記錄/再現設備的製作方法

2023-09-21 17:59:35

專利名稱：記錄/再現設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及按照權利要求1的前序部分的用於在信息盤上記錄信息/從信息盤再現信息的記錄/再現設備。
在信息盤上數據存儲的技術領域中，一般來說，一直存在著增加信息盤和數據介質上的數據密度以及增加數據傳送速率的趨勢。這些趨勢的一個結果就是數據介質上的數據軌道的寬度正變得越來越小，並且信息盤的旋轉速度增加了。存在於環境空氣中以及附著在信息盤的信息表面上，和附著在讀出設備(該讀出設備用於在信息盤的信息表面上記錄信息和從該信息盤的信息表面再現信息)上的汙物和灰塵顆粒將會引起在這方面不斷增加的問題。
在自由浮動的讀出裝置和信息盤之間的工作距離傾向于越來越接近存在於環境空氣中的灰塵顆粒的尺寸。因此，在讀出設備和附著在信息盤上的灰塵顆粒之間存在著不斷增加的機械作用的風險。
在光碟系統的情況下，在盤的信息表面上的讀出雷射光點的表面面積正變得越來越小。因此，附著在信息盤上的灰塵顆粒將阻擋一大部分的雷射束。
隨著信息盤的速度增加，流過信息盤的信息表面的空氣也增加，因而更多的灰塵顆粒將附著在信息表面上。
不斷增加的信息盤的速度將需要容量增大的盤驅動裝置。會產生更多的熱，因此需要更多的冷卻。冷卻通常由強制的氣流提供，該強制的氣流導致在信息盤和讀出設備附近輸送更多的灰塵顆粒。
在權利要求1的前序中提到的那種記錄/再現設備本身可從日本專利JP-10 275 458A中得知。該出版物公開了一種用於光碟的記錄/再現設備。盤驅動裝置包括用於支撐光碟的轉臺。可旋轉的轉臺的下側配備有離心類型的風扇和環形空氣過濾裝置，該環形空氣過濾裝置具有圍繞在風扇的外圍部分的彎曲形狀。在其中包圍著光碟的固定罩(casing)包括在下側的同軸進氣口和在相對的上側的同軸排氣口。包括風扇和環形灰塵過濾器的轉臺在旋轉時與進氣口存在有間隙。在光碟旋轉期間，由風扇產生的氣流通過環形空氣過濾裝置越過與罩內部存在著間隙而旋轉的旋轉光碟的下側，越過旋轉光碟的上側，並且通過排氣口排出。
上述已知類型的記錄/再現設備看起來不太適用於很高的旋轉速度。在很高的旋轉速度下，空氣過濾裝置需要增加功率以便驅動風扇，這使得產生更多的熱，從而需要更多的冷卻。而且提供離心風扇和特殊環形過濾器導致增加記錄/再現設備的成本價格。這種現有技術的記錄/再現設備的另一個缺點是在環形空氣過濾裝置的外圍和罩中提供的入口的邊緣之間需要一些空隙。未過濾的空氣可能通過存在於空氣過濾裝置和罩的這個邊緣之間的縫隙而從外面被吸入到罩中。
本發明的一個目的是提供如權利要求1的前序中所述種類的記錄/再現設備，它適用於很高的旋轉速度，並且可以以較低的成本生產，同時還提供所要求的空氣過濾效果。因此，根據本發明，按照權利要求1的前序部分的記錄/再現設備包括如權利要求1的特徵部分中所規定的特徵。
根據本發明的記錄/再現設備的空氣過濾裝置是固定的，因此可以容易地安裝或除去。氣流沿軸向流動通過過濾器裝置，這種過濾器裝置可以很大，因而將氣流阻力減到最小。該氣流是由旋轉信息盤自然發生的抽吸動作所引起的，因此不需要提供特殊的風扇裝置。通過按照本發明的仔細設計，包括進氣口、空氣過濾裝置和排氣口的氣流阻力的氣流阻力值的相互適應，可以阻止任何與所希望的從入口通過空氣過濾裝置和罩到達排氣口的氣流不同的不希望的氣流(該不希望的氣流從外部通過罩並且從排氣口流出)，使得在記錄/再現設備的操作期間100％流過信息盤的信息表面的氣流都是已經被過濾的。
本發明的一個優選實施例如權利要求2中所規定。在這個實施例中，一個在操作期間包圍信息盤的罩類似於圓柱形的盒子，它的各主壁面中的一個壁面包括空氣過濾裝置。該空氣過濾裝置甚至可以包括該主壁的全部面積，在罩的外尺寸範圍之內使空氣過濾裝置的直徑最大化，並且使空氣過濾裝置的氣流阻力最小。
在很多情況下，信息盤只在一側上具有信息面，例如CD類型的光學信息盤。對於這種類型的盤，對如權利要求3所規定的記錄/再現設備可能感興趣。對於這個實施例，包圍信息盤的信息表面的罩只配備有一個固定的主壁，而信息盤本身在使用期間構成罩的第二個可旋轉的主壁，由此簡化了記錄/再現設備的設計。
本發明的優選實施例，更具體地是關於排氣口的形狀和位置的實施例是在權利要求4、5和6中規定的。在每一個這樣的實施例中，可以將排氣口設置在與信息盤的外圍邊緣有徑向間隔的位置處，因此使產生任何從排氣口向信息表面的回流的風險減到最小。
為了將存在於從空氣過濾裝置到排氣口的氣流通路中的氣流阻力減少到最小，以及為了提供防止任何不希望的氣流從外部進入罩內(該不希望的氣流不同於從入口通過空氣過濾裝置和罩到達排氣口的所希望的氣流)，可以使用如權利要求7所規定的本發明的優選實施例。
當結合涉及只用於說明目的的本發明的非限制性的實施例的附圖時，本發明的其他目的和優點將從下述說明中變得更加明顯，其中

圖1是在自由空間的空氣中旋轉的旋轉信息盤的示意性的透視頂視圖，它示出到盤和在盤上方的自然產生的氣流，以及在盤上方的空氣的速度分布圖，圖2是在自由空間的空氣中旋轉的盤支架上的信息盤的示意性的局部側視圖，它示出在盤上方的徑向和軸向氣流的速度分布圖，圖3是與圖2相似的具有放置在旋轉信息盤上方一定距離處的固定盤的示意性的局部側視圖，圖4是與圖3相似的視圖，其中固定盤以截面形式示出，並且是透氣的，圖5是示出在三種不同條件下，沉積在旋轉信息盤的每單位面積上的顆粒數量隨時間變化的測量結果的曲線圖，圖6是與圖4相似的示意圖，示出具有在罩的外圍壁中包括外圍縫隙的排氣口的本發明的實施例，圖7是與圖6相似的示意圖，示出具有排氣口的本發明的另一個實施例，其中排氣口包括在信息盤的外側沿直徑方向放置的同軸環形排氣口，以及圖8和9分別示出與圖7和6的實施例相似的本發明的實施例，但是它們具有呈現空氣動力流線型形狀的外圍罩壁，用以防止在盤上方的渦流。
在下文中，將參考附圖對本發明的記錄/再現設備進行描述。
圖1示出在水平位置中的自由空間中旋轉的盤1。在相對於盤1的旋轉軸Z是軸向的並且是由氣流箭頭指示的自然產生的氣流3中，該氣流3由旋轉盤1的抽吸作用所引起，在盤的表面5附近的氣流3中的三個速度分量之間會形成區別(1)鄰近旋轉盤1的頂端主表面5的空氣層將被空氣摩擦力帶走。將產生的切向流V具有最大的速度V＝ω·r，其中ω是盤1的角頻率，r是該處的切線半徑。
(2)作用於與盤1一起旋轉的空氣層的離心力將在旋轉盤1上方產生具有徑向向外分量的二次流u。這個徑向流隨著盤的旋轉頻率而增加。例如，在旋轉頻率為50Hz時，在盤的表面上方的徑向氣流大約為38l/min。
(3)徑向氣流u將由軸向氣流w補充。
軸向氣流3將從環境空氣中帶來許多灰塵顆粒，而且這些灰塵顆粒會在例如盤和顆粒的重力和靜電的作用下沉積在旋轉盤1上。當旋轉頻率增加時，將有更多的氣流過盤的表面5，並且將有更多的灰塵顆粒沉積在盤上。更大的本地直徑(「local diameters」)r，就有更多的空氣流過盤的表面5，並且有更多的灰塵顆粒在本地沉積。
對於盤1的底側來說存在相同的考慮，雖然那裡會有較少的顆粒沉積，這是因為重力傾向於使灰塵顆粒離開該盤的表面。
圖2示出安置在由盤驅動裝置的驅動軸9轉動的轉臺7頂端的盤1，轉臺的剩餘部分沒有示出，它們可以是任何常規的類型。
當用具有相同直徑或者比旋轉盤1具有更大直徑的固定盤覆蓋在旋轉盤1頂側(如圖3所示)時，在旋轉盤1的上表面5的上方仍然存在沿徑向方向向外的連續的氣流13，該氣流是由旋轉盤自然產生的抽吸作用所引起的。在圖3中，表明了在固定盤11和旋轉盤1之間的氣流13的速度分布圖u1。
這個氣流13以徑向向內的方向出現在固定盤11的底表面15的上方。存在於環境空氣中的灰塵顆粒被在固定盤11和旋轉盤1之間的氣流13的向內流動的部分帶來，並且可以沉積在旋轉盤1上。
圖4示出與圖3的裝置相似的裝置，然而其中，圖3的固定盤11已經由充當過濾盤的固定透氣盤17代替。過濾盤17呈現低的氣流阻力值，使得由旋轉信息盤1的自然產生的抽吸作用所引起的軸向方向的氣流19通過過濾盤17。這樣，低氣流阻力的過濾盤17將消除例如圖3中在旋轉盤1和固定過濾盤17之間的徑向向內方向的氣流。因此，在旋轉盤1和固定過濾盤17之間的全部徑向氣流基本上都是徑向向外方向。如果過濾盤17被這樣配置，以使它呈現從環境空氣過濾灰塵顆粒的特性，則在旋轉信息盤上方的沿徑向向外方向的氣流與環境空氣相比，每單位體積將包括較少並且可能是相當少的灰塵顆粒。這樣，較少的灰塵顆粒將沉積在旋轉信息盤1的信息表面5上。
現在參看圖5，該圖的曲線圖示出關於信息盤的信息表面的汙染的測量結果，其中汙染是以每單位表面面積中的灰塵顆粒數量測量的。曲線圖中描述的三條曲線涉及在下述條件下，分別依照圖2、3和4的情況在信息盤上的測量結果，下述條件為-自由空間的尺寸 1×1×1米-自由空間中軸向氣流的速度 0.02米/分鐘-灰塵類型 ISO 12103-A1亞利桑那超細測試灰塵(粉塵技術有限公司，伯恩斯維爾，明尼蘇達州)-加入的灰塵顆粒量 1克/小時-盤的旋轉頻率 2,000轉/分鐘-旋轉盤和固定盤之間的空間 1.2毫米-過濾器類型 根據IES-RP-CC001.3.的HEPA過濾器(CAMFIL)-汙染時期 5分鐘從圖5的曲線圖中顯而易見的是，提供如圖3所示的固定盤只在低於和高於大約45毫米的當地半徑處減少了汙染問題，而在大約45毫米的當地半徑處汙染問題實際上甚至增加了。然而，提供如圖4所示的過濾盤基本上將信息表面的每單位面積上沉積的灰塵顆粒數量減少成接近4分之一。
圖5中示出的關於圖4中所示的裝置的測量結果清楚地表明通過本發明可得到的結果。仍然有一些灰塵聚集在半徑為45和55毫米之間的信息表面上的事實說明可能有一些環境空氣已經倒流。
這可以通過以這樣的方式最優化排氣口的形狀來防止，使得在排氣口的每一點處，主要的氣流是朝向外面的。可能的例子將在圖6到8中進行討論。
現在參看圖6和7，示出了本發明的兩個可能的應用的實施例。在圖6中，罩21安裝在記錄/再現設備的外殼2(只在圖6中用虛線象徵性地示出)中，該記錄/再現設備用於在圍繞旋轉軸Z可旋轉的信息盤1上記錄信息，或者從該信息盤1再現信息。記錄/再現讀出設備23用附圖標記23表示，它只是象徵性地示出，與本發明沒有特別的相關性，因而可以是任何常規的種類。罩21安裝在記錄/再現設備的外殼(未示出)內，並且包圍信息盤1的信息表面5，其中信息盤放置在包括轉臺7和驅動軸9的盤驅動裝置上。罩21配備有用於要被過濾的空氣的進氣口25以及用於已過濾的空氣的排氣口27。空氣過濾裝置29以圖4的過濾盤17相似方式安裝，並被放置在鄰近於信息表面5的地方並與它處於平行相隔的關係。
空氣過濾裝置29被固定安置在外殼(未示出)內部，因此不能隨著信息盤1旋轉。空氣過濾裝置29延伸越過盤的信息表面5，氣流31相對於信息盤1的旋轉軸Z軸向地流動通過過濾裝置29。
氣流31是由旋轉信息盤1的自然產生的抽吸作用和進氣口25的氣流阻力所引起的，同時空氣過濾裝置29和排氣口27呈現相互適應的氣流阻力值，它們在設備的操作期間，基本上防止了與從進氣口25通過空氣過濾裝置29和罩21並且從排氣口27出去的氣流31不同的任何從罩21外部通過罩並且從排氣口27出去的氣流。這實質上是指氣流入罩所經受的氣流阻力低於氣流出罩所經受的氣流阻力。
罩21包括兩個平行間隔的盤形主壁29和1以及圓柱形同軸的外圍壁33，其中主壁29和1相對於旋轉軸Z垂直安置。對於本發明的這個實施例，固定的主壁和空氣過濾裝置29基本上重合，並且包括罩21的整個固定的上面部分。對於這個實施例，罩的進氣口25由空氣過濾裝置29的上表面構成。
仍然參看圖6，該記錄/再現設備適合於和只在一側上具有信息表面5的信息盤一起使用。因此在這種情況下，罩21的一個主壁可以由可旋轉的信息盤1本身構成。排氣口27包括在罩壁33中的同軸排氣縫隙，該縫隙沿直徑方向布置在信息盤1的外側。排氣口27包括罩本身的外圍壁33中的排氣縫隙。可替換地，外圍壁可以完全地或是部分地由過濾材料構成。
氣流的希望的分布圖U2被示出，其中該氣流是沿徑向向外的方向從排氣縫隙27流出的。速度分布圖U2會防止任何氣流從環境空氣通過排氣縫隙27進入罩21的內部空間35。
在很多方面，圖7的裝置與圖6的裝置相似，並因此不作詳細說明。圖6和7的實施例之間的主要區別在於圖7的罩37具有大一些的直徑，使得排氣縫隙39由在包括可旋轉的信息盤1的主壁1和罩37的外圍壁41之間的環形縫隙構成。由於這種配置，從排氣縫隙出來的氣流43可以沿更近於軸向的方向流動。
現在參看圖8和9，分別示出圖6和7的兩個修改的實施例，它們分別配備有罩49和51的外圍壁45和47，這些外圍壁在進氣口53和55與排氣口57和59之間分別呈現與圖6和7中所示的直邊圓柱形不同的空氣動力流線型(aerodynamically profiled)形狀。
可以理解的是為了說明的目的給出的上述例子不應該被認為是對由所附的權利要求書所規定的本發明和所有它的等同物的範圍的限制。空氣過濾裝置可以只在罩的主壁的一部分上表面上提供，或是和主壁分離。罩可以配備有兩個主壁，在信息盤的每一側上各有一個。空氣過濾裝置還可以存在於在信息盤的相對兩側上提供的相對的盤的信息表面上方。
權利要求
1.一種記錄/再現設備，藉助於在旋轉的信息盤上方的可移動的讀出設備(23)而在該信息盤(1)上記錄信息，或從該信息盤(1)再現信息，該信息盤(1)可圍繞旋轉軸(Z)旋轉，該設備包括外殼(2)，它至少在設備的操作期間至少大部分是閉合的，在外殼內部的盤驅動裝置(7、9)，包括可圍繞著所述軸(Z)旋轉的驅動軸(9)，空氣過濾裝置(29)，適合於過濾存在於罩內部的環境空氣的氣流(31)，該氣流在設備的操作期間流過旋轉信息盤(1)的信息表面(5)，並且該空氣過濾裝置(29)以與信息表面平行間隔的關係設置在鄰近該信息表面的地方，在外殼內部的罩(21)，用於包圍設置在盤驅動裝置(7、9)上的信息盤(1)的信息表面(5)，並且配備有用於要過濾的空氣的進氣口(25)和用於已過濾的空氣的排氣口(27)，其特徵在於該空氣過濾裝置(29)被固定安置在外殼(21)內部，該空氣過濾裝置(29)延伸超過盤的信息表面(5)，該氣流(31)沿軸向流動通過過濾裝置(29)，該氣流(31)是由旋轉的信息盤(1)自然產生的抽吸作用所引起的，以及進氣口(25)、空氣過濾裝置(29)和排氣口(27)的氣流阻力呈現相互適應的氣流阻力值，在該設備的操作期間，基本上防止了與來自進氣口(25)通過空氣過濾裝置(29)和罩(21)並且從排氣口(27)出去的氣流(31)不同的任何來自罩(21)的外部通過罩並從排氣口(27)出去的氣流。
2.如權利要求1所述的記錄/再現設備，其特徵在於該罩(21)包括兩個相對於旋轉軸(Z)垂直安置的平行間隔的盤形主壁(1、29)和一個圓柱形同軸外圍壁(33)，以及該空氣過濾裝置(29)至少包括主壁的一部分。
3.如權利要求1或2所述的記錄/再現設備，其特徵在於該設備適合於與只在一側上具有信息表面(5)的信息盤(1)一起使用，以及當存在著信息盤時，該該罩的其中一個主壁由該信息盤(1)本身構成。
4.如權利要求1、2或3所述的記錄/再現設備，其特徵在於該排氣口包括罩壁(33；41)中的同軸排氣縫隙(27；39)，當存在著信息盤時，該排氣縫隙被配置在該信息盤(1)沿直徑方向的外側。
5.如權利要求4所述的記錄/再現設備，其特徵在於該排氣縫隙包括在罩(21)的外圍壁(33)上的外圍縫隙(27)。
6.如權利要求4所述的記錄/再現設備，其特徵在於該排氣縫隙包括在罩(37)的主壁(1)和外圍壁(41)之間的環形縫隙(39)。
7.如權利要求2所述的記錄/再現設備，其特徵在於該罩(49；51)的外圍壁(45；47)在進氣口(53；55)和排氣口(57；59)之間呈現與直線圓柱形不同的空氣動力流線型形狀。
全文摘要
一種用於在信息盤(1)上通過可在旋轉信息盤上方移動的讀出設備(23)記錄信息或者從信息盤(1)再現信息的記錄/再現設備，信息盤可圍繞旋轉軸旋轉，該設備包括至少在設備的操作期間至少大部分是閉合的外殼(2)；在外殼內部的盤驅動裝置(7、9)，它包括圍繞所述旋轉軸旋轉的驅動軸；適用於過濾存在於外殼內部的環境空氣的氣流(31)的空氣過濾裝置(29)，該氣流在設備的操作期間流過旋轉信息盤的信息表面，並且該空氣過濾裝置(29)以與信息表面平行間隔的關係放置在鄰近該信息表面的地方；在外殼內部的罩(21)，用於包圍放置在盤驅動裝置上的信息盤的信息表面，並且配備有用於將被過濾的空氣的進氣口和用於已過濾的空氣的排氣口。為了在確保良好過濾效果的同時減少空氣過濾裝置的能量損耗，該空氣過濾裝置被固定安置在外殼內部並且延伸超過盤的信息表面，該氣流沿軸向流動通過過濾裝置並且是由旋轉信息盤自然產生的抽吸作用所引起的，同時進氣口、空氣過濾裝置和排氣口的氣流阻力呈現相互適應的氣流阻力值，基本上防止了與從進氣口通過空氣過濾裝置和罩並且從排氣口出去的氣流不同的任何從罩的外部通過罩並從排氣口出去的氣流。
文檔編號G11B25/04GK1633693SQ02817645
公開日2005年6月29日 申請日期2002年8月21日 優先權日2001年9月10日
發明者A·L·布朗, L·P·M·蒂勒曼斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司