CN1643588A - Dvd片和其它非圆形硬盘的加工 - Google Patents

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Abstract

对于一个用于将至少两个非圆形的、具有内孔(5，6)的相同外形的衬底(1，2)拼装在一起，尤其是用于形成光学数据载体的装置，提供一种衬底的无缺陷粘接和重合拼接，通过一个适配于内孔的固定单元(3)用于使衬底间隔距离且围绕一个公共轴线(8)可旋转地固定；一个对准单元(10)用于通过至少一个止挡(11)使衬底(1，2)对准，和一个移动单元用于使衬底与止挡接触。同时提供一种用于使这种衬底拼接到一起的方法。

Description

DVD片和其它非圆形硬盘的加工
本发明涉及一种装置和方法，用于将至少两个非圆形的、具有内孔的相同外形的衬底拼接在一起，尤其是用于形成光学数据载体，如DVD片。
光学存储介质已经发展成为优选的存储介质并且不仅在计算机领域而且在音乐和图像放送装置中具有广泛的应用。这种存储介质的一般形状为圆形的具有内孔的硬盘，它们可以插进相应的读写装置，以便将数据传递到到硬盘上或从硬盘读出所存储的数据。
除了基本上只由衬底构成的CD盘以外市场上还常见DVD盘，它们由具有各自存储区的上下层置衬底所组成并具有很高的存储密度。对于常见的圆形DVD盘将至少两个圆片形衬底通过粘接组装在一起。为此已知的DVD加工工艺使用一种液体粘接剂，它被涂覆到一个衬底上。然后将两个衬底合并到一起接着将这个组合一起置于离心作用，如同在EP-A-0 833 315中所描述的那样。由此将液体粘接剂通过离心过程的离心力均匀地分布在衬底之间。多余的粘接液在粘接衬底的边缘上流出并可以去除。此外通过离心作用调整所需的粘接剂层厚。最后将这个DVD盘通过光线照射以使粘接剂固化。
由EP-A-0 855 703已知另一种方法用于将圆盘形衬底拼在一起，其中为了拼接衬底使用一个粘接膜。
对于只由一个衬底构成的CD盘已经考虑非圆形形状，例如卡片尺寸的CD盘和具有异形外形的CD盘，如圣诞树形状和心形，它们不是旋转对称的。为了加工相应的DVD片必需将两个非圆形衬底重合地拼接到一起。在此对于旋转对称的衬底片所采用的拼接技术对于矩形尺寸(DVD片)或异形尺寸(圣诞树)产生问题。例如对于上述已知的将圆形衬底通过粘接剂拼接到一起的方法衬底在粘接剂离心时不能可靠地上下叠置。因此在粘接剂离心后产生衬底错位。必需将DVD衬底再一次重合对准，这可能破坏粘接剂的粘接层并可能在粘接层中导致缺陷(如气泡)。
对于上述的EP-A-0 833 315将圆形衬底与位于其间的粘接剂通过内孔固定在一个凸起上，然后凸起被扩大到两个衬底同心，由此纠正错误对准。
此外在WO 86/05620和EP 0 479 340 A2中还指出，两个卡形或矩形数据载体具有环形数据存储区。对于EP 0 479 340 A2信息存储卡由两个衬底构成。
因此本发明的目的是，实现一种用于拼接两个非圆形衬底的装置和方法，可以无缺陷地进行粘接并使衬底完全重合拼接。
这个目的按照权利要求1以及权利要求16通过得以实现，用于将至少两个非圆形的具有相同外形的衬底拼接到一起、尤其是构成一个光学数据载体的一种装置和一种方法。
按照本发明的装置具有一个适配于衬底内孔的固定单元用于将衬底相互间隔且围绕一个公共轴线可旋转地固定，该装置还具有一个对准单元用于将衬底通过至少一个止挡对准和一个移动单元用于使衬底的衬底外棱边与止挡接触。在固定单元上间隔设置的衬底通过相对运动与止挡接触，由此使它们围绕一个公共轴线旋转并重合地对准。接着可以将它们拼接成例如一个DVD片。由此使本装置是简单而灵活的并可以适配于不同的非圆形的衬底外形。
在一个有利的改进方案中所述对准单元具有至少一个对向止挡。所述止挡与该对向止挡特别准确地使在固定单元上设置在其间的衬底对准。
所述运动单元以有利的方式可以使固定单元、止挡和/或对向止挡移动并因此灵活地适配于不同的要求。
特别有利的是，所述固定单元通过止挡可以向对向止挡方向移动。在此衬底首先通过与止挡的第一次接触在旋转方向上对准。接着所述固定单元与固定在其上的衬底一起通过止挡相对于对向止挡移动，因此保证衬底特别精确地对准。
按照本发明的一个有利方面所述止挡和/或对向止挡适配于衬底的一个衬底外棱边的至少一部分。因此衬底也可以以复杂的外形、如圣诞树或心形形状可靠地对准。
此外如果所述止挡和/或对向止挡具有配有指向衬底的止挡面的凸起是有利的，这些凸起适配于衬底的衬底外棱边的至少一部分，其中凸起相互间具有一个距离，它相当于设置在固定单元上的衬底的距离。由此使对准单元可以以较轻的重量实现并由此减少力消耗。
按照另一有利的方面所述止挡和/或对向止挡可以具有至少一个圆柱体，其纵轴线基本平行于公共的旋转轴线延伸。所述圆柱体只在基本上点状的位置上与衬底外棱边接触。由此一方面可以避免衬底卡棱。另一方面使用圆柱体是特别有利的，因为它们通过位置变化可以适配于不同的衬底形状。
按照一个有利的改进方案所述固定单元具有一个配有一个机构的固定销用于间隔距离地固定衬底。所述衬底的内孔可以通过一种布置简单地相互对中并且在固定销上实现旋转对准。在衬底对准后衬底可以一起顶压到固定销上。
按照一个有利的方面为了间隔距离地固定衬底所述机构包括可动的钩、可动的球体和/或弹簧环，它们在施加一个适当的力时例如驶入固定销的内部，使得衬底可以被顶压到一起。
此外所述固定单元可以具有两个分开的固定销，它们分开地固定衬底。所述衬底可以有利地在各固定销上输送到前面所述的过程，例如通过粘接剂覆层。
本装置优选还具有一个单元用于将一个粘接剂固定在至少一个衬底上。所述粘接剂不必在分开的工艺步骤中涂覆。
当粘接剂是一个粘接膜时，这一点是特别有利的，因为由此在将衬底拼接到一起时不会通过离心的粘接液在装置中产生不洁物质。
以有利的方式规定一个拼接单元用于将衬底顶压在一起。如果配有一个真空室也是有利的，在真空室中衬底固定在固定单元上。通过在真空中拼接可以避免在两个衬底的粘接层或连接层中出现缺陷。
按照本发明的方法具有下列步骤：1)将衬底这样布置在适配于内孔的固定单元上，使它们间隔距离且围绕一个公共轴线可旋转地固定；2)通过使衬底外棱边与至少一个止挡接触和使衬底围绕公共轴线旋转而使衬底对准；3)将衬底拼接到一起。按照本方法的一个有利方面所述衬底的旋转通过衬底与至少一个止挡和/或一个对向止挡接触起作用。按照本发明方法的优点对应于按照本发明装置的上述优点。
下面借助于优选的实施例和附图详细描述本发明的其它特征、优点和细节。附图中：
图1a为将用于一个DVD片的两个衬底固定在一个固定单元上的优选实施例的俯视图；
图1b为图1a中1b-1b的截面示意图；
图2a为按照本发明装置的第一实施例的俯视示意图；
图2b为对应于图2a中的装置沿着图2a中截切线2b-2b的截面示意图；
图3a为按照本发明装置的第二实施例的俯视示意图；
图3b为对应于图3a中的装置沿着图3a中截切线3b-3b的截面示意图；
图4a为按照本发明装置的第三实施例的俯视示意图；
图4b为对应于图4a中的装置沿着图4a中截切线4b-4b的截面示意图；
图5a为按照本发明装置的第四实施例的俯视示意图；
图5b为对应于图5a中的装置沿着图5a中截切线5b-5b的截面示意图；
图6a为按照本发明装置的第五实施例的俯视示意图；
图6b为对应于图6a中的装置沿着图6a中截切线6b-6b的截面示意图。
图1a简示出两个上下设置的矩形衬底1和2，它们具有在中心区构成的圆形数据存储区。两个衬底1和2也称为DVD半体，为了形成DVD片要将它们拼接到一起。如同在图1a中通过箭头表示的那样，两个衬底1和2围绕一个公共轴线D可旋转地设置，该轴线穿过数据存储区的中心延伸。
在图1b中简示出一个用于在按照本发明的装置和方法中使用的固定单元3的优选实施例。两个在图1a中所述的衬底1和2间隔距离且围绕公共轴线D可旋转地设置在该固定单元3上。为此所述固定单元3具有一个圆柱形销4，它这样构成，使两个衬底1和2间隔距离且在其上可旋转地固定。该销子4的外径适配于衬底1和2的内孔5和6，以便同心地固定衬底。为了在衬底1和2之间保持给定的间距在一个优选的实施例中在固定单元3上具有一个可动的凸起7。两个衬底1和2的公共旋转轴线D通过销子4的中心轴线8确定。
在按照本发明的方法中已经对准的衬底最好在固定单元3上通过一个未示出的拼接单元相互顶压。所述凸起7具有一个第一位置，在该位置衬底1能够实现相对于衬底2的运动。所述凸起7例如为了衬底1和2的拼接也可以受控地下降到销子的内部，因此使上衬底1放置在下衬底2上并由此可以通过适当的压力连接。
在附图中只示意性地示出所述凸起7，但是很明显，它可以由一个可动的钩、由可动的球体或通过弹簧环构成。此外在本发明中可以有利地使用一个尤其适用于衬底精确同心固定的销子或间隔销，如同在德国专利文献DE 199 27 514 A1中所描述的那样并在此为了避免重复请参阅该文献。
但是所述固定单元也可以代替一体的销子4具有至少两个固定销，在其上例如首先分开地固定衬底，以执行不同的过程。为了拼接使固定销以适当的方式相互对中。例如它们可以具有互补的形状并为了衬底对准而相互接触。衬底的最终拼接仍然可以在相互对中的固定销上实现。
在图2a至6b中所示的按照本发明装置的优选实施例都具有按照图1b所示的固定单元3。此外它们分别包括一个对准单元和一个未示出的移动单元用于移动对准单元和/或固定单元的部件。相应部件的移动方向在附图中通过箭头表示。为了避免重复在附图中相同的标记用于相同或类似的部件。
在图2a和2 b中简示出的按照本发明装置的第一实施例的对准单元具有一个止挡11，它通过一个未示出的移动单元沿图2a和2b的箭头A方向移动。这个实施例的固定单元3是可以移动的。
所述止挡11具有一个在箭头A移动方向上延伸的柄杆12，在其指向衬底的端部上构成一个棱边止挡13，它垂直于柄杆延伸。该棱边止挡13具有两个凸起14和15，其指向衬底的端面构成止挡棱边16和17，它们分别与衬底1和2的衬底外棱边21和22接触，如同在图2b中可以最清楚地看到的那样。所述凸起14和15相互间具有距离，它对应于衬底1和2在固定单元3上通过凸起7保持的距离。因此所述止挡棱边16和17基本上只与衬底外棱边21和22接触，其中所述止挡棱边16和17具有一个与衬底1和2的衬底外棱边21和22的至少一部分互补的形状。即，在所示的具有矩形衬底1和2的实施例中，所述止挡棱边16和17平面地且垂直地延伸。
此外所述对准单元10具有一个对向止挡，它在图2a和2b的实施例中包括两个圆柱形销子24和25，它们为了使两个衬底1和2对准与两个衬底的衬底外棱边27和28在点29和30接触。
为了将两个矩形衬底1和2拼接成一个DVD片，将这些衬底首先通过内孔5和6固定在销子4上，其中通过销子4在两个衬底1和2之间保持的距离对应于止挡11的两个凸起14和15的距离。两个衬底1和2此时一般不是相互重合对准的。此外固定单元3在固定衬底1和2时也这样远地离开销子24，25，使衬底1和2最好不与其接触。接着使止挡11通过移动单元在衬底1和2方向上移动，直到止挡棱边16和17与衬底外棱边21和22接触。
所述移动单元使止挡11继续移动，因此止挡相对于衬底外棱边21和22顶压。这起到使衬底1和2在销子4上旋转的作用，直到止挡棱边16和17完全顶靠在衬底外棱边21和22上并且使它们在俯视图上重合地设置。此时两个衬底1和2基本上对准地设置在固定单元3上。通过止挡11相对于衬底1和2的另一运动使它们与固定单元3一起在静止的销子24和25方向上移动。当最终衬底1和2的衬底外棱边27和28顶靠在销子24和25的点29和30上时，实现完全对准。
也可以选择使固定单元3固定，其中衬底1和2的对准只通过止挡11的移动实现。
图3a和3b示出按照本发明装置的另一实施例。在图3a和3b中所示的装置用于拼接矩形衬底1和2。与上述实施例一样，所述衬底1和2间隔距离地且可旋转地固定在一个销子4上。图3a和3b所示实施例的对准单元具有一个通过未示出的移动单元沿箭头A方向移动止挡11，它具有止挡棱边16和17，它们与矩形衬底1和2的衬底外棱边21和22接触。在这个实施例中一个固定单元3也与衬底1和2一起移动并通过止挡11向对向止挡方向移动，该对向止挡具有两个静止的对向止挡32和33。两个静止的对向止挡32和33具有壁板35，36，37和38。当止挡11与衬底1和2一起向对向止挡方向顶压固定单元3时，壁板36和37与衬底1和2的长衬底外棱边27和28接触。而所述壁板35和38顶靠短的衬底外棱边40和41，这对于矩形衬底1和2的精确对准是特别有帮助的。
在图4a和4b的实施例中一个对向止挡除了对于在图2a和2b的实施例中也存在的圆柱销24和25外还具有另一静止的圆柱销43和44，它们在点45和46与衬底1和2的短衬底外棱边40和41接触并在对准尤其是矩形的衬底1和2时是特别有利的。但是与图3a和3b的实施例相比对于按照图4a和4b的装置在选择最终拼接的DVD片的外形时具有更大的自由度。
在图5a和5b中示出按照本发明装置的一个实施例，其中一个固定单元3是静止的并且对准单元的一个止挡11在箭头A方向上通过一个未示出的移动单元移动。由此为了衬底的旋转对准运动使止挡11的止挡棱边16和17与衬底1和2的衬底外棱边21和22接触。
此外图5a和5b的实施例的对准单元具有一个可移动的对向止挡47，它具有一个柄杆48和一个棱边49，它设置在指向固定单元3的柄杆48的端部上。该棱边49具有在凸起51和52上构成的顶靠面53和54。
所述对向止挡47可以说是止挡11的镜像并且设置在止挡11对面的衬底1和2一侧。该对向止挡47与止挡11一样通过未示出的移动单元在箭头B方向上移动到矩形衬底1和2的衬底外棱边27和28，直到最终顶靠面53和54与衬底1和2的衬底外棱边27和28接触。通过两个止挡11和47的相互移动和顶靠，可旋转地设置在固定的固定单元3上的衬底1和2使矩形衬底重合地对准并可以拼接成DVD片。
图6a和6b示出按照本发明装置的另一实施例，它具有一个适配于异形形状的对准单元。两个心形衬底60和61要拼接成DVD，它例如能够作为问候祝福或其它礼品。这两个心形衬底60和61通过其内孔62和63间隔距离且可旋转地固定在一个可移动的固定单元3的一个销子4上。一个止挡66具有一个柄杆67和一个顶靠面68，它们设置在指向衬底的柄杆端部上。所述止挡66通过一个未示出的移动单元在箭头C方向上移动到衬底60和61。所述顶靠面68适配于心形衬底60和61的衬底外棱边70和71。所述顶靠面68尤其具有两个凸起73和74，在其端部上构成顶靠面75和76。
所述顶靠面68这样构成，使得它可以包围心形衬底60和61的衬底外棱边70和71。为此该顶靠面68最好具有一定的弹性，使得它在止挡66的箭头C的方向上移动时可以说抓到衬底外棱边70和71并因此接触。通过止挡66相对于固定在固定单元3上的衬底60和61的另一运动使固定单元3在静止的对向止挡方向上移动，所述对向止挡具有圆柱形止挡销78，79，80和81，它们在点83，84，85和86上顶靠位于衬底的衬底外棱边70和71对面的衬底外棱边上。
如同已经表明的那样，对于上述实施例的一个变化所述对向止挡可以去掉。所述固定单元3静止不动而止挡11或66相对于衬底的衬底外棱边移动。此外可移动的止挡如图2a，2b，4a，4b，6a，6b实施例中的对向止挡具有一个或多个可移动的圆柱销，它们通过其圆柱轴线平行于公共旋转轴线D、即垂直于衬底外棱边设置并只点状地与衬底外棱边接触。这一点在加工不同形状的衬底时能够实现很大的灵活性，因为由圆柱销组成的止挡通过适当的移动和销子定位可以简单而快速地适配于任意的衬底形状。可移动的销子可以设置在衬底一侧或围绕衬底设置。
在两个衬底对准后将它们重合地拼接到一起。为此例如在衬底对准前就已经在至少一个衬底的拼接面上具有粘接剂，它例如可以是一种通过离心作用产生的液体粘接膜、一种由没有衬底材料的唯一的粘接层组成的粘接膜、或者一种具有衬底材料的粘接膜。所述装置可以具有一个适于涂覆粘接剂的单元。
衬底的拼接最好在一个真空室中实现，因为由此可以避免在衬底之间的连接层中产生缺陷，如包含在粘接剂中的气泡。
用于向一起顶压衬底的拼接单元可以是一个气缸或一个膜式压力机。这种膜式压力机例如在未公开的专利申请DE 101 00 427中描述过，在这里为了避免重复请参阅该文献。这种膜式压力机尤其适用于真空室。
因此按照本发明的装置和方法能够实现非圆形光学数据载体的加工，它们由至少两个衬底组装而成，其中通过简单的措施能够对于复杂的外形也保证衬底精确地对准和可靠地拼接。

Claims (20)

1.一种用于拼接至少两个非圆形的、具有内孔(5，6；62，63)的相同外形的衬底(1，2；60，61)的装置，尤其是用于形成一个光学的数据载体，其中该装置具有下列特征：
-一个适配于衬底内孔的固定单元(3)，用于间隔距离且围绕一个公共的轴线(8)可旋转地固定衬底(1，2；60，61)；
-一个对准单元(10)，用于通过至少一个止挡(11；66)使衬底对准；和
-一个移动单元，用于使衬底的衬底外棱边(21，22，27，28，41，42；70，71)与止挡接触。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述对准单元(10)具有至少一个对向止挡(24，25；32，33；，43，44；47；78-81)。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述移动单元使固定单元(3)、止挡(11；66)和/或对向止挡(24，25；32，33；，43，44；47；78-81)移动。
4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述固定单元通过止挡可以向对向止挡方向移动。
5.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在所述衬底(1，2；60，61)的衬底外棱边(21，22，27，28，40，41；70，71)的至少一部分上的形状适配于止挡(11；66)的形状和/或对向止挡(24，25；32，33；，43，44；47；78-81)的形状。
6.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述止挡(11；66)和/或对向止挡(47)具有凸起(14，15；51，52；73，74)，它们具有指向固定单元的止挡面(16，17；53，54；75，76)，这些止挡面适配于要被拼接的衬底的衬底外棱边的至少一部分，其中所述凸起相互间具有一个距离，该距离相当于使衬底(1，2；60，61)固定在设置在固定单元(3)上的衬底上(1，2；60，61)的距离。
7.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述止挡和/或对向止挡具有至少一个圆柱体(24，25；43，44；78-81)，其纵轴线基本上平行于公共旋转轴线(8)延伸。
8.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述固定单元(3)具有一个固定销(4)，它具有用于间隔固定衬底(1，2；60，61)的机构(7)。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述机构为了间隔地固定衬底具有可动的钩、可动的球体和/或弹簧环。
10.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述固定单元具有至少两个分开的固定销。
11.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，具有一个用于将一个粘接剂涂覆到至少一个衬底上的单元。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述粘接剂是一个粘接膜。
13.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，具有一个用于将衬底拼接到一起的单元。
14.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，备有一个真空室。
15.一种用于拼接至少两个非圆形的、具有内孔(5，6；62，63)的相同外形的衬底(1，2；60，61)的方法，尤其是用于形成一个光学的数据载体，该方法具有下列步骤：
-将衬底这样布置到一个适配于内孔的固定单元(3)上，使它们间隔距离且围绕一个公共轴线(D；8)可旋转地固定；
-使衬底通过衬底外棱边(21，22，27，28，41，42；70，71)与至少一个止挡接触并使衬底围绕公共的轴线(D；8)旋转而对准；和
-使衬底(1，2；60，61)拼接到一起。
16.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述衬底的旋转通过衬底与至少一个止挡和一个对向止挡接触而起作用。
17.如权利要求15或16所述的方法，其特征在于，将一种粘接剂涂覆到至少一个衬底上。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述粘接剂是一个粘接膜。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述拼接通过使衬底向一起顶压实现。
20.如权利要求15至19至任一项所述的方法，其特征在于，所述对准和拼接在真空室中实现。
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