專利名稱：形成圓盤基片的金屬模壓裝置及制造圓盤基本的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到一種金屬模壓裝置，用于模壓成形作為信息如光盤或磁光盤的記錄介質(zhì)的圓盤基片。特別是，涉及到一種模壓合成樹脂如聚碳酸脂樹脂形成圓盤基片的金屬模壓裝置以及靠金屬模壓裝置形成圓盤基片的方法。
迄今為止，光盤中使用合成樹脂如透光的聚碳酸脂樹脂來制成圓盤基片，這種型號的光盤可由只讀型光盤和能重寫先前記錄的信息信號的磁光盤來舉例說明。只讀型光盤包括一圓盤基片，它的主要表面形成一相應于信息信號如予定的樂聲信號的凹槽和臺階或凹坑的模型，以及一層例如真空噴鍍鋁或類似材料所形成的反射薄膜。能夠重新記錄信息信號的改寫型磁光盤具有一信號記錄層，在其主要表面上有一磁性薄膜，其上形成一用于記錄予定的信息信號的構成一記錄軌跡的前置槽。
由合成樹脂生成的構成上述光盤或磁光盤的圓盤基片是用金屬模壓裝置注塑成型的。
用于成型圓盤基片的金屬模壓裝置的構成見

圖1。金屬模壓裝置是由一固定的金屬模具1和一面對著固定金屬模具1放置的可動金屬模具2組成。相應于要成型的圓盤基片30形狀的模具空腔4限定在構成金屬模具3的固定模具1和可動模具2之間。
在固定金屬模具1的中間位置，具有一澆道套5，用于將注塑成型機中的合成樹脂如熔融的聚碳酸脂樹脂導入模具空腔4中。澆道套5上有一樹脂注射口6，來自注塑成型機的熔融合成樹脂經(jīng)樹脂注射口6注射到模具空腔4內(nèi)。
壓模7裝在限定模具空腔4的固定模具1的表面，用于模壓相應于信息信號的凹槽和臺階或凹坑的模型和一構成記錄軌跡的前置槽。壓模7是一帶中心孔7a的圓盤形式，靠一內(nèi)壓模夾持器8支承中心孔7a的邊緣和靠一外壓模夾持器9支承壓模7的外周緣，使壓模7附著到固定金屬模具上。
同時，在壓模7內(nèi)側支承中心孔7a邊緣的內(nèi)壓模夾持器8與壓模夾持器支座10的外周相配合地裝到固定金屬模具1上，壓模夾持器支座10與澆道套5的外側相配合。在壓模夾持器8的徑向外端上具有一環(huán)形壓模支承爪11，用于支承壓模7中心孔7a的邊緣。
借助通過固定金屬模1內(nèi)部的壓模夾持器固定裝置12，內(nèi)壓模夾持器8被加壓并由壓模夾持器支座10和法蘭13的水平表面13a支承。內(nèi)壓模夾持器固定裝置12是由橫穿固定金屬模具1的夾持器固定桿14、螺旋部分15以及用于旋轉(zhuǎn)螺旋部分15的旋鈕16組成，螺旋部分15連到夾持器固定桿14上以適應夾持器固定桿14沿圖1箭頭A和B方向往復運動。水平側傾斜的楔形接合支承部分17位于夾持器固定桿14的末端。接合支承部分17與在內(nèi)壓模夾持器8的外水平側上形成的楔形配合的接合凹槽18相嚙合。
在上述的內(nèi)壓模夾持器固定裝置12的結構中，螺旋部分15是靠旋鈕16旋轉(zhuǎn)，將夾持器固定桿14在圖1箭頭方向推進，逐漸將楔形接合支承部分17與配合的楔形接合凹槽18接合，以使內(nèi)壓模夾持器8靠在壓模夾持器支座10的法蘭13上，壓模7被推裝入位它的內(nèi)緣被支承爪11支撐著，并被固定的金屬模1的壓模接觸表面1a支撐著。
同時，固定金屬模具1帶有一內(nèi)壓模夾持器釋放裝置19，用于通過壓模夾持器8釋放壓模7相對于固定金屬模具1的支承壓力。與上述的內(nèi)壓模固定裝置12相類似，內(nèi)壓模夾持器釋放裝置19是由橫穿固定金屬模具1的夾持器釋放桿20、與夾持器釋放桿20相連并適應夾持器釋放桿20在圖1箭頭D和E方向上往復運動的螺旋部分21和旋轉(zhuǎn)螺旋部分21的旋鈕22組成。
水平側傾斜的楔形釋放部分23位于釋放桿20的末端。釋放部分23與在內(nèi)壓模夾持器8的端面上形成的切口形接合表面24嚙合。
為了將與壓模夾持器支座10的外周相配合的內(nèi)壓模夾持器8拆下，以使壓模7與固定金屬模具1分離，夾持器固定桿14沿圖1中箭頭B方向退回以使接合支承部分17脫離接合凹槽18。然后，借助于旋鈕22，旋轉(zhuǎn)螺旋部分21，以使夾持器釋放桿20沿圖1箭頭D方向向前，逐漸地使釋放部分23與傾斜表面24相嚙合使內(nèi)壓模夾持器8沿圖1箭頭F方向移動從而將壓模從壓模支承爪11上放下。于是，壓模7能從固定金屬模具1上拆下。
而對著固定金屬模具1布置的，移向和移離固定金屬模具1的可動金屬模具2具有一套筒25，可往復地裝到模具空腔4的中心以釋放成形的圓盤基片30。在圓盤基片30上沖壓中心孔30a的沖頭26可往復地裝到套筒25的中心。
為了用上述的金屬模壓裝置模壓成型圓盤基片30，可移動模具2接近固定金屬模具以形成一模具夾緊狀態(tài)。在這一狀態(tài)，熔融的合成樹脂，如熔融的聚碳酸脂樹脂，從注塑成型機中，經(jīng)澆道套5的注射口6注射和注入模具空腔4中。可動模具2更靠近固定金屬模具1以在冷卻條件下壓縮注入模具空腔4中的合成樹脂，以使圓盤基片形成相應于模具空腔4的形狀。然后，移動沖頭26以沖壓中心孔?？蓜幽＞?離開固定模具1以打開模具，同時，套筒25推向固定金屬模具1以將成形的圓盤基片30離開金屬模具3。用一適宜的取出裝置，將圓盤基片30從金屬模具3中取出，從而形成圖2所示的圓盤基片30。
在上述慣用的金屬模壓裝置中，因為壓模7在內(nèi)壓模夾持器8作用下靠在固定金屬模具1上，其中，內(nèi)壓模夾持器8具有支承中心孔7a邊緣的壓模支承爪11，所以將壓模7連到固定金屬模具1上的操作就變得復雜了。即，為了將壓模7連到固定金屬模具上，內(nèi)壓模夾持器8與壓模夾持器支座10接合，并且使內(nèi)壓模夾持器固定裝置12動作以偏移內(nèi)壓模夾持器8，在壓模支承爪11的作用下，壓模7推向固定金屬模具1，導致復雜的壓模連接操作。
從另一方面來說，如果內(nèi)壓模夾持器8的加工公差或內(nèi)壓模夾持器8相配合的壓模夾持器支座10的加工公差沒有保持在一窄的限定范圍內(nèi)，則壓模7的中心將相對于要成形的圓盤基片30的中心偏置，如果壓模7的中心并不準確地對中圓盤基片30的中心，則壓模7在圓盤基片30的主要表面上形成同心或螺旋的記錄軌跡或凹坑的予置槽的中心偏離圓盤基片30的中心，從而模壓產(chǎn)品不能用作光盤的圓盤基片。
此外，靠內(nèi)壓模夾持器8的壓模支承爪11使壓模7靠壓到固定金屬模具1上，如果由壓模支承爪11作用的推力過大，則壓模7會變歪或變形，從而很可能會增加廢品率。
而且，由于采用固定的支承內(nèi)壓模夾持器8的內(nèi)壓模夾持器固定裝置12或?qū)?nèi)壓模夾持器8從固定的金屬模具1上松開的內(nèi)壓模夾持器釋放裝置19，因此金屬模具的結構復雜。
尤其是，在上述的裝配中，壓模7的中心孔邊緣是由壓模夾持器8的壓模支承爪11支承，以使壓模7附著到固定金屬模具1上，壓模支承爪11伸向壓模7的圓盤基片表面7a，所以，模壓表面7a的整個區(qū)域不能有效地使用，即，具有一相應于壓模支承爪11寬度的環(huán)形凹槽31在圓盤基片30的內(nèi)周緣上形成，見圖2，所以，其上有用來形成凹處或記錄軌跡的予置槽的信號記錄區(qū)S不能延伸至圓盤基片30最內(nèi)區(qū)域處S1。
從另一方面來說，當圓盤基片30用來作光盤時，在其上具有凹坑或予置槽的圓盤基片30的信號記錄區(qū)S上噴鍍一反射薄膜或信號記錄層33，見圖3。除此之外，由合成樹脂構成的保護膜34涂覆到反射膜或信號記錄層33上。保護膜34的作用是防止空氣或水分接觸，和腐蝕反射膜或信號記錄層33。
因此，需要保護膜34牢固地涂覆到圓盤基片30上，而不從圓盤基片上剝落。除此之外，保護膜34需要有足夠厚度蓋住反射膜或信號記錄層33，以防止空氣或水分侵入反射膜或信號記錄層33。
然而，如果圓盤基片30被設計用于小尺寸光盤這樣就使得信號記錄區(qū)32伸到圓盤最內(nèi)區(qū)，由于圓盤基片30的內(nèi)側形成較寬的環(huán)形凹槽31，從而僅僅靠窄的寬度W，在圓盤基片30的最內(nèi)側上的保護膜34可以被涂覆到圓盤基片30的平的主要表面上。因此，反射膜或信號記錄層33必定不能被保護膜34蓋住，所以反射膜或信號記錄層33不能可靠地防止空氣或水分的化學腐蝕。
從另一方面來說，圓盤基片30具有一中心孔35，它與圓盤旋轉(zhuǎn)和傳動裝置的圓盤臺上的中心件相嚙合，該圓盤旋轉(zhuǎn)和傳動裝置用于旋轉(zhuǎn)和傳動由圓盤基片30所制成的光盤。除此之外，限定中心孔35的環(huán)形凸臺或凸起部36位于圓盤基片30的相對于信號記錄層33所處表面的一表面上。凸臺36的作用是在圓盤臺上建立圓盤的承載高度，及允許圓盤相對于圓盤臺旋轉(zhuǎn)中心在水平位置旋轉(zhuǎn)。因此，凸臺36的端面起基準平面37的作用，能夠在相對于旋轉(zhuǎn)中心的水平位置上，將圓盤附著到圓盤臺上，從而，相對于旋轉(zhuǎn)中心，具有一保持標準水平位置的平表面。
同時，圓盤基片30上的中心孔35是由在金屬模壓裝置的模壓空腔中往復運動的沖頭沖出的?？?5常常在將合成樹脂注射入模具空腔中成型圓盤基片30后，馬上使沖頭動作沖出的。尤其是如沖壓中心孔35的同時，注射到模具空腔中的合成樹脂還處于熔融狀態(tài)，并且還沒有完全固化時，在沖頭加工方向上將產(chǎn)生沖壓毛刺34。
如果這些毛刺34出現(xiàn)在凸臺36端面上的承載基準表面37上或是出現(xiàn)在與中心件嚙合的中心孔35內(nèi)表面處的承載基準表面上時，損害中心孔35的真圓度，同時基準表面37并不是平面，導致的結果是，由圓盤基片30生成的光盤不能正確地對中和定位到圓盤臺上，從而，相對于圓盤臺的旋轉(zhuǎn)中心，圓盤不能保持在標準的水平狀態(tài)，從而在記錄或復制中產(chǎn)生故障。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種金屬模壓裝置，它能高精密地成型用于高密度地記錄信息信號的小尺寸光盤用圓盤基片，這種光盤的直徑如為64mm并能用74分鐘記錄樂聲信號;以及提供一種制造圓盤基片的方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種模壓圓盤基片的金屬模壓裝置，其中，位于金屬模具上的承載壓模操作容易并且相對于金屬模具定位準確，壓模適用于在圓盤基片上形成記錄軌跡用的予置凹坑或予置凹槽。
本發(fā)明進一步目的是提供一種金屬模壓裝置，其中，可無偏置地形成用于記錄軌跡的凹坑或予置槽，從而消除圓盤基片成形中的故障。
本發(fā)明進一步目的是提供一種形成圓盤基片的金屬模壓裝置，該圓盤基片用來制成光盤，其中，信號記錄區(qū)可在圓盤的最里面區(qū)域的寬區(qū)域上形成，蓋住反射膜或信號記錄層的保護層，涂覆可靠，并且反射膜或信號記錄層可以可靠地得到保護。
本發(fā)明進一步目的是提供一種具有簡單結構的，用于形成圓盤基片的金屬模壓裝置。
本發(fā)明又一目的是提供一種用于產(chǎn)生信息記錄盤的圓盤基片的成形方法，其中，當圓盤設置到圓盤臺上時，相對于圓盤臺旋轉(zhuǎn)中心，圓盤基片的中心孔的內(nèi)周邊表面與對中圓盤的中心件嚙合，并且相對于圓盤臺，圓盤的水平承載基準表而被高精密地成形以允許圓盤定位到圓盤臺上，以及確保圓盤旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定，在信息信號的記錄或復制中不出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。
伴隨著上述目的，本發(fā)明提供了一種模壓基片的金屬模裝置，包括一固定的金屬模具，一面對著固定金屬模具安裝的可動金屬模具，它能移向和移離固定金屬模具并且在它與固定金屬模具之間限定一模壓空腔;至少裝在固定金屬模具或可動金屬模具之一上的并設置在模壓空腔內(nèi)的一壓膜;位于金屬模具上使壓模承載位置定位的定位裝置;壓模位于金屬模具上;以及位于安裝有所述壓模的金屬模具上用抽吸支承所述壓模的壓模支承裝置。
壓模支承裝置可以是真空抽吸裝置或是利用磁吸力的磁性抽吸裝置。
本發(fā)明也提供了一種形成圓盤基片的方法，圓盤基片具有用于圓盤旋轉(zhuǎn)和傳動裝置的底中心孔和一基準承載平面，基準承載平面實際上平行于用于入射記錄和/或復制光束的平面區(qū)，包括的步驟是，將合成樹脂注射到金屬模壓裝置的模壓空腔內(nèi)以形成底對中孔，以及用突伸到模壓空腔中的可動件沖壓中心孔的至少一部分，以形成一通孔。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將從最佳實施例說明和附上的權利要求書中變得更加清楚。
圖1示意的示出了形成圓盤基片的傳統(tǒng)的金屬模壓裝置的剖視圖。
圖2示出了采用傳統(tǒng)金屬模壓裝置成形的圓盤基片的剖視圖。
圖3示出了用傳統(tǒng)金屬模壓裝置形成的圓盤基片上涂覆一信號記錄層，而其上蓋住一層保護層的狀態(tài)剖視圖。
圖4示出了傳統(tǒng)磁光盤中心孔的放大的局部剖視圖。
圖5示出了按照本發(fā)明的金屬模壓裝置所形成的圓盤基片的縱向剖視圖。
圖6示出了由圖5的圓盤基片產(chǎn)生的光盤的縱向剖視圖。
圖7示出了本發(fā)明的金屬模壓裝置成形圓盤基片的第一實施例的縱向剖視圖。
圖8示出了圖7的金屬模壓裝置第一種實施例變更的縱向剖視圖。
圖9示出了本發(fā)明成形圓盤基片的金屬模壓裝置的第二種實施例的縱向剖視圖。
圖10示出了用圖9中金屬模壓裝置形成的圓盤基片的剖視圖。
圖11示出了一種狀態(tài)的剖視圖，其中一保護層用于蓋住涂覆到圖10示出的圓盤基片上的信號記錄層。
圖12示出了圖7的金屬模壓裝置第二種實施例變更的縱向示意圖。
圖13示出了用本發(fā)明第三種實施例成形的圓盤基片的剖視圖。
圖14示出了按照本發(fā)明第三種實施例成形圓盤基片時，合成樹脂注射到金屬模壓裝置中這一狀態(tài)時金屬模壓裝置的剖視圖。
圖15示出了圖14金屬模壓裝置一狀態(tài)的剖視圖，此時，用金屬模壓裝置在圓盤基片上沖壓一通孔。
圖16示出了用本發(fā)明方法產(chǎn)生的圓盤基片的剖視圖。
按照本發(fā)明的形成圓盤基片的金屬模壓裝置的第一種實施例將在下面加以說明。
用來成形圓盤基片的金屬模壓裝置由具有透光性能的合成樹脂如聚碳酸脂樹脂來壓制成一圓盤基片100，見圖5。圓盤基片100用來產(chǎn)生圖6示出的光盤或類似件。光盤可以是只讀型光盤或磁光盤，一旦信息信號記錄到圓盤上，光盤可以重新記錄所需次數(shù)。光盤直徑為64mm，能連續(xù)地至少74分鐘記錄樂聲信號。
圓盤基片100是由本發(fā)明的金屬模壓裝置用稱作注塑成形的方法而形成的。金屬模壓裝置包括一金屬模具43，它是由一固定金屬模具41和面對著固定金屬模具設置的可動金屬模具42組成，見圖7。當模具41和42相互靠壓時，相應于圓盤基片100形狀的一模具空腔44限定在位于固定金屬模具41的下表面的壓模承載表面41a和可動金屬模具42的上表面之間。即，模具空腔44實際上是要成形的圓盤形狀。
同時，相對于一固定的安裝塊46，用安裝裝置(未示出)支承固定金屬模具41。適用于移向和移離固定金屬模具41的可動金屬模具42用一裝在可動安裝塊47上的適當安裝裝置(未示出)支承，可動安裝塊47由一適當?shù)膫鲃友b置(也未示出)驅(qū)動。
在固定金屬模具41的中心，即在限定固定模具41的模具空腔44的壓模承載表面41a的中心處，在垂直于壓模承載表面41a的方向上，形成一插入的通孔。一基本上環(huán)形的澆道套支承夾持器51插入到固定金屬模具41的通孔中。一基本上圓形的澆道套48裝入澆道套支承夾持器51中。合成樹脂材料如熔融的聚碳酸脂樹脂從注塑裝置中(未示出)經(jīng)澆道套48通過樹脂注射口49進入模具空腔44，澆道套48的未端略微突出到固定金屬模具41的壓模承載表面41a之下。即，澆道套48的末端導入模具空腔44中，從而樹脂注射口49開在其上的端面進入模具空腔44中，澆道套支承夾持器51是階梯狀，它的對著模具空腔44的前端直徑縮小而它的后端形成一法蘭。澆道套支承夾持器51的末端與固定金屬模具41的壓模承載表面41a平齊，以確定模具空腔44內(nèi)表面部分。澆道套支承夾持器51的未端由一環(huán)形的包圍澆道套支承夾持器51的小間隙與壓模承載表面41a隔開。
用于限定相應于信息信號的凹槽或臺階模型的或一限定記錄軌跡的予置槽的壓模50裝在確定固定模具41的模具空腔44的壓模承載表面41a上。壓模50是由鎳或類似材料制成的，它的形狀為帶中心孔50a的薄圓盤。
壓模50的定位是靠澆道套48末端裝到其中心孔50a上進行的。即，中心孔50a的內(nèi)徑相應于澆道套48的外徑。壓模50的外周邊區(qū)域是由裝在固定金屬模具41上的外壓膜夾持器54支承的。外壓模夾持器54基本上為環(huán)形的，裝在固定金屬模具41的下部外周緣，以確定模具空腔44的外邊緣。
固定金屬模具41帶有一起壓模抽吸作用的壓模抽吸裝置。壓模抽吸裝置同一真空泵(未示出)經(jīng)一抽吸狹縫55將固定金屬模具41和壓模50之間的空氣排出，狹縫55是限定在澆道套支承環(huán)51外表面和固定金屬模具41通孔內(nèi)壁之間的小間隙。經(jīng)位于固定金屬模具41上的空氣導管57，氣道56與外界連通?？諝鈱Ч?7從中心徑向地貫通模具空腔44延伸至固定金屬模具41的外水平表面。
裝在固定金屬模具41外水平側的氣道58與空氣導管57連通，并經(jīng)閥59，與真空泵(未示出)相連。當打開閥時，真空泵經(jīng)氣道58，空氣通道56，空氣導管57和抽吸狹縫55，抽吸固定金屬模具41的壓模承載表面41a和壓模50之間的空氣，并將抽吸到的空氣排到外界。當閥59關閉時，在減少壓力的狀態(tài)下，由固定金屬模具41的壓模承載表面41a和壓模50間限定的空間與外界密封隔絕。壓模50靠固定金屬模具41的壓模承載表面41a被抽吸夾持。而對著固定金屬模具41設置的可移向和移離固定金屬模具41的可動金屬模具42具有一套筒65，它位于模具空腔44的中心，用來釋放成形的圓盤基片100。用來沖壓圓盤基片100的中心孔100a的沖頭66可往復地裝在套筒65的中心。
同時，相應于可動金屬模具42，套筒65被往復地支承，它的對著模具空腔44的未端從可動模具空腔44的上表面上略微退回到可動金屬模具42內(nèi)。沖頭66的對著模具空腔44的未端略微伸到套筒65未端之外。
為了用上述的產(chǎn)生圓盤基片的金屬模壓裝置壓制成圓盤基片100，可動金屬模具42靠在固定金屬模具41上以限定模具空腔44。熔融的合成材料如聚碳酸脂樹脂，由注射裝置(未示出)，經(jīng)澆道套48的樹脂注射口49，將其注射和排到模具空腔44中。樹脂材料從中心流向模具空腔44內(nèi)的周緣。在將可動金屬模具42移向固定金屬模具41，以壓縮排入到模具空腔44中的樹脂材料的模具夾緊操作后，冷卻模壓裝置。這樣排入模具空腔44中的樹脂材料固化，以形成一相應于模具空腔44形狀的圓盤基片100，見圖5。
然后，沖頭66伸向固定金屬模具41以沖壓中心孔100a。為了進行開模動作，可動金屬模具42移離固定金屬模具41，同時套筒65伸向固定金屬模具41，以將成形的圓盤基片100從金屬模具43上松開。將圓盤基片100從固定金屬模具41上取下以完成圓盤基片100的成形。
圓盤基片100具有一個由壓模50成形的作為信號記錄表面的主要表面。在圓盤基片100的主要表面的中部形成一卡盤固定凹槽100C?？ūP固定凹槽100C是靠澆道套48的端部擠入模具空腔44而形成的。在圓盤基片100的另一主要表面的中間部位具有一環(huán)形凸臺100b，它是由可動金屬模具42中的中心通孔和套筒65的末端形成的，并且該環(huán)形凸臺100b是在卡盤固定凹槽100C的外圍。凸臺100b的外周表面和由套筒65的末端成形的凸臺100b的端面表示了一用于限定由圓盤基片100產(chǎn)生的光盤水平位置的基準表面100d。
在由圓盤基片100制成的只讀型光盤中，相應于信息信號的凹槽和臺階103的模型在圓盤基片100的主要表面之一上形成，見圖6，一由鋁等形成的反射膜用噴射或真空噴鍍方法涂覆到模型103上。模型103由壓模50生成。
在由圓盤基片100制成的只讀型光盤中，用于限定記錄信息信號的記錄軌跡(S)的予置槽103在圓盤基片100的主要表面之一上形成的，一磁性材料的信號記錄層涂覆到予置槽103上。予置槽103由壓模50形成。
用本金屬模壓裝置制造圓盤基片時，能有效地利用面對模具空腔44的壓模的整個圓盤基片成形表面。即，在圓盤基片100中，圓盤基片100從遠離卡盤固定凹槽100C邊緣延伸到它的外周邊的主要表面的整個表面是一平面，用記號S2表示，其上形成凹槽和臺階的模型，見圖6。即，在本圓盤基片100中，可在其上形成信號記錄區(qū)的地區(qū)可延至圓盤基片100的最里邊區(qū)域。
在由圓盤基片形成的光盤主要表面上，合成樹脂保護膜104涂覆到反射膜上，反射膜在構成凹槽和臺階103的模型的信號記錄區(qū)上形成，用記號S表示，見圖6。保護膜104的作用是阻止空氣中水分與反射膜等接觸以防止其腐蝕。對于保護膜104具有足以阻止空氣中水分與反射膜等接觸的厚度是必要的，同時，為了不從圓盤基片100上脫落，被涂覆的保護膜與圓盤基片100牢固地接觸也是必要的。對于本圓盤基片100來說，在圓盤基片100上的保護膜104涂覆區(qū)的寬度，也就是從信號記錄區(qū)的內(nèi)周邊到卡盤固定凹槽100C邊緣的距離可被增大以確保保護膜104與圓盤基片100緊密接觸以確保使用保護膜104保護反射膜等。
對于由圓盤基片100制成的光盤來說，卡盤安放到卡盤固定凹槽100C中?？ūP由磁性材料如金屬制成，是一圓盤形式?？ūP被夾持光盤的記錄/復制設備中磁鐵卡緊系統(tǒng)的磁鐵吸住。
同時，在按照本發(fā)明的用于形成圓盤基片的金屬模壓裝置中，壓模抽吸裝置并不限于上述實施例中示出的使用真空泵的壓模抽吸裝置。即，如圖8所示的磁鐵68也可用來作為壓模抽吸裝置，磁鐵68與壓模表面41a齊平地設置以形成固定金屬模具41的壓模承載表面41a的部件。
在目前的制造圓盤基片的金屬模壓裝置中，壓模50裝在固定金屬模具41上，它的外圍側由外壓模夾持器54支承，而它的主要表面由磁鐵68吸住和夾持住。如果磁鐵68是一塊電磁鐵，則壓模50將非常容易地從固定金屬模具上折下。
按照本發(fā)明的用于制造圓盤基片的金屬模壓裝置并不限于上述的布置，為成形圓盤基片100，壓模50不僅僅裝在固定金屬模具41上，壓模50也可以裝在可動金屬模具42上。在這種情況下，可動金屬模具42上帶有一定位凸件(未示出)，它與壓模50的中心孔50a相接合，從而用定位凸件可使壓模50定位。
在上述的按照本發(fā)明的制造圓盤基片的金屬模壓裝置中，壓模中心孔50a的內(nèi)邊部由澆道套48定位，并由壓模抽吸裝置或磁鐵吸住或支承。如此，對于成形圓盤基片的本金屬模壓裝置來說，將壓模裝到固定金屬模具41上的操作變得更為方便。
除此之外，在成形圓盤基片的本金屬模壓裝置中，靠澆道套48，將壓模50準確地定位，它的中心區(qū)準確地對準用本金屬模壓裝置成形的圓盤基片100的中心。因此，用本金屬模壓裝置以希望方式成形光盤用圓盤基片100，在圓盤基片100主要表面之一上形成的，螺旋延伸的凹槽和臺階模型成一排凹坑的曲率中心并不偏離圓盤基片100的中心。
除此之外，對于制造圓盤基片的本金屬模壓裝置來說，由于壓模50由壓模抽吸裝置或磁鐵68吸住和支承，成形的圓盤基片并不變形。因此，對于制造圓盤基片的本金屬模壓裝置來說，將生成具有所需性能的圓盤基片100。同時，因為用壓模抽吸裝置或磁鐵來吸住和支承壓模50，則模具的結構將變得簡單。
按照本發(fā)明的用于制造圓盤基片的金屬模壓裝置的第二種實施例將在下面加以說明。
在上述的第一種實施例中，壓模50裝到固定金屬模具41的壓模承載表面41a上是靠中心孔50a與澆道套48末端側相嚙合而實現(xiàn)的。然而，借助于固定金屬模具，在澆道套外周上提供一夾持器，以支承澆道套的壓模，所以用該夾持器，壓?？裳b在金屬模具上。參見附圖，有助于夾持器的、將壓模裝到金屬模具上的金屬模壓裝置的具體例子將在下文加以說明。
類似于先前第一種實施例的金屬模壓裝置，本實施例的金屬模壓裝置具有一由固定金屬模具141和面對著固定金屬模具141放置的可動金屬模具142組成的模具143。相應于要成形的圓盤基片200形狀的模具空腔144限定在固定金屬模具141和可動金屬模具142之間。
同時，固定金屬模具141經(jīng)安裝裝置(未示出)靠固定安裝塊146支承。可動金屬模具142靠安裝裝置(未示出)支承到一個由傳動裝置(未示出)驅(qū)動的可動安裝塊147上，可動金屬模具142移向和移離固定金屬模具141。
固定金屬模具141包括一個位于模具空腔144中心的澆道套148，用于將注射成型機中的熔融合成樹脂如聚碳酸脂樹脂流入模具空腔144中。澆道套148具有一樹脂注射口149。來自注塑成型機的熔融合成樹脂經(jīng)樹脂注射口149注射到模具空腔144中。
用于成形相應于信息信號的凹槽和臺階或稱作凹坑的模型，或成形一個限定記錄軌跡的予置槽的壓模150裝在限定模具空腔144的固定金屬模具141的表面上。壓模50的形狀為帶有一中心孔150a的圓盤狀。
同時，裝有固定金屬模具141的壓模150的壓模承載表面141a是一個具有高度水平的平面。
定位和支承壓模150的壓模夾持器151裝在位于固定金屬模具141中心的澆道套148的外周上。壓模夾持器151具有一個與在壓模夾持伸入模具空腔144的末端側上的壓模150的中心孔150a嚙合的接合凸塊152。接合凸塊152為一圓柱形，它的外側直經(jīng)基本上相等于中心孔150a的直經(jīng)，所以凸塊152可緊緊地與壓模150的中心孔150a嚙合。即，接合凸塊152的外周表面152a的作用是一個用于設置固定金屬模具141上壓模150的承載位置的承載基準表面。因此，壓模150可裝在固定金屬模具上，同時靠接合凸塊152與中心孔150a嚙合，相對于固定金屬模具，壓模150可對中。
在接合凸塊152的末端側，具有一環(huán)形接合導件153，由于壓模150與接合凸塊152嚙合，為引導壓模150，環(huán)形接合導件錐形地趨向其末端。
接合導件153并不是不可缺少的，因為它的作用是簡單地引導與接合凸塊152嚙合的壓模150。
此外，支承壓模150外周的外壓模夾持器154位于固定金屬模具141的外周上，靠壓模夾持器151的接合凸塊152接合到中心孔150a中，壓模150裝在固定金屬模具141上。因此，靠在壓模夾持器151末端與中心孔150a接合的接合凸塊152和由外壓模夾持器154支承的壓模150外周的作用下，壓模150裝到固定金屬模具141的壓模承載表面141a上。
類似于先前敘述的金屬模壓裝置的實施例，本實施例中的金屬模壓裝置也具有一壓模抽吸裝置，在真空抽吸作用下，使壓模150被固定金屬模具141的壓模承載表面141a緊緊地支承著。
當壓模夾持器151放在固定金屬模具141上時，壓模抽吸裝置的空氣抽吸泵(未示出)經(jīng)一對著固定金屬模具141和壓模夾持器151間的壓模承載表面141a所限定的環(huán)形間隙155，抽吸壓模150和固定金屬模具141的壓模承載表面141a之間的空氣，使壓模150靠在壓模承載表面141a上。
壓模抽吸裝置由一與環(huán)形間隙155連通的限定在壓模夾持器151外周上的空氣通道156和一空氣導管(未示出)組成，空氣導管位于固定金屬模具141上與氣道156和真空泵相連通，空氣導管經(jīng)空氣管道157和換向閥159與空氣導管157連接。
在操作壓模抽吸裝置中，驅(qū)動真空泵，打開換向閥，經(jīng)相互連通的氣道156和空氣導管157，抽吸位于壓模150和固定模具141的壓模承載表面141a間的環(huán)形間隙155中的空氣。
因為利用真空抽吸作用，使壓模150吸到壓模承載表面141a上，從而在一基本上均勻吸力作用下，壓模150靠在壓模承載表面141a上，因此，裝在固定模具141上的壓模150不會彎曲或變形。
同時，防止空氣泄漏的O型環(huán)161緊緊地裝配到對著壓模夾持器151和固定金屬模具141間的固定安裝基座塊146所限定的環(huán)形間隙160上。
面對著固定金屬模具安裝以移向和移離固定金屬模具空腔144的可動金屬模具142具有一個位于模具空腔144中心，以釋放成形的圓盤基片200的往復套165。用于沖壓圓盤基片200的中心孔200a的沖頭166可往復式地安裝到套筒165的中心。
為使用上述金屬模具裝置成形圓盤基片200，可動模具142接近固定模具141以建立一模壓夾緊狀態(tài)。在該狀態(tài)中，來自注塑成形機(未示出)的熔融合成樹脂，如聚碳酸樹脂，經(jīng)澆道套148的樹脂注射口149，注射和裝到模具空腔144中。借助于模壓壓縮操作，可動模具142進一步地移向固定金屬模具141，以壓縮裝入模具空腔144中的樹脂，從而形成一個相應于模具空腔144形狀的圓盤基片200。移動沖頭166以在圓盤基片200上沖壓中心孔100a。靠開模操作，可動模具142離開固定金屬模具141，同時套筒165伸到固定金屬模具141中使成形的圓盤基片200從金屬模具143內(nèi)放開。用取出裝置(未示出)從金屬模具143中取出圓盤基片，所生成的圓盤基片200見圖10。
在實施例所述的金屬模壓裝置中，由于在真空抽吸作用下，壓模150靠到固定金屬模具上，因而就沒有必要提供一個如上述傳統(tǒng)金屬模壓裝置中，突出到圓盤基片成形表面150b上以支承壓模150內(nèi)周邊的壓模支承爪。僅僅有一個位于成形的圓盤基片200內(nèi)周邊上的以安放接合導塊153的環(huán)形凹槽201，見圖10。
如此，用來成形圓盤基片200的壓模150的成形表面可直到壓模150中心孔150a邊緣，見圖9，所以，見圖10，其上具有用于記錄軌跡或凹坑的予置槽的信號記錄區(qū)S可延伸至到達圓盤基片200的內(nèi)周邊的區(qū)域S3。
在實施例描述的金屬模壓裝置中，所使用的壓模150的成形表面遠至壓模150的中心孔150a的邊緣。因此，如果圓盤基片200被用于小尺寸的光盤，則所形成的信號記錄區(qū)S遠至圓盤基片200的內(nèi)周，蓋住反射膜或涂覆到信號記錄區(qū)S上的記錄層的保護膜204將超過范圍W2涂覆到圓盤基片200內(nèi)周上的平面狀主要表面上，范圍W2顯著地寬于傳統(tǒng)模壓裝置中的，見圖11。結果是，反射膜或信號記錄層203被保護膜204可靠地蓋住，以防止反射膜或信號記錄層203被腐蝕。
在實施例的描述中，使用了在真空抽吸作用下將壓模150靠到固定金屬模具141上的壓模抽吸裝置。然而，壓模抽吸裝置也可以是壓模150用磁性材料如鎳制成，在吸向固定金屬模具141的壓模的磁力作用下，將壓模150靠到壓模承載表面141a上。
使用磁力的壓模抽吸裝置包括一個嵌入對著壓模承載表面141a的固定金屬模具141區(qū)域中的電磁鐵或永久磁鐵168，見圖12。
在實施例的描述中，壓模150位于固定金屬模具141上。然而，本發(fā)明的金屬模壓裝置也可以將壓模150裝到可動金屬模具142上。當壓模150附著到可動金屬模具142上時，在可動金屬模具142上，有一個帶有接合凸塊152的壓模夾持器151，接合凸塊與壓模150的中心孔150a相嚙合，同時壓模抽吸裝置也位于可動模具142上。
借助本發(fā)明的第三個實施例來說明形成圓盤基片的方法，其中用于制造光盤的高準確地生產(chǎn)出的圓盤基片的直徑為64mm，能夠至少74分鐘地連續(xù)記錄樂聲信號。
首先說明一下按照本方法生產(chǎn)的圓盤基片211的具體結構。用金屬模壓裝置注塑成形的方法成形的圓盤基片211的形狀為圓盤形，見圖13。即，圓盤基片211是由高透光性能的如高透度的聚碳酸樹脂制成，一涂有磁光盤的磁光記錄介質(zhì)的信號記錄層在主要表面211a上形成，在形成圓盤基片211的同時，用金屬模壓裝置中壓模150在圓盤基片上形成限定記錄軌跡的予置凹坑。
當信號記錄層在主要表面211a上形成時，圓盤基片211的相反的主要表面211b是一信號讀出表面，它被用光度頭輸出的光束照射，所以圓盤基片可用做磁光盤。
對著有信號記錄層的主要表面211a的圓盤基片211的主要表面211b上有一個環(huán)形凸臺213，它具有一位于其末端面上的水平承載基準平面212，用以建立在圓盤臺上的圓盤承載高度和用以建立相對于圓盤臺旋轉(zhuǎn)中心的圓盤水平位置。
一底部對中孔214在圓盤基片211的中心形成，用于將限定上述基準平面212的環(huán)形凸臺213的端面沿著圓盤基片的厚度方向，延伸到中間位置，當用作磁光盤的圓盤基片211裝在圓盤臺上時，用圓盤臺的中心件(未示出)接合中心孔214，以相對于圓盤臺的旋轉(zhuǎn)中心對中圓盤。與對中件的外周表面嚙合的對中孔214具有一個連到在環(huán)形凸臺213端面上的基準平面212上的內(nèi)周表面214a。內(nèi)周表面214a起相對圓盤臺裝載圓盤的基準面作用。
對中孔214具有一足夠厚的厚度D，當磁光盤裝在圓盤臺上時，該厚度能允許將接合的對中件準確地對中。
一金屬盤接收凹槽215在圓盤基片211的主要表面211a的中心形成，一個靠圓盤臺上磁鐵210吸住的金屬盤裝在該凹槽內(nèi)。
以上圓盤基片用圖14所示結構的金屬模壓裝置220生成。
金屬模壓裝置220由固定金屬模具221和可動金屬模具222組成，用于成形圓盤基片211的模具空腔223限定在固定金屬模具221和可動從屬模具222間。
固定金屬模具221具有一澆道套224，它位于模具空腔223的中心，以使來自注塑成形機(未示出)的熔融聚碳酸樹脂流到模具空腔223中。熔融的聚碳酸樹脂經(jīng)澆道套224上的樹脂入口225流入模具空腔。
同時，澆道套224的末端進一步伸到內(nèi)壓模夾持器227末端下的模具空腔223中，內(nèi)壓模夾持器227適用于后面說明的模壓的金屬盤接收凹槽215。
用于形成限定記錄軌跡的予置凹坑的壓模226位于限定模具空腔223的固定金屬模具的表面上?？績?nèi)，外壓模夾持器227，228的支承，壓模226附著到固定金屬模具221上。
用于支承壓模226內(nèi)周的內(nèi)壓模夾持器227與同澆道套224相配合的壓模夾持器支座229相配合，同時，用于支承壓模226外周邊的外壓模夾持器228與固定金屬模具221的外周邊相配合。
同時，內(nèi)壓模夾持器227的末端伸到模具空腔223中，以成形在圓盤基片211的主表面211a上的模壓金屬盤附著凹槽215。
從另一方面來說，在對著固定金屬模具221的可動金屬模具222上，具有一成形環(huán)形凸臺213的凹槽230和一成形對中孔214的半伸到模具空腔223中的固定件231，環(huán)形凸臺213的末端面上形成一基準平面212。
動作如沖頭的以在對中孔214底部216上沖壓一通孔217的可動件232位于在可動金屬模具222上的固定件231的中心，以形成一對中孔214。見圖14，可動件232的直徑小于固定件231的，并且可動件232比起固定件231末端更伸入模具空腔中。
用這種方式提供的可動件232，則可動件232可移動，而不影響到作用如中心孔214的基準面的內(nèi)周邊，對中孔214由固定件231形成。
在成形圓盤基片的本模壓方法中，來自注塑成形機(未示出)的熔融聚碳酸樹脂經(jīng)澆道套224注射到上述金屬模壓裝置220的模具空腔223中，以形成如圖13的具有底部對中孔214的圓盤基片211。
在形成圓盤基片211后，在可動金屬模具222上的可動件232在可動裝置如液壓裝置的作用下伸向固定金屬模具221，見圖15。用這種方式伸出可動件232，則在對中孔214的底部216上沖壓出通孔217。
同時，當可動件232伸出以沖壓通孔217時，可動件232末端伸出模具空腔232并靠到固定模具221上的澆道套224的末端，從而將澆道套224從模具空腔223中退回，見圖15。
在沖壓出通孔217后，可動件232退回到圖14所示位置。
在圓盤基片211上沖壓出通孔217后，圓盤基片在金屬模壓裝置220內(nèi)固化，之后從模具空腔223中取出，能用來制造磁光盤的圓盤基片211見圖16。
盡管上述涉及到形成磁光盤用圓盤基片的方法，本發(fā)明也可以擴大應用到成形一圓盤，該圓盤具有一對中孔和一裝在圓盤臺上的基準承載面以及相應于位于圓盤基片主要表面上的圓盤臺的一對中面。
從另一方面來說，因為用上述實施例產(chǎn)生的圓盤基片211用于帶金屬盤的磁光盤，該金屬盤用磁性夾緊，所以，當磁光盤由圓盤基片211制成時，通孔217具有從圓盤臺上磁鐵中傳遞磁力線的作用。
除此之外，按照本方法制成的圓盤基片211的通孔217也可以被夾具嚙合，該夾具用于在生產(chǎn)信息記錄圓盤的生產(chǎn)加工過程傳送圓盤基片211。
權利要求
1.一種成形基片的金屬模壓裝置，包括一固定金屬模具，一面對著固定金屬模具安裝，以移向和移離固定金屬模具的可動金屬模具，在可動金屬模具和固定金屬模具之間限定了一模具空腔，至少裝在固定金屬模具或可動金屬模具之一上的，布置到模具空腔內(nèi)的壓模，在裝有壓模的金屬模具上的定位裝置，以設置壓模的承載位置，以及，在裝有壓模的金屬模具上的壓模支承裝置，用于在抽吸作用下支承壓模。
2.如權利要求1所限定的金屬模壓裝置，進一步包括夾持裝置，用于相應于裝有壓模的金屬模具，來夾持壓模的外邊緣。
3.如權利要求1所限定的金屬模壓裝置，其中，壓模裝到固定金屬模具上。
4.如權利要求1所限定的金屬模壓裝置，其中，壓模支承裝置設置在一個與裝有壓模的金屬模具內(nèi)周邊對齊的位置上，以相應于金屬模具，支承壓模的內(nèi)周邊。
5.如權利要求4所限定的金屬模壓裝置，其中，壓模支承裝置包括一在裝有壓模的金屬模具上形成的環(huán)形通道和一與環(huán)形通道相連通的真空泵。
6.如權利要求1所限定的金屬模壓裝置，其中，壓模支承裝置包括一個位于裝有壓模的金屬模具上的磁抽吸裝置。
7.如權利要求1所限定的金屬模壓裝置，其中，定位裝置包括一澆道套，它具有一個用于引導熔融樹脂從那兒通過的樹脂注射口，澆道套裝在金屬模具之一上，用以經(jīng)金屬模具的中部，將注射口鋃到模具空腔內(nèi)?？繉耗５闹行目着c澆道套嚙合，使壓模定位。
8.一種用于成形基片的金屬模壓裝置，包括一固定金屬模具，一面對著固定金屬模具安裝的，可移向和移離固定金屬模具的，并在它和固定金屬模具間限定一模具空腔的可動金屬模具，至少裝在固定金屬或可動金屬模具之一上的，并設置在模具空腔內(nèi)的壓模，一具有樹脂注射口的澆道套，該樹脂注射口用于引導熔融樹脂在那兒通行，澆道套裝在金屬模具之一上，經(jīng)金屬模具中部，將注射口伸到模具空腔內(nèi)，澆道套與壓模的中心孔嚙合以將壓模定位，以及裝在其上有澆道套的金屬模具上的壓模抽吸裝置，在抽吸作用下，夾持壓模。
9.如權利要求8所限定的金屬模壓裝置，進一步包括夾持裝置，相對于裝有壓模的金屬模具，用于夾持壓模的外邊緣。
10.如權利要求8所限定的金屬模壓裝置，壓模支承裝置設置在一個與裝有壓模的金屬模具的內(nèi)周邊對齊的位置上，以相應于金屬模具來支承壓模的內(nèi)周邊。
11.一種成形圓盤基片的方法，該圓盤基片具有一底對中孔和一個用于圓盤旋轉(zhuǎn)和傳動裝置的基準承載平面，基準承載平面基本上平行于入射記錄和/或復制光束的平面區(qū)，基準承載平面從平面區(qū)突出，包括的步驟是將合成樹脂注射到金屬模壓裝置的模具空腔中，以形成一底部對中孔，以及用一伸到模具空腔內(nèi)的可動件，沖壓中心孔的至少一部分，以形成一通孔。
12.如權利要求11所限定的方法，其中，通孔是從基準承載平面上移動可動件而形成的。
13.一種成形圓盤基片的方法，該圓盤基片具有一底部對中孔和一個用于圓盤旋轉(zhuǎn)和傳動裝置的基準承載平面，基準承載平面基本上平行其上入射記錄和/或復制光束的平面區(qū)，基準承載平面從平面區(qū)突出，包括步驟為將合成樹脂注射到金屬模壓裝置的模具空腔中，以形成圓盤基片，以及用一從基準承載平面上伸出到模具空腔內(nèi)的可動件沖壓成形的圓盤基片的中心區(qū)以形成一通孔。
14.一種用于成形圓盤基片的金屬模壓裝置，該圓盤基片具有一底部對中孔和一個用于圓盤旋轉(zhuǎn)和傳動裝置的基準承載平面，基準承載平面基本上平行于其上入射記錄和/或復制光束的平面區(qū)，基準承載平面從平面區(qū)突出，包括一固定金屬模具，一對著固定金屬模具安裝的，可移向和移離固定金屬模具的，并在它和固定金屬模具間限定一模具空腔的可動金屬模具，一至少裝在固定金屬模具和可動金屬模具之一上的，布置到模具空腔內(nèi)的壓模，將壓模裝在固定金屬模具或可動金屬模具之一上的安裝裝置，一裝在固定金屬模具或可動金屬模具另一個上的，以形成底部對中孔的構件，以及構件的向內(nèi)布置的一可動件位于與構件相同的軸線上，該可動件可相對于固定金屬模具或可動金屬模具另一個移動，以形成通孔。
全文摘要
用于成型圓盤基片的金屬模壓裝置包括一固定金屬模具，一面對著固定金屬模具安裝的、能移向和移離固定金屬模具的，在它和固定金屬模具間限定一模具空腔的可動金屬模具，一至少裝在固定金屬模具或可動金屬模具之一上的，設置在模具空腔內(nèi)的壓模，一位于裝有壓模的金屬模具上的，用于使壓模的承載位置定位的定位裝置，以及一位于裝有壓模的金屬模具上以用抽吸支承壓模的壓模支承裝置。壓模靠定位裝置定位并在壓模抽吸裝置的抽吸作用下被夾持住，所以它可以裝在固定金屬模具或可動金屬模具上的一位置上，高精確地成型圓盤基片。
文檔編號G11B7/26GK1074170SQ9211308
公開日1993年7月14日 申請日期1992年10月12日 優(yōu)先權日1991年10月12日
發(fā)明者工藤順一郎, 清水純 申請人:索尼公司