成形凹入部分12的顶端部分7a的顶面的外圆周一侧上的拐角部分处，设置第二R表面模塑部分(或第二C表面模塑部分)20。
如图20所示，熔融树脂P1经凹入式浇口14注入到空腔4中，由此模塑圆盘基片23。在熔融树脂P1凝固到一定程度的瞬间(在圆盘基片23可被压缩的瞬间)，凹入式浇口切割机7沿箭头b方向前进，切割浇口，如图21所示。在浇口切割时，在圆盘基片23的中心孔24的与信号传递表面13侧相反的一侧上的边缘部分用第二R表面模塑部分(或第二C表面模塑部分)20模塑第二R表面(或第二C表面)24d。
虽然上面已描述本发明的实施例，但本发明并不局限于以上实施例，并且有可能基于本发明的技术思想作各种变更。
按上述构成的根据本发明的圆盘基片、用于注模此基片的模塑设备以及圆盘基片取出机械手具有以下效果。
根据本发明的圆盘基片具有这样的结构至少在中心孔的信号传递表面一侧上的边缘完全不含溢料，或者，即使在这产生溢料，此溢料的高度也可限制在等于或小于10μm。因此，通过主轴电机的中心定位销可高精度地对中圆盘基片，并且在圆盘基片被驱动以旋转时，圆盘基片的偏心量可得到限制。相应地，在高密度记录的盘中实现稳定的记录和再现。另外，由于中心孔不含溢料，因此在生产时产生的废料更少并且可运送几乎不含空气的圆盘，这导致产量更高。
除此之外，由于至少在中心孔的信号传递表面一侧上的边缘形成第一R表面或第一C表面，因此，此边缘完全不含溢料。
由于在中心孔的与信号传递表面侧相反的一侧上设置其孔径平行于轴向的直线形部分，并且在中心孔的直线形部分和信号传递表面之间设置其孔径向着信号传递表面逐渐放大的锥形部分，因此，在中心孔的信号传递表面一侧上的边缘处不易产生溢料，并且即使在此边缘产生溢料，也可使此溢料对圆盘基片对中的不利影响降低到最小。
根据本发明的注模设备包括置于空腔的固定压板一侧上的压模；在注入口顶端的外圆周上设置的凹入式浇口成形凸出部分；在置于活动压板一侧上的凹入式浇口切割机的顶端上设置的凹入式浇口成形凹入部分；以及在凹入式浇口成形凸出部分上设置的中心孔模塑部分，并且，相对于在空腔中注模的圆盘基片的信号传递表面，本发明注模设备采用凹入式浇口切割结构。因此，当圆盘基片注模时，同时用中心孔模塑部分注模中心孔。因而，当其顶端为凹入形状的凹入式浇口切割机从活动压板一侧前进以执行浇口切割时，可生产在其两端边缘都不含溢料的中心孔。相应地，通过以与现有技术相同方式地采用固定侧压模，在防止凹坑和槽产生变形的同时，可以注模其中心孔不含溢料的圆盘基片。由于中心孔模塑部分置于固定压模一侧上，因此，所述槽相对于中心孔的偏心量可限制在最小，并且可高精度地读取跟踪伺服信号等。
中心孔模塑部分设置有用于在中心孔的信号传递表面一侧的边缘上模塑第一R表面或第一C表面的第一R表面模塑部分或第一C表面模塑部分。因此，当圆盘基片注模时，在中心孔的信号传递表面一侧的边缘上同时注模第一R表面或第一C表面，由此在所述边缘上避免产生溢料。
中心孔模塑凸出部分设置有直线形模塑部分，用于在中心孔的与信号传递表面相反的一侧上模塑直线形部分；并且，中心孔模塑部分设置有锥形模塑部分，用于模塑其孔径从中心孔直线形部分向着信号传递表面一侧逐渐扩大的锥形部分。因此，当圆盘基片注模时，可对中心孔同时注模直线形部分和锥形部分，并且当活动压板打开时，圆盘基片易于从压模释放。
另外，浇口切割机的前进量设定为等于或大于浇口厚度，并且希望设定为等于或小于浇口厚度+0.5mm，从而，可安全地执行凹入式浇口切割。
除此之外，用凹入式浇口切割机切割凹入式浇口的位置设定在中心孔的直线形部分的孔径的位置，从而，在直线形部分中不产生溢料等。
在凹入式浇口切割机的凹入式浇口成形凹入部分的外圆周部分顶端上设置第二R表面模塑部分或第二C表面模塑部分，用于在中心孔的与信号传递表面侧相反的一侧上的边缘上模塑第二R表面或第二C表面。因此，可在中心孔的与信号传递表面侧相反的一侧的边缘上模塑第二R表面或第二C表面。
除此之外，用凹入式浇口切割机切割凹入式浇口的位置设定在两个内、外位置上，即，在中心孔的直线形部分的孔径位置处设定的第一切割位置以及位于第一切割位置内部的第二切割位置，其中，第二切割位置的直径小于第一切割位置的直径。因此，在模塑圆盘基片进行浇口切割之后，注入口和浇口残留树脂的最大外径可制作得充分小于中心孔的直线形部分的内径；相应地，当机械手卡住圆盘基片并把圆盘基片转移到校准机上时，注入口和浇口残留树脂通过圆盘基片的中心孔而轻易地卸出到圆盘基片的任一侧或另一侧。
根据本发明的圆盘基片取出设备构造成用凹入式浇口切割机从活动压板一侧进行浇口切割，并且，用于从活动压板取出圆盘基片的机械手设置有用于把注入口和浇口残留树脂卸出到相对于圆盘基片的活动压板一侧的装置，其中，圆盘基片通过在注模之后打开活动压板而与活动压板一起从固定压板释放。因此，即使注入口和浇口残留树脂推进到圆盘基片的与信号传递表面相反的表面一侧上，其中此方向与现有技术中的相反，注入口和浇口残留树脂也易于从中心孔的内部卸出。相应地，可提供最佳应用于具有凹入式浇口切割结构的模塑设备的圆盘基片取出设备。
另外，用于卸出注入口和浇口残留树脂的装置设置有空气喷嘴，在从模具取出注入口和浇口残留树脂之后把注入口和浇口残留树脂卸出到活动压板一侧的卸出操作可以安全和瞬间地执行。
权利要求
1.一种圆盘基片，其中，信号通过注模而传递到基片上，所述圆盘基片包括中心孔；以及，至少在所述中心孔的信号传递表面一侧上具有溢料的边缘，其中溢料高度下降到零或限制在等于或小于10μm。
2.一种如权利要求1所述的圆盘基片，其中，至少所述中心孔的所述边缘设置有第一R表面或第一C表面。
3.一种如权利要求1所述的圆盘基片，其中包括其孔径在方向上与轴向相同的直线形部分，所述直线形部分设置在所述中心孔的与所述信号传递表面侧相反的一侧上；以及其孔径向着所述信号传递表面逐渐扩大的锥形部分，所述锥形部分设置在所述中心孔的所述直线形部分和所述信号传递表面之间。
4.一种用于注模圆盘基片的模塑设备，其中包括熔融树脂通过注入口和凹入式浇口而注入到其中的空腔，以及置于所述空腔的固定压板一侧上的信号传递压模，所述模塑设备包括用于模塑布置在所述注入口顶端的所述凹入式浇口的凸出部分；用于模塑所述凹入式浇口的凹入部分，所述凹入部分与所述凸出部分相反地布置在凹入式浇口切割机的顶端上，所述凹入式浇口切割机布置在活动压板一侧上；以及设置在所述注入口的外圆周上的中心孔模塑部分。
5.一种如权利要求4所述的用于注模圆盘基片的模塑设备，其中，所述中心孔模塑部分包括用于在所述空腔内在所述注模圆盘基片的中心孔的信号传递表面一侧上的边缘处模塑第一R表面或第一C表面的第一R表面模塑部分或第一C表面模塑部分。
6.一种如权利要求4所述的用于注模圆盘基片的模塑设备，其中，所述中心孔模塑部分包括直线形模塑部分，用于在所述空腔内在所述注模圆盘基片的所述中心孔的与信号传递表面侧相反的一侧上模塑其孔径方向等于轴向的直线形部分；以及锥形模塑部分，用于在所述空腔内在所述注模圆盘基片的所述中心孔的所述直线形部分和所述信号传递表面之间模塑其孔径向着信号传递表面一侧逐渐扩大的锥形部分。
7.一种如权利要求4所述的用于注模圆盘基片的模塑设备，其中，所述凹入式浇口切割机的前进量不小于所述凹入式浇口的厚度并且不大于凹入式浇口的厚度+0.5mm。
8.一种如权利要求6所述的用于注模圆盘基片的模塑设备，其中，通过所述凹入式浇口切割机切割所述凹入式浇口的位置设定在等于所述中心孔的所述直线形部分的孔径的位置。
9.一种如权利要求8所述的用于注模圆盘基片的模塑设备，其中，所述凹入式浇口切割机在所述凹入部分的外圆周部分的顶端上包括第二R表面模塑部分或第二C表面模塑部分，用于在所述中心孔的与信号传递表面侧相反的一侧上的边缘处模塑第二R表面或第二C表面。
10.一种如权利要求6所述的用于注模圆盘基片的模塑设备，其中，用凹入式浇口切割机切割所述凹入式浇口的位置，设定在等于所述中心孔的所述直线形部分的孔径的第一位置和位于所述第一位置内且直径小于所述第一位置的第二位置。
11.一种如权利要求10所述的用于注模圆盘基片的模塑设备，其中，所述凹入式浇口切割机在所述凹入部分的外圆周部分的顶端上包括第二R表面模塑部分或第二C表面模塑部分，用于在所述中心孔的与信号传递表面侧相反的一侧上的边缘处模塑第二R表面或第二C表面。
12.一种圆盘基片取出设备，其中包括一种模塑设备，其中包括在固定压板和活动压板之间设置的空腔、置于所述空腔的所述固定压板一侧上的信号传递压模、和置于所述活动压板一侧上的凹入式浇口切割机，其中，熔融树脂经注入口和凹入式浇口注入到所述空腔内，以注模圆盘基片；并且，用所述凹入式浇口切割机从所述活动压板一侧进行浇口切割；以及用于从所述活动压板取出所述圆盘基片的机械手，其中，所述圆盘基片通过在注模之后打开所述活动压板而与所述活动压板一起从所述固定压板释放，所述机械手包括用于把注入口和浇口残留树脂卸出到相对于所述圆盘基片的所述活动压板一侧的装置。
13.一种如权利要求12所述的圆盘基片取出设备，其中，所述卸出装置设置有空气喷嘴。
全文摘要
有可能获得一种其中心孔的边缘不含溢料的圆盘基片。在圆盘基片(23)中，中心孔(24)设置有直线形部分(24a)和锥形部分(24b)，并且在锥形部分(24b)的信号传递表面(22)一侧上的边缘设置有R表面或C表面(24c)，一种最佳地应用于模塑圆盘基片(23)的模塑设备，以及一种圆盘取出设备。
文档编号B29C45/38GK1401118SQ01805112
公开日2003年3月5日 申请日期2001年12月10日 优先权日2000年12月15日
发明者中野淳, 清水纯, 峯村憲 申请人:索尼株式会社