DE2417294A1

DE2417294A1 - Vorrichtung zum festlegen der lage eines aufzeichnungstraegers relativ zu einem umlaufenden teller und verfahren zur herstellung eines dafuer geeigneten aufzeichnungstraegers

Info

Publication number: DE2417294A1
Application number: DE2417294A
Authority: DE
Inventors: Leonard Alfred George Nash
Original assignee: Teletype Corp
Current assignee: AT&T Teletype Corp
Priority date: 1973-04-09
Filing date: 1974-04-09
Publication date: 1974-10-24
Also published as: IT1004172B; JPS502907A; US3815146A; FR2224829B3; FR2224829A1

Description

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Teletype Corporation
Skokie, Illinois / V. St. A.

Vorrichtung zum Festlegen der Lage eines Aufzeichnungsträgers relativ zu einem umlaufenden Teller und Verfahren zur Herstellung eines dafür geeigneten

Aufzeichnungsträgers

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Festlegen der Lage eines plattenförmigen Aufzeichnungsträgers relativ zu einem umlaufenden Teller. Die Vorrichtung besteht aus mindestens drei nicht in einer geraden Linie angeordneten, an dem Teller angebrachten Mitnehmern, die in entsprechende Aussparungen des Aufzeichnungsträgers eingreifen können. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines hierfür geeigneten Aufzeichnungsträgers.

Bei der Aufzeichnung und Wiedergabe von Informationen auf einer Fläche unter Verwendung eines Energiestrahls (z.B. eines Lasers) ist die präzise Ausrichtung zwischen dem Aufzeichnungsträger und dem Energiestrahl sehr

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OBJGINAL INSPECTED

wichtig. Die Aufzeichnung geschieht "beispielsweise durch lokalisiertes Schmelzen bestimmter Stellen entlang von 'Aufzeichnungsspuren auf der Oberfläche einer thermoplastischen Schicht. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in den US-Patentschriften 3,262,122 und 3,V75,76o beschrieben. Die dadurch entstehenden-kleinen Unebenheiten in der Schichtoberfläche können später in verschiedener Weise abgelesen werden. Entsprechende Leseverfahren sind in den erwähnten Patentschriften, sowie in einem Aufsatz "Color LP Discs Coming" von J.F. Lowe in DESIGN NEWS, Dezember 1972, S. 10 beschrieben. Wegen der außerordentlich kleinen Querschnittsfläche des
Laserstrahls kann mit diesem Verfahren eiie ungeheuere
Informationsmenge pro Flächeneinheit gespeichert werden.

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Anstatt eines Laserstrahls können auch andere Strahlen hoher Energie verwendet werden, z.B. ein Elektronenstrahl, wie es in der US-PS 3»12o,991 beschrieben ist.

In all diesen Fällen empfiehlt es sich, zur Aufzeichnung eine umlaufende Platte und einen beweglichen Aufzeichnungsarm ähnlich einem Tonarm zu verwenden. Auf diese
Weise ergibt sich eine spiralförmige oder kreisförmige konzentrische Spur auf der Aufzeichnungsfläche. Solche Aufzeichnungsträger in Form von Platten sind sehr
vorteilhaft, da der Aufzeichnungsprozeß sehr einfach

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ist, eine große Informationsmenge auf einer kleinen Fläche untergebracht werden kann und das Ablesen oder Abspielen in einfacher Weise vor sich geht.

Angesichts der Menge der auf einer Flächeneinheit untergebrachten Informationen ist es außerordentlich TBLchtig, daß die Lage des plattenförmigen Aufzeichnungsträgers möglichst präzise festgelegt wird, denn nur so läßt sich eine bestimmte Information mit erträglichem Aufwand wiederfinden.

Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, die Lage des plattenförmigen Aufzeichnungsträgers in einem Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabegerät so genau wie möglich festzulegen, und zwar derart, daß verschiedene Aufzeichnungsträger in beliebiger Weise ausgewechselt und erneut aufgelegt werden können, ohne daß die präzise Einstellung auf eine bestimmte Lage hierunter leidet.

Zur Lösung dieser Aufgabe weisen erfindungsgemäß die an

teilweise dem Teller angebrachten Mitnehmer mindestens/konische Flächen auf, die mit dazu passenden konischen Flächen an den Aussparungen des Aufzeichnungsträgers in Eingriff stehen. Diese miteinander in Eingriff stehenden konischen Flächen bewirken, daß der Aufzeichnungsträger hinsichtlich des umlaufenden Tellers sowohl längs der

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Drehachse des Tellers, als auch ua diese Achse genau festgelegt ist und in dieser Lage den Umlauf des Tellers um seine Drehachse mitmacht.

Vorzugsweise sind die drei Mitnehmer in den Ecken eines schiefwinkligen Dreiecks angeordnet; auf diese Weise gibt es nur eine einzige Winkelbeziehung zwischen dem Teller und dem Aufzeichnungsträger, bei der sämtliche Mitnehmer in entsprechende Aussparungen des Aufzeichnungsträgers passen.

Die Mitnehmer sind vorzugsweise als auf der Oberfläche eines Plattentellers angeordnete Zapfen ausgebildet. Um eine genaue Position und Zentrierung des Aufzeichnungsträgers zu gewährleisten, wird vorzugsweise der Aufzeichnungsträger mit Gewalt auf dem Plattenteller aufgedrückt, so daß sich die Mitnehmerzapfen in dem Material des Aufzeichnungsträgers abdrücken.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Hierin sind:

Fig. 1 eine teilweise schematische perspektivische Darstellung eines Aufzeichnungsgerats;

Fig. 2 ein Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1;

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Fig. 3 ein stark vergrößerter Ausschnitt aus einer Aufzeichnung in Richtung der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. if eine Perspektivdarstellung des Plattentellers allein;

Fig. 5 ein Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. l\ in größerem Maßstab;

Fig. 6 eine Perspektivdarstellung eines Aufzeichnungsträgers allein;

Fig. 7 ein Schnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 6 in größerem Maßstab; und

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung einer Matrize zur Ausbildung der Mitnehmerzapfen auf dem Plattenteller.

Fig. 1 und 2 zeigen ein Aufzeichnungs- oder Wiedergabegerät mit einem plattenförmigen Aufzeichnungsträger 1o, der abnehmbar auf einen Plattenteller 11 aufgelegt ist. Die Platte 1o besteht aus einer dünnen thermoplastischen Schicht 12, die auf die Unterseite einer Trägerplatte 13 aus hochschmelzendem Material (z.B. Glas) aufgebracht ist. Die Schicht 12 kann aus Acrylharz oder verschiedenen anderen Kunststoffen bestehen undist vorzugsweise

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derart gefärbt, daß die Absorption der Laserenergie gesteigert wird.

Der Plattenteller 11 besitzt eine ebene Auflagefläche 16 ■ und eine Antriebswelle 17, die von einem Motor 18 über einen Zahnriemen 19 angetrieben werden;

Unterhalb des Plattentellers 11 ist parallel zu der Platte 1o ein Aufzeichnungsarm 21 montiert. Der Aufzeichnungsarm 21 trägt ein Objektiv 22 zur Projektion eines fokussierten Laserstrahls 23 auf einen kleinen Fleck Zk. der Oberfläche der thermoplastischen Schicht 12. Beispielsweise witfd, wie in den erwähnten Patentschriften beschrieben, zum Aufzeichnen der Laserstrahl entweder fokussiert oder nicht fokussiert, je nachdem ob eine logische Eins oder eine logische Null aufgezeichnet werden soll. Dadurch wird die Oberfläche der Schicht 12 örtlich, geschmolzen und bildet so Vertiefungen 26 (Fig. 3) an denjenigen Stellen, an denen der Laserstrahl 23 wirksam war. Dazwischen bleiben unberührte Stellen 2? stehen, an denen der Laserstrahl nicht wirksam war. Dem Objektiv 22 wird ein Laserstrahl 28 in irgendeiner Weise zugeführt.

Der Aufzeichnungsarm 21 ist auf einer Welle 29 parallel zur Plattentellerwelle 17 derart gelagert, daß er eine Schwenkbewegung um die Achse der Welle 29 ausführen

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kann (Pfeil X). Hierzu ist beispielsweise die Welle in Lagerbüchsen 3° drehbar. Zur Ausführung der Schwenkbewegung des Armes 21 kann ein umsteuerbarer Motor 31 dienen. Hierzu ist der Arm 21 mit einem Zahnsektor 32 versehen, der in ein Ritzel 33 des Motors 31 eingreift, so daß der Arm 21 sich über die Aufzeichnungsfläche S bewegen kann. Das Objektiv 22 führt also im Zusammenwirken mit der Drehbewegung der Platte 1o in Richtung des Pfeiles R eine Abtastbewegung aus. Diese ergibt entweder eine spiralförmige Abtastspur auf der Platte Io oder bei schrittweisem Vorschub des Objektivs 22 ergeben sich konzentrische kreisförmige Spuren, von denen drei in Fig. 3 mit T., T₂ und T, bezeichnet sind. Bei Aufzeichnung int konzentrischen Kreisen ist der Motor 31 ein Schrittschaltmotor, der in mehreren tausend Schritten das Objektiv 22 radial zu der Aufzeichnungsfläche verschiebt.

Zur Wiedergabe wird die Platte 1o wieder auf den Platten teller 11 aufgelegt, eine gewünschte Spur T wird mittels des Schrittschaltmotors 31 gewählt und der Antriebs motor 18 eingeschaltet. Dann kann ein nicht zerstörender Laserstrahl mittels des Objektivs 22 auf die Platte gerichtet werden* Im allgemeinen unterscheidet sich der zum Objektiv 22 reflektierte Anteil der Lichtenergie des Lesestrahls für eine Vertiefung 26 und eine

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Erhöhung 2.7 genügend stark, um in bekannter Weise festgestellt und in ein binäres Datensignal verwandelt zu werden, das den aufgezeichneten Daten entspricht.

In Fig. k bis 7 ist die Vorrichtung zum präzisen Festlegen der Lage der Platte 1o auf dem Plattenteller 11 in jeder Richtung im einzelnen dargestellt.

Wie Fig. 1+ und 5 zeigen, ist der Plattenteller 11 mit drei nach oben weisenden -Mitnehmer zap fen i+o ausgerüstet, die in den Ecken A, B, C eines schiefwinkligen Dreiecks angeordnet sind. Die Zapfen if ο sind z.B. durch Preßsitz in genau festgelegte Löcher 4-1 in der Plattform 16 eingesetzt. Die Köpfe der Zapfen I+o sind kegelstumpfförmig mit konischen Wänden i±2 ausgebildet.

Wie Fig. 6 und 7 zeigen, hat die Platte 1o eine Nabe 5o aus verhältnismäßig weichem Metall (z. B. Messing), an der die Tragplatte 13 für die Schicht 12 befestigt ^ ist (siehe Fig. 2). Durch die Nabe 5o sind drei Führungslöcher 51 gebohrt, die in Lage und Gestalt den drei Mitnehmerzapfen A-o entsprechen. Die Löcher 51 sind ebenfalls in einem schiefwinkligen Dreieck a, b, c angeordnet, das dem Dreieck A, B, C kongruent ist, so daß die Platte 1o nur in einer einzigen Winkelstellung, in der alle drei Löcher 51 mit den ent-

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sprechenden Zapfen l+o fluchten, auf dem Plattenteller 11 aufgelegt werden kann.

Die Löcher 51 weisen einen oberen zylindrischen Abschnitt

52 und einen von unten ausgehenden konischen Abschnitt

53 auf; die Steigung des letzteren stimmt genau mit derjenigen der Wände 1+2 der Zapfen l+o überein, wie ein Vergleich von Fig. 5 und ? ergibt. Der größte Durchmesser jedes Zapfens l+o ist im wesentlichen gleich dem größten Durchmesser der _ Aussenkung 53, während der kleinste Durchmesser des Zapfens ^o am oberen Ende der Schrägfläche 1+2 etwas kleiner als der Durchmesser des zylindrischen Abschnitts 52 der Bohrung 51 ist.

Wenn also die Platte Io in der richtigen Lage auf den Plattenteller 11 aufgelegt wird, kann sie unter dem Einfluß der Schwerkraft so weit fallen, bis die Wände der konischen Aussenkungen ^J) fest an den Wänden 1+2 der Zapfen l+o anliegen. Somit ist die Platte 1o fest und ohne jedes Spiel in irgendeiner Richtung mit dem Plattenteller 11 verbunden, hat jedoch von diesem einen gewissen Abstand.

Die reproduzierbare vertikale Lage der Platte 1o hinsichtlich des Plattentellers 11 ist wichtig in bezug auf den Abstand zwischen dem Objektiv 22 und der Aufzeichnungs-

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fläche 12. Dieser Abstand muß genau eingehalten werden, damit der Brennpunkt des Laserstrahls 23 stets auf der Oberfläche der Schicht 12 liegt. Die Fokussierung wird während des Aufzeichnungsvorganges ständig überwacht und nachgestellt; Voraussetzung hierfür ist aber, daß der Abstand des Objektivs von der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers von vorn__herein bekannt ist und der Fokaldistanz möglichst nahe kommt. Ferner ist die Platte Io auch gegen jede Horizontalbewegung relativ zu dem Plattenteller 11 in axialer oder tangentialer Sichtung, sowie gegen Kippbewegungen gesichert, so daß sie präzise in der Horizontalebene liegt.

Vorzugsweise wird die Steigung der konischen Flächen 42 und 53 so gewählt, daß ein leichtes Auflegen und Abheben bei guter Passung erzielt wird. Ein Scheitelwinkel von etwa 2j.o° für die Zapfen %o hat sich bewährt.

Um die genaue und reproduzierbare Ausfluchtung zu gewährleisten,* werden die konischen Innenflächen 53 der Bohrungen 51 vor dem ersten Gebrauch einer Platte 1o von den Zapfen 4o geprägt, so daß sie sich genau aneinander anpassen. Zu diesem Zweck bestehen die Zapfen ^o aus härterem Werkstoff als, die Habe 5o. beispielsweise bestehen die Zapfen ko aus/Edelstahl und die Nabe 5o aus Messing,

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Vorzugsweise vfird jede Platte 1o, die zusammen mit einem bestimmten Plattenteller 11 verwendet werden soll, in der Fabrik vorgeprägt, so daß alle Platten 1o in genau der gleichen vertikalen Lage auf dem Plattenteller 11 sitzen. Dadurch werden etwaige Probleme ausgeschaltet, die durch etwas ungenaue Bearbeitung und Einstellung der Bohrungen 51 hei der Herstellung der Naben 5o verursacht werden, und die Herstellung wird verbilligt, da keine absolut genaue spanabhebende Bearbeitung erforderlich ist. Der Prägevorgang wird so durchgeführt, daß jede Platte auf den Plattenteller gemäß Fig. 2 aufgesetzt und dann die Nabe 5o mit ausreichender Kraft heruntergedrückt wird, um die Bohrungen 51 genau an die Zapfen /fO anzupassen. Es muß darauf geachtet werden, daß der Druck gleichmäßig angelegt wird, damit die Ebene der Aufzeichnungsfläche rechtwinklig zur Welle 17 verläuft. Dann wird die Nabe 5o vom Plattenteller abgezogen und die Platte IO ist verwendungsbereit. Wenn eine Platte "einmal zur Aufzeichnung verwendet wurde und später irgendwann aufgelegt wird, um sieabzulesen, ist sie stets genauestens an den ursprünglichen Plattenteller 11, auf dem sie geprägt wurde, angepaßt, so daß die präzise Ausrichtung und Passung ständig erhalten bleibt.

Vorzugsweise werden ferner die Zapfen ifo einer Mehrzahl von Plattentellern 11 ihrerseits mittels einer Matrize

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6ο (Fig. 8) geprägt. Dadurch wird die Herstellung weiter vereinfacht und entsprechend verbilligt. Die Matrize 60 ist mit Löchern 61 in den Ecken a, b, c eines schiefwinkligen Dreiecks versehen, die genau mit den Bohrungen 51 der Platten 1o übereinstimmen. Auch Abmessungen und Gestalt der Löcher 61 stimmen genau mit den Bohrungen 51 (Fig. 7) überein; jedoch besteht die Platte 60 aus einem Werkstoff (z.B. Werkzeugstahl), der so viel härter als der Werkstoff der Zapfen £j.o ist, daß die Platte 60 ihrerseits die Zapfen l+o so prägen kann, daß sie sich an die Löcher 61 anpassen.

Es genügt also, nur eine einzige Matrize 60 mit großer Präzision zu bearbeiten, um die Mitnehmerzapfen ko einer Anzahl von Plattentellern genau an die Abmessungen und Gestalt der Löcher 61 anzupassen. Hierzu wird die Matrize 60 auf die einzelnen Plattenteller 11 aufgelegt und in der oben beschriebenen Weise angedrückt. Da also die verschiedenen mittels der Matri ze 60 geprägten Plattenteller 11 die gleiche Konfiguration der Zapfen ifo aufweisen, können die Platten 1o zusammen mit allen diesen Plattentellern 11 in gleich präziser Einstellung beliebig benutzt werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Festlegen der Lage eines Aufzeichnungsträgers relativ zu einem umlaufenden Antriebsteil, bestehend aus mindestens drei nicht in einer geraden angeordneten, an dem Antriebsteil angebrachten Mitnehmern, die in entsprechende Aussparungen des Aufzeichnungsträgers eingreifen können, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (ifo) des Antriebsteils (11) konische Flächen (^-2) aufweisen, die mit dazu passenden konischen Flächen (53) der Aussparungen (51) des Aufzeichnungsträgers (1o) in Eingriff gebracht werden können und die Lage des Aufzeichnungsträgers relativ zu dem Antriebsteil sowohl längs der Drehachse, als auch um diese Drehachse festlegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeidinet, daß die Mitnehmer (i+o) derart angeordnet sind, daß die Aussparungen des Aufzeichnungsträgers nur in einer bestimmten Winkelstellung desselben in Eingriff mit den Mitnehmern gebracht werden können.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß drei Mitnehmer (^-o) in den Ecken eines schiefwinkligen Dreiecks angeordnet sind.

hr, Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer als Zapfen (ZfO) auf der Fläche eines Plattentellers (11) ausgebildet sind, die in entsprechende Löcher (51) einer Platte (1o) eingreifen können.

5. Aufzeichnungsträger zur Verwendung mit einer Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch konische Aussparungen (51)» deren Anordnung mit derjenigen der Mitnehmer (^o) an dem umlaufenden Antriebs, teil (ll) übereinstimmen.

6. Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsträgers nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgebohrten Aussparungen (51) unter Kraftanwendung auf die Mitnehmer (l+o) eines Antriebs teils (ll) gedrückt werden, wobei das Material in dem die Aussparungen des Aufzeichnungsträgers angebracht sind, weicher als dasjenige der Mitnehmer (ifo) ist, so daß die Aussparungen sich in Gestalt und Abmessungen genau an die Mitnehmer anpassen.

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7. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis· if, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbereiteten Mitnehmer (ifο) des Antriebsteils (11) unter Kraftanwendung in Eingriff mit einer Matrize (6o) gebracht werden, die Aussparungen (61) entsprechend der gewünschten Gestalt der Aussparungen (51) in den Aufzeichnungsträgern (1o) besitzt, wobei der Werkstoff der Matrize härter als derjenige der Mitnehmer ist, so daß die Mitnehmer nach Gestalt und Abmessungen genau mit den Aussparungen in der Matrize übereinstimmen.

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L e e r s e i t e