专利名称：一种处理盘片的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于处理盘片的方法和设备。更具体地说，本发明涉及一种用于减少光盘、例如数字视盘(以下称“DVD”)和CD盘的翘曲的方法和设备。特别地，所述翘曲是在通过注射模塑而制成的(光盘的)盘片上产生的。通过减少这种翘曲，可以使盘片平直。
背景技术：
通常，光盘盘片，例如DVD盘片和CD盘片是通过注射模塑而成的。如图14(A)、图14(B)和图14(C)所示，提供了一种模制盘片的方法。树脂材料被注入到一对用于注射模塑的第一金属模10和第二金属模11中。在注射模塑之后，树脂材料被模制成一个模制盘片1’，该模制盘片1’被固化成盘片1。在该时刻，预定的信息被记录到模制盘片1’的两个表面上。此后，如图14(B)所示，第一金属模10和第二金属模11被相互分开(打开)。然后，一个取出机构(未示出)的取出臂12向前移入第一金属模10和第二金属模11之间的一个区域中，以便牢固地吸住处于高温且质地仍然很软的盘片1’。此后，取出臂12向后移动，以便将模制盘片1’从第一金属模10和第二金属模11中取出。
然后，如图14(C)所示，在一个预定的位置中，被取出的模制盘片1’被一个运输机构的输送臂13直接的牢固吸附。该输送臂13将模制盘片1’输送给一个冷却台14(下一操作)。
更具体地说，该模制盘片1’具有一个第一表面和一个与该第一表面相对的第二表面。在第一表面上，模制盘片1’被固定吸附到取出臂12的一个末端13A上。在模制盘片1’被吸附到末端13A的同时，末端12A释放(即，停止吸附)模制盘片1’。然后，该输送臂13在模制盘片1’被牢固地吸附在末端13A上的状态下转动大约180°此后，输送臂13向冷却台14输送模制盘片1’。模制盘片1’被冷却台14冷却，从而使模制盘片1’的树脂材料固化。在固化之后，模制盘片1’被称作盘片1。使树脂材料固化的固化温度例如大约为90℃。
如上所述，模制盘片1’在刚从第一金属模10和第二金属模11中取出后处于高温，并且，非常软。因此，在i)冷却、ii)树脂材料固化、和iii)形成盘片1的连续操作过程中，模制盘片1’会产生相当大的变形，例如翘曲。过去，采用了各种方法通过调节下述注射模塑条件来减少翘曲i)调节成型机的第一金属模10和第二金属模11的温度。
ii)设定第一金属模10和第二金属模11之间的温度差。
iii)调节注射树脂材料的压力。
即使模制盘片1’的翘曲很小并且通过上述传统的方法被减小，在模制盘片1’从第一金属模10和第二金属模11中取出的过程中和模制盘片被输送给冷却台14的过程中，模制盘片也会产生翘曲。这种翘曲可归因于下面反复描述的，即，“该模制盘片1’刚从成型机的第一金属模10和第二金属模11中取出后处于高温状态且非常软”。进而，这样产生的翘曲在冷却操作过程中变大。
图15(A)、图15(B)、图15(C)中更具体地表示出了这种翘曲。该模制盘片1’从成型机的第一金属模10和第二金属模11中取出。如图15(A)所示，该模制盘片1’被牢固地吸附到取出臂12的末端12A上。进而(另外)，模制盘片1’被牢固地吸附到取出臂13的末端13A上。模制盘片1’处于高温状态并且非常软。因此，该模制盘片1’当模制盘片1’被充分吸附到模制盘片1’的中央区域中时产生翘曲，其方式为，向吸附侧的相反方向翘曲(在图15(A)中向右)弯曲。特别地，厚度大约为0.6mm(薄)的DVD表现出比厚度大约为1.2mm的CD更显著的翘曲(弯曲)。进而，如图15(B)所示，模制盘片1’在被取出臂12吸附的状态下被取出臂12以相当高的速度转动，并且该模制盘片1’在被输送臂13吸附的状态下被输送臂13已相当高的速度输送。上述模制盘片1’的转动和输送产生一个风压，从而使模制盘片1’翘曲。进而，如图15(C)所示，该模制盘片1’在冷却台14的一个盘座15上被冷却。模制盘片1’的自重使在其在盘座15上冷却的过程中会产生翘曲。而且，一些其它的具有不同结构的冷却台也会使模制盘片1’在冷却过程中产生局部翘曲。
上述翘曲围绕模制盘片的中心孔(未示出)径向向外产生，从而形成大致中心对称的形状。一些其它的翘曲关于穿过中心孔的一至三条线两侧对称(左右对称)。当盘片1的生产周期缩短时，上述翘曲变得更加显著，从而促使形成盘片1的翘曲(更加复杂和更大)。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于处理盘片的方法和设备。
更具体地说，本发明的目的是获得一种翘曲和变形在可允许的限度(公差)之内的盘片，或者获得一种基本上无翘曲或变形的盘片。为了获得上述盘片，模制盘片在该模制盘片的树脂材料还是软的(换而言之，在树脂材料固化之前)的时候以高速旋转，以便产生一个离心力。与此同时，该模制盘片被冷却。所述离心力有助于减小翘曲和变形。
根据本发明的第一个方案，提供一种处理盘片的方法。该方法包括下述操作通过注射模塑模制一个模制盘片；以高速旋转该模制盘片。该旋转操作包括至少下述两个分操作之一利用在旋转操作的过程中产生的离心力减少模制盘片的翘曲，并在旋转操作过程中降低模制盘片的温度。
根据本发明的第二个方案，提供一种用于处理盘片的设备。该设备包括一个用于输送通过注射模塑获得的模制盘片的输送器；一个用于接收由输送器输送的模制盘片的盘座；以及一个用于当模制盘片的温度高于90℃时旋转盘座以便旋转模制盘片的旋转驱动器。
本发明的其他目的和特征可从下述参考附图的描述中理解。
图1表示一个根据本发明的第一个(基本的)实施例的基本方案，其表示一个模制盘片1放置于被一个旋转驱动器3旋转的盘座2上；
图2表示模制盘片1的圆周翘曲角与生产周期的关系；图3(A)表示模制盘片1的圆周翘曲角与旋转速度的关系；图3(B)表示旋转速度低于3,000rpm的模制盘片1’的翘曲；图3(C)表示旋转速度不低于3,000rpm的模制盘片1’的翘曲角；图4表示i)圆周翘曲角和ii)模制盘片1’的温度与时间的关系；图5表示模制盘片1’的径向翘曲角的变化与温度的关系；图6表示i)径向翘曲角和ii)当模制盘片1’被吸附并保持静止时的盘片温度与盘片吸附时间的关系；图7是一种根据本发明的第二个实施例的冷却模制盘片1’的方法(强制气冷)；图8是一种根据本发明的第三个实施例的冷却模制盘片1’的方法(强制气冷)；图9是一种根据本发明的第四个实施例的冷却模制盘片1’的方法(强制气冷)；图10{图10(A)、图10(B)、图10(C)}是根据本发明的第五个实施例的冷却模制盘片1’的方法(强制气冷)；图11表示根据本发明的第六个实施例的处理盘片1的方法；图12是根据第六个实施例的处理盘片1的方法的图示；图13表示根据本发明的第七个实施例的处理盘片1的方法；图14{图14(A)、图14(B)、图14(C)}表示相关技术中模制盘片1’的翘曲的基本方面；图15表示相关技术中产生翘曲的三种情况{图15(A)、图15(B)和图15(C)}。
具体实施例方式
在本发明中，模制盘片1’被定义为树脂材料固化前的盘片，而盘片1被定义为树脂材料固化后的盘片。
如图1所示，提供有根据本发明的第一个(基本)实施例的盘片1和模制盘片1’。该模制盘片1’刚取出金属模后温度很高，并且非常软。特别地，当生产周期快时，由于各种因素而使模制盘片1’的圆周翘曲变大，这些因素例如有在输送过程中的风压，由于牢固吸附而产生的应力，在模制操作过程中的应力，和模制盘片1’的自重。在本发明中，当模制盘片1’处于高温而且是软的(换而言之，在模制盘片1’的树脂材料固化之前)的时候，该模制盘片1’被放置于一个用于高速旋转的盘座2上，如图1所示。从而，在模制盘片1’上施加离心力，以便产生径向向外的张力。通过这样施加张力，减小了模制盘片1’的翘曲。在这里，所述高速不低于3,000rpm，更优选地不低于4,000rpm，这将在后面详细说明。
如图1所示，模制盘片1’由虚线标出。该模制盘片1’处于高温并且非常软。一个普通的输送机(未示出)牢固地吸附模制盘片并且输送模制盘片1’，以便将模制盘片1’放置在盘座2上。该盘座2具有一个用于在模制盘片1’的内周缘附近的多个点上吸附模制盘片的吸附装置。该盘座2被连接到一个旋转轴4上，或者被结合到旋转轴4上。该旋转轴4由一个旋转驱动器3旋转。尽管图1中未示出，该盘座2具有一个通过旋转轴4与一个外部真空泵机构(未示出)连接的吸附部。在一个相当短的时间内，旋转驱动器3被加速到一个预定的高速(更具体地说，例如10,000rpm)。通过下述三个操作获得模制盘片1上各种类型的测量数据操作1.在模制盘片1’处于高温的状态下，从金属模中取出模制盘片1’。
操作2.紧接在操作1之后，模制盘片1’被大致处于室温的盘座2牢固地吸附。
操作3.旋转驱动器3将模制盘片1’旋转到预定的速度(加速)，以便获得各种测量数据。
在此，将说明测量数据中的一些。
下面描述通过测量获得的数据。
根据第一个实施例，如图2所示，由于测量设备的能力的原因，生产周期被定为不低于3.5秒。更具体地说，当生产周期从4.0秒减少到3.5秒时(换而言之，生产速度提高)，输送速度{用于从一个成型机(未示出)向冷却台输送模制盘片1’}等被提高。从而，模制盘片1’的圆周翘曲迅速变大。当模制盘片1’如图1所示高速旋转时，该翘曲被很大程度地减小。即使当生产周期为通常会在测量范围内产生最大翘曲的3.5秒时也会大大地减少翘曲。综上所述，以高速旋转模制盘片1’对模制盘片1’施加离心力，从而产生径向向外的张力。因此，该翘曲的减小一直延续到树脂材料固化为止。
下面说明(模制盘片1’)的旋转速度对于减少翘曲是非常有用的。
如图3(A)、图3(B)和图3(C)所示，提供有在下述两个条件下通过测量模制盘片1’(试样)(的圆周翘曲角)获得的测量数据i)室温，ii)1,000rpm、2,000rpm、3,000rpm、4,000rpm和5,000rpm的旋转速度，其中在每两个相邻的旋转速度之间在一个很短的时间内快速地加速。如图3(A)所示，纵坐标表示在各旋转速度下的圆周翘曲角。当模制盘片1’的旋转速度增加到大约4,000rpm时，模制盘片1’的圆周翘曲角减小。然而，当旋转速度不低于4,000rpm时，模制盘片1’的圆周翘曲角几乎不减少，换而言之，保持基本恒定。因此，旋转速度大体上不低于4,000rpm对于减小圆周翘曲角是最有效的。
如图3(A)所示，当模制盘片1’的旋转速度低于4,000rpm时，模制盘片的翘曲角也减小。这表示即使旋转速度低于4,000rpm，对于减小翘曲和冷却模制盘片1’也有效。
然而，如图3(B)所示，当模制盘片1的旋转速度低于3,000rpm时，模制盘片1’产生上下运动(波动)，换而言之，模制盘片1’在水平方向上不稳定。即使在这种情况下，整体的翘曲也可被减小。
相反，如图3(C)所示，当模制盘片1’的旋转速度不低于3,000rpm时，可充分防止所述的上下运动(无波动)，换而言之，模制盘片1’在水平方向上是稳定的并且翘曲被显著减小。对于由两个拼合(粘合)的片构成的DVD，翘曲角的允许限度为0.3°。对于用于DVD的单片盘片1’的翘曲角没有特别的限制。当旋转速度大约为3,000rpm时，翘曲角不大于0.2(相当小)。拼合(粘合)这样获得的两个模制盘片1’所获得的DVD的翘曲角小于0.3°(允许限度)。因此，模制盘片1’的旋转速度优选不低于3,000rpm，更优选不低于4,000rpm。
在此，模制盘片1’的旋转产生对模制盘片1’的强制气冷。从而，模制盘片1’的温度以比自冷却(保持静止)更快的速度下降。更具体地说，如图4所示，在室温和5,000rpm的旋转速度的条件下，树脂材料降到树脂材料开始固化的大约90℃需要大约两秒钟。当模制盘片1’的温度降低到不高于90℃时，即使在5,000rpm的条件下翘曲也不减小。这证明，根据第一个实施例，模制盘片1’的树脂材料的固化温度大约为90℃。
优选地，在模制盘片1’被固化成盘片1之后停止上述高速旋转。在这种方式中，对模制盘片1’施加离心力直到模制盘片1’被固化，以便有效的减小由于固化过程中的应变而产生的翘曲。
进而，如图5所示，提供了一个表示径向翘曲角的变化与最大温度的关系的曲线图。该最大温度是当模制盘片1’被加热到高温并随后自冷却(保持静止)时获得的。径向翘曲角的变化在加热模制盘片1’之前和之后是不同的。当模制盘片1’不高于90℃时，观察到的径向翘曲角基本不变。
在图5中，一个曲线X表示由几个模制盘片1’试样获得的最大径向翘曲角的变化。当模制盘片1’在100℃到90℃的范围内时，最大径向翘曲角的变化被显著减小。在不高于90℃时，曲线X几乎没有显示出最大径向翘曲角的变化(基本恒定)。另一方面，在图5中，曲线Y表示从模制盘片1’的一些试样中获得的平均径向翘曲角的变化。当模制盘片1’在从100℃到90℃的范围内时，平均径向翘曲角的变化减小。在不高于90℃时，曲线Y显示平均径向翘曲角基本恒定。综上所述，模制盘片1’的树脂材料在大约90℃时固化。
进而，如图6所示，提供了一个表示i)模制盘片1’的径向翘曲角和ii)模制盘片1’的温度与盘片吸附时间的关系的曲线图。该模制盘片1’被牢固地吸附到图1中的盘座2上，并且保持静止。在早期阶段，径向翘曲角迅速增大。在11或12秒钟之后，径向翘曲角逐渐稳定(基本恒定)。在该时刻，模制盘片1’为90℃。所以结论为，模制盘片1’的树脂材料在大约90℃固化。
综上所述，模制盘片1’的温度是减小翘曲的影响因素。除了通过旋转模制盘片1’进行强制气冷之外，其它类型的强制气冷(在旋转之前和旋转过程中)也对减小翘曲有影响。
在下述四个实施例(第二、第三、第四和第五)中描述了模制盘片1’的强制气冷。在下述四个实施例中，其强制气冷与仅仅旋转模制盘片1’所获得的强制气冷不同。
如图7所示，提供了一种根据第二个实施例的强制气冷方法。
盘座具有三个气流通道，即，第一气流通道5(在权利要求书中称为“气流通道”)，第二气流通道6(在权利要求书中称为“气流通道”)，和第三气流通道7，这三个气流通道也被设置在与盘座2连接的旋转轴(未示出)中。第一气流通道5位于最外侧，并且由一个垂直通道5A和一个垂直于垂直通道5A的水平通道5B构成。当模制盘片1’被放置在盘座2上时，水平通道5B在一个正好低于模制盘片1’的位置上径向向外延伸。水平通道5B设有一个用于喷出气流A的喷嘴。从水平通道5B喷出的气流A沿模制盘片1’的下表面径向向外流动。第二气流通道6位于盘座2的大致中心位置上，并且由一个垂直通道6A和一个水平通道6B构成。垂直通道6A延伸向盘座2的一个中心凸起2A(在权利要求书中称“中心区域”)，而水平通道6B形成于中心凸起2A中。该中心凸起2A穿过模制盘片1’的中心(孔)，并且凸出，高于模制盘片1’的上表面。当模制盘片1’被放置到盘座2上时，中心凸起2A在一个正好在模制盘片1’的上表面上的位置上径向向外延伸。中心凸起2A具有一个用于喷出气流B的喷嘴。水平通道6B喷出的气流B沿模制盘片1’的上表面径向向外流动。下表面上的气流A和上表面上的气流B有利于模制盘片1’的冷却，而对减小模制盘片1’的翘曲没有不利影响。进而，根据第二个实施例，调节在第一气流通道5和第二气流通道6中流动的空气{的温度和强度(速度)}使其对模制盘片1’的下表面和上表面产生均匀的冷却效果，以便进一步减小翘曲。
第三气流通道7是一个普通的吸附通道。更具体地说，第三气流通道7在多个点上吸附无信息记录的区域，以便不减小读取信息的可靠性。无信息记录区位于模制盘片1’的内周。虽然从图7中看不到，但第一气流通道5和第二气流通道6分别连接到一个供气机构上，而第三气流通道7连接到一个吸附机构上。为了下述两个目的，盘座2支撑模制盘片1’的内周上的无信息记录区i)减小模制盘片1’的翘曲(使其尽可能地小)，ii)保持(不减小)读取信息的能力。盘座2具有不会到达信息记录区的内周的“小直径”。如果盘座2具有与模制盘片1’一样大的直径，并且处于室温，则模制盘片1’仅在其下表面上迅速冷却。因此，模制盘片1’在几乎与其被放置到盘座2上的同时产生翘曲。在这种情况下，盘座2应当优选地高于90℃(不低于90℃，90℃是模制盘片1’的树脂材料的固化温度)。然而，由于冷却模制盘片1’所花的时间和加热及冷却盘座2所花的时间，盘座2“高于90℃”实际上是不能实现的。所以，盘座2优选地具有上述打上双引号的“小直径”。
如图8所示，提供了一种根据第三个实施例的强制气冷方法。
其中设有一个盘座2和一个输送器8，该输送器8具有吸附功能(吸盘8A)和喷气功能。该输送器8将模制盘片1’放置在盘座2上。在输送器8通过停止吸附模制盘片1’而释放模制盘片1’之后，输送器8抬起到距离模制盘片1’一定距离后停止。然后，输送器8从吸盘8A喷出气流B。当吸盘8A释放模制盘片1’时，喷座2开始以高速旋转，从而以预定的旋转速度(例如，大约每两秒4,500rpm)旋转模制盘片1’。吸盘8A被连接到一个吸附机构(未示出)和一个空气供应机构(未示出)上。当输送器8释放模制盘片1’并抬起到距离模制盘片1’一定距离后停止时，吸盘8A被自动切换到空气供应机构。这样，吸盘8A喷出气流B。这样的喷出气流B迅速从以高速旋转的模制盘片1’的大致中心处迅速向外流。该气流B加速了模制盘片1’的冷却。
如图9所示，提供了一种根据第四个实施例的强制气冷。
其中提供了一个吸气机构9，该吸气机构沿图9中的水平方向在略微远离模制盘片1’的外周的位置上吸空气。吸气机构9的直径某种程度上大于模制盘片1’。更具体地说，吸气机构9具有一个圆环9A，该圆环9A具有比模制盘片1’的外径大6mm至10mm的内径。进而，吸气机构9具有一个通常的吸气器(未示出)，该吸气器通过一个吸气通道连接到所述的圆环9A上。与模制盘片1’被放置在盘座2上基本同时，吸气机构9开始吸气。吸气使得气流A沿模制盘片1’下表面、气流B沿模制盘片1’的上表面流动，从而加速模制盘片1’的冷却。
在图7的第二个实施例、图8的第三个实施例和图9的第四个实施例中仅描述了冷却功能。除了冷却功能外，气流A和气流B减小了模制盘片1’由于其在低于3,000rpm的旋转速度下旋转时上下运动(波动)而不能水平地稳定旋转的问题，如图3(B)所示。进而，调节气流A和气流B的强度(速度)对于减小模制盘片1’的翘曲起了很大的作用。
实际上，生产周期“限制”了在旋转速度低于3,000rpm时所花的时间。因此，模制盘片1’优选地采用下述连续的步骤i)模制盘片1在以高旋转速度减小翘曲的条件下被尽可能早地冷却下来。
ii)模制盘片1’固化成盘片1。 换而言之，模制盘片1’被降低到不高于90℃。
iii)盘片1停止旋转。
另外，当模制盘片1’不高于90℃时，即，模制盘片1’固化成盘片1时，对盘片1进行下述连续操作i)盘片1在预定的时刻被输送给传统的冷却台14(参见图14和图15)。
ii)盘片1自冷却(空气冷却)到能够被输送给用于形成反射膜的溅射机(未示出)的程度(充分冷却)。
iii)对盘片1进行溅射操作。
在模制盘片1’的旋转时间超过上述生产周期时间的限制(带引号的“限制”)的情况下，应当以模制盘片1’被顺序分类的方式平行地采用两个或更多的旋转机。在这种情况下，在实际过程中，模制盘片1’可被降低到不高于90℃。此外，模制盘片1’可被进一步冷却到可以被输送到溅射操作(下一操作)，换而言之，不需要强制气冷。
如图10(A)、图10(B)和图10(C)所示，提供了一种根据第五个实施例的强制气冷方法。
如上所述，模制盘片1’在刚从成型机中取出后处于高温且非常软。被盘座2吸附的这样获得的模制盘片1’易于产生较大的翘曲。因此，优选地，仅将模制盘片1’的内周冷却到不高于90℃。更具体地说，如图10(A)所示，对盘座2吹冷空气以便将其冷却到不高于90℃。然后，模制盘片1’被放置在盘座2上，对模制盘片1’喷吹冷空气。在这种情况下，模制盘片1’的上表面(被冷空气)和下表面(被冷却的盘座2)都被冷却。从而，调节冷气的温度和强度(速度)以防止翘曲。然后，模制盘片1’被放置在这样被冷却的盘座2上。然后，对模制盘片1’进行下述两个操作之一i)保持当前条件一秒钟以便进行冷却，ii)轻轻地吸附模制盘片1’的下表面，并保持该条件一秒钟以便进行冷却。然后，如图10(B)所示，用真空加强吸附模制盘片1’。如图10(C)所示，与用真空吸附基本上同时，高速旋转模制盘片1’。
如图11和图12所示，提供了一种根据第六个实施例的处理盘片1的方法。
根据第六个实施例的方法具有下述四个操作(A)从成型机的第一金属模10和第二金属模11中取出模制盘片1’。
(B)将模制盘片1’放置在用于高速旋转的盘座2(图1)上。
(C)在高速旋转的过程中，通过另一种方法固化模制盘片1’的树脂材料，以便获得盘片1，所述方法例如为对模制盘片1’喷吹冷空气或将模制盘片1’放置在一个冷却台上(接触冷却)。
(D)测量盘片1产生的翘曲。
在盘片1的翘曲在允许的限度内的情况下，合适地确定旋转条件并加以保持。然后，在保持这种旋转条件的情况下旋转下一模制盘片1’。
相反，在模制盘片的翘曲超出允许的限度的情况下，对翘曲进行分析。对翘曲的分析(数据)被转换成一个旋转控制数据，以便生成一个用于控制旋转条件的控制信号。该控制信号被输入到旋转驱动器3(图1)的控制回路(未示出)中。旋转条件主要包括旋转速度、旋转时间和旋转速度上升时间。根据第六个实施例，在操作(B)中用于模制盘片1’的旋转条件是根据在操作(D)中的盘片1的翘曲进行控制的，如图11所示。通过各种将模制盘片1’的翘曲与下述三个因素关联起来的各种测试，该旋转条件作为数据库被存储起来，该三个因素为1.旋转速度，2.旋转时间，3.旋转速度上升时间。
用于减小盘片1的翘曲的机器由一个翘曲测量装置和一个转换控制器构成。该翘曲测量装置测量盘片1的翘曲。该转换控制器根据预先存储的数据库分析测量出的翘曲，然后，将翘曲转换成旋转控制信号。该旋转控制信号被输出给旋转驱动器3(图1)。翘曲测量装置的原理与激光位移计相同。
下面描述激光位移计的测量原理。该激光位移计采用三角测量并且由一个与光接收器相结合的光发射器构成。所述光发射器为一个半导体激光器。从半导体激光器发出的激光束被一个聚光透镜聚焦，并照射目标，即盘片1。通过聚光透镜，这样照射的激光束的一部分被聚焦到光接收器的一个点上。当盘片1移动时，盘片1的翘曲改变与反射角相对应的入射角。从而，光接收器上的点也移动。对所述点位置的改变的测量确定了盘片1的位移(翘曲)。除了用激光位移计测量之外，还可以采用利用电荷耦合器件(以下称“CCD”)的方法测量盘片1的翘曲，其方式为，从接收反射光的CCD上的预定位置测量翘曲角。
根据(预先存储的)表示与翘曲相关的所述三个因素的数据库，分析通过激光位移计和/或CCD方法测出的翘曲，所述三个因素为旋转速度、旋转时间和旋转速度上升时间。这样分析的翘曲被作为一个控制变量。该控制变量被作为一个控制信号发送给旋转驱动器3(图1)。根据翘曲的尺寸，旋转驱动器3控制盘座3的所述三个因素，即，速度、旋转时间和旋转速度上升时间。这样调节(控制)的旋转产生一个施加给模制盘片1’的适当的离心力，以便减小模制盘片1’的翘曲。与此同时，模制盘片1’被冷却，然后形成翘曲很小(被减小)的盘片1。
这里，当然，旋转速度越高，离心力越大，并且，旋转时间越长，离心力作用时间越大。旋转速度上升时间是根据施加到吸附面上的应力确定的。换而言之，(由于旋转而被冷却的模制盘片1’的)冷却和应力应当关联起来，以减小应力的影响。
模制盘片1’刚从成型机的第一金属模10和第二金属模11中取出之后处于高温且相当的软。因此，有时，冷气应当吹到模制盘片1’上，以便尽早获得适当的柔软度。进而，如上所述，当模制盘片1’被放置在盘座2上用以吸附模制盘片1’的非信息记录区时，最好冷却模制盘片1’。这是因为当非信息记录区相当硬时，非信息记录区不太可能(或不易于)被刮伤。因此，如图10所示，盘座2最好在模制盘片1’被放置到盘座2上之前被喷吹的冷气预先冷却。除非用冷气冷却，否则盘座2会被模制盘片1’加热。这更加强了预先冷却盘座2的重要性。为了加速模制盘片1’的冷却，冷气的供应源(未示出)有时被加于模制盘片1’的上表面上。所述控制信号调节由冷气供应源供应的冷气的温度和速度。该冷气为温度不高于90℃的气流。
如图13所示，提供了一种根据第七个实施例的处理盘片1的方法。
与图11中的标号相同的部件为等价的部件。模制盘片1’从成型机中取出的温度是根据成型机的类型和盘片1的合成树脂材料来确定的。有时，柔软度也是这样。因此，包括旋转速度、旋转时间和旋转速度上升时间的旋转条件应当最好根据模制盘片1’的温度进行调节，以便适当地减少翘曲而不产生任何有害影响，例如吸附轨道印痕(absorption track mark)粘附到其它部件上。
根据第七个实施例的方法具有下述四个操作(A)从成型机的第一金属模10和第二金属模11中取出模制盘片1’。
(B)用温度测量装置S(例如红外线温度传感器)测量模制盘片1’的温度。
(C)高速旋转模制盘片1’以便施加离心力，从而减小翘曲。
(D)冷却模制盘片1’以便获得翘曲被减小的盘片1。
在操作(B)和操作(C)之间，设有一个根据从操作(B)中获得的温度数据控制操作(C)中的旋转条件的副操作。通常，当模制盘片1’被放置在盘座2(图1)上时，测量模制盘片1’的温度。
下面，描述控制旋转条件的{操作(B)和操作(C)之间的}副操作。首先，预先确定一个用于根据各种温度调节旋转条件(例如旋转速度、旋转时间和旋转速度上升时间)的方法，以便使模制盘片1’的翘曲最小化。通过上述方法获得的温度和旋转条件被用于产生存储在计算机中的数据库。根据上述数据库分析用温度测量装置S测量(检测)出的模制盘片1’的温度，以便确定生成给出适当旋转条件的控制信号所用的受控变量。这样产生的控制信号被传输给旋转驱动器3(图1)，以便根据模制盘片1’的温度控制(盘座2)的旋转条件，即，旋转速度、旋转时间和旋转速度上升时间。
在仅根据模制盘片1’的温度调节旋转条件不足以减小模制盘片1’的翘曲(即，如果由于模制盘片1’的温度而使模制盘片1’的翘曲没有被适当地减小)的情况下，上述冷却方法被证明是有效的。在这种情况下，最好根据模制盘片1’的测量温度调节(增大或减小)冷却功率。
在下述四个顺序操作中盘片1的翘曲被最为适当地减小i)预先确定模制盘片1’和盘片1的翘曲之间的关系。
ii)生成并存储基于温度和翘曲的数据。
iii)根据数据库分析模制盘片1’的测量温度。
iv)控制冷却功率。
冷却功率不必一定是可调节(增大或减小)的。更具体地说，为了简化冷却机，冷却功率可以是常量。即使是常量，冷却功率对于减小模制盘片1’的翘曲在一定范围内也是有效的。
在第二个实施例(图7)、第三个实施例(图8)、第四个实施例(图9)、第五个实施例(图10)、第六个实施例(图11和图12)和第七个实施例(图13)中，主要对冷却进行了说明。
刚从成型机中取出的模制盘片1’的温度与成型机的类型有关。更具体地说，由于各(不同类型的)成型机造成的温度差在大约20℃的范围内。
进而，在模制盘片1’在其温度比刚从成型机中取出后的温度低几十度的条件下经受用于减小翘曲的旋转操作的情况下，在旋转操作过程中，模制盘片1’的温度最好保持在高于90℃，直到翘曲被充分减小。为了将温度保持高于90℃，向模制盘片1’喷吹高温气流(高于90℃)，或减小冷却速度。在这种情况下，气流供应源通过与电加热器和风扇结合具有提供热空气的功能，或者具有用一个红外线加热器直接照射模制盘片1’的功能。在这种情况下，高于90℃的气流被加到模制盘片1’上用以进行加热，以代替根据第二个实施例(图7)、第三个实施例(图8)、第四个实施例(图9)第五个实施例(图10)、第六个实施例(图11和图12)和第七个实施例(图13)的冷却方法。
尽管通过参考七个实施例对本发明进行了描述，但本发明不限于上述七个实施例。对于本领域人员而言，可根据上述说明对上述实施例做各种变形和改变。
作为优先权文本的日本专利申请No.P2001-092451(2001.3.28申请)和日本专利申请No.P2001-197738(2001.6.29申请)的全部内容被包含在本申请中。
本发明的范围由下述权利要求确定。
权利要求
1.一种用于处理盘片的方法，该方法包括下述操作用注射模塑法模制一个模制盘片；并且以一个很高的旋转速度旋转模制盘片，该旋转操作至少包括下述两个副操作之一利用在旋转操作过程中产生的离心力减小模制盘片的翘曲，和在旋转操作过程中降低模制盘片的温度。
2.如权利要求1所述的处理盘片的方法，其中在模制盘片被固化之前，对模制盘片进行旋转操作；并且在模制盘片固化之后，停止模制盘片的旋转。
3.如权利要求1所述的处理盘片的方法，其中在模制盘片的温度高于90℃时，对模制盘片进行旋转操作；并且在模制盘片的材料的温度降到不高于90℃之后，停止模制盘片的旋转。
4.如权利要求1所述的处理盘片的方法，其中，模制盘片的旋转速度不低于3,000rpm。
5.如权利要求4所述的处理盘片的方法，其中，模制盘片的旋转速度不低于4,000rpm。
6.如权利要求1所述的处理盘片的方法，其中，在下述两个时刻之一对盘片进行冷却操作或加热操作在旋转模制盘片之前，和在旋转模制盘片的过程中。
7.如权利要求1所述的处理盘片的方法，其中，模制盘片在不高于90℃的温度形成盘片；该方法进一步包括一个当模制盘片的温度减小到不高于90℃时测量盘片翘曲的翘曲测量操作；并且通过翘曲测量操作测量出的盘片的翘曲被作为用于调节模制盘片的下述二者之一的标准旋转速度、旋转时间和旋转速度上升时间中的一项，和旋转速度、旋转时间和旋转速度上升时间的组合。
8.如权利要求1所述的处理盘片的方法，其中该方法进一步包括在下述两个时刻之一测量模制盘片的温度的温度测量操作在旋转模制盘片之前，和在旋转模制盘片的过程中；并且通过温度测量操作测量的模制盘片的温度被作为用于调节模制盘片的下述二者之一的标准旋转速度、旋转时间和旋转速度上升时间之一，和旋转速度、旋转时间和旋转速度上升时间的组合。
9.如权利要求1所述的处理盘片的方法，其中，在下述两个时刻之一测量模制盘片的温度在旋转模制盘片之前，和在模制盘片旋转过程中；并且测量出的温度作为用于选择模制盘片的冷却操作和加热操作之一的标准。
10.如权利要求1所述的处理盘片的方法，其中模制盘片在不高于90℃的温度形成盘片；该方法进一步包括当模制盘片的温度被减小到不高于90℃时测量盘片的翘曲的翘曲测量操作；并且通过翘曲测量操作测得的盘片翘曲在下述两个时刻之一被作为用于调节模制盘片的冷却操作和加热操作之一的标准在旋转模制盘片之前，和在旋转模制盘片的过程中。
11.如权利要求9所述的处理盘片的方法，其中，在下述两个时刻之一，具有不高于90℃或高于90℃的温度的气流，被沿着模制盘片的第一表面和第二表面，从在模制盘片的大致中心位置形成一个孔的区域径向向外吹在旋转模制盘片之前，和在旋转模制盘片的过程中。
12.如权利要求11所述的处理盘片的方法，其中，对沿模制盘片的第一表面和第二表面流动的气流的速度和温度中的至少一项进行调节。
13.如权利要求9所述的处理盘片的方法，其中在下述两个时刻之一时，从模制盘片的大致中心区域上方的上部区域喷吹具有不高于90℃或高于90℃的温度的气流在旋转模制盘片之前，和在旋转模制盘片的过程中；并且该气流沿模制盘片的第一表面径向向外流动。
14.如权利要求9所述的处理盘片的方法，其中，在下述时刻之一时，从模制盘片的一个外表面吸进气流在旋转模制盘片之前，和在旋转模制盘片的过程中。
15.一种处理盘片的设备，该设备包括用于输送通过注射模塑获得的模制盘片的输送机；一个用于接纳由输送机输送的模制盘片的盘座；和一个用于当模制盘片的温度高于90℃时旋转盘座，从而旋转模制盘片的旋转驱动器。
16.如权利要求15所述的处理盘片的设备，其中模制盘片在不高于90℃的温度形成盘片；并且其中该设备进一步包括用于当模制盘片的温度降低到不高于90℃时测量盘片的翘曲的翘曲测量装置；和一个用于转换和控制数据的转换控制器，该转换控制器执行下述操作分析盘片的翘曲，根据分析出的盘片的翘曲尺寸确定模制盘片的下述两项之一旋转速度、旋转时间和旋转速度上升时间之一，和旋转速度、旋转时间和旋转速度上升时间的组合，并且向旋转驱动器传输控制信号，该控制信号控制模制盘片的下述两项之一旋转速度、旋转时间和旋转速度上升时间之一，和旋转速度、和旋转时间和旋转速度上升时间的组合。
17.如权利要求15所述的处理盘片的设备，其中该设备进一步包括用于当模制盘片在旋转操作中时测量模制盘片的温度的温度测量装置；和用于转换和控制数据的转换控制器，该转换控制器向旋转驱动器传输控制信号，该控制信号控制模制盘片的下述两项之一旋转速度、旋转时间和旋转速度上升时间之一，和旋转速度、旋转时间和旋转速度上升时间的组合，并且其中该转换控制器转换并控制来自模制盘片的下述两项的数据温度测量装置测得的温度，和一个数据库，该数据库是关于存储在数据库中的温度和存储在数据库中的下述三项之间的预定关系的，所述三项为旋转速度、旋转时间和旋转速度上升时间。
18.如权利要求15所述的处理盘片的设备，其中该设备进一步包括一个用于冷却模制盘片的冷却器；和一个用于加热模制盘片的加热器。
19.如权利要求15所述的处理盘片的设备，其中模制盘片在不高于90℃的温度形成盘片；其中该设备进一步包括一个用于当模制盘片降低到不高于90℃时测量模制盘片的翘曲的翘曲测量装置，和下述两项之一用于根据翘曲测量装置测量出的翘曲冷却模制盘片的冷却器，和一个用于根据翘曲测量装置测量出的翘曲加热模制盘片的加热器；并且其中该设备通过冷却器的冷却操作或加热器的加热操作调节模制盘片的温度。
20.如权利要求15所述的处理盘片的设备，其中模制盘片在不高于90℃的温度形成盘片；其中该设备进一步包括用于当模制盘片降低到不高于90℃时测量模制盘片的温度的温度测量装置，和下述两项之一用于根据温度测量装置测量出的温度冷却模制盘片的冷却器，和用于根据温度测量装置测量出的温度加热模制盘片的加热器；其中模制盘片的冷却操作和加热操作在下述两个时刻之一执行在旋转模制盘片之前，和在旋转模制盘片的过程中；并且其中该设备通过冷却器的冷却操作或加热器的加热操作调节模制盘片的温度。
21.如权利要求18所述的设备，其中冷却器喷吹出不高于90℃的气流，加热器喷吹出高于90℃的气流；并且利用一个位于盘座的旋转轴部件中的气流通道，冷却器的气流和加热器的气流被沿着模制盘片的第一表面和第二表面径向向外喷吹。
22.如权利要求21所述的处理盘片的设备，其中，该设备调节沿模制盘片的第一表面和第二表面流动的气流的速度和温度中的至少一项。
23.如权利要求18所述的处理盘片的设备，其中冷却器和加热器各具有一个吸气机构，其形成有一个大致呈圆形的开口，开口的内径大于模制盘片的外径；圆形开口沿模制盘片的外周设置；并且吸气机构通过该圆形开口从模制盘片的外周吸进气流。
24.如权利要求18所述的设备，其中冷却器喷吹不高于90℃的气流，加热器喷吹高于90℃的气流；并且冷却器和加热器各由一个用于牢固地吸附模制盘片的吸盘构成。
全文摘要
一种用于处理盘片的方法,该方法包括下述操作:用注射模塑法模制一个模制盘片;以一个很高的旋转速度旋转模制盘片。该旋转操作至少包括下述两个副操作之一:利用在旋转操作过程中产生的离心力减小模制盘片的翘曲,和在旋转操作过程中降低模制盘片的温度。进而,处理盘片的设备具有:一个用于输送用注射模塑法获得的模制盘片的输送机;一个用于接纳由输送机输送的模制盘片的盘座;和一个用于当模制盘片的温度高于90℃时旋转盘座,进而旋转模制盘片的旋转驱动器。
文档编号G11B7/26GK1377036SQ0113726
公开日2002年10月30日 申请日期2001年11月1日 优先权日2001年3月28日
发明者铃木隆之, 中村昌宽, 小林秀雄, 篠原信一 申请人:欧利生电气株式会社