KR20020021345A

KR20020021345A - 성형 금형 장치, 디스크 기판 성형 방법, 및 디스크형상의 기록 매체

Info

Publication number: KR20020021345A
Application number: KR1020010056424A
Authority: KR
Inventors: 후쿠시마 요시히토
Original assignee: 이즈이 노부유키; 소니 가부시키가이샤
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2001-09-13
Publication date: 2002-03-20
Also published as: US7396575B2; JP2002086505A; CN1213840C; CN1343558A; DE60128871T2; US20060113691A1; EP1188536A2; DE60128871D1; KR100759324B1; JP4524893B2; EP1188536B1; US20060275576A1; US7008216B2; US20020031078A1; US7632429B2; EP1188536A3

Abstract

성형된 디스크 기판에 분리 패턴(separation pattern)이 발생하는 것을 방지한다. 이러한 목적을 위해, 성형 금형(1)은 한 쌍의 고정 금형(6)과 이동가능 금형(7), 및 디스크 기판(2)의 외주 단면(outer circumference end)을 성형하기 위한 외주 링(16)을 포함한다. 외주 링(16)은 고정 금형(6) 쪽으로의 이동가능 금형(7)의 이동 방향에 평행인 전진 및 후퇴 방향을 따라서 이동 가능하도록 장착되며, 성형된 디스크 기판(2)의 외주를 유지시키기 위한 유지 표면(retaining surface)을 갖는다.

Description

성형 금형 장치, 디스크 기판 성형 방법, 및 디스크 형상의 기록 매체{MOLDING DIE APPARATUS, METHOD FOR MOLDING DISC SUBSTRATE, AND DISC-SHAPED RECORDING MEDIUM}

본 발명은 사출 성형(injection molding)에 의해서 광 디스크 및 광자기 디스크와 같은 디스크 형상의 기록 매체의 디스크 기판을 성형하기 위한 성형 금형 장치(molding die apparatus)와, 디스크 기판의 성형 방법, 및 디스크 형상의 기록 매체에 관한 것이다.

일반적으로, 광 디스크 및 광자기 디스크와 같은 디스크 형상의 기록 매체의 디스크 기판 또는 베이스 플레이트는 성형 금형을 이용해서 사출 성형에 의해 성형된다.

이러한 성형 금형에는 성형된 디스크기판의 외주를 따라서 버(burr: 불규칙한 돌기)의 발생을 억제하고, 또한 디스크 기판이 성형될 때 가스가 균일하게 방출되는 것이 요구된다.

성형 금형은 디스크 기판을 성형하기 위한 공동부(cavity)를 갖는 한 쌍의 고정 금형과 이동가능 금형, 디스크 기판의 외주 단면을 성형하기 위한 외주 링, 디스크 기판 상에 소정의 요철 패턴(convexo-concave pattern)을 전사하기(transcribe) 위한 스탬퍼(stamper), 및 이동가능 금형을 고정 금형 쪽으로 그리고 고정 금형으로부터 멀어지게 이동시키기 위한 구동 수단을 포함한다.

고정 금형에는 스탬퍼가 장착되는 고정측 경면(stationary side mirror-finished surface)이 형성되어 있다. 반면에, 이동가능 금형에는 디스크 기판의 주면을 성형하는 이동가능측 경면(movable side mirror-finished surface){이하, 성형면(molding surface)이라 함}이 형성되어 있다. 그리고, 이동가능 금형의 성형면의 외주에는, 외주 링이 이동가능 금형의 이동 방향과 실질적으로 평행하게 공동부 쪽으로 이동될 수 있도록 장착되어 있다.

스탬퍼는 중심 구멍을 갖는 디스크 형상의 구성을 가지며, 고정 금형의 고정측 경면에 접해있다. 스탬퍼는 각각, 그 내주(inner circumference)가 내측 스탬퍼 홀더(inner stamper holder)에 의해 고정되고 그 외주가 외측 스탬퍼 홀더에 의해 고정되어 있다.

외주 링은 대략 링 형상의 구성을 가지며, 그 내주 상에 디스크 기판의 외주단면을 성형하기 위한 성형면이 형성되어 있다. 외주 링은 스프링과 같은 탄성체(elastic body) 또는, 공압이나 유압 등을 이용한 이동 수단에 의해서 이동된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 이동가능 금형(107)이 고정 금형(106) 쪽으로 이동하여 고정 금형(106)과 이동가능 금형(107)을 갖는 성형 금형이 죄여질(clamped) 때, 이동가능 금형(107)의 성형면(126)과, 고정 금형(106)에 접한 스탬퍼(113)의 주면, 및 외주 링(116)의 성형면(135)에 의해 둘러싸인 공동부(108)가 형성되며, 이 공간은 수지 재료(resin material)로 충진된다.

성형 금형이 죄여질(닫혀질) 때, 외주 링(116)은 소정의 압력으로 고정 금형(106) 쪽으로 이동한다. 성형 금형은, 외주 링(116)의 외주가 스탬퍼 홀더(115)에 접할 때 외주 링(116)과 스탬퍼(113) 사이의 공동부(108)에 있는 가스를 배기하기 위한 배기용 틈(clearance gap)(120)이 확보되도록 구성된다. 배기용 틈(120)은 공동부(108)에 있는 가스만이 배기될 수 있는 소정의 크기를 갖도록 설계된다.

공동부(108) 안으로 용융된 수지 재료를 사출할 때, 공동부(108) 내의 공기와 용융된 수지 재료로부터 발생되는 가스가 배기용 틈(120)으로부터 배기된다. 공동부(108)를 용융된 수지 재료로 충진되면, 용융된 수지 재료의 사출이 종료된다. 용융된 수지 재료를 사출할 때, 공기와 가스만이 배기용 틈(120)으로 배기되며, 용융된 수지 재료가 배기용 틈(120)으로 유입되는 것이 방지되어 성형된 디스크 기판에 버(burr)의 발생을 억제할 수 있다.

용융된 수지 재료를 공동부(108) 안으로 사출할 때, 사출 압력이 죄는 힘(clamping force)보다 더 큰 경우에, 고정 금형(106)과 이동가능 금형(107) 사이의 간격은 커지게 된다. 반면에, 외주 링(116)이 공동부(108) 내로 돌출하도록 하는 압력은 계속 작용하게 된다. 그래서, 배기용 틈(120)은 확대되지 않으며, 버의 발생이 억제된다.

용융된 수지 재료의 사출과 수지 재료의 냉각이 완료되고 나면, 성형 금형을 여는 동작이 시작된다. 이때, 성형된 디스크 기판은 이동가능 금형(107)의 성형면(126)과 함께 이동하게 된다.

그리고 나서, 성형된 디스크 기판은 슬리브 형상의 돌출 핀(sleeve-shaped extruding pin)(도시되지 않음)에 의해 이동가능 금형(107)의 성형면(126)으로부터 분리되어 배출된다. 그래서, 일련의 성형 단계로 이루어진 전체의 성형 공정이 종료된다.

성형 금형을 열고 난 후에, 성형된 디스크 기판이 이동가능 금형(107)의 성형면(126)으로부터 분리될 때, 디스크 기판의 주면이 이동가능 금형(107)의 성형면(126)에 부착되는지 아니면 이로부터 이탈(release)되는 성형 금형의 구조와 성형 조건에 의존한다.

디스크 기판의 주면 전체가 이동가능 금형(107)의 성형면(126)에 부착되어 있는 경우, 디스크 기판이 배출될 때 분리 저항(separation resistance)이 커지는 경향이 있다. 그래서, 예를 들면 디스크 기판을 강제로 분리하기 위해 공기를 공급하기 위한 보조 수단이 사용된다. 하지만, 디스크 기판의 주면 전체에 균일하게 공기를 분사하는 것은 어렵다. 즉, 공기는 바람직하지 못하게도 공기가 쉽게 흐를 수 있는 디스크 기판의 중심부(center portion)에 집중적으로 분사되며, 이로 인해 균일하지 않은 디스크 기판의 분리가 야기된다. 그래서, 성형 금형이 열리고 난 후에, 디스크 기판의 주면 전체가 이동가능 금형(107)의 성형면(126)으로부터 균일하게 이탈되는 것이 요구된다.

하지만, 외주 링(116)이 이동가능 금형(107)의 성형면(126)으로부터 더 돌출하도록 공동부(108) 안으로 이동할 때, 외주 링(116)에 의해 야기된 압력이 디스크 기판으로 전달되지 않는 경우, 디스크 기판의 주면 전체는 이동가능 금형(107)의 성형면(126)으로부터 이탈될 수 없게 된다.

실제로, 디스크 기판(도면 번호 '102'로 지칭될 것임)이 도 1에 도시된 외주 링(116)을 갖는 성형 금형을 사용하여 성형되는 경우, 외주 링(116)에 의해 야기되는 압력은 디스크 기판으로 충분히 전달될 수 없다. 그래서, 디스크 기판의 외주는 불안정하게 이탈되며, 디스크 기판의 내주는 이동가능 금형(107)의 성형면(126)에 접한 상태로 남아있게 된다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 디스크 기판(102)의 내주와 외주 사이에 분리 패턴(122)이 발생하는 문제가 생긴다. 즉, 외주 링(116)만이 디스크 기판(102) 측으로 돌출하며, 디스크 기판(102)의 내주와 중간주(middle circumference)는 이동가능 금형(107)의 성형면(126)에 접한 상태로 남아있게 되며, 따라서 분리 패턴(122)이 발생한다.

그래서, 분리 패턴(122)을 갖는 성형된 디스크 기판(102)은 디스크의 미관을손상시킬 뿐만 아니라 디스크의 광학 및 전기적인 특성을 불안정하게 만든다. 즉, 예를 들면 기록/재생 신호에 흔들림(wobble)이 발생한다.

따라서, 본 발명의 목적은 성형된 디스크 기판을 성형 금형 장치로부터 분리할 때 성형된 디스크 기판에 분리 패턴의 발생을 방지할 수 있도록, 성형 금형 장치를 열 때 성형된 디스크 기판의 주면 전체를 성형면으로부터 균일하게 이탈시킬 수 있는 성형 금형 장치와, 상기 성형 금형 장치를 이용한 디스크 기판의 성형 방법, 및 상기 성형 금형 장치에 의해서 성형된 디스크 기판을 갖는 디스크 형상의 기록 매체를 제공함으로써, 위에서 언급된 결점들을 극복하는 것이다.

도 1은 종래 기술의 성형 금형의 외주 링(outer circumference ring)을 설명하기 위한 종단면도.

도 2는 종래 기술의 성형 금형에 의해 성형된 디스크 기판의 주면(main surface) 상에 발생한 분리 패턴(separation pattern)의 평면도.

도 3은 본 발명에 따른 성형 금형의 전체 구성을 설명하기 위한 종단면도.

도 4는 본 발명에 따른 성형 금형의 요부(principal portion)를 설명하기 위한 종단면도.

도 5는 본 발명에 따른 성형 금형의 외주 링(outer circumference ring)을 설명하기 위한 종단면도.

도 6은 본 발명에 따른 성형 금형이 죄여진 상태(clamped state)를 설명하기 위한 종단면도.

도 7은 본 발명에 따른 성형 금형이 열려진 상태를 설명하기 위한 종단면도.

도 8은 본 발명에 따른 성형 금형의 다른 외주 링을 설명하기 위한 종단면도.

도 9는 본 발명에 따른 성형 금형의 또 다른 외주 링을 설명하기 위한 종단면도.

도 10은 또 다른 외주 링을 사용한 본 발명에 따른 성형 금형이 죄여진 상태를 설명하기 위한 종단면도.

도 11은 또 다른 외주 링을 사용한 본 발명에 따른 성형 금형이 열려진 상태를 설명하기 위한 종단면도.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 성형 금형 2 : 디스크 기판

6 : 고정 금형 7 : 이동가능 금형

8 : 공동부(cavity) 16 : 외주 링

39 : 유지 표면(retaining surface)

본 발명에 따라서 제공된 성형 금형 장치는

디스크 형상의 기록 매체의 디스크 기판을 성형하기 위한 한 쌍의 고정 금형 및 이동가능 금형과,

상기 디스크 기판의 외주 단면(outer circumference end)을 성형하기 위한 외주 링을 포함하며,

상기 외주 링은 고정 금형 쪽으로의 이동가능 금형의 이동 방향에 평행인 방향으로 전진 및 후퇴 가능하도록 장착되며, 성형된 디스크 기판의 외주를 유지시키기 위한 유지 표면(retaining surface)을 갖는다.

본 발명의 성형 금형 장치에 따르면, 성형된 디스크 기판은 그 외주가 외주 링의 유지 표면에 의해서 유지되기 때문에, 외주 링이 전진 및 후퇴 방향을 따라서 이동될 때, 성형된 디스크 기판은 외주 링과 함께 이동하게 된다.

그래서, 본 발명의 성형 금형 장치에 따르면, 디스크 기판은 그 주면 상에 분리 패턴이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 디스크 형상의 기록 매체의 디스크 기판을 성형하기 위한 한 쌍의 고정 금형과 이동가능 금형, 및 고정 금형 쪽으로의 이동가능 금형의 이동 방향에 평행인 전진 및 후퇴 방향을 따라서 이동 가능하도록 장착되어 상기 디스크 기판의 외주 단면을 성형하기 위한 외주 링을 이용하는 사출 성형에 의한 디스크 기판의 성형 방법이 제공되는데, 상기 디스크 기판의 성형 방법은

금형이 죄여질 때, 사출 성형을 수행할 수 있게 디스크 기판의 두께와 거의 같은 돌출량(protrusion length)만큼 외주 링이 돌출하도록 상기 외주 링을 상기 고정 금형으로부터 멀어지게 후퇴 방향을 따라서 이동시키는 단계와,

금형이 열리기 시작할 때, 외주 링의 내주에 형성되고 성형된 디스크 기판의 외주를 유지시키기 위한 유지 표면을 이용하여 디스크 기판의 주면을 성형하기 위한 이동가능 금형의 성형면으로부터 디스크 기판의 주면을 소정량만큼 분리할 수 있도록 외주 링이 돌출할 수 있게 고정 금형 쪽으로 전진 방향을 따라서 외주 링을 이동시키는 단계와,

금형의 열림이 종료되고 난 후에 이동가능 금형의 성형면으로부터 디스크 기판을 배출시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 디스크 성형 방법에 따르면, 성형된 디스크 기판은 그 외주가 외주 링의 유지 표면에 의해서 유지되기 때문에, 성형된 디스크 기판은 외주 링과 함께 이동하며, 금형이 열리기 시작할 때 외주 링을 고정 금형 쪽으로 돌출하도록 함으로써 디스크 기판의 주면은 이동가능 금형의 성형면으로부터 분리된다. 그리고, 금형의 열림이 종료되고 난 후에 성형된 디스크 기판은 이동가능 금형의 성형면으로부터 배출된다.

그래서, 본 발명의 디스크 기판 성형 방법에 따르면, 디스크 기판은 그 주면 상에 분리 패턴이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 디스크 기판의 외주 단면을 성형하기 위한 성형 금형 장치의 외주 링에 의해서 형성되고 상기 외주 링에 의해서 유지되는, 연속 또는 비연속적인 링 형상의 표면인 유지 표면을 그 외주를 따라서 갖는 디스크 형상의 기록 매체가 제공된다.

본 발명의 디스크 형상의 기록 매체에 따르면, 성형된 디스크 기판은 그 외주가 외주 링의 유지 표면에 의해서 유지되기 때문에, 성형된 디스크 기판은 이동가능 금형으로부터 그 주면이 만족스럽게 분리된다.

그래서, 본 발명의 디스크 형상의 기록 매체에 따르면, 그 주면 상에 분리 패턴의 발생이 방지되며, 디스크 기판의 광학 및 전기적인 특성이 안정되게 유지되며, 바람직하게 보장된다.

<실시예>

사출 성형에 의해서 광자기 디스크의 디스크 기판을 성형하기 위한, 본 발명에 따른 성형 금형 장치가 첨부된 도면을 참조하여 아래에 더 상세하게 설명될 것이다.

본 발명에 따른 성형 금형 장치는, 예를 들면 ISO/IEC1528 규격(standard)에적합한 광자기 디스크의 베이스 플레이트로 사용되는 130mm의 지름을 갖는 디스크 기판을 성형하는데 사용될 것이다. 이 광자기 디스크는 5.2GB(giga byte: 기가 바이트)의 기록 용량(recording capacity)을 갖는다.

본 발명에 따른 성형 금형(1)은 도 3에 도시된 바와 같이, 디스크 기판(2)을 성형하기 위한 공동부(cavity)(8)를 구성하는 한 쌍의 고정 금형(6)과 이동가능 금형(7), 고정 금형(6)을 유지시키기 위한 고정 금형 홀더(11), 이동가능 금형(7)을 유지시키기 위한 이동가능 금형 홀더(12), 디스크 기판(2) 상에 소정의 요철 패턴(convexo-concave pattern)을 전사(transcribing)하기 위한 스탬퍼(stamper)(13), 스탬퍼(13)의 내주를 고정 금형(6)에 고정시키기 위한 내주측 스탬퍼 홀더(14), 스탬퍼(13)의 외주를 고정 금형(6)에 고정시키기 위한 외주측 스탬퍼 홀더(15), 및 디스크 기판(2)의 외주 단면(outer circumference end)을 성형하기 위한 외주 링(16)을 포함한다.

또한, 성형 금형(1)은 도 3에 도시된 바와 같이, 이동가능 금형(7)을 고정 금형(6) 쪽으로 가이드하기 위한 프레임(frame)(17), 공동부(8)의 크기를 조정하기 위한 스페이서(spacer)(18), 디스크 기판(2)을 배출하기 위한 슬리브(sleeve)(19), 디스크 기판(2)의 중심 구멍 둘레의 게이트(gate)를 절단하기 위한 펀치(punch)(20), 및 펀치(20)에 의해서 절단된 중심 구멍 부분과 스풀 러너(spool runner)를 배출하기 위한 핀(21)을 포함한다.

고정 금형(6)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 스탬퍼(13)가 장착되는 고정측 경면(stationary side mirror-finished surface)(25)이 형성된다. 이동가능금형(7)은 고정 금형(6)과 마주하고 도 3에서 화살표 'a₁'과 'a₂'로 표시된 전진 및 후퇴 방향을 따라서 고정 금형(6) 쪽으로 이동될 수 있게 장착된다. 반면에, 이동가능 금형에는 디스크 기판(2)의 주면(main surface)을 성형하는 이동가능측 경면(26){이하, 성형면(molding surface)(26)이라 한다}이 형성되어 있다. 그리고, 고정 금형(6)과 이동가능 금형(7) 각각에는, 공동부(8)를 냉각하기 위한 냉각수(chilled water)가 흐르도록 하는 온도 조절 수로(temperature adjustment water channel)(28)가 형성되어 있다.

사출 성형 장치(도시되지 않음)의 스크류(screw)에 의해 사출된 용융된 수지 재료가 흘러 들어가는 스풀 부시(spool bush)(29)가 형성되어 있다. 수지 재료로는 폴리카보네이트(polycarbonate), PMMA(polymethylmethacrylate), 등이 이용된다. 슬리브(19)는 이동가능 금형 홀더(12)와 이동가능 금형(7)의 중앙에 이동 가능하게 장착된다.

스탬퍼(13)는 중심 구멍을 갖는 디스크 형상의 구성을 가지며, 공동부(8)에 마주하는 그 주면 상에 프리-그루브(pre-groove) 및 프리-포맷 핏(pre-formatted pit)과 같은 소정의 요철 패턴을 갖는다. 스탬퍼(13)는 고정 금형(6)의 고정측 경면(25)에 접하며, 각각 그 내주는 내주측 스탬퍼 홀더(14)에 의해서 그 외주는 외주측 스탬퍼 홀더(15)에 의해서 고정측 경면(25)에 압착되고 고정된다.

내주측 스탬퍼 홀더(14)는 실질적으로 원통형의 구성을 가지며, 그 외주에 스탬퍼(13)의 내주를 유지시키기 위한 폴(pawl)(33)을 갖는다. 외주측 스탬퍼홀더(15)는 실질적으로 원통형의 구성을 가지며, 그 내주에 스탬퍼 홀더(13)의 외주를 유지시키기 위한 폴(34)을 갖는다.

외주 링(16)은 실질적으로 링 형상의 구성을 가지며, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 이동가능 금형(7)의 성형면(26)의 외주의 외측에 위치한다. 외주 링(16)은 화살표 'a₁'과 'a₂'로 표시된 전진 및 후퇴 방향을 따라서 고정 금형(6) 쪽으로 이동할 수 있도록 이동가능 금형(7)에 장착된다. 외주 링(16)은 그 일단이, 화살표 'a₁'으로 표시된 전진 방향을 따라서 외주 링(16)의 이동을 조정하기 위해 실질적으로 링 형상의 스페이서(32)를 통해서 이동가능 금형(7)에 의해서 이동 가능하게 지지된다.

디스크 기판(2)의 외주 단면을 성형하기 위한 성형면(35)이, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 스탬퍼(13)에 인접한 외주 링(16) 부분의 내주 상에 형성되어 있다. 그래서, 성형 금형(1)은 고정 금형(6)에 접한 스탬퍼(13)의 주면과, 이동가능 금형(7)의 성형면(26), 외주 링(16)의 성형면(35)으로 둘러싸인 공동부(8)를 갖는다. 공동부(8)는 스페이서(18)의 두께가 제어될 때 그 크기가 적절하게 조정된다.

디스크 기판(2)의 외주를 유지시키기 위한 유지부(retaining portion)(36)가 형성되는데, 이 유지부(36)는 성형된 디스크 기판(2)의 두께 방향을 따라서 성형면(35)의 중도에 위치한다.

유지부(36)는 디스크 기판(2)의 두께 방향을 따라서 계단 형상의 구성을 가진다. 유지부(36)는 도 5에 도시된 바와 같이, 디스크 기판(2)의 주면에 직교하는수직면(vertical surface)(37)과, 디스크 기판(2)의 두께 방향을 따라서 경사를 이루도록 형성된 경사면(inclined surface)(38)과, 수직면(37)과 경사면(38)의 사이에서 디스크 기판(2)의 주면에 평행하게 형성된 유지 표면(39)을 갖는다. 수직면(37)은 이동가능 금형(7)의 성형면(26)에 인접하게 형성된다.

경사면(38)은 스탬퍼(13)에 마주하도록 위치하고 성형된 디스크 기판(2)의 지름이 스탬퍼(13)에 가까울수록 점차로 증가하도록 형성된다. 외주 링(16)의 경사면(38)은, 디스크 기판(2)의 변형을 방지할 수 있는 더 작은 분리 저항을 갖는 상태로 디스크 기판(2)이 이동가능 금형(7)의 성형면(26)으로부터 분리될 수 있게 한다.

유지 표면(39)은 디스크 기판(2)의 외주를 따라 연속적인 링 형상의 표면을 이룬다. 유지 표면(39)은 디스크 기판(2)의 외주를 따라서 비연속적인 링 형상의 표면으로 이루어질 수도 있다.

130mm의 직경을 갖는 디스크 기판(2)이 성형되는 경우에, 경사면(38)은 도 5에 도시된 바와 같이, 디스크 기판(2)의 두께 방향을 따라서 유지 표면(39)으로부터 스탬퍼(13)에 인접한 외주 링(16) 부분의 일단까지의 높이(h)가 대략적으로 1mm가 되고, 디스크 기판(2)의 두께 방향으로부터의 경사각(θ)이 대략 5°가 되도록 형성된다. 이 경우에, 유지 표면(39)은 디스크 기판(2)의 두께 방향에 수직인 방향을 따라서 경사면(38)의 시초점으로부터 수직면(37)까지의 폭(w)이 대략적으로 0.3mm가 되게 형성된다. 그리고, 공동부(8)는 이동가능 금형(7)의 성형면(26)과 스탬퍼(13)의 주면 사이의 간격이 1.2mm 미만이 되도록 스페이서(18)에 의해서 조정된다.

성형 금형(1)을 열 때, 외주 링(16)은 도 5에 도시된 바와 같이, 성형면(35)이 디스크 기판(2)의 두께보다 더 큰 최대 돌출량(protrusion length)(t₁)만큼 이동가능 금형(7)의 성형면(26)으로부터 돌출하도록, 공압 등을 이용한 이동 수단(도시되지 않음)에 의해서 화살표 'a₁'으로 표시된 전진 방향을 따라서 이동될 수 있다. 반면에, 성형 금형(1)이 죄여질 때, 외주 링(16)의 외주가 외주측 스탬퍼 홀더(15)에 접해 있기 때문에, 외주 링(16)은 도 6에 도시된 바와 같이, 성형면(35)이 디스크 기판(2)의 두께와 거의 같은 소정의 돌출량(t₀)만큼 이동가능 금형(7)의 성형면(26)으로부터 돌출하도록, 이동가능 금형(7) 쪽으로 압착되어 화살표 'a₂'로 표시된 후퇴 방향을 따라서 이동된다.

1.2mm의 두께를 갖는 디스크 기판(2)이 성형되는 경우에, 외주 링(16)은 그 최대 돌출량(t₁)이 1.4mm 내지 1.7mm로 설정된다. 그래서, 외주 링(16)은 성형 금형(1)이 죄여질 때 디스크 기판(2)의 두께와 거의 같은 1.2mm의 소정의 돌출량(t₀)만큼 돌출하며, 성형 금형(1)이 열릴 때 0.2mm 내지 0.5mm 만큼 화살표 'a₁'로 표시된 전진 방향을 따라서 이동된다.

외주 링(16)은 도 6에 도시된 바와 같이, 성형 금형(1)이 죄여질 때, 스탬퍼(13)의 주면에 마주하는 외주 링(16) 부분의 단부와 스탬퍼(13)의 주면 사이에 공동부(8) 내에 있는 가스를 배기하기 위한 배기용 틈(clearance gap)(41)이 확보되도록 구성된다.

대체로 5㎛ 내지 40㎛로 설정된 배기용 틈(41)은 외주 링(16)에 의해 대략적으로 20㎛으로 설정된다. 그래서, 용융된 수지 재료가 이 배기용 틈(41)으로 흘러 들어가는 것이 확실하게 방지되며, 이는 성형된 디스크 기판(2)의 외주를 따라서 버가 발생하는 것을 억제한다.

위에서 설명된 바와 같이, 외주 링(16)의 성형면(35)은 경사면(38)과 유지 표면(39)이 둔각을 형성하도록 형성된다. 반면에, 외주 링(16)의 성형면(35)은 도 8에 도시된 바와 같이, 경사면(38)과 유지 표면(39)이 각을 형성하지 않고 곡면(curved surface)(53)을 형성하도록 형성될 수도 있으며, 상기 도 8에서는 외주 링이 '51'로 표시되고 유지부는 '52'로 표시되어 있다.

이미 위에서 설명된 바와 같이, 외주 링(16)은 스탬퍼(13)에 인접한 일단에 경사면(38)을 갖는다. 이와 달리, 외주 링(16)은 스탬퍼(13)에 인접한 일단에 디스크 기판(2)의 주면에 수직인 수직면을 가질 수도 있다.

도 9에는 외주 링의 다른 예가 도시되어 있으며, 도면 번호 '61'로 지칭될 것이다. 도시된 바와 같이, 디스크 기판(2)의 외주를 유지하기 위한 유지부(62)가 또한 형성된다.

유지부(62)는 디스크 기판(2)의 두께 방향을 따라서 계단 형상의 구성을 가진다. 유지부(62)는 도 9에 도시된 바와 같이, 디스크 기판(2)의 주면에 직교하는 제 1 수직면(63)과, 디스크 기판(2)의 주면에 직교하는 제 2 수직면(64)과, 제 1 수직면(63)과 제 2 수직면(64)의 사이에 디스크 기판(2)의 주면에 평행하게 형성된유지 표면(65)을 갖는다. 제 1 수직면(63)은 이동가능 금형(7)의 성형면(26)에 인접하게 형성된다. 제 2 수직면(64)은 스탬퍼(13)의 주면에 인접하게 형성되며, 제 1 수직면(63)의 외주에 위치해 있다.

외주 링(61)이 경사가 없는 제 2 수직면(64)을 갖기 때문에, 디스크 기판(2)을 이동가능 금형(7)의 성형면(26)으로부터 배출할 때 야기되는 분리 저항이 위에서 설명된 경사면(38)을 갖는 외주 링(16)이 사용되는 경우와 비교했을 때 바람직하지 못하게도 커지게 된다. 그래서, 외주 링은 경사면(38)을 갖는 외주 링(16)과 같이 경사면을 갖는 것이 바람직하다.

외주 링에 경사면을 형성하는 구성에 대해서, 예를 들면 일본 공개 특허 H-3-283114호에 개시되어 있다. 하지만, 일본 공개 특허 H-3-283114호에 개시된 외주 링은 그 유지부에 경사면만을 갖는다. 그래서, 디스크 기판의 외주가 충분히 유지될 수 없기 때문에, 디스크 기판을 배출하기 위한 압력이 디스크 기판에 적절하게 전달되지 못한다.

다음으로, 디스크 기판(2)의 중심 구멍을 형성하기 위한 부분이 설명될 것이다. 슬리브(19)는 도 3에 도시된 바와 같이, 실질적으로 원통형 구성을 가지며 일단이 디스크 기판(2)의 내주에 마주하도록 된다. 슬리브(19)는 화살표 'a₁'과 'a₂'로 표시된 전진 및 후퇴 방향을 따라서 이동될 수 있도록 장착된다. 펀치(20)는 실질적으로 원통형 구성을 가지며, 그 일단이 공동부(8)에 마주하도록 된다. 펀치(20)는 슬리브(19)의 내주의 내측에 장착되며, 화살표 'a₁'과 'a₂'로 표시된 전진 및 후퇴 방향을 따라서 이동될 수 있도록 장착된다. 핀(21)은 실질적으로 로드(rod)형의 구성을 가진다. 핀(21)은 펀치(20)의 내주의 내측에 장착되며, 화살표 'a₁'과 'a₂'로 표시된 전진 및 후퇴 방향을 따라서 이동될 수 있게 장착된다.

다음으로, 성형 금형(1)이 죄여질 때와 열릴 때의 외주 링(16)의 이동 및, 디스크 기판(2)의 성형 방법이 설명될 것이다.

성형 금형(1)이 열릴 때, 외주 링(16)의 성형면(35)은 도 5에 도시된 바와 같이, 성형면(35)이 디스크 기판(2)의 두께보다 더 큰 최대 돌출량(t₁)만큼 이동가능 금형(7)의 성형면(26)으로부터 돌출하도록 화살표 'a₁'으로 표시된 전진 방향을 따라서 이동된다.

그리고 나서, 성형 금형(1)은 이동가능 금형(7)이 화살표 'a₁'으로 표시된 전진 방향을 따라서 고정 금형(6) 쪽으로 이동할 때 죄여진다. 성형 금형(1)이 죄여질 때, 외주 링(16)의 외주가 외주측 스탬퍼 홀더(15)에 접해 있기 때문에, 외주 링(16)은 도 6에 도시된 바와 같이, 이동가능 금형(7) 쪽으로 압착되어 화살표 'a₂'의 후퇴 방향을 따라서 이동된다. 그리고, 외주 링(16)의 성형면(35)은, 성형면(35)이 디스크 기판(2)의 두께와 거의 같은 소정의 돌출량(t₀)만큼 이동가능 금형(7)의 성형면(26)으로부터 돌출하도록, 화살표 'a₂'로 표시된 후퇴 방향을 따라서 이동된다.

성형 금형(1)이 죄여질 때, 사출 성형 장치(도시되지 않음)는 스풀부시(spool bush)(29)를 통해서, 소정의 돌출량(t₀)만큼 이동가능 금형(7)의 성형면(26)으로부터 돌출하는 외주 링(16)의 성형면, 스탬퍼(13)의 주면, 및 이동가능 금형(7)의 성형면(26)으로 둘러싸인 공동부(8) 안으로 용융된 수지 재료를 사출한다. 공동부(8) 안으로 용융된 수지 재료의 사출이 종료되고 난 후, 펀치(20)는 디스크 기판(2)의 중심 구멍 둘레의 게이트를 절단할 수 있도록 화살표 'a₁'으로 표시된 전진 방향을 따라서 이동된다. 용융된 수지 재료가 냉각되고 난 후에, 성형 금형(1)이 열리게 된다.

성형 금형(1)이 열릴 때, 이동가능 금형(7)은 도 7에 도시된 바와 같이, 화살표 'a₂'로 표시된 후퇴 방향을 따라서 고정 금형(6)으로부터 멀리 이동하며, 성형면(35)은 최대 돌출량(t₁)만큼 이동가능 금형(7)의 성형면(26)으로부터 돌출하게 된다. 성형 금형(1)이 열릴 때, 디스크 기판(2)은 이동가능 금형(7)과 함께 화살표 'a₂'로 표시된 후퇴 방향을 따라서 고정 금형(6)으로부터 멀리 이동한다.

그리고 나서, 디스크 기판(2)의 외주가 외주 링(16)의 유지부(36)에 의해서 유지되기 때문에, 최대 돌출량(t₁)만큼 돌출하는 외주 링(16)의 성형면(35)은 도 7에 도시된 바와 같이, 디스크 기판(2)의 외주를 화살표 'a₁'으로 표시된 전진 방향을 따라서 이동시킨다. 그래서, 디스크 기판(2)의 주면은 이동가능 금형(7)의 성형면(26)으로부터 만족스럽게 분리된다.

그리고 나서, 성형 금형(1)은 디스크 기판(2)을 이동가능 금형(7)으로부터배출할 수 있도록 핀(21)과 슬리브(19)가 화살표 'a₁'으로 표시된 전진 방향을 따라서 이동된다. 따라서, 배출된 디스크 기판(2)은 디스크 기판(2)을 흡착(sucking)하기 위한 흡착 수단을 갖는 홀딩 수단(holding means)(도시되지 않음)에 의해서 집어져서 취해지며, 다음 공정 단계로 운반된다.

그래서, 성형 금형(1)에 의해 성형된 디스크 기판(2)은 편광판(polarizing plate) 등을 이용하여 검사하게 된다. 그 결과는, 디스크 기판(2)의 외주와 내주 사이에 분리 패턴이 발생하지 않은 것으로 된다. 그래서, 디스크 기판(2)이 성형 금형(1)으로부터 분리될 때 성형된 디스크 기판(2)에는 분리 패턴이 발생하는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 상기 디스크 기판(2)을 사용한 광자기 디스크의 광학 및 전기적인 특성이 안정된 상태로 유지되며 바람직하게 보장된다.

위에서 설명된 바와 같이, 성형 금형(1)은 디스크 기판(2)의 외주를 유지하기 위한 유지 표면(39)이 형성된 유지 링(16)을 포함한다. 그래서, 외주 링(16)이 화살표 'a₁'으로 표시된 전진 방향을 따라서 이동될 때, 외주 링(16)은 디스크 기판(2)의 주면 전체를 이동가능 금형(7)의 성형면(26)으로부터 균일하게 이탈시키고 디스크 기판(2)을 적절하게 분리할 수 있다. 따라서, 디스크 기판(2)은 그 주면 상에 분리 패턴이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

위에서 설명된 외주 링(16, 51, 61)에는 성형된 디스크 기판(2)의 두께 방향을 따라 성형면(35)의 중도에 위치하며 유지 표면(39, 65)을 갖는 유지부(36, 62)가 형성되어 있다. 이와 달리, 유지 표면은 이동가능 금형(7)의 성형면(26)과 거의같은 레벨이 되도록 형성할 수 있으며, 이러한 유지 표면을 갖는 외주 링의 다른 예가 아래에 설명될 것이다.

도 10과 도 11은 외주 링의 다른 예를 도시하며, 이는 도면 번호 '71'로 지칭될 것이다. 도시된 바와 같이, 디스크 기판(70)의 외주 단면을 성형하기 위한 성형면(72)이 또한 형성되어 있다. 성형면(72)은 도 10에 도시된 바와 같이, 이동가능 금형(7)의 성형면(26)과 같은 레벨로 형성된 유지 표면(73)과, 디스크 기판(70)의 두께 방향을 따라서 경사를 이루도록 형성된 경사면(74)을 갖는다. 경사면(74)은 스탬퍼(13)에 마주하고 스탬퍼(13)에 가까워질수록 성형된 디스크 기판(70)의 직경이 점차로 증가하도록 형성된다.

유지 표면(73)은 디스크 기판(70)의 외주를 유지시킨다. 그래서, 도 11에 도시된 바와 같이, 외주 링(71)이 화살표 'a₁'으로 표시된 전진 방향을 따라서 이동할 때, 외주 링(71)은 디스크 기판(70)의 주면 전체를 이동가능 금형(7)의 성형면(26)으로부터 균일하게 이탈시키고 디스크 기판(70)을 적절하게 분리시킬 수 있다.

그래서, 디스크 기판(70)은 그 주면 상에 분리 패턴이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

위에서와 같이, 본 발명에 따른 성형 금형 장치와 디스크 기판의 성형 방법은 사출 성형에 의해서 디스크 형상의 기록 매체로서 광자기 디스크의 디스크 기판을 성형하는데 이용된다. 이와 달리, 본 발명에 따른 성형 금형 장치와 디스크 기판의 성형 방법은 또한 CD(Compact Disc), CD-R(Recordable), CD-RW(ReWritable),및 DVD(Digital Versatile Disc)와 같은 다른 유형의 디스크 형상의 기록 매체의 디스크 기판을 성형하는데도 이용할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 성형 금형 장치와 성형 방법에 의해 성형된 디스크 기판에 분리 패턴이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 본 발명에 의한 디스크 형상의 기록 매체의 디스크 기판에는 분리 패턴의 발생이 방지되며, 전기 광학적인 특성이 양호하게 확보될 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims

디스크 형상의 기록 매체의 디스크 기판을 성형하기 위한 한 쌍의 고정 금형(stationary die) 및 이동가능 금형(movable die)과,

상기 디스크 기판의 외주 단면(outer circumference end)을 성형하기 위한 외주 링(outer circumference ring)을 포함하며,

상기 외주 링은 고정 금형 쪽으로의 상기 이동가능 금형의 이동 방향에 평행인 방향으로 전진 및 후퇴 가능하도록 장착되며, 성형된 디스크 기판의 외주를 유지시키기 위한 유지 표면(retaining surface)을 갖는,

성형 금형 장치.
제 1항에 있어서, 상기 외주 링을 전진 및 후퇴 방향을 따라서 이동시키는 수단을 더 포함하며,

상기 외주 링은, 상기 이동가능 금형에 장착되며, 금형이 열릴 때 상기 이동 수단에 의해서 상기 디스크 기판의 두께보다 더 큰 제 1의 돌출량(protrusion length)만큼 돌출하도록 상기 고정 금형 쪽으로의 전진 방향을 따라서 이동되며, 금형이 죄여질 때 상기 고정 금형에 접하며 상기 디스크 기판의 두께와 거의 같은 제 2의 돌출량만큼 돌출하도록 상기 고정 금형으로부터 후퇴 방향을 따라서 이동되는,

성형 금형 장치.
제 1항에 있어서, 상기 외주 링의 상기 유지 표면은 상기 디스크 기판의 주면(main surface)을 성형하기 위한 이동가능 금형의 성형면(molding surface)과 평행하게 또는 이와 동일한 레벨이 되도록 형성되며, 상기 디스크 기판의 외주를 따라서 연속적인 또는 비연속적인 링 형상의(ring-shaped) 표면으로 이루어지는, 성형 금형 장치.
디스크 형상의 기록 매체의 디스크 기판을 성형하기 위한 한 쌍의 고정 금형과 이동가능 금형, 및 상기 고정 금형 쪽으로의 상기 이동가능 금형의 이동 방향에 평행인 전진 및 후퇴 방향을 따라서 이동 가능하도록 장착되어 상기 디스크 기판의 외주 단면을 성형하기 위한 외주 링을 이용하는 사출 성형에 의한 디스크 기판의 성형 방법으로서,

금형이 죄여질 때, 사출 성형을 수행할 수 있게 상기 외주 링이 상기 디스크 기판의 두께와 거의 같은 돌출량만큼 돌출하도록 상기 외주 링을 상기 고정 금형으로부터 멀어지게 후퇴 방향을 따라서 이동시키는 단계와,

금형이 열리기 시작할 때, 상기 외주 링의 내주에 형성되어 성형된 디스크 기판의 외주를 유지시키기 위한 유지 표면을 이용하여 상기 디스크 기판의 주면을 성형하기 위한 이동가능 금형의 성형면으로부터 상기 디스크 기판의 주면을 소정량(predetermined amount)만큼 분리할 수 있게 상기 외주 링이 돌출하도록 상기 고정 금형 쪽으로 전진 방향을 따라서 상기 외주 링을 이동시키는 단계와,

금형의 열림이 종료되고 난 후에 상기 디스크 기판을 상기 이동가능 금형의 성형면으로부터 배출시키는 단계를

포함하는, 디스크 기판의 성형 방법.
디스크 기판의 외주 단면을 성형하기 위한 성형 금형 장치의 외주 링에 의해서 형성되고 상기 외주 링에 의해서 유지되는 연속 또는 비연속적인 링 형상의 표면인 유지 표면(retaining surface)을 그 외주를 따라서 갖는, 디스크 형상의 기록 매체.
제 5항에 있어서, 상기 유지 표면은 상기 디스크 기판의 주면과 평행하게 되도록 형성되며, 상기 디스크 기판의 상기 주면과 동일한 레벨로 또는 상기 디스크 기판의 두께 방향을 따라서 중도 위치에 위치하는, 디스크 형상의 기록 매체.